KR20180073867A - 헤드 장착형 디스플레이 - Google Patents

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KR20180073867A
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Abstract

본 발명은 표시 모듈 수납부의 두께 증가를 최소화하면서 표시 모듈의 영상의 크기를 늘릴 수 있는 헤드 장착형 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이는 접안렌즈 및 접안렌즈에 영상을 제공하는 표시 모듈 수납부를 구비한다. 표시 모듈 수납부는 제1 영상을 표시하는 제1 표시 모듈, 제2 영상을 표시하는 제2 표시 모듈, 제1 영상을 접안렌즈로 전반사하는 제1 투과 반사부, 및 제2 영상을 접안렌즈로 전반사하는 제2 투과 반사부를 포함한다.

Description

헤드 장착형 디스플레이{HEAD MOUNTED DISPLAY}
본 발명은 헤드 장착형 디스플레이에 관한 것이다.
헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)는 사용자의 머리에 안경이나 헬멧 형태로 착용되어, 사용자의 눈 앞에 가까운 거리에 초점이 형성되는 영상 표시 장치이다. 헤드 장착형 디스플레이는 가상현실(Virtual Reality, VR) 또는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 구현할 수 있다.
최근에 헤드 장착형 디스플레이는 사용자가 용이하게 휴대할 수 있을 뿐만 아니라, 쉽게 입거나 벗을 수 있도록 안경 형태로 형성된다. 또한, 헤드 장착형 디스플레이는 증강현실을 구현하기 위해서, 사용자의 눈이 위치하는 접안렌즈, 접안렌즈에 소정의 영상을 제공하기 위한 표시 모듈, 및 외부의 환경을 보기 위한 글라스를 포함할 수 있다. 사용자는 표시 모듈이 영상을 표시하는 경우 접안렌즈를 통해 영상을 볼 수 있다. 또한, 사용자는 표시 모듈의 영상 표시와 관계없이 글라스에 보이는 외부의 환경을 접안렌즈를 통해 볼 수 있다.
하지만, 헤드 장착형 디스플레이에서 표시 모듈의 영상은 글라스보다 작은 크기로 표시될 수 있다. 헤드 장착형 디스플레이에서 글라스와 유사한 크기로 영상을 표시하기 위해서는 표시 모듈이 글라스와 동일한 크기로 커져야 한다. 이 경우, 표시 모듈을 수용하는 표시 모듈 수납부의 크기가 커지게 되므로, 헤드 장착형 디스플레이가 안경 형태의 디스플레이로 구현되기 어렵다.
본 발명은 표시 모듈 수납부의 두께 증가를 최소화하면서 표시 모듈의 영상의 크기를 늘릴 수 있는 헤드 장착형 디스플레이를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이는 접안렌즈 및 접안렌즈에 영상을 제공하는 표시 모듈 수납부를 구비한다. 표시 모듈 수납부는 제1 영상을 표시하는 제1 표시 모듈, 제2 영상을 표시하는 제2 표시 모듈, 제1 영상을 접안렌즈로 전반사하는 제1 투과 반사부, 및 제2 영상을 접안렌즈로 전반사하는 제2 투과 반사부를 포함한다.
본 발명의 실시예는 제1 투과 반사부를 이용하여 제1 표시 모듈이 표시하는 영상을 집광 렌즈로 반사하고, 제2 투과 반사부를 이용하여 제2 표시 모듈이 표시하는 영상을 집광 렌즈로 반사할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 표시 모듈에 표시된 영상이 제1 글라스에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 복수의 투과 반사부들을 이용함으로써 투과 반사부들 각각의 두께가 증가하는 것을 최소화할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 표시 모듈 수납부의 두께 증가를 최소화하면서 표시 모듈의 영상의 크기를 늘릴 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이를 보여주는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제1 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 표시 모듈을 보여주는 일 예시도면이다.
도 4는 도 3의 표시패널의 표시영역의 화소들을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2a 및 도 2b의 투과 반사부를 보여주는 예시도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제2 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제3 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제4 실시 예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 9는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제5 실시 예를 보여주는 예시 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이를 보여주는 사시도이다. 도 1a는 헤드 장착형 디스플레이(10)의 디스플레이 수납부(20)의 배면이 보여지도록 도시되어 있으며, 도 1b는 헤드 장착형 디스플레이(10)의 디스플레이 수납부(20)의 정면이 보여지도록 도시되어 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, 10)는 디스플레이 수납부(20), 제1 접안렌즈(30), 제2 접안렌즈(40), 제1 글라스(50), 제2 글라스(60), 및 안경테 다리(70)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 장착형 디스플레이(10)는 도 1a 및 도 1b와 같이 사용자가 쉽게 입거나 벗을 수 있도록 안경테 다리(70)를 포함하는 안경 형태로 구현된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 헤드 장착형 디스플레이(10)는 안경테 다리(70) 대신에 머리에 장착할 수 있는 머리 장착 밴드를 포함할 수 있다.
