TWI252357B - Optical demodulation element, display element - Google Patents

Description

1252357 五、 發明說明 ( 2 ) 體 的 二 片 玻 璃 板 之 間，配置多數 個 相當 於放 電 電極之 規 則 排 列 之 正 交 方 向 的 電極，且把各 白 的對 向電 極 之交點 部 設 爲 單 位 畫 素 的 構 造 〇 此 電 漿 顯 示 裝 置 之顯示係，依 圖 像資 訊而 對 特定之 各 白 交 點 部 的 對 向 電 極 選擇性地施加 電 壓， 使交 點 部行放 電 發 光 依 產 生 的 紫 外 線使螢光體激 勵 發光來進 行 Ο FED 係 具 有 隔 著微小間隔將 — 對面 板予 以 對向配 置 作 爲 把 這 些 面 板 的 周圍封止之平 板 狀的 顯示 管 之構造 〇 在 顯 示 面 側 之 面 板 内 面係設置螢光 膜 ，在 背面 面 板上之 個 個 單 位 發 光 域 係 配 置有電場發射 陰 極。 代表 性 的電場 發 射 陰 極 係 具 有 稱 爲 微 小尺寸之放射 錐 狀突 起之 電 場發射 型 微 陰 極 〇 此 FED 1 11 1 7P :係利用放射以取出 丨電子 …將 :其 =對螢光 ;體 加 速 照 射 使螢光體激勵而執行< > 妖 而 ， 上 述 習 知 之平面顯示元件 中， 首先 在液晶 顯 示 裝 置 中 ， 因 爲 使 來 自背光的光透 射 偏光 板、 透 明電極 、 及 濾 色 器 等 多 數 層 所以具有光利 用 效率 降低 的 問題。 且 具 有 液 晶 特 有 之 視 野 角相依的畫質 劣 化、 低速 響 應之動 畫 畫 質 劣化 、 以 及 TFT 之大面積的成本 問題 。又 5 在電漿 顯 示 裝 置 中 ， 因 在各 畫素執行放電 用 之隔 膜形 成 ，所以 越 高 Ψ主 密 則 越 難 獲 得 局 效率及高亮度 具有 驅動 電 壓也高 致 使 成 本 變 筒 的 缺 點 〇 lit 夕t ，以 FED 而 因爲 要 使放電 局 效 率 且 穏 定 化 5 所 以有使面板内 超 闻真 空之 必 要，而 與 電 漿 顯 示 裝 置 同 樣 地使製造成本變 -4- 高 ，且 爲使 電 場發射 的 電 1252357 五、發明說明（4) 板82表面之全反射條件被破壞而光自導光板82被取出。 一方面，未被施加驅動電壓的可撓薄膜8 8係自導光板82 表面疏遠且光不被出射。如此，對各可撓薄膜8 8之電極 層8 9選擇性地施加驅動電壓，以在導光板8 2表面上執行 圖像顯不。 又，以其他的平面顯示元件言之，係具有以下文獻所記 載者。 波導板顯示器使用電機機械空間模組器，1 998 SID國際 論文摘要技術論文第1 022頁〜第1 025頁。 上述文獻之平面顯示元件的構成係如第30圖所示，前 面玻璃9 1之上倂設有平行的複數個導光路92，在其一端 側上，透過具有微透鏡93的導光材94以連接LED(光射 二極體）陣列95。LED陣列95係將複數個發光部作一維 排列者，其一個一個的發光部係各自對應各導光路92。 在導光路92上係以與導光路92直交的方向將具有間隙且 並行的複數個可撓薄膜（光學開關）96予以倂設著。在可撓 薄膜96上係設置有僅部份與可撓薄膜96接觸的後面玻璃 97，後面玻璃97係將此可撓薄膜96以可變位地作支撑。 如此所構成之平面顯示元件9 0係如第3 1圖所示，當在 規定之可撓薄膜96上之電極施加電壓，則依靜電氣應力 會使可撓薄膜96朝接近導光路92側的方向變位。一方面 ，LED陣列9 5係依圖像信號與其同歩發光。於是，在導 光路92内一邊作全反射一邊進入的光係被導入可撓薄膜 96内，且由設置於可撓薄膜96内之鏡子98所反射、而 1252357 五、發明說明（6) 依ON狀態之元件所產生的漏光，也具有所謂其元件周圍 之圖像的對比會降低的問題。一方面，在平面顯示元件 9〇中，因對細的導光路投入大輸出的光，所以在光路發 生光耦合損失使光利用效率降低。且即使僅在波導管的一 部份具有缺陷之場合時，也會由其位置發生漏光，形成容 易產生畫質降低的構成。 本發明係有鑑於上述之以往的問題所成者，在以不使用 有波導管或導光板的顯示方式，可使用任意的背光光源， 一方面以低成本防止對比降低，一方面提供提高能量效率 的光解調元件，及可執行高品質之圖像顯示的顯示元件， 及可執行曝光處理之曝光元件爲其目的。 【解決課題之手段】 爲達成上述目的，有關本發明之申請專利範圍第1項所 記載之光解調元件係，平面形狀的光解調元件，其特徴爲 具備有··全反射光學構件，具有以面狀導入光解調元件的 入射光之至少一部份會在光解調元件所構成的層之界面作 全反射、而一方面、入射光實質上不由入射光導入側的相 反側出射的特性；光耦合要件，係配置在該全反射光學構 件之全反射面側，且由該全反射面選擇性地耦合入射光並 取出。 此光解調元件中，被導入之入射光係被照射於全反射光 學構件，當導入全反射光學構件内之後，其導入的入射光 之至少一部份係在構成光解調元件的層之界面作全反射’ 另一方面，由入射光導入側之相反側、入射光實質上成爲 1252357 五、發明說明（7) 不被出射。藉由在此全反射光學構件的全反射面選擇性地 近接配置用以使入射光耦合而取出的光耦合要件，在近接 配置的光耦合要件上全反射光被取出而在入射光光路前方 出射。依此，可高效率地把面狀入射光導入光解調元件， 可因應光耦合要件之近接配置狀態而執行選擇性光解調。 申請專利範圍第2項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係以變化該全反射面之入射光全反射條件來取出入射光。 此光解調元件中，因光耦合要件被近接配置於全反射光 學構件的全反射面，所以在全反射面之全反射條件會變化 ，使導入全反射光學構件内之入射光被光耦合要件耦合而 被取出。 申請專利範圍第3項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係由依電氣機械動作可被近接支撑在該全反射光學構件 之全反射面的可撓薄膜所構成。 在此光解調元件中，藉由利用依電壓施加的靜電力之方 式、利用依電壓施加的壓電效果之方式、及依電流施加的 電磁力方式等種種方式，構成爲使光耦合要件近接於全反 射光學構件的全反射面，可實現省電力且響應性優越的光 學開關。 申請專利範圍第4項所記載之光解調元件係，其中該電 氣機械動作係以靜電力作爲驅動源的動作。 此光解調元件中，因依靜電力驅動光耦合要件，且對全 反射光學構件的全反射面使可撓薄膜以數μηι以下的距離 近接之構成，所以可低電壓、低消費電力的高速驅動。 1252357 五、發明說明（8) 申請專利範圍第5項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係由包含由電場之施加以變化光學特性之液晶的層所構 成。 在此光解調元件中，依對光耦合要件施加電場以變化液 晶之光學特性，使全反射條件變化，可以平價的構成來獲 得光學轉換動作。 申請專利範圍第6項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係以1維陣列狀配置在該全反射光學構件上。 此光解調元件中，藉由在全反射光學構件上把光耦合要 件以1維陣列狀配列而構成，可形成1維之可同時解調的 光解調元件。 申請專利範圍第7項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係以2維陣列狀配置在該全反射光學構件上。 此光解調元件中，藉由在全反射光學構件上把光耦合要 件以2維陣列狀配列而構成，可形成2維之可同時解調的 光解調元件，可執行圖像顯示。 申請專利範圍第8項之光解調元件係，其中該光耦合要 件係接續在被動矩陣驅動手段。 此光解調元件中，特別是光耦合要件爲利用靜電力者， 例如，當在設置於全反射光學構件之全反射兩側的電極與 設置在一部份被支撑的可撓薄膜上的電極之間施加電壓， 則可撓薄膜會朝全反射光學構件之全反射面側變位，此時 的可撓薄膜之形狀和彈性係數等之機械方面的物理性質、 可撓薄膜和全反射面之空隙距離等等予以適當地選擇，對 -10- 1252357 五、發明說明（9) 施加電壓的變位特性會產生滯後。利用此滯後特性，例如 ，將複數個條狀電極配置在全反射光學構件之全反射面側 作爲信號電極’把與其正交之複數個條狀電極倂設在可撓 薄膜上作爲掃描電極，藉由對這些信號電極和掃描電極施 加適宜的電位，形成在不使用T F T等之主動元件，而可 以高對比來控制被2維配置之任意畫素的透射率。亦即， 所謂的被動矩陣驅動係成爲可能，依此可實現平價且大面 積的光解調元件。 申請專利範圍第9項之光解調元件，其中，該光親合要 件係具有光路變更手段，以變化取出光之光路。 此光解調元件中，藉由光耦合要件變化取出光的光路， 使來自光學元件之出射光在特定方向集光、或擴散成爲可 會b 。 申請專利範圍第1 〇項之光解調元件係，其中該光路變 更手段係依折射來變化取出光之光路。 此光解調元件中，因在光耦合要件依折射使取出光的光 路變化，所以可維持光量地變更光路。 申請專利範圍第1 1項之光解調元件係，其中以折射來 變化取出光之光路的手段係由透鏡陣列、稜柱陣列、及折 射率分佈透鏡體中任一所構成。 此光解調元件中，藉由適宜地選定適於量產之透鏡陣列 、稜柱陣列、折射率分佈透鏡體的光學要件，可一邊圖謀 降低成本一邊發揮良好的性能。 申請專利範圍第1 2項之光解調元件係，其中該光路變 -11- 1252357 五、發明說明（1〇) 更手段係依繞射來變化取出光之光路。 此光解調元件中，因在光耦合要件依繞射來變化取出光 的光路’所以可局精度地設定光的光路。 申請專利範圍第1 3項之光解調元件，其中，依繞射來 變化取出光之光路的手段係由體積全像圖、相位解調型繞 射格柵、及振幅解調型繞射格柵中任一所構成。 此光解調兀件中’例如依光聚合物法或射出成形法的大 量轉印生產成爲可能，可圖謀光學元件本身的成本降低。 申請專利範圍第1 4項之光解調元件係，其中該光路變 更手段係依光擴散或光散亂以變化取出光之光路。 此光解調元件，因依光擴散或光散亂以變化光路，所以 可使取出光在任意方向出射。 申請專利範圍第1 5項之光解調元件係，其中依光擴散 或光散亂以變化取出光之光路的手段係由多孔質體、異種 折射率分散體或分佈體、及表面具有凹凸Z光擴散體或光 散亂體中之任一所構成。 此光解調元件，藉由適宜地選定適於量產的多孔質體、 異種折射率分散體或分佈體、光擴散體或光散亂體’可謀 圖光學元件本身成本的降低。 申請專利範圍第1 6項之光解調元件係’其中該光f禹合 要件具有特定波長成分吸收手段’用以將取出光之特疋波 長成分予以吸收且出射° 此光解調元件，藉由把取出光的波長成分中之特定波長 成分吸收而出射，所以即使是同一種入射·光也可選擇性士也 -12- 1252357 五、發明說明（11) 獲得複數色的出射光。 申請專利範圍第1 7項之光解調元件係，其中該光耦合 要件具有螢光體，用以接收取出光以激勵發光。 此光解調元件’因具有以取出光激勵發光的螢光體，所 以依螢光體的發色可選擇性地獲得複數色的出射光。 申請專利範圍第1 8項之光解調元件係，具有螢光體， 用以接收由該光耦合要件所取出之出射光以激勵發光。 此光解調元件，例如在光耦合要件的光路前方配置螢光 體，可把由光耦合要件所取出的出射光變換爲任意波長。 申請專利範圍第1 9項之光解調元件係，其中，在該全 反射光學構件内配置有變化光路之光學要件，而導入該全 反射光學構件的面狀入射光之至少一部份係導入用以變化 光路的光學要件中，此導入的入射光係實質上全部在該全 反射光學構件的層之界面上依全反射被反射。 此光解調元件，在光解調元件内配置有使入射光變化光 路的光學要件，把面狀入射光導入此用以變化光路的光學 要件。導入之面狀入射光係依用以變化光路的光學要件使 入射光的光路變化爲特定方向或任意方向，其實質上全部 在構成光解調元件的層之界面上依全反射被反射。