KR20170082291A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20170082291A
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Abstract

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 백라이트 유닛은 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제1 광원; 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제2 광원; 및 제1 광원 및 제2 광원으로부터 입사한 광을 디스플레이 패널로 출사시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 제2 광원으로부터 입사한 광을 디스플레이 패널로 출사시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{BACK LIGHT UNIT AND DESPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
아래 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 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.
한편, 패럴렉스 배리어 방식과 렌티큘러 방식은 배리어나 렌즈가 2D 영상을 표시하는 디스플레이 패널의 전면에 배치되어 있어 배리어나 렌즈가 구비되어 있는 한 관찰자가 일반적인 2D 영상을 볼 수 없고, 2D 영상을 보기 위해서는 이들을 제거하여야 한다. 이러한 점에 착안하여 하나의 디스플레이 장치에서 2D 영상과 3D 영상을 표시할 수 있는 기술들이 개발되고 있다.
일실시예에 따라 디스플레이 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛은 상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제1 광원; 상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판으로 광을 제공하는 제2 광원; 및 상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판을 포함한다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 출광 패턴은, 상기 도광판의 상면에 다수 돌출되게 형성되고 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광에 지향성을 부여하여 상기 디스플레이 패널로 출사시킬 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 출광 패턴은, 광을 출사시키는 영역의 단면적이 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광이 상기 제1 출광 패턴으로 입사하는 영역의 단면적보다 큰 형상을 가질 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 출광 패턴은, 상기 도광판의 상면에 역사다리꼴 돌출 구조를 가지는 라인 형태로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 역사다리꼴 돌출 구조의 라인 형태는, 상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 출광 패턴은, 상기 디스플레이 패널에 적용된 3D 영상 디스플레이 기술에 기초하여 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제2 출광 패턴은, 상기 제1 광원에서 입사한 광이 상기 도광판에서 가이딩되는 방향에 나란하도록 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제2 출광 패턴은, 상기 도광판의 하면에 다수 만입(recessed)되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시킬 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제2 출광 패턴은, 상기 도광판의 하면에 다수 돌출되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시킬 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제2 출광 패턴은, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 및 범프(bump) 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
일실시예에 따른 백라이트 유닛에서 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 디스플레이 장치는 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제1 광원; 상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판으로 광을 제공하는 제2 광원; 및 상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판을 포함한다.
도 1은 일실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따라 광이 제1 출광 패턴을 통해 도광판에서 디스플레이 패널로 출사되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 제1 출광 패턴을 나타낸 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 제1 출광 패턴의 역사다리꼴 돌출 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따라 광이 제2 출광 패턴을 통해 도광판에서 디스플레이 패널로 출사되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 제2 출광 패턴을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 일실시예에 따라 도광판 하면에 포함된 제2 출광 패턴의 예시들을 나타낸 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
하기에서 설명될 실시예들은 하나의 디스플레이 장치에서 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는데 사용될 수 있다. 실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 웨어러블 장치, 디지털 광고판(DID; digital information display) 등의 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들은 스마트 폰, 모바일 기기, 텔레비전, 디지털 광고판 등에서 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는데 적용될 수 있다. 이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 디스플레이 장치(100)는 광원(110), 도광판(LGP; Light Guide Plate)(120), 디스플레이 패널(130)을 포함한다. 도 1에서는 디스플레이 장치의 단면도가 도시된다.
광원(110)은 광을 생성하는 장치로서, 예를 들어, LED(Light Emitting Diode) 등을 포함할 수 있다. 광원(110)에서 생성된 광은 도광판(120)을 거쳐 디스플레이 패널(130)로 제공됨으로써 시청자가 디스플레이 패널(130)에 표시된 영상을 시청할 수 있다. 광원(110)은 도광판(120)의 일측면에 위치할 수 있다. 또는, 실시예에 따라 광원(110)은 도광판(120)의 양측면에 위치할 수도 있다.
