JP2002520672A - 透明な継ぎ目のディスプレイパネル及び透明な継ぎ目のディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

透明な継ぎ目のディスプレイパネル及び透明な継ぎ目のディスプレイパネルの製造方法

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JP2002520672A JP2000560477A JP2000560477A JP2002520672A JP 2002520672 A JP2002520672 A JP 2002520672A JP 2000560477 A JP2000560477 A JP 2000560477A JP 2000560477 A JP2000560477 A JP 2000560477A JP 2002520672 A JP2002520672 A JP 2002520672A
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ティー ベリグダン，ジェームス
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ブルックヘイブン サイエンス アソシエイツ
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Abstract

(57)【要約】 少なくとも1つの透明な継ぎ目(１６a、１６b)を有する複合光学ディスプレイ(１０)及びその製造方法を開示する。この製造方法は、複数のガラスシートを個別に被覆すること、被覆された複数のガラスシートを積層すること、接着剤を用いて各被覆されたガラスシートを隣接するガラスシートに固定すること、一様な圧力を積層されたガラスシートに加えること、接着剤を硬化させること、積層されたガラスシートを切断して入口面(１４)と出口面(１６)を有する楔状の積層光学パネル(１２)を形成すること、個別に被覆、積層、加圧、硬化及び切断を繰り返して複数の積層光学パネルを成形すること、及び積層光学パネルを少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目で互いに接合することを含む。光学的に透明な継ぎ目は、液体エポキシ又は光学グリースで形成することができ、その屈折率は個々のパネルを形成する導波路の屈折率と同じであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願の相互参照 本出願は１９９８年７月１６日出願の「透明な継ぎ目のディスプレイパネル」
と題する米国特許出願第０９/１１６,２３１号の一部継続出願である。
【０００２】 連邦政府により後援された研究又は開発に関する陳述 本発明は米国エネルギー省が提供する契約番号ＤＥ-ＡＣ０２-９８ＣＨ１０８
８６の下における政府後援により行なわれた。米国政府は本発明に一定の権利を
有している。
【０００３】 発明の背景 発明の分野 本発明は、一般的には平面状光学ディスプレイに関し、より詳細には透明な継
ぎ目のディスプレイパネル及び透明な継ぎ目のディスプレイパネルの製造方法に
関するものである。
【０００４】 背景の説明 標準的なビデオ（テレビジョン）ディスプレイ画面は、幅と高さの比が４であ
り、５２５本の垂直解像度線を有する。集合的に画像を形成する多数の画素（ピ
クセル）を形成するためには、電子ビームを画面上で水平及び垂直の両方に走査
しなければならない。従来の陰極線管は、寸法上実際的な制約があり、所要の電
子銃を収容するために奥行きが比較的深い。画面の画像の大きさを増すために、
通常、種々の形態のイメージ投影を含む、より大画面のテレビジョンが入手可能
である。しかしながら、斯かる画面では、視野角の制約、解像度の制約、明度の
減少及びコントラストの減少を経験することがある。
【０００５】 より大画面の画像はまた、幾つかの普通のテレビジョン画面を格子配列に組み
合わせることにより得られる。そして、生成された画像を、対応する画面上に表
示するためにそれぞれの部分に分割し、これによりオリジナルの画像を断片とし
て組み合わせて再生成させる。しかしながら、２つ以上の画面が接合されて生じ
る継ぎ目（シーム）が、オリジナルの画像の連続性を中断してしまう。更に、陰
極線管には画像を表示できない周囲の境界があり、そのために中断領域が増加す
る。
