(57)【要約】【課題】  ３Ｄバックライトユニットとこれを含むディスプレイ装置を提供する。【解決手段】  ３Ｄバックライトユニットは、光を放射する光源及び光源から放射された光をガイドする導光板を含む。導光板は、導光板によってガイドされる光のうち一部の光を導光板の外部に離脱させる出光要素を有し、出光要素の断面は逆台形の形状を有する。【選択図】      図１
2018085328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源と、
前記光源から放射された前記光をガイドする導光板と、
を含み、
前記導光板は、前記導光板によってガイドされる光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させる出光要素を有し、
前記出光要素の断面は逆台形の形状を有する３Ｄバックライトユニット。
【請求項２】
前記出光要素は、前記導光板の下面から前記導光板の上面側に反射する光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させる、請求項１に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項３】
前記出光要素によって離脱される光は、各出光要素の側面に反射して前記導光板の外部に離脱される、請求項１又は２に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項４】
前記光が全反射される前記導光板の上面と前記出光要素の下面は、同じ平面上に位置する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項５】
前記出光要素の上面は、長方形、台形又は平行四辺形の形態を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項６】
前記出光要素のうち隣接する出光要素の間に空気腔が配置される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項７】
前記導光板を介してガイドされる光は、前記空気腔の下面と前記導光板の下面との間で生じる全反射によってガイドされる、請求項６に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項８】
前記空気腔の誘電率は前記導光板の誘電率よりも小さい、請求項６に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項９】
前記出光要素によって離脱される光は、光が示される第１領域と光が示されない第２領域が交互に反復する光パターンを形成する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１０】
前記出光要素は、相互間が離隔し、かつライン状に配置される複数のパターン列を含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１１】
前記パターン列のそれぞれは、入射した光を前記導光板の外部に離脱させる複数の独立したパターン構造体を含む、請求項１０に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１２】
前記パターン列は、前記導光板で傾いた形態に配置される、請求項１０に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１３】
前記出光要素の下面の面積に基づいて前記導光板から離脱する光の量が決定される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１４】
前記光源は、
前記導光板の一側に向かって光を放射する第１光源と、
前記導光板の他方に向かって光を放射する第２光源と、
を含む、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の３Ｄバックライトユニット。
【請求項１５】
ディスプレイパネルと、
３Ｄディスプレイモードで、前記ディスプレイパネルに３Ｄ映像を表示するための第１光を出力する第１バックライトユニットと、
２Ｄディスプレイモードで、前記ディスプレイパネルに２Ｄ映像を表示するための第２光を出力する第２バックライトユニットと、
を含み、
前記第１バックライトユニットは、断面が逆台形の形状を有する出光要素によって前記３Ｄ映像を表示するための前記第１光を出力するディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記第１バックライトユニットは、前記出光要素を有する導光板を含み、
前記出光要素は、前記導光板の下面から前記導光板の上面側に反射する光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させる、請求項１５に記載のディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記出光要素によって離脱する光は、各出光要素の側面に反射して前記導光板の外部に離脱する、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
前記第２バックライトユニットから出力される光は、前記第１バックライトユニットに含まれる前記導光板及び前記出光要素を通過して前記ディスプレイパネルに達する、請求項１６に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記ディスプレイパネルは、前記第１バックライトユニットと離隔するか、又は光学的に接合される、請求項１５乃至１８のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
