JP2005301222A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの一部の領域を選択的に光を照射したり、液晶パネルの垂直走査信号の周期に合わせて光の照射領域を段階的に移動させる構成において、光の利用効率の向上を図る。
【解決手段】光が導入される光導波板３８と、該光導波板３８に対向して複数のアクチュエータ部３４が平面的に配列された駆動部３６と、光導波板３８と駆動部３６との間に形成された変位伝達部３９と、変位伝達部３９上に形成された光散乱層８０とを有し、駆動部３６による選択的な光導波板３８への接触・離隔によって、光導波板３８からの漏光を出射光として制御する照明装置１０Ａと、該照明装置１０Ａからの出射光を変調して画像を表示する液晶パネル１２とを有する表示装置において、光導波板３８と対向する変位伝達部３９の少なくとも一部に光反射層３００を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光導波板からの出射光を変調して画像を表示する表示装置に関する。

パーソナルコンピュータやテレビジョン受像機の表示装置として、ブラウン管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、以下「ＣＲＴ」と称する。）が広く用いられているが、ＣＲＴは装置全体のサイズが大きいことや、消費電力が大きいこと等から、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下「ＬＣＤ」と称する。）が急速に普及しつつある。

しかしながら、ＬＣＤは、動画像を表示させた場合に、いわゆる尾引きと呼ばれる残像現象が生じてしまう。これは、ホールド型表示と呼ばれる表示原理によるものであり、ホールド型表示とは、画像を表示する１フレームの期間中ほぼ一定の表示を行う表示をいう。ホールド型表示の場合、あるフレーム期間と次のフレーム期間で画像が変化する場合（すなわち動画像）、そのフレーム間の瞬間において同時に異なる位置で表示されたかのように見えるため、残像感を生じてしまう。これに対し、ＣＲＴは、非ホールド型（インパルス型）表示と呼ばれ、１フレーム中にある瞬間だけ発光するもので、その瞬間ごとの目で追いかけることにより残像感を生じない。

このホールド型表示による残像現象を改善する方法として、例えば図２５に示すように、表示素子（液晶）１０００の前面（観測者１００２側）あるいは後面（光源ランプ１００４側）にシャッタ１００６を配置する方法がある（第１の方法）。表示素子１０００は、駆動回路１００８からの駆動信号に基づいて光源ランプ１００４からの光を変調することにより画像を表示する。シャッタ１００６は、パルス発生回路１０１０からのシャッタ制御パルスに基づいて表示素子１０００からの表示光の透過を制御する（例えば特許文献１参照）。

つまり、シャッタ１００６によって光源ランプ１００４からの光をオン／オフ制御することにより、毎フレームのある期間だけ表示素子１０００からの表示画像を観測者１００２に向けて表示させることで、擬似的にインパルス型表示を実現することができる。

また、図２６に示すように、シャッタ１００６を配置する代わりに、パルス発生回路１０１０から制御パルスを光源の電源に供給する方法がある（第２の方法）。すなわち、電源１０１２から光源ランプ１００４への電力供給を前記制御パルスに基づいてオン／オフ制御し、光源ランプ１００４を点灯／消灯させることで、毎フレームのある期間だけ表示素子１００からの表示画像を観測者１００２に向けて表示させるというものである。この場合も、擬似的にインパルス型表示を実現することができる（同じく特許文献１参照）。なお、レンズ１０１４は、表示素子１０００からの画像表示光をスクリーン１０１６に結像させる。

また、図２７に示すように、液晶表示部１０２０の後面に照明装置１０２２を配置した液晶表示装置１０２４において、動画のぼけを防止するために照明装置１０２２を複数の領域（領域Ｚａ、領域Ｚｂ及び領域Ｚｃ）に分割し、各領域毎に液晶表示部１０２０を照射するように照明ドライバ１０２６によって照明装置１０２２を制御する方法がある（第３の方法）。

照明装置１０２２は、液晶表示部１０２０に接する上部に光拡散板１０２８が設置され、その下には複数のランプ１０３０が設置され、さらに、ランプ１０３０の下部に光反射板１０３２が設置されて構成されている。

そして、照明ドライバ１０２６は、液晶コントローラ１０３４からの垂直同期信号Ｓｖ及び水平同期信号Ｓｈに基づいて照明装置１０２２における領域Ｚａ、領域Ｚｂ及び領域Ｚｃの３つの領域毎のランプ１０３０の点灯、消灯を制御する。例えば照明ドライバ１０２６によって、照明装置１０２２の各領域のランプ１０３０を、液晶表示部１０２０の透過率が飽和状態のなった後に点灯されるように制御する。これにより、静止画を視角速度１０度／秒の速度で動かした動画を表示させても、特に画像のぼけはまったく感じられないものとすることができる（例えば特許文献２参照）。

また、ランプ１０３０を点灯／消灯させる代わりに、ランプ１０３０と液晶表示部１０２０間に液晶によるシャッタ（図示せず）を設け、該シャッタでのランプ１０３０からの光の吸収と透過を制御することで、前記第３の方法と同様に、液晶表示部１０２０に対して複数の領域毎にインパルス型表示を実現する方法もある（第４の方法：同じく特許文献２参照）。

これら第３及び第４の方法においては、画面全体の一括によるインパルス型表示（第１及び第２の方法）と比較して、液晶表示部１０２０に対する走査に合わせて各領域の発光のタイミングをずらしていくことができることから、液晶の応答時間と発光時間の制約がより緩やかになり、点灯時間が長くなるため、発光強度を上げる必要がなくなる、という効果を奏する。

また、照明装置を使用した方法としては、その他、例えば特許文献３に記載された方法がある。図２８に示すように、この照明装置１０４０は、アクリルである一対の導光体１０４２及び１０４４と、一方がストライプ状となるよう導光体１０４２及び１０４４上に形成された透明電極１０４６及び１０４８と、一対の導光体１０４２及び１０４４に挟持されるポリマー分散型液晶層１０５０と、導光体１０４４の下面に設けられた空気層１０５２と、空気層１０５２を介して導光体１０４４の下面に設けられた第１の反射板１０５４と、一対の導光体１０４２及び１０４４の側面に配置された光源１０５６と、光源１０５６を覆う光源カバー１０５８と、もう一方の側面に配置された第２の反射板１０６０とを有する。

そして、一部のポリマー分散型液晶層１０５０に対して電場印加（例えば３０Ｖを印加する。）することにより透過状態１０６２に、一部のポリマー分散型液晶層１０５０に対して電圧無印加（例えば０Ｖとする。）とすることにより散乱状態１０６４とする。入射光１０６６が透過状態１０６２に入射された場合、散乱されることなくそのまま導光体１０４２の内部を伝播し、導光体１０４２の界面で全反射し、反射光１０６８となる。よって反射光１０６８は同様に全反射を繰返しながら導光体中を伝播していくことになる。一方、散乱状態１０６４へ入射した場合は、光は散乱を受けて散乱光１０７０及び１０７２となる。そして、散乱光１０７０（上方を向いた散乱光）の導光体界面に対する入射角は全反射角より小さくなるので、導光体１０４２より出射されることとなる。一方、散乱光１０７２（下方を向いた散乱光）の導光体界面に対する入射角も同様に、全反射角より小さくなっているため、導光体下方向へ出射し、照明装置１０４０下部の第１の反射板１０５４で反射、再度の照明装置１０４０への入射等を経て、導光体１０４２上方に出射されることとなる。つまり、照明装置１０４０における散乱状態の部分から光が放出される。

この照明装置１０４０を利用して、光源１０５６からの光の透過と散乱の状態を制御することで、画像の領域毎にインパルス型表示を実現することができる。これにより、光の吸収なしに領域毎の光の出射を制御できる。

また、光導波板とアクチュエータを用い、光導波板からの漏光を領域毎に制御した表示装置が開示されている（例えば特許文献４参照）。この表示装置１０８０は、図２９に示すように、光導波板１０８２の端面に光源（図示せず）を配置し、アクチュエータ１０８４を光導波板１０８２の表示面と反対の面に配置し、アクチュエータ１０８４あるいはアクチュエータ１０８４に接続された変位伝達部１０８６を光導波板１０８２に接触させることで、光導波板１０８２内を伝搬する光１０８８を選択的に出射させる。アクチュエータ１０８４に接続された変位伝達部１０８６が光導波板１０８２に接触していない場合は、通常の光導波板１０８２と同様に全反射条件により光導波板１０８２内を光１０８８が伝搬するが、変位伝達部１０８６が光導波板１０８２に接触した場合、光導波板１０８２の全反射条件が成り立たなくなり、光導波板１０８２の表示面のうち、変位伝達部１０８６が接触した部位に対応する箇所から光（漏光）１０９０が出射する。これにより、任意の領域から光を出射することが可能となり、画像表示等を実現することができる。

特開平９−３２５７１５号公報 特開２０００−２７５６０４号公報 特開２００２−４９０３７号公報 特開平７−２８７１７６号公報

しかしながら、従来の上述した方法では、以下のような問題がある。特許文献１及び２記載の表示装置においては、シャッタを用いるか、あるいは光源を点灯させたり消灯させたりすることで、インパルス型表示を実現しているが、シャッタによる光のオン／オフ制御では、光を吸収させることでオフ状態を実現するため、光の利用効率が低下してしまう。つまり、輝度の低下、もしくは輝度を一定に保とうとすれば、消費電力の増加を引き起こす。また、光源を点灯させたり消灯させたりする制御では、光源として冷陰極線管を用いた表示装置の光源の寿命が短くなる上に、点灯（消灯）させたい領域毎に光源を配置しなくてはならず、コストの増加と表示装置の大型化が生じる。さらには、光のオフ状態を実現する領域では光源は使われないため、光源の利用効率が悪いといえる。

