(57)【要約】デイスプレーモジュールはデイスプレーと、第１偏光子とそして第２偏光子とを有する。該偏光子は、該偏光子内又は該偏光子とデイスプレーの間に位置する光学的欠陥の可視性を除去するために該デイスプレーの画像面から或る距離に配置される。又該デイスプレーモジュールは該デイスプレーにより作られる画像を拡大するために少なくとも１つのレンズを含むことが出来る。又該デイスプレーモジュールは第１偏光子と第２偏光子とそして光源とを有するバックライトを含むことが出来る。
2005504327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デイスプレーシステムに於いて、
画像面を有するデイスプレーと、
該デイスプレーの該画像面上に焦点合わせし、被写界深度を有するレンズと、
該デイスプレーと該レンズの間に置かれる第１偏光子であり、該第１偏光子が該被写界深度の外にあるよう該デイスプレーから隔てられた該第１偏光子と、
該デイスプレーの該レンズより他の側に配置された第２偏光子とを具備することを特徴とする該デイスプレーシステム。
【請求項２】
該デイスプレーが１００ｍｍ2より小さいアクチブ面積を有し、少なくとも７０，０００画素の解像度を有するアクチブマトリックス液晶デイスプレーであることを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項３】
該デイスプレーが４５ｍｍ2より小さいアクチブ面積を有し、少なくとも３００，０００画素の解像度を有するアクチブマトリックス液晶デイスプレーであることを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項４】
更に該デイスプレーを照明する光源を具備することを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項５】
該光源が発光ダイオード（エルイーデー）であることを特徴とする請求項４のデイスプレーシステム。
【請求項６】
該光源が少なくとも３つの発光ダイオード（エルイーデーエス）、赤色のエルイーデー、青色のエルイーデー及び緑色のエルイーデー、を有することを特徴とする請求項４のデイスプレーシステム。
【請求項７】
該第１偏光子が該画像面から少なくとも１．０ｍｍ隔てられていることを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項８】
該第１偏光子が該画像面から１．２ｍｍから１８ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項９】
更に該デイスプレーを照明するための光源を具備しており、該第２偏光子が該デイスプレーと該光源の間に隔てられていて、該画像面から１．０ｍｍから３．２ｍｍの間にあることを特徴とする請求項８のデイスプレーシステム。
【請求項１０】
更にハウジングを具備しており、該デイスプレーが該ハウジング内に設置されることを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項１１】
該ハウジングが第１ハウジング要素及び第２ハウジング要素と、該第１ハウジング要素内に保持された該第１偏光子とそして該第２ハウジング要素内に保持された該第２偏光子とを備えることを特徴とする請求項１０のデイスプレーシステム。
【請求項１２】
該第１ハウジング要素内に設置された該第１偏光子と該デイスプレーの該第１面との間の該第１距離が約０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１１のデイスプレーシステム。
【請求項１３】
更にバックライトを具備することを特徴とする請求項１のデイスプレーシステム。
【請求項１４】
該バックライトが少なくとも１つの発光ダイオード（エルイーデー）、第１デイフューザーそして第２デイフューザーを備えることを特徴とする請求項１３のデイスプレーシステム。
【請求項１５】
更に、３．６ｍｍから４．０ｍｍの間の、該光源と該第２デイフューザーの間の第１距離を具備することを特徴とする請求項１４のデイスプレーシステム。
【請求項１６】
該光源と該第２デイフューザーの間の該第１距離が約３．８ｍｍであることを特徴とする請求項１５のデイスプレーシステム。
【請求項１７】
更に、２．１ｍｍから２．５ｍｍの間の、該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間の第２距離を具備することを特徴とする請求項１５のデイスプレーシステム。
【請求項１８】
該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間の該第２距離が約２．３ｍｍであることを特徴とする請求項１７のデイスプレーシステム。
【請求項１９】
デイスプレーシステムに於いて、
画像面を有するデイスプレーと、
該デイスプレーを照明するための光源と、
第１偏光子であるが、該第１偏光子の欠陥が視認可能でないように、焦点深度より大きな距離で該画像面から隔てられた該第１偏光子と、
該デイスプレーのレンズより他の側に配置された第２偏光子とを具備することを特徴とする該デイスプレー。
【請求項２０】
該第１偏光子の欠陥が１５マイクロメートルより小さい寸法を有することを特徴とする請求項１９のデイスプレーシステム。
【請求項２１】
該第２偏光子が、第２偏光子の欠陥が視認可能でないように焦点深度より大きい距離で該画像面から隔てられていることを特徴とする請求項１９のデイスプレーシステム。
【請求項２２】
該第１及び第２偏光子の欠陥が１５マイクロメートルより小さい寸法を有することを特徴とする請求項２１のデイスプレーシステム。
【請求項２３】
該第１偏光子及び第２偏光子が各々、該画像面から少なくとも１．２ｍｍだけ隔てられていることを特徴とする請求項２１のデイスプレーシステム。
【請求項２４】
デイスプレーモジュールに於いて、該デイスプレーモジュールは
１００ｍｍ2より小さいアクチブ面積及び少なくとも７０，０００画素と、そして第１面及び第２面とを有する液晶のデイスプレーを備えるマイクロデイスプレーと、
該デイスプレーの該第１面から第１距離に配置された第１偏光子とを具備しており、該第１距離は第１偏光子の欠陥の可視性を除去しており、そして該デイスプレーモジュールは又、
該デイスプレーの該第２面上に配置された第２偏光子を具備することを特徴とする該デイスプレーモジュール。
【請求項２５】
