CN101153923A - 光学元件和照明光学装置、显示装置和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学元件和照明光学装置、显示装置和电子装置，其中包括称为微窗的光学元件。微窗包括其中交替地设置具有恒定重复周期的透明层和光吸收层的周期性结构。通过光吸收层限制通过透明层的光束的出射方向的范围。周期性结构包括沿与其中重复地设置了透明层和光吸收层的方向交叉的方向划分的周期性结构区段。在周期性结构区段中，在彼此相邻的周期性结构中，在每一个周期性结构的空间频率的相位中存在180°的差。

Description

光学元件和照明光学装置、显示装置和电子装置

技术领域

本发明涉及称为“微窗(microlouver)”的光学元件，通过所述微窗限制透射光束的出射方向的范围。另外，本发明涉及使用这种光学元件的照明光学装置以及由液晶显示器(LCD)或等离子体显示器为代表的显示装置。

背景技术

将液晶显示器用作诸如移动电话、个人数字助手(PDA)、ATM(自动出纳机)、或个人计算机之类的各种电子装置，并且近年来存在用于具有宽可视面积的液晶显示器的实际使用。

已经发现当多人一起观看一个显示屏幕时其显示面积从宽角度范围是可视的液晶显示器是有用的。然而在特定装置的情况下，在其中假设需要个人隐私的诸如移动电话之类的特定装置的情况下，宽可视屏幕有时可能允许不希望的第三方观看所显示的信息，这可能使用户不快。另外，在由不特定数目的一般公众使用的信息处理终端的情况下，当显示诸如个人信息之类的高度机密信息时，需要防止其他人窥看所显示的信息。因此，已经开发了一种可以在具有较窄视场(field of view)的显示区域和具有较宽视场的显示区域之间切换的液晶显示器(参见日本专利早期公开No.10-197844，第35段)。

图1示出了能够在具有窄视场的显示形式和具有宽视场的显示形式之间切换的液晶显示器的示例。参考图1，液晶显示器具有包括排列成矩阵的多个像素的显示面板100和附着到该显示面板100上的微窗101。如图2所示的微窗101按照以下方式构造：将其中交替地设置光吸收层102和透明层103的周期性结构本体夹在两个保护膜104之间，并且布置光吸收层102和透明层103的周期是恒定的。在光束入射到透明层103上时，只有入射角度小于等于θ/2(θ是可视角)的光束可以通过透明层103。入射角大于θ/2的光束在光吸收层102中被吸收。可视角θ通过周期性结构本体周期的厚度D和间距P来确定。可视角θ越小，通过微窗101的光束的方向性越高。

在具有窄视场的显示器中，使用附着了微窗101的显示面板100。从显示面板100可见的光束区域通过微窗101来限制。另一方面，在具有宽视场的显示器中，使用去除了微窗101的显示面板100。在这种情况下，可视区域由显示面板100的可视角来确定。通过使用聚合物分散液晶用于显示面板100，可以扩大可视区域。

另外，存在具有内置微窗的液晶显示器。图3示出了液晶显示器的主要部分的结构。

参考图3，液晶显示器包括背光单元200和用来自背光单元200的光束照射的LCD面板203，并且在背光单元200和LCD面板203之间设置了微窗201和漫射体202。

LCD面板203包括排列成具有恒定间距的矩阵的多个液晶单元，并且按照预定的顺序定位R(红)、G(绿)和B(蓝)滤色器以便于液晶单元的位置相对应。图4示出了对滤色器进行定位的示例。在该定位示例中，将滤色器203a按照矩阵定位在通过用于吸收光的黑矩阵203b划分的区域中，并且其间距是恒定的。

如图5所示，微窗201具有其中交替地设置光吸收层201a和透明层201b的周期性结构。漫射体202由聚合物分散液晶形成，并且适合于能够在其中入射光束原样出射的透明状态和其中由于散射导致入射光束作为漫射光束出射的散射状态之间切换。漫射体202例如是PNLC(聚合体网络LC)或PDLC(聚合物分散液晶)。

图6示出了窄视场的光束。在窄视场情况下使漫射体202是透明的。微窗201限制来自背光单元200的漫射光束的出射方向的范围。原样通过微窗201的光束通过漫射体202并且照射LCD面板203。

图7示出了宽视场的光束。在宽视场情况下使漫射体202散射。微窗201限制来自背光单元200的漫射光束的出射方向的范围。通过微窗201的光束通过漫射体202形成为漫射的光束。用来自漫射体202的漫射光束照射LCD面板203。

然而，使用上述微窗的显示装置具有以下问题。

在图1所示的液晶显示器中，因为显示面板100和微窗101两者都具有周期性结构，所以将通过微窗101的光束形成为以下形式：其中将基于周期性结构的两个规则强度分布彼此叠加，从而产生与它们的空间频率之间的差相对应的莫尔(干涉)条纹。

在图3所示的液晶显示器中，因为LCD面板203和微窗201两者都具有周期性结构，产生了与它们的周期性结构的空间频率之间的差相对应的莫尔条纹。

图8示出了莫尔条纹的产生原理。图8A示出了具有周期性结构的微窗的空间布置。图8B示出了二维坐标系统中的微窗的空间频率。图8C示出了具有周期性结构的显示元件的空间布置。图8D示出了二维坐标系统中的显示元件的空间频率。图8E示出了图8B和图8D所示空间频率在二维坐标系统中彼此叠加。

如图8B所示，通过沿一维方向具有重复周期(PI)的空间布置的二维傅立叶变换获得的如图8A所示的空间频率具有一维的规则峰值布置(由三角标记表示)。二维坐标系统中峰的坐标由矢量PI的整数相乘(integral multiplication)(I*PI)来提供。矢量PI的值等于微窗周期的倒数。

另一方面，如图8C所示的其中将像素形成为矩阵的显示元件具有沿X方向的周期(Px)和沿Y方向的周期(Py)的空间布置。如图8D所示，通过二维傅立叶变换获得的空间频率具有二维的规则峰(由圆形标记表示)。二维坐标系统中的峰的坐标由矢量Px和矢量Py的整数相乘(n*Px+m*Py)来提供。

将如图8B和图8D所示的空间频率彼此叠加，峰布置如图8E所示的关系表示。二维坐标系统中每一个峰的坐标通过矢量PI、Px和Py的整数相乘(I*PI+n*Px+m*Py)来提供。

在图8D中，({矢量Px}-{矢量Py})形成莫尔条纹的基础。另外，当使用包括具有R、G和B的三个像素的图片元素的屏幕时，即使在({矢量3Px}-{矢量PI})的情况下也可以产生莫尔条纹。

不仅在显示元件和微窗之间而且当将具有周期性结构的组堆叠到另一个顶部上时，也会出现与莫尔条纹有关的问题。例如，甚至在具有设置在其表面的多个透镜的透镜片和微窗之间也会产生莫尔条纹。

