KR20190111175A - 홀로그래픽 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치는, 광을 출사하는 백라이트 유닛; 상기 광을 변조하는 광 변조기; 및 상기 광 변조기 상에 제공되는 필드 렌즈를 포함하고, 상기 광 변조기는, 지그재그 형태로 배열된 복수의 제1 색 컬러 필터들, 복수의 제2 색 컬러 필터들, 및 복수의 제3 색 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터층을 포함하며, 상기 필드 렌즈는, 상기 제1 색 컬러 필터들에 대응되며 제1 색 광을 투과시키는 복수의 제1 패턴 영역들, 상기 제2 색 컬러 필터들에 대응되며 제2 색 광을 투과시키는 복수의 제2 패턴 영역들, 및 상기 제3 색 컬러 필터들에 대응되며 제3 색 광을 투과시키는 복수의 제3 패턴 영역들을 포함할 수 있다.

Description

홀로그래픽 표시 장치{HOLOGRAPHIC DISPLAY DEVICE}
본 발명은 홀로그래픽 표시 장치에 관한 것이다.
최근에는 입체성을 가져 더욱 실감있는 영상을 표현하기 위한 즉, 3D 영상 구현이 가능한 표시장치에 대한 사용자들의 요구가 증대됨으로써 이에 부응하여 3D 영상 표현이 가능한 표시장치가 개발되고 있다.
액정표시장치 등과 같이 2D의 화상 표시화면을 갖는 장치에서 3D 입체화상을 표시하기 위해 제시된 기술로는 특수안경에 의한 입체화상 디스플레이, 무안경식 입체화상 디스플레이 및 홀로그래픽(holographic) 디스플레이 방식이 있다.
이러한 여러 3D 화상 구현 방법 중 홀로그래픽 디스플레이 방식이 최근 주목받고 있다. 홀로그램 영상을 재현함에 있어서 만족할만한 시야각을 제공할 수 있는 기술이 필요하며, 또한 컬러 홀로그램 영상을 재현하기 위하여 무수차 렌즈 개발 기술이 필요하다.
본 발명은 간소화된 구성으로 컬러 홀로그램을 구현하는 홀로그래픽 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치는, 광을 출사하는 백라이트 유닛; 상기 광을 변조하는 광 변조기; 및 상기 광 변조기 상에 제공되는 필드 렌즈를 포함하고, 상기 광 변조기는, 지그재그 형태로 배열된 복수의 제1 색 컬러 필터들, 복수의 제2 색 컬러 필터들, 및 복수의 제3 색 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터층을 포함하며, 상기 필드 렌즈는, 상기 제1 색 컬러 필터들에 대응되며 제1 색 광을 투과시키는 복수의 제1 패턴 영역들, 상기 제2 색 컬러 필터들에 대응되며 제2 색 광을 투과시키는 복수의 제2 패턴 영역들, 및 상기 제3 색 컬러 필터들에 대응되며 제3 색 광을 투과시키는 복수의 제3 패턴 영역들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 컬러 필터층은 복수의 컬러 필터 그룹들을 포함하고, 상기 복수의 컬러 필터 그룹들 각각은, 제1 방향을 따라 배열된 상기 제1 색 컬러 필터들이 위치된 제1 서브 그룹, 상기 제1 방향을 따라 배열된 상기 제2 색 컬러 필터들이 위치된 제2 서브 그룹, 및 상기 제1 방향을 따라 배열된 상기 제3 색 컬러 필터들이 위치된 제3 서브 그룹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 서브 그룹, 상기 제2 서브 그룹, 및 상기 제3 서브 그룹은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수의 컬러 필터 그룹들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
또한, 상기 필드 렌즈는 복수의 회절 패턴 그룹들을 포함하고, 상기 복수의 회절 패턴 그룹들 각각은, 상기 복수의 제1 패턴 영역들 중 어느 하나의 제1 패턴 영역, 상기 복수의 제2 패턴 영역들 중 어느 하나의 제2 패턴 영역, 및 상기 복수의 제3 패턴 영역들 중 어느 하나의 제3 패턴 영역을 포함할 수 있다.
또한, 평면 상에서 상기 제1 패턴 영역과 상기 제1 서브 그룹이 서로 중첩하고, 평면 상에서 상기 제2 패턴 영역과 상기 제2 서브 그룹이 서로 중첩하며, 평면 상에서 상기 제3 패턴 영역과 상기 제3 서브 그룹이 서로 중첩할 수 있다.
