WO2010024647A2 - 백라이트 유닛 그리고 이를 포함하는 평면 및 입체 겸용 영상 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 그리고 이를 포함하는 평면 및 입체 겸용 영상 표시 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an image display device capable of selectively implementing planar images (ie, two-dimensional (2D) images) and stereoscopic images (ie, three-dimensional (3D) images) and a backlight unit that can be used therein. will be.
  • planar images ie, two-dimensional (2D) images
  • stereoscopic images ie, three-dimensional (3D) images
  • an image display device capable of displaying a stereoscopic image has emerged.
  • a method of allowing a stereoscopic sense of an image to be felt using binocular parallax has been introduced.
  • the three-dimensional effect of wearing glasses includes the anaglyph method using blue and red sunglasses on each eye, the polarization method using glasses with different polarizations on both eyes, and the time-divided polarized light periodically.
  • Background Art A time-division method using glasses provided with a polarization shutter that is repeated and synchronized with this cycle is known.
  • the method of realizing a three-dimensional effect by the glasses has the inconvenience of wearing glasses and has problems such as being disturbed in observing an object other than an image while wearing the glasses.
  • Representative examples of implementing a three-dimensional effect without wearing glasses include a method using a lenticular lens and a parallax barrier method using a mask on which a slit is formed.
  • a lenticular lens is disposed between the liquid crystal panel and the light source, and the lenticular lens modulates a path of light emitted from the light source to be irradiated to the liquid crystal panel.
  • the path of the light reaching the viewer's eyes is changed, thereby slightly changing the pixel region of the liquid crystal panel visible to both eyes of the viewer. Due to such minute differences in the pixel area visible to both eyes of the observer, the observer's brain feels a stereoscopic (3D) image.
  • a mask in which transparent slits and opaque slits are repeatedly formed is disposed in front of the image panel.
  • the viewer sees the image displayed on the image panel through the transparent slit of the mask, where the viewer's left and right eyes see different areas of the image panel even though the same transparent slit.
  • the observer's brain feels a stereoscopic image due to the minute difference between the two visible regions of the observer.
  • the conventional stereoscopic image display device that implements stereoscopic images without wearing glasses can display only stereoscopic (3D) images but has difficulty in displaying planar (2D) images.
  • An example of an image display apparatus capable of selectively displaying a stereoscopic image and a planar image has been introduced in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0037640.
  • the image display device described herein forms a plurality of cells containing polar and nonpolar liquids between a light source and a liquid crystal panel, and a lens array for selectively implementing planar images and stereoscopic images according to electrical signals applied to polar liquids. By arranging, the planar image and the stereoscopic image can be selectively implemented.
  • the present invention was created to solve the problems described above, and an object of the present invention is to solve the above problems, and a video display device capable of selectively implementing a planar image and a stereoscopic image through a simple structure and a backlight unit that can be used therein. To provide.
  • the image display device includes a liquid crystal panel, a first light guide plate, a first light source, a second light guide plate, and a second light source.
  • the first light guide plate is disposed under the liquid crystal panel, and the first light source is disposed on the side surface of the first light guide plate to irradiate light into the first light guide plate.
  • the second light guide plate is disposed below the first light guide plate, and the second light source is disposed on the side surface of the second light guide plate to irradiate light into the second light guide plate.
  • the first light source and the second light source are each configured to be turned on separately.
  • the first LGP is formed to diverge the light flowing from the first light source toward the liquid crystal panel in a form of a plurality of linear lights extending in the vertical direction while being spaced apart from each other. 2 is formed so as to emit light toward the liquid crystal panel through surface emission over the entire upper surface of the light guide plate.
  • the first light guide plate may include a plurality of linear light guide patterns extending upward and downward in a state spaced apart from each other on an upper surface to emit the plurality of linear lights.
  • the backlight unit may include a first light guide plate, a first light source disposed on a side surface of the first light guide plate, and disposed below the first light guide plate to irradiate light into the first light guide plate.
  • a second light guide plate and a second light source disposed on a side surface of the second light guide plate to irradiate light into the second light guide plate.
  • the first light source and the second light source are each configured to be turned on separately.
