KR102526752B1 - 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 및 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함한 입체 영상 표시 장치가 개시된다.
개시된 백라이트 유닛은, 광원으로부터 조사된 광을 안내하는 도광판, 상기 도광판으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 회절 소자 및 복수 개의 개구들을 포함하는 개구 조절층을 포함하고, 개구 조절층이 회절 소자의 출광 효율을 조절할 수 있다.
개시된 백라이트 유닛은, 광원으로부터 조사된 광을 안내하는 도광판, 상기 도광판으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 회절 소자 및 복수 개의 개구들을 포함하는 개구 조절층을 포함하고, 개구 조절층이 회절 소자의 출광 효율을 조절할 수 있다.
Description
예시적인 실시예는 광 균일도가 향상된 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 및 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 3D 영화가 많이 나오고 있고, 이에 따라 3차원 영상 표시 장치에 관련된 기술이 많이 연구 되고 있다. 3차원 영상 표시 장치는 양안시차를 기반으로 3차원 영상을 표시한다. 현재 상용화되고 있는 3차원 영상 표시 장치는 두 눈의 양안시차(binocular parallax)를 이용하는 것으로, 시점이 서로 다른 좌안용 영상과 우안용 영상을 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공함으로써 시청자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 이러한 3차원 영상 표시 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 3차원 영상 표시 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 3차원 영상 표시 장치가 있다.
안경형 3차원 영상 표시 장치는 영화관에서는 적청(Red-Green) 안경방식이 사용되며, TV의 경우에는 편광 안경 방식 또는 액정 셔터 방식으로 양분되어 있다. 무안경 3차원 영상 표시 장치는 구조에 따라 베리어(Barrier) 방식과 렌티큘러(Lenticular) 방식 등이 있으며, 영상 구현 방식에 따라, 멀티뷰 렌더링(Multiview rendering) 방식, 3차원 공간의 모든 정보를 담고 그것을 3차원 공간에 복셀(Voxel)로 표시하는 볼류메트릭(Volumetric) 방식, 곤충의 복안(파리눈) 모양 렌즈를 통해 맺히는 여러 각도에서의 영상을 촬영하고 이를 역으로 디스플레이 하는 인티그럴 이미징(Integral Imaging) 방식, 홀로그래픽(Holographic) 방식 및 지향성 백라이트 유닛 방식 등이 있다.
지향성 백라이트 유닛은 그레이팅을 이용하여 광의 출광 방향을 조절함으로써 3차원 영상을 구현할 수 있다. 도광판에서 진행되는 광은 전반사에 의해 도광판 끝까지 전달되는데, 도광판의 전방부에 많은 양이 출광되고 도광판의 후방부로 갈수록 출광량이 감소되어 광 균일도가 저하된다.
예시적인 실시예는 광 균일도를 향상한 지향성 백라이트 유닛을 제공한다.
예시적인 실시예는 광 균일도를 향상한 지향성 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상표시 장치를 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛은,
광원;
상기 광원으로부터 조사된 광이 입사하는 입사면을 포함하고, 상기 광을 안내하는 도광판;
상기 도광판으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하는 회절 소자; 및
상기 회절 소자 위에 구비된 것으로, 복수 개의 개구들을 포함하는 개구 조절층;을 포함한다.
상기 그레이팅 유닛은 광의 파장 대역에 의존하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 개구 조절층이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 개구를 가질 수 있다.
상기 개구 조절층이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛의 개구율을 조절하도록 개구들이 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다.
상기 광원이 복수 개의 컬러 광을 조사하는 광원을 포함하고, 각 컬러 광이 서로 다른 방향으로 진행하며, 상기 개구 조절층이 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 유닛을 포함하고, 상기 개구 유닛이 상기 복수 개의 컬러 광을 통과시키는 복수 개의 서브 개구를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 서브 개구의 사이즈가 상기 복수 개의 컬러 광의 각 진행 방향을 따라 증가하도록 구성될 수 있다.
상기 그레이팅 유닛은 광의 파장 대역에 의존하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 개구 조절층이 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 유닛을 포함하고, 상기 개구 유닛이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 서브 개구를 가질 수 있다.
상기 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 개구 유닛마다 다르게 구성될 수 있다.
상기 개구 조절층이 복수 개의 섹션으로 구획되고, 상기 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 상기 복수 개의 섹션마다 다르게 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛은,
복수 개의 컬러 광을 조사하는 광원;
상기 광원으로부터 조사된 광이 입사하는 입사면을 포함하고, 상기 광을 안내하는 도광판; 및
상기 도광판으로부터 출광되는 상기 복수 개의 컬러 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하는 회절 소자;를 포함하고,
상기 복수 개의 그레이팅 유닛이 상기 복수 개의 컬러 광에 대응하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 도광판의 입사면으로부터 멀어질수록 상기 복수 개의 컬러 광 각각의 출광 효율이 증가하도록 상기 서브 그레이팅 유닛의 굴절률이 다르게 구성될 수 있다.
상기 회절 소자가 복수 개의 섹션으로 구획되고, 상기 도광판의 입사면으로부터 먼 섹션에 있는 그레이팅 유닛을 구성하는 서브 그레이팅 유닛의 굴절률이 상기 도광판의 입사면으로부터 가까운 섹션에 있는 그레이팅 유닛을 구성하는 서브 그레이팅 유닛의 굴절률보다 클 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는,
지향성 백라이트 유닛;
상기 지향성 백라이트 유닛을 통해 출사된 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함하고,
상기 지향성 백라이트 유닛이, 광원, 상기 광원으로부터 조사된 광이 입사하는 입사면을 포함하고, 상기 광을 안내하는 도광판, 상기 도광판으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하는 회절 소자, 및 상기 회절 소자 위에 구비된 것으로, 상기 복수 개의 개구들을 포함하는 개구 조절층을 포함한다.
