(57)【要約】【課題】光の利用効率を高効率にしながら光輝度分布を変更することができる面発光体及びこの面発光体を備えた表示装置を提供する。【解決手段】面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、を有することを特徴とする面発光体。
【請求項２】
面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記台形状の弾性部材により形成される空間に充填された該弾性部材の屈折率より小さな屈折率を有する前記光を透過する透明物質と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、
前記透明物質が待避されて蓄積されるための蓄積部と、
前記空間と前記蓄積部との間で前記透明物質が移動するための通路と、を有することを特徴とする面発光体。
【請求項３】
面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて広がっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記台形状の弾性部材により形成される空間に充填された該弾性部材の屈折率より大きな屈折率を有する前記光を透過する透明物質と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、
前記透明物質が待避されて蓄積されるための蓄積部と、
前記空間と前記蓄積部との間で前記透明物質が移動するための通路と、を有することを特徴とする面発光体。
【請求項４】
面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、該透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明部材の複数個と、を含み、
前記台形状の前記透明部材により形成される空間に液晶が充填され、前記液晶に前記透明板が対峙する方向に電圧を印加するための電極を前記液晶が接する前記空間を形成する面に備え、前記透明部材の屈折率は電圧印加時の前記液晶の屈折率と同じとすることを特徴とする面発光体。
【請求項５】
面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、該透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて広がっている三角形状又は台形状の前記光を透過する透明部材の複数個と、を含み、
前記台形状の前記透明部材により形成される空間に液晶が充填され、前記液晶に前記透明板が対峙する方向に電圧を印加するための電極を前記液晶が接する前記空間を形成する面に備え、電圧印加時の前記液晶の屈折率は前記透明部材の屈折率より大きいことを特徴とする面発光体。
【請求項６】
前記透明部材の屈折率は電圧無印加時の前記液晶の屈折率と同じとすることを特徴とする請求項５に記載の面発光体。
【請求項７】
表示素子と請求項１乃至６の何れか一項に記載の面発光体とを備え、前記面発光体を前記表示素子のバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の面発光体を備え、前記面発光体を構成する面発光素子が、平面状にマトリクス配置された複数の画素を備えていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光体及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示デバイスは、軽量で低消費電力であり、カラー対応が可能で高解像度化が進むことで用途が拡大し急速に普及している。液晶表示デバイスにより、あらゆるシーンで必要な情報が視覚情報として容易に得られるようになり、大画面を有するテレビ等の表示装置や携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡといった高度な表示性能を有する装置の需要が急拡大している。
【０００３】
液晶表示デバイスは、大画面の液晶テレビのように複数人数で観察する場合が有り、任意の位置から良好な観察が行えるような広視野角性能が重要である。一方、小型表示デバイスを用いる携帯電話やＰＤＡ（個人携帯情報端末）は、それを用いる周囲環境によって必要な視野角が異なる場合がある。一般的には、任意の位置から良好な観察が行えるような広視野角特性とすることが、固定された位置からの観察を強いられないため観察者にとって好ましい。しかし、公共交通機関や公共の場での表示観察時、周囲に観察者以外の人が居る場合が多く、また表示内容もプライベートな情報である場合も多く、観察者のみが表示内容を観察できるように視野角を限定することが望まれている。
【０００４】
この視野角を限定する要望に対して、表示デバイスの視野角を制限する方法として、ライトコントロールフィルム（商品名、住友スリーエム（株））を液晶等の表示デバイス表面に貼り付ける方法（非特許文献１）、視野角を電気的に変更できる液晶板を表示デバイス表面に貼り付けた液晶ディスプレイであるベールビュー液晶（商品名、シャープ（株））（非特許文献２）、とがある。
【０００５】
また、視野角を変える機能を有する液晶表示装置の例として以下がある。
（１）バックライトユニットと、このバックライトユニットからの光を透過させる広視野角得性の液晶表示パネルとを備える液晶表示装置において、前記バックライトユニットは、その輝度を可変できる構成となっているとともに、前記バックライトユニットと液晶表示パネルとの間に光学素子が配置され、この光学素子は、該バックライトユニットから液晶表示パネルへの光の散乱度合を可変できる構成を備えた液晶表示装置がある（特許文献１参照）。
（２）対向配置された少なくとも一方に画素選択用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置された上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネルの背面に設置されたバックライトとを上フレームおよびこの上フレームと連接する下フレームにより固定してなり、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バックライトからの出射光を集光する集光素子と、この集光素子の前記液晶パネル側に積層して前記集光素子からの光の透過光の散乱度合いを可変とした光散乱素子を具備した液晶表示装置がある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１０５９０７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２８１９号公報
【非特許文献１】３Ｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  視野角調整フィルム  ライトコントロールフィルム、〔ｏｎｌｉｎｅ〕、住友スリーエム（株）  Ｈｏｍｅ  Ｐａｇｅ、〔平成１８年５月１９日検索〕、インターネット〔ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｍｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｄｉｓｐｌａｙ／ｌｉｇｈｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ〕
