KR102399552B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛의 제조 방법이 개시된다. 일 실시예의 백 라이트 유닛은 2D 영상과 3D 영상을 위한 광을 디스플레이 패널에 제공하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 제1 광원으로부터 제공된 광을 디스플레이 패널로 출광시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 제2 광원으로부터 제공된 광을 디스플레이 패널로 출광시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
아래 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
3D 디스플레이는 시청자의 좌측 눈 및 우측 눈에 각각 서로 다른 시점(view point)의 영상을 보여줌으로써 구현할 수 있다. 3D 디스플레이는 안경을 이용한 방식과 무안경 방식으로 구현할 수 있다. 무안경 방식의 경우 3D 영상을 시점에 따라 공간적으로 분할하여 표현하며, 주로 광학 제어 수단을 이용하여 공간에 영상을 분할하여 표현한다. 이러한 광학 제어 수단으로는 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)와 패럴랙스 배리어(parallax barrier) 등이 대표적이다. 렌티큘러 렌즈는 각각의 픽셀 영상이 특정 방향으로만 표현되도록 하고, 패럴랙스 배리어는 슬릿을 통해 특정 방향에서 특정 픽셀만 볼 수 있도록 한다. 3D 디스플레이가 널리 보급되기 위해서는 하나의 장치에서 3D 디스플레이와 2D 디스플레이가 함께 구현될 필요가 있다.
일 측에 따르면, 백라이트 유닛은 3D 영상을 위한 광을 제공하는 제1 광원; 2D 영상을 위한 광을 제공하는 제2 광원; 및 상기 제1 광원으로부터 제공된 광을 디스플레이 패널로 출광시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판을 포함한다.
상기 제1 출광 패턴은 상기 제1 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 상면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 선형 패턴들은 역사다리꼴의 단면을 가질 수 있다. 상기 제1 출광 패턴과 상기 디스플레이 패널이 서로 일정한 간격을 유지하도록, 상기 제1 출광 패턴의 상면은 상기 디스플레이 패널에 광학 접착제를 통해 고정될 수 있다. 상기 제2 출광 패턴은 상기 제2 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 하면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 선형 패턴들은 원형, 또는 다각형의 단면을 갖고, 상기 도광판 외부로 돌출되거나 상기 도광판 내부로 만입될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 제2 출광 패턴을 통해 상기 도광판의 하면으로 출광된 광을 상기 디스플레이 패널로 반사하는 반사체(reflector)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사체의 상면은 삼각 형태일 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 제2 출광 패턴과 상기 반사체 사이에 배치되는 산광기(diffuser)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광원은 상기 도광판에 제1 방향으로 상기 3D 영상을 위한 광을 제공하고, 상기 제2 광원은 상기 도광판에 제2 방향으로 상기 2D 영상을 위한 광을 제공할 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다. 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나는, 상기 도광판의 마주하는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판의 마주하는 서로 다른 측면에 배치되는 적어도 하나의 반사체(reflector)를 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판 사이에 배치되는 적어도 하나의 산광기(diffuser)를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 디스플레이 장치는 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 도광판; 상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판에 제1 방향의 광을 제공하는 제1 광원; 및 상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판에 제2 방향의 광을 제공하는 제2 광원을 포함하고, 상기 도광판은 상기 제1 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하며, 상기 제2 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는, 디스플레이 장치를 포함한다.
상기 제1 출광 패턴은 상기 제1 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 상면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 제2 출광 패턴은 상기 제2 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 하면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제2 출광 패턴을 통해 상기 도광판의 하면으로 출광된 광을 상기 디스플레이 패널로 반사하는 반사체(reflector)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다. 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판 사이에 배치되는 적어도 하나의 산광기(diffuser)를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 도광판은 일 면에 제1 방향의 제1 선형 패턴; 및 상기 일 면의 반대 면에 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 제2 선형 패턴을 포함한다.
상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 수직일 수 있다. 또는, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 70°보다 크고 80°보다 작은 각도를 이룰 수 있다. 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 이루는 각도는 상기 3D 영상을 위한 광의 품질과 관련된 제1 제한(constraint)과 상기 2D 영상을 위한 광의 품질과 관련된 제2 제한에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제1 선형 패턴의 단면은 역사다리 꼴일 수 있다. 상기 제2 선형 패턴의 단면은 원형일 수 있다. 상기 제1 선형 패턴은 규칙적인 패턴을 포함하고, 상기 제2 선형 패턴은 규칙적인 패턴 혹은 불규칙적인 패턴을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 백라이트 유닛의 제조 방법은 제1 광원으로부터 제공되는 광을 이용하여 지향성 광을 디스플레이 패널로 출광시키기 위한 제1 출광 패턴을 구성(form)하는 단계; 제2 광원으로부터 제공되는 광을 이용하여 비지향성 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키기 위한 제2 출광 패턴을 도광판의 하면(lower surface)에 구성하는 단계; 및 상기 도광판의 상면(upper surface)에 상기 제1 출광 패턴을 부착하는 단계를 포함한다.
상기 제1 출광 패턴을 구성하는 단계는, 상기 제1 출광 패턴을 구성하는 단계는, 사다리꼴 또는 삼각 형태의 홈을 갖는 주형을 레진(resin)이 도포된 제1 필름에 압착하는 단계; 상기 제1 필름에 상기 주형을 압착한 상태에서 상기 제1 필름의 레진을 경화시키는 단계; 상기 주형의 압착을 해제(release)하는 단계; 상기 제1 필름의 레진이 경화되어 형성된 사다리꼴 또는 삼각 형태의 돌출부를 레진이 도포된 제2 필름에 접촉(contact)시키는 단계; 및 제2 필름에 상기 제1 필름의 돌출부를 접촉시킨 상태에서 상기 제2 필름의 레진을 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 백라이트 유닛의 제조 방법은 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원을 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛의 제조 방법은 상기 제2 출광 패턴을 통해 상기 도광판의 하면으로 출광된 광을 상기 디스플레이 패널로 반사하는 반사체(reflector)를 상기 제2 출광 패턴의 하면에 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 광원들 및 출광 패턴들을 나타낸 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴의 단면 구조를 나타낸 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴에 의한 출광 형태를 나타낸 도면.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴과 광원들의 배치를 나타낸 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 단면 구조를 나타낸 도면.
