JPH09505412A - 電子光学ディスプレー用のバックライト組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光源に接近して配置された開口部（８）の配列、及び光出力面積より小さい光入力面積を有する傾斜光学部材（１０）を有する改良されたバックライト組立体（２）。光線は、開口部を通って光学部材に向かい、光学部材は、内側の反射によって光線を伝達して一部が平行にされた光源（６）を形成する。光線はマイクロレンズ（１２）の配列を通過し、マイクロレンズ（１２）は、屈折を通して光線を伝達し、ディスプレー（１６）のディスプレー素子にさらに平行にされた光源を提供する。バックライト組立体は、電子光学ディスプレー、特に軍事用又は航空機用に使用することが有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 電子光学ディスプレー用のバックライト組立体 発明の背景 ａ．発明の分野 本発明は、例えば液晶ディスプレーにような直視型電子光学ディスプレーに関 し、特に、明るい光が一様に配分されるように設計された軍事用及び航空機用に 適した小さい輪郭組立体のバックライトディスプレーの分野に関する。 ｂ．従来技術の説明 現在、従来のＣＲＴに依存しない大きなフルカラーディスプレイ装置を提供す ることに大きな労力が払われている。例えば、１９９３年３月に発行された「サ イエンティフィックアメリカン」のフラットパネルディスプレー第９０乃至９７ ページ参照。テレビジョン受信機、コンピュータのモニター、航空機用のディス プレー、宇宙航空ディスプレー及び軍用ディスプレーのような装置において、Ｃ ＲＴ技術を排除することが望ましい。ＣＲＴ技術の欠点に関する説明は米国特許 第４，８４３，３８１号及び米国特許第５，１２８，７８３号及び米国特許第５ ，１６１，０４１号参照。 例えば、プロジェクションディスプレー装置、オフスクリーンディスプレー装 置及びダイレクトビューディスプレーのようなディスプレー装置は公知である。 例えば、ＥＰ０２５２５７５５Ａｌ、米国特許第４，６５９，１８５号及び米国 特許第５，１５９，４７８号、及び日本の公開公報第２４１０６及び４２２４１ 号参照。このようなディスプレーは、テレビジョン受信機、コンピュータのモニ ター、航空機用のディスプレー、宇宙航空ディスプレー、自動車計器パネル及び テキスト、グラフまたはビデオ情報を提供する他の装置に広範に使用される。こ れらのタイプのディスプレーは、従来のＣＲＴディスプレーと置換され小さい輪 郭、軽量及び低電力消費を提供する。 ＣＲＴの欠点をなくすことができる１つのディスプレーはフラットパネルの液 晶ディスプレー（ＬＣＤ）である。通常ＬＣＤは、反射式または伝達式のいずれ かである。反射ディスプレーはディスプレーを見るためにまわりの光の条件に依 存する。伝達式ＬＣＤは、ディスプレーの画像ができるだけ明るくなることを保 証するために照明装置またはバックライトを必要とする。しかしながら、ＬＣＤ は多数の固有の欠点がある。例えば、（ディスプレーの表面に対して直角な方向 から大きな角度の）大きな視角において、ＬＣＤは低いコントラストを呈し、視 角が変化するとき色度が変化する。 バックライトの特性は、ＬＣＤの画素のマトリクス配列によって表示される画 像の品質及びディスプレーの輪郭の双方に対して重要である。過去のバックライ ト装置の欠点の検討については米国特許第５，１２８，７８３号及び米国特許第 ５，１６１，０４１号参照。 従って、フラットパネル電気ディスプレー技術において小さい輪郭を維持しな がら、フラットパネル電子光学ディスプレー分野において十分な輝度と一様なコ ントラストの画像とを提供し、広範な視覚にわたって見ることができる改良され た照明／光学装置のニーズがある。 発明の要約 本発明は、大きいコントラストの有効な明るい一様な画像を提供し、広い目視 角度にわたって見ることができる改良されたバックライト電子ディスプレーを有 する直視型フラットパネルディスプレーに関する。フラットパネルディスプレー の一例は、本発明の特定の用途を実施するためにのみ言及される液晶ディスプレ ーであり、示した正確な形態に本発明を制限しようとするものではない。 改良されたバックライト液晶ディスプレーは、離れた場所にいる者に画像を送 ることができる変調装置を有し、この変調装置は、開口装置に近い光源を有する 改良されたバックライト組立体から間隔を置いて配置されており、この開口装置 は、光源と変調装置との間に接近して作動可能に配置された開口部の配列と、拡 散する光線を平行にして開口装置から出るようにする第１の装置とを有し、第１ の平行化装置は、開口装置と変調装置との間の近傍に配置されており、さらに第 １の平行化装置から出る光線を平行化する第２の装置を有し、前記第２の平行化 装置は、第１の平行化装置と変調装置との間に密接して配置されている。本発明 の他の特徴において、第１の平行化装置は、開口装置の機能を組み込んでおり、 バックライト組立体は、平行化装置と組み合わされた光集中装置を有する。 本発明のディスプレーの改良は、開口部装置及び第１及び第２の平行化装置が 小さい輪郭の組立体に設けられた十分なエネルギーの明るく一様に配分された光 源を提供することである。 本発明の１つの特徴によれば、開口装置は、平坦な反射面に配列された開口部 のアレイを有する。第１の平行化装置は、マイクロコリメータの配列を有する。 第２の平行化装置はマイクロレンズの対応する配列を有する。マイクロコリメー タは、開口装置に接近した平坦な光入力面と、基板に隣接すると共に光入力面か ら離れてそれと平行な平坦な光出力面とを有する傾斜した光学部材であり、光出 力面は光入力面より大きく、光出力面積は光入力面積より大きい。光源からの拡 散光線は、開口部をマイクロコリメータの光入力面まで通過し、マイクロコリメ ートルの側面から内側への全反射を介してマイクロコリメータの配列を通って走 行する。傾斜構造は、各マイクロコリメータの出力が一部が平行にされた光源に なるように光線の一部を平行にする。マイクロコリメータの出力は、適当な距離 でマイクロコリメータに隣接して配置されたマイクロレンズの対応する配列に向 かう。光は各マイクロレンズを反射を介して伝達され、変調装置用にさらに平行 にされた光源としてマイクロレンズの配列から出る。 本発明の他の特徴において、開口装置と第１の平行化装置との機能はマイクロ コリメート部材の１つの組に組み合わされる。マイクロコリメータは、ミラー側 壁と、光源に密接入力面接近した平坦な光入力面とを有する平坦な基板上の傾斜 光学部材であり、入力面は、開口装置と、基板に隣接し、光入力面から間隔を置 きそれに平行な平坦な光出力面として作用し、光出力面の面積は、光入力面より も大きい。