KR20180010791A - 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 Download PDF

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KR20180010791A
KR20180010791A KR1020160093463A KR20160093463A KR20180010791A KR 20180010791 A KR20180010791 A KR 20180010791A KR 1020160093463 A KR1020160093463 A KR 1020160093463A KR 20160093463 A KR20160093463 A KR 20160093463A KR 20180010791 A KR20180010791 A KR 20180010791A
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심동식
김동욱
김현준
박준용
배지현
신봉수
이성훈
정재승
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛은 도광판, 광원, 및 상기 도광판의 출광면에 마련되어, 회절되며 출광되는 광 중 어느 한 갈래의 광의 세기가 나머지 갈래들의 광의 세기의 합보다 크거나 또는 단 한 갈래의 광이 회절되며 출광되도록 하는 그레이팅을 포함한다.

Description

지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치{Directional backlight unit, its production method, and 3D image display apparatus having the same}
본 개시는 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 에 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. 그레이팅은 광을 여러 갈래로 회절시키며, 주로 한 갈래의 광이 3차원 영상의 구현에 이용될 수 있다.
본 개시는 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛은 도광판; 상기 도광판에 광을 조사하는 광원; 및 상기 도광판의 출광면에 마련되고, 회절되며 출광되는 광 중 어느 한 갈래의 광의 세기가 나머지 갈래들의 광의 세기의 합보다 크거나 또는 단 한 갈래의 광이 회절되며 출광되도록 하는 그레이팅 형상을 가지는 그레이팅;을 포함한다.
상기 도광판은 상기 도광판의 출광면에 마련되는 하부 그레이팅을 포함하고,
상기 그레이팅은 상기 하부 그레이팅과 연결되는 상부 그레이팅을 포함할 수 있다.
상기 하부 그레이팅은 상기 도광판의 출관면에 주기적으로 이격되도록 마련되는 둥근 홈들을 포함하고,
상기 상부 그레이팅은 상기 둥근 홈들의 사이마다 마련되는 둥근 돌출부들을 포함할 수 있다.
상기 둥근 돌출부들과 상기 둥근 홈들은 서로 부드럽게 연결되어 정현파 형상을 형성할 수 있다.
상기 도광판은 가시광에 대하여 투명한 내열성 소재로 형성되고,
상기 그레이팅은 가시광에 대하여 투명한 폴리머 소재로 형성될 수 있다.
상기 그레이팅과 상기 도광판은 실질적으로 굴절률이 동일한 소재로 형성될 수 있다.
상기 그레이팅은 정현파 형상의 그레이팅 형상을 가질 수 있다.
상기 그레이팅과 상기 도광판은 실질적으로 굴절률이 동일한 소재로 형성될 수 있다.
상기 그레이팅은 투명한 레진 소재로 형성될 수 있다.
상기 그레이팅은 푸리에 변환을 했을 때 제 1 푸리에 계수를 제곱한 값이 제 2 푸리에 계수를 비롯한 나머지 푸리에 계수들을 제곱하여 더한 값보다 큰 그레이팅 형상을 가질 수 있다.
상기 그레이팅은 푸리에 변환을 했을 때 제 1 푸리에 계수를 제외한 나머지 푸리에 계수들은 실질적으로 0인 그레이팅 형상을 가질 수 있다.
본 개시에 따른 입체 영상 표시 장치는 상술한 지향성 백라이트 유닛; 및
상기 지향성 백라이트 유닛의 출광부에 마련되며, 상기 지향성 백라이트 유닛을 통해 출광 된 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함한다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은,제 1 도광판에 주기적으로 이격되는 복수의 둥근 홈을 파 하부 그레이팅을 형성하는 단계; 및 상기 둥근 홈 사이에 복수의 둥근 돌출부를 마련하여 상부 그레이팅을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 둥근 홈과 상기 동근 돌출부가 서로 연결되어 정현파 형상의 그레이팅을 형성한다.
