TW201842366A - 採用電漿子多光束元件的多視角背光板、顯示器及方法 - Google Patents

採用電漿子多光束元件的多視角背光板、顯示器及方法 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種多視角背光，其係採用具有顏色定制射出圖案的電漿子多光束元件，藉以提供對應於多視角影像的複數個不同視像的定向光束。多視角背光板係包括用於將光引導為導光的一導光體以及一電漿子多光束元件。電漿子多光束元件係包括一電漿子材料，並且係被配置為從導光提供具有顏色定制射出圖案的射出光。射出光係包括複數條定向光束，該些定向光束具有與多視角顯示器的各個不同觀看方向對應的不同主要角度方向，且顏色定制射出圖案係對應於多視角顯示器的視像像素的彩色子像素的配置。

Description

採用電漿子多光束元件的多視角背光板、顯示器及方法
本發明係關於一種背光板，特別是指一種採用電漿子多光束元件的多視角背光板、顯示器及其操作方法。
對於種類廣泛的裝置及產品的使用者而言，電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒體，用於傳導資訊給使用者。其中最常見的電子顯示器是陰極射線管(cathode ray tube, CRT)、電漿顯示面板(plasma display panels, PDP)、液晶顯示器(liquid crystal displays, LCD)、電致發光顯示器(electroluminescent displays, EL)、有機發光二極體(organic light emitting diode, OLED)和主動式矩陣有機發光二極體(active matrix OLEDs, AMOLED)顯示器、電泳顯示器(electrophoretic displays, EP)，以及各種採用機電或電流體光調變(例如，數位微鏡裝置、電潤濕顯示器等等)的顯示器。在一般情況下，電子顯示器可以分為主動顯示器(即，會發光的顯示器)或被動顯示器(即，調變由另一個光源提供的光的顯示器)的其中一者。在主動顯示器的分類中，最明顯的例子是CRTs、PDPs及OLEDs/ AMOLEDs。在以發射光進行分類的情況下，LCDs及EP顯示器一般是被歸類在被動顯示器的分類中。被動顯示器雖然經常表現出包括但不限於如固有的低功率消耗等具有吸引力的性能特徵，但由於其缺乏發光的能力，在許多實際應用中被動顯示器可能有使用上的限制。
為了克服被動顯示器與發射光相關聯的使用限制，許多被動顯示器係與一外部光源耦合。耦合光源可使這些被動顯示器發光，並使這些被動顯示器基本上發揮主動顯示器的功能。背光板即為這種耦合光源的例子之一。背光板是放在被動顯示器後面以照亮被動顯示器的光源(通常是面板光源)。舉例來說，背光板可以與LCD或EP顯示器耦合。背光板會發出可以穿過LCD或EP顯示器的光。發出的光會由LCD或EP顯示器調節，且經調節後的光會隨後依序地由LCD或EP顯示器射出。通常背光板係配置為用以發出白色光。濾色器接著會將白光轉化成顯示器中使用的各種顏色的光。舉例來說，濾色器可以被設置在LCD或EP顯示器的輸出處(不太常見的配置)，或者可以被設置在背光板和LCD或EP顯示器之間。作為替代的方案，可以利用如主要顏色等不同的顏色實施各種顏色的顯示器的場序照明。
根據與本說明書中所描述的原理一致的範例與實施例，本發明係提供一種採用電漿子多光束元件的多視角背光。更具體來說，本說明書中所描述的多視角背光的實施例係包括具有一電漿子材料的多光束元件，即，「電漿子」多光束元件。根據本發明的各個實施例，電漿子多光束元件係被配置為提供射出光，且射出光包括具有複數個不同主要角度方向的光束。作為範例，光束的不同主要角度方向可以對應於多視角顯示器的各個不同視像的不同觀看方向。此外，根據本發明的各個實施例，由電漿子多光束元件射出的光係具有顏色定制射出圖案(或顏色定制「電漿子」射出圖案)，且光束係包括與射出圖案一致的不同顏色的光。
據此，採用電漿子多光束元件的多視角背光可以被用於提供彩色背光並且對彩色多視角顯示器具有特定應用。在某些實施例中，電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案可以減輕、補償甚或消除與彩色多視角顯示器的彩色背光相關的各種現象，該些現象包括色分離(Color Breakup)現象，但其並不受限於此。採用使用了電漿子多光束元件之多視角背光板的彩色多視角顯示器的用途包括了行動電話(例如，智慧型手機)、手錶、平板電腦、行動電腦(例如，筆記型電腦)、個人電腦與電腦螢幕、車輛顯示控制器、攝影機顯示器、以及各種其他行動與實質上非行動的顯示器應用與裝置，但其用途並不受限於此。
與本說明書中所描述的原理一致的實施例係提供了具有電漿子多光束元件(例如，電漿子多光束元件陣列)的多視角背光板(例如，多視角顯示器的背光板)。根據本發明的各個實施例，電漿子多光束元件係用於提供複數條光束。該些光束係包括與該些光束中的其他光束具有不同主要角度方向的一條以上的光束。據此，該些光束中的光束可以被稱為複數條定向光束中的「定向」光束。根據本發明的某些實施例，定向光束的不同主要角度方向可以對應於與多視角顯示器的多視角像素中的像素的空間配置相關聯的角度方向，或者與「視像像素」的空間配置相關聯的角度方向。
此外，多視角背光板的電漿子多光束元件被配置為提供包括或代表複數條不同顏色的光之光束的射出光。舉例來說，該些光束可以包括代表不同顏色的光束，例如RGB色彩模型中的紅色(R )、綠色(G )及藍色(B )。電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案係被配置為提供具有大致相似的主要角度方向的不同顏色的光束組。舉例來說，電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案可以提供包括不同顏色(例如，R 、G 、B )的光束的光束組，其中所有光束組具有大致相同的主要角度方向，並且該些主要角度方向係對應於多視角顯示器的其中一個視像像素的方向。由電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案所提供的另一組不同顏色光束(例如，也包括了R 、G 、B 的光束)可以具有與該些視像像素中的不同者的方向相對應之大致相似的主要角度方向。如此一來，根據本發明的各個實施例，電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案可以透過一組不同顏色的光(例如，紅色、綠色及藍色)提供或照亮多視角像素的每一個視像像素。此外，如本說明書的描述以及如同下方更詳細的說明所述，電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案可以減輕甚或實質上補償如色分離等各種現象，舉例來說，可能與電漿子多光束元件的有限尺寸相關的效果。
如上文所述，電漿子多光束元件係包括一電漿子材料。在本說明書中，「電漿子」材料係被定義為包括電漿子散射器、電漿子共振器，或者通常來說當受到入射光源或相似的刺激源照射時會射出光的電漿共振。更具體來說，會因為受到照射的電漿子材料中被激化的表面電漿子的存在而射出光。據此，電漿子材料實質上可以是任何支持電漿子或表面電漿子並且能夠透過電漿子散射或等同的電漿子射出方式「射出」光的電漿共振材料或結構。舉例來說，電漿子材料可以包括複數個電漿子奈米粒子(例如，奈米柱、奈米球、奈米圓柱或其他包括電漿子支持金屬或相似材料的類似結構)。該些電漿子奈米粒子可以包括具有各種不同顏色的電漿子射出之不同種類(例如，不同尺寸)的電漿子奈米粒子或電漿子共振器(即，提供不同電漿子射出顏色的不同電漿共振)。可以採用包括如金、銀、銅或鋁等電漿子支持金屬的電漿子奈米粒子作為電漿子材料或將其包括在電漿子材料中，但電漿子支持金屬的種類並不受限於此。電漿子材料的電漿子奈米粒子或電漿子材料整體可以具有與以透過電漿子散射或射出的方式射出特定顏色的光一致的頻率提供電漿共振的尺寸、形狀、結構，或可以經由調整而得到相同的效果。舉例來說，透過電漿子散射或電漿子射出而射出紅色光、綠色光及藍色光中的一種以上的光的電漿子材料，可以包括具有大約50奈米(nm)之寬度或厚度以及範圍介於60nm至100nm之間的長度的鋁奈米柱。
在這些各種且非限制的範例中，可以將不同種類的電漿子奈米粒子或其他的電漿子材料相對於彼此實體地設置、分佈或空間偏移，藉以提供所述的顏色定制射出圖案。因此，根據本發明的各個實施例，顏色定制射出圖案可以是各種不同種類的電漿子發射器在電漿子多光束元件的電漿子材料中的配置或結構的結果。此外，在某些實施例中，電漿子材料可以作為電漿子源，或更具體來說，可以做為具有或提供與顏色定制射出圖案一致的不同顏色的射出光之複數個不同的電漿子源。
在某些實施例中，電漿子材料可以被配置為偏極選擇性，即，可以選擇性地與具有預定的極化的光互動。更具體來說，當受到具有第一極化的光照射時，電漿子材料的電漿子共振器可以選擇性地透過電漿子射出方式(即，電漿子散射)射出光，而當受到另一極化(例如，正交)的光照射時，可以實質上不進行散射或射出光。舉例來說，當受到具有橫電(Transverse Electric, TE)極化的入射光照射時，電漿子材料的電漿子共振器可以透過電漿子散射或射出的方式選擇性的散射或射出光。在另一範例中，電漿子共振器可以被配置為選擇性地與具有橫磁(Transverse Magnetic, TM)極化的入射光互動並且對其進行散射或射出。在這些範例的任一者中，光的其他極化(例如，個別的TM與TE)實質上並未由電漿子共振器散射。換言之，TM極化的光實質上僅有少量或是完全未受到TE選擇性電漿子共振器散射，反之亦然。
根據本發明的各個實施例，電漿子多光束元件的電漿子材料可以透過電漿子射出的方式將光射出成為根據顏色定制射出圖案決定之具有不同顏色的該些光束。根據本發明的某些實施例，電漿子多光束元件可以被劃分為包含不同種類的電漿子材料之不同區域。更具體來說，根據本發明的某些實施例，電漿子多光束元件可以包括複數個多光束子元件，而該些多光束子元件包括不同種類的電漿子材料，因而展現彼此不同的電漿子射出顏色。不同區域的分佈，或等同的不同多光束子元件在電漿子多光束元件中的分佈可以定義所述的顏色定制射出圖案。此外，根據本發明的各個實施例，所述的區域或多光束子元件可以與彼此在一空間配置中空間偏移開來，且該空間配置係對應於多視角顯示器的多視角像素中的視像像素的「彩色子像素」或彩色子部分的空間配置或間隔。據此，在本說明書中，由於在電漿子多光束元件中的空間偏移電漿子多光束子元件包含不同的電漿子材料種類或發射器，電漿子多光束元件可以被稱為「複合」多光束元件。
