KR102239156B1 - 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트 및 이를 사용한 전자 디스플레이 - Google Patents

컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트 및 이를 사용한 전자 디스플레이 Download PDF

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데이비드 에이. 파탈
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Abstract

컬러-스캐닝 격자-기반 백라이팅은 개재된 어두운 영역과 함께 플레이트 광 가이드의 서로 다른 영역들에 서로 다른 컬러의 광을 제공하는 컬러 스캐닝 프로토콜을 포함한다. 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트는 플레이트 광 가이드와, 안내된 광빔의 일부를 플레이트 광 가이드 표면으로부터 소정의 주각 방향으로 지향된 아웃커플링된 광빔으로서 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된 회절 격자를 포함한다. 백라이트는 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 안내된 광빔으로서 플레이트 광 가이드에 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 멀티컬러 광원을 더 포함한다. 제1 영역에 제1 컬러의 제공된 광은 개재된 어두운 영역에 의한 것과 플레이트 광 가이드의 광-구속 벽에 의한 것 중 하나 또는 둘 모두에 의해 제2 영역의 제2 컬러의 제공된 광으로부터 분리된다.

Description

컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트 및 이를 사용한 전자 디스플레이{COLOR-SCANNING GRATING-BASED BACKLIGHT AND ELECTRONIC DISPLAY USING SAME}
관련 출원에 대한 상호참조
N/A
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이는 다양한 디바이스 및 제품의 사용자에게 정보를 통신하기 위한 거의 편재하는 매체이다. 가장 일반적으로 발견되는 전자 디스플레이 중에는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이 등)를 채용하는 다양한 디스플레이가 있다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 다른 소스에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이)로 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 분명한 예 중에는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 일반적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소비를 포함한 -그러나 이것으로 제한되지 않는다- 유익한 성능 특성을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 없어 많은 실제 응용에서 용도가 다소 제한됨을 발견할 수 있다.
방출된 광에 연관된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동 디스플레이가 광을 방출하고 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하도록할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 이 다른 수동 디스플레이 뒤에 배치되는 광원(종종 패널 광원)이다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 흔히 백라이트는 백색광을 방출하게 구성된다. 이어 컬러 필터는 백색광을 디스플레이에 사용되는 다양한 컬러로 변환하기 위해 사용된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적이다), 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 배치될 수 있다.
본원에 기술된 원리에 따른 예 및 실시예의 다양한 특징은 첨부 도면에 연관하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있으며, 동일한 도면 부호는 동일한 구조적 요소를 나타낸다.
도 1a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 1c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 2a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자를 포함하는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 일부의 단면도를 도시한다.
도 2b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자를 포함하는 도 2a의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 3a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 평면도를 도시한다.
도 3b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 3a의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 평면도이다.
도 3c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 3b의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 평면도를 도시한다.
도 3d는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 3c의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 평면도를 도시한다.
도 4a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 광-구속 벽을 갖는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 4a에 도시된 광-구속 벽을 갖는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트의 평면도를 도시한다.
도 5는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 6은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러 전자 디스플레이 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 예시된 특징에 부가되거나 대신되는 특징들 중 하나인 다른 특징들을 갖는다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명된다.
본원에 설명된 원리에 따른 실시예는 컬러-스캐닝을 채용하는 컬러 전자 디스플레이 백라이팅을 제공한다. 특히, 본원에 설명된 전자 디스플레이의 백라이팅은 광 가이드로부터 광을 회절적으로 산란하거나 아웃커플링하고 아웃커플링된 광을 전자 디스플레이의 시야 방향으로 지향시키기 위해 복수의 회절 격자를 갖는 광 가이드를 채용한다. 또한, 백라이팅은 광 가이드에 상이한 컬러의 광을 도입하기 위해 멀티컬러 광원의 컬러-스캐닝을 채용한다. 컬러-스캐닝과 일관되게, 또는 특히 이의 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라, 상이한 컬러의 도입된 광은 상이한 스트립, 밴드 또는 영역 내의 광 가이드에서 전파하도록 구성되며, 각각의 상이한 컬러의 아웃커플링된 광으로서 회절적으로 산란되거나 아웃커플링된다. 또한, 일부 실시예에 따라, 백라이트 컬러-스캐닝은 광 가이드 내에서 전파하는 광의 상이한 컬러들 사이에 어두운 영역 또는 밴드를 제공하도록 구성된다. 다른 실시예에 따라, 특정 영역 내에 광을 구속하기 위해 광-구속 벽이 인접한 영역들 사이에 제공된다. 다양한 실시예에 따라, 컬러-스캐닝은 컬러 전자 디스플레이 응용에서 백라이팅(아웃커플링된 광)에 의해 생성된 광빔을 변조할 때 광 밸브가 반응할 필요가 있는 속도를 감소시킬 수 있다. 또한, 어두운 영역 및 광-구속 벽 중 하나 또는 둘 모두는 광 가이드 내에서 전파하는 상이한 컬러의 광의 인접 영역들 광 컬러의 블리딩(bleeding)을 감소시키거나, 일부 실시예에서는, 제거할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 회절 격자에 의해 생성된 아웃커플링된 광은 시야 방향으로 지향되는 복수의 광빔을 형성한다. 복수의 광빔은, 본원에서 설명된 원리의 다양한 실시예에 따라, 서로로부터 상이한 주각 방향을 가질 수 있다. 특히, 복수의 광빔은 시야 방향에서 광 필드를 형성하거나 광 필드를 제공할 수 있다. 또한, 복수의 다른 광빔과는 상이한 주각 방향을 갖는 복수의 광빔의 한 광빔은, 예를 들어, 소정의 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라, 상이한 시간들에서 상이한 컬러일 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 각각의 주각 방향에서(각각의 광빔 복수의) 각각의 광빔은 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라, 상이한 시간들에서 상이한 컬러일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 광빔의 상이한 컬러는 복수의 원색을 나타낼 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 서로 다른 주각 방향을 가지며 상이한 시각들에서 다른 컬러들을 갖는 광빔('상이하게 지향된 광빔'이라고도 함)은 3차원(3D) 정보를 포함하는 정보를 표시하기 위해 채용될 수 있다. 예를 들어, 상이하게 지향된 상이한 컬러의 광빔은, 이하 더 상세히 설명되는 바와 같이, 변조되어 '무안경식' 3D 전자 디스플레이의 컬러 픽셀로서 작용할 수 있다.
본원에서, '스캐닝 프로토콜'은 시간의 함수로서 광원을 사용하여 광 가이드의 조명을 스캐닝하는 절차로서 정의된다. 예를 들어, 스캐닝 프로토콜은 시간의 함수로서 광원의 부분, 요소 또는 개별 광학 이미터를 턴온 및 오프하기 위한 절차를 정의하거나 기술할 수 있다. 확장하여, '컬러' 스캐닝 프로토콜은 광의 상이한 컬러로 광 가이드를 조명하기 위해 멀티컬러 광원으로부터의 광의 상이한 컬러들이 어떻게 스캔될지를(예를 들어, 스위치 온 및 오프될지를) 지시하는 절차로서 본원에서 정의된다. 광 가이드의 복수의 인접한 밴드, 스트립 또는 영역에 걸쳐 순차적 방식으로 광의 상이한 컬러의 스캐닝을 제공하는 컬러 스캐닝 프로토콜은. 본원에서, '순차적인' 컬러 스캐닝 프로토콜로서 정의된다.
예를 들어, 광 가이드는 1에서 N까지 순차적으로 번호가 매겨진 일련의 인접한 영역을 가질 수 있으며, N은 1보다 큰 정수이다. 소정의 순차적 컬러 스캐닝 프로토콜에 따른 컬러-스캐닝은 영역 1로부터 시작하여 영역 N까지 진행하여 광 가이드의 인접 영역으로 제1 컬러(예를 들어, 적색)의 순차적인 도입을 지시할 수 있다. 제1 컬러는, 제1 컬러를 방출하고 각각의 영역에 연관된(예를 들어, 조명하도록 구성된) 멀티컬러 광원의 광학 이미터를 턴 온함으로써 각각의 영역(예를 들어, 영역 1)에 도입될 수 있다. 영역(N)에 도달한 후, 컬러 스캐닝 프로토콜은 컬러 및 여러 영역에 연관된 광학 이미터를 순차적으로 턴 오프함으로써 영역(1)에서 시작하여 영역(N)까지 진행하여 영역으로부터 제1 컬러가 순차적으로 제거됨을 지시할 수 있다. 순차적 컬러 스캐닝 프로토콜은 제1 컬러의 순차적 제거시 순차적인 방식으로 제2 컬러의 도입을 더욱 지시할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 순차적인 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 상이한 컬러로 조명된 영역들 사이에 어두운 영역(즉, 본원에서 실질적으로 비-조명 영역으로 정의됨)이 도입된다.