예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은,
기판에 각각 다른 회절 패턴을 가진 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는 그레이팅 유닛들을 형성하는 단계;
상기 서브 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 어레이를 가진 마스크를 구비하는 단계;
상기 마스크를 이용하여 상기 기판의 서브 그레이팅 유닛들을 서로 다른 사이즈를 가지도록 식각하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 마스크가 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 마스크 개구 유닛을 포함하고, 상기 마스크 개구 유닛이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 마스크 서브 개구를 가질 수 있다.
상기 회절 패턴은 나노 스케일을 가지고, 상기 개구 어레이가 마이크로 스케일을 가질 수 있다.
상기 기판에 도광판을 결합할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은,
기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제1굴절률을 가지는 제1물질 패턴을 인쇄하는 단계;
상기 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제2굴절률을 가지는 제2물질 패턴을 인쇄하는 단계; 및
나노 임프린팅 방법을 이용하여 상기 제1물질 패턴과 제2물질 패턴에 회절 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은, 상기 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제3굴절률을 가지는 제3물질 패턴을 인쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은, 상기 기판에 도광판을 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1물질 패턴과 제2물질 패턴은 상기 도광판을 통해 안내된 광의 출광 효율을 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 제1물질 패턴과 제2물질 패턴이 상기 도광판을 통해 안내된 광의 출광 효율이 상기 도광판의 입사면으로부터 멀어질수록 증가되도록 구성될 수 있다.
상기 제1물질 패턴과 제2물질 패턴이 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 복수 개의 그레이팅 유닛이 서로 다른 컬러 광을 선택적으로 회절시키는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛은 광 균일도를 향상할 수 있다. 백라이트 유닛의 영역에 따라 회절 소자의 출광 효율을 조절할 수 있는 그레디언트 특성을 구현함으로써 광 균일도를 높일 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 이용하여 양질의 화질을 가진 입체 영상 표시 장치를 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은 마이크로 단위의 디스플레이 제작 공정을 이용하여 화소 단위로 그레디언트 특성을 가지도록 회절 소자를 제작할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 광원의 배치를 변형한 예시적인 실시예들에 따른 지향성 백라이트 유닛의 평면도를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 회절 소자를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 회절 소자의 그레이팅 유닛의 확대도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 개구 조절층을 도시한 것이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 회절 소자와 개구 조절층의 일부 분리 사시도를 도시한 것이다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 단면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 지향성 백라이트 유닛의 평면도를 도시한 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 회절 소자의 그레이팅 유닛의 확대도이다.
도 10 및 도 11은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 13은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 개략적인 사이도이다.
도 14는 도 13에 도시된 지향성 백라이트 유닛의 서브 그레이팅 유닛의 굴절률 구성도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 15는 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 17은 다른 예시적인 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 18은 도 16에 도시된 입체 영상 표시 장치가 칼라 필터를 더 구비한 예를 도시한 것이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c는 광원의 배치를 변형한 예시적인 실시예들에 따른 지향성 백라이트 유닛의 평면도를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 회절 소자를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 회절 소자의 그레이팅 유닛의 확대도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 개구 조절층을 도시한 것이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 회절 소자와 개구 조절층의 일부 분리 사시도를 도시한 것이다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 단면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 지향성 백라이트 유닛의 평면도를 도시한 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 회절 소자의 그레이팅 유닛의 확대도이다.
도 10 및 도 11은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 13은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 개략적인 사이도이다.
도 14는 도 13에 도시된 지향성 백라이트 유닛의 서브 그레이팅 유닛의 굴절률 구성도를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 15는 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 17은 다른 예시적인 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 18은 도 16에 도시된 입체 영상 표시 장치가 칼라 필터를 더 구비한 예를 도시한 것이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 및 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "A가 B에 구비된"은 A가 B에 접촉 또는 비접촉식으로 구비되는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(BLU)을 개략적으로 도시한 것이다. 백라이트 유닛(BLU)은 광을 조사하는 광원(S)과, 광원(S)로부터의 광을 안내하는 도광판(LGP)과, 도광판(LGP)에 구비된 회절 소자(D), 및 회절 소자(D)의 개구율을 조절하도록 구성된 개구 조절층(30)을 포함할 수 있다.
