KR20220049594A - 회절 격자 충진 분율이 있는 멀티빔 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 방법 - Google Patents

회절 격자 충진 분율이 있는 멀티빔 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 방법 Download PDF

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KR20220049594A
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데이비드 에이. 파탈
조셉 디. 로우니
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레이아 인코포레이티드
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Abstract

멀티빔 백라이트 및 멀티뷰 디스플레이는 회절성 산란 효율을 제어하기 위해 회절 격자의 충진 분율을 이용한다. 멀티빔 백라이트는 광을 안내하도록 구성된 도광체 및 복수의 멀티빔 소자들을 포함하며, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자는 회절 격자를 포함한다. 멀티빔 소자는 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 안내된 광의 일부를 도광체 외부로 회절적으로 산란시키도록 구성된다. 회절 격자 내의 회절성 특징부들의 충진 분율은 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성된다. 멀티뷰 디스플레이는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이를 더 포함한다. 충진 분율은 회절 격자 내의 회절성 특징부들 대 충진 특징부들의 비율일 수 있다.

Description

회절 격자 충진 분율이 있는 멀티빔 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
N/A
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이들은 매우 다양한 기기들 및 제품들의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 아주 보편적인 매체이다. 가장 일반적으로 이용되는 전자 디스플레이들은 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD), 전계 발광(electroluminescent; EL) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 및 능동 매트릭스(active matrix) OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동(electrophoretic; EP) 디스플레이 및 전자 기계(electromechanical) 또는 전자 유체(electrofluidic) 광 변조를 이용하는 다양한 디스플레이들(예를 들어, 디지털 미세거울(micromirror) 기기, 전기 습윤(electrowetting) 디스플레이 등)을 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이들은 능동형 디스플레이들(즉, 광을 방출하는 디스플레이들) 또는 수동형 디스플레이들(즉, 다른 원천에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이들)로 분류될 수 있다. 능동형 디스플레이들의 가장 명백한 예들로는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출광을 고려하면 일반적으로 수동형으로 분류되는 디스플레이들은 LCD 및 EP 디스플레이들이다. 수동형 디스플레이들은 본질적으로 적은 전력 소모를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 매력적인 성능 특성들을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 부족한 많은 실제 응용들에서 다소 제한적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 다른 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자의 사시도를 도시한다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 반사성 아일랜드를 갖는 멀티빔 소자의 단면도를 도시한다.
도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 반사성 아일랜드를 갖는 멀티빔 소자의 평면도를 도시한다.
도 7은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
일부 예들 및 실시 예들은 상술한 도면들에 도시된 특징들에 부가되거나 그 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징들은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들은 회절성 특징부들(diffractive features)의 충진 분율(filling fraction)을 이용하여 회절 격자의 회절 효율 제어를 제공하는 백라이팅을 제공하며, 전자 디스플레이들에 적용된다. 본 명세서의 원리들에 일치되는 다양한 실시 예들에서, 지향성 광빔들(directional light beams)을 제공하도록 구성된 회절 격자를 갖는 복수의 멀티빔 소자들(multibeam elements)을 이용하는 멀티빔 백라이트가 제공된다. 다양한 실시 예들에서, 회절 격자는 회절성 특징부들 및 충진 특징부들(filling features)을 포함한다. 충진 특징부들은 회절 격자 내의 충진 특징부들의 면적에 대한 회절성 특징부들의 면적의 비율로서 충진 분율을 확립(establish)하기 위해 회절성 특징부들을 인터럽트(interrupt)하도록 위치되고 배향된다. 충진 분율은 회절 격자의 회절 효율을 제어한다. 본 명세서에 설명된 백라이팅 및 다양한 백릿(backlit) 디스플레이들의 용도에는 이동식 전화기(예를 들어, 스마트 폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 이동식 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 차량용 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 기타 다양한 이동식 및 실질적으로 비-이동식 디스플레이 응용들 및 기기들이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(views)을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)을 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향들(16)로 제공한다. 뷰 방향들(16)은 스크린(12)으로부터 여러 상이한 주 각도 방향들로 연장되는 화살표들로서 도시되었고, 상이한 뷰들(14)은 화살표들(즉, 뷰 방향들(16)을 묘사함)의 말단에 음영 처리된 다각형 박스들로서 도시되었으며, 제한이 아닌 예로서 단지 4개의 뷰들(14) 및 4개의 뷰 방향들(16)이 도시되었다. 도 1a에는 상이한 뷰들(14)이 스크린 위에 있는 것으로 도시되었으나, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이되는 경우 뷰들(14)은 실제로 스크린(12) 상에 또는 스크린(12)의 부근에 나타날 수 있다는 것에 유의한다. 뷰들(14)을 스크린(12) 위에 묘사한 것은 단지 도시의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응되는 개별적인 뷰 방향들(16)로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 시청하는 것을 나타내기 위함이다.
본 명세서의 정의에 의하면, 뷰 방향 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 방향을 갖는 광빔은 일반적으로 각도 성분들(angular components) {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 각도 성분(θ)은 광빔의 '고도 성분(elevation component)' 또는 '고도각(elevation angle)'으로 언급된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '방위 성분(azimuth component)' 또는 '방위각(azimuth angle)'으로 언급된다. 정의에 의하면, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직인)에서의 각도이고, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 평행인)에서의 각도이다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분들 {θ, φ}의 그래픽 표현을 도시한다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의하면, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점(point of origin)과 관련된 중심 광선(central ray)을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
또한, 본 명세서에서, '멀티뷰 이미지(multiview image)' 및 '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'라는 용어들에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰(multiview)'라는 용어는 복수의 뷰들 중 뷰들 간의 각도 시차(angular disparity)를 포함하거나 상이한 시점들(perspectives)을 나타내는 복수의 뷰들로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 본 명세서에서 '멀티뷰'라는 용어는 3개 이상의 상이한 뷰들(즉, 최소 3개의 뷰들로서 일반적으로 4개 이상의 뷰들)을 명시적으로 포함한다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내기 위해 단지 2개의 상이한 뷰들만을 포함하는 스테레오스코픽(stereoscopic) 디스플레이와는 명시적으로 구분된다. 그러나, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 이미지들 및 멀티뷰 디스플레이들은 3개 이상의 뷰들을 포함하지만, 멀티뷰의 뷰들 중 단지 2개만을 동시에 보게끔(예를 들어, 하나의 눈 당 하나의 뷰) 선택함으로써 멀티뷰 이미지들이 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 스테레오스코픽 쌍의 이미지들(stereoscopic pair of images)로 보일 수 있다는 것에 유의한다.
