(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
前記導光板の側面に配置された光源と、
前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子と
を備え、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含み、
前記第２領域は、筋状構造となっており、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっている
照明装置。
【請求項２】
前記第２領域の短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．２μｍ以上２μｍ以下となっている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１領域は、液晶材料を主に含んで構成され、
前記第２領域は、高分子材料を主に含んで構成されている
請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光変調素子は、前記電極と前記光変調層との間に水平配向膜または垂直配向膜を有し、
前記第２領域は、前記水平配向膜または前記垂直配向膜の作用により配向した重合性材料を熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されたものである
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、導光板と、前記導光板の側面に配置された光源と、前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子とを前記表示パネル側から順に有し、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含み、
前記第２領域は、筋状構造となっており、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっている
表示装置。
【請求項６】
導光板と、
前記導光板の側面に配置された光源と、
前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子と
を備え、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含み、
前記一対の電極のうち少なくとも一方が透明導電膜からなり、
前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含んで構成され、かつ以下の式で表される光学特性を有する
照明装置。
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．５
Ａ１：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最大光吸収率（％）
Ａ２：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最小光吸収率（％）
【請求項７】
前記一対の透明基板のうち少なくとも前記透明導電膜が設けられた方の透明基板は、樹脂基板からなり、
前記透明導電膜は、前記樹脂基板のガラス転移温度よりも低い温度でＩＴＯを含む膜をアニールすることにより結晶化させたものである
請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記透明導電膜は、Ｘ線回折（ＸＲＤ；X‐ray diffraction）測定により得られるＸＲＤチャートにおいて、結晶化前のＩＴＯを含む膜では計測されない箇所にピークを有する
請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記透明導電膜は、前記ＸＲＤチャートにおいて、（２２２）面に０．０３°〜２°の半値幅のピークを有する
請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記透明導電膜は、前記ＸＲＤチャートにおいて、（２２２）面に０．１°〜０．７°の半値幅のピークを有する
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、導光板と、前記導光板の側面に配置された光源と、前記導光板の表面または内部に配置されると共に前記導光板と接着された光変調素子とを前記表示パネル側から順に有し、
前記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、前記一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、前記一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含み、
前記一対の電極のうち少なくとも一方が透明導電膜からなり、
前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含んで構成され、かつ以下の式で表される光学特性を有する
表示装置。
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．５
Ａ１：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最大光吸収率（％）
Ａ２：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最小光吸収率（％）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光に対して散乱性または透明性を示す光変調素子を備えた照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの高画質化や省エネ化が急進展し、部分的にバックライトの光強度を変調することによって暗所コントラストの向上を実現する方式が提案されている。この手法は主に、バックライトの光源として用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を部分的に駆動して、表示画像に合わせてバックライト光を変調するものである。また、大型の液晶ディスプレイにおいて、小型の液晶ディスプレイと同様、薄型化の要求が強まってきており、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＬＥＤを液晶パネルの直下に配置する方式ではなく、導光板の端部に光源を配置するエッジライト方式が注目されている。しかし、エッジライト方式では、光源の光強度を部分的に変調する部分駆動を行うことは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３４７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、導光板内を伝播している光の取り出し技術としては、例えば、特許文献１において、透明と散乱を切り換える高分子分散液晶（ＰＤＬＣ；Polymer Dispersed Liquid Crystal）を用いた表示装置が提案されている。これは、写り込み防止などを目的としたものであり、ＰＤＬＣに対して部分的に電圧を印加して、透明と散乱を切り換える技術である。しかし、このバックライトでは、導光板の端部に取り付けた光源から離れるにつれて、照明光の長波長成分が多くなるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることの可能な照明装置および表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の照明装置は、導光板と、導光板の側面に配置された光源と、導光板の表面または内部に配置されると共に導光板と接着された光変調素子とを備えたものである。上記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有している。上記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含んでいる。ここで、第２領域は筋状構造となっており、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっている。
【０００７】
本発明の第１の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明する照明装置とを備えたものである。この表示装置に搭載された照明装置は、上記の第１の照明装置と同一の構成要素を有している。
【０００８】
本発明の第１の照明装置および第１の表示装置では、導光板に接着された光変調素子内に、第１領域および第２領域を含んだ光変調層が設けられている。第１領域および第２領域は光学異方性を有しており、電場に対して上述した配向特性を有している。これにより、電場制御によって、例えば、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに一致させたり、互いに異ならせたりすることが可能となる。従って、例えば、双方の常光屈折率を互いに近接させると共に、双方の異常光屈折率も互いに近接させ、かつ、電場制御によって、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに一致させたときには、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が小さくなり、高い透明性が得られる。また、例えば、電場制御によって、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに交差（もしくは直交）させたときには、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。また、本発明の第１の照明装置および第１の表示装置において、第２領域では、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっている。これにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子を繰り返し通過したときに、可視領域全体における光散乱のバランスを保つことが出来る。短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍから１０μｍの間にある場合には、光変調素子内での散乱能が、３８０〜７８０ｎｍの可視領域において略等しくなる。そのため、面内で、ある特定の波長成分の光のみが増加したり、減少したりすることがないので、可視領域でのバランスを面内で取ることができる。短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ未満である場合や、１０μｍを超える場合には、波長に関係なく、光変調素子３０の散乱能が低く、光変調素子として機能しない。
【０００９】
本発明の第２の照明装置は、導光板と、導光板の側面に配置された光源と、導光板の表面または内部に配置されると共に導光板と接着された光変調素子とを備えたものである。上記光変調素子は、離間して互いに対向配置された一対の透明基板と、一対の透明基板のそれぞれの表面に設けられた一対の電極と、一対の透明基板の間隙に設けられた光変調層とを有している。上記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対して応答する第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対して応答しない第２領域とを含んでいる。ここで、透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含んで構成され、かつ以下の式で表される光学特性を有している。
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．５
Ａ１：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最大光吸収率（％）
Ａ２：波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最小光吸収率（％）
【００１０】
本発明の第２の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、複数の画素が画像信号に基づいて駆動される表示パネルと、表示パネルを照明する照明装置とを備えたものである。この表示装置に搭載された照明装置は、上記の第２の照明装置と同一の構成要素を有している。
【００１１】
本発明の第２の照明装置および第２の表示装置では、導光板に接着された光変調素子内に、第１領域および第２領域を含んだ光変調層が設けられている。第１領域および第２領域は光学異方性を有しており、電場に対して上述した配向特性を有している。これにより、電場制御によって、例えば、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに一致させたり、互いに異ならせたりすることが可能となる。従って、例えば、双方の常光屈折率を互いに近接させると共に、双方の異常光屈折率も互いに近接させ、かつ、電場制御によって、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに一致させたときには、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が小さくなり、高い透明性が得られる。また、例えば、電場制御によって、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに交差（もしくは直交）させたときには、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。また、本発明の第２の照明装置および第２の表示装置において、一対の電極のうち少なくとも一方が透明導電膜からなる。この透明導電膜は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含んで構成され、かつ上記の式で表される光学特性を有している。このように、透明導電膜を上記の式に示した特性とすることにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子内の透明導電膜を繰り返し通過したときに、透明導電膜における、吸収の波長依存性が抑制される。
【００１２】
ところで、照明装置および表示装置において、光変調層における、可視領域全体における光散乱のバランスを保つ方法としては、上記の方法の他に、以下のようなものがある。
【００１３】
例えば、光変調素子に含まれる一対の電極のうち少なくとも一方が、ＩＴＯを含む膜（以下、「ＩＴＯ膜」と称する。）によって構成されているとき、導光している光路中のどこか（例えば、導光板および光変調素子の少なくとも一方）に、例えば、長波長側の光を短波長側の光よりもより多く吸収する染料・顔料が含まれていることが好ましい。上記の染料・顔料として、公知の材料を使用することができる。特に、光変調層の形成に紫外線照射によるプロセスを含む場合には、例えば、光変調素子を形成した後に、染料・顔料を含む導光板と光変調素子とを互いに貼り合わせたり、染料・顔料が紫外線によってダメージを受けないように、染料・顔料を含む部分を紫外線吸収層で紫外線から保護することが好ましい。
【００１４】
このように、導光している光路中のどこかに上記の染料・顔料を添加することにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子を繰り返し通過したときに、ＩＴＯ膜を含む光変調素子の吸収の波長依存性が抑制される。
【００１５】
また、例えば、光変調素子に含まれる一対の電極のうち少なくとも一方がＩＴＯ膜によって構成されているとき、短波長側の反射率が長波長側の反射率よりも小さな光学多層膜を、ＩＴＯ膜の表面もしくは裏面に形成することが好ましい。そのような光学多層膜としては、例えば、二酸化ケイ素からなる低屈折率層と、五酸化ニオブからなる高屈折率層とを交互に積層したものが挙げられる。
【００１６】
このように、ＩＴＯ膜の表面もしくは裏面のうち、光変調素子の光射出側の面に対して上記の光学多層膜を設けることにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子内のＩＴＯ膜を繰り返し通過したときに、光学多層膜の作用により、ＩＴＯ膜における反射の波長依存性が抑制される。
【００１７】
また、例えば、光変調素子に含まれる第１領域が、電場に対して応答する液晶材料を主に含んで構成されており、光変調素子に含まれる第２領域が、電場に対して応答しない高分子材料を主に含んで構成されている場合に、第１領域の常光屈折率ｎｏLと第２領域の常光屈折率ｎｏPとの差（屈折率差Δｎｏ＝ｎｏL−ｎｏP）が可視領域において０．１以下となっており、かつ第１領域の異常光屈折率ｎｅLと第２領域の異常光屈折率ｎｅPとの差（屈折率差Δｎｅ＝ｎｅL−ｎｅP）も可視領域において０．１以下となっていることが好ましい。さらに、第１領域および第２領域が、以下の式（Ａ），（Ｂ）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（Ｃ），（Ｄ）で示されるような関係となっていることがより好ましい。
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（Ａ）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（Ｂ）
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（Ｃ）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（Ｄ）
Δｎｅ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｅ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｏ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｏ
Δｎｏ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｏ
【００１８】
このように、第１領域および第２領域が上述した特性を有していることにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子内の第１領域および第２領域を繰り返し通過したときに、光源からの距離に応じた、暗状態における散乱の波長依存性が抑制される。
【００１９】
また、例えば、光変調素子に含まれる第１領域が液晶材料を主に含んで構成されており、光変調素子に含まれる第２領域が高分子材料を主に含んで構成されている場合に、第１領域の異常光屈折率ｎｅLと第２領域の常光屈折率ｎｏPとの差（屈折率差Δ（ｎｅL-ｎｏP）＝ｎｅL−ｎｏP）が可視領域において０．１以上となっており、かつ第２領域の異常光屈折率ｎｅPと第１領域の常光屈折率ｎｏLとの差（屈折率差Δ（ｎｅP-ｎｏL）＝ｎｅP−ｎｏL）が可視領域において０．１以上となっていることが好ましい。さらに、第１領域および第２領域が、以下の式（Ｅ），（Ｆ）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（Ｇ），（Ｈ）で示されるような関係となっていることがより好ましい。
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（Ｅ）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（Ｆ）
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（Ｇ）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（Ｈ）
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
【００２０】
このように、第１領域および第２領域が上述した特性を有していることにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子内の第１領域および第２領域を繰り返し通過したときに、光源からの距離に応じた、明状態における散乱の波長依存性が抑制される。
【００２１】
光変調素子に含まれる第１領域が液晶材料を主に含んで構成されており、光変調素子に含まれる第２領域が高分子材料を主に含んで構成されている場合、液晶材料、高分子材料の組み合わせを選ぶことによって、散乱性を決定する屈折率差Δ（ｎｅL-ｎｏP）、Δ（ｎｅP-ｎｏL）が短波長側で小さく、長波長側で大きくなるようにもすることができる（屈折率の逆波長分散）。このように散乱の波長依存性を調整することにより、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【００２２】
ＩＴＯ膜の吸収によって、光源より離れると長波長側の光がより多くなる。光源に近いところは、光変調素子の散乱性から、短波長側の光が多くなる。しかしながら、ＩＴＯ膜の反射によって、導光板中には、より短波長側の光が多くなるが、反射されなかった長波長側の光は光変調素子内に入る。そのため、光変調素子内で散乱される光は長波長側の光が更に多くなることが分かった。更に、光源から離れると長波長側の光は散乱され消費されていくため、今度は徐々に導光板から出射される光は短波長側の光が多くなる。その結果、光源側から、短波長の光、長波長の光、短波長の光になっている。そこで、上記した各種手段のうち少なくとも１つを用いることにより、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１および第２の照明装置ならびに第１および第２の表示装置によれば、電場制御によって、第１領域および第２領域の光軸の向きを互いに一致させたり異ならせたりすることにより、全方向において、高い透明性が得られたり、高い散乱性が得られたりできるようにしたので、エッジライト方式において、光源の光強度を部分的に変調することができる。さらに、本発明の第１の照明装置および第１の表示装置によれば、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子を繰り返し通過したときに、散乱の波長依存性を抑制するようにしたので、導光板の端部に取り付けた光源から離れるにつれて、照明光の長波長成分が多くなるのを低減することができる。また、本発明の第２の照明装置および第２の表示装置によれば、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子を繰り返し通過したときに、透明導電膜における、吸収の波長依存性を抑制するようにしたので、導光板の端部に取り付けた光源から離れるにつれて、照明光の長波長成分が多くなるのを低減することができる。従って、本発明の第１および第２の照明装置ならびに第１および第２の表示装置では、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光変調素子およびそれを備えたバックライトの一例を表す断面図である。
【図２】図１の光変調層の構成の一例を表す断面図である。
【図３】ＩＴＯ膜の光学特性およびバックライトの色度変化の場所依存性の一例を表す図である。
【図４】導光スペクトルの位置依存性の一例を表す図である。
【図５】図１のバックライトの構成の他の例を表す断面図である。
【図６】ＩＴＯ膜の屈折率の波長依存性の一例を表す図である。
【図７】図１の光変調層の他の例を表す断面図である。
【図８】図１の光変調素子の作用について説明するための模式図である。
【図９】図１の光変調素子の作用について説明するための模式図である。
【図１０】図１のバックライトの作用について説明するための模式図である。
【図１１】図１の光変調層の光学特性の一例を表す図である。
【図１２】図１の光変調層の、黒表示のときの光学特性の一例を表す図である。
【図１３】図１の光変調層の、白表示のときの光学特性の一例を表す図である。
【図１４】図１のバルクの筋状構造の一例を表す図である。
【図１５】図１のバックライトの製造工程について説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く製造工程について説明するための断面図である。
【図１７】図１６に続く製造工程について説明するための断面図である。
【図１８】Ｘ線回折測定により得られたＸＲＤチャートである。
【図１９】バックライトの輝度変化の場所依存性の一例を表した図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の光変調素子およびそれを備えたバックライトの一例を表す断面図である。
【図２１】図２０の光変調素子の作用について説明するための模式図である。
【図２２】図２０の光変調素子の作用について説明するための模式図である。
【図２３】図１，図２０のバックライトの構成の第１変形例を表す断面図である。
【図２４】図１，図２０のバックライトの構成の第２変形例を表す断面図である。
【図２５】図１，図２０のバックライトの構成の第３変形例を表す断面図である。
【図２６】筋状構造を持つＰＤＬＣの散乱波長依存性の一例を示す図である。
【図２７】（Ａ）小ガラスセルにおける白状態の輝度の一例を示す図である。（Ｂ）小ガラスセルにおける白状態の散乱の波長依存性の一例を示す図である。
【図２８】フィルムセルにおける白状態の散乱の波長依存性の一例を示す図である。
【図２９】（Ａ）小ガラスセルにおける白状態の輝度のセル厚み依存性の一例を示す図である。（Ｂ）セル厚みが７μｍ、１０μｍ、１３．５μｍのときの、小ガラスセルにおける白状態の散乱の波長依存性の一例を示す図である。
【図３０】セル厚みが３μｍ、７．５μｍ、１３．５μｍのときの、フィルムセルにおける白状態の散乱の波長依存性の一例を示す図である。
【図３１】一適用例にかかる表示装置の一例を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（水平配向ＰＤＬＣ、バックライト）（図１〜図１９）
２．第２の実施の形態（垂直配向ＰＤＬＣ、バックライト）（図２０〜図２２）
３．変形例（バックライト）（図２３〜図３０）
４．適用例（表示装置）（図３１）
【００２６】
＜１．第１の実施の形態＞
［水平配向ＰＤＬＣを用いた例］
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るバックライト１の断面構成の一例を表したものである。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のバックライト１に含まれる光変調素子３０の断面構成の一例を表したものである。なお、図１（Ａ），（Ｂ）は、模式的に表したものであり、実際の寸法や形状と同一であるとは限らない。バックライト１は、例えば、液晶表示パネルなどを背後から照明するものであり、導光板１０と、導光板１０の側面に配置した光源２０と、導光板１０の背後に配置した光変調素子３０および反射板４０と、光変調素子３０を駆動する駆動回路５０とを備えている。
【００２７】
導光板１０は、導光板１０の側面に配置した光源２０からの光を導光板１０の上面に導くものである。この導光板１０は、導光板１０の上面に配置される表示パネル（図示せず）に対応した形状、例えば、上面、下面および側面で囲まれた直方体状となっている。なお、以下では、導光板１０の側面のうち光源２０からの光が入射する側面を光入射面１０Ａと称するものとする。導光板１０は、例えば、上面および下面の少なくとも一方の面に、所定のパターン化された形状を有しており、光入射面１０Ａから入射した光を散乱し、均一化する機能を有している。なお、バックライト１に印加する電圧を変調することによって輝度の均一化を行う場合には、パターン化されていない平坦な導光板を導光板１０として用いることも可能である。この導光板１０は、例えば、表示パネルとバックライト１との間に配置される光学シート（例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シートなど）を支持する支持体としても機能する。導光板１０は、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明熱可塑性樹脂を主に含んで構成されている。
【００２８】
光源２０は、線状光源であり、例えば、熱陰極管(ＨＣＦＬ；Hot Cathode Fluorescent Lamp)、ＣＣＦＬ、または複数のＬＥＤを一列に配置したものなどからなる。光源２０が複数のＬＥＤからなる場合には、効率、薄型化、均一性の観点から、全てのＬＥＤがホワイトＬＥＤであることが好ましい。なお、光源２０が、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを含んで構成されていてもよい。光源２０は、図１（Ａ）に示したように、導光板１０の一の側面にだけ設けられていてもよいし、導光板１０の２つの側面、３つの側面または全ての側面に設けられていてもよい。
【００２９】
反射板４０は、導光板１０の背後から光変調素子３０を介して漏れ出てきた光を導光板１０側に戻すものであり、例えば、反射、拡散、散乱などの機能を有している。これにより、光源２０からの射出光を効率的に利用することができ、また、正面輝度の向上にも役立っている。この反射板４０は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルム、白色ＰＥＴなどからなる。
【００３０】
光変調素子３０は、本実施の形態において、導光板１０の背後（下面）に空気層を介さずに密着しており、例えば接着剤（図示せず）を介して導光板１０の背後に接着されている。この光変調素子３０は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、透明基板３１、下側電極３２、配向膜３３、光変調層３４、配向膜３５、上側電極３６および透明基板３７を反射板４０側から順に配置されたものである。
【００３１】
透明基板３１，３７は、光変調層３４を支持するものであり、一般に、可視光に対して透明な基板によって構成されている。そのような基板の材料としては、例えば、ガラス板や、樹脂基板などが挙げられる。樹脂基板の材料としては、表示装置１の表示面上に設置するものとしての機能を満たすものであれば特に限定されることはないが、透明性、屈折率、分散、複屈折などの光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸特性からみて、特にポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル樹脂を用いることが可能である。また、可視光に対して透明な基板の材料として、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）などのポリカーボネート系樹脂を用いてもよい。また、可視光に対して透明な基板の材料の材料として、（臭素化）ビスフェノールＡ型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡ、モノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体及び共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂も適用可能である。その他、可視光に対して透明な基板の材料の材料として、ポリエステル特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及び不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、シクロオレフィンポリマー、例えばアートン（ＪＳＲ（株）製、登録商標）やゼオノア（日本ゼオン（株）製、登録商標）などを用いることが好ましい。また、可視光に対して透明な基板の材料の材料として、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。
【００３２】
下側電極３２は、透明基板３１のうち透明基板３７との対向面上に設けられたものであり、例えば、図２に光変調素子３０の一部を抜き出して示したように、面内の一の方向に延在する帯状の形状となっている。また、上側電極３６は、透明基板３７のうち透明基板３１との対向面上に設けられたものであり、例えば、図２に示したように、面内の一の方向であって、かつ下側電極３２の延在方向と交差（直交）する方向に延在する帯状の形状となっている。
【００３３】
なお、下側電極３２および上側電極３６の形状は、駆動方式に依存するものである。例えば、これらが上述したような帯状の形状となっている場合には、例えば、各電極を単純マトリクス駆動することが可能である。一方がベタ膜となっており、他方が微小な方形状となっている場合には、例えば、各電極をアクティブマトリクス駆動することが可能である。また、一方がベタ膜となっており、他方が細かな引出線がついたブロック状となっている場合には、例えば、それぞれの分割ブロックを独自に駆動できるセグメント方式にすることもできる。
【００３４】
下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６（バックライト１の上面側の電極）は透明導電膜によって構成されている。この透明導電膜は、電極として使用することを考慮すると、５０Ω／□以上、１０ｋΩ／□以下の表面抵抗値となっていることが好ましい。また、上記の表面抵抗値で十分な導電性を確保すると同時に、光吸収を抑えることを考慮すると、この透明導電膜の物理膜厚ｄは、１ｎｍ＜ｄ＜２５０ｎｍを満たすことが好ましく、１０ｎｍ＜ｄ＜３０ｎｍを満たすことがより好ましい。
【００３５】
図３（Ａ）は、ＩＴＯ膜の光学特性の波長依存性の一例を表したものである。図３（Ｂ），（Ｃ）は、バックライトの色度変化の場所依存性の一例を表したものである。なお、図３（Ｂ），（Ｃ）の縦軸のΔｕ’ｖ’は、その値が大きくなるほど、長波長側の成分が大きくなることに対応する指標である。図４（Ａ），（Ｂ）は、導光スペクトルの波長依存性の一例を表したものである。
【００３６】
上述の透明導電膜は、例えば、以下の式で示されるような特性を有していることが好ましい。上述の透明導電膜は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）を含む膜（以下、「ＩＴＯ膜」と称する。）によって構成されている。なお、下側電極３２および上側電極３６は、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ；Indium Zinc Oxide）、メタルナノワイヤ、カーボンナノチューブなどによって構成されていてもよい。
｜Ａ１−Ａ２｜≦２．００
Ａ１：４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最大光吸収率（％）
Ａ２：４５０ｎｍ〜６５０ｎｍにおける最小光吸収率（％）
【００３７】
照明光としては、可視光が使用されるので、３８０〜７８０ｎｍの範囲で、透明導電膜の光吸収の差が少ないことが好ましい。３８０〜７８０ｎｍの範囲で光吸収率の最大値と最小値の差が、１０．００以下であることが好ましく、７．００以下であることがより好ましい。特に、透明導電膜がバックライトなどに適用される場合は、使用する光源の波長領域の範囲内で光吸収率の最大値と最小値の差が２．００以下であることが好ましく、１．００以下であることがより好ましく、０．５以下であることが最も好ましい。一般的なＬＥＤを光源として光源などを用いた場合、４５０〜６５０ｎｍ範囲で、光吸収率の最大値と最小値の差が、２．００以下であることが好ましく、１．００以下であることがより好ましく（図３（Ａ）の実線）、０．５以下であることが最も好ましい（図３（Ａ）の一点鎖線）。なお、吸収率の測定は日本分光製Ｖ−５５０を用い、基板法線方向から５°入射にて反射率、透過率を測定し、１００％から反射率、透過率の値を引いた値を吸収率とした。
【００３８】
