TWI669698B - 光源、多視域背光件及其方法 - Google Patents

光源、多視域背光件及其方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI669698B
TWI669698B TW107119334A TW107119334A TWI669698B TW I669698 B TWI669698 B TW I669698B TW 107119334 A TW107119334 A TW 107119334A TW 107119334 A TW107119334 A TW 107119334A TW I669698 B TWI669698 B TW I669698B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
light source
scattering
view
reflective layer
Prior art date
Application number
TW107119334A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201907382A (zh
Inventor
大衛 A. 費圖
馬明
Original Assignee
美商雷亞有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商雷亞有限公司 filed Critical 美商雷亞有限公司
Publication of TW201907382A publication Critical patent/TW201907382A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI669698B publication Critical patent/TWI669698B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/33—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving directional light or back-light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本發明揭示一種光源，包括光學發射器，被配置為朝向該光源的輸出孔發射光。該光源進一步包括在輸出孔處的部分反射層。該部分反射層被配置成接收來自該光學發射器的發射光並將所接收光的一部分反射為反射光。該光源還包括位於該部分反射層和該光學發射器之間的散射介質。該散射介質被配置為將該反射光散射為具有與反射光不同的方向的散射光。該散射光的一部分被重定向到該部分反射層，作為從光源發射的再循環光。本發明還提供了採用該光源的多視域背光件以及用於操作該光源的方法。

Description

光源、多視域背光件及其方法
本發明係關於一種光源、多視域背光件及操作該光源的方法。
電子顯示器是幾乎普遍存在的用於向各種裝置和產品的使用者傳達資訊的媒介。最常用的電子顯示器包括陰極射線管（CRT）、電漿顯示器（PDP）、液晶顯示器（LCD）、電致發光顯示器（EL）、有機發光二極體（OLED）和主動式矩陣有機發光二極體（AMOLED）顯示器、電泳顯示器（EP）和採用機電或電流體光調變的各種顯示器（例如，數位微鏡裝置，電潤濕顯示器等）。通常，電子顯示器可以被分類為主動顯示器（即，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）。主動顯示器最明顯的例子是CRT、PDP和OLED / AMOLED。在考慮發光時通常被歸類為被動的顯示器是LCD和EP顯示器。被動顯示器雖然經常表現出吸引人的性能特徵，包括但不限於固有的低功耗，但在許多實際應用中，由於缺乏發光能力，可能會發現某種程度的使用限制。
為了克服與發射光相關聯的被動顯示器的限制，許多被動顯示器耦合到外部光源。所耦合的光源可以允許這些其他被動顯示器發光並且基本上起到主動顯示器的作用。這種耦合光源的示例是背光件。背光件可以用作光源（通常是面板背光件），其被放置在其它被動顯示器後面以照亮被動顯示器。例如，背光件可以耦合到LCD或EP顯示器。背光件發出光通過LCD或EP顯示器。發出的光由LCD或EP顯示器調變，然後將所調變的光依次從LCD或EP顯示器發出。通常將背光件配置為發射白光。然後使用彩色濾光片將白光轉換成顯示器中使用的各種顏色。例如，彩色濾光片可以放置在LCD或EP顯示器的輸出（較不常見）或者在背光件和LCD或EP顯示器之間。
為了克服上述習知技術的限制，本發明提供一種光源，包括：一光學發射器，被配置以朝向該光源的一輸出孔發射光；一部分反射層，在該輸出孔處，該部分反射層被配置為接收來自該光學發射器所發射的光並反射所接收的光的一部分作為反射光；以及一散射介質，位於該部分反射層和光學發射器之間，該散射介質被配置為將該反射光散射為具有與該反射光不同方向的散射光，其中該散射光的一部分被重新定向到該部分反射層，作為從該光源發射的再循環光。
較佳地，該光學發射器是一發光二極體。
較佳地，該散射介質包括一螢光散射粒子。
較佳地，該螢光散射粒子包括黃色磷光體，該光學發射器配置為發射藍光。
較佳地，該螢光散射粒子包括紅色磷光體、綠色磷光體、和藍色磷光體中的一種或多種，該光學發射器配置為發射紫外光（UV光）。
較佳地，該散射介質包括被配置為透過反射將入射光散射的反射散射粒子和被配置為透過折射將入射光散射的折射散射粒子中的一者或兩者。
較佳地，該部分反射層包括一準直膜，被配置以反射該發射光的一部分作為該反射光，該發射光在準直膜處具有一入射角，該入射角大於該準直膜的一接收角。
較佳地，該部分反射層包括棱鏡元件、微透鏡、菲涅耳透鏡、被配置為透射第一偏振並反射第二偏振作為該反射光的偏振選擇性膜、以及被配置為透射第一顏色的光並反射第二顏色的光作為該反射光的顏色選擇性膜中的一者或多者。
較佳地，該部分反射層藉由一間隙與該散射介質分離。
另外，為實現上述目的，本發明還提供一種包括如上述之光源的多視域背光件，該多視域背光件進一步包括：一光導，被配置以引導光，該光源係光學耦合至該光導的輸入端，以提供光被引導，作為被引導的光；以及複數個多光束元件，沿著該光導的長度彼此間隔開，該複數個多光束元件中的多光束元件被配置為從該光導耦合出該被引導的光的一部分，作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束具有與多視域顯示器的各個不同視域方向對應的不同的主要角度方向。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種多視域背光件，包括：一光源，包括：一光學發射器、一部分反射層、以及在該光學發射器與該部分反射層之間的一散射介質，該光源被配置以發射光；一光導，用於接收和引導該發射光作為被引導的光；以及一多光束元件，被配置為從該光導耦合出該被引導的光的一部分，作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束具有彼此不同的主要角度方向並與多視域顯示器的各個不同視域方向相對應，其中該散射介質被配置成散射由該部分反射層反射的光，其中一部分的該散射光被重新定向到該部分反射層，作為由該光源發射的再循環光。
較佳地，該多光束元件的尺寸在該多視域顯示器的多視域像素中的子像素的尺寸的百分之五十到百分之二百之間。
較佳地，該多光束元件包括繞射光柵、微反射元件、以及光學連接至該光導的微折射元件中的一者，以耦合出該被引導的光的一部分。
較佳地，該散射介質包括一散射粒子，該散射粒子係為被配置成透過螢光發射以將光散射的螢光散射粒子、配置成透過反射以將光散射的反射散射粒子、以及配置成透過折射以將光散射的折射散射粒子中的一者或多者。
較佳地，該散射粒子是具有黃色磷光體的螢光散射粒子，並且其中該光學發射器包括配置成發射藍光的發光二極體。
較佳地，該部分反射層包括以下一者或多者：一準直膜，其反射光是入射光，該入射光具有大於該準直膜的接收角的一入射角;一偏振選擇膜，被配置以透射具有第一偏振的入射光並反射具有第二偏振的入射光作為該反射光；以及一顏色選擇性膜，被配置以透射第一顏色的入射光並反射第二顏色的入射光作為該反射光。
另外，為實現上述目的，本發明更提供一種包括如上述之多視域背光件之多視域顯示器，該多視域顯示器進一步包括：一光閥陣列，被配置為調變該複數個方向性光束的複數個方向性光束，該光閥陣列中的一光閥對應該多視域顯示器的多視域像素的子像素，以及該光閥陣列中的一組光閥 對應該多視域像素。
此外，為實現上述目的，本發明還提供一種光源操作的方法，該方法包括：使用一光學發射器發射光，該發射光被引向該光源的一輸出孔；使用在該輸出孔處的一部分反射層部分反射該發射光的一部分作為反射光；以及使用在該光學發射器和該部分反射層之間的一散射介質將該反射光散射為散射光，其中該散射光的一部分被重新定向到該部分反射層，作為從該光源發射的再循環光。
較佳地，該光學發射器包括一發光二極體，並且該散射介質包括一散射粒子。
較佳地，該發射光的步驟包括發射藍光，並且其中該散射該反射光的步驟包括使用黃色磷光體透過螢光發射進行散射。
較佳地，該部分反射層包括一準直膜，且該部分反射的步驟包括反射入射在該準直膜上的光，其入射角大於該部分反射層的接收角。
較佳地，所述方法，進一步包括：使用一光導接收從該光源發射的光；引導在該光導內的該接收光作為被引導的光；以及使用一多光束元件從該光導耦合出該被引導的光的一部分作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束的複數個方向性光束具有彼此不同主要角度方向，該等不同主要角度方向對應多視域顯示器的各個不同視域方向。