본 명세서의 정의에 의하면, '멀티빔 소자(multibeam element)'는 복수의 지향성 광빔들을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조물 또는 소자이다. 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티빔 소자에 의해 생성된 복수의 지향성 광빔들 중 지향성 광빔들은 서로 상이한 주 각도 방향들(principal angular directions)을 갖는다. 특히, 정의에 의하면, 복수의 지향성 광빔들 중 소정의 지향성 광빔은 복수의 지향성 광빔들 중 다른 하나의 지향성 광빔과는 상이한 정해진 주 각도 방향을 갖는다. 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자의 크기는 멀티빔 소자와 관련된 디스플레이(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이)에서 이용되는 광 밸브의 크기와 유사할 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 1/2 내지 약 2배 사이일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 편광 선택적 산란(polarization-selective scattering)을 제공할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 광빔들은 광 필드(light field)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 지향성 광빔들은 실질적으로 원추형 공간 영역에 국한되거나 복수의 광빔들 내의 광빔들의 상이한 주 각도 방향들을 포함하는 정해진 각도 확산(angular spread)을 가질 수 있다. 따라서, 지향성 광빔들의 정해진 각도 확산은 그 조합으로써(즉, 복수의 지향성 광빔들) 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 광빔들 중 여러 지향성 광빔들의 상이한 주 각도 방향들은 기타의 특성들과 함께 멀티빔 소자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등 중 하나 이상)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 특성에 의해 결정된다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자에서, 회절성 멀티빔 소자 내의 회절 격자의 배향 및 '격자 피치(grating pitch)' 또는 회절성 특징부 간격은, 여러 지향성 광빔들의 상이한 주 각도 방향들을 적어도 부분적으로 결정하는 특성들일 수 있다. 본 명세서의 정의에 의하면, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 '연장된 점 광원(extended point light source)', 즉 멀티빔 소자의 범위(extent)에 걸쳐(across) 분포된 복수의 점 광원들로 간주될 수 있다. 또한, 멀티빔 소자에 의해 생성되는 지향성 광빔은 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같은 각도 성분들 {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 가질 수 있다.
본 명세서에서, '도광체(light guide)'는 내부 전반사(total internal reflection)를 이용하여 그 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 도광체는 도광체의 동작 파장(operational wavelength)에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. 다양한 예들에서, '도광체'라는 용어는 일반적으로 도광체의 유전체 재료와 도광체를 둘러싸는 재료 또는 매질 간의 경계에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파로(dielectric optical waveguide)를 지칭한다. 정의에 의하면, 내부 전반사를 위한 조건은 도광체의 굴절률이 도광체 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 커야 한다는 것이다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 부가하여 또는 그에 대신하여 코팅(coating)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅은 반사 코팅일 수 있다. 도광체는 판(plate) 또는 슬래브(slab) 가이드 및 스트립(strip) 가이드 중 하나 또는 모두를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 도광체들 중 임의의 것일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 도광체는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한됨), 따라서 도광체는 평면형 또는 판 도광체이다. 다른 실시 예들에서, 판 도광체는 1개 또는 2개의 직교하는 차원들로 만곡(curved)될 수 있다. 예를 들어, 판 도광체는 단일 차원으로 만곡되어 원통형 형상의 판 도광체를 형성할 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 광을 안내하기 위해 판 도광체 내에서 내부 전반사가 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 특징부들(즉, 회절성 특징부들)로서 정의된다. 일부 예들에서, 복수의 특징부들은 주기적 방식 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는, 각각의 회절 격자가 특징부들의 상이한 주기적 배열을 갖는 복수의 회절 격자들을 포함하는 혼합-주기 회절 격자일 수 있다. 또한, 회절 격자는 1차원(1D) 어레이로 배열된 복수의 회절성 특징부들(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈들(grooves) 또는 융기들(ridges))을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 회절성 특징부들의 2차원(2D) 어레이일 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 상의 돌출들(bumps) 또는 재료 표면 내의 구멍들(holes)의 2D 어레이일 수 있다. 일부 예들에서, 회절 격자는 제 1 방향 또는 차원에서 실질적으로 주기적일 수 있고, 회절 격자를 가로지르거나 따르는 다른 방향에서 실질적으로 비주기적(예를 들어, 일정, 무작위 등)일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본 명세서의 정의에 의하면, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조물이다. 광이 도광체로부터 회절 격자 상에 입사하면, 제공된 회절 또는 회절성 산란(diffractive scattering)은 회절 격자가 회절에 의해 도광체로부터 광을 커플 아웃(couple out) 또는 산란시킬 수 있다는 점에서 '회절성 커플링(diffractive coupling)' 또는 '회절성 산란'을 야기할 수 있으며, 따라서 그와 같이 지칭될 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절에 의해 (즉, 회절각(diffractive angle)으로) 광의 각도를 재지향시키거나 변경시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 상이한 전파 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 회절에 의한 광의 전파 방향의 변경은 '회절성 재지향(diffractive redirection)'으로 언급된다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자 상에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절성 특징부들을 포함하는 구조물인 것으로 이해될 수 있으며, 도광체로부터 광이 입사되면 회절 격자는 또한 도광체로부터의 광을 회절적으로 커플 아웃시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절 격자의 특징부들은 '회절성 특징부들(diffractive features)'로 언급되고, 재료 표면(즉, 2개의 재료들 간의 경계)에, 표면 내에 및 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 이 표면은 도광체의 상단 표면이거나 하단 표면일 수 있다. 다른 예들에서, 이 표면은 도광체의 내부에 있을 수 있다. 회절성 특징부들은 표면의, 표면 내의 또는 표면 상의 홈들, 융기들, 구멍들 및 돌출들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 융기들을 포함할 수 있다. 회절성 특징부들(예를 들어, 홈들, 융기들, 구멍들, 돌출들 등)은 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 회절을 제공하는 다양한 단면 형상들 또는 프로파일(profile)들 중 임의의 것을 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 예들에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술될 바와 같은 멀티빔 소자의 회절 격자)는 도광체(예를 들어, 판 도광체)로부터의 광을 광빔으로서 회절적으로 산란 또는 커플 아웃시키기 위해 이용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 이에 의해 제공되는 회절각(diffraction angle; θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다.
