(57)【要約】透明シート（１２）の内側に向いた面を実質的に覆い当該面から内側に突出する複数の略半球形高屈折率（η１）透明ヘミビーズ（１４）を有した反射型表示装置（１０）。外側画面（１７）を有する透明シートは屈折率（η２）を有し、この屈折率は小さくてもよい（すなわち、η１≒１．９２およびη２≒１．５９）。ヘミビーズの内側側における強いエバネセントは領域内に部材を選択的に移動させて、光線の実質的な全反射を選択的に減衰させる。部材は、低屈折率（η３≒１．２７）の電気泳動媒質（２０）中に懸濁した複数の光散乱粒子（２６）であってもよく、電気泳動的によって強いエバネセント波領域に進退移動される。
2005519329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型表示装置（１０）において、
（ａ）屈折率η１を有する複数の略半球形の透明ヘミビーズ（１４）であって、屈折率η２を有する透明シート（１２）の内側表面を実質的に覆うとともに該内側表面から内側に突出するヘミビーズ（１４）と、前記透明シート（１２）は外側画面（１７）を有することと、
（ｂ）前記ヘミビーズの内側において、強いエバネセント波領域内へ部材を選択的に移動させて、前記ビーズの前記内側において、光線の実質的な全反射を選択的に減衰させる手段（２０，４６，４８，５０）とを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
実質的に任意の選択された１つの前記ヘミビーズ（９８）上の実質的に任意の選択点（１０２）における第１の表面法線（１００）は、前記選択された１つの前記ヘミビーズに重ね合わされた理論上完璧な半球形（１０４）上の理論点（１０８）における第２の表面法線（１０６）から、角度εだけ方向が異なり、前記理論上完璧な半球形と、前記選択された１つの前記ヘミビーズは実質的に同一の大きさを有し、前記理論点は、前記理論上完璧な半球形上にある前記選択点に最も近い点であり、εは所定の値未満である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）内に部分的に埋め込まれた略球形部材の略半球形部分である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）内に部分的に埋め込まれた略球形部材の略半球形部分である請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）の内側表面に固着された略半球形部材である請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）の内側表面に固着された略半球形部材である請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
η１≒η２である請求項３に記載の表示装置。
【請求項８】
η１≒η２である請求項４に記載の表示装置。
【請求項９】
前記透明シート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子のナノ複合構造物を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記ヘミビーズの隣接するもの同士の最も外側の部分間の隙間（７８）を最小限にするような形状にされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
（ｉ）前記透明シート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子のナノ複合構造物を含むことをさらに特徴とし、
（ｉｉ）前記ヘミビーズ（１４）は、前記ヘミビーズの隣接するもの同士の最も外側の部分間の隙間（７８）を最小限にするような形状にされている請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
（ａ）前記ヘミビーズ（１４Ａ）の最も外側の領域は実質的に六角形であり、
（ｂ）前記ヘミビーズ（１４Ａ）の最も内側の領域は略球形であり、
（ｃ）前記最も外側の領域に近い前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第１の中間領域は、前記第１の中間領域よりも前記最も外側の領域から離れた前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第２の中間領域よりも、より略六角形に近く、
（ｄ）前記最も内側の領域に近い前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第３の中間領域は、前記第３の中間領域よりも前記最も内側の領域から離れた前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第４の中間領域よりも、より略球形に近い請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
（ａ）前記透明シート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子のナノ複合構造物を含むことをさらに特徴とし、
（ｂ）前記ヘミビーズ（１４Ａ）の最も外側の領域は実質的に六角形であり、
（ｃ）前記ヘミビーズ（１４Ａ）の最も内側の領域は略球形であり、
（ｄ）前記最も外側の領域に近い前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第１の中間領域は、前記第１の中間領域よりも前記最も外側の領域から離れた前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第２の中間領域よりも、より略六角形に近く、
（ｅ）前記最も内側の領域に近い前記ヘミビーズ（１４Ａ）の第３の中間領域は、前記第３の中間領域よりも前記最も内側の領域から離れた前記ヘミビーズの第４の中間領域よりも、より略球形に近いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
（ａ）前記透明シート（１２）の内側に離間されて設けられ、前記透明シート（１２）との間で貯蔵部（２２）を画成する第２のシート（２４）と、
（ｂ）前記貯蔵部内の、屈折率η３を有する電気泳動媒質（２０）と、
（ｃ）前記ヘミビーズ（１４）の前記内側の側面に設けられた第１の電極（４６）と、
（ｄ）前記第２のシート（２４）の外側の側面に設けられた第２の電極（４６）とを含むことをさらに特徴とし、
（ｉ）前記部材を選択的に移動させる前記手段は、前記電極（４６，４８）間に連結された電圧源（５０）を含むことをさらに特徴とし、該電圧源（５０）は前記媒質の前後に電圧を印加して選択的かつ電気泳動的に前記部材を前記強いエバネセント波領域に進退させ、