광원(S)은 예를 들어, 도광판(LGP)의 적어도 하나의 측 방향에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광원(S)은 적어도 하나의 파장 대역의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(S)은 LED(Light Emitting Diode) 또는 LD(Laser Diode)를 포함할 수 있다. 하지만 여기에 한정되는 것은 아니고, 복수 파장의 광을 조사하는 광원이면 어느 광원이라도 사용 가능하다. 복수 개의 LED 또는 LD 들이 도광판(LGP)의 적어도 하나의 측 방향에 배열될 수 있다. 도광판(LGP)은 광원(S)으로부터 광이 입사되는 적어도 하나의 입사면(11)과, 광이 도광판(LGP) 내부를 진행하다가 출사되는 출사면(13)을 포함할 수 있다. 도광판(LGP)은 광원(S)으로부터의 광을 내부 전반사를 통해 안내하여 도광판(LGP)을 출사면(13)을 통해 출사되도록 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 광원의 배치 구조를 변경한 백라이트 유닛(BLU)의 평면도를 도시한 것이다. 도 2a를 참조하면, 예를 들어, 광원(S)이 제1파장 대역의 광을 조사하는 제1광원(S1), 제2파장 대역의 광을 조사하는 제2광원(S2), 및 제3파장 대역의 광을 조사하는 제3광원(S3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1광원(S1)은 청색 광을 조사하고, 제2광원(S2)은 녹색 광을 조사하고, 제3광원(S3)은 적색 광을 조사할 수 있다. 도광판(LGP)은 예를 들어 직육면체 형상을 가질 수 있다. 제1광원(S1)은 도광판(LGP)의 제1 측방향에 배치되고, 제2광원(S2)은 도광판(LGP)의 제2 측방향에 배치되고, 제3광원(S3)은 제3 측방향에 배치될 수 있다. 도광판(LGP)은 제1광원(S1)으로부터의 광이 입사되는 제1입사면(11a), 제2광원(S2)으로부터의 광이 입사되는 제2입사면(11b), 제3광원(S3)으로부터의 광이 입사되는 제3입사면(11c)을 포함할 수 있다. 하지만, 광원의 배치가 여기에 한정되는 것은 아니고, 이 밖에도 다양한 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1광원(S1), 제2광원(S2), 및 제3광원(S3)이 도광판(LGP)의 일 측에 교대로 배열되는 것도 가능하다. 한편, 제1광원(S1), 제2광원(S2), 및 제3광원(S3)으로부터 조사되는 각 컬러 광의 도광판에 대한 입사 방향이 다를 수 있다.
도 2b에서는, 도광판(LGP)의 네 개의 측 방향에 각각 제1광원(S1), 제2광원(S2), 제3광원(S3), 및 제4광원(S4)이 배치된 예가 도시되었다. 예를 들어, 제1광원(S1)은 청색 광을 조사하고, 제2광원(S2)은 적색 광을 조사하고, 제3광원(S3)은 녹색 광을 조사할 수 있다. 그리고, 제4광원(S4)은 이 밖에 다른 파장의 광을 조사하는 광원일 수 있다. 또는, 제4광원(S4)이 적색 광, 청색 광, 녹색 광 중 더 필요한 광을 조사하는 광원일 수 있다. 예를 들어, 제4광원(S4)은 적색 광을 조사하는 광원일 수 있다. 그럼으로써, 광 효율이 상대적으로 낮은 광원의 개수를 증가시켜 광량을 증가시킬 수 있다. 도광판(LGP)은 예를 들어, 제1광원(S1)으로부터의 광이 입사되는 제1입사면(11a), 제2광원(S2)으로부터의 광이 입사되는 제2입사면(11b), 제3광원(S3)으로부터의 광이 입사되는 제3입사면(11c), 제4광원(S4)으로부터의 광이 입사되는 제4입사면(11d)을 포함할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 도광판(LGP)의 제1 측방향에 제1광원(S1)이 구비되고, 제2 측방향에 제2광원(S2)이 구비되고, 제3 측방향에 제3광원(S3)이 구비되고, 제4 측방향에 제1광원(S1)과 제2광원(S2)이 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1광원(S1)에서 제1광(L1)이 조사되고, 제2광원(S2)에서 제2광(L2)이 조사되고, 제3광원(S3)에서 제3광(L3)이 조사될 수 있다. 제1광(L1)과 제2광(L2)이 도광판(LGP)에 대해 기울어지게 입사되고, 제3광(L3)이 도광판(LGP)에 수직하게 입사될 수 있다. 예를 들어, 도광판(LGP)의 일 측방향에 배치된 제1광원으로부터 조사된 제1광과 도광판의 다른 측방향에 배치된 제1광원으로부터 조사된 제1광의 도광판에 대한 입사각은 같을 수 있다. 예를 들어, 도광판(LGP)의 일 측방향에 배치된 제2광원으로부터 조사된 제2광과 도광판의 다른 측방향에 배치된 제2광원으로부터 조사된 제2광의 도광판에 대한 입사각은 같을 수 있다. 제1광원과 제2광원을 다른 측방향에 더 구비함으로써 제1광과 제2광의 광량을 필요에 따라 더 증가시킬 수 있다. 이 밖에도 광원의 개수와 배치 위치 등을 다양하게 변형할 수 있다. 제4측방향에 제1광원(S1)과 제2광원(S2)을 배치할 때, 제1광원(S1)과 제2광원(S2)을 교대로 배치하는 것도 가능하다. 한편, 제1광원(S1), 제2광원(S2), 및 제3광원(S3)으로부터 조사되는 각 광의 도광판에 대한 입사 방향이 다를 수 있다.
도 1을 참조하면, 회절 소자(D)는 그레이팅(G)을 포함할 수 있다. 회절 소자(D)는 도광판(LGP)에 대한 광의 입사각과 파장 중 적어도 하나에 따라 광의 출사 방향을 조절하도록 그레이팅 패턴(또는 회절 패턴)을 할 수 있다. 예를 들어, 도광판(LGP)에 대한 광의 입사각은 도광판으로부터의 광의 출사 방향과 대응 관계를 가질 수 있다. 또한, 회절 소자(D)는 광의 파장에 대해 선택성을 가지도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 회절 소자(D)는 특정 파장 대역의 광에 대해서만 반응하도록 구성된 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다.
