(57)【要約】  マルチモードディスプレイが開示される。より詳細には、発光型表示素子と、発光型表示素子上に配置された部分的反射体と、部分的反射体上に配置された空間光変調器と、空間光変調器上に配置された吸収型偏光子とを有する、マルチモードディスプレイが開示される。少なくとも反射型ディスプレイモード及び発光型ディスプレイモードを有するマルチモードディスプレイが開示される。ディスプレイは、これらのモード間を迅速又は更に自動的に切り替えるよう構成される。
2018533063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光型表示素子と、
前記発光型表示素子上に配置された部分的反射体と、
前記部分的反射体上に配置された空間光変調器と、
前記空間光変調器上に配置された吸収型偏光子と
を備えるマルチモードディスプレイ。
【請求項２】
前記部分的反射体が、空間的に変化する反射率を有する、請求項１に記載のマルチモードディスプレイ。
【請求項３】
前記部分的反射体が、二色性のカラーフィルタである、請求項１に記載のマルチモードディスプレイ。
【請求項４】
前記部分的反射体が、微細構造化されたフィルムである、請求項１に記載のマルチモードディスプレイ。
【請求項５】
前記部分的反射体が、多層光学フィルムである、請求項１に記載のマルチモードディスプレイ。
【請求項６】
第１のモード及び第２のモードで動作可能であり、前記第１のモードにおいて主に反射型ディスプレイとして動作し、前記第２のモードにおいて主に発光型ディスプレイとして動作する、請求項１に記載のマルチモードディスプレイ。
【請求項７】
第１の液晶モジュール及び少なくとも１つの吸収型偏光子を含むバックライトと、
前記バックライト上に配置された部分的反射体と、
前記部分的反射体上に配置された第２の液晶モジュールと、
前記第２の液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子と
を備えるマルチモードディスプレイ。
【請求項８】
反射体上にパターン化された発光型表示素子と、
前記発光型表示素子上に配置された液晶モジュールと、
前記液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子と
を備えるマルチモードディスプレイ。
【請求項９】
反射体と、
前記反射体上に配置された部分的に透明な発光型表示素子と、
前記部分的に透明な発光型表示素子上に配置された液晶モジュールと、
前記液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子と
を備えるマルチモードディスプレイ。
【請求項１０】
発光型ディスプレイと、
反射体を含む反射型ディスプレイであって、前記発光型ディスプレイが前記反射型ディスプレイにバックライトを当てる、反射型ディスプレイと
を含むマルチモードディスプレイであって、
前記反射型ディスプレイの前記反射体が部分的に透過性である、マルチモードディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
マルチモードディスプレイは、情報を表示する２つ以上の方法を有する。周辺条件、使用モード、及びユーザの好みによって、特定のモードが他のモードよりも適している場合がある。
【発明の概要】
【０００２】
１つの態様において、本開示はマルチモードディスプレイに関する。マルチモードディスプレイは、発光型表示素子、発光型表示素子上に配置された部分的反射体、部分的反射体上に配置された空間光変調器、及び液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子を含む。
【０００３】
別の態様において、本開示はバックライトを含むマルチモードディスプレイに関する。バックライトは、第１の液晶モジュール及び少なくとも１つの吸収型偏光子を含む。マルチモードディスプレイは、バックライト上に配置された部分的反射体、部分的反射体上に配置された第２の液晶モジュール、及び第２の液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子を更に含む。
【０００４】
更に別の態様において、本開示は、反射体上でパターン化された発光型表示素子、発光型表示素子上に配置された液晶モジュール、及び液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子を含む、マルチモードディスプレイに関する。
【０００５】
別の態様において、本開示はマルチモードディスプレイに関する。マルチモードディスプレイは、反射体、反射体上に配置された部分的に透明な発光型表示素子、部分的に透明な発光型表示素子上に配置された液晶モジュール、及び液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子を含む。
【０００６】
更に別の態様において、本開示はマルチモードディスプレイに関する。マルチモードディスプレイは、発光型ディスプレイを含む。マルチモードディスプレイは、反射体を有する反射型ディスプレイも含む。発光型ディスプレイは反射型ディスプレイにバックライトを当て、反射型ディスプレイの反射体の反射体は部分的に透過性である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ディスプレイの立面断面図である。
