JP2010506208A - 薄い光バー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

複数の空間的に広がる光変調器および照明装置を有するディスプレイ装置を有する様々な実施形態がここで開示された。照明装置は、その長手方向に沿って光をガイドする光バー、および光バーの上部および底部に配置された偏向ミクロ構造を有する。偏向ミクロ構造は、光バーの或る側面から光を方向付ける。照明装置は、さらに、光バーからの光が光ガイドパネルに結合されるように光バーの側面に対して配置された光ガイドパネルを有する。光ガイドパネルは、内部に結合された光を光ガイドパネルから方向付けるよう構成される。複数の光変調器が、光ガイドパネルから方向付けられた光を受け取るように光ガイドパネルに対して配置される。

Description

本発明は、ミクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。

ミクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）はミクロ機械素子、アクチュエータ、および電子機器を含む。堆積（蒸着）、エッチング、および、基板の一部および／または堆積された材料層をエッチング除去するか、または、電気的および電気機械的装置を形成するために層を追加する、他のミクロ機械加工プロセスを使って、ミクロ機械素子が作られうる。１つのタイプのＭＥＭＳ装置は干渉変調器と呼ばれる。ここで使用されるように、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学的干渉の原理を使って光を選択的に吸収および／または反射する装置のことをいう。ある特定の実施形態では、干渉変調器は伝導性のプレートの対を有しうる。そして、それらの一方または両方が全体的または部分的に透明および／または反射性でありうる。また、適切な電気信号の適用の際に相対的な動作をすることが可能である。特定の実施形態では、一つのプレートが基板上に堆積された固定層を有し、そして、他のプレートが空気ギャップによって固定層から分離された金属薄膜を有しうる。ここでさらに詳細に記載するように、他のプレートに対する一つのプレートの位置が干渉変調器の上に入射する光の光学的干渉を変更することができる。このような装置は広範囲の用途を有し、それらの特徴が、既存の製品を改良すること、および、まだ開発されていないような新しい製品を創出することに利用できるように、これらのタイプの装置の特徴を利用、および／または、修正することは当技術分野において有益であろう。

一実施形態では、ディスプレイ装置は、光バーであって、その長手方向に沿って光をガイドする２つ以上の特定の層を持った光バーと、前記光バーの上部および底部の少なくとも１つに配置された偏向ミクロ構造であって、前記光バーの或る側面から前記光を方向付けるよう構成された偏向ミクロ構造と、前記光バーからの前記光が光ガイドパネルに結合されるように前記光バーの前記側面に対して配置された前記光ガイドパネルであって、内部に結合された光を前記光ガイドパネルから（外へ）方向付けるよう構成された光ガイドパネルと、前記光ガイドパネルから方向付けられた前記光を受け取るように前記光ガイドパネルに対して配置された複数の光変調器と、を有することを特徴とする。

一実施形態では、ディスプレイ装置は、長手方向に沿って光をガイドするための第１の手段と、前記第１の光ガイド手段でガイドされた前記光を偏向し、前記第１の光ガイド手段の或る側面から前記光を方向付けるための手段であって、前記第１の光ガイド手段の上部および底部の少なくとも１つに配置された光偏向手段と、前記第１の光ガイド手段の前記側面に対して配置され、前記第１の光ガイド手段からの前記光がその内部に結合されるように前記光をガイドするための第２の手段であって、内部に結合された前記光を前記第２の光ガイド手段から（外へ）方向付けるよう構成された第２の光ガイド手段と、前記第２の光ガイド手段から方向付けられた前記光を受け取るように、前記第２の光ガイド手段に対して配置された、前記光を変調するための手段と、を有することを特徴とする。

一実施形態では、ディスプレイ装置を製造するための方法は、長手方向に沿って光をガイドする光バーを提供する段階であって、該光バーが、その上部または底部に配置された偏向ミクロ構造をもち、該偏向ミクロ構造が前記光バーの或る側面から前記光を方向付けるよう構成されるものであるような、光バーを提供する段階と、前記光バーからの光が光ガイドパネルに結合されるように前記光バーの前記側面に対して前記光ガイドパネルを配置する段階であって、内部に結合された前記光を前記光パネルから（外へ）方向付けるように構成された光ガイドパネルを配置する段階と、前記光ガイドパネルから方向付けられた前記光を受け取るように前記光ガイドパネルに対して複数の光変調器を配置する段階と、を有することを特徴とする。

一実施形態では、光バーは、ディスプレイ装置と光学的に接続された前面を持った光バーであって、該光バーが、その長手方向に沿って光をガイドするよう構成され、前記光バーは、上面に複数のファセット特徴を持った第１の薄膜層と、上面に複数のファセット特徴を持った第２の薄膜層と、前記第１および第２の薄膜層の間に配置されそれらを結合する光学結合層であって、該光学結合層が光を伝播させるよう構成され、その状況で、前記第１および第２の薄膜層の上のファセット特徴が光を光バーの前面からディスプレイ装置に方向付けるよう構成されている、光学結合層と、を有することを特徴とする。

一実施形態では、ディスプレイ装置に光を送出するための光バー材料を製造するための方法は、第１の薄膜層に第１の複数のファセット特徴をエンボス加工する段階と、第２の薄膜層に第２の複数のファセット特徴をエンボス加工する段階と、前記第１および第２の薄膜層を結合して複合膜を形成する段階であって、前記第１および第２の薄膜層の上のファセット特徴が、前記光バー材料から（外へ）光を方向付けるよう構成されたものであるような、段階と、を有することを特徴とする。

一実施形態では、照明装置は、光バーであって、その長手方向に沿って光をガイドする２つ以上の特定の層を持った光バーと、前記光バーの上部および底部の少なくとも１つに配置された偏向ミクロ構造であって、前記光バーの或る側面から（外へ）前記光を方向付けるよう構成された偏向ミクロ構造と、を有することを特徴とする。

第１の干渉変調器の可動反射層が緩和位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層が作動位置にある、干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を示す等角図である。 ３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の干渉変調器の例示的な一実施形態の可動ミラー位置対加えた電圧の図である。 干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用することができる、１式の行列電圧を示す図である。 図２の３×３干渉変調器ディスプレイの表示データの１つの例示的なフレームを示す図である。 図５Ａのフレームを書き込むために使用することができる、行列信号の１つの例示的なタイミング図である。 複数の干渉変調器を備えた画像ディスプレイ装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。 複数の干渉変調器を備えた画像ディスプレイ装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の装置の断面図である。 干渉変調器の代替実施形態の断面図である。 干渉変調器の別の代替実施形態の断面図である。 干渉変調器のさらに別の代替実施形態の断面図である。 干渉変調器の追加の代替実施形態の断面図である。 空間的に広がる光変調器アレイを前方に配置された照明システムの一実施形態の分解斜視図である。 光バーと光ガイドパネルとを有する照明装置の上面図である。 光バーの上面および／または底面にミクロ構造を有する光バーの実施形態の上面図である。 光バーの上面および／または底面にミクロ構造を有する光バーの実施形態の上面図である。 図１０の光バーの上方側から見た図である。

以下の詳細な説明は、発明の特定の実施形態を対象としている。しかし、本発明は多数の異なる方法で実施することができる。この明細書では、図面に対する参照符号が、同様の部材が全体を通して同様の番号で示すようにして、図面に対して付される。以下の説明から明らかなように、実施形態は、移動（例えば、ビデオ）または固定（例えば、静止画）であるかに関わらず、テキストまたは画像であるかに関わらず、画像を表示するように構成されたあらゆる装置で実施することができる。特に、実施形態はこれに限らないが、携帯電話、無線装置、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ち式または持ち運び可能コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、ビデオカメラ、ゲームコンソール、腕時計、置時計、計算機、テレビモニタ、平面パネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイなど）、コックピット制御および／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、車両の後方視野カメラのディスプレイ）、電子写真、電光掲示板またはサイン、投影機、アーキテクチャ構造物、パッケージ、および審美構造物（例えば、１片の宝石上の画像のディスプレイ）などの様々な電子装置内で実施することができ、またはこれに関連させることができると考えられる。ここで記載したのと同様の構造のＭＥＭＳ装置はまた、電子切換装置などの非ディスプレイ用途で使用することもできる。