회절 소자(D)는 예를 들어, 도광판(LGP)에서 회절 소자(D)로 입사하는 광의 방향과 파장 중 적어도 하나에 대응되는 복수 개의 그레이팅 패턴 세트를 가질 수 있다. 회절 소자(D)는 그레이팅(G)과 특정 파장의 광 사이에 상호 작용이 일어나고, 그레이팅(G)의 피치(pitch), 그레이팅(G)의 배열 방향, 그레이팅(G)의 굴절률, 그레이팅(G)의 듀티 사이클(duty cycle) 및, 광의 진행 방향과 그레이팅과의 상대적인 각도 등의 조합에 따라 광이 특정한 방향을 가지고 출광되도록 할 수 있다.
도 3은 회절 소자(D)의 그레이팅 패턴을 개략적으로 도시한 것이다. 회절 소자(D)는 복수 개의 그레이팅 유닛(GU)을 포함할 수 있다. 복수 개의 그레이팅 유닛(GU)은 광의 파장에 의존하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다. 그레이팅 유닛은 후술하는 디스플레이 패널의 픽셀에 대응되는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 픽셀은 예를 들어, 광의 투과율을 제어할 수 있는 단위일수 있다. 서브 그레이팅 유닛은 디스플레이 패널의 서브 픽셀에 대응되는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 서브 픽셀은 광의 투과율과 함께 광의 파장 선택을 제어할 수 있는 단위일 수 있다. 예를 들어, 서브 픽셀은 후술하는 칼라 필터에서의 파장 선택 단위일 수 있다.
예를 들어, 그레이팅 유닛(GU)은 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1), 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2), 제3서브 그레이팅 유닛(SGU3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1)은 제1 파장 광에 반응하고, 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2)은 제2 파장 광에 반응하고, 제3서브 그레이팅 유닛(SGU3)은 제3 파장 광에 반응할 수 있다.
회절 소자(D)는 그레이팅 패턴 세트에 따라 서로 다른 방향으로 광이 출사되도록 할 수 있다. 서로 다른 방향으로 출사된 광은 각각 서로 다른 뷰를 제공하여 3차원 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 뷰는 예를 들어, 시청자의 한 쪽 눈에 표시되는 영상을 나타낼 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 시청자의 한 쪽 눈에 두 개 이상의 뷰에 대응되는 영상이 제공되는 것도 가능하다. 회절 소자(D)는 광의 출사 방향을 제어할 수 있고, 광의 출사 방향에 따라 서로 다른 뷰가 시청자에게 제공되는 경우에 3차원 영상이 표시될 수 있다. 그레이팅 패턴 세트의 개수에 따라 복수 개의 뷰, 예를 들어 36개의 뷰, 48개의 뷰, 96개의 뷰 등을 제공할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 회절 소자(D)의 그레이팅 유닛을 확대하여 도시한 것이다. 회절 소자(D)에서는 예를 들어, 복수 개의 그레이팅 유닛(GUmn)이 2차원 메트릭스 형태로 배열될 수 있다. GUmn의 m과 n은 행렬을 나타낼 수 있다. 각 그레이팅 유닛(GUmm)은 예를 들어, 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1mn), 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2mn), 제3서브 그레이팅 유닛(SGU1mn)을 포함할 수 있다. 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1mn), 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2mn), 제3서브 그레이팅 유닛(SGU1mn)은 각각 다른 그레이팅(G) 패턴을 포함할 수 있다. 그리고, 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1mn), 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2mn), 제3서브 그레이팅 유닛(SGU1mn)는 동일한 면적을 가질 수 있다.
도 5는 개구 조절층(30)의 평면도를 도시한 것이다. 개구 조절층(30)은 예를 들어, 개구 어레이를 포함할 수 있다. 개구 조절층(30)은 복수 개의 개구 유닛(30U)을 포함하고, 복수 개의 개구 유닛(30U) 각각은 복수 개의 서브 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개구 유닛(30U)은 제1 내지 제3 서브 개구(31)(32)(33)를 포함할 수 있다. 개구 유닛(30U)은 회절 소자(D)의 그레이팅 유닛(GU)에 대응할 수 있다. 도 6은 설명의 편의 상 그레이팅 유닛(GU)과 개구 유닛(30U)을 분리하여 나타낸 것이다. 도 6을 참조하면, 그레이팅 유닛(GU)과 서브 유닛(30U)의 제1 내지 제3 서브 개구(31)(32)(33)는 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU1)(SG2)(SG3)에 각각 대응할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 서브 개구(31)(32)(33)는 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU1)(SG2)(SG3)의 개구율을 조절할 수 있다. 개구율은 예를 들어, 서브 그레이팅 유닛의 면적에 대한 서브 개구의 면적 비를 나타낼 수 있다. 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU1)(SG2)(SG3)에서 각각 출사된 광이 제1 내지 제3 서브 개구(31)(32)(33)의 사이즈에 따라 출사량이 조절될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 개구 조절층(30)의 각 개구 유닛(30U) 마다 각 서브 개구의 사이즈가 다르며, 서브 개구의 사이즈에 따라 각 컬러 광의 출사 량이 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 개구(31)가 제1 파장 대역을 가지는 제1광(L1)에 대응되고, 제2 서브 개구(32)가 제2 파장 대역을 가지는 제2광(L2)에 대응되고, 제3 서브 개구(33)가 제3 파장 대역을 가지는 제3광(L3)에 대응될 수 있다. 각 서브 개구가 도광판의 입사면으로부터 멀리 위치할수록 대응되는 파장 대역의 광의 출광 효율을 증가시키도록 서브 개구의 사이즈가 증가될 수 있다. 다른 측면으로는, 각 서브 개구가 대응되는 파장 대역의 광의 진행 방향을 따라 점점 그 사이즈가 증가될 수 있다. 예를 들어, 제1광(L1)의 진행 방향을 따라 제1 서브 개구(31)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 제2광(L2)의 진행 방향을 따라 제2 서브 개구(32)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 제3광(L3)의 진행 방향을 따라 제3 서브 개구(33)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 각 파장 대역의 광에 대해 서브 개구의 사이즈를 조절함으로써 지향성 백라이트 유닛의 전체 면적에 걸쳐 출광되는 광의 균일도를 높일 수 있다.
