(57)【要約】  光ガイドパネルは、異なる傾斜面部分を有する複数の表面レリーフフィーチャを備える。光ガイドパネルの端部に入射した光は、表面レリーフフィーチャに衝突するまで光ガイドの中を伝搬する。その後、内部全反射によって方向転換され、光ガイドパネル後方の反射型干渉変調器アレイに向けられる。光は干渉変調器アレイから反射され、光ガイドパネルの表面フィーチャへと戻される。しかし、光は異なる傾斜面部分によって異なる角度で屈折され、干渉変調器アレイ上の１点から反射した光が異なる位置を起源とするように見え、ゴーストイメージが現われる。ゴーストイメージを低減するために、同等且つ逆の表面レリーフフィーチャを有する接合フィルムが光ガイドパネルの前面に配置される。干渉変調器アレイから反射され、光ガイドパネル上の表面レリーフフィーチャを通過する光は、接合フィルムによって２度目の屈折がなされ、光線は元の軌道へと戻される。
2011511998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光ガイドパネルの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光ガイドパネルと、
前記光ガイドパネルの第１側に配置され、前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光ガイドパネルの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイドパネルの前記第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有するくぼみと、
間隙によって前記光ガイドパネルから分離され、前記光ガイドパネルにおける対応する複数の前記くぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える少なくとも１つの成形透過面と、を備える照明装置。
【請求項２】
前記複数のくぼみが、前記光ガイドパネルに形成された複数のファセット化フィーチャを含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のくぼみが、前記光ガイドパネルに形成された複数の溝を含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光ガイドパネルが方向転換フィルムを備え、前記複数のくぼみが前記方向転換フィルム中に含まれている請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記傾斜側壁が、実質的に平坦な表面を備える請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
隣接する前記傾斜側壁が実質的に三角形のくぼみを形成するように前記傾斜側壁が構成されている請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記隣接する傾斜側壁が、前記光ガイドパネルに対して異なる傾斜角を有する請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記成形透過面の前記複数の突出面部分が、実質的に平坦な傾斜側面を備える請求項６に記載の照明装置。
【請求項９】
隣接する平坦な傾斜側面が、前記成形透過面において実質的に三角形の突出面部分を形成している請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数のくぼみの隣接する傾斜側壁の間の傾斜角が、前記複数の突出部分の隣接する傾斜側面の間の傾斜角と実質的に同一である請求項８に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記成形透過面の前記突出面部分が、前記複数のくぼみ内に広がっている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記成形透過面の前記突出面部分が、前記光ガイドパネル上に配置された前記複数のくぼみと実質的に合わせられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの成形透過面がフィルムを含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記間隙が、空隙を含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記間隙が、気体で充填されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記間隙が、前記光ガイドパネルおよび前記成形透過面と異なる屈折率を有する材料で充填されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記光ガイドパネルの屈折率が、前記成形透過面の屈折率と実質的に同一である請求項１に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記複数のくぼみと前記成形透過面との間の間隙が、約５ミクロン未満である請求項１に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記光ガイドパネルの前記第２側から出射された光が複数の空間光変調器を照射するように、前記光ガイドパネルが前記複数の空間光変調器に対して配置されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記複数の空間光変調器が、ＭＥＭＳデバイスを備える請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記空間光変調器が、間隙距離だけ分離された第１部分的透過型反射器と第２可動反射器とを備え、前記間隙距離が変更されるように前記第２可動反射器が前記第１部分的透過型反射器に対して可動性を有する請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記複数の空間光変調器が、干渉変調器のアレイを含む請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記光ガイドパネルに対して配置され、前記光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光バーの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光バーと、
前記光バーの第１側上に配置され、前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光バーの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成された方向転換微細構造と、
前記光バーに対して配置され、前記光バーの第２側以外の部分を通って前記光バーから漏れる光を反射して前記光バー内に戻す少なくとも１つの実質的な反射面と、をさらに備える請求項１に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記方向転換微細構造が、前記光バーの前記第１側上のフィルムにおけるファセット化フィーチャを含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記方向転換微細構造が、複数の溝を含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記方向転換微細構造が、実質的に三角形の断面を有する複数の三角形の溝を含む請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記方向転換微細構造が、複数の回折フィーチャを含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの反射面が、前記光バーの前記第１側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記光バーが第２端部をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記第２端部に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３０】
前記光バーが、頂部側と対向する底部側とをさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記頂部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３１】
前記光バーが、頂部側と、対向する底部側と、をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記底部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３２】
前記光バーが、頂部側と対向する底部側とをさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が、前記光バーの前記第１側、前記頂部側、および前記底部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる反射面を含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３３】
前記光バーが、第２端部をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記第２端部に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項３２に記載の照明装置。
【請求項３４】
前記光バーが、頂部側と、対向する底部側と、をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記第１側および前記頂部側に対して配置された反射面を含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３５】
前記反射面が、反射シートを含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３６】
前記反射シートが、金属を含む請求項３５に記載の照明装置。
【請求項３７】
前記反射面が、間隙によって前記光バーから分離されている請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの反射面が、逆反射器を含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの反射面が、複数の逆反射器を含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの反射面が、前記光バー上に配置された反射フィルムを含む請求項２３に記載の照明装置。
【請求項４１】
前記反射フィルムが、金属フィルムまたは誘電体多層フィルムを含む請求項４０に記載の照明装置。
【請求項４２】
光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光ガイドパネルの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光ガイドパネルを提供する段階と、
前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光ガイドパネルの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイドパネルの前記第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有する複数のくぼみを前記光ガイドパネルの第１側に配置する段階と、
間隙によって前記光ガイドパネルから分離され、前記光ガイドパネルにおける対応する前記複数のくぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える少なくとも１つの成形透過面を取り入れる段階と、
を含む照明装置の製造方法。
【請求項４３】
発光手段からの光を受け入れる手段を有し、光ガイド手段の長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする手段を備える光ガイド手段と、
前記光ガイド手段の反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイド手段の前記第２側から外に光を反射する手段を有し、前記光ガイド手段の第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換する方向転換手段と、