또한, 상기 복수의 회절 패턴 그룹들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
또한, 상기 제1 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수는 상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수는 상기 제3 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수보다 클 수 있다.
또한, 제1 색 컬러 필터, 제2 색 컬러 필터, 및 제3색 컬러 필터가 제1 방향을 따라 교대로 배열될 수 있다.
또한, 상기 제1 패턴 영역, 상기 제2 패턴 영역, 및 상기 제3 패턴 영역이 제1 방향을 따라 교대로 배열될 수 있다.
또한, 평면 상에서 상기 제1 패턴 영역과 상기 제1 색 컬러 필터가 서로 중첩하고, 평면 상에서 상기 제2 패턴 영역과 상기 제2 색 컬러 필터가 서로 중첩하며, 평면 상에서 상기 제3 패턴 영역과 상기 제3 색 컬러 필터가 서로 중첩할 수 있다.
또한, 상기 제1 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴과, 상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴과, 상기 제3 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴이 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 제1 색의 광은 적색광이고, 상기 제2 색의 광은 녹색광이며, 상기 제3 색의 광은 청색광일 수 있다.
본 발명에 의하면 간소화된 구성으로 컬러 홀로그램을 구현하는 홀로그래픽 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면 홀로그래픽 표시 장치에 적합한 무수차 필드 렌즈를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 광 변조기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 종래 기술에 의한 필드 렌즈를 투과한 광의 초점거리를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 필터층을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 컬러 필터 그룹에 배열된 컬러 필터들을 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 회절 패턴 그룹을 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 8의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 컬러 필터층을 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 필드 렌즈를 도시한 평면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 홀로그래픽 표시 장치(1)는 표시 패널(DP)과 필드 렌즈(FL)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 영상을 표시하기 위한 광원, 복수의 화소들, 복수의 화소들을 구동하기 위한 표시 구동부 등을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)의 구체적인 기능, 구조 등은 이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
필드 렌즈(FL)는 표시 패널(DP)로부터 방출되는 광을 회절시켜 광 결로를 조정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈(FL)는 이하에서 도 7 내지 9를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
필드 렌즈(FL)를 투과한 광은 필드 렌즈(FL)의 앞 단에서 홀로그램 영상(IM)으로 표시될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(DP)은 백라이트 유닛(10) 및 광 변조기(20)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(10)은 광을 출사할 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 레이저 광원을 포함할 수 있으며, 레이저 광을 출사할 수 있다. 또는, 백라이트 유닛(10)은 LED(Light Emitting Diode) 광원을 포함할 수도 있다.
광 변조기(Spatial Light Modulator, SLM))(20)는 통과하는 광의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 변조하는 복수의 화소들(미도시됨)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 화소들 각각은 화소 전극, 대향 전극 및 이러한 화소 전극과 대향 전극 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 화소 전극과 대향 전극에 의해 형성된 전계에 의해 액정층에 포함된 액정의 배열이 바뀔 수 있고, 액정층을 통과하는 광의 진폭 및 위상 중 적어도 하나가 액정의 배열에 대응하여 변조될 수 있다.
복수의 화소들 각각에는 액정층을 통과하는 광의 색을 결정하는 컬러 필터가 구비될 수 있다. 이를 위하여, 광 변조기(20)는 복수의 컬러 필터들이 제공된 컬러 필터층을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 광 변조기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 광 변조기(20)는 복수의 데이터 라인들(DL1~DLm), 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn), 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다.
복수의 데이터 라인들(DL1~DLm) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장하고, 복수의 게이트 라인들(GL1~GLn) 각각은 제2 방향(DR2)과 교차하는 제1 방향(DR1)으로 연장할 수 있다.
광 변조기(20)는 복수의 화소들을 구동하기 위한 타이밍 컨트롤러(TC), 데이터 구동부(DD), 및 게이트 구동부(GD)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 홀로그래픽 표시 장치(1)의 외부로부터 복수의 제어 신호들(CS) 및 데이터 신호(DATA)를 수신할 수 있다. 데이터 신호(DATA)는 간섭 무늬에 대한 정보를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 데이터 신호(DATA)를 데이터 구동부(DD) 사양에 맞도록 변환하고, 변환된 변환 데이터 신호(DATA`)를 데이터 구동부(DD)에 출력할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(TC)는 외부로부터 제공된 제어 신호(CS)에 응답하여 게이트 제어 신호(GCS), 데이터 제어 신호(DCS)를 생성할 수 있다.