본원에서, '광 가이드'는 내부 전반사를 이용하여 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 용어 '광 가이드'는 일반적으로 광 가이드의 유전체 물질과 이 광 가이드를 둘러싸는 물질 또는 매체 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 채용하는 유전체 광학 도파로를 지칭한다. 정의에 의해, 내부 전반사를 위한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 물질의 표면에 인접한 주변 매체의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시예에서, 광 가이드는 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 추가하여 또는 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은, 예를 들어, 반사 코팅일 수 있다. 광 가이드는 플레이트 또는 슬랩 가이드, 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 다를 포함한 -그러나 이에 한정되는 것은 아니다- 몇몇 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 구분적으로 또는 차등적으로 평면인 층 또는 시트로서 정의되며, 이는 종종 '슬랩' 가이드라고 한다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 저면(즉, 대향면)에 의해 경계를 이룬 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원의 정의에 의해, 일부 실시예에 따라, 상면 및 저면은 서로 분리되고 아울러 적어도 차등적으로 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 영역 내에서, 상면 및 저면은 실질적으로 평행하거나 동일 평면이다. 일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 평탄할 수 있고(예를 들어, 평면으로 국한되고), 따라서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 일차원 또는 직교하는 2차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 단일 차원에서 만곡되어 원통 형상 플레이트 광 가이드를 형성할 수 있다. 그러나, 임의의 곡률은 광을 안내하기 위해 내부 전반사가 플레이트 광 가이드 내에서 확실히 유지되도록 하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에 설명된 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)는 광빔으로서 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)로부터 광을 산란시키거나 아웃커플링하기 위해 채용될 수 있다. 여기에서, '회절 격자'는 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 피처(즉, 회절 피처)로서 정의된다. 일부 실시예에서, 복수의 피처는 주기적 또는 준 주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(1-D) 어레이로 배열된 복수의 피처(예를 들어, 물질 표면 내 복수의 홈)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 피처의 2차원(2-D) 어레이일 수 있다. 회절 격자는, 예를 들어, 물질 표면 상의 범프 혹은 표면 내 홀들의 2-D 어레이일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본원의 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자에 입사한다면, 제공된 회절 또는 회절 산란은 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터 광을 아웃커플링할 수 있어 '회절 결합'을 초래할 수 있고 따라서 이로서 언급될 수 있다. 회절 격자는 또한 회절에 의해 광의 각도(즉, 회절 각)를 재지향시키거나 변화시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광(즉, 회절된 광)은 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 다른 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화를 본원에서는 '회절 재지향'이라고 칭한다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 피처를 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있으며, 광이 광 가이드로부터 입사한다면, 회절 격자는 또한 광 가이드로부터의 광을 회절적으로 아웃커플링시킬 수 있다.
또한, 본원의 정의에 의해, 회절 격자의 피처는 '회절 피처'로 지칭되며, 표면에, 표면 내에, 및 표면 상에(예를 들어, '표면'은 두 물질 사이의 경계를 지칭한다) 중 하나 이상에 있을 수 있다. 표면은 플레이트 광 가이드의 표면일 수 있다. 회절 피처는 홈, 리지, 홀, 및 범프 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이것으로 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 이들 구조는 표면에, 혹은 표면 내에, 혹은 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 물질 표면 내 복수의 평행한 홈을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 물질 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 리지를 포함할 수 있다. 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 홀, 범프, 등의 어느 것이든)는 사인파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들면, 바이너리 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니 프로파일(예를 들면, 블레이즈 격자)를 포함하는, -그러나 이들로 제한되지 않는다-, 회절을 제공하는 임의의 다양한 단면 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다.
본원에 정의에 의해, '멀티빔 회절 격자'는 복수의 광빔을 포함하는 아웃커플링된 광을 생성하는 회절 격자이다. 또한, 멀티빔 회절 격자에 의해 생성된 복수의 광빔은, 본원에 정의에 의해, 서로로부터 상이한 주각 방향을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수의 광빔 중 한 광빔은 멀티빔 회절 격자에 의한 입사광의 회절성 결합 및 회절성 재지향의 결과로서 복수의 광빔의 또 다른 광빔과는 상이한 소정의 주각 방향을 갖는다. 복수의 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 광빔은 8개의 상이한 주각 방향을 갖는 8개의 광빔을 포함할 수 있다. 조합된 8개의 광빔(즉, 복수의 광빔)은, 예를 들어, 광 필드를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 여러 광빔들의 서로 상이한 주각 방향들은 격자 피치 또는 간격과 멀티빔 회절 격자에 입사하는 광의 전파 방향에 대한 각각의 광빔들의 원점들에 멀티빔 회절 격자의 회절 피처들의 방위 또는 회전과의 조합에 의해 결정된다.
본원에 설명된 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)에 의해 광 가이드로부터 아웃커플링된 광은 전자 디스플레이의 픽셀을 나타낸다. 특히, 서로 다른 주각 방향을 갖는 복수의 광빔을 생성하기 위해 멀티빔 회절 격자를 갖는 광 가이드는, '무안경식' 3차원(3-D) 전자 디스플레이(예를 들면, 멀티뷰 또는 '홀로그래픽' 전자 디스플레이 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이라고도 함)와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 전자 디스플레이의 백라이트의 일부이거나 이와 함께 사용될 수 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자를 사용하여 광 가이드로부터 안내된 광을 아웃커플링시킴으로써 생성된 서로 상이하게 지향되는 광빔들은 3-D 전자 디스플레이의 '픽셀'일 수 있거나 또는 이를 나타낼 수 있다. 또한, 위에 기술된 바와 같이, 상이하게 지향되는 광빔들은 광 필드를 형성할 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 단수 표현은 특허 기술에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어 '격자'는 하나 이상의 격자를 의미하며, 따라서 '격자'는 본원에서 '격자(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상', '저', '상측', '하측', '위', '아래', '전방', '후방', '제1', '제2', '좌측' 또는 '우측'은 본원에서 제한으로 의도되지 않는다. 본원에서, 값에 적용하였을 때 '약'이라는 용어는 일반적으로 값을 보여주기 위해 사용되는 장비의 허용오차 범위 이내를 의미하며, 또는 일부 예에서는 달리 명시적으로 특정하지 않는한, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 '실질적으로'라는 용어는, 예를 들어, 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 대부분 또는 거의 전부 또는 전부 또는 이 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 논의의 목적을 위해 제시된 것이며 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트가 제공된다. 도 1a는, 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 도 1b는 본원에 설명된 원리들 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 1c는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 컬러-스캐닝은 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)에 의해 방출된 광의 복수의 컬러를 생성하기 위해 사용된다. 특히, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 컬러 스캐닝 프로토콜에 의해 지시된 상이한 컬러의 복수의 광빔(102)을 생성하도록 구성된다. 복수의 개별 광빔(102)은 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)에 의해 채용된 컬러 스캐닝에 따라 상이한 컬러를 취한다. 상이한 컬러의 복수의 광빔(102)은 전자 디스플레이의 시야 방향에서 광 필드를 형성할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 복수의 광빔(102)의 상이한 컬러는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)를 채용하는 전자 디스플레이의 컬러 정보에 대응할 수 있다.
특히, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)에 의해 제공된 복수의 광빔(102)의(및 광 필드 내의) 광빔(102)은, 전술한 바와 같이, 복수의 광빔(102)과 다른 광빔(102)과는 상이한 주각 방향을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 광빔(102)은 소정의 방향(주각 방향) 및 광 필드 내에서 비교적 좁은 각도 퍼짐을 가질 수 있다. 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이에서의 사용과 관련하여, 광빔(102)의 주각 방향은 3D 컬러 전자 디스플레이의 특정 뷰의 각도 방향에 대응할 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예에 따라, 광빔(102)은 3D 컬러 전자 디스플레이의 픽셀을 나타내거나 대응할 수 있다.
다른 실시예(도 1a-도 1c에 명확히 도시되지 않음)에서, 복수의 상이한 컬러 광빔은 실질적으로 유사한 소정의 주각 방향을 가질 수 있다. 유사하게 지향된 상이한 컬러 광빔은 일반적으로 광 필드를 형성하지 않으며, 대신에 실질적으로 단일 방향인 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트에 의해 방출된 광을 나타낸다. 유사하게 지향된 광빔은, 예를 들어, 2차원(2D) 컬러 디스플레이를 백라이트하기 위해 사용될 수 있다.
본원의 원리의 다양한 실시예에 따라, 컬러-스캐닝은 복수의 광빔(102)이 취하도록 구성된 상이한 컬러를 제공한다. 즉, 상이한 시간에, 특정 광빔(102)은 광의 상이한 컬러를 나타낼 수 있다. 컬러-스캐닝은 특정 광빔(102)이 다양한 광을 제공하거나 디스플레이하도록 구성되도록 특정 광빔(102)의 컬러를 변화시킬 수 있다. 또한, 컬러-스캐닝은, 다양한 실시예에 따라, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 모든 컬러가 표현되도록 복수의 다양한 광빔(102)의 컬러를 순차적으로 변경할 수 있다. 이와 같이, 컬러-스캐닝을 통해, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)에 의해 생성된 복수의 광빔(102)은 소정 시간 동안 모든 컬러를 취하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 컬러-스캐닝에 의해 생성된 복수의 광빔(102)은 변조될 수 있다(예를 들어, 후술하는 바와 같이 광 밸브에 의해). 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)로부터 다른 각도 방향으로 지향된 광빔(102)의 변조는, 예를 들어, 동적 3D 컬러 전자 디스플레이 응용에 특히 유용할 수 있다. 즉, 특정 뷰 방향으로 지향되는 상이한 컬러를 갖는 개별적으로 변조된 광빔(102)은 특정 뷰 방향에 대응하는 3D 전자 디스플레이의 동적 컬러 픽셀을 나타낼 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 광빔(102)이 실질적으로 단일 방향일 때, 동적 2D 컬러 전자 디스플레이 응용이 지원될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 광 가이드(110)를 포함한다. 특히, 일부 실시예에 따라, 광 가이드(110)는 플레이트 광 가이드(110)일 수 있다. 광 가이드(110)는 광을(예를 들어, 아래에 설명되는 광원(130)으로부터의) 안내된 광(104)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 물질을 포함할 수 있다. 유전체 물질은 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매체의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률에 차이는, 예를 들어, 광 가이드(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라, 안내된 광빔(104)의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다. 본원에서, 광 가이드(110)는 일반성을 잃지 않고 논의 목적을 위해 플레이트 광 가이드(110)로서 지칭된다.
일부 실시예에서, 광은 광빔(104)으로서 안내된다. 광빔(104)은, 예를 들어, 플레이트 광 가이드(110)의 길이를 따라 안내될 수 있다. 또한, 플레이트 광 가이드(110)는 광(즉, 안내된 광빔(104))을 비-제로 전파 각도로 안내하도록 구성될 수 있다. 안내된 광빔(104)은, 예를 들어, 내부 전반사를 사용하여 플레이트 광 가이드(110) 내에서 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있다.
본원에 정의된 바와 같이, 비-제로 전파 각도는 플레이트 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 또는 저면)에 대한 각도이다. 일부 예에서, 안내된 광빔(104)의 비-제로 전파 각도는 약 10도 내지 약 50도 사이이거나, 일부 예에서는, 약 20도 내지 약 40도 사이, 또는 약 25도 내지 약 35도 사이일 수 있다. 예를 들어, 비-제로 전파 각도는 약 30도일 수 있다. 다른 예에서, 비-제로 전파 각도는 약 20도 또는 약 25도 또는 약 35도일 수 있다.
