マルチビュー表示器等の指向性光出力装置
発光装置が、基板６１と、該基板上に設けられた発光素子６２の配列とを有する。上記基板は輪郭付けされた表面を有し、該表面は異なる方向に向いた法線方向を有するような少なくとも第１及び第２の領域６０ａ、６０ｂ、６０ｃを定める。上記発光素子６２は、指向性発光素子を有すると共に、上記第１及び第２の領域６０ｂ、６０ｃ上に設けられ、これにより第１及び第２の光放出方向を定める。この構成は、当該装置により放出される光の角度分布を発光領域当たりの発光を制御することにより電子的に調整することができるような、装置の構造化された（微細構造的に非平坦な）基板上の光源素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば異なる空間的位置に複数のビューを提供するように構成されたマルチビュー表示装置等の指向性光出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチビュー表示器は、３Ｄ表示器、デュアルビュー車載表示器又はマルチビュー提示表示器等の種々の目的にとり有用である。３Ｄ表示器は、益々、表示器における次の主要な革新と見られている。３Ｄ画像を生成する通常の技術は、ＬＣＤ又はプラズマ表示器等の既存の表示器を、異なるピクセルを異なる観察角（viewing angle）に結像させる付加的光学構成部品と組み合わせることによるものである。
【０００３】
図１は、この方法を概念的に示すもので、ピクセルの列からの光出力１０が異なる横方向観察位置に向けられることがわかる。この場合、ユーザ１２は左及び右の目で異なる画像を見ることができ、これが画像の３Ｄ又は深度効果として体験される。異なる横方向位置に対して異なるビューの方向を提供するような異なる方法が存在し、最も普通の方法は垂直方向（又は実質的に垂直方向）のレンチキュラレンズエレメントのアレイを使用することである。
【０００４】
非立体表示器の場合、デュアルビュー表示器が他の例のマルチビュー表示器であり、例えば自動車用途に使用することができる。立体画像を得るために複数のビューを表示する代わりに、異なる画像が異なる方向に表示される。この技術の１つの応用例は、表示器が運転者に対して経路計画を表示する一方、搭乗者がｅメイルを読み、映画を鑑賞し又はゲームを楽しむのを可能にするものである。安全性の理由で、運転者は搭乗者に提供される情報を見ることができてはならない。
【０００５】
典型的な自動車用途において、運転者及び搭乗者のための観察ゾーンは図２を参照して説明されるような要件を満たさねばならない。図２の左のグラフは所望の光出力を示し、該所望の光出力は中央のデッドゾーン２０と２つの横方向の観察ゾーン２２とを有している。例えば、角度αは約１４度であることを要し得る。図２の右のグラフは、通常の表示器に関するプロット２６と比較して、所望の放射プロファイル（輪郭）をどの様に実現することができるかをプロット２４として示している。透過の急激な変化は現実的ではなく、図示のように正弦関数形状が適切であり得る。
【０００６】
表示器法線に近い方向では、可視画像は存在してはならず（好ましくは、暗い出力）、左及び右への斜めの角度（例示のみとして、＋／−３０度）では画像が見えなければならない。
【０００７】
デュアルビュー表示器は多数の方法で構築することができる。１つの既知の方法は、図３に示すように、通常の表示器（例えば、ＬＣＤ）上に障壁層を設けることである。
【０００８】
障壁層３０は、垂直方向に整列されたスリット３２の水平方向のアレイからなる。これらのスリットにより定められる開口は、或る表示ピクセル３４からの光が当該表示器法線の左側の観察角から見えるようにすると共に、該ピクセルに隣接するピクセルからの光は反対側の観察角からだけ見えるようにする。このようにして、２つの独立した画像、即ち左側のもの及び右側のもの、を表示させることができる。
【０００９】
これは、２つのビュー３４及び３６並びに表示器法線に近い方向のデッドゾーン３８を生じさせる。
【００１０】
しかしながら、図３から分かるように、上記デッドゾーン３８においては両方のビューが見え、これは暗い領域というよりはクロストークの領域を示すことになる。この位置に座る観察者は、１つの画像に併合された第１ビュー３４及び第２ビュー３６を見ることになるであろう。勿論、これは望ましものではなく、自動車用途においては危険でさえあり得る。何故なら、運転者の気をそらさせ得るからである。
【００１１】
この問題に対処することを狙いとする１つの方法は、バックライトの面に垂直ではなく斜めの角度でのみ光を放出するようなバックライトを設けることであると認識されている。
【００１２】
バックライトの設計は特注可能な光源（例えば、選択可能な輝度、カラー及び／又は光分布を備える）を提供するように進んでおり、これらは、機能的な使用及び設計の柔軟性を提供する。
【００１３】
この分野における適用が可能な技術の一例は、有機固体照明である。
【００１４】
専門的用途の場合、効率が最も重要である。固体照明における発展は、これら目標を達成するための２つの汎用的光源技術、即ち無機発光ダイオード（ＬＥＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を提供している。ＯＬＥＤは、大面積照明にとり理想的な光源である。これらの光源は、ロール・ツー・ロール処理により製造することができ、提供可能な光源がロール上で利用可能であり、且つ、形状、色及び寸法が特注可能であることが期待される。
【００１５】
ＯＬＥＤは、典型的には、基板上の電極（陽極及び陰極）の間に挟まれた例えば半導体共役ポリマの形態の１以上の有機層（小さな分子及び／又はポリマに基づく）からなる。一方の電極は透明であり、他方は上記ポリマ層にホール又は電子を注入するのに適した材料である。ＯＬＥＤなる用語は、上記のようなポリマ材料（ＰＬＥＤ）又はその他では他のタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むものである。
【００１６】
図４は、ＯＬＥＤ光源の基本構造を示し、該光源は基板４０、下側電極層４２、有機積層体の形態のエレクトロルミネッセント層４４、及び上部電極４６を有している。
【００１７】
例えば当該ＯＬＥＤを封入するための追加の層を使用することもできる。上記有機積層体で発生された光は、当該装置から観察者に向かって上記基板を介して（底部放射型ＯＬＥＤ）又は上部を介して（上部放射型ＯＬＥＤ）離れることができる。底部放射型装置は透明な基板４０及び透明な下側電極４２の使用を必要とする一方、上部放射型装置は透明な上部電極４６の使用を必要とする。
【００１８】
マルチビュー（例えば、デュアルビュー）表示器を、光が前側方向にではなく斜めの角度でのみ放出されるように設計されたＯＬＥＤバックライトを使用して構成することが望ましいと認識されている。しかしながら、既存の方法は障壁の使用を必要とする。
【００１９】
障壁は、原理的に、各ＯＬＥＤ素子は光を全ての斜めの方向（例えば、＋３０度及び−３０度）に放出する一方、ピクセル当たりに１つのビューしか放出されてはならない故に、必要とされる。
【００２０】
低い電力消費及び寸法的自由度も、ＯＬＥＤ発光装置を多くの一般的照明用途の候補にさせる。一般的照明目的に対する有機固体照明の障害の１つは、光の無指向的な出力であり、拡散された光を生じる。このような理由で、通常の（即ち、薄く平らな）ＯＬＥＤを、局部照明、スポット照明、天井照明、テーブル照明、車内照明、デスク照明、作業照明等の多くの用途に使用するのは効率的でない。
【００２１】
ＯＬＥＤによる指向的光放出は、マイクロキャビティ（微小共振器）光学系用いて実現することができる。ＯＬＥＤの光放出に対する光学キャビティの主たる効果は、状態の光子密度を、許されたキャビティモードに対応する特定の波長だけが所与の方向に放出されるように再分布させることである。
【００２２】
例えば、文献EP1154676は、或る範囲の視野角にわたり色純度を改善するために共振キャビティを使用するような有機ＥＬ装置を開示している。該光学的キャビティは共振を発生するために多重反射を使用する。
【００２３】
図５は、光学的キャビティを有する種々の基本的ＯＬＥＤアーキテクチャを示している。
【００２４】
図５ａにおいて、下側電極４２は半透明であり、上側電極は反射性である（底部放射型）。図５ｂにおいては、上側電極４６が半透明であり、底部電極は反射性である（上部放射型）。図５ｃにおいては、両電極が半透明である。
【００２５】
これらのアーキテクチャにおいては、光が発生される電極の間に相対的に小さな距離（放出される波長の程度の）が設けられる。この寸法は、許されるキャビティモードを制御する。斯かる電極の反射特性は、オプションとして誘電体被覆との組み合わせで、金属又は半透明導電膜を用いることにより得ることができる。
