(57)【要約】  ディスプレイシステム用の、特に拡散光を生じさせるための、１つ以上のコンポーネントを提供するための方法及び装置。
2015521294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置において、
相互に隔てられた第１の平坦表面及び第２の平坦表面を有するガラス板、
前記ガラス板の前記第１の表面上に配された複数のサブミクロン径光散乱素子を有する少なくとも１つの散乱層、及び
前記ガラス板の前記第１の表面上に配され、隣り合う前記散乱素子間の空隙を少なくともある程度埋める、結合剤、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記散乱素子が、個々の粒子、顆粒及び粒子の凝塊の内の１つ以上で形成される、
前記散乱素子のそれぞれの近似直径が、（ｉ）約１００μｍから約５００μｍの間、（ii）約２００μｍから約３００μｍの間、及び（iii）約２５０μｍ、の内の１つである、
前記光散乱素子が前記ガラス板の屈折率より実質的に高い屈折率を有する、
前記光散乱素子が、（ｉ）約１.５と約４.０μｍの間、（ii）約１.７と約２.５の間、及び（iii）少なくとも２.０、の内の１つの屈折率を有する、及び
前記光散乱素子が、チタニア（ＴｉＯ２）、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の、顆粒の内の１つ以上である、
の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記結合剤が前記ガラス板の屈折率と実質的に同様の屈折率を有する、
前記結合剤が、（ｉ）約１.２と約１.７の間、（ii）約１.３と約１.６の間、及び（iii）少なくとも１.５、の内の１つの屈折率を有する、
前記結合剤が、重合されているかまたはある程度硬化されたポリアルキルシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、重合されたアルキルシルセスキオキサンＴ樹脂またはアリールシルセスキオキサンＴ樹脂、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリメチルフェニルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキオキサン、及びＵＶ硬化性ポリシロキサンまたはＵＶ硬化性ポリシルセスキオキサンの内の１つ以上で形成される、及び
前記結合剤が、平坦化層を形成するため、前記空隙を完全に埋めて前記散乱素子を覆う、
の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置が以下の光学特性、（ｉ）約７０％から約９０％の間の透過率及び（ii）約５０％から約８０％の間のヘイズ率、の内の少なくとも１つを示すことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記結合剤の上または上方にアレイをなして配され、前記ガラス板の前記第１の表面において見るための画像を生成するために動作する、複数の電子表示素子、
をさらに有し、
前記ガラス板の１つ以上の縁端面及び／または前記ガラス板の前記第２の表面の境界面から前記ガラス板に入るいかなる光も、前記表示素子に向けて伝搬している間に、拡散及び散乱される、
個々の前記表示素子の集合体が前記画像を生成するために電子制御信号通信にしたがって光を操作するための非常に多くのピクセルサイトを定める、及び
前記表示素子のそれぞれが、個々のＭＥＭＳコンポーネントまたは個々のＯＬＥＤコンポーネントである、
の内の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの光源であって、前記少なくとも１つの光源からの光が前記ガラス板内に結合され、前記ガラス板内を導波路態様で伝搬し、前記光の少なくとも一部が前記散乱層によって前記表示素子に向けて拡散及び散乱されるように、前記ガラス板の近傍に配置された、少なくとも１つの光源、
をさらに有し、
前記光源が前記ガラス板の１つ以上の縁端面または１つ以上の境界面に沿って配置された１つ以上の発光素子を含む、
前記光源が前記ガラス板の１つ以上の縁端面に沿って延びる少なくとも１本の光拡散ファイバを含む、及び
前記装置が前記ガラス板の１つ以上の縁端面に、前記ガラス板内を伝搬するいかなる光も、前記少なくとも１つの縁端面からの光の脱出を減じる１つ以上の方向に方向転換させるための、１つ以上の反射器をさらに有する、
の内の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
光拡散コンポーネントを作製する方法において、
相互に隔てられた第１の平坦表面及び第２の平坦表面を有するガラス板を提供する工程、
前記ガラス板の前記第１の表面上に複数のサブミクロン径光散乱素子を、前記複数のサブミクロン径散乱素子が前記ガラス板の前記第１の表面に吸着するように、配する工程、
前記ガラス板の前記第１の表面上に粘性結合剤材料を、前記結合剤材料が隣り合う前記散乱素子間の空隙を少なくともある程度埋めるように、配する工程、及び、
前記結合剤材料を硬化させる工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
光散乱素子を配する前記工程が、（ｉ）前記ガラス板の前記第１の表面上に前記光散乱素子のスラリーを塗布するため、ディップコーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスを用いる工程、及び（ii）余剰の液体を蒸発させるため、前記ガラス板を熱処理する工程を含む、
粘性結合剤材料を配する前記工程が、前記ガラス板の前記第１の表面上に前記結合剤材料を塗布するため、ディップコーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスを用いる工程を含む、
結合剤層の厚さを積み上げるため、複数の結合剤材料被膜が施される、及び
結合剤材料被膜の数が、前記ガラス板の１つ以上の中央領域において散乱を高め、前記ガラス板の１つ以上の周辺領域において散乱を低めるように、前記ガラス板の異なる領域において変わる、
の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
装置において、
表示層であって、相互に隔てられた第１の主表面及び第２の主表面を有し、複数の表示素子が前記表示層内にアレイをなして配置され、前記表示層の前記第１の主表面において見るための画像を生成するために動作する、表示層、及び
光拡散バックプレーンであって、相互に隔てられた第１の主表面及び第２の主表面を有し、前記光拡散バックプレーンの前記第１の主表面から外に出る拡散光を発生するために動作する、光拡散バックプレーン
を有し、
前記光拡散バックプレーンの前記第１の主表面が前記表示層の前記第２の主表面に向けられ、よって前記拡散光が前記複数の表示素子のための光源となるように、前記光拡散バックプレーンが配位される、
前記表示層が、（ｉ）前記表示層の１つ以上の領域において、そのような領域にある前記表示素子がオフ状態にあるときには、少なくとも半透明であり、（ii）そのような領域にある前記表示素子がオン状態にあるときには、そのような領域において実質的に不透明である、及び
