【手続補正書】
【提出日】平成25年9月11日(2013.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、
前記導光板は、当該導光板の側面のうち前記光源と対向する面の法線と平行な方向に延在する複数の凸部を有し、
前記光源は、互いに独立駆動可能な複数の光源ブロックからなり、
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一方の透明基板の表面に設けられ、かつ前記凸部の延在方向と交差する方向に延在する複数の第１電極と、
前記一対の透明基板の他方の透明基板の表面に設けられた第２電極と、
前記一対の透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と
を有する
照明装置。
【請求項２】
各凸部の、当該凸部の延在方向と直交する方向の断面が、矩形状、台形状、または三角形状となっている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
各凸部の高さは、前記光源に近い箇所で低く、前記光源から遠く離れた箇所で高くなっている
請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
各凸部の高さは、前記光源に最も近い箇所でゼロとなっている
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
各第１電極は、他の第１電極に隣接する辺部に、凹凸形状を有する
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
各第１電極は、複数の開口を有する
請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
各第１電極は、凹凸形状を有する辺部を除いた部分に前記複数の開口を有する
請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
各第１電極は、凹凸形状を有する辺部を除いた部分に電気的に接続された金属線を有する
請求項６または請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記凹凸形状は、ジグザグ形状、波形状、台形状、ランプ形状またはランダム形状となっている
請求項５ないし請求項８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記凹凸形状は、鋭角の先端を有する複数の凸部が配列されたジグザグ形状となっており、
各凸部の少なくとも１つの輪郭が、先端を原点側とする略サインｍ乗の関数（ｍは偶数）となっている
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記凹凸形状は、辺部に沿って配列された複数の凸部によって構成され、
互いに隣接する第１電極の辺部に形成されたそれぞれの複数の凸部は、互い違いに配置されている
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第２電極は、単一のシート状電極からなり、
前記シート状電極は、パターニングされており、かつパターン密度が前記光源からの距離に応じて異なっている
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記第２電極は、複数の帯状電極からなり、
各帯状電極は、パターニングされており、かつパターン密度が帯状電極ごとに前記光源からの距離に応じて異なっている
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第２電極は、単一のシート状電極または複数の帯状電極からなり、
前記第２電極は、パターニングされており、かつパターン密度が前記第１電極と対向する部分ごとに前記光源からの距離に応じて異なっている
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１５】
各第１電極は、他の第１電極に隣接する辺部に、凹凸形状を有し、
前記第２電極は、単一のシート状電極または複数の帯状電極からなり、
前記第２電極は、パターニングされており、かつパターン密度が前記第１電極と対向する部分ごとに前記光源からの距離に応じて異なっており、
前記第２電極においてパターン密度が疎の箇所と密の箇所との境界が、当該第２電極のうち各第１電極の凹凸形状と対向する領域内に配置されている
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１６】
各第１電極は、他の第１電極に隣接する辺部に、凹凸形状を有し、
前記第２電極は、単一のシート状電極または複数の帯状電極からなり、
前記第２電極は、パターニングされており、かつパターン密度が前記第１電極と対向する部分ごとに前記光源からの距離に応じて異なっており、
前記第２電極においてパターン密度が減少し始めた箇所から上昇し始めた箇所までの区間が、前記第１電極のうち互いに隣り合う２つの凹凸形状に含まれる凹部の底部で囲まれる区間と対向する範囲内に収まっている
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記第２電極は、複数の帯状電極からなり、
前記第２電極においてパターン密度が減少し始めた箇所でのパターン密度をＤ１とし、
前記第２電極においてパターン密度が上昇し始めた箇所でのパターン密度をＤ２とすると、Ｄ１，Ｄ２は以下の関係式を満たす
請求項１６に記載の照明装置。
１＜（Ｄ１/Ｄ２）＜（互いに隣接する２つの帯状電極のうち相対的に前記光源寄りの帯状電極に掛かる電圧のデューティ比/（互いに隣接する２つの帯状電極のうち相対的に前記光源から離れた帯状電極に掛かる電圧のデューティ比）
【請求項１８】
前記第２電極は、複数の開口を有し、
前記開口の径および密度の少なくとも一方が、前記光源からの距離に応じて異なっている
請求項１２ないし請求項１７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１９】
マトリクス状に配置された複数の画素を有すると共に、前記複数の画素が映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
を有し、
前記導光板は、当該導光板の側面のうち前記光源と対向する面の法線と平行な方向に延在する複数の凸部を有し、
前記光源は、互いに独立駆動可能な複数の光源ブロックからなり、
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一方の透明基板の表面に設けられ、かつ前記凸部の延在方向と交差する方向に延在する複数の第１電極と、
前記一対の透明基板の他方の透明基板の表面に設けられた第２電極と、
前記一対の透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と
を有する
表示装置。
【請求項２０】
電圧印加対象の第１電極の前記光源からの距離と、前記映像信号とに応じて変調した電圧を各光源ブロックに印加する駆動回路をさらに備えた
請求項１９に記載の表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバックライトの構成の一例を表す断面図である。
【図２】図１の光源の構成の一例を表す斜視図である。
【図３】図１の導光板の構成の一例を表す斜視図である。