このように、透明導電膜が上記の式に示した特性となっている場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０内の透明導電膜を繰り返し通過したときに、透明導電膜における、吸収の波長依存性が抑制される。透明導電膜が、一般的なＩＴＯ膜からなる場合には、例えば、図３（Ｂ），（Ｃ）の破線および図４（Ａ）の矢印に示したように、光源２０からの距離が遠くなるにつれて、長波長側の成分が増大していく。一方、透明導電膜が、上記の式に示した特性を有する、膜質改善されたＩＴＯ膜からなる場合には、例えば、図３（Ｂ），（Ｃ）の実線および図４（Ｂ）に示したように、長波長側の成分が光源２０からの距離に応じて変化する割合が低減している。
【００３９】
また、例えば、光変調素子に含まれる一対の電極のうち少なくとも一方が、ＩＴＯを含む膜（以下、「ＩＴＯ膜」と称する。）によって構成されているとき、導光している光路中のどこか（例えば、導光板および光変調素子の少なくとも一方）に、例えば、長波長側の光を短波長側の光よりもより多く吸収する染料・顔料が含まれていることが好ましい。上記の染料・顔料として、公知の材料を使用することができる。特に、光変調層の形成に紫外線照射によるプロセスを含む場合には、例えば、光変調素子を形成した後に、染料・顔料を含む導光板と光変調素子とを互いに貼り合わせたり、染料・顔料が紫外線によってダメージを受けないように、染料・顔料を含む部分を紫外線吸収層で紫外線から保護することが好ましい。このように、導光している光路中のどこかに上記の染料・顔料を添加することにより、光源から射出された光が導光板内を伝播していく過程で光変調素子を繰り返し通過したときに、ＩＴＯ膜を含む光変調素子の吸収の波長依存性が抑制される。
【００４０】
ただし、下側電極３２（バックライト１の下面側の電極）については、透明な材料でなくてもよく、例えば、金属によって構成されていてもよい。なお、下側電極３２が金属によって構成されている場合には、下側電極３２は、反射板４０と同様、導光板１０の背後から光変調素子３０に入射する光を反射する機能も兼ね備えていることになる。従って、この場合には、例えば、図５に示したように、反射板４０をなくすることも可能である。
【００４１】
また、透明基板３７と上側電極３６との間に、何らかの光学的な層が設けられていてもよい。例えば、下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６（バックライト１の上面側の電極）がＩＴＯ膜によって構成されているとき、そのＩＴＯ膜の光学特性の影響を緩和する層が、透明基板３７と上側電極３６との間に設けられていてもよい。
【００４２】
ここで、ＩＴＯ膜は、例えば、図６に示したように、屈折率が短波長側で大きく、長波長側で小さい性質を有している。そのため、ＩＴＯ膜の反射率は、短波長側で高く、長波長側で低くなる。その結果、導光板１０側からＩＴＯ膜に対して光が入射し、ＩＴＯ膜で反射された場合に、その反射光のうち光源２０側の光には短波長側の成分が多く含まれ、光源２０から遠ざかるにつれて、反射光にはさらに短波長の成分が多く含まれることになる。しかし、例えば、図７に示したように、短波長側の反射率が長波長側の反射率よりも小さな光学多層膜３８を上側電極３６上に設けた場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０内のＩＴＯ膜に繰り返し入射したときに、光学多層膜３８の作用により、ＩＴＯ膜における、反射の波長依存性が抑制される。ここで、光学多層膜３８は、例えば、二酸化ケイ素からなる低屈折率層と、五酸化ニオブからなる高屈折率層とを交互に積層して構成されている。
【００４３】
下側電極３２および上側電極３６を光変調素子３０の法線方向から見たときに、光変調素子３０のうち下側電極３２および上側電極３６が互いに対向している箇所に対応する部分が光変調セル３０−１を構成している。各光変調セル３０−１は、下側電極３２および上側電極３６に所定の電圧を印加することにより別個独立に駆動することの可能なものであり、下側電極３２および上側電極３６に印加される電圧値の大きさに応じて、光源２０からの光に対して透明性を示したり、散乱性を示したりする。なお、透明性、散乱性については、光変調層３４を説明する際に詳細に説明する。
【００４４】
配向膜３３，３５は、例えば、光変調層３４に用いられる液晶やモノマーを配向させるものである。配向膜の種類としては、例えば、垂直用配向膜および水平用配向膜があるが、本実施の形態では、配向膜３３，３５には水平用配向膜が用いられる。水平用配向膜としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコールなどをラビング処理することにより形成された配向膜、転写やエッチングなどにより溝形状が付与された配向膜が挙げられる。また、水平用配向膜としては、例えば、酸化ケイ素などの無機材料を斜方蒸着することにより形成された配向膜、イオンビーム照射により形成されたダイヤモンドライクカーボン配向膜、電極パターンスリットの形成された配向膜が挙げられる。透明基板３１，３７としてプラスチックフィルムを用いる場合には、製造工程において、透明基板３１，３７の表面に配向膜３３，３５を塗布した後の焼成温度ができるだけ低いことが好ましいことから、配向膜３３，３５として、１００℃以下の温度で形成可能なポリアミドイミドを用いることが好ましい。
【００４５】
また、垂直、水平いずれの配向膜においても、液晶とモノマーを配向させる機能があれば十分であり、通常の液晶ディスプレイに要求される電圧の繰り返し印加による信頼性などは必要ない。デバイス作成後の電圧印加による信頼性は、モノマーを重合したものと液晶との界面で決まるためである。また、配向膜を用いなくても、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電場や磁場を印加することによっても、光変調層３４に用いられる液晶やモノマーを配向させることが可能である。つまり、下側電極３２および上側電極３６間に電場や磁場を印加しながら、紫外線照射して電圧印加状態での液晶やモノマーの配向状態を固定させることができる。配向膜の形成に電圧を用いる場合には、配向用と駆動用とで別々の電極を形成するか、液晶材料に周波数によって誘電率異方性の符号が反転する二周波液晶などを用いることができる。また、配向膜の形成に磁場を用いる場合、配向膜として磁化率異方性の大きい材料を用いることが好ましく、例えば、ベンゼン環の多い材料を用いることが好ましい。
【００４６】
光変調層３４は、例えば、図１（Ｂ）に示したように、バルク３４Ａ（第２領域）と、バルク３４Ａ内に分散された微粒子状の複数の微粒子３４Ｂ（第１領域）とを含んだ複合層となっている。バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂは光学異方性を有している。
【００４７】
図８（Ａ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、微粒子３４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。なお、図８（Ａ）において、バルク３４Ａ内の配向状態についての記載を省略した。図８（Ｂ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。この屈折率楕円体は、様々な方向から入射した直線偏光の屈折率をテンソル楕円体で表したものであり、光が入射する方向からの楕円体の断面を見ることによって、幾何的に屈折率を知ることができるものである。図８（Ｃ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、正面方向に向かう光Ｌ１と、斜め方向に向かう光Ｌ２とが光変調層３４を透過する様子の一例を模式的表したものである。
【００４８】
図９（Ａ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、微粒子３４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。なお、図９（Ａ）において、バルク３４Ａ内の配向状態についての記載を省略した。図９（Ｂ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図９（Ｃ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、正面方向に向かう光Ｌ１と、斜め方向に向かう光Ｌ２とが光変調層３４において散乱される様子の一例を模式的表したものである。
【００４９】
バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂは、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、バルク３４Ａの光軸ＡＸ１および微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２の向きが互いに一致する（平行となる）構成となっている。なお、光軸ＡＸ１，ＡＸ２とは、偏光方向によらず屈折率が一つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。また、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２の向きは常に互いに一致している必要はなく、光軸ＡＸ１の向きと光軸ＡＸ２の向きとが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
【００５０】
また、微粒子３４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、光軸ＡＸ２が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となる構成となっている。微粒子３４Ｂは、さらに、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、光軸ＡＸ２が透明基板３１，３７の表面と僅かな角度θ１で交差する構成となっている（図８（Ｂ）参照）。なお、角度θ１については、微粒子３４Ｂを構成する材料を説明する際に詳述する。
【００５１】
一方、バルク３４Ａは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間への電圧印加の有無に拘らず、バルク３４Ａの光軸ＡＸ１が一定となる構成となっている。具体的には、バルク３４Ａは、例えば、図８（Ａ），（Ｂ），図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、バルク３４Ａの光軸ＡＸ１が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の表面と所定の角度θ１で交差する構成となっている。つまり、バルク３４Ａの光軸ＡＸ１は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２と平行となっている。
【００５２】
なお、光軸ＡＸ２が常に、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の表面と角度θ１で交差している必要はなく、例えば製造誤差などによって透明基板３１，３７の表面と、角度θ１とは若干異なる角度で交差していてもよい。また、光軸ＡＸ１，ＡＸ２が常に導光板１０の光入射面１０Ａと平行となっている必要はなく、例えば製造誤差などによって導光板１０の光入射面１０Ａと、小さな角度で交差していてもよい。
【００５３】
ここで、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの常光屈折率が互いに等しく、かつバルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの異常光屈折率が互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、図８（Ａ）に示したように、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、図８（Ｃ）に示したように、正面方向に向かう光Ｌ１および斜め方向に向かう光Ｌ２は、光変調層３４内で散乱されることなく、光変調層３４を透過する。その結果、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌ（斜め方向からの光）は、透明領域３０Ａ（光変調層３４内で透明性を示す領域）の界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）において全反射され、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、光変調素子３０を設けていない場合（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて下がる。
【００５４】
また、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、図９（Ａ）に示したように、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２の向きが互いに異なる（交差する）構成となっている。また、微粒子３４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時に、微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の表面と角度θ１よりも大きな角度θ２（例えば９０°）で交差する構成となっている。なお、角度θ２については、微粒子３４Ｂを構成する材料を説明する際に詳述する。
【００５５】
したがって、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、光変調層３４において、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、例えば、図９（Ｃ）に示したように、正面方向に向かう光Ｌ１および斜め方向に向かう光Ｌ２は、光変調層３４内で散乱される。その結果、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌ（斜め方向からの光）は、散乱領域３０Ｂ（光変調層３４内で散乱性を示す領域）の界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）を透過すると共に、反射板４０側に透過した光は反射板４０で反射され、光変調素子３０を透過する。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、印刷導光板（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【００５６】
なお、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの常光屈折率は、互いに同一であることが好ましいが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。そのずれ（屈折率差Δｎｏ）が、可視領域において、例えば、０．１以下であることが好ましい（図１１参照）。また、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの異常光屈折率についても、互いに同一であることが好ましいが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。そのずれ（屈折率差Δｎｅ）が、可視領域において、例えば、０．１以下であることが好ましい（図１１参照）。
【００５７】
また、バルク３４Ａの屈折率差（ΔｎP＝異常光屈折率ｎｅP−常光屈折率ｎｏP）や、微粒子３４Ｂの屈折率差（ΔｎL＝異常光屈折率ｎｅL−常光屈折率ｎｏL）は、できるだけ大きいことが好ましく、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることがさらに好ましい。また、微粒子３４Ｂの異常光屈折率ｎｅLとバルク３４Ａの常光屈折率ｎｏPとの差（屈折率差Δ（ｎｅL-ｎｏP））が可視領域において０．１以上となっており、かつバルク３４Ａの異常光屈折率ｎｅPと微粒子３４Ｂの常光屈折率ｎｏLとの差（屈折率差Δ（ｎｅP-ｎｏL））が可視領域において０．１以上となっていることが好ましい。これらの場合には、光変調層３４の散乱能が高くなり、導光条件を容易に破壊することができ、導光板１０からの光を取り出しやすくなる。
【００５８】
また、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、以下の式（１），（２）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（３），（４）で示されるような関係となっていることがより好ましい（図１２参照）。
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（１）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（２）
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（３）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（４）
Δｎｅ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｅ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｅ＝ｎｅL−ｎｅP
Δｎｏ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｏ
Δｎｏ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｏ
Δｎｏ＝ｎｏL−ｎｏP
【００５９】
また、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、以下の式（５），（６）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（７），（８）で示されるような関係となっていることがより好ましい。