  • the first LGP is formed to emit light flowing from the first light source in the form of a plurality of linear lights extending in a vertical direction while being spaced apart from each other, and the second LGP is configured to emit light introduced from the second light source. It is formed so that surface light emission may diverge over the whole upper surface of a 2nd light-guide plate.
  • the first light guide plate may include a plurality of linear light guide patterns extending upward and downward in a state spaced apart from each other on an upper surface to emit the plurality of linear lights.
  • the backlight unit may further include a reflective sheet disposed under the second light guide plate, and a diffusion sheet disposed over the second light guide plate.
  • the first light guide plate can emit light introduced from the first light source in the form of a plurality of linear lights extending in the vertical direction while being spaced apart from each other, and the second light guide plate faces the light introduced from the second light source.
  • the light emitting device may emit light, and the first light source and the second light source may be selectively turned on.
  • the stereoscopic image and the planar image may be selectively implemented by a simple structure.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating an image display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a liquid crystal panel and a first light guide plate of an image display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the principle of implementing a stereoscopic image in the image display device according to an embodiment of the present invention.
  • the image display device may selectively implement a planar image and a stereoscopic image.
  • the backlight unit according to the exemplary embodiment of the present invention is included in the image display apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, the description of the backlight unit according to the exemplary embodiment of the present invention is not performed separately. Replace with the description of the device.
  • an image display device includes a liquid crystal panel 11.
  • the liquid crystal panel 11 may be a liquid crystal panel of a conventional liquid crystal display (LCD) device, and may include a pair of transparent substrates disposed to face each other and a liquid crystal layer injected therebetween.
  • the liquid crystal panel 11 may include various electrodes, color filters, and the like for controlling the arrangement of liquid crystals, and a protective film may be attached to the upper and lower surfaces of the liquid crystal panel 11.
  • the image display device according to the embodiment of the present invention may include a driving circuit for driving the liquid crystal panel. Since the liquid crystal panel 11 itself is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.
  • the backlight unit 20 is disposed under the liquid crystal panel 11.
  • the backlight unit 20 irradiates light onto the liquid crystal panel 11, and when the user selects one of the flat image display mode and the stereoscopic image display mode, the backlight unit 20 extends in the surface light or the vertical direction accordingly. Linear light is formed to be irradiated to the liquid crystal panel 11 respectively.
  • the operation of the backlight unit 20 may be controlled by a driving circuit for driving the liquid crystal panel 11 or may be controlled by a control unit provided separately.
  • the backlight unit 20 may include two light guide plates and two light sources, that is, the first light guide plate 21 and the second light guide plate 31, and the first light source 23 and the second light source to selectively emit different types of light.
  • the light source 33 is provided.
  • the first LGP 21 is disposed below the liquid crystal panel 11, and the second LGP 31 is disposed below the first LGP 21.
  • the first LGP 21 and the second LGP 31 may be formed by injection molding transparent thermoplastic resins such as acrylic resin, methacryl resin, styrene resin, and polycarbonate resin.
  • the first light source 23 is disposed on the side surface (ie, the light incident surface) of the first light guide plate 21 so that the light can be irradiated into the first light guide plate 21, and the second light source 33 is a second light source.
  • the light guide plate 31 is disposed on the side surface (that is, the light incident surface) of the second light guide plate 31 so that light can be irradiated.
  • the first light source 23 and the second light source 33 may be formed of various light sources, such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and an LED.
  • the first light source 23 and the second light source 33 may have a shape extending in the longitudinal direction along the side surfaces of the first and second light guide plates 21 and 31, each of which may be formed of one light source or a plurality of light sources.
  • the light sources of may be arranged in a line.
  • first light sources 23 and two second light sources 33 are provided, but the number and positions of the first light sources 23 and the second light sources 33 are particularly limited. Alternatively, one first light source 23 and one second light source 33 may be provided.
  • the first light source 23 and the second light source 33 are configured to be turned on separately, respectively. That is, if necessary, any one of the first light source 23 and the second light source 33 may be controlled to be turned on and the other to be off. Specifically, when the image display device according to the embodiment of the present invention operates to realize a stereoscopic (3D) image, the first light source 23 is turned on and the second light source 33 is turned off. When the image display device according to an exemplary embodiment of the present invention operates to realize a planar 2D image, the first light source 23 is turned off and the second light source 33 is turned on. This will be described in more detail below.
