KR20180024497A - 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛은 도광판, 복수 개의 컬러 광이 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원, 복수 개의 컬러 광과 모두 반응하는 서브 그레이팅을 포함하는 그레이팅을 포함할 수 있다. 지향성 백라이트 유닛은 서브 그레이팅마다 출광시키는 복수 개의 컬러 광과 대응하는 컬러필터를 포함할 수 있다. 본 개시에 따른 입체 영상 표시 장치는 상술한 지향성 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.

Description

지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치 {Directional backlight unit, 3D image display apparatus having the same}
본 개시는 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어 3D 영화가 많이 나오고 있고, 이에 따라 입체 영상 표시 장치에 관련된 기술이 많이 연구 되고 있다. 입체 영상 표시 장치는 양안시차를 기반으로 3차원 영상을 표시한다. 현재 상용화되고 있는 입체 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 입체 영상 표시 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 입체 영상 표시 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 입체 영상 표시 장치가 있다.
안경형 입체 영상 표시 장치는 영화관에서는 적청(Red-Green) 안경방식이 사용되며, TV의 경우에는 편광 안경 방식 또는 액정 셔터 방식으로 양분되어 있다. 무안경 입체 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.
본 개시는 휘도 및 광 균일도를 향상한 지향성 백라이트 유닛을 제공한다. 본 개시는 휘도 및 광 균일도를 향상한 지향성 백라이트 유닛을 포함한 입체 영상 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛에 있어서 도광판; 복수 개의 컬러 광을 출사하며, 상기 복수 개의 컬러 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원; 상기 도광판에 입사된 복수 개의 컬러 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅; 및 상기 복수 개의 그레이팅에서 출광되는 복수 개의 컬러 광과 대응되는 복수 개의 컬러필터 픽셀들을 포함하는 컬러필터;를 포함하고, 상기 복수 개의 그레이팅 각각은 복수 개의 서브 그레이팅을 포함하며, 상기 복수 개의 서브 그레이팅은 상기 복수 개의 컬러 광에 모두 반응한다.
상기 도광판의 입사면은 상기 도광판의 일 측부에만 마련될 수 있다.
상기 광원은 복수 개의 컬러 광을 조사하는 제 1 광원과 복수 개의 컬러 광을 조사하는 제 2 광원을 포함하고, 상기 도광판의 입사면은 상기 제 1 광원으로부터의 복수 개의 컬러 광들이 입사되는 제 1 입사면과 상기 제 2 광원으로부터의 복수 개의 컬러 광들이 입사되는 제 2 입사면을 포함할 수 있다.
상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 도광판의 양 측부에서 서로 대면하도록 마련될 수 있다.
상기 그레이팅은 복수 개의 컬러광을 제 1 방향을 따라 출광시키는 복수 개의 제 1 그레이팅과, 복수 개의 컬러광을 제 2 방향을 따라 출광시키는 복수 개의 제 2 그레이팅을 포함하며, 상기 제 1 그레이팅은 상기 제 2 그레이팅에 비해 상기 제 1 입사면에 인접하게 배치되고, 상기 제 2 그레이팅은 상기 제 1 그레이팅에 비해 상기 제 2 입사면에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 도광판은, 서로 대면하는 두 개의 평판면, 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 장측면 및 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함하고, 상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 두 개의 단측면 상에 마련될 수 있다
상기 도광판은, 서로 대면하는 두 개의 평판면, 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 장측면 및 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함하고, 상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 두 개의 장측면 상에 마련될 수 있다.
상기 복수의 그레이팅 각각은 서로 동일한 서브 그레이팅 배열을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
상기 복수의 서브 그레이팅은 상기 복수의 컬러 광에 대해 실질적으로 수직한 그레이팅 배향을 가질 수 있다.
상기 복수의 서브 그레이팅 각각은 실질적으로 평행한 그레이팅 배향을 가질 수 있다.
상기 복수의 서브 그레이팅 중 적어도 일부는 그레이팅 피치, 그레이팅 폭, 그레이팅 듀티 사이클 중 적어도 하나가 서로 상이할 수 있다.
상기 광원은, 상기 복수의 컬러 광이 상기 입사면에 대하여 각기 다른 입사각을 가지도록 조사할 수 있다.
상기 복수의 서브 그레이팅은, 그레이팅 피치의 조절에 따라 출광 각도가 조절되는 그레이팅 패턴을 가질 수 있다.
상기 그레이팅 패턴은 선형 그레이팅, 곡선형 그레이팅, 기둥형 그레이팅, 그래디언트 그레이팅 중 어느 한 패턴을 가질 수 있다.
상기 그레이팅은 고분자 물질, 질화실리콘(SiN), 산화실리콘(SiO2) 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛은 이하의 식을 만족할 수 있다.
Ncfp <= Ngu-i * Nsgu-i * Nl
여기에서, Ncfp는 상기 컬러필터에 포함되는 컬러필터 픽셀들의 총 개수를 의미하고, Ngu -i는 상기 그레이팅의 총 개수를 의미하고, Nsgu -i는 인덱스 i에 대응하는 그레이팅이 포함하는 총 서브 그레이팅의 개수를 의미하고, Nl 은 광원이 조사하는 컬러 광의 파장의 개수를 의미한다.