前記装置の背後にある物体が前記表示層及び前記光拡散バックプレーンの両者を透かして見えるように、前記光拡散バックプレーンが実質的に透明である、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記光拡散バックプレーンが、
相互に隔てられた第１の平坦表面及び第２の平坦表面を有するガラス板、
前記ガラス板の前記第１の表面上に配された複数のサブミクロン径光散乱素子を有する少なくとも１つの散乱層、及び
前記ガラス板の前記第１の表面上に配され、隣り合う前記散乱素子間の空隙を少なくともある程度埋める、結合剤、
を有することを特徴とする請求項９に記載の装置
【請求項１１】
前記光拡散バックプレーンが、少なくとも１つの光源であって、前記少なくとも１つの光源からの光が前記ガラス板内に結合され、前記ガラス板内を導波路態様で伝搬し、前記光の少なくとも一部が前記散乱層によって前記表示層に向けて拡散及び散乱されるように、前記ガラス板の近傍に配置された、少なくとも１つの光源をさらに有する、
前記光源が前記ガラス板の１つ以上の縁端面または１つ以上の境界面に沿って配置された１つ以上の発光素子を含む、
前記ガラス板の少なくとも１つの縁端面は、前記少なくとも１つの縁端面からの光の脱出を減じる１つ以上の方向に前記ガラス板内を伝搬しているいかなる光も方向転換されるに十分な角度で面取りされた、反射面を有する、
前記反射面が金属化されている、及び
前記光源が前記ガラス板の１つ以上の縁端面に沿って延びる少なくとも１本の光拡散ファイバを含む、
の内の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１２年４月５日に出願された米国仮特許出願第６１/６２０６７７号の米国特許法第１１９条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書の内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。
【技術分野】
【０００２】
本開示はディスプレイシステムのための１つ以上のコンポーネントを提供するための、特に拡散光を発生するための、方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
拡散光を発生するために用いられる従来のコンポーネントは、ディスプレイ業界における多くの用途に用いられている、拡散ガラスを備えている。これらの用途には、縁無しテレビジョンシステム、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、微小電気機械構造（ＭＥＭＳ）ディスプレイ、電子書籍リーダー（ｅ−リーダー）装置及びその他がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、市販の拡散ガラスは、新興ディスプレイ業界にとってのいくつかの新規で重要な要件を満たさないことがわかっている。
【０００５】
トランスルーセント（半透明）ディスプレイのような、ディスプレイ業界内のいくつかのタイプのディスプレイには、従来のディスプレイコンポーネントが、特にバックプレーン照明源の提供に関して、市場の要求性能を満たさないであろうから、いくつかの性能特性不足の問題があることもわかっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
市場で魅力のあるディスプレイシステムは、複数の電子制御可能なディスプレイコンポーネントがその上に配される基盤としてガラスコンポーネントを備えることがわかっている。ガラスコンポーネントは、見る人の側に向けられる表面及び、（ＭＥＭＳコンポーネント、ＯＬＥＤコンポーネント、等のような）複数のディスプレイコンポーネントがその上に配される裏面を有する、概ね平板の構成を有する。個々のディスプレイコンポーネントの集合体が、所望のディスプレイ解像度を見る人に提供するために電子制御信号にしたがって光を操作するための、非常に多くのピクセルサイトを定める。
【０００７】
ガラスコンポーネントは、１つ以上の縁端面、１つ以上の境界面及び／または見る側の面からガラス板に入るいかなる光も表示素子に向けて伝搬する間に拡散されるような、光拡散特性を提供する。この点に関し、ガラスコンポーネントは、ガラスコンポーネントが拡散ガラスコンポーネントとして動作するように、１つ以上の光拡散構造を有する。光拡散構造は、見る側の面の裏側のガラス板面に近接している、すなわち、表示素子がその上に配されている表面に近接している、複数の光散乱サイトの装備を含むことができる。
【０００８】
拡散ガラスの重要な属性には、大きな後方対前方散乱比、高いヘイズ率、高い光透過率及び広角光散乱性がある。ディスプレイシステム用途のいくつかにおいて、光散乱サイトは表示素子がその上に配される表面の近くにある必要はなく、代わりに表面下に埋め込まれる。実際上、光散乱サイトは表面から数μｍ以内で光散乱を可能にしなければならない。これは透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が、そのような表面上で、ガラス板表面と表示素子の間に配されている場合に特に当てはまる。さらに、表示素子がその上に配される表面に対する、ピクセル長の関数として指定される、重要な平坦度要件（個々の表示素子のかなり小さな寸法にともなう度量）があり得る。別の重要な要件は、（光散乱素子及び付帯構造のような）光拡散構造を有するガラス板が、４００℃またはさらに高い処理温度にガラスコンポーネントをさらし得る、表示素子のその上への被着のような、下流プロセスにかけられたときに、それらの性能特性を維持しなければならないことである。
【０００９】
市販の拡散ガラスを見つけることは可能であるが、入手できるガラスはどれも新興ディスプレイ工業にとっての上述した新規で重要な要件を満たしていない。例えば、広角度で光を散乱するように設計された粗化表面を有する拡散ガラスをＥｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ社から購入することができる。しかし、このガラスは、散乱構造寸法が、ＴＣＯ層の被着のような、表示素子の被着に対して受容できる寸法よりかなり大きい粗化表面に散乱機能が依存しているから、上述した新規なディスプレイ用途に対して用いることはできない。さらに、これらの大寸構造はディスプレイシステムに電気特性の望ましくない高抵抗または分路を生じさせるであろう。ガラス内の散乱は、相分離ガラス、ガラスセラミックまたは結晶がドープされたフリットを用いて達成することもできる。しかし、これらのガラスはどれもガラス表面から数μｍ以内での散乱を可能にしない。
【００１０】