ここでの様々な実施形態は、複数の空間的に広がる光変調器および照明装置を有するディスプレイ装置を有する。照明装置は、その長手方向に沿って光をガイドする光バー、および光バーの上部および底部に配置された偏向ミクロ構造を有する。照明装置は、さらに、光バーからの光が光ガイドパネルに結合されるように光バーの側面に対して配置された光ガイドパネルを有する。光ガイドパネルは、内部に結合された光を光ガイドパネルから方向付けるよう構成される。複数の光変調器が、光ガイドパネルから方向付けられた光を受け取るように光ガイドパネルに対して配置される。

ある特定の実施形態では、光変調器は反射性の空間的に広がる光変調器を有する。いくつかの実施形態では、光変調器はＭＥＭＳ装置を有する。様々な実施形態では、光変調器は干渉変調器を有する。

干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を備えた１つの干渉変調器ディスプレイの実施形態が、図１に示されている。これらの装置では、ピクセルは明るい状態または暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイ素子は入射する可視光の大部分をユーザに反射させる。暗い（「オフ」または「閉」）状態では、ディスプレイ素子は入射する可視光をユーザにほとんど反射させない。実施形態に応じて、「オン」および「オフ」状態の光反射特性を逆転させることができる。ＭＥＭＳピクセルは、選択した色で優先的に反射するように構成することができ、白黒に加えてカラー表示を可能にする。

図１は、画像ディスプレイの一連のピクセルの２つの隣接するピクセルを示す等角図であり、各ピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を含んでいる。いくつかの実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、行／列アレイのこれらの干渉変調器を備えている。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変寸法の共鳴光学キャビティを形成するように、互いに可変および制御可能距離に位置決めされた１対の反射層を備えている。一実施形態では、反射層の一方は２つの位置の間で移動させることができる。本明細書では緩和位置と呼ばれる第１の位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きな距離に位置決めされている。本明細書では作動位置と呼ばれる第２の位置では、可動反射層は部分反射層により密接して位置決めされている。２層から反射する入射光は、可動反射層の位置によって強めあうように、または弱めあうように干渉して、各ピクセルに対して全反射状態または非反射状態のいずれかを作り出す。

図１に示したピクセルアレイの部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを備えている。左側の干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは部分反射層を含む光学スタック１６ａから所定の距離の緩和位置にあるように示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは光学スタック１６ｂに隣接した作動位置にあるように示されている。

本明細書で言及するような、光学スタック１６ａおよび１６ｂ（集合的に、光学スタック１６と呼ぶ）は典型的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層、および透明誘電体を含むことができるいくつかの溶融層からなっている。したがって、光学スタック１６は導電性であり、部分的に透明であり、部分的に反射性であり、例えば透明基板２０の上に上記層の１つまたは複数を蒸着させることによって製造することができる。いくつかの実施形態では、層は平行ストリップにパターン化され、以下にさらに説明するようなディスプレイ装置内に行電極を形成することができる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の上部に蒸着された１つまたは複数の蒸着金属層（１６ａ、１６ｂの行電極と垂直である）およびポスト１８の間に蒸着された介在犠牲材料の一連の平行ストリップとして形成することができる。犠牲材料がエッチングされると、可動反射層１４ａ、１４ｂは規定の間隙１９によって光学スタック１６ａ、１６ｂから離される。アルミニウムなどの高い導電性および反射性材料は、反射層１４に使用することができ、これらのストリップはディスプレイ装置内に列電極を形成することができる。

電圧が加えられない状態では、キャビティ１９は可動反射層１４ａと光学スタック１６ａの間にあるままであり、可動反射層１４ａは図１のピクセル１２ａで示すように、機械的に緩和状態にある。しかし、電位差が選択した行列に加えられると、対応するピクセルでの行および列電極の交点に形成されたコンデンサは充電され、静電力が電極を互いに引っ張る。電圧が十分高い場合、可動反射層１４は変形され、光学スタック１６に対して押される。光学スタック１６内の誘電層（この図には図示せず）は、図１の右側のピクセル１２ｂで示すように、短絡を防ぎ、層１４と１６の間の分離距離を制御することができる。この挙動は、加えられた電位差の極性に関わらず同じである。このように、反射性対非反射性ピクセル状態を制御することができる行／列作動は、従来のＬＣＤおよび他の表示技術で使用されるものと多くの方法で同様である。

図２から５Ｂは、ディスプレイ用途での一列の干渉変調器を使用する１つの例示的な過程およびシステムを示している。

図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。例示的な実施形態では、電子装置は、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＶ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などのあらゆる汎用単一チップまたは多チップマイクロプロセッサ、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラム可能ゲートアレイなどのあらゆる専用マイクロプロセッサであってもよいプロセッサ２１を含んでいる。当技術分野では、従来にあるように、プロセッサ２１は１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。オペレーティングシステムを実行するのに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、ｅメールプログラム、またはあらゆる他のソフトウェアアプリケーションを含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成することができる。

一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイドライバ２２と通信するように構成することができる。一実施形態では、アレイドライバ２２は、パネルまたはディスプレイアレイ（ディスプレイ）３０に信号を提供する、行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を備えている。図１に示すアレイの断面は、図２の線１−１で示されている。ＭＥＭＳ干渉変調器では、行／列作動プロトコルは、図３に示すこれらの装置のヒステリシス特性を利用することができる。例えば、可動層を緩和状態から作動状態に変形させるには、１０ボルトの電位差が必要である可能性がある。しかし、電圧がその値から小さくなると、可動層は電圧が１０ボルトより下に低下したときにその状態を維持する。図３の例示的な実施形態では、可動層は電圧が２ボルトより下に低下するまで完全には緩和しない。したがって、図３に示す例では約３から７Ｖまでの電圧範囲があり、装置が緩和または作動状態のいずれかにある印加電圧のウィンドウが存在する。これは本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特徴を有するディスプレイアレイでは、行／列作動プロトコルは、行ストローブ(strobe)中に、作動されるストローブ行内のピクセルは約１０ボルトの電圧差に曝され、緩和されるピクセルはゼロボルトに近い電圧差に曝される。ストローブの後に、ピクセルは行ストローブが置かれるどんな状態にも留まるように、約５ボルトの定常電圧差に曝される。書き込まれた後に、各ピクセルは、この例では、３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。この特性は、図１に示すピクセル設計を作動または緩和された既存の状態のいずれかで同じ印加電圧状態で安定させる。干渉変調器の各ピクセルは作動または緩和状態であるかどうかに関わらず、基本的に固定および移動反射層によって形成されたコンデンサであるので、この安定状態はほぼ電力損失がない状態でヒステリシスウィンドウ内にある電圧で保持することができる。基本的に、印加電位が固定されている場合、電流はピクセル内に流れない。

典型的な用途では、ディスプレイフレームは、第１の行内の所望の設定の作動ピクセルにより列電極の設定をアサート(assert)することによって作り出すことができる。行パルスはその後、行１電極に加えられて、アサートされた列ラインに対応するピクセルを作動させる。アサートされた設定の列電極は、第２の行内の所望の設定の作動ピクセルに対応するように変更される。パルスはその後、行２電極に加えられて、アサートされた列電極内の行２内の適切なピクセルを作動させる。行１ピクセルは、行２パルスによって影響を受けず、行１パルス中に設定された状態に留まる。これは、フレームを作り出すように連続した方法で一連の行全体に対して繰り返すことができる。普通、フレームは、この過程をいくつかの所望の数のフレーム毎秒で断続的に繰り返すことによって、新しい表示データによってリフレッシュかつ／または更新される。表示フレームを作り出すようにピクセルアレイの行および列電極を駆動する幅広いプロトコルもまた、よく知られており、本発明と合わせて使用することができる。

