KR20200084494A - 표시 장치, 헤드 마운트 표시 장치, 및 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법 - Google Patents

표시 장치, 헤드 마운트 표시 장치, 및 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법 Download PDF

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KR20200084494A KR1020190000413A KR20190000413A KR20200084494A KR 20200084494 A KR20200084494 A KR 20200084494A KR 1020190000413 A KR1020190000413 A KR 1020190000413A KR 20190000413 A KR20190000413 A KR 20190000413A KR 20200084494 A KR20200084494 A KR 20200084494A
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권재중
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이지원
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Abstract

표시 장치는 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈 어레이는 상기 중심부 위에 배치된 제1 렌즈 및 상기 주변부 위에 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧다.

Description

표시 장치, 헤드 마운트 표시 장치, 및 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법{DISPLAY DEVICE, HEAD MOUNTED DISPLAY DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD OF HEAD MOUNTED DISPLAY MODULE}
본 발명은 표시 품질이 향상된 표시 장치, 헤드 마운트 표시 장치, 및 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법에 관한 것이다.
헤드 마운트 표시 장치는 머리에 착용하는 표시 장치로, 증강 현실(augmented reality) 또는 가상 현실(Virtual reality) 구현을 위해 사용될 수 있다. 증강 현실을 구현하기 위한 헤드 마운트 표시 장치는 반투명의 디스플레이를 통해 가상의 그래픽 영상을 제공할 수 있다. 이 경우, 사용자는 가상의 그래픽 영상과 실제의 사물을 동시에 시인할 수 있다. 가상 현실 구현하기 위한 헤드 마운트 표시 장치는 사용자의 눈으로 가상의 그래픽 영상을 제공한다. 사용자는 가상의 콘텐츠를 통해 가상의 현실을 체험할 수 있다.
본 발명의 목적은 표시 품질이 향상된 표시 장치, 헤드 마운트 표시 장치, 및 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표시 장치는 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈 어레이는 상기 중심부 위에 배치된 제1 렌즈 및 상기 주변부 위에 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩할 수 있다.
상기 표시 패널 및 상기 렌즈 어레이를 수용하는 바디부를 더 포함하고, 상기 렌즈 어레이와 마주하는 상기 바디부의 일 영역에는 두 개의 개구부들이 제공될 수 있다.
상기 제1 렌즈의 곡률은 상기 제2 렌즈의 곡률보다 클 수 있다.
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈의 굴절률을 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 렌즈의 두께는 상기 제2 렌즈의 두께보다 클 수 있다.
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 아래에 배치된 제1 전극 및 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 위에 배치된 제2 전극을 더 포함하고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 반응성 화합물 및 액정 분자들을 포함할 수 있다.
상기 렌즈 어레이에는 상기 반응성 화합물에 의해 상기 액정 분자들의 배향 방향이 고정된 고정 영역들이 정의되고, 상기 고정 영역들은 상기 제1 렌즈에 포함되는 제1 고정 영역 및 상기 제2 렌즈에 포함되는 제2 고정 영역을 포함하고, 상기 제1 고정 영역의 면적과 상기 제2 고정 영역의 면적은 상이할 수 있다.
상기 제1 고정 영역의 면적은 상기 제2 고정 영역의 면적보다 작을 수 있다.
상기 제1 렌즈의 두께와 상기 제2 렌즈의 두께는 서로 동일할 수 있다.
평면 상에서 상기 제1 렌즈는 상기 복수의 화소들 중 다섯 개의 화소들과 중첩할 수 있다.
상기 다섯 개의 화소들은 중심에 배치된 중심 화소 및 상기 중심 화소를 둘러싸는 네 개의 주변 화소들을 포함할 수 있다.
평면 상에서 상기 제1 렌즈의 중심은 상기 중심 화소와 중첩할 수 있다.
상기 중심 화소는 녹색 화소이고, 상기 네 개의 주변 화소들 중 두 개의 주변 화소들은 적색 화소들이고, 나머지 두 개의 주변 화소들은 청색 화소들일 수 있다.
