JP2014063722A - バックライトユニット及びこれを含む表示装置 - Google Patents

バックライトユニット及びこれを含む表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】出射される光の直進性が向上したバックライトユニット及びそれを備えた表示パネルを提供する。
【解決手段】表示装置は表示パネルとバックライトユニットを含む。前記表示パネルは3次元モードで連続するフレーム区間の間に左眼映像と右眼映像を交互に表示する。前記バックライトユニットは複数個の発光ブロックを含む光源と導光体を含む。前記導光体は第1面に形成された複数個のレンチキュラーパターンと、第2面に形成された複数個の光ガイドパターンを含む。前記複数個のレンチキュラーパターンと前記複数個の光ガイドパターンは各々第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列される。
【選択図】図1

Description

本発明はバックライトユニット及びこれを含む表示装置に係り、特にエッジ形バックライトユニット及びこれを含む表示装置に関する。
表示装置は透過型、半透過形、又は反射型等に区分される。前記透過型及び半透過形表示装置は映像を表示する表示パネル及び前記表示パネルへ光を供給するバックライトユニットを含む。
前記バックライトユニットは光を生成する光源と前記光源から受信した光を前記表示パネル方向にガイドする導光体を具備する。前記導光体に対する前記光源の配置に従って前記バックライトユニットはエッジ形と直下形とに区分される。
前記光源は複数個の発光ブロックを含む。前記複数個の発光ブロックの各々は少なくとも1つの発光素子を含む。
韓国特許公開第10−2007−0040009号公報
本発明は出射される光の直進性が向上したバックライトユニットを提供することを1つの目的とする。
また、本発明はクロストークが減少した表示装置を提供することを他の1つの目的とする。
本発明の一実施形態によるバックライトユニットは光源と導光体を含む。前記光源は複数個の発光ブロックを含む。前記導光体は前記光源から受信された光をガイドする。前記導光体は第1面、前記第1面に対向する第2面、及び前記第1面と前記第2面を連結する複数個の連結面を含み、前記複数個の連結面の中で少なくとも1つの連結面は前記光源に対向する。
さらに、前記導光体の前記第1面は第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数個の第1レンチキュラーパターンを含む。前記第2面は前記第1方向に延長され、前記第2方向に配列された複数個の光ガイドパターンを含む。ここで、前記複数個の光ガイドパターンは複数個の第2レンチキュラーパターンからなる。
また、本発明の他の実施形態によるバックライトユニットでは、前記本発明の一実施形態によるバックライトユニットにおける前記複数個の光ガイドパターンが、前記第2面の一部分が除去されて形成された複数個の光ガイドパターンである。
前記複数個の光ガイドパターンの各々はプリズム形状であり得る。
本発明のさらに他の実施形態による表示装置は、複数個の発光ブロックを含む光源、第1面、前記第1面に対向する第2面、及び前記第1面と前記第2面を連結する複数個の連結面を具備し、前記複数個の連結面の中で少なくとも1つの連結面は前記光源に対向し、前記光源から受信された光をガイドする導光体、及び表示パネルを含む。前記表示パネルは前記導光体から前記ガイドされた光を受信する。前記表示パネルは3次元モードにおいて、連続するフレーム区間の間に左眼映像と右眼映像とを交互に表示する。
ここで、前記導光体の前記第1面は第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数個のレンチキュラーパターンを含み、
前記第2面は前記第1方向に延長され、前記第2方向に配列された複数個の光ガイドパターンを含む。
上述したことによれば、入光面から入射された光は前記入光面に対向する対光面へ進行する。前記入射された光が前記対光面へ進行する間に、一部の光は前記複数個の光ガイドパターンによって反射される。前記光ガイドパターンの各々は曲面をなすレンチキュラーパターンであるか、或いは、前記第2面の一部分が除去されて定義されたプリズムパターンである。
前記複数個の光ガイドパターンは前記入射された光の拡散を防止する。前記導光体は前記第2方向に羅列された複数個の発光領域に区分される。前記複数個の発光ブロックは前記複数個の発光領域に各々光を提供する。何れか1つの発光ブロックから何れか1つの発光領域に提供された光は前記対光面に向かって進行する。
前記何れか1つの発光領域を進行する光の中で一部の光が異なる発光領域に拡散される。この時、前記拡散される光は前記複数個の光ガイドパターンによって反射される。前記拡散される光は再び前記何れか1つの発光領域に集中される。前記何れか1つの発光領域に光が集中されるので、前記何れか1つの発光領域を進行する光の直進性が向上する。
前記何れか1つの発光領域を進行する光は前記第2面に配置された出光パターンによって前記第1面へ出射され得る。前記何れか1つの発光領域から前記出射される光の直進性は前記何れか1つの発光領域を進行する光の直進性に従う。
前記複数個の発光ブロックが順次的にターンオンされ、順次的にターンオフされる。前記表示パネルの複数個の表示領域は前記複数個の発光領域から互いに異なる時間に光を受信する。例えば、右眼映像で左眼映像に変更される間に前記バックライトユニットは前記複数表示領域の中で前記左眼映像が表示される表示領域のみに光を提供する。直進性が向上した光を提供するバックライトユニットを含む表示装置では、右眼映像と左眼映像が同時に表示されるクロストークが減少する。