도 7은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴에 의한 출광 형태를 나타낸 도면.
도 8은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴과 광원들의 배치를 나타낸 도면.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 평면 구조를 나타낸 도면.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 예시들을 나타낸 도면.
도 13은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 동작 흐름도.
도 14는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴의 제조 과정을 나타낸 도면.
본 명세서에서 설명하고 있는 구조적 또는 기능적 특징들은 단지 기술적 개념의 이해를 목적으로 개시된 것으로서, 본 명세서의 실시예들에만 한정되지 않으며 다양한 다른 형태로 실시될 수 있다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
하기에서 설명될 실시예들은 하나의 디스플레이 장치에서 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는데 사용될 수 있다. 실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 웨어러블 장치, 디지털 광고판(DID; digital information display) 등의 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 광원(110), 디스플레이 패널(120), 도광판(light guide plate)(130) 및 반사체(140)를 포함한다. 도 1은 디스플레이 장치(100)의 단면을 나타낸다. 아래에서 상세히 설명 되겠지만, 디스플레이 장치(100)는 2D 영상 및 3D 영상을 모두 제공할 수 있다. 디스플레이 장치(100)에서는 2D 영상을 위한 구조들과 3D 영상을 위한 구조들이 서로에게 영향을 미치지 않으므로, 2D 영상과 3D 영상을 단일 장치에서 구현함에 따른 노이즈가 억제될 수 있다. 부연 설명하면, 2D 영상을 위한 광을 제공할 때 3D 영상을 위한 구조가 2D 영상을 위한 광에 영향을 미치지 않아 2D 영상에 충분한 양의 광이 균일하게 제공될 수 있고, 3D 영상을 위한 광을 제공할 때 2D 영상을 위한 구조가 3D 영상을 위한 광에 영향을 미치지 않아 3D 영상에 필요한 지향성 광이 제공될 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(100)에서는 제1 출광 패턴(131)의 상면이 디스플레이 패널(120)에 고정됨에 따라 백라이트로부터 출광되는 광선의 방향과 디스플레이 패널(120) 픽셀 간의 상대 위치를 패널 전체 면적에 대하여 일정하게 유지할 수 있으므로, 3D 영상의 화질 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 2D 영상 및 3D 영상을 모두 높은 품질로 제공할 수 있다.
디스플레이 패널(120)은 2D 영상 또는 3D 영상을 출력할 수 있다. 2D 영상은 시야각 범위 내에서 동일한 영상을 표현하고 전체적으로 균일한 백라이트를 필요로 한다. 이러한 백라이트는 비지향성 광에 의해 구현될 수 있다. 3D 디스플레이는 시청자의 좌측 눈 및 우측 눈에 각각 서로 다른 시점의 영상을 보여줌으로써 구현될 수 있고 무안경 방식의 경우 3D 영상을 시점에 따라 공간적으로 분할하여 표현한다. 따라서, 3D 영상은 이러한 서로 다른 시점의 영상들을 포함할 수 있으며, 지향성 광을 필요로 한다. 아래 실시예에 따르면 2D 영상을 위하여 광원(110), 도광판(130)의 제2 출광 패턴(132), 및 반사체(140)를 통하여 디스플레이 패널(120)에 비지향성 광이 제공되고, 3D 영상을 위하여 광원(110), 및 도광판(130)의 제1 출광 패턴(131)을 통하여 디스플레이 패널(120)에 지향성 광이 제공될 수 있다.
광원(110)은 도광판(130)에 광을 제공한다. 광원(110)은 2D 영상 및 3D 영상 각각에 대해 서로 다른 방향의 광을 제공할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(120)에 3D 영상이 출력된 경우 광원(110)은 도광판(130)에 제1 방향의 광을 제공할 수 있고, 디스플레이 패널(120)에 2D 영상이 출력된 경우 광원(110)은 도광판(130)에 제2 방향의 광을 제공할 수 있다. 도광판(130)은 광원(110)으로부터 입사한 광을 전반사 조건에 따라 도광판(130) 내부에서 가이딩할 수 있다.
도광판(130)은 상면(upper surface)에 제1 출광 패턴(131)을 포함하고, 하면(lower surface)에 제2 출광 패턴(132)을 포함한다. 광원(110)에서 도광판(130)으로 제공된 광은 전반사 조건이 만족될 경우 도광판(130)을 따라 전반사될 수 있고, 제1 출광 패턴(131) 혹은 제2 출광 패턴(132)에 의하여 전반사 조건이 만족되지 않는 경우 도광판(130)의 외부로 출광되어 디스플레이 패널(120)로 제공될 수 있다.
제1 출광 패턴(131) 및 제2 출광 패턴(132)은 각각 고유의 방향에서 제공되는 광에만 반응하는 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 출광 패턴(131)은 제1 방향의 광에만 반응하는 구조를 가질 수 있고, 제2 출광 패턴(132)은 제2 방향의 광에만 반응하는 구조를 가질 수 있다. 일례로, 제1 출광 패턴(131)은 제1 방향에 수직이고 제2 방향에 평행한 구조를 통해 제1 방향의 광에만 반응할 수 있고, 제2 출광 패턴(132)은 제2 방향에 수직이고 제1 방향에 평행한 구조를 통해 제2 방향의 광에만 반응할 수 있다. 하지만, 출광 패턴(예를 들어, 제1 출광 패턴 또는 제2 출광 패턴)이 출광 방향(예를 들어, 제1 방향 또는 제2 방향)에 대해 반드시 수직일 필요는 없다.
