KR101747297B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101747297B1
KR101747297B1 KR1020100075313A KR20100075313A KR101747297B1 KR 101747297 B1 KR101747297 B1 KR 101747297B1 KR 1020100075313 A KR1020100075313 A KR 1020100075313A KR 20100075313 A KR20100075313 A KR 20100075313A KR 101747297 B1 KR101747297 B1 KR 101747297B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide plate
light
light source
light guide
diffusion
Prior art date
Application number
KR1020100075313A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120013123A (ko
Inventor
차경훈
세르게이 세스닥
강기형
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020100075313A priority Critical patent/KR101747297B1/ko
Priority to US13/197,382 priority patent/US9194997B2/en
Publication of KR20120013123A publication Critical patent/KR20120013123A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101747297B1 publication Critical patent/KR101747297B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0076—Stacked arrangements of multiple light guides of the same or different cross-sectional area
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical 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
    • G02B30/22—Optical 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 stereoscopic type
    • G02B30/24—Optical 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 stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means 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
    • G02B6/0025—Diffusing sheet or layer; Prismatic sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light 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
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means 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
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치가 개시된다.
개시된 백라이트 유닛은 제1도광판과 제2도광판을 포함하고, 제1도광판은 서로 이격되게 배열된 제1확산부를 포함하고, 제2도광판은 상기 제1확산부와 교대로 배열된 제2확산부를 포함하여 광의 출광 방향을 제어함으로써 입체 영상을 복수 개의 시역에 표시할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치{Backlight unit and 2D and 3D image display system}
본 발명의 실시예는 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 3차원 영상 디스플레이에는 안경을 이용한 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있으며, 무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것이다. 무안경 방식에는 예를 들어 패럴렉스 배리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다.
패럴렉스 배리어 방식은 좌우 양안이 각각 보아야 할 영상을 교대로 세로 무늬 모양으로 인쇄 또는 사진으로 인화하여 이것을 극히 가느다란 세로 격자열 즉, 배리어를 이용하여 보는 것이다. 이렇게 함으로써, 좌안에 들어올 세로 무늬 영상과 우안에 들어올 세로 무늬 영상이 배리어에 의해 배분되어 좌안과 우안으로 각각 다른 시점(view point)의 영상이 보임으로써 입체 영상으로 보이는 것이다.
렌티큘러 방식은 렌티큘러 렌즈의 초점면에 좌우안에 대응하는 영상을 배치하고, 상기 렌티큘러 렌즈를 통하여 관찰하면 렌즈의 지향 특성에 따라 좌안과 우안에 영상이 분리되어 입체 형상이 형성된다. 렌티큘러 방식은 배리어 방식에 비해 광효율이 높은 반면, 렌티큘러 렌즈가 디스플레이 장치의 가장 앞쪽에 위치하기 때문에 외부광이 렌티큘러 렌즈에 반사됨에 따라 콘트라스트 비(contrast ratio)가 낮아질 수 있다.
또한, 패럴렉스 베리어 방식과 렌티큘러 방식은 시역이 좁아 화면의 중앙 부분에서 한 사람만이 영상을 볼 수 있는 한계가 있다.
본 발명의 실시예들은 복수 개의 시역에서 3차원 영상을 표시할 수 있는 백라이트 유닛 및 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛은, 제1도광판; 상기 제1도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제1도광판에 광을 조사하는 제1광원; 상기 제1도광판의 상부에 배치되는 제2도광판; 상기 제2도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제2도광판에 광을 조사하는 제2광원; 상기 제1도광판에 가로 방향으로 이격되게 배열된 제1확산부; 상기 제2도광판에 가로 방향으로 상기 제1확산부와 교대로 배열된 제2확산부; 및 상기 제2도광판의 상부에 마련된 렌티큘러 렌즈 어레이;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1확산부와 제2확산부는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1확산부와 제2확산부의 피치의 합은 렌티큘러 렌즈 어레이의 피치와 같거나 작을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1광원이 상기 제1도광판의 세로 방향의 적어도 일면에 배치되고, 상기 제2광원이 상기 제2도광판의 세로 방향의 적어도 일면에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1확산부와 제2확산부는 세로 방향으로 형성된 프리즘 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1광원과 제2광원은 각각 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호에 동기되어 구동될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1광원이 상기 제1도광판의 가로 방향의 적어도 일면에 배치되고, 상기 제2광원이 상기 제2도광판의 가로 방향의 적어도 일면에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1확산부와 제2확산부는 가로 방향으로 형성된 프리즘 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1광원과 제2광원을 선택적으로 스위칭하는 스위치 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제2확산부의 하부에 반사판이 더 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제1도광판과 제2도광판 사이에 제1도광판과 제2도광판보다 작은 굴절률을 가지는 매질이 삽입될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 렌티큘러 렌즈 어레이와 제2도광판이 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 제2도광판과 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 세로 방향으로 광을 확산하기 위한 밝기 향상 필름이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치는,
백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 이용하여 영상을 형성하기 위한 디스플레이 패널;을 포함하고,
상기 백라이트 유닛은 제1도광판, 상기 제1도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제1도광판에 광을 조사하는 제1광원, 상기 제1도광판의 상부에 배치되는 제2도광판, 상기 제2도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제2도광판에 광을 조사하는 제2광원, 상기 제1도광판에 가로 방향으로 이격되게 배열된 제1확산부, 상기 제2도광판에 가로 방향으로 상기 제1확산부와 교대로 배열된 제2확산부, 및 상기 제2도광판의 상부에 마련된 렌티큘러 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1광원과 제2광원을 선택적으로 스위칭하는 스위치 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널의 주사에 동기하여 제1광원과 제2광원을 영역별로 on-off 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 사용되는 확산부의 예들을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 의해 3D 영상이 표시되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 의해 2D 영상이 표시되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛과 디스플레이 패널의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부 절개 사시도이다.
