JP2022532666A - 環境コントラスト向上カバー板付き光学表示装置 - Google Patents

環境コントラスト向上カバー板付き光学表示装置 Download PDF

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ヨン キム，デ
ス イ，グ
イ，ギョン－ジン
クン シン，ドン
ユン，ホン
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Abstract

【要約】 裏面基板と前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板とを備える光学表示装置が提供される。前記裏面基板はその上に配列された複数の電界発光素子を備え、前記カバー板は列に配列された複数の光吸収くさび形特徴体を備えうる。

Description

関連出願
本出願は、２０１９年１１月５日に出願された米国仮特許出願第６２／９３０８６１号及び２０１９年５月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４９４９７号の優先権の利益を主張する２０２０年５月７日に出願された米国仮特許出願第６３／０２１１６７号の優先権の利益を主張するものであり、その内容全体を本明細書に援用する。
本開示は光学表示装置に関し、特に環境光がある中で表示画像のコントラストを向上させるように構成されたカバー板を備える光学表示装置に関する。
環境光コントラストは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及びマイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）ディスプレイなどの自己放射電界発光ディスプレイの課題でありうる。金属電極及び／又は他の反射材を備える表面を持つ表示パネルは、太陽放射又は屋内照明からの光を反射しうる。例えば、ＯＬＥＤパネルは主に金属電極によるほぼ８０％の表面反射率を有しうる。環境光反射を低減し表示コントラスト比の損失を回避するために、円偏光子が光学的機能フィルムとしてしばしば使用される。
しかし、そのような偏光フィルムは入射光の５０％まで吸収することがあり、それにより表示輝度を低減する可能性がある。
裏面基板に近接したカバー板を備える光学表示装置が提供される。前記裏面基板はその上に配列された複数の電界発光素子を備えうる。前記カバー板は列に配列された複数の光吸収くさび形特徴体を備えうる。
従って、その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体を備え、各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板とを備え、前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置が開示される。
幾つかの実施形態では、前記カバー板は前記フィルター層と前記ベース層の間に配置された光吸収層を更に備えてもよい。前記光吸収層の厚みは約１０ｎｍから約１μｍの範囲内でありうる。
前記複数の第１くさび形特徴体の高さＨ１は約１０μｍから約１００μｍの範囲内、例えば約５０μｍから約１００μｍの範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、前記カバー板は、Ｈ１と異なる第２高さＨ２の複数の第２くさび形特徴体を更に備えてもよく、前記複数の第１くさび形特徴体と前記複数の第２くさび形特徴体は交互に配列される。Ｈ２は約５μｍから約８０μｍの範囲内でありうる。幾つかの実施形態では、Ｈ２はＨ１より小さくてよい。
前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は第１最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体はＷ１と異なる第２最大断面幅Ｗ２を有しうる。
Ｗ１は約１０μｍから約１００μｍの範囲内でありうる。Ｗ２は１０μｍ超から約５０μｍの範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、Ｈ１／Ｗ１は約３以上、例えば約３から約６の範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は約５０μｍから約２００μｍの範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は約５０μｍから約２００μｍの範囲内、例えば約６０μｍから約１５０μｍの範囲内、約６０μｍから約１００μｍの範囲内、又は約６０μｍから約９０μｍの範囲内でありうる。前記複数の第２くさび形特徴体のピッチＰ２は前記複数の第１くさび形特徴体の前記ピッチに等しくてもよい。前記複数の第１くさび形特徴体は互いに等間隔で配置されうる。即ち、１つの第２くさび形特徴体は複数の第１くさび形特徴体のうち２つの隣接するくさび形特徴体の間に配置される。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体の基部とそのくさび形特徴体の隣接する側壁の間の角度は約７０度から約９０度未満までの範囲内である。
様々な実施形態では、前記フィルター層の吸光係数ｋは約０．０１から約１の範囲内、例えば約０．０５から約１の範囲内でありうる。
幾つかの実施形態では、前記カバー板は反射防止膜を備えうる。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は台形断面形状を有しうり、この台形断面形状はカバー板の第１面に配置された基部縁と前記複数の電界発光素子に向かって突き出た反対側上縁とを有する。
幾つかの実施形態では、前記光学表示装置は電磁遮蔽層も近赤外遮蔽層も含まないことがある。
幾つかの実施形態では、前記複数の電界発光素子の各電界発光素子はＬＥＤから成る。
幾つかの実施形態では、前記裏面基板と前記カバー板は約１ｍｍから約５ｍｍの間隙によって隔てられていてよい。
様々な実施形態に係る光学表示装置は３０度より大きい視野角を示しうる。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体の屈折率をｎB、前記基質材の屈折率をｎFとして、Δｎ＝ｎB－ｎFは約－０．３から約０の範囲内、例えば約－０．１から約０の範囲内である。
前記光学表示装置では、約４０°以上の入射角で環境光反射が約５％未満でありうる。
幾つかの実施形態では、前記ベース層はガラスから成りうる。
幾つかの実施形態では、前記光学表示装置の環境コントラスト比は約４００以上でありえ、前記カバー板の透過率は６６％より大きい。
他の実施形態では、前記光学表示装置の環境コントラスト比は約５００以上でありえ、前記カバー板の透過率は６０％より大きい。
更に他の実施形態では、その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層、及び前記ベース層と前記フィルター層の間に配置された光吸収層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体を備え、各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板とを備え、前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置が説明される。
幾つかの実施形態では、前記光学表示装置は前記複数の第１くさび形特徴体と交互に平行列に配列された複数の第２くさび形特徴体を更に備えてもよく、前記複数の第１くさび形特徴体の高さはＨ１で、前記複数の第２くさび形特徴体の高さはＨ１と異なるＨ２である。