제1 출광 패턴(131)은 3D 영상을 위하여 디스플레이 패널(120)에 지향성 광을 제공할 수 있고, 제2 출광 패턴(132)은 2D 영상을 위하여 디스플레이 패널(120)에 균일한 비지향성 광을 제공할 수 있다. 제1 출광 패턴(131)은 광이 미리 정해진 방향성을 만족할 때 전반사 조건이 깨지도록 하는 구조를 통해 지향성 광을 제공할 수 있다. 아래에서 상세히 설명되겠지만, 지향성 광은 제1 출광 패턴(131)의 역사다리꼴 패턴에 의해 제공될 수 있다. 제2 출광 패턴(132)은 다양한 방향으로 균일하게 전반사 조건이 깨지도록 하는 구조를 통해 균일한 광을 제공할 수 있다. 제2 출광 패턴(132)은 전반사 조건이 깨진 광을 도광판(130)의 하면으로 출광시킬 수 있고, 반사체(140)는 제2 출광 패턴(132)을 통해 출광된 광을 디스플레이 패널(120)로 반사할 수 있다. 반사체(140)는 광을 반사할 때 광을 다양한 방향으로 균일하게 반사함으로써 2D 영상에 제공되는 광의 균일성을 증대시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 광원들 및 출광 패턴들을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 제1 광원(210) 및 제2 광원(220)은 각각 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 도광판에 광을 제공한다. 광원들(210, 220)은 LED(light emitting diode) 광원 또는 LD(laser diode) 광원 등의 다양한 광원을 포함할 수 있다. 도광판에 균일한 광을 제공하기 위해, 광원들(210, 220)의 맞은편에는 추가적인 광원 또는 반사체가 위치할 수 있다. 도광판은 제1 출광 패턴(230) 및 제2 출광 패턴(240)을 포함한다. 제1 출광 패턴(230) 및 제2 출광 패턴(240)은 복수의 선형 패턴들을 포함한다. 제1 출광 패턴(230)의 선형 패턴들은 제1 방향(D1)에 수직이고, 제2 방향(D2)에 평행하다. 반대로, 제2 출광 패턴(240)의 선형 패턴들은 제2 방향(D2)에 수직이고, 제1 방향(D1)에 평행하다. 따라서, 제1 방향(D1)의 광은 제1 출광 패턴(230)에만 영향을 받고, 제2 방향(D2)의 광은 제2 출광 패턴(230)에만 영향을 받는다. 하지만, 제 1 출광 패턴(230)의 선형 패턴들은 제 1 방향(D1)에 대해 반드시 수직으로 배치될 필요는 없다. 3D 영상 구현 시 디스플레이 패널의 픽셀을 가로 방향 및 세로 방향 모두에 대하여 효과적으로 활용하기 위하여, 제1 출광 패턴(230)의 선행 패턴들은 일정 각도 기울여 배치될 수 있다. 비록 제 1 출광 패턴(230)의 선형 패턴들이 일정 각도 기울여 배치되더라도, 제 2 방향(D2)의 광이 도광판에 의하여 가이드될 때 전반사 조건이 심하게 깨지지 않는 경우, 2D 영상을 위한 균일한 비지향성 광이 문제없이 제공될 수 있다.
디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우 제1 광원(210)은 도광판에 제1 방향(D1)의 광을 제공할 수 있다. 제1 광원(210)에 의해 제공된 광은 도광판 내에서 전반사 되다가 제1 출광 패턴(230)을 통해 디스플레이 패널로 출광될 수 있다. 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우 제2 광원(220)은 도광판에 제2 방향(D2)의 광을 제공할 수 있다. 제2 광원(220)에 의해 제공된 광은 도광판 내에서 전반사 되다가 제2 출광 패턴(240)을 통해 디스플레이 패널로 출광될 수 있다. 제1 출광 패턴(230) 및 제2 출광 패턴(240) 각각의 구조 및 형태에 따라 지향성 광 또는 비지향성 광을 디스플레이 패널에 제공할 수 있다. 실시예들에 따르면 디스플레이 장치는 제1 광원(210)을 통해 3D 영상을 출력하는 디스플레이 패널에 지향성 광을 제공함으로써, 시청자에게 3D 영상을 제공할 수 있고, 제2 광원(220)을 통해 2D 영상을 출력하는 디스플레이 패널에 비지향성 광을 제공함으로써, 시청자에게 2D 영상을 제공할 수 있으므로, 2D 영상과 3D 영상을 쉽게 전환할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴의 단면 구조를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 도광판(310), 산광기(diffuser)(320, 355, 356), 반사체(reflector)(325), 디스플레이 패널(330) 및 제1 광원(340, 341)을 포함한다. 도광판(310)은 제1 출광 패턴(311) 및 제2 출광 패턴(312)을 포함한다. 도 3은 제2 방향(D2)에서 바라본 디스플레이 장치(300)의 단면을 나타내며, 제2 방향(D2)으로 광을 제공하는 제2 광원은 생략되어 있다. 도광바(LGB; Light Guide Bar)(350), 산광기(355), 도광판(310), 및 디스플레이 패널(330)을 통과하는 화살표는 제1 광원(340)에 의해 제공된 광이 이동하는 경로를 나타낸다.
제1 광원(340, 341)은 도광판(310)에 제1 방향(D1)의 광을 제공한다. 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광의 전반사 조건이 만족되는 경우, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 도광판(310) 내에서 전반사될 수 있다. 반대로, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광의 전반사 조건이 깨지는 경우, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 도광판(310)의 외부로 출광될 수 있다. 제1 출광 패턴(311)은 역사다리꼴 단면(313)을 갖는 복수의 선형 패턴들을 포함한다. 제1 출광 패턴(311)은 역사다리꼴 단면(313)을 통해 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광의 전반사 조건을 깨뜨릴 수 있다. 따라서, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 역사다리꼴 단면(313)을 통해 디스플레이 패널(330)로 출광될 수 있다.
역사다리꼴 단면(313)을 갖는 선형 패턴들은 제1 출광 패턴(311) 내에서 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 역사다리꼴 단면(313)이 형성하는 각도를 따라 지향성을 갖고 디스플레이 패널(330)로 출광된다. 따라서, 제1 출광 패턴(311)은 지향성 광을 제공할 수 있다. 역사다리꼴 단면(313)이 형성하는 각도를 조절하면, 출광되는 광의 분포를 조절할 수 있고, 따라서 3D 영상의 시야각(viewing angle)을 조절할 수 있다.