【００２６】
この形態のマイクロキャビティは、放出される光の方向を変更すべく電子的に切り換えることはできず、従ってユーザに角度分布の所望の制御を提供するものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
従って、ＯＬＥＤ型装置により放出される光の角度分布を制御する必要性が残存している。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明によれば、
基板と、
該基板上に設けられた発光素子の配列と、
を有する発光装置であって、前記基板が、異なる方向に向いた法線方向を有する少なくとも第１及び第２の領域を定めるような輪郭付けされた表面を有し、前記発光素子が指向性発光素子を有し、これら発光素子が前記第１及び第２の領域上に設けられ、これにより第１及び第２の光放出方向を定めるような発光装置が提供される。
【００２９】
この構成は、装置の構造化された（微細構造的に非平坦な）基板上の、当該装置により放出される光の角度分布を発光領域毎の発光を制御することにより電子的に調整することができるような光源エレメントを提供する。
【００３０】
上記発光素子は、例えば、有機発光ダイオード装置（ＯＬＥＤ）を有することができる。ＯＬＥＤの特性は、光放射プロファイル（断面形状）が指向性（即ち、非ランバート的）となるようなものである。これは、例えば、マイクロキャビティを有するＯＬＥＤを使用することにより、又は当該ＯＬＥＤに追加の光学構造を組み込むことにより、又は当該ＯＬＥＤ装置の外側における例えばプリズム若しくは箔等の光学エレメントの適用により実現することができる。
【００３１】
このようにして、放出される光の角度分布を、機械的に運動する部品の必要性なしに、電子的に調整することができるようなＯＬＥＤ型装置を実現することができる。異なる指向性出力の間のクロストークは、障壁を必要とせずに回避することができる。
【００３２】
上記指向性発光素子は、好ましくは、当該発光素子が取り付けられた基板に対する法線方向の周辺に集中された光出力を有するものとする。例えば、該出力は当該発光素子が取り付けられた基板の法線方向において最大輝度を有することができ、該輝度が最大値の５０％となる全角度は、５度から５０度の範囲、より好ましくは１０度から３５度の範囲とすることができる。
【００３３】
前記有機発光ダイオード装置は電極の間に挟まれたエレクトロルミネッセント材料を有することができ、その場合、斯かる電極は前記指向性出力を提供するための光学キャビティを定める。これは、指向性出力を定めるための追加のエレメントの必要性を回避することになる。
【００３４】
前記基板は畝付き表面を有することができ、各畝の１つの表面は前記第１領域の部分を画定し、各畝の他の表面は前記第２の領域の部分を画定する。複数の畝が存在し得る。
【００３５】
上記畝は三角状凸部を有することができ、該凸部は上記基板の全体的面の法線から対応する側に向かって各々面するような２つの非垂直な（当該基板の全体的面に対して）面を定める。
【００３６】
上記第１及び第２の領域は、各々、当該基板の互いに平行な複数の部分を有し得る。これら部分は、一緒になって、組み合わされた光出力表面を定めることができる。
【００３７】
当該装置は、表示装置のためのバックライトを有することができる。その場合、前記領域は、各々、特定の方向に又は方向の範囲内に表示されるべき１つの表示画像のためのピクセルに関連付けられる。
【００３８】
この場合、前記第１及び第２領域は、各々、前記基板における互いに平行な複数の連続的部分を有することができ、各部分は赤色、緑色又は青色のサブピクセルに関連づけられる。他の例として、各部分は赤色、緑色又は青色の各々のサブピクセルに関連づけることもできる。斯かる部分を定めるために畝形状が使用される場合、各色のサブピクセルは斯かる畝の長さに整列させることができるか、又は斯かる畝の長さに沿って交互に位置することができる。これは、同一の表示画像に対する同じ色のサブピクセル間の距離が最小に維持されて、知覚される解像度を改善するのを可能にする。
【００３９】
また、本発明は、本発明のバックライトを使用した表示装置も提供する。該表示装置は、使用時に、前記第１及び第２領域上に設けられた発光素子を使用して第１及び第２画像を表示するように動作することができる。これは、レンチキュラレンズ等の追加の光学エレメントを必要とすることなく、マルチビュー（例えば、裸眼立体：autostereoscopic）表示の実現を可能にする。
【００４０】
他の構成では、当該装置は制御可能な光源を有する。これは、光分布を電子的に制御することが可能なＯＬＥＤ型の照明エレメントの実現を可能にする。これは、照明エレメントの使用に対して自由度を付与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００４２】
図６は、本発明の指向性光源の第１例を示し、該光源はマルチビュー指向性表示装置のためのバックライトとして使用することができる。この例は、当該光源の異なる部分に異なる垂直放出角度を付与するために平らでない基板を使用し、光源エレメントは自体が指向性のものである。
【００４３】
図６は、基板のための１つの可能性のある形状を示し、該基板において第１の組の面６０ａは法線（垂直）方向外側に面し、第２の組の面６０ｂは一方の側に面し、第３の組の面６０ｃは他方の側に面している。
【００４４】
放出される光の角度分布を制御するために、このように構造化された（微細構造的に非平坦な）基板上で指向性ＯＬＥＤが使用される。光源６２は指向性のもので、従って、全ての角度に対しては等しくはない輝度（即ち、非ランバート出力）を有する。該指向性出力は楕円により表されている。
【００４５】
上記基板は剛性、可撓性又は順応性であり得る。順応性基板は、積層される他の基板／装置に対して順応することができる。このようにして、該基板は、所望の構造に整形されてしまうまでは初期的には可撓的であり得、次いで該形状は固定され、最早、繰り返し変化させることはできない。
【００４６】
光源６２は、該光源により照明されるべき表示器の通常の観察の向きに対して、例えば上から下に走る棒状部分（バー）として配列される。
【００４７】
基板の上記構造化により、当該ＯＬＥＤのバーは光を異なる方向に放出する。バー毎の輝度を制御することにより、当該ＯＬＥＤ装置の結果的放射プロファイルは電子的に調整することができる。斯様な構造化されたＯＬＥＤ装置は、従って、マルチビュー表示器に又は一般的照明目的の固体照明装置に適用することができる。
【００４８】
勿論、多くの好適な表面輪郭が存在する。好適な表面輪郭の重要な見地は、異なる基板領域の法線方向の間に差が存在するということである。表面輪郭は、１Ｄの微細構造パターン（例えば、棒のような直線構造）又は２Ｄの微細構造パターンを含むことができる。
【００４９】
他の好適な構造の一例は、種々の傾斜を持つバー又は角錐等の三角形状型構造である。
【００５０】
図７は、指向性出力又は一連の異なる指向性出力を提供することが可能な種々の基板形状を示す。図７の幾つかの例は、２つの面、即ち当該光源の全体的面に対する法線の各側に１つずつの面を提供するために三角形突起を使用している。
【００５１】
ＯＬＥＤ素子は、これら面の一方又は両方上にあるようにすることができ、三角形突起は当該光源の全体的面に対して平行な部分により離隔され得る。ここでも、指向性ＯＬＥＤ出力は楕円により表され、発光するバー又は領域毎の輝度を制御することにより、当該ＯＬＥＤ装置の放射プロファイルを電子的に調整することができる。
【００５２】
指向性ＯＬＥＤは、マイクロキャビティを既知の態様で使用することにより得ることができる。もっとも、例えばＯＬＥＤへの追加の光学構造の組み込み又はプリズム及び箔等の光学素子の適用を用いる等の他の技術も等しく可能である。しかしながら、各ＯＬＥＤ素子の指向性光出力は中央のデッドゾーンは必要とせず、従って障壁層の使用は回避することができる。
【００５３】
前記基板は、ＯＬＥＤの被着前に又はＯＬＥＤの被着後に構造化することができる。例えば、構造化された担体上への可撓性／順応性基板上の指向性ＯＬＥＤの積層を実行することができる。
【００５４】
パターン化する凹凸は、マイクロスケール又はそれより大きいものであり得る。一般的に、当該パターン化は、ＯＬＥＤ表示素子の分解能又は元となる表示器の分解能と同様の又はそれより大きなスケールのものである。例えば、表示器用途の場合、基板の構造化寸法は（サブ）ピクセルのサイズと等しいか又はそれより大きくなる。
【００５５】
