(57)【要約】  本発明は、広い面積の光源及び透明窓の両方として機能であきる発光窓に関する。その広い面積の光源は、光をプレート形状の導光体の中へ、例えばその導光体の端部を通して結合させ、その導光体からの光を、幾何学的突起部又は回折格子を使用して、広い面積に光を出力する散乱層の中へ抽出することによって得られる。透明窓は、光がその導光体及び散乱層の中を自由に伝播できるように、その散乱層を非散乱状態に切り替え、場合によっては光源をオフに切り替えることによって得られる。
2012528347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光窓装置であって：
‐第1面及び第2面を有するプレートとして形成され、該面のうち少なくとも1つにおいて少なくとも1つの非散乱光抽出機能を備えた導光体、
‐該導光体の中へ光を結合させるために配置された光源、
‐前記導光体の面のうち1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層、
を含む発光窓装置。
【請求項２】
前記導光体は、光源又は複数の光源からの光を、前記第1面と前記第2面との間に形成された体積に分散するように構成され、前記少なくとも1つの非散乱光抽出機能は、前記第1面及び第2面のうち少なくとも1つの少なくとも一部分の中へ前記の分散された光の少なくとも一割合を出力するように備えられている、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記非散乱光抽出機能は、光線を屈折させる又は回折することによって光線を抽出するように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記非散乱光抽出機能は、光抽出機能を備えていない前記導光体の面に比べて入射角を減少させるように、少なくとも局部的に角度を成している、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
複数の光抽出機能が、前記導光体内の光源からの光の広がりを増やすように一定でない傾斜によって形作られている、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記一定でない傾斜の少なくともいくつかは、光抽出機能を備えていない前記導光体の面に比べて前記入射角を減少させるように、少なくとも局部的に角度を成している、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記非散乱光抽出機能は、前記光源からの光線を、回折格子のピッチによって決定される角度しきい値よりも大きい、該回折格子に関する入射角を有する光線だけを回折することによって、前記光源からの光線を回折するように構成された回折格子である、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記格子のピッチは、200から400ナノメートルまでの範囲にある、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記第1及び第2面は、第1及び第2光抽出機能を備え、該第1光抽出機能は、第1方向に伝播する光線を抽出するように構成され、前記第2光抽出機能は、該第1方向とは異なる第2方向に伝播する光線を抽出するように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記第1及び第2光抽出機能は、第1及び第2回折格子である、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記導光体は、該導光体内の光源からの光の広がりを増やすように形作られたイン結合手段を備えている、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
‐請求項1に記載の発光窓、
‐該発光窓に面している表示部、
を含む表示装置。
【請求項１３】
‐請求項1に記載の発光窓、
‐該発光窓に面しているミラー表面、
を含むミラー装置。
【請求項１４】
前記発光窓と前記表示部との間に、該表示部によって放射された偏光した光の透過及び該表示部へ向けて伝播する偏光していない光の少なくとも一部分の反射のための偏光層をさらに含む、請求項12に記載の表示装置。
【請求項１５】
広い面積の光照射野を生成する方法であって：
‐第1及び第2面を有するプレートとして形成され、該面の少なくとも1つにおいて少なくとも１つの非散乱光抽出機能を備えた導光体を供給するステップ、
‐光源からの光を該導光体の中へ結合させるステップ、及び