상기 복수의 컬러필터 픽셀 들의 위치는 상기 복수의 그레이팅과 상기 복수의 서브 그레이팅에서 출광되는 컬러 광의 적어도 일부와 대응되도록 마련될 수 있다.
상기 복수의 서브 그레이팅의 적어도 일부는 서로 인접하도록 배열 될 수 있다.
다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛은, 도광판; 제 1 파장 및 제 2 파장의 광을 출사하며, 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원; 상기 도광판에 입사된 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광과 모두 반응하는 그레이팅 배향을 가지고, 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅을 포함하는 그레이팅 소자; 및 상기 그레이팅 소자에서 출광되는 상기 제 1 파장의 광을 투과시키는 제 1 컬러필터 픽셀과 상기 제 2 파장의 광을 투과시키는 제 2 컬러필터 픽셀을 포함하는 컬러필터;를 포함하고, 상기 컬러필터는 상기 그레이팅 소자에서 출광되는 총 광의 개수 보다 적은 개수의 광을 투과시킨다.
일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치는 도광판, 복수 개의 컬러 광을 출사하며 상기 복수 개의 컬러 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원, 상기 도광판에 입사된 복수 개의 컬러 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅, 및 상기 복수 개의 그레이팅에서 출광되는 복수 개의 컬러 광과 대응되는 복수 개의 컬러필터 픽셀들을 포함하는 컬러필터;를 포함하고, 상기 복수 개의 그레이팅 각각은 복수 개의 서브 그레이팅을 포함하며, 상기 복수 개의 서브 그레이팅은 상기 복수 개의 컬러 광에 모두 반응하는 지향성 백라이트 유닛; 및
상기 지향성 백라이트 유닛에서 출광되는 상기 복수의 컬러 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함한다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛은 광 균일도를 향상할 수 있다. 지향성 백라이트 유닛의 입사면에 복수의 컬러 광이 동일 방향으로 입사되도록 하고, 지향성 백라이트 유닛의 모든 그레이팅 패턴들은 복수의 컬러광과 모두 반응할 수 있다. 따라서, 각 컬러 광의 파장 별로 별도의 그레이팅 패턴을 마련할 필요가 없으므로 전체 휘도와 균일도를 향상할 수 있다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛을 이용하여 양질의 화질을 가진 입체 영상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 종래의 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 서브 그레이팅을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 서브 그레이팅을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 서브 그레이팅을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 그레이팅 피치에 따른 출광 각도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 특정 각도에 따른 그레이팅 피치와 출광 각도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치에 대해 상세하게 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.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(1000)을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2는 도 1에 따른 지향성 백라이트 유닛(1000)을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(1000)은 광을 조사하는 광원(1100)과, 광원(1100)로부터의 광을 안내하는 도광판(1200)과, 도광판(LGP)에 상에 마련되는 그레이팅 소자(1300) 및 컬러필터(1400)를 포함할 수 있다.
광원(1100)은 예를 들어, 도광판(1200)의 적어도 하나의 측부에 배치될 수 있다. 광원(1100)은 복수의 컬러 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(1100)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. 예를 들어, 복수 파장의 광을 조사하는 복수의 LED 또는 LD 들이 도광판(1200)의 적어도 하나의 측 방향에 배열될 수 있다.
도 1을 참조하면, 광원(1100)는 복수의 컬러 광을 도광판(1200)의 제 1 입사면(1200a)으로 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(1100)은 제 1 파장 대역의 광을 조사하는 제 1 광원, 제 2 파장 대역의 광을 조사하는 제 2 광원, 및 제 3 파장 대역의 광을 조사하는 제 3 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원은 청색 광을 조사하고, 제 2 광원은 녹색 광을 조사하고, 제 3 광원은 적색 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원, 제 2 광원 및 제 3 광원은 모두 도광판(1200)의 하나의 측부에 배열되어, 제 1 파장 내지 제 3 파장 대역의 광을 모두 동일한 입사면(1200a)에 조사할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파장, 제 2 파장, 제 3 파장 대역의 광은 제 1 방향을 따라 입사면(1200a)으로 조사될 수 있다. 제 1 파장, 제 2 파장, 제 3 파장의 광이 도광판(1200)으로 입사되는 각도는 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
도광판(1200)은 광원(1100)으로부터의 복수의 컬러 광이 함께 조사되는 일 측면인 입사면(1200a)을 포함할 수 있다. 입사면(1200a)은 도광판(1200)의 단측면 상에 위치하거나 또는 장측면 상에 위치할 수 있다. 본 실시예에 따른 도광판(1200)은 단일의 입사면(1200a)을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 입사면이 복수인 경우에는, 복수의 입사면은 도광판(1200)의 서로 마주보는 단측면 상에 각각 위치하거나, 또는 도광판(1200)의 서로 마주보는 장측면 상에 각각 위치할 수 있다. 자세한 것은 도 7에서 후술한다.
