(57)【要約】  表示装置（１００）は、画像表示ユニット（１３０）、美観層（１４４）、および集束層（１４２）を含む。当該美観層（１４４）は、マトリックス材料（１４８）と、当該マトリックス材料（１４８）における配列された開口部（１５０）とを含む。集束層（１４２）が、画像表示ユニット（１３０）と美観層（１４４）との間に配置されており、ならびに当該集束層（１４２）は、画像表示ユニット（１３０）によって生成された画像を美観層（１４４）における配列された開口部（１５０）を通って集合的に集束させるように位置決めされる配列された光学素子（１４６）を含む。
2018526663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示ユニットと、
マトリックス材料と該マトリックス材料における配列された開口部とを含む美観層と、
該画像表示ユニットと該美観層との間に配置され、ならびに該画像表示ユニットによって生成された画像を、該美観層における該配列された開口部を通って集合的に集束するように位置決めされる配列された光学素子を含む、集束層と、
を含む表示装置。
【請求項２】
前記マトリックス材料の外部表面が、実質的にソリッドカラー、非黒色、または装飾模様を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記美観層が、内部層および外部層を含み、
該内部層が、前記マトリックス材料を含み、
該外部層が、装飾層を含む、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記美観層および前記画像表示ユニットの少なくとも一方が、非平面形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
さらに、前記美観層の１つまたは複数の前記開口部内に配置された拡散材料を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月２日に出願された米国仮出願第６２／１６９８１５号の恩典を主張するものであり、当該仮出願の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、表示装置、より詳しくは、見る人による視認のためにそこを通って画像を送るように構成された美観表面を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
表示装置は、一般的に、画像を発生させる複数のピクセルを含む。当該ピクセルは、それら自体が光を放つことができ（例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、またはエレクトロルミネセント（ＥＬ）ディスプレイ）、またはバックライトによって光を放つことができ、その光を、当該ピクセルを通過させることができる（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））。結果として生じる画像は、見る人によって直接視認され得るか、または見る人による視認のために表面上に投影され得る。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書において開示されるのは、美観表面を有する表示装置である。当該美観表面は、当該表示装置がオフ状態の場合に、当該表示装置における望ましい外観の外側表面を提供することができ、当該表示装置がオン状態の場合は、視認可能な画像を、それを通して視認することを可能にする。
【０００５】
本明細書において開示されるのは、画像表示ユニットと、美観層と、集束層とを含む例示的一表示装置である。当該美観層は、マトリックス材料と、当該マトリックス材料における配列された開口部とを含む。当該集束層は、画像表示ユニットと美観層との間に配置されており、ならびに画像表示ユニットによって生成された画像を、美観層における配列された開口部を通って集合的に集束するように位置決めされた、配列された光学素子を含む。
【０００６】
さらなる特徴および利点は以下の詳細な説明において述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかとなるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書において説明されるような実施形態を実施することによって認められるであろう。
【０００７】
上述の全般的説明および以下の詳細な説明の両方は、単なる例示であり、特許請求の範囲の本質および特質を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していることは理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含められており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成すものである。当該図面は、１つまたは複数の実施形態を例示するものであり、説明と共に、様々な実施形態の原理および作用を説明するのに役に立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】表示装置の例示的一実施形態の概略図。
【図２】美観層の例示的一実施形態の正面図。
【図３】美観層の別の例示的実施形態の正面図。
【図４】美観表面ユニットの例示的実施形態の概略図。
【図５】乗り物に取り付けられた表示装置の例示的一実施形態のイラスト。
【図６】美観表面ユニットの例示的実施形態の概略図。
【図７】美観表面ユニットの別の例示的実施形態の概略図。
【図８】表示装置の別の例示的実施形態の概略図。
【図９】コリメートユニットの例示的一実施形態の概略図。
【図１０】コリメートユニットの別の例示的実施形態の概略図。
【図１１】表示装置の別の例示的実施形態の概略図。
【図１２】表示装置の別の例示的実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで、添付の図面に示される例示的実施形態について詳細に言及する。可能な限り、図面全体を通じて、同じもしくは類似の部分を指すために同じ参照番号が使用される。当該図面における構成要素は、必ずしも原寸に比例しているわけではなく、むしろ、例示的実施形態の原理を示すことに重点を置いている。
【００１０】
様々な実施形態において、表示装置は、画像表示ユニットおよび美観表面ユニットを含む。当該美観表面ユニットは、集束層および美観層を含む。当該集束層は、配列された光学素子を含む。当該美観層は、マトリックス材料と、当該マトリックス材料における配列された開口部とを含む。当該配列された開口部は、当該配列された光学素子に対応している。例えば、当該配列された開口部は、画像表示ユニットによって生成された画像を当該美観層における配列された開口部を通って集合的に集束させるように位置決めされる。いくつかの実施形態において、当該表示装置は、拡散ユニット（例えば、当該配列された光学素子と美観層との間および／または当該美観層の開口部内に）を含む。集束層は、画像表示ユニットと美観層との間に配置される。いくつかの実施形態において、当該画像表示ユニットは、配列されたピクセルを含む。そのような実施形態のいくつかにおいて、当該集束層および画像表示ユニットは、当該集束層の各光学素子が画像表示ユニットの少なくとも１つの対応するピクセルに揃えられるように、整列される。
【００１１】
図１は、表示装置１００の例示的一実施形態の概略図である。表示装置１００は、発光ユニット１１０とコリメートユニット１２０とを含む光ユニットを含む。表示装置１００は、画像表示ユニット１３０および美観表面ユニット１４０を含む。表示装置１００における隣接する構成要素は、（例えば、光学的に透明な接着剤によって）お互いに接着することにより、ベゼルまたはフレーム内に固定することができ（その間に空隙の有る無しにかかわらず）、または別の好適な結合メカニズムによって結合させることができるということは理解されるであろう。
【００１２】
発光ユニット１１０は、それぞれが光を放つように構成された１つまたは複数の光源を含む。例えば、当該光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ハロゲンライト、白熱灯、または別の好適な光源を含む。いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、２次元（２Ｄ）配列において整列された複数のＬＥＤを含む。別の実施形態において、発光ユニット１１０は、導光シートに隣接する、一列の（例えば、一次元配列の）ＬＥＤを含むライトバー（ｌｉｇｈｔ  ｂａｒ）を含む。当該ライトバーは、導光シートの端部中へと光を放ち、当該導光シートは、当該光を分散させて、当該導光シートの表面から当該光を放つ。いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、非コリメート光１１２を放つ。
