CN101846270A - 照明装置及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置及显示装置。该照明装置包括：导光板；光源，设置在导光板的侧面；以及光调制元件，设置在导光板的表面上或内部，并连接到导光板。光调制元件具有：成对的透明基板，彼此分开并彼此相对地设置；电极，能够产生沿与透明基板的表面平行的方向的电场；以及光调制层，设置在成对的透明基板的间隙中，并且包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域对于电场的响应速度彼此不同，并且第一区域和第二区域中的至少之一具有光学各向异性。

Description

照明装置及显示装置
技术领域
本发明涉及具有光调制元件的照明装置，该光调制元件对光显示出散射特性或透明性。本发明还涉及显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示器的图片质量和能量节省已经得到了快速进展，并且已经提出了通过局部调制背光的光强度实现暗处对比度改善的方法。在该方法中，背光的光主要通过局部驱动用作背光光源的发光二极管(LED)来根据显示图片进行调制。对于大尺寸的液晶显示器，与小尺寸的液晶显示器一样，对减小厚度的需求日益增长。人们并没有关注在液晶面板下面设置冷阴极荧光灯(CCFL)或LED的方法，然而，将光源设置在导光板边缘的边缘光方法(edge light method)却引起了注意。然而，在边缘光方法中，难于进行局部调制光源的光强度的局部驱动。
发明内容
作为提取导光板中传播的光的技术，例如在日本未审查专利申请公开No.H06-347790中提出了使用聚合物分散型液晶(PDLC)用于透明状态和散射状态之间的转换的显示装置。该技术旨在防止反射等并通过局部施加电压到PDLC而在透明状态和散射状态之间转换。在该方法中，在正面方向(front direction)(与PDLC垂直的方向)PDLC为透明状态的情况下，在导光板中倾斜传播的光的一部分被液晶材料和聚合物材料之间的折射率差异散射。结果，在大视角的范围内发生漏光，并且视角特性变差。为了改善视角特性，例如，在倾斜方向泄漏的光被偏振器吸收，如在日本专利No.3479493中所描述的。
然而，在该方法中，在倾斜方向泄漏的光被偏振器吸收，但是存在显示器变暗的缺点。
因此，期望提供一种照明装置和显示装置，能够实现改善的显示亮度并减小大视角范围内光的泄漏。
根据本发明的实施例，提供了第一照明装置，包括：导光板；光源，设置在导光板的侧面；以及光调制元件，设置在导光板的表面上或内部并连接到导光板。该光调制元件具有成对的透明基板、电极以及光调制层。该成对的透明基板彼此分开并且彼此相对地设置；该电极能够产生沿与透明基板表面平行的方向的电场；而该光调制层设置在该成对的基板之间的间隙中。该光调制层包括第一区域和第二区域，它们对于电场的响应速度彼此不同，并且它们中的至少之一具有光学各向异性。
根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，包括：显示面板，具有设置成矩阵的多个像素，该多个像素基于图像信号而被驱动；以及照明装置，照射该显示面板。设置在显示装置中的照明装置具有与以上提及的照明装置相同的部件。
本发明实施例的第一照明装置和显示装置的每个在连接到导光板的光调制元件中设置有光调制层和电极。该光调制层包括第一和第二区域，该第一和第二区域对电场的响应速度彼此不同，并且它们中的至少之一具有光学各向异性。该电极能够产生沿平行于透明基板表面的方向的电场。例如，假设第一区域当电压施加到电极上时显示光学各向异性，而在没有电压施加到电极上时显示光学各向同性。而不论是否有电压施加到电极，第二区域都显示光学各向同性。在这种情况下，例如，当第一区域的非寻常光折射率和第二区域的折射率彼此接近，并且通过电场控制使第一区域的光轴取向平行于或基本平行于透明基板的表面时，倾斜方向上的折射率差异减小。在本发明中，因为光源设置在导光板的侧表面上，所以从光源发射并在导光板中传播的光包含许多倾斜方向上的分量。因此，在上述情况下，对于在导光板中传播的光获得了高的透明度。
例如，现在假设不管是否有电压施加到电极，第一和第二区域都显示光学各向异性。在这种情况下，通过电场控制使得第一和第二区域的取向彼此一致或彼此不同。例如，当通过电场控制和配向膜使第一和第二区域的寻常光折射率彼此接近，它们的非寻常光折射率彼此接近，并且第一和第二区域的光轴取向彼此一致，则会减小包括正面方向和倾斜方向的所有方向上的折射率差异。因此，在这种情况下，对于在导光板中传播的光会获得极高的透明度。例如，当通过电场控制和配向膜使它们的寻常光折射率彼此相等，它们的非寻常光折射率也彼此相等，并且第一和第二区域的光轴取向彼此一致，则在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上折射率差异几乎消失。因此，在这种情况下，对于在导光板中传播的光会获得最高的透明度。
根据本发明的实施例，提供了第二照明装置，包括：导光板；光源，设置在导光板的侧面；以及光调制元件，设置在导光板的表面上或内部并连接到导光板。该光调制元件具有成对的透明基板、电极和光调制层。该成对的透明基板彼此分开并彼此相对地设置，该电极能够产生沿与透明基板的表面平行的方向的电场，而该光调制层设置在成对的透明基板之间的间隙中。该光调制层包括多个区域，这些区域对于电场的响应速度彼此不同。根据是否有电压施加到电极，每个区域对于来自光源的光显示出散射和透明性。
在本发明实施例的第二照明装置中，在连接到导光板的光调制元件中具有光调制层和电极。该光调制层包括多个区域，这些区域对于电场的响应速度彼此不同。该电极能够产生沿与透明基板的表面平行的方向的电场。此外，光调制层根据是否有电压施加到电极上而对来自光源的光显示出散射或透明性。可以说光调制层通过电场控制而对于来自光源的光变得透明的原因是因为在以下三种情况下至少减小了倾斜方向上的折射率差异。
情况1