本開示の１つ以上の実施形態にしたがえば、散乱素子（すなわち、粒子、顆粒または凝塊）がガラス表面上に吸着され、結合材材料を用いてそこに固定された、拡散ガラス構造を提供するための方法及び装置が開発された。素子径は、約２５０ｎｍのような、数１００ｎｍのオーダーとすることができる。いくつかの用途において、素子は、約１.４〜１.６のオーダー、すなわち約１.４３〜１.５６とすることができる、ガラス板及び結合剤の屈折率に比較して、（約２.０のような）比較的高い屈折率を特徴とする。他の用途において、素子の屈折率を高くする必要はなく、むしろガラス板及び結合剤材料と同程度の屈折率とすることができる。素子によって達成される光散乱構造は単層の粒子、顆粒または凝塊で形成することができ、あるいは複数の層で形成することができる。いずれの実施形態でもサブミクロンから１μｍ以上の間の高さ寸法を得ることができる。結合剤は、ガラスコンポーネントの表面の（平坦度のような）表面特性を制御するため、素子間の空隙をある程度または完全に埋めるために用いることができる。（複数の層を含むことができる）十分な結合剤が用いられる場合、結合剤は、素子の上方にサブミクロンから数μｍまで延びる、平坦化層を形成することができる。
【００１１】
上述したガラスコンポーネントは、高いヘイズ率、高い透過率、下流の薄膜被着プロセスに適する平坦化表面、ガラスコンポーネントの表面から数μｍ以内の所望の光散乱（例えば広角散乱）構造、及び約４００℃以上の下流の処理温度での耐久性を提供する。さらに、考えられるガラスコンポーネントは広範なガラス基板タイプを用いて作製することができる。
【００１２】
本開示の１つ以上の別の実施形態にしたがえば、ディスプレイシステム用のバックプレーンを提供するための方法及び装置が開発された。
【００１３】
トランスルーセント（半透明）ＬＣＤテレビジョンのような、デジタル標識及び広告宣伝用途のための、商用トランスルーセントディスプレイシステムが市販されている。これらのディスプレイシステムは「オフ状態」（すなわち、ＬＣＤ素子を駆動する付帯エレクトロニクスが画像表示を命令していない場合）に半透明である。半透明性を維持するため、これらのディスプレイはＬＣＤを励起するための光を発生するために不透明なバックプレーンは用いない。代わりに、ディスプレイシステムは「オン状態」（すなわち、付帯エレクトロニクスが画像表示を命令している場合）にＬＣＤを励起するため、背景／環境光を用いる。よって、ディスプレイスクリーンの背後にある（商品、等のような）物体を、システムを透かして見ることができる。同時に、見ている人はスクリーンのいくつかの領域（またはスクリーン全面）上の、商業用途においてはおそらくスクリーンの背後の商品に関連付けられるであろう、視覚情報を受け取ることもできる。
【００１４】
しかし、半透明ディスプレイシステムにともなう重要な問題は、それらが特に透明であるとはいえないことである。実際、測定はそのような半透明ディスプレイシステムの透過率が約１５％でしかないことを示している。したがって、比較的高レベルの環境光がスクリーンの近傍で提供されなければならないことが多く、これは必ずしも実行可能ではなく、いくつかの理由から望ましくさえもない。結果は、色、コントラスト比、等の非一様性のような、ディスプレイにかけての画像品質の一様性に関する問題の羅列である。
【００１５】
したがって、本開示の別の１つ以上の実施形態によれば、透明ディスプレイシステムのための透明バックプレーンが提供される。透明バックプレーンは拡散ガラス構造に関連して上で論じたコンポーネントのいくつかまたは全てを用いて形成される。拡散ガラス構造はトランスルーセントディスプレイシステムの背後に配置され、ガラス板の１つ以上の縁端面に沿って、及び／またはガラス板の１つ以上の境界面に沿って、ガラス板に光が導入される。光はガラス板内を導波路態様で伝搬して、光散乱領域に入射する。よって、光は散乱して透明バックプレーンの外に出て、トランスルーセントディスプレイシステムのＬＣＤを照明する。したがって、透明バックプレーンはトランスルーセントディスプレイシステムのＬＣＤ素子のための光源を改善する。散乱素子は、適切な（１つまたは複数の）光波長及びＬＣＤの角度に依存しない励起を達成するに適する屈折率特性及び寸法を提供するように選ばれ、配される。さらに、散乱素子は、ディスプレイシステムのいくつかの領域がオフ状態にあるときにバックプレーンの（それを通して目で見ることができる）高レベルの透明性を達成するに十分に低い、適するヘイズ率を与える。
【００１６】
透明バックプレーンの利点には、高められた輝度、（オフ状態における）透明性の維持、改善された光一様性、改善された光波長及び入射角、改善された色座標、及び比較的単純で費用効果の高い入力光学系がある。
【００１７】
本開示のその他の態様、特徴及び利点は、当業者には、添付図面とともになされる本明細書の説明から明らかであろう。
【００１８】
説明の目的のため、現在好ましい形態が図面に示されているが、図示される精確な構成／配置及び手段に実施形態が限定されないことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本開示の１つ以上の実施形態にしたがう光拡散装置の側断面図である。
【図２】図２は図１の光拡散装置の前面図である。
【図３】図３は様々な径の散乱粒子に対する散乱断面積及び散乱角のグラフである。
【図４Ａ】図４Ａは図１の光散乱装置を作製する方法を示すための中間構造の側断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図１の光散乱装置を作製する方法を示すための中間構造の側断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図１の光散乱装置を作製する方法を示すための中間構造の側断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは光拡散装置の表面上に配された光散乱素子の、結合剤の特徴を示す、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。
【図５Ｂ】図５Ｂは光拡散装置の表面上に配された光散乱素子の、別の結合剤の特徴を示す、ＳＥＭ像である。
【図５Ｃ】図５Ｃは光拡散装置の表面上に配された光散乱素子の、別の結合剤の特徴を示す、ＳＥＭ像である。
【図５Ｄ】図５Ｄは光拡散装置の表面上に配された光散乱素子の、別の結合剤の特徴を示す、ＳＥＭ像である。
【図５Ｅ】図５Ｅは光拡散装置の表面上に配された光散乱素子の、別の結合剤の特徴を示す、ＳＥＭ像である。
【図６Ａ】図６Ａは、図１の光拡散装置上の散乱粒子の被着のために用いられた溶液に界面活性剤が加えられた場合の、（％表示の）ヘイズ率のグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図１の光拡散装置上の散乱粒子の被着のために用いられた溶液に界面活性剤が加えられた場合の、（％表示の）透過率のグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、図１の光拡散装置上の散乱粒子の被着のために用いられた溶液に界面活性剤が加えられた場合及び加えられていない場合の、開放面積の関数としての（％表示の）ヘイズ率及び透過率のグラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１の光拡散装置上の散乱粒子の被着のために用いられた溶液に界面活性剤が加えられた場合及び加えられていない場合の、真円度の関数としての（％表示の）ヘイズ率及び透過率のグラフである。
【図８】図８は、頻度対周長−図１の光拡散装置上の散乱粒子の被着のために用いられた溶液に加えられた界面活性剤を用いて作製された多くのサンプルについての（最大）フェレ径比−についてのプロットのヒストグラムである。
