TW202338456A - 用於在顯示系統中分色雷射背光的相位板和製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種相位板，其可包括透明基板及附接至該透明基板之光聚合物層。該光聚合物層可經由相位調整及聚焦來調整背光。該相位板可將該背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至沈積於其上之薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上。該相位板之該光聚合物層與該薄膜電晶體（TFT）層之該複數個紅色、綠色及藍色子像素之間的距離可在約200 μm至約500 μm之範圍內。在一些範例中，該相位板可為液晶顯示器（LCD）設備之部分，以及紅色、綠色、藍色（RGB）雷射用以提供背光；光柵光導，其用以透射該背光；及液晶顯示器（LCD）層，其位於該薄膜電晶體（TFT）層上。

Description

用於在顯示系統中分色雷射背光的相位板和製造方法
本專利申請案大致上關於顯示系統，且更尤其關於用於在顯示系統中分色雷射背光的相位板及製造方法。 相關申請案之交叉引用
本專利申請案關於或主張2022年1月31日申請之美國臨時專利申請案序號63/305,090（代理案號2006.177US0）及2022年4月21日申請之美國非臨時專利申請案序號17/726270的優先權。臨時及非臨時專利申請案之揭示內容出於所有目的以引用的方式併入本文中。
隨著最近技術的進步，內容創建及交付的流行以及擴散近年來大大增加。特定而言，互動式內容，諸如虛擬實境（virtual reality；VR）內容、擴增實境（augmented reality；AR）內容、混合實境（mixed reality；MR）內容及真實及/或虛擬環境（例如，「元宇宙」）內且與其相關聯之內容，已經變得對消費者有吸引力。
為促進此及其他相關內容之遞送，服務提供商已努力提供各種形式之可穿戴顯示系統。一個此類範例可為頭戴式裝置（head-mounted device；HMD），諸如可穿戴頭戴裝置、可穿戴護目鏡或眼鏡。在一些範例中，頭戴式裝置（HMD）可採用第一投影儀及第二投影儀來導引分別地與第一影像及第二影像相關聯之光通過各各別透鏡處之一或多個中間光學組件，以產生「雙眼」或「立體」視覺以供使用者觀看。然而，提供緊密之頭戴式裝置（HMD），具有充分明亮及高解析度影像之輕量化保持恆定挑戰。
本發明的第一態樣為一種相位板，其包含：透明基板；及聚合物層，其附接至該透明基板，該光聚合物層經由相位調整及聚焦來調整背光，其中：該相位板將該背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至沈積於其上之薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上，且該相位板之該光聚合物層與該薄膜電晶體（TFT）層之該複數個紅色、綠色及藍色子像素之間的距離在約200 μm至約500 μm之範圍內。
在如本發明的第一態樣所述之相位板中，該相位板將該背光之該複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之這些各別紅色、綠色及藍色子像素上以使得該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。
在如本發明的第一態樣所述之相位板中，該相位板之該光聚合物層具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。
在如本發明的第一態樣所述之相位板中，該相位板之該光聚合物層經由將該光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術來製造，且至少部分地基於該曝光技術而選擇該光聚合物層的厚度。
本發明的第二態樣為一種液晶顯示器（LCD）設備，其包含：紅色、綠色、藍色（RGB）雷射，其用以提供背光；光柵光導，其用以透射該背光；相位板，其包含透明基板及光聚合物層以經由相位調整及聚焦來調整該背光；薄膜電晶體（TFT）層，其位於該相位板上，其中該相位板將該背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上；及液晶顯示器（LCD）層，其位於該薄膜電晶體（TFT）層上。
如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備進一步包含以下各者中之至少一或多者：第一偏振器層，其位於該相位板與該薄膜電晶體（TFT）層之間；彩色濾光片，其位於該液晶顯示器（LCD）層上；或第二偏振器層，其位於該彩色濾光片上。
在如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備中，該相位板將該背光之該複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之這些各別紅色、綠色及藍色子像素上，以使得該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。
在如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備中，該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者具有在約2 μm至約5 μm之範圍內的寬度，且各像素具有在約10 μm至約25 μm之範圍內的寬度。
在如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備中，該相位板之該光聚合物層具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。
在如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備中，該相位板之該光聚合物層經由將該光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術來製造。
在如本發明的第二態樣所述之液晶顯示器（LCD）設備中，至少部分地基於該曝光技術而選擇光聚合物層之厚度。
本發明的第三態樣為一種用於提供用於顯示裝置之相位板之方法，其包含：提供干涉計系統，其用以產生複數個針孔之全像圖，其中該干涉計系統包含：透明基板，其用於光聚合物層附接；光聚合物層，其具有預定厚度；及曝光遮罩，其具有該複數個針孔；及經由雷射源經由該曝光遮罩將該光聚合物層曝光於準直光，其中：該準直光穿過用以產生準直光束之該曝光遮罩自身或用以產生球形波前之該複數個針孔中之至少一者，且該準直光束及該球形波前至少部分地產生該全像圖。
如本發明的第三態樣所述之方法進一步包含：針對額外波長反覆地移位針孔置放以用於用該準直光重複曝光該光聚合物層。
在如本發明的第三態樣所述之方法中，針對額外波長反覆地移位該針孔置放以用於用該準直光重複曝光該光聚合物層包含：移位該針孔置放且使該光聚合物層曝光於紅色、藍色及綠色準直雷射光；或紅色、藍色及綠色準直雷射光之多工回應。
如本發明的第三態樣所述之方法進一步包含：採用離軸曝光或光束轉向中之一或多者來以一或多個不同角度曝光該光聚合物層。