（ｉｉ）前記透明シート（１２）および前記ヘミビーズ（１４）を通過する光線の実質的な部分が、前記印加電圧がない状態で前記ヘミビーズの前記内側において全反射されるように、η３はη１およびη２よりも十分に小さい請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記部材は、前記媒質（２０）に懸濁された複数の光吸収性粒子（２６）をさらに特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記媒質（２０）は過フッ素化炭化水素液である請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
実質的に任意の選択された１つの前記ヘミビーズ（９８）上の実質的に任意の選択点（１０２）における第１の表面法線（１００）は、前記選択された１つの前記ヘミビーズに重ね合わされた理論上完璧な半球形（１０４）上の理論点（１０８）における第２の表面法線（１０６）から、角度εだけ方向が異なり、前記理論上完璧な半球形と、前記選択された１つの前記ヘミビーズは実質的に同一の大きさを有し、前記理論点は、前記理論上完璧な半球形上にある前記選択点に最も近い点であり、εは所定の値未満である請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）内に部分的に埋め込まれた略球形部材の略半球形部分である請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記透明シート（１２）の内側表面に固着された略半球形
部材である請求項１４に記載の表示装置。
【請求項２０】
η１≒η２である請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
η１≒η２≒１．９２であり、かつη３≒１．２７である請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記透明シート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子のナノ複合構造物をさらに特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記ヘミビーズ（１４）は、前記ヘミビーズの隣接するもの同士の最も外側の部分間の隙間（７８）を最小限にするような形状にされていることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２４】
（ｉ）前記透明シート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子のナノ複合構造物を含むことをさらに特徴とし、
（ｉｉ）前記ヘミビーズ（１４）は、前記ヘミビーズの隣接するもの同士の最も外側の部分間の隙間（７８）を最小限にするような形状にされている請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記部材はエラストマーを含むことをさらに特徴とし、該エラストマーは、前記エラストマーが前記強いエバネセント波領域にある第１の位置と、前記エラストマーが前記強いエバネセント波領域内にない第２の位置との間で制御可能に配置可能である請求項１に記載の表示装置。
【請求項２６】
前記部材はエラストマーを含むことをさらに特徴とし、前記エラストマーは、前記エラストマーが前記強いエバネセント波領域にある第１の位置と、前記エラストマーが前記強いエバネセント波領域内にない第２の位置との間で制御可能に変形可能である請求項１に記載の表示装置。
【請求項２７】
反射型表示装置（１０）において、
（ａ）第１の透明シート（１２）であって、
（ｉ）前記第１のシートの内側に設けられ、約１．７５を超える屈折率を有する内側に突出した構造物（１４）と、
（ｉｉ）外側の画面（１７）と、
（ｉｉｉ）前記構造物の内側にある強いエバネセント波領域とを有する第１の透明シートと、
（ｂ）前記第１のシートから内側に離間されて配置され、前記第１のシートとの間に貯蔵部（２２）を画成する第２のシート（２４）と、
（ｃ）前記貯蔵部内の、約１．３５未満の屈折率を有する電気泳動媒質（２０）と、
（ｄ）前記媒質内の部材と、
（ｅ）前記構造物の内側に設けられる第１の電極（４６）と、
（ｆ）前記第２のシートの外側に設けられる第２の電極（４８）と、
（ｉ）前記電極間に連結された電圧源（５０）であって、該電圧源（５０）は前記媒質の前後に電圧を印加して選択的かつ電気泳動的に前記部材を前記強いエバネセント波領域に進退させる電圧源（５０）とを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２８】
前記第１のシート（１２）は、ポリマー中に懸濁された高屈折率の粒子のナノ複合構造物をさらに特徴とする請求項２７に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記部材は、前記媒質（２０）中に懸濁された複数の光吸収性粒子（２６）をさらに特徴とする請求項２７に記載の表示装置。
【請求項３０】
前記媒質（２０）は、過フッ素炭化水素液である請求項２７に記載の表示装置。
【請求項３１】
反射型表示装置の製造方法であって、
（ａ）エラストマー基板（１１２）の一方の側面に複数の略球形の高屈折率ビーズ（１１０）を部分的に埋め込む工程と、
（ｂ）前記基板内に埋め込まれていない前記ビーズの部分を除去して、前記基板に埋め込まれた複数の略半球形高屈折率ヘミビーズ（１２０）を生成する工程であって、前記ヘミビーズは実質的に平坦で実質的に同一平面上の面（１２２）を有する工程と、
（ｃ）前記ヘミビーズの共面を透明基板（１２４）に透明に接着する工程と、
（ｄ）前記エラストマー基板を除去する工程とを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記部分的に埋め込む工程は、前記複数の略球形ビーズ（１１０）を前記エラストマー基板（１１２）の前記側面の全体に分散させることと、所定の均一な圧力を前記略球形のビーズに与えて、前記略球形ビーズの実質的に１つずつを、前記エラストマー基板の側面に、ほぼ半分だけ埋め込むことをさらに特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ビーズを部分的に除去する前記工程は、前記基板内に埋め込まれていない前記ビーズの前記部分を、平坦な光学研磨面（１１６）に対して往復させることにより研磨することをさらに特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記接着する工程は、透明接着剤による接合をさら特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記接着する工程は、透明のスピンコートＵＶ硬化エポキシによる透明接着剤による接合をさらに特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記エラストマー基板を除去する工程は、前記エラストマー基板（１１２）を前記ヘミビーズ（１２０）から剥離することをさらに特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記エラストマー基板（１１２）の前記除去工程は、前記エラストマー基板を溶媒中に溶解することをさらに特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
