KR20190033120A - 헤드 마운트 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치는, 기판 및 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자를 포함하는 표시부, 표시부 상에 배치되는 제1 편광층, 제1 편광층 상에 배치되는 반사층; 반사층 상에 배치되는 광 분리층, 광 분리층 상에 배치되는 렌즈 및 렌즈 상에 배치되는 제2 편광층을 포함한다.
Description
본 발명은 헤드 마운트 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치 중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
한편, 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 발생하는 유기 발광 소자를 이용하여 영상을 표시한다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도를 가지면서, 휘도 및 시야각이 크고 동시에 낮은 소비 전력으로 구동되는 장점이 있다.
헤드 마운트 표시 장치는 사용자의 머리에 장착될 수 있으며, 안경 또는 헬맷 등의 형태를 가질 수 있다. 헤드 마운트 표시 장치는 사용자의 눈 전방에서 화상을 표시함으로써 사용자가 이미지를 인식할 수 있도록 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초점 거리를 감소시킬 수 있는 헤드 마운트 표시 장치를 제공한다.
또한, 박형화를 구현할 수 있으며, 휴대성을 향상시킨 헤드 마운트 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치는, 기판 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자를 포함하는 표시부; 상기 표시부 상에 배치되는 제1 편광층; 상기 제1 편광층 상에 배치되는 반사층; 상기 반사층 상에 배치되는 광 분리층; 상기 광 분리층 상에 배치되는 렌즈; 및 상기 렌즈 상에 배치되는 제2 편광층을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치는, 기판 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자를 포함하는 표시부; 상기 표시부 상에 배치되는 제1 편광층; 상기 제1 편광층 상에 배치되는 반사층; 및 상기 반사층 상에 배치되는 광 분리층, 상기 광 분리층 상에 배치되는 렌즈 및 상기 렌즈 상에 배치되는 제2 편광층을 갖는 광학부를 포함하고, 상기 광 분리층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 상기 렌즈와 직접 접촉한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 초점 거리를 감소시킬 수 있다.
또한, 박형화를 구현할 수 있으며, 휴대성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 구성 중 표시부 및 반사층을 보다 상세히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에 있어서, 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 구성 중 표시부 및 반사층을 보다 상세히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에 있어서, 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(on)", "상(on)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위"에 놓여질 수 있다. 또한 도면을 기준으로 다른 소자의 "좌측"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 시점에 따라 다른 소자의 "우측"에 위치할 수도 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 표시부(100), 제1 편광층(200), 제1 버퍼층(300), 반사층(400), 접착층(500) 및 광학부(600)를 포함할 수 있다.
표시부(100)는 화상을 표시할 수 있다. 표시부(100)는 제1 기판(110), 복수의 표시 소자(120) 및 보호층(130)을 포함할 수 있다.
제1 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(110)은 일 실시예로, 유리, 석영, 고분자 수지 등의 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 고분자 물질은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulosetriacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합일 수 있다. 제1 기판(110)은 다른 실시예로 폴리이미드(polyimide: PI)를 포함하는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
복수의 표시 소자(120)는 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 복수의 표시 소자(120)는 제1 방향(X1)으로 광을 출사한다. 즉, 광학부(600)는 복수의 표시 소자(120)로부터 출사되는 광 경로 상에 배치될 수 있다. 복수의 표시 소자(120)는 제2 방향(X2)을 따라 서로 소정의 거리 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 표시 소자(120)는 유기 발광 소자, 액정 표시 소자, 발광 다이오드(LED), 전계 발광 소자, 반도체 발광 소자, 전계 방출 디스플레이(FED) 및 퀀텀 닷(Quantum dot) 표시 소자 등을 포함할 수 있다. 이하, 복수의 표시 소자(120)가 유기 발광 소자인 것으로 예를 들어 설명하기로 한다. 표시부(100)에 포함되는 복수의 구성 요소에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
보호층(130)은 복수의 표시 소자(120) 상에 배치될 수 있다. 보호층(130)은 외부의 공기나 이물질 등이 복수의 표시 소자(120)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 보호층(130)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 보호층(130)은 일 실시예로 무기 재료 또는 유기 재료를 포함할 수 있다. 보호층(130)은 생략되거나, 다른 구성(예를 들어, 절연층)으로 대체될 수도 있다. 다만, 전술한 바와 같이 복수의 표시 소자(120)가 유기 발광 소자인 것으로 예시하였으므로, 상기 보호층(130)은 유기 발광 소자를 봉지하는 봉지층일 수 있다.
제1 편광층(200)은 표시부(100) 상에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 편광층(200)은 표시부(100)와 광학부(600) 사이에 배치되되, 복수의 표시 소자(120)로부터 출사되는 광 경로 상에 위치할 수 있다. 제1 편광층(200)은 복수의 표시 소자(120)로부터 출사되는 광을 특정 방향으로 1차 편광시킬 수 있다. 이하, 본 명세서에서 1차 편광된 광은 제1 편광층(200)에 의해 특정 방향으로 편광된 광으로 정의된다.
