KR20160059783A - 백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 제조방법 - Google Patents

백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 제조방법 Download PDF

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KR20160059783A
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최윤선
이진호
최규환
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Abstract

백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 제조방법이 개시된다. 일실시예에 따른 디스플레이 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛은 선형(Line Shape)의 제1 도광판들; 상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들; 및 상기 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 복수의 광원들을 포함한다.

Description

백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 제조방법{BACK LIGHT UNIT, DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
아래 실시예들은 백라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 구현된다. 3차원 영상 디스플레이에는 안경을 이용한 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있다. 무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것으로서, 예를 들어, 패럴렉스 배리어(Parallax Barrier) 방식과 렌티큘러(Lenticular) 방식이 있다.
다만, 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 방식은 한번 설계가 되면 변경이 어렵고, 왼쪽 영상과 오른쪽 영상 간의 크로스토크가 높을 수 있다. 또한, 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 방식은 2D 디스플레이 구현이 불가능하거나 또는 2D 디스플레이 구현이 가능하더라도 2D 영상의 화질 저하를 야기할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛은 선형(Line Shape)의 제1 도광판들; 상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들; 및 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 복수의 광원들을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 동일한 레이어 상에 위치할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 서로 평행하도록 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 상기 백라이트 유닛의 중심을 기준으로 점대칭적으로 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들의 폭(Width)은, 상기 제2 도광판들의 폭보다 클 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 제2 도광판들은, 두 개 이상일 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 사이에 존재하는 에어 캡을 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들은, 상기 복수의 광원들로부터 입사된 광에 지향성을 부여하여 상기 디스플레이 패널로 광을 출사할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들의 폭은, 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들의 피치(Pitch)는, 상기 디스플레이 패널에 의해 생성되는 3D 영상의 시점수에 기초하여 결정될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 복수의 광원들은, 상기 디스플레이 패널이 부분적으로 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하도록 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 선택적으로 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 복수의 광원들은, 상기 디스플레이 패널 중 3D 영상을 표시하는 영역에 대응하는 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널 중 2D 영상을 표시하는 영역에 대응하는 제1 도광판들 및 제2 도광판들에 광을 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 복수의 광원들은, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하는 제1 광원과 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 제2 광원을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 백라이트 유닛에서 동일한 측면에 위치할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록(slanted) 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛은 선형의 제1 도광 엘리먼트들 및 상기 제1 도광 엘리먼트들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광 엘리먼트들을 포함하는 도광판; 및 상기 도광판으로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광 엘리먼트들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광 엘리먼트들 및 상기 제2 도광 엘리먼트들에 광을 제공하는 복수의 광원들을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 디스플레이 장치는 선형(Line Shape)의 제1 도광판들; 상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들; 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 복수의 광원들; 및 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들로부터 제공받은 광을 이용하여 2D 영상 및 3D 영상 중 적어도 하나를 표시하는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛 제조방법은 복수의 광원들로부터 제공받은 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널로 제공하는 선형(Line Shape)의 제1 도광판들을 생성하는 단계; 및 상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 광원들은, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 9는 다른 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 10은 일실시예에 따라 디스플레이 패널이 부분적으로 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 일실시예에 따라 디스플레이 패널이 3D 영상 또는 2D 영상을 표시할 때 백라이트 유닛으로부터 제공받는 광의 성질을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일실시예에 따른 백라이트 제조방법을 나타낸 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.
도 1은 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 유닛(BLU; Back Light Unit)(100)은 광원(110) 및 도광판(LGP; Light Guide Plate)(120)을 포함한다. 백라이트 유닛(100)은 디스플레이 패널의 후면에 위치하는 장치로서, 디스플레이 패널에 광을 제공할 수 있다. 백라이트 유닛(100)의 종류에는 에지형 백라이트 유닛(Edge-type BLU) 및 직하형 백라이트 유닛(Direct-type BLU)이 있다. 설명의 편의를 위하여, 후술되는 백라이트 유닛에 관한 설명은 에지형 백라이트 유닛을 중심으로 후술한다. 다만, 이러한 설명이 백라이트 유닛(100)의 종류를 제한하는 것은 아니며, 관련 기술 분야에서 일반적으로 이용되는 기술에 의해 직하형 백라이트 유닛에도 적용될 수 있다.