【０００６】 従って、視野が大きく、しかも大きな視野上に表示された画像の連続性を中断
する継ぎ目を排除したディスプレイ画面を作製することが望まれる。
【０００７】 発明の要約 本発明は、少なくとも１つの透明な継ぎ目を有する複合光学ディスプレイ（co
mbination optical display）を指向する。この複合光学ディスプレイは、複数
の隣接する積層光学パネルを有し、それぞれのパネルは複数の積層された光学導
波路によって形成され、又隣接する積層光学パネルを少なくとも１つの光学的に
透明な継ぎ目において接合する少なくとも１つの光カップリングを有する。光学
的に透明な継ぎ目は、液状の光学エポキシ又は光学グリースで形成することがで
き、その屈折率が個々のパネルを形成する導波路の屈折率と同等であることが好
ましい。
【０００８】 又、本発明は、少なくとも１つの透明な継ぎ目を有する複合光学パネルの製造
方法をも指向する。その方法は、屈折率がガラスシートの屈折率よりも小さな物
質中で複数のガラスシートを個々に被覆すること、複数の被覆されたガラスシー
トを積層すること、各被覆されたガラスシートを接着剤を用いて隣接するガラス
シートに固定すること、この積層体に圧力を加えること、接着剤を硬化させるこ
と、この積層を切断して入口面と出口面を有する楔状の積層光学パネルを形成す
ること、個別に前記被覆、積層、加圧、硬化及び切断を繰り返して複数の積層光
学パネルを形成すること、及び積層光学パネルを少なくとも１つの透明な継ぎ目
において接合することを含む。
【０００９】 本発明は、視野の大きなディスプレイパネルを作製し、一方で大きな視野上に
表示された画像の連続性を中断する継ぎ目を排除することによって、従来技術で
遭遇した困難を解決する。
【００１０】 発明の詳細な説明 本発明を明瞭に理解し且つ容易に実施できるように、本発明を添付の図面と関
連付けて説明する。
【００１１】 本発明の図面及び説明は、本発明を明確に理解するための関連要素を例示する
ために簡略化したものであり、その一方で明確さを期すために、典型的な光学デ
ィスプレイパネルに見出される多くの他の要素を省略してあることを理解された
い。当業者は、他の要素が本発明を実施するために望ましく及び／又は必要であ
ることを認識するであろう。しかしながら、斯かる要素は斯界にて周知であり、
且つ本発明のより良き理解に役立つことがないので、斯かる要素の議論は本明細
書では行なわない。
【００１２】 図１は、ディスプレイパネル１０を模式的に示す等角図である。ディスプレイ
パネル１０は、水平方向継ぎ目１６ｂと垂直方向継ぎ目１６aとで接合された複
数の積層光学パネル（ラミネート光学パネル）１２を有し、各積層光学パネルは
、積層された光学導波路１２aと、複数の積層された導波路１２aによって形成さ
れた本体１８の一端部に位置する出口面１６と、本体１８の第２の端部に位置す
る入口面１４とで形成されている。又、ディスプレイパネル１０は少なくとも１
つの光発生器２１を有している。
【００１３】 各積層光学パネル１２の本体１８は、均質であることが好ましく、入口面１４
の面に沿って光２２を受光する。光２２は、入口面１４に入った後、本体１８を
通過する。本発明の好ましい実施態様では、本体１８は複数の積層された導波路
１２aの長さ、高さ及び幅で形成される。
【００１４】 複数の積層された導波路１２aが各積層光学パネル１２の本体１８を形成し、
各積層光学パネルの一端部において入口面１４を形成し、又第２の端部で出口面
１６を形成する。導波路１２aは、限定されるものではないが、プラスチック、
ポリマー又はガラスなどの電磁波を通すのに適した斯界にて公知の任意の材料で
形成することができる。本発明の好ましい実施態様は、典型的には厚さ（図２中
、Ｔにて示す）が略２０〜４０ミクロン（μｍ）で、取り扱いやすい長さと幅の
個々のガラスシート（板ガラス）を使用して実施される。しかし、本発明におけ
る個々のガラスシートの厚さは１〜２ミクロン（μｍ）程度まで小さくすること
ができる。使用されるガラスは、限定されるものではないが、ガラス型ＢＫ７な
どの形式のガラスであっても、ジェネラルエレクトリック社（General Electric
Company）から市販されている商品名レクサン（「Ｌｅｘａｎ」登録商標）など
の適当な積層プラスチックでもよい。
【００１５】 各積層光学パネル１２の入口面１４と出口面１６は、複数の導波路１２ａによ