1차 편광된 광은 일 실시예로 선 편광된 광, 원 편광된 광 또는 타원 편광된 광일 수 있다. 선 편광된 광은 광파의 전기장의 진동 방향이 광의 진행 방향에 대해 수직하고, 진폭이 일정한 광을 의미한다. 원 편광된 광은 광파의 전기장의 진동 방향이 광의 진행 방향에 대해 수직하고 회전하며, 진폭이 일정한 광을 의미한다. 또한, 타원 편광된 광은 광파의 전기장의 진동 방향이 광의 진동 방향에 대해 수직하고 타원을 그리며 회전하며, 진폭이 일정하지 않는 광을 의미한다.
도 1에 도시된 것과는 달리, 제1 편광층(200)은 별도의 접착 부재를 통해 표시부(100)와 결합될 수도 있다. 여기서, 접착 부재의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 접착 부재는 일 실시예로, 광학 투명 접착 부재(OCA, OCR) 또는 감압 접착 부재(PSA)일 수 있다.
제1 버퍼층(300)은 제1 편광층(200) 상에 배치될 수 있다. 제1 버퍼층(300)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제1 버퍼층(300)은 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제1 버퍼층(300)은 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 적층 구조로 적층된 형태일 수도 있다. 제1 버퍼층(300)은 생략될 수도 있다.
반사층(400)은 제1 버퍼층(300) 상에 배치될 수 있다. 반사층(400)은 반사층(400)으로 제공된 광을 반사시켜 광학부(600)로 제공할 수 있다. 보다 상세하게는, 반사층(400)은 반사층(400)으로 제공된 광의 위상(phase)을 변화시킬 수 있다. 여기서, 반사층(400)으로 제공되는 광은 일 실시예로 제1 편광층(200)을 통과한 1차 편광된 광 중 후술하는 광 분리층(620)으로부터 반사된 광일 수 있다. 반사층(400)은 위상이 변환된 광을 다시 광학부(600)로 반사시킬 수 있다. 이를 위해, 반사층(400)은 반사층(400)으로 제공된 광의 위상을 변화시키는 위상 지연자 및 위상이 변환된 광을 광학부(600)로 제공하는 반사 거울을 포함할 수 있다.
반사층(400)은 일 실시예로, 제1 버퍼층(300) 상에 복수의 제1 개구부(OP1)를 제외하고, 전면적으로 형성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
접착층(500)은 반사층(400) 상에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 접착층(500)은 반사층(400)과 광학부(600) 상에 배치되어, 반사층(400) 및 광학부(600)를 서로 결합시킬 수 있다. 접착층(500)은 일 실시예로 광학 투명 접착 부재(OCA, OCR)일 수 있다. 광학부(600) 및 표시부(100) 사이의 이격 거리를 충분히 확보할 수 있는 경우라면, 접착층(500)의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 한편, 접착층(500)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 광학부(600)를 반사층(400) 상에 고정시키기 위한 고정 부재를 별도로 포함할 수 있다. 이하, 반사층(400) 및 광학부(600)가 접착층(500)에 의해 결합되는 것으로 예로 들어 설명하기로 한다.
광학부(600)는 접착층(500) 상에 배치될 수 있다. 광학부(600)는 렌즈(610), 광 분리층(620) 및 제2 편광층(630)을 포함할 수 있다.
렌즈(610)는 표시부(100)로부터 출사되는 광 경로 상에 위치하며, 제공받은 광을 소정의 영역으로 수렴시킬 수 있다. 즉, 렌즈(610)는 표시부(100)와 사용자의 안구 사이에 배치되어, 표시부(100)로부터 방출되는 광을 사용자의 안구에 수렴시킬 수 있다. 렌즈(610)는 일 실시예로 가상 현실을 구현하기 위해, 불투명 렌즈로 구성될 수 있다. 렌즈(610)는 다른 실시예로 증강 현실을 구현하기 위해 투명 렌즈 또는 반투명 렌즈로 구성될 수 있다. 한편, 렌즈(610)는 일 실시예로 볼록 렌즈일 수 있다. 또한, 렌즈(610)는 일 실시예로 하나의 정 렌즈로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 표시부(100)로부터 방출되는 광을 사용자의 안구에 수렴시킬 수 있는 경우라면, 렌즈(610)의 종류, 형상 및 개수 등은 특별히 제한되지 않는다.
렌즈(610)는 일면(610a) 및 이에 대향하는 타면(610b)을 포함할 수 있다. 광 분리층(620)은 렌즈(610)의 일면(610a) 상에 배치될 수 있다. 제2 편광층(630)은 렌즈(610)의 타면(610b) 상에 배치될 수 있다.
먼저, 광 분리층(620)에 대해 설명하기로 한다. 광 분리층(620)은 일 실시예로 렌즈(610)의 일면(610a) 상에서, 렌즈(610)의 일면(610a)을 따라 형성될 수 있다. 광 분리층(620)이 렌즈(610)의 일면(610a)에 형성되는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 광 분리층(620)은 코팅(coating)을 통해 렌즈(610)의 일면(610a)에 형성될 수 있다.
