KR102646789B1 - 지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

지향성 백라이트 유닛은, 광원; 상기 광원에서 조사된 광을 출사면으로 가이드하는 도광판; 상기 출사면 상에 위치하며, 제1편광의 광은 투과시키고, 이에 수직인 제2편광의 광은 반사시키는 반사형 편광자; 및 상기 반사형 편광자를 투과한 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키는 회절 소자;를 포함하며, 편광된 지향성 광을 제공할 수 있다.

Description

지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치{Directional backlight unit and three-dimensional image display apparatus including the same}
본 개시는 회절 효과를 이용하여 입체 영상을 구현하는 입체 영상 표시 장치에 대한 것이다.
최근 들어 3D 영화가 많이 나오고 있고, 이에 따라 3차원 영상 표시 장치에 관련된 기술이 많이 연구 되고 있다. 3차원 영상 표시 장치는 양안시차를 기반으로 3차원 영상을 표시한다. 현재 상용화되고 있는 3차원 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 3차원 영상 표시 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 3차원 영상 표시 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 3차원 영상 표시 장치가 있다.
무안경 3D 디스플레이는 그 원리에 따라 멀티뷰(Multiview) 3D, 볼류메트릭(Volumetric) 3D, 인티그럴 이미징(integral imaging) 방식, 홀로그램(Hologram) 방식으로 나눌 수 있으며, 최근에는 멀티뷰 3D 디스플레이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 멀티뷰 3D 방식은 서로 다른 영상 정보를 여러 방향으로 보내서 시점 공간상에 여러 개의 뷰(view)들을 형성하는 방법으로, 대표적인 것으로, 패럴랙스 배리어(Parallax barrier), 렌티큘러 렌즈(Lenticular lens), 프로젝션(Projection), 지향성 백라이트(Directional Backlight)를 이용하는 방식들이 대표적이다.
이 중 지향성 백라이트 기반의 멀티뷰 3D 방식은 다른 방식에 비해 낮은 크로스토크(cross-talk) 구현이 가능한 것으로 알려져 있으나, 광 효율 향상이나 크로스토크 개선의 이슈가 여전히 존재한다.
회절 효과를 이용하여 입체 영상을 구현하며, 크로스토크가 감소하는 입체 영상 표시 장치를 제공한다.
일 유형에 따르면, 광원; 상기 광원에서 조사된 광이 입사되는 입사면과, 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면과, 상기 출사면과 마주하는 반사면을 구비하는 도광판; 상기 출사면 상에 위치하며, 제1편광의 광은 투과시키고, 이에 수직인 제2편광의 광은 반사시키는 반사형 편광자; 및 상기 반사형 편광자를 투과한 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키는 회절 소자;를 포함하는, 지향성 백라이트 유닛이 제공된다.
상기 반사형 편광자는 반사형 금속 재질로 이루어지고 상기 제2편광 방향의 길이 방향을 가지는 다수의 금속 와이어가 상기 제1편광 방향을 따라 반복 배열되어 이루어진, 와이어 그리드 편광자일 수 있다.
상기 다수의 금속 와이어는 상기 도광판의 출사면 상에 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자는 투명 기판상에 상기 다수의 금속 와이어가 배열된 형상을 가질 수 있다.
상기 투명 기판은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛은 상기 다수의 금속 와이어의 사이 및 상부를 덮는 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
상기 평탄화층은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛은 상기 반사면 상에 배치되는 편광 전환 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 지향성 백라이트 유닛은 상기 도광판에서 상기 입사면과 마주하는 면 상에 배치되는 편광 전환 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 회절 소자는 반복 배치된 복수의 회절 소자 유닛을 포함하고, 상기 복수의 회절 소자 유닛 각각은 상기 복수의 시역 개수와 동일한 개수의 복수 개의 섹션을 포함하고, 상기 복수 개의 섹션 각각은 상기 표시 요소층을 통과한 광의 출광 방향을 조절하도록 된 그레이팅 유닛을 포함하고, 상기 그레이팅 유닛은 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 포함된 그레이팅은 배열 방향과 배열 주기 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.
일 유형에 따르면, 도광판 상에 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계; 상기 와이어 그리드 편광자 상에, 배열 주기나 배열 방향 중 적어도 하나가 서로 다른 복수의 회절 영역을 구비하는 회절 소자를 형성하는 단계;를 포함하는, 지향성 백라이트 제조방법이 제공된다.
상기 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계는, 상기 도광판 상에 반사형 금속 물질층을 형성하는 단계; 상기 반사형 금속 물질층을 식각하여, 다수의 금속 와이어가 배열된 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 상기 다수의 금속 와이어의 사이 및 상부를 덮는 평탄화층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 평탄화층은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 형성될 수 있다.
또한, 일 유형에 따르면, 상술한 어느 하나의 지향성 백라이트 유닛; 및 상기 지향성 백라이트 유닛으로부터의 광을 영상 정보에 따라 변조하는 디스플레이 패널;을 포함하는 입체 영상 표시 장치가 제공된다.
상기 디스플레이 패널은 액정 패널일 수 있다.
상기 액정 패널은 단 하나의 편광판만을 포함할 수 있다.
상기 편광판은 상기 액정 패널의 표시면 측에 위치할 수 있다.
상기 편광판은 상기 제1편광 또는 상기 제2편광 중 어느 한 편광의 광은 투과시키고, 나머지 편광의 광은 흡수하는 흡수형 편광판일 수 있다.
상술한 지향성 백라이트 유닛은 편광된 광을 이용하여 이루어진 지향성 광을 제공한다.