  • first light source 23 and the light emitted from the first light source 23 and the second light source 33 may be introduced into the first light guide plate 21 and the second light guide plate 31 more efficiently, respectively.
  • Light reflection covers 25 and 35 surrounding the outside of the second light source 33 may be provided, respectively.
  • the reflective sheet 41 may be disposed under the second light guide plate 31.
  • the reflective sheet 41 reflects the light emitted from the lower surface of the second light guide plate 31 among the light introduced into the second light guide plate 31 to be introduced again into the second light guide plate 31 to reduce the loss of light. It has a function to increase the overall light efficiency by preventing.
  • optical sheets 43, 45, and 47 may be disposed on the second light guide plate 31.
  • the diffusion sheet 43, the prism sheet 45, and the protective sheet 47 may be disposed on the second light guide plate 31.
  • the sheets 43, 45, and 47 are guided by the second light guide plate 31 and have a function of irradiating the entire surface of the liquid crystal panel 11 to the light emitted from the light exit surface 36 in a more uniform state. Conduct. Since the optical sheets 43, 45, 47 itself are obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, more detailed description thereof will be omitted.
  • the first light guide plate 21 is formed to diverge the light flowing from the first light source 21 toward the liquid crystal panel 11 in the form of a plurality of linear lights.
  • the plurality of linear lights extend in the vertical direction, respectively, spaced apart from each other.
  • the first light guide plate 21 includes a plurality of linear light guide patterns 27. That is, referring to FIGS. 1 and 2, the first LGP 21 may extend in the vertical direction to emit a plurality of linear lights extending in the vertical direction while being spaced apart from each other. (27) is provided.
  • a plurality of linear light guide patterns 27 may be formed on the light exit surface 26 from which light is emitted from the first light guide plate 21.
  • the plurality of linear light guide patterns 27 may be arranged at equal intervals, and the number of the plurality of linear light guide patterns 27 is not limited to the number shown in the drawings and may be variously changed.
  • the linear light guide pattern 27 may be formed in an arbitrary pattern capable of diffusely scattering light.
  • the linear light guide pattern 27 may be formed in various ways such as a recessed pattern, a protruding pattern, or a dot pattern, and the linear light guide pattern 27 may be hazeed to increase the scattering effect. have.
  • the light entering the first LGP 21 is reflected by the light reaching the portion of the light exit surface 26 where the linear LGP pattern 27 is not formed, and then travels to the inside of the first LGP 21 again.
  • the light reaching the light guide pattern 27 is scattered and emitted to the outside of the light exit surface 26 of the first light guide plate 21 through the linear light guide pattern 27. Accordingly, the first light guide plate 21 emits light in the form of a plurality of linear lights extending in the vertical direction while being spaced apart from each other, and the emitted light is irradiated to the liquid crystal panel 11.
  • the second light guide plate 31 covers the light introduced from the second light source 33 over the entire upper surface (ie, the light exit surface) 36 of the second light guide plate 31. It is formed to emit light toward the liquid crystal panel by emitting surface light. That is, the second light guide plate 31 is formed to emit light distributed over the entire light exit surface 36 similarly to the light guide plate used in a conventional liquid crystal display device.
  • a pattern for scattering light may be formed on an upper surface or a lower surface of the second LGP 31, and as is known in the art, the pattern may be implemented as various types of patterns such as a prism pattern and a dot pattern. Can be.
  • the light emitted from the second light guide plate 31 may be converted into a more uniform state by the optical sheets 43, 45, and 47 described above, and then irradiated to the liquid crystal panel 11.
  • a stereoscopic image and a planar image may be selectively implemented by controlling the first light source 23 and the second light source 33 to be selectively turned on. have.
  • the first light source 23 is turned on and the second light source 33 is turned off.
  • a plurality of linear light is emitted through the plurality of linear light guide patterns 27 spaced apart from each other and extending in the vertical direction as shown in FIG. 2, and the emitted light is irradiated to the liquid crystal panel 11.
  • light emitted from each linear light guide pattern 27 passes through different pixel areas of the liquid crystal panel 11 and reaches the left eye and the right eye of the observer 50, respectively. . That is, light reaching the left eye of the observer 50 passes through the path indicated by the solid line and light reaching the right eye of the observer 50 passes through the path indicated by the dotted line.