광 분리층(620)은 제1 편광층(200)을 통과한 1차 편광된 광 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킬 수 있다. 광 분리층(620)을 투과한 광은 렌즈(610)를 통과하여 제2 편광층(630)에 제공될 수 있다. 반면에, 광 분리층(620)에 의해 반사된 광은 다시 반사층(400)으로 제공될 수 있다.
제2 편광층(630)은 일 실시예로, 렌즈(610)의 타면(610b) 상에서, 렌즈(610)의 타면(610b)을 따라 형성될 수 있다. 제2 편광층(630)이 렌즈(610)의 타면(610b)에 형성되는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제2 편광층(630)은 코팅(coating)을 통해 렌즈(610)의 타면(610b)에 형성될 수 있다.
제2 편광층(630)은 광 분리층(620)을 투과하는 광 중 일부를 통과시키며, 나머지를 차단한다. 보다 상세하게는, 제2 편광층(630)은 1차 편광된 광이 광 분리층(620)에 의해 반사된 이후, 반사층(400)에 의해 위상이 변화되어 다시 광 분리층(620)을 투과한 광만 통과시킨다. 반면에, 제2 편광층(630)은 위상 변화 없이(즉, 1차 편광된 광), 광 분리층(620)을 투과한 광을 차단시킨다.
표시부(100)로부터 방출되는 광이 사용자의 안구에 제공되기까지의 광 경로에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 표시부(100), 제1 편광층(200) 및 반사층(400)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시한 구성 중 표시부, 제1 편광층 및 반사층을 보다 상세히 나타낸 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 다만, 도 2에서는 설명의 편의를 위해, 제1 편광층(200)의 도시를 생략하기로 한다. 또한, 복수의 표시 소자(120, 도 1 참조)를 이하, 복수의 유기 발광 소자(121)로 지칭하기로 하며, 보호층(130, 도 1 참조)을 봉지층(131)으로 지칭하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시부(100)는 제1 기판(110), 복수의 유기 발광 소자(121), 봉지층(131), 복수의 화소 전극(140), 화소 정의막(150) 및 공통 전극(160)을 포함할 수 있다.
복수의 화소 전극(140)은 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 제1 기판(110)과 복수의 화소 전극(140) 사이에는 복수의 구성이 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 구성은 일 실시예로 버퍼층, 복수의 도전성 배선, 절연층 및 복수의 박막 트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 박막 트랜지스터는 아몰퍼스 실리콘, 폴리 실리콘, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon: LTPS), 산화물 반도체, 유기 반도체 등을 채널층으로 사용할 수 있다. 복수의 박막 트랜지스터 각각의 채널층의 종류는 서로 상이할 수도 있다. 일 실시예로, 박막 트랜지스터의 역할 또는 공정 순서를 고려하여, 산화물 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터 및 저온 폴리 실리콘을 포함하는 박막 트랜지스터가 하나의 화소부에 모두 포함될 수도 있다.
복수의 화소 전극(140)은 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)을 기준으로 설명하기로 한다. 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)은 일 실시예로 애노드(anode) 전극일 수 있다. 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)이 애노드 전극인 경우, 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)은 반사성 재료를 포함할 수 있다. 반사성 재료는 일 실시예로, 은(Ag), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W) 및 알루미늄(Al)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 반사막과 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극을 포함할 수 있다.
여기서, 투명 또는 반투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), In2O3(Indiu, Oxide), IGO(Indium Gallium Oxide) 및 AZO(Aluminum Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(150)은 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(150)은 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)의 적어도 일부를 노출하는 제2 개구부(OP2)를 포함한다. 화소 정의막(150)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 화소 정의막(150)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등의 재료를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)의 형상 및 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)의 형상은 일 실시예로 마름모일 수 있다. 여기서, 마름모는 실질적으로 마름모 형상뿐만 아니라, 공정 조건 등을 고려하여 마름모에 가까운 다각형을 포함하는 개념으로 정의된다. 다만, 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c)의 형상 및 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)의 형상은 도 2 및 도 3에 도시된 것으로 제한되지 않으며, 복수의 화소부의 배치 형태 등에 따라 달라질 수 있다.
복수의 유기 발광 소자(121)는 복수의 화소 전극(140) 및 화소 정의막(150) 상에 배치될 수 있다. 복수의 유기 발광 소자(121)에 대해서는 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)를 기준으로 설명하기로 한다.
제1 유기 발광 소자(121a)는 일 실시예로 적색(red)을 발광할 수 있다. 또한, 제2 유기 발광 소자(121b) 및 제4 유기 발광 소자(121d)는 일 실시예로 녹색(green)을 발광할 수 있다. 제3 유기 발광 소자(121c)는 일 실시예로 청색(blue)을 발광할 수 있다. 적색 광의 파장은 약 620nm 내지 750nm일 수 있으며, 녹색 광의 파장은 약 495nm 내지 570nm일 수 있다. 또한, 청색 광의 파장은 약 450nm 내지 495nm일 수 있다.
다른 실시예로, 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 백색(white)을 발광할 수 있다. 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)가 백색을 발광하는 경우, 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 각각 일 실시예로, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 형태를 가질 수 있다. 또한, 적색, 녹색 및 청색을 표시하기 위한 별도의 컬러 필터(Color Filter)를 더 포함할 수 있다.
한편, 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 일 실시예로, 하나의 화소부(PX1)에 포함될 수 있다. 즉, 화소부(PX1)는 각각 적색, 녹색, 청색 및 녹색(RGBG)을 발광하는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 다만, 화소부(PX1)에 포함되는 유기 발광 소자의 개수, 배치 형태 및 표시 색 등은 도 2에 도시된 것으로 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 제1 내지 제3 화소 전극(140a 내지 140c) 중 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)를 통해 노출되는 영역 상에 배치될 수 있다. 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)와 중첩될 수 있다. 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 일 실시예로, 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 유기 발광 소자(121a 내지 121d)는 일 실시예로 화소 정의막(150)의 제2 개구부(OP2)의 형상을 따라, 평면 상에서 마름모 형상을 가질 수 있다.
공통 전극(160)은 복수의 유기 발광 소자(121) 및 화소 정의막(150) 상에 배치될 수 있다. 공통 전극(160)은 일 실시예로 복수의 유기 발광 소자(121) 및 화소 정의막(150) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 공통 전극(160)은 일 실시예로 캐소드(cathode) 전극일 수 있다. 공통 전극(160)은 일 실시예로 Li. Ca, Lif/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 공통 전극(160)은 일함수가 낮은 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 공통 전극(160)은 일 실시예로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), In2O3(Indiu, Oxide), (IGO, Indium Gallium Oxide) 및 AZO(Aluminum Zinc Oxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 투명 또는 반투명 전극일 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 공통 전극(160) 상에는 캐핑층이 배치될 수도 있다. 캐핑층은 공통 전극(160)으로 입사된 광이 전반사에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있다. 캐핑층은 일 실시예로 유기막 또는 무기막으로 형성될 수 있다.
봉지층(131)은 공통 전극(160) 상에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 봉지층(131)은 복수의 유기 발광 소자(121)를 덮도록 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 즉, 복수의 유기 발광 소자(121)는 제1 기판(110) 및 봉지층(131) 사이에 배치될 수 있다. 봉지층(131)은 복수의 유기 발광 소자(121)를 외부의 산소 및 수분으로부터 차단시킬 수 있다.
봉지층(131)은 일 실시예로 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 다층 구조로 적층된 형태일 수 있다. 예를 들면, 봉지층(131)은 제1 무기층(131a), 유기층(131b) 및 제2 무기층(131c)이 적층된 형태일 수 있다.
제1 무기층(131a)은 공통 전극(160) 상에 배치될 수 있다. 제1 무기층(131a)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
유기층(131b)은 제1 무기층(131a) 상에 배치될 수 있다. 유기층(131b)은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 유기층(131b)은 화소 정의막(150)에 의한 단차를 평탄화시킬 수 있다.
제2 무기층(131c)은 유기층(131b) 상에 배치될 수 있다. 제2 무기층(131c)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiONx)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 무기층(131a), 유기층(131b) 및 제2 무기층(131c) 중 적어도 하나는 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다.
한편, 봉지층(131)은 다른 실시예로 HMDSO층(Hexamethyldisiloxane layer)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 봉지층(131)은 제1 무기층(131a), 제2 무기층(131c) 및 상기 제1 무기층(131a)과 제2 무기층(131c) 사이에 배치되는 HMDSO층을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 유기층(131b)이 HMDSO층으로 대체될 수 있다.
상기 HMDSO층은 일 실시예로 제1 무기층(131) 형성 이후, 동일한 챔버(chamber)를 통해 형성될 수 있다. 이를 통해, 봉지층(131) 형성 공정을 간소화할 수 있다. 또한, 스트레스(stress)를 흡수할 수 있는 HMDSO층을 포함함으로써, 봉지층(131)은 충분한 유연성을 가질 수 있다.
제1 편광층(200)은 봉지층(131) 상에 배치될 수 있다. 제1 버퍼층(300)은 제1 편광층(200) 상에 배치될 수 있다. 제1 버퍼층(300)은 생략될 수도 있다.
반사층(400)은 복수의 제1 개구부(OP1)를 제외하고, 제1 버퍼층(300) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 반사층(400)은 반사층(400)으로 제공된 광의 위상을 변화시킨 후, 다시 광학부(600)로 반사시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 반사층(400)은 일 실시예로 광의 위상을 지연시킬 수 있는 위상 지연자 및 광을 반사시키는 반사 거울을 포함할 수 있다. 여기서, 위상 지연자의 위상 지연 정도는 제2 편광층(630)을 통과할 수 있는 경우라면, 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 위상 지연자는 반사층(400)으로부터 제공된 광의 위상을 약 1/4λ만큼 지연시킬 수 있다.
복수의 제1 개구부(OP1)는 복수의 유기 발광 소자(121)와 중첩된다. 이에 따라, 제1 편광층(200)을 통과한 광은 위상의 변경없이 광학부(600)로 제공될 수 있다. 한편, 도면에는 복수의 유기 발광 소자(121)가 반사층(400)과 중첩되지 않는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 복수의 유기 발광 소자(121)의 일 측 및 타 측 중 적어도 하나는 반사층(400)과 중첩될 수도 있다. 본 명세서에서, “두 구성이 중첩된다”라고 표현하면, 두 구성이 서로 다른 층에 배치되되, 제1 기판(110)에 수직 방향으로 두 구성의 적어도 일부가 중첩(overlap)되는 것을 의미한다.
이하, 도 4를 참조하여, 광 경로에 대해 설명하기로 한다. 다만, 설명의 편의를 위해, 표시부(100)의 경우, 복수의 유기 발광 소자(121) 및 봉지층(131)만 도면에 도시하기로 한다. 또한, 도 1 내지 도 3에서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에 있어서, 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 제1 유기 발광 소자(121a) 및 제3 유기 발광 소자(121c)는 광학부(600) 방향으로 각각 제1 광(L1a, L1b)을 방출할 수 있다. 이하, 제1 광, 후술하는 제2 광 등에서의 “제1” 또는 “제2” 표현은 다른 광들과의 구분을 위한 것이다.
제1 편광층(200)은 제1 광(L1a, L1b)을 제공받아, 1차 편광된 광(L2a, L2b)을 생성할 수 있다. 1차 편광된 광(L2a, L2b)은 일 실시예로 선 편광된 광, 원 편광된 광 또는 타원 편광된 광일 수 있다..
1차 편광된 광(L2a, L2b)은 제1 개구부(OP1)를 통과하여, 광학부(600), 보다 상세하게는, 광 분리층(620)에 제공될 수 있다.
광 분리층(620)은 1차 편광된 광(L2a, L2b) 중 일부를 투과시키고, 나머지를 반사시킬 수 있다. 여기서, 상기 반사된 광을 1차 반사 광(L2a1, L2b1)으로 지칭하며, 상기 투과된 광을 1차 투과 광(L2a2, L2b2)라고 지칭하기로 한다.
먼저, 1차 투과 광(L2a2, L2b2)에 대해 설명하기로 한다. 1차 투과 광(L2a2, L2b2)은 렌즈(610)에 의해 소정의 각도로 굴절된다. 이후, 굴절된 1차 투과 광(L2a2, L2b2)은 제2 편광층(630)에 제공된다. 1차 투과 광(L2a2, L2b2)은 제1 편광층(200)에 의해 제1 방향으로 편광된 광이므로, 상기 1차 투과 광(L2a2, L2b2)은 상기 제2 편광층(630)에 의해 외부로 방출되지 못한다.
이에 반해, 1차 반사 광(L2a1, L2b1)은 광 분리층(620)에 의해 반사되어, 반사층(400)에 제공될 수 있다. 반사층(400)은 제공받은 1차 반사 광(L2a1, L2b1)의 위상을 변화시킨 후, 다시 광학부(600)로 반사시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 반사층(400)은 1차 반사 광(L2a1, L2b1)의 위상을 변화시켜 제2 방향으로 편광된 광(L2a3, L2b3)을 생성할 수 있다. 제2 방향으로 편광된 광(L2a3, L2b3)은 다시 광학부(600)로 제공된다. 여기서, 제2 방향은 제1 방향과 다른 방향을 의미하며, 제2 편광층(630)을 통과할 수 있을 정도로 위상이 변화된 광을 의미한다.
광학부(600), 보다 상세하게는 광 분리층(620)으로 제공된 제2 방향으로 편광된 광(L2a3, L2b3)은 광 분리층(620)에 의해, 일부는 투과되고 나머지가 반사될 수 있다. 여기서, 투과된 광을 2차 반사광(L3a, Leb)로 지칭하기로 한다. 2차 반사 광(L3a, L3b)은제2 편광층(630)에 제공된다. 2차 반사 광(L3a, L3b)은 전술한 바와 같이, 제2 방향으로 편광된 광, 즉 제2 편광층(630)을 통과할 수 있을 정도로 위상이 지연된 광이므로, 제2 편광층(630)을 통과한다.
제2 편광층(630)을 통과한 2차 반사 광(L3a, L3b)에 의해 제1 초점(E1)이 형성된다. 제1 초점(E1)과 복수의 유기 발광 소자(121)와의 최단 거리, 즉 제1 초점(E1)과 제2 유기 발광 소자(121b)와의 최단 거리(d1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)의 초점 거리로 정의된다. 이하, 제1 초점(E1)과 제2 유기 발광 소자(121b)와의 최단 거리 및 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)의 초점 거리를 모두 도면 부호 d1으로 지칭하기로 한다. 일 실시예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)의 초점 거리(d1)는 약 10mm 이하일 수 있다.
만약, 제1 편광층(200), 제2 편광층(630), 반사층(400) 및 광 분리층(620)이 없는 경우라면(즉, 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치), 렌즈(610)는 제1 광(L1a, L1b)을 제공받아, 소정의 각도로 굴절시켜 제2 광(L4a, L4b)을 생성할 수 있다. 여기서, 제2 광(L4a, L4b)에 의해, 제2 초점(E2)이 형성될 수 있다. 제2 초점(E2)과 복수의 유기 발광 소자(121)와의 최단 거리, 즉 제2 초점(E2)과 제2 유기 발광 소자(121b)와의 최단 거리(d2)는 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치의 초점 거리로 정의된다. 이하, 제2 초점(E2)과 제2 유기 발광 소자(121b)와의 최단 거리(d2) 및 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치의 초점 거리를 모두 도면 부호 d2로 지칭하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)의 초점 거리(d1)는 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치의 초점 거리(d2)보다 짧다. 예를 들어, 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치의 초점 거리(d2)가 약 40mm인 경우라면, 양 초점 거리의 차(d3)는 약 30mm일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 비교 예에 따른 헤드 마운트 표시 장치에 비해 초점 거리(d1)를 줄일 수 있다. 이는 곧, 헤드 마운트 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있음을 의미한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 다만, 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 전술한 표시부(100), 제1 편광층(200), 제1 버퍼층(300), 반사층(400), 접착층(500) 및 광학부(600)를 포함할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 카메라, 적외선 센서, 신호 처리부 및 사용자의 머리에 장착될 수 있는 형태의 프레임 등을 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(10)는 도 4에서 설명한 것과 같이 초점 거리(d1)를 줄일 수 있으며, 이를 통해 헤드 마운트 표시 장치(10)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이하, 설명의 편의를 위해, 도 2에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면을 기준으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(11)에 대해 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 5에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(11)는, 도 3에 도시한 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 다층 구조로 적층된 형태의 봉지층(131) 대신, 유리 절연 기판으로 형성되는 봉지층(132)을 포함한다. 또한, 봉지층(132)과 공통 전극(160) 사이에 배치되는 제2 버퍼층(170)을 더 포함할 수 있다.
봉지층(132)은 투명 절연 기판일 수 있다. 봉지층(132)은 예를 들어, 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등일 수 있다. 투명 절연 기판의 봉지층(132)과 제1 기판(110) 사이에는 봉지층(132) 및 제1 기판(110)의 합착을 위해, 실링(sealing) 부재가 형성될 수 있다.
제2 버퍼층(170)은 공통 전극(160)과 봉지층(132) 상에 배치될 수 있다. 제2 버퍼층(170)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제2 버퍼층(170)은 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제2 버퍼층(170)은 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 적층 구조로 적층된 형태일 수도 있다. 제2 버퍼층(170)은 생략될 수도 있다. 한편, 제2 버퍼층(170)은 공통 전극(160)으로 입사된 광이 전반사에 의해 손실되는 것을 방지하는 캐핑층(capping layer)일 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7a에 도시한 헤드 마운드 표시 장치(12A)는 제2 편광층(631)이 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer)인 점에서 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10)와 차이가 있다.
도 7a를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 제2 편광층(631)은 복수의 제1 격자 패턴(631a) 및 제1 캐핑층(631b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 격자 패턴(631a)은 렌즈(610)로부터 제1 방향(X1)으로 돌출될 수 있다.
복수의 제1 격자 패턴(631a)은 일 실시예로, 알루미늄, 은, 구리 또는 니켈 등을 포함할 수 있다. 복수의 제1 격자 패턴(631a)은 일 실시예로 나노 임프린팅(nano imprinting) 등의 방법을 통해 형성될 수 있다.
제1 캐핑층(631b)은 복수의 제1 격자 패턴(631a) 상에서, 복수의 제1 격자 패턴(631a)을 덮도록 배치될 수 있다. 제1 캐핑층(631b)은 복수의 제1 격자 패턴(631a)의 부식 등의 불량을 억제할 수 있으며, 제2 편광층(631)의 상면을 평탄화할 수 있다.
도 7b에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12B)는 제1 편광층(201)이 와이어 그리드 편광자인 점에서 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10) 및 도 7a에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12A)와 차이가 있다.
도 7b를 참조하면, 제1 편광층(201)은 복수의 제2 격자 패턴(211) 및 제2 캐핑층(212)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 격자 패턴(211)은 보호층(130)으로부터 제1 방향(X1)으로 돌출될 수 있다.
도 7c에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12C)는 제1 편광층(202) 및 제2 편광층(631)이 모두 와이어 그리드 편광자인 점에서 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10), 도 7a에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12A) 및 도 7b에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12B)와 차이가 있다.