如本發明的第三態樣所述之方法進一步包含：至少部分地基於該相位板與包括該相位板之液晶顯示器（LCD）堆疊之薄膜電晶體（TFT）層之間的距離而選擇該光聚合物層與該曝光遮罩之間的距離。
在如本發明的第三態樣所述之方法中，以下情況中之一或多者成立：各針孔具有約1 μm之直徑且兩個針孔之間的距離為約18 μm，或該針孔具有橢圓形狀之圓形。
在如本發明的第三態樣所述之方法中，以下情況中之一或多者成立：該曝光遮罩之表面覆蓋有1%鉻，或該曝光遮罩之大小在約5 cm X 5 cm至約8 cm X 8 cm的範圍內。
在如本發明的第三態樣所述之方法中，該光聚合物層包含複數個膜且該方法進一步包含：經由該曝光遮罩將各膜曝光於該準直光；及將各膜層壓於另一經曝光膜上。
如本發明的第四態樣為一種非暫時性電腦可讀取儲存媒體，包括其上儲存的可執行檔，該可執行檔在經執行時指示處理器以進行如本發明的第三態樣所述之方法。
出於簡單及說明性目的，藉由主要參考其範例來描述本申請案。在以下描述中，闡述眾多特定細節以便提供對本申請案之透徹理解。然而，將顯而易見的是可在無此等特定細節之情況下實踐本申請案。在其他個例下，未詳細描述所屬技術領域中具有通常知識者容易理解之一些方法及結構，以免不必要地混淆本申請案。如本文中所使用，術語「一（a）」及「一（an）」意欲標示特定元件中之至少一者，術語「包括（includes）」意謂包括但不限於，術語「包括（including）」意謂包括但不限於，且術語「基於」意謂至少部分地基於。
諸如基於VR的頭戴式裝置（HMD）及/或護目鏡裝置之一些顯示系統提供沉浸式立體視覺體驗。然而，在一些習知顯示器中，光透射率（或缺失其）可存在問題。舉例而言，在傳統液晶顯示器（LCD）中，諸如用於此類基於VR之HMD的彼等，大量光可經由形成整體顯示器之各種光學層損耗。在許多方法中，此可稱為LCD之「插座效率（wall-plug efficiency）」。本文所描述之系統及方法可提供用於在諸如基於VR之頭戴式裝置（HMD）之顯示系統中分色雷射背光的相位板解決方案及製造方法。
在一些範例中，可藉由提供干涉計系統以產生針孔之全像圖來製造用於液晶顯示器（LCD）堆疊之相位板，其中干涉計系統可包括用於光聚合物層附接之透明基板、光聚合物層及具有針孔之曝光遮罩。光聚合物層可經由曝光遮罩曝光於準直雷射光，其中準直光穿過產生準直光束之曝光遮罩自身及產生球形波前之針孔。準直光束及球形波前可產生全像圖。針孔置放可針對額外波長反覆地移位以用於用準直光重複曝光光聚合物層。相位板可用於將來自背光源之光之紅色、綠色及藍色分量聚焦至液晶顯示器（LCD）堆疊之薄膜電晶體（thin-film-transistor；TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上。
液晶顯示器（LCD）裝置用作用於本文中之相位板之範例平台。液晶顯示器（LCD）顯示器可包括任何數目個液晶顯示器（LCD）單元，諸如向列液晶（liquid crystal；LC）單元、具有手性摻雜劑（chiral dopant）之向列液晶（LC）單元、手性液晶（LC）單元、均勻橫向螺紋（uniform lying helix；ULH）液晶（LC）單元、鐵電液晶（LC）單元或其類似者。在其他範例中，液晶（LC）單元可包括電可驅動雙折射材料或其他類似材料。顯示裝置之其他範例可包括發光二極體（light emitting diode；LED）顯示器、有機發光二極體（organic light emitting diode；OLED）顯示器、主動矩陣有機發光二極體（active-matrix organic light-emitting diode；AMOLED）顯示器、微發光二極體（micro light emitting diode；micro LED）顯示器，一些其他顯示器或其某一組合。
圖1說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境100的方塊圖。如本文中所使用，「近眼顯示器」可指可緊鄰於使用者之眼睛的裝置（例如，光學裝置）。如本文中所使用，「人工實境」可指「元宇宙」或真實及虛擬元件之環境之態樣等等，且可包括與虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）及/或混合實境（MR）相關聯之技術之使用。如本文中所使用，「使用者」可指「近眼顯示器」之使用者或穿戴者。
如圖1中所示，人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用之外部成像裝置150及視情況選用之輸入/輸出介面140，其中之各者可耦接至控制台110。在一些個例下，由於控制台110之功能可整合於近眼顯示器120中，因此控制台110可為視情況選用的。在一些範例中，近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器（HMD）。
在一些個例下，對於近眼顯示系統，通常可能需要擴展眼動區(eyebox)、減小顯示混濁度、提高影像品質（例如，解析度及對比度）、減小實體大小、增加功率效率，及增加或擴展視場（field of view；FOV）。如本文中所使用，「視場」（FOV）可指如由使用者所見之影像之角度範圍，其典型地以如由一隻眼睛（對於單目HMD）或兩隻眼睛（對於雙目HMD）觀測到的度為單位來量測。此外，如本文中所使用，「眼動區」可為可定位於使用者之眼睛前方的二維窗口，從該眼動區可觀看到來自影像源之經顯示影像。
在一些範例中，在近眼顯示系統中，來自周圍環境之光可橫穿波導顯示器之「透視」區（例如，透明基板）以到達使用者之眼睛。舉例而言，在近眼顯示器系統中，所投影影像之光可耦合至波導之透明基板中，在波導內傳播，且在一或多個部位處經耦合或經導引至波導之外，以複製出射光瞳且擴展眼動區。
在一些範例中，近眼顯示器120可包括一或多個剛性主體，該一或多個剛性主體可剛性地或非剛性地彼此耦接。在一些範例中，剛性主體之間的剛性耦接可使得經耦接剛性主體充當單個剛性實體，而在其他範例中，剛性主體之間的非剛性耦接可允許剛性主體相對於彼此移動。
在一些範例中，近眼顯示器120可以任何適合之形狀因素實施，包括頭戴式顯示器（HMD）、一對眼鏡或其他類似可穿戴護目鏡或裝置。下文關於圖2及圖3進一步描述近眼顯示器120之範例。另外，在一些範例中，本文中所描述之功能性可用於頭戴式顯示器（HMD）或頭戴裝置，其可組合近眼顯示器120外部之環境的影像及人工實境內容（例如，電腦產生之影像）。因此，在一些範例中，近眼顯示器120可用產生及/或覆蓋的數位內容（例如，影像、視訊、聲音等）來擴增在近眼顯示器120外部之實體、真實世界環境的影像，以向使用者呈現擴增實境。
在一些範例中，近眼顯示器120可包括任何數目個顯示電子件122、顯示光學件124及眼睛追蹤單元130。在一些範例中，近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（inertial measurement unit；IMU）132。在一些範例中，近眼顯示器120可省略眼睛追蹤單元130、一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（IMU）132中之任一者，或可包括額外元件。