因此不 受入射光之形狀、導入位置、及光源的種類之制限，所以 可把面狀入射光照其面狀的狀態直接地高效率導入’在所 希望的界面可獲得高效率的面狀全反射光。且’可構成無 入射角相依性且没有吸收的反射體，因來自光解調元件的 透射光實質上不產生，所以可提高光利用效率。 -13- 1252357 五、 發明說明 ( 12 0 串 請 專 利 範 圍 第 20項之光解調元件1 ，其中 ，在該全反 射光 學 構 件 内 配 置 有選擇 光 路 的 光 學 要 件 ， 而 導 入 該 全反 射 光 學 構 件 的 面 狀 入射光 之 至 少 —' 部 份係 導 入 用 以 C巳巳 m 擇光 路 的 光 學 要 件 中 此導入 的 入 射光係 質 上 全 部 在 該 全反 射 光 學 構 件 之 構 成 的層之界 面 上 依 全 反 射 被 反 射 〇 此 光 解 調 元 件 中 ，在光 解 調 元 件 内 配 置 有用 以 々巳巳 擇 入射 光 的 光 路 之 光 學 要 件，把 面 狀 入 射 光 導 入 此 々已巳 m 擇 光 路 的光 學 要 件 〇 被 導 入 之面狀入射光依 CBB m 擇 光 路 的 光 學 要 件 使入 射 光的光 路 化 爲 特定方 向 或任 意 方 向 其 實 質 上 全 部在 構 成光 解 調 元件 的 層之界面 上 依 全 反射 被 反射 〇 因 此 ，不 受 入 射 光 之 形狀 、 導入位 置 、 及 光 源 的 種 類 之制 限 可把 面狀 入 射 光 照 其 面 狀之狀 態 直 接 咼 效 率 導 入 ， 可在所希望 的界 面 獲 得 局 效 率 的面狀 全 反 射光 〇 且 可 構 成 Μ j \ \\ 入 射角 相 依 性 > 不 吸 收 的 反射體 5 因 來 白 光 解 調 元 件的 透 射 光係 實 質 上 不 產 生 所以可提 局 光 利 用 效 率 〇 串 請 專 利 範 圍 第 2 1項之光解調元件係' 1其中， •在由該 全 反射 光 學 構 件 之 厚度方 向 的 入 射 光 導 入 側 5 以 變 化光路 的 光 學 要 件 、 々BB 擇 光路的 光 學 要 件 之 順 序作 配 置 而 將入 射 光 以 面 狀 導 入 用 以變化 該 光 路 的 光 學 要 件 之 際 所 導入 的 入 射 光 之 至 少 一 部份係 導 入 用 以 選 擇 光 路 的 光 學 要 件中 此 導 入 的 入 射光係實質 上 全 部 在 構 成 該 光 解 調 元 件 的層 之界 面 上 依 全 反射作反射 〇 此光 解 調 元 件 中 ，由光 解 調 元 件 之 厚 度 方 向 的 入 射 光導 入 側 起 以 變 化光 路的光 學 要 小 件 % 擇 光 路 的 光 學 要 件， 1252357 五、發明說明（13) 此種順序配置，把入射光以面狀導入變化光路的光學要件 。被導入的入射光係依變化光路的光學要件，使入射光的 光路變化爲特定方向或任意方向，且依選擇光路的光學要 件，僅使特定方向的入射光透射。依此，被導入光解調元 件的光係實質上全部在構成光解調元件的層之界面上依全 反射被反射。因此，不受入射光之形狀、導入位置、及光 源的種類之制限，可把面狀入射光照其面狀之狀態，直接 高效率地導入，可在所希望的界面高效率地獲得面狀的全 反射光。又，可構成無入射角相依性、無吸收的反射體， 因來自光解調元件的透射光係實質上不產生，所以可提高 光利用效率。 申請專利範圍第22項之光解調元件係，其中使該光路 變化的光學要件和選擇該光路的光學要件係行光學接觸。 此光解調元件中，藉由使變化光路的光學要件和選擇光 路的光學要件行光學接觸，可使雙方的光耦合性良好，同 時在變化光路的光學要件具有方向性之場合時，可由用以 變化入射光化光路的光學要件把入射角度成分予以保持地 下導入選擇光路的光學要件。 申請專利範圍第23項之光解調元件係，其中使該光路 變化的光學要件和選擇該光路的光學要件係透過折射率比 1大的介質而行光學接觸。 此光解調元件中，藉由使變化光路的光學要件和選擇光 路的光學要件，透過折射率爲比1大的介質行光學接觸， 可使在與此介質的界面不產生全反射下由變化光路的光學 -1 5 - 1252357 五、發明說明（14) 要件把入射光導入用以選擇光路的光學要件。 申請專利範圍第24項之光解調元件係，其中具備有構 成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透明介 質之光路前方係配置有使該光路變化的光學要件。 此光解調元件中，入射光在透射透明介質之後被導入用 以變化光路的光學要件，僅特定方向的入射光被透射。 申請專利範圍第2 5項之光解調元件係，其中具備有構 成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透明介 質之光路前方係配置有選擇該光路的光學要件。 此光解調元件中，在入射光透射透明介質之後被導入用 以選擇光路的光學要件，僅特定方向的入射光被透射。 申請專利範圍第26項之光解調元件係，其中具備有構 成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透明介 質之光路前方係以使該光路變化的光學要件和選擇該光路 的光學要件之順序加以配置。 此光解調元件中，入射光在透射透明介質之後被導入用 以變化光路的光學要件，入射光的光路被變化爲特定方向 或任意的方向，進而被導入用以選擇光路的光學要件，僅 特定方向的入射光被透射。 申請專利範圍第27項之光解調元件係，其中，變化該 光路的光學要件係，在設定該光路變化的光學要件之平均 折射率爲nt、而光路前方之全反射界面之前方側介質的折 射率設定爲nw、及進入用以變化光路的光學要件的介質 内之光的角度設定爲et時，至少包含有滿足Sinet>nw/nt -1 6 - 1252357 五、發明說明（15) 的條件之角度et的光朝前方輸出。 此光解調元件中，至少，滿足S i η Θ t > n w / n t的條件之角 度et的光會透射用以變化光路的光學要件而一邊使光路 變化一邊在前方被輸出。 申請專利範圍第2 8項之光解調兀件係，其中使該光路 變化的光學要件係依折射使光路變化的手段。 此光解調元件中，變化光路的光學要件係依折射以變化 入射光的光路，可使入射光的強度實質上不降低地導入光 解調元件。 申請專利範圍第29項之光解調元件係，其中依折射使 光路變化的手段係透鏡陣列、稜柱陣列、及分佈有不同折 射率的異種折射率分佈體中之任一個。 此光解調元件中，藉由適宜地選定適於量產之透鏡陣列 、稜柱陣列及異種折射率分佈體的光學要件，可一邊降低 成本一邊發揮良好性能。 申請專利範圍第3 0項之光解調元件係，其中使該光路 變化的光學要件係依繞射使光路變化的手段。 此光解調元件中，變化光路的光學要件係藉由將入射光 的光路，例如依透射型繞射格柵的繞射使其變化，可以高 精度的入射角度將入射光導入光解調元件。 申請專利範圍第3 1項之光解調元件係，其中依繞射使 光路變化的手段係體積全像圖、相位解調型繞射格柵、及 振幅解調型繞射格柵中之任一個。 此光解調元件中，例如依光聚合物法或依射出成形法的 -17- 1252357 五、發明說明（1 6 ) 大量轉寫生產係成爲可能，可圖謀光解調元件本身的成本 的降低。 申請專利範圍第3 2項之光解調元件係，其中使該光路 變化的光學要件係依光擴散使光路變化的手段。 此光解調兀件中，因變化光路的光學要件依光擴散以變 化光路，所以可由任意方向使入射光朝光解調元件入射。 申請專利範圍第3 3項之光解調元件，其中，依光擴散 使光路變化的手段係多孔質體、異種折射率分佈體或分散 體、及表面具有凹凸之擴散體或散亂體中之任一個。 此光解調元件中，藉由適宜地選定適於量產之多孔質體 、異種折射率分佈體或分散體、及擴散體的光學要件，而 可一邊圖謀降低成本一邊發揮良好的性能。 申請專利範圍第3 4項之光解調元件，其中，使該光路 變化的光學要件係依光反射使光路變化的手段。 此光解調元件中，因變化光路的光學要件係依光反射使 光路變化，所以可由任意方向使入射光朝光解調元件入射。 申請專利範圍第3 5項之光解調元件，其中，由選擇光 路的光學要件所出射的透射光係實質上係由選擇該光路的 光學要件，具有比在入射光光路前方的層之界面或選擇該 光路的光學要件之入射光光路前方的界面的全反射臨界角 更大的角度成分，而其他角度成分之入射光被選擇性地反 射且不被透射的性質。 此光解調元件中，選擇光路的光學要件係，由此光學要 件所出射之透射光實質上全部由選擇光路之光學要件，比 -18- 1252357 五、發明說明（17) 在入射光光路前方之層的界面或選擇光路之光學要件的入 射光光路前方的界面中之全反射臨界角具有更大的角度成 分，而其他角度成分的入射光係依選擇光路的光學要件而 被選擇性地反射。因此，從選擇光路之光學要件，只有在 入射光光路前方之界面作全反射之入射角成分係選擇性地 透射，不被全反射之入射角成分的入射光係不被透射。 申請專利範圍第36項之光解調元件係，其中選擇該光 路的光學要件係在把選擇該光路的光學要件之平均折射率 設定爲ns、設定光路前方之全反射界面之前方側介質的折 射率爲nw、及設定進入選擇光路的光學要件之介質内的 光之角度爲θί時，使滿足Sines> nw/ns之條件的角度0s 之光實質上全部透射。 此光解調元件中，藉由滿足Sines〉nw/ns之條件之角 度θ5的光係實質上全部透射用以選擇光路的光學要件， 而其他光被反射，僅特定的光成分被選擇性地透射。 申請專利範圍第3 7項之光解調元件係，其中選擇該光 路的光學要件係對入射光的波段具有選擇性反射的功能， 伴隨著朝選擇該光路的光學要件之入射光的入射角對該光 學要件的面成爲淺角度，使選擇性反射之入射光的波長係 偏移至短波長側。 此光解調元件中，選擇光路的光學要件係對入射光的波 段具有選擇性反射的功能，伴隨著朝此光學要件的入射光 之入射角係相對於該光學要件的面成爲淺角度，使被選擇 性反射的入射光之波長偏移至短波長側。使用此性質、使 -19- 1252357 五、發明說明（18) 僅規定的入射角成分之入射光會透射般地設計用以光路的 光學要件，可選擇性地抽出僅會全反射的入射角度成分之 入射光。 申請專利範圍第3 8項之光解調元件係，朝選擇該光路 的光學要件入射光之入射角係在朝入射光光路前方之全反 射界面的入射角設定爲全反射臨界角以下時，選擇該光路 的光學要件係將該入射光實質上全部予以選擇性地反射。 此光解調元件中，朝選擇光路的光學要件之入射光的入 射角係，在將朝依此入射角和各層之折射條件會變化的入 射光光路前方之全反射界面的入射角設定爲在此全反射界 面中之全反射臨界角以下時，選擇光路的光學要件把入射 光實質上全部予以選擇性地反射。依此，在全反射界面中 未被全反射之角度成分的入射光係被選擇性地反射而成爲 在光路前方不被透射。 申請專利範圍第3 9項之光解調元件係，其中選擇該光 路的光學要件係包含電介質多層膜的光干渉濾光器。 此光解調元件中，藉由使用包含有電介質多層膜的光干 渉濾光器，而可以大面積且簡單的構成來形成任意的波長 選擇反射膜，利用其反射波長的入射角相依性可容易地形 成選擇光路的光學要件。 申請專利範圍第40項之光解調元件係，其中選擇該光 路的光學要件係包含膽固醇液晶和體積全像圖的布拉格反 射濾光器。 此光解調元件中，藉由使用包含膽固醇液晶、體積全像 -20- 1252357 五、發明說明（19) 圖的布拉格反射濾光器，可以低成本形成用以選擇光路的 光學要件。 申請專利範圍第4 1項之光解調元件係，其中被全反射 的入射光實質上係全部返回該全反射光學構件之入射光導 入側。 此光解調元件中，藉由被全反射的入射光實質上係返回 光解調元件的入射光導入側，在具有全反射面的介質内， 實質上並不執行導光、蓄積、包入等動作。 申請專利範圍第42項之光解調元件係，其中構成該全 反射光學構件的層係對該入射光之波段實質上不吸收。 此光解調元件中，構成全反射光學構件的層相對於入射 光的波段、係實質上不被吸收，所以可圖謀來抑制入射光 及被全反射的入射光之損失而高效率化。 申請專利範圍第43項之光解調元件係，該入射光爲面 狀光。 