光调制层中的一区域在电压施加到电极时显示出光学各向异性，而在没有电压施加到电极时显示出光学各向同性。光调制层中的另一区域不管是否有电压施加到电极均显示出光学各向同性。第一区域的寻常折射率和第二区域的折射率彼此接近。通过电场控制使第一区域的光轴取向平行于或基本平行于透明基板的表面，并且减小了倾斜方向上的折射率差异。
情况2
不管是否有电压施加到电极，第一和第二区域均显示出光学各向异性。通过电场控制和配向膜使第一和第二区域的光轴取向彼此一致或彼此交叉。它们的寻常光折射率彼此接近，并且使它们的非寻常光折射率彼此接近。通过电场控制和配向膜，使第一和第二区域的光轴取向彼此一致，并且减小了包括正面方向和倾斜方向的所有方向上的折射率差异。
情况3
不管是否有电压施加到电极，第一和第二区域均显示出光学各向异性。通过电场控制和配向膜，使第一和第二区域的光轴取向彼此一致或彼此交叉。它们的寻常光折射率彼此相等，并且它们的非寻常光折射率彼此相等。通过电场控制和配向膜，使第一和第二区域的光轴取向彼此一致，并且在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上的折射率差异几乎消失。
在本发明实施例的第一照明装置和显示装置中，在连接到导光板的光调制元件中具有光调制层和电极。该光调制层包括第一和第二区域，这些区域对于电场的响应速度彼此不同，并且这些区域中至少之一具有光学各向异性。该电极能够产生沿与透明基板表面平行的方向的电场。通过这种布置，至少减小了倾斜方向上的折射率差异，从而对于来自光源的光获得高透明性。结果，在暗状态下，大视角范围内的光泄漏会减小或几乎消失。在局部亮状态中的区域的亮度会相应于减小的光泄漏量而增加。因此，在本发明实施例中，当大视角范围内的光泄漏减小或几乎消失时，改善了显示亮度。
在本发明实施例的第二照明装置中，在连接到导光板的光调制元件中设置了光调制层和电极。该光调制层包括多个区域，这些区域对电场的响应速度彼此不同，而该电极能够产生与透明基板的表面平行的方向上的电场。此外，根据是否有电场施加到电极，光调制层对于来自光源的光显示出散射或透明性。通过这种布置，至少减小了倾斜方向的折射率差异，从而对于来自光源的光获得了高的透明性。结果，在暗状态下，大视角范围内的光泄漏减小或几乎消失。在局部亮状态中的区域的亮度相应于减小的光泄漏的量而增加。因此，在本发明实施例中，当大视角范围内的光泄漏减小或者几乎消失时，改善了显示亮度。
本发明的其他目标、特征和优点将从以下的描述中变得更加明显易懂。
附图说明
图1是说明根据本发明第一实施例的背光的构造示例的截面图；
图2A和2B是说明图1中的光调制元件和底电极的构造示例的示意图；
图3是说明底电极的另一个构造示例的透射图；
图4是说明图1的背光的另一个构造示例的截面图；
图5A至5C是解释图1中的光调制元件的运行示例的示意图；
图6A至6C是解释图1中的光调制元件的另一个运行示例的示意图；
图7(A)和(B)是解释图1的背光的运行的示意图；
图8A至8D是解释图1中的背光的制造工艺的截面图；
图9A至9D是解释图8D之后的制造工艺的截面图；
图10是说明图1的背光的另一个构造示例的截面图；
图11是说明图1的背光的又一个构造示例的截面图；
图12是说明图1的背光的又一个构造示例的截面图；
图13是说明图1的光调制元件的另一个构造示例的截面图；
图14是说明根据本发明第二实施例的背光的构造示例的截面图；
图15是说明图14中的光调制元件的构造示例的截面图；
图16A至16C是用于解释图15中的光调制元件的运行示例的示意图；
图17A至17C是用于解释图15中的光调制元件的另一个运行示例的示意图；
图18是说明图15中的光调制元件的另一个构造示例的截面图；
图19是说明图1中的光调制元件的又一个构造示例的截面图；
图20A和20B是说明图1中的光调制元件的又一个构造示例的截面图；
图21是说明根据应用示例的显示装置示例的截面图。
具体实施方式
本发明的最佳实施例将在以下参照附图详细描述。描述将以下列顺序给出。
1、第一实施例(背光，常白型PDLC)
2、修改(光调制元件以及电极的位置)
3、第二实施例(背光，反转PDLC)
4、修改(光调制元件以及电极的位置)
5、应用示例(显示装置)
第一实施例
图1示出了根据本发明第一实施例的背光1(照明装置)的截面构造的示例。图2A示出了在图1的背光1中设置的光调制元件30(将在后面描述)的截面构造示例。图2B示出了图2A的底电极(将在后面描述)的平面构造示例。图1、2A和2B是示意图，并且图中的尺寸和形状不总是与实际的尺寸和形状相同。
背光1例如从背面为液晶显示面板等照明，并且具有导光板10、设置在导光板10的侧面的光源20、设置在导光板10背侧的光调制元件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将来自设置在导光板10侧面的光源20的光引导到导光板10的顶面。导光板10具有对应于设置在导光板10的顶面上的显示面板(未示出)的形状，例如为由顶面、底面和侧面围成的长方体。导光板10具有顶面和底面的至少之一中形成有预定图案的形状，并对从侧面进入的光具有散射和均匀化的功能。导光板10例如也用作支撑设置在显示面板和背光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主要包含透明的热固性树脂，比如，聚碳酸酯树脂(PC)、丙烯酸类树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA))等。
光源20是线性光源，并且例如是热阴极荧光灯(HCFL)、CCFL、设置成线的多个LED等。光源20可以仅设置在导光板10的一个侧面上，如图1所示，或者设置在导光板10的两个相对的侧面上，尽管没有示出。
反射器40将从导光板10背面泄漏的光经由光调制元件30返回到导光板10，并例如具有反射、漫射、散射等功能。通过反射器40，从光源20发射的光被充分地利用，并且也改善了正面的亮度。反射器40例如通过泡沫聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、银沉积膜、多层反射膜、白色PET等制成。