って形成され、各導波路１２ａの一端部はその導波路の入口を形成し、各導波路
１２ａの反対側端部はその導波路１２ａの出口を形成する。各導波路１２ａは水
平方向に、又複数の積層された導波路１２ａは垂直方向に、各積層光学パネルに
沿って延在（伸長）する。光２２は、限定されるものではないが、ビデオ（テレ
ビジョン）画像２２ａなどの形式で出口面に表示することができる。
【００１６】 各積層光学パネル１２の出口面１６は複数の積層された光学導波路１２ａによ
って形成される。出口面１６は本体１８の一端部に位置し、入口面１４に対して
斜めに配設されている。入口面１４は通常本体１８の底部として規定され、出口
面１６は本体１８の前部として規定される。出口面１６は通常入口面１４に直角
とすることができ、本体１８の出口面１６と本体１８の背面端部（後部）１９と
の間に鋭角面角度Ａを有する三角形の楔を形成する。鋭角面角度Ａは、例えば、
約５度〜１０度の範囲でよく、各積層光学パネルの厚さは、本体１８の頂部での
最小厚さから本体１８の底部での最大厚さまで増加している。最大厚さは所与の
用途において実施可能な程度できるだけ小さく選定することができる。各積層光
学パネル１２は出口面１６の頂部から底部までの高さを有し、出口面１６の左か
ら右までの幅を有する。各積層光学パネル１２の幅と高さは、例えば典型的なテ
レビジョン用としての使用のためには、幅と高さのアスペクト比が４：３又は１
６：９となるように選択することができる。個々の積層光学パネル１２の方形格
子（グリッド）(例えば２×２又は４×４：縦横２個ずつ又は縦横４個ずつ)を用
いてパネル１０を形成するとすれば、設計上の選択によって同様の典型的なテレ
ビジョンの幅と高さの比が創出される。従って、例えば２×２格子が使用される
場合、集合出口面１６の視野面積は４倍とすることができ、その一方で４：３の
アスペクト比を維持している。本発明の例示的な実施態様では、１００ｃｍの高
さ、１３３ｃｍの幅に関連して、約４〜８ｃｍの範囲内の最大厚さを、各積層光
学パネル１２に関して選択することができる。これによって、大きな集合出口面
１６を有する肉薄の集合パネル１０を創出することができる。
【００１７】 光発生器２１は光２２を発し、その光２２を複数の積層光学パネル１２のそれ
ぞれの入口面１４に通過させる。光発生器は少なくとも１つのプロジェクタ（投
光器）２８を備えることができる。光２２は少なくとも１つのプロジェクタ２８
によって最初に発生され得る。或いは、光発生器は明るい白熱電球、レーザ、複
数の蛍光体、少なくとも１つのＬＥＤ、少なくとも１つのＯＬＥＤ、又は少なく
とも１つのＦＥＤの形態の光源を備えることもある。光源からの光２２は次に光
発生器２１が備えた変調器によって変調されて、斯界にて画素（ピクセル）とし
て知られる個々の画像要素を規定することができる。変調器は斯界にて公知の形
態、例えば、限定するものではないが液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、ディジタルマ
イクロミラー装置(ＤＭＤ)、ＣＲＴ、ラスタスキャナー又はベクトルスキャナー
の形態をとることができる。光発生器は複数の画像形成光学系を含むこともある
。複数の画像形成光学系は光折り返しミラー又はレンズを備えることもあり、こ
れは入口面１４とプロジェクタ２８若しくは変調器との間に光学的に配列されて
、光２２を所望されるように圧縮若しくは拡張及び集束させて入口面１４に適合
させる。光２２は、入口面１４に入った後にパネル本体１８を経由して出口面１
６へ進む。本発明の好ましい実施態様では、１つの光発生器２１がパネル１０に
使用される各積層光学パネル１２毎に存在していて、光を対応する積層光学パネ
ル１２の入口面１４に供給する。本発明の他の実施態様では、１つの光発生器が
全ての積層光学パネル１２の全入口面１４に光を供給し、或いは２つ以上の光発
生器が存在して各入口面１４に光を供給する。
【００１８】 本発明の各積層光学パネル１２は、積層光学パネル１２の入口面１４から略垂
直方向上方に入射する光２２の向きを、出口面１６に対して垂直の方向へ変える
（再指向）ために、少なくとも１つの光再指向性素子（light redirective elem
ent）(図示せず)を備えることができる。光再指向性素子は、限定されるもので
はないが、セレーション、複数のセレーション、ホログラフィックコーティング
、レンズ若しくは一連のレンズ、マイクロレンズ若しくは一連のマイクロレンズ