상기 중심 화소는 적색 화소 또는 청색 화소이고, 상기 네 개의 주변 화소들은 녹색 화소들일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법은 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널을 형성하는 단계, 및 서로 형상이 상이한 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 중심부 위에 형성되고, 상기 제2 렌즈는 상기 주변부 위에 형성되며, 평면 상에서 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩할 수 있다.
상기 렌즈 어레이를 형성하는 단계는 상기 표시 패널 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층 위에 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 포토레지스트 층을 패터닝하여 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스크에는 평면 상에서 상기 중심부와 중첩하는 중심 개구 패턴 및 평면 상에서 상기 주변부와 중첩하는 주변 개구 패턴이 정의되고, 상기 중심 개구 패턴의 크기와 상기 주변 개구 패턴의 크기는 서로 상이할 수 있다.
상기 렌즈 어레이를 형성하는 단계는 상기 표시 패널 위에 반응성 화합물 및 액정이 혼합된 예비층을 형성하는 단계, 상기 예비층 위에 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 예비층의 적어도 일부에 광을 조사하여, 상기 액정의 배향 방향이 고정된 고정 영역들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 고정 영역들은 상기 제1 렌즈에 대응하는 제1 고정 영역 및 상기 제2 렌즈에 대응하는 제2 고정 영역을 포함하고, 상기 제1 고정 영역의 면적은 상기 제2 고정 영역의 면적보다 작을 수 있다.
제1 방향으로 입사되는 광에 대한 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제1 방향으로 입사되는 광에 대한 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 헤드 마운트 표시 장치는 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈 어레이는 상기 중심부 위에 배치된 제1 렌즈 및 상기 주변부 위에 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이는 적어도 둘 이상의 초점 거리를 가질 수 있다. 표시 패널 내의 위치에 따른 초점 거리의 편차가 감소되기 때문에, 사용자는 선명한 이미지의 영상을 시청할 수 있다. 또한, 표시 패널의 주변부의 영상도 선명하게 시청할 수 있어 사용자의 시야각이 증가될 수 있다. 즉, 표시 장치의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 분해한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 AA` 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의될 수 있다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(HMD)는 사용자(US)의 머리에 착용 가능한 헤드 마운트용 표시 장치일 수 있다. 표시 장치(HMD)는 사용자(US)의 실제 주변 시야를 차단한 상태에서 영상을 제공할 수 있다. 표시 장치(HMD)를 착용한 사용자(US)는 주변 시야가 차단되기 때문에 가상 현실로의 몰입이 보다 용이할 수 있다.
표시 장치(HMD)는 바디부(100), 스트랩부(200), 쿠션부(300), 및 표시 모듈(DM-L, DM-R, 도 3 참조)을 포함할 수 있다.
바디부(100)는 사용자(US)의 머리에 착용될 수 있다. 바디부(100) 내부에는 영상을 표시하는 적어도 하나의 표시 모듈(DM-L, DM-R) 및 가속도 센서(미도시) 등이 수납될 수 있다. 가속도 센서는 사용자(US)의 움직임을 감지하고, 표시 모듈(DM-L, DM-R)로 소정의 신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 표시 모듈(DM-L, DM-R)은 사용자(US)의 시선 변화에 대응하는 이미지를 제공할 수 있다. 따라서, 사용자(US)는 실제의 현실과 같은 가상 현실을 체험할 수 있다.
바디부(100)에는 다양한 기능을 갖는 부품들이 수납될 수 있다. 예컨대, 바디부(100) 외부에는 음량이나 화면의 밝기 등을 조절하기 위한 조작부(미도시)등이 추가로 배치될 수 있다. 상기 조작부는 물리적 버튼으로 제공되거나 터치 센서 등의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 표시 장치(HMD)는 사용자(US)의 착용 여부를 판단하는 근접 센서(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
스트랩부(200)는 바디부(100)와 결합될 수 있다. 바디부(100)는 스트랩부(200)에 의해 사용자(US)에게 착용될 수 있다. 스트랩부(200)는 메인 스트랩(210) 및 상단 스트랩(220)을 포함할 수 있다.