일부 예에서, 안내될 광은 비-제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)로 플레이트 광 가이드(110)에 도입되거나 결합될 수 있다. 렌즈, 거울 또는 유사한 리플렉터(예를 들어, 기울어진 시준 리플렉터), 및 프리즘(도시되지 않음) 중 하나 이상은, 비-제로 전파 각도로 광빔으로서 플레이트 광 가이드(110)의 입력 단부 내로 광을 결합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일단 플레이트 광 가이드(110)에 결합되면, 안내된 광빔(104)은 입력 단부로부터 멀어지는 방향으로(도 1a-도 1c에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표로 도시됨) 플레이트 광 가이드(110)를 따라 전파한다. 또한, 안내된 광빔(104)은 비-제로 전파 각도로 플레이트 광 가이드(110)의 상면과 저면 간에 반사하거나 '바운스'함으로써 전파한다(안내된 광빔(104)의 광선을 나타내는 확장된, 각진 화살표로 도시됨).
일부 예에 따라, 플레이트 광 가이드(110)에 광을 결합으로써 생성된 안내된 광빔(104)은 시준될 수 있다. 특히, '시준된 광빔'은 안내된 광빔(104) 내에 광선이 안내된 광빔(104) 내에서 서로 실질적으로 평행함을 의미한다. 또한, 안내된 광빔(104)의 시준된 광빔으로부터 발산하는 또는 산란되는 광선은, 본원에 정의에 의해, 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 예를 들어, 광의 시준은 시준 안내된 광빔(104)을 생성하기 위해 플레이트 광 가이드(110)에 광을 결합시키기 위해 사용되는 렌즈 또는 거울(예를 들어, 경사진 시준 리플렉터, 등)에 의해 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 광 가이드(110)(예를 들면, 플레이트 광 가이드(110)으로서)는 광학적으로 투명한 유전체 물질의 연장된 실질적으로 평면의 시트를 포함하는 슬랩 또는 플레이트 광학 도파로이다. 유전체 물질의 실질적으로 평면의 시트는 안내된 광빔(104)을 내부 전반사를 사용하여 안내하도록 구성된다. 다양한 예에 따라, 플레이트 광 가이드(110)의 광학적으로 투명한 물질은 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트, 등) 중 하나 이상을 포함한 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 다양한 유전체 물질 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 플레이트 광 가이드(110)는 플레이트 광 가이드(110)(도시되지 않음)의 표면(예를 들어, 상면 및 저면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부분 상에 클래딩 층을 더 포함할 수 있다. 일부 예에 따라, 클래딩 층은 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 회절 격자(120)를 더 포함한다. 특히, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 복수의 회절 격자(120)를 포함할 수 있다. 복수의 회절 격자(120)는, 예를 들어, 회절 격자(120)의 어레이로서 배열되거나 나타낼 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 또는 전방면)에 위치한다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 하나 이상의 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110) 내에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 하나 이상의 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 저면 또는 후방면 상에 또는 이에 위치될 수 있다.
회절 격자(120)는, 다양한 실시예에 따라, 회절 결합(예를 들어, '회절 산란'으로도 지칭됨)에 의해 혹은 이를 사용하여 플레이트 광 가이드로부터의 안내된 광빔(104)의 일부를 산란시키거나 아웃커플링하도록 구성된다. 안내된 광빔(104)의 부분은 광 가이드 표면을 통해(예를 들어, 광 가이드(110)의 상면을 통해) 회절 격자(120)에 의해 회절적으로 아웃커플링될 수 있다. 또한, 회절 격자(120)는 안내된 광빔(104)의 부분을 아웃커플링된 광빔(예를 들어, 광빔(102)으로서 도 1b-도 1c에 도시된)으로서 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된다. 아웃-커플링된 광빔(102)은, 다양한 예에 따라, 소정의 주각 방향으로 광 가이드 표면으로부터 멀어지게 지향된다. 특히, 안내된 광빔(104)의 아웃커플링된 부분은 복수의 광빔(102)으로서 복수의 회절 격자(120)에 의해 광 가이드 표면으로부터 멀어지도록 회절적으로 재지향된다. 전술한 바와 같이, 일부 예에 따라, 복수의 광빔의 광빔(102) 각각은 상이한 주각 방향을 가질 수 있고, 복수의 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 다른 예에 따라, 복수의 광빔의 광빔(102) 각각은 실질적으로 동일한 주각 방향을 가질 수 있고, 복수의 광빔은 상이한 주각 방향들을 가진 광빔으로 복수의 광빔이 나타내는 광 필드와 반대되는 실질적으로 단일 방향의 광을 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 회절 격자(120)는 광을 회절하는(즉, 회절을 제공하는) 복수의 회절 피처(122)를 포함한다. 회절은 안내된 광빔(104)의 일부를 플레이트 광 가이드(110)로부터 회절적 아웃커플링을 하기 위한 것이다. 예를 들어, 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 표면에 홈 및 회절 피처(122)로서 작용하는 광 가이드 표면(110)으로부터 돌출하는 리지 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 홈 및 리지는 서로 평행하게, 혹은 서로 실질적으로 평행하게, 그리고, 적어도 어느 지점에, 회절 격자(120)에 의해 아웃커플링될 안내된 광빔(104)의 전파 방향에 수직하게, 배열될 수 있다.
일부 예에서, 회절 피처는 표면에 에칭되거나, 밀링되거나 또는 몰딩되거나, 표면 상에 적용될 수 있다. 이와 같이, 회절 격자(120)의 물질은 플레이트 광 가이드(110)의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 표면 내에 형성된 실질적으로 평행한 홈을 포함한다. 도 1c에서, 회절 격자(120)는, 예를 들어, 광 가이드 표면으로부터 돌출하는 실질적으로 평행한 리지를 포함한다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 회절 격자(120)는 광 가이드 표면에 도포 또는 부착된 필름 또는 층일 수 있다.
복수의 회절 격자(120)의 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 표면에, 혹은 표면 상에, 또는 표면 내 중 하나 이상인 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 회절 격자(120)는 광 가이드 표면에 걸쳐 열과 행으로 배열될 수 있다(예를 들면, 어레이로서). 또 다른 예에서, 복수의 회절 격자(120)는 그룹으로 배열될 수 있고, 그룹은 행 및 열로 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 회절 격자(120)는 플레이트 광 가이드(110)의 표면에 거쳐 실질적으로 랜덤하게 분포될 수 있다.
일부 실시예에 따라, 복수의 회절 격자(120)는 멀티빔 회절 격자(120)를 포함한다. 예를 들어, 복수의 회절 격자(120) 모두 또는 실질적으로 모두는 멀티빔 회절 격자(120)(즉, 복수의 멀티빔 회절 격자들(120))일 수 있다. 멀티빔 회절 격자(120)는 안내된 광빔(104)의 일부를 복수의 광빔(102)으로서(예를 들어, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이) 아웃커플링하게 구성된 회절 격자(120)이며, 복수의 광빔(102)은 복수의 광빔의 다른 광빔(102)과는 상이한 주각 방향을 갖는다. 함께, 다양한 실시예에 따라, 멀티빔 회절 격자(120)에 의해 아웃커플링된 복수의 광빔(102)은 광 필드를 형성한다.
여러 예에 따라, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프된 회절 격자(120)(즉, 처프된 멀티빔 회절 격자)를 포함할 수 있다. 정의에 의해, '처프된' 회절 격자(120)는 처프된 회절 격자(120)의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 피처의 회절 간격을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 또한 여기서, 변하는 회절 간격은 '처프'로서 정의된다. 결과적으로, 플레이트 광 가이드(110)로부터 회절적으로 아웃커플링된 안내된 광빔(104)은 처프된 회절 격자(120)에 걸쳐 서로 상이한 원점들에 대응하는 상이한 회절 각도들로 광빔(120)으로서 나가거나 또는 방출된다. 기정의된 처프에 의해, 처프된 회절 격자(120)는 복수의 광빔의 아웃커플링된 광빔(102)의 소정의 그리고 서로 상이한 주각 방향이 되게 한다.
도 2a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자(120)를 포함하는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 일부의 단면도를 도시한다. 도 2b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 회절 격자(120)를 포함하는 도 2a의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 도 2a에 도시된 멀티빔 회절 격자(120)는 제한이 아닌 예로서, 플레이트 광 가이드(110)의 표면에 홈을 포함한다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 멀티빔 회절 격자(120)는 도 1b에 도시된 홈-기반 회절 격자(120) 중 하나를 나타낼 수 있다.
도 2a 내지 도 2b(및 제한없이 예로서 도 1b 내지 도 1c)에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프된 회절 격자이다. 특히, 도시된 바와 같이, 회절 피처(122)는 제2 단부(120")에서보다 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')에서 서로 더 가깝다. 또한, 도시된 회절 피처(122)의 회절 간격(d)은 제1 단부(120')로부터 제2 단부(120")로 선형적으로 변한다. 일부 예에서, 처프된 회절 격자(120)는 거리에 따라 변화하는 회절 간격(d)의 처프를 가질 수 있거나 또는 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자(120)는 '선형으로 처프된' 회절 격자라 지칭될 수 있다.
일부 예에서, 광을 멀티빔 회절 격자(120)를 사용하여 플레이트 광 가이드(110)로부터 아웃커플링함으로써 생성된 광빔(102)은, 안내된 광빔(104)이 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')에서 멀티빔 회절 격자(120)의 제2 단부(120")로의 방향으로(예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이) 플레이트 광 가이드(110) 내에서 전파할 때 발산할 수 있다(즉, 발산하는 광빔(102)일 수 있다). 대안적으로, 수렴하는 광빔(102)은, 다른 예에 따라(도시되지 않음), 안내된 광빔(104)이 플레이트 광 가이드(110) 내에서 역의 방향으로, 즉, 제2 단부(120")에서 멀티빔 회절 격자(120)의 제1 단부(120')로 전파할 때 생성될 수 있다.