該第１距離が０．５ｍｍから１７ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項２６】
該第１偏光子の欠陥が該第１偏光子内に位置することを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項２７】
該第１偏光子の欠陥が１５マイクロメートルより小さい寸法を有することを特徴とする請求項２６のデイスプレーモジュール。
【請求項２８】
該第１偏光子の欠陥が該第１偏光子と該第１面の間に位置することを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項２９】
該第１偏光子の欠陥が２０マイクロメートルより小さい寸法を有することを特徴とする請求項２８のデイスプレーモジュール。
【請求項３０】
更にハウジングを具備しており、該デイスプレーが該ハウジング内に設置されることを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項３１】
該ハウジングが第１ハウジング要素と第２ハウジング要素とを備えており、該第１偏光子が該第１ハウジング要素内に保持されておりそして該デイスプレーが該第２ハウジング要素内に保持されていることを特徴とする請求項３０のデイスプレーモジュール。
【請求項３２】
該第１ハウジング要素内に設置された該第１偏光子と該デイスプレーの該第１面の間の該第１距離が約０．８ｍｍであることを特徴とする請求項３１のデイスプレーモジュール。
【請求項３３】
更に少なくとも１つのレンズを具備することを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項３４】
該第１偏光子が該デイスプレーと該少なくとも１つのレンズの間に配置されることを特徴とする請求項３３のデイスプレーモジュール。
【請求項３５】
該デイスプレーがマイクロデイスプレーを有することを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項３６】
更にバックライトを具備することを特徴とする請求項２４のデイスプレーモジュール。
【請求項３７】
該バックライトが光源、第１デイフューザーそして第２デイフューザーを備えることを特徴とする請求項３６のデイスプレーモジュール。
【請求項３８】
更に該光源と該第２デイフューザーの間に第１距離を具備することを特徴とする請求項３７のデイスプレーモジュール。
【請求項３９】
該光源と該第２デイフューザーの間の該第１距離が約３．８ｍｍであることを特徴とする請求項３８のデイスプレーモジュール。
【請求項４０】
更に該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間に第２距離を具備することを特徴とする請求項３７のデイスプレーモジュール。
【請求項４１】
該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間の該第２距離が約２．３ｍｍであることを特徴とする請求項４０のデイスプレーモジュール。
【請求項４２】
デイスプレーシステムに於いて、該デイスプレーシステムは、
複数の画素電極と、反対電極と、そして間に置かれ、画像面を規定する液晶材料の層とを有するアクチブマトリックス液晶デイスプレーを具備しており、
該デイスプレーは該画素電極と、該液晶材料とそして該反対電極とを囲む１対のガラスプレートを備えており、該デイスプレーシステムは又、
該デイスプレーの該画像面上に焦点合わせしそして被写界深度を有するレンズと、
第１偏光子であるが、該偏光子が該被写界深度の外にあるように該第１ガラスプレートと該画像面との両者から隔てられた該第１偏光子と、
少なくとも該画像面から隔てられた第２偏光子とを具備することを特徴とするデイスプレーシステム。
【請求項４３】
該第１偏光子が該第１ガラスプレートから０．５ｍｍから１７ｍｍの範囲内に隔てられていることを特徴とする請求項４２のデイスプレーシステム。
【請求項４４】
該第２偏光子が該第２ガラスプレート及び該画像面の両者から隔てられておりそして該第２ガラスプレートから０．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲内に隔てられていることを特徴とする請求項４３のデイスプレーシステム。
【請求項４５】
該第１偏光子は１５マイクロメートルより小さい寸法を有する欠陥を備えておりそして該偏光子は、該欠陥が人の目に視認出来ないように、この様な距離だけ該画像面から隔てられていることを特徴とする請求項４２のデイスプレーシステム。
【請求項４６】
該第２偏光子は１５マイクロメートルより小さい寸法を有する欠陥を備えておりそして該偏光子は、該欠陥が人の目に視認出来ないように、この様な距離だけ該画像面から隔てられていることを特徴とする請求項４５のデイスプレーシステム。
【請求項４７】
更にハウジングを具備しており該デイスプレーが該ハウジング内に設置されることを特徴とする請求項４２のデイスプレーシステム。
【請求項４８】
該ハウジングが第１ハウジング要素と第２ハウジング要素とを備えており、該第１偏光子が該第１ハウジング要素内に保持されておりそして該第２偏光子が該第２ハウジング要素内に保持されていることを特徴とする請求項４７のデイスプレーシステム。
【請求項４９】
該第１ハウジング要素内に設置された該第１偏光子と該デイスプレーの該第１面の間の該第１距離が約０．８ｍｍであることを特徴とする請求項４８のデイスプレーシステム。
【請求項５０】
更にバックライトを具備することを特徴とする請求項４２のデイスプレーシステム。
【請求項５１】
該バックライトが光源、第１デイフューザーそして第２デイフューザーを備えることを特徴とする請求項５０のデイスプレーシステム。
【請求項５２】
更に該光源と該第２デイフューザーの間に第１距離を具備することを特徴とする請求項５１のデイスプレーシステム。
【請求項５３】
該光源と該第２デイフューザーの間の該第１距離が約３．８ｍｍであることを特徴とする請求項５２のデイスプレーシステム。
【請求項５４】
更に該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間に第２距離を具備することを特徴とする請求項５１のデイスプレーシステム。
【請求項５５】
該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間の該第２距離が約２．３ｍｍであることを特徴とする請求項５４のデイスプレーシステム。
【請求項５６】