又はフレネルプリズムであってよい。
【００１９】 複数の積層光学パネル１２は、上述のように支持筐体又はフレーム３０内に格
子配列に接合され、又機械的クランプを使用して固定されることもあり、本発明
のより大きなディスプレイパネル１０を形成する。複数の積層光学パネル１２は
、少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目（シーム）１６ａ、１６ｂによって互
いに光学的に接合されている。本発明の例示的な構成によれば、個々の積層光学
パネル１２の４つが２×２格子配列に配列され、この２×２の格子が個々の積層
光学パネル１２の個々の出口面１６から形成された集合出口面１６を規定する。
積層光学パネル１２の底部対は、光学的に透明な垂直方向継ぎ目１６ａで相互に
横方向に隣接し、又積層光学パネル１２の上部対は、積層光学パネル１２の上部
対間の垂直方向継ぎ目１６ａと垂直に配列された光学的に透明な垂直方向継ぎ目
１６ａで、同様に相互に横方向に隣接する。本発明の一実施態様では、垂直方向
継ぎ目１６ａの透明性は、集合出口面１６からの標準の（直角な）視距離（view
ing distance）で生じ、これによって目に見える継ぎ目によって中断されない実
質的に連続した画像を有する、大きなディスプレイパネル１０を構築することが
可能となる。連続した画像の効果を発揮するために、上部対及び底部対の双方の
集合出口面１６は、同一平面、又は同一平面接触点を伴って湾曲していることが
好ましい。
【００２０】 図２は、個々の積層光学パネル１２に用いられる導波路１２ａの水平及び垂直
断面を模式的に示す。導波路１２ａは、クラッド層１０２の間に積層された中央
コア１００と、受光端部１０４と、出口端部１０６とを有している。中央コア１
００は、クラッド層１０２の間に配置されていて、受光端部１０４から出口端部
１０６に延在しており、導波路１２ａを通して画像光２２を導く。中央コア１０
０は、好ましい実施態様では、上述のように、厚さＴの範囲が２０〜４０ミクロ
ン（μｍ）の間のガラスシートである。中央コア１００は第１の屈折率を有する
。クラッド層１０２もまた、受光端部１０４から出口端部１０６に延在する。ク
ラッド層１０２はコントラスト及び明度を改善するために黒色とすることができ
る。或いは、出口端部１０６で周囲光を吸収するための黒色層１０８を隣接する
クラッド層１０２の間に配設することもでき、この場合、隣接するクラッド層１
０２は透明である。クラッド層１０２は中央コア１００の屈折率よりも小さな第
２の屈折率を有し、画像光２２が受光端部１０４から出口端部１０６へ移動する
際に、画像光２２の全内部反射（全反射：total internal reflection）を確実
にする。
【００２１】 導波路１２ａは各積層光学パネル１２の受光端部１０４から出口端部１０６へ
延在するシート又はリボン状の形態となっている。複数の導波路１２ａは、その
集合受光端部１０４で図１における入口面１４を形成し、又集合出口端部１０６
で図１における出口面１６を形成する。導波路１２ａの数は、対応する個別又は
集合出口面１６の垂直解像度を与えるために選択される。例えば、５２５個の導
波路１２ａを積層して、個別の出口面１６に５２５本の垂直方向解像度線を生成
し、又対応する解像度を集合出口面１６に生成することができる。
【００２２】 複数の積層された導波路１２ａは種々の方法で作製することができ、個々の積
層光学パネル１２を形成する。複数のガラスシートを個別にガラスよりも小さな
屈折率を有する物質で被覆、或いはそのような物質内に浸漬し、次に複数の被覆
されたシートを糊（glue）又は熱硬化性エポキシを用いて固定することができる
。別法として、糊又はエポキシがクラッド層を形成し、直接ガラスシートに適用
することもできる。本発明の一実施態様では、最初の（第１の）被覆された又は
被覆されていないガラスシートを、この第１の被覆されたガラスシートよりも僅
かに大きな寸法のトラフ（槽）に入れ、このトラフを熱硬化性黒色エポキシで満
たし（充填し）、被覆された又は被覆されていないガラスシートを繰り返し積層
し、それぞれの被覆された又は被覆されていないガラスシートの間にエポキシ層
を形成させる。積層は、略５００〜８００枚のシートが積層されるまで繰り返す
ことが好ましい。次に、積層されたガラスシートに一様な圧力を加え、その後エ
ポキシを硬化させ、積層光学パネル１２を入口面１４と出口面１６を有する楔形