画像表示方法であって、
（ａ）屈折率η１を有する略半球形の透明なヘミビーズを形成する工程と、
（ｂ）前記ヘミビーズの内側に凸の側において強いエバネセント波領域に部材を選択的に移動させて、前記ヘミビーズの前記内側に凸の側において光線の実質的な全反射を選択的に減衰させる工程とを特徴とする画像表示方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の画像表示方法であって、前記形成工程は、
（ｉ）前記ヘミビーズ上の実質的に任意の選択点における第１の表面法線と、
（ｉｉ）前記ヘミビーズに重ね合わせられる理論上完璧な半球形上の理論点における第２の表面法線との間の角度εを所定値未満に減少させることをさらに特徴とし、
前記理論上完璧な半球形と前記ヘミビーズとは実質的に同一の大きさを有し、前記理論点は、前記選択点に最も近い前記理論上完璧な半球形上の点である方法。
【請求項４０】
前記形成工程は、透明シート内に、略球形部材の略半球形の部分を埋め込むことをさらに特徴とする請求項３８に記載の画像表示方法。
【請求項４１】
前記ヘミビーズの外側を、屈折率η２を有する透明シートの内表面に接触させることをさらに特徴とする請求項３８に記載の画像表示方法。
【請求項４２】
η１≒η２である請求項４０に記載の画像表示方法。
【請求項４３】
ポリマー中に懸濁した高屈折率粒子のナノ複合構造物として前記透明シートを形成することをさらに特徴とする請求項４０に記載の画像表示方法。
【請求項４４】
実質的に同一平面上にある複数の前記ヘミビーズを形成し、前記ヘミビーズの隣り合うもの同士の最も外側の部分間の隙間を最小限にすることをさらに特徴とする請求項３８に記載の画像表示方法。
【請求項４５】
（ａ）前記ヘミビーズの最も外側の領域を実質的に六角形に形成することと、
（ｂ）前記ヘミビーズの最も内側の領域を略球形に形成することと、
（ｃ）前記最も外側の領域に近い前記ヘミビーズの第１の中間領域を、前記第１の中間領域よりも前記最も外側の領域から離れた前記ヘミビーズの第２の中間領域よりも、より略六角形に近く形成することと、
（ｄ）前記最も内側の領域に近い前記ヘミビーズの第３の中間領域を、前記第３の中間領域よりも前記最も内側の領域から離れた前記ヘミビーズの第４の中間領域よりも、より略球形に近く形成することとを特徴とする請求項３８に記載の画像表示方法。
【請求項４６】
（ａ）前記ヘミビーズから内側に離間してシートを設け、前記ヘミビーズと前記シートの間に貯蔵部を画成することと、
（ｂ）屈折率η３を有する電気泳動媒質を前記貯蔵部内に提供することと、
（ｃ）前記部材を前記溶質内に提供することとをさらに特徴とし、
（ｉ）前記選択的に移動させる工程は、前記媒質を横断して電圧を印加して、前記部材を前記強いエバネセント波領域に選択的に進退させることをさらに特徴とし、
（ｉｉ）η３は、前記ヘミビーズを通過する光線の大部分が、前記印加電圧がない状態で前記ヘミビーズの前記内側に凸の側において全反射されるように、η３はη１およびη２よりも十分に小さい請求項４４に記載の画像表示方法。
【請求項４７】
（ａ）前記ヘミビーズの内側に凸の側に第１の電極を形成することと、
（ｂ）前記シートの外側に第２の電極を形成することと、
（ｃ）前記電極間に前記電圧を印加することとをさらに特徴とする請求項４６に記載の画像表示方法。
【請求項４８】
前記部材を、前記媒質中に懸濁した複数の光吸収性粒子として提供することをさらに特徴とする請求項４６に記載の画像表示方法。
【請求項４９】
前記媒質を過フッ素化炭化水素液体として提供することをさらに特徴とする請求項４６に記載の画像表示方法。
【請求項５０】
η１≒１．９２およびη３≒１．２７であることを特徴とする請求項４６に記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型表示装置の視野角を向上する。
【背景技術】
【０００２】
画像の表示は、全反射（ＴＩＲ）を制御可能に減衰にし、多画素表示装置の選択された画素を、該画素上への入射光が全反射を受ける反射状態と、該画素において全反射が減衰される非反射状態との間で切り替えることにより行うことができる。一例としては、上記のような表示装置において、全反射を制御可能に減衰させて、画素の状態を選択的に切り替えるために、電気泳動を用いることができる。電気泳動は、電界の印加により、荷電粒子、イオンまたは分子を媒質中で移動させるという周知の現象である。電磁力を選択的に印加することにより、粒子を電気泳動媒質を通してエバネセント波領域に進退させ、選択された画素において全反射を減衰させることができる。本発明は、全反射の減衰または他の反射型表示方法によって表示される画像に対して、実際的な視野角の範囲を広げる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
以下の説明を通して、本発明のより徹底した理解を与えるために具体的な詳細について述べる。しかしながら、本発明はこれらの詳細以外で実施することもできる。他の例については、本発明を不要に分かり難くすることを避けるために、周知の要素については図示やその詳細の説明を省略する。したがって、明細書と図面は限定的な意味ではなく説明的な意味とみなすべきである。
【０００４】
図１Ａは、フロントライト型の電気泳動的に全反射が減衰される表示装置（ｆｒｏｎｔ−ｌｉｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ  ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ  ＴＩＲ  ｄｉｓｐｌａｙ）１０の一部を示す。この表示装置１０は、高屈折率（η２）高分子材料１６の内側表面に多数の高屈折率（η１）透過性ビーズ１４を部分的に埋め込むことによって形成された透過性の外側シート１２を有する。前記外側シート１２は、平坦な外側画面１７を有し、観察者Ｖは、観察方向角度範囲Ｙを介して画面を観察する。「内側」および「外側」方向は、両方向矢印Ｚによって示されている。ビーズ１４は互いに接近して充填されて、ビーズ１４の一つの直径とほぼ等しい厚みを有する内側に突出する単層１８を形成する。ビーズ１４のそれぞれが、自身のすぐ隣にあるすべてのビーズと接触していることが理想である。後述するように、隣接するビーズの間には最小限の隙間しか残されない（理想的には、隙間はない）。ビーズ１４は例えば、ポッターズ  インダストリーズ  インコーポレイテッド（Ｐｏｔｔｅｒｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．