【図２】別のディスプレイの立面断面図である。
【図３】別のディスプレイの立面断面図である。
【図４Ａ】別のディスプレイの立面断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのディスプレイの別の構成における、部分的な上面斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ａのディスプレイの別の構成における、部分的な上面斜視図である。
【図４Ｄ】図４Ａのディスプレイの別の構成における、部分的な上面斜視図である。
【図５】別のディスプレイの概略立面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
マルチモードディスプレイは、２つ以上の閲覧モードを有する。例えば、マルチモードディスプレイは、野外閲覧モード及び屋内閲覧モードを有してよい。別の可能性として、マルチモードディスプレイは、高輝度モード及び（バッテリ又は電力を節約するためなどの）低輝度モードを有してよい。本明細書で説明するマルチモードディスプレイは、２つの異なるタイプのディスプレイの態様又は素子を有し得る。例えばマルチモードディスプレイは、反射型表示素子及び透過型素子を有してよい。あるいは、マルチモードディスプレイは、反射型表示素子及び発光型表示素子を有してよい。
【０００９】
このようなマルチモードディスプレイは、周辺条件又は使用モードの変化を受ける表示デバイスに有用であり得る。例えば、従来のバックライト付きディスプレイ又は発光型ディスプレイは、好天日の屋外のような明るい周辺条件で見るために、非常に明るくする必要があり、多くの電力を消費する。この電力消費にもかかわらず、ディスプレイの最大輝度で高い照度環境で読むのは、やはり困難である場合がある。同様に、従来の反射型ディスプレイは、主に環境照度に依存するので、低い周辺光条件下で読むのは困難である。したがって、追加若しくは補助的なバックライト又はフロントライトが、ディスプレイを読みやすくするために必要となり得る。更に、ほとんどの反射型ディスプレイは、グレイスケール特徴又は比較的低い色域若しくはコントラストにおいて、動作する。
【００１０】
着用型ディスプレイのために、オンデマンド情報を提供することが望ましいか、又は望まれる場合がある。換言すると、このようなディスプレイは常にオンにされることが望ましい場合がある。特に、腕時計のような非アクティブな表示アクセサリを装う着用型ディスプレイは、着用者が自発的にディスプレイを見ていないときに、他人が非表示又は暗いディスプレイを見ると、奇妙又は当惑して見えるかもしれない。このようなバッテリを伴うこのようなデバイスにとっては、電力消費が許容できないほど高いため、これら選択的に電源を入れるディスプレイのほとんどは、このようになる。更に腕時計の場合、美的に望ましい小型で薄い形状要因が、物理的にサイズを減少させ、それに従って利用できる消費電力が減少する。本明細書で説明するハイブリッド、又はマルチモードデバイスは、これらの問題のいくつかに対処し得る。
【００１１】
図１は、ディスプレイの立面断面図である。ディスプレイ１００は、吸収型偏光子１１０、空間光変調器１２０、部分的反射体１３０、及び発光型表示素子１４０を含む。
【００１２】
吸収型偏光子１１０は任意の好適な材料であってよく、任意の好適なプロセスで作られてよい。例えば、吸収型偏光子１１０は直線吸収型偏光子であってよい。直線吸収型偏光子は、例えばヨウ素、さもなければ二色性偏光吸収染料で染色されたポリビニルアルコールキャリアウェブから形成され、続いて配向されてよい。１つ以上の（ＴＡＣとしても知られる）三酢酸セルロース層が、染色した層を保護するために使用され得る。
【００１３】
吸収型偏光子１１０は、直線タイプの吸収型偏光子であってよく、又は円若しくは楕円タイプの吸収型偏光子であってもよい。円又は楕円吸収型偏光子は、１／４又は１／４に近い波長板（楕円偏光子のため）と、直線吸収型偏光子との組み合わせから形成されてよい。波長板は、例えば入射光を円偏光から直線偏光に変換して、次にそれは吸収型直線偏光子によって吸収されてよく、又は吸収型直線偏光子によって通過されてもよい。このような波長板は、対象の波長若しくは波長範囲の周囲で中心となるように設計してよく、又は波長に依存する偏光回転（例えば色収差補正偏光回転子など）を有するように設計してもよい。吸収型偏光子１１０が、いくつかの実施形態においてディスプレイ１００の外面であり得るので、吸収型偏光子１１０は、防眩効果を提供するためにコーティング又は追加の艶消し層を含んでよい。いくつかの事例において、（特にディスプレイがタッチ感応である場合に）テクスチャー化表面又は構造化表面が、より良好な便宜的感覚又は体験をもユーザにもたらす。吸収型偏光子１１０は、厚さを含む、任意の好適なバルク三次元形状であってよい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、吸収型偏光子１１０は、吸収反射型偏光子であってよく、又は吸収反射型偏光子を含んでもよい。反射型偏光子、特にＤＢＥＦ又はＡＰＦ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から入手可能）などの多層反射型偏光子は、１つの偏光した光を優先的に反射し、その一方で第２の直交する偏光した光を優先的に透過する。