【非特許文献２】視野角を切り替える「ベールビュー液晶」を量産、〔ｏｎｌｉｎｅ〕、２００５年７月１４日、シャープ（株）  Ｈｏｍｅ  Ｐａｇｅ、ニュースリリース、〔平成１８年５月１９日検索〕、インターネット〔ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｈａｒｐ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｒｐｏｒａｔｅ／ｎｅｗｓ／０５０７１４−ａ．ｈｔｍｌ〕
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ライトコントロールフィルム（商品名）に対してベールビュー液晶（商品名）は視野角を可変にすることができるため周囲環境に応じた表示形態とすることができる点で優れているものの、両者とも表示デバイスより発せられる光を遮光することにより視野角を変えるため、遮光される光エネルギーの損失が生じ表示デバイス本来の明るさが損なわれ、光の利用効率の点で問題である。
【０００７】
また、視野角を可変する特許文献１に記載の光学素子又は特許文献２に記載の光散乱素子に入射する光の拡散性が大きい場合、例えば、有機ＥＬなどの大きな拡散特性を持つ光源デバイスを用いる場合には、上記の光学素子又は光散乱素子により散乱性を小さくすることができないため、視野角は小さくできないこととなる。これに対応するため、特許文献２においては、バックライトからの出射光を一旦集光するための集光素子を設け、集光した光を光散乱素子に入射する構成としているため構造が複雑となる。
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光の利用効率を高効率にしながら光輝度分布を変更することができる面発光体及びこの面発光体を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１０】
１．  面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、を有することを特徴とする面発光体。
【００１１】
２．  面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記台形状の弾性部材により形成される空間に充填された該弾性部材の屈折率より小さな屈折率を有する前記光を透過する透明物質と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、
前記透明物質が待避されて蓄積されるための蓄積部と、
前記空間と前記蓄積部との間で前記透明物質が移動するための通路と、を有することを特徴とする面発光体。
【００１２】
３．  面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、
前記透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて広がっている台形状の前記光を透過する透明な弾性部材の複数個と、
前記台形状の弾性部材により形成される空間に充填された該弾性部材の屈折率より大きな屈折率を有する前記光を透過する透明物質と、
前記透明板の間隔を変えるための間隔可変手段と、
前記透明物質が待避されて蓄積されるための蓄積部と、
前記空間と前記蓄積部との間で前記透明物質が移動するための通路と、を有することを特徴とする面発光体。
【００１３】
４．  面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、該透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて狭まっている台形状の前記光を透過する透明部材の複数個と、を含み、
前記台形状の前記透明部材により形成される空間に液晶が充填され、前記液晶に前記透明板が対峙する方向に電圧を印加するための電極を前記液晶が接する前記空間を形成する面に備え、前記透明部材の屈折率は電圧印加時の前記液晶の屈折率と同じとすることを特徴とする面発光体。
【００１４】
５．  面発光素子および該面発光素子の出射面側に配置された調光素子を備えてなる面発光体において、
前記調光素子は、面発光素子が発光する光を透過する２枚の透明板と、該透明板に挟まれて配列された断面形状が前記出射面側に向けて広がっている三角形状又は台形状の前記光を透過する透明部材の複数個と、を含み、
前記台形状の前記透明部材により形成される空間に液晶が充填され、前記液晶に前記透明板が対峙する方向に電圧を印加するための電極を前記液晶が接する前記空間を形成する面に備え、電圧印加時の前記液晶の屈折率は前記透明部材の屈折率より大きいことを特徴とする面発光体。
【００１５】
６．  前記透明部材の屈折率は電圧無印加時の前記液晶の屈折率と同じとすることを特徴とする５に記載の面発光体。
【００１６】
７．  表示素子と１乃至６の何れか一つに記載の面発光体とを備え、前記面発光体を前記表示素子のバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
【００１７】
８．  １乃至６の何れか一つに記載の面発光体を備え、前記面発光体を構成する面発光素子が、平面状にマトリクス配置された複数の画素を備えていることを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、面発光体が備える面発光素子から出射され調光素子に入る光は、台形状の透明な弾性部材と空気との界面において、それぞれの屈折率の差により反射、屈折される。この反射、屈折され調光素子から出射する光は、面発光素子から出射され調光素子に入る光の光輝度分布に対して正面輝度が大きい光強度分布となる。
【００１９】
更に、間隔可変手段により２つの透明板の間隔を縮めることで、２つの透明板の間は台形状が変形した透明な弾性部材がほぼ占めることができる。このため２つの透明板の間の屈折率の差をほとんど無くすことができる。この場合、調光素子に入射する光は、上記の反射、屈折されることがないため、調光素子から出射される光は面発光素子の出射光の光輝度分布とほぼ同じとなり、上記の様な正面輝度が大きい光強度分布とならない。
【００２０】
よって、間隔可変手段により２つの透明板の間隔を変えることで面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることができる。また、面発光素子より出射される光は、調光素子に入射し、透明板、透明な弾性部材及び空気を通過して、遮光されることなく反射、屈折により進路が変更され調光素子より出射されるため光効率の良い面発光体とすることができる。
【００２１】
請求項２及び３に記載の発明によれば、面発光体が備える面発光素子から出射され調光素子に入る光は、台形状の透明な弾性部材と空間に充填された透明物質との界面において、それぞれの屈折率の差により反射、屈折される。この反射、屈折され調光素子から出射する光は、面発光素子から出射され調光素子に入る光の光輝度分布に対して正面輝度が大きい光強度分布となる。
【００２２】