根據本文描述的原理的示例和實施例提供了光源和採用該光源的多視域背光件（multiview backlight），並應用於多視域或三維（3D）顯示器。特別地，在各種實施例中，與本文描述的原理一致的實施例提供了可提供增強的亮度和發射光的準直中的一者或兩者的光源。此外，光源可以用於採用多光束元件的多視域背光件中，該多光束元件被配置為提供或發射具有複數個不同主要角度方向的方向性光束。在各種實施例中，由使用光源的多視域背光件所發射的方向性光束可以具有與多視域影像的視域方向（view directions）對應或一致的方向，或者等效於多視域顯示器。採用本文所述的光源和多視域背光件的多視域顯示器（multiview display）的使用包括但不限於行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦、行動電腦（例如，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示器控制台、攝影機顯示器和各種其他行動裝置以及基本上非移動的顯示器應用和裝置。
這裡，「多視域顯示器」被定義為電子顯示器或顯示系統，其被配置為在不同的視域方向（view directions）上提供多視域影像（multiview image）的不同視域（views）。此外，術語「多視域影像」和「多視域顯示器」中使用的 「多視域」一詞被定義為在複數個視域之中的視域之間表示不同視角或包括角度差異的複數個視域。另外，在本文中，術語「多視域」 明確地包括多於兩個不同視域（亦即，最少三個視域並且通常多於三個視域）。如此，這裡採用的「多視域顯示器」 明確地與僅包括表示景象或影像的兩個不同視域的立體顯示器區隔開。然而要注意的是，雖然多視域影像和多視域顯示器可以包括多於兩個視域，但是根據本文的定義，每次可以透過僅選擇多視域中的兩個視域來觀看（例如，每隻眼睛一個視域）作為一對立體影像的多視域影像（例如，在多視域顯示器上）。
「多視域像素（multiview pixel）」在本文中被定義為多視域顯示器的相似的複數個不同視域中的每一個中表示複數個「視域」像素的一組子像素。具體地，多視域像素可以具有對應於或表示多視域影像的每個不同視域中的視域像素的單獨子像素。此外，根據本文的定義，多視域像素的子像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個子像素與相應不同視域中的一個視域的預定視域方向相關聯。此外，根據各種示例和實施例，由多視域像素的子像素表示的不同視域像素可以在每個不同視域中具有等同或至少基本相似的位置或坐標。例如，第一多視域像素可以具有與在多視域影像的每個不同視域中位於{x1，y1}的視域像素相對應的單獨子像素，而第二多視域像素可以具有與視域像素相對應的各個子像素，該視域像素位於每個不同視域中的{x2，y2}處，依此類推。
在一些實施例中，多視域像素中的多個子像素可以等於多視域顯示器的多個視域。例如，多視域像素可以提供與具有64個不同視域的多視域顯示器相關聯的六十四（64）個子像素。在另一示例中，多視域顯示器可以提供八乘四的視域陣列（即，32個視域），並且多視域像素可以包括32個子像素（即，每個視域一個）。另外，例如，每個不同的子像素可以具有對應不同視域方向中的的一個視域方向的相關聯的方向（例如，光束主要角度方向），該視域方向對應64個不同視域。此外，根據一些實施例，多視域顯示器的多個多視域像素可以基本上等於多視域顯示器視域中的多個「視域」像素（即，構成所選視域的像素）。例如，如果視域包括六百四十乘四百八十個視域像素（即，640×480視域解析度），則多視域顯示器可具有三十萬七千二百（307,200）個多視域像素。在另一示例中，當視域包括一百乘一百個像素時，多視域顯示器可包括總共一萬（即，100×100 = 10,000）個多視域像素。
這裡，「光導」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。特別地，光導可以包括在光導的工作波長下基本上透明的芯（Core）。在各種示例中，術語「光導」通常是指介電光波導，其採用全內反射來在光導的介電材料和圍繞該光導的材料或介質之間的界面處引導光。根據定義，全內反射的條件是光導的折射率大於與光導材料的表面相鄰的周圍介質的折射率。在一些實施例中，除了上述折射率差之外或代替上述折射率差，光導可以包括塗層，以進一步促進全內反射。例如，塗層可以是反射塗層。光導可以是若干光導中的任何一種，包括但不限於板（plate）或板片光導（slab guide）和條狀光導（strip guide）中的一個或兩個。
此外，術語「板（plate）」在應用於光導時，如在「板光導」中，被定義為線段或差異平面的層或片，其有時被稱為 「板片」光導。特別地，板光導被定義為光導，其被配置為在由光導的頂表面和底表面（即，相對表面）界定的兩個基本正交的方向上引導光。此外，如本文的定義的，根據一些實施例，頂表面和底表面彼此分離並且可以至少在差別意義上彼此幾乎平行。也就是說，在板光導的任何不同的微小區塊中，頂表面和底表面基本上平行或共面。在其他實施例中，板光導可以具有楔形形狀，其中頂表面和底表面之間的空間根據板光導的距離而變化。特別地，在一些實施例中，楔形可包括頂表面到底表面間隔，其隨著從輸入端（例如，鄰近光源）到楔形板光導的輸出端或終端的距離而增加。
在一些實施例中，板光導可以是基本上平坦的（即，限於平面），因此板光導是平面光導。 在其他實施例中，板光導可以在一個或兩個正交維度上彎曲。例如，板光導可以在單一維度上彎曲以形成圓柱形板光導。然而，任何彎曲具有足夠大的彎曲半徑，以確保在板光導內保持全內反射以將光引導。
根據本文的定義，「多光束元件」是背光件或顯示器的結構或元件，其被配置為產生光，其包括多個光束。在一些實施例中，多光束元件可以光學耦合到背光件的光導，以透過散射或耦合出光導中引導的一部分光來提供光束。此外，根據本文的定義，由多光束元件產生的多個光束的光束具有彼此不同的主要角度方向。這樣，光束可以被稱為「方向性」光束，以及複數個光束可以被稱為複數個方向性光束。特別地，根據本文的定義，複數個方向性光束的一方向性光束具有預定的主要角度方向，該預定的主要角度方向不同於複數個方向性光束的另一個方向性光束的主要角度方向。此外，複數個方向性光束可以表示光場。例如，複數個方向性光束可以被限制在基本上錐形的空間區域中，或者具有預定的角展度（angular spread），該預定的角展度包括複數個方向性光束中的方向性光束的不同的主要角度方向。這樣，根據本文的定義，組合的方向性光束的預定角展度（即，多個光束）可以表示光場。根據各種實施例，各種方向性光束的不同主要角度方向由包括但不限於多光束元件的尺寸（例如，長度，寬度，面積等）的特性確定。在一些實施例中，根據本文的定義，多光束元件可以被認為是「延伸點光源」，即，分佈在多光束元件的範圍內的複數個點光源。
「準直器」被定義為基本上被配置為使光準直的任何光學裝置或設備。 例如，準直器可包括但不限於準直鏡或反射器、準直透鏡（例如，菲涅耳透鏡（Fresnel lens））、準直層或膜（例如，棱鏡膜或亮度增強層）、以及其各種組合。在一些實施例中，包括準直反射器的準直器可具有以拋物線曲線或形狀為特徵的反射表面。在另一個示例中，準直反射器可以包括一拋物線形狀反射器。「拋物線形狀」是指拋物線形狀反射器的彎曲反射表面不同於「真」拋物線曲線，其依確定的方式達成預定反射特徵（例如，準直程度）。。類似地，準直透鏡可包括一球形表面（例如，一雙凸球面透鏡）。
根據各種實施例，由準直器提供的準直量可以從一個實施例到另一個實施例以預定程度或量來變化。此外，準直器可以被配置為在兩個正交方向（例如，垂直方向和水平方向）中的一個或兩個方向上提供準直。也就是說，根據一些實施例，準直器可以包括提供光準直的兩個正交方向中的一個或兩個中的形狀。本文中，「準直光」或「準直光束」通常被定義為光束，其中光束的光線在光束內基本上彼此平行（例如，被引導的光404）。此外，根據本文的定義，從準直光束發散或散射的光線不被認為是準直光束的一部分。本文中，「準直因子」被定義為光被準直的程度。具體地，根據本文的定義，準直因子定義準直光束內的光線的角展度。例如，準直因子可以指定準直光束中的大部分光線在特定角展度範圍內（例如，關於準直光束的中心或主要角度方向的+/-s度）。根據一些示例，準直光束的光線在角度方面可以具有高斯分佈，並且角展度是由準直光束的峰值強度的一半確定的角度。
在本文中，「光源」被定義為光的來源（例如，被配置為產生和發射光的光學發射器）。例如，光源可以包括光學發射器，例如發光二極體（LED），其在啟動或開啟時發光。特別地，在此，光源可以是基本上任何光源或基本上包括任何光學發射器，包括但不限於發光二極體（LED）、雷射、有機發光二極體（OLED）、聚合物發光二極體、基於電漿的光學發射器、螢光燈、白熾燈、以及幾乎任何其他光源中的一個或多個。由光源產生的光可以具有顏色（即，可以包括特定波長的光），或者可以是一系列波長（例如，白光）。在一些實施例中，光源可包括多個光學發射器。例如，光源可以包括一組或一群光學發射器，其中至少一個光學發射器產生具有顏色或等效波長的光，其與該組或群中的至少一個其他光學發射器產生的光的顏色或波長不同。不同的顏色可以包括例如原色（例如，紅色、綠色、藍色）。
此外，如本文所使用，冠詞「一」旨在具有在專利領域中的通常含義，即「一個或複數個」。例如，「一多光束元件」是指一個或複數個方向性散射元件，因此，「該多光束元件」在本文中是指「該（等）多光束元件」。此外，本文中對「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」並不意味著在作為限制。在本文中，術語「約」在應用於某個值時通常意味著在用於產生該值的設備的公差範圍內，或者可以表示正負10%、或正負5%、或正負1%，除非另有明確說明。此外，本文使用的術語「基本上」是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在約51%至約100%的範圍內的量。此外，本文的實施例僅用於說明，並且出於討論目的而非經由限制的方式呈現。