当該ディスプレイ装置のディスプレイモードに応じて、前記第１バックライトユニット及び前記第２バックライトユニットに含まれる光源の動作を制御するコントローラをさらに含む、請求項１５乃至１９のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項２１】
初期パターンを有する第１プレートを形成するステップと、
前記第１プレートと第２プレートとを接合することによって、出光要素を有する導光板を形成するステップとを含み、前記出光要素の断面は逆台形の形状を有する、導光板の製造方法。
【請求項２２】
前記初期パターンの断面は、三角形又は台形の形態を有する、請求項２１に記載の導光板の製造方法。
【請求項２３】
前記第１プレートと前記第２プレートが互いに接合されない空間に空気腔を形成するステップをさらに含む、請求項２１又は２２に記載の導光板の製造方法。
【請求項２４】
前記第１プレートを形成するステップは、陰刻モールドの陰刻パターンに対応する前記初期パターンを有する前記第１プレートを、前記陰刻モールドを用いて形成する、請求項２１乃至２３のいずれか一項に記載の導光板の製造方法。
【請求項２５】
導光板において、
光をガイドする下部と、
前記下部に連結された複数の突出部を含む上部と、
を含み、
前記複数の突出部は、前記下部によってガイドされた光の一部を前記導光板から離脱させ、前記複数の突出部のうち少なくとも１つの断面は逆台形の形状を有する導光板。
【請求項２６】
前記複数の突出部は均一な間隔で形成される、請求項２５に記載の導光板。
【請求項２７】
前記複数の突出部のいずれか１つは逆台形の形状を有する、請求項２５又は２６に記載の導光板。
【請求項２８】
空気腔が、前記複数の突出部のうちの隣接する突出部の間に形成される、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載の導光板。
【請求項２９】
複数の突出部を有する第１プレートを形成するステップと、
前記複数の突出部を第２プレートに連結して光をガイドするための導光板を形成するステップと、
を含み、
前記複数の突出部は、前記ガイドされた光の一部を前記導光板から離脱させ、
前記複数の突出部のうちの少なくとも１つの断面は逆台形の形状を有する導光板の製造方法。
【請求項３０】
前記複数の突出部を均一な間隔で形成するステップをさらに含む、請求項２９に記載の導光板の製造方法。
【請求項３１】
前記複数の突出部のうちの少なくとも１つは逆台形プリズムである、請求項２９又は３０に記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は、３Ｄバックライトユニット及びこれを含むディスプレイ装置、３Ｄバックライトユニット
に含まれる導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を用いて裸眼式３Ｄディスプレイを実現する技術であって、ＦＰＤの前面に視点を分割する光学素子を用いることが知られている。この光学素子の例として、レンチキュラーレンズとパララックスバリアがある。
【０００３】
レンチキュラーレンズを用いた方式は、２次元ＦＰＤの前面にピッチの小さいシリンダレンズを数個配列して左眼映像と右眼映像とに分離し、パララックスバリアを用いた方式は、ＦＰＤの前面に光の進行方向を制限するバリアを配置して左眼映像と右眼映像とを分離する。パララックスバリアの一般的な構造として、２次元ディスプレイパネルから出力される映像光を遮蔽する遮蔽部と映像光を透過させるスリット部が交互に配置される。所定の位置及び所定の方向で視聴者がディスプレイ装置を見る場合、スリット部を介して視聴者の左眼と右眼に互いに異なる視点映像が伝達され、視聴者は視点差により立体感を感じることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の３Ｄバックライトユニットは、逆台形の形状の出光要素を有する導光板を含むことによって、光を導光板の外部へ均一に出力することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットは、光を放射する光源と、前記光源から放射された前記光をガイドする導光板とを含み、前記導光板は、前記導光板によってガイドされる光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させる出光要素を有し、前記出光要素の断面は逆台形の形状を有する。
【０００６】
前記出光要素は、前記導光板の下面から前記導光板の上面側に反射する光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させ得る。
【０００７】
前記出光要素によって離脱される光は、各出光要素の側面に反射して前記導光板の外部に離脱され得る。
【０００８】
前記光が全反射される前記導光板の上面と前記出光要素の下面は、同じ平面上に位置し得る。
【０００９】
前記出光要素の上面は、長方形、台形又は平行四辺形の形態を有し得る。
【００１０】
前記出光要素のうち隣接する出光要素の間に空気腔が配置され得る。
【００１１】
前記導光板を介してガイドされる光は、前記空気腔の下面と前記導光板の下面との間で生じる全反射によってガイドされ得る。
【００１２】
前記空気腔の誘電率は前記導光板の誘電率よりも小さくてもよい。
【００１３】
前記出光要素によって離脱される光は、光が示される第１領域と光が示されない第２領域が交互に反復する光パターンを形成し得る。
【００１４】
前記出光要素は、相互間が離隔し、かつライン状に配置される複数のパターン列を含み得る。
【００１５】
前記パターン列のそれぞれは、入射した光を前記導光板の外部に離脱させる複数の独立したパターン構造体を含み得る。
【００１６】
前記パターン列は、前記導光板で傾いた形態に配置され得る。
【００１７】
前記出光要素の下面の面積に基づいて前記導光板から離脱する光の量が決定され得る。
【００１８】
前記光源は、前記導光板の一側に向かって光を放射する第１光源と、前記導光板の他方に向かって光を放射する第２光源とを含み得る。
【００１９】
