CN108107596B - 定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法 - Google Patents

定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108107596B
CN108107596B CN201711120661.8A CN201711120661A CN108107596B CN 108107596 B CN108107596 B CN 108107596B CN 201711120661 A CN201711120661 A CN 201711120661A CN 108107596 B CN108107596 B CN 108107596B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
diffractor
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711120661.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108107596A (zh
Inventor
沈东植
申俸受
金东郁
朴俊勇
辈智贤
李性勋
郑在胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN108107596A publication Critical patent/CN108107596A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108107596B publication Critical patent/CN108107596B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1814Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
    • G02B5/1819Plural gratings positioned on the same surface, e.g. array of gratings
    • G02B5/1823Plural gratings positioned on the same surface, e.g. array of gratings in an overlapping or superposed manner
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30Collimators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/003Lens or lenticular sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065Manufacturing aspects; Material aspects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086Positioning aspects
    • G02B6/0088Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

提供了一种背光单元、3D图像显示装置及其制造方法。背光单元可以包括:光源;导光板,引导从光源发射的光并包括光经过其射出的出射面;以及反射板,被提供在导光板的出射面的至少一部分上。

Description

定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及定向背光单元、具有该定向背光单元的三维(3D)图像显示装置及制造该三维图像显示装置的方法。
背景技术
近来,三维(3D)电影已经变得流行,因此正在积极地对3D图像显示装置进行研究。3D图像显示装置基于双目视差显示3D图像。相关技术中,商业化的3D图像显示装置利用双目视差并且通过分别向用户的左眼和右眼提供左视图像和右视图像而给予用户三维效果。上述3D图像显示装置包括需要特殊眼镜的立体3D图像显示装置和不需要眼镜的自动立体3D图像显示装置。
立体3D图像显示装置在剧场中使用红绿眼镜,对于电视使用偏振眼镜或液晶快门。自动立体3D图像显示装置基于其结构被分成屏障型、透镜型等。此外,自动立体3D图像显示装置基于其图像显示方案被分成多视点呈现型、用于记录3D空间中的每个数据并在体素中显示其的体积型、用于捕获通过蝇眼准直器形成的多角度图像并反向显示其的集成成像型、全息型、定向背光单元型等。
定向背光单元可以通过使用光栅调节光的出射方向而显示3D图像。当光由于全反射而在导光板中行进时,光在导光板与显示面板之间泄漏,因而光的强度减小。
发明内容
在本公开中,提供了包括但不限于能够减少光泄漏的定向背光单元、具有能够减少光泄漏的定向背光单元的三维(3D)图像显示装置、以及制造具有能够减少光泄漏的定向背光单元的3D图像显示装置的方法的各种各样的示例性实施方式。
另外的方面将在下面的描述中被部分地阐述且部分将自该描述中明显,或者可以通过示例性实施方式的实践而被了解。
根据一示例性实施方式,提供了一种背光单元,其包括:光源;导光板,配置为引导从光源发射的光并包括光经过其射出的出射面;以及反射板,提供在导光板的出射面的至少一部分上。
