CN111399220A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
公开了显示设备，该显示设备包括显示面板和透镜阵列，其中，显示面板具有中央部分和围绕中央部分的外围部分，显示面板包括多个像素，透镜阵列位于显示面板上，其中：透镜阵列包括位于中央部分上的第一透镜和位于外围部分上的第二透镜；第一透镜的第一焦距小于第二透镜的第二焦距；以及第一透镜和第二透镜中的每个与多个像素之中的至少两个像素重叠。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月2日提交的第10-2010-0000413号韩国专利申请的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本文中本公开的一些示例性实施方式的方面涉及具有提高的显示质量的显示设备及头戴式显示设备，以及用于制造头戴式显示模块的方法。
背景技术
头戴式显示设备是佩戴在用户的头部上的显示设备，并且可用于实现增强现实或虚拟现实。用于实现增强现实的头戴式显示设备可通过半透明的显示器提供虚拟图形图像。在这种情况下，用户可同时地观看虚拟图形图像和真实的物体。用于实现虚拟现实的头戴式显示设备显示用户可见的虚拟图形图像。用户可通过由显示设备显示的虚拟内容来体验虚拟现实。
本背景技术部分中公开的上述信息仅用于加强对背景技术的理解，并且因此其可包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本公开的一些示例性实施方式的方面包括具有提高的显示质量的显示设备及头戴式显示设备，以及用于制造头戴式显示模块的方法。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，显示设备包括显示面板和透镜阵列，显示面板具有中央部分和围绕中央部分的外围部分，显示面板包括多个像素，透镜阵列位于显示面板上，其中，透镜阵列包括位于中央部分上的第一透镜和位于外围部分上的第二透镜；第一透镜的第一焦距小于第二透镜的第二焦距；第一透镜和第二透镜中的每个与多个像素之中的至少两个像素重叠。
根据一些示例性实施方式，显示设备可还包括容纳显示面板和透镜阵列的主体部分，其中，主体部分的与透镜阵列面对的一个区域中可定位有两个开口部分。
根据一些示例性实施方式，第一透镜的曲率可大于第二透镜的曲率。
根据一些示例性实施方式，第一透镜的折射率与第二透镜的折射率可彼此相同。
根据一些示例性实施方式，第一透镜的厚度可大于第二透镜的厚度。
根据一些示例性实施方式，显示设备还可包括：第一电极，位于第一透镜和第二透镜下方；以及第二电极，位于第一透镜和第二透镜上，其中，第一透镜和第二透镜中的每个可包括活性化合物和液晶分子。
根据一些示例性实施方式，透镜阵列中可限定有固定区域，在固定区域中，液晶分子的取向方向被活性化合物固定，固定区域可包括第一固定区域和第二固定区域，其中，第一固定区域包括在第一透镜中，第二固定区域包括在第二透镜中，以及第一固定区域的面积与第二固定区域的面积可彼此不同。
根据一些示例性实施方式，第一固定区域的面积可小于第二固定区域的面积。
根据一些示例性实施方式，第一透镜的厚度与第二透镜的厚度可彼此相同。
根据一些示例性实施方式，在平面图中，第一透镜可与多个像素之中的五个像素重叠。
根据一些示例性实施方式，五个像素可包括位于中央处的中央像素和围绕中央像素的四个外围像素。
根据一些示例性实施方式，在平面图中，第一透镜的中央可与中央像素重叠。
根据一些示例性实施方式，中央像素可以是绿色像素，四个外围像素之中的两个外围像素可以是红色像素并且剩余两个外围像素可以是蓝色像素。
根据一些示例性实施方式，中央像素可以是红色像素或蓝色像素，以及四个外围像素可以是绿色像素。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，在用于制造头戴式显示模块的方法中，该方法包括：形成具有中央部分和围绕中央部分的外围部分的显示面板，显示面板包括多个像素；形成包括第一透镜和第二透镜的透镜阵列，第一透镜与第二透镜具有彼此不同的形状，其中，第一透镜形成在中央部分上，第二透镜形成在外围部分上，以及在平面图中，第一透镜和第二透镜中的每个与多个像素之中的至少两个像素重叠。
根据一些示例性实施方式，形成透镜阵列可包括：在显示面板上形成光刻层；在光刻层上放置掩模；以及图案化光刻层以形成第一透镜和第二透镜。
根据一些示例性实施方式，掩模中可限定有在平面图中与中央部分重叠的中央开口图案和在平面图中与外围部分重叠的外围开口图案，以及中央开口图案的尺寸与外围开口图案的尺寸可彼此不同。
根据一些示例性实施方式，形成透镜阵列可包括：在显示面板上形成初级层，初级层中混合有活性化合物和液晶分子；在初级层上放置掩模；以及形成固定区域，在固定区域中液晶分子的取向方向是固定的，其中，固定区域可包括与第一透镜相对应的第一固定区域和与第二透镜相对应的第二固定区域，以及第一固定区域的面积可小于第二固定区域的面积。