図４および５は、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作り出す１つの可能な作動プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルに使用することができる可能な設定の列および行電圧レベルを示している。図４の実施形態では、ピクセルを作動させることは、それぞれ−５ボルトおよび＋５ボルトに対応しうる、−Ｖ_ｂｉａｓに対する適切な列および＋ΔＶに対する適切な行を設定することが必要である。ピクセルを緩和することは、＋Ｖ_ｂｉａｓに対する適切な列および同じ＋ΔＶに対する適切な行を設定することによって達成され、ピクセルにわたってゼロボルトの電位差を作り出す。行電圧がゼロボルトに保持されたこれらの行では、ピクセルは列が＋Ｖ_ｂｉａｓまたは−Ｖ_ｂｉａｓであるかどうかに関わらず、元にあったあらゆる状態で安定している。また、図４に示すように、上記以外の反対の極性の電圧を使用できること、例えばピクセルを作動させることが、＋Ｖ_ｂｉａｓに対する適切な列および−ΔＶに対する適切な行を設定することを含みうること、が評価されるべきである。この実施形態では、ピクセルを解放することは、−Ｖ_ｂｉａｓに対する適切な列および同じ−ΔＶに対する適切な行を設定することによって達成され、ピクセルにわたってゼロボルトの電位差を作り出す。

図５Ｂは、作動ピクセルが非反射性である、図５Ａに示すディスプレイ配置につながる、図２の３×３アレイに加えられた一連の行および列信号を示すタイミング図である。図５Ａに示すフレームに書き込む前に、ピクセルをあらゆる状態にすることができ、この例では、行は全て０ボルトであり、列は全て＋５ボルトである。これらの印加電圧では、全てのピクセルはその既存の作動または緩和状態で安定している。

図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）および（３，３）が作動される。これを達成するために、行１に対する「ライン時間」中に、列１および２は−５ボルトに設定され、列３は＋５ボルトに設定される。これは、いかなるピクセルの状態も変更しない。というのは、ピクセルは全て３〜７ボルト安定性ウィンドウ内に留まっているからである。行１はその後、０から、最大５ボルトに達し、ゼロに戻るパルスでストローブされる。これは、（１，１）および（１，２）ピクセルを作動させ、（１，３）ピクセルを緩和する。アレイ内の他のピクセルは影響を受けない。行２を所望の通り設定するためには、列２は−５ボルトに設定され、列１および３は＋５ボルトに設定される。行２に加えられた同じストローブがその後、ピクセル（２，２）を作動させ、ピクセル（２，１）および（２，３）を緩和する。また、アレイの他のピクセルは影響を受けない。行３も同様に列２および３を−５ボルト、列１を＋５ボルトに設定することにより設定される。行３ストローブは、図５Ａに示すように行３ピクセルを設定する。フレームに書き込んだ後に、行電位はゼロであり、列電位は＋５または−５ボルトのいずれかに留まることができ、ディスプレイはその後、図５Ａの配置で安定している。同じ手順を、数十または数百の行および列のアレイに利用できることが分かるだろう。また、行および列作動を行うのに使用されるタイミング、シーケンス、および電圧のレベルは、上に概略を説明した原則内で幅広く変えることができ、上の例は単に例示的なものであり、あらゆる作動電圧方法が本明細書に記載したシステムおよび方法で使用できることが分かるだろう。

図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイ装置４０の一実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイ装置４０は例えば、携帯電話であってもよい。しかし、ディスプレイ装置４０の同じ構成部品、またはその僅かな変更はまた、テレビおよび携帯メディアプレーヤなどの様々なタイプのディスプレイ装置を示すものである。

ディスプレイ装置４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８、およびマイク４６を備えている。ハウジング４１は普通、射出成形、および真空成形を含む、当業者によく知られている様々な製造過程のいずれかで形成されている。加えて、ハウジング４１はこれに限らないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴムおよびセラミックを含む様々な材料のいずれか、またはその組み合わせで作ることができる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、図柄、または記号を含む他の除去可能部分と交換することができる除去可能部分（図示せず）を含んでいる。

例示的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、本明細書に記載するように、双安定ディスプレイを含む、様々なディスプレイのいずれかであってもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、上に記載するようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、またはＴＦＴ ＬＣＤなどの平面パネルディスプレイ、または当業者によく知られているようなＣＲＴまたは他の管装置などの非平面パネルディスプレイを備えている。しかし、本実施形態を説明する目的で、ディスプレイ３０は本明細書に記載するように、干渉変調器ディスプレイを備えている。

例示的なディスプレイ装置４０の一実施形態の構成部品が、図６Ｂに略図的に示されている。図示した例示的なディスプレイ装置４０は、ハウジング４１を備えており、少なくとも部分的に中に囲まれた追加の構成部品を備えることができる。例えば、一実施形態では、例示的なディスプレイ装置４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を備えたネットワークインターフェイス２７を備えている。トランシーバ４７は、調整ハードウェア５２に接続された、プロセッサ２１に接続されている。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタリングする）ように構成することができる。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイク４６に接続されている。プロセッサ２１はまた、入力装置４８およびドライバコントローラ２９に接続されている。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８、およびその後ディスプレイアレイ３０に結合されるアレイドライバ２２に結合されている。電力供給装置５０は、特定の例示的なディスプレイ装置４０の設計が必要とするような構成部品全てに電力を与える。

ネットワークインターフェイス２７は、アンテナ４３およびトランシーバ４７を備えており、それによって例示的なディスプレイ装置４０はネットワーク上の１つまたは複数の装置と通信することができる。一実施形態では、ネットワークインターフェイス２７はまた、プロセッサ２１の要件を緩和するいくつかの処理能力を有することができる。アンテナ４３は、信号を送受信するための、当業者に知られている何らかのアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含む、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準によりＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ標準によりＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内で通信するのに使用される、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳまたは他の知られている信号を受信するように設計されている。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信した信号を予め処理し、それによってプロセッサ２１によって受信することができ、さらに操作することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号を処理し、それによってアンテナ４３を介して例示的なディスプレイ装置４０から伝達することができる。

代替実施形態では、トランシーバ４７は受信機に置き換えることができる。さらに別の代替実施形態では、ネットワークインターフェイス２７は、プロセッサ２１に送信する画像データを記憶または生成することができる、画像源に置き換えることができる。例えば、画像源は、画像データを収容するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールであってもよい。

プロセッサ２１は普通、例示的なディスプレイ装置４０の全体動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェイス２７または画像源から圧縮画像データなどのデータを受信し、データを生画像データ、または生画像データに簡単に処理されるフォーマットに処理する。プロセッサ２１はその後、ドライバコントローラ２９、または記憶のためにフレームバッファ２８に処理データを送信する。生データは普通、画像内の各位置で画像特徴を特定する情報のことを言う。例えば、このような画像特徴は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。

一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御するマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを備えている。調整ハードウェア５２は普通、信号をスピーカ４５に伝達し、信号をマイク４６から受信する増幅器およびフィルタを備えている。調整ハードウェア５２は、例示的なディスプレイ装置４０内の別個の構成部品であってもよい。あるいは、プロセッサ２１または他の構成部品内に組み込むことができる。

ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１またはフレームバッファ２８のいずれかから直接プロセッサ２１によって生成された生画像データを取り、アレイドライバ２２への高速伝達のために適切に生画像データを再フォーマット化する。特に、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイアレイ３０にわたる走査に適切な時間順序を有するように、生画像データをラスター状フォーマットを有するデータフローに再フォーマット化する。その後、ドライバコントローラ２９はフォーマット化した情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９はしばしば、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に結合されるが、このようなコントローラは多くの方法で実施することができる。これらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込むことができ、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込むことができ、または、アレイドライバ２２とハードウェア内で完全に一体化させることができる。

普通、アレイドライバ２２はドライバコントローラ２９からフォーマット化した情報を受信し、ディスプレイのｘ−ｙ行列のピクセルから来る数百および時に数千のリードに多数回毎秒加えられる並列設定の波形に映像データを再フォーマット化する。

一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で記載するディスプレイのタイプのいずれかに適している。例えば、一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化される。このような実施形態は、携帯電話、腕時計、および他の小面積ディスプレイなどの高集積システムにおいて一般的である。さらに別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。

入力装置４８は、ユーザが例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御することを可能にする。一実施形態では、入力装置４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話機キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンサ画面、感圧または感熱膜を備えている。一実施形態では、マイク４６は例示的なディスプレイ装置４０用の入力装置である。マイク４６を装置にデータを入力するのに使用する場合、例示的なディスプレイ装置４０の動作を制御するために、音声コマンドをユーザによって与えることができる。

電力供給装置５０は、当技術分野でよく知られているように、様々なエネルギー貯蔵装置を備えることができる。例えば、一実施形態では、電力供給装置５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電力供給装置５０は、再生可能エネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池ペイントを含む太陽電池である。別の実施形態では、電力供給装置５０は壁コンセントから電力を受けるように構成されている。

いくつかの実装においては、制御プログラムの可能性が、上に記載するように、電子ディスプレイシステム内のいくつかの位置に配置することができるドライバコントローラ内にある。いくつかの場合では、制御プログラムの可能性が、アレイドライバ２２内にある。当業者ならば、上記最適化をいくつかの数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成部品内、および様々な構成内で実施することができることが分かるだろう。

上に記載した原理により動作する干渉変調器の構造の詳細は、幅広く変更することができる。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４およびその支持構造の５つの様々な実施形態を示している。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、金属材料１４のストリップが垂直に延びる支持体１８上に蒸着されている。図７Ｂでは、可動反射層１４は、テザー３２上で隅部だけの支持体に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４は、可撓性金属を含むことができる変形可能層３４から懸架されている。変形可能層３４は、変形可能層３４の周面周りで基板２０に直接的または間接的に連結している。これらの連結部は、本明細書では支持ポストと呼ぶ。図７Ｄに示す実施形態は、変形可能層３４が上に載る支持ポストプラグ４２を有する。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃと同様に、キャビティの上に懸架されたままであるが、変形可能層３４は変形可能層３４と光学スタック１６の間の孔を充填することによって支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するのに使用される、平坦化材料でできている。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示す実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに図示する実施形態のいずれかと、図示しない追加の実施形態と協働するようにすることもできる。図７Ｅに示す実施形態では、金属または他の導電性材料の余分な層が、バス構造４４を形成するのに使用されていた。これにより、干渉変調器の背面に沿った信号ルーティングが可能になり、別の方式では基板２０上に形成しなければならなかったような、多くの電極を取り除くことができる。

図７に示すもののような実施形態では、干渉変調器は直視型装置として機能し、画像は変調器が配置される側とは反対側の透明基板２０の正面側から見られる。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４およびバス構造４４を含む、基板２０と反対側の反射層の側において干渉変調器の部分のいくつかを光学的に遮蔽する。これにより、画質に悪影響を与えることなく、遮蔽領域を構成および作動させることが可能になる。このような分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械態様および光学態様に使用される構造設計および材料を互いに独立して選択し、機能することが可能になる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示す実施形態は、変形可能層３４によって行われる、反射層１４の光学性状のその機械性状との分離に由来する追加の利点を有する。これにより、反射層１４に使用される構造的設計および材料を光学性状に関して最適化することが可能になり、変形可能層３４で使用される構造的設計および材料を所望の機械的性状に関して最適化することが可能になる。

上述のように、干渉変調器上への入射光は、反射面の１つの作動状態に応じて強めあうまたは弱めあう干渉によって反射または吸収される。このような干渉現象は、入射光の波長および入射角の両方に強く依存する。干渉変調器またはそのアレイを有するディスプレイ装置に対する人工的照明を提供する照明装置の設計を複雑にする。しかしながら、様々な実施形態では、照明装置は、暗い照明状態の際にディスプレイを好都合で効果的に照らすことができる。さらに、いくつかの実施形態では、干渉ディスプレイ装置と共に使われる照明システムは、ディスプレイ装置における変調器の固有の特性のために設計される。

図８は、複数の光変調素子８１ａを有する光変調アレイ８１を前方に配置した照明システム８０の一実施形態の斜視図を示す。ある特定の実施形態では、光変調素子８１ａは、上部に入射する光を反射する反射性のディスプレイ素子である。光変調アレイ８１は、例えば、干渉変調器のアレイを有することができる。図８に示した実施形態では、光変調アレイ８１は光変調素子の行および列を有する（例えばｘおよびｙ方向に沿って伸びる）。照明システム８０の少なくとも一部は、その前方の照明を提供するために光変調アレイ８１の前方に（例えばｚ方向で）配置される。

図８の実施形態では、照明システムは光源８２、反射体８４、光バー８６、および光ガイドパネル８８を有する。図８において、これらの部材は、分解図で示されている。一般的に、光線は光源８２から光バー８６に発せられ、そして、内部全反射（ＴＩＲ）に起因して光バー８６内で反射される。従って、光線は、以下で説明する偏向特徴によって光線が臨界角以下に曲げられるまで光バー８６を通して伝播する。そして、光バー８６から出る。有利な実施形態では、光バー８６の前側８６ｆから出る光は増大されるか、または最大にされる。

図８の実施形態では、いくつかの光線が前側８６ｆとは別の表面から光バーより逃げることになるので、照明システムは、さらに、光バー８６の少なくとも一部と、場合によっては光源８２を包むよう構成された反射体８４を有する。従って、一実施形態では、光源８２の光発光部分は、反射体８４の端部８４に少なくとも部分的に包まれ、そして、光バー８６の一部は、反射体８４の部分８４Ｂによって囲まれる。一実施形態では、反射体８４は、光が出ることができる光バー８６の前側８６ｆ、および例えば光源８２のための開口を除いて光バー８６のすべての側を実質的に囲む。このような方法で光バー８６の周りに反射体８４を配置することによって、上部、底部、または後側８６ｒから光バー８６より逃げる光は、反射体８４によって光バー８６に戻るように反射することができ、そして、最終的に光バー８６の前側８６ｆから出る。

一実施形態では、光源８２は、効果的に、光バー８６の端部８６Ａのような光バー８６の端部に光を発する点光源（例えばＬＥＤ）であるが、一方で、光バー８６自体は効果的に線光源である。例えば、光源８２から注入された光は、光バー８６の長手方向の少なくとも一部に沿って導かれる。上述のように光線は、全反射（ＴＩＲ）に起因して、光バー８６の表面、例えば光バー８６の上部、底部、後面８６Ｒおよび前面８６Ｆから反射される。光線は、後面８６Ｒ上の１つ以上の偏向構造から反射された後に、光バー８６の前面８６Ｆからその長手方向にわたって出る。従って、光バー８６は、示されたｘ方向に（例えば光バー８６の長手方向に沿って）光を広げるよう構成され、そして、ｙ方向に（例えば前面８６Ｆから光ガイドパネル８８の方へ）光を偏向するよう構成される。その後、光パネル８８はｙ方向に光を広げ、その光がその下の１つ以上のディスプレイ素子の方へ発せられるように、その光をｚ方向に偏向する。一実施形態では、光ガイドパネル８８は、光ガイドパネル８８を通して伝播する光を１つ以上のディスプレイ素子の方へ方向付ける偏向膜を含む。このプリズム偏向膜は、光ガイドパネル８８から光変調アレイ８１へと下方または後方へ光を反射する、内部に配置された複数の溝８９を備える薄膜を有しうる。光ガイドパネル８８の溝８９は、いくつかの実施形態において、全反射に基づいて機能させうる。他の実施形態では、別のタイプの特徴が、光ガイドパネル内で光変調素子８１ａへとガイドされた光を反射し、散乱し、またはリダイレクトする（向け直す）ために光ガイドパネル８８内に含まれうる。