幾つかの実施形態では、Ｈ２はＨ１より小さくてよい。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ２を有しうる。前記複数の第１くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ１／Ｗ１は前記複数の第２くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ２／Ｗ２と異なりうる。
幾つかの実施形態では、Ｗ２はＷ１より小さくてよい。
更に他の実施形態では、その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体と、平行列に配列されたＨ１と異なる第２高さＨ２の複数の第２くさび形特徴体とを備え、前記複数の第１くさび形特徴体と前記複数の第２くさび形特徴体は交互に配列され、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体及び前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板とを備え、前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置が開示される。
前記光学表示装置は前記フィルター層と前記ベース層の間に配置された光吸収層を更に備えてもよい。
幾つかの実施形態では、前記複数の第２くさび形特徴体の高さは前記複数の第１くさび形特徴体の高さより小さくてよい。
幾つかの実施形態では、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ２を有し、前記複数の第１くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ１／Ｗ１は前記複数の第２くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ２／Ｗ２と異なりうる。
本書に開示された実施形態の追加の特徴及び利点は下記の詳細な説明で明らかにされ、その説明から部分的には当業者には明白であり、下記の詳細な説明、請求項、及び添付図面を含む本書に記載された実施形態を実施することで理解されるであろう。
上記概要説明と下記の詳細な説明の両方とも、本書に開示された実施形態の特質及び特性を理解するための概観又は枠組みを提供するように意図された実施形態を提示する。添付図面は更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ一部をなしている。図面は本開示の様々な実施形態を例示し、記述内容と共にそれらの原理と動作を説明する。
円偏光子を利用する従来の電界発光ディスプレイの概略図である。 本書に開示された実施形態に係る代表的な電界発光ディスプレイの概略図である。 本書に開示された実施形態に係るカバー板を製造する代表的な方法の概略図である。 電界発光素子の上に配置された傾斜したくさび形特徴体を示す代表的な画素の上面図である。 図２の電界発光ディスプレイの一部の断面側面図であり、コントラスト向上層の要素を示す。 図５Ａに描かれたくさび形特徴体の拡大断面図である（明瞭さのために塗りつぶしなし）。 本書に開示された実施形態に係る電界発光素子によって放出されくさび形特徴体と交わる光を示す概略図である。 くさび形特徴体高さに対する電界発光素子（ＬＥＤ）からの放出角の関数としての正規化された透過率のグラフである。 くさび形特徴体高さに対するディスプレイ裏面への環境光の入射角の関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子から放出されくさび形特徴体に入射しそれから反射された光線を示す概略図である。 くさび形特徴体から臨界角で反射された光線を示す図である。 くさび形特徴体と周囲の基質材の間の様々な屈折率差に対するくさび形特徴体への入射角の関数としての正規化された反射率のグラフである。 正規化された強度の視野角θVの関数としてのグラフである。 円偏光子（ＣＰ）を利用する表示装置に対するくさび形特徴体（ＷＳＦ）を利用する表示装置の可能性のある透過率利点を示すグラフである。 ０°及び５０°の入射角の入射環境光線に対するくさび形特徴体を備える表示装置と円偏光子の正規化された反射率を描くグラフである。 くさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。 吸光係数ｋの関数としてのカバー板透過率のグラフである。 様々のｋ値と７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての正規化された透過率のグラフである。 様々のｋ値と５０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての反射率のグラフである。 様々のｋ値と７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度の幾つかのｋ値に対するグラフであり、５０μｍの高さのくさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置と５０μｍの高さのくさび形特徴体を備え光吸収層のない表示装置を比較する。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度の幾つかのｋ値に対するグラフであり、７０μｍの高さのくさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置と７０μｍの高さのくさび形特徴体を備え光吸収層のない表示装置を比較する。 反射率の関数としての環境コントラスト比のグラフであり、異なるレベルの環境照明の下での環境コントラスト比（ＡＣＲ）の予測と達成可能なＡＣＲとを示す。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び第２アスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を備える表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。 ピッチの関数としての正規化された透過率を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 ピッチの関数としての反射率を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示カバー板についての複数の第２くさび形特徴体の高さＨ２の関数としての透過率のグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示カバー板についての複数の第２くさび形特徴体の高さＨ２の関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体と第２アスペクト比の複数の第２くさび形特徴体と光吸収層とを有する表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。
添付の図面にそれらの例が示された本開示の実施形態を詳細に記述する。可能ならいつでも、同じ又は類似の部品を指すために同じ符号を全図面に亘って使用する。しかし、本開示は多くの異なる形態で具体化されてよいし、本明細書に明記された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
本明細書で使用されるように、用語「約」は、量、サイズ、配合、パラメータ、及び他の数量、及び特性は正確でなくまた正確である必要がなく、要望通り、許容誤差、換算率、丸め、測定誤差など、及び当業者に既知の他の因子を反映して、おおよそ及び／又はより大きいか小さい場合があることを意味する。