상술한 지향성 백라이트 유닛은 지향성 광을 제공하는 광 효율이 높다.
상술한 지향성 백라이트 유닛을 포함하는 입체 영상 표시 장치는 지향성 백라이트 유닛에 구비된 회절 소자로부터 디스플레이 화소 간의 거리가 감소하여 크로스토크가 감소한다.
상술한 입체 영상 표시 장치는, 높은 광효율을 가지며, 고품질의 3차원 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛 및 이를 채용한 입체 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 2는 도 1의 입체 영상 표시 장치의 지향성 백라이트 유닛에 구비된 반사형 편광자의 구조와 기능을 설명하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 입체 영상 표시 장치에 구비되는 회절 소자에 의해 3차원 영상이 인지되는 것을 설명하는 개념도이다.
도 4는 도 1의 입체 영상 표시 장치에 구비되는 회절 소자를 구성하는 회절 소자 유닛이 서로 다른 시역에 대응하는 그레이팅 유닛을 포함하는 것을 보이는 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 그레이팅 유닛이 복수의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는 것을 개략적으로 예시한 평면도이다.
도 6는 도 5에 도시된 서브 그레이팅 유닛의 세부 구성을 예시적으로 보이는 평면도이다.
도 7은 도 1의 입체 영상 표시 장치에 구비되는 지향성 백라이트 유닛이 광효율이 높은 지향성 광을 제공하는 것을 광경로를 예시하여 설명하는 개념도이다.
도 8은 도 1의 입체 영상 표시 장치가 회절 소자와 화소간의 거리가 최소화되어 낮은 크로스토크를 나타냄을 설명하는 개념도이다.
도 9는 비교예에 따른 입체 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 10은 도 9의 입체 영상 표시 장치가 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에 비해 낮은 광효율을 나타냄을 광경로를 예시하여 설명하는 개념도이다.
도 11은 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치와 비교예에 따른 입체 영상 표시 장치의 광효율을 비교하여 보인 그래프이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 13a 내지 도 13f는 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조방법을 예시적으로 설명하는 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 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.
또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(100) 및 이를 채용한 입체 영상 표시 장치(1000)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
입체 영상 표시 장치(1000)는 지향성 광을 제공하는 지향성 백라이트 유닛(100)과, 지향성 백라이트 유닛(100)으로부터의 광을 영상 정보에 따라 변조하는 디스플레이 패널(300)을 포함한다.
지향성 백라이트 유닛(100)은 편광된 지향성 광(180)을 디스플레이 패널(300)에 제공한다. 지향성 백라이트 유닛(100)은 광원(110), 광원(110)에서 입사된 광을 가이드하여 출사면으로 출사하는 도광판(120), 도광판(120) 상에 위치하는 반사형 편광자(130), 반사형 편광자(130) 상에 위치하는 회절 소자(170)를 포함한다.
광원(110)은 도광판(120)의 적어도 하나의 일측에 배치될 수 있다. 광원(110)은 적어도 하나의 파장 대역의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)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. 광원(110)은 도광판(120)의 적어도 일측 방향을 따라 배열된 복수개의 LED 또는 LD 들을 포함할 수 있다. 광원(110)은 예를 들어, 제1 파장대역의 광을 조사하는 제1광원, 제2 파장대역의 광을 조사하는 제2광원, 제3 파장대역의 광을 조사하는 제3광원을 포함할 수 있고, 제1광원, 제2광원, 제3광원은 모두 복수개씩 구비될 수도 있다. 복수개의 제1광원, 제2광원, 제3광원은 각기 서로 다른 각도로 입사면(120a)에 입사되도록 배치될 수도 있다.
도광판(120)은 투명 부재, 예를 들어, 글래스나 투명 플라스틱 소재로 형성되어, 측부에 위치한 광원(110)에서 입사된 광을 전반사에 의해 도광판(120) 내부에서 가이드하며, 상부 출사면(120b)으로 출사시킨다. 도광판(120)은 광이 입사되는 입사면(120a)과, 입사면(120a)을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면(120b)과, 출사면(120b)과 마주하는 반사면(120c)을 구비한다.
반사형 편광자(130)는 도광판(120)의 출사면(120b) 상에 위치하며, 제1편광의 광, 예를 들어, P 편광의 광은 투과시키고, 이에 수직인 제2편광의 광(S 편광)은 반사시킨다. 반사형 편광자(130)는 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)일 수 있다.