在本說明書中，「多視角顯示器」之定義是被配置為在不同的觀看方向上提供多視角影像的不同視像的電子顯示器或顯示器系統。圖1A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了一多視角顯示器10的範例的剖視圖。如圖1A所示，多視角顯示器10包括一螢幕12，用於顯示供使用者觀看的多視角影像。舉例來說，螢幕12可以是電話 (例如，行動電話、智慧型手機等等)的顯示器、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦的電腦螢幕、攝影機顯示器，或大致為任何其他裝置的電子顯示器。多視角顯示器10是在相對於螢幕12的不同的觀看方向16上提供多視角影像的不同視像14。觀看方向16在圖中是顯示為從螢幕12往各個不同的主要角度方向延伸的箭頭。不同視像14是顯示為位在箭頭(即，代表觀看方向16的箭頭)末端的陰影多邊形區域。作為本發明的範例而非限制，圖中僅顯示了四個視像14以及四個觀看方向16。需注意的是，雖然圖1A中顯示的不同視像14是位在螢幕上方，當多視角影像顯示於多視角顯示器10上時，視像14實際會出現在螢幕12上或螢幕12的附近。將視像14繪於螢幕12上方的表示方法的目的僅在於保持圖式清晰性，其目的在於表現從對應於特定的視像14的各個觀看方向16觀看多視角顯示器10。
根據本說明書中的定義，「觀看方向」或等同的具有對應於多視角顯示器的觀看方向之方向的光束(即，定向光束)，一般會具有由角度分量{q ,f }所給出的主要角度方向。角度分量q 在此被稱為光束之「仰角分量(elevation component)」或「仰角(elevation angle)」。角度分量f 被稱作光束之「方位分量(azimuth component)」或「方位角(azimuth angle)」。根據定義，仰角θ 係為一垂直平面(例如，垂直於多視角顯示器的螢幕的平面)中之一角度，而方位角f 係為一水平平面(例如，平行於多視角顯示器的螢幕的平面)中之一角度。圖1B為根據與本發明所描述的原理一致的一範例，顯示具有一特定主要角度方向的一光束20的角度分量{θ ,f }的示意圖，其中，主要角度方向係對應於一多視角顯示器的觀看方向(例如，圖1A中顯示的觀看方向16)。另外，根據本文中之定義，光束20係自一特定點發射或散發。即，根據定義，光束20具有與多視角顯示器內之一特定起點相關聯之一中心射線。圖1B也顯示了光束(或觀看方向)的起點O。在本說明書中，所顯示的光束20也可以代表一定向光束。
此外，在「多視角影像」以及「多視角顯示器」等詞語中所使用的「多視角」一詞，係被定義為代表不同觀點或者在視像之間包括角視距的複數個視像(例如，影像)。此外，根據本說明書中的某些定義，「多視角」一詞明確地包括了兩個以上的視角(即，最少有三個視角且通常係指超過三個以上的視角)。據此，本文中所使用的「多視角」一詞語是要明確的與僅包含兩個不同視角來代表一景觀的立體視像做出區隔。然而，值得一提的是，雖然多視角影像與多視角顯示器係包括兩個以上的視角，但根據本說明書的定義，在一時間點可以僅選擇兩個視像(例如，一個眼睛一個視像)將其作為一對立體影像來觀看(例如，在一多視角顯示器上)。
「多視角像素」在本說明書中是被定義為一組像素，或者代表了多視角顯示器的相似的複數個不同視像的各個視像中的影像像素。更具體來說，一多視角像素可以具有對應於或代表多視角影像的各個不同視像的影像像素之個別的視像像素。此外，根據本說明書中的定義，多視角像素的視像像素又被稱為「定向像素」，其中，每一個視像像素與該些不同視像中的對應一者的預定觀看方向相關聯。再者，根據本發明的各個範例與實施例，由多視角像素的視像像素所代表的不同視像像素，在各個不同視像中可以具有等同或至少大致相似的位置或座標。舉例來說，第一多視角像素個別的視像像素可以對應於位在多視角影像的各個不同視像的{x1 , y1 }座標處的視像像素，而第二多視角像素個別的視像像素可以對應於位在多視角影像的各個不同視像的{x2 , y2 }座標處的視像像素，並且可以依此類推。
在某些實施例中，一個多視角像素中的視像像素的數量，可以等同於多視角顯示器的不同視像的數量。舉例來說，對於具有六十四個不同視像的多視角顯示器來說，多視角像素可以提供六十四(64)個視像像素。在另一範例中，多視角顯示器可以提供八比四陣列的視像(即，三十二個視像)，而多視角像素可以包含三十二(32)個視像像素(即，每一個視像像素對應一個視像)。在進一步的其他範例中，多視角顯示器之視像的數量可以落在兩個以上的視像的範圍之中，並且可以被以大致任何的配置設置(例如，四邊形、圓形等等)。據此，根據本發明的某些實施例，多視角像素中的視像像素可以具有與多視角顯示器的視像之數量與配置相似的數量及相似的配置。此外，每一個不同的視像像素具有與不同視像(例如，六十四個不同視像)對應的觀看方向中的不同者相對應的關聯方向(例如，光束的主要角度方向)。
此外，根據本發明的某些實施例，多視角顯示器的多視角像素的數量可以大致等同於多視角顯示器的各個獨立視像中的像素(即，構成選定視像的像素)的數量。舉例來說，如果一個視像包括六百四十比四百八十的視像像素(即，640 x 480的視像解析度)，多視角顯示器可以包括三十萬七千兩百個(307,200)多視角像素。在另一範例中，當視像包括一百比一百的像素時，多視角顯示器總共可以包括一萬個多視角像素(即，100x100=10,000)。
在某些實施例中，多視角像素中或多視角像素的視像像素可以包括對應於不同顏色的部分或子部分。舉例來說，根據本說明書中的定義，多視角像素中的視像像素可以包括不同顏色的子部分或者包括等同的「彩色子像素」，且所述的子部分或彩色子像素係對應於不同的顏色或被配置為提供不同的顏色。舉例來說，彩色子像素可以為具有特定色彩濾波器的光閥(例如，液晶單元)。通常，多視角像素中的彩色子像素的數量係大於視像像素的數量，或者等同於多視角顯示器的視像的數量。更具體來說，一個獨立的視像像素可以包括對應於或代表視像像素的複數個彩色子像素，且該些彩色子像素具有相關聯的共同方向。換言之，該些彩色子像素結合起來係代表了視像像素，且視像像素具有對應於多視角影像的特定視像的觀看方向，或等同地對應於多視角顯示器的特定視像的觀看方向。在本說明書中，視像像素的尺寸S 係被定義為相鄰的視像像素之間的中心至中心間隔(或者等同的邊緣至邊緣距離)(請參照範例，圖2A、3及5，如下文所述)。此外，根據本說明書中的定義，視像像素中或視像像素的彩色子像素的尺寸係小於視像像素的尺寸S ，例如，當尺寸為S 的視像像素中具有三個彩色子像素時，一個彩色子像素可以具有S /3的尺寸。在本說明書中，彩色子像素可以具有由視像像素中的相鄰彩色子像素之間的中心至中心或邊緣至邊緣距離所定義的尺寸。
此外，彩色子像素可以被配置以提供具有波長的調變光，或者提供等同的與在多視角影像中或多視角影像相關聯之顏色的顏色。舉例來說，該些彩色子像素的第一彩色子像素可以被配置為提供具有對應於第一主要顏色(例如，紅色)之波長的調變光。此外，該些彩色子像素的第二彩色子像素可以被配置為提供具有對應於第二主要顏色(例如，綠色)的調變光，且該些彩色子像素中的第三彩色子像素可以被配置為提供對應於第三主要顏色(例如，藍色)的調變光。值得一提的是，根據與本說明書中所描述的原理一致的實施例，雖然在本說明書中係以紅-藍-綠(RGB)色彩模型作為說明，但也可以使用其他的色彩模型。此外，多視角像素的視像像素可以包括多個彩色子像素，因此，根據本說明書中的定義，彩色子像素的尺寸或空間範圍係小於視像像素。
在本文中，「導光體」被定義為一種在其結構中利用全內部反射來引導光的結構。尤其，導光體可包括一核心，在導光體的操作波長中，該核心基本上是透明的。在各個範例中，「導光體」一詞一般指的是一介電質的光波導，其係利用全內部反射在導光體的介電質的物質和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內部反射的條件是，該導光體的折射率大於相鄰於導光體物質表面的周圍介質的折射率。在某些實施例中，導光體可以在利用上述的折射率差之外另外包括一塗層，或者利用塗層取代前述的折射率差，藉此進一步促成全內部反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任一種，其可以包括但不限於，一平板或薄板的導光體及一條狀導光體的其中一者或兩者。
此外，在本文中，當「平板」一詞被應用於導光體中時，如「平板導光體」，其係被定義為一片狀、一差異平面層狀或一薄片，並且在某些情況中被稱為「薄片」導光體。尤其，一平板導光體係被定義為在由導光體的上表面及下表面(換言之，相對的表面)所界定的兩個大致正交的方向上引導光的一導光體。此外，根據本說明書的定義，上表面及下表面兩者間彼此分離，並且至少在區隔的意義上兩者為大致彼此平行的表面。也就是說，在平板導光體的任何不同的小區域內，上表面和下表面是大致上為平行或共面的表面。
在某些實施例中，平板導光體可以具有大致為平坦的結構(即，侷限在一個平面上)，因而使平板導光體成為平面導光體。在其它的實施例中，平板導光體可以具有在一個或兩個正交維度中為彎曲的結構。例如，平板導光體可以具有在一單一維度中為彎曲的結構，以形成圓柱形的平板導光體。然而，任何曲率都需具有足夠大的曲率半徑，以確保平板導光體中能保持全內部反射來引導光。
根據本說明書中的定義，「多光束元件」是指背光板或顯示器中用於產生包含複數條光束之光的結構或元件。在某些實施例中，多光束元件可以光學性地耦接至背光板的導光體，藉以透過將導光體中引導的光的一部分耦合出來或散射出來的方式提供光束。此外，根據本說明書中的定義，由多光束元件產生的該些光束中的光束彼此具有不同的主要角度方向。更具體來說，根據定義，該些光束中的其中一光束具有與該些光束中的另一光束不同的預定主要角度方向。
根據本說明書中的定義，「電漿子多光束元件」是被配置為透過電漿子射出或等同的電漿子散射將光散射或射出的多光束元件，且射出的光係包括具有不同主要角度方向的光束。更具體來說，如上文所述，電漿子多光束元件係包括一電漿子材料，所述的電漿子材料係被配置為與導光的一部份互動並且將其散射成為射出光。此外，根據本發明的各個實施例，經由散射的光係被射出成為電漿子射出。在此，「電漿子射出」以及「電漿子散射」兩者係被定義為由於電漿子多光束元件的電漿子材料與入射光之間的電漿共振互動而產生的光的散射，其中，作為範例，入射光可以是導光。