发明内容

本发明的示范性目的是解决上述问题，以提供能够控制莫尔条纹产生的微窗。

为了实现上述目的，根据本发明示范性方面的微窗是这样的光学元件：所述光学元件包括其中以恒定、重复的周期将透明层和光吸收层交替地设置在平面上的周期性结构，所述光吸收层限制了通过透明层的光束的出射方向的范围。所述光学元件的特征在于：所述周期性结构包括沿与其中重复地设置透明层和光吸收层的方向交叉的方向划分的多个周期性结构区段，并且多个周期性结构区段的至少一部分具有与多个周期性结构区段的另一部分的空间频率的相位不同的空间频率的相位。沿与其中重复地设置了透明层和光吸收层的方向交叉的方向划分多个周期性结构区段，并且多个周期性结构区段的至少一部分在他们的空间频率的相位方面彼此不同。沿与其中重复地设置了透明层和光吸收层的方向交叉的方向划分多个周期性结构区段，并且多个周期性结构区段中的至少一部分就其空间频率的相位而言彼此不同。

根据上述构造，对通过其中空间频率的相位彼此不同的周期性结构区段的光束进行了平均。对光束进行平均的效果消除了整个周期性结构区段中的周期性。通过按照这种方式消除光学元件(微窗)的周期性，可以减少由光学元件以及具有周期性的显示面板或透镜片之间的空间频率中的相位差引起的莫尔条纹的产生。

根据上述本发明，通过对光束进行平均，可以消除光学元件(微窗)的周期性以控制莫尔条纹的产生，从而可以提供高质量的显示图像或照明。

根据参考示出本发明示例的附图的以下描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图中：

图1是示出了能够在具有窄视场的显示形式和具有宽视场的显示形式之间切换的液晶显示器的一个示范性实施例的示意图；

图2是示出了图1中所示微窗的构造的示意图；

图3是示出了容纳微窗的液晶显示器的构造的示意图；

图4是示出了对滤色器进行定位的示范性实施例的示意图；

图5是示出了图3中所示微窗的空间布置的示意图；

图6是示出了当视场较窄时图3中所示液晶显示器的光束的示意图；

图7是示出了当视场较宽时图3中所示液晶显示器的光束的示意图；

图8A是示出了具有周期性结构的微窗的空间布置的示意图；

图8B是示出了二维坐标系统中图8A所示的微窗的空间频率的视图；

图8C是示出了具有周期性结构的显示元件的空间布置的示意图；

图8D是示出了二维坐标系统中图8C所示的显示元件的空间频率的视图；

图8E是示出了在二维坐标系统中将图8B和图8D所示的空间频率彼此叠加的视图；

图9是示出了根据本发明第一示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图；

图10是图9所示微窗的剖面图；

图11A是用于描述具有空间频率的相位“0”的第一周期性结构的透射因子；

图11B是用于描述具有空间频率的相位“π”的第二周期性结构的透射因子；

图12是示出了根据本发明第二示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图；

图13是示出了组成图12所示微窗的周期性结构的具有“0”相位的单元结构L和具有“π”相位的单元结构S的示意图；

图14是示出了基于第六生成结果定位规则制造的微窗的周期性结构的示意图；

图15是示出了根据本发明第三示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图；

图16是示出了当通过使用随机数确定相位时微窗的周期性结构的示意图；

图17是示出了根据本发明第四示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图；

图18A是示出了具有周期性结构的显示面板的空间布置的示意图；

图18B是示出了图17中所示微窗的空间布置的示意图；

图19A是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图19B是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图19C是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图19D是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图19E是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图19F是用于描述根据本发明微窗的一系列制造工艺的视图；

图20A是用于描述根据本发明微窗的另一种制造工艺的工艺图；

图20B是用于描述根据本发明微窗的另一种制造工艺的工艺图；

图20C是用于描述根据本发明微窗的另一种制造工艺的工艺图；

图20D是用于描述根据本发明微窗的另一种制造工艺的工艺图；

图20E是用于描述根据本发明微窗的另一种制造工艺的工艺图；

图21是用于描述本发明微窗的另一种制造方法的视图；

图22是用于描述本发明微窗的另一种制造方法的视图；

图23是示出了其上安装了本发明微窗的第一照明光学装置的结构的示意图；

图24是组成如图23所示的照明光学装置的棱镜片的平面图；

图25是示出了如图23所示的第一照明光学装置的修改示范性实施例的示意图；

图26是示出了其上安装了本发明微窗的第二照明光学装置的结构的示意图；

图27是示出了在显示屏幕上设置了本发明的微窗的显示装置的结构的示意图；

图28是示出了内部安装有本发明微窗的第一显示装置的结构的示意图；

图29是示出了内部安装有本发明微窗的第二显示装置的结构的示意图；

图30是示出了内部安装有本发明微窗的第三显示装置的结构的示意图；以及

图31是示出了内部安装有本发明微窗的第四显示装置的结构的示意图。

具体实施方式

(第一示范性实施例)

图9是示出了根据本发明的光学元件的第一示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图。图10是微窗的剖面图。

如图10中所示，该示范性实施例的微窗按照这种方式构造：使得将其中交替设置光吸收层10和透明层11的周期性结构本体夹入并且保持在两个透明基板12和13之间。如图9所示，周期性结构本体具有多个周期性结构1至5。在每一个周期性结构1至5中，在包括光吸收层10和透明层11的区段中的重复周期PI是相同的。周期PI与在如图10所示的包括光吸收层10和透明层11的区段中的间距P相对应。另外，光吸收层10的宽度w1、厚度t1和透明层11的宽度w2、厚度t2(＝t1)对于周期性结构1到5而言是相同的。

在周期性结构1、3和5中，它们的空间频率的每一个相位彼此相等。在周期性结构2和4中，它们的空间频率的每一个相位彼此相等，并且周期性结构2、4的空间频率的每一个相位与周期性结构1、3和5的空间频率的每一个相位相差π。这里，周期性结构1、3和5的空间频率的相位用“0”来表示，周期性结构2和4的空间频率的相位用“π”来表示。

图11A示出了具有空间频率的相位“0”的第一周期性结构的透射因子。图11B示出了具有空间频率的相位“π”的第二周期性结构的透射因子。如所示出的，x轴示出了周期性结构的波矢的方向(图8中x轴的方向)。将光吸收层和透明层沿x轴的方向交替地定位。透射因子T表示当从下向上照射周期性结构时在每一个局部位置处的透射因子。此外，这里透射因子由整齐的正弦分布表示，但是在极限情况下，除了在光吸收层之外，透射因子有时可以具有恒定的矩形分布。