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（５）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（６）
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（７）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（８）
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
ΔｎｅL-ｎｏP＝ｎｅL−ｎｏP
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
ΔｎｅP-ｎｏL＝ｎｅP−ｎｏL
【００６０】
また、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。バルク３４Ａは、例えば、電場に対して応答しない筋状構造（図１４（Ａ），（Ｂ）参照）もしくは多孔質構造となっているか、または微粒子３４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。なお、図１４（Ａ），（Ｂ）は、光変調素子３０に対して電場を印加したときの偏光顕微鏡写真であり、図１４（Ａ），（Ｂ）中で筋状に明るい箇所が上述した筋状構造に相当している。図１４（Ａ）には、液晶とモノマーの重量比を９５：５としたときのバルク３４Ａの筋状構造の様子が示されており、図１４（Ｂ）には、液晶とモノマーの重量比を９０：１０としたときのバルク３４Ａの筋状構造の様子が示されている。バルク３４Ａは、例えば、低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって形成されている。バルク３４Ａは、例えば、微粒子３４Ｂの配向方向または配向膜３３，３５の配向方向に沿って配向した、配向性および重合性を有する材料（例えばモノマー）を熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。
【００６１】
バルク３４Ａが、例えば、上述した筋状構造となっている場合には、短軸方向の平均的な筋状組織サイズは、導光光の散乱性を高くするという観点からは、０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっていることが好ましく、０．２μｍ以上７μｍ以下の範囲であることがより好ましい。短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍから１０μｍの間にある場合には、光変調素子３０内での散乱能が、３８０〜７８０ｎｍの可視領域において略等しくなる。そのため、面内で、ある特定の波長成分の光のみが増加したり、減少したりすることがないので、可視領域でのバランスを面内で取ることができる。短軸方向の平均的な筋状組織サイズが０．０５μｍ未満である場合や、１０μｍを超える場合には、波長に関係なく、光変調素子３０の散乱能が低く、光変調素子３０が光変調素子として機能しない。
【００６２】
また、散乱の波長依存性を少なくするという観点からは、短軸方向の平均的な筋状組織サイズは、０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましく、１〜３μｍの範囲であることがより好ましい。このようにした場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０内のバルク３４Ａを繰り返し通過したときに、バルク３４Ａにおける、散乱の波長依存性が抑制される。筋状組織のサイズは、偏光顕微鏡、共焦点顕微鏡、電子顕微鏡などで観察することができる。
【００６３】
一方、微粒子３４Ｂは、例えば、液晶材料を主に含んで構成されており、バルク３４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。微粒子３４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。微粒子３４Ｂ内に含まれる液晶分子として、正の誘電率異方性を有するもの（いわゆるポジ型液晶）を用いることが好ましい。
【００６４】
ここで、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、微粒子３４Ｂ内において、液晶分子の長軸方向は、光軸ＡＸ１と平行となっている。このとき、微粒子３４Ｂ内の液晶分子の長軸は、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の表面と僅かな角度θ１で交差している。つまり、微粒子３４Ｂ内の液晶分子は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、導光板１０の光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ１だけ傾斜した状態で配向している。この角度θ１は、プレチルト角と呼ばれるもので、例えば０．１°以上３０°以下の範囲であることが好ましい。この角度θ１は、０．５°以上１０°以下の範囲であることがより好ましく、０．７°以上２°以下の範囲であることがさらにより好ましい。角度θ１を大きくすると、後述するような理由から散乱の効率が低下する傾向にある。また、角度θ１を小さくし過ぎると、電圧印加時に液晶の立ち上がる方位角がばらつく。例えば、１８０°反対側の方位（リバースチルト）に液晶が立ち上がることもある。これにより、微粒子３４Ｂとバルク３４Ａとの屈折率差を有効に利用できないので、散乱効率が低くなり、輝度が小さくなる傾向にある。
【００６５】
また、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、微粒子３４Ｂ内において、液晶分子の長軸方向は、光軸ＡＸ１と交差（もしくは直交）している。このとき、微粒子３４Ｂ内の液晶分子の長軸は、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の表面と角度θ１よりも大きな角度θ２（例えば９０°）で交差している。つまり、微粒子３４Ｂ内の液晶分子は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、導光板１０の光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ２だけ傾斜した状態もしくは角度θ２（＝９０°）で真っ直ぐ立った状態で配向している。
【００６６】
上記した、配向性および重合性を有するモノマーとしては、光学的に異方性を有しており、かつ液晶と複合する材料であればよいが、本実施の形態では紫外線で硬化する低分子モノマーであることが好ましい。電圧無印加の状態で、液晶と、低分子モノマーを重合化することにより形成されたもの（高分子材料）との光学的異方性の方向が一致していることが好ましいので、紫外線硬化前において、液晶と低分子モノマーが同一方向に配向していることが好ましい。微粒子３４Ｂとして液晶が用いられる場合に、その液晶が棒状分子であるときには、使用するモノマー材料の形状も棒状であることが好ましい。以上のことから、モノマー材料としては重合性と液晶性を併せ持つ材料を用いることが好ましく、例えば、重合性官能基として、アクリレート基、メタクリレート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基およびエポキシ基からなる群から選ばれた少なくとも１つの官能基を有することが好ましい。これらの官能基は、紫外線、赤外線または電子線を照射したり、加熱したりすることによって重合させることができる。紫外線照射時の配向度低下を抑制するために、多官能基をもつ液晶性材料を添加することもできる。バルク３４Ａを上述した筋状構造とする場合には、バルク３４Ａの原料として、２官能液晶性モノマーを用いることが好ましい。また、バルク３４Ａの原料に対して、液晶性を示す温度の調整を目的に単官能モノマーを添加したり、架橋密度向上を目的に３官能以上のモノマーを添加したりすることもできる。
【００６７】
ところで、光変調素子３０内に含まれるバルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの屈折率を直接に計測することは容易ではないが、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの屈折率と等価な値は、例えば、以下の方法により得られる。ここで、バルク３４Ａは、低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって形成されており、微粒子３４Ｂは、液晶材料を主に含んで構成されているものとする。なお、第２の実施の形態におけるバルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの屈折率と等価な値についても、同様の方法で得られる。
【００６８】
（バルク３４Ａの屈折率の導出）
まず、ガラス基板上に水平配向膜を塗布し所定方向にラビングすることにより、１つの透明基板を作製する。次に、その透明基板上に、溶剤で希釈した液晶性モノマーに重合開始材を所定量添加したものを塗布し、溶剤を乾燥後、ＵＶ照射により液晶性モノマーを重合させ、試料を作成する。次に、その試料を、ラビング方向が入射偏光に対して０度、４５度、９０度で交差するようにステージに配置し、それぞれの角度について、ジェー・エー・ウーラムジャパン社製の分光エリプソメーターＭ−２０００Ｕを用いて計測を行う。その後、同社製のフィッティングソフトウェアＷＶＡＳＥ３２を用いて、試料の屈折率を求める。
【００６９】
（微粒子３４Ｂの屈折率の導出）
まず、ガラス基板上に水平配向膜を塗布し所定方向にラビングすることにより、２つの透明基板を作製する。次に、２つの透明基板を所定の間隙を介して対向配置し、その間隙に液晶を注入し、セルを作成する。次に、そのセルを、ラビング方向が入射偏光に対して４５度で交差するようにステージに設置し、上記の分光エリプソメーターを用いて計測を行った後、上記のフィッティングソフトウェアＷＶＡＳＥ３２を用いて、セルの屈折率を求める。
【００７０】
駆動回路５０は、例えば、一の光変調セル３０−１において微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２がバルク３４Ａの光軸ＡＸ１と平行もしくはほぼ平行となり、他の光変調セル３０−１において微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２がバルク３４Ａの光軸ＡＸ１と交差もしくは直交するように各光変調セル３０−１の一対の電極（下側電極３２、上側電極３６）へ印加する電圧の大きさを制御するようになっている。つまり、駆動回路５０は、電場制御によって、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ１，ＡＸ２の向きを互いに一致（もしくはほぼ一致）させたり、互いに異ならせたり（もしくは直交させたり）することができるようになっている。
【００７１】
以下に、本発明の各実施形態の共通構成を有する光変調素子３０の製造方法について、図１５（Ａ）〜（Ｃ）から図１７（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。
【００７２】
まず、ガラス基板またはプラスチックフィルム基板からなる透明基板３１，３７上に、ＩＴＯなどの透明導電膜３２−１，３６−１を形成する（図１５（Ａ））。次に、表面全体にレジスト層を形成したのち、パターニングによりレジスト層に電極パターン（下側電極３２、上側電極３６）を形成する（図１５（Ｂ））。
【００７３】
パターニングの方法としては、例えば、フォトリソグラフィ法、レーザー加工法、パターン印刷法、スクリーン印刷法などを用いることが可能である。また、例えば、メルク社の“ハイパーエッチ”材料を用いてスクリーン印刷した後に所定の加熱を行い、その後、水洗することでパターニングを行うこともできる。電極パターンは駆動方法および部分駆動の分割数によって決定される。例えば、４２インチサイズのディスプレイを１２×６分割する場合には、電極幅がおよそ８０ｍｍ程度のパターンとし、電極間のスリット部分はできるだけ細くする。だたし、後述のぼかし特性から、スリット部分が細すぎてもあまり意味をなさないので、具体的には、１０〜５００μｍ程度のスリットとするのがよい。また、ＩＴＯナノ粒子をパターン印刷した後、それを焼成することによって電極パターンを形成してもよい。
【００７４】
次に、表面全体に配向膜３３，３５を塗布したのち、乾燥させ、焼成する（図１５（Ｃ））。配向膜３３，３５としてポリイミド系材料を用いる場合には、溶媒にＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を用いることが多いが、そのときには、大気下では２００℃程度の温度が必要である。なお、この場合に、透明基板３１，３７としてプラスチック基板を用いる場合には、配向膜３３，３５を１００℃で真空乾燥させ、焼成することもできる。その後、配向膜３３，３５に対してラビング処理を行う。これにより、配向膜３３，３５が水平配向用の配向膜として機能し、さらに配向膜３３，３５のラビング方向にプレチルトを形成することが可能となる。
【００７５】
次に、配向膜３３上に、セルギャップを形成するためのスペーサ３８を乾式または湿式で散布する（図１６（Ａ））。なお、真空貼り合わせ法にて光変調セル３０−１を作成する場合には、滴下する混合物中にスペーサ３８を混合しておいてもよい。また、スペーサ３８の替わりとして、フォトリソ法によって柱スペーサを形成することもできる。
【００７６】
続いて、配向膜３５上に、貼り合わせおよび液晶の漏れを防止するためのシール剤パターン３９を、例えば額縁状に塗布する（図１６（Ｂ））。このシール剤パターン３９はディスペンサー法やスクリーン印刷法にて形成することができる。
【００７７】
以下に、真空貼り合わせ法（One Drop Fill法、ＯＤＦ法）について説明するが、真空注入法やロール貼合方式などで光変調セル３０−１を作成することも可能である。
【００７８】
まず、セルギャップ、セル面積などから決まる体積分にあたる液晶とモノマーの混合物４１を面内に均一に滴下する（図１６（Ｃ））。混合物４１の滴下にはリニアガイド方式の精密ディスペンサーを用いることが好ましいが、シール剤パターン３９を土手として利用して、ダイコータなどを用いてもよい。
【００７９】
液晶とモノマーは前述の材料を用いることができるが、液晶とモノマーの重量比は９８：２〜５０：５０、好ましくは９５：５〜７５：２５、より好ましくは９２：８〜８５：１５である。液晶の比率を多くすることで駆動電圧を低くすることができるが、あまり液晶を多くしすぎると電圧印加時の白色度が低下したり、電圧オフ後に応答速度が低下するなど透明時に戻りにくくなったりする傾向がある。後の工程で形成されるバルク３４Ａの筋状構造の組織サイズは、上記範囲の間で液晶とモノマーの比率を変えることで適宜調整することが可能である。液晶の比率を多くすることで、組織サイズが大きくなる傾向にあり、逆に液晶の比率を少なくすることで、組織サイズが小さくなる傾向にある。また、開始材料の添加量が多くなるほど組織サイズが小さくなる傾向にあり、照射する紫外線照度が強いほど組織サイズが小さくなる傾向にある。
【００８０】
混合物４１には、液晶とモノマーの他には、重合開始剤を添加する。使用する紫外線波長に応じて、添加する重合開始剤のモノマー比を０．１〜１０重量％の範囲内で調整する。混合物４１には、この他に、重合禁止剤や可塑剤、粘度調整剤なども必要に応じて添加可能である。モノマーが室温で固体やゲル状である場合には、口金やシリンジ、基板を加温することが好ましい。
【００８１】
透明基板３１および透明基板３７を真空貼り合わせ機（図示せず）に配置したのち、真空排気し、貼り合わせを行う（図１７（Ａ））。その後、貼り合わせたものを大気に解放し、大気圧での均一加圧によってセルギャップを均一化する。セルギャップは白輝度（白色度）と駆動電圧の関係から適宜選定できるが、５〜４０μｍ、好ましくは６〜２０μｍ、より好ましくは７〜１０μｍである。
【００８２】
貼り合わせ後、必要に応じて配向処理を行うことが好ましい（図示せず）。クロスニコル偏光子の間に、貼り合わせたセルを挿入した際に、光り漏れが生じている場合には、セルをある一定時間加熱処理したり、室温で放置したりして配向させる。その後、紫外線Ｌ３を照射してモノマーを重合させてポリマー化する（図１７（Ｂ））。このようにして、光変調素子３０が製造される。
【００８３】
紫外線を照射している時には、セルの温度が変化しないようにすることが好ましい。また、紫外線を照射するにあたって、透明基板３１または透明基板３７を冷却する装置を用意し、紫外線を照射しつつ、透明基板３１または透明基板３７を上記の装置によって冷却することが好ましい。そのようにした場合には、ポリマーの重合温度が、例えば室温以下となり、液晶のオーダーパラメーターを下げることができるので、配向乱れを防ぎ、暗状態の散乱の波長依存性が小さくなる。また、モノマー内の不純物をあらかじめ取り除いておくことが好ましい。そのようにした場合には、配向乱れを防ぎ、暗状態の散乱の波長依存性が小さくなる。
【００８４】
また、赤外線カットフィルターを用いたり、光源にＵＶ−ＬＥＤなどを用いたりすることが好ましい。紫外線照度は複合材料の組織構造に影響を与えるので、使用する液晶材料やモノマー材料、これらの組成から適宜調整することが好ましく、０．１〜５００ｍＷ／ｃｍ2の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜３０ｍＷ／ｃｍ2である。紫外線照度が低いほど駆動電圧が低くなる傾向にあり、生産性と特性の両面から好ましい紫外線照度を選定することができる。複合材料の組織構造のサイズは、ＵＶ照度を調整することにより可能である。例えば、ＵＶ照度を上げると、粒子サイズが小さくなるので、散乱の波長依存性が大きくなる。
【００８５】
