TWI620972B - 雙導光體格柵式背光板以及使用該背光板的電子顯示器 - Google Patents

雙導光體格柵式背光板以及使用該背光板的電子顯示器 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種雙導光體格柵式背光板，其係將第一導光體中以第一方向引導的光以第二方向重新定向進入格柵式背光板的第二導光體中。所述的雙導光體格柵式背光板係包括第一導光體、第二導光體以及一重新定向耦合器，所述的重新定向耦合器係用於將導光束從第一導光體往第二方向重新定向進入第二導光體。雙導光體格柵式背光板係進一步包括一繞射格柵，用於將重新定向光束的一部分從第二導光體中繞射地耦合出成為耦合出光束，且耦合出光束係以預定主要角度方向被往遠離第二導光體表面的方向定向。

Description

雙導光體格柵式背光板以及使用該背光板的電子顯示器
本發明屬於一種背光板，尤其係屬於一種雙導光體格柵式背光板。
對於種類廣泛的裝置及產品的使用者而言，電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒體，用於傳播資訊給使用者。其中最常見的電子顯示器是陰極射線管(cathode ray tube,CRT)、電漿顯示面板(plasma display panels,PDP)、液晶顯示器(liquid crystal displays,LCD)、電致發光顯示器(electroluminescent displays,EL)、有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)和主動式有機發光二極體(active matrix OLEDs,AMOLED)顯示器、電泳顯示器(electrophoretic displays,EP)，以及各種採用機電或電流體光調變(例如，數位微鏡裝置、電潤濕顯示器等等)的顯示器。在一般情況下，電子顯示器可以分為主動顯示器(即，會發光的顯示器)或被動顯示器(即，調變由另一個光源提供的光的顯示器)的其中一者。在主動顯示器的分類中，最明顯的例子是CRTs、PDPs及OLEDs/AMOLEDs。另一方面，在上述以發射光進行分類的情況下，LCDs及EP顯示器一般是被歸類在被動顯示器的分類中。被動顯示器雖然經常表現出包括但不限於如固有的低功率消耗等具有吸引力的性能特徵，但由於其缺乏發光的能力，在許多實際應用中被動顯示器可能有一定程度之使用上的限制。
為了克服被動顯示器與發射光相關聯的使用限制， 許多被動顯示器係與一外部光源耦合。耦合光源可使這些被動顯示器發光，並使這些被動顯示器基本上發揮主動顯示器的功能。背光板即為這種耦合光源的例子之一。背光板是放在被動顯示器後面以照亮被動顯示器的光源(通常是面板光源)。舉例來說，背光板可以與LCD或EP顯示器耦合。背光板會發出可以穿過LCD或EP顯示器的光。發出的光會由LCD或EP顯示器調節，且經調變後的光會隨後依序地由LCD或EP顯示器射出。通常背光板係發出白色光。濾色器接著會將白光轉化成顯示器中使用的各種顏色的光。舉例來說，濾色器可以被設置在LCD或EP顯示器的輸出處(不太常見的配置)，或者可以被設置在背光板和LCD或EP顯示器之間。
下文的實施例係依據本發明的原理提供了一種採用雙導光體的格柵式背光板。尤其，本文中所描述的背光板係利用一第一導光體將一光束往一第一方向傳導，並且利用一第二導光體將一重新定向光束往一第二方向傳導。重新定向耦合器係用於將第一導光體的光束重新定向，以產生第二導光體中的重新定向光束。此外，背光板中係利用複數個繞射格柵將光以繞射方式散射或耦合離開第二導光體，並且將耦合出光往遠離繞射格柵的方向定向(例如，往電子顯示器的觀看方向)。再者，根據本發明的某些實施例，在第一導光體中傳導的光束可能會以預定的方式分散進入相鄰的光束中。分散的情形可以減少或者大致消除在不分散時所發生的「條帶化」現象(例如，由於在光束的準直過程中缺乏一致性而產生的現象)。根據本發明的各個實施例，條帶化現象的減少可以提供更為均勻或一致的繞射格柵的光照，並且，從而可以提供由繞射地散射所產生之耦合出光的均勻性。
根據本發明的各個實施例，由繞射格柵所產生的耦合出光會形成往如電子顯示器的觀看方向的一預定方向定向的複數條光束。根據本發明中所描述之原理的各個實施例，該等光束 可以具有彼此不同的主要角度方向。尤其，該等光束可以構成或者提供在觀看方向上的一光場。此外，在某些實施例中，光束可以代表多種主要顏色。具有不同主要角度方向的光束(亦被稱為「具有不同定向的光束」)，以及在某些實施例中代表不同顏色的光束，可以被用於顯示包括三維資訊的顯示資訊。舉例來說，可以對具有不同定向與不同顏色的光束進行調變，使其作為「裸眼」三維彩色電子顯示器的彩色像素。
在本文中，「導光體」被定義為一種在其結構中使用全內部反射來引導光的結構。尤其，導光體可包括一核心，在導光體的操作波長中，該核心基本上是透明的。在各個實例中，「導光體」一詞一般指的是一介電質的光波導，其係利用全內部反射在導光體的介電質的物質和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內部反射的條件是，該導光體的折射率大於相鄰於導光體物質表面的周圍介質的折射率。在一些實施例中，導光體可以在利用上述的折射率差之外另外包括一塗層，或者利用塗層取代前述的折射率差，藉此進一步促成全內部反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。根據不同的實施例，導光體可以是數種導光體中的任一種，其可以包括但不限於，一平板或厚板的導光體及一條狀導光體的其中一者或兩者。
此外，在本文中，當「平板」一詞被應用於導光體中時，如「平板導光體」，其係被定義為一片狀、一差異平面層狀或一薄片。尤其，一平板導光體係被定義為在由導光體的上表面及下表面(換言之，兩個相對的表面)所界定的兩個大致正交的方向上引導光的一導光體。此外，在本說明書的定義中，上表面及下表面兩者間彼此隔開，且在某意義上兩者為大致彼此平行的表面。也就是說，在平板導光體的任何不同的小區域內，上表面和下表面是大致上為平行或共面的表面。
在其他的實施例中，平板導光體可以具有楔形的形狀，其中，上表面與下表面之間的空間會隨著平板導光體的距離函數而變化。尤其，在某些實施例中，楔形的形狀可以具有隨著 楔形平板導光體從輸入端(例如，相鄰於一光源)到輸出端或終端的距離而增加之上表面到下表面之間的間隔。舉例來說，此種楔形的導光體可以提供於輸入端引入之光線的準直(例如，垂直準直)。
在一些實例中，一平板導光體可以具有大致為平坦的結構(例如，限制在一個平面上)，因而使平板導光體成為平面導光體。在其它實施例中，平板導光體可以具有在一個或兩個正交維度中為彎曲的結構。例如，平板導光體可以具有在一單一維度中為彎曲的結構，以形成圓筒形的平板導光體。然而，在各種實施例，任何曲率都需具有足夠大的曲率半徑，以確保平板導光體中能保持全內部反射來引導光。
根據本發明中的各個實施例，一繞射格柵(例如，一多光束繞射格柵)可以被用於將光打散，或者將光耦合出導光體(例如，平板導光體)而成為一光束。在本文中，「繞射格柵」通常被定義為複數個構造特徵(即，繞射結構特徵)，用於提供入射於繞射格柵之光的繞射。在某些實施例中，該些構造特徵可以以週期性或準週期性的方式設置。舉例來說，繞射格柵可以包括佈置在一個一維陣列中之複數個構造特徵(例如，在一材料表面的複數個凹槽)。在其他實施例中，繞射格柵可以是構造特徵的二維陣列。舉例來說，繞射格柵可以是在材料表面上的凸部的二維陣列。
因此，如本說明書中的定義，繞射格柵為一種結構，其可以提供入射於繞射格柵之光的繞射。如果光是由一導光體入射到繞射格柵上，其所提供的繞射或者繞射地散射可能導致並且因此可以被稱為「繞射耦合」，繞射耦合可以藉由繞射的方式將光耦合離開導光體。繞射格柵也藉由繞射的方式(即，以一繞射角度)重新定向或改變光的角度。尤其，由於繞射的緣故，離開繞射格柵的光(即，繞射光)通常具有與入射於繞射格柵的光(即，入射光)的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射產生之光的傳導方向上的變化於本文中被稱為「繞射地重新定向」。因此，繞射格 柵可被理解為經由繞射方式將入射在繞射格柵上的光重新定向之具有繞射特徵的結構，以及，如果光是由導光體射出，繞射格柵也可將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，如本說明書中的定義，繞射格柵的特徵係被稱為「繞射結構特徵」，並且可以是位在一表面、在一個表面之內、在一個表面之上(換言之，兩個材料之間的一邊界)的一個以上的繞射結構特徵。所述的表面可以是平板導光體的一個表面。繞射結構特徵可包括任何種類的光繞射結構，其可以包含但不限於，在表面、在表面內或在表面上的複數個凹槽、複數個脊部、複數個孔洞和複數個凸起。例如，繞射格柵可以包括在材料表面內的複數個平行的凹槽。在另一實例中，繞射格柵可以包括自材料表面上升突出的複數個平行的脊部。繞射結構特徵(例如，凹槽、脊部、孔洞、凸部等等)可以具有得以提供繞射功能之各種橫截面形狀或輪廓中的任一者，該些橫截面形狀或輪廓係包括但不限於：一正弦狀輪廓、一矩形輪廓(例如，一二元化繞射格柵)、一三角形輪廓和一鋸齒輪廓(例如，一閃耀光柵)的其中一個或多個。