反射率は、多くの（例えば数十、数百又はそれより多くの）複屈折繰り返し単位間（ＡＢ−ＡＢ−ＡＢなど。例としてＡは高複屈折率の材料、及びＢは低等方性の材料であってよい）の界面によってもたらされる。所望の波長範囲にわたって所望の反射率をもたらすために、それらの交互する材料は注意深く選択し、処理する。反射率は、これらの層の対に入射する光の、建設的干渉によってもたらされる。吸収反射型偏光子は、偏光吸収型素子を反射型偏光子のうちのいくつか、又は全ての層に導入することによって形成される。いくつかの実施形態において、（染料など）偏光吸収型素子は、１つ以上の膜又はパケット間の保護境界層に施す代わりに、Ａ層の全て、Ｂ層の全て、そのいずれか、両方に施すか、又はどちらにも施さなくてもよい。
【００１５】
空間光変調器１２０は、ディスプレイ１００上の関連する光の位置によって異なるように、光を操作又は影響を与えることが可能な、任意の好適な層又は一連の層であってよい。いくつかの実施形態において、空間光変調器１２０は、電気的に駆動される偏光回転子、又は変調器である。いくつかの実施形態において、空間光変調器１２０は、偏光回転子又は変調器であり、吸収型偏光子との組み合わせによって、空間光変調器が、吸収型偏光子を通過する光の透過性を、選択的かつ空間的に制御することができる。いくつかの実施形態において、空間光変調器１２０は液晶層である。空間光変調器１２０は液晶層として、１つ以上のＩＴＯ（インジウム錫酸化物又は別の透明導体）の層、及び適切なアドレス指定可能なエレクトロニクスなどの、好適なエレクトロニクス及び駆動層を含んでよく、それによって空間光変調器１２０は１つ又は複数のピクセルを有し得る。いくつかの実施形態において、空間光変調器１２０は、カラーフィルタ又はカラーフィルタアレイを含む。いくつかの実施形態において、空間光変調器１２０は、電気泳動層、エレクトロクロミック層、又はエレクトロウェッティング層を含む。液晶層と共に、適切なエレクトロニクス並びに導電性層及び／又は導電性トレースが、空間光変調器の動作を可能にするために提供され得る。本明細書で使用するとき、液晶モジュールという用語は、別途示さない限り、本技術分野で時々使用されるような、１つ以上の取り付けられた吸収型偏光子を含まないものと理解されたい。吸収型偏光子１１０は、（浮動的に、又は積層されるかのいずれかで）空間光変調器１２０に配置される。
【００１６】
部分的反射体１３０は、任意の部分的反射体で、少なくとも部分的に光を反射する。この点で、部分的反射体は、単なるフレネル界面反射による反射よりも反射する材料を指す。例えば、部分反射体１３０は、入射光の１０％より多く、入射光の２０％より多く、入射光の３０％より多く、入射光の４０％より多く、又は入射光の５０％より多く反射してよい。しかし、部分的反射体１３０は十分な透過性も有するべきであり、すなわち完全な反射体とするべきではない。例えば、部分的反射体１３０は、入射光の９０％未満、入射光の８０％未満、入射光の７０％未満、入射光の６０％未満、又は入射光の５０％未満を反射し得る。いくつかの実施形態において、光を反射かつ透過させるのは、具体的には材料ではなくむしろその空間的構成である。例えば、有孔反射体は、特定の部分が非常に高い反射率を有し、特定の部分が非常に高い透過率を有し得るが、部分反射体１３０をディスプレイ１００に利用するのに好適であり得る。
【００１７】
部分的反射体は、部分的ミラーであってよい。部分的反射体は、空間的に変化する反射率を有してよい。部分的反射体は、有孔反射体であってよい。いくつかの実施形態において、部分的反射体は二色性カラーフィルタであり、これは吸収型フィルタ又は反射型フィルタであってよい。いくつかの実施形態において、部分的反射体は内部反射の合計だけ反射する。例えば、部分的反射体は、光をプリズムと空気との界面から反射する、微細構造化されたプリズムフィルムであってよい。プリズムは、任意の好適な形状、サイズ、及びピッチであってよく、これらパラメータのうちの１つ以上は、部分的反射体の１つ以上の方向に沿って変化し得る。いくつかの実施形態において、部分的反射体は多層光学フィルムであってよい。いくつかの実施形態において、部分的反射体は拡散体（バルクタイプ又は表面タイプのいずれか）を含んでよく、拡散体であってもよい。拡散体は、主に前方散乱体であってよく、又は換言すると、拡散体は拡散体から後方に散乱する光のうちの低い割合を有し得る（例えば１０％未満、又は５％未満）。いくつかの実施形態において、このような拡散体は粗面の部分的反射体であってよい。いくつかの実施形態において、拡散体は偏光保持拡散体であってよい。いくつかの実施形態において、拡散体は、ディスプレイの光沢を軽減するための１つ以上の特徴を含んでよい。例えば、拡散体は屈折率分布型粒子若しくはビーズ、１つ以上の方向に沿った回析格子、又はこの２つの特徴の組み合わせを含んでよい。
【００１８】