【図９】図９は本開示の１つ以上の実施形態にしたがう光拡散装置及び複数の電子表示素子を用いるディスプレイシステムの側断面図である。
【図１０】図１０は、光源を含む、本明細書に開示される光拡散実施形態の一部の簡略な部分図である。
【図１１】図１１は、ファイバ光源を含む、本明細書に開示される光拡散実施形態の簡略な側面図である。
【図１２】図１２は本開示の１つ以上の実施形態にしたがう光拡散コンポーネントを用いるディスプレイシステムの略図である。
【図１３】図１３は図１２のディスプレイシステムのさらに詳細な線図である。
【図１４】図１４は図１３のディスプレイシステムとともに用いるに適する光拡散コンポーネントの簡略な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
同様の参照数字が同様の要素を示す図面を参照すれば、１つ以上のディスプレイシステムのための様々な光学コンポーネントの提供に関して用いるに適する多くの特徴及び方法が図に示されている。
【００２１】
光拡散構造／方法
図１〜２を参照すれば、本開示の１つ以上の実施形態にしたがう光拡散装置１００はディスプレイシステムのために光を処理するために用いることができる。一般に、拡散装置１００は、構造の１つ以上の縁端面または境界面から光を受け取り、ガラス構造内で光を伝搬させ、光を散乱させて、有用な目的のため、（図２の矢印で示されるように）構造の前面から外に出すために動作する。
【００２２】
拡散装置１００は、相互に隔てられた、第１の平坦表面１０４及び第２の平坦表面１０６を有するガラス板１０２を備える。本明細書に明示的にまたは内在的に開示される処理パラメータに耐えることができる、適するいずれの市販ガラス板も用いることができる。拡散装置１００は、ガラス板１０２の第１の表面１０４上に配された複数のサブミクロン径光散乱素子１１０を有する、少なくとも１つの散乱層も備える。結合剤材料１１２はガラス板１０２の第１の表面１０４上に配されて、隣り合う散乱素子１１０間の空隙を少なくともある程度埋める。
【００２３】
破線矢印で示されるように、光はガラス板１０２に入り、光線が散乱素子１１０に突き当たるまでガラス板１０２を通って伝搬し始める。（以下でさらに詳細に論じられるであろう）ガラス板１０２，散乱素子１１０及び結合剤材料１１２の光学特性が与えられれば、光は散乱して拡散装置１００から外に出る。単層の散乱素子１１０が用いられる場合、光学特性は一般に表面散乱多様性をもつ。他方で、散乱素子が多くの層で構成されている場合、光学特性は一般に体積依存散乱多様性をもつ。
【００２４】
様々な径の粒子についての散乱断面積（Ｙ軸）及び散乱角（Ｘ軸）のグラフである図３を次に参照する。光散乱素子１１０は１つ以上の個々の粒子、粒子の顆粒及び／または凝塊で形成される。個々の粒子が適する径を有していれば、そのような粒子の顆粒化及び／または凝塊化は必要ではない。他方で、個々の粒径が小さすぎれば、適する径のそれぞれの散乱素子１１０を形成するため、粒子の顆粒化または凝塊化が望ましい。図３のグラフはそれぞれが４つの異なる、詳しくは、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ及び２００ｎｍの、粒径の特徴を表している、４本のプロット、３０，３２，３４，３６を示す。これらのプロットは球形散乱サイトに対して導かれたミー散乱計算式を用いて生成した。したがって、これらのプロットは散乱素子１１０を形成するほぼ球形の個々の粒子または顆粒の光学特性の近似を示す。
【００２５】
図３のプロットは、小粒子は光を後方に、また前方にも、散乱させるが、約１５０ｎｍ以上の粒子は圧倒的に前方に散乱させ、これは一般に拡散装置１００において望ましい。実際、以下でさらに詳細に論じられるように、圧倒的な前方への散乱は装置１００において高い透過率及び高いヘイズ率を容易にする。さらに詳しくは、これらのプロットは規格化散乱断面積の計算された角度依存性を粒径の関数として示す。結果は、高透過率を達成するためには、粒子または顆粒の概寸が（概ね球形または近似形状であるとして）約２００ｎｍ程度とすべきであることを示す。実際、粒子が小さくなるほど光を後方散乱する傾向があるから、結果として透過率は悪影響を受けるであろう。約５００ｎｍより大きい粒子は光を前方に散乱させるが、角度広がりが小さく、これは比較的望ましくない。
【００２６】
上述の散乱素子径の関数としての光散乱特性を前提とすれば、それぞれの散乱素子１１０の近似直径は、（ｉ）約１００ｎｍから約５００ｎｍの間、（ii）約２００ｎｍから約３００ｎｍの間、及び（iii）約２５０ｎｍの内の１つとすることができる。
【００２７】
拡散装置１００の光散乱特性は、ガラス板１０２，散乱素子１１０及び結合剤材料１１２の屈折率によっても影響を受ける。いくつかの用途において、散乱素子１１０は、ガラス板１０２及び結合剤材料１１２の屈折率と比較して、比較的高い屈折率を特徴とする。ガラス板１０２及び結合剤材料１１２はおそらく約１.４〜約１.６のオーダー、すなわち約１.４３〜約１.５６の屈折率を有するであろう。したがって、散乱素子１１０が比較的高い屈折率を特徴としていれば、そのような屈折率は、（ｉ）約１.５と約４.０の間、（ii）約１.７と約２.５の間、及び（iii）少なくとも２.０の内の１つとすることができる。
【００２８】
例として、散乱素子は、チタニア（ＴｉＯ２）、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び／または二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の顆粒で形成することができる。当業者であれば、他の材料も、適当な量の検討がなされれば、装置１００での使用に適することが見いだされ得ることを理解するであろう。上述したように、素子１１０は径を約２５０ｎｍのオーダーとすることができ、したがって、挙げられた酸化物を使用するには、所望の径を達成するためには顆粒化及び／または凝塊化する必要があり得る。
【００２９】
上述したように、結合剤材料１１２は、（ｉ）約１.２と約１.７の間、（ii）約１.３と約１.６の間、及び（iii）約１.５のような、ガラス板の屈折率と実質的に同様の屈折率を有することができる。例として、結合材料層１１２は重合されているかまたはある程度硬化されたポリアルキルシロキサン、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、重合されたアルキルシルセスキオキサンＴ樹脂、またはアリールシルセスキオキサンＴ樹脂、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリメチルフェニルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキオキサン、及びＵＶ硬化性のポリシロキサンまたはポリシルセスキオキサンの内の１つ以上で形成することができる。次いで、熱またはＵＶによる硬化工程を用いて結合剤材料１１２の硬化を完了する。
【００３０】
屈折率に加えて、結合剤材料１１２は、溶解度（有機溶剤対水性溶剤）、粘度（可流動性）、結合剤材料１１２が硬化を完了し得るようにガラス板１０２及び結合剤材料自体の両者との反応能力、及び約４００℃から６００℃のプロセス温度まで安定である能力の内の１つ以上に基づいて選ぶことができる。