‐前記導光体の面のうち1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層を供給するステップ、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光窓に関し、特に、透明モードを有する発光窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶ディスプレイ及びプラズマ表示パネルなどのフラットパネル表示部は、多くの家庭の居間に侵入してきている。その表示部がオフにされるとき、そのオフ状態においてその表示部は、大きい暗い領域を示すだけであることから、その表示部を隠蔽することが出来ることが望ましい。従って、その表示部をあまり目立たなくすることが望ましい。
【０００３】
その表示部の前に切り替え可能な散乱窓を配置することによってその表示部を隠蔽する試みがされてきている。表示部が、画像を見るために使用されない場合、その散乱層は、その表示部を概ね目に見えなくなるように光を散乱させるために散乱モードに設定される。その表示部が画像を見るために使用される場合、散乱層は、その表示部からの光が散乱されずにその散乱層の中を伝播することを可能にするように透明モードに設定される。しかし、その散乱層が表示部を望ましい限り隠蔽することが出来ないことが問題である。従って、改善した隠蔽機能を供える解決策を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それに応じて、本発明は、テレビジョン表示部を隠蔽するための散乱窓及び場合によっては他の物体を使用することにおける問題を軽減する又は無くすことに努める。特に、限られた隠蔽機能を持つ従来技術の上述の問題を解決する窓を提供することを本発明の目的として見てよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的及びいくつかの他の目的は、本発明の第1態様において：
‐第1及び第2面を有するプレートとして形成され、その面の少なくとも1つにおいて少なくとも1つの非散乱光抽出機能が備えられている導光体、
‐その導光体の中へ光を結合させるように配置された光源、
‐その導光体の面の1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層、
を含む発光窓装置によって得られる。
【０００６】
本発明は、特に、独占的ではないが、テレビジョン表示部及び場合によっては、商業用サインなどの他の物体を隠蔽することが可能な窓を得ることに対して有利である。この利点は、導光体と非散乱特性及び散乱層の組み合わせによって達成される。その散乱層が散乱状態にある時、その光抽出機能によって抽出される光は、発光窓が、例えば、フラットパネル表示部などを隠蔽することが可能な大きい領域の光源として機能してよいように、散乱層によって散乱する。さらに、その広い面積の光源は、物体を隠蔽するだけでなく、雰囲気照明も提供してよい。その散乱層を非散乱状態に切り替え、光源をオフにすることによって、その発光窓は、実質的に目に見えない透明な窓として機能してよい。それは、その光抽出機能が、導光体の中を伝播する光線を実質的に改良しない非散乱光抽出機能であるからである。従って、その発光窓が、その散乱層の散乱状態に依存して、2重の作動モードを提供することが利点であるとして見てよい。
【０００７】
1つの実施形態において、その導光体は、第1面と第2面との間に形成された体積における光源又は複数の光源から光を分散し、少なくとも1つの非散乱光抽出機能が、その第1及び第2面のうち少なくとも1つの少なくとも一部分の中に、分散した光の少なくとも一部分を出力するように構成されていてよい。その導光体は、第1及び第2の大きい面積の面及びそれらの面の間の端部によって定められるプレート形状の本体として形成されて良い。その面及び端部は、光の均一な分散を得るように光が広がる体積を定義する。その面の少なくとも1つの上に供給された1つ又はそれ以上の光抽出機能は、光を抽出し、光散乱層の隣り合っている面の方向に出力する。
【０００８】
1つの実施形態において、その非散乱光抽出機能は、光線を屈折させる又は回折することによって光線を抽出するように構成されてよい。屈折又は回折光抽出機能を使用して光を抽出することが有利である。それは、そのような特性は、光を散乱させないことから透明性を維持するためである。
【０００９】
1つの実施形態において、非散乱光抽出機能は、光抽出機能が備えられていない導光体の面に比べて入射角を減少させるように、少なくとも局部的に角度を成していてよい。減少した角度を与えることによって、少なくとも局部的に、その導光体の面の1つで、光抽出機能の形において、内部反射するはずである光線を抽出することが可能である。従って、角度を成した光抽出機能は、改善した光抽出機能を可能にする。その減少した角度は、その面の1つにおける限られた領域に局部的に供給されてよい。又は、その減少した角度は、表面の全体の領域に広がってよい。
【００１０】