게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 구동부(GD)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호일 수 있다. 타이밍 컨트롤러(TC)는 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 구동부(GD)에 출력할 수 있다.
데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 구동부(DD)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어 신호일 수 있다. 타이밍 컨트롤러(TC)는 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 구동부(DD)에 출력할 수 있다.
게이트 구동부(GD)는 게이트 제어 신호(GCS)에 응답해서 게이트 신호들을 출력할 수 있다. 게이트 라인들(GL1~GLn)은 게이트 구동부(GD)로부터 게이트 신호들을 수신할 수 있다. 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLn)을 통해 화소들(PX)에 제공될 수 있다.
데이터 구동부(DD)는 데이터 전압을 생성할 수 있다. 구체적으로, 데이터 구동부(DD)는 데이터 제어 신호(DCS)에 응답하여 변환 데이터 신호(DATA`)를 데이터 전압들로 변환하여 화소들(PX)로 출력할 수 있다.
도 4는 종래 기술에 의한 필드 렌즈를 투과한 광의 초점거리를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4에서, 제1 초점(FLR)은 종래 기술에 의한 필드 렌즈(FLC)를 투과한 제1 색 광의 초점이고, 제2 초점(FLG)은 종래 기술에 의한 필드 렌즈(FLC)를 투과한 제2 색 광의 초점이며, 제3 초점(FLB)은 종래 기술에 의한 필드 렌즈(FLC)를 투과한 제3 색 광의 초점이다.
여기서, 제1 색은 적색이고, 제2 색은 녹색이며, 제3 색은 청색일 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 내지 제3 색 광에 대한 초점은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 초점(FLR)은 필드 렌즈(FLC)로부터 약 1110(mm) 떨어진 곳에 형성되고, 제2 초점(FLG)은 필드 렌즈(FLC)로부터 약 1050(mm) 떨어진 곳에 형성되며, 제3 초점(FLB)은 필드 렌즈(FLC)로부터 약 930(mm) 떨어진 곳에 형성될 수 있다.
컬러 홀로그램 영상을 표시하기 위하여는 제1 색, 제2 색 및 제3 색 광의 초점이 동일 거리 상에 생성되어야 한다. 즉, 제1 색, 제2 색 및 제3 색 광의 초점이 동일 거리 상에 생성될 수 있도록 하는 필드 렌즈가 필요하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 컬러 필터층을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 컬러 필터 그룹에 배열된 컬러 필터들을 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 컬러 필터층(CFL)은 복수의 컬러 필터 그룹(CFG)들을 포함할 수 있다.
복수의 컬러 필터 그룹(CFG)들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 나란히 배열될 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 컬러 필터 그룹(CFG)들 각각은 제1 서브 그룹(CFA1), 제2 서브 그룹(CFA2) 및 제3 서브 그룹(CFA3)을 포함할 수 있다. 제1 서브 그룹(CFA1), 제2 서브 그룹(CFA2) 및 제3 서브 그룹(CFA3)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
제1 서브 그룹(CFA1)은 제1 색 컬러 필터(R)들을 포함할 수 있다. 제1 색 컬러 필터(R)들은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 제1 색 컬러 필터(R)들을 포함하는 열은 복수 개 구비될 수 있다. 이 때 복수 개의 열은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
제2 서브 그룹(CFA2)은 제2 색 컬러 필터(G)들을 포함할 수 있다. 제2 색 컬러 필터(G)들은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있으며, 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 제2 색 컬러 필터(G)들을 포함하는 열은 복수 개 구비될 수 있다. 이 때 복수 개의 열은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
제3 서브 그룹(CFA3)은 제3 색 컬러 필터(B)들을 포함할 수 있다. 제3 색 컬러 필터(B)들은 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있으며, 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 제3 색 컬러 필터(B)들을 포함하는 열은 복수 개 구비될 수 있다. 이 때 복수 개의 열은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
한편, 도 6에서는 각각의 컬러 필터 그룹(CFG) 내에서 제1 서브 그룹(CFA1)이 제2 서브 그룹(CFA2)의 일 측에 위치하고, 제3 서브 그룹(CFA3)이 제2 서브 그룹(CFA2)의 타 측에 위치하는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 서브 그룹(CFA1), 제2 서브 그룹(CFA2) 및 제3 서브 그룹(CFA3)의 배열 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
일반적으로, 홀로그래픽 표시 장치의 관측자가 입체 영상을 관측할 수 있는 영역인 시역의 폭이 관측자의 양 안의 간격과 동일 또는/및 유사하거나 더 커야 관측자가 편안하게 입체 영상을 시청할 수 있다.
