KR102348580B1 - 형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅 - Google Patents

형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅 Download PDF

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Abstract

멀티뷰 백라이팅은 멀티뷰 이미지의 복수의 상이한 뷰에 대응하는 지향성 광빔을 제공하기 위해 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 형광 멀티빔 요소를 채용한다. 멀티뷰 백라이트는 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 광 가이드 및 형광 멀티빔 요소를 포함한다. 형광 멀티빔 요소는 형광 재료를 포함하고, 안내된 광으로부터 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 방출광을 제공하도록 구성된다. 방출광은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향에 대응하여 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔을 포함하고 색-맞춤 방사 패턴은 멀티뷰 디스플레이 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 배열에 대응한다.

Description

형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅
관련출원에 대한 상호참조
N/A
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이는 다양한 디바이스 및 제품의 사용자에게 정보를 통신하기 위한 거의 유비쿼터스적인 매체이다. 가장 일반적으로 채용되는 전자 디스플레이는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이, 등)를 채용하는 다양한 디스플레이를 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 또 다른 소스에 의해 제공된 광을 변조하는 디스플레이)로서 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 자명한 예 중에는 CRT, PDP, 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 전형적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소모를 포함하지만 이에 국한되지 않는 유익한 성능 특징을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 없기 때문에 많은 실제 응용에서 다소 제한된 사용을 발견할 수 있다.
방출광과 연관된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동 디스플레이를 광을 방출하여 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하게 할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 다른 수동 디스플레이 뒤에 놓여지는 광원(종종 패널 백라이트)으로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어서 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 백라이트는 종종 백색광을 방출하도록 구성된다. 이어 컬러 필터는 백색광을 디스플레이에서 사용되는 다양한 색으로 변환하기 위해 사용된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적인) 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 놓여질 수 있다. 대안적으로, 다양한 색은 기본색과 같은 상이한 색을 사용하는 디스플레이의 필드-순차 조명에 의해 구현될 수 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티뷰 백라이트는 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 광 가이드; 및
형광 재료를 포함하고 상기 안내된 광으로부터 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 방출광을 제공하도록 구성된 형광 멀티빔 요소로서, 상기 방출광은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들을 포함하는, 형광 멀티빔 요소를 포함하고,
상기 색-맞춤 방출 패턴은 상기 멀티뷰 디스플레이 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀들의 배열에 대응하는 것이다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은 형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅을 제공하는 효과가 있다.
본원에 설명된 원리에 따른 예 및 실시예의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면에 도시된 예와 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이의 사시도이다.
도 1b는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하여 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분의 그래픽 표현이다.
도 2a는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트의 단면도이다.
도 2b는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트의 평면도이다.
도 2c는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트의 사시도이다.
도 3은 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 색 브레이크업을 나타내는 멀티뷰 백라이트의 일부의 단면도이다.
도 4는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 색 브레이크업의 그래픽 표현이다.
도 5는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트의 일부의 단면도이다.
도 6은 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트의 일부의 단면도이다.
도 7a는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 형광 멀티빔 요소의 단면도이다.
도 7b는 본원에 기술된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라, 예에서 형광 멀티빔 요소의 단면도이다.
도 7c는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 정사각형 형상의 멀티빔 서브-요소를 갖는 형광 멀티빔 요소의 상면 또는 평면도이다
도 8은 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 9는 본원에 기술된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 도시된 특징에 추가되거나 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본원에 기술된 원리에 따른 예 및 실시예는 형광 멀티빔 요소를 채용하는 멀티뷰 백라이팅을 제공한다. 특히, 본원에 기재된 멀티뷰 백라이팅 실시예는 형광 재료, 즉 '형광' 멀티빔 요소를 포함하는 멀티빔 요소를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소는 복수의 상이한 주 각도 방향을 갖는 광빔을 포함하는 방출된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 광빔의 상이한 주 각도 방향은, 예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 다양한 상이한 뷰의 상이한 방향에 대응할 수 있다. 또한, 형광 멀티빔 요소에 의해 방출된 광은 색-맞춤 방출 패턴(또는 색-맞춤 '형광' 방출 패턴)을 가지며, 광빔은 다양한 실시예에 따라 이 방출 패턴과 일관되는 상이한 색의 광을 포함한다.
이와 같이, 형광 멀티빔 요소를 채용하는 멀티뷰 백라이팅은 색 멀티뷰 디스플레이에의 특정한 응용에 색 백라이팅을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴은 색 브레이크업을 포함한 그러나 이에 한정되지 않는 색 멀티뷰 디스플레이의 색 백라이팅과 관련된 다양한 영향을 완화, 보상 또는 심지어는 실질적으로 제거할 수 있다. 형광 멀티빔 요소를 사용하는 멀티뷰 백라이팅를 채용하는 색 멀티뷰 디스플레이의 용도는 모바일 전화(예를 들면, 스마트 폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 모바일 컴퓨터(예를 들면, 노트북 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 실질적으로 비-모바일뿐만 아니라 그외 다른 다양한 모바일 응용 및 디바이스를 포함하는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다.
본원에서 설명된 원리와 일관되는 실시예는 형광 멀티빔 요소(예를 들어, 복수의 또는 한 어레이의 형광 멀티빔 요소)를 갖는 멀티뷰 백라이팅(예를 들면, 멀티뷰 디스플레이의)를 제공한다. 다양한 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소는 복수의 광빔을 제공하도록 구성된다. 복수의 광빔은 복수의 광빔의 다른 광빔과는 다른 주 각도 방향을 갖는 하나 이상의 광빔을 포함한다. 이와 같이, 복수의 광빔의 광빔은 복수의 지향성 광빔의 '지향성' 광빔이라 지칭될 수 있다. 지향성 광빔의 상이한 주 각도 방향은, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀에서 픽셀의 공간 배열, 또는 '뷰 픽셀'과 연관된 각도 방향에 대응할 수 있다.
또한, 멀티뷰 백라이트의 형광 멀티빔 요소는 복수의 상이한 색의 광을 갖거나, 포함하거나 나타내는 광빔을 포함하는 방출광을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 복수의 광빔은 RGB 색 모델의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 상이한 색을 나타내는 광빔을 포함할 수 있다. 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴은 실질적으로 유사한 주 각도 방향을 갖는 상이한 색 광빔 세트들을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴은 모두 실질적으로 동일한 주 각도 방향을 가져 이에 따라 멀티뷰 디스플레이의 뷰 픽셀 중 하나의 방향에 대응하는 수 개의 상이한 색(예를 들어, R, G, B)의 광빔을 포함하는 광빔 세트를 제공할 수 있다. 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴에 의해 제공되는 또 다른 색 광빔 세트(예를 들어, R, G, B 광빔을 포함하는)는 뷰 픽셀 중 다른 하나의 방향에 대응하는 실질적으로 유사한 주 각도 방향을 가질 수 있다. 이와 같이, 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴은 다양한 실시예에 따라, 한 세트의 상이한 색의 광(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)을 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀 각각에 제공하거나 조명하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 형광 멀티빔 요소의 색-맞춤 방출 패턴은, 예를 들어, 형광 멀티빔 요소의 유한한 크기에 연관될 수 있는 색-브레이크업과 같은 다양한 영향을 완화시키거나 심지어은 실질적으로 보상하도록 구성될 수 있다
전술한 바와 같이, 형광 멀티빔 요소는 형광 재료를 포함한다. 여기에서, '형광' 재료는 입사 광원 또는 유사한 자극에 의해 조명될 때 광을 방출하는(예를 들어, 형광에 의해) 인광체를 포함하는 재료로서 정의된다. 이와 같이, 형광 재료는 인광체를 함유하는 실질적으로 임의의 형광 또는 인광 재료일 수 있다. 예를 들어, 형광 재료는 상이한 형광 안료가 상이한 형광 방출색을 각각 갖는 복수의 상이한 형광 안료를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 형광 재료는 복수의 형광 양자점을 포함할 수 있다. 특히, 복수의 형광 양자점은 형광 방출의 각각의 상이한 색(즉, 상이한 형광 방출색)을 갖는 상이한 유형(예를 들어, 상이한 크기)의 형광 양자점의 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 상이한 색 유형의 또 다른 형광 재료(예를 들어, 유기 폴리머, 반도체, 등)가 채용될 수 있다. 이들 다양한 비-제한적 실시예에서, 상이한 유형의 형광 안료, 형광 양자점, 또는 다른 형광 재료가 색-맞춤 방출 패턴을 제공하도록 물리적으로 배열, 분포 또는 서로에 대해 공간적으로 오프셋될 수 있다. 이와 같이, 색-맞춤 방출 패턴은 다양한 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소의 형광 재료 내에 다양한 상이한 유형의 형광 이미터의 배열 또는 구조의 결과일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 형광 재료는 형광 소스로서, 또는 특히 색-맞춤 방출 패턴과 일관되는 상이한 색의 방출광을 갖거나 제공하는 복수의 상이한 형광 소스로서 작용할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소의 형광 재료는 색-맞춤 방출 패턴에 따라 결정된 상이한 색의 복수의 광빔으로서 형광에 의해 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소는 상이한 유형의 형광 재료를 함유하는 상이한 존으로 분할될 수 있다. 특히, 형광 멀티빔 요소는 일부 실시예에 따라, 상이한 형광 재료 유형을 포함하고 그에 따라 서로 상이한 형광 방출색을 나타내는 복수의 멀티빔 서브-요소를 포함할 수 있다. 상이한 존의 분포 또는 동등하게 형광 멀티빔 요소 내에 상이한 멀티빔 서브-요소의 분포는 색-맞춤 방출 패턴을 정의할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 존 또는 멀티빔 서브-요소는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 내 뷰 서브-픽셀의 색 서브-부분 또는 '색 서브-픽셀'의 공간적 배열 또는 간격에 대응하여 공간 배열에서 서로로부터 공간적으로 오프셋될 수 있다. 이와 같이, 본원에서 형광 멀티빔 요소는 형광 멀티빔 요소 내에 상이한 형광 재료 유형 또는 이미터를 내포하는 공간적으로 오프셋된 멀티빔 서브-요소의 존재에 기인하여 '복합' 멀티빔 요소라 지칭될 수 있다.
여기에서, '멀티뷰 디스플레이'는 상이한 뷰 방향으로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 도 1a는 본원에 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 스크린(12)은, 예를 들어, 전화(예를 들어, 모바일 전화, 스마트 폰, 등)의 디스플레이 스크린, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터의 컴퓨터 모니터, 카메라 디스플레이, 또는 실질적으로 임의의 다른 디바이스의 전자 디스플레이일 수 있다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향(16)으로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰(14)를 제공한다. 뷰 방향(16)은 다양한 상이한 주 각도 방향으로 스크린(12)으로부터 연장하는 화살표로서 도시되었는데; 상이한 뷰(14)는 화살표의 말미에 음영 다각형 박스로서 도시되었고(즉, 뷰 방향(16)을 묘사하는); 모두가 제한이 아닌 예로서, 4개의 뷰(14)와 4개의 뷰 방향(16)만이 도시되었다. 상이한 뷰(14)가 스크린 위에 있는 것으로서 도 1a에 도시되어 있지만, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이될 때 뷰(14)는 실제로 스크린(12) 상에 또는 그 근처에 나타나는 것에 유의한다. 스크린(12) 상에 뷰(14)를 도시한 것은 단지 설명의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응하는 뷰 방향(16) 각각으로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 나타내려 한 것이다.
