KR102250015B1 - 시야각 조절을 위한 프리즘 시트, 이를 구비하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치 - Google Patents

시야각 조절을 위한 프리즘 시트, 이를 구비하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 어셈블리에 포함되는 프리즘 시트에 관한 것으로, 본 실시예에 따른 시야각 조절을 위한 프리즘 시트는 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층; 및 상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층을 포함한다. 본 발명에 따르면 기존의 프리즘 또는 양방향의 구조의 시야각 조절 필름 에 비하여 좌안 우안 이미지 사이의 크로스 토크의 생성을 저하 시킬수 있으며 따라서 삼차원 영상의 품질을 향상 시킬 수 있다. 또한 프리즘 산의 각도 및 재료의 굴절률을 이용하여 가 시청거리(시야각)의 조절이 용이해진다.

Description

시야각 조절을 위한 프리즘 시트, 이를 구비하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치{Prism sheet for controlling a viewing angle, and backlight assembly and LCD displayer comprising the same}
본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 어셈블리에 포함되는 프리즘 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무안경식 삼차원 입체 영상 표시 장치에 사용되는 프리즘 시트에 관한 것이다.
무안경식 삼차원 입체 영상 표시 장치는 보통 개개의 좌안 및 우안 시점(viewpoint)으로부터 시차(parallax)를 갖는 이미지를 관찰자에게 제공한다. 관찰자의 양안에 시차 이미지를 제공하기 위하여 우안과 좌안의 시점이 관찰자의 각각의 눈에 교대로 디스플레이된다.
구체적으로는 무안경식 삼차원 입체 디스플레이를 위한 교번하는 좌 및 우 이미지들을 표시하는 것은, 예를 들어 좌안 이미지 광원이 우안에 대한 데이터의 디스플레이 동안에 켜지지 않도록 그리고 그 반대의 경우도 성립하도록 광원들의 주의깊은 타이밍 시퀀싱을 필요로 한다.
좌 및 우 광원들이 이미지 디스플레이와 동기화하여 켜지거나 꺼지는 것을 보장하는 것은 고품질의 무안경 입체이미지를 달성하는 데 중요하나, 좌 및 우 광원들이 광원 단부에 기초하여 광을 추출하는 방향성 백라이트 구조체의 교번하는 조명을 제공하는 경우, 어느 한 표면으로 진입하는 광은 후속하여 대향하는 표면으로부터 반사되어 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 시각적 혼란을 생성하거나 이에 상당하는 좌안 이미지와 우안 이미지 사이의 크로스-토크(cross-talk)를 생성할 수 있으며, 그 결과 삼차원 영상의 품질이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무안경식 삼차원 입체영상 표시 장치의 시야각을 확장시키는 프리즘의 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한 시야각을 확장시키는 프리즘의 구조를 제안함에 있어 구체적인 프리즘 산의 구조 및 이를 구성하는 물질의 굴절률을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 시야각 조절을 위한 프리즘 시트는 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층; 및 상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층을 포함한다.
상기 역프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 프리즘 산은 사용자의 상기 시야각에 따라 결정되는 미리 결정된 크기의 밑각을 가지는 것이 바람직하다.
상기 밑각은 60°이상 70°이하인 것이 바람직하다.
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하다.
상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘 시트는 상기 시야각의 확장을 위하여 상기 프리즘 시트의 상면에 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형(lenticular) 층을 더 포함한다.
상기 역 프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 꼭지점 보다 높게 상기 제2 물질이 채워진 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함한다.
상기 역 프리즘 층은 상기 제1 프리즘산의 꼭지점보다 높게 상기 제2 물질이 충진되어 상기 제2 프리즘산과 일체의 볼록부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 우안 이미지 광원(right eye image light) 또는 좌안 이미지 광원(left eye image light)으로부터 발광된 광을 인도하는 도광판; 및 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층 및 상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층으로 구성되는 프리즘 시트를 포함한다.
상기 역프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 프리즘 산은 사용자의 상기 시야각에 따라 결정되되 60°이상 70°이하인 크기의 밑각을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하다.