在实施例中，光调制元件30被紧密地附着到导光板10的背面(下面)而没有空气层(air layer)。例如通过粘结剂(没有示出)将其紧密地附着到导光板10的背面。在光调制元件30中，例如从反射器40侧依次设置透明基板31、底电极32、光调制层33和透明基板34，如图2A所示。
透明基板31和34主要支撑光调制层33并通常是对可见光透明的基板，比如玻璃或塑料膜。底电极32设置在透明基板31的表面上，并面对透明基板34。底电极32产生在平行于透明基板31的表面的方向上的电场。由底电极32产生的电场E包括平行于光源20的光轴的成分。
例如，如图2B所示，底电极32具有梳状电极32A(第一电极)和梳状电极32B(第二电极)，梳状电极32A具有沿与光源20的光轴交叉的方向延伸的梳齿，梳状电极32B具有与梳状电极32A的梳齿交替设置的梳齿。梳状电极32A和32B例如形成在透明基板31上的相同平面内。优选地，梳状电极32A的梳齿和梳状电极32B的梳齿彼此平行并且垂直于光源20的光轴。
如图2B所示，可以仅设置一组梳状电极32A和32B，或者可以如图3所示设置多组。在设置多组梳状电极32A和32B的情况下，可以彼此独立地驱动，从而可以局部地驱动光调制元件30。在光调制层33中，根据施加到梳状电极32A和32B的电压的大小，与成组的梳状电极32A和32B相对的区域对来自光源20的光显示出透明性或散射特性。透明性和散射特性将在解释光调制层33时详细描述。
底电极32例如由透明导电材料比如氧化铟锡(ITO)或不透明导电材料比如金属制成。在底电极32如反射器40一样由金属制成时，底电极32也具有反射从导光板10的背面进入光调制元件30的光的作用。因此，在这种情况下，可以不设置反射器40，如图4所示。
光调制层33例如具有多个区域(块体33A(第二区域)和微颗粒33B(第一区域))，如图2A所示，这些区域在预定电场强度下的光学特性彼此不同。例如，如图2A所示，形成块体33A以掩埋微颗粒33B的周围，并且当从光调制层33的顶面和各侧面看时，微颗粒33B设置为分散在块体33A中。微颗粒33B对电场的响应速度高于块体33A对电场的响应速度。
块体33A通过固化各向同性低分子材料形成并且由对于来自光源20的光显示出各向同性的高分子材料形成。当在光调制元件30中提供配向膜的情况下，优选使用对配向膜不显示配向的紫外线固化树脂或热固化树脂作为各向同性低分子材料。块体33A例如具有不响应于电场的条状结构或多孔结构。另一方面，微颗粒33B例如主要包含液晶材料，该液晶材料在施加具有预定强度的电场时显示出配向，并且在没有施加电场时显示出各向同性。也就是，微颗粒33B在不同于块体33A的配向时显示出光学各向异性。
块体33A和微颗粒33B的光学特性在下面详细描述。
图5A示意性地示出在梳状电极32A和32B之间施加预定电压时微颗粒33B中的取向状态的示例。块体33A表现出各向同性并且不配向。图5B示出当在梳状电极32A和32B之间施加预定电压时块体33A和微颗粒33B的折射率椭球体的示例。折射率椭球体通过用张量椭球表示从各个方向进入的线性偏振光的折射率而得到的。通过从光入射方向看椭球体的截面，可以从几何学上得到折射率。图5C示意性地示出了当在梳状电极32A和32B之间施加电压时，沿横向方向行进的光L1和沿倾斜方向行进的光L2穿过光调制层33的状态的示例。
横向方向是指平行于透明基板31表面的方向。倾斜方向是指以预定的角度(例如，导光板10的全反射临界角)或更大的角度入射在透明基板31的表面上的方向。例如，在导光板10由具有1.5的折射率的丙烯酸制成并且导光板10的出光侧表面与具有1.0的折射率的空气接触的情况下，全反射临界角变为41.8度。在这种情况下，倾斜方向是指在41.8度以上的角度入射到透明基板31的表面上的方向。
图6A示意性地示出了当没有电压施加在梳状电极32A和32B之间时微颗粒33B中的取向状态的示例。在这种情况下，块体33A显示出各向同性并且没有配向。图6B示出了当在梳状电极32A和32B之间没有施加电压时块体32A和微颗粒33B的折射率椭球体的示例。图6C示意性地示出了当在梳状电极32A和32B之间没有施加电压时沿横向方向行进的光L1和沿倾斜方向行进的光L2在光调制层33中被散射的状态的示例。
当预定电压施加在梳状电极32A和32B之间时，例如，如图5A和5B所示，微颗粒33B的光轴AX1与平行于透明基板31和34的平面(在下文称为参考面)平行或基本平行。光轴是指平行于光的行进方向的线，在该线中折射率仅有一个值而与偏振方向无关。
优选地，块体33A的折射率和微颗粒33B的寻常光折射率彼此相等。在这种情况下，例如，当预定电压施加在梳状电极32A和32B时，如图5B所示，在倾斜方向和横向方向上折射率差异变小。因为在本实施例中光源20设置在导光板10的侧面，所以从光源20出射并在导光板10中传播的光包含大量倾斜方向上的分量。因此，在上述情况下，获得相对于在导光板10中传播的光的高透明度。例如，如图5C所示，沿横向方向行进的光L1和沿倾斜方向行进的光L2在光调制层33中很难被散射并且穿过光调制层33。结果，例如如图所示，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(透明基板31或导光板10与空气之间的界面)全部反射，并且透明区域30A的亮度(黑显示时的亮度)变得比在没有设置光调制元件30的情形(图7(B)中的交替长短虚线)低。
另一方面，当没有电压施加在梳状电极32A和32B之间时，例如，如图6A所示，微颗粒33B随机取向。因此，在这种情况下，例如如图6A和6B所示，在包括倾斜方向和横向方向的所有方向上折射率差异大，并且获得了高的散射性能。例如，如图6C所示，沿横向方向行进的光L1和沿倾斜方向行进的光L2在光调制层33中被散射并穿过光调制层33。结果，例如如图7所示，来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)被散射区域30B的界面(透明基板31或导光板10与空气之间的界面)全部反射。与没有设置光调制元件30的情形(图7(B)中交替的长短虚线)相比，散射区域30B的亮度(白色显示的亮度)变高。而且，局部白色显示的亮度(亮度升高)相应于透明区域30A的亮度的降低量而增加。