従って、限界において、１つの指向性出力のための当該装置の部分を形成する部分は、ピクセル又はサブピクセルピッチに対応するような最小の寸法（例えば、前記畝の幅）を有するであろう。他の例として、各部分が、ピクセル又はサブピクセルの部分集合の寸法に対応するような最小の寸法を有することもできる。
【００５６】
図８は、上述した原理の、デュアルビュー表示器用の指向性バックライトを構成するための適用例を示す。
【００５７】
図８は、構造化された（非平坦な）基板上の指向性（即ち、非ランバート的）ＯＬＥＤの棒状体（バー）８０を示す。当該基板は、互いに隣接する一連の三角形突起の形態である。この構造は、当該表示装置の面の全体的法線方向からオフセットされた第１の法線方向を持つような第１の群の面と、これも当該表示装置の面の全体的法線方向からオフセットされた別の第２の法線方向を持つような第２の群の面とを呈する。これは、断面で規則的な三角形振動パターンを示す。
【００５８】
上記ＯＬＥＤは、例えばＬＣＤ表示器等の表示装置用のバックライトを形成する。
【００５９】
図８Ａに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バー８０は、上に重なる表示器の赤、緑及び青の（サブ）ピクセルＲ、Ｇ、Ｂを当該バーに沿って順に照明するためのものである。図８Ｂに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バーは、連続した列を定める赤、緑及び青の（サブ）ピクセルＲ、Ｇ、Ｂの３つの副バーを照明するためのものである。図８Ｃに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バーは１つの色の（サブ）ピクセルのみを照明するためのものである。
【００６０】
図８における異なるオプションは、バックライトに対する異なる設計（サブピクセルのサイズのものであるか又はピクセルの３つ組のサイズのものであるかであるので、特に畝のサイズ）を表すのみならず、上に重なる表示器の設計及び制御をも決定する。かくして、バックライト及び照明されるべき表示器は、システムとして設計され且つ制御される（即ち、電子的にアドレス指定される）。
【００６１】
バー毎のピクセル出力を制御することにより、種々のビューにおける放出が制御され、従ってビュー毎に表示される画像を制御することができる。
【００６２】
知覚される解像度の点で、図８に示される異なる実施例は異なる性能を有する。図８Ｃでは、同一の色の、且つ、同一の表面法線（即ち、同一の放出方向）を持つサブピクセル間の距離は、図８Ａ及び８Ｂにおけるよりも大幅に大きい。その結果は、図８Ｃの実施例は、より"粒状"に又は一層粗い解像度を有するように知覚されるであろう。一般的に、好ましい構成は、同一の傾斜の有色サブピクセル（一緒に単一ピクセルを形成する）が可能な限り接近して隔てられるような色及び／又は傾斜面のシーケンスの組み合わせを有する。
【００６３】
これは、ビュー当たりの画像の最適な解像度を保証する。最適でない構成が用いられた場合（例えば、製造容易性の点で利点を有する場合）、重ねられる表示器の駆動／レンダリングアルゴリズムは、これらの影響を考慮に入れることができる。
【００６４】
デュアルビュー（即ち、マルチビュー）表示用途においては、基板構造のパターンスケールは、ピクセル又はサブピクセルと同様の寸法のものとなる。かくして、各バーは、寸法的が単一のサブピクセル幅（図８Ａの例の場合）又は単一のピクセル三つ組（図８Ｂの例の場合）に相当し得る。勿論、基板形状が一層粗い分解能を有し、各バーが少数のピクセル又はサブピクセルの列を照明するためのものとなり得ることも可能である。もっとも、これは画像品質も悪化させることになる。基板のパターンは、勿論、ピクセルのアレイに整列される。
【００６５】
好ましくは、複数のビューが単一のピクセルにより放出されるのを防止するために、前記指向性ＯＬＥＤは発光領域の法線の周辺に中心を合わされた円錐内で光を放出するようにする。該円錐の角度幅は好ましくは５度ないし５０度である。この幅は、出力強度が最大出力強度の５０％又はそれ以上となるような全角度幅として定義される。この定義は、放出角を当該光出力の主要部に対して測定するもので、法線から遠い角度における不可避的低強度漏れ光放出は無視する。
【００６６】
垂直なバーの場合、当該基板構造は、基板傾斜面の法線に対して中心を合わされた水平方向にデュアルビューを生じさせる。垂直方向では、視野角は各発光素子の円錐の幅により制限される。垂直方向に一層広い視野角を持つ水平方向のデュアルビュー表示器を得るために、非対称拡散器（diffuser）を使用することができる。該非対称拡散器は、発光素子と観察者との間に配置される。
【００６７】
勿論、有効な多くの表面プロファイルが存在する。下記は、特に好適なプロファイルの例である：
− デュアルビュー表示器用の三角形突起。当該光源の全体的面に対する傾斜角度は、表示器が自動車の中間コンソールに装着されるような自動車用途に対しては１５から５０度の範囲にすることができる。
− 鋸歯状突起。図９に示すように、大きな三角形状を置換するために、一群の鋸歯状突起を使用することができる。
− 図１０に示すように、マルチビュー又は３Ｄ表示器用として、異なる傾斜角度を持つ一群の突起を備える三角形状又は鋸歯状の突起。
【００６８】
ＬＣＤ又は面内スイッチング電気泳動表示装置等の減衰型表示装置用のバックライトを形成するためのＯＬＥＤ指向性発光装置の使用を上に概説した。
【００６９】
ＯＬＥＤ発光素子は、代わりに、指向性エレクトロルミネッセント発光性表示装置のピクセルを直接的に形成してもよい。非平坦な又は可撓性基板上のアクティブマトリクス表示装置の作製に対する多くの成果が存在している。
【００７０】
この場合、指向性発光素子は、指向性マルチビュー表示器装置を追加の表示効果を必要とせずに形成するために使用することができる。これは、非平坦基板形状を持つアクティブマトリクスアレイを必要とし、これは標準的でない表示器製造技術を必要とする。
【００７１】
しかしながら、シリコンに基づくアクティブマトリクス装置は可撓性基板上に形成することができ、例えば、可撓性ポリイミドフィルムの表示器基板としての使用に関するかなりの研究が存在している。このような基板は、所望の放射プロファイルを得るための表面微細構造を持つ一層剛性のある非平坦基板上に積層することができる。
【００７２】
また、スチール箔上でのアクティブマトリクスポリＬＥＤの作製、及び有機電子回路を用いた巻取可能（rollable）なアクティブマトリクス装置（例えば、電気泳動装置用の）の使用に関する幾らかの研究も存在する。
【００７３】
本発明は、もっと広範囲の用途のために光源全般に適用することもできる。
【００７４】
図１１は、本発明による固体照明装置を用いて得ることが可能な照明プロファイルの例を示している。
【００７５】
異なる発光素子の光出力を（上に重なる表示パネルを介しての減衰を制御するというよりは）直接的に制御する能力は、法線方向のスポットライト出力（図１１Ａ）、拡散光出力（図１１Ｂ）、主に周辺照明を行う指向性出力（図１１Ｃ）及び選択された側の照明を行う指向性出力（図１１Ｄ）等の複数の異なる照明効果を達成するために単一の光源構成が電気的に制御されるのを可能にする。
【００７６】
当該構造のバー毎の発光領域の輝度を調整することにより、放射プロファイルを制御することができる。
【００７７】
角度分布も、角度分布に対する制御が空間色分布を制御するために使用され得るように、特定の色の指向性ＯＬＥＤと組み合わせることができる。
【００７８】
使用される傾斜角度及び／又は放射円錐の幅は、照明される面積内の暗い（少なく照明される）領域の出現を防止するために、放出される方向の間に幾らかの重なりが存在するように選択することができる。
【００７９】
上に詳述した例は、一次元で構造化された（平行に走る棒状の基板領域を設ける）基板を使用している。しかしながら、有機固体照明装置においては二次元構造も使用することができる。例えば、照明方向の更なる空間的制御を提供するために、角錐のアレイを使用することができる。
【００８０】
上述した例では、指向性光出力はキャビティを用いて達成することができる。しかしながら、指向性光出力は、表示素子上に、１つの発光素子からの光出力は１つの開口のみしか通過することができないと共に、該開口が光出力の角度的広がりを制限するように重なる開口アレイを用いて達成することもできる。
【００８１】
本発明の装置がバックライトとして又は汎用照明目的で用いられる例の場合、例えばアクティブマトリクスを用いて個々にアドレス指定可能なピクセルを作製する必要性はない。そのような場合、指向性発光素子のバーは、同時にアドレス指定されるように製造することができる。斯かるバーは、平行に（左から右へ、上から下に）又は同心円で又は他の構造で延在することができる。これは、電子バックプレーンの費用を低減する。というのは、１つの電極層（例えば、ＯＬＥＤの陽極又は陰極）の簡単なパターニングしか必要としないからである。
