TW201915560A - 採用定向散射特徵的可選擇模式的背光板、方法以及顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種可選擇模式的背光板以及顯示器，其係採用了複數個定向散射特徵以提供射出光。可選擇模式的背光板係包括一導光體，在第一操作模式中於導光體中從具有第一傳導方向的導光提供第一射出光的一第一定向散射特徵，以及在第二操作模式中於導光體中從具有第二傳導方向的導光提供第二射出光的一第二定向散射特徵。第二射出光包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束，且第一傳導方向與第二傳導方向不同。可選擇模式的顯示器係進一步包括用於提供導光的複數個光源，以及被配置為將射出光調變為顯示影像的光閥陣列。

Description

採用定向散射特徵的可選擇模式的背光板、方法以及顯示器
本發明係關於一種背光板，特別是指一種採用定向散射特徵的可選擇模式的背光板、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。
根據與本說明書中所描述的原理一致的範例與實施例，本發明係提供一種得以被應用至可選擇模式的顯示器之可選擇模式的背光。與本說明書中所描述的原理一致的實施例係提供一種採用複數個定向散射特徵的可選擇模式的背光板，其係藉由將導光體中傳導的導光的一部分散射離開導光體來提供射出光。根據本發明的各個實施例，可以藉由在不同操作模式期間控制導光的傳導方向，使得射出光具有可選擇模式的特性。
舉例來說，在第一操作模式的期間，該些定向散射特徵的一第一定向散射特徵可以被配置為從導光體中具有第一傳導方向的導光提供第一射出光。或者，在第二操作模式中，該些定向散射特徵中的一第二定向散射特徵可以被配置為從導光體中具有第二傳導方向的導光提供第二射出光。在某些實施例中，第一射出光可以是擴散或單向的光，但其並不受限於此。另一方面，根據本發明的各個實施例，第二定向散射特徵提供的第二射出光是具有方向性的光，其包括彼此具有不同主要角度方向的複數調定向光束。
在某些實施例中，擴散或單向的第一射出光可以提供在第一操作模式中支持或是促進顯示器的二維影像的背光。在第二操作模式中，第二射出光的定向光束可以提供被配置為支持顯示多視角影像(例如，藉由多視角顯示器)的背光，其中，不同的主要角度方向係對應於多視角影像的各個視像(或等同地，多視角顯示器)的不同觀看方向。本說明書中所描述之可選擇模式的背光以及可選擇模式的顯示器的用途包括行動電話(例如，智慧型手機)、手錶、平板電腦、行動電腦(例如，桌上型電腦)、個人電腦與電腦顯示器、車輛顯示控制、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，但背光與顯示器的用途並不受限於此。
在本說明書中，「二維顯示器」或「2D顯示器」的定義為一種顯示器，其所提供之影像的視像不論其觀看方向(即，在2D顯示器的預定觀看角度中或範圍中)為何實質上看起來都相同。在許多的智慧型手機以及電腦螢幕中可以看到的習知的液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)即為2D顯示器的範例。相較於此，「多視角顯示器」的定義為一種電子顯示器或顯示系統，其係配置為提供在不同觀看方向中或是從不同觀看方向提供一多視角影像的不同視像。更具體來說，該些不同視像可以代表多視角影像的景觀或物體的不同透視視像。
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(或簡單來說往不同方向)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。
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。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「視像」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)。此外，作為範例，每一個不同的視像像素可以具有一關聯方向(例如，光束方向)，該方向係對應於與所述的六十四個不同視像相對應的觀看方向中的不同者。再者，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)。
在本文中，「導光體」被定義為一種在其結構中利用全內部反射或‘Total Internal Reflection(TIR)’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。
在本說明書中，「角度保持散射特徵」或等同的「角度保持散射器」是指被配置為以大致在散射光中保持入射於特徵或散射器上的光的角分散的方式對光進行散射之任何特徵或是散射器。更具體來說，根據本說明書中的定義，由角度保持散射特徵所散射的光的角分散s s 是入射光的角分散s的函數(即，s s =f(s))。在某些實施例中，散射光的角分散是入射光的準直因子或角分散的線性函數(例如，s s =a· s，其中，a 為整數)。換言之，由角度保持散射特徵所散射的光的角分散s s 可以大致與入射光的準直因子s或角分散成正比。舉例來說，散射光的角分散s s 可以大致等同於入射光的角分散s(例如，s s ≈ s)。均勻的繞射格柵(即，具有大致均勻或一致的繞射結構特徵間隔或格柵柵距的繞射格柵)是角度保持散射特徵的範例。相對的，根據本說明書中的定義，朗伯(Lambertian)散射器或朗伯反射器以及一般的散射器(例如，具有或相似於朗伯散射)不屬於角度保持散射器。
在此，「繞射格柵」被廣義地定義為複數個結構特徵(即，繞射結構特徵)，用於提供入射於繞射格柵之光的繞射。在某些範例中，複數個結構特徵可以以週期性或準週期性的方式設置。舉例來說，繞射格柵可以包括設置在一個一維陣列中之複數個結構特徵(例如，在材料表面中的複數個凹槽或脊部)。在其他範例中，繞射格柵可以是結構特徵的二維陣列。舉例來說，繞射格柵可以是在材料表面上的凸部或者在材料表面中的孔洞的二維陣列。
因此，根據本說明書中的定義，「繞射格柵」為一種結構，其可以提供入射於繞射格柵之光的繞射。如果光是由一導光體入射到繞射格柵上，其所提供的繞射或者繞射地散射可能導致並且因此可以被稱為「繞射耦合」，繞射耦合可以藉由繞射的方式將光耦合離開導光體。繞射格柵也藉由繞射的方式(即，以一繞射角度)重新定向或改變光的角度。尤其，由於繞射的緣故，離開繞射格柵的光通常具有與入射於繞射格柵的光(即，入射光)的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射產生之光的傳導方向上的變化於本文中被稱為「繞射地重新定向」。因此，繞射格柵可被理解為經由繞射方式將入射在繞射格柵上的光重新定向之具有繞射特徵的結構，以及，如果光是由導光體射出，繞射格柵也可將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，如本說明書中的定義，繞射格柵的結構特徵係被稱為「繞射結構特徵」，並且可以是位在一表面、在一個表面之內或在一個表面之上(換言之，兩個材料之間的邊界)的一個以上的繞射結構特徵。舉例來說，該表面可以是平板導光體的一個表面。繞射結構特徵可包括任何種類的光繞射結構，其可以包含但不限於：在表面、在表面內或在表面上的一個以上的凹槽、脊部、孔洞和凸起。例如，繞射格柵可以包括​​在材料表面內的複數個平行的凹槽。在另一實例中，繞射格柵可以包括自材料表面上升突出的複數個平行的脊部。繞射結構特徵(例如，凹槽、脊部、孔洞、凸部等)可以具有得以提供繞射功能之各種橫截面形狀或輪廓中的任一者，該些橫截面形狀或輪廓係包括但不限於：一正弦狀輪廓、一矩形輪廓(例如，一二元化繞射格柵)、一三角形輪廓和一鋸齒輪廓(例如，一閃耀光柵)的其中一個或多個。
根據本說明書中所描述的各個範例，可以採用繞射格柵(例如，繞射多光束元件的繞射格柵，如下文所述)將光從導光體(例如，一平板導光體)繞射地散射或耦合出成為一光束。尤其，由局部週期性繞射格柵所提供的繞射角度q m 可以由下列的方程式得出：(1) 其中，l 是光的波長，m 是繞射級數，n 是導光體的折射係數，d 是繞射格柵的結構特徵之間的距離或間隔，而q i 是入射在繞射格柵上的光的入射角度。為了簡易性，方程式(1)中假設繞射格柵是相鄰於導光體的一表面，且導光體外的材料的折射係數等於一(即，nout =1)。一般來說，繞射級數m 為整數(即，m= ±1, ±2, ...)。由繞射格柵產生之光束的繞射角度q m 可以由方程式(1)給出，其中，繞射級數為正數(例如，m ＞0)。舉例來說，當繞射級數等於一時（即，m =1），繞射格柵係提供第一級的繞射。
圖2為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了一繞射格柵30的範例的剖視圖。舉例來說，繞射格柵30可以位在導光體40的一表面上。此外，圖2顯示了光束50以一入射角度q i 入射於繞射格柵30上。入射光束50是導光體40中的導光。圖2中還顯示了由繞射格柵30繞射地產生並且耦合出來的定向光束60，其中，定向光束60為繞射格柵30對入射光束50進行繞射後的繞射產物。定向光束60具有由方程式(1)給出的繞射角度q m (或本說明書中所述的「主要角度方向」)。舉例來說，繞射角度q m 可以對應於繞射格柵30的繞射級數「m 」。
根據本說明書中的定義，「定向散射特徵」係被定義為選擇性地或優先地將具有特定或預定傳導方向的光散射的散射結構，且其不會或大致不會對具有其他或不同傳導方向的光進行散射。舉例來說，定向散射特徵可以被配置為選擇性地散射具有第一傳導方向的光。此外，定向散射特徵不會對具有與第一傳導方向不同的第二傳導方向的光進行散射。據此，根據本說明書中的定義，定向散射特徵相對於入射在定向散射特徵上的光的方向具有方向選擇性。相對來說，由於朗伯散射結構(以及相似的散射結構)本質上對入射光的方向不敏感，這種散射結構一般不是定向散射特徵。
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。據此，根據本說明書中的定義，光束又被稱作「定向光束」，且該些光束可以被稱作為「該些定向光束」。
此外，該些定向光束可以代表一光場。舉例來說，該些定向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中的光束的主要角度方向的預定角分散。因此，該些定向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。
根據本發明的各個實施例，各個定向光束的不同主要角度方向可以由如多光束元件的的特性所決定，其特性包括尺寸(例如，長度、寬度、面積等)，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定向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。
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。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直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，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)。