在一些範例中，顯示電子件122可根據從例如視情況選用之控制台110接收到之資料向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在一些範例中，顯示電子件122可包括一或多個顯示面板。在一些範例中，顯示電子件122可包括任何數目個像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主要色彩的光。在一些範例中，顯示電子件122可例如使用藉由二維面板產生之立體效應來顯示三維（three-dimensional；3D）影像，以產生對影像深度之主觀感知。
在一些範例中，顯示光學件124可以光學方式（例如，使用光波導及/或耦合器）顯示影像內容，或放大從顯示電子件122接收到之影像光，校正與影像光相關聯之光學誤差，及/或向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在一些範例中，顯示光學件124可包括單個光學元件或各種光學元件之任何數目個組合以及機械耦接件，以維持組合中之光學元件之相對間隔及位向。在一些範例中，顯示光學件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層，諸如抗反射塗層、反射塗層、過濾塗層及/或不同光學塗層之組合。
在一些範例中，顯示光學件124亦可經設計以校正一或多種類型之光學誤差，諸如二維光學誤差、三維光學誤差或其任何組合。二維誤差之範例可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及/或橫向色像差。三維誤差之範例可包括球面像差、色像差場曲率及像散。
在一些範例中，一或多個定位器126可為相對於彼此及相對於近眼顯示器120上之參考點位於特定位置中的物件。在一些範例中，視情況選用之控制台110可在由視情況選用之外部成像裝置150擷取之影像中識別一或多個定位器126，以判定人工實境頭戴裝置之位置、位向或兩者。一或多個定位器126可各自為發光二極體（light-emitting diode；LED）、角隅反射器、反射標誌、與供近眼顯示器120操作之環境形成對比的一種類型之光源，或其任何組合。
在一些範例中，外部成像裝置150可包括一或多個攝影機、一或多個視訊攝影機、能夠擷取包括一或多個定位器126之影像的任何其他裝置，或其任何組合。視情況選用之外部成像裝置150可經配置以在視情況選用之外部成像裝置150之視場中偵測從一或多個定位器126發射或反射之光。
在一些範例中，一或多個位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。一或多個位置感測器128之範例可包括任何數目個加速計、陀螺儀、磁力計及/或其他運動偵測或誤差校正感測器或其任何組合。
在一些範例中，慣性量測單元（IMU）132可為電子裝置，其基於從一或多個位置感測器128接收到之量測信號產生快速校準資料。一或多個位置感測器128可位於慣性量測單元（IMU）132外部、慣性量測單元（IMU）132內部或其任何組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號，慣性量測單元（IMU）132可產生快速校準資料，其指示近眼顯示器120之可相對於近眼顯示器120之初始位置的經估計位置。舉例而言，慣性量測單元（IMU）132可隨時間推移對從加速計接收到之量測信號進行積分以估計速度向量，且隨時間推移對速度向量進行積分以判定近眼顯示器120上之參考點的經估計位置。替代地，慣性量測單元（IMU）132可將經取樣量測信號提供至視情況選用之控制台110，從而可判定快速校準資料。
眼睛追蹤單元130可包括一或多個眼睛追蹤系統。如本文中所使用，「眼睛追蹤」可指判定眼睛之位置或相對位置，包括使用者眼睛之位向、部位及/或凝視。在一些範例中，眼睛追蹤系統可包括擷取眼睛之一或多個影像之成像系統，且可視情況包括光發射器，該光發射器可產生光，該光經導引至眼睛使得由眼睛反射之光可由成像系統擷取。在其他範例中，眼睛追蹤單元130可擷取由微型雷達單元發射之經反射無線電波。與眼睛相關聯之此等資料可用於判定或預測眼睛位置、位向、移動、部位及/或凝視。
在一些範例中，近眼顯示器120可使用眼睛之位向以引入深度線索（例如，使用者的主要視線外部之模糊影像），收集關於虛擬實境（VR）媒體中之使用者互動的啟發（例如，依據經曝光刺激而變化的花費在任何特定個體、物件或圖框上的時間）、部分地基於使用者之眼睛中之至少一者的位向之一些其他功能，或其任何組合。在一些範例中，由於可針對使用者之兩個眼睛判定位向，故眼睛追蹤單元130可能夠判定使用者正看向哪裏或預測任何使用者模式等。
在一些範例中，輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至視情況選用之控制台110之裝置。如本文中所使用，「動作請求」可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行應用程式內之特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。範例輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕或用於接收動作請求且將接收到之動作請求傳達至視情況選用之控制台110的任何其他合適裝置。在一些範例中，藉由輸入/輸出介面140接收到之動作請求可經傳達至視情況選用之控制台110，從而可執行對應於所請求動作之動作。
在一些範例中，視情況選用之控制台110可根據從外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到之資訊將內容提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者。舉例而言，在圖1中所示之範例中，視情況選用之控制台110可包括應用程式商店112、頭戴裝置追蹤模組114、虛擬實境引擎116及眼睛追蹤模組118。視情況選用之控制台110之一些範例可包括與結合圖1所描述之模組不同的或額外的模組。下文進一步所描述之功能可以與此處所描述之方式不同的方式分佈於視情況選用之控制台110之組件當中。
在一些範例中，視情況選用之控制台110可包括處理器及儲存可由該處理器執行之指令之非暫時性電腦可讀取儲存媒體。處理器可包括多個並行執行指令之處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為任何記憶體，諸如硬碟機、可移除記憶體或固態硬碟（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM））。在一些範例中，結合圖1描述之視情況選用之控制台110的模組可經編碼為非暫時性電腦可讀取儲存媒體中之指令，這些指令在由處理器執行時使得該處理器執行下文進一步所描述之功能。應瞭解，可或可不需要光學控制台110，或視情況選用之控制台110可與近眼顯示器120整合或分離。
在一些範例中，應用程式商店112可儲存用於供視情況選用之控制台110執行之一或多個應用程式。應用程式可包括在由處理器執行時產生用於向使用者呈現之內容的一組指令。應用程式之範例可包括：遊戲應用程式、會議應用程式、視訊回放應用程式或其他合適之應用程式。