도 2에서 살펴본 것처럼, 제1 출광 패턴(311)의 선형 패턴들과 제2 출광 패턴(312)의 선형 패턴들은 서로 수직으로 배치되거나 수직에 가깝게 배치될 수 있다. 도 3은 제2 방향(D2)에서 바라본 디스플레이 장치(300)의 단면이므로, 도 3에서 제2 출광 패턴(312)은 일자로 표현되어 있다. 광의 직진성으로 인해 제2 출광 패턴(312)은 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광에 실질적으로 영향을 미치지 않으며, 제2 출광 패턴(312)에 의해 제1 광원(340, 341)에서 제공된 광의 전반사 조건이 깨지지 않는다. 따라서, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 제2 출광 패턴(312)에 의해 도광판(310)의 외부로 출광되지 않는다.
아래에서 상세히 설명되겠지만, 제2 출광 패턴(312)은 돌출 또는 만입된 다양한 형태를 가질 수 있다. 제2 출광 패턴(312)의 형태에 따라 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광이 전반사되는 위치에 차이가 있을 뿐, 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 제2 출광 패턴(312)에 의해 도광판(310)의 외부로 출광되지 않고 전반사된다. 산광기(320) 및 반사체(325)는 제2 출광 패턴(312)에 의해 도광판(310)의 외부로 출광된 광을 산광 및 반사한다. 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광은 제2 출광 패턴(312)에 의해 도광판(310)의 외부로 출광되지 않으므로, 산광기(320) 및 반사체(325)는 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광에는 영향을 미치지 않는다. 아래에서 상세히 설명되겠지만, 산광기(320) 및 반사체(325)에는 제2 광원의 광이 제공된다.
도광바(350, 351) 및 산광기(355, 356)는 제1 광원(340, 341)에 의해 제공된 광이 균일하게 퍼져서 도광판(310)으로 입사되도록 한다. 도광바(350, 351)에는 도광판 방향으로 산광기(355, 356)가 부착될 수 있다. 도광바(350, 351) 및 산광기(355, 356)는 제1 방향(D1)의 광의 상하좌우 각도를 다양화함으로써, 일정한 간격으로 배치된 역사다리꼴 단면들에 광을 균등하게 제공하며, 광이 좌우 방향으로 균일하게 퍼져서 도광판(310)으로 입사되도록 한다. 따라서, 다양한 시점들에 대응하는 영상들의 밝기가 균등해질 수 있고, 하나의 시점에 대응하는 영상 내의 픽셀들의 밝기도 균등해질 수 있다.
도 3에서, 제1 광원(340, 341) 및 도광바(350, 351)는 도광판(310)의 양쪽 측면에 배치되어 있다. 도 3에 도시된 제1 광원(340, 341) 및 도광바(350, 351)의 배치는 하나의 실시예에 해당하며, 제1 광원(340, 341) 및 도광바(350, 351)는 다른 방식으로 다양하게 배치될 수 있다. 예컨대, 도광판(310)의 한쪽 측면에 제1 광원(340) 및 도광바(350)가 배치되고, 반대쪽 측면에는 반사체가 배치될 수 있다. 반사체는 제1 광원(340)에서 제공된 광을 반사함으로써 제1 광원(340)이 배치되지 않은 측면에 광을 제공할 수 있다. 반사체는 광을 다양한 방향으로 반사하기 위해 배치되며, 특히 반사체에 의하여 반사된 광을 제 1광원(340)으로부터 도광판(310)의 일면으로 입사되는 광의 수직 입사 각도와 유사한 수직 입사 각도로 도광판(310)의 타면으로 입사시키기 위하여 삼각 형태의 표면을 가질 수 있다.
제1 출광 패턴(311)과 디스플레이 패널(330)이 서로 일정한 간격을 유지하도록, 제1 출광 패턴(311)의 상면은 디스플레이 패널(330)에 광학 접착제(360)를 통해 고정될 수 있다. 전반사 조건을 위해, 도광판(310)은 도광판(310)보다 낮은 밀도의 매질로 둘러싸여야 한다. 예컨대, 일반적으로 도광판(310)의 외부에는 공기 층을 형성할 수 있다. 도광판(310)과 디스플레이 패널(330) 사이의 공기 층을 유지하기 위해서는, 도광판(310)과 디스플레이 패널(330)의 전면을 접착할 수 없으므로, 도광판(310)과 디스플레이 패널(330)을 기계적으로 고정하게 된다. 다만, 3D 영상의 화질 열화를 막기 위해서는, 디스플레이 패널(330)에 정확한 각도의 지향성 광을 제공할 필요가 있다. 다시 말해, 도광판(310)과 디스플레이 패널(330)은 정확히 고정되고, 고정 상태가 유지될 필요가 있다. 제1 출광 패턴(311)의 경우, 역사다리꼴 단면들 사이에 공기층이 형성되고, 제1 출광 패턴(311)의 상면에 평면을 형성할 수 있다. 따라서, 제1 출광 패턴(311)의 상면과 디스플레이 패널(330)의 전면을 광학 접착제(360)를 통해 접착함으로써, 도광판(310)과 디스플레이 패널(330)의 간격을 유지할 수 있다. 아래에서 상세히 설명되겠으나, 제1 출광 패턴(311)은 필름의 형태로 제작될 수 있고, 광학 접착제(360)를 통해 디스플레이 패널(330)에 쉽게 접합될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴에 의한 출광 형태를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 도광판은 상면에 제1 출광 패턴(411)을 포함하고, 하면에 제2 출광 패턴(412)을 포함한다. 설명의 편의를 위해 제1 출광 패턴(411)은 역사다리꼴 단면으로 표현되어 있다. 제1 방향(D1)으로 제공된 광이 제1 출광 패턴(411)에 부딪히는 경우, 제1 방향(D1)으로 제공된 광의 전반사 조건은 깨질 수 있다. 전반사 조건이 깨진 광은 역사다리꼴의 단면을 통해 도광판(410)의 외부로 출광하게 된다. 역사다리꼴 단면은 일정한 각도를 갖고 있으므로, 제1 출광 패턴(411)의 역사다리꼴 단면을 통해 3D 영상을 위한 지향성 광을 형성할 수 있다.