、ペンシルベニア州、ヴァレイフォージ）よりＴ−４サイン  ビーズ（Ｔ−４  Ｓｉｇｎ  Ｂｅａｄｓ）の製品分類で市販されている約４０〜１００マイクロメートルの粒径を有する高屈折率ガラスビーズであってもよい。当該ビーズは、約１．９０〜１．９２の屈折率η１を有する。材料１４は、ナノポリマー複合材、例えば、カンベ（Ｋｍｂｅ）らによる「ナノポリマー組成物の屈折率光学（“Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｎａｎｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ”）」（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，サンフランシスコ、２００１年４月１６〜２０日）に記載されるような、比較的高い屈折率η２（すなわち、η２は約１．７５よりも大きい）を有するような、ポリマー中に懸濁された高屈折率粒子であってもよい。
【０００５】
電気泳動媒質２０は、該媒質２０を下シート２４によって画成される貯蔵部２２内に閉じこめることによって、材料１６から内側に突出するビーズの部分に隣接するように維持される。不活性で、低屈折率（すなわち約１．３５未満）、低粘度の電気絶縁液、例えば
、３Ｍ（ミネソタ州、セントポール）より入手可能なＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（商標名）過フッ素化炭化水素液（η３〜１．２７）が適当な電気泳動媒質である。このようにして、ビーズ：液体全反射界面が形成される。媒質２０は、微細に分散した光散乱および／または吸収性粒子２６、例えば、顔料、染料、あるいは、散乱／吸収性ケイ素またはラテックス粒子などを含んでいる。シート２４の光学特性はさほど重要でない。すなわち、シート２４は電気泳動媒質２０および粒子２６を閉じこめておくための貯蔵部を形成し、後述するように電極４８に対する支持体の役割を果たしさえすればよい。
【０００６】
全反射界面における臨界角は小さいことが好ましい。これは、臨界角が小さいと、全反射が発生しうる角度範囲が大きくなるためである。Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（η３〜１．２７）の屈折率に対する、ビーズ１４（η１〜１．９０〜１．９２）および材料１６（η２〜１．９２）の屈折率の比がかなり大きいために、かなり小さい約４１．４°の臨界角が生み出される。電気泳動作用がない状態では、図１Ａの点線２８の右側に示すように、シート１２およびビーズ１４を通過する光線の実質的な部分（２５％程度であり得る）が、ビーズ１４の内側側において全反射を受ける。例えば、入射光線３０，３２は、材料１６およびビーズ１４を介して屈折される。後述するように、光線は、光線３０の場合には点３４，３６で示すように、また光線３２の場合には点３８，４０で示すように、ビーズ：液体全反射界面において２回以上の全反射を受ける。全反射された光線は、ビーズ１４および材料１６を通して屈折され、それぞれ光線４２，４４として出現し、それぞれの反射領域または画素において「白色」の様相を与える。
【０００７】
周知のように、異なる屈折率を有する２つの媒質間の全反射界面は、臨界角θｃによって特徴づけられる。θｃ未満の角度で界面に入射した光線は、界面を通って透過される。θｃを超える角度で界面に入射した光線は、界面において全反射を受ける。また、光線の入射角がθｃに近づくと、光線の一部は全反射界面によって反射され、一部は全反射界面を通して透過されるが、入射角が大きくなるにつれ、反射される部分が増加し、透過される部分が減少する。本発明では、光線が「完全な」全反射を受けるように入射光線の角度関係をθｃより大きくする必要はない。あらゆるＴＩＲ式反射型表示装置の場合と同様に、入射光線については、入射光線の実質的な部分（約８０％程度であり得る）が反射されて、残りの部分は反射されないといったように、「実質的な全反射」を受ければ十分であり、また、同様にあらゆるＴＩＲ式反射型表示装置と同様に、上記のような「実質的な全反射」を減衰すれば十分である。したがって、当業者は本明細書中の「全反射」および「全反射の減衰」は、それぞれ「実質的な全反射」および「「実質的な全反射」の減衰」を意味すると理解するであろう。
【０００８】
電極４６、４８によって媒質２０を横断して電圧を印加することができる。電極４６，４８は、例えば、ビーズ１４の内側に突出した表面部分、およびシート２４の外側面に蒸着によって施すことができる。電極４６は透明であり、ビーズ：液体全反射界面における光線との干渉を最小限にするように、十分に薄い。電極４８は透明でなくてもよい。点線２８の左側に図示したように、電圧源５０を起動して、電極４６と４８の間に電圧を与えることにより、電気泳動媒質２０を活性化すると、浮遊粒子２６は、エバネセント波が比較的強い領域（すなわち、内側に突出するビーズ１４の内側面の０．２５マイクロメートル以内、またはそれより近く）に電気泳動によって移動される。上述のように電気泳動によって移動された粒子２６は、ビーズ：液体全反射界面における有効屈折率の虚部およびおそらくは実部に変更をもたらすことにより、光を散乱または吸収する。この様子は光線５２，５４によって示されており、これらの光線は、それぞれ符号５６および符号５８に示すように、ビーズ：液体全反射界面におけるエバネセント波領域内の粒子２６に衝突して散乱および／または吸収されたものであり、これにより、各非反射吸収領域または画素内に「暗」様相が達成される。
【０００９】
上述のように、外側シート１２の最終的な光学特性は、電極４６，４８によって媒質２０に印加する電圧を調節することにより制御できる。電極は、シート１２の別個の領域または画素において媒質２０の電気泳動による活性化を制御して画像を形成するためにセグメント化されていてもよい。
【００１０】
所望の低屈折率を有することに加えて、本発明によって形成される表示装置においては、電気絶縁性が良好であり不活性であることから、過フッ素化炭化水素液を使用することが非常に適している。過フッ素炭化水素液は低粘度かつ高密度でもあるので、こうした液体に懸濁された粒子は比較的容易に電気泳動により移動される。
【００１１】
ビーズ１４および高分子材料１６は、好ましくは光学的に透明である。これは法線入射光のかなりの部分が、選択された厚みのビーズまたは材料を通過し、上記光のわずかの部分がビーズまたは材料によって散乱および／または吸収されることを意味する。光学的透明性の減少は、光がビーズまたは材料を通過する際のそうした発散および／または吸収、典型的にはその両方の組み合わせに起因する。シート１２は、ビーズ１４の半分の厚み（すなわち、前記の４０マイクロメートルのビーズであれば２０マイクロメートル）を有していればよい。バルク状態で「半透明」の材料は、１０マイクロメートルの厚みの該材料が法線入射光のわずかの部分しか発散および／または吸収しなければ、本発明の目的に対しては「光学的に透明」であるといえる。いくつかの高屈折率ナノ複合材ポリマーはこの特性を有するので、本発明によって製造される表示装置における使用に非常に適している。