発光型表示素子１４０は、任意の好適な発光型表示素子であってよい。いくつかの実施形態において、発光型表示素子１４０は、標準的なＬＥＤアレイであってよい。いくつかの実施形態において、発光型表示素子１４０は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むことができる。発光型表示素子１４０は単色であってよく、又は複数色素子若しくはサブピクセルを含んでもよい。均一のバックライトによって照射されて、空間光変調器又は光格子を介して画像を形成する液晶ディスプレイタイプのデバイスとは対照的に、発光型ディスプレイは通常、画像を直接提供するディスプレイを指す。発光型表示素子１４０は、光沢の発生を最小限に抑える特定の抽出特性を含む、ＯＬＥＤ素子上の抽出特性を含み得る。発光型表示素子１４０は、望みどおり動作させるために、任意の必要な、又は好適なエレクトロニクス及び駆動エレクトロニクスも含む。
【００１９】
ディスプレイ１００は、複数のディスプレイモードで動作できる。例えば、第１のモードで、ディスプレイ１００は主に反射型ディスプレイとして動作する。最大の反射（すなわち光点）を提供するために、吸収型偏光子を通過した後で光が回転されないよう、又は変調されないように、空間光変調器は構成される。光の一部は部分的反射体によって反射され、その偏光を維持（又は実質的に維持）する。それは、吸収型偏光子の通過状態でも必要である。最小の反射（すなわち暗いスポット）を提供するために、空間光変調器が、光が吸収型偏光子を通過した後に回転されるように構成される。例えば空間光変調器は、光を、直線偏光された光から右回転の円偏光された光に回転させてよい。円偏光された光は、その偏光面を回転させる性質を、部分的反射体からの反射を左回りに逆転して（ほぼ垂直入射）、空間光変調器によって直線偏光された光（直交する偏光状態ではあるが）に変換し直される。この光は、主に偏光子のブロック状態として偏光され、ほとんどが吸収される。代替の例として、吸収型偏光子は円吸収型偏光子であってよく、それに対して空間光変調器は回転してよく、又は回転しなくてもよい。これらの考察は、当業者の設計能力内にあり、それらが動作可能に構成される限り、本明細書の例示的な説明によって限定されるべきではない。
【００２０】
別のモードで、ディスプレイ１００は主に発光型ディスプレイとして動作する。発光型表示素子１４０からの光は、部分的反射体１３０を少なくとも部分的に透過する。光の割合は、空間光変調器１２０によって変調されてよく、又は変調されなくてもよいが、偏光されないままである。次に光の概ね半分は吸収型偏光子１１０に吸収され、残りの光がディスプレイから出る。
【００２１】
このようなディスプレイにおいて、反射型ディスプレイ及び発光型ディスプレイの両方としてディスプレイが動作するモードを含む、他のモードが利用可能であってよく、又は望まれ得る。ディスプレイ１００の構成は、これらのモードの切替が迅速かつ更に（周辺光レベルセンサを伴うなど）自動的に行うことができるように成される。
【００２２】
図２は、別のディスプレイの立面断面図である。ディスプレイ２００は、第１の吸収型偏光子２１０、空間光変調器２２０、部分的反射体２３０、第２の吸収型偏光子２４０、及び発光型表示素子２５０を含む。ディスプレイ２００は、図１のディスプレイ１００と類似し、概ね対応する。しかしディスプレイ２００は、第１の吸収型偏光子２１０及び第２の吸収型偏光子２４０の両方を含む。
【００２３】
第１の吸収型偏光子２１０及び第２の吸収型偏光子２４０は、構造及び配向が同じ若しくは類似してよく、又はそれらは異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、第１の吸収型偏光子２１０及び第２の吸収型偏光子２４０のうちの１つ、又は両方が、直線又は円（若しくは楕円）吸収型偏光子であってよい。吸収型偏光子は平行、直交、又は他の配向で配列されてもよい。
【００２４】
ディスプレイ２００の動作は、図１のディスプレイ１００と類似してよい。しかし更に重要なことは、ディスプレイ１００の発光型表示素子と対照的に、第２の吸収型偏光子を通過した発光型表示素子からの光は、偏光されることである。そのため、第１の空間光変調器及び第１の吸収型偏光子は、このモードにおいて、少なくともいくらかの光が、第１の空間光変調器によって変調されるか又は変調されないかで、第１の吸収型偏光子を通過することができるように構成されるべきである。
【００２５】
図３は、別のディスプレイの立面断面図である。ディスプレイ３００は、第１の吸収型偏光子３１０、第１の空間光変調器３２０、部分的反射体３３０、第２の吸収型偏光子３４２、第２の空間光変調器３４４、及びバックライト３４６を含む。ディスプレイ３００は、図１及び図２のディスプレイ２００及びディスプレイ１００と類似している。ディスプレイ３００は、第２の吸収型偏光子、第２の空間光変調器、及び例えば図１の発光型表示素子１４０の代わりにバックライトを含む。
【００２６】
第１及び第２の空間光変調器は、同じであってもよく、又は異なっていてもよい。それらは、異なる配列のピクセル若しくはサブピクセルを含んでよく、又はカラーフィルタ若しくはカラーフィルタアレイを有してよく、若しくは有さなくてもよい。第１の空間光変調器３２０は、図１で共に説明した空間光変調器１２０と類似し得る。第１の空間光変調器３２０は、主に反射型ディスプレイモード画像を作り出すか、又は管理するために働くよう、第１の空間光変調器３２０は任意の好適な空間光変調器であってよい。
【００２７】