デイスプレー用バックライトに於いて、
光源と、
第１デイフューザーと、そして
該光源から第１距離に配置され、該第１デイフューザーから第２距離に配置された第２デイフューザーとを具備することを特徴とする該デイスプレー用バックライト。
【請求項５７】
該第２デイフューザーと該光源の間の該第１距離が約３．８ｍｍであることを特徴とする請求項５６のバックライト。
【請求項５８】
該第２デイフューザーと該第１デイフューザーの間の該第２距離が約２．３ｍｍであることを特徴とする請求項５６のバックライト。
【請求項５９】
更にハウジングを具備しており、該ハウジングが該第２デイフューザーを該光源から第１距離に位置付けそして該第２デイフューザーを該第１デイフューザーから第２距離に位置付けることを特徴とする請求項５６のバックライト。
【請求項６０】
デイスプレーモジュールを組み立てる方法に於いて、
第１偏光子と、第２偏光子とそしてデイスプレーとを提供する過程と、
該第１偏光子を該デイスプレーの第１面から第１距離に配置する過程と、そして
該第２偏光子を該デイスプレーの第２面から第２距離に配置する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項６１】
更に、
少なくとも１つのレンズを提供する過程と、そして
該レンズを該第１偏光子に対し、該第１偏光子が該レンズと該デイスプレーの間に配置されるよう位置付ける過程とを具備することを特徴とする請求項６０の該方法。
【請求項６２】
更に、
光源と、第１デイフューザーとそして第２デイフューザーとを有するバックライトを提供する過程と、
該バックライトが該デイスプレーに光を提供するよう該バックライトを該デイスプレーに隣接して位置付ける過程とを具備することを特徴とする請求項６０の該方法。
【請求項６３】
デイスプレーモジュールを組み立てる方法に於いて、
第１偏光子と、第２偏光子とそしてデイスプレーとを提供する過程と、
該第１偏光子を該デイスプレーの画像面から第１距離に配置する過程と、そして
該第２偏光子を該デイスプレーの画像面から第２距離に配置する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項６４】
更に、
少なくとも１つのレンズを提供する過程と、そして
該レンズを該第１偏光子に対して該第１偏光子が該レンズと該デイスプレーの間に配置されるように位置付ける過程とを具備することを特徴とする請求項６３の該方法。
【請求項６５】
更に、
光源と、第１デイフューザーとそして第２デイフューザーとを有するバックライトを提供する過程と、
該バックライトが該デイスプレーに光を提供するよう該バックライトを該デイスプレーに隣接して位置付ける過程とを具備することを特徴とする請求項６３の該方法。
【請求項６６】
デイスプレーモジュール用バックライトを組み立てる方法に於いて、
光源と、第１デイフューザーとそして第２デイフューザーとを提供する過程と、
該第２デイフューザーを該光源から第１距離に位置付ける過程と、そして
該第１デイフューザーを該第２デイフューザーから第２距離に位置付ける過程とを具備することを特徴とする該方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に液晶デイスプレーシステムに関し、特に液晶デイスプレーを用いたマイクロデイスプレーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質画像を作るために液晶（liquid crystals）又はエレクトロルミネッセンス材料（electroluminescent materials）を用いたフラットパネルデイスプレー（Flat-panel displays）が開発されつつある。これらのデイスプレーは陰極線管｛シーアールテー（CRT）｝技術にとって代わりそしてより高精細なテレビジョン映像（more highly defined television picture）又はコンピュータモニター画像を提供すると期待される。大型高品質液晶デイスプレー｛エルシーデー（LCD）｝への最も期待されるルートは、例えば、アクチブマトリックスの方策（active-matrix approach）であり、そこでは薄膜トランジスター（thin-film transistor）｛テーエフテー（TFT）｝がエルシーデー画素と共存する。テーエフテーを使うアクチブマトリックスの方策の主要な利点は画素間のクロストーク（cross-talk）の除去、そしてテーエフテーと両立するエルシーデーを用いて得られる優れたグレイスケール（excellent grey scale）である。
【０００３】
エルシーデーを使うフラットパネルデイスプレーは一般に少なくとも５つの異なる層：光源、画素を形成するため上にテーエフテーが配列される回路パネルの１つの側上に設置される第１偏光フイルター（first polarizing filter）、反対電極（counterelectrode）、そして最後に第２偏光フイルター、を有する。該回路パネルと該フイルタープレートとの間の容積は液晶材料で充たされる。この材料は、該回路パネルと、該フイルタープレートに付接したアースと、の間の材料を横切って電界が印加された時、該材料内の光の透過（transmission of light）を可能にする。かくして、該デイスプレーの特定画素が該テーエフテーによりオンに切り替わると、該液晶材料は該材料を通して透過された偏光（polarized light）を回転させるので該光は該第２偏光フイルターを通過する。
【特許文献１】
米国特許出願公開第０９／６４３、６５５号明細書
【特許文献２】
米国特許出願公開第０９／３０９、１５５号明細書
【特許文献３】
米国特許出願公開第０８／９６６、９８５号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
デイスプレーモジュール（display module）は、第１面（first surface）と第２面（second surface）を有するデイスプレーと、該デイスプレーの該第１面から第１距離（first distance）に配置された第１偏光子とそして該デイスプレーの該第２面から第２距離に配置された第２偏光子とを有する。該第１距離は該第１偏光子欠陥（first polarizer defects）の可視性（visibility）を減じる（reduces）か除去する（removes）一方該第２距離は該第２偏光子欠陥の可視性を除去するか減じる。