分離手段によって前記光ガイド手段から分離され、光ガイド手段における対応する前記方向転換手段に対して相補的な形状を提供する手段を備える光透過手段と、を備える照明装置。
【請求項４４】
前記光ガイド手段が、光ガイドパネルを含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項４５】
前記光を受け入れる手段が、前記光ガイド手段の第１端部を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項４６】
前記発光手段が、光源を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項４７】
前記光の伝搬をサポートする手段が、前記光ガイド手段の長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項４８】
前記方向転換手段が、前記光ガイド手段の第１側上に配置された複数のくぼみを含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項４９】
前記光を反射する手段が、傾斜側壁を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項５０】
前記光透過手段が、少なくとも１つの成形透過面を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項５１】
相補的な形状を提供する手段が、複数の突出面部分を含む請求項４３に記載の照明装置。
【請求項５２】
前記分離手段が、間隙を含む請求項４３に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、参照により全体がここに組み込まれる２００７年１２月２７日付けで出願された「ＬＩＧＨＴ  ＧＵＩＤＥ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＣＯＮＪＵＧＡＴＥ  ＦＩＬＭ」と題する米国特許出願第１１／９６５，６４４号の優先権を主張するものである。
【０００３】
微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）は微小機械要素、アクチュエータ、および電子機器を含む。微小機械要素は、堆積、エッチング、および／または基板および／または堆積された材料層の一部をエッチング除去するかまたは電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するための層を付加する他の微細加工プロセスを使用して生成することができる。１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは干渉変調器と呼ばれる。本明細書で使用される干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光干渉の原理を使用して光を選択的に吸収／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施形態では、干渉変調器は１対の導電性プレートを含むことができ、それらの一方または両方は、適切な電気信号を印加した際、全体的にまたは部分的に透明性および／または反射性となり、かつ相対運動を可能とすることができる。特定の実施形態では、一方のプレートは基板に堆積された固定層を含むことができ、他方のプレートは空隙によって固定層から分離された金属隔膜を含むことができる。本明細書でより詳細に説明されるように、一方のプレートの別のプレートに対する位置により、干渉変調器に入射する光の光干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは広範囲の用途を有しており、これらのタイプのデバイスの特性を利用および／または変更し、その結果、既存製品を改善し、未だ開発されていない新製品を創出する際にそれらの特徴を利用できることは当技術分野において有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書で説明される様々な実施形態は、表示素子のアレイの全体に光を分配するための光ガイドを備えている。光ガイドは、光ガイドの中を伝搬する光を表示素子のアレイ上に向けるための表面レリーフフィーチャを備えることができる。表面レリーフフィーチャは、光を反射するファセットを備えることができる。実施形態によっては、成形透過面が光ガイド上に配置される。この成形透過面は、ファセットを保護することができる。他の実施形態も同じく開示されている。
【０００５】
本発明の一実施形態は、光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光ガイドパネルの長さ方向に沿った光の伝搬をサポートする材料を含む光ガイドパネルを備える照明装置を含む。照明装置は、光ガイドパネルの第１側に配置され、第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して光ガイドパネルの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって光ガイドパネルの第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有するくぼみと、
間隙によって光ガイドパネルから分離され、光ガイドパネルにおける対応する複数の前記くぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える少なくとも１つの成形透過面と、をさらに備える。
【０００６】
前述の照明装置は、光ガイドパネルに対して配置され、光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光バーの長さ方向に沿った光の伝搬をサポートする材料を含む光バーをさらに備え得る。光バーは、光バーの第１側上に配置され、第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して光バーの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成された方向転換微細構造をさらに備える。実施形態によっては、少なくとも１つの実質的な反射面が光バーに対して配置され、光バーの第２側以外の部分を通って光バーから漏れる光を反射して光バー内に戻す。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、照明装置の製造方法を含む。この方法では、光源からの光を受け入れる第１端部を有する光ガイドパネルを提供する。光ガイドパネルは、光ガイドパネルの長さ方向に沿った光の伝搬をサポートする材料を含む。複数のくぼみを光ガイドパネルの第１側に配置する。くぼみが、第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して、光ガイドパネルの反対側の第２側の外にこの光を向けるように構成する。くぼみは、内部全反射によって光ガイドパネルの第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有する。少なくとも１つの成形透過面を提供する。少なくとも１つの成形透過面は、光ガイドパネルにおける対応する複数のくぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える。少なくとも１つの成形透過面は、間隙によって光ガイドパネルから分離される。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、照明装置を含む。照明装置は、発光手段からの光を受け入れる手段を有する光ガイド手段を備える。光ガイド手段は、光ガイド手段の長さ方向に沿った光の伝搬をサポートする手段を備える。照明装置は、光ガイド手段の第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換する手段をさらに備える。光方向転換手段は、光ガイド手段の反対側の第２側から外に光を向けるように構成される。光方向転換手段は、内部全反射によって光ガイド手段の第２側から外に光を反射する手段を有する。照明装置は、光ガイド手段における対応する光方向転換手段に対して相補的な形状を提供する手段を備える光透過手段をさらに備える。光透過手段は、間隙によって光ガイド手段から分離される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】干渉変調器表示部の一実施形態の一部を示す等角図であり、第１の干渉変調器の可動反射層は弛緩位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層は作動位置にある。
【図２】３×３干渉変調器表示部を組み込む電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の干渉変調器の一例示的実施形態の可動ミラー位置対印加電圧の図である。
【図４】干渉変調器表示部の駆動に使用することができる１組の行電圧および列電圧の図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器表示部の表示データの一例示的フレームを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書き込むために使用することができる行信号および列信号の一例示的タイミング図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を含む視覚表示デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の干渉変調器を含む視覚表示デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの断面を示す図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替実施形態の断面を示す図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の別の代替実施形態の断面を示す図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のさらなる別の代替実施形態の断面を示す図である。
【図７Ｅ】干渉変調器のさらなる代替実施形態の断面を示す図である。
【図８Ａ】空間光変調器アレイおよび光ガイドパネルを備えた表示デバイスの一部の断面の略図である。
【図８Ｂ】ゴーストイメージの形成を示す図８Ａの表示デバイスの一部の拡大断面図の略図である。
【図９Ａ】空間光変調器アレイ、光ガイドパネルおよび接合フィルムを含む表示デバイスのべつの実施形態の一部の断面図の略図である。
【図９Ｂ】図９Ａの表示デバイスの一部の拡大断面の略図である。
【図１０】発光体、光バーおよび光ガイドパネルを備えた照明装置を含む表示デバイスの一部の斜視図の略図である。
【図１１Ａ】光バー周囲に配置された反射面を備えた照明装置を含む別の表示デバイスの一部の断面の略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの表示デバイスの一部の平面図の略図である。
【図１１Ｃ】方向転換フィーチャを備えた光バーに対して配置された反射面の拡大図の略図である。
【図１１Ｄ】回折方向転換フィーチャおよびそこに対して配置された反射面を含む光バーの略図である。
【図１２Ａ】光ガイドパネルへと入射する光の強度分布を示す図１１Ａの表示デバイスの一部の別の断面の略図である。
【図１２Ｂ】光ガイドパネルへと入射する光の強度分布を示す図１１Ａの表示デバイスの一部の別の平面図の略図である。
【図１３Ａ】光バーの上部および下部に配置された逆反射器を備えた光バーを含む別の表示デバイスの一部の断面図の略図である。
【図１３Ｂ】逆反射器による強度分布を示す図１３Ａの表示デバイスの一部の平面図の略図である。
【図１４Ａ】その表面に金属化を有する方向転換フィーチャを含む光バーの略図である。
