JP5259728B2 - 前面光ガイドおよび結合素子を有する表示部の光照明 - Google Patents

Description

本発明は微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、より詳細には、ＭＥＭＳを含む表示部に関する。

本出願は、参照により全体が本明細書に明確に組み込まれる２００７年１２月７日に出願された「ＬＩＧＨＴ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＩＳＰＬＡＹＳ ＷＩＴＨ ＦＲＯＮＴ ＬＩＧＨＴ ＧＵＩＤＥ ＡＮＤ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」という名称の米国特許出願第１１／９５２，８７２号（代理人整理番号ＱＣＯ．１７４Ａ）の優先権を主張するものである。

微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）は微小機械要素、アクチュエータ、および電子機器を含む。微小機械要素は、堆積、エッチング、および／または基板および／または堆積された材料層の一部をエッチング除去するかまたは電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するための層を付加する他の微細加工プロセスを使用して生成することができる。１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは干渉変調器と呼ばれる。本明細書で使用される干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光干渉の原理を使用して光を選択的に吸収／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施形態では、干渉変調器は１対の導電性プレートを含むことができ、それらの一方または両方は、適切な電気信号を印加した際、全体的にまたは部分的に透明性および／または反射性となり、かつ相対運動を可能とすることができる。特定の実施形態では、一方のプレートは基板に堆積された固定層を含むことができ、他方のプレートは空隙によって固定層から分離された金属隔膜を含むことができる。本明細書でより詳細に説明されるように、一方のプレートの別のプレートに対する位置により、干渉変調器に入射する光の光干渉を変化させることができる。そのようなデバイスは広範囲の用途を有しており、これらのタイプのデバイスの特性を利用および／または変更し、その結果、既存製品を改善し、未だ開発されていない新製品を創出する際にそれらの特徴を利用できることは当技術分野において有益であろう。

米国特許出願第１１／９５２，８７２号明細書

本明細書で説明される様々な実施形態は、表示素子のアレイの全体に光を分配するための光ガイドを含む。光ガイドは、光ガイド内を伝搬する光を表示素子のアレイ上に方向転換させるための表面レリーフフィーチャを含むことができる。表面レリーフフィーチャは、光を反射するファセットを含むことができる。光ガイドは、表示素子のアレイの後方に配置された光源によって照明することができる。

本発明の一実施形態では、表示デバイスは、反射空間光変調器と、反射空間光変調器の後方にある光源と、反射空間光変調器の前方にある第１の光ガイドと、光源からの光を受け取り、その光を前記第１の光ガイドに誘導するように配置された方向転換ミラーとを含む。第１の光ガイドは、その中に結合された光を反射空間光変調器に誘導するように構成される。

本発明の別の実施形態では、表示デバイスは、反射空間光変調器と、光源と、光源からの光を受け取るように配置された光バーと、前記反射空間光変調器の前方にある光ガイドと、光バーからの光を受け取り、前記光を前記光ガイドに誘導するように配置された光カプラとを含む。光ガイドは、その中に結合された光を反射空間光変調器に誘導するように構成される。

一実施形態では、表示デバイスは、光を反射的に変調する手段を含む。表示デバイスは、照明する手段と、照明する手段からの光を受け取る手段と、光を反射的に変調する手段の前方に配置された光を案内する手段と、光を受け取る手段からの光を受け取り、この光を、光を案内する手段に誘導するように配置された光を結合する手段とをさらに含む。光を案内する手段は、その中に結合された光を、光を反射的に変調する手段に誘導するように構成される。

別の実施形態では、表示デバイスは、光を反射的に変調する手段と、光を反射的に変調する手段の後方に配置された照明する手段と、光を反射的に変調する手段の前方にある第１の光を案内する手段と、照明する手段からの光を受け取り、その光を第１の光を案内する手段に誘導するように配置された光を反射する手段とを含む。第１の光を案内する手段は、その中に結合された光を、光を反射的に変調する手段に誘導するように構成される。

いくつかの実施形態では、表示デバイスを製造する方法は、反射空間光変調器を設ける段階を含む。この方法は、反射空間光変調器の後方に光源を配置する段階と、反射空間光変調器の前方に第１の光ガイドを配置する段階と、光源からの光を受け取り、その光を第１の光ガイドに誘導するように方向転換ミラーを配置する段階とをさらに含む。

別の実施形態では、表示デバイスを製造する方法は、反射空間光変調器を設ける段階を含む。この方法は、光源を設ける段階と、光源からの光を受け取るように光バーを配置する段階と、反射空間光変調器の前方に光ガイドを配置する段階とをさらに含む。この方法は、光バーからの光を受け取り、この光を光ガイドに誘導するように光カプラを配置する段階をさらに含む。

別の実施形態では、表示デバイスは、光を反射的に変調する手段と、光を反射的に変調する手段の前方に配置された照明する手段と、光を反射的に変調する手段の前方にある第１の光を案内する手段と、照明する手段からの光を受け取り、その光を第１の光を案内する手段に誘導するように配置された光を反射する手段とを含む。第１の光を案内する手段は、その中に結合された光を、光を反射的に変調する手段に誘導するように構成される。

一実施形態では、表示デバイスは、反射空間光変調器と、反射空間光変調器の前方にある光源と、反射空間光変調器の前方にある第１の光ガイドと、光源からの光を受け取り、その光を第１の光ガイドに誘導するように配置された方向転換ミラーとを含む。第１の光ガイドは、その中に結合された前記光を反射空間光変調器に誘導するように構成される。

いくつかの実施形態では、表示デバイスを製造する方法は、反射空間光変調器を設ける段階を含む。この方法は、反射空間光変調器の前方に光源を配置する段階と、反射空間光変調器の前方に第１の光ガイドを配置する段階と、光源からの光を受け取り、その光を第１の光ガイドに誘導するように方向転換ミラーを配置する段階とをさらに含む。

本明細書で開示される例示の実施形態は、例示の目的のみのものである添付の概略図に示される。

干渉変調器表示部の一実施形態の一部を示す等角図であり、第１の干渉変調器の可動反射層は弛緩位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層は作動位置にある。 ３×３干渉変調器表示部を組み込む電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１の干渉変調器の一例示的実施形態の可動ミラー位置対印加電圧の図である。 干渉変調器表示部の駆動に使用することができる１組の行電圧および列電圧の図である。 図２の３×３干渉変調器表示部の表示データの一例示的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信号および列信号の一例示的タイミング図である。 複数の干渉変調器を含む視覚表示デバイス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含む視覚表示デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。 図１のデバイスの断面を示す図である。 干渉変調器の代替実施形態の断面を示す図である。 干渉変調器の別の代替実施形態の断面を示す図である。 干渉変調器のさらなる別の代替実施形態の断面を示す図である。 干渉変調器のさらなる代替実施形態の断面を示す図である。 干渉変調器のアレイを照明することができる光源、光バー反射器、および光ガイドパネルを含む表示デバイスの平面図である。 光源からの光を光ガイドパネルに結合する楕円方向転換ミラーを備える表示デバイスの一実施形態の一部の断面を示す図である。 湾曲方向転換ミラーの斜視図である。 互いに対して角度を成す２つの平坦な反射表面を有する方向転換ミラーを備える表示デバイスの一実施形態の一部の断面を示す図である。 互いに対して角度を成す３つの平坦な反射表面を有する方向転換ミラーを備える表示デバイスの別の実施形態の一部の断面を示す図である。 分離層が前面光ガイドと干渉変調器のアレイとの間に配置される、表示デバイスの別の代替実施形態の一部の断面を示す図である。 干渉変調器のアレイが形成される基板が光ガイドとして使用される表示デバイスの一実施形態の一部の断面を示す図である。 光ガイドパネル上に配置された光バーと、光バーからの光を光ガイドパネルに結合するように構成された方向転換ミラーとを含む表示デバイスの一実施形態の斜視図である。

以下の詳細な説明は本発明のいくつかの特別な実施形態を対象とする。しかし、本発明は多くの異なる方法で具現することができる。この説明では、全体を通して同様の部分は同様の参照番号で示される図面が参照される。以下の説明から明らかであるように、実施形態は、動きのあるもの（例えば映像）または静止しているもの（例えば静止画像）で、およびテキストまたは図形で画像を表示するように構成される任意のデバイスで実施することができる。より詳細には、実施形態は、限定はしないが、携帯電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯型コンピュータまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算器、テレビジョンモニタ、平面型ディスプレイ、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ（例えば走行記録計ディスプレイなど）、コックピット制御装置および／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば車両のリアビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告板または標識、プロジェクタ、建築物、包装、および美的構造体（例えば１個の宝石の画像のディスプレイ）などの様々な電子デバイスで実施するまたはそれらに関連することができることが意図される。本明細書で説明されるものと同様の構造のＭＥＭＳデバイスは、電子スイッチングデバイスなどの表示以外の用途で使用することもできる。