再者，如上文所述，對於與多視角顯示器的多視角像素中的視像像素的彩色子像素的空間配置對應的不同顏色來說，由電漿子多光束元件產生的該些光束的光束可以具有相同或大致相同的主要角度方向。由多光束元件提供的光束係被稱為具有「顏色定制射出圖案」的射出光。此外，該些光束可以代表一光場。舉例來說，該些光束可以侷限在大致錐形區域的空間，或者具有包括該些光束的主要角度方向的預定角分散。據此，該些光束的預定角分散結合起來(即，該些光束)可以代表所述的光場。再者，光場可以代表由在一組錐形區域的空間中具有大致相同的預定角分散所表示的不同顏色的「彩色」光場。
根據本發明的各個實施例，各個光束的主要角度方向可以由如多光束元件的尺寸(例如，長度、寬度、面積等)的特性所決定，但決定主要角度方向的特性並不受限於此。在某些實施例中，根據本說明書中的定義，多光束元件可以被視為是「延伸光源」，即，橫跨多光束元件的範圍分佈的複數個點光源。此外，根據本說明書中的定義，由多光束元件產生的光束具有由角度分量{q ,f }所給出並且如上文中針對圖1B的說明所述的主要角度方向。再者，根據本發明的各個實施例，各個光束的顏色可以同時由顏色定制射出圖案以及各個視像像素的彩色子像素的分佈所決定。
在本說明書中，「準直器」係被定義為任何用於準直光的光學元件或裝置。舉例來說，準直器可以包括但不限於，一準直鏡或反射器(即，反射準直器)、一準直透鏡、稜鏡膜、或相似的折射結構(即，折射準直鏡)、或繞射格柵(即，繞射準直器)，以及上述各種準直器的組合。準直器可以包括連續的結構，例如連續反射器或連續透鏡(即，反射器或透鏡具有大致平滑且連續的表面)。在其他實施例中，準直器可以包括實質上不連續的結構或表面，例如菲涅耳反射器、菲涅耳透鏡及其他提供光準直功能的類似結構。根據本發明的各個實施例，由準直器提供的準直程度在每一個實施例之間可以有預定程度或預定量的變化。此外，準直器可以用於提供兩個正交方向的其中一方向上的準直，或同時提供兩個正交方向上的準直(例如，垂直方向以及水平方向)。換言之，根據本發明的某些實施例，準直器可以包括得以在兩個正交方向的其中一方向或同時於兩個正交方向上提供光線準直的形狀或特性。
在本說明書中，「準直因子」一詞係被定義為光被準直的程度。更具體來說，根據本說明書中的定義，準直因子定義了光的準直束中的光線的角分散。舉例來說，準直因子s可以表示準直光束中的大部分光線都在特定的角分散中(例如，圍繞準直光束的主要角度方向或中心的±s度)。根據本發明的某些範例，準直光束的光線在角度方面可以具有高斯分布，且其角分散可以是由準直光束的峰值強度的二分之一所決定的角度。
在本說明書中，「光源」一詞係被定義為光的來源(例如，提供並且發出光線的裝置或元件)。舉例來說，光源可以為當啟動時會發出光線的發光二極體(light emitting diode, LED)。尤其，在本說明書中，光源可以為任何一種來源的光或光發射器，其係包括但不限於，一個以上的LED、一雷射、一有機發光二極體(organic light emitting diode, OLED)、高分子發光二極體、電漿光發射器、螢光燈、白熾燈，以及任何其他視覺可見的燈光來源。由光源所產生的光線可以具有顏色(即，可以具有特定波長的光)，或者可以具有一定範圍的波長(例如，多色光或白光)。在某些實施例中，光源可以包括複數個光發射器。舉例來說，光源可以包括一組或一群的光發射器，其中，至少一光發射器會產生與該組或該群的光發射器中的至少另一光發射器不同的顏色的光，或者該光發射器會產生與該組或該群的光發射器中的至少另一光發射器不同波長的光。作為範例，不同的顏色可以為主要顏色(例如，紅色、綠色、藍色)。
「電漿子」，或更明確的說「表面電漿子」在本說明書中係被定義為自由電子氣體於電漿子支持材料(例如，貴金屬)的表面上的表面波或電漿振盪。表面電漿子也可以被視為代表電漿子的量子化之準粒子，其代表的方式係類似於電磁共振量子化代表光子的方式。舉例來說，由以光學頻率的入射電磁波所誘發之自由電子氣體在貴金屬的表面的集體振盪，可以由表面電漿子所表示。此外，表面電漿子以及表面之間的互動的特性，可以以電漿子的模式作為其特徵。更具體來說，電漿子模式代表表面電漿子的特性的方式，係非常相似於電磁振盪由電磁或光學模式所表示的方式。
表面電漿子以及延伸的電漿子模式係被侷限於支持表面電漿子的材料表面。舉例來說，由真空或介電材料入射於電漿子支持材料的光學訊號可以激活一表面電漿子。在某些情形中，表面電漿子本質上是靜止的(例如，駐波)，而在其他情形中，表面電漿子可以沿著表面傳導。電漿子支持材料是如展現了具有負值的真實部分與金屬的介電常數之特定有機金屬，但其並不受限於此。如金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)以及銅(Cu)等貴金屬也是具有光學頻率的電漿子支持金屬，但貴金屬的種類並不受限於此。
此外，在本說明書中所使用的冠詞「一」具有專利領域中的普遍含義，即，意指「一個或多個」。例如，「一多光束元件」係指一個以上的多光束繞射格柵，更確切來說，「該多光束元件」於此意指「該（等）多光束元件」。此外，任何本文所指的「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、或「右」並非意使其成為任何限制。本文中，當應用到一個值時，除非有另外特別說明，「大約」一詞一般是指用於產生該值的設備的公差範圍內，或在一些實施例中，是指正負10%，或正負5%，或正負1%。此外，舉例來說，「大致」一詞在本文中代表了大多數、幾乎全部或全部，或者代表落於大約51%至大約100%之間的範圍中的值。再者，本說明書中的實施例旨在對本發明進行說明，並且是為了討論之目的呈現，而不應用於限制本發明。
根據本說明書中所描述的原理的某些實施例，本發明係提供一種多視角背光板。圖2A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100的範例的剖視圖。圖2B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100的範例的平面圖。圖2C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100的範例的立體圖。為了方便進行說明，圖2C中的立體圖為局部剖視圖。
圖2A~圖2C中顯示的多視角背光板100係用於提供彼此具有不同主要角度方向的耦合出或定向光束102 (例如，作為一光場)。更具體來說，根據本發明的各個實施例，所提供的該些定向光束102在不同主要角度方向上被往遠離多視角背光板100的方向定向並被耦合出或射出，且該些不同主要角度方向係對應於多視角顯示器的複數個視像的各個觀看方向。在某些實施例中，可以對該些定向光束102進行調變(例如，利用光閥，如下文中所述)，藉此促成具有3D內容之資訊的顯示。
如圖2A~圖2C所示，多視角背光板100係包括一導光體110。根據本發明的某些實施例，導光體110可以是一平板導光體110。導光體110係被配置為沿著導光體110的長度將光引導為導光104。舉例來說，導光體110可以包括作為光波導的介電材料。所述的介電材料具有一第一折射係數，環繞介電光波導的介質係具有一第二折射係數，其中，第一折射係數可以大於第二折射係數。作為範例，折射係數之間的差異係被配置為根據導光體110的一個以上的引導模式促成導光104的完全內部反射。
在某些實施例中，導光體110可以是板片或平板的光波導，其可以包括實質上為平面板片並且為光學性透明的延伸的介電材料。實質上為平面板片的介電材料係利用完全內部反射引導導光104。根據本發明的各個實施例，導光體110的光學性透明材料，可以包括或者可以由各種介電材料形成，該些材料包括一種以上的各種種類的玻璃(例如，石英玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃等等)，以及實質上為光學透明的塑膠或聚合物(例如，聚甲基丙烯酸甲酯或「丙烯酸玻璃」、聚碳酸脂等等)，但其並不受限於此。在某些範例中，導光體110可以進一步具有位在導光體110的一表面(例，上表面與下表面的其中之一，或者同時位在兩個表面上)的至少一一部分上的一披覆層(未顯示於圖中)。根據本發明的某些範例，可以透過該披覆層進一步促進完全內部反射。
此外，根據本發明的某些實施例，導光體110係利用完全內部反射在導光體110的一第一表面110’(例如，「前」表面或「前」側)以及一第二表面110”(例如，「後」表面或「後」側)之間以非零值傳導角度引導導光104。更具體來說，導光104是藉由在導光體110的第一表面110’與第二表面110”之間反射或「彈跳」而以非零值傳導角度傳導。
在某些實施例中，導光體110可以被配置為對導光104進行「回收」。更具體來說，沿著導光體的長度被引導的導光104可以被沿著該長度往與傳導方向103不同的另一傳導方向103’重新定向。舉例來說，導光體110可以包括位在導光體110的端部的反射器(未顯示於圖中)，且反射器設置的端部係相對於與光源相鄰的輸入端。反射器可以被配置為將導光104反射回輸入端而成為回收導光。舉例來說，以這種方式回收的導光104可以透過讓導光可以被下文中所述的電漿子多光束元件存取一次以上而增加多視角背光板100的亮度。
在圖2A中，代表回收導光的傳導方向103’(例如，往負x方向定向)的粗箭頭顯示了回收導光在導光體110中的大傳導方向。或者(例如，相對於回收導光)，可以透過將光往另一傳導方向103’引入導光體110中來提供往另一傳導方向103’傳導的導光104(例如，在具有傳導方向103的導光104之外)。
如圖2A~圖2C所示，多視角背光板100係進一步包括一電漿子多光束元件120。更具體來說，圖2A~圖2C所示的多視角背光板100係包括沿著導光體長度彼此間隔開來的複數個電漿子多光束元件120。如圖所示，該些電漿子多光束元件120彼此間是以有限的空間分隔開來，並且沿著導光體的長度代表單獨、獨特的元件。換句話說，根據本說明書中的定義，該些電漿子多光束元件120是根據有限的(即，非零值)元件間距離(例如，有限的中心對中心的距離)彼此間隔開來。此外，根據某些實施例，該些電漿子多光束元件120一般不會與彼此相交、重疊或接觸。換言之，該些電漿子多光束元件120中的每一者與電漿子多光束元件120中的其他者一般為不同且彼此分離的元件，例如，如圖中所示。