第２の空間光変調器３４４は、第２の吸収型偏光子３４２及びバックライト３４６と共に、本質的にバックライトディスプレイユニットを形成する。いくつかの実施形態において、第２の空間光変調器は液晶モジュールである。第２の吸収型偏光子３４２は、任意の好適な吸収型偏光子であってよく、図１の吸収型偏光子１１０と共に説明した特徴のいくつか、又は全てを各々が有する第１の吸収型偏光子３１０と同じであってよく、又は異なってもよい。
【００２８】
ディスプレイ３００の一般的な動作は、図１のディスプレイ１００のために説明したものと類似している。第１のモードで、第１の空間光変調器は、光が最終的に通過するように変調されるように、又は第１の吸収型偏光子３１０によって吸収されるように構成され、その結果外観は全体的に暗い部分及び明るい部分となる。動作の代替のモード、例えばバックライトモードとして、バックライト及び第２の空間変調器３４４は、バックライト画像を形成するよう動作し得る。更に重要なことは、第２の吸収型偏光子を通過したバックライトからの光が、ディスプレイ１００の発光型表示素子とは対照的に、偏光されることである。そのため、第１の空間光変調器及び第１の吸収型偏光子は、このモードにおいて、少なくともいくらかの光が第１の空間光変調器によって変調されるか、又は変調されないかのいずれかで、第１の吸収型偏光子を通過することができるように構成されるべきである。
【００２９】
図４Ａは、別のディスプレイの立面断面図である。ディスプレイ４００は、吸収型偏光子４１０、空間光変調器４２０、発光型表示素子４３０、及び反射体４４０を含む。
【００３０】
発光型表示素子４３０は、反射体４４０の上に配置される。いくつかの実施形態において、発光型表示素子４３０は少なくとも部分的に透過性であり、それによって反射体４４０は、ディスプレイ４００が主に反射型ディスプレイとして動作するときに、光を反射できる。この場合、発光型表示素子４３０は実質的に光の偏りをなくすべきではない。この一般的な構成が、図４Ｂに示される。いくつかの実施形態において、発光型表示素子４３０は、反射体４４０上に選択的にパターン化されてよく、それによって発光型表示素子の透過率にかかわらず、ディスプレイの領域のかなりの部分は、パターン化されない反射体である。いくつかの実施形態において、４０％〜６０％がパターン化されない反射体であってよく、６０％〜７５％がパターン化されない反射体であってよく、７０％〜８０％がパターン化されない反射体であってよく、７５％〜９０％がパターン化されない反射体であってよく、又は８０％〜９５％がパターン化されない反射体であってよい。この一般的な構成は、図４Ｂ及び図４Ｄに示される。いくつかの実施形態において、発光型表示素子は反射体の横でパターン化される。すなわち２つの構成素子が同じ面にある。この一般的な構成が図５に示される。
【００３１】
反射体４４０は、多層光学フィルム（ミネソタ州セントポールの３Ｍ社で入手できるＥｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ（ＥＳＲ）など）、金属化フィルム、研磨した金属若しくは粗面の金属、又は蒸着フィルムを含む、任意の好適な反射体であってよい。反射体４４０は適度の鏡面性を有してよく、ある程度の拡散性を有してよく、又は有さなくてもよい。反射体４４０は、９０％より大きい反射率、９５％より大きい反射率、又は９７％より大きい反射率を有し得る。反射体４４０は、空間的に（周期的に、非周期的に、又はだんだんと）変化する反射率又は鏡面性も有し得る。
【００３２】
図４のディスプレイ４００の動作は、本明細書で説明した他のディスプレイと類似している。動作の第１のモードにおいて、吸収型偏光子は、空間光変調器４２０の状態に依拠して、反射体４４０から反射した光を透過するか又は吸収する。同様に、発光型表示素子４３０は、別の動作モードにおいて、吸収型偏光子４１０を少なくとも部分的に透過する光を発光する。ディスプレイの発光型表示素子及び反射型表示部分の両方は、画像を形成することに同時に寄与し得る。
【００３３】
図４Ｂは、図４Ａのディスプレイの１つの構成の、一部の上面斜視図である。発光型表示素子４３０は、反射体４４０上に配置される。反射体４４０は、発光型表示素子４３０が配置されるか又はパターン化される、１つの領域を有してよい。発光型表示素子４３０は、少なくとも部分的に透過性であってよい。いくつかの実施形態において、発光型表示素子４３０は、空間的に（周期的に、非周期的に、又はだんだんと）変化する透過率を有し得る。
【００３４】
図４Ｃは、図４Ａのディスプレイの別の構成における、一部の上面斜視図である。発光型表示素子４３０は、反射体４４０上に配置される。図４Ａのように構成された発光型表示素子４３０は、ディスプレイが反射モードで動作できるように、少なくとも部分的に透過性であるべきである。同様に、発光型表示素子４３０は、空間的に変化する透過率、又は（例えばディスプレイ４００の表面にわたるカラーフィルタを提供する）透過波長若しくは波長のグループの変化を有し得る。
【００３５】
図４Ｄは、図４Ａのディスプレイの別の構成における、一部の上部斜視図である。発光型表示素子４３０は、反射体４４０上に配置される。発光型表示素子４３０の各別個の部分は、格子又はアレイフォームの反射体４４０の、対応するより大きい別個の部分上に配置される。反射体と向き合っている発光型表示素子４３０の関連範囲は、任意の好適な値であってよく、格子素子から格子素子に、周期的に、非周期的に、又はだんだんと変化してよい。発光型表示素子４３０は、部分的に透過性であってよく、空間的に変化する透過率を有することを含む。図４Ｄは方形格子を示唆するが、例えば六角形に凝集した構成を含む、任意の他の配列又は構成が好適であり得る。