【００３１】
図１の拡散装置１００を作製する方法を示すための中間構造の側断面図である、図４Ａ，４Ｂ及び４Ｃを次に参照する。図４Ａに示されるように、ガラス板１０２の第１の表面１０４は、表面のクリーニング及び調製を含めることができる、吸着特性を強める態様で調製される。
【００３２】
次に、サブミクロン径光散乱素子１１０がガラス板１０２の第１の表面１０４上に、サブミクロン径光散乱素子１１０がガラス板１０２の第１の表面１０４上に吸着するように、配される。光散乱素子１１０を配する工程は、素子１１０の流動相（例えば、スラリーまたは溶液）を第１の表面上１０４に塗布するためにディップコーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスを用いる工程を含むことができる。第１の表面１０４上の散乱素子１１０の量及び間隔と得られる透過率及びヘイズ率の間には関係があるから、被着工程中は慎重であるべきである。実際、散乱素子１１０が比較的高い屈折率を有し、ガラス板１０２及び結合剤材料１１２がより低い屈折率を有している場合、素子１１０の間隔が大きくなるとともに、ヘイズ率も（少なくとも特定の範囲内で）高くなる。
【００３３】
散乱素子１１０の間隔は、ディップコーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスを用いて表面１０４に塗布されるスラリー内の散乱素子１１０の（例えば重量％で表される）濃度を変えることによって制御することができる。スラリー内の（チタニアで形成された）散乱素子１１０の重量で約１０％の濃度が、完成拡散装置１００において約４０％のオーダーのヘイズ率を与えるであろうということがわかっている。約１００％程度のヘイズ率を与えるスラリー内の（チタニアで形成された）散乱素子の重量で約４０％の濃度と対比されたい。
【００３４】
さらに、第１の表面１０４上の散乱素子１１０の量及び間隔という特性は、スピンコーティングプロセスの（スピン速度、ランプ速度、持続時間。温度、等のような）パラメータ及び／またはディップコーティングプロセスの（引上げ速度、濃度、筐体及びディップ溶液の温度、等のような）パラメータを変えることによっても制御することができる。
【００３５】
散乱素子１０４がガラス板１０２の第１の表面１０４上に配されると、余剰液体を蒸発させるため、熱処理プロセスが実施される。熱処理プロセスは中間構造（図４Ａ）の温度を、約１〜２時間、約１２０℃まで上げる工程を含む。
【００３６】
次に、図４Ｂに示されるように、流動性結合剤材料１１２がガラス板１０２の第１の表面１０４上に、隣り合う散乱素子１１０の間の空隙を結合剤材料１１２が少なくともある程度埋めるように、配される。その後、その後、結合剤材料１１２は製造業者の仕様にしたがって硬化される。被着の処理パラメータを変えることで結合剤材料厚を変え得ることに注意されたい。例として、流動性結合剤材料１１２はディップコーティングプロセスまたはスピンコーティングプロセスを用いて塗布することができる。したがって、結合剤材料１１２の所望の厚さを得るため、そのようなプロセスのパラメータ（速度、持続時間、温度、等）を調節することができる。あるいは、複数の結合剤材料１１２の被膜を重ねて、結合剤材料１１２の厚さを積み上げることができる。図４Ｂに示されるように、結合剤材料１１２が散乱素子１１２を完全に覆う必要はない。しかし、図４Ｃに示される実施形態においては、結合剤材料層１１２が完全に空隙を埋め、散乱素子１１０を覆って、平坦化層１１４を形成する。図４Ｃの実施形態に関し、結合剤材料層１１２が散乱素子１１０上に延びる量は用途に依存してサブミクロンから１μｍ以上まで変わり得る。
【００３７】
別の１つ以上の実施形態にしたがえば、結合剤材料１１２の被膜の数はガラス板１０２の異なる領域上で、異なる透過率、ヘイズ率及び／または散乱をそのような領域の１つ以上において生じさせるため、異ならせることができる。例えば、ガラス板１０２の１つ以上の中央領域において、ガラス板１０２の１つ以上の（中央領域を囲む）周辺領域に比較して強い散乱を１つ以上のそのような中央領域において生じさせるため、被膜の数を多くすることができる。
【００３８】
異なる結合剤材料１１２の厚さを用いている、図４Ａ〜４Ｃの中間構造のＳＥＭ像である、図５Ａ〜５Ｅを次に参照する。図５Ａは、ディップコーティングプロセスを用いてガラス板１０２の第１の表面１０４上に吸着させた２０％ルチルチタニア顆粒素子１１０を用いている装置１００のＳＥＭ像である。図５Ａでは、結合剤材料１１２が塗布されていない。図５Ｂは、イソプロパノール内２５％濃度ＨａｒｄＳｉｌ（商標）ＡＭ（Ｇｅｌｅｓｔ社，ＰＰ１-ＨＳＡＭ 固形物１９〜２１重量％；濃度２５％は約５％の固形物を含む）の結合剤材料層１１２を引上げ速度が５０ｍｍ/分のディップコーティングプロセスを用いて塗布した後の、拡散装置１００のＳＥＭ像を示す。図５Ｃは、２５％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭの結合剤材料層１１２を引上げ速度が７０ｍｍ/分のディップコーティングプロセスを用いて塗布した後の、拡散装置１００のＳＥＭ像を示す。図５Ｄは、５０％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭ（固形物約１０重量％）の結合剤材料層１１２を引上げ速度が２５ｍｍ/分のディップコーティングプロセスを用いて塗布した後の、拡散装置１００のＳＥＭ像を示す。図５Ｅは、結合剤材料層１１２が散乱素子１１０をほぼ完全に覆った後の、拡散装置１００のＳＥＭ像を示す。
【００３９】
結合剤材料層１１２の形成は得られる透過率及びヘイズ率に効果を有するであろうことが見いだされた。例えば、それぞれが評価のためのサンプルＡ〜Ｇのそれぞれを表す、７つの拡散承知１００を作製した。それぞれのサンプルは、４０℃で引上げ速度が１２５ｍｍ/分のディップコーティングプロセスを用いて、ガラス板１０２に２０％ルチルチタニア顆粒を付けることで作製した。次いで試料を、余剰の水及び／またはその他の液体を蒸発させるに十分な時間、１２０℃の熱処理プロセスにかけた。
【００４０】
初めの２つのサンプル（Ａ，Ｂ）は結合剤層１１２の塗布を行わず、７９％〜８２.６％の間の透過率に対する基準及び５２.７％と５３.９％の間のヘイズ率に対する基準を確立するため、６００℃，１時間の焼結プロセスにかけた。
【００４１】
サンプルＣは、結合剤層１１２を、引上げ速度が２５ｍｍ/分の５０％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭのディップコーティングで塗布し、６００℃，約１時間の焼結プロセスにかけた−７３.３％の透過率及び６５.４％のヘイズ率が得られた。
【００４２】
サンプルＤは、結合剤層１１２を、引上げ速度が５０ｍｍ/分の５０％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭのディップコーティングで塗布し、６００℃，約１時間の焼結プロセスにかけた−８６.２％の透過率及び４６.８％のヘイズ率が得られた。
【００４３】