1つの実施形態において、複数の光抽出機能が、導光体内の光源からの光の広がりを増やすように、一定でない傾斜によって形作られてよい。従って、その光抽出機能の角度を変えることによって、その抽出され出力された光の均一性が改善されてよい。
【００１１】
1つの実施形態において、一定でない傾斜の少なくともいくつかは、光抽出機能が備えられていない導光体の面に比べて入射角を減らすように、少なくとも局部的に角度を成してよい。従って、複数の光抽出機能の入射角を減らすことによって、光抽出は、その導光体の体積内において広がる光の改善と同時に改善される。
【００１２】
1つの実施形態において、その非散乱光抽出機能は、回折格子のピッチによって決定されるしきい値の角度よりも大きい回折格子に関する入射角を有する光線だけを回折することによって、その光源からの光線を回折するように構成された回折格子であってよい。回折に基づいて光抽出機能を使用することが有利であってよい。それは、そのような特性は、回折格子が、大きい入射角で衝突する光線は回折されずに透過する一方、小さい入射角でその格子に衝突する光線だけを回折するときに、透明性を維持するからである。
【００１３】
1つの実施形態において、その格子のピッチは、その格子の透明性を改善するために、200から400ナノメートルの範囲にあってよい。特に、240から275ナノメートルの範囲にあるピッチを持つ格子を、光源からの光の全ての色の抽出を改善するために適用することが有利である。
【００１４】
1つの実施形態において、第1及び第2の面は、第1光抽出機能が、第1方向において伝播する光線を抽出するように構成され、第2光抽出機能は、第1方向とは異なる第2方向において伝播する光線を抽出するように構成されている。両方の面において光抽出機能を備え、例えば垂直方向などの異なる方向に伝播する光線から光を抽出するように配置されることによって、出力光の均一性がさらに改善される。
【００１５】
1つの実施形態において、第1及び第2光抽出機能は、第1及び第2回折格子であってよい。出力光の均一性を改善するために、回折格子を両方の面に供給することが有利であってよい。
【００１６】
1つの実施形態において、その導光体は、導光体内の光源からの光の広がりを増やすように形作られたイン結合（in-coupling）手段を備えていてよい。そのイン結合手段は、導光体の端部に備えられてよい。例えば、その端部は、その導光体内の光の広がりを改善するための円柱レンズを形成するように曲面として形成されてよい。
【００１７】
本発明の第2態様は表示装置に関し、その表示装置は、
‐第1態様による発光窓、及び
‐その発光窓に面している表示部、
を含む。
【００１８】
フラットパネル・テレビジョン表示部などの表示部を発光窓と組み合わせることが有利であり、それは、その窓が、画像を示すのに使用されていないとき、テレビジョン表示部を隠蔽することが可能であるからである。
【００１９】
本発明の第3態様は、ミラー装置に関し、そのミラー装置は、
‐第1態様による発光窓、
‐その発光窓に面したミラー装置、
を含む。
【００２０】
浴室ミラーなどのミラーを発光窓と組み合わせることが有利であり、それは、その窓が、例えば、ミラーがミラーとして使用されることになっていない場合に、そのミラーを大きい面積の光源に変えることが可能だからである。
【００２１】
第2態様による表示装置の実施形態は、さらに、その表示によって放射される偏光された光の透過及びその表示部へ向けて伝播する偏光された光の少なくとも一部分の反射に対して、発光窓とその表示部との間に偏光層をさらに含んでもよい。その表示の半透明ミラーの外観を可能にするために、その窓と表示部との間に偏光層を配置することが有利である。その偏光層は、1つの偏光を透過させることが可能である一方で他の偏光方向を反射することが可能である反射型偏光器であってよい。
【００２２】
本発明の第4態様は、広い領域の光照射野を生成する方法に関し、その方法は：
‐第1及び第2面を有し、その面の少なくとも1つにおいて少なくとも1つの非散乱光抽出機能を備えたプレートとして形成される導光体を供給するステップ、
‐光源からの光をその導光体の中へ結合させるステップ、及び
‐その導光体の面の1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層を供給するステップ、
を含む。
【００２３】
本発明の第1、第2、第3、及び第4態様の各々は、他の如何なる態様と組み合わされてもよい。本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになり解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】発光状態にある発光窓の側面を示す図である。
【図１Ｂ】透明状態にある発光窓の側面を示す図である。
【図２Ａ−Ｅ】導光体の面の1つの突起部として形成された異なる光抽出機能を示す図である。
【図３】回折格子の形において光抽出機能を示す図である。
