CN105137523A - 三维显示装置 - Google Patents

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Abstract

此处公开了一种三维显示装置，该三维显示装置具有将从背光发射的光引导到显示面板的光导模块。三维显示装置包括第一平面光导、第二平面光导、以及朝向显示面板发射光的发射图案，使用者的双眼与显示面板之间的视距由第二平面光导的厚度确定而与第一平面光导的厚度无关，因而光导模块的期望厚度能够被设计者自由地设计。

Description

三维显示装置
技术领域
本发明的实施方式涉及能够显示立体图像的三维显示装置。
背景技术
一般而言，因为显示装置是能够显示图像的装置，所以监视器或电视机包括在其中。
近来，在这样的显示装置当中的三维显示装置已经被提议来除了二维图像之外还显示三维图像。
三维显示装置包括具有液晶面板的显示面板以及背光，其中背光设置在显示面板的背部且被配置为产生将被供给到显示面板的光。
背光包括设置在显示面板的两个后侧上的一对三维光源、设置在所述两个三维光源之间且被配置为将从三维光源发出的光引导到位于其前部的显示面板的光导、以及设置在光导背部的二维光源。此外，发射图案形成在光导上以散射光，仅透过形成光发射图案的位置的光被有限地发射到显示面板。
在如上所述的三维显示装置中，使用者的双眼与显示面板之间的视距取决于光导的厚度，光导的厚度在小显示面板的情形下变得非常小。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供一种三维显示装置，该三维显示装置能够减小三维显示装置的尺寸并保持具有预定尺寸或更大尺寸的光导模块的厚度。
本发明的额外方面将在以下描述中被部分地阐述且部分将自该描述明显或者可以通过本发明的实践而习知。
根据本发明的一个方面，一种三维显示装置包括：显示面板；和背光，配置为向显示面板供给光。背光包括：多个光源，配置为产生光；和光导模块，配置为将多个光源产生的光引导到显示面板。光导模块包括：第一平面光导，其中多个光源中的至少第一个配置为发射光到第一平面光导的第一端，多个光源中的至少第二个配置为发射光到第一平面光导的第二端；第二平面光导，设置在第一平面光导的前面；以及多个发射图案，配置为将入射到光导模块中的光指向显示面板。
多个发射图案的每个可以包括：反射部分，配置为反射光并且设置在发射图案的后表面上；以及散射部分，配置为散射光并且设置在发射图案的前表面上。
多个发射图案可以设置在第一平面光导和第二平面光导之间。
多个发射图案之间的空间可以用透明材料填充。
第一平面光导的前表面可以包括形成在其中的多个凹槽，其中多个发射图案分别形成在所述多个凹槽中。
第二平面光导的后表面可以包括形成在其中的多个凹槽，其中多个发射图案分别形成在所述多个凹槽中。
反射部分可以包括空气层。
根据本发明的另一方面，一种三维显示装置包括：显示面板；和背光，配置为向显示面板供给光。背光包括：多个光源，配置为产生光；以及光导模块，配置为将多个光源产生的光引导到显示面板。光导模块包括：平面光导，其中多个光源中的至少第一个配置为发射光到平面光导的第一端，多个光源中的至少第二个配置为发射光到平面光导的第二端；以及平面发射板，设置在平面光导的前面，其中平面发射板包括发射图案，发射图案将光从光导模块指向显示面板。
发射图案可以包括形成在平面发射板的前表面中的多个凹入发射部分和分别设置在多个发射部分的后表面上的多个反射部分。
多个发射部分的每个的上侧可以具有面对光导的后表面的梯形截面。
多个发射部分可以在相同方向上平行地延伸。
多个发射部分的每个可以具有截头棱锥(prismoidal)形状。
多个发射部分的每个可以具有正方形截头棱锥(squareprismoidal)形状。
多个发射部分的每个可以具有矩形截头棱锥(rectangularprismoidal)形状。
多个发射部分的每个可以具有截头圆锥(truncatedcone)形状。
附图说明
通过结合附图对实施方式的以下描述，本发明的这些和/或其它方面将变得显然且更易于理解，在附图中：
图1是根据本发明的第一实施方式的三维显示装置的示意图；
图2是根据本发明的第二实施方式的三维显示装置的示意图；
图3是根据本发明的第三实施方式的三维显示装置的示意图；
图4是根据本发明的第四实施方式的三维显示装置的示意图；
图5是根据本发明的第五实施方式的三维显示装置的示意图；
图6是根据本发明的第六实施方式的三维显示装置的示意图；
图7是根据本发明的第七实施方式的三维显示装置的示意图；
图8是根据本发明的第八实施方式的三维显示装置的示意图；
图9是示出在根据本发明的第八实施方式的三维显示装置中的发射板和发射图案的透视图；
图10是示出在根据本发明的第八实施方式的三维显示装置中的发射板和发射图案的截面图；
图11和图12是示出在根据本发明的第八实施方式的三维显示装置中的光路的截面图；
图13是示出在根据本发明的第九实施方式的三维显示装置中的发射板和发射图案的透视图；
图14是示出在根据本发明的第十实施方式的三维显示装置中的发射板和发射图案的透视图；以及
