KR20170102236A - 제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅 - Google Patents

제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅 Download PDF

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Abstract

제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅은 광 가이드 및 상기 광 가이드의 표면에 복수의 회절 격자를 포함한다. 광 가이드는 광을 안내하기 위한 것이고, 회절 격자는 회절 결합을 사용하여 안내된 광의 일부를 아웃커플링하고 아웃커플링된 부분을 주각 방향으로 복수의 광빔으로서 광 가이드 표면으로부터 지향시킨다. 복수의 회절 격자는 광 가이드 표면을 따른 거리의 함수로서 회절 격자의 회절 결합 효율을 선택적으로 제어하도록 구성된 회절 피처 변조를 갖는 회절 피처를 포함한다.

Description

제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이팅{DIFFRACTION GRATING-BASED BACKLIGHTING HAVING CONTROLLED DIFFRACTIVE COUPLING EFFICIENCY}
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 편재하는 매체이다. 가장 일반적으로 발견되는 전자 디스플레이 중에는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이, 등)를 채용하는 다양한 디스플레이가 있다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 다른 소스에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이)로 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 분명한 예 중에는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 일반적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 예를 들면, LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소모를 포함한 -그러나 이것으로 제한되지 않는다- 유익한 성능 특성을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 특징적 무능력으로 많은 실제 응용에서 용도가 다소 제한됨을 발견할 수 있다.
방출된 광에 연관된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동적인 디스플레이가 광을 방출하고 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하도록 할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 다른 수동 디스플레이 뒤에 배치되는 광원(종종 패널 광원)이다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적이다), 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 배치될 수 있다.
본원에 기술된 원리에 따른 예시들의 다양한 특징은 첨부 도면에 연관하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있으며, 동일한 도면 부호는 동일한 구조적 요소를 나타낸다.
도 1은 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 광 가이드에서 거리의 함수로서 광 세기의 그래프를 도시한다.
도 2a는 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 변조된 회절 결합을 갖는 회절 격자-기반 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 2b는 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 예에 따라, 예에서 변조된 회절 결합을 갖는 회절 격자-기반 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 3은 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 서브-파장 갭을 갖는 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 4a는 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자-기반 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 도 4a의 멀티빔 회절 격자-기반 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 5는 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 전자 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 6은 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 전자 디스플레이 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 예시된 특징에 부가되거나 대신되는 특징들 중 하나인 다른 특징들을 갖는다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명된다.
본원에 설명된 원리에 따른 실시예는 회절 결합 강도 또는 효율을 제어하기 위해 회절 피처 변조를 사용하는 전자 디스플레이 백라이팅을 제공한다. 특히, 본원에 설명된 전자 디스플레이의 백라이팅은 복수의 회절 격자를 사용한다. 회절 격자는 광 가이드로부터 광을 회절적으로 산란시키거나 아웃커플링시키고 아웃커플링된 광을 전자 디스플레이의 시야 방향으로 지향시키기 위해 사용된다. 개별적인 회절 격자에 의해 아웃커플링된 광의 량은 회절 격자의 회절 결합 효율 또는 등가적으로 회절 결합 강도에 의해 결정된다. 회절 결합 효율의 선택적 제어를 제공하기 위해 회절 피처 변조가 사용된다. 일부 예에서, 선택적으로 제어되는 회절 결합 효율은 광 가이드 내에서 안내되는 광의 광 세기의 감소를 보상할 수 있다. 광 세기의 감소를 보상함으로써, 회절 격자에 의해 광 가이드로부터 아웃커플링된 광은, 예를 들어, 광 가이드 또는 이를 채용하는 백라이트의 길이를 따라 더 균일할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 아웃커플링된 광은 시야 방향으로 지향되는 복수의 광빔을 형성한다. 복수의 광빔은 본원에 설명된 원리의 다양한 실시예에 따라, 서로 다른 주각 방향을 가질 수 있다. 특히, 복수의 광빔은 시야 방향에서 광 필드를 형성하거나 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 주각 방향("상이하게 지향된 광빔"이라고도 함)을 갖는 광빔은 3차원(3-D) 정보를 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이하게 지향된 광빔은 변조되어 '무안경식' 3-D 전자 디스플레이의 픽셀로서 작용할 수 있다. 선택적으로 제어된 회절 결합 효율을 사용하여 광 세기의 변화(예를 들어, 광 세기 감소)를 보상함으로써, 회절 피처 변조를 갖는 회절 격자를 사용하는 전자 디스플레이는, 예를 들어, 달리 가능할 수 있는 것보다 개선된 조명 균일성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 광 가이드에서 거리의 함수로서 광 세기의 그래프를 도시한다. 거리의 함수로서 도시된 광 세기는, 예를 들어, 회절 격자-기반 백라이트에 사용되는 광 가이드에서 관찰된 광 세기와 일치할 수 있다. 특히, 광이 입력 단부로부터 입력단에 대향한 단부(예를 들어, 말단)로 광 가이드의 길이를 따라 전파할 때, 안내된 광의 일부는 예를 들어 회절 격자에 의해 아웃커플링될 수 있다. 안내된 광이 아웃커플링되었을 때, 광 가이드 내엔 잔류하는 광이 적어져 광 가이드의 나머지 길이를 따라 광 세기는 감소하게 된다. 광 가이드의 길이를 따른 광 세기는 흡수 손실 및 다양한 형태의 산란 손실을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다른 프로세스에 의해 영향을 받을 수도 있다. 다양한 예에 따라, 광 세기는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 거리 또는 길이의 함수로서 지수 함수적으로 감소할 수 있다. 본원에 설명된 원리에 따른 실시예는 거리의 함수로서 광 세기의 감소를 완화시키거나 보상하기 위해 사용될 수 있다.
본원에서, '광 가이드'는 내부 전반사를 이용하여 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 다양한 예에서, 용어 '광 가이드'는 일반적으로 광 가이드의 유전체 물질과 이 광 가이드를 둘러싸는 물질 또는 매체 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 채용하는 유전체 광 도파로를 지칭한다. 정의에 의해, 내부 전반사를 위한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 물질의 표면에 인접한 주변 매체의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 예에서, 광 가이드는 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 추가하여 또는 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 예를 들어 반사 코팅일 수 있다. 다양한 예에 따라, 광 가이드는 플레이트 또는 슬랩 가이드, 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 다를 포함한 -그러나 이에 한정되는 것은 아니다- 몇몇 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 구분적으로 또는 차등적으로 평면인 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 저면(즉, 대향면)에 의해 경계를 이룬 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원의 정의에 의해, 상면 및 저면은 서로 분리되고 아울러 적어도 차등적으로 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 영역 내에서, 상면 및 저면은 실질적으로 평행하거나 동일 평면이다. 일부 예에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 평탄할 수 있고(예를 들어, 평면으로 국한되고), 따라서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 예에서, 플레이트 광 가이드는 일차원 또는 직교하는 2차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 단일 차원에서 만곡되어 원통 형상 플레이트 광 가이드를 형성할 수 있다. 그러나, 다양한 예에서, 임의의 곡률은 광을 안내하기 위해 내부 전반사가 플레이트 광 가이드 내에서 확실히 유지되도록 하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에 설명된 다양한 예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)는 광빔으로서 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)로부터 광을 산란시키거나 아웃커플링하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서, '회절 격자'는 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 피처(즉, 회절 피처)로서 정의된다. 일부 예에서, 복수의 피처는 주기적 또는 준 주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(1-D) 어레이로 배열된 복수의 형상(예를 들어, 물질 표면 내 복수의 홈)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 피처의 2차원(2-D) 어레이일 수 있다. 회절 격자는, 예를 들어, 물질 표면 상의 범프 혹은 표면 내 홀들의 2차원 어레이일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본원의 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자에 입사한다면, 제공된 회절 또는 회절 산란은 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터 광을 아웃커플링할 수 있어 '회절 결합'을 초래할 수 있고 따라서 이로서 언급될 수 있다. 회절 격자는 또한 회절에 의해 광의 각도(즉, 회절 각)를 재지향시키거나 변화시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광(즉, 회절된 광)은 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 다른 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화를 본원에서는 '회절 재지향'이라고 칭한다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자에 입사된 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 피처를 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있으며, 광이 광 가이드로부터 입사한다면, 회절 격자는 또한 광 가이드로부터의 광을 회절적으로 아웃커플링시킬 수 있다.
또한, 본원의 정의에 의해, 회절 격자의 피처는 '회절 피처'로 지칭되며, 표면에, 표면 내에 및 표면 상에(예를 들어, 두 물질 사이의 경계) 중 하나 이상에 있을 수 있다. 표면은, 예를 들어, 플레이트 광 가이드의 표면일 수 있다. 회절 피처는 표면에, 혹은 표면 내에 혹은 표면 상에 홈, 리지, 홀 및 범프 중 하나 이상을 포함하는 -그러나 이것으로 제한되지 않는다-, 광을 회절시키는 다양한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 물질 표면 내 복수의 평행한 홈을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 물질 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 리지를 포함할 수 있다. 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 홀, 범프, 등)은 사인파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들면, 바이너리 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니 프로파일(예를 들면, 블레이즈 격자)를 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다-, 회절을 제공하는 임의의 다양한 단면 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다.
본원에서 정의에 의해, '멀티빔 회절 격자'는 복수의 광빔을 포함하는 아웃커플링된 광을 생성하는 회절 격자이다. 또한, 멀티빔 회절 격자에 의해 생성된 복수의 광빔은, 본원에 정의에 의해, 서로 다른 주각 방향을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수의 광빔 중 한 광빔은 멀티빔 회절 격자에 의한 입사광의 회절성 결합 및 회절성 재지향의 결과로서 복수의 광빔의 또 다른 광빔과는 상이한 소정의 주각 방향을 갖는다. 예를 들어, 복수의 광빔은 8개의 상이한 주각 방향을 갖는 8개의 광빔을 포함할 수 있다. 조합된 8개의 광빔(즉, 복수의 광빔)은 예를 들어 광 필드를 나타낼 수 있다. 다양한 예에 따라, 여러 광빔들의 서로 상이한 주각 방향들은 격자 피치 또는 간격과 멀티빔 회절 격자에 입사하는 광의 전파 방향에 대한 각각의 광빔들의 원점들에 멀티빔 회절 격자의 회절 피처들의 방위 또는 회전과의 조합에 의해 결정된다.
본원에 설명된 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)에 의해 광 가이드로부터 아웃커플링된 광은 전자 디스플레이의 픽셀을 나타낸다. 특히, 서로 다른 주각 방향을 갖는 복수의 광빔을 생성하기 위해 멀티빔 회절 격자를 갖는 광 가이드는, '무안경식' 3차원(3-D) 전자 디스플레이(예를 들면, 멀티뷰 또는 '홀로그래픽' 전자 디스플레이 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이라고도 함)와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 전자 디스플레이의 백라이트의 일부일 수도 있고 혹은 전자 디스플레이와 함께 사용될 수도 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자를 사용하여 광 가이드로부터 안내된 광을 아웃커플링시킴으로써 생성된 서로 상이하게 지향되는 광빔들은 3-D 전자 디스플레이의 '픽셀'일 수 있거나 또는 이를 나타낼 수 있다. 또한, 상이하게 지향된 광빔은, 다양한 예에 따라, 광 필드를 형성할 수 있다.