在本說明書中，「視框」係指使用者可以觀看顯示器或其他光學系統（例如，透鏡系統）所形成的影像的區域或空間。換言之，視框界定了為了觀看由顯示器或顯示系統所產生的影像，使用者的眼睛在空間中適合放置的位置或區域。此外，視框一般會具有足以容納使用者的兩個眼睛的大小。在某些實施例中，視框代表了二維的空間區域(例如，具有長度與寬度但沒有實際深度的區域)，然而在其他實施例中，視框可以包括三維的空間區域(例如，具有長度、寬度以及深度的區域)。此外，當在本說明書中提到「框」時，視框並不受限於具有四邊形的區域。舉例來說，在某些實施例中，視框可以是圓柱形的空間區域。在其他範例中，空間區域可以具有各種其他的形狀，包括橢圓形圓柱、雙曲線圓柱以及一般的橢球形，但其形狀並不受限於此。
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，「一定向散射特徵」係指一個以上的定向散射特徵，更確切來說，「該定向散射特徵」於此意指「該(等)定向散射特徵」。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，本發明係提供一種可選擇模式的背光板。圖3A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的剖視圖。圖3B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的平面圖。圖3C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的立體圖。在圖3A與圖3B中，可選擇模式的背光板100的第一操作模式(模式一)係被繪製於圖示的左半側，而第二操作模式(模式二)係顯示於右半側中；即，相對於圖3A~圖3B中的虛線的左側與右側。
圖3A~圖3C中所示的可選擇模式的背光板100係用於提供射出光102。射出光102係被配置為具有大致遠離可選擇模式的背光板100的表面(例如，射出表面)的方向。作為範例，在某些實施例中，射出光102可以被用在各種的應用中，例如在顯示器的應用中用於照射光閥陣列(例如，光閥106)，但其應用並不受限於此。
在可選擇模式的背光板100的各個操作模式中，射出光102可以具有或展現不同的特性。舉例來說，如下文中更詳細的說明所述，在第一操作模式中，可選擇模式的背光板100可以提供具有單一或大致均一方向的射出光102。在其他實施例中，在第一操作模式中提供的射出光102’可以為擴散、大致擴散或至少缺乏特別或定義的方向性的光。再本說明書中，第一操作模式(模式一)期間的射出光102可以被稱為「第一」射出光102’，藉此將其與其他操作模式射出的光做區別。
在可選擇模式的背光板100的第二操作模式(模式二，如圖中所示)中，射出光102可以包括彼此具有不同主要角度方向(或簡單來說「不同方向」)的複數條定向光束。舉例來說，該些定向光束可以是或可以代表一光場。根據本發明的某些實施例，在第二操作模式中或在第二操作模式的期間，射出光102的定向光束的不同主要角度方向可以對應於一多視角顯示器或一多視角影像的各個觀看方向。
在這些實施例的某些者中，舉例來說，可以對射出光102的定向光束進行調變(例如，例用光閥106，如下文所述)，藉以促進具有多視角或三維影像內容的顯示。在其他實施例中，在第二操作模式中的定向光束的不同主要角度方向，可以與朝向可選擇模式的背光板100前方或與其相鄰之相對有限的空間區域的方向對應，例如，視框。在這些實施例中，舉例來說，可以對射出光102的定向光束進行調變(例如，藉由光閥)以在視框中提供影像內容。在本說明書中，於第二操作模式期間(模式二)的射出光102可以被稱為「第二」射出光102”，藉此與其他操作模式期間射出的光做區隔，例如第一操作模式，但其他操作模式並不受限於此。
如圖3A~圖3C所示，可選擇模式的背光板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。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104可以包括不同顏色的光的複數條導光束，且該些導光束是由導光體110以各個不同的顏色特定的非零值傳導角度引導。值得一提的是，為了圖式的簡易性，圖3A~圖3C中並未顯示非零值傳導角度。然而，個個圖式中係以一粗箭頭表示導光104沿著導光體長度的大致傳導方向。
根據本說明書中的定義，「非零值傳導角度」是相對於導光體110的表面(例如，第一表面110’或第二表面110”)的角度。此外，根據本發明的各個實施例，非零值傳導角度係同時大於零並且小於導光體110中的完全內部反射的關鍵角度。再者，只要非零值傳導角度小於導光體110中完全內部反射的關鍵角度，可以對於特定的實施方案選擇(例如，任意選擇)特定的非零值傳導角度。在各個實施例中，可以以非零值傳導角度將導光104引入或耦合進入導光體110。
根據本明的各個實施例，透過將光耦合進入導光體110產生的導光104或等同的導「光束」可以是一準直光束。在本說明書中，「準直光」或「準直光束」一般係定義為光束的光線實質上於光束中彼此平行的光束(例如，導光104)。此外，根據本說明書中的定義，發散的光線或從準直光束散射出來的光線並不被視為準直光束的一部分。在某些實施例中，可選擇模式的背光板100可以包括一準直器，例如，透鏡、反射器或鏡子，或者用於將引入導光體的光準直的繞射格柵，但準直器的種類並不受限於此。在某些實施例中，光的來源(例如，光源)可以包括一準直器。在本發明的各個實施例中，如上文的定義所述，導光104可以根據一準直因子s被準直，或者可以具有一準直因子s。
根據本發明的各個實施例，可選擇模式的背光板100係進一步包括一第一定向散射特徵120。第一定向散射特徵120係被配置為從導光體110中具有第一傳導方向的導光104提供第一射出光102’。更具體來說，相較於具有其他傳導方向的導光，第一定向散射特徵120係優先地或選擇性地將具有第一傳導方向的導光104散射。舉例來說，作為本發明的範例而非限制，第一傳導方向可以式如圖3A~圖3C中所示的x方向(即，與x軸對齊或沿著x軸)。在圖3A與圖3B中的左側的粗箭頭103’可以代表導光104的第一傳導方向，例如，在第一操作模式(模式一)期間或於第一操作模式中。因此，如圖3A~圖3C所示，第一定向散射特徵120係被配置為選擇性地將導光體110中於x方向(如粗箭頭103’所示)上傳導的導光104散射出導光體104，並且不對其他方向(例如，y方向)的導光進行散射。
根據本發明的各個實施例，具有第一傳導方向的導光104可以存在於可選擇模式的背光板100的第一操作模式(模式一)期間。更具體來說，在某些實施例中，具有第一傳導方向的導光104只會於第一操作模式其間存在。據此，具有第一傳導方向的導光的存在係提供第一操作模式的選擇。舉例來說，將提供具有第一傳導方向的導光104的光源開啟便可以選擇第一操作模式。
在某些實施例中，第一射出光102’可以是擴散或至少大致擴散的光，並且是根據一擴散散射圖案由可選擇模式的背光板的第一定向散射特徵120所射出。在其他的實施例中，第一射出光102’可以是大致單向的光。圖3A採用了粗箭頭顯示第一射出光102’的擴散散射圖案或大致單向的光，例如，如圖中所示，藉此將其與第二操作模式的定向光束做出區隔。在進一步的其他實施例中(未顯示於圖中)，第一射出光102’可以包括定向光束。
根據本發明的各個實施例，第一定向散射特徵120可以包括用於提供定向散射各種任何的不同散射結構或散射器，該些散射結構或散射器包括繞射格柵、折射散射結構(例如，各種透鏡結構)、反射散射結構(例如，平面反射器)、電漿子或螢光散射結構(例如，各向異性電漿子或螢光共振器)以及上述結構的各種組合，但散射結構或散射器的種類並不受限於此。作為範例，繞射格柵的方位或旋度以及構成其他散射結構之各種元件的方位可以被用於提供定向散射。根據本發明的某些實施例，不論採用這種散射結構的第一定向散射特徵120提供的第一射出光為擴散、單向或包括定向光束的光，其係仰賴於第一定向散射特徵120的特定特性並且具有第一傳導方向的導光104的準直因子s或角分散。
舉例來說，第一定向散射特徵120可以包括位於導光體110的表面上的繞射格柵，繞射格柵係包括大致平行的凹槽或脊部。大致平行的凹槽或脊部的方位可以垂直或大致垂直於導光104的第一傳導方向。當導光104與第一定向散射特徵120的繞射格柵相遇時，導光104的一部分會被選擇性地散射出來成為第一射出光102’。選擇性的散射是大致垂直的方位所造成的結果，或者等同的，導光104相對於繞射格柵的方位呈大致垂直的入射角所造成的結果。
此外，由於繞射格柵(例如，第一定向散射特徵120的繞射格柵)可以做為角度保持散射結構，當具有第一傳導方向的導光104具有相對較大的準直因子s時(即，具有較寬的角分散)，可以提供具有對應的寬光束分散的第一射出光102’。因此，由第一定向散射特徵120提供的第一射出光102’可以是擴散或大致擴散的光。反過來說，相對小的準直因子可以被用來提供具有較為侷限的角分散或大致為單向的第一射出光102’。舉例來說，第一射出光102’可以包括往垂直於導光體表面的方向射出之大致平行的光束。在另一範例中，包括具有隨機或大致隨機的格柵柵距的繞射格柵之第一定向散射特徵120可以提供擴散或在寬的角度範圍中擴散的第一射出光102’，且所提供的第一射出光102’係以橫跨導光體110之距離為函數。作為範例，在具有或不具有包括較大的準直因子s的導光104的情況中都可以採用隨機的格柵柵距。
在其他範例中，具有對齊以提供選擇性地將具有第一傳導方向的導光散射之定向散射的平面的折射或反射散射結構可以被用做為第一定向散射特徵120。與上述的繞射格柵的範例相同，作為範例，具有第一傳導方向的導光104之相對較大的準直因子s可以被用來產生擴散的第一射出光102’，而相對較小的準直因子s可以產生大致單向或具有預定方向的第一射出光102’。舉例來說，可以利用具有隨機斜率之平面的折射或反射結構作為第一定向散射特徵120來提供擴散的第一射出光。
如圖3A~圖3C所示，可選擇模式的背光板100進一步包括一第二定向散射特徵130。第二定向散射特徵130係被配置為從導光體110中具有第二傳導方向的導光104提供第二射出光102”。更具體來說，將具有第二傳導方向的導光104的一部分散射或耦合離開導光體110，可以提供第二射出光102”。作為本發明的範例而非限制，如圖3A~圖3C所示，第二傳導方向可以在y方向上(即，沿著y軸或與y軸對齊)。朝向圖3A的平面中指向的箭頭103”以及圖3B中的粗箭頭103”，兩者都位於各個圖式的右側，顯示了導光104的第二傳導方向。因此，如圖3A~圖3C所示，第二定向散射特徵130可以被配置為將在如粗箭頭103”所示的y方向上傳導的導光104選擇性地散射出來，並且不對其他方向(例如，如粗箭頭103’所示的x方向)的光進行散射。此外，第二定向散射特徵130係被配置為對具有第一傳導方向的導光104不進行散射或至少大致不對其進行散射。因此，如圖3A的右半側所示，第二定向散射特徵130在第一操作模式期間不會產生散射光(即，第二射出光102”)。
如上文所述，第二射出光102”係包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束。據此並且根據定義，第二定向散射特徵130係被配置為提供該些具有不同主要角度方向的定向光束。在圖3A的右側中(模式二)，第二射出光102”的該些定向光束係被繪製為指向不同方向的分開開的箭頭，藉此明確表示定向光束的不同主要角度方向。