【図１４Ｂ】方向転換フィーチャおよびそこに対して配置された成形反射器を含む光バーの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明は本発明のいくつかの特別な実施形態を対象とする。しかし、本発明は多くの異なる方法で具現することができる。この説明では、全体を通して同様の部分は同様の参照番号で示される図面が参照される。以下の説明から明らかであるように、実施形態は、動きのあるもの（例えば映像）または静止しているもの（例えば静止画像）で、およびテキストまたは図形で画像を表示するように構成される任意のデバイスで実施することができる。より詳細には、実施形態は、限定はしないが、携帯電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯型コンピュータまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算器、テレビジョンモニタ、平面型ディスプレイ、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（例えば走行記録計ディスプレイなど）、コックピット制御装置および／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば車両のリアビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告板または標識、プロジェクタ、建築物、包装、および美的構造体（例えば１個の宝石の画像のディスプレイ）などの様々な電子デバイスで実施するまたはそれらに関連することができることが意図される。本明細書で説明されるものと同様の構造のＭＥＭＳデバイスは、電子スイッチングデバイスなどの表示以外の用途で使用することもできる。
【００１１】
本明細書において説明される様々な実施形態では、表示部は、光バーなどの線形光源または光ガイドパネルに隣接して配置されたＬＥＤアレイから端部を照射され得る。光ガイドパネルは、ＭＥＭＳ素子アレイまたはその他の表示素子などの反射型空間光変調器アレイの前面に配置することができる。フロント光ガイドパネルは、様々な異なる傾斜面部分を有する複数の表面レリーフフィーチャを備えることができる。光ガイドの端部に入射した光は、表面レリーフフィーチャの１つに衝突するまで光ガイドの中を伝搬する。光はその後、光を光ガイドパネルの後方の反射型変調器アレイに向けるように、内部全反射によって屈折される。光は変調器アレイから反射され、光ガイドパネルの表面フィーチャの中に戻って伝達される。しかしながら、光が入射する表面フィーチャの位置に応じて、光は異なる傾斜面部分によって異なる角度で屈折する。結果として、変調器アレイ上の一点から反射された光は、異なる位置から生じたものとして現われ、１つまたはそれより多くのゴーストイメージが現われる。このようなゴーストを低減するために、一般的に同等且つ逆の表面レリーフフィーチャを有する接合フィルムが、光ガイドパネルの前面に配置される。変調器アレイから反射され、光ガイドパネル上の表面レリーフィーチャを通過する光線は、光ガイドパネル内の光線の方向と同様の軌道上に光線の方向を変更するために、接合フィルムによって二度目の屈折がなされる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、反射型空間光変調器アレイは、行および列に配列された表示素子を含む。いくつかの実施形態では、表示素子はＭＥＭＳデバイスを含む。様々な実施形態において、表示素子は干渉変調器を含む。
【００１３】
干渉ＭＥＭＳ表示素子を含む干渉変調器表示部の実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、画素は明るい状態または暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」または、「開」）状態では、表示素子は入射可視光の大部分をユーザの方に反射する。暗い（「オフ」または、「閉」）状態の場合、表示素子は入射可視光をユーザの方にほとんど反射しない。実施形態に応じて、「オン」状態および「オフ」状態の光反射特性を逆にすることができる。ＭＥＭＳ画素は選択された色で顕著に反射するように構成することができ、それにより白黒に加えてカラー表示が可能になる。
【００１４】
図１は視覚表示部の一連の画素中の２つの隣接する画素を示す等角図であり、各画素はＭＥＭＳ干渉変調器を含む。実施形態によっては、干渉変調器表示部は、これらの干渉変調器の行／列アレイを含む。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変な寸法をもつ共振光学間隙を形成するように互いに可変で制御可能な距離に位置する１対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は２つの位置の間を移動することができる。本明細書で弛緩位置と呼ばれる第１の位置において、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的大きい距離に位置する。本明細書で作動位置と呼ばれる第２の位置では、可動反射層は部分反射層に極めて近接して位置する。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、画素ごとに全体的な反射状態または非反射状態を生成する。
【００１５】
図１の画素アレイの図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは、部分反射層を含む光学スタック１６ａから所定の距離の弛緩位置で示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接する作動位置で示されている。
【００１６】
光学スタック１６ａおよび１６ｂ（まとめて光学スタック１６と呼ばれる）は、本明細書で参照されるように、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層、および透明誘電体を含むことができるいくつかの融合層を一般に含む。したがって、光学スタック１６は導電性、部分的に透明性、および部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に上述の１つまたは複数の層を堆積させることによって製作することができる。部分反射層は、様々な金属、半導体、および誘電体などの部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分反射層は１つまたは複数の材料の層から形成することができ、層の各々は単一の材料または材料の組合せから形成することができる。
【００１７】
実施形態によっては、光学スタック１６の層は平行な細片にパターン化され、以下でさらに説明されるような表示デバイスの行電極を形成することができる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、支柱１８と、支柱１８間に堆積された介在犠牲材料との上に堆積された堆積金属の１つまたは複数の層の一連の平行な細片（行電極１６ａ、１６ｂに垂直な）として形成することができる。犠牲材料がエッチング除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定された間隙１９だけ光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの高度に導電性且つ反射性の材料を反射層１４に使用することができ、これらの細片は表示デバイスの列電極を形成することができる。
【００１８】
電圧が印加されない場合、間隙１９は可動反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間にとどまり、図１の画素１２ａによって示されるように、可動反射層１４ａは機械的に弛緩した状態にある。しかし、電位差が選択された行および列に印加されると、対応する画素の行電極および列電極の交差点に形成されるキャパシタは帯電するようになり、静電力が電極を互いに引き寄せる。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４は変形され、光学スタック１６に押し付けられる。光学スタック１６内の誘電体層（この図では図示せず）は、短絡を防止し、図１の右側の画素１２ｂによって示されるように層１４と１６との間の分離距離を制御することができる。この挙動は印加電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射画素状態対非反射画素状態を制御することができる行／列作動は、従来のＬＣＤおよび他の表示技術で使用されるものと多くの点で類似している。
【００１９】
図２から５Ｂは、干渉変調器のアレイを表示用途で使用するための１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。
【００２０】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。この例示的実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）  Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルもしくはマルチチップマイクロプロセッサ、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはプログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサとすることができるプロセッサ２１を含む。当技術分野では常套的であるように、プロセッサ２１は１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。オペレーティングシステムの実行に加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成することができる。
【００２１】
一実施形態では、プロセッサ２１は、さらに、アレイ駆動部２２と通信するように構成される。一実施形態では、アレイ駆動部２２は、表示アレイまたはパネル３０に信号を供給する行駆動回路２４および列駆動回路２６を含む。図１に示されたアレイの断面は図２のライン１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器では、行／列作動プロトコルは、図３に示されたこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。可動層を弛緩状態から作動状態に変形させるには、例えば、１０ボルトの電位差を必要とすることがある。しかし、電圧がその値から低減される場合、電圧が１０ボルト未満に下がるとき可動層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態では、電圧が２ボルト未満に下がるまで可動層は完全には弛緩しない。したがって、図３に示された例では約３Ｖから約７Ｖの印加電圧のウィンドウが存在し、ウィンドウ内でデバイスは弛緩状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有する表示アレイでは、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中、ストローブされた行にある作動されるべき画素は約１０ボルトの電圧差にさらされ、弛緩されるべき画素は０ボルトに近い電圧差にさらされるように設計することができる。ストローブの後、画素は、行ストローブによってなされたいかなる状態もそれにとどまるように約５ボルトの定常状態の電圧差にさらされる。書き込みの後、この例では３〜７ボルトの「安定ウィンドウ」内の電位差が各画素に印加される。この特徴により、図１に示された画素設計は、同じ印加電圧条件下で、既存の作動または弛緩状態のいずれかで安定する。干渉変調器の各画素は、作動状態であろうと弛緩状態であろうと、本質的に固定反射層および可動反射層によって形成されたキャパシタであるので、この安定状態はほとんど電力損失なしでヒステリシスウィンドウ内の電圧で保持することができる。印加電位が固定されている場合、本質的に、電流は画素に流れ込まない。
【００２２】
典型的な用途では、表示フレームは、第１行の所望の作動画素の組に応じて列電極の組をアサートすることによって生成することができる。次に、行パルスが行１の電極に印加され、それによりアサートされた列ラインに対応する画素が作動される。次に、アサートされた列電極の組は、第２の行の所望の作動画素の組に対応するように変更される。次に、行２の電極にパルスが印加され、それによりアサートされた列電極に応じて行２における適切な画素が作動される。行１の画素は、行２のパルスによって影響されず、行１のパルス中に設定された状態のままである。これを一連の行全体に順次繰り返して、フレームを生成することができる。一般に、フレームは、このプロセスを毎秒所望のフレーム数で連続的に繰り返すことによって、新しい表示データでリフレッシュおよび／または更新される。画素アレイの行電極および列電極を駆動して表示フレームを生成するための多種多様なプロトコルもよく知られており、本発明と関連して使用することができる。