本明細書で説明される様々な実施形態では、表示デバイスは、表示素子のアレイの全体に光を分配するために、干渉変調器のアレイなどの表示素子のアレイの前方に配置された光ガイドを含む前面照明装置を含む。例えば、光ガイドパネルは、透明なシートまたはプレートと、その上の方向転換フィルムとを含むことができる。光ガイドパネルは光源によって縁部照明され、この光の少なくとも一部が表示素子のアレイの全体に一様に伝達される。しかし、多くのポータブル表示用途では、表示部がコンパクトであることは有用である。したがって、本明細書で説明される様々な実施形態では、表示デバイスの占有面積を低減するために、光源は表示素子のアレイのすぐ後ろに位置する。いくつかの実施形態では、例えば、２つの光ガイドパネルを使用することができる。第１の光ガイドは表示素子の前方に配置され、第２の光ガイドは表示素子の後方に配置される。第２の光ガイドは光源によって縁部照明される。第１のガイドは、表示素子のアレイを支持する基板と、その上に形成された方向転換フィルムとを含む。例えば方向転換ミラーなどの小さい光結合素子を使用して、第２の光ガイドからの光が第１の光ガイドに結合される。第２の光ガイドは、いくつかの実施形態では表示素子を支持する基板または表示デバイスの後板を含むことができる。実施形態によっては、第１の光ガイドは基板を含み、第２の光ガイドは後板を含む。このような設計は、サイズ制限または形状因子制限に対処するのに有用となる。第２の光ガイドは、基板および表示素子のアレイと比較して薄い。結果として、表示部全体の全厚さは、基板上に形成される表示素子自体の厚さを超えてわずかに増加するだけである。しかし、占有面積は、それの側面ではなく表示素子の後方に光源を配置することによって減少する。

干渉ＭＥＭＳ表示素子を含む干渉変調器表示部の実施形態を図１に示す。これらのデバイスでは、画素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、表示素子は入射可視光の大部分をユーザの方に反射する。暗い（「オフ」または、「閉」）状態の場合、表示素子は入射可視光をユーザの方にほとんど反射しない。実施形態に応じて、「オン」状態および「オフ」状態の光反射特性を逆にすることができる。ＭＥＭＳ画素は選択された色で顕著に反射するように構成することができ、それにより白黒に加えてカラー表示が可能になる。

図１は視覚表示部の一連の画素中の２つの隣接する画素を示す等角図であり、各画素はＭＥＭＳ干渉変調器を含む。実施形態によっては、干渉変調器表示部は、これらの干渉変調器の行／列アレイを含む。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変な寸法をもつ共振光学間隙を形成するように互いに可変で制御可能な距離に位置する１対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は２つの位置の間を移動することができる。本明細書で弛緩位置と呼ばれる第１の位置において、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的大きい距離に位置する。本明細書で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極めて近接して位置する。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、画素ごとに全体的な反射状態または非反射状態を生成する。

図１の画素アレイの図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。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から所定の距離の弛緩位置で示されている。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に隣接する作動位置で示されている。

光学スタック１６ａおよび１６ｂ（まとめて光学スタック１６と呼ばれる）は、本明細書で参照されるように、インジウムスズ酸化物（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融合層を一般に含む。したがって、光学スタック１６は導電性、部分的に透明性、および部分的に反射性であり、例えば、透明基板２０上に上述の１つまたは複数の層を堆積させることによって製作することができる。部分反射層は、様々な金属、半導体、および誘電体などの部分的に反射性である様々な材料から形成することができる。部分反射層は１つまたは複数の材料の層から形成することができ、層の各々は単一の材料または材料の組合せから形成することができる。

実施形態によっては、光学スタック１６の層は平行な細片にパターン化され、以下でさらに説明されるような表示デバイスの行電極を形成することができる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、支柱１８と、支柱１８間に堆積された介在犠牲材料との上に堆積された堆積金属の１つまたは複数の層の一連の平行な細片（行電極１６ａ、１６ｂに垂直な）として形成することができる。犠牲材料がエッチング除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定された間隙１９だけ光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの高度に導電性且つ反射性の材料を反射層１４に使用することができ、これらの細片は表示デバイスの列電極を形成することができる。

電圧が印加されない場合、間隙１９は可動反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間にとどまり、図１の画素１２ａによって示されるように、可動反射層１４ａは機械的に弛緩した状態にある。しかし、電位差が選択された行および列に印加されると、対応する画素の行電極および列電極の交差点に形成されるキャパシタは帯電するようになり、静電力が電極を互いに引き寄せる。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４は変形され、光学スタック１６に押し付けられる。光学スタック１６内の誘電体層（この図では図示せず）は、短絡を防止し、図１の右側の画素１２ｂによって示されるように層１４と１６との間の分離距離を制御することができる。この挙動は印加電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射画素状態対非反射画素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点で類似している。

図２から５Ｂは、干渉変調器のアレイを表示用途で使用するための１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。

図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。この例示的実施形態では、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルもしくはマルチ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、もしくはプログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサとすることができるプロセッサ２１を含む。当技術分野では常套的であるように、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の実行に加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または任意の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、さらに、アレイ駆動部２２と通信するように構成される。一実施形態では、アレイ駆動部２２は、表示アレイまたはパネル３０に信号を供給する行駆動回路２４および列駆動回路２６を含む。図１に示されたアレイの断面は図２のライン１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器では、行／列作動プロトコルは、図３に示されたこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。可動層を弛緩状態から作動状態に変形させるには、例えば、１０ボルトの電位差を必要とすることがある。しかし、電圧がその値から低減される場合、電圧が１０ボルト未満に下がるとき可動層はその状態を維持する。図３の例示的実施形態では、電圧が２ボルト未満に下がるまで可動層は完全には弛緩しない。したがって、図３に示された例では約３Ｖから約７Ｖの印加電圧のウィンドウが存在し、ウィンドウ内でデバイスは弛緩状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有する表示アレイでは、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中、ストローブされた行にある作動されるべき画素は約１０ボルトの電圧差にさらされ、弛緩されるべき画素は０ボルトに近い電圧差にさらされるように設計することができる。ストローブの後、画素は、行ストローブによってなされたいかなる状態もそれにとどまるように約５ボルトの定常状態の電圧差にさらされる。書き込みの後、この例では３〜７ボルトの「安定ウィンドウ」内の電位差が各画素に印加される。この特徴により、図１に示された画素設計は、同じ印加電圧条件下で、既存の作動または弛緩状態のいずれかで安定する。干渉変調器の各画素は、作動状態であろうと弛緩状態であろうと、本質的に固定反射層および可動反射層によって形成されたキャパシタであるので、この安定状態はほとんど電力損失なしでヒステリシスウィンドウ内の電圧で保持することができる。印加電位が固定されている場合、本質的に、電流は画素に流れ込まない。

典型的な用途では、表示フレームは、第１行の所望の作動画素の組に応じて列電極の組をアサートすることによって生成することができる。次に、行パルスが行１の電極に印加され、それによりアサートされた列ラインに対応する画素が作動される。次に、アサートされた列電極の組は、第２の行の所望の作動画素の組に対応するように変更される。次に、行２の電極にパルスが印加され、それによりアサートされた列電極に応じて行２における適切な画素が作動される。行１の画素は、行２のパルスによって影響されず、行１のパルス中に設定された状態のままである。これを一連の行全体に順次繰り返して、フレームを生成することができる。一般に、フレームは、このプロセスを毎秒所望のフレーム数で連続的に繰り返すことによって、新しい表示データでリフレッシュおよび／または更新される。画素アレイの行電極および列電極を駆動して表示フレームを生成するための多種多様なプロトコルもよく知られており、本発明と関連して使用することができる。

図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイに表示フレームを生成するための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素で使用することができる列および行電圧レベルの可能な組を示す。図４の実施形態では、画素の作動は、適切な列に−Ｖ_ｂｉａｓをおよび適切な行に＋ΔＶを設定することを含み、それらはそれぞれ−５ボルトおよび＋５ボルトに対応することができる。画素の弛緩は、適切な列に＋Ｖ_ｂｉａｓをおよび適切な行に同じ＋ΔＶを設定し、画素の両端に０ボルトの電位差を生成することによって達成される。行電圧が０ボルトに保持される行では、列が＋Ｖ_ｂｉａｓまたは−Ｖ_ｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、画素は当初置かれていたいかなる状態も安定している。図４にさらに示されているように、前述のものと反対の極性の電圧を使用することができ、例えば、画素の作動は適切な列に＋Ｖ_ｂｉａｓおよび適切な行に−ΔＶを設定することを含むことができることが理解されるであろう。この実施形態では、画素の開放は、適切な列に−Ｖ_ｂｉａｓおよび適切な行に同じ−ΔＶを設定し、画素の両端に０ボルトの電位差を生成することによって達成される。

図５Ｂは、図２の３×３アレイに印加される一連の行信号および列信号を示すタイミング図であり、それにより、作動された画素が非反射となる図５Ａに示された表示構成がもたらされる。図５Ａに示されたフレームの書き込みに先立ち、画素は任意の状態とすることができ、この例では、行はすべて０ボルトであり、列はすべて＋５ボルトである。これらの印加電圧により、画素はすべて既存の作動状態または弛緩状態で安定している。

図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動されている。これを達成するために、行１の「ライン時間」の間、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。これはいかなる画素の状態も変化させないが、それは、画素がすべて３〜７ボルトの安定ウィンドウにとどまるからである。次に、行１は、０から５ボルトまで立上り、次に０に戻るパルスでストローブされる。これにより、（１，１）および（１，２）の画素は作動され、（１，３）の画素は弛緩される。アレイ中の他の画素は影響されない。所望に応じて行２を設定するために、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。次に、行２に与えられた同じストローブは画素（２，２）を作動させ、画素（２，１）および（２，３）を弛緩させることになる。やはり、アレイの他の画素は影響されない。列２および３を−５ボルトに、列１を＋５ボルトに設定することによって行３は同様に設定される。行３のストローブは図５Ａに示されるように行３の画素を設定する。フレームを書き込んだ後、行ポテンシャルは０となり、列ポテンシャルは＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかのままとすることができ、それにより表示部は図５Ａの構成で安定する。同じ手順を、数十または数百の行および列のアレイで使用することができることが理解されるであろう。行および列の作動を実施するのに使用されるタイミング、順序、および電圧レベルは、上述で概説された一般原理内で広く変えることができ、上述の例は単に例示であり、いかなる作動電圧方法も本明細書で説明されるシステムおよび方法で使用することができることも理解されるであろう。