そして、導光板１０に光変調素子３０を貼り合わせる（図１７（Ｃ））。貼り合わせには、粘着、接着のいずれでもよいが、導光板１０の屈折率と光変調素子３０の基板材料の屈折率とにできるだけ近い屈折率の材料で粘着、接着することが好ましい。最後に、下側電極３２および上側電極３６に引き出し線（図示せず）を取り付ける。このようにして、本実施の形態のバックライト１が製造される。
【００８６】
このように、光変調素子３０を作成し、最後に導光板１０に光変調素子３０を貼り合わせるプロセスを説明したが、導光板１０の表面に、配向膜３５を形成した透明基板３７を予め貼り合わせてから、バックライト１を作成することもできる。また、枚葉方式、ロール・ツー・ロール方式のいずれでもバックライト１を作成することができる。
【００８７】
ところで、透明導電膜がＩＴＯを含む膜である場合に、上述したように、その透明導電膜において、使用する光源の波長領域の範囲内で光吸収率の最大値と最小値の差が０．５以下となるようにするためには、例えば、以下に示した方法で透明導電膜を作成することが好ましい。なお、以下では、透明導電膜を形成する基板として樹脂基板を用いた場合について説明する。
【００８８】
まず、例えば、スパッタリング法を用いて、樹脂基板上にＩＴＯを含む透明導電膜を成膜する。このとき、透明導電膜の物理膜厚ｄは、１ｎｍ＜ｄ＜２５０ｎｍを満たしており、１０ｎｍ＜ｄ＜３０ｎｍを満たすことが好ましい。次に、樹脂基板のガラス転移温度よりも低い温度で透明導電膜をアニールする。例えば、樹脂基板がゼオノアからなる場合には、１２０℃、１時間で、大気中で透明導電膜のアニールを行う。これにより、樹脂基板上の透明導電膜が結晶化する。このとき、結晶化した透明導電膜の抵抗値は、５０Ω／□以上、１０ｋΩ／□以下となっている。
【００８９】
図１８は、Ｘ線回折（ＸＲＤ；X‐ray diffraction）測定により得られたＸＲＤチャートを表したものである。Ｘ線回折の測定にはリガク（株）製の“Ｒａｄ−II  Ｃ”を用いた。光源にはＣｕ−Ｋα線（波長：１．５４１オングストローム）を用い、光源のパワーを４０ｋＶ、４０ｍＡとした。光学系として、発散スリット１°、散乱スリット１°及び受光スリット０．１５ｍｍを採用した。図中の実線が、上記のようにして結晶化した透明導電膜のＸＲＤチャートであり、図中の破線が、結晶化前の透明導電膜のＸＲＤチャートである。図１８から、上記のようにして結晶化した透明導電膜は、ＸＲＤチャートにおいて、（２２２）面にピークを有していることがわかる。このときのピークの半値幅は、０．０３°〜２°の範囲内にあることが好ましく、０．１°〜０．７°の範囲内にあることがより好ましい。このピークは、結晶化前の透明導電膜では計測されない箇所に現れている。
【００９０】
図１９は、バックライトの輝度変化の場所依存性の一例を表したものである。図中の破線は、光変調素子３０が設けられておらず、導光板１０として印刷導光板が設けられているときの結果である。図中の一点鎖線および実線は、下側電極３２および上側電極３６が上記のようにして結晶化した透明導電膜からなり、かつ下側電極３２が３つの部分電極３２Ａからなるバックライトの結果である。図中の一点鎖線は、各光変調セル３０−１の一対の電極（下側電極３２、上側電極３６）間に同一の電圧（具体的には１４０Ｖｐｐ）を印加したときの結果である。図中の実線は、各光変調セル３０−１に、光源２０からの距離に応じたデューティー比の電圧を印加したときの結果である。その時の電圧振幅は同一にする。具体的には、図中の実線は、１４０Ｖｐｐ印加時に、光源２０に一番近い光変調セル３０−１にデューティー比２８％で電圧を印加し、真ん中の光変調セル３０−１にデューティー比４５％で電圧を印加し、光源２０から一番遠い光変調セル３０−１にデューティー比１００％で電圧を印加したときの結果である。
【００９１】
図１９から、同一の電圧条件で駆動を行った場合（図中の一点鎖線）には、印刷導光板だけを設けた場合（図中の破線）と比べて、８５％程度の輝度が得られることがわかった。また、図１９から、ＰＷＭ駆動を行った場合（図中の実線）であっても、印刷導光板だけを設けた場合（図中の破線）と比べて、８０％程度の輝度が得られることがわかった。なお、下側電極３２および上側電極３６が非結晶状態の透明導電膜からなる場合に、上記と同様の実験を行うと、同一の電圧条件で駆動を行った場合には、印刷導光板だけを設けた場合と比べて、５４％程度の輝度しか得られず、ＰＷＭ駆動を行った場合には、印刷導光板だけを設けた場合と比べて、４４％程度の輝度しか得られないことがわかっている。つまり、下側電極３２および上側電極３６が結晶化した透明導電膜からなる場合には、下側電極３２および上側電極３６が非結晶状態の透明導電膜からなる場合と比べて、光取り出し効率が大幅に高くなることがわかった。
【００９２】
次に、バックライト１の作用および効果について説明する。
【００９３】
バックライト１では、例えば、光変調セル３０−１において微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２がバルク３４Ａの光軸ＡＸ１と平行もしくはほぼ平行となり、別の光変調セル３０−１において微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２がバルク３４Ａの光軸ＡＸ１と交差もしくは直交するように、各光変調セル３０−１の一対の電極（下側電極３２、上側電極３６）に電圧が印加される。これにより、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子３０のうち、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが互いに平行もしくはほぼ平行となっている透過領域３０Ａを透過する。一方、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子３０のうち、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが互いに交差もしくは直交している散乱領域３０Ｂにおいて散乱される。この散乱光のうち散乱領域３０Ｂの下面を透過した光は反射板４０で反射され、再度、導光板１０に戻されたのち、バックライト１の上面から射出される。また、散乱光のうち、散乱領域３０Ｂの上面に向かった光は、導光板１０を透過したのち、バックライト１の上面から射出される。このように、本基本構成では、透明領域３０Ａの上面からは光はほとんど射出されず、散乱領域３０Ｂの上面から光が射出される。このようにして、正面方向の変調比を大きくしている。
【００９４】
ところで、バックライト１では、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されているので、斜め方向において、散乱性が小さくなり、透明性を向上させることができる。例えば、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、互いに常光屈折率が等しく、かつ互いに異常光屈折率も等しい光学異方性材料を主に含んで構成され、かつ、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない領域では、これらの光軸の向きが一致もしくはほぼ一致する。これにより、正面方向（光変調素子３０の法線方向）および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が少なくなるか、またはなくなり、高い透明性が得られる。その結果、視野角の大きい範囲における光の漏洩を低減またはほとんどなくすることができ、視野角特性を良くすることができる。
【００９５】
例えば、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶と、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶性モノマーとを混合し、配向膜または電界によって液晶と液晶性モノマーを配向させた状態で液晶性モノマーを重合させると、液晶の光軸と、液晶性モノマーが重合することによって形成されたポリマーの光軸とが互いに一致する。これにより、あらゆる方向で屈折率を一致させることができるので、そのようにした場合には、透明性が高い状態を実現でき、より一層、視野角特性を良くすることができる。
【００９６】
また、バックライト１では、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、印刷導光板あるいは散乱状態（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて下がっている。他方、散乱領域３０Ｂの輝度は、印刷導光板（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【００９７】
ところで、輝度突き上げとは、全面白表示した場合に比べて、部分的に白表示を行った場合の輝度を高くする技術である。ＣＲＴやＰＤＰなどでは一般によく使われている技術である。しかし、液晶ディスプレイでは、バックライトは画像にかかわらず全体に均一発光しているので、部分的に輝度を高くすることはできない。もっとも、バックライトを、複数のＬＥＤを２次元配置したＬＥＤバックライトとした場合には、ＬＥＤを部分的に消灯することは可能である。しかし、そのようにした場合には、ＬＥＤを消灯した暗領域からの拡散光がなくなるので、全てのＬＥＤを点灯した場合と比べて、輝度が低くなってしまう。また、部分的に点灯しているＬＥＤに対して流す電流を大きくすることにより、輝度を増やすことも可能であるが、そのようにした場合には、非常に短時間に大電流が流れるので、回路の負荷や信頼性の点で問題が残る。
【００９８】
一方、バックライト１では、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されているので、斜め方向の散乱性が抑制され、暗状態での導光板からの漏れ光が少ない。これにより、部分的な暗状態の部分から部分的な明状態の部分に導光するので、バックライト１への投入電力を増やすことなく、輝度突き上げを実現することができる。
【００９９】
また、バックライト１では、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない領域において、微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ２が、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となっており、かつ透明基板３１，３７の表面と僅かな角度θ１で交差している。つまり、微粒子３４Ｂ内に含まれる液晶分子が、光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ１だけ傾斜した状態（プレチルト角が付与された状態）で配向している。そのため、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された時に、微粒子３４Ｂ内に含まれる液晶材料は、ランダムな方位に立ち上がることはなく、光入射面１０Ａと平行な面内で立ち上がる。このとき、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂの光軸ＡＸ１，ＡＸ２が、光入射面１０Ａと平行な面内において互いに交差もしくは直交する。この場合に、導光板１０の光入射面１０Ａから入射した光において、透明基板３１に対して垂直に振動する光は、微粒子３４Ｂの異常光屈折率とバルク３４Ａの常光屈折率との差を感じる。このとき、微粒子３４Ｂの異常光屈折率とバルク３４Ａの常光屈折率との差は大きいことから、透明基板３１に対して垂直に振動する光の散乱効率が高くなる。一方、透明基板３１に対して平行に振動する光は、微粒子３４Ｂの常光屈折率とバルク３４Ａの異常光屈折率の差を感じる。このとき、微粒子３４Ｂの常光屈折率とバルク３４Ａの異常光屈折率の差も大きいことから、透明基板３１に対して平行に振動する光の散乱効率も高くなる。従って、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域を伝播する光は、斜め方向の成分を多く含む。例えば、導光板１０としてアクリル導光板を用いた場合には、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域内の光は、４１．８°以上の角度で伝播する。その結果、斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られるので、表示輝度を向上させることができる。また、上記の輝度突き上げの効果により、表示輝度をさらに向上させることができる。
【０１００】
また、本実施の形態において、バルク３４Ａが、例えば、上述した筋状構造となっている場合に、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが、０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっているときには、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０を繰り返し通過したときに、可視領域全体における光散乱のバランスを保つことが出来る。これにより、導光板１０の端部に取り付けた光源２０から離れるにつれて、照明光の長波長成分が多くなるのを低減することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態において、下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６が透明導電膜によって構成されている場合に、この透明導電膜が、｜Ａ１−Ａ２｜≦２．００を満たす膜であるときには、長波長側の成分が光源２０からの距離に応じて変化する割合を低減することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違を少なくすることができる。また、上記の透明導電膜が、｜Ａ１−Ａ２｜≦１．００を満たす膜であるときや、｜Ａ１−Ａ２｜≦０．５を満たす膜であるときには、長波長側の成分が光源２０からの距離に応じて変化する割合をさらに低減することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態において、下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６がＩＴＯ膜によって構成されている場合に、導光板１０と光変調素子３０の少なくとも一方が、長波長側の光を短波長側の光よりもより多く吸収する染料・顔料を含んでいるときには、ＩＴＯ膜を含む光変調素子３０の、吸収の波長依存性を抑制することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【０１０３】
また、本実施の形態において、短波長側の反射率が長波長側の反射率よりも小さな光学多層膜３８が上側電極３６上に設けられている場合には、下側電極３２および上側電極３６のうち少なくとも上側電極３６がＩＴＯ膜によって構成されているときであっても、光学多層膜３８の作用により、ＩＴＯ膜を含む光変調素子３０の、反射の波長依存性を抑制することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【０１０４】
また、本実施の形態において、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、上記の式（１），（２）で示されるような関係となっている場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０内のバルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂを繰り返し通過したときに、光源２０からの距離に応じた、暗状態における散乱の波長依存性を抑制することができる。その結果、暗状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。さらに、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、上記の式（３），（４）で示されるような関係となっている場合には、暗状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１０５】
また、本実施の形態において、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、上記の式（５），（６）で示されるような関係となっている場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子３０内のバルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂを繰り返し通過したときに、光源２０からの距離に応じた、明状態における散乱の波長依存性を抑制することができる。その結果、明状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。さらに、バルク３４Ａおよび微粒子３４Ｂが、上記の式（７），（８）で示されるような関係となっている場合には、明状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態において、上述した、照明光の長波長成分を面内でより均一化する各手段のうち複数の手段を適用するようにした場合には、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１０７】
＜２．第２の実施の形態＞
[垂直配向ＰＤＬＣを用いた例］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るバックライト２について説明する。図２０（Ａ）は、本実施の形態に係るバックライト２の断面構成の一例を表したものである。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）のバックライト２に含まれる光変調素子６０の断面構成の一例を表したものである。本実施の形態のバックライト２では、配向膜３３，３５として垂直用配向膜が用いられており、さらに上記実施の形態の光変調層３４に代わって光変調層６４が設けられている点で、上記実施の形態のバックライト１の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態の構成との共通点についての説明を適宜、省略し、上記実施の形態の構成との相違点について主に説明する。