に切断（鋸引き：sawing）する。面１４及び１６は、湾曲又は平坦に切断するこ
とができ、切断の後につや消し（frost）又は研磨（仕上げ処理：polish）して
もよい。他の方法では、好ましくは、ガラスシートは１２．７ｍｍ（０.５イン
チ）〜２５．４ｍｍ（１.０インチ）の範囲内の幅を有し、又長さは取り扱いや
すい３０．５ｃｍ（１２インチ）とされる。被覆されたガラスシートを積層し、
各シートの間に黒色ＵＶ接着剤を配置する。次に、紫外線放射を使用して、各接
着剤層を硬化させ、そしてこの積層体を上述のようにして切断（ｃｕｔ）及び／
又は研磨する。
【００２３】 図３は、少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目１６ａ、１６ｂを有する複合
パネル１０の垂直断面を模式的に示す。複合パネル１０は、少なくとも２枚の積
層光学パネル１２を有しており、そのそれぞれは、図１及び図２に関連して例示
したように、複数の光学導波路１２ａ、少なくとも１つの集合入口面１４、集合
出口面１６、及び集合出口面１６で個々の積層光学パネル１２の出口面１６を接
合する少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目１６ａ、１６ｂから形成される。
【００２４】 図示される実施態様では、方形格子中の少なくとも２枚のパネル１２の頂部は
、水平方向継ぎ目１６ｂで、少なくとも２枚のパネル１２の底部を垂直方向に接
合する。図示した水平方向継ぎ目１６ｂは、垂直方向継ぎ目１６ａを直角に横切
る。本発明の好ましい実施態様では、少なくとも２つの透明な継ぎ目１６ａ、１
６ｂが、少なくとも４つの個別の積層光学パネル１２の接合点に存在する。しか
しながら、本発明の他の実施態様では、わずか１つの透明な継ぎ目しか存在しな
いことがあり、この場合には２枚の個別のパネル１２を使用して集合出口面１６
が形成される。或いは、与えられた用途に適当な数の個別パネル１２に対応する
多くの透明な継ぎ目が存在することもある。個々の導波路１２ａはその幅で連続
しているので、個々の積層光学パネル１２の側面縁部１２０ｃ、１２０ｄの間で
光を完全に水平分布することが可能である。光２２の水平分布における唯一の物
理的中断が垂直方向継ぎ目１６ａにおいてであり、ここで個々のパネル１２の側
面縁部１２０ｃ、１２０ｄが接している。従って、垂直方向継ぎ目１６ａはカッ
プリング（連結）材１２４を含み、このカップリング材料１２４が側面縁部１２
０ｃ、１２０ｄの間に光学的に透明な界面を創出し、それによって一つの中断の
ない導波路の光学的効果を創生している。この方法において、本発明は少なくと
も２つの個々のパネル１２を横断する中断のない水平方向の解像を可能にする。
【００２５】 水平方向継ぎ目１６ｂは、隣接する個別パネル１２の最も外側にある導波路１
２ａの隣接するクラッド層１０２が隣り合わせて接触することによって形成され
る。結果的に、厚さが２倍のクラッド層１０２が、水平方向継ぎ目１６ｂのとこ
ろにあらわれる。これは、最も外側にある導波路１２ａ間の隣接するクラッド層
１０２が、この継ぎ目において接合するためである。しかし、このような２倍の
厚さのクラッド層１０２は、個々のクラッド層１０２の厚さが数ミクロン（μｍ
）のオーダーと薄いために、看者には実質的に見えない。本発明の一実施態様で
は、透明なカップリング材料１２４を、例えば接着剤の形態で、水平方向継ぎ目
１６ｂ中に導入して、隣接する個別のパネル１２の間に正確な配列を維持するこ
とができる。
【００２６】 垂直方向継ぎ目１６ａと水平方向継ぎ目１６ｂとのカップリングの材料２４は
同じものであることが好ましく、接着剤、液体又は適当なグリースであってもよ
い。導波路コア１００の屈折率と同じ屈折率を有する接着性カップリング材料１
２４は、その光透過性に影響を与えないばかりでなく、垂直方向継ぎ目１６ａ沿
いに隣接するパネル１２を接合して固定するのに付加的な効果がある。好ましい
実施態様に使用される、ガラスシートの屈折率に適合する屈折率１.５２を有す
る適当な光学グレードのエポキシ接着剤は、Ｅｐｏ-Ｔｅｋ３０１と呼ばれるも
ので、エポキシテクノロジー社（Epoxy Technology Inc.: Billerica, Massachu
setts）から市販されている。本発明の別の実施態様では、カップリング材料１