역사다리꼴 단면의 형태를 통해 이러한 지향성 광의 특성을 조절할 수 있다. 제1 출광 패턴(411)의 역사다리꼴 단면은 W1의 폭을 갖는 밑변과, W2의 폭을 갖는 윗변, 두 개의 기울어진 옆변들을 포함한다. 역사다리꼴 단면의 기울어진 옆변과 도광판(410)은 θ1의 각도를 형성한다. W1을 조절하여 제1 출광 패턴(411)을 통해 출광하는 지향성 광의 양이 조절될 수 있다. 예컨대, W1을 넓히는 경우 3D 영상에 제공되는 지향성 광의 양이 증가하고, 3D 영상이 밝아질 수 있다. 하지만, W1을 조절하는 경우 3D 영상의 균일도에도 영향을 미치므로, W1은 일반적으로 최적값으로 설계된다. 또한, W2를 조절하여 제1 출광 패턴(411)을 통해 출광되는 지향성 광의 분포가 조절될 수 있으며, 지향성 광의 분포가 조절됨으로써 3D 영상의 시야각(viewing angle)이 조절될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴과 광원들의 배치를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 제1 광원(511)은 도광판(520)의 왼쪽 및 오른쪽에 배치되어 있고, 제2 광원(513)은 도광판(520)의 위쪽에 배치되어 있다. 도 5에 도시된 광원들(511, 513)의 배치는 하나의 실시예에 해당하고, 광원들(511, 513)은 다른 형태로 배치될 수 있다. 제1 광원(511) 및 제2 광원(513)은, 도광판(520)의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 또한, 제1 광원(511) 및/또는 제2 광원(513) 각각은 도광판(520)의 마주하는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5와는 달리 제2 광원(513)은 도광판(520)의 위쪽 및 아래쪽에 모두 배치될 수 있다. 또한, 광원들(511, 513)이 도광판(520)의 어느 한쪽에만 배치된 경우 나머지 한쪽에는 반사체가 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 광원(513)의 반대편인, 도광판(520)의 아래쪽에 반사체가 배치될 수 있다. 도광판(520)과 광원들(511, 513) 사이에는 도광바(530)가 배치될 수 있다.
도 5는 도광판(520)의 평면을 나타낸다. 도 5에는 도광판(520)의 상면에 위치한 제1 출광 패턴이 도시되어 있다. 제1 출광 패턴은 복수의 선형 패턴들을 포함한다. 복수의 선형 패턴들은 앞서 설명된 역사다리꼴의 단면을 갖는다.
실시예에 따라, 제1 출광 패턴은 제2 방향(D2)과 θ의 각도를 형성할 수 있다. 여기서, θ는 슬랜티드 각도(slanted angle)를 나타낸다. 제1 출광 패턴이 슬랜티드 각도를 형성함으로써 무안경식 3D 디스플레이 기술에서 단일 방향(예를 들어, 수평 방향 혹은 수직 방향)으로 발생하는 해상도 저하(resolution degradation) 현상이 수평 방향 및 수직 방향으로 분배될 수 있다. 또한, 무안경식 3D 디스플레이 기술에서 발생하는 블랙 스트라이프(black stripe) 현상이 제거될 수 있다. 이로 인하여, 3D 영상의 화질이 개선되고 3D 영상에 포함된 시점의 수가 증가될 수 있다.
슬랜티드 각도는 무안경식 3D 디스플레이 기술에서 슬랜티드 렌티큘러 렌즈(slanted lenticular lens)의 각도를 결정하는 방식과 동일한 방식으로 결정될 수 있다. 다시 말해, 제1 출광 패턴은 디스플레이 패널에 적용된 3D 디스플레이 기술에 기초하여 형성될 수 있다. 예컨대, θ는 디스플레이 패널에 표시되는 3D 영상의 시점 수, 디스플레이 패널의 해상도, 제1 출광 패턴의 피치(pitch), 및/또는 디스플레이 패널의 픽셀 패턴과 제1 출광 패턴 사이의 상관도 등에 기초하여 결정될 수 있다.
이 때, 제1 출광 패턴의 슬랜티드 각도로 인하여, 2D 영상을 위한 광의 품질(예를 들어, 비지향성 광의 균일도 등)이 저하될 수 있다. 실시예에 따르면, 2D 영상을 위한 광의 품질이 저하되는 정도가 미리 정해진 임계치 이내가 되도록, 슬랜티드 각도의 범위가 제한될 수 있다.
예를 들어, 3D 영상을 위한 광의 품질(예를 들어, 화질 또는 시점 수 등)과 2D 영상을 위한 광의 품질(예를 들어, 비지향성 광의 균일도 등)을 함께 고려하여, 슬랜티드 각도는 10°보다 크고 20°보다 작은 값을 가질 수 있다. 이 경우 제1 출광 패턴과 제2 출광 패턴은 70°보다 크고 80°보다 작은 각도를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, θ는 12.5°일 수 있으며 제1출광 패턴과 제2 출광 패턴은 77.5°의 각도를 형성할 수 있다.
전술한 수치는 예시적인 사항에 해당하며, 3D 영상을 위한 위한 광의 품질과 관련된 제1 제한(constraint)과 2D 영상을 위한 광의 품질과 관련된 제2 제한에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 제1 제한은 3D 영상을 위한 광의 품질을 미리 정해진 제1 임계 품질 이상으로 향상시키기 위한 임계 각도 혹은 각도 범위를 포함하고, 제2 제한은 2D 영상을 위한 광의 품질이 미리 정해진 제2 임계 품질 이하로 저하되는 것을 방지하기 위한 임계 각도 혹은 각도 범위를 포함할 수 있다.