또 다른 예(도시되지 않음)에서, 처프된 회절 격자(120)는 회절 간격(d)의 비선형 처프를 나타낼 수 있다. 처프된 회절 격자(120)를 실현하기 위해 사용될 수 있는 다양한 비선형 처프는 지수 처프, 대수 처프, 또는 또 다른, 실질적으로 불균일하거나 랜덤하지만 여전히 단조로운 방식으로 변하는 처프를 포함하는데, 그러나 이에 한정되지는 않는다. 사인파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 비단조적 처프가 채용될 수 있다. 이들 유형의 처프의 임의의 조합이 또한 사용될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(120)는 처프되고 만곡된 플레이트 광 가이드(110)의 표면 내에, 또는 표면에, 또는 표면 상에 회절 피처(122)(예를 들면, 홈 또는 리지)를 포함한다(즉, 멀티빔 회절 격자(120)는 만곡된 처프된 회절 격자이다). 안내된 광빔(104)은, 도 2b에 '104'로 표기된 볼드 화살표로 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(120) 및 플레이트 광 가이드(110)에 대한 입사 방향을 갖는다. 또한, 플레이트 광 가이드(110)의 표면에서 멀티빔 회절 격자(120)로부터 멀리 가리키는 복수의 아웃커플링된 혹은 방출된 광빔(102)이 도시되었다. 도시된 광빔(102)은 복수의 소정의 상이한 주각 방향으로 방출된다. 특히, 방출된 광빔(102)의 소정의 상이한 주각 방향은, 도시된 바와 같이, 어지무스 및 고도 둘 다에서 상이하다(예를 들면, 광 필드를 형성하기 위해). 여러 예에 따라, 회절 피처(122)의 기정의된 처프 및 회절 피처(122)의 곡선 둘 다는 방출된 광빔(102)의 소정의 상이한 주각 방향이 되게 할 수 있다.
예를 들어, 곡선에 기인하여, 멀티빔 회절 격자(120) 내에 회절 피처(122)는 안내된 광빔(104)의 입사 방향에 대해 변화하는 방위를 가질 수 있다. 특히, 멀티빔 회절 격자(120) 내의 제1 지점 또는 위치에 회절 피처(122)의 방위는 안내된 광빔 입사 방향에 대한 다른 지점 또는 위치에서의 회절 피처(122)의 방위와는 다를 수 있다. 아웃커플링된 또는 방출된 광빔(102)에 관하여, 광빔(102)의 주각 방향{θ, φ}의 어지무스 성분(φ)은, 일부 예에 따라, 광빔(102)의 원점에서(즉, 입사하는 안내된 광(104)이 아웃커플링되는 지점에서) 회절 피처(122)의 어지무스 방위각(φf)에 의해 결정되거나 또는 그에 대응할 수 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자(120) 내의 회절 피처(122)의 변화하는 방위는 적어도 이들의 각각의 어지무스 성분(φ)에 관하여 상이한 주각 방향{θ, φ}을 갖는 상이한 광빔(102)을 생성한다.
특히, 회절 피처(122)의 곡선을 따르는 상이한 지점에서, 만곡된 회절 피처(122)에 연관된 멀티빔 회절 격자(120)의 '하부의 회절 격자'는 상이한 어지무스 방위각(φf) 갖는다. 따라서, 만곡된 회절 피처(122)를 따른 주어진 지점에서, 곡선은 일반적으로 만곡된 회절 피처(122)를 따라 다른 지점에서 어지무스 방위각(φf)과는 상이한 특정한 어지무스 방위각(φf)을 갖는다. 또한, 특정 어지무스 방위각(φf)은 주어진 지점으로부터 방출된 광빔(102)의 주각 방향{θ,φ}의 대응하는 어지무스 성분(φ)이 된다. 일부 예에서, 회절 피처(142)(예를 들어, 홈, 리지, 등)의 곡선은 원의 섹션을 나타낼 수 있다. 원은 광 가이드 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 다른 예에서, 곡선은, 예를 들어, 광 가이드 표면과 동일 평면인 타원 또는 또 다른 만곡된 형상의 섹션을 나타낼 수 있다.
다른 예에서, 멀티빔 회절 격자(120)는 '구분적으로 만곡된' 회절 피처(122)를 포함할 수 있다. 특히, 회절 피처(122)가 멀티빔 회절 격자(120) 내의 회절 피처(122)를 따라 상이한 지점에서, 그 자체로 실질적으로 평활하거나 연속적인 곡선을 기술하지 않지만, 회절 피처(122)는 여전히 안내된 광빔(104)의 입사 방향에 관하여 상이한 각도의 방위에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 피처(122)는 복수의 실질적으로 직선인 세그먼트를 포함하는 홈일 수 있으며, 각각의 세그먼트는 인접 세그먼트와는 상이한 방위를 갖는다. 함께, 세그먼트의 상이한 각도는, 다양한 실시예에 따라, 곡선(예를 들어, 원의 세그먼트)에 근사화할 수 있다. 또 다른 예에서, 회절 피처(122)는 특정 곡선(예를 들어, 원 또는 타원)을 근사하지 않고 멀티빔 회절 격자(120) 내의 상이한 위치에서 안내된 광의 입사 방향에 대해 단지 상이한 방위를 가질 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 다시 참조하면, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는, 다양한 실시예에 따라, 광원(130)(즉, 안내된 광빔(104)의 소스로서)을 더 포함한다. 특히, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 멀티컬러 광원(130)을 더 포함한다. 멀티컬러 광원(130)은 안내된 광(104), 즉 안내된 광빔(104)으로서 플레이트 광 가이드(110)에 광을 제공하도록 구성된다. 즉, 플레이트 광 가이드(110)에 결합될 때 멀티컬러 광원(130)에 의해 제공된 광은, 다양한 실시예에 따라, 안내된 광빔(104)이다.
또한, 멀티컬러 광원(130)은 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 광을 안내된 광빔(104)으로서 제공하도록 구성된다. 특히, 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라, 플레이트 광 가이드(110)의 제1 영역에 제1 컬러의 제공된 광은, 본원에 정의에 의해, 플레이트 광 가이드(110)의 개재된 어두운 영역에 의해 플레이트 광 가이드(110)의 제2 영역에 제2 컬러의 제공된 광으로부터 분리된다. 또한, 정의에 의해, 플레이트 광 가이드(110)의 개재된 '어두운' 영역은 멀티컬러 광원(130)이 거의 또는 전혀 광을 제공하지 않는 플레이트 광 가이드 영역으로서 정의된다. 즉, 어두운 영역은 특정 시각에(예를 들어, 컬러 스캐닝 프로토콜에 기인하여, 어두운 영역이 다른 시각에는 어둡지 않은 채로 있을 수 있다할지라도) 실질적으로 조명되지 않거나 또는 적어도 멀티컬러 광원(130)에 의해 의도적으로 조명되지 않는 플레이트 광 가이드(110)의 영역이다. 예를 들어, 특정 플레이트 도광 영역에 대응하는 멀티컬러 광원(130)의 광학 이미터는 어두운 영역을 생성하기 위해 스위치 오프될 수 있다. 또한, 어두운 영역은, 정의에 의해, 어두운 영역이 각각 제1 및 제2 컬러에 의해 조명되는 플레이트 광 안내 영역들 사이에 있기 때문에, '개재된' 어두운 영역이다.
다양한 실시예에서, 멀티컬러 광원(130)은 복수의 발광 다이오드(LED) 및 레이저를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 실질적으로 임의의 컬러 광원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티컬러 광원(130)은 특정 컬러로 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 생성할 수 있다. 특히, 특정 컬러는 원색일 수 있거나, 이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 멀티컬러 광원(130)은 복수의 원색을 나타내는 복수의 상이한 컬러의 광을 생성할 수 있다. 원색은, 예를 들어, 적색광, 녹색광 및 청색광을 포함할 수 있다. 또한, 원색은 컬러 전자 디스플레이의 컬러 개멋을 지원하도록 구성된 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 모델과 같은, 그러나 이로 제한되지 않는 컬러 모델에 따라 선택되는 원색일 수 있다.
일부 실시예에 따라, 멀티컬러 광원(130)은 복수의 컬러 광학 이미터(132), 예를 들면, LED를 포함할 수 있다. 복수의 컬러 광학 이미터의 LED는, 예를 들어, 컬러 전자 디스플레이의 원색의 상이한 컬러를 나타낼 수 있다. 특히, LED는, 예를 들어, RGB 컬러 모델의 적색광을 생성하는 적색 LED, 녹색광을 생성하는 녹색 LED, 및 청색광을 생성하는 청색 LED를 포함할 수 있다. 플레이트 광 가이드(110)의 에지를 따라 배열된 광학 이미터(132)의 선형 어레이를 포함하는 멀티컬러 광원(130)이 도 1a에 도시되었다. 도시된 광학 이미터(132) 각각은, 예를 들어, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함할 수 있다. 광학 이미터(132)의 선형 어레이와 실질적으로 정렬되는 복수의 인접한 영역(즉, 연장된 장방형 밴드 또는 스트립으로서 도시됨)이, 제한이 아닌 예로서, 플레이트 광 가이드(110) 상에 점선으로 도시되었다. 플레이트 광 가이드(110)의 각각의 영역은, 예를 들어, 각각의 영역에 RGB 컬러 모델의 적색광, 녹색광 및 청색광 각각을 제공하기 위해 각각의 영역과 정렬된 대응하는 광학 이미터(132)에 의해 조명되도록 구성된다.