상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘 시트는 상기 시야각의 확장을 위하여 상기 프리즘 시트의 상면에 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형(lenticular) 층을 더 포함한다.
상기 역 프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 꼭지점 보다 높게 상기 제2 물질이 채워진 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함한다.
상기 우안 이미지 광원 및 상기 좌안 이미지 광원은 120hz이상으로 순차 구동되는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 이미지가 표시되는 패널; 우안 또는 좌안 이미지 광을 발생시키는 적어도 하나의 광원; 상기 광원에서 발광된 광을 인도하는 도광판; 및 상기 도광판으로부터 입사되는 광을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층 및 상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층으로 구성되는 프리즘 시트를 포함한다.
상기 역프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 프리즘 산은 사용자의 상기 시야각에 따라 결정되되 60°이상 70°이하인 크기의 밑각을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하다.
상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 프리즘 시트는 상기 시야각의 확장을 위하여 상기 프리즘 시트의 상면에 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형(lenticular) 층을 더 포함한다.
상기 역 프리즘 층은 상기 제1 프리즘 산의 꼭지점 보다 높게 상기 제2 물질이 채워진 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함한다.
상기 광원은 상기 우안 이미지 광을 발생시키는 우안 이미지 광원 및 상기 좌안 이미지 광을 발생시키는 좌안 이미지 광원을 더 포함하고, 상기 우안 및 좌인 이미지 광원은 120hz이상으로 순차 구동되는 것이 바람직하다.
상기 패널은 상기 순차 구동되는 상기 우안 이미지 광원 및 상기 좌안 이미지 광원과 동기화 되어 우안 이미지 또는 좌안 이미지를 표시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 기존의 프리즘 또는 양방향의 구조의 시야각 조절 필름 에 비하여 좌안 우안 이미지 사이의 크로스 토크의 생성을 저하 시킬수 있으며 따라서 삼차원 영상의 품질을 향상 시킬 수 있다.
또한 프리즘 산의 각도 및 재료의 굴절률을 이용하여 가 시청거리(시야각)의 조절이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치를 위한 프리즘 시트의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1에 따른 프리즘 시트의 측면의 일부를 확대하여 나타내는 예시도이다.
도 3은 광의 진행 경로 및 분포를 표시하기 위한 좌표계를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 프리즘 시트의 밑각에 따른 광의 진행 경로 및 분포를 나타내는 도이다.
도 5a 및 도 5b는 프리즘 시트의 물질간의 굴절률 차이에 따른 광의 진행 경로 및 분포를 나타내는 도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 따른 프리즘 시트가 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함하는 구성을 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 프리즘 시트를 포함하는 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일 또는 유사한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는 특징부의 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수는 모든 경우 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 개시되는 수치 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무안경 입체 영상 표시 장치를 위한 프리즘 시트(110)의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이다. 여기서 "무안경 입체"라는 용어는 사용자 또는 시청자 쪽에서 특수한 헤드기어(headgear) 또는 안경을 사용하지 않고서 볼 수 있는 3차원 이미지를 디스플레이하는 것을 지칭한다. 이들 방법은 이미지가 평판형 장치에 의해 생성되더라도 시청자의 깊이 지각(depth perception)을 생성한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에서의 프리즘 시트(110)는 프리즘 층(112)과 역 프리즘 층(114)을 포함한다.
프리즘 층(112)은 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함한다. 프리즘 산은 프리즘형의 구조체(prismatic structure)를 의미하며, 프리즘 층(112)은 시청자가 디스플레이 되는 이미지에서 깊이를 지각할 수 있도록 적절한 각도로 백라이트로부터 액정 디스플레이 패널로 광을 투과시키는 역할을 수행한다.
프리즘 층(112)는 일정한 간격을 갖는 다수의 삼각형 형태 바람직하게는 이등변 삼각형의 제1 프리즘 산 패턴을 가지며 하나의 제1 프리즘 산과 제1 프리즘 산 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이 측면상으로 역삼각형의 공간을 형성하게 된다. 여기서 역삼각형의 공간에는 후술하는 역 프리즘 층(114)이 형성된다.