본원에서, '광원'은 광의 소스(예를 들어, 광을 생성하고 방출하는 장치 또는 디바이스)로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되었을 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 여기에서, 광원은 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드, 플라스마 기반 광학 이미터, 형광 램프, 백열 램프, 및 사실상 이외 다른 광의 소스 중 하나 이상 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 을 포함한 광의 실질적으로 임의의 소스 혹은 광학 이미터일 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 색을 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있다), 또는 일 범위의 파장(예를 들면, 백색광)일 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 단수 표현은 특허 기술에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어 '격자'는 하나 이상의 격자를 의미하며, 따라서 '격자'는 본원에서 '격자(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상', '저', '상측', '하측', '위', '아래', '전방', '후방', '제1', '제2', '좌측' 또는 '우측'은 본원에서 제한으로 의도되지 않는다. 본원에서, 값에 적용하였을 때 '약'이라는 용어는 일반적으로 값을 보여주기 위해 사용되는 장비의 허용오차 범위 이내를 의미하며, 또는 일부 예에서는 달리 명시적으로 특정하지 않는한, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 '실질적으로'라는 용어는, 예를 들어, 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 대부분 또는 거의 전부 또는 전부 또는 이 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 논의의 목적을 위해 제시된 것이며 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 회절 격자-기반 백라이트가 제공된다. 도 2a는, 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 변조된 회절 결합을 갖는 회절 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 2b는, 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 실시예에 따라, 예에서 변조된 회절 결합을 갖는 회절 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회절 결합 변조는 회절 격자-기반 백라이트(100)의 회절 결합 효율 또는 회절 결합 강도를 변화시키거나 선택적으로 제어하기 위해 사용된다. 제어된 회절 결합 효율은, 다양한 실시예에 따라, 회절 격자-기반 백라이트(100) 내의 광 세기를 보상하거나 이의 변화 효과를 완화시키기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 제어된 회절 결합 효율은 회절 격자-기반 백라이트(100)로부터의 광의 아웃-커플링 또는 산란으로 인한 회절 격자-기반 백라이트(100)의 길이를 따른 광 세기에 지수함수적 감소의 효과를 완화시키거나 보상하기 위해 사용될 수 있다. 아웃-커플링은, 예를 들어, 회절 격자-기반 백라이트(100)의 표면으로부터 멀리 지향된(예를 들어, 광 필드를 형성하기 위해) 복수의 광빔(102)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 회절 격자-기반 백라이트(100)는 전자 디스플레이의 광원 또는 '백라이트'일 수 있다. 특히, 일부 실시예에 따라, 전자 디스플레이는 광빔(102)이 3-D 디스플레이의 서로 상이한 '뷰들'에 연관된 픽셀에 대응하는, 소위 '무안경식' 3차원(3-D) 전자 디스플레이(예를 들면, 멀티뷰 디스플레이 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이)일 수 있다.
특히, 광빔(102)은 전자 디스플레이의 뷰 방향으로 광 필드를 형성할 수 있다. 회절 격자-기반 백라이트(100)에 의해 제공된 복수의( 및 광 필드 내의) 광빔(102)의 광빔(102)은, 일부 실시예에 따라, 복수의 다른 광빔(102)과 상이한 주각 방향을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 광빔(102)은 소정의 방향(주각 방향) 및 광 필드 내에서 비교적 좁은 각 퍼짐을 모두 가질 수 있다. 광빔(102)의 주각 방향은, 예를 들어, 3-D 전자 디스플레이의 특정 뷰의 각 방향에 대응할 수 있다. 이와 같이, 일부 예에 따라, 광빔(102)은 3-D 전자 디스플레이의 픽셀을 나타내거나 대응할 수 있다.
다른 실시예에서, 복수의 광빔(102)은 실질적으로 유사한 소정의 주각 방향을 가질 수 있다(도 2a-도 2b에서는 도시되지 않음). 유사하게 지향된 광빔(102)은 일반적으로 광 필드를 형성하지 않고, 대신에 실질적으로 단일 방향의 아웃-커플링된 광을 나타낸다. 유사하게 지향된 광빔(102)은, 예를 들어, 2차원(2-D) 디스플레이를 백라이트하기 위해 사용될 수 있다.
일부 예에서, 광빔(102)은 변조될 수 있다(예를 들어, 후술되는 바와 같은 광 밸브에 의해). 회절 격자-기반 백라이트(100)로부터 멀리 상이한 각도 방향으로 지향된 광빔(102)의 변조는, 예를 들어, 동적 3-D 전자 디스플레이 응용에 특히 유용할 수 있다. 즉, 특정 뷰 방향으로 지향된 개별적으로 변조된 광빔(102)은 특정 뷰 방향에 대응하는 3-D 전자 디스플레이의 동적 픽셀을 나타낼 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회절 격자-기반 백라이트(100)는 광 가이드(110)를 포함한다. 특히, 일부 실시예에 따라, 광 가이드(110)는 플레이트 광 가이드(110)일 수 있다. 광 가이드(110)는 광원(도 2a-도 2b에 도시되지 않음)으로부터의 광을 안내된 광(104)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 물질을 포함할 수 있다. 유전체 물질은 유전체 광 도파로를 둘러싸는 매체의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률에 차이는, 예를 들어, 광 가이드(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광(104)의 내부 전반사를 용이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 광원으로부터의 광은 광 가이드(110)의 길이를 따라 광빔(104)으로서 안내된다. 또한, 광 가이드(110)는 광(즉, 안내된 광빔(104))을 비-제로 전파 각도로 안내하게 구성될 수 있다. 안내된 광빔(104)은, 예를 들어, 내부 전반사를 사용하여 광 가이드(110) 내에서 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있다.
본원에 정의된 바와 같이, 비-제로 전파 각도는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 또는 저면)에 대한 각도이다. 일부 예에서, 안내된 광빔(104)의 비-제로 전파 각도는 약 10도 내지 약 50 사이이거나, 일부 예에서는, 약 20도 내지 약 40도 사이, 또는 약 25도 내지 약 35도 사이일 수 있다. 예를 들어, 비-제로 전파 각도는 약 30도일 수 있다. 다른 예에서, 비-제로 전파 각도는 약 20도 또는 약 25도 또는 약 35도일 수 있다.
일부 예에서, 광원으로부터의 광은 비-제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)로 플레이트 광 가이드(110)에 도입되거나 결합될 수 있다. 렌즈, 거울 또는 유사한 반사기(예를 들어, 기울어진 시준 리플렉터), 및 프리즘(도시되지 않음) 중 하나 이상은, 예를 들어, 비-제로 전파 각도로 광빔으로서 광 가이드(110)의 입력 단부 내로 광을 결합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일단 광 가이드(110)에 결합되면, 안내된 광빔(104)은 일반적으로 입력 단부로부터 멀어지는 방향으로 광 가이드(110)를 따라 전파한다(예를 들어, 도 2a 및 도 2b에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표로 도시됨). 또한, 안내된 광빔(104)은 비-제로 전파 각도로 광 가이드(110)의 상면과 저면 간에 반사하거나 '바운스'함으로써 전파한다(예를 들어, 안내된 광(104)의 광선을 나타내는 확장된, 각이 진 화살표로 도시됨).
일부 예에 따라, 광 가이드(110)에 광을 결합으로써 생성된 안내된 광빔(104)은 시준된 광빔일 수 있다. 특히, '시준된 광빔'이라는 것은 안내된 광빔(104) 내의 광선이 안내된 광빔(104) 내에서 서로 실질적으로 평행하다는 것을 의미한다. 안내된 광빔(104)의 시준된 광빔으로부터 발산하거나 산란되는 광선은, 본원에 정의에 의해, 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 시준 안내된 광빔(104)을 생성하기 위한 광의 시준은, 예를 들어, 광을 플레이트 광 가이드(110)에 결합시키기 위해 사용되는 렌즈 또는 거울(예를 들어, 경사진 시준 리플렉터, 등)에 의해 제공될 수 있다.
일부 예에서, 광 가이드(110)(예를 들면, 플레이트 광 가이드(110)로서)는 광학적으로 투명한 유전체 물질의 연장된 실질적으로 평면의 시트를 포함하는 슬랩 또는 플레이트 광학 도파로일 수 있다. 실질적으로 평면 유전체 물질의 시트는 안내된 광빔(104)을 내부 전반사를 사용하여 안내하도록 구성된다. 다양한 예에 따라, 광 가이드(110)의 광학적으로 투명한 물질은 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트, 등) 중 하나 이상을 포함한 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 다양한 유전체 물질 중 임의의 것을 포함하거나 이로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)(도시되지 않음)의 표면(예를 들어, 상면 및 저면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부분 상에 클래딩 층을 더 포함할 수 있다. 일부 예에 따라, 클래딩 층은 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 회절 격자-기반 백라이트(100)는 복수의 회절 격자(120)를 더 포함한다. 복수의 회절 격자(120)는, 예를 들어, 회절 격자(120)의 어레이로서 배열되거나 이를 나타낼 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(120)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 또는 전방면)에 위치된다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 하나 이상의 회절 격자(120)는 광 가이드(110) 내에 위치될 수 있다.
복수의 회절 격자(120)는, 다양한 실시예에 따라, 회절 결합(예를 들어, '회절 산란'으로도 지칭됨)에 의해 혹은 이를 사용하여 광 가이드(110)로부터의 안내된 광빔(104)의 일부를 산란시키거나 아웃커플링하도록 구성된다. 예를 들어, 안내된 광빔(104)의 부분은 광 가이드 표면을 통해(예를 들어, 광 가이드(110)의 상면을 통해) 회절 격자(120)에 의해 회절적으로 아웃커플링될 수 있다. 또한, 회절 격자(120)는 아웃커플링된 광빔(예를 들어, 광빔(102))으로서 안내된 광빔(104)의 부분을 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된다. 아웃-커플링된 광빔(102)은, 다양한 예에 따라, 소정의 주각 방향으로 광 가이드 표면으로부터 멀어지게 지향된다. 특히, 안내된 광빔(104)의 아웃커플링된 부분은 복수의 광빔(102)으로서 복수의 회절 격자(120)에 의해 광 가이드 표면으로부터 멀어지도록 회절적으로 재지향된다. 전술한 바와 같이, 일부 예에 따라, 복수의 광빔의 광빔(102) 각각은 상이한 주각 방향을 가질 수 있고, 복수의 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 다른 예에 따라, 복수의 광빔의 광빔(102) 각각은 실질적으로 동일한 주각 방향을 가질 수 있고, 복수의 광빔은 상이한 주각 방향들을 가진 복수의 광빔이 나타내는 광 필드와 반대되는 실질적으로 단일 방향의 광을 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 회절 격자들(120) 각각은 회절을 제공하는 복수의 회절 피처들(122)을 포함한다. 제공된 회절은 안내된 광빔(104)의 일부를 광 가이드(110)로부터 회절적 아웃커플링을 하기 위한 것이다. 예를 들어, 회절 격자(120)는 광 가이드(110)의 표면에 홈 및 회절 피처(122)로서 작용하는 광 가이드 표면으로부터 돌출된 리지 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 홈 및 리지는 서로 평행하게, 혹은 서로 실질적으로 평행하게, 그리고, 적어도 어느 지점에, 회절 격자(120)에 의해 아웃커플링될 안내된 광빔(104)의 전파 방향에 수직하게, 배열될 수 있다.
