(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的安価に、多様な構成で製造できるサブアセンブリを提供する。【解決手段】光学デバイス１０は、スタックＳにおける少なくとも２つの異なる光学コンポーネント１５を有するサブアセンブリを含み、各光学コンポーネントは、波長フィルタ、偏光子または波長板である。スタックは、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネント、電極などの他のコンポーネントとは別個に製造され得るサブアセンブリである。サブアセンブリを製造した後に、他のコンポーネント（例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネント、電極など）に取り付けて、完成したデバイス（例えば、光学ディスプレイ、放射検出、放射測定、イメージングなど）を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学デバイスであって、
各々が波長フィルタ、偏光子または波長板である、スタックにおける２つの異なる光学コンポーネントを備え、
前記スタックは、放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、および電極を含まず、
前記スタックの厚さは、０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下である、
光学デバイス。
【請求項２】
前記２つの異なる光学コンポーネントの各々は別個のピクセルを含む、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記２つの異なる光学コンポーネントの間で異なるピクセルの大きさを更に含み、前記２つの異なる光学コンポーネントの一方におけるピクセルの表面積は、前記２つの異なる光学コンポーネントの他方におけるピクセルの表面積の６０％以下である、請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記２つの異なる光学コンポーネントは、偏光子および波長フィルタから基本的に成る、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記２つの異なる光学コンポーネントの間の最大間隔は、１μｍ以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記２つの異なる光学コンポーネントは、０．１ｎｍ以上、５μｍ以下の厚さ固体材料によって互いに隔てられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記２つの異なる光学コンポーネントは互いに隣接する、請求項１から５のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記２つの異なる光学コンポーネントは、前記スタックの反対の外側面に配置され、各々が空気に曝される、請求項１から７のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記スタックにおける前記光学コンポーネントの３つ全部を更に含む、請求項１から３、および、５から８のいずれか一項に記載の光学デバイス。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の光学デバイスを有する光学アセンブリを製造する方法であって、前記方法は、順番に、
前記光学デバイスを取得する段階と、
次に、前記光学デバイスを放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、電極、または、それらの組み合わせに取り付ける段階と
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に光学フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ディスプレイ、放射検出、および、イメージングデバイスは、以下のコンポーネント、すなわち、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ、液晶層、電子コンポーネント、電極および光学コンポーネントのうちいくつかのスタックを含み得る。例えば、特許公開ＵＳ  ６，９７７，７０２、  ＵＳ  ８，１９９，２８２、ＵＳ  ８，９３４，０６９、ＷＯ２０１２０５３７５３；ＷＯ２０１２０５３７５４、およびＷＯ２０１８１９００４９を参照されたい。
【０００３】
これらのデバイスは、単一のスタックにおける異なるコンポーネントの層を連続的に追加することによって、共に製造され得る。そのようなデバイスの典型的な製造は、大容量の単一の設計に適合される。問題は、設計におけるコンポーネントを変化させることが高価であり得るという点である。そのようなデバイスの多くの異なる用途の要件を満たすために、特定のコンポーネントを変更することによってカスタマイズできるようにすることは有益である。