根據本發明的各個實施例，第二定向散射特徵130可以包括提供定向散射並且被配置為提供包括該些定向光束的第二射出光之任何種類的不同散射結構。更具體來說，第二定向散射特徵130的散射結構可以包括繞射格柵、折射散射結構(例如，各種透鏡結構)、反射散射結構(例如，平面反射器)、電漿子或螢光散射結構(例如，各向異性電漿子或螢光共振器)，以及用於提供彼此具有不同主要角度方向的定向光束之各種結構的組合，但散射結構的種類並不受限於此。
舉例來說，第二定向散射特徵130可以包括一多光束繞射格柵或複數個多光束繞射格柵，如美國專利US 9,128,226 B2中的定義所述。在另一範例中，第二定向散射特徵130可以包括一多光束元件或複數個多光束元件。根據本發明的各個實施例，多光束元件可以包括繞射格柵、微反射元件以及微折射元件中的一個以上的元件，如下文中更詳細的說明所述。如同第一定向散射特徵120一樣，各個散射結構的方位或旋度可以被用來提供第二定向散射特徵130的定向散射。類似地，具有第二傳導方向的導光104的準直因子s可以被用來控制第二定向散射特徵130產生之定向光束的不同主要角度方向的角分散。
根據本發明的各個實施例，具有第二傳導方向的導光104可以存在於可選擇模式的背光板100的第二操作模式(模式二)期間。在某些實施例中，具有第二傳導方向的導光104可以僅存在於第二操作模式期間。因此，在某些實施例中(例如，模式二，如圖中所示)，第二定向散射特徵130可以僅在第二操作模式的期間從導光104提供第二射出光102”。在其他實施例中，具有第二傳導方向的導光104可以存在於第一操作模式以及第二操作模式中。在這些實施例中，在第一操作模式期間，第一定向散射特徵120與第二定向散射特徵130可以提供包括第一射出光102’與第二射出光102”之結合的射出光102，而在第二操作模式期間，只有第二定向散射特徵130可以提供射出光102、102”。與第一操作模式相同，可以透過對具有第一傳導方向與第二傳導方向的導光的其中一者或兩者的存在與否進行控制，藉此提供第二操作模式的模式選擇。
此外，作為本發明的範例而非限制，圖3A顯示了位於導光體110的第一表面110’上的第一定向散射特徵120以及位於導光體110的第二表面110”上的第二定向散射特徵130。如圖中所示，第二定向散射特徵130係被配置為將具有第二傳導方向的導光104的一部分散射出來，且該部分係通過第一表面110’被散射出來以提供所述的第二射出光102”。在此，導光體110的第一表面110’可以被稱作「射出」表面。此外，根據本發明的各個實施例，對於由第二定向散射特徵130散射出來成為第二射出光102”的定向光束而言，第一定向散射特徵120可以被配置為透明或者至少大致透明的結構。在其他實施例中(未顯示於圖中)，第一定向散射特徵120可以位在導光體110的第二表面110”上，而第二定向散射特徵130可以位於第一表面110’上。
圖4A為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的剖視圖。圖4B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了圖4A中的可選擇模式的背光板100的範例的剖視圖。更具體來說，圖4A顯示了第一操作模式(模式一)中的可選擇模式的背光板100，而圖4B顯示了第二操作模式(模式二)中的可選擇模式的背光板100。此外，圖4A顯示了x-z平面中的剖視圖，而圖4B顯示了y-z平面中的剖視圖。
圖4A與圖4B顯示了包括用於引導光(即，導光104)之導光體110、第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130的可選擇模式的背光板100。然而，如圖4A~圖4B所示，第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130係位在導光體110的一共同表面上，與先前於圖3A中所示的兩者位在相對的表面上的配置不同。更具體來說，圖4A~圖4B顯示了第一定向散射特徵120與第二定向散射特徵130皆位在導光體110的第二表面110”上的配置。舉例來說，第一定向散射特徵120可以佔據(例如，環繞)第二表面110”上的部分第二定向散射特徵之間的空間。在其他實施例中(未顯示於圖中)，第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130可以一起位於導光體110的第一表面110’上。
如圖4A所示，第一定向散射特徵係選擇性地將具有第一傳導方向的導光104散射出來。導光104係被從導光體110散射出來成為第一射出光102’。在圖4A中，第一傳導方向是由與x軸平行的粗箭頭103’所表示，且第一定向散射特徵120可以從導光104提供第一射出光102’並使其成為具有相對較寬的角度範圍(例如，大於六十度)的擴散光。此外，作為範例，圖4A可以代表第一操作模式。
參照圖4B，如圖中所示，第二定向散射特徵130係選擇性地對具有第二傳導方向的導光104進行散射，藉此從導光104提供第二射出光102”。更具體來說，在圖4B中，第二傳導方向是由與y軸平行的粗箭頭103”所表示。此外，如個別的箭頭所示，第二射出光102”係包括具有彼此不同的主要角度方向的該些定向光束。值得一提的是，圖4B中的第一定向散射特徵120不會對任何具有第二傳導方向的導光104進行散射。如圖中所示，只有第二定向散射特徵130可以將任何的導光104散射或是耦合出來。作為範例，圖4B可以代表第一操作模式。
如上文所述，具有第一傳導方向以及第二傳導方向的導光104可以存在於第一操作模式期間。據此，在某些實施例中，第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵兩者可以在第一操作模式期間從導光104散射出一部分的光。舉例來說，當第一定向散射特徵120與第二定向散射特徵130位在導光體110的相同表面上時(例如，如圖4A~圖4B所示)，第二定向散射特徵可以被用來提供第二射出光102”，藉此有效地「填滿」包含第一射出光102’之射出光102的區域之間。作為範例，藉由此種填滿的方式提供射出光102可以在第一操作模式期間從可選擇模式的背光板100提供更為均勻的射出光102。然而，在第二操作模式中，根據這些實施例，可以單獨或僅僅採用第二定向散射特徵130來提供第二射出光102”的該些定向光束。
根據本發明的某些實施例，可選擇模式的背光板100可以進一步包括用於在導光體110中提供具有不同傳導方向的導光104的複數個光源。如圖3A~圖3C所示，可選擇模式的背光板100可以進一步包括一第一光源140以及一第二光源150。第一光源140可以被配置為在導光體110中提供具有第一傳導方向的導光104。相似地，第二光源150可以被配置為在導光體110中提供具有第二傳導方向的導光104。
在圖3A~圖3C中，第一光源140係位於導光體110的第一側上，而第二光源150是位於導光體110與第一側正交的第二側上。如圖中所示，第一光源140係提供的導光104具有一傳導方向(例如，第一傳導方向)，且第一光源140提供的導光104的傳導方向是正交於第二光源150所提供的導光104的傳導方向(例如，第二傳導方向)。圖4A也顯示了第一光源140，而圖4B顯示了可選擇模式的背光板100的第二光源150。
在各個實施例中，第一光源140與第二光源150可以包括大致任何種類的光源(例如，光發射器)，包括LED或雷射中的一種以上的光源，但光源的種類並不受限於此。舉例來說，第一光源140與第二光源150可以分別包括沿著導光體110的對應側的長度分布的複數個LED或LED陣列。在某些實施例中，第一光源140與第二光源150的其中一者或兩者可以包括一光發射器，該光發射器可以用於產生由特定顏色所表示之具有窄頻光譜的大致為單色的光。更具體來說，單色光的顏色可以是特定色彩空間或色彩模型的主要顏色(例如，紅-綠-藍(RGB)色彩模型)。在其他範例中，第一光源140與第二光源150的其中一者或兩者可以包括實質上為寬頻的光源，用於提供大致寬頻或多色的光。舉例來說，寬頻或多色的光可以是白光，且第一光源140與第二光源150可以是白色光源。在某些實施例中，第一光源140與第二光源150的其中之一或兩者可以包括複數個不同的光發射器，用於提供不同顏色的光或者結合起來提供白光。
在某些實施例中，第一光源140與第二光源150的其中一者或兩者可以進一步包括一準直器(未顯示於圖中)。準直器可以用於從第一光源140與第二光源150的各者的一個以上的光發射器接收大致非準直的光，並且可以將大致非準直的光轉換為準直光。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下述特性的其中之一或同時具有兩種特性的準直光，該些特性包括具有非零值的傳導角度以及根據預定準直因子s被準直。此外，當採用不同顏色的光發射器時，準直器可以提供具有下述特性的其中之一或同時具有兩種特性的準直光，該些特性包括具有不同、顏色特定的非零值傳導角度，以及具有不同、顏色特定的準直因子。準直器系進一步被配置為將準直光傳輸至導光體110以使其作為導光104傳導，如上文所述。
在本發明的各個範例中，準直器可以包括用於準直光的任何種類的光學元件，包括透鏡、反射器以及繞射格柵，但光學元件的種類並不受限於此。也可以使用包括各種準直結構之結合的準直器，例如，包括傾斜部分的導光體與準直透鏡或反射器之結合的準直器。
在某些實施例中，第一光源140以及第二光源150的其中之一或兩者係被配置為在導光體中將偏振光提供為導光。舉例來說，第一光源140與第二光源150可以包括偏振光發射器。在另一範例中，第一光源140與第二光源150可以包括位在光源140、150的輸入部的偏振器，或位於光源140、150以及導光體110之間的偏振器。根據本發明的各個實施例，包括下述其中之一或同時包括下述兩者特徵，該些特徵包括第一定向散射特徵120係被配置為提供偏振的第一射出光102’，而第二定向散射特徵130係被配置為提供偏振的第二射出光102”。接著，根據這些實施例，第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130分別被配置為從第一光源140以及第二光源150提供的偏振光來提供偏振的第一射出光102’以及偏振的第二射出光102”。舉例來說，第一定向散射特徵120、第二定向散射特徵130的其中一者或兩者可以是極化保持散射特徵。
在某些實施例中，可選擇模式的背光板100係進一步包括一反射層160。反射層160係位在與導光體110的第二表面110”相鄰的位置，且第二表面110”係相對於導光體110的第一表面110’，如圖3A所示。反射層160係被配置為將光往朝向導光體110的第一表面110’的方向反射。舉例來說，反射層160可以對第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130的其中一者或兩者的次級散射產生的光進行反射。在本說明書中，次級散射的定義為被往遠離導光體110的第一表面110’的次級方向上的散射。在某些實施例中，利用反射層160進行次級散射的反射，可以透過增進射出光102的亮度而增進射出效率。
反射層160可以包括任何種類的反射材料與反射層。舉例來說，反射層160可以包括一反射金屬。反射金屬包括銀、鋁、鉻、鎳、銅、金以及各種該些金屬的合金與結合。在另一範例中，反射層160可以包括高反射率反射器(Enhance Specular Reflector, ESR)，例如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，但其並不受限於此。在某些實施例中(例如，如圖3A所示)，反射層160可以由一間隙與導光體110的第二表面110”分離，藉此防止其干擾導光體110中導光104的完全內部反射。舉例來說，間隙可以由空氣或是另一具有低折射係數的光學材料(例如，光學黏著劑)所填滿。