【００１３】
コリメートユニット１２０は、発光ユニットから放たれた光がコリメートユニットに入射するように、発光ユニット１１０に隣接して位置決めされる。コリメートユニット１２０は、発光ユニット１１０によって放たれた光をコリメートするように構成される。例えば、発光ユニット１１０から放たれた非コリメート光１１２は、コリメートユニット１２０を通過することにより、コリメート光１２２を形成する。コリメートユニット１２０は、円柱レンズ、フレネルレンズ、または別の好適なコリメート装置を含む。例えば、いくつかの実施形態において、コリメートユニット１２０は、配列されたフレネルレンズを含む。
【００１４】
コリメートユニット１２０は、発光ユニット１１０から分離されているように図１に示されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。いくつかの実施形態において、当該コリメートユニットは、発光ユニットと一体である。例えば、発光ユニットのアウトプット面は、一体型のコリメートユニットを含む。したがって、当該光ユニットは、コリメート光ユニットとして構成される。
【００１５】
画像表示ユニット１３０は、コリメートユニットから放たれたコリメート光１２２が画像表示ユニットに入射するように、コリメートユニット１２０に隣接して位置決めされる。画像表示ユニット１３０は、配列された表示ピクセル１３２を含む。例えば、当該配列された表示ピクセル１３２は、所望のサイズの画像を表示するために、好適なｘおよびｙ寸法を有する２Ｄ配列を含む。各表示ピクセル１３２は、それを通過する光を制御するように構成されたライトバルブを含む。例えば、画像表示ユニット１３０は、ＬＣＤパネルを含み、当該配列された表示ピクセル１３２は、配列されたＬＣＤセルを含む。各ＬＣＤセルは、通る光の通過を制御するために開いたり閉じたりするように構成される。いくつかの実施形態において、各表示ピクセル１３２は、専用の表示カラー成分（例えば、赤色、緑色、または青色）にそれぞれ関連付けられた複数のサブピクセルへと分けられる。カラー画像は、隣接する赤色、緑色、および青色のサブピクセルを使用することによって生成することができる。いくつかの実施形態において、コリメート光１２２は、画像表示ユニット１３０の表示ピクセル１３２を通過して、画像ピクセル１３４を形成する。例えば、コリメート光１２２は、画像表示ユニット１３０の複数の表示ピクセル１３２を通過して、視認可能な画像を協働して生成する複数の画像ピクセル１３４を形成する。いくつかの実施形態において、画像表示ユニット１３０は、１つまたは複数の偏光層（例えば、入力および出力偏光子）を含む。
【００１６】
発光ユニット１１０によって放たれた光を、当該光が画像表示ユニット１３０を通過する前にコリメートすることにより（例えば、発光ユニットと画像表示ユニットとの間にコリメートユニット１２０を配置することによって）、従来の表示装置と比べて、視認可能な画像の強度または明るさの向上に貢献することができる。したがって、いくつかの実施形態では、表示装置１００は、少なくとも約５００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約６００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約７００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約８００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約９００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約１０００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約１１００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約１２００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約１３００ｃｄ／ｍ２、少なくとも約１４００ｃｄ／ｍ２、または少なくとも約１５００ｃｄ／ｍ２の出力明るさ（ｏｕｔｐｕｔ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）または出力輝度（ｏｕｔｐｕｔ  ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を有する。
【００１７】
美観表面ユニット１４０は、画像表示ユニットから放たれた光が当該美観表面ユニットに入射するように、画像表示ユニット１３０に隣接して位置決めされる。いくつかの実施形態において、美観表面ユニット１４０は、美観表面シートとして構成される。当該美観表面シートは、実質的に平坦または平面状であり得る。あるいは、当該美観表面シートは非平面状であってもよい。例えば、当該美観表面シートは、湾曲していてもよく、巻かれていてもよく（例えば、管状に）、屈曲していてもよく（例えば、１つまたは２つの稜部分において）、または別の非平面状構成に形成されていてもよい。美観表面ユニット１４０は、集束層１４２および美観層１４４を含む。図１に示される実施形態において、美観表面ユニット１４０の第一主要面は、集束層１４２を含み、当該美観表面ユニットの第二主要面は、美観層１４４を含む。したがって、美観表面ユニット１４０は、一体型の美観表面ユニットを含む。他の実施形態において、集束層および美観層は、本明細書において説明されるように機能するように配置された、独立した層であってもよい。集束層１４２は、配列された光学素子１４６を含む。美観層１４４は、マトリックス材料１４８と、当該マトリックス材料における配列された開口部１５０とを含む。当該配列された開口部１５０は、配列された光学素子１４６に対応している。例えば、各光学素子１４６は、少なくとも１つの開口部１５０に揃えられている。
【００１８】
いくつかの実施形態において、光学素子１４６は、図１に示されるようなマイクロレンズを含む。当該マイクロレンズは、レンチキュラーレンズ、球面レンズ、非球面レンズ、別の好適なレンズ形状、またはそれらの組み合わせとして構成される。例えば、いくつかの実施形態において、当該マイクロレンズは、少なくとも部分的に美観表面ユニットの幅および／または長さにわたって延在するレンチキュラーレンズとして構成される。他の実施形態において、当該マイクロレンズは、美観表面ユニットの当該幅および／または長さ周辺に（二次元配列において）散在する球面レンズとして構成される。追加的に、あるいは二者択一的に、開口部１５０は、円形、四角形、別の好適な形状、またはそれらの組み合わせを有する。例えば、図２は、マトリックス材料１４８に形成された細長い四角形の開口部１５０を有する美観層１４４の例示的一実施形態の正面図である。当該開口部は、少なくとも部分的に美観層の幅および／または長さにわたって延在する細長い四角形状を有する。したがって、当該細長い開口部は、レンチキュラーマイクロレンズに揃えることができる。図３は、マトリックス材料１４８に形成された円形の開口部１５０を有する美観層１４４の別の例示的実施形態の正面図である。当該開口部は、円形の形状を有し、およそ美観層の幅および／または長さにおいて散在する。したがって、当該円形開口部は、球面マイクロレンズに揃えることができる。様々な実施形態において、開口部の形状および配置は、マイクロレンズの構成および／または配置に対応する。
【００１９】
図１に示される実施形態の光学素子１４６は、マイクロレンズを含むように説明されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。いくつかの実施形態において、当該光学素子は、鏡部を含む。例えば、１つまたは複数の鏡部は、放物線反射鏡キャビティとして構成され、その場合、当該キャビティの口（例えば、より広い端部）は画像表示ユニットに面し、放物線反射鏡キャビティを通して形成される開放部は当該口の反対側（例えば、狭い端部）において美観層の対応する開口部に揃えられる。
【００２０】
美観表面ユニット１４０および画像表示ユニット１３０は、配列された光学素子１４６が当該画像表示ユニットと美観層１４４との間に配置されるように整列される。したがって、第一主要面は、美観表面ユニット１４０の入力面を含み、第二主要面は、美観表面ユニットの出力面を含む。画像表示ユニット１３０を通過した光は、第一主要面を通って美観表面ユニット１４０に入り、第二主要面から美観表面ユニットを出て、見る人による視認のために視認可能な画像を伝達する。いくつかの実施形態において、画像表示ユニット１３０および美観表面ユニット１４０は、光学素子１４６が画像ピクセル１３４を対応する開口部１５０に集束させるように整列される。例えば、画像表示ユニット１３０によって伝達された複数の画像ピクセル１３４は、配列された光学素子１４６によって当該配列された開口部１５０に集束され、それにより、当該画像ピクセルは、美観層１４４の開口部を通過して、見る人による視認のために当該美観層を通って当該視認可能な画像を伝達する。いくつかの実施形態において、美観層１４４の厚さは、開口部１５０のサイズ（例えば、円形開口部の直径または四角形開口部の幅）の、最大でも約１２５％、最大でも約１２０％、最大でも約１１５％、最大でも約１１０％、最大でも約１０５％である。例えば、美観層１４４の厚さは、開口部１５０のサイズ以下である。