본 실시예에서 회절 소자(D)의 회절 패턴은 나노 스케일의 사이즈를 가지는데 반해, 개구 조절층(30)의 개구는 마이크로 스케일의 사이즈를 가질 수 있다. 따라서, 회절 소자(D)는 예를 들어, 반도체 공정을 통해 제작될 수 있으며, 개구 조절층(30)은 예를 들어, 디스플레이 공정을 통해 제작될 수 있다. 여기서, 반도체 공정은 반도체 웨이퍼를 이용한 nm 단위의 미세 공정을 나타내고, 디스플레이 공정은 글라스 기판에서 이루어지는 마이크로 미터 단위의 대면적 공정을 나타낼 수 있다. 따라서, 개구 조절층(30)은 대면적으로 제작 가능하며, 서브 픽셀에 대응되는 서브 개구의 사이즈를 각각 다르게 제작하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 반도체 공정에서는 서브 그레이팅 유닛의 사이즈를 각각 다르게 제작하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 회절 소자의 서브 그레이팅 유닛은 모두 동일한 사이즈를 가지고, 개구 조절층의 서브 개구는 각각 다른 사이즈를 가질 수 있다. 즉, 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 개구 유닛마다 다르게 구성될 수 있다. 또는, 개구 조절층이 복수 개의 섹션으로 구획되고, 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 상기 복수 개의 섹션마다 다르게 구성될 수 있다.
이와 같이 개구 조절층을 통해 백라이트 유닛의 전체 면적에 걸쳐 출광되는 광의 균일도를 높일 수 있다. 그리고, 회절 소자에서는 서브 그레이팅 유닛의 사이즈가 다르게 구성되도록 제조하는 것이 어려운 데 반해, 개구 조절층에서는 서브 개구의 사이즈가 다르게 구성되도록 제조하는 것이 상대적으로 용이하므로 대면적의 백라이트 유닛에서의 광 균일도를 효과적으로 높일 수 있다.
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 단면도를 나타내고, 도 8은 지향성 백라이트 유닛의 일부 절개 평면도를 도시한 것이다.
지향성 백라이트 유닛은, 광원, 광원으로부터 조사된 광을 안내하는 도광판(LGP), 및 도광판(LGP)으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 회절 패턴을 포함하는 회절 소자(D10)를 포함할 수 있다.
광원은 예를 들어, 복수 개의 컬러 광을 조사하는 제1광원(S1), 제2광원(S2), 및 제3광원(S3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1광원(S1)은 제1 컬러 광(L1)을 조사하고, 제2광원(S2)은 제2 컬러 광(L2)을 조사하고, 제3광원(S3)은 제3 컬러 광(L3)을 조사할 수 있다. 제1 컬러 광(L1), 제2 컬러 광(L2), 및 제3 컬러 광(L3)은 각각 도광판(LGP)에 대해 다른 방향으로 입사될 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 광(Ll)은 적색 광을, 제2 컬러 광(L2)은 녹색 광을, 제3 컬러 광(L3)은 청색 광을 포함할 수 있다. 도광판(LGP)은 측 방향에서 광이 입사되는 제1 입사면(11a), 제2 입사면(11b), 제3 입사면(11c), 및 제4 입사면(11d)을 포함할 수 있다.
회절 소자(D10)는 복수 개의 그레이팅 유닛(GUmn)을 포함할 수 있다. 복수 개의 그레이팅 유닛(GUmn)이 복수 개의 컬러 광에 대응하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다. 도 9는 그레이팅 유닛(GUmn)을 확대한 것으로, 예를 들어, 복수 개의 그레이팅 유닛(GUmn)이 각각 제1컬러 광에 대응하는 제1 서브 그레이팅 유닛(SGU1mn), 제2 서브 그레이팅 유닛(SGU2mn), 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU3mn)을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 회절 소자(D10)의 각 그레이팅 유닛(GUmn) 마다 각 서브 그레이팅 유닛의 사이즈가 다르며, 서브 그레이팅 유닛의 사이즈에 따라 각 컬러 광의 출사 량이 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 그레이팅 유닛(SGU1mn)이 제1 컬러 광(L1)에 대응되고, 제2 서브 그레이팅 유닛(SGU2mn)이 제2 컬러 광(L2)에 대응되고, 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU3mn)이 제3 컬러 광(L3)에 대응될 수 있다. 각 서브 그레이팅 유닛이 도광판(LGP)의 대응하는 입사면으로부터 멀리 위치할수록 대응하는 컬러 광의 출광 효율을 증가시키도록 서브 그레이팅 유닛의 사이즈가 증가될 수 있다. 다른 측면으로는, 각 서브 그레이팅 유닛이 대응되는 컬러 광의 진행 방향을 따라 점점 그 사이즈가 증가될 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 광(L1)의 진행 방향을 따라 제1 서브 그레이팅 유닛(SGU1mn)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 제2 컬러 광(L2)의 진행 방향을 따라 제2 서브 그레이팅 유닛(SGU2mn)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 제3 컬러 광(L3)의 진행 방향을 따라 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU3mn)의 사이즈가 점점 증가될 수 있다. 각 컬러 광에 대해 서브 그레이팅 유닛의 사이즈를 조절함으로써 지향성 백라이트 유닛의 전체 면적에 걸쳐 출광되는 광의 균일도를 높일 수 있다.