Figure pct00001
(1)
여기서, λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 도광체의 굴절률, d는 회절 격자의 특징부들 간의 거리 또는 간격, θ i 는 회절 격자 상의 광의 입사각이다. 단순화를 위해, 식(1)은 회절 격자가 도광체의 표면에 인접하고 도광체 외부의 재료의 굴절률은 1인 것(즉, n out = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수로 주어진다. 회절 격자에 의해 생성되는 광빔의 회절각(θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있으며, 여기서 회절 차수는 양수(예를 들어, m > 0)이다. 예를 들어, 회절 차수(m)가 1인 경우(즉, m = 1), 1차 회절이 제공된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 도광체(40)의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θ i)으로 회절 격자(30) 상에 입사되는 광빔(50)을 도시한다. 광빔(50)은 도광체(40) 내의 안내된 광빔이다. 또한, 도 2에는 입사 광빔(50)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해 회절적으로 생성되고 커플 아웃된 지향성 광빔(60)이 도시되었다. 지향성 광빔(60)은 식(1)으로 주어진 바와 같은 회절각(θ m)(또는 본 명세서에서 '주 각도 방향(principal angular direction)')을 갖는다. 예를 들어, 회절각(θ m)은 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 회절성 특징부들은 만곡될 수 있고 또한 광의 전파 방향에 대해 정해진 배향(예를 들어, 경사 또는 회전)을 가질 수 있다. 예를 들어, 회절성 특징부들의 곡선(curve) 및 회절성 특징부들의 배향 중 하나 또는 모두는 회절 격자에 의해 커플 아웃되는 광의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지향성 광의 주 각도 방향은 입사광의 전파 방향에 대해 광이 회절 격자 상에 입사하는 지점에서의 회절성 특징부의 각도의 함수일 수 있다.
본 명세서에서, '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 시준기는 시준 거울 또는 반사체, 시준 렌즈, 회절 격자 또는 이의 다양한 조합들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서, σ 로 표시되는 '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ 도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼으로 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '광원(light source)'은 광의 원천(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 광학 방출기(optical emitter))으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온 되는 경우 광을 방출하는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서, 광원은 실질적으로 임의의 광의 원천이거나, LED, 레이저, OLED, 중합체 LED, 플라즈마-기반 광학 방출기, 형광 램프, 백열 램프 및 사실상 임의의 다른 광의 원천 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있음), 또는 파장들의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시 예들에서, 광원은 복수의 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 세트 또는 그룹의 광학 방출기들을 포함할 수 있으며, 광학 방출기들 중 적어도 하나는 같은 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 방출기에 의해 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 상이한 컬러를, 또는 대등하게는 파장을, 갖는 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러들은 원색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다.
정의에 의하면, '광각(broad-angle)' 방출광(emitted light)은 멀티뷰 이미지 또는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 원추각(cone angle)보다 더 큰 원추각을 갖는 광으로서 정의된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 광각 방출광은 약 20도보다 더 큰 원추각(예를 들어, > ± 20°)을 가질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 약 30도 초과(예를 들어, > ± 30°), 또는 약 40도 초과(예를 들어, > ± 40°), 또는 50도 초과(예를 들어, > ± 50°)일 수 있다. 예를 들어, 광각 방출광의 원추각은 약 60도(예를 들어, > ± 60°)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 광각 시야(예를 들어, 약 ± 40-65°)를 위한 LCD 컴퓨터 모니터, LCD 태블릿, LCD 텔레비전 또는 유사한 디지털 디스플레이 기기의 시야각(viewing angle)과 거의 동일한 것으로 정의될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광은 또한 확산광(diffuse light), 실질적으로 확산광, 비-지향성 광(즉, 특정한 또는 정의된 방향성이 결여된), 또는 단일한 또는 실질적으로 균일한 방향을 갖는 광으로서 특징지어 지거나 설명될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 표현은 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, 본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 하나 이상의 회절 격자를 의미하며, 따라서 '상기 회절 격자'는 '상기 회절 격자(들)'을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '상', '하', '전', '후', '제1', '제 2', '좌' 또는 '우'에 대한 언급은 본 명세서에서 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 수치 값에 적용되는 경우의 '약'이라는 용어는 일반적으로 수치 값을 생성하기 위해 이용되는 장비의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, ±10%, 또는 ±5%, 또는 ±1%를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본 명세서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도된 것이며, 제한이 아닌 논의의 목적으로 제시된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 백라이트가 제공된다. 도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 백라이트(100)의 단면도를 도시한다. 도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 백라이트(100)의 사시도를 도시한다. 본 명세서에서의 논의를 용이하게 하기 위해 도 3b의 사시도는 부분적으로 절개되었다.