도 10a는 도 9의 A-A선 단면도이다.
도 10b는 도 9의 B-B선 단면도이다.
도 10c는 도 9의 C-C선 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부 절개 사시도이다.
도 12a는 도 11의 A'-A'선 단면도이다.
도 12b는 도 11의 B'-B'선 단면도이다.
도 12c는 도 11의 C'-C'선 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 두 개의 도광판을 포함하고, 상기 두 개의 도광판은 각각 복수 개의 시역으로 광을 보낼 수 있도록 되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(1)의 일부 절개 사시도를 도시한 것이다. 상기 백라이트 유닛(1)은 제1도광판(10)과 제2도광판(20)을 포함하고, 상기 제1도광판(10)의 적어도 일면에 제1광원(15)이 배치되고, 제2도광판(20)의 적어도 일면에 제2광원(25)이 배치될 수 있다.
상기 제1도광판(10)은 상기 제1광원(15)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제1확산부(12)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 제1확산부(12)는 제1간격(d1)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1확산부(12)는 백라이트 유닛(1)의 가로 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 가로 방향은 백라이트 유닛의 장축 방향(x 방향)을 나타내고, 세로 방향은 단축 방향(y 방향)을 나타낸다. 예를 들어, 스크린이 4:3 또는 16:9의 종횡비를 가질 때, 긴쪽 방향을 가로 방향으로, 짧은 쪽 방향을 세로 방향으로 할 수 있다. 상기 제1광원(15)은 제1도광판(10)의 세로 방향 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 상기 제2광원(25)은 제2도광판(20)의 세로 방향 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 제1광원(15)과 제2광원(25)은 점광원, 선광원 또는 면광원 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 제1광원(15)과 제2광원(25)은 예를 들어 CCFL(Cool Cathod Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2도광판(20)은 제2광원(25)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제2확산부(22)를 포함할 수 있다. 상기 제2확산부(22)는 백라이트 유닛(1)의 가로 방향으로 제2간격(d2)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1간격(d1)과 제2간격(d2)은 같은 크기를 가질 수 있다. 상기 제1확산부(12)와 제2확산부(22)는 서로 교대로 배열될 수 있다.
상기 제2도광판(20) 위에 렌티큘러 렌즈(32)가 가로 방향으로 배열된 렌티큘러 렌즈 어레이(30)가 구비될 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈(32)의 피치(p)는 제1확산부(12)의 제1피치(p1)와 제2확산부(22)의 제2피치(p2)의 합과 같거나 클 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(30)는 제2도광판(20)과 별도의 몸체로 형성되거나 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 제1확산부(12)와 제2확산부(22)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 제1확산부(12)와 제2확산부(22)는 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 또는, 제1확산부(12)와 제2확산부(22)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름의 조합으로 구성되는 것도 가능하다. 도 1 및 도 2는 제1확산부(12)와 제2확산부(22)가 프리즘 패턴을 포함하는 예를 도시한 것이다. 프리즘 패턴은 예를 들어 V 그루브를 포함할 수 있다. 도 1에서와 같이 제1광원(15)과 제2광원(25)이 백라이트 유닛(1)의 세로 방향(y)에 배치될 때, 프리즘 패턴의 V 그루브는 백라이트 유닛(1)의 세로 방향(y)으로 형성될 수 있다.
도 3a는 제1확산부(12')와 제2확산부(22')가 도트 패턴으로 형성된 예를 도시한 것이고, 도 3b는 제1확산부(12")와 제2확산부(22")가 확산 필름으로 형성된 예를 도시한 것이다.
다음은 도 1에 도시된 백라이트 유닛(1)의 3D 영상 표시 동작에 대해 설명한다. 도 4a를 참조하면, 제1광원(15)을 on하고, 제2광원(25)을 off할 때, 제1광원(15)으로부터 조사된 광이 제1도광판(10)을 통해 진행된다. 제1도광판(10)을 진행하는 광은 제1확산부(12)에서 확산되어 제2도광판(20)과 렌티큘러 렌즈 어레이(30)를 통과해 출력될 수 있다. 제1확산부(12)가 없는 영역에서는 광이 전반사되어 제1도광판(10) 내부로 진행하다가 제1확산부(12)를 만나면 외부로 출력될 수 있다. 제1확산부(12)가 없는 영역에서 전반사 조건을 만족하지 않는 일부 광은 외부로 출력될 수 있으나 이러한 광들은 소량으로 무시될 수 있다.