根據本文揭露的原理，提供了一種光源。 第1A圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例的示例中的光源100的剖視圖。 第1B圖示出了根據與本文所述原理一致的另一實施例的示例中的光源100的剖視圖。特別地，第1A-1B圖描繪了可用於例如多視域背光件的光源100的各種實施例，如下文參考第4圖更詳細地描述。
根據各種實施例，光源100包括光學發射器110。在一些實施例中，光學發射器110可以是或包括多種光學發射器中的任何一種，光學發射器包括但不限於發光二極體（LED）、 或雷射（例如雷射二極體）。 光學發射器110被配置以將光發射，如同發射光112。在各種實施例中，發射光112可以由光學發射器110在大致方向上朝向光源100的輸出孔102指引。就此而言，當光學發射器110包括LED時，光源100可以被稱為LED封裝。此外，在一些實施例中，光學發射器110可以以相對非準直的形式提供發射光112，或者提供具有相對寬的波束寬度（例如，大於約90度）的光束。
如圖所示，光源100進一步包括在輸出孔102處或附近的部分反射層120。部分反射層120被配置為接收光並將所接收的光的一部分反射為反射光114。例如，部分反射層120可以被配置為從光學發射器110接收發射光112並且將其一部分反射為反射光114。根據各種實施例，未被反射的接收光可以穿過部分反射層120作為輸出光118。根據各種實施例，輸出光118表示由光源100產生或從光源100發射的光。
如第1A和1B圖所示，光源100還包括散射介質130。散射介質130位於光學發射器110和部分反射層120之間。散射介質130被配置為將反射光114散射為具有與反射光114的方向不同的方向的散射光116。另外，散射介質130可以另外散射發射光112以及甚至是散射光116本身中的一者或兩者，如下文進一步描述的。通過各種散射機構的散射介質130可以提供光再循環以增加光源100的整體效能（例如，亮度、效率等）。特別是，一部分的散射光可以被重新定向到部分反射層，作為從光源100發射的再循環光117以作為輸出光118的一部分。
根據各種實施例，散射介質130包括散射粒子132。例如，散射介質130可包括多個散射粒子132，如圖所示。在一些實施例中，散射粒子可以隨機地或至少基本上隨機地分散在整個散射介質130中。散射介質130（或更具體地，散射粒子132）被配置為接收入射光並將光散射為散射光116。通常，散射光116在與入射光的方向不同的方向上散射。根據各種實施例，入射光可包括從光學發射器110發射的發射光112和從部分反射層120反射的反射光114中的一者或多者。此外，入射光還可以包括由散射介質130自身散射的散射光116。例如，第1A圖示出了發射光入射在散射介質130的散射粒子132上以作為入射光。第1B圖示出了在散射粒子132處的入射光包括來自部分反射層120的反射光114，以及入射光包括由另一散射粒子132產生的散射光116。
在一些實施例中，入射光還可以包括由光源100內的其他反射元件、結構或表面反射的光。例如，除了散射粒子132之外，其他反射元件或結構可以存在於散射介質130內。此外，入射光可以是來自光源100中存在的其他結構的反射光或散射光，例如但不限於殼體壁。作為示例，第1B圖還示出了散射光116被光源100內的殼體壁（例如，下文描述為光學殼體140的內部底表面140a）反射，以變成反射的散射光116'。而且，如第1B圖所示，在一些示例中，反射的散射光116'可以入射在散射粒子132上作為入射光。包括示例的散射粒子132的各種不同的反射和散射元件會在下文作為幾個非限制性示例更詳細地描述。
在各種實施例中，一部分反射光114和一部分散射光116中的一者或兩者可以重新定向朝向部分反射層120作為再循環光117。因此，再循環光117可以是從光源100發射作為輸出光118（或其至少一部分）。發射光112、反射光114、和散射光116的特定非限制性示例組合在第1B圖中示出。還示出了由示例性組合產生的再循環光117，其最終穿過部分反射層120作為輸出光118。第1A圖還示出了由反射光114的散射產生的再循環光。
在第1B圖中進一步示出了表示輸出光118的生成光線圖案118a，該輸出光可由光源100發射。 根據各種實施例，輸出光118和所生成的光線圖案118a包括發射光112、散射光116（未示出）、和再循環光117中的一者或多者。在一些實施例中，由光源100呈現的光線圖案118a可以比傳統的光源提供的光線圖案118a更受限制且更不全方向性。也就是說，例如，如圖所示，光源100可以提供發射光112的準直以產生具有例如特定光線圖案118a的輸出光118。
在一些實施例中，散射粒子132可以是被配置為透過反射將光散射的反射粒子。在其他實施例中，散射介質130可以具有散射粒子132，該等散射粒子132包括磷光體，磷光體被配置為通過螢光散射提供散射光116。例如，散射粒子132可以是螢光散射粒子132。在其他實施例中，散射介質130可以包括散射粒子132，該等散射粒子132被配置為透過折射散射或另一散射機制來散射光。
根據一些實施例，散射介質130可以提供螢光發射或散射，並且包括被配置為提供螢光散射的散射粒子132（亦即，「螢光」散射粒子132）。此外，如圖所示，螢光散射粒子132可以保持在矩陣134中或由矩陣134支撐。如本文所用，螢光或等效螢光散射被定義為並且是指由於較短波長的入射輻射（例如但不限於X射線，紫外光或藍光）而造成某些物質發射的可見或不可見輻射。螢光散射粒子132的實例包括含有磷光體的粒子，例如但不限於黃色磷光體。例如，光學發射器110可以是LED，其被配置為發射藍光作為發射光112（亦即，藍色LED）。因此，散射介質130可包括多個包含黃色磷光體的螢光散射粒子132。例如，螢光散射粒子132可以保持在矩陣134中。在該示例中，黃色螢光散射粒子132被配置為接收來自光學發射器110的藍色LED的藍光並且通過螢光發射而發出黃光作為散射光116。
特別是，黃色螢光散射粒子132可以接收由藍色LED基的光學發射器110提供的藍色發射光112。藍色發射光112可以被螢光散射粒子132的黃色磷光體吸收，然後通過螢光發射黃光作為散射光116。因此，光源100輸出的輸出光118可以是作為散射光116提供的黃光的組合。根據各種示例，黃色散射光116和藍光發射光112的組合在人眼看來可能是白光（即，發射的光是或看起來是白光）。
存在多種能夠產生白光（或明顯是白光）的藍色LED /黃色磷光體組合。例如，組合可以包括InGaN LED（即，藍色LED）和YAG：Ce3+ （Y3 Al5 O12 ：Ce3+ ）磷光體（黃色磷光體）。當然，各種其他藍色LED基的光學發射器110和其他黃色磷光體基的螢光散射粒子132組合可以用於產生白光作為輸出光118。此外，其他LED，例如但不限於， 綠色LED和紅色LED可以用作光學發射器110並且與用作螢光散射粒子132或用於螢光散射粒子132的各種螢光體組合以產生白光以及各種其他光的光顏色，所有這些都在本文所述原理考慮的範圍內。
在其他實施例中，光學發射器110可以被配置為發射紫外光（UV）或近紫外光作為發射光112。例如，光學發射器110可以包括UV或近UV LED。在這些實施例中，散射介質130可以包括紅色磷光體、綠色磷光體、和藍色磷光體中的一種或多種的組件或組合作為螢光散射粒子132。 從這種红色、綠色和藍色磷光體的組合散射或發射的散射光116可以是或看起來是白色的，例如通過稱為下轉換（down-conversion）的過程。當然，在散射介質130中僅使用一種或兩種磷光體或者等效地在散射粒子132中使用磷光體可導致有色光被散射。特別是，取決於所使用的特定磷光體，散射光116可以具有除白色之外的顏色。根據各種實施例，所產生的散射光116可以直接或間接地入射在部分反射層120上，其中，取決於入射或偏振的角度，它可以作為輸出光118通過或者被反射回到作為反射光114的矩陣134。根據一些實施例，入射在部分反射層120上的散射光116可以是再循環光117。
根據其他實施例，如上所述，散射粒子132的示例還可包括反射的或折射的散射粒子。反射的散射粒子132的實例包括但不限於金屬粒子，例如金或銀。 折射的散射粒子132的實例包括但不限於各種氧化物，例如SiO2 或TiO2 。 在反射的或折射的散射粒子132的情況下，透過反射和折射（例如，根據斯涅爾定律）改變入射光的路徑，從而產生再循環光117，其可以分別包括反射光和折射光中的一種或兩種。如上所述，入射光可包括發射光112、反射光114、和散射光116中的一者或多者。
第2圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例的光源100的一部分的剖面圖，該光源100包括可在實例中使用的各種散射機構。第2圖中所示的用於透過散射粒子132產生散射光116的示例性機構包括反射散射粒子132a（即，包括反射材料的散射粒子132）的反射散射和螢光散射粒子132b的螢光散射。在所示的反射散射示例中，由光學發射器110（例如，第1A和1B圖中所示）發射的發射光112、由部分反射層120反射的反射光114和散射光116（例如，另一個散射粒子132散射的）中的一者或多者可以作為入射光入射在反射散射粒子132a上。入射光又可以被反射散射粒子132a反射為散射光116。
在第2圖所示的螢光散射實例中，螢光散射粒子132b透過螢光或螢光發射將入射光散射為散射光116。如在反射散射示例中，入射光可包括例如由光學發射器110發射的發射光112、由部分反射層120反射的反射光114和由其他散射粒子產生的散射光116中的一種或多種。如上所述，螢光散射粒子132b的散射光116可以包括來自螢光散射粒子的螢光體的螢光發射。根據各種實施例，一些散射光116可以是再循環光117（第2圖中未明確示出）。為了完整性，第2圖中還示出了由部分反射層120反射的反射光114。指向和遠離反射和螢光散射粒子132a、132b的箭頭分別示出入射光及其隨後的散射作為第2圖中的散射光116。