광원(110)은 광을 생성하는 장치로서, 예를 들어, LED(Light Emitting Diode) 등을 포함할 수 있다. 광원(110)은 생성된 광을 도광판(120)을 거쳐 디스플레이 패널에 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(110)은 도광판(120)의 일측면에 위치할 수 있다. 또는, 광원(110)은 도광판(120)의 양측면에 위치할 수 있다.
도광판(120)은 광원(110)으로부터 입사된 광을 디스플레이 패널로 가이드하는 장치일 수 있다. 도광판(120)은 입광면을 통해 광원(110)으로부터 광을 제공받을 수 있다. 예를 들어, 도광판(120)은 PC(Polycarbonate) 또는 PMMA(Poly Methyl Methacrylate)로 구성될 수 있다. 도 1에서 도시된 도광판(120)의 입광면은 광원(110)이 위치하는 왼쪽면일 수 있다.
도광판(120)은 입사된 광을 전반사 조건에 따라 가이딩한다. 도광판(120)에서 가이딩되는 광이 도광판(120)의 하부에 위치하는 출사 패턴(121)을 만나면, 광의 진행 각도가 변경될 수 있다. 진행 각도가 변경된 광 중에서 전반사 조건을 만족하지 않는 광은 디스플레이 패널 쪽으로 출사될 수 있다.
도광판(120)은 출사되는 광의 위치로부터 광원(110)까지의 거리에 관계없이 광을 균일하게(uniformly) 출사할 수 있다. 예를 들어, 도광판(120)에서 디스플레이 패널로 출사되지 못한 광이 도광판(120) 내부에서 가이딩되므로, 광원(110)에 멀어질수록 가이딩되는 광의 양은 감소할 수 있다. 따라서, 도광판(120)은 광원(110)에 가까울수록 밀도가 낮아지는 출사 패턴(121)을 이용하여 광을 출사할 수 있다. 도광판(120)은 광원(110)에 멀수록 밀도가 높아지는 출사 패턴(121)을 이용하여 광을 출사할 수 있다. 또는, 도광판(120)은 광원(110)에 가까울수록 간격이 증가하는 출사 패턴(121)을 이용하여 광을 출사할 수 있다. 도광판(120)은 광원(110)에 멀수록 간격이 감소하는 출사 패턴(121)을 이용하여 광을 출사할 수 있다. 도광판(120)은 전술한 출사 패턴(121)의 배치들 중 적어도 하나를 이용하여 광을 균일하게 출사할 수 있다. 다만, 이러한 설명이 출사 패턴(121)의 배치에 관한 실시예의 범위를 제한하는 것은 아니다.
또한, 도광판(120)은 하부에 반사시트(Reflector)(122)를 더 포함할 수 있다. 반사시트(122)는 도광판(120)에서 가이딩되는 광이 하부로 출사되지 않도록 하부로 도달하는 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 반사시트(122)는 도광판(120)의 옆면에도 배치되어, 도광판(120)에서 가이딩되는 광이 옆면으로 출사되지 않도록 광을 반사시킬 수 있다. 도 1에 도시된 반사시트(122)는 도광판(120)에서 가이딩되는 광이 상부를 통해 디스플레이 패널로 출사될 수 있도록 도와주는 역할을 수행할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따라 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
디스플레이 장치(200)는 백라이트 유닛(210) 및 디스플레이 패널(260)을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(200)는 백라이트 유닛(210) 및 디스플레이 패널(260)을 이용하여 2D 영상 또는 3D 영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
백라이트 유닛(210)은 디스플레이 패널(260)로 광을 제공하는 장치로서, 복수의 광원들(220) 및 2D/3D 도광판(2D/3D LGP)(230)을 포함한다. 백라이트 유닛(210)은 확산 필름(Diffuser Film)(240) 및 프리즘 필름(Prism Film)(250)을 더 포함할 수 있다.
복수의 광원들(220)은 광을 생성하는 장치로서, 예를 들어, LED(Light Emitting Diode) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 광원들(220)은 2D/3D 도광판(230)의 양측면에 배치될 수 있다. 또는, 복수의 광원들(220)은 2D/3D 도광판(230)의 일측면에 배치될 수도 있다.