'뷰 방향' 또는 등가적으로 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 방향을 갖는 광빔(즉, 지향성 광빔)은 일반적으로 본원의 정의에 의해 각도 성분(θ, φ)에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다. 각도 성분(θ)은 본원에서 광빔의 '고도 성분' 또는 '앙각'이라고 지칭된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '어지무스 성분' 또는 '어지무스 각'이라 지칭된다. 정의에 의해, 앙각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린 평면에 수직한)에서의 각도이고, 어지무스 각(φ)은 수평 평면에서의 각이다(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린의 평면에 평행한). 도 1b는 본원에 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a에서 뷰 방향(16))에 대응하는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분(θ, φ)의 그래픽 표현이다. 또한, 광빔(20)은 본원에서 정의에 의해 특정 점으로부터 방출되거나 나온다. 즉, 정의에 의해, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점과 연관된 중심 광선을 갖는다. 도 1b는 또한 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다. 광빔(20)은 여기에서 또한 지향성 광빔을 나타낸다.
또한, 본원에서, '멀티뷰 이미지' 및 '멀티뷰 디스플레이'라는 용어에서 사용되는 '멀티뷰'라는 용어는 상이한 퍼스펙티브를 나타내는 또는 복수의 뷰의 뷰들 사이의 각도 디스패리티를 포함하는 복수의 뷰(예. 이미지)로서 정의된다. 또한, 본원에 정의에 의해, '멀티뷰'라는 용어는 명시적으로 2개 이상의 상이한 뷰(즉, 최소 3개의 뷰 및 일반적으로 3개 이상의 뷰)를 포함한다. 따라서, 본원에서 채용되는 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내기 위해 2개의 상이한 뷰만을 포함하는 스테레오스코픽 디스플레이와는 명백하게 구별된다. 그러나, 멀티뷰 이미지 및 멀티뷰 디스플레이는 2개 이상의 뷰를 포함하지만, 본원에 정의에 의해, 멀티뷰 이미지는 동시에 보기 위해 멀티뷰 뷰중 2개만을 선택함으로써(즉, 눈마다 하나의 뷰) 스테레오스코픽 이미지 쌍으로서 보여질 수 있는 것에(즉, 멀티뷰 디스플레이 상에) 유의한다.
'멀티뷰 픽셀'은 멀티뷰 디스플레이의 유사한 복수의 상이한 뷰들 각각에서 이미지 픽셀을 나타내는 픽셀 세트 또는 '뷰 픽셀'로서 본원에서 정의된다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각에서 이미지 픽셀에 대응하거나 이를 나타내는 개개의 뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또한, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀은 본원에 정의에 의해, 각 뷰 픽셀이 상이한 뷰 중 대응하는 것의 소정의 뷰 방향과 관련된 점에서 소위 '지향성 픽셀'이다. 또한, 다양한 예 및 실시예에 따라, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀에 의해 나타내어지는 상이한 뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각에서 등가의 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치 또는 좌표를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 {x1, y1}에 위치된 이미지 픽셀에 대응하는 개개의 뷰 픽셀을 가질 수 있는 반면, 제2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰 각각에서 {x2, y2}에 위치된 이미지 픽셀에 대응하는 개개의 뷰 픽셀을 가질 수 있다, 등등.
일부 실시예에서, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰를 갖는 멀티뷰 디스플레이와 연관된 64개의 뷰 픽셀을 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8 x 4 뷰 어레이(즉, 32 뷰)를 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 32 뷰 픽셀(즉, 각각의 뷰에 대해 하나)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 수는 실질적으로 2 이상의 뷰로부터 임의의 수의 범위일 수 있고 실질적으로 임의의 배열(예를 들어, 직사각형, 원형, 등)로 배열될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀은 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 수 및 배열과 유사한 수 및 유사한 배열을 가질 수 있다. 또한, 각각의 상이한 뷰 픽셀은 일반적으로 상이한 뷰(예를 들어, 64개의 상이한 뷰)에 대응하는 뷰 방향 중 다른 하나에 대응하는 연관된 방향(예를 들어, 광빔 주 각도 방향)을 갖는다.
또한, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이의 여러 개개의 뷰에서 픽셀(즉, 선택된 뷰를 구성하는 픽셀)의 수와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 뷰가 640 x 480 뷰 픽셀(즉, 뷰는 640 x 480 뷰 해상도를 갖는다)를 포함한다면, 멀티뷰 디스플레이는 307,200 멀티뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 뷰가 100 x 100 뷰 픽셀을 포함할 때, 멀티뷰 디스플레이는 총 10,000개(즉, 100 x 100 = 10,000)의 멀티뷰 픽셀을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티뷰 픽셀 내 또는 이의 뷰 픽셀은 상이한 색에 대응하는 부분 또는 서브-부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀 내 뷰 픽셀은 상이한 색에 대응하는 또는 이를 제공하도록 구성되는, 본원에 정의에 의해, 상이한 색 서브-부분 또는 동등하게 '색 서브-픽셀'을 포함할 수 있다. 색 서브-픽셀은 예를 들어 특정 색 필터를 갖는 광 밸브(예를 들어, 액정 셀)일 수 있다. 일반적으로, 멀티뷰 픽셀 내 색 서브-픽셀 수는 뷰 픽셀의 개수 또는 동등하게 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 개수보다 많다. 특히, 개개의 뷰 픽셀은 뷰 픽셀에 대응하거나 이를 나타내고 관련된 공통 방향을 갖는 복수의 색 서브-픽셀을 포함할 수 있다. 즉, 복수의 색 서브-픽셀은 뷰 픽셀을 집합적으로 나타내며, 따라서 뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 또는 등가적으로 멀티뷰 디스플레이의 특정 뷰의 뷰 방향에 대응하는 방향(예를 들어, 주 각도 방향)을 갖는다. 여기서, 뷰 픽셀의 크기(S)는 인접한 뷰 픽셀들 사이의 중심 대 중심 간격(또는 등가적으로 에지 대 에지 거리)으로서 정의된다(예를 들어, 하기의 도 2a, 도 3 및 도 5를 참조). 또한, 정의에 의해, 뷰 픽셀의 또는 이 내에 색 서브-픽셀의 크기는 뷰 픽셀 크기(S)보다 작은데, 예를 들어, 색 서브-픽셀은 크기(S)의 뷰 픽셀 내에 3개의 색 서브-픽셀이 있을 때 크기(S/3)을 가질 수 있다. 여기서, 색 서브-픽셀은 뷰 픽셀 내의 인접한 색 서브-픽셀 사이의 중심 대 중심 또는 에지 대 에지 거리에 의해 정의된 크기를 가질 수 있다.
또한, 색 서브-픽셀은 멀티뷰 이미지의 또는 이 내에 색에 연관된 파장 또는 동등하게 색을 갖는 변조된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 색 서브-픽셀의 제1 색 서브-픽셀은 제1 기본 색(예를 들어, 적색)에 대응하는 파장을 갖는 변조된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 복수의 색 서브-픽셀 중 제2 색 서브-픽셀은 제2 기본 색(예를 들어, 녹색)에 대응하는 변조된 광을 제공하도록 구성될 수 있고 복수의 색 서브-픽셀의 제3 색 서브-픽셀은 제3 기본색(예를 들어, 청색)에 대응하는 변조된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 이 논의에서 적-청-녹(RGB)) 색 모델이 예시로서 사용되었지만, 본원에서 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 다른 색 모델이 사용될 수 있음을 유의한다. 또한, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀은 다수의 색 서브-픽셀을 포함할 수 있으며, 따라서 본원에서 정의에 의해, 뷰 픽셀보다 작은 크기 또는 작은 공간 범위를 갖는다.
본원에서, '광 가이드'는 전반사 또는 'TIR'를 이용하여 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 여러 예에서, 용어 "광 가이드"는 일반적으로 광 가이드의 유전체 재료와 이 광 가이드를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 전반사를 채용하는 유전체 광학 웨이브가이드를 지칭한다. 정의에 의해, 전반사에 대한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시예에서, 광 가이드는 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 추가적으로 또는 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 예를 들어 반사 코팅일 수 있다. 광 가이드는 플레이트 또는 슬랩 가이드 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 몇몇의 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 종종 '슬랩' 가이드라고 불리는 조각식 또는 차등적인 평면층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 하면(즉, 서로 대향하는 면들)에 의해 경계된 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원의 정의에 의해, 상면 및 하면은 모두 서로 분리되어 있고, 적어도 차등적인 면에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 섹션 내에서, 상면 및 하면은 실질적으로 평행 또는 공면이다.
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 평탄할 수 있고(즉, 평면에 국한된다), 따라서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 1차원 또는 직교하는 2차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 단일 차원에서 만곡되어 원통 형상 플레이트 광 가이드를 형성할 수 있다. 그러나, 임의의 곡률은 전반사가 광을 안내하기 위해 플레이트 광 가이드 내에 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률의 반경을 갖는다.
본원에 정의에 의해, '멀티빔 요소'는 복수의 광빔을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조 또는 요소이다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소는 광 가이드 내에서 안내되는 광의 일부를 커플링-아웃시킴으로써 광빔을 제공하도록 백라이트의 광 가이드에 광학적으로 결합될 수 있다. 또한, 멀티빔 요소에 의해 생성된 복수의 광빔의 광빔은, 본원에 정의에 의해, 서로로부터 상이한 주 각도 방향을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수개 중 한 광빔은 복수의 광빔과 또 다른 광빔과는 상이한 소정의 주 각도 방향을 갖는다.
또한, 본원에서 정의에 의해, '형광 멀티빔 요소'는 형광에 의해 광을 방출하도록 구성된 멀티빔 요소이며, 방출된 광은 상이한 주 각도 방향을 갖는 광빔을 포함한다. 예를 들어, 형광 멀티빔 요소는 안내된 광의 일부를 흡수하고 그로부터 형광에 의해 광을 방출하도록 구성된 형광 재료를 포함할 수 있다. 이와 같이, 커플링-아웃된 광 가이드에서 안내되는 광의 부분은 형광에 의해 방출된 광을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 형광 멀티빔 요소에 의해 생성된 복수의 광빔의 광빔은 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 공간 배열에 대응하여 상이한 색에 대해 동일 또는 실질적으로 동일한 주 각도 방향을 가질 수 있다. 멀티빔 요소에 의해 제공되는 이들 광빔은 '색-맞춤 방출 패턴'을 갖는 방출광이라 지칭된다. 또한, 복수의 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 광빔은 공간의 실질적으로 원추형의 지역으로 국한되거나 복수의 광빔 내 광빔의 주 각도 방향을 포함하는 소정의 각도 스프레드를 가질 수 있다. 이와 같이, 조합하여(즉, 복수의 광빔) 광빔의 소정의 각도 스프레드는 광 필드를 나타낼 수 있다. 또한, 광 필드는 실질적으로 동일한 소정의 각도 스프레드를 갖는 공간의 원추형 지역 세트 내에 표현되는 상이한 색을 갖는 '색' 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 다양한 광빔의 주 각도 방향은 멀티빔 요소의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적, 등)를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 특징에 의해 결정된다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소는 '확장된 점 광원', 즉 본원의 정의에 의해, 멀티빔 요소의 범위에 걸쳐 분포된 복수의 점 광원인 것으로서 간주될 수 있다. 또한, 멀티빔 요소에 의해 생성된 광빔은 본원에 정의에 의해, 또한 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이, 각도 성분 {θ, φ}에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 다양한 광빔의 색은 색-맞춤 방출 패턴과 다양한 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 분포 둘 다에 의해 결정될 수 있다.