【００８２】
バックライトがＬＣＤと組み合わされる例の場合、ＬＣＤパネル内の素子のアドレス指定が光出力の所望の制御を果たし、これもバックライトの設計に対する付加的複雑さを必要としない。
【００８３】
図１２は本発明の表示装置を示し、該表示装置においてバックライト１２０は上述したような発光装置の形態であり、表示制御装置１２２が該バックライト上に重なる。この制御装置は、本質的に自身のバックライトを持たないＬＣＤ表示器であるようなＬＣＤ光変調器を有することができる。
【００８４】
可能性のある製造技術の一例は、後に変形される平坦なＯＬＥＤシートを、例えば可撓性／順応性ＯＬＥＤシートを一層剛性のある事前形成された基板上に積層することにより形成することである。使用することが可能な基板は、プラスチック（例えば、ポリイミド）又は金属箔である。
【００８５】
ＯＬＥＤを事前成型された基板上に、特に蒸着により堆積することも可能である。原理的に、ＯＬＥＤを有する機能有機層は、例えば１００ｎｍ程度の全厚さのように、極端に薄い。従って、必要とされる表面微細構造は限られたもので、従来の蒸着技術、及び恐らくは従来のスピンコーティング技術も適用することができる。
【００８６】
幾つかの応用例では、個々の光素子は独立した制御を必要としない。例えば、バックライトの場合、出力は、連続した輝度のもので、全ＯＬＥＤ素子からのものであり得る。他の応用例では、少なくとも異なる指向性領域の独立した制御が望まれる。前記照明装置が表示器を直接形成する場合、ピクセル又はサブピクセルとして機能する各光源の独立したアドレス指定を行うためにアクティブマトリクスアレイが必要である。
【００８７】
指向性ＯＬＥＤは小分子ＯＬＥＤ（smOLED）及びポリマＯＬＥＤ（pLED）装置に基づくものとすることができる。
【００８８】
当業者にとり、種々の変形例が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、マルチビュー表示器の動作原理を説明するために使用される。
【図２】図２は、自動車用途に使用するためのマルチビュー表示器の所望の光強度出力を示す。
【図３】図３は、図２を参照して説明した所望の指向性出力を得るための障壁層の使用を示す。
【図４】図４は、従来のＯＬＥＤ表示装置の構造を概念的に示す。
【図５Ａ】図５Ａは、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図５Ｂ】図５Ｂも、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図５Ｃ】図５Ｃも、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図６】図６は、本発明の第１の発光装置を示す。
【図７】図７は、本発明の発光装置の他の例を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明のマルチビュー表示装置の或る例を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明のマルチビュー表示装置の他の例を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明のマルチビュー表示装置の更に他の例を示す。
【図９】図９は、基板のための可能な畝形状を示す。
【図１０】図１０は、基板のための他の可能な畝形状を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｄ】図１１Ｄも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１２】図１２は、本発明の表示装置を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば異なる空間的位置に複数のビューを提供するように構成されたマルチビュー表示装置等の指向性光出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチビュー表示器は、３Ｄ表示器、デュアルビュー車載表示器又はマルチビュー提示表示器等の種々の目的にとり有用である。３Ｄ表示器は、益々、表示器における次の主要な革新と見られている。３Ｄ画像を生成する通常の技術は、ＬＣＤ又はプラズマ表示器等の既存の表示器を、異なるピクセルを異なる観察角（viewing angle）に結像させる付加的光学構成部品と組み合わせることによるものである。
【０００３】
図１は、この方法を概念的に示すもので、ピクセルの列からの光出力１０が異なる横方向観察位置に向けられることがわかる。この場合、ユーザ１２は左及び右の目で異なる画像を見ることができ、これが画像の３Ｄ又は深度効果として体験される。異なる横方向位置に対して異なるビューの方向を提供するような異なる方法が存在し、最も普通の方法は垂直方向（又は実質的に垂直方向）のレンチキュラレンズエレメントのアレイを使用することである。
【０００４】
非立体表示器の場合、デュアルビュー表示器が他の例のマルチビュー表示器であり、例えば自動車用途に使用することができる。立体画像を得るために複数のビューを表示する代わりに、異なる画像が異なる方向に表示される。この技術の１つの応用例は、表示器が運転者に対して経路計画を表示する一方、搭乗者がｅメイルを読み、映画を鑑賞し又はゲームを楽しむのを可能にするものである。安全性の理由で、運転者は搭乗者に提供される情報を見ることができてはならない。
【０００５】
典型的な自動車用途において、運転者及び搭乗者のための観察ゾーンは図２を参照して説明されるような要件を満たさねばならない。図２の左のグラフは所望の光出力を示し、該所望の光出力は中央のデッドゾーン２０と２つの横方向の観察ゾーン２２とを有している。例えば、角度αは約１４度であることを要し得る。図２の右のグラフは、通常の表示器に関するプロット２６と比較して、所望の放射プロファイル（輪郭）をどの様に実現することができるかをプロット２４として示している。透過の急激な変化は現実的ではなく、図示のように正弦関数形状が適切であり得る。
【０００６】
表示器法線に近い方向では、可視画像は存在してはならず（好ましくは、暗い出力）、左及び右への斜めの角度（例示のみとして、＋／−３０度）では画像が見えなければならない。
【０００７】
デュアルビュー表示器は多数の方法で構築することができる。１つの既知の方法は、図３に示すように、通常の表示器（例えば、ＬＣＤ）上に障壁層を設けることである。
【０００８】
障壁層３０は、垂直方向に整列されたスリット３２の水平方向のアレイからなる。これらのスリットにより定められる開口は、或る表示ピクセル３４からの光が当該表示器法線の左側の観察角から見えるようにすると共に、該ピクセルに隣接するピクセルからの光は反対側の観察角からだけ見えるようにする。このようにして、２つの独立した画像、即ち左側のもの及び右側のもの、を表示させることができる。
【０００９】
これは、２つのビュー３４及び３６並びに表示器法線に近い方向のデッドゾーン３８を生じさせる。
【００１０】
しかしながら、図３から分かるように、上記デッドゾーン３８においては両方のビューが見え、これは暗い領域というよりはクロストークの領域を示すことになる。この位置に座る観察者は、１つの画像に併合された第１ビュー３４及び第２ビュー３６を見ることになるであろう。勿論、これは望ましものではなく、自動車用途においては危険でさえあり得る。何故なら、運転者の気をそらさせ得るからである。
【００１１】
この問題に対処することを狙いとする１つの方法は、バックライトの面に垂直ではなく斜めの角度でのみ光を放出するようなバックライトを設けることであると認識されている。
【００１２】
バックライトの設計は特注可能な光源（例えば、選択可能な輝度、カラー及び／又は光分布を備える）を提供するように進んでおり、これらは、機能的な使用及び設計の柔軟性を提供する。
【００１３】
この分野における適用が可能な技術の一例は、有機固体照明である。
【００１４】
専門的用途の場合、効率が最も重要である。固体照明における発展は、これら目標を達成するための２つの汎用的光源技術、即ち無機発光ダイオード（ＬＥＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を提供している。ＯＬＥＤは、大面積照明にとり理想的な光源である。これらの光源は、ロール・ツー・ロール処理により製造することができ、提供可能な光源がロール上で利用可能であり、且つ、形状、色及び寸法が特注可能であることが期待される。