第一和第二周期性结构两者都具有正弦透射特征：其中在透明层的中心部分透射率最高，并且越靠近具有光吸收层(由黑色示出的部分)的一侧越低，直到在形成光吸收层的位置处透射率达到0。当将第一和第二周期性结构设置为彼此相邻时，由于人视觉的暂留和空间积分效应，对来自第一周期性结构的光束和来自第二周期性结构的光束进行平均。结果，当将第一和第二周期性结构设置为彼此相邻时，透射因子变为常数，并且消除了周期性。当具有1.0视力的人观看时，人眼的物体分辨率为：5m距离时为1.5mm、1m距离时为0.3mm、以及50cm距离时为0.15mm。因此，为了借助于人视觉的暂留和空间积分效应对光束进行平均，希望如下设置第一和第二周期性结构的尺寸。当在5m的距离观看时，周期性结构的尺寸不大于1.5mm。当在应用中1m的距离观看时，周期性结构的尺寸不大于0.3mm。当在应用中50cm的距离观看时，周期性结构的尺寸不大于0.15mm。此外，当在任意可能的情况下观察时，周期性结构的尺寸可以不大于约0.1mm。

在图9所示的微窗中，周期性结构1、3和5基于图11A所示的透射特征发射光束，并且周期性结构2和4基于图11B所示的透射特征发射光束。对来自这些周期性结构1到5的光束进行平均，导致周期性的消除。

如上所述，在该示范性实施例的微窗中，因为将彼此相邻的周期性结构的空间频率的相位适配为彼此相差π，由于对光束平均的效果，消除了整个周期性结构本体中的周期性。因此，当将该示范性实施例的微窗应用于包括具有像素空间布置的周期性的显示器面板的显示装置上时(例如，图1或图4中所示的显示装置)，因为已经通过微窗的光束不具有规则的强度分布(不具有周期性)，减少了莫尔条纹的产生。

(第二示范性实施例)

图12是示出了根据本发明第二示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图。同样将该示范性实施例的微窗按照以下方式构造：使得如图10所示那样将其中交替地设置光吸收层10和透明层11的周期性结构本体夹入并且保持在两个透明基板12和13之间，但是组成周期性结构本体的多个周期性结构1至5的空间频率的相位之间的关系与第一示范性实施例的关系不同。在该示范性实施例中，基于数列生成规则或者随机数来确定具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构的布置。

图12所示的结构是其中基于数列生成规则或者随机数来确定具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构的布置的周期性结构本体的一部分。同样在该示范性实施例中，与第一示范性实施例中类似，在包括光吸收层10和透明层11的区段中的重复周期PI在每一个周期性结构1至5中是相同的。另外，依赖于应用，将如上所述的每一个周期性结构的尺寸设定为在不大于0.3mm、不大于0.15mm或不大于0.1mm的范围内。在具有相差π的空间频率的相位的周期性结构之间，每一个周期性结构具有如图11中所示的透射特征。将光吸收层和透明层沿图11的x轴方向交替地设置。

在周期性结构1、2和5中，它们的空间频率的相位彼此相同。在周期性结构3和4中，它们的空间频率的相位彼此相同，周期性结构3和4的空间频率的相位与周期性结构1、2和5的空间频率的相位相差π。同样在该结构中，与第一示范性实施例的结构类似，在具有彼此不同的空间频率的相位的周期性结构之间，对来自每一个周期性结构的光束进行平均。因此，当将该示范性实施例的微窗应用于包括具有像素空间布置中的周期性的显示面板的显示装置时(例如图1或图4所示的显示装置)，可以控制莫尔条纹的产生。

另外，在该示范性实施例中，通过基于数列生成规则或随机数来确定组成周期性结构本体的多个周期性结构的空间频率的相位，可以消除沿x方向(图8中的x方向)的周期性和沿斜方向的周期性。

至于数列生成规则，例如存在斐波纳契数列(Fibonacci series)(非周期性数列)的生成规则。以下将描述使用斐波纳契数列的生成规则来确定周期性结构的相位的示例。

图13示意性地示出了具有“0”相位的单元结构L和具有“π”相位的单元结构S。在单元结构L和单元结构S之间的空间频率的相位的差是π。通过沿恒定方向布置多个单元结构L，可以形成如图12所示的周期性结构1、2和5。通过沿恒定方向布置多个单元结构S，可以形成如图12所示的周期性结构3和4。在图12所示的构造中，将周期性结构1至5的空间频率的相位确定为0、0、π、π和0。使用斐波纳契数列的生成规则来确定相位。

在使用斐波纳契数列生成规则确定相位时，第一生成结果用“L”来表示，第二生成结果用“S”来表示，以及第三生成结果用“LS”来表示。对于随后的生成结果，针对前一个生成结果将“L”转换为“LS”以及将“S”转换为“L”。遵循这些转换规则，对于随后的生成结果，第四生成结果是“LSL”，第五生成结果是“LSLLS”以及第六生成结果是“LSLLSLSL”。

图14示意性地示出了基于第六生成结果定位规则制造的微窗的周期性结构的示意图。在该示范性实施例中，周期性结构本体包括8个周期性结构，每一个周期性结构的空间频率的相位从图14的上部开始依次是0、π、0、0、π、0、π、0。此外如图14的下部所示，在具有彼此不同的空间频率的相位的周期性结构之间，光吸收层被彼此分离。

在使用上述斐波纳契数列生成规则确定相位时，增加了通过单元结构划分的周期性结构的个数，使得沿x方向将周期性结构形成为非周期性结构，从而消除了沿x方向的周期性。

接下来将描述使用随机数来确定相位的方法。

在使用随机数确定相位时，例如产生从0至1范围内的随机数。当随机数的值小于0.5时，使周期性结构具有“0”相位，以及当随机数的值不小于0.5时，使周期性结构具有“π”相位。按照这种方式，基于所产生的随机数的值，确定了组成周期性结构本体的每一个周期性结构的空间频率的相位。通过随机地布置具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构，不但可以消除沿x方向的周期性，而且还可以消除沿斜方向的周期性。

(第三示范性实施例)

图15是示出了根据本发明第三示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图。同样将该示范性实施例的微窗按照以下方式构造：使得如图10所示那样将其中交替地设置光吸收层10和透明层11的周期性结构本体夹入并且保持在两个透明基板12和13之间，但是组成周期性结构本体的多个周期性结构1至5的空间频率的相位之间的关系与第一示范性实施例的关系不同。在该示范性实施例中，通过使用四种类型的周期性结构来构造所述周期性本体：具有“0”相位的周期性结构、具有“π/4”相位的周期性结构、具有“π/2”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构。

在图15所示的构造中，周期性结构1和5采用具有“0”相位的周期性结构，周期性结构2采用具有“π/4”相位的周期性结构，周期性结构3采用具有“π/2”相位的周期性结构，以及周期性结构4采用具有“π”相位的周期性结构。即，周期性结构2、3和4的空间频率的相位与周期性结构1和5的空间频率的相位分别相差π/4、π/2和π。同样在该示范性实施例中，与第一示范性实施例中类似，在包括光吸收层10和透明层11的区段中的重复周期PI在每一个周期性结构1至5中是相同的。另外，每个周期性结构的尺寸适于不大于约0.1mm。在具有彼此不同的空间频率的相位的周期性结构之间，每一个周期性结构具有依赖于相位差的透射特征(在具有其中一个结构与另一个结构的差由π表示的相位的周期性结构之间，所述透射特征如图11所示)。将光吸收层和透明层沿图11中的x方向交替地设置。