  • the left eye and the right eye of the observer 50 see different images, and the observer 50 feels a stereoscopic image by the difference of the observed images.
  • the pixel areas of the liquid crystal panel 11, which are emitted from the same linear light guide pattern 27 and located in a path through which the light reaching the left eye and the right eye of the observer 50 respectively pass, are driven to display different images. .
  • the first light source 23 is turned off and the second light source 33 is turned on.
  • Light emitted from the second light source 33 is emitted through the entire surface of the light exit surface 36 of the second light guide plate 31, passes through the first light guide plate 21, and is then irradiated onto the liquid crystal panel 11. .
  • the observer feels the image displayed on the liquid crystal display 11 as a two-dimensional planar image in the same manner as a normal liquid crystal display.
  • the present invention relates to a backlight unit and an image display device using the same, which is applicable to the display industry, and thus has industrial applicability.

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Abstract

본 발명은 평면 영상(즉, 2차원(2D) 영상)과 입체 영상(즉, 3차원(3D) 영상)을 선택적으로 구현할 수 있는 영상 표시 장치와 이에 사용될 수 있는 백라이트 유닛(backlight unit)에 관한 것이다. 영상 표시 장치는 액정 패널, 제1 도광판, 제1 광원, 제2 도광판, 그리고 제2 광원을 포함한다. 제1 도광판은 액정 패널의 아래에 배치되며, 제1 광원은 제1 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제1 도광판의 측면에 배치된다. 제2 도광판은 제1 도광판의 아래에 배치되고, 제2 광원은 제2 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제2 도광판의 측면에 배치된다. 제1 광원과 제2 광원은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성된다. 제1 도광판은 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 액정 패널을 향해 발산하도록 형성되며, 제2 도광판은 제2 광원으로부터 유입된 광을 제2 도광판의 상면의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 액정 패널을 향해 발산하도록 형성된다. 이에 따라, 간단한 구조에 의해 입체 영상 및 평면 영상이 선택적으로 구현될 수 있다.

Description

백라이트 유닛 그리고 이를 포함하는 평면 및 입체 겸용 영상 표시 장치
본 발명은 평면 영상(즉, 2차원(2D) 영상)과 입체 영상(즉, 3차원(3D) 영상)을 선택적으로 구현할 수 있는 영상 표시 장치와 이에 사용될 수 있는 백라이트 유닛(backlight unit)에 관한 것이다.
영상 표시 장치에 관한 기술의 발달 및 소비자의 욕구에 따라 입체 영상을 표시할 수 있는 영상 표시 장치가 등장하였다.
입체 영상 표시 장치는 양안 시차(binocular parallax)를 이용하여 영상의 입체감이 느껴지도록 하는 방식이 소개된 바 있다.
예를 들어, 입체감을 구현하기 위한 안경을 착용하는 기술과 안경을 착용하지 않고 입체감을 구현하는 방식이 알려졌다.
안경을 착용하여 입체감을 구현하는 방식으로는 양쪽 눈에 청색과 적색의 색안경을 각각 쓰는 아나그리프(anaglyph) 방식, 양쪽 눈에 편광이 다른 안경을 각각 쓰는 편광 방식, 그리고 시간 분할된 편광을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기시킨 편광 셔터가 설치된 안경을 쓰는 시분할 방식 등이 알려져 있다.
그러나 안경에 의해 입체감을 구현하는 방식은 안경을 써야 하는 불편함이 있고 안경을 쓴 상태로 화상 이외의 다른 사물을 관찰하는데 지장을 받는 등의 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 근래에는 안경을 착용하지 않고 입체감을 구현하는 다양한 방식이 개발되고 있다.
안경을 착용하지 않고 입체감을 구현하는 대표적인 것으로는, 렌티큘러(lenticular) 렌즈를 이용하는 방식과, 슬릿(slit)이 형성된 마스크(mask)를 이용하는 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식이 있다.