상기 제1확산부(12)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(30)에 의해 집광되어 예를 들어, 복수 개의 좌안 시역이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 제1 좌안 시역(L1), 제2 좌안 시역(L2), 제3 좌안 시역(L3)이 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 제1광원(15)을 off하고, 제2광원(25)을 on할 때, 제2광원(25)으로부터 조사된 광이 제2도광판(20)을 통해 진행될 수 있다. 제2도광판(20)을 진행하는 광은 제2확산부(22)에서 확산되어 렌티큘러 렌즈 어레이(30)를 통해 외부로 출력되고, 제2확산부(22)가 없는 영역에서는 전반사되어 제2도광판(20) 내부로 진행하다가 제2확산부(22)를 만나면 외부로 출력될 수 있다. 상기 제2확산부(22)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 제2확산부(22)는 상기 제1확산부(12)와 그 위치가 다르므로 제2확산부(22)에 의한 출광 방향과 제1확산부(12)에 의한 출광 방향은 서로 다를 수 있다. 상기 제2확산부(22)에 의해 예를 들어 복수 개의 우안 시역이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 우안 시역(R1), 제2 우안 시역(R2), 제3 우안 시역(R3)이 형성될 수 있다.
도 4a에 도시된 복수 개의 좌안 시역과 도 4b에 도시된 복수 개의 우안 시역의 결합에 의해 복수 개의 3D 영상 시역이 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 백라이트 유닛(10)에 영상을 형성하는 디스플레이 패널(미도시)이 결합되면 3D 영상이 표시될 수 있다. 한편, 도 5는 제1광원(15)과 제2광원(25)이 모두 on 된 상태를 도시한 것이다. 이 경우에는 모든 영역에 같은 영상이 표시되므로 2D 영상이 표시될 수 있다. 상술한 바와 같이 제1광원(15)과 제2광원(25)을 선택적으로 스위칭함으로써 2D와 3D 영상을 표시할 수 있으며, 3D 영상을 복수 개의 시역에 표시할 수 있다. 복수 개의 시역에 3D 영상을 표시함으로써 여러 사람이 3D 영상을 시청할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1도광판(10)과 제2도광판(20) 사이에 매질(40)이 삽입될 수 있다. 상기 매질(40)은 제1도광판(10)과 제2도광판(20)보다 작은 굴절률을 가질 수 있다. 그럼으로써, 제1도광판(10)과 제2도광판(20)을 진행하는 광이 전반사 조건을 만족하도록 하여 원하지 않는 방향으로 출력되는 광량을 줄일 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛(1)의 변형예를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 백라이트 유닛은 제1도광판(10)의 양측에 제1광원(15)과 제3광원(17)을 포함하고, 제2도광판(20)의 양측에 제2광원(27)과 제4광원(27)을 포함한다. 광원을 두 개 구비함으로써 영상의 밝기를 증가시킬 수 있다. 제1광원(15)과 제3광원(17)을 on하고, 제2광원(25)과 제4광원(27)을 off할 때, 예를 들어, 복수 개의 좌안 시역이 형성될 수 있다. 그리고, 제1광원(15)과 제3광원(17)을 off하고, 제2광원(25)과 제4광원(27)을 on할 때, 예를 들어, 복수 개의 우안 시역이 형성될 수 있다.
상기 제2확산부(22)의 하부에 반사판(29)을 더 구비할 수 있다. 상기 반사판(29)은 제2도광판(20)을 진행하는 광이 제1도광판(10)쪽으로 투과되어 나가는 것을 방지하여 유효 광량을 증가시킬 수 있다.
도 8은 백라이트 유닛(1)과 디스플레이 패널(50)의 동작을 설명하기 위해, 백라이트 유닛(1)과 디스플레이 패널(50)을 분리하여 도시한 것이다. 상기 백라이트 유닛(1)은 편의상 렌티큘러 렌즈 어레이와 제1 및 제2 확산부를 생략하여 도시한 것으로, 제1도광판(10)과 제2도광판(20)이 복수 개의 영역으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1도광판(10)과 제2도광판(20)이 각각 제1영역(10a)(20a), 제2영역(10b)(20b), 제3영역(10c)(20c) 및 제4영역(10d)(20d)을 포함할 수 있다. 제1광원(15)은 예를 들어, 복수 개의 광원 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1광원(15)은 제1도광판(10)의 제1 내지 제4 영역(10a)(10b)(10c)(10d)에 대응되게 제1 내지 제4 광원 영역(15a)(15b)(15c)(15d)을 포함할 수 있다. 제1광원(10)의 제1 내지 제4 영역(10a)(10b)(10c)(10d)에 예를 들어, LED 또는 CCFL이 구비될 수 있다. 각 광원 영역에 있는 광원은 영역별로 독립적으로 스위칭 제어가 가능하다. 제2광원(25) 또한 상기 제2도광판(20)의 제1 내지 제4 영역(20a)(20b)(20c)(20d)에 대응되게 제5 내지 제8 광원 영역(25a)(25b)(25c)(25d)을 포함할 수 있다. 제2광원(20)의 제5 내지 제8 영역(20a)(20b)(20c)(20d)에 예를 들어, LED 또는 CCFL이 구비될 수 있으며, 각 광원 영역에 있는 광원은 영역별로 독립적으로 스위칭 제어가 가능하다.