如上文所述，在某些實施例中，第二定向散射特徵130可以包括一多光束元件132。更具體來說，第二定向散射特徵130可以包括複數個多光束元件132。該些多光束元件的每一個多光束元件132係被配置為提供具有不同主要角度方向的該些定向光束。在某些實施例中，該些多光束元件的多光束元件132的尺寸係可比較於採用可選擇模式的背光板100之顯示器的一光閥的尺寸。更具體來說，多光束元件132的尺寸可以介於光閥的尺寸的百分之五十至百分之兩百之間。作為本發明的範例而非限制，圖3A中顯示了可以用於調變可選擇模式的背光板100之射出光102的光閥106的陣列。
作為範例，採用可選擇模式的背光板100的顯示器可以是可選擇模式的多視角顯示器。光閥106的陣列可以是可選擇模式的多視角顯示器的一部分。可選擇模式的多視角顯示器可以在可選擇模式的背光板100的第一操作模式中提供一維或二維的影像，並且在第二操作模式中提供一多視角影像。此外，在某些實施例中，該些定向光束的定向光束的主要角度方向係對應於多視角影像的不同視像的觀看方向。
在本說明書中，「尺寸」可以被以各種方式定義，包括長度、寬度或面積，但其並不受限於此。舉例來說，光閥106的尺寸可以是其長度，而多光束元件132的可比較尺寸也可以是長度，即，多光束元件132的長度。在另一範例中，尺寸指的可以是面積，如多光束元件132的面積可以比較於光閥的面積。在進一步的另一範例中，多光束元件132的尺寸可以比較於相鄰光閥之間的間隔(例如，中心至中心距離或光閥間的間隔)。根據本發明的某些實施例，可以以減少可選擇模式的多視角顯示器提供的多視角影像之間的暗區域為目的，或者在某些實施例中將暗區域最小化為目的，來選擇多光束元件132以及光閥106的可比較尺寸，並且在此同時減少多視角顯示器的視像之間的重疊，或在某些實施例中將視像間的重疊最小化。
在某些實施例中(例如，如圖3A~圖3C所示)，可選擇模式的背光板100可以包括沿著導光體的長度間隔開來的複數個多光束元件132。更具體來說，該些多光束元件132彼此係以一有限間隔分離開來，並且沿著導光體的長度代表個別且獨特的元件。換言之，根據本說明書中的定義，該些多光束元件132彼此係根據一有限(即，非零值)的元件間距離(例如，有限的中心至中心距離)彼此間隔開來。此外，根據本發明的某些實施例，該些多光束元件132一般不會彼此相交、重疊或接觸。換言之，該些多光束元件的每一個多光束元件132通常是獨特且與其他的多光束元件132分離的元件。
根據本發明的某些實施例，第二定向散射特徵130的該些多光束元件132或第二定向散射特徵130中的該些多光束元件132可以被以一維陣列或二維陣列設置。舉例來說，該些多光束元件132可以被設置為線性一維陣列。在另一範例中，該些多光束元件132可以被設置為四方形二維陣列或者圓形二維陣列。此外，在某些範例中，陣列(即，一維或二維陣列)可以是規則或均勻的陣列。更具體來說，多光束元件132之間的元件間距離(例如，中心至中心距離或間隔)可以大致為均勻或橫跨整個陣列為一致的距離。在其他範例中，多光束元件132之間的元件間距離可以根據下述條件的其中之一或同時根據下述條件變化，該些條件包括橫跨整個陣列改變以及沿著導光體的長度改變。
根據本發明的各個實施例，多光束元件132可以包括任意數量之用於將部分的導光104從導光體110中散射或耦合出來的不同種類的散射結構或「散射器」。此外，這些不同種類的散射結構係提供或者被配置為提供定向散射(例如，利用方位)，藉以選擇性地將具有第二船導方向的導光104散射出來。舉例來說，不同散射結構可以包括繞射格柵、微反射元件、微折射元件或各種上述元件的結合，但散射結構的種類並不受限於此。該些散射結構的每一者可以用於提供定向散射。
更具體來說，在某些實施例中，多光束元件132可以包括一繞射格柵，其係被配置為將具有第二傳導方向的導光104的一部分繞射地散射離開導光體110成為第二射出光102”的該些定向光束。多光束元件132的繞射格柵可以包括複數個繞射格柵或「子格柵」。在其他實施例中，該些多光束元件的多光束元件132可以包括一微反射元件，用於將具有第二傳導方向的導光104的一部份反射地散射離開導光體110成為第二射出光102”的該些定向光束。此外，在進一步的其他實施例中，該些多光束元件的多光束元件132可以包括一微折射元件，被配置為將具有第二傳導方向的導光104的一部份折射地散射離開導光體110成為第二射出光102”的該些定向光束。
圖5為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的一部分的剖視圖。如圖5所示，可選擇模式的背光板100的一部分係包括導光體的一部分、位於導光體110的第一表面110’上之一部分的第一定向散射特徵120，以及位於第二表面110”上的第二定向散射特徵130的一部分。此外，第二定向散射特徵130係包括利用繞射格柵實施的多光束元件132，如圖5所示。
多光束元件132的繞射格柵係被配置為將具有第二傳導方向的導光104的一部分繞射地耦合出來成為第二射出光102”的該些定向光束。根據本發名的各個實施例，繞射格柵中的繞射結構特徵的格柵柵距或間隔可以是子波長(即，小於導光104的波長)。此外，多光束元件132或等同的繞射格柵係具有一尺寸s ，如圖5所示，繞射結構特徵的方位係提供具有第二傳導方向的導光104的選擇性散射(即，相對於具有第一傳導方向的導光104)。圖5也顯示了與多光束元件132相鄰但與其間隔開來的反射層160的一部分。圖5中的粗箭頭103”係表示第二傳導方向。
在某些實施例中，多光束元件132的繞射格柵可以是均勻繞射格柵，其具有在整個繞射格柵中大致一致或不改變的繞射結構特徵間隔。在其他的實施例中，繞射格柵是啁啾式繞射格柵。根據定義，「啁啾式」繞射格柵是展現或具有橫跨啁啾式繞射格柵的長度或範圍改變之繞射結構特徵的繞射間隔(即，格柵柵距)之繞射格柵。在某些實施例中，啁啾式繞射格柵可以具有或展現隨著距離線性變化的繞射結構特徵間隔的啁啾。因此，啁啾式繞射格柵是「線性啁啾」繞射格柵。在其他實施例中，啁啾式繞射格柵可以展現繞射結構特徵間隔的非線性啁啾。各種非線性的啁啾可以包括指數啁啾、對數啁啾，或者隨之改變的啁啾、大致不平均或者隨機但以單調的方式分布之啁啾，但啁啾的種類並不受限於此。可採用的非單調式的啁啾包括正弦啁啾、三角啁啾或鋸齒啁啾，但其並不受限於此。本發明中亦可以採用任何非線性啁啾的組合。
在某些實施例中，多光束元件132或等同的多光束元件132的繞射格柵可以包括複數個繞射格柵。該些繞射格柵可以被稱作繞射格柵的複數個「子格柵」。多光束元建132的該些繞射格柵(或子格柵)可以被以數種不同的配置設置，藉此選擇性地將導光104的一部分散射或繞射地偶和出來成為該些定向光束。更具體來說，多光束元件132的該些繞射格柵122可以包括第一繞射格柵以及第二繞射格柵(或者等同的第一子格柵以及第二子格柵)。第一繞射格柵可以被配置為提供該些定向光束的第一光束，而第二繞射格柵可以被配置為提供該些定向光束的第二光束。根據本發明的各個實施例，第一光束以及第二光束具有彼此不同的主要角度方向。此外，根據本發明的某些實施例，該些繞射格柵可以包括第三繞射格柵、第四繞射格柵，並且可以依此類推，每一個繞射格柵係用於提供其他的定向光束。
在某些實施例中，該些繞射格柵中的一個以上的繞射格柵可以提供一條以上的定向光束。此外，繞射格柵提供的不同定向光束彼此可以具有沿著水平軸線(例如，x方向或q 角度分量)以及垂直軸線(例如，y方向或f 角度分量)不同的主要角度方向。對繞射格柵提供的各個定向光束的不同主要角度方向的控制，可以促進具有僅有水平視差、完整二維視差兩種視差的其中一種或同時具有兩種的多視角顯示器，以及具有僅有水平視差與完整視差之間的各種變化的多視角顯示器。
圖6A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板100的範例的一部分的剖視圖，其中，背光板係包括多光束元件132的複數個繞射格柵。圖6B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了圖6A中所示的該些繞射格柵的範例的平面圖。舉例來說，圖6A中的剖視圖可以代表從圖6B中所顯示的繞射格柵的最底牌的左側至右側進行剖面取得的剖視圖。如圖6A與圖6B所示，不同的繞射格柵與該些繞射格柵中的其他繞射格柵具有不同的繞射格柵柵距，或者具有不同的繞射結構特徵間隔。此外，某些繞射格柵具有不同的格柵方位(即，不同旋度)，如圖中所示。圖6A與圖6B中顯示了包括該些繞射格柵之具有尺寸s的多光束元件132，而圖6B中是以虛線顯示多光束元件132的邊界。在圖6A~圖6B中，所顯示的多光束元件132可以代表可選擇模式的背光板100的第二定向散射特徵的一部分。作為本發明的範例而非限制，圖6A進一步顯示了導光體110的一部分以及第一定向散射特徵120。
根據本發明的某些實施例，可選擇模式的背光板100的不同多光束元件132之間的該些繞射格柵中的繞射格柵(或子格柵)的差異密度，可以被用於控制由各個不同的多光束元件132繞射地散射或耦合出來的該些定向光束的相對強度。換言之，多光束元件132可以在其中具有不同密度的繞射格柵(或子格柵)，且該些不同的密度(即，繞射格柵的差異密度)可以被用於控制該些定向光束的相對強度。舉例來說，在該些繞射格柵中具有較少的繞射格柵(或子格柵)的多光束元件132可以產生比具有較多繞射格柵(或子格柵)的另一多光束元件132具有更低強度(或光束密度)的複數條定向光束。舉例來說，可以利用多光束元件132中缺少或不具有繞射格柵(或子格柵)的位置來提供繞射格柵(或子格柵)的差異密度。
圖7A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多光束元件132a的範例的平面圖。圖7B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了另一多光束元件132的範例的平面圖。結合在一起，圖7A與圖7B中顯示的多光束元件132a、132b代表一對多光束元件132。在該對多光束元件的各個多光束元件132a、132b中，圖中顯示了不同的複數個繞射格柵(或子格柵)。更具體來說，圖7A中的該對多光束元件中的第一多光束元件132a具有比該對多光束元件中的第二多光束元件132b中存在的更高密度的繞射格柵(或子格柵)。舉例來說，如圖中所示，第二多光束元件132b比第一多光束元件132a具有較少的繞射格柵(或子格柵)，並且有較多不具有繞射格柵的位置。作為本發明的範例而非限制，圖7A~圖7B也顯示了在多光束元件132a、132b中具有彎曲繞射結構特徵的繞射格柵。
圖8為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了包括多光束元件132的可選擇模式的背光板100的範例的一部分的剖視圖。更具體來說，圖8顯示了包括一微反射元件的多光束元件132的實施例。多光束元件132中使用的微反射元件或者用來作於多光束元件132的為反射元件可以包括採用反射材料或由反射材料(例如，反射金屬)構成的層的反射器，或者基於完全內部反射的反射器，但微反射元件並不受限於此。根據本發明的某些實施例，包括微反射元件的多光束元件132可以位於導光體110的表面(例如，如圖中所示，第二表面110”)或者與導光體110的表面相鄰的位置。在其他實施例中(未顯示於圖中)，微反射元件可以為在導光體110中並且介於第一表面110’以及第二表面110”之間。