一実施形態に係るディスプレイ装置は、ディスプレイパネルと、３Ｄディスプレイモードで、前記ディスプレイパネルに３Ｄ映像を表示するための第１光を出力する第１バックライトユニットと、２Ｄディスプレイモードで、前記ディスプレイパネルに２Ｄ映像を表示するための第２光を出力する第２バックライトユニットとを含み、前記第１バックライトユニットは、断面が逆台形の形状を有する出光要素によって前記３Ｄ映像を表示するための前記第１光を出力する。
【００２０】
前記第１バックライトユニットは、前記出光要素を有する導光板を含み、前記出光要素は、前記導光板の下面から前記導光板の上面側に反射する光のうち一部の光を前記導光板の外部に離脱させ得る。
【００２１】
前記出光要素によって離脱する光は、各出光要素の側面に反射して前記導光板の外部に離脱し得る。
【００２２】
前記第２バックライトユニットから出力される光は、前記第１バックライトユニットに含まれる前記導光板及び前記出光要素を通過して前記ディスプレイパネルに達し得る。
【００２３】
前記ディスプレイパネルは、前記第１バックライトユニットと離隔するか、又は光学的に接合され得る。
【００２４】
前記ディスプレイ装置は、当該ディスプレイ装置のディスプレイモードに応じて、前記第１バックライトユニット及び前記第２バックライトユニットに含まれる光源の動作を制御するコントローラをさらに含み得る。
【００２５】
一実施形態に係る導光板の製造方法は、初期パターンを有する第１プレートを形成するステップと、前記第１プレートと第２プレートとを接合することによって、出光要素を有する導光板を形成するステップを含み、前記出光要素の断面は逆台形の形状を有し得る。
【００２６】
前記初期パターンの断面は、三角形又は台形の形態を有し得る。
【００２７】
前記第１プレートと前記第２プレートが互いに接合されない空間に空気腔を形成するステップをさらに含み得る。
【００２８】
前記第１プレートを形成するステップは、陰刻モールドの陰刻パターンに対応する前記初期パターンを有する前記第１プレートを、前記陰刻モールドを用いて形成し得る。
【００２９】
一実施形態に係る導光板は、光をガイドする下部と、前記下部に連結された複数の突出部を含む上部とを含み、前記複数の突出部は、前記下部によってガイドされた光の一部を前記導光板から離脱させ、前記複数の突出部のうち少なくとも１つの断面は逆台形の形状を有し得る。
【００３０】
前記複数の突出部は均一な間隔で形成され得る。
【００３１】
前記複数の突出部のいずれか１つは逆台形の形状を有し得る。
【００３２】
空気腔が、前記複数の突出部のうちの隣接する突出部の間に形成され得る。
【００３３】
一実施形態に係る導光板の製造方法は、複数の突出部を有する第１プレートを形成するステップと、前記複数の突出部を第２プレートに連結して光をガイドするための導光板を形成するステップとを含み、前記複数の突出部は、前記ガイドされた光の一部を前記導光板から離脱させ、前記複数の突出部のうちの少なくとも１つの断面は逆台形の形状を有する。
【００３４】
前記導光板の製造方法は、前記複数の突出部を均一な間隔で形成するステップをさらに含み得る。
【００３５】
前記複数の突出部のうちの少なくとも１つは逆台形プリズムであり得る。
【発明の効果】
【００３６】
一実施形態によると、３Ｄバックライトユニットは、逆台形の形状の出光要素を有する導光板を含むことによって、光を導光板の外部へ均一に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットを介して３Ｄ映像のための光が出力される過程を説明するための図である。
【図２Ｂ】一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットの導光板を示す図である。
【図３】一実施形態に係る出光要素の構造を示す図である。
【図４】一実施形態に係る出光要素の分布を示す図である。
【図５】一実施形態に係る出光要素に含まれるパターン列を示す図である。
【図６】一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットから出力された光分布の一例を示す図である。
【図７】他の実施形態に係る出光要素の分布を示す図である。
【図８】他の実施形態に係るライン状の出光要素を示す図である。
【図９Ａ】一実施形態に係る３Ｄディスプレイモードにおけるディスプレイ装置の動作を説明するための図である。
【図９Ｂ】一実施形態に係る２Ｄディスプレイモードでディスプレイ装置の動作を説明するための図である。
【図１０Ａ】一実施形態に係る導光板の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０Ｂ】他の実施形態に係る導光板を製造する方法を示すフローチャートである。
【図１１】一実施形態に係る導光板の製造方法の実現例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書で開示されている本発明の概念による実施形態に対して特定の構造的又は機能的な説明は、単に本発明の概念による実施形態を説明するための目的として例示したものであり、本発明の概念による実施形態は様々な形態で実施され、本明細書に説明された実施形態に限定されることはない。
【００３９】
第１又は第２等の用語を複数の構成要素を説明するために用いることができるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素とも命名することができる。
【００４０】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれを組み合わせたもの等の存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【００４１】
異なるように定義されない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含め、本明細書で用いられる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【００４２】