상기 제1광원(15)은 제1 스위치 컨트롤러(43)에 의해 on-off 제어되고, 제2광원(25)은 제2 스위치 컨트롤러(45)에 의해 on-off 제어될 수 있다. 상기 디스플레이 패널(50)은 영상 신호 입력부(55)에서 입력된 영상 신호에 따라 영상을 표시할 수 있다. 상기 영상 신호 입력부(55)는 영상 신호를 디스플레이 패널(50)의 세로 방향으로 주사할 수 있다. 상기 제1광원(15)과 제2광원(25)은 각각 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호에 동기되어 구동될 수 있다.
한편, 상기 디스플레이 패널(50)은 예를 들어 제1도광판과 제2도광판의 제1 내지 제4영역(10a)(20a)(10b)(20b)(10c)(20c)(10d)(20d)에 대응되게 제1 내지 제4 패널 영역(50a)(50b)(50c)(50d)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 스위치 컨트롤러(43)(45)는 상기 디스플레이 패널(50)의 주사에 동기하여 상기 제1광원과 제2광원의 on-off를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 패널 영역(50a)(50b)(50c)(50d)에 좌안 영상 신호가 주사될 때, 이에 동기되어 제1 내지 제4 광원 영역(15a)(15b)(15c)(15d)에 있는 제1광원이 on될 수 있다. 이어서, 제1 패널 영역(50a)에 우안 영상 신호가 주사되고, 제2 내지 제4 패널 영역(50b)(50c)(50d)에 좌안 영상 신호가 주사될 때, 제1 패널 영역(50)에 대응되는 제2 도광판(20)의 제1영역(20a)을 조사하도록 제5 광원 영역(25a)의 제2 광원이 on 되고, 제6 내지 제8 광원 영역(25b)(25c)(25d)의 제2광원이 off 될 수 있다. 그리고, 제2 내지 제4 패널 영역(50b)(50c)(50d)에 대응되는 제1 도광판(10)의 제2 내지 제3 영역(10b)(10c)(10d)을 조사하도록 제1 광원 영역(15a)의 제1광원이 off되고, 제2 내지 제4 광원 영역(15b)(15c)(15d)의 제1광원이 on될 수 있다. 이와 같이 디스플레이 패널의 주사에 동기하여 제1광원과 제2광원을 영역별로 on-off 조절함으로써 좌안 영상과 우안 영상의 크로스토크를 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 일부 절개 사시도를 도시한 것이다. 상기 백라이트 유닛(100)은 제1도광판(110)과 제2도광판(120)을 포함하고, 상기 제1도광판(110)의 적어도 일면에 제1광원(115)이 배치되고, 제2도광판(120)의 적어도 일면에 제2광원(125)이 배치될 수 있다.
상기 제1도광판(110)은 상기 제1광원(215)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제1확산부(112)를 포함할 수 있다. 도 10a는 도 9의 A-A선 단면도이다. 도 10a를 참조하면, 상기 제1확산부(112)는 제1간격(d1)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1확산부(112)는 백라이트 유닛(100)의 가로 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 가로 방향(x)은 백라이트 유닛의 장축 방향을 나타내고, 세로 방향(y)은 단축 방향을 나타낸다. 상기 제1광원(115)은 제1도광판(110)의 가로 방향(x) 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 상기 제2광원(125)은 제2도광판(120)의 가로 방향(x) 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
제1광원(115)과 제2광원(125)은 점광원, 선광원 또는 면광원 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 제2도광판(120)은 제2광원(125)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제2확산부(122)를 포함할 수 있다. 상기 제2확산부(122)는 백라이트 유닛(100)의 가로 방향으로 제2간격(d2)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1간격(d1)과 제2간격(d2)은 같은 크기를 가질 수 있다. 상기 제1확산부(112)와 제2확산부(122)는 서로 교대로 배열될 수 있다.
상기 제2도광판(120) 위에 렌티큘러 렌즈(132)가 가로 방향(x)으로 배열된 렌티큘러 렌즈 어레이(130)가 구비될 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈(132)의 피치(p)는 제1확산부(112)의 제1피치(p1)와 제2확산부(122)의 제2피치(p2)의 합과 같거나 클 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(130)는 제2도광판(120)과 별도의 몸체로 형성되거나 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 제1확산부(112)와 제2확산부(122)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 제1확산부(112)와 제2확산부(122)는 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 또는, 제1확산부(112)와 제2확산부(122)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름의 조합으로 구성되는 것도 가능하다. 도 9는 제1확산부(112)와 제2확산부(122)가 프리즘 패턴을 포함하는 예를 도시한 것이다. 프리즘 패턴은 예를 들어 V 그루브를 포함할 수 있다. 도 10b 및 도 10c를 참조하면, 제1광원(115)과 제2광원(125)이 백라이트 유닛(100)의 가로 방향(x) 측면에 배치될 때, 프리즘 패턴의 V 그루브는 백라이트 유닛(100)의 가로 방향(x)으로 형성될 수 있다.