렌티큘러 렌즈를 이용하는 입체 영상 구현 방식에 따르면, 액정 패널과 광원 사이에 렌티큘러 렌즈가 배치되며, 이 렌티큘러 렌즈는 광원에서 발산된 광의 경로를 변조하여 액정 패널에 조사되도록 한다. 렌티큘러 렌즈에 의해 광 경로가 변조됨으로써, 관찰자의 두 눈에 도달하는 광의 경로가 바뀌게 되고, 이에 따라 관찰자의 양쪽 눈에 보이는 액정 패널의 픽셀 영역이 미세하게 달라진다. 이와 같은 관찰자의 양쪽 눈에 보이는 픽셀 영역의 미세한 차이에 의해 관찰자의 뇌는 입체(3D) 영상을 느끼게 된다.
한편, 패러랙스 배리어 방식에 따르면, 영상 패널의 전방에 투명 슬릿(slit)과 불투명 슬릿(slit)이 반복적으로 형성된 마스크(mask)가 배치된다. 관찰자가 마스크의 투명 슬릿을 통해 영상 패널에 표시되는 화상을 보게 되는데, 이때 관찰자의 좌안과 우안은 동일한 투명 슬릿을 통하더라도 영상 패널의 서로 다른 영역을 각각 보게 된다. 이러한 관찰자의 양쪽 눈에 보이는 영역의 미세한 차이에 의한 관찰자의 뇌는 입체 영상을 느끼게 된다.
그러나 안경을 착용하지 않고 입체 영상을 구현하는 종래의 입체 영상 표시 장치는 입체(3D) 영상만을 표시할 수 있을 뿐 평면(2D) 영상을 표시하기에는 어려움이 있다.
입체 영상과 평면 영상을 선택적으로 표시할 수 있는 영상 표시 장치의 예가 대한민국 공개특허 제10-2005-0037640에 소개된 바 있다. 여기에 소개된 영상 표시 장치는 광원과 액정 패널 사이에 극성 및 비극성 액체가 담겨진 다수의 셀을 형성하고 극성 액체에 인가되는 전기 신호에 따라 평면 영상과 입체 영상이 선택적으로 구현될 수 있도록 하는 렌즈 어레이를 배치함으로써 평면 영상과 입체 영상이 선택적으로 구현될 수 있도록 하는 방식을 가진다.
그러나 이 방식에 따르면 평면 영상 또는 입체 영상을 선택적으로 구현하기 위해 극성 및 비극성 액체가 담긴 다수의 셀을 형성해야 하고 극성 액체에 전기 신호를 인가하기 위한 전극을 형성하여야 하는 등 복잡한 구조를 가지고 생산 원가가 비싼 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구조를 통해 평면 영상과 입체 영상을 선택적으로 구현할 수 있는 영상 표시 장치 및 이에 이용될 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 액정 패널, 제1 도광판, 제1 광원, 제2 도광판, 그리고 제2 광원을 포함한다. 제1 도광판은 액정 패널의 아래에 배치되며, 제1 광원은 제1 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제1 도광판의 측면에 배치된다. 제2 도광판은 제1 도광판의 아래에 배치되고, 제2 광원은 제2 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제2 도광판의 측면에 배치된다. 제1 광원과 제2 광원은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성된다. 제1 도광판은 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 액정 패널을 향해 발산하도록 형성되며, 제2 도광판은 제2 광원으로부터 유입된 광을 제2 도광판의 상면의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 액정 패널을 향해 발산하도록 형성된다.
상기 제1 도광판은 상기 복수의 선형 광을 발산하도록 상면에 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되어 형성되는 복수의 선형 도광 패턴을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 제1 도광판, 상기 제1 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제1 도광판의 측면에 배치되는 제1 광원, 상기 제1 도광판의 아래에 배치되는 제2 도광판, 그리고 상기 제2 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제2 도광판의 측면에 배치되는 제2 광원을 포함한다. 상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성된다. 상기 제1 도광판은 상기 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 발산하도록 형성되며, 상기 제2 도광판은 상기 제2 광원으로부터 유입된 광을 상기 제2 도광판의 상면의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 발산하도록 형성된다.
상기 제1 도광판은 상기 복수의 선형 광을 발산하도록 상면에 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되어 형성되는 복수의 선형 도광 패턴을 구비할 수 있다.