背光单元还可以包括提供在导光板的出射面上的衍射器。
衍射器可以具有比导光板的出射面的面积更小的面积。
反射板可以被提供在导光板的出射面的此处不提供衍射器的边缘区域上。
反射板可以包括金属或电介质材料。
金属可以包括银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种。
背光单元还可以包括配置为调节导光板上的光的入射角的棱镜,棱镜在光源与导光板之间。
背光单元还可以包括提供在棱镜的表面上的反射镜。
背光单元还可以包括配置为使来自光源的光准直的准直器。
光源可以包括发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。
根据另一示例性实施方式,提供了一种三维(3D)图像显示装置,其包括:光源;导光板,配置为引导从光源发射的光并包括光经过其射出的出射面;衍射器,提供在导光板的出射面上并包括配置为调节光的出射方向的光栅;反射板,提供在导光板的出射面的至少一部分上;以及显示面板,配置为通过利用经过衍射器射出的光形成图像。
衍射器可以具有比导光板的出射面的面积更小的面积。
反射板可以被提供在导光板的出射面的此处不提供衍射器的边缘区域上。
3D图像显示装置可以使显示面板的边缘接合到反射板,或者显示面板与反射板之间的界面可以彼此接合。
反射板可以包括金属或电介质材料。
金属可以包括银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种。
根据另一示例性实施方式,提供了一种制造三维(3D)图像显示装置的方法,该方法包括:在导光板上沉积反射层;通过蚀刻反射层的一部分并保留反射层的边缘而形成反射板;将衍射器与所蚀刻的部分组合;以及将显示面板联接到反射板。
反射板可以包括金属或电介质材料。
金属可以包括银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种。
显示面板到反射板的联接还可以包括将显示面板的边缘接合到反射板,或者将显示面板与反射板之间的界面彼此接合。
形成反射板还可以包括蚀刻反射层的中央部分。
根据另一示例性实施方式,提供了一种背光单元,其包括:导光板,配置为引导从光源接收到的光;反射板,形成在导光板的第一表面上,光经过第一表面朝着显示面板射出导光板;以及衍射器,形成在导光板的第一表面上并被配置为控制射出导光板的光。
反射板可以被提供在背光单元的配置为与显示面板联接的区域处。
反射板和衍射器可以形成在相同的平面上。
反射板和衍射器可以直接形成在导光板的第一表面上。
反射板和衍射器可以彼此相邻地形成。
反射板和衍射器可以形成为没有间隙在其间。
附图说明
这些和/或另外的方面将由以下结合附图的对示例性实施方式的描述变得明显且更易理解,附图中:
图1是根据一示例性实施方式的三维(3D)图像显示装置的剖视图;
图2是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置的剖视图;
图3A、3B和3C是根据示例性实施方式的具有不同光源位置的3D图像显示装置的局部剖切俯视图;
图4示出根据一示例性实施方式的定向背光单元的衍射器;
图5是根据一示例性实施方式的在图4中示出的衍射器的光栅单元的放大图;
图6是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置的剖视图;
图7是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置的局部剖切俯视图;以及
图8至11是用于描述根据一示例性实施方式的制造3D图像显示装置的方法的剖视图。
具体实施方式
现在将详细参照其示例在附图中示出的示例性实施方式。
在附图中,为了清楚和说明的方便,相同的附图标记表示相同的元件并且元件的尺寸可以被夸大。将理解,虽然术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种各样的元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另外的元件区分开。
当在此使用时,单数形式“一”和“该”旨在还包括复数形式,除非上下文清楚地另有所指。还将理解,术语“包含”和/或“包括”当在此使用时,指明所陈述的元件的存在,但不排除一个或更多个其它元件的存在或添加。
诸如“……器”、“单元”或“模块”的后缀用于表示用于执行至少一个功能或操作的实体,并且可以以硬件、软件或其组合的形式被体现。“A在B上”可以被理解为A以接触或非接触方式被提供在B上。
图1是根据一示例性实施方式的三维(3D)图像显示装置1的剖视图。3D图像显示装置1可以包括背光单元2和用于通过利用来自背光单元2的光显示图像的显示面板30。背光单元2可以包括用于发射光的光源S和用于引导来自光源S的光的导光板LGP。在一实施方式中,背光单元2可以包括用于发射由导光板LGP引导的光的光源S。衍射器D可以被提供在导光板LGP上。显示面板30可以被提供在衍射器D上。衍射器D可以包括光栅G。衍射器D可以具有光栅图案(或衍射图案)以基于入射到导光板LGP上的光的角度和波长中的至少一个控制光的出射方向。