도 5는 제1 광원(511)이 θ와 무관하게 D1 방향으로 광을 제공하는 배치를 나타낸다. 도 5의 실시예에서도 제 1 출광 패턴의 역사다리꼴 단면에 충분히 광이 효과적으로 도달될 수 있다. 비록 제1 출광 패턴이 일정 각도로 기울어져 있더라도, 제1 출광 패턴의 단면 형상은 도3 및 도 4에 도시된 역사다리꼴의 단면과 실질적으로 동일하며, 따라서 그 효과도 실질적으로 동일하다. 도 5의 실시예에 따르면, 2D 영상을 위한 2D 모드에서 제 1출광 패턴에 의하여 일부 간섭이 발생할 수 있다. 하지만, 2D 모드는 도광판으로 입사되는 광을 비지향성 광으로 퍼뜨리는 모드로, 일부 간섭에 의한 일부 지향성 광은 비지향성 광들에 묻히므로, 제 1출광 패턴에 의하여 발생되는 일부 간섭은 실질적으로 무시될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 단면 구조를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 디스플레이 장치(600)는 도광판(610), 산광기(620), 반사체(625), 디스플레이 패널(630) 및 제2 광원(640)을 포함한다. 도광판(610)은 제1 출광 패턴(611) 및 제2 출광 패턴(612)을 포함한다. 도 6은 제1 방향(D1)에서 바라본 디스플레이 장치(600)의 단면을 나타내며, 제1 방향(D1)으로 광을 제공하는 제1 광원은 생략되어 있고, 제1 출광 패턴(611)의 역사다리꼴 단면은 도 6에 나타나지 않는다. 도광바(650), 산광기(655), 도광판(610), 및 디스플레이 패널(630)을 통과하는 화살표는 제2 광원(640)에 의해 제공된 광이 이동하는 경로를 나타낸다.
제2 광원(640)은 도광판(610)에 제2 방향(D2)의 광을 제공한다. 제2 광원(640)에 의해 제공된 광의 전반사 조건이 만족되는 경우, 제2 광원(640)에 의해 제공된 광은 도광판(610) 내에서 전반사될 수 있고, 제2 광원(640)에 의해 제공된 광의 전반사 조건이 깨지는 경우, 제2 광원(640)에 의해 제공된 광은 도광판(610)의 외부로 출광될 수 있다. 제2 출광 패턴(612)은 원형 단면(613)을 포함한다. 원형 단면(613)은 하나의 실시예이며, 제2 출광 패턴(612)은 원형, 또는 다각형의 단면을 갖고, 도광판(610) 외부로 돌출되거나 도광판(610) 내부로 만입될 수 있다. 제2 출광 패턴(612)은 원형 단면(613)을 통해 제2 광원(640)에 의해 제공된 광의 전반사 조건을 깨뜨릴 수 있다. 따라서, 제2 광원(640)에 의해 제공된 광은 원형 단면(613)을 통해 도광판(610)의 하부로 출광될 수 있고, 반사체(625)에 의해 반사되어 디스플레이 패널(630)로 제공될 수 있다.
원형 단면(613)들은 제2 출광 패턴(612) 내에서 다양한 간격으로 배치될 수 있고, 제2 출광 패턴(612)은 다양한 간격의 광을 산광기(620)에 제공할 수 있다. 산광기(620)는 제2 출광 패턴(612)에 의해 제공된 광을 확산(diffuse)시킨다. 산광기(620)는 제2 출광 패턴(612)에 의해 제공된 광의 상하좌우 각도를 다양화함으로써, 반사체(625)에 더욱 다양한 방향의 광을 제공할 수 있다. 반사체(625)는 산광기(620)에 의해 제공된 광을 디스플레이 패널(630)로 반사한다. 반사체(625)는 2D 영상의 시야각(viewing angle)을 조정하여 정면 휘도를 높여주기 위해 삼각 형태의 상면을 가질 수 있다. 반사체(625)는 삼각 형태를 통해 산광기(620)에 의해 넓게 퍼진 광을 디스플레이 패널(630)의 중심부로 모아줄 수 있다. 반사체(625)의 상면에 위치한 삼각형의 기울기를 통해 디스플레이 패널(630)에 제공되는 광의 각도를 조절할 수 있고, 이를 통해 2D 영상의 시야각을 조절할 수 있다. 제2 광원(640)에 의해 제공된 광은 반사체(625)에 의해 반사된 이후에 산광기(620), 도광판(610), 광학 접착제(670)를 거치면서 일부 굴절되어 디스플레이 패널(630)에 제공된다. 제2 광원(640)에 의해 제공된 광은 제2 출광 패턴(612)의 원형 단면(613), 산광기(620) 및 반사체(625)를 거침으로써 비지향성 광이 되고, 디스플레이 패널(630)에 제공될 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(630)을 통해 균일한 밝기를 갖는 2D 영상이 제공할 수 있다.
제2 광원(640)은 도광바(650)를 통해 제2 방향(D2)의 광을 도광판(610)에 제공할 수 있다. 도광바(650) 및 산광기(655)는 제2 광원(640)에 의해 제공된 광이 균일하게 퍼져서 도광판(610)으로 입사되도록 한다. 도광바(650)에는 도광판 방향으로 산광기(655)가 부착될 수 있다. 도광바(650) 및 산광기(655)는 제2 방향(D2)의 광의 상하좌우 각도를 다양화함으로써, 원형 단면들에 광을 균등하게 제공하며, 광이 좌우 방향으로 균일하게 퍼져서 도광판(610)으로 입사되도록 한다. 도 6에서, 제2 광원(640) 및 도광바(650)는 도광판(610)의 왼쪽 측면에 배치되어 있고, 도광판(610)의 오른쪽 측면에는 반사체(660)가 배치되어 있다. 도 6에 도시된 제2 광원(640), 도광바(650) 및 반사체(660)의 배치는 하나의 실시예에 해당하며, 도광판(610)의 오른쪽 측면에도 반사체(660) 대신 제2 광원(640) 및 도광바(650)가 배치될 수 있다. 반사체(660)는 제2 광원(640)에서 제공된 광을 반사함으로써 제2 광원(640)이 배치되지 않은 측면에 광을 제공할 수 있다. 반사체(660)는 광을 다양한 방향으로 반사하기 위해 배치되며, 특히 반사체(660)에 의하여 반사된 광을 제2광원(640)으로부터 도광판(610)의 일면으로 입사되는 광의 수직 입사 각도와 유사한 수직 입사 각도로 도광판(610)의 타면으로 입사시키기 위하여 삼각 형태의 표면을 가질 수 있다. 반사체(660)는 삼각 형태의 표면을 통해 광원(640) 및 도광바(650)를 통하여 광이 제공되는 것과 유사한 형태로 도광판(610)에 광을 제공할 수 있다.