在一些範例中，頭戴裝置追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之緩慢校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，頭戴裝置追蹤模組114可使用來自慢速校準資訊之觀測到之定位器及近眼顯示器120的模型來判定近眼顯示器120之參考點的位置。另外，在一些範例中，頭戴裝置追蹤模組114可使用快速校準資訊、慢速校準資訊或其任何組合之部分，以預測近眼顯示器120之未來部位。在一些範例中，頭戴裝置追蹤模組114可將近眼顯示器120之經估計或經預測未來位置提供至虛擬實境引擎116。
在一些範例中，虛擬實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式，且從頭戴裝置追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之經預測未來位置或其任何組合。在一些範例中，虛擬實境引擎116亦可從眼睛追蹤模組118接收經估計眼睛位置及位向資訊。基於接收到之資訊，虛擬實境引擎116可判定提供至近眼顯示器120以供向使用者呈現之內容。
在一些範例中，眼睛追蹤模組118可從眼睛追蹤單元130接收眼睛追蹤資料且基於眼睛追蹤資料而判定使用者之眼睛之位置。在一些範例中，眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之位向、部位或此兩者。因此，在此等範例中，由於眼睛之旋轉軸線依據眼睛在其眼窩中之部位而改變，因此判定眼睛在其眼窩中之部位可允許眼睛追蹤模組118更準確地判定眼睛之位向。
在一些範例中，可調整顯示系統之投影儀之部位以實現任何數目個設計修改。舉例而言，在一些個例下，投影儀可位於觀看者之眼睛前方（亦即，「前置安裝」置放）。在前置安裝置放中，在一些範例中，顯示系統之投影儀可遠離使用者之眼睛（即，「世界側」）而定位。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置可利用前置安裝置放以將光朝向使用者之眼睛傳播，以投影影像。
圖2說明根據範例之呈頭戴式顯示器（HMD）裝置200之形式之近眼顯示器的透視圖。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可為虛擬實境（VR）系統、擴增實境（AR）系統、混合實境（MR）系統、使用顯示器或可穿戴物之另一系統或其任何組合之一部分。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括主體220及頭部綁帶230。圖2在透視圖中顯示主體220之底部側223、前側225及左側227。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200亦可包括在頂部/底部/左/右/前部外部上之外部攝影機，諸如右下方攝影機228、左上方攝影機229及前置攝影機231，如所示。在一些範例中，頭部綁帶230可具有可調整或可延伸長度。尤其，在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200之主體220與頭部綁帶230之間可存在足夠空間以用於允許使用者將頭戴式顯示器（HMD）裝置200安裝至使用者之頭部上。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括額外、較少及/或不同組件。
在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可向使用者呈現媒體或其他數位內容，包括具有電腦產生之元件之實體、真實世界環境的虛擬及/或擴增視圖。由頭戴式顯示器（HMD）裝置200呈現之媒體或數位內容之範例可包括影像（例如，二維（two-dimensional；2D）或三維（3D）影像）、視訊（例如，2D或3D視訊）、音訊或其任何組合。在一些範例中，影像及視訊可由圍封於頭戴式顯示器（HMD）裝置200之主體220中之一或多個顯示總成（圖2中未示）呈現給使用者之各眼睛。
在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括各種感測器（圖中未示），諸如深度感測器、運動感測器、位置感測器及/或眼睛追蹤感測器。此等感測器中之一些可出於感測目的使用任何數目個結構化或非結構化之光圖案。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括用於與控制台110通信之輸入/輸出介面140，如關於圖1所描述。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括虛擬實境引擎（圖中未示），但類似於關於圖1所描述之虛擬實境引擎116，該虛擬實境引擎可執行頭戴式顯示器（HMD）裝置200內之應用程式且從各種感測器接收頭戴式顯示器（HMD）裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、經預測未來位置或其任何組合。
在一些範例中，由虛擬實境引擎116接收到之資訊可用於產生至一或多個顯示總成之信號（例如，顯示指令）。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置200可包括定位器（圖中未示），但類似於圖1中所描述之虛擬定位器126，這些定位器可相對於彼此且相對於參考點位於頭戴式顯示器（HMD）裝置200之主體220上之固定位置中。定位器中之各者可發射可由外部成像裝置偵測之光。此對於頭部追蹤或其他移動/位向之目的可能適用。應瞭解，除了此類定位器以外或代替此類定位器，亦可使用其他元件或組件。
應瞭解，在一些範例中，安裝於顯示系統中之投影儀可置放成靠近及/或更接近於使用者之眼睛（亦即，「眼睛側」）。在一些範例中，且如本文中所論述，用於形狀像眼鏡之顯示系統之投影儀可安裝或定位於眼鏡之鏡腿（亦即，透鏡側之頂部遠角）中。應瞭解，在一些個例下，利用後置安裝之投影儀置放可幫助減小顯示系統所需之任何所需外殼的大小或體積，此亦可促使顯著改良使用者的使用者體驗。
如上文所提及，光透射率（或缺失其）可在一些顯示系統中呈現問題，諸如基於VR之頭戴式裝置（HMD）及/或護目鏡裝置。低光透射率可限制亮度且最小化使用者所要沉浸式視覺體驗。因此，本文中所描述之系統及方法可幫助改良液晶顯示器（LCD）之「插座效率」。
圖3A至圖3D說明根據範例之具有白光及雷射背光之分色液晶顯示器（LCD）的橫截面視圖。圖3A中之圖式300A說明形成具有基於白光之背光之LCD堆疊的各種層。如圖式300A中所示，LCD堆疊可包括白色LED 302背光，其經由光板導引件303將光透射至任何數目個光學組件，諸如一或多個偏光器（例如，偏光器304及偏光器312）、薄膜電晶體（TFT）層306、液晶（LC）層308、彩色濾光片（color filter；CF）310等。