메인 스트랩(210)은 사용자(US)의 머리의 둘레를 따라 착용될 수 있다. 메인 스트랩(210)은 바디부(100)가 사용자(US)의 머리에 밀착될 수 있도록 할 수 있다. 상단 스트랩(220)은 사용자(US)의 머리 윗부분을 따라 바디부(100)와 메인 스트랩(210)을 연결할 수 있다. 상단 스트랩(220)은 바디부(100)가 흘러내리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상단 스트랩(220)은 바디부(100)의 하중을 분산시켜 사용자(US)의 착용감을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1에서는 메인 스트랩(210)과 상단 스트랩(220)이 길이를 조절할 수 있는 형태를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 다른 실시예에서는 메인 스트랩(210)과 상단 스트랩(220)이 탄성을 갖고, 길이 조절할 수 있는 부분이 생략 될 수 있다. 또한, 메인 스트랩(210)과 상단 스트랩(220)은 일체의 형상을 가질 수도 있다.
표시 장치(HMD)가 사용자(US)에게 고정될 수 있다면, 바디부(100) 및 스트랩부(200)는 도 1 및 도 2 에 개시된 형태 외에도 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서 상단 스트랩(220)은 생략될 수도 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서는 표시 장치(HMD)는 헬멧 형태 또는 안경 형태 등 다양하게 변경될 수 있다.
쿠션부(300)는 바디부(100)의 일 면에 배치될 수 있다. 상기 일 면은 사용자(US)가 표시 장치(HMD)를 사용 시 사용자(US)와 마주하는 면일 수 있다. 쿠션부(300)는 형상의 변형이 자유로운 물질로 구성될 수 있다. 쿠션부(300)는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 쿠션부(300)는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 형성되거나, 고무액, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지로 형성될 수 있다. 다만, 쿠션부(300)를 구성하는 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
쿠션부(300)는 표시 장치(HMD)의 착용감을 향상시킬 수 있다. 쿠션부(300)는 바디부(100)로부터 탈착될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서 쿠션부(300)는 생략될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 분해한 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 표시 모듈들(DM-L, DM-R)은 좌안 표시 모듈(DM-L) 및 우안 표시 모듈(DM-R)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 표시 장치(HMD)가 2 개의 표시 모듈들(DM-L, DM-R)을 포함한 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예예서, 표시 장치(HMD)는 하나의 표시 모듈만을 포함할 수도 있다. 즉, 좌안 표시 모듈(DM-L)과 우안 표시 모듈(DM-R)이 일체로 제공될 수 있다.
바디부(100)의 일 영역에는 두 개의 개구부들(OP-L, OP-R)이 제공될 수 있다. 개구부들(OP-L, OP-R)은 좌안 개구부(OP-L) 및 우안 개구부(OP-R)로 구분될 수 있다. 사용자(US, 도 2 참조)는 좌안 개구부(OP-L)를 통해 좌안 표시 모듈(DM-L)에서 제공되는 영상을 시청하고, 우안 개구부(OP-R)를 통해 우안 표시 모듈(DM-R)에서 제공되는 영상을 시청할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 좌안 표시 모듈(DM-L)과 우안 표시 모듈(DM-R, 도 3 참조)은 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 좌안 표시 모듈(DM-L)에 대해 설명하고, 우안 표시 모듈(DM-R)에 대한 설명은 생략된다.
좌안 표시 모듈(DM-L)은 표시 패널(DP) 및 렌즈 어레이(LA)를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 입력된 영상 데이터에 대응하는 이미지를 생성할 수 있다. 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널, 액정 표시 패널, 마이크로 엘이디 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전기영동 표시 패널, 또는 일렉트로 웨팅 표시 패널 등 다양한 형태로 채용될 수 있다. 본 실시예에서는 표시 패널(DP)이 유기 발광 표시 패널인 경우를 예로 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 회로층(ML), 발광 소자층(EL), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
회로층(ML)은 트랜지스터(TR) 및 복수의 층들(L1, L2, L3, L4, L5)을 포함할 수 있다.
베이스층(BL) 위에는 제1 층(L1)이 배치되고, 제1 층(L1) 위에는 트랜지스터(TR)가 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 반도체층(ACL), 제어 전극(GED), 제1 전극(ED1), 및 제2 전극(ED2)을 포함할 수 있다.
