KR20130028645A - 크로스토크를 감소시킬 수 있는 무안경 입체 디스플레이 장치 - Google Patents

크로스토크를 감소시킬 수 있는 무안경 입체 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20130028645A
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KR1020120081110A
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요지 오키
마사츠나 사와다
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스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

무안경 입체 디스플레이 장치는 배광면(Sd), 발광면(Sout1), 및 제 1 및 제 2 광입사면들(Sina, Sinb)을 가진 도광판(1); 제 1 및 제 2 광입사면들 상에 각각 위치한 제 1 및 제 2 광원들(2a, 2b); 도광판의 발광면 상에 위치한 편면 프리즘 시트(3); 편면 프리즘 시트의 발광면(Sout3) 상에 위치한 투과형 디스플레이 패널(4)로, 발광면(Sout3)과 투과형 디스플레이 패널(4) 사이에 공기층을 가지지 않으며, 투과형 디스플레이 패널은 편면 프리즘 시트의 발광면의 반대편에 편광판(4a)을 가지는 투과형 디스플레이 패널(4); 및 상기 제 1 및 제 2 광원들을 동기화하여 시차 이미지들을 상기 투과형 디스플레이 패널 상에 디스플레이하는데 적합한 동기 구동 회로(5)를 포함한다. 편면 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광 방향(P1)은 상기 편광판의 편광 방향(P2)과 일치한다.

Description

크로스토크를 감소시킬 수 있는 무안경 입체 디스플레이 장치 {NON-SPECTACLED STEREOSCOPIC DISPLAY APPARATUS CAPABLE OF DECREASING CROSSTALK}
본 발명은 무안경 입체 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 출원은 그 전체가 본 발명에 참조로서 포함되는 2011년 7월 25일 출원된 일본 특허출원 JP2011-161961의 우선권의 이익을 주장한다.
일반적으로, 입체 디스플레이 장치는 관찰자의 양안(both eyes)의 시점들로부터 시차(parallax) 이미지들을 제공한다. 입체 디스플레이 장치는 안경 방식 및 무안경 방식으로 분류된다. 안경 방식 입체 디스플레이 장치는 특정한 안경을 필요로 하는 반면 무안경 방식 입체 디스플레이 장치는 특정한 안경을 필요로 하지 않는다.
종래 기술의 무안경 입체 디스플레이 장치(참조: JP2010-262198A)를 보여주는 도 25에 도시된 바와 같이 이러한 무안경 입체 디스플레이 장치는 배광면(light distributing face)(Sd) 및 발광면(light emitting face)(Sout1)을 구비한 도광판(light guide plate)(1), 도광판(1)의 광입사면들(light incident faces)(Sina 및 Sinb) 상에 위치한 두 개의 광원들(2a 및 2b), 도광판(1)의 발광면(Sout1) 상에 위치한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(single-face-deformed triangular prism sheet)(3), 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3) 상에 위치한 투과형(transmissive) 액정 디스플레이 패널(4), 및 광원들(2a 및 2b)을 동기화하여 투과형 액정 디스플레이 패널(4) 상에 시차 이미지들을 디스플레이하는 동기 구동 회로(synchronous drive circuit)(5)에 의해 구성된다. 광원들(2a 및 2b) 중 하나가 켜지는 경우 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)가 관찰자의 한쪽 눈으로 발광하며 다른쪽 눈으로는 발광하지 않도록 구성된다. 또한 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 광입사면 및 발광면 상에 각각 편광판들(4a 및 4b)이 제공된다. 공기층(air gap)(6)이 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 및 투과형 액정 디스플레이 패널(4) 사이에 존재한다. 따라서, 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 픽셀들과 동일한 수의 픽셀들을 갖는 입체 이미지가 디스플레이될 수 있다.
도 25에서 두 개의 도광판들, 즉, 하부 도광판 및 하부 도광판 위에 겹쳐진 상부 도광판이 도광판(1) 대신 제공될 수 있다(참조: JP2010-286813A).
도 25에서 도광판(1), 광원들(2a 및 2b), 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 모두 3차원(3D) 백라이트 광원(backlight source)(BS)으로 불릴 수 있다.
하지만 도 25의 무안경 입체 디스플레이 장치에서 3D 백라이트 광원(BS)의 발광면(Sout3)에서 방출된 광의 편광의 이방성(anisotropy)이 결정되지 않기 때문에 방출된 광의 편광이 편광판(4a)의 편광축(polarizing axis)과 항상 일치하지는 않아 도 25의 입체 디스플레이 장치의 광학 특성들은 떨어질 것이다.
또한 도 25의 무안경 입체 디스플레이 장치에서 도 26에 도시된 대로, 공기층(6)이 3D 백라이트 광원(BS) 및 투과형 액정 디스플레이 패널(4) 사이에 존재하기 때문에 좌안을 위한 광(L1)이 투과형 액정 디스플레이 패널(4)로부터 15°미만의 각도에서 방출될 수 있다; 하지만 좌안을 위한 다른 광(L2)은 n=1.57을 갖는 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)와 n=1.0을 갖는 공기층(6) 사이의 굴절률(n)에서의 차이 △n=0.57 때문에 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)에서 완전히 반사될 수 있어 광(L2)은 일부가 도광판(1)으로 되돌아오며 우안에 대한 크로스토크(crosstalk)로서 투과형 액정 디스플레이 패널(4)을 통해서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)로 -4°의 각도에서 방출되는 미광(stray light)(SL)일 것이며, 따라서 입체 디스플레이를 방해한다.
JP2002-090717A는 도광판의 융기선(탈베그) 및 액정 패널 편광판의 편광축 사이의 각도를 거의 0 또는 45°미만으로 만들어서 광도(luminous intensity)를 증가시킨다는 것을 주목해야 한다. 또한 JP2010-286700A는 공기층을 갖지 않는 접착층(adhesive layer)에 의해 결합되는 편광 필름 및 삼각 프리즘 시트를 포함하는 편광판을 개시하여 광도를 증가시킨다.
본 발명은 상기 서술된 문제점들 중 하나 이상을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따라 무안경 입체 디스플레이 장치는 배광면, 상기 배광면의 반대편에 있는 발광면, 및 배광면 및 발광면의 측면들 상에서 서로 반대편에 있는 제 1 및 제 2 광입사면을 가진 도광판; 도광판의 제 1 및 제 2 광입사면 상에 각각 위치한 제 1 및 제 2 광원들; 도광판의 발광면 상에 위치한 편면 프리즘 시트; 편면 프리즘 시트의 발광면 상에 위치한 투과형 디스플레이 패널로, 발광면과 투과형 디스플레이 패널 사이에는 공기층을 가지지 않으며, 투과형 디스플레이 패널은 편면 프리즘 시트의 발광면의 반대편에 편광판을 가지는 것인 투과형 디스플레이 패널; 및 제 1 및 제 2 광원들을 동기화하여 투과형 디스플레이 패널 상에 시차 이미지들을 디스플레이하기에 적합한 동기 구동 회로를 포함한다. 편면 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광 방향은 상기 편광판의 편광 방향과 일치한다.