컬러 홀로그램 영상 구현 시, 동일한 색으로 발광하는 화소들 간 가로 길이가 가로 시야각을 결정할 수 있으며, 시야각이 클수록 시역의 폭이 커질 수 있다.
서로 다른 색으로 발광하는 화소들을 제1 방향(DR1)을 따라 나란하게 배열하는 것에 비하여, 도 6에 도시된 것과 같이, 동일한 색으로 발광하는 화소들을 제1 방향(DR1)을 따라 나란하게 배열하는 경우 동일한 색으로 발광하는 화소들 간 가로 길이를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈를 도시한 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 회절 패턴 그룹을 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 필드 렌즈(FL)는 복수의 회절 패턴 그룹(DPG)들을 포함할 수 있다.
복수의 회절 패턴 그룹(DPG)들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 나란히 배열될 수 있다.
도 8을 참조하면, 복수의 회절 패턴 그룹(DPG)들 각각은 제1 패턴 영역(FLA1), 제2 패턴 영역(FLA2) 및 제3 패턴 영역(FLA3)을 포함할 수 있다. 제1 패턴 영역(FLA1), 제2 패턴 영역(FLA2) 및 제3 패턴 영역(FLA3)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
제1 패턴 영역(FLA1)은 제1 서브 그룹(CFA1)과 대응될 수 있다. 따라서, 제1 색 광이 제1 패턴 영역(FLA1)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제1 서브 그룹(CFA1)과 제1 패턴 영역(FLA1)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
제2 패턴 영역(FLA1)은 제2 서브 그룹(CFA2)과 대응될 수 있다. 따라서, 제2 색 광이 제2 패턴 영역(FLA2)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제2 서브 그룹(CFA2)과 제2 패턴 영역(FLA2)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
제3 패턴 영역(FLA3)은 제3 서브 그룹(CFA3)과 대응될 수 있다. 따라서, 제3 색 광이 제3 패턴 영역(FLA3)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제3 서브 그룹(CFA3)과 제3 패턴 영역(FLA3)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
도 9는 도 8의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 9를 참조하면, 필드 렌즈(FL)에는 회절 격자 패턴이 형성될 수 있으며, 예를 들어 회절 격자 패턴은 톱니 모양의 패턴이 일정한 간격으로 복수 개 형성된 형상일 수 있다.
도 9에서는 제1 패턴 영역(FLA1)의 회절 패턴을 예로 들어 도시하였으나, 제2 패턴 영역(FLA2) 및 제3 패턴 영역(FLA3)도 톱니 모양의 회절 격자 패턴이 형성될 수 있다.
다만, 색수차를 보상하기 위하여, 제1 내지 제3 패턴 영역(FLA1, FLA2, FLA3) 각각의 회절 패턴의 격자 상수(d)가 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 제1 패턴 영역(FLA1)의 회절 패턴의 격자 상수(d)는 제2 패턴 영역(FLA2)의 회절 패턴의 격자 상수(d) 보다 크고, 제2 패턴 영역(FLA2)의 회절 패턴의 격자 상수(d)는 제3 패턴 영역(FLA3)의 회절 패턴의 격자 상수(d)보다 클 수 있다.
종래 기술에 따른 홀로그래픽 표시 장치는 일반적으로 마이크로 렌즈를 포함한다. 마이크로 렌즈는 빛의 굴절을 이용하는 것으로서, 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈(FL)와는 달리 굴곡면을 포함하게 된다. 따라서, 마이크로 렌즈를 사용하는 경우 굴곡면을 덮는 평탄화층을 생성하는 단계가 별도로 필요하나, 본 발명의 실시예와 같이 필드 렌즈를 사용하는 경우 별도의 평탄화 작업이 생략될 수 있다.