光源S可以被提供在例如导光板LGP的至少一个侧方向上。例如,光源S可以发射至少一个波长带的光。例如,光源S可以包括发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。然而,光源S不限于此,并且用于发射多个波长的光的任何光源可以被使用。多个LED或LD可以被提供在导光板LGP的至少一个侧方向上。导光板LGP可以包括光从光源S入射到其上的至少一个入射面11、以及在导光板LGP中行进的光经过其射出的出射面13。导光板LGP可以由于内部全反射而引导来自光源S的光经过导光板LGP的出射面13射出。
反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13上。在一示例性实施方式中,反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的边缘的至少一部分上。反射板10可以由能够反射光的材料制成。反射板10可以包括金属或电介质材料。反射板10可以包括含例如银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种的金属。
衍射器D可以具有比导光板LGP的出射面13的面积更小的面积。反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的此处不提供衍射器D的区域上。因此,反射板10和衍射器D可以被提供在相同的平面上而没有间隙在其间。例如,反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的端边缘上。反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的靠近光源S的区域上。或者,反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的两个侧边缘上。如有必要,反射板10可以被提供在在处不提供衍射器D的任何其它区域上。
显示面板30可以由于接合B而与反射板10组合。接合B可以沿着显示面板30的整个边缘被执行。或者,显示面板30与反射板10之间的界面可以彼此接合。
反射板10和衍射器D可以被提供在导光板LGP的整个出射面13上,并且从光源S入射到导光板LGP上的光可以被反射板10反射并在导光板LGP中行进,或者可以通过衍射器D输出。因此,在一示例性实施方式中,可以防止光经过衍射器D以外的部分的输出。例如,可以防止光经过接合B处的部分的输出。
图2是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置1A的剖视图。
3D图像显示装置1A可以包括背光单元2和用于通过利用来自背光单元的光显示图像的显示面板30。背光单元2可以包括用于发射光的第一光源S1和第二光源S2、以及用于引导来自第一光源S1和第二光源S2的光的导光板LGP。衍射器D可以被提供在导光板LGP上。显示面板30可以被提供在衍射器D上。衍射器D可以包括光栅G。衍射器D可以具有光栅图案(或衍射图案)以基于入射到导光板LGP上的光的角度和波长中的至少一个控制光的出射方向。
第一光源S1可以被提供在导光板LGP的一侧,第二光源S2可以被提供在面对第一光源S1的位置处。第一光源S1可以发射第一波长的光,第二光源S2可以发射第二波长的光。第一光源S1和第二光源S2可以包括至少一个LED或至少一个LD。
导光板LGP可以包括光从第一光源S1入射到其上的第一入射面11a、光从第二光源S2入射到其上的第二入射面11b、以及在导光板LGP中行进的光经过其射出的出射面13。导光板LGP可以由于内部全反射而引导来自第一光源S1和第二光源S2的光经过导光板LGP的出射面13射出。
反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13上。反射板10可以被提供在导光板LGP的出射面13的边缘的至少一部分上。在图2中,反射板10可以被提供在与第一光源S1相邻的位置和与第二光源S2相邻的位置处。反射板10可以由能够反射光的材料制成。反射板10可以包括金属或电介质材料。反射板10可以包括含例如Ag、Au、Al、Pt、Cu、Ti、Ni和Cr中的至少一种的金属。因此,在另一示例性实施方式中,可以防止光经过衍射器D以外的部分的输出。例如,可以防止光经过接合B处的部分的输出。
图3A、3B和3C是根据示例性实施方式的具有不同光源位置的3D图像显示装置的局部剖切俯视图。参照图3A,例如,光源S可以包括用于发射第一波长带的光的第一光源S1、用于发射第二波长带的光的第二光源S2和用于发射第三波长带的光的第三光源S3。例如,第一光源S1可以发射蓝光,第二光源S2可以发射绿光,第三光源S3可以发射红光。导光板LGP可以具有例如长方体形状。第一光源S1可以被提供在导光板LGP的第一侧方向上,第二光源S2可以被提供在导光板LGP的第二侧方向上,第三光源S3可以被提供在导光板LGP的第三侧方向上。导光板LGP可以包括光从第一光源S1入射到其上的第一入射面11a、光从第二光源S2入射到其上的第二入射面11b、以及光从第三光源S3入射到其上的第三入射面11c。然而,光源位置不限于此并且可以被各种各样地改变。例如,第一光源S1、第二光源S2和第三光源S3可以交替地布置在导光板LGP的侧部。从第一光源S1、第二光源S2和第三光源S3发射的彩色光可以在导光板LGP上具有不同的入射方向。
反射板10可以被提供为围绕导光板L GP的边缘。反射板10和衍射器D可以被提供在导光板LGP的出射面13上而没有间隙在其间。