根据一些示例性实施方式，第一透镜的相对于在第一方向上入射的光的焦距可小于第二透镜的相对于在第一方向上入射的光的焦距。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，头戴式显示设备包括显示面板和透镜阵列，显示面板具有中央部分和围绕中央部分的外围部分，显示面板包括多个像素，透镜阵列位于显示面板上，其中，透镜阵列包括位于中央部分上的第一透镜和位于外围部分上的第二透镜，第一透镜的第一焦距小于第二透镜的第二焦距，以及第一透镜和第二透镜中的每个与多个像素之中的至少两个像素重叠。
附图说明
包括附图以提供本发明构思的进一步理解，并且附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图示出了本发明构思的一些示例性实施方式的方面，并且与说明书一起用于解释本发明构思的方面。在附图中：
图1是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的立体图；
图2是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的使用视图；
图3是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的部分的分解立体图；
图4是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的示意性剖视图；
图5是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的剖视图；
图6是图3中所示的区域AA’的放大剖视图；
图7A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图7B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图8A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图8B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图9A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图9B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图；
图10A至图10D是示出根据本发明构思的一些示例性实施方式的用于制造显示模块的方法的剖视图；以及
图11A至图11D是示出根据本发明构思的一些示例性实施方式的用于制造显示模块的方法的剖视图。
具体实施方式
在说明书中，将理解，当元件(或区域、层、部分等)被称为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接地在该另一元件上、直接地连接至或直接地联接至该另一元件，或者可存在介于中间的第三元件。
相同的附图标记表示相同的元件。同时，在附图中，为了有效地说明技术内容，元件的厚度、比例和尺寸被夸大。
如本文中所使用的，术语“和/或”包括能够被相关项所定义的一个或多个组合的全部。
将理解，虽然术语“第一”和“第二”可在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与其它元件区分开。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，以及第二元件可类似地被称为第一元件。除非上下文中明显地相反表示，否则单数形式术语可包括复数形式。
此外，诸如“下面”、“下方”、“上面”和“上方”的术语可用于描述附图中所示的特征之间的关系。该术语具有相对的概念，并且根据附图中所示的定向描述。
除非相反定义，否则本文中使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属技术领域中的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还将理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应当解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且不以理想化或过度形式化的意思来解释，除非本文中如此定义。
还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”或“具有”时，指定所陈述的特征、整体、数字、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、整体、数字、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
下文中，将参考附图描述本发明构思的实施方式。
图1是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的立体图。图2是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的使用视图。