本発明の一実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。 図1に示したバックライトユニットの一部分を示した図面である。 図1に示したバックライトユニットの一部分を示した図面である。 図1に示したバックライトユニットの一部分を示した図面である。 (A)は導光体へ入射された光の直進性を説明するための図面であり、(B)は導光体へ入射された光の直進性を説明するための図面である。 (A)は比較対象バックライトユニットへ入射された光の進行経路を示し、(B)は本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の進行経路を示す。 比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の直進性を比較して示したグラフである。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。 本発明の一実施形態による導光体を製造する製造装置の斜視図である。 本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による表示装置で表示される左眼映像を示した図面である。 左眼映像が表示される時、表示装置の動作を示すタイミング図である。 本発明の一実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。 図18に示したバックライトユニットの一部分を示した図面である。 図18に示したバックライトユニットの一部を拡大して示した図面である。 (A)は比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光度を示し、(B)は比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光度を示す。 比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光度を比較したグラフである。 (A)は比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の進行経路を示し、(B)は比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の進行経路を示す。 比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の直進性を比較して示したグラフである。
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示し、本文で詳細に説明する。しかし、これは本発明をその特定の開示形態に限定せず、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全て変更物、均等物、乃至代替物を含むと理解されなければならない。
各図面の説明に際しては、類似な参照符号を類似な構成要素に対して使用した。添付した図面において、構造物の寸法は本発明の説明を明確にするために実際より拡大して示してある。
図1は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。図2乃至図4は図1に示したバックライトユニットの一部分を示した図面である。図2は前記バックライトユニットの平面図を、図3は前記バックライトユニットの一側面図を、図4は図2の一部を拡大した図面を示す。
図1に示したように、バックライトユニットBLUは光を出射する光源LS及び光源LSから光を受信し、受信された光をガイドする導光体LGを含む。
図1、図2に示したように、光源LSは複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を含む。図1及び図2には6つの発光ブロックLB1乃至LB6を含む光源LSを例示的に示した。
複数個の発光ブロックLB1乃至LB6は導光体LGの互いに異なる領域へ光を各々提供する。複数個の発光ブロックLB1乃至LB6は導光体LGの一面に対向し、一列に配列される。複数個の発光ブロックLB1乃至LB6の各々は複数個の発光素子を包含できる。前記複数個の発光素子は各々発光ダイオードであり得る。
光源LSは図示しない回路基板をさらに包含できる。複数個の発光ブロックLB1乃至LB6は前記回路基板に実装される。即ち、複数個の発光ブロックLB1乃至LB6の各々に含まれた前記複数個の発光素子が前記回路基板に実装される。複数個の発光ブロックLB1乃至LB6のオン/オフを制御する制御信号は前記回路基板に具備された信号配線へ印加される。その他に前記回路基板には複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を制御する能動素子がさらに実装される。
導光体LGは第1面US、第2面DS、及び第1面USと第2面DSを連結する複数個の連結面CS1乃至CS4を含む。図1及び図2に示したように、導光体LGは長方形のプレートであり得る。但し、導光体LGの形状はこれに制限されない。
複数個の連結面CS1乃至CS4の中で何れか1つの連結面CS1は光源LSに対向する。本実施形態で光源LSに対向する何れか1つの連結面CS1は入光面として定義される。また、入光面CS1に対向する他の1つの連結面CS3は対光面として定義される。入光面CS1と対光面CS3は他の連結面CS2、CS4より短い長さを有し得る。
本実施形態で他の連結面CS2、CS4は各々第1側面CS2と第2側面CS4として定義される。第1側面CS2及び第2側面CS4は各々入光面CS1と対光面CS3を連結し、互いに対向する。本実施形態による導光体LGは4つの連結面CS1乃至CS4を包含しているが、これは1つの例示に過ぎない。導光体LGの形状によって連結面CS1乃至CS4の個数は変更することができる。
第1面USは入光面CS1へ入射された光が出射される面である。第2面DSは導光体LGの厚さ方向D3で第1面USに対向する面である。
図2に示したように、導光体LGは平面上で第2方向D2に羅列された複数個の発光領域LB−R1乃至LB−R6に区分される。複数個の発光領域LB−R1乃至LB−R6は複数個の発光ブロックLB1乃至LB6に対応するように区分される。
図1、図2、及び図3に示したように、第1面USは複数個のレンチキュラーパターン(LCP:以下、第1レンチキュラーパターン)を含む。複数個の第1レンチキュラーパターンLCPは第1方向D1に延長され、第1方向D1と交差する第2方向D2に配列される。複数個の第1レンチキュラーパターンLCPの各々は曲面をなす。