도 10, 도 11, 도 12를 참조하여 도 8에 도시된 백라이트 유닛의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 10 및 도 11에서는 설명의 편의 상, 하나의 그레이팅 유닛만을 도시하였다. 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 각각 다른 회절 패턴을 가진 복수 개의 서브 그레이팅 유닛(120)을 포함하는 그레이팅 유닛(GU)을 형성할 수 있다(S10). 여기서, 각 서브 그레이팅 유닛(120)은 동일 면적을 가지도록 구성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 복수 개의 개구를 포함하는 마스크(130)가 구비될 수 있다. 마스크(130)는 서브 그레이팅 유닛(120)에 대응하는 개구 어레이(135)를 포함할 수 있다. 개구 어레이(135)는 다양한 조합의 면적을 가질 수 있다.
마스크(130)가 예를 들어, 그레이팅 유닛(GU)에 대응하는 마스크 개구 유닛(MU)을 포함하고, 마스크 개구 유닛(MU)이 복수 개의 서브 그레이팅 유닛(120) 각각에 대응되는 마스크 서브 개구(MS)를 가질 수 있다. 마스크(130)를 이용하여 각 서브 그레이팅 유닛(120)을 식각함으로써 사이즈(또는, 면적)가 다른 서브 그레이팅 유닛(125)들을 제조할 수 있다(S20). 이와 같이, 개구 어레이를 포함하는 마스크를 이용하여 서브 그레이팅 유닛을 원하는 대로 다양한 면적을 가지도록 제조할 수 있다.
도 13은 다른 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 도시한 것이다. 백라이트 유닛은 도광판(310)과, 도광판(310)에 구비된 회절 소자(320)를 포함할 수 있다. 도광판(310)의 측면에 복수 개의 컬러 광을 조사하는 광원(S)이 구비될 수 있다. 도 13에서는 광원(S)이 도광판의 일 측면에 구비된 예를 도시하였지만, 도 2a, 도 2b, 도 2c에 도시된 바와 같이 광원의 배치 방법은 다양할 수 있다. 회절 소자(320)는 복수 개의 그레이팅 유닛(GU)을 포함할 수 있다. 복수 개의 그레이팅 유닛(GU)은 각각 복수 개의 컬러 광에 대응하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛(GU)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 서브 그레이팅 유닛(GU)은 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(321)(322)(323)을 포함할 수 있다.
도광판(310)의 입사면으로부터 멀어질수록 복수 개의 컬러 광 각각의 출광 효율이 증가하도록 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(321)(322)(323)의 굴절률이 다르게 구성될 수 있다. 다시 말하면, 각 그레이팅 유닛에서의 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(321)(322)(323)의 굴절률 조합이 다양하게 구성될 수 있다.
도 14는 지향성 백라이트 유닛의 서브 그레이팅 유닛의 굴절률 구성도를 도식적으로 나타낸 것이다. 예를 들어, 회절 소자(D10)는 복수 개의 섹션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 소자(D10)는 제1 내지 제9 섹션(SE1)(SE2)(SE3)(SE4)(SE5)(SE6)(SE7)(SE8)(SE9)을 포함할 수 있다. 각 섹션에서의 서브 그레이팅 유닛의 굴절률 분포가 서로 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1굴절률을 n1, 제2굴절률을 n2, 제3굴절률을 n3이라고 한다. 제1섹션(SE1)에 있는 각 그레이팅 유닛의 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1)이 제3 굴절률(n3)을 가지고, 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2)이 제2 굴절률(n2)을 가지고 제3서브 그레이팅 유닛(SGU3)이 제1 굴절률(n1)을 가질 수 있다. 제2섹션(SE2)에 있는 각 그레이팅 유닛의 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1)이 제3 굴절률(n3)을 가지고, 제2서브 그레이팅 유닛(SGU2)이 제2 굴절률(n2)을 가지고 제3서브 그레이팅 유닛(SGU3)이 제2 굴절률(n2)을 가질 수 있다. 나머지 섹션들에 대해서도 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU1)(SGU2)(SGU3)의 굴절률 분포가 다를 수 있다.