반도체층(ACL)은 제1 층(L1) 위에 배치될 수 있다. 제1 층(L1)은 반도체층(ACL)에 개질(reforming)된 표면을 제공하는 버퍼층일 수 있다. 이 경우, 반도체층(ACL)은 베이스층(BL)보다 제1 층(L1)에 대해 높은 접착력을 가질 수 있다. 또한, 제1 층(L1)은 반도체층(ACL)의 하면을 보호하는 배리어층일 수 있다. 이 경우, 제1 층(L1)은 베이스층(BL) 자체 또는 베이스층(BL)을 통해 유입되는 오염이나 습기 등이 반도체층(ACL)으로 침투되는 것을 차단할 수 있다. 또는, 제1 층(L1)은 베이스층(BL)을 통해 입사되는 외부 광이 반도체층(ACL)으로 입사되는 것을 차단하는 광 차단층일 수 있다. 이 경우, 제1 층(L1)은 차광 물질을 더 포함할 수 있다.
반도체층(ACL)은 폴리 실리콘 또는 아몰포스 실리콘을 포함할 수 있다. 그 밖에 반도체층(ACL)은 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 반도체층(ACL)은 전자 또는 정공이 이동할 수 있는 통로역할을 하는 채널영역, 채널영역을 사이에 두고 배치된 제1 이온도핑영역 및 제2 이온도핑영역을 포함할 수 있다.
제2 절연층(L2)은 제1 층(L1) 위에 배치되며, 반도체층(ACL)을 커버할 수 있다. 제2 절연층(L2)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기 물질은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄옥사이드 및 알루미늄옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 절연층(L2) 위에는 제어 전극(GED)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(L3)은 제2 절연층(L2) 위에 배치되며, 제어 전극(GED)을 커버할 수 있다. 제3 절연층(L3)은 무기 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(L3) 위에는 제4 절연층(L4)이 배치될 수 있다. 제4 절연층(L4) 위에는 제1 전극(ED1) 및 제2 전극(ED2)이 배치될 수 있다. 제1 전극(ED1) 및 제2 전극(ED2)은 제2 절연층(L2), 제3 절연층(L3) 및 제4 절연층(L4)을 관통하는 관통홀들을 통해 반도체층(ACL)과 연결될 수 있다.
제5 절연층(L5)은 제4 절연층(L4) 위에 배치되며, 제1 전극(ED1) 및 제2 전극(ED2)를 커버할 수 있다. 제5 절연층(L5)은 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 단일층은 유기층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 층은 유기층 및 무기층이 적층되어 제공될 수 있다. 제5 절연층(L5)은 상부에 평탄면을 제공하는 평탄화층일 수 있다.
제5 절연층(L5) 위에는 발광 소자층(EL) 및 정의 패턴들(PDP)이 배치될 수 있다.
발광 소자층(EL)은 제1 전극(E1), 발광층(EM), 및 제2 전극(E2)을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1)은 제5 절연층(L5) 위에 배치되고, 제5 절연층(L5)을 관통하는 관통홀을 통해 제2 전극(ED2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
정의 패턴들(PDP)은 회로층(ML) 위에 배치되어 화소(PXA)를 정의할 수 있다. 정의 패턴들(PDP)은 제1 전극(E1)의 적어도 일부를 커버하며 제5 절연층(L5) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)의 일부분은 정의 패턴들(PDP)에 의해 커버되지 않을 수 있고, 상기 일부분은 화소(PXA)에 대응될 수 있다. 따라서, 정의 패턴들(PDP)은 화소 정의 패턴들 또는 화소 정의막으로 명칭될 수도 있다.
발광층(EM)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 배치될 수 있다. 발광층(EM)은 단일 물질로 이루어진 단일층 구조, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 구조 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층으로 구성된 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EM)은 유기물을 포함할 수 있다. 유기물은 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광층(EM)은 적색, 녹색, 및 청색을 발광하는 물질들 중 적어도 어느 하나의 물질로 구성될 수 있으며, 형광 물질 또는 인광 물질을 포함할 수 있다.