또한 본 발명에 따라 무안경 입체 디스플레이 장치는 제 1 배광면, 제 1 배광면의 반대편에 있는 제 1 발광면, 및 제 1 배광면 및 제 1 발광면 중 한 측면 상에 제 1 광입사면을 가진 제 1 도광판; 제 2 배광면, 제 2 배광면의 반대편에 있는 제 2 발광면, 및 제 2 배광면 및 제 2 발광면 중 한 측면 상에 제 2 광입사면을 가진 제 2 도광판으로, 제 1 도광판의 제 1 배광면은 제 2 도광판의 제 2 발광면의 반대편에 있으며; 제 1 도광판의 제 1 광입사면 상에 위치한 제 1 광원; 제 2 도광판의 제 2 광입사면 상에 위치한 제 2 광원으로, 제 1 및 제 2 광원은 서로 반대편에 있으며; 제 1 도광판의 제 1 발광면 상에 위치한 편면 프리즘 시트; 편면 프리즘 시트의 발광면 상에 위치한 투과형 디스플레이 패널로 발광면과 투과형 디스플레이 패널 사이에 공기층을 가지지 않으며, 투과형 디스플레이 패널은 편면 프리즘 시트의 발광면의 반대편에 편광판을 가지는 것인 투과형 디스플레이 패널; 및 제 1 및 제 2 광원들을 동기화하여 시차 이미지들을 투과형 디스플레이 패널 상에 디스플레이하는 동기 구동 회로를 포함한다. 편면 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광 방향은 편광판의 편광 방향과 일치한다.
또한 접촉층이 편면 프리즘 시트 및 투과형 디스플레이 패널 사이에 위치한다. 접촉층은 기부 및 기부 상에 코팅된 접착층을 포함한다. 또는 접촉층은 편면 프리즘 시트 상에 코팅된 접착층을 포함한다.
본 발명에 따라, 편광판의 편광 방향은 광입사면들로부터의 입사되고 편면 삼각 프리즘 시트의 발광면으로부터 방출되는 광 성분을 증가시키고 도광판(들) 내에서 증대 반사광(multiply-reflected light)을 억제하기 위해 조정된다. 또한 투과형 디스플레이 패널이 편면 삼각 프리즘 시트 상에 배치되기 때문에 전반사에 의해 유발되는 미광 성분이 억제될 것이다. 따라서, 관찰자의 양안의 두 개의 시차 이미지들 사이의 크로스토크는 증대된 반사 및 미광 성분 억제의 중첩 효과들에 의해 현저하게 감소할 것이다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명의 상기 및 다른 이점들과 특징들이 종래 기술과 비교되어 첨부된 도면들과 함께 다음 특정 실시태양들의 설명으로 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 1 실시태양을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 투과형 액정 디스플레이 패널의 편면 변형 삼각 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광각 및 편광판의 편광축 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 투과형 액정 디스플레이 패널의 3D 백라이트 광원의 방출된 광의 주요 편광의 방향 및 편광판의 편광각 사이의 각도차와 상대 광도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 4는 도 1의 도광판의 제 1 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1의 도광판의 제 2 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 6a 및 6b는 도 4 및 5에서 VI-VI 선을 따라 얻어진 단면도이다.
도 7은 좌안 광원이 켜진 경우 도광판의 좌안 광 분포를 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 1의 편면 변형 삼각 프리즘 시트의 하나의 프리즘을 도시하는 도면이다.
도 9는 도 8의 편면 변형 삼각 프리즘 시트 내의 광로들(optical paths)을 도시하는 도면이다.
도 10a, 10b, 10c 및 10d는 도광판의 방출된 각(θ1)이 각각 +50°, +60°, +70° 및 +80°인 경우, 도 8의 편면 변형 삼각 프리즘 시트 내의 광로들을 도시하는 도면들이다.
도 11은 좌안 광원이 켜진 경우 편면 변형 삼각 프리즘 시트의 좌안 광 분포를 도시하는 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 2 실시태양을 도시하는 도면이다.
도 13a 및 13b는 도 12의 도광판들의 실시예들을 도시하는 평면도들이다.
도 14a 및 14b는 도 13a의 XIV-XIV 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 15a 및 15b는 도 13a의 도광판이 도 13b의 도광판 상에 겹쳐지는 경우 도 13a 및 13b에서 XV-XV 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 16은 도 12의 좌안 도광판의 좌안 광 분포 및 도 12의 우안 도광판의 우안 광 분포를 도시하는 그래프이다.
도 17은 도 12의 좌안 도광판의 좌안 광 분포 및 도 12의 우안 도광판의 우안 광 분포를 도시하는 또 다른 그래프이다.
도 18a는 도 12의 편면 변형 삼각 프리즘 시트의 하나의 프리즘을 도시하는 도면이다.
도 18b는 도 12의 편면 변형 삼각 프리즘 시트의 좌안 광 분포 및 우안 광 분포를 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 3 실시태양을 도시하는 도면이다.
도 20a 및 20b는 도 19의 도광판들의 실시예들을 도시하는 평면도들이다.
도 21a 및 21b는 도 19의 도광판들의 다른 실시예들을 도시하는 도면들이다.
도 22a 및 22b는 도 20a(도 21a)의 XXII-XXII 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 23a 및 23b는 도 20a(도 21a)의 도광판이 도 20b(도 21b)의 도광판 상에 겹쳐지는 경우 도 20a 및 20b(도 21a 및 21b)의 XXIII-XXIII 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 24는 좌안 광원이 켜진 경우 도 19의 도광판의 좌안 광 분포 및 도 19의 우안 광원이 켜진 경우 우안 도광판의 우안 광 분포를 도시하는 그래프이다.
도 25는 무안경 입체 디스플레이 장치의 종래 기술을 도시하는 도면이다.
도 26은 도 25의 무안경 입체 디스플레이 장치의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 1 실시태양을 도시하는 도 1에서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)의 편광 이방성의 편광 방향(P1)은 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 편광판(4a)의 편광 방향(축)(P2)과 일치하게 된다. 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)의 편광 이방성은 도광판(1)에 의해 미리 결정된다는 것을 주목해야 한다. 즉, 도 2에 도시된 바대로 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 편광 방향(P1)은 편광판(4a)의 편광 방향(P2)과 평행하다.
도 1의 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 3D 백라이트 광원(BS)의 방출된 광의 주요 편광의 방향 및 편광판(4a)의 편광각 사이의 각도차(△Φ)와 상대 광도(I/Io) 사이의 관계를 도시하는 도 3에서, 3D 백라이트 광원(BS)의 방출된 광이 편광 이방성을 가진다는 것은 명확하다. 도 3에서, Io는 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 광입사면에서의 광도이며, I는 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 발광면에서의 광도이다. 예를 들어, 도 3에서, 각도차(△Φ)가 0인 경우 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 상대 광도(I/Io)는 최대이다. 만약 3D 백라이트 광원(BS)의 방출된 광의 편광이 등방성(isotropic)인 경우 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 상대 광도(I/Io)는 변하지 않을 것이라는 것을 주목해야 한다.