나아가, 도 2를 참조하면 본 실시예에서 제1 프리즘 산의 상기 밑각(α)은 사용자의 시인성을 고려하여 시야각에 따라 결정되며 그 각의 크기는 60°이상 70°이하, 더욱 바람직하게는 65°인 것이 바람직하다.
도 3은 광의 진행 경로 및 분포를 표시하기 위한 좌표계를 나타내는 도면이다.
도 3의 (a) 내지 (b)를 참조하면, 수직으로 만나는 세 직선을 x, y, z라고 하면 x축을 기준으로 주어진 임의의 점(x,y)의 방향이 이루는 각도를 방위각(Azimuthal angle) Φ라고 정의하고, z축을 기준으로 주어진 임의의 점(x,y,z)의 방향이 이루는 각도를 방향각(Polar angle) θ라고 정의한다.
이렇게 정의된 방위각 Φ과 방향각 θ을 이용하여 본 발명에 따른 프리즘 시트(110)에 의해서 발생하는 광의 진행 경로 및 분포를 표시하여 설명하고자 한다.
도 4a의 (a)를 참조하면 제1 물질의 굴절률(n1)과 역 프리즘 층(114)을 구성하는 제2 물질의 굴절률(n2)의 차이가 0.1 보다 클 때, 밑각(α)이 60도 이하인 경우 투과되는 광이 프리즘면에서 반사되지 않고 굴절 투과되어서 빛의 진행방향이 상면인 출사각 0도(방향각 기준)를 벗어난다.
도 4a의 (a) 경우에서 투과되어 출사된 광의 분포를 출사각에 따른 등고선 지도(Contour map)를 살펴보면 방향각을 기준으로 출사각이 0도인 지점보단 90도인 지점에 많이 분포하는 것으로 나타난다(도 4a (b)의 32 및 (c)).
또한 도 4b의 (a)를 참조하면 프리즘의 밑각(α)이 65도 이상인 경우 역시 도 4a와 같이 투과되는 광이 프리즘 표면에서 반사되지 않고 굴절 투과되며, 밑각(α) 60도 이하인 경우보다 굴절각이 작아서 빛의 진행방향이 출사각 90도에 근접한다. 즉, 이 경우 투과되어 출사된 광의 분포를 등고선 지도를 통해 살펴보면 밑각(α) 60도 이하인 경우보다 더욱 출사각이 90도(방향각 기준)인 지점에 많이 분포하는 것을 알 수 있다(도 4b (b)의 34 및 (c)).
여기서 바람직한 밑각(α)은 65°의 각에서 일정한 오차범위내의 각들을 포함할 수 있으며, 따라서 각각의 제1 프리즘 산의 밑각(α)은 모두 동일하거나, 또는 미리 결정된 범위 내에서 다양한 각을 가질 수 있음은 물론이다. 또한 제1 프리즘 산의 꼭지각은 정각 또는 이에 한정되지 않고 일정한 곡률을 갖고 형성될 수도 있다.
또한 경우에 따라서는 프리즘 시트(110)상의 위치에 따라 프리즘 산의 밑각(α)이 변화하도록 설계하는 것도 가능하며, 이러한 경우 각각의 프리즘 산들의 피치는 밑각(α)에 따라 비례하여 달라 질 수 있다.
역 프리즘 층(114)은 프리즘 층(112)을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시킨다.
이때, 제1 물질의 굴절률은 제2 물질의 굴절률보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 역 프리즘 층(114)은 제1 프리즘 산들 사이에 형성되는 공간에 형성되는 것으로 제1 프리즘 산에 대하여 역상된 형상을 갖는다. 본 실시예에서 역프리즘 층(112)은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
도 1의 경우 역 프리즘 층(114)은 제1 프리즘 산들 사이의 공간에 대하여 100% 충진되어 채워진 형상으로 도시되나, 설계에 따라 상위 부분이 오목 또는 볼록하게 충진되는 것도 가능하다. 상위 부분이 볼록하게 충진되는 것은 도 6a 또는 도 6b와 같은 렌즈형(lenticular) 층을 생성하는 것일 수 있으며, 후술한다.