도광판(1200)은 광원(1100)으로부터의 광을 내부 전반사를 통해 안내하여 컬러 광이 도광판(1200)의 평판면 상에 위치하는 그레이팅 소자(1300)를 통해 도광판(1200)의 전면부로 출사되도록 할 수 있다.
도광판(1200)은 서로 마주하는 두 개의 평판면과, 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 복수의 측면들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 측면들은 두 개의 서로 마주보는 장측면과 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(1200)은 큐빅 형상이거나, 또는 휘어진 직육면체 형상일 수 있다. 이는 하나의 예시에 불과하며 도광판(1200)은 상술한 예시에 한정되지 않는다. 예를 들어 도광판(1200)는 원기둥 형태이거나 타원 기둥 형태일 수도 있으며, 이때 복수의 측면들은 호의 길이가 직선으로 근사할 수 있는 범위 내에서 정의될 수 있다.
그레이팅 소자(1300)는 복수의 그레이팅(1310)과 상기 복수의 그레이팅(1310)에 각각 마련되는 복수의 서브 그레이팅(1320)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 그레이팅 소자(1300)는 도광판(1200)의 전면부 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 그레이팅 소자(1300)는 도광판(1200)의 일 평판면 상에 마련될 수 있다. 복수의 그레이팅(1310)은 그레이팅 소자(1300)에 2차원 메트릭스 형태로 배열될 수 있다.
복수의 그레이팅(1310) 각각은 복수의 서브 그레이팅(1320)을 포함할 수 있다. 복수의 그레이팅(1310) 각각은 동일한 배열의 서브 그레이팅(1320)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 서브 그레이팅(1320)은 도광판(1200)에 대한 복수 컬러 광의 입사각과 파장 중 적어도 하나에 따라 광의 출사 방향을 조절하는 그레이팅 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 입사면(1200a)에 대한 컬러 광의 입사각과 그레이팅 소자(1300)로부터의 출사되는 컬러 광의 출사 방향은 일정의 대응 관계를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 복수의 서브 그레이팅(1320)은 모든 파장의 컬러 광에 대해 반응 할 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 그레이팅(1320)은 모든 파장의 컬러 광에 대해 상호 작용이 일어나기 위한 그레이팅 배향(grating orientation)을 가질 수 있다. 예를 들어, 서브 그레이팅(1320)가 컬러 광의 입사 방향에 대하여 수직한 그레이팅 배향을 가지는 경우에는 컬러 광의 파장과 상관 없이 상호 작용이 일어 날 수 있다. 즉, 모든 파장의 컬러 광을 그레이팅 시킬 수 있다. 그레이팅 배향이 반드시 수직인 경우에 한정되는 것은 아니며, 수직한 방향을 기준으로 소정의 각도 범위 내의 그레이팅 배향을 가지는 서브 그레이팅(1320)은 파장과 무관하게 다양한 파장의 컬러 광과 모두 상호 작용 할 수 있다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 상기 소정의 각도 범위는 예를 들어 수직을 기준으로 ±47°내외 일 수 있다.
본 실시예에 따른 복수의 서브 그레이팅(1320)은 모든 파장의 컬러 광에 대해 반응하므로, 그레이팅 소자(1300)의 전체 면적을 균일하게 활용할 수 있어 지향성 백라이트 유닛의 휘도와 균일도를 향상시킬 수 있다. 다만, 복수의 서브 그레이팅(1320)이 컬러 광의 파장에 따른 선택성(selectivity)이 없으므로, 출사된 광의 파장에 따른 투과율을 제어하는 다른 구성요소가 요구된다.
복수의 서브 그레이팅(1320)은 광의 입사각에 따른 출사 각의 조절을 위해 다양한 그레이팅의 패턴(pattern), 피치(pitch), 그레이팅의 굴절률(refractivity) 및 그레이팅의 듀티 사이클(duty cycle)을 가질 수 있다. 요컨대, 복수의 서브 그레이팅(1320)은 입사면으로 안내되는 복수의 컬러 광과 모두 반응하기 위한 그레이팅 배향을 가지는 것을 전제로, 다양한 그레이팅 특성과 광의 입사각도에 따라 그레이팅 소자(1300)에서 출사되는 복수의 컬러 광이 각각 특정한 방향을 가지고 출사되도록 할 수 있다. 복수의 서브 그레이팅(1320)은 선형 패턴(line & space pattern)을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그레이팅 소자(1300)는 복수의 그레이팅(1310) 및 복수의 서브 그레이팅(1310)의 그레이팅 패턴 및 배열에 따라 서로 다른 방향으로 광이 출사되도록 할 수 있다. 서로 다른 방향으로 출사된 광은 각각 서로 다른 뷰(view)를 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. 그레이팅 소자(1300)는 광의 출사 방향을 제어할 수 있고, 광의 출사 방향에 따라 서로 다른 뷰가 시청자에게 제공되는 경우에 3차원 영상이 표시될 수 있다. 복수의 그레이팅(1310)의 개수에 따라 복수의 뷰, 예를 들어 36개의 뷰, 48개의 뷰, 96개의 뷰 등을 제공할 수 있다. 그레이팅(1310)에 포함되는 복수의 서브 그레이팅(1320)은 각각 하나의 픽셀에 대응될 수 있다.