图3B示出了第一光源S1、第二光源S2、第三光源S3和第四光源S4被分别提供在导光板LGP的四个侧方向上的示例。例如,第一光源S1可以发射蓝光,第二光源S2可以发射红光,第三光源S3可以发射绿光。第四光源S4可以是用于发射另一波长的光的光源。或者,第四光源S4可以是用于发射红光、蓝光和绿光中更为必要的一种的光源。例如,第四光源S4可以是用于发射红光的光源。照此,可以在数量上增加具有低光效率的光源,因而可以增大光的强度。导光板LGP可以包括例如光从第一光源S1入射到其上的第一入射面11a、光从第二光源S2入射到其上的第二入射面11b、光从第三光源S3入射到其上的第三入射面11c、以及光从第四光源S4入射到其上的第四入射面11d。在一示例性实施方式中,反射板10可以被提供为围绕导光板LGP的边缘。反射板10和衍射器D可以被提供在导光板LGP的出射面13上而没有间隙在其间。
参照图3C,第一光源S1可以被提供在导光板LGP的第一侧方向上,第二光源S2可以被提供在导光板LGP的第二侧方向上,第三光源S3可以被提供在导光板LGP的第三侧方向上,另一第一光源S1'和另一第二光源S2'可以被进一步提供在导光板LGP的第四侧方向上。例如,第一光源S1可以发射第一光L1,第二光源S2可以发射第二光L2,第三光源S3可以发射第三光L3。第一光L1和第二光L2可以斜地入射到导光板LGP上,第三光L3可以垂直地入射到导光板LGP上。例如,从提供在导光板LGP的第一侧方向上的第一光源S1发射的第一光L1和从提供在导光板LGP的第四侧方向上的第一光源S1'发射的第一光L1可以在导光板LGP上具有相同的入射角。例如,从提供在导光板LGP的第二侧方向上的第二光源S2发射的第二光L2和从提供在导光板LGP的第四侧方向上的第二光源S2'发射的第二光L2可以在导光板LGP上具有相同的入射角。因为第一光源S1'和第二光源S2'被进一步提供在第四侧方向上,所以第一光L1和第二光L2的强度必要时可以增大。此外,例如,光源的数量和位置可以被各种各样地改变。当第一光源S1'和第二光源S2'被提供在第四侧方向上时,第一光源S1'和第二光源S2'可以被交替地提供。从第一光源S1、第二光源S2和第三光源S3发射的第一光L1、第二光L2和第三光L3可以在导光板LGP上具有不同的入射方向。
反射板10和衍射器D可以被提供在导光板LGP的出射面13上而没有间隙在其间。
图4示出了衍射器D。衍射器D可以包括光栅G。衍射器D可以具有光栅图案(或衍射图案)以基于入射到导光板LGP上的光的角度和波长中的至少一个控制光的出射方向。例如,入射到导光板LGP上的光的角度可以对应于来自导光板LGP的光的出射方向。衍射器D可以被配置为具有光的波长上的选择性。换言之,衍射器D可以包括配置为仅响应于特定波长带的光的光栅图案。
衍射器D可以具有对应于例如从导光板LGP入射到衍射器D上的光的方向和波长中的至少一个的多个光栅图案集合。衍射器D可以使光栅G与特定波长的光之间能够相互作用,并基于例如光栅G的节距、光栅G的布置方向、光栅G的折射率、光栅G的占空比以及光的行进方向与光栅G之间的相对角度的组合允许光在特定方向上射出。
图4示出了衍射器D的光栅图案。衍射器D可以包括多个光栅单元GU。每个光栅单元GU可以包括依赖于光的波长的多个子光栅单元。光栅单元GU可以包括对应于显示面板30的像素的光栅图案。像素可以是例如能够控制光的透射率的单元。每个子光栅单元可以包括对应于显示面板30的子像素的光栅图案。子像素可以是能够控制光的透射率并选择光的波长的单元。
光栅单元GU可以包括第一子光栅单元SGU1、第二子光栅单元SGU2和第三子光栅单元SGU3。例如,第一子光栅单元SGU1可以响应于第一波长的光,第二子光栅单元SGU2可以响应于第二波长的光,第三子光栅单元SGU3可以响应于第三波长的光。
衍射器D可以基于光栅图案集合允许光在不同的方向上射出。在不同方向上射出的光可以提供不同的视图,因而可以显示3D图像。这里,视图可以指的是例如提供给用户的眼睛的图像。然而,示例性实施方式不限于此,并且对应于两个或更多个视图的图像可以被提供给用户的眼睛。衍射器D可以控制光的出射方向,并且当不同的视图基于光的出射方向被提供给用户时,可以显示3D图像。例如36、48或96个视图的多个视图可以基于光栅图案集合的数量被提供。
图5是图4中所示的衍射器D的光栅单元GUmn的放大图。在衍射器D中,例如,多个光栅单元GUmn可以被布置成二维(2D)矩阵。在GUmn中,m和n分别表示行和列。每个光栅单元GUmn可以包括例如第一子光栅单元SGU1mn、第二子光栅单元SGU2mn和第三子光栅单元SGU3mn。第一子光栅单元SGU1mn、第二子光栅单元SGU2mn和第三子光栅单元SGU3mn可以包括不同的光栅图案。第一子光栅单元SGU1mn、第二子光栅单元SGU2mn和第三子光栅单元SGU3mn可以具有相同的面积。或者,第一子光栅单元SGU1mn、第二子光栅单元SGU2mn和第三子光栅单元SGU3mn可以具有不同的面积,并且可以基于其面积具有不同的衍射效率。
图6是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置100的剖视图。3D图像显示装置100可以包括背光单元120和用于通过利用来自背光单元的光显示图像的显示面板130。背光单元可以包括用于发射光的光源S和用于引导来自光源S的光的导光板LGP。衍射器D可以被提供在导光板LGP上。显示面板130可以被提供在衍射器D上。棱镜105可以被进一步提供在导光板LGP的一侧。反射镜106可以被提供在棱镜105上。从光源S发射的光L可以经过棱镜105被反射镜106反射并入射到导光板LGP上。