도시된 바와 같이, 멀티빔 백라이트(100)는 도광체(110)를 포함한다. 도광체(110)는 도광체의 길이를 따라 광을 안내된 광(104)(즉, 안내된 광빔(104))으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 더 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 굴절률들의 차이는 도광체(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광(104)의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 도광체(110)는 광학적으로 투명한 유전체 재료의 연장된, 실질적으로 평면형 시트를 포함하는 광학 도파로의 슬래브 또는 판(즉, 판 도광체)일 수 있다. 실질적으로 평면형 시트의 유전체 재료는 내부 전반사를 이용하여 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 다양한 예들에 따르면, 도광체(110)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리(silica glass), 알칼리-알루미노실리케이트 유리(alkali-aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리(borosilicate glass) 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유전체 재료들 중 임의의 것으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도광체(110)는 도광체(110)의 표면(예를 들어, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나 또는 둘 다)의 적어도 일부 상에 클래딩 층(cladding layer)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 클래딩 층은 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 따르면, 도광체(110)는 도광체(110)의 제 1 표면(110')(예를 들어, 전방 또는 상단 표면 또는 앞쪽 또는 위쪽)과 제 2 표면(110")(예를 들어, 후방 또는 하단 표면 또는 뒤쪽 또는 아래쪽) 사이에서, 0이 아닌 전파 각도로 내부 전반사에 따라 안내된 광(104)을 안내하도록 구성될 수 있다. 특히, 안내된 광(104)은 도광체(110)의 제 1 표면(110')과 제 2 표면(110") 사이에서 0이 아닌 전파 각도로 반사되거나 '바운싱(bouncing)'됨으로써 전파된다. 일부 실시 예들에서, 광의 상이한 컬러들을 포함하는 복수의 안내된 광빔들(104)은 도광체(110)에 의해 상이한 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들 중 개별적인 하나로 안내될 수 있다. 도시의 단순화를 위해 도 3a에는 0이 아닌 전파 각도가 도시되지 않았음에 유의한다. 그러나, 도 3a에서 전파 방향(103)을 묘사하는 굵은 화살표는 도광체의 길이를 따르는(예를 들어, x-방향으로) 안내된 광(104)의 일반적인 전파 방향을 예시한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 백라이트(100)는 도광체의 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 소자들(120)을 더 포함한다. 특히, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)은 유한한 공간만큼 서로 분리되어 있을 수 있으며, 도광체의 길이를 따라 개별적이고 구분되는 소자들을 나타낸다. 즉, 본 명세서의 정의에 의하면, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)은 유한한(즉, 0이 아닌) 소자 간 거리(예를 들어, 유한한 중심 간 거리)에 따라 서로 이격되어 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)은 일반적으로 서로 교차되거나, 중첩되거나 또는 다른 방식으로 접촉되지 않는다. 즉, 복수의 멀티빔 소자들의 각각의 멀티빔 소자(120)는 일반적으로 멀티빔 소자들(220) 중 다른 것들로부터 구분되고 떨어져 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)은 1차원(1D) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자들(120)은 선형 1D 어레이로서 배열될 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 소자들(120)은 직사각형 2D 어레이 또는 원형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 어레이(즉, 1D 또는 2D 어레이)는 규칙적이거나 균일한 어레이일 수 있다. 특히, 멀티빔 소자들(120) 간의 소자 간 거리(예를 들어, 중심 간 거리 또는 간격)는 어레이에 걸쳐(across) 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 다른 예들에서, 멀티빔 소자들(120) 간의 소자 간 거리는 어레이에 걸쳐 변할 수 있거나, 도광체(110)의 길이를 따라 변할 수 있거나, 또는 두 경우 모두에 대해 변할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자(120)는 도광체(110) 외부로 안내된 광(104)의 일부를 지향성 광빔들(102)로서 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자를 포함한다. 따라서, 멀티빔 소자(120)는 '회절성 멀티빔 소자(diffractive multibeam element)'로 지칭될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(120)에 의해 산란되는 지향성 광빔들(102)은 멀티빔 백라이트(100)와 관련된 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는다. 도 3a 및 도 3b는 지향성 광빔들(102)을 도광체(110)의 제 1(또는 전방) 표면(110')으로부터 향하는 것으로 묘사된 복수의 발산하는 화살표들로서 도시한다. 멀티빔 백라이트(100)에 의해 방출광으로서 방출되는 광은 멀티빔 소자들(120)에 의해 회절적으로 산란된 지향성 광빔들(102)을 포함한다.
다양한 실시 예들에 따르면, 회절 격자 내의 회절성 특징부들의 충진 분율은 멀티빔 소자(120)의 회절성 산란 효율(diffractive scattering efficiency)을 제어하도록 구성된다. 본 명세서에서, '충진 분율(filling fraction)'은 회절성 특징부들로 충진된 회절 격자의 면적의 백분율(percentage)로서 정의된다. 대등하게는, '충진 분율'은 회절성 특징부들을 포함하는 면적 대 회절성 특징부들을 포함하지 않는 면적의 비율로서도 정의될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서(후술됨), 회절 격자는 회절성 특징부들을 인터럽트하는 충진 특징부들을 포함할 수 있다. 따라서, '충진 분율'은 또한 충진 특징부들과 대조적으로 회절성 특징부들을 포함하는 회절 격자의 면적의 백분율로 정의될 수 있거나, 또는 대등하게는 회절성 특징부들을 포함하는 면적 대 충진 특징부들을 포함하는 면적의 비율로서 정의될 수 있다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자(125)의 평면도를 도시한다. 특히, 회절 격자(125)는 멀티빔 백라이트(100)의 멀티빔 소자(120)의 회절 격자일 수 있다. 도시된 바와 같이, 회절 격자(125)는 회절성 특징부들(126)을 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절성 특징부들(126)은 회절 격자(125) 상에 입사되는 광을 회절적으로 재지향시키도록 구성되고, 회절 격자(125)가 멀티빔 소자(120)에 통합되는 경우 회절에 의해 도광체(110) 외부로 광을 회절적으로 산란시킬 수 있다.
도 4a에 도시된 회절 격자(125)는 회절성 특징부들(126)의 충진 분율 또는 대등하게는 회절 격자(125)의 충진 분율을 제공하도록 구성된 충진 특징부들(127)을 더 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 충진 특징부들(127)은 안내된 광(예를 들어, 안내된 광(104))의 전파 방향을 따라 회절 격자(125) 상에 입사되는 광에 대해 광학적으로 불활성(inert)이 되도록 구성된다. 따라서, 충진 특징부들(128)은 입사되는 안내된 광의 회절을 거의 제공하지 않거나 전혀 제공하지 않을 수 있다. 도 4a의 회절성 특징부들(126)의 충진 분율은 회절성 특징부들(126)에 의해 점유된 회절 격자(125)의 백분율이거나 또는 회절성 특징부들(126) 대 충진 특징부들(127)의 비율이다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 다른 회절 격자(125)의 평면도를 도시한다. 마찬가지로, 일부 실시 예들에서, 도 4b에 도시된 회절 격자(125)는 멀티빔 백라이트(100)의 멀티빔 소자(120)의 회절 격자일 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(125)는 충진 분율을 제공하도록 구성된 충진 특징부들(127) 및 회절성 특징부들(126)을 모두 포함한다. 또한, 충진 특징부들(127)을 갖는 면적에 비해 회절성 특징부들(126)에 의해 점유된 면적이, 도 4a에 도시된 회절 격자(125)의 경우보다 더 작다. 따라서, 도 4b의 회절 격자(125)의 충진 분율은 도 4a의 충진 분율보다 더 작다. 예를 들어, 더 낮은 충진 분율로 인해, 도 4b의 회절 격자(125)는 더 낮은 회절 효율을 가질 수 있거나, 또는 대등하게는 도 4a의 회절 격자(125)보다 단위 면적당 회절 격자(125) 상에 입사되는 광의 회절을 더 적게 제공할 수 있다.