同样在该示范性实施例的结构中，与第一示范性实施例的结构类似，在具有彼此不同的空间频率的相位的周期性结构之间，对来自每一个周期性结构的光束进行平均。因此，当将该示范性实施例的微窗应用于包括具有像素空间布置中的周期性的显示面板的显示装置时(例如图1或图4所示的显示装置)，可以控制莫尔条纹的产生。

另外，通过基于随机数来确定组成周期性结构本体的每个周期性结构的空间频率的相位，不但可以消除沿x方向的周期性，而且可以消除沿斜方向的周期性。

接下来将描述使用随机数来确定相位的方法。

在使用随机数确定相位时，例如产生从0至1范围内的随机数。当随机数的值小于0.25时，使周期性结构具有“0”相位。当随机数的值大于等于0.25但小于0.5时，使周期性结构具有“π/4”相位。当随机数的值大于等于0.5但小于0.75时，使周期性结构具有“π/2”相位。当随机数的值大于等于0.75时，使周期性结构具有“π”相位。按照这种方式，基于所产生的随机数的值，确定了组成周期性结构本体的每一个周期性结构的空间频率的相位。

图16示意性地示出了当通过使用随机数确定相位时微窗的周期性结构。在该示范性实施例中，使四种类型的单元结构：具有“0”相位的第一单元结构、具有“π/4”相位的第二单元结构、具有“π/2”相位的第三单元结构和具有“π”相位的第四单元结构。周期性结构本体包括5个周期性结构，周期性结构的空间频率的相位从图16的上部开始分别是π/4、π、π/2、0和π/4。

此外，空间频率的相位的单元不局限于四个值0、π/4、π/2和π，相位的单元可以是其他值。另外，周期性结构不局限于具有彼此不同相位的四种类型的周期性结构，并且周期性结构可以包括配置有任意值的相位或任意数量相位的组合的结构作为微窗，只要所述结构可以消除至少沿x方向的周期性。

(第四示范性实施例)

图17是示出了根据本发明第四示范性实施例的微窗的周期性结构的示意图。同样将该示范性实施例的微窗按照以下方式构造：使得如图10所示那样将其中交替地设置光吸收层10和透明层11的周期性结构本体夹入并且保持在两个透明基板12和13之间，但是所述周期性结构本体与第一示范性实施例的不同之处在于沿x方向和y方向分别具有周期性结构。

具体地，微窗是其中沿x方向(与图11所示的x轴方向相对应)交替地设置光吸收层10和透明层11的周期性结构，并且包括具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构。沿y方向交替地设置具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构。然后，在具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构之间设置光吸收层10。

同样在该示范性实施例中，与第一示范性实施例类似，在包括光吸收层10和透明层11的区段中的重复周期PI对于具有“0”相位的每一个周期性结构以及具有“π”相位的每一个周期性结构是相同的。另外，依赖于应用，将如上所述的每一个周期性结构的尺寸设定为不大于0.3mm、或不大于0.15mm的范围中，理想地设定在不大于0.1mm的范围中。在具有彼此不同的空间频率的相位的周期性结构之间，每一个周期性结构具有依赖于相位差的透射特征(参见图11)。

因为该示范性实施例的微窗包括沿x方向和y方向的每一个方向的周期性结构，针对每一个x方向和每一个y方向限制了出射方向的范围。

另外，由于其中沿x方向交替地设置具有“0”相位的周期性结构和具有“π”相位的周期性结构的构造，与第一示范性实施例类似，在其空间频率的相位与另一个周期性结构的空间频率的相位不同的周期性结构之间，对来自每一个周期性结构的光束进行平均。因此，将该示范性实施例的微窗应用于包括具有像素的空间布置周期性的显示面板的显示装置(如图1或图4所示的显示装置)，并且从而可以控制沿x方向的莫尔条纹的产生。

另外，因为按照以下方式构造周期性结构：其中沿y方向交替地设置光吸收层10和透明层11，作为显示面板的周期性结构关系的结果产生莫尔条纹。确定周期性结构沿y方向的周期，以便减小沿y方向产生的这些莫尔条纹的尺寸(宽度)，使其难以被识别。

下面将具体地描述沿y方向的周期性结构的周期。

图18A示出了具有周期性结构的显示面板的空间布置。图18B示出了该示范性实施例的微窗的空间布置。

假设Py是显示面板沿y方向的重复周期，以及假设PIY是微窗沿y方向的重复周期。增加[{矢量Py}-{矢量PIy}]的值可以增加每单位长度的莫尔条纹的个数，并且可以降低莫尔条纹的尺寸(宽度)。在该示范性实施例中，确定微窗沿y方向的重复周期PIy，使得依赖于使用的应用(观察位置)将莫尔条纹的尺寸设定在不大于0.3mm、不大于0.15mm或不大于0.1mm的人眼分辨率的范围内。这确保了观察者不会识别出沿y方向的莫尔条纹。

另外，可以使沿y方向和沿x方向的周期彼此一致。这允许沿x和y方向(即沿水平和垂直反向)的可视角彼此一致。

同样在该示范性实施例的微窗中，与第一示范性实施例类似，对来自每一个周期性结构的光束进行平均，并且从而可以消除微窗的周期性。因此，将该示范性实施例的微窗应用于包括具有像素的空间布置的周期性的显示面板的显示装置上(例如图1或图4所示的显示装置)，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。

另外，由于该示范性实施例的微窗的原因，因为不仅沿x方向而且沿y方向限制了出射方向的范围，可以沿x方向和y方向两者限制显示装置的可视区域。沿x方向和y方向两者均限制可视区域的现有二维微窗按照以下方式构造：其中将两个微窗(沿x方向的微窗和沿y方向的微窗)交叠放置，导致增加的成本。按照以下方式配置该示范性实施例的微窗：其中将二维微窗结构形成在相同的面上，并且从而可以比现有的方式降低成本。另外，可以将二维微窗形成为一层的形式，可以使微窗更薄。

在上述第一至第三示范性实施例中，可以将光吸收层连续地形成在每一个周期性结构之间，或者可以将其隔离地形成。

上述本发明的微窗不局限于所示的结构，并且可以在不脱离本发明精神和范围的情况下在结构中进行适当地改变，其中周期性结构的局部区段包括具有空间频率相位差的多个周期性结构。

另外，在其中彼此相邻的周期性结构的空间频率的相位彼此不同的结构中，通过改变光吸收层或透明层的厚度，可以使空间频率的相位不同。例如，在图9所示的构造中，通过使周期性结构1中的光吸收层(或透明层)的宽度与周期性结构2中的光吸收层(或透明层)的宽度不同，来实现空间频率的相位不同的结构。