다시 도 2를 참조하면 본 실시예에서 프리즘 층(112)을 구성하는 제1 물질의 굴절률(n1)과 역 프리즘 층(114)을 구성하는 제2 물질의 굴절률(n2)의 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.15이상 이다.
도 5a의 (a)를 참조하면 제1 프리즘 산의 상기 밑각(α)이 65도 인 경우에서 제1 물질의 굴절률(n1)과 역 프리즘 층(114)을 구성하는 제2 물질의 굴절률(n2)의 차이가 0.1 보다 클 때 프리즘면에서 반사된 빛은 방향각을 기준으로 출사각이 0도에 가까운 방향을 이룬다. 이때의 등고선 지도 분포를 살펴보면 대부분의 출사된 광은 주로 0도 방향(방향각 기준)에 분포하는 것을 알 수 있다 (도 5a (b)의 33, 35).
다만 도 5b의 (a)를 참조하면 밑각(α)이 65도 인 경우에서 제1 물질의 굴절률(n1)과 역 프리즘 층(114)을 구성하는 제2 물질의 굴절률(n2)의 차이가 0.1 이하 이면 방향각 기준으로 출사각 0도 방향으로 향하는 빛보다는 출사각 90도 방향을 이루는 빛이 많게 된다. 따라서 이때의 출사된 광에 대한 등고선 지도를 살펴보면 반사된 광에 의해 출사각 0도의 방향을 이루는 곳에 집중되지 않고 굴절 투과된 광에 의해 출사각 90도 부분에 더욱 많이 분포하는 것을 알 수 있다(도 5b (b)의 37, 39 및 (c)).
나아가, 제1 물질과 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.1 내지 0.4를 이루는 것이 바람직하며, 차이를 0.15이상으로 하면 좁은 시야각과 중심(0도)에서 ±15 내외로 벗어난 시야각 특성을 보이는 프리즘 시트(110)의 제작이 가능하다. 이러한 필름을 이용하여 패널과 백라이트를 동기화 하여 구동하면 무안경식 입체 표시 장치가 구현된다.
이하 도 6a 또는 6b를 참조하면, 본 실시예에서 프리즘 시트(110)는 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함하거나 상술한 역 프리즘 창의 상위 부분이 볼록하게 충진되어 제2 프리즘 산과 일체의 볼록부를 포함하는 렌즈형 층을 생성하는 것일 수 있다.
따라서 도 6a와 같이 본 실시예에서 프리즘 시트(110)는 상기 시야각의 확장을 위하여 상기 프리즘 시트(110)의 상면에 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형(lenticular) 층을 더 포함하거나, 도 6b와 같이 역 프리즘 층(114')은 상기 제1 프리즘 산의 꼭지점 보다 높게 상기 제2 물질이 채워진 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 부분을 더 포함하는 것일 수 있다. 필요에 따라 렌즈형 층을 더 포함하도록 설계하는 경우 시야각을 보다 넓게 확장 가능하다. 이하 도 6를 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(100) 및 액정표시장치에 대하여 설명한다.
도 7은 본 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 측면도이다.
액정표시장치는 패널(200), 백라이트 어셈블리(100)를 포함한다.