디스플레이 수납부(20)는 영상을 표시하는 표시 모듈과 표시 모듈에 표시된 영상을 제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40)에 제공하기 위한 광학 수단을 포함한다. 디스플레이 수납부(20)에 대한 자세한 설명은 도 2a 및 도 2b, 도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b, 도 8a 및 도 8b, 및 도 9를 결부하여 후술한다.
제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40)은 디스플레이 수납부(20)의 배면에 배치될 수 있다. 제1 접안렌즈(30)는 사용자의 좌안이 위치하는 좌안 렌즈일 수 있으며, 제2 접안렌즈(40)는 사용자의 우안이 위치하는 우안 렌즈일 수 있다. 이로 인해, 사용자는 제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40)을 통해 표시 모듈 수납부(20)의 표시 모듈에 표시되는 영상을 볼 수 있다. 제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40) 각각은 볼록 렌즈(convex lens) 또는 프레넬 렌즈(fresnel lens)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 및 제2 글라스들(50, 60)은 디스플레이 수납부(20)의 정면에 배치될 수 있다. 제1 글라스(50)는 제1 접안렌즈(30)와 대응되게 배치되며, 제2 글라스(60)는 제2 접안렌즈(40)와 대응되게 배치된다. 이로 인해, 사용자는 제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40)을 통해 제1 및 제2 글라스들(50, 60)에 의해 보여지는 디스플레이 수납부(20)의 정면의 배경을 볼 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예는 제1 및 제2 글라스들(50, 60)에 의해 보여지는 디스플레이 수납부(20)의 정면의 배경과 표시 모듈 수납부(20)의 표시 모듈에 표시되는 영상을 제1 및 제2 접안렌즈들(30, 40)을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 사용자에게 현실의 배경과 가상 영상을 겹쳐 하나의 영상으로 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 제1 및 제2 글라스들(50, 60)이 사용자의 요구에 따라 개폐되도록 구현될 수 있다. 제1 및 제2 글라스들(50, 60)이 닫히는 경우, 사용자가 디스플레이 수납부(20)의 정면 배경을 볼 수 없으며 표시 모듈 수납부(20)의 표시 모듈에 표시되는 영상만을 볼 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제1 및 제2 글라스들(50, 60)을 닫음으로써, 표시 모듈 수납부(20)의 표시 모듈에 의해 표시되는 가상 영상을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 가상현실(Virtual Reality, VR)을 구현할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제1 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 2a는 표시 모듈 수납부를 정면 또는 배면에서 바라본 정면도 또는 배면도에 해당하며, 도 2b는 표시 모듈 수납부를 일 측면에서 바라본 일 측면도에 해당한다. 도 2a 및 도 2b에는 제1 실시예에 따라 제1 접안렌즈(30)와 제1 글라스(50) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들이 도시되어 있으며, 제1 실시예에 따라 제2 접안렌즈(30)와 제2 글라스(60) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 표시 모듈 수납부(20)는 표시 모듈(300), 투과 반사부(400), 및 집광 렌즈(500)를 포함할 수 있다.
표시 모듈(300)은 소정의 영상을 표시하는 표시장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 모듈(300)은 유기발광 표시장치(organic light emitting display device), OLEDoS(organic light emitting device on silicon substrate), LCoS(liquid crystal on silicon substrate), 또는 LEDoS(light emitting diode on silicon substrate)와 같은 소형 표시장치로 구현될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 표시 모듈(300)이 유기발광 표시장치인 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
표시 모듈(300)은 투과 반사부(400)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 표시 모듈(300)은 제1 글라스(50)를 통해 보이는 배경을 가리지 않으면서, 투과 반사부(400)로 영상을 제공할 수 있다.
표시 모듈(300)에 대한 자세한 설명은 도 3 및 도 4를 결부하여 후술한다.
투과 반사부(400)는 집광 렌즈(500)와 제1 글라스(50) 사이에 배치될 수 있다. 투과 반사부(400)는 광의 일부를 투과시키고, 광의 또 다른 일부를 반사시키는 반사면(401)을 포함할 수 있다. 반사면(401)은 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 집광 렌즈(500)로 진행하도록 형성될 수 있다.
반사면(401)은 광의 일부를 투과시키고 광의 또 다른 일부를 반사시키므로, 제1 글라스(50)로부터 입사된 광을 투과시키고, 표시 모듈(300)에 표시된 영상을 집광 렌즈(500)로 진행시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 제1 접안렌즈(30)를 통해 제1 글라스(50)에 의해 보여지는 배경과 표시 모듈(300)에 표시되는 영상을 모두 볼 수 있다. 즉, 사용자는 현실의 배경과 가상의 영상을 겹쳐 하나의 영상으로 볼 수 있으므로, 증강현실(Augmented Reality, AR)이 구현될 수 있다.