接下来，将描述制造本发明微窗的方法。

图19A到19F示出了本发明微窗的一系列造工艺。首先，在透明基板50上形成透明光敏聚合物层51(参见图19A)。至于用于形成透明光敏聚合物层51的方法，例如可以使用诸如狭缝模具涂敷器(slit diecoater)、线条涂敷器(wire coater)或干膜转印(dry film transfer)之类的膜形成方法。另外，对于透明光敏聚合物层51，可以使用来自制造化学制品的MicroChem Corp.的化学放大负性光致抗蚀剂(商标：SU-8)。因为该抗蚀剂在曝光前具有相对较小的分子重量，所述抗蚀剂在环戊酮溶剂、丙二醇甲醚醋酸酯(PEGMEA)溶剂、γ丁内酯(GBL)溶剂、或异丁基酮(MIBK)溶剂中非常易于分解。因此，厚膜形成是容易的，使得可以形成具有100至200微米厚度的透明光敏聚合物层51。

接下来，使用掩模52对透明光敏聚合物层51构图(参见图19B)。掩模52具有与在第一至第四示范性实施例中描述的微窗的透明层和光吸收层的空间布置相对应的图案(透射区和光遮蔽区的布置)。该构图工艺在光刻技术中是众所周知的工艺，并且可以使用诸如步进曝光系统或接触曝光系统之类的各种曝光系统。

构图提供其中形成如图19C所示沿恒定方向具有间距P的宽度为S和厚度为d的透明层的图案。该透明层形成微窗的透明层。在透明层之间暴露出透明基板的表面。厚度d在100微米至200微米的范围。宽度S在50微米至70微米的范围。间距P在50微米至90微米的范围。每一个透明层之间的宽度(空间)在10微米至20微米的范围。

接下来，向已构图的透明光敏聚合物层的每一个透明层之间的间隙填充可固化材料53(参见图19D)。为了用可固化材料53填充间隙，可以使用其中使用涂刷器(squeegee)或涂布机(coater)的涂布和填充方法。为了防止发生可固化材料的不足填充，理想的是在真空中进行所述填充(在具有足够减小的气压的腔室中)。

接下来，在对可固化材料53进行刻蚀以暴露透明光敏聚合物层的表面之后，使可固化材料53固化(参见图19E)。此外，在可固化材料的填充过程中，如果可固化材料不附着到透明光敏聚合物层的表面，则刻蚀过程可被省略。

最后，透明基板54被附着到透明光敏聚合物层和可固化材料53(参见图19F)。可以通过层压将透明基板54附着到透明光敏聚合物层和可固化材料53上。另外，可以通过透明粘附层将透明基板54附着到透明光敏聚合物层和可固化材料53上。此外，可以在透明基板54的表面上形成硬涂层或抗反射膜以防止刮蹭。

这里，假设透明层的宽度S是50微米，光吸收层的宽度是10微米，并且厚度是200微米。因为根据该制造方法，透明光敏聚合物的折射率是约1.6，可以形成相对于由微窗的法向限定的原点的±22.8°的可视区域。另外，在上述每一个示范性实施例中，每一个周期性结构具有相同的周期，但是具有不同的相位，并且因此每一个周期性结构具有相同的可视区域。

接下来将描述用于制造本发明的微窗的另一个方法。

图20A至图20E示出了用于制造本发明微窗的另一种方法的一系列制造工艺。首先，在透明基板50上形成透明光敏聚合物层51(参见图20A)。接下来，通过使用掩模52对透明光敏聚合物层51进行构图(参见图20B)，并且如图20C所示沿恒定方向设置了其中形成具有宽度S和厚度d的间距P的透明层的图案。这些工艺与图19A至19C中所示的工艺相同。

接下来，将透明基板54附着到已构图的透明光敏聚合物层51上(参见图20D)。通过压力煅烧(pressure burning)或UV压缩，将透明基板54层压到透明光敏聚合物层51上。如果没有将透明基板54完全地附着到已构图透明光敏聚合物层51上，则在透明基板54和已构图透明光敏聚合物层51之间设置粘附层，并且通过压力煅烧或UV压缩来层压这些层。因此，这确保了将透明基板54稳固地附着到已构图透明光敏聚合物层51上。粘附层可以是与透明光敏聚合物层51相同的光敏聚合物。

接下来，在大气或真空气氛中，使用毛细作用现象将可固化材料53注射到已构图透明光敏聚合物层51上(参见图20E)。随后，通过UV或热对已注射可固化材料53进行固化，完成微窗。对可固化材料53进行固化允许更稳固地附着透明基板，并且从而可以防止诸如透明基板的剥离之类的故障。另外，对可固化材料53进行固化可以防止诸如可固化材料的泄漏之类的故障发生。至于可固化材料53，非溶解类型的材料是理想的。此外，如果可固化材料是可溶解类型的，则会产生在填充之后气化的并且其体积在填充区收缩的溶剂，并且在具有填充有可固化材料(光吸收层)区域的整个基板中的光遮蔽特征变得不均匀。结果，产生了显示不规则。

接下来，将描述用于制造本发明的微窗的另一种方法。

至于另一种制造方法，同样存在通过使用图21所示的工艺来制造微窗的方法。首先，在两个透明基板60、61的每一个上形成透明光敏聚合物层，并且通过光刻技术对所述透明光敏聚合物层构图。将透明基板60一侧上的已构图透明光敏聚合物层62按照恒定间距布置。类似地，将在透明基板61一侧上的已构图透明光敏聚合物层63同样按照与透明光敏聚合物层62的间距相同的间距来布置。每个透明光敏聚合物层62、63的宽度和厚度是相同的。每一个透明光敏聚合物层62、63的宽度比间距宽度小。在对齐透明光敏聚合物层62和透明光敏聚合物层63以位于另一透明光敏聚合物层的间隙中的同时，将透明光敏聚合物层62和透明基板61彼此附着，并将透明光敏聚合物层63和透明基板60彼此附着。按照这种方式，设置了如图20D所示的基板。随后，通过上述其他制造方法中的程序注入和固化可固化材料。

另外，还存在使用图22所示的工艺制造微窗的方法。首先，在两个透明基板70、71的每一个上形成透明光敏聚合物层，并且通过光刻技术对透明光敏聚合物层构图。将透明基板70一侧上的已构图透明光敏聚合物层72按照恒定间距布置。类似地，将在透明基板71一侧上的已构图透明光敏聚合物层73同样按照与透明光敏聚合物层72的间距相同的间距来布置。透明光敏聚合物层72、73的每一个均具有相同的图案以及相同的宽度和高度。将透明光敏聚合物层72和透明光敏聚合物层73彼此附着。按照这种方式，设置了如图20D所示的基板。随后，通过上述其他制造方法中的程序注入和固化可固化材料。

此外，可以将图19A至图19F所示的制造方法应用于第一至第四示范性实施例的任意一个。可以将图20A至图20E、图21和图22中所示的制造方法的每一个适当地应用于这样的结构中：其中由于使用毛细作用现象，光吸收层在周期性结构之间是连续的。