特許文献３に記載の表示装置は、光を吸収させるシャッタを必要とせず、光源も常時発光でよく、領域毎に光のオン／オフが制御可能であるが、光の透過、散乱に液晶を用いており、光を透過させる状態、つまり、全反射を行って光導波板を導波する領域（すなわち光出射させない領域）においても液晶を透過するが、液晶は光の透過率が高くないため、光の損失が生じる。１回や２回の透過であれば、微々たる光損失であっても、光導波板では幾重にも繰り返し全反射が行われるため、何度も液晶層を通過し、その損失は通過する回数の累乗で効いてくるため、光の利用効率がよいとはいえない。

特許文献４に記載の表示装置は、光を吸収させるシャッタを必要とせず、光源も常時発光でよく、領域毎に光のオン／オフを制御可能であるが、光導波板で全反射が成り立たなくなり、直接変位伝達部に照射される光の利用のみを考えており、その他の部位や変位伝達部への照射後の光の有効利用は考えられていなかった。特に、光導波板の表示面側に、さらに光学部材を付加する構成は想定されてなく、光学部品のメリットを活かせず、光の有効利用はされていない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ホールド型表示を擬似的にインパルス型表示することで、動画質の表示特性の改善を図ることができ、さらには、光の利用効率の向上を図ることができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、光が導入される光導波板と、前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、前記光導波板と対向する前記駆動部の上部に光反射層が形成されていることを特徴とする。

ここで、「駆動部の上部」とは、前記変位伝達部の上部（上部の一部を含む）や、前記駆動部の上部（上部の一部を含む）を含む。

これにより、まず、駆動部によるアクチュエータ部に対する変位駆動によって、光散乱層を光導波板に接触させることで、光導波板の主面（光が出射する面）から光が出射されることになる。本発明では、前記光導波板と対向する前記駆動部の上部に光反射層を形成するようにしているため、光導波板の主面から効率よく光を出射させることができる。

また、駆動部によるアクチュエータ部に対する選択的な変位駆動によって、一部の光散乱層を光導波板に接触させることで、光導波板の主面のうち、一部から光が出射されることになる。すなわち、光導波板の主面の一部から選択的に光を出射させることができる。しかも、駆動部によるアクチュエータ部に対する選択的な変位駆動をある周期に従って制御することで光の出射領域を段階的に移動させることができる。

つまり、本発明に係る表示装置においては、光変調装置の表示原理がホールド型表示であった場合に、擬似的にインパルス型表示させることができ、動画質の表示特性の改善を図ることができ、しかも、光の利用効率の向上を図ることができる。

また、本発明に係る表示装置は、光が導入される光導波板と、前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする。

これにより、光導波板の主面から効率よく光を出射させることができる。従って、この発明においても、光変調装置の表示原理がホールド型表示であった場合に、擬似的にインパルス型表示させることができ、動画質の表示特性の改善を図ることができ、しかも、光の利用効率の向上を図ることができる。

そして、前記構成において、前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に形成された前記光反射層上に、前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層を形成するようにしてもよい。この場合、光源の薄型化を図るために、光散乱層の厚みを薄くすることが考えられるが、該光散乱層を薄くすると、光散乱層に入射した光が該光散乱層を通過し、発光として寄与しなくなるおそれがある。しかし、光散乱層の下層に光反射層を形成することで、該光散乱層を通過した光を反射させることができ、光散乱層を薄くすることによる輝度低下を抑えることができる。

また、本発明に係る表示装置は、光が導入される光導波板と、前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、前記光導波板と対向する前記駆動部の少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする。これにより、駆動部まで進入した迷光を光導波板の前方に向けて反射させることができる。

この場合も、前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に形成された前記光反射層上に、前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層を形成するようにしてもよい。

また、本発明に係る表示装置は、光が導入される光導波板と、前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、前記駆動部と前記光導波板との間にスペーサが形成され、前記光導波板と対向する前記スペーサの少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする。

光散乱層が接触しない部分からは漏光が出射しないため、輝度が低下するおそれがあるが、スペーサ上に光反射層を形成することで、光導波板に導入された光をスペーサ上で散乱させることができ、光散乱層が接触しない部分での輝度低下を抑えることができる。

この場合も、前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に形成された前記光反射層上に、前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層を形成するようにしてもよい。

前記照明装置と光変調装置との間に、光学シートを有するようにしてもよい。また、前記光変調装置は、液晶層を前面パネルと背面パネルで挟んだ構造を有する液晶パネルであってもよい。この場合、例えば、液晶パネルの正面輝度の向上を図るため、また、液晶パネルに偏光板を有する場合は、該偏光板による光の損失を最小限にするために光学シートを設置した場合において、光学シートからの再帰光を液晶パネル側に反射させることができるため、光の利用効率が向上し、光学シートの効果を引き出すことが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る表示装置によれば、光変調装置の表示原理がホールド型表示であった場合に、擬似的にインパルス型表示させることができ、動画質の表示特性の改善を図ることができ、しかも、光の利用効率の向上を図ることができる。

以下、本発明に係る表示装置に関する実施の形態例を図１〜図２４を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る表示装置１の最小構成は、図１に示すように、光変調装置としての液晶パネル１２と、該液晶パネル１２の背面に設置される照明装置１０とを有する。液晶パネル１２は、液晶層１４を前面パネル１６と背面パネル１８で挟んだ構造となっている。前面パネル１６は、ガラス板２０と、該ガラス板２０の一方の面（液晶層１４と異なる面）に形成された偏光板２４とを有し、背面パネル１８は、ガラス板２６と、該ガラス板２６の一方の面（液晶層１４と異なる面）に形成された偏光板３０とを有する。この液晶パネル１２には、現在多くの液晶パネルに採用されている位相差フィルム等の光学フィルムを用いてもよい。

なお、液晶パネル１２としては、例えばＴｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ（ＴＮ）タイプ、Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＩＰＳ）タイプ、Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ＶＡ）タイプ等を採用することができる。

そして、第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａは、図２に示すように、図示しない光源からの光（導入光）３３が端面から導入される１つの光導波板３８と、該光導波板３８に対向して設けられ、複数の発光区画５０（図３参照）に対応してそれぞれ１以上のアクチュエータ部３４が平面的に配列された駆動部３６と、光導波板３８と駆動部３６との間に形成された変位伝達部３９とを有する。

アクチュエータ部３４は、アクチュエータ基板３２に形成された空所６４と振動部６６とアクチュエータ本体７５とを有する。

すなわち、アクチュエータ基板３２の内部には、各アクチュエータ部３４に対応した位置にそれぞれ後述する振動部６６を形成するための前記空所６４が設けられている。各空所６４は、アクチュエータ基板３２の他端面に設けられた径の小さい貫通孔（図示せず）を通じて外部と連通されている。

前記アクチュエータ基板３２のうち、空所６４の形成されている部分が薄肉とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けやすい構造となって振動部６６として機能し、空所６４以外の部分は厚肉とされて前記振動部６６を支持する固定部６８として機能するようになっている。

つまり、アクチュエータ基板３２は、図４に示すように、最下層である基板層３２Ａと中間層であるスペーサ層３２Ｂと最上層である薄板層３２Ｃとの積層体であって、スペーサ層３２Ｂのうち、アクチュエータ部３４に対応する箇所に空所６４が形成された一体構造体として把握することができる。基板層３２Ａは、補強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機能するようになっている。なお、前記アクチュエータ基板３２は、一体焼成であっても、各層を例えば接着剤等を用いて接合してもよい。

基板層３２Ａ、スペーサ層３２Ｂ及び薄板層３２Ｃの構成材料としては、例えば、安定化酸化ジルコニウム、部分安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル及びムライト等の高耐熱性、高強度及び高靭性を兼ね備えるものが好適に採用される。なお、基板層３２Ａ、スペーサ層３２Ｂ及び薄板層３２Ｃは、全て同一材料としてもよく、それぞれ別の材料としてもよい。

そして、薄板層３２Ｃの厚みとしては、アクチュエータ部３４を大きく変位させるために、５０μｍ以下とされ、好ましくは３〜２０μｍ程度とされる。

スペーサ層３２Ｂは、アクチュエータ基板３２に空所６４を構成するものとして存在していればよく、その厚みは特に制限されるものではない。しかし一方で、空所６４の利用目的に応じてその厚みを決定してもよく、その中でもアクチュエータ部３４が機能する上で必要以上の厚みを有さず、薄い状態で構成されていることが好ましい。すなわち、スペーサ層３２Ｂの厚みは、利用するアクチュエータ部３４の変位の大きさ程度であることが好ましい。

このような構成により、薄肉の部分（振動部６６の部分）の撓みが、その撓み方向に近接する基板層３２Ａにより制限され、意図しない外力の印加に対して、前記薄肉の部分の破壊を防止するという効果が得られる。なお、基板層３２Ａによる撓みの制限効果を利用して、アクチュエータ部３４の変位を特定値に安定させることも可能である。

また、スペーサ層３２Ｂを薄くすることで、アクチュエータ基板３２自体の厚みが低減し、曲げ剛性を小さくすることができるため、例えばアクチュエータ基板３２を別体に接着・固定するにあたって、相手方（例えば光導波板３８や連結板４０）に対し、自分自身（この場合、アクチュエータ基板３２）の反り等が効果的に矯正され、接着・固定の信頼性の向上を図ることができる。

加えて、アクチュエータ基板３２が全体として薄く構成されるため、アクチュエータ基板３２を製造する際に、原材料の使用量を低減することができ、製造コストの観点からも有利な構造である。従って、スペーサ層３２Ｂの具体的な厚みとしては、３〜５０μｍとすることが好ましく、中でも３〜２０μｍとすることが好ましい。

一方、基板層３２Ａの厚みとしては、上述したスペーサ層３２Ｂを薄く構成することから、アクチュエータ基板３２全体の補強目的として、５０μｍ以上、好ましくは８０〜３００μｍ程度とされる。