根據本發明的某些實施例，該些電漿子多光束元件120可以被設置為一一維陣列，或者可以被設置為一二維陣列。舉例來說，電漿子多光束元件120可以被設置為線性的一維陣列。在另一範例中，電漿子多光束元件120可以被設置為四邊形的二維陣列或圓形的二維陣列。此外，在某些範例中，該陣列(即，一維或二維陣列)可以是規律或均勻的陣列。尤其，電漿子多光束元件120之間的元件間距離(例如，中心至中心的距離或間隔)在整個陣列中可以大致為一致或不變的數值。在其他的範例中，電漿子多光束元件120之間的元件間距離可以橫跨整個陣列改變，或者可以沿著導光體110的長度改變，或可以同時隨著上述兩個條件改變。
根據本發明的各個實施例，該些電漿子多光束元件120中的一個電漿子多光束元件120係包括一電漿子材料。電漿子多光束元件120係被配置為從導光體110中的導光104的一部分提供射出光(例如，透過表面電漿子的電漿子射出)。由電漿子多光束元件120提供的射出光係具有一顏色定制射出圖案。根據本發明的各個實施例，顏色定制射出圖案係對應於多視角顯示器中的視像像素的彩色子像素的配置。此外，射出光係包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束102。在各個實施例中，定向光束102的不同主要角度方向係對應於多視角顯示器的各個觀看方向。
更具體來說，導光104的一部分可以由電漿子多光束元件120的電漿子材料吸收並接著透過電漿子射出的方式散射或「耦合出來」。「散射」一詞指的是部分導光在電漿子材料中刺激表面電漿子，而這些表面電漿子接著透過電漿子射出的方式射出光。此外，如下文中更進一步的說明所述，電漿子射出係被配置為展現電漿子多光束元件120的顏色定制射出圖案。圖2A與圖2C係將射出光的定向光束102顯示為遠離導光體110的第一表面110’(或前表面)的複數條發散箭頭。
圖2A~圖2C進一步顯示光閥108的陣列，其係用於調變該些耦合出光束的定向光束102。舉例來說，光閥陣列可以是採用了多視角背光板的多視角顯示器的一部分，且為了方便說明，在圖2A~圖2C中係與多視角背光板100一起顯示。在圖2C中，光閥108的陣列是局部剖視的圖式，藉以顯示光閥陣列下方的導光體110以及電漿子多光束元件120。
如圖2A~圖2C所示，具有不同主要角度方向的該些定向光束102中的不同的光束係通過光閥陣列中的不同的光閥108，並且由不同的光閥108調變。此外，如圖中所示，光閥陣列中的一個光閥108係對應於一個視像像素106’，且一組光閥108係對應於一多視角顯示器的一多視角像素106。更具體來說，光閥陣列中的不同組的光閥108係從電漿子多光束元件120中的不同者接收並且調變該些定向光束102，換言之，如圖中所示，每一個電漿子多光束元件120都有對應之獨特的一組光閥108。在本發明的各個實施例中，可以採用不同種類的光閥作為光閥陣列中的光閥108，光閥的種類可以包括液晶光閥、電泳光閥以及電濕潤式的光閥中的一種以上的種類，但光閥的種類並不受限於此。
如圖2A所示，第一光閥組108a係用於從第一電漿子多光束元件120a接收並且調變該些定向光束102，而第二光閥組108b係用於從第二電漿子多光束元件120b接收並且調變該些定向光束102。因此，光閥陣列中的每一個光閥組(例如，第一光閥組108a、第二光閥組108b)係分別對應於不同的多視角像素106，且光閥組的各個光閥108係對應於各個多視角像素106的視像像素106’，如圖2A所示。此外，如上文所述，在某些實施例中，光閥陣列中的每一個光閥組(例如，第一光閥組108a、第二光閥組108b)可以接收或至少用於調變與光閥組中的光閥的不同彩色子像素相對應的不同顏色的光。因此，在各個實施例中，視像像素106’係包括彩色子像素。
在某些實施例中，電漿子多光束元件120以及對應的多視角像素106(例如，各組的光閥108)之間的關係為一對一的關係。換言之，多視角像素106與電漿子多光束元件120具有相等的數量。作為本發明的範例，圖2B明確地以環繞的虛線繪出了每一個多視角像素106包括不同組的光閥108的一對一關係。在其他的實施例中(未顯示於圖中)，多視角像素106的數量與電漿子多光束元件120的數量可以不相同。
在某些實施例中，一對相鄰的電漿子多光束元件120之間的元件間距離(例如，中心至中心距離)可以等同於對應的一對相鄰的多視角像素106之間的像素間距離(例如，中心至中心距離)，例如，由光閥組所表示的多視角像素。舉例來說，如圖2A所示，第一電漿子多光束元件120a以及第二電漿子多光束元件120b之間的中心至中心距離d 係大致等同於第一光閥組108a以及第二光閥組108b之間的中心至中心距離D 。在其他實施例中(未顯示於圖中)，成對的電漿子多光束元件120以及對應的光閥組的相對中心至中心距離可以有所不同，例如，電漿子多光束元件120的元件間距離(即，中心至中心距離d )可以比代表多視角像素106的光閥組之間的間隔(即，中心至中心距離D )更大或更小。圖2A也顯示了視像像素106’的尺寸S 。
根據本發明的某些實施例(例如，如圖2A所示)，每一個電漿子多光束元件120可以被配置為將定向光束102提供給一個並且僅僅一個多視角像素106。更具體來說，對於一個給定的電漿子多光束元件120來說，具有對應於多視角顯示器的視像中的不同顏色之主要角度方向的定向光束102，係大致被侷限於單一個對應的多視角像素106以及其視像像素106’，即，與電漿子多光束元件120對應的單一組的光閥108，如圖2A所示。據此，多視角背光板100的每一個電漿子多光束元件120可以提供具有主要角度方向並且包括多視角顯示器的不同視像的其中一者中的不同顏色之對應組的定向光束102。換言之，該組定向光束102包括具有共同方向並且對應於不同觀看方向的其中之一中的各個不同顏色的光束。所述的共同方向是由電漿子多光束元件120的顏色定制射出圖案所提供。共同方向可以減輕甚至在某些範例中大致消除色分離。
當從一個點散發出來的定向光束102通過包括彼此偏移或空間位移開來的複數個彩色子像素之視像像素106’時，彩色多視角顯示器可能會發生稱作色分離的影像偽影。彩色子像素的空間偏移可以有效地使得定向光束102以稍微不同的角度通過各個彩色子像素。因此，定向光束102係離開彩色子像素成為彼此具有些微不同方向的複數條彩色定向光束。離開各個彩色子像素之彩色定向光束的些微不同方向，會產生由視像像素106’所界定的影像像素中的不同顏色的附隨差異位移或分離。不同顏色的差異分離即是色分離。
圖3為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100’展現色分離的一部分之範例的剖視圖。更具體來說，圖3顯示了多視角背光板100’包括多光束元件120’的一部分的範例，其中，多光束元件120’係透過一定向光束102照射一視像像素106’。圖3中的多光束元件120'不具有顏色定制射出圖案(即，不是如上文中所描述的電漿子多光束元件120)。圖3也顯示了包括複數個彩色子像素107的視像像素106’。多光束元件120’以及視像像素106’分別具有可比較的尺寸S ，即，多光束元件120’的尺寸s 大約等同於視像像素106’的尺寸S (s ≈S )。此外，如圖中所示，彩色子像素107在視像像素106’中係大致均等地間隔開來。因此，由於該些彩色子像素107中有三個彩色子像素107，如圖中所示，彩色子像素107之間的間隔或距離係大約等於視像像素的尺寸S 的三分之一(S /3)。作為範例，圖3中顯示的三個彩色子像素107可以代表三個主要顏色(例如，RGB彩色模型的紅色(R )、綠色(G )及藍色(B ))。
在圖3中，多光束元件120’係作為用來照射視像像素106’的彩色子像素107的延伸點源，例如，彩色子像素107可以是作為視像像素106’之光閥的彩色子像素。由多光束元件120’射出的定向光束102是由從多光束元件120’的中心通過視像像素106’延伸的箭頭所表示，或者更準確地來說，通過視像像素106’的彩色子像素107。由於彩色子像素107之間的距離，定向光束102有效地包括了具有些微不同之主要角度方向的複數條不同顏色的定向光束。作為範例，由三個箭頭所表示並且對應於三個不同的彩色子像素107a、107b、107c之三個不同顏色的定向光束102a、102b、102c係顯示於圖3中。當觀看視像像素106’時，代表彩色子像素107的不同顏色之不同顏色的定向光束102a、102b、102c的些微不同的主要角度方向，會造成各個顏色相對於彼此位移。換言之，視像像素106’中的不同顏色在視覺上會呈現出相對於彼此位移的情況，造成色分離的現象。
圖4為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了色分離的示意圖。如圖4所示，於視像像素106’的輸出部的光的一般照射強度(I )圖案，係被繪製成選定觀看方向(例如，q 1 )的角度q 的函數。圖4中的曲線109a、109b及109c代表與圖3中顯示的多光束元件120’所照射之三個示例性彩色子像素107a、107b、107c中的各者的光相對應的光的不同顏色。舉例來說，曲線109a可以代表來自紅色子像素107a的紅色(R )的光，曲線109b可以代表來自綠色子像素107b的綠色(G )的光，而曲線109c可以代表來自藍色子像素107c的藍色(B )的光。值得一提的是，在圖3中照射三個示例性的彩色子像素107a、107b、107c之定向光束102的主要角度方向係彼此不相同。因此，不同顏色的光(例如，R 、G 、B )的照射強度(I )圖案也相對彼此在角度上位移(例如，圖中顯示的曲線109a、109b及109c的角度位移)，造成色分離的現象。
根據本發明的各個實施例，具有顏色定制射出圖案的電漿子多光束元件120可以大致消除通過視像像素106’的不同彩色子像素107之定向光束102的些微不同的主要角度方向，藉此校正色分離的現象。更具體來說，電漿子多光束元件120的顏色定制射出圖案可以被配置為將不同顏色的定向光束102提供給各個彩色子像素107，其中，由於顏色定制射出圖案的關係，不同顏色的定向光束102係大致與彼此平行。
根據本發明的某些實施例，電漿子多光束元件120可以被視為是一複合多光束元件，或者被視為等同的包含複數個多光束子元件的複合延伸源。該些多光束子元件可以具有彼此不同的射出顏色。更具體來說，每一個多光束子元件與該些多光束子元件中的其他多光束子元件可以具有不相同的電漿子材料，藉以提供不同的電漿子射出顏色。此外，在本發明的各個實施例中，該些多光束子元件可以被配置以根據不同的電漿子射出顏色提供顏色定制射出圖案。舉例來說，多光束元件可以在電漿子多光束元件120中彼此偏移開來設置以提供所述的顏色定制射出圖案。