【００２１】
図１に示される画像表示ユニット１３０は、ライトバルブを含むピクセル１３２を含むように説明されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。いくつかの実施形態において、画像表示ユニットは、それぞれが発光素子を含む複数のピクセルを含む。例えば、当該発光素子は、ＬＥＤ、マイクロＬＥＤ、ＯＬＥＤ、プラズマセル、エレクトロルミネセント（ＥＬ）セル、または放射線を放つように構成された別の好適な素子を含む。いくつかの実施形態において、当該発光素子は、点光源として構成される。例えば、当該点光源は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、または小さい表面積から放射線を放つように構成された別の好適な発光素子を含む。画像表示ユニットが、それぞれが発光素子を含む複数のピクセルを含む実施形態では、表示ピクセルそれ自体が光を放つことによって、視認可能な画像を生成する。結果として、光ユニットを省略することができる。追加的に、または二者択一的に、コリメートユニットは、（例えば、画像表示ユニットの発光素子によって放たれた光をコリメートするために）画像表示ユニットと美観表面ユニットとの間に位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、画像表示ユニットおよび美観表面ユニットは、集束層の光学素子が、画像表示ユニットによって生成された画像ピクセルを美観層における対応する開口部に集束させるように整列される。例えば、画像表示ユニットによって放たれた複数の画像ピクセルは、配列された光学素子によって、配列された開口部に集束され、それにより、当該画像ピクセルは、美観層の開口部を通過して、見る人による視認のために美観層を通って当該視認可能な画像を伝達する。
【００２２】
図１に示される表示装置１００は、バックライトユニット１１０および画像表示ユニット１３０によって生成された画像が、スクリーン上に投影することなく使用者によって直接的に視認可能であるような、直視型表示装置として構成されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。他の実施形態において、当該表示装置は、バックライトユニットおよび画像表示ユニットによってまたはバックライトユニットを用いずに画像表示ユニットによって生成された画像がスクリーン上に投影されるような、投影型表示装置を含む。そのような実施形態において、美観表面ユニットは、画像が投影されるスクリーンとして機能することができる。
【００２３】
画像表示装置１００は、画像が画像表示ユニット１１０によって生成され美観層１４４を通って伝達されるオン状態と、画像が画像表示ユニット１１０によって生成されず美観層１４４を通って伝達されないオフ状態との間で切り替え可能である。いくつかの実施形態において、画像表示装置１００の外面の外観（例えば、見る位置から見られる美観表面ユニット１４０の出力面）は、当該美観層の特性によって少なくとも部分的に決定される。したがって、開口部１５０によって占められる面積は、比較的小さい。例えば、開口部１５０は、美観層１４４の表面積の、最大でも約５０％、最大でも約４０％、最大でも約３０％、最大でも約２０％、最大でも約１０％、最大でも約５％、または最大でも約１％しか占めない。開口部１５０を美観層１４４の表面積のそのような小さな部分に限定することにより、当該開口部を裸眼に対して実質的に見えなくすることができる。したがって、オフ状態の表示装置１００では、当該表示装置の外面は、見る人に対してマトリックス材料１４８の外観を有する。しかしながら、表示装置１００をオン状態に切り替えることにより、結果として、開口部１５０を通しての画像の伝達が生じ、それにより、当該表示装置の外面は、見る人に対して当該画像の外観を有することになる。したがって、オフ状態の表示装置１００を見る場合、見る人は、美観層１４４のマトリックス材料１４８を見ており、オン状態の表示装置１００を見る場合には、見る人は、美観層１４４の開口部１５０を通して伝達された画像を見る。
【００２４】
いくつかの実施形態において、マトリックス材料１４８の外部表面は、実質的にソリッドカラー（ｓｏｌｉｄ  ｃｏｌｏｒ）を有する。例えば、当該実質的なソリッドカラーは、黒色、白色、赤色、緑色、青色、別の色、またはそれらの組み合わせを含む。したがって、オフ状態の表示装置１００では、表示装置の外面は、見る人とって、ソリッドカラーを有する固体表面であるように見える。他の実施形態において、マトリックス材料１４８の外部表面は、装飾模様を有する。例えば、当該装飾模様は、木目調の模様、革のような表面模様、織物のような表面模様、金属のような表面模様（例えば、ブラッシングされたような、鏡面研磨されたような、またはダイヤモンドプレートのような）、炭素繊維のような表面模様、別の好適な模様またはデザイン、またはそれらの組み合わせを含む。したがって、オフ状態の表示装置１００では、当該表示装置の外面は、見る人にとって、装飾模様を有する固体表面であるように見える。マトリックス材料１４８は、実質的に均質な材料または不均質な材料を含み得る。例えば、不均質な材料は、多層材料を含む。マトリックス材料１４８は、ソリッドカラーまたは装飾模様を有する均質な材料か、あるいはソリッドカラーまたは装飾模様を有する外部表面の多層材料を含み得る。
【００２５】
図４は、美観表面ユニット１４０ａの例示的実施形態の概略図である。美観表面ユニット１４０ａは、図１に関して説明した美観表面ユニット１４０と同様である。例えば、美観表面ユニット１４０ａは、集束層１４２および美観層１４４ａを含む。図４に示される実施形態において、美観層１４４ａは、内部層１４４ｂと外部層１４４ｃとを含む多層材料を含む。内部層１４４ｂは、光吸収材料を含む。当該光吸収材料１４８ａは、図１に示される実施形態に関して本明細書において説明したようなマトリックス材料を含むことができる。外部層１４４ｃは、（例えば、本明細書において説明されるような装飾模様を有する）装飾層を含む。美観層１４４ａは、配列された開口部１５０ａを含む。例えば、開口部１５０ａは、美観層１４４ａを貫通して（例えば、内部層１４４ｂおよび外部層１４４ｃの両方を通って）延在する。使用の際、画像表示ユニット１３０を通過する光は、第一主要面を通って美観表面ユニット１４０ａに入り、見る人による視認のために当該視認可能な画像を伝達するために第二主要面を通って当該美観表面ユニットを出る。
【００２６】
当該美観表面ユニットは、２つの異なる方法、すなわち、表示装置が反射および／または散乱する周囲光の量を減らすことによって、ならびに漏れる可能性がある表示装置の内側の迷光の量を減らすことによって、当該表示装置のコントラストを向上させることに貢献することができる。どちらの方法も、向上した（例えば、より暗い）黒色レベルをもたらし、それにより、同じ白色レベルに対してより高いコントラストをもたらす。表示装置の内側の迷光は、ライトバルブ（例えば、ＬＣＤセル）が完全に「閉じられている」かまたは１００％「黒色」の状態の場合にライトバルブによって完全に遮断されていない任意の光として説明することができる。例えば、迷光は、角度が高すぎて表示ユニットの底部または入力偏光子によって完全には偏光できないために上部または出力偏光子によって完全には遮断されていない光、あるいは、同じ効果のために、駆動型ＴＦＴ構造体によって散乱され、偏光が完全に９０度ターンしないような方向または角度にライトバルブによって指向された光、を含み得る。美観表面ユニットは、（例えば、集束層を通過した後に）美観層においてコリメートされていない任意の光線を遮断することによって、迷光を減らすのに貢献することができる。しかしながら、美観層が、完全には、または実質的に完全には吸収しない（例えば、黒色ではない）実施形態において、いくらかの迷光は、美観層を通り抜けることができる可能性がある。そのような実施形態のいくつかにおいて、美観層は、複数の層（例えば、図４に関して本明細書において説明されるような内部層１４４ｂおよび外部層１４４ｃ）を含む。当該内部層は、光吸収層（例えば、黒色層）を含むことができる。追加的に、または二者択一的に、外部層は、（例えば、反射において所望の美観特徴を提供するために）装飾層を含むことができる。したがって、内部層は、迷光を吸収することによってコントラスの向上を提供することができ、ならびに外部層は、所望の美的外観を提供することができる。当該複数の層の総厚さ（例えば、多層の美観層の総厚さ）は、本明細書において説明される開口部のサイズより、わずかに大きいのみであり得、またはそれ以下であり得る。