각 섹션에서의 제1 내지 제3 서브 그레이팅 유닛(321)(322)(323)의 굴절률은 대응하는 컬러 광의 진행 방향을 따라 출광 효율이 증가하도록 분포될 수 있다. 그레이팅의 굴절률이 증가되면 광의 출광 효율이 증가될 수 있다. 예를 들어, n1<n2<n3 일 때, 컬러 광의 진행 방향을 따라 컬러 광에 대응하는 서브 그레이팅 유닛의 굴절률이 순서대로 n1,n2,n3 를 가지도록 분포될 수 있다. 예를 들어, 도 13에서 제1 컬러 광(L1)의 진행 방향을 따라 제9 섹션(SE9)의 제1서브 그레이팅 유닛(SGU1)이 n1 굴절률을 가지고, 제5섹션(SE5)의 제1 서브 그레이팅 유닛(SGU1)이 n2의 굴절률을 가지고, 제1섹션(SE1)의 제1 서브 그레이팅 유닛(SGU1)이 n3의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 13에서 제3 컬러 광(L3)의 진행 방향을 따라 제4 섹션(SE4)의 제3서브 그레이팅 유닛(SGU3)이 n1 굴절률을 가지고, 제5섹션(SE5)의 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU3)이 n2의 굴절률을 가지고, 제6섹션(SE6)의 제3 서브 그레이팅 유닛(SGU3)이 n3의 굴절률을 가질 수 있다. 여기서는, 굴절률이 n1,n2,n3인 경우에 대해서만 설명하였지만, 더 많은 개수의 굴절률에 대해 이와 같은 방식의 그레디언트 굴절률 분포를 가지도록 구성할 수 있다. 이와 같이, 광원으로부터 상대적으로 가까운 곳에 위치한 서브 그레이팅 유닛과 상대적으로 먼 곳에 위치한 서브 그레이팅 유닛의 굴절률 분포를 조절하여 백라이트 유닛의 광 균일도를 높일 수 있다.
도 15는 도 13에 도시된 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제1굴절률을 가지는 제1물질 패턴을 인쇄할 수 있다(S100). 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제2굴절률을 가지는 제2물질 패턴을 인쇄할 수 있다(S110). 잉크젯 프린팅 방법은 이미 널리 공지된 것이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 이 밖에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 다른 굴절률을 가지는 복수의 물질 패턴을 더 인쇄할 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 백라이트 유닛을 제조하는 경우에는 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제3굴절률을 가지는 제3물질 패턴을 더 인쇄할 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, 제1물질 패턴은 제1굴절률(n1)을 가지는 서브 그레이팅 유닛들의 패턴이고, 제2물질 패턴은 제2굴절률(n2)을 가지는 서브 그레이팅 유닛들의 패턴이고, 제3물질 패턴은 제3굴절률(n3)을 가지는 서브 그레이팅 패턴일 수 있다.
다음, 나노 임프린팅 방법을 이용하여 상기 제1물질 패턴, 제2물질 패턴, 제3 물질 패턴에 각각 회절 패턴을 형성할 수 있다(S120). 나노 임프린팅 방법은 나노 사이즈의 패턴을 대면적으로 프린팅할 수 있다. 이와 같이, 잉크젯 프린팅 방법과 나노 임프린팅 방법을 결합하여 굴절률 분포가 다른 회절 패턴을 가지는 회절 소자를 용이하게 제작할 수 있다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 도시한 것이다. 입체 영상 표시 장치는 광원(LS)과, 광원(LS)로부터의 광을 안내하는 도광판(LGP)과, 도광판(LGP)에 구비된 회절 소자(D), 복수 개의 개구를 가지는 개구 조절층(30) 및 영상을 형성하는 디스플레이 패널(DP)을 포함할 수 있다. 광원(LS), 도광판(LGP), 회절 소자(D) 및 개구 조절층(30)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
디스플레이 패널(DP)은 예를 들어, 액정 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(DP)은 예를 들어, 메트릭스 구조로 배열된 복수 개의 픽셀을 포함할 수 있고, 복수 개의 픽셀은 각각 컬러 광에 대응되는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입체 영상 표시 장치가 20개의 뷰를 표시할 수 있다. 여기서, 뷰는 시청자의 한 쪽 눈에 보여지는 하나의 영상을 나타낼 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 시청자의 한 쪽 눈에 두 개 이상의 뷰 영상이 표시되는 것도 가능하다. 예를 들어, 20개의 뷰를 표시할 때, 회절 소자(D)는 각각의 그레이팅 패턴 세트에 20개의 뷰에 대응되는 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 96개의 뷰를 표시할 때, 회절 소자(D)는 각각의 그레이팅 패턴 세트에 96개의 뷰에 대응되는 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다.
회절 소자(D)는 광원(LS)으로부터 조사된 광의 도광판에 대한 입사 방향과 파장 중 적어도 하나에 따라 광의 출사 방향을 조절하여 디스플레이 패널(DP)에 입사시킴으로써 3차원 영상을 표시할 수 있다. 회절 소자(D)의 서브 그레이팅 유닛의 개구율을 개구 조절층(30)을 이용하여 회절 소자의 위치에 따라 다르게 구성함으로써 광 균일도를 높일 수 있다.
도 17을 참조하면, 입체 영상 표시 장치가 굽은(curved) 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 도광판(LGP)과, 회절 소자(D), 개구 조절층(30), 디스플레이 패널(DP)이 굽은 형태로 제작되어 영상이 보다 자연스럽게 보여지도록 할 수 있다.