【図４】導光体の両方の面における光抽出機能の使用を示す図である。
【図５Ａ】画像表示を形成するための発光窓の適用を示す図である。
【図５Ｂ】ミラー装置を形成するための発光窓の適用を示す図である。
【図５Ｃ】半透明ミラーを持つ画像表示を形成するための発光窓の適用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
図1Aは、導光体101、その導光体101の中へ光を結合させるように配置された光源102、及び切り替え可能な散乱層103を含む発光窓100の側面を示す。傍観者に面した導光体を持つ発光窓100の上面を示す図1Aの右側は、その導光体101が、一般的に、第1及び第2面111及び112を有するプレートとして形成されていることを説明する。
【００２６】
散乱層103は、その導光体の面111及び112のうち1つを部分的に又は完全に覆うように寸法が取られている。その散乱層103は、導光体に光学的に接続されたプレート、すなわち光学的に透明な接着剤を使用して接続されているか、又はそうでない場合は、図1Aに示されるように導光体と散乱層との間の隣り合った面の間に空隙が存在するようにその導光体に接続されているプレートであってよい。
【００２７】
光源102は、発光ダイオード（LED）などの単一の光源又は図1Aの上面に示されているように、導光体の端部104の1つに沿って延びる複数のLEDを含むアレイ源102であってもよい。望ましくは、その光源からの光は、端部104の1つを通して導光体102の中へ結合される。しかし、その光は、また、導光体の隅部105を通してその導光体の中へ結合されてもよい。
【００２８】
導光体101は、面111、112の1つ又は両方の面において少なくとも1つの非散乱光抽出機能（非表示）を備えている。その非散乱光抽出機能は、導光体において伝播している光を出力光線131の中へ抽出する働きをする。対照的に、散乱光抽出機能は、面111、112の1つに備えられた散乱特性によって光を抽出する。比較すると、その散乱特性は、導光体101を半透明にする一方、その非散乱特性は、その導光体101を透明にする。
【００２９】
導光体101及び非散乱光抽出機能は、例えば、ガラス又は透明なポリマーなどの同じ材料で作成されていてよい。
【００３０】
散乱層103は、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である。それらの状態の間の切り替えは、スイッチ190によって散乱層に印加される電圧Vcを切り替えることによって果たしてよい。散乱状態において、その散乱層103は、伝播する光を散乱層の中へ散乱する。一方、透明状態において、その散乱層の中へ伝播する光は、その層の中を透過する。例えば、導光体から散乱層の中へ透過する光線131は、その散乱層が散乱状態にある時、散乱光132の中へ散乱する。
【００３１】
図1Bは、散乱層が透明モードにある時、例えば、表示又はモニター（非表示）によって生成される光線133は、散乱層の中へ、実質的に散乱せずに又はその散乱層によって影響を受けて透過する。
【００３２】
散乱層103は、固体の透明材料に拡散された液晶分子で構成された高分子拡散液晶であってよい。その液晶分子の方向を、電界Vcを使用して変えることによって、その液晶分子は、それらの分子が光を散乱する第1状態及びそれらが光の伝播に影響を与えない第2状態へと切り替えることが出来る。
【００３３】
切り替え可能な散乱層103及び非散乱光抽出機能の組み合わせによって、その発光窓は、2つの機能を果たす：1）散乱層が散乱状態にある時、その窓は、発光窓又は広い領域の光源として働き、光源102からの光は、導光体101において分散され、光抽出機能によって散乱層103へ向けて出力され、最後に散乱層から散乱する。2）その散乱層が透明状態にあるとき、発光窓は、透明窓として働き、その窓の何れか一方の側からの光は、湾曲又は散乱せずにその窓を通って透過する。
【００３４】
それに応じて、その窓の何れか一方の側に置かれた物体又は画像は、透明状態においてその窓を通して明確に目に見える一方、その物体又は画像は、散乱状態においては、その窓を通して目に見えないか又は少なくとも部分的にだけ目に見える。
【００３５】
図2A-Eは、屈折による光の抽出に対する非散乱光抽出機能201の異なる構成を持つ導光体101を示す。
【００３６】
図2Aは、くさび型導光体の形において単一の光抽出機能201を持つ導光体101を示す。
【００３７】
図2B-Dは、一定でない傾斜によって形作られた複数の光抽出機能を持つ導光体101を示す。図2Bにおいて、そのくさび型光抽出突起部201の傾斜は、例えば、光源102の主な伝播方向に沿って増加するなど、徐々に変化する。図2Cにおいて、その突起部201の傾斜は、正の傾斜と負の傾斜との間で交互に変わる。図2Dにおいて、光抽出突起部201は、その光抽出機能の傾斜が連続的に変化するように、正弦波パターンなどの波形パターンによって形成される。光抽出突起部201の一定でない又は可変の傾斜は、第1面111を通って屈折する光が、その第1面111の領域全体にわたって均一の光度を保証するように光源102からの光を導光体101の体積内で広げる、すなわち、その導光体内で均一の光度を得るのに役立つ。