以下、実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同じ部材を示し、これに対する重複説明は省略することにする。
【００４３】
図１は、一実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す図である。
【００４４】
ディスプレイ装置１００は映像を表示する。ディスプレイ装置１００は、３Ｄ映像を出力する３Ｄディスプレイモード又は２Ｄ映像を出力する２Ｄディスプレイモードで動作する。他の実施形態によると、ディスプレイ装置１００は、３Ｄディスプレイモードだけで動作してもよい。ディスプレイ装置１００は、レンチキュラーレンズやパララックスバリアを利用することなく、裸眼式３Ｄディスプレイを実現し得る。
【００４５】
図１を参照すると、ディスプレイ装置１００は、ディスプレイ部１１０及びコントローラ１５０を含む。ディスプレイ部１１０は、コントローラ１５０の制御下で視聴者に提供する３Ｄ映像又は２Ｄ映像を出力する。ディスプレイ部１１０は、バックライトユニット１２０、１３０及びディスプレイパネル１４０を含む。ディスプレイ装置１００が３Ｄディスプレイモード及び２Ｄディスプレイモードの双方で動作する場合、ディスプレイ部１１０は、２Ｄバックライトユニット１２０、３Ｄバックライトユニット１３０及びディスプレイパネル１４０を含む。ディスプレイ装置１００が３Ｄディスプレイモードのみで動作する場合、ディスプレイ部１１０は、３Ｄバックライトユニット１３０及びディスプレイパネル１４０を含み、２Ｄバックライトユニット１２０は必要ではない。
【００４６】
３Ｄバックライトユニット１３０は、３Ｄディスプレイモードでディスプレイパネル１４０に３Ｄ映像を表示するための光を出力する。３Ｄバックライトユニット１３０は、光を放射する光源と、光源から放射された光をガイドする導光板を含む。導光板は、ガイドされる光のうちの一部の光を導光板の外部に離脱させる出光要素を有する。出光要素は出光パターンを含む。一実施形態によると、３Ｄバックライトユニット１３０は、断面が逆台形の形状を有する出光要素によって３Ｄ映像を表示するための光をディスプレイパネル１４０に出力する。出光要素は、導光板の下面で導光板の上面側に反射する光のうちの一部の光を導光板の外部に離脱させる。出光要素の下面により出光要素内に入ってきた光は、出光要素の側面で反射して導光板の外部に離脱する。
【００４７】
出光要素によって離脱する光は、光が示される第１領域と光が示されない第２領域が交互に反復する光パターンを形成する。出光要素によって形成される光分布パターンは、パララックスバリアのような３Ｄ光学素子によって光パターンと機能上同じである。出光要素によって形成される光パターンでは、第１及び第２領域は、パララックスバリアのスリットを介して光が示される領域とバリアによって光が遮断された領域にそれぞれ対応する。３Ｄバックライトユニット１３０に対する説明は下記でより詳しく説明する。
【００４８】
２Ｄバックライトユニット１２０は、２Ｄディスプレイモードでディスプレイパネル１４０に２Ｄ映像を表示するための光を出力する。一実施形態によると、２Ｄバックライトユニット１２０は、３Ｄバックライトユニット１３０と同様に、光を放射する光源と、光源から放射された光をガイドする導光板を含む。一実施形態によると、導光板の下面には光を導光板の外部に離脱させるための出光要素が配置され、出光要素によって光を導光板の外部へ均一に出力することができる。
【００４９】
一実施形態によると、２Ｄバックライトユニット１２０は３Ｄバックライトユニット１３０の下部に配置され、３Ｄバックライトユニット１３０はディスプレイパネル１４０の下部に配置される。２Ｄバックライトユニット１２０から出力された光は、３Ｄバックライトユニット１３０に含まれた導光板及び出光要素を通過してディスプレイパネル１４０に到達する。３Ｄバックライトユニット１３０に含まれた導光板及び出光要素は、例えば、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ  Ｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ＰｏｌｙＥｔｈｅｒＳｕｌｆｏｎｅ）又はＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）等のような透明な物質から構成されているため、２Ｄバックライトユニット１２０から出力された光の進路を光学的に妨害しない。したがって、２Ｄバックライトユニット１２０から出力される光は均一にディスプレイパネル１４０に提供され得る。
【００５０】
ディスプレイパネル１４０は、３Ｄバックライトユニット１３０又は２Ｄバックライトユニット１２０から出力された光に基づいて視聴者に提供する映像を表示する。３Ｄバックライトユニット１３０から出力された光がディスプレイパネル１４０を通過しながら３Ｄ映像が形成され、２Ｄバックライトユニット１２０から出力された光が３Ｄバックライトユニット１３０及びディスプレイパネル１４０を通過しながら２Ｄ映像が形成される。
【００５１】
ディスプレイパネル１４０は、例示的に、マトリックス（ｍａｔｒｉｘ）状に配列される個々のサブピクセルを有するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルであってもよい。ディスプレイパネル１４０は、３Ｄバックライトユニット１３０と離隔して配置されてよく、あるいは３Ｄバックライトユニット１３０と光学的に接合（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｏｎｄｉｎｇ）されてもよい。３Ｄディスプレイの画質及び画質の均一性を向上させるためには、ディスプレイパネル１４０と３Ｄバックライトユニット１３０に含まれる出光要素間の間隔を一定に保持することが重要である。このような間隔を一定に保持する方法として、ディスプレイパネル１４０と３Ｄバックライトユニット１３０の導光板を接合する方法がある。３Ｄバックライトユニット１３０とディスプレイパネル１４０を接合できることは、３Ｄバックライトユニット１３０が有する出光要素の固有な構造的な特徴に起因する。３Ｄバックライトユニット１３０とディスプレイパネル１４０を光学的に接合させる場合、より薄い厚さのディスプレイ装置１００が可能になり、クロストルク現象が減少し得る。