【００１５】
ＯＬＥＤは、典型的には、基板上の電極（陽極及び陰極）の間に挟まれた例えば半導体共役ポリマの形態の１以上の有機層（小さな分子及び／又はポリマに基づく）からなる。一方の電極は透明であり、他方は上記ポリマ層にホール又は電子を注入するのに適した材料である。ＯＬＥＤなる用語は、上記のようなポリマ材料（ＰＬＥＤ）又はその他では他のタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むものである。
【００１６】
図４は、ＯＬＥＤ光源の基本構造を示し、該光源は基板４０、下側電極層４２、有機積層体の形態のエレクトロルミネッセント層４４、及び上部電極４６を有している。
【００１７】
例えば当該ＯＬＥＤを封入するための追加の層を使用することもできる。上記有機積層体で発生された光は、当該装置から観察者に向かって上記基板を介して（底部放射型ＯＬＥＤ）又は上部を介して（上部放射型ＯＬＥＤ）離れることができる。底部放射型装置は透明な基板４０及び透明な下側電極４２の使用を必要とする一方、上部放射型装置は透明な上部電極４６の使用を必要とする。
【００１８】
マルチビュー（例えば、デュアルビュー）表示器を、光が前側方向にではなく斜めの角度でのみ放出されるように設計されたＯＬＥＤバックライトを使用して構成することが望ましいと認識されている。しかしながら、既存の方法は障壁の使用を必要とする。
【００１９】
障壁は、原理的に、各ＯＬＥＤ素子は光を全ての斜めの方向（例えば、＋３０度及び−３０度）に放出する一方、ピクセル当たりに１つのビューしか放出されてはならない故に、必要とされる。
【００２０】
低い電力消費及び寸法的自由度も、ＯＬＥＤ発光装置を多くの一般的照明用途の候補にさせる。一般的照明目的に対する有機固体照明の障害の１つは、光の無指向的な出力であり、拡散された光を生じる。このような理由で、通常の（即ち、薄く平らな）ＯＬＥＤを、局部照明、スポット照明、天井照明、テーブル照明、車内照明、デスク照明、作業照明等の多くの用途に使用するのは効率的でない。
【００２１】
ＯＬＥＤによる指向的光放出は、マイクロキャビティ（微小共振器）光学系用いて実現することができる。ＯＬＥＤの光放出に対する光学キャビティの主たる効果は、状態の光子密度を、許されたキャビティモードに対応する特定の波長だけが所与の方向に放出されるように再分布させることである。
【００２２】
例えば、文献EP1154676は、或る範囲の視野角にわたり色純度を改善するために共振キャビティを使用するような有機ＥＬ装置を開示している。該光学的キャビティは共振を発生するために多重反射を使用する。
【００２３】
図５は、光学的キャビティを有する種々の基本的ＯＬＥＤアーキテクチャを示している。
【００２４】
図５ａにおいて、下側電極４２は半透明であり、上側電極は反射性である（底部放射型）。図５ｂにおいては、上側電極４６が半透明であり、底部電極は反射性である（上部放射型）。図５ｃにおいては、両電極が半透明である。
【００２５】
これらのアーキテクチャにおいては、光が発生される電極の間に相対的に小さな距離（放出される波長の程度の）が設けられる。この寸法は、許されるキャビティモードを制御する。斯かる電極の反射特性は、オプションとして誘電体被覆との組み合わせで、金属又は半透明導電膜を用いることにより得ることができる。
【００２６】
この形態のマイクロキャビティは、放出される光の方向を変更すべく電子的に切り換えることはできず、従ってユーザに角度分布の所望の制御を提供するものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
従って、ＯＬＥＤ型装置により放出される光の角度分布を制御する必要性が残存している。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明によれば、
基板と、
該基板上に設けられた発光素子の配列と、
を有する発光装置であって、前記基板が、異なる方向に向いた法線方向を有する少なくとも第１及び第２の領域を定めるような輪郭付けされた表面を有し、前記発光素子が指向性発光素子を有し、これら発光素子が前記第１及び第２の領域上に設けられ、これにより第１及び第２の光放出方向を定めるような発光装置が提供される。
【００２９】
この構成は、装置の構造化された（微細構造的に非平坦な）基板上の、当該装置により放出される光の角度分布を発光領域毎の発光を制御することにより電子的に調整することができるような光源エレメントを提供する。
【００３０】
上記発光素子は、例えば、有機発光ダイオード装置（ＯＬＥＤ）を有することができる。ＯＬＥＤの特性は、光放射プロファイル（断面形状）が指向性（即ち、非ランバート的）となるようなものである。これは、例えば、マイクロキャビティを有するＯＬＥＤを使用することにより、又は当該ＯＬＥＤに追加の光学構造を組み込むことにより、又は当該ＯＬＥＤ装置の外側における例えばプリズム若しくは箔等の光学エレメントの適用により実現することができる。
【００３１】
このようにして、放出される光の角度分布を、機械的に運動する部品の必要性なしに、電子的に調整することができるようなＯＬＥＤ型装置を実現することができる。異なる指向性出力の間のクロストークは、障壁を必要とせずに回避することができる。
【００３２】
上記指向性発光素子は、好ましくは、当該発光素子が取り付けられた基板に対する法線方向の周辺に集中された光出力を有するものとする。例えば、該出力は当該発光素子が取り付けられた基板の法線方向において最大輝度を有することができ、該輝度が最大値の５０％となる全角度は、５度から５０度の範囲、より好ましくは１０度から３５度の範囲とすることができる。
【００３３】
前記有機発光ダイオード装置は電極の間に挟まれたエレクトロルミネッセント材料を有することができ、その場合、斯かる電極は前記指向性出力を提供するための光学キャビティを定める。これは、指向性出力を定めるための追加のエレメントの必要性を回避することになる。
【００３４】
前記基板は畝付き表面を有することができ、各畝の１つの表面は前記第１領域の部分を画定し、各畝の他の表面は前記第２の領域の部分を画定する。複数の畝が存在し得る。
【００３５】
上記畝は三角状凸部を有することができ、該凸部は上記基板の全体的面の法線から対応する側に向かって各々面するような２つの非垂直な（当該基板の全体的面に対して）面を定める。
【００３６】
上記第１及び第２の領域は、各々、当該基板の互いに平行な複数の部分を有し得る。これら部分は、一緒になって、組み合わされた光出力表面を定めることができる。
【００３７】
当該装置は、表示装置のためのバックライトを有することができる。その場合、前記領域は、各々、特定の方向に又は方向の範囲内に表示されるべき１つの表示画像のためのピクセルに関連付けられる。
【００３８】
この場合、前記第１及び第２領域は、各々、前記基板における互いに平行な複数の連続的部分を有することができ、各部分は赤色、緑色又は青色のサブピクセルに関連づけられる。他の例として、各部分は赤色、緑色又は青色の各々のサブピクセルに関連づけることもできる。斯かる部分を定めるために畝形状が使用される場合、各色のサブピクセルは斯かる畝の長さに整列させることができるか、又は斯かる畝の長さに沿って交互に位置することができる。これは、同一の表示画像に対する同じ色のサブピクセル間の距離が最小に維持されて、知覚される解像度を改善するのを可能にする。
【００３９】
また、本発明は、本発明のバックライトを使用した表示装置も提供する。該表示装置は、使用時に、前記第１及び第２領域上に設けられた発光素子を使用して第１及び第２画像を表示するように動作することができる。これは、レンチキュラレンズ等の追加の光学エレメントを必要とすることなく、マルチビュー（例えば、裸眼立体：autostereoscopic）表示の実現を可能にする。
【００４０】
他の構成では、当該装置は制御可能な光源を有する。これは、光分布を電子的に制御することが可能なＯＬＥＤ型の照明エレメントの実現を可能にする。これは、照明エレメントの使用に対して自由度を付与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００４２】
図６は、本発明の指向性光源の第１例を示し、該光源はマルチビュー指向性表示装置のためのバックライトとして使用することができる。この例は、当該光源の異なる部分に異なる垂直放出角度を付与するために平らでない基板を使用し、光源エレメントは自体が指向性のものである。
【００４３】