상기 하부 그레이팅을 형성하는 단계는,
상기 제 1 도광판 상에 주기적으로 이격되는 복수의 개구부를 가지는 제 1 마스크를 형성하는 단계;
상기 복수의 개구부를 통해 노출되는 상기 제 1 도광판을 등방성으로 식각하는 단계; 및
상기 제 1 마스크를 상기 제 1 도광판으로부터 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 상부 그레이팅을 형성하는 단계는,
상기 복수의 둥근 홈을 제외한 상기 제 1 도광판의 나머지 부분을 노출시키는 제 2 마스크를 형성하는 단계;
상기 제 2 마스크가 노출시킨 상기 제 1 도광판에 그레이팅 물질을 증착하는 단계;
상기 제 2 마스크를 상기 제 1 도광판으로부터 제거하는 단계; 및
상기 그레이팅 물질을 리플로우 공법으로 가공하여 상기 복수의 둥근 돌출부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
다른 예시에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은, 지향성 백라이트 유닛을 마스터 몰드로 마련하는 단계; 상기 마스터 몰드를 전사하여 스탬프를 형성하는 단계; 및 상기 스탬프를 이용하여 정현파 형상의 그레이팅을 임프린팅하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 스탬프를 형성하는 단계는,
상기 마스터 몰드에 스탬프를 증착하는 단계; 및
상기 스탬프를 상기 마스터 몰드로부터 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 임프린팅하는 단계는,
제 2 도광판 및 상기 제 2 도광판 상에 임프린팅층을 마련하는 단계;
상기 임프린팅층에 상기 스탬프를 임프린팅하여 정현파 형상의 그레이팅을 형성하는 단계;및
상기 스탬프를 상기 임프린팅층으로부터 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛은 회절되며 출광되는 광중 어느 한 갈래의 광의 세기가 나머지 갈래의 광의 세기의 합보다 크거나 또는 단 한 갈래의 광이 회절되며 출광되도록 하여 광 효율을 높일 수 있다.
본 개시에 따른 입체 영상 표시 장치는 상기 지향성 백라이트 유닛을 포함하여, 광 효율이 높을 수 있다.
본 개시에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법은 정현파 형상의 지향성 백라이트 유닛을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 한번 형성한 지향성 백라이트 유닛을 바탕으로 스탬프를 형성하여, 임프린팅 공정을 통해 지행성 백라이트 유닛의 대량 생산에 용이할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 비교예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 10은 도 3에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11 내지 16은 도 4에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 17은 도 3에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
도 18은 도 4에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 입체 영상 표시 장치 에 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 일 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(100)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 지향성 백라이트 유닛(100)은 광원(110), 도광판(120), 그레이팅(130)을 포함할 수 있다.
광원(110)을 광을 도광판(120)으로 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 복수의 컬러 광을 도광판(120)으로 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.
도광판(120)은 광원(110)으로부터 광이 입사되는 적어도 하나의 입사면과, 광이 도광판(120) 내부를 진행하다가 출사되는 출사면을 포함할 수 있다. 도광판(120)은 광원(110)으로부터의 광을 내부 전반사를 통해 안내하여 도광판(120)을 출광면을 통해 출사되도록 할 수 있다. 도광판(120)은 광이 내부 전반사를 통해 안내될 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 도광판(120)은 예를 들어, 도광판(120)은 직육면체 형상 또는 굽어진 직육면체 형상을 가질 수 있다.
그레이팅(130)은 도광판(120) 내부로부터 출광면을 통해 출사되는 광을 회절 시킬 수 있다. 그레이팅(130)의 형상에 따라 광의 회절되는 양상은 다를 수 있다. 예를 들어, 그레이팅(130)의 형상이 정현파이거나 정현파에 가까운 형태일 때, 회절 차수가 높은 광은 거의 회절되지 않거나 매우 낮은 세기로 사출될 수 있다. 굴절광(dl0)은 도광판(120)의 내부에서 전반사되지 않는 각도로 광이 그레이팅(130)면에 입사될 때 경계면 상에서 굴절되는 것으로 회절 광에는 포함시키지 않는 것을 전제로 한다.
지향성 백라이트 유닛(100)에 있어서, 각 회절 차수에 대응하는 여러 갈래의 회절 광 중 영상 표시를 위해 필요한 것은 하나 갈래의 광, 즉 한 차수의 광에 불과하므로, 한 차수 이상의 여러 갈래로 회절되는 광은 광 효율 저하의 원인이 될 수 있다. 따라서, 지향성 백라이트 유닛(100)의 광 효율을 향상시키기 위해서는 그레이팅(130)이 한 갈래의 회절 광 또는 낮은 차수의 광 만을 사출시키는 것이 유리할 수 있다.