【００３８】
図2Eは、長方形状の突起部などのマイクロリッジ（micro  ridge）の形において複数の光抽出機能を持つ導光体101を示す。
【００３９】
その導光体が、図2C-Eにおいて示されるように、光抽出突起部の対称パターンを備えるとき、その導光体の内部及び外側における光分散の均一性は、光を、反対側の端部104に配置された光源102からその導光体の中へ結合させることによって改善することができる。従って、その反対側に配置された光源102から導光体の反対側へ結合された反対に伝播する光線は、光抽出機能のパターンを通過する。光分散の均一性は、また、光抽出機能が、図2Aに示されるように単一のくさびによって又は図2Bに示されるような非対称パターンによって、場合によっては光のイン結合を適合させることによって、すなわち、光源からの光の広がりを、例えば導光体の端部を、導光体内で光を適切に広げるようにレンズ形状にすることによって形成されるとき、向かい合う端部104に光を注入することによって改善してもよい。図2A-2Eにおける光抽出機能は、面法線291と光源からの衝突光線202との間の入射角Ai（図2F、2Gにおいてそれぞれ図2B、2Dの突起部の拡大図を参照）を減少させるように角度を成している。つまり、入射角Aiは、光抽出機能201を備えていない導光体、又は言い換えれば、角度を成さない第1面111を持つ導光体に関する入射角Xiに比較して減少する。従って、その角度を成す光抽出機能201は、衝突光線202が抽出され、屈折した光線203として出力されることを可能にする一方、角度を成さない第1面111は、同じ衝突光線202が全反射にさらされるようにする。
【００４０】
図2B‐Eにおける突起部の縦寸法wは、50から750マイクロメートルまでの範囲内にあってよく、例えば、150と250マイクロメートルの間にある。その突起部201の深さdは、1から10マイクロメートルの範囲内にあってよく、例えば、2と4マイクロメートルの間にある。従って、その突起部の傾斜は、0.001と0.2ラジアンの間の歯に及ぶ。一般的に、その幾何学的突起部の寸法は、回折効果を避けるために、可視光の波長よりも大きい。光抽出機能201の非浮き傾斜によって、その導光体は、通常の窓と実質的に同じ透明性を有する。従って、その発光窓を通して見られる画像の画像湾曲は、その発光窓が透明状態にあるとき、散乱ドット抽出機能を持つ導光体に比べて最小化される。
【００４１】
図3は、回折による光の抽出に対する回折格子301の形において、非散乱光抽出機能201を持つ導光体101を示す。その回折格子は、その導光体の第1面111に備えられている。回折格子301を備える導光体の透明性を維持するために、その回折格子のピッチpは、所定のしきい値よりも大きい回折格子301を持つ面111に関して入射角Aiを有する光源102からの光線だけを回折するように選択される。その入射角のしきい値は、回折格子301のピッチpによって決定される。200から400ナノメートルの範囲におけるピッチは、その導光体の透明性を維持するのに適切である。240から275ナノメートルまでの範囲にあるピッチは、その導光体から全ての色の放射光を同時に抽出するのに適切であることが証明されている。大きい入射角Aiを持つ光線だけが回折されるため、しきい値よりも小さい入射角Ai’を持つ光線331は、その導光体の中を回折されずに透過し、それは、透明性がしきい値角よりも大きい入射角を持つ光線に対して最適であることを意味する。回折格子は対称性を有するため、その導光体の内部及び外側の光分散の均一性は、反対側の端部104に配置された光源102からの導光体の中へ光を結合させることによって改善することができる。
【００４２】
光は、導光体101から異なる回折角D1‐D3及び関連する異なる波長L1‐L3を持つ光線131に回折される。明らかに、その導光体が、散乱層103を持たない発光窓として使用された場合、その発光窓又は広い面積の光源は、光を異なる色に且つ異なる方向に回折する。しかし、散乱層103によって、その回折光の異なる色は、その散乱層から出力された光が、人の視角に関係なく同じ色を有するように、その散乱層において混合される。
【００４３】
図4の上は、第1及び第2面111、112が関連する第1及び第2光抽出機能401、402を備えた導光体の側面図を示す。その第1及び第2光抽出機能401及び402は、両方とも図2A‐Eに示されるような幾何学的光抽出機能であってよく、又は図3に示されるような回折に基づいて光抽出機能であってもよい。その代わりに、その第1及び第2面のうち1つは、幾何学的な光抽出機能を備えてもよく、他の面は、回折に基づいて光抽出機能を備えてもよい。
