照明设备、显示设备以及光调制元件的制造方法

专利名称：：照明设备、显示设备以及光调制元件的制造方法
技术领域：
：本发明涉及照明具有表示对光的散射性或透明性的光调制元件的照明设备、显示设备、以及光调制元件的制造方法。
背景技术：
：近年来，液晶显示器的图片质量和节能的改进正快速发展，并且已提出了通过部分地调制背光件的光强度来实现暗处对比度的改进的方法。这种方法主要部分地驱动用作背光件的光源的发光二极管(LED)，以根据显示图像来调制背光件的光。另外，对于大型液晶显示器，对厚度减小的需求也像在小型液晶显示器中一样逐渐增长。因此，取代在液晶面板正下方放置冷阴极荧光灯(CCFL)或LED的方法，将光源放置在导光板的边缘处的边缘光照方法正引起关注。然而，在边缘光照方法中，难以执行部分调制光源的光强度的部分驱动。
发明内容作为提取在导光板中传播的光的技术，例如，日本未审查的专利申请公开第H06-347790号提出了一种使用用于执行在透明状态和散射状态之间的切换的聚合物分散液晶(PDLC)的显示设备。这项技术目的在于防止反射等，以及向PDLC部分地施加电压以执行在透明状态和散射状态之间的切换。然而，在这种方法中，当PDLC在正面方向(垂直于PDLC的方向)处于透明状态时，在导光板中倾斜着传播的部分光由于液晶材料和聚合物材料之间折射率的差异而被散射。因此，光在视角很大的范围内出现泄漏，因此视角特征劣化。为了改进视角特征，例如，日本专利登记第3479493号提及通过偏振器来吸收沿倾斜方向泄漏的光。然而，在这种方法中，由于沿倾斜方向泄漏的光被偏振器所吸收，所以存在显示变暗的问题。因此，可以期望提供一种能够在提高显示亮度的同时减少在视角很大的范围内的光泄漏的照明设备、显示设备、以及光调制元件的制造方法。根据本发明实施例的第一照明设备包括导光板；置于导光板的侧面上的光源；以及置于导光板的表面或者内侧上并且接合至导光板的光调制元件。光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对；设置在透明基板对的表面上的电极对；以及设置在透明基板对之间的间隙中的光调制层。光调制层包括均具有光学各向异性并且具有互不相同的对电场的响应速度的第一区域和第二区域。根据本发明实施例的显示设备包括具有以矩阵形式放置的多个像素的显示面板，这些像素基于图像信号被驱动；以及对显示面板进行照明的上述照明设备。在根据本发明实施例的第一照明设备和显示设备中，包括第一区域和第二区域的光调制层被设置在接合至导光板的光调制元件中。第一区域和第二区域具有光学各向异性并且它们对电场的响应速度互不相同。从而，可以通过控制电场而使第一和第二区域的光学轴的定向彼此一致或者使它们互不相同。因此，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上，减少折射率的差异，因而获得高透明性，例如，当使第一区域的寻常光折射率和第二区域的寻常光折射率彼此接近时，使第一区域的非寻常光折射率和第二区域的非寻常光折射率彼此接近，并且通过电场控制还使第一区域的光学轴的定向和第二区域的光学轴的定向彼此一致。另外，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向难以存在任何折射率差异，因而获得甚至更高的透明性，例如，当使第一区域的寻常光折射率和第二区域的寻常光折射率彼此相等时，使第一区域的非寻常光折射率和第二区域的非寻常光折射率彼此相等，并且还通过电场控制使第一区域的光学轴的定向和第二区域的光学轴的定向彼此一致。根据本发明实施例的第二照明设备包括导光板；置于导光板的侧面上的光源；以及置于导光板的表面或者内侧上并且接合至导光板的光调制元件。光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对；设置在透明基板对的表面上的电极对；以及设置在透明基板对之间的间隙中的光调制层。光调制层包括具有彼此不同的对电场的响应速度的多个区域，表示当向电极对施加电压时对来自光源的光的散射性，以及表示当不向电极对施加电压时对来自光源的光的透明性。在根据本发明实施例的第二照明设备中，对于电场具有彼此相同的响应速度的多个区域被设置在接合至导光板的光调制层中。另外，光调制层表示当向电极对施加电压时对来自光源的光的散射性，以及表示当不向电极对施加电压时对来自光源的光的透明性。例如，通过电场控制使光调制层对于来自光源的光而变得透明，这是因为多个区域的光学轴的定向彼此一致，并且由于在包括正面方向和倾斜方向的所有方向中折射率都存在很小或几乎不存在任何差异。根据本发明实施例的光调制元件的制造方法包括以下步骤放置两个透明基板，在这两个透明基板中的每个的表面上按顺序形成电极和定向膜，使得定向膜彼此面对；在夹置复合层的同时覆盖两个透明基板，在复合层中，组合了液晶材料和具有定向性和聚合性的材料；以及用热或光或两者来使具有定向性和聚合性的材料聚合。在根据本发明实施例的光调制元件的制造方法中，用热和光中的至少一个来使包括在由两个透明基板夹置的复合层中的具有定向性和聚合性的材料聚合。从而，聚合的材料表示在与液晶材料的光学轴的定向一致的定向中的光学各向异性。另外，在聚合材料的光学轴方向的长度大于在液晶材料的光学轴方向的长度，使得在包括聚合的材料的区域中对电场的响应速度低于在包括液晶材料的区域中的响应速度。结果，可以通过电场控制使包括聚合的材料的区域的光学轴的定向和包括液晶材料的区域的光学轴的定向彼此一致或者使它们互不相同。因此，与上述情况相同，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向中，可以使折射率的差异很小或者消除，因而可以获得高透明性。根据本发明实施例的第一照明设备和显示设备，具有光学各向异性并且其对电场的响应速度互不相同的第一区域和第二区域被设置在接合至导光板的光调制元件中。因此，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向中，可以使折射率的差异很小或者消除，因而可以获得高透明性。