用于使光准直的准直器C可以被进一步提供在光源S与棱镜105之间。准直器C可以包括例如透镜。棱镜105可以允许准直光保持在准直状态并被反射镜106反射。准直光可以在导光板LGP上具有恒定的入射角。棱镜105和反射镜106可以具有能够调节和保持导光板LGP上的光的入射角的各种结构。
光源S可以发射至少一个波长带的光。例如,光源S可以包括LED或LD。然而,光源S不限于此,并且用于发射多个波长的光的任何光源可以被使用。导光板LGP可以包括光L从光源S入射到其上的至少一个入射面111、以及在导光板LGP中行进的光经过其射出的出射面113。导光板LGP可以由于内部全反射引导来自光源S的光经过导光板LGP的出射面113射出。
反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的一部分上。反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的边缘的至少一部分上。反射板110可以由能够反射光的材料制成。反射板110可以包括金属或电介质材料。反射板110可以包括含例如Ag、Au、Al、Pt、Cu、Ti、Ni和Cr中的至少一种的金属。
衍射器D可以具有比导光板LGP的出射面113的面积更小的面积。反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的此处不提供衍射器D的区域上。因此,反射板110和衍射器D可以被提供在相同的平面上而没有间隙在其间。例如,反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的端边缘上。反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的靠近入射面111的区域上。或者,反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面113的两个侧边缘上。如有必要,反射板110可以被提供在此处不提供衍射器D的任何其它区域上。
显示面板130可以通过接合层115与反射板110组合。接合层115可以被提供在显示面板130与反射板110之间的界面上。
反射板110和衍射器D可以被提供在导光板LGP的整个出射面113上,并且从光源S入射到导光板LGP上的光可以被反射板110反射并在导光板LGP中行进,或者可以通过衍射器D被输出。因此,在一示例性实施方式中,可以防止光通过衍射器D以外的部分的输出。例如,可以防止光通过接合层115处的部分的输出。此外,因为由准直器C准直的光被保持在准直状态并通过棱镜105入射到导光板LGP上,所以导光板LGP上的光的入射角可以被调节。照此,衍射器D可以基于导光板LGP上的光的入射角在期望的方向上衍射光。
图7是根据另一示例性实施方式的3D图像显示装置1001的局部剖切俯视图。3D图像显示装置1001利用多个波长的光。
第一棱镜1051和第一反射镜1061可以被提供在导光板LGP的第一侧方向上,第二棱镜1052和第二反射镜1062可以被提供在导光板LGP的第二侧方向上,第三棱镜1053和第三反射镜1063可以被提供在导光板LGP的第三侧方向上。第四棱镜1054和第四反射镜1064可以被进一步提供在导光板LGP的第四侧方向的一部分上,第五棱镜1055和第五反射镜1065可以被进一步提供在导光板LGP的第四侧方向的另外的部分上。
第一光源S1可以被提供在第一棱镜1051下面,第二光源S2可以被提供在第二棱镜1052下面,第三光源S3可以被提供在第三棱镜1053下面。第四光源S4可以被提供在第四棱镜1054下面,第五光源S5可以被提供在第五棱镜1055下面。在图7中,为了方便,仅一些光源由虚线圆圈指示出。棱镜和反射镜的位置可以基于导光板LGP上的光的期望的入射方向而变化。
反射板110可以被提供在导光板LGP的一部分上。反射板110可以被提供在导光板LGP的出射面的此处不提供衍射器D的区域上。反射板110和衍射器D可以被提供在相同的平面上而没有间隙在其间。显示面板130可以覆盖衍射器D并联接到反射板110。
反射板110和衍射器D可以被提供在导光板LGP的整个出射面上,并且从每个光源入射到导光板LGP上的光可以被反射板110反射并在导光板LGP中行进,或者可以被衍射器D反射、在导光板LGP中行进并通过衍射器D被输出。因此,在一示例性实施方式中,光可以通过导光板LGP和衍射器D被输出到外部而没有泄漏。
例如,第一光源S1可以发射第一波长的第一光L1,第二光源S2可以发射第二波长的第二光L2,第三光源S3可以发射第三波长的第三光L3。第一光L1和第三光L3可以斜地入射到导光板LGP上,第二光L2可以垂直地入射到导光板LGP上。
第四光源S4可以发射第三波长的第四光L4。第五光源S5可以发射第一波长的第五光L5。如上所述,必要时可以调节光源的数量以增大光的强度。第四光L4可以在平行于第三光L3的方向上入射到导光板LGP上。第五光L5可以在平行于第一光L1的方向上入射到导光板LGP上。照此,衍射器D可以基于导光板LGP上的光的入射角在期望的方向上输出光。棱镜形状和反射镜位置可以被改变以调节导光板LGP上的光的入射角。
在示例性实施方式中,因为所需波长的光源被进一步提供,所以必要时可以增大光的强度。此外,例如,光源的数量和位置可以被各种各样地改变。
图8至11是用于描述根据一示例性实施方式的制造3D图像显示装置的方法的剖视图。
参照图8,反射层220可以在导光板210上被沉积。反射层220可以包括金属或电介质材料。金属可以包括Ag、Au、Al、Pt、Cu、Ti、Ni和Cr中的至少一种。