도광판(120)은 광원(110)으로부터 입사한 광을 디스플레이 패널(130)로 가이딩할 수 있다. 도광판(120)은 전반사 조건에 따라 광원(110)으로부터 입사한 광을 도광판(120) 내부에서 가이딩할 수 있다. 도광판(120)은 상면(upper surface)에 제1 출광 패턴(121)을 포함하고 하면(lower surface)에 제2 출광 패턴(122)을 포함하는데, 도광판(120) 내부에서 가이딩되는 광이 제1 출광 패턴(121) 및 제2 출광 패턴(122) 중 적어도 하나를 만나는 경우, 광의 진행 각도가 변경될 수 있다. 진행 각도가 변경된 광이 전반사 조건을 만족하지 않는 경우, 광은 도광판(120)에서 디스플레이 패널(130)로 출사될 수 있다.
디스플레이 패널(130)은 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는 장치로서, 소정의 전력이 인가되어 영상을 구현하는 장치라면 어느 하나에 한정되지 않는다.
도 1에서는 도시되지 않았지만, 도광판(120)의 배면에는 반사시트(reflector)가 배치될 수 있다. 반사시트는 도광판(120)에서 가이딩되는 광이 디스플레이 패널(130)이 위치하지 않는 쪽으로 출사되지 않도록 하면에 도달하는 광을 반사시킬 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 백라이트 유닛(200)은 제1 광원(210-1, 210-2) 및 제2 광원(220-1, 220-2) 및 도광판(230)을 포함한다. 도 2에서는 백라이트 유닛(200)의 평면도가 도시된다.
백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널의 배면에 위치하는 장치로서, 제1 광원(210-1, 210-2) 및 제2 광원(220-1, 220-2)에서 생성된 광을 도광판(230)을 통해 디스플레이 패널로 제공할 수 있다. 도 2에 도시된 백라이트 유닛(200)은 광원이 측면에 위치하는 에지형 백라이트 유닛(edge-type BLU)에 해당한다.
제1 광원(210-1, 210-2)과 제2 광원(220-1, 220-2)은 도광판(230)의 측면에 배치될 수 있다. 이 때, 제1 광원(210-1, 210-2)과 제2 광원(220-1, 220-2)은 도광판(230)의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 이를 통해, 도광판(230)에서 제1 광원(210-1, 210-2)으로부터 입사한 광이 가이딩되는 제1 방향 D1과 제2 광원(220-1, 220-2)으로부터 입사한 광이 가이딩되는 제2 방향 D2는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 D1과 제2 방향 D2는 90도의 차이를 가질 수 있다.
디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 제1 광원(210-1, 210-2)은 도광판(230)으로 광을 제공할 수 있다. 실시예에 따라 제1 광원(210-1, 210-2)은 도광판(230)의 마주하는 양측면에 배치될 수 있다. 또는, 제1 광원(210-1, 210-2)은 마주하는 일측면들 중 어느 하나의 측면에만 배치될 수도 있다.
디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 제2 광원(220-1, 220-2)은 도광판(230)으로 광을 제공할 수 있다. 실시예에 따라 제2 광원(220-1, 220-2)은 도광판(230)의 마주하는 양측면에 배치될 수 있다. 또는, 제2 광원(220-1, 220-2)은 마주하는 일측면들 중 어느 하나의 측면에만 배치될 수도 있다.
일실시예에 따라, 제1 광원(210-1, 210-2)과 제2 광원(220-1, 220-2)이 도광판(230)의 마주하는 양측면 중 일측면에 배치되는 경우에도 제1 광원(210-1, 210-2)과 제2 광원(220-1, 220-2)은 도광판(230)의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(210-1)과 제2 광원(220-1)만이 도광판(230)의 일측면에 배치되고, 도 2에 도시된 제1 광원(210-2)과 제2 광원(220-2)은 생략될 수도 있다.
도 3은 일실시예에 따라 광이 제1 출광 패턴을 통해 도광판에서 디스플레이 패널로 출사되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 제1 광원(310)으로부터 입사한 광이 도광판(320) 내부에서 가이딩되다가 제1 출광 패턴(321)에 의해 디스플레이 패널(330)로 출사되는 예시적인 경로가 도시되어 있다. 도 3에서는 제1 방향 D1에 따른 디스플레이 장치의 단면도가 도시된다.
제1 출광 패턴(321)은 도광판(320)의 상면에 포함되어 도광판(320) 내부에서 가이딩되는 광을 디스플레이 패널(330)로 출사시킬 수 있다. 제1 출광 패턴(321)은 도광판(320)과 일체형으로 형성되고 제1 출광 패턴(321)과 도광판(320)의 광학적 경계는 없다. 예를 들어, 도광판(320)은 이와 같은 형상을 위하여 상면에 제1 출광 패턴(321) 형상을 양각시키는 방식의 일체형으로 제작될 수 있고, 또는, 개별적으로 제작된 도광판(320)과 제1 출광 패턴(321)이 광학적 경계가 없도록 서로 연결될 수도 있다.