範囲は本明細書で「約」特定の値から及び／又は「約」別の特定の値までとして表されうる。そのような範囲を表す時、別の実施形態はその特定の値からその別の特定の値までを含む。同様に、先行する「約」の使用により値が近似値として表される時、その特定の値は別の実施形態を形成することは理解されるであろう。各範囲の端点は他の端点と関連してまた他の端点と独立して意味があることも理解されるであろう。
本書で使用される方向の用語、例えば上方、下方、右、左、前、後、上面、底面は描かれた図を参照してのみ使用され、絶対的な方向を示唆するように意図されていない。
そうでないと明確に記述されていない限り、本書で明らかにされるどんな方法も、特定の順序でそのステップが実行されること要求していると解釈されることも、またどんな装置でも特定の向きが要求されることも決して意図していない。従って、方法請求項がそのステップが従う順序を実際に明記しない場合、又は装置請求項が個々の部品の順序又は向きを実際に明記しない場合、又は請求項又は説明でステップが特定の順序に限定されるべきであると明記されていない、又は装置の部品の特定の順序又は向きが明記されていない場合、順序又は向きがどんな点でも推測されることは決して意図されていない。この事は、ステップの配列、動作フロー、部品の順序、又は部品の向きに関する論理事項、文法構成又は句読点から導出される平易な意味、本書で説明される実施形態の数又は種類を含む、解釈のためのどんな可能な非明示の根拠にも当てはまる。
本書で使用されるように、文脈からそうでないと明らかに指示されない限り、英語の単数形「a」、「an」、及び「the」は複数の指示対象を含む。従って、例えば、１つの構成要素への言及は、文脈からそうでないと明らかに示されない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する態様を含む。
語「代表的な」、「例」、又はそれらの様々な形は本明細書で例又は例示として働くことを意味するのに使用される。「代表的な」又は「例」として本書に記載されたどんな態様又は構成も他の態様又は構成に比べて好適又は有利であると解釈されるべきでない。また、例は明確さ及び理解の目的のためにだけ提供され、開示対象又は本開示の関連部分を限定するように決して意図されていない。様々な範囲の無数の追加の又は代わりの例を提示できたが、簡潔さの目的のために省略されていることは理解されうる。
本書で使用されるように、用語「comprising」及び「including」、及びそれらのバリエーションは、そうでないと示されない限り、同義でオープンエンドであると解釈されるべきである。移行句comprising又はincludingに続く要素のリストは非排他的リストであり、リストに具体的に記述されたそれらの他に要素が存在することがある。
本明細書で使用される用語「実質的な」、「概ね」及びそれらのバリエーションは記述された特徴が、ある値又は記述に等しい又はほぼ等しいことを表すよう意図されている。例えば、「概ね平面の」表面は、平面又はほぼ平面である表面を示すよう意図されている。また、「概ね」は２つの値が等しい又はほぼ等しいことを示すよう意図されている。幾つかの実施形態では、「概ね」は互いから約１０％以内の値、例えば互いから約５％以内、又は互いから約２％以内の値を示す場合がある。
電界発光ディスプレイは、環境コントラスト劣化を引き起こしうる表面反射による悪影響を受けることがある。例えば、図１は複数の電界発光素子１４、例えばＬＥＤがその上に配置された裏面基板１２を備える従来のマイクロＬＥＤディスプレイ１０の一部を示す断面図を描く。電界発光ディスプレイ１０は更にカバー板１８を備える。カバー板１８は、位相遅延層２０及び直線偏光層２２を含みうり、それらは一緒に円偏光子２４を構成する。図１に示すように、環境光線２６はカバー板１８を通ってディスプレイ１０に入り、裏面基板１２の第１表面２８にその法線に対して入射角θincで入射し、裏面基板１２から反射されうる。光線３０は反射角θrefで反射された環境光を表す。複数の電界発光素子１４も光線３２を生成し放出しうる。放出光３２は図のように外部観察者３４に向かってカバー板１８を透過しうる。反射された環境光３０は放出光３２と競合し、その結果、観察者３４が見た表示された画像のコントラストが低下しうる。即ち、ディスプレイ１０又はその一部が観察者には色あせて見えうる。
環境コントラスト劣化を回避するために、コントラスト向上カバー板が発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、又は量子ドットディスプレイを含む電界発光ディスプレイ用途に提供されるが、カバー板は特にマイクロＬＥＤディスプレイに有用である。幾つかの実施形態では、カバー板は、反射された環境光が電界発光素子によって放出された光と競合するのを抑制するように構成された微細複製コントラスト向上フィルターを備えうる。幾つかの実施形態では、電界発光ディスプレイは約数十μｍから数百μｍの画素サイズを持ちうる。例えば、電界発光ディスプレイは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）ＬＥＤを備えてもよく、赤、緑、及び青ＬＥＤの各組が画素を構成する。幾つかの実施形態では、例えばマイクロＬＥＤのサイズ（例えば、ＬＥＤの一辺の寸法）は約１０μｍから約１０００μｍの範囲内でありうる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤチップは約１０μｍ２から約１０００μｍ２の範囲の面積を有しうる。このような実施形態では、各ＬＥＤチップの発光面積のサイズは画素面積の約２０％未満でありうる。
幾つかの実施形態では、カバー板は画素又はその部品からの環境光反射を低減又は除去するための要素を備えうる。幾つかの実施形態では、それらの要素は列に配列された複数の光吸収くさび形特徴体、例えば台形状特徴体から成りうる。くさび形特徴体は数値的に評価され、画素電界発光素子（例えば、個々のＬＥＤ）によって反射された環境光を低減又は除去するように最適化されうる。
図２は、複数の電界発光素子１０４がその上に配置された裏面基板１０２とコントラスト向上層１０８を含むカバー板１０６とを備えた、本開示に係る代表的な電界発光表示装置１００の断面図である。電界発光素子１０４は画像画素の個々の画素要素であってよく、従って、異なる色、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び／又は青（Ｂ）を表示するように構成されてよい。幾つかの実施形態では、カバー板１０６は裏面基板１０２から空隙１１０により離されうる。例えば、空隙１１０は約５０μｍから約５μｍの範囲内、例えば約１００μｍから約５μｍの範囲内、約２００μｍから約４μｍの範囲内、約３００μｍから約３ｍｍの範囲内、又は約１ｍｍから約３ｍｍの範囲内でありえ、範囲はそれらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む。
コントラスト向上層１０８はベース層１１２及びフィルター層１１４を含みうる。幾つかの実施形態では、ベース層１１２はガラス材料、例えばアルミノケイ酸ガラス材料などのケイ酸塩ガラス材料から成りうる。他の実施形態では、ベース層１１２はポリマー材料から成りうる。フィルター層１１４は支持層１１６及び光調節層１１８を含んでもよい。
カバー板１０６は反射防止層１２０を更に備えてもよい。コントラスト向上層１０８は接着剤層１２２によって反射防止層１２０に接合されてもよい。幾つかの実施形態では接着剤層１２２は感圧接着剤から成ってもよい。