【００２３】
図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイに表示フレームを生成するための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素で使用することができる列および行電圧レベルの可能な組を示す。図４の実施形態では、画素の作動は、適切な列に−Ｖｂｉａｓをおよび適切な行に＋ΔＶを設定することを含み、それらはそれぞれ−５ボルトおよび＋５ボルトに対応することができる。画素の弛緩は、適切な列に＋Ｖｂｉａｓをおよび適切な行に同じ＋ΔＶを設定し、画素の両端に０ボルトの電位差を生成することによって達成される。行電圧が０ボルトに保持される行では、列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、画素は当初置かれていたいかなる状態も安定している。図４にさらに示されているように、前述のものと反対の極性の電圧を使用することができ、例えば、画素の作動は適切な列に＋Ｖｂｉａｓおよび適切な行に−ΔＶを設定することを含むことができることが理解されるであろう。この実施形態では、画素の開放は、適切な列に−Ｖｂｉａｓおよび適切な行に同じ−ΔＶを設定し、画素の両端に０ボルトの電位差を生成することによって達成される。
【００２４】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに印加される一連の行信号および列信号を示すタイミング図であり、それにより、作動された画素が非反射となる図５Ａに示された表示構成がもたらされる。図５Ａに示されたフレームの書き込みに先立ち、画素は任意の状態とすることができ、この例では、行はすべて０ボルトであり、列はすべて＋５ボルトである。これらの印加電圧により、画素はすべて既存の作動状態または弛緩状態で安定している。
【００２５】
図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動されている。これを達成するために、行１の「ライン時間」の間、列１および２は−５ボルトに設定され、列３は＋５ボルトに設定される。これはいかなる画素の状態も変化させないが、それは、画素がすべて３〜７ボルトの安定ウィンドウにとどまるからである。次に、行１は、０から５ボルトまで立上り、次に０に戻るパルスでストローブされる。これにより、（１，１）および（１，２）の画素は作動され、（１，３）の画素は弛緩される。アレイ中の他の画素は影響されない。所望に応じて行２を設定するために、列２は−５ボルトに設定され、列１および３は＋５ボルトに設定される。次に、行２に与えられた同じストローブは画素（２，２）を作動させ、画素（２，１）および（２，３）を弛緩させることになる。やはり、アレイの他の画素は影響されない。列２および３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトに設定することによって行３は同様に設定される。行３のストローブは図５Ａに示されるように行３の画素を設定する。フレームを書き込んだ後、行ポテンシャルは０となり、列ポテンシャルは＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかのままとすることができ、それにより表示部は図５Ａの構成で安定する。同じ手順を、数十または数百の行および列のアレイで使用することができることが理解されるであろう。行および列の作動を実施するのに使用されるタイミング、順序、および電圧レベルは、上述で概説された一般原理内で広く変えることができ、上述の例は単に例示であり、いかなる作動電圧方法も本明細書で説明されるシステムおよび方法で使用することができることも理解されるであろう。
【００２６】
図６Ａおよび６Ｂは、表示デバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。表示デバイス４０は、例えば、携帯電話または移動電話とすることができる。しかし、表示デバイス４０またはわずかに変更された形態の同じ構成要素は、テレビおよびポータブルメディアプレイヤーなどの様々なタイプの表示デバイスの実例ともなる。
【００２７】
表示デバイス４０は、ハウジング４１、表示部３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力デバイス４８、およびマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む当業者によく知られた様々な製造プロセスの任意のものによって形成される。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む様々な材料のうちの任意の材料で製作することができる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色の他の着脱可能な部分、または異なるロゴ、絵、もしくは記号を含む他の着脱可能な部分と交換可能である着脱可能な部分（図示せず）を含む。
【００２８】
例示的表示デバイス４０の表示部３０は、本明細書で説明されるような双安定表示部を含む様々な表示部の任意のものとすることができる。他の実施形態では、表示部３０は、当業者に良く知られているような、上述のプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、もしくはＴＦＴ  ＬＣＤ等のフラットパネル表示部、またはＣＲＴもしくは他の真空管デバイス等の非フラットパネル表示部を含む。しかし、本実施形態を説明する目的のために、表示部３０は本明細書で説明されるような干渉変調器表示部を含む。
【００２９】
例示的表示デバイス４０の一実施形態の構成要素が図６Ｂに概略的に示されている。図示の例示的表示デバイス４０はハウジング４１を含み、その中に少なくとも部分的に封入される追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的表示デバイス４０はアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含み、アンテナ４３は送受信機４７に結合される。送受信機４７はプロセッサ２１に接続され、それは調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は信号を調整する（例えば、信号をフィルタ処理する）ように構成することができる。調整ハードウェア５２はスピーカ４５およびマイクロホン４６に接続される。プロセッサ２１は入力デバイス４８および駆動コントローラ２９にも接続される。駆動コントローラ２９はフレームバッファ２８およびアレイ駆動部２２に結合され、アレイ駆動部２２は表示アレイ３０に結合される。電源５０は、特定の例示的表示デバイス４０の設計により必要とされるようなすべての構成要素に電力を供給する。
【００３０】
ネットワークインターフェース２７は、例示的表示デバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３および送受信機４７を含む。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を軽減するために、いくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、信号の送出および受取りを行うための当業者に知られている任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１標準に従ってＲＦ信号の送出および受取りを行う。別の実施形態では、アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ標準に従ってＲＦ信号の送出および受取りを行う。携帯電話の場合、アンテナは、無線セルフォンネットワーク内で通信するのに使用されるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または他の既知の信号を受け入れるように設計される。送受信機４７はアンテナ４３から受け取った信号を前処理し、その結果、それらをプロセッサ２１が受け取り、さらに処理することができる。送受信機４７はプロセッサ２１から受け取った信号も処理し、その結果、それらをアンテナ４３を介して例示的表示デバイス４０から送出することができる。
【００３１】
一代替実施形態では、送受信機４７は受信機と取り替えることができる。さらなる別の代替実施形態では、ネットワークインターフェース２７は画像源と取り替えることができ、画像源はプロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる。例えば、画像源は、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくはハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールとすることができる。
【００３２】
プロセッサ２１は、一般に、例示的表示デバイス４０の動作全体を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像源からの圧縮された画像データなどのデータを受け取り、データを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに処理する。次に、プロセッサ２１は処理されたデータを駆動コントローラ２９または記憶用のフレームバッファ２８に送る。生データとは、一般に、画像内の場所ごとの画像特性を識別する情報を指す。例えば、そのような画像特性は色、彩度、および階調レベルを含むことができる。
【００３３】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的表示デバイス４０の動作を制御するために、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算ユニットを含む。調整ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送出するため、およびマイクロホン４６から信号を受け入れるために増幅器およびフィルタを含む。調整ハードウェア５２は例示的表示デバイス４０内の個別の構成要素とすることができ、またはプロセッサ２１もしくは他の構成要素内に組み込むことができる。
【００３４】
駆動コントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データを直接プロセッサ２１またはフレームバッファ２８から取得し、アレイ駆動部２２に高速送出するために生画像データを適切に再フォーマットする。具体的には、駆動コントローラ２９は生画像データをラスター様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットし、その結果、データフローは表示アレイ３０の全体を走査するのに好適な時間順序を有する。次に、駆動コントローラ２９はフォーマットされた情報をアレイ駆動部２２に送る。ＬＣＤコントローラなどの駆動コントローラ２９は多くの場合独立型集積回路（ＩＣ）のようなシステムプロセッサ２１と関連するが、そのようなコントローラは多くの方法で実現することができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込むこと、またはアレイ駆動部２２と共にハードウェアに完全に集積化することができる。
【００３５】
一般に、アレイ駆動部２２はフォーマットされた情報を駆動コントローラ２９から受け取り、映像データを波形の並列な組に再フォーマットし、並列な組の波形は表示部の画素のｘ−ｙマトリクスから来る何百もの、時には何千ものリード線に毎秒多数回与えられる。
【００３６】
一実施形態では、駆動コントローラ２９、アレイ駆動部２２、および表示アレイ３０は、本明細書で説明される表示部のタイプのいずれにも適切である。例えば、一実施形態では、駆動コントローラ２９は、従来の表示コントローラまたは双安定表示コントローラ（例えば干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイ駆動部２２は、従来の駆動部または双安定表示駆動部（例えば干渉変調器表示部）である。一実施形態では、駆動コントローラ２９はアレイ駆動部２２と集積化される。このような実施形態は、携帯電話、時計、および他の微小面積表示部などの高度に集積化されたシステムにとって一般的なものである。さらなる別の実施形態では、表示アレイ３０は、一般的な表示アレイまたは双安定表示アレイ（例えば干渉変調器のアレイを含む表示部）である。