図６Ａおよび６Ｂは、表示デバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。表示デバイス４０は、例えば、携帯電話または移動電話とすることができる。しかし、表示デバイス４０またはわずかに変更された形態の同じ構成要素は、テレビおよびポータブルメディアプレイヤーなどの様々なタイプの表示デバイスの実例ともなる。

表示デバイス４０は、ハウジング４１、表示部３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力デバイス４８、およびマイクロホン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む当業者によく知られた様々な製造プロセスの任意のものによって形成される。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む様々な材料のうちの任意の材料で製作することができる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色の他の着脱可能な部分、または異なるロゴ、絵、もしくは記号を含む他の着脱可能な部分と交換可能である着脱可能な部分（図示せず）を含む。

例示的表示デバイス４０の表示部３０は、本明細書で説明されるような双安定表示部を含む様々な表示部の任意のものとすることができる。他の実施形態では、表示部３０は、当業者に良く知られているような、上述のプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、もしくはＴＦＴ ＬＣＤ等のフラットパネル表示部、またはＣＲＴもしくは他の真空管デバイス等の非フラットパネル表示部を含む。しかし、本実施形態を説明する目的のために、表示部３０は本明細書で説明されるような干渉変調器表示部を含む。

例示的表示デバイス４０の一実施形態の構成要素が図６Ｂに概略的に示されている。図示の例示的表示デバイス４０はハウジング４１を含み、その中に少なくとも部分的に封入される追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的表示デバイス４０はアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含み、アンテナ４３は送受信機４７に結合される。送受信機４７はプロセッサ２１に接続され、それは調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は信号を調整する（例えば、信号をフィルタ処理する）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およびマイクロホン４６に接続される。プロセッサ２１は入力デバイス４８および駆動コントローラ２９にも接続される。駆動コントローラ２９はフレームバッファ２８およびアレイ駆動部２２に結合され、アレイ駆動部２２は表示アレイ３０に結合される。電源５０は、特定の例示的表示デバイス４０の設計により必要とされるようなすべての構成要素に電力を供給する。

ネットワークインターフェース２７は、例示的表示デバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３および送受信機４７を含む。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を軽減するために、いくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、信号の送出および受取りを行うための当業者に知られている任意のアンテナである。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標準に従ってＲＦ信号の送出および受取りを行う。別の実施形態では、アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ標準に従ってＲＦ信号の送出および受取りを行う。携帯電話の場合、アンテナは、無線セルフォンネットワーク内で通信するのに使用されるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または他の既知の信号を受け取るように設計される。送受信機４７はアンテナ４３から受け取った信号を前処理し、その結果、それらをプロセッサ２１が受け取り、さらに処理することができる。送受信機４７はプロセッサ２１から受け取った信号も処理し、その結果、それらをアンテナ４３を介して例示的表示デバイス４０から送出することができる。

一代替実施形態では、送受信機４７は受信機と取り替えることができる。さらなる別の代替実施形態では、ネットワークインターフェース２７は画像源と取り替えることができ、画像源はプロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる。例えば、画像源は、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしく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とすることができる。

プロセッサ２１は、一般に、例示的表示デバイス４０の動作全体を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像源からの圧縮された画像データなどのデータを受け取り、データを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに処理する。次に、プロセッサ２１は処理されたデータを駆動コントローラ２９または記憶用のフレームバッファ２８に送る。生データとは、一般に、画像内の場所ごとの画像特性を識別する情報を指す。例えば、そのような画像特性は色、彩度、および階調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、例示的表示デバイス４０の動作を制御するために、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算ユニットを含む。調整ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送出するため、およびマイクロホン４６から信号を受け取るために増幅器およびフィルタを含む。調整ハードウェア５２は例示的表示デバイス４０内の個別の構成要素とすることができ、またはプロセッサ２１もしくは他の構成要素内に組み込むことができる。

駆動コントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データを直接プロセッサ２１またはフレームバッファ２８から取得し、アレイ駆動部２２に高速送出するために生画像データを適切に再フォーマットする。具体的には、駆動コントローラ２９は生画像データをラスター様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットし、その結果、データフローは表示アレイ３０の全体を走査するのに好適な時間順序を有する。次に、駆動コントローラ２９はフォーマットされた情報をアレイ駆動部２２に送る。ＬＣＤコントローラなどの駆動コントローラ２９は多くの場合独立型集積回路（ＩＣ）のようなシステムプロセッサ２１と関連するが、そのようなコントローラは多くの方法で実現することができる。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込むこと、またはアレイ駆動部２２と共にハードウェアに完全に集積化することができる。

一般に、アレイ駆動部２２はフォーマットされた情報を駆動コントローラ２９から受け取り、映像データを波形の並列な組に再フォーマットし、並列な組の波形は表示部の画素のｘ−ｙマトリクスから来る何百もの、時には何千ものリード線に毎秒多数回与えられる。

一実施形態では、駆動コントローラ２９、アレイ駆動部２２、および表示アレイ３０は、本明細書で説明される表示部のタイプのいずれにも適切である。例えば、一実施形態では、駆動コントローラ２９は、従来の表示コントローラまたは双安定表示コントローラ（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、アレイ駆動部２２は、従来の駆動部または双安定表示駆動部（例えば干渉変調器表示部）である。一実施形態では、駆動コントローラ２９はアレイ駆動部２２と集積化される。このような実施形態は、携帯電話、時計、および他の微小面積表示部などの高度に集積化されたシステムにとって一般的なものである。さらなる別の実施形態では、表示アレイ３０は、一般的な表示アレイまたは双安定表示アレイ（例えば干渉変調器のアレイを含む表示部）である。

入力デバイス４８により、ユーザーは例示的表示デバイス４０の動作を制御できる。一実施形態では、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンス画面、または感圧もしくは感熱式隔膜を含む。一実施形態では、マイクロホン４６は例示的表示デバイス４０用の入力デバイスである。マイクロホン４６を使用してデータをデバイスに入力する場合、例示的表示デバイス４０の動作を制御するためにユーザーは音声コマンドを提供することができる。

電源５０は、当技術分野でよく知られているような様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。例えば、一実施形態では、電源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、電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料を含む太陽電池である。別の実施形態では、電源５０は壁コンセントから電力を受け取るように構成される。

実施形態によっては、制御プログラム可能性は、上述のように、電子表示システム内のいくつかの場所に配置することができる駆動コントローラ内に存在する。実施形態によっては、制御プログラム可能性はアレイ駆動部２２内に存在する。上述の最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントで、様々な構成で実施することができることが当業者には認識されよう。

上述の原理に従って動作する干渉変調器の構造の細部は広範に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体の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは図１の実施形態の断面図であり、金属材料の細片１４が垂直に延びる支持部１８上に堆積される。図７Ｂでは、可動反射層１４が、つなぎ部３２によって支持部にその角でのみ取り付けられる。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から懸垂される。変形可能層３４は、変形可能層３４の周辺のまわりで基板２０に直接または間接的に接続している。これらの接続は本明細書では支柱と呼ばれる。図７Ｄに示された実施形態は支柱プラグ４２を有しており、その上に変形可能層３４が載る。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃに示されるように、間隙の上に懸垂された状態を維持しているが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の孔を充填することによって支柱を形成しない。むしろ、支柱は平坦化材料から形成され、平坦化材料は支柱プラグ４２を形成するのに使用される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示された実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃで示された実施形態の任意のものと、ならびに図示されていない追加の実施形態と連携するように構成することもできる。図７Ｅに示された実施形態では、金属または他の導電性材料の追加層がバス構造体４４を形成するために使用されている。これにより、干渉変調器の背面に沿って信号経路選択が可能になり、そうでなければ基板２０上に形成されなければならなかったいくつかの電極が除去される。

図７に示されたものなどの実施形態では、干渉変調器は、変調器が配置されている側と反対の側である透明基板２０の前面から画像が見られる直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含めて、基板２０と反対側の反射層の側の干渉変調器の一部を光学的に遮蔽する。これにより、画像品質に悪影響を与えることなく、遮蔽された区域を構成および作動することができる。このような遮蔽により、図７Ｅのバス構造体４４が可能になり、それにより、アドレス指定およびそのアドレス指定に起因する運動などの変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離することができる。この分離可能な変調器構成により、変調器の電気機械的態様および光学的態様に使用される構造設計および材料を互いに無関係に選択および機能させることができる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示された実施形態は、変形可能層３４によって行われる反射層１４の光学的特性をその機械的特性から切り離すことに由来するさらなる利点を有する。これにより、反射層１４に使用される構造設計および材料を光学的特性に関して最適化することができ、変形可能層３４に使用される構造設計および材料を所望の機械的性質に関して最適化することができる。