此光解調元件中，因爲把光以面狀導入光解調元件，所 以光路之損失受抑制，可把面狀入射光以照舊的面狀予以 高效率地導入光解調元件，所以可爲提升能量效率的構成。 申請專利範圍第44項之光解調元件係，該全反射光學 構件係具有將入射光導入該光解調元件内的光學要件，在 將入射光以面狀導入用以導入該入射光的光學要件之際， 所導入的入射光實質上係全部在構成該光解調元件的層之 界面依全反射作反射。 此光解調元件中，藉由把入射光以面狀導入至導入入射 -21 - 1252357 五、發明說明（2〇 ) 光的光學要件，使在構成光解調元件的層之界面作全反射 之入射光被導入全反射光學構件。而被導入之入射光實質 上係全部在構成光解調元件的層之界面依全反射被反射。 依此’不以較大於全反射臨界角之角度由光解調元件的端 面導入入射光，可把面狀入射光用簡單的構成，以照舊的 面狀直接高效率地導入光解調元件，可圖謀高輸出化。且 ’因爲導入之入射光實質上全部以無反射損失之全反射作 反射’所以可將光解調元件作爲高效率之反射體加以作用。 申請專利範圍第45項之光解調元件係，導入該入射光 的光學要件係以面狀配置的稜柱陣列。 此光解調元件中，藉由把來自規定方向之面狀入射光依 稜柱陣列予以變換爲在光解調元件内會產生全反射的角度 ，可把被全反射之入射光予以導入至光解調元件。 申請專利範圍第46項之顯示元件係，一種面狀之顯示 元件，其特徴爲具備有：全反射光學構件，具有導入於光 解調元件之入射光的至少一部份係在該光解調元件所構成 的層之界面作全反射、一方面該入射光實質上不由入射光 導入側之相反側出射的特性；光解調元件，具有配設在該 全反射光學構件的全反射面側、且由該全反射面使入射光 選擇性地耦合再予以取出之光耦合要件；光源，對該光解 調元件導入入射光。 此顯示元件中，藉由在上述的光解調元件導入來自平面 光源之入射光，使被導入至全反射光學構件的光可以光耦 合要件作光解調且朝光路前方選擇性地出射。 -22- 1252357 五、發明說明（21) 申請專利範圍第4 7項之顯示元件係，該入射光係收束 在特定入射角範圍的準直光。 此顯示元件中，依入射光爲在特定入射角範圍被收束的 準直光，可把特定入射角度成分之入射光供給予光解調元 件，可使光利用效率提升。 申請專利範圍第48項之顯示元件係，該入射光係具有 複數個入射角的準直光。 此顯示元件中，依入射光爲具有複數個入射角的準直光 ’可一次供給複數個入射角成分之入射光予光解調元件。 申請專利範圍第49項之顯示元件係，該入射光係具有 任意入射角的擴散光。 此顯示元件中，依入射光爲具有任意入射角的擴散光， 可自各種方向把入射光導入光解調元件，使入射光之均一 性可提升。 申請專利範圍第50項之顯示元件係，該入射光之主要 波長爲3 5 0 n m〜4 0 0 n m。 此絲頁不兀件依將入射光之主波長設定爲3 5 0 n m〜4 0 0 n m ，可使螢光體之發光亮度提高，使更高亮度之圖像顯示成 爲可能。 申請專利範圍第5丨項之顯示元件係，該入射光之主要 波長爲400nm〜5 00nm。 此顯示元件中，藉由將入射光之主波長設定爲4〇〇nm〜 5 0 0nm ’可使用不耐UV光的有機材料等物來構成顯示元 件。 -23- 1252357 五、發明說明（22) 申請專利範圍第5 2項之顯示元件係，該光耦合要件或 其光路前方係具有螢光體，在該全反射光學構件之全反射 面和該光锅合要件之間係存在有濾光器，用以反射該螢光 體之發光波長成分，且使該入射光的波長成分透射。 此顯示元件中，依入射光透射濾光器以照射螢光體而使 螢光體發光。此螢光體所發的光中，朝光路後方發的光係 依濾光器被反射至光路前方而出射。依此，光利用效率提 升，使更高亮度之顯示成爲可能。 申請專利範圍第53項之顯示元件係，該光耦合要件或 其光路前方係具有螢光體，在該螢光體之光路前方設置有 濾光器’用以透射該螢光體之發光波長成分，同時使該入 射光的波長成分遮光。 此顯示元件中，例如使用UV光來作爲入射光之場合， 可防止其透射光（漏光）被出射至顯示側（觀測者側）。 申請專利範圍第54項之顯示元件係，該光耦合要件或 在其光路前方係具有螢光體，在該螢光體之光路前方設置 有濾光器，用以吸收發光波段的光。 此顯示元件中，例如螢光體之發光波長爲可見光域之場 合，藉由將用以吸收可見光之ND濾光器（透射率20〜70% 左右）設置在顯示側（觀測者側），即使在明売的場所也可以 高對比來執行顯示。 申請專利範圍第55項之顯示元件係，該濾光器係包含 有電介質多層膜之光干渉濾光器。 此顯示元件中，藉由使用包含有電介質多層膜之光千渉 -24- 1252357 五、發明說明（23) 濾光器，可形成大面積且以簡單構成來形成任意之波長選 擇反射膜，使用其反射波長之入射角相依性可容易地形成 濾光器° 申請專利範圍第5 6項之顯示元件係，該濾光器係包含 膽固醇膜的布拉格反射濾光器。 此顯示元件中，藉由使用包含有膽固醇液晶之布拉格反 射濾光器而可低成本來形成濾光器。 申請專利範圍第57項之顯示元件係，該螢光體係行可 見光之發光。 此顯示元件中，依螢光體會發出可見光，所以由UV光 之光源可執行可見光的顯示。 申請專利範圍第58項之顯示元件係，該行可見光發光 之螢光體係形成發紅色、綠色、藍色的發光體者。 此顯示元件中，藉由所形成之紅色、綠色、及藍色的螢 光體會發光，使其可顯示全彩圖像。 申請專利範圍第5 9項之顯示元件係，該顯示元件具有 平面光源，該平面光源係備於該全反射光學構件之内部的 光源，該入射光係該光源所出射的光。 此顯示元件中，藉由使光源具備於全反射光學構件之内 部，使得由光源出射的光直接地導入至光解調元件内部， 以大幅地降低入射光導入之際的損失。 申請專利範圍第60項之顯示元件係，該入射光係由該 全反射光學構件之外部入射。 此顯示元件中，藉由自全反射光學構件之外部導入入射 -25- 1252357 五、發明說明（25) 光學構件2 ;朝此全反射光學構件2導入面狀光之平面光 源4 ;光耦合要件6，係由可近接地配置在全反射光學構 件2之入射光導入側的相反側的面之可撓薄膜所構成。全 反射光學構件2和光耦合要件6係構成光解調元件。此全 反射光學構件2係形成爲，在導入面狀之入射光時，此導 入的入射光在全反射光學構件2之光路前方的面（全反射 面22)依全反射作反射。且，於近接配置有全反射光學構 件2的光耦合要件6之區域中，全反射面22中之入射光 的全反射條件破壞，在光耦合要件6，入射光被耦合且取 出以朝光路前方出射。另一方面，在全反射光學構件2的 全反射面2 2 ’光耦I合要件6未近接的區域中，入射光被 全反射，實質上並不會透射此全反射光學構件2而在光路 前方出射。 上述光耦合要件6雖可移動地設置在與全反射光學構件 2的全反射面22接觸之位置，但就算完全不與全反射面 22接觸，也可與其相當接近。此時的近接距離因設定爲 λ/1〇(λ爲波長）左右以下，可產生與接觸時同樣的光耦合。 因此，依該顯示元件1 00，由平面光源4將面狀光導入 全反射光學構件2，將光耦合要件6選擇性地近接全反射 光學構件2的全反射面22，可由此近接的光耦合要件6 使光朝光路前方出射，以執行所希望的顯示。 以下茲就該顯示元件1 0 0之各構成要件加以詳細説明。 首先説明全反射光學構件2。 第2圖係表示全反射光學構件2之一具體構成例。如第 -27- 1252357 五、發明說明（26) 2圖所示，全反射光學構件2係以由入射光之導入側使光 路變化的光學要件1 〇、選擇光路的光學要件1 2及透明介 質1 4的順序所疊層之多層構造體。此全反射光學構件2 之透明介質1 4的光路前方係存在有透明介質丨6(本實施形 態中爲空氣），透明介質1 4之折射率nl (第1折射率）和透 明介質1 6之折射率n2(第2折射率）的關係係設定爲要滿 足在成爲透明介質14和透明介質16之界面的全反射面 22之全反射條件。例如透明介質1 4爲玻璃基板時，折射 率η1=1·5，透明介質16爲空氣時，折射率n2=1.0。又 ，構成全反射光學構件2之各層係，對入射光之波段實質 上不被吸收’抑制在入射光及全反射面22被全反射之入 射光的損失，構成爲高效率的光學構件。 使光路變化的光學要件1 0係利用折射、繞射、光擴散 及光反射等以變化光路的光學要件，以一例言之可使用以 下之種類的光學要件。 在利用折射之場合時，係使用透鏡陣列、棱柱陣列、折 射率分散體等，入射光的強度係實質上不降降低。在利用 繞射之場合時，係使如第3圖所示之透射型的繞射格柵、 體積全像圖（參照第3圖（a))、浮彫型繞射格柵（參照第3 圖（b))或折射率解調型繞射格柵（參照第3圖（c))等之相位 解調型繞射格柵、振幅解調型繞射格柵等，可高精度地設 定入射光光路之角度。各光學要件依例如光聚合物法或射 出成形法可大量地轉寫生產。 又，在利用光擴散之場合時，使用如第4圖所示之光擴 -28- 1252357 五、發明說明（27 ) 散板，多孔質體（參照第4圖（a))，可使用具有分佈•分散 不同折射率之物質20的異種折射率分佈體•分散體（參照 第4圖（b))、和表面形成有凹凸之光擴散體或散亂體（參照 第4圖（c))等。此外在利用光反射之場合時，使用在任意 方向反射之微小反射體的分散體等等。任一光學要件都適 合量產，可容易地降低成本。 選擇光路之光學要件1 2係，由此光學要件1 2所出射之 選擇透射光係實質上全部具有比在入射光光路前方的層中 之全反射臨界角更大的角度成分，而其他角度成分的入射 光係被選擇性地反射而不被透射者。亦即，只有比在透明 介質14與透明介質16的界面會產生全反射條件的全反射 臨界角〇c具有更大角度成分的入射光會透射用以選擇光 路的光學要件1 2，而對其他角度成分的入射光係遮光。 又，全反射臨界角Θ c係以（1)式可求得。 θ〇 = sin_1(n2/nl) (1) 以一具體的選擇光路之光學要件1 2的構成例而言，可 舉出由電介質多層膜所構成之光干渉爐光器。此光干渉濾 光器的層構成係以第5圖表示。 光干渉濾光器係將高折射率材料和低折射率材料予以依 序疊層所構成之電介質多層膜，以其光學特性而言，將詳 述於後，具有依其波長將入射光予以選擇性地反射的功能 ，且具有因應入射角而選擇性反射之波長偏移至短波長側 之特性。現在’將入射光的波段設定爲λ i s〜λ i “ λ i s < λ j 時，對於由光學要件1 2出射之選擇透射光的出射角爲全 -29- 1252357 五、發明說明（28 ) 反射臨界角ec以下的角度成分的光，波段λί5〜λα2Α 射光係實質上全部選擇性地反射。依此構成，可以大面積 且簡單的構成形成可選擇任意波長的反射膜，可利用其反 射波長之入射角相依性形成容易選擇光路的光學要件i 2 。又，上述之光干渉濾光器亦可作爲於電介質多層膜的層 構成上追加有金屬膜的金屬/電介質多層膜。此外，由電 介質多層膜等所構成之光干渉濾光器係可以EB沈積（電子 束同時沈積）、濺鍍等方法以將複數個薄膜材料予以沈積 在透明支撑基板上來形成。且，該薄膜材料係具有不同折 射率之有機多層膜，或也可爲含有無機物的有機多層膜， 此時可依塗佈、層壓等方式以更低成本加以形成。 在此茲就使光路變化的光學要件1 〇和選擇光路的光學 要件1 2之光學性質加以詳述。 首先，使光路變化的光學要件1 0係考慮爲依折射以變 化光路之場合。如第6圖所示，變化光路之光學要件（平 均折射率nt)，選擇光路之光學要件（平均折射率ns)，透 明介質u(平均折射率nu)，透明介質v(平均折射率nv)， 全反射面之前方側的透明介質w(平均折射率nw)等順序配 置光學元件之場合時，透明介質v與透明介質w之界面設 定爲全反射面時，則在各各界面之入射角和各介質的平均 折射率之關係如（2)式所表示。 n v · S i η Θ v = n w η u · S i η θ u = η ν · S i η θ ν = η w η s · S i η θ s = n u · S i η Θ u = n w nt · S i ηΘt = n s · S iηΘs = n w (2) -30- 1252357 五、發明說明（29) 在此，et、es、θιι、θν係在各自的介質内之光路角度。 因此，使光路變化的光學要件1 0之條件爲，至少包含 有滿足Sinet > nw/nt之條件的角度爲et之光在光路前方 輸出。