更に、空間に充填された透明物質は通路を通って蓄積部に自由に行き来することができる。このため、間隔可変手段により２つの透明板の間隔を縮めると、透明物質は調光素子の外に漏れることなく蓄積部に移動し、２つの透明板の間は台形状が変形した透明な弾性部材がほぼ占めることができる。このため２つの透明板の間の屈折率の差をほとんど無くすことができる。この場合、調光素子に入射する光は、上記の反射、屈折されることがないため、調光素子から出射される光は面発光素子の出射光の光輝度分布とほぼ同じとなり、上記の様な正面輝度が大きい光強度分布とならない。また、透明板の間隔を元に戻すと蓄積部に移動していた透明物質は、変形した台形状が元に戻ることで広がる空間に戻ることができる。
【００２３】
よって、間隔可変手段により２つの透明板の間隔を変えることで面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることができる。また、面発光素子より出射される光は、調光素子に入射し、透明板、透明な弾性部材及び透明物質を通過して、遮光されることなく反射、屈折により進路が変更され調光素子より出射されるため光効率の良い面発光体とすることができる。
【００２４】
請求項４又は５に記載の発明によれば、面発光素子から出射され調光素子に入る光は、台形状の透明な部材と空間に充填された液晶との界面において、面発光素子の出射面に向けて狭まっている台形状の透明な部材を備え、この透明な部材の屈折率が電圧印加時の液晶の屈折率と同じとする場合は電圧無印加とする、又は、面発光素子の出射面に向けて広がっている台形状の透明な部材を備え、電圧印加時の液晶の屈折率が透明な部材の屈折率より大きい場合はこの状態とすると、それぞれの透明な部材と液晶との屈折率の差により反射、屈折される。この反射、屈折され調光素子から出射する光は、面発光素子から出射され調光素子に入る光の光輝度分布に対して正面輝度が大きい光強度分布となる。
【００２５】
更に、上記のそれぞれの場合において、液晶に電圧を印加する、又は、印加しないで、液晶の屈折率を相対的に大きく、又は、小さくして、液晶と透明な部材との屈折率との差を少なくし界面で生じる反射、屈折作用を小さくすることで、調光素子から出射される光は面発光素子の出射光の光輝度分布とほぼ同じとなり、上記の様な正面輝度が大きい光強度分布とならない。
【００２６】
よって、液晶に印加する電圧を変えることで面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることができる。また、面発光素子より出射される光は、調光素子に入射し、透明板、透明な部材及び液晶を通過して、遮光されることなく反射、屈折により進路が変更され調光素子より出射されるため光効率の良い面発光体とすることができる。
【００２７】
請求項７又は８に記載の発明によれば、表示装置と上記の効果を有する面発光体を表示素子のバックライトとして用いて表示装置を構成することができ、また、上記の効果を有する面発光体を構成する面発光素子が平面状にマトリクス配置された複数の画素を備えている表示装置を構成することができる。よって、光効率の良い表示装置を構成することができる。
【００２８】
従って、光の利用効率を高効率にしながら光輝度分布を変更することができる面発光体及びこの面発光体を備えた表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明に係わる面発光素子に調光素子が取り付けられた面発光体と、表示素子を液晶表示デバイスとして備え、面発光体をバックライトとする液晶表示装置を例にして説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、面発光体２をバックライトとする調光素子を備えた液晶表示装置１０Ａの断面を模式的に示している。ＬＥＤなどの点光源（図示しない）もしくは冷陰極管などの線状光源に導光板を用いて成る、あるいは、透明電極を有する透明な基板と対向電極との間に発光層を含む有機または無機ＥＬ素子などからなる面発光素子である面光源１より光が射出される面側に調光素子３を設けてある。必要に応じて、例えば、面光源１の光射出面と調光素子３の光入射面との間に十分な視野角を得るために拡散性を有するシート（図示しない）等、あるいは表示の明るさ向上のために十分な視野角を得るために複屈折性材料等よりなる輝度向上シート（図示しない）を設けてもよい。
【００３０】
さらに調光素子３より光が射出される面側に表示素子である液晶表示デバイス５を設ける。必要に応じて、例えば、表示明るさ向上のために調光素子３の光射出面と液晶表示デバイス５の光入射面との間に複屈折性材料等よりなる輝度向上シート（図示しない）を設けてもよい。７は間隔可変手段である透明板駆動装置である。
【００３１】
面発光体が備える調光素子は、例えば、プリズム形状の変形を利用するもの、又は、液晶の屈折率変化を利用するものがある。まず、プリズム形状の変形を利用する調光素子に関して説明する。
【００３２】
図３に、プリズム形状の変形を利用する調光素子を備えた面発光体２をバックライトとする液晶表示装置１０Ａの断面を模式的に示している。１は導光板からなる面光源、３は調光素子、５は液晶表示デバイス、７は透明板駆動装置である。調光素子３は、面光源１が発する光を透過する透明板３ａ及び３ｂと、同じ光を透過する透明なシリコーン等の弾性を有する材料からなるプリズム３ｃとから構成されている。
【００３３】
プリズム３ｃの形状は、断面が略台形の短冊状で、観察者Ａに対して水平方向に複数個のプリズム３ｃが並ぶ一次元周期配列の構成を成している。このプリズム３ｃが成す台形の、面光源１からの射出光が調光素子３へ入射する面側を上底３ｃ−２、調光素子３から射出する面側を下底３ｃ−３とした場合、プリズム３ｃは、上底３ｃ−２の辺の長さが下底３ｃ−３の辺の長さより短い、発光素子である面光源１の出射面側である調光素子３の入射面に向けて狭まっている台形状である。
【００３４】
ここで、上記のプリズム３ｃが一次元配列している水平方向をＸ方向、これに垂直で入・出射面内方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向が成す面（Ｘ−Ｙ面）に垂直な方向をＺ方向とする。以降、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は上記に従う。
【００３５】
プリズム３ｃはシリコーンなどの透明な弾性を有する材料で構成され、プリズム３ｃの上底と下底は２枚の透明板３ａ及び３ｂに接着等で固定されている。間隔可変手段である透明板駆動装置７により２枚の透明板３ａ及び３ｂの距離（間隔）を変えることができる。面光源１からの光の出射角度と同じである調光素子３へ入射する光の入射角度は、Ｚ方向に対して−９０°から＋９０°に渡って広く分布している。以降、面光源１からの光出射輝度分布は、上記と同じＺ方向に対して−９０°から＋９０°に渡って広く分布しているとする。
【００３６】
透明板駆動装置７により２枚の透明板３ａ及び３ｂにプリズム３ｃを高さ方向（Ｚ方向）に圧縮する力が加わらない無負荷状態の場合、プリズム３ｃの台形を成す斜面が直線の形状であるため、台形形状が並んだ方向であるＸ方向はプリズムが有する斜面による反射作用により観察者Ａと向き合うＺ−Ｘ面内のＺ方向付近に強度が集中する射出光となる。
【００３７】
このＺ−Ｘ面内のＺ方向付近に強度が集中する射出光となる原理を調光素子３のプリズム３ｃ近傍を拡大して示す図４を用いて説明する。
【００３８】