参考图1和图2，显示设备HMD可以是能够佩戴在用户US的头部上的头戴式显示设备。显示设备HMD可在用户US的真实的外围视场被阻挡的时候提供图像。因为佩戴显示器的用户US的外围视场被阻挡，所以用户US可更容易地沉浸于虚拟现实中。
显示设备HMD可包括主体部分100、绑带部分200、缓冲部分300和显示模块DM-L和DM-R(参见图3)。
主体部分100可佩戴在用户US的头部上。用于显示图像的一个或多个显示模块DM-L和DM-R、加速度传感器等可容纳在主体部分100内部。加速度传感器可探测用户US的运动，以及向显示模块DM-L和DM-R传送预定信号。相应地，显示模块DM-L和DM-R可提供与用户US的视线的改变相对应的图像。因此，用户US可体验与真实现实相似的虚拟现实。
主体部分100可容纳具有各种功能的组件。例如，主体部分100的外侧上还可布置有用于调节音量、屏幕亮度等的操作部分。操作部分可作为物理按钮设置、以触摸式传感器的形式设置等。此外，显示设备HMD也可还包括用于确定用户US是否佩戴显示设备HMD的接近传感器。
绑带部分200可联接至主体部分100。主体部分100可借助于绑带部分200佩戴在用户US的头部上。绑带部分200可包括主绑带210和上绑带220。
主绑带210可沿着用户US的头部的外围佩戴。主绑带210可允许主体部分100与用户US的头部紧密接触。上绑带220可沿着用户US的头部的上部分将主体部分100与主绑带210连接。上绑带220可防止或减少主体部分100下滑的情况。此外，上绑带220可分散主体部分100的负重，并且还提高用户US的佩戴舒适性。
虽然图1示出其中主绑带210和上绑带220的长度可调节的示例性结构，但是本发明构思的实施方式不限于此。例如，根据一些示例性实施方式，主绑带210和上绑带220具有弹性，并且可省略长度可调部分。此外，主绑带210和上绑带220可具有集成的形状。
当显示设备HMD可固定至用户US时，除了图1和图2中所示的形状以外，主体部分100和绑带部分200可变型成多种形状。例如，根据本发明构思的一些示例性实施方式，可不设置上绑带220。此外，根据本发明构思的一些示例性实施方式，显示设备HMD可变型成诸如头盔形状或眼镜形状的多种形状。
缓冲部分300可布置在主体部分100的一个表面上。该一个表面可以是当用户US使用显示设备HMD时与用户US面对的表面。缓冲部分300可包括可具有自由地变型形状或挠性形状的材料。缓冲部分300可包括聚合树脂。例如，缓冲部分300可包括聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯或聚乙烯，或者通过使用橡胶液体、基于氨基甲酸酯材料或丙烯酸材料起泡的海绵。然而，组成缓冲部分300的材料不限制于上述示例。
缓冲部分300可提高显示设备HMD的佩戴舒适性。缓冲部分300是可从主体部分100移除的。根据本发明构思的一些示例性实施方式，也可省略缓冲部分300。
图3是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的部分的分解立体图。
参考图3，显示模块DM-L和DM-R可包括左眼显示模块DM-L和右眼显示模块DM-R。虽然图3示出其中显示设备HMD包括两个显示模块DM-L和DM-R的示例，但是本发明构思的示例性实施方式不限于此。例如，根据本发明构思的一些示例性实施方式，显示设备HMD也可仅包括一个显示模块。即，左眼显示模块DM-L和右眼显示模块DM-R可整体地设置。
主体部分100的一个区域中可设置有两个开口OP-L和OP-R。开口OP-L和OP-R可分成左眼开口OP-L和右眼开口OP-R。用户US(参见图2)可通过左眼开口OP-L观看从左眼显示模块DM-L提供的图像，以及通过右眼开口OP-R观看从右眼显示模块DM-R提供的图像。
图4是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示设备的示意性剖视图。图5是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的剖视图。
参考图4和图5，左眼显示模块DM-L与右眼显示模块DM-R(参见图3)可具有基本上相同的结构。因此，将描述左眼显示模块DM-L，并且将省略对右眼显示模块DM-R的描述。
左眼显示模块DM-L可包括显示面板DP和透镜阵列LA。
显示面板DP可生成与输入图像数据相对应的图像。显示面板DP可包括多种实施方式。例如，显示面板DP可包括有机发光二极管显示面板、液晶显示面板、微型LED显示面板、等离子体显示面板、电泳显示面板或电湿润显示面板。虽然根据一些示例性实施方式，显示面板DP可以是有机发光二极管显示面板，但是本发明构思的实施方式不限于此。
显示面板DP可包括基底层BL、电路层ML、发光元件层EL和薄膜封装层TFE。
电路层ML可包括晶体管TR以及多个层L1、L2、L3、L4和L5。
