(57)【要約】【課題】透過率を熱的に切替え可能な材料を有する光学素子において、電量消費を抑えつつ、上記材料の透過率を安定的かつ一定に保つ。【解決手段】第１の安定状態と、第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを、熱的に切替え可能な材料２７と、材料２７の一つ以上の選択された領域における、第１の安定状態と第２の安定状態との切り替えによって、光学素子２２の一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける透過率を変える発熱体２８と、を備え、材料２７が、二安定またはマルチ安定であり、二安定状態の２つとして、または、マルチ安定状態の２つとして、第１の安定状態と第２の安定状態とを持っている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子であって、
第１の安定状態と、第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを、熱的に切替え可能な材料と、
前記材料の一つ以上の選択された領域における、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態との切り替えによって、前記光学素子の一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける透過率を変える切替え手段と、を備え、
前記材料が、二安定またはマルチ安定であり、二安定状態の２つとして、または、マルチ安定状態の２つとして、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態とを持っている、光学素子。
【請求項２】
前記材料は、前記第１の安定状態における第１の透過率を持っており、前記第２の安定状態における前記第１の透過率と異なる第２の透過率を持っている、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子の一つ以上の選択された前記領域は、前記光学素子の全体の動作領域より小さい領域を構成している、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記光学素子の一つ以上の選択された前記領域は、一様に互いに平行に延びた複数のストライプ形状をした領域を構成している、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
レンズアレイをさらに備えている、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
レンズアレイをさらに備え、前記材料が、実質的に前記レンズアレイの焦点面に配置されている、請求項４に記載の光学素子。
【請求項７】
前記レンズアレイの各レンズが、前記材料のそれぞれの選択された領域から横方向に区切られた、請求項５に記載の光学素子。
【請求項８】
前記材料の少なくとも前記選択された領域を切り替えるための前記切替え手段は、前記材料の各選択された領域を選択的に加熱するための加熱手段である、請求項１から７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記加熱手段は、前記材料と固定された関係にある、請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記加熱手段は、前記光学素子を通る光路に備えられている、請求項８または９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記加熱手段は、透明または半透明である、請求項８から１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記加熱手段が、複数の発熱体によって構成されている、請求項８から１１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
それぞれの前記発熱体は、前記材料のそれぞれの選択された領域と実質的に同一の広がりを持っている、請求項１２に記載の光学素子。
【請求項１４】
前記材料の各選択された領域を切り替える手段は、前記材料の各選択された前記領域を照射する手段を含んでいる、請求項１から７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１５】
前記材料がパターン化されることにより、前記材料の複数の選択領域が決定される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１６】
前記光学素子は、前記材料の前記第１の安定状態および前記第２の安定状態の１つにおいて透過的である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１７】
前記第１の安定状態から前記第２の安定状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記光学素子の対応する領域の前記透過率が低下する、請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１８】
前記第１の安定状態から前記第２の安定状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記光学素子の対応する領域の前記透過率が実質的にゼロに低下する、請求項１６に記載の光学素子。
【請求項１９】
前記光学素子は、前記材料の前記第１の安定状態および前記第２の安定状態の１つにおいて透過的であり、
前記第１の安定状態から前記第２の安定状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記光学素子の対応する領域の前記透過率が低下し、
前記切替え手段は、使用中に、前記材料の全体の動作領域を実質的に切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２０】
前記光学素子は、前記材料の前記第１の安定状態および前記第２の安定状態の１つにおいて透過的であり、
前記第１の安定状態から前記第２の安定状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記光学素子の対応する領域の前記透過率が実質的にゼロに低下し、
前記切替え手段は、使用中に、前記材料の全体の動作領域を実質的に切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項２１】
イメージディスプレイパネルと、
請求項１から２０のいずれか一項に定義され、前記イメージディスプレイパネルを通る光路に配置された光学素子とを備えているディスプレイ。
【請求項２２】
光を反射する表面と、
請求項１から２０のいずれか一項に定義され、前記光を反射する表面への光路または前記光を反射する表面からの光路に配置された光学素子とを備えているリフレクタ。
【請求項２３】
請求項１から２０のいずれか一項に定義された光学素子を備えているバックライト。
【請求項２４】
使用中に、光を放つ表面を持っている導光管を備え、
前記光学素子が、前記導光管からの光の光路に配置されている、請求項２３に記載のバックライト。
【請求項２５】
イメージディスプレイパネルと、
前記イメージディスプレイパネルの少なくとも一部の上に配置された、第１の安定状態と、前記第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを熱的に切替え可能な材料と、
前記材料の一つ以上の選択された領域における、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態との切り替えによって、前記材料の一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける透過率を変える切替え手段と
を備えている、ディスプレイ。
【請求項２６】
前記材料が、二安定またはマルチ安定であり、二安定状態の２つとして、または、マルチ安定状態の２つとして、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態とを持っている、請求項２５に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
前記材料は、前記第１の状態において第１の透過率を持っており、前記第２の状態において前記第１の透過率と異なる第２の透過率を持っている、請求項２５または２６に記載のディスプレイ。
【請求項２８】
前記材料の一つ以上の選択された前記領域は、前記ディスプレイの全体の表示領域より小さい領域にとなっている、請求項２５から２７のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項２９】
前記材料の一つ以上の選択された前記領域は、一様に互いに平行に延びた複数のストライプ形状をした領域を構成している、請求項２５から２８のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３０】
レンズアレイをさらに備えている、請求項２５から２９のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３１】
レンズアレイをさらに備え
前記材料が、実質的に前記レンズアレイの焦点面に配置されている、請求項２９に記載のディスプレイ。
【請求項３２】
前記レンズアレイの各レンズは、前記材料のそれぞれの選択された領域から横方向に区切られている、請求項３０に記載のディスプレイ。
【請求項３３】
前記材料の各選択された前記領域を切り替える切替え手段は、前記材料の各選択された前記領域を加熱する加熱手段である、請求項２５から３２のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３４】
前記加熱手段は、前記材料と固定された関係にある、請求項３３に記載のディスプレイ。
【請求項３５】
前記加熱手段は、前記ディスプレイを通る光路に備えられている、請求項３３または３４に記載のディスプレイ。
【請求項３６】
前記加熱手段は、透明または半透明である、請求項３３から３５のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３７】
前記加熱手段は、複数の発熱体によって構成されている、請求項３３から３６のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項３８】
それぞれの前記発熱体は、前記材料のそれぞれの選択された領域と実質的に同一の広がりを持っている、請求項３７に記載のディスプレイ。
【請求項３９】
前記加熱手段と前記イメージディスプレイパネルとの間に配置された断熱材をさらに備えている、請求項３３から３８のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４０】
前記材料の各選択された前記領域を切り替える手段は、前記材料の各選択された前記領域を照射する手段を含んでいる、請求項２５から３２のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４１】
前記材料がパターン化されることにより、前記材料の各選択された前記領域が決定される、請求項２５から４０のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４２】
前記材料は、前記材料の前記第１の安定状態において、最大の光透過率となる、請求項２５から４１のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４３】
前記第１の安定状態から前記第２の安定状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記材料の対応する領域の透過率が低下する、請求項４２に記載のディスプレイ。
【請求項４４】
前記第１の状態から前記第２の状態に前記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記材料の対応する領域の透過率が実質的にゼロに低下する、請求項４２に記載のディスプレイ。
【請求項４５】
前記切替え手段は、使用中に、前記材料の全体の動作領域を実質的に切り替える、請求項４３に記載のディスプレイ。
【請求項４６】
前記ディスプレイの温度に応じて、切替え手段を駆動するための駆動回路を備えている、請求項２５から４５のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項４７】
前記光学素子の温度に応じて、切替え手段を駆動するための駆動回路を備えている、請求項１から２０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項４８】
光を反射する表面と、
前記光を反射する表面の少なくとも一部の上に配置された、第１の状態と、前記第１の状態と異なった第２の状態とを熱的に切替え可能な材料と、
前記材料の少なくとも選択された領域における、前記第１の状態と前記第２の状態との切り替えによって、リフレクタの一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける反射率を変える、切替え手段と
を備えているリフレクタ。
【請求項４９】
使用中に、光を放つ表面と、
導光管の発光面の少なくとも一部の上に配置された、第１の状態と、前記第１の状態と異なる第２の状態とを熱的に切替え可能な材料と、
前記材料の少なくとも選択された領域における、前記第１の状態と前記第２の状態との切り替えによって、バックライトの一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける輝度を変える、切替え手段と
