TWI669555B - 雙視域區域背光件、雙模式顯示器及其操作方法 - Google Patents

雙視域區域背光件、雙模式顯示器及其操作方法 Download PDF

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Abstract

一雙視域區域背光件和雙模式顯示器在第一模式期間使用一第一背光區域以朝向一第一視域區域提供一方向性發射的光，並且使用一第二背光區域以朝向該第一視域區域和一第二視域區域提供一廣角的發射的光。該雙模式顯示器包括一第二背光件，以在第二模式期間朝向該第一視域區域和該第二視域區域提供一廣角的發射的光。

Description

雙視域區域背光件、雙模式顯示器及其操作方法
本發明涉及雙視域區域背光件、雙模式顯示器以及其操作方法，尤其是具有二背光區域的雙視域區域背光件、雙模式顯示器以及其操作方法。
電子顯示器是一種幾乎無所不在的媒介，用於向各種設備和產品的使用者傳達訊息。最常用的電子顯示器包括陰極射線管（CRT）、電漿顯示面板（PDP）、液晶顯示器（LCD）、電致發光顯示器（EL）、有機發光二極體（OLED）、和主動式矩陣有機發光二極體（AMOLED）顯示器、電泳顯示器（EP）、和使用機電或電流體光調變的各種顯示器（例如，數位微鏡裝置、電潤濕顯示器等等）。通常，電子顯示器可以被分類為主動顯示器（亦即，發光的顯示器）或被動顯示器（亦即，調變由另一個光源所提供的光的顯示器）。主動顯示器最明顯的示例是CRTs、PDPs、和OLEDs/AMOLEDs。LCDs和EP顯示器在考慮自發光性時通常被分類為被動顯示器。被動顯示器儘管經常表現出引人注目的性能特徵，包括但不限於固有的低功耗，但由於缺乏發光能力，在許多實際應用中可能會被發現存在有限的使用範圍。
為了克服與發光相關的被動顯示器的限制，許多被動顯示器被耦合到外部光源。耦合的光源可以使這些在其他情況下的被動顯示器發光並且基本上作為主動顯示器來運作。這種耦合光源的示例是背光件。背光件可以用作光源（通常是面板背光），其放置於在其他情況下為被動顯示器的後面以照射被動顯示器。例如，背光件可以耦合到LCD或EP顯示器。背光件發射通過LCD或EP顯示器的光。出射光由LCD或EP顯示器調變，然後調變後的光從LCD或EP顯示器發射。通常背光件被配置以發出白光。然後使用彩色濾光片將白光轉換成顯示器中使用的各種顏色。例如，彩色濾光片可以放置在LCD或EP顯示器（較不常用）的輸出處，或者在背光件與LCD或EP顯示器之間。或者，各種顏色可藉由使用不同顏色如原色的顯示器之場序照射來實現。
根據在此描述的原理的示例和實施例提供一種在相同的背光件上使用廣角散射和方向性散射的背光。與在此與所描述的原理一致的各種實施例中，提供有一種雙視域區域背光件（dual view zone backlight）。雙視域區域背光件被配置以朝向第一視域區域發射出方向性發射的光（directional emitted light），並且朝向第一視域區域和第二視域區域發射出廣角的發射的光（broad-angle emitted light）。而且，在各種實施例中，第一視域區域之視範圍或圓錐（viewing range or cone）之方向不同於第二視域區域之視範圍或錐體之方向。
根據各種實施例，亦提供有一種雙模式顯示器。尤其，雙模式顯示器在雙背光顯示器中組合雙視域區域背光件與廣角背光件以提供包含在相同螢幕上的二分離的影像的第一模式和包含佔據整個螢幕的單一影像的第二模式。在此所描述的雙視域區域背光件和雙模式顯示器之使用包括但不限於行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦、行動電腦（例如，筆記型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、行動車輛顯示控制器、攝影機顯示器以及各種其他行動或基本上非行動的顯示應用和裝置。
這裡，「二維顯示器」或「2D顯示器」被定義為被配置以提供本質上相同的影像視域的顯示器，不管影像被觀看的方向如何（亦即，在預先定義的視角內或在2D顯示的範圍內）。智慧型手機和電腦顯示器中習知的液晶顯示器（LCD）就是2D顯示器的示例。與此相反，「多視域顯示器」被定義為一種電子顯示器或顯示系統，其被配置以在不同的視域方向（view directions）上或者從不同的視域方向提供多視域影像（multiview image）的不同視域。特別地，不同視域可以表示多視域影像的景象或物體的不同的立體圖。
在此，「多視域顯示器」係定義為電子顯示器或顯示器系統，其被配置以在不同的視域方向提供多視域影像之不同的視域。圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的多視域顯示器10的透視圖。如圖1A所示，多視域顯示器10包括螢幕12以顯示要觀看的多視域影像。例如，螢幕12可以是電話的螢幕（例如，行動電話、智慧型手機等等）、平板型電腦、筆記型電腦、桌上型電腦的電腦螢幕、攝影機顯示器、或基本上任何其他裝置之電子顯示器。
多視域顯示器10在相對於螢幕12的不同視域方向16上提供多視域影像的不同視域14。視域方向16被顯示為從螢幕12在各種不同的主要角度方向上延伸的箭頭；不同的視域14在箭頭終點（亦即，表示視域方向16）處被顯示為陰影多邊形框框；以及僅顯示了四個視域14和四個視域方向16，作為示例性而不是限制性。要注意的是，儘管在圖1A中將不同的視域14顯示為位於螢幕上方，但是當在多視域顯示器10上顯示多視域影像時，視域14實際上出現在螢幕12上或其附近。將視域14表示在螢幕12之上僅用於說明的簡單性，並且旨在表示從對應特定視域14的視域方向16的其中各自的一個觀看多視域顯示器10。
按照在此所定義的，視域方向或等同地具有與多視域顯示器的視域方向相對應的方向的光束通常具有由角度分量{q, f}給定的主要角度方向。角度分量q在這裡被稱為光束的「仰角分量」或「仰角」。角度分量f被稱為光束的「方位角分量」或「方位角」。根據定義，仰角q是垂直平面中的角度（例如，垂直於多視域顯示器的平面），而方位角f是水平面內的角度（例如，平行於多視域顯示器平面）。
圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的具有與多視域顯示器的視域方向（例如，圖1A中的視域方向16）相對應的特定主要角度方向或者單純的「方向」的光束20的角度分量{q, f}的示意圖。此外，根據本文的定義，光束20從特定點被發射或發出。也就是說，根據定義，光束20具有與多視域顯示器內的特定起始點相關聯的中心射線。圖1B還顯示了原點O的光束（或視域方向）點。
此外，在術語「多視域影像」和「多視域顯示器」中使用的術語「多視域（multiview）」被定義為在複數個視域之中的視域之間表示不同視角或包括角度差異的複數個視域。另外，按照本文定義，本文中術語「多視域」明確地包括多於兩個不同視域（亦即，最少三個視域並且通常多於三個視域）。這樣，這裡採用的「多視域顯示器」明確地與僅包括表示景象或影像的兩個不同視域的立體顯示器區隔開。然而要注意的是，雖然多視域影像和多視域顯示器可以包括多於兩個視域，但是根據本文的定義，每次可以透過僅選擇多視域中的兩個視域來（例如，在多視域顯示器上）查看多視域影像作為立體影像對（例如，每隻眼睛一個視域）。
「多視域像素」在本文中被定義為多視域顯示器的相似的複數個不同視域中的每一個中的一組子像素或「視域」像素。具體地，多視域像素可以具有對應或表示在多視域影像的每個不同視域中的視域像素的單獨視域像素。此外，根據本文的定義，多視域像素的視域像素是所謂的「方向性（directional）像素」，因為每個視域像素與不同視域中相應的一個的預定視域方向相關聯。此外，根據各種示例和實施例，多視域像素的不同視域像素可以在每個不同視域中具有等同的或至少基本相似的位置或坐標。例如，第一多視域像素可以具有位於多視域影像的每個不同視域中的{x1 , y1 }處的單獨視域像素，而第二多視域像素可以具有位於每個不同視域中的{x2 , y2 }處的單獨視域像等等。