일부 예에서, 홈 또는 리지는 표면에 에칭되거나, 밀링되거나 또는 몰딩되거나, 표면 상에 적용될 수 있다. 이와 같이, 회절 격자(120)의 물질은 광 가이드(110)의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 회절 격자(120)는 광 가이드(110)의 표면 내에 형성된 실질적으로 평행한 홈을 포함한다. 도 2b에서, 회절 격자(120)는, 예를 들어, 광 가이드 표면으로부터 돌출하는 실질적으로 평행한 리지를 포함한다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 회절 격자(120)는 광 가이드 표면에 도포 또는 부착된 필름 또는 층일 수 있다.
복수의 회절 격자(120)는, 다양한 예에 따라, 광 가이드(110)의 표면에, 혹은 표면 상에, 또는 표면 내에 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 회절 격자(120)는 광 가이드 표면에 걸쳐 열과 행으로 배열될 수 있다(예를 들면, 어레이로서). 또 다른 예에서, 복수의 회절 격자(120)는 그룹으로 배열될 수 있고(예를 들어, 3개 격자의 그룹, 그룹 내의 각각의 격자는 상이한 색의 광과 연관된다), 그룹은 행 및 열로 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 멀티빔 회절 격자(120)는 광 가이드(110)의 표면에 거쳐 실질적으로 랜덤하게 분포될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 복수의 회절 격자(120)의 회절 피처(122)는 회절 피처 변조를 포함한다. 회절 피처 변조는 회절 격자(120)의 회절 결합 효율, 또는 등가적으로 회절 결합 강도를 선택적으로 제어하도록 구성된다. 특히, 회절 결합 효율은 광 가이드 표면을 따른 길이의 함수로서 회절 피처 변조에 의해 선택적으로 제어된다. 또한, 회절 피처 변조는 복수의 회절 격자(120)(예를 들어, 어레이로서 배열된)를 따른 길이의 함수로서 회절 결합 효율의 선택적 제어를 제공한다. 예를 들어, 회절 피처 변조는 안내된 광빔 부분의 회절적 아웃커플링에 기인한 안내된 광빔의 세기의 지수함수적 감소를 보상하도록 광 가이드 표면을 따른 길이의 함수로서 회절 결합 효율의 증가(예를 들어, 지수함수적 증가)를 제공하도록 구성될 수 있다. 지수함수적 증가는, 예를 들어, 광 가이드 길이의 함수로서 광 가이드(110) 내의 안내된 광빔(104)의 세기의 지수함수적 감소에 대략 반비례하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 회절 피처 변조는 회절 결합 효율에 있어 지수함수적 감소, 선형 증가 또는 감소, 쿼드래틱 증가 또는 감소, 혹은 사인파형을 포함하는, 그러나 이들 한정되는 것은 아닌, 길이의 함수로서 회절 결합 효율의 또 다른 변화를 제공하도록 구성될 수 있다.
다양한 예에 따라, 회절 피처 변조는 인접한 회절 격자(120)의 회절 피처(122)의 특성의 변조 또는 변화를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 회절 피처(122)에 적용될 때 용어 "특성"은 회절 격자(120) 내에서 회절 피처(122)의 물리적 크기, 형상 및 배열 중 하나 이상으로서 정의된다. 일부 실시예에서, 회절 피처 변조는 시간의 함수로서 실질적으로 정적이거나 실질적으로 변하지 않을 수 있다. 즉, 회절 피처 변조는 시간이 아닌 거리 또는 길이와 함께 회절 피처(122)의 변경 또는 변화를 나타낸다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 회절 피처 변조는 'DC 회절 피처 변조'로 지칭될 수 있는데, 여기서 'DC'는 시간의 함수로서 상수 값(예를 들면, 전류 또는 전압)을 의미하기 위해 전자기기에서 사용되는 것과 같은 '직류 전류' 또는 'DC'와 유사한 방식으로 사용된다.
본원에서 채용된 바와 같이, 회절 피처 특성의 변조(즉, 회절 특성 변조)는 일반적으로, 본원의 정의에 의해, 회절 격자(120)의 전체 크기의 변화를 포함하지 않는다. 특히, 회절 격자(120)의 전체 크기가 회절 격자(120)의 회절 결합 효율을 제어하기 위해 사용될 수도 있지만, 본원에서 사용되는 바와 같이, 회절 피처 변조는 회절 격자 크기를 채용하지 않거나 배타적으로 채용하지는 않는다. 즉, 일부 실시예에 따라, 회절 격자 크기는 회절 결합 효율을 선택적으로 제어하기 위해 회절 피처 변조 대신으로가 아니라 그에 더하여 채용될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 복수의 회절 격자(120)는 실질적으로 동일한 크기를 갖는 회절 격자를 포함하고, 회절 결합 효율은 회절 피처 변조만을 사용하여 선택적으로 제어된다.
일부 실시예에 따라, 회절 피처 변조는 회절 피처 진폭의 변조를 포함한다. 특히, 회절 피처(122)의 진폭은 회절 피처 변조를 실현하기 위해 거리의 함수로서 하나의 회절 격자(120)에서 다음으로 변조 또는 변경될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자(120)의 홈의 깊이 또는 리지의 높이(즉, 회절 피처 진폭)는 광 가이드(110)를 따른 거리의 함수로서 변화될 수 있다. 예에서, 각각의 연속적인 회절 격자(120)의 홈 깊이 또는 리지 높이는 광원(즉, 입력 단부)에 인접한 광 가이드 단부로부터 광 가이드(110)의 대향 단부(즉, 말단)까지 증가될 수 있다. 연속적인 회절 격자(120)의 홈 깊이 또는 리지 높이를 증가시키는 것은 광 가이드(110)를 따른 길이의 함수로서 회절 격자(120)의 회절 결합 효율 또는 회절 결합 강도를 증가시킨다.
도 2a는 길이의 함수로서 홈 깊이의 변조를 포함하거나 또는 등가적으로 광 가이드(110)를 따른 거리의 함수로서 회절 피처 변조를 도시한다. 특히, 연속적인 회절 격자(120)의 홈 깊이는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 광 가이드(110)의 입력 단부(좌측)에 인접한 회절 격자(120)로부터 광 가이드(110)의 말단(우측)에 인접한 회절 격자(120)로 증가한다. 도 2b는 광 가이드(110)를 따른 길이의 함수로서 리지 높이 변조를 포함하는 회절 피처 변조를 도시한다. 특히, 연속적인 회절 격자(120)의 리지 높이는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광 가이드(110)의 입력 단부로부터 말단(우측에서 좌측)로 증가한다.
회절 격자(120)의 회절 피처 진폭 변조의 홈 깊이 변화 또는 리지 높이 변화는 그레이 톤 리소그래피, 다중 레벨 건식 에칭, 및 나노임프린트 리소그래피를 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는 기술을 사용하여 제공될 수 있다(예를 들어, 제조 중에). 그레이 톤 리소그래피는 회절 격자(120)의 홈 또는 리지를 나타내는 상이한 피처 깊이를 갖는 레지스트 마스크를 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 레지스트의 노광 시간을 제어하는 것은 상이한 피처 깊이를 생성할 수 있다. 다중 레벨 건식 에칭은, 예를 들어, 회절 피처 진폭 변조를 생성하기 위해 유사한 복수의 상이한 에칭 레벨 또는 깊이를 달성하기 위해 다수의 실질적으로 독립적인 리소그래피-플러스-건식 에칭 단계를 채용할 수 있다.
일부 예(도시되지 않음)에 따라, 회절 피처 변조는 회절 격자(120)의 회절 피처의 듀티 사이클의 변조를 포함한다. 특히, 홈 또는 리지의 폭 대 피치의 비는 듀티 사이클 변조를 제공하기 위해 복수의 인접한 회절 격자들(120) 간에 다를 수 있다. 일부 예에 따라, 폭 대 피치 비는 약 50%의 평균값 부근에서 다를 수 있다. 약 50% 부근에서 폭 대 피치 비를 변화시키면, 예를 들어, 고차 회절 성분의 생성을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 듀티 사이클 변조는 약 30% 내지 약 70% 사이의 폭 대 피치 비 변화를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 폭 대 피치 비의 변화는 약 40% 내지 약 60% 또는 약 45% 내지 약 55% 사이일 수 있다.
일부 실시예에 따라, 개별 회절 피처(122)의 유효 밀도는 회절 피처 변조를 제공하도록 변경되거나 변조될 수 있다. 특히, 회절 피처 변조는 회절 피처(122)에서 서브-파장 갭을 포함할 수 있다. 서브-파장 갭은 유효 밀도 또는 등가적으로 개별 회절 피처(122)의 유효 국부 회절 결합 강도를 변조하도록 구성된다. 서브-파장 갭을 사용하는 것은 서브-파장 갭의 개수, 폭 및 간격은 회절 피처(122) 개개의 회절 유효 밀도를 변경하여 회절 강도에서 효과적인 변화를 갖게 하기 때문에 회절 피처의 '유효 밀도 변조'라 지칭된다. 일부 실시예에 따라, 서브-파장 갭은 추가적인 회절 차수의 생성을 방지하기 위해 유효 밀도 변조에 사용되어 채용됨에 유의한다.
도 3은, 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 서브-파장 갭(124)을 포함하는 회절 격자(120)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 3은 회절 피처들(122) 사이에 서브-파장 갭(124)을 갖는, 예로서 그리고 제한이 아닌, 멀티빔 회절 격자(120)인 회절 격자(120)의 평면도를 도시한다. 멀티빔 회절 격자(120)는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 회절 피처들(122) 사이의 서브-파장 갭(124)은 광 가이드(110)를 따라 안내된 광빔(104)의(예를 들어, 104로 표기한 굵은 화살표로 나타낸) 전파 방향과 실질적으로 평행할 수 있다. 안내된 광빔(104)은 회절 격자(120)에 의해 광 가이드(110)로부터 아웃커플링된다. 일부 실시예에 따라, 회절 격자(120)의 서브-파장 갭(124)의 수(즉, 밀도), 폭 및 간격 중 하나 이상을 변화시킴으로써 회절 피처 변조를 제공한다.