光調節層１１８は光透過領域１２６によって分離された複数の第１光吸収くさび形特徴体１２４を備える。複数の第１光吸収くさび形特徴体１２４は、可視領域の少なくとも一部の光を吸収又は阻止しうる任意の適切な材料から成ってよい。幾つかの実施形態では、光吸収材料は黒着色剤、例えばカーボンブラックなどの黒い微粒子を含みうる。カーボンブラックは約１０μｍ以下、例えば約５μｍ以下、１μｍ以下、約５００ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下の粒子サイズを有しうり、範囲はそれらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む。幾つかの実施形態では、カーボンブラックは約１μｍ以下の平均粒子サイズを有しうる。幾つかの実施形態では、光吸収材料は白、赤、緑、又は黄色などの他の色の着色剤を含みうる。他の実施形態では、吸収材料（例えば、カーボンブラック、顔料又は染料、又はそれらの組み合わせ）が適切な基質材内に分散されてもよい。
図３を参照すると、カバー板１０６を形成するための典型的なプロセス２００が示されている。第１ステップ２０２で、適切な基質材１２８（例えば、アクリル樹脂及びビスフェノールフッ素ジアクリレート）が支持層１１６（例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）から成る層）上に堆積される。基質材１２８はステップ２０４で、例えばパターン付きローラを使ってパターン付けされ、くさび形凹部１３０が作製されうる。パターン生成は、例えばロールツーロール・プロセスで実行されうる。基質材は全体又は部分的に硬化され、次にステップ２０６で光吸収材料１３２で満たされうる。光吸収材料は硬化され、次にステップ２０８に示すようにベース層１１２の表面に、例えば接着剤層１３４（例えば、感圧接着剤）を用いて貼り付けられコントラスト向上層１０８を形成しうる。
図４は電界発光ディスプレイの一部（例えば、一画素）の観察者側から見た上面図であり、平行に配列された複数の第１細長いくさび形特徴体１２４の列を示す。各くさび形特徴体は縦軸１３６を備える。図示のように、くさび形特徴体は電界発光素子と観察者の間に位置する。更に図示されるように、複数の第１くさび形特徴体１２４は電界発光素子１０４の列のアライメント軸１３８と整列していないことがあるが、代わりに電界発光素子を角度σで斜めに横切る場合がある。角度σは約０から約１０度の範囲内、例えば０度超から約１０度の範囲内でありうる。
フィルター層１１４の設計のための条件は、くさび形特徴体の構造変動及び屈折率に関するパラメータ研究によって特定されうる。例えば、幾つかの実施形態では、複数の第１くさび形特徴体の個々のくさび形特徴体のその基部１４０での最大幅Ｗ１は、５０％超の透過率Ｔの場合、表示画素の長さＬ（画素）の半分（Ｌ（画素）／２）未満でありうる。透過率は特定の形状を通過する光パワーと法線方向に沿って投入された光パワーの比である。例えば、幾つかの実施形態では、くさび形特徴体最大幅Ｗ１は約１０μｍから約１００μｍの範囲内でありうる。例えば、幾つかの特定の裏面基板構成（例えば、ＬＥＤチップサイズ＝３８×５４μｍ２、Ｌ（画素）＝４３２μｍ、Ｄ（チップツーチップ）＝１００μｍ）の場合、Ｗ１は約２０μｍから約２５μｍの範囲内でありうる。幾つかの実施形態では、Ｌ（画素）は約１０μｍから約１０００μｍの範囲内でありうる。
図５Ａ及び５Ｂはコントラスト向上層１０８の一部を示し、くさび形特徴体１２４の寸法パラメータを示す。幾つかの実施形態では、複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体１２４は、その基部１４０での最大幅Ｗ１（図５Ｂ参照、明瞭さのために塗りつぶしは省略）、くさび形特徴体の基部１４０から反対側端１４２までの高さＨ１、１つのくさび形特徴体１２４の中心から直ぐ隣のくさび形特徴体１２４の中心まで距離であるピッチＰ１、及びくさび形特徴体１２４の基部１４０とその隣接する辺１４４の間のくさび角βを有しうる。
幾つかの実施形態では、くさび角βは約７０度から９０度未満の範囲内でありうる。即ち、基部１４０での最大幅Ｗ１は反対側端１４２でのより狭い幅より大きい。言い換えると、くさび形特徴体は、基部１４０と基部１４０から複数の電界発光素子１０４に向かって突き出た反対側端１４２を有する台形断面形状を有しうる。この構成は環境光低減を向上させ、同時に電界発光ディスプレイにより大きな視野角を提供しうる。視野角は観察者への電界発光ディスプレイの輝度が電界発光ディスプレイの法線（例えば、カバー板の法線）に沿って評価された輝度の半分となる角度である。
図６は、特徴幅Ｗ１の関数としてのモデル化されたカバー板透過率を示すグラフである。このデータはくさび形特徴体幅Ｗ１が減少すると透過率が増加することを示す。約６６％超の透過率の場合、くさび形特徴体幅は約２５μｍでありうるが、所望の透過率に依って他の幅も可能である。
図７及び８は異なるくさび形特徴体高さＨ１に対するＬＥＤ放出角の関数（図７）としての透過率及び入射角の関数（図８）としての反射率をそれぞれ示す。図７に示されたデータはくさび形特徴体高さＨ１が減少すると透過率が望ましくも増加することを示す。逆に、図８に示されたデータはくさび形特徴体高さＨ１が減少すると反射率が望ましくないが増加することを示す。電界発光素子の放出角が増加すると、透過率は減少する。環境光の入射角が増加すると、約６０°の入射角に達するまで反射率は減少し、次に大きな高さ（約５０μｍ超）と小さい高さ（約５０μｍ未満、例えば２０μｍ）とで分岐する。２０μｍと１０μｍの高さＨ１で約６０°超の入射角の場合、反射率は増加するが、５０μｍ～１５０μｍの高さの場合、減少する。従って、くさび形特徴体高さには、特定の装置構成に対して最適な高さＨ１を見つけるために透過率と反射率の間のトレードオフが必要となりうる。
様々な実施形態では、高さＨ１は約５０μｍから約１００μｍの範囲内でありうる。従って、幾つかの実施形態では、くさび形特徴体１２４の高さ幅アスペクト比Ｈ１／Ｗ１は約２以上、例えば約３以上でありうる。幾つかの実施形態では、例えばアスペクト比Ｈ１／Ｗ１は約３から約６の範囲内、又は約３から約５の範囲内、又は約５未満、又は約４未満でありうる。
幾つかの実施形態では、くさび形特徴体１２４のピッチＰ１はＤ（チップツーチップ）以下でありうる。例えば、ピッチＰ１は約４０μｍから約５００μｍの範囲内、例えば約５０μｍから約２００μｍの範囲内、約６０μｍから約１５０μｍの範囲内、約６０μｍから約１００μｍの範囲内、又は約６０μｍから約９０μｍの範囲内でありえ、範囲はそれらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む。
また、各くさび形特徴体１２４は屈折率ｎＢを有し、基質材１２８は屈折率ｎＦを有しうる。幾つかの実施形態では、くさび形特徴体１２４の屈折率ｎＢはディスプレイの視野角を向上させるために選択されうる。例えば、図９は２つの隣接するくさび形特徴体（明瞭さのために塗りつぶしは省略）と、電界発光素子１０４によって放出されくさび形特徴体１２４の側面１４６とその法線１４８に対して角θＢで交わる光線３２とを示す概略図である。図１０はθＢが全反射が起こる臨界角θC（＝arcsin ｎＢ/ｎF）以上の場合を示す拡大図である。くさび形特徴体１２４の屈折率ｎＢと周囲の基質材１２８の屈折率ｎＦの差Δｎ、即ち、Δｎ＝ｎＢ－ｎＦは、図１１のモデル化されたデータに示されるように大きな入射角（例えばθＢ＞θC）で全内部反射のため大きな反射率値を生じうる。図１２は、幾つかのΔｎ値に対するモデル化され正規化された光強度の視野角θVの関数としてのグラフであり、ランバーシアン分布と比較されている。複数のくさび形特徴体１２４を平行列に配列すること、くさび形特徴体の基部とその隣接する辺の間のくさび角β、高さ幅（Ｈ／Ｗ）アスペクト比、及び基部と複数の電界発光素子に向かって突き出た反対側上部とを有する台形断面形状は、全て透過率及び視野角の改善に貢献する。このデータは、くさび形特徴体の周りの基質材の屈折率ｎＦより小さい屈折率ｎＢを持つ材料をくさび形特徴体用に選択することで視野角が改善（増加）しうることを示す。例えば、視野角は３０度超又は４０度超又は４５度超へ改善される場合がある。様々な実施形態で基質材１２８及び／又は光吸収材料１３２は約－０．５から約０の範囲内、例えば約－０．３から０の範囲内のΔｎを提供するように選択されうる。