복수의 광원들(220)은 디스플레이 패널(260)이 표시하는 영상의 형태에 따라 광을 2D/3D 도광판(230)에 선택적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(260)이 3D 영상을 표시하는 경우, 복수의 광원들(220)은 2D/3D 도광판(230) 중에서 지향성의 광을 디스플레이 패널(260)에 제공하는 제1 도광판에 광을 제공할 수 있다. 디스플레이 패널(260)이 2D 영상을 표시하는 경우, 복수의 광원들(220)은 2D/3D 도광판(230) 전체에 광을 제공할 수 있다. 다시 말해, 복수의 광원들(220) 각각은 디스플레이 패널(260)이 표시하는 영상의 형태에 기초하여 온(ON) 또는 오프(OFF)될 수 있다.
2D/3D 도광판(230)은 복수의 광원들(220)로부터 입사된 광을 디스플레이 패널(260)로 출사할 수 있다. 2D/3D 도광판(230)은 출사되는 광의 위치로부터 광원까지의 거리에 관계없이 광을 균일하게 출사시키는 출사 패턴을 이용하여 광을 출사할 수 있다.
2D/3D 도광판(230)은 제1 도광판들 및 제2 도광판들을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(260)이 3D 영상을 표시할 때, 제1 도광판들은 복수의 광원들(220)로부터 입사한 광을 디스플레이 패널(260)로 출사할 수 있다. 제1 도광판들은 입광면을 통해 입사한 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널(260)로 광을 출사할 수 있다. 제1 도광판들은 입광면을 통해 입사한 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널(260)로 지향성의 광을 출사할 수 있다. 디스플레이 패널(260)이 제1 도광판들로부터 지향성의 광을 제공받아 3D 영상을 출력하므로, 사용자는 디스플레이 장치(200)를 통해 3D 영상을 시청할 수 있다. 이 때, 제1 도광판들은 지향성의 광을 출사하므로, 선광원(Line Source)처럼 동작할 수 있다.
디스플레이 패널(260)이 2D 영상을 표시할 때, 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 복수의 광원들(220)로부터 입사한 광을 디스플레이 패널(260)로 출사할 수 있다. 제2 도광판들은 제1 도광판들 및 제2 도광판들에서 출사되는 광이 디스플레이 패널(260)에 균일하게 제공되도록 입광면을 통해 입사한 광을 디스플레이 패널(260)로 출사할 수 있다. 디스플레이 패널(260)에 도달하는 광에는 제1 도광판들에서 출사되는 지향성의 광이 포함될 수 있다. 제2 도광판들은 디스플레이 패널(260)에 도달하는 전체 광에서 지향성이 나타나지 않도록 광을 출사할 수 있다. 다시 말해, 제2 도광판들은 디스플레이 패널(260)이 2D/3D 도광판(230)으로부터 제공받는 광에 지향성이 없도록 광을 출사할 수 있다. 이 때, 2D/3D 도광판(230)은 지향성이 없는 광을 출사하므로, 면광원(Surface Light Source)처럼 동작할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 2D/3D 도광판(230)은 하나의 도광판으로서, 선형(Line Shape)인 복수의 도광 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 2D/3D 도광판(230)은 복수의 도광 엘리먼트들 중 적어도 하나를 이용하여 디스플레이 패널로 광을 제공할 수 있다. 복수의 도광 엘리먼트들은 선형의 제1 도광 엘리먼트들 및 제1 도광 엘리먼트들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광 엘리먼트들로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 복수의 광원들(220)은 제1 도광 엘리먼트들에 광을 제공하고, 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 복수의 광원들(220)은 제1 도광 엘리먼트들과 제2 도광 엘리먼트들에 광을 제공할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 2D/3D 도광판(230)이 두 종류의 도광판들(다시 말해, 제1 도광판들 및 제2 도광판들)로 구성되는 실시예를 기준으로 설명한다. 다만, 이러한 설명이 2D/3D 도광판(230)의 실시예를 제한하는 것은 아니다.