图15是示出在根据本发明的第十一实施方式的三维显示装置中的发射板和发射图案的透视图。
具体实施方式
现在将更详细地参考本发明的实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。
在下文中，将参考附图详细地描述根据第一实施方式的三维显示装置。
如图1所示，根据第一实施方式的三维显示装置包括在其上显示图像的显示面板1、产生将被供给到显示面板1的光的背光2、间隔物3，其中间隔物3设置在显示面板1与以下将描述的光导模块22之间且恒定地保持显示面板1与光导模块22之间的间隔。
显示面板1通过具有大致方形板形状的液晶面板形成。
背光2包括：一对三维光源21，在显示面板1的背部设置在其两侧以发射光；光导模块22，设置在两个三维光源21之间并且将从所述两个三维光源21发出的光引导到位于其前部的显示面板1；以及二维光源23，设置在其背部且发射光。
所述两个三维光源21的每个形成为薄条状，且包括设置在光导模块22的两侧的基板211以及设置在基板211上以面对光导模块22的两侧端的多个发光二极管212。从三维光源21的发光二极管212发出的光透过光导模块22的两侧端入射到光导模块22且透过光导模块22的前表面被发射到显示面板1。
二维光源23形成为与显示面板1相应的板形状并且包括设置在光导模块22的背部的基板231以及安装在基板231上的多个发光二极管232。从二维光源23产生的光透过光导模块22发射到显示面板1。
光导模块22形成为与显示面板1相应的方形板形状，并且包括：第一光导221，其中三维背光2设置在其两侧；第二光导222，形成为板形状并且设置在第一光导221的前面；以及发射图案223，反射从第一光导221入射的光并且散射从第二光导222入射的光，以使其从光导模块22发射到显示面板1。因而，从三维光源21入射到光导模块22的光仅透过显示面板1的与在其中形成发射图案223的部分相应的一部分发射。
在实施方式中，发射图案223形成在第一光导221和第二光导222之间的空间中，在第一光导221和第二光导222之间的所述空间中没有形成发射图案223的空间用具有与第一光导221和第二光导222的折射率类似的折射率的光透射材料填充使得光穿过光透射材料并且从第一光导221传送到第二光导222。
如上所述，发射图案223反射从第一光导221入射的光并且散射从第二光导222入射的光。为此，发射图案223包括设置在其背部且由光反射材料形成以反射光的反射部分223a以及设置在反射部分223a的前面且由光散射材料形成以散射光的散射部分223b。
在实施方式中，第一光导221和第二光导222由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。反射部分223a由铝形成，散射部分223b由其中硫酸钡是主成分的白色墨形成。此外，光透射材料224使用其中透明的丙烯酸粘合剂或硅是主成分的折射率匹配油。以凝胶形式形成的光透射材料224是优选的。在一个实施方式中公开的上述第一光导221、第二光导222、反射部分223a、散射部分223b和光透射材料224的描述中，可以根据设计使用各种类型的材料。
在实施方式中，光导模块22的形成包括：利用光刻方法等形成其中光反射材料层叠在第一光导221上的反射部分223a，然后利用丝网印刷(screen-printing)方法等形成其中光散射材料层叠在反射部分223a上的散射部分223b。随后，形成为膜形状的第二光导222通过具有粘合强度的光透射材料224附着于第一光导221上，因而，制成光导模块22。
在光导模块22中，从第一光导221入射到发射图案223的光被反射部分223a反射，并再次入射到第一光导221中，从第二光导222入射到发射图案223的光通过散射部分223b散射从而透过第二光导222的前表面发射到显示面板1。因而，光导模块22引导光到与形成发射图案的位置相应的仅一部分显示面板1。
当光导模块22如上所述地形成时，因为使用者的双眼与显示面板1之间的视距取决于第二光导222和间隔物3的厚度而不是第一光导221的厚度，所以第一光导221的期望厚度能够被设计者自由地设计。也就是，即使第二光导222的厚度形成为薄形状，诸如膜形状时，考虑到视距，第一光导221的厚度也可以被设计者自由地设计以使得光导模块22的总厚度能够形成为预定尺寸或更大。
因此，可应用到小的三维显示装置的光导模块22的设计能够更容易。
在如上所述的本发明的第一实施方式中，虽然发射图案223设置在第一光导221和第二光导222之间，但是其不限于此。作为图2所示的本发明的第二实施方式，其也可以包括在第二光导222的后表面形成与发射图案223相应的凹入的凹槽以及在所述凹槽中形成发射图案223。
此外，作为图3显示的本发明的第三实施方式，凹入的凹槽可以形成在第一光导221的与发射图案223相应的前表面，发射图案223可以形成在所述凹槽中。
此外，当如上所述，凹槽形成在第二光导222中以及发射图案223形成在凹槽中时，作为图4显示的本发明的第四实施方式，即使在发射图案223-1的反射部分223a-1由空气层形成时，由于第一光导221与由空气层形成的反射部分223a-1之间的折射率差，光也能够被反射。