ここで、アクチュエータ部３４の具体例を図４に基づいて説明する。このアクチュエータ部３４は、図４に示すように、振動部６６と固定部６８のほか、該振動部６６上に直接形成された圧電／電歪層７２と、該圧電／電歪層７２の上面と下面に形成された一対の電極７４ａ及び７４ｂとからなるアクチュエータ本体７５を有する。

一対の電極７４ａ及び７４ｂは、図４に示すように、圧電／電歪層７２に対して上下に形成した構造や片側だけに形成した構造でもよいし、圧電／電歪層７２の上部のみに一対の電極７４ａ及び７４ｂを形成するようにしてもよい。

一対の電極７４ａ及び７４ｂを圧電／電歪層７２の上部のみに形成する場合、一対の電極７４ａ及び７４ｂの平面形状としては、多数のくし歯が相補的に対峙した形状のほか、特開平１０−７８５４９号公報や特開２００１−３２４９６１号公報にも示されているように、渦巻き状や多枝形状等を採用してもよい。

また、一対の電極７４ａ及び７４ｂは、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等の各金属、あるいはこれらのうちの２種類以上を構成成分とする合金、また、これら金属単体及び合金に酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化銅等の金属酸化物を添加したもの、さらには金属単体及び合金に対して前述したアクチュエータ基板３２の構成材料、及び／又は後述の圧電／電歪材料と同じ材料を分散させたサーメットとしたもの等の導電材料を用いることができる。

アクチュエータ基板３２上に一対の電極７４ａ及び７４ｂを形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布法、電気泳動法、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、あるいはめっき等の膜形成法が挙げられる。

圧電／電歪層７２の構成材料の好適な例としては、ジルコン酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、チタン酸ナトリウムビスマス、鉄酸ビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、銅タングステン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、あるいはこれらのうちの２種以上からなる複合酸化物を挙げることができる。また、これらの圧電／電歪体材料には、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ、銅等の酸化物が固溶されていてもよい。

なお、圧電／電歪層７２の代わりに反強誘電体層を用いてもよい。この場合、ジルコン酸鉛、ジルコン酸鉛及びスズ酸鉛の複合酸化物、ジルコン酸鉛、スズ酸鉛及びニオブ酸鉛の複合酸化物等を挙げることができる。これらの反強誘電体材料も、上記したような各元素が固溶されていてもよい。

また、前記材料等に、ビスマス酸リチウム、ゲルマン酸鉛等を添加した材料、例えばジルコン酸鉛、チタン酸鉛及びマグネシウムニオブ酸鉛の複合酸化物にビスマス酸リチウムないしゲルマン酸鉛を添加した材料は、圧電／電歪層７２の低温焼成を実現しつつ高い材料特性を発現できるので好ましい。なお、低温焼成化はガラスの添加（例えば珪酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、燐酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、又はそれらの混合物）によっても実現させることができる。ただ、過剰な添加は、材料特性の劣化を招くため、要求特性に応じて添加量を決めることが望ましい。

ところで、図４に示すように、一対の電極７４ａ及び７４ｂとして、圧電／電歪層７２の下面に下部電極７４ａを形成し、圧電／電歪層７２の上面に上部電極７４ｂを形成した場合においては、図２に示すように、アクチュエータ部３４を空所６４側に凸となるように一方向に屈曲変位させることも可能であり、その他、アクチュエータ部３４を連結板４０側に凸となるように、他方向に屈曲変位させることも可能である。

ここで、空所６４の開口幅（面積）は、アクチュエータ本体７５の幅（面積）よりも大きいことが好ましいが、空所６４の開口幅（面積）は、アクチュエータ本体７５の幅（面積）と同等でもよいし、わずかに小さくてもよい。

一方、変位伝達部３９は、複数の変位伝達部材７６を有し、１つのアクチュエータ部３４に対して１つの変位伝達部材７６が割り当てられて形成されている。変位伝達部材７６は、アクチュエータ本体７５の変位を上方に伝えるためのものであるが、例えば接着剤を用いることができる。フィラー含有接着剤を用いてもよい。

もちろん、変位伝達部材７６は、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂等を好適な例として挙げることができる。

具体的には、アクリル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、シアノアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、メタクリル系樹脂、変性メタクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、特殊シリコーン変性ポリマー、ポリカーボネート系樹脂、天然ゴム、合成ゴム等が例示される。

特に、ビニルブチラール系樹脂、アクリル系樹脂、変性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、あるいはこれらの２種以上の混合物は接着強度に優れるので好適であり、とりわけ、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、あるいはこれらの混合物が好適である。

また、変位伝達部３９は、複数の変位伝達部材７６上に共通して接続された１つの連結板４０を有する。すなわち、連結板４０と変位伝達部材７６の端面は、固着（接合）されていてもよいし、単に接触していてもよい。従って、以下の説明は、これら「固着」及び「接触」を包含する意味で「接続」という文言を使用する。つまり、アクチュエータ部３４と連結板４０は変位伝達部材７６を介して接続されることになる。

また、この第１の実施の形態では、アクチュエータ基板３２と連結板４０との間に第１のスペーサ４２が形成され、連結板４０と光導波板３８との間に第２のスペーサ４４が形成されている。

連結板４０は、変位不良のアクチュエータ部３４（欠陥アクチュエータ部）があった場合でも、連結板４０に接続された正常のアクチュエータ部３４の変位によって、前記欠陥アクチュエータ部３４の変位を補償するために、最適な剛性が得られるような材質、厚みに選定されている。

すなわち、連結板４０は、金属、セラミックス、ガラス、有機樹脂等が利用でき、上記機能を満たすものなら、特に限定されるものではない。一例を挙げれば、ＳＵＳ３０４（ヤング率：１９３ＧＰａ、線膨張係数：１７．３×１０^-6／℃）、ＳＵＳ４０３（ヤング率：２００ＧＰａ、線膨張係数：１０．４×１０^-6／℃）、酸化ジルコニウム（ヤング率：２４５．２ＧＰａ、線膨張係数：９．２×１０^-6／℃）、ガラス（例えばコーニング０２１１、ヤング率：７４．４ＧＰａ、線膨張係数：７．３８×１０^-6／℃）等が好ましく用いられる。この実施の形態では、ＳＵＳ板を用いた。この場合、ＳＵＳ板の厚みとしては、好ましくは１０μｍ〜３００μｍである。

第１及び第２のスペーサ４２及び４４の構成材料としては、熱、圧力に対して変形しないものが好ましい。例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂、吸湿硬化性樹脂、常温硬化性樹脂等を硬化させたもの等が挙げられる。

もちろん、第１及び第２のスペーサ４２及び４４にフィラーを含有させるようにしてもよい。フィラーを含有しない場合と比して硬度が高く、かつ耐熱性や強度、寸法安定性が高い。また、フィラーが含有されていないスペーサに比して、照明装置１０Ａの内部温度上昇に伴う変形量が著しく小さい。換言すれば、フィラーを含有させることによって、樹脂硬化物の硬度や耐熱性、強度を向上させることができ、かつ、熱による膨張・収縮量を著しく減少させることができる。

そして、この第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａにおいては、連結板４０の上面全面に光反射層３００が形成され、第２のスペーサ４４と光導波板３８との間に光反射層３０２が形成され、光反射層３００の上面のうち、各発光区画５０に対応した位置にそれぞれ１つの光散乱層８０あるいは複数の光散乱層８０が形成されている。

光散乱層８０の構成材料としては、例えば白色を含む有色透明材料、有色半透明材料を使用することができる。透明材料であって、気孔等を有する異種材料を含むものであれば使用可能である。好ましくは、異なる２相以上の相を有する材料等であり、例えば樹脂に粉末を混ぜた物が挙げられる。

樹脂としては、アクリル樹脂のほか、ポリカーボネート系、スチレン系、エポキシ系、シリコーン系、ポリオレフィン系等、各種有機樹脂が挙げられるが、ゴムやガラス等でもよい。

粉末としては、前記樹脂（各種組み合わせを含む）とは別の物性を有するセラミック粉末、樹脂等、各種挙げられる。粉末ではないが、気泡を形成してもよい。

さらに好ましくは、前記異なる２相以上の相において、各材料の屈折率差を大きくすることが、光散乱層の散乱効率を上げ、その厚みを薄くできる点で有利である。

具体的には、粉末として、高屈折率材料のセラミック粉末、例えばＴｉＯ₂系、ＺｒＯ₂系、Ｔａ₂Ｏ₅系、ＣｅＯ₂系、ＮｂＯ₅系、ＰｂＯ系等を用いることが好ましい。屈折率は２．０以上が好ましく、２．５以上であればさらに好ましい。また、樹脂としては、前記有機樹脂の中でも、屈折率が１．７以下のものがより好ましく、１．５のものがさらに好ましい。

光散乱層８０の厚みは３μｍ〜５０μｍが好ましく、さらに好ましくは５μｍ〜１５μｍである。

光反射層３００の構成材料としては、金属膜が好ましく用いられ、その形成法は、蒸着法のほか、金属箔を貼り付ける方法でもよい。金属膜としては、特に、Ａｇ、Ａｌが好ましい。反射率が高く、適度な柔軟性を有するからである。光反射層３００の厚みは、０．００１μｍ〜１００μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１μｍ〜２０μｍである。

光反射層３０２の構成材料としては、光反射層３００の構成材料と同様の材料を用いることができる。但し、光反射層３０２は、適度な柔軟性が必要だが、上述した光反射層３００は、剛性を有することが好ましい。光反射層３０２の厚みは、０．００１μｍ〜１０００μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１μｍ〜１００μｍである。