【００１２】
電極４６，４８および電源５０によって媒質２０に電圧を印加することにより、粒子２６に静電力を与えて、該粒子２６を前述のようにエバネセント波領域に移動させる。粒子２６はエバネセント波領域内に移動すると、前記バネッセント波を散乱および／または吸収することにより、ビーズ：液体界面における全反射を減衰させることができるようになる。粒子２６は直径１マイクロメートルほどの大きさであってもよいが、エバネセント波領域が、全反射界面にある粒子２６の１つまたはそれ以上の単層によって完全に充填されるように、粒子の直径は、好ましくは、可視よりはるかにに小さい（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ  ｓｕｂ−ｏｐｔｉｃａｌ）（すなわち、可視光に対して、約０．２５マイクロメートル未満）。粒子２６の直径が約１マイクロメートルである場合には有用な結果が得られるが、その直径では全反射界面における粒子２６の密集性が制約されるため、表示装置のコントラスト比は低下する。より詳細には、臨界角付近においてエバネセント波は媒質２０中のかなり遠くまで広がり、したがって、約１マイクロメートルの直径を有する粒子は、該波を発散および／または吸収することにより、全反射を減衰させることができる。しかしながら、入射光線が全反射界面に突き当たる角度が、臨界角に対して増大するにつれ、エバネセント波領域の深さは大幅に減少する。比較的大きな（すなわち１マイクロメートル）直径の粒子は上記減少した深さの範囲に緊密に密集することができないため、全反射を所望の程度まで減衰させることができない。より小さい径（すなわち２５０ｎｍ）の粒子は、上記減少した深さの範囲に緊密に密集することができるので、臨界角を超える角度で全反射界面に衝突する入射光線に対して全反射を減衰させることができる。
【００１３】
ビーズ１４の内側突出部分によって形成されるような非平面において全反射を機械的に減衰させることは困難である。これは、非平面と、物理的な移動によって該表面と光学的に接触したり、または離れたりする部分との間に要求される位置決め精度を得ることが難しいためである。しかしながら、電気泳動媒質２０は容易に流動して、ビーズ１４の内側突出部分を囲むことにより、位置決めの難しさを無くし、実用的な、上述の図１Ａに示した略半球形表面（「ヘミビーズ」）のビーズ：液体全反射界面が得られる。
【００１４】
図１Ａの実施形態において、ビーズ１４の屈折率は好ましくは材料１６の屈折率と同じ
である。この場合、媒質２０に突出するビーズ１４の半球形（または略半球形）の部分のみが光学的に重要である。したがって、ビーズ１４は材料１６内に個別に埋め込まれる必要はない。後述のように、半球形（または略半球形）のビーズを基板に固着して、複数の内側に凸の凸部を、隣接する凸部同士に隙間なくあるいは最小限の隙間で担持するとともに、広い視野角範囲にわたって高い見かけの輝度を達成するのに十分な略球形度を有した複合シートを提供してもよい。
【００１５】
説明の便宜上、内側に凸の凸部が半球形である場合について、本発明の広い視野角特性を説明する。図２は、球形ビーズ１４のうちの１つの半球形部分６０の拡大断面図である。半球形６０は、標準となる半径ｒ＝１と屈折率η１を有する。半球形６０の中心Ｃから径方向の距離ａのところで半球形６０に（材料１６を介して）垂直に入射する光線６２は、半径方向軸線６６に対して角度θ１で半球形６０の内表面と遭遇する。理論的に理想的な検討を行うために、材料１６は半球形６０と同じ屈折率を有し（すなわちη１＝η２）、光線６２は材料１６から半球形６０へ屈折することなく通過するものとする。光線６２は、半球形６０の内表面において屈折し、光線６４として、半径方向軸線６６に対して角度θ２で電気泳動媒質２０内を通過する。
【００１６】
次に、半球形６０の中心Ｃからａｃ＝η３／η１の距離で半球形６０に（材料１６を介して）垂直に入射する入射光線６８について考える。光線６８は、全反射の発生に必要な最小角度である臨界角θｃ（半径方向軸線７０に対して）で半球形６０の内表面と遭遇する。その結果、光線６８は、光線７２として全反射され、再び臨界角θｃで半球形６０の内表面に遭遇する。これにより、光線７２は、光線７４として全反射され、再び臨界角θｃで半球形６０の内表面に遭遇する。光線７４は、光線７６として全反射され、該光線７６は、半球形６０を垂直に通過して、ビーズ１４の包埋部分および材料１６に入る。このようにして光線６８は、入射光６８と略反対方向に、光線７６として反射されて戻ってくる。
【００１７】
半球形６０の中心Ｃから距離ａ≧ａｃで半球形６０に垂直に入射するすべての光線は、光線６８，７６について上記で説明したように反射されて戻ってくる。図２は入射光線６８と反対方向に光線７６を反射する、理論的には理想的であるが実際上は実現不可能な光学的に「完璧な」半球形６０を描いると理解すべきである。再び図１Ａを参照すると、反射して光線４２として戻ってくる光線３０は、そのような光線の別の例である。図３Ａ、図３Ｂおよ図３Ｃは、光学的に「完璧な」半球形６０の３つの反射様式を描いたものである。これらおよび他の様式は、各様式を個々に検討するために有用である。
【００１８】
図３Ａにおいて、距離ａｃ＜ａ≦ａ１の範囲で入射する光線は２回の全反射を受け（２ＴＩＲ様式）、反射光線は、入射光線の方向とは反対の方向を中心にした比較的広い円弧φ１内で発散する。図３Ｂにおいて、距離ａ１＜ａ≦ａ２の範囲で入射する光線は３回の全反射を受け（３ＴＩＲ様式）、反射光線は、入射光線の反対方向を中心にしたより狭い円弧φ２＜φ１内で発散する。図３Ｃにおいて、距離ａ２＜ａ≦ａ４の範囲で入射する光線は４回の全反射を受け（４ＴＩＲ様式）、反射光線は、この場合も入射光線の反対方向を中心にしたさらに狭い円弧φ３＜φ２内で発散する。このように、半球形６０は、「準逆反射（ｓｅｍｉ−ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｖｔｉｖｅ）」の部分的に拡散する反射特性を有し、表示装置１０が紙と同様の拡散様相を有するようにする。
【００１９】
表示装置１０はまた、紙に比べて比較的高い見かけの輝度を有する。法線入射において、半球形６０の反射率Ｒ（すなわち、全反射によって反射する半球形６０への入射光線の割合）は、Ｒ＝１−（η３／η１）によって与えられる。式中、η１は、半球形６０の屈折率であり、η３は全反射が起こる半球形６０の表面に隣接する媒質の屈折率である。したがって、半球形６０がポリカーボネートなどの低屈折率材料からなる場合（η１〜１．