제1 출광 패턴(321)은 도광판(320)의 상면에 다수 돌출되게 형성되고 도광판(320) 내부에서 가이딩되는 광에 지향성을 부여하여 디스플레이 패널(330)로 출사시킬 수 있다. 도광판(320)은 제1 출광 패턴(321)을 통해 디스플레이 패널(330)로 지향성 있는 광을 출사시킴으로써, 선광원처럼 동작할 수 있다.
제1 출광 패턴(321)에서 광을 출사시키는 영역의 단면적은 도광판(320) 내부에서 가이딩되는 광이 제1 출광 패턴(321)으로 입사하는 영역의 단면적보다 크도록 형성될 수 있다. 제1 출광 패턴(321)은 도광판(320)의 상면에 역사다리꼴 돌출 구조로 형성될 수 있다.
제1 광원(310)으로부터 입사한 광은 전반사 조건에 따라 도광판(320) 내부에서 가이딩되다가 제1 출광 패턴(321)의 경사진 내부 측면에 전반사되어 디스플레이 패널(330)로 출사될 수 있다. 제1 광원(310)으로부터 입사한 광은 도광판(320)의 하면에 배치된 제2 출광 패턴(322)에 영향을 받지 않을 수 있다.
디스플레이 패널(330)은 도광판(320)으로부터 지향성 있는 광을 제공 받아 3D 영상을 표시할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 제1 출광 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 도광판(400)은 상면에 제1 출광 패턴(410)을 포함한다. 도 4에서는 제1 출광 패턴(410)이 포함된 도광판(400)의 평면도가 도시된다.
제1 출광 패턴(410)은 도광판(400)의 상면에 역사다리꼴 돌출 구조를 가지는 라인 형태로 형성됨으로써, 제1 출광 패턴(410)을 통해 디스플레이 패널로 출사되는 광에 지향성을 부여할 수 있다. 도광판(400)은 제1 광원으로부터 입사한 광을 제1 출광 패턴(410)을 통해 디스플레이 패널로 출사시킴으로써, 광에 지향성을 부여할 수 있고 선광원처럼 동작할 수 있다.
일실시예에 따른 제1 출광 패턴(410)의 역사다리꼴 돌출 구조의 라인 형태는 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도(420)만큼 기울어지도록 형성될 수 있다. 여기서, 미리 결정된 각도(420)는 슬랜티드 앵글(slanted angle)을 나타낼 수 있다. 제1 출광 패턴(410)의 역사다리꼴 돌출 구조의 라인 형태가 미리 결정된 각도(420)로 기울어지도록 형성됨으로써, 디스플레이 패널에 표시되는 3D 영상의 화질을 개선하고 3D 영상의 시점수를 증가시킬 수 있다.
제1 출광 패턴(410)은 디스플레이 패널에 적용된 3D 영상 디스플레이 기술에 기초하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 출광 패턴(410)의 역사다리꼴 돌출 구조의 피치(pitch), 폭, 미리 결정된 각도(420)는 3D 영상 디스플레이 기술에 따라 결정될 수 있다. 미리 결정된 각도(420)는 디스플레이 패널에 표시되는 3D 영상의 시점수에 기초하여 결정될 수 있다. 역사다리꼴 돌출 구조의 제1 출광 패턴(410)에 대한 반사각은 3D 영상을 시청할 수 있는 시야각과 동일할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 제1 출광 패턴의 역사다리꼴 돌출 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 출광 패턴의 역사다리꼴 돌출 구조(500)가 도시된다.
제1 출광 패턴의 역사다리꼴 돌출 구조(500)는 도광판의 상면에 포함될 수 있다. 도광판 내부에서 가이딩되는 광은 밑면(520)을 통해 역사다리꼴 돌출 구조(500) 내부로 입사되고, 입사된 광은 윗면(510)을 통해 디스플레이 패널로 출사될 수 있다.
역사다리꼴 돌출 구조(500)는 하폭 W1, 상폭 W2, 높이 H, 하위 측면 길이 A, 상위 측면 길이 B, 제1 각도
Figure pat00001
, 제2 각도
Figure pat00002
로 특정될 수 있다. 역사다리꼴 돌출 구조(500)는 제1 각도
Figure pat00003
, 제2 각도
Figure pat00004
로 인해 기울어진 측면을 포함할 수 있다.
역사다리꼴 돌출 구조(500)에 포함된 윗면(510)은 디스플레이 패널로 광을 출사시키는 영역에 해당하고, 밑면(520)은 도광판 내부에서 가이딩되는 광이 역사다리꼴 돌출 구조(500)로 입사되는 영역에 해당된다. 역사다리꼴 돌출 구조(500)에서, 제1 각도
Figure pat00005
, 제2 각도
Figure pat00006
로 인해 윗면(510)의 단면적이 밑면(520)의 단면적보다 큰 형상을 가질 수 있다.
일례로, 제1 광원으로부터 입사한 광이 도광판 내부에서 제1 방향 D1으로 가이딩되는 경우, 해당 광은 밑면(520)을 통해 역사다리꼴 돌출 구조(500) 내부로 입사될 수 있다. 그리고, 입사된 광은 제1 각도
Figure pat00007
로 기울어진 앞뒤 측면에 전반사되어 윗면(510)을 통해 디스플레이 패널로 출사될 수 있다.
역사다리꼴 돌출 구조(500)는 하폭 W1, 하위 측면 길이 A를 조절함으로써 역사다리꼴 돌출 구조(500)에서 디스플레이 패널로 출사되는 광의 양을 조절할 수 있다. 하폭 W1, 하위 측면 길이 A가 길수록 도광판 내부에서 가이딩되는 광이 역사다리꼴 돌출 구조(500)로 입사될 확률이 높아지므로, 역사다리꼴 돌출 구조(500)를 통해 디스플레이 패널로 출사되는 광의 양이 증가할 수 있다. 또한, 역사다리꼴 돌출 구조(500)는 하폭 W1, 하위 측면 길이 A를 조절함으로써 디스플레이 패널에 표시되는 3D 영상에 대한 시야각을 조절할 수 있다.
다른 일례로, 제2 광원으로부터 입사한 광이 도광판 내부에서 제2 방향 D2로 가이딩되는 경우, 해당 광은 밑면(520)을 통해 역사다리꼴 돌출 구조(500) 내부로 입사될 수 있다. 그리고, 입사된 광은 제2 각도
Figure pat00008
로 기울어진 좌우 측면에 반사되어 디스플레이 패널로 출사될 수 있다. 역사다리꼴 돌출 구조(500)는 하폭 W1, 하위 측면 길이 A를 조절함으로써 역사다리꼴 돌출 구조(500)에서 디스플레이 패널로 출사되는 광의 양 및 디스플레이 패널에 표시되는 2D 영상에 대한 시야각을 조절할 수 있다
도 6은 일실시예에 따라 광이 제2 출광 패턴을 통해 도광판에서 디스플레이 패널로 출사되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 제2 광원(610)으로부터 입사한 광이 도광판(620) 내부에서 가이딩되다가 제1 출광 패턴(621) 및 제2 출광 패턴(622)에 의해 디스플레이 패널(630)로 출사되는 예시적인 경로가 도시되어 있다. 도 6에서는 제2 방향 D2에 따른 디스플레이 장치의 단면도가 도시된다.
제2 광원(610)으로부터 입사한 광은 도광판(620) 내부에서 제2 방향 D2로 가이딩될 수 있다. 제1 광원으로부터 입사한 광과는 달리, 제2 광원으로부터 입사한 광은 제1 출광 패턴(621)뿐만 아니라 도광판(620)의 하면에 포함된 제2 출광 패턴(622)에 의해서도 디스플레이 패널(630)로 출사될 수 있다.
제1 출광 패턴(621)은 도광판(620)의 상면에 포함되어 도광판(620) 내부에서 가이딩되는 광을 디스플레이 패널(630)로 출사시킬 수 있다. 제1 출광 패턴(621)에 대해서는 도 3에서 전술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
제2 출광 패턴(622)은 도광판(620)의 하면에 포함되어 도광판(620) 내부에서 가이딩되는 광을 디스플레이 패널(630)로 출사시킬 수 있다. 제2 출광 패턴(622)은 도광판(620)과 일체형으로 형성되고 제2 출광 패턴(622)과 도광판(620)의 광학적 경계는 없다.
