CN108121032A - 背光单元以及包括背光单元的显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供背光单元、包括背光单元的显示装置以及制造背光单元的方法。所述背光单元可包括：导光板，被配置为将用于二维(2D)图像的光和用于三维(3D)图像的光提供给显示面板，并且导光板可包括第一输出图案和第二输出图案，其中，第一输出图案形成在导光板的上表面并且被配置为将从第一光源提供的第一光输出到显示面板，第二输出图案形成在导光板的下表面并且被配置为将从第二光源提供的第二光输出到显示面板。

Description

背光单元以及包括背光单元的显示装置
本申请要求于2016年11月28日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0159378号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部合并于此。
技术领域
与本公开中的示例性实施例一致的方法和设备涉及背光单元以及包括背光单元的显示装置。
背景技术
可通过将不同视点的图像呈现给观看者的左眼和右眼来实现三维(3D)显示。3D显示可以是眼镜类型显示或裸眼类型显示。裸眼类型的3D显示可基于视点分割地呈现3D图像，并且使用光学控制装置在空间中分割地呈现图像。光学控制装置可包括柱状透镜和视差屏障。柱状透镜可允许每个像素图像沿预定方向显示。视差屏障可允许通过狭缝从预定方向示出的预定像素。为了能够将3D显示提供给广泛的消费者，3D显示可与二维(2D)显示一同被设置在一个装置中。
在设置有二维(2D)显示的3D显示装置的现有技术中，可以以背光形式将LED光源设置在导光板(LGP)的下部，并且当实现2D显示时，来自LED光源的光穿过用于实现3D显示的LGP层。因此，与仅用于实现2D显示的装置相比，现有技术中的双LGP(或双BLU和双背光单元)可能导致显示的亮度和质量下降。此外，在3D显示的现有技术中，形成图像面板与屏障图案(以直线形式设置在用于3D模式的LCP的下部的扩散图案)之间的间隙，使得从LCP输出的光的方向和对应的像素的位置相对于面板的整个区域被保持。然而，由于制造误差或组装误差，图像面板与屏障图案之间的间隙可能不均匀并且针对面板的整个区域可能具有变化的值。由于基于显示装置的使用温度的LGP的收缩或膨胀，或者由于显示装置生成的热量而导致的LGP的膨胀引起的变形，图像面板与屏障图案之间的间隙更严重地变化。
发明内容
示例性实施例可至少解决以上问题和/或缺点以及以上未描述的其他缺点。此外，示例性实施例不需要克服上述缺点，并且示例性实施例可不克服上述问题中的任何问题。
根据示例性实施例，提供一种背光单元，包括：第一光源，被配置为提供用于三维(3D)显示的第一光；第二光源，被配置为提供用于二维(2D)显示的第二光；导光板，包括：第一输出图案，形成在导光板的上表面，并且被配置为将第一光输出到显示面板；第二输出图案，形成在导光板的下表面，并且被配置为将第二光输出到显示面板。
第一输出图案可包括：多个线性结构，被配置为允许从第一光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第一光通过导光板的上表面被输出。
每个线性结构可具有倒梯形横截面。
可使用光学粘合剂将第一输出图案的上表面固定于显示面板，使得保持第一输出图案与显示面板之间的预定间隔。
第二输出图案可包括：多个线性结构，被配置为允许从第二光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第二光通过导光板的下表面被输出。
每个线性结构可至少具有圆形横截面或者多边形横截面，并且线性结构可从导光板凸出或者凹入导光板。
所述背光单元还可包括：反射器，被配置为将通过第二输出图案输出到导光板的下表面的光反射到显示面板。
反射器的上表面为三角形形状。
所述背光单元还可包括：扩散器，设置在第二输出图案与反射器之间。
第一光源可被配置为沿第一方向向导光板提供用于3D显示的第一光，第二光源可被配置为沿第二方向向导光板提供用于2D显示的第二光。
第一方向和第二方向可以彼此垂直。
第一光源和第二光源可被设置在导光板的彼此不相对的不同的侧表面上。
第一光源可被设置在导光板的彼此相对的不同的侧表面上和/或第二光源可被设置在导光板的彼此相对的不同的侧表面上。
背光单元还可包括：至少一个反射器，被设置在导光板的与第一光源和第二光源中的至少一个光源相对的不同的侧表面上。
背光单元还可包括：至少一个导光棒(LGB)和至少一个扩散器，设置在导光板与第一光源和第二光源中的至少一个光源之间。
根据另一示例性实施例，一种显示装置可包括：显示面板，被配置为以二维(2D)模式或者三维(3D)模式进行显示；导光板，被配置为将光提供给显示面板；第一光源，被配置为响应于显示面板以3D模式进行显示，沿第一方向将第一光提供给导光板；第二光源，被配置为响应于显示面板以2D模式进行显示，沿第二方向将第二光提供给导光板，其中，导光板包括：第一输出图案，被配置为允许第一光被输出到显示面板；第二输出图案，被配置为允许第二光被输出到显示面板，其中，第一输出图案被设置在导光板的上表面，第二输出图案被设置在导光板的下表面。
第一输出图案可包括：多个线性结构，被配置为允许从第一光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第一光通过导光板的上表面被输出。