优选微颗粒33B的折射率差异(＝非寻常光折射率-寻常光折射率)尽可能地大，比如为0.05或更大，更优选地，为0.1或更大，或者进一步优选地，为0.15或更大。在微颗粒33B的折射率差异大的情况下，光调制层33的散射性能高，容易使光导条件不满足，并且来自导光板10的光容易被提取。
驱动电路50控制施加到梳状电极32A和32B的电压大小。驱动电路50例如施加高电压到梳状电极32A而施加低电压到梳状电极32B，因此，产生横向方向上的电场E，该电场E具有对应于施加到光调制层33中的梳状电极32A和32B的电压的大小。在设置有多组梳状电极32A和32B并且电压被分离地施加到每组中的梳状电极32A和32B的情形下，大小彼此不同的电场E可以从每组中的梳状电极32A和32B产生。
下面将参照图8A至8D和图9A至9D描述本实施例的背光1的制造方法。
首先，由ITO等制成的透明导电膜32C形成在透明基板31上，透明基板31为玻璃基板或塑料膜基板(图8A)。下面，抗蚀剂层形成在整个表面上，并且之后具有梳状形状的电极图案通过构图形成在抗蚀剂层中。随后，通过使用抗蚀剂层作为掩模来选择性蚀刻透明导电膜32C，形成底电极32(图8B)。作为构图的方法，优选使用光刻、激光磨削方法等。
用于形成单元间隙的间隔物41通过干法或湿法散布在包括底电极32的表面上(图8C)。代替间隔物41，柱状间隔物可以通过光刻来形成。
随后，在透明基板34的表面上例如以框架形状(frame shape)施加用于粘结并防止液晶泄漏的密封剂图案42(图8D)。密封剂图案42可以通过滴注方法或丝网印刷方法形成。
下面将描述真空连接方法(滴注式注入法(one drop fill method，ODFmethod))。光调制元件30也可以通过真空注射方法等制造。
首先，液晶材料和聚合材料的混合物43均匀地滴到透明基板34的表面(图9A)。优选通过使用精确的线性引导型滴注器(dispenser)滴加混合物43。可以采用模涂布机(die coater)等，并使用密封剂图案42作为堤(bank)。对于液晶材料和聚合材料，使用上面所述的材料。
除了液晶材料和聚合材料之外，聚合引发剂可以添加到混合物43中。根据使用的紫外线波长，添加的聚合引发剂的单体比率可以在0.1至10％(重量)的范围内(包括端值)被调整。另外，如有必要，可以在混合物43中添加聚合抑制剂、增塑剂、粘度调节剂等。在聚合材料在室温下是固体或凝胶的情形下，优选加热盖、注射器和基板。
透明基板31和34设置在真空连接机器(未示出)中。之后，进行抽真空并连接透明基板31和34(图9B)。所得的产物被释放到大气中，以通过大气压的均匀加压来均匀化单元间隙。单元间隙可以基于白色亮度(白的等级)和驱动电压之间的关系而适当地选择，并且为5至40μm(包括端值)，优选为6至20μm(包括端值)，更优选为7至10μm(包括端值)。随后，通过以紫外线L3照射单体而将其聚合，从而形成光调制层33(图9C)。以这种方式，制造了光调制元件30。
当照射紫外线时，优选防止混合物43的温度变化。优选使用红外截止滤波器或使用UV-LED等作为光源。紫外线照射对复合材料的组织结构施加影响，从而优选适当地调节使用的液晶材料和单体材料的紫外线照射或液晶材料和单体材料的成分。0.1到500mW/cm2(包括端值)是优选的，而0.5到30mW/cm2(包括端值)是更优选的。有这样的趋势，紫外线照明越低，驱动电压就变得越低。优选考虑产率和特性二者来选择紫外线照明。
光调制元件30连接到导光板10(图9D)。这可以通过粘结或焊接来实施。优选地，光调制元件30用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来粘结或焊接。最后，引线(未示出)附着到底电极32。以这种方式，制造了本实施例的背光1。
已经描述了形成光调制元件30以及最后将光调制元件30连接到导光板10的工艺。还可以初步地将透明基板34连接到导光板10的表面并形成背光1。背光1可以通过任何成片方法(sheet method)和卷对卷(roll-to-roll)方法来形成。
现在将描述本实施例的背光1的运行和效果.
在本实施例的背光1中，来自光源20的光进入导光板10，被导光板10的顶面和光调制元件30中的透明区域30A的底面反射，并且在导光板10和光调制元件30中传播(参照图7A)。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中散射。散射光中穿过散射区域30B的底面的光被反射器40反射，返回到导光板10，并从背光1的顶面出射。散射光中朝向散射区域30B的顶面行进的光穿过导光板10，并从背光1的顶面出射。如上所述，在本实施例中，光很难从透明区域30A的顶面发射，但光可以从散射区域30B的顶面发射。以这种方式，在正面方向上的调制率增加。
通常，PDLC通过混合液晶材料和各向同性低聚合物材料并通过紫外线照射引起相分离、干燥溶剂等形成，并且PDLC是液晶材料的微颗粒分散在高聚合物材料中的复合层。当没有施加电压时，复合层中的液晶材料以随机方向取向，并且其显示出散射特性。当施加电压时，液晶材料沿电场方向取向。结果，在液晶材料的寻常光折射率和高聚合物材料的寻常光折射率彼此相等并且电场沿正面方向施加的情况下，在正面方向(PDLC的法线方向)上显示出高的透明度。在这种情形下，然而，在倾斜方向上，液晶材料的非寻常光折射率和高聚合物材料的非寻常光折射率之间的差异变得显著。即使在正面方向上显示出透明性，在倾斜方向上出现散射。
通常，使用PDLC的光调制元件经常具有通过将PDLC夹设在两个玻璃板之间获得的结构，在每个玻璃板的表面上形成透明导电膜。在光从空气倾斜地进入到具有上述结构的光调制元件的情形下，从倾斜方向进入的光由于空气和玻璃板之间的折射率差异而被折射，并且以小的角度进入到PDLC上。结果，在这样的光调制元件中，不会发生大的散射。例如，在光从空气以80°的角度进入的情形下，到PDLC的光的入射角由玻璃界面的折射降低到约40°。