본원에서, '콜리메이터'는 광을 콜리메이트하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 디바이스 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 정의된 콜리메이터는 콜리메이트 미러 또는 반사기(즉, 반사 콜리메이터), 콜리메이트 렌즈, 프리즘 필름, 또는 유사한 굴절 구조(즉, 굴절 콜리메이터), 또는 회절 격자(즉, 회절 콜리메이터), 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있지만, 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. 콜리메이터는 연속 반사기 또는 연속 렌즈(즉, 실질적으로 매끄러운 연속한 표면을 갖는 반사기 또는 렌즈)와 같은 연속 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 콜리메이터는 광 콜리메이트를 제공하는 프레넬 반사기, 프레넬 렌즈, 등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 실질적으로 불연속한 구조 또는 표면을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 콜리메이터에 의해 제공되는 콜리메이트 량은 실시예마다 소정의 정도 또는 양으로 다를 수 있다. 또한, 콜리메이터는 2개의 직교 방향(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 다에서 콜리메이트를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 콜리메이터는 일부 실시예에 따라, 2개의 직교 방향 중 하나 또는 둘 모두에서 광 콜리메이트를 제공하는 형상 또는 특징을 포함할 수 있다.
본원에서, '콜리메이트 팩터'는 광이 예를 들어 콜리메이터에 의해 콜리메이트되는 정도로서 정의된다. 특히, 콜리메이트 팩터는, 본원에 정의에 의해, 콜리메이트된 광빔 내에서 광선의 각도 스프레드를 정의한다. 예를 들어, 콜리메이트 팩터(σ)는 콜리메이트된 광빔의 대부분의 광선이 특정한 각도 스프레드(예를 들어, 콜리메이트된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ) 내에 있음을 명시할 수 있다. 콜리메이트된 광빔의 광선은 각도 면에서 가우시안 분포를 가질 수 있고, 각도 스프레드는 일부 예에 따라, 콜리메이트된 광빔의 피크 세기의 1/2로 결정되는 각도일 수 있다.
본원에서, '광원'은 광 소스(예를 들어, 광을 생성 및 방출하도록 구성된 광학 이미터)로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화 또는 턴 온 될 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)와 같은 광학 이미터를 포함할 수 있다. 특히, 본원에서 광원은 실질적으로 임의의 광원일 수 있거나, 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드, 플라즈마 기반의 광학 이미터, 형광 램프, 형광 소스, 플라즈몬 공진기, 나노입자 공진기, 백열 램프, 사실상 임의의 다른 광원 중, 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 이미터를 포함할 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 색을 가질 수 있고(즉, 특정 파장의 광을 포함할 수 있다) 혹은 일 범위의 파장(예를 들면, 백색광)일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 복수의 광학 이미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 적어도 하나의 광학 이미터가 적어도 하나의 다른 광학 이미터 세트 또는 그룹에 의해 생성된 광의 색 또는 파장과는 다른 색 또는 등가적으로 파장을 갖는 광을 생성하는 광학 이미터 세트 또는 그룹을 포함할 수 있다. 상이한 색은 예를 들어 기본색(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다. 보다 일반적으로, 광원은 형광 멀티빔 요소의 형광에 의해 방출된 광의 파장보다 짧은 파장(더 높은 주파수)을 갖는 광을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 예컨대 청색 또는 자외광과 같은 단색 또는 실질적으로 단색이다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 관사 "a"는 특허 분야에서 보통의 의미, 즉 "하나 이상"을 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어 '멀티빔 요소'는 하나 이상의 멀티빔 요소를 의미하며, 따라서 '멀티빔 요소'는 본원에서 '멀티빔 요소(들)'을 의미한다. 또한, 본원에서 '상부', '하부', '상측', '하측', '위', '아래', '앞', '뒤', '제1', '제2', '좌측' 또는 '우측'이라는 언급은 본원에서 제한하려는 것이 아니다. 본원에서, 값에 적용될 때'약'이라는 용어는 일반적으로 달리 명시적으로 특정되지 않는한, 값을 생성하기 위해 사용된 장비의 허용오차 범위 내를 의미하거나, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미할 수 있다. 또한, 본원에서 사용된 용어 '실질적으로'는 대부분, 또는 거의 전부 또는 전부 또는 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적 것으로 의도되며, 논의 목적을 위해 제시된 것이지 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 백라이트가 제공된다. 도 2a는 본원에 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 2b는 본원에 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 도 2c는 본원에 설명된 원리와 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 도 2c의 사시도는 단지 본원에서 논의를 용이하게 하기 위해 부분 절개하여 도시된다.
도 2a-도 2c에 도시된 멀티뷰 백라이트(100)는 서로로부터 상이한 주 각도 방향(예를 들어, 광 필드로서)을 갖는 복수의 커플링-아웃된 또는 지향성 광빔(102)을 제공하도록 구성된다. 특히, 제공되는 복수의 지향성 광빔(102)은 다양한 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 각각의 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향으로 멀티뷰 백라이트(100)로부터 커플링-아웃 또는 방출되거나 그로부터 멀어지게 지향된다. 일부 실시예에서, 지향성 광빔(102)은 3D 컨텐트를 갖는 정보의 디스플레이를 용이하게 하기 위해 변조될 수 있다(예를 들어, 후술되는 바와 같이 광 밸브를 사용하여).
도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드(110)를 포함한다. 광 가이드(110)는 일부 실시예에 따라, 플레이트 광 가이드(110)일 수 있다. 광 가이드(110)는 안내된 광(104)으로서 광 가이드(110)의 길이를 따라 광을 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광학 웨이브가이드로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 웨이브가이드를 둘러싸는 매질의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률의 차이는 예를 들어 광 가이드(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라, 안내된 광(104)의 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 광 가이드(110)는 광학적으로 투명한 유전체 재료의 연장된 실질적으로 평탄한 시트를 포함하는 슬랩 또는 플레이트 광학 웨이브가이드일 수 있다. 실질적으로 평면인 유전체 재료 시트는 전반사를 이용하여 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 광 가이드(110)의 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들면, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트, 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 임의의 다양한 유전체 재료를 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 및 하면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부분 상에 클래딩 층(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 클래딩 층은, 일부 예에 따라, 전반사를 더욱 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따라, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 제1 표면(110')(예를 들어, '전방 표면' 또는 사이드)과 제2 표면(110")(예를 들어, '후방 표면' 또는 사이드) 사이에서 비제로 전파 각도로 전반사에 따라 안내 광(104)을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내 광(104)은 비제로 전파 각도로 광 가이드(110)의 제1 표면(110')과 제2 표면(110") 사이에서 반사 또는 '바운싱'에 의해 전파할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 가이드(110)는 안내 광(104)을 '리사이클'하도록 구성될 수 있다. 특히, 광 가이드 길이를 따라 안내된 안내 광(104)은 그 길이를 따라 전파 방향(103)과는 상이한 또 다른 전파 방향(103')으로 다시 재지향될 수 있다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광원에 인접한 입력 단분에 대향하는 광 가이드(110)의 단부에 반사기(미도시)를 포함할 수 있다. 반사기는 안내된 광(104)을 리사이클된 안내된 광으로서 입력 단부를 향해 다시 반사시키도록 구성될 수 있다. 안내된 광(104)을 이러한 방식으로 리사이클하는 것은 이하 기술되는, 형광 멀티빔 요소로, 안내된 광을 한번 이상 이용가능하게 함으로써 멀티뷰 백라이트(100)의 밝기(예를 들어, 지향성 광빔(102)의 세기)를 증가시킬 수 있다.
도 2a에서, 리사이클된 유도된 광의 전파 방향(103')(예를 들어, 음의 x-방향으로 지향된)을 나타내는 굵은 화살표는 광 가이드(110) 내의 리사이클된 유도된 광의 일반적인 전파 방향을 도시한다. 대안적으로(예를 들면, 리사이클하는 안내된 광과는 반대로), 다른 전파 방향(103')으로 전파하는 안내된 광(104)은 다른 전파 방향(103')을 갖고 광 가이드(110)에 광을 도입함으로써(예를 들어, 전파 방향(103)을 갖는 안내된 광(104)에 추가하여) 제공될 수 있다.
도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)는 형광 멀티빔 요소(120)를 더 포함한다. 특히, 도 2a-도 2c의 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드 길이를 따라 서로로부터 이격된 복수의 형광 멀티빔 요소(120)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 유한 공간에 의해 서로 분리되고 광 가이드 길이를 따라 개별적인 구별되는 요소를 나타낸다. 즉, 본원에 정의에 의해, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 유한(즉, 비제로)한 요소간 거리(예를 들어, 유한한 중심 대 중심 거리)에 따라 서로 이격되어 있다. 또한, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 일부 실시예에 따라, 일반적으로 서로 교차하지 않거나, 중첩하지 않거나, 서로 접촉하지 않는다. 이와 같이, 복수의 각각의 형광 멀티빔 요소(120)는, 예를 들어 도시된 바와 같이, 일반적으로 형광 멀티빔 요소(120)의 다른 것들과는 구별되고 분리된다.
일부 실시예에 따라, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 1차원(ID) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 형광성 멀티빔 요소(120)는 선형 ID 어레이로서 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 형광성 멀티빔 요소(120)는 직사각형 2D 어레이로서 또는 원형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 또한, 어레이(즉, ID 또는 2D 어레이)는 일부 실시예에서 규칙적인 또는 균일한 어레이일 수 있다. 특히, 형광 멀티빔 요소들(120) 간의 요소간 거리(예를 들어, 중심 대 중심간 거리 또는 간격)는 어레이에 걸쳐 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 다른 예에서, 형광 멀티빔 요소들(120) 간의 요소간 거리는 어레이에 걸쳐 그리고 광 가이드(110)의 길이를 따라서 중 하나 또는 둘 다로 다를 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 형광 재료를 포함한다. 형광 멀티빔 요소(120)는 광 가이드(110) 내의 안내된 광(104)의 일부로부터 방출광을 제공하도록(예를 들어, 형광에 의해) 구성된다. 형광 멀티빔 요소(120)에 의해 제공되는 방출광은 색-맞춤 방출 패턴을 갖는다. 색-맞춤 방출 패턴은 다양한 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이에서 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 배열에 대응한다. 또한, 방출광은 서로로부터 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔(102)을 포함한다. 지향성 광빔(102)의 상이한 주 각도 방향은 다양한 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이의 각각의 뷰 방향에 대응한다.