컬러필터(1400)는 복수의 서브 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)을 포함할 수 있다. 컬러필터(1400)는 그레이팅 소자(1300)가 광의 파장에 따른 선택성이 없으므로 이를 보상하기 위한 광의 파장에 따른 투과율을 제어하기 위한 구성요소에 해당한다. 컬러필터(1400)는 도광판(1200)으로 입사되는 컬러 광의 파장의 종류에 대응하는 각각의 서브 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(1100)이 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 조사한다면, 컬러필터(1400)는 적색 광에 대응하는 적색 픽셀(1410), 녹색 광에 대응하는 녹색 픽셀(1420), 청색 광에 대응하는 청색 픽셀(1430)을 포함할 수 있다.
컬러필터(1400)는 그레이팅 소자(1300)에서 출사되는 컬러 광을 필터링하므로, 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)의 위치는 그레이팅 소자(1300)와의 관계에서 상대적으로(relatively) 정해질 수 있다. 본 실시예에 따른 서브 그레이팅(1320)는 복수의 컬러 광에 대하여 모두 상호 작용하므로, 서브 그레이팅(1320)은 예를 들어 적색 광, 청색 광, 녹색 광의 세 가지 컬러 광을 모두 각기 다른 각도로 출사시킬 수 있다. 따라서, 그레이팅 소자(1300)가 총 출사 시키는 광선의 개수는 Ngu -mn * Nsgu-i * Nl 이다. 여기에서, Ngu -mn 는 그레이팅(1310)의 총 개수를 의미하고, Nsgu -i 는 서브 그레이팅(1320)의 개수를 의미하고, Nl 은 광원(1100)이 조사하는 컬러 광의 파장의 개수를 의미한다.
도 3을 참조하면, 종래의 그레이팅 소자(D)는 한 서브 그레이팅(SGU-R, SGU-G, SBU-B)이 하나의 파장에만 대응하므로, 그레이팅 소자(D)에서 총 Ngu -mn * Nsgu -i 개의 광선을 사출시키며, 컬러필터(CF)도 총 Ngu -mn * Nsgu -i 개의 광선과 각각 일대일 대응되도록 컬러필터 픽셀(CFP-R, CFP-G, CFP-B)을 포함할 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 그레이팅 소자(1300)는 도 3에 따른 그레이팅 소자(D)에 비해 Nl 배 만큼의 광선이 더 출사되게 되므로 광선이 너무 많이 출사될 수 있다. 예를 들어, 지향성 백라이트 유닛이 결론적으로 생성하는 뷰의 개수는 36개의 뷰, 48개의 뷰, 96개의 뷰이므로, 결과적으로 지향성 백라이트 유닛(1000)에서 사출하는 광선의 개수 또한 이에 대응할 수 있다. 따라서, 컬러 필터(1400)는 그레이팅 소자(1300)에서 사출되는 광선의 총 개수와 동일하거나 또는 적은 개수의 광선이 사출되도록 필터링 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 컬러 필터(1400)는 이하의 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
Ncfp ≤ Ngu -mn * Nsgu -i * Nl
여기에서, Ncfp는 상기 컬러필터에 포함되는 필터 픽셀들의 총 개수를 의미하고, Ngu -mn는 그레이팅(1310)의 총 개수를 의미하고, Nsgu -i 는 서브 그레이팅(1320)의 개수를 의미하고, Nl 은 광원(1100)이 조사하는 컬러 광의 파장의 개수를 의미한다. 예를 들어, 광원이(1100) 적색광, 청색광, 녹색광의 세 개 광을 조사하는 경우 Nl은 3일 수 있다.
상기 수학식1을 만족하는 컬러필터(1400)는 그레이팅 소자(1300)에서 방출되는 광선의 일부는 투과시키고, 일부는 투과시키지 않을 수 있다. 도 2를 참조하면, 그레이팅(1300)의 각 서브 그레이팅(1320)은 적색광, 청색광, 녹색광 모두와 상호작용하여 3 개의 광선을 사출하고 있으나, 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)은 그 중 일부의 광선과 대응하여 투과시키거나, 일부는 투과시키지 않을 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(1000)은, 서브 그레이팅(1320)이 모든 파장의 컬러 광에 대응되도록 하여 휘도와 균일도를 향상 시키는 대신, 파장 선택의 기능은 컬러 필터(1400)에서 수행할 수 있다.
컬러필터(1400)층에 마련되는 복수의 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)의 종류, 개수 및 위치는 그레이팅 소자(1300)의 그레이팅(1310)의 위치 및 서브 그레이팅(1320)의 위치가 정해진 다음에 정해 질 수 있다. 예를 들어, 컬러필터(1400)에 마련되는 복수의 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)의 종류, 개수 및 위치는 적절한 시뮬레이션 및 알고리즘의 설계를 통해 정해질 수 있다. 예를 들어, 컬러필터(1400)층에 마련되는 복수의 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)의 종류, 개수 및 위치는 지향성 백라이트 유닛이 결론적으로 생성하는 뷰의 개수가 36개의 뷰, 48개의 뷰, 96개의 뷰 중 어느 하나가 되도록 정해질 수도 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 설계상 의도에 따라 복수의 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)의 종류, 개수 및 위치는 다양하게 결정될 수 있다.