較佳爲，儘可能多包含滿足此條件之角度爲et的 光在光路前方輸出。又，透明介質W爲空氣之場合時成爲 nw = 1，上述條件係成爲， Sin0t> 1/nt 一方面，以選擇光路的光學要件1 2之條件來説，設定 爲使只有滿足S i η Θ s > n w/ns之條件的光透射。又，透明介 質w爲空氣之場合時’係成爲n w二1，上述條件係成爲， s i η Θ s > 1 / n s 以下茲説明平面光源4。 平面光源4係對全反射光學構件2照射面狀的入射光。 以此入射光來説，可使用準直光或擴散光中任一，又、除 了由全反射光學構件2的外部入射以外，也可爲在全反射 光學構件2内部具有光源使其發光者。爲準直光之場合時 ，因將特定之入射角度成分的入射光供給至全反射光學構 件2，所以可提升光利用效率，一方面，爲擴散光之場合 時，可使用任意的低成本之平面光源。又，在内部具有光 源時，來自光源的光因被直接導入全反射光學構件2内部 ，使光的導入效率提升，因光學元件和光源可一體成型而 可圖謀小型薄型化。一方面，在外部具有光源時，顯示元 件1 〇〇之設計自由度提高，大型且任意的外部平面光源也 可利用，可容易地進行高輸出。 -31 - 1252357 五、發明說明（3〇) 以上述入射光來説，可使用UV光、藍色光或綠色光等 的可見光、紅外線等特定頻帶之波段的光。 又，以光源的種類而言，例如可使用如下所述者：封入 有惰性氣體或水銀蒸氣的屬於電子管之螢光燈、水銀燈、 霓虹管燈、庫魯克斯（Crookes)真空管（音譯）等一般所使用 且照其原樣可利用的放電燈、可容易獲得準直光的雷射光 源，平價且規定波段的的LED、可獲面狀光之無機或有機 EL、發出白色光以因應目的作過濾而可取出任意波長成分 的白熱燈、CRT等之陰極線顯示管、或可直接獲得導入至 顯示元件的面狀光之陰極線燈、及同爲平面狀之顯示管而 可直接獲得面狀光的FED等等。 上述平面光源除可獲得直接面狀光者以外，例如，以集 結複數個點光源或線光源而形成面狀光，或使1條或複數 條光束偏向掃描而形成面狀光。且也可以是單單使來自點 光源或線光源的光通過用以執行擴散、散亂、折射、繞射 等之功能的濾光器而形成面狀光再照射者也可以。 以集結複數個點光源或線光源之方式而言，例如可舉出 :使LED縦横地矩陣配置，使光量成均一地發光之構成 ，或例如使螢光管並列配置而發光之構成者等等。又，以 偏向掃描的方式而言，例如可舉出：將半導體雷射或氣體 雷射等之雷射束，依多邊形鏡子等使其備向掃描以獲得面 狀光之構成，或將平面顯示元件整體予以真空封止使陰極 線掃描而使螢光體激勵發光的構成者等等。又，雷射束係 使用用以形成複數個照射點的各種射束，可獲得更有效率 -32- — 1252357 五、發明說明（31) 的面狀光。不管如何，若可獲得與平面光源同等之面狀光 ，則可使用點光源或線光源等任一之光源。 此外，把來自光源的光對全反射光學構件2照射之際， 除預先形成面狀光予以照射以外，也可將點光源或線光源 的光使其照原樣對全反射光學構件2 —邊依序掃描一邊導 入。在此場合，例如上述雷射束之掃描等可合適地利用。 以下，茲就選擇光路的光學要件1 2之特性，使用第7 圖〜第9圖加以詳細説明。 第7圖係表示對光學要件1 2之入射光的入射角，第8 圖係表示對入射光之波長的光學要件1 2的光譜透射率以 各入射角表不圖，第9圖係表示光學要件12内外之光路 圖。 首先，如第7圖所示，在考慮對光學要件1 2將入射光 以各入射角θ 〇、Θ i、Θ 2、Θ 3入射時，則如第8圖所示，光 學要件1 2的光譜透射率會產生變化。亦即，入射角爲全 反射臨界角ec以下的θ〇(0度）時，光譜透射率對入射光之 波段λί5〜λα大約爲0%而成爲遮光狀態（不透射而被反射 之狀態）。一方面’入射角較全反射臨界角ec爲大時，伴 隨著入射角變大爲Θ!、θ2、θ3，由於光譜透射率之透射特 性係偏移至短波長側，所以透射光量増加。亦即，對選擇 光路的光學要件1 2之入射光的入射角係相對於該光學要 件1 2的面成爲淺角度，則選擇性地反射之入射光的波長 係偏移至短波長側。依此，入射光之入射角度成分爲θ〇 的光不透射，成爲入射角度成分爲較特定角度爲大的Θ !、 -33- 1252357 五、發明說明（32) ㊀2、θ3的光以此順序越會透射。於是，藉由把光學要件！ 2 設計成該分光特性係僅比在規定界面的全反射臨界角ec 爲大的入射光成分會透射’成爲可將不滿足全反射條件的 入射光成分予以遮光，僅將全反射的入射光成分由光學要 件1 2予以選擇性地出射。 如同上述，使用以僅較在全反射面2 2之全反射臨界角 ec爲大的入射光成分會透射般所設計的光學要件1 2來構 成全反射光學構件2時之入射光光路，係使用第9圖加以 説明。 第9圖（a)係表示被入射於用以選擇光路之光學要件12 的光其在光學要件1 2反射之光路A ;及被入射於用以選 擇光路之光學要件1 2的光其藉由光學要件1 2，在成爲光 路前方之透明介質14與透明介質16之界面的全反射面2 作全反射之光路B。 光路A係於入射光的入射角θί爲在全反射面22的全反 射臨界角ec以下時’光學要件丨2係使此種入射角成分的 光不透射而使其表面選擇性地反射。爲此，全反射臨界角 〇c以下之入射角度成分的光係依光學要件12對光路前方 遮光。 光路B係於入射光之入射角e i較在全反射面2 2之全反 射臨界角Θ c爲大時，光學要件1 2係使此種入射角成分的 光透射。爲此’較全反射臨界角ec爲大的入射角度成分 的光係’藉由光學要件1 2被導入透明介質1 4而在全反射 面22被全反射。 -34- 1252357 五、發明說明（33) 此外’第9圖（a)係表示入射光被入射側之折射率na和 透明介質1 4之折射率nb爲相等、及對光學要件1 2之入 射角θί和在全反射面22之入射角θ5爲相等之場合。 一方面’第9圖（b)係表示，在入射光被入射側之折射 率na和透明介質4之折射率nb爲不同，且相對於光學要 件12的入射角θι與在全反射面22之入射角 es爲不同 之場合。此時的光學要件1 2係設計成在全反射面22之入 射角es係較全反射臨界角0C爲大。 藉由使用上述所設計之用以選擇光路的光學要件12以 構成全反射光學構件2，如同第丨圖以箭頭所表示之光路 ’導入於全反射光學構件2之由準直光或擴散光所構成之 面狀入射光其入射於用以變化光路的光學要件1 〇之後， 由光的照射位置會依擴散等原因光路會變化。然後，光路 產生變化的光在到達用以選擇光路之光學要件1 2後，只 有在成爲透明介質14與透明介質16之界面的全反射面 22之、較全反射臨界角ec爲大之角度成分的入射光會透 射光學要件1 2 ’而其他角度成分的入射光係在光學要件 1 2的表面被光入射側選擇性反射。 因此，入射於全反射光學構件2的光之中，只有在全反 射面2 2全反射的光被導入光路前方，而此被導入的光係 在全反射面22全反射。 亦即，在用以選擇光路的光學要件1 2中，由光學要件 1 2所出射之透射光實質上係全部由選擇光路之光學要件 1 2，具有比在入射光光路前方的全反射面中之全反射臨界 -35- 1252357 五、發明說明（34) 角更大角度成分，而其他角度成分之入射光係選擇性地反 射而不被透射。此外，在具有全反射面的介質内，實質上 並不執行導光、蓄積、包入之動作等等。 且，在用以選擇光路之光學要件1 2的表面被反射至入 射光導入側的光之一部份，係在用以使光路變化的光學要 件1 〇之光入射側之界面（反射層）被反射，再度被投入用 以選擇光路之光學要件1 2。此被再投入的光之入射角度 變大，成爲較全反射臨界角ec爲大，而藉由光學要件12 被導入透明介質1 4。 以下説明光耦合要件6。 光耦合要件6係破壞於全反射面之入射光的全反射條件 ，在光耦合要件6使光耦合且取出以出射至光路前方者。 此光耦合要件6係適當的設置用以變更取出光之光路的光 路變更手段、及用以吸收特定波長成分之特定波長成分吸 收手段。具體來説係可利用例如以下的（1)〜（4)所示之種 類者。 (1)依折射以變更光路者或具有其功能者 以近接配置於全反射面2 2，使取出的輸出光依折射以 變更其光路者，例如可舉出第1 〇圖（a)所示之透鏡陣列、 和第10圖（b)所示之稜柱陣列及第10圖（c)所示之折射率 分佈透鏡體等等。依這些透鏡陣列及稜柱陣列，可把由全 反射光學構件2之全反射面22取出的輸出光予以集光或 擴散以朝不同方向出射，可在不降低輸出光的強度下、以 簡單的構成來執行使輸出光具有或去除出射方向性。 -36- 1252357 五、發明說明（35) (2) 透射型繞射格柵或具有其功能者 在使取出光透射之同時依繞射來變更出射方向的透射型 糸凭射格珊來5兑’係可舉出與刖述问樣之第3圖（a)所示之 體積全像圖、弟3圖（b)所不之浮彫型繞射格柵、第3圖（c) 所示之折射率解調型繞射格柵、及振幅解調型繞射格柵等 。依這些透射型繞射格柵，可精確地設定輸出光之出射角 度。且，例如依光聚合物法或射出成形法可大量生產，可 圖謀降低顯示元件本身的成本。 (3) 光擴散體或光散亂體或具有其功能者 在使取出光擴散或散亂之光擴散體或光散亂體來説，可 舉出第1 1圖（a)所示之適合量產的多孔質體、第1 1圖（b) 所示之高折射率微粒子等之具有不同折射率的物質_ 20之 分散體或分佈體、及第11圖（c)所示之表面形成有凹凸之 光擴散體或光散亂體等等。依這些光擴散體或光散亂體， 可依擴散或散亂將輸出光分散至任意的方向，可使輸出光 喪失出射方向性。 (4) 吸收入射光者或具有其功能者 以吸收入射光者來説，可舉出記錄有圖像資料的透射性 圖像薄膜等等。藉由把由全反射光學構件2之全反射面 22所取出的輸出光依透射性圖像薄膜使其吸收特定波長 成分而出射，可獲得濃淡顯示和特定色之發亮。亦即，可 執行透射性圖像薄膜所記錄之圖像樣的顯示。爲此，即使 是同一種入射光也可選擇性地獲得複數色之出射光。 在此説明由上述之全反射光學構件2、平面光源4、及 -37- 1252357 五、發明說明（36) 光耦合要件6所構成之顯示元件1 0 0的光解調動作。 當來自平面光源4的光導入第1圖所示的全反射光學構 件2後，則透過變化光路之光學要件1 〇及選擇光路之光 學要件1 2的光係在全反射光學構件2之全反射面22被全 反射。然後，在光鍋合要件6近接之全反射面2 2的區域 中，全反射面22之全反射條件被破壞，光自全反射面22 被取出至光耦合要件6。所取出的光係被出射至全反射光 學構件2之相反側的顯示側而成爲顯示光。一方面，在光 耦合要件6自全反射面22離間的區域，係在全反射面22 被全反射不被顯示側出射。 如此，本實施形態之顯示元件1 00係因爲光耦合要件之 構成爲單純，可大幅地降低空隙差距及膜均一性，成爲對 大面積化之實用性優越的構成。 依上述構成之顯示元件100，因係不使用導光板或光波 導管，以低成本的構成將來自面狀光源之入射光照其面狀 之原樣予以直接地高效率地導入至全反射光學構件2，相 較於例如把入射光由端面側導入之場合、係可採用使入射 光之導入口特別地寛，以提升與入射光之耦合效率，以不 影響顯示元件1 〇〇本身的薄型化，可高效率將面狀的全反 射光導入。依此，因光耦合要件6以近接地配置在全反射 面，所以可把自全反射面22取出的入射光以高效率地朝 顯示面側出射。因此，在顯示元件1 0 0之光路前方側的面 ，僅設置有光耦合要件6的區域會發光，光係由顯示元件 1〇〇被出射至圖像。 ~38- 1252357 五、發明說明（37) 亦即，可僅在必要處所執行圖像顯示。且依此構成’係 防止依使用導光板或光波導管時所產生之干擾的局部光量 降低，使遍及顯示畫面整體均等之明亮的顯示成爲可能。 其次，由於在顯示元件100内之各界面反射的入射光之 一部份係依在界面的反射再投入於光路前方，所以顯示元 件100的高輸出化也可容易地達成。又，以全反射光學構 件2之單體而言，因爲透射光實質上不產生，所以導入的 光量不會衰減，可提升光利用效率。且，全反射光學構件 2藉由將與空氣（惰性氣體也可以）接觸的氣體接觸界面設 爲全反射面，可爲不另外設置用以產生全反射的折射率層 之單純構造。 且，平面光源的配置位置可自由選擇，執行爲數眾多的 光源係成爲可能，可提升光的出射亮度。進而，平面光源 的入射光角度分佈無制限，使得既存之背光光源可使用。 又，圖示係省略，在顯示元件1 00之入射光導入側也可設 置反射體，用以把由此顯示元件1 00所反射之入射光予以 再投入至顯示元件1 0 0側。依此，執行光的再生，可圖謀 提升光利用效率之高效率化。 接著，使用第12圖、第1 3圖以説明其2維配置有上述 顯示元件的構成之本發明第2實施形態。 第1 2圖係以2維配置有以可撓薄膜形成的顯示元件之 平面顯示元件的平面圖。第1 3圖係第1 2圖之C-C剖面圖 ，（a)係表示非驅動時，（b)爲表示驅動時之狀態圖。 如第1 2圖及第1 3圖所示，本實施形態之平面顯示元件 -39- 1252357 五、發明說明（38) 2 00係在全反射光學構件2之全反射面22上，光耦合要 件6以m行η歹Ij (m、η爲整數）的2維狀配置。亦即，在 全反射面22上相對於入射光，透明的信號電極32係在列 方向各自平行配置η列，而在與此信號電極32正交的行 方向，同樣地相對於入射光，透明掃描電極34係藉由形 成在信號電極兩側方的一對柱材3 6a、3 6b而被平行配置 m行。此外，在掃描電極3 4之信號電極3 2側上形成具有 電氣絶緣性的光擴散層3 8，依掃描電極3 4和光擴散層3 8 以形成可撓薄膜。 具有電氣絶緣性的光擴散層係可使用，例如Si02，