【００３７】
入力デバイス４８により、ユーザーは例示的表示デバイス４０の動作を制御できる。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンス画面、または感圧もしくは感熱式隔膜を含む。一実施形態では、マイクロホン４６は例示的表示デバイス４０用の入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデータをデバイスに入力する場合、例示的表示デバイス４０の動作を制御するためにユーザーは音声コマンドを提供することができる。
【００３８】
電源５０は、当技術分野でよく知られているような様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。例えば、一実施形態では、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料を含む太陽電池である。別の実施形態では、電源５０は壁コンセントから電力を受け入れるように構成される。
【００３９】
実施形態によっては、制御プログラム可能性は、上述のように、電子表示システム内のいくつかの場所に配置することができる駆動コントローラ内に存在する。実施形態によっては、制御プログラム可能性はアレイ駆動部２２内に存在する。上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントで、様々な構成で実施することができることが当業者には認識されよう。
【００４０】
上述の原理に従って動作する干渉変調器の構造の細部は広範に変更することができる。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４およびその支持構造体の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属材料の細片１４が垂直に延びる支持部１８上に堆積される。図７Ｂでは、可動反射層１４が、つなぎ部３２によって支持部にその角でのみ取り付けられる。図７Ｃでは、可動反射層１４は、可撓性金属を含むことができる変形可能層３４から懸垂される。変形可能層３４は、変形可能層３４の周辺のまわりで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は本明細書では支柱と呼ばれる。図７Ｄに示された実施形態は支柱プラグ４２を有しており、その上に変形可能層３４が載る。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃに示されるように、間隙の上に懸垂された状態を維持しているが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の孔を充填することによって支柱を形成しない。むしろ、支柱は平坦化材料から形成され、平坦化材料は支柱プラグ４２を形成するのに使用される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示された実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃで示された実施形態の任意のものと、ならびに図示されていない追加の実施形態と連携するように構成することもできる。図７Ｅに示された実施形態では、金属または他の導電性材料の追加層がバス構造体４４を形成するために使用されている。これにより、干渉変調器の背面に沿って信号経路選択が可能になり、そうでなければ基板２０上に形成されなければならなかったいくつかの電極が除去される。
【００４１】
図７に示されたものなどの実施形態では、干渉変調器は、変調器が配置されている側と反対の側である透明基板２０の前面から画像が見られる直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含めて、基板２０と反対側の反射層の側の干渉変調器の一部を光学的に遮蔽する。これにより、画像品質に悪影響を与えることなく、遮蔽された区域を構成および作動することができる。このような遮蔽により、図７Ｅのバス構造体４４が可能になり、それにより、アドレス指定およびそのアドレス指定に起因する運動などの変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離することができる。この分離可能な変調器構成により、変調器の電気機械的態様および光学的態様に使用される構造設計および材料を互いに無関係に選択および機能させることができる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示された実施形態は、変形可能層３４によって行われる反射層１４の光学的特性をその機械的特性から切り離すことに由来するさらなる利点を有する。これにより、反射層１４に使用される構造設計および材料を光学的特性に関して最適化することができ、変形可能層３４に使用される構造設計および材料を所望の機械的性質に関して最適化することができる。
【００４２】
前述のように、干渉変調器は反射型であり、昼光または明るい環境の周囲光に依存することができる。さらに、暗い周囲環境では、干渉変調器の照明に、内部照明源がしばしば提供される。実施形態によっては、干渉変調器表示部またはその他の空間光変調器の照明システムは、光源、光注入システム、例えば光バーおよび光ガイドパネルを備えた複数の表示素子を備える。光注入システムは、点源（たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ））からの光を線源に変換する。光ガイドパネルは、光ガイドパネルの狭い端部で光注入システムからの光を回収して、表示素子に向けてその光の方向を変更し、好ましくは表示素子全体に均一に光を広げる。光ガイドパネルは、光ガイドパネルから表示素子へ向かって光を方向転換させるための光“方向転換”フィルムを備えることができる。方向転換フィーチャは、光ガイドパネルの長さ方向に沿って伝搬する光を表示素子へと反射する複数の傾斜部分を備えることができる。光は表示素子から反射し、光ガイドパネルに戻って伝達され、ユーザーに画像を形成する。しかしながら、光が入射する表面フィーチャの位置に応じて、光は異なる傾斜面部分によって異なる角度で屈折する。結果として、変調器アレイ上の一点から反射された光は、異なる位置から生じたものとして現われ、１つまたはそれより多くのゴーストイメージが現われる。
【００４３】
図８Ａは、光ガイドパネル８０および複数の表示素子８１を備えた照明システムを含む表示デバイスの断面図である。光ガイドパネル８０は、その表面に配置された方向転換フィーチャ８９を含む。光ガイドパネル８０に入射した光は、内部全反射によって光ガイドパネルの長さ方向に沿って伝搬される。表示素子のアレイに照明を提供するために、光が光ガイドパネルの厚さを通って伝搬され、表示素子８１の活性表面へと伝達されるように、光は大きな角度、通常約７５乃至９０度の角度で方向転換される。
【００４４】
光方向転換フィーチャ８９は、光ガイドパネル８０の頂面、前面または露出された表示側８２に位置する複数の表面レリーフフィーチャを備えることができる。表面フィーチャ８９は、例えばラミネーションによって付着された薄い方向転換フィルムの一部を含む。代替として、方向転換フィーチャは、エンボス、射出成形鋳造または他の技法などによって光ガイドパネル８０の頂面８２上に直接製造されることができる。特定の実施形態では、表面フィーチャ８９は、光ガイドパネル８０の長さ方向Ｌに沿って拡がるパターン状に配置された複数のプリズム微細構造を備える。プリズム微細構造は、空気／ファセット界面で入射光を反射するための互いに角度を成す２つまたはそれより多くの方向転換ファセット８９ａおよび８９ｂを備えることができ、光が大きな角度で方向転換されるようになる。特定の実施形態では、表面フィーチャ８９は、各々が２つの隣接する対称なファセットを備える複数の繰り返しプラズマ微細構造を備える。代替として、表面フィーチャ８９は、各々が光ガイドパネル８０の長さまたはフィルムに対して異なる傾斜角度を有する２つの隣接するファセット８９ａおよび８９ｂを備える複数の繰り返しプラズマ微細構造を備えることができる。例えば、図８Ａに示すような特定の実施形態では、複数の対の隣接するファセット８９ａおよび８９ｂは、１つの浅く長いファセット８９ａおよびより短く、より急角度で傾斜したファセット８９ｂを含むことができる。
【００４５】
隣接するファセット８９ａおよび８９ｂは、臨界角より大きな角度（ファセットの法線から測定）でファセットに入射する光線が内部全反射（ＴＩＲ）し、約７５°乃至９０°の大きな角度で方向転換されるように、互いに角度を成している。例えば、図８Ａに示すように、光が第１の浅いファセット８９ａに衝突した後、第２の急角度のファセット８９ｂに順に衝突する場合、両方の空気／ファセット界面で内部全反射が起こり、光は大きな角度でディルプレイ素子のアレイへと方向転換される。この経路をたどる光は、光ガイドパネル８０の厚さ方向Ｔを通って伝達され、隣接する表示素子８１上の底面／後面側８３から出射される。複数の内部反射によって光ガイド８０内での光の混合が強化され、表示素子８１全体への光出射の均一性を提供するのに有用である。様々な実施形態において、光ガイドパネル８０の長さ方向にわたる光方向転換フィーチャ８９における非均一性（例えば高さ、深さ、角度、密度、など）は、出射光の非均一性を増進する。例えば、光ガイドパネル８０の入射端部８４から離れるにつれて方向転換フィーチャ８９の密度を増加させると、光ガイドパネル内の光の減衰に対抗するように、光ガイドパネル全体での出射効率が同様に上昇する。
【００４６】
光ガイドパネル８０の厚さを通って表示素子８１のアレイから反射した光線が、隣接するファセット８９ａおよび８９ｂを通って光ガイドパネルの前面８２から出射する場合、光ガイドパネルと空気との間の屈折率の違いに起因して、光は、ファセットの表面における光ガイドパネル／空気界面で屈折する。ファセット８９ａおよび８９ｂにおいて光ガイドパネル８０から出射される光の屈折角は、スネルの法則に従って、界面での入射角に依存する。
【００４７】
前述のように、また、図８Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、隣接するファセット８９ａおよび８９ｂは、光ガイドパネルの法線に対して異なる傾斜角で配置される。従って、図８Ｂに示す表示素子８１のアレイ上の一点１８１から反射した光線１８２および１８５は、ファセット８９ａおよび８９ｂのどちらに衝突するかによって異なる入射角で光ガイド／空気界面へと入射する。その結果、光線１８２および１８５は、ファセット８９ａおよび８９ｂへの入射角によって異なる角度で屈折する。結果として生じる異なる角度に向けられた光線１８３および１８６は、元の画像点１８１よりもむしろ表示素子のアレイ上の２つの異なる見かけ上の反射点１８８および１８９から反射したように見える。この効果により、表示素子８１によって反射される真の像に対してわずかに移動して現われるゴーストイメージが形成される。ファセット８９ａ、８９ｂの傾斜が急であるほど、物体（１８１）からゴースト（１８８、１８９）のＸ方向の側方距離が大きくなる。また、特定のファセットタイプによって範囲が定められるＸ方向の側方距離の割合が大きいほど、そのファセットによって捕捉される大部分の光線のために、ファセットに関連するゴーストイメージがより強くなる。例えば、図８Ｂでは、８９ａタイプのファセットは、８９ｂタイプのファセットよりも大きな側方距離を有し、結果として８９ａに起因するゴーストイメージはより強いものとなる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、図９Ａに示すように、光ガイドパネル８０の前面８２の前方に接合フィルム９２を配置することによって、ゴーストイメージを低減または除去することができる。接合フィルム９２は、光ガイドパネル８０の前面８２から出射された光線を屈折させる。光線は、光ガイドパネル８０の前面８２によって導入された屈折と逆の方向に、接合フィルム９２によって屈折される。従って、接合フィルム９２は、光線が光ガイドパネル／空気界面に入射した場合に生じる屈折を、逆転させる、跳ね返す、または修正することができる。
【００４９】