도 18은 도 16과 비교할 때, 칼라 필터(CF)가 더 구비된 입체 영상 표시 장치를 도시한 것이다. 예를 들어, 칼라 필터(CF)가 디스플레이 패널(DP)의 출광 방향 쪽에 배치될 수 있다. 회절 소자(D)에 의해 광의 출광 방향이 조절되고, 디스플레이 패널(DP)에 의해 계조가 표현되고, 칼라 필터(CF)를 통해 컬러가 표현되어 3차원 컬러 영상이 표시될 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 예시적인 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
S,S1,S2,S3,LS:광원, LGP:도광판
D:회절 소자, G:그레이팅
BLU:백라이트 유닛, 30:개구 조절층
11,11a,11b,11c,11d:입사면, 13:출사면
SE1,SE2,SE3,SE4,SE5,SE6,SE7,SE8,SE9:섹션
GU,GUmn: 그레이팅 유닛
L1:제1광, L2:제2광, L3:제3광
SGU1,SGU2,SGU3,SGU1mn,SGU2mn,SGU3mn:서브 그레이팅 유닛
DP:디스플레이 패널, CF:컬러 필터
D:회절 소자, G:그레이팅
BLU:백라이트 유닛, 30:개구 조절층
11,11a,11b,11c,11d:입사면, 13:출사면
SE1,SE2,SE3,SE4,SE5,SE6,SE7,SE8,SE9:섹션
GU,GUmn: 그레이팅 유닛
L1:제1광, L2:제2광, L3:제3광
SGU1,SGU2,SGU3,SGU1mn,SGU2mn,SGU3mn:서브 그레이팅 유닛
DP:디스플레이 패널, CF:컬러 필터
Claims (21)
- 광원;
상기 광원으로부터 조사된 광이 입사하는 입사면을 포함하고, 상기 광을 안내하는 도광판;
상기 도광판으로부터 출광되는 광의 출광 방향을 조절하도록 구성된 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하는 회절 소자; 및
상기 회절 소자 위에 구비된 것으로, 복수 개의 개구들을 포함하는 개구 조절층을 포함하고,
상기 그레이팅 유닛은 광의 파장 대역에 의존하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 개구 조절층이 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 유닛을 포함하고, 상기 개구 유닛이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 서브 개구를 가지며,
상기 서브 개구들의 사이즈가 다르게 구성된, 지향성 백라이트 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 그레이팅 유닛은 광의 파장 대역에 의존하는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 개구 조절층이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 개구를 가지는 지향성 백라이트 유닛. - 제2항에 있어서,
상기 개구 조절층이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛의 개구율을 조절하도록 개구들이 서로 다른 사이즈를 가지는 지향성 백라이트 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 광원이 복수 개의 컬러 광을 조사하는 광원을 포함하고, 각 컬러 광이 서로 다른 방향으로 진행하며, 상기 개구 조절층이 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 유닛을 포함하고, 상기 개구 유닛이 상기 복수 개의 컬러 광을 통과시키는 복수 개의 서브 개구를 포함하는 지향성 백라이트 유닛. - 제4항에 있어서,
상기 복수 개의 서브 개구의 사이즈가 상기 복수 개의 컬러 광의 각 진행 방향을 따라 증가하도록 구성된 지향성 백라이트 유닛. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 개구 유닛마다 다르게 구성된 지향성 백라이트 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 개구 조절층이 복수 개의 섹션으로 구획되고, 상기 개구 유닛 각각에 있는 서브 개구들의 사이즈 비가 상기 복수 개의 섹션마다 다르게 구성된 지향성 백라이트 유닛. - 삭제
- 삭제
- 제1항 내지 제5항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 기재된 지향성 백라이트 유닛;
상기 지향성 백라이트 유닛을 통해 출사된 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함하는 입체 영상 표시 장치. - 기판에 각각 광의 파장 대역에 의존하는 다른 회절 패턴을 가진 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는 그레이팅 유닛들을 형성하는 단계;
상기 서브 그레이팅 유닛에 대응하는 개구 어레이를 가진 마스크를 구비하는 단계;
상기 마스크를 이용하여 상기 기판의 서브 그레이팅 유닛들을 서로 다른 사이즈를 가지도록 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 마스크가 상기 그레이팅 유닛에 대응하는 마스크 개구 유닛을 포함하고, 상기 마스크 개구 유닛이 상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 대응되는 마스크 서브 개구를 가지는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법. - 삭제
- 제12항에 있어서,
상기 회절 패턴은 나노 스케일을 가지고, 상기 개구 어레이가 마이크로 스케일을 가지는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 기판에 도광판을 결합하는 단계를 더 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법. - 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제1굴절률을 가지는 제1물질 패턴을 인쇄하는 단계;
상기 기판에 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 제2굴절률을 가지는 제2물질 패턴을 인쇄하는 단계;
나노 임프린팅 방법을 이용하여 상기 제1물질 패턴과 제2물질 패턴에 회절 패턴을 형성하는 단계;
제3굴절률을 가지는 제3물질 패턴을 인쇄하는 단계; 및
상기 기판에 도광판을 결합하는 단계;를 포함하고,
상기 제1물질 패턴, 제2물질 패턴, 제3물질 패턴은 상기 도광판을 통해 안내된 광의 출광 효율을 조절하도록 구성되고,
상기 제1물질 패턴, 제2물질 패턴, 제3물질 패텬이 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 복수 개의 그레이팅 유닛이 서로 다른 컬러 광을 선택적으로 회절시키는 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는, 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제16항에 있어서,
상기 제1물질 패턴, 제2물질 패턴, 제3물질 패턴이 상기 도광판을 통해 안내된 광의 출광 효율이 상기 도광판의 입사면으로부터 멀어질수록 증가되도록 구성된 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법. - 삭제
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