도 3은 종래의 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하면 종래의 지향성 백라이트 유닛이 포함하는 서브 그레이팅(SGU-R, SGU-G, SGU-B)은 특정 파장에만 대응하고, 이러한 파장 선택성을 가지기 위해서 각 서브 그레이팅(SGU-R, SGU-G, SGU-B)은 특정 배향의 그레이팅 패턴을 가진다. 예를 들어, 서브 그레이팅(SGU-R)은 적색광에만 반응하는 그레이팅 배향을 가지며, 서브 그레이팅(SGU-B)은 청색광에만 반응하는 그레이팅 배향을 가지며, 서브 그레이팅(SGU-G)은 녹색광에만 반응하는 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이 그레이팅 배향은 입사광의 입사 방향과 연관되므로, 종래의 지향성 백라이트 유닛은 적색광, 청색광, 녹색광의 입사방향이 각기 다를 것이 요구되었다. 예를 들어, 적색광원(L1), 녹색광원(L2), 청색광원(L3)가 각기 도광판(LGP)의 각기 다른 입사면으로 컬러광을 입사하였다. 각 광원(L1, L2, L3)으로부터 가까운 곳에서 더 많은 양의 광이 출사되는 도광판(LGP)의 특성상 각 파장별 광원이 위치한 입사면에 가까운 곳의 도광판(LGP)은 해당 파장의 휘도가 높아지고, 멀어질수록 휘도가 낮아지고 이로 인해 지향성 백라이트 유닛의 균일성이 확보되지 않았다.
도 4는 일 실시예에 따른 그레이팅(2310)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 그레이팅(2310)은 서로 인접하도록 마련되는 복수의 서브 그레이팅(2320)을 포함할 수 있다.
복수의 서브 그레이팅(2320)은 전술한바와 같이 복수의 컬러 광의 입사 방향(제 1 방향)에 대하여 수직이거나, 또는 수직에 대하여 소정의 각도 ±θ1 이내인 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 소정의 각도 θ1 는 47도 일 수 있다. 그러나 소정의 각도 θ1 -는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며 시뮬레이션을 통해 그레이팅이 반응하지 않는 경계 부근의 각도를 확인하여 결정될 수 있다. 도 4를 참조하면, 서브 그레이팅(2321,2322,2323)은 각도 θ1 가 0도이며, 서로 평행한 그레이팅 배향을 가지며, 그레이팅 피치는 서로 상이할 수 있다. 서브 그레이팅(2324,2325,2326)은 각도 θ1 가 0도가 아닌 소정의 각도를 가질 수 있으며, 서로 평행한 그레이팅 배향을 가지며, 그레이팅 피치는 서로 상이할 수 있다. 서브 그레이팅(2327)은 서브 그레이팅 (2324)와는 다른 각도를 가지는 그레이팅 배향을 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 서브 그레이팅(2320)은 서로 인접하도록 마련될 수 있으며, 그레이팅(2310) 대비 서브 그레이팅(2320)이 차지하는 면적이 증가하므로, 지향성 백라이트 유닛의 휘도 및 균일도가 향상될 수 있다.
서브 그레이팅(2321,2322,2323)은 각기 다른 그레이팅 피치를 가질 수 있다. 예를 들어, 서브 그레이팅(2321)부터 서브 그레이팅(2322), 서브 그레이팅(2323)은 순차적으로 그레이팅 피치가 커질 수 있다. 그레이팅 피치는 출사되는 복수의 컬러 광의 각도를 조절하기 위한 것으로 필요에 따라 다르게 정해질 수 있는 것으로 위 예시에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 다른 실시예에 따른 복수의 서브 그레이팅(3310)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 복수의 서브 그레이팅(3320)의 일부 서브 그레이팅(3321, 3322)는 서로 이격될 수 있다. 일부의 서브 그레이팅(3323, 3324)은 서로 접할 수도 있다.
서브 그레이팅(3320)은 전술한바와 같이 복수의 컬러 광의 입사 방향(제 1 방향)에 대하여 수직이거나, 또는 수직에 대하여 소정의 각도 ±θ1 이내인 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 서브 그레이팅(3320)은 다양한 그레이팅 피치, 그레이팅 패턴, 그레이팅 듀티 사이클 등을 가질 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 그레이팅(4310)을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 그레이팅(4310)은 다양한 서브 그레이팅(4320)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 그레이팅(4320)은 휜 곡선 형태의 그레이팅 패턴을 가지는 서브 그레이팅(4321), 그레이팅 피치가 점진적으로 변화하는 그래디언트 패턴을 가지는 서브 그레이팅(4322), 2차원 그레이팅 패턴을 가지는 서브 그레이팅(4323) 등을 포함할 수 있다.