圖5為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100的一部分的範例的剖視圖。更具體來說，圖5係顯示了包括複數個多光束子元件122的電漿子多光束元件120(即，作為複合多光束元件)。如圖中所示，第一多光束子元件122a的電漿子材料可以具有或被配置為提供紅色電漿子射出顏色，而第二多光束子元件122b可以具有或被配置為提供綠色電漿子射出顏色。如圖中所示，第三多光束子元件122c可以被配置為提供藍色電漿子射出顏色。
圖5中也顯示了包括複數個彩色子像素107的一視像像素106’。圖中顯示的視像像素106’具有尺寸S ，且該些彩色子像素107彼此之間係以大約等同於視像像素的尺寸S 的三分之一(即，S /3)的距離分離開來，如圖中所示。在圖5中，多光束子元件122a、122b、122c的配置係對應於彩色子像素107的配置。舉例來說，具有紅色電漿子射出顏色的第一或紅色(R )多光束子元件係對應於視像像素106’的第一彩色子像素或紅色(R )子像素107a的位置設置，第二多光束子元件122b係對應於視像像素106’的第二彩色子像素或綠色(G )子像素107b的位置設置。此外，如圖中所示，第三多光束子元件122c或藍色多光束元件係對應於視像像素106’的第三彩色子像素或藍色(B )子像素107c的位置設置。
再者，在圖5中，電漿子多光束元件120的多光束子元件122彼此間係以一距離(例如，大約為S /3)彼此空間偏移開來，且該距離係與視像像素106’的相鄰彩色子像素107之間的距離相襯。因此，多光束子元件122的配置(即，顏色R 、G 、B 的配置以及多光束子元件之間的距離S /3)以及電漿子多光束元件120的顏色定制射出圖案係對應於視像像素106’的彩色子像素107(即，顏色R 、G 、B 以及彩色子像素的間隔S /3)的配置，如圖5所示。
根據本發明的各個實施例，一個多光束子元件122的尺寸係可比較於視像像素106’的尺寸。更具體來說，根據某些實施例，多光束子元件的尺寸可以介於視像像素的尺寸的百分之五十至百分之兩百之間。在圖5中，多光束子元件122的尺寸s 係大約等於視像像素的尺寸S (即，s ≈S )，如圖中所示。
此外，圖5中進一步顯示了包括了複數條不同顏色的定向光束102a、102b、102c的一定向光束102，其中，定向光束102a、102b、102c是由三條不同的箭頭所表示並且對應於分別由三個不同的多光束子元件122a、122b、122c所射出的光束。如圖中所示，分別代表由多光束子元件122射出的紅色(R )定向光束102a、綠色(G )定向光束102b以及藍色(B )定向光束102c的三個不同的箭頭係分別被定向通過對應的彩色子像素107a、107b、107c被定向。此外，各個多光束子元件122的約略的中心或照射彼此間的間隔係對應於視像像素106’中的彩色子像素107的間隔(例如，S /3)。因此，根據電漿子多光束元件120的顏色定制射出圖案之射出光的每個顏色的不同顏色的定向光束102a、102b、102c係大致彼此平行(即，實質上具有相同的主要角度方向)。根據本發明的各個實施例，由於由電漿子多光束元件的顏色定制射出圖案所提供的不同顏色的定向光束102a、102b、102c具有實質上相同的主要角度方向，視像像素106’不會受到色分離的現象影響。
根據本發明的各個實施例，電漿子多光束元件120的電漿子材料(例如，在該些多光束子元件中的一個多光束子元件122)係被配置為將導光104的一部分(舉例來說，可以為白光)散射成為具有不同顏色的該些定向光束102，例如，不同顏色的定向光束102a、102b、102c。在某些實施例中，電漿子材料可以包括用於提供顏色定制射出圖案的不同電漿子射出顏色的各種不同種類的電漿子結構(例如，電漿子奈米粒子)。
更具體來說，該些電漿子奈米粒子可以包括一第一種類電漿子奈米粒子，其具有與紅色電漿子射出顏色的產物一致的尺寸、形狀、特別選擇的電漿子支持材料中的一者以上的條件，或具有至少與紅色電漿子射出顏色的產物一致的電漿子奈米粒子的電漿共振條件。該些電漿子奈米粒子可以進一步包括一第二種類電漿子奈米粒子，其具有與綠色電漿子射出顏色的產物一致的尺寸、形狀、特別選擇的電漿子支持材料中的一者以上的條件，或至少與綠色電漿子射出顏色的產物一致的電漿子奈米粒子的電漿共振條件。在某些實施例中，該些電漿子奈米粒子進一步包括一第三種類奈米粒子，其具有與藍色電漿子射出顏色的產物一致的尺寸、形狀、特別選擇的電漿子支持材料中的一者以上的條件，或至少與藍色電漿子射出顏色的產物一致的電漿子奈米粒子的電漿共振條件。
圖6為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板100的一部分的範例的剖視圖。如圖中所示，多視角背光板100係包括導光體110以及電漿子多光束元件120，其中，電漿子多光束元件120係相鄰於導光體110與第一表面110’相對的第二表面110”。圖中所示的電漿子多光束元件120係包括複數個多光束子元件122a、122b、122c，並且當被導光104照射時係提供具有顏色定制射出圖案的射出光。此外，射出光係包括該些定向光束102，該些定向光束102中的每一者具有不同的主要角度方向。再者，如圖中所示，每一個定向光束102係包括複數條不同顏色的定向光束102a、102b、102c。一個定向光束102的每一條不同顏色的定向光束102a、102b、102c具有與定向光束102實質相同的主要角度方向。
圖6進一步顯示了一反射層124，反射層124係被配置為覆蓋電漿子多光束元件120的電漿子材料。反射層124可以包括實質上任何種類的反射材料，包括反射金屬以及高反射率反射(Enhanced Specular Reflector, ESR)膜，但反射材料的種類並不受限於此。舉例來說，反射層124可以是由美國明尼蘇達州聖保羅市的3M光學系統部製造的Vikuiti ESR膜。根據本發明的某些實施例，可以藉由絕緣層或間隔將反射層124與電漿子材料電隔離。
圖7A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了電漿子多光束元件120的範例的剖視圖。圖7B為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了電漿子多光束元件120的範例的剖視圖。作為範例，圖7A與圖7B中顯示的電漿子多光束元件120可以是圖6中顯示的電漿子多光束元件120。
如圖中所示，電漿子多光束元件120係包括複數個多光束子元件122。該些多光束子元件中的一第一多光束子元件122a係包括具有第一電漿子射出顏色(例如，紅色)的一第一第一電漿子材料，並且在圖中是由第一交叉線圖案所標示。該些多光束子元件中的一第二多光束子元件122b係包括具有第二電漿子射出顏色(例如，綠色)的一第二電漿子材料，並且是由第二交叉線圖案所標示。在圖7A~圖7B中顯示的該些多光束子元件的第三多光束子元件122c包括具有第三電漿子射出顏色(例如，藍色)的一第三電漿子材料，並且是由第三交叉線圖案所標示。
圖7A~圖7B顯示的三種多光束子元件122a、122b、122c彼此係以一距離空間偏移開來，且該距離係與視像像素的對應彩色子像素之間的相似間隔相襯(未顯示於圖中)。舉例來說，彩色子像素以及其間隔可以大致相似於圖5中所示的內容。此外，三個多光束元件122a、122b、122c的每一者的尺寸S 係相襯於視像像素的尺寸(例如，同樣大致相似於圖5中顯示的內容)。
在圖7A中，三個多光束子元件122a、122b、122c中分別各者的電漿子材料在電漿子多光束元件120的至少一部分中係與彼此混合。如圖中所示，作為範例，電漿子材料的混合可以提供具有尺寸S 的多光束子元件122，並且同時使得多光束子元件122的中心至中心或元件間間隔得以由彩色子像素的間隔決定，或大致等同於彩色子像素的間隔(例如，S /3)。在圖7B中，第一多光束子元件122a、第二多光束子元件122b及第三多光束子元件122c的電漿子材料在多光束子元件122的相鄰區域中彼此重疊，藉以在其之間提供中心至中心間隔S /3。需注意的是，圖7A與圖7B中顯示的元件間間隔S /3僅是為了方便說明而以範例的方式顯示。
在某些實施例中，電漿子多光束元件120的多光束子元件122的形狀係可類比於多視角像素的形狀，或者等同的，一個光閥組(或子陣列)的形狀係對應於多視角像素。舉例來說，當多視角像素(或者對應的光閥組的配置)大致為正方形時，多光束子元件122可以具有正方形的形狀。在另一範例中，多視角像素可以具有四邊形的形狀，即，其長度或縱向尺寸係大於寬度或橫向尺寸。在此範例中，對應於四邊形多視角像素的多光束子元件122可以具有類比的四邊形形狀。在其他進一步的範例中，多光束子元件122以及對應的多視角像素可以具有各種其他的形狀，該些形狀包括或至少相似於三角形、六邊形以及圓形，但其並不受限於此。
圖7C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了具有正方形形狀的多光束子元件122之電漿子多光束元件120的範例的俯視或平面圖。作為範例，圖7C中顯示的正方形的多光束子元件122的形狀可以相似於圖2A~圖2C中所示之包括正方形組的光閥108的多視角像素106的正方形形狀。作為本發明的範例而非限制，圖7C也顯示了一組三個的多光束子元件122a、122b、122c。如圖中所示，三個多光束子元件122a、122b、122c的設置方式係對應於也顯示於圖7C中的視像像素106’中的彩色子像素107a、107b、107c的配置。作為範例，圖7C的視像像素106’的彩色子像素107a、107b、107c可以被設置在多視角像素(例如，圖2A~圖2C的多視角像素106)的一像素行的方向上(例如，從107a至107c)。圖7C中的雙頭箭頭表示了配置的對應性。
根據本發明的其他實施例(未顯示於圖中)，對應於彩色子像素的配置之各種多光束子元件的配置中的任何一種，可以採用三角形的配置，但其並不受限於此。同樣值得注意的是，雖然在本說明書中通常是從紅色(R )至綠色(G )至藍色(B )的順序說明彩色子像素以及對應的多光束子元件122a、122b、122c的顏色次序，但這個特定的顏色次序配置的目的僅是方便本說明書進行說明。一般來說，可以採用大致任何的顏色次序配置，並且因而也可以採用任何的顏色組而仍然屬於本發明的範疇之中。舉例來說(未顯示於圖中)，當採用基於RGB色彩模型的主要顏色時，彩色子像素的顏色次序配置以及對應的多光束子元件的顏色次序配置可以是綠色(G )至藍色(B )至紅色(R )，或者是藍色(B )至綠色(G )至紅色(R )等等。此外，一般來說，可以利用各種製造技術中的任一種在導光體110中或在導光體110上界定或實現本說明書中所敘述的電漿子多光束元件120的各種實施例。舉例來說，可以利用如沉積、噴墨印刷等添加製程配置或者界定電漿子多光束元件120的電漿子材料。在某些實施例中，電漿子材料可以包括嵌入或懸浮在介電矩陣(例如，高介電常數材料)中的電漿子共振器。在其他的實施例中，可以在電漿子支持片、膜或層中例如以形成在其中或穿過電漿子支持片、膜或層的孔洞的形式實現電漿子共振器。