第一层L1位于基底层BL上，以及晶体管TR可位于第一层L1上。晶体管TR可各自包括半导体层ACL、控制电极GED、第一电极ED1和第二电极ED2。
半导体层ACL可位于第一层L1上。第一层L1可以是在半导体层ACL上提供改良表面的缓冲层。在这种情况下，相比于与基底层BL的粘合度，半导体层ACL可具有与第一层L1更高的粘合度。此外，第一层L1可以是保护半导体层ACL的下表面的阻挡层。在这种情况下，第一层L1可防止或减少基底层BL本身的水分或污染物或者通过基底层BL引入的水分或污染物渗透到半导体层ACL中的情况。可替代地，第一层L1可以是防止或减少入射穿过基底层BL的外部光入射在半导体层ACL上的光屏蔽层。在这种情况下，第一层L1还可包括光屏蔽材料。
半导体层ACL可包括多晶硅或非晶硅。此外，半导体层ACL可包括金属氧化物半导体。半导体层ACL可包括第一离子掺杂区域和第二离子掺杂区域以及用作电子或空穴可移动穿过的路径的沟道区域，其中，第一离子掺杂区域和第二离子掺杂区域定位成使沟道区域位于它们之间。
第二绝缘层L2位于第一层L1上，并且可覆盖半导体层ACL。第二绝缘层L2可包括无机材料。无机材料可包括硅氮化物、硅氮氧化物、硅氧化物、钛氧化物和铝氧化物中的至少一种。
控制电极GED可位于第二绝缘层L2上。第三绝缘层L3位于第二绝缘层L2上，并且可覆盖控制电极GED。第三绝缘层L3可包括无机材料。
第四绝缘层L4可位于第三绝缘层L3上。第一电极ED1和第二电极ED2可位于第四绝缘层L4上。第一电极ED1和第二电极ED2可经由穿过第二绝缘层L2、第三绝缘层L3和第四绝缘层L4的通孔连接至半导体层ACL。
第五绝缘层L5位于第四绝缘层L4上，并且可覆盖第一电极ED1和第二电极ED2。第五绝缘层L5可包括单层或多个层。例如，单层可包括有机层。多个层可通过将有机层和无机层进行层叠来提供。第五绝缘层L5可以是在其上提供平坦表面的平坦化层。
发光元件层EL和限定图案PDP可位于第五绝缘层L5上。
发光元件层EL可包括第一电极E1、发光层EM和第二电极E2。第一电极E1可位于第五绝缘层L5上，并且经由穿过第五绝缘层L5的通孔电连接至第二电极ED2。
限定图案PDP可位于电路层ML上，并且限定像素PXA。限定图案PDP可覆盖第一电极E1的至少部分，并且位于第五绝缘层L5上。第一电极E1的部分可不被限定图案PDP覆盖，并且该部分可与像素PXA相对应。相应地，限定图案PDP也可被称为像素限定图案或像素限定膜。
发光层EM可位于第一电极E1与第二电极E2之间。发光层EM可具有包括单种材料的单层结构、包括彼此不同的多种材料的单层结构或者包括多个层的多层结构，该多个层包括彼此不同的多种材料。
发光层EM可包括有机材料。有机材料不被具体地限制。例如，发光层EM可包括发射红光、绿光或蓝光的任何适当的材料，并且也可包括荧光材料或磷光材料。
第二电极E2可位于发光层EM和限定图案PDP上。第二电极E2可接收公共电压。
薄膜封装层TFE位于第二电极E2上。薄膜封装层TFE可直接地覆盖第二电极E2。根据本发明构思的一些示例性实施方式，薄膜封装层TFE与第二电极E2之间还可定位有覆盖第二电极E2的盖层。在这种情况下，薄膜封装层TFE可直接地覆盖盖层。
薄膜封装层TFE可包括第一无机层ECL1、有机层ECL2和第二无机层ECL3。有机层ECL2可位于第一无机层ECL1与第二无机层ECL3之间。第一无机层ECL1和第二无机层ECL3可通过沉积无机材料而形成，以及有机层ECL2可通过沉积、印刷或涂覆有机材料而形成。
第一无机层ECL1和第二无机层ECL3保护发光元件层EL免受水分和氧气的影响，并且有机层ECL2保护发光元件层EL免受诸如尘粒的异物的影响。第一无机层ECL1和第二无机层ECL3可包括硅氮化物、硅氮氧化物、硅氧化物、钛氧化物和铝氧化物中的至少任何一种。有机层ECL2可包括聚合物，诸如为丙烯酸有机层。然而，这仅仅是示例，并且本发明构思的实施方式不限于此。
虽然图5示出其中薄膜封装层TFE包括两个无机层和一个有机层的示例，但是本发明构思的实施方式不限于此。例如，薄膜封装层TFE可包括三个无机层和两个有机层，并且在这种情况下，无机层和有机层可具有交替层叠的结构。
参考图4，显示面板DP中限定有中央部分C-A和围绕中央部分C-A的外围部分P-A。当在平面图中观看时，中央部分C-A可以是包括显示面板DP的中央的区域。中央可意指显示面板DP的在第一方向DR1上的中央与显示面板DP的在第二方向DR2上的中央重叠的位置。虽然图4示出其中外围部分P-A与中央部分C-A间隔开的示例，但是外围部分P-A也可与中央部分C-A相邻。
透镜阵列LA可位于显示图像的显示面板DP的表面上。显示面板DP可在朝薄膜封装层TFE的方向上提供图像，并且在这种情况下，透镜阵列LA可位于薄膜封装层TFE上。根据本发明构思的一些示例性实施方式，当显示面板DP在朝基底层BL的方向上提供或显示图像时，透镜阵列LA也可位于基底层BL下方。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，因为透镜阵列LA设置在显示面板DP上，所以可省略已位于显示面板DP与用户眼睛US-E之间的光学透镜。因此，显示设备HMD(参见图1)的重量可减小。此外，因为可不必须在主体部分100(参见图1)内部保证用于放置光学透镜的空间，所以主体部分100(参见图1)的厚度可减小。根据本发明构思的一些示例性实施方式，光学透镜可不位于显示面板DP与用户眼睛US-E之间。相应地，在第一方向DT1上的距离可不大于大约50mm。