在一些範例中，光導板303可將白光從LED導引及擴散至偏光器304，其可允許某些波長之光同時阻斷其他波長之光。液晶顯示器（LCD）中之像素投影亮度之特定等級以產生可見像。在液晶顯示器（LCD）包括數百萬個像素之情況下，此等像素中之許多者可需要不同的亮度等級以產生影像。舉例而言，像素中之一些可能需要比其他像素更亮。經由偏光器304（及偏光器312），可控制像素之亮度，從而導致產生高品質及可見影像。藉由生長於玻璃或類似基板上之薄場效電晶體（field effect transistor；FET）形成之薄膜電晶體（TFT）層306可控制對準液晶（LC）層308之不同結晶的電荷。彩色濾光片（CF）310可選擇顯示哪個色彩。因此，薄膜電晶體（TFT）層306可控制光流動，而彩色濾光片（CF）310可控制色彩。
如圖式中所示，當光314穿過LCD堆疊時，層中之各者可以某種方式減小穿過其之光的量。舉例而言，光板導引件303可使至多70%之光穿過。偏光器304可使至多45%之光穿過。薄膜電晶體（TFT）層306可使至多30%之光穿過。液晶（LC）層308可使至多60%之光穿過。彩色濾光片（CF）310可使至多30%之光穿過。另外，偏光器312可使至多90%之光穿過。當計算時，實際上由LCD堆疊透射之光的量可僅為由白色LED 302提供之光之一小部分。藉由一些估計，LCD顯示器之光透射率可大致為0.0945透射率（9.45%）或小於10%。
因此，本文中所描述之系統及方法之主要目標中之一者改良LCD堆疊中之光透射率且提供虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）、混合實境（MR）頭戴式顯示器（HMD）裝置中之增加的亮度、視力及高品質影像。幫助使光損耗最小化之一種方法可為使用替代光源或配置。
圖3B中之圖式300B說明形成具有基於雷射之背光之LCD堆疊的各種層。如圖式300B中所示，LCD堆疊可包括紅-綠-藍（red-green-blue；RGB）雷射322背光，其經由光柵光導323將光透射至任何數目個光學組件，諸如微透鏡陣列（micro lens array；MLA）325、一或多個偏光器（例如，偏光器304及偏光器312）、薄膜電晶體（TFT）層306、液晶（LC）層308、彩色濾光片（CF）310等。
微透鏡陣列（MLA）可包括形成於支撐基板上之一維或二維陣列中之多個小透鏡（通常具有小於毫米之直徑且常常小至10微米）。微透鏡陣列（MLA）可將光束聚焦通過孔徑，因此增強整體透射。
如圖式中所示，當光324穿過LCD堆疊時，層中之各者可以某種方式減小穿過其之光的量。舉例而言，光柵光導323可使至多70%之光穿過。微透鏡陣列（MLA）325可使50%之光穿過。偏光器304可使至多90%之光穿過。薄膜電晶體（TFT）層306可使至多50%之光穿過。液晶（LC）層308可使至多60%之光穿過。彩色濾光片（CF）310可使至多100%之光穿過。另外，偏光器312可使至多90%之光穿過。當計算時，實際上由具有紅-綠-藍（RGB）雷射322背光及微透鏡陣列（MLA）之LCD堆疊透射之光的量可為由紅-綠-藍（RGB）雷射322背光提供但與具有白色LED 302背光之LCD堆疊相比較多約50%之光的一小部分。藉由一些估計，LCD顯示器之光透射率可大致為0.1575透射率（15.45%），此表示相比於白色LED背光系統之實質性改良。
圖3C中之圖式300C說明形成具有基於雷射之背光之LCD堆疊的各種層。如圖式300C中所示，LCD堆疊可包括紅-綠-藍（RGB）雷射322背光，其經由光柵光導323將光透射至任何數目個光學組件，諸如相位板335、一或多個偏光器（例如，偏光器304及偏光器312）、薄膜電晶體（TFT）層306、液晶（LC）層308、彩色濾光片（CF）310等。
相位板為雙重折射材料之透明板，該透明板改變穿過相位板之偏振光之分量的相對相位。相位板之使用亦可使光束聚焦通過孔徑，籍此相較於微透鏡陣列（MLA）層在甚至更大效率下增強整體透射。光聚合物材料之範例可包括但不限於熱塑性光聚合物膜及聚碳酸酯膜。
如圖式中所示，當光324穿過LCD堆疊時，層中之各者可以某種方式減小穿過其之光的量。舉例而言，光柵光導323可使至多70%之光穿過。相位板335可使至多60%之光穿過。偏光器304可使至多90%之光穿過。薄膜電晶體（TFT）層306可使超過60%之光穿過。液晶（LC）層308可使至多60%之光穿過。彩色濾光片（CF）310可使至多100%之光穿過。另外，偏光器312可使至多90%之光穿過。當計算時，實際上由具有相位板335及紅-綠-藍（RGB）雷射322背光之LCD堆疊透射之光的量可具有大致0.2268（22.68%）之光透射率，其表示相較於具有微透鏡陣列之白色LED背光及雷射背光系統之實質性改良。
圖3D中之圖式300D說明形成具有基於雷射之背光之LCD堆疊的各種層。如圖式300D中所示，LCD堆疊可包括紅-綠-藍（RGB）雷射342背光，其經由波導344將光透射至任何數目個光學組件，諸如色彩選擇性微透鏡陣列（MLA）346及具有嵌入薄膜電晶體（TFT）層及黑色基質層之液晶（LC）面板348等。
在所示配置中，黑色基質（black matrix；BM）層可實際上含有薄膜電晶體（TFT）層作為該之部分且增加來自液晶（LC）面板348之影像的對比度。在一些範例中，黑色基質（BM）層可經由濕法蝕刻微影形成於液晶（LC）層上。具有TFT/BM嵌入液晶（LC）面板之色彩選擇性微透鏡陣列（MLA）配置可將LCD堆疊350之光透射率增加超過50%。
圖4A至圖4D說明根據範例之具有雷射背光及相位板之分色液晶顯示器（LCD）的橫截面像素級視圖。圖4A中之圖式400A顯示藉由相位板404調整源光402。如本文中所提及，相位板404可改變穿過相位板之偏振光之分量之相對相位且亦聚焦該光。因此，經調整光406可聚焦於經選擇像素408上，使得藍光分量聚焦於藍色子像素上，紅光分量聚焦於紅色子像素上，且綠光分量聚焦於綠色子像素上。
在一些範例中，像素410（包括藍色、綠色及紅色子像素）可具有大致18微米（µm）之寬度，其中與RGB色彩中之各者相關聯之針孔中之各者具有大致3.5 µm的直徑。在實用實施方式中，像素寬度可在約10 µm至25 µm之範圍內，且針孔直徑可在約2 µm至5 µm之範圍內。為了使所說明配置以高效率操作，光可配置成在大致40度下以圓錐類形狀穿過，如所示。在一些範例中，取決於應用程式，顯示發射全角（圓錐類形狀）可在約20度（相對準直）至約90度（朗伯式（Lambersian））之範圍內。此外，在一些範例中，用於像素層之基板（例如，玻璃）之總高度可在約200 µm至500 µm之範圍內。基材之另外範例可包括鈮酸鋰、碳化矽及類似材料。使用此等參數，具有雷射背光及相位板之液晶顯示器（LCD）可提供對與三個色彩（紅色、綠色及/或藍色）中之各者相關聯之波長的特定回應。
在微透鏡陣列（MLA）配置（圖3B）之情況下，為了達成40度，微透鏡陣列（MLA）可需要約20 µm至30 µm之焦距，其可能對於實用實施方式而言太短。另一方面，併入相位板404之範例配置可實現長焦距（例如，約或大於200 µm）以及約40度之完全角兩者。
在一些範例中，相位板404可基於時間反轉計算而設計。圖4A至圖4D中之配置以相反次序（亦即，用頂部上之相位板及底部處之像素層（像素422））顯示以說明時間反轉計算。對於該計算，可假定具有子像素部位處之點源且可假定點源發光。來自點源之發射將隨著光穿過像素基板405（例如，玻璃）干擾，且在像素層與相位板之間產生光圖案，如圖4B之紅色子像素之圖式400B中所示（綠色子像素之圖式400C及藍色子像素之圖式400D）。相位板404之回應可藉由多個源之間的此干擾判定。因此，相位板404可經設計以為提供至像素層（像素422）之光提供振幅及相位，從而允許用於各類型之子像素之像素層處的最大光。圖式400B亦顯示與由相位板404提供之相對恆定振幅436及實質上匹配理想情況之相位438曲線相比較，紅色子像素之振幅432及相位434之理想情況。