제2 광원(610)으로부터 입사한 광은 전반사 조건에 따라 제2 방향 D2으로 가이딩된다. 이 때, 광은 도광판(620)의 하면에 위치한 제2 출광 패턴(622)에 의해 전반사되어 제1 출광 패턴(621)의 경사진 내부 측면으로 가이딩되고, 내부 측면에 전반사되어 디스플레이 패널(630)로 출사될 수 있다. 또는, 제2 출광 패턴(622)에 의해 전반사된 광은 진행 각도가 변경되고, 진행 각도가 변경된 광이 전반사 조건을 만족하지 않는 경우, 해당 광은 제1 출광 패턴(621)의 역사다리꼴 돌출 구조가 없는 영역을 통해서도 디스플레이 패널(630)로 출사할 수도 있다.
제2 광원(610)으로부터 입사한 광이 제1 출광 패턴(621)의 역사다리꼴 돌출 구조가 없는 영역을 통해서도 디스플레이 패널(630)로 출사됨으로써, 도광판(620)에서 디스플레이 패널(630)로 출사되는 광에는 지향성이 존재하지 않을 수 있다. 이에 따라, 도광판(620)은 지향성 없는 광을 제공하는 면광원처럼 동작할 수 있다.
도 6에서는 렌티큘러 렌즈 형태의 제2 출광 패턴(622)이 하면에 다수 만입(recessed)되게 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제2 출광 패턴(622)의 형태 및 구조가 이에 제한되지 않으며, 다양한 형태 및 구조가 제2 출광 패턴(622)에 적용될 수 있다. 제2 출광 패턴(622)의 다양한 형태 및 구조에 대해서는 도 8 내지 도 10을 통해 후술한다.
디스플레이 패널(630)은 도광판(620)으로부터 지향성 없는 광을 제공 받아 2D 영상을 표시할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 제2 출광 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7을 참고하면, 도광판(700)은 하면에 제2 출광 패턴(710)을 포함한다. 도 7에서는 제2 출광 패턴(710)이 포함된 도광판(700)의 평면도가 도시된다. 도 7에서는 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시될 때 광을 생성하는 제1 광원이 도 7에 도시된 도광판(700)의 상하 측면에 배치되고, 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시될 때 광을 생성하는 제2 광원이 도 7에 도시된 도광판(700)의 좌우 측면에 배치되는 것을 가정한다. 그래서, 도광판(700)에서 제1 광원으로부터 입사한 광은 제1 방향 D1으로 가이딩되고, 제2 광원으로부터 입사한 광은 제2 방향 D2로 가이딩될 수 있다.
제2 출광 패턴(710)은 제1 광원에서 입사한 광이 가이딩되는 제1 방향 D1에 나란하도록 형성될 수 있다. 제2 출광 패턴(710)이 제1 방향 D1에 나란하도록 형성됨에 따라, 제1 광원에서 입사한 광은 제2 출광 패턴(710)에 영향을 받지 않으면서 도광판(700)에서 가이딩될 수 있다.
반대로, 제2 출광 패턴(710)은 제2 광원에서 입사되어 제2 방향 D2에 따라 가이딩되는 광에는 영향을 미칠 수 있다. 제2 출광 패턴(710)은 제2 방향 D2에 따라 가이딩되는 광의 진행 각도를 변경시켜 디스플레이 패널로 출사되도록 할 수 있다.
제2 출광 패턴(710)은 도 4에 도시된 제1 출광 패턴(410)과의 간섭성을 배제시키기 위해, 제1 출광 패턴(410)과 90도의 각도 차이를 가지도록 배치될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 일실시예에 따라 도광판 하면에 포함된 제2 출광 패턴의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 도광판(810, 820, 910, 920, 1010, 1020) 하면에 포함된 다양한 형태 및 구조의 제2 출광 패턴들(811, 821, 911, 921, 1011, 1021)이 도시되어 있다. 도 8 내지 도 10에서는 설명의 편의를 위해서 도광판(810, 820, 910, 920, 1010, 1020) 상면에 포함된 제1 출광 패턴이 생략되어 도시되어 있다.