図１３及び１４は、くさび形特徴体（ＷＳＦ）１２４を含むカバー板と従来の円偏光子（ＣＰ）を備える表示装置とのモデル化された透過率と反射率をそれぞれ示す。図１３のデータは、本書に記載したくさび形特徴体を使用するカバー板の透過率の約２２％増加を予測する。図１４は入射角０°と５０°で入射する環境光線の場合、環境反射光量はくさび形特徴体ディスプレイの場合はより大きい可能性があるが、円偏光子を備えるディスプレイは５０°の入射角θincで同じ入射角でＷＳＦディスプレイに比べて反射光のかなりの増加を示す。ＷＳＦカバー板の改善された光透過率により、電界発光素子（例えば、マイクロＬＥＤ）への電流のより少ない注入を利用して円偏光カバー基板と同じ輝度を得ることができる。これは表示装置（例えば、マイクロＬＥＤディスプレイ）に、例えばより長いディスプレイ寿命及び信頼性を含む追加の利点を提供する。幾つかの実施形態では、ＷＳＦカバー板の光透過率は少なくとも５０％、例えば少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％でありうる。
図１５を見ると、更に他の実施形態では、フィルター層１１４は、光調節層１１８とベース層１１２の間に配置された任意選択の吸収層１５０を含んでもよい。光吸収層１５０はくさび形特徴体１２４と同じ又は類似の材料から形成されうる。従って、様々な実施形態では、光吸収層１５０の透過率は、光吸収層１５０に配置された光吸収材料１３２の密度及び／又は光吸収層１５０の厚み１５１を制御して所定の透過率を得ることで制御されうる。例えば、光吸収層１５０は炭素粒子（例えば、カーボンブラック）又は他の適切な粒子を約１重量％から約２０重量％の範囲内、例えば約５重量％から１５重量％の範囲内の密度で含みうる。光吸収層１５０の厚みは約１０ｎｍから約１μｍの範囲内でありうる。下記により詳細に説明するように、幾つかの実施形態では、密度及び／又は厚みが少なくとも約６０％の透過率を得るために使用されうる。くさび形特徴体１２４を有するが光吸収層１５０のないカバー板と比較して光吸収層１５０はカバー板１０６の透過率の小さい低減を引き起こしうるが、結果としてコントラスト比が増加する。例えば、幾つかの実施形態では、くさび形特徴体１２４及び光吸収層１５０両方を含むことで約５００以上のコントラスト比が得られうる。
光吸収層１５０の吸光係数ｋは目標透過率、例えば６０％以上の透過率と釣り合うように選択されうる。吸光係数ｋは複素屈折率（ｎ＋ｉｋ）の虚数成分であり、吸収レベルを決める光吸収層１５０の粒子密度及び／又は厚みを選択することで変えられうる。吸光係数ｋは次式で計算されうる。Ｔ＝ｅ＾（４ｎｋ／λ）ｄ、ここでＴは透過率、ｄは膜厚、ｎは屈折率を表し、＾は指数を示す。図１６は層厚ｄ（０．１μｍから１０μｍ）とその吸光係数ｋに対する薄い吸収層１５０の光透過率（又は吸収）の理論予測を透過率Ｔ（＝１－吸光度Ａ）の関数として示す。
光吸収層１５０の性能効果は光線光学シミュレーションによって数値評価された。その分析結果を図１７～１９に示す。くさび形特徴体１２４のピッチＰ１（空間周期）はｋと共に分析された幾何パラメータの１つであった。この分析に関して、裏面基板１０２の反射率は入射環境光の１０％と仮定された。カバー板の目標透過率及び反射率はそれぞれ６０％及び７０％であった。図１７は、様々なｋ値及び７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するピッチＰ１の関数としての透過率のグラフである。このデータは、ｋが増加して（光吸収層１５０の吸光性が増す）、例えば０．０５超になると、透過率はそれに応じて減少する（反射率は環境コントラスト比（ＡＣＲ）に逆比例するので、光透過率及びＡＣＲは相反する関係にある）ことを示す。ＡＣＲは１＋Ｉ０／（Ｉａｍｂ－Ｒａｍｂ）として計算される。ここでＩ０はオン状態の電界発光素子によって放出された光の強度、Ｉａｍｂは環境光の強度、Ｒａｍｂは環境光の反射率である。透過率及び反射率要求の両方を満たすために、図１７に示すように、ｋは約０．０５から約１の範囲内であるように選択されうる。ｋの選択も光吸収層１５０の厚みに依存しうる。例えば、光吸収層１５０の厚み１５１は約０．１μｍから約１０μｍの範囲内でありうる。
また、くさび形特徴体１２４の高さＨ１は約５０μｍから約７０μｍの範囲に亘って評価された。図１８は、様々なｋ値及び５０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するピッチの関数としてのモデル化された反射率のグラフであり、図１９は、様々なｋ値及び７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するピッチの関数としてのモデル化された反射率のグラフである。このデータは、ｋが増加すると、反射率は減少するが、反対にピッチが増加すると、反射率は増加することを示す。試験は、くさび形特徴体の高さＨ１を減少させることは凹部１３０のパターン形成とこれらの凹部を光吸収材料１３２で埋めるプロセスの両方の信頼性を向上させうることを示した。これらの特性は、反射率を最小にするピッチ、くさび形特徴体高さ、及びｋの間の適切なトレードオフを見つけるのに使用されうる。興味深いことに、両方のシミュレーションで大きなｋ値、即ち、ｋ＝０．５に対するデータは、ピッチ及び高さ両方に対して低い反射率感度を示す（より小さいｋ値で明白な傾斜）。即ち、このデータは、高ｋ値ではくさび形特徴体ピッチ及び高さが変化しても反射率はほとんど変化しないことを示す。
光吸収層１５０が存在するディスプレイ（例えば、カバー板１０６）から放出されたＬＥＤ光の角放出プロファイルも分析された。放出プロファイルは電界発光ディスプレイ視野角を求めるのを助けうる。Ｈ１＝５０μｍ（図２０）と７０μｍ（図２０及び２１）の場合が再び評価され光吸収層１５０のないカバー板と比較された。図２０及び２１は、電界発光素子放出角の関数としてのモデル化され正規化された強度を表す。この分析は、くさび形特徴体１２４に加えて光吸収層１５０の存在が視野角を光吸収層１５０なしのカバー板に比べて増加させうることを立証した。このデータは、くさび形特徴体１２４及び約０．０１から約０．１の範囲内の吸光比を示す光吸収層１５０両方を備えるカバー板はマイクロＬＥＤディスプレイにおいて５００超のＡＣＲを提供できることを示す。
図２２は全光線反射率の関数としてのモデル化された環境コントラスト比を示すグラフである。このデータは異なるレベルの環境照明の下での環境コントラスト比（ＡＣＲ）の予測と達成可能なＡＣＲとを示す。例えば、軸１５３は、本書に開示された複数のくさび形特徴体及び光吸収層１５０を備える表示装置を表し、軸１５５は、くさび形特徴体１２４を備えるが光吸収層１５０のない同じ表示装置を表す。比較として、軸１５７はくさび形特徴体１２４も光吸収層１５０もない同じ表示装置を表す。裏面基板からの環境光反射量は１０％と仮定した。このデータは、光吸収くさび形特徴体１２４とそれに組み合わされくさび形特徴体とベース層の間に配置された光吸収層１５０とを備える表示装置により５００超のＡＣＲが達成可能であることを示す。