【０１０８】
上述したように、本実施の形態では、配向膜３３，３５として垂直用配向膜が用いられている。この垂直用配向膜によって、後述のバルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが透明基板３１から傾斜配向したプレチルトが形成されている。垂直用配向膜としては、シランカップリング材料や、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド系材料、界面活性剤などを用いることが可能である。例えば、これらの材料を塗布、乾燥した後にラビング処理を行うことにより、ラビング方向にプレチルトが形成される。また、透明基板３１，３７としてプラスチックフィルムを用いる場合には、製造工程において、透明基板３１，３７の表面に配向膜３３，３５を塗布した後の焼成温度ができるだけ低いことが好ましいことから、配向膜３３，３５としてアルコール系溶媒を使用することの可能なシランカップリング材料を用いることが好ましい。なお、配向膜３３，３５にラビング処理を施さずに、プレチルトを形成するようにしてもよい。それを実現する方法としては、例えば、配向膜３３，３５にセルを作成し、そのセルに対して磁場やスリット電極による斜め電場を印加しながら紫外線を照射する方法がある。
【０１０９】
ただし、配向膜３３，３５として垂直用配向膜を用いるに際しては、微粒子６４Ｂ内に含まれる液晶分子として、負の誘電率異方性を有するもの（いわゆるネガ型液晶）を用いることが好ましい。
【０１１０】
次に、本実施の形態の光変調層６４について説明する。光変調層６４は、例えば、図２０（Ｂ）に示したように、バルク６４Ａ（第４領域）と、バルク６４Ａ内に分散された微粒子状の複数の微粒子６４Ｂ（第３領域）とを含んだ複合層となっている。バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂは光学異方性を有している。
【０１１１】
図２１（Ａ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、微粒子６４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。なお、図２１（Ａ）において、バルク６４Ａ内の配向状態についての記載を省略した。図２１（Ｂ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図２１（Ｃ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時の、正面方向に向かう光Ｌ１と、斜め方向に向かう光Ｌ２とが光変調層６４を透過する様子の一例を模式的表したものである。
【０１１２】
図２２（Ａ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、微粒子６４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。なお、図２２（Ａ）において、バルク６４Ａ内の配向状態についての記載を省略した。図２２（Ｂ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図２２（Ｃ）は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時の、正面方向に向かう光Ｌ１と、斜め方向に向かう光Ｌ２とが光変調層６４において散乱される様子の一例を模式的表したものである。
【０１１３】
バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂは、例えば、図２１（Ａ），（Ｂ）に示したように、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、バルク６４Ａの光軸ＡＸ３および微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４の向きが互いに一致する（平行となる）構成となっている。なお、光軸ＡＸ３，ＡＸ４とは、偏光方向によらず屈折率が一つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。また、光軸ＡＸ３および光軸ＡＸ４の向きは常に互いに一致している必要はなく、光軸ＡＸ３の向きと光軸ＡＸ４の向きとが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
【０１１４】
また、微粒子６４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、光軸ＡＸ４が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となる構成となっている。微粒子６４Ｂは、さらに、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、光軸ＡＸ４が透明基板３１，３７の法線と僅かな角度θ３（第３角度）で交差する構成となっている（図２１（Ｂ）参照）。なお、角度θ３については、微粒子６４Ｂを構成する材料を説明する際に詳述する。
【０１１５】
一方、バルク６４Ａは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間への電圧印加の有無に拘らず、バルク６４Ａの光軸ＡＸ３が一定となる構成となっている。具体的には、バルク６４Ａは、例えば、図２１（Ａ），（Ｂ），図２２（Ａ），（Ｂ）に示したように、バルク６４Ａの光軸ＡＸ３が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の法線と僅かな角度θ３（第３角度）で交差する構成となっている。つまり、バルク６４Ａの光軸ＡＸ３は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時に、微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４と平行となっている。
【０１１６】
なお、光軸ＡＸ４が常に、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の法線と角度θ３で交差している必要はなく、例えば製造誤差などによって透明基板３１，３７の法線と、角度θ３とは若干異なる角度で交差していてもよい。また、光軸ＡＸ３，ＡＸ４が常に導光板１０の光入射面１０Ａと平行となっている必要はなく、例えば製造誤差などによって導光板１０の光入射面１０Ａと、小さな角度で交差していてもよい。
【０１１７】
ここで、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの常光屈折率が互いに等しく、かつバルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの異常光屈折率が互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、図２１（Ａ）に示したように、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、図２１（Ｃ）に示したように、正面方向に向かう光Ｌ１および斜め方向に向かう光Ｌ２は、光変調層６４内で散乱されることなく、光変調層６４を透過する。その結果、上記実施の形態と同様、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌ（斜め方向からの光）は、透明領域３０Ａの界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）において全反射され、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、光変調素子６０を設けていない場合（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて下がる。
【０１１８】
また、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、図２２（Ａ）に示したように、光軸ＡＸ３および光軸ＡＸ４の向きが互いに異なる（交差する）構成となっている。また、微粒子６４Ｂは、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時に、微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４が導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の法線と角度θ３よりも大きな角度θ４（第４角度）で交差するか、または透明基板３１，３７の表面と平行となる構成となっている。なお、角度θ４については、微粒子６４Ｂを構成する材料を説明する際に詳述する。
【０１１９】
したがって、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域内を伝播する光は、斜め方向の成分を多く含む。例えば、導光板１０としてアクリル導光板を用いた場合には、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域内の光は、４１．８°以上の角度で伝播する。その結果、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域内を伝播する光においては、屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、例えば、図２２（Ｃ）に示したように、正面方向に向かう光Ｌ１および斜め方向に向かう光Ｌ２は、光変調層６４内で散乱される。その結果、上記実施の形態と同様、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源２０からの光Ｌ（斜め方向からの光）は、散乱領域３０Ｂの界面（透明基板３１または導光板１０と空気との界面）を透過すると共に、反射板４０側に透過した光は反射板４０で反射され、光変調素子６０を透過する。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、印刷導光板（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【０１２０】
なお、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの常光屈折率は、互いに同一であることが好ましいが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。そのずれ（屈折率差Δｎｏ）が、可視領域において、例えば、０．１以下であることが好ましい（図１１参照）。また、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの異常光屈折率についても、互いに同一であることが好ましいが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。そのずれ（屈折率差Δｎｅ）が、可視領域において、例えば、０．１以下であることが好ましい（図１１参照）。
【０１２１】
また、バルク６４Ａの屈折率差（ΔｎP＝異常光屈折率ｎｅP−常光屈折率ｎｏP）や、微粒子６４Ｂの屈折率差（ΔｎL＝異常光屈折率ｎｅL−常光屈折率ｎｏL）は、できるだけ大きいことが好ましく、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることがさらに好ましい。また、微粒子６４Ｂの異常光屈折率ｎｅLとバルク６４Ａの常光屈折率ｎｏPとの差（屈折率差Δ（ｎｅL-ｎｏP））が可視領域において０．１以上となっており、かつバルク６４Ａの異常光屈折率ｎｅPと微粒子６４Ｂの常光屈折率ｎｏLとの差（屈折率差Δ（ｎｅP-ｎｏL））が可視領域において０．１以上となっていることが好ましい。これらの場合には、光変調層６４の散乱能が高くなり、導光条件を容易に破壊することができ、導光板１０からの光を取り出しやすくなる。
【０１２２】
また、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、以下の式（９），（１０）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（１１），（１２）で示されるような関係となっていることがより好ましい（図１２参照）。
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（９）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０５９…（１０）
｜Δｎｅ（４５０ｎｍ）―Δｎｅ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（１１）
｜Δｎｏ（４５０ｎｍ）―Δｎｏ（６５０ｎｍ）｜≦０．０３２…（１２）
Δｎｅ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｅ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｅ
Δｎｅ＝ｎｅL−ｎｅP
Δｎｏ（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるΔｎｏ
Δｎｏ（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるΔｎｏ
Δｎｏ＝ｎｏL−ｎｏP
【０１２３】
また、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、以下の式（１３），（１４）で示されるような関係となっていることが好ましく、以下の式（１５），（１６）で示されるような関係となっていることがより好ましい（図１３参照）。
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（１３）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０８０…（１４）
｜Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（１５）
｜Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）−Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）｜
≦０．０４４…（１６）
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
Δ（ｎｅL-ｎｏP）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅL-ｎｏP
Δ（ｎｅL-ｎｏP）＝ｎｅL−ｎｏP
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（４５０ｎｍ）：４５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
Δ（ｎｅP-ｎｏL）（６５０ｎｍ）：６５０ｎｍにおけるｎｅP-ｎｏL
Δ（ｎｅP-ｎｏL）＝ｎｅP−ｎｏL
【０１２４】
また、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。バルク６４Ａは、例えば、電場に対して応答しない筋状構造（図１４（Ａ），（Ｂ）参照）もしくは多孔質構造となっているか、または微粒子６４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。バルク６４Ａは、例えば、低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって形成されている。バルク６４Ａは、例えば、微粒子６４Ｂの配向方向または配向膜３３，３５の配向方向に沿って配向した、配向性および重合性を有する材料（例えばモノマー）を熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。バルク６４Ａが、例えば、上述した筋状構造となっている場合には、短軸方向の平均的な筋状組織サイズは、導光光の散乱性を高くするという観点からは、０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっていることが好ましく、０．２μｍ以上７μｍ以下の範囲であることがより好ましい。また、散乱の波長依存性を少なくするという観点からは、短軸方向の平均的な筋状組織サイズは、０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましく、１〜３μｍの範囲であることがより好ましい。これらの理由は上記実施の形態で言及した通りである。
【０１２５】
一方、微粒子６４Ｂは、例えば、液晶材料を主に含んで構成されており、バルク６４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。微粒子６４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。微粒子６４Ｂ内に含まれる液晶分子として、負の誘電率異方性を有するもの（いわゆるネガ型液晶）が用いられている。
【０１２６】