透镜阵列LA可用于将从像素PXA提供的图像放大，并且将放大的图像投影在虚拟表面上。用户US(参见图2)可观看由透镜阵列LA放大的虚拟图像。透镜阵列LA可包括光学距离调节层OLL和多个透镜LS。
光学距离调节层OLL可以是光透射层。显示面板DP和多个透镜LS可通过光学距离调节层OLL彼此间隔开预定距离。
多个透镜LS的部分可具有第一焦距，以及多个透镜LS的其它部分可具有与第一焦距不同的第二焦距。第一焦距和第二焦距可以是相对于以相同角度入射的光的焦距。例如，位于显示面板DP的中央部分C-A上的透镜的焦距可小于位于显示面板DP的外围部分P-A上的透镜的焦距。
显示面板DP的中央部分C-A与用户眼睛US-E之间的第一方向DT1以及显示面板DP的外围部分P-A与用户眼睛US-E之间的第二方向DT2可彼此不同。第一方向DT1可以是垂直于显示面板DP的方向，以及第二方向DT2可以是相对于显示面板DP倾斜的方向。
单个透镜可根据入射至其的光的方向而具有不同的焦距。光的不同方向可意指入射至透镜的光与透镜的光轴之间的不同角度。相对于垂直入射至透镜的光的焦距可大于倾斜入射至透镜的光的焦距。垂直入射光可以是在与光轴平行的方向上入射的光。倾斜入射光可以是在与光轴倾斜的方向上入射的光。即，当透镜阵列LA的多个透镜LS相对于在相同方向上入射的光具有相同焦距时，入射至放置在中央部分C-A处的透镜的光的焦距可大于入射至放置在外围部分P-A处的透镜的焦距。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，放置在外围部分P-A上的透镜的焦距可设计为比放置在中央部分C-A上的透镜的焦距长。相应地，倾斜地入射至放置在外围部分P-A上的光的焦距与入射至放置在中央部分C-A上的透镜的光的焦距的差异可减小。即，由用户US观看的图像的焦距之间的偏差可减小。相应地，用户US可观看清晰图像的视频。此外，即使显示面板DP的外围部分P-A的图像也可被清晰地观看，并且因此，用户US的观看角度可增加。即，显示设备HMD(参见图1)的显示质量可提高。
图6是图3中所示的区域AA'的放大剖视图。
参见图5和图6，显示面板DP可包括多个像素PXA。例如，多个像素PXA可包括显示第一颜色的第一像素PXA-1、PXA-1a和PXA-1b、显示第二颜色的第二像素PXA-2和PXA-2a，以及显示第三颜色的第三像素PXA-3和PXA-3a。第一颜色、第二颜色和第三颜色可以是彼此不同的颜色。例如，第一颜色可以是绿色、第二颜色可以是红色，以及第三颜色可以是蓝色。
第一像素PXA-1、PXA-1a和PXA-1b的面积可比第二像素PXA-2和PXA-2a的面积及第三像素PXA-3和PXA-3a的面积小。第三像素PXA-3和PXA-3a的面积可比第一像素PXA-1、PXA-1a和PXA-1b的面积及第二像素PXA-2和PXA-2a的面积大。
透镜阵列LA可包括多个透镜LSa、LSb和LSc。多个透镜LSa、LSb和LSc中的每个可与至少两个像素PXA重叠。至少两个像素PXA可包括具有彼此不同的颜色的像素。图6中示出的多个透镜LSa、LSb和LSc可以是位于显示面板DP的中央部分C-A(参见图4)上的透镜。
当在平面图中观看时，第一透镜LSa可与五个像素PXA-1、PXA-2a和PXA-3a重叠。五个像素PXA-1、PXA-2a和PXA-3a可分成位于中央处的单个中央像素PXA-1及定位成围绕中央像素PXA-1的外围的四个外围像素PXA-2a和PXA-3a。中央像素PXA-1可定位成同时与第一透镜LSa的中央重叠。中央像素PXA-1可以是绿色的第一像素。外围像素PXA-2a和PXA-3a之中的两个外围像素PXA-2a可以是红色的第二像素，并且剩余两个外围像素PXA-3a可以是蓝色的第三像素。
第二透镜LSb可与五个像素PXA-3和PXA-1a重叠。五个像素PXA-3和PXA-1a之中的中央像素PXA-3可以是蓝色的第三像素，以及四个外围像素PXA-1a可以是绿色的第一像素。第三透镜LSc可与五个像素PXA-2和PXA-1b重叠。五个像素PXA-2和PXA-1b之中的中央像素PXA-2可以是红色的第二像素，以及四个外围像素PXA-1b可以是绿色的第一像素。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，当与单个透镜重叠的中央像素是绿色像素时，四个外围像素之中的两个外围像素可以是红色像素，并且剩余两个外围像素可以是蓝色像素。此外，当与单个透镜重叠的中央像素是红色像素或蓝色像素时，四个外围像素可以是绿色像素。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，单个透镜可与至少两个像素重叠。即，单个透镜可向用户提供多视点，以及用户可观看三维图像。