【０００５】
どちらかの偏光子内に位置する様な、１５マイクロメートルより小さい寸法の欠陥はレンズによる画像濾過後、視認者により見られた時表示画像内に可視的変化を生じ得る。該偏光子と該デイスプレーの表面との間に位置する様な、２０マイクロメートルより小さい寸法の欠陥も又表示画像内に可視的変化を引き起こし得る。
【０００６】
又デイスプレーモジュールはハウジングを有し、そこでは該デイスプレーは該ハウジング内に設置される。該ハウジングは第１ハウジング要素（first housing element）と第２ハウジング要素（second housing element）とを有し、そこでは該第１偏光子は該第１ハウジング要素内に保持され、該第２偏光子は該第２ハウジング要素内に保持される。該第１ハウジング要素内に設置された第１偏光子と該デイスプレーの第１面の間の第１距離は約０．８ｍｍである。しかしながら、該第１距離は０．５ｍｍから１７ｍｍの範囲内にすることが出来る。該第２偏光子と該デイスプレーの間の距離は２．５ｃｍより短く出来る。代わりに、第２偏光子は該デイスプレーの第２面上に配置されることが出来る。
【０００７】
該デイスプレーモジュールは少なくとも１つのレンズを有し得て、そこでは該第１偏光子は該デイスプレーと該少なくとも１つのレンズの間に配置される。該デイスプレーモジュールの該デイスプレーはマイクロデイスプレー（microdisplay）を含むことが出来る。
【０００８】
又該デイスプレーはバックライト（backlight）を備えことが出来る。該バックライトは光源、第１デイフューザー（first diffuser）そして第２デイフューザー（second diffuser）を有する。１実施例では、該光源と該第２デイフューザーの間の距離は約３．８ｍｍである。該第１デイフューザーと該第２デイフューザーの間の第２距離は約２．３ｍｍである。
【０００９】
又該デイスプレーモジュールは画像面を有するデイスプレー、該画像面から第１距離に配置された第１偏光子そして該画像面から第２距離に配置された第２偏光子を備えることが出来る。該第１距離と該第２距離は該第１偏光子と該第２偏光子内に位置する欠陥の可視性を最小化する。代わりに、該第２偏光子は該デイスプレーの表面上に配置されることも可能である。
【００１０】
本発明の前記及び他の目的、特徴そして利点は、付属する図面で図解される本発明の好ましい実施例の下記の特定の説明から明らかであるが、該図面では種々の図面を通して同じ部品は同様な参照文字で参照されている。該図面は必ずしも尺度合わせされてなく、代わりに本発明の原理を図解することに力点が置かれている。
【実施例１】
【００１１】
図１を参照すると、デイスプレー１１０の断面図が示されている。明瞭にするために、該デイスプレーの要素は尺度合わせされないで示されており、唯１つの画素要素（pixel element）が示され、或る要素は示されてない。該デイスプレー１１０は、間にある液晶材料層１４６により該反対電極１４４から隔てられた画素要素１３８を有するアクチブマトリックス部分（active matrix portion）２２０を備える。各画素要素１３８はトランジスター１４０と画素電極（pixel electrode）１４２を有する。該アクチブマトリックス部分２２０は、もし該アクチブマトリックスが高輝度光（high luminance light）を要する投射用に使用されるならば該トランジスター（テーエフテー）１４０を保護するためにアルミニウム光遮蔽（aluminium light shields）２２４を有し得る。該反対電極１４４は半田バンプ（solder bumps）２２６により回路のリセット（reset）に接続される。該マトリックス２２０は１対のガラス基盤１９８及び２０４により境とされる（bounded）。第１偏光子２１４は該第１ガラス基盤２０４に取り付けられ、第２偏光子２１６は第２ガラス基盤１９８に取り付けられる。該ガラス基盤の各々１９８及び２０４は液晶１４６の層に相対する側上にそれぞれの偏光子２１６及び２１４を有する。この実施例では、該ガラス２０４及び１９８から該偏光子２１４及び２１６を分離するギャップ又は距離は実効的には存在しない。追加的な対のガラスプレート２２８が該アクチブマトリックス部分２２０の外に配置される。該ガラスプレート２２８は絶縁層２３０を規定するために該偏光子２１４及び２１６から隔てられている。該デイスプレー１１０のモジュール２１８は２ピースの場合であり、それはアクチブマトリックス部分２２０、該ガラスプレート２２８そして該偏光子２１４及び２１６を含む。室温硬化｛アールテーブイ（RTV）｝ゴム２３２は該モジュール２１８内の適当な位置に該要素を保持するのを助ける。
【００１２】
デイスプレーの製造及び組立の説明は２０００年７月２８日出願の特許文献１，１９９９年５月１０日出願の特許文献２及び１９９８年１０月８日出願の特許文献３に説明されているが、上記文献の全内容は引用により組み入れられる。
【００１３】
ユーザーの眼がデイスプレー１１０を見る時、該眼は該液晶１４６のツイスト作用（twisting）により創られた画像上に焦点合わせする。該デイスプレー１１０が、図７に関連して下記で説明される様な、レンズを通して見られる時、該液晶１４６はその焦点面（focal plane）に配置される。画像面（image plane）は該液晶１４６上で該眼が焦点合わせする面として規定され、レンズ３１６を有するシステムの焦点面である。
【００１４】
デイスプレー１１０を見る該眼は被写界深度（depth of field）又は焦点深度（depth of focus）を有しそれは該眼に対し焦点が合っている深さであり（a depth that is in focus to the eye）、そして該画像面を含む。
【００１５】
該デイスプレーにより作られる画像上の偏光子欠陥の影響を最小化又は除去するために、該偏光子は該デイスプレーの画像面から或る距離まで動かされる。該偏光子欠陥は該偏光子内に位置するか又は該偏光子とガラス基盤の間に位置する。例えば、該偏光子内に位置する欠陥の寸法（size）が寸法で約１５マイクロメートルより小さくなし得て、寸法で概略１０マイクロメートルより小さい。ダスト粒子の様な、該偏光子とガラス基盤の間に形成される欠陥は、例えば、寸法で約２０マイクロメートルである。該偏光子が該基盤と直接接触しないように該第１及び第２偏光子は該マイクロデイスプレーのガラス基盤から或る距離離れて置かれる。該基盤から離れた該偏光子の配置は該デイスプレーの画像面から該偏光子を取り除く。この様な位置付けは該デイスプレーにより作られる画像への欠陥の寄与を減じるか除去する。