从而，在暗状态下，在视角很大的范围中的光泄漏可以减少或者几乎被消除。另外，在处于部分照亮状态的部分中的亮度可以增加光泄漏已减少的量。因此，根据本发明的实施例，能够在提高显示亮度的同时减少或者几乎消除在视角很大的范围中的光泄漏。根据本发明实施例的第二照明设备，具有互不相同的对电场的响应速度的多个区域被设置在接合至导光板的光调制层中。光调制层表示当向电极对施加电压时对来自光源的光的散射性，以及表示当不向电极对施加电压时对来自光源的光的透明性。因此，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向中，可以使折射率的差异很小或者消除，因而可以获得高透明性。从而，在暗状态下，在视角很大的范围中的光泄漏可以减少或者几乎被消除。另外，在处于部分光照状态的部分中的亮度可以增加光泄漏已减少的量。因此，根据本发明的实施例，能够在提高显示亮度的同时减少或者几乎消除在视角很大的范围中的光泄漏。根据本发明实施例的光调制元件的制造方法，用热和光中的至少一个来使包括在被两个透明基板夹置的复合层中的具有定向性和聚合性的材料聚合。因此，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向中，可以使折射率的差异变小或者消除，因而可以获得高透明性。从而，在暗状态下，在视角很大的范围中的光泄漏可以减少或者几乎被消除。另外，在处于部分光照状态的部分中的亮度可以增加光泄漏已减少的量。因此，根据本发明的实施例，能够在提高显示亮度的同时减少或者几乎消除在视角很大的范围中的光泄漏。通过以下描述，本发明的其他和另外的目标、特性和优点将更加明显。图1A和图1B是示出了根据本发明实施例的背光件的配置实例的横截面。图2是示出了图1B中的电极的配置实例的横截面。图3是示出了图1A中的背光件的另一个配置实例的横截面。图4A至图4C是用于阐述图1B中的光调制元件的作用的示意图。图5A至图5C是用于阐述图1B中的光调制元件的作用的示意图。图6是用于阐述图1A中的背光件的作用的示意图。图7A至图7C是用于阐述图1A中的背光件的制造过程的横截面。图8A至图8C是用于阐述图7C之后的制造过程的横截面。图9A至图9C是用于阐述图8C之后的制造过程的横截面。图10是示出了图1A的背光件的另一个配置实例的横截面。图11是示出了图1A的背光件的另一个配置实例的横截面。图12是示出了图1A的背光件的另一个配置实例的横截面。图13是示出了根据应用实例的显示设备的实例的横截面。图14A至图14D示出了根据实例的显示设备以及根据比较实例的显示设备的泄漏光的状态。具体实施例方式以下将参考附图详细描述本发明的实施例。描述将按以下顺序进行。1.实施例(背光件)2.变更例(背光件、光调制元件的位置、以及光学片的增加)3.应用实例(显示设备)图1A示出了根据本发明实施例的背光件l(照明设备)的截面配置实例。图1B示出了图1A的光调制元件30的截面配置实例。注意，图1A和图1B是示意图，并且尺寸和形状并不总是与实际的尺寸和形状相同。例如，背光件1从背面为液晶显示面板等照明，并且具有导光板10、置于导光板10的侧面上的光源20、置于导光板10的后侧上的光调制元件30和反射器40、以及用于驱动光调制元件30的驱动电路50。导光板10将来自置于导光板10的侧面上的光源20的光导向导光板10的顶面。导光板10具有与置于导光板10的顶面上的显示面板(未示出)相对应的形状。例如，导光板10具有由顶面、底面和侧面环绕的长方体形状。导光板10具有其中例如在顶面和底面中的至少一个内形成预定图案的形状，并且具有使从侧面进入的光散射并使光均匀的功能。在通过调制要施加给背光件1的电压来使亮度均匀的情况下，未被图案化的平坦导光板可被用作导光板10。例如，导光板10还用作支撑置于显示面板和背光件1之间的光学片(例如，漫射板、漫射片、透镜膜、偏振分离片等)的支撑构件。例如，导光板10主要包括透明热塑树脂，诸如聚碳酸酯树脂(PC)、丙烯酸类树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))等。光源20是线光源，并且例如是热阴极荧光灯(HCFL)、CCFL、按行放置的多个LED等。光源20可以如图1A所示设置在导光板10的仅一个侧面上，或者可以设置在导光板10的两个侧面、三个侧面或所有侧面上。反射器40使从导光板10的背面泄漏的光经由光调制元件30返回至导光板10侧，并且例如，其具有反射、漫射、散射等功能。利用反射器40，有效地利用来自光源20的发射光，并且还提高了正面亮度。例如，反射器40由泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、银沉积膜、多层反射膜、白色PET等制成。在本实施例中，光调制元件30紧密地附接至导光板10的背面(下面)，而没有空气层。例如，光调制元件30经由粘合剂(未示出)粘合至导光板10的背面。例如，如图1B所示，在光调制元件30中，从反射器40的一侧按顺序放置透明基板31、底部电极32、定向膜33、光调制层34、定向膜35、顶部电极36、和透明基板37。透明基板31和37支撑光调制层34，并且通常是对可见光透明的基板，诸如玻璃板或塑料膜。底部电极32被设置在透明基板31面向透明基板37的一侧上。例如，如图2中的光调制元件30的部分切块所示，底部电极32具有沿平面中的一个方向延伸的带状的形状。如图2所示，顶部电极36被设置在透明基板37面向透明基板31的表面上，并且具有例如，沿平面中的一个方向且与底部电极32的延伸方向相交(正交)的方向延伸的带状的形状。底部电极32和顶部电极36的形状取决于驱动方法。例如，在形状是如上所述的带状的形状的情况下，电极可以通过简单矩阵驱动方法来驱动。另一方面，在一个电极是固态膜而另一个电极具有标准的矩形形状的情况下，例如，电极可以通过有源矩阵驱动方法来驱动。