SiNx等之無機絶緣膜、或聚醯亞氨等之有機絶緣膜。且 ，在可撓薄膜和信號電極之間的空隙形成係在空隙部預先 形成犧牲層，在其上形成可撓薄膜之後，最後再蝕刻除去 犧牲層以獲得空隙。在可撓薄膜賦予光擴散性之手段而言 ，可依微影蝕刻等方式以在表面形成凹凸之方法、或依使 折射率不同之微粒子在上述絶緣膜分散的方法等可獲得。 接著説明上述構成之平面顯示元件200的光解調動作， 首先，如第1 3圖（a)所不’在信號電極3 2和掃描電極3 4 之間的電壓爲非驅動電壓Voff時，可撓薄膜40係呈中性 狀態之平面狀，被導入全反射光學構件2的光係不被顯示 側出射。 一方面，如第13圖（b)所示，在信號電極32和掃描電 極34之間施加驅動電壓Von，則在信號電極32和掃描電 極34之間產生靜電力，可撓薄膜40係被信號電極32吸 -40- 1252357 五、發明說明（39) 着。於是，被導入至全反射光學構件2的光其在可撓薄膜 40被信號電極32吸着的區域中之全反射條件被破壞，係 透過信號電極3 2及可撓薄膜40被取出。此被取出光不出 射至顯示側。 如此，依上述構成之平面顯示元件2 0 0，使可撓薄膜4 0 和信號電極3 2依電氣機械動作行疏遠或接觸，可獲得導 光擴散作用，利用此導光擴散作用可作光解調。亦即，在 可撓薄膜40和信號電極3 2之間形成空隙時，全反射光學 構件2内的全反射條件被滿足，且遮斷來自信號電極32 的光，一方面在使可撓薄膜4 0接觸於信號電極3 2時，全 反射條件被破壞且來自信號電極3 2的光被導入至可撓薄 膜40側。藉由在可撓薄膜40内之擴散層3 8使此被導光 之光擴散，而形成來自可撓薄膜40的光可出射。 以下，依本發明之顯示元件使紫外線光解調，使螢光體 激勵發光以執行顯示的本發明之第3實施形態加以説明。 第1 4圖係在前述之平面顯示元件的顯示側配置有螢光 體的激勵發光型平面顯示元件之平面圖，第15圖係第14 圖之D-D剖面圖（a)係非驅動時，（b)爲驅動時的狀態圖。 如第1 4圖及第1 5圖所示，本實施形態之激勵發光型平 面顯示元件3 0 0係構成爲，將前述平面顯示元件2 0 0之平 面光源4設定爲照射面狀的UV光的UV光平面光源5， 而在全反射光學構件2的可撓薄膜40形成側上配置有， 將在透明基板44上形成有螢光體之前面板46作對向配置。 在前面板46係將三原色（R，G，B)之帯狀螢光體42a， -41 - 1252357 五、發明說明（4〇) 42b，42c與平面顯示元件200的信號電極32作對向設置 。且，在這些帯狀螢光體42a、42b、及42c之間，配置有 用以提升對比的黑色矩陣4 8。此時之黑色矩陣4 8係可以 碳分散樹脂、鉻等之金屬來形成。 此前面板46係使用透射螢光體發光波長之玻璃等材料。 又，在螢光體之可撓薄膜40側係設置有使激勵用紫外 線透過’用以反射螢光體發光波長之波長選擇反射膜50 ’在使來自UV光平面光源的光透射的同時，使來自螢光 體之發光朝顯示側反射。可圖謀依此顯示光量之増大。以 此波長選擇反射膜50來説，例如可使用電介質多層膜或 膽固醇液晶材料。 這些信號電極32、掃描電極34係對導入的光以透明之 導電性材料所構成，較佳爲使激勵用紫外線透射之材料或 具有其光學特性者，具體言之、可使用ITO等物。又較佳 爲銘或其合金、銘、銷、組寺之金屬薄膜將之疊層於該透 明的導電材料之端部以降低電極之電阻，可減低施加電壓 之延遲。 以下，説明上述構成之激勵發光型平面顯示元件3 00之 光解調動作，首先，第15圖（a)所示，當信號電極32和 掃描電極34之間的電壓爲非驅動電壓Voff時，可撓薄膜 4 0係呈中性狀態的平面狀，而導入全反射光學構件2的 UV光並不出射於前面板46側。 一方面，如第15圖（b)所示，當在信號電極32和掃描 電極34之間施加驅動電壓Von，則可撓薄膜40係依靜電 -42- 1252357 五、發明說明（41) 力被信號電極3 2吸着。於是，導入全反射光學構件2的 U V光因爲全反射條件破壞之故，係經由信號電極3 2可撓 薄膜40被取出而出射於前面板46側。被出射的UV光係 藉由前面板46之波長選擇反射膜5 0而被選擇性地照射在 螢光體42 a、42b、42c以使螢光體激勵發光。依此所產生 的激勵光（R、G、B色）係出射於顯示側，又，朝顯示側後 方的激勵光係依波長選擇反射膜50，被反射於顯示側而 被出射。 如此，依上述構成的激勵發光型平面顯示元件3 00，可 撓薄膜40和信號電極32係依電氣機械動作而疏遠，而在 雙方之間形成空隙時，全反射光學構件2内的全反射條件 被滿足則遮斷來自信號電極3 2的光。一方面，在可撓薄 膜40接觸信號電極32時，全反射條件被破壞，則來自信 號電極32的光係藉由可撓薄膜40被前面板46側出射使 螢光體42a、42b、42c選擇性地激勵發光。依此，可選擇 性地控制任意位置的螢光體發光，且，由於把面狀導入的 UV光照其原樣地照射螢光體以使可視3原色發光，所以 如同液晶顯示元件，在與使白色光源在色吸收型的濾色器 作3原色化之場合作比較下，係提高光利用效率，可顯示 任意圖案的彩色平面圖像。 此外，依上述構成之2維配置的光解調元件因適宜地選 擇可撓薄膜之形狀和彈性係數等機械方面的物理性質、及 可撓薄膜和全反射面之空隙距離等條件，對施加電壓的變 位特性上具有滯後。 -43- 1252357 五、發明說明（42) 利用此滯後特性，藉由對信號電極32和掃描電極34施 加適宜的電位，可在不使用TFT等主動元件之情況下， 以高對比來控制2維配置的任意畫素之透射率。亦即，所 謂的被動矩陣驅動成爲可能。所謂的的被動矩陣驅動係以 格柵狀地配置掃描電極和信號電極，將其以分時作ON/OFF 控制以驅動交點部份之畫素的顯示方式，其代表例有STN (超扭轉向列）。 如此，將光解調元件連接至一般所用之被動矩陣驅動手 段且對各電極32、34施加，可實現平價且大面積之平面 顯示元件。進而，將可撓薄膜和全反射面之空隙設爲Ιμηι 左右，使以低電壓之高速光解調成爲可能，特別是將透射 率以2値作解調，藉由以數位方式來控制1場時間内透射 之時間，可穩定地獲得適合動畫顯示之高品質的灰階。且 ，因係依螢光體發光之顯示，所以可獲得無視野角相依的 高畫質顯示。 以下，茲就以本發明之顯示元件作紫外線光解調且使螢 光體激勵發光以執行顯示的本發明之第4實施形態加以説 明。 第16圖係表示在可撓薄膜上形成有前述之激勵發光型 平面顯示元件的螢光體之本實施形態的激勵發光型平面顯 示元件之部份剖面圖，（a)爲表示非驅動時，（b)爲驅動時 之狀態圖。如第1 6圖（a)所示，本實施形態之激勵發光型 平面顯示元件400係以不設置前面板，將螢光體52a、 5 2b、5 2c予以直接形成在可撓薄膜40上，可達成在構成 -44- 1252357 五、發明說明（43) 及成形工程之簡略化、進而更加地薄型化和低成本化。尙 且，在螢光體52a、52b、及52c的各自間設置黑色矩陣， 以提高顯示圖像之對比。 此外，在上述第3實施形態及第4實施形態中，使用 UV光作爲入射光，雖使用其透射光會激勵發光之G(綠色） 、R(紅色）的螢光體以執行全彩顯示，此外，設定藍色作 爲入射光（主要波段爲400〜5 0〇nm)，不使用以此藍色光 激勵發光之G(綠色）、R(紅色）的螢光體也可以，這些組合 並不局限於上述例。藉由使用如同藍色之可見光來作爲入 射光，可把不耐UV光的有機材料等物作爲構成本發明之 元件的材料來使用。 又，在可撓薄膜或其光路前方設置螢光體，也可在此螢 光體之更光路前方設置濾光器，用以使螢光體之發光波長 成分透射且使入射光之波長成分遮光。依此構成，在使用 例如以U V光作爲入射光之場合，可防止其透射光（漏光） 往顯示側（觀測者側）出射。 此外，也可設置取代上述濾光器之濾光器，用以透射螢 光體之發光波長成分且使入射光之波長成分遮光。依此構 成，例如螢光體之發光波長爲可見光域之場合，藉由把吸 收可見光之ND濾光器（透射率20〜7 0%左右）設置在顯示 側（觀測者側），即使在明亮之場所也可執行高對比之顯示。 以下，兹就依液晶來形成上述之顯不兀件的光親合要件 ’執行以電氣光學方式的光解調之本發明的第5實施形態 加以説明。 -45- 1252357 五、發明說明（44) 第1 7圖係表示本實施形態之光耦合要件的槪念構成和 説明光解調作用圖。本實施形態之光耦合要件7中，分別 在全反射光學構件2之全反射面設置信號電極32及與此 信號電極3 2對峙地設置掃描電極3 4，同時在這些信號電 極32與掃描電極34之間存在有液晶層54，用以解調成 在信號電極3 2界面滿足全反射條件之折射率nc和破壞全 反射條件之折射率nd。 第17圖（a)係表示對各電極施加非驅動電壓Voff之狀態 ，第17圖（b)係對各電極施加驅動電壓Von之狀態。在施 加非驅動電壓Voff之狀態中，在信號電極32和液晶層54 之界面，因以滿足全反射條件地設定液晶層5 4之折射率 ，所以導入全反射光學構件2的光在界面會全反射。且在 施加驅動電壓Von之狀態中，液晶層54之折射率由nc變 爲nd，在界面的全反射條件被破壞，導入於全反射光學 構件2的光被取出且出射於顯示側。 如此、依上述構成之光耦合要件，藉由控制使液晶層 5 4之折射率解調的驅動電壓可執行光解調，其相較於使 用以往的偏光板之液晶解調元件，可執行高效率之解調。 又，以本實施形態之變形例而言，可將光耦合要件以前 述之液晶層取代且使PLDC(聚合物分散型液晶）以構成顯 示元件。 第1 8圖係表示使用PLDC之光耦合要件的槪念構成以 説明光解調作用。在本實施形態之光耦合要件8，分別在 全反射光學構件2之全反射面設置信號電極32及與此信 -46- 1252357 五、發明說明（45) 號電極3 2對峙地設置掃描電極3 4，同時在這些信號電極 32和掃描電極34之間存在有PLDC層56。PLDC層56係 在具有高分子網狀組織的聚合物層5 8内，將封入有液晶 層之微小的微膠囊60予以分散者。此PLDC層56係在電 極間電壓爲非驅動電壓Voff時，因液晶不規則排列之故 使光被擴散，被導入的光係在顯示側出射。又，電極間電 壓爲驅動電壓Von時，因液晶分子排列之故，被導入的光 係在液層層内直進，且在層前方的界面被全反射，其結果 ，在顯示側不被出射。依此可執行光之ΟΝ/OFF控制。 接著，茲就以上説明之使用在顯示元件、平面顯示元件 及激勵發光型平面顯示元件之全反射光學構件的其他實施 形態加以説明。 首先，以選擇光路之光學要件來説，茲就使用布拉格反 射濾光器來取代前述光干渉濾光器之本發明的第5實施形 態加以説明。 第1 9圖係表示以液晶膜來構成用以選擇光路之光學要 件1 3的例子。此時的選擇光路之光學要件1 3係由以ITO 等所構成之一對透明電極26，和形成其内側的配向層28 ，以及被配向層28圍繞的膽固醇液晶層30所構成。 