２４は、製品名「１.５２０．」でアール ピー カルギレ社（R. P. Cargille
Company:Cedargrove, New Jersey）から市販されている適当な光学グリースであ
る。グリース又は適当な液体の利点は、継ぎ目１６ａ、１６ｂで得られる光学カ
ップリングの一時的な接着性である。この一時的な接着性は、大きな携帯用ディ
スプレイに有用であり、一時的に組み立て、不必要になれば分解することができ
る。
【００２７】 好ましくは個々のパネル１２は同様の形状（構成）とされ、各パネル１２は、
図１に例示した特定の三角形状に別々に製造することができる。同様の形状であ
ることによって、水平方向に接合されたパネル１２は、共通平面に水平に整合し
たそれぞれの入口面１４を有することが可能になる。しかし、垂直方向に隣接す
るパネル１２の入口面１４を、垂直方向に次々に千鳥状（波形）に配列すること
ができ、この場合、上部パネル１２の入口面１４は底部パネル１２の頂部近くの
重複点で終端し、従って低部パネル１２の入口面１４の上で垂直方向にずれてい
る。本発明の他の実施態様では、上部パネル１２の導波路１２ａは伸長して底部
パネル１２の入口面１４と同じ水平面内に上部パネル１２の入口面１４を配置す
る。本発明の好ましい実施態様では、光発生器２１は、図１に関連して上述した
ように、それぞれの入口面１４のところに存在する。別法として、単一の光発生
器２１が数個の入口面の全てに光を供給してもよく、この場合単一の光発生器２
１は適当に集束されて数個の入口面１４の全てに光２２を投影する。本発明の別
の第２の実施態様では、２つ以上の光発生器２１を備え、３つ以上の入口面１４
に光を供給することができる。
【００２８】 図４は、少なくとも１つの透明な継ぎ目１６ａ、１６ｂを有する複合パネル１
０の水平及び垂直断面を模式的に示す。図４は、明確に提示するために、隣接す
る導波路１２ａの縁部間の配置を大きく誇張して示してある。
【００２９】 継ぎ目１６ａで接する導波路１２ａの側面縁部１２０ｃ、１２０ｄは、実用上
できるだけ平坦に、且つ滑らかに作製されるのが好ましく、所望により光学的に
研磨されることもある。本発明の好ましい実施態様によれば、光カップリング１
２４は、側面縁部１２０ｃ、１２０ｄを光学的に結合して、看者が視覚し得る反
射又は屈折のない、垂直方向継ぎ目１６ａを横断する光２２の内部伝達（透過）
を可能にする。垂直方向の継ぎ目１６ａは幅Ｃを有し、それはカップリング１２
４自体の厚さで形成される。幅Ｃは実用上できるだけ小さいことが好ましく、約
１〜１０ミクロン（μｍ）の範囲が好ましい。
【００３０】 本発明の好ましい実施態様では、カップリング１２４と各導波路１２ａのコア
１００は、隣接パネル１２の間での横方向且つ垂直方向の継ぎ目１６ａを通過す
る光伝達に影響を与えないように同じ屈折率を有し、それによって光投影中の垂
直方向継ぎ目１６ａを透明にすることが可能になっている。この方法により、垂
直方向継ぎ目１６ａ又は極端に小さな水平方向の継ぎ目１６ｂを横断する不連続
性がなく、いくつかの個々のパネル１２を横切って光画像２２ａ(図１参照)の全
体を見ることができる。
【００３１】 当業者は本発明の多くの変更及び変形が行い得ることを理解されよう。例えば
、斯界にて公知の幾つかの物質を光カップリング材料として用い、実質的に同じ
集合パネルを製作することができる。上述の説明及び特許請求の範囲は斯かる変
更と変形の全てを包含する意図がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ディスプレイパネルを模式的に示す等角図である。
【図２】 図２は、個々の積層光学パネルに用いられる導波路の水平及び垂直断面を示す
模式図である。
【図３】 図３は、少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目を有する複合パネルの垂直断
面を示す模式図である。
【図４】 少なくとも１つの透明な継ぎ目を有する複合パネルの水平及び垂直断面を示す
拡大模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｄ 11/00 Ｂ２９Ｄ 11/00 Ｆターム(参考） 2H046 AA02 AA09 AA47 AC02 AD13 AZ04 AZ08 4F213 AD04 AD05 AD08 AD20 AG01 AG03 AH33 AH73 WA15 WA53 WA58 WA63 WA87 WB01 WB22 5C058 AA01 AA13 AA14 AA15 AB06 AB08 BA23 EA01 EA03 EA04 EA11 EA24 EA26 EA34 EA38 5C094 AA03 AA12 AA14 BA16 BA34 BA43 CA19 DA01 DA04 DA12 ED01