상기 제1광원(115)이 on이고, 제2광원(125)이 off일 때, 상기 제1광원(115)에서 조사된 광 중 일부는 제1도광판(110)의 제1확산부(112)에서 확산되어 제2도광판(120), 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통해 출사될 수 있다. 나머지 광은 제1확산부(112)가 없는 영역에서 반사되어 진행하다 제1확산부(112)를 만나면 확산되어 제2도광판(120), 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통해 출사될 수 있다.
상기 제1광원(115)이 off이고, 제2광원(125)이 on될 때, 상기 제2광원(125)에서 조사된 광 중 일부는 제2도광판(120)의 제2확산부(122)에서 확산되어 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통해 출사될 수 있다. 나머지 광은 제2확산부(122)가 없는 영역에서 반사되어 진행하다 제2확산부(122)를 만나면 확산되어 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통해 출사될 수 있다.
상기 제1확산부(112)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(130)에 의해 집광되어 예를 들어, 복수 개의 좌안 시역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2확산부(122)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 제2확산부(122)는 상기 제1확산부(112)와 그 위치가 다르므로 제2확산부(122)에 의한 출광 방향과 제1확산부(112)에 의한 출광 방향은 서로 다를 수 있다. 상기 제2확산부(122)에 의해 예를 들어 복수 개의 우안 시역이 형성될 수 있다.
제1확산부(112)에 의한 복수 개의 좌안 시역과 제2확산부(122)에 의한 복수 개의 우안 시역의 결합에 의해 복수 개의 3D 영상 시역이 형성될 수 있다. 한편, 제1광원(115)과 제2광원(125)이 모두 on 되는 경우에는 모든 영역에 같은 영상이 표시되므로 2D 영상이 표시될 수 있다. 상술한 바와 같이 제1광원(115)과 제2광원(125)을 선택적으로 스위칭함으로써 2D와 3D 영상을 표시할 수 있으며, 3D 영상을 복수 개의 시역에 표시할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 도 9에 도시된 백라이트 유닛(100)에도 제2확산부(122) 하부에 반사판을 더 구비할 수 있으며, 제1광원(115)과 제2광원(125)을 한 쌍씩 구비하는 것도 가능하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)을 도시한 것이다. 상기 백라이트 유닛(200)은 제1도광판(210)과 제2도광판(220)을 포함하고, 상기 제1도광판(210)의 적어도 일면에 제1광원(215)이 배치되고, 제2도광판(220)의 적어도 일면에 제2광원(225)이 배치될 수 있다.
상기 제1도광판(210)은 상기 제1광원(215)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제1확산부(212)를 포함할 수 있다. 도 12a는 도 11의 A'-A'선 단면도이다. 도 12a를 참조하면, 상기 제1확산부(212)는 제1간격(d1)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1확산부(212)는 백라이트 유닛(200)의 가로 방향(x)으로 배열될 수 있다. 여기서, 가로 방향(x)은 백라이트 유닛(200)의 장축 방향을 나타내고, 세로 방향(y)은 단축 방향을 나타낸다. 상기 제1광원(215)은 제1도광판(210)의 가로 방향(x) 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 상기 제2광원(225)은 제2도광판(220)의 가로 방향(x) 측면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 도 11에서는 제1광원(215)이 제1도광판(210)의 마주보는 두 면에 한 쌍 구비되어 있고, 제2광원(225)이 제2도광판(220)의 마주보는 두 면에 한 쌍 구비되어 있다.
제1광원(215)과 제2광원(225)은 점광원, 선광원 또는 면광원 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 제2도광판(220)은 제2광원(225)으로부터 조사된 광을 확산시키는 제2확산부(222)를 포함할 수 있다. 상기 제2확산부(222)는 백라이트 유닛(200)의 가로 방향으로 제2간격(d2)으로 이격되게 배열될 수 있다. 상기 제1간격(d1)과 제2간격(d2)은 같은 크기를 가질 수 있다. 상기 제1확산부(212)와 제2확산부(222)는 서로 교대로 배열될 수 있다.