以下説明依此構成之膽固醇液晶層3 0所產生之濾光效 果。膽固醇液晶層3 0係，膽固醇液晶分子以相對於層被 平行地配向，相對於層之垂直方向呈現螺旋構造。 膽固醇液晶層3 0之常光折射率設爲no、異常光折射率 設爲ne、及複折射率設爲Δη、及平均折射率設爲η時， -47- 1252357 五、發明說明（46) 複折射率An係可以（3)式來表示。 Δη — ne-no (3) 又，平均折射率η係可以（4)式來近似表示。 n=(ne+no)/2 (4) 此外，當膽固醇液晶層30之螺旋間距設定爲P[nmp# ’膽固醇液晶層3 0係表示以布拉格反射之原理選擇性地 反射的特性。 亦即，以入射角e[deg]入射至膽固醇液晶層30的入射 光其被選擇性地反射時之入射光的中心波長λ (Θ)[ n m ]係可 以（5 )式來表示。 λ(θ) = X(0)*cos[sin-1(sine/n)] (5) 但是，入射光係設定爲使由空氣（折射率=1 )入射者。 在此，λ (0)[ n m ]係入射角爲Θ 〇，亦即，對層垂直入射時之 中心波長，可以（6)式來表示。 Δλ(0) = Δη·Ρ (6) 又，反射波長幅△Xtnm]係可以（7)式來表示。 △ λ= Δη·Ρ (7) 因此，藉由控制屬於膽固醇液晶層3 0之物理特性的常 光折射率no、異常光折射率ne、及螺旋間距Ρ來形成層 ，可形成具有因應入射角Θ變化之任意的反射中心波長 λ(θ)及所希望之反射波長幅Δλ的濾光器。例如，螺旋間 距Ρ的調整係、依混合螺旋間距不同之2種以上的材料而 作調整等之製法而成爲可能。 且，設定爲對象之入射光的波段爲寛之場合時，膽固醇 -48- 1252357 五、發明說明（47) 液晶層之選擇反射波段也有寛的必要。此場合時，使螺旋 間距在厚度方向連續的不同般地使液晶配向，可使反射波 段加寛。又，依使不同選擇反射波段之膽固醇液晶層作疊 層也可使反射波段加寛，可作爲本發明之選擇光路的光學 要件來使用。 其次，此膽固醇液晶層3 0係可依如下來製造。 在沈積膽固醇液晶的支撑體上塗佈聚醯亞氨配向膜、乾 燥、執行摩擦的表面處理。依此，聚醯亞氨配向膜係被形 成。 在其上塗佈有由低分子膽固醇液晶、或向列型液晶和展 現扭轉的對掌劑的混合物、高分子單體、及光聚合開始劑 與有機溶劑混合的調整液之後，以適當的溫度使其配向。 其後，對必要的部份曝射紫外線使光聚合，依顯影以除去 不要部份。最後執行高溫烘乾使其穏定。 爲控制扭轉方向及反射入射角度，可適宜地變更膽固醇 液晶、對掌劑、及各個濃度也可以。 又，也可能使用高分子膽固醇液晶作沈積。此時，與上 述相同，在聚醯亞氨配向膜上塗佈有將高分子膽固醇液晶 及光聚合開始劑與有機溶媒作混合的調整液之後，以適當 的溫度使其配向，其後，對必要的部份曝射紫外線使光聚 合。反射入射角度係以適宜地選擇配向溫度而可控制、且 依光聚合而穩定。 在此，以第20圖表示依此構成之選擇光路的光學要件 1 3之光譜透射率。此膽固醇液晶層係將左旋膽固醇液晶 -49- 1252357 五、發明說明（48) 層和右旋液晶層予以重疊的例，在反射波段反射全偏光成 分。在入射角爲全反射臨界角ec以下的θ〇(參照第7圖） 之場合中，雖光譜透射率對入射光的波段xis〜爲大約 〇%而成爲遮光狀態，但因入射角爲較大於全反射臨界角 ec的角度，伴隨著θ!、θ2、θ3變大，因光譜透射率的透射 特性係偏移至短波長側，所以透射光量増加。依此，入射 光的入射角度成分爲θ〇的光係不透射，成爲入射角度成 分爲較之於特定角度爲大的θ!、θ2、θ3的光係以此順序越 會透射。於是，藉由將光學要件1 2的分光特性設計爲僅 在規定界面的較大於全反射臨界角ec的入射光成分會透 射，而選擇性地除去不滿足全反射條件之入射光成分，成 爲可僅使全反射的入射光成分由光學要件1 2出射。 依此構成，可獲得與使用前述光干渉濾光器的場合同樣 之作用效果，同時可實現更低成本之用以選擇光路的光學 要件1 3。 且’有關膽固醇液晶層3 0，其螺旋構造爲右旋時，反 射右圓偏振光成分的光，使沿著螺旋之左偏振光成分的光 透射。一方面，在螺旋構造爲左旋時，反射左圓偏振光成 分的光，使右圓偏振光成分的光透射。因此，把全偏振光 成分的光反射，亦即不使透射時，藉由把左旋（或右旋）膽 固醇層和相反的右旋（左旋）膽固醇層予以依序作重疊的構 造可使全偏振光作反射。 除上述膽固醇液晶以外，作爲具有布拉格反射之功能的 光學要件而言，體積全像圖係有效的。體積全像圖係依薄 -50- 1252357 五、發明說明（49) 膜内所形成之格柵狀的折射率分佈而具有布拉格反射功能 ，以反射特定的波長。且入射角一變大則反射波長係偏移 至短波側，以作爲光路選擇膜之功能。 體積全像圖係將全像圖用照片感光材、相分離型光聚合 物、HPDLC(全像圖照相高分子分散液晶）以及微影成像材 料等作爲感光材料，在其上執行多光束干渉曝光而可形成。 以下，在不使用前述之光干渉濾光器或布拉格反射濾光 器下，再針對以單純且平價的構成以形成全反射光學構件 的本發明第6實施形態加以説明。 在本實施形態中，全反射光學構件係使用稜柱而形成。 此時的全反射光學構件之構成例以第2 1圖表示。本變形 例的全反射光學構件3係由在入射光導入側具有凹凸面的 微稜柱陣列64所構成。 第2 1圖（a)係由光的入射面側看微稜柱陣列64的平面 圖’第21圖（b)係在（a)的P-P剖面之剖面圖。 微棱柱陣列64係平板狀，將其上面設定爲平滑的全反 射面66，同時下面係形成把由剖面山型凹凸所構成之稜 柱68予以平行地複數配置的形狀。 以此微稜柱陣列64的材料而言，可使用玻璃、樹脂等 等，特別是以量產性來説則樹脂爲較佳。以樹脂而言，丙 烯酸系、環氧基系、聚脂系、聚碳酸脂系、苯乙烯系、氯 乙烯系等在光學方面爲較佳，又樹脂材料係有光硬化型、 光溶解型、熱硬化型、以及熱可塑型等可適宜地選擇。 以微稜柱陣列6 4的製法而言，依金屬模的造形法或加 -51 - 1252357 五、發明說明（5〇) 熱加壓成形、射出成形、印刷法或微影成像法在生產性而 言係較佳。 具體言之，係依微稜柱形狀之金屬模熱將可塑性樹脂加 壓可成形。又，將光硬化性樹脂或熱硬化性樹脂充塡至金 屬模’其後依光或熱使樹脂硬化再由金屬模取出來成形也 可以。 以微影成像法而言’透過適當地被圖案化的遮光罩，對 光溶解樹脂或光硬化性樹脂施行紫外線（或可見光線）曝光 ’依執行各自曝光部的溶解顯影或未曝光部的溶解顯影而 被形成。依樹脂材料和曝光量分佈可獲得所希望之形狀的 微棱柱。且’依樹脂材料’在顯影後執行高溫烘乾處理， 依熱軟化時之表面張力可獲得所希望形狀的微稜柱陣列 64 ° 此外，入射光係在特定之入射角度範圍收束的面狀光， 如第21圖（b)所示，以入射角入射於全反射光學構件3。 依本實施形態之全反射光學構件3，微稜柱陣列64周 圍之介質16爲空氣（折射率n2= 1)，當微稜柱陣列64爲 由透明樹脂（折射率n3 = 1 .5)所構成時，在全反射面52的 全反射臨界角ec係與前述的（1)式同樣地被求取，成爲 42[deg] 〇 於是，在本實施形態，爲使相對於全反射面5 2之入射 角Θ設定爲Θ - ec，係設定稜柱之頂角α爲90[deg]左右， 左右開角爲45 [deg]左右。此時，入射光由稜柱外部入射 時，其入射光的入射角成爲45 [deg]左右。在此條件下， -52- 1252357 五、發明說明（51) 實質上也没有光學上的遮蔽，可高效率地使入射光在全反 射面5 2作全反射。 又，稜柱之頂角a並不限定爲此。 如此，使用可容易且平價地量產的微棱柱陣列64，導 入以面狀照射的入射光，可將所導入之入射光實質地全部 作全反射。 又，亦可爲在此微稜柱陣列64之光路前方設置有玻璃 或樹脂等之透明介質的構成。此時的全反射光學構件之剖 面構成係以第22圖表示。 依此構成，面狀的入射光被照射在微稜柱陣列64，依 微稜柱陣列64把由稜柱之頂角α等所設定的規定之入射 角度成分的入射光係被導入透明介質70内。接著被導入 的入射光係高效率地在透明介質70之全反射面72作全反 射。爲此，可使該同樣被導入的入射光實質地全部在透明 介質70之全反射面72作全反射。 又，在接合此微稜柱陣列64和透明介質70之構造體的 光路前方，以因應微稜柱陣列64的光入射角之角度來設 置用以變化光路之光學要件，也可構成全反射光學構件。 此時的全反射光學構件3之剖面構成以第23圖表示。 全反射光學構件3係由入射光的導入側，以玻璃基板或透 明樹脂等之透明介質1 4、然後透射型繞射格柵等之變化 光路的光學要件1 〇、微稜柱陣列64、以及透明介質70的 順序被疊層。且，入射光係在特定的入射角度範圍收束的 面狀光。變化光路之光學要件1 〇在作爲透射型繞射格柵 -53- 1252357 五、發明說明（52) 之場合時，較佳爲雖然可使用體積全像圖，但是也可爲浮 彫型繞射格柵或折射率分佈型繞射格柵或振幅解調型繞射 格柵。 依此構成，準直光之面狀入射光被照射到全反射光學構 件3之後，入射光係透射透明介質1 4，依變化光路的光 學要件1 〇使光路被變換成以微稜柱陣列64的頂角α等所 設定之規定入射角度成分的光。亦即，光路被變換爲滿足 在透明介質7 0的全反射面7 2之全反射條件的角度。換言 之，變化光路之光學要件1 〇係設計爲，入射光在透明介 質70的全反射面72作全反射的入射角度。如此，可使被 導入之入射光在透明介質70的全反射面72作全反射。 在此，使用第24圖，簡單地説明使用在上述各實施形 態之全反射光學構件2的其他之構成例。 首先，第24圖（a)所示之全反射光學構件係由入射光的 導入側，以變化光路之光學要件1 〇、然後是具有全反射 面的透明介質1 4，以此順序疊層的構造體。此全反射光 學構件係入射光在透明介質1 4之光路前方的全反射面22 會被全反射般地設計用以變化光路的光學要件1 0。 依此全反射光學構件，在被照射入射光後，依變化光路 之光學要件1 〇，光路被變更爲在透明介質1 4的全反射面 作全反射之入射角度成分。此被變更光路的透射光係在全 反射面22被全反射。 以下，第24圖（b)所示之全反射光學構件係由入射光的 導入側，然後是變化光路的光學要件1 0、透明介質1 4、 -54- 1252357 五、發明說明（53) 以及具有全反射面之選擇光路的光學要件1 2，以此順序 所疊層的構造體。此全反射光學構件係入射光在選擇光路 的光學要件1 2之光路前方的全反射面會被全反射般地設 計用以變化光路的光學要件1 2。 依此全反射光學構件，在被照射入射光後，依變化光路 的光學要件1 0使入射光的光路被變更。依此，在全反射 面作全反射的入射角成分的光係被導入用以選擇光路的光 學要件1 2且在全反射面被全反射。另一方面，除此以外 之入射角成分的光係以不被導入用以選擇光路的光學要件 1 2，以被選擇性地反射而返回入射光導入側。 此外，第24圖（c)所示之全反射光學構件係構成爲，在 第24圖（b)所示之全反射光學構件之光路前方，設置有較 透明介質1 4的折射率更低折射率的透明介質24。此時， 選擇光路的光學要件1 2係設計爲，在透明介質24之光路 前方的全反射面全反射入射光。 依此全反射光學構件，在透過用以變化光路的光學要件 1 〇和透明介質1 4導入入射光之後，被導入選擇光路的光 學要件1 2之入射光係在透明介質24之光路前方的全反射 面被全反射。另一方面，除此以外之入射角成分的光係以 不被導入用以選擇光路的光學要件1 2而選擇性地被反射 而返回入射光導入側。 以下’第24圖（d)所示之全反射光學構件係由入射光的 導入側，以選擇光路的光學要件1 2、然後是具有全反射 面的透明介質1 4 ’以此順序被疊層的構造體。此全反射 -55- 1252357 五、發明說明（54) 光學構件係以入射光在透明介質1 4之光路前方的全反射 面會被全反射般地設計用以選擇光路的光學要件丨2。依 此全反射光學構件，在被照射入射光後，依選擇光路的光 學要件1 2，只有在透明介質1 4之全反射面作全反射的入 射角度成分的光會透射此光學要件1 2。此透射光在全反 射面被全反射。一方面，不滿足全反射條件之入射光成分 係以選擇光路的光學要件1 2被選擇性地反射，實質上不 透射全反射光學構件。 