(57)【要約】  本開示は、光ガイドを有する照明システムを用いて照明を行うシステム、方法、および装置を提供する。光源は、光ガイドの光入力縁部に光を入射させるように構成される。光ガイドは、光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、入射光を内部で再循環させるように構成される。光ガイドは、光ガイドから光を抽出する光転向特徴体を含む。光の再循環を促進するために、光転向特徴体は、１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下であり、光ガイドの１つまたは複数の縁部を、反射性にすることができる。光転向特徴体によって光ガイドから抽出される光を使用して、ディスプレイを照明することができる。
2015514302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを備える照明システムであって、
前記光ガイドが、
１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である、複数の光転向特徴体を含む、照明システム。
【請求項２】
前記光ガイドが、
上側および下側の主要表面と、
光源から光を受光する光入力縁部と、
前記光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含み、
前記光入力縁部および前記対向縁部の一部分または複数部分が反射性である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光入力縁部および前記対向縁部の前記一部分または複数部分が、鏡面反射器を含む、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記光ガイドが、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含み、前記横断縁部が、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含む、請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約４０％以下である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約２０％以下である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記複数の光転向特徴体が、前記光ガイドの主要表面に渡って実質的に均一に離間している、請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記光転向特徴体が、ファセット、屈折性特徴体、回折性特徴体、拡散性特徴体、印刷ドット、およびそれらの組合せからなる一群から選択される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
画像を生成するディスプレイ要素を含む有効領域を有するディスプレイをさらに備え、前記ディスプレイの主要表面が、前記光ガイドの主要表面と対向し、前記光転向特徴体が、前記ディスプレイ要素に光を向けるように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記有効領域の対角線の長さが、約５．７インチ以下である、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記光ガイドが、前記ディスプレイの前方にあり、フロントライトの一部である、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記ディスプレイ要素が干渉変調器である、請求項１１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに備える、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成された駆動回路をさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１５】
前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に送信するように構成された制御装置をさらに備える、請求項１４に記載のディスプレイシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１７】
前記画像ソースモジュールが、受信機と、トランシーバと、送信機とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のディスプレイシステム。
【請求項１８】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１９】
前記光を前記光ガイドに入射させるように構成された第１の光源をさらに備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項２０】
前記第１の光源が、発光ダイオードを含む、請求項１９に記載のディスプレイシステム。
【請求項２１】
前記第１の光源が、前記光ガイドの一縁部に沿って配置されたディスプレイシステムであって、前記光ガイドの第２の縁部に沿って配置された第２の光源をさらに備える、請求項１９に記載のディスプレイシステム。
【請求項２２】
その手段に渡ってその内部で光を複数回再循環させる手段と、
前記光を再循環させる手段から光を抽出する手段とを備え、
前記光を抽出する手段の１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である、照明システム。
【請求項２３】
前記光を再循環させる手段が、光透過性材料で構成された光ガイドである、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２４】
前記光を再循環させる手段が、光を入射させる手段と対向する光入力縁部と、前記光入力縁部と反対側の反射性対向縁部とを有する、請求項２３に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記反射性対向縁部が、鏡面反射器を含む、請求項２４に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記光を再循環させる手段が、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含み、前記横断縁部がそれぞれ、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含む、請求項２４に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記光を抽出する手段が、前記光を再循環させる手段の主要表面に渡って離間した複数の光転向特徴体を含む、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２８】
前記光転向特徴体が、前記主要表面に渡って実質的に均一に離間している、請求項２７に記載の照明システム。
【請求項２９】
前記光を再循環させる手段に光を入射させる光源をさらに備える、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項３０】
光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを提供するステップと、
１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である複数の光転向特徴体を、前記光ガイドに設けるステップとを含む、照明システムを製造するための方法。
【請求項３１】
前記光ガイドが、
光源から光を受光する光入力縁部と、
前記光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含み、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方の一部分または複数部分が反射性であり、
前記光ガイドを提供するステップが、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方に鏡面反射器を設けるステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記鏡面反射器を設けるステップが、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方を金属被覆するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記光ガイドが、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含む方法であって、前記横断縁部の少なくとも１つに、鏡面反射器および拡散反射器のうちの一方を設けるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記光源を前記光ガイドに取り付けるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約２０％以下である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数の光転向特徴体を設けるステップが、前記光ガイドの主要表面に渡って均一に離間した前記光転向特徴体を形成するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ディスプレイ用の照明システムなどの照明システム、特に光転向特徴体を備えた光ガイドを有する照明システム、および電気機械システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサーと、光学的構成要素（たとえば、ミラー）と、電子回路とを有するデバイスを含む。電気機械システムは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＭＥＭＳ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＮＥＭＳ）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
【０００３】
１つのタイプの電気機械システムデバイスは干渉変調器（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）（ＩＭＯＤ）と呼ばれる。本明細書で使用する干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、干渉変調器は伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび／または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させることがある。干渉変調器デバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。
【０００４】
干渉変調器によって形成されたディスプレイ要素を使用するディスプレイデバイスなど、いくつかのディスプレイデバイスでは、反射周辺光を使用して画像を形成する。周辺光が少ない状態では、人工光源の光を使用して反射性ピクセルを照明することができ、次いで、反射性ピクセルが、閲覧者の方へ光を反射して画像を生成することができる。市場需要および設計基準を満たすために、反射性ディスプレイおよび透過性ディスプレイなどのディスプレイデバイスの必要を満たす新たな照明システムの開発が続いている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、照明システムにおいて実施することができる。この照明システムは、光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを含むことができる。光ガイドは、１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である、複数の光転向特徴体を含むことができる。光ガイドは、光源から光を受光する光入力縁部と、光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含むことができる。光入力縁部および対向縁部の一部分または複数部分は、反射性にすることができる。光入力縁部および対向縁部のこれらの部分は、鏡面反射器を含むことができる。光ガイドは、光入力縁部および対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含むことができ、横断縁部は、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含むことができる。いくつかの実施態様では、複数の光転向特徴体の１回の通過あたりの光抽出効率は、約４０％以下、または約２０％以下である。いくつかの実施態様では、複数の光転向特徴体は、光ガイドの主要表面に渡って実質的に均一に離間している。