2D/3D 도광판(230)은 하부에 출사 패턴 및 반사시트 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 출사 패턴 및 반사시트에 대해서는 도 1을 통해 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
2D/3D 도광판(230)과 디스플레이 패널(260) 사이에는 진행방향, 휘도 등과 같은 광학적 특성을 변경할 수 있는 소정의 광학 시트가 존재할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트는 확산 필름(240) 및 프리즘 필름(250) 등을 포함할 수 있으나, 실시예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 2D/3D 도광판(230)에서 출사되는 광은 굴절률이 높은 물질에서 굴절률이 낮은 물질로 이동하므로 법선에 대해 70도보다 큰 굴절각을 가질 수 있다. 이 때, 확산 필름(240) 및 프리즘 필름(250) 등은 광이 법선에 대해서 0도인 채로 디스플레이 패널(260)로 입사하도록 광의 진행방향을 제어할 수 있다.
확산 필름(240) 및 프리즘 필름(250)은 2D/3D 도광판(230)로부터 출사되는 광의 진행방향을 제어하므로, 2D/3D 도광판(230)에 대응하는 형태를 가질 수 있다.
디스플레이 패널(260)은 입력되는 영상 신호에 기초하여 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 장치로서, 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)일 수 있다. 디스플레이 패널(260) 자체로서는 발광하지 않으므로, 디스플레이 패널(260)은 백라이트 유닛(210)으로부터 광을 제공받을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(260)은 백라이트 유닛(210)으로부터 출사된 광을 이용하여 소정 색상의 화상을 표시하는 액정 패널 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(260)은 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 백라이트 유닛은 제1 광원들(310), 제2 광원들(320), 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)을 포함할 수 있다. 제1 광원들(310)은 선형의 제1 도광판들(330)에 광을 제공하고, 제2 광원들(320)은 선형의 제2 도광판들(340)에 광을 제공할 수 있다. 도 3에 도시된 제1 광원들(310) 및 제2 광원들(320)은 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다. 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340) 각각은 제1 광원들(310) 및 제2 광원들(320) 각각으로부터의 거리에 관계없이 광을 균일하게 출사할 수 있다.
도 3에서는 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340) 각각이 2개의 도광판들로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이러한 설명이 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)의 개수를 제한하는 것은 아니다.
제1 도광판들(330) 또는 제2 도광판들(340)은 도 1을 통해 전술한 설명에 따라 해당 도광판에 대응하는 광원으로부터 입사된 광을 디스플레이 패널로 가이드할 수 있다.
제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 동일한 레이어 상에 위치할 수 있다. 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 백라이트 유닛의 중심(350)을 기준으로 점대칭적으로 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 서로 교차되도록 배치될 수 있다. 다만, 이러한 설명이 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)의 배치에 관한 실시예의 범위를 제한하는 것은 아니다.
도 3에 도시된 제1 도광판들(330)은 제1 광원들(310)로부터 입사한 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널로 광을 출사할 수 있다. 제1 도광판들(330)은 디스플레이 패널에 적용된 3D 영상 기술에 기초하여 설계될 수 있다. 예를 들어, 제1 도광판들(330)을 설계할 때, 폭(W; Width) 및 피치(P; Pitch)를 고려할 수 있다. 제1 도광판들(330)이 디스플레이 패널에 적용된 3D 영상 기술에 기초하여 선형으로 설계되고 제1 도광판들(330)에서 출사되는 광이 광원까지의 거리와 상관없이 균일하게 출사되므로, 제1 도광판들(330)은 디스플레이 패널에 지향성의 광을 제공할 수 있다.
제1 도광판들(330)의 폭(W)은 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 디스플레이 패널이 표시하는 3D 영상의 성능은 화소폭 대비 선폭의 비율에 기초할 수 있다. 화소폭은 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 크기를 나타내고, 선폭은 제1 도광판들(330)의 폭(W)을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 화소폭 대비 선폭의 비율이 작아질수록 디스플레이 패널에서 표시되는 3D 영상의 성능이 향상되므로, 제1 도광판들(330)의 폭(W)은 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 크기를 고려하여 결정될 수 있다.
제1 도광판들(330)의 피치(P)는 디스플레이 패널에 의해 생성되는 3D 영상의 시점수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널에 의해 생성되는 3D 영상은 하나 이상의 시점을 가질 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 패널은 다시점의 3D 영상도 디스플레이할 수 있다.
도 3에 도시된 제2 도광판들(340)은 제2 광원들(320)로부터 입사한 광을 디스플레이 패널로 출사할 수 있다. 제2 도광판들(340)은 제1 도광판들(330)과 제2 도광판들(340)에서 출사되는 광이 디스플레이 패널에 균일하게 제공되도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 제2 도광판들(340)은 제1 도광판들(330)과 교차되도록 배치될 수 있다. 제2 도광판들(340)은 제1 도광판들(330)과 동일한 폭(W) 및 피치(P)에 기초하여 배치될 수 있다.