3D 백라이트 광원(BS)의 주요 방출된 광의 편광 이방성은 주로 광입사면들(Sina 및 Sinb)로부터 입사되고 도광판(1) 내에서 내부 반사 없이 발광면(Sout1)으로부터 방출되는 광의 경면 반사(specular reflection) 성분에 인한 것이다. 경면 반사 성분은 특정 방향에서 강한 특정 편광 이방성을 가진 것으로 여겨진다. 반면 도광판(1) 내에서 증대된 반사광은 도광판(1)의 면에서 한 번의 반사 이후 편광 이방성을 가질 것이다; 하지만 이러한 수집된 광의 다수가 편광 이방성을 나타내지 않는다.
따라서, 편광판(4a)의 편광 방향(P2)이 광입사면들(Sina 및 Sinb)로부터 입사되고 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출되는 광 성분을 증가시키고 상기 언급된 광 성분과 관련하여 도광판(1) 내의 증대된 반사광을 억제하기 위해 조정된다.
또한 도 1에서 도 25의 공기층(6) 대신에 접촉층(7)이 제공된다. 예를 들어, 접촉층(7)은 양 면이 모두 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기재(base)로 이루어진 접착층이다. 접촉층(7)의 굴절률(n)은 바람직하게는 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 것에 가깝다, 즉, 전반사에 의해 유발되는 미광 성분을 억제하기 위하여 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 및 접촉층(7) 사이의 굴절률(n)의 차이는 바람직하게는 0에 가깝다. 예를 들어, 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 PET로 만들어지며 접촉층(7)의 기재는 PET로 만들어져서 이들 사이의 굴절률(n)의 차이는 거의 0이다. 전반사에 의해 유발된 미광이 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)로부터 도광판(1)으로 되돌아 올 수 있으며 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)를 관통할 수 있을 것이며 이는 관찰자의 양안의 두 개의 시차 이미지들 사이의 크로스토크를 초래할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
접촉층(7)이 기재를 갖지 않는 접착층일 수 있다는 사실을 주목해야 한다. 예를 들어, 접촉층(7)은 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 만들어지며 이러한 접촉층(7)은 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3) 상에 직접 코팅될 수 있다.
도 1의 도광판(1)의 제 1 실시예를 도시하는 도 4에서, 도광판(1)은 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지와 같은 투과형 재료로 만들어진다. 도광판(1)은 광입사면들(Sina 및 Sinb) 사이의 중심면에 대해 대칭이다. 복수의 평면 거울 마감부들(flat mirror finishing portions)(11)이 도광판(1)의 배광면(Sd) 상에 제공되며 광입사면(Sina) 및 광입사면(Sinb) 사이에서 연장된다. 평면 거울 마감부들(11)은 광을 도광판(1)의 내부로 펼치기 위한 수단으로서 역할한다. 복수의 삼각 프리즘 연속들(12)이 평면 거울 마감부들(11)이 제공되지 않는 도광판(1)의 배광면(Sd)의 영역 상에 제공된다. 각각의 삼각 프리즘 연속들(12)은 스탠딩 광(standing light)을 위한 복수의 등거리에서 배열된 삼각 프리즘들을 포함한다. 되돌아오는 광을 억제하기 위하여 삼각형 부분들, 원형 부분들 또는 마이크로렌즈형 부분들과 같은 엠보스부들(embossed portions)(13)이 평면 거울 마감부들(11)의 면들 상에서 광입사면(Sina 및 Sinb)에 제공된다.
각각의 광원들(2a 및 2b)은 하나 이상의 발광 다이오드들(LEDs)에 의해 형성될 수 있다.
도 4에서 각각의 광원들(2a 및 2b)의 폭은 각각의 삼각 프리즘 연속들(12)의 폭과 동일하다. 이 경우 삼각 프리즘 연속들(12)의 한 프리즘 면이 광원(2a 및 2b)에 가까울수록 그러한 프리즘 면에 의해 전반사되는 광의 양이 더 커진다. 따라서 광원(2a 및 2b)의 하나의 폭은 도 1의 입체 디스플레이 장치의 크기 및 면 광도의 필요한 균일성에 의존하기 때문에 도광판(1)으로부터 방출된 광은 삼각 프리즘 연속들(12)을 따라 균일하지 않다.
도 1의 도광판(1)의 제 2 실시예를 도시하는 도 5에서 세 개의 평면 거울 마감부들(11)과 같은 복수의 평면 거울 마감부들(11) 및 세 개의 삼각 프리즘 연속들(12)과 같은 복수의 삼각 프리즘 연속들(12)이 광원들(2a 및 2b)의 하나의 폭 마다 배치된다. 추가적으로 광원들(2a 및 2b)은 서로 교대로 나타난다. 또한 되돌아오는 광을 억제하기 위하여 삼각형 부분들, 원형 부분들 또는 마이크로렌즈형 부분들과 같은 엠보스부들(13)이 광원들(2a 및 2b)이 제공되지 않는 광입사면(Sina 및 Sinb)에 제공된다. 따라서 도광판(1)으로부터 방출된 광은 보다 더 균일하다.
도 4에서 광원(2a 및 2b)은 광입사면들(Sina 및 Sinb)에서 평면을 갖는 삼각 프리즘 연속들(12)의 각각에 대해 대칭적으로 위치한다. 따라서 광원(2a 및 2b)으로부터 입사되고 삼각 프리즘 연속들(12) 중 하나로 도입되는 광은 광입사면들(Sina 및 Sinb)에서 평면에 의해 반사될 것이어서 되돌아오는 광을 생성한다. 한편 도 5에서 광원들(2a 및 2b)은 각각 광입사면들(Sina 및 Sinb)에서 엠보스부들(13)을 방해한다. 그 결과 되돌아오는 광이 억제된다.
도 6a 및 6b는 도 4 및 5의 VI-VI 선을 따라 얻어진 단면도이다.
도 6a에 도시된 바대로, 삼각 프리즘 연속들(12)은 평면 거울 마감부들(11)로부터 돌출될 수 있다. 또한 도 6b에 도시된 바대로 평면 거울 마감부들(11)은 삼각 프리즘 연속들(12)로부터 돌출될 수 있다. 도 6a 및 6b에서 광원들(2a 및 2b)은 각각 켜지고 꺼진다; 하지만 광원들(2a 및 2b)이 이들의 중심에 대해 대칭적으로 위치하기 때문에 광원들(2a 및 2b)이 각각 꺼지고 켜지는 경우 유사한 작동이 수행될 수 있다.