패널(200)은 이미지가 표시되는 것으로서, 임의의 특정 지점에서의 이미지가 그 지점 또는 픽셀이 전형적으로 1/60초 또는 그보다 빠른 시간 내의 그 다음 이미지 리프레시 시간에 업데이트될 때까지 안정되어 있게 되는 샘플/홀드 디스플레이 장치 이다. 그러한 샘플/홀드 시스템에서, 디스플레이의 순차적인 리프레시 기간 동안에 상이한 이미지들, 구체적으로는 본 실시예에서는 무안경식 삼차원 입체 영상을 구현하기 위하여 교번하는 좌 및 우 이미지들을 디스플레이하는 것은, 예를 들어 좌안 이미지 광원(130a)이 우안(10b)에 대한 데이터의 디스플레이 동안에 켜지지 않도록 그리고 그 반대의 경우도 성립하도록 백라이트 광원(130a, 130b)들의 주의깊은 시퀀싱을 필요로 한다. 또한, 좌안 및 우안 이미지 광원(130a, 130b)들은 대향하는 눈 이미지 광원으로부터 나오는 것처럼 보이도록 반사되거나 달리 그렇게 되어서는 안 된다.
예를 들어 이미지는 비디오 소스 또는 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스와 같은 이미지 프레임(예를 들어, 우안 이미지 및 좌안 이미지)을 제공할 수 있는 임의의 유용한 이미지 소스일 수 있다. 많은 실시예에서, 비디오 소스는 50 내지 60 헤르츠 또는 그 이상의 이미지 프레임을 제공할 수 있다. 많은 실시예 에서, 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 100 내지 120 헤르츠 또는 그 이상의 이미지 프레임을 제공할 수 있다.
컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 게임 컨텐츠, 의료 영상 컨텐츠, CAD(computer aided design) 컨텐츠 등을 제공할 수 있다. 컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는, 예를 들어 엔비디아(Nvidia) FX5200 그래픽 카드, 엔비디아 지포스(GeForce) 9750 GTX 그래픽 카드, 또는 랩톱 컴퓨터(laptop computer)와 같은 모바일 솔루션(mobile solution)의 경우에는 엔비디아 지포스 GO 7900 GS 그래픽 카드와 같은 그래픽 처리 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터 렌더링된 그래픽 소스는 또한, 예를 들어 오픈지엘(OpenGL), 다이렉트엑스(DirectX), 또는 엔비디아 독점(proprietary) 3D 스테레오 드라이버(stereo driver)와 같은 적절한 스테레오 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다.
비디오 소스는 비디오 컨텐츠를 제공할 수 있다. 비디오 소스는, 예를 들어 엔비디아 쿼드로(Quadro) FX1400 그래픽 카드와 같은 그래픽 처리 장치를 포함할 수 있다. 비디오 소스는 또한, 예를 들어 오픈지엘, 다이렉트 엑스, 또는 엔비디아 독점 3D 스테레오 드라이버와 같은 적절한 스테레오 드라이버 소프트웨어를 포함할 수 있다.
백라이트 어셈블리(100)는 자기발광성이 없는 액정표시장치에게 광을 제공하기 위한 구성으로서 광원(130a, 130b)과 도광판(120) 및 프리즘 시트(110)를 포함한다.
광원은 우안 또는 좌안 이미지 광을 발생시키는 적어도 하나의 장치로서, 우안 이미지 광원(130b) 및 좌안 이미지 광원(130a)을 포함하며, 이 광원들은 적어도 90 헤르츠(Hertz) 또는 100 헤르츠, 또는 110 헤르츠, 또는 120 헤르츠로 변조 될 수 있으며, 바람직하게는 120 헤르츠 이상의 레이트로 순차 구동되어 우안 이미지 광원과 좌안 이미지 광원 사이에서 변조될 수 있다.
여기서 패널(200)은 상기 순차 구동되는 상기 우안 이미지 광원(130b) 및 상기 좌안 이미지 광원(130a)과 동기화되는 것이 바람직하다. 패널(200)과 좌안 및 우안 이미지 광원(130a, 139b)을 동기화 하는 것은 동기 구동 요소(미도시)에 의하여 수행된다.
동기 구동 요소(미도시)는 플리커-프리 비디오 또는 렌더링된 컴퓨터 그래픽을 생성하기 위해 무안경 입체 액정 디스플레이 패널에 초당 90 프레임 또는 그 이상의 레이트로 제공되는 이미지 프레임과 우안 이미지 광원(130b) 및 좌안 이미지 광원(130a)의 동기 활성화 및 비활성화(즉, 변조)를 제공하는 임의의 유용한 구동 요소를 포함할 수 있다. 동기 구동 요소는 커스텀(custom) 광원 구동 회로에 결합될 수 있다.