앞서 설명된 것처럼, 제1 출광 패턴(611)과 제2 출광 패턴(612)은 서로 수직으로 배치되거나 수직에 가까운 70°내지 80°사이의 각도로 배치될 수 있다. 도 6은 제1 방향(D1)에서 바라본 디스플레이 장치(600)의 단면이므로, 도 6에서 제1 출광 패턴(611)은 일자로 표현되어 있다., 제1 출광 패턴(611)에 의해 제2 광원(640)에서 제공된 광의 전반사 조건이 깨지지 않거나 깨지더라도 비지향성 광들에 묻히므로 제1 출광 패턴(611)은 제2 광원(640)에 의해 제공된 광에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
도 7은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴에 의한 출광 형태를 나타낸 도면이다. 도 7를 참조하면, 도광판은 상면에 제1 출광 패턴(711)을 포함하고, 하면에 제2 출광 패턴(712)을 포함한다. 제2 방향(D2)으로 제공된 광이 제2 출광 패턴(712)에 부딪히는 경우, 제2 방향(D2)으로 제공된 광의 전반사 조건은 깨질 수 있다. 전반사 조건이 깨진 광은 제2 출광 패턴(712)의 원형 단면을 통해 도광판(710)의 외부로 출광하고, 산광기(730)를 통과하여 반사체(720)에 제공된다. 산광기(730)를 통과한 광은 확산(diffuse)되어 다양한 방향으로 비지향성 광을 제공할 수 있다. 반사체(720)의 삼각 형태에 따라 반사체(720)가 반사하는 광의 각도가 달라지므로, 2D 영상의 시야각이 달라질 수 있다. 또한, 산광기(730)의 확산 각도에 따라서도 2D 영상의 시야각이 달라질 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴과 광원들의 배치를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 제1 광원(811)은 도광판(820)의 왼쪽 및 오른쪽에 배치되어 있고, 제2 광원(813)은 도광판(820)의 위쪽에 배치되어 있다. 앞서 설명된 것처럼, 도 8에 도시된 광원들(811, 813)의 배치는 하나의 실시예에 해당하고, 광원들(811, 813)은 다른 형태로 배치될 수 있다. 도 8은 도광판(820)의 평면을 나타낸다. 도 8에는 도광판(820)의 하면에 위치한 제2 출광 패턴이 도시되어 있다. 제2 출광 패턴은 복수의 선형 패턴들을 포함한다. 복수의 선형 패턴들은 원형, 또는 다각형의 단면을 가질 수 있고, 도광판(820)의 외부로 돌출되거나 도광판(820)의 내부로 만입될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 평면 구조를 나타낸 도면이다. 제2 출광 패턴이 규칙적인 패턴을 포함하는 경우 도광판을 통과하면서 점차 감소하는 출광량으로 인하여 2D영상의 밝기가 불균일해 질 수 있다. 따라서, 제2 출광 패턴은 불규칙적인 패턴을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 9a를 참조하면, 제2 출광 패턴은 복수의 선형 패턴들을 포함하고, 복수의 선형 패턴들은 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 또한, 복수의 선형 패턴들은 서로 다른 간격으로 배치될 수 있다. 도 9b를 참조하면, 제2 출광 패턴은 그룹 패턴들(910, 920)을 포함한다. 그룹 패턴들(910, 920) 각각은 동일한 폭 및 동일한 간격을 갖는 복수의 선형 패턴들을 포함한다. 그룹 패턴들(910, 920)은 서로 다른 수의 선형 패턴들을 포함하거나, 서로 다른 폭의 선형 패턴들을 포함하거나, 서로 다른 간격의 선형 패턴들을 포함할 수 있다. 그 밖에, 제2 출광 패턴에는 불규칙적인 다양한 선형 패턴들이 적용될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 일 실시예에 따른 제2 출광 패턴의 예시들을 나타낸 도면이다. 앞서 설명된 것처럼, 제2 출광 패턴에 포함된 선형 패턴들은 원형, 또는 다각형의 단면을 가질 수 있고, 도광판의 외부로 돌출되거나 도광판의 내부로 만입될 수 있다. 도 10은, 원형 단면을 갖는 선형 패턴(1011)이 도광판(1010)의 내부로 만입된 형태 및 원형 단면을 갖는 선형 패턴(1021)이 도광판(1020)의 외부로 돌출된 형태를 나타낸다. 도 11은, 삼각형 단면을 갖는 선형 패턴(1111)이 도광판(1110)의 내부로 만입된 프리즘 형태 및 삼각형 단면을 갖는 선형 패턴(1121)이 도광판(1120)의 외부로 돌출된 프리즘 형태를 나타낸다. 도 12는, 선형 패턴(1211)이 도광판(1210)의 내부로 만입된 범프(bump) 형태 및 선형 패턴(1221)이 도광판(1220)의 외부로 돌출된 범프(bump) 형태를 나타낸다.