도 6a 및 6b에서, 광원(2a)에서부터 실선으로 표시된 광(R1)은 삼각 프리즘 연속들(12)의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된 다음 도광판(1)으로부터 방출된다. 또한 광원(2a)에서부터 또 다른 실선으로 표시된 광(R2)은 평면 거울 마감부들(11)에 의해 전반사된 다음 삼각 프리즘 연속들(12)의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된다. 마지막으로 광(R2)은 도광판(1)으로부터 방출된다. 따라서 광(R1 및 R2)은 도광판(1)의 (+)각 방향에서 방출되며 결국 좌안 시차 이미지를 위해 제공된다.
도 6a 및 6b에서 엠보스부들(13)이 없는 경우 광원(2a)으로부터 점선으로 표시된 광(R3)은 평면 거울 마감부들(11)에 의해 전반사된 다음 광입사면(Sinb)에서 되돌아오는 광이 된다. 그런 다음 광(R3)은 삼각 프리즘 연속들(12)의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된다. 최종적으로, 광(R3)은 도광판(1)으로부터 방출된다. 따라서, 되돌아오는 광(R3)은 도광판(1)의 (-)각 방향에서 방출되며 결국 우안 시차 이미지를 위해 제공되지 않는다. 이러한 광(R3)은 광(R3)이 도광판(1)으로부터 방출되는 것을 방지하기 위해 엠보스부들(13)에 의해 불규칙적으로 반사된다는 것을 주목해야 한다.
삼각 프리즘 연속들(12)의 프리즘들은 양쪽의 광원들(2a 및 2b)로부터의 광을 수용하기 위해 필요하기 때문에 프리즘들의 각각은 164°와 같은 큰 정각(apical angle)을 가진 이등변 삼각의 단면을 가진다. 또한 프리즘들은 삼각 프리즘 연속들(12)에서 등거리로 배열된다. 보다 큰 이등변 삼각의 정각이 발생하는 광의 양을 감소시키면서 되돌아오는 광을 억제할 것이라는 것을 주목해야 한다.
광원(2a)이 켜지는 경우 도광판(1)의 좌안 광 분포를 도시하는 도 7에서 실선은 엠보스부들(13)이 존재하는 좌안 광 분포를 나타내며, 점선은 엠보스부들(13)이 없는 좌안 광 분포를 나타낸다. 도 7에서, I는 도광판(1)의 발광면(Sout1)에서의 광도이며 Io는 광도 I의 최대값이다.
도 7의 실선에 의해 나타난 대로 방출된 각(θ1)이 0°내지 -90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 엠보스부들(13)을 사용하여 도 6의 되돌아오는 광(R3)을 억제함으로써 약화된다. 따라서 우안 시차 이미지는 영향을 받지 않으며 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 도 7에서, 방출된 각(θ1)이 +50°내지 +80°인 경우 상대 광도(I/Io)는 강하다. 특히, 상대 광도(I/Io)는 방출된 각(θ1)이 +64°인 경우 최대이다.
광원(2b)이 켜지는 경우, 방출된 각(θ1)이 0°내지 +90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 엠보스부들(13)을 사용하여 도 6의 되돌아오는 광(R3)을 억제함으로써 약해진다는 것을 주목해야 한다. 따라서 좌안 시차 이미지는 영향을 받지 않으며 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 또한 상대 광도는 방출된 각(θ1)이 -50°내지 -80°인 경우 강하다. 특히, 상대 광도(I/Io)는 방출된 각(θ1)이 -64°인 경우 최대이다.
따라서, 도광판(1)의 좌안 광 분포 및 우안 광 분포는 θ1=0°에 대하여 대칭이다.
도 1의 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 하나의 프리즘을 도시하는 도 8에서 이 프리즘은 81°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 0㎛ 내지 9㎛의 거리에서의 측면부들(E1 및 F1), 71°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 9㎛ 내지 39㎛의 거리에서의 측면부들(E2 및 F2), 및 65°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 39㎛ 내지 63㎛의 거리에서의 측면부들(E3 및 F3)을 가진 3단 삼각 프리즘과 같은 변형된 삼각 프리즘이다. 이러한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 금형 스템퍼(mold stamper)에 의해 정밀하게 제조될 수 있다.
도 8의 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 내의 광로를 도시하는 도 9에서 도광판(1)의 발광면(Sout1)으로부터 방출된 광은 측면부들(E1, E2 및 E3)에서 굴절된 다음 측면부들(F1, F2 및 F3)에서 전반사된다. 최종적으로, 광은 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출된다.
도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 각각 50°, 60°, 70°및 80°인 경우 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 내의 광로는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
도 10a에 도시된 바대로 도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 +50°인 경우 도광판(1)의 발광면(Sout1)으로부터 방출된 광은 측면부들(E1, E2 및 E3)에서 굴절된 다음 측면부들(F1, F2 및 F3)에서 전반사된다. 최종적으로 광은 +22°내지 +50°의 방출된 각(θ2)에서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출된다.
도 10b에 도시된 바대로 도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 +60°인 경우 도광판(1)의 발광면(Sout1)으로부터 방출된 광은 측면부들(E1 및 E2)에서 굴절된 다음 측면부들(F1, F2 및 F3)에서 전반사된다. 최종적으로 광은 +10°내지 +39°의 방출된 각(θ2)에서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출된다.
도 10c에 도시된 바대로, 도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 +70°인 경우 도광판(1)의 발광면(Sout1)으로부터 방출된 광은 측면부들(E1 및 E2)에서 굴절된 다음 측면부들(F1, F2 및 F3)에서 전반사된다. 최종적으로 광은 +1°내지 +28°의 방출된 각(θ2)에서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출된다.
도 10d에 도시된 바대로, 도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 +80°인 경우 도광판(1)의 발광면(Sout1)으로부터 방출된 광은 측면부(E1)에서 굴절된 다음 측면부(F1)에서 전반사된다. 최종적으로 광은 +1°내지 +17.5°의 방출된 각(θ2)에서 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)으로부터 방출된다.
도광판(1)의 방출된 각(θ1)이 0°(수직) 내지 50°인 경우 도광판(1)으로부터 방출된 광이 측면부들(E1, E2 및 E3)에서 굴절된다는 것을 주목해야 한다; 하지만 광은 임계각보다 더 큰 발광면(Sout3)에서의 광의 각도로 인해 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)에 의해 전반사된다.
광원(2a)이 켜지는 경우 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 좌안 광 분포를 도시하는 도 11에서 실선은 엠보스부들(13)이 존재하는 좌안 광 분포를 나타내며 점선은 엠보스부들(13)이 없는 좌안 광 분포를 나타낸다. 도 11에서, I는 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 발광면(Sout3)에서의 광도이며 Io는 광도 I의 최대값이다.
도 11의 실선에 의해 나타난 대로 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 방출된 각(θ2)이 0°내지 -30°인 경우 상대 광도(I/Io)는 엠보스부들(13)을 사용하여 도 6의 되돌아오는 광(R3)을 억제함으로써 약화된다. 따라서 우안 시차 이미지는 영향을 받지 않으며 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 도 11에서, 방출된 각(θ2)이 0°내지 +30°인 경우 상대 광도(I/Io)는 강한 반면 방출된 각(θ2)이 0°내지 -30°인 경우 상대 광도(I/Io)는 매우 약하다.