なお、アクチュエータ基板３２への電極７４ａ及び７４ｂ、圧電／電歪層７２、第１及び第２のスペーサ４２及び４４等の膜の形成、並びに第２のスペーサ４４上への光反射層３０２の形成、連結板４０への光反射層３００及び光散乱層８０等の形成は、特に制限はなく、公知の各種の膜形成法を適用することができる。

例えばアクチュエータ基板３２や連結板４０の面上に成膜する方法としては、チップ状、フィルム状の膜を直接貼り付けるフィルム貼着法ほか、膜の原材料となる粉末、ペースト、液体、気体、イオン等を、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法、スプレー・ディッピング法、塗布等の厚膜形成法や、イオンビーム法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、めっき等の薄膜形成法等が挙げられる。

ここで、照明装置１０Ａの動作を図２及び図４を参照しながら簡単に説明する。先ず、光導波板３８の例えば端部から光３３が導入される。この場合、光散乱層８０が光導波板３８に接触していない状態で、光導波板３８の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光３３を光導波板３８の主面及び背面において透過することなく内部で全反射させるようにする。光導波板３８の屈折率としては、１．３〜１．８が望ましく、１．４〜１．７がより望ましい。

この例においては、アクチュエータ部３４の自然状態において、光散乱層８０の端面が光導波板３８の背面に対して導入光３３の波長以下の距離で接触しているため、導入光３３は、光散乱層８０の表面で反射し、散乱光８２となる。この散乱光８２は、一部は再度光導波板３８の中で反射するが、散乱光８２の大部分は光導波板３８で反射されることなく、光導波板３８の主面を透過することになる。これによって、全てのアクチュエータ部３４がオン状態となり、そのオン状態が光の出射（発光）というかたちで具現され、しかも、その発光色は光散乱層８０の色に対応したものとなる。この場合、全ての発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４がオン状態となっているため、照明装置１０Ａにおける光導波板３８の主面からは例えば白色発光が出射されることになる。

また、さらには、アクチュエータ部３４の電極７４ｂと電極７４ａとの間に低レベル電圧（例えば−１０Ｖ）が駆動電圧として印加されることにより、光散乱層８０の端面が光導波板３８の背面に対して押し付けられる状態で接触し、より確実なオン状態を作り出すことが可能となり、安定した発光が可能となる。

この状態から、ある発光区画５０に対応する６つのアクチュエータ部３４の電極７４ｂと電極７４ａとの間に高レベルの駆動電圧（例えば５０Ｖ）が印加されると、当該発光区画５０に対応する６つのアクチュエータ部３４が図２に示すように、空所６４側に凸となるように屈曲変位、すなわち、下方に屈曲変位することから、この駆動変位が変位伝達部材７６及び連結板４０を通じて光散乱層８０に伝わり、これによって、光散乱層８０の端面が光導波板３８から離隔し、当該発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４がオフ状態となり、そのオフ状態が消光というかたちで具現される。

つまり、この照明装置１０Ａは、光散乱層８０の光導波板３８への接触の有無により、光導波板３８の主面における光の発光（散乱光８２）の有無を制御することができる。

このように、第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａにおいては、全発光区画５０の光散乱層８０を光導波板３８に接触させることで、光導波板３８の主面（光が出射する面）全面から光８２が出射されることになる。このとき、液晶パネル１２の正面輝度の向上を図るため、また、偏光板による光の損失を最小限にするため、図１に示すように、照明装置１０Ａと液晶パネル１２との間に、光学シート３０４（二点鎖線で示す）を備える構成とする。

例えば光学シートとして、液晶パネル１２の正面方向に光を集光して正面輝度を向上させるプリズムシートや、偏光板による損失を最小限にする反射型偏光フィルムがあり、これらは組み合わせても使用される。ここでは、プリズムシートとして住友スリーエム社製のＢＥＦＩＩ９０／５０を、反射型偏光フィルムとして住友スリーエム社製のＤＢＥＦ−Ｄを用いた。プリズムシートは、背面（ここでは照明装置１０Ａ）からの光を正面方向に集光して透過するが、プリズムの全反射条件により約半分の光は背面へ戻されてしまう。また、反射型偏光フィルムは、例えば偏光成分のＰ波だけを透過し、Ｓ波は反射して背面へ戻されてしまう。いずれの光学シートもそれら背面に戻された光、つまり再帰光がかなり多く、このままでは光学シートを用いることで光の利用効率が低下してしまう。しかし、通常の照明装置は、底部に配置された反射シートにより光が反射され、その反射された光が再利用されるため、光学シートを用いることで光の利用効率が向上する。

この第１の実施の形態において、連結板４０の上面全面に光反射層３００を形成し、さらに、第２のスペーサ４４と光導波板との間に光反射層３０２を形成するようにしているため、通常の照明装置と同様に、前記再帰光も前方に反射させることができ、光学シート３０４により光の利用効率が向上し、光学シート３０４の効果を引き出すことが可能となる。

すなわち、この第１の実施の形態においては、光導波板３８の主面（光の出射面）から効率よく光８２を出射させることができる。

また、駆動部３６によるアクチュエータ部３４に対する選択的な変位駆動によって、一部の発光区画５０の光散乱層８０を光導波板３８に接触させることで、光導波板３８の主面のうち、一部から光８２が出射されることになる。すなわち、光導波板３８の主面の一部から選択的に光８２を出射させることができる。しかも、駆動部３６によるアクチュエータ部３４に対する選択的な変位駆動を一定の周期（例えば液晶パネル１２の垂直走査信号の周期等）に従って制御することで光８２の出射領域を段階的に移動させることができる。

例えば図５に示すように、ｍ個の発光区画５０₁、５０₂、５０₃・・・５０ｍを垂直方向に並べ、垂直走査信号の１周期の期間をＴｖとしたとき、各発光区画は、（Ｔｖ／ｍ）の期間だけ発光タイミングをずらしながら発光するように制御する。つまり、発光区画５０₁から光が出射された後、（Ｔｖ／ｍ）の期間の後に発光区画５０₂から光が出射され、発光区画５０₂から光が出射された後、（Ｔｖ／ｍ）の期間の後に発光区画５０₃から光が出射され、以下同様に発光するタイミングをずらしながら、発光区画５０ｍから光が出射される。各発光区画では、光が出射した後、オフ（消光）される。発光区画５０ｍから光が出射された後は、（Ｔｖ／ｍ）の期間の後に発光区画５０₁からの光出射へと繰り返される。また、各発光区画での光出射の時間が同じ場合、発光区画が順次移り変わっていく。さらに、その光出射期間が（Ｔｖ／ｍ）の期間より短い時間であれば、同時に光出射する発光区画は存在しない。具体的には、映像信号の垂直走査信号が６０Ｈｚ（ヘルツ）の場合、垂直走査信号の１周期の期間Ｔｖは（１／６０）秒となり、発光区画が４個（つまり、ｍが４）の場合、各発光区画間での光出射のタイミングのずれは（１／２４０）秒の期間となる。このときの光出射のタイミングチャートを図６に示す。横軸は時間で、縦軸は発光区画ごとの光出射強度である。１つ目の発光区画は例えば時間０から光出射を開始し、２つ目の発光区画は１つ目の発光区画から（１／２４０）秒の期間の後に光出射を開始し、３つ目の発光区画は、２つ目の発光区画から（１／２４０）秒の期間の後に光出射を開始し、４つ目の発光区画は、３つ目の発光区画から（１／２４０）秒の期間の後に光出射を開始する。それぞれの発光区画の光出射の期間は任意であるが、例えば（１／２４０）秒であると、図６に示すように、同時に光出射する発光区画は存在せず、光出射する発光区画が順次移り変わっている様子が明らかである。また、ある発光区画を注目すると、Ｔｖの周期、つまり、（１／６０）秒で光出射している。なお、光出射時間は、各発光区画の光出射のタイミングのずれと同じである必要はなく、これより長くても短くてもよい。但し、短い場合には、どの発光区画からも光が出射されていない時間が存在するため、光の利用効率は低下してしまい、長い場合には、消光時間（光出射していない時間）が短くなるため、擬似的なインパルス発生の効果が小さくなる。

次に、各発光区画の光出射状態と液晶パネル１２の駆動状態を図７に示す。図７の横軸は時間で、縦軸は照明装置１０Ａのある発光区画（例えば５０₁）の光出射強度及び液晶パネル１２の透過率を示している。液晶パネル１２は上記のように映像信号の垂直走査信号の周期が６０Ｈｚの場合、ある画素に注目すれば、（１／６０）秒で画像が書き換えられ、例えば１周期ごとに透過状態と消光状態が変わる場合、液晶パネル１２の駆動は、図７に示すように、消光状態から緩やかに透過状態へ遷移し、次の周期で透過状態から消光状態へ緩やかに遷移する。液晶の応答は１周期ごとに透過状態と消光状態を切り替えるのに、垂直走査信号が６０Ｈｚの場合、約１６．６ｍｓｅｃ以下での応答を必要とするが、実際には、図７に示すように、緩やかな応答をする。そのため、発光区画の光出射は、液晶が応答する１周期の後半の期間で行うことが望ましい。この発光区画からの光出射の様子を図７の斜線で示した矩形で表す。このとき、１周期目では、液晶が透過状態で光出射をするために明状態、２周期目では、液晶が消光状態で光出射をするために暗状態となる。この擬似的なインパルスの発生により、前述の残像感が軽減され、また、液晶の応答の遅さに起因する階調特性の劣化が低減されることになる。つまり、液晶の応答がほぼ終了した期間での光出射となるので、透過率の遷移する期間の表示がされないため、適切な階調（表示レベル）が表示可能となる。