本发明上述微窗不但可以应用于液晶显示器，而且可以应用于另一种显示装置，例如诸如等离子体显示器或电致发光显示器之类的发光显示器。

另外，至于针对本发明的微窗的使用模式，可以考虑各种使用模式，例如其中将微窗安装在照明光学装置中的示范性实施例、其中将微窗直接附着到所使用的显示面板的正面的示范性实施例、或者其中将微窗安装在显示装置中的示范性实施例。现在在下面将具体描述每一个使用模式中的构造。

(1)首先，将描述包括本发明微窗的照明光学装置。

[第一照明光学装置]

图23示出了其上安装了本发明微窗的第一照明光学装置的结构。参考图23，第一照明光学装置包括面光源和微窗20。面光源包括由冷阴极射线管表示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b。微窗20可以是在第一至第四示范性实施例中的任一种微窗。

光波导23由丙烯酸树脂形成，并且按照以下方式配置：其中从光源21发射的光束入射到光波导23的一个端面，并且所述入射光束传播通过光波导以从正面一侧(预定的侧面)均匀地出射。在光波导23的背面一侧上设置反射片22，以将从背面出射的光束反射回正面方向。还将未示出的反射装置设置在光波导23的另一个端面和侧面上。

从光波导23的正面出射的光束通过漫射体24和棱镜片25a、25b进入微窗20。漫射体24对从光波导23进入的光束进行漫射。由于结构的原因，在光波导23的右边末端部分上出射光束的亮度与在左边末端部分上出射光束的亮度不同。因此，漫射体24对来自光波导的光束进行漫射。

棱镜片25a、25b改善了通过漫射体24从光波导23进入的光束的亮度。如图24所示，棱镜片25a包括沿恒定方向以恒定周期设置的多个棱镜。棱镜片25b也具有与图24中所示相同的结构，但是棱镜的规则排列方向与棱镜片25a的棱镜的规则排列方向交叉。由于这些棱镜片25a、25b，可以提高由漫射体24漫射的光束的方向性。

在第一照明光学装置中，从光波导23的正面出射的光束在被漫射体24漫射之后，通过棱镜片25a、25b进入微窗20。通过棱镜片25a、25b提高了来自漫射体24的光束的方向性，然后通过微窗20提高了所述方向性。

在其上方设置了具有如图1所示周期性的微窗的照明光学装置中，在具有周期性的微窗和棱镜片之间产生莫尔条纹。相反地，在图23所示的第一照明光学装置中，将本发明的微窗20安装到所述第一照明光学装置的上方。微窗20不具有周期性。因此，在具有周期性的微窗20和棱镜片之间不会产生莫尔条纹。

另外，在第一照明光学装置中，可以通过图25中所示的透明粘附层26将微窗20附着到棱镜片25a上。由于这种结构，可以减小微窗20和棱镜片25a之间的界面上的表面反射损耗，从而提供具有更高亮度的照明光。

此外，已经使用用于光源的冷阴极射线管作为示例描述了该示范性实施例，但是光源不局限于此。可以使用白光LED或三色LED作为光源。另外，已经使用从侧面提供光的类型的光源作为示例描述了该示范性实施例，但是光源不局限于这种类型，可以使用从上表面或下表面提供光的类型的光源。即，可以将本发明应用于具有光学元件的任意组合的照明光学装置，只要照明光学装置包括具有周期性的光学元件(在该示范性实施例中是棱镜片)。

[第二照明光学装置]

图26示出了其上安装了本发明微窗的第二照明光学装置的结构。在图23中所示的结构中，第二照明光学装置与第一照明光学装置类似，不同之处在于将透射散射切换装置26设置在微窗20上。在图26中，将与第一照明光学装置中类似的部件用相同的符号表示。为了避免重复描述，将省略类似部件的描述。

例如，透射散射切换装置26是PNLC(聚合物网LC)。透射散射切换装置26包括具有设置在其上的透明电极28a的基板27a、具有设置在其上的透明电极28b的基板27b、以及夹在这些基板27a、27b之间的聚合物分散液晶29。

在将电压施加到透明电极28a、28b之间的条件下，聚合物链和聚合物分散液晶29在折射率方面彼此一致，并且透射散射切换装置26变为透明的。在该透明状态下，来自微窗20的光束原样通过透射散射切换装置26。另一方面，在没有将电压施加到透明电极28a、28b之间的条件下，聚合物链和聚合物分散液晶29在折射率方面不会彼此一致，并且当来自微窗20的光束通过透射散射切换装置26时散射所述光束。按照这种方式，在施加电压时将透射散射切换装置26进入透明状态，并且在没施加电压时将透射散射切换装置26进入散射状态。透射散射切换装置26可以是一种能够由于所施加的电压在透明状态和散射状态之间切换的部件，例如除了PNLC之外的PDLC(聚合物分散液晶)。

在图26所示的第二照明光学装置中，当将透射散射切换装置26进入透明状态时，与使用第一照明光学装置的情况类似，由于光的平均效应，可消除了整个微窗20中的周期性，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。

在透明状态中，通过微窗20使出射角度的范围变窄。另一方面在散射状态中，通过微窗20使出射角度的范围变宽。通过按照上述方式切换透射散射切换装置，可以提供能够调节出射角度的照明光学装置。

在第二照明光学装置中，可以通过透明粘附层将透射散射切换装置26附着到微窗20上。由于这种结构，可以减小微窗20和透射散射切换装置26之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

上述照明光学装置的示范性实施例使用两个棱镜片，但是可以使用一个棱镜片。

(2)，接下来将描述其中将本发明的微窗直接附着到显示面板的正面上的使用方式。

图27示出了在显示屏幕上设置了本发明的微窗的显示装置的结构。参考图27，显示装置包括光学控制装置、照明光学装置和微窗20。

微窗20是第一至第四示范性实施例的任意一种微窗，并且限制了来自光学控制装置的光束(内部光)的出射方向的范围。照明光学装置包括图23中所示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b，并且用通过棱镜片25a、25b的光束照射光学控制装置。

光学控制装置具有其中将液晶层32夹入到两个基板30a、30b之间的结构。基板30a具有在其一个表面上(液晶层32一侧上的表面)形成的滤色器33以及在另一个表面上设置的偏振板/相差板31a。在基板30b与液晶层32一侧的表面相反的表面上设置了偏振板/相差板31b。按照以下方式配置滤色器33：将R(红)、G(绿)和B(蓝)滤色器在通过由光吸收层形成的黑矩阵划分的区域上排列成矩阵。每一个滤色器与像素相对应，并且其间距恒定。液晶层32适合能够遵循来自未示出的控制装置的控制信号、逐像素地在透明状态和光遮蔽状态之间切换，并且通过这些状态的切换，对入射光束进行空间调制。

在图27所示的显示装置中，通过棱镜片25a、25b的光束进入偏振板/相差板31b。通过偏振板/相差板31b的光束通过基板30b进入液晶层32，并且在那里逐像素地实现空间调制。通过液晶层32的光束(已调制的光)依次通过滤色器33和基板30a，并且进入偏振板/相差板31a。通过偏振板/相差板31a的光束通过微窗20出射。