일부 실시예에 따라, 회절 피처 변조는 회절 피처 진폭의 변조, 회절 피처의 듀티 사이클의 변조, 및 회절 피처 내의 서브-파장 갭(124)의 유효 밀도의 변조 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특히, 상이한 회절 피처 변조(즉, 회절 피처 진폭 변조, 회절 피처 듀티 사이클 변조 및 회절 피처 유효 밀도 변조)의 서로 상이한 것들은 안내된 광빔(104)의 파장의 함수로서 회절 결합 효율에 상이하게 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 다양한 상이한 변조 유형을 조합하는 것은, 예를 들어, 파장의 함수로서(예를 들어, 컬러 밸런싱을 미세 조정하기 위해) 회절 결합 효율의 밸런싱 또는 튜닝을 용이하게 할 수 있다. 또한, 일부 살사예에 따라, 회절 피처 변조는 길이를 따라 실질적으로 균일할 수 있지만, 실질적으로 비균일한 회절 피처 변조가 다른 실시예에서 사용될 수 있다.
일부 실시예에 따라, 복수의 회절 격자(120)는 멀티빔 회절 격자(120)를 포함한다. 예를 들어, 복수의 회절 격자(120)의 전부 또는 실질적으로 모두는 멀티빔 회절 격자들(120) 일 수 있다. 멀티빔 회절 격자(120)는 안내된 광빔(104)의 일부를 복수의 광빔(102)으로서 아웃커플링하도록 구성되는 회절 격자(120)이며(예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이), 복수의 광빔(102)은 복수의 광빔의 다른 광으로부터 상이한 주각 방향을 갖는다. 함께, 다양한 실시예에 따라, 멀티빔 회절 격자(120)에 의해 아웃커플링된 복수의 광빔(102)은 광 필드를 형성한다.
여러 예에 따라, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프된 회절 격자(120)를 포함할 수 있다. 정의에 의해, '처프된' 회절 격자(120)는, 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 처프된 회절 격자(120)의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 피처의 회절 간격을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 여기서, 변하는 회절 간격을 '처프'라고 한다. 결과적으로, 광 가이드(110)로부터 회절적으로 아웃커플링된 안내된 광빔(104)은 처프된 회절 격자(120)에 걸쳐 서로 상이한 원점들에 대응하는 상이한 회절 각도들로 광빔(102)으로서 처프된 회절 격자(120)로부터 나가거나 또는 방출된다. 기 정의된 처프에 의해, 처프된 회절 격자(120)는 복수의 광빔의 아웃커플링된 광빔(102)의 소정의 그리고 서로 상이한 주각 방향들이 되게 한다.
도 4a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 4a의 멀티빔 회절 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 이에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자-기반 백라이트(100)는 멀티빔 회절 격자(120)를 포함한다. 멀티빔 회절 격자(120)는, 예로서 그리고 제한이 아닌, 광 가이드(110)의 표면에 홈들을 포함한다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 멀티빔 회절 격자(120)는 도 2a에 도시된 홈-기반 회절 격자(120) 중 하나 일 수 있다.
도 4a 내지 도 4b(및 제한이 아닌 예로서 도 2a 및 도 2b에 도시된)에서, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프된 회절 격자이다. 특히, 도시된 바와 같이, 회절 피처(122)는 제2 단부(120")에서보다 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')에서 서로 더 가깝다. 또한, 도시된 회절 피처들(122)의 회절 간격(d)은 제1 단부(120')에서 제2 단부(120")로 선형으로 변한다. 일부 예에서, 처프된 회절 격자(120)는 거리에 따라 선형으로 변화하는 회절 간격(d)의 처프를 가질 수 있거나 또는 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자(120)는 '선형으로 처프된 회절 격자'로 지칭될 수 있다.
일부 예에서, 광을 멀티빔 회절 격자(120)를 사용하여 광 가이드(110)로부터 아웃커플링함으로써 생성된 광빔(102)은, 안내된 광빔(104)이 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')에서 멀티빔 회절 격자(120)의 제2 단부(120")로의 방향으로 광 가이드(110) 내에서 전파할 때(예컨대, 도 4a에 도시된 바와 같이) 발산할 수 있다(즉, 발산하는 광빔(102)일 수 있다). 대안적으로, 수렴하는 광빔(102)은, 다른 예에 따라(도시되지 않음), 안내된 광빔(104)이 광 가이드(110) 내에서 역의 방향으로, 즉, 제2 단부(120")에서 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')로 전파할 때 생성될 수 있다.
또 다른 예(도시되지 않음)에서, 처프된 회절 격자(120)는 회절 간격(d)의 비선형 처프를 나타낼 수 있다. 처프된 회절 격자(120)를 실현하기 위해 사용될 수 있는 다양한 비선형 처프는 지수 처프, 대수 처프, 또는 또 다른, 실질적으로 불균일하거나 랜덤하지만 여전히 단조로운 방식으로 변하는 처프를 포함하,지만 이에 한정되지는 않는다. 사인파 처프 또는 삼각형(또는 톱니) 처프와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 비단조적 처프가 사용될 수도 있다. 이들 유형의 처프의 임의의 조합이 또한 사용될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프되고 만곡된 광 가이드(110)의 표면 내에, 또는 표면에, 또는 표면 상에 회절 피처(122)(예를 들면, 홈 또는 리지)를 포함한다(즉, 멀티빔 회절 격자(120)는 만곡된 처프된 회절 격자이다). 안내된 광빔(104)은, 도 4b에 104로 표기된 볼드 화살표로 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(120) 및 플레이트 광 가이드(110)에 대한 입사 방향을 갖는다. 또한, 광 가이드(110)의 표면에서 멀티빔 회절 격자(120)로부터 멀리 가리키는 복수의 아웃커플링된 혹은 방출된 광빔(102)이 도시되었다. 도시된 광빔(102)은 복수의 소정의 상이한 주각 방향으로 방출된다. 특히, 방출된 광빔(102)의 소정의 상이한 주각 방향은, 도시된 바와 같이, 어지무스 및 고도 둘 다에서 상이하다(예를 들면, 광 필드를 형성하기 위해). 여러 예에 따라, 회절 피처(122)의 기정의된 처프 및 회절 피처(122)의 곡선 둘 다는 방출된 광빔(102)의 소정의 상이한 주각 방향이 되게 할 수 있다.
예를 들어, 곡선에 기인하여, 멀티빔 회절 격자(120) 내에 회절 피처(122)는 안내된 광빔(104)의 입사 방향에 대한 변화하는 방위를 가질 수 있다. 특히, 멀티빔 회절 격자(120) 내의 제1 지점 또는 위치에 회절 피처(122)의 방위는 안내된 광빔 입사 방향에 대한 다른 지점 또는 위치에서의 회절 피처(122)의 방위와 다를 수 있다. 아웃커플링된 또는 방출된 광빔(102)에 관하여, 광빔(102)의 주각 방향(θ, φ)의 어지무스 성분(φ)은, 일부 예에 따라, 광빔(102)의 원점에서(즉, 입사하는 안내된 광(104)이 아웃커플링되는 지점에서) 회절 피처(122)의 어지무스 방위각(φf)에 의해 결정되거나 또는 그에 대응할 수 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자(120) 내의 회절 피처(122)의 변화하는 방위는 적어도 이들의 각각의 어지무스 성분(φ)에 관하여 상이한 각도 방향(θ, φ)을 갖는 상이한 광빔(102)을 생성한다.
특히, 회절 피처(122)의 곡선을 따르는 상이한 지점에서, 만곡된 회절 피처(122)에 연관된 멀티빔 회절 격자(120)의 '하부의 회절 격자'는 상이한 어지무스 방위각(φf) 갖는다. 따라서, 만곡된 회절 피처(122)를 따른 주어진 점에서, 곡선은 일반적으로 만곡된 회절 피처(122)를 따라 다른 점에서 어지무스 방위각(φf)과는 상이한 특정한 어지무스 방위각(φf)을 갖는다. 또한, 특정 어지무스 방위각(φf)은 주어진 점으로부터 방출된 광빔(102)의 주각 방향(θ,φ)의 대응하는 어지무스 성분(φ)이 된다. 일부 예에서, 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 등)의 곡선은 원의 섹션을 나타낼 수 있다. 원은 광 가이드 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 다른 예에서, 곡선은, 예를 들어, 광 가이드 표면과 동일 평면인 타원 또는 또 다른 만곡된 형상의 섹션을 나타낼 수 있다.
다른 예에서, 멀티빔 회절 격자(120)는 '구분적으로 만곡된' 회절 피처(122)를 포함할 수 있다. 특히, 회절 피처는 멀티빔 회절 격자(120) 내의 회절 피처를 따라 상이한 지점에서, 그 자체로 실질적으로 평활하거나 연속적인 곡선을 기술하지 않지만, 회절 피처는 여전히 안내된 광빔(104)의 입사 방향에 관하여 상이한 각도의 방위에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 피처(122)는 복수의 실질적으로 직선인 세그먼트를 포함하는 홈일 수 있으며, 각각의 세그먼트는 인접한 세그먼트와는 상이한 방위를 갖는다. 함께, 세그먼트의 상이한 각도는, 다양한 예에 따라, 곡선(예를 들어, 원의 세그먼트)에 근사화할 수 있다. 또 다른 예에서, 회절 피처(122)는 특정 곡선(예를 들어, 원 또는 타원)을 근사하지 않고 멀티빔 회절 격자(120) 내의 상이한 위치에서 안내된 광의 입사 방향에 대해 상이한 방위를 가질 수 있다.
멀티빔 회절 격자-기반 백라이트(100)는, 일부 실시예에 따라, 광원(도 4a 및 도 4b에 도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 광원은 광 가이드(110)에 결합 될 때 안내된 광빔(104)인 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 여러 실시예에서, 광원은 발광 다이오드(LED), 형광, 및 레이저 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 실질적으로 임의의 광원일 수 있다. 일부 예에서, 광원은 특정 색으로 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 생성할 수 있다. 다른 예에서, 광원에 의해 제공된 광은 실질적으로 광대역 스펙트럼을 가진다. 예를 들어, 광원에 의해 생성된 광은 백색광일 수 있고, 광원은 형광일 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 전자 디스플레이가 제공된다. 여러 실시예에서, 전자 디스플레이는 변조된 광빔을 전자 디스플레이의 픽셀로서 방출하도록 구성된다. 또한, 다양한 예에서, 방출된 변조된 광빔들은 복수의 상이하게 지향된 변조된 광빔으로서 전자 디스플레이의 시야 방향을 향하여 우선적으로 지향될 수 있다. 일부 예에서, 전자 디스플레이는 3차원(3-D) 전자 디스플레이(예를 들어, 무안경식 3-D 전자 디스플레이)이다. 변조된, 상이하게 지향된 광빔의 서로 상이한 것들은, 다양한 예에 따라, 3-D 전자 디스플레이와 연관된 상이한 '뷰'에 대응할 수 있다. 상이한 '뷰'는, 예를 들어, 3-D 전자 디스플레이에 의해 디스플레이되는 정보의 '무안경식'(예를 들어, 오토스테레오스코픽) 표현을 제공할 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 원리에 일관된 예에 따라, 예에서 전자 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 특히, 도 5에 도시된 전자 디스플레이(200)는 3-D 전자 디스플레이(200)의 상이한 뷰에 대응하는 픽셀을 나타내는 변조된 광빔(202)을 방출하도록 구성된 3-D 전자 디스플레이(200)(예를 들어, '무안경식' 3-D 전자 디스플레이)이다. 방출된 변조된 광빔(202)은, 예로서 그리고 제한이 아닌 도 5에서 발산(예를 들어, 수렴과 대조적으로)으로서 도시되었다.