干渉変調器を有するディスプレイ装置のために、例えば光ガイドパネル８８への発光特性は、干渉変調器の最適な性能にとって重要である。例えば、光は、光ガイドパネル８８および複数のディスプレイ素子にわたってｘおよびｙの両方向に一様に配分される。

光バー８６における偏向特徴は、光ガイドパネル８８内に光を配分するために使うことができる。以下で一層完全に説明するように、光バー８６における位置についての制御と偏向特徴の偏向の方向は、光ガイドパネル８８内の光の分布、およびディスプレイ素子のアレイの結果的な照明、についての制御を可能にする（例えばｘ方向）。

図９は光バー９０および光ガイドパネル８８を有する照明装置の上面図であって、より詳細には、光バー内を伝播する光を光ガイドパネル８８内へ偏向する偏向特徴を示す。図９の実施形態では、光バー９０は、光源９２からの光を受け取るための第１の端部９０Ａを有する。上記の通り、光源９２は発光ダイオード（ＬＥＤ）または何らかの適切な他の光源を有しうる。この実施形態では、光バー９０は、光バー９０の長手方向に沿った光の伝播を支援する材料を有する。

図９の実施形態では、光バー９０はまた、実質的に前面９０Ｆの反対側である後面９０Ｒ上、またはそこに隣接する偏向ミクロ構造を有する。一実施形態では、偏向ミクロ構造は、光バー９０の後面９０Ｒに入射する少なくとも実質的な部分を偏向するよう、また光バー９０から光ガイドパネル８８に光のその部分を偏向するよう構成される。光バー９０の偏向ミクロ構造は複数のファセット特徴９１を有する。一実施形態では、偏向ミクロ構造は光バー９０と一体化される。例えば、偏向ミクロ構造を備えた光バーは、注入モールディングによって形成されうる。他の実施形態では、偏向膜が光バー９０の後側に配置されうる。偏向膜は、例えばエンボス加工することによって形成され、膜は、光バー９０の後側にラミネートされうる。

一実施形態では、反射体９６、９７は、そこから光バー内へと戻って逃げる光を反射するために光バー９０に対して配置されうる。このような反射体９６、９７は、例えば光バー９０の溝９１に適合した輪郭の形状をもつことができる。反射体９６、９７はまた、いくつかの実施形態において逆反射体を有しうる。

さらに一実施形態では、光学結合素子（図示しない）が、光バー９０と光ガイドパネル８８との間に配置されうる。光学結合素子は、例えば、光バー９０から出た光を少なくとも部分的にコリメート（平行化）し、そして光ガイドパネル８８に方向付けるコリメータを有する。この光学結合素子は先細にされうる；例えば、光学結合素子は、光バーに近いより大きな第１の側面と光ガイドパネルに近いより小さな第２の側面とを持ちうる。このような先細の幾何学構造は、増加コリメーションを提供することができる。他の実施形態では、光学結合素子は排除され、光バー９０が先細にされる。光ガイドパネル８８から最も遠い光バー９０の後側９０ｒがより大きく、光ガイドパネルに最も近い前側９０ｆがより小さくありうる。これによって、光バー９０を出て光ガイドパネル８８に入る光はコリメートされうる。他の実施形態では、光学結合素子が光バー９０と光ガイドパネル８８との間に配置されない。

図９には、光の例示的な光線も示されている。光源９２から発せられた光線は光バー９０内へ伝播し、そこでそれは、空気または他の何らか媒体に隣接した前面９０Ｆにおいて全反射（ＴＩＲ）する。その後、光線は、後面９０Ｒから反射する。光線は、特に、光バー９０の長手方向に平行な反射面部分から、そして偏向特徴を形成する傾斜した表面部分から反射する。光線は、１つ以上の偏向ミクロ構造によって偏向され、光バー９０から方向付けられる。示された光線は、光バーの長手方向に対しほぼ垂直に向けられている。

図１０、１１、および１２は、偏向特徴の方向、位置、および形状が、光バーから光ガイドパネル８８までの光の伝播を制御するために、どのように調整されうるかを示す。図１０および１１は、光バー１００Ａおよび１００Ｂを含む光バー１００の実施形態の上面図であり、ここで、光バー１００のそれぞれが、光バー１００の上面および／または底面においてミクロ構造を有している。図１２は、図１０の光バー１００Ａの上方側から見た図である。図１０、１１、および１２の実施形態では、光バー１００からの光を光ガイドパネル８８へと選択的に偏向するよう適合させられた、１つ以上の偏向特徴を有する。一実施形態では、偏向特徴は、光ガイドパネルへの光の注入を制御するために、光バーの長手方向および幅方向に対して角度を付けられた細長い構造を有する。

例えば、図１０、１１、および１２の実施形態では、偏向特徴は，光ガイドパネル８８の方に光線をリダイレクトする（向け直す）よう構成された１つ以上の偏向特徴からなる。図１０、１１、および１２の実施形態では、ファセット特徴が、光バー１００の上部の層１０４（図１２）および／または底部の層１０６（図１２）にＶ形の溝を有する。Ｖ形の溝は傾斜した側壁またはファセットを有する。側壁またはファセットは、光バー１００の長手方向、幅方向、および／または高さ方向に対して角度を付けられた垂線を持つ。他の実施形態では、偏向特徴は、光バーから光を偏向するのにふさわしいような他の何らかの構造を有しうる。例えば、溝はＶの形の状態である必要がなく、その代わりに１つの傾斜した側壁と１つの真直ぐな側壁を持つことができる。傾斜した表面部分は、真直ぐである代わりに湾曲させられうる。細長い特徴は、光バーの後側から前側まで連続的に広がる必要はなく、中断していてよい。さらに、細長い特徴は、光バーの後側から前側まで、大きさ、形状、または他の特性の点で変化することができる。その他の変化も可能である。

一実施形態では、上部および／または底部の層１０４、１０６は、ファセット特徴１０２のような偏向特徴を刻み込んだ１つ以上の薄膜を有しうる。図１０および１１の図示において、光バー１００Ａ、１００Ｂの上面は、上面にファセット特徴１０２をもった状態で示されている。光バー１００Ａ、１００Ｂのそれぞれは、さらにファセット特徴１０２を有する底面をも含むことができる。薄膜を有する偏向膜を一緒に付着することができ、あるいは、１つ以上の偏向膜を、従来の光バーと比較して減少した厚さをもった薄膜のスタックをもたらす薄膜キャリヤに付着することができる。従って、図１０、１１、および１２の光バー１００は、図９の光バー９０のような他の光バーよりも薄い厚みを好都合に持ちうる。さらに、偏向膜の１つまたは両方を、フィルタのような光学機能を持ったキャリヤに付着することができる。例えば、このような光学素子１０８を、図１０、１１、および１２に示した光バー１００の中央部分に配置することができる。