광원(2b)이 켜지는 경우, 방출된 각(θ2)이 0°내지 +30°인 경우 상대 광도(I/Io)는 엠보스부들(13)을 사용하여 도 6의 되돌아오는 광(R3)을 억제함으로써 약해진다는 것을 주목해야 한다. 따라서 좌안 시차 이미지는 영향을 받지 않으며 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 또한 상대 광도(I/Io)는 방출된 각(θ2)이 0°내지 -30°인 경우 강하다.
따라서, 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 좌안 광 분포 및 우안 광 분포는 θ2=0°에 대하여 대칭이다.
상기 서술된 제 1 실시태양에서, 평면 거울 마감부들(11)의 폭은 일정하다; 하지만 평면 거울 마감부들(11)의 폭은 변할 수 있다. 심지어 이러한 경우에도, 도광판(1)은 광입사면들(Sina 및 Sinb) 사이의 중심면에 대하여 대칭이다.
또한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 단일 재료로 만들어진다; 하지만 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 두 개 이상의 서로 적층된 다른 재료들로 만들어질 수 있다. 또한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 2단 또는 4단 삼각 프리즘일 수 있다.
본 발명에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 2 실시태양을 도시하는 도 12에서 두 개의 도광판(1a 및 1b)이 도 1의 도광판(1) 대신 제공된다. 도광판(1a)은 배광면(Sda) 및 발광면(Souta)을 가지며, 도광판(1b)은 배광면(Sdb) 및 발광면(Soutb)을 가진다. 도광판(1a)의 배광면(Sda)은 도광판(1b)의 발광면(Soutb)과 마주본다. 또한 광원(2a)은 도광판(1a)의 광입사면(Sina)의 면 상에 배치되며 광원(2b)은 도광판(1b)의 광입사면(Sinb)의 면 상에 배치된다. 또한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 도광판(1a)의 발광면(Souta) 상에 배치된다. 따라서 도 1의 무안경 입체 디스플레이 장치에서와 동일한 방식으로 투과형 액정 디스플레이 패널(4)의 것과 동일한 수의 픽셀들을 가진 입체 이미지가 디스플레이될 수 있다.
도 12의 도광판(1a 및 1b)의 실시예들을 각각 도시하는 도 13a 및 13b에서, 도광판(1a 및 1b)은 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지와 같은 투과형 재료로 만들어진다.
도 13a에 도시된 바대로, 복수의 평면 거울 마감부들(11a)이 도광판(1a)의 배광면(Sda) 상에 제공되며 광입사면(Sina)으로부터 연장된다. 평면 거울 마감부들(11a)은 광을 도광판(1a)의 내부로 펼치기 위한 수단으로서 역할한다. 이 경우 평면 거울 마감부들(11a)의 위치가 광입사면(Sina)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서의 평면 거울 마감부들(11a)의 폭은 더 작다. 복수의 삼각 프리즘 연속들(12a)이 평면 거울 마감부들(11a)이 제공되지 않는 도광판(1a)의 배광면(Sda)의 영역 상에 제공된다. 각각의 삼각 프리즘 연속들(12a)은 스탠딩 광을 위한 복수의 등거리로 배열된 삼각 프리즘들을 포함한다. 이 경우 삼각 프리즘 연속(12a)의 위치가 광입사면(Sina)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서 삼각 프리즘 연속(12a)의 폭은 더 크다. 따라서 균일한 표면 발광을 구현하기 위해 보다 많은 광이 삼각 프리즘 연속들(12a)에 의해 전반사된다.
도 13a에서, 삼각 프리즘 연속들(12a)의 각 삼각 프리즘은 비대칭이다, 즉, 광원(2a)의 면 상의 경사각(slope angle)은 45° 내지 50°, 바람직하게는 48°이며, 광원(2a)의 반대면 상의 경사각(slope angle)은 42° 내지 48°, 바람직하게는 45°이다. 평면 거울 마감부들(11a)을 통해 광을 도광판(1a)의 내부로 펼치기 위해 광원(2a)은 평면 거울 마감부들(11a)과 마주보는 복수의 LED들에 의해 형성될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
유사하게, 도 13b에 도시된 바대로, 복수의 평면 거울 마감부들(11b)이 도광판(1b)의 배광면(Sdb) 상에 제공되며 광입사면(Sinb)으로부터 연장된다. 평면 거울 마감부들(11b)은 광을 도광판(1b)의 내부로 펼치기 위한 수단으로서 역할한다. 이 경우 평면 거울 마감부들(11b)의 위치가 광입사면(Sinb)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서의 평면 거울 마감부들(11b)의 폭은 더 작다. 복수의 삼각 프리즘 연속들(12b)이 평면 거울 마감부들(11b)이 제공되지 않는 도광판(1b)의 배광면(Sdb)의 영역 상에 제공된다. 각각의 삼각 프리즘 연속들(12b)은 스탠딩 광을 위한 복수의 등거리로 배열된 삼각 프리즘들을 포함한다. 이 경우 삼각 프리즘 연속(12b)의 위치가 광입사면(Sinb)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서 삼각 프리즘 연속(12b)의 폭은 더 크다. 따라서 균일한 표면 발광을 구현하기 위해 보다 많은 광이 삼각 프리즘 연속들(12b)에 의해 전반사된다.
도 13b에서, 삼각 프리즘 연속들(12b)의 각 삼각 프리즘은 비대칭이다, 즉, 광원(2b)의 면 상의 경사각(slope angle)은 45° 내지 50°, 바람직하게는 48°이며, 광원(2b)의 반대면 상의 경사각(slope angle)(2b)은 42° 내지 48°, 바람직하게는 45°이다. 평면 거울 마감부들(11b)을 통해 광을 도광판(1b)의 내부로 펼치기 위해 광원(2b)은 평면 거울 마감부들(11b)과 마주보는 복수의 LED들에 의해 형성될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
도 13a에 도시된 도광판(1a)이 도 13b에 도시된 도광판(1b) 상에 겹쳐지는 경우 도광판(1a)의 삼각 프리즘 연속(12a)은 도광판(1b)의 평면 거울 마감부들(11b)에 완전히 마주하는 반면 도광판(1b)의 삼각 프리즘 연속(12b)은 도광판(1a)의 평면 거울 마감부들(11a)에 완전히 마주한다. 그 결과, 도광판(1b)의 발광면(Soutb)으로부터 방출된 광은 도광판(1a)을 통과하기 위해 도광판(1a)의 패턴에 의해 영향을 받지 않는다. 물론 도광판(1a)의 발광면(Souta)으로부터 방출된 광은 도광판(1b)의 패턴에 의해 영향을 받지 않는다.
도 14a 및 14b는 도 13a의 XIV-XIV 선을 따라 얻어진 단면도이다.