再次參見第1A和1B圖，其中保持或支撐散射粒子132的矩陣134可包括基本上任何光學透明的材料。 例如，矩陣134可包括光學透明或基本上透明的材料，例如但不限於矽樹脂或環氧樹脂。根據各種實施例，也可以使用各種其他光學透明材料。
]根據一些實施例，光源100還可包括光學殼體140。特別是，如第1A和1B圖所示，光學發射器110和散射介質130包含在光學殼體140中，光學發射器110安置在光學殼體140的內部底表面140a上或附近。如圖所示，在一些實施例中，光學殼體140可進一步包括傾斜壁140b。光學殼體140的內部底表面140a和傾斜壁140b可以是反射性的。例如，反射內部底表面140a和傾斜壁140b可通過反射發射光112、反射光114、和散射光116中的一種或多種來提供額外的再循環光117的來源。此外，傾斜壁140b的斜面可以被配置為例如優先將光引導朝向輸出孔102作為再循環光117。在另一個實施例中，內部底部表面140a和傾斜壁140b中的一者或兩者可以包括（例如，以塗覆方式）用於形成上述散射粒子132的任何散射材料，從而提供與這些粒子相同的益處。例如，內部底表面140a和傾斜壁140b可塗覆有磷光體，以透過螢光發射提供光作為再循環光117。
第1B圖進一步描繪了其中部分反射層120包括棱鏡膜的實施例。在一些實施例中，部分反射層120可以透過間隙106與散射介質130分離。在各種實施例中，間隙106可以填充有具有比部分反射層120或矩陣更低的折射率介質的材料。填充間隙106的材料的實例包括但不限於空氣和光帶（optical tape），兩者都具有比部分反射層120和矩陣134更低的折射率。間隙106也可以是與第1A圖的部分反射層120一起使用，這裡適用相同的考量因素。在一些實施例中，間隙106的尺寸可以盡可能接近零。就此而言，間隙106的尺寸可以在LED的長度的主要尺寸的大於0％至約100％的範圍內，其通常在幾十微米（μm）的量級。舉例而言，間隙106可以填充有空氣，並且尺寸可以是幾十μm的量級。
如上所述，第1B圖示出了作為光線的發射光112，其通過棱鏡膜的微結構120'反射回散射介質130中。一旦被反射，反射光114可以被散射粒子132散射為散射光116，例如，如圖所示。此外，在一些示例中，散射光116可以進一步被反射內部底表面140a反射，可能再次被另一散射粒子132散射，然後最終可以成為再循環光117，如示例所示。
在各種實施例中，部分反射層120的棱鏡膜可以用作角度濾光器，其允許發射光112（以及散射光和再循環光116, 117）在微結構120'的接收角內穿過作為準直的輸出光118。此外，棱鏡膜的微結構120'可以將不在接收角內的光反射回散射介質130中，用於散射和反射中的一者或兩者，隨後再循環。
在一些實施例中，第1A和1B圖中描繪的光源100可以是高度緊湊的系統，其光源尺寸等於傳統LED封裝的尺寸。 另外，光源100可以是高效的，因為由部分反射層120反射的光被散射粒子132和光學殼體140的內部反射表面再循環。根據一些實施例，這種光再循環可以提高效率並最終提高光源100的亮度。 第1A和1B圖中描繪的光源100可以在各種各樣的應用中找到用途，包括但不限於下文參考第4圖描述的多視域背光件。
此外，在部分反射層120包括準直膜（例如棱鏡膜或亮度增強膜）的各種實施例中，準直膜可以代替通常與常規LED封裝一起使用的大體積準直透鏡。在這些實施例的一些實施例中，部分反射層120的準直膜中的微結構120'可以是二維的（2D），例如具有三角形剖面的微結構（例如，如第1B圖所示）、具有半圓形剖面的透鏡（未示出）等。在這些實施例的其他實施例中，準直膜中的微結構120'可以是三維的（3D），例如金字塔、半球體等陣列。最後，在其他實施例中，微結構120'可以是2D和3D結構的組合。此外，已經根據粒子或體積散射體呈現了上述散射過程。然而，可以替代地使用各種膜和表面散射體，例如磷光體材料的板膜或光學發射器110和部分反射層120之間的漫射膜。
例如，如第1B圖所示，被配置為提供準直的輸出光118的部分反射層120可以包括棱鏡元件。另外，如上所述，根據各種實施例，部分反射層120可包括微透鏡、菲涅耳透鏡或偏振選擇膜。第3A圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例在示例中具有部分反射層120的光源100的一部分的剖面圖。特別是，第3A圖示出了包括微透鏡122的部分反射層120，更具體地是微透鏡122的陣列。發射光112、散射光116、和再循環光117可以穿過微透鏡作為輸出光118。特別是，如果光以微透鏡122的接收角內的入射角入射在部分反射層120上，則光可以穿過並成為輸出光118。然而，根據各種實施例，具有在接收角之外的入射角的入射光被反射回到作為反射光114的矩陣134中以用於再循環。
第3B圖示出了根據與本文所述原理一致的另一實施例在示例中具有部分反射層120的光源100的實施例部分的剖視圖。特別地，第3B圖中所示的部分反射層120包括菲涅耳透鏡124，發射光112、散射光116、和再循環光117可以穿過菲涅耳透鏡作為輸出光118。特別是，如果入射在包括菲涅耳透鏡124的部分反射層120上的光具有在菲涅耳透鏡124的接收角內的入射角，則入射光將會通過並成為輸出光118。以菲涅耳透鏡124的接收角之外的角度入射的光被反射回到矩陣134中作為反射光114以便再循環。
第3C圖示出了根據與本文所述原理一致的又一實施例的具有部分反射層120的光源100的實施例部分的剖視圖。特別是，第3C圖示出了光源100，其中部分反射層120包括偏振選擇性膜126。偏振選擇性膜126被配置為透射具有第一偏振的光（箭頭A）並且進一步配置成反射具有第二偏振的光（箭頭B）作為反射光114。因此，來自光學發射器110的發射光112、散射光116和具有第一偏振的再循環光117（例如，如第1A和1B圖所示）可以穿過偏振選擇性膜126以成為輸出光118。或者是，發射光112的任何部分、散射光116和具有入射在部分反射層120的偏振選擇膜126上的第二偏振（箭頭B）的再循環光117被反射，成為反射光114，反過來，可如上所述再循環。在又一實施例（未示出）中，部分反射層120可包括顏色選擇性膜，其配置成透射第一顏色的入射光並反射第二顏色的入射光作為反射光。
根據本文描述的原理的一些實施例，提供了一種包含光源的多視域背光件，其包括與上述光源100基本類似的光源。第4圖示出了根據與本文描述的原理一致的實施例的示例中的多視域背光件400的剖面圖。第4圖中所示的多視域背光件400被配置為提供複數個彼此具有不同主要角度方向的耦合輸出或方向性光束402（例如，作為光場）。特別是，根據各種實施例，所提供的多個方向性光束402在與多視域顯示器的相應視域方向對應的不同主要角度方向上被引導遠離多視域背光件400。在一些實施例中，可以調變方向性光束402（例如，使用光閥，如下所述）以便於顯示具有3D內容的資訊。
如第4圖所示，多視域背光件400包括光導410。根據一些實施例，光導410可以是板光導。光導410被配置為沿著光導410的長度引導光作為被引導的光404。例如，光導410可以包括被配置為光波導的介電材料。介電材料可以具有第一折射率，該第一折射率大於圍繞介電光波導的介質的第二折射率。例如，折射率的差異被配置為根據光導410的一個或多個引導模式促進被引導的光404的全內反射。
在一些實施例中，光導410可以是板片或平板光波導，其包括延伸的，基本上平面的光學透明介電材料片。基本上平面的介電材料片被配置為使用全內反射來引導該被引導的光404。根據各種示例，光導410的光學透明材料可以包括或由多種介電材料中的任何一種構成，包括但不限於各種類型的玻璃中的一種或多種（例如，石英玻璃、鹼 - 鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃等）和基本上光學透明的塑料或聚合物（例如，聚（甲基丙烯酸甲酯）或「丙烯酸玻璃」，聚碳酸酯等）。在一些示例中，光導410還可以包括在光導410的表面的至少一部分（例如，頂表面和底表面中的一個或兩個）上的包覆層（未示出）。包覆層根據一些實例，可以用於進一步促進全內反射。
此外，根據一些實施例，光導410被配置為根據光導410的第一表面410'（例如，「前」表面或側面）和第二表面410”（例如，「後」表面或側面）之間的非零傳播角度的全內反射來引導被引導的光404。特別是，被引導的光404透過以非零傳播角度在光導410的第一表面410'和第二表面410”之間反射或「反彈」來傳播。在一些實施例中，多個被引導的光404包括： 不同顏色的光可以由光導410以不同特定顏色、非零傳播角度中的相應顏色引導。注意，為了簡化圖示，第4圖中未示出非零傳播角度。然而，描繪傳播方向403的粗箭頭示出了被引導的光404沿著第4圖中的光導長度的一般傳播方向。
如本文所定義，「非零傳播角」是相對於光導410的表面（例如，第一表面410'或第二表面410”）的角度。此外，非零傳播根據各種實施例，角度大於零且小於光導410內的全內反射的臨界角。例如，被引導的光404的非零傳播角可以在大約十（10）度和大約五十（50）度之間，或者在一些示例中，在大約二十（20）度和大約四十（40）度之間，或者在大約二十五（25）度和大約三十五（35）度之間。例如，非零傳播角可以是大約三十（30）度。在其他示例中，非零傳播角可以是大約20度，或大約25度，或大約35度。此外，對於特定實施方式，可以選擇（例如，任意地）特定的非零傳播角度，只要選擇特定的非零傳播角度小於光導410內的全內反射的臨界角度即可。