上述のように、光源９２から光バー１００に光が注入された後、その光は、全反射（ＴＩＲ）によって光バー内部を伝播し、図１２に示される実施形態において上面または底面１０４にエンボス加工されたファセット特徴１０２に光線が当たる場合、光ガイドパネル８８の方にリダイレクトされる（向け直される）。細長い偏向特徴の方向を表す角度φは、どれぐらいの量の偏向が入射光線に対して要求されるかに従って設定されうる。（図１０および１１では、角度φは、光バー１００の上部および底部における細長い特徴の方向を特徴付けるのに他の角度を用いることができるのであるが、細長い特徴１０２の長手方向と光バーの法線との間の角度である。）

望ましい様々な実施形態では、角度φは、光ガイドパネル８８に対する光分布の方向の偏向を可能にするように選択されうる。一実施形態では、角度φは、ファセット特徴１０２に入射する光の９０°回転が起こるように４５°に設定され、これによって、光線が、例えば図１０および１１の典型的な経路９３ａ、９３ｂ、および９３ｃに沿って光ガイドパネル８８の方に偏向される。図１０の模範的な実施形態では、角度φは約４５°に設定される一方、図１１の実施形態では、角度φは約６０°に設定される。従って、模範的な経路９３ａおよび９３ｂは、φが約４５°であるように配置された光バー１００Ａのファセット特徴１０２（図１０）からの反射に起因して約９０°の回転を示す。これらの図に示されるように、角度φが増加するにつれて、光線が光バー１００から出る角度（入射面８８Ａの法線、または光ガイドパネル８８の中央線または幅に対する）も増加する。従って、φは、光バー１００から出た光の角度を最適化するために、光源９２からの光の角度分布に依存して調整されうる。さらに、φは、光ガイドパネル８８への望ましい光注入角を達成するように調整されうる。この制御は、ディスプレイ素子のアレイ上に望ましい照明を作るために使うことができる。例えば、偏向特徴は、光ガイドパネル内、およびディスプレイ素子のアレイ上に増加した均一性を作るよう構成されうる。さらに、偏向特徴は、望ましい視野角で光変調アレイ８１を最適に見ることを提供するように調整されうる。

一実施形態では、ファセット特徴１０２は、光バーの長手方向に沿って実質的に等間隔に間隔を置かれうる。他の実施形態では、図１０、１１、および１２のそれらのように、隣接したファセット特徴１０２の間の間隔は、光源９２からの距離の増加につれて減少する。この実施形態では、ファセット特徴１０２は、光ガイドパネル８８の入射面８８Ａ全体にわたって注入される光を一様に分配するために、光バー１００から出る残りの光の割合を増やすために、共により近接して置かれる。他の実施形態では、ファセットから出る光線の割合を増やすためにファセットの深さが増やされうる。例えば、一実施形態では、光源９２からの距離が増加するにつれて、ファセット特徴１０２の深さが増加しうる。他の実施形態では、ファセット特徴１０２の間隔と方向は、光ガイドパネル８８の入射面８８Ａの長手方向全体にわたる、実質的に等しいか、または他の望ましい光出力を得るための他のいずれかの方法で、光バーの長手方向に沿って変化しうる。

図１２の実施形態では、光バー１００Ｃは、上部と底部の層１０４、１０６の間に結合層１０８を有する。一実施形態では、結合層１０８は、層１０４、１０６を共に接着する光学品質接着剤を有する。一実施形態では、層１０４、１０６は、結合層１０８上に直接投入される。実施形態に応じて、結合層１０８は、例えばフィルタのような１つ以上の光学部材を有しうる。接着剤は、膜、膜スタック、および／または部材を一緒に接着するために使うことができる。従って、光バー１００Ｃは、光バー１００Ｃの外部に要求される光学部材を配置するよりは、むしろ、要求される光学部材を好都合に有しうる。より多くの、または、より少ない層を使うことができる。上記の通り、光バー１００Ｃが、上部および底部の層１０４、１０６の両方にファセット特徴１０２を有することが示されているが、他の実施形態では、光バーは、上面および底面の１つまたは両方に、ファセットを有する層１０４または１０６のいずれかのような、ただ一つの層だけを有しうる。

一実施形態では、薄膜基板上に表面レリーフ状幾何学構造を刻み込むことによってファセット特徴１０２を作ることができる。例えば、薄膜上にファセット特徴１０２を刻み込むために、ロール・トゥ・ロール（ロールからロールへの）(roll-to-roll)エンボス加工（例えば熱間またはＵＶ）、あるいは鋳造プロセスを使うことができる。一実施形態では、光バー１００のようなファセット光バーを形成する方法は、薄膜層の上にファセット特徴１０２をエンボス加工すること、エンボス加工された薄膜層から層１０４、１０６を切り出すこと、および、任意選択で間に結合層を備えるようにして層１０４、１０６を一緒にラミネートすること、を有する。実施形態に応じて、ファセット特徴を備えた薄膜の大きなシートをエンボス加工し、光バーとして使用するためにラミネートされた薄膜層を適切な大きさに切断する前に、一緒にラミネートされうる。一実施形態では、例えば、ラミネートされた薄膜は、約３０から８０ｍｍの長さと、約１から５ｍｍの幅に切断することができる。模範的な実施形態では、ラミネートされた薄膜は、エンボス加工された薄膜の厚さによって規定された厚みを備え、約４０ｍｍ×３ｍｍの寸法を持った光バーを作るために切断される。層１０４、１０６がファセットによりエンボス加工されるいくつかの実施形態では、この層は、例えば５から６０μｍのように、非常に薄くありうる。他のいくつかの実施形態では、薄膜層は、例えば２５から３５０μｍのような他の厚さを持つことができる。従って、１０μｍの２つの光バーと１０から３０μｍの１つの結合層とを有する光バーは、例えば５０μｍより薄い全体厚さを持つ。それとは対照的に、注入モールディングによって作られる類似のファセット特徴を持つ光バーは、典型的に、２００μｍ以上の厚さを持つ。従って、エンボス加工によって形成されたファセット光バーのフットプリント(footprint：専有面積)は、注入モールディングのような他の方法によって形成されたファセット光バーのフットプリントよりも小さくありうる。

一実施形態では、ファセット光バーは、一つの薄膜層のみを有する。このような光バーは、例えばファセットを備えた膜の層の上部および底部の両方をエンボス加工によって作ることができる。例えば、薄膜の上側が初めにエンボス加工され、そして薄膜は引っくり返され、そして底面がエンボス加工されうる。あるいは、両側が同時にエンボス加工されうる。実施形態に応じて、ここで説明した方法のいずれかによってエンボス加工された薄膜は、一つの光バーのために前もって大きさを定められうる。例えば、層１０４、１０６の大きさに切断されるか、または、より大きな薄膜層をエンボス加工され、その次に個別の光バーとして必要な大きさ、例えば層１０４、１０６の大きさに切断されうる。あるいは、２つの大きな薄膜層がエンボス加工され、そして光学結合層を介するなどして一緒に結合され、それから個別の光バーにおいて使用するために適切な大きさに切断されうる。