【００２７】
マトリックス材料１４８のソリッドカラーまたは装飾模様は、オフ状態の表示装置１００を、周囲環境と実質的に区別不可能にさせるかまたは周囲環境に調和させることができる。いくつかの実施形態において、表示装置１００は、当該表示装置の外面が、ある表面の一部と一体であるように、または表面の一部を形成するように、取り付けることができる。例えば、当該表面は、乗り物（例えば、自動車、船、飛行機、または他の乗り物）の表面、電化製品（例えば、冷蔵庫、オーブン、ストーブ、または別の電化製品）の表面、壁（例えば、建物の内装または外装の壁）の表面、または別の好適な表面であり得る。マトリックス材料１４８のソリッドカラーまたは装飾模様は、オフ状態の表示装置１００が実質的に当該表面から区別不可能であるかまたは当該表面と調和するように、当該表面と実質的に同じにすることができるかまたは当該表面に調和させることができる。図５は、表示装置の外面が乗り物のダッシュボードに一体化されるように当該乗り物に取り付けられた表示装置１００の例示的一実施形態のイラストである。いくつかの実施形態において、マトリックス材料１４８のソリッドカラーまたは装飾模様は、オフ状態の表示装置１００がダッシュボードとなじむように、実質的にダッシュボードと同じである。ただし、表示装置１００をオン状態に切り替えることで、開口部１５０を通った画像の伝達により、当該画像がダッシュボードによって生成されたかのような錯覚を与えることを可能にする。様々な実施形態において、当該乗り物の表面は、ダッシュボード、コンソール、ドアパネル、柱、シート（例えば、ヘッドレストの裏面）、または別の好適な乗り物の表面であり得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、美観層１４４は、表示ユニット１００のコントラストを向上させるのに貢献することができる。周囲光（例えば、太陽、室内照明、または別の光源からの）は、見る側から美観表面ユニット１４０上へと当たり得る。換言すれば、表示装置１００の外側からの周囲光は、美観表面ユニット１４０の第二主要面上に当たり得る。いくつかの実施形態において、美観層１４４のマトリックス材料１４８は、開口部１５０の外側から美観層上に当たったそのような周囲光の少なくとも一部を吸収する。例えば、マトリックス材料１４８は、高い光学濃度（例えば、黒いマトリックス樹脂材料）を有する。周囲光のそのような吸収は、表示装置１００のコントラストを向上させることができる（例えば、吸収された周囲光は反射せず、よって、視認可能な画像として美観表面ユニットから放たれた光を妨げることがないため）。
【００２９】
図１に示される実施形態において、美観表面ユニット１４０は、基板１５２を含む。例えば、基板１５２は、ガラス基板を含む。そのようなガラス基板は、ポリマー基板と比べて、寸法安定性の向上を可能にすることができる（例えば、温度および／または湿度などの周囲条件の変化の結果として生じるひずみの減少など）。そのような寸法安定性の向上は、様々な環境条件において、配列された表示ピクセルと配列された光学素子との間の位置合わせを維持するのに役立ち得、それは、例えば、画像表示ユニットのピクセルのピッチと光学素子のピッチとが等しくないような実施形態においてさえも、干渉模様を防ぐのに役立ち得る。他の実施形態において、基板１５２は、ポリマー材料または別の好適な基板材料を含む。樹脂層１５４が、基板１５２の表面に配置され、配列された光学素子１４６が、当該樹脂層中に形成される。例えば、当該配列された光学素子１４６は、マイクロ複製プロセス、エンボス加工プロセス、または別の好適な成形プロセスを使用して形成することができる。他の実施形態において、当該配列された光学素子は、直接、基板に形成される。例えば、当該配列された光学素子は、基板の表面をエンボス加工または機械加工することによって形成することができる。いくつかの実施形態において、美観層１４４は、配列された光学素子１４６の反対側の基板１５２の表面上に配置されたマトリックス材料１４８を含む。いくつかの実施形態において、基板１５２は、最大でも約３００μｍ、最大でも約２５０μｍ、最大でも約１５０μｍ、最大でも約１２０μｍ、最大でも約１１０μｍ、または最大でも約１００μｍまでの厚さを有するガラス基板を含む。そのような薄いガラス基板は、寸法安定性を犠牲にすることなく、表示装置の厚さを減らすことを可能にすることができる。
【００３０】
いくつかの実施形態において、当該基板は、複数の基板を含む。例えば、当該基板は、表面上に光学素子を配置した第一基板と、表面上に美観層を配置した第二基板とを含む。当該第一および第二基板は、反対側の表面に光学素子および美観層を配置した当該基板を含む美観表面ユニットを形成するように、お互いに隣接するように位置決めすることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、当該美観表面ユニットは、拡散ユニットを含む。当該拡散ユニットは、通過する光を散乱させて、当該光の散乱角を増加させるように構成される。例えば、当該拡散ユニットは、光散乱材料を含むことができる。図６は、美観表面ユニット２４０の例示的実施形態の概略図であり、これは、図１を参照しながら本明細書において説明した美観表面ユニット１４０と同様である。図６に示される実施形態において、美観表面ユニット２４０は、光学素子１４６と光吸収層１４８との間に配置された拡散層として構成された拡散ユニット２５６を含む。例えば、拡散ユニット２５６は、図６に示されるように、基板１５２と美観層１４４との間に配置される。図７は、美観表面ユニット３４０の例示的実施形態の概略図であり、これは、図１を参照しながら本明細書において説明した美観表面ユニット１４０と同様である。図７に示された実施形態において、美観表面ユニット３４０は、美観層１４４における１つまたは複数の開口部１５０内に配置された拡散材料として構成される拡散ユニット３５６を含む。例えば、１つまたは複数の開口部１５０は、拡散材料で満たすことにより、当該開口部内に拡散ユニット材３５６を形成することができる。いくつかの実施形態において、拡散ユニット３５６は、図７に示されるように、各開口部１５０内に配置される。当該拡散ユニットは、当該表示装置の視野角を増加させるのに貢献することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、当該拡散ユニットは、美観表面ユニットの基板と一体である。例えば、基板の表面（例えば、その上に光学素子が形成されている表面、および／またはその上に美観層が形成されている表面）は、通過する光を拡散する粗面を含む。したがって、当該拡散ユニットは、基板の粗面を含む。
【００３３】
いくつかの実施形態において、美観層１４４は、それらの１つまたは複数の開口部１５０の端部に配置された光吸収境界（例えば、図６に示される光吸収境界２５８または図７に示される光吸収境界３５８など）を含む。追加的に、または二者択一的に、当該光吸収境界は、当該端部の周囲の周りに少なくとも部分的に延在する。当該光吸収境界は、１つまたは複数の開口部１５０の端部の内部表面上に配置された光吸収材料（例えば、黒色マトリックス樹脂）の層（例えば、環たは輪）を含み得る。当該光吸収境界は、見る人による視認のために美観層を通って光が伝達されるのではなく、美観層１４４内において光が散乱することを防ぐのに役立ち得る。美観層内でのそのような散乱は、当該画像のひずみの原因となり得る。いくつかの実施形態において、美観層１４４は、マトリックス材料１４８の外部表面の少なくとも一部を覆う半透明層を含む。そのような半透明層は、美観表面の外観を実質的に変更することなく、マトリックス材料の外部表面からのグレアを減じるのに役立ち得る。マトリックス材料が実質的に光を吸収しない実施形態において、当該光吸収境界および／または当該半透明層は、有益であり得る。例えば、マトリックス材料が、黒ではない色を有する実施形態において、当該光吸収境界および／または当該半透明層は、望ましくない光散乱を減少させることによって画像品質を向上させるのに役立ち得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、表示装置１００は、透明カバー１６０を含む。透明カバー１６０は、ガラス基板（例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸ガラス、および／またはアルカリアルミノホウケイ酸ガラス）、ポリマー基板（例えば、ポリカーボネート）、または別の好適な基板を含む。透明カバー１６０は、表示装置１００の外部表面上に配置される。透明カバー１６０は、平面状（例えば、平坦なシート）または非平面状（例えば、湾曲したシート）を含み得る。いくつかの実施形態において、透明カバー１６０は、透明カバーの外部表面上の防幻（ＡＧ）コーティングおよび／または反射防止（ＡＲ）コーティングを含み得る。透明カバー１６０は、強化（例えば、熱的強化、機械的強化、および／または化学的強化）ガラスを含み得、これは、表示装置１００の他の構成要素を引っかき傷および破損から保護することを支援することができる。
