KR20210069729A - 광학 마스크 소자들을 갖는 멀티뷰 백라이트, 디스플레이 및 방법 - Google Patents

광학 마스크 소자들을 갖는 멀티뷰 백라이트, 디스플레이 및 방법 Download PDF

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Abstract

멀티뷰 백라이트 및 멀티뷰 디스플레이는 광학 마스크 소자와 관련된 무아레를 완화시키기 위하여 제 1 부분 및 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는 광학 마스크 소자를 이용한다. 멀티뷰 백라이트는 도광체에 걸쳐 분포된 멀티빔 단위셀들의 어레이를 포함한다. 각각의 멀티빔 단위셀은 안내된 광의 일부를 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성된다. 각각의 멀티빔 단위셀은, 멀티빔 소자와 정렬되고 멀티빔 소자와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 멀티빔 단위셀 내에서 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는, 광학 마스크 소자를 더 포함한다. 횡방향 변위 및 광학 마스크 소자의 전체 크기는 광학 마스크 소자와 관련된 무아레를 완화시키도록 구성된다.

Description

광학 마스크 소자들을 갖는 멀티뷰 백라이트, 디스플레이 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 병합되는, 2018년 10월 31일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/753,876의 우선권 이익을 주장한다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이들은 매우 다양한 기기들 및 제품들의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 아주 보편적인 매체이다. 가장 일반적으로 이용되는 전자 디스플레이들은 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD), 전계 발광(electroluminescent; EL) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 및 능동 매트릭스(active matrix) OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동(electrophoretic; EP) 디스플레이 및 전자 기계(electromechanical) 또는 전자 유체(electrofluidic) 광 변조를 이용하는 다양한 디스플레이들(예를 들어, 디지털 미세거울(micromirror) 기기, 전기 습윤(electrowetting) 디스플레이 등)을 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이들은 능동형 디스플레이들(즉, 광을 방출하는 디스플레이들) 또는 수동형 디스플레이들(즉, 다른 원천에 의하여 제공되는 광을 변조하는 디스플레이들)로 분류될 수 있다. 능동형 디스플레이들의 가장 명백한 예들로는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출광을 고려하면 일반적으로 수동형으로 분류되는 디스플레이들은 LCD 및 EP 디스플레이들이다. 수동형 디스플레이들은 본질적으로 낮은 전력 소모를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 매력적인 성능 특성들을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 부족한 많은 실제 응용들에서 다소 제한적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트의 평면도를 도시한다.
도 3c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 단면도를 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 단면도를 도시한다.
도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 단면도를 도시한다.
도 4d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 또 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 인접한 광각 백라이트와 함께 멀티뷰 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 평면도를 도시한다.
도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 평면도를 도시한다.
도 6c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 평면도를 도시한다.
도 6d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀의 평면도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
일부 예들 및 실시 예들은 상술한 도면들에 도시된 특징들에 부가되거나 그 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징들은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들은 멀티뷰(multiview) 또는 3차원(three-dimensional; 3D) 디스플레이에서의 응용들을 갖는 멀티뷰 백라이팅을 제공한다. 특히, 멀티뷰 백라이트는 도광체(light guide)에 걸쳐(across) 분포된 멀티빔 단위셀들(multibeam unit cells)의 어레이를 포함한다. 각각의 멀티빔 단위셀은 안내된 광의 일부를 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성된 멀티빔 소자(multibeam element)를 갖는다. 또한, 각각의 멀티빔 단위셀은 광학 마스크 소자를 포함하고, 광학 마스크 소자는 멀티빔 소자와 정렬되고 멀티빔 소자와 동일한 범위를 갖는(co-extensive) 제 1 부분과 광학 마스크 소자의 제 1 부분으로부터 멀티빔 단위셀 내에서 횡방향으로 변위된(laterally displaced) 제 2 부분을 갖는다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자의 전체 크기는 광학 마스크 소자와 관련된 무아레(Moir
Figure pct00001
)를 완화시키도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 부분들의 결합된 영역을 포함하는 광학 마스크 소자의 전체 크기는, 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치(pixel pitch)의 제곱의 0이 아닌 정수 배이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이는 픽셀 피치를 갖는 광 밸브들의 어레이를 포함할 수 있다. 광 밸브들의 어레이는 지향성 광빔들을 멀티뷰 디스플레이에 의하여 디스플레이될 멀티뷰 이미지로서 변조하도록 구성되고, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀은, 멀티빔 단위셀들의 멀티빔 소자에 대응되며 멀티빔 소자에 의하여 산란되는 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이의 광 밸브들의 세트를, 포함한다.
일부 실시 예들에서, 멀티뷰 백라이트를 포함하는 멀티뷰 디스플레이는 모드 전환 가능(mode-switchable) 디스플레이이다. 모드 전환 가능 디스플레이의 동작의 멀티뷰 모드 동안, 멀티뷰 백라이트는 광 밸브들의 어레이를 조명하고 멀티뷰 이미지들을 제공하는 데 이용된다. 대안적으로, 모드 전환 가능 디스플레이의 동작의 2차원(two-dimensional; 2D) 모드 동안, 광각(broad-angle) 백라이트는 광 밸브들의 어레이를 조명하고 2D 이미지를 제공하는 데 이용된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 각각의 멀티빔 단위셀의 광학 마스크 소자의 제 1 및 제 2 부분들의 크기들 및 공간적 배열은, 특히 모드 전환 가능 디스플레이의 동작의 2D 모드 동안, 광학 마스크 소자들의 가시성(visibility)을 감소시키거나 제거할 수 있다는 것에 유의한다.
본 명세서에서, '2차원 디스플레이(two-dimensional display)' 또는 '2D 디스플레이'는 이미지가 보여지는 방향에 관계 없이 (즉, 2D 디스플레이의 정해진 시야각 또는 범위 내에서) 실질적으로 동일한 이미지의 뷰(view)를 제공하도록 구성된 디스플레이로서 정의된다. 스마트 폰들 및 컴퓨터 모니터들에서 찾아볼 수 있는 종래의 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)는 2D 디스플레이들의 예들이다. 대조적으로, 본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 또는 상이한 뷰 방향들로부터 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 특히, 상이한 뷰들은 멀티뷰 이미지의 객체 또는 장면(scene)의 상이한 시점 뷰들(perspective views)을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 설명된 멀티뷰 이미지들의 디스플레이에 적용 가능한 멀티뷰 백라이팅 및 멀티뷰 디스플레이들의 용도들은, 이동식 전화기(예를 들어, 스마트폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 이동식 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 차량 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 기타 다양한 이동식 및 실질적으로 비-이동식 디스플레이 응용들 및 기기들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)을 스크린(12)에 대하여 상이한 뷰 방향들(16)로 제공한다. 뷰 방향들(16)은 스크린(12)으로부터 여러 상이한 주 각도 방향들로 연장되는 화살표들로서 도시되었고, 상이한 뷰들(14)은 화살표들(즉, 뷰 방향들(16)을 묘사함)의 말단에 다각형 박스들로서 도시되었으며, 제한이 아닌 예로서 단지 4개의 뷰들(14) 및 4개의 뷰 방향들(16)이 도시되었다. 도 1a에는 상이한 뷰들(14)이 스크린 위에 있는 것으로 도시되었으나, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이되는 경우 뷰들(14)은 실제로 스크린(12) 상에 또는 스크린(12)의 부근에 나타날 수 있다는 것에 유의한다. 뷰들(14)을 스크린(12) 위에 묘사한 것은 단지 도시의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응되는 개별적인 뷰 방향들(16)로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 나타내기 위함이다.
본 명세서의 정의에 의하면, 뷰 방향 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 방향을 갖는 광빔(즉, 지향성 광빔)은 일반적으로 각도 성분들(angular components) {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 각도 성분(θ)은 광빔의 '고도 성분(elevation component)' 또는 '고도각(elevation angle)'으로 언급된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '방위 성분(azimuth component)' 또는 '방위각(azimuth angle)'으로 언급된다. 정의에 의하면, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직인)에서의 각도이고, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 평행인)에서의 각도이다. 도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분들 {θ, φ}의 그래픽 표현을 도시한다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의하면, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점(point of origin)과 관련된 중심 광선(central ray)을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
또한, 본 명세서에서, '멀티뷰 이미지(multiview image)' 및 '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'라는 용어들에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰(multiview)'라는 용어는 복수의 뷰들의 뷰들 간의 각도 시차(angular disparity)를 포함하거나 상이한 시점들(perspectives)을 나타내는 복수의 뷰들로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 본 명세서에서 '멀티뷰'라는 용어는 3개 이상의 상이한 뷰들(즉, 최소 3개의 뷰들로서 일반적으로 4개 이상의 뷰들)을 명백히 포함한다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내기 위하여 단지 2개의 상이한 뷰들만을 포함하는 스테레오스코픽(stereoscopic) 디스플레이와는 명백히 구분된다. 그러나, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 이미지들 및 멀티뷰 디스플레이들은 3개 이상의 뷰들을 포함하지만, 멀티뷰의 뷰들 중 단지 2개만을 동시에 보게끔(예를 들어, 하나의 눈 당 하나의 뷰) 선택함으로써 멀티뷰 이미지들이 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 스테레오스코픽 쌍의 이미지들(stereoscopic pair of images)로 보일 수 있다는 것에 유의한다.