在底部电极32和顶部电极36中，至少顶部电极36(在背光件1的顶面侧上的电极)由诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料制成。底部电极32(在背光件1的下面侧上的电极)可以不由透明材料制成。例如，底部电极32可以由金属制成。在底部电极32由金属制成的情况下，底部电极32还具有像反射器40—样的反射从导光板10的背面进入光调制元件30的光的功能。因此，在此情况下，例如，反射器40可以不像图3所示的一样来设置。当从光调制元件30的法线方向看底部电极32和顶部电极36时，在光调制元件307中与底部电极32和顶部电极36彼此相对之处相对应的部分构造了光调制单元30A。光调制单元30A中的每一个可以通过向底部电极32和顶部电极36施加预定电压来单独驱动，并且根据施加给底部电极32和顶部电极36的电压值的幅度来表示对来自光源20的光的透明性或散射性。将在阐述光调制层34时详细描述透明性或散射性。设置定向膜33和35以对例如用于光调制层34的液晶或单体进行定向。作为定向膜，存在例如垂直定向膜和水平定向膜。优选地，垂直定向膜被用作定向膜33和35。对于垂直定向膜，可以使用硅烷耦合材料、聚乙烯醇(PVA)、聚酰亚胺基材料、表面活性剂等。这些材料在形成定向膜时不需要任何摩擦处理，并且在灰尘和静电方面是很有利的。另外，在使用塑料膜作为透明基板31和37的情况下，优选地，在制造过程中在透明基板31和37的表面上分别施加定向膜33和35之后的烘烤温度尽可能低。因而，优选地使用硅烷耦合材料作为定向膜33和35，其中，对于硅烷耦合材料，可使用醇基溶剂。因为在设备形成后通过电压施加得到的可靠性是通过由聚合单体形成的材料与液晶之间的界面(interface)来确定的，所以垂直和水平定向膜中的每一个都具有定向液晶和单体的功能就足够了，并且常用液晶显示器等需要的重复施加电压而获得的可靠性可能并不是必需的。另外，即使不使用定向膜，例如，通过向底部电极32和顶部电极36间施加电场或磁场来定向用于光调制层34的液晶和单体。具体地，在向底部电极32和顶部电极36间施加电场或磁场的同时，在施加电压的状态下液晶和单体的定向状态可通过紫外线辐射来固定。在将电压用于形成定向膜的情况下，用于定向的电极和用于驱动的电极可以单独形成，或者其中介电常数各向异性的符号根据频率等而反转的双频液晶可以用作液晶的材料。在将磁场用于形成定向膜的情况下，优选地，使用具有高磁化率各向异性的材料。例如，优选地，具有大量苯环的材料用作定向膜的材料。如图1B所示，例如，光调制层34是包括本体(bulk)34A(第二区域)和散布在本体34A中的多个微粒34B(第一区域)的复合层。本体34A和微粒34B具有光学各向异性。图4A图解示出了当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时微粒34B的定向状态实例。在图4A中，未示出本体34A的定向状态。图4B示出了表示当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时本体34A和微粒34B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。折射率椭球体是通过用张量椭球表示从多个方向进入的线性偏振光的折射率而获得的，并且通过从光进入方向看椭球体的截面，几何上折射率可以是已知的。图4C图解示出了当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时沿正面方向行进的光Ll和沿倾斜方向行进的光L2通过光调制层34的状态实例。图5A图解示出了当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时微粒34B中定向状态的实例。在图5A中，未示出本体34A中的定向状态。图5B示出了表示当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时本体34A和微粒34B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。图5C图解示出了当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时沿正面方向行进的光Ll和沿倾斜方向行进的光L2在光调制层34中被散射的状态实例。如图4A和4B所示，例如，本体34A和微粒34B具有以下结构，其中，当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，本体34A的光学轴AX1的定向和微粒34B的光学轴AX2的定向彼此一致(彼此平行)。光学轴AX1和AX2此处指的是与光线的行进方向平行的线，其中，折射率固定为与偏振方向无关的一个值。应当注意，光学轴AX1和AX2的定向不必总是彼此一致，而是可以由于例如制造误差等而略微彼此偏离。另外，例如，当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，微粒34B的光学轴AX2垂直于透明基板31和37的表面。另一方面，例如，如图4A、4B、5A和5B所示，本体34A的光学轴AX1垂直于透明基板31和37的表面，而与是否向底部电极32和顶部电极36间施加电压无关。光学轴AX2此处不必总是垂直于透明基板31和37的表面，而是可以由于例如制造误差等而以除90度外的角度与透明基板31和37的表面相交。光学轴AX1也不必总是垂直于透明基板31和37的表面，而是也可以由于例如制造误差等与透明基板31和37的表面相交。优选地，本体34A的寻常光折射率和微粒34B的寻常光折射率彼此相等，以及本体34A的非寻常光折射率和微粒34B的非寻常光折射率彼此相等。在此情况下，例如，当不向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，如图4A所示，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上的折射率几乎没有任何差异，因而获得高透明性。