第二输出图案可包括：多个线性结构，被配置为允许从第二光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第二光通过导光板的下表面被输出。
显示装置还可包括：反射器，被配置为将通过第二输出图案输出到导光板的下表面的光反射到显示面板。
第一方向和第二方向可以彼此垂直。
第一光源和第二光源可被设置在导光板的彼此不相对的不同的侧表面上。
显示装置还可包括：至少一个导光棒(LGB)和至少一个扩散器，被设置在导光板与第一光源和第二光源中的至少一个之间。
根据另一示例性实施例，提供一种导光板，包括：第一线性图案，沿第一方向设置在第一表面上；第二线性图案，沿不同于第一方向的第二方向设置在与第一表面相对的第二表面上，其中，用于三维(3D)显示的来自第一光源的光被第一线性图案破坏，用于二维(2D)显示的来自第二光源的光被第二线性图案破坏。
第一方向和第二方向可以彼此垂直。
第一方向和第二方向可形成大于70°并且小于80°的角度。
可基于与用于3D图像的光的质量相关联的第一约束和与用于2D图像的光的质量相关联的第二约束，来确定由第一方向和第二方向形成的角度。
第一线性图案的横截面可以是倒梯形形状。
第二线性图案的横截面至少可以为部分圆形形状。
第一线性图案可包括规则图案，第二线性图案包括规则图案或者不规则图案。
根据另一示例性实施例，提供一种导光板，包括：下部，包括在所述下部的下表面上形成的多个第一结构；上部，包括在所述上部的上表面上形成的多个第二结构，所述多个第二结构被配置为允许来自光源的光的一部分射出导光板，所述多个第二结构中的至少一个第二结构的横截面具有倒梯形形状。
所述多个第一结构可以是凸起或者凹入中的至少一个。
可以以均匀的间隔形成所述多个第二结构。
所述多个第一结构中的至少一个第一结构的横截面可至少具有部分圆形形状。
响应于从三维(3D)光源提供光，上部可将定向光输出到显示面板。
响应于从二维(2D)光源提供光，所述下部可将均匀光输出到显示面板。
根据示例实施例的另一方面，提供一种制造背光单元的方法，包括：形成用于使用从第一光源提供的光将定向光输出到显示面板的第一输出图案；在导光板的下表面形成用于使用从第二光源提供的光将非定向光输出到显示面板的第二输出图案；将第一输出图案附接到导光板的上表面。
形成第一输出图案的步骤可包括：将具有梯形形状或三角形形状的凹槽的模具按压在涂有树脂的第一膜上；在模具被按压在第一膜上的状态下，固化第一膜的树脂；停止模具的按压；允许通过固化第一膜的树脂而形成的梯形形状或者三角形形状的凸起与涂有树脂的第二膜接触；在第一膜的凸起与第二膜接触的状态下，固化第二膜的树脂。
所述制造背光单元的方法还可包括：在导光板的不相对的不同的侧表面上形成第一光源和第二光源。所述制造背光单元的方法还可包括：在第二输出图案的下表面形成被配置为将导光板的下表面输出的光反射到显示面板的发射器。
附图说明
通过参照附图描述特定示例性实施例，以上和/或其他方面将变得更加清楚，其中：
图1示出根据示例性实施例的显示装置；
图2示出根据示例性实施例的光源和输出图案；
图3示出根据示例性实施例的第一输出图案的横截面的结构；
图4示出根据示例性实施例的由第一输出图案形成的光输出；
图5示出根据示例性实施例的第一输出图案和光源的布置；
图6示出根据示例性实施例的第二输出图案的横截面的结构；
图7示出根据示例性实施例的由第二输出图案形成的光输出；
图8示出根据示例性实施例的第二输出图案和光源的布置；
图9A和图9B均示出根据各种示例性实施例的第二输出图案的平面的结构；
图10至图12均示出根据各种示例性实施例的第二输出图案；
图13是示出根据示例性实施例的制造背光单元的方法的流程图；
图14示出根据示例性实施例的制造第一输出图案的处理。
具体实施方式
在本公开中提供的示例性实施例的具体的结构或功能描述是示例性的，仅用于描述示例。可以以各种形式修改和实现示例性实施例，并且示例的范围不限于本说明书中提供的描述。
将理解，虽然术语第一、第二等可在此用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。如在此使用的，术语“和/或”包括关联列出项中的一个或多个列出项的任意和所有组合。
将理解，当元件被称为“连接”或“结合”到另一个元件时，其可直接连接或结合到另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接结合”到另一个元件时，不存在中间元件。应以相似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
如在此使用的，除非上下文明确地另有指示，否则单数形式也意在包括复数形式。还将理解，当在此使用术语“包含”和/或“包括”时，指定存在阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另有限定，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，除非在此明确地这样定义，否则术语(诸如，通用字典中定义的术语)应被解释为具有与他们在相关领域的语境中的含义一致的含义，而不将被解释为理想化或过于正式的含义。
下面将要提供的示例可用于在显示装置中显示二维(2D)图像或三维(3D)图像。可以在各种产品(例如，个人计算机(PC)、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、电视(TV)、智能家电、智能车辆、可穿戴装置和数字信息显示(DID))中实现示例。
在下文中，将参照附图对示例详细地进行参考，其中，相同的参考标号始终表示相同的元件。
图1示出根据示例性实施例的显示装置。参照图1，显示装置100包括光源110、显示面板120、导光板130和反射器140。图1示出显示装置100的横截面。如下面将详细描述的，显示装置100可提供2D图像和3D图像。根据示例性实施例，因为在显示装置100中用于2D图像的结构和用于3D图像的结构不会互相影响，所以可控制由于在单个装置中实现2D图像和3D图像而引起的噪声。例如，因为当提供用于2D图像的光时用于3D图像的结构不影响用于2D图像的光，所以可将足够量的光均匀地提供给2D图像。此外，因为当提供用于3D图像的光时用于2D图像的结构不影响用于3D图像的光，所以可提供3D图像所需的定向光。此外，在显示装置100中，第一输出图案131的上表面被固定到显示面板120，使得显示面板120的像素与从背光单元输出的光束的方向之间的相对位置可相对于显示面板120的整个区域被均匀地保持。因此，可控制3D图像的质量劣化。因此，显示装置100可提供具有相对较高质量的2D图像和3D图像。
显示面板120可输出2D图像或3D图像。根据示例性实施例，显示面板可包括控制显示面板输出2D图像或3D图像的处理器(计算机处理单元)或控制器。2D图像可能需要在视角的范围内呈现同一图像的完全均匀的背光。可通过非定向光来实现背光。可通过在观看者的左眼和右眼的每一个上呈现不同视点的图像来实现3D显示。裸眼类型的3D显示可通过基于视点将3D图像进行空间分割来呈现3D图像。因此，3D图像可包括不同视点的图像并且需要定向光。在示例中，对于2D图像，可通过光源110、导光板130的第二输出图案132和反射器140将非定向光提供给显示面板120。对于3D图像，可通过光源110和导光板130的第一输出图案131将定向光提供给显示面板120。
光源110将光提供给导光板130。根据示例性实施例，处理器(计算机处理单元)或控制器可控制光源110输出用于2D显示模式或3D显示模式的光。光源110可为2D图像和3D图像中的每一个图像沿不同方向提供光。例如，响应于3D图像被输出到显示面板120，光源110沿第一方向将光提供给导光板130。响应于2D图像被输出到显示面板120，光源110沿第二方向将光提供给导光板130。导光板130可基于全内反射条件在导光板130中引导从光源110入射的光。
导光板130包括在导光板130的上表面上的第一输出图案131和在导光板130的下表面上的第二输出图案132。响应于满足全内反射(TIR)条件，从光源110提供给导光板130的光可沿着导光板130被内部地全反射。响应于由于第一输出图案131或者第二输出图案132而不满足全内反射条件，从光源110提供给导光板130的光可被输出到导光板130的外部并被提供给显示面板120。
第一输出图案131和第二输出图案132中的每一个可具有仅与沿预定方向提供的光进行反应的结构。例如，第一输出图案131具有仅与沿第一方向提供的光进行反应的结构，第二输出图案132具有仅与沿第二方向提供的光进行反应的结构。在示例中，第一输出图案131通过第一输出图案131垂直于第一方向并平行于第二方向的结构而仅与沿第一方向提供的光进行反应。第二输出图案132通过第二输出图案132垂直于第二方向并平行于第一方向的结构而仅与沿第二方向提供的光进行反应。然而，输出图案(例如，第一输出图案或第二输出图案)不必总是垂直于输出方向(例如，第一方向或第二方向)。
第一输出图案131可针对3D图像将定向光提供给显示面板120，第二输出图案132可针对2D图像将均匀的非定向光提供给显示面板120。第一输出图案131可响应于满足预定定向条件，通过允许全内反射条件被破坏的结构来提供定向光。如下面将详细描述的，定向光可由第一输出图案131的倒梯形图案提供。第二输出图案132可通过允许全内反射条件沿各个方向被均匀地破坏的结构来提供均匀的光。第二输出图案132可将全内反射被破坏的光输出到导光板130的下表面。反射器140可将通过第二输出图案132输出的光反射到显示面板120。反射器140可通过在反射光时沿各个方向均匀地反射光来增加提供给2D图像的光的均匀性。
图2示出根据示例实施例的光源和输出图案。参照图2，第一光源210和第二光源220分别沿第一方向D1和第二方向D2将光提供给导光板。光源210和光源220包括各种光源，例如，发光二极管(LED)光源或者激光二极管(LD)光源。为了向导光板提供均匀的光，可在与光源210和光源220相对的一侧设置额外的光源或者反射器。导光板包括第一输出图案230和第二输出图案240。第一输出图案230和第二输出图案240中的每一个可包括多个线性图案。第一输出图案230的线性图案可被设置为垂直于第一方向D1并且平行于第二方向D2。第二输出图案240的线性图案可被设置为垂直于第二方向D2并且平行于第一方向D1。因此，沿第一方向D1提供的光仅受第一输出图案230的影响，沿第二方向D2提供的光仅受第二输出图案240的影响。然而，不需要第一输出图案230的线性图案被设置为垂直于第一方向D1。根据示例性实施例，为了在实现三维(3D)图像时有效地利用水平方向和垂直方向二者的显示面板的像素，第一输出图案230的线性图案可以以预定角度倾斜。即使第一输出图案230的线性图案以预定角度倾斜，也可响应于沿第二方向D2提供的光被导光板引导时全内反射条件未被破坏而容易地提供用于二维(2D)图像的均匀的非定向光。
响应于3D图像被显示在显示面板上，第一光源210可沿第一方向D1将光提供给导光板。从第一光源210提供的光可在导光板中内部地全反射，然后通过第一输出图案230输出到显示面板。响应于2D图像被显示在在显示面板上，第二光源220可沿第二方向D2将光提供给导光板。从第二光源220提供的光可在导光板中内部地全反射，然后通过第二输出图案240输出到显示面板。第一输出图案230和第二输出图案240可基于各自的结构和形式向显示面板提供定向光或者非定向光。例如，显示装置通过经由第一光源210将定向光提供给被配置为输出3D图像的显示面板来为观看者提供3D图像。此外，显示装置通过经由第二光源220将非定向光提供给被配置为输出2D图像的显示面板来为观看者提供2D图像。因此，显示装置可容易地转换2D图像和3D图像。
图3示出根据示例性实施例的第一输出图案的横截面的结构。参照图3，显示装置300包括导光板310、扩散器320、扩散器355和扩散器356、反射器325、显示面板330以及第一光源340和341。导光板310包括第一输出图案311和第二输出图案312。图3示出从第二方向D2观看的显示装置300的横截面。图3中省略了被配置为沿第二方向D2提供光的第二光源。穿过导光棒(LGB)350、扩散器355、导光板310和显示面板330的箭头指示从第一光源340提供的光行进经过的路径。
第一光源340和341沿第一方向D1向导光板310提供光。响应于从第一光源340和341提供的光的全内反射条件被满足，从第一光源340和341提供的光可在导光板310中内部地全反射。相反，响应于从第一光源340和341提供的光的全内反射条件被破坏，从第一光源340和341提供的光可被输出到导光板310的外部。第一输出图案311可包括多个线性结构。多个线性结构可具有倒梯形横截面313。在另一个实施例中，第一输出图案311可包括多个线性突起。多个线性突起可具有倒梯形横截面。第一输出图案311可通过倒梯形横截面313破坏从第一光源340和341提供的光的全内反射条件。因此，可通过倒梯形横截面313将从第一光源340和341提供的光输出到显示面板330。
具有倒梯形横截面313的多个线性结构均可以以预定间隔设置以形成第一输出图案311。从第一光源340和341提供的光可具有成由倒梯形横截面313形成的角度的方向性，并且可被输出到显示面板330。因此，第一输出图案311可提供定向光。通过调节由倒梯形横截面313形成的角度，可调节输出光的分布，使得三维(3D)图像的视角可被调节。
如上参照图2所述，第一输出图案311的线性结构和第二输出图案312的线性图案可被彼此垂直地设置或以接近垂直的角度设置。因为图3示出从第二方向D2观看的显示装置300的横截面，所以第二输出图案312被表示为直线。由于光的直进性的特征，第二输出图案312基本上不影响从第一光源340和341提供的光，并且从第一光源340和341提供的光的全内反射条件可不被第二输出图案312破坏。因此，从第一光源340和341提供的光可不由第二输出图案312输出到导光板310的外部。
如下面将在图10至图12中详细描述的，第二输出图案312可以是凹入或凸出的。从第一光源340和341提供的光被内部地全反射的位置可基于第二输出图案312的形状而不同，但是从第一光源340和341提供的光可被内部地全反射而不通过第二输出图案312被输出到导光板310的外部。扩散器320和反射器325可扩散和反射通过第二输出图案312输出到导光板310的外部的光。因为从第一光源340和341提供的光未通过第二输出图案312输出到导光板310的外部，所以扩散器320和反射器325可不影响从第一光源340和341提供的光。如下面将要详细描述的，第二光源的光可被提供给扩散器320和反射器325。
LGB 350、LGB 351以及扩散器355和356可允许从第一光源340和341提供的光均匀地扩散并入射到导光板310上。扩散器355和356可沿导光板310的方向分别附接到LGB 350和351。LGB 350和351以及扩散器355和356可通过改变沿第一方向D1提供的光的垂直和水平角度来向均以预定间隔设置的倒梯形横截面均匀地提供光。此外，LGB 350和351以及散射器355和356可允许光沿右方向和左方向均匀地扩散并且入射到导光板310上。因此，与各个视点对应的图像的亮度可变得均匀，与一个视点对应的图像中的像素的亮度也可变得均匀。
根据图3所示的示例性实施例，第一光源340和341以及LGB 350和351被设置在导光板310的两个侧表面上。然而，第一光源340和341以及LGB350和351的这种布置是示例性的。可基于不同的方法来不同地设置第一光源340和341以及LGB 350和351。例如，根据另一示例性实施例，第一光源340和LGB 350可被设置在导光板310的第一侧表面上，反射器325可被设置在导光板310的第二侧表面上，其中，第二侧与第一侧相对。反射器325可通过反射从第一光源340提供的光来向未设置第一光源340的侧表面提供光。反射器可被设置为沿各个方向反射光。具体地，反射器325可具有三角形形状的表面，以便允许由反射器325反射的光以与从第一光源340入射到导光板310的一个表面上的光的垂直入射角相似的垂直入射角入射到导光板310的另一表面上。
可使用光学粘合剂360将第一输出图案311的上表面固定到显示面板330，使得保持第一输出图案311与显示面板330之间的预定间隔。为了全内反射条件，导光板310可由具有比导光板310的密度低的密度的介质包围。例如，通常，可在导光板310的外部形成空气层。为了保持导光板310与显示面板330之间的空气层，导光板310可以不附接到显示面板330的整个表面。因此，导光板310可被机械地固定到显示面板330。根据示例性实施例，可期望向显示面板330提供具有精确角度的定向光，以防止3D图像的质量劣化。也就是说，可期望精确地固定导光板310和显示面板330并且保持导光板310和显示面板330被固定的状态。根据第一输出图案311的示例性实施例，可在倒梯形横截面之间形成空气层，并且可在第一输出图案311的上表面上形成平面。因此，使用光学粘合剂360将第一输出图案311的上表面固定到显示面板330的整个表面，使得可以保持导光板310与显示面板330之间的间隔。如下面将要详细描述的，可以以膜的形式制造第一输出图案311并且可以使用光学粘合剂360将第一输出图案311容易地粘合到显示面板330。
图4示出根据示例性实施例的由第一输出图案形成的光输出。参照图4，导光板410包括在导光板410的上表面上的第一输出图案411和在导光板410的下表面上的第二输出图案412。为了便于描述，图4示出第一输出图案411具有倒梯形横截面。响应于沿第一方向D1提供的光到达第一输出图案411，沿第一方向D1提供的光的全内反射条件可能被破坏。具有破坏的全内反射条件的光可通过倒梯形横截面被输出到导光板410的外部。因为倒梯形横截面具有预定角度，所以可通过倒梯形横截面形成用于三维(3D)图像的定向光。
根据示例性实施例，可通过倒梯形横截面的形状来调节定向光的特征。第一输出图案411的倒梯形横截面包括具有宽度W1的基线、具有宽度W2的上基线和两个倾斜的侧线。倒梯形横截面的倾斜的侧线和导光板410形成角度θ。可通过调节宽度W1来调节通过第一输出图案411输出的定向光的量。例如，当宽度W1增加时，提供给3D图像的定向光的量可增加并且3D图像可相对较亮。然而，当调节宽度W1时，3D图像的均匀性受宽度W1的影响，使得宽度W1通常被设计为最佳值。此外，可通过调节宽度W2来调节通过第一输出图案411输出的定向光的分布，并且可通过调节定向光的分布来调节3D图像的视角。
图5示出根据示例性实施例的第一输出图案和光源的布置。参照图5，第一光源511被设置在导光板520的左侧和右侧中的每一侧，第二光源513被设置在与导光板520的左侧和右侧相邻的导光板520的另一侧。图5的第一光源511和第二光源513的布置仅是示例性的，因此，可以以各种方式布置第一光源511和第二光源513。例如，第一光源511和第二光源513可被设置在导光板520的彼此不相对的不同侧表面上。此外，第一光源511和/或第二光源513中的每一个光源可被设置在彼此相对的导光板520的不同侧表面上。例如，与图5不同，第二光源513被设置在导光板520的下面和上面二者。此外，响应于第一光源511和第二光源513仅设置在导光板520的一侧，反射器可被设置在导光板520的另一侧。例如，反射器可被设置在与第二光源513相对的导光板520的下面。导光棒(LGB)530可被设置在导光板520与第一光源511和第二光源513中的每一个光源之间。
根据示例性实施例，图5示出具有设置在导光板520的上表面上的第一输出图案的导光板520的平面。第一输出图案可包括多个线性结构。线性图案可具有上述的倒梯形横截面。
在示例中，第一输出图案可形成针对第二方向D2的角度θ。这里，角度θ指示倾斜角度。当第一输出图案形成倾斜角度时，在裸眼类型3D显示中沿单个方向(例如，水平方向或者垂直方向)发生的分辨率下降现象可分布在水平方向和垂直方向。此外，可去除在裸眼类型3D显示中发生的黑色条纹现象。因此，可以增强3D图像的质量并且可增加3D图像中包括的视点的数量。
可基于与在裸眼类型3D显示技术中确定倾斜的柱状透镜的角度的方法相同的方法来确定倾斜角度。也就是说，可基于应用于显示面板的3D显示技术来形成第一输出图案。例如，基于显示面板上显示的3D图像的视点的数量、显示面板的分辨率、第一输出图案的间距和/或显示面板的像素图案与第一输出图案之间的相关性来确定角度θ。
根据示例性实施例，为了防止由于第一输出图案的倾斜角度而导致的用于2D图像的非定向光的均匀性的质量的可能劣化，可限制倾斜角度的范围，使得用于2D图像的光的质量劣化的程度在预定的阈值内。
例如，基于用于3D图像的光的质量(例如，图像质量或视点的数量)和用于2D图像的光的质量(例如，非定向光的均匀性)，倾斜角度可具有大于10°并且小于20°的值。在这个示例中，第一输出图案和第二输出图案可形成大于70°并且小于80°的角度。更详细地，角度θ可以是12.5°，并且第一输出图案和第二输出图案可形成77.5°的角度。
上述数值仅是示例性的，因此，可基于与用于3D图像的光的质量相关联的第一约束和与用于2D图像的光的质量相关联的第二约束来不同地改变上述数值。例如，第一约束包括用于将用于3D图像的光的质量提高到大于或等于第一阈值质量的阈值角度或角度范围，第二约束包括用于防止用于2D图像的光的质量被降低到小于或等于第二阈值质量的阈值角度或角度范围。
图5示出不管角度θ的情况下第一光源511沿第一方向D1提供光的布置。在图5中，足够量的光也可以有效地到达第一输出图案的倒梯形横截面。即使第一输出图案以预定角度倾斜，第一输出图案的横截面的形状也可与图3和图4中示出的倒梯形横截面基本相同，因此，横截面的作用基本相同。根据图5的示例，在用于2D图像的2D模式下可能存在由第一输出图案引起的局部干涉。然而，2D模式是将入射到导光板520上的光作为非定向光进行扩散的模式，使得因为由于局部干涉而产生的定向光的部分被非定向光覆盖，所以可基本忽略由第一输出图案引起的局部干涉。
图6示出根据示例性实施例的第二输出图案的横截面的结构。参照图6，显示装置600包括导光板610、扩散器620、反射器625、显示面板630和第二光源640。导光板610包括第一输出图案611和第二输出图案612。图6示出从第一方向D1观看的显示装置600的横截面。在图6中，省略了被配置为沿第一方向D1提供光的第一光源并且未示出第一输出图案611的倒梯形横截面。穿过导光棒(LGB)650、扩散器655、导光板610和显示面板630的箭头指示从第二光源640提供的光行进经过的路径。
第二光源640沿第二方向D2向导光板610提供光。响应于从第二光源640提供的光的全内反射条件被满足，从第二光源640提供的光可在导光板610中内部地全反射。响应于从第二光源640提供的光的全内反射条件被破坏，从第二光源640提供的光可被输出到导光板610的外部。半圆形横截面613仅是示例性的，因此，第二输出图案612可具有圆形横截面、部分圆形横截面或多边形横截面。第二输出图案612可从导光板610凸出，或者可被凹入导光板610中。第二输出图案612可通过半圆形横截面613破坏从第二光源640提供的光的全内反射条件。因此，从第二光源640提供的光可通过半圆形横截面613被输出到导光板610的下部，并被反射器625反射以被提供给显示面板630。
可在第二输出图案中以各种间隔设置圆形或者部分圆形横截面(例如，半圆形横截面613)，第二输出图案612可以以各种间隔向扩散器620提供光。扩散器620可扩散从第二输出图案612提供的光。扩散器620可通过改变从第二输出图案612提供的光的水平和垂直角度来向反射器625提供各个方向的光。反射器625可将从扩散器620提供的光反射到显示面板630。反射器625可具有三角形形状的上表面，以通过调节二维(2D)图像的视角来增加前表面亮度。反射器625可通过三角形形状允许由扩散器620广泛扩散的光集中在显示面板630的中心部分。可基于位于反射器625的上表面处的三角形形状的梯度来调节提供给显示面板630的光的角度，使得可调节2D图像的视角。从第二光源640提供的光可被反射器625反射，然后通过扩散器620、导光板610和将要提供给显示面板630的光学粘合剂670部分地折射。从第二光源640提供的光可通过穿过第二输出图案612的半圆形横截面613、扩散器620和反射器625而变成非定向光，然后可被提供给显示面板630。因此，可通过显示面板630提供具有均匀亮度的2D图像。
第二光源640可通过LGB 650向导光板610沿第二方向D2提供光。LGB650和扩散器655可允许从第二光源640提供的光均匀地扩散，使得从第二光源640提供的光入射到导光板610上。扩散器655可沿导光板610的方向附接到LGB 650。LGB 650和扩散器655可通过改变沿第二方向D2提供的光的水平和垂直角度而将光均匀地扩散到圆形横截面。此外，LGB650和扩散器655可允许将要沿右方向和左方向均匀扩散的光被入射到导光板610上。图6中，第二光源640和LGB 650被设置在导光板610的左侧表面上，反射器660被设置在导光板610的右侧表面上。图6中示出的第二光源640、LGB650和反射器660的布置仅是示例。第二光源640和LGB 650可替代反射器660被设置在导光板610的右侧表面上。反射器660可通过反射从第二光源640提供的光而将光提供给未设置第二光源640的侧表面。反射器660可被设置为反射各个方向上的光。具体地，反射器660可具有三角形形状的表面，以便允许由反射器660反射的光以与从第二光源640入射到导光板610的一个表面上的光的垂直入射角度相似的垂直入射角度入射到导光板610的另一个表面。反射器660可通过三角形形状的表面以与通过第二光源640和LGB650提供的光相似的方式将光提供给导光板610。
如上所述，可彼此垂直设置或者以接近垂直的70°与80°之间的角度设置第一输出图案611和第二输出图案612。因为图6示出从第一方向D1观看的显示装置600的横截面，所以第一输出图案611被表示为直线。即使通过第一输出图案611从第二光源640提供的光的全内反射条件被破坏或者满足，从第二光源640提供的光也被非定向光覆盖。因此，第一输出图案611可基本不影响从第二光源640提供的光。
图7示出根据示例性实施例的由第二输出图案形成的光输出。参照图7，导光板710包括在导光板710的上表面处的第一输出图案711和在导光板710的下表面处的第二输出图案712。响应于沿第二方向D2提供的光到达第二输出图案712，可破坏沿第二方向D2提供的光的全内反射条件。全内反射条件被破坏的光可通过第二输出图案712的圆形横截面或部分圆形横截面输出到导光板710的外部，并通过穿过扩散器730提供给反射器720。穿过扩散器730的光可被扩散并被提供为沿各个方向的非定向光。因为由反射器720反射的光的角度基于反射器720的三角形形状而不同，所以二维(2D)图像的视角可以是不同的。此外，2D图像的视角可基于扩散器730的扩散角度而不同。
根据示例性实施例，当形成导光板时，可以在导光板形成处理中一次性地整体地制造第二输出图案712。例如，可以使用以第二输出图案的形状设置的模具来整体地制造第二输出图案712。根据另一示例性实施例，第二输出图案712可以与导光板710分开制造。也就是说，第二输出图案712可以以膜形式制造，并且可粘合到导光板710。还可以通过各种其他处理和技术形成第二输出图案712。
图8示出根据示例性实施例的第二输出图案和光源的布置。参照图8，第一光源811被设置在导光板820的左侧和右侧中的每一侧，第二光源813被设置在导光板820的上面。如上所述，图8中示出的第一光源811和第二光源813的布置仅是示例性的。可以以不同的形式设置第一光源811和第二光源813。图8示出根据示例性实施例的导光板820的平面。图8示出第二输出图案可被设置在导光板820的下表面上。第二输出图案可包括多个线性结构。多个线性结构可具有圆形横截面、部分圆形横截面或多边形横截面。线性结构可以从导光板820凸出，或者可以凹入导光板820中。导光棒(LGB)830可被设置在导光板820与第一光源811和第二光源813中的每一个光源之间。
图9A和图9B均示出根据各个示例性实施例的第二输出图案的平面的结构。当第二输出图案包括规则图案时，二维(2D)图像的亮度可能由于在穿过导光板时输出的逐渐减少的光量而不均匀。因此，第二输出图案可以包括不规则图案。例如，参照图9A，第二输出图案包括具有不同宽度的多个线性结构。此外，可以以不同的间隔布置线性图案。参照图9B，第二输出图案包括组图案910和组图案920。组图案910和组图案920中的每一个组图案包括具有相同宽度和相同间隔的多个线性结构。组图案910和组图案920可包括不同数量的具有不同宽度的线性结构，或者可包括具有不同间隔的线性结构。此外，各种不规则的线性图案可被应用于第二输出图案。
图10至图12均示出根据示例性实施例的第二输出图案。如上所述，在第二输出图案中包括的多个线性结构可具有圆形横截面、部分圆形横截面或多边形横截面。此外，线性结构可从导光板凸出，或者可凹入导光板中。根据示例性实施例，图10示出具有凹入导光板1010中的多个线性结构的线性图案1011的形式和具有从导光板1020凸出的多个半圆形横截面结构的线性图案1021的形式。图11示出具有多个三角形横截面结构的线性图案1111凹入导光板1110中的棱镜形式和具有从导光板1120凸出的多个三角形横截面结构的线形图案1121的棱镜形式。图12示出具有凹入导光板1210中的多个凸起(bump)形横截面结构的线形图案1211的凸起形式和具有从导光板1220凸出的多个凸起形横截面结构的线形图案1221的凸起形式。
图13是示出根据示例性实施例的制造背光单元的方法的流程图。参照图13，在操作1310中，制造设备形成用于使用从第一光源提供的光将定向光输出到显示面板的第一输出图案。在操作1320中，制造设备在导光板的下表面形成用于使用从第二光源提供的光将非定向光输出到显示面板的第二输出图案。在操作1330中，制造设备将第一输出图案附接到导光板的上表面。在示例性实施例中，通过粘合两个膜来制造第一输出图案。将参照图14描述制造第一输出图案的示例性处理的详细描述。
图14示出根据示例性实施例的制造第一输出图案的处理。参照图14，在第一阶段(阶段1)中，制造设备将具有梯形形状或三角形形状的凹槽的模具按压在涂有树脂的第一膜上。在第二阶段(阶段2)中，制造设备在模具被按压在第一膜上的状态下固化第一膜的树脂。在第三阶段(阶段3)中，制造设备停止模具的按压。在第四阶段(阶段4)和第五阶段(阶段5)中，制造设备允许通过固化第一膜的树脂而形成的梯形形状或者三角形形状的凸起与涂有树脂的第二膜接触。在第六阶段(阶段6)中，在第一膜的凸起与第二膜接触的状态下固化第二膜的树脂。响应于第二膜的树脂被固化，第一膜和第二膜形成单个膜，并且形成膜形式的第一输出图案。可通过各种其他处理来制造第一输出图案。例如，通过半导体工艺(诸如，蚀刻工艺)来制造第一输出图案。响应于以膜形式制造输出图案，可通过光学粘合将输出图案容易地粘合到导光板。
可使用硬件组件、软件组件或它们的组合来实现在此描述的显示装置的元件或组件。例如，显示装置的硬件组件可包括麦克风、放大器、带通滤波器、模数转换器以及处理装置。可使用一个或多个通用或专用计算机(例如，处理器、控制器和ALU、DSP、微计算机、FPGA、PLU、微处理器或能够以限定的方式响应并执行指令的任何其他装置)来实现显示装置的处理装置。处理装置可运行操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用。处理装置还可响应于软件的执行而访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单起见，将处理装置的描述用作单数；然而，本领域技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件以及多种类型的处理元件。例如，处理装置可包括多个处理器或处理器和控制器。此外，不同的处理配置是可能的，诸如，并行处理器。
上述示例实施例是示例，而不应被解释为限制。本教导可容易地应用于其他类型的设备。此外，示例实施例的描述旨在是说明性的，而不是限制权利要求的范围，并且对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化将是清楚的。

Claims (35)

1.一种背光单元，包括：
第一光源，被配置为提供用于三维显示的第一光；
第二光源，被配置为提供用于二维显示的第二光；
导光板，包括：
第一输出图案，形成在导光板的上表面，并且被配置为将第一光输出到显示面板；
第二输出图案，形成在导光板的下表面，并且被配置为将第二光输出到显示面板。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中，第一输出图案包括：多个线性结构，被配置为允许从第一光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第一光通过导光板的上表面被输出。
3.根据权利要求2所述的背光单元，其中，每个线性结构具有倒梯形横截面。