根據本說明書中的定義，「多光束繞射格柵」是產生包含複數條光束之耦合出光的繞射格柵。此外，如本說明書中之定義，由多光束繞射格柵所產生的光束係具有彼此不同的主要角度方向。更詳而言之，如本說明書中的定義，由於多光束繞射格柵對入射光進行繞射地耦合以及繞射地重新定向的緣故，該等光束中的其中一光束會與該等光束中的其他光束具有不同之預定主要角度方向。該等光束可以代表一光場。舉例來說，該等光束可能會包括具有八種不同主要角度方向的八條光束。例如，該八條光束的結合(即，該等光束)可以代表一光場。此外，多光束繞射格柵亦可以產生一組八條的第二光束，且八條第二光束共具有八種不同的主要角度方向。根據本發明的各個實施例，各個光束的不同的主要角度方向，是由以下兩個因素的結合所決定，該兩個因素分別為格柵柵距或間隔，以及多光束繞射格柵的繞射結構 特徵在各個光束的起始點相對於入射在多光束繞射格柵上的光線的傳導方向的方向性或轉動。
根據本發明中所述的各個實施例，本發明係利用一繞射格柵(例如，多光束繞射格柵)來產生代表電子顯示器之像素的耦合出的光。更詳而言之，具有用於產生不同主要角度方向之多條光束的多光束繞射格柵的導光體，可以為電子顯示器之一背光板的一部分，或者可以被與電子顯示器一起使用，該電子顯示器可以為但不限於「裸眼」的三維電子顯示器(例如，也被稱為多視角或全像式顯示器，或者被稱為裸眼3D立體顯示器)。如上所述，由導光體利用多光束繞射格柵藉由繞射方式將導光耦合出所產生之具有不同定向的光束，可以代表三維電子顯示器的像素。再者，如上文中所述，具有不同定向的光束可以構成一光場。
在本文中，「準直」鏡係被定義為具有曲形並且使準直鏡所反射過的光準直的鏡子。舉例來說，準直鏡可以的反射表面可以具有拋物線曲線或拋物線形狀的特徵。在另一實例中，準直鏡可以為類拋物線形的鏡子。「類拋物線形」在此係指拋物線形鏡的曲形反射表面與「真正」的拋物線曲線有所偏離，藉以達到預定的反射特質(例如，準直度)。在某些實施例中，準直鏡可以為連續的鏡子(即，具有大致平滑且連續的反射表面)，而在其他的實施例中，鏡子可以包括用於提供光線準直的菲涅耳反射器(Frensnel reflector)或菲涅耳反射鏡(Frensnel mirror)。根據本發明的各個實施例，由準直鏡所提供的準直量可以在預定的準直程度或準直量之間根據不同的實施例而有所不同。此外，準直鏡可以被配置為提供一個或兩個正交方向上的準直(例如，一垂直方向以及一水平方向)。換句話說，根據本發明的各個實施例，準直鏡可以具有在一個或兩個正交方向上的拋物線形或類拋物線形。
此外，在本說明書中所使用的冠詞「一」具有專利領域中的普遍含義，即，意指「一個或多個」。例如，「一格柵」指一個或多個格柵，更確切來說，「該格柵」於此意指「該(等) 格柵」。此外，任何本文所指的「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、或「右」並非意使其成為任何限制。本文中，當應用到一個值時，除非有另外特別說明，「大約」一詞一般是指用於產生該值的設備的公差範圍內，或在一些實施例中，是指正負10%，或正負5%，或正負1%。此外，舉例來說，「大致」一詞在本文中代表了大多數、幾乎全部或全部，或者代表落於大約51%至大約100%之間的範圍中的值。再者，本說明書中的實施例旨在對本發明進行說明，並且是為了討論之目的呈現，而不應用於限制本發明。
100‧‧‧雙導光體格柵式背光板
102‧‧‧光束/耦合出光束
104‧‧‧光束/導光/導光束/準直光束
104’‧‧‧反射光束
106‧‧‧重新定向光束
106’‧‧‧光束
110‧‧‧導光體/平板導光體/第一平板導光體
120‧‧‧平板導光體/第二平板導光體
130‧‧‧重新定向耦合器
132‧‧‧鏡子
132’‧‧‧第一鏡
132”‧‧‧第二鏡
134‧‧‧傾斜鏡
136‧‧‧格柵耦合器
136a‧‧‧繞射結構特徵
138‧‧‧第二鏡
140‧‧‧繞射格柵/多光束繞射格柵/啁啾式繞射格柵
140’‧‧‧第一端
140”‧‧‧第二端
142‧‧‧繞射結構特徵
150‧‧‧光源
152‧‧‧光發射器
154‧‧‧傾斜且類拋物線形的反射器
200‧‧‧三維電子顯示器/三維彩色電子顯示器
202‧‧‧光束/調變光束
204‧‧‧耦合出光束/耦合出的彩色光束
210‧‧‧第一導光體
220‧‧‧第二導光體
230‧‧‧重新定向耦合器
240‧‧‧多光束繞射格柵
250‧‧‧光閥陣列
260‧‧‧光源
300‧‧‧格柵式背光板的操作方法
310-340‧‧‧步驟
d‧‧‧繞射間隔
α‧‧‧傾斜角
γ‧‧‧非零值傳導角度
□‧‧‧方位分量
□ f ‧‧‧方位角
按照此說明書中描述的原理的示例的各種特徵，在參考附圖並結合下面的詳細描述下可以被更容易地理解，其中，相似的標號表示相似的結構元件，且該些附圖包括：第1A圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的一實施例之一雙導光體格柵式背光板的範例的剖面圖；第1B圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例之一雙導光體格柵式背光板的範例的剖面圖；第2A圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的一實施例之一重新定向耦合器的範例的剖面圖；第2B圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例之一重新定向耦合器的範例的剖面圖；第3A圖為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示具有一多光束繞射格柵的一雙導光體格柵式背光板100的一部分的剖面圖；第3B圖為根據與本發明所描述的原理一致的一實施例，顯示第3A圖中具有多光束繞射格柵的雙導光體格柵式背光板100 的一部分的立體圖；第4圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的一實施例之一三維電子顯示器的範例的方塊圖；以及第5圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的一實施例之一格柵式背光板的操作方法的範例的流程圖。
某些特定的例子可能會具有其他相較於上述圖式中的特徵而言相同、額外或者可以將之取代的特徵。在下文中將參照圖式針對這些特徵以及其他的特徵進行詳細說明。
根據本發明所限定之原理的各個實施例，本發明係提供一種雙導光體格柵式背光板。第1A圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的一實施例之一雙導光體格柵式背光板100的範例的剖面圖。第1B圖為顯示根據與本發明所描述的原理一致的另一實施例之雙導光體格柵式背光板100的範例的剖面圖。如圖所示，雙導光體格柵式背光板100係被配置以產生複數條光束102。根據本發明的各個實例與實施例，該等光束102可以對應於包含在採用雙導光體格柵式背光板100之電子顯示器的像素中的資訊。
更具體來說，根據本發明的某些實施例，該等光束102可以形成採用雙導光體格柵式背光板100的電子顯示器在觀看方向上的光場。由雙導光體格柵式背光板100所提供的該等光束102中(以及光場中)的其中一光束102可以與該等光束102中的其他光束102具有不同的主要角度方向。此外，光束102可以同時具有預定方向(主要角度方向)以及在光場中相對狹窄的角分散。相對於三維電子顯示器中的用途，光束102的主要角度方向可以對應於三維電子顯示器中特定視角的角度方向。如上所述，根據本發明的某些實例，光束102可以代表或者對應於三維電子顯示器的像素。
在其他實施例中，該等光束102可以具有大致相似的預定主要角度方向(未顯示於第1A圖-第1B圖中)。相似的定向光束102一般不會形成光場，反之，會代表由雙導光體格柵式背光板100所發出之大致單向的光(例如，垂直於雙導光體格柵式背光板100的表面)。舉例來說，相似的定向光束102可以被使用來作為一二維電子顯示器的背光。
在某些實施例中，可以對由雙導光體格柵式背光板100所產生的該等光束102進行調變(例如，透過下文中所述的光閥)。舉例來說，對往遠離雙導光體格柵式背光板100的方向以不同角度方向定向之光束102的調變，對於動態三維彩色電子顯示器應用而言係特別有用的。換句話說，具有不同顏色並且往特定的觀看方向定向之個別的經調變的光束102，可以代表三維電子顯示器對應於該特定觀看方向的動態彩色像素。同樣地，當光束102大致為單向時，也可以支援動態二維電子顯示器的應用。