본 명세서에서, '멀티뷰 픽셀(multiview pixel)'은 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰들의 각각의 뷰의 뷰 픽셀들을 나타내는 광 밸브 어레이의 한 세트 또는 그룹의 광 밸브들로서 정의된다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 뷰 픽셀에 대응되거나 그 뷰 픽셀을 나타내는 광 밸브 어레이의 개별 광 밸브를 가질 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 픽셀의 광 밸브들에 의하여 제공되는 뷰 픽셀들은, 뷰 픽셀들 각각이 상이한 뷰들 중 대응되는 하나의 뷰의 정해진(predetermined) 뷰 방향과 관련된다는 점에서 소위 '지향성 픽셀들(directional pixels)'이다. 또한, 다양한 예들 및 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 픽셀의 광 밸브들로 나타내지는 상이한 뷰 픽셀들은 상이한 뷰들 각각에서 대등한 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치들 또는 좌표들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 {x 1, y 1}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 광 밸브들을 가질 수 있고, 제 2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각의 {x 2, y 2}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 광 밸브들을 가질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티뷰 픽셀 내의 광 밸브들의 개수는 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰들을 갖는 멀티뷰 디스플레이와 관련된 64개의 광 밸브들을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8x4 어레이의 뷰들(즉, 32개의 뷰들)을 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 32개의 광 밸브들을 포함(즉, 각각의 뷰마다 하나)할 수 있다. 추가적으로, 각각의 상이한 광 밸브는, 예를 들어 상이한 뷰들의 뷰 방향들 중 상이한 하나에 대응되는 관련 방향(즉, 광빔의 주 각도 방향)을 갖는 뷰 픽셀을 제공할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀들의 개수는 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀들(즉, 선택된 뷰를 구성하는 픽셀들)의 개수와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 명세서에서, '도광체(light guide)'는 내부 전반사(total internal reflection)를 이용하여 그 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 도광체는 도광체의 동작 파장(operational wavelength)에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. '도광체'라는 용어는 일반적으로 도광체의 유전체 재료와 도광체를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 경계에서 광을 안내하기 위하여 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파로(dielectric optical waveguide)를 지칭한다. 정의에 의하면, 내부 전반사를 위한 조건은 도광체의 굴절률이 도광체 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 커야 한다는 것이다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위하여 전술한 굴절률 차이에 부가하여 또는 그에 대신하여 코팅(coating)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅은 반사 코팅일 수 있다. 도광체는 판(plate) 또는 슬래브(slab) 가이드 및 스트립(strip) 가이드 중 하나 또는 모두를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 도광체들 중 임의의 것일 수 있다.
또한, 본 명세서에서, '판 도광체(plate light guide)'에서와 같이 도광체에 적용되는 경우의 '판(plate)'이라는 용어는, 종종 '슬래브' 가이드로 지칭되는, 한 장씩의(piece-wise) 또는 구분적으로 평면인(differentially planar) 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 판 도광체는 도광체의 상단 표면 및 하단 표면(즉, 대향면들)에 의하여 경계를 이루는 2개의 실질적으로 직교하는 방향들로 광을 안내하도록 구성된 도광체로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 상단 및 하단 표면들은 서로 떨어져 있고 적어도 구별적인 의미에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 판 도광체의 임의의 구별적으로 작은 섹션 내에서, 상단 및 하단 표면들은 실질적으로 평행하거나 공면 상에 있다(co-planar).
일부 실시 예들에서, 판 도광체는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한됨), 따라서 판 도광체는 평면형 도광체이다. 다른 실시 예들에서, 판 도광체는 1개 또는 2개의 직교하는 차원들로 만곡될 수 있다. 예를 들어, 판 도광체는 단일 차원으로 만곡되어 원통형 형상의 판 도광체를 형성할 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 광을 안내하기 위하여 판 도광체 내에서 내부 전반사가 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하기 위하여 배열된 복수의 특징부들(즉, 회절 특징부들)로서 광범위하게 정의된다. 일부 예들에서, 복수의 특징부들은 주기적 방식 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 복수의 회절 격자들을 포함하는 혼합-주기(mixed-period) 회절 격자일 수 있고, 복수의 회절 격자들의 각각의 회절 격자는 특징부들의 상이한 주기적 배열을 가질 수 있다. 또한, 회절 격자는 1차원(one-dimensional; 1D) 어레이로 배열된 복수의 특징부들(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈들(grooves) 또는 융기들(ridges))을 포함할 수 있다. 대안적으로, 회절 격자는 특징부들의 2D 어레이 또는 2차원으로 정의된 특징부들의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 상의 돌출들(bumps) 또는 재료 표면 내의 구멍들(holes)의 2D 어레이일 수 있다. 일부 예들에서, 회절 격자는 제 1 방향 또는 제 1 차원으로 실질적으로 주기적일 수 있고, 회절 격자를 가로지르는 또는 회절 격자를 따르는 다른 방향으로 실질적으로 비주기적(예를 들어, 일정한, 무작위적인 등)일 수 있다.
또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절 격자의 특징부들은 '회절 특징부들(diffractive features)'로 언급되고, 재료 표면(즉, 2개의 재료들 사이의 경계)에, 표면 내에 및 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 표면은 도광체의 상단 표면 아래에 있을 수 있다. 회절 특징부들은 표면의, 표면 내의 또는 표면 상의 홈들, 융기들, 구멍들 및 돌출들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 융기들을 포함할 수 있다. 회절 특징부들(예를 들어, 홈들, 융기들, 구멍들, 돌출들 등)은 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 회절을 제공하는 다양한 단면 형상들 또는 프로파일들 중 임의의 것을 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 예들에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술될 바와 같은 회절적 멀티빔 소자의 회절 격자)는 도광체(예를 들어, 판 도광체)로부터의 광을 광빔으로서 회절적으로 산란 또는 커플 아웃(couple out)시키기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 이에 의하여 제공되는 회절각(diffraction angle; θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다.
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(1)
여기서, λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 도광체의 굴절률, d는 회절 격자의 특징부들 간의 거리 또는 간격, θ i 는 회절 격자 상의 광의 입사각이다. 간략화를 위하여, 식(1)은 회절 격자가 도광체의 표면에 인접하고 도광체 외부의 재료의 굴절률은 1인 것(즉, n out = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수로 주어진다(즉, m = ± 1, ± 2, ...). 회절 격자에 의하여 생성되는 광빔의 회절각(θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다. 회절 차수(m)가 1인 경우(즉, m = 1) 1차 회절, 더 구체적으로는 1차 회절각(θ m )이 제공된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 도광체(40)의 표면 상에 위치할 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θ i)으로 회절 격자(30) 상에 입사되는 광빔(20)을 도시한다. 광빔(20)은 도광체(40) 내의 안내된 광빔이다. 또한, 도 2에는 입사 광빔(20)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의하여 회절적으로 생성되고 커플 아웃 또는 산란된 지향성 광빔(50)이 도시되었다. 지향성 광빔(50)은 식(1)으로 주어진 바와 같은 회절각(θ m)(또는 본 명세서에서 '주 각도 방향(principal angular direction)')을 갖는다. 예를 들어, 지향성 광빔(50)은 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응될 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 따르면, 회절 특징부들은 만곡될 수 있고 또한 광의 전파 방향에 대하여 정해진 배향(예를 들어, 경사 또는 회전)을 가질 수 있다. 예를 들어, 회절 특징부들의 커브(curve) 및 회절 특징부들의 배향 중 하나 또는 모두는 회절 격자에 의하여 커플 아웃되는(coupled-out) 광의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지향성 광의 주 각도 방향은 입사광의 전파 방향에 대하여 광이 회절 격자 상에 입사하는 지점에서의 회절 특징부의 각도의 함수일 수 있다.