此外，如上文所述，電漿子多光束元件120的電漿子材料所提供的電漿子射出顏色可以是電漿共振的函數。更具體來說，電漿子材料可以包括經調整而以與預定的電漿子射出顏色相對應的頻率共振的一電漿子共振器。此外，電漿子材料可以具有偏極選擇性。如上文所述，根據本發明的某些實施例，可以採用各種的奈米粒子以及相關的奈米結構作為電漿子材料的電漿子共振器，該些奈米粒子以及奈米結構係包括奈米柱、奈米盤或奈米圓柱、奈米球，但其並不受限於此。可以藉由選擇尺寸，並且在某些實施例中選擇形狀來調整這些各種的奈米結構式電漿子共振器，藉以提供特定的電漿子射出顏色。此外，當被入射光照射時，各種奈米結構式電漿子共振器可以提供偏極選擇性。
圖8A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據一範例的電漿子共振器126的立體圖。圖8B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據一範例的另一電漿子共振器126’的平面圖。如圖8A所示，電漿子共振器126係包括具有長度L 以及寬度或直徑W 的一奈米柱。舉例來說，奈米柱式的電漿子共振器126可以包括如金、銀、鋁或銅等金屬，但金屬的種類並不受限於此。如圖8B所示的電漿子共振器126’係包括位於電漿子支持膜125中的一奈米柱形的孔洞(即，奈米規模的槽孔)，其中，奈米柱形的孔洞也具有長度L 以及寬度W 。作為範例，電漿子支持膜125可以是電漿子支持金屬的膜。根據巴比涅原理(Babinet principle)，具有奈米柱形孔洞的電漿子共振器126’與圖8A中的奈米柱式的電漿子共振器可以具有相似的特質。根據本發明的各個實施例，電漿子共振器126、126’可以做為光學天線。更具體來說，可以透過調整或是選擇長度L 來調整圖8A與圖8B的電漿子共振器，使其提供特定的電漿子射出顏色。同樣地，圖8A與圖8B的電漿子共振器具有偏極選擇性。舉例來說，圖8A所示的電漿子共振器對於與長度尺寸對齊的TE極化而言具有偏極選擇性，例如，如圖8A中代表TE照射電場之標示為E 的雙頭箭頭所示。
圖9A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據另一範例的電漿子共振器127的立體圖。圖9B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據另一範例的另一電漿子共振器127’的平面圖。圖9A中所示的電漿子多光束元件120的電漿子共振器127包括一奈米盤或奈米圓柱，而圖9B中所示的電漿子多光束元件120的電漿子共振器127’包括在電漿子支持膜125中的圓形孔洞。可以利用直徑調整圖9A~圖9B中的電漿子共振器127、127’以使其以特定的頻率共振(即，提供特定的電漿子射出顏色)。根據本發明的某些實施例，圖9A~圖9B的電漿子共振器可以大致具有偏極獨立性，例如，與圖8A~圖8B中的電漿子共振器126、126’不相同。更具體來說，電漿子共振器127可以與大致具有任何電場方位的光等同地互動，例如，如圖9A中標示為E 的雙頭箭頭所示。
圖10A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據再一範例的電漿子共振器128的立體圖。圖10B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據再一範例的另一電漿子共振器128’的平面圖。圖10A與圖10B顯示的電漿子多光束元件120的電漿子共振器128、128’包括俗稱的V形光學天線。更具體來說，圖10A的電漿子共振器128包括以‘V’形設置的線性奈米結構(例如，奈米柱或奈米線)，而圖10B的電漿子共振器128’包括了位於電漿子支持膜125中的V形孔洞。根據本發明的某些實施例，V形光學天線可以提供反對秤與對稱的偏極化選擇性。
請再次參照圖2A，多視角背光板100可以進一步包括一光源130。根據本發明的各個實施例，光源130可以被配置為提供在導光體110中被引導的光。更具體來說，光源130可以位在與導光體110的輸入表面或端(輸入端)相鄰的位置。在本發明的各個實施例中，光源130可以包括實質上為任何來源的光(例如，光發射器)，包括一個以上的LED或雷射(例如，雷射二極體)，但其並不受限於此。在某些實施例中，光源130可以包括用於產生實質上為多色的光，例如實質上的白光。
在某些實施例中，光源130可以進一步包括用於將光耦合進入導光體110的準直器。準直器可以用於從光源130的一個以上的光發射器接收實質上非準直的光。準直器係進一步被配置為將非準直光轉換為準直光。更具體來說，根據本發明的某些實施例，準直器可以提供具有非零值傳導角度並且根據預定準直因子(準直因子s)被準直的準直光。準直器係進一步用於將準直光束傳輸至導光體110，以使光束作為導光104傳導，如上文的說明所述。在其他的實施例中，實質上非準直的光可以由光源130提供，而準直器可以被省略。
在某些實施例中，多視角背光板100在導光體110與導光104的傳導方向103、103’正交的方向上被配置為實質上對於光為透明的結構。更具體來說，在某些實施例中，導光體110以及彼此間隔開來的該些電漿子多光束元件120係允許光通過導光體的第一表面110’以及第二表面110”。可以至少局部透過電漿子多光束元件120的較小尺寸以及電漿子多光束元件120相對較大的元件間間隔(例如，與多視角像素106的一對一對應關係)來實現透明性。此外，根據本發明的某些實施例，電漿子多光束元件120可以重新射出光並且使其往與導光體表面110’、110”的方向傳導。
在某些實施例中，多視角背光板100係被配置為射出隨著沿著導光體110的長度之距離的函數變化的光(例如，作為該些定向光束102)。更具體來說，電漿子多光束元件120(或多光束子元件122)與導光體110可以被配置為提供射出光，且射出光的強度係隨著沿著導光體在導光104的傳導方向103、103’上與一個個電漿子多光束元件120之間的距離之函數變化。舉例來說，改變射出光的強度可以補償或減輕導光104在傳導的過程中因為逐漸增加的吸收造成之導光沿著導光體110的長度之強度的變化。在某些實施例中，電漿子材料的密度是電漿子多光束元件120沿著導光體110的位置的函數，且電漿子材料密度係被配置為將電漿子多光束元件120提供的射出光的強度以導光104在傳導方向103、103’上沿著導光體110的距離之函數變化。換言之，可以透過改變該些電漿子多光束元件120中個別的電漿子多光束元件的電漿子材料的密度來提供或者控制以距離為函數的射出光強度。在某些實施例中，電漿子材料的密度係被定義為電漿子材料中的電漿子結構的密度。在其他實施例中，可以透過整合電漿子多光束元件120的電漿子材料中的間隙或孔洞來改變用於控制射出光強度的電漿子材料密度。在這些實施例中，「密度」一詞可以被定義為電漿子材料在整個電漿子多光束元件中的覆蓋密度。
根據與本說明書中所描述的原理一致的實施例，本發明係提供一種多視角顯示器。多視角顯示器係被配置為將調變光束射出成為多視角顯示器的像素。此外，射出的調變光束可以包括代表複數個不同顏色(例如，RGB色彩模型的紅色、綠色及藍色)的光束。根據本發明的各個實施例，射出的調變光束，例如，包括了不同的顏色，可以較佳地被朝向多視角顯示器的複數個觀看方向定向。在某些範例中，多視角顯示器係用於提供或者「顯示」一三維或多視角影像。此外，多視角影像可以是彩色多視角影像。舉例來說，多視角影像可以代表行動裝置上顯示的彩色三維景觀，其中，行動裝置可以是如行動電話、平板電腦或其他類似的行動裝置，但其並不受限於此。根據本發明的各個範例，經調變且具有不同顏色與不同定向之光束中的不同者可以對應於與多視角影像相關聯的不同「視像」的個別像素。作為範例，不同視像可以在多視角顯示器顯示的彩色多視角影像中提供「裸眼」(例如，「自動多視點顯示」)的資訊展示。
圖11為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角顯示器200的範例的方塊圖。多視角顯示器200係根據與不同觀看方向對應的不同視像顯示一多視角影像(例如，彩色多視角影像)。更具體來說，由多視角顯示器200射出的調變定向光束202係被用來顯示多視角影像並且可以對應於不同視像的像素(即，視像像素)，包括與不同顏色相關聯的各個不同視像中的彩色子像素。調變定向光束202在圖11中是由從多視角像素210散發出來的箭頭所表示。作為本發明的示例而非限制，虛線係用來表示從多視角顯示器200射出的調變定向光束202，藉以強調對於光束的調變。
圖11中顯示的多視角顯示器200係包括多視角像素210的陣列。多視角像素210的陣列係被配置為提供多視角顯示器200的複數個不同視像。根據本發明的各個實施例，多視角像素210的陣列係包括複數個視像像素，該些視像像素係被配置為對複數條定向光束204進行調變並且產生調變定向光束202。在某些實施例中，多視角像素210係大致相似於上文中針對多視角背光板100所描述的光閥108的陣列中的一組光閥108。更具體來說，多視角像素210的一視像像素可以大致相似於上文中所描述的光閥108。換言之，多視角顯示器200的多視角像素210可以包括一組光閥(例如，一組光閥108)，且多視角像素210的視像像素可以包括複數組的光閥。此外，作為範例，視像像素可以包括彩色子像素，每一個彩色子像素係代表該些組的光閥中的一光閥(例如，單一個的光閥108)。
圖11中顯示的多視角顯示器200係進一步包括用於引導光的一導光體220。作為範例，導光體220中的導光可以包括白光。在某些實施例中，多視角顯示器200的導光體220可以大致相似於上文中針對多視角背光板100所描述的導光體110。
如圖11所示，多視角顯示器200進一步包括電漿子多光束元件230的陣列。電漿子多光束元件陣列中的一個電漿子多光束元件230係包括一電漿子材料。電漿子多光束元件陣列中的電漿子多光束元件230係被配置為從導光提供射出光。根據本發明的各個實施例，射出光具有顏色定制射出圖案並且包括該些定向光束204。在某些實施例中，電漿子多光束元件230的元件陣列可以大致相似於上文中所述的多視角背光板100的電漿子多光束元件120。更具體來說，顏色定制射出圖案可以對應於多視角像素210的該些視像像素中的一個視像像素的彩色子像素的配置。