2차원 그레이팅 패턴을 가지는 서브 그레이팅(4323)은 기둥 형태의 그레이팅 포스트(grating post)가 2차원적으로 나열된 그레이팅 패턴을 가질 수 있다. 그레이팅 포스트는 원기둥, 타원기둥, 정육면체, 직육면체, 사면체 등의 형상을 가질 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(5000)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 9는 도 8에 따른 지향성 백라이트 유닛(5000)을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 광원(5100)은 복수 파장의 컬러광을 제 1 방향을 따라 도광판(5200)의 제 1 입사면(5200a)으로 조사하는 제 1 광원(5110)과 복수 파장의 컬러광을 제 2 방향을 따라 도광판(5200)의 제 2 입사면(5200b)으로 조사하는 제 2 광원(5120)을 포함할 수 있다. 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대방향일 수 있다. 본 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(5000)은 서로 대면하는 제 1 입사면(5200a)과 제 2 입사면(5200b)에 각각 복수 파장의 컬러광을 조사함으로써, 입사면에서 멀어질수록 균일성이 떨어지는 종래의 지향성 백라이트 유닛을 보완할 수 있다.
도광판(5200)은 서로 마주하는 두 평판면과, 상기 두 평판면을 연결하며 서로 마주보는 복수의 측면들을 포함할 수 있고, 복수의 측면들은 두 개의 서로 마주보는 장측면과 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다. 본 실시예에 따른 제 1 입사면(5200a)과 제 2 입사면(5200b)은 도광판(5200)의 양 단측면 상에 위치할 수 있다. 그레이팅 소자(5300)는 이러한 광원(5100)의 배치 방향에 부합하는 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 그레이팅(5310)은 제 1 방향 및 제 2 방향에 대해 수직에 가까운 그레이팅 배향을 가지는 서브 그레이팅(5321, 5322)을 포함할 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(6000)을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 10을 참조하면, 제 1 광원(6110)과 제 2 광원(6120)이 도광판(6200)의 양 장측면 상에 위치한다.
광원(6100)은 복수 파장의 컬러광을 제 3 방향을 따라 도광판(6200)의 제 3 입사면(6200c)으로 조사하는 제 1 광원(6110)과 복수 파장의 컬러광을 제 4 방향을 따라 도광판(6200)의 제 4 입사면(6200d)으로 조사하는 제 2 광원(6120)을 포함할 수 있다. 도 10을 참조하면, 제 3 방향과 제 4 방향은 도 9에 따른 제 1 방향 및 제 2 방향과는 수직할 수 있다.
그레이팅 소자(6300)는 제 3 방향 및 제 4 방향에서 입사하는 복수 파장의 컬러 광과 모두 상호 작용할 수 있는 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 예를 들어, 서브 그레이팅(6321, 6322)은 제 3 방향 및 제 4 방향을 기준으로 수직에 가까운 그레이팅 배향을 가질 수 있다. 상세한 내용은 전술한바 중복되는 내용은 생략한다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(7000)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 11을 참조하면, 광원(7110)에서 입사면(7200a)으로 조사되는 복수 컬러의 광의 입사각이 서로 다를 수 있다. 나머지 구성요소는 도 2에 따른 지향성 백라이트 유닛과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(7000)에 있어서, 광원(7110)은 각 컬러 광을 입사면에 대하여 각기 다른 입사각을 가지도록 입사시킬 수 있다.
예를 들어, 적색광은 입사면(7200a)의 수직한 방향을 기준으로 θR의 입사각을 가지도록 입사하고, 녹색광은 θG의 입사각을 가지도록 입사하고, 청색광은 θB의 입사각을 가지도록 입사할 수 있다. θR과 θG과 θB은 서로 동일할 수 있고 서로 상이할 수도 있다.
전술한 바와 같이 입사면(7200a)에 대한 컬러 광의 입사각은, 그레이팅 소자(7300)로부터의 출사되는 컬러 광의 출사 방향과 일정의 대응 관계를 가질 수 있다. 따라서, 그레이팅 소자(7300)가 동일하여도, 입사각 θR, θG, θB 의 조절에 따라 출사되는 컬러 광의 출사 방향을 일정 범위 내에서 조절할 수 있다. 실험에 따르면 입사각 θR, θG, θB 의 조절로 컬러 광의 출사 방향은 ±30° 범위 내에서 조절 될 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(8000)을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 12를 참조하면, 광원(8100)은 복수 파장의 컬러광을 제 1 방향을 따라 각기 다른 입사 각으로 도광판(8200)의 제 1 입사면(8200a)으로 조사하는 제 1 광원(8110)과 복수 파장의 컬러광을 제 2 방향을 따라 각기 다른 입사 각으로 도광판(8200)의 제 2 입사면(8200b)으로 조사하는 제 2 광원(8120)을 포함할 수 있다. 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대방향일 수 있다.