【００３６】
図４Ｄはまた、例示的なディスプレイモード構成の外観のための、有用な参照も提供する。例えば第１のモードで、光は１つ以上の発光型表示素子４３０から選択的に発光され得る。いくつかの実施形態において、これらの発光型表示素子の間隔は、人の目が素子間の間隔を容易に感知できないようにされてよい。別のモードで、光は発光型表示素子から発光され得ないが、光は反射体４４０から選択的に反射するように成されるように構成され得る（いくつかの実施形態において、発光型表示素子４３０が少なくとも部分的に透過性である場合、反射体４４０の一部もまた発光型表示素子４３０によって覆われる）。そのため、少なくとも反射体４４０のいくらかが、（反射を介し、発光を介さずに）照射されたように現出する。発光型表示素子のいくらか又は全ては、特定の発光波長範囲を有してよく、反射体部分はカラーフィルタ素子を有してよく、それによってディスプレイは所望の色域を生成できるか、又は表示できる。例えば、図４Ｄの４つの発光型表示素子、及びそれらに関連付けられた反射体部分は、例として左上から時計回りに、赤色、緑色、青色、及び緑色であってよい。いくつかの実施形態において、配列は赤色、緑色、青色、及び白色であってよい。これらの選択は所望の色域及び適用に依拠し、当業者によって直接選ばれ得る。
【００３７】
図５はディスプレイの立面断面図である。ディスプレイ５００は、吸収型偏光子５１０、補償板５２０、拡散体層５３０、空間光変調器５５０、導電体層５６０ａ、電極５６０ｂ、対向する導電体層５４０、反射型素子５８０ａ、発光型表示素子５８０ｂ、並びに制御デバイス５８２ａ及び５８２ｂを含む。
【００３８】
図５は、ディスプレイ５００の反射体（５８０ａ）及び発光型表示素子（５８０ｂ）の、例示的に並べた構成を全体的に示す。ディスプレイ５００は、例えば図１〜図４Ａの吸収型偏光子１１０、２１０、３１０、及び４１０に対応する、吸収型偏光子５１０を含む。
【００３９】
補償板５２０は、任意の好適な材料であってよく、任意の好適な厚さを有してよい。例えば補償板５２０は、空間光変調器の非収色性（すなわち波長に影響されやすい）偏光回転を補償するために提供される弱いリターダであってよい。いくつかの実施形態において、補償板５２０は、λ／４リターダ又はλ／２リターダであってよい。液晶材料又は伸張ポリマーフィルムを含む、任意の好適な複屈折材料、基材、又は材料の組み合わせが使用され得る。補償板５２０は、１つ以上の隣接する層を積層してよく、又はディスプレイ５００のスタック内の自由浮動物であってよい。
【００４０】
拡散体層５３０は、バルク（又は容量）及び表面散乱層の両方を含む、任意の好適な拡散体層であってよい。拡散体層５３０は、例えば反射型素子５８０ａの欠陥又は鏡面眩輝スポットを隠すのに有用であり得る。拡散体層５３０は、主に又は優位に前方散乱拡散体であってよい。いくつかの実施形態において、このような拡散体層は粗面の部分的反射体であってよい。いくつかの実施形態において、拡散体層は偏光保持拡散体（又は実質的に光の偏りをなくさない拡散体）であってよい。いくつかの実施形態において、拡散体層は低い後方散乱を有してよく、実質的に光の偏りをなくすことはできない。いくつかの実施形態において、拡散体層は、ディスプレイの光沢を軽減するための１つ以上の特徴を有し得る。例えば拡散体層は、屈折率分布型粒子若しくはビーズ、１つ以上の方向に沿った回析格子、又はこの２つの特徴の組み合わせを含んでよい。図５が例示的な構成を表わしているように、拡散体層の他の箇所は、例えば拡散体層５３０がディスプレイ５００の表面上の吸収型偏光子５１０上に追加的又は代替的に配置され得るか、又は拡散体層５３０が反射型素子５８０ａと、発光素子５８０ｂと、空間光変調器５５０との間のいずれかに、追加的又は代替的に配置され得るものと、意図される。
【００４１】
空間光変調器５５０は、本明細書で説明されるような任意の好適な空間光変調器である。いくつかの実施形態において、空間光変調器５５０は液晶材料である。空間光変調器５５０は１つ又は複数のピクセルを有し得る。いくつかの実施形態において、空間光変調器５５０は、カラーフィルタ又はカラーフィルタアレイを含む。いくつかの実施形態において、空間光変調器５５０は、電気泳動層、エレクトロクロミック層、又はエレクトロウェッティング層を含む。本明細書で使用するとき、別途示さない限り、液晶モジュールは、本技術分野で時々使用されるような１つ以上の取り付けられた吸収型偏光子を含まないことを理解されたい。
【００４２】
導電体層５６０ａ及び対向する導電体層５４０は、電位差又は他の電気情報を空間光変調器５５０に提供して、それによって、空間光変調器５５０が２つ以上の状態の間で切り替えられるように構成される。導電体層５６０ａ及び対向する導電体層５４０は、ＩＴＯ、金属メッシュ、シルバーナノワイヤ、又はそれらの組み合わせを含む、任意の好適な透明（全体的に透明）、又は部分的に透明な導電体層であってよい。導電体層及び対向する導電体層は同じであってよく、別であってもよい。両方の導電体層は、個々のピクセルが制御され得るように、好適なアドレス指定可能な部分を有してよい。