특히, 안내된 광(104)의 일부는 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료에 의해 흡수되고 이어 형광 방출에 의해 방출되거나 다시 방출된다(또는 광 가이드(110)로부터'커플링-아웃'된다). 즉, 광 가이드(110)에 의해 및 이 내에서 안내되는 안내된 광(104)은 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료에 의한 형광 방출을 생성하기 위한 자극을 제공할 수 있다. 또한, 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 형광 방출은 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴을 나타내게 구성된다. 도 2a 및 도 2c는 방출된 광의 지향성 광빔(102)을 광 가이드(110)의 제1(또는 전방) 표면(110')으로부터 멀어지게 지향된 것으로서 도시된 복수의 발산 화살표로서 방출광의 지향성 광빔(102)을 도시한다.
도 2a-도 2c는 복수의 커플링-아웃된 광빔의 지향성 광빔(102)을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이(108)를 더욱 도시한다. 광 밸브 어레이는, 예를 들어, 멀티뷰 백라이트를 채용하는 멀티뷰 디스플레이의 일부일 수 있으며, 여기에서 논의를 용이하게 하기 위해 멀티뷰 백라이트(100)와 함께 도 2a-도 2c에 도시된다. 도 2c에서, 광 밸브 어레이(108)는 광 가이드(110) 및 광 밸브 어레이 밑에있는 형광 멀티빔 요소(120)가 보일 수 있게 부분적으로 절결되었다.
도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 상이한 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔(102)의 서로 상이한 광빔은 광 밸브 어레이 내의 광 밸브(108)의 서로 다른 것에 의해 통과하여 변조될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 어레이의 광 밸브(108)는 뷰 픽셀(106')에 대응하고, 광 밸브 세트(108)는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀(106)에 대응한다. 특히, 광 밸브 어레이의 상이한 세트의 광 밸브(108)는 형광 멀티빔 요소(120)의 서로 다른 것들로부터의 지향성 광빔(102)을 수신하고 변조하도록 구성되는데, 즉, 도시된 바와 같이, 각각의 형광 멀티빔 요소(120)에 대해 하나의 고유한 세트의 광 밸브(108)가 있다. 다양한 실시예에서, 상이한 유형의 광 밸브는 액정 광 밸브, 전기영동 광 밸브, 및 일렉트로웨팅에 기초한 광 밸브 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는 광 밸브 어레이의 광 밸브(108)로서 채용될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 광 밸브 세트(108a)는 제1 형광 멀티빔 요소(120a)로부터 지향성 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성되는 반면, 제2 광빔 밸브 세트(108b)는 제2 형광 멀티빔 요소(120b)로부터 지향성 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성된다. 따라서, 광 밸브 어레이 내 각각의 광 밸브 세트(예를 들어, 제1 및 제2 광 밸브 세트(108a, 108b))는, 각각, 다른 멀티뷰 픽셀(106)에 대응하고, 광 밸브 세트의 개별 광 밸브(108)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 각각의 멀티뷰 픽셀(106)의 뷰 픽셀(106')에 대응한다. 또한, 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 광 밸브 어레이 내 광 밸브 세트(예를 들어, 제1 및 제2 광 밸브 세트(108a, 108b)) 각각은 광 밸브 세트 내 광 밸브의 상이한 색 서브-픽셀에 대응하여 상이한 색의 광을 수신할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 뷰 픽셀(106')은 색 서브-픽셀을 포함한다.
일부 실시예에서, 복수의 형광 멀티빔 요소(120)와 대응 멀티뷰 픽셀(106)(예를 들어, 광 밸브 세트(108)) 간의 관계는 일대일 관계일 수 있다. 즉, 동일한 개수의 멀티뷰 픽셀(106)과 형광 멀티빔 요소(120)가 있을 수 있다. 도 2b는 예로서, 상이한 세트의 광 밸브(108)를 포함하는 각각의 멀티뷰 픽셀(106)이 점선으로 둘러싸인 것으로서 도시된 일대일 관계를 명백히 도시한다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 멀티뷰 픽셀(106) 및 형광 멀티빔 요소(120)의 수는 서로 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 한쌍의 인접한 형광 멀티빔 요소(120) 간에 요소간 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리)는 예를 들어 광 밸브 세트에 의해 나타낸, 대응하는 인접한 한쌍의 형광 멀티빔 픽셀(106) 간에 픽셀간 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리)와 같을 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 형광 멀티빔 요소(120a)와 제2 형광 멀티빔 요소(120b) 사이의 중심 대 중심 거리(d)는 제1 광 밸브 세트(108a)와 제2 광 밸브 세트(108b) 사이의 중심 대 중심 거리(D)와 실질적으로 같다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 형광 멀티빔 요소(120) 쌍 및 대응하는 광 밸브 세트의 상대적 중심 대 중심 거리는 상이할 수 있는데, 예를 들어, 형광 멀티빔 요소(120)는 멀티뷰 픽셀(106)을 나타내는 광 밸브 세트 사이의 간격(즉, 중심 대 중심 거리(D))보다 큰 것 또는 작은 것 중 하나인 요소간 간격(즉, 중심 대 중심 거리(d))을 가질 수 있다. 도 2a는 또한 뷰 픽셀(106')의 크기(S)를 도시한다.
일부 실시예에 따라(예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이), 각각의 형광 멀티빔 요소(120)는 지향성 광빔(102)을 하나 및 단지 하나의 멀티뷰 픽셀(106)에 제공하도록 구성될 수 있다. 특히, 형광 멀티빔 요소(120) 중 주어진 하나에 대해, 멀티뷰 디스플레이의 뷰에서 상이한 색에 대응하는 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔(102)은 실질적으로 단일의 대응하는 멀티뷰 픽셀(106) 및 이의 뷰 픽셀(106')에 한정되는데, 즉 단일의 한 세트의 광 밸브(108)는 도 2a에 도시된 바와 같이 형광 멀티빔 요소(120)에 대응한다. 이와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)의 각각의 형광 멀티빔 요소(120)는, 주 각도 방향을 가지며 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰 중 하나에서 상이한 색을 포함하는 대응하는 한 세트의 지향성 광빔(102)을 제공할 수 있다. 즉, 지향성 광빔 세트(102)는, 공통 방향을 가지며 상이한 뷰 방향들 중 하나에서 상이한 색 각각에 대응하는 광빔을 내포한다. 공통 방향은 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴에 의해 제공된다. 공통 방향은 색 브레이크업을 완화시킬 수 있고, 일부 예에서는 실질적으로 제거할 수 있다.
색 브레이크업는 점으로부터 나오는 지향성 광빔(102)이 공간적으로 변위되거나 서로 오프셋된 복수의 색 서브-픽셀을 포함하는 뷰 픽셀(106')을 통과할 때 발생할 수 있는 색 멀티뷰 디스플레이의 이미지 아티팩트이다. 색 서브-픽셀의 공간 오프셋은 지향성 광빔(102)이 약간 다른 각도로 색 서브-픽셀 각각을 통과하는 결과를 효과적으로 가져올 수 있다. 따라서, 지향성 광빔(102)은 서로로부터 약간 상이한 방향을 갖는 복수의 지향성 색 광빔으로서 색 서브-픽셀에서 나간다. 여러 색 서브-픽셀에서 나가는 지향성 색 광빔의 약간 상이한 방향은 뷰 픽셀(106')에 의해 정의된 이미지 픽셀에서 상이한 색의 부수하는 차등적 변위 또는 분리를 생성한다. 상이한 색의 차등적 분리는 색 브레이크업분열로서 알려져 있다.
도 3은 본원에서 설명된 원리에 일관되는 실시예에 따라, 예에서 색 브레이크업브레이크업을 나타내는 멀티뷰 백라이트(100')의 부분의 단면도이다. 특히, 도 3은 지향성 광빔(102)으로 뷰 픽셀(106')을 조명하도록 구성된 멀티빔 요소(120')를 포함하는 예시적 멀티뷰 백라이트(100')의 일부를 도시한다. 도 3에서 멀티빔 요소(120')는 색-맞춤 방출 패턴을 갖지 않는다(즉, 전술한 바와 같이, 형광 멀티빔 요소(120)가 아니다). 도 3은 또한 복수의 색 서브-픽셀(107)을 포함하는 뷰 픽셀(106')을 도시한다. 멀티빔 요소(120') 및 뷰 픽셀(106')은 각각 필적되는 크기(S)를 갖는데, 즉, 멀티빔 요소(120')의 크기(s)는 뷰 픽셀(106')의 크기(S)와 대략 같다(s
Figure 112019052508543-pct00001
S). 또한, 도시된 바와 같이, 색 서브-픽셀(107)은 뷰 픽셀(106') 내에서 동일하게 이격되어 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 복수의 색 서브-픽셀(107) 내에 3개의 색 서브-픽셀(107)이 있기 때문에, 색 서브-픽셀(107) 사이의 간격 또는 거리(예를 들어, 중심 대 중간 간격)는 뷰 픽셀 크기(S)의 약 1/3 이다(S/3). 도 3에 도시된 3개의 색 서브-픽셀(107)은 예를 들어, 3개의 기본 색(예를 들어, RGB 색 모델의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B))를 나타낼 수 있다.
도 3에서, 멀티빔 요소(120')는 뷰 픽셀(106')의 색 서브-픽셀(107)을 조명하기 위해 사용되는 확장된 점 원으로서 작용하거나 역할을 하는데, 예를 들어, 색 서브-픽셀(107)은 뷰 픽셀(106')로서 작용하는 밸브의 색 서브-픽셀일 수 있다. 멀티빔 요소(120')에 의해 방출된 지향성 광빔(102)은 뷰 픽셀(106')을 통해, 또는 보다 정확하게는 뷰 픽셀(106')의 색 서브-픽셀(107)을 통해 멀티빔 요소(120')의 중심으로부터 확장하는 화살표로서 도시되었다. 색 서브-픽셀들(107) 사이의 거리에 기인하여, 지향성 광빔(102)은 약간 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 상이한 지향성 색 광빔을 효과적으로 포함한다. 3개의 화살표에 의해 나타내었고 3개의 상이한 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c) 각각에 대응하는 3개의 상이한 지향성 색 광빔(102a, 102b, 102c)이 예를 들어 도 3에 도시되었다. 뷰 픽셀(106')이 보여질 때, 색 서브-픽셀(107)의 상이한 색을 나타내는 상이한 지향성 색 광빔(102a, 102b, 102c)의 약간 상이한 주 각도 방향은 서로에 대한 다양한 색의 이동을 초래한다. 즉, 뷰 픽셀(106') 내의 상이한 색들은 서로에 대해 시각적으로 이동되어 색 브레이크업을 초래하는 것으로 보일 수 있다.
도 4는 본원에서 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 색 브레이크업의 그래픽 표현을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 뷰 픽셀(106')의 출력에서의 전형적인 방사 세기(I) 패턴은 선택된 뷰 방향에 대한 각도(θ)의 함수(예를 들어, θI)로서 플롯된다. 도 4에서 곡선(109a, 109b, 109c)은 도 4에 도시된 멀티빔 요소(120')에 의해 조명된 3개의 예시적 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c) 각각의 각자로부터의 광에 대응하는 광의 상이한 색들을 나타낸다. 예를 들어, 곡선(109a)은 적색 서브-픽셀(107a)로부터의 적색(R) 광을 나타내고, 곡선(109b)은 녹색 서브-픽셀(107b)로부터의 녹색(G) 광을 나타내고, 곡선(109c)은 청색 서브-픽셀(107c)로부터의 청색(B) 광을 나타낸다. 도 3에서 3개의 예시적 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c)을 조명하는 지향성 광빔(102)의 주 각도 방향은 서로 상이하다는 것에 유의한다. 따라서, 상이한 색들(예를 들어, R, G, B)에 대한 광의 방사 세기(I) 패턴은 서로에 대해 각도 또한 이동되어(예를 들어, 곡선(109a, 109b, 109c)의 각도 이동으로 도시된), 색 브레이크업을 초래한다.