参照图9,反射板221可以通过蚀刻反射层220的中央部分并保留反射层220的边缘被形成。反射板221可以通过使用掩模(未示出)形成为期望的形状。虽然在上面的描述中,反射板221在导光板210的边缘处形成,但反射板221不限于此,并且可以形成为各种各样的形状。
参照图10,衍射器230可以在导光板210的此处不提供反射板221的区域上被堆叠。参照图11,显示面板240可以联接到反射板221并被提供在衍射器230上。当显示面板240联接到反射板221时,显示面板240的边缘可以接合到反射板221,或者显示面板240与反射板221之间的界面可以彼此接合。照此,显示面板240可以沿着反射板221的边缘均匀地联接到反射板221。因此,显示面板240可以与衍射器230均匀地组合,因而可以减少通过衍射器230的光的出射方向上的差错。例如,可以减少通过衍射器230以外射出导光板的光。
根据一示例性实施方式的定向背光单元可以包括背光单元的出射面的边缘上的反射板,因而减少了光泄漏。此外,背光单元和显示面板可以彼此均匀地组合。因此,具有良好图像质量的3D图像显示装置可以使用根据一实施方式的定向背光单元被提供。在制造3D图像显示装置的方法中,根据一实施方式,背光单元和显示面板可以彼此均匀地组合。
应理解,在此描述的示例性实施方式应仅在描述性的意义上被考虑,并且不是为了限制的目的。对每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于另外的实施方式中的其它类似特征或方面。
虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施方式,但本领域普通技术人员将理解,可以在其中作出形式和细节上的各种各样的改变而不背离由所附权利要求限定的精神和范围。
本申请要求享有2016年11月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0158493号的优先权,其公开通过引用全文合并于此。

Claims (12)

1.一种三维图像显示装置,包括:
光源;
导光板,配置为引导从所述光源发射的光并包括光经过其射出的出射面;
衍射器,提供在所述导光板的所述出射面上并包括配置为调节光的出射方向的光栅;
反射板,提供在所述导光板的所述出射面的边缘的至少一部分上;以及
显示面板,配置为通过利用经过所述衍射器射出的光形成图像,
其中所述衍射器具有比所述导光板的所述出射面的面积更小的面积,
其中所述反射板被提供在所述导光板的所述出射面的此处不提供所述衍射器的边缘区域上,
其中所述反射板和所述衍射器形成在相同的平面上,以及
其中所述显示面板的边缘接合到所述反射板,或者所述显示面板与所述反射板之间的界面彼此接合。
2.根据权利要求1所述的三维图像显示装置,其中所述反射板包括金属或电介质材料。
3.根据权利要求2所述的三维图像显示装置,其中所述金属包括银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种。
4.一种制造三维图像显示装置的方法,所述方法包括:
在导光板上沉积反射层;
通过蚀刻所述反射层的一部分并保留所述反射层的边缘而形成反射板;
将衍射器与所蚀刻的部分组合;以及
将显示面板联接到所述反射板,
其中所述衍射器具有比所述导光板的出射面的面积更小的面积,
其中所述反射板被提供在所述导光板的所述出射面的此处不提供所述衍射器的边缘区域上,
其中所述反射板和所述衍射器形成在相同的平面上,以及
其中所述显示面板到所述反射板的所述联接包括将所述显示面板的边缘接合到所述反射板,或者将所述显示面板与所述反射板之间的界面彼此接合。
5.根据权利要求4所述的制造三维图像显示装置的方法,其中所述反射板包括金属或电介质材料。
6.根据权利要求5所述的制造三维图像显示装置的方法,其中所述金属包括银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)和铬(Cr)中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的制造三维图像显示装置的方法,其中形成所述反射板还包括蚀刻所述反射层的中央部分。
8.一种背光单元,包括:
导光板,配置为引导从光源接收到的光;
反射板,形成在所述导光板的第一表面上,光经过所述第一表面朝着显示面板射出所述导光板;以及
衍射器,形成在所述导光板的所述第一表面上并被配置为控制射出所述导光板的光,
其中所述衍射器具有比所述导光板的所述第一表面的面积更小的面积,
其中所述反射板被提供在所述导光板的所述第一表面的此处不提供所述衍射器的边缘区域上,
其中所述反射板和所述衍射器形成在相同的平面上,以及
其中所述显示面板的边缘接合到所述反射板,或者所述显示面板与所述反射板之间的界面彼此接合。
9.根据权利要求8所述的背光单元,其中所述反射板被提供在所述背光单元的配置为与所述显示面板联接的区域处。
10.根据权利要求8所述的背光单元,其中所述反射板和所述衍射器直接形成在所述导光板的所述第一表面上。
11.根据权利要求8所述的背光单元,其中所述反射板和所述衍射器彼此相邻地形成。
12.根据权利要求8所述的背光单元,其中所述反射板和所述衍射器形成为没有间隙在其间。