【０００４】
現在の製造プロセスの別の問題は、スタックにおける１つのコンポーネントの欠陥が、スタック全体の機能を破壊し得ることである。したがって、製造歩留まりが懸念事項になり得る。
【発明の概要】
【０００５】
光学ディスプレイ、放射検出、放射測定、イメージングデバイス、および、他の類似のデバイスの製造、および、それらの設計を変化させる能力を改善することは有利であると考えられてきた。本発明は、スタックにおける少なくとも２つの異なる光学コンポーネントを有するサブアセンブリに関する。各光学コンポーネントは、波長フィルタ、偏光子または波長板であり得る。
【０００６】
一実施形態において、光学コンポーネントの各々は、別個のピクセルを含み得る。別の実施形態において、スタックは、放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、または電極を含まないものであり得る。別の実施形態において、スタックの厚さは、０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下であり得る。
【０００７】
このサブアセンブリ（すなわち光学コンポーネントのスタック）は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネントおよび電極のような他のコンポーネントとは別個に製造され得る。その結果として、このサブアセンブリを比較的安価に、多様な構成で製造できる。まずサブアセンブリを製造した後に、他のコンポーネント（例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネント、電極など）に取り付けて、完成したデバイス（例えば、光学ディスプレイ、放射検出、放射測定、イメージングなど）を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図面は正確な比率で描かれていないことがあり得る。
【図１】スタックＳにおける互いに隣接する２つの異なる光学コンポーネント１５を含む光学デバイス１０の概略側断面図である。２つの異なる光学コンポーネント１５の各々は、本願発明の一実施形態に係る波長フィルタ、偏光子または波長板である。
【図２】本願発明の一実施形態に係る、（ｉ）各々が波長フィルタ、偏光子または波長板である、スタックＳにおける２つの異なる光学コンポーネント１５と、（ｉｉ）近接する光学コンポーネント１５の間の内側固体層２２と、（ｉｉｉ）スタックＳの外側面における外側固体層２１とを含む光学デバイス２０の概略側断面図である。
【図３】本願発明の一実施形態に係る、各々が波長フィルタ、偏光子または波長板である、スタックＳにおける互いに隣接する３つの異なる光学コンポーネント１５を含む光学デバイス３０の概略側断面図である。
【図４】本願発明の一実施形態に係る、（ｉ）各々が波長フィルタ、偏光子または波長板である、スタックＳにおける３つの異なる光学コンポーネント１５と、（ｉｉ）近接する光学コンポーネント１５の間の内側固体層２２と、（ｉｉｉ）スタックＳの外側面における外側固体層２１とを含む光学デバイス４０の概略側断面図である。
【図５】本願発明の一実施形態に係る、光学デバイス１０または２０に類似するが、光学コンポーネント１５の各々は、別個のピクセルを含み、光学コンポーネント１５の一方のピクセルは、光学コンポーネント１５の他方のピクセルとは異なる寸法を有する、光学デバイス５０の概略側断面図である。
【図６】本願発明の一実施形態に係る光学デバイス５０の概略上面図であり、下側光学コンポーネント１５の異なるピクセルを示す点線を有する。
【図７】本願発明の一実施形態に係る、光学デバイス１０または２０に類似するが、光学コンポーネント１５の各々は、別個のピクセルを含み、光学コンポーネント１５の一方のピクセルは、光学コンポーネント１５の他方のピクセルとは異なる寸法を有する、光学デバイス７０の概略側断面図である。
【図８】本願発明の一実施形態に係る光学デバイス７０の概略上面図であり、下側光学コンポーネント１５の異なるピクセルを示す点線を有する。
【図９】本願発明の一実施形態に係る、光学デバイス１０または２０に類似するが、光学コンポーネント１５の各々は別個のピクセルを含み、両方の光学コンポーネント１５のピクセルは、等しい寸法を有する、光学デバイス９０の概略側断面図である。
【図１０】本願発明の一実施形態に係る、光学デバイス３０または４０に類似するが、光学コンポーネント１５の各々は別個のピクセルを含み、光学コンポーネント１５の１つまたは全部のピクセルは、他の光学コンポーネント１５のピクセルとは異なる寸法を有する、光学デバイス１００の概略側断面図である。