제2 전극(E2)은 발광층(EM) 및 정의 패턴들(PDP) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(E2)은 공통 전압을 수신할 수 있다.
제2 전극(E2) 위에는 박막 봉지층(TFE)이 배치된다. 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(E2)을 직접 커버할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 박막 봉지층(TFE)과 제2 전극(E2) 사이에 제2 전극(E2)을 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 이 경우, 박막 봉지층(TFE)은 캡핑층을 직접 커버할 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 순차적으로 적층된 제1 무기층(ECL1), 유기층(ECL2), 및 제2 무기층(ECL3)을 포함할 수 있다. 유기층(ECL2)은 제1 무기층(ECL1)과 제2 무기층(ECL3) 사이에 배치될 수 있다. 제1 무기층(ECL1) 및 제2 무기층(ECL3)은 무기 물질을 증착하여 형성될 수 있고, 유기층(ECL2)은 유기 물질을 증착, 프린팅 또는 코팅하여 형성될 수 있다.
제1 무기층(ECL1) 및 제2 무기층(ECL3)은 수분 및 산소로부터 발광 소자층(EL)을 보호하고, 유기층(ECL2)은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EL)을 보호한다. 제1 무기층(ECL1) 및 제2 무기층(ECL3)은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄옥사이드 및 알루미늄옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기층(ECL2)은 고분자, 예를 들어 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5에서는 박막 봉지층(TFE)이 2 개의 무기층과 1 개의 유기층을 포함하는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 박막 봉지층(TFE)은 3 개의 무기층과 2 개의 유기층을 포함할 수도 있고, 이 경우, 무기층과 유기층은 번갈아 가며 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(DP)은 평면 상에서 중심부(C-A) 및 중심부(C-A)를 둘러싸는 주변부(P-A)로 구분될 수 있다. 중심부(C-A)는 평면 상에서 표시 패널(DP)의 중심을 포함하는 영역일 수 있다. 상기 중심은 표시 패널(DP)의 제1 방향(DR1)의 중심과 제2 방향(DR2)의 중심이 중첩하는 지점을 의미할 수 있다. 도 4에서는 주변부(P-A)가 중심부(C-A)로부터 이격된 것을 예로 들어 도시하였으나, 주변부(P-A)는 중심부(C-A)와 인접할 수도 있다.
렌즈 어레이(LA)는 표시 패널(DP)의 이미지가 표시되는 면 위에 배치될 수 있다. 표시 패널(DP)은 박막 봉지층(TFE)을 향하는 방향으로 이미지를 제공할 수 있고, 이 경우, 렌즈 어레이(LA)는 박막 봉지층(TFE) 위에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 표시 패널(DP)이 베이스층(BL)을 향하는 방향으로 이미지를 제공하는 경우, 렌즈 어레이(LA)는 베이스층(BL) 아래에 배치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈 어레이(LA)가 표시 패널(DP) 위에 제공되기 때문에, 표시 패널(DP)과 사용자 눈(US-E) 사이에 배치되던 광학 렌즈가 생략될 수 있다. 따라서, 표시 장치(HMD, 도 1 참조)의 무게가 감소될 수 있다. 또한, 바디부(100, 도 1 참조) 내부에 광학 렌즈가 배치될 공간을 확보할 필요가 없기 때문에, 바디부(100, 도 1 참조)의 두께는 감소될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 표시 패널(DP)과 사용자 눈(US-E) 사이에 광학 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 제1 방향(DT1)의 거리는 50mm이하일 수 있다.
렌즈 어레이(LA)는 화소(PXA)로부터 제공되는 이미지를 확대하여 가상의 면 상에 확대 투사하는 역할을 할 수 있다. 사용자(US, 도 2 참조)는 렌즈 어레이(LA)에 의해 확대된 허상을 시청할 수 있다. 렌즈 어레이(LA)는 광학 거리 조절층(OLL) 및 복수의 렌즈들(LS)을 포함할 수 있다.
광학 거리 조절층(OLL)은 투광성층일 수 있다. 광학 거리 조절층(OLL)은 표시 패널(DP)과 복수의 렌즈들(LS)을 소정 거리 이격시킬 수 있다.