以下’第2 4圖（e)所示之全反射光學構件係由入射光的 導入側起，以變化光路的光學要件1 0、然後是光學接着 層之光學連接介質18、選擇光路之光學要件12、以及透 明介質1 4，以此順序疊層的構造體。依此全反射光學構 件’在被照射入射光後，依變化光路之光學要件1 〇，光 路被變化爲在透明介質1 4之全反射面作全反射的入射角 度成分。此光路被變化的光在全反射面被全反射。一方面 ’不滿足全反射條件之入射光成分係被選擇光路的光學要 件1 2作選擇性地反射，實質上並不透射全反射光學構件。 以下，第24圖（f)所示之全反射光學構件係由入射光的 導入側，以透明介質1 4、然後是變化光路的光學要件1〇 、以及選擇光路的光學要件1 2依此順序所疊層的構造體 。依此全反射光學構件，在被照射入射光後，透過透明介 質1 4，入射光被導入至用以變化光路的光學要件1 〇，依 變化光路之光學要件1 0，光路被變化爲在全反射面作全 反射的入射角度成分。一方面，不滿足全反射條件之入射 -56- 1252357 五、發明說明（55) 光成分係被選擇光路的光學要件1 2作選擇性地反射，實 質上並不透射全反射光學構件。 即使爲上述各構成之全反射光學構件，也可適用前述之 各實施形態的全反射光學構件，可收同樣之作用效果。此 外’全反射光學構件之層構成，若可獲得上述主旨所具有 之功能，則無特別限定。 在此，依全反射光學構件之一具體構成例和在其構成例 中之光學構件的光譜透射率所藉由模擬求得之結果加以説 明。 在第25圖表示全反射光學構件之一構成例。此時的全 反射光學構件係由入射光之導入側起，以作爲變化光路之 光學要件的光擴散薄膜（折射率n= 1.5)、作爲選擇光路之 光學要件的電介質多層膜、以及玻璃基板（折射率η二1.5) 等之順序被疊層。此外，在玻璃基板之光路前方係存在有 空氣（折射率η= 1.0)。 電介質多層膜係由Ti02/Si02/〜/Si02/Ti02所成之29層 構造的多層膜，各層之光學厚係設爲1/4λ(但是，波長λ 二4 4 0 [ n m ])。又，入射光係使用第2 6圖所示之波長λ二 3 50〜40 0 [nm]的UV光源。且此時的全反射臨界角ec約爲 4 0 [ d e g ] 〇 在以上述條件下求取光學構件（電介質多層膜）之光譜透 射率係獲得第27圖、第28圖所示之結果。第27圖係把 相對於波長λ之光譜透射率T的變化以毎入射角Θ加以表 示的圖表，第2 8圖係把相對於入射角Θ之光譜透射率Τ -57- 1252357 五、發明說明（56) 以毎波長λ加以表不的圖表。 如第27圖（a)所示，入射角Θ爲〇[deg]之場合時，在 UV光源的波段之光譜透射率T係成爲大約0[% ]，並没有 自光學構件被透射。且，第27圖（b)所示之在入射角Θ成 爲全反射臨界角0C之正前的40[deg]之場合時也不會由光 學構件透射。第27圖（c)所示之入射角Θ爲70 [deg]之場 合時，成爲對P波爲大約100 [%]的光譜透射率，對S波 大約爲〇[%]，成爲P波和S波之平均約爲50[°/〇]。 又，如第28圖（a)所示，在UV光源之波段的短波長側 之波長λ二3 50 [deg]之場合時，相對於P波，因入射角Θ 約爲50 [deg]以上，所以光譜透射率提升，第28圖（b)所 示之中心波長λ = 3 75 [nm]之場合時，因入射角Θ約爲 46 [deg]以上，所以光譜透射率提升，又，第28圖（〇所示 之長波長側的波長λ二400[nm]之場合時，因入射角Θ約 爲42[deg]以上，所以光譜透射率提升。 因此，藉由使用P波在光學構件使其全反射，適宜地設 計變更光學構件之諸條件而使S波之分光特性接近P波的 特性，可使UV光源之波段的入射光，以其入射角Θ爲全 反射臨界角ec以下的角度作選擇性地反射，且可以較全 反射臨界角ec更大的角度使其透射。依·此，可將光學構 件之電介質多層膜作爲選擇光路之光學要件S、使其在實 用上充分地發揮功能。 此外在前述中作爲電介質多層膜的例，雖然舉出由 ΤΊ02/ Si02所構成之多層膜爲例，但是對於對象光之波長 -58- 1252357

五、發明說明（57) 而g ’較佳爲選擇適宜其材料者。 例如’以相對於可見光、赤外線而言， 高折射率材料（折射率爲大槪1 . 8以上的材料）係以

Ti02 ’ Ce02，Ta2〇5，Zr〇2，sb2〇3，Hf〇2，， Nd03，Y203，Zn〇，Nb205 •較高之折射率材料（折射率大槪爲丨.6〜i .8的材料）係以 MgO，Al2〇3，CeF3，LaF3，NdF3

•低折射率材料（折射率爲大槪1 · 5以下的材料）係以

Si02，A1F3，MgF2，Na3AlF6，NaF，LiF，CaF2，BaF? 等爲較佳。 以相對於紫外線而言， •高折射率材料（折射率大槪爲1 · 8以上的材料）係以 Ζι·02，Hf02，La203，Nd〇3，Y203 或 Ti02，Ta2〇5，Zr02 (但是’光之波長大槪爲36〇nm〜400nm)

•較商之折射率材料（折射率大槪爲1 . 6〜丨· 8的材料）係以 MgO ’ Al2〇3 ’ LaF3，NdF3 •低折射率材料（折射率大槪爲1 · 5以下的材料）係以

Si02，A1F3，MgF2 ’ Na3AlF6，NaF，LiF，CaF2，等爲 較佳。 … 【發明之效果】 本發明之光解調元件係具備有··全反射光學構件，具有 以面狀導入光解調元件的入射光之至少一部份會在光解調 元件所構成的層之界面（全反射面）作全反射、而一方面、 >59- 1252357 五、發明說明（58) 入射光實質上不由入射光導入側的相反側出射的特性；光 耦合要件，配置在該全反射光學構件之全反射面側，且由 該全反射面選擇性地耦合入射光並取出。因而在面狀導入 的入射光照射於全反射光學構件時，入射光被導入全反射 光學構件内，其導入的入射光之至少一部分係在光解調元 件之構成的層之界面作全反射，一方面，自入射光導入側 的反對側，入射光係實質上變成不被出射。藉由選擇性地 近接配置用以將入射光耦合至此全反射光學構件的全反射 面且將其取出，全反射光被取出至被近接配置的光耦合要 件以被出射於入射光光路前方。依此，可高效率地把面狀 之入射光以面狀之狀態導入光解調元件，可執行因應光耦 合要件之近接配置狀態的選擇性光解調。因此，在以不使 用有波導管或導光板的顯示方式下，提高能量效率之光解 調係成爲可能。 有關本發明之顯示元件係依具備有上述光解調元件和平 面光源，藉將由平面光源所出射的入射光導入至光解調元 件，以光耦合要件將導入光解調元件之全反射光學構件的 光作光解調，可選擇性地朝光路前方出射。依此，可以高 效率且高品質地執行所希望之顯示。 有關本發明之曝光元件係使用上述顯示元件，依預先設 定的曝光資料作光解調，使光被選擇性地朝曝光對象象出 射’可對曝光對象實施曝光處理。 【圖面之簡單説明】 【第1圖】表示有關本發明之光解調元件所搭載之顯示 -60- 1252357 五、發明說明（6 〇 ) 之光擴散體或光散亂體。 【第1 2圖】表示把由可撓薄膜所形成之顯示元件予以 2維配置的平面顯示元件之平面圖。 【第13圖】表示第12圖之C-C剖面圖，（a)爲非驅動 時，（b)爲驅動時之狀態圖。 【第1 4圖】表示在平面顯示元件之顯示側配置有螢光 體的激勵發光型平面顯示元件之平面圖。 【第15圖】表示第14圖之D-D剖面圖，（a)爲非驅動 時，（b)爲驅動時之狀態圖。 【第1 6圖】表示本發明之第4實施形態的激勵發光型 平面顯示元件，係將螢光體形成在可撓薄膜上之激勵發光 型平面顯示元件的部份剖面圖。 【第1 7圖】係説明本發明之第5實施形態的光耦合要 件之槪念構成及光解調作用之圖。 【第1 8圖】係説明使用有PLDC的光耦合要件之槪念 構成及光解調作用之圖。 【第1 9圖】係表示以液晶膜來構成選擇光路之光學要 件的例圖。 【第20圖】係表示選擇光路之光學要件的光譜透射率 圖。 【第2 1圖】係本發明之第6實施形態的全反射光學構 件，表示使用稜柱而形成的構成例圖。 【弟2 2圖】係表不將微棱柱陣列和透明介質接合之全 反射光學構件的剖面構成圖。 -62 - 1252357 五、發明說明（61) 【第23圖】係表示在接合了微稜柱陣列和透明介質的 構造體之光路前方，以因應微棱柱陣列的光入射角，設置 用以變化光路之光學要件而構成之全反射光學構件的剖面 構成圖。 【第24圖】係表示全反射光學構件的各自其他構成例。 【第2 5圖】係表示全反射光學構件之一具體構成例。 【第26圖】係表示入射光之波段的圖表。 【第27圖】係把相對於波長λ之光譜透射率τ的變化 以毎入射角加以表示的圖表。 【第28圖】係把相對於入射角㊀之光譜透射率Τ以毎 波長λ加以表示的圖表。 【第29圖】係以往的導光板方式的平面顯示元件之部 份剖面圖。 【第3 0圖】係表示以往的平面顯示元件之構成圖。 【第3 1圖】係説明第30圖之平面顯示元件的動作圖。 【符號説明】 2、3 全反射光學構件 4 平面光源 5、UV 光平面光源 6、7、8 光耦合要件 10 變化光路之光學要件 12、13 選擇光路之光學要件 14 透明介質 16 透明介質（空氣等） -63- 1252357 五、發明說明（62) 20 22 、 52 、 66 、 72 26 28 30 32 34 38 40 42a 、 42b 、 42c 44 45 48 50 54 56 60 64 68 70 1 00 200 300 、 400

具有不同折射率的物質 全反射面 透明電極 配向層 膽固醇液晶層 信號電極 掃描電極 光擴散層 可撓薄膜 螢光體 透明基板 前面板 黑色矩陣 波長選擇反射膜 液晶層 PLDC 層 微膠囊 微稜柱陣列 稜柱 透明介質 顯示元件 平面顯示元件 激勵發光型平面顯示元件 入射角 Θ c 全反射臨界角 λ 波長 -64-

Claims (1)

1252357 六、申請專利範圍 第9 1 1 1 5940號「光解調元件及顯示元件」專利案 (2006年1月12日修正） 六、申請專利範圍： 1 · 一種光解調元件，爲平面形狀的光解調元件，其特徵爲 具備有： 全反射光學構件，具有以導入光解調元件的入射光之 至少一部份會在該光解調元件所構成的層之界面作全反 射、而另一方面、入射光實質上不由入射光導入側的相 反側出射的特性； 光耦合要件，配置在該全反射光學構件之全反射面側 ，且由該全反射面選擇性地耦合入射光並取出。 2 .如申請專利範圍第丨項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係以變化該全反射面之入射光全反射條件來取出入 射光。 3 ·如申請專利範圍第丨項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係由依電氣機械動作可被近接支撑在該全反射光學 構件的全反射面之可撓薄膜所構成。 4 ·如申請專利範圍第3項之光解調元件，其中，該電氣機 械動作係以靜電力爲驅動源的動作。 5 ·如申請專利範圍第丨項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係由包含藉電場之施加以變化光學特性之液晶的層 所構成。 6 ·如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該光耦合 1252357 六、申請專利範圍 要件係以1維陣列狀配置在該全反射光學構件上。 7 ·如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係以2維陣列狀配置在該全反射光學構件上。 8 .如申請專利範圍第7項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係接續在被動矩陣驅動手段。 9 ·如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該光耦合 要件係具有光路變更手段，用以變化取出光之光路。 1 0 .如申請專利範圍第9項之光解調元件，其中，該光路 變更手段係爲依折射來變化取出光之光路的手段。