도 5에 도시된 3-D 전자 디스플레이(200)는 광을 안내하는 플레이트 광 가이드(210)를 포함한다. 플레이트 광 가이드(210)의 안내된 광은 3-D 전자 디스플레이(200)에 의해 방출된 변조된 광빔(202)이 되는 광원이다. 일부 예에 따라, 플레이트 광 가이드(210)는 회절 격자-기반 백라이트(100)에 관하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드(210)는 내부 전반사에 의해 광을 안내하도록 구성된 유전체 물질의 평면 시트인 슬랩 광 도파로일 수 있다. 안내된 광은 비-제로 전파 각도로 광빔으로서 안내될 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 안내된 광빔은 시준된 광빔일 수 있다.
도 5에 도시된 3-D 전자 디스플레이(200)은 멀티빔 회절 격자(220)의 어레이를 더 포함한다. 여러 실시예에 따라, 어레이의 멀티빔 회절 격자(220)는 멀티빔 회절 격자(220)의 회절 결합 효율을 선택적으로 제어하도록 구성된 회절 특성 변조를 갖는다. 특히, 회절 피처 변조에 의해 제공되는 선택적으로 제어된 회절 결합 효율은, 여러 실시예에 따라, 어레이를 따른 길이(또는 전파 방향을 따른 거리)의 함수이다.
일부 예에서, 멀티빔 회절 격자(220)는 상술한 회절 격자-기반 백라이트(100)의 멀티빔 회절 격자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 어레이의 멀티빔 회절 격자들(220)은 복수의 광빔(204)으로서 안내된 광의 일부를 아웃커플링하도록 구성된다. 멀티빔 회절 격자(220)는 제어된 회절 결합에 따라 안내된 광 부분을 아웃커플링하도록 구성된다. 즉, 어레이의 주어진 멀티빔 회절 격자(220)에 의해 아웃커플링되는 안내된 광의 양은 회절 피처 변조에 의해 생성된 제어된 회절 결합 효율에 의해 결정된다. 또한, 멀티빔 회절 격자(220)는 광빔(204)을 대응하는 복수의 다른 주각 방향으로 지향시키도록 구성된다.
일부 실시예에 따라, 회절 피처 변조는 멀티빔 회절 격자(220)의 회절 피처의 진폭의 변조를 포함할 수 있다. 회절 피처 진폭 변조의 대안으로 또는 추가적으로, 회절 피처 변조는 회절 피처의 듀티 사이클의 변조 및 멀티빔 회절 격자(220)의 회절 피처의 유효 밀도의 변조 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위에 기술된 바와 같이, 컬러 밸런스, 등을 제공하기 위해서, 회절 피처 진폭 변조, 회절 피처 듀티 사이클 변조, 및 회절 피처 유효 밀도 변조 중 하나 이상의 다양한 조합이 채용될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 멀티빔 회절 격자들의 어레이(220)는 처프된 회절 격자를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 멀티빔 회절 격자(220)의 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 등)는 만곡된 회절 피처이다. 예를 들어, 만곡된 회절 피처는 만곡된(즉, 연속적으로 만곡되거나 또는 구분적으로 만곡된) 리지 또는 홈 및 어레이의 멀티빔 회절 격자(220)에 걸쳐 거리의 함수로서 변하는 만곡된 회절 피처들 사이에 간격을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 3-D 전자 디스플레이(200)는 광 밸브 어레이(230)를 더 포함한다. 광 밸브 어레이(230)는, 여러 예에 따라, 복수의 광빔의 상이하게 지향된 광빔(204)을 변조하게 구성된 복수의 광 밸브를 포함한다. 특히, 광 밸브 어레이(230)의 광 밸브는 3차원 전자 디스플레이(200)의 픽셀이거나 이를 나타내는 변조된 광빔(202)을 제공하기 위해 상이하게 지향된 광빔(204)을 변조한다. 또한, 변조된, 상이하게 지향된 광빔(202)의 서로 상이한 것들은 3-D 전자 디스플레이의 상이한 뷰에 상응할 수 있다. 여러 예에서, 액정(LC) 광 밸브, 및 전기영동 광 밸브를 포함하지만 이에 한정되지 않는 광 밸브 어레이(230)의 상이한 유형의 광 밸브가 채용될 수 있다. 점선은 예로서, 광빔(202)의 변조를 강조하기 위해 도 5에서 사용된다.
일부 예(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이)에서, 3차원 전자 디스플레이(200)는 광원(240)을 더 포함한다. 광원(240)은 안내된 광으로서 플레이트 광 가이드(210) 내를 전파하는 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 안내된 광은, 일부 예에 따라, 플레이트 광 가이드(210)의 에지에 결합되는 광원(240)으로부터의 광이다. 일부 예에서, 광원(240)은 회절 격자-기반 백라이트(100)에 관하여 전술한 광원과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 광원(240)은 광대역 광(예를 들어, 백색광)을 제공하기 위해 형광과 같은, 그러나 이것으로 제한되지 않는 광대역 광원을 제공하기 위해 특정 색(적색, 녹색, 청색)의 LED를 포함할 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 예에 따라, 전자 디스플레이 동작의 방법이 제공된다. 특히, 전자 디스플레이 동작의 방법은 복수의 회절 격자의 회절 피처의 변조를 사용하여 회절 결합 효율을 제어하는 단계를 포함한다.
도 6은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 전자 디스플레이 동작의 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 광 가이드에서 광을 가이드하는 단계(310)를 포함한다. 일부 실시예에서, 광 가이드 및 안내된 광은 회절 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110) 및 안내된 광빔(104)과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 광 가이드는(310)는 내부 전반사에 따른 안내된 광을 광의 빔(예를 들어, 시준된 빔)으로서 안내한다(310). 광빔은, 예를 들어, 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있다(310). 또한, 일부 실시예에서, 광 가이드는 실질적으로 평면의 유전체 광학 도파로(예를 들어, 플레이트 광 가이드)일 수 있다.
전자 디스플레이 동작 방법(300)은 복수의 회절 격자들의 제어된 회절 결합 효율을 제공하는 단계(320)를 더 포함한다. 복수의 회절 격자는 광 가이드의 표면에 있을 수 있고, 예를 들어, 어레이로서 배열될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제어된 회절 결합 효율은 회절 격자의 회절 피처의 변조를 사용하여 제공된다(320). 일부 실시예에 따라, 회절 피처 변조는 회절 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 회절 피처(122)의 변조와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 회절 피처 변조는 회절 피처 진폭 변조, 회절 피처 듀티 사이클 변조, 및 회절 피처 유효 밀도 변조 중 하나 이상일 수 있다.
전자 디스플레이 동작 방법(300)은 제어된 회절 결합 효율에 따라 복수의 회절 격자를 사용하여 안내된 광의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계(330)를 더 포함한다. 즉, 회절적으로 아웃커플링된(330) 안내된 광의 부분은 회절 격자의 회절 피처 변조를 사용하여 제공된(320) 제어된 회절 결합 효율에 의해 결정된다.
다양한 예에 따라, 복수의 회절 격자들은 광 가이드의 표면에 위치된다. 예를 들어, 회절 격자는 홈, 리지, 등으로서 광 가이드의 표면에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 복수의 회절 격자는 광 가이드 표면 상에 필름을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 회절 격자는 회절 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 회절 격자(120)와 실질적으로 유사하다. 특히, 회절 격자는 안내된 광의 회절적으로 아웃커플링된(320) 부분으로부터 복수의 광빔을 생성하도록 구성된 멀티빔 회절 격자일 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 광 가이드 내를 포함한, 그러나 이에 한정되지는 않는, 다른 어떤 곳에 위치된다.
전자 디스플레이 동작 방법(300)의 회절적으로 커플링된(330) 안내된 광의 부분은 광 가이드의 표면으로부터 멀리 지향되는 복수의 방출된 광선을 생성한다. 복수의 광빔의 각각의 방출된 광빔은 소정의 주각 방향으로 표면으로부터 멀리 지향된다. 특히, 회절 격자가 멀티빔 회절 격자일 때, 복수의 광빔의 방출된 광빔은 복수의 광빔의 다른 방출된 광빔과는 다른 주각 방향을 가질 수 있다. 일부 실시예에 따라, 복수의 광빔의 광빔은 전자 디스플레이의 픽셀에 대응할 수 있다. 특히, 멀티빔 회절 격자로부터 방출된 광빔은 3차원(3-D) 전자 디스플레이의 상이한 뷰의 픽셀에 대응할 수 있다.
일부 예에서, 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 대응하는 복수의 광 밸브를 사용하여 복수의 방출된 광빔의 광빔을 변조하는 단계(340)를 더 포함한다. 특히, 회절적으로 아웃커플링된(330) 복수의 방출된 광빔은 대응하는 복수의 광 밸브를 통과하거나 아니면 이와 상호작용함으로써 변조된다(340). 변조된 광빔은, 일부 실시예에 따라, 전자 디스플레이(예를 들어, 3-D 전자 디스플레이)의 픽셀을 형성할 수 있다. 예를 들어, 변조된(340) 광선은 3차원 전자 디스플레이(예를 들면, 무안경식 3-D 전자 디스플레이)의 복수의 뷰를 제공할 수 있다.
일부 예에서, 복수의 광빔을 변조(340)하는데 사용되는 복수의 광 밸브는 3-D 전자 디스플레이(200)와 관련하여 전술한 광 밸브 어레이(230)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 광 밸브는 액정 광 밸브를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 광 밸브는 일렉트로웨팅 광 밸브 및 전기영동 광 밸브를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 유형의 광 밸브일 수 있다.