５９）、および隣接する媒質がＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（η３〜１．２７）である場合、約３６％の反射率Ｒが得られる。一方、半球形６０が高屈折率ナノ複合材料材料からなる場合（η１〜１．９２）、約５６％の反射率Ｒが得られる。照明源Ｓ（図１Ｂ）が観察者Ｖの頭の後ろにある場合、表示装置１０の見かけの輝度は、以下に説明するように、前記準逆反射特性によってさらに増強される。
【００２０】
図４Ａ〜４Ｇに示すように、半球形６０の反射率が入射角の広い範囲に亘って維持されることにより、表示装置１０の広視野角特性とその見かけの輝度が高められる。例えば、図４Ａは、垂直入射から、すなわち垂直方向からの偏位が０°の入射方向から見た半球形６０を示している。この場合、半球形６０のａ≧ａｃとなる部分８０は環形である。環は、この部分が前述のように入射光線を全反射によって反射する半球形６０の領域であることから白く描かれている。環は円形領域８２を囲み、この円形領域は、半球形６０のうち入射光線が全反射を受けない非反射領域であることから黒く描かれている。図４Ｂ〜４Ｇは、垂直方向からの偏位がそれぞれ１５°、３０°、４５°、６０°、７５°および９０°の入射角度から見た半球形６０を示したものである。図４Ｂ〜４Ｇを図４Ａと比較すると、ａ≧ａｃである半球形６０の反射部分８０の観察領域は、入射角の増大に伴って徐々にしか減少しないことが分かる。近い視射入射角（ｇｌａｎｃｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ａｎｇｌｅｓ）（図４Ｆ）においてさえ、観察者は反射部分８０のかなりの部分を見ることができ、これにより表示装置１０には高い見かけの輝度が維持される幅広い視野角が与えられる。
【００２１】
図５Ａおよび図５Ｂは、表示装置１０の準逆反射特性の性質をさらに説明するものである。「真の逆反射」は、反射光線が入射光線の方向とは反対方向に戻される場合に生じる。本発明では、「準逆反射」は、反射光線が入射光線の方向と略反対方向に戻される場合に生じる。半球形反射体は、本質的に準逆反射性をもつ。図５Ａにおいて、曲線８４は２回の全反射を受けた後に（図３Ａ、２ＴＩＲ様式）半球形６０によって反射される光線の、真の逆反射からの偏差の角度範囲を表す。予想されるように、角度偏差は、ａ＝１／√２＝０．７０７＝ｓｉｎ４５°において０°である。すなわち、２ＴＩＲ様式において、真の逆反射は、入射光が４５°の角度で半球形６０の全反射界面に遭遇する場合に生じる。角度偏差は、光線が２回反射される２ＴＩＲ様式の入射範囲にわたる変化に応じて、約−１０°から約２７°の範囲をとる。この範囲内で、角度偏差０°における真の逆反射の特別な場合とは異なり、光線は準逆反射される。
【００２２】
図５Ａの曲線８６は、３回の全反射を受けた後に（図３Ｂ、３ＴＩＲ様式）半球形６０によって反射される光線の、真の逆反射からの偏差の角度範囲を表す。予想されるように、角度偏差は、ａ＝√３／２＝０．８６６＝ｓｉｎ６０°において０°である。すなわち、３ＴＩＲ様式において、真の逆反射は、入射光が６０°の角度で半球形６０の全反射界面に遭遇する場合に起こる。角度偏差は、光線が３回反射される３ＴＩＲ様式の入射範囲にわたる変化に応じて、約−２７°から約１８°の範囲をとる。この範囲内で、角度偏差０°における真の逆反射の特別な場合とは異なり、光線は準逆反射される。
【００２３】
図５Ａの曲線８７は、４回の全反射を受けた後に（図３Ｃ、４ＴＩＲ様式）半球形６０によって反射される光線の真の逆反射からの偏差の角度範囲を表す。予想されるように、角度偏差は、ａ＝０．９２４＝ｓｉｎ６７．５°において０°である。すなわち、４ＴＩＲ様式において、真の逆反射は、入射光が６７．５°の角度で半球形６０の全反射界面に遭遇する場合に起こる。角度偏差は、光線の４回反射される４ＴＩＲ様式の入射範囲にわたる変化に応じて、約−２０°から約１５°の範囲をとる。この範囲内で、角度偏差０°における真の逆反射の特別な場合とは異なり、光線は準逆反射される。
【００２４】
図５Ａには、５回、６回、７回またはそれ以上の回数の全反射を受けた後に半球形６０
によって反射された真の逆反射からの偏差の角度範囲を示した曲線も示されている。これらの５ＴＩＲ、６ＴＩＲ、７ＴＩＲおよびそれ以上の様式を考えるよりも、図５Ｂを考える方がより有用である。図５Ｂは、半球形６０によって反射された相対的な光の量（振幅）を前述の角度偏差の関数として示したものである。図５Ｂにプロットした曲線の下側の全領域は、全てのＴＩＲ様式における半球形６０によって反射される光線の累積エネルギーに相当する。
【００２５】
図５Ａにプロットしたどの曲線も、角度偏差０°の垂直軸線と交差する。その結果、全てのＴＩＲ様式における反射光の累積的量は、図５Ｂに見られるように、角度偏差０°において最大値に達する。また、全てのＴＩＲ様式における反射光の累積量は、図５Ｂに見られるように、前述の角度偏差の大きさが増大するにつれて減少する。非常におおざっぱに言えば、半球形６０によって反射された光線の累積的反射エネルギーのおよそ２分の１が、約１０°までの角度偏差範囲内に入り、累積的反射エネルギーのおよそ３分の１が約５°までの角度偏差範囲内に入る。その結果、主要な照明源が観察者の背後の非常に小さい角度範囲内にある場合、表示装置１０は非常に高い見かけの輝度を有する。このことは、観察者Ｖが表示装置１０を見ることのできる広い角度範囲α、および観察者Ｖの場所に対する照明源Ｓの角度偏差である角度βを描いた図１Ｂにおいてさらに説明する。表示装置１０の高い見かけの輝度は、βが大きすぎないかぎり維持されるが、図５Ｂにプロットした相対振幅に比例して低下する。
【００２６】
前述のように球形（または半球形）のガラスビーズを用いて表示装置１０を製造すると便利かもしれないが、すべての場合において、球形（または半球形）がビーズ１４にとって最適な形状ではないこともあり得る。これは、図６Ａに示したように、球形（または半球形）のビーズ１４を単層１８内にできるだけ互いに密に充填しても（図１Ａ）、隣接するビーズ１４間に隙間７８が残ることは避けられないためである。隙間７８の上に入射する光線は、それらが電気泳動媒質２０に直接通過して、画面１７上に望ましくない黒い点を作ってしまうという点で、「損失」されたものとなる。これらの点は目に見えないほど小さく、表示装置１０の様相を損なうことはないももの、画面１７の正味の平均反射率を損なうことになる。
【００２７】
図６Ｂは、代替の「略半球形の」内側に凸の「ヘミビーズ」１４Ａを示している。ヘミビーズ１４Ａは、表示装置１０の画面１７の巨視的平面に平行な最も外側の断面領域が実質的に六角形であり（図１Ａ）、これにより、ヘミビーズ１４Ａは隣接するヘミビーズ１４Ａ間に隙間無く、あるいは最小限の隙間で互いに密に充填することができる。ヘミビーズ１４Ａの最も内側の領域（「内側」はこの場合もヘミビーズ１４Ａの媒質２０に突出する側をいう）は、ヘミビーズ１４Ａ上の最も内側の環状の地形線によって示されるように、準球形である。これらの半球形の最も内側の領域と六角形の最も外側の領域との間で、各ヘミビーズ１４Ａの形状は、ヘミビーズ１４Ａ上の中間地形線によって示されるように、半球形から六角形に変化する。ヘミビーズ１４Ａのある領域が最内側の準球形領域に近づくにつれ、当該領域の形状はより球形に近づく。反対に、ヘミビーズ１４Ａのある領域が最外側の六角形領域に近づくほど、当該領域の形状はより六角形に近づく。