這裡，「光導件」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體地，光導件可以包括在光導件的工作波長處為基本上透明的芯。術語「光導件」通常是指採用全內反射來在光導件的介電材料與圍繞該光導件的材料或介質之間的界面處引導光的介電光波導件。根據定義，全內反射的條件是光導件的折射率大於與光導材料的表面鄰接的周圍介質的折射率。在一些實施例中，光導件可以包括除了上述折射率差之外的或替代上述折射率差的塗層，以進一步促進全內反射。例如，塗層可以是反射塗層。光導件可以是幾個光導件中的任何一個，包括但不限於板或平板光導件和條狀光導件中的一個或兩個。
根據本文的定義，「多光束元件」是產生包括複數條方向性光束的光的背光件或顯示器的結構或元件。特別地，根據定義，複數條方向性光束中的一條方向性光束具有與所述複數條方向性光束的另一條方向性光束不同的預定主要角度方向。根據一些實施例，多光束元件之尺寸相當於光閥之尺寸，所述光閥被使用在與多光束元件相關的顯示器中（例如，多視域顯示器）。尤其，在一些實施例中，多光束元件之尺寸可介於光閥之尺寸之大約一半與大約兩倍之間。在一些實施例中，多光束元件可提供偏極選擇散射。
根據一些實施例，複數條方向性光束可以表示為光場。例如，複數條方向性光束可以被限制在基本上圓錐形的空間區域中，或者具有包括在複數條光束中的光束的不同主要角度方向的預定角展度。如此，組合的光束（亦即，複數方向性條光束）的預定角展度可以表示光場。
根據各種實施例，複數條方向性光束中的各種方向性光束的不同主要角度方向由包括但不限於多光束元件的尺寸（例如，長度、寬度、面積等等之其中之一或多個）的特性和其他特性確定。例如，在繞射多光束元件中，繞射多光束元件中的「光柵間距」或繞射特徵間隔和方位可為至少部分地確定的各種方向性光束之不同主要角度方向的特性。在一些實施例中，根據本文的定義，多光束元件可以被認為是「延伸點光源」，即橫跨多光束元件的範圍分布的複數個點光源。此外，由多光束元件產生的方向性光束可具有由角分量給定的主要角度方向{q, f}，如本文所定義，並且如上文關於圖1B所述的。
在一些實施例中，多光束元件可具有與相關的多視域像素相似的形狀。例如，多光束元件和多視域像素皆可具有正方形形狀。在另一示例中，多光束元件之形狀可為長方形的，從而類似於相關的長方形形狀的多視域像素。在再另一示例中，多光束元件和對應的多視域像素可具有各種其他類似形狀，包括或至少近似但不限於三角形形狀、六邊形形狀、和圓形形狀。
這裡，「繞射光柵」通常被定義為布置成提供入射在繞射光柵上的光的繞射的複數個特徵部（亦即，繞射特徵部）。在一些示例中，可以以週期性或準週期性的方式來布置複數個特徵部。例如，繞射光柵可以包括布置成一維（1D）陣列的複數個特徵部（例如，材料表面中的複數個凹槽或脊部）。在其他示例中，繞射光柵可以是二維（2D）陣列的特徵部。例如，繞射光柵可以是材料表面上的凸塊或孔洞的二維陣列。
如此，根據本文的定義，「繞射光柵」是提供入射在繞射光柵上的光的繞射的結構。如果光從光導入射在繞射光柵上，則所提供的繞射或繞射散射可以導致並且因此被稱為「繞射耦合」，因為繞射光柵可以透過繞射將光耦合出光導。繞射光柵還藉由繞射（亦即，以繞射角）重定向或改變光的角度。特別地，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射的光的傳導方向的變化在這裡被稱為「繞射重定向」。因此，繞射光柵可以理解為包括繞射特徵部的結構，繞射特徵部繞射地重定向入射在繞射光柵上的光，並且如果光從光導入射，則繞射光柵也可以繞射地耦合出來自光導的光。
此外，根據本文的定義，繞射光柵的特徵部被稱為「繞射特徵部」，並且可以是在材料表面（亦即，兩種材料之間的邊界）處、之中、和之上的狀況中的一種或多種。例如，表面可以是光導的表面。繞射特徵部可以包括繞射光的各種結構中的任何一種，包括但不限於在表面處、表面中、或表面上的凹槽、脊部、孔洞、和凸塊中的一個或複數個。例如，繞射光柵可以在材料表面中包括複數個基本上平行的凹槽。在另一個示例中，繞射光柵可以包括從材料表面上升起的複數個平行的脊部。繞射特徵部（例如，凹槽、脊部、孔洞、凸塊等等）可以具有提供繞射的各種橫截面形狀或輪廓中的任何一種，包括但不限於正弦曲線輪廓、矩形輪廓（例如，二元繞射光柵）、三角形輪廓、和鋸齒輪廓（例如，閃耀光柵）。
根據本文所述的各種示例，可以採用繞射光柵（例如，如下所述的多光束元件的繞射光柵）來將光從光導（例如，板光導）繞射散射出或耦合出作為光束。特別是，局部週期性繞射光柵的繞射角度qm 或由局部週期性繞射光柵提供的繞射角度qm 可藉由等式（1）給定如： θm =sin- 1 (n sinqi -mλ/d) （1） 其中λ是光的波長，m是繞射階數，n是光導的折射率，d是繞射光柵的特徵部之間的距離或間隔，qi 是繞射光柵上的光入射角。為了簡單起見，等式（1）假設繞射光柵與光導的表面鄰接並且光導外部的材料的折射率等於1（亦即，nout = 1）。通常，繞射階數m為整數。繞射角qm 由繞射光柵產生的光束可以由其中繞射階數為正（例如，m ＞ 0）的等式（1）給定。例如，當繞射階數m等於1（亦即，m = 1）時提供第一階繞射。
圖2A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的繞射光柵30的橫截面圖。例如，繞射光柵30可以位於光導件40的表面上。另外，圖2A顯示以入射角qi 入射在繞射光柵30上的光束50。入射光束50可以是在光導件40內的被引導的光的光束。在圖2A中還顯示了由繞射光柵30繞射產生並耦合出的方向性光束60，作為入射光束50的繞射的結果。方向性光束60具有如等式（1）所示的繞射角度qm （或者，在此，「主要角度方向」）。例如，繞射角度qm 可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。
在此根據定義，「傾斜」繞射光柵係包含具有相對於繞射光柵之表面之法線表面的傾斜角度的繞射特徵部的繞射光柵。根據各種實施例，傾斜繞射光柵可藉由入射光之繞射提供單一側向的散射。
圖2B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的傾斜繞射光柵80的橫截面圖。如圖所示，傾斜繞射光柵80係設置於光導件40之表面處的二元繞射光柵，類似於圖2A中所示的繞射光柵30。然而，圖2A中所示的傾斜繞射光柵80包含繞射特徵部82，其具有相對於法線表面（以虛線顯示）的傾斜角度g。亦被顯示的是入射光束50和方向性光束60，方向性光束60表示藉由傾斜繞射光柵80的入射光束50之單一側向繞射的散射。根據各種實施例，要知道的是，藉由傾斜繞射光柵80在次要方向上的繞射散射因為單一側向繞射散射而被抑制。圖2B中，劃掉的虛線箭頭90表示藉由傾斜繞射光柵80在次要方向上被抑制的繞射散射。
根據各種實施例，繞射特徵部82之傾斜角度g可被選擇以控制傾斜繞射光柵80之單一側向繞射特性，所述特性包括讓在第二方向上的繞射散射被抑制的角度。例如，傾斜角度g可被選擇為在大約二十度（20°）與大約六十度（60°）之間、或在大約三十度（30°）與大約五十度（50°）之間、或在大約四十度（40°）與大約五十五度（55°）之間。例如，當與傾斜繞射光柵80所提供的單一側向方向比較時，在大約30°~60°範圍之間的傾斜角度g可提供在次要方向上好四十倍（40x）的繞射的散射之抑制。根據一些實施例，傾斜繞射光柵80之厚度t可在大約一百奈米（100 nm）與大約四百奈米（400 nm）之間。例如，對於從三百奈米（300 nm）至五百奈米（500 nm）的範圍內的光柵週期p，厚度t可在大約一百五十奈米（150 nm）與大約三百奈米（300 nm）之間。
另外，根據一些實施例，繞射特徵部可以是彎曲的，並且亦可以具有相對於光傳導方向的預定方位（例如，旋轉）。例如，繞射特徵部之彎曲和繞射特徵部之方位之其中之一或二者可被配置以控制藉由繞射光柵耦合出的光之方向。例如，耦合出的光之主要角度方向可取決於相對於入射光傳導方向於光入射在繞射光柵上的一點處的繞射特徵部之角度。
根據定義，如在「廣角的發射的光」中的術語「廣角」係定義為具有比多視域影像或多視域顯示器之視域之圓錐角大的圓錐角的光。尤其是，在一些實施例中，廣角的發射的光可具有大於六十度（60°）的圓錐角。在一些實施例中，廣角的發射的光之圓錐角可大於大約五十度（50°）或大於大約四十五度（45°）。例如，廣角的發射的光之圓錐角可以是一百二十度（120°）。