도 14a에 도시된 바대로, 삼각 프리즘 연속들(12a)은 평면 거울 마감부들(11a)로부터 돌출될 수 있다. 또한 도 14b에 도시된 바대로 평면 거울 마감부들(11a)은 삼각 프리즘 연속들(12a)로부터 돌출될 수 있다. 도 14a 및 14b에서, 오직 광원(2a)만이 켜진다.
도 14a 및 14b에서, 광원(2a)로부터 실선으로 표시된 광(R1a)은 삼각 프리즘 연속들(12a)의 하나의 프리즘 면에 의해 바로 전반사된 다음 도광판(1a)으로부터 방출된다. 또한 광원(2a)로부터 또 다른 실선으로 표시된 광(R2a)은 평면 거울 마감부들(11a)의 하나에 의해 전반사된 다음 삼각 프리즘 연속들(12a)의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된다. 마지막으로 광(R2a)은 도광판(1a)으로부터 방출된다. 따라서 광(R1a 및 R2a)는 도광판(1a)의 (+)각 방향에서 방출되며 따라서 좌안 시차 이미지에 제공된다. 또한 적은 광이 (-)각 방향에서 방출되어 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
도 15a 및 15b는 도 13a의 도광판(1a)이 도 13b의 도광판(1b) 상에 겹쳐지는 경우 도 13a 및 13b의 XV-XV 선을 따라 얻어진 단면도이다.
도 15a에 도시된 바대로, 삼각 프리즘 연속들(12b)은 평면 거울 마감부들(11b)로부터 돌출될 수 있다. 또한 도 15b에 도시된 바대로 평면 거울 마감부들(11b)은 삼각 프리즘 연속들(12b)로부터 돌출될 수 있다. 도 15a 및 15b에서, 오직 광원(2b)만이 켜진다.
도 15a 및 15b에서, 광원(2b)로부터 실선으로 표시된 광(R1b)은 삼각 프리즘 연속들(12b)의 하나의 프리즘 면에 의해 바로 전반사된 다음 도광판(1b)으로부터 방출되어 도광판(1a)의 평면 거울 마감부들(11a)의 하나를 통과한다. 또한 광원(2b)로부터 또 다른 실선으로 표시된 광(R2b)은 평면 거울 마감부들(11b)의 하나에 의해 전반사된 다음 삼각 프리즘 연속들(12b)의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사되어 도광판(1a)의 평면 거울 마감부들(11a)의 하나를 통과한다. 마지막으로 광(R2b)은 도광판(1a)으로부터 방출된다. 따라서 광(R1a 및 R2b)는 도광판(1a)의 (-)각 방향에서 방출되며 따라서 우안 시차 이미지에 제공된다. 또한 적은 광이 (+)각 방향에서 방출되어 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
광원(2a)이 켜지는 경우 도 12의 도광판(1a)의 좌안 광 분포 및 광원(2b)이 켜지는 경우 도 12의 도광판(1b)의 우안 광 분포를 도시하는 도 16에서, 실선에 의해 나타난 바대로, 도광판(1a)의 방출된 각(θ1)이 0°내지 -90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 약화되어 우안 시차 이미지는 영향을 받지 않아 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 또한 점선으로 나타난 바대로, 도광판(1b)의 방출된 각(θ1)이 0°내지 +90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 약화되어 좌안 시차 이미지는 영향을 받지 않아 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
도 12의 도광판(1a)이 삼각 프리즘 연속들(12a)의 각각의 삼각 프리즘이 비대칭으로, 즉 광원(2a)의 면 상의 경사각은 1° 내지 8°, 바람직하게는 4°(참조: 도 13a)이며, 광원(2a)의 반대면 상의 경사각은 10° 내지 90°, 바람직하게는 45°(참조: 도 13a)가 되도록 변하고 도 12의 도광판(1b)이 삼각 프리즘 연속들(12b)의 각각의 삼각 프리즘이 비대칭으로, 즉 광원(2b)의 면 상의 경사각은 1° 내지 8°, 바람직하게는 4°(참조: 도 13b)이며, 광원(2b)의 반대면 상의 경사각은 10° 내지 90°, 바람직하게는 45°(참조: 도 13b)가 되도록 변하는 경우, 광원(2a)이 켜지는 경우 도광판(1a)의 좌안 광 분포 및 광원(2b)가 켜지는 경우 도광판(1b)의 우안 광 분포는 도 17에 도시된다.
도 17에서, 실선으로 표시된 도광판(1a)로부터 방출된 좌안 광 분포는 +76°의 방출된 각(θ1)에서 최대(피크)광도를 가지는 반면 점선으로 표시된 도광판(1b)로부터 방출된 우안 광 분포는 -73°의 방출된 각(θ1)에서 최대(피크)광도를 가진다. 두 개의 피크 강도들 사이의 차는 149°이다. 따라서 도광판(1a) 및 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 사이의 거리가 도광판(1b) 및 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3) 사이의 거리보다 더 적다는 것과 도광판(1b)의 방출된 광이 공기의 굴절률과는 굴절률이 다른 도광판(1a)을 통과한다는 것 때문에 실선으로 표시된 좌안 광 분포는 우안 광 분포와 비대칭이다.
149°의 큰 피크 차이를 가진 도 17에 도시된 비대칭 좌안 및 우안 광 분포는 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)에 의해 적은 피크 차이를 갖는 대칭적인 좌안 및 우안 광 분포로 변형된다.
비대칭적인 좌안 및 우안 광 분포를 대칭적인 좌안 및 우안 광 분포로 변형시키기 위하여 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 각각의 프리즘은 도 18a에 도시된대로 비대칭적으로 만들어진다. 즉, 이러한 프리즘은 36.5°+37°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 0㎛ 내지 4㎛의 거리에서의 측면부들(E1 및 F1), 34°+34°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 4㎛ 내지 8㎛의 거리에서의 측면부들(E2 및 F2), 및 33°+34°의 정각을 가진 모서리(A)로부터 8㎛ 내지 12㎛의 거리에서의 측면부들(E3 및 F3)을 가진 3단 삼각 프리즘과 같은 비대칭적인 삼각 프리즘으로 변형된다. 이러한 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)는 금형 스템퍼(mold stamper)에 의해 정밀하게 제조될 수 있다. 그 결과, 도 18b에 도시된 바대로, 좌안 광 분포의 피크 각(peak angle)은 +5°인 반면 우안 광 분포의 피크 각은 -5°이며 따라서 10°의 작은 피크 차이를 구현한다. 또한 좌안 및 우안 광 분포들은 θ2=0°에 대해 거의 대칭이다.
따라서, 작은 피크 차이를 가진 서로에 대해 대칭인 뾰족한 좌안 및 우안 광 분포가 스탭(stepped) 비대칭 프리즘들을 가진 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)에 의해 얻어질 수 있으며 따라서 좌안 시차 이미지 및 우안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 프리즘들의 스탭들의 수와 정각은 필요에 따라 변할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 프리즘들의 정각들의 너무 작은 경우에도 피크 차이는 0°에 가깝게 되어 입체 디스플레이를 불가능하게 만든다. 이와는 대조적으로 편면 변형 삼각 프리즘 시트(3)의 프리즘들의 정각들의 너무 큰 경우 피크 차이는 커져서 입체 디스플레이를 불가능하게 만든다.