색-맞춤 방출 패턴을 갖는 형광 멀티빔 요소(120)는, 여러 실시예에 따라, 뷰 픽셀(106')의 상이한 색 서브-픽셀(107)을 통과하는 지향성 광빔(102)의 약간 다른 주 각도 방향을 실질적으로 제거함으로써 색 브레이크업을 정정할 수 있다. 특히, 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴은 색-맞춤 방출 패턴에 기인하여 상이한 색의 지향성 광빔(102)이 서로 실질적으로 평행한 색 서브-픽셀(107) 각각에 상이한 색의 지향성 광빔(102)을 제공하도록 구성될 수 있다
일부 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소(120)는 복합 멀티빔 요소로서 또는 동등하게 복수의 멀티빔 서브-요소를 포함하는 복합 확장된 소스로서 간주될 수 있다. 복수의 멀티빔 서브-요소는 서로 상이한 방출색을 가질 수 있다. 특히, 각각의 멀티빔 서브-요소는 상이한 형광 방출색을 제공하기 위해 멀티빔 서브-요소의 복수의 다른 멀티빔 서브-요소와는 상이한 형광 재료를 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에서, 복수의 멀티빔 서브-요소는 상이한 형광 방출색에 따라 색-맞춤 방출 패턴을 제공하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 요소는 형광-멀티빔 요소(120) 내에서 서로로부터 공간적으로 오프셋되어 색-맞춤 방출 패턴을 제공할 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트(100)의 부분의 단면도를 도시한다. 특히, 도 5는 복수의 멀티빔 서브-요소(122)를 포함하는 형광 멀티빔 요소(120)(즉, 복합 멀티빔 요소로서)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 멀티빔 서브-요소(122a)의 형광 재료는 적색 형광 방출색을 갖거나 제공하도록 구성되고, 제2 멀티빔 서브-요소(122b)는 녹색 형광 방출색을 갖거나 제공하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 청색 방출광을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 청색 형광 방출색을 갖는 혹은 제공하도록 구성된 형광 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 안내된 광(104)의 청색 부분을 산란시키도록 구성된 디퓨저 또는 또 다른 스캐터러일 수 있다.
복수의 색 서브-픽셀(107)을 포함하는 뷰 픽셀(106')이 또한 도 5에 도시되었다. 도시된 뷰 픽셀(106')은 크기(S)를 가지며 색 서브-픽셀(107)은 도시된 바와 같이, 뷰 픽셀 크기(S)의 약 1/3의 거리만큼(즉, S/3) 서로 떨어져 있다. 도 5에서, 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c)는 색 서브-픽셀(107)의 배열에 대응하여 배열된다. 예를 들어, 적색 형광 방출색을 갖는 제1 또는 적색 멀티빔 서브-요소(122a)는 뷰 픽셀(106')의 제1 또는 적색(R) 서브-픽셀(107a)의 위치에 대응하여 배열되고, 제2 멀티빔 서브-요소(122b)는 뷰 픽셀(106')의 제2 또는 녹색(G) 서브-픽셀(107b)에 대응하여 배열된다. 또한, 도시된 바와 같이, 제3 또는 청색 멀티빔 요소(122c)는 뷰 픽셀(106')의 제3 또는 청색(B) 서브-픽셀(107c)의 위치에 대응하여 배열된다.
또한, 도 5에서, 형광 멀티빔 요소(120)의 멀티빔 서브-요소(122)는 뷰 픽셀(106')의 인접한 색 서브-픽셀(107) 사이의 거리와 상응하는 거리(예를 들어, 약 S/3)만큼 서로 공간적으로 오프셋된다. 이와 같이, 멀티빔 서브-요소의 배열(즉, 색(R, G, B)의 배열 면에서 아울러 멀티빔 서브-요소(122) 간의 거리(S/3) 면에서), 뿐만 아니라 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴은 도 5에 도시된 바와 같이, 뷰 픽셀(106')의 색 서브-픽셀(107)(즉, 색 R, G, B 및 색 서브-픽셀 간격(S/3))의 배열에 대응한다.
다양한 실시예에 따라, 멀티빔 서브-요소(122)의 크기는 뷰 픽셀(106')의 크기와 필적될 수 있다. 특히, 일부 실시예에 따라, 멀티빔 서브-요소 크기는 뷰 픽셀 크기의 50% 내지 200%일 수 있다. 도 5에서, 멀티빔 서브-요소(122)는 도시된 바와 같이, 뷰 픽셀 크기(S)(즉, s
Figure 112019052508543-pct00002
S)와 대략 동일한 크기(s)를 갖는다.
3개의 상이한 화살표로 나타내었고 3개의 상이한 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c) 각각에 의해 방출된 광빔에 대응하는 복수의 상이한 지향성 색 광빔(102a, 102b, 102c)을 포함하는 지향성 광빔(102)이 도 5에 더욱 도시되었다. 도시된 바와 같이, 복수의 멀티빔 서브-요소(122)에 의해 방출된 적색(R) 지향성 광빔(102a), 녹색(G) 지향성 광빔(102b) 및 청색(B) 지향성 광빔(102c)를 각각 나타내는 3개의 상이한 화살표는 각각 대응하는 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c)을 통과하게 향하여 있다. 또한, 각각의 멀티빔 서브-요소(122)의 대략 중심 또는 방사는 뷰 픽셀(106') 내 색 서브-픽셀(107)의 간격(예를 들어, S/3)에 대응하도록 이격되어 있다. 결과적으로, 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴에 따른 상이한 색의 방출광(즉, R, G, B) 각각에 대한 상이한 색의 지향성 광빔(102a, 102b, 102c)은 실질적으로 서로 평행하다(즉, 실질적으로 동일한 주 각도 방향을 갖는다). 형광 멀티빔 요소(120)의 색-맞춤 방출 패턴에 의해 제공되는 상이한 색의 지향성 광빔(102a, 102b, 102c)은 실질적으로 동일한 주 각도 방향을 갖기 때문에, 뷰 픽셀(106')은 다양한 실시예에 따라, 색 브레이크업이 없을 수 있다 .
다양한 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소(120)(예를 들어, 복수의 멀티빔 서브-요소의 멀티빔 서브-요소(122) 내)의 형광 재료는 안내된 광(104)의 일부(예를 들면, 청색광 또는 자외광일 수 있는)를 흡수하고 상이한 색을 갖는 복수의 지향성 광빔(102), 예를 들면, 상이한 색의 지향성 광빔(102a, 102b, 102c)을 재 방출하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 형광 재료는 색-맞춤 방출 패턴의 상이한 형광 방출색을 제공하도록 구성된 다양한 상이한 유형의 형광 재료 또는 형광 안료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소(120)는 복수의 형광 나노 입자 공진기 또는 방출광의 상이한 색에 대응하는 상이한 유형의 형광 양자점을 포함할 수 있다.
특히, 복수의 형광 양자점은 적색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제1 유형의 형광 양자점을 포함할 수 있다. 복수의 형광 양자점은 녹색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제2 유형의 형광 양자점을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 형광 양자점은 청색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제3 유형의 양자점을 더 포함한다. 예를 들어, 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 방출광의 일 범위의 파장에 대응하는 방출색은 약 2nm 내지 약 6nm 사이의(2-6 nm) 크기 또는 직경을 갖는 형광성 양자점에 의해 제공될 수 있다. .
특히, 2-6nm 범위의 크기를 갖는 형광성 양자점은, 제한이 아닌 예로서, 약 450nm보다 작거나 같은 파장을 갖는 광(예를 들어, 안내된 광(104))으로 조사될 때 가시 범위(예를 들어, 청색 내지 적색)에 걸친 파장을 갖는 형광 방출에 의해 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 실질적으로 청색광과 적색광 사이의 가시 범위 내 파장은, 예를 들어, 약 450 나노미터(예를 들면, ~450-475nm) 내지 약 650 또는 700 나노미터(예를 들면, ~ 650-700nm)의 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다. 따라서, 적색 형광 방출색을 갖는 형광 양자점을 포함하는 적색 멀티빔 서브-요소(122)는 청색 또는 자외광(예를 들어, 약 450nm 또는 그 미만의 광)을 흡수할 수 있고 적색 광(예를 들어, 약 650 nm의 광)을 방출할 수 있다. 유사하게, 녹색 형광 방출색을 갖는 형광 양자점을 포함하는 녹색 멀티빔 서브-요소(122)는 청색 또는 자외광을 흡수하고 녹색광(예를 들어, 약 500nm의 광)을 방출할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 청색 멀티빔 서브-요소(122)는 청색광(예를 들어, 약 475nm의 광)을 실질적으로 통과시키고 산란시키는 디퓨저일 수 있거나 또는 자외광(예를 들어, 약 450 nm 미만의 광)을 흡수하고 청색 광을 방출하는 청색 형광 방출색을 갖는 하나 이상의 형광 양자점을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료는 다양한 반도체(예를 들어, 카드뮴 셀레나이드), 형광 유기 재료, 또는 이들의 조합을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다양한 형광 재료 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(120)는 제1 표면(110')에 대향하는 광 가이드(110)의 제2 표면(110")에 인접하여 위치될 수 있다. 형광 멀티빔 요소(120)는 예를 들어, 광 가이드(110)의 제1 표면(110')을 통해 복수의 지향성 광빔(102)을 포함하는 방출광을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(120)는 광 가이드 제1 표면(110')에 면하는 측에 대향하는 형광 재료의 측에 인접한 반사층을 더 포함한다. 반사층은, 예를 들어, 제1 표면(110')으로부터 멀리 지향되는 방출광의 일부를 반사시키고 반사된 방출된 광 부분을 광 가이드(110)의 제1 표면(110')을 향해 다시 재지향시키도록 구성될 수 있다.
도 6은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트(100)의 일부의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)의 일부는 제1 표면(110')에 대향하는 광 가이드(110)의 제2 표면(110")에 인접한 광 가이드(110) 및 형광 멀티빔 요소(120)를 포함한다. 도시된 형광 멀티빔 요소(120)는 복수의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122b)를 포함하며, 안내된 광(104)에 의해 조명될 때 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 방출광을 제공하도록 구성된다. 또한, 방출광은 복수의 지향성 광빔(102)을 포함하고, 복수의 지향성 광빔(102) 각각은 서로 다른 주 각도 방향을 갖는다. 또한, 도시된 바와 같이, 지향성 광빔(102) 각각은 복수의 상이한 색의 지향성 광빔(102a, 102b, 102c)을 포함한다. 지향성 광빔(102)의 서로 다른 지향성 색 광빔(102a, 102b, 102c) 각각은 지향성 광빔(102)과 실질적으로 동일한 주 각도 방향을 갖는다.