図４に示す調光素子３は、上記の通り透明板３ａ及び３ｂに挟持された断面が略台形の短冊状の透明な弾性を有する材料でなるプリズム３ｃを有している。透明板３ａ及び３ｂに挟まれプリズム３ｃ以外の空間部３ｄは、プリズム３ｃの屈折率より屈折率の小さい空気がある。
【００３９】
調光素子３のプリズム３ｃの上底（３ｃ−２）側に設けた面光源１を発光させると、図４に示すように、透明板３ｂに入射した光は、プリズム３ｃの上底（３ｃ−２）面が接着された部分においては、全反射されずにプリズム３ｃ内に導かれる。そして、調光素子３内に導かれた光の多くは、プリズム３ｃと空間部３ｄとの界面である傾斜面３ｃ−１において反射され、この反射された光が調光素子３の透明板３ａの出射面に導かれて出射されるようになる。また、図４に示すように、プリズム３ｃの上底（３ｃ−２）部が接触していない部分から入射する光であっても、Ｚ方向へ出射しようとする光は、プリズム３ｃの傾斜面３ｃ−１で進行方向が傾斜面３ｃ−１の界面前後の屈折率差で変わり、よりＺ方向へ出射され、更に、薄板３ｂに沿うように入射する光はそのままプリズム３ｃ内へと進入し傾斜面３ｃ−１で反射されてやはりＺ方向へ出射される。
【００４０】
従って、プリズムが、図４で示すプリズム３ｃの様に、光の入射面に向けて狭まっている台形状（ほぼ三角形状としても良い。）で、台形状のプリズムの屈折率がプリズムが形成する空間部の屈折率より大きい場合、プリズムのＺ−Ｘ面内のＺ方向付近に強度が集中する射出光となる。
【００４１】
尚、Ｙ−Ｚ面内で調光素子３に入射する光は、概ね空気またはプリズム３ｃを成す媒体中のみを進むことから両者の屈折率の変化の影響を受けることが少なく、上記のような光が集中するといった光強度分布とはならず、面光源１の光輝度分布と同じ、Ｚ方向に対して−９０°から＋９０°に渡って広く分布する。
【００４２】
上記の無負荷状態のプリズム３ｃの場合、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内での調光素子３から出射される光強度分布を模式的に図５（ａ）に示す。図５（ａ）において、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布を実線で示し、Ｙ−Ｚ面内の光強度分布を点線で示す。この光強度分布を有する面発光体２から出射する光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、狭い視野角となり、Ｙ−Ｚ面内においては広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置１０Ａを観察者Ａから見ると、水平方向は狭視野角で垂直方向は広視野角となる。
【００４３】
次に、透明板駆動装置７により２枚の透明板３ａ及び３ｂでもってプリズム３ｃの高さ方向（Ｚ方向）を圧縮する力が加わる場合、図３（ｂ）に示すようにプリズム３ｃが変形してプリズムとなり、空間部３ｄは空間部が占める割合が少なくなる。このため、調光素子３は、２枚の透明板３ａ及び３ｂの間にプリズム３ｃを成す物質のみがある状態に近い状態となる。従って、上記で説明した反射、屈折現象が生じないため、調光素子３からの出射光は、面光源１の出射光の強度分布と同じように、Ｚ方向に対して−９０〜９０°に渡って広く分布する射出光となる。この場合、Ｚ−Ｘ面内の光輝度分布もＹ−Ｚ面内とほぼ同等である。調光素子３から出射されるＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内の光強度分布を模式的に図５（ｂ）に示す。この光強度分布を有する出射光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、透明板駆動装置７により２枚の透明板にプリズムの高さ方向（Ｚ方向）を圧縮する力が加わらない無負荷状態での視野角に比較して広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置１０Ａを観察者Ａから見ると、水平、垂直両方向は広視野角となる。
【００４４】
従って、透明板駆動装置７により２枚の透明板３ａ及び３ｂの間隔を変えることでもってプリズム３ｃが変形されて、面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置１０Ａの視野角を変化させることができる。
【００４５】
調光素子３を用いた視野角変更のための光の進行方向の角度変換の際の光損失は、薄い透明板３ａ及び３ｂやプリズム３ｃを成すシリコーン等の媒体による光吸収等が考えられるが、光の一部を遮光することがなく、問題となる大きさとならないため高い効率の光の角度変換を成すことができ、面光源１から発せられる光を視野角を変更しても効率良く液晶表示デバイス５に導くことができる。
【００４６】
プリズム３ｃの変形方法は、プリズム３ｃの上底３ｃ−２および下底３ｃ−３に接した２枚の透明板３ａ、３ｂ間の距離を伸び縮みさせることで行う。プリズム部材に圧縮力又は伸張力を加える方法として、例えば、２枚の透明板に枠を設け、この枠にモーター、圧電素子等による駆動力を加える方法、２枚の透明板それぞれに透明電極を設けて電圧をかけることで電気的な引力又は斥力を加える方法等がある。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図３（ａ）に示すように、空間部３ｄには空気があるとしているが、空気に代わりプリズム３ｃより屈折率の小さい流動性を有する透明物質を充填しても良い。例えば、図６（ａ）に示す様に、空間部６ｄには透明物質が充填され、透明物質が流出しないようにプリズム６ｃと同様な弾性を有する部材６ｅ（図６（ｂ）に示す。他端は図示しない。）で封止してある。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＸ−Ｘ’の位置での断面の一部の状態を模式的に示している。１は導光板からなる面光源、６３は調光素子、５は液晶表示デバイス、７は透明板駆動装置である。調光素子６３は、面光源１が発する光を透過する透明板６ａ及び６ｂと、同じ光を透過する透明なシリコーン等の弾性を有する材料からなるプリズム６ｃとから構成されている。プリズム６ｃは、発光素子である面光源１の出射面側である調光素子６３の入射面に向けて狭まっている台形状である。
【００４７】
第１の実施の形態と同様に、透明板駆動装置７を用いて２枚の透明板６ａ及び６ｂの間隔を圧縮して空間部６ｄの占める体積を小さくするため、透明基板６ａには空間部６ｄそれぞれが透明基板６ａの液晶表示デバイス５の上部に設ける通路６ｇに通じる穴６ｆが設けてあり、通路６ｇの端部に透明物質を待避することができる蓄積部６ｈを設けてある。蓄積部６ｈは、例えば、注射器のシリンダー部や風船（風船の開口部が通路６ｇに通じ、風船自体は筐体内部に格納してあっても良い。）のような、その内部の容積が蓄積される透明物質の量に応じて変化できる構造を有している。こうした穴６ｆ、通路６ｇ及び蓄積部６ｈを備えることで、透明板駆動装置７により２枚の透明板６ａ及び６ｂでもってプリズム６ｃの高さ方向（Ｚ方向）を圧縮する力が加わる場合、空間部６ｄに充填されている透明物質は、穴６ｆ、通路６ｇを通り蓄積部６ｈに待避することができ、また、その後に無負荷状態にした場合、蓄積部６ｈに待避していた透明物質を通路６ｇ、穴６ｆを通じてそれぞれの元の体積に戻る空間部６ｄに戻すことができる。