前述のように、干渉変調器は反射表示素子であり、昼光または十分に明るい環境の周囲光に依拠することができる。さらに、暗い周囲環境では、内部照明源をこれらの反射表示素子を照明するために設けることができる。反射表示部の照明は前面照明器によって行うことができる。図８は、前面照明を行うように構成された照明装置を含む表示デバイス８０の一部の平面図を示す。表示デバイス８０は、光源８２、光バー８１、および光ガイドパネル８３を含む。この特定の実施形態の光源８２はＬＥＤを含む。光バー８１は、光を光源８２から受け取るように光源８２に対して配置される。反射区域８５ａおよび８５ｂは、光バー８１の側面および端部に対して配置される。反射器を光バー８１の上および／または下に含めることもできる。光バー８１は、その長さに沿って光の伝搬をサポートする実質的に光学的に透過な材料を含む。発光体８２から放出された光は光バー８１内へと伝搬し、その中を、例えば、空気または何らかの他の周囲媒体と界面を形成する光バーの側壁での内部全反射によって案内される。光バー８１は、光ガイドパネル８３の反対側にある一方の側に方向転換微細構造体８４を含む。方向転換微細構造体８４は、光バー８１のその側に入射した光の実質的な部分を方向転換させ、光バー８１からのこの光の一部を光ガイドパネル８３に誘導するように構成される。いくつかの実施形態では、照明装置は、光バー８１と光ガイドパネル８３との間に結合光学系（図示せず）をさらに含むことができる。例えば、結合光学系は、光バー８１から伝搬する光をコリメートすることができる。他の構成も可能である。

光ガイドパネル８３は、方向転換微細構造体８４によって方向転換され、光バー８１から外に誘導された光を受け取るように光バー８１に対して配置される。いくつかの実施形態では、例えば、光ガイドパネル８３は、その上にプリズム状フィルムを有するシートまたはプレートを含み、そのシートまたはプレートは光バー８１からの光を図８の光ガイドパネルの下の複数の表示素子（図示せず）上に反射する。複数の表示素子は、例えば、複数の空間光変調器（例えば、干渉変調器、液晶素子など）を含むことができる。

表示デバイスの占有面積を低減するために、いくつかの実施形態では、図８の光ガイドパネル８３の一方の縁部に隣接して配置される光バー８１を、例えば方向転換ミラーなどの別のより小さい光学結合素子と取り替えることができる。光ガイドパネル８３のその側から光バー８１を除去すると、Ｘ−Ｙ面の表示デバイスの寸法が低減されて占有面積が低減する。さらに、光バー８１を必ずしも備える必要はなく、それによってデバイスの複雑さおよび予想されるコストが低減される。このような構成により、光源８２は複数の表示素子の背部に位置することも可能になり、占有面積がさらに低減され得る。このような設計は、サイズまたは形状因子制限または他の考慮事項に対処するのに有用となる可能性がある。したがって、本明細書で説明される様々な手法では、表示素子の背部の光源および方向転換ミラーを使用し、反射表示素子を前面照明することができる。

図９は表示デバイス９０の一実施形態の一部の断面を示し、図８の光バー８１は任意の結合素子と取り替えられている。図９の表示デバイス９０は、反射空間光変調器などの複数の反射素子９６を含む反射表示部を含む。図９に示された実施形態では、反射表示素子９６は干渉変調器を含むが、他のタイプの表示素子をこのデバイスで使用することもできる。表示素子の他の例にはＭＥＭＳおよび液晶構造体が含まれる。表示素子９６は光学的に透過な基板９５上に形成することができる。この基板９５は、その上に表示素子９６を製作する間および製作した後に、構造支持を提供することができる。基板９５は実質的に透明であることができ、その結果、観察者は基板を通して表示素子９６を見ることができる。実施形態によっては、基板９５はガラスまたはプラスチックを含むことができるが、他の材料を使用することもできる。

図９に示される実施形態では、基板９５は、その上に形成された方向転換フィルム９４を有する。方向転換フィルム９４は、例えば、その中に形成された方向転換フィーチャを含むプリズム状フィルムを含むことができる。実施形態によっては、方向転換フィルム９４は基板９５上に積層されたプラスチックフィルムを含むことができる。接着剤を使用して方向転換フィルム９４を基板９５に張り付けることができる。圧感接着剤を使用することができる。接着剤は、実施形態によっては、屈折率整合を行うこともできる。方向転換フィルム９４を基板９５に取り付ける他の方法を使用することもできる。いくつかの実施形態では、方向転換フィルム９４は単層の代わりに多層スタックとすることができる。多層スタックの場合、様々な層の屈折率を接近させることができ、その結果、光は実質的に反射または屈折されることなく様々な層を通って送出される。１つまたは複数のフィルムは剛性でも可撓性でもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のフィルムは基板９５と実質的に同様の屈折率を有する。

基板９５および方向転換フィルム９４は一緒に表示デバイス９０の干渉変調器９６の上に配置される第１の光ガイド素子９７を形成する。方向転換フィルム９４が屈折率整合接着剤で基板９５に取り付けられるいくつかの実施形態では、第１の光ガイド素子９７は厚さが増加する。より厚い第１の光ガイド素子９７のいくつかの利点は、輝度の均一性を達成し、第１の光ガイド素子９７に結合される光の効率を向上させるのが相対的に容易であることである。

いくつかの他の実施形態では、方向転換フィルム９４は、方向転換フィルム９４の屈折率よりも実質的に低い屈折率を有する接着層によって基板９５に接合することができる。光学分離層、拡散層、または色フィルタ層などの他の層またはフィルムを、接着層と基板との間に配置することができる。光は、方向転換フィルムと接着層との間の界面で内部全反射によって方向転換フィルム９４内を案内される。このような実施形態では、第１の光ガイド素子は方向転換フィルム９４のみによって形成される。

方向転換フィルム９４における複数の方向転換フィーチャは、通常光ガイド９７内を案内される光を向け直し、その結果、光は光ガイドから表示素子９６の方に向け直される。方向転換された光の方向は、表示素子の表面の法線から４５度未満の角度を形成する。様々な実施形態では、光は、光ガイドおよび表示素子９６のアレイに実質的に垂直な第１の光ガイド９７の厚さを通って向け直される。したがって、そのような光は光ガイドの下方の側壁でもはや完全には内部反射されず、それを通って出射される。同様に、光は、好ましくは垂直入射またはそれに近い入射で干渉変調器に送出される。

実施形態によっては、方向転換フィーチャは、第１の光ガイド９７の長さに沿って延びる複数のマイクロプリズムを含むことができる。マイクロプリズムは、方向転換フィルム９４の長さに沿って伝搬する光を受け取るように構成され、複数の斜入射反射により通常約７０〜９０°の間の大きい角度によって光を方向転換させることができる。内部全反射により空気／ファセット界面で光を反射し、ほぼ垂直入射またはそれに近い入射で表示素子９６のアレイの方に光を方向転換させるために、プリズム微細構造は互いに対して角を成した２つ以上の方向転換ファセットを含むことができる。

一代替実施形態では、通常、第１の光ガイド９７内を案内される光を受け取り、その光を方向転換させ、その結果、光が表示素子９６の方に向け直されるように構成された１つまたは複数の回折光学素子またはホログラム（例えば容積もしくは表面ホログラムまたは回折格子）を方向転換フィーチャが含むことができる。いくつかの実施形態では、方向転換された光の伝搬方向は、表示素子９６の法線から４５度未満の角度を形成する。

光源９２は、干渉変調器９６の後方で表示デバイス９０の第１の側（側方１）に配置される。第２の光ガイド９８は、光源９２によってその中に注入された光を受け取るように光源９２に対して配置される。いくつかの実施形態では、第２の光ガイド９８は表示デバイスの後板を含むことができる。いくつかの他の実施形態では、第２の光ガイド９８は、表示デバイス９０の既存のバックライトを含むことができる。この光源９２は、単一のＬＥＤ、または第２の光ガイド９８の縁部に沿って延びるＬＥＤのアレイとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、光源９２は、ｙ軸と平行に（例えば負のｙ方向に）光を放出し、第２の光ガイド９８を一様に照明するｘ軸と平行な複数のＬＥＤを含むことができる。他の実施形態では、光源９２は、光バーに結合された、ｘ軸と平行な方向に（例えば負のｘ方向に）放出するＬＥＤを含むことができ、光バーはｘ軸と平行に伝搬する十分な量の光をｙ軸と平行な方向に（例えば負のｙ方向に）方向転換させる方向転換フィーチャを有する。他のタイプの発光体を使用することもできる。さらに、実施形態によっては、光学レンズまたは他の光学構成要素を使用して光源９２からの光を第２の光ガイド９８に結合することができる。第２の光ガイド９８内を伝搬する光源９２からの光のビームの幅を拡大させるまたは光のビームを発散させるために光学フィーチャを含むこともできる。そのようなフィーチャは、実施形態によっては、光源９２の近くの光ガイドの入力端部に存在することができる。

光源９２から放出された光は、側方１から側方２まで内部全反射によって第２の光ガイド９８内を案内される。実施形態によっては、第２の光ガイド９８はガラスまたは透明プラスチック、またはいくつかの他の光学的に透過な材料を含むことができる。例えば、第２の光ガイド９８がガラスを含む実施形態では、第２の光ガイド９８の厚さは２００μｍから１ｍｍとすることができる。例えば、第２の光ガイドがプラスチックまたは他の可撓性材料を含むいくつかの他の実施形態では、第２の光ガイドの厚さは１００μｍから１ｍｍとすることができる。他の材料および厚さを使用することができる。いくつかの実施形態では、例えば、ｘ軸と平行に第２の光ガイド９８の幅の全体に（例えば図９に示された実施形態に示された側方２で）光源９２からの光を一様に広げることができるように、第２の光ガイド９８の長さは十分に長い。実施形態によっては、第２の光ガイド９８は表示デバイス９０の透明な後板を含むことができる。デバイスの後板は、表示素子９６を密閉および／または支持するパッケージングとすることができる。実施形態によっては、後板は気密封止されたパッケージを形成することができる。表示デバイス９０の後板が透明でないいくつかの他の実施形態では、第２の光ガイド９８を後板の前方に配置することができる。そのような実施形態では、第２の光ガイド９８は、光源９２からの光を発散させるために屈折フィーチャを組み込むことができる。主要な表示素子がバックライトで照明される主要表示素子およびサブ表示素子を含むいくつかの実施形態では、第２の光ガイド９８はバックライトを含むことができる。例えば、光ガイドが後板を含む実施形態では、光ガイドの厚さは４００から７００μｍとするか、または最大１ｍｍもしくはそれを超えることができる。例えば、光ガイドが表示部の後方にある別個の構成要素を含むいくつかの実施形態では、光ガイドの厚さは１００から７００μｍとすることができる。これらの範囲外の値も可能である。