ここで、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、微粒子６４Ｂ内において、液晶分子の長軸方向は、光軸ＡＸ３と平行となっている。このとき、微粒子６４Ｂ内の液晶分子の長軸は、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の法線と僅かな角度θ３で交差している。つまり、微粒子６４Ｂ内の液晶分子は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない時には、導光板１０の光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ３だけ傾斜した状態で配向している。この角度θ３は、プレチルト角と呼ばれるもので、例えば０．１°以上３０°以下の範囲であることが好ましい。この角度θ３は、０．５°以上１０°以下の範囲であることがより好ましく、０．７°以上２°以下の範囲であることがさらにより好ましい。角度θ３を大きくすると、後述するような理由から散乱の効率が低下する傾向にある。また、角度θ３を小さくし過ぎると（例えば、ほぼ０°すると）、電圧印加時に液晶の立ち下がる方位角がばらつく。例えば、１８０°反対側の方位（リバースチルト）に液晶が立ち下がることもある。これにより、微粒子６４Ｂとバルク６４Ａとの屈折率差を有効に利用できないので、散乱効率が低くなり、輝度が小さくなる傾向にある。
【０１２７】
また、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、微粒子６４Ｂ内において、液晶分子の長軸方向は、光軸ＡＸ３と交差（もしくは直交）している。このとき、微粒子６４Ｂ内の液晶分子の長軸は、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となると共に透明基板３１，３７の法線と角度θ３よりも大きな角度θ４で交差している。つまり、微粒子６４Ｂ内の液晶分子は、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されている時には、導光板１０の光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ４だけ傾斜した状態もしくは角度θ４（＝９０°）で横に寝た状態で配向している。
【０１２８】
上記した、配向性および重合性を有するモノマーとしては、光学的に異方性を有しており、かつ液晶と複合する材料であればよいが、本実施の形態では紫外線で硬化する低分子モノマーであることが好ましい。電圧無印加の状態で、液晶と、低分子モノマーを重合化することにより形成されたもの（高分子材料）との光学的異方性の方向が一致していることが好ましいので、紫外線硬化前において、液晶と低分子モノマーが同一方向に配向していることが好ましい。微粒子６４Ｂとして液晶が用いられる場合に、その液晶が棒状分子であるときには、使用するモノマー材料の形状も棒状であることが好ましい。以上のことから、モノマー材料としては重合性と液晶性を併せ持つ材料を用いることが好ましく、例えば、重合性官能基として、アクリレート基、メタクリレート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基およびエポキシ基からなる群から選ばれた少なくとも１つの官能基を有することが好ましい。これらの官能基は、紫外線、赤外線または電子線を照射したり、加熱したりすることによって重合させることができる。紫外線照射時の配向度低下を抑制するために、多官能基をもつ液晶性材料を添加することもできる。バルク６４Ａを上述した筋状構造とする場合には、バルク６４Ａの原料として、２官能液晶性モノマーを用いることが好ましい。また、バルク６４Ａの原料に対して、液晶性を示す温度の調整を目的に単官能モノマーを添加したり、架橋密度向上を目的に３官能以上のモノマーを添加したりすることもできる。
【０１２９】
次に、本実施の形態のバックライト２の作用および効果について説明する。
【０１３０】
本実施の形態のバックライト２では、例えば、光変調セル３０−１において微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４がバルク３４Ａの光軸ＡＸ３と平行もしくはほぼ平行となり、別の光変調セル３０−１において微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４がバルク６４Ａの光軸ＡＸ３と交差もしくは直交するように、各光変調セル３０−１の一対の電極（下側電極３２、上側電極３６）に電圧が印加される。これにより、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子６０のうち、光軸ＡＸ３と光軸ＡＸ４とが互いに平行もしくはほぼ平行となっている透過領域３０Ａを透過する。一方、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子６０のうち、光軸ＡＸ３と光軸ＡＸ４とが互いに交差もしくは直交している散乱領域３０Ｂにおいて散乱される。この散乱光のうち散乱領域３０Ｂの下面を透過した光は反射板４０で反射され、再度、導光板１０に戻されたのち、バックライト２の上面から射出される。また、散乱光のうち、散乱領域３０Ｂの上面に向かった光は、導光板１０を透過したのち、バックライト２の上面から射出される。このように、本実施の形態では、透明領域３０Ａの上面からは光はほとんど射出されず、散乱領域３０Ｂの上面から光が射出される。このようにして、正面方向の変調比を大きくしている。
【０１３１】
ところで、本実施の形態では、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されているので、斜め方向において、散乱性が小さくなり、透明性を向上させることができる。例えば、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、互いに常光屈折率が等しく、かつ互いに異常光屈折率も等しい光学異方性材料を主に含んで構成され、かつ、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない領域では、これらの光軸の向きが一致もしくはほぼ一致する。これにより、正面方向（光変調素子６０の法線方向）および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が少なくなるか、またはなくなり、高い透明性が得られる。その結果、視野角の大きい範囲における光の漏洩を低減またはほとんどなくすることができ、視野角特性を良くすることができる。
【０１３２】
例えば、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶と、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶性モノマーとを混合し、配向膜または電界によって液晶と液晶性モノマーを配向させた状態で液晶性モノマーを重合させると、液晶の光軸と、液晶性モノマーが重合することによって形成されたポリマーの光軸とが互いに一致する。これにより、あらゆる方向で屈折率を一致させることができるので、そのようにした場合には、透明性が高い状態を実現でき、より一層、視野角特性を良くすることができる。
【０１３３】
また、本実施の形態では、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、印刷導光板あるいは散乱領域（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて下がっている。他方、散乱領域３０Ｂの輝度は、印刷導光板（図１０（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。これは、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されており、斜め方向の散乱性が抑制され、暗状態での導光板からの漏れ光が少ないからである。従って、部分的な暗状態の部分から部分的な明状態の部分に導光するので、バックライト２への投入電力を増やすことなく、輝度突き上げを実現することができる。
【０１３４】
また、本実施の形態では、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない領域において、微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ４が、導光板１０の光入射面１０Ａと平行となっており、かつ透明基板３１，３７の法線と僅かな角度θ３で交差している。つまり、微粒子６４Ｂ内に含まれる液晶分子が、光入射面１０Ａと平行な面内において角度θ３だけ傾斜した状態（プレチルト角が付与された状態）で配向している。そのため、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された時に、微粒子６４Ｂ内に含まれる液晶材料は、ランダムな方位に倒れることはなく、光入射面１０Ａと平行な面内で倒れる。このとき、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ３，ＡＸ４が、光入射面１０Ａと平行な面内において互いに交差もしくは直交する。この場合に、導光板１０の光入射面１０Ａから入射した光において、透明基板３１に対して垂直に振動する光は、微粒子６４Ｂの常光屈折率とバルク６４Ａの異常光屈折率との差を感じる。このとき、微粒子６４Ｂの常光屈折率とバルク６４Ａの異常光屈折率との差は大きいことから、透明基板３１に対して垂直に振動する光の散乱効率が高くなる。一方、透明基板３１に対して平行に振動する光は、微粒子６４Ｂの異常光屈折率とバルク６４Ａの常光屈折率の差を感じる。このとき、微粒子６４Ｂの異常光屈折率とバルク６４Ａの常光屈折率の差も大きいことから、透明基板３１に対して平行に振動する光の散乱効率も高くなる。従って、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域を伝播する光は、斜め方向の成分を多く含む。例えば、導光板１０としてアクリル導光板を用いた場合には、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加された領域内の光は、４１．８°以上の角度で伝播する。その結果、屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られるので、表示輝度を向上させることができる。また、上記の輝度突き上げの効果により、表示輝度をさらに向上させることができる。
【０１３５】
一方、例えば、電圧無印加時に導光板１０の光入射面１０Ａに垂直に、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ３，ＡＸ４を配置した場合には、透明基板３１に対して垂直に振動する光は、前述した場合と同様に、微粒子６４Ｂの常光屈折率とバルク６４Ａの異常光屈折率との差を感じるが、透明基板３１に対して平行方向に振動する光は、微粒子６４Ｂの常光屈折率とバルク６４Ａの常光屈折率との差を感じることになる。ここで、微粒子６４Ｂの常光屈折率とバルク６４Ａの常光屈折率との差は、ほとんどないか、または全くない。そのため、光入射面１０Ａから入射した光において、透明基板３１に対して垂直に振動する光は、前述した場合と同様に大きな屈折率差を感じるが、透明基板３１に対して平行方向に振動する光は、屈折率差をほとんど感じないか、または全く感じない。その結果、透明基板３１に対して垂直に振動する光の散乱効率は高くなるが、透明基板３１に対して平行に振動する光の散乱効率は低いか、または、ゼロとなる。従って、光入射面１０Ａに対して光軸ＡＸ３，ＡＸ４を垂直に配置した場合には、光入射面１０Ａに対して光軸ＡＸ３，ＡＸ４を平行に配置した場合に比べて、散乱光率が低くなるので、導光板１０から取り出せる輝度が低くなる。
【０１３６】
また、プレチルトを形成しない場合、または、実質的にプレチルト角がほぼ９０°となっている場合には、液晶が倒れる方位はランダムになるので、屈折率差は、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ３，ＡＸ４を導光板１０の光入射面１０Ａと平行にした場合の屈折率差と垂直にした場合の屈折率差との平均になる。従って、これらの場合においても、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの光軸ＡＸ３，ＡＸ４を導光板１０の光入射面１０Ａと平行にした場合に比べて、取り出せる輝度が低くなる。
【０１３７】
また、本実施の形態において、バルク６４Ａが、例えば、上述した筋状構造となっている場合に、短軸方向の平均的な筋状組織サイズが、０．０５μｍ以上１０μｍ以下となっているときには、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子６０を繰り返し通過したときに、可視領域全体における光散乱のバランスを保つことが出来る。これにより、導光板１０の端部に取り付けた光源２０から離れるにつれて、照明光の長波長成分が多くなるのを低減することができる。その結果、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。
【０１３８】
また、本実施の形態において、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、上記の式（９），（１０）で示されるような関係となっている場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子６０内のバルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂを繰り返し通過したときに、光源２０からの距離に応じた、暗状態における散乱の波長依存性を抑制することができる。その結果、暗状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。さらに、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、上記の式（１１），（１２）で示されるような関係となっている場合には、暗状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１３９】
また、本実施の形態において、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、上記の式（１３），（１４）で示されるような関係となっている場合には、光源２０から射出された光が導光板１０内を伝播していく過程で光変調素子６０内のバルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂを繰り返し通過したときに、光源２０からの距離に応じた、明状態における散乱の波長依存性を抑制することができる。その結果、明状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をより少なくすることができる。さらに、バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂが、上記の式（１５），（１６）で示されるような関係となっている場合には、明状態において、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１４０】
また、本実施の形態において、上述した、照明光の長波長成分を面内でより均一化する各手段のうち複数の手段を適用するようにした場合には、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違をさらに少なくすることができる。
【０１４１】
＜３．変形例＞
上記各実施の形態では、光変調素子３０，６０は、導光板１０の背後（下面）に空気層を介さずに密着して接合されていたが、例えば、図２３に示したように、導光板１０の上面に空気層を介さずに密着して接合されていてもよい。また、光変調素子３０，６０は、例えば、図２４に示したように、導光板１０の内部に設けられていてもよい。ただし、この場合でも、光変調素子３０，６０は、導光板１０と空気層を介さずに密着して接合されていることが必要である。
【０１４２】
また、上記各実施の形態およびその変形例では、導光板１０の上に特に何も設けられていなかったが、例えば、図２５に示したように、光学シート７０（例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シートなど）を設けてもよい。このようにした場合には、導光板１０から斜め方向に射出した光の一部が正面方向に立ち上がるので、変調比を効果的に向上させることができる。
【０１４３】
ところで、上記各実施の形態およびその変形例において、光変調素子３０，６０は電圧印加の有無により透明と散乱を切り換えるものである。バルク３４Ａ，６４Ａの散乱粒子径が可視光波長と同程度となっている場合には、散乱の波長依存性を持つ。また、光変調素子３０，６０が屈折率の波長分散を持つ場合も同様に、散乱の波長依存性を持つ。エッジライト方式では、光源から遠い部分において、光源付近での散乱履歴の影響を受けるので、この散乱の波長依存性により、面内色度差が大きくなる傾向にある。従って、光変調素子３０，６０の散乱波長依存性を低減することが好ましい。
【０１４４】
光変調素子３０，６０の散乱波長依存性は、光変調素子３０，６０内のある一点における散乱光スペクトルと導光光スペクトルの比をとることで算出することが可能である。散乱光スペクトルは、光変調素子３０，６０の一部分を散乱状態にさせ、バックライト１，２上面に配置した拡散シートおよびプリズムシートを透過した光を、輝度計を用いて測定することにより得られる。このとき、輝度計の位置は、散乱領域内の散乱履歴が反映されないようにするために、散乱領域のうち光源２０に最も近い箇所の直上にする。導光光スペクトルは、光変調素子３０，６０上にマッチングオイルを介して拡散シートを貼り、意図的に導光条件を崩した状態で測定される。導光光スペクトルの測定時には、拡散シートの上にプリズムシートを配置し、輝度計の位置および光学シートの構成は散乱光スペクトルの測定時と同様にする。
【０１４５】
一般的に、ＰＤＬＣの散乱粒子径は可視光波長と同程度であり、またＰＤＬＣは屈折率の波長分散を持つことから、ＰＤＬＣは散乱の波長依存性を持つことが知られている。図２６は、筋状構造を持つＰＤＬＣの散乱波長依存性を示す。筋状構造を持つＰＤＬＣでは、組織が大きいので散乱波長依存性は比較的小さい。しかし、理想的には、可視光に対して各波長における散乱度合いが一定であることが望ましい。
【０１４６】