【００４８】
空間部に空気に代わり流動性を有する透明物質とし、これに伴う上記で説明した穴６ｆ、通路６ｇ及び蓄積部６ｈを備えていること以外は、第１の実施の形態において説明した内容と同じである。
【００４９】
従って、第１の実施の形態と同様に、透明板駆動装置７により２枚の透明板６ａ及び６ｂの間隔を変えることでもってプリズム６ｃが変形されて、面光源１及び調光素子６３からなる面発光体６４から出射される光の光輝度分布を、図５に示す様に、変化させることで、液晶表示装置６０Ａの視野角を変化させることができる。尚、２枚の透明板６ａ及び６ｂの間隔が狭くなっていないプリズム６ｃが無負荷の状態で、蓄積部６ｈに適量の透明物質を予め保有せておくことで、無負荷状態の２枚の透明板６ａ及び６ｂの間隔から伸ばして空間部６ｄの体積が増加することに対応することができる。
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態で調光素子のプリズムの形状を面発光源の光の出射面に向けて狭まっている台形状として説明したが、図７に示すように、プリズム７ｃを面発光源１の光の出射面に向けて広がっている台形状とすることが出来る。プリズム７ｃが成す台形の、面光源１からの射出光が調光素子７３へ入射する面側を上底７ｃ−２、調光素子７３から射出する面側を下底７ｃ−１とした場合、プリズム７ｃは、上底７ｃ−２の辺の長さが下底７ｃ−１の辺の長さより長い、調光素子７３の入射面側に広がっている台形状である。この場合、プリズム７ｃと空間部７ｄにある流動性を有する透明物質の屈折率の大きさの関係を第２の実施の形態の場合と逆として、空間部７ｄにある物質はプリズム７ｃを成す材料の屈折率より大きい屈折率で流動性を有する透明物質である。
【００５０】
上記のプリズム６ｃの形状と透明物質との屈折率の大小関係以外は、第２の実施の形態と同じである。
【００５１】
従って、透明板駆動装置７により２枚の透明板７ａ及び７ｂの間隔を変えることでもってプリズム７ｃが変形されて、面光源１及び調光素子７３からなる面発光体７４から出射される光の光輝度分布を、図５に示す様に、変化させることで、液晶表示装置７０Ａの視野角を変化させることができる。尚、２枚の透明板７ａ及び７ｂの間隔が狭くなっていないプリズム７ｃが無負荷の状態で、蓄積部７ｈに適量の透明物質を予め保有せておくことで、無負荷状態の２枚の透明板７ａ及び７ｂの間隔から伸ばして空間部７ｄの体積が増加することに対応することができる。
（第４の実施の形態）
液晶に電圧を印加すると電圧を印加しない場合に比較して液晶の屈折率が大きくなる性質がある。この液晶の屈折率変化を利用する調光素子に関して説明する。図８に、液晶の屈折率変化を利用する調光素子８３を備えた面発光体８４をバックライトとする液晶表示装置８０Ａの断面を模式的に示している。１は導光板からなる面光源、８３は調光素子、５は液晶表示デバイス、７７は液晶駆動装置である。調光素子８３は、透明板８ａ及び８ｂと、透明な材料からなるプリズム８ｃと、透明板８ａと８ｂとが挟んで成し、プリズム８ｃが占める以外の空間にある液晶８５とから構成されている。液晶８５に透明板８ａと８ｂが対峙する方向に電圧を印加するための電極（図示しない）を液晶８５が接する空間を形成する面に設けてある。各電極は液晶駆動装置７７に接続されている。
【００５２】
プリズム８ｃは、第１の実施の形態で示した図３の様に、断面が略台形の短冊状で、観察者Ａに対して水平方向に複数個のプリズム８ｃが並んだ一次元周期配列の構成を成している。このプリズム８ｃが成す台形の、面光源１からの射出光が調光素子８３へ入射する面側を上底、調光素子８３から射出する面側を下底とした場合、プリズム８ｃは、上底の辺の長さが下底の辺の長さより短い、調光素子８３の入射面に対して狭まっている台形状である。
【００５３】
プリズム８ｃの上底と下底は２枚の透明板８ａ及び８ｂに接着等で固定され、２枚の透明板８ａ及び８ｂとプリズム８ｃとの隙間には液晶８５が充填、封入されており、２枚の透明板８ａ及び８ｂの液晶８５が接する面には透明電極が設けてある。面光源１から調光素子８３への光の入射角度は、Ｚ方向に対して−９０〜９０°に渡って広く分布している。
【００５４】
電圧印加状態の液晶８５の屈折率が、プリズム８ｃの屈折率と比較して大き過ぎる場合、調光素子８３から出射する光の量が減少することから、プリズム８ｃの屈折率は、電圧印加状態の液晶８５の屈折率と同程度とするのが好ましい。このため、液晶駆動装置７７により液晶８５に電界が加わらない電圧無印加時の場合、プリズム８ｃの屈折率は液晶８５の屈折率に比べて大きい状態である。このため、第１の実施の形態で図３（ａ）を示して説明したように、プリズム８ｃの台形形状が並んだ方向であるＸ方向はプリズムの斜面による反射、屈折作用により観察者Ａと向き合うＺ−Ｘ面内のＺ方向付近に強度が集中する射出光となる。
【００５５】
Ｙ−Ｚ面内で調光素子８３に入射する光は、概ね液晶またはプリズム８ｃを成す媒体中のみを進むことから両者の屈折率の変化の影響を受けることが少なく、上記のような光が集中するといった光の強度分布とはならず、面光源１のＺ方向に対して−９０°から＋９０°に渡って広く分布する。
【００５６】
上記の液晶８５が電圧無印加状態の場合、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内での調光素子７３から出射される光の強度分布を模式的に図９（ａ）に示す。図９（ａ）において、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布を実線で示し、Ｙ−Ｚ面内の光強度分布を点線で示す。この光強度分布を有する面発光体８４の出射光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、狭い視野角となり、Ｙ−Ｚ面内においては広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置８０Ａを観察者Ａから見ると、水平方向は狭視野角で垂直方向は広視野角となる。
【００５７】
次に、液晶駆動装置７７により液晶８５に電界が加わる電圧印加状態の場合は、液晶８５の屈折率は大きくなりプリズム８ｃが有する屈折率と同程度となる。このため、屈折率差によるプリズム作用が小さくなるため、調光素子８３の２枚の透明板８ａ及び８ｂの間は同じ屈折率を有する媒体が充填され屈折率変化がほとんどない状態となる。従って、反射、屈折現象が生じないため、調光素子８３からの出射光は、面光源１の出射光の強度分布と同じように、Ｚ方向に対して−９０〜９０°に渡って広く分布する射出光となる。調光素子８３から出射されるＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内の光強度分布を図９（ｂ）に示す。この光強度分布を有する面発光体８４の出射光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、液晶駆動装置７７により液晶８５に電圧無印加状態での視野角に比較して広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置８０Ａを観察者Ａから見ると、水平、垂直両方向は広視野角となる。
【００５８】