从而，例如，如图4C所示，沿正面方向行进的光Ll和沿倾斜方向行进的光L2通过光调制层34而不会在光调制层34中被散射。结果，例如，如图6的部分(A)和部分(B)所示，来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)被透明区域30A的界面(在透明基板31或导光板10与空气之间的界面)全反射。因此，透明区域30A的亮度(黑色显示的亮度)低于在不设置光调制元件30情况下的亮度(在图6的部分(B)中的交替长短虚线)。例如，当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，本体34A和微粒34B具有以下结构，其中，本体34A的光学轴AX1的定向和微粒34b的光学轴AX2的定向如图5A所示互不相同(彼此垂直)。微粒34B具有以下结构，例如，当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，微粒34B的光学轴AX2以除90度外的角度与透明基板31和37的表面相交或者其平行于透明基板31和37的表面。因此，当向底部电极32和顶部电极36间施加电压时，在光调制层34中包括正面方向和倾斜的所有方向中，折射率的差增大，因而获得高散射性能。从而，例如，如图5C所示，沿正面方向行进的光L1和沿倾斜方向行进的光L2在光调制层34中被散射。结果，例如，如图6的部分(A)和部分(B)所示，来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)通过散射区域30B的界面(透明基板31或导光板10与空气之间的界面)，并且已朝向反射器40从其中通过的光被反射器40反射并通过光调制元件30。因此，散射区域30B的亮度比不设置光调制元件30的情况的亮度(在图6的部分(B)中的交替长短虚线)亮很多，此外，在局部白色显示中的亮度(亮度突出)增加了在透明区域30A中的亮度减少的量。本体34A的寻常光折射率与微粒34B的寻常光折射率可以由于例如制造误差等而彼此略微偏离，以及其优选地为0.1以下，并且更优选地为0.05以下。本体34A的非寻常光折射率与微粒34B的非寻常光折射率可以由于例如制造误差等而彼此略微偏离，以及其优选地为0.1以下，并且更优选地为0.05以下。另外，优选地，本体34A的折射率差(An。=寻常光折射率n。_非寻常光折射率n》以及微粒34B的折射率差(Ar^二寻常光折射率n厂非寻常光折射率rg尽可能大。例如，本体34A的折射率差和微粒34B的折射率差优选地为0.05或更大，更优选地为0.1或更大，并且再更优选地为0.15或更大。这是因为在本体34A和微粒34B的折射率差很大的情况下，光调制层34的散射能力变得更高，因而，用于引导光的条件能够被容易地破坏，并且能够容易地提取来自导光板10的光。本体34A和微粒34B对电场的响应速度互不相同。例如，本体34A具有并不响应于电场的条状结构或者孔结构，或者具有响应速度低于微粒34B的响应速度的杆状结构。例如，通过用热和光中的至少一个来聚合具有定向性和聚合性的材料(例如，单体)来形成本体34A，该材料沿微粒34B的定向方向或者沿定向膜33和35的定向方向进行定向。另一方面，例如，微粒34B主要包括液晶材料，并且其具有比本体34A的响应速度高很多的响应速度。具有定向性和聚合性的单体可以是具有光学各向异性的材料并且可以与液晶混合。在本实施例中，优选地，具有定向性和聚合性的单体是用紫外光固化的低聚合物单体。由于在不施加电压的状态下液晶的光学各向异性的方向和通过聚合低聚合物单体获得的材料(高聚合物材料)的光学各向异性的方向优选地彼此一致，所以优选地，在用紫外光固化之前液晶和低聚合物单体定向在相同的方向上。在液晶被用作微粒34B的情况下，优选地，当液晶为杆状分子时，所使用的单体材料的形状为杆状。因此，优选地，具有聚合性和液晶性的材料用作单体材料。例如，优选地具有作为可聚合功能基的，从以下的组中选择的至少一个功能基丙烯酰氧基(acryloyloxygroup)、甲基丙烯酰氧基(methacryloyloxygroup)、乙烯醚基(vinylethergroup)、禾口环氧基(印oxygroup)。这些功會瞎者阿以通过用紫外光、红外光、或电子束照射、或者通过加热而聚合。可以添加具有多功能基的液晶材料，以抑制当紫外线照射时定向度的降低。例如，驱动电路50控制施加给在每个光调制单元30A中的一对电极(底部电极32和顶部电极36)的电压幅度，以在一个光调制单元30A中，使微粒34B的光学轴AX2与本体34A的光学轴AX1平行，而在另一个光调制单元30A中，使微粒34B的光学轴AX2与本体34A的光学轴AX1相交。现在，以下将参考图7A-7C至图9A-9C来描述根据本实施例的背光件1的制造方法。首先，在作为玻璃基板或者塑料膜基板的透明基板31和37上形成由ITO等制成的透明导电膜32A和36A(图7A)。接下来，在整个表面上形成抗蚀层，此后，通过图案化在抗蚀层中形成电极图案(底部电极32和顶部电极36)(图7B)。作为图案化的方法，优选地，使用光刻法、激光磨蚀法等。由驱动方法和局部驱动的分隔数来确定电极图案。例如，在将42英寸显示器分成12X6片的情况下，形成了电极宽度约为80mm的图案，并且电极之间的缝隙尽可能窄。然而，因为由于稍后将描述的等级(gradation)特征使缝隙过分变窄不会有很大的意义，所以约10至500ym的缝隙优选地作为具体实例。可选地，电极图案可以通过按图案印刷ITO纳米粒子并对其进行烘烤来形成。接下来，在整个表面上施加定向膜33和35，然后使它们干燥并被煅烧(图7C)。在将聚酰亚胺基材料用于定向膜33和35的情况下，通常将NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)用作溶剂。在此情况下，在大气中期望约20(TC的温度。