【０００７】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、照明システムにおいて実施することができる。この照明システムは、その手段に渡ってその内部で光を複数回再循環させる手段と、光を再循環させる手段から光を抽出する手段とを含む。光を抽出する手段の１回の通過あたりの光抽出効率は、約５０％以下である。光を再循環させる手段は、光透過性材料で構成された光ガイドとすることができる。光を再循環させる手段は、光を入射させる手段と対向する光入力縁部と、光入力縁部と反対側の反射性対向縁部とを有することができる。光を再循環させる手段は、光入力縁部および対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含むことができ、横断縁部はそれぞれ、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含むことができる。光を抽出する手段は、光を再循環させる手段の主要表面に渡って離間した複数の光転向特徴体を含むことができる。
【０００８】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、照明システムを製造するための方法において実施される。この方法は、光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを提供するステップと、１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である複数の光転向特徴体を光ガイドに設けるステップとを含む。光ガイドは、光源から光を受光する光入力縁部と、光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含むことができ、光入力縁部および対向縁部の一方または両方の一部分または複数部分は、反射性である。光ガイドを提供するステップは、光入力縁部および対向縁部の一方または両方に鏡面反射器を設けるステップを含むことができる。
【０００９】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例である。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【図３】図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例である。
【図４】様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例である。
【図６Ａ】図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例である。
【図６Ｂ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｃ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｄ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図６Ｅ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例である。
【図７】干渉変調器のための製造プロセスを示す流れ図の一例である。
【図８Ａ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｂ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｃ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｄ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図８Ｅ】干渉変調器を製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。
【図９】光転向特徴体を備える光ガイドを有する照明システムを示す横断面図の一例である。
【図１０】光源およびディスプレイを有する図９の照明システムの一例を示す図である。
【図１１】照明システムを示す上面図の一例である。
【図１２Ａ】様々な照明システムによって行われる発光の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】様々な照明システムによって行われる発光の一例を示す図である。
【図１３】光再循環を行う光ガイドの光のコリメートの一例を示す図である。
【図１４Ａ】各縁部に反射性コーティングを備え、１つの縁部に光源から光が入射される光ガイドに渡る発光を示すグラフの一例である。
【図１４Ｂ】各縁部に反射性コーティングを備え、２つの縁部に光源から光が入射される光ガイドに渡る発光を示すグラフの一例である。
【図１５】照明システムを製造する方法を示すブロック図の一例である。
【図１６Ａ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【図１６Ｂ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
【００１２】
以下の詳細な説明は、発明的態様について説明する目的で、いくつかの実施態様を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の異なる方法で適用され得る。説明する実施態様は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実施され得る。より詳細には、実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、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、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（たとえば、車両における後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダーまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（たとえば、ＭＥＭＳおよび非ＭＥＭＳ）、審美構造物（たとえば、１つの宝飾品上の画像のディスプレイ）、ならびに様々な電気機械システムデバイスなど、様々な電子デバイス中に実装されるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、動き感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセスおよび電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者に直ちに明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００１３】
いくつかの実施態様では、照明システムは、光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、その内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを含む。光ガイドは、光ガイドから光を抽出する光転向特徴体であって、１回の通過あたりの光抽出効率を約５０％未満とすることができる光転向特徴体を含む。いくつかの実施態様では、光ガイドは、光源からの光を受光する光入力縁部と、光入力縁部とは反対側の対向縁部とを有することができる。光入力縁部および対向縁部の一方または両方を反射性にして、光ガイド内部における光の再循環を容易にすることができる。いくつかの実施態様では、光ガイドは、光入力縁部および対向縁部に対して横向きの横断縁部を有することができる。これらの横断縁部の一方または両方は、拡散および／または鏡面反射器などの反射器を含むことができる。
【００１４】
本開示に記載する主題の特定の実施態様は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するように実装可能である。光ガイドから抽出された光は、光ガイドから発出されると考えることができる。いくつかの実施態様では、光ガイドに渡る発光は、強度の均一性が高い。抽出光の角度光均一性も、高くすることができる。いくつかの実施態様では、光転向特徴体は、均一性の高い発光を実現しながら、光ガイドに渡ってほぼ一様に離間させることができる。このような一様な間隔にすることにより、光転向特徴体の製造を簡略化することができると同時に、光転向特徴体の密度が光ガイドに渡って変化するときに生じることのある光学的アーチファクトを減少させることもできる。たとえば、光ガイドの物理的パラメータが変化するたびに、光転向特徴体の新たな分布を計算し直し、場合によりその新たな分布を形成するということを行わなくても、高い発光均一性を達成することができる。また、光ガイドおよび光転向特徴体は、高い発光均一性を達成するために光転向特徴体の分布またはその他のパラメータの補償をそれほど必要としないので、照明システムは、製造または組立てにおける様々な変化の影響を受けにくい。いくつかの実施態様では、光ガイドの１つまたは複数の縁部を反射性表面にすることにより、光ガイド内部の光の再循環を促進し、高い発光均一性を実現しながら照明システムの輝度を高めることができる。いくつかの実施態様では、抽出光を使用してディスプレイを照明するときに、高い輝度均一性を有する画像を形成することができる。
【００１５】
説明する実施態様が適用され得る好適なＭＥＭＳデバイスの一例は反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学干渉の原理を使用してそれに入射する光を選択的に吸収および／または反射するために干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収体、吸収体に対して可動である反射体、ならびに吸収体と反射体との間に画定された光共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つ以上の異なる位置に移動され得、これは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それにより干渉変調器の反射率に影響を及ぼすことがある。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、かなり広いスペクトルバンドをもたらすことができ、そのスペクトルバンドは、異なる色を生成するために可視波長に渡ってシフトされ得る。スペクトルバンドの位置は、光共振キャビティの厚さを変更することによって、すなわち、反射体の位置を変更することによって調節され得る。
【００１６】
図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、ＭＥＭＳディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明（「緩和」、「開」または「オン」）状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施態様では、オン状態の光反射特性とオフ状態の光反射特性は逆にされ得る。ＭＥＭＳピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。
【００１７】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含むことができる。各ＩＭＯＤは、（光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。第１の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら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、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動しているときに暗状態にあり、可視範囲外の光（たとえば、赤外光）を反射し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。
【００１８】
図１中のピクセルアレイの図示の部分は、２つの隣接する干渉変調器１２を含む。（図示のような）左側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、部分反射層を含む光学スタック１６からの所定の距離における緩和位置に示されている。左側のＩＭＯＤ１２に渡って印加された電圧Ｖ０は、可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、またはそれに隣接する作動位置に示されている。右側のＩＭＯＤ１２に渡って印加された電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に維持するのに十分である。
【００１９】
図１では、ピクセル１２の反射特性が、概して、ピクセル１２に入射する光１３と左側のピクセル１２から反射する光１５とを示す、矢印を用いて示されている。詳細に示していないが、ピクセル１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過され、光学スタック１６に向かうことになることを、当業者なら理解されよう。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過されることになり、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過された光１３の部分は、可動反射層１４において反射され、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻ることになる。光学スタック１６の部分反射層から反射された光と可動反射層１４から反射された光との間の（強め合うまたは弱め合う）干渉が、ピクセル１２から反射される光１５の波長を決定することになる。
【００２０】
光学スタック１６は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属、たとえば、クロム（Ｃｒ）、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、光吸収体と導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の厚さを含むことができるが、（たとえば、光学スタック１６の、またはＩＭＯＤの他の構造の）異なる、より伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤピクセル間で信号をバス伝達するように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の伝導性層または伝導性／吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施態様では、光学スタック１６の層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、（光学スタック１６の行電極に直交する）１つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト１８の上に堆積された列とポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００２２】
いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、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るキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のピクセル１２によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層１４と光学スタック１６との間のギャップ１９がある。しかしながら、電位差、たとえば、電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ピクセル１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配列されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配列され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配列される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配列を含み得る。
【００２３】
図２は、３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示している。電子デバイスは、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され得るプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ２１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され得る。
【００２４】
プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成され得る。アレイドライバ２２は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル３０に、信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示したＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤの３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤを含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤの数とは異なる数のＩＭＯＤを行において有し得、その逆も同様である。
【００２５】
図３は、図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列（すなわち、コモン／セグメント）書込プロシージャが、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。干渉変調器は、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば、約１０ボルトの電位差を必要とし得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、１０ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はそれの状態を維持するが、電圧が２ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図３に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約３〜７ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和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「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイ３０の場合、行／列書込プロシージャは、一度に１つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ０ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約５ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば、図１に示した、ピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各ＩＭＯＤピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、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るキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくＩＭＯＤピクセルに流れ込まない。
【００２６】
いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に１行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第１の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第１の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第１の行パルスが第１の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に対応するように変更され得、第２のコモン電圧が第２の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第１の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第１のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを断続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび／または更新され得る。
【００２７】
各ピクセルに渡って印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ（すなわち、各ピクセルに渡る電位差）は、各ピクセルの得られる状態を決定する。図４は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例である。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれかに印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。
【００２８】
図４に（ならびに図５Ｂに示すタイミング図に）示すように、開放電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべての干渉変調器要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧ＶＳＨおよび低いセグメント電圧ＶＳＬにかかわらず、代替的に開放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、開放電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、変調器に渡る潜在的な電圧（代替的にピクセル電圧と呼ばれる）は緩和ウィンドウ（図３参照。開放ウィンドウとも呼ばれる）内にある。
【００２９】
高い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈまたは低い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｌなどの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、干渉変調器の状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置にとどまることになり、作動ＩＭＯＤは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｗｉｎｇ）、すなわち、高いＶＳＨと低いセグメント電圧ＶＳＬとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。
【００３０】
高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈまたは低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌなどのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、各々のセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈがコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧ＶＳＨの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、低いセグメント電圧ＶＳＬの印加は、変調器の作動を引き起こすことがある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌが印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧ＶＳＨは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳＬは変調器の状態に影響しない（すなわち、安定したままである）ことがある。
【００３１】
いくつかの実施態様では、常に変調器に渡って同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器に渡る極性の交番（すなわち、書込プロシージャの極性の交番）は、単一の極性の反復書込動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。
【００３２】
図５Ａは、図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。図５Ｂは、図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示している。それらの信号は、たとえば、図２の３×３アレイに印加され得、これは、図５Ａに示すライン時間６０ｅディスプレイ配列を最終的にもたらすことになる。図５Ａ中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗いアピアランスをもたらすように可視スペクトルの外にある。図５Ａに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図５Ｂのタイミング図に示す書込プロシージャは、各変調器が、第１のライン時間６０ａの前に、開放されており、非作動状態に属すると仮定する。
【００３３】
第１のライン時間６０ａ中に、開放電圧７０がコモンライン１上に印加され、コモンライン２上に印加される電圧が、高い保持電圧７２において始まり、開放電圧７０に移動し、低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。したがって、コモンライン１に沿った変調器（コモン１，セグメント１）、（１，２）および（１，３）は、第１のライン時間６０ａの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）および（２，３）は、緩和状態に移動することになり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、それらの前の状態にとどまることになる。図４を参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａ中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので（すなわち、ＶＣＲＥＬ−緩和、およびＶＣＨＯＬＤ＿Ｌ−安定）、セグメントライン１、２および３に沿って印加されたセグメント電圧は、干渉変調器の状態に影響しないことになる。
【００３４】
第２のライン時間６０ｂ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２に移動し、コモンライン１に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン１上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン２に沿った変調器は、開放電圧７０の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、コモンライン３に沿った電圧が開放電圧７０に移動するとき、緩和することになる。
【００３５】
第３のライン時間６０ｃ中に、コモンライン１は、コモンライン１上に高いアドレス電圧７４を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および２に沿って印加されるので、変調器（１，１）および（１，２）に渡るピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく（すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた）、変調器（１，１）および（１，２）は作動される。逆に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されるので、変調器（１，３）に渡るピクセル電圧は、変調器（１，１）および（１，２）のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器（１，３）は緩和したままである。また、ライン時間６０ｃ中に、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に減少し、コモンライン３に沿った電圧は開放電圧７０にとどまり、コモンライン２および３に沿った変調器を緩和位置のままにする。
【００３６】
第４のライン時間６０ｄ中に、コモンライン１上の電圧は、高い保持電圧７２に戻り、コモンライン１に沿った変調器を、それらの各々のアドレス指定された状態のままにする。コモンライン２上の電圧は低いアドレス電圧７８に減少される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）に渡るピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下側端部（ｌｏｗｅｒ  ｅｎｄ）を下回り、変調器（２，２）が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および３に沿って印加されるので、変調器（２，１）および（２，３）は緩和位置にとどまる。コモンライン３上の電圧は、高い保持電圧７２に増加し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。
【００３７】
最後に、第５のライン時間６０ｅ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２にとどまり、コモンライン２上の電圧は低い保持電圧７６にとどまり、コモンライン１および２に沿った変調器を、それらの各々のアドレス指定された状態のままにする。コモンライン３上の電圧は、コモンライン３に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧７４に増加する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２および３上に印加されるので、変調器（３，２）および（３，３）は作動するが、セグメントライン１に沿って印加された高いセグメント電圧６２は、変調器（３，１）が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第５のライン時間６０ｅの終わりに、３×３ピクセルアレイは、図５Ａに示す状態にあり、他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。
【００３８】
図５Ｂのタイミング図では、所与の書込プロシージャ（すなわち、ライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込プロシージャが所与のコモンラインについて完了されると（また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、開放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込プロシージャの一部として開放されるので、開放時間ではなく変調器の作動時間が、必要なライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の開放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、開放電圧は、図５Ｂに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および開放電圧の変動を相殺するように変動し得る。
【００３９】
上記に記載した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図６Ａ〜図６Ｅは、可動反射層１４とそれの支持構造とを含む、干渉変調器の異なる実施態様の断面図の例を示している。図６Ａは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層１４が、基板２０から直角に延在する支持体１８上に堆積される、図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例を示している。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー３２に接して支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層３４から吊るされる。変形可能層３４は、可動反射層１４の外周の周りで基板２０に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図６Ｃに示す実施態様は、変形可能層３４によって行われる可動反射層１４の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層１４のために使用される構造設計および材料と、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。
【００４０】
図６Ｄは、可動反射層１４が反射副層１４ａを含む、ＩＭＯＤの別の例を示している。可動反射層１４は、支持ポスト１８などの支持構造上に載る。支持ポスト１８は、たとえば、可動反射層１４が緩和位置にあるとき、可動反射層１４と光学スタック１６との間にギャップ１９が形成されるように、下側静止電極（すなわち、図示のＩＭＯＤにおける光学スタック１６の一部）からの可動反射層１４の分離を可能にする。可動反射層１４は、電極として働くように構成され得る伝導性層１４ｃと、支持層１４ｂとをも含むことができる。この例では、伝導性層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの一方の面に配設され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａは、伝導性であることがあり、支持層１４ｂと光学スタック１６との間に配設され得る。支持層１４ｂは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層１４ｂは、たとえば、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ２３層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層１４ａと伝導性層１４ｃのいずれかまたは両方は、たとえば、約０．５％の銅（Ｃｕ）または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム（Ａｌ）合金を含むことができる。誘電支持層１４ｂの上および下で伝導性層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａおよび伝導性層１４ｃは、可動反射層１４内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。
【００４１】
図６Ｄに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造２３をも含むことができる。ブラックマスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、光学不活性領域において（たとえば、ピクセル間にまたはポスト１８の下に）形成され得る。ブラックマスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を増加させることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造２３は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造２３に接続され得る。ブラックマスク構造２３は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造２３は１つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造２３は、それぞれ、約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲内の厚さをもつ、光吸収体として働くモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、スペーサ層として働くＳｉＯ２層と、反射体として働くアルミニウム合金層と、バス層とを含む。１つまたは複数の層は、たとえば、ＭｏＣｒ層およびＳｉＯ２層の場合は、四フッ化炭素（ＣＦ４）および／または酸素（Ｏ２）、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素（Ｃｌ２）および／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含む、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク２３はエタロンまたは干渉スタック構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造２３では、伝導性吸収体は、各行または列の光学スタック１６における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバス伝達するために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層３５が、ブラックマスク２３中の伝導性層から吸収層１６ａを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。
【００４２】
図６Ｅは、可動反射層１４が自立している、ＩＭＯＤの別の例を示している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施態様は支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック１６に接触し、可動反射層１４の湾曲は、干渉変調器に渡る電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック１６は、ここでは明快のために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体１６ａは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。
【００４３】
図６Ａ〜図６Ｅに示す実施態様などの実施態様では、ＩＭＯＤは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板２０の正面、すなわち、変調器が配列された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図６Ｃに示す変形可能層３４を含む、可動反射層１４の背後のディスプレイデバイスの任意の部分）は、反射層１４がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造（図示せず）が可動反射層１４の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、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能力を与える。さらに、図６Ａ〜図６Ｅの実施態様は、たとえば、パターニングなどの処理を簡略化することができる。
【００４４】
図７は、干渉変調器のための製造プロセス８０を示す流れ図の一例を示しており、図８Ａ〜図８Ｅは、そのような製造プロセス８０の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス８０は、図７に示されていない他のブロックに加えて、たとえば、図１および図６に示す一般的なタイプの干渉変調器を製造するために実施され得る。図１、図６および図７を参照すると、プロセス８０はブロック８２において開始し、基板２０の上の光学スタック１６の形成を伴う。図８Ａは、基板２０の上に形成されたそのような光学スタック１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック１６の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば、洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板２０上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図８Ａでは、光学スタック１６は、副層１６ａおよび１６ｂを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、組み合わせられた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の金属層（たとえば、１つまたは複数の反射層および／または伝導性層）上に堆積された副層１６ｂなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック１６は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００４５】
プロセス８０はブロック８４において続き、光学スタック１６の上の犠牲層２５の形成を伴う。犠牲層２５は、キャビティ１９を形成するために後で（たとえば、ブロック９０において）除去され、したがって、犠牲層２５は、図１に示した得られた干渉変調器１２には示されていない。図８Ｂは、光学スタック１６の上に形成された犠牲層２５を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック１６の上への犠牲層２５の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ１９（図１および図８Ｅも参照）を与えるように選択された厚さの、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）など、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理堆積（ＰＶＤ、たとえば、スパッタリング）、プラズマ強化化学堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。
【００４６】
プロセス８０はブロック８６において続き、支持構造、たとえば、図１、図６および図８Ｃに示すポスト１８の形成を伴う。ポスト１８の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層２５をパターニングし、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなど、堆積方法を使用して、ポスト１８を形成するために開口中に材料（たとえば、ポリマーまたは無機材料、たとえば、酸化ケイ素）を堆積させることを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト１８の下側端部が図６Ａに示すように基板２０に接触するように、犠牲層２５と光学スタック１６の両方を通って、下にある基板２０まで延在し得る。代替的に、図８Ｃに示すように、犠牲層２５中に形成された開口は、犠牲層２５を通るが、光学スタック１６を通らずに延在し得る。たとえば、図８Ｅは、光学スタック１６の上側表面（ｕｐｐｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と接触している支持ポスト１８の下側端部を示している。ポスト１８、または他の支持構造は、犠牲層２５上に支持構造材料の層を堆積させること、および犠牲層２５中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分をパターニングすることによって形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層２５および／または支持ポスト１８のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。
【００４７】
プロセス８０はブロック８８において続き、図１、図６および図８Ｄに示す可動反射層１４などの可動反射層または膜の形成を伴う。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングステップとともに、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、反射層（たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金）堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層１４は、電気伝導性であり、電気伝導性層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層１４は、図８Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。いくつかの実施態様では、副層１４ａ、１４ｃなど、副層のうちの１つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層１４ｂは、それの機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層２５は、ブロック８８において形成された部分的に作製された干渉変調器中に依然として存在するので、可動反射層１４は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「非開放（ｕｎｒｅｌｅａｓｅｄ）」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。図１に関して上記で説明したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００４８】
プロセス８０はブロック９０において続き、キャビティ、たとえば、図１、図６および図８Ｅに示すキャビティ１９の形成を伴う。キャビティ１９は、（ブロック８４において堆積された）犠牲材料２５をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、ＭｏまたはアモルファスＳｉなどのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチングによって、たとえば、一般に、キャビティ１９を囲む構造に対して選択的に除去される、所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、固体ＸｅＦ２から派生した蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層２５をさらすことによって、除去され得る。他のエッチング方法、たとえば、ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングも使用され得る。犠牲層２５がブロック９０中に除去されるので、可動反射層１４は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料２５の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「開放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。
【００４９】
図９は、光転向特徴体を備える光ガイドを有する照明システムを示す横断面図の一例である。光ガイド１０００は、上側主要表面１００２と、下側主要表面１００４と、光入力縁部１０３０ａと、光入力縁部１０３０ａの反対側の対向縁部１０３０ｂとを有する。光ガイド１０００は、光透過性材料の１つまたは複数の層で構成することができる。光透過性材料の例としては、アクリル、アクリル酸共重合体、ＵＶ硬化性樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィン重合体、重合体、有機材料、無機材料、ケイ酸塩、アルミナ、サファイア、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポルエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴ−Ｇ）、酸窒化ケイ素、および／またはそれらの組合せが挙げられる。いくつかの実施態様では、光透過性材料は、ガラスである。
【００５０】
光ガイド１０００は、光ガイド１０００の内部を伝搬する光を光ガイド１０００から発出されるように向け直す、複数の光転向特徴体１０４０を含む。光転向特徴体１０４０は、ファセット、屈折性特徴体、回折性特徴体、拡散性特徴体、印刷ドット、またはそれらの組合せとすることができるが、これらに限定されるわけではない。いくつかの実施態様において、光転向特徴体１０４０は、反射性側面を有する凹部によって画定される。光転向特徴体１０４０の側面は、全内反射（ＴＩＲ）および／または凹部に設けられた反射性コーティングによる反射によって、光を反射することができる。
【００５１】
図１０は、光源およびディスプレイを有する図９の照明システムの一例を示す図である。光源１０１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱電球、レーザ、または蛍光灯など（ただしこれらに限定されない）、任意の発光デバイスとすることができる。いくつかの実施態様では、光源１０１０は、光入力縁部１０３０ａに沿って配列された複数の発光デバイスを含むことができる。特定の実施態様では、光源１０１０は、光入力縁部１０３０ａの大部分に沿って延びる光バーを含むことができる。いくつかの実施態様では、第２の光源を対向縁部１０３０ｂに沿って配置し、対向縁部１０３０ｂに光を入射させるように構成することもできる。
【００５２】
光源１０１０からの光は、その光が光ガイド１０００内部で全内反射（ＴＩＲ）によって上側主要表面１００２および下側主要表面１００４によって反射されるように、その光の一部分が上側主要表面１００２および下側主要表面１００４に対して小さな視射角で光ガイド１０００の少なくとも一部分を横切る方向に伝搬するように、光ガイド１０００に入射させることができる。いくつかの実施態様では、光ガイド１０００より低い屈折率を有する（たとえば光ガイド１０００より約０．０５以上低い屈折率、または光ガイド１０００より約０．１以上低い屈折率）光クラッディング層（図示せず）を、光ガイド１０００の上側主要表面１００２および／または下側主要表面１００４に配置して、それらの表面によるＴＩＲを促進することができる。
【００５３】
図１０に示すように、光源１０１０からの光１０１５は、光ガイド１０００に入射され、光ガイド１０００内を伝搬し、その後、光転向特徴体１０４０によって光ガイド１０００の主要表面で向け直すことができる。抽出光が、ディスプレイ１０８０を照明することができる。いくつかの実施態様では、光ガイド１０００は、フロントライトの一部であり、ディスプレイ１０８０は、光ガイド１０００の背後に位置決めされる。そのような実施態様では、ディスプレイ１０８０は、光１０１５を光ガイド１０００を通して閲覧者に向けて反射する反射性ディスプレイとすることができる。ディスプレイ１０８０は、図１を参照して述べた干渉変調器１２など、反射性ディスプレイ要素を含むことができる。いくつかの他の実施態様では、光ガイド１０００は、ディスプレイ１０８０の背後に位置決めし、バックライトの一部とすることができる。そのような実施態様では、ディスプレイ１０８０は、透過性にして、光がディスプレイ１０８０を通って完全に閲覧者に向かって伝搬するようにすることができる。
【００５４】
引き続き図１０を参照して、光転向特徴体１０４０による光の抽出を、これらの光転向特徴体の１回の通過あたりの抽出効率に関連して説明する。ここでは、１回の通過あたりの抽出効率は、光が光ガイド１０００の一方の縁部から反対側の縁部まで伝搬するときの、光ガイド１０００を１回通過するごとに光ガイド１０００内のすべての光転向特徴体１０４０によって抽出される光の百分率で定義される。たとえば、１回の通過あたりの抽出効率が５０％であれば、それは、最初に光源１０１０から光ガイド１０００に入射した光のうちの半分が、その光が光入力縁部１０３０ａから対向縁部１０３０ｂまで最初に１回通過する間に抽出されたことを示す。
【００５５】
多くの従来の照明システムは、１００％に近い１回の通過あたりの抽出効率を実現し、高い発光強度を効率的に実現するように構成された、光転向特徴体を有する。しかし、このようなシステムは、様々な光学的アーチファクトを引き起こすことがある。たとえば、光が光ガイドを通って進行するときに、多くの光が抽出されて、光の強度が低下する可能性がある。その結果として、抽出光の強度も低下し、発光が非均一になることがある。一方で、光源から離れている光転向特徴体の密度を高くすることによってこの低下を補おうとすると、光源から離れた部分において光転向特徴体が光ガイドの面積を占める割合が大きくなり、他の光学的アーチファクトが生じる恐れがある。さらに、光源の近くの光転向特徴体に入射する光の入射角が、光源から離れた光転向特徴体に入射する光の入射角と異なる可能性が高いので、発光の角度不均一性が高くなることがある。これは、近い距離における光の方が、よりコリメートされる、すなわち光ガイドの主要表面に対して平行になる可能性が高い遠い距離における光よりも、広い範囲の角度で光転向特徴体に入射する可能性が高いからである。
【００５６】
光ガイド１０００で光の再循環を実現すると、これらの問題の多くに対処することができることが分かっている。いくつかの実施態様では、光転向特徴体１０４０の１回の通過あたりの抽出効率を、約５０％以下、約４０％以下、約２０％以下、または約１０％以下にする。このように１回の通過あたりの抽出効率を比較的低くすることにより、光ガイド内の光の伝搬を促進することができ、それにより光ガイド内で均一性の高い光の分布を実現することができる。いくつかの実施態様では、光転向特徴体１０４０は、このような低い１回の通過あたりの抽出効率を実現するようにサイズなどを構成することができる。いくつかの実施態様では、低い１回の通過あたりの効率は、そのような１回の通過あたりの効率を達成できるだけの十分に少ない総数および／または低い密度で光転向特徴体１０４０を設けることによって実現することができる。いくつかの実施態様では、光転向特徴体１０４０は、光ガイド１０００の有効領域のうちの約５％以下、約４％以下、約３％以下、または約２％以下を占める。
【００５７】
図１１は、照明システムを示す上面図の一例である。いくつかの実施態様では、光源１０１０は、光を光入力縁部１０３０ａに入射させる発光器１０１０ａのアレイで構成される。いくつかの実施態様では、光入力縁部１０３０ａおよび対向縁部１０３０ｂの一方または両方の１つまたは複数の部分が、鏡面反射器または拡散反射器などの反射器として機能する。たとえば、光入力縁部１０３０ａおよび対向縁部１０３０ｂの一方または両方を、金属などの反射性材料１０３２ａおよび１０３２ｂでコーティングする、または反射性表面になるように研磨することもできる。いくつかの実施態様では、金属被覆ポリマー細片または金属薄片などの鏡を、適当な接着剤を用いて光入力縁部１０３０ａおよび対向縁部１０３０ｂの１つまたは複数の箇所に取り付けることもできる。光入力縁部１０３０ａの反射性材料１０３２ａに開口１０３４を設けて、光が発光器１０１０ａから光ガイド１０００内に伝搬することができるようにすることができる。いくつかの実施態様では、縁部１０３０ａおよび１０３０ｂの一方または両方における反射は、ＴＩＲによって実現することができる。たとえば、屈折率の低い媒体（空気またはクラッディング層など）を、これらの縁部の一方または両方に直接隣接して設けることもできる。
【００５８】
引き続き図１１を参照すると、光入力縁部１０３０ａおよび対向縁部１０３０ｂで反射を起こすことによって、光ガイド１０００内の光の再循環を促進することができる。たとえば、光入力縁部１０３０ａから入射したが、光転向特徴体１０４０（図１０）によって抽出されない光は、対向縁部１０３０ｂによって反射されるか、またはその他の形で吸収されるまで、光ガイド１０００内を伝搬する。いくつかの実施態様では、光は、光転向特徴体１０４０によってほぼ完全に抽出されるまでに、光ガイド１０００を２回、３回、４回、５回、８回、１０回、または１５回通過することがある。複数の光転向特徴体１０４０の１回の通過あたりの抽出効率が低いほど、光ガイド内の光の通過回数は多くなる。
【００５９】
引き続き図１１を参照すると、光ガイド１０００は、光入力縁部１０３０ａおよび対向縁部１０３０ｂに対して横向きの横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂをさらに含むことができる。いくつかの実施態様では、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの一方または両方が、反射性である。たとえば、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂは、鏡面反射または拡散反射、あるいはそれらの組合せを提供することができる。いくつかの実施態様では、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの一部分または全体が、鏡面反射器または拡散反射器などの反射器などの反射器として機能する。たとえば、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの一方または両方を、金属などの反射性材料１０２２ａおよび１０２２ｂでコーティングする、反射性表面になるように研磨する、または鏡面または拡散表面となるようにその他の方法で処理することもできる。いくつかの実施態様では、金属被覆ポリマー細片または金属薄片などの鏡を、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂに取り付ける。この鏡の取付けは、適当な接着剤を用いて鏡を横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂに接着する、または反射層を横断縁部に堆積させるなど（ただしこれらに限定されない）、様々なプロセスによって行うことができる。横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの反射性材料１０２２ａおよび１０２２ｂに、開口（図示せず）を設けて、光が開口付近に位置決めされた追加光源から光ガイド１０００内に伝搬することができるようにすることができる。その場合には、ＬＥＤアレイなどの光源を、横断縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの一方または両方に沿って配置することができる。いくつかの実施態様では、縁部１０２０ａおよび１０２０ｂの一方または両方における反射は、ＴＩＲによって実現することができる。ＴＩＲは、屈折率の低い媒体（空気またはクラッディング層など）を、これらの縁部の一方または両方に直接隣接して設けることによって促進することができる。
【００６０】
特定の理論に束縛されるものではないが、光転向特徴体１０４０の低い抽出効率、ならびにいくつかの実施態様における反射性材料１０２２ａ、１０２２ｂ、１０３２ａおよび／または１０３２ｂによる光の再循環によって、光ガイド１０００内で均一性の高い分布が得られるものと考えられる。その結果として、光の分布の不均一性を相殺するように光転向特徴体を配列することによって不均一な光の分布を補償する必要がなくなることがある。むしろ、いくつかの実施態様では、光転向特徴体１０４０は、光ガイド１０００の主要表面に渡ってほぼ一様な間隔になる。
【００６１】
引き続き図１１を参照すると、光ガイド１０００は、ディスプレイの有効表示領域と真っ直ぐに位置合わせされた有効領域１０６０を有することができる。たとえば、光ガイド１０００およびディスプレイ１０８０（図１０）が水平に配列される場合には、有効領域１０６０は、ディスプレイの有効表示領域と真っ直ぐ垂直方向に位置合わせされる。したがって、有効領域１０６０は、画像が形成されるのを閲覧者が知覚する光ガイド１０６０の領域とすることができる。フロントライトの適用分野では、光転向特徴体１０４０（図９）は、後方反射ディスプレイから閲覧者に向けて反射される光を遮断することができる。光の遮断によって生じる不要なオブスキュレーションおよび視覚的アーチファクトを低減するために、光転向特徴体１０４０が占める総面積は、たとえば有効領域１０６０の約５％以下、約４％以下、約３％以下、または約２％以下など、小さくすることができる。
【００６２】
いくつかの実施態様では、有効領域１０６０の対角線寸法は、約５．７インチ以下、約２．６インチ以下、または約１．４インチ以下とすることができる。本明細書で開示する光の再循環により、不要なオブスキュレーションおよび視覚的アーチファクトを防止するために光転向特徴体を十分に低い密度および／または小さなサイズで設けながら、このような寸法の光ガイドで特に効率的な照明を実現することができる。
【００６３】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、様々な照明システムによって行われる発光の例を示す図である。図１２Ａは、光ガイド内で光の再循環を行わない、一様に離間した光転向特徴体１１４０を有する光ガイド１１００の一例を示す図である。光源１０１０からの光１１１５は、光ガイド縁部１１３０ａに入射する。光ガイド１１００の左側面および右側面で抽出される光の強度は、それぞれローブ１１１５ａおよび１１１５ｂの大きさで表すことができる。光は、光転向特徴体１１４０によって反射性ディスプレイ１１８０に向けて下向きに向け直されることによって抽出される。向け直された光は、その後、ディスプレイ１１８０によって光ガイド１１００を通して反射される。ディスプレイ１１８０によって反射される光の強度および角度特性は、一般に、光ガイド１１００によって抽出される光の強度および角度特性と一致する。図１２Ａから分かるように、また本明細書で述べるように、抽出光の強度は、光１１１５が光ガイド１１００内を進行していくにつれて低下する。その結果、ローブ１１１５ａは、ローブ１１１５ｂより大きい。ローブ１１１５ａおよび１１１５ｂが示すように、光が光ガイド１１００から離れるように伝搬する主要角度は、ローブ１１１５ａと１１１５ｂの間で異なり、また１つのローブでも方向によって異なる。光は光源１１１０の近くではあまりコリメートされず、光源１１００から遠ざかるとより強くコリメートされるので、光１１１５が光ガイド１０００内を進行していくと、光源１１１０付近で抽出された光は、かなり角度非対称になる可能性がある。異なるローブ１１１５ａおよび１１１５ｂ内に矢印で示すように、ローブ１１１５ａ内の抽出光は、ローブ１１１５ｂ内の抽出光より大きな角度非対称性を有する可能性がある。
【００６４】
図１２Ｂは、光ガイド１０００内で光の再循環を行う、一様に離間した光転向特徴体１０４０を有する光ガイド１０００の一例を示す図である。光ガイド１０００の左側面および右側面で抽出される光１０１５の強度は、それぞれローブ１１１５ｃおよび１１１５ｄの大きさで表すことができる。反射性縁部１０３０ａおよび１０３０ｂがあるので、本明細書で述べるように、光１０１５を、光ガイド１０００内で１回または複数回再循環させることができ、それにより光ガイド１０００内の光の分布をより均一にすることができる。したがって、ローブ１１１５ｃは、ローブ１１１５ｄとほぼ等しい大きさにすることができ、このことは、光の強度の高い均一性を示している。
【００６５】
さらに、再循環光は、コリメートレベルが高い。これは、コリメートレベルの低い光は、反射性縁部１０３０ａまたは１０３０ｂの一方で反射される前に光ガイド１０００から逃げる可能性が高いからである。コリメートレベルが高いために、光ガイド１０００に渡って抽出される光の角度対称性が非常に均一になり、それにより、光転向特徴体１０４０によって抽出されるコリメートレベルの高い光の割合が高くなる。光ガイド１０００の左側面および右側面における抽出光の伝搬の主要な角度は、それぞれローブ１１１５ａおよび１１１５ｂ内の矢印で示すことができる。ローブ１１１５ｃおよび１１１５ｄは、図１２Ａのローブ１１１５ａおよび１１１５ｂと比較して改善された角度対称性を有することができる。
【００６６】
引き続き図１２Ｂを参照すると、光源１０１０は、光ガイド１０００の複数の縁部に沿って設けることができる。たとえば、図示のように、第２の光源１０１０を、縁部１０３０ｂに沿って設けることができる。反射性材料１０３２ｂが存在する場合には、この材料に開口を設けて、光ガイド１０００内への光の入射を可能にするようにすることができる。
【００６７】
図１３は、光の再循環を行う光ガイドにおける光のコリメートの一例を示す図である。光源１０１０は、光ガイド１０００に光線１０１５ａおよび１０１５ｂを入射することができる。図示のように、光線１０１５ａおよび１０１５ｂのようなコリメートレベルの低い光は、光転向特徴体１０４０に当たり、光ガイド１０００から抽出される可能性が高い。光線１０１５ｃのようなコリメートレベルの高い光は、光ガイド１０００に渡ってより遠くまで伝搬する。その結果として、光源１０１０から離れたところの光の方が、光源１０１０に近いところの光より強くコリメートされている可能性が高い。反射性材料１０３２ｂは、光線１０１５ｃのようなコリメート光を、外に逃がすより、光ガイド１０００内に維持する。したがって、コリメートレベルの高い光は、光ガイド１０００内に維持され、これにより、発光の角度均一性を改善することができる。これは、このコリメートレベルの高い光は、同じような角度で光転向特徴体１０４０に当たり、同じような角度で発出されるからである。光線１０１５ｃは図１３では光ガイド１０００の表面と平行であるように見える可能性があるが、光線１０１５ｃが伝搬し、最終的に光転向特徴体１０４０に当たる角度は、何らかの非ゼロ角であることもある。
【００６８】
図１４Ａは、各縁部に反射性材料を備え、１つの縁部に光源から光が入射する光ガイドに渡る発光を示すグラフの一例である。ｙ軸は、パネル発光（抽出光の強度とすることもできる）を、任意の単位の０．０から１．０のスケールで示す。光ガイドによる光の吸収は、約０．００１ｃｍ−１と仮定した。ｘ軸は、光ガイドパネル沿いの光入力縁部からの距離の測定値を、０から１００の範囲でミリメートル（ｍｍ）単位で示す。光ガイドの長さは１００ｍｍであり、光転向特徴体は、全体に渡って一様に離間している。光ガイドは、その左側面上に光源を有する。各縁部の反射性コーティングが、鏡面反射をもたらす。
【００６９】
図１４Ａに示すように、パネル発光は、１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下になると、高い平均出力レベルを維持しながらますます均一になる。１回の通過あたりの光抽出効率が８０％であるときのパネル発光プロファイルは急峻であり、パネル発光は、パネルの長さに沿って１．０超から約０．４の範囲となる。１回の通過あたりの光抽出効率が６０％であるときのパネル発光プロファイルは、約０．７５から約０．５５の範囲である。１回の通過あたりの光抽出効率が４０％であるときのパネル発光プロファイルは、パネルに渡って非常に均一になり、パネル発光は約０．６５から約０．６の範囲となる。１回の通過あたりの光抽出効率が２０％であるときのパネル発光プロファイルは、パネルに渡って実質的に均一になり、パネル発光は約０．６±０．０１である。このように、１回の通過あたりの光抽出効率が低いと、一様に離間した光転向特徴体で高い光強度均一性および高いレベルの発光を実現することができることが分かっている。また、１回の通過あたりの光抽出効率が低いと、反射性縁部を設けなくても、高い光強度均一性を実現することができることも分かっている。たとえば、１回の通過あたりの光抽出効率が２５％であるときには、予想される発光不均一性は、約１％未満であった（図示せず）。
【００７０】
図１４Ｂは、各縁部に反射性コーティングを備え、２つの縁部に光源から光が入射する光ガイドに渡る発光を示すグラフの一例である。このグラフで評価される光ガイドの構成は、光ガイドの２つの対向縁部に光源が設けられていることを除けば、図１４Ａに示す構成と同様である。
【００７１】
図１４Ｂでは、パネル発光プロファイルは、パネルのおよそ真ん中あたり（約５０ｍｍのところ）に最小値を有し、パネルの縁部に最も近いところ（約０ｍｍおよび約１００ｍｍのところ）に最大値を有する、ほぼ放物線形状を有する。１回の通過あたりの光抽出効率が８０％であるときのパネル発光プロファイルは、高いレベルの曲率および不均一性を示し、最小パネル発光が約０．７５、最大パネル発光が１．０超である。１回の通過あたりの光抽出効率が６０％であるときのパネル発光プロファイルは、最小パネル発光が約０．８５、最大パネル発光が約０．９２５である。１回の通過あたりの光抽出効率が４０％であるときのパネル発光プロファイルは、非常に均一であり、最小パネル発光が約０．８７５、最大パネル発光が約０．９である。１回の通過あたりの光抽出効率が２０％であるときのパネル発光プロファイルは、パネル発光が全体を通じて約０．８７５となる、実質的に均一なプロファイルを示す。１回の通過あたりの光抽出効率が比較的低くても、抽出光の平均強度は、光ガイドに渡って実質的に均一なままで、比較的高いレベルに維持することができる。
【００７２】
他の研究では、光ガイドの横断縁部および対向縁部の両方に鏡面反射コーティングを設けることにより、いずれの縁部にも反射器がない場合より、平均輝度が１．２４倍または１．２倍（それぞれ第１の研究および第２の研究）向上したことが分かった。ただし、いくつかの場合では、対向縁部のみに鏡面反射コーティングを設けることによって輝度がさらに向上し、いずれの縁部にも反射器がない場合より、平均輝度が１．３２倍または１．２倍向上した。光ガイドの横断縁部および対向縁部の両方に拡散反射コーティングを設けた場合には、平均輝度がさらに向上した。平均輝度は、いずれの縁部にも反射器がない場合より、１．４１倍または１．２４倍さらに向上した。横断縁部に拡散反射コーティングを設け、対向縁部に鏡面反射コーティングを設けると、最高の平均輝度が得られることが分かった。拡散反射コーティングおよび鏡面反射コーティングが個別にそれぞれ１．４倍および１．２倍平均輝度を向上させた第２の研究では、拡散反射コーティングおよび鏡面反射コーティングの両方を有することによって、いずれの縁部にも反射器がない場合より、平均輝度が１．３８倍向上した。
【００７３】
図１５は、照明システムを製造する方法を示すブロック図の一例である。プロセス１４００は、最初に、ブロック１４１０で、光ガイドを提供する。光ガイドは、本明細書で述べるように、光透過性材料で構成することができる。光ガイドは、光源からの光を受光する光入力縁部と、光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含むことができる。いくつかの実施態様では、光源を、光ガイドに取り付けることができる。光源は、本明細書で述べるように、ＬＥＤ、白熱電球、レーザ、蛍光灯、またはその他の任意の形態の発光器とすることができる。光入力縁部および対向縁部の一方または両方の一部分を、反射性にすることができる。いくつかの実施態様では、光ガイドを提供するステップは、光入力縁部および対向縁部の一方または両方に鏡面反射器を設けるステップを含むことができる。いくつかの実施態様では、鏡面反射器を設けるステップは、光入力縁部および対向縁部の一方または両方を金属被覆するステップを含むことができる。他のいくつかの実施態様では、鏡面反射器を設けるステップは、光入力縁部および対向縁部の一方または両方を研磨するステップを含むことができる。いくつかの実施態様では、光ガイドは、光入力縁部および対向縁部に対して横向きの横断縁部を含むことができる。光ガイドを提供するステップは、さらに、横断縁部の少なくとも１つの拡散反射器または鏡面反射器を設けるステップを含むことができる。拡散反射器を設けるステップは、横断縁部の表面を粗面化するステップを含むことができ、この粗面化は、摩耗など様々な方法で行うことができる。
【００７４】
プロセス１４００は、光ガイドに複数の光転向特徴体を設けるブロック１４２０に進む。光転向特徴体は、光ガイドから光を抽出するように構成することができ、約５０％未満の１回の通過あたりの光抽出効率を有することができる。いくつかの実施態様では、複数の光転向特徴体の１回の通過あたりの光抽出効率は、約４０％未満、または約２０％未満とすることができる。いくつかの実施態様では、複数の光転向特徴体を設けるステップは、光ガイドの主要表面に渡ってほぼ一様な間隔で、光転向特徴体を形成するステップを含むことができる。いくつかの実施態様では、ディスプレイは、光ガイドの主要表面に向けて、光ガイドに取り付けることができる。
【００７５】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図の例を示す。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはディスプレイデバイス４０の軽微な変形が、テレビジョン、電子リーダーおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【００７６】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。ハウジング４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。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いずれかから製作され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分（図示せず）を含むことができる。
【００７７】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明する干渉変調器ディスプレイを含むことができる。
【００７８】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は図１６Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１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（たとえば、信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は次にディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０が、特定のディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべての構成要素に電力を与えることができる。
【００７９】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス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とトランシーバ４７とを含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇまたはｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）標準によるＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）（登録商標）、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作され得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、その信号を処理することができる。
【００８０】
いくつかの実施態様では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられ得る。さらに、ネットワークインターフェース２７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画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、その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。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００８１】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれ得る。
【００８２】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ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することができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ３０に渡って走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実装され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。
【００８３】
アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も適用される。
【００８４】
いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、ＩＭＯＤコントローラ）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は、従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（たとえば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であり得る。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化され得る。そのような実施態様は、セルラーフォン、ウォッチおよび他の小面積ディスプレイなどの高集積システムでは一般的である。
【００８５】
いくつかの実施態様では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にするように、構成され得る。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、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが使用され得る。
【００８６】
電源５０は、当技術分野でよく知られている様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【００８７】
いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ２９中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
【００８８】
本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
【００８９】
本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。
【００９０】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。
【００９１】
本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本明細書で開示する本開示、原理および新規の特徴に一致する、最も広い範囲を与られるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
【００９２】
また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
【００９３】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは連続した順序で実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０００  光ガイド
１００２  上側主要表面
１００４  下側主要表面
１０１０  光源
１０１０ａ  発光器
１０１５  光
１０１５ａ  光線
１０１５ｂ  光線
１０１５ｃ  光線
１０２０ａ  横断縁部
１０２０ｂ  横断縁部
１０２２ａ  反射性材料
１０２２ｂ  反射性材料
１０３０ａ  光入力縁部
１０３０ｂ  対向縁部
１０３２ａ  反射性材料
１０３２ｂ  反射性材料
１０３４  開口
１０４０  光転向特徴体
１０６０  有効領域
１０８０  ディスプレイ
１１００  光ガイド
１１１５  光
１１１５ａ  ローブ
１１１５ｂ  ローブ
１１１５ｃ  ローブ
１１１５ｄ  ローブ
１１３０ａ  光ガイド縁部
１１４０  光転向特徴体
１１８０  反射性ディスプレイ
【図１】
2015514302.tif 000003
【図２】
2015514302.tif 000004
【図３】
2015514302.tif 000005
【図４】
2015514302.tif 000006
【図５Ａ】
2015514302.tif 000007
【図５Ｂ】
2015514302.tif 000008
【図６Ａ】
2015514302.tif 000009
【図６Ｂ】
2015514302.tif 000010
【図６Ｃ】
2015514302.tif 000011
【図６Ｄ】
2015514302.tif 000012
【図６Ｅ】
2015514302.tif 000013
【図７】
2015514302.tif 000014
【図８Ａ】
2015514302.tif 000015
【図８Ｂ】
2015514302.tif 000016
【図８Ｃ】
2015514302.tif 000017
【図８Ｄ】
2015514302.tif 000018
【図８Ｅ】
2015514302.tif 000019
【図９】
2015514302.tif 000020
【図１０】
2015514302.tif 000021
【図１１】
2015514302.tif 000022
【図１２Ａ】
2015514302.tif 000023
【図１２Ｂ】
2015514302.tif 000024
【図１３】
2015514302.tif 000025
【図１４Ａ】
2015514302.tif 000026
【図１４Ｂ】
2015514302.tif 000027
【図１５】
2015514302.tif 000028
【図１６Ａ】
2015514302.tif 000029
【図１６Ｂ】
2015514302.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月24日(2014.1.24)
【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】
光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを備える照明システムであって、
前記光ガイドが、
１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である、複数の光転向特徴体と、
光源から光を受光する光入力縁部と、
前記光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含み、
前記光入力縁部および前記対向縁部の一部分または複数部分が反射性である、照明システム。
【請求項２】
前記光ガイドが、
上側および下側の主要表面を含み、前記光入力縁部および前記対向縁部が、前記上側表面から前記下側表面に延びる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光入力縁部および前記対向縁部の前記一部分または複数部分が、鏡面反射器を含む、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記光ガイドが、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含み、前記横断縁部が、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含む、請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約４０％以下である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約２０％以下である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記複数の光転向特徴体が、前記光ガイドの主要表面に渡って実質的に均一に離間している、請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記光転向特徴体が、ファセット、屈折性特徴体、回折性特徴体、拡散性特徴体、印刷ドット、およびそれらの組合せからなる一群から選択される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
画像を生成するディスプレイ要素を含む有効領域を有するディスプレイをさらに備え、前記ディスプレイの主要表面が、前記光ガイドの主要表面と対向し、前記光転向特徴体が、前記ディスプレイ要素に光を向けるように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記有効領域の対角線の長さが、約５．７インチ以下である、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記光ガイドが、前記ディスプレイの前方にあり、フロントライトの一部である、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記ディスプレイ要素が干渉変調器である、請求項１１に記載のディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに備える、請求項９に記載のディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送るように構成された駆動回路をさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１５】
前記画像データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に送信するように構成された制御装置をさらに備える、請求項１４に記載のディスプレイシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１７】
前記画像ソースモジュールが、受信機と、トランシーバと、送信機とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のディスプレイシステム。
【請求項１８】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイシステム。
【請求項１９】
前記光を前記光ガイドに入射させるように構成された第１の光源をさらに備える、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項２０】
前記第１の光源が、発光ダイオードを含む、請求項１９に記載のディスプレイシステム。
【請求項２１】
前記第１の光源が、前記光ガイドの一縁部に沿って配置されたディスプレイシステムであって、前記光ガイドの第２の縁部に沿って配置された第２の光源をさらに備える、請求項１９に記載のディスプレイシステム。
【請求項２２】
その手段に渡ってその内部で光を複数回再循環させる手段と、
前記光を再循環させる手段から光を抽出する手段とを備え、
前記光を抽出する手段の１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下であり、前記光を再循環させる手段が、光入力縁部と、前記光入力縁部と反対側の対向縁部とを有し、前記光入力縁部および前記対向縁部の一部分または複数部分が、反射性である、照明システム。
【請求項２３】
前記光を再循環させる手段が、光透過性材料で構成された光ガイドである、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２４】
前記光入力縁部および前記対向縁部の前記一部分または複数部分が、鏡面反射器を含む、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記光を再循環させる手段が、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含み、前記横断縁部がそれぞれ、鏡面反射器、拡散反射器、またはそれらの組合せを含む、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記光を抽出する手段が、前記光を再循環させる手段の主要表面に渡って離間した複数の光転向特徴体を含む、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記光転向特徴体が、前記主要表面に渡って実質的に均一に離間している、請求項２６に記載の照明システム。
【請求項２８】
前記光を再循環させる手段に光を入射させる光源をさらに備える、請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２９】
光ガイドに入射した光が光ガイドに渡って１回または複数回往復するように、内部で光を再循環させるように構成された光ガイドを提供するステップと、
１回の通過あたりの光抽出効率が約５０％以下である複数の光転向特徴体を、前記光ガイドに設けるステップとを含み、前記光ガイドが、
光源から光を受光する光入力縁部と、
前記光入力縁部とは反対側の対向縁部とを含み、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方の一部分または複数部分が反射性である、照明システムを製造するための方法。
【請求項３０】
前記光ガイドを提供するステップが、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方に鏡面反射器を設けるステップを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記鏡面反射器を設けるステップが、前記光入力縁部および前記対向縁部の一方または両方を金属被覆するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記光ガイドが、前記光入力縁部および前記対向縁部に対して横向きの横断縁部をさらに含む方法であって、前記横断縁部の少なくとも１つに、鏡面反射器および拡散反射器のうちの一方を設けるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記光源を前記光ガイドに取り付けるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の光転向特徴体の前記１回の通過あたりの光抽出効率が、約２０％以下である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の光転向特徴体を設けるステップが、前記光ガイドの主要表面に渡って均一に離間した前記光転向特徴体を形成するステップを含む、請求項２９に記載の方法。
【国際調査報告】
2015514302.tif 000031
2015514302.tif 000032
2015514302.tif 000033