상기 제2도광판(220) 위에 렌티큘러 렌즈(242)가 가로 방향(x)으로 배열된 렌티큘러 렌즈 어레이(240)가 구비될 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈(242)의 피치(p)는 제1확산부(212)의 제1피치(p1)와 제2확산부(222)의 제2피치(p2)의 합과 같거나 클 수 있다. 상기 제2도광판(220)과 렌티큘러 렌즈 어레이(240) 사이에 밝기 향상 필름(Brightness Enhencement Film)(230)이 더 구비될 수 있다. 상기 밝기 향상 필름(230)은 백라이트 유닛(200)의 가로 방향(x)으로 형성된 프리즘 패턴(232)을 포함할 수 있다. 상기 밝기 향상 필름(230)은 입사광을 세로 방향(y)으로 확산시켜 세로 방향 시야각을 향상시킬 수 있다. 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(240)는 상기 밝기 향상 필름(230)과 별도의 몸체로 형성되거나 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 제1확산부(212)와 제2확산부(222)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 제1확산부(212)와 제2확산부(222)는 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 또는, 제1확산부(212)와 제2확산부(222)는 프리즘 패턴, 도트 패턴, 확산 필름의 조합으로 구성되는 것도 가능하다. 도 11은 제1확산부(212)와 제2확산부(222)가 프리즘 패턴을 포함하는 예를 도시한 것이다. 프리즘 패턴은 예를 들어 V 그루브를 포함할 수 있다. 도 12b 및 도 12c를 참조하면, 제1광원(215)과 제2광원(225)이 백라이트 유닛(200)의 가로 방향(x) 측면에 배치될 때, 프리즘 패턴의 V 그루브는 백라이트 유닛(200)의 가로 방향(x)으로 형성될 수 있다.
상기 제1광원(215)이 on이고, 제2광원(225)이 off일 때, 상기 제1광원(215)에서 조사된 광 중 일부는 제1도광판(210)의 제1확산부(212)에서 확산되어 제2도광판(220), 밝기 향상 필름(230), 렌티큘러 렌즈 어레이(240)를 통해 출사될 수 있다. 나머지 광은 제1확산부(212)가 없는 영역에서 반사되어 진행하다 제1확산부(212)를 만나면 확산되어 제2도광판(220), 밝기 향상 필름(230), 렌티큘러 렌즈 어레이(240)를 통해 출사될 수 있다.
상기 제1광원(215)이 off이고, 상기 제2광원(225)이 on일 때, 상기 제2광원(225)에서 조사된 광 중 일부는 제2도광판(220)의 제2확산부(222)에서 확산되어 밝기 향상 필름(230), 렌티큘러 렌즈 어레이(240)를 통해 출사될 수 있다. 나머지 광은 제2확산부(222)가 없는 영역에서 반사되어 진행하다 제2확산부(222)를 만나면 확산되어 밝기 향상 필름(230), 렌티큘러 렌즈 어레이(240)를 통해 출사될 수 있다.
상기 제1확산부(212)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(240)에 의해 집광되어 예를 들어, 복수 개의 좌안 시역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2확산부(222)에 의해 광의 출광 방향이 제어될 수 있으며, 제2확산부(222)는 상기 제1확산부(212)와 그 위치가 다르므로 제2확산부(222)에 의한 출광 방향과 제1확산부(212)에 의한 출광 방향은 서로 다를 수 있다. 상기 제2확산부(222)에 의해 예를 들어 복수 개의 우안 시역이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 밝기 향상 필름(230)에 의해 세로 방향으로의 시야각이 증가될 수 있다.
제1확산부(212)에 의한 복수 개의 좌안 시역과 제2확산부(222)에 의한 복수 개의 우안 시역의 결합에 의해 복수 개의 3D 영상 시역이 형성될 수 있다. 한편, 제1광원(215)과 제2광원(225)이 모두 on 되는 경우에는 모든 영역에 같은 영상이 표시되므로 2D 영상이 표시될 수 있다. 상술한 바와 같이 제1광원(215)과 제2광원(225)을 선택적으로 스위칭함으로써 2D와 3D 영상을 표시할 수 있으며, 3D 영상을 복수 개의 시역에 표시하여 여러 사람이 같이 영상을 시청할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 백라이트 유닛(300)과, 상기 백라이트 유닛(300) 상에 구비되어 영상을 형성하기 위한 디스플레이 패널(320)을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛(300)으로는 앞서 설명한 여러 실시예들의 백라이트 유닛(1)(100)(200)이 채용될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(320)은 예를 들어, 액정 패널을 포함할 수 있다. 액정 패널은 화소마다 박막트랜지스터와 전극이 구비되어 액정에 전계를 가해주는 방식으로 영상을 표시해 줄 수 있다. 액정 패널의 구체적인 구성 및 회로 구동에 의한 영상 표시 동작에 대해서는 이미 널리 알려져 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 표시 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
1,100,200,300...백라이트 유닛, 10,110,210...제1도광판
15,25,115,117,125,127,215,225...광원, 20,120,220...제2도광판
12,112,212...제1확산부, 22,122,222...제2확산부
30,130,240...렌티큘러 렌즈 어레이

Claims (20)

  1. 제1도광판;
    상기 제1도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제1도광판에 광을 조사하는 제1광원;
    상기 제1도광판의 상부에 배치되는 제2도광판;
    상기 제2도광판의 적어도 일면에 배치되어 상기 제2도광판에 광을 조사하는 제2광원;
    상기 제1도광판에 가로 방향으로 이격되게 배열된 제1확산부;
    상기 제2도광판에 가로 방향으로 상기 제1확산부와 교대로 배열된 제2확산부; 및
    상기 제2도광판의 상부에 마련된 렌티큘러 렌즈 어레이;를 포함하고,
    상기 제1확산부와 제2확산부의 피치의 합은 렌티큘러 렌즈 어레이의 피치와 같은 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1확산부와 제2확산부는 프리즘 패턴, 확산 필름, 도트 패턴 중 어느 하나를 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1광원이 상기 제1도광판의 세로 방향의 적어도 일면에 배치되고, 상기 제2광원이 상기 제2도광판의 세로 방향의 적어도 일면에 배치된 백라이트 유닛.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1확산부와 제2확산부는 세로 방향으로 형성된 프리즘 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1광원과 제2광원은 각각 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호에 동기되어 구동되는 백라이트 유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1광원이 상기 제1도광판의 가로 방향의 적어도 일면에 배치되고, 상기 제2광원이 상기 제2도광판의 가로 방향의 적어도 일면에 배치된 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1확산부와 제2확산부는 가로 방향으로 형성된 프리즘 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제 1항, 제 2항, 제4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1광원과 제2광원을 선택적으로 스위칭하는 스위치 컨트롤러를 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제 1항, 제 2항, 제4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2확산부의 하부에 반사판이 더 배치되는 백라이트 유닛.