従って、液晶駆動装置７７により液晶８５に印加する電圧を変えることで液晶８５の屈折率を変え面発光体８４から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置８０Ａの視野角を変化させることができる。
【００５９】
プリズム８ｃ及び液晶８５による光の進行方向の角度変換による光の損失は、透明板８ａ、８ｂやプリズム８ｃを成すガラス等の物質及び液晶８５による光吸収が考えられるが、光の一部を遮光することがなく、問題となる大きさとならないため高い効率の光の角度変換を成すことができ、視野角を変更しても面光源１から発せられる光を効率良く液晶表示デバイス５に導くことができる。
（第５の実施の形態）
第４の実施の形態で調光素子のプリズムの形状を面発光源の光の出射面に向けて狭まっている台形状として説明したが、図１０に示すように、プリズム９ｃを面発光源１の光の出射面に向けて広がっている台形状とすることが出来る。プリズム９ｃが成す台形の、面光源１からの射出光が調光素子９３へ入射する面側を上底、調光素子９３から射出する面側を下底とした場合、プリズム９ｃは、上底の辺の長さが下底の辺の長さより長い、調光素子９３の入射面側に広がっている台形状である。
【００６０】
プリズム９ｃと空間部にある液晶９５の屈折率の大きさの関係は、第４の実施の形態の場合と異なり、液晶駆動装置７７により液晶９５に電界が加わる電圧印加時の場合、液晶９５の屈折率はプリズム９ｃの屈折率に比べて大きいことが好ましく、また、電圧無印加時の場合、液晶９５の屈折率がプリズム９ｃの屈折率より小さい場合調光素子８３から出射する光の量が減少することから、液晶９５の屈折率はプリズム９ｃの屈折率とほぼ同じとするのが好ましい。
【００６１】
液晶駆動装置７７により液晶９５に電界が加わる電圧印加時の場合、液晶８５の屈折率はプリズム９ｃの屈折率に比べて大きい状態である。このため、第１の実施の形態で図３（ａ）を示して説明したように、プリズム９ｃの台形形状が並んだ方向であるＸ方向はプリズムの斜面による反射、屈折作用により観察者Ａと向き合うＺ−Ｘ面内のＺ方向付近に強度が集中する射出光となる。
【００６２】
Ｙ−Ｚ面内で調光素子９３に入射する光は、概ね液晶またはプリズム９ｃを成す媒体中のみを進むことから両者の屈折率の変化の影響を受けることが少なく、上記のような光が集中するといった光の強度分布とはならず、面光源１のＺ方向に対して−９０°から＋９０°に渡って広く分布する。
【００６３】
また、液晶９５が電圧印加状態の場合、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内での調光素子９３から出射される光の強度分布は、第４の実施の形態で示した、図９（ａ）と同じとなる。この光強度分布を有する面発光体９４の出射光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、狭い視野角となり、Ｙ−Ｚ面内においては広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置９０Ａを観察者Ａから見ると、水平方向は狭視野角で垂直方向は広視野角となる。
【００６４】
次に、液晶駆動装置７７により電界が加わる電圧無印加状態の場合は、液晶９５の屈折率は大きくなりプリズム９ｃが有する屈折率と同程度となる。このため、屈折率差によるプリズム作用が小さくなるため、調光素子９３の２枚の透明板９ａ及び９ｂの間は同じ屈折率を有する媒体が充填され屈折率変化がほとんどない状態となる。従って、反射、屈折現象が生じないため、調光素子９３からの出射光は、面光源１の出射光の強度分布と同じように、Ｚ方向に対して−９０〜９０°に渡って広く分布する射出光となる。調光素子９３から出射されるＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内の光強度分布は、第４の実施の形態で示した、図９（ｂ）と同じとなる。この光強度分布を有する面発光体９４の出射光により照明される液晶表示デバイス５は、Ｚ−Ｘ面内においては、液晶駆動装置７７により液晶９５に電圧無印加状態での視野角に比較して広い視野角を有することとなる。すなわち、液晶表示装置９０Ａを観察者Ａから見ると、水平、垂直両方向は広視野角となる。
【００６５】
従って、液晶駆動装置７７により液晶９５に印加する電圧を変えることで液晶９５の屈折率を変え面発光体９４から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置９０Ａの視野角を変化させることができる。また、視野角を変更しても面光源１から発せられる光を効率良く液晶表示デバイス５に導くことができる。
【００６６】
上記のこれまでの例では面発光体が備える調光素子は、プリズムを一次元配列することで構成しているが、プリズムを四角錐もしくは円錐の先端を欠いて平坦とし断面が台形を有する形状とし、光透過面（透明板面）に２次元配列する構成としても良い。
【００６７】
プリズムを２次元配列する構成とすることで、光強度分布は、観察者に向かうＺ方向に対してＺ−Ｘ面内およびＹ−Ｚ面内のどちらに大きく偏ること無く視野角を変更できる。尚、面発光素子、液晶表示デバイスに関しては、これまで説明した内容と同じとして良いことから、以下では説明は省略する。
（第６の実施の形態）
プリズム形状を図１１に示すような円錐台状として２次元配列し、円錐台が占める以外の空間に液晶を導入し、液晶の印加電圧による屈折率変化を利用する調光素子に関しての例を説明する。図１１（ａ）の調光素子１０１は、図８に示す調光素子８３のプリズム８ｃを１次元配列した断面台形の短冊状から２次元配列した断面台形の円錐台状に置き換えた調光素子１０１を面光源側から見た状態を示している。また、図１１（ａ）のＷ−Ｗ’の位置における断面の様子を図１１（ｂ）に示す。液晶１０５に透明板１０ａと１０ｂが対峙する方向に電圧を印加するための電極（図示しない）を液晶１０５が接する空間を形成する面に設けてある。各電極は液晶駆動装置（図示しない）に接続されている。
【００６８】
プリズム１０ｃは、例えば、屈折率１．７の材料により構成され、円錐頂角θを５５度、円錐配列距離（ピッチ）をａ、円錐台の高さＨは０．５６×ａ、電圧を印加しない液晶１０５の屈折率は１．５とする場合、調光素子１０１の透明板１０ａから出射される光の強度分布は、屈折率差によるプリズム作用が２次元に作用することで、図１２（ａ）に示すＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内が同じＺ方向に光の強度が集中する特性を有するものとなる。このＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のＺ方向に強度が集中する射出光により液晶表示デバイス５が照明されることにより、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のＺ方向は狭視野角となる。
【００６９】
次に、電極に電圧を印加して屈折率を、例えば、１．７とした場合、プリズム１０ｃと液晶１０５との屈折率差がなくなることでプリズム作用がほとんどなく、光強度分布は図１２（ｂ）に示すＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内が同じ特性を有するものとなり、図１２（ａ）に比較してＺ方向への光の強度集中が軽減される。この光強度分布で持って調光素子８１から出射される光で液晶表示デバイスが照明されることにより、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のＺ方向は電圧無印加時に比べて広視野角となる。