如第1A圖至第1B圖所示，雙導光體格柵式背光板100係包括一第一平板導光體110。第一平板導光體110係被配置為將光(例如，從下文中所述的光源所發出的光)引導為導光束104。更具體來說，導光束104係被往一第一方向引導(例如，在第1A圖與第1B圖中的右方)。此外，根據本發明的各個實施例，第一平板導光體110係以非零值傳導角度引導導光束104。舉例來說，第一平板導光體110可以具有配置為光波導的介電材料。所述的介電材料可以具有一第一折射係數，該第一折射係數係大於環繞介電光波導的一介質的一第二折射係數。透過兩個材料的折射係數的差異，舉例來說，可以讓導光束104根據導光體110之一個以上的引導模式達到完全內部反射。
所述的非零值傳導角度，在此係被定義為相對於平板導光體110的一表面(例如，一頂部表面或者一底部表面)的角度。在某些實施例中，導光束104的非零值傳導角度可以介於大約10度以及大約50度之間；或者，在某些實例中，可以介於大約20度以及大約40度之間；或者，可以介於大約25度以及大 約35度之間。舉例來說，所述的非零值傳導角度可以為大約30度。在其他的實例中，所述的非零值傳導角度可以大約為20度，或者大約為25度，或者大約為35度。
在某些實例中，被引導為導光束104的光係以非零值傳導角度(例如，大約30-35度)被引入或耦合進入第一平板導光體110。舉例來說，可以透過一個或一個以上的透鏡(未顯示於圖中)、鏡子或類似的反射體(例如，傾斜的準直反射器)，以及一稜鏡(未顯示於圖中)，來將光以非零值傳導角度的光束耦合進入第一平板導光體110的輸入端。當被耦合進入第一平板導光體110後，導光束104會沿著第一平板導光體110中大致為遠離輸入端的第一方向傳導(如第1A圖以及第1B圖中的粗箭頭所示，沿著一X軸傳導)。此外，導光束104係以所述的非零值傳導角度反射或者在平板導光體110的頂部表面以及底部表面「彈跳」的方式傳導(例如，由圖中代表了導光束104的光線之加長且有角度的箭頭所示)
根據本發明的某些實例，藉由將光耦合進入平板導光體110所產生的導光束104可以為準直的(例如，可以為一準直光束)。此外，根據本發明的某些實例，導光束104可以準直於與第一平板導光體110的一表面的平面垂直之平面。舉例來說，第一平板導光體110可以坐向在具有與X-Y平面平行的頂部表面與底部表面的水平平面上(例如，如圖中所示)。舉例來說，導光束104可以為在一垂直平面(例如，X-Z平面)中準直或大致準直的光束。在另一實例中，第一平板導光體110可以為楔形的平板導光體110。舉例來說，當平板導光體110為楔形時，頂部表面與底部表面的其中一者可以平行於X-Y平面。在某些實施例中，導光束104可以為在水平方向上準直或大致準直的光束(例如，在X-Y平面上)。
在本說明書中，「準直光束」一詞係被定義為光束中的光線與光束中的其他光線大致彼此平行之光束(例如，導光束104)。此外，根據本說明書中的定義，從準直光束偏離或散射出 去的光線並不會被當作準直光束的一部分。根據本發明的各個實施例，產生準直的導光束104的光線準直過程可以藉由將光線耦合進入平板導光體110的透鏡或者鏡子(例如，傾斜準直反射器等)來進行。
在某些實施例中，平板導光體110可以為片狀或板狀的光波導，且該光波導可以包括一加長且大致為平面薄板狀的光學透明介電材料。所述之大致為平面薄板狀的介電材料，係透過完全內部反射來引導導光束104。根據本發明的各個實施例，平板導光體110的光學透明材料可以包括各種不同的介電材料或者可以由各種不同的介電材料所形成，其中，該等介電材料可以包括但不限於，一種以上之各種種類的玻璃(例如，矽玻璃、鹼性矽酸鋁玻璃、硼矽玻璃等)，以及大致為光學透明的塑膠或高分子材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯或「壓克力玻璃」、聚碳酸等)。在某些實例中，第一平板導光體110可以進一步包括設置於第一平板導光體110的一表面(例如，頂部表面以及底部表面兩者的其中之一或者同時設置於上述兩者上)的至少一部分上的一披覆層(未顯示於圖中)。根據本發明的某些實例，披覆層可以被用於進一步促成上述的完全內部反射。
根據本發明的各個實施例，第1A圖-第1B圖中顯示的雙導光體格柵式背光板100係進一步包括一第二平板導光體120。第二平板導光體120係被配置以接收一重新定向光束106，並且將重新定向光束106往一第二方向引導(例如，往圖中的左方)。在某些實施例中，第二方向可以大致與第一方向相反。
舉例來說，如第1A圖-第1B圖所示，第一平板導光體110以及第二平板導光體120可以大致與彼此平行或共面(例如，如圖中所示，疊放在另一者的頂部上)。如第1A圖-第1B圖中所示，作為本發明的範例而非限制，第一方向可以為正向的X軸方向，而第二方向可以為負向的X軸方向。在其他實例中(未顯示於圖中)，第二方向可以大致垂直於第一方向，或者可以大致相對於第一方向具有其他的角度。舉例來說，當第一平板導光體 110、第二平板導光體120大致共面時，第一方向可以在X軸方向上，且第二方向可以在Y軸方向上(未顯示)。而在其他的實例中，第一方向可以在Z軸方向上，且第二方向可以在X-Y平面上。換言之，根據本發明的各個實例，第二方向可以大致為第一方向以外的任何方向。
根據本發明的各個實施例，第二平板導光體120可以大致相似於第一平板導光體110。更具體來說，第二平板導光體120可以為包括一加長且大致為平面薄板狀的光學透明介電材料的光波導，其係透過全內部反射以與上文中所述之第一平板導光體110相同的方式來引導重新定向光束106。此外，根據本發明的某些實例，第二平板導光體120可以進一步包括設置於第二平板導光體120一表面(例如，頂部表面以及底部表面兩者的其中之一或者同時設置於上述兩者上)的一部分上的一披覆層，藉此如上文中所述地進一步促進全內部反射。
如第1A圖與第1B圖所示，根據本發明的各個實施例，雙導光體格柵式背光板100進一步包括一重新定向耦合器130。重新定向耦合器130係被配置以將第一平板導光體110的導光束104往第二方向重新定向為重新定向光束106。根據本發明的各個實施例，重新定向光束106接著會由第二平板導光體120接收並引導。換言之，重新定向耦合器130係大致將導光束104往新的或不同的方向「轉向」成為重新定向光束106。如上文中所述，重新定向光束106的第二方向係與第一方向不同，並且如第1A圖-第1B圖中的範例所示，可以大致與導光束的第一方向相反。根據本發明的某些實施例，重新定向耦合器130可以在重新定向光束106中保留或者大致保留導光束104的準直。
第2A圖顯示了根據與本發明中所描述之原理一致的實施例之重新定向耦合器130的範例的剖面圖。更具體來說，第2A圖中所示的重新定向耦合器130是位於第一平板導光體110的輸出端以及位於第二平板導光體120的輸入端的角反射器。重新定向耦合器130的角反射器可以包括以彼此間相對有一角度的 一對鏡子132或者等同的反射器(例如，完全內部反射鏡、布拉格反射鏡等)。角反射器的該對鏡子132中的第一鏡132’係位在可以將導光束104從第一平板導光體110反射至角反射器的該對鏡子132中的一第二鏡132”的位置。第二鏡132”係位在可以進一步將重新定向光束反射進入第二平板導光體120的位置。尤其，第二鏡132”相對於第一鏡132’的位置，係被配置為以相對於第一鏡132’的反射角不同的角度反射光。如此一來，第二鏡132”的反射會產生重新定向光束106(即，將反射的光束重新定向)，並且使得重新定向光束進入第二平板導光體120並且由第二平板導光體120往第二方向引導。此外，第一鏡132’與第二鏡132”之反射的結合係被配置以提供第二平板導光體120中具有預定的非零值傳導角度的重新定向光束106。根據本發明的各個實施例，第一平板導光體110中的導光束104的非零值傳導角度以及第二平板導光體120中的重新定向光束106的預定非零值傳導角度之間的關係，是由第一鏡132’與第二鏡132”之間的相對方位，以及角反射器相對於第一平板導光體110與第二平板導光體120之間的相對方位兩個因素所決定。
舉例來說，如第2A圖所示，角反射器的該對鏡子132的方位可以被配置為彼此之間具有90度的角度。如此一來，角反射器便會成為一回射器(即，90度的角反射器)。此外，重新定向耦合器130的角反射器可以相對於第一平板導光體110與第一平板導光體120其中一者或兩者的平面傾斜。角反射器(或重新定向耦合器130)的傾斜係被配置為提供重新定向光束106的預定非零值傳導角度。舉例來說，對於包括回射器或90度角反射器的重新定向耦合器130而言，零度的傾斜角會產生具有等同於導光束104之非零值傳導角度的預定非零值傳導角度的重新定向光束106，如第2A圖所示。
重新定向耦合器130的角反射器的該對鏡子之間的角度關係，也可以採用除了90度以外的配置。舉例來說，在這些其他的角度關係中，仍然可以藉由適當調整角反射器的該對鏡子 132與第一平板導光體110及第二平板導光體120之間的角度關係，來提供重新定向光束106的預定非零值傳導角度。更具體來說，對於導光束104之給定的非零值傳導角度來說，重新定向光束106的預定非零值傳導角度可以輕易地由第一鏡132’、第二鏡132”之間的各種角度關係以及該對鏡子132與平板導光體110、120之間的各種角度關係利用幾何光學來決定。