따라서, 길이 또는 거리의 함수로서 제어된 회절 결합 효율을 제공하기 위해 회절 피처 변조를 채용하는 회절 격자-기반 백라이트, 3-D 전자 디스플레이 및 전자 디스플레이 동작의 방법의 예가 설명되었다. 전술한 예는 본원에 설명된 원리를 나타내는 많은 구체적 예들 중 일부를 단지 설명하기 위한 것임을 이해해야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 다수의 다른 배열들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (20)

  1. 제어된 회절 결합 효율을 갖는 회절 격자-기반 백라이트에 있어서, 상기 회절 격자-기반 백라이트는,
    비-제로 전파 각도로 광의 빔으로서 광을 안내하도록 구성된 광 가이드; 과
    상기 광 가이드의 표면에 그리고 이를 따라 배열된 복수의 회절 격자들로서, 상기 복수의 회절 격자의 한 회절 격자는 소정의 주각 방향으로 상기 광 가이드 표면으로부터 멀리 지향되는 아웃커플링된 광빔으로서 상기 표면을 통해 상기 안내된 광빔의 부분을 회절적으로 아웃커플링하도록 구성되는 것인, 상기 복수의 회절 격자들을 포함하고,
    상기 복수의 상기 회절 격자들은 상기 광 가이드 표면을 따른 거리의 함수로서 상기 회절 격자들의 회절 결합 효율을 선택적으로 제어하도록 구성된 회절 피처 변조를 갖는 회절 피처들을 포함하는, 회절 격자-기반 백라이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회절 피처 변조는 회절 피처 진폭의 변조를 포함하는, 회절 격자-기반 백라이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회절 피처 변조는 상기 회절 격자들의 상기 회절 피처들의 듀티 사이클의 변조를 포함하는, 회절 격자-기반 백라이트.
  4. 제1항에있어서, 상기 복수의 회절 격자들은 실질적으로 동일한 크기를 갖는 회절 격자들을 포함하는, 회절 격자-기반 백라이트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회절 피처 변조는 상기 회절 피처들 내의 서브-파장 갭들을 포함하고, 상기 서브-파장 갭들은 상기 회절 피처들의 유효 국부적 회절 결합 강도를 변조하도록 구성된, 회절 격자-기반 백라이트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회절 특성 변조는 상기 광 가이드 표면의 길이를 따라 실질적으로 균일한, 회절 격자-기반 백라이트.
  7. 제1항에있어서, 상기 회절 특성 변조는 상기 안내된 광빔 부분의 회절적 아웃커플링에 기인한 상기 안내된 광빔의 세기의 지수함수적 감소를 보상하도록 구성되며, 상기 보상은 상기 광 가이드 표면을 따른 거리의 함수로서 상기 복수의 회절 격자들에 의해 회절적으로 아웃커플링된 광빔들의 실질적으로 균일한 세기를 제공하는 것인, 회절 격자-기반 백라이트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 회절 격자들은 상기 안내된 광빔의 일부를 복수의 아웃커플링된 광빔으로서 아웃커플링하도록 구성된 멀티빔 회절 격자를 포함하고, 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들의 한 광빔은 상기 복수의 아웃커플링된 광빔의 다른 광빔들과는 상이한 주각 방향을 갖는, 회절 격자-기반 백라이트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 멀티빔 회절 격자는 만곡된 회절 피처들을 갖는 선형 처프된 회절 격자인, 회절 격자-기반 백라이트.
  10. 제8항에있어서, 상이한 주각 방향들을 갖는 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들은 3차원(3-D) 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 픽셀들을 형성하도록 구성된, 회절 격자-기반 백라이트.
  11. 제1항의 상기 회절 격자-기반 백라이트를 포함하는 전자 디스플레이로서, 상기 결합된 광빔은 상기 전자 디스플레이의 픽셀에 대응하는, 전자 디스플레이.
  12. 제11항에 있어서, 상기 아웃커플링된 광빔을 변조하기 위한 광 밸브를 더 포함하고, 상기 회절 격자는 상기 광 밸브에 인접한 상기 광 가이드의 표면에 있는 것인, 전자 디스플레이.
  13. 3차원(3-D) 전자 디스플레이에 있어서,
    광을 안내하는 플레이트 광 가이드;
    어레이를 따른 거리의 함수로서 멀티빔 회절 격자들의 회절 결합 효율을 선택적으로 제어하도록 구성된 회절 피처 변조를 갖는 멀티빔 회절 격자들의 어레이로서, 상기 어레이의 각각의 멀티빔 회절 격자는 상기 제어된 회절 결합 효율에 따라 복수의 광빔들로서 상기 플레이트 광 가이드에 의해 안내되도록 상기 광의 일부를 아웃커플링하게 구성되고, 대응하는 복수의 상이한 주각 방향들 상기 광빔들을 지향시키도록 구성되는, 상기 멀티빔 회절 격자들의 어레이; 및
    상기 3-D 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 픽셀들을 나타내기 위해 상기 상이한 주각 방향들을 갖는 상기 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이를 포함하는, 3-D 전자 디스플레이.
  14. 제13항에 있어서, 상기 회절 피처 변조는 상기 멀티빔 회절 격자들의 회절 피처들의 진폭의 변조, 상기 멀티빔 회절 격자의 상기 회절 피처들의 듀티 사이클의 변조, 및 상기 회절 피처들의 유효 밀도의 변조 중 하나 이상을 포함하는, 3-D 전자 디스플레이.
  15. 제13항에 있어서, 상기 멀티빔 회절 격자들의 상기 어레이의 멀티빔 회절 격자는 만곡된 회절 피처들을 갖는 처프된 회절 격자를 포함하는, 3-D 전자 디스플레이.
  16. 제13항에 있어서, 상기 광 밸브 어레이는 복수의 액정 광 밸브들을 포함하는, 3-D 전자 디스플레이.
  17. 제13항에 있어서, 광원을 더 포함하고, 상기 플레이트 광 가이드에 의해 안내될 상기 광은 상기 플레이트 광 가이드의 에지 내로 결합되고 상기 플레이트 광 가이드 내에 실질적으로 시준된 광빔으로서 비-제로 전파 각도로 안내되는 광으로부터의 광인, 3-D 전자 디스플레이.
  18. 전자 디스플레이 동작 방법에 있어서,
    광 가이드에서 광을 안내하는 단계;
    회절 격자들의 회절 피처들을 변조함으로써 상기 광 가이드의 표면에 복수의 회절 격자들의 제어된 회절 결합 효율을 제공하는 단계; 및
    상기 제어된 회절 결합 효율에 따라 상기 복수의 회절 격자들을 사용하여 상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계로서, 회절적으로 아웃커플링하는 것은 상기 광 가이드 표면으로부터 소정의 주각 방향들로 멀어지는 방향으로 지향된 복수의 광빔들을 생성하는 것인, 단계를 포함하고,
    상기 복수의 광빔들은 상기 전자 디스플레이의 픽셀들에 대응하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 회절 피처들을 변조하는 단계는 회절 피처들의 진폭을 변조하고, 상기 회절 피처들의 듀티 사이클을 변조하며, 상기 회절 피처들의 유효 밀도를 변조하는 것 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 대응하는 복수의 광 밸브들을 사용하여 상기 복수의 광빔들을 변조하는 단계를 더 포함하며, 상기 회절 격자들은 멀티빔 회절 격자들이고, 변조된 상기 복수의 광빔들은 3차원(3-D) 전자 디스플레이의 상이한 뷰들의 픽셀들을 형성하는, 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200101995A (ko) * 2018-03-01 2020-08-28 레이아 인코포레이티드 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0522968D0 (en) 2005-11-11 2005-12-21 Popovich Milan M Holographic illumination device
GB0718706D0 (en) 2007-09-25 2007-11-07 Creative Physics Ltd Method and apparatus for reducing laser speckle
US9335604B2 (en) 2013-12-11 2016-05-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide display
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
US11204540B2 (en) 2009-10-09 2021-12-21 Digilens Inc. Diffractive waveguide providing a retinal image
WO2011042711A2 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Milan Momcilo Popovich Compact edge illuminated diffractive display
US9274349B2 (en) 2011-04-07 2016-03-01 Digilens Inc. Laser despeckler based on angular diversity
US10670876B2 (en) 2011-08-24 2020-06-02 Digilens Inc. Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
EP2995986B1 (en) 2011-08-24 2017-04-12 Rockwell Collins, Inc. Data display
WO2013102759A2 (en) 2012-01-06 2013-07-11 Milan Momcilo Popovich Contact image sensor using switchable bragg gratings
CN103562802B (zh) 2012-04-25 2016-08-17 罗克韦尔柯林斯公司 全息广角显示器
US9456744B2 (en) 2012-05-11 2016-10-04 Digilens, Inc. Apparatus for eye tracking
US9933684B2 (en) * 2012-11-16 2018-04-03 Rockwell Collins, Inc. Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration
WO2014188149A1 (en) 2013-05-20 2014-11-27 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide eye tracker
US9727772B2 (en) 2013-07-31 2017-08-08 Digilens, Inc. Method and apparatus for contact image sensing
US10359736B2 (en) 2014-08-08 2019-07-23 Digilens Inc. Method for holographic mastering and replication
WO2016042283A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
WO2016046514A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 LOKOVIC, Kimberly, Sun Holographic waveguide opticaltracker
WO2016113533A2 (en) 2015-01-12 2016-07-21 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide light field displays
US10437064B2 (en) 2015-01-12 2019-10-08 Digilens Inc. Environmentally isolated waveguide display
CN107533137A (zh) 2015-01-20 2018-01-02 迪吉伦斯公司 全息波导激光雷达
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
WO2016146963A1 (en) 2015-03-16 2016-09-22 Popovich, Milan, Momcilo Waveguide device incorporating a light pipe
WO2016156776A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for contact image sensing
US10798371B2 (en) 2015-09-05 2020-10-06 Leia Inc. Multiview display with head tracking
CN113759555A (zh) 2015-10-05 2021-12-07 迪吉伦斯公司 波导显示器
EP3408705A4 (en) * 2016-01-30 2019-09-11 LEIA Inc. MULTI-LAYERED ELEMENT BASED BACKLIGHTING AND DISPLAY THEREOF
WO2017134412A1 (en) 2016-02-04 2017-08-10 Milan Momcilo Popovich Holographic waveguide optical tracker
CA3016413C (en) * 2016-03-23 2020-12-29 Leia Inc. Grating-based backlight employing reflective grating islands
JP6895451B2 (ja) 2016-03-24 2021-06-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 偏光選択ホログラフィー導波管デバイスを提供するための方法および装置
CN109154717B (zh) 2016-04-11 2022-05-13 迪吉伦斯公司 用于结构光投射的全息波导设备
WO2018037700A1 (ja) * 2016-08-22 2018-03-01 日本碍子株式会社 検知光発生素子および検知光照射方法
KR102654870B1 (ko) * 2016-11-09 2024-04-05 삼성전자주식회사 3차원 영상 디스플레이용 백라이트 유닛 및 그 제조방법
WO2018102834A2 (en) 2016-12-02 2018-06-07 Digilens, Inc. Waveguide device with uniform output illumination
WO2018129398A1 (en) 2017-01-05 2018-07-12 Digilens, Inc. Wearable heads up displays
KR102262227B1 (ko) * 2017-03-25 2021-06-09 레이아 인코포레이티드 지향성 백라이트, 백라이트 디스플레이 및 방법
WO2018186906A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Leia Inc. Multilayer multiview display and method
FI128551B (en) * 2017-05-08 2020-07-31 Dispelix Oy A diffractive lattice with varying diffraction efficiency and a method for displaying an image
CN110621932B (zh) 2017-05-14 2021-06-29 镭亚股份有限公司 使用有源发射器阵列的多视图背光体、显示器和方法
EP3688370A4 (en) 2017-09-27 2021-04-28 LEIA Inc. MULTI-COLOR STATIC MULTI-VIEW DISPLAY DEVICE AND ASSOCIATED PROCESS
JP7061186B2 (ja) 2017-09-28 2022-04-27 レイア、インコーポレイテッド 格子結合光導波路、ディスプレイシステム、および集光を利用する方法
US10929667B2 (en) * 2017-10-13 2021-02-23 Corning Incorporated Waveguide-based optical systems and methods for augmented reality systems
CN111386495B (zh) 2017-10-16 2022-12-09 迪吉伦斯公司 用于倍增像素化显示器的图像分辨率的系统和方法
US11681154B2 (en) * 2017-12-15 2023-06-20 Lg Chem, Ltd. Wearable device including a plastic lens substrate
WO2019125793A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Leia Inc. Cross-render multiview camera, system, and method
CN111566571B (zh) 2018-01-08 2022-05-13 迪吉伦斯公司 波导单元格中全息光栅高吞吐量记录的系统和方法
US10914950B2 (en) 2018-01-08 2021-02-09 Digilens Inc. Waveguide architectures and related methods of manufacturing