도 7에서, 좌안 이미지 광원(130a)이 조명되고 우안 이미지 광원(130b)이 조명되지 않는다. 이러한 상태에서, 좌안 이미지 광원(130a)으로부터 방출된 광은 도광판(120)을 통해, 프리즘 시트(110)를 통해 그리고 패널(200)로 투과하여, 시청자 또는 관찰자의 좌안(10a)을 향해 지향되는 좌안 이미지를 제공한다. 도 6에서, 우안 이미지 광원(130b)이 조명되고 좌안 이미지 광원(130a)이 조명되지 않는 경우, 우안 이미지 광원으로부터 방출된 광은 도광판(120)을 통해, 프리즘 시트(110)를 통해 그리고 패널(200)로 투과하여, 시청자 또는 관찰자의 우안(10b)을 향해 지향되는 우안 이미지를 제공한다.
시청자에게 초당 적어도 65개 좌안 이미지 및 적어도 65개 우안 이미지를 제공하면(우안 이미지와 좌안 이미지 사이에 교번시키며, 이미지들은 가능하게는 이전 이미지 쌍의 반복임) 시청자에게 플리커-프리 3D 이미지를 제공하게 된다. 그에 따라, 전술한 바와 같이 적절하게 위치된 스틸 이미지 또는 비디오 이미지 카메라에 의해 획득된 또는 컴퓨터 렌더링된 상이한 좌 및 우 시점 이미지들을 광원(130a, 130b)의 스위칭과 동기화하여 교번하여 디스플레이하는 것은 시청자가 2개의 상이한 이미지를 시각적으로 융합시켜 평판 디스플레이로부터 깊이를 지각할 수 있게 한다.
많은 경우에, 이들 백라이트 어셈블리(100)의 도광판(120)을 통과하는 광은 일회 통과로 추출되지 않는 일부 광을 가지며, 이러한 광은 대향하는 광 입력 표면으로부터 부분적으로 반사(좌안 이미지 광원(130a)의 광이 우안 이미지 광원(130b)이 입사되는 도광판(120)의 표면으로부터 반사)된다. 그러면, 이러한 반사된 광은 대향하는 광원으로부터 나온 것처럼 보이게 되고(좌안 이미지 광의 광이 반사되어 우안 이미지 광원(130b)으로부터 방출되는 광으로 인식) 일정 수준의 배경 광을 부정확한 관찰자 눈에 생성하여, 입체 이미지 시각화에서의 좌안 및 우안 이미지들 사이의 크로스-토크 및 관찰자에 대한 저하된 3D 시청 경험을 일으킨다.
본 명세서에 설명된 도광판(120)은 반사된 광이 가능하게는 그의 광 입력 표면을 향해 복귀하기 전에 다수의 바운스를 겪게 하는 대향하는 광 입력 표면 상의 복수의 반사방지 특징부를 포함할 수 있다.
이들 특징부는 광 흡수 재료 및/또는 반사방지 재료(후술됨)를 포함하며, 이러한 특징부는 도광판(120)과 일체이거나 필름으로서 도광판(120)의 각각의 광 입력 표면에 적용될 수 있고, 규칙적이거나 불규칙적일 수 있으며, 0.5 초과 또는 1 초과의 종횡비를 가질 수 있다. 이들 반사방지 특징부는 도광판(120)의 최초 통과로 추출되지 않은 광을 감소 또는 제거함으로써 무안경 입체 디스플레이 상에 디스플레이되는 좌안 및 우안 이미지들 사이의 시각적 크로스-토크를 감소시키는 데 도움을 주며, 그럼으로써 입체 이미지 시각화 및 관찰자에 대한 3D 시청 경험을 개선한다. 도광판(120)은 광원에서 발광된 광을 인도하는 장치로서 본 실시예에서는 프리즘 시트(110)로 광을 인도하게 된다.