또한, 마이크로 렌즈를 사용하는 경우, 각 화소에 대응하는 마이크로 렌즈 배열 시 초점과 화소 간 거리를 고려해야 하는 번거로움이 있다. 예를 들어, 초점과 화소 간 거리에 대응하는 보정 값을 계산하여, 마이크로 렌즈의 중심과 화소의 중심 간의 거리 차이가 상기 보정 값에 대응되도록 마이크로 렌즈를 배열하여야 한다. 다만, 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈(FL)를 사용하는 경우, 초점과 화소 간 거리를 고려한 배열이 필요치 않다.
또한, 마이크로 렌즈를 이용하는 경우, 각 색에 대응하는 마이크로 렌즈를 디자인하고, 상술한 보정 값을 계산하고, 상기 보정 값이 적용된 마이크로 렌즈 배열을 위한 임프린트나 금형을 제작하고, 상기 임프린트나 금형을 이용하여 제작된 마이크로 렌즈를 화소 상에 배열하는 단계 등 여러 단계를 거쳐야 한다. 다만, 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈(FL)를 사용하는 경우, 보정 값을 계산하거나, 필드 렌즈 제작을 위한 별도의 임프린트 또는 금형을 제작하는 단계를 생략할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 필드 렌즈(FL)는 화소들이 형성된 패널과 동일한 크기로 제작할 수 있으므로 마이크로 렌즈를 화소 상에 배열하는 것보다 용이하게 배열할 수 있다.
또한, 마이크로 렌즈의 충진율(fill factor)보다 필드 렌즈(FL)의 충진율이 더 클 수 있다.
또한, 필드 렌즈(FL)는 마이크로 렌즈 대비 박형화가 가능한 장점이 있으며, 예를 들어 마이크로 렌즈의 두께는 약 3 내지 10(um)으로 제작 가능 한 반면 필드 렌즈(FL)는 약 1(um) 이하의 두께로 제작할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 컬러 필터층을 도시한 평면도이다. 도 10에서는 상술한 실시예와 비교하여 변경된 부분을 중심으로 설명을 진행하며, 상술한 실시예와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 이에 따라, 이하에서는 컬러 필터들의 배열 구조에 중점을 두어 설명하도록 한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 컬러 필터층(CFL')은 제1 색 컬러 필터(R)들, 제2 색 컬러 필터(G)들 및 제3 색 컬러 필터(B)들을 포함할 수 있다.
제1 색 컬러 필터(R), 제3 색 컬러 필터(B) 및 제2 색 컬러 필터(G)는 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 반복하여 배열될 수 있다. 제1 방향(DR1)을 따라 배열된 컬러 필터들(R, G, B)을 포함하는 열은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
한편 도 10에서는 제1 색 컬러 필터(R), 제3 색 컬러 필터(B) 및 제2 색 컬러 필터(G)가 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열된 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 색 컬러 필터(R), 제2 색 컬러 필터(G) 및 제3 색 컬러 필터(B)의 배열 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 필드 렌즈를 도시한 평면도이다. 도 11에서는 상술한 실시예와 비교하여 변경된 부분을 중심으로 설명을 진행하며, 상술한 실시예와 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다. 이에 따라, 이하에서는 패턴 영역들의 배열 구조에 중점을 두어 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 필드 렌즈(FL')는 제1 패턴 영역(FLA1)들, 제2 패턴 영역(FLA2)들 및 제3 패턴 영역(FLA3)들을 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 컬러 필터층(CFL')에 대응되도록, 제1 패턴 영역(FLA1), 제3 패턴 영역(FLA3) 및 제2 패턴 영역(FLA2)이 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 반복하여 배열될 수 있다. 제1 방향을 따라 배열된 패턴 영역들(FLA1, FLA2, FLA3)을 포함하는 행은 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다.