在将塑料基板用作透明基板31和37的情况下，定向膜33和35可以被以IO(TC真空干燥并被煅烧。然后，通过干法或湿法在定向膜33上喷射用于形成单元间隔(g即)的隔离物38(图8A)。在通过真空接合法形成光调制单元30A的情况下，可以使隔离物38与要滴下的混合物混合。另外，取代隔离物38，可以通过光刻法形成柱形隔离物。然后，例如，在定向膜35上以框形施加用于粘接和防止液晶泄漏的密封剂39(图8B)。密封剂图案39可以通过剂量分配法或丝网印刷法来形成。下文中，将描述真空接合法(滴下式注入法(0DF法))。注意，光调制单元30A还可以通过真空注入法等来形成。首先，与由单元间隔、单元区域等确定的体积相对应的液晶和单体的混合物41被均匀地滴入在面内(图8C)。优选地，通过使用线性导向型的精密分配器滴入混合物41。另外，可以通过使用密封剂图案39作为坝状物(bank)来应用芯片涂覆器(diecoater)等。上述材料可以用作液晶和单体。液晶和单体之间的重量比为98:2至50:50，优选地，为95:5至75:25，以及更优选地为92:8至85:15。能够通过增大液晶的比率来降低驱动电压。然而，存在一种趋势，当液晶增加太多时，电压施加时白色的程度可能降低，或者电压断开后的响应速度将降低并且状态将不容易返回到透明状态。除了液晶和单体外，聚合引发剂被添加到混合物41。根据所使用的紫外线波长在0.1至10%的重量范围内调节所添加的聚合引发剂的单体比率。此外，如果需要可以在混合物41中添加聚合抑制剂、增塑剂、粘度调节剂等。在单体在室温下为固体或凝胶的情况下，优选地加热盖(c即)、注射器和基板。然后，在真空接合机(未示出)中放置透明基板31和37。此后，执行抽空以使透明基板31和37接合(图9A)。然后将所得物释放到大气以通过大气压的均匀压力来使单元间隔均匀。可以基于白色亮度(白色的程度)与驱动电压之间的关系按需要来选择单元间隔。例如，单元间隔为5至40iim，优选地为6至20iim，以及更优选地为7至10ym。在接合操作之后，优选地，根据需要执行定向处理(未示出)。在将接合单元插入正交Nicol偏振器之间时光泄漏的情况下，将这些单元加热预定时间或者将这些单元留在室温下，以使它们被定向。然后，通过用紫外线L3照射来使单体聚合以形成聚合物(图9B)。以此方式，制造了光调制元件30(图9C)。优选地，防止单元的温度在照射紫外线时发生改变。优选地，使用红外截止滤色器，或使用UV-LED等作为光源。由于紫外线照明对复合材料的组织结构产生影响，优选地，基于所使用的液晶材料和单体材料、或者液晶材料和单体材料的合成物、视需要来调节紫外线照明。对于紫外线照明，O.1至500mW/cm2的范围是优选的，并且0.5至30mW/cm2的范围是更优选的。存在紫外线照明越低驱动电压就变得越低的趋势。因而，可以考虑产率和特征来选择优选的紫外线照明。然后，光调制元件30被接合至导光板10。光调制元件30与导光板10的接合可以通过粘合或键合来实现。优选地，光调制元件30与折射率尽可能接近导光板10的折射率和光调制元件30的基板材料的折射率的材料粘合或键合。最后，将引导线(leadline)(未示出)附接至底部电极32和顶部电极36中的每个。以这种方式，制造了根据本实施例的背光件l。因此，已描述了形成光调制元件30以及最后使光调制元件30接合至导光板10的处理。然而，还能够将其上形成定向膜35的透明基板37预先接合至导光板10的表面，此后形成背光件1。另外，背光件1可以以成片方法和巻对巻方法中的任一个形成。现在，将描述根据本实施例的背光件1的作用和效果。在根据本实施例的背光件1中，来自光源20的光进入导光板IO，并且被导光板10的顶面和光调制元件30中透明区域30A的下面反射以在导光板10和光调制元件30中传播(参见图6的部分(A))。此时，在导光板10和光调制元件30中传播的光在光调制元件30的散射区域30B中被散射。散射光中已通过散射区域30B的下面的光被反射器40反射并再次返回至导光板IO，然后从背光件1的顶面射出。散射光中已朝向散射区域30B的顶面传播的光通过导光板IO，然后从背光件1的顶面射出。因此，在本实施例中，光很难从透明区域30A的顶面射出，但是光从散射区域30B的顶面射出。以这种方式，增加了正面方向的调制比。通常，PDLC是通过混合液晶材料和各向同性的低聚合物材料并且通过紫外线照射、熔剂的干燥等使相位分离而形成的，并且PDLC是液晶材料的微粒散布在高聚合物材料中的复合层。在不施加电压时，复合层中的液晶材料以随机方向定向，因而其示出了散射性。当施加电压时，液晶材料以电场方向定向，因而在液晶材料的寻常光折射率和高聚合物材料的折射率彼此相等的情况下，正面方向(PDLC的法线方向)呈现高透明性。然而，在液晶材料中，液晶材料的非寻常光折射率与高聚合物材料的折射率之间的差异在倾斜方向是显著的。因此，即使在正面方向呈现透明性，在倾斜方向仍呈现散射性。通常，使用PDLC的光调制元件常具有通过在两个玻璃板之间夹置PDLC而获得的结构，在每个玻璃板上形成有透明传导膜。在光从空气倾斜入射到具有上述结构的光调制元件上的情况下，从倾斜方向入射的光由于空气和玻璃板之间的折射率差而折射，并以较小的角度入射到PDLC上。因此，大散射不会出现在这种光调制元件中。例如，在光以80度的角度从空气入射的情况下，光到PDLC的入射角度由于在玻璃界面中的折射而降低至约40度。然而，在使用导光板的边缘光照法中，由于光通过导光板入射，所以光以约80度的大角度与PDLC相交。因而，液晶材料的非寻常光折射率与高聚合物材料的折射率之差很大，另外，经历散射的光路也变得更长，这是因为光以较大的角度与PDLC相交。例如，在具有1.5的寻常光折射率和1.65的非寻常光折射率的液晶材料的微粒散布在具有1.5的折射率的高聚合物材料中的情况下，在正面方向(PDLC的法线方向)中不存在任何折射率差，而在倾斜方向上折射率差很大。因此，难以减小在倾斜方向上的散射性，使得视角特征很坏。另外，在导光板上设置诸如漫射膜的光学膜的情况下，通过漫射膜倾斜的泄漏光也在正面方向中被漫射，使得在正面方向上的光泄漏增大，并且正面方向的调制比变得更低。