カバー板１０６の更に別の実施形態が図２３に示され、このカバー板は異なる高さ及び異なる幅のくさび形特徴体の交互の列を備えうる。図２３はベース層１１２と複数のくさび形特徴体が埋め込まれた光調節層１１８とを備えるカバー板１０６の一部の断面図を描く。複数のくさび形特徴体は前述したのと同じ属性を有する複数の第１くさび形特徴体１２４と複数の第２くさび形特徴体３００とを含みうる。複数の第１くさび形特徴体１２４は前述した最大幅Ｗ１及び高さＨ１の細長いくさび形特徴体の列として配列されうる。複数の第２くさび形特徴体３００もくさび形特徴体３００の基部での最大幅Ｗ２及び高さＨ２の細長いくさび形特徴体の平行列として配列されうる。高さＨ２は、くさび形特徴体１２４と同様にくさび形特徴体３００の基部から反対側端（ベース層１１２から最も遠い端）までである。複数の第２くさび形特徴体は複数の第１くさび形特徴体と交互に配列されうる。幾つかの実施形態では、複数の第２くさび形特徴体のくさび形特徴体３００の高さＨ２は複数の第１くさび形特徴体のくさび形特徴体１２４の高さＨ１より小さくてもよい。幾つかの実施形態では、複数の第２くさび形特徴体のくさび形特徴体３００の最大幅Ｗ２は複数の第１くさび形特徴体のくさび形特徴体１２４の最大幅Ｗ１より小さくてもよい。従って、幾つかの実施形態では、高さＨ２及び最大幅Ｗ２両方が複数の第１くさび形特徴体のくさび形特徴体１２４の高さＨ１及び最大幅Ｗ１より小さくてもよい。幾つかの実施形態では、アスペクト比Ｈ１／Ｗ１は約３以上、例えば約３から約６の範囲内でありうる。
図２３を依然参照すると、くさび形特徴体１２４はピッチＰ１で周期的に配置され、隣接するくさび形特徴体間の分離距離（くさび形特徴体１２４の中心から隣接するくさび形特徴体１２４の中心まで）を画定する。様々な実施形態では、複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は約５０μｍから約２００μｍの範囲内、例えば約６０μｍから約１５０μｍ、約６０μｍから約１００μｍ、又は約６０μｍから約９０μｍの範囲内でありうる。また、くさび形特徴体３００はピッチＰ２で周期的に配置され、隣接するくさび形特徴体３００間の分離距離（くさび形特徴体３００の中心から隣接するくさび形特徴体３００の中心まで）を画定する。様々な実施形態では、各くさび形特徴体３００は隣接するくさび形特徴体１２４間の途中にＰ２がＰ１と等しくなるように配置されうる。即ち、複数の第２くさび形特徴体は複数の第１くさび形特徴体の間に等間隔で配置されうる。従って、くさび形特徴体１２４の中心と隣接するくさび形特徴体３００の中心との距離はＰ１／２でありうる。
図２４及び２５は、Ｐ２＝Ｐ１と仮定しピッチＰ１の関数としての透過率（図２４）及び反射率（図２５）を示すモデル化されたデータを示す。このデータは一種類のくさび形特徴体を有するディスプレイと二種類のくさび形特徴体を有するディスプレイ（複数の第２くさび形特徴体の高さは複数の第１くさび形特徴体の高さと異なる）の比較を示す。このデータはまた、より大きなピッチＰ１（例えば、９０μｍ）の二種類のくさび形特徴体を有するディスプレイは、同じ高さで短いピッチ（例えば、６０μｍ）の一種類のくさび形特徴体を有するディスプレイと類似した光学性能を有しうるとともに、６０％超の透過率及び８％未満の反射率を維持する要望を満たすことを示す。複数の第２くさび形特徴体の追加は、観察者の視点から見てくさび形特徴体の全体パターンの密度を高くしうるが、追加された低いアスペクト比のくさび形特徴体は観察者の視野角を低下させず、環境光排除を助ける吸光形状を提供しうる。
図２６及び２７は二種類のくさび形特徴体を有するディスプレイのモデル化されたデータを提示し、高さＨ２の関数として透過率（図２５）及び反射率（図２６）を示す。１０μｍから７０μｍの範囲のＨ２で、結果はピッチ変動で観察された傾向と異なる。しかし、吸収材料の吸光性が高い、例えば吸光係数ｋが０．１超であるとの仮定の下で１０％未満の透過率変化及び１％未満の反射率変化を考えると、Ｈ２の影響は大きくない。
このデータはより大きな高さＨ２はより大きな透過率及びより低い反射率を生じさせることを示す。全内部反射を引き起こす表面領域が広がるので、透過率はより大きな高さＨ２に応じて増加する。しかし、複数の第２くさび形特徴体の増加したアスペクト比により反射率は減少する。
図２８は一種類の（第１）くさび形特徴体を有する電界発光素子及び二種類の（第１及び第２）くさび形特徴体を有するディスプレイから放出された光のモデル化された角放出プロファイルのグラフである。この比較では、一種類のくさび形特徴体を有するディスプレイ及び二種類のくさび形特徴体を有するディスプレイはそれぞれ６０μｍ及び９０μｍのピッチ（Ｐ１、Ｐ２）を有する。このデータは、異なるアスペクト比の二種類のくさび形特徴体を有するディスプレイは、基本的光学性能を犠牲にすることなく一種類のくさび形特徴体を有するディスプレイと比べて改善された視野角を有しうることを示す。
図２９は本開示に係るカバー板の更に別の実施形態を示す。図２９のカバー板は、異なる高さ及び最大幅を有する複数の第１及び第２くさび形特徴体と、これらのくさび形特徴体とベース層１１２の間に配置された光吸収層１５０とを備える。
本開示の要旨と範囲から逸脱することなく様々な改良及び変更が本開示の実施形態に対してなしうることは当業者には明白であろう。従って、そのような改良及び変更が添付の請求項とそれらの等価物の範囲内に入る場合、本開示はそれらを含むことが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
光学表示装置であって、
その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、
前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体を備え、各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板と
を備え、
前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置。
実施形態２
前記カバー板は前記フィルター層と前記ベース層の間に配置された光吸収層を更に備える、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態３
前記光吸収層の厚みは約１０ｎｍから約１μｍの範囲内である、実施形態２記載の光学表示装置。
実施形態４
前記複数の第１くさび形特徴体の高さＨ１は約１０μｍから約１００μｍの範囲内である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態５
前記カバー板は、Ｈ１と異なる第２高さＨ２の複数の第２くさび形特徴体を更に備え、前記複数の第１くさび形特徴体と前記複数の第２くさび形特徴体は交互に配列される、実施形態４記載の光学表示装置。
実施形態６
Ｈ１は約５０μｍから約１００μｍの範囲内である、実施形態４記載の光学表示装置。
実施形態７
Ｈ２は約５μｍから約８０μｍの範囲内である、実施形態５記載の光学表示装置。
実施形態８
前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は第１最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体はＷ１と異なる第２最大断面幅Ｗ２を有する、実施形態５記載の光学表示装置。
実施形態９
Ｗ１は約１０μｍから約１００μｍの範囲内である、実施形態８記載の光学表示装置。
実施形態１０
Ｗ２は約１０μｍから約５０μｍの範囲内である、実施形態８記載の光学表示装置。
実施形態１１