KR102525223B1 (ko) * 2018-02-05 2023-04-25 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
CN111837070A (zh) * 2018-03-15 2020-10-27 镭亚股份有限公司 具有倾斜的多光束列的水平视差多视图显示器和方法
US10690851B2 (en) 2018-03-16 2020-06-23 Digilens Inc. Holographic waveguides incorporating birefringence control and methods for their fabrication
CN108572482B (zh) * 2018-04-20 2021-12-21 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组、显示装置及其驱动方法
US10345506B1 (en) * 2018-07-16 2019-07-09 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Light projecting method and device
US10545275B1 (en) * 2018-07-16 2020-01-28 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Light projecting method and device
US10690752B2 (en) 2018-07-16 2020-06-23 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Light projecting method and device
WO2020023779A1 (en) 2018-07-25 2020-01-30 Digilens Inc. Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure
CN108957839B (zh) 2018-08-09 2022-09-30 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、显示面板、彩膜基板及彩膜
JP7177920B2 (ja) * 2018-10-01 2022-11-24 レイア、インコーポレイテッド マルチビームエミッタ及びマルチビューピクセルのオフセット行を備えたマルチビューディスプレイ並びに方法
EP3867694A4 (en) * 2018-10-15 2022-07-20 LEIA Inc. BACKLIGHT, MULTI-VIEW DISPLAY AND METHOD USING A GRID DISTRIBUTOR
US10690831B2 (en) * 2018-11-20 2020-06-23 Facebook Technologies, Llc Anisotropically formed diffraction grating device
CA3116115C (en) 2018-12-08 2023-07-04 Leia Inc. Static multiview display and method employing directional light source and horizontal diffuser
KR20200075532A (ko) * 2018-12-18 2020-06-26 삼성전자주식회사 영상을 표시하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램
CN111323991A (zh) * 2019-03-21 2020-06-23 深圳市光鉴科技有限公司 一种光投射系统及光投射方法
US10585194B1 (en) 2019-01-15 2020-03-10 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Switchable diffuser projection systems and methods
CN111323931B (zh) * 2019-01-15 2023-04-14 深圳市光鉴科技有限公司 光投射系统和方法
US20200264378A1 (en) 2019-02-15 2020-08-20 Digilens Inc. Methods and Apparatuses for Providing a Holographic Waveguide Display Using Integrated Gratings
WO2020186113A1 (en) 2019-03-12 2020-09-17 Digilens Inc. Holographic waveguide backlight and related methods of manufacturing
EP3959561A4 (en) * 2019-04-22 2023-01-25 LEIA Inc. MULTI-ZONE BACKLIGHT, MULTI-AREA DISPLAY AND PROCEDURE
WO2020247930A1 (en) 2019-06-07 2020-12-10 Digilens Inc. Waveguides incorporating transmissive and reflective gratings and related methods of manufacturing
US11137534B2 (en) 2019-06-26 2021-10-05 Synaptics Incorporated Systems and methods for optical imaging based on diffraction gratings
JP2022543571A (ja) 2019-07-29 2022-10-13 ディジレンズ インコーポレイテッド 画素化されたディスプレイの画像解像度および視野を乗算するための方法および装置
KR20220054386A (ko) 2019-08-29 2022-05-02 디지렌즈 인코포레이티드. 진공 브래그 격자 및 이의 제조 방법
EP4045845A4 (en) * 2019-10-15 2023-07-12 LEIA Inc. MULTIPLE-BEAM BACKILLUMINATION, MULTIPLE-VIEW DISPLAY UNIT, AND DIFFRACTION GRATING FRACTIONAL FILLING METHOD
US11740471B2 (en) 2020-12-04 2023-08-29 Meta Platforms Technologies, Llc Display device with transparent illuminator
US11860414B2 (en) 2020-12-30 2024-01-02 Globalfoundries U.S. Inc. Edge couplers including a grooved membrane
EP4363769A1 (en) * 2021-06-28 2024-05-08 LEIA Inc. Multiview backlight, display, and method with reflective sub-elements having varying protrusion distances
TW202307493A (zh) * 2021-07-15 2023-02-16 美商元平台技術有限公司 具有光散射減緩的波導陣列照明器
WO2023287915A1 (en) * 2021-07-15 2023-01-19 Meta Platforms Technologies, Llc Waveguide illuminator having waveguide array
TW202319809A (zh) * 2021-07-15 2023-05-16 美商元平台技術有限公司 具有基於波導的塔爾伯特照明器的顯示器裝置
TW202305427A (zh) * 2021-07-15 2023-02-01 美商元平台技術有限公司 具有平板波導部分的波導照明器
US11567255B1 (en) 2021-07-15 2023-01-31 Meta Platforms Technologies LLC Waveguide illuminator having slab waveguide portion
CN117148499A (zh) * 2023-09-15 2023-12-01 慕德微纳(杭州)科技有限公司 一种衍射光波导的设计方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268229A (ja) * 1997-03-24 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd カラー立体映像表示装置
JP2004319252A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Toppan Printing Co Ltd 導光板、それを用いた照明装置および表示装置
JP2012524370A (ja) * 2009-04-16 2012-10-11 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 ライトガイド装置
US20130100695A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Vladmir Yankov Light-guide panel for display with laser backlight

Family Cites Families (115)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2269697A (en) 1992-08-11 1994-02-16 Sharp Kk Display device
JP3214964B2 (ja) * 1993-10-18 2001-10-02 松下電器産業株式会社 回折光学素子
US5561558A (en) * 1993-10-18 1996-10-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Diffractive optical device
JP2979951B2 (ja) 1994-04-18 1999-11-22 凸版印刷株式会社 回折格子パターンを有するディスプレイ
JP3528994B2 (ja) 1994-11-08 2004-05-24 大日本印刷株式会社 液晶表示装置用平行光源及びそれを用いた液晶表示装置
EP0787316B1 (en) 1995-08-23 2004-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system for a flat-panel picture display device
JP3632208B2 (ja) * 1995-11-06 2005-03-23 セイコーエプソン株式会社 照明装置並びにそれらを用いた液晶表示装置及び電子機器
JP3336200B2 (ja) 1995-12-12 2002-10-21 シャープ株式会社 要素ホログラムパネルを有する３次元像表示装置
US5721598A (en) 1995-12-26 1998-02-24 Hughes Electronics High efficiency, high color purity, on-axis holographic color filter and full-color liquid crystal display
US7215451B1 (en) 1996-04-15 2007-05-08 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Reflection type diffuse hologram, hologram for reflection hologram color filters, etc., and reflection type display device using such holograms
JP3688845B2 (ja) * 1997-03-12 2005-08-31 富士通株式会社 液晶表示装置
WO1999008257A1 (en) 1997-08-05 1999-02-18 Allan John Davie Liquid crystal controlled display apparatus
JPH11142863A (ja) 1997-11-13 1999-05-28 Nec Corp 液晶表示パネルおよびその製造方法
CN1213097A (zh) 1998-10-29 1999-04-07 厦门大学 制作医学影像诊断用的断层组合三维全息显示装置
FI106323B (fi) * 1998-12-30 2001-01-15 Nokia Mobile Phones Ltd Taustavalaistuksen valonjohdin litteälle näytölle
JP2000267041A (ja) 1999-03-16 2000-09-29 Fuji Xerox Co Ltd 頭部搭載型カラー映像投影装置、カラーホログラム光学素子、およびカラーホログラム光学素子の製造方法
FI107085B (fi) 1999-05-28 2001-05-31 Ics Intelligent Control System Valopaneeli
JP4006918B2 (ja) 2000-02-28 2007-11-14 オムロン株式会社 面光源装置及びその製造方法
JP2002031788A (ja) 2000-07-18 2002-01-31 Sony Corp 光学装置
US6919950B2 (en) 2000-08-29 2005-07-19 Roman S. Dabrowski Liquid crystal device and a liquid crystal material
US6490393B1 (en) 2000-11-27 2002-12-03 Advanced Interfaces, Llc Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information
WO2003029884A1 (fr) 2001-09-28 2003-04-10 Citizen Watch Co., Ltd. Dispositif d'affichage a cristaux liquides
DE10210866C5 (de) 2002-03-12 2008-04-10 Mtu Aero Engines Gmbh Leitschaufelbefestigung in einem Strömungskanal einer Fluggasturbine
US7027671B2 (en) * 2002-03-18 2006-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Polarized-light-emitting waveguide, illumination arrangement and display device comprising such
GB0210568D0 (en) 2002-05-08 2002-06-19 Screen Technology Ltd Display
JP3742038B2 (ja) 2002-08-01 2006-02-01 Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
JP2004077897A (ja) 2002-08-20 2004-03-11 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 表示装置
KR100624408B1 (ko) 2003-01-07 2006-09-18 삼성전자주식회사 백라이트 유닛
US7184625B2 (en) 2003-02-11 2007-02-27 Luxtera, Inc Optical waveguide grating coupler incorporating reflective optical elements and anti-reflection elements
JP2004302186A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Mitsubishi Electric Corp 携帯情報端末
JP2005062692A (ja) 2003-08-19 2005-03-10 Internatl Business Mach Corp <Ibm> カラー表示装置、光学素子、およびカラー表示装置の製造方法
TWI282445B (en) 2003-10-09 2007-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate and backlight device using the same
CN1619373A (zh) 2003-11-17 2005-05-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 导光板及背光模组
TWI282446B (en) 2003-12-05 2007-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light guide plate and backlight device using the same
US7369584B2 (en) 2003-12-31 2008-05-06 Symbol Technologies, Inc. Laser projection display
US8723779B2 (en) 2004-01-26 2014-05-13 Mcmaster University Tiled optical fiber display
TWI254166B (en) 2004-05-25 2006-05-01 Au Optronics Corp 3D display system and method
DE602005023300D1 (de) 2004-05-26 2010-10-14 Tibor Balogh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von 3d-bildern
CN101040206B (zh) 2004-10-13 2011-02-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 一种立体显示设备