【００４４】
図4の下は、第１及び第2光抽出機能401、402を持つ同じ導光体の上面図を示す。その第1光幅出機能401は、第1光源421又は第1方向411に伝播する光を生成する光源421の第1対からの光を抽出するように配置されてよい。同様に、第2光抽出機能402は、第2光源422又は第2方向412に伝播する光を生成する光源422の第2セットからの光を抽出するように配置されてよい。
【００４５】
異なる方向に伝播する光を生成する光源を使用することによって、導光体101内の分散光の均一性がさらに改善され得る。また、例えば、正方形導光体101の全ての4つの端部など、2つより多くの端部104に配置された光源の使用は、より高い光度の生成を可能にする。
【００４６】
図4の下に示されるように、例えば、突起部201又は回折線301などの第1光抽出機能401は、第1光方向411に垂直な方向に延びる。同様に、第2光抽出機能402が、第1抽出機能401及び第2方向412に垂直な方向に延びる。当然のことながら、第1及び第2光抽出機能の広がりは、必ずしも互いに垂直である必要はないが、他の相対角度を有してよい。
【００４７】
抽出された光がより均一な光度を有するように導光体内の光の広がりを改善するために、その導光体の端部は平面状である代わりに、光の広がりを増やすように形作られてもよい。その導光体の端部は、例えば、凹型又は凸型レンズ面として形作られてもよい。
【００４８】
図5A‐Cは、当該発光窓の異なる応用を示す。
【００４９】
図5Aは、導光体101、光源102及び切り替え可能な散乱層103を含む発光窓100、及びLCDモニター502又は広告サインなどの他の電子画像表示装置を含む表示装置501を示す。左側の図において、その表示装置501は、光源102がオンであり、散乱層103が散乱状態にあるとき、大きい面積の光源として機能する。従って、この状態において、その表示装置は、暗く不快なモニター502をさらに隠蔽する光源を備えた雰囲気を提供する。その表示装置がモニター502上に提示された画像を見るために使用される場合、光源102はオフに切り替えられ、散乱層は、右側の図に示されるように、非散乱状態に切り替えられる。モニターからの光線504は、光源101及び散乱層103の中を、影響を受けずに透過する。
【００５０】
図5Bは、導光体101、光源102及び切り替え可能な散乱層103を含む発光窓100、及び浴室ミラーなどのミラー512を含むミラー装置511を示す。左側の図において、そのミラー装置511は、その光源102がオンであり、散乱層103が散乱状態にあるとき、大きい面積の光源として機能する。右側の図において、そのミラー装置511は、光線514がミラー511によって、導光体101及び散乱層103によって歪められずに反射される通常のミラーとして機能する。
【００５１】
図5Cは、導光体101、光源102及び切り替え可能な散乱層103を含む発光窓100、及び偏光層522及びLCDモニター502を含む代替の表示装置531を示す。その偏光層522は、偏光していない光を反射し、偏光している光を偏光層522の偏光方向に透過させる。従って、この状態において、その表示装置は、半ミラーモードを提供する。表示装置531が、散乱層が散乱状態に切り替えられ光源102がオンに切り替えられる発光状態にあるとき、その偏光層522は、散乱層からの散乱した光線541が、偏光層によって反射し、その散乱層によってもう1度散乱することから、照明輝度を増やす働きをする。
【００５２】
表示装置501、ミラー装置511及び代替の表示装置531のいずれかにおいて、散乱層103及び導光体101の順番は、その散乱層がモニター502、ミラー512又は偏光層522に面するように、逆にしてもよい。
【００５３】
要約すれば、本発明は、広い面積の光源及び透明窓の両方として機能できる発光窓に関する。その広い面積の光源は、例えば、導光体の端部を通して、平面形状の導光体の中へ光を結合させることによって、及びその導光体からの光を幾何学的突起部又は回折格子を使用して、広い面積の光を出力する散乱層の中へ抽出することによって得られる。その透明窓は、光が、導光体及び散乱層の中を自由に伝播できるように、散乱層を非散乱状態に切り替え、場合によって光源をオフに切り替えることによって得られる。
【００５４】
本発明は、特定された実施形態に関連して記載されてきているが、本文献で説明された特定の形に限定することは目的としない。むしろ、本発明の範囲は、付属の請求項によってのみ限定される。請求項において、「含む」という用語は、他の要素又はステップの存在を除外しない。さらに、個々の機能は異なる請求項に含まれてよいが、これらは、場合によっては、有利に組み合わされてよく、異なる請求項における包含は、機能の組み合わせが可能及び／又は有利であることを暗示しない。さらに、単数形の参照符号は、複数形を除外しない。従って、「第1」、「第2」などへの言及は、複数形を除外しない。さらに、請求項における参照符号は、本範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