정의에 의하면, '멀티빔 소자(multibeam element)'는 복수의 지향성 광빔들을 포함하는 방출광(emitted light)을 제공하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조물 또는 소자이다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자는 산란, 예를 들어 회절적 산란, 반사적 산란 및 굴절적 산란 중 하나 이상에 의하여 또는 이를 이용하여 복수의 지향성 광빔들을 제공하도록 구성된다. 특히, 멀티빔 소자는, 백라이트의 도광체에 광학적으로 결합될 수 있고, 내부 전반사를 극복하거나 제거하기 위하여 산란을 이용함으로써 복수의 지향성 광빔들을 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티빔 소자는 멀티빔 소자의 경계 또는 범위 내에 복수의 서브 소자들을 포함할 수 있다. 본 명세서의 정의에 의하면, 하나의 멀티빔 소자에 의하여 제공되는 복수의 지향성 광빔들의 광빔들은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는다. 특히, 정의에 의하면, 복수의 지향성 광빔들 중 소정의 지향성 광빔은 복수의 지향성 광빔들 중 다른 지향성 광빔과는 상이한 정해진 주 각도 방향을 갖는다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 도광체로부터 광을 회절적으로 산란시키도록 구성된 하나의 회절 격자 또는 복수의 회절 격자들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자는, 회절 격자 대신에 또는 그에 부가하여, 미세(micro) 반사 소자 및 미세 굴절 소자 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 멀티빔 소자의 미세 반사 소자는 반사적 산란을 제공하도록 구성되고, 삼각 형상 거울, 사다리 형상 거울, 피라미드 형상 거울, 직사각 형상 거울, 반구 형상 거울, 오목 거울 및/또는 볼록 거울을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 멀티빔 소자의 미세 굴절 소자는 굴절적 산란을 제공하도록 구성되고, 삼각 형상 굴절 소자, 사다리 형상 굴절 소자, 피라미드 형상 굴절 소자, 직사각 형상 굴절 소자, 반구 형상 굴절 소자, 오목 굴절 소자 및/또는 볼록 굴절 소자를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 광빔들은 광 필드(light field)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 지향성 광빔들은 실질적으로 원추형 공간 영역에 국한되거나 복수의 지향성 광빔들 내의 지향성 광빔들의 상이한 주 각도 방향들을 포함하는 정해진 각도 확산(angular spread)을 가질 수 있다. 따라서, 지향성 광빔들의 정해진 각도 확산은 그 조합으로써(즉, 복수의 광빔들) 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 광빔들 내의 여러 지향성 광빔들의 상이한 주 각도 방향들은, 멀티빔 소자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등 중의 하나 이상) 및 배향을 포함하지만 이에 제한되지 않는 멀티빔 소자의 치수 특성들과 멀티빔 소자의 다양한 산란 특성들(예를 들어, 회절 격자 피치, 굴절률, 반사 표면의 경사 등)에 의하여 결정된다. 본 명세서의 정의에 의하면, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 '연장된 점 광원(extended point light source)', 즉 멀티빔 소자의 범위에 걸쳐 분포된 복수의 점 광원들로 간주될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 그리고 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이, 멀티빔 소자에 의하여 생성되는 지향성 광빔은 각도 성분들 {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다.
정의에 의하면, '광각(broad-angle)' 방출광(emitted light)은 멀티뷰 이미지 또는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 원추각(cone angle)보다 큰 원추각을 갖는 광으로서 정의된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 광각 방출광은 약 20도보다 큰 원추각(예를 들어, > ± 20°)을 가질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 약 30도 초과(예를 들어, > ± 30°), 또는 약 40도 초과(예를 들어, > ± 40°), 또는 50도 초과(예를 들어, > ± 50°)일 수 있다. 예를 들어, 광각 방출광의 원추각은 약 60도(예를 들어, > ± 60°)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 LCD 컴퓨터 모니터, LCD 태블릿, LCD 텔레비전 또는 광각 시청(broad-angle viewing)(예를 들어, 약 ± 40-65°)을 위한 유사한 디지털 디스플레이 기기의 시야각(viewing angle)과 거의 동일한 것으로 정의될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광은 또한 확산광(diffuse light), 실질적으로 확산광, 비-지향성 광(즉, 특정한 또는 정의된 방향성이 결여된), 또는 단일한 또는 실질적으로 균일한 방향을 갖는 광으로서 특징지어 지거나 설명될 수 있다.
본 명세서에서, '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 시준기는 회절 격자, 시준 거울 또는 반사체, 시준 렌즈, 또는 이의 다양한 조합들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다양한 실시 예들에 따르면, 시준기에 의하여 제공되는 시준의 양은 실시 예마다 정해진 정도 또는 양이 다를 수 있다. 또한, 시준기는 2개의 직교하는 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 모두로 시준을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서, σ 로 표시되는 '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대하여 +/- σ도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼에서 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '광원(light source)'은 광의 원천(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 광학 방출기(optical emitter))으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온 되는 경우 광을 방출하는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서, 광원은 실질적으로 임의의 광의 원천이거나, LED, 레이저, OLED, 중합체 LED, 플라즈마-기반 광학 방출기, 형광 램프, 백열 램프 및 사실상 임의의 다른 광의 원천 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의하여 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있음), 또는 파장들의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시 예들에서, 광원은 복수의 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 세트 또는 그룹의 광학 방출기들을 포함할 수 있으며, 광학 방출기들 중 적어도 하나는 같은 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 방출기에 의하여 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 상이한 컬러를, 또는 대등하게는 파장을, 갖는 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러들은 원색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 표현은 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, 본 명세서에서, '소자(element)'는 하나 이상의 소자를 의미하며, 따라서 '상기 소자'는 '상기 소자(들)'을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '상', '하', '전', '후', '제1', '제 2', '좌' 또는 '우'에 대한 언급은 본 명세서에서 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 수치 값에 적용되는 경우의 '약'이라는 용어는 일반적으로 수치 값을 생성하기 위하여 이용되는 장비의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, ±10%, 또는 ±5%, 또는 ±1%를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본 명세서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도된 것이며, 제한이 아닌 논의의 목적으로 제시된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일 부 실시 예들에 따르면 멀티뷰 백라이트가 제공된다. 도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 도 3c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 도 3c의 사시도는 단지 본 명세서에서의 논의를 용이하게 하기 위하여 부분적으로 절개되었다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 멀티뷰 백라이트(100)는 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는 지향성 광빔들(102)을 제공하도록 구성된다(예를 들어, 광 필드(light field)로서). 특히, 다양한 실시 예들에 따르면, 제공된 지향성 광빔들(102)은 멀티뷰 백라이트(100)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 개별적인 뷰 방향들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들로 멀티뷰 백라이트(100)로부터 산란되어 멀어지도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 지향성 광빔들(102)은 멀티뷰 컨텐츠, 예를 들어 멀티뷰 이미지를 갖는 정보의 디스플레이를 용이하게 하도록 변조(예를 들어, 후술될 바와 같은 멀티뷰 디스플레이의 광 밸브들을 이용하여)될 수 있다. 도 3a 및 도 3c는 또한 후술될 광 밸브들(130)의 어레이를 포함하는 멀티뷰 픽셀(106)을 도시한다. 지향성 광빔들(102)이 산란되어 광 밸브들(130)로 향하는 멀티뷰 백라이트(100)의 표면이 멀티뷰 백라이트(100)의 '방출 표면(emission surface)'으로 지칭될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)는 도광체(110)를 포함한다.도광체(110)는 도광체(110)의 길이를 따라 광을 안내된 광(104)(즉, 안내된 광빔(104))으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 굴절률들의 차이는 도광체(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광(104)의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 도광체(110)는 연장된, 광학적으로 투명한 실질적으로 평면형 시트의, 유전체 재료를 포함하는 슬래브 또는 판 광학 도파로(즉, 판 도광체)일 수 있다. 실질적으로 평면형 시트의 유전체 재료는 내부 전반사를 이용하여 또는 내부 전반사에 따라 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 다양한 예들에 따르면, 도광체(110)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리(silica glass), 알칼리-알루미노실리케이트 유리(alkali-aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리(borosilicate glass) 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유전체 재료들 중 임의의 것으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도광체(110)는 도광체(110)의 표면(예를 들어, 상단 표면 및 하단 표면 중 하나 또는 모두)의 적어도 일부 상에 클래딩층(cladding layer)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 클래딩층은 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위하여 이용될 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 따르면, 도광체(110)는 도광체(110)의 제 1 표면(110')(예를 들어, '전' 또는 '상단' 표면 또는 앞쪽 또는 위쪽)과 제 2 표면(110")(예를 들어, '후'면 또는 뒤쪽) 사이에서, 0이 아닌 전파 각도로 내부 전반사에 따라 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내된 광(104)은 도광체(110)의 제 1 표면(110')과 제 2 표면(110") 사이에서 0이 아닌 전파 각도로 반사되거나 '바운싱(bouncing)'됨으로써 전파된다. 일부 실시 예들에서, 광의 상이한 컬러들을 포함하는 복수의 안내된 광빔들은 상이한 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들 각각으로 도광체(110)에 의하여 안내된 광(104)으로서 안내될 수 있다. 도시의 단순화를 위하여 도 3a 내지 도 3c에는 0이 아닌 전파 각도가 도시되지 않았음에 유의한다. 그러나, 도 3a에서 전파 방향(103)을 묘사하는 굵은 화살표는 도광체의 길이를 따르는 안내된 광(104)의 일반적인 전파 방향을 도시한다.