光源からの平行でない光線は、マイクロコリメータのミラー側から１ 回または２回の反射を介してマイクロコリメータの配列を通過する。各マイクロ コリメータの出力が部分的に平行な光源となるように傾斜構造は光線を部分的に 平行にする。マイクロコリメータからの出力は、適当な距離でマイクロコリメー タに隣接して配置されるマイクロレンズの対応する配列に向かう。この光は反射 を介して各マイクロレンズを通して伝達され、変調装置用にさらに平行にされた 光としてマイクロレンズの配列から出る。 本発明の他の特徴において、開口装置は、平坦な反射面に配列された開口部の 配列を有する。第１の平行化装置は、搬送材料の平坦なスラブを有し、第２の平 行化装置はマイクロレンズの配列を有する。第１の平行化装置の搬送材料の平坦 なスラブは、開口装置と第２の平行化装置が空気で充填される場合よりも開口装 置からの光が狭い角度配分に向かうことができるようにする。第１の平行化装置 の出力は、開口部の配列に空間的に整合されると共に第１の平行化手段に隣接し て配置されたマイクロレンズの配列に向かう。光は屈折を介して各マイクロレン ズを通って伝達され、変調装置用にさらに平行にされた光源としてマイクロレン ズの配列から出る。 本発明の他の特徴によれば、バックライト組立体は平行化装置と組み合わされ た光集中装置を有する。光集中装置は、マイクロコンセントレータの配列である 。マイクロコンセントレータは、ミラー側壁と、基板に隣接した平坦な光入力面 と、光入力面から離れてそれと平行な平坦な出力面とを有する平坦な基板い取り 付けられた光学部材であり、光出力面の面積は、光入力面の面積より小さい。光 源からの平行でない光線は、マイクロコンセントレータのミラー側から１回また はそれ以上の反射を介してマイクロコンセントレータの配列を通過する。傾斜構 造は、各マイクロコンセントレータの出力がマイクロコンセントレータの光入力 面の面積よりも小さい面積である光源になる。マイクロコンセントレータの出力 は、適当な距離でマイクロコンセントレータ上に配置されたマイクロレンズの対 応する配列に向かう。この光は、屈折を介して各マイクロレンズを通って伝達さ れ、変調装置用にほぼ平行にされた光源としてマイクロレンズから出る。 本発明の各特徴において、平行でない光源は、所定の光構成を確定する１つの 細長い曲がった管状に傾斜部から成る。別の例として平行でない光源は複数の別 になった管状のランプから成り、所定の照明形状を画定する。さらに、バックラ イト組立体は、ストレー光線をマイクロコンセントレータの配列に向けるために 平行でない光源の背後に配置されたミラーのような反射面を有する。 本発明の改良されたバックライト構成は、受動ディスプレー並びに能動マトリ クス電子ディスプレーにおいて等しく有効に作動する。 本発明の他の目的、効果及び新規な特徴は、次の説明において一部が説明され 、次の実施例によって当業者に明らかになり、本発明のプラクティスによって学 習される。本発明による目的及び利点は、特に請求の範囲で指摘した装置及び組 み 合わせによって実現され達成される。 図面の簡単な説明 本発明の上述した及び他の目的及び効果は、全体にわたって同じ参照符号が同 じ部品を説明するために使用される図面と関連して行われる次の説明から明らか になる。 第１図は、本発明によって構成された液晶ディスプレーの実施例の断面図であ る。 第２図Ａは、本発明によるバックライト組立体の１つの実施例の拡大断面図で ある。 第２図Ｂは、本発明によるバックライト組立体の１つの実施例の拡大断面図で ある。 第３図Ａ乃至第３図Ｄは、本発明の開口装置の可能な構成の平面図である。 第４図は、１つのマイクロコリメータの断面図である。 第５図Ａ乃至第５図Ｃは、マイクロコリメータの配列を有する第１の平行化装 置の他の構成の斜視図である。 第７図Ａ乃至第７図Ｃは、マイクロレンズの配列を有する第２の平行化装置の 他の構成の斜視図である。 第８図Ａ乃至第８図Ｃは、開口装置と、マイクロコリメータの配列と、マイク ロレンズの配列とを有する本発明の他の構成の斜視図である。 第９図は、透明な材料の平坦なスラブを有する他の実施例である。 第１０図Ａ乃至第１０図Ｃは、透明な材料の平坦なスラブを有する他の実施例 の斜視図である。 第１１図は、マイクロコンセントレータの配列を有する他の実施例である。 第１２図は、１つのマイクロコンセントレータの断面図である。 第１３図Ａ乃至第１３図Ｃは、マイクロコンセントレータの配列を有する本発 明の他の構成の斜視図である。 第１４図Ａ乃至第１４図Ｃは、マイクロコンセントレータの配列とマイクロレ ンズの配列を有する本発明の他の構成の斜視図である。 第１５図Ａ及び第１５図Ｂは、マイクロコリメータ、マイクロコンセントレー タ及びマイクロレンズの製造方法を示す。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明の好ましい実施例は、上述した図面を参照することによって当業者がさ らによく理解できるであろう。図面に示した本発明の好ましい実施例は本発明を 示した形態そのものに制限することを意図するものではない。それらは本発明の 原理及びその適用及び実際的な使用を説明するために、当業者が最もよく活用す ることができるように選択されたものである。 本発明の１つの好ましい用途は、数字２によって表される第１図に示す液晶デ ィスプレーのようなフラットパネルディスプレー用のバックライト装置である。 ディスプレーは光発生装置６と、光反射装置４と、開口装置８と、第１の平行化 装置１０と、第２の平行化装置１２と、追加的な入力光極性化装置１４と、変調 装置１６と、追加的な出力光極性装置１８と、追加的な出力光極性化装置１８と 、画像ディスプレー装置２０とを有する。 光発生装置６と、反射装置４と、入力光極性化装置１４と、変調装置１６と、 出力光極性化装置１８と、ディスプレー装置２０の正確な特徴は、重要なもので はなく、広範に変化し、フラットパネルディスプレーの技術分野で従来から使用 されるような部材を本発明に使用することができる。有効な光発生装置６の例は 、曲がりくねったまたは別になった蛍光管の光を含む。有効な反射装置４は、金 属反射器と、金属コートガラスミラーと、フォスフォールスクリーンと、チタニ クムダイオキサイド層等のような白い表面でコートされた反射器とを含む。使用 可能な極性化装置１４及び１８の例は、プラスティックシートのポラロイド材料 等である。図示した変調装置１６は、液晶セル、電子クロミック変調器及びリー ドジルコニウムランタンチタン（ＰＺＬＴ）変調器である。液晶セルの液晶材料 材料は、広範に変化することができ、ツイストネマティク材料（ＴＮ）、超ツイ ストネマティク材料（ＳＴＮ）及びポリマー放散液晶（ＰＤＬＣ）材料を含むが それには制限されないものである。