【００１６】
デイスプレー１１０は該デイスプレー１１０の中心で、該液晶内に配置された画像面を有する。該デイスプレーの比較的小さな寸法のために、該デイスプレー１１０のガラス基盤２０４及び１９８上の偏光子２１４及び２１６の配置は、本質的に該偏光子２１４及び２１６を該デイスプレー１１０の画像面にそしてユーザーの焦点深度内に配置する。操作中、ユーザーは画像データを受信するために該デイスプレー１１０の画像面を見る。ユーザーがデイスプレー１１０の画像面でそして彼の焦点深度内で偏光子２１４を通してデイスプレー１１０を見る時、該ユーザーは寸法で１５マイクロメートルより小さい該偏光子２１４内の欠陥を観察出来る。該デイスプレー１１０の該画像面から離れるようそして該デイスプレー１１０の焦点深度外へ該偏光子２１４及び２１６を動かすことは欠陥の可視性を除去する。これらの欠陥は該偏光子２１４及び２１６内に位置し得るか又は該偏光子２１４及び２１６とガラス基盤２０４及び１９８との間に位置し得る。例えば、該第１偏光子２１４がデイスプレー１１０の画像面から除去されると、ユーザーは偏光子２１４上に焦点合わせすることなく該デイスプレー１１０の画像面上に焦点合わせ出来る。従って、この様な位置付けを用いると、偏光子２１４はユーザーの焦点面になく、ユーザーは該偏光子内の該欠陥を見ない。
【００１７】
図２はデイスプレーモジュール３００の実施例を図解する。該デイスプレーモジュール３００は第１偏光子又は出力（すなわち画像透過）偏光子３０２、第１ハウジング要素３０４と第２ハウジング要素３０８とを有するハウジング、デイスプレー３０６、そして第２偏光子又は入力偏光子３１０を備える。好ましくは、該偏光子３０２及び３１０は光源からの反射を最小化するために非反射コーテイング（anti-reflective coating）でコートされるのがよい。
【００１８】
該出力偏光子３０２は第１ハウジング要素３０４内に設置されるが、該ハウジング要素は、図３及び４に図解され、該ハウジング要素３０４内に該第１偏光子３０２を保持するため使われるレセプタクル（receptacle）３１２を有する。好ましくは、該第１偏光子３０２上には接着材を要しないように、該レセプタクル３１２は該ハウジング３０４に該第１偏光子３０２を機械的に取り付けるのがよい。該レセプタクル３１２は、該第１偏光子３０２と該デイスプレー３０６の第１面との間に距離３１８が形成されるように、該第１ハウジング要素３０４内に位置付けられる。この距離３１８は該偏光子３０２を該デイスプレー３０６の第１面又はガラス基盤から分離し、該第１偏光子３０２を該デイスプレー３０６の画像面から離れるよう移動させ、それにより該第１偏光子３０２内の欠陥の可視性を減じる。
【００１９】
該デイスプレー３０６は、該第１ハウジング要素３０４の該第２ハウジング要素３０８への取り付けが該デイスプレー３０６を囲むように、該第２ハウジング要素３０８内に取り付けられる。又該第２ハウジング要素３０８は、図５及び６に示され、ハウジング３０８内に該第２偏光子３１０を保持するため使われる、レセプタクル３１４を有する。該レセプタクル３１４は該デイスプレー３０６から離れた距離３２０に第２偏光子３１０を位置付けることが出来る。該レセプタクル３１４は、第２偏光子３１０上に接着材は要しないように、該ハウジング要素３０８内に第２偏光子３１０を機械的に取り付ける。この距離３２０が、該デイスプレー３０６の面又はガラス基盤から第２偏光子３１０を分離し、該第２偏光子３０２をデイスプレー３０６の焦点面から離れるよう移動させ、それにより第２偏光子３１０内の欠陥の可視性を減じる。
【００２０】
１実施例では、該偏光子３０２及び３１０が該レセプタクル３１２及び３１４により受けられる時、該偏光子３０２及び３１０と該画像面の間の距離は該画像面から約１．５ｍｍである。該１．５ｍｍは、該デイスプレー１１０の該デイスプレー１１０の中央、すなわち該画像面までの厚さ０．７ｍｍ、そして０．８ｍｍのギャップを含む。
【実施例２】
【００２１】
総合して３２２として与えられる、デイスプレーモジュールの代わりの実施例が図７で図解される。この実施例では、デイスプレー３０６，第１偏光子３０２そして第２偏光子３０４が提供される。ユーザーは第１偏光子３０２とデイスプレー３０６の間の距離３１８を調整又は設定出来、そして第２偏光子３１０とデイスプレー３０６の間の距離３２０を設定出来る。該第１偏光子３０２を焦点面又は画像面の焦点の被写界の外へ（out of the field of focus of the focal plane or image plane）動かすことが望ましい。１実施例では、第１偏光子３０２は、デイスプレー３０６の画像面から、１．１ｍｍから１７．７ｍｍの範囲内で、離れた距離３１８に設定され得る。１実施例では、好ましい距離３１８は１６．７ｍｍである。第２偏光子３０４はデイスプレー３０６の画像面から２．５ｃｍより短く離れた距離３２０に設定されるのが好ましい。しかしながら、２．５ｍｍより大きい距離は使用出来る。
【００２２】
第２偏光子３１０はデイスプレー３０６を通して光を透過させるために使用されるバックライト（backlight）に隣接して設置される。第２偏光子３１０をデイスプレー３０６の画像面から離れるよう動かすことは第２偏光子３１０内の欠陥か、又は第２偏光子３１２とデイスプレー３０６の間の欠陥か何れかの可視性を最小化出来る。しかしながら、該デイスプレー３０６の画像面と該バックライトの間の距離３２０が増加すると、この増加した距離を進み、デイスプレー３０６用に適当な照明を提供するようより多量の光を作るためにバックライトの出力の増加が必要である。従って、第２偏光子３１０がデイスプレー３０６の画像面から離れるよう動かされる一方、第２偏光子は焦点の被写界の外にあるが、該バックライトの追加的光出力を要しないよう該デイスプレーとバックライト３１０の間の距離の増加を要する程は離れないことが好ましい。
【００２３】
ユーザーが第１偏光子３０２を通してその中で画像面を見る、画像面（焦点面）の被写界深度又は焦点深度の外に偏光子３０２と３１０の両者を持つことは望ましいが、第１偏光子３０２が該焦点深度の外にあることが更に重要である。
【００２４】
又デイスプレーモジュール３２２はデイスプレー３０６により作られる画像を拡大するため使われる少なくとも１つのレンズ３１６を有することが出来る。該少なくとも１つのレンズ３１６は例えば第１レンズ要素か又は複数のレンズ要素か何れかを有してもよい。該レンズ３１６の焦点はデイスプレー３０６の画像面に配置される。