然而，在使用导光板的边缘光方法中，光通过导光板进入，从而光以约80°的大角度穿过PDLC。由此，液晶材料的非寻常光折射率和高聚合物材料的折射率之间的差异大，并且进一步地，光以大的角度穿过PDLC，从而经受散射的光路也变得更长。例如，在寻常光折射率为1.5且非寻常光折射率为1.65的液晶材料的微颗粒分散在折射率为1.5的高聚合物材料中的情形下，在正面方向(PDLC的法线方向)上没有折射率差异但在倾斜方向上折射率差异大。结果，倾斜方向上的散射难于降低，从而视角特性差。此外，在光学膜比如扩散膜设置在导光板上的情形下，倾斜泄漏光在正面方向上也被扩散膜等扩散，从而正面方向上的光泄漏增加，并且正面方向上的调制率变小。
另一方面，在本实施例中，提供了光调制层33，该光调制层包括：微颗粒33B，在电压施加到底电极32时显示光学各向异性，而电压没有施加到底电极32时显示出光学各向同性；块体33A，不管是否施加电压到底电极32，块体33A均显示出光学各向同性。通过电场控制，微颗粒33B的光轴AX1的取向设置为与透明基板31的表面平行或基本平行。具体地，通过在梳状电极32A和32B之间施加电压，横向方向的电场E产生于光调制层33中。通过电场E，使得微颗粒33B的光轴AX1的取向平行于或基本平行于透明基板31的表面。在这种情形下，倾斜方向上的折射率差异小。结果，获得了对于在导光板10中传播的光的高透明性。结果，在暗状态下，在大视角范围内光的泄漏减少或基本消失。局部亮状态中的部分中的亮度相应于降低的光泄漏量而增加。因此，在本实施例中，在大视角范围内的光泄漏减少或基本消失的同时，改善了显示亮度。
在本实施例中，例如如图7所示，透明区域30A中的亮度(黑显示的亮度)低于没有设置光调制元件30的情形(图7(B)中交替的长和短虚线)。另一方面，散射区域30B中的亮度远大于没有设置光调制元件30的情形(图7(B)中交替的长和短虚线)。而且，局部白色显示的亮度(亮度升高)相应于透明区域30A中亮度的降低量而增加。
在与在整个屏幕中进行白色显示的情形相比的局部地进行白色显示的情形中，亮度升高是增加亮度的技术。该技术通常用于CRT、PDP等中。然而，在液晶显示器中，背光均匀地产生光而与图像无关，从而难于局部增加亮度。在使用多个LED二维设置的LED背光作为背光的情形下，LED可以被局部地熄灭。在这种情形下，然而，没有来自LED熄灭的暗区域的扩散光。结果，与所有LED点亮的情形相比，亮度变低。通过增加电流到点亮的局部LED，亮度可以增加。在这种情形下，大电流流动极短的时间，从而从电路负载和可靠性的角度看，存在问题。
另一方面，在本实施例中，对于在导光板10中主要沿倾斜方向传播的光获得了高的透明度，从而，倾斜方向上的散射被抑制，并且在暗状态下从导光板10的光泄漏小。因为光从局部暗状态的区域向局部亮状态的区域引导，而没有增加供给到背光1的功率，因此，可以实现亮度升高。
第一实施例的修改
在前述实施例中，光调制元件30紧密连接到导光板10的背面(下面)而没有空气层。光调制元件30可以紧密地连接到导光板10的顶面而没有空气层，例如如图10所示。光调制元件30可以设置在导光板10的内部，例如如图11所示。在这种情形下，同样光调制元件30必须紧密地连接到导光板10而没有空气层。
在前述实施例中，在导光板10之上没有设置任何元件。例如，如图12所示，光学片70(比如漫射器、漫射片、透镜膜、偏振分离片等)可以设置在导光板10上。
尽管在前述实施例中没有电极设置在透明基板34的表面上，但可以设置电极。例如，如图13所示，顶电极35(第三电极)可以以平板形状(全部地)设置在透明基板34侧的光调制层33的表面上与包括底电极32的区域相对的区域中。在这种情形下，例如通过将与梳状电极32A和32B的高电压侧的电压大小相同的电压施加到顶电极35，在光调制层33中产生的电场E的横向方向的分量变得大于没有设置预电极35时的情形。
第二实施例
图14示出了根据本发明第二实施例的背光2(照明装置)的截面构造的示例。图15示出了图14的背光2中设置的光调制元件60(将在稍后描述)的截面构造的示例。图14和15是示意图，因此，图中的尺寸和形状不总是与实际的尺寸和形状相同。
例如，背光2从背面为液晶显示面板等照明，如第一实施例的背光1和第一实施例的修改。背光2与背光1的不同之处在于设置光调制元件60替代光调制元件30。在下面，将主要描述相对于前述实施例及其修改的不同之处，并且与前述实施例及其修改相同的地方将不再重复。
在光调制元件60中，例如如图15所示，从反射器40侧依次设置透明基板31、底电极32、配向膜61、光调制层62、配向膜63以及透明基板34。
例如，配向膜61和63设置为使光调制层62的液晶或单体配向。作为配向膜的种类，例如有垂直配向膜和水平配向膜。优选地，使用垂直配向膜作为配向膜61和63。对于垂直配向膜，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。对于这些材料，在形成配向膜时不必进行摩擦工艺。这些材料是优良的，因为它们免于灰尘和静电。在使用塑料膜作为透明基板31和34的情况下，在制造工艺中，优选地在透明基板31和34的表面上分别施加配向膜61和63后烘烤温度尽可能低。因此，优选使用硅烷耦合材料，对于硅烷耦合材料，醇基溶剂能够用作配向膜61和63。
对于每个垂直配向膜和水平配向膜具有使液晶或单体取向的功能就足够了，如通常的液晶显示器等所要求的通过重复施加电压获得的可靠性是不必要的。在形成装置之后电压施加的可靠性由其上聚合单体的膜和液晶之间的界面决定。即使不使用配向膜时，例如，也可以通过在透明基板34侧的表面提供电极并且在底电极32和透明基板34侧的电极之间施加电场或者磁场，使光调制层62的液晶或者单体配向。也就是，当在底电极32和透明电极34侧的电极之间施加电场或磁场时，在施加电压的状态下的液晶或单体的取向状态被紫外线照射固定。在使用用于形成配向膜的电压的情况下，用于配向的电极和用于驱动的电极分开形成，或者也可以使用双频率液晶作为液晶的材料，在双频率液晶中，介电常数各向异性的信号根据频率等而被反转。在使用用于形成配向膜的磁场的情况下，优选使用具有高磁化率各向异性的材料，例如，具有许多苯环的材料作为配向膜的材料。