このような液晶材料は、行列のマトリックス 配列で当業者に知られている。１９９３年７月１日に出願された好ましいディス プレー装置１６は米国特許出願第０８／０８６，４１４号に示されている。 第１図において、光発生装置６は、開口装置８に接近しており、開口装置８は 、 極性装置１０に接近しており、極性装置１０は、第２の平行化装置１２に接近し ている。第２の平行化装置１２は、変調装置１６に接近している極性化装置１４ の近傍にある。ここで使用する用語の「接近」は、部材とその機能に依存して約 ２．５４ｃｍ（１インチ）未満に配置されることを意味する。 第２図Ａは、光発生装置６と、反射装置４と、開口装置８と、第１の平行化装 置１０と、第２の平行化装置１２との分解断面図である。開口装置８は、反射領 域２４と、透明な開口領域２２とを有する基板２１を有する。第１の平行化装置 １０は、マイクロコリメータ３０の配列を有する。マイクロコリメータ３０は、 接着剤促進層２８を介して平坦な基板２６に取り付けられている傾斜（ｔａｐｅ ｒｅｄ）光学部材である。マイクロコリメータ３０は、開口装置８の透明な開口 部２２に隣接した平坦な光入力面３２と、傾斜側面３３と、光入力面３２よりも 表面積が大きい平坦な光出力面３４とを有する。光源６からの平行ではない光は 、開口装置８の開口部２２を通過し、マイクロコリメータの側面３３から内側に 全反射を介してマイクロコリメータ３０の配列を通過する。傾斜構造は各マイク ロコリメータの出力での光線の一部を平行にする。好ましくは、バックライト組 立体は、開口部２２を通ってストレー光線を反射する反射装置４を有する。 第２の平行化装置１２は、マイクロコリメータ３０上に配置されたマイクロレ ンズ４０の対応する配列を有する。マイクロレンズ４０の配列は、接着剤促進層 ３８を介して基板３６に取り付けられる。基板２６及び３６の高さは、さらに平 行にされた光を得るためにマイクロコリメータ３０とマイクロレンズ４０との間 に必要な距離に等しい寸法である。光は、屈折を介して各マイクロレンズを通っ て伝達され、変調装置１６用のさらに平行化された光としてマイクロレンズから 出る。 平坦な基板２１，２６及び３６は、約４００乃至７００ｎｍの範囲の波長の範 囲の光を通す。以下に説明するような好ましい製造方法において、基板２６及び ３６は、約２５０乃至約４００ｎｍの範囲の紫外線（ＵＶ）を通すようになって いる。この範囲は、紫外線（ＵＶ）によって始まる反応モノマーの光重合によっ てマイクロコリメータ及びマイクロレンズを形成することが可能とする。これら の３つの基板の屈折率は等しいかほぼ等しく、約１．４５乃至約１．６５の範囲 である。最も好ましい屈折率は、約１．５０乃至約１．６０である。基板２１， ２４，２６は、透明な固体材料から製造することができる。好ましい材料は、透 明なポリマー、ガラス及び溶融シリカを有する。これらの材料の望ましい特性は 、装置の通常の作動温度で機械的光学的な安定性を有する。もっとも好ましい材 料は、ガラス、アクリル、ポリカーボネート及びポリエステルである。また基板 ２６及び３６は、マイクロコリメータ３０及びマイクロレンズ４０との間のスペ ーサとして作用する。基板２６及び３０の組み合わされた厚さは、マイクロレン ズ４０によってマイクロコリメータ３０からの光を平行にするために適性化され る。 マイクロコリメータ３０及びマイクロレンズ４０は、透明な固体ポリマー材料 から製造される。好ましい材料は、基板と等しいかまたはほぼ等しい約１．４５ 乃至約１．６５の間の屈折率を有し、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネ ート、ポリエステル、ポリスチレン及びアクリレートモノマーの光重合によって 形成されたポリマーを含む。さらに好ましい材料は、約１．５０と約１．６０と の間の屈折率を有し、ウレタンアクリレート及びメタクリルレート、エステルア クリレート及びメタクリレート、エポキシアクリレート及びメタクリレート（ポ リ）エチレングリコールアクリレート及びメタクリレート及び有機モノマーを含 むビニールから成るアクリレートモノマー混合物の光重合によって形成されるポ リマーを含む。有効なモノマーは、メチルメタクリレート、ｎブチルアクリレー ト、２エチルヘキシルアクリレート、１，４ブタネヂオールジアクリレート、エ ソキシレートビスフェノールＡジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアク リレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタ クリレート、１，６ヘキサネジオールジアクリレート、トリメチロールプロパン 、トリアクリレート、ペンタエリチリトルトリアクリレート、ペンタエリチリト ルテトラアクリレートを含む。特に有効なものは少なくとも１つのモノマーが反 応フォトポリマーと架橋結合した網状組織を形成するようなジアクリレートまた はトリアクリルレートのような複数機能のモノマーである混合物である。本発明 の方法に使用される最も好ましい材料は、エソキシレートビスフェノールＡジア クリレート及びトリメチルプロパントリアクリレートの光重合混合物によって形 成された架橋結合ポリマーである。最も好ましい材料の屈折率は約１．５３乃至 約 １．５６の範囲である。 マイクロコリメータ３０の間の隙間領域３５の屈折率は、各マイクロコリメー タ３０の屈折率未満でなければならない。隙間領域の好ましい材料は、１．００ の屈折率の空気か、約１．３０乃至１．４０の間の屈折率を有するフルオロポリ マー材料である。最も好ましい材料は空気である。 第２図Ａに示す接着推進層２８及び３８は、光伝達性の有機材料であり、例え ば光重合アクリレートモノマー材料のようなポリマーから形成されたマイクロコ リメータ３０及びマイクロレンズ４０がそれらの各基板に強く接着するようにす る。このような材料は、当業者によく知られている。接着促進層の厚さは重要で はなく、広範に変化する。本発明の好ましい実施例において、接着層２８及び３ ８は、約１マイクロメータ未満の厚さである。 第２図Ｂは、第２図Ａに示す開口装置８の機能が第１の平行化装置１０と組み 合わされる本発明の他の実施例を示す。第２図Ｂにおいて、マイクロコリメータ ３０の側部３３は、反射層でコートされミラー表面を形成する。入力端部３２は 、光線を受けるために透明のままであり、マイクロコリメータの配列の入力開口 部になる。マイクロコリメータの側面３３に使用されるコーティングは、アルミ ニウム、クロームまたは銀のような反射材料である。 