본 실시예에 따른 그레이팅(130)은 회절되며 출광되는 광이 단 한 갈래의 회절광(dl1)만이 출광되도록 하거나, 또는 회절광(dl1)이 복수 개의 고차수의 회절광(도 2의 dl2 , dl3)의 세기를 합친 보다 큰 세기를 가지도록 출광되도록 하는 그레이팅 형상을 가질 수 있다. 그레이팅의 형상은 주기적으로 반복되는 함수의 형태를 가지므로 이러한 함수를 푸리에 변환한 수열의 형태로 나타낼 수 있다. 따라서, 그레이팅의 형상은 제 1 푸리에 계수를 비롯한 여러 차수의 푸리에 계수와 대응될 수 있으며, 회절차수에 대응하는 회절광의 세기는 푸리에 계수의 제곱에 비례할 수 있다. 예를 들어, 1차수의 회절광(dl1)의 광 세기는 제 1 푸리에 계수의 제곱에 비례하며, 2차수의 회절광(미도시)의 광 세기는 제 2 푸리에 계수의 제곱에 비례할 수 있다. 따라서, 통상의 기술자는 의도하는 회절광의 개수 및 세기를 얻기 위해 푸리에 계수를 먼저 정하고, 그 푸리에 계수가 나타내는 그레이팅 형상을 설계할 수 있다.
그레이팅(130)의 그레이팅 형상은 푸리에 변환을 했을 때, 제 1 푸리에 계수의 제곱이 나머지 푸리에 계수의 제곱의 합보다 큰 조건을 만족하는 그레이팅 형상일 수 있다. 예를 들어, 이러한 조건을 만족하는 그레이팅 형상은 정현파 형상이거나, 정현파 형상에 가까울 수 있다. 그레이팅 형상이 정현파 형상일 경우에는, 제 1 푸리에 계수를 제외한 나머지 푸리에 계수들은 실질적으로 0이 될 수 있다. 그레이팅 형상이 정현파 형상에 가까울 경우에는, 제 1 푸리에 계수, 제 2 푸리에 계수를 비롯한 낮은 차수의 푸리에 계수가 고 차수의 나머지 푸리에 계수들에 비해 충분히 클 수 있다. 예를 들어, 그레이팅(130)의 형상이 정현파 형상에 가까우면, 낮은 회절차수의 회절 광이 사출된다. 도 1을 참조하면, 그레이팅(130)은 1차수의 회절광(dl1) 한 갈래를 사출시키는 정현파 형상 그레이팅 형상을 가질 수 있다.
도 2는 일 비교예에 따른 지향성 백라이트 유닛(BLU)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 지향성 백라이트 유닛(BLU)은 광원(LS), 도광판(LGP) 및 그레이팅(G)를 포함할 수 있다.
본 비교예에 따른 지향성 백라이트 유닛(BLU)은 통상의 그레이팅 형상인 선형(line and space) 방식의 그레이팅(G)을 포함할 수 있다. 그레이팅(G)는 도광판(LGP)을 통해 진행하는 광이 그레이팅(G)에 일정각도로 입사되면, 여러 갈래로 광을 회절 시킬 수 있다. 상술한바와 같이 그레이팅(G)의 형상을 푸리에 변환했을 때, 각 푸리에 계수의 값이 얼마인지는 광이 몇 갈래로 회절되는지와 각 회절 광의 세기가 얼마나 되는지를 결정할 수 있다. 그레이팅(G)은 하나의 입사광에 대해 여러 차수의 회절광(dl1, dl2, dl3)로 회절 시킬 수 있으며, 이는 상술한 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(100)에 비해 광 효율이 낮을 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(200)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3을 참조하면, 광원(210), 도광판(220), 그레이팅(230)을 포함할 수 있다. 광원(210)은 도 1에 따른 광원(110)과 실질적으로 동일한 바 중복되는 설명은 생략한다.
도광판(220)은 출광면 상에 마련되는 하부 그레이팅(221)을 포함할 수 있다. 하부 그레이팅(221)은 정현파 또는 정현파와 유사한 그레이팅 형상의 일부 부분(하부)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하부 그레이팅(221)은 도광판(220)의 일면 상에 위치하는 주기적으로 이격되는 둥근 형태의 홈일 수 있다.
도광판(220)은 광원(210)에서 입사하는 광에 대하여 투명한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광원(210)이 가시광을 입사하는 경우에는, 도광판(220)은 가시광에 대하여 투명한 소재일 수 있다. 도광판(220)은 내열성이 있는 소재일 수 있다. 예를 들어, 도광판(220)은 내열성이 있는 글라스재, 플라스틱재 등으로 형성될 수 있다. 또한 예를 들어, 도광판(220)은 PMMA(poly methyl methacrylate )소재로 형성될 수 있다.