Ｈ１／Ｗ１は約２以上である、実施形態８記載の光学表示装置。
実施形態１２
Ｈ１／Ｗ１は約２から約６の範囲内である、実施形態１１記載の光学表示装置。
実施形態１３
前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は約２０μｍから約２００μｍの範囲内である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態１４
前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は約２０μｍから約２００μｍの範囲内であり、前記複数の第２くさび形特徴体のピッチＰ２は前記複数の第１くさび形特徴体の前記ピッチに等しい、実施形態５記載の光学表示装置。
実施形態１５
前記複数の第１くさび形特徴体は互いに等間隔で配置される、実施形態１４記載の光学表示装置。
実施形態１６
前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体の基部とそのくさび形特徴体の隣接する側壁の間の角度は約７０度から約９０度未満までの範囲内である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態１７
前記フィルター層の吸光係数ｋは約０．０１から約１の範囲内である、実施形態２記載の光学表示装置。
実施形態１８
ｋは約０．０５から約１の範囲内である、実施形態１７記載の光学表示装置。
実施形態１９
前記カバー板は反射防止膜を備える、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２０
電磁遮蔽層も近赤外遮蔽層も含まない実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２１
前記複数の電界発光素子の各電界発光素子はＬＥＤから成る、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２２
前記裏面基板と前記カバー板は約１ｍｍから約５ｍｍの間隙によって隔てられている、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２３
３０度より大きい視野角を示す実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２４
前記複数の第１くさび形特徴体の屈折率をｎB、前記基質材の屈折率をｎFとして、Δｎ＝ｎB－ｎFは約－０．３から約０の範囲内である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２５
Δｎは約－０．１から約０の範囲内である、実施形態２４記載の光学表示装置。
実施形態２６
約４０°以上の入射角で環境光反射が約５％未満である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２７
前記カバー板の光透過率は少なくとも約６０％である、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２８
前記ベース層はガラスから成る、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態２９
前記光学表示装置の環境コントラスト比は４００超であり、前記カバー板の透過率は約５５％より大きい、実施形態１記載の光学表示装置。
実施形態３０
前記光学表示装置の環境コントラスト比は５００超であり、前記カバー板の透過率は約５０％より大きい、実施形態２記載の光学表示装置。
実施形態３１
光学表示装置であって、
その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、
前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層、及び前記ベース層と前記フィルター層の間に配置された光吸収層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体を備え、各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板と
を備え、
前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置。
実施形態３２
前記複数の第１くさび形特徴体と交互に平行列に配列された複数の第２くさび形特徴体を更に備え、前記複数の第１くさび形特徴体の高さはＨ１で、前記複数の第２くさび形特徴体の高さはＨ１と異なるＨ２である、実施形態３１記載の光学表示装置。
実施形態３３
Ｈ２はＨ１より小さい、実施形態３２記載の光学表示装置。
実施形態３４
前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ２を有し、前記複数の第１くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ１／Ｗ１は前記複数の第２くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ２／Ｗ２と異なる、実施形態３２記載の光学表示装置。
実施形態３５
Ｗ２はＷ１より小さい、実施形態３４記載の光学表示装置。
実施形態３６
光学表示装置であって、
その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、
前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体と、平行列に配列されたＨ１と異なる第２高さＨ２の複数の第２くさび形特徴体とを備え、前記複数の第１くさび形特徴体と前記複数の第２くさび形特徴体は交互に配列され、前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体及び前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板と
を備え、
前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置。
実施形態３７
前記フィルター層と前記ベース層の間に配置された光吸収層を更に備える実施形態３６記載の光学表示装置。
実施形態３８
前記複数の第２くさび形特徴体の高さは前記複数の第１くさび形特徴体の高さより小さい、実施形態３６記載の光学表示装置。
実施形態３９
前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体は最大断面幅Ｗ２を有し、前記複数の第１くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ１／Ｗ１は前記複数の第２くさび形特徴体のアスペクト比Ｈ２／Ｗ２と異なる、実施形態３６記載の光学表示装置。
１０ マイクロＬＥＤディスプレイ
１２ 裏面基板
１４ 電界発光素子
１８ カバー板
２０ 位相遅延層
２２ 直線偏光層
２４ 円偏光子
２６ 環境光線
３２ 放出光
３４ 観察者
１００ 光学表示装置
１０２ 裏面基板
１０４ 電界発光素子
１０６ カバー板
１０８ コントラスト向上層
１１０ 空隙
１１２ ベース層
１１４ フィルター層
１１６ 支持層
１１８ 光調節層
１２０ 反射防止層
１２２ 接着剤層
１２４ くさび形特徴体
１２６ 光透過領域
１２８ 基質材
１３０ くさび形凹部
１３２ 光吸収材料
１３４ 接着剤層
１３６ 縦軸
１３８ アライメント軸
１４０ 基部
１４２ 反対側端
１４４ 辺
１５０ 光吸収層
３００ 第２くさび形特徴体