を備えているバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の一部分または全体の透過率を変えるために再書き込みされてもよい、再書き込み可能な光学素子に関する。光学素子は、光学素子がコンポーネントの光学的性質を変えるために制御されてもよいように、例えば、ディスプレイなどの別のコンポーネントを通って光路に置かれてもよい。そのような光学素子は、例えば、ディスプレイが２Ｄ表示モードと裸眼立体表示モードまたはデュアルビュー表示モードとを切り替えられるように、切替え可能な視差バリアを定義するために、ディスプレイと共に使用されてもよい。本発明はまた、そのような光学素子を取り入れたディスプレイ、リフレクタ、またはバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年にわたり、同時に複数ユーザによって見られるように、従来のディスプレイデバイスは設計されてきた。ディスプレイデバイスの表示特性は、視聴者がディスプレイに関して異なった角度から同じ良い画像品質を見ることができるように作られている。これは、多くのユーザがディスプレイから同じ情報を必要とする、例えば、空港および駅の出発情報のディスプレイなどの、応用において有効である。しかしながら、個々のユーザが同じディスプレイから異なった情報を見ることができることが望ましい、多くの応用例がある。例えば、自動車では、乗客が映画を見たがっている間、ドライバは衛星ナビげージョン情報を見たい場合もある。２台の別々のディスプレイデバイスを提供することによってこれらの相反する要求を満たすことができるだろうが、これは、余分なスペースを取り、コストを増大させるだろう。その上、２個の別々のディスプレイが上記の例で使用されると、ドライバが乗客のディスプレイを、ドライバがその頭を移動させると見ることができ、これは、ドライバにとり、注意がそらされることになるだろう。更なる例として、２人以上のプレーヤのためのコンピュータゲームにおいて、各プレーヤはその人の自分の視点からゲームを見たい場合もある。これは現在、各プレーヤが個々のスクリーンにおいて彼ら自身の独自の視点で見るように、各プレーヤが、別々のディスプレイ画面上においてゲームを見ることにより行われている。しかしながら、別々のディスプレイ画面を各プレーヤに提供するのは、多くのスペースを取り、高価であり、携帯型ゲームには、実用的でない。
【０００３】
これらの問題を解決するために、多重ビュー方向ディスプレイが開発された。多重ビュー方向ディスプレイの１つの適用は、デュアルビューディスプレイであり、これは、それぞれのイメージが特定の方向だけに見える状態で同時に２つ以上の異なったイメージを表示できる。そのように、一方向からディスプレイデバイスを見ている観察者が、１つのイメージを見る間、別の異なった方向からディスプレイデバイスを見る観察者は、異なったイメージを見る。異なったイメージを２人以上のユーザに示すことができるディスプレイは、２個以上の別々のディスプレイの使用と比べて、スペースとコストをかなり節約する。
【０００４】
多重ビュー方向ディスプレイデバイスの適用可能な例は上に出されたが、他の多くの適用がある。例えば、それらは、乗客自身の個々の機内娯楽プログラムが各乗客に提供される飛行機において使用されてもよい。現在各乗客には、通常前部の列の席の後に、個々のディスプレイデバイスが提供されている。多重ビュー方向ディスプレイを使用すると、各乗客が選択した映画を、一つのディスプレイが、２人以上の乗客に提供できるため、コスト、スペース、および重量において、かなりの節約が可能となるだろう。
【０００５】
多重ビュー方向ディスプレイの更なる利点として、それぞれ他の視野からの利用者を排除する能力がある。これは、例えば、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）を使用する、銀行業または売買取引などのセキュリティを必要とするアプリケーションでは、コンピュータゲームの上記の例と同じくらい望ましい。
【０００６】
多重ビュー方向ディスプレイの更なる適用として、三次元ディスプレイの作成がある。正視においては、人間の２つの眼が、頭の中で２つの目の別の場所からの、異なった遠近感より、三次元世界の眺めを知覚する。これらの２つの遠近感が、次に、場面の様々な物体までの距離を算定するために、脳によって使用される。三次元画像を効果的に表示するディスプレイを組み立てるためには、この状況を再度作成して、いわゆるイメージの「双眼写真」である、観察者の各眼に対応して１つのイメージを提供することが必要である。
【０００７】
三次元ディスプレイは、異なったビューを眼に供給するために使用される方法により２つのタイプに分類される。立体ディスプレイは、通常、一対の立体画像の両方のイメージを広い表示画面にわたって表示する。それぞれのビューは、例えば、ディスプレイの色、偏光状態、または時間により、コード化される。ユーザは、ビューを分離する眼鏡のフィルタシステムを身につけて、それのために意図されたビューだけを各眼が見るようにする。
【０００８】
裸眼立体ディスプレイは、右眼のビューと左眼のビューとを異なった方向に表示するので、それぞれのビューは空間のそれぞれの規定領域からのみ目に見える。イメージがディスプレイの有効領域の全体に渡って目に見える空間の領域は「ビューイングウィンドウ」と呼ばれる。もし観察者が、彼らの左の眼が双眼写真ペアの左眼のビューのためのビューイングウィンドウにあって、彼らの右眼がペアの右眼イメージのためのビューイングウィンドウにあるように位置していると、正しいビューは観察者の各眼によって見られ、そして、三次元画像が知覚される。裸眼立体ディスプレイでは、観察者はいかなる視聴補助具も着用する必要がない。
【０００９】
裸眼立体ディスプレイは、原則としてデュアルビューディスプレイと同様である。しかしながら、裸眼立体ディスプレイの上に表示された２つのイメージは、１つの立体画像ペアの左眼と右眼のイメージであるので、お互い独立してはいない。その上、１つのイメージが観察者の各眼に見える状態で、一人の観察者に対して目に見えるように、２つのイメージは表示される。
【００１０】
フラットパネル裸眼立体ディスプレイに関しては、ビューイングウィンドウの構成は、通常裸眼立体ディスプレイのイメージディスプレイユニットの画素（または、「ピクセル」）構造と、一般的に視差光学系（parallax optic）と呼ばれる光学素子との組合せによる。視差光学系の例は、視差バリアであり、そのバリアは、伝達可能な領域がしばしばスリットの様式で不透明な領域によって分離されているスクリーンである。このスクリーンは、裸眼立体ディスプレイを生成するために、画像素子の２次元配列を持っている空間光変調器（ＳＬＭ）の前または後ろにセットされる。
【００１１】
図２６は、従来の多重ビュー方向デバイス、この場合裸眼立体ディスプレイの平面図である。方向ディスプレイ１は、イメージディスプレイデバイスを構成する空間光変調器（ＳＬＭ）４および視差バリア５から成る。図２のＳＬＭは、アクティブマトリクス薄膜トランジスタ（TFT）基板６と、カウンタ基板７と、基板とカウンタ基板との間に配置された液晶層８とを持っている液晶ディスプレイ（LCD）デバイスの様式である。ＳＬＭは、複数の独立してアドレス可能な画像素子を定義する電極（図示せず）のアドレッシングを提供し、また、液晶層を並べるために、アラインメント層（図示せず）を提供する。それぞれの基板６、７の外側の表面上において、視野角エンハンスフィルム９と直線的な偏光子１０が供給される。バックライト（図示せず）からイルミネーション１１が供給される。
【００１２】
視差バリア５は、ＳＬＭ４に隣接して表面に形成された視差バリア開口アレイ１３を備えた基板１２を含む。開口アレイは、不透明な部分１４によって分離された透明な開口部１５を含む。開口部１５は、垂直に展開されていて（すなわち、図２６において紙面に展開する）、スリットの様式を持っている。反射防止（ＡＲ）コーティング１６は、視差バリア基板１２の反対側の表面（ディスプレイ１の出力表面を形成する）に形成される。
【００１３】
ＳＬＭ４のピクセルは、カラムが図２６において紙面に展開している状態で、列とカラムにおいて配置される。列または横方向のピクセルピッチ（１つのピクセルの中心から隣接しているピクセルの中心までの距離）はｐである。開口アレイ１３の垂直に延長されている伝達可能なスリット１５の幅は、２ｗであり、そして、伝達可能なスリット１５の水平方向のピッチはｂである。バリア開口アレイ１３の面は、距離ｓによって液晶層８の面から区切られている。
【００１４】
使用中に、ディスプレイデバイス１は、左眼のイメージと右眼のイメージとを形成し、そして、左眼および右眼がそれぞれ、左眼ビューイングウィンドウ２および右眼ビューイングウィンドウ３に一致するように、観察者が頭を置くので、三次元画像が見える。左右のビューイングウィンドウ２、３は、ディスプレイから所望の視聴距離でウィンドウ面１７において形成される。ウィンドウ面は、距離ｒｏによって開口アレイ１３の面から区切られる。ウィンドウ２、３は、ウィンドウ面において繋がっており、人間の２つの眼の間の平均した分離に対応するピッチｅを持つ。正常軸からディスプレイまでの各ウィンドウ２、３の中心に対する半分の角度は、通常αｓである。
【００１５】
視差バリア５のスリット１５のピッチは、ＳＬＭ４のピクセルピッチの整数倍近くになるように選ばれるので、ピクセルのカラムのグループは、視差バリアの特定のスリットに関連する。図２６は、ＳＬＭ４の２つのピクセルのカラムが視差バリアのそれぞれの伝達可能なスリット１５に関連付けられたディスプレイデバイスを示している。
【００１６】
運用時には、ピクセルは、立体画像ペアの左のイメージと右のイメージである２つのイメージを表示するように駆動される。図２６のディスプレイにおいて、各イメージに割り当てられているピクセルの代替のカラムを用いて、イメージはピクセル上で組み合わされる。
【００１７】
デュアルビューディスプレイは、原理上、図２６の裸眼立体三次元ディスプレイと同様である。しかしながら、異なった観察者を意図して、２つの独立した画像を表示するようにピクセルが駆動される。そのうえ、画像は異なった観察者に表示することを意図しているので、デュアルビューディスプレイにおける２つのビューイングウィンドウのピッチｅは、裸眼立体三次元ディスプレイより大きい。ピッチｅは通常、デュアルビューディスプレイにおいて１ｍのオーダであり、裸眼立体三次元ディスプレイにおいて１０ｃｍのオーダである。
【００１８】
高品質のデュアルビューディスプレイは、それぞれのユーザがもう片方のユーザのデータコンテンツによる少しの混信もなく、希望のデータコンテンツの、高品質で、明るい画像を見せうることを必要とする。さらに、各ユーザは、再び、画像品質における品質の劣化なく、かつ、もう片方のユーザのデータコンテンツからの少しの混信もなく、ユーザーが視聴位置を移動するいくらかの自由を必要とする。もしユーザがもう片方のユーザのデータコンテンツからの混信を見ることができるなら、これはクロストークまたはイメージミキシングと通常呼ばれる。
【００１９】
別のタイプの知られているディスプレイは、光の角出力範囲が制御可能であるディスプレイであり、それ故、広角ビューイングモードと狭角ビューイングモードとを切り替えることができる。例えば、コンピュータと共に使用されるモニタや、移動電話に内蔵のスクリーン、他の携帯情報機器などの電子表示装置は、通常、できるだけ広い視野角を持つように設計されているので、装置によって表示されたイメージは、多くの異なった視聴位置から見ることができる。しかしながら、装置によって表示されたイメージが、狭い範囲の視野角だけから目に見えることが望ましい、いくつかの状況がある。例えば、混雑している電車でポータブルコンピュータを使用している人は、コンピュータのディスプレイ画面には小さい視野角を持っており、コンピュータ画面に表示されたドキュメントを、電車の他の乗客が読めないことを望むかもしれない。この理由により、２つのオペレーションモードを電気的に切替え可能なディスプレイデバイスの開発にかなりの努力が払われている。このディスプレイデバイスは、「公共」表示モードにおいては、一般的使用のための広い視野角となるが、「プライベート」表示モードに切り替えることができ、「プライベート」表示モードにおいては、狭い視野角を持つので、公共の場において、デバイスのユーザ以外の人々には目に見えない状態で、個人的な情報を表示させることができる。
【００２０】
そのようなディスプレイの別の適用は、自動車におけるディスプレイとしてであってもよい。乗客がディスプレイを見ることができないか、またはドライバがディスプレイを見ることができないように、ディスプレイの視野角が制御できてもよい。あるいはまた、フロントガラスとウィンドウにおいてディスプレイの映り込みを抑えるために視野角が制御できてもよい。例えば、視野角が夜間または光の少ない条件において減少できてもよい。広い視野角と狭い視野角とを自動的に切替え可能となるように、また、ディスプレイの輝度の自動制御ができるように、輝度センサが提供されてもよい。
【００２１】
ディスプレイを見ることができる角度または位置の範囲を制限する、多くのデバイスが知られている。
【００２２】
特許文献１では、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）上に個人情報を表示するための方法について説明されている。このＡＴＭのディスプレイより放たれた光は、固定偏光状態となり、そして、このＡＴＭとそのユーザは、固定偏光状態の光を吸収するが、直交偏光状態の光は伝えるシート偏光子の大きい仕切りにより囲まれている。通行人は、ユーザとマシンを見ることができるが、マシンのスクリーンに表示された情報を見ることはできない。
【００２３】
光の方向を制御するための、一つの知られている素子が、日よけ用ブラインドと同様の構成において提供された透明層と不透明層交互から成る「ルーバ状」のフィルムである。このフィルムは、日よけ用ブラインドと同じ原理により作動し、そして、光が不透明層に平行かまたはほとんど平行となる方向に伝わるとき、それを通り抜けられるようにする。しかしながら、大きな角度で不透明層の面に伝わる光は、不透明層の１つに入射し、吸収される。これらの層は、フィルムの表面に垂直であってもよいか、またはフィルムの表面に対して幾分他の角度であってもよい。
【００２４】
このタイプのルーバ状のフィルムは、透明材料と不透明な材料とをシート状に交互に多く積み重ねて、次に、結果としてできるブロックの部分を層に垂直に切ることによって、製造されてもよい。この方法は、何年にも渡り知られていて、例えば、特許文献２、３、および４に記載されている。
【００２５】