サンプルＥは、結合剤層１１２を、引上げ速度が５０ｍｍ/分の２５％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭのディップコーティングで塗布し、６００℃，約１時間の焼結プロセスにかけた−８１.７％の透過率及び６８.７％のヘイズ率が得られた。
【００４４】
サンプルＦは、結合剤層１１２を、引上げ速度が７０ｍｍ/分の２５％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭのディップコーティングで塗布し、６００℃，約１時間の焼結プロセスにかけた−８１.０％の透過率及び６９.１％のヘイズ率が得られた。
【００４５】
サンプルＧは、結合剤層１１２を、引上げ速度が５０ｍｍ/分の１００％濃度ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭ（固形物約２０重量％）のディップコーティングで塗布し、６００℃，約１時間の焼結プロセスにかけた−７６.７％の透過率及び５９.９％のヘイズ率が得られた。
【００４６】
上記の実験により、装置１００が以下の光学特性、（ｉ）約７０％から約９０％の間の透過率、及び（ii）約５０％から約７５％の間のヘイズ率の内の少なくとも１つを示すことが明らかになった。
【００４７】
界面活性剤を用いるプロセス
光拡散装置１００を作成するプロセスにおける界面活性剤の使用に関する、図６Ａ〜６Ｂ，７Ａ〜７Ｂ及び８を次に参照する。この点に関し、図４Ａ〜４Ｃのプロセスに関連して論じられた詳細がここでも考慮される。特に、別の１つ以上の実施形態にしたがえば、ガラス板１０２の第１の表面１０４上に光散乱素子１１０が配されるときのコーティング溶液内に界面活性剤が用いられる。界面活性剤の添加は、得られる構造１００のヘイズ率及び透過率の内の少なくとも１つに（両者であることが多い）強い影響を有することが見いだされた。特に、より高い（％で表される）透過率及びヘイズ率が見られた。例えば、図５Ａ〜５Ｅに関して上で論じたように、８０％程度の透過率及び７０％程度のヘイズ率の値が達成された。しかし、コーティング溶液内に界面活性剤を使用すると、初期値においてさえ、７５〜８０％もの高い透過率及び約９０％より高いヘイズ率が見られた。ヘイズ率の増大は、光散乱素子１１０を得るために（ディップまたはスピンプロセスにより）基板上にコーティングされている間、粒子１１０を溶液内により良く分散させ、次いで、粒子１１０（例えばナノ粒子）に対して結合剤として作用して粒子をより一様に顆粒化する、界面活性剤の効果であり得る。
【００４８】
図６Ａ〜６Ｂを特に参照すれば、ガラス板１０２の上面１０２上に光散乱素子１１０を配する工程がディップコーティングプロセスを用いて実施され、いくつかのサンプルではコーティング溶液内に界面活性剤が含まれ、いくつかのサンプルでは界面活性剤が含まれていない、対照サンプルを作成した。ディップコーティングプロセスは異なるサンプルに対して異なる引上げ速度も用いて行い、それぞれの場合に、光散乱素子１１０を形成するため、１０％ルチルチタニアを用いた。界面活性剤が用いられたサンプル（参照数字１２４が付されたプロット）において、界面活性剤はＰｌｕｒｏｎｉｃｓ（商標）（特に５％）であったが、考えられる実施形態を逸脱することなく他の界面活性剤も用いられ得る。図６Ａ〜６Ｂは、％で表されるヘイズ率及び透過率（Ｙ軸）対ディップ引上げ速度（Ｘ軸）のグラフである。図６Ａ〜６Ｂはヘイズ率及び透過率がいずれも、ディップ引上げ速度にかかわらず、界面活性剤の添加の結果として高められたことを示す。スピンコーティングプロセスまたはその他の適するプロセスを用いても同様の結果が得られるであろうと考えられる。
【００４９】
図７Ａは、上に論じたサンプルを用いた、（Ｘ軸の、％で表された）開放面積の関数としての（Ｙ軸の、％で表された）ヘイズ率及び透過率のグラフである。図７Ｂは、上に論じたサンプルを用いた、真円度（Ｘ軸）の関数としての（Ｙ軸の、％で表された）ヘイズ率及び透過率のグラフである。図７Ａ〜７Ｂのプロットにおいて、それぞれのヘイズ率値は三角印で示され、それぞれの透過率値は四角印で示される。図７Ａ及び７Ｂの左側の円で囲まれたそれぞれの群の値は界面活性剤無しの結果を表し、図７Ａ及び７Ｂの右側の円で囲まれたそれぞれの群の値は界面活性剤としてＰｌｕｒｏｎｉｃｓ Ｐ１２３用いた場合の結果を表す。それぞれのプロットに示される直線はリニアパーセントヘイズを表す。
【００５０】
図８は、頻度（Ｙ軸）対周長−上で作製された多くのサンプルについての（最大）フェレ径比（Ｘ軸）−を示すプロットのヒストグラムである。参照数字８０が付されたプロットは界面活性剤無しのサンプルを表す。参照数字８１，８２，８３，８４が付されたプロットは、界面活性剤としてＰｌｕｒｏｎｉｃｓ（特に５％）が用いられたサンプルを表す。これらのグラフは、界面活性剤の添加がチタニアコーティングの％開放面積を高め、開放面積の真円度（すなわち、真円は１の真円度を有する）を高め、（矢印で示されるように）最大フェレ径長に対する開放領域周長の比の最大ピークをシフトさせ、ピーク幅を広げることを示す。これらの結果は、界面活性剤が開放領域の境界を粗くし、よってヘイズ率値を高め、同時に（透過率を高めないとしても）透過率を少なくとも維持するように作用していることを示す。
【００５１】
１つ以上の実施形態において、１つより多くのタイプの結合剤材料１１２を用いることができる。例えば、異なる結合剤材料層１１２の適用により、所望の透過率、ヘイズ率及び表面粗さが得られることが見いだされた。例えば、評価のため、それぞれがサンプルＡ〜Ｆを表す、６つの拡散装置１００を作製した。それぞれのサンプルは２つの異なる結合材料層１１２を適用することで作製し、それぞれの層はそれぞれのガラス板１０２上にスピンコーティングした。２つの結合剤材料は、ＨａｒｄＳｉｌ ＡＭ（ＨＡＭ １００重量％及びＨＡＭ ５０重量％；それぞれイソプロパノールを用いて希釈）及びＨａｒｄＳｉｌ ＡＲ（Ｇｅｌｅｓｔ社，ＰＰ１-ＨＳＡＲ，ＨＡＲ １００％またはＨＡＲ ５０％；ＩＰＡを用いて希釈）とした。それぞれの結合剤材料を、第１の（希釈）結合剤のナノ粒子構造内への流入を可能にするための低速スピンサイクル、次いで、第２の（濃縮）結合剤材料で平坦化層を形成するために用いられる高速スピンサイクルの、２つのスピンサイクルを用いてガラス板１０２のナノ粒子１１０上にスピンコーティングした。これらのサイクルの様々な変化によって、得られる装置の光拡散特性に変化を生じさせることが可能である。
【００５２】
サンプルＡは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＲ ５０％）を塗布し、続いて５０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＲ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.３％の透過率、６７.４％のヘイズ率及び０.０５μｍＲＭＳ（標準偏差０.００３μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５３】