【００４３】
電極５６０ｂは、電流が発光型表示素子５８０ｂを通過できる（すなわち発光表示素子５８０ｂと電気的に接触する）任意の好適な電極、又は電極層であってよい。電極５６０ｂは、（全体的な）透明層又は部分的な透明層であってよく、金属メッシュ、シルバーナノワイヤ、又はそれらの任意の組み合わせを含む。電極５６０ｂは、環状又は環状と同様であってよく、すなわち電極５６０ｂは、発光型表示素子５８０ｂの境界又は境界近くのみをトレースし、そのため発光型表示素子５８０ｂの領域の大部分は電極５６０ｂによって覆われない。このように、電極５６０ｂは不透明であってよいが、発光型表示素子５８０ｂの全体の出力光に大きく影響を与えることはできない。
【００４４】
発光型表示素子５８０ｂは、任意の好適な発光型表示素子であってよい。いくつかの実施形態において、発光型表示素子５８０ｂは標準的なＬＥＤアレイであってよい。いくつかの実施形態において、発光型表示素子５８０ｂは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むことができる。発光型表示素子５８０ｂは単色であってよく、又は複数のカラー素子若しくはサブピクセルを含んでもよい。均一のバックライトによって照射されて、空間光変調器又は光格子を介して画像を形成する液晶ディスプレイタイプのデバイスとは対照的に、発光型ディスプレイは通常、画像を直接的に提供するディスプレイを指す。発光型表示素子５８０ｂは、光沢の発生を最小限に抑える特定の抽出特性を含む、ＯＬＥＤ素子上の抽出特性を含み得る。
【００４５】
反射型素子５８０ａは、反射型の研磨された金属、金属化されたフィルム、蒸着あるいはコーティングされたフィルム、又は（ＥＳＲのような）多層光学反射体を含む、任意の好適な反射体であってよい。反射型素子は、本明細書で説明した他の反射体の任意の特性を有し得る。反射型素子５８０ａは導電性であってよく、又は導電性ではなくてもよい。
【００４６】
制御デバイス５８２ａ及び５８２ｂは、任意の好適な、（ＭＯＳＦＥＴを含む）トランジスタ、スイッチ、又は発光型表示素子５８０ｂを通る、若しくは導電体層５６０ａを通るディスプレイ上の、電源からの電気の流れを制御するのに有用な他のデバイスであってもよい。電気の流れは、個別の方法（すなわちオン若しくはオフ）又は連続した方法で制御可能となり得る。いくつかの実施形態において、反射型素子５８０ａは、金属化されたフィルムか若しくは金属フィルムであり、さもなければ電気を通す。それによって制御デバイス５８２ａは、図５に示されるように、反射型素子に電気的に直接接続され得る。しかしいくつかの実施形態において、反射型素子５８０ａは非導電性フィルムスタックであり、したがって制御デバイス５８２ａは、代わりに導電体層に電気的に接続され得る。反射型素子が導電性で、また導電体層として使用するのにも好適であるいくつかの実施形態において、導電体層５６０ａは省くことができ、又は反射型素子５８０ａと組み合わせてもよい。反射型素子５８０ａが導電性ではなく、そのため導電体層５６０ａが省かれず、又は反射型素子５８０ａと組み合わされないいくつかの実施形態において、導電体層５６０ａ及び電極５６０ｂは、単一の導電体層又は電極に組み合わされてよい。
【００４７】
制御デバイス５８２ａ及び５８２ｂは、任意の好適な電子制御機構に接続されてよく、電子制御機構はユーザのモード選択（すなわち高い又は低い周辺光）、センサ、タイマー、又はそれらの任意の組み合わせから入力を得ることができる。これらの電子及びデバイス設計の考察は異なっていてもよく、デバイスの特定の使用モードに適応させてよい。
【００４８】
本開示において説明する項目は、以下を含む。
【００４９】
第１項目は、発光型表示素子と、発光型表示素子上に配置された部分的反射体と、部分的反射体上に配置された空間光変調器と、空間光変調器上に配置された吸収型偏光子を備える、マルチモードディスプレイである。
【００５０】
第２項目は、部分的反射体が有孔反射体である、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５１】
第３項目は、部分的反射体が空間的に変化する反射率を有する、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５２】
第４項目は、部分的反射体が部分的ミラーである、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５３】
第５項目は、部分的反射体が二色性のカラーフィルタである、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５４】
第６項目は、二色性のカラーフィルタが吸収型フィルタである、第５項目のマルチモードディスプレイである。
【００５５】
第７項目は、二色性のカラーフィルタが反射型フィルタである、第５項目のマルチモードディスプレイである。
【００５６】
第８項目は、空間光変調器が液晶モジュールである、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５７】
第９項目は、部分的反射体が微細構造化されたフィルムである、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５８】