他の製造方法が知られている。例えば、特許文献５においては、ルーバ状のフィルムを、積み重ねられた層の円筒状の塊から連続して切るプロセスについて説明されている。特許文献６においては、得られたフィルムの光学品質と機械的な強健さが、紫外線硬化可能な単量体のコーティングと、次に、フィルムをＵＶ放射にさらすこととにより改良されうるかが説明されている。特許文献７は、紫外線硬化可能な材料がルーバ状シートとカバーフィルムとを接着するのに使用される、同様のプロセスについて説明している。
【００２６】
ルーバ状のフィルムと同様のプロパティを有するフィルムを作るための他の方法が存在している。例えば、特許文献８では、フィルムの面に垂直な方向において並べられた多くの細長い粒子を含む光量制御フィルムについて説明されている。したがって、この方向に対して大きな角度を持つ光線は大幅に吸収されるが、この方向に伝播される光線は伝えられる。
【００２７】
光量制御フィルムの別の例は、特許文献９において記載されている。このフィルムは、フィルムの面に一般に平行に延長された不透明領域が埋め込まれた透明体を有する。各スタックが隣接しているスタックから区切られている状態で、不透明な領域がスタック中に配置される。不透明な領域は、ある一定の方向において、フィルムを通した光の伝送を妨げるが、他の方向の光の伝送を許す。
【００２８】
従来技術の光量制御フィルムは、ディスプレイを見ることができる角度の範囲を制限するために、ディスプレイパネルの前面または伝達可能なディスプレイパネルとそのバックライトとの間に置かれてもよい。言い換えれば、従来技術の光量制御フィルムは、ディスプレイを「プライベート」にする。しかしながら、従来技術の光量制御フィルムのいずれも、広い範囲の角度から見ることを許すためにプライバシー機能をオフにすることは出来ない。
【００２９】
公共のモード（広い視野角を有する）とプライベートモード（狭い視野角を有する）とを切り換えることができるディスプレイの報告がある。例えば、特許文献１０においては、ディスプレイの上に光量制御フィルムを可動なようにマウントするにより、光量制御フィルムがプライベートモードを与えるためにディスプレイの前部に置かれてもよいし、または公共のモードを与えるために機械的にディスプレイの後または横のホルダに引っ込められてもよいことが示唆されている。この方法には、使用中に動かすことができなくなるか、または損傷するかもしれず、ディスプレイの容積を増すという短所がある。
【００３０】
可動部なしで公共のモードからプライベートモードにディスプレイパネルを切り換えるための方法は、ディスプレイパネルの後ろに光量制御フィルムをマウントし、光量制御フィルムとパネルとを、電子的に切り換えることができる拡散器を置くことである。拡散器が無効であるときに、光量制御フィルムは視野角の範囲を制限し、そして、ディスプレイがプライベートモードになる。拡散器がオンの時は、光量制御フィルムからの狭い角度範囲の出力を有する光が拡散器に入射し、拡散器は、光の拡散する角度を増すように動作する。すなわち、拡散器は光量制御フィルムの効果を相殺する。したがって、ディスプレイは広い範囲の角度を伝わる光によって照らされ、そして、ディスプレイは公共のモードで作動する。また、同じ効果を達成するために、パネルの前に光量制御フィルムをマウントして、光量制御フィルムの前に切替え可能な拡散器を置くことも可能である。
【特許文献１】米国特許公開公報  第６５５２８５０号（２００３年４月２２日公開）
【特許文献２】米国特許公開公報  第２０５３１７３号（１９３６年９月１日公開）
【特許文献３】米国特許公開公報  第２６８９３８７号（１９５４年９月２１日公開）
【特許文献４】米国特許公開公報  第３０３１３５１号（１９６２年４月２４日公開）
【特許文献５】米国特許公開公報  第ＲＥ２７６１７号（１９７３年４月１７日公開）
【特許文献６】米国特許公開公報  第４７６６０２３号（１９８８年８月２３日公開）
【特許文献７】米国特許公開公報  第４７６４４１０号（１９８８年８月１６日公開）
【特許文献８】米国特許公開公報  第５１４７７１６号（１９９２年９月１５日公開）
【特許文献９】米国特許公開公報  第５５２８３１９号（１９９６年６月１８日公開）
【特許文献１０】米国特許公開公報  第２００２／０１５８９６７号（２００２年１０月３１日公開）
【特許文献１１】米国特許公開公報  第５８３１６９８号（１９９８年１１月３日公開）
【特許文献１２】米国特許公開公報  第６２１１９３０号（２００１年４月３日公開）
【特許文献１３】米国特許公開公報  第５８７７８２９号（１９９９年３月２日公開）
【特許文献１４】米国特許公開公報  第５８２５４３６号（１９９８年１０月２７日公開）
【特許文献１５】特開２００３−２３３０７４号（２００３年８月２２日公開、出願番号ＪＰ３６０７２７２号）
【特許文献１６】英国特許公開公報  第２４０５５３３号（２００５年３月２日公開、出願番号ＧＢ０３２０３５３．５号）
【特許文献１７】英国特許公開公報  第２４１３３９４号（２００５年１０月２６日公開、出願番号ＧＢ０４０８７４２．５号）
【特許文献１８】英国特許公開公報  第２４１０１１６号（２００５年７月２０日公開、出願番号ＧＢ０４０１０６２．５号）
【特許文献１９】英国特許公開公報  第２４２１３４６号（２００６年６月２１日公開、出願番号ＧＢ０４２７３０３．３号）
【特許文献２０】ＷＯ９５／１１１２７号（１９９５年４月２７日国際公開）
【特許文献２１】欧州特許公開公報  第０３９５１１３号（１９９０年１０月３１日公開）
【特許文献２２】米国特許公開公報  第４２８３１１３号（１９８１年８月１１日公開）
【特許文献２３】米国特許公開公報  第５６０８５６８号（１９９７年３月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上記のタイプの切替え可能なプライバシーデバイスは、特許文献１１、１２、および１３に記載されている。ディスプレイが公共のモードまたはプライベートモードであるか否かに関係なく、これらのデバイスは、それに入射する光のかなりの部分が常に光量制御フィルムにより吸収されるという短所を持っている。したがって、このディスプレイは本来的に光の使用効率が悪い。その上、拡散器が公共のモードにおいて広い範囲の角度に光を広げるので、また、これらのディスプレイもプライベートモードより公共のモードが薄暗い（デバイスが公共のモードで作動しているとき、補償するために、バックライトをより明るくしない場合）。
【００３２】
これらのデバイスの他の短所は、それらの消費電力に関連する。そのようなデバイスはしばしば、切替え可能な高分子分散液晶拡散器を使用する。これは、電圧が全く液晶レイヤに渡りかけられていないとき拡散性が無く、電圧をかけることによってオンとなる（拡散性のある状態になる）。したがって、公共のモードのオペレーションを得るために、拡散器をオンにするように、拡散器に渡り電圧をかける必要がある。したがって、プライベートモードに比べ、より多くの電力が、公共のモードでは消費される。これは、たいてい公共のモードにおいて使用され、限られたバッテリ電力を持つモバイル機器にとり短所となる。
【００３３】
特許文献１４において、公共／プライベートの切替えが可能なディスプレイを作るための別の方法が与えられている。この特許における光量制御デバイスは、上で説明したルーバ状のフィルムと構造が同様である。しかしながら、従来のルーバ状のフィルムのそれぞれの不透明素子は、電子的に不透明な状態から透明な状態に切り換えることができる液晶セルに取り替えられている。光量制御デバイスは、ディスプレイパネルの前または後ろに置かれる。セルが不透明であるときに、ディスプレイはプライベートモードで作動する。セルが透明であるときに、ディスプレイは公共のモードで作動する。
【００３４】
このデバイスの１つの大きな短所は、適切な形を有する液晶セルを製造する困難性と費用である。２番目の短所は、プライベートモードにおいて、光線が、最初に透明材料を、次いで、液晶セルの一部を通るような角度において入射し得ることである。液晶セルでは完全にそのような光線を吸収するわけではなく、このため、デバイスのプライバシーが減少させられ得る。
【００３５】
特許文献１５においては、公共およびプライベート表示モードとを切替え可能な別のディスプレイについて説明されている。このデバイスは、パターン化された液晶配列を持っている、追加の液晶パネルを使用する。異なった液晶配列を持つパネルのセグメントは、異なった方法により、ディスプレイの異なった領域のビューイング特性を変更し、その結果、ディスプレイパネル全体は、中央のビューイング位置からのみ、完全に読むことが可能である。
【００３６】
特許文献１６においては、光の１つの偏光のためだけに作動するルーバに基づいた、切替え可能なプライバシーデバイスについて説明されている。ルーバは、ルーバ自体の中の染められた液晶分子の回転、または分けられた素子を使用することによる、入射光の偏波面の回転により、オンとオフとが切り換えられる。
【００３７】
特許文献１７においては、１つ以上の追加の液晶層と偏光子とをディスプレイパネルに加えることによって組み立てられた切替え可能なプライバシーデバイスについて説明されている。よく知られた方法のより電気的に液晶を切り換えることにより、これらの付加的な素子の固有の視野角の依存性を変えることができる。
【００３８】
特許文献１８においては、異なった角度範囲を有する光を作り出す２つの異なったバックライトを持っているディスプレイについて説明されている。適切なバックライトを使用することにより、公共表示モードとプライベート表示モードとの間でディスプレイを切り換えることができる。
【００３９】
特許文献１９において、偏光変形層（polarisation modifying layer、ＰＭＬ）が液晶ディスプレイパネルの出口偏光子の後ろに置かれたディスプレイが開示している。ＰＭＬのいくつかの部分は透明である。ＰＭＬの他の部分は、これらの部分を通って見られたピクセルの色が、逆にされるように、それらを通り抜ける光の偏光を変える（明るいピクセルが暗くなり、暗いピクセルが明るくなる）。これらの部分の直接後ろにおいてピクセルに送られたデータは、逆になるので、ディスプレイが中央の位置から見られるとき、画像は正常に現れる。しかしながら、ディスプレイが中央ではない位置から見られるとき、逆になっていない画像データが供給されるピクセルは、ＰＭＬのリターダ（retarder）素子を通して見られるので、画像はだめになる。軸からはずれた観察者は、ランダムなドットパターンである紛らわしいイメージを見る。ＰＭＬは、液晶から作られ、公共モードを与えるためにオフにされてもよい。
【００４０】
特許文献２０は、例えば、温室の屋根に使われるシャッターを開示している。このシャッターは、透明な導電層に隣接してサーモクロミック材料の層を有している。電流が導電層の中を流れると、サーモクロミック材料は、加熱され、不透明になる。
【００４１】
特許文献２１は、イメージを記録することを意図した強誘電体液晶光バルブに関連する。液晶層は、液晶層に渡って適当な電圧をかけることにより、２つの安定状態の間を電気的に切り換えられる。液晶層の隣にレーザービーム吸収層が提供され、この層の一部が照射されるとき、それは、加熱され、レーザービーム吸収層の放射された部分に隣接した液晶層の特性を変える。
【００４２】
特許文献２２では、例えば光ファイバ間での赤外線照射を切り換えるバナジウム酸化薄膜の使用が開示されている。バナジウム酸化薄膜は、熱により、赤外線放射を吸収する金属状態と、約１μｍより大きい波長を持つ赤外線放射に対して透過的である半電導性状態との間で切り換えられる。
【００４３】
特許文献２３では、同様に、二酸化バナジウム薄膜を使用する赤外線放射を調節するための空間光変調器が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の最初の態様は、第１の安定状態と、第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを、熱的に切替え可能な材料と、前記材料の一つ以上の選択された領域における、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態との切り換えによって、前記光学素子の一つ以上の選択された領域の透過率を変える切替え手段を備え、前記材料が、二安定またはマルチ安定であり、そこでは、１番目と２番目の安定状態は、二安定状態の２つとして（二安定の材料のケースにおいて）であるか、または安定状態の２つとして（マルチ安定の材料のケースにおいて）である、光学素子を提供する。二安定またはマルチ安定材料の使用は、熱パルスにより材料を切り換えたい希望があるときだけ、加えられる必要があることを意味し、その結果、電力消費が抑えられる。具体的には、本発明の光学素子は、１つの安定状態からもう一方の安定状態へ、熱的に切替え可能な材料を切替えるときのみ、必要な電力を最小化しながら、熱パルスを加える。
【００４５】
したがって、本発明の光学素子は、熱的に切替え可能な材料を、１つの安定状態またはもう一方の安定状態に保ちつづけるために、熱パルスを印加しつづける必要がなく、電力消費が抑えられる。
【００４６】
「光学素子」の用語の意味は、例えば、ディスプレイ、反射鏡またはバックライトなどの別のコンポーネントを通る光路に置かれてもよい素子を意味し、この光学素子は、コンポーネントの光学的性質を変えるために制御されてもよい。この変えらる光学的性質は、ディスプレイの表示モード、視野角範囲、明るさ／輝度、および色を含むが、これらに限定されない。「光学的性質」の用語は、およそ４００μｍの波長からおよそ７００μｍの波長に広がっている、スペクトルの可視領域に関連する性質を意味している。
【００４７】
例として、本発明の光学素子は、ディスプレイのモードを変えるためにディスプレイに関連して使用されてもよい。例えば、もし素子が熱的に切替え可能な材料の、一つの状態において実際上非透過的であれば、熱的に切替可能な材料は、例えば、視差バリアなどの視差光学系を一つの状態において提供するために構成されてもよい。したがって、ディスプレイが、熱的に切替可能な材料を適切な状態に置くことにより、例えば、３Ｄモードやマルチビュー表示モードなど、指向表示モードと、従来の２Ｄ表示モードとを切り替えられてもよい。熱的に切替可能な材料が、非透過的な状態に入れられるとき、視差光学系が有効となり、熱的に切替可能な材料が別の状態に入れられるとき、視差光学系は無効にされる。
【００４８】