图7A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图，以及图7B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图。
参考图4、图7A和图7B，透镜阵列LA可包括具有不同焦距的第一透镜LS1和第二透镜LS2。第一透镜LS1可位于显示面板DP的中央部分C-A上，以及第二透镜LS2可位于显示面板DP的外围部分P-A上。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，考虑到显示在外围部分P-A上的图像的焦距小于显示在中央部分C-A上的图像的焦距，第二透镜LS2的焦距可设计为比第一透镜LS1的焦距长。因此，显示在中央部分C-A上的图像的焦距与显示在外围部分P-A上的图像的焦距之间的偏差可减小。因此，显示设备HMD(参见图1)的显示质量可提高，并且用户US可观看相对更清晰的图像的视频。
第一透镜LS1和第二透镜LS2可具有彼此相同的材料和彼此相同的折射率。第一透镜LS1的曲率可大于第二透镜LS2的曲率。曲率可意指曲率半径的倒数。第一透镜LS1的最大厚度TK1可大于第二透镜LS2的最大厚度TK2。
第一透镜LS1的宽度WT1可与第二透镜LS2的宽度WT2相同。相应地，如图6中所示，当在平面图中观看时，第二透镜LS2也可与一个中央像素和四个外围像素重叠。然而，本发明构思的实施方式不限于此。例如，根据本发明构思的一些示例性实施方式，第二透镜LS2的宽度WT2也可大于或小于第一透镜LS1的宽度WT1。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，第一透镜LS1的形状与第二透镜LS2的形状彼此不同。相应地，当具有相同方向的光入射至第一透镜LS1和第二透镜LS2中的每个时，第一透镜LS1的焦距和第二透镜LS2的焦距可以是不同的。虽然图7A和图7B示出其中为了使第一透镜LS1的焦距与第二透镜LS2的焦距彼此不同而将第一透镜LS1的焦距和第二透镜LS2的焦距制作成彼此不同的示例性方法，但是本发明构思的实施方式不限于此。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，透镜阵列LA还可包括位于中央部分C-A与外围部分P-A之间的第三透镜，并且该第三透镜具有处于第一透镜LS1的曲率与第二透镜LS2的曲率之间的曲率。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，透镜阵列LA被分成多个区域，以及位于单个区域中的多个透镜可全部具有相同曲率。在这种情况下，位于与中央重叠的区域上的透镜的曲率可以是最大的。此外，根据本发明构思的一些示例性实施方式，透镜阵列LA可包括这样的透镜，这些透镜中的每个离中央越远，透镜的曲率越小。
图8A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图，图8B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图。
参考图8A和图8B，显示模块DM-1可包括显示面板DP、透镜阵列LA-1、第一电极LE1和第二电极LE2。
第一电极LE1可位于显示面板DP上，透镜阵列LA-1可位于第一电极LE1上，以及第二电极LE2可位于透镜阵列LA-1上。
透镜阵列LA-1可包括活性化合物RM和液晶分子LCL。当电压被施加至第一电极LE1和第二电极LE2时，液晶分子LCL的取向状态改变，以及透镜阵列LA-1的折射率可根据液晶分子LCL的取向状态而改变。
图9A是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图，图9B是根据本发明构思的一些示例性实施方式的显示模块的部分的放大剖视图。
图9A示出其中电压被施加至图8A的第一电极LE1和第二电极LE2并且液晶分子LCL的部分的取向状态改变的状态。图9B示出其中电压被施加至图8B的第一电极LE1和第二电极LE2并且液晶分子LCL的部分的取向状态改变的状态。
透镜阵列LA-1中可限定有固定区域FA1和FA2。固定区域FA1和FA2可包括第一固定区域FA1和第二固定区域FA2。第一固定区域FA1可限定在显示面板DP(参见图4)的中央部分C-A上，以及第二固定区域FA2可限定在显示面板DP的外围部分P-A上。第一固定区域FA1的面积可小于第二固定区域FA2的面积。例如，参考图9A和9B，第一固定区域FA1的在第二方向DR2上的宽度可小于第二固定区域FA2的在第二方向DR2上的宽度。
布置在第一固定区域FA1和第二固定区域FA2上的液晶分子LCL可具有被活性化合物RM固定的取向方向。相应地，即使当电压被施加至第一电极LE1和第二电极LE2时，布置在第一固定区域FA1和第二固定区域FA2中的液晶分子LCL的取向方向也可不改变。布置在第一固定区域FA1和第二固定区域FA2的外围中的液晶分子LCL可具有根据在第一电极LE1与第二电极LE2之间生成的电场而改变的取向方向。由于液晶分子LCL的取向方向改变，因此可限定包括第一固定区域FA1的第一透镜LS1-1和包括第二固定区域FA2的第二透镜LS2-1。第一透镜LS1-1和第二透镜LS2-1由点线描绘。