此外，在图27所示的构造中，将偏振板/相差板31a、31b用于光学控制装置，但是光学控制装置不局限于此。光学控制装置可以只由偏振板形成。

根据上述显示装置，通过微窗20限制了来自偏振板/相差板31a的光束(已调制光)的出射方向，从而可以使可视区域变窄。因此，可以防止其他人窥视所显示的信息。

此外，由于对光进行平均的效果，消除了整个微窗20中的周期性，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。这里，为了保护微窗20的表面免于刮蹭，可以在微窗20的表面上形成用于防止反射外部光的硬涂层或抗反射层。

可以将微窗20可移动地配置。在这种情况下，通过将微窗20附着到光学控制装置上，可以实现具有窄视场的显示形式，并且通过从光学控制装置中去除微窗20，可以实现具有宽视场的显示形式。

(3)接下来，将描述其中安装了本发明微窗的显示装置。

[第一显示装置]

图28示出了内部安装有本发明微窗的第一显示装置的结构。第一显示装置包括：光学控制装置；照明光学装置，用于照射该光学控制装置；以及微窗20，设置在光学控制装置和照明光学装置之间。

微窗20是第一至第四示范性实施例的微窗的任一种，并且限制了来自照明光学装置的光束的出射方向的范围。照明光学装置包括如图23所示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b。通过棱镜片25a、25b的光束通过微窗20照明光学控制装置。光学控制装置与如图27中所示的光学控制装置相同。

根据第一显示装置，通过微窗20限制用于照射光学控制装置的光束的出射方向，并且从而可以使可视区域变窄。因此，可以防止其他人窥视所显示的信息。

此外，由于对光进行平均的效果，消除了整个微窗20中的周期性，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。

在图28所示的构造中，可以通过透明粘附层将微窗20附着到光学控制装置上。由于这种构造，可以减小在微窗20和光学控制装置之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

[第二显示装置]

图29示出了内部安装有本发明微窗的第二显示装置的结构的示意图。第二显示装置包括：光学控制装置；照明光学装置，用于照射该光学控制装置；以及微窗20和透射散射切换装置26，设置在光学控制装置和照明光学装置之间。

微窗20是第一至第四示范性实施例的微窗的任一种，并且限制了来自照明光学装置的光束的出射方向的范围。照明光学装置包括如图23所示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b。通过棱镜片25a、25b的光束通过微窗20照明光学控制装置。光学控制装置与如图27中所示的光学控制装置相同。透射散射切换装置26与图26中所示的透射散射切换装置相同。

如果在第二显示装置中设置了具有周期性的出射微窗，当透射散射切换装置26进入透明状态时，由于光学控制装置和微窗之间的干涉，产生了莫尔条纹。本发明的微窗20不具有周期性。因此，在其中安装了微窗20的第二显示装置中，可以控制莫尔条纹。

在透明状态中，可以通过微窗20使显示面板处的出射角度的范围变窄。在这种情况下，因为使光学控制装置的显示屏幕中的可视区域变窄，可以防止窥视。另一方面，在散射状态中，通过微窗20使光学控制装置的显示屏幕处的出射角度范围变宽。在这种情况下，由于宽可视区域的原因，多个人可以同时观看显示屏幕。

可以将图29中所示的构造按照以下方式配置：其中通过透明粘附层将微窗20和透射散射切换装置26的基板27b彼此附着，并且/或者通过透明粘附层将光学控制装置和透射散射切换装置26的基板27a彼此附着。由于这种构造，可以减少微窗20与基板27b之间、或光学控制装置与基板27a之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

[第三显示装置]

图30示出了内部安装有本发明微窗的第三显示装置的结构。第三显示装置按照以下方式构造：按照照明光学装置、光学控制装置、微窗20和输入装置40的顺序将它们依次堆叠。

微窗20是第一至第四示范性实施例的微窗的任一种，并且限制了来自光学控制装置的光束(内部光)的出射方向的范围。照明光学装置包括如图23所示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b。通过棱镜片25a、25b的光束照射光学控制装置。光学控制装置与如图27中所示的光学控制装置相同。

输入装置40是所谓的“触摸板”，其中将在透明基板41a上形成的透明电极42a和在透明基板41b上形成的透明电极41b设置为通过隔板43彼此相对。触摸板系统不局限于图30中所示的阻抗膜系统，而且可以使用诸如静电电容耦合系统之类的现有系统。

根据第三显示装置，通过微窗20限制了来自光学控制装置的光束的出射方向，并且从而可以使可视区域变窄。因此，可以防止其他人窥视所显示的信息。

此外，由于对光进行平均的效果，消除了整个微窗20中的周期性，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。

可以将图30中所示的构造按照以下方式配置：其中通过透明粘附层将微窗20和输入装置40的透明基板41b彼此附着，并且/或者通过透明粘附层将微窗20与光学控制装置彼此附着。由于这种构造，可以减少微窗20与透明基板41b之间、或微窗20与光学控制装置之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

另外，可以将微窗20设置在输入装置40上。在这种情况下，可以通过透明粘附层将微窗20附着到输入装置40的透明基板41a上。由于这种构造，可以减少微窗20与透明基板41a之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

另外，可将微窗20设置在光学控制装置和照明光学装置之间。在这种情况下，通过透明粘附层将微窗20附着到棱镜片25a或光学控制装置上。由于这种构造，可以减少微窗20与棱镜片25a之间、或微窗20与光学控制装置之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

[第四显示装置]

图31示出了内部安装有本发明微窗的第四显示装置的结构的示意图。第四显示装置按照以下方式构造：按照照明光学装置、微窗20、透射散射切换装置26、光学控制装置和输入装置40的顺序将它们依次堆叠。

微窗20是第一至第四示范性实施例的微窗的任一种，并且限制了来自照明光学装置的光束的出射方向的范围。照明光学装置包括如图23所示的光源21、反射片22、光波导23、漫射体24和棱镜片25a、25b。通过棱镜片25a、25b的光束通过微窗20和透射散射切换装置26照明光学控制装置。透射散射切换装置26与图26所示的透射散射装置相同。光学控制装置与如图27中所示的光学控制装置相同。输入装置40与图30中所示的输入装置相同。

根据第四显示装置，当透射散射切换装置26进入透明状态时，由于对光的平均效果，消除了整个微窗20中的周期性，并且从而可以控制莫尔条纹的产生。

在透明状态中，可以通过微窗20使显示面板处的出射角度的范围变窄。在这种情况下，因为使光学控制装置的显示屏幕中的可视区域变窄，可以防止窥视。另一方面在散射状态中，通过微窗20使光学控制装置的显示屏幕处的出射角度范围变宽。在这种情况下，由于宽可视区域的原因，多个人可以同时观看显示屏幕。