此外，電漿子多光束元件230的元件陣列係被配置為將該些定向光束204提供給對應的多視角像素210。根據本發明的各個實施例，該些定向光束204的光束204彼此具有不同的主要角度方向。更具體來說，定向光束204的不同主要角度方向係對應於多視角顯示器200的不同視像的不同觀看方向，且每一個觀看方向係包括光的不同顏色以及一個對應的主要角度方向。此外，根據本發明的各個實施例，因為顏色定制射出圖案的緣故，對應於一個共同觀看方向的定向光束204的不同顏色可以大致與彼此平行。
根據本發明的某些實施例，電漿子多光束元件230可以包括複數個多光束子元件，且該些多光束子元件係大致相似於上文中所述的多光束子元件122。更具體來說，電漿子多光束元件230可以包括彼此具有不同電漿子射出顏色的複數個多光束子元件(在圖11中並未分開顯示)。每一個多光束子元件可以包括與該些多光束子元件中的其他多光束子元件不同的電漿子材料，藉以提供不同的電漿子射出顏色。此外，該些多光束子元件可以被配置以根據不同電漿子射出顏色提供顏色定制射出圖案。在其他實施例中，一個以上的多光束子元件可以包括實質上非電漿子的材料，並且與包含電漿子材料的其他多光束子元件結合作為擴散器或散射器。
根據本發明的某些實施例，多光束子元件的尺寸可以與該些視像像素的其中一個視像像素相比較。作為範例，多光束子元件的可比較尺寸可以大於視像像素的尺寸的一半，並且可以小於視像像素的尺寸的兩倍。此外，根據本發明的某些實施例，多光束子元件彼此可以以一距離空間偏移開來，且該距離係相襯於(例如，大約等於)視像像素的相鄰彩色子像素之間的距離。
在某些實施例中，電漿子多光束元件230的電漿子材料或等同的多光束子元件係包括複數個電漿子奈米粒子。作為範例，電漿子材料的電漿子射出顏色可以是電漿子材料中的不同種類的電漿子奈米粒子之分布的函數。不同種類的分佈可以包括基於電漿子奈米粒子的尺寸的分佈。電漿子奈米粒子的其他特性可以包括如電漿子支持材料或金屬的選擇，並且在某些範例中也可以透過電漿共振條件來控制電漿子射出顏色，但電漿子奈米粒子的特性並不受限於此。
在某些實施例中，電漿子多光束元件230的該些多光束子元件之間的元件間距離或中心至中心距離，可以對應於多視角像素210中的視像像素的彩色子像素之間的像素間距離。舉例來說，多光束子元件之間的元件間距離可以大致等同於彩色子像素之間的像素間距離。此外，多視角像素陣列的多視角像素210與電漿子多光束元件230之陣列中的電漿子多光束元件230之間可以具有一對一的對應關係。更具體來說，在某些實施例中，電漿子多光束元件230的元件間距離(例如，中心至中心)可以大致等同於多視角像素210之間的像素間距離(例如，中心至中心)。據此，多視角像素中的每一個視像像素可以被配置為針對由一個對應的電漿子多光束元件230提供之該些光束204中的不同者進行調變。此外，根據本發明的各個實施例，每一個多視角像素210可以從一個且僅僅一個電漿子多光束元件230接收並且調變光束204。
如上文所述，該些光束204可以包括不同顏色，且電漿子多光束元件230可以將包括該些光束204的顏色定制射出圖案定向至多視角像素210中的視像像素的對應彩色子像素。此外，根據本發明的各個實施例，在多視角顯示器200的一個特定觀看方向中之不同顏色的主要角度方向可以被對齊(即，相同)，藉以消除或大致消除空間顏色分離或色分離的現象。
在某些實施例中(未顯示於圖11中)，多視角顯示器200可以進一步包括一光源。光源可以用於將光提供至導光體。根據本發明的某些實施例，光源可以大致相似於上文中所描述的多視角背光板100的光源130。舉例來說，光源提供的光可以包括白光。
根據與本說明書所描述的原理一致的其他實施例，本發明係提供一種多視角背光板的操作方法。圖12為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的操作方法300的範例的流程圖。如圖12所示，多視角背光板的操作方法300係包括步驟310，沿著導光體的長度引導光。根據本發明的某些實施例，導光體可以大致相似於上文中針對多視角背光板100所描述的導光體110。在某些範例中，可以根據一預定準直因子s對導光進行準直。
如圖12所示，多視角背光板的操作方法300進一步包括一步驟320，利用電漿子多光束元件陣列以電漿子射出方式從導光射出光。根據本發明的各個實施例，射出光係包括具有不同主要角度方向的複數條定向光束，且不同主要角度方向係對應於多視角顯示器的各個不同觀看方向。此外，定向光束具有或者代表光的不同顏色(例如，紅色、綠色、藍色)。在某些實施例中，電漿子多光束元件可以大致相似於上文中所描述的多視角背光板100的電漿子多光束元件120。作為範例，電漿子多光束元件陣列中的一個電漿子多光束元件可以包括一電漿子材料並且具有一顏色定制射出圖案。作為範例，顏色定制射出圖案可以對應於多視角顯示器中的視像像素的彩色子像素的配置。
此外，在某些實施例中，電漿子多光束元件可以包括複數個多光束子元件，該些多光束子元件可以彼此以一距離空間偏移開來，且該距離可以對應於彩色子像素之間的距離。一多光束子元件中的電漿子材料的射出光可以與電漿子多光束元件的其他多光束子元件的射出光具有不同的顏色，藉以從導光提供顏色定制射出圖案。
在某些實施例中(未顯示於圖中)，多視角背光板的操作方法300係進一步包括利用一光源將光提供至導光體的步驟。可以根據準直因子對提供的光進行準直，藉以提供導光體中的導光的預定角分散。在某些實施例中，光源可以大致相似於上文中所述的多視角背光板100的光源130。舉例來說，所提供的光可以包括白光。
在某些實施例中(例如，如圖12中所示)，多視角背光板的操作方法300係進一步包括步驟330，利用被配置為多視角顯示器的多視角像素的光閥對耦合出光進行調變。在各個實施例中，如上文所述，射出光係包括該些定向光束。因此，步驟330也對該些定向光束進行調變。根據本發明的某些實施例，光閥陣列的該些光閥中的其中一光閥係對應於多視角像素中的一個多視角像素的彩色子像素。
因此，本發明中提供了一種多視角背光板、一種多視角背光板的操作方法以及一種多視角顯示器的實例與實施例，其係採用了具有顏色定制射出圖案的電漿子多光束元件，藉以提供對應於多視角影像的複數個不同視像的定向光束。熟知該領域的技術人士應當瞭解，上文中所敘述的實例僅為代表本發明之原理的眾多實例與實施例中的說明性範例。顯然地，熟知該領域的技術人士可以在不脫離本發明的申請專利範圍所限定之範疇的條件下做出多種其他的配置。
10‧‧‧多視角顯示器
12‧‧‧螢幕
14‧‧‧視像/不同視像
16‧‧‧觀看方向
20‧‧‧光束
100‧‧‧多視角背光板
100’‧‧‧多視角背光板
102‧‧‧定向光束
102a‧‧‧定向光束
102b‧‧‧定向光束
102c‧‧‧定向光束
103‧‧‧傳導方向
103’‧‧‧傳導方向/另一傳導方向
104‧‧‧導光
106‧‧‧多視角像素
106’‧‧‧視像像素
107‧‧‧彩色子像素/紅色子像素
107a‧‧‧彩色子像素/綠色子像素
107b‧‧‧彩色子像素/藍色子像素
107c‧‧‧彩色子像素
108‧‧‧光閥
108a‧‧‧第一光閥組
108b‧‧‧第二光閥組
109a‧‧‧曲線
109b‧‧‧曲線
109c‧‧‧曲線
110‧‧‧導光體/平板導光體
110’‧‧‧第一表面/導光體表面
110”‧‧‧第二表面/導光體表面
120‧‧‧電漿子多光束元件
120’‧‧‧多光束元件
120a‧‧‧第一電漿子多光束元件
120b‧‧‧第二電漿子多光束元件
122‧‧‧多光束子元件
122a‧‧‧多光束子元件/第一多光束子元件
122b‧‧‧多光束子元件/第二多光束子元件
122c‧‧‧多光束子元件/第三多光束子元件
124‧‧‧反射層
125‧‧‧電漿子支持膜
126‧‧‧電漿子共振器
126’‧‧‧電漿子共振器
127‧‧‧電漿子共振器
127’‧‧‧電漿子共振器
128‧‧‧電漿子共振器
128’‧‧‧電漿子共振器
130‧‧‧光源
200‧‧‧多視角顯示器
202‧‧‧調變定向光束
204‧‧‧定向光束/光束
210‧‧‧多視角像素
220‧‧‧導光體
230‧‧‧電漿子多光束元件
300‧‧‧多視角背光板的操作方法
310‧‧‧步驟
320‧‧‧步驟
330‧‧‧步驟
d‧‧‧中心至中心距離
D‧‧‧中心至中心距離
E‧‧‧電場
I‧‧‧照射強度
L‧‧‧長度
O‧‧‧起點
S‧‧‧尺寸
W‧‧‧直徑/寬度
q‧‧‧角度分量/仰角/角度
q1 ‧‧‧選定觀看方向
f‧‧‧角度分量/方位角
s‧‧‧準直因子
按照此說明書中所描述的原理之各種示例性特徵，在參考附圖並結合下面的詳細描述下可以被更容易地理解，其中，相似的標號表示相似的結構元件，且該些附圖包括： 圖1A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了一多視角顯示器的範例的立體圖； 圖1B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了具有主要角度方向的光束的角分量之範例的示意圖，其中，光束的主要角度方向係對應於多視角顯示器的觀看方向； 圖2A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的範例的剖視圖； 圖2B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的範例的平面圖； 圖2C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的範例的立體圖； 圖3為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板展現色分離的一部分的範例的剖視圖； 圖4為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了色分離的示意圖； 圖5為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的一部分的範例的剖視圖； 圖6為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的一部分的範例的剖視圖； 圖7A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了電漿子多光束元件的範例的剖視圖； 