舉例來說，圖8顯示的包括具有反射平面(例如，透鏡型微反射元件)的微反射元件的多光束元件132係位在與導光體110的第二表面110”相鄰的位置。圖中所示的稜鏡型微反射元件的平面係被配置為選擇性地將具有第二傳導方向的導光104的一部分反射(即，反射地耦合)離開導光體110。作為範例，平面可以是傾斜(即，具有傾斜角度)並且相對於導光104的第二傳導方向對齊(即，旋轉地設置)的平面，藉此選擇性地將部分的導光反射出導光體110。根據本發明的各個實施例，可以利用導光體110中的反射材料來形成所述的平面，或者所述平面可以是第二表面110”的稜鏡腔室的表面。當採用稜鏡型的腔室時，可以透過腔室表面的折射係數改變提供反射，或者在某些實施例中，可以將反射材料塗佈於形成平面的腔室表面以提供反射。圖8也顯示了第二射出光102”的定向光束以及表示導光104的第二傳導方向的粗箭頭103”。
圖9為根據與本發明所描述的原理一致的再一實施例，顯示了包括多光束元件132的可選擇模式的背光板100的範例的一部分的剖視圖。更具體來說，圖9顯示了包括微折射元件的多光束元件132。根據本發明的各個實施例，微折射元件係被配置為將具有第二傳導方向的導光104的一部分折射地散射或耦合離開導光體110。換言之，微折射元件係採用折射的方式(例如，相對於繞射或反射的方式)將部分的導光耦合離開導光體110成為第二射出光102”的定向光束，如圖9所示。微折射元件可以具有各種形狀，包括半球形、具有與導光104的第二傳導方向對齊的旋轉方位的四邊形或稜鏡形(即，具有斜坡的形狀)，但其形狀並不受限於此。根據本發明的各個實施例，微折射元件可以從導光體110的表面(例如，第一表面110’)延伸出來或突出，如圖中所示，或者可以是表面中的腔室(未顯示於圖中)。此外，在某些實施例中，微折射元件可以包括導光體110的材料。在其他的實施例中，微折射元件可以包括與導光體的表面相鄰的另一材料，並且在某些範例中，所述的另一材料可以與導光體表面接觸。
在某些實施例中，可選擇模式的背光板100係被配置為對於在通過導光體110並且與導光104的傳導方向正交的方向上的光為大致透明的結構。更具體來說，在某些實施例中，導光體110、第一定向散射特徵120以及第三定向散射特徵130的該些彼此間隔開來的多光束元件132可以被配置為允許光通過導光體110(即，通過第一表面110’以及第二表面110”)。舉例來說，由於繞射格柵對於在與導光體的表面110’、110”正交方向上傳導的光為大致透明的結構，可以利用在第一定向散射特徵120以及第二定向散射特徵130中的繞射格柵至少局部實現透明性。
根據本說明書所描述的原理的某些實施例，本發明係提供一種可選擇模式的顯示器。可選擇模式的顯示器係被配置為將調變光射出成為可選擇模式的像素。在第一操作模式中，射出的調變光可以是擴散或單向的光，藉此顯示二維影像。在第二操作模式中，射出的調變光可以包括彼此具有不同方向的複數條射出調變定向光束。在某些實施例中，射出調變定向光束可以優先地被朝向不同視像的複數個不同觀看方向定向，藉此顯示一多視角影像。更具體來說，根據本發明的各個範例，經過調變並且具有不同定向的定向光束中的不同者可以對應於與所述多視角影像相關聯的不同視像的個別像素(即，視像像素)。作為範例，該些不同視像可以提供由可選擇模式的顯示器在第二操作模式中顯示的多視角影像中的「裸眼」(例如，自動立體全像)資訊展示。在本說明書中，可選擇模式的顯示器可以被稱為可選擇模式的多視角顯示器。
圖10為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的顯示器200的範例的方塊圖。根據本發明的各個實施例，可選擇模式的顯示器200係被配置為在第一操作模式(模式一)中顯示二維影像，並且在第二操作模式(模式二)中根據不同觀看方向上的不同視像顯示多視角影像。更具體來說，在第一操作模式中，由可選擇模式的顯示器200射出成為第一調變射出光202’的調變光202可以是擴散或單向的光。第一調變射出光202’可以代表或是被用來顯示二維影像。在第二操作模式中，由可選擇模式的顯示器200射出成為第二調變射出光202”的調變光202係包括調變定向光束。第二調變射出光202”的調變定向光束可以代表或是被用來顯示多視角影像。更具體來說，調變定向光束可以對應於多視角影像的不同視像的視像像素。調變射出光202”的光束在圖10中是由具有不同方向的箭頭所顯示。
圖10中顯示的可選擇模式的顯示器200係包括一導光體210。導光體210係用於將光引導為導光。在某些實施例中，導光體210可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板100所描述的導光體110。舉例來說，導光體210可以是平板導光體。
可選擇模式的顯示器200係進一步包括複數個光源220。該些光源220係用於在導光體中提供具有不同傳導方向的導光。更具體來說，在可選擇模式的顯示器200的不同操作模式中或於其不同操作模式的期間在不同的傳導方向上提供導光。在某些實施例中，該些光源220可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板110所述的第一光源140以及第二光源150。
更具體來說，該些光源220的第一光源可以大致相似於第一光源140，而該些光源220的第二光源可以大致相似於第二光源150。在某些實施例中，該些光源的第一光源220可以位於導光體210的第一側上，而該些光源的第二光源220可以位在導光體210與第一側正交的第二側上。此外，第一光源220提供的導光的傳導方向，可以被配置為與第二光源220所提供之導光的傳導方向正交或至少大致正交。在某些實施例中，該些光源中的光源220係被配置為將導光在導光體210中提供為偏振導光。舉例來說，該些光源210可以包括偏振光發射器，或者可以包括用於將光源220的光發射器射出的光偏振的偏振器。
如圖10中所示，可選擇模式的顯示器200係進一步包括複數個定向散射特徵230，用於將導光散射出導光體成為射出光204。根據本發明的各個實施例，該些定向散射特徵的每一個定向散射特徵230係被配置為選擇性地將具有不同傳導方向的導光中的不同者散射出來。在某些實施例中，該些定向散射特徵的一第一定向散射特徵230可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板所描述的第一定向散射特徵120。在某些實施例中，該些定向散射特徵的第二定向散射特徵230可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板100的第二定向散射特徵130。更具體來說，在選定的操作模式中的射出光204包括了彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束。舉例來說，該些定向散射特徵的第二定向散射特徵可以用於提供該些定向光束，例如，相似於第二定向散射特徵130所提供的定向光束。
圖10中顯示的可選擇模式的顯示器係進一步包括光閥240的陣列。光閥240的陣列係用於將射出光調變為顯示影像。更具體來說，光閥240的陣列係從該些定向散射特徵230接收射出光204並且產生調變光202。此外，在第一操作模式(模式一)中，光閥240的陣列係提供第一調變射出光202’，而在第二操作模式(模式二)中，光閥240的陣列係提供的二調變射出光202”，如圖中所示。在各個實施例中，可以採用不同種類的光閥作為光閥陣列中的光閥240，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光閥，但光閥的種類並不受限於此。在某些實施例中，光閥240可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板100所描述的光閥106。
在某些實施例中，在選定的操作模式期間將導光散射的該些定向散射特徵的定向散射特徵230係包括複數個多光束元件。在某些實施例中，多光束元件可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板100所描述的第二定向散射特徵130的多光束元件132。舉例來說，該些多光束元件的一多光束元件可以被配置為提供具有不同主要角度方向的該些定向光束。此外，作為範例，多光束元件的尺寸係大於光閥陣列的一光閥240的尺寸的一半，並且小於光閥尺寸的兩倍。在各個實施例中，多光束元見可以包括光學性地耦接於導光體的繞射格柵、微反射元件以及微折射元件中的一個以上的元件。
在某些實施例中，該些定向散射特徵係係被配置為將偏振導光從導光體中散射出來成為具有極化的射出光204，且射出光204的極化系對應於光閥陣列的光閥的輸入極化。舉例來說，所述的輸入極化可以是被用做為光閥陣列的光閥240的液晶單元的輸入極化。在某些實施例中，偏振導光可以由該些光源中的偏振光源220所提供，而該些定向散射特徵中的定向散射特徵可以是極化保持散射特徵。
在某些實施例中，在選定的操作模式期間的射出光204的該些定向光束的不同主要角度方向可以對應於多視角顯示器的視像的觀看方向，且所顯示的影像可以是多視角影像。此外，在選定的操作模式以外的另一操作模式中，射出光可以具有不同的圖案，且所顯示的影像可以對應於二維影像。因此，可選擇模式的顯示器200可以在顯示二維影像以及顯示多視角影像的模式之間選擇模式。在其他的實施例中，在選定的操作模式期間的射出光的該些定向光束的不同主要角度方向係被朝向可選擇模式的顯示器200的視框定向。在這些實施例中，可選擇模式的顯示器200可以被配置為可進行模式選擇，藉此在一隱私模式中提供只能於視框中看的到的顯示影像。
根據本說明書中所描述的原理的其他實施例，本發明係提供一種可選擇模式的背光板的操作方法。圖11為根據與本發明所描述的原理一致的實施例，顯示了可選擇模式的背光板的操作方法的範例的流程圖。如圖11所示，可選擇模式的背光板的操作方法300包括了步驟310，沿著導光體的長度引導光。此外，可以根據一預定準直因子將導光準直。再進一步來說，在某些實施例中，可以對導光偏振。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可選擇模式的背光板100所描述的導光體110。類似地，導光可以大致相似於上文所述的導光104。
如圖11所示，可選擇模式的背光板的操作方法300進一步包括步驟320，利用第一定向散射特徵在第一操作模式期間將導光散射離開導光體成為第一射出光。根據本發明的各個實施例，導光在第一操作模式期間具有第一傳導方向。此外，第一定向散射特徵在步驟320中係選擇性地將具有第一傳導方向的導光散射出來，例如，相對於另一傳導方向。在某些實施例中，第一定向散射特徵可以大致相似於上文中所述的可選擇模式的背光板100的第一定向散射特徵120。
在圖11中顯示的可選擇模式的背光板的操作方法300係進一步包括步驟330，利用第二定向散射特徵在第二操作模式期間將導光從導光體中散射出來成為第二射出光。在第二操作模式期間，導光具有第二傳導方向。根據本發明的各個實施例，第一傳導方向與第二傳導方向為不同的方向。此外，第二射出光是包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束。再者，第二定向散射特徵係被配置為在步驟330中選擇性地將具有第二傳導方向的導光散射出來，例如，像對於如第一傳導方向的另一傳導方向。在某些實施例中，導光的第二傳導方向可以與導光的第一傳導方向正交或至少大致正交。此外，在某些實施例中，第二定向散射特徵可以大致相似於上文中針對可選擇模式的背光板100所述的第二定向散射特徵130。