【００３５】
図８は、例示的表示装置４００の概略図である。表示装置４００は、図１を参照しながら説明した表示装置１００と同様である。例えば、表示装置４００は、光ユニット、画像表示ユニット１３０、および美観表面ユニット１４０を含む。光ユニットは、発光ユニット１１０およびコリメートユニット１２０を含む。図８に示される実施形態において、光ユニットは、拡散ユニット４２４を含む。
【００３６】
いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、光源のシリーズ１１４ａを含む。光源のシリーズ１１４ａは、第一方向において一列に延在して整列されている。例えば、当該第一方向は、図面の奥へと延びるｚ方向として図８に示されている。いくつかの実施形態において、当該列は、図８に示されるように、実質的に直線状である。他の実施形態において、当該列は、湾曲している（例えば、湾曲した表示装置における使用の場合）。いくつかの実施形態において、光源のシリーズ１１４ａは、複数のＬＥＤまたはＯＬＥＤを含むライトバーとして構成される。
【００３７】
コリメートユニット１２０は、光源のシリーズ１１４ａに隣接して配置される。例えば、コリメートユニット１２０は、当該列に対して実質的に平行に延在する。コリメートユニット１２０は、光源のシリーズ１１４ａによって放たれた光を、当該列に対して実質的に平行な第一方向にはコリメートすることなく、当該列に対して実質的に垂直な第二方向にコリメートするように構成される。コリメート光は、当該光がコリメートされる方向において１０度未満の広がり角を有する。例えば、当該第二方向は、ｘ方向として図８に示されている（例えば、図８に示される方向性において垂直な方向）。コリメートユニット１２０は、光源のシリーズ１１４ａに揃えられたコリメートレンズを含む。例えば、当該コリメートレンズは、円柱レンズ、円柱フレネルレンズ、別の好適なレンズ、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、コリメートユニット１２０は、当該コリメートユニットの焦点長に実質的に等しい距離において、光源のシリーズ１１４ａから離間される。例えば、シリーズ１１４ａの個々の各光源の上面とコリメートユニット１２０との間の（例えば、ｙ方向における）距離は、コリメートユニットの焦点長に実質的に等しい。
【００３８】
図８に示された実施形態において、コリメートユニット１２０は、円柱フレネルレンズを含む。図９は、コリメートユニット５２０の別の例示的実施形態の概略図である。コリメートユニット５２０は、調整素子５２６およびコリメート素子５２８を含む。コリメートユニット５２０は、調整素子５２６が、光源のシリーズ１１４ａとコリメート素子５２８との間に配置されるように整列される。いくつかの実施形態において、光源のシリーズ１１４ａによって放たれた光は、第二方向において実質的にランバート角度強度分布を有する広角の光を含む。いくつかの実施形態では、当該ランバート角度強度分布において、異なる距離を移動する光のパワーは一定ではないが、むしろ、表面（例えば、光源の表面）の垂線に対する角度のコサインに比例する。調整素子５２６は、当該広角の光を、当該調整素子から離間された基準面において、第二方向における実質的に一様な角度強度分布を有する一様な光に変換するように構成される。コリメートユニットが当該一様な光によって実質的に一様に照らされるように、コリメートユニットを基準面に位置決めすることは有益であり得る。例えば、調整素子５２６は、円柱レンズ、フレネルレンズ（例えば、円柱フレネルレンズ）、別の好適なレンズ、またはそれらの組み合わせを含む。コリメート素子５２８は、当該一様な光を第二方向においてコリメートするように構成される。例えば、当該コリメートユニット５２８は、円柱レンズ、フレネルレンズ（例えば、円柱フレネルレンズ）、別の好適なレンズ、またはそれらの組み合わせを含む。調整素子は、コリメート素子の表面全体にわたって一様にコリメート素子を照らすのに役立ち得、これは、光源の当該シリーズのランバート出力に起因し得る、表示装置によって生成された画像における明るさの不均一性の可能性を減らすのに役立ち得る。
【００３９】
図１０は、コリメートユニット６２０の別の例示的実施形態の概略図である。コリメートユニット６２０は、調整素子６２６、コリメート素子６２８、および集中素子６２９を含む。コリメートユニット６２０は、調整素子６２６が光源のシリーズ１１４ａとコリメート素子６２８との間に配置され、ならびに集中素子６２９が光源の当該シリーズと調整素子との間に配置されるように整列される。集中素子６２９は、光源のシリーズ１１４ａによって放たれたランバート光を調整素子６２６上に集中するように構成される。例えば、集中素子６２９は、屈折部分６２９ａおよび反射部分６２９ｂを含む。いくつかの実施形態において、屈折部分６２９ａは、光を調整素子６２６に向けるためのレンズ部分を含む。追加的に、または二者択一的に、反射部分６２９ｂは、光を調整素子６２６へと向けるための鏡面を含む。いくつかの実施形態において、集中素子６２９は、成型された屈折／反射コリメーターを含む。調整素子６２６は、光源のシリーズ１１４ａによって放たれたランバート光を、第二方向において実質的に一様な強度分布を有する一様な光へと変えるように構成される。例えば、調整素子６２６は、円柱レンズ、フレネルレンズ（例えば、円柱フレネルレンズ）、別の好適なレンズ、またはそれらの組み合わせを含む。コリメート素子６２８は、当該一様な光を第二方向においてコリメートするように構成される。例えば、当該コリメートユニット６２８は、円柱レンズ、フレネルレンズ（例えば、円柱フレネルレンズ）、別の好適なレンズ、またはそれらの組み合わせを含む。当該集中素子は、光源の当該シリーズによって放たれた光の比較的大部分を収集して、当該光を調整素子へと向かわせるのに役立ち得る。例えば、いくつかの実施形態において、当該集中素子は、光源の当該シリーズによって放たれた光の最大で約８０％までを収集および／または少なくとも部分的にコリメートするように構成される。当該調整素子は、コリメート素子の表面全体にわたって一様にコリメート素子を照らすのに役立ち得、これは、当該表示装置によって生成された画像における明るさの不均一性の可能性を減らすことに役立ち得る。
【００４０】
図７〜９に示されるコリメートユニットは、例えば、円柱レンズおよび／または円柱フレネルレンズなどを含む一次元のコリメートユニットとして説明されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、当該コリメートユニットは、球面および／または非球面フレネルレンズを含む二次元コリメートユニットとして構成される。様々な実施形態において、コリメートユニットの形状は、美観表面ユニットの光学素子の形状に対応し得る。例えば、一次元コリメートユニットは、レンチキュラーレンズを含む美観表面ユニットと共に使用され得る。追加的に、または二者択一的に、二次元コリメートユニットは、球面および／または非球面レンズを含む美観表面ユニットと共に使用され得る。
【００４１】
拡散ユニット４２４は、図８に示されるように、光源のシリーズ１１４ａに隣接するように配置される。例えば、拡散ユニット４２４は、当該光源のシリーズによって放たれた光を、当該列に対して実質的に垂直な第二方向（例えば、ｘ方向）に拡散することなく、当該列に対して実質的に平行な第一方向（例えば、ｚ方向）に拡散するように構成される。したがって、拡散ユニット４２４は、一次元ディフューザーを含む。いくつかの実施形態において、当該拡散ユニットは、複数の小さな屈折素子または反射素子を含み、これらのそれぞれは、光線を、ゼロから決められた散乱角までの間のランダムな角度に偏向させる。そのような角度が、１つの軸のみに平行な場合、拡散ユニットは、一次元ディフューザーとして機能する。そのような角度が、１つの軸に沿っていくらかの角度および別の垂直な軸に沿っていくらかの角度を有する円錐または円錐の一部を形成する場合、拡散ユニットは、二次元ディフューザーとして機能する。当該拡散ユニットは、表示装置の照光を均一化するのに役立ち得る。例えば、当該ディフューザーは、暗い空間によって分離された明るい線（個々の光源の位置に対応する）を、当該表示装置を見る人に見えないように、一方向においてコリメートされた光を残すが、他の方向の光は拡散するように設計することができる。
【００４２】