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の隣接する積層光学パネルであって、前記パネルのそれ
    ぞれは複数の積層された光学導波路で形成されている前記複数の隣接する積層光
    学パネルと、 前記隣接する積層光学パネルを、少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目で互
    いに接合する、少なくとも１つの光カップリングと、 を有することを特徴とする複合光学ディスプレイ。
  2. 【請求項２】 前記各積層光学パネルは、出口面と、入口面に斜めに配置さ
    れた入口面と、背面と、２つの側面縁部と、を有する楔形に形成されている請求
    項１の複合光学ディスプレイ。
  3. 【請求項３】 更に、少なくとも１つの光発生器を有することを特徴とする
    請求項２の複合光学パネル。
  4. 【請求項４】 前記少なくとも１つの光発生器はプロジェクタを含む請求項
    ３の複合光学パネル。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの光発生器は、 光源と、 光変調器と、 画像形成光学系と、 を有することを特徴とする請求項３の複合光学パネル。
  6. 【請求項６】 前記光源は、明るい白熱電球、レーザ、複数の蛍光体、少な
    くとも１つのＬＥＤ、少なくとも１つのＯＬＥＤ及び少なくとも１つのＦＥＤか
    らなる群より選択される請求項５の複合光学パネル。
  7. 【請求項７】 １つの光発生器が、前記複合光学パネルに用いられる各積層
    光学パネル毎に存在する請求項３の複合光学パネル。
  8. 【請求項８】 前記少なくとも１つの光発生器からの光は、前記入口面を通
    過して、光画像として前記出口面上に表示される請求項３の複合光学パネル。
  9. 【請求項９】 前記出口面は前記入口面に略垂直であり、前記出口面と前記
    背面との間に５度〜１０度の範囲内の鋭角面角度を有する形状の楔を形成してい
    る請求項２の複合光学パネル。
  10. 【請求項１０】 各積層光学パネルは、前記出口面の頂部から底部までの高
    さと、前記出口面の左側から右側までの幅とを有し、前記幅と高さのアスペクト
    比が４：３である請求項２の複合光学パネル。
  11. 【請求項１１】 各積層光学パネルの前記出口面は、光を看者に直角な向き
    に再指向するための少なくとも１つの光再指向性素子を有することを特徴とする
    請求項２の複合光学パネル。
  12. 【請求項１２】 前記少なくとも１つの光再指向性素子は、複数のセレーシ
    ョン、ホログラフィックコーティング、少なくとも１つのレンズ、少なくとも１
    つのマイクロレンズ及びフレネルプリズムからなる群より選択される請求項１１
    の複合光学パネル。
  13. 【請求項１３】 水平方向に隣接するパネルの前記入口面は、共通平面内で
    水平方向に配列されている請求項２の複合光学パネル。
  14. 【請求項１４】 垂直方向に隣接するパネルの前記入口面は、縦垂直方向に
    千鳥状に配置されている請求項２の複合光学パネル。
  15. 【請求項１５】 垂直方向に隣接するパネルの前記入口面は、共通平面内で
    水平方向に配列されている請求項２の複合光学パネル。
  16. 【請求項１６】 前記光カップリングは、隣接するパネルの導波路の側面縁
    部を光学的に結合する請求項２の複合光学パネル。
  17. 【請求項１７】 各導波路は、 対向するクラッド層と、 前記クラッド層の間に配置された中央コアと、 受光端部と、 出口端部と、 を有することを特徴とする請求項１の複合光学パネル。
  18. 【請求項１８】 前記中央コアは、プラスチックラミネート、ポリマー及び
    ガラスシートからなる群より選択された材料で形成される請求項１７の複合光学
    パネル。
  19. 【請求項１９】 前記導波路は、１〜１９ミクロン（μｍ）の範囲内の厚さ