도 6은 반사성 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료를 덮도록 구성된 반사층(124)을 더 도시한다. 반사층(124)은 반사 금속 및 강화된 스페큘라 반사기(ESR) 필름을 포함한, 그러나 이에 한정되지 않는 실질적으로 임의의 반사 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(124)은 3M Optical Systems Division, St. Paul, MN, USA에 의해 제조된 Vikuiti ESR 필름일 수 있다.
도 7a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 형광 멀티빔 요소(120)의 단면도를 도시한다. 도 7b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 형광성 멀티빔 요소(120)의 단면도를 도시한다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 형광 멀티빔 요소(120)는 예를 들어 도 6에 도시된 형광 멀티빔 요소(120)일 수 있다.
도시된 바와 같이, 형광 멀티빔 요소(120)는 복수의 멀티빔 서브-요소(122)를 포함한다. 복수의 멀티빔 서브-요소의 제1 멀티빔 서브-요소(122a)는 제1(예를 들어, 적색) 형광 방출색을 갖는 제1 형광 재료를 포함하며, 제1 크로스해치 패턴으로 나타내었다. 복수의 멀티빔 서브-요소의 제2 멀티빔 서브-요소(122b)는 제2(예를 들어, 녹색) 형광 방출색을 갖는 제2 형광 재료를 포함하며, 제2 크로스해치 패턴으로 나타내었다. 도 7a에서, 복수의 멀티빔 서브-요소의 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 제3(예를 들어, 청색) 형광 방출색을 갖는 제3 형광 재료를 포함하고 제3 크로스해치 패턴으로 나타내었다. 도 7b에서, 복수의 멀티빔 서브-요소의 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 형광에 의해 광을 방출하는 것과는 반대로 광(예를 들어, 청색광)을 산란시키도록 구성된 디퓨저 또는 스캐터러를 포함한다. 도 7b의 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 제4 크로스해치 패턴으로 나타내었다. 이와 같이 도시되지는 않았지만, 도 7b의 제3 멀티빔 서브-요소(122c)는 디퓨저 대신에 또는 이에 추가하여 제3 형광 재료를 포함하였을 수 있음에 유의한다.
도 7a-도 7b에 도시된 3개의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c)는 뷰 픽셀(도시되지 않음)의 대응하는 색 서브-픽셀의 유사한 간격과 상응하는 거리(S/3)만큼 서로 공간적으로 오프셋된다. 예를 들어, 색 서브-픽셀 및 이의 간격은 도 5에 도시된 것과 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 3개의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c)는 각각 뷰 픽셀의 크기와 상응하는(예를 들어, 또한 도 5에 도시된 것과 실질적으로 유사한) 크기(S)를 갖는다.
도 7a에서, 3개의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c) 각각의 형광 재료는 형광 멀티빔 요소(120)의 적어도 일부에서 서로 믹싱된다. 도시된 바와 같이, 형광 재료의 믹싱은 멀티빔 서브-요소(122)의 중심 대 중심 또는 요소간 공간이 예를 들어 여전히 색 서브-픽셀 간격(예를 들어, S/3)에 의해 결정될 수 있게 이와 실질적으로 동일할 수 있게 하면서도 크기(A)를 갖는 멀티빔 서브-요소(122)를 제공할 수 있다. 도 7b에서, 제1 및 제2 멀티빔 서브-요소(122a, 122b)의 형광 재료와 제3 멀티빔 서브-요소(122c)의 디퓨저는 멀티빔 서브-요소(122)의 인접 영역들에서 서로 중첩되어 이들 간에 중심 대 중심 간격(S/3)을 제공한다. 또 다른 비-제한적 예(도시되지 않음)에서, 형광 재료 및 멀티빔 서브-요소(122)의 디퓨저의 재료는 서로의 상부에 피착될 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서 도시된 요소간 간격(S/3)은 설명의 목적으로만 예로서 제공된다는 것을 유의한다.
일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(120)의 멀티빔 서브-요소(122)의 형상은 멀티뷰 픽셀의 형상, 또는 등가적으로, 멀티뷰 픽셀에 대응하는 광 밸브 세트(또는 '서브-어레이')의 형상과 유사하다. 예를 들어, 멀티뷰 서브-요소(122)는 멀티뷰 픽셀(또는 광 밸브의 대응하는 한 세트의 광 밸브의 배열)이 실질적으로 정사각형일 때 정사각형 형상을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티뷰 픽셀은 직사각형 형상을 가질 수 있는데, 즉, 폭 또는 횡방향 치수보다 큰 길이 또는 길이방향 치수를 가질 수 있다. 이 예에서, 직사각형의 멀티뷰 픽셀에 대응하는 멀티빔 서브-요소(122)는 유사한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티 서브-요소(122) 및 대응하는 멀티뷰 픽셀은 3각형 형상, 육각형 형상 및 원형 형상을 포함하는, 또는 적어도 이로 근사화된, 그러나 이에 한정되지 않는, 다양한 다른 형상을 가질 수 있다.
도 7c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 정사각형 형상의 멀티빔 서브-요소(122)를 갖는 형광 멀티빔 요소(120)의 상부 또는 평면도를 도시한다. 도 7c에 도시된 정사각형 형상의 멀티빔 서브-요소(122)의 형상은 예를 들어도 2a-도 2c에 도시된 광 밸브(108)의 정사각형 세트를 포함하는 멀티뷰 픽셀(106)의 정사각형 형상과 유사할 수 있다. 도 7c는 또한 제한이 아닌 예로서 한 세트의 3개의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 3개의 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c)은 또한 도 7c에 도시된, 뷰 픽셀(106') 내의 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c)의 배열에 대응하는 방식으로 배열된다. 도 7c의 뷰 픽셀(106')의 색 서브-픽셀(107a, 107b, 107c)은 예를 들어, 멀티뷰 픽셀(예를 들면, 도 2a-도 2c의 멀티뷰 픽셀(106))의 픽셀 행의 방향으로(예를 들어, '107a'에서 '107c'로) 배열될 수 있다. 양방향 화살표는 도 7c의 배열 대응을 의미한다.
다른 실시예(도시되지 않음)에 따라, 3각형 배열을 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는 색 서브-픽셀 배열에 대응하는 멀티빔 서브-요소의 다양한 배열 중 임의의 것이 채용될 수 있다. 색 서브-픽셀 및 대응하는 멀티빔 서브-요소(122a, 122b, 122c) 둘 다의 색-순서가 본원에서 일반적으로 적색(R) 녹색(G) 청색(B)인 것으로 설명되었지만, 이 특정 색-순서 배열은 논의 목적으로만 사용된 것에 또한 유의한다. 일반적으로, 실질적으로 임의의 색-순서 배열 및 이와 관련하여 임의의 색 세트가 채용될 수 있으며, 여전히 본원에 설명된 범위 내에 있다. 예를 들어(도시되지 않음), 색 서브-픽셀의 색-순서 배열 및 멀티빔 서브-요소의 대응하는 색-순서 배열은 RGB색 모델에 기초하여 기본 색을 채용할 때, 녹색(G) 청색(B) 적색(R)이거나 또는 청색(B) 녹색(G) 적색(R), 등등일 수 있다. 또한, 일반적으로, 본원에 기술된 형광 멀티빔 요소(120)의 다양한 실시예는 임의의 다양한 제조 기술을 사용하여 광 가이드(110) 상 또는 이 내에서 정의되거나 실현될 수 있다. 예를 들어, 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료는 피착, 잉크젯 인쇄, 등과 같은 부가적 프로세스를 이용하여 구성되거나 정의될 수 있다.
도 2a를 다시 참조하면, 멀티뷰 백라이트(100)는 광원(130)을 더 포함할 수있다. 다양한 실시예에 따라, 광원(130)은 광 가이드(110) 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(130)은 광 가이드(110)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하게 위치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 광원(130)은 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드)를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는 실질적으로 임의의 광원(예를 들어, 광학 이미터)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(130)은 청색 또는 자외광과 같은 특정 색으로 표시되는 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 생성하도록 구성된 광학 이미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(130)은 청색광을 제공할 수 있다. 청색광은 광원(130)에 의해 제공되게 하면, 형광 멀티빔 요소(120)는 지향성 광빔(102)으로서 각각 적색, 녹색 및 청색의 방출광을 출력하기 위해 적색 형광 재료(예를 들면, 적색 형광 양자점) 및 녹색 형광 재료(녹색 형광 양자점) 및 청색 디퓨저를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원(130)은 자외광을 제공할 수 있고, 형광 멀티빔 요소(120)는 적색, 녹색 및 청색의 방출광을 각각 제공하도록(예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 형광 양자점) 구성된 형광 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 광원(130)은 청색 및 자외광 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있는 다색 또는 백색광과 같은 다수의 색을 포함하는 실질적으로 광대역 스펙트럼을 갖는 광을 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광원(130)은 광을 광 가이드(110)에 결합하도록 구성된 콜리메이터를 더 포함할 수 있다. 콜리메이터는 광원(130)의 하나 이상의 광 이미터로부터 실질적으로 비콜리메이트된 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 콜리메이터는 실질적으로 비콜리메이트된 광을 콜리메이트된 광으로 변환하도록 더욱 구성된다. 특히, 콜리메이터는 일부 실시예에 따라, 비제로 전파 각도를 가지며 소정의 콜리메이트 팩터(예를 들면, 콜리메이트 팩터(σ))에 따라 콜리메이트된 콜리메이트 광을 제공할 수 있다. 콜리메이터는 또한 콜리메이트된 광빔을 광 가이드(110)에 전달하여 전술한 안내된 광(104)으로서 전파하도록 더욱 구성된다. 다른 실시예에서, 실질적으로 비콜리메이트된 광은 광원(130)에 의해 제공 될 수 있고 콜리메이터는 생략될 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티뷰 백라이트(100)는 안내된 광(104)의 전파 방향(103, 103')에 직교하는 광 가이드(110)를 통과하는 방향으로 광에 대해 실질적으로 투명하도록 구성된다. 특히, 광 가이드(110) 및 이격된 복수의 형광 멀티빔 요소(120)는 일부 실시예에서, 광이 제1 표면(110') 및 제2 표면(110") 모두를 통해 광 가이드(110)를 통과할 수 있게 한다. 투명성은, 형광 멀티빔 요소(120)의 비교적 작은 크기 및 형광 멀티빔 요소(120)의 상대적으로 큰 요소간 간격(예를 들어, 멀티뷰 픽셀(106)에 일대일 대응) 둘 다에 기인하여, 적어도 부분적으로, 용이해질 수 있다. 또한, 형광 멀티빔 요소(120)는 일부 실시예에 따라, 광 가이드 표면(110', 110")에 직교하여 전파하는 광을 재 방출할 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드(110)의 길이를 따라 거리의 함수로서 변화하는 광을(예를 들어, 복수의 지향성 광빔(102)으로서) 방출하도록 구성된다. 특히, 광 가이드(110)를 따라 (또는 멀티빔 서브-요소(122)의) 형광 멀티빔 요소(120)는 한 형광 멀티빔 요소(120)에서 또 다른 것으로 안내된 광(104)의 전파 방향(103, 103')으로 광 가이드를 따른 거리의 함수로서 변화하는 세기를 갖는 방출광을 제공하도록 구성될 수 있다. 방출광의 세기를 변화시키는 것은, 예를 들어, 전파 동안 안내된 광(104)의 증분적 흡수에 기인하여 광 가이드(110)의 길이를 따른 안내된 광(104)의 세기의 변화(예를 들어, 감소)를 보상하거나 완화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 형광 재료의 밀도는 광 가이드(110)를 따른 형광 멀티빔 요소(120)의 위치의 함수이며, 형광 재료 밀도는 형광 멀티빔 요소(120)에 의해 제공된 방출광의 세기를 안내된 광(104)의 전파 방향(103, 103')으로 광 가이드(110)를 따른 거리의 함수로서 변화시키게 구성된다. 즉, 거리의 함수로서 방출광 세기는 복수의 개별 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료의 밀도를 변화시킴으로써 제공되거나 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 형광 재료 밀도는 형광 재료 내의 형광 구조의 밀도로서 정의된다. 다른 실시예에서, 방출광 세기를 제어하기 위해 사용되는 형광 재료 밀도는 형광 멀티빔 요소(120)의 형광 재료에 갭 또는 홀을 통합함으로써 변화될 수 있다. 이들 실시예에서, 용어 '밀도'는 형광 멀티빔 요소(120)에 걸쳐 형광 재료의 커버리지 밀도로서 정의될 수 있다.