拡散ユニット４２４は、発光ユニット１１０と美観表面ユニット１４０との間に配置される。例えば、拡散ユニット４２４は、コリメートユニット１２０と美観表面ユニット１４０との間および／またはコリメートユニットと画像表示ユニット１３０との間に配置される。いくつかの実施形態において、コリメートユニット１２０は、図８に示されるように、発光ユニット１１０と拡散ユニット４２４との間に配置される。そのような構成は、当該表示装置の厚さを不必要に増加させることなく、発光ユニットから拡散ユニットを適切に離間するのに貢献することができる。
【００４３】
いくつかの実施形態において、拡散ユニット４２４は、光源のシリーズ１１４ａに対して実質的に平行に延在し、光源の当該シリーズから離間されている。例えば、光源のシリーズ１１４ａは、第一光源と、当該第一光源に直接隣接するように配置されかつ第一光源から（例えば、ｚ方向に）距離Ｘにおいて離間される第二光源とを含む。拡散ユニット４２４は、光源のシリーズ１１４ａから（例えば、ｙ方向に）距離Ｙにおいて離間される。明るさの均一性を達成することにおいて拡散ユニットが効率的であるためには、散乱角は、ディフューザーの位置から見える個々の光源の間のギャップの角サイズより大きくなければならない。例えば、拡散ユニット４２４は、式：θ＞逆正接（Ｘ／Ｙ）、を満たす散乱角θを有する。
【００４４】
図８に示される拡散ユニットは、一方向において光を拡散する一次元拡散ユニットとして説明されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。例えば、他の実施形態において、当該拡散ユニットは、２つの垂直な方向において光を拡散するように構成された二次元拡散ユニットとして構成される。様々な実施形態において、当該拡散ユニットの構成は、美観表面ユニットの光学素子の形状および／またはコリメートユニットの構成に対応し得る。例えば、一次元拡散ユニットは、レンチキュラーレンズを含む美観表面ユニットと共に、および／または一次元コリメートユニットと共に使用され得る。追加的に、または二者択一的に、二次元拡散ユニットは、球面および／または非球面レンズを含む美観表面シートと共に、および／または二次元コリメートユニットと共に使用され得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、表示装置４００は、光源の複数のシリーズを含む。例えば、図８に示される実施形態において、表示装置４００は、シリーズ１１４ａに直接隣接する、光源の第二シリーズ１１４ｂを含む。光源の第二シリーズ１１４ｂは、第二列において配置される。当該第二列の第二シリーズ１１４ｂは、シリーズ１１４ａの列から離間されている。いくつかの実施形態において、第二シリーズ１１４ｂの当該第二列は、シリーズ１１４ａの列に対して実質的に平行である。したがって、第二シリーズ１１４ｂの当該第二列は、第一方向に延在する。シリーズ１１４ａおよび／または第二シリーズ１１４ｂの個々の光源は、当該光源が、表示装置１００の長さおよび／または幅に沿って散在（例えば、均等に散在）するように、お互いに離間されている。いくつかの実施形態において、シリーズ１１４ａおよび第二シリーズ１１４ｂは、同じ数の個々の光源を含む。図８に示される実施形態において、表示装置４００は、第二シリーズ１１４ｂに直接隣接する、光源の第三シリーズ１１４ｃ、第三シリーズ１１４ｃに直接隣接する、光源の第四シリーズ１１４ｄ、および第四シリーズ１１４ｄに直接隣接する、光源の第五シリーズ１１４ｅを含む。各シリーズの光源は、一列に配置される。いくつかの実施形態において、当該列は、お互いに実質的に平行である。追加的に、または二者択一的に、直接隣接する列の間の間隔は、実質的に一定である。
【００４６】
いくつかの実施形態において、表示装置４００は、複数のコリメートユニットを含む。例えば、図８に示される実施形態において、表示装置４００は、光源の各シリーズに隣接して配置されたコリメートユニットを含む。したがって、光源のシリーズ１１４ａおよびコリメートユニット１２０を参照しながら本明細書において説明したように、光源の各シリーズによって放たれた光は、対応するコリメートユニットによってコリメートおよび／または拡散される。いくつかの実施形態において、複数のコリメートユニットは、図８に示されるような単一のコリメートシートの隣接部分である。そのような単一のコリメートシートは、マイクロ複製プロセス、エンボス加工プロセス、または別の好適な形成プロセスを使用して形成することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、拡散ユニット４２４は、図８に示されるような拡散シートを含む。そのような拡散シートを光源の複数のシリーズに隣接して配置することにより、本明細書において説明されるような光源の複数のシリーズのそれぞれによって放たれた光を拡散することができる。
【００４８】
表示装置４００は、５つの列において整列された、光源の５つのシリーズを含むように説明されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。他の実施形態において、当該表示装置は、列状に整列された、決められた数（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、６つ、またはそれ以上）の光源のシリーズを含む。光源の各シリーズは、決められた数（例えば、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上）の個別の光源を含む。いくつかの実施形態において、コリメートユニットの焦点長によって除された、美観表面ユニットの光学素子の焦点長は、光ユニットの光源のサイズによって除された、美観表面ユニットの開口部のサイズにほぼ等しい。そのような関係は、光源の数および／または配置を決めるために使用することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、光ユニットは、光源のシリーズのどちらかの末端に配置された端壁を含む。例えば、当該端壁は、光源のシリーズの各末端において、当該シリーズに対して実質的に垂直に延在する。いくつかの実施形態において、当該端壁は、反射性内面（例えば、表示装置の内側に面した表面）を含む。そのような反射性内面は、表示装置の端部において明るさの減少する領域を防ぐために、光を当該表示装置内へと反射することができる。
【００５０】
本明細書において、一次元および二次元設計の両方について説明しているが、一次元設計は、いくつかの用途において有利であり得る。例えば、一次元設計は、製造するのに比較的あまり複雑ではない可能性がある（例えば、よりシンプルな光学系および／または表示装置の様々な構成要素の間のあまり厳しくない整列許容性の結果として）。追加的に、または二者択一的に、一次元拡散ユニットは、入射光の光学位相の「スクランブリング」を可能にすることができ、これは、さもなければ光が１セットの等距離の開口部を通過した後に強い空間的不均一性を生じるかもしれない干渉を防ぐために役立ち得る。
【００５１】
図１１は、例示的表示装置７００の概略図である。表示装置７００は、図１を参照しながら説明した表示装置１００および図８を参照しながら説明した表示装置４００と同様である。例えば、表示装置７００は、光ユニット、画像表示ユニット１３０、および美観表面ユニット１４０を含む。光ユニットは、発光ユニット１１０およびコリメートユニット１２０を含む。
【００５２】
いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、１つまたは複数の光源を含む。例えば、図１１に示される実施形態において、発光ユニット１１０は、光導体７１６と、当該光導体の端部中へと光を入射させるように位置決めされた１つまたは複数の光源とを含む。いくつかの実施形態において、光導体７１６は、導光シートとして構成される。光導体７１６は、端部に入射された光を誘導して、当該光導体の少なくとも１つの表面から光を放つように構成される。光導体７１６は、ガラス基板、ポリマー基板、空隙、または他の好適な導光器を含む。いくつかの実施形態において、当該１つまたは複数の光源は、光導体の端部に隣接するように配置された複数のＬＥＤまたはＯＬＥＤを含むライトバーとして構成される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、反射拡散ユニット７１８を含む。反射拡散ユニット７１８は、光導体７１６の１つの表面において光を反射および拡散して、当該反射および拡散された光を当該光導体の反対側の表面に向かわせるように構成される。例えば、図１１に示される実施形態において、反射拡散ユニット７１８は、光導体７１６の第一表面から放たれた光を反射および拡散して、当該反射および拡散された光を当該光導体中へ、および第一表面の反対側の第二表面へと向かわせるように当該第一表面に隣接して配置された基板を含む。他の実施形態において、当該光導体の第一表面は、反射拡散ユニットとしての役割を果たすことができる。例えば、反射拡散ユニットとしての役割を果たすために、光導体の第一表面にコーティングおよび／または表面処理（例えば、粗面化）を適用することができる。いくつかの実施形態において、光導体の第一表面は、反射コーティング（例えば、白色コーティングまたは鏡面コーティング）でコーティングされるか、および／または反射拡散ユニットとしての役割を果たすように粗化される。当該反射拡散ユニットは、見る人による視認のために画像を生成するために放たれる、光導体の第二表面に向けられた光の量を増加させるのに役立ち得る。