另一方面，在本实施例中，本体34A和微粒34B通过主要包括光学各向异性材料而形成。因而，散射性在倾斜方向上降低，并且提高了透明性。例如，在本体34A和微粒34B主要包括其寻常光折射率彼此相等、其非寻常光折射率也彼此相等、以及它们的光学轴的方向彼此一致的光学各向异性材料，在包括正面方向(光调制元件30的法线方向)和倾斜方向的所有方向中都不存在折射率差，因而获得高透明性。例如，当具有1.5的寻常光折射率和1.65的非寻常光折射率的液晶以及具有1.5的寻常光折射率和1.65的非寻常光折射率的液晶单体被混合，并且使液晶单体在通过定向膜或电场使液晶和液晶单体定向的状态下聚合时，液晶的光学轴和通过聚合液晶单体形成的聚合物的光学轴彼此一致。结果，折射率在所有方向上都彼此一致，以实现透明性很高的状态。因此，在暗态下，在视角很大的范围中光的泄漏被减少或几乎消除。因而，能够提高视角特征。另外，在亮态下的部分的亮度增加了光泄漏量中减少的量。因此，在本实施例中，能够在提高显示亮度的同时减少或几乎消除在视角很大的范围中光的泄漏。结果，能够使正面方向中的调制比更高。另外，在本实施例中，如图6的部分(A)和部分(B)所示，例如，在透明区域30A中的亮度(黑色显示中的亮度)低于在不设置光调制元件30的情况下的亮度(图6的部分(B)中的交替长短虚线)。另一方面，在散射区域30B中的亮度比在不设置光调制元件30的情况下的亮度(图6的部分(B)中的交替长短虚线)高很多。此外，在部分白色显示中的亮度(亮度突出)增加了在透明区域30A中亮度的减少量。亮度突出是与在整个屏幕中执行白色显示的情况相比较在部分地执行白色显示的情况下增加亮度的技术。这项技术一般常用在CRT、PDP等中。然而，在液晶显示器中，背光件均匀地产生与图像无关的光，使得难以部分地增加亮度。在使用二维放置多个LED作为背光件的LED背光件的情况下，可以部分关断LED。然而，在这种情况下，不存在来自LED关断的暗区域的任何漫射光。因而，与所有LED都接通的情况相比，亮度变得更低。另外，可以通过增加要施加给部分接通的LED的电流来增加亮度。然而，在这种情况下，大电流在很短时间内流动，从而存在电路负载和可靠性方面的问题。另一方面，在本实施例中，本体34A和微粒34B通过主要包括光学各向异性材料而形成。因而，倾斜方向的散射被抑制，并且在暗态下来自导光板的泄漏光很小。因此，由于光被从局部暗态的部分导向局部亮态的部分，所以能够实现亮度突出而无需增加施加给背光件l的电能。[变更例]在以上实施例中，光调制元件30在不存在空气层的情况下紧密地接合至导光板10的背面(下面)。然而，例如，如图10所示，光调制元件30可以在不存在空气层的情况下紧密地接合至导光板10的顶面。另外，例如，如图11所示，光调制元件30可以被设置在导光板10的内侧上。还是在这种情况下，可以期望光调制元件30在不存在空气层的情况下紧密地接合至导光板IO。另外，在以上实施例中，在导光板10之上没有特定设置任何构件。然而，例如，可以如图12所示，在导光板10之上设置光学片70(诸如漫射器、漫射片、透镜膜、偏振分离片等)。[应用实例]接下来，现在将描述根据本实施例的背光件1的应用实例。图13示出了根据应用实例的显示设备2的示意配置实例。显示设备2设置有液晶显示面板80(显示面板)，以及设置在液晶显示面板80的背面的背光件1。液晶显示面板80被设置用以显示视频图像。例如，液晶显示面板80是透射型液晶显示器，其中根据视频信号来驱动像素。液晶显示面板80具有通过一对透明基板夹置液晶层的结构。具体地，从背光件1侧开始，液晶显示面板80顺序地具有偏振器、透明基板、像素电极、定向膜、公共电极、滤色器、透明基板、和偏振器。透明基板是对可见光透明的基板。例如，透明基板是平板玻璃。在背光件l侧上的透明基板中，形成包括电连接至像素电极的TFT(薄膜晶体管)、以及配线等的有源驱动电路，其未被示出。例如，像素电极和公共电极由ITO制成。像素电极以栅格或三角形排列放置在透明基板上，并且用作各个像素的电极。另一方面，公共电极形成在滤色器的整个表面上，并且用作面向像素电极的公共电极。定向膜由诸如聚酰亚胺的高聚合物材料制成，并且对液晶执行定向处理。例如，液晶层由VA(垂直对准)模式、TN(扭曲向列)模式、或STN(超扭曲向列)模式的液晶制成，并且具有通过来自每个像素的驱动电路(未示出)的施加电压来改变从背光件1射出的光的偏振轴的定向的功能。通过改变多个阶段中液晶的排列，来调整在多个阶段中每个像素的透射轴的定向。在滤色器中，例如，用于将已通过液晶层的光分成红(R)、绿(G)和蓝(B)三原色或者分成R、G、B、和白(W)四种颜色的滤色器以对应于像素电极的阵列的方式排列。滤色器阵列(像素阵列)通常包括条纹阵列、斜纹阵列、三角形阵列、和矩形阵列。偏振器是一种光闸，并且仅透射某一振动方向的光(偏振光)。偏振器可以是吸收除透射轴之外的振动方向的光(偏振光)的吸收型的偏振元件，但是就提高亮度的方面来说，优选地是将光反射至背光件1侧的反射型的偏振元件。偏振器被放置以使它们的偏振轴相差90度。从而，从背光件1射出的光通过液晶或被中断。例如，驱动电路50控制被施加给每个光调制单元30A的一对电极(底部电极32和顶部电极36)的电压幅度，使得微粒34B的光学轴AX2在多个光调制单元30A中对应于黑色显示的像素位置的单元中平行于本体34A的光学轴AX1，并且使得微粒34B的光学轴AX2在多个光调制单元30A中对应于白色显示的像素位置的单元中与本体34A的光学轴AX1相交。在本应用实例中，以上实施例的背光件1被用作用于照明液晶显示面板80的光源。这样就能够在提高显示亮度的同时减少或几乎消除在视角很大的范围内的光泄漏。结果，能够增加在正面方向的调制比。另外，无需增加提供给背光件l的电能就能够实现亮度突出。另外，在本应用实例中，背光件1根据显示图像调制部分地进入液晶显示面板80的光的强度。然而，如果在包括在光调制元件30中的电极(底部电极32和顶部电极36)的图案边缘部分中存在明显的亮度改变，那么在显示图像中也看到改变的边界部分。