更具體來說，在某些實施例中，第二定向散射特徵可以包括複數個多光束元件。該些多光束元件的每一個多光束元件可以包括光學性地耦接於導光體的繞射格柵、微反射元件以及微折射元件中的一種以上的元件，藉此提供具有不同主要角度方向的該些定向光束。在某些實施例中，該些多光束元件可以包括一多光束元件，且該多光束元件係大致相似於上文中所述的第二定向散射特徵130的多光束元件132。
在某些實施例中(如圖中所示)，可選擇模式的背光板的操作方法300係進一步包括步驟340，利用複數個光源將光提供至導光體。在各個實施例中，該些光源可以包括一第一光源，用於在導光體中提供具有第一傳導方向的導光。第一光源可以被配置為在第一操作模式期間提供導光。該些光源可以進一步包括一第二光源，用於在導光體中提供具有第二傳導方向的導光。第二光源可以被配置為在第二操作模式期間提供導光。在某些實施例中，第一光源可以位在導光體的第一側上，而第二光源可以位在與第一側正交的導光體的第二側上。將第一光源與第二光源以彼此正交的側邊位置的方式設置，可以以第一傳導方向與第二傳導方向正交的方式提供導光。根據本發明的某些實施例，該些光源可以大致相似於可選擇模式的顯示器200的該些光源220，而第一光源與第二光源可以大致相似於上文中所述的可選擇模式的背光板100的第一光源140以及第二光源150。
如圖11所示，可選擇模式的背光板的操作方法300可以進一步包括步驟350，利用光閥陣列中的一光閥調變射出光。舉例來說，可以在步驟350中對射出光進行調變以顯示影像。更具體來說，在第一操作模式期間，光閥陣列可以在步驟350中於第一操作模式期間調變第一射出光，且光閥陣列可以在步驟350終於第二操作模式期間調變第二射出光。此外，在第二操作模式期間，第二射出光可以包括該些定向光束。在某些實施例中，該些定向光束的不同主要角度方向係對應於多視角顯示器或等同的多視角影像的視像的觀看方向。因此，在第二操作模式期間所顯示的影像可以是多視角影像。在其他的實施例中，第二射出光的該些定向光束的不同主要角度方向在第二操作模式期間係被往影像所顯示的視框中定向。在這些實施例中，所顯示的影像是在隱私模式中顯示，且所顯示的影像在隱私模式中僅能在視框中才看得到。
在這些實施例中，光閥陣列的光閥可以大致相似於上文中針對可選擇模式的顯示器200所顯示的光閥陣列的光閥240。根據某些實施例，多光束元件的尺寸可以比較於在調變射出光的步驟350中使用的光閥陣列中的光閥的尺寸。舉例來說，多光束元件可以大於視像像素尺寸的一半並且小於視像像素尺寸的兩倍。
因此，本發明中提供了一種可選擇模式的背光板、一種可選擇模式的顯示器以及可選擇模式的背光板的操作方法的實例與實施例，背光板係包括一第一定向散射特徵以及一第二定向散射特徵。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
30‧‧‧繞射格柵
40‧‧‧導光體
50‧‧‧光束/入射光束
60‧‧‧定向光束
100‧‧‧可選擇模式的背光板
102‧‧‧射出光
102’‧‧‧射出光/第一射出光/
102”‧‧‧射出光/第二射出光
103’‧‧‧粗箭頭
103”‧‧‧箭頭/粗箭頭
104‧‧‧導光
106‧‧‧光閥
110‧‧‧導光體
110’‧‧‧第一表面
110”‧‧‧第二表面
120‧‧‧第一定向散射特徵
122‧‧‧繞射格柵
130‧‧‧第二定向散射特徵
132‧‧‧多光束元件
132a‧‧‧多光束元件/第一多光束元件
132b‧‧‧多光束元件/第二多光束元件
140‧‧‧光源/第一光源
150‧‧‧光源/第二光源
160‧‧‧反射層
200‧‧‧可選擇模式的顯示器
202‧‧‧調變光
202’‧‧‧第一調變射出光
202”‧‧‧第二調變射出光
204‧‧‧射出光
210‧‧‧導光體
220‧‧‧光源
230‧‧‧定向散射特徵/第一定向散射特徵/第二定向散射特徵
240‧‧‧光閥
300‧‧‧可選擇模式的背光板
310‧‧‧步驟
320‧‧‧步驟
330‧‧‧步驟
340‧‧‧步驟
350‧‧‧步驟
s‧‧‧尺寸
O‧‧‧起點
q‧‧‧角度分量/仰角/角度
q m ‧‧‧繞射角度
q i ‧‧‧入射角度
f‧‧‧角度分量/方位角
s‧‧‧角分散/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2為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了繞射格柵的範例的剖視圖； 圖3A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的剖視圖； 圖3B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的平面圖； 圖3C為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的立體圖； 圖4A為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的剖視圖； 圖4B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了圖4A中的可選擇模式的背光板的範例的剖視圖； 圖5為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的一部分的剖視圖； 圖6A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的背光板的範例的一部分的剖視圖，其中，背光板係包括多光束元件的複數個繞射格柵； 圖6B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了圖6A中所示的該些繞射格柵的範例的平面圖； 圖7A為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了多光束元件的範例的平面圖； 圖7B為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了另一多光束元件的範例的平面圖； 圖8為根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例，顯示了包括多光束元件的可選擇模式的背光板的範例的一部分的剖視圖； 圖9為根據與本發明所描述的原理一致的再一實施例，顯示了包括多光束元件的可選擇模式的背光板的範例的一部分的剖視圖； 圖10為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示了可選擇模式的顯示器的範例的方塊圖；以及 圖11為根據與本發明所描述的原理一致的實施例，顯示了可選擇模式的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 (24)

  1. 一種可選擇模式的背光板，包括： 一導光體，用於將光引導為導光； 一第一定向散射特徵，被配置為在一第一操作模式中於該導光體中從該導光提供具有一第一傳導方向的第一射出光；以及 一第二定向散射特徵，被配置為在一第二操作模式中於該導光體中從該導光提供具有一第二傳導方向的第二射出光，該第二射出光包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束； 其中，該第一傳導方向與該第二傳導方向不相同。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的可選擇模式的背光板，其中，該第二定向散射特徵係包括複數個多光束元件，該等多光束元件的每一個多光束元件係被配置為提供具有不同主要角度方向的該等定向光束。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的可選擇模式的背光板，其中，該等多光束元件的該多光束元件的尺寸係介於採用該可選擇模式的背光板的一多視角顯示器的一光閥的尺寸的百分之五十至百分之兩百之間，該等定向光束的不同主要角度方向係對應於該多視角顯示器的不同視像的觀看方向。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述的可選擇模式的背光板，其中，該等多光束元件的該多光束元件係包括一個以上的下列元件： 一繞射格柵，被配置為將具有該第二傳導方向的該導光的一部分繞射地散射離開該導光體成為該等定向光束； 一微反射元件，被配置為將具有該第二傳導方向的該導光的一部分反射地散射離開該導光體成為該等定向光束；以及 一微折射元件，被配置為將具有該第二傳導方向的該導光的一部分折射地散射離開該導光體成為該等定向光束。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的可選擇模式的背光板，其中，該多光束元件的該繞射格柵係包括複數個繞射格柵。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的可選擇模式的背光板，其中，該第一定向散射特徵係位於該導光體的一第一表面，且該第二定向散射特徵係位於該導光體與該第一表面相對的一第二表面，該第二定向散射特徵係被配置為通過該第一表面將具有該第二傳導方向的該導光的一部分散射出來，藉以提供該第二射出光。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的可選擇模式的背光板，進一步包括與該第二表面相鄰的一反射層，該反射層係被配置為通過該導光體的該第二表面對該第二定向散射特徵射出的光進行反射。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的可選擇模式的背光板，其中，該第一散射特徵係被配置為根據一擴散散射圖案從具有該第一傳導方向的該導光提供該第一射出光。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的可選擇模式的背光板，進一步包括： 一第一光源，被配置為在該導光體中提供具有該第一傳導方向的該導光；以及 一第二光源，被配置為在該導光體中提供具有該第二傳導方向的該導光； 其中，該第一光源係位於該導光體的一第一側，且該第二光源係位於該導光體與該第一側正交的一第二側。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的可選擇模式的背光板，其中，該第一光源與該第二光源的其中之一或兩者係被配置為將偏振光提供為該導光體中的該導光，該第一定向散射特徵以及該第二定向散射特徵的其中一者或兩者被配置為分別從該第一光源與該第二光源提供的該偏振光提供偏振第一射出光以及偏振第二射出光。
  11. 一種可選擇模式的多視角顯示器，包括根據申請專利範圍第1項所述的可選擇模式的背光板，該可選擇模式的多視角顯示器係進一步包括用於調變由該可選擇模式的背光板射出的光的一光閥陣列，其中，該光閥陣列在該第一模式中係用於調變該第一射出光，該光閥陣列在該第二操作模式中係用於調變包括該等定向光束的定向光束的該第二射出光，在該第二操作模式中該光閥陣列中的一光閥組係對應於該多視角顯示器的一多視角像素。