도 2를 참조하면, 반사형 편광자(130)는 반사형 금속 재질로 이루어진 다수의 금속 와이어(135)를 포함하며, 다수의 금속 와이어(135)는 투명 기판(SU) 상에 일방향으로 반복 배열될 수 있다. 투명 기판(SU)은 필수적인 구성은 아니며 생략될 수 있다. 예를 들어, 다수의 금속 와이어(135)는 도 1에 도시된 바와 같이, 도광판(120)의 출사면(120b) 상에 일체형으로 형성될 수 있다. 또는, 투명 기판(SU) 상에 다수의 금속 와이어(135)가 배열된 형태로, 도광판(120)의 출사면(120b) 상에 배치될 수도 있다. 이 경우, 투명 기판(SU)은 도광판(120)의 굴절률과 같은 굴절률을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 투명 기판(SU)은 도광판(120)과 같은 재질로 이루어질 수도 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
금속 와이어(135)로 사용되는 금속 재질로서, Al, Ag, Mg, Pt, Pd, Au, Ni, Ir 등이 사용될 수 있다. 이러한 금속 재질은 광을 반사시키는 성질을 가지므로, 금속 와이어(135)의 다수 배열은 그 배치 주기(T)에 따라 광을 회절시키거나 반사시킬 수 있다. 금속 와이어(135)들의 배치 주기(T)가 입사광의 파장에 비해 긴 경우 회절 격자의 성질을 나타내며 배치 주기(T)가 입사광의 파장에 비해 짧아질수록 편광자의 특성을 나타낸다. 따라서, 금속 와이어(135)의 배치 주기(T)를 가시광선 대역의 파장보다 작게 하여, 편광자로 기능하게 할 수 있다. 금속 와이어(135)의 배치 주기(T)는 수백 나노미터 이하일 수 있고, 수십 나노미터 정도일 수 있다. 금속 와이어(135)에 채용되는 금속 재질 및 다수의 금속 와이어(135)의 형상 및 배열에 따라, 반사형 편광자(130)에 입사된 비편광의 광(non-polarized light)(Lnp) 중, 금속 와이어(135)의 길이 방향에 해당하는 제2편광의 광(Ls)은 반사되고, 이와 수직인 제1방향의 제1편광의 광(Lp)은 투과될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 금속 와이어(135)의 사이 및 상부를 덮는 평탄화층(138)을 더 형성될 수 있다. 평탄화층(138)은 도광판(120)과 굴절률이 같은 재질로 이루어질 수 있고, 도광판(120)과 같은 재질로 이루어질 수도 있다. 평탄화층(138)은 회절 소자(170)를 지지하도록 마련되는 것이며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
회절 소자(170)는 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키는 것으로, 다수의 그레이팅(G)들을 포함하며, 반사형 편광자(130) 상에 위치한다. 반사형 편광자(130)를 투과한 제1편광의 광만이 회절 소자(170)에 입사하며, 회절 소자(170)에 구비되는 다수의 그레이팅(G)들의 작용에 의해 복수의 시역을 향하게 된다. 다수의 그레이팅(G)들은 모두 동일하게 도시되었으나, 이는 편의상 개략적으로 도시한 것이며, 회절 소자(170)는 형상, 배열 주기가 다른 그레이팅(G)들로 이루어진 다수의 그레이팅 유닛들을 포함한다. 입사광이 복수의 시역을 향하는 방향성을 가지게 하는 회절 소자(170)의 구체적인 구성은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술할 것이다.
도광판(120)의 하면, 즉, 출사면(120b)과 마주하는 반사면(120c) 상에는 편광 전환 부재(150)가 더 마련될 수 있다. 편광 전환 부재(150)는 예를 들어, 1/4 파장판과 반사판을 포함하는 구성일 수 있다. 편광 전환 부재(150)는 반사형 편광자(130)를 투과하지 못하는 편광의 광이 도광판(120) 내부를 진행하는 동안 편광 방향을 바꿀 수 있도록 마련된다. 반사형 편광자(130)를 투과하지 못한 제2편광의 광은 편광 전환 부재(150)에 의해 제1편광의 광으로 변환될 수 있고 반사형 편광자(130)를 투과할 수 있게 되므로, 회절 소자(170)에 입사되어 방향성 있는 빔을 형성하는데 기여할 수 있다.
지향성 백라이트 유닛(100)에 의해 제공되는 광은 편광된 지향성 광(180)으로, 예를 들어, 제1편광의 광이 복수시역을 향하는 방향성을 가지는 형태로, 디스플레이 패널(300)에 제공된다.
디스플레이 패널(300)은 예를 들어, 액정 패널일 수 있다. 디스플레이 패널(300)은 화소 전극 어레이(340)가 형성된 제1기판(320), 공통 전극(360)이 형성된 제2기판(380), 제1기판(320)과 제2기판(380) 사이에 위치하는 액정층(350)을 포함한다.
통상의 액정 패널과 달리, 실시예에 따른 디스플레이 패널(300)은 하나의 편광판(390)만을 포함한다. 제2기판(380)의 상면, 즉, 액정층(350)에서 변조된 광이 출사하는 표시면 측에 편광판(390)이 구비되고, 제1기판(320)의 하면, 즉, 지향성 백라이트 유닛(100)으로부터의 광이 입사되는 면에는 편광판이 구비되지 않는다. 이 위치에 편광판이 구비되지 않아도, 지향성 백라이트 유닛(100)에 의해 일방향으로 편광된 광이 액정층(350)에 제공될 수 있다.
컬러 형성을 위한 컬러 필터 어레이(370)는 제2기판(380) 상에, 예를 들어, 공통 전극(360)과 제2기판(380)에 배치된다. 컬러 필터 어레이(370)는 제1 컬러필터(CF1), 제2 컬러필터(CF2), 제3 컬러필터(CF3)를 포함하며, 각각, 적색, 녹색, 청색광을 투과시키는 필터일 수 있다.
화소 전극 어레이(340)는 컬러 필터 어레이(370)의 각 필터들(CF1)(CF2)(CF3)과 마주하는 복수의 화소 전극(342)을 포함한다. 제1기판(320) 상에는 또한, 각각의 화소 전극(342)을 제어하기 위한 다수의 트랜지스터들이 구비되는 TFT 어레이층(330)이 배치된다.
편광판(390)은 제2기판(380)의 외측면에 형성될 수 있고, 액정층(350), 컬러 필터 어레이층(370)을 투과한 광 중 소정 편광의 광을 투과시키는 역할을 한다. 편광판(390)에서 투과시키는 편광의 방향은 지향성 백라이트 유닛(100)에서 제공되는 광의 편광 방향과 수직이거나, 동일한 방향일 수 있다. 편광판(390)은 일 편광의 광을 투과시키고 나머지는 흡수하는 흡수형 편광판일 수 있다. 편광판(390)은 예를 들어, PVA 재질로 이루어질 수 있다.