例如如图15所示，光调制层62是包括块体62A(第二区域)和分散在块体62A中的多个微颗粒62B(第一区域)的复合层。块体62A和微颗粒62B都具有光学各向异性。
图16A示意性地示出了当没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时微颗粒62B中的取向状态示例。在图16A中，没有示出块体62A的取向状态。图16B示出了当没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时显示块体62A和微颗粒62B的折射率各向异性的折射率椭球体的示例。图16C示意性地示出了当没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时在横向方向上行进的光L1和在倾斜方向上行进的光L2穿过光调制层62的状态的示例。
图17A示意性地示出了当在梳状电极32A和32B之间施加预定的电压时微颗粒62B中的取向状态的示例。在图17A中，没有示出块体62A的取向状态。图17B示出了当在梳状电极32A和32B之间施加电压时显示块体62A和微颗粒62B的折射率各向异性的折射率椭球体示例。图17C示意性地示出了当在梳状电极32A和32B之间施加电压时横向方向上行进的光L1和在倾斜方向上行进的光L2在光调制层62中被散射的状态的示例。
例如如图16A和16B所示，块体62A和微颗粒62B具有一结构以使得没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时，块体62A的光轴AX2的取向和微颗粒62B的光轴AX3的取向彼此一致(彼此平行)。光轴AX2和AX3的取向可以因制造误差等彼此轻微偏离而不必彼此一致。
例如，当没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时，微颗粒62B的光轴AX3垂直于透明基板31和34的表面。另一方面，例如如图16A和16B以及图17A和17B所示，不管是否在梳状电极32A和32B之间施加电压，块体62A的光轴AX2均垂直于透明基板31和34的表面。因制造误差等，光轴AX2可以与透明基板31和34的表面以90度之外的角度交叉而不必垂直于透明基板31和34的表面。因制造误差等，光轴AX3可以与透明基板31和34的表面以90度之外的角度交叉而不必垂直于透明基板31和34的表面。
优选地，块体62A的寻常光折射率和微颗粒62B的寻常光折射率彼此相等，并且块体62A的非寻常光折射率和微颗粒62B的非寻常光折射率彼此相等。在这种情况下，例如，当没有在梳状电极32A和32B之间施加电压时，如图16A所示，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上几乎没有折射率差异，并且可以获得高透明度。结果，例如如图16C所示，在横向方向上行进的光L1和在倾斜方向上行进的光L2穿过光调制层62而没有在光调制层62中被散射。结果，例如以类似于前述实施例的图7中所示的方式，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(透明基板31或导光板10与空气之间的界面)全部反射。透明区域30A的亮度(黑显示的亮度)变得比没有设置光调制元件60的情形(图7(B)中的交替长短虚线)低。
例如，块体62A和微颗粒62B具有一结构以使得当在梳状电极32A和32B之间施加电压时，块体62A的光轴AX2的取向和微颗粒62B的光轴AX3的取向彼此不同(彼此垂直)，如图17B所示。微颗粒62B例如具有一结构以使得当在梳状电极32A和32B之间施加电压时，微颗粒62B的光轴AX3与透明基板31和34的表面以90度之外的角度交叉或平行于透明基板31和34的表面。因此，当在梳状电极32A和32B之间施加电压时，在光调制元件62中，在包括正面方向和倾斜方向的所有方向上的折射率差异增加，并且获得高的散射。结果，例如如图17C所示，在横向方向上行进的光L1和在倾斜方向上行进的光L2在光调制层62中被散射。结果，例如以类似于实施例的图7所示的情形，来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)穿过散射区域30B的界面(透明基板31或导光板10与空气之间的界面)，并且到反射器40侧的光被反射器40反射并穿过光调制元件60。因此，散射区域30B的亮度远高于没有设置光调制层60的情形(图7(B)中交替的长短虚线)。而且，局部白色显示的亮度(亮度升高)相应于透明区域30A中亮度的降低量而增加。
块体62A的寻常光折射率和微颗粒62B的寻常光折射率可以因制造误差等彼此轻微偏离，并且优选偏离0.1以下，更优选0.05以下。块体62A的非寻常光折射率和微颗粒62B的非寻常光折射率可以因制造误差等彼此轻微偏离，并且优选偏离0.1以下，更优选0.05以下。
块体62A的折射率差异(Δn＝非寻常光折射率-寻常光折射率)和微颗粒62B的折射率差异(Δn＝非寻常光折射率-寻常光折射率)优选尽可能大，并且优选为0.05以上，更优选0.1以上，并且进一步优选地，0.15以上，原因如下。在块体62A和微颗粒62B的折射率差异大的情形下，光调制层62的散射性能变得更高，光引导条件可以更容易地得到满足，并且可以更容易地从导光板10提取光。
本实施例的背光2可以通过类似于前述实施例的背光1的制造方法来制造。
现在将描述本实施例的背光2的运行和效果。
在本实施例的背光2中，来自光源20的光进入导光板10，并被导光板10的顶面和光调制元件60中透明区域30A的底面反射，并且在导光板10和光调制元件60中传播(参见图7(A))。在导光板10和光调制元件60中传播的光在光调制元件60的散射区域30B中被散射。散射光中穿过散射区域30B的底面的光被反射器40反射，重新返回到导光板10，并从背光2的顶面出射。在散射光中朝向散射区域30B的顶面的光穿过导光板10并从背光2的顶面出射。如上所述，在本实施例中，光很难从透射区域30A的顶面出射，但光可以从散射区域30B的顶面出射。以这种方式，正面方向上的调制率增加。