도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자(125)의 사시도를 도시한다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 회절 격자(125)는 도 4a에 도시된 회절 격자(125)의 사시도를 나타낼 수 있다. 특히, 도 4c의 회절 격자(125)는 회절성 특징부들(126) 및 충진 특징부들(127) 모두를 갖는다. 또한, 도시된 바와 같이, 회절 격자(125)는 도광체(110)의 표면 상에 위치한다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126)은 안내된 광의 전파 방향에 직교하거나 적어도 실질적으로 직교하는 배향을 갖는다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 회절성 특징부들(126)은 일반적으로 y-방향을 따라 그리고 x-방향으로 도시된 안내된 광(104)의 전파 방향(103)(화살표로 나타냄)에 직교하게 배향된 것으로 묘사되었다. 또한, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 회절 격자들(125)의 충진 특징부들(127)은 전파 방향(103)에 평행하거나 실질적으로 평행한 배향을 가지며, 따라서 도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시 예에서 x-방향을 따라 배향된다. 결과적으로, 도시된 바와 같이, 충진 특징부들(127)은 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126)과 교차되고 이들을 인터럽트하여, 회절 격자(125)의 충진 분율을 확립한다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126) 및 충진 특징부들(127) 둘 다는 도광체(110)의 표면 상의 융기들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 회절성 특징부들 및 충진 특징부들 둘 다는 도광체(110)의 표면 내의 홈들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 회절 격자의 회절성 특징부들(126) 및 충진 특징부들(127) 둘 다는 도광체의 표면 내의 홈들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4a 내지 도 4c는 도광체(110)의 표면 상의 융기들로서 충진 특징부들(127) 및 회절성 특징부들(126)을 도시하며, 여기서 융기들은 도 4a 및 도 4b에서 교차 사선 처리(crosshatched)된 영역을 이용하여 묘사되었다. 도시된 바와 같이, 충진 특징부들(127)은, 회절성 특징부(126)의 융기와 충진 특징부(127)의 융기 사이의 교차점(intersection)에서, 전술한 바와 같이 회절성 특징부들(126)을 인터셉트(intercept)하고 인터럽트하도록 배향된다. 특히, 회절성 특징부(126)와 충진 특징부(127) 사이의 교차점은 회절성 특징부(126)를 인터럽트하는 회절성 특징부(126) 내의 갭(gap)을 도입하도록 구성된다. 회절성 특징부(126)의 융기 내의 갭은 충진 분율에 따라 회절 격자(125)의 회절 효율을 감소시키는 회절성 특징부들(126)의 면적 또는 길이의 감소를 나타낸다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자(125)를 도시한다. 도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 충진 분율을 갖는 회절 격자(125)를 도시한다. 특히, 도 5a 및 도 5b에서, 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126) 및 충진 특징부들(127)은 도광체의 표면 내의 홈들을 포함한다. 도 4a 내지 도 4c의 융기들과 마찬가지로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 회절성 특징부들(126)을 나타내는 홈들은 안내된 광(104)의 전파 방향(103)에 직교하게 배향되는 반면, 충진 특징부들(127)을 나타내는 홈들은 안내된 광(104)의 전파 방향(103)에 평행하게 배향된다. 또한, 도 4a 내지 도 4c의 경우에서처럼, 도 5a 및 도 5b에 도시된 충진 특징부들(127)의 홈들은 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126)을 나타내는 홈들과 교차되고 이들을 인터럽트하도록 구성된다. 특히, 도 5a 및 도 5b에 도시된 회절성 특징부들(126)의 홈과 충진 특징부들(127)의 홈 사이의 교차점은 회절성 특징부(126)를 인터럽트하는 회절성 특징부(126) 내의 갭을 도입하도록 구성된다. 따라서, 회절성 특징부들(126)의 홈들 내의 갭은 회절 격자의 회절 효율을 감소시키는 회절성 특징부들(126)의 길이 또는 면적의 감소를 나타낸다.
일부 실시 예들에서, 충진 분율은 도광체(110)의 길이를 따르는 거리의 함수로서 증가하도록 구성될 수 있다. 충진 분율의 증가는 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)의 회절성 산란 효율의 상응하는 증가를 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절성 산란 효율의 증가는 도광체의 길이를 따라 도광체(110) 내에서 안내된 광의 세기의 부수적인(concomitant) 감소를 보상하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 회절성 특징부들(126)의 충진 분율은 거리의 다른 함수를 따르도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 충진 분율은 도광체의 길이를 따르는 거리의 함수로서 감소하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 충진 분율은 도광체의 길이의 임의의 지점까지 증가한 다음 도광체의 길이의 나머지 부분에 대해 감소하도록 구성될 수 있다. 충진 분율은 또한 거리의 다양한 함수로서 도광체의 길이를 따라 변하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 충진 분율은 도광체의 길이의 함수로서 선형적으로, 대수적으로 또는 정현파로서 변하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 회절 격자(125)는 반사성 재료의 층을 더 포함할 수 있거나, 또는 보다 구체적으로 반사성 재료 또는 반사성 재료의 층을 포함하는 반사성 아일랜드(reflective island)를 더 포함할 수 있다. 반사성 아일랜드 또는 반사성 재료의 층의 반사성 재료는 반사성 금속(예를 들어, 알루미늄, 은, 금 등) 또는 반사성 중합체(예를 들어, 알루미늄 중합체 조성물) 뿐만 아니라 다양한 반사성 필름들, 예를 들어 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M사에 의해 제조된 VikuitiTM ESR 과 같은 향상된 정반사 반사체(enhanced specular reflector; ESR) 필름을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 반사성 재료 또는 반사성 재료의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 충진 분율은 반사성 재료의 층 또는 반사성 아일랜드에 의해 제공되거나 증대될 수 있다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 반사성 아일랜드(129)를 갖는 멀티빔 소자(120)의 단면도를 도시한다. 도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 반사성 아일랜드(129)를 갖는 멀티빔 소자(120)의 평면도를 도시한다. 특히, 도 6a 및 도 6b에 도시된 멀티빔 소자(120)는 도광체(110)의 표면의 회절 격자(125) 및 도광체의 표면에 인접한 반사성 아일랜드(129)를 포함한다. 또한, 제한이 아닌 예로서, 회절 격자(125)의 회절성 특징부들(126)도 도시되었다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(120)의 반사성 아일랜드(129)는 반사성 재료 또는 반사성 재료의 층을 포함하며, 회절적으로 산란된 광의 일부를 지향성 광빔들(102)의 방향으로 재지향시키도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 반사성 아일랜드(129)는 회절 격자(125)의 범위에 대응되는 범위를 가질 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 반사성 아일랜드(129)는 반사성 아일랜드(129)의 반사성 재료 내의 개구들(129')을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절 격자(125) 내에서 반사성 아일랜드(129)의 면적 대 개구들(129')의 면적의 비율은, 충진 분율을 정의하거나 이에 대응될 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(125)의 충진 분율은 약 50%일 수 있다. 이와 상응하게, 회절 격자(125) 내에서 반사성 재료의 면적 대 개구들(129')의 면적의 비율은 약 50%이다(예를 들어, 대등하게는, 반사성 아일랜드(129)는 멀티빔 소자(120)의 약 절반을 커버함). 다른 실시 예들에서(미도시), 반사성 재료는 회절 격자(125)의 회절성 특징부들 및 충진 특징부들을 제공하는 융기들 또는 홈들 내에 존재할 수 있다. 예를 들어, 홈들 또는 융기들 내에 있는 반사성 재료는 회절성 특징부들의 성능을 향상시킬 수 있다.