可以以非零傳播角（例如，約30至35度）將光導410中的被引導的光404引入或耦合到光導410中。例如，透鏡、鏡子或類似反射器和棱鏡（未示出）中的一個或多個可以有助於將光耦合到光導410的輸入端，作為在非零傳播角處的被引導的光404。 一旦耦合到光導410中，被引導的光404沿著可大致遠離輸入端的方向沿光導410傳播（例如，透過沿第4圖中的x軸指向的粗箭頭示出）。
在一些實施例中，光導410可以被配置為「再循環」被引導的光404。特別是，沿著光導長度被引導的被引導的光404可以沿著與傳播方向403不同的另一傳播方向403'沿該長度重新引導回來。 例如，光導410可以包括在光導410的與鄰近光源的輸入端相對的一端的反射器（未示出）。反射器可以被配置為將被引導的光404反射回輸入端作為再循環的引導光。以這種方式回收引導光404可以透過使被引導的光可用一次以上（例如，如下所述的多光束元件）來增加多視域背光件400的亮度（例如，方向性光束402的強度）。
在第4圖中，指示再循環被引導的光的傳播方向403'的粗箭頭（例如，指向負x方向）示出了光導410內的再循環被引導的光的一般傳播方向。或者（例如， 與再循環被引導的光相反，可以通過利用另一傳播方向403'將光引入光導410來提供在另一傳播方向403'上傳播的被引導的光404（例如，除了具有傳播方向403的被引導的光404之外）。
如第4圖所示，多視域背光件400進一步包括沿光導長度彼此間隔開的複數個多光束元件420。特別是，複數個多光束元件420透過有限空間彼此分開，並且沿著光導長度表示各個不同的元件。也就是說，根據這裡的定義，複數個多光束元件420根據有限的（即，非零）元件間距離（例如，有限的中心到中心距離）彼此間隔開。 此外，根據一些實施例，複數個多光束元件420通常不相交、重疊或以其他方式彼此接觸。 這樣，每個多光束元件420通常是明顯的並且與多光束元件420中的其他多光束元件分開。
根據一些實施例，複數個多光束元件420可以佈置在一維（1D）陣列或二維（2D）陣列中。例如，複數個多光束元件420可以佈置為線性1D陣列。在另一示例中，複數個多光束元件420可以佈置為矩形2D陣列或圓形2D陣列。 此外，在一些示例中，陣列（即，1D或2D陣列）可以是規則或均勻的陣列。 特別是，多光束元件420之間的元件間距離（例如，中心到中心的距離或間隔）可以在整個陣列基本上是均勻的或恆定的。 在其他示例中，多光束元件420之間的元件間距離可以在整個陣列和沿著光導410的長度中的一者或兩者來變化。
根據各種實施例，複數個多光束元件420被配置為將被引導的光404的一部分耦合出作為複數個方向性光束402。特別是，第4圖示出了作為複數個發散箭頭的方向性光束402，所述多個發散箭頭被描繪為從光導410的第一（或前）表面410'被引導。此外，根據各種實施例，多光束元件420的尺寸與如上所述多視域顯示器的多視域像素406中的子像素406'的尺寸相當。為了方便討論起見，多視域像素406在第4圖中以多視域背光件400示出。這裡，「尺寸」可以以各種方式中的任何一種來定義，以包括但不限於長度、寬度或面積。例如，子像素406'的尺寸可以是其長度，並且多光束元件420的可相比擬的尺寸也可以是多光束元件420的長度。在另一個示例中，尺寸可以指的是這樣的區域：多光束元件420的面積可以與子像素406'的面積相當。
在一些實施例中，多光束元件420的尺寸可相比擬於子像素的尺寸，，以使多光束元件尺寸介於子像素尺寸的約百分之五十（50％）和約百分之二百（200％）之間。例如，如果多光束元件尺寸係由「s」表示且子像素尺寸係由「S」表示（例如，如第4圖所示），則多光束元件尺寸s可由式（1）表示為（1）
在其他示例中，多光束元件的尺寸大於子像素尺寸的百分之六十（60％），或約子像素尺寸的百分之七十（70％）的，或大於約子像素尺寸的百分之八十（80％），或大於約子像素尺寸的百分之九十（90％），並且多光束元件小於子像素尺寸的約百分之一百八十（180％），或小於子像素尺寸的約百分之一百六十（160％），或小於子像素尺寸的約一百四十（140％），或小於子像素尺寸的約百分之一百二十（120％）。例如，根據「可相比擬尺寸」，多光束元件尺寸可以在子像素尺寸的約百分之七十五（75％）和約百分之一百五十（150％）之間。在另一個示例中，多光束元件420的尺寸可以與子像素406'相當，其中多光束元件尺寸在子像素尺寸的約百分之二百五十五（125％）和約百分之八十五（85％）之間。根據一些實施例，可以選擇多光束元件420和子像素406'的可相比擬尺寸以降低（或者，在一些示例中，最小化）多視域顯示器之視域之間的暗區（dark zone），且在此同時用於降低（或者，在一些示例中，最小化）多視域顯示器之視域之間的重疊。
第4圖進一步示出了光閥408陣列，其配置成調變複數個方向性光束的方向性光束402。例如，光閥陣列可以是採用多視域背光件的多視域顯示器450的一部分，並且在第4圖中與多視域背光件400一起示出，以便於在此進行討論。
如第4圖所示，具有不同主要角度方向的不同方向性光束402穿過並且可以由光閥陣列中的不同光閥408調變。此外，如圖所示，光閥408陣列對應於子像素406'，並且一組光閥408對應於多視域顯示器450的多視域像素406。特別是，光閥陣列的不同組的光閥408配置成接收和調變來自不同的多光束元件420的方向性光束402，即，如圖所示，每個多光束元件420有一獨特組的光閥408。在各種實施例中，可採用不同類型的光閥作為光閥陣列的光閥408，其包括但不限於液晶光閥，電泳光閥和基於電潤濕的光閥中的一種或多種。
如第4圖所示，第一光閥組408a配置成從第一多光束元件420a接收和調變方向性光束402，而第二光閥組408b配置成從第二多光束元件420b接收和調變方向性光束402。 因此，光閥陣列中的每個光閥組（例如，第一和第二光閥組408a、408b）分別對應於不同的多視域像素406，其中如第4圖所示，光閥組的各個光閥408對應於各個多視域像素406的子像素406'。
注意，如第4圖所示，子像素406'的尺寸可以對應於光閥陣列中的光閥408的尺寸。 在其他示例中，子像素尺寸可以被定義為光閥陣列的相鄰光閥408之間的距離（例如，中心至中心距離）。例如，光閥408可以小於光閥陣列中的光閥408之間的中心至中心距離。例如，子像素尺寸可以被定義為光閥408的尺寸或者對應於光閥408之間的中心至中心距離的尺寸。
在一些實施例中，複數個多光束元件420和相應的多視域像素406（例如，光閥408組）之間的關係可以是一對一的關係。 也就是說，可以存在相同數量的多視域像素406和多光束元件420。在其他實施例（未示出）中，多視域像素406和多光束元件420的數量可以彼此不同。
在一些實施例中，複數個相鄰多光束元件420對之間的元件間距離（例如，中心至中心距離）可以等於相應的相鄰多視域像素406對之間的像素間距離（例如，中心至中心距離），例如由光閥組表示。例如，如第4圖所示，第一多光束元件420a和第二多光束元件420b之間的中心至中心距離d基本上等於第一光閥組408a和第二光閥組408b之間的中心至中心距離D。在其他實施例（未示出）中，多光束元件對420和對應的光閥組的相對中心至中心距離可以不同，例如，多光束元件420可以具有元件間間隔（即，中心至中心距離d），該元件間間隔是大於或小於表示多視域像素406的光閥組之間的間隔（即，中心至中心距離D）其中之一者。
在一些實施例中，多光束元件420的形狀類似於多視域像素406的形狀或者等同對應於多視域像素406的一組的光閥408（或「子陣列」）的形狀。例如，多光束元件420可以具有方形形狀，並且多視域像素406（或相應的一組光閥408的佈置）可以基本上是方形的。在另一個示例中，多光束元件420可以具有矩形形狀，即，可以具有大於寬度或橫向尺寸的長度或縱向尺寸。在這示例中，對應於多光束元件420的多視域像素406（或等同該組光閥408的佈置）可以具有類似的矩形形狀。在其他示例（未示出）中，多光束元件420和對應的多視域像素406具有各種形狀，包括或至少近似於，但不限於三角形、六邊形和圓形。
此外（例如，如第4圖所示），根據一些實施例，每個多光束元件420被配置為向一個且僅一個多視域像素406提供方向性光束402。特別是，對於給出的其中一個多光束元件420，具有與多視域顯示器450的不同視域對應的不同主要角度方向的方向性光束402基本上被限制為單個對應的多視域像素406和其子像素406' ，即，對應於多光束元件420的單組光閥408，如第4圖所示。這樣，多視域背光件400的每個多光束元件420提供相應的一組方向性光束402，其具有一組不同的對應於多視域顯示器450的不同視域的主要角度方向（即，該組方向性光束402包含具有與每個不同視域方向相對應的方向的光束）。
根據各種實施例，多光束元件420可包括多個不同結構中的任何一個，該結構被配置為耦合出被引導的光404的一部分。例如，不同結構可包括但不限於繞射光柵、微反射元件、微折射元件或其各種組合。在一些實施例中，包括繞射光柵的多光束元件420被配置為繞射地耦合出該被引導的光部分，作為具有不同主要角度方向的多個方向性光束402。在其他實施例中，包括微反射元件的多光束元件420被配置為將該被導光部分反射地耦合出作為複數個方向性光束402，或者包括微折射元件的多光束元件420被配置為透過或使用折射（即，折射地耦合出被該引導光部分）將該被引導的光部分耦合出作為複數個方向性光束402。
多視域背光件400可以進一步包括光源430。特別是，光源430可以基本上類似於上面參考第1A和1B圖，2和3A-3C描述的光源100。根據各種實施例，光源430被配置為提供在光導410內被引導的光。如第4圖藉由示例繪示而非限制所示， 光源430可以位於光導410的入射表面或端部（輸入端）附近。在一些實施例中，光源430的光學發射器基本上類似於上述光學發射器110。例如，光源430的光學發射器可包括基本上任何光源，包括但不限於一個或多個發光二極體（LED）或雷射（例如，雷射二極體）。在一些實施例中，光源430可以被配置為產生基本上單色的光，其具有由特定顏色表示的窄帶光譜。特別地，單色光的顏色可以是特定顏色空間或顏色模型的原色（例如，紅 - 綠 - 藍（RGB）顏色模型）。在其他示例中，光源430可以用作基本上寬帶的光源，其被配置為提供基本上寬帶或多色光。例如，光源430可以提供白光，例如，如上關於光源100的描述。在一些實施例中，光源430可以包括被配置為提供不同顏色的光的複數個不同的光學發射器，例如，複數個光源100。不同的光學發射器可以被配置為提供具有與每種不同顏色的光對應的被引導的光的不同的、顏色特定的、非零傳播角度的光。