컬러 필터 어레이(370)를 구성하는 개개의 컬러 필터(CF1)(CF2)(CF3)와 화소 전극 어레이(340)을 이루는 개개의 화소 전극(342)의 배열에 의해 액정층(350)의 영역이 나누어 구동되는 기본 화소가 정해지며, 각 기본 화소는 지향성 백라이트 유닛(100)에 구비되는 회절 소자(170)의 가장 작은 단위의 그레이팅 유닛에 대응한다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 회절 소자(170)의 구성을 살펴보기로 한다.
도 3은 도 1의 입체 영상 표시 장치(1000)에 구비되는 회절 소자(170)에 의해 3차원 영상이 인지되는 것을 설명하는 개념도이고, 도 4는 도 1의 입체 영상 표시 장치(1000)에 구비되는 회절 소자(170)를 구성하는 회절 소자 유닛이 서로 다른 시역에 대응하는 그레이팅 유닛을 포함하는 것을 보이는 개념도이며, 도 5는 도 4에 도시된 그레이팅 유닛이 복수의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는 것을 개략적으로 예시한 평면도이다. 도 6는 도 5에 도시된 서브 그레이팅 유닛의 세부 구성을 예시적으로 보이는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 회절 소자(170)는 반복 배치된 복수의 회절 소자 유닛(DU)을 포함한다. 회절 소자 유닛(DU)은 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시킬 수 있는 그레이팅 패턴을 포함하며, 즉, 복수의 시역 개수와 동일한 개수의 종류의 그레이팅 패턴 세트를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(110)에서 입사되고 도광판(120)에 의해 가이드되며 반사형 편광자(130)를 투과한 광은 회절 소자(170)에 형성된 회절 소자 유닛(DU)에 입사되고, 입사된 위치에 형성된 그레이팅 패턴에 의해, 다른 시역을 향하는 방향성을 갖게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, N개의 시역을 향하는 방향으로 출사되어 디스플레이 패널(300)에 입사된다. 도 3에서는 하나의 회절 소자 유닛(DU)을 도시하였으나, 회절 소자 유닛(DU)은 복수개가 반복 배치된다. 회절 소자(170)에 입사된 광은 각 위치마다에 형성된 그레이팅 패턴에 의해, N개의 다른 시역을 향하는 방향성을 가지며, 디스플레이 패널(300)의 각 화소 영역에 입사한다.
이와 같이, 서로 다른 방향으로 출사된 광은 복수의 시역에서 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 패턴 세트는 형성하고자 하는 뷰의 개수에 따라 정해진다. 복수개의 뷰는 예를 들어, 36개의 뷰, 48개의 뷰, 96개의 뷰 등이 될 수 있다. 이와 같이 복수의 시역에서 서로 다른 뷰가 제공되므로, 시청자는 3차원 영상을 인지할 수 있다. 뷰의 개수가 많을수록 입체 영상을 인지할 수 있는 공간 영역은 넓어지고, 상대적으로, 각 뷰의 해상도는 낮아질 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 회절 소자 유닛(DU)은 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키기 위해, 복수의 시역 개수와 동일한 개수의 종류의 그레이팅 패턴 세트를 포함한다. 회절 소자 유닛(DU)은 복수개의 섹션을 포함한다. 복수개의 섹션의 개수는 도 3에서 예시한, 복수의 시역 개수 N과 동일하다. 도면에서는 9개의 섹션으로 도시하고 있으나 이는 예시적인 것이고, 이에 한정되지 않는다.
복수 개의 섹션 각각은 반사형 편광자(130)를 투과한 광의 출광 방향을 조절하도록 된 그레이팅 유닛을 포함한다. 복수 개의 섹션(SE)은 각각 다른 그레이팅 패턴 세트를 포함할 수 있다. 여기서, 섹션(SE)은 물리적으로 구분되는 영역을 나타낼 수 있다. 또는, 섹션(SE)은 그레이팅 패턴 세트에 따라 구분되는 영역일 수 있다.
회절 소자(170)는 예를 들어 제1 내지 제9 섹션(SE1)(SE2)(SE3)(SE4)(SE5)(SE6)(SE7)(SE8)(SE9)을 포함할 수 있다. 여기서, 섹션은 그레이팅 패턴 세트가 다르게 구성되는 영역을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 회절 소자(170)가 9개의 섹션을 포함하거나, 16개의 섹션을 포함하거나, 25개의 섹션을 포함할 수 있다. 이 밖에도 형성하고자 하는 뷰의 개수에 따라 다양한 개수의 섹션을 포함할 수 있다. 그레이팅 패턴 세트는 복수 개의 그레이팅 유닛을 포함하고, 그레이팅 유닛이 섹션마다 다르게 구성될 수 있다. 제1 내지 제9 섹션(SE1~SE9)은 각각 해당 섹션의 지향성에 알맞게 설계된 제 1 내지 제9 그레이팅 유닛(GU1~GU9)을 포함할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 내지 제9 그레이팅 유닛(GU1~GU9)이 각각 복수의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는 것을 개략적으로 도시한다.