第１０項目は、部分的反射体が多層光学フィルムである、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００５９】
第１１項目は、第２の吸収型偏光子を更に有し、この第２の吸収型偏光子が発光型表示素子と部分的反射体との間に配置される、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００６０】
第１２項目は、部分的反射体が拡散体である、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００６１】
第１３項目は、拡散体が偏向保持拡散体である、第１２項目のマルチモードディスプレイである。
【００６２】
第１４項目は、拡散体が回析格子を含む、第１２項目のマルチモードディスプレイである。
【００６３】
第１５項目は、拡散体が屈折率分布型粒子を含む、第１２項目のマルチモードディスプレイである。
【００６４】
第１６項目は、拡散体が回析格子及び屈折率分布型粒子を含む、第１２項目のマルチモードディスプレイである。
【００６５】
第１７項目は、拡散体が前方散乱拡散体及び偏光保持拡散体である、第１２項目のマルチモードディスプレイである。
【００６６】
第１８項目は、部分的反射体が粗面を含む、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００６７】
第１９項目は、発光表示素子が有機発光ダイオードを含む、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００６８】
第２０項目は、マルチモードディスプレイが第１のモード及び第２のモードで動作可能であり、第１のモードにおいてマルチモードディスプレイは主に反射型ディスプレイとして動作し、第２のモードにおいてマルチモードディスプレイは主に発光型ディスプレイとして動作する、第１項目のマルチモードディスプレイである。
【００６９】
第２１項目は、マルチモードディスプレイが更に第３のモードでも動作可能であり、第３のモードにおいてマルチモードディスプレイは主に反射型ディスプレイとして動作して、発光素子が照射される、第２０項目のマルチモードディスプレイである。
【００７０】
第２２項目は、第１の液晶モジュール及び少なくとも１つの吸収型偏光子を含むバックライトと、バックライト上に配置された部分的反射体と、部分的反射体上に配置された第２の液晶モジュールと、第２の液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子とを備える、マルチモードディスプレイである。
【００７１】
第２３項目は、反射体上でパターン化された発光型表示素子と、発光型表示素子上に配置された液晶モジュールと、液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子とを備える、マルチモードディスプレイである。
【００７２】
第２４項目は、反射体と、反射体上に配置された部分的に透明な発光型表示素子と、部分的に透明な発光型表示素子上に配置された液晶モジュールと、液晶モジュール上に配置された吸収型偏光子とを備える、マルチモードディスプレイである。
【００７３】
第２５項目は、発光型ディスプレイと、反射体を含む反射型ディスプレイであって、発光型ディスプレイは反射型ディスプレイにバックライトを当てる、反射型ディスプレイとを含むマルチモードディスプレイであって、反射型ディスプレイの反射体は部分的に透過性である、マルチモードディスプレイである。
【００７４】
第２６項目は、反射型ディスプレイの反射体が、垂直入射において全ての偏光した光の少なくとも１０％を透過する、第２５項目のマルチモードディスプレイである。
【００７５】
第２７項目は、反射型ディスプレイがエレクトロウェッティングディスプレイを含む、第２５項目のマルチモードディスプレイである。
【００７６】
第２８項目は、反射型ディスプレイが液晶ディスプレイを含む、第２５項目のマルチモードディスプレイである。
【００７７】
第２９項目は、反射型ディスプレイが電気泳動ディスプレイを含む、第２５項目のマルチモードディスプレイである。
【００７８】
第３０項目は、反射型ディスプレイがエレクトロクロミックディスプレイを含む、第２５項目のマルチモードディスプレイである。
【００７９】
図中の素子の説明は、別途指示がない限り、他の図中の対応する素子に等しく適用されるものと理解されたい。上述の実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に記載されたものであるため、本発明は、上述の特定の実施例及び実施形態に限定されるものと見なされるべきではない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物によって定義される本発明の範囲内に含まれる様々な変形形態、同等のプロセス、及び代替的デバイスを含めた、本発明の全ての態様を包含するものと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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