복수의 렌즈들(LS) 중 일부는 제1 초점 거리를 갖고, 다른 일부는 상기 제1 초점 거리와 상이한 제2 초점 거리를 가질 수 있다. 상기 제1 초점 거리와 상기 제2 초점 거리는 동일한 각도로 입사된 광에 대한 초점 거리일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)의 중심부(C-A)에 위에 배치된 렌즈의 초점 거리는 표시 패널(DP)의 주변부(P-A) 위에 배치된 렌즈의 초점 거리보다 짧을 수 있다.
표시 패널(DP)의 중심부(C-A)와 사용자 눈(US-E) 사이의 제1 방향(DT1)과 표시 패널(DP)의 주변부(P-A)와 사용자 눈(US-E) 사이의 제2 방향(DT2)은 서로 상이하다. 제1 방향(DT1)은 표시 패널(DP)에 대해 수직한 방향일 수 있고, 제2 방향(DT2)은 표시 패널(DP)에 대해 경사진 방향일 수 있다.
하나의 렌즈는 입사되는 광의 방향에 따라 상이한 초점 거리를 가질 수 있다. 광의 방향이 상이하다는 것은 상기 렌즈로 입사되는 광과 상기 렌즈의 광축 사이의 각도가 상이하다는 것을 의미할 수 있다. 상기 렌즈에 수직으로 입사한 광에 대한 초점 거리는 상기 렌즈에 경사지도록 입사한 광에 대한 초점 거리보다 길 수 있다. 상기 수직으로 입사한 광은 상기 광축과 나란한 방향으로 입사한 광일 수 있다. 상기 경사지도록 입사한 광은 상기 광축에 대해 경사진 방향으로 입사한 광일 수 있다. 즉, 렌즈 어레이(LA)의 복수의 렌즈들이 동일한 방향으로 입사된 광에 대해 동일한 초점 거리를 갖는 경우, 중심부(C-A)에 위치한 렌즈로 입사한 광의 초점 거리는 주변부(P-A)에 위치한 렌즈로 입사한 광의 초점 거리보다 길 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주변부(P-A) 위에 위치한 렌즈의 초점 거리를 중심부(C-A) 위에 위치한 렌즈의 초점 거리보다 길도록 설계할 수 있다. 따라서, 주변부(P-A) 위에 위치한 렌즈로 광이 경사지도록 입사한 광의 초점 거리와 중심부(C-A)에 위치한 렌즈로 입사된 광의 초점 거리와의 차이가 감소될 수 있다. 즉, 사용자가 시청하는 영상의 초점 거리들의 편차가 감소될 수 있다. 따라서, 사용자는 선명한 이미지의 영상을 시청할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)의 주변부(P-A)의 영상도 선명하게 시청할 수 있어 사용자의 시야각이 증가될 수 있다. 즉, 표시 장치(HMD, 도 1 참조)의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 AA` 영역을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 표시 패널(DP)은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 화소들은 제1 색을 표시하는 제1 화소들(PXA-1, PXA-1a, PXA-1b), 제2 색을 표시하는 제2 화소들(PXA-2, PXA-2a), 및 제3 색을 표시하는 제3 화소들(PXA-3, PXA-3a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 색, 상기 제2 색, 및 상기 제3 색은 서로 상이한 색일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색은 녹색이고, 상기 제2 색은 적색이고, 상기 제3 색은 청색일 수 있다.
제1 화소들(PXA-1, PXA-1a, PXA-1b)의 면적들은 제2 화소들(PXA-2, PXA-2a)의 면적들 및 제3 화소들(PXA-3, PXA-3a)의 면적들보다 작을 수 있다. 제3 화소들(PXA-3, PXA-3a)의 면적들은 제1 화소들(PXA-1, PXA-1a, PXA-1b)의 면적들 및 제2 화소들(PXA-2, PXA-2a)의 면적들보다 클 수 있다.
렌즈 어레이(LA)는 복수의 렌즈들(LSa, LSb, LSc)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 렌즈들(LSa, LSb, LSc) 각각은 적어도 두 개의 화소들과 중첩할 수 있다. 상기 적어도 두 개의 화소들은 서로 다른 색의 화소들을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 복수의 렌즈들(LSa, LSb, LSc)은 표시 패널(DP)의 중심부(C-A, 도 4 참조)에 배치된 렌즈들일 수 있다.