투과 반사부(400)는 도 5a와 같이 제1 직각 프리즘(1410), 제2 직각 프리즘(1420), 및 제1 및 제2 직각 프리즘들(1410, 1420) 사이에 채워진 공기층(1430)을 포함할 수 있다. 제1 직각 프리즘(1410)의 사면과 제2 직각 프리즘(1420)의 사면(斜面)은 서로 마주보도록 배치되며, 공기층(1430)은 제1 직각 프리즘(1410)의 사면과 제2 직각 프리즘(1420)의 사면 사이에 채워질 수 있다. 이 경우, 공기층(1430)은 광의 일부를 투과시키고, 광의 또 다른 일부를 반사시킬 수 있으므로, 도 2b의 반사면(401)으로서 역할을 한다. 제1 직각 프리즘(1410)의 사면은 제1 직각 프리즘(1410)의 직각을 이루는 면이 아니라 경사를 이루는 면을 나타낸다.
또는, 투과 반사부(400)는 도 5b와 같이 제1 직각 프리즘(1410)과 제1 직각 프리즘의 사면에 배치된 반투과 금속층(1440)을 포함할 수 있다. 이 경우, 반투과 금속층(1440)은 광의 일부를 투과시키고, 광의 또 다른 일부를 반사시킬 수 있으므로, 도 2b의 반사면(401)으로서 역할을 한다. 반투과 금속층(1440)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)일 수 있다.
집광 렌즈(500)는 투과 반사부(400)와 제1 접안렌즈(30) 사이에 배치될 수 있다. 집광 렌즈(500)는 투과 반사부(400)에 의해 반사된 영상을 제1 접안렌즈(30)로 모아서 제공한다. 집광 렌즈(500)는 볼록 렌즈(convex lens) 또는 프레넬 렌즈(fresnel lens)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
투과 반사부(400)에 의해 반사되어 보이는 표시 모듈(300)의 영상은 상하 또는 좌우 반전되어 보일 수 있다. 따라서, 표시 모듈(300)은 투과 반사부(400)에 의한 상하 또는 좌우 반전을 고려하여 상하 또는 좌우 반전된 영상을 표시할 수 있다.
한편, 헤드 장착형 디스플레이(10)의 두께는 표시 모듈 수납부(20)의 두께에 의존한다. 따라서, 헤드 장착형 디스플레이(10)의 두께를 줄이기 위해서는 표시 모듈 수납부(20)의 두께를 줄이는 것이 중요하다.
본 발명의 제1 실시예는 도 2a와 같이 투과 반사부(400)를 제1 글라스(30)보다 작게 형성한다. 이로 인해, 본 발명의 제1 실시예는 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 사용자에게 보이는 면적은 제1 글라스(50)에 의해 보여지는 배경에 비해 작을 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예는 투과 반사부(400)를 제1 글라스(30)보다 작게 형성하는 만큼 표시 모듈 수납부(20)의 두께를 제1 두께(D1)로 형성할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 결부하여 표시 모듈(100)에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 표시 모듈을 보여주는 일 예시도면이다.
도 3을 참조하면, 표시 모듈(300)은 표시장치(100)는 표시패널(110), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.
표시패널(110)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함한다. 제2 기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 제1 기판(111)은 플라스틱 필름(plastic film) 또는 유리 기판(glass substrate)일 수 있다. 제2 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름(보호 필름)일 수 있다.
제1 기판(111) 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성된다. 화소들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 구조에 의해 정의되는 영역에 마련된다.
화소들 각각은 박막 트랜지스터와 제1 전극, 유기발광층, 및 제2 전극을 구비하는 유기발광소자를 포함할 수 있다. 화소들 각각은 박막 트랜지스터를 이용하여 게이트 라인으로부터 게이트 신호가 입력되는 경우 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 유기발광소자에 소정의 전류를 공급한다. 이로 인해, 화소들 각각의 유기발광소자는 소정의 전류에 따라 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 화소들에 대한 자세한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
표시패널(110)은 화소들이 형성되어 화상을 표시하는 표시영역과 화상을 표시하지 않는 비표시영역으로 구분될 수 있다. 표시영역에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다. 비표시영역에는 게이트 구동부와 패드들이 형성될 수 있다.
게이트 구동부는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부는 표시패널(110)의 표시영역의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(110)의 표시영역의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.
표시패널(110)의 비표시영역에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 회로보드(150)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(60)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(160)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(130)들에 공급한다.