【００７０】
尚、図１２には調光素子１０１の光射出角度がＺ方向の相対的光強度を併せて示しており、図１２（ｂ）を０．１とすると、図１２（ａ）は０．３４となる。従って、液晶１０５に電圧を印加しない状態では、光の強度分布がＺ方向に集中し光強度が強くなり、電圧を印加した場合は、強度分布が広がりＺ方向の光強度が弱くなる。
【００７１】
尚、図１２（ａ）、（ｂ）に示す強度分布特性は、観察者は共に紙面上の下から上向き（図１２中の矢印方向）に観察する場合としている。これは、以降に示す図１４、図１６、図１８に対しても同じとする。
【００７２】
従って、液晶駆動装置（図示しない）により液晶１０５に印加する電圧を変えることで液晶１０５の屈折率を変え調光素子１０１を備える面発光体（図示しない）から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置（図示しない）の視野角を変化させることができる。
（第７の実施の形態）
プリズム形状を第６の実施の形態の円錐台に替えて、図１３（ａ）に示すような縦横比を２：１とする角錐台として２次元配列し、角錐台は底面側に隙間部分がないように密に配列した調光素子の例を説明する。図１３（ａ）に示す調光素子１０１のＭ−Ｍ’の位置における断面の様子を図１３（ｂ）に示す。
【００７３】
液晶１１５に透明板１１ａと１１ｂが対峙する方向に電圧を印加するための電極（図示しない）を液晶１１５が接する空間を形成する面に設けてある。各電極は液晶駆動装置（図示しない）に接続されている。
【００７４】
プリズム１１ｃは、例えば、屈折率１．７の材料により構成され、縦横方向について角錐頂角θを５５度、角錐配列距離（ピッチ）をｂ、角錐台の高さＨは０．７４×ｂ、導入した液晶１１５に電圧を印加しない場合、液晶１１５の屈折率は、例えば、１．５とする場合、調光素子１１１の透明板１１ａから出射される光強度分布は、屈折率差によるプリズム作用が２次元に作用することで、光強度分布は図１４（ａ）に示す様な特性を有する。図１４（ａ）において、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布を実線で示し、Ｙ−Ｚ面内の光強度分布を破線で示す。プリズム１１ｃがＸ（横）方向に対してＹ（縦）方向に長いことから、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布（光強度分布図の実線）の幅Ｗｄ１を１とするとＹ−Ｚ面内の光強度分布（光強度分布図の破線）の幅Ｗｄ２は約２となる。この様な光強度分布を有する射出光により液晶表示デバイスが照明されることにより、Ｚ方向は狭視野となり、またＹ−Ｚ面内よりＺ−Ｘ面内がより狭い視野角を有するものとなる。
【００７５】
次に、電極に電圧を印加して屈折率を、例えば、１．７とした場合、プリズム１１ｃと液晶１１５との屈折率差がなくなることでプリズム作用がほとんどなく、光強度分布は図１４（ｂ）に示すＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内が同じ特性を有するものとなり、図１４（ａ）に比較してＺ方向への光の強度集中が軽減されＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のＺ方向の光強度分布がほぼ同じとなる。この様な光強度分布を有する射出光により液晶表示デバイス５が照明されることにより、電圧無印加時に比べてＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のどちらにおいても広視野角となる。
【００７６】
尚、図１４には調光素子１１１の光射出角度がＺ方向の相対的光強度を併せて示しており、図１４（ｂ）を０．１とすると、図１４（ａ）は０．２となる。従って、液晶１１５に電圧を印加しない状態では、光の強度分布がＺ方向に集中し光強度が強くなり、電圧を印加した場合は、強度分布が広がり光強度が弱くなる。
【００７７】
従って、液晶駆動装置（図示しない）により液晶１１５に印加する電圧を変えることで液晶１１５の屈折率を変え調光素子１１１を備える面発光体（図示しない）から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置（図示しない）の視野角を変化させることができる。
（第８の実施の形態）
プリズム形状を図１５に示すような円錐台状として２次元配列し、プリズム形状の変形を利用する調光素子に関しての例を説明する。図１５（ａ）に示す調光素子１２１のＫ−Ｋ’の位置における断面の様子を図１５（ｂ）に示す。
【００７８】
円錐台状のプリズム１２ｃは、例えば、屈折率１．５の弾性を有する材料により構成され、空間部１２５は、空気がある。プリズム１２ｃに対して圧縮力を印加してない無負荷状態において、円錐頂角θを５０度、円錐配列距離（ピッチ）をｃ、円錐台の高さＨは０．５６×ｃとすると、光強度分布は屈折率差によるプリズム作用が２次元に作用することで、図１６（ａ）に示すＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内が同じＺ方向に光の強度が集中する特性を有するものとなる。このＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内のＺ方向に強度が集中する射出光により液晶表示デバイス５が照明されることにより、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内方向は狭視野角となる。
【００７９】
この調光素子１２１の２つの透明板１２ａ、１２ｂ間の間隔Ｈを図示しない駆動装置にて０．５６×ｃより小さくして円錐台の傾斜部が直線から曲線へとなり２つの透明板１２ａ、１２ｂ間が挟む空間の多くを変形した円錐台が占め、光強度分布を上記のプリズムを円錐台状として液晶を用いた例と同様となる状態にした。光強度分布は図１６（ｂ）に示すＺ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内が同じ特性を有するものとなり、図１６（ａ）に比較してＺ方向への光の強度集中が軽減される。この光強度分布で持って調光素子１２１から出射される光で液晶表示デバイスが照明されることにより、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内方向は無負荷状態に比べて広視野角となる。
【００８０】
尚、図１６には調光素子の光射出角度がＺ方向の相対的光強度を示しており、図１６（ｂ）を０．１とすると、図１６（ａ）は０．３４となる。従って、無負荷状態では、光強度分布がＺ方向に集中し光強度が強くなり、負荷をかけプリズム１２ｃを変形させると、光強度分布が広がり光強度が弱くなる。
【００８１】
従って、駆動装置（図示しない）により２枚の透明板１２ａ及び１２ｂの間隔を変えることでもってプリズム１２ｃが変形されて、面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置（図示しない）の視野角を変化させることができる。
（第９の実施の形態）