接合フィルム９２は、光ガイドパネル８０の方に位置する側上に成形透過面９３を備える。いくつか実施形態では、接合フィルム９２は、成形透過面９３の反対側に前方平面９５を備える。成形透過面９３は、接合フィルム９２の長さＬ全体に広がる複数の表面レリーフフィーチャ９９を備える。いくつか実施形態では、表面レリーフフィーチャ９９は、光ガイドパネル８０の長さＬ全体に広がる複数の表面レリーフフィーチャ８９に対して実質的に相補的な形状を有する。例えば、いくつかの実施形態では、接合フィルム９２上の複数の表面フィーチャ９９は、複数の突出部を備えてよく、光ガイドパネル８０上の表面レリーフフィーチャ８９は、その長さＬにわたって広がる複数の対応するくぼみを備えてよい（実施形態によっては、接合９２上の複数の表面フィーチャ９９が複数のくぼみを備え、光ガイドパネル８０上の表面レリーフフィーチャ８９が複数の対応する突出部を備える。実施形態によっては、接合フィルム９２の一方または両方および光ガイドパネル８０が突出部およびくぼみの両方を備える。）。突出部（またはくぼみ）は、対称な突出部（またはくぼみ）を形成するために互いに実質的に同一の角度で配置された隣接する傾斜側壁によって形成され得る。または、隣接する傾斜側壁は、突出部（またはくぼみ）が非対称となるように互いに異なる傾斜角で配置することができる。特定の実施形態では、傾斜側壁は、実質的に平坦な表面を備えることができる。他の実施形態では、傾斜側壁は、ファセット化された表面を備えることができる。いくつかの実施形態では、傾斜側壁は、湾曲することができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、接合フィルム上９２の対応する表面フィーチャ９９（突出部またはくぼみ）の形状および寸法は、光ガイド８０上の表面レリーフフィーチャ８９に必要な形状によって決定することができ、光ガイドパネル８０の側端部８４を通って入射した光を効果的且つ効率的に表示素子８１のアレイに向かって方向転換させる。例えば、図９Ａに示すように、光ガイドパネル８０において表面レリーフフィーチャ８９を形成しているファセットは、水平から約２°傾斜したファセット８９ａおよび約４５°傾斜したファセット８９ｂを含み得る。接合フィルム９２上の表面フィーチャ９９は、光ガイドパネル８０上のファセット８９ａおよび８９ｂと同等且つ逆のファセット９９ａおよび９９ｂによって形成され得る。従って、上記の実施形態では、ファセット９９ａは同様に水平から２°傾斜し、ファセット９９ｂも同様に約４５°傾斜することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、異なる形状および構成を採用することができる。さらに、表面レリーフフィーチャ８９および９９の形状および／またはサイズは、光ガイド８０および接合フィルム９２の長さＬにわたって変化することができる。しかしながら、実施形態によっては、形状または構成にかかわらず、光ガイド８０および接合フィルム９２の対応するファセットは実質的に同等且つ逆である。実施形態によっては、異なる形状、サイズ、間隔等が含まれ得る。
【００５２】
実質的に相補的な接合フィルム９２および光ガイド８０上のレリーフフィーチャは、エンボス、ＵＶ鋳造、ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）製法または当業者に知られている任意のその他の適切な方法によって製造することができる。様々な実施形態では、接合フィルム９２および光ガイド８０上の表面レリーフフィーチャを同一の金型とダイで製造することができる。１実施例では、同一の原型で光ガイドパネル８０の前面８２および適合する接合フィルム９２の背面９３を形成することができる。接合フィルム９２の表面９３は、光ガイドパネル８０の表面に対して、単に反転（例えばｘ軸に平行な軸の周りに）され、回転（例えばｚ軸に平行な軸の周りに回転）される。代替として、接合フィルム９２の表面９３は、Ｙ軸に平行な軸の周りに反転することができる。代替として、いくつかの実施形態では、例えば表面レリーフフィーチャのサイズおよび形状がフィルムの長さＬにわたって増加または減少する場合、別々の相補的な金型を使用して光ガイド８０上の表面レリーフフィーチャ８９および接合フィルム９２上の表面レリーフフィーチャ９９を形成することができる。
【００５３】
接合フィルム９２上の表面レリーフフィーチャ９９はさらに、接合フィルム９２の成形表面９３上の複数の突出部が光ガイドパネル８０の前面８２によって形成される複数のくぼみに対応し、且つその中まで及ぶことができるように、光ガイドパネル８０上の表面レリーフフィーチャ８９と並べられる。例えば、実施形態によっては、接合フィルム９２上の表面レリーフフィーチャ９９における複数の突出部の頂部は、光ガイド８０上の表面レリーフフィーチャ８９における複数のくぼみの底部とほぼ連携する。実施形態によっては、接合フィルム９２上の表面レリーフフィーチャ９９の開始部または端部は、光ガイドパネル８０上の表面レリーフフィーチャ８９の開始部または端部と連携することができる。代替として、配置構造は、接合フィルム９２の表面レリーフフィーチャ９９の１つまたは複数の部分が光ガイドパネル８０の表面レリーフフィーチャ８９の１つまたは複数の対応する部分とほぼ連携していることを特徴とする。
【００５４】
いくつかの実施形態では、接合フィルム９２は、光ガイドパネル８０の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する。いくつかの実施形態によっては、小さな空隙７４が接合フィルム９２と光ガイドパネル８０との間を維持し、光ガイドパネル８０の長さＬを通って伝搬する光の内部全反射を生成する空気／光ガイドパネル界面を維持する。代替として、光ガイドパネル８０および接合フィルム９２より低い屈折率を有する媒体を光ガイドパネル８０と接合フィルム９２との間に配置して、光ガイド８０の長さを通って伝搬する光が光ガイドパネルと媒体との界面で確実に内部全反射するようにすることができる。このような媒体は、気体、液体または固体であってよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、光ガイドパネル８０および接合フィルム９２の屈折率は異なってよい。このような場合、光ガイドパネル８０上の表面レリーフフィーチャ８９および接合フィルム上の表面フィーチャ９９の形状は、同一または相補的な必要はない。しかしながら、接合フィルム９２における表面フィーチャ９９によって生じる屈折が光ガイドパネル８０における表面フィーチャ８９によって生じる屈折を相殺、低減または無効にするように、屈折率および形状を選択することができる。このような実施形態では、ゴースト発生は低減、最小化または解消される。
【００５６】
使用において、図９Ａに示すように、光ガイドパネル８０内に入射する光１７０が、傾斜またはグレージング角、例えば臨界角より大きな角度でファセット８９ａおよび８９ｂによって形成される光ガイドパネル／空気界面に連続して衝突する場合、内部全反射することになる。光１７９は、次に、約７５〜９０°の間の大きな角度で方向転換され、複数の表示素子８１上に出射される。複数の表示素子８１は、光ガイドパネル８０の厚さを通る光１８２を反射する。光１８２は、次に、光ガイドパネル８０の表面レリーフフィーチャ８９に光が衝突する入射角に応じた程度屈折する光ガイドパネル／空気界面に衝突する。屈折光線１８３は、次に、光ガイドパネル８０の前方に配置された接合フィルム９２を通って伝達される。ここで、光線１８３は、空気／接合フィルム界面で二度目の屈折がなされる。屈折の程度は、光線１８３が接合フィルム９２の表面レリーフフィーチャ９９に衝突する入射角に依存する。従って、接合フィルム９２は、光ガイドパネル８０上の表面レリーフ８９と同等且つ逆の表面レリーフ９９を有し、接合フィルム／空気界面での屈折は、光ガイドパネル／空気界面を通ってきた光から生じる屈折と逆となることになる。従って、この方法でゴーストイメージを低減することができる。
【００５７】
例えば、図９Ｂに示すように、光線１８２および１８５は、複数の表示素子８１上の同一の反射点１８１から反射されたものである。光線１８２および１８５は次に、光ガイドパネル８０の厚さＴを通って伝達される。光線１８２および１８５は、複数の表示素子８１からの法線に対して異なる角度で反射される。従って、光線１８２はファセット８９に対して傾斜角θｉ１で長く浅いファセット８９ａ上に入射する。光線１８２は、スネルの法則に従って、ファセット８９ａを介して屈折する。
ｎ１ｓｉｎθｉ１＝ｎ２ｓｉｎθｒ１
ここで、ｎ１は光ガイド８０の屈折率であり、ｎ２は空隙７４の屈折率であり、θｉ１は光線１８２の入射角であり、θｒ１は屈折光線１８３とファセット８９ａの法線との間で測定される。図８Ｂに関して上で説明したように、屈折光線１８３は、表示素子８１のアレイ上の真像反射点１８１の代わりに見かけの源１８８からくるように見える。しかしながら、ここでは光線１８３が接合フィルム９２のファセット９９ａ上に入射する場合、光線は１８３は空気／接合フィルム界面で二度目の屈折がなされる。接合フィルム９２および光ガイドパネル８０が相補的であるため、接合フィルム９２のファセット９９ａは、光ガイドパネル８０のファセット８９ａと実質的に平行である。同様に、光線１８３がファセット９９ａに衝突する入射角θｉ２は、光線１８３の屈折角θｒ１と等しい。従って、光ガイドパネル８０および接合フィルム９２の屈折率が等しい（例えばｎ１＝ｎ２）と仮定すると、スネルの法則に従って、接合フィルム９２によって屈折される光線１９３は、θｉ１と等しい屈折角θｒ２を有することになる。その結果、光線１９３は光線１８２と平行となる。
【００５８】
空隙７４の幅Ｗに起因して、屈折光線１８３は、ファセット９９ａに衝突してその元の経路に沿って屈折する前に、元の光線１８２から横方向に離れるように進む。その結果、光線１９３は光線１８２と平行であるがわずかに横方向にシフトする。従って、いくつかの実施形態では、空隙７４の幅Ｗは、空隙を通って屈折された光線の横方向へのシフトを低減または最小化するように選択されるため、横方向へのシフトが最小化される。同時に、様々な実施形態において、空隙７４は、光ガイドパネル８０と接合フィルム９２との間に十分な距離を提供して、光ガイドパネル８０を通ってガイドされる光線が光ガイド８０の境界で内部全反射することを可能にする。実施形態によっては、間隙の幅をプリズムの深さの半分未満とすることができる。実施形態によっては、空気分離を可能にすると同時に間隙の幅を可能な限りゼロに近く維持することができる。例えば、いくつかの実施形態では、空隙の幅Ｗは、約０．７５ミクロンから約５ミクロンまでの間とすることができる。その他のいくつかの実施形態では、空隙の幅Ｗは特定の範囲外とすることもでき、例えば０．７５未満または５ミクロン超とすることができる。上述のように、間隙７４は、その他の媒体を含んでよく、気体、液体または固体とすることができる。
【００５９】
他方で、図９Ｂにおいて、光線１８５はファセット８９ｂの法線に対して傾斜角θｉ１’で短い急勾配のファセット８９ｂに入射する。図８Ｂに示すように、光線１８５はスネルの法則に従ってファセット８９ｂに対して同様に屈折し、屈折光線１８６が見かけの画像点１８９からくるように見える。ここで、ファセット８９ｂの法線に対する入射角θｉ１’が、ファセット８９ａの法線に対する入射角θｉ１よりずっと大きいため、光線１８６はより大きな角度で屈折し、その結果、表示素子のアレイ上の真像反射点１８１からより離れた見かけの源１８９からくるように見える。しかしながら、図９Ｂに示すように、光線１８３と同様に、光線１８６が接合フィルム９２のファセット９９ｂに入射する場合、空気／接合フィルム界面で二度目の屈折がなされる。接合フィルム９２および光ガイドパネル８０は相補的なため、接合フィルム９２のファセット９９ｂは光ガイドパネル８０のファセット８９ｂと実質的に平行である。従って、光線１８６がファセット９９ｂに衝突する入射角θｉ２’は、光線１８６の屈折角θｒ１’と等しい。その結果、結果として生じる光線１９４は、θｉ１’と等しい屈折角θｒ２’を有することになる。この結論から、屈折率が光ガイドパネル８０および接合フィルム９２と実質的に等しいことが推測される（例えばｎ１＝ｎ２）。従って、光線１９４は、光線１８５と等しくなる。ここで再度、空隙７４の幅Ｗのために、屈折光線１８６は、ファセット９９ｂに衝突するまで元の光線１８５から横方向に離れる方向に進む。同様に、光線１９４は光線１８５に平行となるが、わずかに横方向にシフトする。
【００６０】
光線１９３、１９４は、接合フィルムから出射し、接合フィルム９２上部の空気に入射するときに再度屈折する。従って、これらの光線は、光ガイドパネル８０内で光線１８２、１８５と非平行であり得る。しかしながら、一般的には、光線１８２が浅いファセット８９ａによって屈折され、光線１８５が急勾配のファセット８９ｂによって屈折されることにかかわらず、光線１８２および１８５がそこから屈折される実質的に元の画像点１８１から光線１９２および１９５の両方がくるように見える。いくつかの実施形態では、接合フィルムの存在によって、少なくともゴースト発生は低減される。