在第一实施例及其修改中，通过用紫外光照射液晶材料和各向同性低分子材料的混合物而引起相分离来形成复合层，以用作光调制层33。因为当施加电压时光调制层33中的液晶材料沿电场方向取向，所以在液晶材料的寻常光折射率和高聚合材料的折射率彼此相等的情形下，在横向方向和倾斜方向上显示出高的透明性。然而，在正面方向上，液晶材料的非寻常光折射率和高聚合材料的折射率之间的差异在一定程度上存在。因此，即使在横向和倾斜方向显示出透明性，在正面方向上也出现散射。
另一方面，在本实施例中，不管是否有电压施加到电极，块体62A和微颗粒62B都主要包含光学各向异性材料并显示出光学各向异性。结果，通过电场控制，使得块体62A和微颗粒62B的光轴AX2和AX3的取向彼此一致或彼此不同。例如，通过使它们的寻常光折射率彼此接近，还通过使它们的非寻常光折射率彼此接近，并且通过使块体62A和微颗粒62B的光轴AX2和AX3的取向彼此一致，在不仅包括横向和倾斜方向而且包括正面方向的所有方向上折射率差异被减小。因此，在这种情况下，对于在导光板10中传播的光获得极高的透明度。例如，当它们的寻常光折射率彼此相等，它们的非寻常光折射率彼此相等，并且块体62A和微颗粒62B的光轴AX2和AX3的取向彼此一致时，在所有方向上的折射率差异几乎消失。因此，在此情形下，对于在导光板10中传播的光获得极高的透明度。结果，在暗状态下，在大视角范围内的光泄露减小或几乎消失。在局部亮状态的区域中的亮度可以相应于光泄露的降低量而增加。因此，在本实施例中，在大视角范围内的光泄露减小或几乎消失的同时，可以改善显示亮度。
第二实施例的修改
在第二实施例中，光调制元件60紧密地连接到导光板10的背面(下面)而没有空气层。如第一实施例的光调制元件30一样，光调制元件60可以紧密地连接到导光板10的顶面而没有空气层或者可以设置在导光板10的内部，例如如图11所示。在这种情况下，光调制元件60也必须紧密地连接到导光板10而没有空气层。
在第二实施例中，在导光板10之上没有设置任何元件。以类似于第一实施例的方式，光学片70(比如漫射器、漫射片、透镜膜、偏振分离片等)可以设置在导光板10上。
尽管在第二实施例中没有电极设置在透明基板34的表面上，但可以设置电极。例如，如图18所示，顶电极35(第三电极)可以以平板状态(全部地)设置在与包括底电极32的区域相对的区域中并在透明基板34的光调制层62侧的表面和配向膜63之间。在这种情形下，例如通过施加具有与梳状电极32A和32B的高压侧的电压大小相同的电压(高电压)到顶电极35，产生于光调制层62中的电场E的横向方向分量变得大于在没有设置顶电极35的情形。
前述实施例的修改
尽管在前述实施例中底电极32包括梳状电极32A和32B，可以采用能够在平行于透明基板31的表面的方向上产生电场的其他结构。例如，如图19所示，彼此绝缘的电极36和37可以设置在设于透明基板31和34之间的柱状间隔物38的侧面上。在这种情形下，通过在电极36和37之间施加电压，可以产生横向方向上的电场。
例如，如图20A和20B所示，除去梳状电极32B。替代地，多个带状电极32C(第五电极)可以设置在相对于梳状电极32A与光调制层33相对的侧。图20A示意性地示出了梳状电极32A和带状电极32C之间的位置关系。图20B示出了修改的光调制元件30的截面构造示例。多个带状电极32C形成为沿与梳状电极32A(第四电极)的梳齿延伸方向平行的方向延伸，并且在与带状电极32C的延伸方向交叉(垂直)的方向上以预定的间隙平行地设置。带状电极32C设置在透明基板31的表面上，相对于梳状电极32A而设置在与光调制层33相对的侧，并且设置为经由绝缘膜(配向膜61)与梳状电极32A相对(以预定的间隙)。通过该构造，梳状电极32A和带状电极32C产生在平行于透明基板31的表面的方向上的电场，并且通过底电极32产生的电场E包含平行于光源20的光轴的分量。在该修改中，梳状电极32A和带状电极32C可以是简单矩阵驱动，从而光调制元件30可以以像素为单位局部地驱动。
在不需要以像素为单位局部驱动光调制元件30的情形下，代替带状电极30C，尽管没有示出，可以相对于梳状电极32A在光调制层33的相对侧设置平板状电极(第五电极)。如上所述，在设置带状电极32C或者替代带状电极32C而设置平板状电极的情形下，顶电极35可以设置在透明基板侧。
应用示例
现在描述实施例的背光1或2的应用示例。
图21示出了与应用示例相关的显示装置3的示意性构造。显示装置3具有液晶显示面板80(显示面板)和设置在液晶显示面板80的背面的背光1或2。
液晶显示面板80设置为显示视频图像。液晶显示面板80例如是像素根据视频信号被驱动的透射型液晶显示器。液晶显示面板80具有液晶层夹设在成对的透明基板之间的结构。具体地，从背光1侧，液晶显示面板80依次具有偏振器、透明基板、像素电极、配向膜、液晶层、配向膜、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，例如板状玻璃。尽管没有示出，在背光1侧的透明基板中形成包括电连接到像素电极、配线等的薄膜晶体管(TFT)的有源驱动电路。像素电极和公共电极例如由ITO制成。像素电极在透明基板上设置成格子或三角形并用作各像素的电极。另一方面，公共电极形成在滤色器的整个表面上并用作面对像素电极的公共电极。配向膜由高聚合物材料比如聚酰亚胺制成并对液晶进行配向工艺。液晶层例如由垂直配向(VA)模式、扭转向列(TN)模式或超扭转向列(STN)模式的液晶制成并具有通过从驱动电路(未示出)施加电压而改变从背光1发射的光的偏振轴取向的功能。通过以多个阶段改变液晶的布置，每个像素的透射轴的取向以多个阶段调整。在滤色器中，用于将穿过液晶层的光分离成例如红(R)、绿(G)和蓝(B)三基色或R、G、B和白(W)四种颜色的滤色器对应于像素电极的阵列而布置。滤色器阵列(像素阵列)通常包括条形阵列、对角线阵列、三角阵列和矩形阵列。