【００５４】
いくつかの実施形態において、発光ユニット１１０は、明るさ向上ユニット７１９を含む。明るさ向上ユニット７１９は、光導体７１６の一表面において光を収集して当該光を光導体から離れる方に向かわせるように構成される。例えば、図１１に示される実施形態において、明るさ向上ユニット７１９は、光導体７１６の第二表面に隣接して配置された明るさ向上フィルムを含む。したがって、光導体７１６は、反射拡散ユニット７１８と明るさ向上ユニット７１９との間に配置される。明るさ向上ユニット７１９は、明るさ向上フィルム（ＢＥＦ）、二重明るさ向上フィルム（ＤＢＥＦ）、または他の好適な明るさ向上構造体を含む。
【００５５】
コリメートユニット１２０は、発光ユニット１１０に隣接して配置される。コリメートユニット１２０は、発光ユニット１１０によって放たれた光を少なくとも１つの方向においてコリメートするように構成される。図１１に示される実施形態において、コリメートユニット１２０は、美観表面ユニット１４０と同様であるが以下において説明されるように変更されたコントラスト向上ユニットを含む。例えば、コリメートユニット１２０は、第一主要面７４２と、当該第一主要面の反対側の第二主要面７４４とを有する。第一主要面７４２は、配列された光学素子７４６を含む。配列された光学素子７４６は、配列された光学素子１４６に関して本明細書において説明したように構成することができる。いくつかの実施形態において、配列された光学素子７４６は、配列されたコリメートレンズ（例えば、円柱レンズ、フレネルレンズ、円柱フレネルレンズ、またはそれらの組み合わせ）を含む。第二主要面７４４は、光反射層７４８と、当該光反射層における配列された開口部７５０とを含む。光反射層７４８は、反射材料を含む（例えば、白色層または鏡面層）。配列された開口部７５０は、配列された開口部１５０に関して本明細書において説明したように構成することができる。配列された開口部７５０は、配列された光学素子７４６に対応している。例えば、各光学素子７４６は、少なくとも１つの開口部７５０に揃えられている。コリメートユニット１２０は、美観表面ユニット１４０と比べて反転されている。例えば、コリメートユニット１２０は、発光ユニットから放たれた光がコリメートユニットの第二表面１４８に入射するように、発光ユニット１１０に隣接して配置される。したがって、第二表面１４８は、入射面を含み、第一表面７４４は、出射面を含む。コリメートユニット１２０および発光ユニット１１０は、光反射層７４８が、発光ユニットと配列された光学素子７４６との間に配置されるように整列される。
【００５６】
図１１に示される実施形態において、当該配列された開口部は、第一方向において延在する配列された長細い開口部を含み、配列された光学素子７４６は、第一方向において延在する配列されたレンチキュラーレンズを含む。したがって、第一方向は、当該長細い開口部の長さおよび／またはレンチキュラーレンズの縦軸に揃えられている。光導体７１６の第二表面から放たれた光は、コリメートユニット１２０の第二表面７４４に当たる。光反射層７４８の開口部において第二表面７４４に当たる光は、光反射層を通過して、光学素子によって集束され、画像表示ユニット１３０および／または美観表面ユニット１４０へと向けられる。第二表面７４４に当たる残りの光は、光反射層７４８によって光導体７１６中へと反射される。したがって、光は、コリメートユニット１２０の開口部を通過できるまで、光導体７１６中へとリサイクルされ得る。コリメートユニット１２０は、（例えば、当該光に比較的狭い開口部を強制的に通過させることによって）光導体７１６から放たれた光をコリメートするように構成される。追加的に、または二者択一的に、明るさ向上ユニット７１９は、適切な偏光のみが開口部を通過することを保証するのに役立ち得る。本明細書において説明されるように長細い開口部とレンチキュラーレンズとを有するコリメートユニット１２０は、当該光を第一方向（例えば、当該開口部およびレンチキュラーレンズに対して平行）においてコリメートすることなく、第二方向（例えば、当該開口部およびレンチキュラーレンズに対して垂直）において光をコリメートするように構成される。したがって、コリメートユニット１２０は、一次元コリメートユニットとして構成され得る。図１１に示される発光ユニット１１０は反射拡散ユニット７１８を含むため、コリメートユニット１２０によって放たれた光は、追加の拡散ユニットを使用せずに、第一方向において拡散させることができる。
【００５７】
配列された光学素子１４６および配列された光学素子７４６は、同じピッチを有するように図１１に示されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。他の実施形態において、当該配列された光学素子は、同じピッチまたは異なるピッチ、同じ形状または異なる形状、および同じサイズまたは異なるサイズを有することができる。配列された開口部１５０および配列された開口部７５０は、同じピッチを有するように図１１に示されているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。他の実施形態において、当該配列された開口部は、同じまたは異なるピッチ、同じ形状または異なる形状、および同じサイズまたは異なるサイズを有することができる。
【００５８】
図１２は、例示的表示装置８００の概略図である。表示装置８００は、図１を参照しながら説明した表示装置１００、図８を参照しながら説明した表示装置４００、および図１１を参照しながら説明した表示装置７００と同様である。例えば、表示装置８００は、画像表示ユニット１３０および美観表面ユニット１４０を含む。図１２に示される実施形態において、画像表示ユニット１３０は、発光型画像表示ユニットを含む。当該画像表示ユニットが光を放つように構成されるため、光ユニットは省略される。例えば、画像表示ユニット１３０は、二次元配列において配置された複数のピクセルを含む。各ピクセルは、１つまたは複数の発光型素子（例えば、ＯＬＥＤ）を含む。例えば、各ピクセルは、ピクセルが、所望の色を有する可視光を放つように構成されるように、赤色、緑色、および青色の発光型素子（例えば、サブピクセル）を含む。
【００５９】
美観表面ユニット１４０は、非平面形状を含み得る。例えば、図１２に示される実施形態において、美観表面ユニット１４０は、湾曲した形状を含む。そのような非平面形状は、表示装置の外側表面が、本明細書において説明されるような表面（例えば、乗り物の表面）の一部に統合されることまたはそのような一部を形成することを可能にし得る。
【００６０】
図１２は、実質的に同じ非平面形状を有する、画像表示ユニット１３０および美観表面ユニット１４０を示しているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、当該画像表示ユニットは実質的に平面状であり、当該美観表面ユニットは非平面状である。他の実施形態において、当該画像表示ユニットおよび美観表面ユニットは両方とも、実質的に平面状であるか、または異なる非平面形状を有する。
【００６１】
図１、７、１０、および１１は、実質的に同じ表面積を有する、画像表示ユニット１３０および美観表面ユニット１４０を示しているが、他の実施形態もこの開示に含まれる。例えば、いくつかの実施形態において、画像表示ユニットは、美観表面ユニットよりも小さい表面積を有する。そのような実施形態において、画像表示ユニットによって生成される画像は、美観層における開口部を通って伝達するため、および見る人による視認のために、美観表面ユニット上に投影することができる。
【００６２】
本明細書において説明される異なる実施形態の様々な構成要素は、お互いに組み合わせて使用することができる。例えば、図１１に示されるコリメートユニット１２０は、図８に示される光ユニット１１０と共に使用することができる。追加的に、または二者択一的に、図８に示されるコリメートユニット１２０は、図１１に示される光ユニット１１０と共に使用することができる。追加的に、または二者択一的に、図６に示される美観表面ユニット２４０または図７に示される美観表面ユニット３４０は、図８に示されるコリメートユニット１２０または図１１に示されるコリメートユニット１２０ならびに図８に示される光ユニット１１０または図１１に示される光ユニット１１０と共に使用することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態において、見る人によって直接視認可能な画像を生成する方法は、光を放つステップと、第二方向に対して垂直な第一方向においては当該光をコリメートすることなく当該第二方向において当該光をコリメートするステップと、当該光を当該第二方向においては拡散することなく当該第一方向において当該光を拡散するステップとを含む。いくつかの実施形態において、光を放つ当該ステップは、第二方向において実質的にランバート強度分布を有するランバート光を放つステップを含み、当該方法はさらに、第二方向において当該光をコリメートする前に当該ランバート光を第二方向において実質的に一様な強度分布を有する一様な光へと変えるステップを含む。いくつかの実施形態において、当該方法はさらに、見る人による直接的な視認のために、当該光を光吸収層における配列された開口部上に集束させるステップを含む。