圖4C中之圖式400C顯示與由相位板404提供之相對恆定振幅446及實質上匹配理想情況之相位448曲線相比較，綠色子像素之振幅442及相位444之理想情況。圖4D中之圖式400D顯示與由相位板404提供之相對恆定振幅456及實質上匹配理想情況之相位458曲線相比較，綠色子像素之振幅452及相位454之理想情況。
在一些範例中，亦可描述製造具有雷射背光及相位板之分色液晶顯示器（LCD）的系統及方法。如本文中所描述之此類顯示系統可實施於虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）、混合實境（MR）頭戴式顯示器（HMD）裝置中。具體言之，本文中所描述之相位板製造方法可使用干涉計系統以產生針孔的全像圖。本文中所描述之相位板製造方法亦可針對其他波長用經移位針孔重複該製程任何次數。本文中所描述之相位板製造方法亦可播放具有共軛物光束之全像圖以產生所要照明圖案。亦可考慮或提供其他各種範例。
圖5說明根據範例之用於產生相位板製造之針孔之全像圖的干涉計系統500。如所示，干涉計系統500可包括光聚合物508可附接至其之基板510。在一些範例中，光聚合物508可具有約3 µm或大於3 µm（通常＜50 µm）之厚度。具有針孔506之遮罩亦可設置於距光聚合物508大致200 µm至500 µm之距離處。在一些範例中，遮罩504可為1%鉻遮罩。
在一些範例中，相位板製造方法可包括從干涉計系統500之底部提供且穿過1%鉻遮罩504作為準直光束507之準直雷射光。除鉻之外，鋁、金、銅、銀或類似材料亦可用於遮罩。應瞭解，雷射光可穿過1 µm針孔506以產生球形波前。在一些範例中，準直光束507可在光聚合物層處干涉球形波前。此干擾可幫助在用作如本文中所描述之顯示器中之相位板的光聚合物508上形成所要全像圖圖案。應瞭解，1微米針孔可產生40度之半峰全寬（full width at half maximum；FWHM）圓錐角，其可如以下表達式： Sin(FFOV/2)=波長/針孔直徑，         （1） 其中FFOV表示全視場（FOV）。另外，在此步驟期間，曝光時間可取決於雷射功率及聚合物特性在0.5秒至6秒之間變化。在實用實施方式中，10mW/cm 2雷射可使用大致1秒。
在一些範例中，上述製程可針對其他波長用經移位針孔重複。舉例來說，取決於厚度（例如，3 µm至50 µm）及光聚合物特性（例如，索引動態），干涉計系統500可用於將不同波長回應暴露於不同光聚合物。換言之，紅色雷射可用於曝光，接著針孔可移位，且使用綠色雷射，且接著針孔可再次移位以用於藍色雷射等。取決於進行多少次曝光，光聚合物508之厚度可變化。舉例而言，待執行之曝光愈多，可選擇光聚合物愈厚。此通常由於光聚合物材料之索引動態對於較厚材料可通常更高。額外曝光之另一原因可為擷取超過一個波長，如本文中所論述。在RGB範例中，製造製程可涉及多工三個波長（紅色、藍色綠色）之回應。在一些範例中，亦可使用離軸曝光或其他變化。在此等情境中，製造製程可涉及額外光束轉向，例如同樣以任何數目個不同角度曝光。
在一些範例中，亦可提供超過一個光聚合物層。舉例而言，可使用三個膜。在曝光此等膜（紅色、綠色及藍色）中之各者之後，可使用任何數目個層壓處理技術將膜中之各者層壓於彼此上以形成單數組件。
圖6說明根據範例之使用具有共軛物光束之相位板以在液晶顯示器（LCD）處產生照明圖案的配置600。如所示，配置600可包括光聚合物604，其可接收RGB光602（通過光聚合物604之基板）且將具有特定照明圖案之經調整光606提供至液晶顯示器（LCD）面板608。
在一些範例中，使用圖5中所論述之製造製程形成之相位板可用於配置600。具體言之，配置600可用共軛物光束定位相位板（光聚合物604）及全像圖以產生用於液晶顯示器（LCD）面板608之特定照明圖案。應瞭解，在一些範例中，相位板（光聚合物604）與薄膜電晶體（TFT）層（例如，液晶顯示器（LCD）面板608之第一表面）之間的位置可與曝光距離（200 μm至500 μm）相對相同距離，如圖5中所示。然而，亦可考慮或提供其他各種範例。
圖7A至圖7B說明根據範例之用於相位板製造之曝光遮罩的視圖700A至700B。在視圖700A中，具有其各別直徑706及兩個針孔之間的距離704之數個針孔710顯示於鉻遮罩702上。在視圖700B中，顯示具有其各別直徑706及針孔距離704之四個針孔的近視圖。
如本文中所描述，曝光遮罩（鉻遮罩702）可包括複數個針孔710（圖7A中所示）。在一些範例中，針孔中之各者可具有大致1 µm之直徑706。針孔710亦可在整個遮罩上方圖案化，且在一些範例中，針孔710可以約18 µm間隔間隔開（針孔距離704）。針孔直徑d可藉由所要顯示發射圓錐角判定。舉例而言，針孔直徑可由以下表達式/方程式表示： d = λ*sin(θ)，                  （2） 其中λ為平均波長，θ為發射圓錐角半峰全寬（FWHM）。
在一些範例中，遮罩702亦可例如用鉻塗佈。遮罩702之大小可在約5 x 5 cm至約8 x 8 cm之範圍內，或任何其他相關大小或尺寸（參見下文以用於計算）。亦應瞭解，針孔710之實際形狀不必為完全圓形。亦可提供略微橢圓形或類似成形針孔。應瞭解，針孔可經配置有100%光透射，而遮罩702之鉻（其他部分）可經配置有0.4%或小於0.4%光透射。仍然，在實用操作中，針孔透射可低於100%，且因此遮罩透射可相應地按比例調整。
根據範例，在圖7B的視圖700B中說明曝光遮罩尺寸的潛在計算。如所示，對於具有半徑r（直徑706的一半）之針孔及針孔p = 18 µm之間的距離704的遮罩，可使用以下表達式： （3） 其中T可為遮罩區（黑色）相對於針孔（白色）之相對透射。對於照明角度，可使用以下表達式： Arcsin (λ/2r) =角度，            （4） 其可針對2r =1.3 µm及λ（波長）=450 nm提供為20度。此等計算可用以最大化干擾曝光之邊緣對比度，該邊緣對比度具有準直波前與球形波前之間的大約相同光/區域。
應瞭解，如本文中所描述之配置可經歷可稱為「塔爾伯特（Talbot）影像平面」之物。在一些範例中，當準直光穿過週期性針孔結構時，稱為「塔爾伯特自成像平面」之現象可在遠離針孔遮罩之若干距離處出現。換言之，當平面波入射於週期性繞射光柵上時，光柵之影像可在遠離光柵平面之有規律的距離處重複。在此類情境中，有規律的距離可稱為塔爾伯特長度，且經重複影像可稱為「自影像」或「塔爾伯特影像」。
為了避免參考光束干擾塔爾伯特平面（針孔之複製），本文中所描述之系統及方法可提供以下解決方案中之至少一者。（1）干擾平面可遠離塔爾伯特平面移位約100 µm至200 µm（例如，塔爾伯特平面在500 µm處，接著光聚合物可置放於600 µm至700 µm處）；（2）可將隨機相位添加至針孔以破壞週期性相位；（3）1 µm針孔部位可按一或兩µm偏移隨機化以避免週期性圖案；及/或（4）可使用遮罩中之兩個或更多個集合，其中各遮罩增加週期且從而改變塔爾伯特距離。