CN201711120661.8A 2016-11-25 2017-11-14 定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法 Expired - Fee Related CN108107596B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0158493 2016-11-25
KR1020160158493A KR20180059205A (ko) 2016-11-25 2016-11-25 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 및 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108107596A CN108107596A (zh) 2018-06-01
CN108107596B true CN108107596B (zh) 2022-04-05

Family

ID=60153042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711120661.8A Expired - Fee Related CN108107596B (zh) 2016-11-25 2017-11-14 定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10473845B2 (zh)
EP (1) EP3327495B1 (zh)
KR (1) KR20180059205A (zh)
CN (1) CN108107596B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10641942B2 (en) * 2018-07-16 2020-05-05 Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. Light projecting method and device
CN114325919B (zh) * 2020-09-30 2024-06-11 镭亚电子(苏州)有限公司 校正设备
KR102620103B1 (ko) * 2021-09-17 2024-01-02 주식회사 레티널 증강 현실용 광학 장치의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 증강 현실용 광학 장치

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270614A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Central Glass Co Ltd ホログラフィック表示装置
CN102840518A (zh) * 2012-09-10 2012-12-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光单元、液晶模组、液晶显示器
CN103775913A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 欧姆龙株式会社 面光源装置、液晶显示装置及移动设备
CN104344286A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 三星显示有限公司 背光单元
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
CN204462594U (zh) * 2014-12-31 2015-07-08 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN105090808A (zh) * 2014-05-13 2015-11-25 扬升照明股份有限公司 背光模块
CN105700226A (zh) * 2016-04-25 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板
CN106094342A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组、显示装置及显示方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004095390A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Fujitsu Display Technologies Corp 照明装置及び表示装置
KR20080052775A (ko) 2006-12-08 2008-06-12 삼성전자주식회사 액정표시장치
CN101676772A (zh) 2008-09-19 2010-03-24 北京京东方光电科技有限公司 液晶显示器及其背光模组
US9201270B2 (en) 2012-06-01 2015-12-01 Leia Inc. Directional backlight with a modulation layer
KR101641375B1 (ko) 2014-04-03 2016-07-21 주식회사 비바아트 복합 광산란요소를 갖는 도광판 유닛과 이의 제조방법