有利には、光源９２および第２の光ガイド９８は複数の表示素子９６の下に配置される。そのような構成は、図８におけるような光源および光バーが前面光ガイドパネルの側方に配置されているデバイスと比較して、表示デバイスによって占められる占有面積を低減するのに有用となり得る。

実施形態によっては、スペーサ９９を使用して表示素子９６を第２の光ガイド９８から分離することができる。実施形態によっては、スペーサ９９は、第２の光ガイド９８を剛体の基板９５に対して構造的に支持することができる。いくつかの他の実施形態では、スペーサ９９は、後板を基板９５に取り付ける他の周辺接着性フィーチャとすることができる。

方向転換フィルム９４は方向転換フィルム９４よりも実質的に低い屈折率を有する接着層で基板９５に取り付けられるような実施形態では、光源９２から遠位である（側方２）第２の光ガイド９８の縁部から光を受け取り、方向転換ミラーの近位にある第１の光ガイド９７の縁部に光を誘導するように方向転換ミラー９１は配置される。代替として、方向転換フィルム９４が屈折率整合接着層で基板９５に取り付けられる場合、方向転換ミラー９１は、第２の光ガイド９８の縁部からの光を方向転換ミラーの近位にある基板９５の縁部に誘導するように構成される。図９に示された実施形態では、方向転換ミラー９１は一般に負のｙ方向に伝搬する光を向け直し、光を１８０度だけ回転させ、光の実質的な部分を反射することによって一般に正のｙ方向に伝搬させる。実施形態によっては、９０％を超える光を方向転換ミラー９１によって反射することができる。

方向転換ミラー９１は円柱の形状の反射表面を含む。図９に示された実施形態では、反射表面は、Ｚ−Ｙ面に湾曲断面（すなわち、Ｘ軸と平行な円柱の長さ方向と平行）を有する。湾曲断面は、円形、楕円形、他の円錐、または非球面とすることができる。湾曲断面は平滑またはファセット状とすることができる。ファセットは平面または非平面とすることができる。湾曲表面は、例えば３、４、５、１０、またはそれ以上のファセットを含む多数ファセットとすることができる。図９に示された実施形態では、方向転換ミラー９１の表面の断面は楕円である。方向転換ミラー９１は、さらに、光経路中の第１の光ガイド９７の縁部および第２の光ガイド９８の縁部の両方を重ねる光学開口を有する。図示する実施形態では、開口は第１および第２の光ガイドの厚さよりも大きい。特に、開口は第１および第２の光ガイドならびにスペーサと同じくらい大きい。方向転換ミラーの高さ（例えば開口の高さ）は０．５ｍｍと２．０ｍｍとの間とすることができる。他の実施形態では、方向転換ミラーの高さは０．２５ｍｍと１．０ｍｍとの間とすることができる。実施形態によっては、方向転換ミラーは、０．２５ミリメートルから１ミリメートルまで、または３ミリメートルまで、または４ミリメートルまでの幅を有することができる。方向転換ミラーは他のサイズを有することができる。

この特定の実施形態では、方向転換ミラー９１の楕円の断面は、図９の断面図における点９Ａおよび９Ｂによって表される２つの線状焦点を有する。焦点はそれぞれ第１の光ガイド９７および第２の光ガイド９８の中央に位置する。第２の光ガイド９８の縁部から出て来る光線が第１の焦点９Ａを通過する場合、光線は、ミラー９１からの反射の後、第２の焦点９Ｂを通過し、良好な効率、例えば５０％を超える効率で第１の光ガイド９７に注入されることになる。側方２の方の第２の光ガイド９８の縁部での光分布は、側方２の方の第１の光ガイド９７の縁部で像形成されることになる。他の構成も可能である。例えば、焦点９Ａ、９Ｂは、第１および第２の光ガイドの中央または縁部に正確に位置する必要はない。さらに、いくつかの実施形態では、ミラーは、第１および第２の線状焦点が設けられないような異なる形状を有する。

方向転換ミラー９１の形状にかかわらず、光は方向転換ミラーによって第２の光ガイド９８から第１の光ガイド９７に結合される。例えば、光源９２からの光は側方１で第２の光ガイド９８に結合することができる。光は、入力縁部の側方１から出力縁部の側方２まで内部全反射によって第２の光ガイド９８内を伝搬する。方向転換ミラー９１に入射した光線は方向転換ミラー９１によって反射され、第１の光ガイド９７に入る。方向転換フィルム９４は、光ガイド９７内を誘導された光を方向転換させ、その結果、光は表示素子９６の方に向け直される。向け直された光は、光ガイドおよび表示素子９６のアレイに実質的に垂直にガイド部分９７を通過し、好ましくは垂直入射またはそれに近い入射で干渉変調器９６に送出される。

別の実施形態では、方向転換ミラーの反射表面は放物線断面を有することができる。放物線方向転換ミラーの場合、放物線の反射表面の線状焦点を通過する光は、反射の後、放物線の準線に垂直な方向に出てくることになる。放物線方向転換ミラーを有する実施形態では、放物線反射表面のサイズおよび形状は、第２の光ガイド９８からの光を第１の光ガイド９７に結合させる効率を増加または最大化するように調整することができる。

実施形態によっては、方向転換ミラーは中空シェルと比べて中実とすることができる。方向転換ミラーは、例えば、ガラスまたはプラスチックなどの実質的に光学的に透過な材料のロッドを含むことができる。図１０は、第１の湾曲表面１０１および第２の平坦表面１０２を有する中実円筒状方向転換ミラー１００の実施形態を示す。湾曲表面１０１は、Ｚ−Ｙ平面に沿って（すなわち、円柱の長さに垂直）楕円断面を有する。方向転換ミラーの平坦表面１０２は平らであり、表示デバイスの縁部に接触することができる。湾曲表面１０１は反射層で被覆される。実施形態によっては、反射層は金属製とすることができる。誘電体被覆、干渉被覆などを含む他の反射被覆を使用することができる。光は第２の平坦表面１０２を通って中実方向転換ミラーに入り、第１の湾曲表面１０１で反射される。

実施形態によっては、方向転換ミラーは空洞とし、例えば、２つの湾曲表面を有するシェルを含むことができる。湾曲表面の一方は反射性とすることができる。例えば、方向転換ミラーがプラスチックなどの光学的に透過な材料を含む一実施形態では、湾曲表面の一方は金属化されるか、またはその上に形成された誘電体もしくは干渉被覆を有することができる。他の実施形態では、方向転換ミラーは、湾曲表面の一方は反射率を増大させるために研磨された金属を含むことができる。

いくつかの実施形態では、方向転換ミラーは、互いに対してある角度で配置された多数の平坦な反射表面を含むことができる。図１１に示された特定の実施形態は、例えば、互いに対して角を成した２つの反射平坦表面を示す。２つの平坦表面間の角度は、例えば９０度と１２０度との間、または９０度と１００度との間、または９０度と１１０度との間で変わることができる。いくつかの実施形態では、平坦なミラー表面は、互いに対して、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、または１２０度の角度で向きを定められる。例には９７度および１１７度が含まれる。この角度はこれらの特定の例または範囲のものに限定されない。図１１で説明される方向転換ミラーは中実ロッドを含むか、または上述のように空洞にすることができる。方向転換ミラーは、ガラス、プラスチックなどの光学的に透過な材料を含むことができる。他の実施形態では、ミラーは金属とすることができる。いくつかの他の実施形態では、反射表面は金属フィルムまたは誘電体フィルムを含むことができる。実施形態によっては、反射フィルムは干渉被覆を含む。２つの反射表面は融合する、接着する、または一緒に張り付けることができる。実施形態によっては、例えば、ミラーは、その上に平坦表面をもつ細長い構造体を押出しまたは成形することによって形成することができる。２つの反射表面を形成する他の方法を使用することもできる。

動作中、光源１１２からの光は第２の光ガイド１１８に結合することができる。光は、入力縁部の側方１から出力縁部の側方２まで内部全反射によって第２の光ガイド１１８内を伝搬する。第２の光ガイド１１８からの光線は、平坦な方向転換ミラー１１１の第１の反射面１１１Ａに入射する。反射の後、光線は第２の反射面１１１Ｂに入射する。第２の反射表面１１１Ｂによって反射された後、光線は側方２の第１の光ガイド１１７の入力部に入射する。方向転換フィルム１１４は、光ガイド１１７内を案内された光を方向転換させるための複数の方向転換フィーチャをさらに含み、その結果、光は表示素子１１６の方に向け直される。向け直された光は、光ガイド１１７および表示素子１１６のアレイに実質的に垂直にガイド部分１１７を通過し、好ましくは垂直入射またはそれに近い入射で干渉変調器１１６に送出される。