백라이트 유닛은 상기 제2 도광판의 아래에 배치되는 반사 시트, 그리고 상기 제2 도광판의 위에 배치되는 확산 시트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제1 도광판이 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 발산할 수 있고 제2 도광판이 제2 광원으로부터 유입된 광을 면(面) 발광시켜 발산할 수 있으며 제1 광원과제2 광원이 선택적으로 별도로 온(on) 될 수 있도록 구성됨으로써, 간단한 구조에 의해 입체 영상 및 평면 영상이 선택적으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치를 개략적으로 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치의 액정 패널과 제1 도광판을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치에서 입체 영상을 구현하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층이나 막 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 또는 "바로 아래에"있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 또는 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 평면 영상과 입체 영상을 선택적으로 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치에 포함되는 것이므로, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대한 설명은 별도로 하지 않고 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치에 대한 설명으로 대체한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 액정 패널(11)을 포함한다.
액정 패널(11)은 종래에 알려진 LCD(Liquid Crystal Display) 장치의 액정 패널일 수 있으며, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 투명 기판과 그 사이에 주입되는 액정층을 포함할 수 있다. 또한 액정 패널(11)은 액정의 배열 상태를 제어하기 위한 각종 전극, 컬러 필터 등을 포함할 수 있으며, 액정 패널(11)의 상면과 하면에는 보호 필름이 부착될 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 액정 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 포함할 수 있다. 액정 패널(11) 그 자체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
액정 패널(11)의 아래에 백라이트 유닛(backlight unit)(20)이 배치된다.
백라이트 유닛(20)은 액정 패널(11)로 광을 조사하며, 사용자에 의해 평면 영상 표시 모드 및 입체 영상 표시 모드 중 어느 하나가 선택되었을 때 그에 따라 면(面) 광 또는 상하 방향으로 연장되는 다수의 선형 광을 액정 패널(11)로 각각 조사할 수 있도록 형성된다. 이러한 백라이트 유닛(20)의 작동은 액정 패널(11)을 구동하기 위한 구동 회로에 의해 제어될 수도 있으며 별도로 구비된 제어유닛에 의해 제어될 수도 있다.
백라이트 유닛(20)은 서로 다른 형태의 광을 선택적으로 발산하기 위해 두 개의 도광판과 두 개의 광원, 즉 제1 도광판(21)과 제2 도광판(31), 그리고 제1 광원(23)과 제2 광원(33)을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도광판(21)은 액정 패널(11)의 아래에 배치되고 제2 도광판(31)은 제1 도광판(21)의 아래에 배치된다.
예를 들어, 제1 도광판(21)과 제2 도광판(31)은 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 스틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 투명 열가소성 수지를 사출 성형하여 각각 형성될 수 있다.
제1 광원(23)은 제1 도광판(21)의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제1 도광판(21)의 측면(즉, 광 입사면)에 배치되며, 제2 광원(33)은 제2 도광판(31)의 내부로 광을 조사할 수 있도록 제2 도광판(31)의 측면(즉, 광 입사면)에 배치된다.
제1 광원(23)과 제2 광원(33)은 냉음극 형광 램프(CCFL), LED 등 다양한 종류의 광원으로 각각 형성될 수 있다. 제1 광원(23)과 제2 광원(33)은 제1 및 제2 도광판(21, 31)의 측면을 따라 길이 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있으며, 각각 하나의 광원으로 형성될 수도 있고 복수의 광원이 일렬로 배열될 수도 있다.
도 1에는 제1 광원(23)과 제2 광원(33)이 각각 두 개씩 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 제1 광원(23)과 제2 광원(33)의 개수 및 위치에 특별한 제한이 있는 것은 아니며 제1 광원(23)과 제2 광원(33)이 각각 하나씩 구비될 수도 있다.
제1 광원(23)과 제2 광원(33)은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성된다. 즉, 필요에 따라 제1 광원(23)과 제2 광원(33) 중 어느 하나만 온(on)되고 나머지 하나는 오프(off) 되도록 제어될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치가 입체(3D) 영상을 구현하도록 작동하는 경우에는 제1 광원(23)이 온(on) 되고 제2 광원(33)은 오프(off) 되며, 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치가 평면(2D) 영상을 구현하도록 작동하는 경우에는 제1 광원(23)이 오프(off) 되고 제2 광원(33)은 온(on) 된다. 이에 대해서는 아래에서 보다 상세히 설명한다.