2012528347.tif 000003
【図１Ｂ】
2012528347.tif 000004
【図２Ａ】
2012528347.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
2012528347.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光窓装置であって：
‐第1面及び第2面を有するプレートとして形成され、該面のうち少なくとも1つにおいて少なくとも1つの非散乱光抽出機能を備えた導光体、
‐該導光体の中へ光を結合させるために配置された光源、
‐前記導光体の面のうち1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層、
を含み、
前記導光体は、光源又は複数の光源からの光を、前記第1面と前記第2面との間に形成された体積に分散するように構成され、前記少なくとも1つの非散乱光抽出機能は、屈折又は回折によって光線を抽出し、前記の分散された光の少なくとも一割合を前記の隣り合う分散層へ向かう方向に出力するように備えられている、発光窓装置。
【請求項２】
前記非散乱光抽出機能は、光抽出機能を備えていない前記導光体の面に比べて入射角を減少させるように、少なくとも局部的に角度を成している、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
複数の光抽出機能が、前記導光体内の光源からの光の広がりを増やすように一定でない傾斜によって形作られている、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記一定でない傾斜の少なくともいくつかは、光抽出機能を備えていない前記導光体の面に比べて前記入射角を減少させるように、少なくとも局部的に角度を成している、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記非散乱光抽出機能は、前記光源からの光線を、回折格子のピッチによって決定される角度しきい値よりも大きい、該回折格子に関する入射角を有する光線だけを回折することによって、前記光源からの光線を回折するように構成された回折格子である、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記格子のピッチは、200から400ナノメートルまでの範囲にある、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記第1及び第2面は、第1及び第2光抽出機能を備え、該第1光抽出機能は、第1方向に伝播する光線を抽出するように構成され、前記第2光抽出機能は、該第1方向とは異なる第2方向に伝播する光線を抽出するように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記第1及び第2光抽出機能は、第1及び第2回折格子である、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記導光体は、該導光体内の光源からの光の広がりを増やすように形作られたイン結合手段を備えている、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
‐請求項1に記載の発光窓、
‐該発光窓に面している表示部、
を含む表示装置。
【請求項１１】
‐請求項1に記載の発光窓、
‐該発光窓に面しているミラー表面、
を含むミラー装置。
【請求項１２】
前記発光窓と前記表示部との間に、該表示部によって放射された偏光した光の透過及び該表示部へ向けて伝播する偏光していない光の少なくとも一部分の反射のための偏光層をさらに含む、請求項10に記載の表示装置。
【請求項１３】
広い面積の光照射野を生成する方法であって：
‐第1及び第2面を有するプレートとして形成され、該面の少なくとも1つにおいて少なくとも１つの非散乱光抽出機能を備えた導光体を供給するステップ、
‐光源からの光を該導光体の中へ結合させるステップ、及び
‐前記導光体の面のうち1つに隣り合って配置され、透明状態と散乱状態との間で切り替え可能である散乱層を供給するステップ、
を含み、
前記導光体は、前記光源又は複数の光源からの光を前記第1面と第2面との間の体積に分散させるように構成され、前記少なくとも1つの非散乱光抽出機能は、屈折又は回折によって光線を抽出し、前記隣り合う散乱層へ向かう方向に前記の分散された光の少なくも一割合を出力するように備えられている、方法。
【国際調査報告】
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