일실시예에 따라 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340) 사이에 에어 갭(air gap)이 존재할 수도 있다. 제1 도광판들(330) 및 제2 도광판들(340)은 에어 갭에 의해 서로 접촉하지 않을 수 있다.
도 4 내지 도 9는 다른 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 4 내지 도 7 및 도 9에서 위쪽에 위치하는 광원들로부터 광을 제공받는 도광판들이 제1 도광판들을 나타내고, 아래쪽에 위치하는 광원들로부터 광을 제공받는 도광판들이 제2 도광판들을 나타내는 것으로 가정한다.
제1 도광판들은 입광면을 통해 입사한 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널로 광을 출사할 수 있다. 제2 도광판들은 제1 도광판들 및 제2 도광판들에서 출사되는 광이 디스플레이 패널에 균일하게 제공되도록 입광면을 통해 입사한 광을 디스플레이 패널로 출사할 수 있다.
도 4에서 도시된 제2 도광판들은 제1 도광판들보다 큰 폭을 가지고, 제1 도광판들과 동일한 피치를 가지도록 설계될 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들 각각에 광을 제공하는 제1 광원들 및 제2 광원들은 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 동일한 레이어 상에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 서로 교차하고, 서로 평행하고, 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 나아가, 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 백라이트 유닛의 중심을 기준으로 점대칭적으로 배치될 수 있다.
도 5에서 도시된 제2 도광판들은 제1 도광판들과 동일한 폭을 가지도록 설계될 수 있다. 다만, 제2 도광판들은 제1 도광판들과 달리 일정한 피치를 가지지 않을 수 있다. 다시 말해, 제2 도광판들은 제1 도광판들 사이에 복수개 배치되도록 설계될 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들 각각에 광을 제공하는 제1 광원들 및 제2 광원들은 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 동일한 레이어 상에 위치하고, 서로 평행하도록 배치될 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 하나의 제1 도광판과 두 개의 제2 도광판들로 구성되는 그룹이 반복되는 형태로 배치될 수 있다. 제1 도광판들과 제2 도광판들은 서로 교차하도록 배치될 수 있다.
도 6은 세 개의 제1 도광판들이 도 3에 도시된 하나의 제1 도광판의 역할을 수행하는 실시예를 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 도 6에 도시된 세 개의 제2 도광판들은 도 3에 도시된 하나의 제2 도광판의 역할을 수행할 수 있다.
도 6에서 도시된 제2 도광판들은 제1 도광판들과 동일한 폭을 가지도록 설계될 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들 각각에 광을 제공하는 제1 광원들 및 제2 광원들은 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다. 도 6에서 도시된 하나의 제1 광원들 및 하나의 제2 광원들 각각은 복수의 제1 도광판들 또는 복수의 제2 도광판들에 광을 제공할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 동일한 레이어 상에 위치하고, 서로 평행하고, 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 나아가, 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 백라이트 유닛의 중심을 기준으로 점대칭적으로 배치될 수 있다. 세 개의 제1 도광판들과 세 개의 제2 도광판들은 서로 교차하도록 배치될 수 있다.
도 7에서 도시된 제1 도광판들과 제2 도광판들의 피치는 도 3에서 도시된 제1 도광판들과 제2 도광판들의 피치보다 작을 수 있다. 다시 말해, 제1 도광판들과 제2 도광판들은 촘촘하게 배치될 수 있다. 나아가, 복수의 제1 도광판들은 광원으로부터 광을 제공받는 입사면들이 서로 접촉되도록 배치될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 제 2 도광판들은 광원으로부터 광을 제공받는 입사면들이 서로 접촉되도록 배치될 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들 각각에 광을 제공하는 제1 광원들 및 제2 광원들은 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 동일한 레이어 상에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 서로 교차하고, 서로 평행하고, 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 나아가, 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 백라이트 유닛의 중심을 기준으로 점대칭적으로 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 제1 도광판들 (810)과 제2 도광판들 (820) 각각에 광을 제공하는 광원들은 백라이트 유닛에서 동일한 측면에 위치할 수 있다. 제1 도광판들 (810) 및 제2 도광판들 (820)은 동일한 레이어 상에 위치할 수 있다.