【００６１】
いくつかの実施形態では、上記で説明した光ガイドパネル８０および接合フィルム９２をその他の照明装置フィーチャと併せて使用して複数の表示素子８１上へ有利に光を向けることができる。
【００６２】
図１０は、光ガイドパネル８０の端部に結合された光バー９０を備える照明装置を備えた表示デバイスを図示する。光バー９０は、発行ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体７２からの光を受け入れる第１端部９０ａを有するが、その他の光源を使用することもできる。光バー９０は、光バー９０の長さ方向に沿った光の伝搬をサポートする実質的に光学的に透過性を有する材料を含む。光バー９０に入射した光は、バーの長さ方向に沿って伝搬される。光は、例えばその側壁での内部全反射を介してその中を誘導され、該側壁は空気またはその他の周囲を取り囲む流体もしくは固体媒体と界面を形成する。
【００６３】
方向転換微細構造９１は、光バー９０の少なくとも１つの側部に位置し、例えば光ガイドパネル８０と実質的に反対側の側部９０ｂ上に位置する。方向転換微細構造９１は、光バー９０の側部９０ｂに入射する光の少なくとも大部分を方向転換して、光バー９０から外（例えば９０ｃの外側）に向け、光ガイドパネル８０内へと向けるように構成されている。図８Ｂに示されているように、光バー９０の方向転換微細構造９１は、ファセット９１ａ（ファセット化方向転換フィーチャまたはファセット化フィーチャとも称される）を有する複数の方向転換フィーチャ９１を備える。図１０に示すフィーチャ９１は概略的なものであり、サイズおよびその間の空間が強調されている。
【００６４】
ファセット９１ａまたは傾斜表面は、光を光バー９０から外に向け、光ガイドパネル８０に向けるかまたは散乱させるように構成されている。例えば、光は、光バーの長さおよび傾斜表面９１ａの一つに平行な光バー９０の側壁の一部分９１ｂから内部全反射によって反射され得る。この光は、傾斜表面９１ａから光ガイドパネル８０に向かう方向に反射され得る。図１０に示す実施形態では、方向転換微細構造９１は、実質的に三角形の断面を有する複数の溝を備えるが、その他の形状も可能である。
【００６５】
方向転換フィーチャ９１の形状および向きは、光バー９０から出射して光ガイドパネル８０に入射する光の方向に影響を及ぼすことになる。さらに、光ガイドの長さにわたる方向転換フィーチャのサイズおよび密度は、光バーから出射する光の分布に影響を及ぼし得る。例えば、方向転換微細構造９１は、光源７２からの距離ｄによらず実質的に一定を維持するサイズまたは平均して光源７２からの距離ｄとともに増加するサイズを有し得る。代替として、方向転換微細構造９１は、光源７２からの距離ｄによらず実質的に一定を維持するまたは平均して光源７２からの距離ｄとともに増加する方向転換フィーチャの密度ρを有し得る。
【００６６】
図１１Ａおよび１１Ｂに図示されるように、照明装置は光バー９０の側部（頂部９０ｄ、底部９０ｅ、左側９０ｂおよび／または端部９０ｆ）に対して配置された１つまたは複数の反射器または反射部分９４、９５、９６、９７をさらに備え得る。さまざまな実施形態において、反射面９４、９５、９６および９７は、平坦な反射器を含み得るが、その他の形状でも可能である。反射面９４、９５、９６および９７は、光バー９０に対して配置され、頂部９０ｄ、底部９０ｅ、左側９０ｂおよび端部９０ｆから外に透過されることになる光を光バー９０内へと戻すように方向転換する。特に、反射器９７は、光バー９０の後端（または第２端部）９０ｆの外に向けられることになる光バー９０を通って伝搬する光を光源７２に向けなおす。同様に、反射器９４および９５は、光バー９０の頂部９０ｄまたは底部９０ｅの外に向けられることになる光バー９０を通って伝搬する光を光バー９０に向けなおす。この光は、光バー９０内を伝搬し、光ガイドパネル８０に向けられ得る。場合によっては、光バー９０内に向けなおされた光は、最終的には方向転換微細構造９１上に入射し、その結果光ガイドパネル８０に向けられる。
【００６７】
図１１Ｃは、光バー９０の第１側部９０ａを通って側部反射器９６へと伝搬する光線を図示する。反射器９６は、光バー９０を透過される光、例えば内部全反射でないような角度でファセット化方向転換フィーチャ９１の第１表面９１ａに衝突する光線１３０が、反射されて光バー９０に戻るように十分近接していなければならない。しかしながら、反射器９６はまた、光バー９０の内部全反射と干渉しないように光バー９０から離間されていなければならない。例えば、反射器９６は、間隙９８によって光バー９０から分離されている。図１１Ｄは、方向転換フィーチャがプリズムフィーチャではなく回折フィーチャを含む他の実施形態を図示する。
【００６８】
さまざまな実施形態において、光バー９０から出射される光の大部分は、角度分布が低減または制限され、同様に光ガイドパネル８０に入射される光も角度分布が低減または制限される。図１２Ａおよび１２Ｂに概略的に図示されるように、平坦な反射器９４、９５、９６、９７を含む実施形態では、光ガイドパネル８０へと伝搬される光の角度分布は、２つの主なローブ１０４、１０６から成る。図１２Ｂにおいて、光バー９０から伝搬されるローブ１０６は、一般的に光バーの長さ方向と垂直であり、一般的に角度分布が低減または制限される。これに対してローブ１０４は、光バーの長さ方向から９０°未満の角度で光バー９０から伝搬される。このローブ１０４は、光源７２から遠く、光バー９０の遠端に近い側部に位置する。図１２Ａでは、ローブ１０２は図１２Ｂのローブ１０４、１０６の側面図であり、一般的に対称である。
【００６９】
図１３Ａおよび１３Ｂは、反射器９４、９５に代えて逆反射器１１４、１１５が使用される実施形態を図示する。逆反射器１１４、１１５は、光が来た方向に光を戻すように光を反射する。例えば、光バー９０の頂面および底面９０ｄ、９０ｅに対して配置された逆反射器１１４、１１５は、図１３Ｂに示すように、発光体７２の長さ方向に垂直な同じ側において光バーの長さ方向から９０度未満の角度で光バーから伝搬する光のローブ１１８を生成する。光バー９０からより対称な光の分布が放出される結果、光ガイドパネル８０、その結果表示素子８１へと向けられる光の量のバランスを保つ。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の反射器１１６、１１７もまた逆反射器を含む。
【００７０】
その他の構成もまた可能である。図１４Ａは、方向転換フィーチャの傾斜面部分またはファセット１３２が、傾斜面部分１３２を光線１３０が通過することを防ぐ金属（例えばアルミニウム）などの反射性材料を含む実施形態を図示する。光線１３０は、そこを透過せずに反射されて光バー９０へと戻される。代替として、図１４Ｂに図示するように、成形反射器１３４は、光バー９０の第１側９０ｂに近接して配置され得る。成形反射器１３４は、非傾斜部分１５０ｂによって分離された傾斜面１５０ａを有する複数の突出部１５０を含む。反射面１３４の突出部１５０は、光バー９０の方向転換フィーチャ９１を形成するくぼみ９１、例えば溝へと入り込む。この方法で、成形反射器１３４の反射面を方向転換フィルムに近づけることができる。しかしながら、小さな空隙または別の媒体で充填された間隙によって、成形反射器１３４を方向転換フィルムから分離することもできる。
【００７１】
広範囲の変形が可能である。フィルム、層、構成要素および／または素子を追加、除去または再配置してよい。さらに、工程段階を追加、省略または順序変更してもよい。“フィルム”および“層”との用語を使用したが、ここで使用するこれらの用語はフィルムスタックおよび多層を含んでよい。このようなフィルムスタックおよび多層を、接着剤を使用して他の構造体に接着してよく、堆積またはその他の方法を使用して他の構造体上に形成してもよい。
【００７２】
特定の好ましい実施形態および実施例において本発明を説明したが、本発明は、具体的に記載された実施形態の範囲を超えて代替の実施形態および／または本発明および明らかな修正および同等のものの使用まで拡張されることが当業者には理解されるであろう。さらに、本発明のいくつかの変形について詳細に説明したが、本発明の範囲内でのその他の修正も、本開示から当業者には明らかとなるであろう。実施形態の特定の特徴および側面の様々な組合せがなされ、それらも本発明の範囲内であることも考慮される。当然のことながら、開示された実施形態の様々な特徴および側面を互いに組合せて、または置き換えて、開示された発明の様々なモードを形成することができる。その結果、ここで開示された本発明の範囲は、上述の特定の開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
【符号の説明】
【００７３】
９Ａ  第１の焦点
９Ｂ  第２の焦点
１２ａ、１２ｂ  干渉変調器
１４、１４ａ、１４ｂ  可動反射層
１６、１６ａ、１６ｂ  光学スタック
１８  支柱
１９  間隙
２０  基板
２１  プロセッサ
２２  アレイ駆動部
２４  行駆動回路
２６  列駆動回路
２７  ネットワークインターフェース
２８  フレームバッファ
２９  駆動コントローラ
３０  表示部、表示アレイ
３２  つなぎ部
３４  変形可能層
４０  表示デバイス
４１  ハウジング
４２  支柱プラグ
４３  アンテナ
４４  バス構造体
４５  スピーカ
４６  マイクロホン
４７  送受信機
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整ハードウェア
７２  発光体
７４  空隙
８０  光ガイドパネル
８１  表示素子
８２  頂面
８３  底面
８４  入射端部
８９ａ、８９ｂ  ファセット
９０  光バー
９１  方向転換微細構造
９２  接合フィルム
９３  成形透過面
９４,９５,９６,９７  反射面
９９  表面レリーフフィーチャ
１０４,１０６  ローブ
１１４,１１５  逆反射器
１３０  光線
１３２  傾斜面部分
１３４  反射器
１５０突出部
【図１】
2011511998.tif 000003
【図２】
2011511998.tif 000004
【図３】
2011511998.tif 000005
【図４】
2011511998.tif 000006
【図５Ａ】
2011511998.tif 000007
【図５Ｂ】
2011511998.tif 000008
【図６Ａ】
2011511998.tif 000009
【図６Ｂ】
2011511998.tif 000010
【図７Ａ】
2011511998.tif 000011
【図７Ｂ】
2011511998.tif 000012
【図７Ｃ】
2011511998.tif 000013
【図７Ｄ】
2011511998.tif 000014
【図７Ｅ】
2011511998.tif 000015
【図８Ａ】
2011511998.tif 000016
【図８Ｂ】
2011511998.tif 000017
【図９Ａ】
2011511998.tif 000018
【図９Ｂ】
2011511998.tif 000019
【図１０】
2011511998.tif 000020
【図１１Ａ】
2011511998.tif 000021
【図１１Ｂ】
2011511998.tif 000022
【図１１Ｃ】
2011511998.tif 000023
【図１１Ｄ】
2011511998.tif 000024
【図１２Ａ】
2011511998.tif 000025
【図１２Ｂ】
2011511998.tif 000026
【図１３Ａ】
2011511998.tif 000027
【図１３Ｂ】
2011511998.tif 000028
【図１４Ａ】
2011511998.tif 000029
【図１４Ｂ】
2011511998.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月19日(2010.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光ガイドパネルの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光ガイドパネルと、
前記光ガイドパネルの第１側に配置され、前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光ガイドパネルの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイドパネルの前記第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有するくぼみと、
間隙によって前記光ガイドパネルから分離され、前記光ガイドパネルにおける対応する複数の前記くぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える少なくとも１つの成形透過面と、を備え、
前記光ガイドパネルが方向転換フィルムを備え、前記複数のくぼみが前記方向転換フィルム中に含まれている照明装置。
【請求項２】
前記複数のくぼみが、前記光ガイドパネルに形成された複数のファセット化フィーチャを含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のくぼみが、前記光ガイドパネルに形成された複数の溝を含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記傾斜側壁が、実質的に平坦な表面を備える請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
隣接する前記傾斜側壁が実質的に三角形のくぼみを形成するように前記傾斜側壁が構成されている請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記隣接する傾斜側壁が、前記光ガイドパネルに対して異なる傾斜角を有する請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記成形透過面の前記複数の突出面部分が、実質的に平坦な傾斜側面を備える請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
隣接する平坦な傾斜側面が、前記成形透過面において実質的に三角形の突出面部分を形成している請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記複数のくぼみの隣接する傾斜側壁の間の傾斜角が、前記複数の突出部分の隣接する傾斜側面の間の傾斜角と実質的に同一である請求項７に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記成形透過面の前記突出面部分が、前記複数のくぼみ内に広がっている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記成形透過面の前記突出面部分が、前記光ガイドパネル上に配置された前記複数のくぼみと実質的に合わせられている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの成形透過面がフィルムを含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記間隙が、空隙を含む請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記間隙が、気体で充填されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記間隙が、前記光ガイドパネルおよび前記成形透過面と異なる屈折率を有する材料で充填されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記光ガイドパネルの屈折率が、前記成形透過面の屈折率と実質的に同一である請求項１に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記複数のくぼみと前記成形透過面との間の間隙が、約５ミクロン未満である請求項１に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記光ガイドパネルの前記第２側から出射された光が複数の空間光変調器を照射するように、前記光ガイドパネルが前記複数の空間光変調器に対して配置されている請求項１に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記複数の空間光変調器が、ＭＥＭＳデバイスを備える請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記空間光変調器が、間隙距離だけ分離された第１部分的透過型反射器と第２可動反射器とを備え、前記間隙距離が変更されるように前記第２可動反射器が前記第１部分的透過型反射器に対して可動性を有する請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記複数の空間光変調器が、干渉変調器のアレイを含む請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記光ガイドパネルに対して配置され、前記光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光バーの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光バーと、
前記光バーの第１側上に配置され、前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光バーの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成された方向転換微細構造と、
前記光バーに対して配置され、前記光バーの第２側以外の部分を通って前記光バーから漏れる光を反射して前記光バー内に戻す少なくとも１つの実質的な反射面と、をさらに備える請求項１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記方向転換微細構造が、前記光バーの前記第１側上のフィルムにおけるファセット化フィーチャを含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記方向転換微細構造が、複数の溝を含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記方向転換微細構造が、実質的に三角形の断面を有する複数の三角形の溝を含む請求項２４に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記方向転換微細構造が、複数の回折フィーチャを含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの反射面が、前記光バーの前記第１側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記光バーが第２端部をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記第２端部に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記光バーが、頂部側と対向する底部側とをさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記頂部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３０】
前記光バーが、頂部側と、対向する底部側と、をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記底部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３１】
前記光バーが、頂部側と対向する底部側とをさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が、前記光バーの前記第１側、前記頂部側、及び前記底部側に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる反射面を含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３２】
前記光バーが、第２端部をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記光バーの前記第２端部に対して配置され、その中を透過した光を受け入れる請求項３１に記載の照明装置。
【請求項３３】
前記光バーが、頂部側と、対向する底部側と、をさらに備え、前記少なくとも１つの反射面が前記第１側及び前記頂部側に対して配置された反射面を含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３４】
前記反射面が、反射シートを含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３５】
前記反射シートが、金属を含む請求項３４に記載の照明装置。
【請求項３６】
前記反射面が、間隙によって前記光バーから分離されている請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの反射面が、逆反射器を含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの反射面が、複数の逆反射器を含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの反射面が、前記光バー上に配置された反射フィルムを含む請求項２２に記載の照明装置。
【請求項４０】
前記反射フィルムが、金属フィルムまたは誘電体多層フィルムを含む請求項３９に記載の照明装置。
【請求項４１】
光源からの光を受け入れる第１端部を有し、光ガイドパネルの長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む光ガイドパネルを提供する段階と、
前記第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換して前記光ガイドパネルの反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイドパネルの前記第２側から外に光を反射する傾斜側壁を有する複数のくぼみを前記光ガイドパネルの第１側に配置する段階と、
間隙によって前記光ガイドパネルから分離され、前記光ガイドパネルにおける対応する前記複数のくぼみに対して実質的に相補的な形状を有する複数の突出面部分を備える少なくとも１つの成形透過面を取り入れる段階と、を含み、
前記光ガイドパネルが方向転換フィルムを備え、前記複数のくぼみが前記方向転換フィルム中に含まれている照明装置の製造方法。
【請求項４２】
発光手段からの光を受け入れる手段を有し、光ガイド手段の長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする手段を備える光ガイド手段と、
前記光ガイド手段の反対側の第２側の外に前記部分の光を向けるように構成され、内部全反射によって前記光ガイド手段の前記第２側から外に光を反射する手段を有し、前記光ガイド手段の第１側に入射する光の少なくとも大部分を方向転換する方向転換手段と、
分離手段によって前記光ガイド手段から分離され、光ガイド手段における対応する前記方向転換手段に対して相補的な形状を提供する手段を備える光透過手段と、を備え、
前記光ガイド手段が方向転換フィルムを備え、前記方向転換手段が前記方向転換フィルム中に含まれている照明装置。
【請求項４３】
前記光ガイド手段が、光ガイドパネルを含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４４】
前記光を受け入れる手段が、前記光ガイド手段の第１端部を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４５】
前記発光手段が、光源を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４６】
前記光の伝搬をサポートする手段が、前記光ガイド手段の長さ方向に沿った前記光の伝搬をサポートする材料を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４７】
前記方向転換手段が、前記光ガイド手段の第１側上に配置された複数のくぼみを含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４８】
前記光を反射する手段が、傾斜側壁を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４９】
前記光透過手段が、少なくとも１つの成形透過面を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項５０】
相補的な形状を提供する手段が、複数の突出面部分を含む請求項４２に記載の照明装置。
【請求項５１】
前記分離手段が、間隙を含む請求項４２に記載の照明装置。
【国際調査報告】
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