다시 도 3a를 참조하면, 멀티빔 백라이트(100)는 광원(130)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광원(130)은 도광체(110) 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(130)은 도광체(110)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하여 위치할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 광원(130)은, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드)를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광의 원천(예를 들어, 광학 방출기)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(130)은 특정한 컬러로 나타나는 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색(monochromatic) 광을 생성하도록 구성된 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 단색 광의 컬러는 특정한 색 공간 또는 색 모델(예를 들어, 적-녹-청(red-green-blue; RGB) 색 모델)의 원색일 수 있다. 다른 예들에서, 광원(130)은 실질적으로 광대역 광 또는 다색(polychromatic) 광을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(130)은 백색광을 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(130)은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 상이한 광학 방출기들은 광의 상이한 컬러들 각각에 대응되는 안내된 광의 상이한, 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 광원(130)을 포함하는 일부 실시 예들에서, 회절 격자(125)의 회절성 특징부들의 충진 분율은, 도광체(110)를 따라 광원(130)으로부터의 거리의 함수로서 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 충진 분율은 도광체(110)의 길이를 따라 광원(130)으로부터의 거리의 함수로서 증가하도록 구성될 수 있으며, 충진 분율의 증가는 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들(120)의 회절성 산란 효율의 상응하는 증가를 제공하여, 도광체의 길이를 따라 도광체 내에서 안내된 광의 세기의 감소를 보상한다.
도 3a는 광 밸브들(140)의 어레이를 더 도시한다. 도시된 바와 같이, 광 밸브들(140)의 어레이는 복수의 지향성 광빔들 중 지향성 광빔들(102)을 변조하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에서, 액정 광 밸브들, 전기 영동 광 밸브들 및 전기 습윤 기반의 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 상이한 유형의 광 밸브들이 광 밸브 어레이의 광 밸브들(140)로서 이용될 수 있다.
예를 들어, 광 밸브들(140)의 어레이는 멀티빔 백라이트(100)를 이용하는 멀티뷰 디스플레이의 일부일 수 있으며, 본 명세서에서의 논의를 용이하게 하기 위해 멀티빔 백라이트(100)와 함께 도 3a 및 도 3b에 도시되었다. 따라서, 지향성 광빔들(102)의 주 각도 방향들은 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향들에 대응된다. 또한, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(120)의 크기는 광 밸브 어레이의 광 밸브(140)의 크기의 약 25% 내지 약 200% 사이일 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 50% 내지 약 150% 사이일 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자의 크기와 광 밸브의 크기는 크기 면에서 실질적으로 동일할 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 도 7은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체를 따라 광을 안내하도록 구성된 도광체(210)를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도광체(210)는 전술한 멀티빔 백라이트(100)의 도광체(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 도광체(210)는 내부 전반사를 이용하여 안내된 광을 안내하도록 구성될 수 있다. 또한, 안내된 광은 도광체(210)에 의해 또는 도광체(210) 내에서 0이 아닌 전파 각도로 안내될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안내된 광은 시준될 수 있거나, 또는 시준된 광빔일 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에서, 안내된 광은 시준 계수(σ)에 따라 시준될 수 있거나, 시준 계수(σ)를 가질 수 있다.
멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체(210)를 따라 서로 이격된 멀티빔 소자들(220)의 어레이를 더 포함한다. 멀티빔 소자들(220)의 어레이는 도광체(210)로부터 안내된 광을 멀티뷰 디스플레이(200)의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들(202)로서 산란시키도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(220)은 도광체(210)의 표면 상에 또는 도광체(210) 내부에 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(220)는 전술한 멀티빔 백라이트(100)의 멀티빔 소자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(220)는 회절성 특징부들 및 충진 특징부들을 갖는 회절 격자를 포함한다.
멀티뷰 디스플레이(200)는 광 밸브들(230)의 어레이를 더 포함한다. 광 밸브들(230)의 어레이는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 지향성 광빔들(202)을 변조하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들(230)의 어레이는 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 밸브들(140)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광 밸브들(230)의 어레이는, 액정 광 밸브들, 전기 영동 광 밸브들 및 전기 습윤 기반의 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 상이한 유형의 광 밸브들 중 임의의 것을 이용할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자들(220)의 회절 격자 내에서 충진 특징부들에 대한 회절성 특징부들의 충진 분율은, 멀티빔 소자(220)의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성된다. 충진 분율은, 회절성 특징부들로 충진된 회절 격자의 면적의 백분율로서 정의될 수 있거나, 또는 회절 격자 내에서 회절성 특징부들의 면적 대 충진 특징부들의 면적의 비율로서 정의될 수 있다. 멀티빔 소자의 회절 효율은 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 바와 같이 회절성 특징부들의 충진 분율과 함께 증가할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(220)의 크기는 광 밸브 어레이의 광 밸브(230)의 크기와 유사하다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 방출기의 크기는 광 밸브의 크기와 유사하며, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 1/4 내지 약 2배 사이이다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 50% 내지 약 200% 사이일 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자의 크기와 광 밸브의 크기 간의 상응(correspondence)은 무아레(Moir
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) 또는 이와 유사한 효과를 최소화하거나 또는 심지어 제거하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 충진 특징부들은 안내된 광의 전파 방향에 평행하게 멀티빔 소자(220)의 회절 격자 내에 배열된다. 이러한 배향에서, 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 바와 같이, 충진 특징부들은 회절 격자의 회절성 특징부들과 교차되고 이들을 인터럽트하여, 회절 격자 내에서 충진 특징부들의 면적에 대한 회절성 특징부들의 면적의 비율로서 충진 분율을 확립하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 회절성 특징부들 및 충진 특징부들 둘 다는, 도광체(210)의 표면 내의 홈들 및 도광체(210)의 표면 상의 융기들 중 하나를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(220)는 회절적으로 산란되는 광을 지향성 광빔들(202)의 방향으로 반사시키도록 구성된 반사성 재료의 층을 더 포함한다. 반사성 재료의 층은 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 반사성 재료와 실질적으로 유사한 반사성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 반사성 재료의 층은 회절성 특징부들 및 충진 특징부들의 홈들 내에 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 반사성 재료의 층은 회절성 특징부들 및 충진 특징부들의 융기들 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 반사성 재료의 층은 전술한 바와 같은 반사성 아일랜드를 포함할 수 있으며 개구들을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체(210)에 인접한 광각 백라이트(240)를 더 포함할 수 있다. 도 6에서 광각 백라이트(240)는 광 밸브 어레이에 대향되는 도광체(210)의 측면에 인접한 것으로 도시되었다. 특히, 도시된 바와 같이, 광각 백라이트(240)는 도광체(210)의 하단 표면에 인접한다. 광각 백라이트(240)는 멀티뷰 디스플레이(200)의 2차원(2D) 모드 동안 광각 광을 광각 방출광(242)으로서 제공하도록 구성된다. 또한, 광 밸브 어레이는 2D 모드 동안 광각 방출광을 2D 이미지로서 변조하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 도광체(210) 및 멀티빔 소자들(220)의 어레이는, 인접한 광각 백라이트(240)에 의해 제공되는 광각 방출광(242)에 대해 광학적으로 투명하도록 구성될 수 있다. 따라서, 광각 방출광(242)은 도광체(210)의 두께를 통과하도록 구성될 수 있다. 따라서, 광각 백라이트로부터의 광각 방출광(242)은 도광체(210)의 하단 표면을 통해 수신되고, 도광체(210)의 두께를 통해 투과되며, 광 밸브들(230)의 어레이로부터 방출된다. 도광체(210)가 광각 광에 대해 광학적으로 투명하므로, 광각 방출광(242)은 도광체(210)에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다.