도 9에 도시된 제1 도광판들과 제2 도광판들은 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도(930)만큼 기울어지도록(slanted) 배치될 수 있다. 제1 축(910)은 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 일축을 나타낼 수 있다. 제2 축(920)은 제1 도광판들 또는 제2 도광판들의 일축을 나타낼 수 있다. 제1 도광판들 및 제2 도광판들이 제1 축(910)에 대해 미리 결정된 각도(930)만큼 기울어지도록 배치됨으로써, 디스플레이 패널에서 표시되는 3D 영상의 시점수는 증가될 수 있다.
도 10은 일실시예에 따라 디스플레이 패널이 부분적으로 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서 도시된 제1 영역(1010)은 디스플레이 패널 중에서 3D 영상을 표시하는 영역을 나타내고, 제2 영역(1020)은 디스플레이 패널 중에서 2D 영상을 표시하는 영역을 나타낼 수 있다. 백라이트 유닛(1000)은 제1 도광판들(1011, 1021), 제2 도광판들(1012, 1022) 및 복수의 광원들을 포함할 수 있다.
제1 영역(1010)이 3D 영상을 표시할 수 있다. 이 때, 복수의 광원들은 제1 영역(1010)에 대응하는 제1 도광판들(1011)에 광을 제공하고, 제1 영역(1010)에 대응하는 제2 도광판들(1012)에는 광을 제공하지 않을 수 있다. 제1 영역(1010)에 대응하는 제1 도광판들(1011)은 복수의 광원들로부터 입사된 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널의 제1 영역(1010)으로 지향성을 가지는 광을 출사할 수 있다.
제2 영역(1020)은 2D 영상을 표시할 수 있다. 이 때, 복수의 광원들은 제2 영역(1020)에 대응하는 제1 도광판들(1021) 및 제2 도광판들(1022)에 광을 제공할 수 있다. 제2 영역(1020)에 대응하는 제1 도광판들(1021)은 복수의 광원들로부터 입사된 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널의 제2 영역(1020)으로 광을 출사할 수 있다. 그러나, 제2 영역(1020)에 대응하는 제2 도광판들(1022)에서 출사되는 광에 의해, 디스플레이 패널의 제2 영역(1020)에 도달하는 전체 광은 제2 영역(1202)에 균일하게 제공될 수 있다.
이에 따라, 디스플레이 패널은 부분적으로 3D 영상 또는 2D 영상을 표시할 수 있다.
도 11 및 도 12는 일실시예에 따라 디스플레이 패널이 3D 영상 또는 2D 영상을 표시할 때 백라이트 유닛으로부터 제공받는 광의 성질을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에서 도시된 디스플레이 패널은 광원으로부터 입사한 광에 지향성을 부여하여 광을 출사하는 제1 도광판들로부터 광을 제공받아 3D 영상을 표시할 수 있다. 나아가, 도 11에 도시된 디스플레이 패널은 미리 결정된 각도만큼 기울어진 제1 도광판들로부터 지향성의 광을 제공받을 수 있다. 도 11에 도시된 디스플레이 패널에 광을 제공하는 제1 도광판들은 지향성이 있는 광을 출사하므로 선광원처럼 동작한다.
도 12에서 도시된 디스플레이 패널은 제1 도광판들 및 제2 도광판들로부터 광을 제공받아 2D 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 제1 도광판들에서 출사된 지향성의 광이 제2 도광판들에서 출사되는 광과 함께 디스플레이 패널에 제공됨으로써, 디스플레이 패널은 지향성이 없는 광을 제공받게 될 수 있다. 다시 말해, 도 12에 도시된 디스플레이 패널에 광을 제공하는 제1 도광판들 및 제2 도광판들은 지향성이 없는 광을 출사하므로, 면광원처럼 동작한다.
도 13은 일실시예에 따른 백라이트 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 백라이트 유닛 제조장치에 의해 수행되는 백라이트 유닛 제조방법은 복수의 광원들로부터 제공받은 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널로 제공하는 선형의 제1 도광판들을 생성하는 단계(1310); 및 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들을 생성하는 단계(1320)를 수행할 수 있다. 여기서, 복수의 광원들은, 제1 도광판들 및 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 제1 도광판들에 광을 제공하고, 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 제1 도광판들 및 제2 도광판들에 광을 제공할 수 있다.