一実施形態では、薄膜は、約１０μｍから３００μｍの範囲の厚さをもつ。他の実施形態では、薄膜は、約５０μｍから６０μｍの範囲の厚さをもつ。他の実施形態では、他の薄膜の厚さを使うこともできる。上記のように、一実施形態では、薄膜の大きなシートが、例えばエンボス加工プロセスなどによって、ファセット特徴１０２を規定する表面レリーフ幾何学構造を刻み込まれ、そしてその後、薄膜は必要な大きさに切断される。薄膜の切断後、２枚の薄膜が、図３の層１０４、１０６のような光バーの上部および底面の層として使用されうる。一実施形態では、結合層１０８は、例えば、結合層と上部および底部の層１０４、１０６との間にフレネル反射を減らすために、上部および／または底部の層１０４、１０６に屈折率が適合する光学品質接着剤材料を有する。いくつかの実施形態では、結合層１０８の屈折率が、上部および底部の層１０４、１０６の屈折率よりも小さいか等しいことが許容されるが、好ましくは、層１０４、１０６の屈折率のいずれか１つよりも大きくない。このような実施形態は、射出効率の損失をいくらか減らすことができる。しかしながら、他の実施形態では、結合層１０８が実質的に損失がない場合などでは、結合層１０８の屈折率は、層１０４、１０６の屈折率よりも大きくありうる。他の実施形態では、結合層は、１つ以上の粘着性材料に加えて、あるいはそれに置き換えて、フィルタのような他の材料を有しうる。例えば、結合層１０８は、ファセット特徴１０２を備えた１つ以上の薄膜層１０４、１０６に付着するために、光学接着剤で覆われた光学部材を有しうる。様々な実施形態では、結合層１０８に含まれる光学部材または複数の光学部材に部分的に依存して、結合層１０８の厚さは、例えば１０μｍから数１００μｍ、またはそれ以上の範囲でありうる。

一実施形態では、膜層１０４、１０６の上部および底部のファセット特徴１０２は、対応するファセットが直接重なり合わないように空間的にオフセット(ofset)される（ずらされる）。例えば、図１２の実施形態では、薄膜層１０４、１０６の上部および底部のファセット特徴１０２は水平に整列される。しかしながら、一実施形態では、１つの表面上のファセット特徴１０２は、上部の薄膜のファセット特徴１０２が対応する底部の層１０６のファセット特徴１０２に水平に整列されないように、オフセットされうる。一実施形態では、上部および底部の薄膜層１０４、１０６のファセットをオフセットすることは、光バー１００からの光線の出射効率を好都合に制御することができる。

上述のプロセスなどによる、ファセットを備えた薄膜の大規模な製造の可能性に起因して、このようなファセット薄膜を有する光バーは、従来の注入モールド光バーに比較する場合、大きな体積で、また場合によって減少したコストで製造されうる。

上記のように、一実施形態では、反射体９６、９７は、そこから光バー内へと戻って逃げる光を反射するように、光バー１００に対して配置されうる。このような反射体９６、９７は、例えば光バー１００の溝１０２に適合する形状の輪郭をもつことができる。反射体９６、９７は、いくつかの実施形態において、逆反射体(retro-reflectors)をも有しうる。

さらに一実施形態では、光学結合素子（図示せず）を、光バー１００と光ガイドパネル８８との間に配置することができる。この光学結合素子は、光バー１００から出た光を少なくとも部分的にコリメート（平行化）し、そして光ガイドパネル８８に方向付ける、例えばコリメータを有することができる。この光学結合素子は先細にされうる；例えば、光学結合素子は、光バーに近いより大きな第１の側面と光ガイドパネルに近いより小さな第２の側面とを持ちうる。このような先細の幾何学構造は、増加コリメーションを提供することができる。他の実施形態では、光学結合素子は排除され、光バー１００が先細にされる。光ガイドパネル８８から最も遠い光バー１００の側がより大きく、光ガイドパネルに最も近い側がより小さくありうる。これによって、光バー１００を出て光ガイドパネル８８に入る光はコリメートされうる。他の実施形態では、光学結合素子が光バー１００と光ガイドパネル８８との間に配置されない。

他の多種多様な変化も可能である。薄膜、層、部材、および／または、素子が追加され、除去され、再配置されうる。さらに、処理ステップが追加され、除去され、または再配列されうる。また、ここで薄膜および膜という用語を使って来たが、ここに使われるようなこれらの用語は、薄膜スタックおよび複数層を含む。このような薄膜スタックおよび複数層は、接着剤を使って他の構造に付着させうるか、または、堆積（蒸着）または他の方法を使って他の構造の上に形成されうる。

さらに、当技術分野の当業者ならば、電子デバイスにおいて使われる前方照明および後方照明（バックライト）が薄くなればなるほど、注入モールド光バーによって、より薄い光ガイドパネル内に効率的に光を注入することが益々難しくなる、ということを理解するであろう。さらにとりわけ、現在利用可能な光バーは、通常、注入モールド形であるので、注入モールディングの物理的およびプロセス上の制約は、このような光バーの最小の厚さを制限しうる。従って、ここで説明した光バー１００のような光バーは１つ以上の薄膜を使って作ることができ、注入モールド光バーと比較する場合に、その光バーの厚さを減少することができる。従って、薄い光バーは、減少した厚みのパッケージにおける光の効率的な射出を好都合に可能にする。

上記の説明は本発明のある特定の実施形態を詳述するものである。しかしながら、文言上に現れた前述のものが、如何に詳細にされようとも、本発明は様々な方法で実践されうる、ということが理解されよう。上記でも述べたように、本発明の特定の様相および局面を説明する場合の特定の専門用語の使用について、その専門用語が関連付けられる本発明の様相および局面の特定の特徴を含むよう限定するために、ここで当該専門用語が再規定されることを意図していると取るべきではない、ということに留意すべきである。従って、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲、およびそのいくつかの均等物に従って解釈されるべきである。

１２ａ ピクセル（干渉変調器）
１２ｂ ピクセル（干渉変調器）
１４ 可動反射層（金属材料）
１４ａ 可動反射層
１４ｂ 可動反射層
１６ａ 光学スタック
１６ｂ 光学スタック
１８ ポスト（支持体）
１９ キャビティ（間隙）
２０ 基板（透明基板）
２１ システムプロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行ドライバ回路
２６ 列ドライバ回路
２７ ネットワークインターフェイス
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイ（ディスプレイ）
３２ テザー
３４ 変形可能層
４０ ディスプレイ装置
４１ ハウジング
４２ 支持ポストプラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカ
４６ マイク
４７ トランシーバ
４８ 入力装置
５０ 電力供給装置
５２ 調整ハードウェア
８０ 照明システム
８１ 光変調アレイ
８１ａ 光変調素子
８２ 光源
８４ 端部
８４ 反射体
８６ 光バー
８６Ａ 端部
８６Ｆ 前面
８６Ｒ 後面
８６ｆ 前側
８６ｒ 後側
８８ 光ガイドパネル
８８Ａ 入射面
８９ 溝
９０ 光バー
９０Ｆ 前面
９０Ｒ 後面
９０ｆ 前側
９０ｒ 後側
９１ ファセット特徴（溝）
９２ 光源
９３ａ 経路
９６、９７ 反射体
１００ 光バー
１００Ａ 光バー
１００Ｂ 光バー
１００Ｃ 光バー
１０２ ファセット特徴（溝）
１０４ 薄膜層
１０６ 薄膜層
１０８ 結合層（光学素子）

Claims (57)