평면 상에서 보았을 때, 제1 렌즈(LSa)는 다섯 개의 화소들(PXA-1, PXA-2a, PXA-3a)과 중첩할 수 있다. 다섯 개의 화소들(PXA-1, PXA-2a, PXA-3a)은 중심에 배치된 하나의 중심 화소(PXA-1) 및 중심 화소(PXA-1) 주변을 둘러싸며 배치된 네 개의 주변 화소들(PXA-2a, PXA-3a)로 구분될 수 있다. 중심 화소(PXA-1)는 제1 렌즈(LSa)의 중심과 중첩하며 배치될 수 있다. 중심 화소(PXA-1)는 녹색의 제1 화소일 수 있다. 주변 화소들(PXA-2a, PXA-3a) 중 두 개의 주변 화소들(PXA-2a)은 적색의 제2 화소들이고, 나머지 두 개의 주변 화소들(PXA-3a)은 청색의 제3 화소들일 수 있다.
제2 렌즈(LSb)는 다섯 개의 화소들(PXA-3, PXA-1a)과 중첩할 수 있다. 다섯 개의 화소들(PXA-3, PXA-1a) 중 중심 화소(PXA-3)는 청색의 제3 화소일 수 있고, 네 개의 주변 화소들(PXA-1a)은 녹색의 제1 화소들일 수 있다. 제3 렌즈(LSc)는 다섯 개의 화소들(PXA-2, PXA-1b)과 중첩할 수 있다. 다섯 개의 화소들(PXA-2, PXA-1b) 중 중심 화소(PXA-2)는 적색의 제2 화소일 수 있고, 네 개의 주변 화소들(PXA-1b)은 녹색의 제1 화소들일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 렌즈와 중첩하는 중심 화소가 녹색 화소인 경우, 네 개의 주변 화소들 중 두 개의 주변 화소들은 적색 화소들이고, 나머지 두 개의 주변 화소들은 청색 화소들일 수 있다. 또한, 하나의 렌즈와 중첩하는 중심 화소가 적색 화소 또는 청색 화소인 경우, 네 개의 주변 화소들은 녹색 화소들일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 렌즈는 적어도 두 개 이상의 화소들과 중첩할 수 있다. 즉, 하나의 렌즈는 사용자에게 다 시점을 제공하고, 사용자는 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4, 도 7a, 및 도 7b를 참조하면, 렌즈 어레이(LA)는 초점 거리가 상이한 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(LS1)는 표시 패널(DP)의 중심부(C-A) 위에 배치되고, 제2 렌즈(LS2)는 표시 패널(DP)의 주변부(P-A) 위에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 주변부(P-A)에 표시되는 이미지의 초점 거리가 중심부(C-A)의 표시되는 이미지의 초점 거리보다 짧아지는 것을 고려하여, 제2 렌즈(LS2)의 초점 거리가 제1 렌즈(LS1)의 초점 거리보다 길도록 설계 할 수 있다. 그 결과, 중심부(C-A)에서 표현된 이미지의 초점 거리와 주변부(P-A)에서 표현된 이미지의 초점 거리의 편차가 감소될 수 있다. 따라서, 표시 장치(HMD, 도 1 참조)의 표시 품질이 향상되고, 사용자는 선명한 이미지의 영상을 시청할 수 있다.
제1 렌즈(LS1)와 제2 렌즈(LS2)는 서로 동일한 물질을 포함하고, 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 제1 렌즈(LS1)의 곡률은 제2 렌즈(LS2)의 곡률보다 클 수 있다. 상기 곡률은 곡률 반지름의 역수를 의미할 수 있다. 제1 렌즈(LS1)의 최대 두께(TK1)는 제2 렌즈(LS2)의 최대 두께(TK2)보다 클 수 있다.