본 실시예에 따른 그레이팅 소자(8300)는 도광판(8200)의 위치에 따라 각기 다른 그레이팅(8311, 8312)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 그레이팅(8311)은 복수 개의 컬러광을 제 1 방향을 따라 출광시키고, 제 2 그레이팅(8312)은 복수 개의 컬러광을 제 2 방향을 따라 출광시킬 수 있다. 제 1 그레이팅(8311)은 제 1 입사면(8200a)에 인접하게 마련되고, 제 2 그레이팅(8312)는 제 2 입사면(8200b)에 인접하게 마련될 수 있다. 이러한 그레이팅 소자(8300)는 외부로 빠져나가는 광의 손실을 방지함으로써, 지향성 백라이트 유닛(8000)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
상술한 제 1 그레이팅(8311), 제 2 그레이팅(8312)은 하나의 예에 불과하다. 그레이팅 소자(8300)는 각 위치에 따라 컬러광의 출사 방향이 다른 그레이팅을 포함하여, 다양한 출사 광의 각도를 조절할 수 있음은 물론이다.
도 12는 일 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(9000)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
입체 영상 표시 장치(9000)는 상술한 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(BLU)와 디스플레이 패널(DP)을 포함할 수 있다. 지향성 백라이트 유닛(BLU)에 대한 설명은 중복되므로 생략하도록 한다.
디스플레이 패널(DP)은 예를 들어, 액정 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(DP)은 예를 들어, 메트릭스 구조로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있고, 복수의 픽셀은 각각 컬러 광에 대응되는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(DP)이 포함하는 서브 픽셀들은 컬러필터(도 1의 1400)의 컬러필터 픽셀(1410, 1420, 1430)과 대응될 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, 그레이팅 소자(도 1의 1300)는 각각의 그레이팅(1310)에 20개의 뷰에 대응되는 서브 그레이팅(도 1의 1320)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 96개의 뷰를 표시할 때, 회절 소자(도 1의 1300)는 각각의 그레이팅(도 1의 1310)에 96개의 뷰에 대응되는 서브 그레이팅(도 1의 1320)을 포함할 수 있다.
도 13은 그레이팅 피치에 따른 출광 각도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 13을 참조하면, x축은 그레이팅 피치를 y축은 출광 각도(°)를 나타낸다.
적색광의 경우 출광 각도를 +20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 대략 0.5 정도여야 하며, 출광 각도를 -20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 0.8 정도여야 한다. 녹색광의 경우는 출광 각도를 +20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 0.4 정도여야 하며, 출광 각도를 -20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 0.7 정도여야 한다. 청색광의 경우는 출광 각도를 +20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 0.3 정도여야 하며, 출광 각도를 -20도로 하기 위해서는 그레이팅 피치가 0.4 정도여야 한다.
요컨대, 그레이팅의 그레이팅 피치는 파장 별 컬러 광의 시뮬레이션 결과로 도 13과 같은 그래프를 얻은 후 출광 각도는 그레이팅 피치에 따라 조절 될 수 있다.
도 14는 특정 각도에 따른 그레이팅 피치와 출광 각도의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 14를 참조하면, x축은 그레이팅 피치를 y축은 출광 각도(°)를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 적색광을 입사면에 대하여 70도로 입사하고, 녹색광을 입사면에 대하여 55도로 입사하고, 청색광을 45도로 입사하면, 각 파장별 출광 각도와 그레이팅 피치의 관계가 거의 유사해질 수 있다. 각 파장 별 입사광의 각도를 조절하면 한 그레이팅 피치가 하나의 출광 각도에 대응할 수 있으므로, 그레이팅의 설계가 용이해질 수 있다. 예를 들어, 그레이팅 피치 0.45의 그레이팅이 마련된 경우에 적색광을 입사면에 대하여 70도로 입사하고, 녹색광을 입사면에 대하여 55도로 입사하고, 청색광을 45도로 입사하면 적색광, 녹색광, 청색광은 모두 출광 각도가 0도에 가까울 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 지향성 백라이트 유닛, 이를 포함한 입체 영상 표시 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
1100, 5100, 6100, 7100, 8100 : 광원
1200, 5200, 6200, 7200, 8200 : 도광판
1200a, 5200a, 5200b, 6200a, 6200b : 입사면
1300, 5300, 6300, 7300, 8300 : 그레이팅 소자
1310, 2310, 3310, 4310, 5310, 6310, 7310, 8310 : 그레이팅
1320, 2320, 3320, 4320, 5320, 6320, 7320, 8320 : 서브 그레이팅
1400 : 컬러필터
1410, 1420, 1430 : 컬러필터 픽셀

Claims (20)

  1. 도광판;
    복수 개의 컬러 광을 출사하며, 상기 복수 개의 컬러 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원;
    상기 도광판에 입사된 복수 개의 컬러 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅; 및
    상기 복수 개의 그레이팅에서 출광되는 복수 개의 컬러 광과 대응되는 복수 개의 컬러필터 픽셀들을 포함하는 컬러필터;를 포함하고,