筋状構造を持つＰＤＬＣにおいて散乱波長依存性が生じる原因としては、例えば、液晶とモノマーのそれぞれに屈折率の波長依存性があることが考えられる。そこで、例えば、液晶およびモノマーの種類、液晶とモノマーの重量比、重合開始剤量の種類、重合時の紫外線強度および波長、重合時のサンプル温度などを調整することで、屈折率の波長依存性を低減することが考えられる。また、例えば、液晶とモノマーの界面接触面積を大きくしたり、液晶とモノマーの屈折率差を大きくしたりすることにより散乱効率を増加させ、多重散乱を増加させることにより取り出し波長を均一化し、散乱の波長依存性を低減することも考えられる。また、例えば、ＰＤＬＣを厚くして光路長を長くすることで、多重散乱により取り出し波長を均一化し、それにより、散乱の波長依存性を低減することも考えられる。
【０１４７】
以下では、モノマーの種類を調整することにより散乱効率を増加させることと、ＰＤＬＣを厚くして多重散乱により取り出し波長を均一化することについて詳細に説明する。
【０１４８】
まず、モノマーの種類を調整することにより散乱効率を増加させることついて説明する。ＰＤＬＣは液晶とモノマーの混合物のうちモノマーを重合化することにより得られるものである。そのため、モノマーの種類を変えることで散乱効率を調整することができる。例えば、モノマーとして２官能モノマーのみを用いることにより筋状の組織構造が得られるのに対して、２官能モノマーに多官能モノマーを適量添加したものをモノマーとして用いることにより、筋状組織に三次元的なネットワーク構造が形成される。ここで、三次元的なネットワーク構造とは、筋に対して垂直な方向にも高分子が少し枝分かれしたような構造を指している。このように、筋状組織に三次元的なネットワーク構造が形成されることにより、散乱界面が増えて多重散乱による散乱波長依存性の改善が期待される。ただし、２官能モノマーに多官能モノマーを添加し過ぎると、筋状組織が崩れ過ぎ、散乱効率が小さくなってしまう。従って、多官能モノマーは、全モノマーの０ｗｔ％より大きく、７０ｗｔ％未満であることが好ましく、５ｗｔ％より大きく、５０ｗｔ％未満であることがより好ましい。また、官能基の数が多すぎると配向性を乱す傾向があるので、多官能モノマーとしては、３官能モノマーが好ましい。
【０１４９】
次に、ＰＤＬＣを厚くして多重散乱により取り出し波長を均一化することについて説明する。ＰＤＬＣの組成を変えずに、ＰＤＬＣを厚くすると、単位体積あたりの散乱効率は一定のままで、ＰＤＬＣ内の光路長が長くなる。そのため、ＰＤＬＣ内部で多重散乱が起こり、散乱波長依存性が改善されると考えられる。ＰＤＬＣが薄すぎると、輝度ムラなどが生じやすくなるので、ＰＤＬＣは厚い方が好ましい。しかし、ＰＤＬＣが厚すぎると、駆動電圧が高くなり、さらに、コストが高くなったり、透明状態での輝度が高くなったりする場合もある。このため、ＰＤＬＣの厚みは３μｍ以上、７０μｍ以下であることが好ましく、さらに５μｍ以上、５０μｍ以下であることがより好ましく、７μｍ以上、２０μｍ以下であることがより好ましい。
【０１５０】
次に、実施例について説明する。なお、下記の実施例は例示であり、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１５１】
（小ガラスセル作成方法）
３０ｍｍ×４０ｍｍサイズのＰＤＬＣ（小ガラスセル）を以下のようにして作成した。まず、ガラス基板上にＩＴＯをスパッタにより製膜した後、ＩＴＯ表面にポリイミド溶液をスピンコータにて塗布し８０℃、１０分の乾燥を行った。次に、２００℃、６０分の焼成を行った後、ラビング布を用いてラビングを行い、配向膜を作成した。作成した配向膜にビーズの散布を行い、外周に熱硬化シールを描画した後、８０℃、１０分間加熱を行った。加熱後、このガラス基板を、別途用意した配向膜付ＩＴＯガラス基板と貼り合わせ、貼り合わせたガラス基板同士の隙間に、液晶、紫外線硬化性モノマー、重合開始剤を所定組成になるように混合した溶液（以下「モノマー混合液晶」と称する。）を注入する。続いて、紫外線により露光を行った後、紫外線硬化樹脂で注入口を封止することにより、ＰＤＬＣを作製した。その後、このＰＤＬＣを、マッチングオイルを介して導光板に貼り合わせた。このようにして、小ガラスセルを作成した。
【０１５２】
（フィルムセル作成方法）
３００ｍｍ×２５０ｍｍサイズのＰＤＬＣ（フィルムセル）を以下のようにして作成した。まず、フィルム基板（ゼオノア）上にＩＴＯをスパッタにより製膜した後、ＩＴＯ表面にポリアミドイミド溶液をバーコータにて塗布し８０℃、１０分の乾燥を行った。次に、ラビング布を用いてラビングを行い、配向膜を作成した。続いて、配向膜付フィルム基板のフィルム面を、粘着材料を用いて５ｍｍ厚の導光板に貼り合わせることにより、導光板付ＩＴＯフィルムを作成した。さらに、導光板付ＩＴＯフィルム上に、ビーズの散布を行い、続いてモノマー混合液晶を大気中で滴下した後、その導光板付ＩＴＯフィルムを、別途用意した配向膜付ＩＴＯフィルムに、ラミネータにより大気下で貼り合わせた。最後に、紫外線により露光を行った。このようにして、フィルムセルを作成した。
【０１５３】
（輝度およびスペクトル評価方法）
作成したセルの導光板端面に白色ＬＥＤの光を照射した。導光板の上部には拡散シートおよびレンズシートをこの順に載せ、セルに電圧を印加しながら、輝度計（トプコン社製SR-UL1）を用いて、輝度およびスペクトルを測定した。散乱波長依存性に関しては前述したように正規化した散乱光スペクトルと正規化した導光光スペクトルの比と定義した。また、散乱波長依存性の度合いを表す傾きｋは、最小二乗法で直線近似したときの傾きを表している。
【０１５４】
まず、作成したセルについて説明をする。実施例１では、上述した小ガラスセルの作成方法に従ってセル厚み７μｍでセルの作成を行い、モノマー混合液晶が質量比にして液晶：モノマー＝９０:１０、全モノマーに対する３官能混合率０ｗｔ％、重合開始剤が全モノマーの１ｗｔ％となるように混合した。露光は室温にて、ピーク波長３６５ｎｍ、露光強度５．４Ｊ／ｃｍ2で行った。実施例２では、３官能混合率を２０ｗｔ％にした以外は実施例１と同様にして作成した。実施例３，４では、セル厚みをそれぞれ９μｍ、１３．５μｍにした以外は実施例２と同様にして作成した。実施例５では、セルの材質をフィルムにし、厚みを７．５μｍにした以外は実施例１と同様にして作成した。実施例６では、３官能混合率を２０ｗｔ％にした以外は実施例５と同様にして作成した。実施例７，８では、セル厚みをそれぞれ３μｍ、１５μｍにした以外は実施例６と同様にして作成した。表１には、それぞれ実施例の作成条件および輝度、傾きｋを示す。
【０１５５】
【表１】
0005679308.tif 000002
【０１５６】
以下、実施例の評価結果について説明を行う。
【０１５７】
（実施例１，２）
まず、モノマーの種類を調整することにより散乱効率を増加させることにより散乱波長依存性の改善を図った。評価には上記作成方法により作成した小ガラスセルを用い、モノマー混合液晶として２官能モノマーのみを使用した実施例１と３官能モノマーを全モノマー重量比で２０ｗｔ％添加した実施例２で比較を行った（図２７（Ａ），（Ｂ））。図２７（Ａ）は、セル厚み７μｍ、駆動電圧１４０Ｖｐｐ、印加周波数１００Ｈｚで駆動した白状態における輝度を示す。図２７（Ｂ）は、白状態における散乱の波長依存性を示す。
【０１５８】
図２７（Ａ）から、２官能モノマーに３官能モノマーを添加することにより、輝度は６１６５ｃｄ／ｍ2から７５５２ｃｄ／ｍ2に上昇しており、より高輝度になっていることがわかる。図２７（Ｂ）から、最小二乗法により直線近時した傾きｋ（ｎｍ-1）は、それぞれ−０．０００５９、−０．０００４６となり、２官能モノマーに３官能モノマーを添加することにより散乱波長依存性が改善していることが確認できる。これは３官能モノマーによりＰＤＬＣの散乱効率が高くなり、多重散乱が増えたためだと考えられる。
【０１５９】
（実施例５，６）
図２８は、フィルムセルでの実施例を示したものである。セル厚みは７．５μｍ、駆動電圧１４０Ｖｐｐ、印加周波数２４０Ｈｚで計測を行った。フィルムセルにおいても同様に、傾きｋ（ｎｍ-1）は２官能モノマーのみの組成（実施例５）で−０．０００９６、３官能モノマーを全モノマー重量比で２０ｗｔ％添加した組成（実施例６）で−０．０００６８となり、２官能モノマーに３官能モノマーを添加することにより散乱の波長依存性が改善されていることが確認された。
【０１６０】
（実施例２，３，４）
次に、ＰＤＬＣを厚くすることにより散乱波長依存性の改善を図った。組成を変化させずに、小セルの厚みを７μｍ（実施例２）、９μｍ（実施例３）、１３．５μｍ（実施例４）と変化させ、駆動電圧１４０Ｖｐｐ、印加周波数１００Ｈｚで駆動した白状態の輝度、ヘイズ、散乱波長依存性の変化を観察した。図２９（Ａ）は、セルの厚みと輝度およびヘイズとの関係を示したものである。図２９（Ｂ）は、セルの厚みと散乱波長依存性の関係を示したものである。
【０１６１】
図２９（Ａ）から、セル厚みが増加するにつれて輝度が７５５２ｃｄ／ｍ2、７９６３ｃｄ／ｍ2、８５１８ｃｄ／ｍ2と増加していることを確認できる。図２９（Ａ）から、セル厚みが増加するにつれてヘイズ（つまり散乱性）も増加していることを確認できる。さらに、図２９（Ｂ）から、厚みが増加するに伴い、傾きｋ（ｎｍ-1）が−０．０００４６、−０．０００１３、−０．００００４と０（ゼロ）に近づき、輝度と同様に散乱波長依存性が改善していることがわかる。これはセルの厚みが増加して多重散乱による取り出し波長の平均化が生じたためと考えられる。
【０１６２】
（実施例６，７，８）
図３０は、フィルムセルでの実施例を示したものである。セル厚みは３μｍ（実施例７）、７．５μｍ（実施例６）、１５μｍ（実施例８）、駆動電圧１４０Ｖｐｐ、印加周波数２４０Ｈｚで行った。フィルムセルにおいても同様に傾きｋ（ｎｍ-1）は、セル厚みの増加に伴い−０．００１４９、−０．０００６８、−０．００００１と減少し、散乱波長依存性の改善が確認された。
【０１６３】
以上をまとめると、液晶およびモノマーの配向制御により筋状組織を形成し、さらに、３官能モノマーの添加によってＰＤＬＣの散乱効率を増加させたり、あるいは、セルの厚みを厚くし光路長を長くすることで多重散乱を増やしたりすることにより、取り出し波長の均一化を図ることができた。また、小セルおよびフィルムセルを用いた実施例１，２，５，６では、３官能モノマーを添加することで散乱効率が増加し、散乱波長依存性が改善されていることがわかった。また、実施例２〜４，６〜８では、セルの厚みを厚くしていくことで、散乱波長依存性が段階的に改善していることもわかった。
【０１６４】
＜４．適用例＞
次に、上記各実施の形態のバックライト１，２の一適用例について説明する。
【０１６５】
図３１は、本適用例にかかる表示装置３の概略構成の一例を表したものである。この表示装置２は、液晶表示パネル８０（表示パネル）と、液晶表示パネル８０の背後に配置されたバックライト１，２とを備えている。なお、表示装置３に搭載されるバックライトとして、第１の実施の形態のバックライト１、第２の実施の形態のバックライト２のいずれも用いることが可能である。
【０１６６】
液晶表示パネル８０は、映像を表示するためのものである。この液晶表示パネル８０は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、液晶表示パネル８０は、バックライト１，２側から順に、偏光子、透明基板、画素電極、配向膜、液晶層、配向膜、共通電極、カラーフィルタ、透明基板および偏光子を有している。
【０１６７】
透明基板は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、バックライト１側の透明基板には、図示しないが、画素電極に電気的に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。画素電極および共通電極は、例えばＩＴＯからなる。画素電極は、透明基板上に格子配列またはデルタ配列されたものであり、画素ごとの電極として機能する。他方、共通電極は、カラーフィルタ上に一面に形成されたものであり、各画素電極に対して対向する共通電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。液晶層は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、駆動回路（図示せず）からの印加電圧により、バックライト１からの射出光の偏光軸の向きを画素ごとに変える機能を有する。なお、液晶の配列を多段階で変えることにより画素ごとの透過軸の向きが多段階で調整される。カラーフィルタは、液晶層を透過してきた光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離したり、または、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（Ｗ）などの四色にそれぞれ色分離したりするカラーフィルタを、画素電極の配列と対応させて配列したものである。フィルタ配列（画素配列）としては、一般的に、ストライプ配列や、ダイアゴナル配列、デルタ配列、レクタングル配列のようなものがある。
【０１６８】
偏光子は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。なお、偏光子は、透過軸以外の振動方向の光（偏光）を吸収する吸収型の偏光素子であってもよいが、バックライト１，２側に反射する反射型の偏光素子であることが輝度向上の観点から好ましい。偏光子はそれぞれ、偏光軸が互いに９０度異なるように配置されており、これによりバックライト１，２からの射出光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。
【０１６９】
駆動回路５０は、例えば、複数の光変調セル３０−１のうち黒表示の画素位置に対応するセルにおいて微粒子３４Ｂ，６４Ｂの光軸ＡＸ２，ＡＸ４がバルク３４Ａ，６４Ａの光軸ＡＸ１，ＡＸ３と平行となり、複数の光変調セル３０−１のうち白表示の画素位置に対応するセルにおいて微粒子３４Ｂ，６４Ｂの光軸ＡＸ２，ＡＸ４がバルク３４Ａ，６４Ａの光軸ＡＸ１，ＡＸ３と交差するように各光変調セル３０−１の一対の電極（下側電極３２、上側電極３６）へ印加する電圧の大きさを制御するようになっている。
【０１７０】
本適用例では、液晶表示パネル８０を照明する光源として、上記実施の形態のバックライト１，２が用いられている。これにより、視野角の大きい範囲における光の漏洩を低減またはほとんどなくしつつ、表示輝度を向上させることができる。その結果、正面方向の変調比を高くすることができる。また、バックライト１，２への投入電力を増やすことなく、輝度突き上げを実現することができる。また、照明光の可視領域全体における光強度分布の面内での相違を少なくすることができる。
【０１７１】
また、本適用例では、バックライト１，２は、表示画像に合わせて部分的に液晶表示パネル８０に入射する光強度を変調する。しかし、光変調素子３０，６０に含まれる電極（下側電極３２、上側電極３６）のパターンエッジ部分で急激な明るさ変化があると、表示画像上でもその境界部分が見えてしまう。そこで、できるだけ電極境界部分において、明るさが単調に変化する特性が求められ、そのような特性のことをぼかし特性と呼ぶ。ぼかし特性を大きくするためには、拡散性の強い拡散板を用いるのが効果的であるが、拡散性が強いと、全光線透過率も低くなるので明るさが低くなる傾向にある。従って、本適用例において、光学シート７０に拡散板を用いる場合には、その拡散板の全光線透過率は、５０％〜８５％であることが好ましく、６０％〜８０％であることがより好ましい。また、導光板１０と、バックライト１，２内の拡散板との空間距離を大きくすればするほど、ぼかし特性は良くなる。また、この他に、光変調素子３０，６０に含まれる電極（下側電極３２、上側電極３６）のパターンの数を増やし、明と暗ができるだけ単調に変化するように各電極の電圧を調整することもできる。
【符号の説明】
【０１７２】
１，２…バックライト、３…表示装置、１０…導光板、２０…光源、３０、６０…光変調素子、３０−１…光変調セル、３０Ａ…透過領域、３０Ｂ…散乱領域、３１，３７…透明基板、３２…下側電極、３３，３５…配向膜、３４，６４…光変調層、３４Ａ，６４Ａ…バルク、３４Ｂ，６４Ｂ…微粒子、３６…上側電極、４０…反射板、５０…駆動回路、７０…光学シート、８０…表示パネル、１００…拡散シート。
【図１】
0005679308.tif 000003
【図２】
0005679308.tif 000004
【図３】
0005679308.tif 000005
【図４】
0005679308.tif 000006
【図５】
0005679308.tif 000007
【図６】
0005679308.tif 000008
【図７】
0005679308.tif 000009
【図８】
0005679308.tif 000010
【図９】
0005679308.tif 000011
【図１０】
0005679308.tif 000012
【図１１】
0005679308.tif 000013
【図１２】
0005679308.tif 000014
【図１３】
0005679308.tif 000015
【図１４】
0005679308.tif 000016
【図１５】
0005679308.tif 000017
【図１６】
0005679308.tif 000018
【図１７】
0005679308.tif 000019
【図１８】
0005679308.tif 000020
【図１９】
0005679308.tif 000021
【図２０】
0005679308.tif 000022
【図２１】
0005679308.tif 000023
【図２２】
0005679308.tif 000024
【図２３】
0005679308.tif 000025
【図２４】
0005679308.tif 000026
【図２５】
0005679308.tif 000027
【図２６】
0005679308.tif 000028
【図２７】
0005679308.tif 000029
【図２８】
0005679308.tif 000030
【図２９】
0005679308.tif 000031
【図３０】
0005679308.tif 000032
【図３１】
0005679308.tif 000033