【００２５】
１実施例では、レンズ３１６とデイスプレー３０６の間の距離は一定で、好ましくは１７ｍｍであるのがよい。該レンズ３１６は、該第１偏光子３０２がレンズ３１６とデイスプレー３０６の間に配置されるように、デイスプレー３０６に対し設置される。この順序でのレンズ３１６，第１偏光子３０２そしてデイスプレー３０６の配置はレンズ３１６がデイスプレー３０６からの光を偏光させることに影響することを防止する。例えば、第１偏光子３０２とデイスプレー３０６の間にレンズ３１６を置くことはレンズ３１６内に反射を創り、それは次いで偏光子３０２へ透過される。一般にこの様な反射は望ましくない。
【００２６】
デイスプレー３０６からの、第１偏光子３０２が設置される距離３１８は好ましくは０．５ｍｍと１７ｍｍの間の範囲内にあるのがよい。この範囲内のデイスプレー３０６からの距離３１８に第１偏光子３０２を位置付けることはデイスプレーモジュール３２２の使用中何等光学的欠陥を創らない。
【００２７】
デイスプレー３０６のエッジ（edge）から１６ｍｍと０．８ｍｍの間の距離３１８に第１偏光子３０２を位置付けると、デイスプレー３０６のコントラスト比（contrast ratio）は、該デイスプレーに接触するそしてデイスプレー３０６の画像面から０．７ｍｍより短く位置付けられた偏光子に比較して、図８に示す様に、１４％から２３％の範囲内で減少する。（１実施例ではデイスプレー３０６は１．４ｍｍの厚さを有するので、デイスプレー３０６のエッジから焦点面又は画像面までは約０．７ｍｍである。）コントラスト比はデイスプレー３０６の全て白の出力（all white output）とデイスプレー３０６の全て黒の出力（all black output）との比の間での明るさの差として規定される。１４％と２３％の間によるコントラスト比の減少は第１偏光子３０２とデイスプレー３０６の画像面との間の距離３１８に関係している。しかしながら、この範囲での減少はデイスプレー３０６の特性には顕著には影響せず、ユーザーよって視認的に感知されることはない。示されているように、該偏光子とデイスプレー３０６の間の１６ｍｍの距離３１８は１６ｍｍより短い距離に比較してコントラスト比のより少しの減少しかもたらさない。好ましくは、第１偏光子３０２とデイスプレーの間の距離３１８は、コントラスト比での最小変化をもたらすよう１６ｍｍとするのがよい。
【００２８】
２３％のコントラスト比の減少は該デイスプレー３０６の特性に影響せず、更に進んだ減少も可能である。例えば、６０：１のコントラスト比を作るために４０％のコントラスト比の減少もデイスプレー３０６の特性に顕著には影響しない。
【００２９】
該デイスプレー３０６から０．８ｍｍの距離に第１偏光子３０２を位置付けると、デイスプレー３０６のフリッカー又はリフレッシュレート（the flicker or the refresh rate）と該デイスプレー３０６のカラー利得（color gain）も不変に留められる。カラー利得は、該バックライトにより透過されるカラーと比較したデイスプレーにより作られるカラーの差として規定される。
【００３０】
該デイスプレー３０６から０．８ｍｍの距離に第１偏光子３０２を位置付けることは該デイスプレー３０６用のガンマ値（gamma value）又は明るさにも影響しない。図９は、明るさ（brightness）又は輝度（luminosity）とデイスプレーモジュール用電圧の間の関係を示すグラフ線図を図解するが、そこでは該偏光子３０２はデイスプレー３０６の画像面内にありそして偏光子３０２は０．８ｍｍの距離だけデイスプレー３０６から離れて配置されている。第１曲線３２８はデイスプレーの画像面内にある偏光子について明るさと電圧の間の関係を図解している。第２曲線３３０は該デイスプレーから離れた距離に設置された偏光子について該関係を図解している。示される様に、偏光子３０２がデイスプレー３０６の画像面内に設置されるか又はデイスプレー３０６から０．８ｍｍの距離３１８に設置されるか何れかの時の間で、電圧範囲に亘る該デイスプレーの明るさ又はガンマ値には少しの変動しかない。
【００３１】
又該偏光子３０２をデイスプレー３０６から０．８ｍｍの距離３１８に設置することはコントラスト比と該デイスプレー３０６の視認角度（viewing angle）の間の関係に影響しない。視認角度は、デイスプレー３０６がデイスプレー３０６の中心軸線に対し見られる角度に依り、デイスプレー３０６がユーザーに見える見え方として規定される。図１０はデイスプレー３０６の画像面内に設置された偏光子についてコントラスト比と視認角度の間の関係を図解する。図１１は０．８ｍｍの距離だけデイスプレー３０６から離れて設置された偏光子についてコントラスト比と視認角度の間の関係を図解する。図１０と図１１を比較すると、デイスプレー３０６についてのコントラスト比値（contrast ratio values）は偏光子３０２の位置付けに関係なく同様な視認角度については同様である。図１０と図１１の双方では、コントラスト比はユーザーがデイスプレー３０６の中心軸線から離れて画像を見る程、該コントラスト比は減少する。
【００３２】
好ましくは、第１偏光子３０２と第２偏光子３０２は、第１偏光子３０２の偏光作用部分（polarization portion）が第２偏光子３１０の偏光作用部分に対し９０°に設置されるように交差した偏光子（crossed polarizers）であるのがよい。しかしながら、偏光子３０２、３１０そしてデイスプレー３０６の間に回転変動（Rotational variation）が起こり得て、それはデイスプレー３０６のコントラスト比に影響し得る。
【００３３】
デイスプレー３０６のコントラスト比は第２偏光子３１０に対する第１偏光子３０２の回転により影響されない。表１は第１偏光子の回転又は角度オフセット（rotation or angular offset）とコントラスト比の間の関係を示す。
【００３４】
【表１】
2005504327.tif 000003
第２の交差した偏光子に対する第１偏光子の＋／−３°の回転オフセットはデイスプレー３０６のコントラスト比に不利には影響しない。表１に示される、コントラスト比の減少は、デイスプレー３０６の画像面から離れた距離３１８に第１偏光子３０２を位置付けることにより引き起こされるコントラスト比の何等かの変化に追加される。第１偏光子３０２が第２偏光子３１０に対し設置される時、第１偏光子３０２の回転精度は第２偏光子３１０に対し好ましくは＋／−３°内であるのがよい。