본 명세서에 정의된 바와 같이, '0이 아닌 전파 각도(non-zero propagation angle)'는 도광체(110)의 표면(예를 들어, 제 1 표면(110') 또는 제 2 표면(110"))에 대한 각도이다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 0이 아닌 전파 각도는 0보다 크고 도광체(110) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작다. 예를 들어, 안내된 광(104)의 0이 아닌 전파 각도는 약 10도(10°) 내지 약 50도(50°) 사이, 일부 예들에서는 약 20도(20°) 내지 약 40도(40°) 사이, 또는 약 25도(25°) 내지 약 35도(35°) 사이일 수 있다. 또한, 도광체(110) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작게 선택되는 한, 특정한 0이 아닌 전파 각도가 특정한 구현을 위하여 선택(예를 들어, 임의로)될 수 있다.
도광체(110) 내의 안내된 광(104)은, 렌즈, 거울 또는 이와 유사한 반사체(예를 들어, 경사진 시준 반사체), 회절 격자 및 프리즘뿐만 아니라 이의 다양한 조합들과 같은 그러나 이에 제한되지 않는, 커플링 구조물(coupling structure)을 이용하여 0이 아닌 전파 각도로 도광체(110) 내부로 유입되거나 커플(couple)될 수 있다. 다른 예들에서, 커플링 구조물 없이 또는 실질적으로 커플링 구조물의 이용 없이, 광은 도광체(110)의 입력 단부의 내부로 직접 유입될 수 있다(즉, 직접 또는 '버트(butt)' 커플링이 이용될 수 있음). 도광체(110)의 내부로 커플되면, 안내된 광(104)은 일반적으로 입력 단부로부터 멀어질 수 있는 전파 방향(103)(예를 들어, 도 3a에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표들로서 도시됨)으로 도광체(110)를 따라 전파하도록 구성된다.
또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 광을 도광체(110) 내부로 커플(couple)함으로써 생성된 안내된 광(104)은, 또는 대등하게는 안내된 광빔(104)은, 시준된 광빔일 수 있다. 본 명세서에서, '시준된 광(collimated light)' 또는 '시준된 광빔(collimated light beam)'은 일반적으로 광빔(예를 들어, 안내된 광빔(104))의 광선들이 광빔 내에서 실질적으로 서로 평행한 광의 빔으로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준된 광빔으로부터 분기되거나 산란되는 광의 광선들은 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 일부 실시 예들에서(미도시), 멀티뷰 백라이트(100)는 예를 들어 광원으로부터의 광을 시준하기 위하여, 렌즈, 회절 격자, 반사체 또는 거울과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 시준기를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원 자체가 시준기를 포함한다. 도광체(110)에 제공되고 도광체(110)에 의하여 안내된 광(104)으로서 안내되는 시준된 광은 시준된 안내된 광빔일 수 있다. 특히, 다양한 실시 예들에서, 안내된 광(104)은 시준 계수(σ)에 따라 시준되거나 시준 계수(σ)를 가질 수 있다. 대안적으로, 다른 실시 예들에서, 안내된 광(104)은 시준되지 않을 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)는 도광체(110)에 걸쳐 분포된 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이를 더 포함한다. 도 3b 및 도 3c에서, 멀티빔 단위셀 어레이의 멀티빔 단위셀(120)이 점선으로 표시되었다. 일반적으로, 멀티빔 단위셀 어레이의 멀티빔 단위셀들(120)은 타일형(tileable) 형상을 갖거나 포함한다. 예를 들어, 도 3b 및 도 3c에 도시된 멀티빔 단위셀들(120)은 정사각 타일형(square-tileable) 형상을 갖는다. 그러나, 다양한 실시 예들에 따르면, 실질적으로 임의의 타일형 형상이 이용될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이는 2D 어레이에 걸쳐 반복되는 멀티빔 단위셀들(120)을 갖는 규칙적(regular) 어레이로서 2차원 어레이로 배열될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 단위셀 어레이의 각각의 멀티빔 단위셀(120)은 멀티빔 소자(122)를 포함한다. 멀티빔 소자(122)는 안내된 광(104)의 일부를 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들(102)로서 도광체(110)로부터 산란시키도록 구성된다. 특히, 멀티빔 소자(122)는 멀티뷰 백라이트(100)의 방출 표면에 대응되는 도광체(110)의 표면으로부터 지향성 광빔들(102)을 산란시킬 수 있다. 도 3a 및 도 3c는 지향성 광빔들(102)을 도광체(110)의 제 1(또는 전방) 표면(110')으로부터, 즉 도시된 바와 같이 도광체(110)의 방출 표면으로부터 지향되게 묘사된 복수의 분기되는 화살표들로서 도시한다. 이와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)의 방출 표면은 지향성 광빔들(102)이 멀티빔 소자(122)에 의하여 산란되는 도광체(110)의 방출 표면과 대등할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 안내된 광의 일부는 회절적 산란, 반사적 산란 및 굴절적 산란 또는 커플링 중 하나 이상을 이용하여 커플 아웃되거나 산란될 수 있다.
특히, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(122)는 안내된 광의 일부를 복수의 지향성 광빔들(102)로서 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자(122)는 복수의 회절 격자들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자(122)는 안내된 광(104)의 일부를 복수의 지향성 광빔들(102)로서 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사 소자 및 안내된 광(104)의 일부를 복수의 지향성 광빔들(102)로서 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절 소자 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자(122)는 회절 격자, 미세 반사 소자 및 미세 굴절 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 단위셀 어레이의 각각의 멀티빔 단위셀(120)은 광학 마스크 소자(optical mask element; 124)를 더 포함한다. 예를 들어, 광학 마스크 소자(124)는 지향성 광빔들(102)의 방향 이외의 방향으로 멀티빔 소자(122)에 의하여 산란되는 광을 반사하거나 최소한 차단하는 기능할 수 있다. 특히 그리고 좀 더 상세히 후술될 바와 같이, 광학 마스크 소자(124)는 산란된 광이, 예를 들어 방출 표면으로부터 멀어지게 지향되는 것과 반대로, 도광체(110)의 방출 표면을 향하여 선택적으로 지향되는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)가 산란된 광을 반사시키도록 구성되는 경우, 반사되는 산란된 광은 지향성 광빔들(102)을 증강시켜 멀티빔 소자(122)의 산란 효율을 개선시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)는, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)와 정렬되고 멀티빔 소자(122)와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분(124a) 및 제 1 부분으로부터 멀티빔 단위셀(120) 내에서 횡방향으로 변위된 제 2 부분(124b)을, 포함한다. 일부 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)의 제 2 부분(124b)은 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 정수 배만큼 멀티빔 단위셀(120) 내에서 횡방향으로 변위될 수 있다. 즉, 일부 실시 예들에 따르면, 제 2 부분은 픽셀 피치의 정수 배에 대응되는 횡방향 거리만큼 제 1 부분(124a)으로부터 분리되고 횡방향으로 이격된다. 일반적으로, 제 2 부분(124b)의 횡방향 변위는 x-방향, y-방향, 또는 x-방향과 y-방향 둘의 조합에 있을 수 있다. 다른 실시 예들에서, 제 1 부분(124a)으로부터의 제 2 부분(124b)의 횡방향 변위는 픽셀 피치의 비-정수(non-integer) 배일 수 있다.
또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)의 전체 크기는 광학 마스크 소자(124)와 관련된 무아레를 완화시키도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)의 결합된 영역을 포함하는 광학 마스크 소자(124)의 전체 크기는 픽셀 피치의 제곱의 정수 배이다. 일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(124)의 제 1 부분(124a) 및 제 2 부분(124b)은 서로 동일한 평면 상에 있다(coplanar). 다른 실시 예들에서, 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)은 동일한 평면 상에 있지 않다.