제1 그레이팅 유닛(GU1)은 제1-1 서브 그레이팅 유닛(GU11), 제1-2 서브 그레이팅 유닛(GU11), 제1-3 서브 그레이팅 유닛(GU13)을 포함한다. 제2 그레이팅 유닛(GU2)은 제2-1 서브 그레이팅 유닛(GU21), 제2-2 서브 그레이팅 유닛(GU21), 제2-3 서브 그레이팅 유닛(GU23)을 포함한다. 제9 그레이팅 유닛(GU9)은 제9-1 서브 그레이팅 유닛(GU91), 제9-2 서브 그레이팅 유닛(GU91), 제9-3 서브 그레이팅 유닛(GU93)을 포함한다. 이와 같이, 제i 그레이팅 유닛(GUi)는 제i-1 서브 그레이팅 유닛(GUi1), 제i-2 서브 그레이팅 유닛(GUi2), 제i-3 서브 그레이팅 유닛(GUi3)을 포함한다.
제 i-j 서브 그레이팅 유닛(GUij)(i=1, ..., 9, j=1,2,3)은 그레이팅 패턴 세트를 구성하는 최소 단위를 나타낼 수 있으며, 컬러 필터 어레이층(370)의 제1 내지 제3 컬러필터(CF1)(CF2)(CF3) 중 어느 하나와 마주하게 배치된다.
서브 그레이팅 유닛은 광의 파장 대역에 의존하는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 제 i-1 서브 그레이팅 유닛(GUi1)은 예를 들어, 제1파장 광(예를 들어, 적색 파장 대역의 광)을 회절시키는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 제i-2 서브 그레이팅 유닛(GUi2)은 제2파장 광(예를 들어, 청색 파장 대역의 광)을 회절시키는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 제i-3 서브 그레이팅 유닛(GUi3)은 제3파장 광(예를 들어, 녹색 파장 대역의 광)을 회절시키는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 다양한 파장 대역의 광에 대응되는 그레이팅 패턴을 포함할 수 있다.
제1 내지 제9 그레이팅 유닛(GU1~GU9)에 포함되는 서브 그레이팅 유닛(GU11~GU93)은 동일한 면적을 가지는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이며, 이에 한정되지 않는다. 서브 그레이팅 유닛(GU11~GU93)은 서로 다른 면적을 가질 수 있고, 그 면적비는 제1 내지 제9 그레이팅 유닛(GU1~GU9) 각각에서 서로 다를 수 있다. 모든 그레이팅 유닛이 각각 다른 면적 비를 가지지 않고, 일부 그레이팅 유닛은 서브 그레이팅 유닛의 면적비가 동일한 것도 가능하다. 이와 같은 사항은 도광판(120)에서 출사되는 광의 출광량이나, 위치별 광균일도를 고려하여 정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 서브 그레이팅 유닛(GU11)(GU12)(GU13)은 서로 다른 배열 주기, 배열 방향의 그레이팅(G)을 포함할 수 있다. 서브 그레이팅 유닛(GU11)의 그레이팅(G)은 피치가 P11이고, 배열 방향이 소정 기준선과 이루는 각도가 φ11 일 수 있다. 서브 그레이팅 유닛(GU12)의 그레이팅(G)은 피치가 P12,이고, 배열 방향을 나타내는 각도가 φ12 일 수 있다. 서브 그레이팅 유닛(GU13)의 그레이팅(G)은 피치가 P13이고, 배열 방향을 나타내는 각도가 φ13 일 수 있다.
도 6에서는 서브 그레이팅 유닛(GU11)(GU12)(GU13)이 배열 방향, 배열 주기가 모두 다른 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이고, 이에 한정되지 않는다. 서브 그레이팅 유닛(GU11)(GU12)(GU13) 각각에 포함된 그레이팅은 배열 방향과 배열 주기 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다.
회절 소자(170)는 그레이팅(G)과 특정 파장의 광 사이에 상호 작용이 일어나고, 그레이팅(G)의 피치(pitch), 그레이팅(G)의 배열 방향, 그레이팅(G)의 굴절률, 그레이팅(G)의 듀티 사이클(duty cycle) 및, 광의 진행 방향과 그레이팅(G)과의 상대적인 각도 등의 조합에 따라 광이 특정한 방향을 가지고 출광되도록 할 수 있다.
도시된 9개의 섹션에 포함된 27개의 서브 그레이팅 유닛(GUij, i=1,...,9, j=1,2,3)의 그레이팅(G)은 피치, Pij, 배열 방향 φij를 가질 수 있다. 피치 Pij, 배열 방향 φij 는 서로 다른 파장의 광에 서로 다른 지향성을 구현하도록 정해진다. 예를 들어, 서브 그레이팅 유닛(GU11)(GU12)(GU13)이 같은 시역을 향할 수 있으나 서로 다른 파장의 광에 대한 것이므로, 피치나 배열 방향 중 어느 하나가 서로 다를 수 있다.
도 7은 도 1의 입체 영상 표시 장치(1000)에 구비되는 지향성 백라이트 유닛(100)이 광효율이 높은 지향성 광을 제공하는 것을 광경로를 예시하여 설명하는 개념도이다.
광원(110)으로부터 조사된 비편광의 광(Lnp)은 도광판(120) 내부를 진행하다가 반사형 편광자(130), 회절 소자(170)를 거쳐 출사된다. 도시된 바와 같이, 광(Lnp)이 반사형 편광자(130)에 입사되면, 반사형 편광자(130)를 투과할 수 있는 제1편광의 광(Lp)만이 반사형 편광자(130)를 투과하고 회절 소자(170)에 입사한다. 회절 소자(170)에 입사된 제1편광의 광(Lp)은 일부는 지향성 광으로 출사되지만 일부는 도광판(120) 쪽으로 반사될 수 있다. 이러한 경로에 따라, 도광판(120)의 하면에 위치하는 편광 전환 부재(150)로 제1편광의 광(Lp)과 제2편광의 광(Ls)이 입사된다. 편광 전환 부재(150)는 입사광의 편광을 바꾸는 역할을 하며, 편광 전환 부재(150)에 입사된 제1편광의 광(Lp)의 일부는 다른 편광의 광으로 변환되고, 제2편광의 광(Ls) 일부도 다른 편광의 광으로 변환된다. 편광 전환 부재(150)를 지난 광은, L1, L2로 표시하고 있으며, 각각 편광 전환 부재(150)에서 바운스된 회수를 1, 2의 인덱스로 표시하고 있다. 두 가지 경로로 표시된 L1은, 편광 전환 부재(150)로 입사된 제1편광의 광(Lp)의 일부, 제2편광의 광(Ls)의 일부가 편광 변환된 광이므로, 제1편광과 제2편광을 모두 포함하는 형태가 된다.