일실시예에 따른 제2 출광 패턴(811, 911, 1011)은 도광판(810, 910, 1010)의 하면에 다수 만입되게 형성될 수 있다. 또는, 다른 일실시예에 따른 제2 출광 패턴(821, 921, 1021)은 도광판(820, 920, 1020)의 하면에 다수 돌출되게 형성될 수도 있다.
또한, 제2 출광 패턴(811, 821, 911, 921, 1011, 1021)은 렌티큘러 렌즈, 프리즘 및 범프(bump) 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 출광 패턴(811, 821)은 렌티큘러 렌즈의 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 출광 패턴(911, 921)은 프리즘 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제2 출광 패턴(1011, 1021)은 범프 형상으로 형성될 수도 있다.
실시예들은 도광판의 상면 및 하면에 서로 다른 출광 패턴들을 배치함으로써, 도광판 패턴으로 2D 영상 및 3D 영상 간의 스위칭을 구현할 수 있고, PDLC(Polymer Dispersed Liquid crystal), 렌즈 어레이, Switchable Barrier 등의 추가 소자가 필요없어 디스플레이 장치의 제작 단가 상승과 두께 증가를 방지할 수 있다.
실시예들은 제1 광원으로부터 입사한 광의 가이딩 방향에 나란하도록 제2 출광 패턴을 형성함으로써, 제1 광원으로부터 입사한 광이 제2 출광 패턴에 영향을 받지 않을 수 있고, 효율적으로 선광원을 구현할 수 있다.
실시예들은 디스플레이 패널에 표시하고자 하는 영상 차원에 따라 제1 광원, 제2 광원 중 어느 하나를 단순히 온함으로써, 2D 영상 및 3D 영상 간의 스위칭을 간단히 구현할 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 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제1 광원;
    상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판으로 광을 제공하는 제2 광원; 및
    상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판
    을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    상기 도광판의 상면에 다수 돌출되게 형성되고 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광에 지향성을 부여하여 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    광을 출사시키는 영역의 단면적이 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광이 상기 제1 출광 패턴으로 입사하는 영역의 단면적보다 큰 형상을 갖는, 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    상기 도광판의 상면에 역사다리꼴 돌출 구조를 가지는 라인 형태로 형성되는, 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 역사다리꼴 돌출 구조의 라인 형태는,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록 형성되는, 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    상기 디스플레이 패널에 적용된 3D 영상 디스플레이 기술에 기초하여 형성되는, 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 제1 광원에서 입사한 광이 상기 도광판에서 가이딩되는 방향에 나란하도록 형성되는, 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 도광판의 하면에 다수 만입(recessed)되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 도광판의 하면에 다수 돌출되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 및 범프(bump) 중 어느 하나의 형상으로 형성된, 백라이트 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치된, 백라이트 유닛.
  12. 3D 영상 또는 2D 영상을 표시하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 3D 영상이 표시되는 경우, 도광판으로 광을 제공하는 제1 광원;
    상기 디스플레이 패널에 2D 영상이 표시되는 경우, 상기 도광판으로 광을 제공하는 제2 광원; 및
    상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제1 출광 패턴을 상면(upper surface)에 포함하고, 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는 제2 출광 패턴을 하면(lower surface)에 포함하는 도광판
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    상기 도광판의 상면에 다수 돌출되게 형성되고 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광에 지향성을 부여하여 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    광을 출사시키는 영역의 단면적이 상기 도광판 내부에서 가이딩되는 광이 상기 제1 출광 패턴으로 입사하는 영역의 단면적보다 큰 형상을 갖는, 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 출광 패턴은,
    상기 도광판의 상면에 역사다리꼴 돌출 구조를 가지는 라인 형태로 형성되는, 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 역사다리꼴 돌출 구조의 라인 형태는,
    상기 디스플레이 패널에 포함된 픽셀에 대해 미리 결정된 각도만큼 기울어지도록 형성되는, 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 제1 광원에서 입사한 광이 상기 도광판에서 가이딩되는 방향에 나란하도록 형성되는, 디스플레이 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 도광판의 하면에 다수 만입되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 디스플레이 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제2 출광 패턴은,
    상기 도광판의 하면에 다수 돌출되게 형성되어 상기 제2 광원으로부터 입사한 광을 상기 디스플레이 패널로 출사시키는, 디스플레이 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 상기 도광판의 마주하지 않는 서로 다른 측면에 배치된, 디스플레이 장치.
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