일반적으로, 광학 마스크 소자(124) 또는 적어도 이의 제 1 부분(124a)은, 복수의 지향성 광빔들(102)의 방향, 즉 방출 방향을 향하는 측면(side)에 대향되는 멀티빔 소자(122)의 측면 상에 위치된다. 따라서, 일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(124)의 제 1 부분(124a)은 멀티빔 소자(122)와 도광체(110)의 제 1 표면(110')에 대향되는 도광체(110)의 제 2 표면(110") 사이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 제 1 표면(110')은 복수의 지향성 광빔들(102)이 멀티뷰 백라이트에 의하여 방출되도록 구성되는 방출 표면에 대응될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)는 도광체(110)의 제 1 표면(110') 상에, 예를 들어 도시된 상단 표면 상에, 위치될 수 있다. 따라서, 멀티빔 단위셀(120)의 광학 마스크 소자(124)는 멀티빔 소자(122)와 도광체(110)의 제 2 표면 사이에 위치될 수 있다. 즉, 광학 마스크 소자(124)의 적어도 제 1 부분(124a)은 도광체(110)의 제 1 표면(110')을 향하는 측면에 대향되는 멀티빔 소자(122)의 측면에 인접하게 위치될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자들(122)은 제 2 표면(110") 상에 위치될 수 있거나, 제 1 및 제 2 표면들(110', 110") 사이에 위치될 수 있다. 이러한 예들에서, 광학 마스크 소자(124)는 멀티빔 소자(122)와 도광체(110)의 제 2 표면(110") 사이에 위치될 수 있거나, 도광체(110)의 외부에 위치될 수 있다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 단면도를 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)는 도광체(110)의 제 2 표면(110")에 인접하게 위치된다. 또한, 도시된 바와 같이, 멀티빔 단위셀(120)의 광학 마스크 소자(124)는 도광체(110)의 제 1 표면(110') 또는 방출 표면을 향하는 측면에 대향되는 멀티빔 소자(122)의 측면에 인접하게 위치된다. 도시된 광학 마스크 소자(124)는, 멀티빔 소자(122)와 정렬되고 멀티빔 소자(122)와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분(124a) 및 각각이 제 1 부분(124a)으로부터 상이한 횡방향들로 변위된 2개의 서브 부분들(sub-portions)을 포함하는 제 2 부분(124b)을, 갖는다. 또한, 도시된 바와 같이, 제 1 부분(124a) 및 제 2 부분(124b)은 서로 동일한 평면 상에 있다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 단면도를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)는 도광체(110)의 제 2 표면(110")에 인접한다. 또한, 광학 마스크 소자(124)는 도광체의 제 1 표면을 향하는 측면에, 즉 지향성 광빔들(102)이 멀티빔 소자(122)에 의하여 산란되는 방향에, 대향되는 멀티빔 소자(122)의 측면에 인접한다. 도 4b에서, 일부 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)는 도광체(110)의 제 2 표면(110")에 적용되거나 부착될 수 있고, 따라서 도광체(110)의 외부에 효과적으로 위치될 수 있다. 마찬가지로, 도 4a에서와 같이, 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)은 동일한 평면 상에 있고, 제 1 부분(124a)은 도시된 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)와 정렬되고 멀티빔 소자(122)와 동일한 범위를 갖는다. 또한, 도 4b에서, 멀티빔 소자(122)는 제한이 아닌 예로서 회절 격자로서 도시되었다.
도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 단면도를 도시한다. 도 4c에서, 멀티빔 소자(122)는 도광체(110)의 제 1 표면(110')에 인접하게 위치되고, 광학 마스크 소자(124)는 제 1 표면(110')과 제 2 표면(110") 사이에 위치된다. 마찬가지로, 도 4a에서와 같이, 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)은 동일한 평면 상에 있고, 제 1 부분(124a)은 도시된 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)와 정렬되고 멀티빔 소자(122)와 동일한 범위를 갖는다. 도 4c에서, 제한이 아닌 예로서, 멀티빔 소자(122)는 또한 안내된 광(104)을 지향성 광빔들(102)로서 도광체(110)로부터 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자로서 도시되었다.
도 4d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 또 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 단면도를 도시한다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)는 도광체(110)의 제 2 표면(110")에 인접한다. 또한, 광학 마스크 소자(124)는 도광체의 제 1 표면을 향하는 측면에, 즉 지향성 광빔들(102)이 멀티빔 소자(122)에 의하여 산란되는 방향에, 대향되는 멀티빔 소자(122)의 측면에 인접한다. 그러나, 도 4d에 도시된 바와 같이, 광학 마스크 소자(124)는 도광체(110)에 인접한 다른 구조물(126)의 표면 상에 위치된다. 예를 들어, 다른 구조물(126)은 후술될 광각 백라이트와 같은 다른 백라이트를 포함할 수 있다. 또한, 제한이 아닌 예로서 도 4d에 도시된 바와 같이, 광학 마스크 소자는 멀티빔 소자(122)로부터 갭(gap)(예를 들어, 에어 갭(air gap))만큼 떨어져 있다.
도 4a 내지 도 4d 각각에서, 멀티빔 소자(122)는 제한이 아닌 예로서 회절 격자로서 도시되었다는 것에 유의한다. 예를 들어, 도 4a 내지 도 4d의 멀티빔 소자(122)는 미세 굴절 소자 또는 미세 반사 소자로서 동일하게 도시될 수 있었다. 유사하게, 도 4a 내지 도 4d는 광학 마스크 소자(124)의 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)이, 제한이 아닌 설명의 편의를 위하여, 동일한 평면 상에 있는 것으로 도시한다. 또한, 멀티빔 소자(122)의 회절 격자에 의하여 안내된 광(104)으로부터 회절적으로 산란된 지향성 광빔들(102)은, 도 4a 내지 도 4d에서 도광체(110)의 제 1 표면(110')에서 방출되는 것으로 도시되었다.
다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(124)는 불투명하며, 광의 투과를 차단하거나 적어도 실질적으로 차단하도록 구성된 불투명한 재료(예를 들어, 재료 층 또는 필름)을 포함한다. 따라서, 광학 마스크 소자(124)는 불투명한 마스크 소자로서 지칭될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자의 적어도 제 2 부분(124b)은 불투명한 재료를 포함한다. 다른 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(124)의 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b) 모두가 불투명한 재료를 포함한다. 따라서, 불투명한 재료는 멀티빔 소자(122)에 의하여 도광체의 방출 표면으로부터 실질적으로 멀어지는 방향으로 산란되는 광을 차단하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서 불투명한 재료는 단지 광의 투과를 차단하도록 구성될 수 있고, 다른 실시 예들에서 불투명한 재료는 입사광을 흡수하는 층 또는 필름, 예를 들어 흑색 페인트 또는 필름을 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(124)는 반사 재료를 포함하고, 광학 마스크 소자(124)는 반사 마스크 소자로서 지칭될 수 있다. 특히, 광학 마스크 소자(124)의 적어도 제 1 부분(124a)은, 안내된 광의 산란된 일부에 대응되는 방향으로 또는 대등하게는 도광체(110)의 방출 표면을 향하여, 멀티빔 소자(122)로부터의 산란된 광을 반사하도록 구성된 반사 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b) 둘 다는 반사 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 예를 들어, 광학 마스크 소자(124)의 제 1 부분(124a)은 반사 재료를 포함함에 따라 반사성(reflective)일 수 있고, 제 2 부분(124b)은 흡수성 재료를 포함하고 단지 불투명할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 반사 재료는 금속(예를 들어, 반사 금속 층 또는 필름), 다양한 중합체-금속 합성물(예를 들어, 알루미늄-중합체 층 또는 필름), 브래그(Bragg) 반사체, 향상된 정반사 반사체(enhanced specular reflectors; ESR) 필름, 또는 광학적 반사를 제공하는 다른 적절한 재료들 및 재료 층들 또는 플림 중 임의의 것을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다시 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 전체적으로 멀티빔 단위셀들(120) 내에 위치되는 멀티빔 소자들(122)은 도광체의 길이를 따라 서로 이격되며, 일부 실시 예들에서는 도광체(110)의 폭에 걸쳐 이격된다. 특히, 멀티빔 단위셀 어레이의 멀티빔 소자들(122)은 유한한 공간만큼 서로 집합적으로 분리되어 있고, 도광체의 길이를 따라 개별적이고 구분되는 소자들을 나타낸다. 따라서 그리고 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이의 멀티빔 소자들(122)은 유한한(즉, 0이 아닌) 소자간 거리(예를 들어, 유한한 중심간 거리)에 따라 서로 이격된다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자들(122)은 일반적으로 서로 교차되거나, 중첩되거나 또는 다른 방식으로 접촉되지 않는다. 또한, 각각의 멀티빔 소자(122)는 상이한 멀티빔 단위셀(120) 내에 있기 때문에, 각각의 멀티빔 소자(122)는 일반적으로 멀티빔 소자들(122)의 다른 것들과는 구분되고 떨어져 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(122)의 크기는 멀티뷰 백라이트(100)가 이용되는 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 또는 대등하게는 광 밸브의 크기와 유사할 수 있다. 본 명세서에서, '크기(size)'는 길이, 폭 또는 면적을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 방식들로 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브의 크기는 그 길이일 수 있고, 멀티빔 소자(122)의 유사한 크기는 또한 멀티뷰 소자(122)의 길이일 수 있다. 다른 예에서, 크기는 면적을 지칭할 수 있고, 멀티빔 소자(122)의 면적은 광 밸브의 면적과 유사할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 단위셀(120)의 멀티빔 소자(122)의 크기는 광 밸브의 크기와 유사하고, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 50% 내지 약 200% 사이일 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자의 크기를 's'로 나타내고 광 밸브의 크기를 'S'로 나타내면(예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이), 멀티빔 소자의 크기(s)는 식(2)으로 주어질 수 있다.