1. 光バーであって、その長手方向に沿って光をガイドする２つ以上の特定の層を持った光バーと、
   前記光バーの上部および底部の少なくとも１つに配置された偏向ミクロ構造であって、前記光バーの或る側面から前記光を方向付けるよう構成された偏向ミクロ構造と、
   前記光バーからの前記光が光ガイドパネルに結合されるように前記光バーの前記側面に対して配置された前記光ガイドパネルであって、内部に結合された光を前記光ガイドパネルから方向付けるよう構成された光ガイドパネルと、
   前記光ガイドパネルから方向付けられた前記光を受け取るように前記光ガイドパネルに対して配置された複数の光変調器と、
   を有することを特徴とするディスプレイ装置。
2. 前記偏向ミクロ構造は、薄膜層上にエンボス加工された複数のファセット特徴を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記薄膜層は２つ以上の特定の層の１つであることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記薄膜層は約２５から３５０ミクロンの範囲の厚さをもつことを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記薄膜層は約５０から６０ミクロンの範囲の厚さをもつことを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 内部に光を注入するために前記光バーの入力端に配置された光源をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記光源は発光ダイオードを有することを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バーの上部および底部の両方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バーの上部の第１の薄膜層の上、および前記光バーの底部の第２の薄膜層の上にエンボス加工された複数のファセット特徴を有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
10. 前記２つ以上の特定の層は第１の薄膜層と第２の薄膜層を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
11. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バー内に複数のファセット特徴を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. 前記偏向ミクロ構造は、複数の細長い溝を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 前記偏向ミクロ構造は、実質的に三角形の断面を持った複数の三角形の溝を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
14. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バーの入力端からの距離によって密度が増加することを特徴とする請求項６に記載の装置。
15. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バーの入力端からの距離によって深さが増加することを特徴とする請求項６に記載の装置。
16. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バーの入力端からの距離によって間隔または角度が変化することを特徴とする請求項６に記載の装置。
17. 前記偏向ミクロ構造は、前記光バー上の膜に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
18. 前記光バーは、キャリヤの上に配置された膜を有し、前記膜がその内部に配置された前記偏向ミクロ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
19. 前記キャリヤは光学素子を有することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記光学素子は、偏光板またはフィルタを有することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記光バーは、キャリヤの反対の側面に配置された第１および第２の膜を有し、前記偏向ミクロ構造が前記第１および第２の膜内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
22. 前記光ガイドパネルは、前記ガイドパネルに結合された前記光を偏向させ前記光をそこから方向付ける偏向特徴を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
23. 前記偏向特徴は、膜内に配置された溝を有することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記光ガイドパネルは、前記光を、前記光ガイドパネルの底面から前記複数の光変調器上へと方向付けるよう構成されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
25. 前記複数の光変調器は反射光変調器アレイを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
26. 前記複数の光変調器は複数のＭＥＭＳを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
27. 前記複数の光変調器は複数の干渉変調器を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
28. 前記複数の光変調器の少なくとも１つと電気的に接続されたプロセッサであって、
    イメージデータを処理するように配置された前記プロセッサと、
    前記プロセッサと電気的に接続された記憶装置と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
29. 前記複数の光変調器の前記少なくとも１つに、少なくとも１つの信号を送るよう構成されたドライバ回路
    をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載のディスプレイ。
30. 前記ドライバ回路に前記イメージデータの少なくとも一部を送るよう構成されたコントローラ
    をさらに有することを特徴とする請求項２９に記載のディスプレイ。
31. 前記イメージデータを前記プロセッサに送るよう構成されたイメージソースモジュール
    をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載のディスプレイ。
32. 前記イメージソースモジュールは、受信器、送受信器、および送信器の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項３１に記載のディスプレイ。
33. 入力データを受け取り、前記プロセッサに前記入力データを伝えるよう構成されたインプット装置
    をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載のディスプレイ。
34. 前記光バーと前記光ガイドパネルとの間に光学結合素子
    をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
35. 前記光学結合素子はコリメータであることを特徴とする請求項３３に記載のディスプレイ。
36. 前記光学結合素子は先細にされることを特徴とする請求項３３に記載のディスプレイ。
37. 前記光バーは先細にされることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
38. 長手方向に沿って光をガイドするための第１の手段と、
    前記第１の光ガイド手段でガイドされた前記光を偏向し、前記第１の光ガイド手段の或る側面から前記光を方向付けるための手段であって、前記第１の光ガイド手段の上部および底部の少なくとも１つに配置された光偏向手段と、
    前記第１の光ガイド手段の前記側面に対して配置され、前記第１の光ガイド手段からの前記光がその内部に結合されるように前記光をガイドするための第２の手段であって、内部に結合された前記光を前記第２の光ガイド手段から方向付けるよう構成された第２の光ガイド手段と、
    前記第２の光ガイド手段から方向付けられた前記光を受け取るように、前記第２の光ガイド手段に対して配置された、前記光を変調するための手段と、
    を有することを特徴とするディスプレイ装置。
39. 前記第１の光ガイド手段は光バーを有することを特徴とする請求項３８に記載の装置。
40. 前記光偏向手段は光偏向ミクロ構造を有することを特徴とする請求項３９に記載の装置。
41. 前記第２の光ガイド手段は光ガイドパネルを有することを特徴とする請求項４０に記載の装置。
42. 前記変調手段は複数の光変調器を有することを特徴とする請求項４１に記載の装置。
43. 前記複数の光変調器は、干渉変調器のアレイを有することを特徴とする請求項４２に記載の装置。
44. 長手方向に沿って光をガイドする光バーを提供する段階であって、該光バーが、その上部または底部に配置された偏向ミクロ構造をもち、該偏向ミクロ構造が前記光バーの或る側面から前記光を方向付けるよう構成されるものであるような、光バーを提供する段階と、
    前記光バーからの光が光ガイドパネルに結合されるように前記光バーの前記側面に対して前記光ガイドパネルを配置する段階であって、内部に結合された前記光を前記光パネルから方向付けるように構成された光ガイドパネルを配置する段階と、
    前記光ガイドパネルから方向付けられた前記光を受け取るように前記光ガイドパネルに対して複数の光変調器を配置する段階と、
    を有することを特徴とするディスプレイ装置を製造するための方法。
45. 前記複数の光変調器は複数のＭＥＭＳを有することを特徴とする請求項４４に記載の方法。
46. 前記複数の光変調器は複数の干渉変調器を有することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
47. 請求項４４に記載の方法を使って製造された照明装置。
48. ディスプレイ装置と光学的に接続された前面を持った光バーであって、該光バーがその長手方向に沿って光をガイドするよう構成され、前記光バーは、
    上面に複数のファセット特徴を持った第１の薄膜層と、
    上面に複数のファセット特徴を持った第２の薄膜層と、
    前記第１および第２の薄膜層の間に配置されそれらを結合する光学結合層であって、該光学結合層が光を伝播させるよう構成され、その状況で、前記第１および第２の薄膜層の上のファセット特徴が光を光バーの前面からディスプレイ装置に方向付けるよう構成されている、光学結合層と、
    を有することを特徴とする光バー。
49. 前記第１および第２の薄膜層は、それぞれ、約３５０マイクロメートルより薄い厚さを持つことを特徴とする請求項４８に記載の光バー。
50. 前記ファセット特徴の少なくともいくつかは、エンボス加工により形成されることを特徴とする請求項４８に記載の光バー。
51. ディスプレイ装置に光を送出するための光バー材料を製造するための方法であって、
    第１の薄膜層に第１の複数のファセット特徴をエンボス加工する段階と、
    第２の薄膜層に第２の複数のファセット特徴をエンボス加工する段階と、
    前記第１および第２の薄膜層を結合して複合膜を形成する段階であって、前記第１および第２の薄膜層の上のファセット特徴が、前記光バー材料から光を方向付けるよう構成されたものであるような段階と、
    を有することを特徴とする方法。
52. 前記第１および第２の薄膜層は光学結合層に結合されることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
53. 前記第１および第２の薄膜層は接着剤で結合されることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
54. それぞれのディスプレイ装置との光バーとして使用するために、前記複合膜を長方形のセグメントに切断する段階を、さらに有することを特徴とする請求項５１に記載の方法。
55. 光バーであって、その長手方向に沿って光をガイドする２つ以上の特定の層を持った光バーと、
    前記光バーの上部および底部の少なくとも１つに配置された偏向ミクロ構造であって、前記光バーの或る側面から前記光を方向付けるよう構成された偏向ミクロ構造と、
    を有することを特徴とする照明装置。
56. 前記偏向ミクロ構造は、
    前記光バーの上部の第１の薄膜層の上、および前記光バーの底部の第２の薄膜層の上にエンボス加工された複数のファセット特徴を有することを特徴とする請求項５５に記載の装置。
57. 前記２つ以上の特定の層は、前記第１の薄膜層および第２の薄膜層を有することを特徴とする請求項５６に記載の装置。

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