【００６４】
様々な実施形態において、本明細書において説明される表示装置は、乗り物、例えば、自動車、船、および航空機（例えば、鏡、柱、ドアパネル、ヘッドレスト、ダッシュボード、コンソール、または乗り物のシート、またはそれらの一部分）、建築装備品または建築構造物（例えば、建物の内装または外装またはフローリングなど）、電化製品（例えば、冷蔵庫、オーブン、ストーブ、洗濯機、乾燥機、または他の電化製品）、一般消費者向け電子機器（例えば、テレビ、ラップトップ、コンピュータのモニター、および携帯用電子機器、例えば、携帯電話、タブレット、およびミュージックプレーヤー）、調度品、インフォメーションセンター、小売店などに組み入れることができる。
【００６５】
本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく様々な変更および変形を為すことができることは、当業者には明白であろう。したがって、本発明は、添付のクレームおよびそれらの同等物を考慮することを除いて、制限されるものではない。
【００６６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６７】
実施形態１
画像表示ユニットと、
マトリックス材料と当該マトリックス材料における配列された開口部とを含む美観層と、
当該画像表示ユニットと当該美観層との間に配置され、ならびに当該画像表示ユニットによって生成された画像を、当該美観層における当該配列された開口部を通って集合的に集束するように位置決めされる配列された光学素子を含む、集束層と、
を含む表示装置。
【００６８】
実施形態２
上記マトリックス材料の外部表面が、実質的にソリッドカラーを有する、実施形態１に記載の表示装置。
【００６９】
実施形態３
上記ソリッドカラーが、非黒色である、実施形態２に記載の表示装置。
【００７０】
実施形態４
上記マトリックス材料の外部表面が、装飾模様を有する、実施形態１に記載の表示装置。
【００７１】
実施形態５
上記美観層が、内部層および外部層を含み、
当該内部層が、上記マトリックス材料を含み、
当該外部層が、装飾層を含む、
実施形態１に記載の表示装置。
【００７２】
実施形態６
上記装飾層が、実質的にソリッドカラーを有する、実施形態５に記載の表示装置。
【００７３】
実施形態７
上記ソリッドカラーが、非黒色である、実施形態６に記載の表示装置。
【００７４】
実施形態８
上記装飾層が、装飾模様を有する、実施形態５に記載の表示装置。
【００７５】
実施形態９
さらに、上記美観層の外部表面の少なくとも一部を覆う半透明層を含む、実施形態１から８のいずれか１つに記載の表示装置。
【００７６】
実施形態１０
上記美観層が、非平面形状を有する、実施形態１から９のいずれか１つに記載の表示装置。
【００７７】
実施形態１１
上記画像表示ユニットが、配列された点光源を含む、実施形態１から１０のいずれか１つに記載の表示装置。
【００７８】
実施形態１２
上記画像表示ユニットが、非平面形状を有する、実施形態１１に記載の表示装置。
【００７９】
実施形態１３
上記画像表示ユニットが、バックライトユニットおよび配列されたライトバルブを含み、ならびに、当該配列されたライトバルブが当該バックライトユニットと上記集束層との間にあるように、位置決めされる、実施形態１から１０のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８０】
実施形態１４
さらに、上記集束層と上記美観層との間に配置された拡散層を含む、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８１】
実施形態１５
さらに、上記美観層の１つまたは複数の上記開口部内に配置された拡散材料を含む、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８２】
実施形態１６
さらに、上記美観層の１つまたは複数の上記開口部の端部に配置された光吸収境界を含む、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８３】
実施形態１７
上記光吸収境界が、上記端部の周囲の周りに少なくとも部分的に延在する、実施形態１６に記載の表示装置。
【００８４】
実施形態１８
上記開口部が、上記美観層の表面積の最大でも約５０％までしか占めない、実施形態１から１７のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８５】
実施形態１９
上記美観層の厚さが、上記開口部のサイズの最大でも約１２５％までである、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の表示装置。
【００８６】
実施形態２０
画像表示ユニットと、
配列された開口部を含む美観層であって、その外部表面が装飾表面を有する、美観層と、
当該画像表示ユニットと当該美観層との間に配置され、ならびに当該画像表示ユニットによって生成された画像を、当該美観層における当該配列された開口部を通って集合的に集束するように位置決めされる配列された光学素子を含む、集束層と、
を含む表示装置。
【００８７】
実施形態２１
上記美観層が、光吸収層を含む、実施形態２０に記載の表示装置。
【００８８】
実施形態２２
上記光吸収層が内部層であり、上記美観層が、上記装飾表面を有する外部層を含む、実施形態２１に記載の表示装置。
【００８９】
実施形態２３
配列された開口部を含む美観層であって、その外部表面が装飾表面を有する、美観層と、
画像表示ユニットによって生成された画像を、当該美観層における当該配列された開口部を通って集合的に集束するように位置決めされる配列された光学素子を含む、集束層と、
を含む美観表面ユニット。
【００９０】
実施形態２４
上記美観層が、光吸収層を含む、実施形態２３に記載の美観表面ユニット。
【００９１】
実施形態２５
上記光吸収層が内部層であり、上記美観層が、上記装飾表面を有する外部層を含む、実施形態２４に記載の美観表面ユニット。
【００９２】
実施形態２６
上記装飾層が、実質的にソリッドカラーを有する、実施形態２３から２５のいずれか一つに記載の美観表面ユニット。
【００９３】
実施形態２７
上記ソリッドカラーが、非黒色である、実施形態２６に記載の美観表面ユニット。
【００９４】
実施形態２８
上記装飾層が、装飾模様を有する、実施形態２３から２５のいずれか一つに記載の美観表面ユニット。
【００９５】
実施形態２９
画像表示ユニットと、
実施形態２３から２８のいずれか一つに記載の美観表面ユニットと、
を含む表示装置。
【００９６】
実施形態３０
実施形態２２から２９のいずれか一つに記載の表示装置を含む乗り物。
【符号の説明】
【００９７】
１００、４００、７００、８００  表示装置
１１０  発光ユニット
１１２  非コリメート光
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ  光源のシリーズ
１２０、５２０、６２０  コリメートユニット
１２２  コリメート光
１３０  画像表示ユニット
１３２  表示ピクセル
１３４  画像ピクセル
１４０、１４０ａ、２４０、３４０  美観表面ユニット
１４２  集束層
１４４、１４４ａ  美観層
１４４ｂ  内部層
１４４ｃ  外部層
１４６、７４６  光学素子
１４８  マトリックス材料
１４８ａ  光吸収材料
１５０、１５０ａ、７５０  開口部
１５２  基板
１５４  樹脂層
１６０  透明カバー
２５６、３５６、４２４  拡散ユニット
２５８、３５８  光吸収境界
５２６、６２６  調整素子
５２８、６２８  コリメート素子
６２９  集中素子
６２９ａ  屈折部分
６２９ｂ  反射部分
７１６  光導体
７１８  反射拡散ユニット
７１９  明るさ向上ユニット
７４２  第一主要面
７４４  第二主要面
７４８  光反射層
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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