図６は、基板のための１つの可能性のある形状を示し、該基板において第１の組の面６０ａは法線（垂直）方向外側に面し、第２の組の面６０ｂは一方の側に面し、第３の組の面６０ｃは他方の側に面している。
【００４４】
放出される光の角度分布を制御するために、このように構造化された（微細構造的に非平坦な）基板上で指向性ＯＬＥＤが使用される。光源６２は指向性のもので、従って、全ての角度に対しては等しくはない輝度（即ち、非ランバート出力）を有する。該指向性出力は楕円により表されている。
【００４５】
上記基板は剛性、可撓性又は順応性であり得る。順応性基板は、積層される他の基板／装置に対して順応することができる。このようにして、該基板は、所望の構造に整形されてしまうまでは初期的には可撓的であり得、次いで該形状は固定され、最早、繰り返し変化させることはできない。
【００４６】
光源６２は、該光源により照明されるべき表示器の通常の観察の向きに対して、例えば上から下に走る棒状部分（バー）として配列される。
【００４７】
基板の上記構造化により、当該ＯＬＥＤのバーは光を異なる方向に放出する。バー毎の輝度を制御することにより、当該ＯＬＥＤ装置の結果的放射プロファイルは電子的に調整することができる。斯様な構造化されたＯＬＥＤ装置は、従って、マルチビュー表示器に又は一般的照明目的の固体照明装置に適用することができる。
【００４８】
勿論、多くの好適な表面輪郭が存在する。好適な表面輪郭の重要な見地は、異なる基板領域の法線方向の間に差が存在するということである。表面輪郭は、１Ｄの微細構造パターン（例えば、棒のような直線構造）又は２Ｄの微細構造パターンを含むことができる。
【００４９】
他の好適な構造の一例は、種々の傾斜を持つバー又は角錐等の三角形状型構造である。
【００５０】
図７は、指向性出力又は一連の異なる指向性出力を提供することが可能な種々の基板形状を示す。図７の幾つかの例は、２つの面、即ち当該光源の全体的面に対する法線の各側に１つずつの面を提供するために三角形突起を使用している。
【００５１】
ＯＬＥＤ素子は、これら面の一方又は両方上にあるようにすることができ、三角形突起は当該光源の全体的面に対して平行な部分により離隔され得る。ここでも、指向性ＯＬＥＤ出力は楕円により表され、発光するバー又は領域毎の輝度を制御することにより、当該ＯＬＥＤ装置の放射プロファイルを電子的に調整することができる。
【００５２】
指向性ＯＬＥＤは、マイクロキャビティを既知の態様で使用することにより得ることができる。もっとも、例えばＯＬＥＤへの追加の光学構造の組み込み又はプリズム及び箔等の光学素子の適用を用いる等の他の技術も等しく可能である。しかしながら、各ＯＬＥＤ素子の指向性光出力は中央のデッドゾーンは必要とせず、従って障壁層の使用は回避することができる。
【００５３】
前記基板は、ＯＬＥＤの被着前に又はＯＬＥＤの被着後に構造化することができる。例えば、構造化された担体上への可撓性／順応性基板上の指向性ＯＬＥＤの積層を実行することができる。
【００５４】
パターン化する凹凸は、マイクロスケール又はそれより大きいものであり得る。一般的に、当該パターン化は、ＯＬＥＤ表示素子の分解能又は元となる表示器の分解能と同様の又はそれより大きなスケールのものである。例えば、表示器用途の場合、基板の構造化寸法は（サブ）ピクセルのサイズと等しいか又はそれより大きくなる。
【００５５】
従って、限界において、１つの指向性出力のための当該装置の部分を形成する部分は、ピクセル又はサブピクセルピッチに対応するような最小の寸法（例えば、前記畝の幅）を有するであろう。他の例として、各部分が、ピクセル又はサブピクセルの部分集合の寸法に対応するような最小の寸法を有することもできる。
【００５６】
図８は、上述した原理の、デュアルビュー表示器用の指向性バックライトを構成するための適用例を示す。
【００５７】
図８は、構造化された（非平坦な）基板上の指向性（即ち、非ランバート的）ＯＬＥＤの棒状体（バー）８０を示す。当該基板は、互いに隣接する一連の三角形突起の形態である。この構造は、当該表示装置の面の全体的法線方向からオフセットされた第１の法線方向を持つような第１の群の面と、これも当該表示装置の面の全体的法線方向からオフセットされた別の第２の法線方向を持つような第２の群の面とを呈する。これは、断面で規則的な三角形振動パターンを示す。
【００５８】
上記ＯＬＥＤは、例えばＬＣＤ表示器等の表示装置用のバックライトを形成する。
【００５９】
図８Ａに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バー８０は、上に重なる表示器の赤、緑及び青の（サブ）ピクセルＲ、Ｇ、Ｂを当該バーに沿って順に照明するためのものである。図８Ｂに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バーは、連続した列を定める赤、緑及び青の（サブ）ピクセルＲ、Ｇ、Ｂの３つの副バーを照明するためのものである。図８Ｃに示される例では、ＯＬＥＤ素子の各バーは１つの色の（サブ）ピクセルのみを照明するためのものである。
【００６０】
図８における異なるオプションは、バックライトに対する異なる設計（サブピクセルのサイズのものであるか又はピクセルの３つ組のサイズのものであるかであるので、特に畝のサイズ）を表すのみならず、上に重なる表示器の設計及び制御をも決定する。かくして、バックライト及び照明されるべき表示器は、システムとして設計され且つ制御される（即ち、電子的にアドレス指定される）。
【００６１】
バー毎のピクセル出力を制御することにより、種々のビューにおける放出が制御され、従ってビュー毎に表示される画像を制御することができる。
【００６２】
知覚される解像度の点で、図８に示される異なる実施例は異なる性能を有する。図８Ｃでは、同一の色の、且つ、同一の表面法線（即ち、同一の放出方向）を持つサブピクセル間の距離は、図８Ａ及び８Ｂにおけるよりも大幅に大きい。その結果は、図８Ｃの実施例は、より"粒状"に又は一層粗い解像度を有するように知覚されるであろう。一般的に、好ましい構成は、同一の傾斜の有色サブピクセル（一緒に単一ピクセルを形成する）が可能な限り接近して隔てられるような色及び／又は傾斜面のシーケンスの組み合わせを有する。
【００６３】
これは、ビュー当たりの画像の最適な解像度を保証する。最適でない構成が用いられた場合（例えば、製造容易性の点で利点を有する場合）、重ねられる表示器の駆動／レンダリングアルゴリズムは、これらの影響を考慮に入れることができる。
【００６４】
デュアルビュー（即ち、マルチビュー）表示用途においては、基板構造のパターンスケールは、ピクセル又はサブピクセルと同様の寸法のものとなる。かくして、各バーは、寸法的が単一のサブピクセル幅（図８Ａの例の場合）又は単一のピクセル三つ組（図８Ｂの例の場合）に相当し得る。勿論、基板形状が一層粗い分解能を有し、各バーが少数のピクセル又はサブピクセルの列を照明するためのものとなり得ることも可能である。もっとも、これは画像品質も悪化させることになる。基板のパターンは、勿論、ピクセルのアレイに整列される。
【００６５】
好ましくは、複数のビューが単一のピクセルにより放出されるのを防止するために、前記指向性ＯＬＥＤは発光領域の法線の周辺に中心を合わされた円錐内で光を放出するようにする。該円錐の角度幅は好ましくは５度ないし５０度である。この幅は、出力強度が最大出力強度の５０％又はそれ以上となるような全角度幅として定義される。この定義は、放出角を当該光出力の主要部に対して測定するもので、法線から遠い角度における不可避的低強度漏れ光放出は無視する。
【００６６】
垂直なバーの場合、当該基板構造は、基板傾斜面の法線に対して中心を合わされた水平方向にデュアルビューを生じさせる。垂直方向では、視野角は各発光素子の円錐の幅により制限される。垂直方向に一層広い視野角を持つ水平方向のデュアルビュー表示器を得るために、非対称拡散器（diffuser）を使用することができる。該非対称拡散器は、発光素子と観察者との間に配置される。
【００６７】
勿論、有効な多くの表面プロファイルが存在する。下記は、特に好適なプロファイルの例である：
− デュアルビュー表示器用の三角形突起。当該光源の全体的面に対する傾斜角度は、表示器が自動車の中間コンソールに装着されるような自動車用途に対しては１５から５０度の範囲にすることができる。
− 鋸歯状突起。図９に示すように、大きな三角形状を置換するために、一群の鋸歯状突起を使用することができる。
− 図１０に示すように、マルチビュー又は３Ｄ表示器用として、異なる傾斜角度を持つ一群の突起を備える三角形状又は鋸歯状の突起。
【００６８】
ＬＣＤ又は面内スイッチング電気泳動表示装置等の減衰型表示装置用のバックライトを形成するためのＯＬＥＤ指向性発光装置の使用を上に概説した。
【００６９】