在一些實施例中，光源430可以進一步包括準直器，以進一步將來自光源430的光準直。準直器可以被配置為接收準直或部分準直的光。 準直器更被配置為將所接收的光進一步準直。特別是，根據一些實施例，準直器可以提供具有非零傳播角度並且根據預定準直因子進行準直的準直光。如上所述，準直器更被配置為將準直光傳送到光導410以作為被引導的光404傳播。
在一些實施例中，多視域背光件400被配置為對於通過光導410的方向上的光幾乎透明，該方向垂直於被引導的光404的傳播方向403、403'。特別是，在一些實施例中，該光導410和間隔開的複數個多光束元件420允許光穿過光導410通過第一表面410'和第二表面410”。 由於多光束元件420的相對小的尺寸和多光束元件420的相對大的元件間間隔（例如，與多視域像素406一一對應），可以至少部分地促進透明度。 此外，特別是當多光束元件420包括繞射光柵時，根據一些實施例，多光束元件420對於與光導表面410'，410”'正交傳播的光也可以是幾乎透明的。
根據本文描述的原理的其他實施例，提供了一種光源操作方法。第5圖示出了根據與本文描述的原理一致的實施例的光源操作的方法500的流程圖。如第5圖所示，光源操作的方法500包括使用光學發射器發射510光。根據各種實施例，光朝向光源的輸出孔發射510。在一些實施例中，光學發射器可以基本上類似於上面關於光源100描述的光學發射器110。例如，光學發射器可以包括發光二極體（LED）。發射510光可以產生與上述發射光112基本相似的光。此外，在一些實施例中，由LED發射510的光可以是或包括藍光或紫外光。因此，發射510光可以包括例如發射藍光或發射紫外光。在一些實施例中，例如，光源100可包括螢光散射粒子132的矩陣，其包括黃色磷光體，當由LED發射的藍光被觸發時，其導致黃色螢光發射或散射，而導致明顯的白光。
方法500進一步包括使用部分反射層將一部分發射光部分反射520作為反射光。在一些實施例中，部分反射層可以基本上類似於上面關於光源100描述的部分反射層120。例如，部分反射層可以包括準直膜或層。部分反射520可以包括入射在準直膜上的反射光，其入射角大於準直膜的接收角。在其他實施例中，部分反射層可以是偏振選擇層，其被配置為使具有第一偏振的光通過並且反射具有第二偏振的光。在這些實施例中，部分反射520可以包括反射具有第二偏振的光。而在其他實施例中，部分反射520可以包括反射特定顏色的光，例如，當部分反射層對於顏色有選擇性時。
如第5圖所示，光源操作的方法500還包括使用光學發射器110和部分反射層120之間的散射介質對反射光進行散射530。散射530還可以包括散射發射的光，並且在一些實施例中，也將散射的光散射。根據各種實施例，一部分散射光可以朝向部分反射層120重新定向，作為從光源孔發射的再循環光。在一些實施例中，散射介質可以基本上類似於上面關於光源100描述的散射介質130。特別是，在各種實施例中， 散射介質可包括一種或多種類型的散射粒子，其基本上類似於上述散射介質130的散射粒子132。散射粒子可保持在矩陣中，例如散射矩陣134，也如上所述。例如，散射介質可以包括散射粒子，例如磷光體，其將一種顏色的光轉換成另一種顏色的光。例如，磷光體粒子可包括基本上黃色的磷光體並將藍光轉換成黃光。因此，散射530可以包括例如使用黃色磷光體的螢光散射。注意，藍光和黃光的組合可能看起來是白光。這樣，使用具有含有包括黃色磷光體的磷光體粒子的散射介質的光學發射器（例如，藍色LED）發射510藍光可以產生藍光（來自光學發射器）和來自磷光體粒子的黃光的組合，得到在輸出孔處由光源發射的白光。此外，散射介質將反射光的藍光530散射為黃色再循環光。因此，黃色再循環光可以進一步與所發射510的藍光組合以在光源孔處提供額外的白光。在其他實施例中，散射介質可以包括根據反射或折射來散射和重新定向或反射光的粒子，代替例如由螢光粒子提供的顏色轉換或者除了螢光粒子提供的顏色轉換之外。
在該方法的一個實施例中，部分反射層可以包括準直膜，例如，準直膜基本與上面部分反射層120描述的準直膜類似。部分反射520可以包括入射在準直膜上的反射光，其入射角大於該準直膜的接收角。
在一些實施例（未示出）中，操作光源100的方法500進一步包括使用光導接收從光源發射的光。該光導可以基本上類似於上述光導410。 方法500還可以包括引導光導內的接收光作為被引導的光，例如，非零傳播角中的一個或兩個並且具有預定的準直因子。 方法500還可以包括使用多光束元件從光導耦合出一部分被引導的光作為複數個耦合輸出或方向性光束。耦合輸出或方向性光束具有彼此不同的主要角度方向。此外，根據各種實施例，不同的主要角度方向對應於多視域顯示器的各個不同視域方向。
因此，本文已經描述了具有部分反射層的光源，採用光源的多視域背光件以及光源操作方法的示例和實施例。應當理解的是，上述示例僅僅是說明表示本文所述原理的許多具體示例中的一些示例。顯然地，本領域技術人員在不脫離以下申請專利範圍限定的範圍的情況下，可以輕易地設計出許多其他佈置。
本申請主張於2017年6月8日提交的國際專利申請第PCT / US 2017 / 036647號的優先權，其全部內容通過引用結合於此。
100‧‧‧光源
102‧‧‧輸出孔
106‧‧‧間隙
110‧‧‧光學發射器
112‧‧‧發射光
114‧‧‧反射光
116‧‧‧散射光
116’‧‧‧散射光
117‧‧‧再循環光
118‧‧‧輸出光
118a‧‧‧光線圖案
120‧‧‧部分反射層
120’‧‧‧微結構
130‧‧‧散射介質
132‧‧‧散射粒子
132a‧‧‧反射散射粒子
132b‧‧‧螢光散射粒子
134‧‧‧矩陣
140‧‧‧光學殼體
140a‧‧‧內部底表面
140b‧‧‧傾斜壁
400‧‧‧多視域背光件
402‧‧‧方向性光束
403‧‧‧傳播方向
403’‧‧‧傳播方向
404‧‧‧被引導的光
406‧‧‧多視域像素
406’‧‧‧子像素
408‧‧‧光閥
408a‧‧‧第一光閥組
408b‧‧‧第二光閥組
410‧‧‧光導
410’‧‧‧第一表面（光導表面）
410”‧‧‧第二表面（光導表面）
420‧‧‧多光束元件
420a‧‧‧第一多光束元件
420b‧‧‧第二多光束元件
430‧‧‧光源
450‧‧‧多視域顯示器
A‧‧‧箭頭
B‧‧‧箭頭
D‧‧‧中心距
S‧‧‧子像素大小
s‧‧‧多光束元件大小
d‧‧‧中心距
500～530‧‧‧方法流程
參考以下結合附圖的詳細描述，可以更容易地理解根據本文描述的原理的示例和實施例的各種特徵，其中相同的參考標號表示相同的結構元件，並且其中： 第1A圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例的示例中的光源的剖視圖； 第1B圖示出了根據與本文所述原理一致的另一實施例的示例中的光源的剖視圖； 第2圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例的光源的一部分的剖面圖，該光源包括可在示例中採用的各種散射機構； 第3A圖示出了根據與本文所述原理一致的實施例，在示例中具有部分反射層的光源的一部分的剖面圖； 第3B圖示出了根據與本文所述原理一致的另一實施例，在示例中具有部分反射層的光源的實施例部分的剖視圖； 第3C圖示出了根據與本文所述原理一致的又一實施例，在示例中具有部分反射層的光源的實施例部分的剖視圖； 第4圖示出了根據與本文描述的原理一致的實施例，在示例中多視域背光件的剖視圖；以及 第5圖示出了根據與本文描述的原理一致的實施例，在示例中光源操作的方法的流程圖。 某些示例和實施例具有作為上述參考圖式中所示的特徵的補充和替代之一的其他特徵。下文參考上述參考圖式來詳細說明這些和其他特徵。

Claims (21)

  1. 一種光源，包括：一光學發射器，被配置以朝向該光源的一輸出孔發射光；一部分反射層，在該輸出孔處，該部分反射層被配置為接收來自該光學發射器所發射的光並反射所接收的光的一部分作為反射光；以及一散射介質，位於該部分反射層和光學發射器之間，該散射介質被配置為將該反射光散射為具有與該反射光不同方向的散射光，其中，該散射光的一部分被重新定向到該部分反射層，作為從該光源發射的再循環光，以及其中，該散射介質包括一螢光散射粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該光學發射器是一發光二極體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該螢光散射粒子包括黃色磷光體，該光學發射器配置為發射藍光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該螢光散射粒子包括紅色磷光體、綠色磷光體、和藍色磷光體中的一種或多種，該光學發射器配置為發射紫外光(UV光)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該散射介質包括被配置為透過反射將入射光散射的反射散射粒子和被配置為透過折射將入射光散射的折射散射粒子中的一者或兩者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該部分反射層包括一準直膜，被配置以反射該發射光的一部分作為該反射光，該發射光在準直膜處具有一入射角，該入射角大於該準直膜的一接收角。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該部分反射層包括棱鏡元件、微透鏡、菲涅耳透鏡、被配置為透射第一偏振並反射第二偏振作為該反射光的偏振選擇性膜、以及被配置為透射第一顏色的光並反射第二顏色的光作為該反射光的顏色選擇性膜中的一者或多者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中，該部分反射層藉由一間隙與該散射介質分離。