第３図Ａは、基板２１と、反射領域２４と、透明な開口領域２２とを有する開 口装置８の断面図である。この図面において、開口領域２２は、第３図Ｂに示す ように正方形または矩形の配列に配置されるが、第３図Ｃに示すような６角形の パターンのような他の構成も可能である。開口領域２２は、長さ寸法４２と、幅 寸法４４と、直径５０とを有する第３図Ｂ及び第３図Ｃに示すような矩形または 円のような形状である。光の開口部２２の面積の合計は、基板２１の面積全体の 約５％乃至約５０％の範囲である。さらに好ましくは光の開口部２２の面積の合 計は、基板２１の面積全体の約１０％乃至約４０％の範囲である。もっとも好ま しいのは、光の開口部２２の面積の合計は、基板２１の面積全体の約２０％乃至 約３０％の範囲である。寸法４２，４４及び５０は、これらのパラメータと合致 するように調整される。 開口領域２２は、第３図Ｂの繰り返し距離４６及び４８及び第３図Ｃの５２及 び５４を有する。繰り返し距離４６，４８，５２及び５４は、等しいかまたは等 しくなく、ディスプレーの解像度及び寸法に依存して広範に変化する。繰り返し 距離３８及び４０の所望の値は、約１０ミクロン乃至約４０ミリメートルの範囲 である。繰り返し距離３８及び４０のさらに好ましい値は、約５０ミクロン乃至 約１０ミリメートルの範囲である。繰り返し距離３８及び４０の最も好ましい値 は、約１００ミクロン乃至約２ミリメートルの範囲である。第３図Ｄは、開口部 ２２の他の形状を示す。各開口部２２は、基板２１の長さ、幅の寸法５８及び繰 り返し寸法６０に対応する長さ５６を有する。幅５８及び繰り返し距離６０は第 ３図Ｂ及び第３図Ｃにおいて上述したようなものに対応する。 １つのマイクロコリメータ３０が第４図に示されている。入力面３２と出力面 ３４に平行な平面でマイクロコリメータ３０の断面は正方形、矩形または円形の ような形状である。入力面の各々の形状は、対応する開口部２２と同じ形状であ ることが好ましい。従って、光入力面３２の面積全体は、上述した開口部２２の 全体面積にほぼ等しい。 光入力面３２は幅寸法６８及び長さ寸法６９（図示せず）を有する。別の例と して、もし入力面３２の形状が円形であるならば、直径５０を表す。幅の寸法６ ８は、対応する開口部２２の幅の寸法に等しいことが好ましい。長さの寸法６９ は、開口部２２の対応する長さの寸法にほぼ等しい。 光出力面３４は、幅寸法７２及び長さ寸法７３（図示せず）を有する。別の例 として、もし出力面３２の形状が円形であるならば、直径５０を表す。幅の寸法 ７２は、ディスプレーの寸法及び解像度に依存して広範に変化する。すなわち、 ラップトップコンピュータディスプレー及び航空ディスプレーのような小さいデ ィスプレーは、大きなスクリーンのフラットパネルテレビジョンのような非常に 小さな寸法対大きなディスプレーを有する。すべての光出力面３４の面積の合計 が約４０パーセント乃至約１００パーセントの範囲が好ましい。さらに好ましい のはすべての光出力面３４の面積の合計が約５５パーセント乃至約１００パーセ ントの範囲である。最も好ましいのはすべての光出力面３４の面積の合計が約７ ０パーセント乃至約１００パーセントの範囲である。寸法７２及び７３はこれら のパラメータに合致するように調整される。 マイクロコリメータ３０の高さは寸法７０を有する。寸法７０の所望の値は、 幅７２の約０．３倍乃至約６．０倍の範囲である。寸法７０のさらに好ましい値 は幅７２の約０．４倍乃至約４．０倍の範囲である。寸法７０の最も好ましい値 は幅７２の約０．５倍乃至約３．０倍の範囲である。 側壁３３は入力平面３２を出力平面３４に接続する。側壁３３は好ましくは、 直線であるが、好ましくは第４図に示すように外側に湾曲している。 開口部２２に対応するマイクロコリメータ３０の配列の各図面が第５図Ａ、第 ５図Ｂ及び第５図Ｃに示されている。この図面は、１つのマイクロコリメータ３ ０の可能な構成と、マイクロコリメータ３０の配列の可能な構成を示している。 第２の平行化装置１２は、マイクロレンズ４０の配列を有する。マイクロレン ズ４０は、マイクロコリメータ３０用に前に示されたような同じモノマーから製 造されることが好ましく、マイクロコリメータ３０の屈折率に等しいか、ほぼ等 しい屈折率を有する。しかしながら、透明な材料、例えば前述した材料を使用す ることができる。 １つのマイクロレンズ４０が第６図に示されている。マイクロレンズ４０は、 球面レンズかまたは非球面のレンズである。寸法８０はマイクロレンズ４０の光 入力面を表し、約１０ミクロンから４０ミリメートルまで変化することができる 。寸法８０のさらに好ましい値は、約５０ミクロンから約２ミリメートルまでの 範囲である。高さ８２の所望の値は、寸法８０の約０．０５倍から約３．０倍ま で変化する。高さ８２のさらに好ましい値は寸法８０の約０．１０倍から幅８６ の約２．０倍まで変化する。高さ８８の最も好ましい値は幅８６の約０．２倍か ら幅８６の約１．０倍まで変化する。もしマイクロレンズ８０が球形レンズであ る場合には、レンズは曲率８４を有する１つの曲面を有する。曲率半径は、対応 するマイクロプリズム配列の繰り返し距離４６及び４８または５２及び５４に依 存して広範に変化する。曲率半径の好ましい値は約５ミクロンから約２０ミリメ ートルまで変化する。曲率半径のさらに好ましい値は約２５ミクロンから約５ミ リメートルまで変化する。曲率半径８４の最も好ましい値は約５０ミクロンから 約１ミリメートルまで変化する。マイクロレンズ４０がマイクロコリメータ３０ から出る光のすべてを集めるようにするために、マイクロレンズ８０のｆ数は比 較 的に小さいものでなければならない。マイクロレンズ８０のｆ数は約０．５乃至 約４．０で変化する。さらに好ましいマイクロレンズ８０のｆ数は約０．６乃至 約３．０で変化する。最も好ましいマイクロレンズ８０のｆ数は約０．７乃至約 ２．０で変化する。 第３図Ｂ、第３図Ｃ及び図３Ｄに示す開口部の配列に対応するマイクロレンズ ４０の配列の斜視図が図７Ａ，図７Ｂ及び図７Ｃにそれぞれ示されている。従っ て、マイクロレンズの配列は開口部２２の配列と同じ繰り返し距離を有する。 対応するマイクロコリメータの配列の分解斜視図が第８図Ａ、第８図Ｂ及び第 ８図Ｃに示されている。すべての開口部２２において、対応するマイクロコリメ ータ３０及び各マイクロコリメータ３０の外面３４に整合した対応するマイクロ レンズ４０が存在する。動作において、マイクロコリメータ３０から出たほぼ平 行な光線３０は、変調装置１６用にさらに平行にされた光源を提供する。 本発明の他の実施例が第９図、第１０図Ａ、第１０図Ｂ及び第１０図Ｃに示さ れている。この実施例において、第１の平行化装置は、透明な材料の平坦なスラ ブ７０を有する。マイクロレンズ４０の配列は平坦なスラブ７０に取り付けられ ている。