일부 실시예에 따라, 멀티컬러 광원(130)의 컬러 스캐닝 프로토콜은 상이한 컬러들 사이에 제공된 개재된 어두운 영역을 갖고 순차적 방식으로 제1 영역에서 마지막 영역까지 플레이트 광 가이드에 걸쳐 상이한 영역을 조명하기 위해 멀티컬러 광원(130)의 광학 이미터(132)의 상이한 컬러를 통해 선택적으로 스캐닝하는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 컬러 스캐닝 프로토콜은 광학 이미터(132)의 상이한 컬러를 통해 스캔하고 시간의 함수로서 비-순차적(예를 들어, 랜덤) 방식으로 상이한 영역을 조명할 수 있다. 또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 영역, 제2 영역 및 개재 영역을 포함하는 플레이트 광 가이드(110)의 영역은 멀티컬러 광으로부터 멀리 확장하는 플레이트 광 가이드에 걸쳐 하나 이상의 실질적으로 평행한 밴드 또는 스트립을 포함할 수 있다. 멀티컬러 광원(130)은, 예를 들어, 다양한 영역을 형성하는 실질적으로 평행한 밴드 또는 스트립의 입력 단부에 대응하는 플레이트 광 가이드(110)의 에지에 위치하여 이에 결합될 수 있다.
도 3a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 도 3b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 또 다른 예에 도 3a의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 도 3c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 또 다른 예에서 도 3b의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 도 3d는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 또 다른 예에서 도 3c의 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 3a-도 3d에 도시된 평면도는, 후술하는 바와 같이, 멀티컬러 광원(130)과 함께 채용되는 컬러 스캐닝 프로토콜의 시간 순서를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 플레이트 광 가이드(110) 및 멀티컬러 광원(130)을 포함한다. 플레이트 광 가이드(110)는 단지 설명의 단순화를 위해 도시되지 않은 회절 격자 어레이를 포함한다. 멀티컬러 광원(130)은 복수의 광학 이미터(132) 및 도 3a-도 3d에서 점선으로 묘사된 실질적으로 평행한 밴드 또는 스트립으로서 도시된 플레이트 광 가이드(110)의 대응하는 복수의 영역을 포함한다. 도시된 바와 같이, 각각의 광학 이미터(132)는 플레이트 광 가이드 영역을 나타내는 실질적으로 평행한 밴드 또는 스트립의 상이한 것을 조명하거나 이에 광을 제공하도록 구성된다.
도 3a에서, 플레이트 광 가이드(110)의 제1 영역(112)은, 제한이 아닌 예로서, 멀티컬러 광원(130)에 의해 제1 컬러의 광(예를 들어, 적색)으로 조명되고, 복수의 인접한 밴드 상에 제1 크로스해치 패턴을 사용하여 도시되었다. 점선은 평행한 밴드를 묘사한다. 또한 도 3a에서, 플레이트 광 가이드(110)의 제2 영역(114)은, 제한이 아닌 예로서, 멀티컬러 광원(130)에 의해 제2 컬러의 광(예를 들어, 녹색)으로 조명되고, 또 다른 복수의 인접한 밴드 상에 제2 크로스해치 패턴을 사용하여 도시되었다. 도 3a에서 광학 이미터(132)로부터 연장된 화살표는, 예를 들어, 영역(112, 114)을 조명하는 안내된 광으로서 플레이트 광 가이드(110)에 결합되는 멀티컬러 광원(130)으로부터의 광을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제1 영역(112) 및 제2 영역(114) 각각은 실질적으로 평행한 밴드의 상이한 서브-세트를 포함한다. 또한, 멀티컬러 광원 광학 이미터(132)의 대응하는 서브-세트는 도시된 바와 같이 제1 영역(112) 및 제2 영역(114)을 각각 조명하기 위해 사용된다.
도 3a는 크로스해치없이 도시된 개재된 어두운 영역(116)을 나타내는, 제1 영역(112)과 제2 영역(114) 사이의 영역(116)을 도시한다. 개재된 어두운 영역(116)은 제1 및 제2 영역(112, 114)의 각각의 평행한 밴드 사이의 평행한 밴드 또는 밴드들에 대응하는 멀티컬러 광원(130)의 광학 이미터(132')를 턴 오프함으로써 제공될 수 있다. 도 3a에 도시된 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는, 예를 들어, 컬러 스캐닝 프로토콜의 제1 기간에 상응한다. 도시된 바와 같이, 컬러 스캐닝 프로토콜은 도 3a에 영역(114)에서 영역(112)까지 스캐닝 방향으로 가리키는 굵은 화살표로 도시된 스캐닝 방향으로 멀티컬러 광원(130)의 상이한 광학 이미터 컬러를 통해 순차적으로 스캔할 수 있다.
도 3b는 이에 굵은 화살표로 도시된 스캐닝 방향에 따른 컬러 스캐닝 프로토콜의 제2 기간을 도시한다. 특히, 도 3b에 도시된 바와 같이, 컬러 스캐닝 프로토콜에 따른 스캐닝이 진행되어졌고, 개재된 어두운 영역(116)과 함께 제1 및 제2 영역(112, 114)은 플레이트 광 가이드(110)의 폭을 따라 더욱 이동되어졌다(예를 들어, 제1 및 제2 영역(112, 114) 사이의 굵은 화살표로 나타낸 바와 같이). 스캐닝은 광학 이미터(132)에 의해 방출된 컬러를 변화시키는 것과, 이전에 턴 오프되었던 광학 이미터(132)를 턴온하는 것과, 이전에 턴 온되었던 광학 이미터(132)를 턴 오프하는 것 중 하나 이상을 포함한다. 스캐닝 진행은 크기가 변화하는(각각의 인접한 평행한 밴드의 수를 증가 또는 감소시키는 것) 제1 및 제2 영역(112, 114)에 대응하며, 이는 또한 개재하는 어두운 영역(116)의 새로운 위치에 대응한다. 여기서 예로서, 도 3a 및 도 3b는 스캐닝 방향으로 제1 컬러 영역(112)이 7개의 인접한 평행한 밴드들로부터 4개의 인접한 평행한 밴드들로 크기가 감소하고 제2의 컬러 영역(114)이 3개의 인접한 평행한 밴드들로부터 6개의 인접한 평행한 밴드들로 크기가 증가한 것을 도시한다.
도 3c에서, 제3 영역(118)은 조명의 제3 영역(118)이 또 다른 인접한 어두운 영역(116')에 의해 제2 영역(114)에 인접하지만 이로부터 이격되어 도시된 바와 같이, 컬러 스캐닝 프로토콜에서 도입된다. 도 3c는, 예를 들어, 컬러 스캐닝 프로토콜의 스캔에서 제3 기간을 나타낼 수 있다. 시간의 함수로서 보았을 때, 도 3a-도 3d에 도시된 컬러 스캐닝 프로토콜은 플레이트 광 가이드(110)에 걸쳐 개재된 어두운 영역(116,116')을 '스위핑'하는 것처럼 나타나며 제1, 제2 및 제3 영역(112, 114, 116)에 대응하는 상이한 컬러도 플레이트 광 가이드(110)에 걸쳐 스위핑한다. 여기서 예로서, 도 3c는 모두가 스캐닝 방향에 관한 것으로 제3 컬러 영역(118) 및 다른 개재된 어두운 영역(116')의 도입으로 제1 컬러 영역(112)이 도 3b의 4개의 인접한 평행한 밴드로부터 하나의 평행 밴드로 크기가 감소되고, 제2 컬러 영역(114)은 도 3b 내지 도 3c에서 동일한 크기 그대로 임을 도시한다.
일부 실시예에서, 적어도 한 시각(예를 들어, 선택된 기간) 동안, 상이한 컬러 각각이 개별적으로 실질적으로 모든 플레이트 광 가이드(110)를 채우는 컬러 스캐닝 프로토콜이 제공될 수 있다. 이러한 컬러 스캐닝 프로토콜에 따른 기간의 일례가 도 3d에 도시되어 있는데, 여기서 광의 개개의 컬러는 스캔 동안 플레이트 광 가이드(110)의 영역들을 채우거나 실질적으로 채운다. 특히, 도 3d에서, 제한적이지 않은 예로서 도시된 바와 같이, 어두운 영역(116, 116')이 제3 영역(118)과 경계를 이루고 있지만, 실질적으로 전체 플레이트 광 가이드(110)가 제3 영역(118)으로서 조명되는 시간(예를 들어, 청색 광으로)까지 플레이트 광 가이드(110)에 걸쳐 굵은 화살표로 나타낸 방향으로 진행되었다. 예를 들어, 도 3d에 도시된 바와 같이, 컬러 스캐닝 프로토콜의 임의의 컬러가 플레이트 광 가이드(110)를 채우거나 실질적으로 채울 수 있다.
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드(110)는 플레이트 광 가이드(110)의 특정 스트립 또는 영역 내에 광원(130)으로부터의 광을 구속하거나 또는 실질적으로 구속하도록 구성된 구조를 포함할 수 있다. 구조는 인접한 밴드, 스트립 또는 영역 각각 사이의 투과광을 차단하거나 적어도 실질적으로 차단하는 플레이트 광 가이드(110)의 인접 밴드, 스트립 또는 영역 사이에 '벽'을 포함할 수 있다. 즉, 벽은, 이들 실시예에 따라, 광이 하나의 스트립 또는 영역으로부터 다른 스트립 또는 영역으로 통과하는 것을 방지할 수 있다(예를 들어, 반사, 흡수 등에 의해). 이와 같이, 벽은, 본원에 정의에 의해, '광-구속 벽'이다. 다양한 실시예에 따라, 개재된 어두운 영역(116) 및 플레이트 광 가이드(110)의 광-구속 벽 중 하나 또는 둘 모두는 제1 영역 내의 제공된 제1 컬러 광을 제2 영역의 제2 컬러 광으로부터 서로로부터 분리하게 구성될 수 있다.
도 4a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 광-구속 벽을 갖는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 4a에 도시된 광-구속 벽을 갖는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 4a 및 도 4b에 도시된 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)는 복수의 인접한 밴드 또는 스트립(140)을 포함한다. 또한, 인접한 밴드 또는 스트립(140)은, 도시된 바와 같이, 광-구속 벽(142)에 의해 분리된다. 제한이 아닌 예로서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 광-구속 벽(142)은 반사할 광을 구속하게 구성되는데, 즉 광-구속 벽(142)은, 도시된 바와 같이, '반사' 벽이다. 도 4a에 도시된 안내된 광빔(104)은 광-구속 벽(142)에서 '바운스' 또는 반사하고, 안내된 광빔(104)이 광원(130)(예를 들어, 멀티컬러 광원(130))으로부터 멀리 전파될 때 인접한 밴드 또는 스트립(140) 각각 내에 잔류하거나 이에 구속된다.
