[发明专利]波导结构、包括其的背光单元和包括波导结构的显示装置

说明书

本发明提供了一种波导结构、包括该波导结构的背光单元和包括波导结构的显示装置，该波导结构包括输出光栅、平行于输出光栅提供的偏振转换元件、以及提供在输出光栅和偏振转换元件之间的偏振分离元件，其中偏振分离元件被配置为将入射在偏振分离元件上的光当中的具有第一偏振方向的光透射到输出光栅，并且将入射在偏振分离元件上的光当中的与具有第一偏振方向的光不同的具有第二偏振方向的光反射到偏振转换元件。

技术领域

本公开的示例实施方式涉及波导结构、背光单元和显示装置。

背景技术

基于眼镜的方法和无眼镜方法被广泛商业化并用于显示三维(3D)图像。基于眼镜的方法包括偏振眼镜方法和快门眼镜方法，而无眼镜方法包括透镜方法和视差屏障方法。这些方法利用了两只眼睛的双眼视差，并且由于视点数量的增加有限制，而且大脑的深度和眼睛的焦点相互不匹配，通过这些方法观看3D图像的观众可能感到疲倦。

作为一种能够提供全视差的3D图像显示方法，其中大脑感知的深度和眼睛的焦点相互匹配，全息显示方法逐渐变得实用。全息显示方法利用通过将参考光辐射和衍射到全息图案上(在全息图案上记录了参考光和通过干涉从原始物体反射的物体光而获得的干涉图案)来再现原始物体的图像的原理。目前实际使用的全息显示方法是将计算机生成的全息图(CGH)作为电信号提供给空间光调制器，而不是直接曝光原始物体以获得全息图案。根据输入的CGH信号，空间光调制器形成全息图案并衍射参考光，从而产生3D图像。

然而，为了实现完整的全息显示方法，需要具有非常高的分辨率和非常大量数据的处理的空间光调制器。近来，为了缓解数据吞吐量和分辨率的条件，已经提出了双目全息图方法，其中仅在对应于观察者的双眼的观看区域中提供全息图像。例如，仅具有对应于观察者的左眼视场的视点的全息图像和具有对应于观察者的右眼视场的视点的全息图像被生成，并被提供给观察者的左眼和右眼中的每个。在这种情况下，由于不需要为其余的视点生成全息图像，所以数据吞吐量可以大大降低，并且即使使用目前商业化的显示装置，也可以满足空间光调制器的分辨率条件。

另一方面，与液晶显示器(LCD)中使用的背光单元(BLU)相比，全息显示器中使用的BLU使用具有高相干性的光。对于BLU，光栅被用于保持从波导管发出的光的相干性。

BLU应该发出具有均匀强度的光。为了匹配所发射的光的均匀性，可以针对每个区域不同地设置输出光栅的光提取效率。例如，光提取效率沿一个方向增加的输出光栅可以用于BLU。然而，由于制造工艺中的问题，难以实现精确调整光提取效率的输出光栅。

发明内容

一个或更多个示例实施方式提供一种包括输出光栅的波导结构，该输出光栅具有恒定的光提取效率并发射均匀强度的光。

一个或更多个示例实施方式还提供一种包括输出光栅的背光单元，该输出光栅具有恒定的光提取效率并发射均匀强度的光。

一个或更多个示例实施方式还提供一种包括发射均匀强度的光的背光单元的显示装置。

附加方面将部分地在随后的描述中阐述，并且部分地将从该描述变得明显，或者可以通过示例实施方式的实践习知。

根据示例实施方式的一方面，提供一种波导结构，该波导结构包括输出光栅、平行于输出光栅提供的偏振转换元件、以及提供在输出光栅和偏振转换元件之间的偏振分离元件，其中偏振分离元件被配置为将入射在偏振分离元件上的光当中的具有第一偏振方向的光透射到输出光栅，并且将入射在偏振分离元件上的光当中的与具有第一偏振方向的光不同的具有第二偏振方向的光反射到偏振转换元件。

偏振分离元件可以包括反射线栅偏振器。

偏振分离元件可以包括偏振光栅。

波导结构可以进一步包括提供在偏振分离元件和输出光栅之间的四分之一波片。

偏振分离元件可以包括电介质涂层。