Figure pct00003
(2)
일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(122)와 광 밸브(130)의 유사한 크기들은 멀티뷰 디스플레이의 뷰들 간의 암 영역들(dark zones)을 감소시키도록, 또는 일부 예들에서는 최소화시키도록, 선택될 수 있다. 또한, 멀티빔 소자(122)와 광 밸브(130)의 유사한 크기들은 멀티뷰 디스플레이의 또는 멀티뷰 디스플레이에 의하여 디스플레이되는 멀티뷰 이미지의 뷰들(또는 뷰 픽셀들) 간의 중첩을 감소시키도록, 일부 예들에서는 최소화시키도록, 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 멀티뷰 백라이트(100)는 지향성 광빔들(102)을 멀티뷰 이미지로서 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이를 더 포함하는 멀티뷰 디스플레이에 이용될 수 있다. 도 3a 및 도 3c는 멀티뷰 백라이트(100)의 도광체(110)의 제 1 표면(110')에 인접하게 위치된 광 밸브들(130)의 어레이를 도시한다. 도시된 바와 같이, 상이한 주 각도 방향들을 갖는 지향성 광빔들(102) 중 상이한 것들은 광 밸브 어레이 내의 광 밸브들(130) 중 상이한 것들을 통과하고 그에 의하여 변조될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 한 세트의 광 밸브들(130)은 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀(106)에 대응되고, 한 세트의 광 밸브들 중 선택된 광 밸브(130)는 멀티뷰 디스플레이의 픽셀에 대응된다. 특히, 도시된 바와 같이, 광 밸브 어레이의 상이한 세트의 광 밸브들(130)은 멀티빔 소자들(122) 각각으로부터 지향성 광빔들(102)을 수신하고 변조하도록 구성되며, 즉 각각의 멀티빔 단위셀(120)마다 하나의 고유한 세트의 광 밸브들(130)이 존재한다. 다양한 실시 예들에서, 액정 광 밸브들, 전기 영동 광 밸브들 및 전기 습윤 기반의 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 상이한 유형들의 광 밸브들이 광 밸브 어레이의 광 밸브들(130)로서 이용될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 광 밸브(130)의 크기 및 픽셀의 크기는 광 밸브 어레이의 광 밸브(130)의 물리적인 크기에 대응될 수 있다는 것에 유의한다. 다른 예들에서, 광 밸브의 크기는 광 밸브 어레이의 인접한 광 밸브들(130) 간의 거리(예를 들어, 중심간 거리)로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브들(130)의 개구(aperture)는 광 밸브 어레이의 광 밸브들(130) 간의 중심간 거리보다 작을 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따르면, 광 밸브의 크기는 광 밸브(130)의 크기 또는 광 밸브들(130) 간의 중심간 거리에 대응되는 크기로서 정의될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들(130) 간의 중심간 거리는 '픽셀 피치(pixel pitch)'로서 정의될 수 있으며, 중심간 거리에 기반한 광 밸브들(130)의 면적은 '픽셀 피치의 제곱(square of the pixel pitch)'으로 정의될 수 있다. 광 밸브들(130)이 서브 픽셀들(예를 들어, 컬러 서브 픽셀들)을 포함하는 일부 실시 예들에서, '픽셀 피치'는 서브 픽셀의 크기 또는 간격, 즉 광 밸브(130)의 서브 픽셀들 간의 중심간 거리의 관점에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브(130)는 한 세트의 3개의 컬러 서브 픽셀들을 포함할 수 있고, 3개의 상이한 컬러들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색) 각각은 3개의 컬러 서브 픽셀들 중 상이한 것에 의해 표현될 수 있다. 이러한 예에서, 픽셀 피치는 컬러 서브 픽셀들 간의 픽셀간 거리의 관점에서 정의될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광 밸브(130)는 서브 픽셀을 나타낼 수 있고, 광 밸브들(130)의 어레이는 서브 픽셀들의 어레이에 대응될 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 백라이트(100)는 도광체(110) 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된 광원(140)을 더 포함할 수 있다. 특히, 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 광원(140)은 도광체(110)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하여 위치할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 광원(140)은 LED, 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드) 또는 이들의 조합을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광의 원천(예를 들어, 광학 방출기)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(140)은 특정한 컬러로 나타나는 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색광(monochromatic light)을 생성하도록 구성된 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 단색광의 컬러는 특정한 색 공간 또는 색 모델(예를 들어, 적-녹-청(red-green-blue; RGB) 색 모델)의 원색일 수 있다. 다른 예들에서, 광원(140)은 실질적으로 광대역 또는 다색광(polychromatic light)을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(140)은 백색광을 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(140)은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 방출기들을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 광원(140)은 안내된 광(104)을 제공하도록 구성되고, 안내된 광(104)은 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수에 따라 시준되는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(140)은 광의 상이한 컬러들 각각에 대응되는 안내된 광의 상이한, 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(140)은 정해진 시준 계수에 따라 도광체(110)에 의하여 안내될 광을 제공하도록 구성된 시준기를 더 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 백라이트(100)는 모드 전환 가능 디스플레이로서도 작동하거나 기능하거나 또는 역할을 하는 멀티뷰 디스플레이에 이용될 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 멀티뷰 백라이트(100)는 광 밸브 어레이에 방출광을 제공하기 위하여 광각 백라이트와 함께 이용될 수 있다.
도 5는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 인접한 광각 백라이트(150)와 함께 멀티뷰 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 특히, 도시된 바와 같이, 광각 백라이트(150)는 멀티뷰 백라이트(100)의 도광체(110)의 표면(즉, 제 2 또는 하단 표면(110"))에 인접한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광각 백라이트(150)는 광 밸브들(130)의 어레이에 광각 방출광(152)을 제공하도록 구성된다. 특히, 광각 백라이트(150)는 멀티뷰 디스플레이의 2차원(2D) 모드 동안 광각 방출광(152)을 제공하도록 구성되고, 광 밸브 어레이는 광각 방출광을 2D 이미지로서 변조하도록 구성된다. 따라서, 도광체(110) 및 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이는 광각 방출광(152)에 대하여 투명하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 모드 동안 멀티뷰 이미지를 디스플레이하고 2D 모드 동안 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 도 5에서, 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트(100)는 멀티빔 소자들(122) 및 광학 마스크 소자들(124) 둘 다를 갖는 멀티빔 단위셀들(120)을 더 포함한다.
다양한 실시 예들에 따르면, 제 1 부분(124a)으로부터의 광학 마스크 소자(124)의 제 2 부분(124b)의 전술한 횡방향 변위는, 특히 광각 백라이트(150)와 같은 제 2 백라이트가 이용되는 경우, 광학 마스크 소자(124)의 가시성을 감소시키거나 최소화할 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에서, 횡방향 변위에 의하여, 광학 마스크 소자(124)의 가시성이 최소화될 수 있거나, 광학 마스크 소자(124)와 관련된 무아레가 완화될 수 있거나, 이들 두 가지 경우가 모두 가능할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 가시성의 최소화 및 무아레의 완화는, 다른 광원(예를 들어, 다른 동일한 평면 상의 백라이트(coplanar backlight))으로부터의 광이 멀티뷰 백라이트(100)를 통과하도록 구성되는 경우에 특히 중요할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자들(124)의 제 2 부분들(124b)은 다양한 형상들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 또한, 멀티빔 단위셀 어레이에 걸친 멀티빔 단위셀들(120)의 분포는, 인접한 멀티빔 단위셀들(120)의 제 2 부분들(124b)이 다양한 형상들을 형성하기 위해 서로 병합(merger)되도록 할 수 있다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 6a는 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이의 광학 마스크 소자(124) 및 멀티빔 소자(122)를 포함하는 멀티빔 단위셀(120)을 도시하며, 광학 마스크 소자(124)는 제 1 부분(124a) 및 제 1 부분(124a)으로부터 횡방향으로 변위된 복수의 제 2 부분들(124b)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 인접한 멀티빔 단위셀들(120)의 광학 마스크 소자들(124)의 횡방향으로 변위된 제 2 부분들(124b)은 그 모서리들에서 병합되어 십자 형상(cross shape)을 형성한다. 또한, 도시된 바와 같이, 결합된 제 1 및 제 2 부분들(124a, 124b)의 전체 크기는 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 제곱의 정수 배와 같다.
도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 평면도를 도시한다. 도 6b에 도시된 멀티빔 단위셀(120)은 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이의 광학 마스크 소자(124) 및 멀티빔 소자(122)를 포함한다. 또한, 도시된 바와 같이, 광학 마스크 소자들(124)의 제 2 부분들(124b)은 제 1 부분(124a)으로부터 횡방향으로 변위되고 삼각형 형상들을 갖는다. 따라서, 인접한 멀티빔 단위셀들(120)의 광학 마스크 소자들(124)의 제 2 부분들(124b)은 그 모서리들에서 병합되어 다이아몬드 형상을 형성한다.