また、この第１の実施の形態では、第２のスペーサ４４と光導波板３８との間に光反射層３０２を形成するようにしている。発光区画５０の境界部分においては、光散乱層８０が接触しないため、輝度が低下するおそれがあるが、第２のスペーサ４４上に光反射層３０２を形成することで、光導波板３８に導入された光３３を第２のスペーサ４４上で散乱させることができ、発光区画５０の境界部分での輝度低下を抑えることができる。

ところで、照明装置１０Ａの薄型化を図るために、光散乱層８０の厚みを薄くすることが考えられるが、該光散乱層８０を薄くすると、光散乱層８０に入射した光が該光散乱層８０を通過し、発光として寄与しなくなるおそれがある。しかし、光散乱層８０の下層に光反射層３００を形成することで、該光散乱層８０を通過した光を反射させることができ、光散乱層８０を薄くすることによる輝度低下を抑えることができる。

また、１つのアクチュエータ部３４に対して１つの変位伝達部材７６を割り当てて形成するようにしたので、この第１の実施の形態のように、１つの発光区画５０に複数のアクチュエータ部３４が存在する場合、不良なアクチュエータ部３４が存在していても、正常なアクチュエータ部３４で変位を補償することができ、歩留まりを向上させることができる。

このように、第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａは、液晶パネル１２全面に対して光照射することに加えて、液晶パネル１２の一部だけに選択的に光を照射したり、液晶パネル１２での垂直走査信号の周期に合わせて光の照射領域を段階的に移動させるようにしたりすることができ、通常のホールド型表示に加え、擬似的なインパルス型表示が可能となり、残像感を軽減した表示装置を実現することができる。

上述では、第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａの主要な構成部材の材料について説明したが、その他の構成部材（アクチュエータ基板３２、光導波板３８等）の材料について以下に説明する。

先ず、光導波板３８に入射される光３３の光源としては、白熱電球、重水素放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、トリチウムランプ、発光ダイオード、レーザ、プラズマ光源、熱陰極管、冷陰極管等が用いられる。

振動部６６は、高耐熱性材料であることが好ましい。その理由は、アクチュエータ部３４を有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部６８によって直接振動部６６を支持させる構造とする場合、少なくとも圧電／電歪層７２の形成時に、振動部６６が変質しないようにするため、振動部６６は、高耐熱性材料であることが好ましい。

また、振動部６６は、アクチュエータ基板３２上に形成される一対の電極７４ａ及び７４ｂにおける一方の電極７４ａに通じる配線（例えば行選択線）と他方の電極７４ｂに通じる配線（例えば信号線）との電気的な分離を行うために、電気絶縁材料であることが好ましい。

従って、振動部６６は、高耐熱性の金属あるいはその金属表面をガラス等のセラミック材料で被覆したホーロー等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。

振動部６６を構成するセラミックスとしては、例えば安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。安定化された酸化ジルコニウムは、振動部６６の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高いこと、圧電／電歪層７２並びに一対の電極７４ａ及び７４ｂとの化学反応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化された酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された酸化ジルコニウムでは、立方晶等の結晶構造をとるため、相転移を起こさない。

一方、酸化ジルコニウムは、１０００℃前後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のときにクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化ナトリウム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を、１〜３０モル％含有する。振動部６６の機械的強度を高めるために、安定化剤が酸化イットリウムを含有することが好ましい。このとき、酸化イットリウムは、好ましくは１．５〜６モル％含有され、さらに好ましくは２〜４モル％含有され、さらに０．１〜５モル％の酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。

また、結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶の混合相等であってもよいが、中でも主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相としたものが、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい。

振動部６６がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部６６を構成するが、振動部６６の機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、０．０５〜２μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであることがさらに好ましい。

固定部６８は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部６６の材料と同一のセラミックスでもよいし、異なっていてもよい。固定部６８を構成するセラミックスとしては、振動部６６の材料と同様に、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。

特に、この第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａで用いられるアクチュエータ基板３２は、酸化ジルコニウムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものがさらに好ましい。

なお、焼結助剤として粘土等を加えることもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、アクチュエータ基板３２と圧電／電歪層７２とを接合させる上で有利ではあるものの、アクチュエータ基板３２と圧電／電歪層７２との反応を促進し、所定の圧電／電歪層７２の組成を維持することが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。

すなわち、アクチュエータ基板３２中の酸化珪素等は重量比で３％以下、さらに好ましくは１％以下となるように制限することが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で５０％以上の割合で存在する成分をいう。

光導波板３８は、その内部に導入された光３３が前面及び背面において光導波板３８の外部に透過せずに全反射するような光屈折率を有するものであり、導入される光３３の波長領域での透過率が均一で、かつ高いものであることが必要である。このような特性を具備するものであれば、特にその材質は制限されないが、具体的には、例えばガラス、石英、アクリル等の透光性プラスチック、透光性セラミックス等、あるいは異なる屈折率を有する材料の複数層構造体、又は表面にコーティング層を設けたもの等が一般的なものとして挙げられる。

上述の例では、液晶パネル１２に対して１つの照明装置１０Ａを設置した例を示したが、その他、照明装置１０Ａを複数個用意して、図８に示すように、１つの導光板６０の背面に、複数個の照明装置１０Ａを例えばマトリックス状に配列して、１つの大画面用の表示装置に用いられる照明装置６２を構成するようにしてもよい。

導光板６０は、ガラス板やアクリル板等の可視光領域での光透過率が大であって、かつ、均一なものが使用され、各照明装置１０Ａ間は、ワイヤボンディングや半田付け、端面コネクタ、裏面コネクタ等で接続することにより相互間の信号供給が行えるようになっている。

なお、前記導光板６０と各照明装置１０Ａの光導波板３８は、屈折率が類似したものが好ましく、導光板６０と光導波板３８とを貼り合わせる場合には、透明な接着剤や液体を用いてもよい。この接着剤や液体は、導光板６０や光導波板３８と同様に、可視光領域において均一で、かつ、高い光透過率を有することが好ましく、また、屈折率も導光板６０や光導波板３８と近いものに設定することが、光の損失を低減し、画面の明るさを確保する上で望ましい。

上記の例では、照明装置１０Ａの光導波板３８側の面を導光板６０に貼り合せるようにして大画面用の表示装置に用いられる照明装置６２を構成するようにしたが、その他、図８において括弧内に示すように、光導波板３８を省略し、第２のスペーサ４４（図２参照）の端面を導光板６０に直接貼り合わせて大画面用の表示装置に用いられる照明装置６２を構成するようにしてもよい。

ところで、上述した第１の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａにおいては、光導波板３８とアクチュエータ基板３２との間に１つの連結板４０を配置し、アクチュエータ基板３２と連結板４０との間、並びに光導波板３８と連結板４０との間に、それぞれ発光区画５０に合わせて第１及び第２のスペーサ４２及び４４を形成するようにしたため、連結板４０のうち、第１及び第２のスペーサ４２及び４４に近接する部分では、連結板４０の張力により（剛性が高くなる）、連結板４０自体の変位が低下するおそれがある。しかし、図９に示すように、連結板４０のうち、第１のスペーサ４２に近接する部分にスリット１１０を形成するようにすれば、前記部分での剛性を低下させることができるため、上述のような変位低下を回避することができ、しかも、熱応力や機械的応力を緩和する効果もある。

しかし、スリット１１０を形成することで、該スリット１１０を透過した光がアクチュエータ基板３２等において吸収され、輝度低下につながるおそれがある。そこで、図１０に示す第１の変形例に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａａのように、アクチュエータ基板３２上にも光反射層３０６を形成することで、スリット１１０を透過した光がアクチュエータ基板３２上の光反射層３０６にて反射されて光導波板３８から出射することになるため、スリット１１０の形成による輝度の低下を抑えることができる。

なお、連結板４０にスリット１１０を形成することで、連結板４０のうち、スリット１１０によって細められた部分、すなわち、連結板４０のうち、発光区画５０の境界部分（固定領域でもある）と光散乱層８０に対応した部分（可動領域でもある）とをつなぐ部分（以下、単にアーム部１１１と記す）が形成されることになる。

連結板４０のうち、光散乱層８０に対応した部分の変位を確保しながら、製造プロセスでの連結板４０の取り扱いを容易にするために、アーム部１１１に適度な剛性を持たせることは言うまでもなく、その形状や厚み、構造を最適にすることが好ましい。より好ましくは、前記可動領域は、欠陥アクチュエータ部の変位を補償するために曲げ剛性を高くし、アーム部１１１は曲げ剛性を低くすることである。

連結板４０にスリット１１０を形成しつつ、アーム部１１１の厚みを周囲より薄くする方法としては、ハーフエッチング法やサンドブラスト法等が好ましく用いられる。また、前記固定領域をクランプし、その状態で前記可動領域を厚み方向に押し下げることで、アーム部１１１を延伸し、次に、可動領域を逆方向に押し上げることによって、アーム部１１１の側面形状を例えばアーチ状に形成することもできる。これにより、アーム部１１１の張力による変位低下をさらに抑制することができる。アーム部１１１の平面形状は、図９に示した直線状以外にも、Ｌ字状や渦巻状にしてアーム部１１１の長さを大きくとるようにしてもよい。

上述した例では、各発光区画５０に６つのアクチュエータ部３４（２行３列のアクチュエータ部）を配列した場合を示したが、その他、図１１及び図１２に示す第２の変形例に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａｂのように、各発光区画５０の中央に１つのアクチュエータ部３４を配置するようにしてもよい。この場合、発光区画５０の狭ピッチ化を実現させることができ、液晶パネル１２の１画素単位あるいは数画素単位のバックライトの制御が可能となる。

また、開口率は、連結板４０上に形成された１つの光散乱層８０の接触面積にて決定されることになるため、各発光区画５０にそれぞれアクチュエータ部３４が１つだけ配置されていても、開口率が低下するということがない。もちろん、この開口率についての効果は、各発光区画５０にそれぞれアクチュエータ部３４が１つだけ配置された構成のほか、各発光区画５０にそれぞれアクチュエータ部３４が２つ以上配置された構成でも同様である。