除上文所描述之方法、製程及/或技術之外，可存在產生相位遮罩以用於相位板解決方案以用於顯示系統中之改良光透射的任何數目個方式。此等可包括光微影（二進位或灰度級）、奈米壓印、超-或奈米結構（例如，奈米柱）或其他類似方法、製程及/或技術。取決於成本、速度及易用性，此等及/或其他方法、製程及/或技術可併入至本文中所描述之系統及方法中。
描述一些範例；相位板可包括透明基板及附接至透明基板之光聚合物層。光聚合物層可經由相位調整及聚焦調整背光。相位板可將背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至沈積於其上之薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上。相位板之光聚合物層與薄膜電晶體（TFT）層之複數個紅色、綠色及藍色子像素之間的距離可在約200 μm至約500 μm之範圍內。
根據一些範例，相位板可將背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上以使得複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。相位板之光聚合物層可具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。相位板之光聚合物層經由將光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術製造，且可至少部分地基於曝光技術而選擇光聚合物層的厚度。
根據一些範例，液晶顯示器（LCD）設備可包括：紅色、綠色、藍色（RGB）雷射，其用以提供背光；光柵光導，其用以透射背光；相位板，其包括經由相位調整及聚焦來調整背光之透明基板及光聚合物層；薄膜電晶體（TFT）層，其位於相位板上，其中相位板可將背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上；及液晶顯示器（LCD）層，其位於薄膜電晶體（TFT）層上。
根據一些範例，液晶顯示器（LCD）設備可進一步包括以下各種中之至少一或多者：第一偏振器層，其位於相位板與薄膜電晶體（TFT）層之間；彩色濾光片，其位於液晶顯示器（LCD）層上；或第二偏振器層，其位於彩色濾光片上。相位板可將背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上以使得複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。
根據一些範例，複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者可具有在約2 μm至約5 μm之範圍內的寬度，且各像素具有在約10 μm至約25 μm之範圍內的寬度。相位板之光聚合物層可具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。可經由將光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術來製造相位板的光聚合物層。可至少部分地基於曝光技術而選擇光聚合物層的厚度。
根據一些範例，用於提供用於顯示裝置之相位板之方法可包括提供干涉計系統以產生複數個針孔之全像圖。干涉計系統可包括：透明基板，其用於光聚合物層附接；光聚合物層，其具有預定厚度；及曝光遮罩，其具有複數個針孔。方法亦可包括經由雷射源經由曝光遮罩將光聚合物層曝光於準直光。準直光可穿過產生準直光束之曝光遮罩自身或產生球形波前之複數個針孔中之至少一者，且準直光束及球形波前可至少部分地產生全像圖。
根據一些範例，方法可進一步包括針對額外波長反覆地移位針孔置放以用於用準直光重複曝光光聚合物層。針對額外波長反覆地移位針孔置放以用於用準直光重複曝光光聚合物層可包括使針孔置放移位且將光聚合物層曝光於紅色、藍色及綠色準直雷射光；或紅色、藍色及綠色準直雷射光之多工回應。方法可進一步包括採用離軸曝光或光束轉向中之一或多者來以一或多個不同角度曝光光聚合物層。
根據一些範例，方法可進一步包括至少部分地基於包括相位板之液晶顯示器（LCD）堆疊之相位板與薄膜電晶體（TFT）層之間的距離而選擇光聚合物層與曝光遮罩之間的距離。各針孔可具有約1 μm之直徑且兩個針孔之間的距離為約18 μm，及/或針孔可具有橢圓形狀之圓形。曝光遮罩之表面可覆蓋有1%鉻，及/或曝光遮罩之大小可在約5 cm X 5 cm至約8 cm X 8 cm之範圍內。光聚合物層可包括複數個膜，且方法可進一步包括經由曝光遮罩將各膜曝光於準直光；及將各膜層壓於另一經曝光膜上。在一些範例中，一種上面儲存有可執行之非暫時性電腦可讀取儲存媒體，其在經執行時發指令給處理器以進行本文中所描述之方法。
在前述描述中，描述各種發明性範例，包括裝置、系統、方法及其類似者。出於解釋之目的，闡述特定細節以便提供對本揭示之範例之透徹理解。然而，顯然是各種範例可在無此等特定細節之情況下實踐。舉例而言，裝置、系統、結構、總成、方法及其他組件可以方塊圖形式顯示為組件，以免以不必要之細節混淆範例。在其他個例下，可在無必要細節之情況下顯示眾所周知之裝置、製程、系統、結構及技術，以免混淆範例。
圖式及描述不意欲為限定性的。已用於本揭示中之術語及表述用作描述之術語且不為限制性的，且在使用此類術語及表述時不欲排除所顯示及描述之特徵的任何等效者或其部分。字語「範例（example）」在本文中用以意謂「充當範例、個例或說明」。不必將本文中描述為『範例』之任何具體實例或設計理解為比其他具體實例或設計較佳或優於其他具體實例或設計。
儘管如本文所描述之方法及系統可主要針對數位內容（諸如視訊或互動式媒體），但應瞭解如本文中所描述之方法及系統亦可用於其他類型之內容或情境。如本文中所描述之方法及系統的其他應用程式或使用亦可包括社交網路連接、營銷、基於內容之推薦引擎及/或其他類型之知識或資料驅動系統。
50:LCD堆疊 100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:頭戴裝置追蹤模組 116:虛擬實境引擎 118:眼睛追蹤模組 120:近眼顯示器 122:顯示電子件 124:顯示光學件 126:定位器 128:位置感測器 130:眼睛追蹤單元 132:慣性量測單元 140:視情況選用之輸入/輸出介面 150:視情況選用之外部成像裝置 200:頭戴式顯示器裝置 220:主體 223:底部側 225:前側 227:左側 228:右下方攝影機 229:左上方攝影機 230:頭部綁帶 231:前置攝影機 300A:圖式 300B:圖式 300C:圖式 300D:圖式 302:白色LED 303:光板導引件/光導板 304:偏光器 306:薄膜電晶體層 308:液晶層 310:彩色濾光片 312:偏光器 314:光 322:紅-綠-藍雷射 323:光柵光導 324:光 325:微透鏡陣列 335:相位板 342:紅-綠-藍雷射 344:波導 346:微透鏡陣列 348:液晶面板 400A:圖式 400B:圖式 400C:圖式 400D:圖式 402:源光 404:相位板 405:像素基板 406:光 408:像素 410:像素 422:像素 432:振幅 434:相位 436:相對恆定振幅 438:相位 442:振幅 444:相位 446:相對恆定振幅 448:相位 452:振幅 454:相位 456:相對恆定振幅 458:相位 500:干涉計系統 504:遮罩 506:針孔 507:準直光束 508:光聚合物 510:基板 600:配置 602:RGB光 604:光聚合物 606:光 608:液晶顯示器面板 700A:視圖 700B:視圖 702:遮罩 704:距離 706:直徑 710:針孔 d:直徑 r:半徑