도 6c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 평면도를 도시한다. 도 6c에서, 도6a 및 도 6b에서와 같이, 도시된 멀티빔 단위셀(120)은 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이의 광학 마스크 소자(124) 및 멀티빔 소자(122)를 포함한다. 그러나, 도 6c에서, 제 1 부분(124a)으로부터 횡방향으로 변위된 광학 마스크 소자들(124)의 제 2 부분들(124b)은 반원형 형상들을 갖는다. 따라서, 인접한 멀티빔 단위셀들(120)의 횡방향으로 변위된 제 2 부분들(124b)은 그 모서리들에서 병합되어 원형 형상을 형성한다.
도 6d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 단위셀(120)의 평면도를 도시한다. 도 6a 내지 도 6c에서와 같이, 도 6d에 도시된 멀티빔 단위셀(120)은 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이의 광학 마스크 소자(124) 및 멀티빔 소자(122)를 포함한다. 그러나, 도 6d에서, 광학 마스크 소자들(124)의 횡방향으로 변위된 제 2 부분들(124b)은 실질적으로 임의의 또는 무작위적인 형상들을 갖는다. 예를 들어, 도 6d에 도시된 제 2 부분들(124b)은 도 6a에 도시된 제 2 부분들(124b)을 포함할 수 있지만, 무작위적으로 제거된 영역들이 있다. 그러나, 도 6d에 도시된 제 2 부분들(124b)의 전체 크기는 여전히 광학 마스크 소자와 관련된 무아레를 완화시키도록 구성되며, 예를 들어, 제 1 부분(124a)과 제 2 부분(124b)이 결합되는 경우의 전체 크기는 여전히 픽셀 피치의 제곱의 정수 배인 것에 유의한다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 멀티뷰 디스플레이는 지향성 광빔들을 멀티뷰 디스플레이의 픽셀들로서 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이에 의하여 디스플레이되는 멀티뷰 이미지의 픽셀들로서 방출 및 변조하도록 구성된다. 방출된 변조된 지향성 광빔들은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는다(본 명세서에서 '상이하게 지향된 광빔들'로도 지칭됨). 또한, 방출된 변조된 광빔들은 멀티뷰 디스플레이의 또는 대등하게는 멀티뷰 이미지의 복수의 뷰 방향들을 향하여 우선적으로 지향될 수 있다.
도 7은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이(200)는 상이한 뷰 방향들에 상이한 뷰들을 갖는 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 특히, 멀티뷰 디스플레이(200)에 의하여 방출되는 변조된 광빔들(202)은 상이한 뷰들 각각에 대응되는 복수의 픽셀들(예를 들어, 뷰 픽셀들)을 갖는 멀티뷰 이미지를 디스플레이하는 데 이용된다. 도 7에는 변조된 광빔들(202)이 멀티뷰 디스플레이(200)로부터 발산하는 화살표들로서 도시되었다. 제한이 아닌 예로서 그 변조를 강조하기 위하여 방출된 변조된 광빔들(202)의 화살표들에 점선이 이용되었다.
도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광을 안내하도록 구성된 도광체(210)를 포함한다. 다양한 실시 예들에서, 광은 광원(미도시)에 의하여 제공될 수 있고 도광체(210) 내에서 내부 전반사에 따라 안내된 광으로서 안내될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이(200)의 도광체(210)는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 도광체(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 7에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체(210)에 걸쳐 배열된 멀티빔 소자들(220)의 어레이를 더 포함한다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에서, 멀티빔 소자들(220)은 도광체(210)의 표면 상에 배치되거나, 도광체(210)의 대향 표면들 사이에 배치될 수 있다. 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자(220)는 안내된 광의 일부를 멀티뷰 디스플레이(200)의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 도광체(210)로부터 산란시키도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(220)는 전술한 멀티뷰 백라이트(100)의 멀티빔 소자(122)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 멀티빔 소자들(220)은 전술한 멀티빔 단위셀들(120)의 어레이와 실질적으로 유사한 멀티빔 단위셀들의 어레이 내에 멀티빔 소자 어레이로서 배열될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(220)는 안내된 광을 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자, 안내된 광을 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사 소자, 및 안내된 광을 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 멀티빔 소자들(220) 각각에 대응되는 광학 마스크 소자(230)를 더 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광학 마스크 소자(230)는, 대응되는 멀티빔 소자(220)와 정렬되고 멀티빔 소자(220)와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 횡방향 변위는 멀티뷰 디스플레이(200)의 픽셀 피치의 정수 배에 대응되거나 이와 동일한 거리이다. 다른 실시 예들에서, 횡방향 변위는 픽셀 피치의 0이 아닌 정수 배이다. 광학 마스크 소자(230)는 광학 마스크 소자들(230)과 관련된 무아레를 감소시키거나 완화시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 감소되거나 완화된 무아레는 광학 마스크 소자들(230)의 가시성을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(230)는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 멀티빔 단위셀(120)의 광학 마스크 소자(124)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에서, 광학 마스크 소자(230)의 제 1 및 제 2 부분들의 결합된 크기는 픽셀 피치의 제곱의 정수 배일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 제 1 부분은 지향성 광빔들을 포함하는 안내된 광의 산란된 일부에 대응되는 방향으로 멀티빔 소자(220)로부터의 산란된 광을 반사시키도록 구성된 반사 재료(예를 들어, 반사층)을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 제 2 부분은 불투명 재료 또는 반사 재료 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광 밸브들(240)의 어레이를 더 포함한다. 광 밸브들(240)의 어레이는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 멀티빔 소자 어레이에 의하여 산란된 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들(240)의 어레이는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 밸브들(130)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에 따르면, 액정 광 밸브들, 전기 영동 광 밸브들 및 전기 습윤 기반의 광 밸브들을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유형의 광 밸브들이 광 밸브 어레이의 광 밸브들(240)로서 이용될 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면(미도시), 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함할 수 있고, 광원은 안내된 광을 제공하도록 구성된다. 광원에 의하여 제공되는 안내된 광은, 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수에 따라 시준되는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이(200)의 광원은 전술한 멀티뷰 백라이트(100)의 광원(140)과 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면(도 7에 도시된 바와 같은), 멀티뷰 디스플레이(200)는 광 밸브 어레이에 인접한 도광체(210)의 표면에 대향되는 도광체(210)의 표면에 인접한 광각 백라이트(250)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광각 백라이트(250)는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광각 백라이트(150)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광각 백라이트(250)는 멀티뷰 디스플레이(200)의 2차원(2D) 모드 동안 광각 방출광(252)을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 광각 백라이트가 존재하는 경우, 광 밸브 어레이는 광각 방출광(252)을 2D 이미지로서 변조하도록 구성될 수 있다. 또한, 도광체(210) 및 멀티빔 소자 어레이는 광각 방출광(252)에 대하여 투명하도록 구성될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 멀티뷰 모드 동안 멀티뷰 이미지를 디스플레이하고 멀티뷰 디스플레이(200)의 2D 모드 동안 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 다른 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 백라이트의 동작 방법이 제공된다. 도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)은 멀티뷰 디스플레이의 뷰들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 제공하기 위하여 멀티빔 단위셀들의 어레이를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 산란(310)시키는 단계를 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 각각의 멀티빔 단위셀은 멀티빔 소자 및 광학 마스크 소자를 포함한다. 또한, 광학 마스크 소자는, 멀티빔 소자와 정렬되고 멀티빔 소자와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 단위셀, 멀티빔 소자 및 광학 마스크 소자는, 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 멀티빔 단위셀(120), 멀티빔 소자(122) 및 광학 마스크 소자(124)와 각각 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광학 마스크 소자의 제 1 부분은 지향성 광빔들을 포함하는 안내된 광의 산란된 일부에 대응되는 방향으로 멀티빔 소자로부터의 산란된 광을 반사시키도록 구성된 반사 재료를 포함할 수 있다. 또한, 광학 마스크 소자의 제 2 부분은 불투명 재료 및 반사 재료 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 안내된 광을 회절적으로 산란시키는 회절 격자, 안내된 광을 반사적으로 산란시키는 미세 반사 소자 및 안내된 광을 굴절적으로 산란시키는 미세 굴절 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도광체는 전술한 멀티뷰 백라이트(100)의 도광체(110)와 실질적으로 유사할 수 다. 예를 들어, 안내된 광은 내부 전반사에 따라 안내될 수 있고, 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수를 갖는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당할 수 있다.
도 8에 도시된 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)은 멀티빔 단위셀 어레이와 관련된 무아레를 완화(320)시키는 단계를 더 포함한다. 특히, 일부 실시 예들에서, 무아레는 광학 마스크 소자의 전체 크기를 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 제곱의 정수 배로서 제공함으로써 완화(320)된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 무아레는 광학 마스크 소자의 제 2 부분을 픽셀 피치의 정수 배만큼 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위시킴으로써 완화될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치는 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)을 이용하는(즉, 조명을 위하여 멀티뷰 백라이트를 이용하는) 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치(또는 서브 픽셀 피치)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)은 멀티뷰 디스플레이에 의하여 디스플레이되는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 지향성 광빔들을 변조(330)하는 단계를 더 포함한다. 특히, 지향성 광빔들은 픽셀 피치를 갖는 광 밸브들의 어레이를 이용하여 변조(330)된다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들의 어레이는 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 밸브들(130)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시 예드에서(미도시), 멀티뷰 백라이트의 동작 방법(300)은 광원을 이용하여 도광체에 광을 제공하는 단계를 더 포함한다. 제공된 광은, 도광체 내에서 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수에 따라 시준되는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당할 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 광원은 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광원(140)과 실질적으로 유사할 수 있다.