上述の例では、連結板４０の上面に光反射層３００を形成した場合を示したが、その他、連結板４０への光反射層３００の形成を省略して、連結板４０自体に光反射機能を持たせるようにしてもよい。この場合、連結板４０を例えば金属板にて構成し、該金属板の上面を鏡面化させる等の手法を採用することができる。

次に、第２の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｂについて図１３を参照しながら説明する。なお、図１０と対応するものについては同じ符号を付してその重複説明を省略する。

この第２の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｂは、図１３に示すように、上述した第１の実施の形態の第１の変形例に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ａａとほぼ同様の構成を有するが、連結板４０が発光区画５０に合わせて分離されている点で異なる。すなわち、光導波板３８とアクチュエータ基板３２との間に複数の連結板４０が平面的に配された構成を有する。

その関係で、光導波板３８とアクチュエータ基板３２との間には、複数のスペーサ１１２が形成され、これらスペーサ１１２は、隣接する連結板４０間の隙間を通して、光導波板３８とアクチュエータ基板３２との間に介在されている。このスペーサ１１２と光導波板３８との間にも光反射層３０２が形成される。

この第２の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｂにおいては、連結板４０がそれぞれ発光区画５０に合わせて分離されていることから、各連結板４０は、変位駆動の際において、隣接する連結板４０の張力やスペーサ１１２等に干渉されることがない。

次に、第３の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｃについて図１４を参照しながら説明する。なお、図１３と対応するものについては同じ符号を付してその重複説明を省略する。

この第３の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｃは、図１４に示すように、上述した第２の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、連結板４０が省略されて、変位伝達部３９の構成材料である変位伝達部材７６が光散乱層８０で構成されている点と、アクチュエータ部３４上及びアクチュエータ基板３２上に光反射層３０８が形成されている点で異なる。

この場合、アクチュエータ部３４の変位動作によって、変位伝達部材７６が直接光導波板３８に接触されることとなる。

この第３の実施の形態では、連結板４０及び連結板４０上に形成される光散乱層８０を省略できるため、照明装置１０Ｃの薄型化に有利となる。

上述した第１〜第３の実施の形態に係る照明装置１０Ａ〜１０Ｃでは、アクチュエータ基板３２を用いた例を示したが、その他、アクチュエータ基板３２を用いない構成も好ましく採用することができる。

以下、アクチュエータ基板３２を用いない第４の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄについて図１５を参照しながら説明する。

この第４の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄは、図１５に示すように、アクチュエータ基板３２の代わりに振動板層１５２と圧電機能層１５４が積層された積層体１５６を用いる点で特徴を有する。

圧電機能層１５４は、振動板層１５２上に形成された複数の下部電極７４ａと、該下部電極７４ａを含む振動板層１５２の全面に形成された圧電／電歪層７２と、該圧電／電歪層７２上に形成された複数の上部電極７４ｂとを有する。振動板層１５２は、圧電／電歪層７２での変位量を増幅させる機能を有する。つまり、この積層体１５６は、複数のアクチュエータ部３４が配列された構成を有し、積層体１５６自体で駆動部３６が構成されることになる。なお、振動板層１５２は、圧電機能層１５４の圧電／電歪層７２と同じ材料で構成してもよいし、あるいは異なった成分系の材料で構成してもよい。また、積層体１５６は、セラミックグリーンシートの積層にて作製することができ、上部電極７４ｂ及び下部電極７４ａは、スクリーン印刷等によって容易に形成することができる。

積層体１５６における上部電極７４ｂは、例えば各発光区画５０単位に分離された電極パターンあるいは行単位に分離された電極パターンを有し、下部電極７４ａは、アクチュエータ部３４単位に分離された電極パターンを有する。これらの電極７４ａ及び７４ｄは、上下反対でもよい。

そして、この第４の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄは、前記駆動部３６と、該駆動部３６と対向して設けられた光導波板３８と、駆動部３６と光導波板３８との間に設けられた変位伝達部３９とを有する。変位伝達部３９は、１つの連結板４０と、各アクチュエータ部３４と連結板４０との間に介在された複数の変位伝達部材７６とを有する。

この場合も、駆動部３６と連結板４０との間に第１のスペーサ４２が形成され、連結板４０と光導波板３８との間に複数の第２のスペーサ４４が形成されている。さらに、連結板４０の上面全面に光反射層３００が形成され、第２のスペーサ４４と光導波板３８との間に光反射層３０２が形成され、光反射層３００の上面のうち、各発光区画５０に対応した位置にそれぞれ光散乱層８０が形成されている。また、駆動部３６における上部電極７４ｂを含む圧電機能層１５４の全面に光反射層３０８が形成されている。上部電極７４ｂを複数の下部電極７４ａに対する共通電極として配線する場合は、圧電機能層１５４の全面に上部電極７４ｂを形成して、該上部電極７４ｂを光反射層３０８として兼用させてもよい。この場合、上部電極７４ｂ上への光反射層３０８の形成を省略することができる。

一方、積層体１５６は、固定板１５８上に複数の第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２を介して配置された形態となっている。固定板１５８上の第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２は、例えば連結板４０と積層体１５６との間に形成された第１のスペーサ４２と位置的に対応させて形成された複数の第３のスペーサ１６０と、各発光区画５０内において、アクチュエータ部３４を除く部分に形成された複数の第４のスペーサ１６２とを有する。

この第４の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄにおいては、固定板１５８上に形成された第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２とによって振動板層１５２の一部（位置的にアクチュエータ部３４と対応しない部分）が固定されることから、固定板１５８、第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２並びに振動板層１５２にて囲まれた空間が、疑似的に図２等で示すアクチュエータ基板３２の空所６４と同等の機能を有することになり、容易にアクチュエータ部３４の変位方向を確定させることができる。

また、積層体１５６を固定板１５８上に第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２で支持するようにしたので、アクチュエータ部３４間並びに発光区画５０間のクロストーク（変位の影響）を低減させることができる。しかも、スイッチング（連結板４０の変位動作）の応答性も上がるという利点がある。また、固定板１５８を設けることで、照明装置１０Ｄ自体の機械強度が上がり、運搬時や製造時等のハンドリングが容易になる。

なお、複数の圧電機能層１５４を積層させることで、各アクチュエータ部３４の変位量、発生力を大きくすることができる。各スペーサ４２、４４、１６０及び１６２の設置位置を変更するだけで、任意の変位態様を得ることができる。上部電極７４ｂや下部電極７４ａの電極パターンを任意に変更することで、所望の変位を得ることができる。

次に、第４の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄの変形例について図１６〜図１７Ｂを参照しながら説明する。

この変形例に係る照明装置１０Ｄａは、図１６に示すように、上述した第４の実施の形態に係る照明装置１０Ｄとほぼ同様の構成を有するが、固定板１５８並びに第３及び第４のスペーサ１６０及び１６２が存在しない点と、連結板４０が各発光区画５０に合わせて分離されている点と、各連結板４０の中央に対応した位置にそれぞれ１つのアクチュエータ部３４が配置されている点で異なる。

この場合も、光導波板３８と積層体１５６間に複数の連結板４０が平面的に配され、各連結板４０についてそれぞれ１個のアクチュエータ部３４が割り当てられた形態となる。また、光導波板３８と積層体１５６との間には、隣接する連結板４０間の隙間を通して複数のスペーサ１１２が介在されている。

また、各連結板４０の上面全面に光反射層３００が形成され、スペーサ１１２と光導波板３８との間に光反射層３０２が形成され、駆動部３６における上部電極７４ｂ上に光反射層３０８が形成されている。なお、この場合、上部電極７４ｂは光反射層３０８を兼用するようにしてもよい。

この変形例に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｄａにおいては、連結板４０と積層体１５６との間に形成されたスペーサ１１２によって積層体１５６の一部（位置的にアクチュエータ部３４と対応しない部分）が固定されることから、光導波板３８、スペーサ１１２及び積層体１５６にて囲まれた空間が、疑似的に図２等で示すアクチュエータ基板３２の空所６４と同等の機能を有することになり、容易にアクチュエータ部３４の変位方向を確定させることができる。特に、固定板１５８を使用しないことから、照明装置１０Ｄａの薄型化を促進させることができる。

スペーサ１１２の形成位置としては、図１７Ａに示すように、例えば円柱状のスペーサ１１２Ａを連結板４０の各コーナー部に近接して形成するようにしてもよいし、図１７Ｂに示すように、断面長方形状のスペーサ１１２Ｂを、連結板４０に隣接して形成するようにしてもよい。

次に、第５の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｅについて図１８を参照しながら説明する。

この第５の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｅは、駆動部３６として、２つの圧電機能層（第１及び第２の圧電機能層３５０及び３５２）が積層された積層体３５４を用いる点で特徴を有する。

第１の圧電機能層３５０は、圧電／電歪層７２ａと、該圧電／電歪層７２ａの上面に形成された共通電極７４ｃと、圧電／電歪層７２ａの下面に形成された下部電極７４ａとを有し、第２の圧電機能層３５２は、圧電／電歪層７２ｂと、該圧電／電歪層７２ｂの下面に形成された前記共通電極７４ｃと、圧電／電歪層７２ｂの上面に形成された上部電極７４ｂとを有する。

積層体３５４における共通電極７４ｃは、例えば全面において共通とされた電極パターンあるいは行単位に分離された電極パターンを有し、下部電極７４ａ及び上部電極７４ｂは、アクチュエータ部３４単位に分離された電極パターンを有する。この例では、各発光区画５０に複数のアクチュエータ部３４が配列された構造を有する。