도 13에 도시된 각 단계들은 도 1 내지 도 12를 통해 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
실시예들은 백라이트 유닛에 포함된 도광판들을 선형으로 제작함으로써, 3D 영상을 제공할 때 요구되는 선광원을 용이하게 생성할 수 있다.
실시예들은 디스플레이 패널로 광을 전달하는 선형의 제1 도광판들 및 제2 도광판들에 광을 선택적으로 제공함으로써, 디스플레이 패널이 표시하는 2D 영상과 3D 영상 간의 스위칭이 손쉽게 이루어지는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
실시예들은 백라이트 유닛에 포함된 선형의 제1 도광판들 및 제2 도광판들을 동일한 레이어 상에 위치시킴으로써, 얇은 폼 팩터(form factor)를 가지는 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.
실시예들은 제1 도광판들 및 제2 도광판들을 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록 배치함으로써, 디스플레이 패널에 표시할 수 있는 시점수를 증가시킬 수 있다.
실시예들은 제1 도광판들 및 제2 도광판들에 광을 제공하는 광원들을 부분적으로 달리 동작시킴으로써, 부분적으로 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 비록 한정된 실시예와 도면을 통해 실시예들을 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 선형(Line Shape)의 제1 도광판들;
    상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들; 및
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 복수의 광원들
    을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 동일한 레이어 상에 위치하는, 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 서로 평행하도록 배치되는, 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 서로 대칭되도록 배치되는, 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은, 상기 백라이트 유닛의 중심을 기준으로 점대칭적으로 배치되는, 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들의 폭(Width)은, 상기 제2 도광판들의 폭보다 큰, 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 제2 도광판들은, 두 개 이상인, 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 사이에 존재하는 에어 캡
    을 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들은,
    상기 복수의 광원들로부터 입사된 광에 지향성을 부여하여 상기 디스플레이 패널로 광을 출사하는, 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들의 폭은, 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀의 크기에 기초하여 결정되는, 백라이트 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들의 피치(Pitch)는, 상기 디스플레이 패널에 의해 생성되는 3D 영상의 시점수에 기초하여 결정되는, 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은,
    상기 디스플레이 패널이 부분적으로 2D 영상 또는 3D 영상을 표시하도록 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 선택적으로 제공하는, 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은,
    상기 디스플레이 패널 중 3D 영상을 표시하는 영역에 대응하는 제1 도광판들에 광을 제공하고,
    상기 디스플레이 패널 중 2D 영상을 표시하는 영역에 대응하는 제1 도광판들 및 제2 도광판들에 광을 제공하는, 백라이트 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하는 제1 광원들과 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 제2 광원들을 포함하는, 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 광원들 및 상기 제2 광원들은, 상기 백라이트 유닛에서 서로 다른 측면에 위치하는, 백라이트 유닛.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 광원들 및 상기 제2 광원들은, 상기 백라이트 유닛에서 동일한 측면에 위치하는, 백라이트 유닛.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들은,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록(slanted) 배치되는, 백라이트 유닛.
  18. 선형의 제1 도광 엘리먼트들 및 상기 제1 도광 엘리먼트들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광 엘리먼트들을 포함하는 도광판; 및
    상기 도광판으로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광 엘리먼트들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광 엘리먼트들 및 상기 제2 도광 엘리먼트들에 광을 제공하는 복수의 광원들
    을 포함하는 백라이트 유닛.
  19. 선형(Line Shape)의 제1 도광판들;
    상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들;
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 복수의 광원들; 및
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들로부터 제공받은 광을 이용하여 2D 영상 및 3D 영상 중 적어도 하나를 표시하는 디스플레이 패널
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 복수의 광원들로부터 제공받은 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널로 제공하는 선형(Line Shape)의 제1 도광판들을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 도광판들 사이에 배치되는 선형의 제2 도광판들을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 광원들은,
    상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들 중 적어도 하나로부터 광을 제공받는 디스플레이 패널이 3D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들에 광을 제공하고, 상기 디스플레이 패널이 2D 영상을 표시하는 경우, 상기 제1 도광판들 및 상기 제2 도광판들에 광을 제공하는 백라이트 유닛 제조방법.
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