また、第2面DSは複数個の光ガイドパターンを含む。本実施形態では前記複数個の光ガイドパターンは、複数個のレンチキュラーパターン(LGP、以下、第2レンチキュラーパターンという)である。複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは第1方向D1に延長され、第2方向D2に配列される。
図1、図2、及び図3に示したように、複数個の第1レンチキュラーパターンLCPは連続的に配置され、複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは連続的に配置され得る。また、複数個の第1レンチキュラーパターンLCPと複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの各々は導光体LGの第1方向D1の長さと同一の長さを有する。
複数個の第1レンチキュラーパターンLCPは同一の幅(W1、以下、第1幅)を有し得、複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは同一の幅(W2、以下第2幅)を有し得る。この時、第1幅W1と第2幅W2は互いに異なり得る。図3に示したように、第1幅W1は第2幅W2より大きくなり得る。
複数個の第1レンチキュラーパターンLCPは同一の高さ(H1、以下、第1高さ)を有し得、複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは同一の高さ(H2、以下第2高さ)を有し得る。第1高さH1は複数個の第1レンチキュラーパターンLCPのピークで測定され、第2高さH2は複数個の第2レンチキュラーパターンLGPのピークで測定された。この時、第1高さH1と第2高さH2は互いに異なり得る。図2に示したように、第1高さH1は第2高さH2より大きくなり得る。
図4に示したように、複数個の第1レンチキュラーパターンLCP及び複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの断面の外殻線は各々、楕円の一部をなす。
前記、複数個の第1レンチキュラーパターンLCPの断面の外殻線がなす楕円は前記、複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの断面の外殻線がなす楕円より大きい面積を有する。以下、複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの中で何れか1つの第2レンチキュラーパターンLGP10を基準に説明する。
図4に示したように、第2レンチキュラーパターンLGP10の断面上で本外殻線は長い半直径LRと短い半直径SRを有する楕円の一部をなす。前記楕円は2点鎖線で図示してある。
ここで、長い半直径LRと短い半直径SRの比率は2:1であり得る。また、断面上で第2レンチキュラーパターンLGP10の外殻線の両端を連結する線L1と第2レンチキュラーパターンLGP10の外殻線の一端とピークを連結する線L2がなす間角θ10は45°より小さいことが望ましい。
図5(A)及び図5(B)は導光体へ入射された光の直進性を説明するための図面である。
図5(A)に示したように、何れか1つの発光ブロックLBから導光体LG−R1の入光面CS1へ入射された光は対光面CS3に向かって進行する。入光面CS1へ入射された光は第1方向D1に進行する途中に第2方向D2に拡散される。第2方向D2に拡散された程度に従って第1方向D1に進行する光の直進性が決定される。
図5(B)には5つの発光ブロックLB1乃至LB5に対応する5つの発光領域LB−R1乃至LB−R5に区分された導光体LG−R2を示した。複数個の発光ブロックLB1乃至LB5の中でn番目発光ブロックから提供されて導光体LG−R2のn番目発光領域に進行する光の直進性は、n番目発光領域で測定した光の輝度と、(n−2)番目又は(n+2)番目発光領域で測定した光の輝度とを比較して算出される。
例えば、図5(B)に示したように、第3発光ブロックLB3から導光体LGへ提供された光の直進性は、第3発光領域LB−R3で測定した光の輝度と、第1発光領域LB−R1で測定した光の輝度とを比較して算出される。入光面CS1と第3発光領域LB−R3の光の輝度が測定される地点との間の距離は入光面CS1と第1発光領域LB−R1の光の輝度が測定される地点との間の距離と同一である。例えば、図5(B)の第1地点LB3−P1及び第3地点LB1−P1の各々と入光面CS1との間の距離は同一である。また、図5(B)の第2地点LB3−P2及び第4地点LB1−P2の各々と入光面CS1との間の距離は同一である。
図6(A)及び図6(B)は各々、比較対象バックライトユニット及び本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の進行経路を示した図面である。図6(A)及び図6(B)の各々は、複数個の発光ブロックLB1乃至LB6の中で第4発光ブロックLB4から発光された場合を示す。
ここで、比較対象バックライトユニットは第2レンチキュラーパターン(LGP、図1参照)が形成されていない導光体を含む。即ち、前記比較対象バックライトユニットの導光体は平坦な第2面を有する。
図6(A)及び図6(B)で示したように、本発明の一実施形態によるバックライトユニットBLUは比較対象バックライトユニットより前記進行する光の拡散程度が小さくて直進性が大きい。これは、前記複数個の第2レンチキュラーパターン(LGP、図1乃至図4を参照)が前記進行する光の拡散を防止するからである。
本発明の一実施形態によるバックライトユニットBLUの導光体LGに従えば、第4発光領域LB−R4を進行する光の中で一部の光が隣接する発光領域LB−R3、LB−R5に拡散されても第4発光領域LB−R4及び隣接する発光領域LB−R3、LB−R5に配置された複数個の第2レンチキュラーパターンLGPによって前記拡散された光が反射される。
それによって隣接する発光領域LB−R3、LB−R5に拡散された光は第4発光領域LB−R4に再び集中される。