제1 패턴 영역(FLA1)은 제1 색 컬러 필터(R)에 대응될 수 있다. 따라서, 제1 색 광이 제1 패턴 영역(FLA1)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제1 색 컬러 필터(R)와 제1 패턴 영역(FLA1)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
제2 패턴 영역(FLA2)은 제2 색 컬러 필터(G)에 대응될 수 있다. 따라서, 제2 색 광이 제2 패턴 영역(FLA2)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제2 색 컬러 필터(G)와 제2 패턴 영역(FLA2)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
제3 패턴 영역(FLA3)은 제3 색 컬러 필터(B)에 대응될 수 있다. 따라서, 제3 색 광이 제3 패턴 영역(FLA3)을 투과할 수 있다. 이를 위하여, 제3 색 컬러 필터(B)와 제3 패턴 영역(FLA3)은 평면 상에서 볼 때 서로 중첩할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
DP: 표시 패널
FL: 필드 렌즈
10: 백라이트 유닛
20: 광 변조기
CFL: 컬러 필터층

Claims (14)

  1. 광을 출사하는 백라이트 유닛;
    상기 광을 변조하는 광 변조기; 및
    상기 광 변조기 상에 제공되는 필드 렌즈를 포함하고,
    상기 광 변조기는,
    지그재그 형태로 배열된 복수의 제1 색 컬러 필터들, 복수의 제2 색 컬러 필터들, 및 복수의 제3 색 컬러 필터들을 포함하는 컬러 필터층을 포함하며,
    상기 필드 렌즈는,
    상기 제1 색 컬러 필터들에 대응되며 제1 색 광을 투과시키는 복수의 제1 패턴 영역들, 상기 제2 색 컬러 필터들에 대응되며 제2 색 광을 투과시키는 복수의 제2 패턴 영역들, 및 상기 제3 색 컬러 필터들에 대응되며 제3 색 광을 투과시키는 복수의 제3 패턴 영역들을 포함하는 홀로그래픽 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터층은 복수의 컬러 필터 그룹들을 포함하고,
    상기 복수의 컬러 필터 그룹들 각각은,
    제1 방향을 따라 배열된 상기 제1 색 컬러 필터들이 위치된 제1 서브 그룹, 상기 제1 방향을 따라 배열된 상기 제2 색 컬러 필터들이 위치된 제2 서브 그룹, 및 상기 제1 방향을 따라 배열된 상기 제3 색 컬러 필터들이 위치된 제3 서브 그룹을 포함하는 홀로그래픽 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 서브 그룹, 상기 제2 서브 그룹, 및 상기 제3 서브 그룹은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 홀로그래픽 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 컬러 필터 그룹들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 배열되는 홀로그래픽 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 필드 렌즈는 복수의 회절 패턴 그룹들을 포함하고,
    상기 복수의 회절 패턴 그룹들 각각은,
    상기 복수의 제1 패턴 영역들 중 어느 하나의 제1 패턴 영역, 상기 복수의 제2 패턴 영역들 중 어느 하나의 제2 패턴 영역, 및 상기 복수의 제3 패턴 영역들 중 어느 하나의 제3 패턴 영역을 포함하는 홀로그래픽 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    평면 상에서 상기 제1 패턴 영역과 상기 제1 서브 그룹이 서로 중첩하고,
    평면 상에서 상기 제2 패턴 영역과 상기 제2 서브 그룹이 서로 중첩하며,
    평면 상에서 상기 제3 패턴 영역과 상기 제3 서브 그룹이 서로 중첩하는 홀로그래픽 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 회절 패턴 그룹들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 배열되는 홀로그래픽 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수는 상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수보다 큰 홀로그래픽 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수는 상기 제3 패턴 영역에 형성된 회절 격자의 격자 상수보다 큰 홀로그래픽 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    제1 색 컬러 필터, 제2 색 컬러 필터, 및 제3색 컬러 필터가 제1 방향을 따라 교대로 배열되는 홀로그래픽 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 패턴 영역, 상기 제2 패턴 영역, 및 상기 제3 패턴 영역이 제1 방향을 따라 교대로 배열되는 홀로그래픽 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    평면 상에서 상기 제1 패턴 영역과 상기 제1 색 컬러 필터가 서로 중첩하고,
    평면 상에서 상기 제2 패턴 영역과 상기 제2 색 컬러 필터가 서로 중첩하며,
    평면 상에서 상기 제3 패턴 영역과 상기 제3 색 컬러 필터가 서로 중첩하는 홀로그래픽 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴과, 상기 제2 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴과, 상기 제3 패턴 영역에 형성된 회절 격자 패턴이 서로 상이한 홀로그래픽 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색의 광은 적색광이고,
    상기 제2 색의 광은 녹색광이며,
    상기 제3 색의 광은 청색광인 홀로그래픽 표시 장치.
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