4.根据权利要求1所述的背光单元，其中，使用光学粘合剂将第一输出图案的上表面固定于显示面板，使得保持第一输出图案与显示面板之间的预定间隔。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其中，第二输出图案包括：多个线性结构，被配置为允许从第二光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第二光通过导光板的下表面被输出。
6.根据权利要求5所述的背光单元，其中，每个线性结构具有圆形横截面或者多边形横截面，并且线性结构从导光板凸出或者凹入导光板。
7.根据权利要求1所述的背光单元，还包括：
反射器，被配置为将通过第二输出图案输出到导光板的下表面的光反射到显示面板。
8.根据权利要求7所述的背光单元，其中，反射器的上表面为三角形形状。
9.根据权利要求7所述的背光单元，还包括：
扩散器，设置在第二输出图案与反射器之间。
10.根据权利要求1所述的背光单元，其中，第一光源被配置为沿第一方向向导光板提供用于三维显示的第一光，第二光源被配置为沿第二方向向导光板提供用于二维显示的第二光。
11.根据权利要求10所述的背光单元，其中，第一方向和第二方向彼此垂直。
12.根据权利要求1所述的背光单元，其中，第一光源和第二光源分别被设置在导光板的彼此不相对的不同的侧表面上。
13.根据权利要求1所述的背光单元，其中，第一光源被设置在导光板的彼此相对的不同的侧表面上和/或第二光源被设置在导光板的彼此相对的不同的侧表面上。
14.根据权利要求1所述的背光单元，还包括：
至少一个反射器，被设置在导光板的与第一光源和第二光源中的至少一个相对的不同的侧表面上。
15.根据权利要求1所述的背光单元，还包括：
至少一个导光棒和至少一个扩散器，设置在导光板与第一光源和第二光源中的至少一个光源之间。
16.一种显示装置，包括：
显示面板，被配置为以二维模式或者三维模式进行显示；
导光板，被配置为将光提供给显示面板；
第一光源，被配置为响应于显示面板以三维模式进行显示，沿第一方向将第一光提供给导光板；
第二光源，被配置为响应于显示面板以二维模式进行显示，沿第二方向将第二光提供给导光板，
其中，导光板包括：第一输出图案，被配置为允许第一光被输出到显示面板；第二输出图案，被配置为允许第二光被输出到显示面板，其中，第一输出图案被设置在导光板的上表面，第二输出图案被设置在导光板的下表面。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，第一输出图案包括：多个线性结构，被配置为允许从第一光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第一光通过导光板的上表面被输出。
18.根据权利要求16所述的显示装置，其中，第二输出图案包括：多个线性结构，被配置为允许从第二光源提供的并且在导光板中内部地全反射的第二光通过导光板的下表面被输出。
19.根据权利要求16所述的显示装置，还包括：
反射器，被配置为将通过第二输出图案输出到导光板的下表面的光反射到显示面板。
20.根据权利要求16所述的显示装置，其中，第一方向和第二方向彼此垂直。
21.根据权利要求16所述的显示装置，其中，第一光源和第二光源被设置在导光板的彼此不相对的不同的侧表面上。
22.根据权利要求16所述的显示装置，还包括：
至少一个导光棒和至少一个扩散器，被设置在导光板与第一光源和第二光源中的至少一个之间。
23.一种导光板，包括：
第一线性图案，沿第一方向设置在第一表面上；
第二线性图案，沿不同于第一方向的第二方向设置在与第一表面相对的第二表面上，
其中，用于三维显示的来自第一光源的光的全内反射条件被第一线性图案破坏，用于二维显示的来自第二光源的光的全内反射条件被第二线性图案破坏。
24.根据权利要求23所示的导光板，其中，第一方向和第二方向彼此垂直。
25.根据权利要求23所示的导光板，其中，第一方向和第二方向形成大于70°并且小于80°的角度。
26.根据权利要求23所示的导光板，其中，基于与用于三维图像的光的质量相关联的第一约束和与用于二维图像的光的质量相关联的第二约束，来确定由第一方向和第二方向形成的角度。
27.根据权利要求23所述的导光板，其中，第一线性图案的横截面为倒梯形形状。
28.根据权利要求23所述的导光板，其中，第二线性图案的横截面为圆形形状、部分圆形形状或多边形形状。
29.根据权利要求23所述的导光板，其中，第一线性图案包括规则图案，第二线性图案包括规则图案或者不规则图案。
30.一种导光板，包括：
下部，包括在所述下部的下表面上形成的多个第一结构；
上部，包括在所述上部的上表面上形成的多个第二结构，所述多个第二结构被配置为允许来自光源的光的一部分射出导光板，所述多个第二结构中的至少一个第二结构的横截面具有倒梯形形状。
31.根据权利要求30所述的导光板，其中，所述多个第一结构为凸起和凹入中的至少一个。
32.根据权利要求30所述的导光板，其中，以均匀的间隔形成所述多个第二结构。
33.根据权利要求30所述的导光板，其中，所述多个第一结构中的至少一个第一结构的横截面具有圆形形状、部分圆形形状或多边形形状。
34.根据权利要求30所述的导光板，其中，响应于从三维光源提供光，所述上部将定向光输出到显示面板。
35.根据权利要求30所述的导光板，其中，响应于从二维光源提供光，所述下部将均匀光输出到显示面板。
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