【００２８】
ヘミビーズ１４Ａでは、反射率が僅かに減少し、準逆反射特性が僅かに弱くなるかもしれないが、これは隙間が存在しないことによって十二分に相殺され得る。ヘミビーズ１４Ａは、満足のいく広い視野角範囲全体で満足のいく高い見かけの輝度を達成できさえすれば、多くの他の代替の不規則な形状を有していてもよい。使用し得る形状としては、表面放線が任意の点において、同様の大きさの「完璧な」半球形から小さい誤差角度εだけ異なっているという意味で、略半球形（ヘミビーズ）のものが挙げられる。このことは図７Ａおよび図７Ｂに示されている。
【００２９】
図７Ａの実線部分は、「略半球形」でない形状８８を示しているが、この形状８８は、点線の輪郭で示されて形状８８に重ね合わせられた、実質的に同一の大きさの理論上は「完璧な」半球形９０の大きさとは非常に合致している。形状８８は、形状８８上の選択点９４における表面法線９６を有する。半球形９０は、該半球形９０上の選択点９４に最も近い点である理論点９８に表面法線９６（すなわち半径）を有する（本例においては、点９４，９８が、形状８８が半球形９０と交差する点において図らずも一致している）。表面法線９２，９６の方向は、比較的大きな誤差角度ε１で異なる。一方、図７Ｂの実線部分は、「略半球形」のヘミビーズ９８を描いている。ヘミビーズ９８は、ヘミビーズ９８の選択点１０２において表面法線１００を有する。図７Ｂの点線部分は、ヘミビーズ９８と実質的に同一の大きさを有し、ヘミビーズ９８に重ねられた理論上「完璧な」半球形１０４を描いている。半球形１０４は、理論点１０８において表面法線１０６（すなわち半径）を有し、該理論点１０８は半球形１０４上で最も選択点１０２に近い点である。表面法線１００と表面法線１０６の方向は、好ましくは１０°未満、理想的には実質的に１０°未満のかなり小さな角度差ε２で異なる。
【００３０】
前述のように、材料中に球形（または略球形）のビーズを部分的に埋め込む代わりに、半球形（または略半球形）のビーズを基板上に形成して、内側に凸の複数の凸部を有する複合シートを提供してもよい。前記複数の凸部は、隣接する凸部間の隙間を最小限にするかもしくは全く無くし、広い視野角範囲にわたって高い見かけの輝度を達成するための十分な略球形を有している。すなわち、高屈折率半球形（または略半球形）ビーズを、低屈折率透明基板（すなわちη１＞＞η２，例えば、η１≒１．９２およびη２≒１．５９）に固着させて、本発明に従う高い見かけの輝度、広い視野角範囲の表示装置を提供するようにしてもよい。そのような表示装置の製造について図８Ａ〜図８Ｆにおいて説明する。
【００３１】
図８Ａに示したように、（製造業者によって供給されるような）様々な大きさを有した多数の前記高屈折率Ｔ−４サインビーズ（Ｓｉｇｎ  Ｂｅａｄ）１１０を、接着性エラストマー基板１１２の表面に圧入し、ビーズ付構造物１１４を製造する。所定の均一圧力は、球形の大きさに関係なく、エラストマー内に球形の半分を埋め込むのに十分な圧力である。したがって、所定の均一圧力を与えることにより、大半の球形１１０の半部が図８Ａに示すように基板１２内に埋め込まれる。球形１１０を様々な大きさで提供することは、同じ大きさの球形の場合に比べてより大きな正味の有効領域が得られるという点で有利である。
【００３２】
次に、図８Ｂに示すように、ビーズ付構造物１１４を、両方向矢印１１８によって示されるように（図８Ｂおよび図８Ｃ）平坦な光学研磨面１１６（例えば真鍮に１マイクロメートルのダイヤモンド格子を埋め込んだもの）に押しつけ、往復運動させる。これは、球形１１０が、半球形１２０だけがエラストマー基板１１２内に埋め込まれた状態になる点まで摩耗され、同時に、研磨された実質的に平坦かつ実質的に、同一平面上にある円形面１２２が露出した状態になるまで行われる（図８Ｄ）。次に面１２２をポリカーボネートなどの透明で平坦な基板１２４（η１〜１．５９）に接着（例えば、スピンコートされたＵＶ硬化エポキシによって）し、エラストマー基板１１２を例えば適当な溶媒によって除去し、透明基板１２４上の高屈折率半球形（または略半球形の）ビーズ１２０からなる所望のヘミビーズ付構造物１２６（図８Ｆ）を得る。その後構造物１２６をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）で被覆して、前述のようにビーズ１２０上に透明電極を作成することができる。あるいは、球形１１０は基板１１２への圧入前にＩＴＯ塗覆し、半球形１２０は、該球形１２０の基体の周囲において、Ｂａｙｅｒ  Ｂａｙｔｒｏｎ（商標）導電性ポリマーなどの薄い導電性のコーティングを沈殿させることにより、電気的に互いに接続してもよい。
【００３３】
代替の様式で選択的に全反射を減衰させることにより、本発明に従って、高い見かけの
輝度と広視野角を有した表示装置を製造することができる。例えば、電気泳動媒質２０に吸収性粒子２６を懸濁させる代わりに、参照により本願に援用される国際出願公開公報第ＷＯ０１／３７６２７号に開示されるように、媒質中に電極保持膜を懸濁することもできる。全反射は、電気泳動を用いることなく、また「半球形」全反射界面に隣接する液体を提供することなく、選択的に減衰させることもできる。例えば、米国特許第５，９５９，７７７号、第５，９９９，３０７号および第６，０８８，０１３号（参照により本願に組み込む）に開示されるように、ヘミビーズ化された全反射界面の選択された「画素」部分と光学的に接触させるか、あるいは接触させないように、部材を水圧、油圧、電気、静電気、磁気、磁歪、圧電などの手段によって制御可能に変形または配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従って電気泳動的に減衰されたＴＩＲ表示装置の大きく拡大した部分断面図。
【図１Ｂ】図１Ａの装置の広視野角αおよび照明源の角度範囲βを示す概略図。
【図２】図１の装置の球形の高屈折率ビーズの１つの半球形部分の大きく拡大した断面図。