US7171080B2 (en) 2004-11-15 2007-01-30 Seagate Technology Llc Coupling grating for focusing light within a waveguide for heat assisted magnetic recording
US7773849B2 (en) 2004-12-14 2010-08-10 Oms Displays Ltd. Device and method for optical resizing and backlighting
CN1932602A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 导光板
WO2007042852A1 (en) 2005-10-13 2007-04-19 Nokia Corporation Illumination method for displaying different graphical layouts
JP2007145158A (ja) 2005-11-28 2007-06-14 Fujitsu Ten Ltd 車載用表示装置及びその表示制御方法
JP2007163294A (ja) 2005-12-14 2007-06-28 Sony Corp 腕時計、腕時計の表示方法、および、プログラム
JP4600269B2 (ja) 2005-12-21 2010-12-15 カシオ計算機株式会社 液晶表示装置
JP4990275B2 (ja) 2006-05-18 2012-08-01 パナソニック株式会社 面状光源装置及び液晶表示装置
US7714368B2 (en) 2006-06-26 2010-05-11 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing imager pixel array with grating structure and imager device containing the same
US8740443B2 (en) 2006-07-03 2014-06-03 Core Wireless Licensing S.A.R.L. Changing graphics in an apparatus including user interface illumination
JP5157115B2 (ja) 2006-09-28 2013-03-06 凸版印刷株式会社 回折格子から成る表示体およびそれを応用した印刷物
US8593734B2 (en) 2006-09-28 2013-11-26 Nokia Corporation Beam expansion with three-dimensional diffractive elements
WO2008049907A1 (en) 2006-10-26 2008-05-02 Seereal Technologies S.A. 3d content generation system
CN101568889B (zh) 2006-10-26 2013-03-20 视瑞尔技术公司 全息显示装置
US8717676B2 (en) 2006-10-31 2014-05-06 Modilis Holdings Llc Light outcoupling structure for a lighting device
JP2008164963A (ja) 2006-12-28 2008-07-17 Citizen Electronics Co Ltd 光学装置および表示装置
US20110002143A1 (en) 2006-12-28 2011-01-06 Nokia Corporation Light guide plate and a method of manufacturing thereof
US20080204873A1 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Strategic Patent Acquisitions Llc Techniques for three dimensional displays
US7507012B2 (en) * 2007-05-16 2009-03-24 Rohm And Haas Denmark Finance A/S LCD displays with light redirection
EP2485075B1 (en) 2007-06-14 2014-07-16 Nokia Corporation Displays with integrated backlighting
JP2009053499A (ja) 2007-08-28 2009-03-12 Fuji Xerox Co Ltd 光変調器および光変調モジュール
TWI363900B (en) 2007-10-04 2012-05-11 Ind Tech Res Inst Light guiding film
US8619363B1 (en) 2007-11-06 2013-12-31 Fusion Optix, Inc. Light redirecting element comprising a forward diffracting region and a scattering region
US20090290837A1 (en) 2008-05-22 2009-11-26 The Chinese University Of Hong Kong Optical devices for coupling of light
JP2009288718A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Kyoto Institute Of Technology 共振グレーティングカップラ
GB2461294B (en) 2008-06-26 2011-04-06 Light Blue Optics Ltd Holographic image display systems
TWI428645B (zh) 2008-06-30 2014-03-01 Cpt Technology Group Co Ltd 彩色導光板以及液晶顯示裝置
WO2010010749A1 (ja) 2008-07-22 2010-01-28 シャープ株式会社 バックライトユニットおよび液晶表示装置
US20100141868A1 (en) 2008-10-21 2010-06-10 Holox Technologies, Inc. Replicated bragg selective diffractive element for display illumination
JP2010102188A (ja) 2008-10-24 2010-05-06 Colcoat Kk 発光表示盤
WO2010052366A1 (en) 2008-11-10 2010-05-14 Nokia Corporation Diffractive backlight structure
TWI387316B (zh) 2008-11-18 2013-02-21 Ind Tech Res Inst 立體影像顯示裝置與立體影像顯示方法
CN101750664B (zh) 2008-12-12 2012-05-23 比亚迪股份有限公司 一种衍射导光薄膜及其制备方法
CN101939703B (zh) 2008-12-25 2011-08-31 深圳市泛彩溢实业有限公司 全息三维图像信息采集装置、方法及还原装置、方法
US8026997B2 (en) * 2009-01-28 2011-09-27 Sharp Laboratories Of America, Inc. Area active backlight with steerable light source
JP2010237416A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Sharp Corp 立体表示装置
DE102009003069A1 (de) 2009-05-13 2010-11-25 Seereal Technologies S.A. 3D-Anzeigedisplay mit steuerbarer Vorrichtung zum Nachführen von Sichtbarkeitsbereichen
US9121979B2 (en) 2009-05-29 2015-09-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination devices and methods of fabrication thereof
JP2011029161A (ja) 2009-06-26 2011-02-10 Sumitomo Chemical Co Ltd 立体表示装置
EP2466345B1 (en) 2009-08-13 2021-11-03 Toppan Printing Co., Ltd. Image-displaying body and labeled article
US8130341B2 (en) 2009-08-25 2012-03-06 Sharp Kabushiki Kaisha Uniform diffractive backlight
CN102102829A (zh) 2009-12-21 2011-06-22 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
JP2011133677A (ja) 2009-12-24 2011-07-07 Toppan Printing Co Ltd ブランク媒体、画像表示体及び情報媒体
US8964013B2 (en) 2009-12-31 2015-02-24 Broadcom Corporation Display with elastic light manipulator
TW201126204A (en) 2010-01-25 2011-08-01 J Touch Corp Three-dimensional video imaging device
CN102713706A (zh) * 2010-01-29 2012-10-03 惠普发展公司，有限责任合伙企业 基于光栅的光纤到波导的互连
TWI424206B (zh) 2010-04-06 2014-01-21 Coretronic Corp 導光板及光源模組
JP5512380B2 (ja) 2010-04-30 2014-06-04 株式会社フジクラ 表示装置
GB201008599D0 (en) * 2010-05-24 2010-07-07 Design Led Products Ltd Light guide device
JP2011258532A (ja) 2010-06-11 2011-12-22 Omron Corp 面光源装置及び立体表示装置
KR101680770B1 (ko) 2010-07-09 2016-11-29 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이장치
JP5659589B2 (ja) 2010-07-13 2015-01-28 株式会社ニコン 表示装置および制御方法
US8200055B2 (en) 2010-07-19 2012-06-12 Harish Subbaraman Two-dimensional surface normal slow-light photonic crystal waveguide optical phased array
JP4930631B2 (ja) 2010-09-27 2012-05-16 ソニー株式会社 立体表示装置
JP2012108316A (ja) 2010-11-17 2012-06-07 Sony Corp 立体表示装置
CN108681087A (zh) 2010-11-19 2018-10-19 瑞尔D斯帕克有限责任公司 导向性平坦照射器
WO2012069071A1 (en) 2010-11-24 2012-05-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Föderung der angewandten Forschung e.V. Method for compensating a misalignment between a subpixel array of a display and an optical grating and autostereoscopic display
KR101807691B1 (ko) 2011-01-11 2017-12-12 삼성전자주식회사 3차원 디스플레이장치
CN102141707B (zh) 2011-03-30 2013-01-23 昆山龙腾光电有限公司 透光模式切换装置及二维/三维可切换显示设备
TWI476483B (zh) 2011-03-31 2015-03-11 Chi Mei Materials Technology Corp 顯示裝置及液晶顯示裝置
CN202126538U (zh) 2011-06-17 2012-01-25 中航华东光电有限公司 一种柱面光栅高清lcd自由立体显示器
KR20140016991A (ko) * 2011-06-30 2014-02-10 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 공진 서브파장 렌즈 층을 구비하는 다수의 뷰어들을 위한 무안경 3d 디스플레이
KR20130025767A (ko) 2011-09-02 2013-03-12 엘지디스플레이 주식회사 배리어 패널 및 이를 포함하는 입체영상 표시장치
US9019240B2 (en) 2011-09-29 2015-04-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical touch device with pixilated light-turning features
US9389415B2 (en) 2012-04-27 2016-07-12 Leia Inc. Directional pixel for use in a display screen
US9459461B2 (en) 2012-05-31 2016-10-04 Leia Inc. Directional backlight
US9201270B2 (en) 2012-06-01 2015-12-01 Leia Inc. Directional backlight with a modulation layer
US8834004B2 (en) * 2012-08-13 2014-09-16 3M Innovative Properties Company Lighting devices with patterned printing of diffractive extraction features
US8807817B2 (en) * 2012-08-13 2014-08-19 3M Innovative Properties Company Colorful diffractive luminaires providing white light illumination
WO2014051623A1 (en) 2012-09-28 2014-04-03 Hewlett-Packard Development Company, L. P. Directional waveguide-based backlight for use in a multivew display screen
US8681423B1 (en) * 2013-01-29 2014-03-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Light modulation employing fluid movement
US20150355403A1 (en) 2013-01-30 2015-12-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Directional grating-based backlighting
US9298168B2 (en) * 2013-01-31 2016-03-29 Leia Inc. Multiview 3D wrist watch
WO2014142851A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Backlight having collimating reflector
CN104508353B (zh) 2013-07-30 2018-08-31 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
US9557466B2 (en) 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268229A (ja) * 1997-03-24 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd カラー立体映像表示装置
JP2004319252A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Toppan Printing Co Ltd 導光板、それを用いた照明装置および表示装置
JP2012524370A (ja) * 2009-04-16 2012-10-11 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 ライトガイド装置
US20130100695A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Vladmir Yankov Light-guide panel for display with laser backlight

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200101995A (ko) * 2018-03-01 2020-08-28 레이아 인코포레이티드 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법

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Publication number Publication date
WO2016111709A1 (en) 2016-07-14
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TW201629555A (zh) 2016-08-16
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KR102322340B1 (ko) 2021-11-05
EP3243093A1 (en) 2017-11-15
TWI585479B (zh) 2017-06-01

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