이하 도광판(120)으로부터 인도받은 광을 굴절시켜 액정패널로 투과하는 프리즘 시트(110)에 대하여 설명한다. 본 실시예에서 프리즘 시트(110)는 도광판(120)으로부터 압사되는 광을 굴절시키는 미리 결정된 크기의 밑각을 가지는 다수의 제1 프리즘 산들로 형성되는 프리즘 층(112) 및 상기 프리즘 층(112)을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층(114)으로 구성된다.
이때, 제1 물질의 굴절률은 제2 물질의 굴절률보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 프리즘 시트(110)는 상술한 바와 같이 프리즘 시트(110)는 프리즘 층(112)과 역 프리즘 층(114)을 포함한다.
프리즘 층(112)은 입사되는 빛을 굴절시키는 미리 결정된 크기의 밑각을 가지는 다수의 제1 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다. 프리즘 산은 프리즘형의 구조체(prismatic structure)를 의미하며, 프리즘 층(112)은 시청자가 디스플레이 되는 이미지에서 깊이를 지각할 수 있도록 적절한 각도로 백라이트로부터 액정 디스플레이 패널로 광을 투과시키는 역할을 수행한다.
역 프리즘 층(114)은 프리즘 층(112)을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시킨다.
상술한 바와 같이 역 프리즘 층(114)은 제1 프리즘 산들 사이에 형성되는 공간에 형성되는 것으로 제1 프리즘 산에 대하여 역상된 형상을 갖는다. 본 실시예에서 역프리즘 층(112)은 상기 제1 프리즘 산의 형상에 대하여 역상된 형상을 갖는 다수의 제2 프리즘 산들로 형성되는 것이 바람직하다.
이하 본 실시예에서 프리즘 시트(110)에 대한 상세한 설명은 상술된 일실시예에서의 프리즘 시트(110)에 대응되는 것으로서, 중복되는 설명은 생략한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (26)

  1. 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층; 및
    상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 다수의 제2 프리즘 산으로 형성되며, 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층을 포함하되,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.15 내지 0.4를 이루며, 상기 굴절률의 차이가 0.15 내지 0.4이면 출사된 광이 방향각을 기준으로 0 도에서 ±15 도 내외에 분포하는 시야각 특성을 보이며,
    상기 시야각의 확장을 위하여 상기 역 프리즘 층에 포함된 상기 다수의 제2 프리즘 산 각각의 상면에 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형(lenticular) 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시야각 조절을 위한 프리즘 시트.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 프리즘 산은 사용자의 상기 시야각에 따라 결정되는 미리 결정된 크기의 밑각을 가지는 것을 특징으로 하는 시야각 조절을 위한 프리즘 시트.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 밑각은 60°이상 70°이하인 것을 특징으로 하는 시야각 조절을 위한 프리즘 시트.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 물질의 굴절률은 상기 제2 물질의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 하는 시야각 조절을 위한 프리즘 시트.
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  8. 입사되는 빛을 굴절시키는 다수의 제1 프리즘 산들을 포함하는 프리즘 층; 및
    상기 프리즘 층을 구성하는 제1 물질과 소정의 굴절률의 차이를 가지는 제2 물질로 상기 제1 프리즘 산들 사이에 채워져 다수의 제2 프리즘 산으로 형성되며 상기 굴절된 빛을 재 굴절시키는 역 프리즘 층을 포함하되,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 굴절률의 차이는 0.15 내지 0.4를 이루며, 상기 굴절률의 차이가 0.15 내지 0.4이면 출사된 광이 방향각을 기준으로 0 도에서 ±15 도 내외에 분포하는 시야각 특성을 보이며,
    상기 역 프리즘 층은 상기 다수의 제2 프리즘 산 각각의 상면에 상기 제1 프리즘 산의 꼭지점 보다 높게 상기 제2 물질이 채워진 복수의 볼록부로 형성되는 렌즈형 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시야각 조절을 위한 프리즘 시트.
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