在一些實施例中，廣角的發射的光之圓錐角可被定義為大致相同於用於廣角觀賞（例如，相對於法線方向大約±40°~60°）的LCD電腦螢幕、LCD平板、LCD電視、或類似的數位顯示裝置。在其他實施例中，廣角的發射的光可被描述為擴散光、基本上擴散的光、非方向性的光（即，缺乏任何特定或界定的方向性）、或具有單一或基本上均勻的方向的光，或者具有其特性。
在此，「準直器」被定義為基本上任何被配置以準直光的光學裝置或設備。例如，準直器可以包括但不限於準直鏡或反射器、準直透鏡、繞射光柵、錐形光導件、以及其各種組合。根據各種實施例，由準直器提供的準直量可以從一個實施例到另一個實施例以預定程度或量變化。此外，準直器可以被配置以在兩個正交方向（例如，垂直方向和水平方向）中的一個或兩個方向上提供準直。也就是說，根據一些實施例，準直器可以在提供光準直的兩個正交方向中的一個或兩個方向上包括形狀或類似的準直特性。
這裡，「準直因子」被定義為光被準直的程度。特別地，準直因子定義準直光束內的光線的角展度。例如，準直因子s可以指定準直光束中的大部分光線在特定的角展度內（例如，關於準直光束的中心或主要角度方向的+/-s度）。根據一些示例，準直光束的光線可以具有角度方面的高斯分布，並且角展度可以是由準直光束的峰值強度的一半所確定的角度。
這裡，「角度保持散射特徵部（angle-preserving scattering feature）」或等效地為「角度保持散射體」是任何特徵部或散射體，其被配置以基本上在散射的光中保持入射在特徵部或散射體上的光的角展度（angular spread）的方式來散射光。特別是，根據定義，被角度保持散射特徵部散射的光的角展度ss 是入射光的角展度s的函數（亦即，ss = f(s)）。在一些實施例中，散射的光的角展度ss 是入射光的角展度或準直因子s的線性函數（例如，ss = a×s，其中a是一個整數）。也就是，被角度保持散射特徵部散射的光的角展度ss 可以是正比於入射光的角展度或準直因子s。例如，散射的光的角展度ss 可以等於入射光的角展度s（例如，ss ≈ s）。均勻的繞射光柵（亦即，具有基本上均勻或不變的繞射特徵部間隔或光柵間距的繞射光柵）是角度保持散射特徵部的示例。
在此，在「單一側向繞射散射元件」中的術語「單一側向」係被定義為「一側的」、或「優先地在一方向上」之意義，對應第一側，並且與對應第二側的方向相反。尤其是，「單一側向背光件」被定義為從第一側而非從與第一側相反的第二側發射出光的背光件。例如，單一側向背光件可發射出光至第一（正）半空間中，而不會至第二（負）半空間中。第一半空間可在單一側向背光件之上，而第二半空間可在單一側向背光件之下。如此，例如，單一側向背光件可發射出光至單一側向背光件之上的區域中或朝向單一側向背光件之上的方向，並且發射出少部分或不發射出光至單一側向背光件之下的區域中或朝向單一側向背光件之下的方向。同樣地，根據在此的定義，「單一側向散射體」，像是但不受限於單一側向繞射散射元件或單一側向多光束元件，被配置以散射光朝向並離開第一表面，而非朝向並離開第二表面。
這裡，「光源」被定義為發出光的源頭（例如，被配置以產生和發射光的光學發射器）。例如，光源可以包括光學發射器，例如，發光二極體（LED），其在被啟動或開啟時發光。特別地，在此，光源可以基本上是任何光源，或者基本上包括任何光學發射器，包括但不限於發光二極體（LED）、雷射、有機發光二極體（OLED）、聚合物發光二極體、電漿型的光學發射器，螢光燈、白熾燈、以及實際上任何其他光源。由光源產生的光可以具有顏色（亦即，可以包括特定波長的光），或者可以是波長範圍（例如，白光）。在一些實施例中，光源可以包括複數個光學發射器。例如，光源可以包括一組或一群光學發射器，其中至少一個光學發射器產生具有一顏色或等同波長的光，該顏色或等同波長不同於由該組或群的至少一個其它光學發射器產生的光所具有的一顏色或一波長。例如，不同的顏色可以包括例如原色（例如，紅色、綠色、藍色）。
此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，即「一個或複數個」。例如，「一方向性散射元件」是指一個或複數個方向性散射元件，因此，「該方向性散射元件」在本文中是指「該（等）方向性散射元件」。此外，本文中對「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」並不意味著在作為限制。在此，術語「約」在應用於某個值時通常意味著在用於產生該值的設備的公差範圍內，或者可以表示加減10％、或加減5％、或加減1％，除非另有明確說明。此外，本文使用的術語「基本上」是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在約51％至約100％的範圍內的量。而且，這裡的示例僅僅是說明性的，並且是為了討論的目的而不是為了限制。
根據一些在此所描述的原理之實施例，提供一種雙視域區域背光件。圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100的橫截面圖。圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100的平面圖。圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100的透視圖。例如，所繪示的雙視域區域背光件100可被用作為在電子顯示器中的背光件，所述的電子顯示器包括但不限於下面所描述的雙模式顯示器。
圖3A~3C中所繪示的雙視域區域背光件100包含第一背光區域100a和第二背光區域100b，第二背光區域100b鄰接第一背光區域100a。第一背光區域100a被配置以發射出方向性發射的光102。尤其是，根據各種實施例，方向性發射的光102藉由第一背光區域100a被指向第一視域區域I。第二背光區域100b被配置以發射出廣角的發射的光104朝向第一視域區域I和第二視域區域II。根據一些實施例，第一視域區域I之視範圍或圓錐之方向不同於第二視域區域II之視範圍之方向。在一些實施例中，第一視域區域I之視範圍和第二視域區域II之視範圍在角度空間中互為排外的。
圖3A中，第一視域區域I之視範圍或圓錐藉由虛線表示，所述虛線描繪角度範圍和視範圍之方向二者（例如，視角度範圍或圓錐角）。例如，如圖所示，第一背光區域100a發射出的方向性發射的光102可基本上局限於第一視域區域I之視範圍或圓錐角（即，局限於虛線之間）。同樣地，圖3A中，第一視域區域I具有視範圍，其具有角度範圍和方向，如圖3A中由虛線所繪示的。如圖所示，第一視域區域I之視範圍之方向不同於第二視域區域II之視範圍之方向。如圖3A所示，第一視域區域I之視範圍和第二視域區域II之視範圍在角度空間中互為排外的。換言之，視範圍或圓錐並不互相重疊。在另外的實施例中（圖中未示），至少在某種程度上，第一視域區域I之視範圍和第二視域區域II之視範圍可互相重疊。
圖3A~3C中，鄰接的第一背光區域100a和第二背光區域100b被繪示為藉由邊界100’隔離。例如，繪示為虛線的邊界100’可表示在yz平面與雙視域區域背光件100之間的橫斷處。圖3A~3C中，邊界100’僅為一虛擬分離線，勾畫出第一背光區域100a和第二背光區域100b之每一個之輪廓。如圖所示，第一背光區域100a占用位在邊界100’之一側的雙視域區域背光件100之第一部分，然而第二背光區域100b占用位在邊界100’之相對側的雙視域區域背光件100之第二部分。
根據各種實施例，第一背光區域100a與第二背光區域100b之間的邊界100’可基本上被設置在沿著雙視域區域背光件100之長度方向（即，x方向）的任何地方。例如，如圖所示，邊界100’位於大約雙視域區域背光件100之長度之三分之二處。如圖所示，第一背光區域100a包含大約雙視域區域背光件100之三分之二，而且第二背光區域100b包含大約雙視域區域背光件100之三分之一。在其他實施例中（圖中未示），第一背光區域100a可包含大約雙視域區域背光件100之二分之一或三分之一，而且第二背光區域100b包含其剩餘的部分。而在其他實施例中（圖中未示），邊界100’可沿著雙視域區域背光件100之長度方向被設置，例如，沿著xz平面與雙視域區域背光件100之間的截斷處。如此，邊界100’可將雙視域區域背光件100分成「上」區域和「下」區域，其中上區域和下區域之其中之一對應第一背光區域100a，而另一者對應第二背光區域100b。在一些實施例中（圖中未示），邊界100’可以是彎曲的或分段線性的（例如，不同於如圖所示的直線的）。例如，第二背光區域100b可占用雙視域區域背光件100之一長方形部分，而且第一背光區域100a鄰接第二背光區域100b之一或多個邊。