【００３５】
第１又は第２偏光子、３０２又は３１０に対するデイスプレー３０６の回転の整合（rotational alignment）はデイスプレー３０６のコントラスト比に不利には影響しない。液晶も又偏光作用を有し、従って偏光子角度の整合は研究事項（study）であった。例えば、表２はデイスプレー３０６の角度的オフセットとデイスプレー３０６のコントラスト比の間の関係を示す。
【００３６】
【表２】
2005504327.tif 000004
＋／−５°のオフセットはユーザーにより検出可能な量ではコントラスト比に影響しない。しかしながら、＋／−５°のこのオフセットはユーザーには目に見え得るものであり、好ましくは該オフセットは約＋／−２°より小さく設定されるのがよい。
【００３７】
上記説明のデイスプレーモジュールはバックライトを有することが出来る。図１２から１７は、総合して３４０として与えられる、バックライトの実施例を図解する。該バックライト３４０は、各々がハウジング３４４内に設置される、第１デイフューザー（first diffuser）３４２と第２デイフューザー（second diffuser）３４８を有する。該ハウジング３４４は第１ハウジング要素３４６と第２ハウジング要素３５０とを有し、そこでは該第１デイフューザー３４２は該第１ハウジング要素３４６に取り付けられる一方第２デイフューザー３４８は第２ハウジング要素３５０に取り付けられる。該第１ハウジング要素３４６は該第１ハウジング要素３４６を第２ハウジング部分３５０に結合する第１ハウジング取り付け機構（first housing attachment mechanism）３６２を有する。該取り付け機構３６２は該第１及び第２ハウジング部分３４６及び３５０の分離を防止するインターロック用デバイス（interlocking device）である。
【００３８】
又バックライト３４０は光源３５２を有する。好ましくは、該光源３５２は発光ダイオード｛エルイーデー（LED）｝であるのがよい。該光源３５２は回路基板の様なハウジング３５４に接続され得る。光源３５２は該光源３５２に電力を提供するコネクター３５６に接続される。第２ハウジング要素３５０は第２ハウジング取り付け機構３６４により該光源３５２のハウジング３５４に取り付けられる。例えば、該第２取り付け機構３６４はハウジング３５４内のアパーチャ３６６で設置され、フアスナーにより取り付けられる。
【００３９】
上記で論じた１実施例で、該デイスプレーは４．８ｍｍ×３．６ｍｍのアクチブ面積（active area）を有するアクチブマトリックス液晶デイスプレー（active matrix liquid crystal display）である。該デイスプレーは３２０×２４０画素の解像度（resolution）を有する。
【実施例３】
【００４０】
もう１つの実施例では、該デイスプレーは３つのレンズのシステムを使用する。最も近いレンズは該デイスプレーから６ｍｍにある。該デイスプレー、アクチブマトリックス液晶、は７．６８ｍｍ×５．６ｍｍのアクチブ面積を有する。該デイスプレーは６４０×４８０画素の解像度を有する。１実施例の偏光子はデイスプレーとレンズの間で該レンズにごく接近して置かれる。
【００４１】
図１７はバックライト３４０の断面図を図解し、該光源３５２、第１デイフューザー３４０そして第２デイフューザー３４８の間の間隔を示す。これらの間隔又は距離はバックライト３４０の特性に影響する。第１距離３６０は該光源３５２と第２デイフューザー３４８の間に位置する。
【００４２】
１実施例では、該第１距離３６０は約３．８１ｍｍ（約０．１５０インチ）に等しく、デイスプレー上に該バックライト３４０により作られる明るさの最適レベルの均一性（optimum level of uniformity of brightness）を提供する。例えば、この特定の実施例で、該光源３５２に対し３．８１ｍｍより短い距離３６０に該第２デイフューザー３４８を位置付けることは該バックライト３４０により提供される明るさの均一性を減じることが見出された。該第２デイフューザー３４８を該光源３５２により近づけるよう動かすことは該光の広がりを可成り狭い範囲とし、それは、今度は、明るいスポットを該第２デイフューザー３４８上に作り、そしてそれはデイスプレーへ転送されることになる。反対に、該光源３５２から３．８１ｍｍより遠い距離３６０に該第２デイフューザー３４８を位置付けることは該光源３５２により第２デイフューザーへ供給される光の強度（intensity of light）を減じる。
【００４３】
又該第２デイフューザー３４８と第１デイフューザー３４２の間に位置する第２距離３５８がある。この実施例では、この第２距離３５８は約２．２９ｍｍ（約０．０９０インチ）に等しい。この距離３５８は光源３５２から該デイスプレーへ明るさの均一性を提供するよう最適化される。第２デイフューザー３４８から２．２９ｍｍより短い距離３５８に第１デイフューザー３４２を位置付けることは光源３５２から該デイスプレーへ供給される明るさの均一性を減じる。該第２デイフューザー３４８から２．２９ｍｍより遠い距離に第１デイフューザー３４２を位置付けることは該デイスプレーに供給される光の強度を減じる。
【００４４】
バックライトでは典型的に明るさ向上フイルム（brightness enhancing film）｛ビーイーエフ（BEF）｝が使われる。上記説明の実施例では、該ビーイーエフは第２デイフューザー３４８と置き換えられる。図１８はビーイーエフを有するバックライトとデイフューザーを有するバックライトの間の比較を示す。グラフ線図３６８はデイスプレーの長さに亘るバックライトの明るさの均一性を図解する。該グラフ線図３６８は明るさを、該デイスプレー上の最も明るい点、典型的には該バックライトの中央、で測定されたピーク明るさのパーセンテージとして示す。グラフ線図３６８は、曲線３７０で図解される、ビーイーエフを使用してデイスプレーに亘って作られる明るさが、曲線３７２により図解される、第２デイフューザーにより該デイスプレーに亘って作られる明るさより顕著には異ならないことを示す。両曲線３７０，３７２は該デイスプレーの長さに亘り概略均一な明るさを示す。従って、第２デイフューザーはデイスプレーに亘る明るさの均一性への不利な影響無しにビーイーエフの代わりに使用され得る。
【００４５】