【図１１】光学アセンブリを作る方法の概略側断面図である。当該方法は、（ｉ）波長フィルタ、偏光子、および波長板のうち２または３つのスタックＳを含む光学デバイスを作る段階と、（ｉｉ）次に、光学デバイスをコンポーネント１１２（放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、電極、またはそれらの組み合わせ）に取り付ける段階とを備える。
【図１２】光学アセンブリを作る方法の概略側断面図である。当該方法は、（ｉ）波長フィルタ、偏光子、および波長板のうち２または３つのスタックＳを含む光学デバイスを作る段階と、（ｉｉ）次に、光学デバイスをコンポーネント１１２（放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、電極、またはそれらの組み合わせ）に取り付ける段階とを備える。
【０００９】
［定義］
本明細書において使用される場合、「ｎｍ」という用語はナノメートルを意味し、「μｍ」という用語はマイクロメートルを意味し、「ｍｍ」という用語はミリメートルを意味する。
【００１０】
本明細書において使用される場合、「隣接」という用語は、直接的および直の接触を意味する。「近接」という用語は、隣接を含むが、近接部材の間の他の固体材料の隣、または、近くも含む。
【００１１】
本明細書において使用される場合、「大きさが等しい」および「等しい寸法」という用語は、大きさまたは寸法が厳密に等しいこと、大きさまたは寸法が通常の製造公差の範囲内で等しいこと、または、大きさまたは寸法がほぼ等しいことを意味し、厳密な等しさからのいずれの逸脱も、デバイスの通常の使用に対しては、無視できる程度の影響を有する。
【００１２】
本明細書において使用される場合、「ピクセル」という用語は、意図的に異なる光学特性を有する、光学デバイスの異なる領域を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および図２において示されるように、光学デバイス１０および２０は、スタックＳにおける互いに隣接する２つの異なる光学コンポーネント１５を含むことが示される。図３および図４に示されるように、光学デバイス３０および４０は、スタックＳにおける３つの異なる光学コンポーネント１５を含むことが示される。
【００１４】
光学デバイス１０、２０、３０および４０は基本的に、スタックＳにおける以下の光学コンポーネント１５、すなわち、波長フィルタ、偏光子、および波長板のうち２つ（図１および図２）または３つ全部（図３および図４）から成り得る。光学コンポーネント１５は任意の順で組み合わされ得る。
【００１５】
波長フィルタは、電磁スペクトルの特定の範囲を遮断または通過させるように設計され得る。偏光子は、平行で細長いワイヤのアレイ、メタマテリアル偏光子、フィルム型偏光子、または、これらの組み合わせを含む任意の種類の偏光子であり得る。波長板は、例えば、直線偏光と円偏光との間で変換することなどによって、分極状態を変更できる。光学コンポーネント１５の各々の厚さＴｈ１５の例は、５０ｎｍ以上または３００ｎｍ以上、かつ、１μｍ以下、３μｍ以下、５００μｍ以下、または１ｍｍ以下を含む。
【００１６】
スタックＳは、放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、または電極を含まないものであり得る。そのような追加のデバイスが無いことに起因して、スタックの厚さＴｈＳは、比較的薄いことがあり得て、例えば、０．１ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以上、または０．４ｍｍ以上、かつ、０．８ｍｍ以下、１ｍｍ以下、２ｍｍ以下、３ｍｍ以下、５ｍｍ以下、または１０ｍｍ以下などである。厚さＴｈＳは、光学コンポーネント１５の近接する面に垂直に測定され得る。
【００１７】
反対に、スタックＳの外側面１４は、空気に曝され得る。図１および図３に示されるように、光学コンポーネント１５は、スタックＳの反対の外側面１４に配置され得る。図２および図４に示されるように、スタックは、例えば、基板または光学薄膜などの他の層を含み得る。これらの他の層は、スタックＳの反対の外側面における外側固体層２１、または、近接する光学コンポーネント１５の間の内側固体層２２であり得る。
【００１８】
外側固体層２１は比較的薄いことがあり得て、外側面１４の各々から光学コンポーネント１５の距離（すなわち、外側固体層２１の厚さＴｈ２１）は、小さいことがあり得る。内側固体層２２の厚さＴｈ２２は小さいことがあり得て、したがって、近接する光学コンポーネント１５の間の距離も小さいことがあり得る。これらの厚さＴｈ２１およびＴｈ２２は、例えば、０．１ｎｍ以上、１ｎｍ以上、または２０ｍｍ以上、かつ、１００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、１μｍ以下、または５μｍ以下であり得る。外側固体層２１および内側固体層２２を含めるかどうかの選択は、例えば、製造の容易性、材料費用、層の接着、光学デバイスの保護、および光学性能など、様々な要素に基づいて行われ得る。
【００１９】