第一透镜LS1-1的第一厚度TK1a与第二透镜LS2-1的第二厚度TK2a可彼此相同。第一厚度TK1a和第二厚度TK2a可以与第一电极LE1和第二电极LE2之间的距离相对应。
第一透镜LS1-1的第一宽度WT1-1与第二透镜LS2-1的第二宽度WT2-1可彼此不同。第一宽度WT1-1可小于第二宽度WT2-1。相应地，第一透镜LS1-1的曲率可大于第二透镜LS2-1的曲率。此外，因为第一宽度WT1-1小于第二宽度WT2-1，所以位于中央部分C-A上的第一透镜LS1-1和LS1-2之间的间距可小于位于外围部分P-A上的第二透镜LS2-1之间的间距。
包括在第一透镜LS1-1中的第一固定区域FA1的面积与包括在第二透镜LS2-1中的第二固定区域FA2的面积彼此不同。相应地，当具有相同方向的光入射至第一透镜LS1-1和第二透镜LS2-1中的每个时，第一透镜LS1-1的焦距与第二透镜LS2-1的焦距可以不同。
图10A至图10D是示出根据本发明构思的一些示例性实施方式的用于制造显示模块的方法的剖视图。
参考图10A，形成显示面板DP。在显示面板DP中，可限定由中央部分C-A和围绕中央部分C-A的外围部分P-A。
在显示面板DP上形成光学距离调节层OLL。光学距离调节层OLL可包括光透射材料。
参考图10B，在光学距离调节层OLL上形成光刻层PR。光刻层PR可包括正性光刻材料或负性光刻材料。
参考图10C，在光刻层PR上定位掩模MK。掩模MK可以是包括光透射部分和光阻挡部分的二元掩模。掩模MK可包括当在平面图中观看时与中央部分C-A重叠的中央区域以及当在平面图中观看时与外围部分P-A重叠的外围区域。光透射部分可包括限定在中央区域中的中央开口图案C-OP以及限定在外围区域中的外围开口图案P-OP。中央开口图案C-OP可位于显示面板DP的中央部分C-A上，以及外围开口图案P-OP可位于显示面板DP的外围部分P-A上。
穿过掩模MK的光的透射比可通过调节掩模MK的尺寸而调节。例如，中央开口图案C-OP的尺寸与外围开口图案P-OP的尺寸可彼此不同。当光刻层PR包括负性光刻材料时，中央开口图案C-OP的在第二方向DR2上的宽度可大于外围开口图案P-OP的在第二方向DR2上的宽度。此外，当光刻层PR包括正性光刻材料时，中央开口图案C-OP的在第二方向DR2上的宽度可小于外围开口图案P-OP的在第二方向DR2上的宽度。
此外，根据本发明构思的一些示例性实施方式，中央开口图案C-OP的尺寸与外围开口图案P-OP的尺寸也可以相同。在这种情况下，其间光发射至中央开口图案C-OP的时间与其间光发射至外围开口图案P-OP的时间可彼此不同。
可通过使光刻层PR图案化来形成透镜LS1和LS2(参见图7A和图7B)。图案化可包括曝光工艺和显影工艺。
参考图10D，位于中央部分C-A上的透镜阵列LA的放大版本的区域XX’可与图7A的第一透镜LS1相对应。位于外围部分P-A上的透镜阵列LA的放大版本的区域YY’可与图7B的第二透镜LS2相对应。位于中央部分C-A与外围部分P-A之间的区域上的透镜可具有处于第一透镜LS1的曲率与第二透镜LS2的曲率之间的曲率。此外，根据本发明构思的一些示例性实施方式，透镜可具有这样的形状，在该形状中，离外围部分P-A越近，曲率越小。
图11A至图11D是示出根据本发明构思的一些示例性实施方式的用于制造显示模块的方法的剖视图。
参考图11A，在显示面板DP上形成第一电极LE1。第一电极LE1可包括光透射材料。例如，第一电极LE1可包括铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铟镓氧化物(IGO)、铟锌镓氧化物(IGZO)和它们的混合物/化合物之中的至少任何一种。然而，本发明构思的实施方式不限于此。
参考图11B，在第一电极LE1上形成初级层PLL。初级层PLL可以是其中混合有活性化合物RM和液晶分子LC的层。活性化合物RM可以是光敏化合物。例如，活性化合物RM可通过与紫外线反应来固化。在这种情况下，包括在初级层PLL中的液晶分子LC的部分可随着活性化合物RM的固化而固定在初始取向方向上。
参考图11C，可将掩模MKa定位在初级层PLL上。掩模MKa可以是包括光透射部分和光阻挡部分的二元掩模。光透射部分可包括中央开口图案C-OPa以及外围开口图案P-OPa。中央开口图案C-OPa可位于显示面板DP的中央部分C-A上，以及外围开口图案P-OPa可位于显示面板DP的外围部分P-A上。
中央开口图案C-OPa的尺寸与外围开口图案P-OPa的尺寸可彼此不同。例如，中央开口图案C-OPa的在第二方向DR2上的宽度可小于外围开口图案P-OPa的在第二方向DR2上的宽度。
中央开口图案C-OPa的尺寸和外围开口图案P-OPa的尺寸的差异可与第一固定区域FA1(参见图9A)的尺寸和第二固定区域FA2(参见图9B)的尺寸的差异相对应。