광(L1) 중 제1편광의 광(L1p)은 반사형 편광자(130)을 투과하고, 회절 소자(170)에 의해 회절되어, 광(L1p_d)로 출사된다. 반사형 편광자(130)를 투과한 광(L1p) 중, 일부는 회절 소자(170)에서 반사되어 도광판(120) 내부로 들어온다. 광(L1)중, 제2편광의 광(L1s)은 반사형 편광자(130)에 의해 반사되어, 도광판(120) 내부로 들어온다. 이와 같이, 다시 도광판(120) 내부로 들어온 광(L1s, L1p)는 다시 편광 전환 부재(150)에 입사되며, 편광 전환 부재(150)에 의해 편광 전환된다. 광(L1s, L1p)는 각각의 일부가 편광 전환 되므로, 편광 전환 부재(150)에서 2회째 바운스된 광(L2)는 제1편광, 제2편광을 모두 포함하고 있다. 광(L2)는 다시 반사형 편광자(130)에 입사하고, 이 중, 제1편광의 광(L2p)이 반사형 편광자(130)를 투과하고, 회절 소자(170)에서 회절되어, L2p _d의 형태로 출사된다. 반사형 편광자(130)를 투과한 광(L2p) 중 일부는 회절 소자(170)에서 반사되어 도광판(120) 내부로 들어오며, 반사형 편광자(130)를 투과하지 못한 광(광(L2s)도 다시 도광판(120) 내부로 들어온다.
이러한 과정이 반복되는 동안, 반사형 편광자(130)를 투과하지 못한 제2편광의 광(Ls)은, 반사형 편광자(130)를 투과한 후 회절 소자(170)에 의해 반사된 광과 함께, 도광판(120) 내부로 들어와 편광 전환 부재(150)에 의해 바운스되며 L1, L2, ..의 형태로 반사형 편광자(130)에 재입사하게 된다. 이들 광은 제1편광, 제2편광의 광을 모두 포함하지만, 반사형 편광자(130), 회절 소자(170)를 투과하지 못한 광들이 계속적으로 편광 변환되므로, 반사형 편광자(130)를 투과하는 광량이 점차적으로 많아진다.
이와 같이, 광원(100)에서 조사된 비편광의 광(Lnp)은 Lp _d, L1p _d, L2p _ d, .., 와 같은 형태로, 즉, 편광된 지향성 광으로 출사된다.
도 8은 도 1의 입체 영상 표시 장치(1000)에서 회절 소자(170)와 화소간의 거리가 최소화되어 낮은 크로스토크를 나타냄을 설명하는 개념도이다.
전술한 바와 같이, 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(1000)는 디스플레이 패널(300) 하면에 편광판이 구비되지 않는다. 따라서, 회절 소자(170)와 컬러 필터 어레이(370) 간의 거리 D1이 최소화된 구조이다. 디스플레이 패널(300) 상면에 위치하는 편광판(390)의 두께가 PVA 재질을 사용하는 흡수형 편광판이라고 할 때, 대략 150~200 마이크론 정도이다. 회절 소자(170)에 의해 형성된 방향성 광이 정해진 화소 위치를 벗어나는 경우, 크로스토크가 발생한다. 전술한 바와 같이, 회절 소자(170)에 형성된 가장 작은 단위의 그레이팅 유닛은 화소와 대응하는 관계이며, 화소에 대응하는 액정층(350) 영역에서 입사된 방향성과 상응하도록 입사광이 변조된다. 그런데, 디스플레이 패널(300) 두께에 의해, 회절 소자(170)에 의해 형성된 지향성 광이 화소에 도달할 때는 어느 정도 확산된 폭을 가지게 되며 정해진 화소 폭을 벗어날 수 잇다. 화소 폭을 벗어난 정도에 따라 크로스토크가 발생하는 양을 가늠할 수 있다. 크로스토크의 크기는 예를 들어, 지향성 광이 화소 폭을 벗어난 길이 dLoss1으로 표현할 수 있다. 도시된 바와 같이, dLoss1는 회절 소자(170)와 화소 간의 거리, D1이 커질수록 증가하게 된다. 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(1000)는 디스플레이 패널(300) 상부에 배치된 편광판(190)이 디스플레이 패널(300) 하부에는 배치되지 않고 있어, 거리 D1은 그만큼 감소한 형태이며, 크로스토크를 나타내는 거리, dLoss1이 효과적으로 감소하고 있다.
도 9는 비교예에 따른 입체 영상 표시 장치(50)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
비교예에 따른 입체 영상 표시 장치(50)는 지향성 백라이트 유닛(10)과 디스플레이 패널(30)을 포함한다. 지향성 백라이트 유닛(10)은 실시예의 지향성 백라이트 유닛(100)과 달리 무편광의 지향성 광을 제공하는 구조이다. 따라서, 디스플레이 패널(30)에는 제1기판(320) 하부 및 제2기판(380) 상부에 편광판(310)(390)이 각각 구비되어 있다. 액정 패널에 통상 사용되는 PVA 재질의 편광판은 두께가 약 150~200 마이크론이며, 따라서, 회절 소자(170)에서 화소까지의 거리 D2는 도 8의 D1에 비해 그만큼 증가한 수치이다. D2가 커짐에 따라, 크로스토크를 야기하는 폭, dLoss2도 dLoss1보다 커진다.