본 발명에 따른 무안경 입체 디스플레이 장치의 제 3 실시태양을 도시하는 도 19에서 두 개의 도광판(1a' 및 1b')가 도 12의 도광판(1a 및 1b) 대신 제공된다.
도 19의 도광판(1a' 및 1b')의 실시예들을 각각 도시하는 도 20a 및 20b에서, 도광판(1a' 및 1b')은 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지와 같은 투과형 재료로 만들어진다.
도 20a에 도시된 바대로 거울 마감부(11a')가 도광판(1a')의 배광면(Sda) 상에 제공되어 광입사면(Sina)으로부터 연장된다. 평면 거울 마감부(11a')는 광을 도광판(1a')의 내부로 펼치기 위한 수단으로서 역할한다. 복수의 도트형(dot-shaped)의 프리즘 연속들(12a')이 평면 거울 마감부들(11a')이 제공되지 않는 도광판(1a')의 배광면(Sda)의 영역 상에 제공된다. 각각의 도트형 프리즘 연속들(12a')은 스탠딩 광을 위한 복수의 삼각 또는 원형 도트형 프리즘들을 포함한다. 이 경우 각각의 도트형 프리즘 연속들(12a')의 도트형 프리즘은 비대칭이며, 즉, 광원(2a)의 면 상의 경사각은 45° 내지 50°, 바람직하게는 48°이며, 광원(2a)의 반대면 상의 경사각은 42° 내지 48°, 바람직하게는 45°이다.
유사하게, 도 20b에 도시된 바대로, 평면 거울 마감부(11b')가 도광판(1b')의 배광면(Sdb) 상에 제공되어 광입사면(Sinb)으로부터 연장된다. 평면 거울 마감부(11b')는 광을 도광판(1b')의 내부로 펼치기 위한 수단으로서 역할한다. 복수의 도트형(dot-shaped)의 프리즘 연속들(12b')이 평면 거울 마감부들(11b')이 제공되지 않는 도광판(1b')의 배광면(Sdb)의 영역 상에 제공된다. 각각의 도트형 프리즘 연속들(12b')은 스탠딩 광을 위한 복수의 삼각 또는 원형 도트형 프리즘들을 포함한다. 이 경우 각각의 도트형 프리즘 연속들(12b')의 도트형 프리즘은 비대칭이며, 즉, 광원(2b)의 면 상의 경사각은 45° 내지 50°, 바람직하게는 48°이며, 광원(2b)의 반대면 상의 경사각은 42° 내지 48°, 바람직하게는 45°이다.
도 21a 및 21b는 도 19의 도광판(1a' 및 1b')의 다른 실시예들을 각각 도시한다.
도 21a에 도시된 바대로 도트형 프리즘 연속들(12a')의 도트형 프리즘의 위치가 광입사면(Sina)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서의 도트형 프리즘 연속들(12a')의 도트형 프리즘의 폭은 더 크다. 따라서 균일한 표면 발광을 구현하기 위해 보다 많은 광이 도트형 프리즘 연속들(12a')에 의해 전반사된다.
유사하게, 도 21b에 도시된 바대로 도트형 프리즘 연속들(12b')의 도트형 프리즘의 위치가 광입사면(Sinb)으로부터 멀면 멀수록 그 위치에서의 도트형 프리즘 연속들(12b')의 도트형 프리즘의 폭은 더 크다. 따라서 균일한 표면 발광을 구현하기 위해 보다 많은 광이 도트형 프리즘 연속들(12b')에 의해 전반사된다.
도 20a(도 21a)에 도시된 도광판(1a')이 도 20b(도 21b)에 도시된 도광판(1b') 상에 겹치는 경우 도광판(1a')의 도트형 프리즘 연속들(12a')은 도광판(1b')의 평면 거울 마감부(11b')에 부분적으로 마주하는 반면 도광판(1b')의 도트형 프리즘 연속들(12b')은 도광판(1a')의 평면 거울 마감부(11a')에 부분적으로 마주한다. 그 결과, 도광판(1b')의 발광면(Soutb)으로부터 방출된 광은 도광판(1a')을 통과하기 위해 도광판(1a')의 패턴에 의해 영향을 받지 않는다. 물론 도광판(1a')의 발광면(Souta)으로부터 방출된 광은 도광판(1b')의 패턴에 의해 영향을 받지 않는다.
도 22a 및 22b는 도 20a(도 21a)의 XXII-XXII 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 22a에 도시된 바대로 도트형 프리즘 연속들(12a')은 평면 거울 마감부(11a')로부터 돌출될 수 있다. 또한 도 22b에 도시된 바대로 평면 거울 마감부(11a')는 도트형 프리즘 연속들(12a')로부터 돌출될 수 있다. 도 22a 및 22b에서 오직 광원(2a')만이 켜져 있다.
도 22a 및 22b에서 광원(2a')으로부터 실선으로 나타난 광(R1a')은 도트형 프리즘 연속들(12a')의 하나의 프리즘 면에 의해 바로 전반사된 다음 도광판(1a')으로부터 방출된다. 또한 광원(2a')로부터 또 다른 실선으로 표시된 광(R2a')은 평면 거울 마감부들(11a') 중 하나에 의해 전반사된 다음 도트형 프리즘 연속들(12a')의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된다. 마지막으로 광(R2a')은 도광판(1a')으로부터 방출된다. 따라서 광(R1a' 및 R2a')는 도광판(1a')의 (+)각 방향에서 방출되며 따라서 좌안 시차 이미지에 제공된다. 또한 적은 광이 (-)각 방향에서 방출되어 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
도 23a 및 23b는 도 20a(도 21a)의 도광판(1a')이 도 20b(도 21b)의 도광판(1b') 상에 겹쳐지는 경우 도 20a 및 20b(도 21a 및 21b)의 XXIII-XXIII 선을 따라 얻어진 단면도들이다.
도 23a에 도시된 바대로 삼각 프리즘 연속들(12b')은 평면 거울 마감부(11b')로부터 돌출될 수 있다. 또한 도 23b에 도시된 바대로 평면 거울 마감부(11b')는 삼각 프리즘 연속들(12b')로부터 돌출될 수 있다. 도 23a 및 23b에서 오직 광원(2b)만이 켜져 있다.