도 4는 도 3의 표시패널의 표시영역의 화소들을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 기판(111) 상에는 박막 트랜지스터(210)들이 형성된다. 제1 기판(111) 상에는 박막 트랜지스터(210)들을 형성하기 전에 버퍼막이 형성될 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 제1 기판(111)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(210)들과 유기발광소자(260)들을 보호하기 위해 제1 기판(111) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막 상에는 박막 트랜지스터(210)들이 형성된다. 박막 트랜지스터(210)들 각각은 액티브층(211), 게이트전극(212), 소스전극(213) 및 드레인전극(214)을 포함한다. 도 4에서는 박막 트랜지스터(210)가 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(210)들은 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막 상에는 액티브층(211)이 형성된다. 액티브층(211)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 버퍼막과 액티브층(211) 사이에는 액티브층(211)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(211) 상에는 게이트 절연막(220)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(220)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(220) 상에는 게이트전극(212)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트전극(212)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(212)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(230)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(230)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(230) 상에는 소스전극(213), 드레인전극(214), 및 데이터 라인이 형성될 수 있다. 소스전극(213)과 드레인 전극(214) 각각은 게이트 절연막(220)과 층간 절연막(230)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(211)에 접속될 수 있다. 소스전극(213), 드레인전극(214), 및 데이터 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스전극(223), 드레인전극(224), 및 데이터 라인 상에는 박막 트랜지스터(210)를 절연하기 위한 보호막(240)이 형성될 수 있다. 보호막(240)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(240) 상에는 박막 트랜지스터(210)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(250)이 형성될 수 있다. 평탄화막(250)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
평탄화막(250) 상에는 유기발광소자(260)와 뱅크(270)이 형성된다. 유기발광소자(260)는 제1 전극(261), 유기발광층(262), 및 제2 전극(263)을 포함한다. 제1 전극(261)은 애노드 전극이고, 제2 전극(263)은 캐소드 전극일 수 있다.
제1 전극(261)은 평탄화막(250) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(261)은 보호막(240)과 평탄화막(250)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(210)의 소스전극(223)에 접속된다. 화소(P)들 각각의 광을 제2 기판(112) 방향으로 출력하는 상부 발광 방식의 경우, 제1 전극(261)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)과 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다.
뱅크(270)는 화소(P)들을 구획하기 위해 평탄화막(250) 상에서 제1 전극(261)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 뱅크(270)는 화소(P)들을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다.
화소(P)들 각각은 애노드 전극에 해당하는 제1 전극(261), 유기발광층(262), 및 캐소드 전극에 해당하는 제2 전극(263)이 순차적으로 적층되어 제1 전극(261)으로부터의 정공과 제2 전극(263)으로부터의 전자가 유기발광층(262)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 이 경우, 뱅크(270)가 형성된 영역은 광을 발광하지 않으므로 비발광부로 정의될 수 있다.
뱅크(270)는 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 전극(261)과 뱅크(270) 상에는 유기발광층(262)이 형성된다. 유기발광층(262)은 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층이며, 백색 광을 발광하는 백색 발광층일 수 있다. 이 경우, 유기발광층(262)은 표시 영역 전체에 개구부가 형성된 오픈 마스크(open mask)를 이용하여 증착될 수 있다.
유기발광층(262)이 백색 광을 발광하는 공통층으로 형성되는 경우, 2 스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있다. 스택들 각각은 정공 수송층(hole transporting layer), 적어도 하나의 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
또한, 스택들 사이에는 전하 생성층이 형성될 수 있다. 전하 생성층은 하부 스택과 인접하게 위치하는 n형 전하 생성층과 n형 전하 생성층 상에 형성되어 상부 스택과 인접하게 위치하는 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다. n형 전하 생성층은 하부 스택으로 전자(electron)를 주입해주고, p형 전하 생성층은 상부 스택으로 정공(hole)을 주입해준다. n형 전하 생성층은 전자수송능력이 있는 유기 호스트 물질에 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속이 도핑된 유기층일 수 있다. p형 전하 생성층은 정공수송능력이 있는 유기 호스트 물질에 도펀트가 도핑된 유기층일 수 있다.
도 5에서는 유기발광층(262)이 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층이며, 백색 광을 발광하는 백색 발광층인 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 유기발광층(262)은 화소(P) 별로 형성될 수 있다. 이 경우, 화소(P)는 제1 색의 광을 발광하는 제1 발광층을 포함하거나, 제2 색의 광을 발광하는 제2 발광층을 포함하거나, 제3 색의 광을 발광하는 제3 발광층을 포함할 수 있다. 하나의 예로, 제1 발광층은 적색 광을 발광하는 적색 발광층이고, 제2 발광층은 녹색 광을 발광하는 녹색 발광층이며, 제3 발광층은 청색 광을 발광하는 청색 발광층일 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 발광층들 각각은 미세 금속 마스크(fine metal mask, FMM)를 이용하여 증착될 수 있다.
제2 전극(263)은 유기발광층(262) 상에 형성된다. 제2 전극(263)은 화소(P)들에 공통적으로 형성되는 공통층이다. 제2 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(140)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다. 제2 전극(263) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
제2 전극(263) 상에는 봉지막(280)이 배치된다. 봉지막(280)은 유기발광층(262)과 제2 전극(263)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 봉지막(280)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 또한, 봉지막(280)은 이물들(particles)이 제1 봉지막(280)과 제1 무기막(281)을 뚫고 유기발광층(262)과 제2 전극(263)에 투입되는 것을 방지하기 위해 적어도 하나의 무기막을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지막(280)은 도 4와 같이 제1 무기막(281), 유기막(282), 및 제2 무기막(283)을 포함할 수 있다.