【図４】図３の導光板の凸部の構成の一例を表す断面図である。
【図５】図１の導光板の構成の他の例を表す斜視図である。
【図６】図５の導光板の凸部の構成の一例を表す断面図である。
【図７】導光板の上面に凸部が無いときとあるときの光導波について説明するための模式図である。
【図８】図１の電極の構成の一例を表す斜視図である。
【図９】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１０】図１の光変調素子に電圧が印加されていないときの配向について説明するための模式図である。
【図１１】図１の光変調素子に電圧が印加されているときの配向について説明するための模式図である。
【図１２】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１３】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１４】図１３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１５】図１４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１６】本発明の第２の実施の形態に係るバックライトの構成の一例を表す断面図である。
【図１７】図１６の光変調素子に電圧が印加されていないときの配向について説明するための模式図である。
【図１８】図１６の光変調素子に電圧が印加されているときの配向について説明するための模式図である。
【図１９】図１，図１６の下側電極の構成の第１変形例を表す平面図である。
【図２０】図１，図１６の下側電極の構成の第２変形例を表す平面図である。
【図２１】図１，図１６の下側電極の構成の第３変形例を表す平面図である。
【図２２】図１，図１６の上側電極の構成の第１変形例を表す平面図である。
【図２３】図１，図１６の上側電極の構成の第２変形例を表す平面図である。
【図２４】図１，図１６の上側電極の構成の第３変形例を表す平面図である。
【図２５】図１，図１６の上側電極の構成の第４変形例を表す平面図である。
【図２６】図１，図１６の上側電極の構成の第５変形例を表す平面図である。
【図２７】図１，図１６の上側電極の構成の第６変形例を表す平面図である。
【図２８】図１，図１６の上側電極の構成の第７変形例を表す平面図である。
【図２９】散乱強度と、デューティ比およびＩＴＯ面積との関係の一例を表す特性図である。
【図３０】散乱強度と、デューティ比およびＩＴＯ面積との関係の他の例を表す特性図である。
【図３１】散乱強度と、デューティ比およびＩＴＯ面積との関係のその他の例を表す特性図である。
【図３２】図３１（Ｃ）のパターン密度の各種変形例を表す図である。
【図３３】図１，図１６の下側電極の構成の第４変形例を表す平面図である。
【図３４】図１，図１６の下側電極の構成の第５変形例を表す平面図である。
【図３５】ＩＴＯ面積の削減量と相対照度との関係の一例を表す特性図である。
【図３６】図１，図１６の下側電極の構成の第６変形例を表す平面図である。
【図３７】図１９〜図２７に記載の下側電極および上側電極における組み合わせの一例を表す斜視図である。
【図３８】図１，図１６のバックライトの構成の第１の変形例を表す断面図である。
【図３９】図１，図１６のバックライトの構成の第２の変形例を表す断面図である。
【図４０】図１，図１６のバックライトの構成の第３の変形例を表す断面図である。
【図４１】比較例に係るバックライトの作用の第１例について説明するための模式図である。
【図４２】比較例に係るバックライトの作用の第２例について説明するための模式図である。
【図４３】比較例に係るバックライトの作用の第３例について説明するための模式図である。
【図４４】図１，図１６のバックライトの作用の第１例について説明するための模式図である。
【図４５】図４４のバックライト内の導光板の凸部の形状およびスケールの一例を表す図である。
【図４６】図４４のバックライト内の導光板の凸部の形状およびスケールの他の例を表す図である。
【図４７】図４１のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図４８】図４２のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図４９】図４３のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図５０】図４４のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図５１】比較例に係るバックライトの作用の第４例について説明するための模式図である。
【図５２】比較例に係るバックライトの作用の第５例について説明するための模式図である。
【図５３】比較例に係るバックライトの作用の第６例について説明するための模式図である。
【図５４】図１，図１６のバックライトの作用の第２例について説明するための模式図である。
【図５５】図５１〜図５４のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図５６】実施例および比較例に係るバックライトの輝度分布の一具体例を表す特性図である。
【図５７】実施例および比較例に係るバックライトの輝度分布の他の具体例を表す特性図である。
【図５８】比較例に係るバックライトの作用の第７例について説明するための模式図である。
【図５９】比較例に係るバックライトの作用の第８例について説明するための模式図である。
【図６０】図２５，図２６の電極または図２７、図２８の電極を備えたバックライトの作用の第１例について説明するための模式図である。
【図６１】図６０のバックライト内の上側電極のパターン密度の具体例を表す図である。
【図６２】図５８〜図６０のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図６３】図５８〜図６０のバックライトの輝度分布の他の例を表す特性図である。
【図６４】比較例に係るバックライトの作用の第９例について説明するための模式図である。
【図６５】比較例に係るバックライトの作用の第１０例について説明するための模式図である。
【図６６】図２５，図２６の電極または図２７、図２８の電極を備えたバックライトの作用の第２例について説明するための模式図である。
【図６７】図６４〜図６６のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図６８】図６４〜図６６のバックライトの輝度分布の他の例を表す特性図である。
【図６９】図２６、図２７の電極を備えたバックライトの作用の第３例について説明するための模式図である。
【図７０】図２７、図２８の電極を備えたバックライトの作用の第４例について説明するための模式図である。
【図７１】図２７、図２８の電極を備えたバックライトの作用の第５例について説明するための模式図である。
【図７２】図６９〜図７１のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図７３】比較例に係るバックライトの作用の第１１例について説明するための模式図である。
【図７４】図６０，図７３のバックライトの輝度分布の一例を表す特性図である。
【図７５】バックライト内の上側電極のパターン密度が所望の範囲から外れているときのパターン密度の一具体例を表す図である。
【図７６】一適用例にかかる表示装置の一例を表す断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