別の例では、選択的に可能にされてもよい視差バリアを定義するのに熱的に切替可能な材料を使用してもよく、レンズアレイが光学素子に提供されてもよい。もしバリアアレイのスリットが、レンズアレイの焦点面に位置しているなら、スリットを通るどのような光も、レンズアレイのそれぞれのレンズの焦点として定義され、平行にされる。熱的に切替可能な材料の状態を変えることにより、広い視野角モードと狭い視野角モードとの間で切り替えられるディスプレイを可能にするために、ディスプレイと共にそのような素子を使用できる。
【００４９】
本発明の更なる適用として、熱的に切替可能な材料はまた、素子に光透過率の異なるノンゼロ値を供給する２つの状態の間で切替え可能であってもよい。ディスプレイと共にそのような素子を使用するとき、熱的に切替可能な材料の状態を切り替えることにより、ディスプレイの輝度をより薄暗くすることができる。この適用の例は、自動車においてであり、ＧＰＳディスプレイは周辺光に打ち勝つ為にまたは天気が曇りであるので日中は明るい。ドライバーは、夜間ダッシュボードやより一般的には車の中から来るどのような寄生的な照明でも、視界が影響を受けるので、ディスプレイの輝度を減少させることを好むだろう。この実施例では、光学素子は、光学素子の透過率を光学素子の全体のアクティブな領域にわたって変えられるように構成されてもよい。
【００５０】
自動車に関する別の例では、本発明の光学素子により、ドアミラーおよび／またはバックミラーを含んでもよく、例えば、後ろの車のヘッドライトが鏡に反射された時、反射された画像の輝度をうす暗くすることをドライバーに許す。これは、そのような場合の不便を減少させて、また、ドライバーが幻惑される結果、事故が起こる可能性を小さくすることになる。
【００５１】
更なる例として、熱的に切替可能な材料はまた、高い光透過率を素子に供給する状態と、素子が着色されているように見える状態との間で切替え可能であってもよい。この例では、光学素子は、ディスプレイが電話がスイッチオフされるとき、電話のボディーと同じ色となるのを可能にするために、例えば、携帯電話のディスプレイの上に置かれてもよい。
【００５２】
上記材料は、第１の安定状態において第１の透過率を持ってもよく、第２の安定状態において第１の透過率と異なる第２の透過率を持ってもよい。
【００５３】
光学素子の一つ以上の選択された領域は、光学素子の全体の動作領域より小さい領域を構成してもよい。あるいはまた、光学素子は、熱的に切替可能な材料が使用中に、光学素子の全体の動作領域にわたって切り替えられるように構成されてもよい。
【００５４】
上記光学素子の一つ以上の選択された領域は、一様に互いに平行に延びた複数のストライプ形状をしている領域を構成してもよい。これは、視差バリアが光学素子において選択的に定義されることを可能にする。
【００５５】
上記光学素子はさらにレンズアレイを含んでもよい。
【００５６】
上記材料が、実質的に前記レンズアレイの焦点面に配置されてもよい。
【００５７】
レンズアレイの各レンズは、上記材料のそれぞれ選択された領域から横方向に区切られてもよい。例えば、この材料が一様に互いに平行に延びた複数のストライプ形状をしている領域として構成された光学素子の中では、各レンズは、この材料の２つの隣接しているストライプ形状をしている領域間のギャップに置かれてもよい。
【００５８】
上記材料の少なくとも選択された領域を切り替えるための切替え手段が、材料の各選択された領域を選択的に加熱する加熱手段を含んでもよい。
【００５９】
上記加熱手段は、熱的に切替可能な材料と固定された関係にあってもよい。
【００６０】
上記加熱手段は、光学素子を通る光路に提供されてもよい。
【００６１】
上記加熱手段は、透明または半透明であってもよい。
【００６２】
上記加熱手段は、複数の発熱体を含んでもよい。例えば、加熱手段は、電流がそれらを通り抜けるとき発熱する複数の抵抗加熱素子を含んでもよい。それぞれの発熱体は、材料のそれぞれの選択された領域と実質的に同一の広がりを持ってもよい。あるいはまた、光学素子はただ一つの発熱体を含んでもよい。
【００６３】
上記材料の各選択された領域を切替える手段は、あるいはまた、上記材料の各選択された領域を照射する手段を含んでもよい。
【００６４】
これにより、上記材料は、当該材料の複数の選択領域を定義するためにパターン化されてもよい。上記材料の各選択された領域は、その透過率を制御することが望まれている光学素子の領域に対応している。
【００６５】
上記光学素子は、上記材料の第１の安定状態と第２の安定状態とのどちらか一方において透過的であってもよい。ここでの「透過的」とは、最も透過的であることを意味し、すなわち、透過率が、最も大きな取り得る値となることである。
【００６６】
第１の安定状態から第２の安定状態に、上記材料の選択された領域を切り替えることにより、前記光学素子の対応する領域の前記透過率が低下してもよい。これは、光学素子の対応する領域において、実質的にゼロに透過率を低下させてもよい。
【００６７】
上記切替え手段は、使用中に、上記材料の全体の動作領域を実際上切り替えてもよい。
【００６８】
本発明の第２の態様においては、イメージディスプレイパネルと、イメージディスプレイパネルを通る光路に配置された、第１の態様の光学素子とを含むディスプレイを提供する。
【００６９】
本発明の第３の態様においては、光を反射する表面と、光を反射する表面への、または、光を反射する表面からの光路に配置された第１の態様の光学素子とを含むリフレクタを提供する。
【００７０】
本発明の第４の態様においては、最初の側面の光学素子を含むバックライトを提供する。
【００７１】
上記バックライトは、使用中に、光を放つための表面を持っている導光管を含んでもよく、さらに、上記光学素子は導光管からの光の光路に配置されてもよい。
【００７２】
本発明の第５の態様においては、イメージディスプレイパネルと、前記イメージディスプレイパネルの少なくとも一部の上に配置された、第１の安定状態と、前記第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを熱的に切替え可能な材料と、前記材料の一つ以上の選択された領域における、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態との切り替えによって、前記材料の一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける透過率を変える切替え手段とを備えている、ディスプレイ提供する。
【００７３】
上記材料は、二安定であってもよく、２つの安定した状態として、第１の状態と第２の状態とを持ってもよい。
【００７４】
上記材料は、第１の状態において第１の透過率を持ち、第２の状態において第１の透過率と異なる第２の透過率を持ってもよい。
【００７５】
上記材料の一つ以上の選択された領域は、ディスプレイの全体の表示領域より少ない領域となってもよい。
【００７６】
上記材料の一つ以上の選択された領域は、一様に互いに平行に延ばされた複数のストライプ形状をしている領域を構成してもよい。
【００７７】
上記ディスプレイはさらにレンズアレイを含んでもよい。
【００７８】
上記材料は、実質的にレンズアレイの焦点面に配置されてもよい。
【００７９】
上記レンズアレイの各レンズは、上記材料のそれぞれの選択された領域から横方向に区切られてもよい。
【００８０】
上記材料の各選択された領域を切り替える切替え手段は、上記材料の各選択された領域を加熱するための加熱手段を含んでもよい。
【００８１】
上記加熱手段は、透明または半透明であってもよい。
【００８２】
上記加熱手段は、複数の発熱体を含んでもよい。
【００８３】
上記加熱手段は、上記材料と固定された関係にあってもよい。
【００８４】
上記加熱手段は、ディスプレイを通る光路に配置されてもよい。
【００８５】
それぞれの発熱体は、上記材料のそれぞれの選択された領域と実質的に同じ広がりがあってもよい。
【００８６】
上記ディスプレイはさらに、加熱手段とイメージディスプレイパネルとの間に配置された、断熱材を含んでもよい。
【００８７】
上記材料の各選択された領域を切り替える手段は、上記材料の各選択された領域を照射する手段を含んでもよい。
【００８８】
上記材料がパターン化されることにより、上記材料の各選択された領域が決定されてもよい。
【００８９】
上記材料の第１の状態において、上記材料は、最も光が透過的であってもよい。
【００９０】
第１の状態から第２の状態に材料の選択された領域を切り替えることにより、上記材料の対応する領域の透過率が低下してもよい。材料の対応する領域の透過率は、実質的にゼロに低下されてもよい。
【００９１】
上記切替え手段は、使用中に、実質的に上記材料の全体の動作領域を切り替えてもよい。
【００９２】
上記ディスプレイは、当該ディスプレイの温度に応じて切替え手段を駆動するための駆動回路を含んでもよい。
【００９３】
第１の態様の光学素子は、当該光学素子の温度に応じて切替え手段を駆動するための駆動回路を含んでもよい。
【００９４】
本発明の第６の態様においては、前記光を反射する表面の少なくとも一部の上に配置された、第１の状態と、前記第１の状態と異なった第２の状態とを熱的に切替え可能な材料と、前記材料の少なくとも選択された領域における、前記第１の状態と前記第２の状態との切り替えによって、リフレクタの一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける反射率を変える、切替え手段とを備えているリフレクタを提供する。
【００９５】
本発明の第７の態様においては、使用中に、光を放つ表面と、導波管の発光面の少なくとも一部の上に配置された、第１の状態と、前記第１の状態と異なる第２の状態とを熱的に切替え可能な材料と、前記材料の少なくとも選択された領域における、前記第１の状態と前記第２の状態との切り替えによって、バックライトの一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける輝度を変える、切替え手段とを備えているバックライトを提供する。
【発明の効果】
【００９６】
本発明の光学素子は、以上のように、第１の安定状態と、第１の安定状態と異なる第２の安定状態とを、熱的に切替え可能な材料と、前記材料の一つ以上の選択された領域における、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態との切り替えによって、前記光学素子の一つ以上の選択された領域の可視スペクトルにおける透過率を変える切替え手段と、を備え、前記材料が、二安定またはマルチ安定であり、二安定状態の２つとして、または、マルチ安定状態の２つとして、前記第１の安定状態と前記第２の安定状態とを持っている。したがって、熱的に切替え可能な材料を、１つの安定状態またはもう一方の安定状態に保ちつづけるために、熱的に切替え可能な材料に熱を与えつづける必要がなく、電力消費を抑える効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９７】
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ２０の断面図である。ディスプレイ２０は、イメージ表示パネル２１、およびイメージ表示パネル２１を通過する光路に配置された光学素子２２を含む。イメージ表示パネル２１は、好適に使用し得る、または従来のイメージ表示パネルであればよい。イメージ表示パネル２１としては、図１におけるイメージ表示層２４、例えば、第１の透明基板２３と第２の透明基板２５との間に配置された、画素化された液晶層に代表される。イメージ表示パネル２１の性質は本発明にとって重大なことではないので、イメージ表示パネル２１について、これ以上の説明は行わない。
【００９８】
光学素子２２は、少なくとも第１の安定状態と第１の安定状態とは異なる第２の安定状態とを熱的に切替え可能な材料２７を含む。また、光学素子２２は、材料２７を１つの安定状態からもう一方の安定状態に切替える切替え手段を含んでいる。図１に示す実施形態において、上記切替え手段は、熱的に切替え可能な材料２７を１つの安定状態からもう一方の安定状態に切替えることができるように、使用に際して、熱的に切替え可能な材料２７を加熱する。図１に示す実施形態において、上記切替え手段は、複数の発熱体２８によって構成されている発熱手段を含む。発熱体２８は熱的に切替え可能な材料２７に固定された状態にあって、発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７に対して熱のパルスを加えることによって、熱的に切替え可能な材料２７を１つの安定状態からもう一方の安定状態に切替えることができる。熱的に切替え可能な材料２７の性質に関するより詳細な説明については後述する。
【００９９】
発熱体２８は、透明または半透明な発熱体であり、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）から形成された発熱体などである。
【０１００】
熱的に切替え可能な材料２７および発熱体２８は、適当な透明の支持材料２６（例えば、粘着性を有する材料など）によって支持されており、かつ透明な材料からなるさらなる層２９によって覆われている。層２９も支持材料２６と同様、適当に透明な接着剤であってもよい。
【０１０１】
図１に示す実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、紙面に対して垂直な方向に伸びている、平行なストリップの連続として配置されている。熱的に切替え可能な材料２７が安定状態の内の１つにあるとき、熱的に切替え可能な材料２７は、光学素子２２の（熱的に切替え可能な材料２７と）対応する部分が実質的にゼロではない透過率を有するように、配置されている。このようにして、熱的に切替え可能な材料２７が光学素子２２の対応する部分を実質的に非透過的（以下において説明の便宜上、熱的に切替え可能な材料の“不透明な状態”と称する）にさせるように、熱的に切替え可能な材料２７の複数のストリップが上述のような状態に配置されているとき、視差バリア開口アレイは、光学素子２２において規定される。ディスプレイ２０は、図２６を参照して説明したように、ピクセルの交互の列において第１のイメージおよび第２のイメージを表示することによって、方向表示モードとして動作する。
【０１０２】