  9. 一種包括如申請專利範圍第1項所述之光源的多視域背光件，該多視域背光件進一步包括：一光導，被配置以引導光，該光源係光學耦合至該光導的輸入端，以提供光被引導，作為被引導的光；以及複數個多光束元件，沿著該光導的長度彼此間隔開，該複數個多光束元件中的多光束元件被配置為從該光導耦合出該被引導的光的一部分，作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束具有與多視域顯示器的各個不同視域方向對應的不同的主要角度方向。
  10. 一種多視域背光件，包括：一光源，包括：一光學發射器、一部分反射層、以及在該光學發射器與該部分反射層之間的一散射介質，該光源被配置以發射光；一光導，用於接收和引導該發射光作為被引導的光；以及一多光束元件，被配置為從該光導耦合出該被引導的光的一部分，作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束具有彼此不同的主要角度方向並與多視域顯示器的各個不同視域方向相對應，其中該散射介質被配置成散射由該部分反射層反射的光，其中一部分的該散射光被重新定向到該部分反射層，作為由該光源發射的再循環光。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之多視域背光件，其中，該多光束元件的尺寸在該多視域顯示器的多視域像素中的子像素的尺寸的百分之五十到百分之二百之間。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之多視域背光件，其中，該多光束元件包括繞射光柵、微反射元件、以及光學連接至該光導的微折射元件中的一者，以耦合出該被引導的光的一部分。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之多視域背光件，其中，該散射介質包括一散射粒子，該散射粒子係為被配置成透過螢光發射以將光散射的螢光散射粒子、配置成透過反射以將光散射的反射散射粒子、以及配置成透過折射以將光散射的折射散射粒子中的一者或多者。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之多視域背光件，其中，該散射粒子是具有黃色磷光體的螢光散射粒子，並且其中該光學發射器包括配置成發射藍光的發光二極體。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之多視域背光件，其中，該部分反射層包括以下一者或多者：一準直膜，其反射光是入射光，該入射光具有大於該準直膜的接收角的一入射角；一偏振選擇膜，被配置以透射具有第一偏振的入射光並反射具有第二偏振的入射光作為該反射光；以及一顏色選擇性膜，被配置以透射第一顏色的入射光並反射第二顏色的入射光作為該反射光。
  16. 一種包括如申請專利範圍第10項所述之多視域背光件之多視域顯示器，該多視域顯示器進一步包括：一光閥陣列，被配置為調變該複數個方向性光束的複數個方向性光束，該光閥陣列中的一光閥對應該多視域顯示器的多視域像素的子像素，以及該光閥陣列中的一組光閥對應該多視域像素。
  17. 一種光源操作的方法，該方法包括：使用一光學發射器發射光，該發射光被引向該光源的一輸出孔；使用在該輸出孔處的一部分反射層部分反射該發射光的一部分作為反射光；以及使用在該光學發射器和該部分反射層之間的一散射介質將該反射光散射為散射光，其中，該散射光的一部分被重新定向到該部分反射層，作為從該光源發射的再循環光，以及其中，該散射介質包括一螢光散射粒子。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之光源操作的方法，其中，該光學發射器包括一發光二極體，並且該散射介質包括一散射粒子。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之光源操作的方法，其中，該發射光的步驟包括發射藍光，並且其中該散射該反射光的步驟包括使用黃色磷光體透過螢光發射進行散射。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之光源操作的方法，其中，該部分反射層包括一準直膜，且該部分反射的步驟包括反射入射在該準直膜上的光，其入射角大於該部分反射層的接收角。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之光源操作的方法，進一步包括：使用一光導接收從該光源發射的光；引導在該光導內的該接收光作為被引導的光；以及使用一多光束元件從該光導耦合出該被引導的光的一部分作為複數個方向性光束，該複數個方向性光束的複數個方向性光束具有彼此不同主要角度方向，該等不同主要角度方向對應多視域顯示器的各個不同視域方向。
TW107119334A 2017-06-08 2018-06-05 光源、多視域背光件及其方法 TWI669698B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??PCT/US17/36647 2017-06-08
PCT/US2017/036647 WO2018226235A1 (en) 2017-06-08 2017-06-08 Light source and multiview backlight using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201907382A TW201907382A (zh) 2019-02-16
TWI669698B true TWI669698B (zh) 2019-08-21

Family

ID=64565893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107119334A TWI669698B (zh) 2017-06-08 2018-06-05 光源、多視域背光件及其方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11016238B2 (zh)
EP (1) EP3635795A4 (zh)
JP (1) JP7437938B2 (zh)
KR (1) KR20190137173A (zh)
CN (1) CN110710005A (zh)
CA (1) CA3064378C (zh)
TW (1) TWI669698B (zh)
WO (1) WO2018226235A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018182743A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Leia Inc. Backlight, multiview display and method employing tapered collimator
US11272168B2 (en) * 2018-07-16 2022-03-08 Boe Technology Group Co., Ltd. Three-dimensional display apparatus, three-dimensional imaging apparatus, and method of displaying three-dimensional image
JP7177920B2 (ja) * 2018-10-01 2022-11-24 レイア、インコーポレイテッド マルチビームエミッタ及びマルチビューピクセルのオフセット行を備えたマルチビューディスプレイ並びに方法
EP3867694A4 (en) 2018-10-15 2022-07-20 LEIA Inc. BACKLIGHT, MULTI-VIEW DISPLAY AND METHOD USING A GRID DISTRIBUTOR
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
JP7148813B2 (ja) * 2019-10-30 2022-10-06 日亜化学工業株式会社 光源装置
CN112563397A (zh) * 2020-12-07 2021-03-26 扬州中科半导体照明有限公司 一种led芯片阵列模组及其制作方法
CN112582385A (zh) * 2020-12-10 2021-03-30 高创(苏州)电子有限公司 一种蓝光led封装结构、背光模组及显示装置
KR20230158036A (ko) * 2021-04-06 2023-11-17 엘지전자 주식회사 디스플레이 디바이스

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008210749A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Sony Corp ライトガイド、光学素子、バックライト装置、ディスプレイ装置及び電子機器
US20140264412A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device package