도 7의 멀티뷰 디스플레이(200)는 2차원(2D) 모드 또는 멀티뷰 모드에서 선택적으로 동작할 수 있다. 2D 모드에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광각 백라이트(240)에 의해 제공되는 광각 방출광(242)을 방출하도록 구성된다. 멀티뷰 모드에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는, 전술한 바와 같은 도광체(210) 및 멀티빔 소자들(220)에 의해 제공되는 지향성 광빔들(102)을 방출하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(210)와 광각 백라이트(240)의 조합은 모드 전환-가능 (2D/멀티뷰) 디스플레이에서 이용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법이 제공된다. 도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 방법(300)은 도광체를 따라 안내된 광으로서 광을 안내(310)하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 도광체(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 안내된 광은 도광체 내에서 내부 전반사를 이용하여 도광체를 따라 안내되고 전파된다. 일부 실시 예들에서, 안내된 광은 도광체 내에서 0이 아닌 전파 각도로 안내될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 안내된 광은 시준 계수에 따라 시준될 수 있다.
도 8에 도시된 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은 안내된 광의 일부를 도광체를 따라 배열된 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자를 이용하여 지향성 광빔으로서 산란(320)시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 전술한 멀티빔 백라이트(100)의 멀티빔 소자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자는, 회절성 특징부들 및 회절성 특징부들을 인터럽트하는 충진 특징부들을 갖는, 회절 격자를 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 광 밸브들의 어레이를 이용하여 지향성 광빔들을 변조(330)하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들의 어레이는 멀티빔 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 밸브들(140)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브들의 어레이의 광 밸브의 크기와 유사하다.
다양한 실시 예들에 따르면, 회절 격자 내에서 충진 특징부들에 대한 회절성 특징부들의 충진 분율은, 도광체를 따르는 거리의 함수로서 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어한다. 일부 실시 예들에서, 충진 분율은 도광체의 길이를 따르는 거리의 함수로서 증가하도록 구성되며, 이에 따라 회절성 산란 효율이 동일한 거리의 함수로서 증가한다.
일부 실시 예들에서, 충진 특징부들은 도광체 내의 안내된 광의 전파 방향에 평행하다. 일부 실시 예들에서, 회절성 특징부들은 안내된 광의 전파 방향에 수직하게 배향되며, 충진 특징부들에 의해 회절성 특징부들에 형성된 갭들은 회절성 특징부들의 면적 또는 길이를 감소시켜 회절 격자의 회절 효율을 감소시킨다. 일부 실시 예들에서, 회절성 특징부들 및 충진 특징부들 둘 다는 도광체의 표면 내의 홈들 및 도광체의 표면 상의 융기들 중 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 반사성 재료는 회절성 특징부들 및 충진 특징부들의 홈들 내에 위치할 수 있거나, 또는 회절성 특징부들 및 충진 특징부들의 융기들 사이에 위치할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 반사성 재료의 층은 홈들 또는 융기들에 인접하여 위치하되 이들로부터 분리되어 위치할 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 반사성 재료의 층의 개구들은 충진 분율을 제공하거나 증대시킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 반사성 층의 범위는 멀티빔 소자의 회절 격자의 크기 또는 범위와 유사할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예들에서, 반사성 재료의 층은 반사성 아일랜드일 수 있다.