제1 무기막(281)은 제2 전극(263) 상에 배치된다. 제1 무기막(281)은 제2 전극(263)을 덮도록 형성될 수 있다.
유기막(282)은 제1 무기막(281) 상에 배치된다. 유기막(282)은 제1 봉지막(280)과 제1 무기막(281)을 뚫고 유기발광층(262)과 제2 전극(263)에 투입되는 것을 방지하기 위해 충분한 두께로 형성될 수 있다.
제2 무기막(283)은 유기막(282) 상에 배치된다. 제2 무기막(283)은 유기막(282)을 덮도록 형성될 수 있다.
제1 및 제2 무기막들(281, 283) 각각은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.
제2 기판(112) 상에는 제1 내지 제3 컬러필터들(291, 292, 293)과 블랙 매트릭스(294)가 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 컬러필터들(291, 292, 293) 각각은 화소(P)에 대응되게 배치되며, 블랙 매트릭스(294)는 뱅크(270)에 대응되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러필터(291)는 적색 컬러필터이고, 제2 컬러필터(292)는 녹색 컬러필터이며, 제3 컬러필터(293)는 청색 컬러필터일 수 있다.
제1 기판(111)의 봉지막(280)과 제2 기판(112)의 컬러필터들(291, 292, 293)은 접착층(290)을 이용하여 접착되며, 이로 인해 제1 기판(111)과 제2 기판(112)은 합착될 수 있다. 접착층(290)은 투명한 접착 레진일 수 있다. 제2 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름(보호 필름)일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제2 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 6a는 표시 모듈 수납부를 정면 또는 배면에서 바라본 정면도 또는 배면도에 해당하며, 도 6b는 표시 모듈 수납부를 일 측면에서 바라본 일 측면도에 해당한다. 도 6a 및 도 6b에는 제2 실시예에 따라 제1 접안렌즈(30)와 제1 글라스(50) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들이 도시되어 있다. 제2 실시예에 따라 제2 접안렌즈(30)와 제2 글라스(60) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 표시 모듈 수납부(20)는 표시 모듈(300), 투과 반사부(400), 및 집광 렌즈(500)를 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 집광 렌즈(500)는 도 2a 및 도 2b에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 표시 모듈(300)과 투과 반사부(400)는 표시 모듈(300)의 제1 방향(x축 방향)의 길이가 길어지고, 투과 반사부(400)의 제2 방향(y축 방향)의 길이가 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 근접하게 형성된 것을 제외하고는 도 2a 및 도 2b에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다.
헤드 장착형 디스플레이(10)의 두께는 표시 모듈 수납부(20)의 두께에 의존한다. 따라서, 헤드 장착형 디스플레이(10)의 두께를 줄이기 위해서는 표시 모듈 수납부(20)의 두께를 줄이는 것이 중요하다.
본 발명의 제2 실시예는 도 6a와 같이 투과 반사부(400)의 제2 방향(y축 방향)의 길이를 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 근접하게 형성한다. 이로 인해, 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 사용자에게 보이는 면적이 제1 글라스(50)에 의해 보여지는 배경과 거의 비슷하다. 즉, 가상 영상은 배경에 가득 차 보이는 것처럼 사용자에게 보여질 수 있다.
하지만, 본 발명의 제2 실시예는 투과 반사부(400)의 제2 방향(y축 방향)의 길이를 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 근접하게 형성하므로, 도 6b와 같이 투과 반사부(400)의 반사면(401)의 길이는 직각 이등변 삼각형의 사변의 길이에 해당하므로, 투과 반사부(400)의 제2 방향(y축 방향)의 길이가 늘어난 거에 비례하여 길어질 수 있다. 이에 따라, 투과 반사부(400)의 제2 방향(y축 방향)의 길이가 늘어난 만큼 투과 반사부(400)의 두께 역시 도 6b와 같이 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예는 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 할 수 있지만, 표시 모듈 수납부(20)의 두께가 제2 두께(D2)만큼 증가하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 표시 모듈(300)에 의해 표시되는 영상의 크기와 표시 모듈 수납부(20)의 두께는 상충 관계에 있다. 이하에서는 도 7a 및 도 7b, 도 8a 및 도 8b, 및 도 9를 결부하여 표시 모듈 수납부(20)의 두께를 증가시키지 않고, 표시 모듈(300)에 의해 표시되는 영상의 크기를 늘릴 수 있는 헤드 장착형 디스플레이에 대하여 상세히 설명한다.