拡散光線は、屈折によって基板２１を通って伝達され、スネルの法則に よって平坦なスラブを通る。光線はマイクロレンズ４０に入り、屈折によってマ イクロレンズ４０を通って伝わり変調装置１６のほぼ平行にされた光源としてマ イクロレンズ４０から出る。好ましくはスラブのウエーブガイド７０は、前述し たような基板２１及び３６と同じ特性を有する。スラブウエーブガイド７０の厚 さは、反射光線がマイクロレンズ４０によって平行にされるように最適化される 。 第１０図Ａ、第１０図Ｂ及び第１０図Ｃは、スラブのウエーブガイド７０の表 面に取り付けられるマイクロレンズ４０の配列の可能な構成を示している。前述 したように、１つのマイクロレンズ４０は、１つの開口部２２に関連する。 本発明の他の実施例が第１１図に示されている。バックライト組立体は、マイ クロレンズ４０の配列と組み合わされて光集中装置を有する。光集中装置は、好 ましくは、マイクロコンセントレータ９０の配列である。マイクロコンセントレ ータ９０は、接着剤促進層９４を介して平坦な基板９２に固定されミラー側壁９ ８と、基板に隣接した平坦な光入力面９６とを有する傾斜光部材であり、光出力 面１００の面積は、光入力面９６の面積より小さい。各マイクロコンセントレー タ９０の出力は、光入力面９６の面積よりほぼ小さい面積の光源になる。マイク ロコンセントレータ９０の出力は、適当な距離でマイクロコンセントレータ９０ 上に配置されたマクロレンズ４０の対応する配列に向いている。光は屈折を介し て各マクロレンズ４０通って伝えられ、変調装置のためにほぼ平行にされた光源 としてマクロレンズから出る。 １つのマイクロコンセントレータ９０が第１２図に示されている。寸法１０２ ，１０４及び１０６はマイクロコリメータ３０の上に配置された寸法７２，７０ 及び６８と同じ寸法である。 第１３図Ａ乃至第１３図Ｂ及び第１４図Ａ乃至第１４図Ｃは、マクロレンズ４ ０の対応する配列を有するマイクロコンセントレータの配列の可能な構成を示す 。 マイクロコリメータ３０と、マイクロコンセントレータ９０及びマイクロレン ズ４０の配列は、射出成型、圧縮成形、高温ローラ圧力成形、成形型を使用しな い成形及び光重合処理を含む種々の技術によって製造することができる。好まし い技術は、参照によってここに組み込まれている米国特許に示され図示されてい るような光重合処理である。この方法に対するいくつかのサンプルの変形例が第 １５図Ａ及び第１５図Ｂに示されている。 第１５図Ａは、第１図第２図第４図及び第５図に示すタイプのマイクロコリメ ータ３０及び第１１図乃至第１４図のマイクロコリメータ９０をつくる光重合処 理を示している。フォトマスク１８０が透明で光透過性の領域を有する接着剤層 ２６を有する基板２４に接触するように配置される。モノマー及びフォトイニシ エータを有するほぼ一様な厚さの光重合化が可能な混合物が接着層２８を有する 基板２６とリリース層１１２を有するバッキングプレート１１０との間に配置さ れる。マイクロコリメータまたはマイクロコンセントレータを形成するために光 重合可能な混合層内の大部分の紫外線を吸収するために十分な量のフォトイニシ エータが存在しなければならない。紫外線を所定の角度にわたって拡散するよう にするためにフォトマスク１０８と紫外線１１８の光源との間に光拡散器が配置 される。マイクロコリメータ３０とマイクロコンセントレータ９０のタイプを形 成するために、拡散器は、（５０％の強度点で測定して）ほぼ１５°乃至４５° の角度全体にわたって光を拡散しなければならない。光重合化混合物１１４は、 モノマー混合体の光重合化領域に十分な状態で所定の時間にわたってフォトマス ク１０８の透明領域を通って拡散器１１６によって紫外線１１８に露出され、マ イクロコリメータすなわちマイクロコンセントレータの配列を形成する。紫外線 に露出した後、リリース層１１２及び露出されない光重合化混合物１１４と共に バッキングプレート１１０が除去され、層２８を基板２６によって取り付けられ たマイクロコンセントレータまたはマイクロコリメータの配列が残る。 第１５図Ｂは、図示したタイプのマイクロレンズ４０をつくる方法示している 。この方法は、第１５図Ａの方法と同様の方法である。マイクロレンズを形成す るために光重合可能な混合層内の大部分の紫外線を吸収するために十分な量のフ ォトイニシエータが存在しなければならない。紫外線を所定の角度にわたって拡 散するようにするためにフォトマスク１０８と紫外線１１８の光源との間に光拡 散器１１６が配置される。図示したようなマイクロレンズ４０を形成するために 、拡散器は、（５０％の強度点で測定して）ほぼ１５°乃至１２５°の角度全体 にわたって光を拡散しなければならない。光重合化混合物１１４は、モノマー混 合体の光重合化領域に十分な状態で所定の時間にわたってフォトマスク１０８の 透明領域を通って拡散器１１６によって紫外線１１８に露出され、マイクロレン ズ４０の配列を形成する。光重合化領域がリリース層１１２に接触する前に紫外 線が遮断される。拡散器１１６を通過する光の角度拡散を制御することによって 、また基板層の厚さを制御することによって、球形のマイクロレンズまたは非球 形のマイクロレンズを形成することができる。 本発明はバックライトを必要とする用途に使用することができる。このような 用途の例は、コンピュータターミナル、テレビジョン、航空機のコックピットの ディスプレー、自動車の計器パネル、テキスト、グラフまたはビデオ情報を提供 する他の装置である。 次の特定の例が本発明を説明するために提案されるがそれに制限を加えるため のものではない。 例Ｉ 第１５図Ａに示されているような光露出硬化を使用して０．１ｍｍ（０．００ ４インチ）の厚さのポリエステルフィルムに１．３ｍｍ（０．０５０インチ）の 中心から中心への間隔を有する傾斜光学部材の配列が形成される。紫外線及び可 視光線が通過するフォトマスクは正方形のパターンで配置され、０．６ｍｍ（０ ．０２５インチ）のブラックラインによって分離されたフォトリトグラフ的につ くられた０．６ｍｍ×０．６ｍｍ（０．０２５インチ×０．０２５インチ）の正 方形の透明領域を有する１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ（５インチ×５インチ）の ガラスマスクが使用された。フォトマスクの隣接する開放正方形の間の中心から 中心の間の距離は１．３ｍｍ（０．０５０インチ）である。このマスク上に数滴 のメタノールを配置して０．１７ｍｍ（０．００６５インチ）の厚さのポリ（エ チレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムスペーサが押される。