그레이팅(230)은 하부 그레이팅(221)과 연결되어 그레이팅 형상을 완성시키는 상부 그레이팅(231)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 그레이팅(231)은 정현파 또는 정현파와 유사한 그레이팅 형상의 일부(상부)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 그레이팅(231)은 하부 그레이팅(221)의 둥근 형태의 홈들의 사이마다 마련되는 둥근 형태의 돌출부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 둥근 형태의 돌출부와 둥근 형태의 홈들은 서로 부드럽게 연결되어 정현파 또는 정현파와 유사한 형상을 형성할 수 있다.
그레이팅(230)은 리플로우 공정으로 형성될 수 있다. 그레이팅(230)은 광원(210)에서 입사하는 광에 대하여 투명한 소재로 형성될 수 있다. 그레이팅(230)과 도광판(220)은 실질적으로 굴절률이 동일한 소재로 형성 될 수 있다. 예를 들어, 그레이팅(230)은 리플로우 공정에서 주로 사용되는 솔더 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 그레이팅(230)은 아크릴 계열 또는 우레탄 계열의 자외선 경화성 소재로 형성될 수 있다.
지향성 백라이트 유닛(200)은 후술할 도 5 내지 도 11의 공정에 의해 형성될 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛(300)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 지향성 백라이트 유닛(300)은 광원(310), 도광판(320), 도광판(320) 상에 마련되는 그레이팅층(330)을 포함할 수 있다.
그레이팅층(330)은 도광판(320)의 일면 상에 마련될 수 있다. 그레이팅층(330)은 그레이팅(331)을 포함할 수 있다. 그레이팅(331)은 전술한 그레이팅(도 1의 130)과 마찬가지의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 그레이팅층(330)은 레진 소재로 형성될 수 있다. 그레이팅층(330)과 도광판(320)은 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
지향성 백라이트 유닛(300)은 도 12 내지 도 17에 따른 공정에 의해 형성될 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
도 5 내지 11은 도 3에 따른 지향성 백라이트 유닛(200)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 도광판(220) 상에 주기적으로 이격된 복수 개의 개구부를 포함하는 제 1 마스크 패턴(M1)을 마련한다. 복수 개의 개구부는 도광판(220)의 출광면의 일부를 노출시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수 개의 개구부로 노출된 도광판(220)에 하부 그레이팅(221)을 형성한다. 제 1 마스크 패턴(M1)을 마스크로 삼아, 노출된 도광판(220)에 이방성 식각을 하여 하부 그레이팅(221)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 하부 그레이팅(221)은 습식식각(wet etching)으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 1 마스크 패턴(M1)을 도광판(220)으로부터 제거한다.
도 8을 참조하면, 도광판(220) 상에 그레이팅 물질(230)을 증착할 수 있다. 그레이팅 물질(230)은 하부 그레이팅(221)이 생성된 도광판(220)의 출광면 상에 증착될 수 있다. 그레이팅 물질(230)은 도광판(220)과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 물질일 수 있다. 그레이팅 물질(230)은 리플로우 공정에서 활용하는 투명한 소재의 솔더 물질일 수 있다.
도 9를 참조하면, 하부 그레이팅(221) 상에 증착된 그레이팅 물질(230)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 제 2 마스크 패턴(M2)은 주기적으로 이격되는 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 제 2 마스크 패턴(M2)을 마스크로 삼아 등방성 식각하여 하부 그레이팅(221)을 노출시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 리플로우(reflow) 공정을 통해 그레이팅 물질(230)의 형상을 변형시켜 상부 그레이팅(231)을 형성할 수 있다. 리플로우 공정시 하부 그레이팅(221)의 사이마다 마련된 그레이팅 물질(230)은 열에 의해 형태가 변형되며 둥근 돌출부의 형상을 가지며, 상부 그레이팅(231)을 형성할 수 있다. 상부 그레이팅(231)과 하부 그레이팅(221)서로 부드럽게 연결되며 정현파 형상의 그레이팅을 형성할 수 있다.