다만, 도 7c를 참조하면, 제1 편광층(202)의 배치 형태는 도 7b에 도시한 제1 편광층(201)의 배치 형태와 상이할 수 있다. 즉, 도 7c에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(12C)의 경우, 제1 편광층(202) 및 제2 편광층(631)이 모두 와이어 그리드 편광자이므로, 제1 편광층(202) 및 제2 편광층(631) 각각을 통과한 광이 서로 편광 방향이 다르도록 제1 편광층(202) 및 제2 편광층(631)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 편광층(202)의 복수의 제2 격자 패턴(213)의 연장 방향은 제2 편광층(631)의 복수의 제1 격자 패턴(631a)의 연장 방향과 서로 직교할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았으나, 도 12A 내지 도 12C에 도시한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치(12A, 12B, 12C)는 평탄화층을 더 포함할 수도 있다. 상기 평탄화층은 복수의 제1 격자 패턴(631a) 및 복수의 제2 격자 패턴(211, 213) 중 적어도 하나의 하부에 배치되어, 복수의 제1 격자 패턴(631a) 및 복수의 제2 격자 패턴(211, 213)에 대해 평탄성을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(13)는 광 분리층(800)이 광학부(602)에 포함되지 않는 점에서, 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10)와 차이가 있다.
도 8을 참조하면, 광 분리층(800)은 제3 버퍼층(700) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 제3 버퍼층(700)에 대해 먼저 설명하기로 한다. 제3 버퍼층(700)은 광 분리층(800) 및 반사층(400) 사이에 배치될 수 있다. 제3 버퍼층(700)의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 제3 버퍼층(700)은 무기 물질 또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제3 버퍼층(700)은 유기층 및 무기층 중 적어도 하나가 단층 또는 적층 구조로 적층된 형태일 수도 있다. 제3 버퍼층(700)은 생략될 수도 있다. 제3 버퍼층(700)이 생략되는 경우, 접착층(501)의 두께를 조절함으로써, 광학부(602)와 표시부(100) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다.
광 분리층(800)은 제3 버퍼층(700)과 접착층(501) 사이에 배치될 수 있다. 광 분리층(800)은 제1 편광층(200)을 통과한 1차 편광된 광 중 일부를 투과시키고 나머지를 반사시킬 수 있다. 광 분리층(800)을 투과한 광은 렌즈(610)를 통과하여 제2 편광층(630)에 제공될 수 있다. 반면에, 광 분리층(800)에 의해 반사된 광은 다시 반사층(400)으로 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(14)는 광 분리층(800)이 광학부(603)에 포함되지 않으며, 광학부(603)가 별도의 접착 부재 없이 광 분리층(800)과 접착되는 점에서, 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10)와 차이가 있다. 나아가, 광학부(603)에 포함되는 렌즈(611)가 폴리머 계열의 렌즈인 점에서 차이가 있다.
도 9를 참조하면, 광학부(603)는 렌즈(611) 및 제2 편광층(630)을 포함할 수 있다. 광학부(603)는 광 분리층(800) 상에 직접 배치될 수 있다. 즉, 광학부(603)와 광 분리층(800) 사이에는 별도의 접착 부재가 형성되지 않는다.
렌즈(611)는 일 실시예로 폴리머 계열의 렌즈일 수 있다. 예를 들어, 렌즈(611)는 폴리이미드(polyimide: PI)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(611)는 플라스틱 성분을 포함함으로써, 보다 용이하게 제조될 수 있다.
제2 편광층(630)은 일 실시예로, 렌즈(611) 상에 필름 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 제2 편광층(630)이 와이어 그리드 편광자인 경우, 제2 편광층(630)은 렌즈(611) 상에 직접 패터닝되어 형성될 수 있다.
한편, 접착 부재가 생략됨에 따라, 제3 버퍼층(701) 또는 제1 버퍼층(300)의 두께를 조절함으로써, 광학부(602)와 표시부(100) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다. 한편, 제3 버퍼층(701) 및 제1 버퍼층(300) 중 하나는 생략될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(15)는 광학부가 렌즈(611)로만 구성되는 점, 광 분리층(800)이 광학부에 포함되지 않는 점, 렌즈(611) 상에 굴절률 매칭층(refraction matching layer, 640)가 배치되는 점, 렌즈(611)가 폴리머 계열의 렌즈인 점 및 제2 편광층(650)이 와이어 그리드 편광자인 점에서, 도 1에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(10)와 차이가 있다.
도 10을 참조하면, 굴절률 매칭층(640)은 렌즈(611) 상에 배치될 수 있다. 굴절률 매칭층(640)의 굴절률은 렌즈(611)의 굴절률과 실질적으로 동일할 수 있다. 여기서, 굴절률이 실질적으로 동일한 것은 굴절률이 완전히 동일한 것뿐만 아니라, 굴절률이 완전히 동일하지 않더라도 굴절률 차이가 동일한 정도의 수준으로 판단될 정도를 의미한다. 즉, 렌즈(611)와 굴절률이 가까운 재료로 형성되는 경우라면, 굴절률 매칭층(640)의 재료는 특별히 제한되지 않는다.
제2 편광층(650)은 굴절률 매칭층(640) 상에 배치될 수 있다. 제2 편광층(650)은 복수의 제2 격자 패턴(651) 및 제2 캐핑층(652)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 격자 패턴(651)은 도 10을 기준으로 상부 방향으로 돌출될 수 있다. 제2 캐핑층(652)은 생략될 수도 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 굴절률 매칭층(640) 및 제2 편광층(650) 사이에는 복수의 제2 격자 패턴(651)에 대해 평탄성을 제공하기 위한 별도의 평탄화층이 더 배치될 수도 있다.