在图31所示的构造中，可以设置控制装置和存储装置，控制装置通过输入装置40接收输入，并且控制透射散射切换装置26，存储装置预先存储诸如商业消息之类的信息。当没有通过输入装置40提供信息时，控制装置控制光学控制装置中的调制，以便促使透射散射切换装置26处于散射状态以显示在存储装置中存储的信息。当通过输入装置40提供信息时，控制装置控制光学控制装置中的调制，以便促使透射散射切换装置26处于透明状态以显示输入的信息。由于这种构造，例如在ATM终端中，在输入信息之前将广告信息按照宽视场模式显示在屏幕上，而当输入个人信息时，可以按照窄视场模式显示输入的信息(个人信息)。

另外，可以通过透明粘附层将微窗20和透射散射切换装置26彼此附着，并且可以通过透明粘附层将透射散射切换装置26和光学控制装置彼此附着。由于这种构造，可以减少微窗20与透射散射切换装置26之间、或透射散射切换装置26与光学控制装置之间的界面上的表面反射损耗，提供具有更高亮度的照明光。

易于将本发明的微窗应用于诸如ATM终端、移动电话、笔记本电脑和PDA之类的信息处理终端的显示装置上。

例如，可以应用于ATM终端的限制装置的显示装置示例可以是第三和第四示范性实施例的显示装置。

当将第三和第四显示装置应用于ATM终端的显示装置时，可以防止显示的个人信息被窥视，并且另外由于受控的莫尔条纹可以提供高质量的显示图像。在这种情况下，通过采用图17所示构造(二维窗结构)作为微窗，不仅沿水平方向而且沿垂直方向使可视区域变窄，从而可以提供更难以被窥视的屏幕。

另外第四显示装置中，当输入信息时，窄视场模式的显示形式防止窥视，而在其他时候将显示形式切换到宽视场模式以显示广告消息，并且可以更有效地执行使用ATM终端的广告。

作为可以用于诸如移动电话、笔记本电脑或PDA之类的移动信息处理终端的显示装置的示例，例如，可以考虑第一和第二示范性实施例的显示装置。

在信息处理终端中，控制装置从诸如鼠标或键盘之类的输入装置接收输入，并且控制以将要求的信息显示在显示装置上。在这种情况下，可以防止已显示的信息被不希望的第三方看见，并且控制可以控制莫尔条纹，从而可以提供高质量的显示图像。

此外，在这种信息处理终端中，还可以提供如针对第三或第四显示装置描述的输入装置(触摸板)。

尽管已经参考示范性实施例具体地示出和描述了本发明，本发明不局限于这些实施例。本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种变化。

本申请基于并要求2006年9月29日向日本专利局递交的日本专利申请No.2006-267978的优先权，通过引用将其全部内容结合在此。

Claims (20)

1.一种光学元件，包括其中以恒定重复周期将透明层和光吸收层交替地设置在平面上的周期性结构，所述光吸收层限制了通过所述透明层的光束的出射方向的范围，其中

所述周期性结构包括沿与其中重复地设置所述透明层和所述光吸收层的方向交叉的方向划分的多个周期性结构区段，并且所述多个周期性结构区段的至少一部分的空间频率的相位与所述多个周期性结构区段的另一部分的空间频率的相位不同。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述多个周期性结构区段包括第一周期性结构区段和第二周期性结构区段，所述第一周期性结构区段的空间频率相位与所述第二周期性结构区段的空间频率相位相差180°。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其中，

交替地设置所述第一周期性结构区段和所述第二周期性结构区段。

4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

根据预定的数列生成规则排列所述多个周期性结构区段。

5.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

随机地排列所述多个周期性结构区段。

6.根据权利要求1所述的光学元件，其中，

在边界区段设置所述光吸收层，以便分别划分所述多个周期性结构区段。

7.一种照明光学装置，包括：

光学元件，包括其中以恒定重复周期将透明层和光吸收层交替地设置在平面上的周期性结构，所述光吸收层限制了通过所述透明层的光束的出射方向的范围；以及

面光源，设置在所述光学元件的背面上，其中，

所述周期性结构包括沿与其中重复地设置所述透明层和所述光吸收层的方向交叉的方向划分的多个周期性结构区段，并且所述多个周期性结构区段的至少一部分的空间频率的相位与所述多个周期性结构区段的另一部分的空间频率的相位不同。

8.根据权利要求7所述的照明光学装置，其中，

所述面光源至少包括：

光源；

漫射体，用于漫射来自光源的光束；以及

棱镜阵列，包括规则地设置的多个棱镜，并且将来自所述漫射体的漫射光束改变为进入所述光学元件的光通量。

9.根据权利要求7的照明光学装置，还包括：

透射散射切换装置，来自所述光学元件的光束入射到所述透射散射切换装置上，其中，

所述透射散射切换装置能够在透明状态和散射状态之间切换，在透明状态中，入射光束以当前形态出射，在散射状态中，入射光束作为由于散射导致的漫射光束而出射。

10.一种显示装置，包括：

根据权利要求1所述的光学元件；

其上设置像素的显示面板；以及

面光源，用于照明所述显示面板，其中，

来自所述面光源的光束通过所述光学元件照明所述显示面板。

11.根据权利要求10所述的显示装置，还包括：

输入装置，设置在所述显示面板的显示屏幕一侧上，其中，

基于局部压力的变化或局部电流的变化来将所述显示面板的位置信息提供给所述输入装置。

12.一种显示装置，包括：

根据权利要求1所述的光学元件；以及

其上设置像素的显示装置，其中

来自所述显示装置的光束通过所述光学元件出射。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其中

将所述光学元件可移动地设置在所述显示面板的显示屏幕上。

14.根据权利要求12所述的显示装置，还包括：

输入装置，设置在所述光学元件上，其中

基于局部压力的变化或局部电流的变化来将所述显示面板的位置信息提供给所述输入装置。

15.一种显示装置，包括：

根据权利要求1所述的光学元件；

其上设置像素的显示面板；

面光源，用于照明所述显示面板；以及

透射散射切换装置，来自所述面光源的光束通过所述光学元件入射到所述透射散射切换装置上，所述透射散射切换装置能够在透明状态和散射状态之间切换，在透明状态中，入射光束以当前形态出射，在散射状态中，入射光束作为由于散射导致的漫射光束而出射，其中

从所述透射散射切换装置出射的光束照明所述显示面板。

16.根据权利要求15所述的显示装置，还包括：

输入装置，设置在所述显示面板的显示屏幕一侧上，其中

基于局部压力的变化或局部电流的变化来将所述显示面板的位置信息提供给所述输入装置。

17.一种电子装置，包括：

根据权利要求10所述的显示装置。

18.一种电子装置，包括：

根据权利要求12所述的显示装置。

19.一种电子装置，包括：

根据权利要求15所述的显示装置。

20.一种电子装置，包括：

根据权利要求15所述的显示装置，其中

所述透射散射切换装置基于从外部提供的信号在透明状态和散射状态之间切换。

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