도 10은 도 9의 비교예에 따른 입체 영상 표시 장치(50)가 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(1000)에 비해 낮은 광효율을 나타냄을 광경로를 예시하여 설명하는 개념도이다.
도 10은 도 9의 입체 영상 표시 장치(50)의 구성 일부, 즉, 도광판(120), 회절 소자(170), 편광판(310)만을 도시하며, 광원(100)에서의 광(Lnp)이 디스플레이 패널(300)의 액정층(350)으로 제공되는 광경로를 보이고 있다.
광원(110)에서 조사되는 무편광의 광(Lnp)은 회절 소자(170)에 의해 회절되며 광(Lnp_d)로 출사된다. 이 때, 무편광의 상태는 그대로 유지된다. 회절 소자(170)에 의해 반사된 일부 광은 도광판(120) 하면에서 전반사에 의해 바운스된후, 광 (L1)으로 다시 회절 소자(170)에 입사한다. 입사된 광(L1)은 회절 소자(170)에서 광(L1np_d)으로 출사되고, 일부는 다시 도광판(120) 하면에서 전반사되며, 광(L2)로 회절 소자(170)에 입사한다. 회절 소자(170)에 입사된 광(L2)는 광(L2np _d)으로 출사된다. 이와 같은 과정이 반복되며, 지향성 백라이트 유닛(10)을 출사한 지향성 광(Lnp_d, L1np _d, L2np _d)은 무편광의 상태로 디스플레이 패널(300) 하부의 편광판(310)으로 입사된다. 편광판(310)은 일 편광의 광은 투과시키고 나머지는 흡수시키는 역할을 한다. 따라서, 입사된 광(Lnp _d, L1np _d, L2np _d) 중, 예를 들어, P 편광 성분의 제1편광의 광(Lp _d, L1p _d, L2p _d)은 출사되고, S 편광 성분의 광(Ls _d, L1s _d, L2s _d)은 편광판(310)에 흡수된다. 이와 같이 흡수되는 광은 액정층(350)에 입사되지 못하여 영상 형성에 기여할 수 없으며, 그만큼 광 손실이 된다.
이와 비교할 때, 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(1000)는 지향성 백라이트 유닛(100)에서 편광된 지향성 광(180)을 제공함에 있어, 반사형 편광자(130)를 통과하지 못하는 광 성분을 재활용할 수 있는 구조를 채용하므로, 광 효율이 높다.
도 11은 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(1000)와 비교예에 따른 입체 영상 표시 장치(50)의 광효율을 비교하여 보인 그래프이다.
그래프의 가로축은 바운스 회수를, 세로축은 출사 효율을 나타낸다. 비교예의 경우, 도 10에 도시한 광경로를 따라, 지향성 백라이트 유닛(10)과 하부 편광판(310)을 지나 액정층(350)에 제공될 수 있는 광 효율을 나타낸다. 실시예의 경우, 도 7에 도시한 광경로를 따라, 지향성 백라이트 유닛(100)을 지나 액정층(350)에 제공될 수 있는 광 효율을 보이고 있다.
그래프에 나타난 바와 같이, 모든 바운스 단계에서, 실시예의 광효율이 비교예의 광효율보다 높게 나타남을 확인할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(101)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
지향성 백라이트 유닛(101)은 광원(110), 도광판(120), 반사형 편광자(130), 회절 소자(170)를 포함하며, 본 실시예에서, 편광 전환 부재(160)는 광 입사면(120a)과 마주하는 측면(120d)에 배치되어 있다. 편광 전환 부재(160)는 예를 들어, 1/4 파장판과 반사판을 포함하는 구성일 수 있다. 광원(110)에서의 광은 도광판(120) 내부를 전반사 진행하며, 이 중, 제1편광의 광은 반사형 편광자(130)를 투과한 후 회절 소자(170)에 의해 방향성 광으로 출사한다. 반사형 편광자(130)를 투과하지 못한 광은 도광판(120) 내부를 진행하다가 측면(120d)에 놓인 편광 전환 부재(160)에 의해 편광 전환된 후, 반사형 편광자(130)를 투과하고 회절 소자(170)를 거쳐 출사될 수 있다.
도 13a 내지 도 13f는 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조방법을 예시적으로 설명하는 단면도들이다.
도 13a와 같이, 도광판(420)을 준비한다. 도광판(420)은 글래스나 투명 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
도 13b와 같이, 도광판(420) 상에 금속층(434)을 형성한다. 금속층(434)은 예를 들어, Al, Ag, Mg, Pt, Pd, Au, Ni, Ir 과 같이, 반사형 금속 재질로 이루어질 수 있고, 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
다음, 도 13c와 같이 식각 마스크(EM)를 금속층(434) 상에 형성한다. 식각 마스크(EM)는 임프린트(imprint) 방법으로 형성될 수 있다. 즉, 금속층(434) 상에 식각 마스크(EM)로 사용될 물질을 형성한 후, 금속층(434)을 식각하여 패터닝할 형상대로 준비된 스탬프를 상기 물질층 상에 임프린트 하여, 도시된 바와 같은 식각 마스크(EM)를 형성할 수 있다.
다음, 식각 마스크(EM)를 이용하여 금속층(434)을 식각한 후, 남아 있는 식각 마스크(EM) 물질을 제거하면, 도 13d와 같이 금속 와이어(435)들이 배열되어 이루어진, 반사형 편광자(430)이 제조된다.
다음, 도 13e와 같이, 금속 와이어(435)들을 덮는 평탄화층(438)을 더 형성할 수 있다. 평탄화층(438)은 도광판(420)과 같은 굴절률을 가지는 재질로 형성될 수 있고, 또는 도광판(420)과 같은 물질로 형성될 수도 있다.
다음, 도 13f와 같이, 반사형 편광자(430) 상에 회절 소자(470)를 형성한다. 회절 소자(470)는 형상, 배열 방향, 주기 등이 다른 다수의 그레이팅들로 이루어진, 다수의 그레이팅 유닛을 포함할 수 있다. 회절 소자(470)는 예를 들어, 회절 소자(470)로 형성될 물질층의 도포 및 상기 물질층에 형성하고자 하는 패턴으로 미리 준비된 스탬프를 이용한 임프린트 방식으로 형성될 수 있다.
상술한 지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 - 입체 영상 표시 장치
100, 101- 지향성 백라이트 유닛
110 - 광원
120, 420- 도광판
130, 430 - 반사형 편광자
150, 160 - 편광 전환 부재
170 - 회절 소자
300 - 디스플레이 패널
340 - 화소 전극 어레이
360- 공통 전극
370 - 컬러 필터 어레이
390 - 편광판
DU - 회절 소자 유닛

Claims (20)

  1. 광원;
    상기 광원에서 조사된 광이 입사되는 입사면과, 상기 입사면을 통해 입사된 광이 출사되는 출사면과, 상기 출사면과 마주하는 반사면을 구비하는 도광판;
    상기 출사면 상에 위치하며, 제1편광의 광은 투과시키고, 이에 수직인 제2편광의 광은 반사시키는 반사형 편광자; 및
    상기 반사형 편광자를 투과한 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키는 회절 소자;를 포함하며,
    상기 회절 소자는 반복 배치된 복수의 회절 소자 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 회절 소자 유닛 각각은 상기 복수의 시역 개수와 동일한 개수의 복수 개의 섹션을 포함하고,
    상기 복수 개의 섹션 각각은 상기 반사형 편광자를 통과한 광의 출광 방향을 조절하도록 된 그레이팅 유닛을 포함하고,
    상기 그레이팅 유닛은 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는, 지향성 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사형 편광자는
    반사형 금속 재질로 이루어지고 상기 제2편광 방향의 길이 방향을 가지는 다수의 금속 와이어가 상기 제1편광 방향을 따라 반복 배열되어 이루어진, 와이어 그리드 편광자인, 지향성 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 금속 와이어는
    상기 도광판의 출사면 상에 일체형으로 형성된, 지향성 백라이트 유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 와이어 그리드 편광자는
    투명 기판상에 상기 다수의 금속 와이어가 배열된 형상을 갖는, 지향성 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명 기판은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 이루어진, 지향성 백라이트 유닛.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 다수의 금속 와이어의 사이 및 상부를 덮는 평탄화층이 더 구비된, 지향성 백라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 평탄화층은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 이루어진, 지향성 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사면 상에는 편광 전환 부재가 더 구비된, 지향성 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도광판에서 상기 입사면과 마주하는 면 상에는 편광 전환 부재가 더 구비된, 지향성 백라이트 유닛.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 서브 그레이팅 유닛 각각에 포함된 그레이팅은 배열 방향과 배열 주기 중 적어도 하나가 서로 다른, 지향성 백라이트 유닛.
  12. 도광판 상에 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계;
    상기 와이어 그리드 편광자 상에, 배열 주기나 배열 방향 중 적어도 하나가 서로 다른 복수의 회절 영역을 구비하며 상기 와이어 그리드 편광자를 투과한 광을 복수의 시역(viewing zone)을 향하도록 회절시키는 회절 소자를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 회절 소자는 반복 배치된 복수의 회절 소자 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 회절 소자 유닛 각각은 상기 복수의 시역 개수와 동일한 개수의 복수 개의 섹션을 포함하고,
    상기 복수 개의 섹션 각각은 상기 와이어 그리드 편광자를 통과한 광의 출광 방향을 조절하도록 된 그레이팅 유닛을 포함하고,
    상기 그레이팅 유닛은 복수 개의 서브 그레이팅 유닛을 포함하는, 지향성 백라이트 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 와이어 그리드 편광자를 형성하는 단계는,
    상기 도광판 상에 반사형 금속 물질층을 형성하는 단계;
    상기 반사형 금속 물질층을 식각하여, 다수의 금속 와이어가 배열된 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는, 지향성 백라이트 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 다수의 금속 와이어의 사이 및 상부를 덮는 평탄화층을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 지향성 백라이트 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 평탄화층은 상기 도광판과 굴절률이 같은 재질로 형성되는, 지향성 백라이트 제조방법.
  16. 제1항의 지향성 백라이트 유닛;
    상기 지향성 백라이트 유닛으로부터의 광을 영상 정보에 따라 변조하는 디스플레이 패널;을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 액정 패널인, 입체 영상 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 액정 패널은 단 하나의 편광판이 구비된, 입체 영상 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 편광판은 상기 액정 패널의 표시면 측에 위치하는, 입체 영상 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 편광판은 상기 제1편광 또는 상기 제2편광 중 어느 한 편광의 광은 투과시키고, 나머지 편광의 광은 흡수하는 흡수형 편광판인, 입체 영상 표시 장치.
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