일부 예에서, 광-구속 벽(142)은 내부 전반사(TIR) 벽일 수 있다. 플레이트 광 가이드(110)에 포함되고 플레이트 광 가이드(110)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 갭(예를 들어, 공기로 채워진 갭) 또는 물질 층은, 예를 들어, TIR 벽을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 반사 벽(예를 들어, 거울 또는 거울층)은 플레이트 광 가이드(110)의 인접한 밴드 또는 스트립(140) 사이에 반사 물질을 포함함으로써 제공될 수 있다. 반사 물질은 반사 금속층(예를 들어, 은, 알루미늄, 금, 등) 및 브래그 리플렉터를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또 다른 예에서, 흡수성 물질은 플레이트 광 가이드(110)의 인접한 밴드 또는 스트립(140) 사이에 제공될 수 있고 광-구속 벽(142)은 흡수성 벽일 수 있다. 흡수 물질은 흡수에 의한 광의 투과를 차단하거나 실질적으로 차단하는 임의의 물질(예를 들어, 흑색 페인트)의 층을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드(110)는 스트립 광 가이드를 포함할 수 있다. 특히, 플레이트 광 가이드(110)는 플레이트 광 가이드를 근사하기 위해 서로 인접하게 배열된 복수의 실질적으로 평행한 스트라이프 광 가이드를 포함할 수 있으며, 따라서, 본원에 정의에 의해, '플레이트' 광 가이드의 형태로 간주될 수 있다. 이러한 형태의 플레이트 광 가이드의 인접한 스트립 광 가이드는, 다양한 실시예에 따라, 각각의 스트립 광 가이드 내에 광을 실질적으로 구속할 수 있다. 예를 들어, 인접한 스트립 광 가이드는 이들 사이에 TIR 벽을 형성하기 위해 갭에 의해 서로 분리될 수 있다. 또 다른 예에서, 스트립 광 가이드의 에지는 하나의 스트립 광 가이드로부터 다른 스트립 광 가이드로의 광의 투과를 차단하거나 실질적으로 차단하는 물질로 코팅될 수 있다. 물질은 반사 물질 또는 반사층(예를 들어, 브래그 리플렉터), 광 흡수 물질(예를 들어, 흑색 페인트), 또는 플레이트 광 가이드(110) 자체의 물질(예를 들어, TIR 벽을 형성하기 위한 클래딩으로서)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 인접한 스트립 또는 밴드(142)는, 예를 들어, 스트립 광 가이드일 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이가 제공된다. 다양한 실시예에서, 3D 컬러 전자 디스플레이는 3D 정보(예를 들어, 3D 이미지)를 디스플레이하기 위해 사용되는 3D 컬러 전자 디스플레이의 픽셀과는 다른 방향을 갖는 변조된 상이한 컬러의 광빔을 방출하도록 구성된다. 일부 예에서, 3D 컬러 전자 디스플레이는 오토스테레오스코픽 또는 무안경식 3D 전자 디스플레이이다. 특히, 변조된, 상이한 컬러의, 광빔의 서로 상이한 것들은, 다양한 예에 따라, 3D 컬러 전자 디스플레이와 연관된 상이한 '뷰'에 대응할 수 있다. 상이한 뷰는, 예를 들어, 3D 컬러 전자 디스플레이에 의해 디스플레이되는 정보의 '무안경식'(예를 들면, 오토스테레오스코픽, 홀로그램, 등) 표현을 제공할 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 3D 컬러 전자 디스플레이(200)는, 예를 들어, 3D 이미지와 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는, 3D 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 도 5에 도시된 3D 컬러 전자 디스플레이(200)는 3D 컬러 전자 디스플레이(200)의 상이한 뷰에 대응하는 컬러 픽셀을 나타내는 상이한 주각 방향으로 상이한 컬러의 변조된 광빔(202)을 방출하도록 구성된다. 변조된, 상이한 컬러의 광빔(202)은, 제한이 아닌 예로서, 도 5의 발산 (예를 들어, 수렴과 대조적으로)으로서 도시되었다.
도 5에 도시된 3D 컬러 전자 디스플레이(200)는 광을 안내하는 플레이트 광 가이드(210)를 포함한다. 플레이트 광 가이드(210) 내의 안내된 광은 3D 컬러 전자 디스플레이(200)에 의해 방출된 변조된 상이한 컬러 광빔(202)이 되는 광원이다. 일부 실시예에 따라, 플레이트 광 가이드(210)는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 플레이트 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드(210)는 내부 전반사에 의해 광을 안내하도록 구성된 유전체 물질의 평면 시트를 포함하는 슬랩 광학 도파로일 수 있다. 안내된 광은 광빔으로서 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있다. 특히, 안내된 광은 복수의 상이한 컬러의 안내된 광빔을 포함할 수 있다. 또한, 안내된 광빔(들)은, 일부 실시예에 따라, 시준될 수 있다(즉, 광은 시준된 혹은 실질적으로 시준된 광으로서 안내될 수 있다).
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드(210)는 광-구속 벽에 의해 경계가 지워진 플레이트 광 가이드(210)의 스트립 내에서 안내된 광을 구속하도록 구성된 광-구속 벽을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광-구속 벽은 전술한 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 광-구속 벽(142)과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광-구속 벽은 상이한 컬러의 안내된 광빔의 분리를 제공할 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 광-구속 벽은 플레이트 광 가이드(210)의 평면에서 상이한 컬러의 안내된 광빔을 시준 또는 더욱 시준할 수 있다.
도 5에 도시된 3D 컬러 전자 디스플레이(200)는 멀티빔 회절 격자들(220)의 어레이를 더 포함한다. 멀티빔 회절 격자(220)의 어레이는, 예를 들어, 플레이트 광 가이드(210)의 표면에 인접하여(예를 들어, 표면 상에, 표면 내에 및 표면에 중 하나 이상) 위치될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 어레이의 멀티빔 회절 격자(220)는 플레이트 광 가이드(210) 내에서 안내되는 광의 일부를 3D 컬러 전자 디스플레이(200)의 상이한 뷰을 나타내는 또는 대응하는 상이한 주각 방향을 갖는 복수의 아웃커플링된 광빔(204)으로서 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 멀티빔 회절 격자(220)는 전술한 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 멀티빔 회절 격자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다.
예를 들어, 멀티빔 회절 격자 어레이(220)는 처프된 회절 격자를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 멀티빔 회절 격자(220)의 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 등)는 만곡된 회절 피처이다. 예를 들어, 만곡된 회절 피처는 만곡된(즉, 연속적으로 만곡된 또는 구분적으로 만곡된) 리지 또는 홈 및 어레이의 멀티빔 회절 격자(220)에 걸쳐 거리의 함수로서 변하는 만곡된 회절 피처들 사이에 간격을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티빔 회절 격자(220)는 만곡된 회절 피처를 갖는 처프된 회절 격자일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 3-D 컬러 전자 디스플레이(200)는 광 밸브 어레이(230)를 더 포함한다. 광 밸브 어레이(230)는, 여러 예에 따라, 복수의 광빔의 아웃커플링된 광빔(204)을 변조하게 구성된 복수의 광 밸브를 포함한다. 특히, 광 밸브 어레이(230)의 광 밸브는 3D 전자 디스플레이(200)의 픽셀이거나 이를 나타내는 변조된, 상이한 컬러의, 광빔(202)을 제공하기 위해 아웃커플링된 광빔(204)을 변조한다. 또한, 변조된, 상이한 컬러의 광빔(202)의 서로 상이한 것들은 3D 전자 디스플레이(200)의 상이한 뷰에 상응할 수 있다. 여러 예에서, 광 밸브 어레이(230)의 광 밸브는 액정(LC) 광 밸브, 일렉트로웨팅 광 밸브 및 전기영동 광 밸브 중 하나 이상을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 점선은 예로서, 광빔(202)의 변조를 강조하기 위해 도 4에서 사용된다.
3D 컬러 전자 디스플레이(200)는 광원 스캐너(240)를 더 포함한다. 광원 스캐너(240)는 안내된 광의 상이한 컬러 밴드로서 플레이트 광 가이드(210)에 도입될(예를 들어, 커플링될) 상이한 컬러의 광을 생성하기 위해 멀티컬러 광원을 스캔하도록 구성된다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 상이한 컬러 밴드들 각각은 개재된 어두운 밴드에 의해 분리된다. 일부 실시예에서, 광원 스캐너(240)는 플레이트 광 가이드(210)에 도입되는 상이한 컬러의 광을 순차적으로 생성하기 위해 멀티컬러 광원을 스캔하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 광원 스캐너(240)는 광원 스캐너(240)에 대한 스캐닝 방법 또는 절차를 제공하기 위한 컬러 스캐닝 프로토콜을 포함한다. 상이한 컬러 밴드는, 일부 실시예에 따라, 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 실질적으로 평행한 밴드, 스트립 또는 영역에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러 밴드 및 개재된 어두운 밴드는, 전술한 바와 같이, 각각, 영역(112, 114, 118) 및 개재하는 어두운 영역(116, 116')과 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시예에 따라(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이), 3D 컬러 전자 디스플레이(200)는 멀티컬러 광원(250)을 더 포함한다. 멀티컬러 광원(250)은 상이한 컬러의 광을 생성하도록 구성된 광 이미터 또는 광학 이미터의 어레이(예를 들어, 선형 어레이)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 광학 이미터는 플레이트 광 가이드(210)의 에지를 따라 분포될 수 있고 플레이트 광 가이드(210)의 에지에 결합될 수 있다. 이와 같이, 멀티컬러 광원(250)은 안내된 광으로서 플레이트 광 가이드(210) 내에서 전파할 상이한 컬러의 광을 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 광원 스캐너(240)는 플레이트 광 가이드(210) 내에서 안내된 광의 상이한 컬러 밴드를 생성하기 위해 순차 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 광학 이미터의 상이한 컬러 세트(예를 들면, 적색 세트, 녹색 세트 및 청색 세트)를 순차적으로 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 멀티컬러 광원(250)은 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)에 대해 전술한 멀티컬러 광원(130)과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 멀티컬러 광원(250)의 복수의 광학 이미터 각각은 3D 컬러 전자 디스플레이(200)의 상이한 원색(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)의 각각의 또는 이에 대응하는 LED를 포함할 수 있다. 특히, 멀티컬러 광원(250)의 각각의 광학 이미터는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함할 수 있다. 또한, 광원 스캐너(240)는, 예를 들어, 순차적 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 플레이트 광 가이드(210) 내의 컬러 밴드들 중 선택된 컬러 밴드들로 적색광, 녹색광 및 청색광을 제공하기 위해 광학 이미터의 LED를 통해 순차적으로 스캔하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따라, 컬러 전자 디스플레이(200)는 프레임 버퍼(260)를 더 포함한다. 프레임 버퍼(260)는 이미지 정보(예를 들어, 3D 컬러 이미지 정보)를 유지 또는 저장하도록 구성된 메모리의 블록 또는 유사한 할당을 포함한다. 또한, 프레임 버퍼(260)는 광 밸브 어레이(230)의 복수의 사이클 동안 이미지 정보를 저장하도록 구성된다. 이미지 정보는 광 밸브 어레이(230)에 의해 아웃커플링된 광빔(204)의 변조를 제어하도록 구성된다. 또한, 광 밸브 어레이(230)의 사이클은 광원 스캐너(240)에 의한 스캔에 대응한다.
본원에서, 광 밸브 어레이(230)의 '사이클'은 어레이(230)의 광 밸브를 주어진 컬러 이미지 및 컬러 모델에 대해 표시되는 컬러 중 하나에 대응하는 특정 구성(예를 들어, 광 밸브의 셋업 시간, 유지 시간, 등)으로 설정하는데 걸리는 시간으로 정의된다. 광 밸브 어레이(230)를 특정 구성으로 설정하는데 필요한 시간은 채용된 특정 유형의 광 밸브에 달려있다. 다양한 실시예에 따라, 복수의 사이클에서 사이클 수는 사용되는 컬러 모델의 다수의 원색과 관련될 수 있다. 예를 들어, 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 모델에 있어, 일반적으로 풀 컬러 이미지를 디스플레이하기 위해 광 밸브 어레이(230)의 3개의 사이클을 취한다(즉, RGB 컬러 모델의 적색, 녹색 및 청색 각각에 대해 한 사이클).
다양한 실시예에 따라, 프레임 버퍼(260)의 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM) 및 플래시 메모리를 포함하는데, 그러나 할 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 프레임 버퍼(260)는 광 밸브 어레이(230)에 인접하여 직접 상호연결되는 하드웨어 모듈로서 구현될 수 있다. 프레임 버퍼(260)는, 일부 실시예에 따라, 광원 스캐너(240)에 의해 제어 될 수 있다. 예를 들어, 광원 스캐너(240)는 프레임 버퍼(260)가 광 밸브 어레이(230)의 광 밸브를 작동시키기 위한 데이터를 어떻게 그리고 언제 제공할 것인가를 제어할 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 예에 따라, 컬러 전자 디스플레이 동작 방법이 제공된다. 도 6은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 제1 컬러의 광을 플레이트 광 가이드의 제1 영역에 아웃커플링하는 단계(310)를 포함한다. 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 제2 컬러의 광을 플레이트 광 가이드의 제2 영역에 결합하는 단계(320)를 더 포함한다. 제2 영역은 결합된 광을 갖지 않는 플레이트 광 가이드의 어두운 영역 및 플레이트 광 가이드의 광-구속 벽 중 하나 또는 둘 모두에 의해 제1 영역으로부터 분리된다. 일부 실시예에 따라, 영역은 플레이트 광 가이드의 폭에 걸쳐 실질적으로 평행한 스트립 또는 밴드일 수 있다. 제1, 제2 및 어두운 영역은, 예를 들어, 전술한 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)의 도 3a-도 3d에 도시된 제1 영역(112), 제2 영역(114) 및 어두운 영역(116)과 실질적으로 유사할 수 있다.
도 6에 도시된 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 안내된 광으로서 각각의 제1 및 제2 영역에서 플레이트 광 가이드를 따라 제1 및 제2 컬러의 결합된(coupled-in) 광을 안내하는 단계(330)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 광 가이드 및 안내된 광은 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 플레이트 광 가이드(110) 및 안내된 광빔(104)과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 광 가이드는 광의 빔으로서 내부 전반사에 따라 제1 및 제2 컬러의 안내된 광을 안내할 수 있다(330). 광빔은 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있으며(330), 예를 들어, 시준될 수도 있다. 또한, 일부 실시예에서, 광 가이드는 실질적으로 평면의 유전체 광학 도파로(예를 들어, 플레이트 광 가이드)일 수 있다.
컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 플레이트 광 가이드의 표면에 회절 격자를 사용하여 제1 및 제2 영역의 안내된 광의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계(340)를 더 포함한다. 회절적으로 아웃커플링하는 것은(340) 플레이트 광 가이드로부터 방출되고 다양한 그리고 때때로 상이한 주각 방향으로 플레이트 광 가이드로부터 멀어지게 지향되는 각각의 제1 컬러 광빔 및 제2 컬러 광빔을 생성하도록 구성된다. 특히, 멀티빔 회절 격자를 사용하는 실시예에서, 복수의 각각의 컬러 광빔의 아웃커플링된 광빔은 복수의 각각의 컬러 광빔의 다른 아웃커플링된 광빔과는 상이한 주각 방향을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 광 가이드의 표면에 위치된 회절 격자는 광 가이드의 표면에 홈, 리지, 등으로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 광 가이드 표면 상에 필름을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 회절 격자는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트(100)와 관련하여 전술한 회절 격자(120)와 실질적으로 유사하다. 특히, 회절 격자는 안내된 광의 회절적으로 아웃커플링된(340) 부분으로부터 복수의 광빔을 생성하도록 구성된 멀티빔 회절 격자(120)일 수 있다. 멀티빔 회절 격자는 서로 이격된 만곡된 홈 및 만곡된 리지 중 하나를 포함하는 처프된 회절 격자를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 전술한 멀티빔 회절 격자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 광 가이드 내를 포함한, 그러나 이에 한정되지 않는 다른 어떤 곳에 위치된다.
일부 실시예에 따라, 복수의 광빔의 광빔은 컬러 전자 디스플레이의 픽셀에 대응할 수 있다. 특히, 멀티빔 회절 격자가 회절적으로 아웃커플링하는 데에(340) 채용될 때, 제1 컬러의 복수의 아웃커플링된 광빔은 3차원(3D) 전자 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향으로 플레이트 광 가이드로부터 멀어지도록 지향될 수 있다. 또한, 제2 컬러의 복수의 아웃커플링된 광빔은 3차원(3D) 전자 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향으로 플레이트 광 가이드로부터 멀어지도록 지향될 수 있다. 특히, 복수의 제2 컬러의, 아웃커플링된 광빔은 제1 컬러의 아웃커플링된 광빔의 상이한 주각 방향에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향을 가질 수 있다. 이와 같이, 컬러 전자 디스플레이는 3D 컬러 전자 디스플레이일 수 있다.
일부 실시예에서, 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 제1 컬러를 생성하는 광학 이미터 및 제2 컬러를 생성하는 광학 이미터를 포함하는 멀티컬러 광원을 스캐닝하는 단계(350)를 더 포함한다. 제1 컬러 및 제2 컬러는, 예를 들어, 컬러 전자 디스플레이의 한 세트의 원색(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)의 멤버일 수 있다. 광학 이미터는, 예를 들어, 상이한 컬러(예를 들어, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED)의 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 멀티컬러 광원을 스캐닝하는 것은(350), 다양한 실시예들에 따라, 제1 컬러 광학 이미터를 활성화하고(예를 들어, 제1 LED를 턴온), 제2 컬러 광학 이미터를 활성화하고(예를 들어, 제2 LED를 턴온), 활성화된 제1 및 제2 광학 이미터들 사이에 어두운 영역을 개재하는 것을 포함할 수 있다. 어두운 영역을 개재하는 것은, 예를 들어, 활성화된 광학 이미터를 어두운 영역에 대응하도록 비활성화하는(예를 들어, LED를 턴 오프) 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 컬러 전자 디스플레이 동작 방법(300)은 복수의 광 밸브를 사용하여 각각의 복수의 아웃커플링된 광빔의 광빔을 변조하는 단계(360)를 더 포함한다. 특히, 복수의 아웃커플링된 광빔은 대응하는 복수의 광 밸브를 통과하거나 그렇지 않으면 상호작용함으로써 변조된다(360). 변조된 광빔은, 일부 실시예에 따라, 컬러 전자 디스플레이(예를 들어, 3D 전자 디스플레이)의 픽셀을 형성할 수 있다. 예를 들어, 변조된(360) 광빔은 3D 컬러 전자 디스플레이(예를 들어, 무안경식 3D 전자 디스플레이)의 복수의 뷰를 제공할 수 있다.
일부 예에서, 복수의 광빔을 변조하는데(360) 사용되는 복수의 광 밸브는 3D 컬러 전자 디스플레이(200)와 관련하여 전술한 광 밸브 어레이(230)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 광 밸브는 액정 광 밸브를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 광 밸브는 일렉트로웨팅 광 밸브 및 전기영동 광 밸브를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 유형의 광 밸브일 수 있다.