このスペーサ フィルム上に数滴以上のメタノールを配置して０．１ｍｍ（０．００４インチ） の厚さのポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）基板フィルムが押される。 この基板フィルムは、それを反応させ、ポリマー化モノマー溶液に接着可能にす る超薄型のフィルム面を準備する。このような表面活性フィルムは、当業者には 公知である。メタノールの表面張力は２つのフィルムを柔らかくするがマスクに しっかりと接着する。このマスク、スペーサフィルム及び表面活性ＰＥＴ基板フ ィルムは配列基板サブ組立体を構成する。 分離した１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．３ｃｍ（５インチ×５インチ×０ ．１２５インチ）のブランクガラスプレート上に数滴のメタノールが適用され、 ０．１ｍｍ（０．００４インチ）の厚さのＰＥＴフィルムがその上に押し付けら れ、表面張力によって所定の位置に保持される。これはリリースフィルムサブ組 立体を構成する。リリースフィルムサブ組立体は、ねじ付き穴を有する黒の金属 製のプラットフォームにフィルム側を上にして配置される。０．１ｍｍ（０．０ ０５インチ）の厚さのガラススペーサがリリースフィルムサブ組立体の縁部の周 りに配置される。ほぼ１０ミリリットルの液体光重合化可能な混合物がリリース フィルムの中央に配置される。光重合化可能な混合物は、ほぼ６３％のエソキラ レートビフェノールＡジアクリレート、３１％のトリメチロールプロパントリア クリレート、２％α，αジメチルロキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（ダロ クール１１７３）フォトイニシエータ、２％ベンジジメチルケタル（イルガクー ル６ ５１）フォトイニシエータ及び１部のヒドロキシシクロヘキシル・フェニールケ トン及び１部のベンゾフェノン（イルガクール５００）フォトイニシエータから 成る。イニシエータの全体の百分率は６．０％である。配列基板組立体（フォト マスク／スペーサ／基板）は、光重合化可能な混合物の上にＰＥＴ基板側を下に して配置される。透明な１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．６ｃｍ（５インチ× ５インチ×０．２５インチ）の厚さのガラスプレートは、製造組立体全体の上に 配置され、プレートを一緒に押してバッキングプレートと基板ポリエステルフィ ルムとの間に０．１３ｃｍ（０．０５０インチ）の厚さの光重合化可能な層を形 成するために金属クランプ及びねじが使用される。 傾斜光学部材の配列を形成するために製造組立体全体は紫外線放射の露出装置 のコリメーティングレンズの下に配置される。紫外線を所定の範囲にわたって拡 散する透明なプラスティックフィルムの光拡散シートがＵＶ放射露出装置の平行 化レンズとフォトマスクとの間に配置される。傾斜した光部材を形成するために 、ほぼ２０°の（５０％の強度点で測定して）全体角度上に光が散乱するように 拡散器が選択される。製造組立体は８０秒間にわたって紫外線の光が放射される 。製造組立体は分解され傾斜した光学的な部材の配列を有する配列フィルムが形 成されるが、傾斜光学部材の間の隙間領域は未反応な光重合可能な材料でカバー され、イソプロパノールの移動漕に配置され１０分間放置される。残留モノマー を除去した後に、傾斜光学部材は窒素ガス流で乾燥され、水晶ウインドウで包囲 された窒素ガス排出包囲体内に配置され、さらに２０秒間の紫外線放射で硬化さ れる。 傾斜光学部材を評価するために光学顕微鏡を使用する。個々の傾斜光学部材の 断面形状は、基板（出力端部）に隣接した傾斜光学部材の端部においてほぼ０． １ｃｍ×０．１ｃｍ（０．０４０×０．０４０インチ）の寸法の正方形である。 基板（入力端部）へ離れた傾斜光学部材の端部は０．０５ｃｍ×０．０５ｃｍ（ ０，０２０インチ×０，０２０インチ）の寸法を有する。傾斜光学部材の高さは ほぼ０．１３ｃｍ（０．０５０インチ）である。 例II 例Ｉの傾斜光学部材の配列の側壁に反射性アルミニウムコーティングを形成す るために、配列が基板側を下にして真空エバポレータに配置される。ほぼ１ミク ロンのアルミニウムが傾斜光学部材に配置される。蒸気アルミニウムは傾斜光学 部材の両側及び基板から離れた傾斜光学部材の端部をコートする。アルミニウム コート配列は、エバポレータから取り除かれる。基板から離れた傾斜光学部材の 端部にコートされたアルミニウムは１５ミクロンの砂でコートされた紙やすりで 光学部材の端部が磨かれ、次に３ミクロン次に０．３ミクロンの砂でコートされ た紙やすりで磨くことによって取り除かれる。アルミニウムコートされた側壁を 有する光学部材の配列は、光入力端部として０．０５ｃｍ×０．０５ｃｍ（０． ０２０インチ×０，０２０インチ）の端部、光出力端部として光学部材の０．１ ｃｍ×０．１ｃｍ（０．０４０インチ×０．０４０インチ）の端部、また光入力 端部として０．１ｃ×０．１ｃｍ（０．０４０インチ×０，０４０インチ）の端 部、光出力端部として光学部材の０．０５ｃｍ×０．０５ｃｍ（０．０２０イン チ×０，０２０インチ）の端部を使用することによってマイクリコリメータの配 列のいずれかとして使用することができる。 例III 第１５図Ｂに示されているような光露出セットアップを使用して０．１ｃｍ（ ０．００４インチ）の厚さのポリエステルフィルムに０．１３ｃｍ（０．０５０ インチ）の中心から中心への間隔を有する傾斜光学部材の配列が形成される。紫 外線及び可視光線が通過するフォトマスクは正方形のパターンで配置され、０． ６ｍｍ（０．０２５インチ）のブラックラインによって分離されたフォトリトグ ラフ的につくられた０．６ｍｍ×０．６ｍｍ（０．０２５インチ×０．０２５イ ンチ）の正方形の透明領域を有する１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ（５インチ×５ インチ）のガラスマスクが使用された。フォトマスクの隣接する開放正方形の間 の中心から中心の間の距離は０．１３ｃｍ（０．０５０インチ）である。このマ スク上に数滴のメタノールを配置して０．３ｍｍ（０．０１３インチ）の厚さの ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムスペーサが押される。この スペーサフィルム上に数滴以上のメタノールを配置して０．１ｍｍ（０，００４ インチ）の厚さのポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）基板フィルムが押 される。この基板フィルムは、それを反応させ、ポリマー化モノマー溶液に接着 可能にする超薄型のフィルム面を準備する。