  12. 一種可選擇模式的顯示器，包括： 一導光體，用於引導光； 複數個光源，被配置為在不同的操作模式中於該導光體中提供具有不同的傳導方向的導光； 複數個定向散射特徵，被配置為將該導光散射離開該導光體成為射出光，該等定向散射特徵中的每一個定向散射特徵係被配置為選擇性地將具有該等傳導方向中的不同者的導光散射出來；以及 一光閥陣列，用於將該射出光調變為一顯示影像； 其中，在該等操作模式的一選定模式中該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。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的可選擇模式的顯示器，其中，用於在該等操作模式中的該選定模式中將該導光散射出來的該等定向散射特徵中的一定向散射特徵係包括複數個多光束元件，該等多光束元件中的一多光束元件係被配置為提供具有不同主要角度方向的該等定向光束，且該多光束元件的尺寸係大於該光閥陣列的一光閥的尺寸的二分之一並小於該光閥的尺寸的兩倍。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的可選擇模式的顯示器，其中，該多光束元件係包括光學性地耦接於該導光體的一繞射格柵、一微反射元件以及一微折射元件中的一個以上的元件。
  15. 根據申請專利範圍第12項所述的可選擇模式的顯示器，其中，該等光源中的一第一光源係位於該導光體的一第一側，且該等光源中的一第二光源係位於該導光體與該第一側正交的一第二側，該第一光源係被配置為提供具有一傳導方向的導光，且該第一光源提供的導光的該傳導方向係正交於該第二光源所提供的導光的傳導方向。
  16. 根據申請專利範圍第12項所述的可選擇模式的顯示器，其中，該等光源中的光源係被配置為於該導光體中將導光提供為偏振導光，該等定向散射特徵係被配置為將該偏振導光散射離開該導光體成為具有極化的射出光，且射出光的極化係對應於該光閥陣列的光閥的輸入極化。
  17. 根據申請專利範圍第12項所述的可選擇模式的顯示器，其中，在該等操作模式的該選定模式以外的另一操作模式中，該射出光具有一擴散圖案，且該顯示影像係對應於一二維影像。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的可選擇模式的顯示器，其中，在該等操作模式的該選定模式中的該射出光的該等定向光束的不同主要角度方向係對應於一多視角顯示器的視像的觀看方向，該顯示影像係一多視角影像，且該可選擇模式的顯示器可以在顯示該二維影像與顯示該多視角影像的模式中選擇模式。
  19. 根據申請專利範圍第12項所述的可選擇模式的顯示器，其中，在該等操作模式的該選定模式中的該射出光的該等定向光束的不同主要角度方向係被朝向該可選擇模式的顯示器的一視框定向，該可選擇模式的顯示器的可選擇模式係提供該顯示影像的一隱私模式，在該隱私模式中僅能在該視框中看到該顯示影像。
  20. 一種可選擇模式的背光板的操作方法，該方法包括以下步驟： 沿著一導光體將光引導為導光； 利用一第一定向散射特徵在一第一操作模式中將導光從該導光體中散射出來成為第一射出光，該導光在該第一操作模式中具有一第一傳導方向；以及 利用一第二定向散射特徵在一第二操作模式中將導光從該導光體中散射出來成為第二射出光，該導光在該第二操作模式中具有一第二傳導方向； 其中，該第二射出光包括彼此具有不同主要角度方向的複數條定向光束，且其中該第一傳導方向與該第二傳導方向不相同。
  21. 根據申請專利範圍第20項所述的可選擇模式的背光板的操作方法，其中，該第二定向散射特徵係包括複數個多光束元件，該等多光束元件中的每一個多光束元件係光學性地耦接於該導光體的一繞射格柵、一微反射元件及一微折射元件中的一個以上的元件，藉以提供具有不同主要角度方向的該等定向光束。
  22. 根據申請專利範圍第20項所述的可選擇模式的背光板的操作方法，進一步包括利用複數個光源將光提供至該導光體以被引導為該導光的步驟，該等光源包括： 一第一光源，被配置為在該導光體中提供具有該第一傳導方向的該導光； 一第二光源，被配置為在該導光體中提供具有該第二傳導方向的導光； 其中，該第一光源係位於該導光體的一第一側，而該第二光源係位於該導光體與該第一側正交的一第二側。
  23. 根據申請專利範圍第20項所述的可選擇模式的背光板的操作方法，進一步包括利用一光閥陣列調變射出光以顯示一影像的步驟，其中，在該第一操作模式中該光閥陣列係調變該第一射出光，而在該第二操作模式中該光閥陣列係調變包括該等定向光束的定向光束的該第二射出光。
  24. 根據申請專利範圍第23項所述的可選擇模式的背光板的操作方法，其中，該等定向光束的不同主要角度方向係對應於一多視角顯示器的視像的觀看方向，顯示的影像係在該第二操作模式中的一多視角影像。
TW106141895A 2016-10-05 2017-11-30 採用定向散射特徵的可選擇模式的背光板、方法以及顯示器 TWI722260B (zh)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI747368B (zh) * 2019-07-11 2021-11-21 美商雷亞有限公司 導光體中具有多光束元件的多視像背光件、顯示器及其方法
TWI754424B (zh) * 2019-10-22 2022-02-01 美商雷亞有限公司 具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器及其方法
TWI782786B (zh) * 2021-11-10 2022-11-01 國立臺灣科技大學 大面積成型式積層製造設備

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11726332B2 (en) 2009-04-27 2023-08-15 Digilens Inc. Diffractive projection apparatus
WO2016020630A2 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Milan Momcilo Popovich Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler
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
WO2016042283A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Milan Momcilo Popovich Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays
US10437064B2 (en) 2015-01-12 2019-10-08 Digilens Inc. Environmentally isolated waveguide display
US9632226B2 (en) 2015-02-12 2017-04-25 Digilens Inc. Waveguide grating device
CN113759555A (zh) 2015-10-05 2021-12-07 迪吉伦斯公司 波导显示器
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
EP3548939A4 (en) 2016-12-02 2020-11-25 DigiLens Inc. UNIFORM OUTPUT LIGHTING WAVEGUIDE DEVICE
US10545346B2 (en) 2017-01-05 2020-01-28 Digilens Inc. Wearable heads up displays
CN110462477B (zh) 2017-03-31 2021-05-07 镭亚股份有限公司 背光体、多视图显示器和使用锥形准直器的方法
JP6899447B2 (ja) 2017-04-02 2021-07-07 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． デュアルビューゾーンのバックライト、デュアルモードのディスプレイ、および方法
EP3607246A4 (en) 2017-04-04 2021-01-13 LEIA Inc. SINGLE-SIDE BACKLIGHT, MULTIVUE DISPLAY AND PROCESS USING INCLINED DIFFRACTION NETWORKS
EP3607386A4 (en) 2017-04-08 2020-12-30 LEIA Inc. MULTI-VIEW BACKLIGHTING, MODE SWITCHABLE BACKLIGHTING AND 2D / 3D MODE SWITCHABLE DEVICE
CA3085870C (en) * 2017-12-21 2021-12-21 Leia Inc. Mode-selectable backlight, privacy display, and method
FI128665B (en) * 2017-12-22 2020-09-30 Dispelix Oy Waveguide display with improved glow
KR102440643B1 (ko) 2018-01-27 2022-09-06 레이아 인코포레이티드 서브파장 격자들을 이용하는 편광 재순환 백라이트, 방법 및 멀티뷰 디스플레이
JP2019164255A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 株式会社ダイセル 反射防止フィルム
CN112334823A (zh) * 2018-06-29 2021-02-05 镭亚股份有限公司 混合形式背光体、显示器和方法
US10641942B2 (en) * 2018-07-16 2020-05-05 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Light projecting method and device
EP3861546A4 (en) * 2018-10-01 2022-10-19 LEIA Inc. MULTI-VIEW DISPLAY AND PROCEDURE WITH STAGGERED ROWS OF MULTI-BEAM EMITTERS AND MULTI-VIEW PIXELS
EP3867694B1 (en) 2018-10-15 2024-06-26 LEIA Inc. Backlight, multiview display and method having a grating spreader
WO2020092160A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-07 Leia Inc. Multiview backlight, display, and method having optical mask elements
KR20210138609A (ko) 2019-02-15 2021-11-19 디지렌즈 인코포레이티드. 일체형 격자를 이용하여 홀로그래픽 도파관 디스플레이를 제공하기 위한 방법 및 장치
US20200292745A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Digilens Inc. Holographic Waveguide Backlight and Related Methods of Manufacturing
EP3938840A4 (en) 2019-03-14 2022-12-07 LEIA Inc. MODE SWITCHABLE BACKLIGHT, PRIVACY DISPLAY AND PROCEDURES WITH EMITTER ARRANGEMENTS