圖7B為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了電漿子多光束元件的範例的剖視圖； 圖7C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了具有正方形形狀的多光束子元件之電漿子多光束元件的範例的俯視或平面圖； 圖8A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據一範例的電漿子共振器的立體圖； 圖8B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據一範例的另一電漿子共振器的平面圖； 圖9A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據另一範例的電漿子共振器的立體圖； 圖9B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據另一範例的另一電漿子共振器的平面圖； 圖10A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據再一範例的電漿子共振器的立體圖； 圖10B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了根據再一範例的另一電漿子共振器的平面圖； 圖11為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角顯示器的範例的方塊圖；以及 圖12為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多視角背光板的操作方法的範例的流程圖。
某些特定的例子可能會具有其他相較於上述圖式中的特徵而言相同、額外或者可以將之取代的特徵。在下文中將參照圖式針對這些特徵以及其他的特徵進行詳細說明。

Claims (27)

  1. 一種多視角背光板，包括： 一導光體，用於將光引導為導光；以及 一電漿子多光束元件，包括一電漿子材料並且被配置為從該導光提供具有一顏色定制射出圖案的射出光，該射出光包括複數條定向光束，該等定向光束具有對應於一多視角顯示器的各個不同觀看方向的不同主要角度方向； 其中，該顏色制定射出圖案係對應於該多視角顯示器中的一視像像素的彩色子像素的配置。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子多光束元件係包括彼此具有不同電漿子射出顏色的複數個多光束子元件，每一個該多光束子元件係包括與該等多光束子元件中的其他多光束子元件不相同的一不同電漿子材料以提供該等不同電漿子射出顏色，該等多光束子元件係被配置為根據該等不同電漿子射出顏色提供該顏色定制射出圖案。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的多視角背光板，其中，一第一多光束子元件的該電漿子材料具有一紅色電漿子射出顏色且一第二多光束子元件具有一綠色電漿子射出顏色，該第一多光束子元件係對應於該視像像素的一紅色子像素的位置設置，而該第二多光束子元件係對應於該視像像素的一綠色子像素的位置設置。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的多視角背光板，其中，一第三多光束子元件具有藍色電漿子射出顏色，該第三多光束子元件係對應於該視像像素的一藍色子像素的位置設置。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述的多視角背光板，其中，該電漿子多光束元件的該等多光束子元件係以一距離彼此空間偏移開來，該距離係與該視像像素的相鄰彩色子像素之間的距離相襯，一個該多光束子元件的尺寸係可比較於該視像像素的尺寸。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的多視角背光板，其中，該多光束子元件的尺寸係介於該視像像素的尺寸的百分之五十至百分之兩百之間。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子材料包括複數個電漿子奈米粒子，該顏色定制射出圖案是各種該等電漿子奈米粒子在該電漿子材料中橫跨該電漿子多光束元件的分佈的函數。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的多視角背光板，其中，該等電漿子奈米粒子係包括一第一種類電漿子奈米粒子以及一第二種類電漿子奈米粒子，該第一種類電漿子奈米粒子具有與一紅色電漿子射出顏色的產物一致的特性，該第二種類電漿子奈米粒子具有與一綠色電漿子射出顏色的產物一致的特性。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的多視角背光板，其中，該等電漿子奈米粒子進一步包括一第三種類電漿子奈米粒子，其具有與藍色電漿子射出顏色的產物一致的特性。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子材料係包括一電漿子共振器，該電漿子共振器具有用於調整該電漿子共振器的一電漿子射出顏色的尺寸。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子材料係相對於該導光的偏極化被配置為偏極選擇性。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子多光束元件係位在該導光體與一第一表面相對的一第二表面，該電漿子多光束元件係被配置為通過該導光體的該第一表面提供包括該等定向光束的該射出光。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的多視角背光板，其中，該電漿子多光束元件係進一步包括一反射層，該反射層係覆蓋該電漿子材料與面對該導光體的該第一表面的一側相對的一側，其中，該反射層係將該射出光的一部分朝向遠離該第一表面的方向反射，並且將反射的該射出光重新定向回該導光體的該第一表面。
  14. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，進一步包括光學性地耦接於該導光體的一輸入部的一光源，該光源係被配置為提供在該導光體內被引導為該導光並且包括白光的光。
  15. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該電漿子材料的密度係該電漿子多光束元件沿著該導光體的位置的函數，該電漿子材料的密度係被配置為將該電漿子多光束元件提供的該射出光的強度以沿著該導光體在該導光的傳導方向上的距離的函數變化。
  16. 根據申請專利範圍第1項所述的多視角背光板，其中，該多視角顯示器係進一步包括用於調變該等定向光束的光束的一光閥陣列，該光閥陣列的一光閥係對應於一視像像素並且包括該等彩色子像素。
  17. 一多視角顯示器，包括： 一多視角像素陣列，用於提供一多視角影像的不同視像，一多視角像素係包括複數個視像像素，該等視像像素係用於調變對應的複數條定向光束，且該等定向光束具有對應於該等不同視像之觀看方向的不同主要角度方向； 一導光體，用於將光引導為導光；以及 一電漿子多光束元件陣列，該電漿子多光束元件陣列中的一電漿子多光束元件係包括一電漿子材料並且係用於從該導光提供射出光，該射出光具有一顏色定制射出圖案並且係包括該等定向光束； 其中，該顏色定制射出圖案係對應於該等視像像素中的一視像像素的彩色子像素的配置。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的多視角顯示器，其中，該電漿子多光束元件係包括彼此具有不相同的不同電漿子射出顏色的複數個多光束子元件，每一個該多光束子元件係包括與該等多光束子元件中的其他多光束子元件不相同的一不同電漿子材料以提供該等不同電漿子射出顏色，該等多光束子元件係被配置為根據該等不同電漿子射出顏色提供該顏色定制射出圖案。
  19. 根據申請專利範圍第18項所述的多視角顯示器，其中，該多光束子元件的尺寸係可比較於該等視像像素的一視像像素的尺寸，該等多光束子元件彼此係以一距離空間偏移開來，該距離係與該視像像素的相鄰彩色子像素之間的距離相襯。
  20. 根據申請專利範圍第19項所述的多視角顯示器，其中，該多光束子元件的可比較的尺寸係大於該視像像素的尺寸的一半並且小於該視像像素的尺寸的兩倍。
  21. 根據申請專利範圍第17項所述的多視角顯示器，其中，該電漿子材料包括複數個電漿子奈米粒子，該顏色定制射出圖案是不同種類的該等電漿子奈米粒子在該電漿子材料中橫跨該電漿子多光束元件的分佈的函數。
  22. 據申請專利範圍第17項所述的多視角顯示器，進一步包括一光源，用於將光提供至該導光體成為該導光。
  23. 據申請專利範圍第17項所述的多視角顯示器，其中，該多視角像素陣列的該多視角像素係包括一組光閥，該多視角像素的一視像像素係包括與該視像像素的該等彩色子像素相對應的該組光閥的複數個光閥。
  24. 一種多視角背光板的操作方法，該方法包括以下步驟： 沿著一導光體的長度引導光；以及 利用一電漿子多光束元件陣列從該導光中以電漿子射出方式射出光，射出光包括複數條定向光束，該等定向光束具有對應於一多視角顯示器的各個不同觀看方向的不同主要角度方向，該電漿子多光束元件陣列中的一電漿子多光束元件係包括一電漿子材料並且具有一顏色定制射出圖案； 其中，該顏色定制射出圖案係對應於該多視角顯示器中的一視像像素的彩色子像素的配置。
  25. 根據申請專利範圍第24項所述的多視角背光板的操作方法，其中，該電漿子多光束元件係包括彼此以一距離空間偏移開來的複數個多光束子元件，且該距離係對應於該等彩色子像素之間的距離，一多光束子元件中的該電漿子材料係射出與該電漿子多光束元件的其他多光束子元件不相同之一不同顏色的射出光，藉以從該導光提供該顏色定制射出圖案。
  26. 根據申請專利範圍第24項所述的多視角背光板的操作方法，進一步包括利用一光源將光提供至該導光體的步驟，提供的光係包括在該導光體中被引導為該導光的白光。
  27. 根據申請專利範圍第24項所述的多視角背光板的操作方法，進一步包括利用被配置為該多視角顯示器的一多視角像素的複數個光閥調變該射出光的該等定向光束的步驟，該等光閥中的一光閥係對應於該多視角像素中的一視像像素的該彩色子像素。
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