도 23a 및 23b에서 광원(2b)으로부터 실선으로 나타난 광(R1b')은 삼각 프리즘 연속들(12b')의 하나의 프리즘 면에 의해 바로 전반사된 다음 도광판(1a')의 평면 거울 마감부(11a')를 통과하기 위해 도광판(1b')으로부터 방출된다. 또한 광원(2b)로부터 또 다른 실선으로 표시된 광(R2b')은 평면 거울 마감부(11b')에 의해 전반사된 다음 도광판(1a')의 평면 거울 마감부(11a')를 통과하기 위해 삼각 프리즘 연속들(12b')의 하나의 프리즘 면에 의해 전반사된다. 마지막으로 광(R2b')은 도광판(1a')으로부터 방출된다. 따라서 광(R1a' 및 R2b')는 도광판(1a')의 (-)각 방향에서 방출되며 따라서 우안 시차 이미지에 제공된다. 또한 적은 광이 (+)각 방향에서 방출되어 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
광원(2a)이 켜지는 경우 도 19의 도광판(1a')의 좌안 광 분포 및 광원(2b)이 켜지는 경우 도 19의 도광판(1b')의 우안 광 분포를 도시하는 도 24에서, 실선에 의해 나타난 바대로, 도광판(1a')의 방출된 각(θ1)이 0°내지 -90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 약화되어 우안 시차 이미지는 영향을 받지 않아 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다. 또한 점선으로 나타난 바대로, 도광판(1b')의 방출된 각(θ1)이 0°내지 +90°인 경우 상대 광도(I/Io)는 약화되어 좌안 시차 이미지는 영향을 받지 않아 우안 시차 이미지 및 좌안 시차 이미지 사이의 크로스토크를 감소시킨다.
도 19의 도광판(1a)이 삼각 프리즘 연속들(12a')의 각각의 삼각 프리즘이 비대칭으로, 즉 광원(2a)의 면 상의 경사각은 1° 내지 8°, 바람직하게는 4°(참조: 도 20a 및 21a)이며, 광원(2a)의 반대면 상의 경사각이 10° 내지 90°, 바람직하게는 45°(참조: 도 20a 및 21a)가 되도록 변화하고 도 19의 도광판(1b)이 삼각 프리즘 연속들(12b)의 각각의 삼각 프리즘이 비대칭으로, 즉 광원(2b)의 면 상의 경사각은 1° 내지 8°, 바람직하게는 4°(참조: 도 20b 및 21b)이며, 광원(2b)의 반대면 상의 경사각은 10° 내지 90°, 바람직하게는 45°(참조: 도 20b 및 21b)가 되도록 변화하는 경우, 광원(2a)이 켜지는 경우 도광판(1a)의 좌안 광 분포 및 광원(2b)가 켜지는 경우 도광판(1b')의 우안 광 분포는 도 24에 도시된다.
상기 서술된 실시태양에서, 삼각 또는 원형 도트형 프리즘들은 사다리꼴 또는 둥근 사다리꼴일 수 있다.
또한, 상기 기술된 실시태양들에서 도광판은 쐐기 모양(wedged)일 수 있다.
본 발명에서 다양한 수정 및 변형이 본 발명의 취지 또는 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 보다 명확할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 및 이와 동등한 범위에 들어오기만 한다면 본 발명의 다양한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다. 상기에서 서술된 모든 관련된 또는 선행 기술 문헌들 및 본 발명 명세서의 기술분야 부분은 그 전체로 본 발명에서 참조로서 포함된다.

Claims (8)

  1. 배광면(Sd), 상기 배광면의 반대편에 있는 발광면(Sout1), 및 상기 배광면 및 상기 발광면의 측면들 상에서 서로 반대편에 있는 제 1 및 제 2 광입사면들(Sina, Sinb)을 가진 도광판(1);
    상기 도광판의 제 1 및 제 2 광입사면들 상에 각각 위치한 제 1 및 제 2 광원들(2a, 2b);
    상기 도광판의 발광면 상에 위치한 편면 프리즘 시트(3);
    상기 편면 프리즘 시트의 발광면(Sout3) 상에 위치한 투과형 디스플레이 패널(4)로, 발광면(Sout3)과 투과형 디스플레이 패널(4) 사이에는 공기층을 가지지 않으며, 상기 투과형 디스플레이 패널은 상기 편면 프리즘 시트의 발광면의 반대편에 편광판(4a)을 가지는 것인 투과형 디스플레이 패널(4); 및
    상기 제 1 및 제 2 광원들을 동기화하여 시차 이미지들을 상기 투과형 디스플레이 패널 상에 디스플레이하는 동기 구동 회로(5)를 포함하며,
    상기 편면 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광 방향(P1)은 상기 편광판의 편광 방향(P2)과 일치하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편면 프리즘 시트 및 상기 투과형 디스플레이 패널 사이에 위치한 접촉층(7)을 추가로 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접촉층은
    기부; 및
    상기 기부 상에 코팅된 접착층
    을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 접촉층은 상기 편면 프리즘 시트 상에 코팅된 접착층을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  5. 제 1 배광면(Sda), 상기 제 1 배광면의 반대편에 있는 제 1 발광면(Souta), 및 상기 제 1 배광면 및 상기 제 1 발광면 중 한 측면 상에 제 1 광입사면(Sina)을 가진 제 1 도광판(1a);
    제 2 배광면(Sdb), 상기 제 2 배광면의 반대편에 있는 제 2 발광면(Soutb), 및 상기 제 2 배광면 및 상기 제 2 발광면 중 한 측면 상에 제 2 광입사면(Sinb)을 가진 제 2 도광판(1b)으로, 상기 제 1 도광판의 제 1 배광면은 상기 제 2 도광판의 제 2 발광면의 반대편에 있는 것인 제 2 도광판(1b);
    상기 제 1 도광판의 제 1 광입사면 상에 위치한 제 1 광원(2a);
    상기 제 2 도광판의 제 2 광입사면 상에 위치한 제 2 광원(2b)으로, 상기 제 1 및 제 2 광원은 서로 반대편에 있는 것인 제 2 광원(2b);
    상기 제 1 도광판의 제 1 발광면 상에 위치한 편면 프리즘 시트(3);
    상기 편면 프리즘 시트의 발광면(Sout3) 상에 위치한 투과형 디스플레이 패널(4)로, 발광면(Sout3)과 투과형 디스플레이 패널(4) 사이에는 공기층을 가지지 않으며, 상기 투과형 디스플레이 패널은 상기 편면 프리즘 시트의 발광면의 반대편에 편광판(4a)을 가지는 것인 투과형 디스플레이 패널(4); 및
    상기 제 1 및 제 2 광원들을 동기화하여 시차 이미지들을 상기 투과형 디스플레이 패널 상에 디스플레이하는 동기 구동 회로(5)를 포함하며,
    상기 편면 프리즘 시트의 발광면의 편광 이방성의 편광 방향(P1)은 상기 편광판의 편광 방향(P2)과 일치하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 편면 프리즘 시트 및 상기 투과형 디스플레이 패널 사이에 위치한 접촉층(7)을 추가로 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접촉층은
    기부; 및
    상기 기부 상에 코팅된 접착층
    을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접촉층은 상기 편면 프리즘 시트 상에 코팅된 접착층을 포함하는 무안경 입체 디스플레이 장치.
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