サンプルＢは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＲ ５０％）を塗布し、続いて３０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＲ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.１％の透過率、６８.６％のヘイズ率及び０.０６４μｍＲＭＳ（標準偏差０.００４μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５４】
サンプルＣは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＲ ５０％）を塗布し、続いて１０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＲ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.１％の透過率、６６.４％のヘイズ率及び０.０２６μｍＲＭＳ（標準偏差０.００３μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５５】
サンプルＤは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＭ ５０％）を塗布し、続いて５０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＭ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.６％の透過率、７５.１％のヘイズ率及び０.０７μｍＲＭＳ（標準偏差０.００６μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５６】
サンプルＥは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＭ ５０％）を塗布し、続いて３０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＭ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.４％の透過率、７５.８％のヘイズ率及び０.０７μｍＲＭＳ（標準偏差０.００２μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５７】
サンプルＦは、５０００回転毎分（ＲＰＭ）のスピンサイクル速度で第１の結合剤層（ＨＡＭ ５０％）を塗布し、続いて１０００ＲＰＭのスピンサイクル速度で第２の結合剤層（ＨＡＭ １００％）を塗布して、２５０℃の温度で１時間硬化させた。得られた構造は、８５.８％の透過率、７１.６％のヘイズ率及び０.０３３μｍＲＭＳ（標準偏差０.００２μｍ）の表面（Ｚｙｇｏ）粗さを示した。
【００５８】
上に論じた光拡散装置１００は、表面特性（または膜特性）により、導波路態様でガラス板１０２を通って伝搬する光を散乱するいくらかの効率を有するであろう。光がガラス板１０２の反対側に達したときの、膜特性の関数としての散乱の効率は変化するであろうし、いくつかの場合には散乱効率は１００％より低いであろう。この場合、１つ以上の実施形態は、光の向きを変え、よってガラス板１０２からの光の脱出を阻止し（または少なくとも減じ）、可能な限り多くの光のガラス板１０２内の伝搬を、そのような光が光散乱素子１１０によって散乱され得るように、維持するために、反射器（図示せず）を用いることができる。反射器の使用は、散乱素子１１０がガラス板１０２の表面にわたって実質的に一様である場合に、パネル照明の一様化にも役立つ。
【００５９】
光拡散装置及びディスプレイシステム
本開示の１つ以上の実施形態にしたがう光拡散装置１００及び電子表示素子を用いるディスプレイシステム１００Ａの側断面図である、図９を次に参照する。ディスプレイシステム１００Ａは、複数のディスプレイコンポーネント／素子１５０がその上に配される基盤として上述した光拡散装置１００の態様及び／または特徴のいずれも用いることができる。
【００６０】
ガラス板１０２は、ディスプレイシステム１００Ａを見る人に向けられた概ね平坦な表面１０６，及び複数のディスプレイコンポーネントがその上に配される裏面１０４を提供する。個々のディスプレイコンポーネント１５０の集合体は、見る人に所望のディスプレイ解像度を提供するため、電子制御信号通信にしたがって光を操作するための多数のピクセルサイトを定める。例として、ディスプレイコンポーネント１５０は、アレイ配列された、個々のＭＲＭＳコンポーネント、ＯＬＥＤコンポーネント、等とすることができる。
【００６１】
光拡散装置１００は、１つ以上の縁端面、境界面及び／または人が見る表面１０６からガラス板１０２に入るいかなる光も、表示素子に向けて伝搬している間に拡散され、散乱されるような、光拡散特性を提供する。さらに、ディスプレイコンポーネント１５０から後方に伝搬するいかなる光も、そのような光が見る人に向けて戻る途中で結合剤層１１２及び素子１１０を通過する間に再び拡散されるであろう。有利なことに、そのような追加の拡散はディスプレイコンポーネント１５０から見る人に戻ってくる光のより良い放射角度分布を生じさせる。
【００６２】
有利なことに、光拡散装置１００は、約４００℃以上の温度を含む、最新の費用効果が高い製造プロセスを用いて表示素子１５０のアレイをその上に配することができる、適する平らな平坦化層１１４の表面を有する。さらに、光拡散装置１００は、高いヘイズ率、高い透過率及び、ガラス板１０２の表面１０４から数μｍ以内の、所望の光拡散（例えば、広角散乱）構造を提供する。
【００６３】
プラスチック基板実施形態
本明細書に開示される様々な実施形態において、ガラス材料で形成されているとして板１０２を論じたことに注意されたい。しかし、いくつかの用途においては、適する透明プラスチック材料でガラス板１０２を置き換えることができることに注意されたい。当業者には、用途の特定の詳細及び事情が十分に考慮され、及び／またはいくらかの妥当なレベルの実験が実施されれば、どのプラスチック材料が適していて、どのプラスチック材料は適していないかがわかるであろう。
【００６４】
光源を備える光拡散装置
少なくとも１つの光源を備える、本明細書に開示される光拡散実施形態の略図である、図１０及び１１を次に参照する。いずれの場合も、実施形態は、図９のディスプレイコンポーネント１５０の有無にかかわらず、用いられ得る。
【００６５】
図１０は、ガラス（またはプラスチック）板１０２に近接して配置された光源１０６を備える、光拡散装置１００Ｂを示す。光源１６０の、光源１６０からの光がガラス板１０２内に結合され、導波路態様でガラス板１０２内を伝搬して、光の少なくとも一部が散乱層によって拡散及び散乱されるような、特定の位置を確立することができる。例えば、上限１６０は、ガラス板１０２の１つ以上に縁端面１６２または１つ以上の境界面１６４に沿って配置された、１つまたは複数のＬＥＤ、あるいはその他の適する発光素子とすることができる。１つ以上の実施形態において、ガラス板１０２の１つ以上の縁端面１６２は面取りすることができる（及び金属化反射面１６６を有することができる）。面取り角は、ガラス板１０２内を伝搬しているいかなる光も、少なくとも１つの縁端面１６２からの光の脱出を減じる１つ以上の方向に、方向転換させるように選ばれる。
【００６６】