【００５２】
コントローラ１５０は、ディスプレイ装置１００の全体的な動作を制御する。コントローラ１５０は、ディスプレイ装置１００のディスプレイモードに応じて３Ｄバックライトユニット１３０及び２Ｄバックライトユニット１２０に含まれる光源の動作を制御する。例えば、３Ｄディスプレイモードでは、３Ｄバックライトユニット１３０に含まれる光源が活性化され、２Ｄバックライトユニット１２０に含まれる光源は不活性化される。２Ｄディスプレイモードでは、３Ｄバックライトユニット１３０に含まれる光源が不活性化され、２Ｄバックライトユニット１２０に含まれる光源は活性化される。ディスプレイモードはユーザ入力によって決定されたてよく、あるいは出力しようとする映像のタイプが２Ｄ映像又は３Ｄ映像であるか否かに応じて決定されてもよい。
【００５３】
図２Ａは、一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットを介して３Ｄ映像のための光が出力される過程を説明するための図である。
【００５４】
図２Ａを参照すると、３Ｄバックライトユニット２００は、光源２１２、２１５及び導光板２２０を含む。ここで、３Ｄバックライトユニット２００は、図１に示すバックライトユニット１３０に対応する。光源２１２、２１５は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、線光源又は面光源であってもよく、光源２１２、２１５は複数の光源から構成される。一実施形態によると、光源２１２、２１５は、導光板２２０の一側に向かって光を放射する第１光源２１２及び導光板２２０の他方に向かって光を放射する第２光源２１５を含む。実施形態により、３Ｄディスプレイモードで第１光源２１２及び第２光源２１５のうちいずれか１つのみが活性化されてよく、第１光源２１２及び第２光源２１５の全てが活性化されてもよい。
【００５５】
導光板２２０は、光源２１２、２１５から入射した光を全反射（ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；ＴＩＲ）によってガイドする。導光板２２０は、ガイドされる光のうち一部の光を導光板２２０の外部に離脱させるための出光要素２３２、２３４、２３６、２３８を含む。例えば、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８のそれぞれは、導光板２２０からガイドされた光の一部を離脱させる構造を有する。出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の屈折率は、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の下面で全反射を破るための値を有し、導光板２２０の屈折率と同一であるか、又は類似する。
【００５６】
一実施形態では、導光板２２０内で光が全反射する一面と出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の下面は同一の平面上に位置する。図２は、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の断面形状を図示しているが、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の断面は、逆台形の形状を有する。出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の構造によって、ディスプレイパネル２１０を介して出力される映像の視野角が決定される。裸眼式３Ｄディスプレイ装置では、３Ｄ映像を視聴するための視野角が存在するが、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の側面に反射した光のうち最大反射角を有する光によって視野角が決定される。
【００５７】
導光板２２０の下面で導光板２２０の上面側に反射する光のうちの一部は、出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の下面を介して出光要素２３２、２３４、２３６、２３８内に入射される。出光要素２３２、２３４、２３６、２３８に入射した光は、入射した出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の側面に反射（全反射）されて導光板２２０の外部に進行する。出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の下面の面積に基づいて導光板２２０から離脱する光の量が決定される。下面の面積が大きいほど、導光板２２０からより多い量の光が離脱される。
【００５８】
出光要素２３２、２３４、２３６、２３８の間には空気腔（ａｉｒ  ｃａｖｉｔｙ）２４２、２４４、２４６が配置される。出光要素２３２、２３４、２３６、２３８は、空気腔２４２、２４４、２４６を間に置いて互いに離隔して配置される。空気腔２４２、２４４、２４６の断面は台形の形態を有する。空気腔２４２、２４４、２４６の下面と導光板２２０の下面との間で生じる光の全反射によって光がガイドされる。ここで、全反射条件は、導光板２２０の屈折率と空気腔２４２、２４４、２４６の屈折率に基づいて決定される。空気腔２４２、２４４、２４６の誘電率は、導光板２２０の誘電率よりも小さい。
【００５９】