熱的に切替え可能な材料２７がもう一方の安定状態、または複数の安定状態の内、その他の安定状態にあるとき、光学素子２２の対応する部分は、実質的に光の吸収性がゼロ（以下において説明の便宜上、熱的に切替え可能な材料の“透過状態”と称する）である。熱的に切替え可能な材料２７が透過状態に配置されているとき、光学素子２２は、その全体の領域において、実質的に均一な透過率を有しており、視差バリアが規定されない。従って、ディスプレイ２０は、従来の２−Ｄディスプレイとして動作する。以上のように、図１のディスプレイ２０は、２−Ｄ表示モードと、熱的に切替え可能な材料２７が透過状態から不透明な状態に切替わるように、発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７を過熱すること（およびイメージ表示層２４のピクセルをリアドレッシングすること）によって生じる、方向表示モードマルチビューとを切替えられてもよい。
【０１０３】
以下に詳述するように、より好ましい実施態様において、熱的に切替え可能な材料２７は、発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７に対して熱のパルスを加えることによって、透過状態から不透明な状態に切替えられる。また、熱的に切替え可能な材料２７は、発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７に対して熱のパルスを加えることによって、不透明な状態から透過状態に切替えられる。一度、熱的に切替え可能な材料２７（の状態）が切替えられると、次に熱的に切替え可能な材料２７の切替えが所望されるまで、発熱体２８は熱を供給する必要がない。
【０１０４】
図２は、本発明のさらなる実施形態に係るディスプレイ２０を示している。図２のディスプレイ２０は概ね図１のディスプレイ２０と同様であるため、ここでは、図２のディスプレイ２０と図１のディスプレイ２０との差異について説明する。
【０１０５】
図２のディスプレイ２０は、マイクロレンズのアレイ３０をさらに備えている。アレイ３０を構成するマイクロレンズのそれぞれは、熱的に切替え可能な材料２７の隣接する２つのストリップの間に配置されるように、熱的に切替え可能な材料２７のストリップのそれぞれからみて横方向に間隔を空けて並べられている。アレイ３０を構成するマイクロレンズは、紙面と垂直な方向に伸びており、マイクロレンズの紙面と垂直な方向に対する広がりは、熱的に切替え可能な材料２７の紙面と垂直な方向に対する広がりと、ほぼ同じである。マイクロレンズのアレイ３０は、視差バリアのスリット幅より広くなるように形成してもよい。このとき、視差バリアにおける光の吸収を低下させることができる。このため、マルチビューの方向表示モードにおけるディスプレイ２０の輝度（brightness）が、増強される。また、マイクロレンズのアレイ３０を供給することによって、マルチビューの方向表示モードに整列させたビューイングウィンドウの間における遷移が、従来の視差バリアと比較して鋭敏になるため、向上する。
【０１０６】
図３は、本発明の更なる実施形態に係るディスプレイ２０を示している。図３のディスプレイ２０は概ね図１のディスプレイ２０と同様であるため、ここでは、図３のディスプレイ２０と図１のディスプレイ２０との差異について説明する。
【０１０７】
図１に示されている視差バリアは、熱的に切替え可能な材料２７が不透明な状態にあり、かつ視差バリアが光学素子２２において規定されるとき、デュアルビュー表示モードを提供することを目的としている。すでに述べたように、デュアルビュー表示モードにおいては、別個のイメージが２人の異なる観察者に表示される。しかし、図３において、熱的に切替え可能な材料２７は、３−Ｄ裸眼立体視ディスプレイに適した視差バリアを規定する、不透明な状態に配置されており、左眼のイメージと右眼のイメージとは、観察者の左眼と右眼とに表示されている。３−Ｄ裸眼立体視ディスプレイの原理は、デュアルビューディスプレイの通常の原理と類似しているが、３−Ｄ裸眼立体視ディスプレイの視差バリアが形成されていなければ、観察者の左眼と右眼とに対して同時に表示を行うビューイングウィンドウを提供することができない。
【０１０８】
バリアのピッチ、不透明な領域の幅などのような、視差バリアの性質は、当業者にとって周知の事柄であるため、ここでは詳述しない。
【０１０９】
図４（ａ）、本発明の更なる実施形態に係るディスプレイ２０を示している。図４（ａ）のディスプレイ２０は概ね図１のディスプレイ２０と同様であるため、ここでは、図４（ａ）のディスプレイ２０と図１のディスプレイ２０との差異について説明する。
【０１１０】
図４（ａ）の光学素子２２は、マイクロレンズのアレイ３０を備えている。図４（ａ）のマイクロレンズのアレイ３０において、アレイ３０の各レンズは、紙面と垂直な方向に伸びており、各レンズの紙面と垂直な方向への広がりは、熱的に切替え可能な材料２７のストリップの紙面と垂直な方向への広がりとほぼ同じである。熱的に切替え可能な材料２７の複数のストリップの間にある間隙が各マイクロレンズの焦点面になるように、マイクロレンズは位置合わせされる。ここで、各レンズの焦点は、上記間隙の横方向の中心と略一致している。
【０１１１】
熱的に切替え可能な材料２７が視差バリアを規定するために、不透明な状態に切替えられたとき、イメージ表示パネル２１を通過する光のすべては、視差バリアの透明領域の１つを通過するはずである。視差バリアの透明領域の１つとは、熱的に切替え可能な材料２７の２つの隣接するストリップの間にあるスリットの１つのことである。マイクロレンズのアレイ３０によって光が平行になるので、ディスプレイ２０を通過した光は、実質的に１方向に方向付けられている（図４（ａ）において、ディスプレイ２０を通過した光は、実質的にディスプレイ２０の軸に沿うように方向付けられているが、本発明は、これに限定されるものではない）。ディスプレイ２０は、使用に際して、光学素子２２のイメージ表示パネルとは反対側に配置された適当なバックライトユニット（図示せず）によって、照らされることが想定される。熱的に切替え可能な材料２７によって規定された視差バリアおよびマイクロレンズのアレイ３０が、守秘の仕組みとして機能する。視差バリアおよびマイクロレンズのアレイ３０によって、イメージ表示パネル２１に表示されたイメージを狭い範囲の観察方向からしか見ることができない、プライベート表示モードを備えたディスプレイ２０を提供することができる。
【０１１２】
熱的に切替え可能な材料２７が透明な状態にあり、視差バリアが光学素子２２によって規定されていないとき、マイクロレンズのアレイ３０の影響はほとんどない。このとき、イメージ表示ディスプレイ２１に表示されるイメージは、広い範囲の観察の方向から見ることができる。つまり、ディスプレイ２０は、ワイドビューイングモードとして動作している。このため、図４（ａ）のディスプレイ２０は、発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７を過熱して、ワイドビューイングモードを提供するために透過状態に配置させる、またはナロービューイングモードを提供するために不透明な状態に配置させることによって、狭い表示モードと広い表示モードとの間を切替えてもよい。上記２つのモードにおいて、イメージ表示層２４が対応して、単一のイメージを表示する。
【０１１３】
図４（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るバックライト３１の概略的な断面図である。バックライト３１は、バックライトユニット３４およびバックライトユニット３４からの光の光路に配置された、図４（ａ）に示された様式の光学素子２２からなる。図４（ａ）を参照して説明したように、熱的に切替え可能な材料２７を透過状態に切替えることによって、バックライトユニット３４からの光は、広範囲の角度に向けられる。一方、熱的に切替え可能な材料２７が不透明な状態に切替えられると、バックライトユニット３４からの光は、狭い範囲の方向にだけ向けられる。このため、図４（ｂ）のバックライト３１は、ワイドバックライトモードと平行バックライトモードとの間を切替え可能である。
【０１１４】
図４（ｂ）に示すように、バックライトユニット３４は、光源３２によって光が照射される導光管３３を備えている。光源３３は、例えば、導光管３３の１つの端面に沿って伸びている蛍光管であってもよい。よく知られているように、光源３３からの光は、導光管３３内に導かれ、導光管３３の前面３３ａから放射される。しかし、本発明のバックライト３１は、図４（ｂ）に示したような特定のバックライトユニット３４に限定されるものではない。
【０１１５】
図５は、本発明の更なる実施形態に係るディスプレイ２０を示している。図５のディスプレイ２０は概ね図１のディスプレイ２０と同様であるため、ここでは、図５のディスプレイ２０と図１のディスプレイ２０との差異について説明する。
【０１１６】
図５のディスプレイ２０において、熱的に切替え可能な材料２７は、一定の形状を有していないが、実質的に光学素子２２の全域を覆って広がっている。言い換えると、熱的に切替え可能な材料２７は、実質的にイメージ表示パネル２１の出力面と広がっている範囲を共有している。切替え手段は、光学素子２２の活性領域のほぼ全域を覆って広がっている、単一の発熱体２８を備えている。本実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、２つの異なる、ただしいずれもゼロではない、透過率を有する光学素子２２を提供する２つの状態の間を切替え可能である。例えば、熱的に切替え可能な材料２７の１つの状態が、実質的に１００％の透過率を有する光学素子２２を提供してもよく、熱的に切替え可能な材料２７の他の状態が、低減された、しかしゼロではない、透過率を有する光学素子２２を提供してもよい。図５のディスプレイ２０は、熱的に切替え可能な材料２７を適切に切替えることによって、高輝度モードまたは減光モードのいずれかに動作する。このようなディスプレイ２０は、広範囲の周囲光の条件において視認可能なイメージを提供しなければならないような、高輝度モードに切替えて、表示されたイメージの視認性を確保することができる。一方、夜には、上記ディスプレイは、減光表示モードに切替えて、イメージの輝度が高くなりすぎることを回避することができる。
【０１１７】
図６は、本発明のさらなる実施形態に係るディスプレイ２０を示している。図６のディスプレイ２０は概ね図５のディスプレイ２０と同様であるため、ここでは、図６のディスプレイ２０と図５のディスプレイ２０との差異について説明する。
【０１１８】
図６のディスプレイにおいて、発熱体２８は、イメージ表示パネル２１の基板２５の上面に対して直接に配置されており、図１の支持材料２６の層が除かれている。熱的に切替え可能な材料２７は、発熱体２８上に対して直接に配置されている。
【０１１９】
図７は、本発明のさらなる実施形態に係るリフレクタ３５を示している。リフレクタ３５は、反射面３６を備えており、反射面３６上には本発明の光学素子２２が配置されている。図７の光学素子２２は、図５の光学素子２２に対応しているため、ここでは、繰り返して説明しない。図７のリフレクタ３５は、熱的に切替え可能な材料２７の切替えに応じて切替わる、高輝度モードまたは減光モードのいずれの状態において、動作してもよい。本実施形態のリフレクタ３５を、例えば、自動車両のサイドミラーまたはバックミラーとして使用すれば、例えば、後方の車両からの明るいヘッドライトによって眼が眩んでしまうような場合であっても、ドライバは反射された像に含まれる光を減光することができる。
【０１２０】
図８は、本発明のさらなる実施形態に係るリフレクタ３５を示している。図８のリフレクタ３５は概ね図７のリフレクタ３５と同様であるため、ここでは、図８のリフレクタ３５と図５のリフレクタ３５との差異について説明する。
【０１２１】
図８のリフレクタ３５において、図７の支持材料２６の層が除かれており、発熱体２８は、反射面３６上に対して直接に配置されている。熱的に切替え可能な材料２７は、発熱体２８の上に対して直接に配置されている。
【０１２２】
図６および８に示した実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７をイメージ表示パネル２１またはリフレクタ３５の上に対して直接に堆積させ、かつ発熱体２８を熱的に切替え可能な材料２７の上に堆積させるように変更してもよい。
【０１２３】
図１〜８に示した実施形態において、光学素子２２は、ディスプレイ２０、バックライト３１またはリフレクタ３５に組み込まれている。光学素子２２は、例えば、すでにあるディスプレイ、バックライトまたはリフレクタに適用し得る、独立の構成要素であってもよい。
【０１２４】
図９は、複数の発熱体２８を備える、本発明の光学素子２２であって、熱的に切替え可能な材料２７および発熱体２８の可能な配置例について示す概略的な断面図である。本実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、光学素子２２の動作領域の全体を覆っている均一な層として配置されている。発熱体２８は、切替えを所望する熱的に切替え可能な材料２７の領域と一致するように配置されている。すなわち、発熱体２８のそれぞれと、切替えを所望する熱的に切替え可能な材料２７の領域のそれぞれとは、広がっている範囲を実質的に共有している。本実施形態において視差バリアが規定されることが所望される箇所には、例えば、発熱体２８が、図９の紙面と垂直な方向に伸びている、ストリップ状の発熱体２８の連続として配置されている。通常、ストリップ状の発熱体２８のそれぞれは、隣接するストリップ状の発熱体２８と平行に伸びている。ストリップ状の発熱体２８は、実質的に均一な厚さを有しており、ストリップ状の発熱体２８の幅は、通常、視差バリア開口アレイの不透明なバリアが有していることを所望する幅と一致しており、ストリップ状の発熱体２８のピッチは、視差バリア開口アレイが有していることを所望するピッチと一致している。
【０１２５】
図９の実施形態において、発熱体２８からの熱は、熱的に切替え可能な材料２７の切替えられる領域を規定する精度が、発熱体２８が規定されている精度に依存するように、実質的に熱的に切替え可能な材料２７の表面に対して垂直な方向に伝わると看做される。
【０１２６】