図５から図１０に示されるように、光学デバイス５０、７０、９０および１００の光学コンポーネント１５は、別個のピクセルを含み得る。図には図示されていないが、光学コンポーネント１５の２つのうち１つ、３つのうち１つ、または、３つのうち２つは、別個のピクセルを含み得る。光学デバイス５０、７０、９０および１００は、光学デバイス１０、２０、３０または４０の特性を有し得るが、ピクセルの追加的な特徴も有する。
【００２０】
ピクセルは、画像の形成および分析に使用され得る。偏光子は、例えばワイヤ角度、ワイヤ材料、ワイヤ上のコーティング、ワイヤの層、ワイヤの断面形状、ワイヤ幅、ワイヤ高さ、または、それらの組み合わせなど、異なる分極のピクセルを含み得る。これらの分極の差異は、ＵＳ８，８７３，１４４に記載されている。波長フィルタは、別個のピクセルを含み得て、各ピクセルは、少なくとも１つの他のピクセルに対して、波長フィルタリング範囲において差異を有する。波長板は、別個のピクセルを含み得て、各ピクセルは、分極特性において差異を有する。各ピクセルは、光学コンポーネント１５における１以上、２以上、３以上、または４以上の他のピクセルに対して差異を有し得る。
【００２１】
図５および図６に示されるように、１つの光学コンポーネント１５のピクセルは、他の光学コンポーネント１５のピクセルより小さいことがあり得る。例えば、１つの光学コンポーネント１５におけるピクセルの表面積は、他の光学コンポーネント１５におけるピクセルの表面積の３０％以下、６０％以下、または９０％以下であり得る。光学コンポーネント１５（波長フィルタ、偏光子、または波長板）のいずれかは、より小さい、または、より大きいことがあり得る。これらの設計の間の選択は、製造費用、ならびに、必要な分極および波長フィルタリングの分解能に依存し得る。
【００２２】
図７および図８に示されるように、１つの光学コンポーネント１５のピクセルは、他の光学コンポーネント１５のピクセルより、一方向においてより小さいが、別の方向においてより大きいことがあり得る。図９に示すように、１つの光学コンポーネント１５のピクセルは、他の光学コンポーネント１５のピクセルの大きさに等しいことがあり得る。図には図示しないが、光学コンポーネント１５の３つのうち２つ、または、３つ全部のピクセルは、互いに対して、大きさが等しいことがあり得る。図１０に示すように、３つの光学コンポーネント１５の各々のピクセルは、互いに対して大きさが異なり得る。
【００２３】
上述のサブアセンブリ（すなわち光学コンポーネントのスタックＳ）は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネントおよび電極のような他のコンポーネントとは別個に製造され得る。その結果として、このサブアセンブリを比較的安価に、多様な構成で製造できる。まずサブアセンブリを製造した後に、他のコンポーネント（例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ、液晶層、電子コンポーネント、電極など）に取り付けて、完成したデバイス（例えば、光学ディスプレイ、放射検出、放射測定、イメージングなど）を形成することができる。
【００２４】
図１１および図１２に示されるように、光学アセンブリを作る方法は、波長フィルタ、偏光子、および波長板のうち２または３つのスタックＳを含む光学デバイスを作る段階と、次に、光学デバイスをコンポーネント１１２（放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、電極、またはそれらの組み合わせ）に取り付ける段階とを含み得る。光学デバイスをコンポーネント１１２に取り付けるために、接着（例えば、圧着、紫外線硬化、熱硬化、時間硬化）、または、ＵＳ６，２８４，０８５およびＵＳ６，５４８，１７６に記載されるようなオプティカルボンディングを含む多くの方法を使用できる。
【００２５】
光学デバイスは、本明細書に記載の実施形態の任意の組み合わせに従う特性を有し得る。スタックＳは、３つより多くの光学コンポーネント１５を含み得る、または、例えば、内側固体層２２、外側固体層２１、もしくはその両方など、追加の層を含み得る。
【００２６】
このように別個に製造してから、その後組み合わせることにより、最終的な光学アセンブリの多様性を非常に大きくすることが可能になる。放射検出デバイス、液晶、電子コンポーネント、電極などと後に合わされ得る光学デバイスの設計を変化させることは比較的容易であり得る。更なる利点は、これらのデバイスを別個に製造してから、その後組み合わせることによって、歩留まりを改善できるということである。
【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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【外国語明細書】
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