第2B圖顯示了根據與本發明所述原理一致的另一實施例之重新定向耦合器130的範例的剖面圖。如第2B圖所示，重新定向耦合器130係包括一傾斜鏡134以及一格柵耦合器136。根據本發明的各個實施例，「傾斜」一詞係指傾斜鏡134相對於第一平板導光體110的表面或平面具有一傾斜角。傾斜鏡134係被配置為將導光束104從第一平板導光體110朝向格柵耦合器136反射為反射光束104’。需注意的是，傾斜鏡134的傾斜角度不僅將反射光束104’朝向格柵耦合器136定向，同時也決定了反射光束104’於格柵耦合器136的入射角。
格柵耦合器136係包括用於對從傾斜鏡134處接收的反射光束104’進行繞射的繞射格柵。更具體來說，根據本發明的各個實施例，格柵耦合器136係將反射光束104’往第二方向繞射成為重新定向光束106，以使重新定向光束106得以在第二平板導光體120中被引導。此外，傾斜鏡134的反射與格柵耦合器136的繞射的結合，可以提供第二平板導光體120中重新定向光束106的預定非零值傳導角度。
舉例來說，當由傾斜鏡134的傾斜角度所提供之反射光束106’於格柵耦合器136上的入射角大約等於90度(或者為直角的入射角)時，格柵耦合器136的繞射係決定重新定向光束106的預定非零值傳導角度。在某些實施例中，提供反射光束104’於格柵耦合器136的垂直入射角之傾斜鏡134的傾斜角α，可以由下列的方程式所決定： 其中，γ為導光束104的非零值傳導角度，且非零值傳導角度γ與傾斜角α皆為來自第一平板導光體110之平面的角度。
在某些實施例中(如第2B圖所示)，重新定向耦合器130進一步包括一第二鏡138。第二鏡138係將格柵耦合器136次級繞射產生的光反射並重新定向。更具體來說，第二鏡138的方位係被設置成將次級繞射產生的光往第二方向反射與重新定向，藉此增強第二平板導光體120中的重新定向光束106。舉例來說，重新定向光束106可以係對應於主要繞射產生的光(例如，正向與第一級繞射所產生的光)。如圖式中所示，本發明的圖式中係使用實線來表示主要繞射所產生的光(即，重新定向光束106)，並且使用格柵耦合器136與第二鏡138之間的虛線來表示次級繞射所產生的光。
第二鏡138的方位可以被設置成將次級繞射所產生的光(例如，負向與第一級繞射所產生的光)往第二方向反射與重新定向，並且係以大約等同於第二平板導光體120中的重新定向光束106的預定非零值傳導角度之非零值傳導角度進行反射與重新定向。如此一來，對應於經反射與重新定向之次級繞射產生的光的光束106’(第2B圖中以虛線顯示的106，)可以有效地被添加至或增強重新定向光束106，如此一來，根據本發明的某些實施例，可以使得重新定向耦合器130相較於沒有第二鏡138的實施例而言具有更良好的效率。
尤其如上文中所述，在某些實施例中，傾斜鏡134係配置為將第一平板導光體110的導光束104朝向格柵耦合器136反射，藉此提供反射光束104’於格柵耦合器136上大致垂直的入射角。格柵耦合器136的繞射格柵主要繞射所產生的光，可以為正向第一級繞射產生的光，且其繞射角係對應於重新定向光束106的預定非零值傳導角度。此外，第二鏡138的方位可以被設置成相對於格柵耦合器136有90度的角度，如第2B圖所示。次級繞射所產生的光可以為負向與第一級繞射所產生的光，且其相對於主要繞射產生的光(即，正向與第一級繞射產生的光)之間具有 90度的關係。具有90度方位的第二鏡138係被配置為將次級繞射產生的光，以大致等同於重新定向光束106的非零值傳導角度反射並重新定向為第二平板導光體120中的光束106’。如此，重新定向光束106便會由第二平板導光體120中的光束106’大致地增強。
根據本發明的各個實施例，傾斜鏡134實質上可以為任何可以反射或大致反射導光束104，並且以可以改變導光束104之方向的角度傾斜的鏡子或是等同的反射器。舉例來說，傾斜鏡134可以包括金屬或金屬化的一表面(例如，鍍銀的表面)。在另一實例中，傾斜鏡134可以為一布拉格式反射鏡。在其他的實施例中，傾斜鏡134可以由完全內部反射被實現為完全內部反射鏡。舉例來說，傾斜鏡134可以為第一平板導光體110的一斜削表面，且第一平板導光體110中靠近斜削表面的完全內部反射可以發揮傾斜鏡134的功效。再者，第二鏡138可以大致為任何鏡子或等同的反射器，其係包括但不限於，金屬或金屬化的表面、布拉格式反射鏡以及完全內部反射鏡。舉例來說，第二鏡138可以由第二平板導光體120金屬化的一端所提供。在另一實例中，第二平板導光體120的端部係提供次級繞射所產生的光入射在做為第二鏡138之第二平板導光體端部的全內部反射。
根據本發明的某些實施例，上文中所述的一個以上的鏡子可以為一準直鏡。舉例來說，角反射器的第一鏡132’、132”中的其中之一或兩者可以具有拋物線形狀的表面，藉以提供重新定向光束106的準直(例如，在一水平方向上、在一垂直方向上，或者在上述兩個方向上的準直)。類似地，傾斜鏡134以及第二鏡138的其中之一者或兩者可以為具有拋物曲線表面的準直鏡，藉以對反射光束104’進行準直並產生準直(例如，垂直準直與水平準直中的其中一者或兩者)的重新定向光束106(例如，在格柵耦合器136進行繞射之後)。
根據本發明的各個實施例，格柵耦合器136係包括彼此間隔開來的繞射結構特徵(例如，凹槽或脊部)，藉以形成繞 射格柵。在某些實施例中，繞射結構特徵可以被設置於、相鄰於第二平板導光體120的表面或設置在第二平板導光體的表面之中。舉例來說，格柵耦合器136可以包括形成在重新定向耦合器130中的第二平板導光體120的頂部表面中的複數個凹槽。根據本發明的各個實施例，繞射格柵可以具有繞射結構特徵之間均勻或大致均勻的間隔。此外，根據本發明的各個實施例，可以壓抑繞射格柵的零級繞射所產生的光。舉例來說，繞射格柵可以具有能夠壓抑零級繞射所產生的光之選擇性的選定繞射結構特徵高度或深度，以及選擇性的選定工作週期。在某些實施例中，工作週期可以介於大約30%至大約70%之間。此外，在某些實施例中，高度或深度可以在大於0到大約500奈米之間的範圍中變化。舉例來說，工作週期可以大約為50%，且繞射結構特徵的高度或深度可以大約為140奈米。
在某些實施例中，格柵耦合器136係包括一反射式繞射格柵，其可以包括但不限於，反射金屬或金屬化的繞射格柵。第2B圖中顯示的繞射格柵136係包括設置在第二平板導光體120的頂部表面上(或從頂部表面突出)之脊部的繞射結構特徵136a。此外，繞射結構特徵136a之間與上方的空間是由反射材料層136b所填滿，其中，反射材料可以為反射金屬。反射金屬可以包括但不限於，鋁、鎳、銀或金。反射式繞射格柵的使用可以提供相較於介電繞射格柵而言較高的繞射效率(即，舉例來說，第二平板導光體120的介電材料中的凹槽或脊部)。
請重新參照第1A圖與第1B圖，雙導光體格柵式背光板100係進一步包括一繞射格柵140。尤其，根據本發明的某些實施例，雙導光體格柵式背光板100可以包括複數個繞射格柵140。舉例來說，該等繞射格柵140可以被以繞射格柵140的陣列的方式設置，或者可以代表繞射格柵140的陣列。如第1A圖-第1B圖所示，繞射格柵140係位於第二平板導光體120的一表面上(例如，頂部表面或前表面)。在其他的實例中(未顯示於圖中)，一個以上的繞射格柵140可以被設置在第二平板導光體120之 中。在其他進一步的實施例中(未顯示於圖中)，一個以上的繞射格柵140可以被設置於或設置在第二平板導光體120的底部表面或後表面上。
根據本發明的各個實施例，繞射格柵140係藉由或利用繞射耦合的方式(例如，又稱為「繞射地散射」)將重新定向光束106的一部分散射或耦合出第二平板導光體120。重新定向光束106的該部分可以由繞射格柵140穿過導光表面(例如，穿過第二平板導光體120的頂部表面或前表面)繞射耦合出。此外，繞射格柵140係將重新定向光束106的該部分繞射耦合出成為耦合出光束(例如，光束102)。
根據本發明的各個實施例，耦合出光束102係被以預定主要角度方向往遠離導光表面的方向定向。尤其，重新定向光束106的耦合出光束係由繞射格柵往遠離導光表面的方向繞射地重新定向成為該等光束102。如上文中所述，根據本發明的某些實例，該等光束中的各個光束102可以具有不同的主要角度方向，且該等光束可以代表一光場。根據其他的實例，該等光束中的各個光束102可以具有大致相同的主要角度方向，且與具有不同主要角度方向的該等光束所代表的光場不同，具有大致相同主要角度方向的該等光束可以代表大致單向的光。
根據本發明的各個實施例，繞射格柵140係包括用於繞射光(即，提供繞射)的複數個繞射結構特徵142。繞射功能係負責將重新定向光束106的該部分繞射耦合出第二平板導光體120。舉例來說，繞射格柵140可以具有設置在第二平板導光體120的表面中的凹槽，以及從第二平板導光體的表面上突出的脊部的其中一種或上述兩種結構作為繞射結構142。可以透過彼此平行或大致彼此平行的方式設置凹槽與脊部，並且至少在某個位置點使凹槽及脊部與將要由繞射格柵140耦合出的重新定向光束106的傳導方向垂直。
在某些實例中，該些凹槽或脊部是透過蝕刻、銑銷或者模製方式形成或者施加在該表面上。如此一來，繞射格柵140 的材料可能會包括第二平板導光體120的材料。如第1A圖所示，舉例來說，繞射格柵140係包括形成在第二平板導光體120表面上大致平行的凹槽。在第1B圖中，繞射格柵140係包括從第二導光體表面突出之彼此大致平行的脊部。在其他的實例中(未顯示於圖中)，繞射格柵140可以包括貼附於第二導光體120表面上的薄膜或貼層。
該等繞射格柵140可以被以各種不同的配置相對於第二平板導光體120的表面設置。舉例來說，該等繞射格柵140可以被以行列的形式橫跨該導光表面設置(如，以一陣列的方式設置)。在另一實例中，該等繞射格柵140可以被以群組的方式設置，且該些群組可以被排列為行與列的形式。在另一實例中，該等繞射格柵140可以在第二平板導光體120的表面上大致隨機的分布。
根據本發明的某些實施例，該等繞射格柵140係包括一多光束繞射格柵140。舉例來說，全部或者實質上全部的該等繞射格柵140都可以為多光束繞射格柵140(即，多個多光束繞射格柵140)。根據本發明的各個實施例，多光束繞射格柵140係將重新定向光束106的一部分耦合出成為多個光束102的繞射格柵140(例如第1A圖與第1B圖所示)，且具有不同主要角度方向的該等光束102係構成一光場。
根據本發明的各個實例，多光束繞射格柵140可以具有一啁啾式繞射格柵140(即，啁啾式多光束繞射格柵)。根據本說明書中的定義，「啁啾式」繞射格柵(“chirped”diffraction grating)140係展現或者具有隨著該啁啾式繞射格柵140的一定幅度或長度而改變之繞射結構特徵的繞射間隔。此外，在本說明書中，隨之改變的繞射間隔係被稱為「啁啾」。如此一來，重新定向光束106被繞射耦合出第二平板導光體120的部分係離開或者從啁啾式繞射格柵140被以不同的繞射角度發射出並成為光束102，其中，該等繞射角度係指對應於橫跨該啁啾式繞射格柵140上不同點的繞射角度。由本文中啁啾的定義可知，啁啾式繞射格柵140係負責產 生上述該等光束中的耦合出光束102的預定且不同的主要角度方向。
第3A圖係根據與本發明中所述之原理一致的實施例，顯示了具有多光束繞射格柵140之雙導光體格柵式背光板100的一部分的剖面圖。第3B圖係根據與本發明中所述之原理一致的實施例，顯示了第3A圖中具有多光束繞射格柵140之雙導光體格柵式背光板的一部分的立體圖。作為本發明的範例而非限制，第3A圖中顯示的多光束繞射格柵140係包括第二平板導光體120的表面中的凹槽。舉例來說，第3A圖中所顯示的多光束繞射格柵140可以代表第1A圖中顯示之凹槽式的繞射格柵140的其中之一。
如第3A圖-第3B圖所示(且如第1A圖-第1B圖以示例而非限制目的所示)，多光束繞射格柵140係為一啁啾式繞射格柵。尤其，如圖中所示，繞射結構特徵142在多光束繞射格柵140的第一端140’係比多光束繞射格柵140的第二端140”彼此更為靠近。此外，圖中所示的繞射結構特徵142之繞射間隔d從第一端140’到第二端140”線性變化。在某些實例中，啁啾式繞射格柵140可能具有或者可能會展示出隨著距離而線性變化之啁啾的繞射間隔d。如此一來，啁啾式繞射格柵又可以被稱為「線性啁啾式」繞射格柵。
在某些實施例中，當重新定向光束106在第二平板導光體120中從多光束繞射格柵140的第一端140’往多光束繞射格柵140的第二端140”的方向傳導時(例如，如第3A圖所示)，利用多光束繞射格柵140將光耦合出第二平板導光體120所產生的光束102會發散(即，成為發散的光束102)。另一方面，根據本發明的其他範例(未顯示於圖中)，聚合的光束102會在重新定向光束106於第二平板導光體120中往反方向傳導時產生，換言之，從多光束繞射格柵140的第二端140”往第一端140’傳導時產生。
在另一實例中(未顯示於圖中)，啁啾式繞射格柵140可能會展現出繞射間隔d的非線性啁啾。用於實現啁啾式繞射 格柵140的各種非線性啁啾可以包括但不限於，指數啁啾、對數啁啾，或者隨之改變的啁啾、大致不平均，或者以隨機但單調的方式分布之啁啾。本發明中亦可以使用非單調式的啁啾，其係包括但不限於，正弦啁啾或三角啁啾或鋸齒啁啾。本發明中亦可以使用上述任何種類之啁啾的組合。
如第3B圖所示，多光束繞射格柵140在第二平板導光體120的啁啾且彎曲的表面(即，多光束繞射格柵140為彎曲、啁啾的繞射格柵)上、中設置有繞射結構特徵142(例如，凹槽或脊部)。如第3A圖-第3B圖中標示為106的粗線箭頭所示，重新定向光束106具有相對於多光束繞射格柵140以及第二平板導光體120的入射方向。該圖中亦顯示了多個耦合出或者發射出的光束102在第二平板導光體120的表面指向遠離多光束繞射格柵120的方向。圖中所示的光束102係往多個不同的預定主要角度方向射出。更詳而言之，如圖所示，所發出之光束102的不同的預定主要角度方向之仰角以及方位角都不同(例如，藉此形成一光場)。根據本發明的各個實例，繞射結構特徵142之預先定義的啁啾以及繞射結構特徵的曲度，皆對所發出之光束102的不同的預定主要角度方向做出貢獻。
舉例來說，由於彎曲的緣故，多光束繞射格柵140中的繞射結構特徵142可以具有相對於重新定向光束106的入射方向而言不相同的方位。尤其，繞射結構特徵142位於一第一點的方位或者位於多光束繞射格柵140中的方位，與繞射結構特徵142位於其他相對於導光束入射方向的點或位置的方位不相同。根據本發明的某些實例，相對於耦合出或者發射出的光束102而言，光束102的主要角度方向{θ,□}的方位分量□，可以由繞射結構特徵142在光束102的起點(即，入射的重新定向光束106被耦合離開的點)的方位角□ f 所決定，或者可以與之對應。如此一來，至少以其各自的方位分量□而言，在多光束繞射格柵140中的繞射結構特徵142的變化方位會產生具有不同主要角度方向{θ,□}之不同的光束102。
尤其，在沿著繞射結構特徵142的曲線上的不同點處，多光束繞射格柵140中與彎曲的繞射結構特徵142相關聯的底層繞射格柵係具有不同的方位角□ f 。「底層繞射格柵」在此係指複數個非彎曲繞射格柵中產生多光束繞射格柵140的彎曲繞射結構特徵之疊加的一繞射格柵。因此，在沿著繞射結構特徵142之曲線上的一定點處，該曲線會具有與沿著該等繞射結構特徵142之曲線上的另一點大致不同的特定方位角□ f 。此外，該特定方位角□ f 會造成從該點發出的光束102的主要角度方向{θ,□}之對應的方位分量□。在某些實例中，繞射結構特徵142(如，凹槽、脊部等)的曲線係代表了一圓形的區段。該圓形可以與導光表面共面。在其他的實例中，舉例來說，曲線亦可以代表與導光表面共面的一橢圓形或者其他彎曲形狀的一區段。
在其他的實例中，多光束繞射格柵140可以具有「片段」彎曲的繞射結構特徵142。尤其，雖然繞射結構特徵的本身不一定為大致平順或者延續的曲線，但在多光束繞射格柵140中沿著繞射結構特徵142的不同點處，繞射結構特徵142仍然可以具有相對於重新定向光束106的入射方向而言不同的角度的方位。舉例來說，繞射結構特徵142可以為包含有多段大致為直線區段的凹槽，且其中各個區段具有與相鄰之區段不相同的方位。綜而觀之，根據本發明的各個實例，該些區段的不同的角度會近似於一曲線(例如，圓形的一區段)。在本發明的另一實例中，繞射結構特徵142可能會僅僅在多光束繞射格柵140中的不同位置處具有相對於導光束的入射方向而言不相同的方位，但其並不會近似於特定的曲線(例如，圓形或者橢圓形)。
請再次參照第1A圖-第1B圖，根據本發明的某些實施例，雙導光體格柵式背光板100係進一步包括一光源150。舉例來說，光源150可以被耦合於第一平板導光體110的輸入端，其中，第一平板導光體110的輸入端係相對於與重新定向耦合器130相鄰設置的輸出端。在某些實施例中，光源150可以包括複數個光發射器152。該些光發射器152(在更為廣義的層面上，光源150) 係用於將光提供至第一平板導光體110作為導光104的，即，作為導光束104。根據某些實施例，所提供的光係包括多種不同顏色的光，且根據本發明的各個實施例，當該些光被耦合進入平板導光體110時，係被引導成為多個不同顏色的光束104。舉例來說，多個光發射器152係用於產生多種不同顏色的光。
根據本發明的某些實施例，不同顏色的導光束104係在第一平板導光體110中以不同的顏色特定的非零值傳導角度被引導。舉例來說，紅色的導光束104可以被耦合進入第一平板導光體110，並且以第一非零值傳導角度在第一平板導光體110中傳導；綠色的導光束104可以被耦合進入第一平板導光體110中，並且以第二非零值傳導角度在第一平板導光體110中傳導；以及，藍色的導光束104可以被耦合進入第一平板導光體110中，並且以第三非零值傳導角度在第一平板導光體110中傳導。此外，上述的第一、第二、第三非零值傳導角度彼此不相同。
如第1A圖中以示例而非限制的目的所示，光源150可以進一步包括一傾斜且類拋物線形的反射器154。不同的顏色特定的非零值傳導角度，可以分別由該等光發射器中彼此橫向偏置之紅色、綠色與藍色的光發射器152(並未在第1A圖中分開顯示)所提供，其中，舉例來說，該些光發射器係將光於第一平板導光體110的輸入端饋送或發送進入傾斜且類拋物線形的反射器154。尤其，根據本發明的各個實施例，橫向偏置之不同顏色的光發射器152以及傾斜且類拋物線形的反射器154的結合，係將不同顏色的光(例如，紅色光、綠色光、藍色光)以對應之不同的顏色特定的非零值傳導角度耦合進入第一平板導光體110。
在本發明的某些實施例中，當在將不同顏色的導光束104重新定向進入第二平板導光體120中成為對應於不同顏色之重新定向光束106時，重新定向耦合器130可以保留或大致保留顏色特定的非零值傳導角度。更具體來說，在不同顏色的導光束104之間的顏色特定的角度差異可以在重新定向後大致保留。舉例來說，實施為回射器的重新定向耦合器130可以將不同顏色 的導光束104的顏色特定的非零值傳導角度保留在對應的之不同顏色的重新定向光束106中。作為替代的方案，重新定向耦合器130可以調整、增強或者改變一個以上的顏色特定傳導角度，並且根據本發明的其他實施例，同時能夠在重新定向進入第二平板導光體120時維持該些顏色特定傳導角度之間的差異。
根據本發明的其他實施例，不同顏色的導光束104係被配置為以相似甚或相同的非零值傳導角度在第一平板導光體110中傳導。根據本發明的這些實施例，重新定向耦合器130可以被配置成為不同顏色的重新定向光束106提供不同的顏色特定的非零值傳導角度。舉例來說，光源150可以用於產生各個紅色光、綠色光以及藍色光，並且將該些顏色的光以大致相同的非零值傳導角度(例如，與不同的顏色特定的非零值傳導角度相反的方式)引入第一平板導光體110中。在此實例中，重新定向耦合器130可以包括一格柵耦合器，用於將紅色、綠色及藍色的導光束往第二方向以個別不同的顏色特定的非零值傳導角度重新定向進入第二平板導光體120中。作為示例，格柵耦合器可以大致相似於上文中所述的格柵耦合器136。舉例來說，重新定向耦合器130可以進一步具有一傾斜鏡，用以將紅色、綠色、藍色的導光束反射進入傾斜鏡中，如上文中所述。
在本發明的各個實施例中，光源150可以包括大致為任何種類的光源，其係包括但不限於，LED以及一雷射。在某些實施例中，光源150可以產生基本上為單色的光，其可以具有代表特定顏色的窄頻光譜。尤其，顏色可以為或者代表一主要顏色(例如，一電子顯示器)。舉例來說，光源150可以產生代表多種不同的主要顏色之多種不同的顏色的光。舉例來說，主要顏色可以包括紅色光、綠色光以及藍色光。此外，主要顏色可以為彩色電子顯示器的主要顏色，其中，主要顏色係根據色彩模型所選擇，其可以包括但不限於，支援彩色電子顯示器之色域的紅-綠-藍(red-green-blue,RGB)色彩模型。
根據本發明的某些實施例，光源150可以為包括多 個LED的多彩光源。舉例來說，該等LED可以代表彩色電子顯示器之主要顏色的不同顏色。尤其，作為示例，該等LED可以包括用於產生RGB色彩模型中之紅色光的紅色LED，用於產生RGB色彩模型中之綠色光的綠色LED，以及用於產生RGB色彩模型中之藍色光的藍色LED。在某些實施例中，光源150可以包括沿著第一平板導光體110之輸入端以線性陣列設置的光發射器152。舉例來說，各個光發射器可以包括一紅色LED、一綠色LED以及一藍色LED。光源150可以被配置為產生準直光(例如，利用準直反射器或透鏡)。舉例來說，第1A圖中顯示的傾斜且類拋物線形的反射器154可以被配置為在將光從光發射器152耦合進入第一平板導光體110時產生一準直光束104。根據本發明的各個實施例，可以將任何的準直器設置於第1A圖中的光源150以及第一平板導光體110之間來提供準直光束104。
根據本發明中所描述之原理的某些實施例，本發明係提供一種三維電子顯示器。三維電子顯示器係發射出具有不同定向之調變光束作為三維電子顯示器的像素。三維電子顯示器係顯示三維資訊(例如，三維影像)。在某些實例中，三維電子顯示器可以為裸眼立體顯示器或者不需要眼鏡的三維電子顯示器。尤其，根據本發明的各個實施例，經調變後具有不同定向的不同光束係對應於與三維電子顯示器相關的不同「視角」。舉例來說，不同的視角可以提供三維電子顯示器所顯示之資訊的「裸眼」展示(例如，裸眼3D立體顯示、全像顯示)。
第4圖中顯示了根據與本發明所描述原理一致三維電子顯示器200之範例的方塊圖。三維電子顯示器200可以被用於展示三維資訊，該些資訊可以包括但不限於三維影像。尤其，第4圖中顯示的三維電子顯示器200係被調變光束202往不同的主要角度方向發射，其中，該等調變光束202係代表對應於三維電子顯示器200之不同視角的像素。在第4圖中，調變光束202係顯示為發散的形式(例如，與聚合的形式相反)，但其僅為示例而不應對本發明造成限制。在某些實施例中，光束202可以進一 步代表不同的顏色，且三維電子顯示器200可以為一三維彩色電子顯示器。
第4圖中顯示的三維電子顯示器200係包括一第一導光體210以及一第二導光體220，該等導光體係用於引導光。第二導光體220中的導光係成為由三維電子顯示器200所發射出之調變光束202的光的來源。根據本發明的某些實施例，第一導光體210可以為平板導光體，且可以大致與上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的第一平板導光體110相似。此外，根據本發明的某些實施例，第二導光體220可以為平板導光體，且可以大致與上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的第二平板導光體120相似。舉例來說，第一導光體210與第二導光體220可以為具有平板介電材料的片狀光波導，以透過完全內部反射引導光。在某些實施例中，第一導光體210與第二導光體220係為平板導光體，並且係被以彼此大致共面的方式設置(例如，如第1A圖-第1B圖中所示)。
在其他的實施例中，第一導光體210與第二導光體220中的其中一者或兩者可以包括有一條狀導光體。舉例來說，第一導光體210與第二導光體220中的其中一者或兩者可以包括有彼此相鄰且大致平行設置的複數個條狀導光體，藉此以近似平板導光體功能的方式設置，並且根據本說明書中的定義，可以被理解為「平板」導光體的一種形式。然而，舉例來說，這種形式之相鄰的條狀導光體會將光線侷限在各個條狀導光體中，並且大致防止光洩漏進入鄰近的條狀導光體中(即，與「真正」的平板導光體的大致連續的片狀材料不同)。
根據本發明的各個實施例，在第一導光體210與第二導光體220中的導光係以非零值傳導角度作為光束傳導。在某些實施例中，導光可以包括多條具有不同顏色的導光束。此外，根據本發明的某些實施例，在第一導光體210及第二導光體220的其中之一或兩者中的導光束可以為準直的導光束(即，光可以被引導為準直或大致準直的光束)。舉例來說，第一導光體210與 第二導光體220可以被配置為分別在第一導光體210、第二導光體220中以非零值傳導角度將光引導為準直光束。
如第4圖所示，三維電子顯示器200進一步包括一重新定向耦合器230。重新定向耦合器230係將導光束從第一導光體210耦合與重新定向進入第二導光體220中。根據本發明的某些實施例，重新定向耦合器230可以大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的重新定向耦合器130。例如，在某些實施例中，重新定向耦合器230可以包括有一角反射器(例如，如第2A圖中所示)。
在另一實施例中，重新定向耦合器230可以包括有一傾斜鏡以及一反射式格柵耦合器(例如第2B圖所示)。傾斜鏡與反射式格柵耦合器可以大致相似於上文中所述的傾斜鏡134與格柵耦合器136。尤其，傾斜鏡係將導光束從第一導光體210朝向反射式格柵耦合器反射。接著，反射式格柵耦合器便將從傾斜鏡接收之經反射的導光束繞射並重新定向進入第二導光體220中，成為在第二導光體220中被引導的重新定向光束。
第4圖中顯示的三維電子顯示器200係進一步包括一多光束繞射格柵240的陣列。舉例來說，多光束繞射格柵240的陣列可以位於第二導光體220中、位於第二導光體220上或位在第二導光體220的一表面上。根據本發明的各個實施例，多光束繞射格柵240的陣列係將第二導光體220中的重新定向光束的一部分繞射地耦合出為複數條具有不同主要角度方向的耦合出光束204，其中，該些耦合出光束204係代表或者對應於三維電子顯示器200的不同視角。在某些實施例中，多光束繞射格柵240可以大致相似於上文中所述的雙導光體格柵式背光板100的多光束繞射格柵140。
舉例來說，多光束繞射格柵240的陣列可以包括一啁啾式繞射格柵。在某些實施例中，多光束繞射格柵240的繞射結構特徵(例如，凹槽、脊部等)可以為彎曲繞射結構特徵。舉例來說，彎曲繞射結構特徵可以包括彎曲的脊部或凹槽(換言之， 具有連續曲度或者分塊彎曲的結構特徵)，以及具有隨著橫跨多光束繞射格柵240之陣列的距離函數改變的彎曲繞射結構特徵之間的間隔。在某些實施例中，多光束繞射格柵240可以為具有彎曲繞射結構特徵的啁啾式繞射格柵。
如第4圖所示，三維電子顯示器200進一步包括一光閥陣列250。光閥陣列250係包括用於調變該等光束中的耦合出光束204的複數個光閥。尤其，光閥陣列250中的光閥對耦合出光束204進行調變，藉以提供代表三維電子顯示器200的像素的調變光束202。此外，不同的調變光束202可以對應於三維電子顯示器200的不同視角。在各個實例中，光閥陣列250中使用之不同種類的光閥可以包括但不限於，一個以上的液晶光閥、電濕潤光閥以及電泳光閥。第4圖中所使用的虛線係以範例的方式強調調變光束202的調變。
此外，如第4圖所示，根據本發明的某些實施例，三維電子顯示器200係進一步包括一光源260。光源260係光學地耦合於第一導光體210的輸入端，其中，第一導光體210的輸入端為相鄰於重新定向耦合器230之輸出端的相對端。在某些實施例中，光源260係大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的光源150。尤其，光源260可以包括複數個光發射器(例如，LEDs)。
舉例來說，在某些實施例中，光源260可以包括多個光發射器(例如，LEDs)，該等光發射器係沿著第一導光體210的輸入端設置，以提供第一導光體210中對應的導光束。該等導光束可以橫跨第一導光體210從其輸入端到輸出端在大致平行帶中被引導。舉例來說，光源260的光發射器可以被以線性陣列的形式設置，且各個光發射器係產生第一導光體210中不同的準直導光束。在某些實施例中，第一導光體210在導光束的傳導方向上的光學長度，係大於該第一導光體210沿著不同的導光束以各個大致平行帶之間大約一半的間隔分散之位置處的長度。換言之，第一導光體的光學長度係足以使得相鄰的準直光束分散至相 鄰的光束中。
根據本發明的某些實施例，光源260可以產生不同顏色的光(即，彩色光源)。如此一來，在某些實施例中，三維電子顯示器200可以是三維彩色電子顯示器200。舉例來說，該等光發射器中可以包括用於發射第一顏色的光(例如，紅色光)的第一光發射器，用於發射第二顏色的光(例如，綠色光)的第二光發射器，以及用於發射第三顏色的光(例如，藍色光)的第三光發射器。第一光發射器可以為紅色LED”第二光發射器可以為綠色LED，且第三光發射器可以為藍色LED。在其他實例中，光發射器可以同時包括一紅色LED、一綠色LED以及一藍色LED，且因此為一彩色光發射器。
在某些光源260為彩色光源的實施例中，重新定向耦合器230可以包括一格柵耦合器，該格柵耦合器係被配置為將不同顏色的光束以不同的顏色特定的非零值傳導角度反射並重新定向進入第二導光體220。此外，顏色特定的傳導角度係被配置為從多光束繞射格柵240產生耦合出的彩色光束204，其中該等耦合出的彩色光束204係形成顏色特定的光場，藉此提供對應於三維電子顯示器200的不同視角的像素。根據本發明的各個實施例，顏色特定的光場係具有大致彼此相似的錐角，因此，可以產生代表儘管具有不同顏色但彼此大致相似的三維電子顯示器的視角之彩色像素。
根據本說明書中所述原理的某些實例，本發明係提供一種格柵式背光板的操作方法。第5圖為根據與本發明所述之原理一致的實施例，顯示格柵式背光板的操作方法300的流程圖。如第5圖所示，格柵式背光板的操作方法係包括步驟310，將光以非零值傳導角度在第一平板導光體中引導為一導光束。根據本發明的某些實施例，導光束為準直的光束。在某些實施例中，第一平板導光體係大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的第一平板導光體110。
格柵式背光板的操作方法300係進一步包括步驟 320，利用重新定向耦合器將導光束重新定向進入第二平板導光體中成為一重新定向導光束。根據本發明的某些實施例，第二平板導光體係大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的第二平板導光體120。此外，根據本發明的某些實施例，步驟320中用於重新定向導光束的重新定向耦合器，係大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的重新定向耦合器130。舉例來說，重新定向耦合器係包括一角反射器，或者包括其他用於在步驟320中將導光束從第一平板導光體中的第一傳導方向重新定向至第二平板導光體中的第二船導方向的手段。
在某些實施例中，步驟320中對導光束的重新定向，係包括將導光束從第一平板導光體往格柵耦合器反射。對導光束的反射可以利用傾斜鏡來進行，所述的傾斜鏡係大致相似於上文中所述之重新定向耦合器130的傾斜鏡134。步驟320中對導光束的重新定向係進一步包括利用格柵耦合器將反射光束繞射地重新定向進入第二平板導光體中成為重新定向導光束。根據本發明的某些實施例，格柵耦合器可以大致相似於上文中所述之雙導光體格柵式背光板100的格柵耦合器136。在某些採用格柵耦合器的實施例中，步驟320中對導光束的重新定向係進一步包括利用一第二鏡或相似的反射器，將由格柵耦合器的次級繞射所產生的光重新定向(例如，第二鏡可以為但不限於，上文中所述的第二鏡138)。
根據本發明的某些實施例，導光束可以為在第一平板導光體中引導之複數個具有不同顏色的光束中的其中一光束。在某些實施例中，步驟310中引導不同顏色的光束係包括將各個具有不同顏色的光束往不同的顏色特定的非零值傳導角度傳導。此外，在光束為多種彩色光束之對導光束重新定向的步驟320中，其係包括利用一格柵耦合器將各個不同顏色的光束以不同的顏色特定的非零值傳導角度繞射地重新定向進入第二平板導光體。
如第5圖所示，格柵式背光板的操作方法300係進一步包括步驟330，利用第二平板導光體一表面上的一繞射格柵將 重新定向導光束的一部分繞射地耦合出。將重新定向導光束的部分繞射地耦合出的步驟330，係以預定主要角度方向往遠離第二平板導光體的方向產生一耦合出光束。
根據本發明的各個實施例，繞射格柵係位於第二平板導光體的表面、位於第二平板導光體的表面中或者位於第二平板導光體的表面上。繞射格柵可以形成為表面中的凹槽、脊部等結構。在其他的實例中，繞射格柵可以為設置在第二平板導光體上的薄膜。在某些實例中，繞射格柵可以大致相似於上文中所述的雙導光體格柵式背光板100的繞射格柵140。尤其，繞射格柵可以為一多光束繞射格柵，用以在將重新定向導光束的部分繞射地耦合出的步驟330中產生複數條光束。多光束繞射格柵可以大致與上文中所述的多光束繞射格柵140相似，其可以包括但不限於，具有彼此間隔開來之彎曲凹槽以及彎曲脊部的其中之一的一啁啾式繞射格柵。在其他的實例中，繞射格柵可以設置在其他的位置處，繞射格柵設置的位置可以包括但不限於第二平板導光體中。
根據本發明的各個實施例，格柵式背光板的操作方法300中將重新定向導光束的部分繞射地耦合出的步驟330，係產生往遠離第二平板導光體的表面的方向定向的複數個發射出(或耦合出)的光束。該等光束中的各個發射出的光束係以預定主要角度方向往遠離該表面的方向定向。尤其，當繞射格柵為多光束繞射格柵時，該等光束中的其中一發射出的光束可以具有與該等光束中其他發射出的光束不相同的主要角度方向。
根據本發明的某些實施例，該等光束中的發射出的光束可以對應於採用格柵式背光板的電子顯示器的像素。尤其，當在將重新定向導光束的部分繞射地耦合出的步驟330中使用多光束繞射格柵時，該等耦合出光束(或者發射出的光束)係被以對應於三維電子顯示器的不同視角之不同的主要角度方向往遠離第二平板導光體的方向定向。如此一來，電子顯示器可以為一三維電子顯示器。在其他的實施例中，電子顯示器可以為一二維電子顯示器。
在某些實施例中，格柵式背光板的操作方法300係進一步包括一步驟340，利用複數個光閥對該等光束中發射出的光束進行調變。尤其，在步驟330中被繞射地耦合出的該等發射出的光束，係在步驟340中藉由通過或者與對應的複數個光閥互動而被調變。根據本發明的某些實施例，從該等光閥發射出的調變光束可以形成採用格柵式背光板的電子顯示器(包括三維電子顯示器)的像素。舉例來說，在步驟340中調變的光束可以提供三維電子顯示器的多個視角(例如，裸眼的三維電子顯示器)。
在某些實施例中，在步驟340中在調變該等發射出的光束的步驟340中使用的該等光閥，係大致相似於上文中所述之三維電子顯示器200的光閥陣列250。舉例來說，光閥可以包括液晶光閥。在另一實例中，光閥可以為其他種類的光閥，該些種類可以包括但不限於電濕潤光閥以及電泳光閥。根據本發明的某些實施例，步驟340中的調變過程可以基於顏色特定的基礎實施(例如，當使用彩色光發射器時)。
因此，本發明中提供了格柵式背光板、三維電子顯示器以及格柵式背光板的操作方法的實例，該些裝置與方法中係採用了雙導光體。熟知該領域的技術人士應當瞭解，上文中所敘述的實例僅為代表本發明之原理的眾多實例與實施例中的說明性範例。顯然地，熟知該領域的技術人士可以在不脫離本發明的申請專利範圍所限定之範疇的條件下做出多種其他的配置。

Claims (26)