이상에서는, 지향성 광빔들을 제공하기 위하여, 제 1 부분 및 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는 광학 마스크 소자들 및 멀티빔 소자들 둘 다를 이용하는, 멀티뷰 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 멀티뷰 백라이트의 동작 방법의 예들 및 실시 예들이 설명되었다. 광학 마스크 소자들의 제 1 부분 및 횡방향으로 변위된 제 2 부분은 광학 마스크 소자들과 관련된 무아레를 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 전술한 예들은 단지 본 명세서에 설명된 원리들을 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 명백히, 당업자는 다음의 청구 범위에 의하여 정의되는 범위를 벗어나지 않고 수 많은 다른 구성들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (21)

  1. 멀티뷰 백라이트로서,
    광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체; 및
    상기 도광체에 걸쳐 분포된 멀티빔 단위셀들의 어레이를 포함하되,
    각각의 멀티빔 단위셀은,
    상기 안내된 광의 일부를 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성된 멀티빔 소자; 및 상기 멀티빔 소자와 정렬되고 상기 멀티빔 소자와 동일한 범위를 갖는(co-extensive) 제 1 부분, 및 상기 제 1 부분으로부터 상기 멀티빔 단위셀 내에서 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 갖는 광학 마스크 소자; 를 갖고,
    상기 광학 마스크 소자의 전체 크기는 상기 광학 마스크 소자와 관련된 무아레(Moir
    Figure pct00004
    )를 완화시키도록 구성되는,
    멀티뷰 백라이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자는, 상기 안내된 광의 일부를 상기 복수의 지향성 광빔들로서 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자를 포함하는,
    멀티뷰 백라이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자는, 상기 안내된 광의 일부를 상기 복수의 지향성 광빔들로서 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사 소자, 및 상기 안내된 광의 일부를 상기 복수의 지향성 광빔들로서 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절 소자 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    멀티뷰 백라이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분이 상기 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 정수 배에 대응되는 거리만큼 상기 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위되는 것, 및 상기 제 1 부분 및 제 2 부분들의 결합된 영역을 포함하는 상기 광학 마스크 소자의 전체 크기가 상기 픽셀 피치의 제곱의 정수 배인 것 중 하나 또는 둘 다에 해당되는,
    멀티뷰 백라이트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 1 부분은, 상기 도광체의 제 1 표면에 대향되는 상기 도광체의 제 2 표면과 상기 멀티빔 소자 사이에 위치되고,
    상기 제 1 표면은, 상기 복수의 지향성 광빔들이 상기 멀티뷰 백라이트에 의하여 방출되도록 구성되는 방출 표면에 대응되는,
    멀티뷰 백라이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 1 부분은, 상기 멀티빔 소자로부터의 산란된 광을 상기 안내된 광의 산란된 일부에 대응되는 방향으로 반사시키도록 구성된 반사 재료를 포함하는,
    멀티뷰 백라이트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 제 2 부분은 불투명 재료를 포함하고, 상기 광학 마스크 소자는 불투명 마스크 소자인,
    멀티뷰 백라이트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 1 및 제 2 부분들은 서로 동일한 평면 상에 있는(co-planar),
    멀티뷰 백라이트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광체의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함하고, 상기 광원은 상기 안내된 광을 제공하도록 구성되며,
    상기 안내된 광은, 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수에 따라 시준되는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당하는,
    멀티뷰 백라이트.
  10. 제 1 항의 멀티뷰 백라이트를 포함하는 멀티뷰 디스플레이로서,
    상기 멀티뷰 디스플레이는, 상기 도광체의 표면에 인접하게 배치된 픽셀 피치를 갖는 광 밸브들의 어레이를 더 포함하고,
    상기 광 밸브들의 어레이는, 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 상기 복수의 지향성 광빔들의 지향성 광빔들을 변조하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이에 인접한 상기 도광체의 상기 표면에 대향되는 상기 도광체의 표면에 인접한 광각 백라이트를 더 포함하고, 상기 광각 백라이트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 2차원(2D) 모드 동안 광각 방출광을 제공하도록 구성되며, 상기 광 밸브 어레이는 상기 광각 방출광을 2D 이미지로서 변조하도록 구성되고,
    상기 도광체 및 상기 멀티빔 단위셀들의 어레이는 상기 광각 방출광에 대하여 투명하도록 구성되고, 상기 멀티뷰 디스플레이는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 모드 동안 상기 멀티뷰 이미지를 디스플레이하고 상기 2D 모드 동안 상기 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  12. 멀티뷰 디스플레이로서,
    도광체에 걸쳐 배열된 멀티빔 소자들의 어레이 - 상기 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자는 상기 도광체로부터의 안내된 광을 상기 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성됨 -;
    상기 멀티빔 소자들 각각에 대응되는 광학 마스크 소자 - 상기 광학 마스크 소자는, 상기 멀티빔 소자와 정렬되고 상기 멀티빔 소자와 동일한 범위를 갖는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위된 제 2 부분을 가짐 -; 및
    멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 상기 멀티빔 소자 어레이에 의하여 산란된 상기 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이
    를 포함하는 멀티뷰 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 1 및 제 2 부분들의 결합된 크기는, 상기 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 제곱의 정수 배인,
    멀티뷰 디스플레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 제 2 부분은, 상기 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 정수 배와 동일한 거리만큼 상기 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은, 상기 멀티빔 소자로부터의 산란된 광을 상기 지향성 광빔들을 포함하는 상기 안내된 광의 산란된 일부에 대응되는 방향으로 반사시키도록 구성된 반사 재료를 포함하고,
    상기 제 2 부분은, 불투명 재료 및 반사 재료 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자는, 상기 안내된 광을 회절 적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자, 상기 안내된 광을 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사 소자, 및 상기 안내된 광을 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절 소자 중 하나 이상을 포함하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 도광체의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함하고, 상기 광원은 상기 안내된 광을 제공하도록 구성되며,
    상기 안내된 광은, 0이 아닌 전파 각도를 갖는 것 및 정해진 시준 계수에 따라 시준되는 것 중 하나 또는 둘 다에 해당되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이에 인접한 상기 도광체의 표면에 대향되는 상기 도광체의 표면에 인접한 광각 백라이트를 더 포함하고, 상기 광각 백라이트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 2차원(2D) 모드 동안 광각 방출광을 제공하도록 구성되며, 상기 광 밸브 어레이는 상기 광각 방출광을 2D 이미지로서 변조하도록 구성되고,
    상기 도광체 및 멀티빔 소자 어레이는 상기 광각 방출광에 대하여 투명하도록 구성되고, 상기 멀티뷰 디스플레이는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 모드 동안 상기 멀티뷰 이미지를 디스플레이하고 상기 2D 모드 동안 상기 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  19. 멀티뷰 백라이트의 동작 방법으로서,
    멀티뷰 디스플레이의 뷰들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 제공하기 위하여 멀티빔 단위셀들의 어레이를 이용하여 도광체로부터 안내된 광을 산란시키는 단계 - 각각의 멀티빔 단위셀은 멀티빔 소자 및 광학 마스크 소자를 포함하고, 상기 광학 마스크 소자는 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지며, 상기 제 1 부분은 상기 멀티빔 소자와 정렬되고 상기 멀티빔 소자와 동일한 평면 상에 있음 -; 및
    상기 광학 마스크 소자의 전체 크기가 상기 멀티뷰 디스플레이의 픽셀 피치의 제곱의 정수 배이고 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위된 것에 의하여, 상기 멀티빔 단위셀과 관련된 무아레를 완화시키는 단계
    를 포함하는 멀티뷰 백라이트의 동작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 1 부분은, 상기 멀티빔 소자로부터의 산란된 광을 상기 지향성 광빔들의 방향들에 대응되는 방향으로 반사시키는 반사 재료를 포함하고,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 2 부분은, 광학적으로 불투명한 재료 및 반사 재료 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    멀티뷰 백라이트의 동작 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 디스플레이에 의하여 디스플레이되는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 상기 픽셀 피치를 갖는 광 밸브들의 어레이를 이용하여 상기 지향성 광빔들을 변조하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광학 마스크 소자의 상기 제 2 부분은, 상기 픽셀 피치의 정수 배만큼 상기 제 1 부분으로부터 횡방향으로 변위되는,
    멀티뷰 백라이트의 동작 방법.
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