円偏光子を利用する従来の電界発光ディスプレイの概略図である。 本書に開示された実施形態に係る代表的な電界発光ディスプレイの概略図である。 本書に開示された実施形態に係るカバー板を製造する代表的な方法の概略図である。 電界発光素子の上に配置されたくさび形特徴体を示す代表的な画素の上面図である。 図２の電界発光ディスプレイの一部の断面側面図であり、コントラスト向上層の要素を示す。 図５Ａに描かれたくさび形特徴体の拡大断面図である（明瞭さのために塗りつぶしなし）。 特徴幅Ｗ１の関数としてのモデル化されたカバー板透過率を示すグラフである。 くさび形特徴体高さに対する電界発光素子（ＬＥＤ）からの放出角の関数としての正規化された透過率のグラフである。 くさび形特徴体高さに対するディスプレイ裏面への環境光の入射角の関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子から放出されくさび形特徴体に入射しそれから反射された光線を示す概略図である。 くさび形特徴体から臨界角で反射された光線を示す図である。 くさび形特徴体と周囲の基質材の間の様々な屈折率差に対するくさび形特徴体への入射角の関数としての正規化された反射率のグラフである。 正規化された強度の視野角θVの関数としてのグラフである。 円偏光子（ＣＰ）を利用する表示装置に対するくさび形特徴体（ＷＳＦ）を利用する表示装置の可能性のある透過率利点を示すグラフである。 ０°及び５０°の入射角の入射環境光線に対するくさび形特徴体を備える表示装置と円偏光子の正規化された反射率を描くグラフである。 くさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。 吸光係数ｋの関数としてのカバー板透過率のグラフである。 様々のｋ値と７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての正規化された透過率のグラフである。 様々のｋ値と５０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての反射率のグラフである。 様々のｋ値と７０μｍのくさび形特徴体高さＨ１に対するくさび形特徴体ピッチの関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度の幾つかのｋ値に対するグラフであり、５０μｍの高さのくさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置と５０μｍの高さのくさび形特徴体を備え光吸収層のない表示装置を比較する。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度の幾つかのｋ値に対するグラフであり、７０μｍの高さのくさび形特徴体及び光吸収層を備える表示装置と７０μｍの高さのくさび形特徴体を備え光吸収層のない表示装置を比較する。 反射率の関数としての環境コントラスト比のグラフであり、異なるレベルの環境照明の下での環境コントラスト比（ＡＣＲ）の予測と達成可能なＡＣＲとを示す。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び第２アスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を備える表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。 ピッチの関数としての正規化された透過率を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 ピッチの関数としての反射率を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示カバー板についての複数の第２くさび形特徴体の高さＨ２の関数としての透過率のグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示カバー板についての複数の第２くさび形特徴体の高さＨ２の関数としての反射率のグラフである。 電界発光素子放出角の関数としての正規化された強度を複数の第１くさび形特徴体を有する表示カバー板と第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体及び異なるアスペクト比の複数の第２くさび形特徴体を有する表示装置とについて比較するグラフである。 第１アスペクト比の複数の第１くさび形特徴体と第２アスペクト比の複数の第２くさび形特徴体と光吸収層とを有する表示装置カバー板の別の実施形態の断面図である。

Claims (17)

  1. 光学表示装置であって、
    その上に平行列に配列された複数の電界発光素子を備える裏面基板であって、電界発光素子の各列はアライメント軸を有する、裏面基板と、
    前記裏面基板に近接し前記裏面基板から離れたカバー板であって、該カバー板は、ベース層及びその上に配置されたフィルター層を含むコントラスト向上層を備え、前記フィルター層は光透過基質材内に平行列に配列された複数の第１光吸収くさび形特徴体を備え、各くさび形特徴体は縦軸を有する、カバー板と
    を備え、
    前記縦軸は、ゼロ超から１０度までの範囲内の角度だけ前記アライメント軸から角度オフセットしている、光学表示装置。
  2. 前記カバー板は前記フィルター層と前記ベース層の間に配置された光吸収層を更に備える、請求項１記載の光学表示装置。
  3. 前記光吸収層の厚みは１０ｎｍから１μｍの範囲内である、請求項２記載の光学表示装置。
  4. 前記複数の第１くさび形特徴体の高さＨ１は１０μｍから１００μｍの範囲内である、請求項１～３のいずれかに記載の光学表示装置。
  5. 前記カバー板は、Ｈ１と異なる第２高さＨ２の複数の第２くさび形特徴体を更に備え、前記複数の第１くさび形特徴体と前記複数の第２くさび形特徴体は交互に配列される、請求項４記載の光学表示装置。
  6. Ｈ２は５μｍから８０μｍの範囲内である、請求項５記載の光学表示装置。
  7. 前記複数の第１くさび形特徴体の各くさび形特徴体は第１最大断面幅Ｗ１を有し、前記複数の第２くさび形特徴体の各くさび形特徴体はＷ１と異なる第２最大断面幅Ｗ２を有する、請求項５記載の光学表示装置。
  8. Ｗ１は１０μｍから１００μｍの範囲内である、請求項７記載の光学表示装置。
  9. Ｗ２は１０μｍから５０μｍの範囲内である、請求項７記載の光学表示装置。
  10. Ｈ１／Ｗ１は２以上である、請求項７記載の光学表示装置。
  11. 前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は２０μｍから２００μｍの範囲内である、請求項１～１０のいずれかに記載の光学表示装置。
  12. 前記複数の第１くさび形特徴体のピッチＰ１は２０μｍから２００μｍの範囲内であり、前記複数の第２くさび形特徴体のピッチＰ２は前記複数の第１くさび形特徴体の前記ピッチに等しい、請求項５記載の光学表示装置。
  13. 前記フィルター層の吸光係数ｋは０．０１から１の範囲内である、請求項２記載の光学表示装置。
  14. 前記裏面基板と前記カバー板は１ｍｍから５ｍｍの間隙によって隔てられている、請求項１～１３のいずれかに記載の光学表示装置。
  15. 前記複数の第１くさび形特徴体の屈折率をｎB、前記基質材の屈折率をｎFとして、Δｎ＝ｎB－ｎFは－０．３から０の範囲内である、請求項１～１４のいずれかに記載の光学表示装置。
  16. Δｎは約－０．１から約０の範囲内である、請求項１５記載の光学表示装置。
  17. ４０°以上の入射角で環境光反射が５％未満である、請求項１～１６のいずれかに記載の光学表示装置。
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