此外，作为如图5显示的本发明的第五实施方式，凸透镜222a形成在第二光导222的与发射图案223的位置相应的前表面，被散射部分223b散射的光通过透镜222a聚集，因而被传递到显示面板1的光的量能够增加。
此外，在上述实施方式中，虽然发射图案223包括反射部分223a和散射部分223b，但是其不限于此。作为图6显示的本发明的第六实施方式，由光反射材料形成发射图案223-2，其后表面形成为平坦的，其前表面的中部形成为凸起的曲面。因而，发射图案223-2的功能可以同时进行反射从第一光导221入射的光以及散射从第二光导222入射的光。
也就是，因为发射图案223-2的后表面形成为平坦的，所以从第一光导221入射到发射图案223-2的后表面的光以与光的入射角相同的反射角反射，从第二光导222入射到发射图案223-2的前表面的光以比光的入射角大的反射角反射。因而，通过发射图案223-2的前表面反射的光可以透过光导模块22的前表面发射。也就是，光反射和散射可以通过由单一材料形成的发射图案223-2同时进行。
此外，作为图7显示的本发明的第七实施方式，光导模块22的发射图案223-3由光反射材料形成，并且可以包括其前表面形成为曲面的散射部分223b-3和形成在散射部分223b-3的背部的空气层223a-3。如上所述形成的发射图案223-3以与光的入射角相同的反射角反射从第一光导221入射的光，并且以比光的入射角大的反射角通过空气层223a-3反射从第二光导222入射的光。
图8显示的三维显示装置根据本发明的第八实施方式公开。
在实施方式中，三维显示装置包括显示面板1和光导模块22-4，光导模块22-4设置在显示面板1的背部并且将从光源21产生的光引导到显示面板1。间隔物3设置在显示面板1和光导模块22-4之间，并且恒定地保持显示面板1和光导模块22-4之间的间隔。
光导模块22-4包括形成为板形状的光导221以及设置在光导221的前面且朝向显示面板1发射入射到光导模块22-4的光的发射板226。
光源21包括基板211和发光二极管212。发光二极管212与光导221的两侧端的至少一个相对地设置，从发光二极管212发出的光透过光导221的所述侧端入射到光导221。
发射板226形成为与光导221相应的板形状并且设置在光导221的前面。发射图案225提供在发射板226的前表面上以朝向显示面板1发射来自发射板226的光。这里，空气层形成在发射板226和间隔物3之间。
发射图案225包括发射部分225a和反射部分225b，其中发射部分225a凹入地提供在发射板226的朝向显示面板1的后表面提供的前表面上，反射部分225b提供在发射部分225a的后表面的内侧并且反射光，如图9和图10所示。在本发明的实施方式中，发射部分225a提供为孔形状，但是其是一个简单示例。发射部分225a可以提供为凹槽形状。
发射部分225a形成为使得其截面具有梯形形状的截面。在本发明的实施方式中，发射部分225a凹入地形成为正方形截头棱锥(squareprismoidal)形状。形成为等腰梯形形状的发射部分225a的上侧面对显示面板1的后表面，以上描述的反射部分225b形成在发射部分225a的底部的一侧。
如上形成的，被发射板226的前表面反射的大部分光直接发射到反射部分225b的发射部分225a的前部，或被反射部分225b反射且发射到发射部分225a的前部。
此外，被发射板226的后表面反射的光也发射到发射部分225a，部分光路通过介质之间的折射率差而折射，因而，光直接发射到发射部分225a的前部，如图12所示。此外，以全反射角或更小的角度入射到发射部分225a的光被全反射且入射到第二光导222从而发射到显示面板1。
因此，入射到发射部分225a的两侧端的大部分光发射到发射部分225a的前部。
在本发明的实施方式中，发射部分225a在垂直方向和横向方向凹入地形成为具有等腰梯形形状的正方形截头棱锥形状，但是其不限于此。发射部分可以形成为具有梯形形状的截面并且也可以形成为各种形状。
也就是，作为图13中显示的本发明的第九实施方式，发射部分225a-1形成在发射板226-1上以分别具有梯形形状的截面。反射部分225b-1在发射部分225a-1的底部在侧部形成为长的，从而在一个方向上平行地延伸。发射图案225-1可以利用以上描述的发射部分225a-1和反射部分225b-1形成。
此外，作为图14显示的本发明的第十实施方式，每个发射部分225a-2以在一个方向上纵长地形成的矩形截头棱锥(rectangularprismoidal)形状形成在发射板226-2上，每个反射部分225b-2形成在发射板226-2的底部的一侧。发射图案225-2可以利用以上描述的发射部分225a-2和反射部分225b-2形成。当发射部分225a-2形成为如上所述的矩形截头棱锥形状时，在垂直于发射部分226a-2的纵向侧的方向上发射的光的量增加。因此，在垂直方向上的视角和在横向方向上的视角能够被不同地设置。
此外，作为图15显示的本发明的第十一实施方式，每个发射部分225a-3以截头圆锥形状凹入地形成在发射板226-3上，每个反射部分225b-3形成在发射板226-3的底部的一侧。发射图案225-3可以利用发射部分225a-3和反射部分225b-3形成。当发射部分225a-3形成为截头圆锥形状时，光360度地均匀地发射到所有方向。