ディスプレイパネル２１０は、導光板２２０と離隔するか、光学的に接合される。従来におけるディスプレイ装置では、ディスプレイパネルと導光板とを接合させようとしても全反射条件を満足することができず、ディスプレイパネルと導光板を接合させることができなかった。ここで提案した３Ｄバックライトユニット２００の構造によると、ディスプレイパネル２１０を導光板２２０に接合させても、空気腔２４２、２４４、２４６により導光板２２０内で全反射が行われることができる。したがって、ディスプレイパネル２１０と導光板２２０とを接合してもディスプレイ装置が正常に動作できる。
【００６０】
図２Ｂは、一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットの導光板を示す図である。図２Ｂは、導光板２２０の切断面を示す。一実施形態によると、導光板２２０は、下部２２１及び下部２２１に接続された複数の突出部２２３、２２４、２２５及び２２６を含む上部２２２を含む。複数の突出部２２３、２２４、２２５及び２２６は、下部２２１によってガイドされた光の一部が導光板２２０を離脱することを許容し、複数の突出部２２３、２２４、２２５及び２２６のうち少なくとも１つの断面は逆台形の形状を有する。
【００６１】
一実施形態によると、複数の突出部のうち少なくとも１つは逆台形の形状のプリズムであり得る。また、空気腔２２７、２２８及び２２９は、複数の突出部のうち隣接する突出部の間に形成される。複数の突出部は均一の間隔に形成される。
【００６２】
図３は、一実施形態に係る出光要素の構造を示す図である。図３を参照すると、各出光要素において、高さ（ｈ）方向の断面３３０、３４０は逆台形の形状を有する。出光要素の断面３３０、３４０で上面の長さ（ｂ）は下面の長さ（ａ）より長く、角度θは、例えば、５０〜６０度（°）である。一実施形態によると、角度θは、逆台形の形状の一面と、下部と平行に伸びる線との間の角度である。角度θの大きさに応じて出光要素によって出力される光の反射角が決定される。
【００６３】
導光板内でガイドされた光が出光要素の下面３２０に入射される場合、光は出光要素内に進入し、側面３６０、３７０のうちの１つ以上に反射して上面３１０を通過して進む。ここで、反射した光が有する反射角は角度θによって決定される。下面３２０の面積によって出光要素から出力される光の量が変化し得る。下面３２０の面積は下面の長さ（ａ）と幅（ｗ）に基づいて決定される。出光要素の上面３１０の形態は様々である。例えば、上面３１０は、長方形、台形（又は、逆台形）又は平行四辺形の形態を有するが、上面３１０の形態がこれに限定されることはない。一実施形態によると、出光要素は逆台形プリズムであり得る。
【００６４】
図４は、一実施形態に係る出光要素の分布を示す図である。図４を参照すると、３Ｄバックライトユニット４００の第１光源４１０は導光板の一側に配置され、第２光源４２０は導光板の他方に配置される。第１光源４１０及び第２光源４２０から放射された光は導光板に入射され、入射した光のうち一部の光は出光要素４３２、４３４によって形成された出光パターン４３０、４４０によって導光板の外部に離脱する。
【００６５】
出光要素は、３Ｄバックライトユニット４００の導光板で複数のパターン列４３０、４４０を含む。パターン列４３０、４４０は、パターン列４３０、４４０の間に存在する空気腔によって離隔される。各パターン列４３０、４４０は、導光板で傾いた形態に配置されてもよい。パターン列４３０、４４０を傾いた形態に配置することで、ディスプレイパネルを介して出力される３Ｄ映像の画質が改善される。
【００６６】
パターン列４３０、４４０は、アイランド（ｉｓｌａｎｄ）の形態を有する複数の独立したパターン構造体４３２、４３４を含む。パターン構造体４３２、４３４のそれぞれは入射した光を導光板の外部に離脱させる。パターン構造体４３２、４３４は互いに離隔して配置されてもよく、パターン列４３０でライン状に配置されてもよい。
【００６７】
図５は、一実施形態に係る出光要素に含まれるパターン列を示す図である。図５を参照すると、出光要素に含まれるパターン列４３０は、複数のパターン構造体４３２、４３４を含む。パターン構造体４３２、４３４の間には空気腔が存在する。パターン構造体４３２、４３４の一面は上面の長さ（ｂ）が下面の長さ（ａ）より長く、高さ（ｈ）方向に逆台形を有する。パターン構造体４３２、４３４では、角度θの大きさに応じて、パターン構造体４３２、４３４から出力される光の反射角が決定される。
【００６８】
図６は、一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットから出力された光分布の一例を示す図である。図６を参照すると、出光要素がライン状に配置された複数のパターン列を含む場合、３Ｄバックライトユニットから出力された光分布は光が示される第１領域６１０と、光が示されない暗い第２領域６２０を含む。第１領域６１０は、出光要素によって導光板の外部に離脱した光により形成される明るい領域である。第１領域６１０と第２領域６２０は、ライン状に交互に反復する光パターンを示す。３Ｄバックライトユニットから出力される光分布は、パララックスバリアによって形成される光分布と類似の形態である。
【００６９】
図７は、他の実施形態に係る出光要素の分布を示す図である。図７を参照すると、３Ｄバックライトユニット７００の第１光源７１０は導光板の一側に配置し、第２光源７２０は導光板の他方に配置する。第１光源７１０及び第２光源７２０から放射された光は導光板に入射され、入射した光のうち一部の光は出光要素によって導光板の外部に離脱する。ここで、導光板は、ライン状の出光要素７３０、７４０を含む。出光要素７３０、７４０のそれぞれは、その自体で１つの列を形成する。出光要素７３０、７４０は、相互間に離隔して配置され、傾いた形態に配置される。出光要素７３０、７４０の間には空気腔が存在し、第１光源７１０及び第２光源７２０から放射されて導光板に入射した光は空気腔によって全反射する。出光要素７３０、７４０に入射した光は、出光要素７３０、７４０の側面に反射して導光板の外部に離脱される。
【００７０】