도 7a 및 도 7b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제3 실시예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 7a는 표시 모듈 수납부를 정면 또는 배면에서 바라본 정면도 또는 배면도에 해당하며, 도 7b는 표시 모듈 수납부를 일 측면에서 바라본 일 측면도에 해당한다. 도 7a 및 도 7b에는 제3 실시예에 따라 제1 접안렌즈(30)와 제1 글라스(50) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들이 도시되어 있다. 제3 실시예에 따라 제2 접안렌즈(30)와 제2 글라스(60) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들은 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 표시 모듈 수납부(20)는 제1 표시 모듈(310), 제2 표시 모듈(320), 제1 투과 반사부(410), 제2 투과 반사부(420), 및 집광 렌즈(500)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320) 각각은 소정의 영상을 표시하는 표시장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320) 각각은 유기발광 표시장치(organic light emitting display device), OLEDoS(organic light emitting device on silicon substrate), LCoS(liquid crystal on silicon substrate), 또는 LEDoS(light emitting diode on silicon substrate)와 같은 소형 표시장치로 구현될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320) 각각이 유기발광 표시장치인 것을 예시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
제1 표시 모듈(310)은 제1 투과 반사부(410)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 표시 모듈(300)은 제1 글라스(50)를 통해 보이는 배경을 가리지 않으면서, 제1 투과 반사부(410)로 영상을 제공할 수 있다.
제2 표시 모듈(320)은 제2 투과 반사부(420)의 하부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제2 표시 모듈(320)은 제1 글라스(50)를 통해 보이는 배경을 가리지 않으면서, 제2 투과 반사부(410)로 영상을 제공할 수 있다.
제1 표시 모듈(310)은 사용자에게 보이는 영상의 일부를 표시하고, 제2 표시 모듈(320)은 사용자에게 보이는 영상의 나머지를 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 표시 모듈(310)은 사용자에게 보이는 영상의 상부를 표시하고, 제2 표시 모듈(320)은 사용자에게 보이는 영상의 하부를 표시할 수 있다.
제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320) 각각은 도 3 및 도 4를 결부하여 설명한 표시 모듈(300)과 실질적으로 동일하다.
제1 투과 반사부(410)는 집광 렌즈(500)의 제1 영역과 제1 글라스(50)의 제1 영역 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(500)의 제1 영역은 집광 렌즈(500)의 상부 영역을 가리키고, 제1 글라스(50)의 제1 영역은 제1 글라스(50)의 상부 영역을 가리킬 수 있다. 제1 투과 반사부(410)는 광의 일부를 투과시키고, 광의 또 다른 일부를 반사시키는 제1 반사면(411)을 포함할 수 있다. 제1 반사면(411)은 제1 표시 모듈(310)에 표시된 영상이 집광 렌즈(500)의 제1 영역으로 진행하도록 형성될 수 있다.
제2 투과 반사부(420)는 집광 렌즈(500)의 제2 영역과 제2 글라스(60)의 제2 영역 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(500)의 제2 영역은 집광 렌즈(500)의 하부 영역을 가리키고, 제2 글라스(60)의 제2 영역은 제2 글라스(60)의 하부 영역을 가리킬 수 있다. 제2 투과 반사부(420)는 광의 일부를 투과시키고, 광의 또 다른 일부를 반사시키는 제2 반사면(421)을 포함할 수 있다. 제2 반사면(421)은 제2 표시 모듈(320)에 표시된 영상이 집광 렌즈(500)의 제2 영역으로 진행하도록 형성될 수 있다.
1 투과 반사부(410)가 제1 표시 모듈(310)의 영상을 집광 렌즈(500)의 제1 영역으로 제공하고 제2 투과 반사부(420)가 제2 표시 모듈(320)의 영상을 집광 렌즈(500)의 제2 영역을 제공하기 위해, 제1 및 제2 반사면들(411, 421)은 도 7b와 같이 제1 투과 반사부(410)과 제2 투과 반사부(420)가 서로 마주보는 면을 기준으로 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.
제1 및 제2 반사면들(411, 421)은 광의 일부를 투과시키고 광의 또 다른 일부를 반사시키므로, 제1 글라스(50)로부터 입사된 광을 투과시키고, 제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320)에 표시된 영상을 집광 렌즈(500)로 진행시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 제1 접안렌즈(30)를 통해 제1 글라스(50)에 의해 보여지는 배경과 제1 및 제2 표시 모듈들(310, 320)에 표시되는 영상을 모두 볼 수 있다. 즉, 사용자는 현실의 배경과 가상의 영상을 겹쳐 하나의 영상으로 볼 수 있으므로, 증강현실(Augmented Reality, AR)이 구현될 수 있다.
제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420) 각각은 도 5a 및 도 5b를 결부하여 설명한 투과 반사부(400)와 실질적으로 동일하다.
집광 렌즈(500)는 제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420)과 제1 접안렌즈(30) 사이에 배치될 수 있다. 이로 인해, 집광 렌즈(500)는 제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420)에 의해 반사된 영상을 제1 접안렌즈(30)로 모아서 제공할 수 있다. 집광 렌즈(500)는 볼록 렌즈(convex lens) 또는 프레넬 렌즈(fresnel lens)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 제1 투과 반사부(410)를 이용하여 제1 표시 모듈(310)이 표시하는 영상을 집광 렌즈(500)의 제1 영역으로 반사하고, 제2 투과 반사부(420)를 이용하여 제2 표시 모듈(320)이 표시하는 영상을 집광 렌즈(500)의 제2 영역으로 반사할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 할 수 있다.