따라서, 컬러-스캐닝을 채용하는 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트, 3D 컬러 전자 디스플레이 및 컬러 전자 디스플레이 동작 방법의 예가 설명되었다. 전술한 예는 본원에 설명된 원리를 나타내는 많은 구체적 예들 중 일부를 단지 설명하기 위한 것임을 이해해야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 다수의 다른 배열들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (23)

  1. 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트에 있어서,
    광빔을 안내하도록 구성된 플레이트 광 가이드;
    상기 안내된 광빔의 일부를 소정의 주각 방향으로 상기 플레이트 광 가이드의 표면으로부터 멀어지도록 지향된 아웃커플링된 광빔으로서 회절적으로 아웃커플링하게 구성된 회절 격자; 및
    컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 광을 상기 안내된 광빔으로서 상기 플레이트 광 가이드에 제공하도록 구성된 멀티컬러 광원을 포함하고,
    상기 플레이트 광 가이드의 제1 영역에 제공된 제1 컬러의 광은 상기 플레이트 광 가이드의 어두운 영역을 개재시킴에 의한 것과 상기 플레이트 광 가이드의 광-구속 벽에 의한 것 중 하나 또는 둘 다에 의해 상기 플레이트 광 가이드의 제2 영역에 제공된 제2 컬러의 광으로부터 분리되고,
    상기 컬러 스캐닝 프로토콜은 상이한 시간들에서 상이한 컬러를 갖는 상기 아웃커플링된 광빔을 상기 소정의 주각 방향으로 제공하도록 구성된,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회절 격자는 상기 안내된 광빔의 일부를 복수의 아웃커플링된 광빔들로서 아웃커플링하도록 구성된 멀티빔 회절 격자를 포함하고,
    상기 복수의 아웃커플링된 광빔들의 한 광빔은 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들의 다른 광빔들과는 상이한 주각 방향을 갖는,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 멀티빔 회절 격자는 선형으로 처프된 회절 격자인,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  4. 제2항에 있어서,
    상이한 주각 방향들을 갖는 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들은 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 픽셀들을 제공하도록 구성된 광 필드를 형성하는,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 멀티컬러 광원은 복수의 발광 다이오드들을 포함하고,
    상기 복수의 발광 다이오드들은 복수의 원색들의 상이한 컬러들을 나타내는,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광의 원색들은 적색광, 녹색광 및 청색광을 포함하는,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 광 가이드의 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 개재된 영역은 상기 플레이트 광 가이드의 폭에 걸쳐 실질적으로 평행한 밴드들을 포함하고,
    상기 멀티컬러 광원은 상기 플레이트 광 가이드의 제1 단부의 에지에 위치되어 결합되고,
    상기 밴드들은 상기 제1 단부에 인접하여 상기 안내된 광빔의 전파 방향으로 상기 플레이트 광 가이드의 대향하는 제2 단부까지 상기 플레이트 광 가이드의 길이를 따라 연장된,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 스캐닝 프로토콜은 상기 플레이트 광 가이드의 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 개재된 어두운 영역을 제공하도록 순차 방식으로 상기 멀티컬러 광원의 상이한 컬러들을 선택적으로 스캔하도록 구성되는,
    컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트.
  9. 제1항의 상기 컬러-스캐닝 격자-기반 백라이트를 포함하는 전자 디스플레이로서,
    상기 전자 디스플레이는 상기 아웃커플링된 광빔을 변조하도록 구성된 광 밸브를 더 포함하며,
    상기 회절 격자는 상기 광 밸브에 인접한 상기 광 가이드의 표면에 있으며,
    변조된 상기 아웃커플링된 광빔은 상기 전자 디스플레이의 픽셀에 대응하는,
    전자 디스플레이.
  10. 컬러 스캐닝 프로토콜을 채용하는 3차원(3D) 컬러 전자 디스플레이에 있어서,
    플레이트 광 가이드;
    상기 플레이트 광 가이드의 표면의 멀티빔 회절 격자들의 어레이로서, 상기 어레이의 멀티빔 회절 격자는 상기 플레이트 광 가이드 내에서 안내된 광의 일부를 상기 3D 컬러 전자 디스플레이의 상이한 뷰들을 나타내는 상이한 주각 방향들을 갖는 복수의 아웃커플링된 광빔들로서 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된, 상기 멀티빔 회절 격자들의 어레이;
    상기 아웃커플링된 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이로서, 상기 변조된 아웃커플링된 광빔들은 상기 상이한 뷰들에 대응하는 픽셀을 나타내는 것인, 상기 광 밸브 어레이; 및
    안내된 광의 상이한 컬러 밴드들로서 상기 플레이트 광 가이드에 도입될 광의 상이한 컬러들을 각각의 기간 동안 순차적으로 생성하도록 멀티컬러 광원을 스캔하도록 구성된 광원 스캐너를 포함하고,
    상기 상이한 컬러 밴드들 각각은 개재된 어두운 밴드에 의해 분리되고,
    상기 컬러 스캐닝 프로토콜은 상이한 시간들에서 상이한 컬러들을 갖는 픽셀들을 나타내는 상기 변조된 아웃커플링된 광빔들을 제공하는,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플레이트 광 가이드는 상기 플레이트 광 가이드 내에서 시준된 광빔으로서 비-제로 전파 각도로 광을 안내하도록 구성된,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 플레이트 광 가이드는 안내된 광을 광-구속 벽들에 의해 경계가 지어진 상기 플레이트 광 가이드의 스트립 내에 구속하도록 구성된 상기 광-구속 벽들을 포함하는,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 멀티빔 회절 격자는 서로 이격된 만곡된 홈들 및 만곡된 리지들 중 하나를 포함하는 처프된 회절 격자인,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  14. 제10항에 있어서,
    광의 상기 상이한 컬러들을 생성하기 위한 광학 이미터들의 선형 어레이를 포함하는 상기 멀티컬러 광원을 더 포함하며,
    상기 광학 이미터들은 상기 플레이트 광 가이드의 폭을 따라 분포되고 상기 플레이트 광 가이드의 에지에 결합되며,
    상기 광원 스캐너는 상기 안내된 광의 상기 상이한 컬러 밴드들을 생성하도록 상기 상이한 컬러들의 순차 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 상이한 세트들의 광학 이미터들를 순차적으로 스캔하게 구성된,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 세트의 상기 광학 이미터들은 적색 발광 다이오드를 포함하고,
    제2 세트의 상기 광학 이미터들은 녹색 발광 다이오드를 포함하고,
    제3 세트의 상기 광학 이미터들은 청색 발광 다이오드를 포함하며,
    상기 광원 스캐너는 상기 순차 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 상기 플레이트 광 가이드 내의 상기 컬러 밴드들 중 선택된 것들에 적색광, 녹색광 및 청색광을 제공하도록 상기 제1, 제2 및 제3 세트의 광학 이미터들을 순차적으로 스캔하게 구성된,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이는 복수의 액정 광 밸브들을 포함하는,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 3D 컬러 전자 디스플레이에 의해 디스플레이될 이미지 정보를 저장하도록 구성된 프레임 버퍼를 더 포함하고,
    상기 프레임 버퍼는 상기 광 밸브 어레이의 복수의 사이클들 동안 상기 이미지 정보를 저장하고,
    상기 이미지 정보는 상기 아웃커플링된 광빔의 변조를 제어하도록 구성되며,
    상기 복수의 사이클들은 상기 광원 스캐너에 의한 스캔들에 대응하는,
    3D 컬러 전자 디스플레이.
  18. 컬러 전자 디스플레이 동작 방법에 있어서,
    제1 컬러의 광을 플레이트 광 가이드의 제1 영역에 커플링하는 단계;
    제2 컬러의 광을 상기 플레이트 광 가이드의 제2 영역에 커플링하는 단계로서, 상기 제2 영역은 커플링된 광을 갖지 않는 상기 플레이트 광 가이드의 어두운 영역 및 상기 플레이트 광 가이드의 광-구속 벽 중 하나 또는 둘 다에 의해 상기 제1 영역으로부터 분리되며, 상기 영역들은 상기 플레이트 광 가이드의 폭에 걸쳐 있는 것인, 단계;
    각각의 상기 제1 및 제2 영역에 상기 플레이트 광 가이드를 따라 상기 제1 및 제2 컬러의 상기 커플링된 광을 안내된 광으로서 안내하는 단계; 및
    소정의 주각 방향들로 상기 플레이트 광 가이드로부터 멀어지도록 지향되는 각각의 제1 및 제2 광빔을 생성하기 위해 상기 플레이트 광 가이드의 표면의 회절 격자를 사용하여 상기 제1 및 제2 영역의 상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계를 포함하고,
    컬러 스캐닝 프로토콜은 상기 소정의 주각 방향들로 상기 아웃커플링된 광빔의 컬러를 결정하고,
    상기 결정된 컬러는 상기 컬러 스캐닝 프로토콜에 따라 상이한 시간들에서 상이한 컬러인,
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계는 3D 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향들로 상기 플레이트 광 가이드로부터 멀어지도록 지향되는 상기 제1 및 제2 컬러의 복수의 아웃커플링된 광빔들을 생성하기 위해 멀티빔 회절 격자를 채용하는 것을 포함하는,
    방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 멀티빔 회절 격자는 서로 이격된 만곡된 홈들 및 만곡된 리지들 중 하나를 포함하는 선형적으로 처프된 회절 격자인,
    방법.
  21. 제19항에 있어서,
    복수의 광 밸브들을 사용하여 상기 복수의 광빔들을 변조하는 단계를 더 포함하며,
    상기 변조된 광빔들은 상기 상이한 뷰들에 대응하는 상기 3D 전자 디스플레이의 픽셀들을 형성하는,
    방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 제1 컬러의 광을 생성하는 제 1 컬러 광학 이미터 및 상기 제2 컬러의 광을 생성하는 제 2 컬러 광학 이미터를 포함하는, 상기 컬러 스캐닝 프로토콜을 따르는 멀티컬러 광원을 스캔하는 단계를 더 포함하며,
    상기 멀티컬러 광원을 스캔하는 단계는, 상기 제1 영역을 조명하도록 상기 제1 컬러 광학 이미터를 활성화하고, 상기 제2 영역을 조명하도록 상기 제2 컬러 광학 이미터를 활성화하고, 상기 활성화된 제1 및 제2 컬러 광학 이미터들 사이에 상기 어두운 영역을 개재시키는 단계를 포함하는,
    방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 광-구속 벽은 내부 전반사(TIR) 벽을 포함하는,
    방법.
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