因此，要求亮度尽可能在电极边界部分单调地改变的特征。这种特征被称为模糊特征。有效地使用具有强漫射性的漫射器以增强模糊特征。然而，当漫射特性很强时，总的光透射率变低，并且存在亮度降低的趋势。因此，在使用漫射器作为本应用实例中的光学片70的情况下，漫射器的总透光率优选地为50%至85%，并且更优选地为60%至80%。此外，导光板10与背光件l中的漫射器之间的空间距离越长，则模糊特征变得越好。另外，还能够增加包括在光调制元件30中的电极(底部电极32和顶部电极36)的图案数以及调节每个电极的电压，使得状态在暗态和亮态之间尽可能单调地改变。[实例]以下将描述本发明的实例。注意，实例是说明性的，并且本发明并不限于这些实例。[单元形成方法]在涂覆有ITO的玻璃基板(125mmX125mm)上通过激光消融法形成具有10mm宽度的电极图案。所得物经历以碱性洗涤剂进行的超声施加清洗、用超纯水冲洗、并且通过吹风干燥，来形成电极图案基板。然后，通过旋涂器将由聚酰亚胺基材料制成的垂直定向膜涂覆在电极图案基板上，并且以20(TC烘烤来形成垂直定向膜。然后，使具有7ym平均直径的塑料珠散布在其上形成定向膜的电极图案基板上，并且此后在周边施加热固密封剂。另外，使相对的电极图案基板重叠并且执行硬化处理以生成空单元。将通过将液晶、紫外线可固化液晶单体、以及聚合引发剂预先混合成预定复合物(下文中，称为单体混合液晶)获得的溶液注入到空单元。根据需要，单体混合液晶在被加热的同时注入。然后，将注入单体混合液晶的单元插在正交Nicol偏振器之间，并且用透射光视觉地检查定向状态。此后，射出紫外线光以固化液晶中的单体。另外，通过使用通过混合单体和引发剂获得的溶液而不使用液晶类似地形成用于各向异性评估的单元，并且通过使用椭圆计来评估延迟的存在和光学轴方向。[评估方法](1)折射率通过使用Abbe折射计来测量液晶的折射率和单体的折射率。垂直定向膜被施加在玻璃台的下面和上部玻璃块上，并且液晶或单体被定向。偏振器被附接至目镜的圆柱部分，并且通过改变射出的偏振光的分量来获得寻常光折射率(n。)和非寻常光折射率00。通带滤色器被附接，用于入射白色光，并且用589nm的进入波长在25。C处进行评估。(2)调制比用具有1.51折射率的匹配油(matchingoil)使具有10mm厚度的丙烯酸导光板附接至如此形成的单元中的上层，并且从边缘部分照射白色LED的光。经由空气层将镜面反射器放在如此形成的单元的下面，并且将光学膜放在导光板上。在改变光学膜的种类和组合的同时测量在单元基板的法线方向的正面亮度。作为亮度计，使用可从日本Topcon公司获得的"SR-UL1"。此时，距离被设为50cm，并且测量角度被设为1°。通过限定不向单元施加电压的情况为黑色亮度、而限定施加电压的情况为白色亮度，确定白色亮度/黑色亮度的值作为调制比。所施加的电压被设为80V(lkHz脉冲)。[O105](3)亮度突出相对于在如此形成的单元中距离LED照射侧上的端面的最远处的、每个均具有10mm宽度的三行中的亮度，在向除三行外的行中的单元施加电压的情况下的亮度被定义为La以及在不向这些单元施加电压的情况的亮度被定义为Lb，并且获得Lb/La作为亮度突出。表格1示出了在实例和比较实例中的液晶和单体的组合及其评估结果。[表格l]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>[实例1至5]单元被形成以使单元具有各种液晶材料和单体材料的组合、以及表格1中所示的材料的混合物。在所有实例中单元的外观在没有施加电压时是透明的，而当施加电压时是阴暗的。在不施加电压的状态下，通过正交Nicol偏振器观察不到任何光泄漏。在用于各向异性评估的所有单元中都存在延迟，并且光学轴方向是与基板垂直的方向。[比较实例1和2]在比较实例1中，使用可从日本的DIC公司获得的聚合物散布液晶材料("PNM-170")。在比较实例2中，使用通过以80:20混合可从日本的MerckLtd.获得的液晶材料和单体材料(PN393)所获得的单体混合液晶。在两个比较实例中，没有使用定向膜。除此之外，在每个比较实例中，以类似于实例的方式形成单元。所形成的单元的外观在不施加电压时是阴暗的。当施加电压时的外观在基板法线方向上是透明的，但是在倾斜方向是阴暗的。在各向异性评估单元中没有发现延迟。对于倾斜方向的光泄漏(视角特征)，正面和倾斜方向上的光泄漏在黑色显示中(不施加电压时)很小，并且视角特征在实例中良好。另一方面，在比较实例中，在黑色显示中(当施加电压时)，倾斜方向的光泄漏大于正面方向的光泄漏，并且视角特征较差。在比较实例中，倾斜泄漏光很大并且显然视角特征较差。图14A至图14D示出了每个均具有30X40mm的尺寸、以类似于实例1和比较实例1的方式形成的单元的泄漏光的状态。发现，倾斜泄漏光在实例1中很小，但是在比较实例1中很大。在表格1所示的所有实例中，调制比率比在不存在光学膜和放置具有77%的总透光率的漫射器的两种情况下的调制比率更高。当在实例2中评估亮度突出时，亮度突出为放置具有77%的总透光率的漫射器的情况的1.5倍，并且亮度突出是放置漫射膜和透镜片的情况的1.6倍。本发明包含与于2008年10月7日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP2008-260604中所披露的主题相关的主题，其全部内容结合于此作为参考。本领域技术人员应理解，在的附加权利要求和其等效物的范围内，可以根据设计要求和其他因素，进行各种变型、组合、子组合和改变。权利要求一种照明设备，包括导光板；光源，置于所述导光板的侧面上；以及光调制元件，置于所述导光板的表面或者内侧上并且接合至所述导光板，所述光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对；设置在所述透明基板对的表面上的电极对；以及设置在所述透明基板对之间的间隙中并且包括第一区域和第二区域的光调制层，所述第一区域和所述第二区域均具有光学各向异性并且具有彼此不同的对电场的响应速度。