図１０は、本発明のさらなる実施形態に係る光学素子２２を示している。図１０の光学素子２２は、図９に示す実施形態における発熱体２８の間の間隙３７が図１０に示す実施形態において存在していないことを除いて、概ね図９の光学素子２２と対応している。その代わりに、図１０に示す実施形態において、隣り合う発熱体２８の間には熱的に切替え可能な材料２７が供給されている。
【０１２７】
図９および１０に示す実施形態において、発熱体２８に印加される電流および／または電流が印加される期間を変化させることによって、発熱体２８によって発熱体２８を取り囲む熱的に切替え可能な材料２７に加えられる熱パルスを変化させる。発熱体２８によって加えられる熱パルスが大きくなればなるほど、熱パルスが、発熱体２８を取り囲む熱的に切替え可能な材料２７をより効率的に切替えることができる。図１１は、発熱体２８に印加される電流および／または電流が印加される期間を変化させることによる、発熱体２８によって加えられる熱パルスを増加させる効果について示している。図１１において、“Ａ”は、熱的に切替え可能な材料２７に対して小さな熱パルスを加えたときの効果を示しており、“Ｂ”は、熱的に切替え可能２７な材料に対して大きな熱パルスを加えたときの効果を示しており、“Ｃ”は、熱的に切替え可能な材料２７に対してさらに大きな熱パルスを加えたときの効果を示している。図１１における黒く塗りつぶした領域は、３つの大きさを有する熱パルスのそれぞれによって切替えられた、熱的に切替え可能な材料２７を表している。熱パルスに依存して、熱パルスによって切替えられた熱的に切替え可能な材料２７の領域の幅、または深さなど切替えられた熱的に切替え可能な材料２７の領域（結果として、熱的に切替え可能な材料２７と対応する光学素子２２の領域の透過率が変化する）の特徴がよく分かる。ここで、本発明は、例えば、視差バリアを供給する場合にも適用される。このため、発熱体２８によって加えられる熱パルスを変化させることによって、光学素子２２において規定された視差バリアの特徴、不透明なバリア領域の幅または透過率、を変化させることができる。発熱体２８によって加えられる熱パルスを変化させるには、例えば、発熱体２８に印加される電流の大きさ、または発熱体２８に印加されるパルスの頻度を変化させればよい。
【０１２８】
図９〜１１に示す実施形態において、熱的に切替え可能な材料は、光学素子２２の領域の実質的に全体を覆う均一な層として用いられており、不連続な発熱体２８は、使用に際して、熱的に切替え可能な材料２７のある領域だけが加熱されるように、一方、熱的に切替え可能な材料２７の他の領域が実質的に加熱されないように、供給されている。例えば、抵抗性を有する材料の均一な層が堆積され、そのあと、複数の発熱体２８を規定するために、上記層は、あらゆる適した技術を用いてパターン化されていてもよい。しかし、本発明の他の実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、パターン化されており、パターン化された熱的に切替え可能な材料２７の例が図１２〜１５に示されている。図１２は、本発明のその他の光学素子２２を示す概略的な断面図である。光学素子２２は、この場合においても、支持材料２６を覆うように配置された熱的に切替え可能な材料２７を備えている。熱的に切替え可能な材料２７は、熱的に切替え可能な材料２７の不連続な領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃとして供給されている。光学素子２２が、視差バリア開口アレイを生じさせるための構成である例において、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃは、紙面と垂直な方向に伸びているストリップ状の形状を有しており、領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃのそれぞれは、互いに平行である。例えば、熱的に切替え可能な領域２７の均一な層を堆積させ、そのあと、均一な上記層をあらゆる適切な技術を用いてパターン化して、熱的に切替え可能な領域２７の均一な層の複数の不連続な領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃを規定すればよい。熱的に切替え可能な材料２７およびフォトレジストの混合物は、従来のマスキングおよびフォトリソグラフィー技術を用いてパターン化することができるので、本実施形態は、上記混合物を用いて達成されてもよい。
【０１２９】
図１２に示す実施形態において、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃは、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃを覆うように堆積される。本実施形態において、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃのそれぞれは、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃのそれぞれと、実質的に広がっている領域を共有している。
【０１３０】
支持材料の上部層２９は、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃを覆うように配置されている。熱的に切替え可能な材料２７のそれぞれの間にある間隙、および発熱体２８のそれぞれの間にある間隙は、また、適当な支持材料２６によって満たされている。
【０１３１】
図１２に示す実施形態において、発熱体２８からの熱が全ての方向に対して伝わるように、支持材料２６は熱伝導性であることが好ましい。熱的に切替え可能な材料２７をパターン化することによって、光学素子２２の内、所望の領域のみにおける透過率を確実に変化させることができる。光学素子２２の透過率は、たとえ発熱体２８からの熱が光学素子２２の内、熱的に切替え可能な材料２７が供給されていない領域に分散しても、熱的に切替え可能な材料２７が供給されていない領域において変化しない。
【０１３２】
本実施例において、光学素子２２において規定された不透明な領域が有するパターンの正確さは、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃを堆積させた形状の正確さによって決定される。発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃからの熱が全ての方向に対して伝わるという本実施形態において、発熱体２８ａと発熱体２８ａに対応する熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａとの間に生じた微小なずれは、光学素子２２において規定される不透明な領域のパターンには影響しないであろう。この理由について、図１３を用いて以下に説明する。図１３には、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃに対応する、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃよりも幅の狭い発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃが示されている。熱的に切替え可能な材料２７の３つの領域のそれぞれが有する端部と３つの発熱体２８のそれぞれが有する端部との間には、横方向にずれδが存在する。発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃのそれぞれが有する幅が、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃのそれぞれが有する幅よりも狭くても、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃのそれぞれは、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃのそれぞれからの熱が全ての方向に分散されるため、十分に切替えられる。
【０１３３】
逆に、図１４に示すように、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃのそれぞれの幅が、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃのそれぞれの幅よりも広い場合であっても、光学素子２２において得られる不透明な領域のパターンに影響を与えないため、光学素子２２の不透明な領域は、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃによって規定される。
【０１３４】
図１５は、本発明のさらなる光学素子２２の概略的な断面図であって、図１５に示される光学素子２２において、熱的に切替え可能な材料２７は、この場合においても、複数の不連続な領域２７ａ２７ｂおよび２７ｃとして供給されており、かつ発熱体２８は、光学素子２２の領域全体を実質的に覆う、均一な層として適用されている。光学素子２２において規定される透明な領域のパターンは、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃによって決定される。発熱体２８が光学素子２２の領域の全体に実質的に広がっているので、熱的に切替え可能な材料２７は、光学素子２２において規定されるべき不透明な領域が（例えば、視差バリアを形成するための）所望の配置を有するために、複数の不連続な領域として供給される必要がある。ここで注意すべきことは、パターン化されていない発熱体２８は、図１５に示すような状態に供給されており、発熱体２８の領域は、最大になっているということである。さらに、発熱体２８が図１５に示すような構成である場合、発熱体２８内における電流の分配に関して、発熱体２８の領域一面に発生する熱を均一化することが困難になるという問題が生じる。さらに、発熱体２８は、熱的に切替え可能な材料２７が存在していないような、光学素子２２の所望の領域以外の領域に対して熱を放出する。このため、パターン化されていない発熱体２８は、熱効率が低下し、かつ上述のような問題を解決するために入力する電力をより大きくする必要がある。
【０１３５】
これに対し、パターン化された複数の発熱体２８が供給されているとき、発熱体２８の領域は、パターン化されていない発熱体２８が光学素子２２の領域の全域を覆うように供給されているときと比べて、小さい。さらに、発熱体２８を介する電流の分配の効率が向上するので、発熱体２８の領域全体に対してより均一な熱を発生させることができる。また、発熱体２８を、熱的に切替え可能な材料２７が存在していない光学素子２２の領域に熱を放出させないように配置させることができる。このように、通常、パターン化された発熱体２８が供給されているとき、要求される電力は、単一のパターン化されていない発熱体２８が光学素子２２の領域を覆うように供給されているときと比較して、小さい。
【０１３６】
パターン化された複数の発熱体２８を供給することは、パターン化されていない単一の発熱体２８を供給することよりも、より多くの製造工程が要求される。パターン化された複数の発熱体２８、またはパターン化されていない単一の発熱体２８を供給することがより好ましいか否かは、熱的に切替え可能な材料２７を加熱する必要がある温度に依存する。例えば、もし、熱的に切替え可能な材料２７を加熱する必要がある温度が低ければ、発熱体２８を効率的なコストにて製造工程を簡略化するために、パターン化されていない単一の発熱体２８が供給されてもよい。一方、もし、熱的に切替え可能な材料２７を加熱すべき温度が高いならば、付加的な製造工程が要求されるにしても、より高い熱効率を得ることができるように、パターン化された複数の発熱体２８を供給することが好ましい。
【０１３７】
図１６は、本発明のさらなる実施形態に係る光学素子２２を示している。図１６の光学素子は、透明なフォトレジスト４５材料の領域が、熱的に切替え可能な材料２７の隣接する領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃの間、および隣接する発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃの間に配置されていることを除いて、概ね図１２の光学素子２２と対応している。本実施形態において、光学素子２２において規定され得る不透明な領域が有するパターンの正確さは、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃが有するパターンの正確さによって決定される。言い換えれば、本実施形態において、光学素子２２において規定され得る不透明な領域が有するパターンの正確さは、フォトレジスト層をエッチングして得られるフォトレジスト４５の領域が配置される位置の正確さによって決定される。
【０１３８】
図１６に示す実施形態において、フォトレジスト４５の領域は、支持材料２６の上に均一なフォトレジスト層を堆積させ、上記フォトレジスト層の内、熱的に切替え可能な材料２７を堆積させる領域からフォトレジストを除去することによって作製される。このため、熱的に切替え可能な材料２７の堆積物が有する形状の正確さは、フォトレジスト４５の領域の区画が有する正確さによって決定される。
【０１３９】
本実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７が不透明な状態に切替えられたとき、光学素子２２において規定される不透明な領域は、発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃではなく、熱的に切替え可能な材料２７の領域によって決定される。例えば、製造工程において、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃに何らかの変形（発熱体２８が有する幅と厳密に一致しないような変形）が生じた場合であっても、図１７または１８に示すように、熱的に切替え可能な材料２７が切替えられるときに光学素子２２において規定される不透明な領域が有するパターンの正確さには影響がない。
【０１４０】