【図３Ａ】入射光が２回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図３Ｂ】入射光が３回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図３Ｃ】入射光が４回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図４Ａ】垂直方向から０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｂ】垂直方向から１５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｃ】垂直方向から３０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｄ】垂直方向から４５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｅ】垂直方向から６０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｆ】垂直方向から７５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｇ】垂直方向から９０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図５Ａ】図２の半球形構造物によって反射された光線の実際の逆反射からの角度偏差を示すグラフ。角度偏差は、半径ｒ＝１として正規化した軸外距離ａの関数として示されている。
【図５Ｂ】図２の半球形構造物によって反射される光線の相対エネルギー分布を角度偏差の関数として示すグラフ。
【図６Ａ】複数の半球形ヘミビーズを大きく拡大して示した地形底面図。
【図６Ｂ】略半球形ヘミビーズを大きく拡大して示した地形底面図。
【図７Ａ】略半球形でない構造物の大きく拡大した断面図。
【図７Ｂ】略半球形である構造物の大きく拡大した断面図。
【図８Ａ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｂ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｃ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｄ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｅ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｆ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図９】全反射の減衰を必要としない本発明の実施形態による表示装置の一部の大きく拡大した部分断面図。
【図１】
2005519329.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2005519329.tif 000022
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年11月5日(2004.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従って電気泳動的に減衰されたＴＩＲ表示装置の大きく拡大した部分断面図。
【図１Ｂ】図１Ａの装置の広視野角αおよび照明源の角度範囲βを示す概略図。
【図２】図１の装置の球形の高屈折率ビーズの１つの半球形部分の大きく拡大した断面図。
【図３Ａ】入射光が２回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図３Ｂ】入射光が３回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図３Ｃ】入射光が４回全反射を受ける場合の、軸外距離の増加に伴う図２の半球形構造物への垂直光線の準逆反射を示す図。
【図４Ａ】垂直方向から０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｂ】垂直方向から１５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｃ】垂直方向から３０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｄ】垂直方向から４５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｅ】垂直方向から６０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｆ】垂直方向から７５°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図４Ｇ】垂直方向から９０°ずれた視野角から見た、図２の半球形構造物を示す図。
【図５Ａ】図２の半球形構造物によって反射された光線の実際の逆反射からの角度偏差を示すグラフ。角度偏差は、半径ｒ＝１として正規化した軸外距離ａの関数として示されている。
【図５Ｂ】図２の半球形構造物によって反射される光線の相対エネルギー分布を角度偏差の関数として示すグラフ。
【図６Ａ】複数の半球形ヘミビーズを大きく拡大して示した地形底面図。
【図６Ｂ】略半球形ヘミビーズを大きく拡大して示した地形底面図。
【図７Ａ】略半球形でない構造物の大きく拡大した断面図。
【図７Ｂ】略半球形である構造物の大きく拡大した断面図。
【図８Ａ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｂ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｃ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｄ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｅ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【図８Ｆ】任意の低屈折率の透明基板上への高屈折率半球形構造物の製造工程を示す大きく拡大した断面図。
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月17日(2004.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
表示装置１０はまた、紙に比べて比較的高い見かけの輝度を有する。法線入射において、半球形６０の反射率Ｒ（すなわち、全反射によって反射する半球形６０への入射光線の割合）は、Ｒ＝１−（η３／η１）２によって与えられる。式中、η１は、半球形６０の屈折率であり、η３は全反射が起こる半球形６０の表面に隣接する媒質の屈折率である。したがって、半球形６０がポリカーボネートなどの低屈折率材料からなる場合（η１〜１．５９）、および隣接する媒質がＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（η３〜１．２７）である場合、約３６％の反射率Ｒが得られる。一方、半球形６０が高屈折率ナノ複合材料材料からなる場合（η１〜１．９２）、約５６％の反射率Ｒが得られる。照明源Ｓ（図１Ｂ）が観察者Ｖの頭の後ろにある場合、表示装置１０の見かけの輝度は、以下に説明するように、前記準逆反射特性によってさらに増強される。
【国際調査報告】
2005519329.tif 000028
2005519329.tif 000029