한편, 도 10에서는 제2 편광층(650)이 와이어 그리드 편광자인 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 도 1에 도시한 필름 형태의 편광층일 수도 있다.
또한, 제3 버퍼층(701) 또는 제1 버퍼층(300)의 두께를 조절함으로써, 렌즈(611)와 표시부(100) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 헤드 마운트 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 11에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(16)는 도 10에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(15)와 비교하여, 제1 버퍼층(300, 도 10 참조)이 생략된 점에서 차이가 있다. 이에 따라, 반사층(400)은 제1 편광층(200) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 버퍼층(300)이 생략되는 경우, 표시부(100), 반사층(400) 및 렌즈(611) 사이의 이격 거리는 일 실시예로 제3 버퍼층(701)의 두께를 조절함으로써 제어할 수 있다.
한편, 상기 제1 버퍼층(300)은 도 11에 도시한 헤드 마운트 표시 장치(16)에서만 생략되는 것은 아니며, 도 1, 도 7 내지 도 10에 도시한 헤드 마운트 표시 장치에서도 생략될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 101: 표시부;
200: 제1 편광층;
300: 제1 버퍼층;
400: 반사층;
500: 접착층;
600: 광학부;
610: 렌즈;
620: 광 분리층;
630: 제2 편광층;
200: 제1 편광층;
300: 제1 버퍼층;
400: 반사층;
500: 접착층;
600: 광학부;
610: 렌즈;
620: 광 분리층;
630: 제2 편광층;
Claims (20)
- 기판 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자를 포함하는 표시부;
상기 표시부 상에 배치되는 제1 편광층;
상기 제1 편광층 상에 배치되는 반사층;
상기 반사층 상에 배치되는 광 분리층;
상기 광 분리층 상에 배치되는 렌즈; 및
상기 렌즈 상에 배치되는 제2 편광층을 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 편광층은 상기 렌즈의 일면을 따라 직접 배치되는 헤드 마운트 표시 장치. - 제2항에 있어서,
상기 광 분리층은 상기 렌즈의 일면에 대향되는 타면을 따라 직접 배치되는 헤드 마운트 표시 장치. - 제3항에 있어서,
상기 광 분리층과 상기 반사층 사이에 배치되는 접착 부재를 더 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사층은 상기 복수의 표시 소자와 적어도 일부가 중첩되는 복수의 개구부를 포함하고,
상기 반사층은 상기 복수의 개구부를 제외하고 상기 제1 편광층 상에 전면적으로 배치되는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사층과 상기 제1 편광층 사이에 배치되는 제1 버퍼층을 더 포함하고, 상기 제1 버퍼층은 무기 재료 또는 유기 재료를 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제6항에 있어서,
상기 광 분리층과 상기 반사층 사이에 배치되는 제2 버퍼층을 더 포함하며, 상기 제2 버퍼층은 무기 재료 또는 유기 재료를 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 표시부는 상기 복수의 표시 소자 상에 배치되는 보호층을 더 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 표시 소자는 유기 발광 표시 소자이고,
상기 보호층은 유리 절연 기판이거나, 유기층 및 무기층 중 적어도 하나를 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 와이어 그리드 편광자인 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 분리층 및 상기 렌즈 사이에 배치되는 접착 부재를 더 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 폴리머 렌즈인 헤드 마운트 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 편광층과 상기 렌즈 사이에 배치되는 굴절률 매칭층을 더 포함하는 헤드 마운트 표시 장치. - 기판 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시 소자를 포함하는 표시부;
상기 표시부 상에 배치되는 제1 편광층;
상기 제1 편광층 상에 배치되는 반사층; 및
상기 반사층 상에 배치되는 광 분리층, 상기 광 분리층 상에 배치되는 렌즈 및 상기 렌즈 상에 배치되는 제2 편광층을 갖는 광학부를 포함하고,
상기 광 분리층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 상기 렌즈와 직접 접촉하는 헤드 마운트 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 와이어 그리드 편광자인 헤드 마운트 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 반사층과 상기 광학부 사이에 배치되는 접착 부재를 더 포함하고,
상기 반사층 및 상기 광학부는 상기 접착 부재에 의해 결합되는 헤드 마운트 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 렌즈는 폴리머 렌즈인 헤드 마운트 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 반사층 및 상기 제1 편광층 사이, 또는 상기 반사층 및 상기 광학부 사이 중 적어도 하나에 배치되는 버퍼층을 포함하는 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 반사층은 상기 복수의 표시 소자와 적어도 일부가 중첩되는 복수의 개구부를 포함하고,
상기 반사층은 상기 복수의 개구부를 제외하고 상기 제1 편광층 상에 전면적으로 배치되는 헤드 마운트 표시 장치. - 제14항에 있어서,
상기 표시부는 상기 복수의 표시 소자 상에 배치되는 보호층을 더 포함하고,
상기 복수의 표시 소자는 유기 발광 표시 소자이며, 상기 보호층은 봉지층인 헤드 마운트 표시 장치.
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