図１９は、図１６の光学素子２２の変形例を示しており、図１９の光学素子２２は、光学素子２２の領域の全体を覆うように広がっている単一の発熱体２８を備えている。フォトレジスト４５の領域は、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃが有する厚さと同じ厚さを有している。フォトレジスト４５の領域は、この場合もやはり、正確に位置合わせしなければならない。これは、フォトレジスト４５の領域の位置が、熱的に切替え可能な材料２７の領域２７ａ、２７ｂおよび２７ｃの位置を決定するからためである。また、フォトレジスト４５の領域の位置が、熱的に切替え可能な材料２７が切替えられたとき、光学素子２２における不透明な領域の位置を決定する、と言い換えることができる。
【０１４１】
以上において説明した実施形態において光学素子２２は、例えば、ディスプレイ、バックライトまたはリフレクタのような装置を通過する光の光路に配置される。さらに、発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃは、光学素子２２を通る光の光路に配置される。このため、発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃは、可能な限り、光学的に高い透過率を有しているべきである。これによって、発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃに吸収される光をできる限り抑えることができる。また、発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃは、発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃを電流が流れるときに熱が発生するように、電気的に抵抗性を有していることが要求される。発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃとして好適に用い得る材料の一群は、透明であり、かつ電気的な抵抗性を有している材料であろう。発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃとして好適に用い得る材料としては、例えば、ＩＴＯである。ＩＴＯは、パターン化し得るという利点を有しているため、パターン化された発熱体を有する実施形態、例えば、図１２〜１４に示した実施形態に好適に用い得る。
【０１４２】
発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃとして好適に用い得る材料の第２の群は、半透明であり、かつ電気的な抵抗性を有している材料であろう。上記第２の群に含まれる材料としては、例えば、反射率が透過率よりも遥かに小さくなるような厚さを有する、合金の薄膜である。
【０１４３】
発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃとして好適に用い得る材料の第３の群は、電気的な抵抗性を有し、かつ不透明な材料であろう。しかし、上記第３の群に含まれる材料は、均一に堆積させて発熱体２８、２８ａ、２８ｂおよび２８ｃを規定することができないので、上記第３の群に含まれる材料は、人間の眼によって知覚することができない程度に、十分に小さく堆積させなければならない。上記第３の群に含まれる材料として、例えば、マイクロワイヤを用いることができる。マイクロワイヤは不透明であるが、複数のマイクロワイヤを、マイクロワイヤが光学素子２２の透過率または光学的な品質をあまり低下させないように、複数のマイクロワイヤの内、隣り合うマイクロワイヤ同士の間の間隔を十分に空けて、あるパターンに配置すればよい。例えば、通常、数マイクロメートル（μｍ）の直径を有するマイクワイヤを使用することができる。通常、ディスプレイ２０のイメージ品質または輝度を低下させることなく使用できるような、マイクロワイヤの最大の直径は、１０〜２０μｍ程度である。さらに、マイクロワイヤは、金属または金属の合金から構成されていてもよい。
【０１４４】
図２０は、本発明のさらなる実施形態に係る光学素子２２の概略的な断面図である。本実施形態において、透明な断熱材料の第１の層３８が、支持材料２６と熱的に切替え可能な材料２７との間に配置されており、透明な断熱材料の第２の層３７が、（単一または複数の）発熱体２８と上部支持材料２９との間に配置されている。本実施形態は、（単一または複数の）発熱体２８によって発生する熱が光学素子２２を適用している他の装置の構成要素を劣化させ得るというリスクがある場合、好適に用いられる。本発明の光学素子２２が、図１に示したような、液晶イメージ表示パネルに使用される場合、（単一または複数の）発熱体２８によって発生した熱が、液晶材料または液晶表示パネルの他の構成要素を劣化させ得るというリスクがある。図２０の実施形態において、断熱材料の第１の層３８および第２の層３７を供給することによって、（単一または複数の）発熱体２８によって発生する熱を、（単一または複数の）発熱体２８および熱的に切替え可能な材料２７の内部に閉じ込め、光学素子２２の外部に伝達される熱の量を低減させることができる。
【０１４５】
断熱材料の第１の層３８および第２の層３７を構成する、透明な断熱材料としては、例えば、透明なプラスティック材料であってもよい。
【０１４６】
図２０において熱的に切替え可能な材料２７および発熱体２８のそれぞれは、光学素子２２の領域全体を実質的に覆って広がっているように示されている。しかし、断熱材料の第１の層３８および第２の層３７は、本発明の実施形態、例えば、図１〜１９に示した実施形態のどれに適用されてもよい。
【０１４７】
光学素子２２の対象とする用途に応じて、図２０に示す断熱材料の第１の層３８および第２の層３７の内、１つだけを供給すればよい場合がある。例えば、図１〜３に示すような用途において、下部に設けられている断熱材料の第１の層３８を供給すれば、イメージ表示パネル２１に達する（単一または複数の）発熱体２８からの熱を、十分に抑制できる。
【０１４８】
複数の発熱体２８が供給されている実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７の領域のそれぞれが、複数の発熱体２８のそれぞれから、実質的に同じ量の熱を受取ることを確保し、熱的に切替え可能な材料２７の領域が、均一に切替えられることを確保することが好ましい。例えば、互いに平行に配置した複数の発熱体２８のそれぞれを電気的に接続することによって、複数の発熱体２８のそれぞれは同じ電流を受取ることができる。これは、図２１に示すように、複数の発熱体２８が有する第１の末端のそれぞれを上部の電極３９に接続し、かつ複数の発熱体２８が有する第２の末端のそれぞれを下部の電極４０に接続することによって、実現する。上部の電極３９および下部の電極４０は、光学素子２２の対向する側面のストリップにまで伸びている。上部の電極３９および下部の電極４０は、発熱体２８上に金属層を堆積させることによって形成されていてもよい。例えば、金の堆積物を用いて上部の電極３９および下部の電極４０が作製されていてもよい。また例えば、発熱体２８をＩＴＯによって形成している場合、インジウムの堆積物を用いて上部の電極３９および下部の電極４０が形成されていてもよい。
【０１４９】
図２２に示すように、発熱体２８ａおよび２８ｂは、発熱体２８ａおよび２８ｂの第１の末端および第２の末端のそれぞれから伸びている、ワイヤ４１ａ、４１ｂ、４２ａおよび４２ｂと一体になって供給されてもよい。発熱体２８ａおよび２８ｂの第１の末端から伸びているすべてのワイヤ４１ａおよび４１ｂは、共通の点に対して電気的に接続されている。発熱体２８ａおよび２８ｂの第２の末端から伸びているすべてのワイヤ４２ａおよび４２ｂは、共通の点に対して電気的に接続されている。
【０１５０】
さらに他の例として、発熱体２８は、例えば、図２３に示すような“ヘビ型”を有する、連続した導電性の要素を規定するように形成され得る。連続した導電性の要素が有する
２つの末端は、電極３９および４０に接続されている。図２３の“ヘビ型”の導電体において、第１の発熱体２８ａおよび第２の発熱体２８ｂは、上記導電体の第１の末端と電気的に接続されており、第２の発熱体２８ｂおよび第３の発熱体２８ｃは、上記導電体の第１の末端と電気的に接続されている。発熱体２８に含まれる第４番目以下の発熱体は、第１から第３の発熱体２８ａ、２８ｂおよび２８ｃと同様の構成を有している。
【０１５１】
本発明に係る光学素子２２の（単一または複数の）発熱体２８は、適当な駆動システムであればどのようなものであっても駆動され得る。多くの場合において、上記駆動システムとしては、（単一または複数の）発熱体２８が熱的に切替え可能な材料２７に熱のパルスを供給することができるように、一定の時間だけ（単一または複数の）発熱体２８を加熱するものが好ましい。上記駆動システムは、一定の時間の間に比較的高い電流のパルスを供給することが要求される。多くの電気的な時限回路は、低出力の電流を供給するので、（単一または複数の）発熱体２８に電流パルスを供給する駆動回路の好適な例の１つとして、（抵抗性の負荷として機能する）発熱体２８を通るコンデンサ式放電ユニットが挙げられる。上記コンデンサ式放電ユニットは比較的低い電流によって充電され、一度、充電されると、一定の時間、放電して高い電流パルスを供給する。上述のような配置において、（単一または複数の）発熱体２８の中において消費される電力は、充電期間において上記コンデンサ式放電ユニットに印加される電圧によって制御され、上記駆動システムの起動の期間は、静電容量の値に相関するコンデンサ式放電ユニットの時定数に依存している。
【０１５２】
本発明には多くの用途が考えられ、多くの用途において、光学素子２２は、固定された周囲温度ではなく、周囲温度の変動を前提としている。本発明の光学素子２２は、固定されていない周囲温度条件において使用される場合、熱的に切替え可能な材料２７を切替えるために（単一または複数の）発熱体２８によって発生させる必要がある熱は、光学素子２２の周囲温度に依存してもよい。このため、好ましい実施形態において、（単一または複数の）発熱体２８は、周囲温度に応じて（単一または複数の）発熱体２８に供給する電力の量を可変させる駆動システム（駆動回路）４３によって駆動される。図２５には、このような駆動システム４３を備えた光学素子２２を概略的に示している。図２５の光学素子２２において、発熱体２８ａおよび３８ｂは、温度センサ４４からの出力を受取る駆動回路４３によって駆動される。駆動回路４３は、温度センサ４４によって検知された温度にしたがって発熱体２８ａおよび２８ｂに供給する電力を変える。一例として、温度センサ４４はサーミスタであってもよく、駆動回路４３は、温度センサ４４（サーミスタ）の抵抗の変化を検知し、例えば、駆動回路４３は、サーミスタの抵抗に応じてコンデンサ式放電ユニットに印加される電圧を変化させることによって、検知した温度センサ４４（サーミスタ）の抵抗にしたがって発熱体２８ａおよび２８ｂに供給する電力を調整すればよい。図２５には複数の発熱体２８ａおよび２８ｂが示されているが、本実施形態は、単一の発熱体２８が存在する場合、例えば、図５〜８および１９に示されている実施形態に適用されてもよい。
【０１５３】
ここまでにおいて説明した本発明の実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７を切替えるための切替え手段は、１つ以上の電気的な発熱体２８を備えている。しかし、本発明は、切替え手段として電気的な発熱体２８を利用することに限定されるのもではない。図２４は、切替え手段として電気的な発熱体２８以外の構成を用いた一例である、本発明のさらなる実施形態に係る光学素子２２の概略的な断面図である。本実施形態において、光学素子２２は、支持材料２６の内部に配置された、熱的に切替え可能な材料２７を備えているが、電気的な発熱体２８を備えていない。その代わりとして、切替え手段は、使用時において、熱的に切替え可能な材料に光を照射することができる照射源４６から構成されている。照射源４６は、熱的に切替え可能な材料２７を加熱するための光を照射することによって、熱的に切替え可能な材料２７を、不透明な状態から透過状態に、またはその逆に切替える。図２４に示す実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、紫外光に感受性を有しており、切替え手段は、照射源（紫外光源）４６を備えている。紫外光源４６が紫外光を放出すると、熱的に切替え可能な材料２７は、上記紫外光によって加熱され、その状態が変化する。
【０１５４】
図２４には、図４（ｂ）を参照して説明した、通常に用いられる型のバックライトユニット３４によって照らされているイメージ表示パネル２１に適用された、光学素子２２が示されている。紫外光源４６は、紫外光源４６が光を照射すると、紫外光が導光管３３の前面３３ａから放射されるように、バックライトユニット３４の導光管３３が有する片側の端面に沿って配置されている。しかし、紫外光源４６は、図２４に示されているように、バックライトユニット３４に組み込まれている必要はない。
【０１５５】
図２４に示すように、熱的に切替え可能な材料２７を切替えるために照射源を利用することは、紫外光源４６用の駆動回路構成が、図１〜２３および２５の実施形態における電気的な発熱体２８のアレイを駆動させるために必要な駆動回路構成と比べて、通常、簡単になるという利点を有している。図２４の実施形態において、材料２７は、放射エネルギーのパルスによって加熱された結果として切替えられるような熱的に切替え可能な材料に限定されない。しかし、材料２７としては、基本的に、放射エネルギー（例えば、ＵＶ放射）のパルスを用いて、１つの安定状態から、上記１つの安定状態とは異なる透過率を有するその他の安定状態に切替え、かつ上記放射エネルギーのパルスとは異なる放射エネルギーのパルスを用いて第１の安定状態に戻すことができるような材料であればどのような材料であっても適用可能である。
【０１５６】