2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述第一区域和所述第二区域具有以下结构，在该结构中，当不向所述电极对间施加电压时，所述第一区域的光学轴和所述第二区域的光学轴彼此平行，以及当向所述电极对间施加电压时，所述第一区域的光学轴和所述第二区域的光学轴彼此相交。3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述第一区域具有以下结构，在该结构中，当不向所述电极对间施加电压时，所述第一区域的光学轴与所述透明基板的表面垂直，以及当向所述电极对间施加电压时，所述第一区域的光学轴以除90度之外的角度与所述透明基板的表面相交或者平行于所述透明基板的表面，以及所述第二区域具有以下结构，在该结构中，无论是否向所述电极对间施加电压，所述第二区域的光学轴都与所述透明基板的表面垂直。4.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述光调制元件在所述电极和所述光调制层之间具有垂直定向膜。5.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述第一区域主要包括液晶材料，以及通过热或光或两者来使定向的聚合材料聚合来形成所述第二区域。6.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述第二区域具有不对所述电场产生响应的条状结构或者孔状结构，或者具有杆状结构，所述杆状结构具有低于所述第一区域的响应速度的响应速度。7.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述第一区域的寻常光折射率和所述第二区域的寻常光折射率彼此相等，以及所述第一区域的非寻常光折射率和所述第二区域的非寻常光折射率彼此相等。8.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述光调制元件具有多个所述电极对，在所述光调制元件中设置在所述透明基板之一上的电极和设置在另一个透明基板上的电极彼此相对的部分构成了光调制单元，以及所述照明设备包括驱动单元，控制施加给在每个所述光调制单元中的所述电极对的电压的幅度，使得在一个光学调制单元中所述第一区域的光学轴平行于所述第二区域的光学轴，而在另一个光调制单元中所述第一区域的光学轴与所述第二区域的光学轴相交。9.根据权利要求1所述的照明设备，其中，在所述电极对中至少在所述照明设备的顶面侧上的电极由透明导电材料制成。10.根据权利要求1所述的照明设备，其中，在所述电极对中在所述照明设备的底面侧上的电极由金属制成。11.根据权利要求1所述的照明设备，进一步包括反射器，设置在所述照明设备的底面侧上。12.—种照明设备，包括导光板；光源，置于所述导光板的侧面上；以及光调制元件，置于所述导光板的表面或者内侧上并且接合至所述导光板，所述光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对；设置在所述透明基板对的表面上的电极对；以及设置在所述透明基板对之间的间隙中的光调制层，所述光调制层包括具有互不相同的对电场的响应速度的多个区域、表示当向所述电极对施加电压时对来自所述光源的光的散射性、以及表示当不向所述电极对施加电压时对来自所述光源的光的透明性。13.—种显示设备，包括显示面板，具有以矩阵形式放置的多个像素，这些像素是基于图像信号驱动的；以及照明设备，照明所述显示面板，按从所述显示面板一侧开始的顺序，所述照明设备包括导光板；光源，置于所述导光板的侧面上；以及光调制元件，置于所述导光板的表面或者内侧上并且接合至所述导光板，所述光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对；设置在所述透明基板对的表面上的电极对；以及设置在所述透明基板对之间的间隙中并且包括第一区域和第二区域的光调制层，所述第一区域和所述第二区域均具有光学各向异性并且具有彼此不同的对电场的响应速度。14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述光调制元件具有多个所述电极对，在所述光调制元件中设置在所述透明基板之一上的电极和设置在另一个透明基板上的电极彼此相对的部分构成光调制单元，以及所述照明设备包括驱动单元，控制施加给在每个所述光调制单元中的所述电极对的电压的幅度，使得在所述多个光调制单元中与黑色显示的像素位置相对应的单元中所述第一区域的光学轴平行于所述第二区域的光学轴，而在所述多个光调制单元中与白色显示的像素位置相对应的单元中所述第一区域的光学轴与所述第二区域的光学轴相交。15.—种光调制元件的制造方法，包括以下步骤放置两个透明基板，在所述两个透明基板中的每一个的表面上按顺序形成电极和定向膜，使得定向膜彼此相对；覆盖所述两个透明基板，同时夹置复合层，在所述复合层中，组合有液晶材料和具有定向性和聚合性的材料；以及用热或光或两者来使具有所述定向性和所述聚合性的所述材料聚合。全文摘要一种照明设备、显示设备以及光调制元件的制造方法。照明设备包括导光板、置于导光板的侧面上的光源、以及置于导光板的表面或者内侧上并接合至导光板的光调制元件。光调制元件具有彼此分开并且彼此相对地放置的透明基板对、设置在透明基板对的表面上的电极对、以及设置在透明基板对之间的间隙中的光调制层。光调制层包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域均具有光学各向异性并且具有彼此不同的对电场的响应速度。文档编号F21S2/00GK101713503SQ20091017943公开日2010年5月26日申请日期2009年10月9日优先权日2008年10月7日发明者佐藤晴美,奥山健太郎,水野守,铃木友美,铃木知明申请人:索尼株式会社