いくつかの他の実施形態では、方向転換ミラー１２１は、図１２に示されたような台形の形状の断面を有することができる。方向転換ミラー１２１用の台形形状の１つの利点は、ｙ軸と平行な方向転換ミラーの寸法を、図１１の方向転換ミラー１１１と比べて低減することができることである。台形方向転換ミラー１２１は、３つの反射表面１２１ａ、１２１ｂ、および１２１ｃによって形成される。反射表面１２１ａおよび１２１ｃは反射表面１２１ｂに対して角を成す。反射表面１２１ａと１２１ｂとの間の角度分離は、反射表面１２１ｂと１２１ｃとの間の角度と等しくすることができる。反射表面１２１ａと１２１ｂとの間の角度は９０度と１５１度との間で変わることができる。反射表面１２１ｂと１２１ｃとの間の角度は９０度と１５１度との間で変わることができる。様々な実施形態では、反射表面１２１ａと１２１ｂとの間の角度分離は１５１度を超えることができる。同様に様々な他の実施形態では、反射表面１２１ｂと１２１ｃとの間の角度分離は１５１度を超えることができる。

いくつかの実施形態では、第１の光ガイド内を案内される、干渉変調器の法線から測定して４５〜９０度の角度で伝わる光線に対して干渉変調器が吸収性となることがある。したがって、第１の光ガイドを通って伝搬する光のうちで、十分な数の反射の後、干渉変調器によって実質的に吸収されるものもある。光学分離層は、吸収に起因する光のこの損失を低減、最小化、または防止することができる。光学分離層１３０１を含む表示デバイス１３０が図１３に示される。表示デバイス１３０の方向転換フィルム１３４は、複数の干渉変調器１３６が形成される基板１３５から光学分離層１３０１によって分離される。表示デバイス１３０は、前部から後部に、第２の光ガイド１３４、光学分離層１３０１、基板１３５、および干渉変調器１３６を含む。介在層を含むこともできる。これらの実施形態では、前面光ガイド１３７は方向転換フィルム１３４を含む。光学分離層１３０１は有利にはガラス基板１３５よりも実質的に低い屈折率を有し、その結果、第１の光ガイド１３７を通って伝わり、例えば臨界角よりも大きい（例えば、法線に対して測定したとき４０°または５０°よりも大きい）傾斜またはグレージング角でガラス／光学分離フィルム界面に衝突する光は完全に内部反射されて、照明装置１３０の第１の光ガイド１３７に戻ることになる。しかし、方向転換フィルム１３４によって第１の光ガイド１３７に実質的に垂直に方向転換された光などの急角度で（表示素子１３６のアレイの法線により近く）第１の光ガイド１３７を通って伝搬する光は、ガラス／光学分離フィルム界面を通って送出されることになる。この垂直な入射光またはほぼ垂直な入射光の損失は好ましくはその強度の約０．５％未満であり、より好ましくはその強度の約０．１％未満である。したがって、光学分離層１３０１は第１の光ガイド１３７の境界を形成し、その結果、方向転換フィルム１３４によって方向転換される前に傾斜またはグレージング角で第１の光ガイド１３７を通って伝搬する光は反射して戻り、方向転換フィーチャによってほぼ垂直な入射で干渉変調器１３６の方に方向転換されるまで第１の光ガイド１３７を通って伝搬し続け、それによって、照明が増大された表示デバイスを提供することができる。

方向転換フィルム１４４が光学分離層１４０１によって基板１４５から分離されているいくつかの他の実施形態では、複数の干渉変調器１４６が形成される基板１４５は、図１４に示されるように第２の光ガイドとして使用することができる。表示デバイス１４０は、前部から後部に、方向転換フィルム１４４、光学分離層１４０１、基板１４５、干渉変調器１４６、および後板１４８を含む。介在層を含むこともできる。光源１４２は基板１４５の一方の側、例えば側方１に配置される。基板１４５は第２の光ガイドとして機能し、側方１の光源１４２からの光を側方２の方向転換ミラー１４１に案内する。この構成は、表示デバイス１４０の厚さ全体を低減するのに特に有利となり得る。

様々な実施形態では、第２の光ガイドは光バーと取り替えることができる。方向転換ミラーを使用して、光バーからの光を前面光ガイドパネルの縁部に結合することができる。図１５は、ＬＥＤ１５２、光バー１５４、方向転換ミラー１５１、光ガイドパネル１５５、および方向転換フィルム１５３を備える表示デバイス１５０の特定の実施形態の斜視図を示す。表示デバイス１５０は、反射空間光変調器などの複数の反射素子１５６を含む反射表示部を備える。光ガイドパネル１５５は複数の反射素子１５６の前方にある。光ガイドパネル１５５は、例えばプリズム状フィルムを含む方向転換フィルム１５３を含む。本明細書で説明されているものなどの方向転換フィルム１５３を形成し、それを光ガイドパネル１５５に取り付ける他の方法を同様に使用することができる。上述のように、方向転換フィルムは、光ガイドパネル１５５を通って伝搬する光を表示素子１５６上に誘導する。次に表示素子１５６から反射された光は、観察者の方に光ガイドパネル１５５から送出される。この設計は、Ｘ−Ｙ平面の寸法を低減するのに特に有利である。

図１５に示されたデバイスでは、光源１５２は、光ガイドパネル１５５および表示素子１５６のアレイの前方に配置される。光源１５２は、放射の方向が負のｘ軸と平行となるように構成される。光源１５２はＬＥＤを含むことができる。光バー１５４は、光源１５２の近位にある端部内に光を受け取るように光源１５２に対して配置される。光バー１５４は、光バー１５４の長さに沿って光の伝搬をサポートする実質的に光学的に透過な材料を含む。発光体１５２から放出された光は負のｘ軸と平行な光バー１５４内へと伝搬し、その中を、例えば、空気または何らかの他の周囲媒体と界面を形成する光バーの側壁での内部全反射によって案内される。したがって、光は、光源１５２の近位にある端部から光バー１５４の光源１５２から遠位にある第２の端部に伝わる。反射区域１５８は、図示のように光バー１５４の側面および端部に対して配置することができる。反射器を光バー１５４の上および／または下に含めることもできる。光バー１５４は、光ガイドパネル１５５および表示素子１５６のアレイの第１の側（側方１）に配置される。

光バー１５４は、図１５の側方２により近い一方の側壁に方向転換微細構造を含む。光バー１５４は、光ガイドパネル１５５および表示素子１５６のアレイの第１の側（側方１）に配置される。方向転換微細構造は、光バー１５４のその側壁に入射した光の少なくとも実質的な部分を方向転換させ、光バー１５４からの光の一部を側方１の方に（負のｙ方向に）誘導するように構成される。

光バー１５４の方向転換微細構造は複数の方向転換フィーチャを含む。方向転換フィーチャは図１５に示されるような三角形ファセットを含むことができる。図１５に示されたフィーチャは概略であり、原寸に比例しておらず、サイズおよびそれらの間の間隔は誇張されている。実施形態によっては、方向転換微細構造のファセットフィーチャのうちのいくつかまたはすべては、光バー１５４上に形成されるかまたはそれに積層されるフィルムの状態で形成することができる。他の実施形態では、光バー１５４は成形によって形成され、ファセットはこの成形プロセスで形成される。方向転換フィーチャのファセットまたは傾斜表面は負のｙ軸に沿って光バー１５４からの光を散乱するように構成される。光は、例えば、内部全反射によって、光バーの長さと平行な光バーの側壁の一部から傾斜表面のうちの１つに反射することができる。この光は、傾斜表面から、光バー１５４から外の方向に、表示部の側方１の方に、負のｙ方向に反射することができる。

方向転換ミラー１５１は光バー１５４から負のｙ方向に伝搬する光を受け取り、反対方向の側方２の方に方向転換させ（例えば、約１８０度だけ）、正のｙ方向に沿って表示部の側方２の方に光ガイドパネル１５５を伝搬するように配置される。方向転換ミラー１５１は反射によって光を向け直す。図１５は、互いにある角度で配置された２つの平坦な反射表面１５１Ａおよび１５１Ｂによって形成された方向転換ミラー１５１の特定の実施形態を示している。上述のような方向転換ミラーの代替実施形態を使用することもできる。本明細書で説明されたように、占有面積を低減させることができる構成が提供されている。様々な実施形態は方向転換ミラーを利用して、サイズの低減を達成している。実施形態はすべてが方向転換ミラーを使用する必要があるわけではなく、または占有面積を低減させる必要があるわけではない。

多種多様の他の変形形態も可能である。フィルム、層、構成要素、および／または要素を付加、除去、または再配置することができる。さらに、処理ステップを付加、除去、または並べ替えることができる。さらに、フィルムおよび層という用語が本明細書で使用されたが、本明細書で使用されたそのような用語はフィルムスタックおよび多層を含む。そのようなフィルムスタックおよび多層は接着剤を使用して他の構造体に接着してもよいし、または堆積を使用してもしくは他の方法で他の構造体上に形成してもよい。

上述の例は単に例示であり、当業者は、本明細書で開示された発明概念から逸脱することなく上述の例を多く利用する、およびそれから離脱することができる。本明細書で説明された新規な態様の趣旨または範囲から逸脱することなく、これらの例への様々な変更が当業者には容易に明らかであり、本明細書で規定された一般的な原理は他の例に適用することができる。したがって、本開示の範囲は本明細書で示された例に限定されるべきものではなく、本明細書で開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきである。「例示的な」という単語は、「実例、事例、または図示として供する」ことを意味するように排他的に本明細書では使用される。本明細書で説明されたいかなる例も他の例より好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されるべきではない。