특히, 본 발명의 제3 실시예는 제1 투과 반사부(410)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 제2 투과 반사부(420)의 제2 방향(y축 방향)의 길이의 합을 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 근접하게 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에서 제1 투과 반사부(410)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 제2 투과 반사부(420)의 제2 방향(y축 방향)의 길이는 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이에 절반 정도에 해당한다.
결국, 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 하는 제2 실시예의 경우 투과 반사부(400)의 두께가 대략 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 유사하나, 제3 실시예의 경우 제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420) 각각의 두께는 대략 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이의 절반 정도에 해당한다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 표시 모듈 수납부(20)의 두께(D3)를 제2 실시예에 비해 크게 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예는 표시 모듈 수납부의 두께 증가를 최소화하면서 표시 모듈의 영상의 크기를 늘릴 수 있다.
한편, 도 9는 제1 투과 반사부(410)가 집광 렌즈(500)의 상부 영역이 아닌 좌측 영역과 제1 글라스(50)의 상부 영역이 아닌 좌측 영역 사이에 배치되고, 제2 투과 반사부(420)가 집광 렌즈(500)의 하부 영역이 아닌 우측 영역과 제1 글라스(50)의 하부 영역이 아닌 우측 영역 사이에 배치된 것을 제외하고는 도 7a 및 도 7b와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 9에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 8a 및 도 8b는 도 1a 및 도 1b의 표시 모듈 수납부의 제4 실시 예를 보여주는 예시 도면들이다.
도 8a는 표시 모듈 수납부를 정면 또는 배면에서 바라본 정면도 또는 배면도에 해당하며, 도 8b는 표시 모듈 수납부를 일 측면에서 바라본 일 측면도에 해당한다. 도 8a 및 도 8b에는 제4 실시예에 따라 제1 접안렌즈(30)와 제1 글라스(50) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들이 도시되어 있다. 제4 실시예에 따라 제2 접안렌즈(30)와 제2 글라스(60) 사이에 배치된 표시 모듈 수납부(20)의 구성들은 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 표시 모듈 수납부(20)는 제1 표시 모듈(310), 제2 표시 모듈(320), 제1 투과 반사부(410), 제2 투과 반사부(420), 제1 집광 렌즈(510), 제2 집광 렌즈(520), 및 제3 집광 렌즈(530)를 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 제1 표시 모듈(310), 제2 표시 모듈(320), 제1 투과 반사부(410), 및 제2 투과 반사부(420)는 도 2a 및 도 2b에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 집광 렌즈(510)는 제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420)과 제1 접안렌즈(30) 사이에 배치될 수 있다. 제2 집광 렌즈(520)는 제1 집광 렌즈(510)의 제1 영역과 제1 투과 반사부(410) 사이에 배치될 수 있다. 제1 집광 렌즈(510)의 제1 영역은 제1 집광 렌즈(510)의 상부 영역일 수 있다. 제3 집광 렌즈(530)는 제1 집광 렌즈(510)의 제2 영역과 제2 투과 반사부(420) 사이에 배치될 수 있다. 제1 집광 렌즈(510)의 제2 영역은 제1 집광 렌즈(510)의 하부 영역일 수 있다. 제1 내지 제3 집광 렌즈들(510, 520, 530) 각각은 볼록 렌즈(convex lens) 또는 프레넬 렌즈(fresnel lens)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 집광 렌즈(520)는 제1 투과 반사부(410)에 의해 반사된 영상을 제1 집광 렌즈(510)의 제1 영역으로 집광한다. 제3 집광 렌즈(530)는 제2 투과 반사부(420)에 의해 반사된 영상을 제2 집광 렌즈(520)의 제2 영역으로 집광한다. 제1 집광 렌즈(510)는 제1 영역에 제공된 영상과 제2 영역에 제공된 영상을 제1 접안렌즈(30)로 집광한다. 이로 인해, 사용자는 제1 접안렌즈(30)를 통해 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경과 표시 모듈(300)에 표시된 영상을 볼 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예는 제1 투과 반사부(410)를 이용하여 제1 표시 모듈(310)이 표시하는 영상을 제2 집광 렌즈(510)로 반사하고, 제2 투과 반사부(420)를 이용하여 제2 표시 모듈(320)이 표시하는 영상을 제3 집광 렌즈(530)로 반사할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예는 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 할 수 있다.
특히, 본 발명의 제4 실시예는 제1 투과 반사부(410)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 제2 투과 반사부(420)의 제2 방향(y축 방향)의 길이의 합을 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 근접하게 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에서 제1 투과 반사부(410)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 제2 투과 반사부(420)의 제2 방향(y축 방향)의 길이는 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이에 절반 정도에 해당한다.
결국, 표시 모듈(300)에 표시된 영상이 제1 글라스(50)에 의해 보이는 배경에 가득 차 보이도록 하는 제2 실시예의 경우 투과 반사부(400)의 두께가 대략 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이와 유사하나, 제4 실시예의 경우 제1 및 제2 투과 반사부들(410, 420) 각각의 두께는 대략 제1 글라스(50)의 제2 방향(y축 방향)의 길이의 절반 정도에 해당한다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예는 표시 모듈 수납부(20)의 두께(D4)를 제2 실시예에 비해 크게 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시예는 표시 모듈 수납부의 두께 증가를 최소화하면서 표시 모듈의 영상의 크기를 늘릴 수 있다.
한편, 도 10은 제1 투과 반사부(410)가 집광 렌즈(500)의 상부 영역이 아닌 좌측 영역과 제1 글라스(50)의 상부 영역이 아닌 좌측 영역 사이에 배치되고, 제2 투과 반사부(420)가 집광 렌즈(500)의 하부 영역이 아닌 우측 영역과 제1 글라스(50)의 하부 영역이 아닌 우측 영역 사이에 배치된 것을 제외하고는 도 8a 및 도 8b와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 10에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 헤드 장착형 디스플레이 20: 표시 모듈 수납부
30: 제1 접안렌즈 40: 제2 접안렌즈
50: 제1 글라스 60: 제2 글라스
70: 안경테 다리 110: 표시패널
111: 하부 기판 112: 상부 기판
120: 게이트 구동부 130: 소스 드라이브 IC
140: 연성필름 150: 회로보드
160: 타이밍 콘트롤러 210: 박막 트랜지스터
211: 액티브층 212: 게이트전극
213: 소스전극 214: 드레인전극
220: 게이트 절연막 230: 층간 절연막
240: 보호막 250: 제1 평탄화막
260: 유기발광소자 261: 제1 전극
262: 유기발광층 263: 제2 전극
270: 뱅크 280: 봉지막
281: 제1 무기막 282: 유기막
283: 제2 무기막 290: 접착층
291, 292, 293: 컬러필터 294: 블랙 매트릭스
300: 표시 모듈 310: 제1 표시 모듈
320: 제2 표시 모듈 400: 투과 반사부
401: 투과 반사면 410: 제1 투과 반사부
411: 제1 투과 반사면 420: 제2 투과 반사부
421: 제2 투과 반사면 500: 집광 렌즈
510: 제1 집광 렌즈 520: 제2 집광 렌즈

Claims (10)

  1. 접안렌즈; 및
    상기 접안렌즈에 영상을 제공하는 표시 모듈 수납부를 구비하고,
    상기 표시 모듈 수납부는,
    제1 영상을 표시하는 제1 표시 모듈;
    제2 영상을 표시하는 제2 표시 모듈;
    상기 제1 영상을 상기 접안렌즈로 전반사하는 제1 투과 반사부; 및
    상기 제2 영상을 상기 접안렌즈로 전반사하는 제2 투과 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 모듈 수납부는,
    상기 제1 및 제2 투과 반사부들 각각의 일 측에 배치된 제1 집광 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투과 반사부들 각각의 타 측에 배치된 글라스를 더 구비하는 헤드 장착형 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 집광 렌즈는 상기 제1 및 제2 투과 반사부들과 상기 접안렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 투과 반사부는 상기 글라스의 제1 영역과 상기 제1 집광 렌즈의 제1 영역에 대응되는 영역에 배치되어 상기 제1 표시 모듈에 표시되는 상기 제1 영상을 상기 제1 집광 렌즈의 제1 영역으로 반사시키고,
    상기 제2 투과 반사부는 상기 글라스의 제2 영역과 상기 제1 집광 렌즈의 제2 영역에 대응되는 영역에 배치되어 상기 제2 표시 모듈에 표시되는 상기 제2 영상을 상기 제1 집광 렌즈의 제2 영역으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 표시 모듈 수납부는,
    상기 제1 집광 렌즈와 상기 제1 투과 반사부 사이에 배치된 제2 집광 렌즈; 및
    상기 제1 집광 렌즈와 상기 제2 투과 반사부 사이에 배치된 제3 집광 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 투과 반사부는 상기 글라스의 제1 영역과 상기 제1 집광 렌즈의 제1 영역에 대응되는 영역에 배치되어 상기 제1 표시 모듈에 표시되는 상기 제1 영상을 상기 제2 집광 렌즈로 반사시키고,
    상기 제2 투과 반사부는 상기 글라스의 제2 영역과 상기 제1 집광 렌즈의 제2 영역에 대응되는 영역에 배치되어 상기 제2 표시 모듈에 표시되는 상기 제2 영상을 상기 제3 집광 렌즈로 반사시키는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투과 반사부들 각각은,
    하나의 면이 서로 마주보도록 배치된 제1 및 제2 삼각 프리즘들; 및
    상기 제1 및 제2 삼각 프리즘들 사이에 마련된 공기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투과 반사부들 각각은,
    삼각 프리즘; 및
    상기 삼각 프리즘의 사면에 배치되는 반투과 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반사 투과부의 반사면과 상기 제2 투과 반사부의 반사면은 상기 제1 및 제2 투과 반사부들이 서로 마주보는 면을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 헤드 장착형 디스플레이.
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