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之光解調元件，其中，以折射 來變化該取出光之光路的手段係由透鏡陣列、稜柱陣列 、折射率分佈透鏡體中任一所構成。 1 2 ·如申請專利範圍第9項之光解調元件，其中，該光路 變更手段係爲依繞射來變化該取出光之光路的手段。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之光解調元件，其中，依繞射 來變化該取出光之光路的手段係由體積全像圖、相位解 調型繞射格柵、振幅解調型繞射格柵中任一所構成。 1 4 .如申請專利範圍第9項之光解調元件，其中，該光路 變更手段係爲依光擴散或光散亂以變化取出光之光路的 手段。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之光解調元件，其中，依光擴 散或光散亂以變化該取出光之光路的手段係爲多孔質體 、異種折射率分散體或分佈體、表面具有凹凸之光擴散 1252357 六、申請專利範圍 體或光散亂體中之任一者。 1 6 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該光耦 合要件係具有特定波長成分吸收手段，用以將取出光之 特定波長成分予以吸收且出射。 1 7 .如申請專利範圍第丨項之光解調元件，其中，該光耦 合要件係具有螢光體，用以接收取出光以激勵發光。 1 8 ·如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，具有螢 光體，用以接收由該光耦合要件所取出之出射光以激勵 發光。 1 9 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該全反 射光學構件係爲，在該全反射光學構件內配置有變化光 路之光學要件，而導入於該全反射光學構件的面狀入射 光之至少一部份係導入用以變化光路的光學要件中，此 導入的入射光係實質上全部在該全反射光學構件之構成 的層之界面上依全反射而被反射。 20 ·如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該全反 射光學構件係爲，在該全反射光學構件內配置有選擇光 路的光學要件，而導入於該全反射光學構件的面狀入射 光之至少一部份係導入用以選擇光路的光學要件中，此 導入的入射光係實質上全部在該全反射光學構件之構成 的層之界面上依全反射而被反射。 21 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該全反 射光學構件係爲，在由該全反射光學構件之厚度方向的 1252357 六、申請專利範圍 入射光導入側，依序配置變化光路的光學要件及選擇光 路的光學要件，而將入射光以面狀導入用以變化該光路 的光學要件之際，所導入的入射光之至少一部份係導入 用以選擇光路的光學要件中，此導入的入射光係實質上 全部在該光解調元件之構成的層之界面上依全反射而被 反射。 22 ·如申請專利範圍第2 1項之光解調元件，其中，使該光 路變化的光學要件和選擇該光路的光學要件係行光學接 觸。 23 .如申請專利範圍第2 1項之光解調元件，其中，使該光 路變化的光學要件和選擇該光路的光學要件係透過折射 率比1大的介質而行光學接觸。 24.如申請專利範圍第19項之光解調元件，其中，具備有 構成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透 明介質之光路前方係配置有使該光路變化的光學要件。 25 .如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，具備有 構成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透 明介質之光路前方係配置有選擇該光路的光學要件。 26 .如申請專利範圍第2 1項之光解調元件，其中，具備有 構成該全反射光學構件之一部份的透明介質，而在該透 明介質之光路前方係依序配置有使該光路變化的光學要 件和選擇該光路的光學要件。 27 .如申請專利範圍第1 9項之光解調元件，其中，變化該 1252357 六、申請專利範圍 光路的光學要件係爲，在使變化該光路的光學要件之平 均折射率設定爲n t、而光路前方之全反射界面之前方側 介質的折射率設定爲nw、及進入用以變化光路的光學要 件的介質內之光的角度設定爲Θ t時，至少包含有滿足 Smet> nw/nt的條件之角度et的光而朝前方輸出。 28 .如申請專利範圍第19項之光解調元件，其中，使該光 路變化的光學要件係爲依折射而使光路變化的手段。 29 .如申請專利範圍第28項之光解調元件，其中，依折射 而使光路變化的手段係爲透鏡陣列、稜柱陣列、分佈有 不同折射率的異種折射率分佈體中之任一個。 30 ·如申請專利範圍第1 9項之光解調元件，其中，使該光 路變化的光學要件係爲依繞射而使光路變化的手段。 3 1 .如申請專利範圍第30項之光解調元件，其中，依繞射 而使光路變化的手段係爲體積全像圖、相位解調型繞射 格柵、振幅解調型繞射格柵中之任一個。 32 .申請專利範圍第1 9項之光解調元件，其中，使該光路 變化的光學要件係爲依光擴散而使光路變化的手段。 3 3 .申請專利範圍第3 2項之光解調元件，其中，依光擴散 而使光路變化的手段係爲多孔質體、異種折射率分佈體 或分散體、表面具有凹凸之擴散體或散亂體中之任一個 〇 34.如申請專利範圍第19項之光解調元件，其中，使該光 路變化的光學要件係爲依光反射而使光路變化的手段。 1252357 六、申請專利範圍 3 5 ·如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，由用以 選擇該光路的光學要件，所出射的透射光實質上全部係 具有比在由選擇該光路的光學要件到入射光光路前方的 層之界面或在選擇該光路的光學要件之入射光光路前方 的界面中之全反射臨界角還大的角度成分，而其他角度 成分之入射光係具有被選擇性地反射而不被透射的性質 〇 36 ·如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，選擇該 光路的光學要件係爲，在用以選擇該光路的光學要件之 平均折射率設定爲n s、光路前方之全反射界面之前方側 介質的折射率設定爲nw、及進入選擇光路的光學要件之 介質內的光之角度設定爲θΐ時，使滿足Sine s> nw/ns 之條件的角度Θ s之光實質上全部透射。 37 ·如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，用以選 擇該光路的光學要件係相對於入射光的波段具有選擇性 反射的功能，且伴隨著朝選擇該光路的光學要件之入射 光的入射角對該光學要件的面成爲淺角度，使得選擇性 反射之入射光的波長係偏移至短波長側。 3 8 .如申請專利範圍第2 0項之光解調元件，其中，朝向選 擇該光路的光學要件之入射光的入射角係，在將朝向入 射光光路前方之全反射界面的入射角設定爲全反射臨界 角以下時，用以選擇該光路的光學要件係將該入射光實 質上全部予以選擇性地反射。 1252357 六、申請專利範圍 3 9.如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，用以選 擇該光路的光學要件係爲包含電介質多層膜的光干渉濾 光器。 40.如申請專利範圍第20項之光解調元件，其中，用以選 擇該光路的光學要件係爲包含膽固醇液晶和體積全像圖 的布拉格反射濾光器。 4 1 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，被全反 射的入射光實質上係全部返回該全反射光學構件之入射 光導入側。 42 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，構成該 全反射光學構件的層係對該入射光之波段實質上不吸收 〇 43 .如申請專利範圍第1項至第42項中任一項之光解調元 件，其中該入射光爲面狀光。 44 .如申請專利範圍第1項之光解調元件，其中，該全反 射光學構件係具有將入射光導入該光解調元件內的光學 要件，在將入射光以面狀導入用以導入該入射光的光學 要件之際，所導入的入射光實質上係全部在該光解調元 件之構成的層之界面依全反射而作反射。 45 .如申請專利範圍第44項之光解調元件，其中，用以導 入該入射光的光學要件係爲以面狀配置的稜柱陣列。 46.—種顯示元件，其特徵爲具備有： 光解調元件，係平面狀之光解調元件，具備有全反射 1252357 六、申請專利範圍 光學構件，其具有導入於該光解調元件之入射光的至少 一部份係在該光解調元件之構成的層之界面作全反射、 一方面該入射光實質上不由入射光導入側之相反側出射 的特性， 光耦合要件，配設在該全反射光學構件的全反射面側 、且由該全反射面選擇性地耦合入射光再予以取出； 光源，對該光解調元件導入入射光。 47. 如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 係爲收束在特定入射角範圍的準直光。 48. 如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 係爲具有複數個入射角的準直光。 49. 如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 係爲具有任意入射角的擴散光。 5 0.如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 之主要波長爲3 5 0nm〜400nm。 51 .如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 之主要波長爲400nm〜500ηπι。 5 2.如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，在該光耦 合要件或其光路前方係具有螢光體，在該全反射光學構 件之全反射面和該光耦合要件之間係存在有光學濾波器 ，用以使該螢光體之發光波長成分反射，且使該入射光 的波長成分透射。 5 3 .如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，在該光耦 1252357 六、申請專利範圍 合要件或其光路前方係具有該螢光體，在該螢光體之光 路前方設置有光學濾波器，用以使該螢光體之發光波長 成分透射，且遮蔽該入射光的波長成分。 5 4.如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，在該光耦 合要件或在其光路前方係具有該螢光體，在該螢光體之 光路前方設置有光學濾波器，用以吸收發光波段的光。 55 ·如申請專利範圍第52項至第54項中任一項之顯示元 件，其中，該濾波器係爲包含有電介質多層膜之光干涉 濾波器。 56 .如申請專利範圍第52項至第54項中任一項之顯示元 件，其中，該濾波器係爲包含膽固醇膜的布拉格反射濾 波器。 57 .如申請專利範圍第52項至第54項中任一項之顯示元 件，其中，該螢光體係發出可見光。 5 8.如申請專利範圍第57項之顯示元件，其中，該發出可 見光之螢光體係爲形成有發出紅色、綠色、藍色的發光 體者。 59·如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該顯示元 件具有平面光源，該平面光源係備於該全反射光學構件 之內部的光源，該入射光係爲由該光源所出射的光。 60 ·如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，該入射光 係爲由該全反射光學構件之外部入射。 6 1 .如申請專利範圍第46項之顯示元件，其中，係具備有 1252357 六、申請專利範圍 與該顯示元件之入射光導入側對峙設置的反射體、用以 使導入至該顯示元件後再由該顯示元件反射的入射光朝 向顯示元件側再投入。 -10-