도 13은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 도 13을 참조하면, 단계(1310)에서, 제조 장치는 제1 광원으로부터 제공되는 광을 이용하여 지향성 광을 디스플레이 패널로 출광시키기 위한 제1 출광 패턴을 구성(form)한다. 단계(1320)에서, 제조 장치는 제2 광원으로부터 제공되는 광을 이용하여 비지향성 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키기 위한 제2 출광 패턴을 도광판의 하면에 구성한다. 단계(1330)에서, 제조 장치는 도광판의 상면에 제1 출광 패턴을 부착한다. 일 측에 따르면, 제1 출광 패턴은 두 장의 필름을 접합함으로써 제조될 수 있다. 구체적인 제1 출광 패턴의 제조 과정은 도 14를 통해 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 제1 출광 패턴의 제조 과정을 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하면, 스테이지 1에서, 제조 장치는 사다리꼴 또는 삼각 형태의 홈을 갖는 주형을 레진(resin)이 도포된 제1 필름에 압착한다. 스테이지 2에서, 제조 장치는 상기 제1 필름에 상기 주형을 압착한 상태에서 상기 제1 필름의 레진을 경화시킨다. 스테이지 3에서, 제조 장치는 상기 주형의 압착을 해제(release)한다. 스테이지 4 및 스테이지 5에서, 제조 장치는 상기 제1 필름의 레진이 경화되어 형성된 사다리꼴 또는 삼각 형태의 돌출부를 레진이 도포된 제2 필름에 접촉(contact)시킨다. 스테이지 6에서, 제2 필름에 상기 제1 필름의 돌출부를 접촉시킨 상태에서 상기 제2 필름의 레진을 경화시킨다. 제2 필름의 레진이 경화되면, 제1 필름과 제2 필름이 하나의 필름을 이루며, 필름 형태의 제1 출광 패턴이 된다. 제1 출광 패턴은 그 밖에 다양한 공정을 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 제1 출광 패턴은 반도체 공정 등의 식각(etching) 공정으로도 제조될 수 있다. 이와 같이 출광 패턴을 필름 형태로 제작할 경우, 도광판에 광학 본딩을 통해 쉽게 접합할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (29)

  1. 3D 영상을 위한 광을 제공하는 제1 광원;
    2D 영상을 위한 광을 제공하는 제2 광원;
    상기 제1 광원으로부터 제공된 광을 디스플레이 패널로 출광시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판; 및
    상기 도광판의 하면으로부터 일정 거리에 제공되어, 상기 제2 출광 패턴을 통해 상기 도광판의 하면으로 출광된 광을 상기 디스플레이 패널로 반사하는 반사체(reflector)
    를 포함하고,
    상기 제2 출광 패턴은 상기 제2 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 하면을 통해 출광시키는 복수의 제2 선형 패턴들을 포함하고,
    상기 반사체는 상기 반사체의 상면으로부터 돌출된 복수의 제3 선형 패턴들을 포함하고, 상기 복수의 제3 선형 패턴들은 각각 삼각형 형태의 단면을 가지고, 상기 복수의 제3 선형 패턴들은 상기 제2 선형 패턴들에 평행하게 배치되고,
    상기 디스플레이 패널에 제공되는 빛의 각도는 상기 제3 선형 패턴의 상기 삼각형 형태의 각도에 기초하여 조절되는,
    백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은 상기 제1 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 상면을 통해 출광시키는 복수의 제1 선형 패턴들을 포함하는, 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1 선형 패턴들은 역사다리꼴의 단면을 갖는, 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴과 상기 디스플레이 패널이 서로 일정한 간격을 유지하도록, 상기 제1 출광 패턴의 상면은 상기 디스플레이 패널에 광학 접착제를 통해 고정되는, 백라이트 유닛.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 선형 패턴들은 원형, 또는 다각형의 단면을 갖고, 상기 도광판 외부로 돌출되거나 상기 도광판 내부로 만입되는, 백라이트 유닛.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴과 상기 반사체 사이에 배치되는 산광기(diffuser)를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원은 상기 도광판에 제1 방향으로 상기 3D 영상을 위한 광을 제공하고, 상기 제2 광원은 상기 도광판에 제2 방향으로 상기 2D 영상을 위한 광을 제공하는, 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직인, 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치되는, 백라이트 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나는, 상기 도광판의 마주하는 서로 다른 측면에 배치되는, 백라이트 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판의 마주하는 서로 다른 측면에 배치되는 적어도 하나의 반사체(reflector)를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판 사이에 배치되는 적어도 하나의 도광바와 산광기(diffuser)를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  16. 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 광을 제공하는 도광판;
    상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판에 제1 방향의 광을 제공하는 제1 광원;
    상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판에 제2 방향의 광을 제공하는 제2 광원; 및
    상기 도광판의 하면으로부터 일정 거리에 제공되는 반사체(reflector)
    을 포함하고,
    상기 도광판은 상기 제1 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하며, 상기 제2 광원으로부터 제공된 광을 상기 디스플레이 패널로 출광시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하고,
    상기 제2 출광 패턴은 상기 제2 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 하면을 통해 출광시키는 복수의 제2 선형 패턴들을 포함하고,
    상기 반사체는 상기 반사체의 상면으로부터 돌출된 복수의 제3 선형 패턴들을 포함하고, 상기 복수의 제3 선형 패턴들은 각각 삼각형 형태의 단면을 가지고, 상기 복수의 제3 선형 패턴들은 상기 제2 선형 패턴들에 평행하게 배치되고,
    상기 디스플레이 패널에 제공되는 빛의 각도는 상기 제3 선형 패턴의 상기 삼각형 형태의 각도에 기초하여 조절되는,
    디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은 상기 제1 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 상면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은 상기 제2 광원에 의해 제공되어 상기 도광판 내에서 전반사되는 광을 상기 도광판의 하면을 통해 출광시키는 복수의 선형 패턴들을 포함하는, 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴을 통해 상기 도광판의 하면으로 출광된 광을 상기 디스플레이 패널로 반사하는 반사체(reflector)를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 수직인, 디스플레이 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치되는, 디스플레이 장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 중 적어도 하나와 상기 도광판 사이에 배치되는 적어도 하나의 도광바와 산광기(diffuser)를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
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