  11. 제 1항, 제 2항, 제4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1도광판과 제2도광판 사이에 제1도광판과 제2도광판보다 작은 굴절률을 가지는 매질이 삽입된 백라이트 유닛.
  12. 제 1항, 제 2항, 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈 어레이와 제2도광판이 일체로 형성된 백라이트 유닛.
  13. 제 1항, 제 2항, 제4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2도광판과 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 세로 방향으로 광을 확산하기 위한 밝기 향상 필름이 더 구비되는 백라이트 유닛.
  14. 제 1항, 제 2항, 제4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 이용하여 영상을 형성하기 위한 디스플레이 패널;을 포함하는 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1광원과 제2광원을 선택적으로 스위칭하는 스위치 컨트롤러를 포함하는 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제2확산부의 하부에 반사판이 더 배치되는 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 제1도광판과 제2도광판 사이에 제1도광판과 제2도광판보다 작은 굴절률을 가지는 매질이 삽입된 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 렌티큘러 렌즈 어레이와 제2도광판이 일체로 형성된 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제2도광판과 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 세로 방향으로 광을 확산하기 위한 밝기 향상 필름이 더 구비되는 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 주사에 동기하여 제1광원과 제2광원을 영역별로 on-off 제어하는 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치.
KR1020100075313A 2010-08-04 2010-08-04 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치 KR101747297B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100075313A KR101747297B1 (ko) 2010-08-04 2010-08-04 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치
US13/197,382 US9194997B2 (en) 2010-08-04 2011-08-03 Backlight unit and 2D and 3D image display system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100075313A KR101747297B1 (ko) 2010-08-04 2010-08-04 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120013123A KR20120013123A (ko) 2012-02-14
KR101747297B1 true KR101747297B1 (ko) 2017-06-27

Family

ID=45555833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100075313A KR101747297B1 (ko) 2010-08-04 2010-08-04 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9194997B2 (ko)
KR (1) KR101747297B1 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101256936B1 (ko) * 2009-12-11 2013-04-25 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 시스템
JP6008167B2 (ja) * 2011-05-23 2016-10-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 配光システム及び立体画像表示装置
JP6318560B2 (ja) * 2013-11-11 2018-05-09 オムロン株式会社 導光体、発光装置および遊技機
TW201531777A (zh) * 2014-02-07 2015-08-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd 透明顯示裝置
KR20160030820A (ko) * 2014-09-11 2016-03-21 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 이용한 영상 표시장치
CN104460115B (zh) * 2014-12-31 2017-09-01 苏州大学 一种多视角像素指向型背光模组及裸眼3d显示装置
US10788612B2 (en) 2015-10-19 2020-09-29 Sony Corporation Light-emitting unit, display apparatus, and lighting apparatus
KR102601571B1 (ko) * 2015-10-29 2023-11-13 엘지디스플레이 주식회사 무안경 3d 표시장치와 그의 구동방법
RU2617003C1 (ru) * 2015-11-05 2017-04-19 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Световодная пластина и содержащее ее устройство задней подсветки
US20170131456A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd Light guide plate and backlighting device including the same
EP3165948B1 (en) * 2015-11-05 2022-10-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Backlighting device
KR102508368B1 (ko) 2015-12-29 2023-03-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 그를 포함하는 무안경 3d 표시장치
KR20170079443A (ko) 2015-12-30 2017-07-10 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛과 그를 포함하는 무안경 3d 표시장치
KR102458240B1 (ko) 2016-01-06 2022-10-24 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP6776359B2 (ja) 2016-01-30 2020-10-28 レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． 収束ビューを有するマルチビーム要素型バックライティング
CN107179627B (zh) * 2016-03-09 2020-10-23 台湾扬昕股份有限公司 光源模块以及显示装置
TWI595270B (zh) * 2016-07-20 2017-08-11 台達電子工業股份有限公司 背光模組及其立體顯示裝置
CN206301061U (zh) * 2017-01-04 2017-07-04 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组及显示装置
CN109424862A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 和硕联合科技股份有限公司 发光壳体
US11327356B2 (en) * 2018-02-12 2022-05-10 Nanocomp Oy Ltd Light guide for segmented illumination