한편, 제1 광원(23)과 제2 광원(33)에서 발산된 광이 제1 도광판(21)과 제2 도광판(31)으로 보다 효율적으로 각각 유입될 수 있도록, 제1 광원(23) 및 제2 광원(33)의 외측을 둘러싸는 광 반사 커버(25, 35)가 각각 구비될 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사 시트(41)가 제2 도광판(31)의 아래에 배치될 수 있다. 반사 시트(41)는 제2 도광판(31)의 내부로 유입된 광 중 제2 도광판(31)의 아래 면으로 나온 광을 반사시켜 다시 제2 도광판(31)의 내부로 유입되도록 함으로써 광의 손실을 방지하여 전체적인 광 효율을 높이는 기능을 가진다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 시트류(43, 45, 47)가 제2 도광판(31)의 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 확산 시트(43), 프리즘 시트(45), 그리고 보호 시트(47)가 제2 도광판(31)의 위에 배치될 수 있다. 이러한 시트(43, 45, 47)는 제2 도광판(31)에 의해 도광되어 광 출사면(36)으로 나온 광이 더욱 균일한 상태로 액정 패널(11)의 전체 면으로 조사되도록 하는 기능 등을 수행하다. 이와 같은 광학 시트류(43, 45, 47) 그 자체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 이에 대한 더욱 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 도광판(21)을 제1 광원(21)으로부터 유입된 광을 복수의 선형 광의 형태로 액정 패널(11)을 향해 발산하도록 형성된다. 이때, 복수의 선형 광은 서로 이격된 상태로 각각 상하 방향으로 연장된다.
이를 위해, 제1 도광판(21)은 복수의 선형 도광 패턴(27)을 구비한다. 즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 도광판(21)은 서로 이격된 상태로 각각 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광을 발산할 수 있도록 상하 방향으로 연장되어 형성되는 복수의 선형 도광 패턴(27)을 구비한다.
예를 들어, 제1 도광판(21)으로부터 광이 출사되는 광 출사면(26)에 복수의 선형 도광 패턴(27)이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 선형 도광 패턴(27)은 동일한 간격으로 배열될 수 있으며, 복수의 선형 도광 패턴(27)의 개수는 도면에 도시된 개수에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
이때, 선형 도광 패턴(27)은 광을 난반사하여 산란할 수 있는 임의의 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 선형 도광 패턴(27)은 함몰 패턴, 돌출 패턴, 또는 도트(dot) 패턴 등 다양하게 형성될 수 있으며, 선형 도광 패턴(27)은 산란 효과를 높이기 위해 연무(haze) 처리될 수도 있다.
제1 도광판(21)으로 유입된 광은 광 출사면(26) 중 선형 도광 패턴(27)이 형성되지 않은 부분에 도달한 광은 반사되어 다시 제1 도광판(21)의 내부로 진행하게 되고 선형 도광 패턴(27)에 도달한 광은 산란되어 선형 도광 패턴(27)을 통해서 제1 도광판(21)의 광 출사면(26)의 외부로 발산된다. 이에 따라 제1 도광판(21)은 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 광을 발산하게 되고, 이 발산된 광은 액정 패널(11)로 조사된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 도광판(31)은 제2 광원(33)으로부터 유입된 광을 제2 도광판(31)의 상면(즉, 광 출사면)(36)의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 상기 액정 패널을 향해 발산하도록 형성된다. 즉, 제2 도광판(31)은 종래의 통상적인 액정 표시 장치에 사용되는 도광판과 유사하게 그 광 출사면(36)의 전체에 걸쳐 분포되는 광을 발산하도록 형성된다.
이를 위해, 제2 도광판(31)의 상면 또는 하면에 광을 산란하기 위한 패턴이 형성될 수 있으며, 종래에 알려진 바와 같이 이러한 패턴은 프리즘 패턴, 도트(dot) 패턴 등 다양한 종류의 패턴으로 구현될 수 있다. 이때, 위에서 설명한 광학 시트류(43, 45, 47)에 의해 제2 도광판(31)에서 발산된 광이 더욱 균일한 상태로 변환된 후 액정 패널(11)로 조사될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 영상 표시 장치는 제1 광원(23)과 제2 광원(33)이 선택적으로 온(on) 상태로 제어됨으로써 입체 영상과 평면 영상이 선택적으로 구현될 수 있다.
먼저, 입체 영상을 구현하는 경우, 제1 광원(23)이 온(on) 되고 제2 광원(33)은 오프(off) 된다. 이 경우 도 2에 도시된 바와 같은 서로 이격되며 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 도광 패턴(27)을 통하여 복수의 선형 광이 출사되고 이 출사된 광이 액정 패널(11)로 조사된다. 이에 따라, 도 3을 참조하면, 각 선형 도광 패턴(27)에서 출사된 광이 액정 패널(11)의 서로 다른 화소 영역을 통과한 후 관찰자(50)의 좌측 눈과 우측 눈에 각각 도달하게 된다. 즉, 관찰자(50)의 좌측 눈에 도달하는 광은 실선으로 표시된 경로를 지나게 되고 관찰자(50)의 우측 눈에 도달하는 광은 점선으로 표시된 경로를 지나게 된다. 따라서 관찰자(50)의 좌측 눈과 우측 눈은 상이한 영상을 보게 되고 이러한 관찰되는 영상의 차이에 의해 관찰자(50)는 입체 영상을 느끼게 된다. 이때, 동일한 선형 도광 패턴(27)에서 출사되어 관찰자(50)의 좌측 눈과 우측 눈에 도달하는 광이 각각 지나는 경로에 위치하는 액정 패널(11)의 화소 영역은 서로 다른 영상을 표시하도록 구동된다.
한편, 평면 영상을 구현하는 경우, 제1 광원(23)이 오프(off) 되고 제2 광원(33)은 온(on) 된다. 제2 광원(33)에서 나온 광은 제2 도광판(31)의 광 출사면(36)의 전면(全面)을 통해서 출사되고 제1 도광판(21)을 통과한 후 액정 패널(11)로 조사된다. 이에 따라 통상의 액정 표시 장치와 동일하게 관찰자는 액정 표시 장치(11)에 표시된 영상을 2차원 적인 평면 영상으로 느끼게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 이용하는 영상 표시 장치에 관한 것으로 디스플레이 산업에 적용 가능하여 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (5)

  1. 액정 패널,
    상기 액정 패널의 아래에 배치되는 제1 도광판,
    상기 제1 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제1 도광판의 측면에 배치되는 제1 광원,
    상기 제1 도광판의 아래에 배치되는 제2 도광판, 그리고
    상기 제2 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제2 도광판의 측면에 배치되는 제2 광원을 포함하며,
    상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성되고,
    상기 제1 도광판은 상기 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 상기 액정 패널을 향해 발산하도록 형성되며,
    상기 제2 도광판은 상기 제2 광원으로부터 유입된 광을 상기 제2 도광판의 상면의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 상기 액정 패널을 향해 발산하도록 형성되는 영상 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 도광판은 상기 복수의 선형 광을 발산하도록 상면에 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되어 형성되는 복수의 선형 도광 패턴을 구비하는 영상 표시 장치.
  3. 제1 도광판,
    상기 제1 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제1 도광판의 측면에 배치되는 제1 광원,
    상기 제1 도광판의 아래에 배치되는 제2 도광판, 그리고
    상기 제2 도광판의 내부로 광을 조사할 수 있도록 상기 제2 도광판의 측면에 배치되는 제2 광원을 포함하며,
    상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 각각 별도로 온(on)될 수 있도록 구성되고,
    상기 제1 도광판은 상기 제1 광원으로부터 유입된 광을 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되는 복수의 선형 광의 형태로 발산하도록 형성되며,
    상기 제2 도광판은 상기 제2 광원으로부터 유입된 광을 상기 제2 도광판의 상면의 전체에 걸쳐 면(面) 발광시켜 발산하도록 형성되는 백라이트 유닛.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 도광판은 상기 복수의 선형 광을 발산하도록 상면에 서로 이격된 상태로 상하 방향으로 연장되어 형성되는 복수의 선형 도광 패턴을 구비하는 백라이트 유닛.
  5. 제3항 또는 제4항에서,
    상기 제2 도광판의 아래에 배치되는 반사 시트, 그리고
    상기 제2 도광판의 위에 배치되는 확산 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
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