    상기 복수 개의 그레이팅 각각은 복수 개의 서브 그레이팅을 포함하며, 상기 복수 개의 서브 그레이팅은 상기 복수 개의 컬러 광에 모두 반응하는 지향성 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 입사면은 상기 도광판의 일 측부에만 마련된 지향성 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수 개의 컬러 광을 조사하는 제 1 광원과 복수 개의 컬러 광을 조사하는 제 2 광원을 포함하고,
    상기 도광판의 입사면은 상기 제 1 광원으로부터의 복수 개의 컬러 광들이 입사되는 제 1 입사면과 상기 제 2 광원으로부터의 복수 개의 컬러 광들이 입사되는 제 2 입사면을 포함하는 지향성 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 도광판의 양 측부에서 서로 대면하도록 마련되는 지향성 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 복수 개의 컬러광을 제 1 방향을 따라 출광시키는 복수 개의 제 1 그레이팅과, 복수 개의 컬러광을 제 2 방향을 따라 출광시키는 복수 개의 제 2 그레이팅을 포함하며,
    상기 제 1 그레이팅은 상기 제 2 그레이팅에 비해 상기 제 1 입사면에 인접하게 배치되고, 상기 제 2 그레이팅은 상기 제 1 그레이팅에 비해 상기 제 2 입사면에 인접하게 배치되는 지향성 백라이트 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    서로 대면하는 두 개의 평판면, 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 장측면 및 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함하고,
    상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 두 개의 단측면 상에 마련되는 지향성 백라이트 유닛.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    서로 대면하는 두 개의 평판면, 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 장측면 및 상기 두 개의 평판면을 연결하며 서로 마주보는 두 개의 단측면을 포함하고,
    상기 제 1 입사면과 상기 제 2 입사면은 상기 두 개의 장측면 상에 마련되는 지향성 백라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 그레이팅 각각은 서로 동일한 서브 그레이팅 배열을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 그레이팅은 상기 복수의 컬러 광에 대해 실질적으로 수직한 그레이팅 배향을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 그레이팅 각각은 실질적으로 평행한 그레이팅 배향을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 그레이팅 중 적어도 일부는 그레이팅 피치, 그레이팅 폭, 그레이팅 듀티 사이클 중 적어도 하나가 서로 상이한 지향성 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 복수의 컬러 광이 상기 입사면에 대하여 각기 다른 입사각을 가지도록 조사하는 지향성 백라이트 유닛.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 그레이팅은, 그레이팅 피치의 조절에 따라 출광 각도가 조절되는 그레이팅 패턴을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 그레이팅 패턴은 선형 그레이팅, 곡선형 그레이팅, 기둥형 그레이팅, 그래디언트 그레이팅 중 어느 한 패턴을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 고분자 물질, 질화실리콘(SiN), 산화실리콘(SiO2) 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성되는 지향성 백라이트 유닛.
  16. 제 1 항에 있어서,
    이하의 식을 만족하는 지향성 백라이트 유닛.
    Ncfp <= Ngu -i * Nsgu -i * Nl
    여기에서, Ncfp는 상기 컬러필터에 포함되는 컬러필터 픽셀들의 총 개수를 의미하고, Ngu -i는 상기 그레이팅의 총 개수를 의미하고, Nsgu -i는 인덱스 i에 대응하는 그레이팅이 포함하는 총 서브 그레이팅의 개수를 의미하고, Nl 은 광원이 조사하는 컬러 광의 파장의 개수를 의미한다.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터 픽셀 들의 위치는 상기 복수의 그레이팅과 상기 복수의 서브 그레이팅에서 출광되는 컬러 광의 적어도 일부와 대응되도록 마련되는 지향성 백라이트 유닛.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 그레이팅의 적어도 일부는 서로 인접하도록 배열되는 지향성 백라이트 유닛.
  19. 도광판;
    제 1 파장 및 제 2 파장의 광을 출사하며, 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원;
    상기 도광판에 입사된 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광과 모두 반응하는 그레이팅 배향을 가지고, 상기 제 1 파장 및 제 2 파장의 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅을 포함하는 그레이팅 소자; 및
    상기 그레이팅 소자에서 출광되는 상기 제 1 파장의 광을 투과시키는 제 1 컬러필터 픽셀과 상기 제 2 파장의 광을 투과시키는 제 2 컬러필터 픽셀을 포함하는 컬러필터;를 포함하고,
    상기 컬러필터는 상기 그레이팅 소자에서 출광되는 총 광의 개수 보다 적은 개수의 광을 투과시키는 지향성 백라이트 유닛.
  20. 도광판, 복수 개의 컬러 광을 출사하며 상기 복수 개의 컬러 광이 상기 도광판의 동일한 입사면에 입사되도록 배치되는 광원, 상기 도광판에 입사된 복수 개의 컬러 광을 출광시키는 복수 개의 그레이팅, 및 상기 복수 개의 그레이팅에서 출광되는 복수 개의 컬러 광과 대응되는 복수 개의 컬러필터 픽셀들을 포함하는 컬러필터;를 포함하고, 상기 복수 개의 그레이팅 각각은 복수 개의 서브 그레이팅을 포함하며, 상기 복수 개의 서브 그레이팅은 상기 복수 개의 컬러 광에 모두 반응하는 지향성 백라이트 유닛; 및
    상기 지향성 백라이트 유닛에서 출광되는 상기 복수의 컬러 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
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