第4発光領域LB−R4を進行する光は第1面USへ出射される。第4発光領域LB−R4から前記出射される光の直進性は第4発光領域LB−R4を進行する光の直進性に従う。それ故、バックライトユニットBLUは隣接する発光領域に影響を及ぼすことなく、目的とする発光領域のみへ光を出射させ得る。
図7は比較対象バックライトユニットと、本発明の一実施形態によるバックライトユニットと、へ入射された光の直進性を比較して示したグラフである。図7で横(X)軸は、入光面CS1と対光面CS3に対する前記光の輝度が測定された地点の相対的距離を示す。縦(Y)軸は(n−2)番目又は(n+2)番目の発光領域で測定した光の輝度をn番目の発光領域で測定した光の輝度で割り算した値、即ち、横漏れ光の相対輝度を示す。
第1グラフGR1は前記比較対象バックライトユニットにおける相対輝度を、第2グラフGR2は本実施形態によるバックライトユニットにおける相対輝度を示す。X軸の第1地点P1は入光面CS1を示し、第2地点P2は対光面CS3を示す。
例えば、第3地点P3は入光面CS1と対光面CS3との間の距離比が6:1である地点であり、第4地点P4は入光面CS1と対光面CS3の間の距離比が9:1である地点である。第3地点P3で前記比較対象バックライトユニットにおける相対輝度は0.255であり、本発明の一実施形態によるバックライトユニットBLUにおける相対輝度は0.137である。第4地点P4で前記比較対象バックライトユニットにおける相対輝度は0.268であり、本発明の一実施形態によるバックライトユニットBLUにおける相対輝度は0.143である。
図8乃至図12は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの一部分を示した図面である。図8乃至図12は導光体LG10乃至LG14の第2方向D2に従う断面を示している。
図8及び図9に示したように、導光体LG10、LG11は各々、凹型(陰刻)、凸型(浮き彫り)出光パターンLOP1、LOP2を含む。対光面CS3に向かって進行する前記入射された光が出光パターンLOP1、LOP2に至れば、対光面CS3に進行する光の進行経路が変更される。出光パターンLOP1、LOP2に至る光は第1面USへ出射される。出光パターンLOP1、LOP2は不規則に配列される。一方他の実施形態では、出光パターンLOP1、LOP2は複数個の第2レンチキュラーパターンLGPに沿って第1方向D1に規則的に配列され得る。
図8に示したように、導光体LG10は陰刻の出光パターンLOP1を包含する。また、図9に示したように導光体LG11は陽刻の出光パターンLOP2を包含することができる。
図10に示したように、導光体LG12の複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは第2方向D2に互いに離隔されて配置され得る。複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの中で隣接する第2レンチキュラーパターンLGPの間には平面部PPが配置される。即ち、第2面DSは複数個の第2レンチキュラーパターンLGPと平面部PPを含む。図示しないが、出光パターンLOP1、LOP2は平面部PPに配置され得る。
図11及び図12に示したように、導光体LG13、LG14は形状が異なる複数グループのレンチキュラーパターンを包含する。図11に示したように、導光体LG13は幅が異なるレンチキュラーパターンのグループを含む。複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの中で一部の第2レンチキュラーパターンLGP1の幅W10とその他の一部の第2レンチキュラーパターンLGP2の幅W20は互いに異なる。
また、図12に示したように、導光体LG14は高さが異なるレンチキュラーパターンのグループを含む。複数個の第2レンチキュラーパターンLGPの中で一部の第2レンチキュラーパターンLGP10の高さH10とその他の一部の第2レンチキュラーパターンLGP20の高さH20は互いに異なる。
図13は本発明の一実施形態による導光体を製造する製造装置の斜視図である。図13に示した製造装置は圧出方式によって導光体を製造する。前記製造装置は樹脂物質供給部10と4つのローラーは21乃至24を含む。前記ローラーは21乃至24の個数は変更することができる。
樹脂物質供給部10はポリメチルメタクリレートPMMAのような樹脂物質を貯蔵する。また、樹脂物質供給部10は前記樹脂物質を圧出して第1ローラー21と第2ローラー22との間へフィルム形態の導光体(LGF、以下、導光フィルム)を提供する。樹脂物質供給部10に含まれた熱源(図示せず)から熱が加えられた導光フィルムLGFは高温である。ここで、高温というのは樹脂物質で構成された導光フィルムが分解されない温度であり、且つ、外部の圧力によって形状が変更できる程度の温度を意味する。
樹脂物質供給部10から提供された導光フィルムLGFが4つのローラー21乃至24を通過する過程で前記複数個の第1レンチキュラーパターン(LCP、図3参照)及び前記複数個の第2レンチキュラーパターン(LGP、図3参照)が形成される。高温の導光フィルムLGFは最初に、第1ローラー21と第2ローラー22との間に進入する。第2ローラー22は外周面に具備された複数個の第1溝部GP1を含む。複数個の第1溝部GP1によって導光フィルムLGFの一面の形状が変わる。即ち、平坦な導光フィルムLGFの一面上に前記複数個の第1レンチキュラーパターン(LCP、図3参照)が形成される。
第1ローラー21と第2ローラー22の間から排出された高温の導光フィルムLGFは次に第2ローラー22と第3ローラー23との間に進入する。第3ローラー23は外周面に具備された複数個の第2溝部GP2を含む。複数個の第2溝部GP2によって導光フィルムLGFの他面の形状が変わる。即ち、平坦な導光フィルムLGFの他面上に前記複数個の第2レンチキュラーパターン(LGP、図3参照)が形成される。この時、複数個の第2溝部GP2は前記凸型(陽刻、浮き彫り)又は凹型(陰刻)の出光パターン(LOP1(図8参照)、又はLOP2(図9参照))を形成するための凹パターン又は凸パターンをさらに備え得る。また、第2ローラー222と第3ローラー23の位置は交換できる。
一方、図13に示した製造装置を使用しなくても、本発明の一実施形態による導光体を形成できる。例えば、複数個の第1レンチキュラーパターンLCPと複数個の第2レンチキュラーパターンLGPは導光フィルムLGFの両面に各々印刷され得る。前記印刷方法はマスク印刷法、インプリンティング法等がある適用される。また、陰刻の出光パターン(LOP1、図8参照)はレーザー照射方式によって形成され得る。
図14は本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。
図14に示したように、表示装置は上部保護部材110、下部保護部材120、表示パネル130、及びバックライトユニットBLUを含む。
上部保護部材110と下部保護部材120は表示装置の外面を構成する。上部保護部材110と下部保護部材120は互いに結合され、他の構成部材を内部に収容する。
上部保護部材110は表示パネル130の上側に配置される。上部保護部材110は表示パネル130の一部を露出させる開口部110−OPを具備する。上部保護部材110は表示パネル130の非表示領域をカバーする。
下部保護部材120はバックライトユニットBLUの下側に配置される。下部保護部材120は底部122及び底部122から上側に折曲された側壁部124を包含する。底部122と側壁部124からなされた空間にバックライトユニットBLUが収納される。
表示パネル130は映像を表示する。表示パネル130は透過型又は半透過形表示パネルである。例えば、表示パネル130は液晶表示パネル(liquid crystal display panel)又は電氣泳動表示パネル(electrophoretic display panel)等であり得る。本実施形態では第1基板132と第2基板134を含む液晶表示パネルを一例として説明する。第1基板132と第2基板134との間には液晶層(図示せず)が配置される。
表示パネル130は複数個の画素を含む。前記複数個の画素は複数個の画素行をなす。表示パネル130は前記複数個の画素へ駆動信号を提供する駆動チップ(図示せず)をさらに含む。前記駆動チップはタイミングコントローラ、データドライバー、及びゲートドライバー等を含む。
バックライトユニットBLUは複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を含む光源LS、及び光源LSから受信された光を表示パネル130の方向にガイドする導光体LGを含む。バックライトユニットBLUは図1乃至図13を参照して説明した導光体を包含する。
前記表示装置は表示パネル130を支持する支持部材140をさらに包含する。支持部材140は表示パネル130の前記非表示領域に重畳する長方形のシャーシー部材であり得る。支持部材140は内側に位置する開口部を含む。支持部材140は表示パネル130の下側で表示パネル130を支持する。
前記表示装置は表示パネル130へ提供される光の効率を高くするために光学シート150及び反射シート160をさらに包含する。
光学シート150は導光体LGと表示パネル130との間に配置される。光学シート150は導光体LG上に順次的に積層されたプリズムシート154及び保護シート152を包含する。
プリズムシート154は導光体LGの第1面USから出射された光を上側の表示パネル130の平面と垂直になる方向に集光する役割を遂行する。プリズムシート154を通過した光は大部分表示パネル130と垂直へ入射される。保護シート152はプリズムシート154の上側に位置する。保護シート152はプリズムシート154を外部の衝撃から保護する。
一方、図示しないが、光学シート150は導光体LGの第1面USから出射された光を拡散させる拡散シートをさらに包含できる。一例として、前記拡散シートは導光体LGとプリズムシート154との間に配置される。
反射シート160は導光体LGの下側に具備される。反射シート160は導光体LGの第2面DS等から漏洩する光を反射して導光体LGへ再入射させる。
図15は本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。図16は本発明の一実施形態による表示装置で表示される左眼映像を示した図面である。図17は左眼映像が表示される時、表示装置の動作を示すタイミング図である。
前記表示装置は2次元モードで平面映像を表示し、3次元モードで左眼映像と右眼映像を交互に表示する。前記交互に表示された左眼映像と右眼映像との組合わせは使用者に立体映像として認識される。
表示パネル130は複数個の表示領域DP1乃至DP6に区分される。複数個の表示領域DP1乃至DP6は導光体LGの複数個の発光領域LB−R1乃至LB−R6に対応するように区分される。
複数個の表示領域DP1乃至DP6の各々は表示パネル130に含まれた全体の画素行の中の一部の画素行を含む。前記全体の画素行が全てスキャンされれば、1つのフレームに該当する映像が生成される。
表示パネル130はタイミングコントローラTCC、ゲートドライバーGDC、及びデータドライバーDDCによって駆動される。また、光源LSは光源制御部LGCによって制御される。
タイミングコントローラTCCは映像信号DATAを受信する。映像信号DATAは2次元映像信号又は3次元映像信号の何れかである。表示パネル130が前記2次元モードで動作する時、タイミングコントローラTCCは第1制御信号CON1を受信し、表示パネル130が前記3次元モードに動作する時、第2制御信号CON2を受信する。例えば、第1及び第2制御信号CON1、CON2の各々には水平同期信号、垂直同期信号、メーンクロック信号及びデータイネーブル信号等が包含される。
タイミングコントローラTCCはデータドライバーDDCとのインターフェイス仕様に合うように映像信号DATAのデータフォーマットを変換し、変換された映像信号DATA’をデータドライバーDDCへ提供する。また、タイミングコントローラTCCはデータ制御信号DCON(例えば、出力開始信号、水平開始信号)、水平クロック信号、及び極性反転信号等)をデータドライバーDDCへ提供し、ゲート制御信号GCON(例えば、垂直開始信号、垂直クロック信号、及び垂直クロックバー信号等)をゲートドライバーGDCへ提供する。
ゲートドライバーGDCは複数個の選択用ゲート電圧を前記複数個の画素行へ順次的に提供する。データドライバーDDCはデータ制御信号DCONに応答して変換された映像信号DATA’に対応されるデータ電圧を出力する。前記選択用ゲート電圧が提供された画素行の各々の画素は前記データ電圧を受信する。
光源制御部LGCは光源LSを制御する。光源制御部LGCは表示パネル130に同期して動作する。光源制御部LGCは2次元モード同期信号2D−Sync及び3次元モード同期信号3D−Syncの何れかを受信する。
光源制御部LGCは2次元モード同期信号2D−Syncに応答して複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を同時にターンオン、又はターンオフする。光源制御部LGCは3次元モード同期信号3D−Syncに応答して複数個の発光ブロックLB1乃至LB6をスイッチングする。例えば、光源制御部LGCは複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を順次的にターンオンし、順次的にターンオフする。本発明の一実施形態で、2次元モード同期信号2D−Syncは第1制御信号CON1に含まれた信号の中の1つであり、3次元モード同期信号3D−Syncは第2制御信号CON2に含まれた信号の中の1つであり得る。
シャッター眼鏡SGは左眼シャッターLSGと右眼シャッターRSGを含む。シャッター眼鏡SGは表示パネル130が前記3次元モードに動作する時、表示パネル130に同期されて動作される。
シャッター眼鏡SGはタイミングコントローラTCCから3次元モード同期信号3D−Syncを受信する。シャッター眼鏡SGは3次元モード同期信号3D−Syncに応答して左眼シャッターLSGと右眼シャッターRSGをオープン又はクローズする。
図16に示したように、何れか1つ(第n番目)のフレーム区間Fnで表示される左眼映像は複数個の部分左眼映像Li1乃至Li6の合計からなされる。例えば、前記左眼映像は6つの部分左眼映像Li1乃至Li6の合計からなされ得る。
何れか1つのフレーム区間Fnの中で第1時点F/6で、第1発光領域LB−R1から第1表示領域DP1へ光が提供されれば、第1部分左眼映像Li1が生成される。以後、第2部分左眼映像Li2乃至第6部分左眼映像Li6が第2表示領域DP2乃至第6表示領域DP6で順次的に生成される。第2時点2F/6で第2表示領域DP2から第2部分左眼映像Li2が表示される時、第1部分左眼映像Li1は表示されない。
使用者は左眼シャッターLSGを通過した第1部分左眼映像Li1乃至第6部分左眼映像Li6の組合に従う左眼映像を認知する。何れか1つのフレーム区間Fnに連続する以後のフレーム区間の間に、上述した方法と同一の方法で右眼映像が生成される。使用者は前記以後のフレーム区間に右眼シャッターRSGを通過した前記右眼映像を認知する。
図17に示したように、複数個の発光ブロックLB1乃至LB6が各々のフレーム区間F(n−2)乃至F(n+2)の間に順次的にターンオンされ、ターンオフされる。複数個の発光ブロックの中でi(ここで、iは2以上の整数)番目の発光ブロックLBiは(i−1)番目の発光ブロックLB(i−1)がターンオフされる時、ターンオンされる。図17に示したように、第1発光ブロックLB1へ印加される第1スイッチング信号LB1−Sの下降エッジで第2発光ブロックLB2へ印加される第2スイッチング信号LB2−Sの上乗エッジが発生する。
図15及び図16を再び参照すれば、第1時点F/6で第1部分左眼映像Li1が生成される時、第1発光ブロックLB1から提供された光が第1発光領域LB−R1の以外の領域に拡散されれば、右眼映像Riの一部が生成され得る。それによって、使用者は左眼シャッターLSGを通じて右眼映像Riを部分的に認知するようになる。使用者は第1表示領域DP1に隣接する第2表示領域DP2から表示された部分的な右眼映像Ri、即ち意図しなかった右眼映像Riを認知するようになる(クロストーク現象)。
本発明の一実施形態による表示装置は提供する光の直進性が高いバックライトユニットBLUを包含するので、上述したクロストーク現象を防止できる。本発明の一実施形態による導光体は入射された光の直進性が一般的な導光体より高いので、上述したような意図しなかった右眼映像Riが生成されない。即ち、第1発光ブロックBL1から第1発光領域LB−R1へ提供された光は第2発光領域LB−R2に拡散されないので、部分的な右眼映像Riが生成されない。
図18は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの斜視図である。図19は図18に示したバックライトユニットの一部分を示した図面であり、図20は図18の一部を拡大して示した図面である。図1乃至図13を参照して説明したバックライトユニットの構成と同一である構成に対する詳細な説明は省略する。
図18に示したように、バックライトユニットBLU10は複数個の発光ブロックLB1乃至LB6を含む光源LS及び光源LSから受信された光をガイドする導光体LG20を含む。
導光体LG20は第1面US、第2面DS、及び第1面USと第2面DSを連結する複数個の連結面CS1乃至CS4を含む。複数個の連結面CS1乃至CS4は入光面CS1と対光面CS3を含む。
第1面USは入光面CS1へ入射された光が出射される面である。第2面DSは導光体LG20の厚さ方向で第1面USに対向する面である。
図18に示したように、第1面USは複数個のレンチキュラーパターンLCPを含む。複数個のレンチキュラーパターンLCPは第1方向D1に延長され、第1方向D1と交差する第2方向D2に配列される。複数個のレンチキュラーパターンLCPの各々は曲面をなす。
また、第2面DSは複数個の光ガイドパターンを含む。本実施形態では前記複数個の光ガイドパターンは第2面DSの一部分が除去されて形成された複数個の光ガイドパターンLGP100である。複数個の光ガイドパターンLGP100は第1方向D1に延長され、第2方向D2に配列される。
図19及び図20に示したように、複数個の光ガイドパターンLGP100の各々はプリズム形状である。複数個の光ガイドパターンLGP100は同一の深さQ1を有する。深さQ1はプリズム形状の複数個の光ガイドパターンLGP100の各々のピークで測定される。断面上でプリズム形状の複数個の光ガイドパターンLGP100の頂角θ20は80°乃至145°である。
プリズム形状の複数個の光ガイドパターンLGP100は前記複数個の第2レンチキュラーパターン(LGP、図1参照)と同一の機能を有する。導光体LG20の何れかの発光領域を進行する光が前記何れかの発光領域に隣接する発光領域に拡散される時、複数個の光ガイドパターンLGP100は前記拡散された光を前記何れかの1つの発光領域に再び集中する。
一方、他の実施形態では、プリズム形状の複数個の光ガイドパターンLGP100は前記深さQが互いに異なる複数グループの光ガイドパターンを包含する。その他の実施形態では、プリズム形状の複数個の光ガイドパターンLGP100は前記頂角が互いに異なる複数グループの光ガイドパターンを包含する。
複数個の光ガイドパターンLGP100は第2方向D2に互いに離隔されて配置される。この時、複数個の光ガイドパターンLGP100の中で2つの光ガイドパターンLGP100の間には平面部PP10が配置される。即ち、第2面DSは複数個の光ガイドパターンLGP100と平面部PP10を含む。
出光パターンLOP10は平面部PP10に配置される。図20に示したように、平面部PP10上に陰刻の出光パターンLOP10が配置され得る。陰刻の出光パターンLOP10は50μm以下の深さを有することが望ましい。
図21(A)は比較対象バックライトユニットの光度を測定した図面であり、図21(B)は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光度を測定した図面である。光度は導光体の第1面(US)上で測定された。
図21(A)の光度を有するバックライトユニットは導光体の第1面に配置された複数個のレンチキュラーパターンを含み、平坦な第2面を有する。即ち、比較対象バックライトユニットはプリズム形状の光ガイドパターンを包含しない。
図22は比較対象バックライトユニットの光度と本発明の一実施形態によるバックライトユニットの光度を比較したグラフである。図22の横(X)軸は前記導光体と光度測定装置がなす角度を示し、縦(Y)軸は光度の相対的な強さを示す。
図22で第1グラフGR10は比較対象バックライトユニットの光度を、第2グラフGR20は本実施形態によるバックライトユニットの光度を示す。図22に比較されたように、本実施形態によるバックライトユニットの光度は比較対象バックライトユニットの光度に比べて全体的に約10%以上増加する。
図23(A)は比較対象バックライトユニットの導光体へ入射された光の進行経路を示し、図23(B)は本発明の一実施形態によるバックライトユニットの導光体へ入射された光の進行経路を示す。図24は比較対象バックライトユニットと本発明の一実施形態によるバックライトユニットへ入射された光の直進性を比較して示したグラフである。図24の横(X)軸は前記導光体の第2方向D2に従う距離を示し、Y軸は輝度の相対的な強さを示す。
図24で第1グラフGR100は比較対象バックライトユニットの輝度を、第2グラフGR200は本実施形態によるバックライトユニットの輝度を示す。第1グラフGR100と第2グラフGR200は正規分布と類似の形状である。第1グラフGR100と第2グラフGR200は導光体の中心から第2方向D2に従って導光体の外側へ行くほど、輝度が減少することを示す。
図24に比較されたように、第2グラフGR200の幅は第1グラフGR100の幅より狭い。本実施形態に他のバックライトユニットは比較対象バックライトユニットより前記導光体へ進入した光の直進性が向上されるためである。
一方、特に図示しないが、図18乃至図24を参照して説明した本実施形態によるバックライトユニットは、図14に示した表示装置に含まれるバックライトユニットを代替できる。本実施形態によるバックライトユニットの制御方法とこれを含む表示装置の駆動方法は図14乃至図17を参照して説明した方法と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、当該技術分野に熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更し得ることを理解できるであろう。
BLU バックライトユニット
CS1 連結面、入光面
CS2 連結面、第1側面
CS3 連結面、対光面
CS4 連結面、第2側面
D1、D2、D3 第1、第2、第3方向
DP1,DP2、DP3、DP4、DP5、DP6 第1〜第6表示領域
DS 第2面
GP1、GP2 第1、第2溝部
GR1、GR10、GR100 第1グラフ
GR2、GR20、GR200 第2グラフ
H1、H2 第1、第2高さ
H10、H20 高さ
LB1、LB2、LB3、LB4、LB5、LB6 第1〜第6発光ブロック
LB1−S、LB2−S、LB3−S、LB4−S、LB5−S、LB6−S 第1〜第6スイッチング信号
LB−R1、LB−R2、LB−R3、LB−R4、LB−R5、LB−R6 第1〜第6発光領域
LCP 第1レンチキュラーパターン
LG、LG−R1、LG−R2、LG10、LG11、LG12、LG13、LG14、LG20 導光体
LGF 導光フィルム
LGP、LGP1、LGP2、LGP10、LGP20 第2レンチキュラーパターン
LGP100 (第2面DSの一部分が除去されて形成された)光ガイドパターン
LOP1、LOP2 凹型、凸型出光パターン
LR 長い半直径
LS 光源
LSG 左眼シャッター
PP 平面部
Q 深さ
RSG 右眼シャッター
SG シャッター眼鏡
SR 短い半直径
US 第1面
W1、W2 第1、第2幅
W10、W20 幅
10 樹脂物質供給部
21、22,23、24 第1、第2、第3、第4ローラー
110 上部保護部材
110−OP 開口部
120 下部保護部材
122 底部
124 側壁部
130 表示パネル
132、134 第1、第2基板
140 支持部材
150 光学シート
152 保護シート
154 プリズムシート
160 反射シート

Claims (20)

  1. 複数個の発光ブロックを含む光源と、