이상에서는, 회절 격자를 포함하는 멀티빔 소자들의 회절성 산란 효율을 제어하기 위해 회절 격자 내의 회절성 특징부들의 충진 분율을 이용하는 멀티빔 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법의 예들 및 실시 예들이 설명되었다. 전술한 예들은 단지 본 명세서에 설명된 원리들을 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 명백히, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의되는 범위를 벗어나지 않고 수 많은 다른 구성들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (20)

  1. 멀티빔 백라이트로서,
    도광체의 길이를 따르는 전파 방향으로 안내된 광으로서 광을 안내하도록 구성된 상기 도광체; 및
    상기 도광체의 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 소자들 - 상기 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자는 회절 격자를 포함하며, 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부를 상기 도광체 외부로 회절적으로 산란시키도록 구성됨 -; 을 포함하되,
    상기 회절 격자 내의 회절성 특징부들(diffractive features)의 충진 분율(filling fraction)은 상기 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성되는,
    멀티빔 백라이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진 분율은 상기 도광체의 길이를 따르는 거리의 함수로서 증가하도록 구성되고,
    상기 충진 분율의 증가는 상기 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자들의 회절성 산란 효율의 상응하는 증가를 제공하여, 상기 도광체의 길이를 따라 상기 도광체 내에서 안내된 광의 세기의 감소를 보상하는,
    멀티빔 백라이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 격자의 회절성 특징부들은, 상기 안내된 광의 전파 방향에 직교하는 배향을 포함하고,
    상기 회절 격자는, 상기 전파 방향에 평행한 배향을 갖고 상기 회절 격자의 회절성 특징부들과 교차되며 상기 회절성 특징부들을 인터럽트(interrupt)하여 상기 회절 격자 내에서 충진 특징부들(filling features)의 면적에 대한 상기 회절성 특징부들의 면적의 비율로서 상기 충진 분율을 확립(establish)하도록 구성된 상기 충진 특징부들을 더 포함하는,
    멀티빔 백라이트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회절성 특징부들 및 충진 특징부들 둘 다는 상기 도광체의 표면 상의 융기들을 포함하고,
    상기 회절성 특징부들의 융기와 상기 충진 특징부의 융기 사이의 교차점은, 상기 회절성 특징부를 인터럽트하기 위해 상기 회절성 특징부 내에 갭(gap)을 도입하도록 구성되는,
    멀티빔 백라이트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들의 융기들 사이의 공간들에 반사성 재료의 층을 더 포함하는,
    멀티빔 백라이트.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들 둘 다는 상기 도광체의 표면 내의 홈들을 포함하고,
    상기 회절성 특징부들의 홈과 상기 충진 특징부의 홈 사이의 교차점은, 상기 회절성 특징부를 인터럽트하기 위해 상기 회절성 특징부 내에 갭을 도입하도록 구성되는,
    멀티빔 백라이트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들의 홈들 내에 반사성 재료의 층을 더 포함하는,
    멀티빔 백라이트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자는, 상기 회절 격자의 범위에 대응되는 범위를 가지며 회절적으로 산란된 광의 일부를 상기 지향성 광빔들의 방향으로 재지향시키도록 구성된 반사성 아일랜드(reflective island)를 더 포함하는,
    멀티빔 백라이트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사성 아일랜드는 개구들을 갖는 반사성 재료의 층을 포함하고,
    상기 회절 격자 내의 상기 반사성 재료의 면적 대 상기 개구들의 면적의 비율은, 상기 회절성 특징부들의 충진 분율에 대응되는,
    멀티빔 백라이트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티빔 백라이트는 상기 도광체의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함하고,
    상기 광원은 상기 안내된 광으로서 안내될 광을 제공하도록 구성되며,
    상기 회절 격자의 회절성 특징부들의 충진 분율은, 상기 광원으로부터의 거리의 함수로서 상기 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성되는,
    멀티빔 백라이트.
  11. 제 1 항의 멀티빔 백라이트를 포함하는 전자 디스플레이로서,
    상기 전자 디스플레이는 상기 멀티뷰 디스플레이고,
    상기 전자 디스플레이는, 상기 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향들에 대응되는 뷰 방향들을 갖는 복수의 뷰들을 갖는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해, 상기 멀티빔 백라이트에 의해 방출되는 광을 상기 지향성 광빔들로서 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이를 더 포함하며,
    상기 멀티빔 소자의 크기는, 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    전자 디스플레이.
  12. 멀티뷰 디스플레이로서,
    도광체를 따라 광을 안내하도록 구성된 상기 도광체;
    상기 도광체를 따라 서로 이격되며 상기 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 상기 도광체로부터 안내된 광을 산란시키도록 구성된 멀티빔 소자들의 어레이 - 상기 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자는 회절성 특징부들 및 충진 특징부들을 갖는 회절 격자를 포함함 -; 및
    멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 상기 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이; 를 포함하되,
    상기 회절 격자 내의 상기 충진 특징부들에 대한 상기 회절성 특징부들의 충진 분율은, 상기 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자의 크기는, 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 1/4 내지 2배 사이인,
    멀티뷰 디스플레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 충진 특징부들은, 상기 안내된 광의 전파 방향에 평행하게 상기 회절 격자 내에 배열되고,
    상기 충진 특징부들은, 상기 회절 격자의 회절성 특징부들과 교차되고 상기 회절성 특징부들을 인터럽트하여, 상기 회절 격자 내의 상기 충진 특징부들의 면적에 대한 상기 회절성 특징부들의 면적의 비율로서 상기 충진 분율을 확립하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들 둘 다는, 상기 도광체의 표면 내의 홈들 및 상기 도광체의 표면 상의 융기들 중 하나를 포함하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자는, 회절적으로 산란되는 광을 상기 지향성 광빔들의 방향으로 반사시키도록 구성된 반사성 재료의 층을 더 포함하고,
    상기 반사성 재료의 층은, 상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들의 홈들 내에 또는 융기들 사이에 위치하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이에 인접한 측면에 대향되는 상기 도광체의 측면에 인접한 광각 백라이트를 더 포함하고,
    상기 광각 백라이트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 2차원(2D) 모드 동안 광각 방출광을 제공하도록 구성되며,
    상기 광 밸브 어레이는 상기 광각 방출광을 2D 이미지로서 변조하도록 구성되고,
    상기 도광체 및 멀티빔 소자 어레이는 상기 광각 방출광에 대해 투명하도록 구성되며,
    상기 멀티뷰 디스플레이는, 멀티뷰 모드 동안 멀티뷰 이미지를 디스플레이하고 상기 2D 모드 동안 상기 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  18. 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법으로서,
    도광체를 따라 안내된 광으로서 광을 안내하는 단계;
    상기 도광체를 따라 배열된 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자를 이용하여 상기 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들로서 산란시키는 단계 - 상기 멀티빔 소자는, 회절성 특징부들 및 상기 회절성 특징부들을 인터럽트하는 충진 특징부들을 갖는 회절 격자를 포함함 -; 및
    멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 광 밸브들의 어레이를 이용하여 상기 지향성 광빔들을 변조하는 단계 - 상기 지향성 광빔들은 상기 멀티뷰 이미지의 뷰 방향들에 대응되는 방향을 가짐 -; 를 포함하되,
    상기 회절 격자 내의 상기 충진 특징부들에 대한 상기 회절성 특징부들의 충진 분율은, 거리의 함수로서 상기 멀티빔 소자의 회절성 산란 효율을 제어하는,
    멀티뷰 디스플레이의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 충진 분율은, 상기 도광체를 따르는 거리의 함수로서 상기 안내된 광의 세기의 손실을 보상하기 위해 상기 회절성 산란 효율을 제어하고,
    상기 멀티빔 소자의 크기는, 상기 광 밸브들의 어레이의 광 밸브의 크기와 유사한,
    멀티뷰 디스플레이의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 충진 특징부들은 상기 도광체 내의 안내된 광의 전파 방향에 평행하고,
    상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들 둘 다는, 상기 도광체의 표면 내의 홈들 및 상기 도광체의 표면 상의 융기들 중 하나를 포함하며,
    상기 멀티빔 소자는 상기 회절 격자에 인접한 반사성 재료의 층을 더 포함하고,
    상기 반사성 재료의 층은 상기 회절성 특징부들 및 상기 충진 특징부들의 홈들 내에 또는 융기들 사이에 위치하는,
    멀티뷰 디스플레이의 동작 방법.
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