このような表面活性フィルムは、当 業者には公知である。メタノールの表面張力は２つのフィルムを柔らかくするが マスクにしっかりと接着する。このマスク、スペーサフィルム及び表面活性ＰＥ Ｔ基板フィルムは配列基板サブ組立体を構成する。 分離した１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．３ｃｍ（５インチ×５インチ×０ ．１２５インチ）のブランクガラスプレート上に数滴のメタノールが適用され、 ０．１ｍｍ（０．００４インチ）の厚さのＰＥＴフィルムがその上に押し付けら れ、表面張力によって所定の位置に保持される。これはリリースフィルムサブ組 立体を構成する。リリースフィルムサブ組立体は、ねじ付き穴を有する黒の金属 製のプラットフォームにフィルム側を上にして配置される。０．１２ｍｍ（０． ００５インチ）の厚さのガラススペーサがリリースフィルムサブ組立体の縁部の 周りに配置される。ほぼ１０ミリリットルの液体光重合化可能な混合物がリリー スフィルムの中央に配置される。光重合化可能な混合物は、ほぼ６３％のエソキ ラレートビフェノールＡジアクリレート、３１％のトリメチロールプロパントリ アクリレート、２％α，αジメチルロキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（ダ ロクール１１７３）フォトイニシエータ、２％ベンジジメチルケタル（イルガク ール６５１）フォトイニシエータ及び１部のヒドロキシシクロヘキシル・フェニ ールケトン及び１部のベンゾフェノン（イルガクール５００）フォトイニシエー タから成る。イニシエータの全体の百分率は６．０％である。配列基板組立体（ フォトマスク／スペーサ／基板）は、光重合化可能な混合物の上にＰＥＴ基板側 を下にして配置される。透明な１２．７ｃｍ×１２．７ｃｍ×０．１５ｃｍ（５ インチ×５インチ×０．２５インチ）の厚さのガラスプレートは、製造組立体全 体の上に配置され、プレートを一緒に押してバッキングプレートと基板ポリエス テルフィルムとの間に１．３ｍｍ（０．０５０インチ）の厚さの光重合化可能な 層を形成するために金属クランプ及びねじが使用される。 傾斜光学部材の配列を形成するために製造組立体全体は紫外線放射の露出装置 のコリメーティングレンズの下に配置される。紫外線を所定の範囲にわたって拡 散する透明なプラスティックフィルムの光拡散シートがＵＶ放射露出装置の平行 化レンズとフォトマスクとの間に配置される。傾斜した光部材を形成するために 、 ほぼ９０°の（５０％の強度点で測定して）全体角度上に光が散乱するように拡 散器が選択される。製造組立体は３０秒間にわたって紫外線の光が放射される。 光重合領域はリリースフィルムに接触しない。製造組立体は分解され傾斜した光 学的な部材の配列を有する配列フィルムが形成されるが、傾斜光学部材の間の隙 間領域は未反応な光重合可能な材料でカバーされ、イソプロパノールの移動漕に 配置され１０分間放置される。残留モノマーを除去した後に、傾斜光学部材は窒 素ガス流で乾燥され、水晶ウインドウで包囲された窒素ガス排出包囲体内に配置 され、さらに２０秒間の紫外線放射で硬化される。 傾斜光学部材を評価するために光学顕微鏡を使用する。レンズはほぼ０．６４ ｍｍ（０．０２５インチ）の直径を有する円形である。レンズの高さはほぼ０． ６４ｍｍ（０．０２５インチ）である。 例IV 例IIのアルミニウムコートマイクロコリメータの配列及び例IIIのマイクロレ ンズの配列を使用する第２図Ｂの構成になるようにコリメーティング光組立体が 構成される。ほぼ３０ワットの入力電力を有する曲がった傾向ランプが光源とし て使用される。蛍光ランプの表面の明るさは３０００フットランバになるように 調整される。アルミニウムマイクロコリメータの配列は、曲がった蛍光ランプの 平面からほぼ６．４ｍｍ（０．２５インチ）の距離に配置される。マイクロコリ メータの小さい研磨端部は、ランプに面している。マイクロレンズの配列は、マ イクロコリメータの配列に隣接して配置され、各マイクロレンズの入力面がマイ クロコリメータの出力面に整合するように整合される。マイクロレンズとマイク ロコリメータとの間の空隙を調整するためにマイクロコリメータの配列の出力側 とマイクロレンズの配列の入力側との間にＰＥＴのスペーサフィルムが配置され る。マイクロコリメータとマイクロレンズとの間の全体の空隙がほぼ１．３ｍｍ （０，０５０インチ）であるときに最良の結果が得られる。平行化光組立体から の出力光は、組立体の平面に直角な方向から測定してほぼ±２０°の角度の広が りを有する。出力光の配分の中心においては、平行化光組立体の照度はほぼ３０ ００フットランバである。 例Ｖ 例IIIの開口部の配列及び例３のマイクロレンズの配列としてアルミニウムコ ートマスクを使用する第９図の構成になるようにコリメーティング光組立体が構 成される。アルミニウムコートマスクは正方形に配置され可視光線を通す０．６ ４ｍｍ（０．０２５インチ）ブラックラインによって分離された０．６４ｍｍ× ０．６４ｍｍ（０，０２５インチ×０，０２５インチ）の透明な領域を有する。 フォトマスクの隣接した開放正方形の間の中心から中心の距離は１．２８ｍｍ（ ０．０５０インチ）である。ほぼ３０ワットの入力電力を有する曲がった傾向ラ ンプが光源として使用される。蛍光ランプの表面の明るさは３０００フットラン バになるように調整される。アルミニウムマイクロコリメータの配列は、曲がっ た蛍光ランプの平面からほぼ６．４ｍｍ（０．２５インチ）の距離に配置される 。マイクロレンズの配列は、マイクロコリメータの配列に隣接して配置され、各 マイクロレンズの入力面がマイクロコリメータの出力面に整合するように整合さ れる。マイクロレンズとマイクロコリメータとの間の空隙を調整するためにマイ クロコリメータの配列の出力側とマイクロレンズの配列の入力側との間にＰＥＴ のスペーサフィルムが配置される。マイクロコリメータとマイクロレンズとの間 の全体の空隙がほぼ１．２８ｍｍ（０．０５０インチ）であるときに最良の結果 が得られる。平行化光組立体からの出力光は、組立体の平面に直角な方向から測 定してほぼ±２０°の角度の広がりを有する。出力光の配分の中心においては、 平行化光組立体の照度はほぼ３０００フットランバ（ｆｏｏｔ−ｌａｍｂｅｒｔ ｓ）である。 例VI 例IIのアルミニウムコートマイクロコンセントレータの配列及び及び例IIIの マイクロレンズの配列を使用する第９図の構成になるようにコリメーティング光 組立体が構成される。ほぼ３０ワットの入力電力を有する曲がった傾向ランプが 光源として使用される。蛍光ランプの表面の明るさは３０００フットランバにな るように調整される。