そして、積層体３５４の上面のうち、各発光区画５０に対応してそれぞれ１つの変位伝達部材７６が接合層３５８（透明性を問わない）を介して形成され、これら変位伝達部材７６上と積層体３５４上（又は接合層３５８上）に光反射層３００が形成されている。また、光反射層３００の全面に透明性の接合層３６０を介して光散乱層８０が形成されている。なお、接合層３５８で変位伝達部材７６を兼ねるようにしてもよい。

前記光散乱層８０上のうち、発光区画５０の境界部分にスペーサ３６２が形成されている。このスペーサ３６２は透明性の接合層３６４／光反射層３６６／接合層３６８（透明性を問わない）の３層構造で構成されている。もちろん、スペーサ３６２と光導波板３８の間に光反射層３６６を形成するようにしてもよい。

この場合、変位伝達部材７６の厚みを光散乱層８０や光反射層３００の厚みよりも大きくすることで、発光区画５０がスペーサ３６２を境に明確に区分けされ、発光区画５０間の変位上のクロストークを防止することができる。

ここで、第５の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｅの動作について説明する。

先ず、アクチュエータ部３４の自然状態においては、光散乱層８０の端面が光導波板３８から離隔しているため、照明装置１０Ｅにおける光導波板３８の主面からは消光というかたちで具現されることになる。

この状態から、ある発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４の上部電極７４ｂと共通電極７４ｃ間に正極性の駆動電圧（共通電極７４ｃを基準として例えば＋２５Ｖの電圧）が印加され、下部電極７４ａと共通電極７４ｃ間に正極性の駆動電圧（共通電極７４ｃを基準として例えば＋２５Ｖの電圧）が印加されると、当該発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４が図１８に示すように、上方に凸となるように屈曲変位することから、この駆動変位が変位伝達部材７６を通じて光散乱層８０に伝わり、これによって、光散乱層８０の端面が光導波板３８の背面に対して図示しない導入光（光導波板３８に導入された光）の波長以下の距離で接触するため、当該発光区画５０に対応する部分からは例えば白色発光が出射されることになる。

上述の駆動方法では、第１の圧電機能層３５０を挟む共通電極７４ｃと下部電極７４ａ間、及び第２の圧電機能層３５２を挟む共通電極７４ｃと上部電極７４ｂ間の両方に、正極性の駆動電圧を印加し、その結果、当該発光区画５０に対応する部分から例えば白色発光が出射された例を示したが（第１の駆動方法）、その他、第１の圧電機能層３５０を挟む共通電極７４ｃと下部電極７４ａ間のみに正極性の駆動電圧を印加する（第２の駆動方法）、あるいは第２の圧電機能層３５２を挟む共通電極７４ｃと上部電極７４ｂ間のみに正極性の駆動電圧を印加するようにしてもよい（第３の駆動方法）。これら第１〜第３の駆動方法のいずれも同様の変位動作を示すが、駆動電圧が同一であれば、第１の駆動方法が最も変位が大きく、第２の駆動方法が次いで大きく、第３の駆動方法が最も小さい。従って、第１の駆動方法あるいは第２の駆動方法を採用することで低電圧で駆動することも可能となる。

また、共通電極７４ｃと下部電極７４ａ間及び／又は共通電極７４ｃと上部電極７４ｂ間に逆極性の駆動電圧（共通電極７４ｃを基準として例えば−２５Ｖの電圧）を印加するようにしてもよいし、第１及び第２の圧電機能層３５０及び３５２の分極の方向や電圧値を変えてもよい。この場合、当該発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４が下方に凸になるように屈曲変位させることも可能である。また、下部電極７４ａ、上部電極７４ｂ、共通電極７４ｃの各端部とスペーサ３６２の端面との間の距離を調整することで屈曲変位の向きを変えることも可能である。

次に、第５の実施の形態に係る表示装置に用いられる照明装置１０Ｅａの変形例について図１９を参照しながら説明する。

この変形例に係る照明装置１０Ｅａは、共通電極７４ｃ、上部電極７４ｂ及び下部電極７４ａがスペーサ３６２に対応した部分に形成されている点で異なる。この場合、ある発光区画５０の周りに形成された上部電極７４ｂと共通電極７４ｃ間に例えば正極性の駆動電圧（共通電極７４ｃを基準として例えば＋２５Ｖの電圧）を印加し、下部電極７４ａと共通電極７４ｃ間に正極性の駆動電圧を印加する。これにより、当該発光区画５０の周辺部分が光導波板３８に向かって凸となるように屈曲変位しようとするが、スペーサ３６２や光導波板３８によってその屈曲変位が抑えられことから、このときのエネルギが積層体３５４の当該発光区画５０に対応した部分に伝わり、図１９に示すように、該部分が下方に凸となるように屈曲変位し、当該発光区画５０が消光することになる。

上述の駆動方法では、第１の圧電機能層３５０を挟む共通電極７４ｃと下部電極７４ａ間、及び第２の圧電機能層３５２を挟む共通電極７４ｃと上部電極７４ｂ間の両方に、正極性の駆動電圧を印加し、その結果、当該発光区画５０に対応する部分が消光した例を示したが（第４の駆動方法）、その他、第１の圧電機能層３５０を挟む共通電極７４ｃと下部電極７４ａ間のみに正極性の駆動電圧を印加する（第５の駆動方法）、あるいは第２の圧電機能層３５２を挟む共通電極７４ｃと上部電極７４ｂ間のみに正極性の駆動電圧を印加するようにしてもよい（第６の駆動方法）。これら第４〜第６の駆動方法のいずれも同様の変位動作を示すが、駆動電圧が同一であれば、第４の駆動方法が最も変位が大きく、第５の駆動方法が次いで大きく、第６の駆動方法が最も小さい。従って、第４の駆動方法あるいは第５の駆動方法を採用することで低電圧で駆動することも可能となる。

また、上部電極７４ｂと共通電極７４ｃ間及び／又は下部電極７４ａと共通電極７４ｃ間に逆極性の駆動電圧（共通電極７４ｃを基準として例えば−２５Ｖの電圧）を印加するようにしてもよいし、第１及び第２の圧電機能層３５０及び３５２の分極の方向や電圧値を変えてもよい。この場合、当該発光区画５０に対応するアクチュエータ部３４が上方に凸になるように屈曲変位させる、つまり、光導波板３８に光散乱層８０をより強く押し付けるような動きをさせることも可能である。また、下部電極７４ａ、上部電極７４ｂ、共通電極７４ｃの各端部とスペーサ３６２の端面との間の距離を調整することで屈曲変位の向きを変えることも可能である。

上述した第５の実施の形態及び変形例では、共通電極７４ｃを基準に駆動電圧を印加するようにしたので、駆動電圧の低電圧化を実現することができ、表示装置に用いられる照明装置１０Ｅ及び１０Ｅａの低消費電力化を図る上で有利となる。

次に、第６の実施の形態に係る照明装置１０Ｆについて図２０〜図２４を参照しながら説明する。

この第６の実施の形態に係る照明装置１０Ｆは、上述した第１〜第５の実施の形態に係る照明装置１０Ａ〜１０Ｅのいずれかとほぼ同じ構成を有するが、図２０に示すように、例えば３つの発光区画５０₁、５０₂及び５０₃が上下方向に配置されて構成され、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃に割り当てられた複数の光散乱層８０における各端面の面積（光導波板３８の裏面に接触する面積：以下、「ドット面積」と記す）が場所によって異なるように設定されている点で異なる。なお、この例では、図５の場合と同様に、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃は、それぞれ発光タイミングをずらしながら発光するように制御される。

この照明装置１０Ｆは、光散乱層８０が光導波板３８に接触することで、光導波板３８の前面から光が出射されることから、光散乱層８０が光導波板３８の裏面に接触する面積、すなわち、ドット面積は、発光面積とほぼ同じ意味に捉えることができる。

具体的に、第６の実施の形態に係る照明装置１０Ｆについて、図２０〜図２４を参照しながら説明する。まず、光導波板３８の上端面に対向して第１の光源９０が設置され、照明装置１０Ｆの下端面に対向して第２の光源９２が設置されている。

各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃に配置された複数の光散乱層８０のうち、ある１つの行に沿って左右方向に並ぶ複数の光散乱層８０についてみると、中央に配置される光散乱層８０ｃのドット面積を１００％としたとき、左右両側に配置される光散乱層８０ｍ及び８０ｎのドット面積は１１０％〜１７０％の範囲のいずれかとされている。

これは、左右方向に並ぶ複数の光散乱層８０のうち、中央に配置される光散乱層８０ｃ並びにその付近に配置される光散乱層８０が光導波板３８に接触した場合、第１の光源９０及び第２の光源９２の中央部分や周辺部分等様々な方向から光が到来することから、発光輝度が大きくなる。

反対に左右方向に並ぶ複数の光散乱層８０のうち、左右両側に配置される光散乱層８０ｍ及び８０ｎが光導波板３８に接触した場合、上述した中央に配置される光散乱層８０ｃ並びにその付近に配置される光散乱層８０の場合よりも到来する光の量が減ることから、発光輝度は比較的小さくなる。

そのため、この第６の実施の形態では、中央に配置される光散乱層８０ｃのドット面積を１００％としたとき、左右両側に配置される光散乱層８０ｍ及び８０ｎのドット面積は１１０％〜１７０％の範囲のいずれかとしている。

そして、左右方向に並ぶ複数の光散乱層８０の中央から左右両側にわたるドット面積の変化（１００％から１１０％〜１７０％の範囲のいずれかへの変化）は、図２１の点線Ａに示すように、線形状でもよいし、図２１の点線Ｂに示すように、階段状でもよいし、図２２の点線Ｃに示すように、１つの非線形状（例えば自然対数曲線に沿った変化）でもよいし、図２２の点線Ｄに示すように、別の非線形状（例えば指数曲線に沿った変化）でもよい。