지향성 백라이트 유닛(200)은 도 5 내지 도 10의 공정에 따라 형성된 도광판(220), 상부 그레이팅(231), 하부 그레이팅(221) 및 광원(210)으로 형성될 수 있다. 지향성 백라이트 유닛(200)은 공정적인 특징상 하나의 그레이팅이 서로 다른 소재로 이루어진 상부 그레이팅(231)과 하부 그레이팅(221)을 포함할 수 있다. 따라서, 그레이팅 물질(230)과 도광판(220)의 굴절률이 실질적으로 동일하거나, 적어도 굴절률의 차이가 작을수록 지향성 백라이트 유닛(200)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 11 내지 16은 도 4에 따른 지향성 백라이트 유닛(300)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 도 10에서 형성된 지향성 백라이트 유닛을 마스터 몰드(MM)로 마련할 수 있다. 마스터 몰드(MM)에 스탬프(ST)를 증착하여 형성할 수 있다. 스탬프(ST)는 다양한 소재의 물질로 형성될 수 있으며, 특별한 예시에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스탬프(ST)는 경성의 소재로 형성되어 높은 내구성을 가질 수 있다.
도 12를 참조하면, 스탬프(ST)를 마스터 몰드(MM)로부터 분리할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제 2 도광판(320) 및 제 2 도광판(320)의 일면 상에 위치하는 임프린팅층(330)을 마련할 수 있다. 임프린팅층(330)은 스탬프(ST)와의 물리적인 결합을 통해 스탬프(ST)의 표면 형상이 임프린팅되어 그레이팅이 전사되는 층이다. 임프린팅층(330)은 압력 및/또는 열에 의해 가변성을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 임프린팅층(330)은 투명한 레진 소재 또는 투명한 폴리머 소재로 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 스탬프(ST)의 표면 형상을 임프린팅층(330)에 전사시켜 정현파 형상의 그레이팅을 형성할 수 있다. 예를 들어, 스탬프(ST)를 물리적으로 임프린팅층(330)에 압착시켜, 임프린팅층(330)의 표면 형상을 마스터 몰드(MM)의 그레이팅 형상과 실질적으로 동일하도록 변형시킬 수 있다.
도 15를 참조하면, 스탬프(ST)를 임프린팅층(330)으로부터 제거할 수 있다.
도 16을 참조하면, 지향성 백라이트 유닛(300)을 형성할 수 있다. 지향성 백라이트 유닛(300)은 도광판(320)과 그레이팅(331)을 포함하는 임프린팅층(330)을 포함할 수 있으며, 광원(310)을 포함할 수 있다.
도 11 내지 도 16의 공정에 의해 형성된 지향성 백라이트 유닛(300)은 마스터 몰드인 지향성 백라이트 유닛(200)의 그레이팅과 동일한 형상의 그레이팅(331)을 포함할 수 있다.
스탬프(ST)는 일회성이 아니라 여러 번 임프린팅 공정에 활용될 수 있으므로 지향성 백라이트 유닛(300)을 용이하게 양산할 수 있어, 비용을 절감하고, 공정 효율을 향상 시킬 수 있다.
도 17은 도 3에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
도 17을 참조하면, 제 1 지향성 백라이트 유닛(도 3의 200)은 제 1 기판을 등방성 식각하여 하부 그레이팅을 형성하고(S1801), 제 1 기판에 하부 그레이팅 물질을 증착한 후 리플로우 공정으로 상부 그레이팅을 형성(S1802)하여, 정현파 형상의 제 1 지향성 백라이트 유닛(S1803)을 제조할 수 있다. 제 1 기판은 도광판을 의미할 수 있다.
도 18은 도 4에 따른 다른 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다.
도 18을 참조하면, 제 1 지향성 백라이트 유닛(도 3의 200)을 마스터 몰드로 하여 스탬프를 형성하고(S1901), 제 2 기판에 스탬프를 임프린팅하고(S1902), 정현파 형상의 제 2 지향성 백라이트 유닛(S1903)을 제조할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 지향성 백라이트 유닛은 입체 영상 표시 장치를 구성할 수 있다. 입체 영상 표시 장치는 지향성 백라이트 유닛과 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널은 예를 들어, 액정 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 예를 들어, 메트릭스 구조로 배열된 복수 개의 픽셀을 포함할 수 있고, 복수 개의 픽셀은 각각 컬러 광에 대응되는 서브 픽셀들을 포함할 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.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 지향성 백라이트 유닛, 이의 제작방법, 이를 포함하는 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.