本揭示之特徵藉助於範例說明且不限於以下圖式，在這些圖式中，相同數字指示相同元件。所屬技術領域中具有通常知識者將從以下易於認識到，可在不脫離本文中所描述之原理的情況下採用圖中所說明之結構及方法之替代性範例。 [圖1]說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境的方塊圖。 [圖2]說明根據範例之呈頭戴式顯示器（HMD）裝置之形式之近眼顯示器的透視圖。 [圖3A]至[圖3D]說明根據範例之具有白光及雷射背光之分色液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）的橫截面視圖。 [圖4A]至[圖4D]說明根據範例之具有雷射背光及相位板之分色液晶顯示器（LCD）的橫截面像素級視圖。 [圖5]說明根據範例之用於產生相位板製造之針孔之全像圖的干涉計系統。 [圖6]說明根據範例之使用具有共軛物光束之相位板以在液晶顯示器（LCD）處產生照明圖案的配置。 [圖7A]至[圖7B]說明根據範例之用於相位板製造之曝光遮罩的視圖。
300A:圖式
302:白色LED
303:光板導引件/光導板
304:偏光器
306:薄膜電晶體層
308:液晶層
310:彩色濾光片
312:偏光器
314:光

Claims (20)

  1. 一種相位板，其包含： 透明基板；及 聚合物層，其附接至該透明基板，該光聚合物層經由相位調整及聚焦來調整背光，其中： 該相位板將該背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至沈積於其上之薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上，且 該相位板之該光聚合物層與該薄膜電晶體（TFT）層之該複數個紅色、綠色及藍色子像素之間的距離在約200 μm至約500 μm之範圍內。
  2. 如請求項1之相位板，其中該相位板將該背光之該複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之這些各別紅色、綠色及藍色子像素上以使得該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。
  3. 如請求項1之相位板，其中該相位板之該光聚合物層具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。
  4. 如請求項3之相位板，其中該相位板之該光聚合物層經由將該光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術來製造，且至少部分地基於該曝光技術而選擇該光聚合物層的厚度。
  5. 一種液晶顯示器（LCD）設備，其包含： 紅色、綠色、藍色（RGB）雷射，其用以提供背光； 光柵光導，其用以透射該背光； 相位板，其包含透明基板及光聚合物層以經由相位調整及聚焦來調整該背光； 薄膜電晶體（TFT）層，其位於該相位板上，其中該相位板將該背光之複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之各別紅色、綠色及藍色子像素上；及 液晶顯示器（LCD）層，其位於該薄膜電晶體（TFT）層上。
  6. 如請求項5之液晶顯示器（LCD）設備，其進一步包含以下各者中之至少一或多者： 第一偏振器層，其位於該相位板與該薄膜電晶體（TFT）層之間； 彩色濾光片，其位於該液晶顯示器（LCD）層上；或 第二偏振器層，其位於該彩色濾光片上。
  7. 如請求項5之液晶顯示器（LCD）設備，其中該相位板將該背光之該複數個紅色、綠色及藍色分量聚焦至該薄膜電晶體（TFT）層之這些各別紅色、綠色及藍色子像素上，以使得該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者以約40度之半峰全寬（FWHM）圓錐角透射光。
  8. 如請求項5之液晶顯示器（LCD）設備，其中該複數個紅色、綠色及藍色子像素中之各者具有在約2 μm至約5 μm之範圍內的寬度，且各像素具有在約10 μm至約25 μm之範圍內的寬度。
  9. 如請求項5之液晶顯示器（LCD）設備，其中該相位板之該光聚合物層具有在約3 μm至約50 μm之範圍內的厚度。
  10. 如請求項5之液晶顯示器（LCD）設備，其中該相位板之該光聚合物層經由將該光聚合物層曝光於準直雷射光之曝光技術來製造。
  11. 如請求項10之液晶顯示器（LCD）設備，其中至少部分地基於該曝光技術而選擇光聚合物層之厚度。
  12. 一種用於提供用於顯示裝置之相位板之方法，其包含： 提供干涉計系統，其用以產生複數個針孔之全像圖，其中該干涉計系統包含： 透明基板，其用於光聚合物層附接； 光聚合物層，其具有預定厚度；及 曝光遮罩，其具有該複數個針孔；及 經由雷射源經由該曝光遮罩將該光聚合物層曝光於準直光，其中： 該準直光穿過用以產生準直光束之該曝光遮罩自身或用以產生球形波前之該複數個針孔中之至少一者，且 該準直光束及該球形波前至少部分地產生該全像圖。
  13. 如請求項12之方法，其進一步包含： 針對額外波長反覆地移位針孔置放以用於用該準直光重複曝光該光聚合物層。
  14. 如請求項13之方法，其中針對額外波長反覆地移位該針孔置放以用於用該準直光重複曝光該光聚合物層包含： 移位該針孔置放且使該光聚合物層曝光於紅色、藍色及綠色準直雷射光；或 紅色、藍色及綠色準直雷射光之多工回應。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含： 採用離軸曝光或光束轉向中之一或多者來以一或多個不同角度曝光該光聚合物層。
  16. 如請求項12之方法，其進一步包含： 至少部分地基於該相位板與包括該相位板之液晶顯示器（LCD）堆疊之薄膜電晶體（TFT）層之間的距離而選擇該光聚合物層與該曝光遮罩之間的距離。
  17. 如請求項12之方法，其中以下情況中之一或多者成立： 各針孔具有約1 μm之直徑且兩個針孔之間的距離為約18 μm，或 該針孔具有橢圓形狀之圓形。
  18. 如請求項12之方法，其中以下情況中之一或多者成立： 該曝光遮罩之表面覆蓋有1%鉻，或 該曝光遮罩之大小在約5 cm X 5 cm至約8 cm X 8 cm的範圍內。
  19. 如請求項12之方法，其中該光聚合物層包含複數個膜且該方法進一步包含： 經由該曝光遮罩將各膜曝光於該準直光；及 將各膜層壓於另一經曝光膜上。
  20. 一種非暫時性電腦可讀取儲存媒體，包括其上儲存的可執行檔，該可執行檔在經執行時指示處理器以進行如請求項12之方法。
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