CN104362171A (zh) * 2014-12-03 2015-02-18 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光显示面板、其制作方法及显示装置
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
TW201640196A (zh) * 2015-02-04 2016-11-16 馬克專利公司 電光切換元件及顯示裝置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017926A (ko) * 2002-08-22 2004-03-02 웬-치 호 광-혼합 층 및 광-혼합 방법
US7312560B2 (en) 2003-01-27 2007-12-25 3M Innovative Properties Phosphor based light sources having a non-planar long pass reflector and method of making
US7631991B2 (en) 2004-09-30 2009-12-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Brightness enhancement of LED using selective ray angular recycling
US20060285332A1 (en) 2005-06-15 2006-12-21 Goon Wooi K Compact LED package with reduced field angle
TWI287307B (en) * 2006-01-03 2007-09-21 Jung-Chieh Su Light-emitting device with omni-bearing reflector
US11114594B2 (en) 2007-08-24 2021-09-07 Creeled, Inc. Light emitting device packages using light scattering particles of different size
US20100051983A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Frank Shum Polarization recycling optics for leds
TWI608760B (zh) 2008-11-13 2017-12-11 行家光電有限公司 形成螢光粉轉換發光元件之方法
US8646953B2 (en) * 2011-01-11 2014-02-11 Nittoh Kogaku K.K. Light guiding body and light emitting device
BR112013021131A2 (pt) 2011-02-22 2019-09-24 Koninklijke Philips Electrnics N. V. colimador compreendendo uma chaminé de camada prismática, e unidade de iluminação compreendendo o dito colimador
CN110274162A (zh) * 2012-09-13 2019-09-24 夸克星有限责任公司 具有远程散射元件和全内反射提取器元件的发光设备
JP2014183192A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Polatechno Co Ltd 偏光ｌｅｄ及びそれを用いた表示装置
DE102013215382A1 (de) 2013-08-05 2015-02-05 Osram Gmbh Leuchtstoff-LED
TWI653495B (zh) * 2014-06-26 2019-03-11 荷蘭商皇家飛利浦有限公司 發光二極體照明單元
CN104570481A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 上海天马微电子有限公司 一种led光源、背光模组及液晶显示装置
KR102244847B1 (ko) 2014-12-31 2021-04-28 엘지디스플레이 주식회사 초집광 도광필름 및 이를 이용한 평판 표시장치용 박막형 백 라이트 유닛
EP3345390B1 (en) 2015-09-05 2023-06-07 LEIA Inc. Multiview display with head tracking
EP3408705A4 (en) 2016-01-30 2019-09-11 LEIA Inc. MULTI-LAYERED ELEMENT BASED BACKLIGHTING AND DISPLAY THEREOF
US10928677B2 (en) 2016-05-23 2021-02-23 Leia Inc. Diffractive multibeam element-based backlighting
CN110463198B (zh) * 2017-04-08 2022-12-23 镭亚股份有限公司 一种模式可切换背光体、2d/3d模式可切换显示器以及2d/3d模式可切换背光体的操作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008210749A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Sony Corp ライトガイド、光学素子、バックライト装置、ディスプレイ装置及び電子機器
US20140264412A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light emitting device package
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
CN104362171A (zh) * 2014-12-03 2015-02-18 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光显示面板、其制作方法及显示装置
TW201640196A (zh) * 2015-02-04 2016-11-16 馬克專利公司 電光切換元件及顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US11016238B2 (en) 2021-05-25
TW201907382A (zh) 2019-02-16
EP3635795A4 (en) 2021-01-06
CA3064378C (en) 2023-02-28
US20200103582A1 (en) 2020-04-02
KR20190137173A (ko) 2019-12-10
WO2018226235A1 (en) 2018-12-13
CN110710005A (zh) 2020-01-17
JP2020523737A (ja) 2020-08-06
CA3064378A1 (en) 2018-12-13
EP3635795A1 (en) 2020-04-15
JP7437938B2 (ja) 2024-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI669698B (zh) 光源、多視域背光件及其方法
TWI669555B (zh) 雙視域區域背光件、雙模式顯示器及其操作方法
TWI671567B (zh) 基於微結構多光束元件的多視域背光件、顯示器、及其操作方法
TW201932940A (zh) 可切換模式的背光板、顯示器及方法
TWI729727B (zh) 雙視像區域背光件、雙模式顯示器和採用方向性發射器的方法
TWI696006B (zh) 具有微透鏡之基於多光束元件之背光件、多視域顯示器、及其操作方法
TWI748183B (zh) 混合形式背光件、顯示器、和方法
TW201901205A (zh) 採用錐形準直器的背光板、多視角顯示器及方法
TWI669546B (zh) 微稜鏡多光束元件背光件、多視域顯示器、及其操作方法
TW201931337A (zh) 背光式透明顯示器、透明顯示器系統、及其操作方法
TWI725595B (zh) 具有光罩元件的多視域背光件、顯示器和方法
TW202217411A (zh) 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
TW202111356A (zh) 具有高折射係數導光體層的背光散射元件、多視像顯示器和方法
JP2022530167A (ja) シフトされたカラーサブピクセルを有するマルチビューディスプレイおよび方法
TWI740584B (zh) 準直背光件、電子顯示器和採用吸收準直器的方法
TWI700528B (zh) 條狀準直器、多視域背光系統以及準直光的方法
TW202122871A (zh) 具有繞射光柵填充分數的多光束背光件、多視像顯示器、及其操作方法
TW202117403A (zh) 使用反射式多光束元件的多視像背光件、多視像顯示器和方法
TWI836714B (zh) 背光系統、顯示系統及其方法
JP7317997B2 (ja) 二叉の放射パターンを有する光源、マルチビューバックライトおよび方法
TWI833750B (zh) 具有可動態重組多視像像素的多視像顯示器和方法
TW202307525A (zh) 具有多軸照明的多視像背光件、顯示器及方法
TW202414004A (zh) 具有客製化離軸亮度輪廓的多視像背光件、多視像顯示器及方法