９Ａ 第１の焦点
９Ｂ 第２の焦点
１２ａ、１２ｂ 干渉変調器
１４、１４ａ、１４ｂ 可動反射層
１６、１６ａ、１６ｂ 光学スタック
１８ 支柱
１９ 間隙
２０ 基板
２１ プロセッサ
２２ アレイ駆動部
２４ 行駆動回路
２６ 列駆動回路
２７ ネットワークインターフェース
２８ フレームバッファ
２９ 駆動コントローラ
３０ 表示部、表示アレイ
３２ つなぎ部
３４ 変形可能層
４０ 表示デバイス
４１ ハウジング
４２ 支柱プラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造体
４５ スピーカ
４６ マイクロホン
４７ 送受信機
４８ 入力デバイス
５０ 電源
５２ 調整ハードウェア
８０ 表示デバイス
８１ 光バー
８２ 光源
８３ 光ガイドパネル
８４ 方向転換微細構造
８５ａ、８５ｂ 反射区域
９０ 表示デバイス
９１ 方向転換ミラー
９２ 光源
９４ 方向転換フィルム
９５ 基板
９６ 反射素子、反射表示素子、表示素子、干渉変調器
９７ 第１の光ガイド素子
９８ 第２の光ガイド
９９ スペーサ
１００ 固体円筒状方向転換ミラー
１０１ 湾曲表面
１０２ 平坦表面
１１１ 方向転換ミラー
１１１Ａ 第１の反射面
１１１Ｂ 第２の反射面
１１２ 光源
１１４ 方向転換フィルム
１１６ 表示素子、干渉変調器
１１７ 第１の光ガイド
１１８ 第２の光ガイド
１２１ 台形方向転換ミラー
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ 反射表面
１３０ 表示デバイス
１３４ 方向転換フィルム、第２の光ガイド
１３５ 基板
１３６ 干渉変調器、表示素子
１３７ 前面光ガイド、第１の光ガイド
１４０ 表示デバイス
１４１ 方向転換ミラー
１４２ 光源
１４４ 方向転換フィルム
１４５ 基板
１４６ 干渉変調器
１４８ 後板
１５０ 表示デバイス
１５１ 方向転換ミラー
１５１Ａ、１５１Ｂ 反射表面
１５２ 光源
１５３ 方向転換フィルム
１５４ 光バー
１５５ 光ガイドパネル
１５６ 反射素子、表示素子
１５８ 反射区域
１３０１ 光学分離層
１４０１ 光学分離層

Claims (119)