    第1面、前記第1面に対向する第2面、及び前記第1面と前記第2面を連結する複数個の連結面を含み、前記複数個の連結面の中で少なくとも1つの連結面は前記光源に対向し、前記光源から受信された光をガイドする導光体と、を含み、
    前記導光体の前記第1面は第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数個の第1レンチキュラーパターンを含み、
    前記第2面は前記第1方向に延長され、前記第2方向に配列された複数個の第2レンチキュラーパターンを含むことを特徴とするバックライトユニット。
  2. 前記複数個の第1レンチキュラーパターンは第1幅を有し、前記複数個の第2レンチキュラーパターンは前記第1幅と異なる第2幅を有することを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  3. 前記複数個の第1レンチキュラーパターンは第1高さを有し、前記複数個の第2レンチキュラーパターンは前記第1高さと異なる第2高さを有することを特徴とする請求項2に記載のバックライトユニット。
  4. 前記複数個の第2レンチキュラーパターンの断面上での外殻線の各々は楕円の一部をなすことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  5. 前記複数個の第2レンチキュラーパターンの中で一部の第2レンチキュラーパターンの幅とその他の一部の第2レンチキュラーパターンの幅は互いに異なることを特徴とする請求項4に記載のバックライトユニット。
  6. 前記複数個の第2レンチキュラーパターンの中で一部の第2レンチキュラーパターンの高さとその他の一部の第2レンチキュラーパターンの高さは互いに異なることを特徴とする請求項4に記載のバックライトユニット。
  7. 前記複数個の第1レンチキュラーパターンと前記複数個の第2レンチキュラーパターンの各々は前記導光体の前記第1方向の長さと同一である長さを有することを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  8. 前記複数個の第2レンチキュラーパターンの中で少なくとも一部の第2レンチキュラーパターンは前記受信された光を前記第1面へ出射させる出光パターンを含むことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  9. 前記複数個の第2レンチキュラーパターンは前記第2方向に互いに離隔されて配置されたことを特徴とする請求項1に記載のバックライトユニット。
  10. 複数個の発光ブロックを含む光源と、
    第1面、前記第1面に対向する第2面、及び前記第1面と前記第2面を連結する複数個の連結面を具備し、前記複数個の連結面の中で少なくとも1つの連結面は前記光源に対向し、前記光源から受信された光をガイドする導光体と、を含み、
    前記導光体の前記第1面は第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数個のレンチキュラーパターンを含み、
    前記第2面は前記第1方向に延長され、前記第2方向に配列され、前記第2面から陥没した複数個の光ガイドパターンを含むことを特徴とするバックライトユニット。
  11. 前記複数個の光ガイドパターンの各々はプリズム形状であることを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。
  12. 前記複数個の光ガイドパターンの中で一部の光ガイドパターンの深さとその他の一部の光ガイドパターンの深さは互いに異なることを特徴とする請求項11に記載のバックライトユニット。
  13. 前記複数個の光ガイドパターンは前記第2方向に互いに離隔されて配置されたことを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。
  14. 前記第2面は前記複数個の光ガイドパターンの間に配置された平面部をさらに含み、
    前記平面部は前記受信された光を前記第1面へ出射させる出光パターンを含むことを特徴とする請求項13に記載のバックライトユニット。
  15. 前記出光パターンは陰刻であることを特徴とする請求項14に記載のバックライトユニット。
  16. 複数個の発光ブロックを含む光源と、
    第1面、前記第1面に対向する第2面、及び前記第1面と前記第2面を連結する複数個の連結面を具備し、前記複数個の連結面の中で少なくとも1つの連結面は前記光源に対向し、前記光源から受信された光をガイドする導光体と、
    前記導光体から前記ガイドされた光を受信し、3次元モードにおいて、連続するフレーム区間の間に左眼映像と右眼映像を交互に表示する表示パネルと、を含み、
    前記導光体の前記第1面は第1方向に延長され、前記第1方向と交差する第2方向に配列された複数個のレンチキュラーパターンを含み、
    前記第2面は前記第1方向に延長され、前記第2方向に配列された複数個の光ガイドパターンを含むことを特徴とする表示装置。
  17. 前記複数個の発光ブロックは前記何れか1つの連結面に従って前記第2方向に配列されたことを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
  18. 前記複数個の発光ブロックは各々の前記フレーム区間の間に順次的にターンオンされ、
    前記複数個の発光ブロックの中で第i(ここで、iは2以上の整数)番目の発光ブロックは第(i−1)番目の発光ブロックがターンオフされる時、ターンオンされることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。
  19. 前記複数個の光ガイドパターンの各々は曲面をなすレンチキュラーパターンであることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
  20. 前記複数個の光ガイドパターンの各々は前記第2面の一部分が除去されて定義されたプリズムパターンであることを特徴とする請求項16に記載の表示装置。
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