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270614A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Central Glass Co Ltd ホログラフィック表示装置
CN102840518A (zh) * 2012-09-10 2012-12-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光单元、液晶模组、液晶显示器
CN103775913A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 欧姆龙株式会社 面光源装置、液晶显示装置及移动设备
CN104344286A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 三星显示有限公司 背光单元
CN104508353A (zh) * 2013-07-30 2015-04-08 镭亚股份有限公司 基于多束衍射光栅的背光照明
CN105090808A (zh) * 2014-05-13 2015-11-25 扬升照明股份有限公司 背光模块
CN204462594U (zh) * 2014-12-31 2015-07-08 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN105700226A (zh) * 2016-04-25 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 视角控制机构、导光板、背光模组、阵列基板及显示面板
CN106094342A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组、显示装置及显示方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180149799A1 (en) 2018-05-31
EP3327495A1 (en) 2018-05-30
KR20180059205A (ko) 2018-06-04
US10473845B2 (en) 2019-11-12
CN108107596A (zh) 2018-06-01
EP3327495B1 (en) 2021-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3299868B1 (en) Directional backlight unit and three-dimensional image display apparatus including the same
US10025160B2 (en) Backlight unit and 3D image display apparatus
KR102581465B1 (ko) 회절형 컬러 필터를 구비하는 입체 영상 표시 장치
JP6804522B2 (ja) 回折バックライトディスプレイおよびシステム
CN112867956B (zh) 包括体布拉格光栅的波导
KR102117220B1 (ko) 지향성 백라이트
US10228506B2 (en) Directional backlight, 3D image display apparatus having the same, and method of manufacturing the same
JP5947796B2 (ja) オートステレオスコピック3次元ディスプレイ
KR102491853B1 (ko) 지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함한 입체 영상 표시 장치
CN112867957B (zh) 用于传送视场的多个部分的波导
US10393945B2 (en) Directional backlight unit and image display apparatus including the same
CN108107596B (zh) 定向背光单元、三维图像显示装置及其制造方法
US10585231B2 (en) Directional backlight unit and image display apparatus including the same
KR102560708B1 (ko) 지향성 백라이트 유닛을 구비하는 디스플레이 장치 및 그 조립 방법
US10379280B2 (en) Directional backlight unit and 3D image display device having the same
US10429687B2 (en) Directional backlight unit and three-dimensional image display apparatus having the same
US9915773B1 (en) Backlight module and stereo display device using the same
KR20180086043A (ko) 입력 커플러, 이를 포함하는 백라이트 장치 및 입체 영상 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220405

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee