本開示は、高角度解像度、広視野、マルチビューディスプレイの生成のための指向性画素のデザインに関する。

多大なライトフィールドディスプレイの研究および開発にもかかわらず、商業的なマルチビュー、自動立体視、高角度解像度、広視野のライトフィールドディスプレイは存在しない。現在市販されているディスプレイは、数十ミクロンから数百ミクロンの範囲の大きさの画素を使用している。自然な「リアルタイム」画像を再現するライトフィールドディスプレイを製造する場合には、現在のディスプレイの解像度は低すぎる。

現在のディスプレイはまた、(特許文献1および特許文献2のような)ディスプレイスクリーン又は(特許文献3のような)画像プロジェクタを覆う従来レンズを用いた出力角度の制限に起因して、狭い視野を生成する。解像度及び視野の制限に加えて、従来の3次元ディスプレイは一般に調節-輻輳矛盾(accommodation-convergence conflict)を生じさせ、観察者に不快感をもたらす。

特許文献4には、複数のサブピクセル(サブピクセル)を覆うレンズが教示されており、これにより、サブピクセルを個々にアドレス指定することができない。

特許文献5のように、異なる角度に光ビームを向けるように機械的に傾けられ又は角度連接された指向性光変調器の使用が知られている。また、特許文献6のように、光ビームを制御して散乱させるための指向性バックライトも知られている。

特許文献7は、画素の発光部分の周辺に配置された回路で構成された画素を教示し、この構成により、発光面の空間が制限され、垂直導波路は、ナノスケールのようなより小規模な画素にコリメートするように、うまくスケールダウンすることができない。

特許文献8は、媒体内で接続された光ビームを特定の角度に向けるために周期的な回折格子を使用することを教示しており、これらの周期的な回折格子は、従来の画素サイズに対して広い角度を提供する一方で、より小規模な画素から発光された光を良好に直接発光することができない。特許文献8の周期な回折格子はまた、ディスプレイを水平視差に制限する。

特許文献9は、コリメートされたバックライトを配置するライトフィールドディスプレイを記載している。特に小規模画素サイズのために、正確なビームステアリングを可能にするために、各サブピクセルのスペクトル帯域幅が低減されたライトフィールドディスプレイが必要とされている。

米国特許第9274345号明細書

米国特許第9250446号明細書

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米国特許第9389415号明細書

米国特許第9372349号明細書

本開示の目的は、高角度解像度、広視野、マルチビューディスプレイの作成のための指向性画素のデザインを向上することである。

本分野で既知の画素は、一般に、全方向に光をブロードキャストしながら、出力色及び強度を制御する。本開示の目的は、光ビームの色、強度(instance)、および方向を制御する指向性画素を提供することである

本分野で既知の指向性画素の強度は、限られた数の異なる光放射方向を提供し、限られた角度解像度および限られた被写界深度を有するディスプレイを作成する。本開示の目的は、増加した数の異なる光放射方向を提供することであり、被写界深度が改善された高角度解像度ディスプレイを創造することである。

本開示の目的は、光ビームが本システムを通って伝搬する前に、光学マイクロキャビティ内の小規模な画素サイズのために光ビームをコリメート、操作、または調整することであり、これにより、出力光ビームのスペクトル帯域幅を減少し、出力角度の制御を最大化する。

本発明の目的は、小規模(ナノスケールまたはマイクロスケール)画素を提供することである。ディスプレイに使用される場合、低減された画素サイズは、システムがより多くの異なる方向に、より多数の光ビームを出力することを可能にする。これは、多次元オブジェクトに対する改善された有効解像度を有するより高角度の解像度ディスプレイの生成を可能にすることによって、本分野の既知の画素を改善する。視野数が増加したライトフィールドディスプレイは、任意の観察位置に位置する観察者が複数の視野を同時に受け取ることを可能にする。これは、スーパーマルチビュー(SMV)ディスプレイとして知られている。改良された角度解像度を提供するSMVディスプレイは、調節-輻輳矛盾をなくし、より高品質の被写界深度を有するディスプレイを生じさせる。

一つの態様では、基板と、1以上の画素駆動回路と、1以上のナノスケールまたはマイクロスケールのサブピクセルと、1以上の指向性導光面と、を備え、前記サブピクセルの各々は、光ビームを放射する発光デバイスと、前記発光デバイスを収容する光学マイクロキャビティとを含み、前記光学マイクロキャビティは、特定的に前記光ビームをコリメート、操作、または調整する複数の反射面を含み、前記複数の反射面のうちの1つ以上は、前記マイクロキャビティから前記光ビームを伝える光伝搬反射面であり、前記光伝搬反射面は、前記光ビームを特定の角度に向けるように前記1以上の指向性導光面に接続されている指向性画素が提供される。

別の態様では、複数の指向性画素を指向性画素アレイシステムに配置するステップを含み、前記指向性画素の一以上が、基板と、1以上の画素駆動回路と、1以上のナノスケールサブピクセル又はマイクロスケールサブピクセルと、1以上の指向性導光面とを備え、前記サブピクセルの各々は、光ビームを放射する発光デバイスと、前記発光デバイスを収容する光学マイクロキャビティとを含み、前記光学マイクロキャビティは、特定的に前記光ビームをコリメート、操作、調整する複数の反射面から構成され、前記複数の反射面のうちの1つ以上は、前記マイクロキャビティから前記光ビームを伝える光伝搬反射面であり、前記光伝搬反射面は、前記光ビームを特定の角度に向けるように前記1以上の指向性導光面に接続されていることを特徴とする、高角度解像度マルチビューライトフィールドディスプレイの生成方法が提供される。

図1は、2T1C画素駆動回路を示す。

図2は、本技術分野で公知の、画素構成の概略平面図を提供する。

図3Aは、本開示のサブピクセル構成の概略平面図を提供する。

図3Bは、本開示のサブピクセル構成の概略側面図を提供する。

図4は、本開示の基礎サブピクセル層を示す図である。

図5は、本開示の指向性画素構成を示す図である。

図6は、本開示の代替的な指向性画素構成を示す図である。

図7は、本開示の代替的な指向性サブピクセル層を示す図である。

図8Aは、本開示の指向性導光面を示す図である。

図8Bは、本開示の指向性導光面をレンズまたはレンズ状の表面として示す図である。

図8Cは、回折格子にエッチングされたメタサーフィスとしての本開示の指向性導光面を示す図である。

本発明の様々な特徴は、図面の例と共に以下の詳細な説明から明らかになるであろう。本明細書に開示された指向性画素の設計要素、構成および使用は、ここに記載され請求される本発明の範囲を限定することを意図されていない実施形態を表す様々な実施例を参照して説明される。本発明が属する分野における当業者は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本開示の教示に従って実施することができる、本明細書に開示されていない本発明の他の変形、実施例および実施形態がありうることを理解するであろう。

<定義> 本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、他に定義されない限り、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。

用語「1(aまたはan)」の使用は、本明細書では「含む(comprising)」という用語と共に使用される場合、「1(one)」を意味することができるが、「1以上(one or more)」、「少なくとも1つの(at least one)」及び「1以上(one or more than one」という意味にも一致する。

本明細書で使用されるように、「備える(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」、および「含有する(containing)」およびその文法的な変形の用語は、包括的またはオープンエンドであり、追加の、列挙されていない要素および/または方法のステップを除外するものではない。本明細書では、組成物、デバイス、物品、システム、使用または方法に関連して使用される場合に「本質的に〜からなる(consisting essentially of)」という用語は、追加の要素および/または方法ステップが存在し得るが、これらの追加は、列挙された組成物、デバイス、物品、システム、方法または使用機能のような方法に実質的に影響を及ぼさない。「からなる(consisting of)という用語は、組成物、デバイス、物品、システム、使用または方法に関連して使用される場合、追加の要素および/または方法ステップの存在を除外する。特定の要素および/または工程を含む本明細書に記載された組成物、デバイス、物品、システム、使用または方法は、特定の実施形態では、これらの要素および/またはステップから本質的になりえ、他の実施形態では、これらの実施形態が特に参照されるか否かにかかわらず、それらの要素および/またはステップからなりうる。

本明細書で使用される場合、用語「約」は、所与の値から約+/−10%の変動を意味する。このような変動は、特にそれが特に言及されるか否かにかかわらず、本明細書で提供される任意の所与の値に含まれることが理解されるべきである。

本明細書における範囲の記載は、特に示されない限り、当範囲内と、使用された数字と同じ位(くらい)まで当範囲内に入る個々の値と、の両方を、当該範囲を表すように伝えることを意図している。

任意の例または例示的な言語の使用、例えば、「のような(such as)」、「例示的な実施形態(exemplary embodiment)」、「例示的な実施形態(illustrative embodiment)」、および「例えば(for example)」などの用語は、本発明に関する態様、実施形態、変形、要素又は特徴を説明するまたは示すことを意図されているものであって、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

本明細書で使用される「接続(connect)」および「接続された(connected)」という用語は、本開示の指向性画素またはサブピクセルの要素または特徴間の任意の直接的または間接的な物理的関連付けを指す。したがって、接続されていると記載された要素または特徴の間に介在する他の要素または特徴が存在する場合であっても、これらの用語は、部分的にまたは完全に互いに含まれ、取り付けられ、結合され、その上に配置され、共に結合されている等のこれらの要素または特徴を表すと理解されたい。

本明細書で使用される「画素」という用語は、ディスプレイを生成するために使用される光源および発光メカニズムを指す。

本明細書に開示された組成物、デバイス、物品、方法および使用の任意の実施形態は、当業者によって、または本発明の範囲および精神から逸脱することなく変形または等価物を作成することによって実施され得ることが予期される。

<サブピクセル> 本開示は、個々にアドレス指定可能な赤、緑、および青(RGB)のサブピクセルを提供する。サブピクセルサイズは、本分野で以前に知られているピクセルサイズよりも著しく小さく、ナノスケールから数ミクロンまでの範囲まで低減される。サブピクセルは、光学マイクロキャビティ内に収容された発光デバイスから構成される。光学マイクロキャビティは、光を実質的にコリメート、操作、または調整するための複数の反射面を含む。反射面のうちの少なくとも1つは、マイクロキャビティからの光を伝えるために光学マイクロキャビティに接続された光伝搬反射面である。

<指向性画素> 本分野で既知の画素は、全ての方向に光をブロードキャストする。本開示は、光ビームを単一の方向に、または、単一の角度で導く改良された画素である、指向性画素を提供する。各指向性画素には、特定の方向、或いは、x座標とy座標とが割り当てられ、視野は、x座標とy座標の両方に対して180度まで可能である。

各指向性画素は、1以上の画素駆動回路と、1以上のサブピクセルと、1以上の指向性導光面とを含む。サブピクセルはRGBサブピクセルであり、赤、緑、または青のサブピクセルを含むことができる。複数の方向に光を伝搬する複数の指向性画素は、指向性画素アレイを形成する。指向性画素アレイは、指向性光ビームのアレイを異なる視野角に送る。例えば、512×512指向性画素アレイにおいて、各指向性画素は異なる角度に光を向けるので、各指向性画素アレイは、視野角関数の512×512個のサンプルと、無限数の異なる視野角とを有するライトフィールドディスプレイを生成する。第1の角度に位置する第1の観察者が、第1の観察者に向けられた第1の指向性のある画素を見ることができる場合、第2の角度の第2の観察者は、第2の観察者に向けられた第2の指向性のある画素を見ることができる。両方の観察者が空間内の同じ点を注視しているように見えるが、それらは実際には異なる画像を観察し、それは輝度、強度、または色が異なり得る。複数の指向性画素をディスプレイに使用する場合、フルモーション視差を有するフル3次ライトフィールドディスプレイを動作可能に形成する。

画素駆動回路は、サブピクセルを制御し、異なる色および強度を達成するために、異なる電圧を発光デバイスに対して駆動する。サブピクセルのアレイにおいて、各サブピクセルに動作可能に接続された画素駆動回路のアレイは、アレイ内の各サブピクセルの背後に位置する。同様に、指向性画素のアレイにおいて、サブピクセルに接続された画素駆動回路は、指向性画素アレイ内の各サブピクセルの背後に位置する。

例示的な実施形態では、画素駆動回路はサンプルホールド回路である。アレイ内の各指向性画素は順次更新される、画素駆動回路のアレイ内の各回路は、その関連するサブピクセルにデータを駆動し、データをサンプリングして保持し、各サブピクセルは、新しいデータが使用可能になるまでその値を保持し、それを更新する。

例示的な実施形態では、マイクロキャビティ陰極(底部反射面)は、導電性材料から構成される。陰極の厚さは反射率を増大させ、不要な位相変化を低減するように設定される。マイクロキャビティ光伝搬反射面(上部反射面)は、二酸化チタンおよび二酸化ケイ素を含む誘電体層を有する。光伝搬反射面は、光のわずかな部分のみが逃れるように高度に反射性であり、光伝搬反射面は、有利にはその誘電体組成物により吸収がない。誘電体対の数を増加させることにより、光伝搬反射面の反射率を調整することができる。各誘電体層は、λ/4の光路長を有する。誘電体層の光路長は、光路長が光学キャビティ内を移動する距離を考慮するものであるため、誘電体層の厚さとは異なる。誘電体層の光路は、所定の波長のモードであるため、光伝搬反射面は、該所定の波長およびその中心波長の周りの波長の範囲の両方のための高反射ミラーである。発光デバイスが発光する場合、光ビームは、上記2つのミラーの間を反射する。中心ピークにおける強め合う干渉と、中心ピークの周りの消滅的な干渉とを含み、ミラーに垂直な光線は、光伝搬反射面から放射される、それによって、低減されたスペクトル帯域幅を有する実質的にコリメートされ、操作され、または調整された光を生成する。

本開示では、各指向性画素は単一方向に光を放射する。画素は、本分野で一般に知られているように、全ての方向に光をブロードキャストしない。本発明は、3次元ライトフィールドディスプレイを生成するために、光ビームの各々は、1以上の指向性導光面を通って伝播し、指向性導光面は、光を単一方向に導く。指向性導光面は、レンズ、レンズ様表面、或いは、周期的または非周期的格子を有するメタサーフィスのような任意のタイプの誘電体表面とすることができる。複数の観察者は、指向性導光面によって指向される異なる光ビームで提示される同じ3次元表示画面を観察することができる。例えば、第1の角度に位置する第1の観察者が、第1の観察者に向けられた第1の指向性の画素を見ることができる場合、第2の角度に位置する第2の観察者は、第2の観察者に向かう第2の指向性の画素を見ることができる。指向性導光面は、第1の指向性画素の各RGBサブピクセルから放射された光ビームを同一方向に導き、第2の指向性画素におけるRGBサブピクセルとそれ以降も同様である。

本発明が属する分野における当業者は、指向性導光面としてうまく作用することができる複数のタイプの誘電体表面が存在することを理解するであろう。指向性導光面は、これに限定されるものではないが、1以上のレンズ、1以上のレンズ様表面、または1以上のメタサーフィスを含むことができる。指向性導光面は、これに限定されるものではないが、周期的又は非周期的な回折格子又は構造にエッチングすることができる。指向性導光面は、単一の表面または互いに作動的に接続された複数の表面とすることができる。

<本発明の例示的な実施形態> 本発明の例示的な実施形態では、本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)バックプレーンから構成される画素駆動回路と、発光デバイスとして有機発光ダイオード(OLED)と、OLEDを収容し、複数の反射面から構成された光学マイクロキャビティと、指向性導光面とを備える。画素駆動回路はOLEDに電力を供給し、マイクロキャビティはOLEDから放射される光の出力角を著しく減少させ、実質的にコリメートされ、操作され、又は調整された光を生成し、指向性導光面は、光ビームを単一の方向に、または単一の角度に向ける。

図1は、2トランジスタ1キャパシタ(2T1C)画素駆動回路を示す。複数の回路はアレイを形成し、アレイの側縁部は、格子状の接続構造においてアレイから出てきた複数の接続部を有する。データ接続部はアレイ列であり、サンプル接続部はアレイ行である。図1に示すように、各個別回路は、データ線1と走査線2とを有する。走査線2がアクティブであるとき、データはサンプリングされ、サンプル信号はアレイの側縁部に配置されたスイッチングトランジスタ3(TFT1)に送られる。サブピクセルが選択されると、TFT1(3)が電圧信号をデータ線トランジスタ4(TFT2)に送出する。TFT2(4)が発光デバイス(例示的な実施形態ではOLED(5))を駆動する。電圧レール6は、TFT2(4)に電力を供給する。複数の回路がアレイを形成し、アレイの第1の行がアクティブであるとき、TFT1(3)は各指向性画素をサンプリングし、全行を能動的にサンプリングして更新する。各サブピクセルがサンプリングされると、キャパシタ7は、OLED(5)の状態を指向性画素がリフレッシュされるまで一定のままに確保するようにデータを保持する。第1の行が完了すると、複数のキャパシタの各々は、アレイの第2の行がアクティブである間、第1の行用のデータを保持し、同様の手順を行う。キャパシタは、アレイの第3の行がアクティブである間、第2の行用のデータを保持し、以下同様である。この手順は、行ごとに繰り返され、最後の行がサンプリングされた場合にアレイの第1の行に戻る。回路は2つの接地線8、9を有する。TFT1(3)を制御するデータ線1及び走査線2は、個々に画素アレイに接続し、各サブピクセルを個々にアドレス指定可能にする。

例示的な実施形態では、各TFTは、誘電体およびn型半導体を有するスタガードボトムゲートデバイスである。TFTはまた、金属製のソース、ドレイン、ゲート電極、及びバックチャネルパッシベーション層を含む。TFTを有するピクセルバックプレーンを製造することにより、3次元ピクセルアレイディスプレイを従来の電子ディスプレイサイズまで拡大することができる。例示的な実施形態では、ナノスケールTFTは、電子ビームリソグラフィ(EBL)を介して製造される。

本開示は、ミクロンサイズの指向性画素及びナノスケールから数ミクロンの範囲のサイズのサブピクセルを教示する。2T1C画素駆動回路をミクロンサイズの領域に適合するために、キャパシタの上部に積層された2つのTFTを有する回路が製造される。2つのビアは、2つのTFTを2つのキャパシタ電極に接続する。第3のビアは、これらのTFTをOLEDに接続する。OLEDは、2つのTFTの上に製造される。平坦化層は、キャパシタと2つのTFTとの間、および2つのTFTとOLEDとの間に位置する。例示的な実施形態では、OLEDは、現在のLCDディスプレイ技術と比較して、改善された色精度、増大されたコントラスト、および低下された電力条件を有するので、発光デバイスとして使用される。本開示は、OLEDの間隔を数十nmまで減少させることにより、従来技術を改善する。

図2は、本分野で一般的に知られている画素の平面図を示し、画素駆動回路13は、画素の発光部12と同一平面上に配置される。例示的な実施形態は、画素駆動回路を発光部分の背後に積層することによって先行技術を改善する。図3Aは、本開示の平面図を示し、発光部14のみが視認可能である。図3Bは、本開示の側面図であり、発光部14の下側の画素駆動回路15を示す。この構造は、より多くの領域が発光に利用可能となり、全体の画素サイズを低減することができるように画素の面上の空間を節約する。当業者は、このような画素のデザインが、本分野で以前に知られているディスプレイと比較して、開口率の著しい増大をもたらすことを理解するであろう。本開示は、ナノスケールから数ミクロンの範囲のRGBサブピクセルを生成することができ、そのサイズは、RGB画素サイズが10μm−30μmの従来技術のRGB画素サイズと比較して著しく低減される。サブピクセルサイズを10ミクロン未満に小型化するために、光学マイクロキャビティと組み合わせられるナノスケール回路またはマイクロスケール回路は、全体的な画素設置面積が低減される。

光学マイクロキャビティは、OLEDを収容する複数の反射面からなる。例示的な実施形態では、マイクロキャビティは、底部反射面と上部反射面を含み、多層OLEDは、この2つの反射面の間に配置される。マイクロキャビティは、陰極が反射面を兼ねることができる。上部反射面は光伝搬反射面でもある。図4は、赤、緑および青のサブピクセルの基本的な層を示し、各サブピクセルは、陰極16と、着色OLED層17A−Cと、透明な陽極18と、充填層19から構成され、各々は光学マイクロキャビティ内にそれぞれ構成される。OLEDのRGB色は、赤17A、緑17B及び青17Cである。複数の反射面間の距離は所定の長さに設定され、OLED光路長はλ/2であり、λは所定の発光中心波長である。

図5は、本発明の例示的な実施形態を示す。本実施形態では、各サブピクセルは、単一の専用画素駆動回路によって駆動される。例えば、図5は、3つの別個のサブピクセル23−31を駆動する3つの別個の画素駆動回路20を示している。同図では、同様の要素は、D、E、およびFで示され、図の数値要素に対する参照は、それらは全て同じように動作するので、該同様の要素のそれぞれを参照する。

図5に示すように、TFTバックプレーンなどの画素駆動回路20は、基板22において、ビア21を介して陰極23に接続する。陰極は、光学マイクロキャビティ反射面の1つを兼ねている。陰極の上部には、電子輸送層24、エミッション層25、正孔輸送層26、正孔注入層27、陽極28および充填層29があり、これらの要素が3つのOLEDを構成する。充填層29の上部は、分布ブラッグ反射器(DBR)であり、複数の光伝搬反射面は低屈折率(30)と高屈折率(31)を交互に配置した誘電体層からなる。光学マイクロキャビティの長さはL_CAVとして示され、接続されたDBRの長さはL_DBRとして示されている。DBRは、1以上の実質的にコリメートされ、操作され、または調整された光ビームを放射し、光ビームは、指向性導光面32を通って伝搬する。指向性導光面は、特定の空間波ベクトルに光ビームを導く。各画素が専用DBRを使用する場合、該DBRは各出力波長に対して作動可能に同調される。

図6は、本開示の別の実施形態を示す。ここで、1つの画素駆動回路は、複数のサブピクセルを駆動する。このような構成は、グレースケールディスプレイに用いることができるが、これに限定されるものではない。例えば、図6は、3つの別個のサブピクセル(43−51)を駆動する1つの画素駆動回路40を示している。同図では、同様の要素は、D、E、およびFで示され、同図の数値要素の参照は、それらは全て同じように動作するので、同様の要素の各々を参照する。

図6に示すように、画素駆動回路40は、基板42において、ビア41を介して陰極43に接続されている。陰極は、複数の反射面の1つを兼ねている。陰極の上部には、電子輸送層44、エミッション層45、正孔輸送層46、正孔注入層47、陽極48および充填層49があり、これらの要素が3つのOLEDを構成する。充填層49の上にはDBRがあり、低屈折率50と高屈折率51を交互に配置した誘電体層からなる。光学マイクロキャビティの長さはL_CAVとして示され、DBRの長さはL_DBRとして示されている。DBRは、1以上の実質的にコリメートされ、操作され、または調整された光ビームを放射し、光ビームは、指向性導光面52を通って伝搬する。指向性導光面は、特定の空間波ベクトルに光ビームを導く。各画素が専用DBRを使用する場合、DBRは各出力波長に対して作動可能に調節される。

図7は、本開示の別の実施形態を示す。ここで、1つの画素駆動回路は、複数のサブピクセルを駆動するが、サブピクセルは、1以上のマイクロキャビティ光伝搬反射面を共有する。このような構成は、グレースケールディスプレイに用いることができるが、これに限定されない。例えば、図7は、反射面70−71を共有する3つの別個のサブピクセル63−69を駆動する1つの画素駆動回路60を示している。同図では、同様の要素は、D、E、およびFで示され、同図の数値要素の参照は、それらは全て同じように動作するので、同様の要素の各々を参照する。

図7に示すように、画素駆動回路60は、基板62において、ビア61を介して陰極63に接続されている。陰極は、複数の反射面の1つを兼ねている。陰極の上部には、電子輸送層64、エミッション層65、正孔輸送層66、正孔注入層67、陽極68および充填層69があり、これらの要素は3つのOLEDを構成する。3つの別個の充填層69の上には、低屈折率70と高屈折率71を交互に配置した誘電体層からなる単一の共有DBRがある。光学マイクロキャビティの長さはL_CAVとして示され、DBRの長さはL_DBRとして示されている。DBRは、1つ以上の実質的にコリメートされ、操作され、または調整された光ビームを放射し、光ビームが指向性導光面72を通って伝搬する。指向性導光面は、特定の空間波ベクトルで光ビームを導く。複数の画素がDBRを共有する場合、DBRは、全スペクトル範囲をカバーする反射率を有する広帯域構造として動作する。

図8Aから図8Cは、本発明の範囲および精神から制限または逸脱することなく指向性導光面を例示するために提供されている。図示されているように、光ビームは指向性導光面80に入射し、そこで特定のx及びy座標を有する特定の空間波ベクトルに偏向され、導かれる。例示的な目的のために、図8Aは一般的な指向性導光面80を示し、図8Bはレンズまたはレンズ様構造80を示し、図8Cは回折格子または構造80にエッチングされたメタサーフィスを示す。