偏振器是一种光阀并且仅透射在特定振动方向上的光(偏振光)。偏振器可以是吸收透射轴之外的振动方向上的光(偏振光)的吸收型偏振元件，但从改善亮度的角度看，优选是将光反射到背光1或2侧的反射型偏振元件。设置偏振器使得它们的偏振轴相差90度。通过这种布置，从背光1或2发射的光穿过液晶或被阻止。
在应用示例中，因为前述实施例的背光1或2用作给液晶显示面板80照明的光源，当均匀化面内亮度时，增加了调制率。不增加施加到背光1或2的功率，而实现了亮度升高。在应用示例中，除了上述效果之外，还有当在大视角范围内的光泄露减小或几乎消失时，改善显示亮度。结果，在正面方向上的调制率进一步增加。
在应用示例中，背光1或2根据显示图像局部地调制进入液晶显示面板80的光的强度。然而，在这种情况下，如果在包括于光调制元件30或60中的电极的图案边缘部分中有尖锐的亮度改变，则改变的边缘部分也在显示图像中可见。因此，要求在电极边缘部分中尽可能单调地改变亮度的特性。这种特性称为顺浆特性(feathering characteristic)。为了增加顺浆特性，使用具有高扩散率的漫射器是有效的。然而，当扩散率高时，总的光透射率变低，并且具有亮度降低的趋势。因此，在应用示例中，在使用漫射器作为光学片70的情形下，漫射器的总的光透射率优选为50％至85％(包括端值)，更优选60％至80％(包括端值)。在背光1或2中导光板10和漫射器之间的空间距离越长，顺浆特性变得越好。也可以增加包括在光调制元件30或60中的电极的图案数量并且调节每个电极的电压，从而在暗状态和亮状态之间尽可能单调地改变状态。
本申请包含于2009年1月5日提交于日本专利局的日本专利申请JP2009-000307中所揭示的主题，将其全部内容引用结合于此。
本领域的技术人员应该理解，在权利要求及其等同特征的范围内，可以根据设计需要或其他因素进行各种修改、结合、部分结合或替换。

Claims (11)

1.一种照明装置，包括：
导光板；
光源，设置在所述导光板的侧面；以及
光调制元件，设置在所述导光板的表面上或内部，并连接到所述导光板，
其中所述光调制元件具有
成对的透明基板，彼此分开并彼此相对地设置，
电极，能够产生沿与所述透明基板的表面平行的方向的电场，以及
光调制层，设置在所述成对的透明基板的间隙中，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域对于所述电场的响应速度彼此不同，并且所述第一区域和所述第二区域中的至少之一具有光学各向异性。
2.如权利要求1所述的照明装置，其中所述电极构造为使得由所述电极产生的电场包括平行于所述光源的光轴的分量。
3.如权利要求1所述的照明装置，其中所述电极包括：
第一电极，具有沿与所述光源的光轴交叉的方向延伸的梳齿；以及
第二电极，具有与所述第一电极的梳齿交替设置的梳齿。
4.如权利要求1所述的照明装置，其中所述电极包括在所述透明基板中的一个的表面上的第一电极和第二电极，并且包括在所述透明基板中的另一个的表面上的第三电极，
所述第一电极具有沿与所述光源的光轴交叉的方向延伸的梳齿，
所述第二电极具有与所述第一电极的梳齿交替设置的梳齿，以及
所述第三电极以平板状形成在与包括所述第一电极的区域相对的区域中。
5.如权利要求1所述的照明装置，其中所述电极包括：
第四电极，具有沿与所述光源的光轴交叉的方向延伸的梳齿；以及
第五电极，设置在相对于所述第四电极与所述光调制层相对的侧，并且设置为隔着预定间隙与所述第四电极相对。
6.如权利要求1所述的照明装置，其中所述电极包括在所述透明基板中的一个的表面上的第四电极和第五电极，并且包括在所述透明基板中的另一个的表面上的第六电极，
所述第四电极具有沿与所述光源的光轴交叉的方向延伸的梳齿，
所述第五电极设置在相对于所述第四电极与所述光调制层相对的侧，并且设置为隔着预定间隙与所述第四电极相对，
所述第六电极形成在与包括所述第四电极的区域相对的区域中。
7.如权利要求1所述的照明装置，其中所述第一区域当施加电压到所述电极时显示出光学各向异性，而当没有施加电压到所述电极时显示出光学各向同性，
不管是否有电压施加到所述电极，所述第二区域显示出光学各向同性，以及
所述光调制层当施加电压到所述电极时对来自所述光源的光显示出透明性，而当没有施加电压到所述电极时对来自所述光源的光显示出散射。
8.如权利要求1所述的照明装置，其中不管是否施加电压到所述电极，所述第一区域和所述第二区域均显示光学各向异性，并且
所述光调制层当施加电压到所述电极时对来自所述光源的光显示出散射，而当没有施加电压到所述电极时对来自所述光源的光显示出透明性。
9.如权利要求8所述的照明装置，其中所述第一区域和所述第二区域具有一结构以使得当没有施加电压到所述电极时所述第一区域和所述第二区域的光轴彼此平行，而当施加电压到所述电极时所述第一区域和所述第二区域的光轴彼此交叉。
10.一种照明装置，包括：
导光板；
光源，设置在所述导光板的侧面；以及
光调制元件，设置在所述导光板的表面上或内部，并连接到所述导光板，
其中所述光调制元件具有
成对的透明基板，彼此分开并且彼此相对地设置，
电极，能够产生沿与所述透明基板的表面平行的方向的电场，以及
光调制层，设置在所述成对的透明基板之间的间隙中，并且包括多个区域，这些区域对所述电场的响应速度彼此不同并根据是否有电压施加到所述电极而对来自所述光源的光显示出散射或透明性。
11.一种显示装置，包括：
显示面板，具有设置成矩阵的多个像素，所述多个像素基于图像信号而被驱动；以及
照明装置，对所述显示面板进行照明，
其中所述照明装置具有
导光板；
光源，设置在所述导光板的侧面；以及
光调制元件，设置在所述导光板的表面上或内部，并连接到所述导光板，
并且所述光调制元件具有
成对的透明基板，彼此分开并彼此相对地设置，
电极，能够产生沿与所述透明基板的表面平行的方向的电场，以及
光调制层，设置在所述成对的透明基板的间隙中，并且包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域对于所述电场的响应速度彼此不同，并且所述第一区域和所述第二区域中的至少之一具有光学各向异性。
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