CN111694154A - 虚拟图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了虚拟图像显示装置。虚拟图像显示装置包括显示面板、窗和多视点层，其中，显示面板包括多个像素并且配置成显示图像，窗布置在显示面板上，并且多视点层设置在显示面板与窗之间并且包括多个透镜。

Description

虚拟图像显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月12日提交的韩国专利申请第10-2019-0028411号的优先权和权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中全面阐述一样。
技术领域
本发明的示例性实施方式总体上涉及虚拟图像显示装置，并且更具体地涉及用于提供虚拟图像的虚拟图像显示装置。
背景技术
头戴式装置是安装在用户的头部上的装置，并且是用于向用户提供增强现实或虚拟现实的媒体装置。用于实现虚拟现实的头戴式装置可通过显示装置提供虚拟图像。在这种情况下，用户可同时观察虚拟图像和真实对象。为了实现虚拟现实，头戴式装置设置有显示装置和透镜模块。透镜模块允许用户通过放大从显示装置输出的图像并在虚拟表面上显示经放大的虚拟图像来观察放大的虚拟图像。
在背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解本发明概念的背景，并因此，其可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供了能够减小头戴式装置的整体厚度并且改善虚拟图像的品质的虚拟图像显示装置。
本发明概念的额外的特征将在下面的描述中阐述，并且部分地将通过该描述而显而易见，或者可通过实践本发明概念而习得。
本发明的示例性实施方式提供虚拟图像显示装置，该虚拟图像显示装置包括显示面板、窗和多视点层，其中，显示面板包括多个像素并且配置成显示图像，窗布置在显示面板上，并且多视点层设置在显示面板与窗之间并且包括多个透镜。
显示面板可包括分别布置有多个像素的多个像素区域、以及布置在多个像素区域之间的非像素区域，其中，多个透镜分别布置成对应于多个像素区域。
多个像素区域中的每个可包括发光区域、以及与发光区域相邻的非发光区域，其中，多个透镜中的每个布置在对应的像素的发光区域中。
多个像素中的每个可包括有机发光元件，有机发光元件包括布置成对应于发光区域的发光层。
显示面板还可包括覆盖多个像素的薄膜封装层，其中，多视点层布置在薄膜封装层的顶表面上。
彼此对应的透镜与像素之间的距离可在约10μm至约450μm的范围内。
多个透镜中的每个可具有在约1μm至约20μm的范围内的高度。
多个透镜中的每个可具有比多个像素中的每个的尺寸小的节距。
多个透镜中的每个可具有在约5至约20的范围内的曲率半径。
多视点层可包括多个视点单元，其中，多个视点单元中的每个包括多个透镜中的N个透镜，其中，N为大于2的整数。
N个透镜可包括基准透镜和(N-1)个外围透镜，并且基准透镜的中心点可与对应于基准透镜的基准像素的中心点匹配。
(N-1)个外围透镜的中心点可布置在与分别对应于(N-1)个外围透镜的外围像素的中心点不同的位置处。
虚拟图像显示装置还可包括布置在多视点层与窗之间的粘合层。
虚拟图像显示装置还可包括布置在多视点层与窗之间的功能层和保护层中的至少一个。
本发明的另一示例性实施方式提供虚拟图像显示装置，该虚拟图像显示装置包括显示面板和多视点层，其中，显示面板包括多个像素并且配置成显示图像，并且多视点层布置在显示面板上并且包括分别对应于多个像素的多个透镜。显示面板包括分别布置有多个像素的多个像素区域，并且多个像素区域中的每个包括发光区域和与发光区域相邻的非发光区域，其中，多个透镜中的每个布置在对应的像素的发光区域中。
显示面板还可包括配置成覆盖多个像素的薄膜封装层，其中，多视点层布置在薄膜封装层的顶表面上。
彼此对应的透镜与像素之间的距离可在约10μm至约450μm的范围内。
本发明的另一示例性实施方式提供头戴式装置，该头戴式装置包括虚拟图像显示装置、框架和佩戴单元，其中，虚拟图像显示装置包括具有多个像素并且配置成显示图像的显示面板、以及布置在显示面板上并且包括多个透镜的多视点层，框架中设置有供虚拟图像显示装置安装在其中的坐落空间，并且佩戴单元连接到框架并且佩戴在用户的头部上。用户的眼睛与虚拟图像显示装置之间的距离小于或等于约35mm。
应理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的示例性实施方式并且与描述一同用于解释本发明概念。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置。
图2是图1中所示的部分I的放大图。
图3是示出图1中所示的虚拟图像显示装置的剖面图。
图4是图3中所示的虚拟图像显示装置的放大剖面图。
图5是示出图3中所示的多视点层的平面图。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置的剖面图。
图7是图6中所示的虚拟图像显示装置的放大剖面图。
图8是示出根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置的剖面图。
图9是根据本发明的示例性实施方式的显示面板的平面图。
图10是示出图9中所示的区Ⅱ中的像素与透镜之间的布置关系的平面图。
图11示出了经过图10中所示的多视点层之后的图像。
图12是根据本发明的示例性实施方式的显示面板的平面图。
图13是示出图12中所示的区Ⅲ中的像素与透镜之间的布置关系的平面图。
图14示出了经过图13中所示的多视点层之后的图像。
图15是根据本发明的示例性实施方式的头戴式装置的立体图。
具体实施方式
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种示例性实施方式的透彻理解。如本文中所使用的，“实施方式”是采用本文中所公开的本发明概念中的一种或多种的装置或方法的非限制性实例。然而，显而易见的是，各种示例性实施方式可在没有这些具体细节的情况下或者用一个或多个等同布置的情况下实践。在其它实例中，公知的结构和装置以框图形式示出以避免不必要地混淆各种示例性实施方式。另外，各种示例性实施方式可为不同的，但不必是排他的。例如，在不背离本发明概念的情况下，示例性实施方式的特定形状、配置和特性可使用或实现在另一示例性实施方式中。
除非另有说明，否则所示的示例性实施方式应被理解为提供能够在实践中实现本发明概念的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则各种实施方式的特征、部件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独称为或统称为“元件”)可在不背离本发明概念的情况下以其它方式组合、分离、互换和/或重新布置。
交叉影线和/或阴影在附图中的使用通常被提供以阐明相邻元件之间的边界。由此，除非另有说明，否则无论交叉影线或阴影的存在与否都不会传达或表明对特定材料、材料特性、尺寸、比例、所示元件之间的共性和/或元件的任何其它特性、属性、性能等的任何偏好或要求。另外，在附图中，出于清楚和/或描述的目的，元件的尺寸和相对尺寸可被夸大。当示例性实施方式可不同方式实现时，具体工艺顺序可与所描述的顺序不同地执行。例如，两个连续描述的工艺可基本上同时进行或者以与描述的顺序相反的顺序进行。此外，相似的附图标记表示相似的元件。
当元件(例如，层)被称为在另一元件或层“上”，“连接到”或“联接到”另一元件或层时，该元件(例如，层)可直接在另一元件或层上，连接到或联接到另一元件或层，或者可存在有中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”，“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，则不存在中间元件或层。为此，措辞“连接”可指示在具有或不具有中间元件的情况下的物理、电气和/或流体连接。另外，D1-轴、D2-轴和D3-轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如x-轴、y-轴和z-轴)，并且可被解释为更广泛的含义。例如，D1-轴、D2-轴和D3-轴可彼此垂直，或者可表示彼此不垂直的不同方向。为了这种公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z构成的集群中的至少一个”可被解释为仅X、仅Y、仅Z或X、Y和Z中的两个或更多个的任何组合，例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文中所使用的，措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
虽然措辞“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种类型的元件，但是这些部件不应受这些措辞的限制。这些措辞用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不背离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可被称为第二元件。
空间相对措辞诸如“下面(beneath)”、“下方(below)”、“在……之下(under)”、“下(lower)”、“上方(above)”、“上(upper)”、“越过(over)”、“更高(higher)”、“侧(side)”(例如，如在“侧壁(sidewall)”中)等可在本文中出于描述性目的使用，并因此，用以描述如图中所示的一个元件与另一个元件的关系。除了图中描绘的取向以外，空间相对措辞还旨在涵盖装置在使用、操作和/或制造中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将随后被取向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性措辞“下方”可包含上方和下方的取向这两者。此外，装置可其它方式取向(例如，旋转90度或在其它取向)，并由此，本文中使用的空间相对描述词被相应地解释。
本文中所使用的术语是出于描述特定实施方式的目的，而不旨在限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。此外，当措辞“包括(comprise)”、“包括有(comprising)”、“包含(include)”和/或“包含有(including)”在本说明书中使用时指示所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集群的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集群的存在或添加。还注意，如本文所使用的，措辞“基本上(substantially)”、“约(about)”以及相似措辞用作近似的措辞而不是程度的措辞，并且由此，利用于考虑本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
本文中参照作为理想化的示例性实施方式和/或中间结构的示意性图示的剖面图和/或分解图对各种示例性实施方式进行描述。由此，由例如制造技术和/或公差的结果所导致的图示的形状的变化是可预期的。因此，本文中所公开的示例性实施方式不应必须被解释为受限于特定所示的区域形状，而是包括由例如制造导致的形状上的偏差。通过这种方式，图中所示的区域本质上可为示意性的，并且这些区域的形状可不反映器件的区域的实际形状，并由此并不必须旨在限制。
除非另有限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本文中明确地这样限定，否则术语诸如常用词典中限定的那些术语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的含义来解释。
在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行描述。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置，并且图2是图1中所示的部分I的放大图。
参照图1和图2，虚拟图像显示装置DD包括显示面板DP、窗WM和多视点层MLA。
显示面板DP可为刚性显示面板或柔性显示面板。对于柔性显示面板，形状可通过弯曲、折叠、卷起等操作来改变。作为本发明概念的实例，显示面板DP可包括有机发光元件。显示面板DP被布置成靠近用户的眼睛UE以显示图像。
显示面板DP可包括多个像素PX，而多个像素PX中的每个是配置成显示图像的最小单位。显示面板DP包括分别布置有多个像素PX的多个像素区域PA。
窗WM设置在显示面板DP上以限定显示装置的发射表面ES，而图像从该发射表面ES输出。窗WM可为光学透明的。相应地，显示面板DP中生成的图像可经过窗WM。
多视点层MLA可布置在显示面板DP与窗WM之间。作为本发明概念的实例，多视点层MLA在多个像素PX与窗WM之间移位。多视点层MLA可包括分别与多个像素PX对应的多个透镜LS。
多个透镜LS放大从对应的像素PX输出的图像以将经放大的图像投影到虚拟表面VS上。相应地，借助于多视点层MLA，用户可观看投影到与用户的眼睛UE相距特定距离d1的虚拟表面VS上的虚拟图像VI。详细地，从每个像素PX输出的图像由对应的透镜LS放大以入射到用户的眼睛UE的晶状体，且然后由晶状体聚焦到视网膜上。相应地，用户的眼睛UE在视觉上感知投影到虚拟表面VS上的虚拟图像VI。
如图2中所示，显示面板DP的每个像素区域PA可包括发光区域PXA和非发光区域NPXA。发光区域PXA是布置有实际从其输出光的发光层的区域，并且非发光区域NPXA是与发光区域PXA相邻并且布置有遮光材料(如黑色矩阵)的遮光区域。
多个透镜LS可分别与多个像素区域PA对应地布置。换言之，多个透镜LS中的每个可布置成与对应的像素区域PA的发光区域PXA和非发光区域NPXA重叠。如图2中所示，多个透镜LS中的每个可布置在对应的像素区域PA中的发光区域PXA中。
多个透镜LS中的每个可设计成具有要聚焦在对应的像素PX上的焦点。根据本发明概念的实例的多个透镜LS的每个节距P1可具有与像素区域PA对应的尺寸。另外，透镜LS的每个焦点可通过调节透镜LS中的每个的曲率半径和高度而聚焦在对应的像素PX上。透镜LS中的每个的曲率半径可在约1至约20的范围内。
此处，多视点层MLA可直接设置在显示面板DP上。换言之，多视点层MLA可通过连续工艺设置在显示面板DP的最上表面上。
窗WM可布置在多视点层MLA上。粘合层AL可布置在多视点层MLA与窗WM之间以将它们结合。多视点层MLA与窗WM之间可附加地设置有功能层和保护层。
通过这种方式，多视点层MLA可直接设置在显示面板DP上，并因此，设置在多视点层MLA上的透镜LS的每个尺寸可减小到像素尺寸。另外，随着透镜LS的尺寸变小，透镜LS与像素PX之间的距离(即，焦距)f1减小。作为本发明概念的实例，透镜LS与像素PX之间的距离f1可在约10μm至约450μm的范围内。相应地，显示面板DP的像素PX与用户的眼睛UE之间的距离d2可减小。换言之，显示面板DP的像素PX与用户的眼睛UE之间的距离d2可减小到约35mm或更小。相应地，采用虚拟图像显示装置DD的头戴式装置的整体厚度可减小。
另外，多个透镜LS中的每个可布置成对应于对应的像素区域PA中的发光区域PXA。相应地，当透镜LS中的每个设置到非发光区域NPXA时，从像素PX输出的图像可放大到非发光区域NPXA以产生由用户的眼睛UE观察非发光区域NPXA的屏幕门效果。然而，根据本发明概念的透镜LS中的每个布置成对应于发光区域PXA以防止非发光区域NPXA被观察到放大的现象，并由此改善图像品质。
图3是示出图1中所示的虚拟图像显示装置的剖面图，图4是图3中所示的虚拟图像显示装置的放大剖面图，并且图5是示出图3中所示的多视点层的平面图。
参照图3，虚拟图像显示装置DD1包括显示面板DP、窗WM和多视点层MLA。
虚拟图像显示装置DD1中可限定有显示区域DA和非显示区域NDA。显示区域DA为显示图像的区域。非显示区域NDA与显示区域DA相邻，并且不显示图像。非显示区域NDA可围绕显示区域DA。然而，这仅为示例性的，并且非显示区域NDA可与显示区域DA的边缘的一部分相邻。
显示面板DP包括基础层SUB、布置在基础层SUB上的电路层DP-CL、显示元件层DP-OLED和薄膜封装层TFE。基础层SUB可包括至少一个塑料膜。基础层SUB为柔性衬底，并且可包括塑料衬底、玻璃衬底、金属衬底或有机/无机复合材料等。
电路层DP-CL可包括至少一个中间绝缘层、多个导电层和半导体层。电路层DP-CL的多个导电层可构成信号线和像素电路。像素电路可包括薄膜晶体管TFT和电容器。
显示元件层DP-OLED布置在电路层DP-CL上。例如，显示元件层DP-OLED可布置成对应于显示区域DA。显示元件层DP-OLED可包括显示元件，例如，有机发光二极管。
薄膜封装层TFE直接形成在显示元件层DP-OLED上，或者直接形成在布置于显示元件层DP-OLED上的功能层上。薄膜封装层TFE可与显示元件层DP-OLED通过连续工艺来制造。
薄膜封装层TFE可包括至少一个无机层和至少一个有机层。无机层保护显示元件层DP-OLED免受湿气/氧气的影响，并且有机层保护显示元件层DP-OLED免受如灰尘颗粒的异物的影响。
如图4中所示，电路层DP-CL布置在基础层SUB上。电路层DP-CL可包括多个绝缘层BFL、10、20和30，以及薄膜晶体管TFT。多个绝缘层BFL、10、20和30中的每个可包括有机材料和/或无机材料，并且具有单层或多层结构。多个绝缘层BFL、10、20和30中的一些部分(例如，缓冲层BFL)可被完全省略，或者还可布置有另一绝缘层。
显示元件层DP-OLED布置在电路层DP-CL上。显示元件层DP-OLED可包括像素限定层PDL和有机发光二极管OLED。显示面板DP的每个像素区域PA可划分为在平面上布置有有机发光二极管OLED的发光区域PXA和与其相邻的非发光区域NPXA。像素限定层PDL的开口部OP暴露第一电极AE的至少一部分。像素限定层PDL的开口部OP可对应于发光区域PXA。
有机发光二极管OLED可包括第一电极AE、第二电极CE和布置在第一电极AE与第二电极CE之间的发射功能层。在本示例性实施方式中，将示例性地对朝向第二电极CE发射光的顶部发射结构的有机发光二极管OLED进行描述。第二电极CE布置成比第一电极AE更靠近薄膜封装层TFE。
在图4中，发射功能层包括第一电荷控制层HCL、发射层EML和第二电荷控制层ECL，但是发射功能层的层叠结构不限于此。发射层EML可包括混合有主体和掺杂剂的有机发光材料和/或如半导体纳米晶体(例如，量子点、量子棒或量子管)的无机发光材料。第一电荷控制层HCL和第二电荷控制层ECL中的每个在电子与空穴之间注入和/或传输对应的电荷。虽然没有单独示出，但是发光功能层和第二电极CE可公共地布置在多个发光区域PXA和与其相邻的非发光区域NPXA中。
第一电极AE可包括反射层。例如，反射层可包括选自包括银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)和铬(Cr)的集群中的至少任一种。第一电极AE还可包括用选自包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铟镓(IGO)和氧化铝锌(AZO)的集群中的至少任一种形成的透明层或半透明层。在本示例性实施方式中，第一电极AE可包括氧化铟锡(ITO)/银(Ag)/氧化铟锡(ITO)的三层。
第二电极CE可包括小吸收率和高反射率的导电材料。第二电极CE可为半透明电极以与第一电极AE形成谐振结构。第二电极CE可包括折射率和消光率的倍数在可见光区中在约1至约10的范围内的导电材料。例如，第二电极CE可包括选自银(Ag)、铝(Al)、镱(Yb)、钛(Ti)、镁(Mg)、镍(Ni)、锂(Li)、钙(Ca)、铜(Cu)、LiF/Ca、LiF/Al、MgAg和CaAg中的一种或多种材料。
多视点层MLA设置在薄膜封装层TFE上。多视点层MLA包括平坦化层PL和从平坦化层PL的顶表面突出的透镜层。透镜层可包括多个透镜LS。多个透镜LS可彼此间隔开。换言之，多个透镜LS可彼此间隔开预定间隔，并且可通过平坦化层PL连接。多个透镜LS中的每个可布置成对应于像素区域PA中的发光区域PXA。多个透镜LS中的每个可与发光区域PXA重叠。平坦化层PL可完全覆盖像素区域PA的发光区域PXA和非发光区域NPXA。
图4示出了多视点层MLA包括平坦化层PL并且多个透镜LS通过平坦化层PL连接的结构，但是多视点层MLA的结构不限于此。换言之，作为本发明概念的另一实例，在多视点层MLA中平坦化层PL可被省略，并且多个透镜LS直接形成在薄膜封装层TFE上。
多个透镜LS中的每个可具有从平坦化层PL的顶表面或薄膜封装层TFE的顶表面凸形地突出的凸透镜形状。如图5中所示，当在平面图中观察时，多个透镜LS中的每个可具有圆形形状。换言之，多个透镜LS中的每个可具有半球形类型的突出形状。然而，透镜LS的形状不限于此。例如，在平面图中，多个透镜LS中的每个可具有多边形或椭圆形形状。
另外，图5中的透镜LS示出为具有相同的尺寸。然而，在另一实例中，透镜LS可具有不同的尺寸。
多视点层MLA可由丙烯酸树脂等形成，并通过黄光工艺或压印工艺形成在薄膜封装层TFE上。
多个透镜LS中的每个可具有在约1μm至约20μm的范围内的高度H1。当每个透镜LS布置成对应于发光区域PXA时，每个透镜LS的节距P1可小于每个像素区域PA的宽度。透镜LS的节距P1可大于每个像素区域PA的发光区域PXA的宽度，并且可设置为1μm或更大。多个透镜LS中的每个的曲率半径可在约5至约20的范围内。
虚拟图像显示装置DD1还包括布置在多视点层MLA上的窗WM。窗WM可包括玻璃衬底、蓝宝石衬底、塑料衬底等。窗WM可具有多层或单层结构。例如，窗WM可包括由粘合剂结合的多个塑料膜。窗WM还可包括与非显示区域NDA(参见图3)对应地布置的边框层。边框层可包括包含黑色颜料或黑色染料的有机混合物。边框层可以沉积、印刷、涂覆等的方式形成。虽然没有单独示出，但是窗WM还可包括功能涂层。功能涂层可包括抗指纹层、抗反射层和硬涂层。
虚拟图像显示装置DD1还可包括布置在窗WM与多视点层MLA之间的粘合层AL。粘合层AL对窗WM与显示面板DP进行结合。粘合层AL可为光学透明粘合膜(OCA)、光学透明树脂(OCR)或压敏粘合膜(PSA)。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置的剖面图，并且图7是图6中所示的虚拟图像显示装置的放大剖面图。
参照图6和图7，在根据本发明示例性实施方式的虚拟图像显示装置DD2中，显示面板DP可包括基础层SUB、布置在基础层SUB上的电路层DP-CL、显示元件层DP-OLED、封装板CP和密封层SM。
封装板CP封装显示元件层DP-OLED。封装板CP可包括塑料衬底和/或玻璃衬底。封装板CP和电路层DP-CL可通过布置在不生成图像的非显示区域NDA中的密封层SM来结合。在本示例性实施方式中，显示元件层DP-OLED仅布置在显示区域DA中，但是显示元件层DP-OLED还可布置在非显示区域NDA的一部分中。此时，密封层SM可对电路层DP-CL、显示元件层DP-OLED和封装板CP进行结合。
如图7中所示，封装板CP可布置成与显示元件层DP-OLED分离。另外，封装板CP与显示元件层DP-OLED之间可布置有具有规定折射率的材料。材料可为空气或密封材料。
另外，显示面板DP还可包括布置在显示元件层DP-OLED上的功能层FL1和FL2。图7中的功能层FL1和FL2包括布置在第二电极CE上的第一功能层FL1和布置在第一功能层FL1上的第二功能层FL2。
第一功能层FL1可为感测外部输入的输入感测层。输入感测层FL1可感测设置在虚拟图像显示装置DD2外部的各种类型的输入。例如，输入感测层FL1可感测通过用户的身体的输入或者感测各种类型的外部输入(诸如光、热、压力等)。另外，输入感测层FL1不仅可感测与感测表面接触的输入，而且可感测与感测表面邻近的输入。
第二功能层FL2可为阻挡外部光反射的抗反射层。抗反射层FL2可防止由通过虚拟图像显示装置DD2的顶表面入射的外部光而从外部观察构成显示面板DP的元件的限制。抗反射层FL2可包括偏振层和/或相位延迟层。根据抗反射层FL2的工作原理，可确定相位延迟层的数量和相位延迟层的相位延迟长度(λ/4或λ/2)。
功能层的数量不限于此，并且功能层可附加地包括第一功能层FL1和第二功能层FL2以外的另一功能层，或者仅包括第一功能层FL1和第二功能层FL2中的一个。
参照图7，多视点层MLA布置在封装板CP上。多视点层MLA包括平坦化层PL和从平坦化层PL的顶表面突出的透镜层。透镜层可包括多个透镜LS。多个透镜LS可在平坦化层PL上彼此分开地形成。
多个透镜LS中的每个可与像素区域PA中的发光区域PXA对应地布置。多个透镜LS中的每个可与发光区域PXA重叠。平坦化层PL可完全覆盖像素区域PA的发光区域PXA和非发光区域NPXA。作为本发明概念的另一实例，平坦化层PL可从多视点层MLA中省略，并且多个透镜LS可直接形成在封装板CP的顶表面上。
多个透镜LS中的每个可具有从平坦化层PL的顶表面或从封装板CP的顶表面凸形地突出的形状。多个透镜LS中的每个可具有球形突出形状。
虚拟图像显示装置DD2还可包括布置在多视点层MLA上的窗WM和布置在窗WM与多视点层MLA之间的粘合层AL。粘合层AL对窗WM与封装板CP进行结合。
图8是示出根据本发明的示例性实施方式的虚拟图像显示装置的剖面图。
参照图8，根据本发明概念的实施方式的虚拟图像显示装置DD3可包括布置在窗WM与多视点层MLA之间的至少一个功能层FL，以及至少一个保护层PTL。
功能层FL可包括感测用户输入(例如，触摸操作等)的输入感测层和防止外部光的反射的抗反射层中的任一个。保护层PTL可为用于吸收外部施加的冲击以保护显示面板DP免受冲击的层。作为本发明概念的实例，功能层FL可布置在多视点层MLA上，并且保护层PTL可布置在功能层FL上。
虚拟图像显示装置DD3还可包括第一粘合层AL1、第二粘合层AL2和第三粘合层AL3。第一粘合层AL1可介于功能层FL与多视点层MLA之间以对功能层FL与多视点层MLA进行结合。第二粘合层AL2可介于功能层FL与保护层PTL之间以对它们进行结合，并且第三粘合层AL3可介于保护层PTL与窗WM之间以对保护层PTL与窗WM进行结合。
图9是根据本发明的示例性实施方式的显示面板的平面图，图10是示出图9中所示的区Ⅱ中的像素与透镜之间的布置关系的平面图，并且图11示出了经过图10中所示的多视点层之后的图像。
参照图9，显示面板DP可包括第一像素组PG1和第二像素组PG2。第一像素组PG1和第二像素组PG2可沿着第一方向DR1交替地排列。
第一像素组PG1可包括多个第一像素PX1。多个第一像素PX1可沿着第二方向DR2排列。第二像素组PG2可包括多个第二像素PX2和多个第三像素PX3。第二像素PX2和第三像素PX3可沿着第二方向DR2交替地排列。第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3之间可限定有非像素区域NPA。
图9中所示的第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3的排列结构仅作为实例示出，并且本发明概念不限于此。例如，作为本发明概念的另一实例，第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3可沿着第二方向DR2以条状交替地排列。另外，第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3中的每个示例性地示出为具有矩形形状，但是本发明概念不限于此。第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3中的每个的形状可以诸如多边形、圆形或椭圆形的各种方式来修改。作为另一实例，第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3的形状可彼此不同。换言之，第一像素PX1可具有圆形形状，并且第二像素PX2和第三像素PX3可具有矩形形状。
另外，图9示例性地示出第一像素PX1的尺寸小于第二像素PX2和第三像素PX3的尺寸，但是本发明概念不限于此。例如，在本发明的另一示例性实施方式中，第一像素PX1、第二像素PX2和第三像素PX3可具有相同的尺寸。
作为本发明概念的实例，第一像素PX1可为绿色像素，第二像素PX2可为蓝色像素，并且第三像素PX3可为红色像素。然而，本发明概念不限于此。
参照图9和图10，虚拟图像显示装置DD包括构成为提供5个视点图像的多视点层MLA1。
多视点层MLA1包括布置成对应于第一像素组PG1的第一透镜组LG1和布置成对应于第二像素组PG2的第二透镜组LG2。第一透镜组LG1包括分别布置成对应于第一像素PX1的第一透镜LS1，并且第二透镜组LG2包括分别布置成对应于第二像素PX2的第二透镜LS2和分别布置成对应于第三像素PX3的第三透镜LS3。
第一透镜组LG1和第二透镜组LG2在第一方向DR1上交替地排列，并且第二透镜LS2和第三透镜LS3在第二方向DR2上交替地排列。当在平面图中观察时，第一透镜LS1至第三透镜LS3中的每个具有圆形形状。
图10示例性地示出了第一透镜LS1至第三透镜LS3的尺寸为相同的，但是本发明概念不限于此。例如，第一透镜LS1的尺寸可小于第二透镜LS2和第三透镜LS3的尺寸。换言之，第一透镜LS1至第三透镜LS3可根据对应的像素的尺寸而具有不同的尺寸。
虚拟图像显示装置DD中的多视点层MLA1放大从显示面板DP输出的图像。在这种情况下，多视点层MLA1的第一透镜LS1至第三透镜LS3中的每个可布置成对应于像素区域PA。在这种情况下，像素区域PA由第一透镜LS1至第三透镜LS3放大，并且非像素区域NPA不由多视点层MLA1放大。相应地，可防止由用户观察到的非像素区域NPA的放大，并且其结果，不会降低虚拟图像显示装置DD的显示品质。
为了提供5个视点图像，多视点层MLA1的第一透镜LS1至第三透镜LS3可分组为多个视点单元VU5。每个视点单元VU5包括5个透镜RLS、PLS1至PLS4。作为本发明概念的实例，每个视点单元VU5包括与基准像素RPX对应的基准透镜RLS以及与基准像素RPX周围的外围像素PPX1至PPX4对应的外围透镜PLS1至PLS4。例如，基准像素RPX为第一像素PX1，并且外围像素PPX1至PPX4可包括布置在第一像素PX1周围的两个第二像素PX2和两个第三像素PX3。为了解释的便利，四个外围像素称为第一外围像素PPX1至第四外围像素PPX4，并且四个外围透镜称为第一外围透镜PLS1至第四外围透镜PLS4。
基准像素RPX的中心点C1可与基准透镜RLS的中心点C1匹配。第一外围透镜PLS1至第四外围透镜PLS4的每个中心点C2可以第一间隔d5与基准透镜RLS的中心点C1分离。第一外围像素PPX1至第四外围像素PPX4的每个中心点C3可以第二间隔d6与基准像素RPX的中心点C1分离。此处，第二间隔d6可大于第一间隔d5。换言之，第一外围像素PPX1至第四外围像素PPX4的每个中心点C3与第一外围透镜PLS1至第四外围透镜PLS4的每个中心点C2不匹配。相应地，从第一外围像素PPX1至第四外围像素PPX4输出的图像可由对应的外围透镜折射以与从基准像素RPX输出的图像一起聚焦在一个点上。相应地，5个视点图像VIM1至VIM5可由视点单元VU5表示。
图12是根据本发明的示例性实施方式的显示面板的平面图，图13是示出图12中所示的区Ⅲ中的像素与透镜之间的布置关系的平面图，并且图14示出了经过图13中所示的多视点层之后的图像。
参照图12和图13，虚拟图像显示装置DD包括可提供9个视点图像的多视点层MLA2。
为了提供9个视点图像，多视点层MLA2中的透镜可分组为多个视点单元VU9。每个视点单元VU9包括9个透镜RLS、PLS1至PLS8。作为本发明概念的实例，每个视点单元VU9包括与基准像素RPX对应的基准透镜RLS以及与基准像素RPX周围的外围像素PPX1至PPX8对应的外围透镜PLS1至PLS8。例如，基准像素RPX为第一像素PX1，并且外围像素PPX1至PPX8可包括作为基准像素RPX的第一像素PX1周围的四个第一像素PX1、两个第二像素PX2和两个第三像素PX3。为了解释的便利，8个外围像素称为第一外围像素PPX1至第八外围像素PPX8，并8个外围透镜称为第一外围透镜PLS1至第八外围透镜PLS8。
基准像素RPX的中心点C1可与基准透镜RLS的中心点C1匹配。第二外围透镜PLS2、第四外围透镜PLS4、第五外围透镜PLS5和第七外围透镜PLS7可分别基于基准透镜RLS定位在上下方向(即，第一方向DR1)和左右方向(即，第二方向DR2)上。第一外围透镜PLS1、第三外围透镜PLS3、第六外围透镜PLS6和第八外围透镜PLS8可分别基于基准透镜RLS定位在对角线方向上。此处，对角线方向可限定为相对于第一方向DR1和第二方向DR2倾斜的方向，具体地，相对于第一方向DR1和第二方向DR2倾斜45度的方向。
第一外围透镜PLS1、第三外围透镜PLS3、第六外围透镜PLS6和第八外围透镜PLS8的每个中心点C2可以第一间隔d5与基准透镜RLS的中心点C1分离。第二外围透镜PLS2、第四外围透镜PLS4、第五外围透镜PLS5和第七外围透镜PLS7的每个中心点C4可以第三间隔d7与基准透镜RLS的中心点C1分离。
第一外围像素PPX1、第三外围像素PPX3、第六外围像素PPX6和第八外围像素PPX8中的每个可基于基准像素RPX定位在对角线方向上，并且第二外围像素PPX2、第四外围像素PPX4、第五外围像素PPX5和第七外围像素PPX7中的每个可基于基准像素RPX定位在上下方向DR1和左右方向DR2上。第一外围像素PPX1、第三外围像素PPX3、第六外围像素PPX6和第八外围像素PPX8的每个中心点C3以第二间隔d6与基准像素RPX的中心点C1分离，并且第二外围像素PPX2、第四外围像素PPX4、第五外围像素PPX5和第七外围像素PPX7的每个中心点C5可以第四间隔d8与基准像素RPX的中心点C1分离。
此处，第二间隔d6可大于第一间隔d5，并且第四间隔d8可大于第三间隔d7。第一外围像素PPX1至第八外围像素PPX8的每个中心点与第一外围透镜PLS1至第八外围透镜PLS8的每个中心点不匹配。相应地，从第一外围像素PPX1至第八外围像素PPX8输出的图像分别由对应的外围透镜折射以与从基准像素RPX输出的图像一起聚焦在一个点上。相应地，9个视点图像VIM1至VIM9可由视点单元VU9表示。
图15是根据本发明的示例性实施方式的包括虚拟图像显示装置的头戴式装置的立体图。
参照图1和图15，头戴式装置HMD为安装在用户US的头部上的装置。头戴式装置HMD可在用户US的实际外围视图被阻挡的状态下通过虚拟图像显示装置DD将图像提供给用户US。佩戴头戴式装置HMD的用户US可通过虚拟图像显示装置DD更容易地沉浸在虚拟现实中。
虚拟图像显示装置DD可显示图像，并且感测触摸输入。例如，虚拟图像显示装置DD可包括智能手机、平板个人电脑、移动电话、电子书阅读器、笔记本电脑、个人数字助理、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗装置、相机和可佩戴显示装置中的至少一个。
头戴式装置HMD可包括框架100、佩戴单元200和缓冲构件300。
框架100可安装在用户US的头部上。框架100中设置有坐落空间，并且虚拟图像显示装置DD可安装在坐落空间中。作为另一实例，虚拟图像显示装置DD可在框架100安装的状态下部分地暴露在外部。用户US可使用暴露的虚拟图像显示装置DD的一部分来控制头戴式装置HMD。
虚拟图像显示装置DD具有形成在显示面板DP上的多视点层MLA。相应地，虚拟图像显示装置DD可放大从显示面板DP输出的图像，并且将经放大的图像提供给用户US。除了虚拟图像显示装置DD以外，头戴式装置HMD不必进一步设置有用于放大从虚拟图像显示装置DD输出的图像的单独的透镜模块。相应地，头戴式装置HMD的整体厚度可减小。
头戴式装置HMD可执行与虚拟图像显示装置DD的通信。在本发明的示例性实施方式中，框架100包括位于其中的连接器，并且当虚拟图像显示装置DD安装在框架100上时，连接器可物理地连接到虚拟图像显示装置DD的输入端子。本发明概念不限于此，并且头戴式装置HMD和虚拟图像显示装置DD可执行近场通信以通过无线方式传输和接收信号。此时，框架100和虚拟图像显示装置DD中的每个可包括通信模块。
具有各种功能的部件可嵌入框架100中。例如，加速度传感器(未示出)可嵌入框架100中。加速度传感器可感测用户US的运动，并且将规定的信号传输到虚拟图像显示装置DD。相应地，虚拟图像显示装置DD可向用户US提供与用户US的视线变化对应的图像。另外，框架100中可嵌入有接近传感器(未示出)。接近传感器可确定用户US是否佩戴头戴式装置HMD。
佩戴单元200与框架100结合以允许用户US容易地佩戴框架100。在本发明的示例性实施方式中，佩戴单元200可包括主带210和上带220。
主带210可佩戴在用户US的头部周围。主带210可将框架100固定到用户US上以使得框架100粘附到用户US的头部。上带220可沿着用户US的头部的上部连接框架100与主带210。上带220可防止框架100向下滑动。另外，上带220可分散框架100的负载以进一步改善由用户US感觉到的佩戴感觉。
在图15中示例性地示出了主带210和上带220的长度是可调节的类型，但是本发明概念不限于此。例如，在另一示例性实施方式中，主带210和上带220为弹性的部分(即，其长度为可调节的部分)可被省略。
当框架100固定到用户US时，佩戴单元200可以除了图15中公开的类型以外的各种类型进行修改。例如，在本发明的另一示例性实施方式中，上带220可被省略。另外，另一实施方式中的佩戴单元200可以如与框架100结合的头盔或与框架100结合的眼镜腿的各种类型修改。
缓冲构件300可布置在框架100与用户US的头部之间。缓冲构件300可由其形状可自由地修改的材料形成。例如，缓冲构件300可由聚合物树脂(例如，聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等)或用橡胶液、尿烷系材料或丙烯酸系材料发泡的海绵形成。然而，本发明概念不限于此。
缓冲构件300可允许框架100粘附到用户US以改善由用户US感觉到的佩戴感觉。缓冲构件300可从框架100拆卸。在本发明的另一示例性实施方式中，缓冲构件300可被省略。
根据本发明概念的虚拟图像显示装置DD包括直接设置在显示面板DP的最上表面上的多视点层MLA。作为多视点层MLA直接设置在显示面板DP上的结果，设置在多视点层MLA中的每个透镜LS的尺寸可减小到像素尺寸，并且透镜LS与像素PX之间的距离f1可减小。相应地，采用虚拟图像显示装置DD的头戴式装置HMD的整体厚度可减小。
非发光区域NPXA被视为放大的现象可通过将透镜LS放置成对应于显示面板DP的像素区域PA中的发射区域来防止，并由此改善图像品质。
虽然已在本文中描述了某些示例性实施方式和实现方式，但是其它实施方式和变型将通过本描述而显而易见。相应地，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明概念不限于这些实施方式，而是限于随附的权利要求书的较宽的范围以及各种显而易见的变型和等同布置。

Claims (14)

1.虚拟图像显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括多个像素并且配置成显示图像；
窗，所述窗布置在所述显示面板上；以及
多视点层，所述多视点层设置在所述显示面板与所述窗之间，所述多视点层包括多个透镜。
2.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述显示面板包括分别布置有所述多个像素的多个像素区域以及布置在所述多个像素区域之间的非像素区域；并且
所述多个透镜分别布置成对应于所述多个像素区域。
3.如权利要求2所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多个像素区域中的每个包括：
发光区域；以及
与所述发光区域相邻的非发光区域；并且
所述多个透镜中的每个布置在对应的像素的所述发光区域中。
4.如权利要求3所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多个像素中的每个包括有机发光元件，所述有机发光元件包括布置成对应于所述发光区域的发光层。
5.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述显示面板还包括覆盖所述多个像素的薄膜封装层；并且
所述多视点层布置在所述薄膜封装层的顶表面上。
6.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，彼此对应的透镜与像素之间的距离在10μm至450μm的范围内。
7.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多个透镜中的每个具有在1μm至20μm的范围内的高度。
8.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多个透镜中的每个具有比所述多个像素中的每个的尺寸小的节距。
9.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多个透镜中的每个具有在5至20的范围内的曲率半径。
10.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，其中，所述多视点层包括多个视点单元；以及
所述多个视点单元中的每个包括所述多个透镜中的N个透镜，其中，N为大于2的整数。
11.如权利要求10所述的虚拟图像显示装置，其中，所述N个透镜包括基准透镜和(N-1)个外围透镜；以及
所述基准透镜的中心点与对应于所述基准透镜的基准像素的中心点匹配。
12.如权利要求11所述的虚拟图像显示装置，其中，所述(N-1)个外围透镜的中心点布置在与分别对应于所述(N-1)个外围透镜的外围像素的中心点不同的位置处。
13.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，还包括：
粘合层，所述粘合层位于所述多视点层与所述窗之间。
14.如权利要求1所述的虚拟图像显示装置，还包括：
功能层和保护层中的至少一个，所述功能层和所述保护层中的至少一个布置在所述多视点层与所述窗之间。
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