본원에서 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 멀티뷰 디스플레이는 변조된 광빔을 멀티뷰 디스플레이의 픽셀로서 방출하도록 구성된다. 또한, 방출된 변조된 광빔은 복수의 상이한 색(예를 들어, RGB 색 모델의 적색, 녹색, 청색)을 나타내는 광빔을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 예를 들어 상이한 색을 포함하는, 방출된 변조된 광빔은 멀티뷰 디스플레이의 복수의 뷰 방향을 향하여 우선적으로 지향될 수 있다. 일부 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 3D 또는 멀티뷰 이미지를 제공하거나 '디스플레이'하도록 구성된다. 또한, 멀티뷰 이미지는 색 멀티뷰 이미지일 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 이미지는 모바일 전화, 태블릿 컴퓨터, 등과 같은, 그러나 이들로 제한되지 않는 모바일 디바이스 상에 디스플레이되는 3D 장면을 색으로 나타낼 수 있다. 변조된, 상이한 색 및 상이하게 지향되는, 광빔은 다양한 예에 따라, 멀티뷰 이미지와 연관된 상이한 '뷰'의 개개의 픽셀에 대응할 수 있다. 상이한 뷰는, 예를 들어, 멀티뷰 디스플레이에 의해 디스플레이되는 색 멀티뷰 이미지에 정보의 '무안경'(예를 들어, '오토멀티스코픽') 표현을 제공할 수 있다.
도 8은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 멀티뷰 디스플레이(200)는 상이한 뷰에 따라 멀티뷰 이미지(예를 들어, 색 멀티뷰 이미지)를 대응하는 상이한 뷰 방향으로 디스플레이하도록 구성된다. 특히, 멀티뷰 디스플레이(200)에 의해 방출된 변조된 지향성 광빔(202)은 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되며, 상이한 색과 관련된 상이한 뷰 각각 내 색 서브-픽셀을 포함하여 상이한 뷰의 픽셀(즉, 뷰 픽셀)에 대응할 수 있다. 변조된 지향성 광빔(202)은 도 8의 멀티뷰 픽셀(210)로부터 나오는 화살표로서 도시된다. 점선은 제한이 아닌 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)에 의해 방출된 지향성 변조 광빔(202)을 이의 변조를 강조하기 위해 도시하는 화살표에 대해 사용된다.
도 8에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 멀티뷰 픽셀(210) 어레이를 포함한다. 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)은 멀티뷰 디스플레이(200)의 복수의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)은 복수의 지향성 광빔(204)을 변조하고 변조된 지향성 광빔(202)을 생성하도록 구성된 복수의 뷰 픽셀을 포함한다. 일부 실시예에서, 멀티뷰 픽셀(210)은 멀티뷰 백라이트(100)에 관해서 전술한, 광 밸브(108) 어레이의 광 밸브(108) 세트에 실질적으로 유사하다. 특히, 멀티뷰 픽셀(210)의 뷰 픽셀은 상술한 광 밸브(108)와 실질적으로 유사할 수 있다. 즉, 멀티뷰 디스플레이(200)의 멀티뷰 픽셀(210)은 광 밸브 세트(예를 들어, 광 밸브(108) 세트)를 포함할 수 있고, 멀티뷰 픽셀(210)의 뷰 픽셀은 세트의 복수의 광 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 뷰 픽셀은 색 서브-픽셀을 포함할 수 있으며, 각 색 서브-픽셀은, 예를 들어, 광 밸브 세트의 광 밸브(예를 들어, 단일 광 밸브(108))를 나타낸다.
도 8에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 광을 안내하도록 구성된 광 가이드(220)를 더 포함한다. 광 가이드(220) 내의 안내된 광은 예를 들어 청색광 및 자외광 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이(200)의 광 가이드(220)는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 형광 멀티빔 요소(230) 어레이를 더 포함한다. 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소(230)는 형광 재료를 포함한다. 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소(230)는 안내된 광으로부터 방출광을 제공하도록 구성된다. 방출광은 색-맞춤 방출 패턴을 가지며, 다양한 실시예에 따라, 복수의 지향성 광빔(204)을 포함한다. 일부 실시예에서, 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소(230)는 전술한, 멀티뷰 백라이트(100)의 형광 멀티빔 요소(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 색-맞춤 방출 패턴은 뷰 픽셀의 복수의 멀티뷰 픽셀(210) 내의 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 배열에 대응할 수 있다.
또한, 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소(230)는 복수의 지향성 광빔(204)을 대응하는 멀티뷰 픽셀(210)에 제공하도록 구성된다. 복수의 지향성 광빔(204)의 광빔(204)은 다양한 실시예에 따라, 서로로부터 상이한 주 각도 방향을 갖는다. 특히, 지향성 광빔(204)의 상이한 주 각도 방향은 멀티뷰 디스플레이(200)의 상이한 뷰의 상이한 뷰 방향에 대응하고, 각각의 뷰 방향은 대응하는 주 각도 방향을 따라 상이한 색을 포함한다. 또한, 색-맞춤 방출 패턴으로 인해, 공통 뷰 방향에 대응하는 상이한 색의 지향성 광빔(204)은 다양한 실시예에 따라, 서로 실질적으로 평행할 수 있다.
일부 실시예에 따라, 형광 멀티빔 요소(230)는 상술된, 멀티빔 서브-요소(122)와 실질적으로 유사한 복수의 멀티빔 서브-요소를 포함할 수 있다. 특히, 형광 멀티빔 요소(230)는 서로로부터 상이한 형광 방출색을 갖는 복수의 멀티빔 서브-요소(도 8에 별도로 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 각각의 멀티빔 서브-요소는 상이한 형광 방출색을 제공하기 위해 복수의 멀티빔 서브-요소의 다른 멀티빔 서브-요소와는 상이한 형광 재료를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 멀티빔 서브-요소는 상이한 형광 방출색에 따라 색-맞춤 방출 패턴을 제공하도록 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 멀티빔 서브-요소는 실질적으로 비-형광 재료를 포함할 수 있고, 형광 재료를 포함하는 멀티빔 서브-요소의 다른 것들과 관련하여 스캐터러의 디퓨저로서 작용하거나 역할을 한다.
일부 실시예에 따라, 멀티빔 서브-요소의 크기는 복수의 뷰 픽셀의 뷰 픽셀의 크기와 필적될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 서브-요소의 필적되는 크기는 뷰 픽셀 크기의 절반보다 크고 뷰 픽셀 크기의 2배보다 작을 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 멀티빔 서브-요소는 뷰 픽셀의 인접한 색 서브-픽셀들 사이의 거리에 상응하는(예컨대, 대략 동일한) 거리만큼 서로 공간적으로 오프셋될 수 있다.
일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(230) 또는 동등하게 멀티빔 서브-요소(들)의 형광 재료는 복수의 형광 양자점을 포함한다. 형광 재료의 형광 방출색은 예를 들어 형광 재료 내의 형광 양자점의 크기 분포의 함수일 수 있다. 다른 실시예에서, 형광 재료는 복수의 형광 안료를 포함하는데, 그러나 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(230)의 멀티빔 서브-요소 간의 요소간 또는 중심대 중심 거리는 멀티뷰 픽셀(210) 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀 간의 픽셀간 거리에 대응할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 서브-요소 간의 요소간 거리는 색 서브-픽셀 간의 픽셀간 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 멀티뷰 픽셀 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)과 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소(230) 사이에 일대일 대응이 있을 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소(230) 사이의 요소간 거리(예를 들어, 중심 대 중심)는 멀티뷰 픽셀(210) 간의 픽셀간 거리(예를 들어, 중심 대 중심)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 멀티뷰 픽셀(210)의 각 뷰 픽셀은 대응하는 형광 멀티빔 요소(230)에 의해 제공된 복수의 광빔(204) 중 상이한 하나를 변조하도록 구성될 수 있다. 또한, 각각의 멀티뷰 픽셀(210)은 여러 실시예에 따라, 하나 및 단 하나의 형광성 멀티빔 요소(230)로부터의 광빔(204)을 수신하고 변조하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 광빔(204)은 서로 다른 색을 포함할 수 있으며, 형광 멀티빔 요소(230)는 복수의 광빔(204)을 포함하는 색-맞춤 방출 패턴을 멀티뷰 픽셀(210) 내 뷰 픽셀의 대응하는 색 서브-픽셀에 지향시킬 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이(200)의 특정 뷰 방향에서 상이한 색의 주 각도 방향은 정렬(즉, 동일)될 수 있어, 공간적 색 분리 또는 색 브레이크업을 제거 또는 실질적으로 제거할 수 있다.
일부 실시예(도 8에 도시되지 않음)에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광원을 더 포함할 수 있다. 광원은 광 가이드에 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 광원은 전술한, 멀티뷰 백라이트(100)의 광원(130)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광원에 의해 제공된 광은 청색광과 자외광 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다.
본원에 설명된 원리의 다른 실시예에 따라, 멀티뷰 백라이트 동작 방법이 제공된다. 도 9는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 광 가이드의 길이를 따라 광을 안내 하는 단계(310)를 포함한다. 일부 실시예에 따라, 광 가이드는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 예에서, 안내된 광은 소정의 콜리메이트 팩터(σ) 따라 콜리메이트될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 형광 멀티빔 요소 어레이를 사용하여 안내된 광으로부터의 형광 방출에 의해 광을 방출하는 단계(320)를 더 포함한다. 다양한 실시예에 따라, 방출광은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔을 포함한다. 또한, 지향성 광빔은 상이한 색의 광(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 갖거나 나타낸다. 일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소는 전술한 멀티뷰 백라이트(100)의 형광 멀티빔 요소(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 어레이의 형광 멀티빔 요소는 형광 재료를 포함할 수 있고 색-맞춤 방출 패턴을 가질 수 있다. 색-맞춤 방출 패턴은 예를 들어, 멀티뷰 디스플레이에서 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀의 배열에 대응할 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 형광 멀티빔 요소는 색 서브-픽셀 사이의 거리에 대응하는 거리만큼 서로 공간적으로 오프셋된 복수의 멀티빔 서브-요소를 포함할 수 있다. 멀티빔 서브-요소 내의 형광 재료는 안내된 광으로부터 색-맞춤 방출 패턴을 제공하기 위해 형광 멀티빔 요소의 다른 멀티빔 서브-요소로부터 방출광의 상이한 색을 방출할 수 있다.