ビーイーエフの代わりの第２デイフューザーの使用は又該バックライトの最大出力にも影響しない。第２デイフューザーを使用することと比較した該ビーイーエフを使用する標準的バックライトの最大出力の比較では、第２デイフューザーの使用は約４．４％だけバックライトの最大出力を減じる。この減少は顕著ではなく、バックライトの特性に影響しない。
【００４６】
本発明がその好ましい実施例を参照して特定的に示され、説明されたが、形式及び詳細に於いて種々の変更が行われても、それらが付属する請求項により囲われた本発明の範囲を離れるものでないことは当業者の理解するところであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ハウジング内のマイクロデイスプレーの拡大断面図である。
【図２】デイスプレーモジュールの組立分解図を図解する。
【図３−４】第１ハウジング部分を示す。
【図５−６】第２ハウジング部分を図解する。
【図７】デイスプレーモジュールの代わりの実施例を図解する。
【図８】デイスプレーのコントラスト比と第１偏光子の位置との間の関係を図解する。
【図９】デイスプレーと明るさと電圧の間の関係を図解する。
【図１０−１１】種々の視認角度での該デイスプレーのコントラスト比を示す。
【図１２−１７】デイスプレー用バックライトの実施例を図解する。
【図１８】該デイスプレーに亘る明るさ均一性を示すグラフ線図を図解する。
【図１】
2005504327.tif 000005
【図２】
2005504327.tif 000006
【図３】
2005504327.tif 000007
【図４】
2005504327.tif 000008
【図５】
2005504327.tif 000009
【図６】
2005504327.tif 000010
【図７】
2005504327.tif 000011
【図８】
2005504327.tif 000012
【図９】
2005504327.tif 000013
【図１０】
2005504327.tif 000014
【図１１】
2005504327.tif 000015
【図１２】
2005504327.tif 000016
【図１３】
2005504327.tif 000017
【図１４】
2005504327.tif 000018
【図１５】
2005504327.tif 000019
【図１６】
2005504327.tif 000020
【図１７】
2005504327.tif 000021
【図１８】
2005504327.tif 000022
【国際公開パンフレット】
2005504327.tif 000023
2005504327.tif 000024
2005504327.tif 000025
2005504327.tif 000026
2005504327.tif 000027
2005504327.tif 000028
2005504327.tif 000029
2005504327.tif 000030
2005504327.tif 000031
2005504327.tif 000032
2005504327.tif 000033
2005504327.tif 000034
2005504327.tif 000035
2005504327.tif 000036
2005504327.tif 000037
2005504327.tif 000038
2005504327.tif 000039
2005504327.tif 000040
2005504327.tif 000041
2005504327.tif 000042
2005504327.tif 000043
2005504327.tif 000044
2005504327.tif 000045
2005504327.tif 000046
2005504327.tif 000047
2005504327.tif 000048
2005504327.tif 000049
2005504327.tif 000050
2005504327.tif 000051
2005504327.tif 000052
2005504327.tif 000053
2005504327.tif 000054
2005504327.tif 000055
2005504327.tif 000056
2005504327.tif 000057
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005504327.tif 000058
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005504327.tif 000059
2005504327.tif 000060
2005504327.tif 000061
2005504327.tif 000062
2005504327.tif 000063
2005504327.tif 000064
2005504327.tif 000065
2005504327.tif 000066
2005504327.tif 000067
2005504327.tif 000068
2005504327.tif 000069
2005504327.tif 000070
2005504327.tif 000071
2005504327.tif 000072
2005504327.tif 000073
2005504327.tif 000074
2005504327.tif 000075
2005504327.tif 000076
2005504327.tif 000077
2005504327.tif 000078
2005504327.tif 000079
2005504327.tif 000080
2005504327.tif 000081
2005504327.tif 000082
2005504327.tif 000083
2005504327.tif 000084
2005504327.tif 000085
2005504327.tif 000086
2005504327.tif 000087
2005504327.tif 000088
2005504327.tif 000089
2005504327.tif 000090
2005504327.tif 000091
2005504327.tif 000092
2005504327.tif 000093
【国際調査報告】
2005504327.tif 000094
2005504327.tif 000095
2005504327.tif 000096
2005504327.tif 000097
2005504327.tif 000098