如上所述，第一背光區域100a發射出的方向性發射的光102可被局限於表示第一視域區域I之視範圍的角度空間之範圍。在各種實施例中，向性發射的光102之圓錐角可以是相對狹窄的。特別是，方向性發射的光102可具有小於大約六十度（60°）的圓錐角。在其他實施例中，方向性發射的光102可具有小於大約四十度（40°）、或小於大約三十度（30°）、或小於大約二十度（20°）的圓錐角。而在其他實施例中，第一視域區域I之視區域之圓錐角可大於大約六十度（60°），但小於大約九十度（90°），使得其視範圍之方向被局限於對應第一背光區域100a的雙視域區域背光件100之一側上的半空間處，例如，在雙視域區域背光件100之上和邊界100’之右的半空間，如圖3A所示。
相較之下，廣角的發射的光104可被提供在相對寬廣的角度空間之範圍中。廣角的發射的光104之相對寬廣的角度允許廣角的發射的光104照射或到達第一視域區域I和第二視域區域II。第二背光區域100b所提供的廣角的發射的光104適合作為用於廣角觀看的顯示器應用中的照射源來使用。例如，在一些實施例中，廣角的發射的光104可具有大約±40~60°或更多的圓錐角。廣角的發射的光104之圓錐角可提供與LCD監視器、LCD筆記型電腦、或LCD電視大致相同的視角度。
圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100的示意圖。如圖所示，第一背光區域100a提供方向性發射的光102，而且第二背光區域100b提供廣角的發射的光104。另外，第一背光區域100a所提供的方向性發射的光102被配置以排外地照射第一視域區域I，然而第二背光區域100b所提供的廣角的發射的光104被配置以照射第一視域區域I和第二視域區域II二者。
此外，如上所述，雙視域區域背光件100在第一視域區域I中提供一視範圍或圓錐，其具有一方向，不同於第二視域區域II之視範圍或圓錐之方向。換言之，第一視域區域I之視範圍之中心線與第一視域區域I之視範圍之中心線並非平行的，而是彼此岔開的。就發射的光的方面來說，第一背光區域100a之方向性發射的光102和第二背光區域100b之廣角的發射的光104被發射出去朝向不同的方向。尤其是，在一些實施例中，方向性發射的光102之方向和第一視域區域I之視範圍之方向從第二視域區域II之視範圍之方向向外偏斜或傾斜。例如，第一視域區域I之視範圍之傾斜可用於最小化進入至第二視域區域II內的方向性發射的光102。因此，在一些實施例中，方向性發射的光102具有相對於對應發射出方向性發射的光102的第一背光區域100a表面之法線的傾斜角度。例如，第一背光區域100a提供方向性發射的光102可具有在相對於所述表面法線的大約二十度（20°）與大約四十五度（45°）之間的傾斜角。在其他未限制的示例中，傾斜角可以是大於大約十度（10°）、或大約十五度（15°）、或大約三十度（30°）、或大約五十度（50°）。根據各種實施例，局限方向性發射的光102的視範圍或圓錐的角度（例如，圓錐角）可以傾斜角度置中。
根據一些實施例（例如，如圖3A~3C所示），雙視域區域背光件100可進一步包含光導件110。光導件110被配置以沿著光導件110之長度方向引導著光作為引導的光112。例如，光導件110可包括介電材料，被配置為光波導件。所述介電材料可具有第一折射率，大於圍繞光波導件的介質之第二折射率。例如，據一或多個光導件110之導光模式，折射率的差異係被配置以促使引導的光112之全反射。
在一些實施例中，光導件110可以是板片或平板的光波導件，其包括延伸的光學透明和介電材料之基本上的平面板片。介電材料之基本上的平面板片被配置以利用全反射來引導著引導的光112。根據各種示例，光導件110之光學透明材料可包括或由各種介電材料製成，包括但不限於各種玻璃（矽石酸鹽玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃等等）中的一或多個、和基本上光學透明的塑膠或聚合物（例如，聚甲基丙烯酸甲酯、壓克力玻璃、聚碳酸酯）。在一些實施例中，光導件110可進一步在光導件110之表面（第一表面和第二表面之其中之一或二者）之至少一部分上包括電鍍層（圖中未示）。根據一些示例，電鍍層可進一步促進全內反射。
另外，根據一些實施例，光導件110被配置以在光導件110之第一表面110’（例如，前（頂）表面或側）與第二表面110”（例如，後（底）表面或側）之間的非零傳導角度上根據全反內射原理引導著引導的光112。尤其是，引導的光112藉由在非零傳導角度上在光導件110之第一表面110’與第二表面110”之間反射或「反彈」來傳導。在一些實施例中，包含不同光色的複數條引導的光束112可在各別不同顏色特定的和非零的傳導角度上藉由光導件110被傳導。要知道的是，為了圖式的簡易性，圖3A中並未顯示非零值傳導角度。。然而，描述傳導方向114的粗體箭頭係描繪沿著圖3A中的光導件之長度方向的引導的光112之大略方向。
在一些實施例中，引導的光112可被準直或等效地可為準直光束（例如，由準直器提供，如下所述）。於此，「準直的光」或「準直光束」一般被界定為一種光束，其中所述光束之光線基本上局限於光束中的預定或界定的角展度（例如，引導的光112）。另外，根據這裡的定義，從準直光束偏離或散射的光線不被視為所述準直光束之一部分。此外，在各種實施例中，引導的光112可根據或具有準直因子而被準直。
根據一些實施例，圖3A~3C所示的雙視域區域背光件100可進一步包含方向性散射特徵部120。方向性散射特徵部120被配置以從對應第一背光區域100a之光導件110之一部分發射出引導的光112離開光導件作為方向性發射的光102。尤其是，根據一些實施例，方向性散射特徵部120可位於對應第一背光區域100a之光導件110之所述部分。根據一些實施例，方向性散射特徵部120可排外地局限於第一背光區域100a。換言之，第一背光區域100a可包含方向性散射特徵部120和包括方向性散射特徵部120的光導件110之一部分。
在一些實施例中（例如，如圖3C所示），方向性散射特徵部120包含複數個方向性散射元件122（或，等同地，方向性散射體）。複數個方向性散射元件122可沿著對應第一背光區域100a之光導件110之所述部分之長度方向互相隔開。根據各種實施例，複數個方向性散射元件中的方向性散射元件122被配置以將引導的光112之一部分散射離開光導件110作為方向性發射的光。此外，複數個方向性散射元件中的方向性散射元件122可藉由沿著光導件之長度方向之有限空間和表示個別的、有區別的元件互相隔開。尤其是，根據這裡的定義，複數個方向性散射元件中的方向性散射元件122根據有限的（即，非零的）元件間的距離（例如，有限的中心對中心的距離）來互相隔開。另外，根據一些實施例，複數個方向性散射元件中的方向性散射元件122通常並不相交、重疊或以其他方式互相接觸。也就是，複數個方向性散射元件122中的每一個通常與複數個方向性散射元件122中的其他個有所區別和分離。
在各種實施例中，複數個方向性散射元件122可以在光導件110之表面（例如，第一表面110’和第二表面110”）之處、之上、和之中的各種配置方式被布置。例如，方向性散射元件122可遍及光導件之表面以行列形式被布置（例如，作為陣列）。在另一示例中，複數個方向性散射元件122可以群組形式被布置，而且所述群組可以行列形式被布置。在再另一示例中，複數個方向性散射元件122可隨機地被分布遍及光導件110，例如，如圖3C所示。
在各種實施例中，方向性散射元件122可包含任一種提供或被配置以製造方向性散射地不同結構或特徵部，包括但不限於具有方向性散射特性的繞射光柵、微反射散射元件、微折射散射元件及其各種組合。在一些實施例中，方向性散射特徵部120（或其方向性散射元件122）可被配置為角度保持散射特徵部（或元件）。在一些實施例中，方向性散射特徵部120（或其方向性散射元件122）可被配置為單一側向散射特徵部（或單一側向散射元件）。
根據一些實施例，圖3A~3C所繪示的雙視域區域背光件100可進一步包含廣角散射特徵部130。廣角散射特徵部130被配置以從對應第二背光區域100b的光導件110之一部分散射引導的光離開光導件110。尤其是，根據一些實施例，廣角散射特徵部130設置在對應第二背光區域100b的光導件110之所述部分。在一些實施例中，廣角散射特徵部130可被排外地局限於第二背光區域100b。換言之，第二背光區域100b可包含廣角散射特徵部130和包括廣角散射特徵部130的光導件110。
根據各種實施例，廣角散射特徵部130包含基本上任一提供廣角的發射的光104的散射特徵部。在一些實施例中，廣角散射特徵部130包含複數個方向性散射元件132，例如，如圖3C所示。具體而言，廣角散射特徵部130可包含複數個第一方向性散射元件132’，其被配置以在第一視域區域I之方向上散射出引導的光之一部分。廣角散射特徵部130可進一步包含複數個第二方向性散射元件132”，其被配置以在第二視域區域II之方向上散射出引導的光之一部分。根據各種實施例，複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件中的複數個方向性散射元件132’、132”可沿著對應第二背光區域100b的光導件之一部分之長度方向互相隔開。
在一些實施例中，複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件之一或二者之方向性散射元件132可相同於或基本上類似第一背光區域100a之方向性散射元件122。複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件之方向性散射元件132可包含提供或被配置以提供散射的各種不同的結構或特徵部，包括但不限於繞射光柵、微反射散射光柵和折射散射光柵及其各種組合。另外，廣角散射特徵部130（或其複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件132）可被配置為角度保持散射特徵部（或元件）。在一些實施例中，廣角散射特徵部130（或其複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件132）可被配置為單一側向散射特徵部（或單一側向散射元件）。
在一些實施例中，第二背光區域100b之複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件之二者之方向性散射元件132可隨機地被分布遍及對應第二背光區域100b的光導件110之長度和寬度的方向上。根據各種實施例，複數個第一方向性散射元件132’和複數個第二方向性散射元件132”二者組合，以藉由廣角散射形式將引導的光之散射出或耦合出，從而提供廣角的發射的光104朝向第一視域區域I和第二視域區域II。
在一些實施例中，雙視域區域背光件100對於在基本上正交於光導件110之表面的方向上入射雙視域區域背光件100的光而言係透明的。尤其是，方向性散射特徵部120和廣角散射特徵部130對於上述光的任何功效可為最小的。反而，根據各種實施例，方向性散射特徵部120和廣角散射特徵部130與在非零傳導角度傳導和從光導件110內部以一角度入射特徵部的引導的光互相作用。
在一些實施例中，方向性散射特徵部120和廣角散射特徵部130之其中之一或二者可包含複數個多光束元件。例如，複數個方向性散射元件中的方向性散射元件122、132可以是或包含多光束元件。複數個多光束元件中的多光束元件可被配置以從光導件110散射出光作為具有對應多視域影像之視域方向的主要角度方向。根據各種實施例，多光束元件可包含任何數量的不同的結構以散射出引導的光112之一部分。例如，所述不同的結構包括但不限於繞射光柵、微反射元件、微折射元件或其各種組合。根據各種實施例包含繞射光柵的多光束元件被配置以繞射地散射出引導的光之一部分作為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束；包含微反射元件的多光束元件被配置以繞射地散射出引導的光之一部分作為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束；以及包含微折射元件的多光束元件被配置以藉由利用折射（即，折射地）來散射出引導的光之一部分作為具有不同的主要角度方向的複數條方向性光束。
圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100之一部份的橫截面圖。圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件100之一部份的橫截面圖。尤其是，圖5A~5B描繪出包括光導件110和一對方向性散射元件122的雙視域區域背光件100。各方向性散射元件122包含繞射光柵，其被配置以提供單一側向散射。尤其是，圖5A所示的方向性散射元件122的包含傾斜繞射光柵；然而在圖5B中，方向性散射元件122包含反射繞射光柵，如圖所示。例如，反射繞射光柵可包含繞射光柵和反射材料層。
如圖所示，方向性散射元件122之繞射光柵提供引導的光112之單一側向性散射，以提供方向性發射的光102。如此，圖5A~5B所繪示的雙視域區域背光件100之部分可表示第一背光區域100a之一部分。雖然圖中未示，所述一對方向性散射元件122二擇一地可被配置以提供廣角的發射的光104，從而上述所繪示的雙視域區域背光件100之部分可等同地表示第二背光區域100b之一部分。例如（圖中未示），一對第一方向性散射元件122可被配置以在第一視域區域I之方向上散射出一部份引導的光112，而且一對第二方向性散射元件122可被配置以在第二視域區域II之方向上散射出另一部份引導的光112。
根據一些實施例，雙視域區域背光件100可進一步在光導件110之輸入處包含準直光源140。準直光源140被配置以提供準直光至光導件110而被引導作為引導的光112。在一些實施例中，準直光源140可包含個別的光源和準直器，準直器設置在光源和光導件110之間。準直器可被配置以準直由光源產生的基本上非準直的光。準直器可進一步被配置以傳導準直光至光導件110。根據一些實施例，當被傳送至光導件110而被引導作為引導的光112時，準直的光可具有非零傳導角度，並且可被準直。
在一些實施例中，準直光源140可包含錐形準直器。圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的包括準直光源140的雙視域區域背光件100之一部份的透視圖。如圖所示，雙視域區域背光件100包含光導件110、第一背光區域100a、和第二背光區域100b。所繪示的雙視域區域背光件100進一步在光導件110之邊緣處包含準直光源140。準直光源140包含錐形準直器142和光發射器144。錐形準直器142依序包含錐形光導件，如圖所示。根據各種實施例，由光發射器144發射的光被錐形準直器142準直以在提供準直的光至光導件110內。
根據在此所描述的原理之其他實施例，提供有一種雙模式顯示器。根據各種實施例，雙模式顯示器使用雙背光件配置以提供雙模式操作。尤其是，雙模式顯示器在雙背光件顯示器配置下結合雙視域區域配置和廣角背光件以提供包含在相同螢幕上的二個別的影像的第一模式和包含佔用整個螢幕的單一影像的第二模式。此外，根據一些實施例，所述二個別的影像之第一影像可出現為佔用整個螢幕，然而所述二個別的影像之第二影像可出現為僅佔用螢幕之一部分。例如，雙模式顯示器可用作為馬達運載工具（例如，汽車）內的儀表板。在第一模式期間，例如，乘客娛樂模式，不同的影像可對於各駕駛和乘客使用雙視域區域來投射。例如，乘客可看到整個影像像是佔用整個螢幕，然而同時駕駛可看到占用一部分螢幕的不同的影像。例如，在第二模式期間，例如，全螢幕模式，相同的影像投射到駕駛與乘客二者。
圖7A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例說明在一示例中的雙模式顯示器200的橫截面圖。圖7B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在另一示例中的雙模式顯示器200的橫截面圖。尤其是，例如，圖7A可表示在第一模式（模式1）期間的雙模式顯示器200，然而圖7B可表示在第二模式（模式2）期間的雙模式顯示器200。
如圖7A和7B所示，雙模式顯示器200包含雙視域區域背光件210。尤其是，雙視域區域背光件210被配置以在第一模式（模式1）期間從第一背光區域210a發射光朝向第一視域區域I作為方向性發射的光202。另外，在第一模式（模式1）期間，雙視域區域背光件210被配置以從第二背光區域210b發射光朝向第一視域區域I和第二視域區域II作為廣角的發射的光204。在一些實施例中，雙視域區域背光件210可基本上類似於先前討論到的雙視域區域背光件100。據此，雙視域區域背光件210包含第一背光區域210a和第二背光區域210b。同樣地，第一背光區域210a和第二背光區域210b可分別類似於先前討論到的第一背光區域100a第二背光區域100b。圖7A繪示雙視域區域背光件210，其提供方向性發射的光202和廣角的發射的光204二者，各方向性發射的光202和廣角的發射的光204由虛線勾繪出其輪廓。
雙模式顯示器200進一步包含廣角背光件220，其鄰接雙視域區域背光件210。如圖7A和7B所示，廣角背光件220位於雙視域區域背光件210之下，並且隔開一間隙。另外，廣角背光件220之頂表面（即，發光表面）基本上平行於雙視域區域背光件210之底表面（即，光接收表面），如圖所示。根據各種實施例，廣角背光件220被配置以在雙模式顯示器200之第二模式（模式2）期間發射光。另外，廣角背光件220所發射的光被發射而經由雙視域區域背光件210朝向第一視域區域I第二視域區域II作為廣角的發射的光204。尤其是，從廣角背光件220發出的廣角的發射的光204從廣角背光件220被發射朝向雙視域區域背光件210。廣角的發射的光204經由雙視域區域背光件210之厚度傳導以從雙視域區域背光件210之頂表面離開並且朝向第一視域區域I和第二視域區域II，如圖所示。
雙模式顯示器200進一步包含一陣列光閥230。陣列光閥230被配置以調變由雙視域區域背光件210和廣角背光件220發射的光以提供顯示影像。尤其是，陣列光閥230被配置以在第一模式期間調變從雙視域區域背光件210發出的方向性發射的光202和廣角的發射的光204二者，並且以在第二模式期間調變從雙視域區域背光件210發出的廣角的發射的光204。根據各種實施例，不同種類的光閥可被用作為光閥陣列中的光閥230，包括但不限於液晶光閥、電泳光閥和基於電濕潤的光閥中的一或多個。
在各種實施例中，在第一模式期間雙模式顯示器200被配置以提供顯示影像，其包含在第一視域區域I中排外地可視的第一影像和在第二視域區域II中排外地可視的第二影像。在一些實施例中，在第一視域區域I中可視的第一影像可出現為佔用或延伸遍及雙模式顯示器200的整個表面。另外，根據一些實施例，在第二視域區域I中可視的第二影像可出現為僅佔用或延伸遍及雙模式對應第二背光區域210b的顯示器200的一部分表面。當在第一模式期間在第二視域區域II中或從第二視域區域II觀看時顯示器200的剩餘部分表面可為暗的。
在各種實施例中，在第二模式期間雙模式顯示器200被配置以提供在第一視域區域I和第二視域區域II中皆可視的顯示影像。此外，在第二模式期間相同的顯示影像皆提供至第一視域區域I和第二視域區域II。此外，在第二模式期間雙視域區域背光件210未作用並且不提供發射的光。反而，被調變為顯示影像的發射的光係由廣角背光件220提供作為廣角的發射的光204。
如上所述，在一些實施例中，雙視域區域背光件210可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100。尤其是，如圖7A和7B所示，雙視域區域背光件210可包含光導件212，其被配置以引導著光作為引導的光。根據各種實施例，光導件212可使用全內反射來引導著引導的光。另外，引導的光可以非零傳導角和/或藉由或在光導件212內被引導。在一些實施例中，光導件212可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之光導件110。在一些實施例中，引導的光可被準直或可以是具有準直因子的準直的光。
在一些實施例中，雙模式顯示器200之雙視域區域背光件210進一步包含複數個方向性散射元件214，其沿著對應第一背光區域210a的光導件212之一部分之長度方向互相隔開。複數個方向性散射元件中的方向性散射元件214被配置以散射出光離開光導件212作為方向性射出的光。另外，複數個方向性散射元件214的每一個可與複數個方向性散射元件214的其他個有所區別和分離。在各種實施例中，複數個方向性散射元件214可以在光導件212之表面（例如，第一表面或第二表面）處、上和內等之其中之一或多個各種配置來被布置。根據一些實施例，方向性散射元件214可基本上類似於相對於雙視域區域背光件100的上述的方向性散射特徵部120之方向性散射元件122。
在一些實施例中，雙模式顯示器200之雙視域區域背光件210可進一步包含廣角散射特徵部216，其沿著對應第二背光區域210b之光導件212之一部分之長度方向分布。廣角散射特徵部216被配置以散射出一部分引導的光離開光導件212作為廣角的發射的光204。在一些實施例中，雙視域區域背光件210之廣角散射特徵部216可包含複數個不同的方向性散射體，其被配置以聯合地散射光作為廣角的發射的光204。具體而言，廣角散射特徵部216可包含被配置以在第一視域區域I的方向上散射出一部分引導的光的複數個第一方向性散射元件和在第二視域區域II的方向上散射出一部分引導的光的複數個第二方向性散射元件。例如，複數個第一方向性散射元件和複數個第二方向性散射元件中的一個方向性散射元件可以相同於或基本上類似於第一背光區域210a之方向性散射元件214。
在一些實施例中，方向性散射元件214可包含繞射光柵、微反射元件、和微折射元件之其中之一或多個。在一些實施例中，方向性散射元件214可被配置為角度保持散射元件和單一側向散射元件之一或二者。例如，角度保持散射元件可在方向性發射的光202的方向上保持所述部分的引導的光之準直因子。也就是，角度保持散射元件被配置以在方向性發射的光202的方向上保持入射方向性散射元件214的光之角展度。
在一些實施例中，複數個方向性散射元件214包含複數個多光束元件，其提供方向性發射的光202作為具有對應多視域影像之視域方向的主要角度方向。在這些實施例中，在第一模式期間在第一視域區域中為可視的顯示影像可包含多視域影像。在一些實施例中，複數個多光束元件基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之多光束元件。
根據在此所描述的原理之其他實施例，描述雙視域區域背光件操作之方法。圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件操作的方法300的流程圖。如圖8所示，雙視域區域背光件操作之方法300包含使用第一背光區域發射方向性發射的光朝向第一視域區域(310)。朝向第一視域區域發射的方向性發射的光可基本上類似於相對於雙視域區域背光件100的上述的方向性發射的光102。另外，在一些實施例中，第一背光區域可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之第一背光區域100a。
圖8所示的雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含發射廣角的發射的光朝向第一視域區域和第二視域區域(320)。根據各種實施例，發射廣角的發射的光係使用第二背光區域，第二背光區域係鄰接第一背光區域。另外，第一視域區域之視範圍之視角和方向皆不同於第二視域區域之視範圍之視角和方向。在一些實施例中，朝向第一視域區域和第二視域區域發射的廣角的發射的光可基本上類似於相對於雙視域區域背光件100的上述的廣角的發射的光104。另外，在一些實施例中，第二背光區域可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之第二背光區域100b。
在一些實施例中（圖中未示），雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含引導著在光導件中的光作為引導的光，第一背光區域和第二背光區域包含光導件之複數個鄰接部分。根據各種實施例，光導件可被配置以利用全內反射引導著引導的光。在一些實施例中，引導的光可被準直或可以是準直的光。根據一些實施例，光導件可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之光導件110。
在一些實施例中（圖中未示），雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含使用沿著對應於第一背光區域的光導件之一部分設置的方向性散射特徵部來散射出一部分引導的光作為方向性發射的光。在一些實施例中，方向性散射特徵部可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之方向性散射特徵部120。例如，方向性散射特徵部可包含複數個方向性散射元件（或等同地，方向性散射體）。複數個方向性散射元件中的方向性散射元件可沿著對應第一背光區域的光導件之一部分之長度方向互相隔開。複數個方向性散射元件中的方向性散射元件可被配置以散射出一部分引導的光離開光導件作為方向性發射的光。
在一些實施例中（圖中未示），雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含沿著對應於第二背光區域的光導件之一部分設置的廣角散射特徵部來散射出一部分引導的光作為廣角的發射的光。在一些實施例中，廣角散射特徵部可基本上類似於上述的雙視域區域背光件100之廣角散射特徵部130。例如，廣角散射特徵部可包含複數個方向性散射體。具體而言，廣角散射特徵部可包含複數個第一方向性散射元件，其被配置以在第一視域區域的方向上散射一部分引導的光。另外，廣角散射特徵部可包含複數個第二方向性散射元件，其被配置以在第二視域區域的方向上散射一部分引導的光。
在一些實施例中，方向性散射特徵部和廣角散射特徵部之其中之一或二者之方向性散射元件可包含繞射光柵、微反射元件和微折射元件中的一個或多個。在一些實施例中，互相隔開的方向性散射元件可被配置為角度保持散射元件和單一側向散射元件之其中之一或二者。
在一些實施例中（圖中未示），雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含使用鄰接雙視域區域背光件之表面的第二背光件來提供光。在一些實施例中，第二背光可基本上類似於相對於雙模式顯示器200的先前描述的廣角背光件220。如此，第二背光可被配置以發射廣角的光。在這些實施例中，雙視域區域背光件操作之方法300可進一步包含從第二背光件經由雙視域區域背光件之厚度傳導光。在各種實施例中，雙視域區域背光件對於從第二光導件發射的光而言係透明的。雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含從第二背光件發射光朝向第一視域區域和第二視域區域作為發射的光。從第二光導件發射的光之廣圓錐角可允許發射的光從第一視域區域和第二視域區域二者處被看見。如先前地相對於雙模式顯示器所討論的，方向性發射的光和廣角的發射的光二者皆可在第一模式期間被發射，然而第二背光件在第二模式期間提供光。
在一些實施例中，雙視域區域背光件操作之方法300進一步包含使用光閥陣列調變方向性發射的光和廣角的發射的光以提供顯示影像(330)。尤其是，第一顯示影像被提供在第一視域區域中，而且第二顯示影像被提供在第二視域區域中。在一些實施例中，光閥陣列可基本上類似上述的雙模式顯示器200之光閥230陣列。例如，不同種類的光閥可被使用作為光閥陣列中的光閥，包括但不限於液晶光閥、電泳光閥和基於電濕潤的光閥之其中之一或多個。
所以，本發明已描述了使用第一背光區域和第二背光區域來提供發射的光至一對視域區域的雙視域區域背光件、雙模式顯示器、和雙視域區域背光件操作之方法之示例和實施例。應理解的是，上述示例僅用於說明表示在此描述的原理的許多特定示例中的一些部分。顯然，所屬領域具有通常知識者能輕易設計許多其他布置而不偏離由下面的申請專利範圍所界定的範疇。
本申請主張於2017年4月2日提交的美國臨時專利申請案第62/480,514號之優先權以及於2018年3月18日提交的國際專利申請案第PCT/US2018/023044號之優先權，其全部內容藉由引用合併於此。
10‧‧‧多視域顯示器
12‧‧‧螢幕
14‧‧‧視域
16‧‧‧視域方向
20‧‧‧光束
30‧‧‧繞射光柵
40‧‧‧光導件
50‧‧‧入射光束、光束
60‧‧‧方向性光束
80‧‧‧傾斜繞射光柵
82‧‧‧繞射特徵部
90‧‧‧虛線箭頭
100‧‧‧雙視域區域背光件
100’‧‧‧邊界
100a‧‧‧第一背光區域
100b‧‧‧第二背光區域
102‧‧‧方向性發射的光
104‧‧‧廣角的發射的光
110‧‧‧光導件
110’‧‧‧第一表面
110”‧‧‧第二表面
112‧‧‧引導的光、引導的光束
114‧‧‧傳導方向
120‧‧‧方向性散射特徵部
122‧‧‧方向性散射元件、第一方向性散射元件、第二方向性散射元件
130‧‧‧廣角散射特徵部
132‧‧‧方向性散射元件、第一方向性散射元件、第二方向性散射元件
132’‧‧‧方向性散射元件、第一方向性散射元件
132”‧‧‧方向性散射元件、第二方向性散射元件
140‧‧‧準直光源
142‧‧‧錐形準直器
144‧‧‧光發射器
200‧‧‧雙模式顯示器
202‧‧‧方向性發射的光
204‧‧‧廣角的發射的光
210‧‧‧雙視域區域背光件
210a‧‧‧第一背光區域
210b‧‧‧第二背光區域
212‧‧‧光導件
214‧‧‧方向性散射元件
216‧‧‧廣角散射特徵部
220‧‧‧廣角背光件
230‧‧‧光閥
300‧‧‧方法
310‧‧‧步驟
320‧‧‧步驟
330‧‧‧步驟
I‧‧‧第一視域區域
II‧‧‧第二視域區域
O‧‧‧原點
t‧‧‧厚度
p‧‧‧光柵週期
f‧‧‧角度分量、方位角分量、方位角
g‧‧‧傾斜角度
q‧‧‧角度分量、仰角分量、仰角
qi‧‧‧入射角
qm‧‧‧繞射角度
s‧‧‧角展度、準直因子
ss‧‧‧角展度
根據在此描述的原理的示例和實施例的各種特徵可以參考以下結合附圖的詳細描述而更容易地理解，其中相同的附圖標記表示相同的結構元件，並且其中： 圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的多視域顯示器的透視圖； 圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的具有與多視域顯示器的視域方向相對應的特定主要角度方向的光束的角分量的示意圖； 圖2A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的繞射光柵的橫截面圖； 圖2B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的傾斜繞射光柵的橫截面圖； 圖3A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件的橫截面圖； 圖3B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件的平面圖； 圖3C係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件的透視圖； 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件的示意圖； 圖5A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件之一部份的橫截面圖； 圖5B係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件之一部份的橫截面圖； 圖6係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的包括準直光源的雙視域區域背光件之一部份的透視圖； 圖7A係根據與在此所描述的原理一致的另一實施例說明在一示例中的雙模式顯示器的橫截面圖； 圖7B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在另一示例中的雙模式顯示器的橫截面圖；以及 圖8係根據與在此所描述的原理一致的一實施例說明在一示例中的雙視域區域背光件操作的方法的流程圖。 某些示例和實施例具有除了上述參考附圖中所示的特徵之外的其他特徵或代替以上參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下面將參照上述附圖詳細描述這些和其他特徵。

Claims (17)

  1. 一種雙視域區域背光件，包括：一第一背光區域，被配置以發射出一方向性發射的光，朝向一第一視域區域；一第二背光區域，被配置以發射出一廣角的發射的光，朝向該第一視域區域和一第二視域區域兩者，該第二背光區域鄰接該第一背光區域；一光導件，被配置以引導著光作為一引導的光；一方向性散射特徵部，被配置以從對應該第一背光區域的該光導件之一部分將該引導的光之一部分散射離開該光導件作為該方向性發射的光；以及一廣角散射特徵部，被配置以從對應該第二背光區域的該光導件之一部分將該引導的光之一部分散射離開該光導件作為該廣角的發射的光，其中，該第一視域區域之視範圍具有一方向，不同於該第二視域區域之視範圍之方向。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，其中，該第一視域區域之視範圍和該第二區域之視範圍在角度空間中互相為排外的。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，其中，該方向性散射特徵部包括複數個方向性散射元件，沿著對應該第一背光區域的該光導件之一部分之長度方向互相隔開，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件被配置為一角度保持散射元件，並且包括一繞射光柵、一微反射散射元件和一微折射散射元件之其中之一或多個。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，其中，該廣角散射特徵部包括：複數個第一方向性散射元件，被配置以在該第一視域區域之方向上散射出該引導的光之一部分；以及複數個第二方向性散射元件，被配置以在該第二視域區域之方向上散射出該引導的光之一部分，其中，該複數個第一方向性散射元件和該複數個第二方向性散射元件二者中的複數個方向性散射元件沿著對應該第二背光區域的該光導件之一部分之長度方向互相隔開。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，其中，該方向性散射特徵部和該廣角散射特徵部中的每一個包括複數個多光束元件，該複數個多光束元件中的一多光束元件被配置以將光從該光導件散射出去作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有對應一多視域影像之複數個視域方向的複數個主要角度方向。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，進一步包括一準直光源，設置在該光導件之一入口處，該準直光源被配置以提供準直的光至該光導件，以被引導作為該引導的光。
  7. 一種電子顯示器，包括申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，該電子顯示器進一步包括一光閥陣列，被配置以調變該方向性發射的光和該廣角的發射的光二者作為一顯示影像，該顯示影像被提供至該第一視域區域和該第二視域區域。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的電子顯示器，其中，提供至該第一視域區域的該顯示影像不同於提供至該第二視域區域的該顯示影像。
  9. 一種雙模式背光件，包括申請專利範圍第1項所述的雙視域區域背光件，該雙模式背光件進一步包括一第二背光件，鄰接該雙視域區域背光件並且被配置以朝向該雙視域區域背光件發射出光，該雙視域區域背光件對於從該第二背光件發射出的光係光學透明的，其中，該雙視域區域背光件被配置以在第一模式期間發射出該方向性發射的光和該廣角的發射的光二者，該第二背光件被配置以在第二模式期間朝向該雙視域區域背光件發射出光。
  10. 一種雙模式顯示器，包括：一雙視域區域背光件，被配置以在第一模式期間發射出光，由該雙視域區域背光件發射出的光從一第一背光區域朝向一第一視域區域被發射出作為一方向性發射的光，並且從一第二背光區域朝向該第一視域區域和一第二視域區域被發射出作為一廣角的發射的光；一廣角背光件，鄰接該雙視域區域背光件，並且被配置以在第二模式期間發射出光，由該廣角背光件發射出的光經由該雙視域區域背光件朝向該第一視域區域和該第二視域區域二者被發射出作為一廣角的光；以及一光閥陣列，被配置以調變由該雙視域區域背光件和該廣角背光件發射出的光以提供一顯示影像，其中，該雙視域區域背光件包括：一光導件，被配置以引導著光作為一引導的光；複數個方向性散射元件，沿著對應該第一背光區域的該光導件之一部分之長度方向互相隔開，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件被配置以將該引導的光之一部分散射離開該光導件作為該方向性發射的光；以及一廣角散射特徵部，沿著對應該第二背光區域的該光導件之一部分之長度方向分布，該廣角散射特徵部被配置以將該引導的光之一部分散射離開該光導件作為該廣角的發射的光。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的雙模式顯示器，其中，在第一模式期間，該雙模式顯示器被配置以提供該顯示影像，其包括僅在該第一視域區域中為可見的一第一影像和僅在該第二視域區域中為可見的一第二影像，以及其中，在第二模式期間，該雙模式顯示器被配置以提供該顯示影像，在該第一視域區域和該第二視域區域二者中皆為可見的。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述的雙模式顯示器，其中，該方向性散射元件包括一繞射光柵、一微反射元件和一微折射元件之其中之一或多個，該方向性散射元件被配置為一角度保持散射元件和一單一側向散射元件二者。
  13. 依據申請專利範圍第10項所述的雙模式顯示器，其中，該複數個方向性散射元件包括複數個多光束元件，被配置以提供該方向性發射的光作為複數條方向性光束，該複數條方向性光束具有對應一多視域影像之複數個視域方向的複數個主要角度方向，在第一模式期間在第一視域區域中為可見的該顯示影像係該多視域影像。
  14. 一種雙視域區域背光件之操作方法，該方法包括：使用一第一背光區域朝向一第一視域區域發射出一方向性發射的光；使用一第二背光區域朝向該第一視域區域和一第二視域區域二者發射出一廣角的發射的光，該第二背光區域鄰接該第一背光區域；在一光導件中引導著光作為一引導的光，該第一背光區域和該第二背光區域包括該光導件之複數個鄰接區域；使用沿著對應該第一背光區域的該光導件之一部分設置的一方向性散射特徵部來散射出該引導的光之一部分作為該方向性發射的光；以及使用沿著對應該第二背光區域的該光導件之一部分設置的一廣角散射特徵部來散射出該引導的光之一部分作為該廣角的發射的光，其中，該第一視域區域之視範圍之視角和方向皆不同於該第二視域區域之視範圍之視角和方向。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述的方法，其中，該方向性散射特徵部和該廣角散射特徵部之其中之一或二者包括複數個方向性散射元件，其互相隔開並且被配置作為複數個角度保持散射元件和複數個單一側向散射元件二者，該複數個方向性散射元件中的一方向性散射元件包括一繞射光柵、一微反射元件和一微折射元件之其中之一或多個。
  16. 依據申請專利範圍第14項所述的方法，進一步包括：使用鄰接該雙視域區域背光件之表面的一第二背光件來提供光；從該第二背光件經由該雙視域區域背光件之厚度傳導該光；以及從該第二背光件朝向該第一視域區域和該第二視域區域發射出該光，其中，該方向性發射的光和該廣角的發射的光在第一模式期間皆被發射出去，以及該第二背光件在第二模式期間提供光。
  17. 依據申請專利範圍第14項所述的方法，進一步包括使用一光閥陣列來調變該方向性發射的光和該廣角的發射的光，以在該第一視域區域中提供一第一顯示影像，而且在該第二視域區域中提供一第二顯示影像。
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