1. 反射空間光変調器と、
   前記反射空間光変調器の後方にある光源と、
   前記反射空間光変調器の前方にある第１の光ガイドと、
   第２の光ガイドであり、その中を前記光源からの光が伝搬するように、前記反射空間光変調器の後方にある、第２の光ガイドと、
   前記光源から遠位にある前記第２の光ガイドの縁部からの光を受け取り、前記光を前記第１の光ガイドに誘導するように配置された方向転換ミラーと
   を含む表示デバイスであって、
   前記第１の光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
2. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項１に記載の表示デバイス。
3. 前記反射空間光変調器が複数の干渉変調器を含む、請求項１に記載の表示デバイス。
4. 複数の変調素子が形成される基板を前記反射空間光変調器が含む、請求項１に記載の表示デバイス。
5. 前記光源が発光ダイオードを含む、請求項１に記載の表示デバイス。
6. 前記光源が光バーを含む、請求項１に記載の表示デバイス。
7. 前記複数の変調素子が形成される前記基板を前記第１の光ガイドが含む、請求項１に記載の表示デバイス。
8. 前記第１の光ガイドが、前記基板の前方に配置されたシート、プレート、フィルム、もしくはフィルムスタック、またはそれらの組合せを含む、請求項４に記載の表示デバイス。
9. 前記第１の光ガイドと前記基板との間に分離層をさらに含む、請求項８に記載の表示デバイス。
10. 前記第１の光ガイド内を伝搬する前記光を前記反射空間光変調器上に方向転換させるように前記第１の光ガイドの上にまたはその中に配置された方向転換フィーチャをさらに含む、請求項１に記載の表示デバイス。
11. 前記方向転換フィーチャが、反射性、屈折性、ホログラフィック、または回折性の光学素子を含む、請求項１０に記載の表示デバイス。
12. 前記第２の光ガイドが前記反射空間光変調器用の後板を含む、請求項１に記載の表示デバイス。
13. 前記第２の光ガイドが前記反射空間光変調器用の既存のバックライトを含む、請求項１に記載の表示デバイス。
14. 前記複数の変調素子が形成される基板を前記第２の光ガイドが含む、請求項１に記載の表示デバイス。
15. 前記第２の光ガイドが、シート、プレート、フィルム、もしくはフィルムスタック、またはそれらの組合せを含む、請求項１４に記載の表示デバイス。
16. 前記第２の光ガイドと前記基板との間に配置された分離層をさらに含む、請求項４に記載の表示デバイス。
17. 前記方向転換ミラーが湾曲反射表面を含む、請求項１に記載の表示デバイス。
18. 前記湾曲反射表面が楕円である、請求項１７に記載の表示デバイス。
19. 前記楕円表面が前記第１および第２の光ガイドの端部の近位にある焦点を有する、請求項１８に記載の表示デバイス。
20. 前記方向転換ミラーが、互いに対してある角度で向きを定められた複数の平坦なミラー表面を含む、請求項１に記載の表示デバイス。
21. 前記角度が約９０度と約１２０度との間にある、請求項２０に記載の表示デバイス。
22. 前記角度が約９０度である、請求項２０に記載の表示デバイス。
23. 前記角度が約１２０度である、請求項２０に記載の表示デバイス。
24. 前記方向転換ミラーが金属化表面を含む、請求項１に記載の表示デバイス。
25. 前記方向転換ミラーが反射誘電体スタックを含む、請求項１に記載の表示デバイス。
26. 前記空間光変調器と通信するように構成されているプロセッサであり、画像データを処理するように構成されている、プロセッサと、
    前記プロセッサと通信するように構成されているメモリデバイスと
    をさらに含む、請求項１に記載の表示デバイス。
27. 前記空間光変調器に少なくとも１つの信号を送るように構成された駆動回路をさらに含む、請求項２６に記載の表示デバイス。
28. 前記駆動回路に前記画像データの少なくとも一部を送るように構成されたコントローラをさらに含む、請求項２７に記載の表示デバイス。
29. 前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像源モジュールをさらに含む、請求項２６に記載の表示デバイス。
30. 前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の表示デバイス。
31. 入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項２６に記載の表示デバイス。
32. 反射空間光変調器と、
    光源と、
    前記反射空間光変調器の前方にある光ガイドと、
    前記光ガイドの前方または後方に配置された光バーであり、前記光源からの光を受け取るように構成された、光バーと、
    方向転換ミラーであり、前記光バーが、その中を伝搬する光を前記方向転換ミラー上に方向転換させるように構成された方向転換フィーチャを含み、前記光バーから受け取った光を前記光ガイドに誘導するように配置された、方向転換ミラーと
    を含む表示デバイスであって、
    前記光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
33. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
34. 前記反射空間光変調器が複数の干渉変調器を含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
35. 複数の変調素子が形成される基板を前記反射空間光変調器が含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
36. 前記光源が発光ダイオードを含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
37. 前記光バーが前記光ガイドの前方にある、請求項３２に記載の表示デバイス。
38. 前記光バーが前記光ガイドの後方にある、請求項３２に記載の表示デバイス。
39. 前記光ガイドが、前記光ガイド内を伝搬する前記光を前記反射空間光変調器上に誘導する、前記光ガイド中またはその上の複数の方向転換フィーチャをさらに含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
40. 前記方向転換フィーチャが溝を含む、請求項３９に記載の表示デバイス。
41. 前記方向転換フィーチャが回折フィーチャを含む、請求項３９に記載の表示デバイス。
42. 前記複数の変調素子が形成される前記基板を前記光ガイドが含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
43. 前記光ガイドが、シート、プレート、フィルム、もしくはフィルムスタック、またはそれらの組合せを含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
44. 前記光ガイドと前記基板との間に分離層をさらに含む、請求項３５に記載の表示デバイス。
45. 前記方向転換ミラーが湾曲反射表面を含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
46. 前記湾曲反射表面が楕円である、請求項４５に記載の表示デバイス。
47. 前記楕円表面が前記光バーおよび前記光ガイドの端部の近位にある焦点を有する、請求項４６に記載の表示デバイス。
48. 前記方向転換ミラーが、互いに対してある角度で向きを定められた複数の平坦なミラー表面を含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
49. 前記角度が約９０度と約１２０度との間にある、請求項４８に記載の表示デバイス。
50. 前記角度が約９０度である、請求項４８に記載の表示デバイス。
51. 前記角度が約１２０度である、請求項４８に記載の表示デバイス。
52. 前記空間光変調器と通信するように構成されているプロセッサであり、画像データを処理するように構成されている、プロセッサと、
    前記プロセッサと通信するように構成されるメモリデバイスと
    をさらに含む、請求項３２に記載の表示デバイス。
53. 前記空間光変調器に少なくとも１つの信号を送るように構成された駆動回路をさらに含む、請求項５２に記載の表示デバイス。
54. 前記駆動回路に前記画像データの少なくとも一部を送るように構成されたコントローラをさらに含む、請求項５３に記載の表示デバイス。
55. 前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像源モジュールをさらに含む、請求項５４に記載の表示デバイス。
56. 前記画像源モジュールが、受信機、送受信機、および送信機のうちの少なくとも１つを含む、請求項５５に記載の表示デバイス。
57. 入力データを受け取り、前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに含む、請求項５６に記載の表示デバイス。
58. 反射空間光変調器と、
    前記反射空間光変調器の前方にある光源と、
    前記反射空間光変調器の前方にある第１の光ガイドと、
    第２の光ガイドであり、その中を前記光源からの光が伝搬するように、前記第１の光ガイドと前記反射空間光変調器との間に配置された、第２の光ガイドと、
    前記光源から遠位にある前記第２の光ガイドの縁部からの光を受け取り、前記光を前記第１の光ガイドに誘導するように配置された方向転換ミラーと
    を含む表示デバイスであって、
    前記第１の光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
59. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
60. 前記反射空間光変調器が複数の干渉変調器を含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
61. 複数の変調素子が形成される基板を前記反射空間光変調器が含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
62. 前記光源が発光ダイオードを含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
63. 前記光源が光バーを含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
64. 前記複数の変調素子が形成される前記基板を前記第１の光ガイドが含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
65. 前記第１の光ガイドが、前記基板の前方に配置されたシート、プレート、フィルム、もしくはフィルムスタック、またはそれらの組合せを含む、請求項６１に記載の表示デバイス。
66. 前記第１の光ガイドと前記基板との間に分離層をさらに含む、請求項６１に記載の表示デバイス。
67. 前記第１の光ガイド内を伝搬する前記光を前記反射空間光変調器上に方向転換させるように前記第１の光ガイドの上またはその中に配置された方向転換フィーチャをさらに含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
68. 前記方向転換フィーチャが、反射性、屈折性、ホログラフィック、または回折性の光学素子を含む、請求項６７に記載の表示デバイス。
69. 前記複数の変調素子が形成される前記基板を前記第２の光ガイドが含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
70. 前記第２の光ガイドが、シート、プレート、フィルム、もしくはフィルムスタック、またはそれらの組合せを含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
71. 前記方向転換ミラーが湾曲反射表面を含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
72. 前記湾曲反射表面が楕円である、請求項７１に記載の表示デバイス。
73. 前記楕円表面が前記第１および第２の光ガイドの端部の近位にある焦点を有する、請求項７２に記載の表示デバイス。
74. 前記方向転換ミラーが、互いに対してある角度で向きを定められた複数の平坦なミラー表面を含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
75. 前記角度が約９０度と約１２０度との間にある、請求項７４に記載の表示デバイス。
76. 前記角度が約９０度である、請求項７４に記載の表示デバイス。
77. 前記角度が約１２０度である、請求項７４に記載の表示デバイス。
78. 前記方向転換ミラーが金属化表面を含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
79. 前記方向転換ミラーが反射誘電体スタックを含む、請求項５８に記載の表示デバイス。
80. 光を反射的に変調する手段と、
    照明する手段と、
    前記光を反射的に変調する手段の前方に配置された光を案内する手段と、
    前記照明する手段からの光を受け取る手段であり、前記光を案内する手段の前方または後方に配置された、光を受け取る手段と、
    方向転換ミラーであり、前記光を受け取る手段が、その中を伝搬する光を前記方向転換ミラー上に方向転換させるように構成された光を方向転換させる手段を含み、前記光を受け取る手段から受け取った光を、前記光を案内する手段に誘導するように配置された、方向転換ミラーと
    を含む表示デバイスであって、
    前記光を案内する手段が、その中に結合された前記光を、前記光を反射的に変調する手段へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
81. 前記光を反射的に変調する手段が反射空間光変調器を含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
82. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項８１に記載の表示デバイス。
83. 前記照明する手段が発光ダイオードを含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
84. 前記光を受け取る手段が光バーを含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
85. 前記光を案内する手段が光ガイドを含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
86. 前記光を案内する手段が、光を方向転換させる手段をさらに含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
87. 前記光を方向転換させる手段が溝を含む、請求項８０または８６に記載の表示デバイス。
88. 前記光を方向転換させる手段が回折フィーチャを含む、請求項８０または８６に記載の表示デバイス。
89. 前記光を反射的に変調する手段を支持する手段をさらに含む、請求項８０に記載の表示デバイス。
90. 前記支持する手段と前記光を案内する手段との間に配置された分離用手段をさらに含む、請求項８９に記載の表示デバイス。
91. 前記支持する手段が基板を含む、請求項８９に記載の表示デバイス。
92. 光を反射的に変調する手段と、
    前記光を反射的に変調する手段の後方に配置された照明する手段と、
    前記光を反射的に変調する手段の前方にある第１の光を案内する手段と、
    第２の光を案内する手段であり、その中を前記光を照明する手段からの光が伝搬するように前記光を反射的に変調する手段の後方にある、第２の光を案内する手段と、
    前記照明する手段から遠位にある前記第２の光を案内する手段の縁部からの光を受け取り、前記光を、前記第１の光を案内する手段に誘導するように配置された方向転換ミラーと
    を含む表示デバイスであって、
    前記第１の光を案内する手段が、その中に結合された前記光を、前記光を反射的に変調する手段へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
93. 前記光を変調する手段が反射空間光変調器を含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
94. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項９３に記載の表示デバイス。
95. 前記照明する手段が発光ダイオードを含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
96. 前記第１の光を案内する手段が第１の光ガイドを含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
97. 前記第１の光を案内する手段が、光を方向転換させる手段を含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
98. 前記光を方向転換させる手段が、反射性、屈折性、ホログラフィック、または回折性の光学素子を含む、請求項９７に記載の表示デバイス。
99. 前記光を反射的に変調する手段を支持する手段をさらに含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
100. 前記支持する手段と前第１の光を案内する手段との間に配置された分離用手段をさらに含む、請求項９９に記載の表示デバイス。
101. 前記支持する手段が基板を含む、請求項９９に記載の表示デバイス。
102. 前記第２の光を案内する手段が第２の光ガイドを含む、請求項９２に記載の表示デバイス。
103. 光を反射的に変調する手段と、
     前記光を反射的に変調する手段の前方に配置された照明する手段と、
     前記光を反射的に変調する手段の前方にある第１の光を案内する手段と、
     第２の光を案内する手段であり、その中を前記光を照明する手段からの光が伝搬するように、前記第１の光を案内する手段と前記光を反射的に変調する手段との間に配置された、第２の光を案内する手段と、
     前記照明する手段から遠位にある前記第２の光を案内する手段の縁部からの光を受け取り、前記光を、前記第１の光を案内する手段に誘導するように配置された方向転換ミラーと
     を含む表示デバイスであって、
     前記第１の光を案内する手段が、その中に結合された前記光を、前記光を反射的に変調する手段へと後方に誘導するように構成されている、表示デバイス。
104. 前記光を変調する手段が反射空間光変調器を含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
105. 前記反射空間光変調器が電子機械システムを含む、請求項１０４に記載の表示デバイス。
106. 前記照明する手段が発光ダイオードを含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
107. 前記第１の光を案内する手段が第１の光ガイドを含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
108. 前記第２の光を案内する手段が第２の光ガイドを含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
109. 前記第１の光を案内する手段が、光を方向転換させる手段を含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
110. 前記光を方向転換させる手段が、反射性、屈折性、ホログラフィック、または回折性の光学素子を含む、請求項１０９に記載の表示デバイス。
111. 前記光を反射的に変調する手段を支持する手段をさらに含む、請求項１０３に記載の表示デバイス。
112. 前記支持する手段と前第１の光を案内する手段との間に配置された分離用手段をさらに含む、請求項１１１に記載の表示デバイス。
113. 前記支持する手段が基板を含む、請求項１１１に記載の表示デバイス。
114. 表示デバイスを製造する方法であって、
     反射空間光変調器を設ける段階と、
     前記反射空間光変調器の後方に光源を配置する段階と、
     前記反射空間光変調器の前方に第１の光ガイドを配置する段階と、
     前記光源からの光が第２の光ガイド内を伝搬するように、前記反射空間光変調器の後方に前記第２の光ガイドを配置する段階と、
     前記光源から遠位にある前記第２の光ガイドの縁部からの光を受け取り、前記光を前記第１の光ガイドに誘導するように方向転換ミラーを配置する段階と
     を含み、
     前記第１の光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器に向かって後方に誘導するように構成される、方法。
115. 前記第１の光ガイド上に複数の方向転換フィーチャを形成する段階をさらに含む、請求項１１４に記載の方法。
116. 表示デバイスを製造する方法であって、
     反射空間光変調器を設ける段階と、
     光源を設ける段階と、
     前記反射空間光変調器の前方に光ガイドを配置する段階と、
     前記光ガイドの前方または後方に光バーを配置する段階であり、前記光バーが前記光源からの光を受け取るように構成される、段階と、
     前記光バーに複数の方向転換フィーチャを設ける段階と、
     方向転換ミラーを設ける段階であり、前記光バーの前記方向転換フィーチャが光を前記方向転換ミラーの方に誘導するように構成され、前記方向転換ミラーが前記光バーから受け取った光を前記光ガイドに誘導するように構成される、段階と
     を含み、
     前記第１の光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器に向かって後方に誘導するように構成される、方法。
117. 前記光ガイド上に複数の方向転換フィーチャを形成する段階をさらに含む、請求項１１６に記載の方法。
118. 表示デバイスを製造する方法であって、
     反射空間光変調器を設ける段階と、
     前記反射空間光変調器の前方に光源を配置する段階と、
     前記反射空間光変調器の前方に第１の光ガイドを配置する段階と、
     前記光源からの光が第２の光ガイド内を伝搬するように、前記第１の光ガイドと前記反射空間光変調器との間に前記第２の光ガイドを配置する段階と、
     前記光源から遠位にある前記第２の光ガイドの縁部からの光を受け取り、前記光を前記第１の光ガイドに誘導するように方向転換ミラーを配置する段階と
     を含み、
     前記第１の光ガイドが、その中に結合された前記光を前記反射空間光変調器に向かって後方に誘導するように構成される、方法。
119. 前記第１の光ガイド上に複数の方向転換フィーチャを形成する段階をさらに含む、
     請求項１１８に記載の方法。

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