１つ以上の別の実施形態は１つ以上の光源及び、２０１０年１０月２８日に出願された米国仮特許出願第６１/４０７６９８号の明細書に開示されているタイプの付帯構造を用いることができる。上記明細書の全開示はその全体が本明細書に参照として含められる。
【００６７】
図１１は、ガラス板１０２の１つ以上の縁端面に沿って延びる少なくとも１本の光拡散ファイバ１７０を備え、必要に応じて、ガラス板１０２の縁端面近くの光学的外観を改善するために光を方向転換するかまたは遮断する境界面１７２Ａ，１７２Ｂを備えることができる、光拡散装置１００Ｃを示す。光拡散ファイバ１７０の直径は約２５０〜３００μｍ程度とすることができる。
【００６８】
基本的実施形態において、１つ以上のレーザ源が白色（または準白色）光を発生してファイバ１７０内に結合させ、次いで、拡散させるためにガラス板１０２内に結合させる。１つ以上の別の実施形態において、赤色レーザ源１８０（赤）、緑色レーザ源１８２（緑）及び青色レーザ源１８４（青）のような、１つ以上のレーザ源が、そのような光をガラス板１０２内に結合させて先に論じたように拡散及び散乱をおこさせる態様で、単ファイバ１７０または複数本のファイバ内に、異なる波長の光エネルギーを結合させることができる。複数のレーザ源を用いることにより、それぞれのレーザ源のパワーレベルを調節することでいかなる数の色の生成も可能になる。
【００６９】
所望のカラー画像機能を達成するためのレーザ源の変調（例えば、時系列変調）にともなう様々な構造及び方法に関するさらなる詳細及びファイバ１７０の使用に関するその他の詳細は、２０１１年４月２６日に出願された米国特許出願第１３/０９４２２１号、２０１１年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６１/５４５７１３号及び２０１１年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６１/５４５７２０号のそれぞれの明細書に見ることができる。これらの明細書の開示の全体は本明細書に参照として含められる。
【００７０】
透明バックプレーンを備えるディスプレイシステム
上述したように、光散乱素子１１０の屈折率を高くする必要はなく、むしろ、ガラス（またはプラスチック）板１０２及び結合剤材料１１２と同程度の屈折率とすることができる、いかなる数の用途もある。例えば、図１２〜１４を参照し、本明細書の１つ以上の実施形態にしたがえば、透明または半透明ディスプレイシステム２００のためのバックプレーンを提供するための方法及び装置が開発された。
【００７１】
図１２を参照すれば、ディスプレイシステム２００はディスプレイ面上に、ユーザが見ることができる、画像１０，テキスト１２，等を生成するように動作する。ディスプレイシステム２００は、システム２００の背後にある１つ以上の物体１４が、物体１４の前方に画像が存在しないように命令されているときは特に（またはそのときに限り）、システム２００を透かして見えるように透明／半透明特性も示す。言い換えれば、ディスプレイシステム２００はその１つ以上の領域にわたり、そのような領域にある付属表示素子（例えばＬＣＤ素子）がオフ状態にあるときは、少なくとも半透明である。他方で、ディスプレイシステム２００の同じ領域（または他の領域）は、そのような領域にある付属表示素子がオン状態にあるときはある程度または完全に不透明になり得る。したがって、ディスプレイシステム２００を透かしてディスプレイの背後にある（商品等のような）物体１４を見ることができ、同時にディスプレイのいくつかの領域上の視覚情報（画像１０，１２，等）を受け取ることができる。
【００７２】
図１３〜１４に移れば、ディスプレイシステム２００は相互に隔てられた第１及び第２の主表面２０４，２０６を有する表示層２０２を備え、表示層２００は、表示層２０２内に（または表示層２０２上に）アレイをなして配され、第１の主表面２０４に（または第１の主表面２０４から）見えるように電気信号通信に応答して画像１０，１２を生成するために動作する、複数の表示素子（図示せず）を有する。ディスプレイシステム２００は、相互に隔てられた第１及び第２の主表面１１４，１１６を有し、その第１の主表面１１４から出る拡散光を生じさせるために動作する、光拡散バックプレーン１００Ｄも備える。光拡散バックプレーン１００Ｄは、本明細書に明示的にまたは内在的に開示されるかまたは示唆されるいずれの、特に拡散装置内に光を結合させるために１つ以上の光源１６０または光拡散ファイバ１７０を用いる、光拡散実施形態を用いても実施され得ることに注意されたい。光拡散バックプレーン１００Ｄは、その第１の主表面１１４が表示層２０２の第２の主表面２０６に向けられ、よって拡散光が複数の表示素子のための光源であるように、配位される。
【００７３】
上述したように、この用途においては、表示層２０２と光拡散バックプレーン１００Ｄが近接しているため、また空気の屈折率が散乱素子１１０及び結合剤材料１１２の屈折率と十分に異なっているため、光散乱素子１１０が高屈折率を有する必要はない。かえって、光散乱素子１１０がガラス板１０２（またはプラスチック板）及び欠乏剤材料１１２と同程度の屈折率を有していても、適する拡散、散乱、透過率、ヘイズ率、等が達成され得る。光散乱素子１１０に適する一材料はシリカ（ＳｉＯ２）である。
【００７４】
特定の実施形態を参照して本明細書の開示の特徴を説明したが、これらの実施形態がそのような実施形態の原理及び用途を説明するためのものでしかないことは当然である。したがって、添付される特許請求の範囲によって定められる組合せの精神及び範囲を逸脱することなく、説明のための実施形態に数多くの改変がなされ得ること及び他の構成が案出され得ることは当然である。
【符号の説明】
【００７５】
１００，１００Ｂ，１００Ｃ    光拡散装置
１００Ａ，２００    ディスプレイシステム
１００Ｄ    光拡散バックプレーン
１０２    ガラス板
１０４，１０６    ガラス板の平坦表面
１１０    光散乱素子
１１２    結合剤材料
１１４    平坦化層
１５０    ディスプレイコンポーネント／素子
１６０    光源
１６２    縁端面
１６４    境界面
１６６    金属膜反射面
１７０    光拡散ファイバ
１７２Ａ，１７２Ｂ    光遮断／方向転換境界面
１８０    赤色レーザ源
１８２    緑色レーザ源
１８４    青色レーザ源
２０２    表示層
２０４，２０６    主表面
【図１】
2015521294.tif 000003
【図２】
2015521294.tif 000004
【図３】
2015521294.tif 000005
【図４Ａ】
2015521294.tif 000006
【図４Ｂ】
2015521294.tif 000007
【図４Ｃ】
2015521294.tif 000008
【図５Ａ】
2015521294.tif 000009
【図５Ｂ】
2015521294.tif 000010
【図５Ｃ】
2015521294.tif 000011
【図５Ｄ】
2015521294.tif 000012
【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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