在第八至第十一实施方式中，描述了发射部分225a、225a-1、225a-2和225a-3的各种形状，所有的发射部分225a、225a-1、225a-2和225a-3能够被应用于一个发射板。也就是，以上描述的发射部分225a、225a-1、225a-2和225a-3的其中之一能够根据一部分发射板被选择性地应用从而适合于期望的光特性。
在实施方式中，虽然发射部分形成为具有其中其两侧形成为以相同角度倾斜的等腰梯形形状的截面，但是它们不限于此。发射部分可以形成为具有其中在其底部的两侧具有不同角度的梯形形状的截面。
如从以上描述明显的，在根据本发明的一个实施方式的三维显示装置中，因为光导模块包括第一光导、第二光导和发射图案，并且光通过发射图案而穿过第二光导从而发射到显示面板，所以在使用者的双眼与显示面板之间的视距由第二光导的厚度确定。因此，光导模块的期望厚度能够被设计者自由地设计。
虽然已经显示并描述了本发明的一些实施方式，但是本领域的技术人员将理解，可以在这些实施方式中进行改变而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等效物限定。
本申请要求享有分别在2014年5月30日和2014年10月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0066240和10-2014-0140507的权益，其公开通过引用整体结合于此。

Claims (15)

1.一种三维显示装置，包括：
显示面板；和
背光，配置为向所述显示面板供给光，
所述背光包括：
多个光源，配置为产生光；和
光导模块，配置为将所述多个光源产生的光引导到所述显示面板，所述光导模块包括：
第一平面光导，其中所述多个光源中的至少第一个配置为发射光到所述第一平面光导的第一端，所述多个光源中的至少第二个配置为发射光到所述第一平面光导的第二端；
第二平面光导，设置在所述第一平面光导的前面；以及
多个发射图案，配置为将入射到所述光导模块中的光指向所述显示面板。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个发射图案的每个包括：
反射部分，配置为反射光并且设置在所述发射图案的后表面上；以及
散射部分，配置为散射光并且设置在所述发射图案的前表面上。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个发射图案设置在所述第一平面光导和所述第二平面光导之间。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个发射图案之间的空间用透明材料填充。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一平面光导的前表面包括形成在其中的多个凹槽，其中所述多个发射图案分别形成在所述多个凹槽中。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二平面光导的后表面包括形成在其中的多个凹槽，其中所述多个发射图案分别形成在所述多个凹槽中。
7.根据权利要求2所述的装置，其中所述反射部分包括空气层。
8.一种三维显示装置，包括：
显示面板；和
背光，配置为向所述显示面板供给光，
所述背光包括：
多个光源，配置为产生光；以及
光导模块，配置为将所述多个光源产生的光引导到所述显示面板，所述光导模块包括：
平面光导，其中所述多个光源中的至少第一个配置为发射光到所述平面光导的第一端，所述多个光源中的至少第二个配置为发射光到所述平面光导的第二端；以及
平面发射板，设置在所述平面光导的前面，
其中所述平面发射板包括发射图案，所述发射图案将光从所述光导模块中指向所述显示面板。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述发射图案包括形成在所述平面发射板的前表面中的多个凹入发射部分和分别设置在所述多个发射部分的后表面上的多个反射部分。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述多个发射部分的每个的上侧具有面对所述光导的后表面的梯形截面。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述多个发射部分在相同方向上平行地延伸。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述多个发射部分的每个具有截头棱锥形状。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述多个发射部分的每个具有正方形截头棱锥形状。
14.根据权利要求12所述的装置，其中所述多个发射部分的每个具有矩形截头棱锥形状。
15.根据权利要求10所述的装置，其中所述多个发射部分的每个具有截头圆锥形状。
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