アルミニウムマイクロコリメータの配列は、曲がった蛍光 ランプの平面からほぼ０．６４ｍｍ（０．２５インチ）の距離に配置される。マ イクロレンズの配列は、マイクロコンセントレータの大きい端部がランプに面す るように向けられる。マイクロレンズの配列は、マイクロコリメータの配列に隣 接 して配置され、各マイクロレンズの入力面がマイクロコリメータの出力面に整合 するように整合される。マイクロレンズとマイクロコリメータとの間の空隙を調 整するためにマイクロコリメータの配列の出力側とマイクロレンズの配列の入力 側との間にＰＥＴのスペーサフィルムが配置される。マイクロコリメータとマイ クロレンズとの間の全体の空隙がほぼ１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）である ときに最良の結果が得られる。平行化光組立体からの出力光は、組立体の平面に 直角な方向から測定してほぼ±２０°の角度の広がりを有する。出力光の配分の 中心においては、平行化光組立体の照度はほぼ３０００フットランバである。 特定の上述した好ましい実施例を説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱 することなく当業者によって種々の変形がなされることは理解できよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファーム，ポール・マイケル アメリカ合衆国ニュージャージー州07960, モーリスタウン，サウス・ストリート 320，アパートメント ３エイチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．離れた場所にいる観察者に画像を送ることができる変調装置を有する電子 光学ディスプレーに使用するバックライト組立体であって、 （ａ）光発生装置と、 （ｂ）前記光発生装置と前記変調装置との間で接近して配置された開口装置と 、 （ｃ）前記開口装置と前記変調装置との間に配置された第１の平行化装置であ って、前記開口装置に接近した平坦な光入力面と、前記光入力面から離れそれと 平行で光入力面より大きい表面積の平坦な光出力面とを有し、前記光線は全反射 によって前記第１の平行化装置を通って伝えられほぼ平行なパターンで前記光出 力面から出る第１の平行化装置と、 （ｄ）前記第１の平行化装置と前記変調装置との間に配置された光入力面を有 する第２の平行化装置であって、前記光入力面は、前記第１の平行化装置から前 記ほぼ平行化された光線を受けると共に屈折を介して光線を伝達し、前記変調装 置にさらに平行なパターンで前記光線を向ける第２の平行化装置と、 を有するバックライト組立体。 ２．前記第１の平行化装置は、傾斜光学部材の配列を有する請求項１に記載の バックライト組立体。 ３．前記第２の平行化装置は、マイクロレンズの配列を有する請求項１に記載 のバックライト組立体。 ４．前記開口装置と前記第１の平行化装置は、反射側を有する傾斜光学部材の 配列を有する請求項１に記載のバックライト組立体。 ５．電子光学ディスプレーに使用するバックライト組立体であって、 （ａ）光発生装置と、 （ｂ）前記光発生装置に接近した平坦な光入力面と、前記光入力面から離れそ れと平行であり、前記光入力面及びミラー側壁より表面積が小さい平坦な光出力 面とを有する集中装置であって、前記光線が、前記光入力面を通って入り、屈折 によって前記第１の集中装置を通って伝えられ、更に集約された光源として光出 力面から出る集中装置と、 （ｃ）前記出力面に接近するように配置され、光入力面を有する平行化装置で あって、前記光入力面は、前記集中装置から前記集中した光線を受けると共に屈 折を介して前記変調装置にさらに平行なパターンで光線を伝達し、前記光線を伝 達する平行化装置と、 を有するバックライト組立体。 ６．前記集中装置は、傾斜した光部材の配列である請求項５に記載のバックラ イト組立体。 ７．前記平行化装置は、マイクロレンズの配列を有する請求項５に記載のバッ クライト組立体。 ８．実質的に平行な光源を提供するバックライト組立体であって、 （ａ）光発生装置と、 （ｂ）前記光発生装置と変調装置との間で接近して配置された開口装置と、 （ｃ）前記開口装置の間に配置されたマイクロコリメータの配列であって、前 記開口装置に接近した平坦な光入力面と、前記光入力面から離れそれと平行な平 坦で前記光入力面より大きい表面積の光出力面とを有し、前記光線は開口装置を 通り全反射によって前記マイクロコリメータを通って伝えられほぼ平行なパター ンで前記光出力面から出るマイクロコリメータの配列と、 （ｄ）前記マイクロコンセントレータに接近するように配置され、前記マイク ロコリメータの配列から前記平行光線を受ける光入力面を有するマイクロレンズ の配列であって、前記光線が、屈折を介してマイクロレンズの配列を通って伝達 され、更に平行な光源として出るマイクロレンズの配列と、 を有するバックライト組立体。 ９．前記マイクロコリメータ及び前記マイクロレンズは、有機ポリマー材料か ら製造され、約１．４５乃至１．６５の間の屈折率を有する請求項８に記載のバ ックライト組立体。 １０．直視型フラットパネルディスプレーであって、 （ａ）離れた場所にいるものが見ることができる画像を形成するために前記光 発生装置からの光を変調する変調装置と、 （ｂ）前記変調装置の光出力面に隣接して配置された前記変調装置から前記画 像を表示する画像ディスプレー装置であって、平坦な基板上に傾斜光学ウエーブ ガイドの配列を有し、前記ウエーブガイドの各々の傾斜端部は、前記基板から外 側に伸び、前記基板に隣接した光入力面と前記光入力面から離れた光出力面とを 有する画像ディスプレー装置と、 （ｃ）バックライト組立体であって、（ｉ）光発生装置と、（ii）前記光発生 装置と前記変調装置との間で接近して配置された開口装置と、（iii）前記開口 装置と前記変調装置との間に配置されたマイクロコリメータの配列であって、前 記開口装置に接近した平坦な光入力面と、前記光入力面から離れそれと平行で光 入力面より大きい表面積の平坦な光出力面とを有し、前記光線は前記開口装置を 通って伝わり、内側の全反射によって前記マイクロコリメータを通って伝えられ ほぼ平行なパターンで前記光出力面から出るマイクロコリメータの配列と、（iv ）前記第１の平行化装置と前記変調装置との間に配置された光入力面を有するマ イクロレンズの配列であって、前記光入力面は、前記マイクロコリメータの配列 から前記ほぼ平行化された光線を受け、前記光線は屈折を介してマイクロレンズ の配列を通って伝達され、前記変調装置用のさらに平行な光として出るマイクロ レンズの配列とを有するバックライト組立体と、 を有する直視型フラットパネルディスプレー。