図８は、他の実施形態に係るライン状の出光要素を示す図である。図８を参照すると、出光要素７３０は、長いラインの形態を有する。出光要素７３０の断面は高さ（ｈ）方向に上面の長さ（ｂ）が下面の長さ（ａ）よりも長い逆台形の形状を有する。角度θは、例えば、５０〜６０度（°）であり得る。一実施形態によると、角度θは逆台形の形状の一面と、下部と平行して伸びる線との間の角度である。角度θの大きさに応じて出光要素７３０によって出力される光の反射角が決定される。
【００７１】
図９Ａは、一実施形態に係る３Ｄディスプレイモードにおけるディスプレイ装置の動作を説明するための図である。図９Ａを参照すると、ディスプレイ装置（例えば、図１に示すディスプレイ装置１００）はディスプレイパネル９１０、３Ｄバックライトユニット９２０、及び２Ｄバックライトユニット９４０を含む。３Ｄバックライトユニット９２０は２Ｄバックライトユニット９４０の上部に配置され、ディスプレイパネル９１０は３Ｄバックライトユニット９２０の上部に配置されている。
【００７２】
ディスプレイ装置が３Ｄディスプレイモードで動作する場合、３Ｄバックライトユニット９２０が活性化され、３Ｄバックライトユニット９２０に含まれた光源９２２、９２４により導光板９３０に向かって光が放射される。２Ｄバックライトユニット９４０は不活性化され、２Ｄバックライトユニット９４０に含まれた光源９４２、９４４からは光が放射されない。
【００７３】
光源９２２、９２４から放射されて導光板９３０に入射した光は、導光板９３０内で全反射によってガイドされる。導光板９３０は、光を外部に離脱させる出光要素９３２、９３４、９３６、９３８を含む。出光要素９３２、９３４、９３６、９３８の断面は逆台形の形状を有する。例えば、導光板内で進行された光が出光要素９３２の下面に達する場合、光は出光要素９３２内に入射され、出光要素９３２の一側面に反射して導光板９３０の外部に出る。ディスプレイパネル９１０は出光要素９３２によって形成される光パターンに基づいて３Ｄ映像を表示する。
【００７４】
図９Ｂは、一実施形態に係る２Ｄディスプレイモードでディスプレイ装置の動作を説明するための図である。図９Ｂを参照すると、ディスプレイ装置が２Ｄディスプレイモードで動作する場合、２Ｄバックライトユニット９４０が活性化され、２Ｄバックライトユニット９４０に含まれた光源９４２、９４４から導光板９５０に向かって光が放射される。３Ｄバックライトユニット９２０は不活性化され、３Ｄバックライトユニット９２０に含まれた光源９２２、９２４からは光が放射されない。
【００７５】
一実施形態によると、導光板９５０の下面に光を導光板９５０の外部に離脱させるための出光要素が配置されてもよい。導光板９５０に配置された出光要素は、導光板９３０の出光要素９３２、９３４、９３６、９３８とは異なり、均一に分布された光をディスプレイパネル９１０に伝達する役割を果たす。ディスプレイパネル９１０は、２Ｄバックライトユニット９４０から伝達された光に基づいて２Ｄ映像を表示する。２Ｄバックライトユニット９４０から出力された光は、３Ｄバックライトユニット９２０に存在する導光板９３０、出光要素９３２、９３４、９３６、９３８及び空気腔を通過してそのままディスプレイパネル９１０に伝達される。そのため、導光板９３０及び出光要素９３２、９３４、９３６、９３８は透明な素子で構成される。
【００７６】
一実施形態によると、２Ｄバックライトユニット９４０は、反射フィルム９４６、拡散フィルム９４８及び輝度向上フィルム９２６をさらに含んでもよい。反射フィルム９４６は、導光板９５０でガイドされる光が導光板９５０の下面を介して外部に離脱されないように導光板９５０の下面に達する光を反射して光損失を減らす役割をする。拡散フィルム９４８は、該拡散フィルム９４８に入力された光を拡散させる。拡散フィルム９４８は、光をより均一に分布させる役割をする。輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＢＥＦ）９２６は、該輝度向上フィルム９２６に入射された光の輝度を向上させる。このような拡散フィルム９４８及び輝度向上フィルム９２６を通過した光はディスプレイパネル９１０に到達する。
【００７７】
図１０Ａは、一実施形態に係る３Ｄバックライトユニットに含まれる導光板の製造方法の動作を説明するためのフローチャートである。以下で説明する製造方法によって、図１乃至図９を参照して説明された出光要素を有する導光板を容易かつ簡単に製造できる。ステップＳ１０１０において、陰刻モールド（ｉｎｔａｇｌｉｏ  ｍｏｌｄ）を用いて陰刻モールドの陰刻パターンに対応する陽刻パターンを有する第１プレートを形成する。ここで、陰刻パターンの断面及び陽刻パターンの断面は三角形又は台形の形態を有するが、これに限定されることはない。
【００７８】
一実施形態によると、紫外線や熱によって硬化するレジン（ｒｅｓｉｎ）層に陰刻モールドを圧着させてから硬化させて、陽刻パターンを有する第１プレートを取得できる。レジン層が陰刻モールドと圧着される場合、レジン層は陰刻モールドの陰刻パターンに対応する陽刻パターンを有する。陽刻パターンを有するレジン層が硬化すると、陽刻パターンを有する第１プレートを取得できる。
【００７９】
ステップＳ１０２０において、陽刻パターンを有する第１プレートと光をガイドするための第２プレートとを接合することによって出光要素を有する導光板を形成する。形成される出光要素の断面は逆台形の形状を有する。一実施形態によると、レジン層を用いて第１プレートの陽刻パターンと平らな第２プレートとを接合させてから硬化すれば、空気腔と出光要素を有する導光板が形成される。ここで、第１プレートと第２プレートが互いに接合されない空間は空気腔を形成する。ステップＳ１０１０及びステップＳ１０２０の一実施形態にて用いられるレジン層の屈折率と第２プレートの屈折率は同一であるか、又は類似する。
【００８０】
図１０Ｂは、他の実施形態に係る導光板を製造する方法を示すフローチャートである。
【００８１】
図１から図９Ｂまでの図面に示した出光要素を有する導光板は、下記のような製造方法によって容易かつ簡単に製造される。ステップＳ１０５０において、複数の突出部を有する第１プレートが形成される。一実施形態によると、突出部は、熱又は紫外線によって硬化するレジン層に陰刻モールドを圧着して硬化させることで取得できる。レジン層が陰刻モールドと圧着することに応答して、レジン層は陰刻モールドの陰刻パターンに対応する複数の突出部を有する。複数の突出部を有するレジン層の硬化に応答して、複数の突出部を有する第１プレートが取得される。
【００８２】
ステップＳ１０６０において、複数の突出部を第２プレートに連結することによって、出光要素を有する導光板が形成される。形成される出光要素のうちの少なくとも１つの断面は逆台形であり得る。例えば、複数の突出部を有する第１プレートは、レジン層を用いて平らな第２プレートに連結され、レジン層は硬化して空気腔と出光要素を有する導光板が形成される。空気腔は、第１プレートと第２プレートが互いに連結されない空間に形成される。レジン層の屈折率は、ステップＳ１０５０及びステップＳ１０６０の実施形態で使用された第２プレートの屈折率と同一であるか、又は類似する。
【００８３】
図１１は、一実施形態に係る導光板の製造方法の実現例を説明するためのフローチャートである。図１１を参照すると、平板構造の逆台形の出光要素を有する導光板を製造する方法の実現例が示されている。
【００８４】
ステップＳ１１１０において、陰刻パターンを有する陰刻モールド１１１２、ベースプレート１１１６及びレジン層１１１４が備えられる。陰刻モールド１１１２の陰刻パターンの断面は、三角形又は台形の形態を有するが、これに限定されることはない。ベースプレート１１１６の上部にレジン層１１１４が積層され、レジン層１１１４は紫外線又は熱によって硬化する性質を有する。
【００８５】
ステップＳ１１２０において、陰刻モールド１１１２は、レジン層１１１４に圧着され、レジン層１１１４は、陰刻モールド１１１２の陰刻パターンに対応する陽刻パターンを有するよう変形される。その後、形態の変形されたレジン層１１２２は硬化して形態が固定される。陽刻パターンは、陰刻パターンの形態に応じて三角形又は台形であるが、これに限定されることはない。
【００８６】
ステップＳ１１３０において、硬化したレジン層１１２２から陰刻モールド１１１２を分離する。レジン層１１２２は、図１０に示す陽刻パターンを有する第１プレートに対応する。レジン層１１２２は、導光板の出光要素を形成するためのモールドの役割を行う。
【００８７】
ステップＳ１１４０において、陽刻パターンを有するレジン層１１２２と第２プレート１１４４、第２プレート１１４４に積層されたレジン層１１４２が備えられる。
【００８８】
ステップＳ１１５０において、陽刻パターンを有するレジン層１１２２がレジン層１１４２に圧着され、レジン層１１４２は形態の変形された状態に紫外線又は熱によって硬化される。レジン層１１４２が硬化して形態が固定されると、ステップＳ１１６０において、断面が逆台形である出光要素を有する導光板１１６２が形成される。陽刻パターンを有するレジン層１１２２とレジン層１１４２は、陽刻パターンによって全体面が接合されない。したがって、陽刻パターンによって接合されない空間には空気腔が形成され、空気腔は出光要素の間に形成される。実施形態により、上記の過程によって形成された導光板１１６２はディスプレイパネルと接合でき、この場合に出光要素とディスプレイパネルとの間の間隔を一定にすることができ、ディスプレイパネルから出力される映像の画質を改善させ得る。
【００８９】
以上述した実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素の組合せで具現される。例えば、実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で実行される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は１つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【００９０】
上述したように実施形態を例として限られた図面によって説明したが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記の説明に基づいて様々な技術的な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術を説明された方法と異なる順序で実行し、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路等の構成要素を説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わせるか、他の構成要素又は均等物によって置換して適切な結果を達成することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００：ディスプレイ装置
１１０：ディスプレイ部
１２０：２Ｄバックライトユニット
１３０：３Ｄバックライトユニット
１４０：ディスプレイパネル
１５０：コントローラ
【図１】
2018085328.tif 000003
【図２Ａ】
2018085328.tif 000004
【図２Ｂ】
2018085328.tif 000005
【図３】
2018085328.tif 000006
【図４】
2018085328.tif 000007
【図５】
2018085328.tif 000008
【図６】
2018085328.tif 000009
【図７】
2018085328.tif 000010
【図８】
2018085328.tif 000011
【図９Ａ】
2018085328.tif 000012
【図９Ｂ】
2018085328.tif 000013
【図１０Ａ】
2018085328.tif 000014
【図１０Ｂ】
2018085328.tif 000015
【図１１】
2018085328.tif 000016