CN108363241B (zh) * 2018-02-12 2021-06-29 深圳创维－Rgb电子有限公司 一种背光模组及具有该背光模组的液晶显示器
CN110568657A (zh) * 2018-06-05 2019-12-13 中强光电股份有限公司 显示装置
CN109120913B (zh) * 2018-10-09 2020-09-11 深圳市眸合科技有限公司 一种指向背光型自由立体显示系统及其显示方法
KR20210133322A (ko) * 2019-04-22 2021-11-05 레이아 인코포레이티드 다중 영역 백라이트, 멀티뷰 디스플레이 및 방법
CN112882286A (zh) * 2020-12-15 2021-06-01 马鞍山晶智科技有限公司 一种防窥视背光模组
JP2023009956A (ja) * 2021-07-08 2023-01-20 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030063234A1 (en) * 2001-07-25 2003-04-03 Masaharu Oda Surface lighting device
US20050046951A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-03 Olympus Corporation Video display apparatus capable of displaying different videos according to observing direction
US20080204871A1 (en) * 2005-09-12 2008-08-28 Sharp Kabushiki Kaisha Multiple-view directional display
US20100026703A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Parker Jeffery R Optically transmissive substrates and light emitting assemblies and methods of making same, and methods of displaying images using the optically transmissive substrates and light emitting assemblies

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897184A (en) * 1996-07-02 1999-04-27 Dimension Technologies, Inc. Reduced-thickness backlighter for autostereoscopic display and display using the backlighter
US20020144905A1 (en) 1997-12-17 2002-10-10 Christian Schmidt Sample positioning and analysis system
JP3908241B2 (ja) 2004-06-24 2007-04-25 オリンパス株式会社 映像表示装置
KR101439842B1 (ko) 2007-06-25 2014-09-12 삼성전자주식회사 백라이트 유닛 및 이를 채용한 ２ｄ／３ｄ 겸용영상표시장치
JP5143770B2 (ja) * 2009-03-02 2013-02-13 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030063234A1 (en) * 2001-07-25 2003-04-03 Masaharu Oda Surface lighting device
US20050046951A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-03 Olympus Corporation Video display apparatus capable of displaying different videos according to observing direction
US20080204871A1 (en) * 2005-09-12 2008-08-28 Sharp Kabushiki Kaisha Multiple-view directional display
US20100026703A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Parker Jeffery R Optically transmissive substrates and light emitting assemblies and methods of making same, and methods of displaying images using the optically transmissive substrates and light emitting assemblies

Also Published As

Publication number Publication date
US9194997B2 (en) 2015-11-24
KR20120013123A (ko) 2012-02-14
US20120032997A1 (en) 2012-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101747297B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함한 2차원 겸용 3차원 영상 디스플레이 장치
US8860906B2 (en) Directional light guide plate, directional surface light source, and three-dimensional image display apparatus employing the directional surface light source
US8274556B2 (en) Backlight unit and 2D/3D switchable image display device employing the backlight unit
KR101125635B1 (ko) 3ｄ 디스플레이 디바이스용 백라이트
KR100651099B1 (ko) 멀티뷰 방향성 디스플레이
US7821711B2 (en) 2D-3D image switching display system
US9274346B2 (en) Multi-view auto-stereoscopic display
KR101380226B1 (ko) 3차원 영상구현 액정표시장치
US20140140094A1 (en) Light source device, display unit, and electronic apparatus
US20130088486A1 (en) 3d image display apparatus and 3d image display method performed in the same
JP2013076725A (ja) 光源デバイスおよび表示装置、ならびに電子機器
CN103574403A (zh) 光源装置、显示单元以及电子设备
KR20120111401A (ko) 입체 영상 표시 장치
JP2010237416A (ja) 立体表示装置
TW201734519A (zh) 背光單元及包含該背光單元的自動立體３ｄ顯示裝置
KR20160134000A (ko) 3차원 영상 표시 장치 및 그 영상 표시 방법
US7265902B2 (en) Display apparatus switchable between a two-dimensional display and a three-dimensional display
KR20160085887A (ko) 듀얼 뷰잉 필름 및 이를 사용한 듀얼 뷰 디스플레이 장치
JP2011253028A (ja) 画像表示装置及び画像表示装置を使用した電子機器
JP2009093989A (ja) 面光源装置及び液晶表示装置
KR102146962B1 (ko) 출력의 지향성 제어를 갖는 디스플레이 디바이스, 및 이러한 디스플레이 디바이스를 위한 백라이트
JP4483233B2 (ja) 面光源及び液晶表示装置
JP5685154B2 (ja) 立体画像表示装置及び立体画像表示装置の駆動方法
JP2006234916A (ja) 液晶表示装置
TW201437687A (zh) 光源裝置及顯示裝置、以及電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant