(57)【要約】  ビームディスプレイシステム走査用の複数の平行な発光ストライプを有する多層スクリーンである。発光材料は、リン光体材料および非リン光体材料を含みうる。【選択図】  図１
2010527464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイスクリーンであって、
各々が励起波長の励起光を吸収して、前記励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプを有する発光層と、
前記発光層の一面側にあって前記励起光を前記発光層に方向付ける、レンズの２次元アレイを有するレンズアレイ層と、
前記レンズアレイ層と前記発光層との間にあり、不透明な反射層を有するピンホールアレイ層と、を備え、
前記レンズの各々が、各発光ストライプの幅より小さく、前記各発光ストライプの幅内には複数のレンズがあり、
前記不透明な反射層は、前記レンズアレイ層に重畳され、前記複数のレンズに空間的に対応する複数のピンホールの２次元アレイでそれぞれパターニングされることで前記複数のレンズから前記発光層へと励起光を透過させる
ディスプレイスクリーン。
【請求項２】
前記ピンホールアレイ層は、前記励起光の各レンズの焦平面またはその付近にある
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３】
各ピンホールの大きさは、各々のレンズが前記ピンホールアレイ層へと合焦する前記励起光のビームスポットより大きい
請求項２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４】
前記反射層は金属層である
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５】
前記レンズアレイ層の各レンズは、６角形であり、６つの隣接するレンズと接触している
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項６】
前記レンズアレイ層と前記ピンホールアレイ層との間にあり、パターニングされることで、前記ピンホールアレイ層の前記複数のピンホールとそれぞれ位置合わせされる複数の貫通穴を有し、各レンズから対応するピンホールへと光を透過させる黒色層を備える
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項７】
各発光ストライプは、前記励起光を吸収して可視光を発光する発光材料のストライプと、透明材料のストライプとを含み、
前記透明材料の前記ストライプは、前記発光材料の前記ストライプと前記ピンホールアレイ層との間に位置する
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項８】
各々が２つの隣接する発光ストライプの間に配置され、前記発光ストライプに挟まれる、光学的に反射性を有する複数の平行なストライプデバイダを備える
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項９】
各ストライプデバイダの、前記レンズアレイ層から離れているファセットに形成される黒色吸収ストライプを備える
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１０】
各ストライプデバイダは、前記２つの隣接する発光ストライプの各々とインタフェースする光学的に反射性を有する層を有する
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１１】
前記光学的に反射性を有する層は金属層である
請求項１０に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１２】
各ストライプデバイダは、光学的に不透明性を有するコアと、前記光学的に不透明性を有するコアの、それぞれ前記２つの隣接する発光ストライプとインタフェースする両側面に形成される光学的に反射性を有する層とを有する
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１３】
前記光学的に反射性を有する層は金属層である
請求項１２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１４】
前記光学的に不透明性を有するコアは光を吸収する
請求項１２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１５】
前記光学的に不透明性を有するコアは黒色顔料を含む
請求項１２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１６】
各ストライプデバイダは、光を反射するビーズと、前記ビーズが分散したバインダ材料とを有する
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１７】
各ストライプデバイダは金属を有する
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１８】
各ストライプデバイダは、反射性を有する白色塗料材料を有する
請求項８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項１９】
前記発光層が結合された基板を備え、
前記基板は、前記発光層が発光する可視光を透過させる
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２０】
前記基板は前記励起光を遮蔽する請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２１】
前記基板は前記励起光を反射する
請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２２】
前記基板は前記可視光のスペクトル領域にわたり均一に前記可視光を減衰させる
請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２３】
前記基板はプラスチック層を有する
請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２４】
前記基板は前記発光層に結合される表面を有し、前記表面は前記基板と前記発光層との間に空隙を生成する表面テクスチャを含む
請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２５】
前記基板と前記発光層との間にあり、前記基板と前記発光層とを結合して、前記発光層が発光した前記可視光を透過させる結合層を備える
請求項１９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２６】
前記可視光を透過させて、前記励起光を遮蔽する選択的遮蔽層を備え、
前記発光層は前記選択的遮蔽層と前記レンズアレイ層との間に位置する
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２７】
前記可視光を減衰させる光学減光フィルタ層を備え、
前記発光層は前記光学減光フィルタ層と前記レンズアレイ層との間に位置する
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２８】
２つの隣接する発光ストライプは、前記励起光を吸収するときに異なる色の可視光を発光する
請求項１に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項２９】
各々が励起波長の励起光を吸収して、前記励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプと、各々が２つの隣接する発光ストライプの間に配置され、前記発光ストライプに挟まれる、光学的に反射性を有する複数の平行なストライプデバイダとを有する発光層と、
前記発光層の上に形成され、前記励起光を受光し透過させて、前記発光層が発光した前記可視光を反射する二色性層と、
前記励起光を前記二色性層に方向付けるよう配置されたフレネルレンズ層と
を備え、
前記二色性層は、前記フレネルレンズ層と前記発光層との間にある
ディスプレイスクリーン。
【請求項３０】
各発光ストライプは、前記励起光を吸収して可視光を発光する発光材料のストライプと、透明材料のストライプとを含み、
前記透明材料の前記ストライプは、前記発光材料の前記ストライプと前記二色性層との間に位置する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３１】
各ストライプデバイダの、前記二色性層から離れているファセットに形成される黒色吸収ストライプを備える
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３２】
各ストライプデバイダは、前記２つの隣接する発光ストライプの各々とインタフェースする光学的に反射性を有する層を有する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３３】
各ストライプデバイダは、光学的に不透明性を有するコアと、前記光学的に不透明性を有するコアの、それぞれ前記２つの隣接する発光ストライプとインタフェースする両側面に形成される光学的に反射性を有する層とを有する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３４】
前記光学的に不透明性を有するコアは光を吸収する
請求項３３に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３５】
各ストライプデバイダは、光を反射するビーズと、前記ビーズが分散したバインダ材料とを有する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３６】
各ストライプデバイダは金属を有する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３７】
各ストライプデバイダは、反射性を有する白色塗料材料を有する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３８】
前記発光層が結合された基板を備え、
前記基板は、前記発光層が発光する可視光を透過させる
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項３９】
前記基板は前記励起光を遮蔽する
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４０】
前記基板は前記励起光を反射する
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４１】
前記基板は前記可視光のスペクトル領域にわたり均一に前記可視光を減衰させる
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４２】
前記基板はプラスチック層を有する
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４３】
前記基板は前記発光層に結合される表面を有し、前記表面は前記基板と前記発光層との間に空隙を生成する表面テクスチャを含む
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４４】
前記基板と前記発光層との間にあり、前記基板と前記発光層とを結合して、前記発光層が発光した前記可視光を透過させる結合層を備える
請求項３８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４５】
前記可視光を透過させて、前記励起光を遮蔽する選択的遮蔽層を備え、
前記発光層は前記選択的遮蔽層と前記二色性層との間に位置する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４６】
前記可視光を減衰させる光学減光フィルタ層を備え、
前記発光層は前記光学減光フィルタ層と前記二色性層との間に位置する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４７】
２つの隣接する発光ストライプは、前記励起光を吸収するときに異なる色の可視光を発光する
請求項２９に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項４８】
各々が励起波長の励起光を吸収して、前記励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプと、各々が２つの隣接する発光ストライプの間に配置され、前記発光ストライプに挟まれる、光学的に反射性を有する複数の平行なストライプデバイダとを有する発光層を備える
ディスプレイスクリーン。
【請求項４９】
各発光ストライプは、前記励起光を吸収して可視光を発光する発光材料のストライプと、透明材料のストライプとを含み、
前記透明材料の前記ストライプは、前記発光材料の前記ストライプ上に形成される
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５０】
各ストライプデバイダは、前記２つの隣接する発光ストライプの各々とインタフェースする光学的に反射性を有する層を有する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５１】
前記光学的に反射性を有する層は金属層である
請求項５０に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５２】
各ストライプデバイダは、光学的に不透明性を有するコアと、前記光学的に不透明性を有するコアの、それぞれ前記２つの隣接する発光ストライプとインタフェースする両側面に形成される光学的に反射性を有する層とを有する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５３】
前記光学的に反射性を有する層は金属層である
請求項５２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５４】
前記光学的に不透明性を有するコアは光を吸収する
請求項５２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５５】
前記光学的に不透明性を有するコアは黒色顔料を含む
請求項５２に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５６】
各ストライプデバイダは、光を反射するビーズと、前記ビーズが分散したバインダ材料とを有する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５７】
各ストライプデバイダは金属を有する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５８】
各ストライプデバイダは、反射性を有する白色塗料材料を有する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項５９】
２つの隣接する発光ストライプは、前記励起光を吸収するときに異なる色の可視光を発光する
請求項４８に記載のディスプレイスクリーン。
【請求項６０】
ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、
励起波長の励起光を吸収して、前記励起波長とは異なる波長の可視光を発光する複数の発光材料をモールドの複数の平行な溝に塗布して、２つの隣接する溝が、２つの異なる波長を発光する２つの異なる発光材料で塗布されるようにする工程と、
各溝を部分的に充てんするよう、前記複数の発光材料を前記モールドに塗布する工程中に各溝の各発光材料の量を制御する工程と、
各溝の各発光材料の上部に液体材料を塗布して前記溝を充てんする工程と、
前記液体材料を、各溝の各発光材料に接着される透明固体材料に変える工程と、
前記モールド上にスクリーン層を、前記透明固体材料と接触且つ結合するよう配設する工程と、
前記スクリーン層をリフトして、前記透明固体材料と各発光材料とから形成されるストライプを前記モールドから取り出して、各々が平行な発光ストライプの発光層を形成する工程と、
ディスプレイスクリーンを形成するため１以上のさらなるスクリーン層を前記発光層に塗布する工程とを備える
方法。
【請求項６１】
前記液体材料はＵＶ硬化可能材料であり、
前記透明固体材料の形成時に前記液体材料にＵＶ光を照射することで前記液体材料を硬化させる
請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記液体材料は熱硬化可能材料であり、
前記透明固体材料の形成時に前記液体材料を加熱することで前記液体材料を硬化させる
請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
各々が平行な発光ストライプの前記発光層を前記モールドからリフトして取り出した後で、金属層で前記発光ストライプを被膜して、前記発光材料および前記透明固体材料の露出面と、２つの隣接する発光ストライプ間の前記スクリーン層の上の表面とを覆う工程と、
フィラー材料を塗布して２つの隣接する発光ストライプ間の間隙を充てんする工程と、
前記フィラー材料の一部、前記発光材料の上部の前記金属層、および、前記発光材料の一部を除去して、各発光ストライプの前記発光材料を露出させる平坦な面を形成する工程と、
前記平坦な面上に別のスクリーン層を塗布する工程とを備える
請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
前記発光材料の露出面上の表面テクスチャを残すよう、前記フィラー材料の前記一部と、前記発光材料の上部の前記金属層と、前記発光材料の前記一部とを除去することで、前記平坦な面に結合された前記スクリーン層と前記発光材料との間に空隙が形成される
請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記フィラー材料は、光を吸収する黒色材料である
請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
各々が平行な発光ストライプの前記発光層を前記モールドからリフトして取り出した後で、隣接する発光ストライプ間の間隙を反射材料で充てんして、前記発光材料および前記透明固体材料の露出面を被覆する工程と、
前記発光材料の上面にある前記反射材料の一部と、前記発光材料の一部とを除去して、各発光ストライプの前記発光材料を露出する平坦な面を形成する工程と、
別のスクリーン層を前記平坦な面の上に塗布する工程とを備える
請求項６０に記載の方法。
【請求項６７】
前記発光材料の露出面上の表面テクスチャを残すよう、前記発光材料の上部の前記反射材料の前記一部と、前記発光材料の前記一部とを除去することで、前記平坦な面に結合された前記スクリーン層と前記発光材料との間に空隙が形成される
請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記複数の発光材料を塗布する前に前記モールドの前記溝の内面を処理して、前記モールドからの各発光ストライプの分離を促す工程を備える
請求項６０に記載の方法。
【請求項６９】
各溝の前記内面は、ニッケルの層で被膜される
請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
各溝の前記内面は、表面潤滑剤の層で被膜される
請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記内面は、ニッケルの層で被膜される
請求項６８に記載の方法。
【請求項７２】
ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、
前記ディスプレイスクリーンの複数の平行なストライプデバイダのアレイを画定するモールドの各々が平行な溝に対して光に対して光学的に不透明なストライプデバイダ材料を塗布する工程と、
前記平行な溝の間の前記モールドの露出面と前記平行な溝の前記ストライプデバイダ材料の上面とに、ＵＶ硬化可能透明材料の透明層を塗布する工程と、
前記ストライプデバイダ材料との結合用に前記ＵＶ硬化可能透明材料を硬化させるよう前記ＵＶ硬化可能透明材料へＵＶ光を照射する工程と、
ＵＶダイシング接着層を塗布して、前記硬化した透明層に接着させる工程と、
キャリア層を前記ＵＶダイシング接着層に接着する工程と、
前記キャリア層と、前記ＵＶダイシング接着層と、前記硬化した透明層とをリフトして、前記モールドの前記平行な溝から前記硬化した透明層に接着された前記ストライプデバイダのアレイを取り外す工程と、
前記硬化した透明層の上の前記ストライプデバイダ間の溝を、励起波長の励起光を吸収して前記励起波長とは異なる波長の可視光を発光する複数の発光材料で充てんして、ストライプデバイダが分離する２つの隣接した溝が、２つの異なる波長を発光する２つの異なる発光材料で塗布されるようにする工程と、
前記複数の発光材料を塗布する工程中に各溝への各発光材料の量を制御して、各溝を部分的に充てんして前記ストライプデバイダに空間的に挟まれ分離される複数の発光ストライプを形成する工程と、
１以上のスクリーン層を前記ストライプデバイダの上部と接触且つ結合するよう配設する工程と、
前記硬化した透明層から前記ＵＶダイシング接着層および前記キャリア層を分離させるよう前記ＵＶダイシング接着層にＵＶ光を照射する工程と、
前記ストライプデバイダと前記複数の発光ストライプとから、前記硬化した透明層を除去する工程と、
前記硬化され除去された透明層の置き換えとして、励起光を受光し、前記複数の発光ストライプへと方向付ける受光層を形成する工程とを備える
方法。
【請求項７３】
前記硬化した透明層の上の前記ストライプデバイダ間の前記溝を前記複数の発光材料で充てんする前に、前記ストライプデバイダの表面の上と、２つの隣接するストライプデバイダ間の前記硬化した透明層の露出面の上とに、反射層を形成する工程を備え、
前記複数の発光材料は、前記ストライプデバイダ間の前記反射層の上に充てんされる
請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記受光層は、
レンズアレイ層と、
ピンホールアレイ層とを有し、
前記レンズアレイ層は、前記励起光を前記複数の発光ストライプへ方向付け、複数のレンズの２次元アレイを含み、各レンズは各発光ストライプの幅より小さい大きさであり、各発光ストライプの前記幅内には複数のレンズがあり、
前記ピンホールアレイ層は、前記レンズアレイ層と前記複数の発光ストライプとの間にあり、不透明な反射層を有し、
前記不透明な反射層は、前記レンズアレイ層に重畳され、前記複数のレンズに空間的に対応する複数のピンホールの２次元アレイでそれぞれパターニングされることで前記複数のレンズから前記複数の発光ストライプへと励起光を透過させる
請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記受光層は、
二色性層と、
フレネルレンズ層とを有し、
前記二色性層は、前記複数の発光ストライプの上に形成されて、前記励起光を受光し透過させて、前記複数の発光ストライプが発光した前記可視光を反射し、
前記フレネルレンズ層は、前記励起光を前記二色性層に方向付けるよう配置され、
前記二色性層は前記フレネルレンズ層と前記複数の発光ストライプとの間にある
請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、
複数のレンズの２次元アレイのレンズアレイ層の平坦な面に金属層を形成する工程と、
アブレーションレーザビームを前記複数のレンズのアレイへと走査して、前記アブレーションレーザビームを、各レンズを介して前記金属層の上に合焦して、前記合焦されたアブレーションレーザビームの位置にある前記金属を除去してピンホールを形成することで、前記金属層に複数のピンホールの２次元アレイを形成する工程と、
各々が励起波長の励起光を吸収して、前記励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプを有する発光層を、前記複数のピンホールの２次元アレイを有する前記金属層へ結合する工程と、
ディスプレイスクリーンを形成するため前記発光層と前記レンズアレイ層とを支持基板に結合する工程とを備え、
各レンズは、各発光ストライプの幅より小さい大きさであり、各発光ストライプの前記幅内には複数のレンズがある
方法。
【請求項７７】
前記金属層の形成の前に、前記金属層と前記レンズアレイ層の前記平坦な面との間の前記アブレーションレーザビームを吸収する黒色材料層を形成する工程を備え、
前記黒色材料層は、前記アブレーションレーザビームを吸収して、前記アブレーションレーザビームが合焦された位置で除去される
請求項７６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年５月１７日に出願した「Multilayered Screens with Light-Emitting stripes for Scanning Beam Display Systems」なる名称の米国特許仮出願第６０／９３８，６９０号明細書の利益を主張しており、この開示全体を本願の明細書の一部として参照により組み込む。
【背景技術】
【０００２】
本願は、蛍光物質を有するスクリーンを利用して光学的励起下でカラー光を発光するディスプレイシステムに係り、レーザベースの画像およびビデオ用ディスプレイおよびこれらディスプレイのスクリーン設計を含む。
【０００３】
画像およびビデオ用ディスプレイは、カラー画像を伝送する異なる色の光を直接生成し、カラー画像をスクリーンに投影するよう設計されうる。スクリーンは、受光の反射、拡散、または分散により観察者に対してカラー画像を見せるが、発光はしない。このようなディスプレイの例には、デジタル光処理（ＤＬＰ）ディスプレイ、エルコス（ＬＣｏＳ）ディスプレイ、およびグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）ディスプレイが含まれる。他の画像およびビデオ用ディスプレイには、異なる色の光を生成してカラー画像を形成する発光スクリーンを利用するものがある。このようなディスプレイシステムの例には、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ（例えば有機ＬＥＤディスプレイ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）が含まれる。
【発明の概要】
【０００４】
本願の明細書は、とりわけ、光学励起下の発光スクリーン、およびこのスクリーンに基づいて少なくとも１つの励起光学ビームを用いて、発光により画像を形成するスクリーン上の１以上の発光材料を励起するディスプレイシステムおよびデバイスを記載している。蛍光材料は、リン光体材料、および量子ドット等の非リン光体材料を含みうる。
【０００５】
一例では、ディスプレイスクリーンであって、各々が励起波長の励起光を吸収して、励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプを有する発光層と、レンズアレイ層であって、発光層の上にあって励起光を発光層に方向付け、複数のレンズの２次元アレイを有し、複数のレンズ各々が、各発光ストライプの幅より小さい大きさであり、各発光ストライプの幅内には複数のレンズがある、レンズアレイ層と、レンズアレイ層と発光層との間にあり、不透明な反射層を有するピンホールアレイ層と、を備え、不透明な反射層は、レンズアレイ層に重畳され、複数のレンズに空間的に対応する複数のピンホールの２次元アレイでそれぞれパターニングされることで複数のレンズから発光層へと励起光を透過させるディスプレイスクリーンが開示される。
【０００６】
別の例では、ディスプレイスクリーンであって、各々が励起波長の励起光を吸収して、励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプと、複数の発光ストライプとインタリーブされ、各ストライプデバイダが２つの隣接する発光ストライプの間にあり光学的に反射性を有する複数の平行なストライプデバイダとを有する発光層と、発光層の上に形成され、励起光を受光し透過させて、発光層が発光した可視光を反射する二色性層と、励起光を二色性層に方向付けるよう配置されたフレネルレンズ層とを備え、二色性層はフレネルレンズ層と発光層との間にあるディスプレイスクリーンが開示される。
【０００７】
別の例では、各々が励起波長の励起光を吸収して、励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプと、複数の発光ストライプとインタリーブされ、各ストライプデバイダが２つの隣接する発光ストライプの間にあり光学的に反射性を有する複数の平行なストライプデバイダとを有する発光層を備えるディスプレイスクリーンが開示される。
【０００８】
別の例では、ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、励起波長の励起光を吸収して、励起波長とは異なる波長の可視光を発光する複数の発光材料をモールドの複数の平行な溝に塗布して、２つの隣接する溝が、２つの異なる波長を発光する２つの異なる発光材料で塗布されるようにする工程と、各溝を部分的に充てんするよう、複数の発光材料をモールドに塗布する工程中に各溝の各発光材料の量を制御する工程と、各溝の各発光材料の上部に液体材料を塗布して溝を充てんする工程と、液体材料を、各溝の各発光材料に接着される透明固体材料に変える工程と、モールド上にスクリーン層を、透明固体材料と接触且つ結合するよう配設する工程と、スクリーン層をリフトして、透明固体材料と各発光材料とから形成されるストライプを、モールドから取り出して、複数の平行な発光ストライプの発光層を形成する工程と、ディスプレイスクリーンを形成するため１以上のさらなるスクリーン層を発光層に塗布する工程とを備える方法が開示される。
【０００９】
別の例では、ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、ディスプレイスクリーンの複数の平行なストライプデバイダのアレイを画定するモールドの複数の平行な溝への光に対して光学的に不透明なストライプデバイダ材料を塗布する工程と、複数の平行な溝と複数の平行な溝のストライプデバイダ材料の上面との間の、モールドの露出面にＵＶ硬化可能透明材料の透明層を塗布する工程と、ストライプデバイダ材料との結合用に材料を硬化させるようＵＶ硬化可能透明材料へＵＶ光を照射する工程と、ＵＶダイシング接着層を塗布して、硬化した透明層に接着させる工程と、キャリア層をＵＶダイシング接着層に接着する工程と、キャリア層と、ＵＶダイシング接着層と、硬化した透明層とをリフトして、モールドの複数の平行な溝から硬化した透明層に接着されたストライプデバイダのアレイを取り外す工程と、硬化した透明層の上のストライプデバイダ間の溝を、励起波長の励起光を吸収して励起波長とは異なる波長の可視光を発光する複数の発光材料で充てんして、ストライプデバイダが分離する２つの隣接した溝が、２つの異なる波長を発光する２つの異なる発光材料で塗布されるようにする工程と、複数の発光材料を塗布する工程中に、各溝を部分的に充てんして複数のストライプデバイダにより空間的にインタリーブされ分離される複数の発光ストライプを形成するよう、各溝への各発光材料の量を制御する工程と、１以上のスクリーン層を複数のストライプデバイダの上部と接触且つ結合するよう配設する工程と、硬化した透明層からＵＶダイシング接着層およびキャリア層を分離させるようＵＶダイシング接着層にＵＶ光を照射する工程と、複数のストライプデバイダと複数の発光ストライプとから、硬化した透明層を除去する工程と、硬化され除去された透明材料の置き換えとして、励起光を受光し、複数の発光ストライプへと方向付ける受光層を形成する工程とを備える方法が開示される。
【００１０】
また別の例では、ディスプレイスクリーンを作成する方法であって、複数のレンズの２次元アレイのレンズアレイ層の平坦な面に金属層を形成する工程と、アブレーションレーザビームを複数のレンズのアレイへと走査して、アブレーションレーザビームを、各レンズを介して金属層の上に合焦して、合焦されたアブレーションレーザビームの位置にある金属を除去してピンホールを形成することで、金属層に複数のピンホールの２次元アレイを形成する工程と、各々が励起波長の励起光を吸収して、励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する複数の平行且つ独立した発光ストライプを有する発光層を、複数のピンホールの２次元アレイを有する金属層へ結合する工程と、ディスプレイスクリーンを形成するため発光層とレンズアレイ層とを支持基板に結合する工程とを備え、各レンズは、各発光ストライプの幅より小さい大きさであり、各発光ストライプの幅内には複数のレンズがある方法が開示される。
【００１１】
これらの、およびその他の例および実装例を、図面、詳細な説明、および請求項で記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表示画像情報を伝送する走査レーザビームの励起下で、カラー光を発光するレーザ励起可能な蛍光材料（例えばリン光体）から形成される蛍光スクリーンを有する例示的な走査レーザディスプレイシステムを示す。
【００１３】
【図２Ａ】一例であるスクリーン構造を示す。
【図２Ｂ】図１のスクリーン上のカラーピクセルの構造を示す。
【００１４】
【図３Ａ】スクリーン上に多数のレーザビームを方向付ける多数のレーザを有する図１のレーザモジュールの実装例を示す。
【００１５】
【図３Ｂ】ポストオブジェクティブ型のビームディスプレイシステムを例示する。
【図３Ｃ】ポストオブジェクティブ型のビームディスプレイシステムを例示する。
【００１６】
【図４】走査励起光の光学的励起下で赤色、緑色、および青色を発光する蛍光ストライプを有する蛍光ストライプ層を有する例示的スクリーンを示す。
【００１７】
【図５】レンズアレイ層に連結された平行な発光ストライプを有する多層スクリーンの一例を示す。
【００１８】
【図６Ａ】図５の設計に基づくレンズアレイアセンブリのさらなる詳細を示す。
【図６Ｂ】図５の設計に基づくレンズアレイアセンブリのさらなる詳細を示す。
【図６Ｃ】図５の設計に基づくレンズアレイアセンブリのさらなる詳細を示す。
【００１９】
【図７Ａ】図５のレンズアレイアセンブリにピンホールを形成して、各ピンホールを各レンズに自動位置合わせさせるレーザアブレーション製造処理の一例を示す。
【図７Ｂ】図５のレンズアレイアセンブリにピンホールを形成して、各ピンホールを各レンズに自動位置合わせさせるレーザアブレーション製造処理の一例を示す。
【図７Ｃ】図５のレンズアレイアセンブリにピンホールを形成して、各ピンホールを各レンズに自動位置合わせさせるレーザアブレーション製造処理の一例を示す。
【００２０】
【図８】レンズアレイアセンブリに連結された平行な発光ストライプを有する多層スクリーンの別の例を示す。
【００２１】
【図９】図５のスクリーンのレンズアレイアセンブリを置き換える、フレネルレンズ層および二色性層の組み合わせを利用するスクリーンを示す。
【図１０】図８のスクリーンのレンズアレイアセンブリを置き換える、フレネルレンズ層および二色性層の組み合わせを利用するスクリーンを示す。
【００２２】
【図１１Ａ】平行な発光ストライプを有する発光層を形成するときの成形処理の一例を示す。
【図１１Ｂ】平行な発光ストライプを有する発光層を形成するときの成形処理の一例を示す。
【図１１Ｃ】平行な発光ストライプを有する発光層を形成するときの成形処理の一例を示す。
【図１１Ｄ】平行な発光ストライプを有する発光層を形成するときの成形処理の一例を示す。
【００２３】
【図１２Ａ】図５に示すレンズアレイアセンブリを用いた発光層のリフト処理を示す。
【図１２Ｂ】図５に示すレンズアレイアセンブリを用いた発光層のリフト処理を示す。
【００２４】
【図１３Ａ】図５のスクリーンを形成する処理におけるさらなるステップを示す。
【図１３Ｂ】図５のスクリーンを形成する処理におけるさらなるステップを示す。
【図１３Ｃ】図５のスクリーンを形成する処理におけるさらなるステップを示す。
【図１３Ｄ】図５のスクリーンを形成する処理におけるさらなるステップを示す。
【００２５】
【図１４Ａ】リフト層を用いて、成形された発光層をモールドから出し、レンズアレイアセンブリ等の別のスクリーン層と結合させる処理を示す。
【図１４Ｂ】リフト層を用いて、成形された発光層をモールドから出し、レンズアレイアセンブリ等の別のスクリーン層と結合させる処理を示す。
【図１４Ｃ】リフト層を用いて、成形された発光層をモールドから出し、レンズアレイアセンブリ等の別のスクリーン層と結合させる処理を示す。
【００２６】
【図１５Ａ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｂ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｃ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｄ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｅ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｆ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｇ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｈ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｉ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【図１５Ｊ】図１１Ａから図１１Ｃの処理と異なる成形処理を示す。
【００２７】
【図１６】図１５Ａから図１５Ｊの処理に基づくスクリーン構造を示す。
【図１７】図１５Ａから図１５Ｊの処理に基づくスクリーン構造を示す。
【００２８】
【図１８】フレネルレンズ層を有するスクリーン構造の別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本願は、リン光体および蛍光材料等の発光材料を有するスクリーンを用いて光学的励起下で発光して画像を生成するレーザビデオディスプレイシステムおよびレーザＨＤＴＶセットを含む走査ビームディスプレイシステムの実装について記載する。発光または蛍光材料を有するスクリーン設計の様々な例が記載される。１以上の走査励起レーザビームの励起下でリン光体材料を有するスクリーンが詳細に記載され、本願の様々なシステムよびデバイス例における光学的に励起された蛍光材料の特定の実装例として利用されている。
【００３０】
１実装例においては、例えば、レーザビームにより光学的に励起され、カラー画像を形成するのに適した赤色、緑色、および青色の光をそれぞれ生成する３つの異なる色リン光体が、ピクセルドットとして、あるいは赤、緑、および青のリン光体ストライプとして、平行してスクリーン上に形成されうる。本願に記載される様々な例においては、レーザベースのディスプレイの様々な特徴を示すべく、赤、緑、および青の光を発光する平行したカラーリン光体ストライプを有するスクリーンを利用する。
【００３１】
リン光体材料は、発光材料の一種である。例示された、リン光体を蛍光材料として利用する様々な記載されるシステム、デバイスおよび特徴は、他の光学的に励起可能な、発光する、非リン光体の蛍光材料から形成されるスクリーンを有するディスプレイに適応可能である。例えば、量子ドット材料は、適度な光学的励起下において発光し、故に、本願のシステムよびデバイス用の蛍光材料として利用できる。さらに詳しくは、とりわけ、ＣｄＳｅおよびＰｂＳなどの半導体化合物は、発光量子ドット材料として化合物のエキシトンボーア半径のオーダの直径を有する粒子の形状に製造することができる。異なる色の光を生成すべく、異なるエネルギーバンドギャップ構造を有する異なる量子ドット材料を利用して、同じ励起光下で異なる色を発光させてよい。量子ドットのなかには、２‐１０ナノメートルの寸法であり、１０‐５０アトムという約数十のアトムを含むものがある。量子ドットは、様々な材料内に分散され混合されて、溶液、粒子、ゼリー状の基質（matrix）材料および固体（例えば固溶体）を形成しうる。量子ドットフィルムまたはフィルムストライプは、本願においてはシステムまたはデバイス用のスクリーンとして基板上に形成されてよい。例えば１実装例においては、３つの異なる量子ドット材料を、光学ポンプとして走査レーザビームにより光学的に励起されるよう設計および設計して、カラー画像形成に適した赤色、緑色、および青色の光を生成してよい。このような量子ドットは、平行なライン（反復性の連続した赤色のピクセルドットライン、緑色のピクセルドットライン、および青色のピクセルドットライン）として配列されたピクセルドットとしてスクリーン上に形成されてよい。
【００３２】
ここに記載する走査ビームディスプレイシステムの例は、少なくとも１つの走査レーザビームを利用してスクリーンに堆積されたカラー発光材料を励起して、カラー画像を生成する。走査レーザビームは赤色、緑色、青色、あるいは他の可視色の画像を伝送するよう変調され、レーザビームが赤色、緑色、青色の画像により、赤色、緑色、青色のカラー発光材料を励起するよう制御される。故に、走査レーザビームは画像を伝送するが、観察者に見える可視光を直接生成はしない。スクリーン上のカラー発光蛍光材料が走査レーザビームのエネルギーを吸収して、赤色、緑色、および青色あるいはその他の色の可視光を発光して、観察者に見える実際のカラー画像を生成する。
【００３３】
蛍光材料に発光（to emit light）、または冷光を発させる（to luminesce）のに十分なエネルギーを有する１以上のレーザビームを利用した蛍光材料のレーザ励起は、光学的励起の形態の１種である。他の実装例においては、光学的励起は、スクリーンで利用される蛍光材料を励起するのに十分なエネルギーを有する非レーザ光源により生成されてよい。非レーザ励起光源の例には、様々な発光ダイオード（ＬＥＤ）、ライトランプ、および、高いエネルギーの光を可視領域の低いエネルギーの光に変換する蛍光材料を励起する波長またはスペクトル帯の光を生成する他の光源が含まれる。スクリーンの蛍光材料を励起する励起光学ビームは、蛍光材料による発光可視光の周波数より高い周波数の周波数あるいはスペクトル領域であってよい。故に、励起光学ビームは、紫色スペクトル領域および紫外線（ＵＶ）スペクトル領域（４２０ｎｍより下の波長等）であってよい。以下で記載する例においては、ＵＶ光またはＵＶレーザビームが、リン光体材料または他の蛍光材料の励起光の一例として利用されているが、他の波長の光であってもよい。
【００３４】
図１は、カラーリン光体ストライプを有するスクリーンを利用するレーザベースのディスプレイシステムの一例を示す。カラーリン光体ドットは、スクリーン上の画像ピクセルを画定することに利用されてもよい。システムは、スクリーン１０１に少なくとも１つの走査レーザビーム１２０を生成および投影するレーザモジュール１１０を含む。スクリーン１０１は、垂直方向の平行なカラーリン光体ストライプを有し、２つの隣接するリン光体ストライプは、異なる色の光を発光する異なるリン光体材料から形成される。例においては、赤色のリン光体が赤色の光を発光するレーザ光を吸収し、緑色のリン光体が緑色の光を発光するレーザ光を吸収し、青色のリン光体が青色の光を発光するレーザ光を吸収する。３つのカラーリン光体ストライプは３つの異なる色である。該ストライプの特定の１空間カラー列を図１に、赤色、緑色、および青色として示す。他のカラー列を利用することもできる。レーザビーム１２０はカラーリン光体の光学吸収帯域内の波長であり、通常は、カラー画像用の可視の青色、緑色、赤色より短い波長である。一例としては、カラーリン光体は、約３８０ｎｍ‐約４２０ｎｍのスペクトル領域のＵＶ光を吸収して望ましい赤色光、緑色光、青色光を生成するリン光体であってよい。レーザモジュール１１０は、ビーム１２０を生成するＵＶダイオードレーザなどの１以上のレーザ、ビーム１２０を水平および垂直に走査して、スクリーン１０１に１度に１画像フレームを描画するビーム走査機構、およびビーム１２０を変調して、赤色、緑色、青色の画像チャネル用の情報を伝送する信号変調機構を含みうる。このようなディスプレイシステムは、観察者とレーザモジュール１１０とがスクリーン１０１の異なる側にある背面投射型システムとして構成されてもよい。このようなディスプレイシステムは、観察者とレーザモジュール１１０とがスクリーン１０１の同じ側にある正面投射型システムとして構成されてもよい。
【００３５】
図２Ａは、図１のスクリーン１０１の例示的設計を示す。スクリーン１０１は、走査レーザビーム１２０を透過させる裏面基板２０１を含んでよく、レーザモジュール１１０に対面して走査レーザビーム１２０を受け取る。第２の正面基板２０２は、裏面基板２０１に対して固定され、背面投影構成において観察者に対面する。カラーリン光体ストライプ層２０３が基板２０１および２０２の間に配置され、リン光体ストライプを含む。赤色、緑色、および青色を放出するカラーリン光体ストライプは、Ｒ、Ｇ、およびＢで表される。正面基板２０２は、リン光体ストライプが発光する赤色、緑色、および青色を透過させる。基板２０１および２０２は、ガラスあるいはプラスチックパネルを含む様々な材料から形成されうる。各カラーピクセルは、３つの水平方向に隣接するカラーリン光体ストライプの部分を含み、その垂直方向寸法はレーザビーム１２０の垂直方向におけるビーム拡がりにより画定される。このように、各カラーピクセルは、３つの異なる色（赤、緑、および青）の３つのサブピクセルを含む。レーザモジュール１１０は、左から右へ、および上から下へ、１度に１つの水平ラインをレーザビーム１２０で走査して、スクリーン１０１を充てんする。レーザモジュール１１０はスクリーン１０１に対して位置的に固定され、所定の方法でビーム１２０の走査を制御してレーザビーム１２０とスクリーン１０１の各ピクセル位置との間に適切な配置関係を守る。
【００３６】
図２Ａにおいては、走査レーザビーム１２０は、ピクセル内の緑色リン光体ストライプに方向付けられ、該ピクセルに緑色の光を生成する。図２Ｂではさらに、スクリーン１０１の表面に垂直な方向Ｂ−Ｂからみたスクリーン１０１操作が示されている。各カラーストライプは縦長形状なので、ビーム１２０の断面は、ピクセルの各カラーストライプ内のビームの充てん率を最大化すべく、ストライプの方向に沿って延びてよい。これは、レーザモジュール１１０のビーム整形光学素子を利用して達成されてよい。スクリーン上のリン光体材料を励起する走査レーザビームを生成するのに利用されるレーザ源は、シングルモードのレーザあるいはマルチモードのレーザであってよい。さらにレーザは、各リン光体ストライプの幅により制限されるビーム拡がりが小さくなるように、リン光体ストライプが延びる方向に垂直な方向においてシングルモードであってよい。リン光体ストライプの延びる方向において、このレーザビームは、リン光体ストライプを横切る方向のビーム拡がりよりも広い面積にわたり拡がるようなマルチプルモードであってよい。シングルモードを１方向に利用してスクリーン上に小さなビームフットプリントを残し、マルチプルモードをその垂直方向に利用してスクリーン上に大きなフットプリントを残す、というこのレーザビーム利用法により、スクリーン上に延びたカラーサブピクセルに合致する形状をビームに持たせ、マルチモードによってビームに十分なレーザ力を与えることで、スクリーンの十分な輝度を保証する。
【００３７】
図３Ａを参照すると、図１のレーザモジュール１１０の例示的実装例が示されている。多数レーザを有するレーザアレイ３１０の利用により多数のレーザビーム３１２を生成することで、ディスプレイ輝度を向上させるべくスクリーン１０１を同時走査する。信号変調コントローラ３２０は、レーザアレイ３１０のレーザの制御および変調により、レーザビーム３１２を変調してスクリーン１０１表示用画像を伝送させる。信号変調コントローラ３２０は、３つの異なる色チャネル用にデジタル画像信号を生成するデジタル画像プロセッサを１つ、およびデジタル画像信号を伝送するレーザ制御信号を生成する複数のレーザ駆動回路を含みうる。そしてレーザ制御信号が印加されて、レーザアレイ３１０内のレーザ（例えばレーザダイオード電流）を変調する。
【００３８】
ビーム走査は、垂直走査用にガルボミラーなどの走査ミラー３４０、水平走査用に多面（multi-facet）ポリゴンスキャナ３５０を利用することで行われうる。走査レンズ３６０を利用して、ポリゴンスキャナ３５０からの走査ビームをスクリーン１０１上に投影することができる。走査レンズ３６０は、スクリーン１０１上にレーザアレイ３１０の各レーザを撮像するよう設計される。ポリゴンミラー３５０の異なる各反射ファセットは、Ｎ個の水平ラインを同時に走査する（Ｎはレーザ数を表す）。示された例において、レーザビームが先ずガルボミラー３４０に方向付けられ、その後、ガルボミラー３４０からポリゴンスキャナ３５０に方向付けられる。出力走査ビーム１２０は、その後スクリーン１０１上に投影される。リレー光学モジュール３３０がレーザビーム３１２の光路に配置され、レーザビーム３１２の空間特性を変更し、密に固まったビーム束３３２を生成し、これをガルボミラー３４０とポリゴンスキャナー３５０とが走査して、走査ビーム１２０としてスクリーン１０１に投影し、リン光体を励起して、リン光体が発光するカラー光により画像が生成される。
【００３９】
レーザビーム１２０は空間的にスクリーン１０１上を走査され、異なる時に異なる色ピクセルに衝突する。故に、各変調ビーム１２０は、各ピクセルの赤色、緑色、および青色の画像信号を、異なるときに各ピクセルに、および異なるときに異なるピクセルに伝送する。故に、ビーム１２０は、信号変調コントローラ３２０により、異なるときに異なるピクセルについての画像情報をコード化される。故にビーム走査は、ビーム１２０の時間領域にコード化された画像信号をスクリーン１０１の空間ピクセル上にマッピングする。例えば、変調レーザビーム１２０は、３つの異なる色チャネル用の３つのカラーサブピクセル用に３つの連続したタイムスロットに均等に分割される各カラーピクセルを有することができる。ビーム１２０の変調は、各色の望ましいグレイスケール、各ピクセルの適切な色の組み合わせ、および望ましい画像輝度を生成すべくパルス変調を利用してよい。
【００４０】
１実装例においては、多数のビーム１２０が、二つの隣接するビームがスクリーン１０１の水平ライン１本分互いに間隔を置いて垂直方向沿いに配設されるよう、スクリーン１０１の異なり隣接する垂直位置に方向付けられる。ガルボミラー３４０の任意の位置、およびポリゴンスキャナ３５０の任意の位置においては、ビーム１２０はスクリーン１０１の垂直方向に互いに位置合わせされていなくてよく、水平方向にスクリーン１０１の異なる位置にあってよい。ビーム１２０はスクリーン１０１の一部のみをカバーしてよい。ガルボミラー３４０の固定角度位置においては、ポリゴンスキャナ３５０のスピンにより、レーザアレイ３１０のＮ個のレーザからのビーム１２０が、スクリーン１０１上のＮ個の隣接する水平ラインの１スクリーンセグメントを走査される。１スクリーンセグメント上の各水平走査の終わりに、ガルボミラー３４０は異なる固定角度位置に調節され、Ｎ個のビーム１２０全ての垂直位置が、Ｎ個の水平ラインの次に隣接するスクリーンセグメントを走査するよう調節される。この処理は、スクリーン１０１全体が走査されて全スクリーンディスプレイを生成するまで繰り返される。
【００４１】
図３Ａに示す走査ビームディスプレイシステムの上述の例においては、走査レンズ３６０がビーム走査デバイス３４０および３５０の下流に配置されて、１以上の走査励起ビーム１２０をスクリーン１０１に合焦する。この光学構成は、プレオブジェクティブ型（pre-objective）走査システムと称される。このようなプレオブジェクティブ型の設計においては、走査レンズ３６０内へと方向付けられる走査ビームは直交する２方向に走査される。故に、走査レンズ３６０は、直交する２方向に沿ってスクリーン１０１上に走査ビームを合焦するよう設計される。直交する方向どちらにおいても適切な合焦性を達成すべく、走査レンズ３６０は複雑になる場合があり、しばしば多数のレンズ部材から形成される。例えば１実装例においては、走査レンズ３６０は、入力ビームが走査レンズの光軸に対して垂直な直交した２つの軸各々の回りを走査されるときスクリーンの焦点位置と入力走査角（シータ）とが線形関係を有するよう設計される二次元エフシータレンズであってよい。このようなエフシータレンズにおいては、スクリーン上の焦点位置が、入力走査角（シータ）に比例する。
【００４２】
プレオブジェクティブ型構成におけるエフシータレンズなどの二次元走査レンズ３６０は、直交する２つの走査方向の光学的歪を呈し、スクリーン１０１上のビーム位置が曲線を辿る可能性がある。故に、スクリーン１０１上で直線になるはずの水平走査ラインが曲線となる。二次元走査レンズ３６０が生じる歪はスクリーン１０１上に見える可能性があるので、表示された画像の品質を低下させうる。このボー歪（bow distortion）問題を軽減する方法の１つに、多数のレンズ部材を有する合成レンズ構成で走査レンズ３６０を設計してボー歪を低減する、というものがある。このような合成レンズ部材は、最後のレンズアセンブリを望ましいエフシータ条件から逸脱させて光学走査性能を脅かしうる。通常、歪公差が減少すると、アセンブリ内のレンズ部材の数は増加する。しかし、合成レンズ部材を有するような走査レンズは、製造費用が高い。
【００４３】
プレオブジェクティブ型走査ビームシステム内の二次元走査レンズに関連した上述の歪の問題を避けるべく、以下のセクションにおいては、二次元走査レンズ３６０を、より簡潔で安価な一次元走査レンズで置き換えるべく実装されうるポストオブジェクティブ型の走査ビームディスプレイシステムの例を説明する。２００７年４月３０日に出願した「POST-OBJECTIVE SCANNING BEAM SYSTEMS」なる名称の米国特許出願第１１／７４２，０１４号明細書（米国特許出願公開第＿＿＿＿＿＿＿号明細書）は、本願に記載されたリン光体スクリーンとともに利用されるのに適したポストオブジェクティブ型走査ビームシステムの例を記載しており、これを本願の明細書の一部として参照により組み込む。本願に記載されているスクリーン設計は、ポストオブジェクティブ型走査ビームディスプレイシステムおよびプレオブジェクティブ型走査ビームディスプレイシステム双方で利用可能である。
【００４４】
図３Ｂは、図１のシステム設計に基づくポストオブジェクティブ型走査ビームディスプレイシステムの例示的実装例を示す。多数のレーザを有するレーザアレイ３１０を利用して、多数のレーザビーム３１２を生成してスクリーン１０１を同時に走査することで、ディスプレイの輝度を高める。信号変調コントローラ３２０は、レーザアレイ３１０内のレーザを制御および変調して、スクリーン１０１に表示させる画像を伝送するようレーザビーム３１２を変調するよう提供される。ビーム走査は、ポリゴンスキャナ３５０などの水平スキャナおよびガルバノメートルスキャナ３４０などの垂直スキャナを有する２スキャナ設計に基づく。ポリゴンスキャナ３５０の異なる各ファセットは、Ｎ個の水平ラインを同時に走査する（Ｎはレーザ数を表す）。リレー光学モジュール３３０は、水平走査用ポリゴンスキャナ３５０のファセット寸法のレーザビーム３３２のコンパクトな一式を形成するよう、レーザビーム３１２の間隔を狭める。ポリゴンスキャナ３５０の下流には、一次水平走査レンズ３８０があり、この次に垂直スキャナ３４０（例えばガルボミラー）が続くが、垂直スキャナ３４０は、一次走査レンズ３８０を介してポリゴンスキャナ３５０から各水平走査ビーム３３２を受け取り、ポリゴンスキャナ３５０の次のファセットによる次の水平走査の前であって、各水平走査の最後に各水平走査ビーム３３２を垂直走査する。垂直スキャナ３４０は、二次元走査ビーム３９０をスクリーン１０１に方向付ける。
【００４５】
この水平／垂直走査という光学設計下においては、一次元走査レンズ３８０は、ポリゴンスキャナ１４０の下流であって垂直スキャナ３４０の上流に配置されてスクリーン１０１上に各水平走査ビームを合焦し、スクリーン１０１の表示画像の水平ボー歪を許容範囲内に最小限にとどめ、これによりスクリーン１０１上に視覚的に「直線である」水平走査ラインを生成する。直線の水平走査ラインを生成することのできるこのような一次元走査レンズ３８０は、類似性能の二次元走査レンズに比べて簡潔であり安価である。走査レンズ３８０の下流に存在する垂直スキャナ３４０は平面反射板であり、スクリーン１０１に対してビームを単に反射させ垂直方向に走査することで、各水平走査ビームをスクリーン１０１の異なる垂直位置に配置させて、異なる水平ラインを走査する。垂直スキャナ３４０の反射板の水平方向の寸法は、ポリゴンスキャナ３５０および走査レンズ３８０から来る各走査ビームの空間領域をカバーするのに十分な大きさを有する。図３Ｂのシステムは、一次元走査レンズ３８０が垂直スキャナ３４０の上流にあることから、ポストオブジェクティブ型の設計である。この特定の例においては、垂直スキャナ３４０の下流にはレンズあるいは他の合焦部材がない。
【００４６】
とりわけ、図３Ｂのポストオブジェクティブ型のシステムにおいては、走査レンズから特定のビームのスクリーン１０１上の位置までの距離は、垂直スキャナ３４０の垂直走査位置に応じて変わる。故に、長い（elongated）一次元走査レンズの中心を通る直線の水平ライン沿いに固定された焦点距離を有するよう一次元走査レンズ３８０を設計する場合、各ビームの焦点特性を垂直スキャナ３８０の垂直走査位置に応じて変化させ、スクリーン１０１上に一貫したビーム合焦を維持せねばならない。この点に関して、垂直スキャナ３４０の垂直走査位置に基づいて一次元走査レンズ３８０に向かうビームの収束を調整するように、ダイナミックフォーカス機構を実装することができる。
【００４７】
例えば、レーザからポリゴンスキャナ３５０までの１以上のレーザビームの光路においては、固定レンズとダイナミックリフォーカスレンズとを、ダイナミックフォーカス機構として利用することができる。ダイナミックフォーカスレンズを利用して固定レンズの上流位置に各ビームを合焦する。レンズの焦点同士が一致する場合、レンズからの出力光はコリメートされる。レンズ同士の焦点間の逸脱の方向および量に応じて、コリメータレンズからポリゴンスキャナ３５０への出力光は、発散あるいは収束いずれかとなる。故に、２つのレンズ間の光軸沿いの相対位置が調節されると、スクリーン１０１上の走査光の焦点が調節されうる。リフォーカスレンズアクチュエータは、制御信号に応じてレンズ間の相対位置を調節するのに利用されうる。この特定の例において、リフォーカスレンズアクチュエータを利用して、ポリゴンスキャナ３５０から光路を通り一次元走査レンズ３８０へ方向付けられるビームの収束を、垂直スキャナ３４０の垂直走査と同期して調節する。図３Ｂの垂直スキャナ３４０は、第１の垂直スキャナ３５０の走査レートよりもずっと小さい走査レートで走査されるので、スクリーン１０１上の垂直走査で生じる焦点のばらつきは、より遅い垂直走査レートで時間により変化する。これにより、図１のシステムで実装されるべき焦点調節機構に、高い水平走査レートではなくて、より遅い垂直走査レートにおける反応スピードの下限を持たせることができる。
【００４８】
図３Ｂの上述のポストオブジェクト走査ビームシステムの例では、走査レンズ３８０の上流に配置される第１のビームスキャナとして水平走査用のポリゴンスキャナ３５０を用い、走査レンズ３８０の下流の垂直走査用の第２のビームスキャナとしてガルボミラー等の垂直スキャナ３４０を用いる。他の実装例においては、走査レンズ３８０の上流に配置される第１のビームスキャナがガルボミラー等の垂直走査用の垂直スキャナであり、走査レンズ３８０の下流の第２のスキャナが水平走査用のポリゴンスキャナである。この構成では、小さなガルボ反射器の利用が可能なので、図３Ｂのポストオブジェクティブ型のシステムで必要となる、上流のポリゴンの水平走査方向にある大きな下流のガルボ反射器を必要としない。大きなガルボ反射器は、小さなガルボ反射器よりも、操作に大量の電力を必要としえて、小さなガルボ反射器と比較して嵩張ることから、そのダイナミックレンジも制限される場合がある。このシステムでは、歪パターンが他に対して回転するので、ＲＧＢ垂直ラインでは好ましい。というのも、垂直方向の強い歪によりスポットが回転して、事実上スポットがより広くなるからである。
【００４９】
図３Ｃは、図３Ｂの２つの走査デバイスの順序を逆にしたポストオブジェクティブ型の構成のレーザアレイ３１０の多数のレーザに基づくレーザ走査ディスプレイシステムの一例である。走査ビームディスプレイシステムは、多数のレーザビームをそれぞれ生成するレーザアレイ３１０を形成する複数のレーザと、レーザビームの光路の走査レンズ３８０Ａの両側に配置されて、２つの直交する方向のレーザビームをスクリーン１０１へと走査する２つのスキャナ３４０Ａおよび３５０Ａを有するビーム走査モジュールと、レーザ３１０と走査モジュールとの間に配置され、レンズ３３０Ａ、３３０Ｂ、および３３０Ｃを含み、２つの隣接するレーザビーム間の間隔を狭め、走査モジュールにおいてレーザビームと重畳するアフォーカル光学リレーモジュール３３０とを含む。図３Ｃの設計の１実装例においては、走査レンズ３８０は、垂直スキャナ３４０Ａの反射面をポリゴン３５０Ａの反射ファセットへ撮像して、コンパクトなポリゴンの比較的小さいポリゴンファセットを利用してポリゴンの電力消費およびダイナミックレンジを低減することができるように設計されうる。ミラー３３７および３３８は、ポリゴンスキャナ３５０Ａとスクリーン１０１との間の光路に配置されて、光路を小さな光学的深さで折り曲げる（fold）。
【００５０】
１実装例では、アフォーカル光学リレーモジュール３３０は、レーザからのレーザビームを受け取り合焦する第１の焦点距離を有する第１のレンズと、該第１の焦点距離より短い第２の焦点距離を有し、第１のレンズから第１の焦点距離分だけ離間して第１のレンズからのレーザビームを合焦する第２のレンズと、第２の焦点距離より長い第３の焦点距離を有し、第２のレンズから第３の焦点距離分だけ離間して第２のレーザからのレーザビームを走査モジュールへ方向付ける第３のレンズとを含みうる。アフォーカル光学リレーモジュール３３０の例は、「Optical Designs for Scanning Beam Display Systems Using Fluorescent Screens」なる名称で２００６年１０月２５日に提出されたＰＣＴ出願第ＣＴ／ＵＳ２００６／０４１５８４号明細書（ＰＣＴ公開第ＷＯ２００７／０５０６６２号明細書）、および、「Optical Designs for Scanning Beam Display Systems Using Fluorescent Screens」なる名称で２００６年８月２４日に提出された米国特許出願第１１／５１０，４９５号明細書（米国特許出願公開第２００７−０２０６２５８号明細書）に記載されており、これらを参照として本願の明細書の一部として組み込む。
【００５１】
図３Ｃにおいて、レーザビームは、単一平面（つまり、瞳面（pupil plane））で重なるよう制御される。走査レンズ３８０Ａの上流の一軸走査スキャナ（例えば、ガルボミラー）が、瞳面に配置され、１つの軸沿い（本例では垂直方向）の全てのビームを走査するのに利用される。走査レンズ３８０Ａは、上流の垂直スキャナ１５０（例えばガルボミラー）からの走査ビームの全角度範囲を許容するべく十分大きな視野を有する多機能走査レンズであってよい。走査レンズ３８０Ａは、ビームをスクリーン１０１に合焦する収束レンズである。走査レンズ３８０Ａは、ガルボミラー３４０Ａを下流のポリゴンスキャナ３５０Ａのポリゴン反射ファセットへ撮像するのにも利用される。この撮像機能により、ポリゴン３５０Ａは比較的小型なものとすることができる。撮像機能がない場合には、走査ビームが当然ガルボミラー３４０Ａから遠く離れるにつれて拡がることになるので、ポリゴン３５０Ａは比較的大きくなる。図３Ｃの走査レンズ３８０Ａは、機能達成の目的から（例えば、ガルボミラー３４０Ａの走査範囲にわたる（over）合焦および再撮像）、単一部材のレンズであってもよいし、多数のレンズ部材を含むこともできる。
【００５２】
走査レンズ３８０Ａの下流では、ポリゴンスキャナ３５０Ａは、走査レンズ３８０Ａからの収束ビームを、スクリーン１０１へと走査する。収束ビームの焦点は、概して、曲面にある。焦点サーボを利用して、ビームをスクリーン１０１の平面に動的にリフォーカスさせる。この例においては、焦点サーボは、図示されている空隙で隔てられた少なくとも２つのレンズ部材３３４および３３５を含む。２つのレンズのうち１つ（例えばレンズ３３４）は、正の焦点距離を有し、他は（例えばレンズ３３５）は、負の焦点距離を有する。アクチュエータは２つのレンズ３３４および３３５の間の相対間隔を制御すべく設けられる。焦点サーボに対して入退出するビームは、焦点サーボを含むレンズが所期の距離分、隔てられる際、所定の通りにコリメートされる（つまり、中間のまたは所定の位置）。図３Ｃに示す例においては、焦点サーボの１つのレンズは固定されており、他は軸方向に動くことでビームを動的にリフォーカスする。可動レンズ（例えばレンズ３３５）は、ビームをスクリーン１０１上に合焦させるに足る距離分、所定の位置の周りを動く。ポストオブジェクティブ型システムでは、出力２−Ｄ走査ビームが、水平方向のボー歪のような光学的歪を有しうる。多数のレンズ部材を有する歪補正光学モジュール３３６を、ポリゴンスキャナ３５０Ａとスクリーン１０１との間の光路に配置して、光学的歪を低減しうる。
【００５３】
図１、３Ａ、３Ｂ、および３Ｃの蛍光スクリーン１０１の図２Ｂのストライプ設計は、様々な構成で実装されうる。図２Ａは、２つの基板２０１および２０２の間のカラーリン光体ストライプ層等の蛍光層２０３を配置する一例を示す。背面投射型システムでは、スクリーン１０１が、入射する走査励起ビーム１２０の出来るだけ多くの光を、蛍光層に導き、蛍光層から観察者側へ向かう発光量を最大化することが望ましい。幾らかのスクリーン機構を、個別に、または組み合わせてスクリーン１０１に実装して、効率的な励起光の収集、観察者側へ向かう蛍光の最大化、スクリーンコントラストの強調およびスクリーングレアの低減等のスクリーン性能の向上を図ることができる。スクリーン１０１の構造および材料は、特定用途に応じたコストおよびその他の要件上の制約に応じて設計および選択することが可能である。
【００５４】
図４は、走査励起光の光学的励起下で赤色、緑色、および青色を発光する蛍光ストライプを有する蛍光ストライプ層を有する例示的スクリーン１０１を示す。幾らかのスクリーン特徴が例示され、選択的に特定のスクリーンに実装することができる。故に、図４に示す特徴の幾らかのみを有する特定の蛍光スクリーンが、特定のディスプレイ用途では十分な場合もある。
【００５５】
図４の蛍光スクリーン１０１は、少なくとも１つの基板層４２４を含み、蛍光層４００を含む様々なスクリーンコンポーネントに強固な構造的支持を与える。基板層４２４は、薄い基板または剛性シートいずれであってもよい。図４に示すように蛍光層４００の観察者側に配置されると、基板層４２４は、蛍光ストライプ４０１、４０２、４０３が発光する可視カラー光に対して透明性または半透明性を有する材料から形成されうる。半透明性を有する材料は、蛍光ストライプが発光する３つの色を含む可視光を均一に減衰させることができ、光学減光フィルタ（optical neutral density filter）のような働きをする。基板層４２４は、プラスチック材料、ガラス材料、または他の適切な誘電体材料から形成されうる。例えば、基板層４２４は、アクリル剛性シートから形成されてよい。ある設計例では、基板層４２４の厚みは数ミリメートルであってよい。加えて、基板層４２４は、励起ビーム１２０の励起光に対して不透明性または反射性とすることで、励起光が観察者へ到達することを避け、未吸収の励起光を蛍光層４００で再利用すべく戻してよい。
【００５６】
基板層４２４はさらに、蛍光層４００の他の面に配置されてもよい。励起ビーム１２０は、基板層４２４を透過して蛍光層４００に入るべきなので、基板層４２４の材料は励起ビーム１２０の励起光に対して透明性を有するべきである。加えて、この構成の基板層４２４は、蛍光層４００が発光した可視光に対して反射性を有して、蛍光層４００からの可視光を観察者側へ向かわせて、表示画像の輝度（brightness）を向上させてよい。
【００５７】
蛍光層４００は、赤色、緑色、および青色リン光体ストライプといった反復性のカラーパターンを有する平行な蛍光ストライプを含む。蛍光ストライプは、図１に示す走査励起ビーム１２０の水平走査方向に対して垂直である。図４および図２Ｂに示すように、スクリーン上の各ディスプレイピクセルは、隣接する赤色ストライプ４０１、緑色ストライプ４０２、および青色ストライプ４０２の部分である３つのサブピクセルを含む。各サブピクセルの水平方向における寸法は、各ストライプの幅により画定され、垂直方向の寸法は、垂直方向におけるビーム幅により画定される。ストライプデバイダ４０４は、光学的に反射性、不透明性、または光学的に吸収性を有してよく、任意の２つの隣接する蛍光ストライプ間に形成されることで、２つの隣接するサブピクセル間のクロストークを最小限に抑えるあるいは低減してよい。その結果、１つのカラーピクセル内の２つの隣接するサブピクセル間の、および２つの隣接するカラーピクセル間の境界におけるスメアを低減させることができ、およびスクリーンの解像度およびコントラストを向上させることができる。各ストライプデバイダ４０４の側壁は、光学的に反射性を有するよう形成されることで、各サブピクセルの輝度およびスクリーンの効率性を高めることができる。加えて、観察者側に対向するストライプデバイダ４０４のファセットは（例えば、黒色の吸収性層で被膜されることで）黒くされて、観察者側への反射またはグレアを低減してよい。
【００５８】
基板層４２４および蛍光層４００の上述の基本構造は、構築ブロックとして利用されて、１以上のスクリーン部材を追加して、スクリーンの様々な特性および性能を向上させてよい。励起波長である励起光が蛍光材料に吸収され異なる色の可視蛍光に変換されて観察者に画像を表示する実施形態において、蛍光層４００は光学的にアクティブな層である。この点に関して、蛍光層４００は、さらに、スクリーンの「励起側」と「観察者側」との間のデバイダでもあり、２つの側の各々に望ましい光学効果を達成してスクリーン性能を高めるべく、２つの側の光学特性は非常に異なるよう設計される。このような光学効果の例には、励起ビーム１２０の蛍光層への誘導を向上させること、蛍光層４００に吸収されなかった反射・発散励起光を蛍光層４００で再利用すべく戻すこと、蛍光層４００からスクリーンの観察者側へと発光された可視光量を最大化すること、周辺光の反射により生じる観察者へのスクリーングレアを低減すること、励起光がスクリーンから観察者側にかけて存在することを遮ること、およびスクリーンのコントラストを強調すること、を含む。様々なスクリーン部材を構成することで、これら光学効果の１以上を達成しうる。このようなスクリーン部材の幾らかの例を図４に示す。
【００５９】
図４を参照すると、スクリーンの励起ビーム１２０の入射側においては、励起ビーム１２０をスクリーン１０１に導く入射層４１１が配設されうる。例えば、フレネルレンズ層がこの入射層４１１として利用されて、走査励起ビーム１２０の入射方向を制御してよい。別の例としては、この入射層４１１に、レンズ部材のアレイおよび各サブピクセル内または蛍光ストライプの幅内に多数のレンズを有する整合ピンホールアレイを有するレンズアレイ層を実装してよい。また別の例としては、プリズム層または高屈折率誘電体層を入射層４１１の一部として利用して、励起光および蛍光層が発光する可視光を含む光をスクリーンが再利用できるよう戻してもよい。観察者に対するスクリーンの輝度を向上させるべく、第１の二色性層４１２（Ｄ１）を、蛍光層４００の上流の励起ビーム１２０の経路に（例えば、蛍光層４００の励起側に）配置して、励起ビーム１２０の波長の光を透過させて、蛍光層４００が発光する可視光を反射してよい。第１の二色性層４１２は、蛍光の光学的損失を低減させてスクリーンの輝度を高めることができる。蛍光層４００の観察者側においては、第２の二色性層４２１（Ｄ２）を配設して、蛍光層４００が発光する可視光を透過させ、励起ビーム１２０の波長の光を反射させてよい。故に、第２の二色性層４２１は、蛍光層４００を透過した励起光を蛍光層４００に再利用のために戻し、これにより励起光の利用効率およびスクリーン輝度を向上させることができる。
【００６０】
蛍光層４００の観察者側には、スクリーンのコントラストを向上させるべくコントラスト強調層４２２を配設してよい。コントラスト強調層４２２は、複数のスクリーン層に垂直な方向に沿って蛍光層４００の蛍光ストライプと空間的に対応するよう位置合わせされる色選択吸収性ストライプ（color-selective absorbing stripe）を含むこともできる。これにより、色選択吸収性ストライプは、蛍光ストライプの対応する色の光を透過させて、他の蛍光ストライプの色の光を吸収する。または、コントラスト強調層４２２は、周辺光の反射に起因するスクリーンのグレアを低減すべく可視光を均一に低減する光学減光フィルタ層であってもよい。この減光フィルタ機能は、蛍光層４００の観察者側の１以上の他の層（基板層４２４を含む）に実装することもできる。
【００６１】
さらに、スクリーンは、蛍光層４００の観察者側にスクリーンゲイン層４２３を含み、スクリーンの輝度および視野角を光学的に高めてよい。ゲイン層４２３は、レンズ部材を有するレンズ層、回折部材の回折光学層、ホログラフィ部材を有するホログラフィ層、またはこれらおよび他の構造の組み合わせを含みうる。蛍光層４００の観察者側における層４２３、４２２、および４２１の空間順序（spatial sequence）は、図４に示したものと異なってもよい。
【００６２】
さらに、励起遮蔽層４２５が蛍光層４００の観察者側に配設されて、スクリーンから観察者側へと向かう励起光を遮ってよい。この層は、可視光を透過させて、励起光を吸収する材料により実装されてよい。例えば、ポリエステルベースのカラーフィルタをこの層として利用して、４００‐４１５ｎｍの放射であってよい励起光を遮ってよい。幾らかの実装例においては、この遮蔽フィルタは、４１０ｎｍ未満の透過率が０．０１％未満、且つ４３０ｎｍを超える透過率が５０％を超えていてもよい。減光フィルタ機能をこの層に組み込むこともできる（例えば、４３０ｎｍ‐６７０ｎｍの間の可視光を均一に減衰させるようなもの）。この遮蔽機能は基板層４２４に組み込むこともできる。
【００６３】
図４では、励起光（例えばＵＶ）を遮り可視光を透過させる二色性層Ｄ２（４２１）および光学減光（ＮＤ）フィルタ４２２が、発光層の観察者側に形成されてよい。支持基板４２４は観察者側に配設されるので、支持基板４２４は発光層が発光する可視カラー光に対して透明性または半透明性を有する材料から形成されてよい。発光ストライプが発光する３色を含む可視光を均一に減衰させる半透明性を有する材料を支持基板４２４に利用することで、光学減光（ＮＤ）フィルタのような機能が達成される。加えて、支持基板４２４は、励起ビーム１２０の励起光に対して不透明性または反射性とすることで、励起光が観察者へ到達することを避け、未吸収の励起光を発光層で再利用すべく戻してよい。
【００６４】
図５は、レンズアレイ層５１０に連結された複数の平行な発光ストライプを有する多層スクリーンの一例を示す。支持基板４２４は、スクリーンの観察者側に配設されて様々なスクリーン層を支持し、プラスチックその他の材料から形成することができる。発光層は透明接着層５４０を介して基板４２４に結合され、図４のストライプ４０１、４０２、および４０３等の平行且つ独立した発光ストライプを含む。各ストライプは、励起光１２０を吸収して、励起波長とは異なる可視波長の可視光を発光する。本例においては、各発光ストライプは、励起光を吸収して可視光を発光する発光材料４０１、４０２、または４０３のストライプと、発光材料のストライプおよびピンホールアレイ層５２０の間に配設された透明フィラー（clear filler）等の透明材料５０１のストライプとを含む。平行なストライプデバイダは、各ストライプデバイダが２つの隣接する発光ストライプ間に配設されるよう、発光ストライプ間にインタリーブされる。各ストライプデバイダは光学的に反射性および不透明性を有していて、２つの隣接する発光ストライプ間を光学的に分離して、色純度および画像コントラストを向上させる。本例においては、各ストライプデバイダは、黒色の光学的に吸収性を有する材料等の光学的に不透明なコア５３１と、２つの隣接する発光ストライプをインタフェースする光学的に不透明なコア５３１の両側に形成される光学的に反射性を有する層５３２とを含む。
【００６５】
レンズアレイ層５１０が透明レンズアレイ支持層５１２上に形成されてレンズ５１１の二次元アレイを形成して、発光層の励起側に配設されて発光層へと励起光１２０を方向付ける。各レンズ５１１は、各発光ストライプの幅より小さい大きさを有し、各発光ストライプの幅内には多数のレンズが存在する（例えば、１ストライプについて４つのレンズ５１１が存在する）。
【００６６】
図５のスクリーンは、レンズアレイ層との組み合わせでピンホールアレイ層５２０を含む。ピンホールアレイ層５２０は、レンズアレイ層５１０と発光層との間に形成されて、レンズアレイ層５１０に重畳し、レンズ５１１とそれぞれ配列されるピンホール５２１の２次元アレイとパターニングされる反射性および半透明性を有する層５２２を含み、各レンズ５１１により、そのレンズ５１１の各ピンホール５２１に合焦する励起光１２０が、不透明な反射層５２２を透過して、発光層に到達することができ、この一方、ピンホール５２１に合焦されなかった他の方向の励起光は不透明な反射層５２２で遮られ反射する。各ストライプは、多数のレンズ５１１（例えば、約数十ミクロンの範囲（例えば２０ミクロン）の直径を有するマイクロレンズ）を覆い、各ストライプまたはサブピクセルが受光する励起光１２０は、レンズ５１１により多数の収束ミニ励起ビームに変換される。各レンズ５１１の合焦は、殆どの光強度を、各ピンホール５２１を介して方向付け、励起光１２０の発光層へのスループットを増加させる。レンズアレイ層５１０は、１００パーセントまたは略１００パーセントのフィルファクタを有するよう設計されて、反射性および半透明性を有する層５２２を介して光を導く効率を上げることができる。この設計により、レンズアレイ層５１０が受光する励起光１２０が、確実にピンホールアレイ層５２０を透過して発光層に到達する。この点において、このレンズアレイ層５１０とピンホールアレイ層５２０との組み合わせにより、図４の入射層４１１の機能が提供される。
【００６７】
加えて、ピンホールアレイ層５２０は、反射性および半透明性を有する層５２２を発光層からピンホールアレイ層５２０へと方向付けられる光の遮断層として利用する、というのも、発光層とピンホールアレイ層５２０との間にレンズがないことで、ピンホールアレイ層５２０に向かう光などが、全方向に拡散するからである。特に、発光層が発光する可視光は全方向へ向かう。発光材料４０１、４０２、または４０３とピンホールアレイ層５２０との間には透明フィラーのストライプ５０１が配設されて、発光材料が発光する可視光の伝播空間を提供し、ピンホールアレイ層５２０へ向かう発光可視光がいずれかのピンホール５１１に到達する前に十分に分岐するようにする。例えば、透明フィラーのストライプ５０１は、数十ミクロンの厚みを有して発光可視光を十分分岐させることができる。透明のストライプ５０１の最小厚みは、各レンズ５１１の焦点距離の半分に設定されてよい。この結果、光の僅かな部分だけがピンホールアレイ層５２０のピンホール５２１を透過させることができ、可視光の大半および未吸収の励起光が、反射性および半透明性を有する層５２２で反射されて、発光層へ戻る。反射光は、「再利用」されることで、スクリーンの輝度および光学的効率を向上させる。この点において、レンズアレイ層５１０およびピンホールアレイ層５２０のこの組み合わせは、図４の二色性層Ｄ１（４１１）のような働きもする。
【００６８】
レンズアレイ層５１０およびピンホールアレイ層５２０の組み合わせは、図５に示すレンズアレイアセンブリ５００である。粘着層５３０が発光層とピンホールアレイ層５２０との間に配設されてレンズアレイアセンブリ５００を発光層に結合する。粘着層５３０は例えば透明粘着層であってよい。
【００６９】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、レンズアレイアセンブリ５００のさらなる詳細を示す。図６Ａは、励起側から観察者側への方向における上面図を示す。この特定の例においては、各レンズ５１１は六角形をしており、６つの隣接するレンズ５１１と間隙なく隣接しあって配置されて、１００パーセントのフィルファクタを有する。他のレンズ形状も採用可能である。図６Ｂは、レンズアレイアセンブリ５００の斜視図を示す。図６Ｃは、図５の断面図と同じ方向のレンズ５１１の横断面図を示す。
【００７０】
図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、レンズアレイアセンブリ５００にピンホール５２１を形成して、各ピンホール５２１を各レンズ５１１に自動位置合わせさせるレーザアブレーション製造処理の一例を示す。レンズアレイ層５１０は、平坦な面である一面を有する。黒色吸収層７１０が平坦な面に形成されえて、励起光を吸収する。この吸収により、レーザアブレーションが促進されうる。層７１０の厚みは、例えば約１００ｎｍであってよい。黒色吸収層７１０の上部には、反射性および不透明性を有する金属層５２２が所望の厚みで光学的に不透明となるよう形成される。層５２２としては、厚みが４００ｎｍから７００ｎｍの蒸着アルミニウム層を利用しうる。図７Ｂはレーザアブレーション処理を示す。走査アブレーションレーザビーム７２０がレーザ源から方向付けられ、図１、３Ａ、３Ｂ、または３Ｃに示すディスプレイシステムの励起ビーム１２０と同様の方法で走査されて、アブレーションレーザビーム７２０が走査経路を、スクリーンの各全ての位置にある励起ビーム１２０の方向へと辿る。この走査モードでは、金属層５２２上のアブレーションビーム７２０の焦点７２２の位置は、走査アブレーションレーザビーム７２０の垂直入射に対する様々な入射方向に応じて、レンズ５１１毎に、各レンズ５１１の光軸上の焦点に関して変化する。故に、レンズ５１１のピンホール５２１の位置は、それぞれレンズ５１１に入る際の走査アブレーションビーム７２０の方向により決まる。図７Ｂは、スクリーンの中央の水平走査方向の５つのレンズ各々の光軸に関する走査アブレーションビーム７２０とビーム焦点位置との間の関係を示す。ビーム７２０の走査によるビーム焦点位置のシフトは、水平および垂直方向両方に起こる。図７Ｃはこの結果生じるピンホール５２１を示す。
【００７１】
故に、ピンホールアレイ層５２０のピンホール５２１のアレイは、レンズアレイ層５１０のレンズ５１１のアレイと、位置的に正確に整合していない。レンズアレイ層５１０のレンズ５１１は、アレイ間のレンズ同士の間隔が均一である周期的なアレイである。ピンホールアレイ層５２０のピンホール５２１は、周期的ではなく、両方向についてホール間の間隔が変化する。各ピンホール５２１は、唯一のレンズ５１１に対応しており、走査ビームが垂直入射方向にある際のスクリーンの位置を除いては、レンズ５１１の光軸方向の対応するレンズ５２１の中央に位置合わせされてはいない。ピンホールアレイ層５２０の設計により、スクリーンが実際のディスプレイシステムで利用されるときの各ピンホールと走査励起ビーム１２０との間の自動位置合わせが可能となる。この結果、レンズアレイアセンブリ５００の励起光の光学的損失が低減される。
【００７２】
各レンズ５１１の焦点位置７２２における金属は、ピンホール５２１として貫通穴を形成するべくアブレーションされ、除去される。このアブレーション処理は、焦点位置７２２での黒色吸収層７１０によるレーザ光の吸収によって促進され、さらに、黒色吸収層７１０に整合するホールを生成する。ピンホール５２１は、表面５２２のビームスポット径より大きく形成されることで製造公差に許容度を与え、アブレーションレーザビーム７２０の波長（例えば５２０ｎｍ）と励起レーザビーム１２０の波長（例えば４２０ｎｍ未満）との間の差異によるビーム焦点のばらつきに許容度を与えることができる。
【００７３】
顕著に、本願の上述およびその他のスクリーン設計は、主に、異なるスクリーン層間で精密な光学配置をなくする。レンズアレイ層５１０およびピンホールアレイ層５２０は、上述の自己整列式のレーザアブレーション処理により単一のアセンブリ５００として製造される。このアセンブリ５００は、互いに重畳するよう発光層に結合される。各レンズ５１１およびそれに対応するピンホール５２１は、いずれのストライプまたは発光層のいずれの他の特徴とも正確に位置合わせされる必要がない。故に、これらおよび他の異なるスクリーン層を比較的容易に組み立てて最終スクリーンを形成することができる。
【００７４】
図８は、レンズアレイアセンブリ５００に連結された複数の平行な発光ストライプを有する多層スクリーンの別の例を示す。本例では、発光ストライプとインタリーブされるストライプデバイダ８０１が、金属、反射ビーズとバインダ材料との混合物、および白色塗料材料（例えば、ＴｉＯ２充てん樹脂または硫酸バリウム充てん樹脂）等の、光学的に不透明性および反射性を有する材料から形成される。ビーズは、ビーズバインダ材料の屈折率より大きな屈折率を有する誘電体材料から形成されることで光学的反射を行うことができ、数ミクロンから数十ミクロンまたは数百ミクロンといった様々なサイズに形成することができる。各ビーズは金属被膜で部分的にまたは全体的に覆われてよい。白色塗料材料の反射率は４００ｎｍから６５０ｎｍの間で９０パーセントを超えてよい。加えて、黒色吸収ストライプ層８１０を観察者側に対向する各ストライプデバイダのファセット上に形成して（つまり、レンズアレイ層５１０から遠い側に形成して）、デバイダにおける反射またはグレアを低減することができる。
【００７５】
図９および１０は、それぞれ図５および８のスクリーンのレンズアレイアセンブリを置き換える、フレネルレンズ層９１０および二色性層９２０の組み合わせを利用する２つのスクリーンを示す。フレネルレンズ層９１０は、スクリーンの励起側に入射層として設けられ、励起ビーム１２０を受け取るスクリーンの全領域を被膜する。フレネルレンズ層９１０は、ガラスまたはプラスチック材料から形成されうる誘電体基板に設けることができる。例えばアクリルプラスチック材料を利用してフレネルレンズ層９１０を形成してよい。フレネルレンズ層９１０とは異なる屈折率（index）を有する誘電体層を、フレネルレンズ層９１０とスクリーンの残りの部分との間に形成することで、フレネルレンズ層９１０とスクリーンの次の層（たとえば二色性層９２０）との間で屈折率を異ならせることができる。この層は、空隙であっても、励起光に対して透明性を有する誘電体材料であってもよい。フレネルレンズ層９１０は、フレネルリングを有し、光学的回折、屈折、または両方により入射走査励起ビーム１２０を、略スクリーンに対して法線方向の入射励起ビームとして再度方向付けることができる。フレネルレンズ層９１０は、入射走査励起ビーム１２０に対してテレセントリックな構成であってよい。
【００７６】
二色性層９１０は様々な構成での実装が可能である。大型ディスプレイでは、二色性層は、比較的安価且つ比較的製造が容易な材料で形成されてよい。層間の屈折率および物理的厚みの値を制御することで多数の誘電体層を設計して様々な波長選択光学フィルタを構築することができる。例えば、高屈折率の誘電体層と低屈折率の誘電体層とを交互に並べた多数の層を設計して、所望の波長選択反射・透過スペクトルを得ることができる。屈折率の異なる多数のフィルム同士をラミネートあるいは溶着することで、Ｄ１またはＤ２の二色性層として合成シートを構築してよい。幾らかの実装例においては、屈折率の異なる２材料で形成される多数の層を利用して該２つの材料を交互に並べることで合成フィルム積層を形成してよい。他の実装例においては、屈折率の異なる３以上の材料同士を積層して、二色性層９２０用の合成フィルム積層を形成してよい。このような二色性層９２０用の合成シートは、本質的に励起光（例えばＵＶ光）を透過させ、カラーの可視光を反射する光学干渉反射器（optical interference reflector）である。合成シートの材料は有機材料、無機材料、または剛性を有しても可撓性を有してもよい有機材料と無機材料との組み合わせであってよい。
【００７７】
可撓性を有する多層合成シートを、重合体材料、非重合体材料、または重合体と非重合体を合わせた材料で形成してよい。重合体と非重合体をあわせた材料を含むフィルムの例は、「Method for forming a multicolor interference coating」なる名称の米国特許第６，０１０，７５１号明細書、および「Retroreflective articles having polymer multiplayer reflective coatings」なる名称の米国特許第６，１７２，８１０号明細書に開示があり、これら全体を本願の明細書の部分として参照として組み込む。全てが重合体である構成の合成シートによると、製造およびコスト面の利点が得られる。高い光学透過性および高い屈折率示差（index differential）を有する高温重合体を利用することで、環境的に安定した、薄く、可撓性を有する干渉フィルタを得ることができる。「Color shifting film」なる名称の米国特許第６，５３１，２３０号明細書に開示された共押し出し（coextruded）多層干渉フィルタを利用することで、正確な波長選択を行うことができ、比較的低コストの大面積のフィルタフィルムとして形成することができる。米国特許第６，５３１，２３０号明細書の全開示を本願の明細書の一部として参照として組み込む。高い屈折率示差を有する重合体を一対利用することで、薄く、高反射性を有し、基板の支持なしに自立でき、大型スクリーン形成時の加工も容易なミラーを構築することができる。このような合成シートは、機能的には、例えばＰＥＴ層およびｃｏ−ＰＭＭＡ層が交互に並んだ積層である１枚の多層光学フィルム（ＭＯＦ）であってよく、スクリーン用途に適切な法線入射反射帯を形成してよい。一例としては、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの多層ポリエステルベースのフィルムから形成される高度な鏡面反射鏡（ＥＳＲ）を構成して、本願について望ましい二色性の反射・透過帯を生成してよい。多層フィルムの様々な特徴の例が「Method for making multiplayer optical films having thin optical layers」なる名称の米国特許第５，９７６，４２４号明細書、「Biphenyl derivatives for photostabilization in pulsed optical darkening apparatus and method」なる名称の米国特許第５，０８０，４６７号明細書、および「Backlight system with multiplayer optical film reflector」なる名称の米国特許第６，９０５，２２０号明細書に記載されており、これら全てを本願の明細書の一部として参照として組み込む。
【００７８】
上述の例では、各発光ストライプが、励起光を吸収して可視光を発光する発光材料（例えば４０１、４０２、または４０３）のストライプと、透明材料５０１のストライプとを含む。この構造は、スクリーン層上に直接発光リン光体ストライプを印刷する方法を含む様々な処理により製造が可能である。以下に、図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃに示す、まずモールドに形成されている発光リン光体ストライプをモールドから出してスクリーン層に転写する、成形および転写処理の一例を記載する。
【００７９】
図１１Ａは、発光層を形成するのに適したモールドを示す。モールドは、モールドベース１１０１と、モールドベース１１０１の上の複数の溝デバイダ１１３０の間に形成された複数の平行な溝１１２０とを含む。モールドの寸法は、ダイアモンドターニング（diamond turning）等の公知の精密機械加工法により整合されてよい。発光材料の塗布前にモールドの溝１１２０の内面を処理することで、各発光ストライプをモールドから外しやすくすることができる。例えば、各溝１１２０の内面を、ニッケル層で電気めっきをかける、または、表面潤滑剤（例えば、テフロン（登録商標））の層で被膜することができる。
【００８０】
モールドが準備されると、リン光体材料等の発光材料を、モールドの複数の平行な溝１１２０に塗布して（図１１Ｂおよび１１Ｃ）、２つの隣り合う溝１１２０に、２つの異なる波長の光を発光する２つの異なる発光材料を塗布する。スクリーン印刷処理等の印刷処理を利用して、リン光体インクをモールドに印刷することができる。印刷処理においては、各溝の各発光材料の量を制御して各溝１１２０を部分的に充てんするようにする。これは、スクイジー速度、迎え角、インク粘度、ステンシルマスク開口幅等のスクリーン印刷パラメータを制御することにより達成されうる。または、インクに、蒸発することでリン光体を各モールド溝の底面に落ち着かせる揮発剤を混合することでリン光体の量を制御することもできる。インクは、揮発剤の蒸発後に上面が凹型状となる場合がある（図１１Ｃ）。
【００８１】
リン光体材料が塗布された後で、液体材料を、各発光材料の上部の各溝１１２０に塗布して、溝１１２０を充てんする。例えば、Ｎｏｒｌａｎｄ  ６１  ＵＶ硬化可能コンパウンド、または、Ａｄｄｉｓｏｎ  Ｃｌｅａｒ  Ｗａｖｅ  ＡＣ  Ａ１０９−ＴＲ  ＵＶモールディングコンパウンド等の、光学的に透明な液体材料を供給してモールドを充てんすることができる。スクイジーを利用して、モールドの上部から余分な材料をかき落とす。
【００８２】
その後に、液体材料を、各溝１１２０の各発光材料に接着させる透明固体材料５０１に変える。例えば、透明材料５０１は、ＵＶ光または熱に曝されてモールドからの取り出しを促すことで、完全にまたは部分的に硬化させることができる。別のスクリーン層に容易に結合できるよう、固体材料に変わった後も透明材料５０１の上面は、粘着性を維持させてよい。図１１Ｄは、特定の寸法を有するモールドの一例を示す。
【００８３】
上述の通り成形された発光層は、次に、モールドから出されて、別のスクリーン層に接着される。この処理では、スクリーン層は、モールド上に配置されて、透明固体材料と接触および結合される。スクリーン層をリフトして、透明固体材料５０１および各発光材料から形成されるストライプをリフトしてモールドから取り出し、複数の平行な発光ストライプを有する発光層を形成して、別のスクリーン層に接着される。
【００８４】
図１２Ａおよび１２Ｂは、レンズアレイアセンブリ５００を用いた発光層のリフト処理を示す。先ず、予め組み立てられたレンズアレイアセンブリ５００を、透明粘着層５３０が図１１Ｄに示すモールドの溝１１２０に露呈した透明フィラー５０１に対向するよう配向する。予め組み立てられたレンズアレイアセンブリ５００をモールドに押圧して、透明粘着層５３０と透明フィラー５０１とを互いに結合させる（図１２Ａ）。次に、図１２Ｂに示すように、レンズアレイアセンブリ５００をリフトして、モールドのモールドベース１１０１から取り外し、透明フィラー５０１のストライプと透明フィラー５０１に接着されたリン光体ストライプ（４０１、４０２、４０３等）とを溝１１２０から取り外す。このリフト処理は、透明粘着層５３０と透明フィラー５０１との間の接着、および、モールドの溝１１２０の内面に前処理を施して各発光ストライプのモールドからの分離を促すことにより、促される。
【００８５】
図１３Ａから１３Ｄは、図５のスクリーンの残りの製造処理を示す。モールドから複数の平行な発光ストライプから形成される発光層をリフトした後で、金属反射層で発光ストライプを被膜して、発光材料および透明固体材料の露出面と、２つの隣接する発光ストライプ間のスクリーン層の上の表面とを被膜する（図１３Ａ）。この層の側面にある部分は、図５の反射層５３２であり、この層の発光材料（例えばリン光体）の上面にある部分が、後に取り除かれる層１３１０として示されている。フィラー材料５３１で２つの隣接する発光ストライプ間を充てんするが、この材料５３１は、黒色顔料のような光を吸収する材料であってよい。次に、フィラー材料５３１の一部、発光材料（例えばリン光体）の上の金属層１３１０、および、発光材料の一部を取り除いて、発光材料が各発光ストライプにおいて露出する平坦な面を形成する。図１３Ｃは、平坦な面を形成する露出した上部リン光体面１３３０および上部フィラー面を示す。同時に、別のスクリーン層を平坦な面の上に配設する。図１３Ｄは、透明接着層５４０を用いて支持基板４２４を平坦な面に接着できることを示している。
【００８６】
図１４Ａ、１４Ｂ、および１４Ｃは、リフト層１４０１を用いて、成形された発光層をモールドから出し、レンズアレイアセンブリ５００等の別のスクリーン層と結合させる処理を示す。このリフト層１４０１は、スクリーンの一部となり、ピンホールアレイ層５２０とリン光体との間の所望の伝播長（propagation length）を形成するよう設計されうる。このリフト層１４０１は、厚みが６ミクロンから２５ミクロンのＭｙｌａｒフィルム等の薄いプラスチックまたはポリエステルフィルムを含む様々な透明材料から形成されてよい。先ず、リフト層１４０１をモールドに押圧して、リフト層１４０１と透明フィラー５０１とを互いに結合させる（図１４Ａ）。薄い接着層を他のリフト層１４０１または透明フィラー５０１の露出面に塗布して、リフト層１４０１と透明フィラー５０１との間の結合を助けてよい。次に、図１４Ｂに示すように、リフト層１４０１をリフトして、モールドのモールドベース１１０１から取り外し、透明フィラー５０１に結合された透明フィラー５０１およびリン光体ストライプ（４０１、４０２、４０３等）のストライプを溝１１２０から取り外す。図１４Ｃは、図５のレンズアレイアセンブリ５００をリフト層１４０１に、スクリーンの一部として結合させる組み立て処理をさらに示す。予め組み立てられたレンズアレイアセンブリ５００を、透明粘着層５３０がリフト層１４０１に対向するように配向する。予め組み立てられたレンズアレイアセンブリ５００とリフト層１４０１とを互いに対して押圧して、透明な粘着層５３０とリフト層１４０１とを互いに結合させる。その後、さらなるスクリーン層をリン光体ストライプ（４０１、４０２、４０３等）の上に配置して、スクリーンを完成させる。
【００８７】
図１３Ｃを参照すると、各ストライプのリン光体上面１３３０は、スクリーンの観察者側に対向する。空隙または低屈折率の誘電体層をリン光体面１３３０と支持基板層４２４との間に形成して、支持基板４２４を介して観察者側に発光された可視光の透過を高めてよい。一実装例では、平坦な面１３３０に結合されるスクリーン層と発光材料との間に空隙を形成するよう、発光材料の露出面１３３０の表面テクスチャを、除去処理または別個の表面処理中に形成することができる。リフト層１４０１は、リン光体の屈折率より低い屈折率の材料であってよい。
【００８８】
類似した、または、僅かに異なる多層構造を有するスクリーンについては、異なる成形処理を利用することもできる。図１５Ａから１５Ｊは、この異なる成形処理を示す。
【００８９】
図１５Ａは、スクリーンの発光層を形成するのに適したモールドを示す。モールドは、モールドベース１５０１と、モールドベース１５０１の上の複数のワイドモールドデバイダ１５２０の間に形成された複数の狭い平行なモールド溝１５１０とを含む。溝１５１０を利用して、スクリーンの隣接する発光ストライプ間にストライプデバイダを形成して、モールドデバイダ１５２０が占める空間を利用してスクリーンに発光ストライプを形成する。モールドの寸法は、ダイアモンドターニング（diamond turning）等の公知の精密機械加工法により整合されてよい。モールドのモールド溝１５１０の内面およびモールドデバイダ１５２０の上面を処理することで、成形された構造をモールドから外しやすくすることができる。例えば、各溝１５１０の内面およびモールドデバイダ１５２０の上面を、ニッケル層で電気めっきをかける、または、表面潤滑剤（例えば、テフロン（登録商標））の層で被膜することができる。光学的に不透明な材料（例えば黒色インク）等のストライプデバイダ材料をモールドの複数の平行な溝１５１０に塗布して、溝１５１０を充てんする。スクリーン印刷処理等の印刷処理を利用して、ストライプデバイダ材料をモールドに印刷することができる。ストライプデバイダ材料は、光を吸収するＵＶ硬化可能黒色材料であってよい。余分なストライプデバイダ材料を取り除いて、モールドデバイダ１５２０の上面を有する平坦な面を形成する。
【００９０】
図１５Ｂは、充てんされたストライプデバイダ材料１５３０の露出面の上部およびモールドデバイダ１５２０の上面へのＵＶ硬化可能透明層１５４０の形成を示す。先ず、透明層１５４０のＵＶ硬化可能材料を、充てんされたストライプデバイダ材料１５３０の露出面上部およびモールドデバイダ１５２０の上面に塗布して直接接触させる。次に、透明層１５４０のＵＶ硬化可能材料をＵＶ光に曝し、該材料を硬化させて、ＵＶ硬化可能材料をストライプデバイダ材料１５３０に結合させる。このＵＶ硬化可能透明層１５４０はスクリーンによって適応されてもされなくてもよい。
【００９１】
次に、ＵＶ硬化可能透明層１５４０のない場合、キャリア層１５６０および接着層１５５０を、充てんされたストライプデバイダ材料１５３０の露出面の上部の上面およびモールドデバイダ１５２０の上面に接着する。ＵＶ硬化可能透明層１５４０がある場合には、キャリア層１５６０および接着層１５５０は、ＵＶ硬化可能透明層１５４０の上面に接着される。接着層１５５０は、底部接着層１５５１がＵＶ硬化可能透明層１５４０に接着され、上部プラスチックまたはポリエステルのバッキング層１５５２がキャリア層１５６０に接着されたＵＶダイシング接着層であってよい。接着層１５５０の一例は、ウェハダイシングに利用されるＵＶダイシング接着テープであり、ＵＶ光に曝されると接着面が粘着性を失う。この処理により、キャリア層１５６０が、接着層１５５０によりＵＶ硬化可能透明層１５４０に接着される（図１５Ｃ）。キャリア層１５６０はその後、モールドからリフトされて外されて、ストライプデバイダ１５３０をモールド溝１５１０から取り外し、隣接するストライプデバイダ１５３０間にリン光体ストライプ溝１５３３の平行アレイを形成する（図１５Ｄ）。
【００９２】
次に、金属層（例えばアルミニウム）等の反射被膜１５７０を、ストライプデバイダ１５３０の表面およびリン光体ストライプ溝１５３３の底面に堆積させる（図１５Ｅ）。この反射層の目的の一部は、光を再利用してスクリーンの光学的効率を上げることである。次に、リン光体材料等の発光材料を複数の平行な溝１５３３に塗布して、２つの隣接する溝１５３３に、２つの異なる波長の光を発光する２つの異なる発光材料を塗布する。スクリーン印刷処理等の印刷処理を利用して、リン光体インクを溝１５３３に印刷することができる。印刷処理においては、各溝１５３３の各発光材料の量を制御して、ストライプデバイダ１５３０の上面から選択された距離ｈ分下の、各溝１５３３の部分を充てんするようにする（図１５Ｆ）。これにより、上面１５８０を有するリン光体（４０１、４０２、４０３等）が形成される。充てんされたリン光体材料にＵＶ光を照射して、材料を硬化させる。ＵＶ光は反射金属層１５７０を貫通せず、ＵＶが除去された接着層１５５０の接着はそのまま残る。リン光体材料の上の空間は、空のままでも、各溝１５３３内の各発光材料に接着される透明固体材料に変化するＮｏｒｌａｎｄ  ６１  ＵＶ硬化可能コンパウンド、または、Ａｄｄｉｓｏｎ  Ｃｌｅａｒ  Ｗａｖｅ  ＡＣ  Ａ１０９−ＴＲ  ＵＶモールディングコンパウンド等の、光学的に透明な液体材料で充てんしてもよい。
【００９３】
この設計では、ストライプデバイダ１５３０の上面は、最終スクリーンの観察者側に対向するよう配向される。故に、反射被膜１５７０の、上面ストライプデバイダ１５３０にある部分を取り除くことで、スクリーンの観察者側への反射またはグレアを低減すべきである。これは、ストライプデバイダ１５３０の不透明フィラー材料が不透明の上面１５３１として露出するまで反射被膜１５７０の上部層を取り除くことで達成されうる（図１５Ｇ）。この除去処理は、研磨およびサンドブラストを含むがそれらに限られない様々な技術により行うことができる。
【００９４】
次に、支持基板４２４を、上面１５３１および透明フィラー５０１の上面に、接着層により接着する（図１５Ｈ）。同時に、ＵＶ光をキャリア層１５６０および接着層１５５０を介して方向付けて、ＵＶダイシング接着層１５５０の接着を失わせて、これにより図１５Ｉに示すスクリーン構造をリリースしてよい。ＵＶ透明層１５４０を取り除いてよい（図１５Ｊ）。
【００９５】
図１６および１７は、さらに、図１５Ｊのスクリーン構造に基づくスクリーンの２つの例を示す。図１６では、図５のレンズアレイアセンブリ５００を図１５Ｊのスクリーン構造の励起側に接着する。図１７では、図９の二色性層９２０を、図１５Ｊのスクリーン構造の励起側に接着する。
【００９６】
図１８は、フレネルレンズ層を有するスクリーン構造の別の例を示す。この例では、図４のコントラスト強調層４２２を、スクリーン層に垂直な方向の蛍光層の複数の蛍光ストライプと空間的に対応して位置合わせされる赤色、緑色、および青色のフィルタ１８１１、１８１２、および１８１３を有するカラーフィルタ層１８１０として実装される。これにより、色選択吸収性ストライプ１８１１、１８１２、および１８１３は、蛍光ストライプの対応する色の光を透過させて、他の蛍光ストライプの色の光を吸収する。接着層。２つの隣接するフィルタ１８１１、１８１２、および１８１３間には不透明領域を形成して、フィルタ間を光学的に分離して、色の混合を低減させることができる。このフィルタ層１８１０を他のスクリーン設計に利用することで、表示画像のコントラストを強調することができる。
【００９７】
図１８では、接着層１８２０が、カラーフィルタ層１８１０とリン光体層との間に形成される。この接着層１８２０はスタンドオフを生成し、リン光体ストライプとカラーフィルタとの間に空隙を生成する。この空隙により望ましくない画像のハローが低減され、ＵＶを再利用の目的からリン光体層に戻して、光学的効率を向上させることができる。空隙は様々な厚みの値（例えば１０から２０ミクロン）に設定することができる。製造においては、薄い接着層でモールドを覆い、多層光学フィルムＤ１を接着層１８２０に積層する。その後、リン光体をモールドから剥離する。この例は、異なるリン光体ストライプ間の空隙を示しているが、ＴｉＯ２または銀の剥片等の不透明性および反射性を有する材料を充てんしてもよく、または、組み立て前に、めっきをかけても、平坦化処理を行ってもよい。
【００９８】
本明細書は多数の詳細を含むが、これら詳細は本発明の範囲の限定として、または請求されうるものに対する限定として捉えられるべきではなく、むしろ本発明の特定の実施形態に特有の特徴の記載として捉えられるべきである。本明細書で記載した、別の実施形態において記載したある特徴は、単一の実施形態で組み合わせられて実施されてもよい。また逆に、単一の実施形態において記載された様々な特徴を多数の実施形態で別個に、または任意の適切なサブコンビネーションとして実施してもよい。さらには、上述の記載において特徴はあるコンビネーションにおいて機能しているかもしれないし、当初はそのように請求されるかもしれないが、請求されたコンビネーションから１以上の特徴を幾らかの場合に除去して、請求されたコンビネーションをコンビネーションのなかのサブコンビネーション、又はサブコンビネーションの変形例としてもよい。
【００９９】
幾らかの実装例のみを開示した。しかし、本特許出願の記載および例示に基づいて変形例、改善例、および他の実装例を行うこともできることを理解されたい。
【図１】
2010527464.tif 000003
【図２Ａ】
2010527464.tif 000004
【図２Ｂ】
2010527464.tif 000005
【図３Ａ】
2010527464.tif 000006
【図３Ｂ】
2010527464.tif 000007
【図３Ｃ】
2010527464.tif 000008
【図４】
2010527464.tif 000009
【図５】
2010527464.tif 000010
【図６Ａ】
2010527464.tif 000011
【図６Ｂ】
2010527464.tif 000012
【図６Ｃ】
2010527464.tif 000013
【図７Ａ】
2010527464.tif 000014
【図７Ｂ】
2010527464.tif 000015
【図７Ｃ】
2010527464.tif 000016
【図８】
2010527464.tif 000017
【図９】
2010527464.tif 000018
【図１０】
2010527464.tif 000019
【図１１Ａ】
2010527464.tif 000020
【図１１Ｂ】
2010527464.tif 000021
【図１１Ｃ】
2010527464.tif 000022
【図１１Ｄ】
2010527464.tif 000023
【図１２Ａ】
2010527464.tif 000024
【図１２Ｂ】
2010527464.tif 000025
【図１３Ａ】
2010527464.tif 000026
【図１３Ｂ】
2010527464.tif 000027
【図１３Ｃ】
2010527464.tif 000028
【図１３Ｄ】
2010527464.tif 000029
【図１４Ａ】
2010527464.tif 000030
【図１４Ｂ】
2010527464.tif 000031
【図１４Ｃ】
2010527464.tif 000032
【図１５Ａ】
2010527464.tif 000033
【図１５Ｂ】
2010527464.tif 000034
【図１５Ｃ】
2010527464.tif 000035
【図１５Ｄ】
2010527464.tif 000036
【図１５Ｅ】
2010527464.tif 000037
【図１５Ｆ】
2010527464.tif 000038
【図１５Ｇ】
2010527464.tif 000039
【図１５Ｈ】
2010527464.tif 000040
【図１５Ｉ】
2010527464.tif 000041
【図１５Ｊ】
2010527464.tif 000042
【図１６】
2010527464.tif 000043
【図１７】
2010527464.tif 000044
【図１８】
2010527464.tif 000045
【国際調査報告】
2010527464.tif 000046
2010527464.tif 000047