また、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃において、ある１つの列に沿って上下方向に並ぶ複数の光散乱層８０についてみると、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃の上下端部、すなわち、第１の光源９０及び第２の光源９２に近い光散乱層（８０ａ１、８０ｂ１）、（８０ａ２、８０ｂ２）及び（８０ａ３、８０ｂ３）のドット面積を１００％としたとき、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃の上下方向に対する中央付近に配置される光散乱層８０ｃ１、８０ｃ２及び８０ｃ３のドット面積を１００％〜１１５％の範囲のいずれかとしている。

１つの発光区画（例えば発光区画５０₁）内における上下方向の中央付近の光散乱層８０ｃ１に到達する光は、各光源９０及び９２に近い光散乱層８０ａ１及び８０ｂ１に到達する光よりも少なくなる。これは、他の発光区画５０２及び５０３でも同様である。従って、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃内において、第１の光源９０及び第２の光源９２に近い領域の光散乱層（８０ａ１、８０ｂ１）、（８０ａ２、８０ｂ２）及び（８０ａ３、８０ｂ３）のドット面積に対し、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃の中央付近の光散乱層８０ｃ１、８０ｃ２及び８０ｃ３のドット面積を大きくしておくことで、輝度のばらつきを低減することができる。特に、各発光区画５０₁、５０₂及び５０₃の上下方向の長さが大きい場合には有効である。

また、光導波板３８の端面に配置される光源の種類、発する光の指向特性、光源の配置位置によって、ドット面積を変化させることにより、輝度のばらつきを低減することができる。例えば、３つの発光区画５０₁、５０₂及び５０₃にわたって、ある１列に沿って上下方向に並ぶ複数の光散乱層８０のドット面積に対して、ドット面積を±１５％程度の範囲で変化させることもできる。すなわち、各実施状態において最適なドット面積を形成することができ、例えば図２３の点線Ｅ及び点線Ｆに示すように、上端又は下端から中央にかけて線形状又は階段状に単調減少させてもよいし、図２３の点線Ｉ及び点線Ｊに示すように、上端又は下端から中央にかけて線形状又は階段状に単調増加させてもよい。また、図２４の点線Ｇ、Ｈ、Ｋ、Ｌに示すように、非線形状でドット面積を変化させることも可能である。さらに、各発光区画の列ごとに、上述した変化の形状を異ならせてもよい。

この第６の実施の形態に係る照明装置１０Ｆにおいては、光源９０及び９２からの距離等による輝度ばらつきを低減できる。つまり、第１及び第２の光源９０及び９２の配置位置や距離等の影響をほとんど受けることなく、面発光輝度の均一化を図ることができる。

なお、ドット面積を変えることについては、光散乱層８０の平面形状の面積のみを変えるようにしてもよいが、アクチュエータ部３４の大きさも変える方が望ましい。なぜなら、例えば光散乱層８０の平面形状の面積を大きくすることは、変位伝達部３９を大きくすることにつながることから、より駆動力が必要となるため、アクチュエータ部３４の大きさが大きいほど有利になるからである。

図２０の例では、第１の光源９０を光導波板３８の上側に配置し、第２の光源９２を光導波板３８の下側に配置した場合を示したが、第１及び第２の光源９０及び９２をＬ字状に配置するようにしてもよい。Ｌ字状に配置とは、例えば第１の光源９０を光導波板３８の上側に配置したとき、第２の光源９２を光導波板３８の左側あるいは右側に配置する、あるいは第１の光源９０を光導波板３８の下側に配置したとき、第２の光源９２を光導波板３８の左側あるいは右側に配置する等である。

また、光散乱層８０の平面形状、すなわち、光導波板３８と接触する面の形状は円形、長方形、楕円、トラック状のほか様々な多角形状を採用することができる。

上述した第６の実施の形態では、３つの発光区画５０₁、５０₂及び５０₃がそれぞれ発光タイミングをずらしながら発光するように制御される場合を示したが、その他、３つの発光区画５０₁、５０₂及び５０₃を同時に発光させるようにしてもよい。この場合は、全発光区画５０₁、５０₂及び５０₃に配置された複数の光散乱層８０のうち、例えば第１及び第２の光源９０及び９２に一番近い位置に配置された光散乱層８０のドット面積を一番小さく、そして、第１及び第２の光源９０及び９２から遠ざかるほど順次ドット面積を大きくするようにしてもよい。これにより、面発光輝度の均一化を図ることができる。

第１〜第６の実施の形態に係る照明装置１０Ａ〜１０Ｆでは、アクチュエータ部３４として圧電型を用いた例を示したが、その他、静電型、電磁型、熱型、バイメタル型等を採用することができる。

上述の第１〜第６の実施の形態では、表示装置に用いられる照明装置に適用した例を示したが、その他、各種照明装置にも適用することができる。

なお、本発明に係る表示装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る表示装置を示す構成図である。 第１の実施の形態に係る照明装置を示す構成図である。 第１の実施の形態に係る照明装置の要部を光導波板側から見て示す拡大図である。 アクチュエータ部の構成を示す断面図である。 垂直方向に並んだ複数の発光区画に対する発光のタイミングを液晶パネルの垂直走査信号の周期で垂直方向に移動させた例を示す説明図である。 各発光区画の光出力タイミングを示すタイミングチャートである。 各画素の出力期間に対する照明装置の光出力タイミングを示すタイミングチャートである。 大画面用の照明装置を示す斜視図である。 連結板のうち、スペーサに近接する部分にスリットを形成した状態を、連結板の裏面から見て示す図である。 第１の実施の形態に係る照明装置の第１の変形例を示す構成図である。 第１の実施の形態に係る照明装置の第２の変形例を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る照明装置の第２の変形例を示す構成図である。 第２の実施の形態に係る照明装置を示す構成図である。 第３の実施の形態に係る照明装置を示す構成図である。 第４の実施の形態に係る照明装置を示す構成図である。 第４の実施の形態に係る照明装置の変形例を示す構成図である。 図１７Ａは、スペーサの配置位置の一例を示す説明図であり、図１７Ｂは、スペーサの配置位置の他の例を示す説明図である。 第５の実施の形態に係る照明装置を示す構成図である。 第５の実施の形態に係る照明装置の変形例を示す構成図である。 第６の実施の形態に係る照明装置、特に、第１及び第２の光源、光導波板並びに光散乱層の配置例を示す構成図である。 第６の実施の形態に係る照明装置において、左右方向に並ぶ複数の光散乱層の中央から左右両側にわたるドット面積の変化（線形状、階段状）を示す特性図である。 第６の実施の形態に係る照明装置において、左右方向に並ぶ複数の光散乱層の中央から左右両側にわたるドット面積の変化（２種類の非線形状）を示す特性図である。 第６の実施の形態に係る照明装置において、上下方向に並ぶ複数の光散乱層の中央から上下両側にわたるドット面積の変化（線形状、階段状）を示す特性図である。 第６の実施の形態に係る照明装置において、上下方向に並ぶ複数の光散乱層の中央から上下両側にわたるドット面積の変化（２種類の非線形状）を示す特性図である。 従来例に係る第１の方法を示す説明図である。 従来例に係る第２の方法を示す説明図である。 従来例に係る第３の方法を示す説明図である。 従来例に係る照明装置を示す構成図である。 従来例に係る表示装置を示す構成図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｄａ、１０Ｅ、１０Ｅａ、１０Ｆ…照明装置
１２…液晶パネル ３２…アクチュエータ基板
３４…アクチュエータ部 ３６…駆動部
３８…光導波板 ３９…変位伝達部
４０…連結板 ４２…第１のスペーサ
４４…第２のスペーサ ５０…発光区画
６４…空所 ６６…振動部
６８…固定部 ７６…変位伝達部材
８０…光散乱層 １５２…振動板層
１５４、３５０、３５２…圧電機能層 １５６、３５４…積層体
３００、３０２、３０６、３０８、３６６……光反射層

Claims (9)

1. 光が導入される光導波板と、
   前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、
   前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、
   前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、
   前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、
   前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、
   前記光導波板と対向する前記駆動部の上部に光反射層が形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 光が導入される光導波板と、
   前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、
   前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、
   前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、
   前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、
   前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、
   前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする表示装置。
3. 請求項２記載の表示装置において、
   前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に形成された前記光反射層上に、前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層が形成されていることを特徴とする表示装置。
4. 光が導入される光導波板と、
   前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、
   前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、
   前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、
   前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、
   前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、
   前記光導波板と対向する前記駆動部の少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする表示装置。
5. 請求項４記載の表示装置において、
   前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に光反射層が形成され、該光反射層上に前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層が形成されていることを特徴とする表示装置。
6. 光が導入される光導波板と、
   前記光導波板に対向して複数のアクチュエータ部が平面的に配列された駆動部と、
   前記光導波板と前記駆動部との間に形成された変位伝達部と、
   前記変位伝達部上に形成された光散乱層とを有し、
   前記駆動部による選択的な前記光導波板への接触・離隔によって、前記光導波板からの漏光を出射光として制御する照明装置と、
   前記照明装置からの出射光を変調して画像を表示する光変調装置とを有する表示装置であって、
   前記駆動部と前記光導波板との間にスペーサが形成され、
   前記光導波板と対向する前記スペーサの少なくとも一部に光反射層が形成されていることを特徴とする表示装置。
7. 請求項６記載の表示装置において、
   前記光導波板と対向する前記変位伝達部の少なくとも一部に光反射層が形成され、該光反射層上に前記変位伝達部上に形成された前記光散乱層が形成されていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記照明装置と光変調装置との間に、光学シートを有することを特徴とする表示装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置において、
   前記光変調装置は、液晶層を前面パネルと背面パネルで挟んだ構造を有する液晶パネルであることを特徴とする表示装置。

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