ＯＬＥＤ発光素子は、代わりに、指向性エレクトロルミネッセント発光性表示装置のピクセルを直接的に形成してもよい。非平坦な又は可撓性基板上のアクティブマトリクス表示装置の作製に対する多くの成果が存在している。
【００７０】
この場合、指向性発光素子は、指向性マルチビュー表示器装置を追加の表示効果を必要とせずに形成するために使用することができる。これは、非平坦基板形状を持つアクティブマトリクスアレイを必要とし、これは標準的でない表示器製造技術を必要とする。
【００７１】
しかしながら、シリコンに基づくアクティブマトリクス装置は可撓性基板上に形成することができ、例えば、可撓性ポリイミドフィルムの表示器基板としての使用に関するかなりの研究が存在している。このような基板は、所望の放射プロファイルを得るための表面微細構造を持つ一層剛性のある非平坦基板上に積層することができる。
【００７２】
また、スチール箔上でのアクティブマトリクスポリＬＥＤの作製、及び有機電子回路を用いた巻取可能（rollable）なアクティブマトリクス装置（例えば、電気泳動装置用の）の使用に関する幾らかの研究も存在する。
【００７３】
本発明は、もっと広範囲の用途のために光源全般に適用することもできる。
【００７４】
図１１は、本発明による固体照明装置を用いて得ることが可能な照明プロファイルの例を示している。
【００７５】
異なる発光素子の光出力を（上に重なる表示パネルを介しての減衰を制御するというよりは）直接的に制御する能力は、法線方向のスポットライト出力（図１１Ａ）、拡散光出力（図１１Ｂ）、主に周辺照明を行う指向性出力（図１１Ｃ）及び選択された側の照明を行う指向性出力（図１１Ｄ）等の複数の異なる照明効果を達成するために単一の光源構成が電気的に制御されるのを可能にする。
【００７６】
当該構造のバー毎の発光領域の輝度を調整することにより、放射プロファイルを制御することができる。
【００７７】
角度分布も、角度分布に対する制御が空間色分布を制御するために使用され得るように、特定の色の指向性ＯＬＥＤと組み合わせることができる。
【００７８】
使用される傾斜角度及び／又は放射円錐の幅は、照明される面積内の暗い（少なく照明される）領域の出現を防止するために、放出される方向の間に幾らかの重なりが存在するように選択することができる。
【００７９】
上に詳述した例は、一次元で構造化された（平行に走る棒状の基板領域を設ける）基板を使用している。しかしながら、有機固体照明装置においては二次元構造も使用することができる。例えば、照明方向の更なる空間的制御を提供するために、角錐のアレイを使用することができる。
【００８０】
上述した例では、指向性光出力はキャビティを用いて達成することができる。しかしながら、指向性光出力は、表示素子上に、１つの発光素子からの光出力は１つの開口のみしか通過することができないと共に、該開口が光出力の角度的広がりを制限するように重なる開口アレイを用いて達成することもできる。
【００８１】
本発明の装置がバックライトとして又は汎用照明目的で用いられる例の場合、例えばアクティブマトリクスを用いて個々にアドレス指定可能なピクセルを作製する必要性はない。そのような場合、指向性発光素子のバーは、同時にアドレス指定されるように製造することができる。斯かるバーは、平行に（左から右へ、上から下に）又は同心円で又は他の構造で延在することができる。これは、電子バックプレーンの費用を低減する。というのは、１つの電極層（例えば、ＯＬＥＤの陽極又は陰極）の簡単なパターニングしか必要としないからである。
【００８２】
バックライトがＬＣＤと組み合わされる例の場合、ＬＣＤパネル内の素子のアドレス指定が光出力の所望の制御を果たし、これもバックライトの設計に対する付加的複雑さを必要としない。
【００８３】
図１２は本発明の表示装置を示し、該表示装置においてバックライト１２０は上述したような発光装置の形態であり、表示制御装置１２２が該バックライト上に重なる。この制御装置は、本質的に自身のバックライトを持たないＬＣＤ表示器であるようなＬＣＤ光変調器を有することができる。
【００８４】
可能性のある製造技術の一例は、後に変形される平坦なＯＬＥＤシートを、例えば可撓性／順応性ＯＬＥＤシートを一層剛性のある事前形成された基板上に積層することにより形成することである。使用することが可能な基板は、プラスチック（例えば、ポリイミド）又は金属箔である。
【００８５】
ＯＬＥＤを事前成型された基板上に、特に蒸着により堆積することも可能である。原理的に、ＯＬＥＤを有する機能有機層は、例えば１００ｎｍ程度の全厚さのように、極端に薄い。従って、必要とされる表面微細構造は限られたもので、従来の蒸着技術、及び恐らくは従来のスピンコーティング技術も適用することができる。
【００８６】
幾つかの応用例では、個々の光素子は独立した制御を必要としない。例えば、バックライトの場合、出力は、連続した輝度のもので、全ＯＬＥＤ素子からのものであり得る。他の応用例では、少なくとも異なる指向性領域の独立した制御が望まれる。前記照明装置が表示器を直接形成する場合、ピクセル又はサブピクセルとして機能する各光源の独立したアドレス指定を行うためにアクティブマトリクスアレイが必要である。
【００８７】
指向性ＯＬＥＤは小分子ＯＬＥＤ（smOLED）及びポリマＯＬＥＤ（pLED）装置に基づくものとすることができる。
【００８８】
当業者にとり、種々の変形例が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、マルチビュー表示器の動作原理を説明するために使用される。
【図２】図２は、自動車用途に使用するためのマルチビュー表示器の所望の光強度出力を示す。
【図３】図３は、図２を参照して説明した所望の指向性出力を得るための障壁層の使用を示す。
【図４】図４は、従来のＯＬＥＤ表示装置の構造を概念的に示す。
【図５Ａ】図５Ａは、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図５Ｂ】図５Ｂも、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図５Ｃ】図５Ｃも、光出力方向を制御するために光学キャビティを使用したＯＬＥＤ表示装置の既知の構造を概念的に示す。
【図６】図６は、本発明の第１の発光装置を示す。
【図７】図７は、本発明の発光装置の他の例を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明のマルチビュー表示装置の或る例を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明のマルチビュー表示装置の他の例を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明のマルチビュー表示装置の更に他の例を示す。
【図９】図９は、基板のための可能な畝形状を示す。
【図１０】図１０は、基板のための他の可能な畝形状を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１１Ｄ】図１１Ｄも、本発明の制御可能な照明装置を示す。
【図１２】図１２は、本発明の表示装置を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられた発光素子の配列と、
を有する発光装置であって、前記基板が、異なる方向に向いた法線方向を有する少なくとも第１及び第２の領域を定めるような輪郭付けされた表面を有し、前記発光素子が指向性発光素子を有し、これら発光素子が前記第１及び第２の領域上に設けられ、これにより第１及び第２の光放出方向を定めるような発光装置。
【請求項２】
前記指向性発光素子の各々が、当該発光素子が取り付けられた前記基板の法線方向の周辺に集中された光出力を有するような請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記指向性発光素子が、当該発光素子が取り付けられた前記基板の法線方向において又は実質的に該法線方向において最大の輝度を有するような出力を有し、前記輝度が最大値の５０％となる全角度が５度から５０度の範囲内であるような請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記輝度が最大値の５０％となる前記全角度が１０度から３５度の範囲内であるような請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子が有機発光ダイオード装置を有するような請求項１ないし４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子が光学キャビティ内に位置するエレクトロルミネッセント材料を有するような請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板は畝が形成された表面を有し、各畝の１つの表面が前記第１の領域の部分を定める一方、各畝の他の表面が前記第２の領域の部分を定めるような請求項１ないし６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記畝が三角形状突起を有するような請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の部分を有し、これら部分が互いに平行であるような請求項１ないし８の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の発光装置を有するバックライトと、