穿过掩模MKa发射光，并且可固化初级层PLL的活性化合物RM。
参考图11D，可通过在初级层PLL上形成第一固定区域FA1(参见图9A)和第二固定区域FA2(参见图9B)来形成透镜阵列LA-1。可在透镜阵列LA-1上形成第二电极LE2。第二电极LE2可包括铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铟镓氧化物(IGO)、铟锌镓氧化物(IGZO)和它们的混合物/化合物之中的至少任何一种。然而，本发明构思的实施方式不限于此。
位于中央部分C-A上的透镜阵列LA-1的放大版本的一个区域ZZ’可与图9A的第一透镜LS1-1相对应。位于外围部分P-A上的透镜阵列LA-1的放大版本的一个区域WW’可与图9B的第二透镜LS2-1相对应。
根据一些示例性实施方式，用于制造显示模块的方法还可包括形成光学距离调节层。光学距离调节层可形成在显示面板DP与第一电极LE1之间或者第一电极LE1与透镜阵列LA-1之间。
根据本发明构思的一些示例性实施方式，位于显示面板上的透镜阵列可具有至少两个焦距。因为根据在显示面板内部的位置的焦距的偏差，所以用户可观看清晰图像的视频。此外，显示面板的外围部分的图像可被清晰地观看，并且因此，用户的观看角度可增加。即，显示设备的显示质量可提高。
对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在本发明中能够作出多种修改和改变。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和改变，只要这些修改和改变在所附权利要求及其等同的范围之内。因此，本发明实际的保护范围应当由所附权利要求及其等同的技术范围来确定。
Claims (14)
1.显示设备，包括：
显示面板，具有中央部分和围绕所述中央部分的外围部分，所述显示面板包括多个像素；以及
透镜阵列，位于所述显示面板上，其中：
所述透镜阵列包括位于所述中央部分上的第一透镜和位于所述外围部分上的第二透镜；
所述第一透镜的第一焦距小于所述第二透镜的第二焦距；以及
所述第一透镜和所述第二透镜中的每个与所述多个像素之中的至少两个像素重叠。
2.根据权利要求1所述的显示设备，还包括容纳所述显示面板和所述透镜阵列的主体部分，其中，所述主体部分的与所述透镜阵列面对的一个区域中设置有两个开口部分。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一透镜的曲率大于所述第二透镜的曲率。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一透镜的折射率等于所述第二透镜的折射率。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一透镜的厚度大于所述第二透镜的厚度。
6.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
第一电极，位于所述第一透镜和所述第二透镜下方；以及
第二电极，位于所述第一透镜和所述第二透镜上，其中，所述第一透镜和所述第二透镜中的每个包括活性化合物和液晶分子。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中：
所述透镜阵列中限定有固定区域，在所述固定区域中，所述液晶分子的取向方向被所述活性化合物固定；
所述固定区域包括第一固定区域和第二固定区域，其中，所述第一固定区域包括在所述第一透镜中，所述第二固定区域包括在所述第二透镜中；以及
所述第一固定区域的面积与所述第二固定区域的面积彼此不同。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述第一固定区域的所述面积小于所述第二固定区域的所述面积。
9.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述第一透镜的厚度等于所述第二透镜的厚度。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中，在平面图中，所述第一透镜与所述多个像素之中的五个像素重叠。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述五个像素包括位于中央处的中央像素和围绕所述中央像素的四个外围像素。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，在所述平面图中，所述第一透镜的中央与所述中央像素重叠。
13.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述中央像素是绿色像素，所述四个外围像素之中的两个外围像素是红色像素并且剩余两个外围像素是蓝色像素。
14.根据权利要求11所述的显示设备，其中，所述中央像素是红色像素或蓝色像素，并且所述四个外围像素是绿色像素。
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