駆動回路５０は、例えば、ある光変調セル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部分電極３２Ａ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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
配向膜６３，６５は、例えば、光変調層６４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６３，６５には垂直用配向膜が用いられる。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。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６３，６５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６３，６５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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
また、バルク６４Ａの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）や、微粒子６４Ｂの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）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。バルク６４Ａおよび微粒子６４Ｂの屈折率差が大きい場合には、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いからである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
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６４Ａ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３０Ｂの下側電極３２および上側電極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３０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、透過領域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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
また、本実施の形態では、例えば、図１２（Ａ），（Ｂ）に示したように、透過領域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１２（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、光変調素子６０を設けていない場合（図１２（Ｂ）中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透過領域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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
また、本変形例において、各部分電極３２Ａが、他の部分電極３２Ａに隣接する辺部に、凹凸形状（凹凸部３２Ｂ）を有していてもよい。この場合に、上側電極３６または部分電極３６Ａのパターン密度が、例えば、図２７（Ａ），（Ｂ）、図２８（Ａ），（Ｂ）に示したように、部分電極３２Ａとの対向部分ごとに、光源２０からの距離に応じて異なっていてもよい。このとき、上側電極３６または部分電極３６Ａにおいて、上側電極３６または部分電極３６Ａのパターン密度が疎から密に切り替わる部分が、凹凸部３２Ｂと対向する位置に設けられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
[第４変形例]
上記各実施の形態において、各部分電極３２Ａおよび上側電極３６または部分電極３６Ａに対して、開口３２Ｃ，３６Ｂが形成されていてもよい。これにより、各部分電極３２Ａおよび上側電極３６または部分電極３６ＡがＩＴＯなどからなる場合に、電極による可視光の吸収を低減することが可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
この場合に、部分電極３２Ａに形成された開口３２Ｃと、上側電極３６または部分電極３６Ａに形成された開口３６Ｂとが、少なくとも一部分で互いに対向していることが好ましく、例えば、図３７に示したように、互いに正対している（または向き合っている）ことがより好ましい。なお、図３７に示したように開口３２Ｃと開口３６Ｂとが互いに正対する（または向き合う）ためには、光変調素子３０の法線方向から見たときに、開口３２Ｃの位置と開口３６Ｂの位置とが一致していることが必要である。このとき、開口３２Ｃと開口３６Ｂとが互いに同一形状、同一面積となっていることが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
ここで、各部分電極３２Ａおよび上側電極３６または部分電極３６Ａに電圧を印加しない時に光変調セル３０−１が透明状態となり、各部分電極３２Ａおよび上側電極３６または部分電極３６Ａに電圧を印加した時に光変調セル３０−１が散乱状態となる場合に、部分電極３２Ａと、上側電極３６または部分電極３６Ａとが互いに対向する部分だけで、光変調層３４は散乱状態になる。そのため、部分電極３２Ａのうち上側電極３６または部分電極３６Ａと対向しない部分や、上側電極３６または部分電極３６Ａのうち部分電極３２Ａと対向しない部分については、電圧を印加しても透明と散乱の切り替えが出来ない。従って、各部分電極３２Ａおよび上側電極３６または部分電極３６Ａの面積を減少させつつ散乱強度を最大限に確保するには、図３７に示したように、光変調素子３０を光変調素子３０の法線方向から見たときに、開口３２Ｃと開口３６Ｂとが互いに重なり合っていることが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
図５１、図５２、図５４では、２列×３行の部分に対応する光変調セル３０−１から光Ｌ１が出力され、図５３では、２列目の光変調セル３０−１のうち３行目の光源ブロック２３から出力された光が通過した部分から光Ｌ１が出力された。図５１〜図５４の線分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する部分での照明光の輝度分布を図５５に示した。なお、図５５では、線分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ、別々のバックライトで測定された結果であることから、線分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄごとに、縦軸の値が最大値で１となるように規格化されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
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。