WO2020190341A1 (en) 2019-03-17 2020-09-24 Leia Inc. Dual view zone backlight, dual-mode display, and method employing directional emitters
CN113728269B (zh) 2019-04-02 2024-05-28 镭亚股份有限公司 多视图显示器对准方法和系统
WO2020219400A1 (en) * 2019-04-22 2020-10-29 Leia Inc. Time-multiplexed backlight, multiview display, and method
EP3980825A4 (en) 2019-06-07 2023-05-03 Digilens Inc. WAVEGUIDES INCORPORATING TRANSPARENT AND REFLECTIVE GRATINGS AND METHODS OF MAKING THEREOF
JP7245955B2 (ja) 2019-08-01 2023-03-24 レイア、インコーポレイテッド 吸収コリメータを採用した、コリメートバックライト、電子ディスプレイ、および方法
JP7274665B2 (ja) * 2019-08-27 2023-05-16 レイア、インコーポレイテッド 光ディフューザを採用したマルチビューバックライト、ディスプレイ、および方法
US11442222B2 (en) 2019-08-29 2022-09-13 Digilens Inc. Evacuated gratings and methods of manufacturing
WO2021076114A1 (en) 2019-10-15 2021-04-22 Leia Inc. Privacy-mode backlight, privacy display, and method
CA3154377A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-22 Leia Inc. Multibeam backlight, multiview display, and method with diffraction grating filling fraction
EP4051958A4 (en) 2019-10-31 2023-07-12 LEIA Inc. MULTI-BEAM BACKLIGHTING, MULTI-VIEW DISPLAY AND MULTI-BEAM ELEMENTS WITH SHAPED EDGE PROCESS
CN110985940A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 上海粲高教育设备有限公司 一种可调节垂直照度的平面灯具
WO2022098550A1 (en) 2020-11-09 2022-05-12 Leia Inc. Active emitter multiview backlight, display, and method employing a diffuser
EP4334639A1 (en) * 2021-05-07 2024-03-13 LEIA Inc. Multiview backlight, display, and method having multi-axis illumination
WO2023277866A1 (en) * 2021-06-28 2023-01-05 Leia Inc. Multiview backlight, display, and method with reflective sub-elements having varying protrusion distances
WO2023107103A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 Leia Inc. Time-multiplexed multiview backlight, multiview display and method

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1265277C (zh) * 2002-02-22 2006-07-19 友达光电股份有限公司 薄膜电晶体液晶显示器的背光模组
JP4470387B2 (ja) 2003-04-16 2010-06-02 凸版印刷株式会社 照明装置および表示装置
JP2006350338A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Samsung Electronics Co Ltd バックライトアセンブリとこれを有する表示装置及びその輝度調節方法
KR20060129831A (ko) * 2005-06-13 2006-12-18 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치
US8740443B2 (en) 2006-07-03 2014-06-03 Core Wireless Licensing S.A.R.L. Changing graphics in an apparatus including user interface illumination
JP5015162B2 (ja) 2006-09-26 2012-08-29 パナソニック株式会社 面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置
JP2008269865A (ja) 2007-04-18 2008-11-06 Seiko Epson Corp 照明装置及び液晶表示装置並びに電子機器
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
WO2010014624A2 (en) 2008-07-28 2010-02-04 Pixel Qi Corporation Diffractive liquid crystal display
CN101702063B (zh) * 2009-11-25 2011-08-17 山东大学 一种激光背光源液晶显示系统
WO2012038856A1 (en) 2010-09-21 2012-03-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-view display device
JP5674023B2 (ja) 2011-01-27 2015-02-18 ソニー株式会社 光源デバイスおよび表示装置
JP2012182017A (ja) 2011-03-01 2012-09-20 Seiko Instruments Inc 照明装置
JP4973794B1 (ja) * 2011-04-06 2012-07-11 ソニー株式会社 表示装置
JP2012226199A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Sony Corp 光源デバイスおよび表示装置
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
US9019615B2 (en) 2012-06-12 2015-04-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Wide field-of-view virtual image projector
TWI499836B (zh) * 2013-01-11 2015-09-11 Innolux Corp 具有霧度元件的顯示裝置
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
US8915635B2 (en) * 2013-03-13 2014-12-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Backlight having dual collimating reflectors
PT2938919T (pt) 2013-07-30 2019-01-21 Leia Inc Retroiluminação à base de rede de difração multifeixe
WO2015095737A2 (en) 2013-12-19 2015-06-25 The University Of North Carolina At Chapel Hill Optical see-through near-eye display using point light source backlight
US9557466B2 (en) 2014-07-30 2017-01-31 Leia, Inc Multibeam diffraction grating-based color backlighting
CN104460115B (zh) 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
JP6567058B2 (ja) 2015-01-10 2019-08-28 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． ２次元／３次元（２ｄ／３ｄ）切り替え可能ディスプレイバックライトおよび電子ディスプレイ
JP6550143B2 (ja) 2015-03-16 2019-07-24 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 角度選択的な反射性層を利用した一方向格子ベースの背面照明
CA3007486C (en) 2016-01-30 2020-07-28 Leia Inc. Multibeam element-based backlight and display using same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI747368B (zh) * 2019-07-11 2021-11-21 美商雷亞有限公司 導光體中具有多光束元件的多視像背光件、顯示器及其方法
TWI754424B (zh) * 2019-10-22 2022-02-01 美商雷亞有限公司 具有微縫隙多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器及其方法
TWI782786B (zh) * 2021-11-10 2022-11-01 國立臺灣科技大學 大面積成型式積層製造設備

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Publication number Publication date
CN109790968B (zh) 2021-06-01
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JP7042258B2 (ja) 2022-03-25
TWI722260B (zh) 2021-03-21

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