    を有するガラスシートから形成される請求項１８の複合光学パネル。
  20. 【請求項２０】 前記導波路は、２０〜４０ミクロン（μｍ）の範囲内の厚
    さを有するガラスシートから形成される請求項１８の複合光学パネル。
  21. 【請求項２１】 前記導波路は、ＢＫ７型のガラスシートから形成される請
    求項１８の複合光学パネル。
  22. 【請求項２２】 前記クラッド層は、前記中央コアの第１の屈折率よりも小
    さい第２の屈折率を有する請求項１７の光学パネル。
  23. 【請求項２３】 前記複数の積層光学パネルは、方形格子内に配置されてい
    る請求項１の複合光学パネル。
  24. 【請求項２４】 前記方形格子は、２×２の積層パネルである請求項２３の
    複合光学パネル。
  25. 【請求項２５】 更に、前記複数の積層光学パネルが固定される支持フレー
    ムを有することを特徴とする請求項１の光学パネル。
  26. 【請求項２６】 前記複数の積層光学パネルは、機械的クランプを用いて固
    定される請求項２５の光学パネル。
  27. 【請求項２７】 約５２５個の導波路が積層されている請求項１の光学パネ
    ル。
  28. 【請求項２８】 少なくとも２つの継ぎ目が、方形格子に配列された少なく
    とも４つの前記積層パネルの接合点に存在する請求項１の光学パネル。
  29. 【請求項２９】 前記光カップリングは、前記各継ぎ目に存在する請求項２
    ８の光学パネル。
  30. 【請求項３０】 前記光カップリングは接着剤である請求項２９の光学パネ
    ル。
  31. 【請求項３１】 前記光カップリングは、液体光学エポキシ及び光学グリー
    スからなる群より選択される請求項１の光学パネル。
  32. 【請求項３２】 前記光カップリング材料は、前記導波路の屈折率と実質的
    に同等の屈折率を有する請求項３１の光学パネル。
  33. 【請求項３３】 前記光カップリング材料は、約１.５２の屈折率を有する
    請求項３２の光学パネル。
  34. 【請求項３４】 前記透明な継ぎ目は、約１〜約１０ミクロン（μｍ）の範
    囲内の幅を有する請求項１の光学パネル。
  35. 【請求項３５】 複数のガラスシートを前記ガラスシートの屈折率よりも小
    さい屈折率を有する物質で個別に被覆すること、 前記複数の被覆されたガラスシートを積層し、各被覆されたガラスシートが接
    着剤を用いて隣接するガラスシートに固定されていること、 前記積層体に圧力を加えること、 前記接着剤を硬化させること、 前記積層体を切断して入口面と出口面とを備えた楔形形状を有する積層光学パ
    ネルを形成すること、 個別に前記被覆、積層、加圧、硬化及び切断を繰り返して、複数の積層光学パ
    ネルを形成すること、 前記複数の積層光学パネルを少なくとも１つの光学的に透明な継ぎ目で互いに
    接合すること、 を含むことを特徴とする複合光学パネルの製作方法。
  36. 【請求項３６】 前記積層は、約５００〜約８００枚のシートが積層される
    まで繰り返される請求項３５の方法。
  37. 【請求項３７】 更に、前記切断の後に、各積層光学パネルの入口面及び出
    口面を研磨することを含むことを特徴とする請求項３５の方法。
  38. 【請求項３８】 更に、前記切断の後に、各積層光学パネルの入口面及び出
    口面をつや消しにすることを含むことを特徴とする請求項３５の方法。
  39. 【請求項３９】 更に、光を発生させること、及び前記光を各積層光学パネ
    ルの入口面へ通過させることを含むことを特徴とする請求項３５の方法。
  40. 【請求項４０】 ４つの積層光学パネルが、２つの光学的に透明な継ぎ目で
    接合される請求項３５の方法。
  41. 【請求項４１】 前記互いに接合させることは、 前記ガラスシートの屈折率と略同等の屈折率を有する光カップリング材料を前
    記複数の積層光学パネルに適用すること、 前記複数の積層光学パネルを前記光カップリング材料を用いて固定すること、
    を含むことを特徴とする請求項３５の方法。
  42. 【請求項４２】 前記光カップリング材料は、液体光学エポキシ及び光学グ
    リースからなる群より選択される請求項４１の方法。
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