일부 실시예(도시되지 않음)에서, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 광원을 사용하여 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함한다. 제공된 광은 광 가이드 내에서 안내된 광의 소정의 각도 스프레드를 제공하기 위해 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트될 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 전술한, 멀티뷰 백라이트(100)의 광원(130)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 제공된 광은 청색광 및 자외광 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서(예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이), 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀로서 구성된 광 밸브를 사용하여 커플링-아웃된 광빔을 선택적으로 변조하는 단계(330)를 더 포함한다. 일부 실시예에 따라, 복수의 또는 한 어레이의 광 밸브의 한 광 밸브는 멀티뷰 픽셀 내의 한 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀에 대응한다.
따라서, 복수의 상이한 멀티뷰 이미지에 대응하는 지향성 광빔을 제공하기 위해 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 형광 멀티빔 요소를 채용하는, 멀티뷰 백라이트, 멀티뷰 백라이트 동작 방법, 및 멀티뷰 디스플레이의 예 및 실시예가 설명되었다. 상술한 예는 본원에서 설명된 원리를 나타내는 많은 특정 예들 중 일부를 단지 설명하기 위한 것임을 이해해야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구항에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 수많은 다른 배열을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (25)

  1. 멀티뷰 백라이트에 있어서,
    광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 광 가이드; 및
    형광 재료를 포함하고 상기 안내된 광으로부터 색-맞춤 방출 패턴을 갖는 방출광을 제공하도록 구성된 형광 멀티빔 요소로서, 상기 방출광은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들을 포함하는, 형광 멀티빔 요소를 포함하고,
    상기 색-맞춤 방출 패턴은 상기 멀티뷰 디스플레이 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀들의 배열에 대응하는 것인, 멀티뷰 백라이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소는 서로로부터 상이한 형광 방출색들을 갖는 복수의 멀티빔 서브-요소들을 포함하고, 상기 멀티빔 서브-요소들 각각은 상기 상이한 형광 방출색들을 제공하기 위해 복수의 상기 멀티빔 서브-요소의 다른 멀티빔 서브-요소들과는 상이한 형광 재료를 포함하고 상기 복수의 멀티빔 서브-요소들은 상기 상이한 형광 방출색들에 따라 상기 색-맞춤 방출 패턴을 제공하도록 배열된, 멀티뷰 백라이트.
  3. 제2항에 있어서, 제1 멀티빔 서브-요소의 상기 형광 재료는 적색 형광 방출색을 갖고, 제2 멀티빔 서브-요소는 녹색 형광 방출색을 가지며, 상기 제1 멀티빔 서브-요소는 상기 뷰 픽셀의 적색 서브-픽셀의 위치에 대응하여 배열되고 상기 제2 멀티빔 서브-요소는 상기 뷰 픽셀의 녹색 서브-픽셀에 대응하여 배열된, 멀티뷰 백라이트.
  4. 제3항에 있어서, 제3 멀티빔 서브-요소의 상기 형광 재료는 청색 형광 방출색을 가지며, 상기 제3 멀티빔 서브-요소는 상기 뷰 픽셀의 청색 서브-픽셀의 위치에 대응하여 배열된, 멀티뷰 백라이트.
  5. 제2항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소의 상기 멀티빔 서브-요소들은 상기 뷰 픽셀의 인접한 색 서브-픽셀들 사이의 거리와 상응하는 거리만큼 서로로부터 공간적으로 오프셋되고, 멀티빔 서브-픽셀의 크기는 상기 뷰 픽셀의 크기와 필적되는, 멀티뷰 백라이트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 멀티빔 서브-요소 크기는 상기 뷰 픽셀 크기의 50 퍼센트 내지 200 퍼센트인, 멀티뷰 백라이트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 형광 재료는 복수의 형광 양자점들을 포함하고, 상기 색-맞춤 방출 패턴은 상기 형광 멀티빔 요소에 걸쳐 분포된 상기 형광 재료 내의 상기 형광 양자점들의 크기 분포의 함수인, 멀티뷰 백라이트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 형광 양자점들은 적색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제1 유형의 형광 양자점들 및 녹색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제2 유형의 형광 양자점들을 포함하는, 멀티뷰 백라이트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 형광 양자점들은 청색 형광 방출색을 생성하도록 구성된 크기를 갖는 제3 유형의 양자점들을 더 포함하는, 멀티뷰 백라이트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소는 제1 표면에 대향하는 상기 광 가이드의 제2 표면에 인접하여 위치되고, 상기 형광 멀티빔 요소는 상기 복수의 지향성 광빔들을 포함하는 상기 방출광을 상기 광 가이드의 상기 제1 표면을 통해 제공하도록 구성된, 멀티뷰 백라이트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소는 상기 광 가이드의 제1 표면을 향하는 측에 대향하는 상기 형광 재료의 측을 덮도록 형성된 반사층을 더 포함하고, 상기 반사층은 상기 제1 표면으로부터 멀어지게 지향되는 상기 방출광의 부분을 반사시키고 상기 반사된 방출광 부분을 상기 광 가이드의 상기 제1 표면을 향하여 다시 재지향하게 구성된, 멀티뷰 백라이트
  12. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함하며, 상기 광원은 청색광 및 자외광 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 광을 상기 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내에서 안내되도록 제공하게 구성된, 멀티뷰 백라이트.
  13. 제1항에 있어서, 상기 형광 재료의 밀도는 상기 광 가이드를 따른 상기 형광 멀티빔 요소의 위치의 함수이고, 상기 형광 재료 밀도는 상기 형광 멀티빔 요소에 의해 제공되는 상기 방출광의 세기를 상기 안내된 광의 전파 방향으로 상기 광 가이드를 따른 거리의 함수로서 변화시키도록 구성된, 멀티뷰 백라이트.
  14. 제1항의 상기 멀티뷰 백라이트를 포함하는 멀티뷰 디스플레이로서, 상기 멀티뷰 디스플레이는 상기 복수의 지향성 광빔들의 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이를 더 포함하며, 상기 어레이의 광 밸브는 뷰 픽셀에 대응하며 상기 색 서브-픽셀들을 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  15. 멀티뷰 디스플레이에 있어서,
    멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하게 구성된 멀티뷰 픽셀 어레이로서, 멀티뷰 픽셀은 상기 상이한 뷰들의 뷰 방향들에 대응하여 상이한 주 각도 방향들을 갖는 대응하는 복수의 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 복수의 뷰 픽셀들을 포함하는, 멀티뷰 픽셀 어레이;
    안내된 광으로서 광을 안내하도록 구성된 광 가이드; 및
    형광 멀티빔 요소들의 어레이로서, 상기 요소 어레이의 형광 멀티빔 요소는 형광 재료를 포함하고 상기 안내된 광으로부터 방출광을 제공하게 구성되며, 상기 방출광은 색-맞춤 방출 패턴을 가지며 상기 복수의 지향성 광빔들을 포함하는, 상기 형광 멀티빔 요소 어레이를 포함하며,
    상기 색-맞춤 방출 패턴은 복수의 상기 뷰 픽셀 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀들의 배열에 대응하는, 멀티뷰 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소는 서로로부터 상이한 형광 방출색들을 갖는 복수의 멀티빔 서브-요소들을 포함하고, 상기 멀티빔 서브-요소들 각각은 상기 상이한 형광 방출색들을 제공하기 위한 복수의 상기 멀티빔 서브-요소의 다른 멀티빔 서브-요소들과는 상이한 형광 재료를 포함하고, 상기 복수의 멀티빔 서브-요소들은 상기 상이한 형광 방출색들에 따라 상기 색-맞춤 방출 패턴을 제공하도록 배열된, 멀티뷰 디스플레이.
  17. 제16항에 있어서, 상기 멀티빔 서브-요소의 크기는 복수의 상기 뷰 픽셀의 뷰 픽셀의 크기와 필적되며, 상기 멀티빔 서브-요소들은 상기 뷰 픽셀의 인접한 색 서브-픽셀들 사이의 거리와 상응하는 거리만큼 서로 공간적으로 오프셋된, 멀티뷰 디스플레이.
  18. 제17항에 있어서, 상기 멀티빔 서브-요소의 상기 필적되는 크기는 상기 뷰 픽셀 크기의 절반보다 크고 상기 뷰 픽셀 크기의 2배보다 작은, 멀티뷰 디스플레이.
  19. 제15항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소의 상기 형광 재료는 복수의 형광 양자점들을 포함하고, 상기 형광 재료의 형광 방출색은 상기 형광 재료 내의 상기 형광 양자점들의 크기 분포의 함수인, 멀티뷰 디스플레이.
  20. 제15항에 있어서, 상기 광을 상기 안내된 광으로서 상기 광 가이드에 제공하도록 구성된 광원을 더 포함하고, 상기 제공된 광은 청색광 및 자외광 중 하나 또는 모두를 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  21. 제15항에 있어서, 상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 상기 멀티뷰 픽셀은 광 밸브 세트를 포함하고, 상기 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀은 상기 뷰 픽셀의 상기 색 서브-픽셀들에 대응하는 상기 세트의 복수의 광 밸브를 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  22. 멀티뷰 백라이트 동작 방법에 있어서,
    광 가이드의 길이를 따라 광을 안내하는 단계; 및
    형광 멀티빔 요소 어레이를 사용하여 상기 안내된 광으로부터의 형광 방출에 의해 광을 방출하는 단계로서, 상기 방출광은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들을 포함하고, 상기 어레이의 형광 멀티빔 요소는 형광 재료를 포함하고 색-맞춤 방출 패턴을 갖는, 단계를 포함하고,
    상기 색-맞춤 방출 패턴은 상기 멀티뷰 디스플레이 내 뷰 픽셀의 색 서브-픽셀들의 배열에 대응하는, 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 형광 멀티빔 요소는 상기 색 서브-픽셀들 사이의 거리에 대응하는 거리만큼 서로 공간적으로 오프셋된 복수의 멀티빔 서브-요소들을 포함하고, 상기 멀티빔 서브-요소 내 상기 형광 재료는 상기 안내된 광으로부터 상기 색-맞춤 방출 패턴을 제공하기 위해 형광 멀티빔 요소의 다른 멀티빔 서브-요소들로부터 방출광의 상이한 색을 방출하는, 방법.
  24. 제22항에 있어서, 광원을 이용하여 상기 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제공되는 광은 상기 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내에서 안내되는 청색광 및 자외광 중 하나 또는 둘 다를 포함하는, 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀로서 구성된 복수의 광 밸브들을 사용하여 상기 방출광의 상기 복수의 지향성 광빔들을 변조하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 광 밸브의 광 밸브는 상기 멀티뷰 픽셀 내 뷰 픽셀의 상기 색 서브-픽셀에 대응하는, 방법.
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