100, 200, 300 : 지향성 백라이트 유닛
110, 210, 310 : 광원
120, 220, 320 : 도광판
130, 230, 330 : 그레이팅
221 : 하부 그레이팅
231 : 상부 그레이팅
M1, M2 : 마스크 패턴
MM : 마스터 몰드
ST : 스탬프

Claims (18)

  1. 도광판;
    상기 도광판에 광을 조사하는 광원; 및
    상기 도광판의 출광면에 마련되고,
    회절되며 출광되는 광 중 어느 한 갈래의 광의 세기가 나머지 갈래들의 광의 세기의 합보다 크거나 또는 단 한 갈래의 광이 회절되며 출광되도록 하는 그레이팅 형상을 가지는 그레이팅;을 포함하는 지향성 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 도광판의 출광면에 마련되는 하부 그레이팅을 포함하고,
    상기 그레이팅은 상기 하부 그레이팅과 연결되는 상부 그레이팅을 포함하는 지향성 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 그레이팅은 상기 도광판의 출관면에 주기적으로 이격되도록 마련되는 둥근 홈들을 포함하고,
    상기 상부 그레이팅은 상기 둥근 홈들의 사이마다 마련되는 둥근 돌출부들을 포함하는 지향성 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 둥근 돌출부들과 상기 둥근 홈들은 서로 부드럽게 연결되어 정현파 형상을 형성하는 지향성 백라이트 유닛.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 도광판은 가시광에 대하여 투명한 내열성 소재로 형성되고,
    상기 그레이팅은 가시광에 대하여 투명한 폴리머 소재로 형성되는 지향성 백라이트 유닛.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 그레이팅과 상기 도광판은 실질적으로 굴절률이 동일한 소재로 형성되는 지향성 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 정현파 형상의 그레이팅 형상을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 그레이팅과 상기 도광판은 실질적으로 굴절률이 동일한 소재로 형성되는 지향성 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 투명한 레진 소재로 형성되는 지향성 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 푸리에 변환을 했을 때 제 1 푸리에 계수를 제곱한 값이 제 2 푸리에 계수를 비롯한 나머지 푸리에 계수들을 제곱하여 더한 값보다 큰 그레이팅 형상을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 그레이팅은 푸리에 변환을 했을 때 제 1 푸리에 계수를 제외한 나머지 푸리에 계수들은 실질적으로 0인 그레이팅 형상을 가지는 지향성 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 따른 지향성 백라이트 유닛; 및
    상기 지향성 백라이트 유닛의 출광부에 마련되며, 상기 지향성 백라이트 유닛을 통해 출광 된 광을 이용하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널;을 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  13. 제 1 도광판에 주기적으로 이격되는 복수의 둥근 홈을 파 하부 그레이팅을 형성하는 단계; 및
    상기 둥근 홈 사이에 복수의 둥근 돌출부를 마련하여 상부 그레이팅을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 복수의 둥근 홈과 상기 동근 돌출부가 서로 연결되어 정현파 형상의 그레이팅을 형성하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하부 그레이팅을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 도광판 상에 주기적으로 이격되는 복수의 개구부를 가지는 제 1 마스크를 형성하는 단계;
    상기 복수의 개구부를 통해 노출되는 상기 제 1 도광판을 등방성으로 식각하는 단계; 및
    상기 제 1 마스크를 상기 제 1 도광판으로부터 제거하는 단계;를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 그레이팅을 형성하는 단계는,
    상기 복수의 둥근 홈을 제외한 상기 제 1 도광판의 나머지 부분을 노출시키는 제 2 마스크를 형성하는 단계;
    상기 제 2 마스크가 노출시킨 상기 제 1 도광판에 그레이팅 물질을 증착하는 단계;
    상기 제 2 마스크를 상기 제 1 도광판으로부터 제거하는 단계; 및
    상기 그레이팅 물질을 리플로우 공법으로 가공하여 상기 복수의 둥근 돌출부를 형성하는 단계;를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
  16. 제 13 항에 의해 형성된 지향성 백라이트 유닛을 마스터 몰드로 마련하는 단계;
    상기 마스터 몰드를 전사하여 스탬프를 형성하는 단계; 및
    상기 스탬프를 이용하여 정현파 형상의 그레이팅을 임프린팅하는 단계;를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스탬프를 형성하는 단계는,
    상기 마스터 몰드에 스탬프를 증착하는 단계; 및
    상기 스탬프를 상기 마스터 몰드로부터 분리하는 단계;를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 임프린팅하는 단계는,
    제 2 도광판 및 상기 제 2 도광판 상에 임프린팅층을 마련하는 단계;
    상기 임프린팅층에 상기 스탬프를 임프린팅하여 정현파 형상의 그레이팅을 형성하는 단계;및
    상기 스탬프를 상기 임프린팅층으로부터 제거하는 단계;를 포함하는 지향성 백라이트 유닛의 제조 방법.
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