  1. 一種雙導光體格柵式背光板，包括：一第一平板導光體，以非零值傳導角度往一第一方向引導一光束；一第二平板導光體，用以接收一重新定向光束並且將其往一第二方向引導；一重新定向耦合器，用以將該第一平板導光體所引導的該光束往該第二方向重新定向進入該第二平板導光體並成為該重新定向光束；以及一繞射格柵，用以將該重新定向光束的一部分從該第二平板導光體繞射耦合出為一耦合出光束，該耦合出光束係被以一預定主要角度方向往遠離該第二平板導光體的一表面的方向定向；其中，該重新定向耦合器係包括一傾斜鏡以及一格柵耦合器，該傾斜鏡係將從該第一平板導光體所接收之被引導的該光束朝向該格柵耦合器反射，且該格柵耦合器係將該傾斜鏡的反射光束往該第二方向繞射成為該重新定向光束，以使該重新定向光束在該第二平板導光體中被引導；其中，該重新定向耦合器係進一步包括一第二鏡，用以將該格柵耦合器次級繞射產生的光往該第二方向反射並重新定向，藉此增強該第二平板導光體中的該重新定向光束。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，所引導的該光束係準直於與該第一平板導光體的一表面垂直的一表面。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該第一平板導光體與該第二平板導光體係大致彼此平行，且其中所引導的該光束的該第一方向與該重新定向光束的該第二方向係大致相反。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該傾斜鏡係將來自該第一平板導光體之被引導的該光束朝向該格柵耦合器反射，藉此在該格柵耦合器處提供具有大致為直角之入射角的反射光束。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該格柵耦合器係包括一反射式繞射格柵。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該重新定向耦合器係包括一準直鏡。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該繞射格柵係包括一多光束繞射格柵，其係將被引導的該光束的該部分耦合出為複數條該耦合出光束，該等耦合出光束中的其中一光束與該等耦合出光束中的其他光束具有不同的主要角度方向。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該多光束繞射格柵為一線性啁啾式繞射格柵。
  9. 根據申請專利範圍第7項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，具有不同主要角度方向的該等耦合出光束係形成一光場，該光場係提供對應於一三維電子顯示器的不同視角之像素。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，進一步包括一光源，該光源係耦合於該第一平板導光體的一輸入 端，該第一平板導光體的該輸入端係相對於與該重新定向耦合器相鄰的一輸出端，該光源係提供複數條具有不同顏色的光，該等具有不同顏色的光係被引導成為複數條具有不同顏色的光束。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該等具有不同顏色的光束係在該第一平板導光體中以顏色特定之不同的非零值傳導角度被引導。
  12. 根據申請專利範圍第10項所述之雙導光體格柵式背光板，其中，該重新定向耦合器係包括一格柵耦合器，該格柵耦合器係將該等具有不同顏色的光束往該第二方向重新定向，各個該等具有不同顏色的光束係被該格柵耦合器往顏色特定之不同的非零值傳導角度重新定向進入該第二平板導光體中。
  13. 一種電子顯示器，包括根據申請專利範圍第1項所述之雙導光體格柵式背光板，該電子顯示器進一步包括一光閥，用以調變該耦合出光束，該繞射格柵係位於該第二平板導光體相鄰於該光閥的表面上，其中，經調變的該耦合出光束係對應於該電子顯示器的一像素。
  14. 一種三維電子顯示器，包括：一第一導光體以及一第二導光體；一重新定向耦合器，用以將一導光束從該第一導光體耦合並重新定向進入該第二導光體；一多光束繞射格柵陣列，設置於該第二導光體的一表面上，該多光束繞射格柵陣列中的其中一多光束繞射格柵係將該第二導光體中引導之重新定向的光束的一部分繞射耦合出成 為複數條耦合出光束，該等耦合出光束具有不同的主要角度方向，並且代表該三維電子顯示器的不同視角；以及一光閥陣列，用以調變該等耦合出光束，經調變的該等耦合出光束係代表對應於不同視角的像素；其中，該重新定向耦合器係包括一傾斜鏡以及一反射式格柵耦合器，該傾斜鏡係將來自該第一導光體之該導光束朝向該反射式格柵耦合器反射，該反射式格柵耦合器係將來自該傾斜鏡之經反射的該導光束繞射進入該第二導光體而成為該第二導光體中的一重新定向導光束；其中，該重新定向耦合器係進一步包括一第二鏡，用以將該格柵耦合器次級繞射產生的光往該第二方向反射並重新定向，藉此增強該第二平板導光體中的該重新定向光束。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的三維電子顯示器，其中，該第一導光體以及該第二導光體中的其中之一或上述兩者係包括一平板導光體，該第一導光體與該第二導光體係大致彼此共面地配置，且其中該第一導光體與該第二導光體係以非零值傳導角度將光引導為一準直光束。
  16. 根據申請專利範圍第14項所述的三維電子顯示器，其中，該多光束繞射格柵為具有彼此間隔開來之彎曲凹槽與彎曲脊部其中之一的一啁啾式繞射格柵。
  17. 根據申請專利範圍第14項所述的三維電子顯示器，進一步包括一光源，該光源係光學地耦合於該第一導光體的一輸入端，該第一導光體的該輸入端係相對於該第一導光體相鄰於該重新定向耦合器的一輸出端，該光源係包括複數個光發射器，該 等光發射器係沿著該第一導光體的該輸入端設置，藉此提供在平行於大致平行帶中由該第一導光體引導之對應的複數條光束。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的三維電子顯示器，其中，該第一導光體在所引導的該等光束的一傳導方向上的一光學長度，係大於該第一導光體沿著所引導的該等光束以各個大致平行帶之間大約一半的間隔分散之位置處的長度。
  19. 根據申請專利範圍第17項所述的三維電子顯示器，其中，對應於各個大致平行帶的該等光發射器係包括用於發射紅光的一第一光發射器、用於發射綠光的一第二光發射器，以及用於發射藍光的一第三光發射器，該三維電子顯示器為一三維彩色電子顯示器。
  20. 根據申請專利範圍第19項所述的三維電子顯示器，其中，該第一光發射器為一紅色發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)、該第二光發射器為一綠色LED，且該第三光發射器為一藍色LED。
  21. 根據申請專利範圍第19項所述的三維電子顯示器，其中，該重新定向耦合器係包括一格柵耦合器，該格柵耦合器係將具有不同顏色的導光束往該第二方向以相對應之顏色特定的不同非零值傳導角度重新定向，具有不同的顏色特定的該多光束繞射格柵係將經重新定向之不同顏色的導光束的部分以對應之不同的顏色特定的傳導角度繞射耦合出成為對應之不同的顏色特定光場，不同的顏色特定光場係提供對應於該三維電子顯示器之不同視角的彩色像素，所述的顏色特定光場係具有彼此 大致類似的錐角，並且係產生代表大致類似於該三維電子顯示器之彼此具有不同顏色的視角的顏色特定像素。
  22. 一種採用雙導光體之格柵式背光板的操作方法，包括：在一第一平板導光體中以一非零值傳導角度將光引導為一導光束，該導光束為準直的光束；利用一重新定向耦合器將該導光束重新定向進入一第二平板導光體中成為一重新定向導光束；以及利用位於該第二平板導光體的一表面上的一繞射格柵，將該重新定向光束的一部分從該第二平板導光體繞射耦合出以產生一耦合出光束，該耦合出光束係被以一預定主要角度方向往遠離該第二平板導光體的方向定向；其中，將該導光束重新定向的步驟係包括將該導光束從該第一平板導光體朝向一格柵耦合器反射；以及利用該格柵耦合器將經反射的光束以繞射方式重新定向進入該第二平板導光體中成為該重新定向導光束；其中，該重新定向耦合器係進一步包括一第二鏡，用以將該格柵耦合器次級繞射產生的光往該第二方向反射並重新定向，藉此增強該第二平板導光體中的該重新定向光束。
  23. 根據申請專利範圍第22項所述之採用雙導光體之格柵式背光板的操作方法，其中，該導光束為複數個具有不同顏色的光束，該等具有不同顏色的光束係在該第一平板導光體中被以對應之顏色特定的不同的非零值傳導角度引導，且其中所述將該導光束重新定向的步驟係包括利用一格柵耦合器透過繞射方 式將該等具有不同顏色的光束以對應之顏色特定的不同的非零值傳導角度重新定向進入該第二平板導光體。
  24. 根據申請專利範圍第22項所述之採用雙導光體之格柵式背光板的操作方法，其中，所述將該重新定向光束的一部分從該第二平板導光體繞射耦合出的步驟，係包括利用一多光束繞射格柵產生複數條耦合出光束，該等耦合出光束係被往遠離該第二平板導光體的方向以對應於一三維電子顯示器的不同視角之不同的複數個主要角度方向定向。
  25. 根據申請專利範圍第24項所述之採用雙導光體之格柵式背光板的操作方法，其中，該多光束繞射格柵為具有彼此間隔開來的彎曲凹槽與彎曲脊部其中之一的一線性啁啾式繞射格柵。
  26. 根據申請專利範圍第24項所述之採用雙導光體之格柵式背光板的操作方法，進一步包括利用複數個光閥調變該等耦合出光束，從該等耦合出光束經調變後的光束係構成對應於該三維電子顯示器之不同視角的像素。
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