プリズム形状を上記の円錐台に替えて、図１７（ａ）に示すような縦横比を２：１とする角錐台として２次元配列し、角錐台は底面側に隙間部分がないように密に配列した調光素子の例を説明する。図１７（ａ）に示す調光素子１３１のＬ−Ｌ’の位置における断面の様子を図１７（ｂ）に示す。
【００８２】
角錐台状のプリズム１３ｃは、例えば、屈折率１．５の弾性を有する材料により構成され、空間部１３５は、空気がある。プリズム１３ｃに対して圧縮力を印加してない無負荷状態において、角錐頂角θを５０度、角錐配列距離（ピッチ）をｄ、角錐台の高さＨは０．７４×ｄとすると、光強度分布は屈折率差によるプリズム作用が２次元に作用することで、図１８（ａ）に示す様な特性を有する。図１８（ａ）において、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布を実線で示し、Ｙ−Ｚ面内の光強度分布を破線で示す。プリズム１３ｃがＸ（横）方向に対してＹ（縦）方向に長いことから、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布（光強度分布図の実線）の幅Ｗｄ１を１とするとＹ−Ｚ面内の光強度分布（光強度分布図の破線）の幅Ｗｄ２は約２となる。この様な光強度分布を有する射出光により液晶表示デバイス５が照明されることにより、Ｚ方向は狭視野となり、またＹ−Ｚ面内よりＺ−Ｘ面内がより狭い視野角を有するものとなる。
【００８３】
次に、調光素子１３１の２つの透明板間の間隔Ｈを０．７４×ｄより小さくして角錐の傾斜部が直線から曲線となり２つの透明板間が成す空間の多くを変形した角錐台が占めるような状態にした場合、光強度分布は図１８（ｂ）に示す様な特性を有する。図１８（ｂ）において、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布を実線で示し、Ｙ−Ｚ面内の光強度分布を破線で示す。プリズム１３ｃがＸ（横）方向に対してＹ（縦）方向に長い形状であったことから、圧縮した状態においてもこの形状の影響が残った、Ｚ−Ｘ面内の光強度分布（光強度分布図の実線）の幅Ｗｄ１を１とするとＹ−Ｚ面内の光強度分布（光強度分布図の破線）の幅Ｗｄ２は約０．７５となる。図１８（ａ）に比較してＺ方向への光の強度集中が軽減されている。この光強度分布で持って調光素子１３１から出射される光で液晶表示デバイス（図示しない）が照明されることにより、Ｚ−Ｘ面内及びＹ−Ｚ面内方向は無負荷状態に比べて広視野角となる。
【００８４】
尚、図１８には調光素子１３１の光射出角度がＺ方向の相対的光強度を併せて示しており、図１８（ｂ）を０．１とすると、図１８（ａ）は０．２となる。従って、無負荷状態では、光強度分布がＺ方向に集中し光強度が強くなり、負荷をかけプリズム１３ｃを変形させると、光強度分布が広がり光強度が弱くなる。
【００８５】
従って、駆動装置（図示しない）により２枚の透明板１３ａ及び１３ｂの間隔を変えることでもってプリズム１３ｃが変形されて、面発光体から出射される光の光輝度分布を変化させることで、液晶表示装置（図示しない）の視野角を変化させることができる。
【００８６】
これまで説明した実施の形態では、バックライトとなる面光源、調光素子及び表示素子の液晶表示デバイスの順に重ねた構成を有する表示装置を例にして説明したが、図２に示す様に、有機あるいは無機のＥＬ表示デバイス９に調光素子３を設けた表示装置２０Ａとする構成とすることもできる。
【００８７】
ＥＬ表示デバイス９は、平面状にマトリクス配置された複数の画素を備え面発光機能を有する表示デバイスである。７は間隔可変手段である透明板駆動装置であり、これに関しては上記と同じで良い。ＥＬ表示デバイス９の光射出面に調光素子を設けることでこれまで説明した内容と同様に視野角を変えることができる。図２に示す表示装置２０Ａは、必要に応じて、例えば、ＥＬ表示デバイス９の射出面と調光素子の間に十分な視野角を得るために拡散性を有するシート等、あるいは表示明るさ向上のために複屈折性材料等よりなる輝度向上シートを設けてもよい。
【００８８】
更に、９をＥＬ表示デバイスの代わりに、図１で示す面光源１に液晶表示デバイス５を重ねて構成する表示デバイスとしてもよい。
【００８９】
また、これまで説明したプリズムの台形状（ほぼ三角形状としても良い。）の傾斜部は直線である必要はなく曲線でも良く、より好ましくは屈折率の大きい側から屈折率が小さい側に膨らんだ曲線とすることで、光輝度分布がＺ方向により強くなる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】調光素子を備えた液晶表示装置の断面を模式的に示す図である。
【図２】調光素子を備えた有機あるいは無機ＥＬ表示装置の断面を模式的に示す図である。
【図３】プリズム形状の変形を利用する調光素子を備えた液晶表示装置の例を断面で模式的に示す図である。
【図４】調光素子の原理を説明する図である。
【図５】光強度分布の例を模式的に示す図である。
【図６】プリズム形状の変形を利用する面発光体を備えた液晶表示装置の例を断面で模式的に示す図である。
【図７】プリズム形状の変形を利用する面発光体を備えた液晶表示装置の例を断面で模式的に示す図である。
【図８】液晶の屈折率変化を利用する面発光体を備えた液晶表示装置の断面を模式的に示す図である。
【図９】光強度分布の例を模式的に示す図である。
【図１０】液晶の屈折率変化を利用する面発光体を備えた液晶表示装置の断面を模式的に示す図である。
【図１１】調光素子のプリズム形状を円錐台状とし、プリズムの配置の様子を模式的に示す図である。
【図１２】光強度分布の例を示す図である。
【図１３】調光素子のプリズム形状を角錐台状とし、プリズムの配置の様子を模式的に示す図である。
【図１４】光強度分布の例を示す図である。
【図１５】調光素子のプリズム形状を円錐台状とし、プリズムの配置の様子を模式的に示す図である。
【図１６】光強度分布の例を示す図である。
【図１７】調光素子のプリズム形状を角錐台状とし、プリズムの配置の様子を模式的に示す図である。
【図１８】光強度分布の例を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  面光源
２、６４、７４、８４、９４  面発光体
３、６３、７３、８３、９３、１０１、１１１、１２１、１３１  調光素子
３ａ、３ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ  透明板
３ｃ、６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ、１０ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ  プリズム
３ｄ、６ｄ、７ｄ、１２５、１３５  空間部
６ｆ、７ｆ  穴
６ｇ、７ｇ  通路
６ｈ、７ｈ  蓄積部
５  液晶表示デバイス
７  透明板駆動装置
９  ＥＬ表示デバイス
７７  液晶駆動装置
８５、９５、１０５、１１５  液晶
２０Ａ  表示装置
１０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ  液晶表示装置
Ａ  観察者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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