本発明に好適に使用できる熱的に切替え可能な材料２７の一例としては、リコー株式会社の“Rewritable Paper Using Leuco Dyes: Colouring /Decolouring effects of long-chain alkyl group”Ｓ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，ＩＤＷ／ＡＤ’０５，第８５１頁または米国特許出願ＮＯ．５，２９６，４３９に記載されているようなロイコ染料を含む材料を挙げることができる。ロイコ染料は、通常、“顕色剤”と呼ばれる酸性の化合物を用いた可逆的な反応を介して無色の状態から着色された状態に変化する。上記文献には、顕色剤の結晶化を介してロイコ染料の相分離を誘導するための長鎖アルキル基および分子間相互作用基を有する顕色剤について記載されている。長鎖の顕色剤、および無色の状態にあるロイコ染料の混合物に対して熱パルスを印加することによって、上記混合物は、融解した状態の混合物に変化する。多様な状態にある混合物をクエンチングすると、上記混合物は固体の着色状態に切替わる。固体の着色状態の上記混合物に熱を加え、少なくとも融点まで上記混合物を加熱すると、上記顕色剤は安定な結晶状態に戻り、顕色剤の結晶化に応じて上記混合物の色が消失する。冷却した後、上記混合異物の状態は、無色の状態に戻る。上記混合物が融解した状態であるならば、緩やかな冷却によって劇的な色の消失が起こるであろう。上記混合物が融解状態にあるとき、上記混合物の冷却時間は、上記ロイコ染料と上記顕色剤との間の配列に影響を与える。クエンチングによって、上記混合物の黒色状態に応じた中間構造に上記混合物が組織化される。しかし、緩やかな冷却は、顕色剤の結晶化、および上記混合物が元の透明な状態へ戻ることを誘導する。
【０１５７】
顕色剤とロイコ染料との混合物を無色の状態から融解状態に変化させるために上記混合物に加えられた熱は、上記顕色剤を安定な結晶化状態に戻すために必要な温度とは異なっていてもよい。無色の状態にある上記混合物は、例えば、１０００℃にまで加熱されると、融解状態に変化し、一方、融解状態の上記混合物を８０℃まで加熱すると、上記顕色剤が安定な結晶化状態に戻ってもよい。上記駆動回路は、着色状態から無色の状態に、またはその逆に上記混合物の状態を変化させるために要求される２つの異なる温度に上記混合物を誘導するような熱パルスを生成することが好ましい。上記混合物を２つの異なる温度に誘導するための最も簡単な方法としては、上記駆動回路がコンデンサ式放電ユニットを有する実施形態において、放電時間が一定に維持されるように、同じパルス持続時間を維持し、かつ上記熱パルスを発生させる電圧を変化させればよい。
【０１５８】
長鎖の顕色剤とロイコ染料との混合物を無色の状態から固体の着色状態、またはその逆に切替えるために必要な温度は、例えば顕色剤の性質の変化に応じて変更すればよい。
【０１５９】
ロイコ染料と顕色剤との混合物は、本発明に係る熱的に切替え可能な材料２７として好適に用い得る材料の１つとして挙げることができる。しかし、本発明は、基本的に特定の材料の選択に限定されない。本発明の熱的に切替え可能な材料２７としては、基本的に、光学的な特性が異なる安定状態を少なくとも２つ有しており、かつこれらの状態の間を熱的に切替えることができる材料であれば、いかなる材料をも使用することができる（“安定状態”とは、熱的に切替え可能な材料２７を、１つの状態からその他の状態に切替えるために熱パルスが必要であり、一度切替えられた熱的に切替え可能な材料２７は、熱的に切替え可能な材料２７にさらに熱パルスが加えられるまで、一度熱が取り除かれた状態に留まる、ことを意味している）。
【０１６０】
熱的に切替え可能な材料２７が切替えられたとき、１つ以上の不透明な領域が形成されることを所望するような実施形態において、上記不透明な領域は、実質的に可視スペクトルの範囲において、非透過性であることが好ましい。熱的に切替え可能な材料２７を切替えて視差バリアを得るような実施形態において、例えば、視差バリアの不透明な領域は、カラーイメージの方向表示を実現するならば、可視光の範囲において不透明である必要がある。このため、これらの実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、良好な黒色状態が得られるように、互いに異なる波長に対して吸収のピークを示す、２つ以上のロイコ染料を含んでいることが好ましい。
【０１６１】
熱的に切替え可能な材料２７を切替えて、ゼロではないが、透過率を低減させるような、例えば、図５および６の減光表示を提供するような実施形態においては、基本的に単一のロイコ染料を含む熱的に切替え可能な材料２７を用いることができる。上記実施形態における減光表示とは、表示されたイメージの色のバランスが、イメージの表示が暗くなるように変化することを意味しており、いくつかの実施形態には適用することができない。このため、熱的に切替え可能な材料２７は、良好な別個の黒色状態を得ることができるように、互いに異なる波長に対して吸収のピークを示す、２つ以上のロイコ染料を含んでいることが好ましい。
【０１６２】
１つの安定状態からその他の安定状態へ熱的に切替え可能であり、安定な二安定の材料、または異なる性質の２つ以上の安定状態を有するマルチ安定の材料であれば、基本的に本発明の光学素子２２に用いることができる。ここまでにおいて説明した実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、光学素子２２用の異なる透過率を提供が可能な複数の状態の間を切替え可能である。例えば、熱的に切替え可能な材料２７は、不透明な領域を規定することができる、あるいは表示または暗く映すことを可能にする。他の実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、光学素子２２用に高い光透過率を供給する状態と光学素子２２が着色されているように見える状態との間を切替え可能であってもよい。この例において、光学素子２２は、例えば、表示がオフに切替えられたとき、電話本体の色をディスプレイに取り入れる携帯電話のディスプレイを可能にする。従来、表示がオフに切替えられると、ディスプレイは黒になり、ユーザが視認可能である。
【０１６３】
上述のような実施形態において、本発明の光学素子２２は、携帯電話のディスプレイ上に配置される。光学素子２２は、熱的に切替え可能な材料２７が少なくとも携帯電話の表示領域と等しい領域を覆うように、均一に広がっている。そして、光学素子２２は、熱的に切替え可能な材料２７がパターン化されておらず、かつ光学素子２２の活性領域を覆って均一に広がっていることが好ましい。
【０１６４】
熱的に書き替え可能な材料（熱的に切替え可能な材料２７）が最も透過率が高い状態にあるとき、携帯電話のディスプレイは視認可能であり、通常のように同じビューイングを有している。しかし、熱的に書き替え可能な材料（熱的に切替え可能な材料２７）が切替えられると、ディスプレイ全体がユーザから視認不可能であり、ディスプレイが設置されている領域は、ロイコ染料の着色特性に応じて着色されている。この実施形態において、熱的に切替え可能な材料２７は、美的な目的から、切替えられたときに携帯電話のケースと調和する表示がなされるように、携帯電話のケースと同じ色が選択される。この実施形態は、（単一または複数の）ロイコ染料と顕色剤との混合物であって、上記混合物におけるロイコ染料が、上記混合物が切替えられたときに携帯電話のケースと同じ色を生成するものから選択された混合物を用いて達成されてもよい。
【０１６５】
この実施形態において、本発明の光学素子２２は、熱切替え可能な材料２７が切替えられたとき、ディスプレイの領域全体が、携帯電話のケースの色と同じに見えるように、ディスプレイの領域全体を覆っている。本発明の光学素子２２は、ディスプレイの領域のみを覆っていればよい。一例として、携帯電話が待機状態にあるとき、携帯電話のディスプレイは、通常、時間を表示しており、時間を確認することができるのは、やはりユーザによって有益である。ディスプレイにおける時間の表示を達成するために、光学素子２２は、携帯電話のディスプレイの一部であって、時間を表示する部分を覆っていないような構成であってもよい。上記構成によって、熱的に切替え可能な材料２７が切替えられて、ディスプレイが携帯電話のケースと同じ色を有する、ディスプレイの待機状態になっても、ユーザはディスプレイに表示された時間を読み取ることができる。
【０１６６】
この実施形態は、携帯電話に限定されるものではなく、例えば、ＩＰＯＤ（登録商標）のようなディスプレイを有する装置であれば、基本的に適用可能である。
【０１６７】
上述した、本発明がディスプレイに適用されるような実施形態において、上記ディスプレイは、透過型のディスプレイとして示している。しかし、本発明は、透過型のディスプレイに限定されず、例えば、放射型のディスプレイに適用してもよい。さらに、本発明が透過型のディスプレイに適用される場合、熱的に切替え可能な材料２７は、ディスプレイの前面または背面のいずれに配置されていてもよい。
【０１６８】
本発明は、二安定またはマルチ安定である熱的に切替え可能な材料２７に関して説明している。これによって、本発明は、１つの状態からその他の状態に熱的に切替え可能な材料２７の切替えるときのみ、必要な電力を最小化しながら、熱パルスを加えることが必要であるという利点を有する。しかし、本発明は、原理的に、二安定またはマルチ安定ではない熱的に切替え可能な材料２７によって実現されてもよい。そして、熱的に切り替え可能な材料２７は、熱を加える、および維持することによって１つの状態からその他の状態に切替えられる材料である。例えば、ロイコ染料は、二安定またはマルチ安定ではないことが知られている。ロイコ染料は、熱を加えることによって１つの安定状態からその他の安定状態に切替えられ得るが、熱が取り除かれるとすぐに第１の安定状態に戻る。つまり、ロイコ染料を第２の状態に維持することを所望する間中、熱を加えなければならない。本発明は、原理的に、このような染料を用いて作用することも可能である。
【０１６９】
光学素子（２２）は、第１の安定状態と第１の安定状態とは異なる第２の安定状態とを、熱的に切替え可能な材料（２７）と、材料（２７）の一つ以上の選択された領域における、第１の安定状態と第２の安定状態との切り替えによって、光学素子（２２）の一つ以上の選択された領域の透過率を変える切替え手段（２８ａ−２８ｃ）とを備えている。この光学素子は、例えば、ディスプレイ（２１）、リフレクタ、またはバックライトなどの、似たようなコンポーネントを通る光路に、このコンポーネントの光学的性質を変えることを制御されるように、取り付けられることができる。この変え得る光学的性質は、ディスプレイ（２１）の表示モード、視野角範囲、輝度（ブライトネス）／輝度（ルミナンス）、および色を含むが、これらに限定されるものではない。
【０１７０】
例えば、もし素子が、熱的に切替え可能な材料の一つの状態において、実際上非透過的であれば、熱的に切替え可能な材料は、一つの状態において視差バリアを提供するために配置されてもよい。したがって、ディスプレイ（２１）は、熱的に切替え可能な材料を適切な状態にすることにより、例えば、３Ｄモードまたはマルチビュー表示モードなどの、方向表示モードと、従来の２Ｄ表示モードとを切り替えることができる。熱的に切替え可能な材料が非透過的であるとき、視差バリアが有効になり、熱的に切替え可能な材料がもう一方の状態にあるとき、視差バリアが無効になる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明は、電量消費を抑えつつ、透過率を熱的に切替え可能な材料における透過率を、安定的かつ一定に保つことが可能な光学素子を提供するものであり、特に、３Ｄモードやマルチビュー表示モードを有するマルチビューディスプレイに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本発明に係るディスプレイを示す概略的な断面図である。
【図２】図１の変形例を示す概略的な断面図である。
【図３】図１のディスプレイであって、図１とは異なる表示モードにおけるディスプレイを示す概略的な断面図である。
【図４】（ａ）は、図１の他の変形例を示す概略的な断面図であり、（ｂ）は、バックライトユニットを備える（ａ）のディスプレイを示す概略的な断面図である。
【図５】図１のさらに他の変形例を示す概略的な断面図である。
【図６】図５の変形例を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明に係るリフレクタを示す概略的な断面図である。
【図８】図７の変形例を示す概略的な断面図である。
【図９】本発明に係る光学素子の一例を示す概略的な断面図である。
【図１０】図９の変形例を示す概略的な断面図である。
【図１１】発熱体に印加する電流と発熱体からの熱が伝わる程度との関係を示す概略的な断面図である。
【図１２】図９の他の変形例を示す概略的な断面図である。
【図１３】図１２の光学素子における発熱体の形状および形成位置を示す概略的な断面図である。
【図１４】図１２の光学素子における熱的に切替え可能な材料の形状および形成位置を示す概略的な断面図である。
【図１５】図１２のさらに他の変形例を示す概略的な断面図である。
【図１６】図１２のまたさらに他の変形例を示す概略的な断面図である。
【図１７】図１６の光学素子における発熱体の形状および形成位置を示す概略的な断面図である。
【図１８】図１６の光学素子における熱的に切替え可能な材料の形状および形成位置を示す概略的な断面図である。
【図１９】図１６の変形例を示す概略的な断面図である。
【図２０】本発明に係る光学素子の他の一例を示す概略的な平面図である。
【図２１】図２０の光学素子における発熱体と電極との接続を示す概略的な平面図である。
【図２２】図２１の変形例を示す概略的な平面図である。
【図２３】図２１の他の変形例を示す概略的な平面図である。
【図２４】本発明に係る、切替え手段として光源を用いた光学素子を示す概略的な断面図である。
【図２５】図２２の光学素子と発熱体の駆動回路とを接続する一例を示す概略的な平面図である。
【図２６】従来の多重ビュー方向デバイスを示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
【０１７３】
２０  ディスプレイ
２１  イメージ表示パネル
２２  光学素子
２７  熱的に切替え可能な材料
２８  発熱体
３０  アレイ（レンズアレイ）
３１  バックライト
３３  導光管
３５  リフレクタ
３６  反射面（光を反射する表面）
【図１】
2007334348.tif 000003
【図２】
2007334348.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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