前記バックライトに重なる表示制御装置と、
を有する表示装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の連続した部分を有し、これら連続した部分が互いに平行であり、各部分が赤、緑又は青色のサブピクセルに関連付けられているような請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の連続した部分を有し、これら連続した部分が互いに平行であり、各部分が赤、緑及び青色の各々のサブピクセルに関連付けられているような請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記各部分が畝の表面を有し、前記各色のサブピクセルが当該畝の長さに整列されているような請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記各部分が畝の表面を有し、前記各色のサブピクセルが当該畝の長さに沿って交互に位置するような請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１５】
マルチビュー表示装置を有し、当該表示装置が前記少なくとも第１及び第２の領域上に設けられた前記発光素子を使用して少なくとも第１及び第２の画像を表示するように作用する請求項１０ないし１４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１６】
裸眼立体表示装置を有し、当該表示装置が使用時に前記第１及び第２の領域上に設けられた前記発光素子を使用してユーザの異なる目に対し第１及び第２の単眼画像を表示するように作用する請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
角度分布及び／又は空間色分布を電子的に制御することができるような制御可能な光源を有する請求項１ないし９の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記少なくとも第１及び第２の光放出方向に対する光出力の間に幾らかの重なりが存在するような請求項１７に記載の発光装置。
【請求項１】
基板と、
該基板上に設けられた発光素子の配列と、
を有する発光装置であって、前記基板が、異なる方向に向いた法線方向を有する少なくとも第１及び第２の領域を定めるような輪郭付けされた表面を有し、前記発光素子が指向性発光素子を有し、これら発光素子が前記第１及び第２の領域上に設けられ、これにより第１及び第２の光放出方向を定めるような発光装置。
【請求項２】
前記指向性発光素子の各々が、当該発光素子が取り付けられた前記基板の法線方向の周辺に集中された光出力を有するような請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記指向性発光素子が、当該発光素子が取り付けられた前記基板の法線方向において又は実質的に該法線方向において最大の輝度を有するような出力を有し、前記輝度が最大値の５０％となる全角度が５度から５０度の範囲内であるような請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記輝度が最大値の５０％となる前記全角度が１０度から３５度の範囲内であるような請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光素子が有機発光ダイオード装置を有するような請求項１ないし４の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子が光学キャビティ内に位置するエレクトロルミネッセント材料を有するような請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板は畝が形成された表面を有し、各畝の１つの表面が前記第１の領域の部分を定める一方、各畝の他の表面が前記第２の領域の部分を定めるような請求項１ないし６の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記畝が三角形状突起を有するような請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の部分を有し、これら部分が互いに平行であるような請求項１ないし８の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか一項に記載の発光装置を有するバックライトと、
前記バックライトに重なる表示制御装置と、
を有する表示装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の連続した部分を有し、これら連続した部分が互いに平行であり、各部分が赤、緑又は青色のサブピクセルに関連付けられているような請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１及び第２の領域の各々が前記基板の複数の連続した部分を有し、これら連続した部分が互いに平行であり、各部分が赤、緑及び青色の各々のサブピクセルに関連付けられているような請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記各部分が畝の表面を有し、前記各色のサブピクセルが当該畝の長さに整列されているような請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記各部分が畝の表面を有し、前記各色のサブピクセルが当該畝の長さに沿って交互に位置するような請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１５】
マルチビュー表示装置を有し、当該表示装置が前記少なくとも第１及び第２の領域上に設けられた前記発光素子を使用して少なくとも第１及び第２の画像を表示するように作用する請求項１０ないし１４の何れか一項に記載の表示装置。
【請求項１６】
裸眼立体表示装置を有し、当該表示装置が使用時に前記第１及び第２の領域上に設けられた前記発光素子を使用してユーザの異なる目に対し第１及び第２の単眼画像を表示するように作用する請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
角度分布及び／又は空間色分布を電子的に制御することができるような制御可能な光源を有する請求項１ないし９の何れか一項に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記少なくとも第１及び第２の光放出方向に対する光出力の間に幾らかの重なりが存在するような請求項１７に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２】
【公表番号】特表２００９−５１４１５７（Ｐ２００９−５１４１５７Ａ）
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３７２７３（Ｐ２００８−５３７２７３）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５３８８７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４９２１３
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００６／０５３８８７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０４９２１３
【国際公開日】平成１９年５月３日（２００７．５．３）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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