제1 렌즈(LS1)의 폭(WT1)은 제2 렌즈(LS2)의 폭(WT2)과 동일할 수 있다. 따라서, 제2 렌즈(LS2) 역시 도 6에서 도시된 바와 같이 하나의 중심 화소 및 네 개의 주변 화소와 평면 상에서 중첩할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 렌즈(LS2)의 폭(WT2)은 제1 렌즈(LS1)의 폭(WT1)보다 크거나 작을 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 렌즈(LS1)의 형상과 제2 렌즈(LS2)의 형상은 서로 상이하다. 따라서, 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2) 각각으로 동일한 방향의 광이 입사하였을 때, 제1 렌즈(LS1)의 초점 거리와 제2 렌즈(LS2)의 초점 거리는 서로 상이할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서는 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)의 초점 거리를 상이하게 하기 위해서 각각의 곡률을 상이하게 하는 방법을 예로 들었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 렌즈 어레이(LA)는 중심부(C-A)와 주변부(P-A) 사이에 배치되며, 제1 렌즈(LS1)의 곡률과 제2 렌즈(LS2)의 곡률 사이의 곡률을 갖는 제3 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 렌즈 어레이(LA)는 복수의 영역들로 구분되고, 하나의 영역 내에 배치된 복수의 렌즈는 모두 동일한 곡률을 가질 수 있다. 이 경우, 중심과 중첩하는 영역에 배치된 렌즈들의 곡률이 가장 클 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 렌즈 어레이(LA)는 중심으로부터 멀어질수록 곡률이 점점 작아지는 렌즈들을 포함할 수도 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이고, 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 표시 모듈(DM-1)은 표시 패널(DP), 렌즈 어레이(LA-1), 제1 전극(LE1), 및 제2 전극(LE2)을 포함할 수 있다.
제1 전극(LE1)은 표시 패널(DP) 위에 배치되고, 렌즈 어레이(LA-1)는 제1 전극(LE1) 위에 배치되고, 제2 전극(LE2)은 렌즈 어레이(LA-1) 위에 배치될 수 있다.
렌즈 어레이(LA-1)는 반응성 화합물(RM) 및 액정 분자들(LCL)을 포함할 수 있다. 제1 전극(LE1) 및 제2 전극(LE2)에 전압이 가해지면, 액정 분자들(LCL)의 배열 상태가 변화되고, 액정 분자들(LCL)의 배열 상태에 의해 렌즈 어레이(LA-1)의 굴절률이 변화될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이고, 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 9a는 도 8a의 제1 전극(LE1) 및 제2 전극(LE2)에 전압이 제공되어, 액정 분자들(LCL) 중 일부의 액정 분자들의 배열 상태가 변화된 상태를 도시한 것이다. 도 9b는 도 8b의 제1 전극(LE1) 및 제2 전극(LE2)에 전압이 제공되어, 액정 분자들(LCL) 중 일부의 액정 분자들의 배열 상태가 변화된 상태를 도시한 것이다.
렌즈 어레이(LA-1)에는 고정 영역들(FA1, FA2)이 정의될 수 있다. 고정 영역들(FA1, FA2)은 제1 고정 영역(FA1) 및 제2 고정 영역(FA2)을 포함할 수 있다. 제1 고정 영역(FA1)은 표시 패널(DP, 도 4 참조)의 중심부(C-A) 위에 정의되고, 제2 고정 영역(FA2)의 표시 패널(DP)의 주변부(P-A) 위에 정의될 수 있다. 제1 고정 영역(FA1)의 면적은 제2 고정 영역(FA2)의 면적보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 9a 및 도 9b를 참고하면, 제1 고정 영역(FA1)의 제2 방향(DR2)의 폭은 제2 고정 영역(FA2)의 제2 방향(DR2)의 폭보다 작을 수 있다.
제1 고정 영역(FA1) 및 제2 고정 영역(FA2)에 배치된 액정 분자들은 반응성 화합물(RM)에 의해 배열 방향이 고정될 수 있다. 따라서, 제1 전극(LE1) 및 제2 전극(LE2)에 전압이 제공되더라도, 제1 고정 영역(FA1) 및 제2 고정 영역(FA2)에 배치된 액정 분자들의 배열 방향은 변화되지 않을 수 있다. 제1 고정 영역(FA1) 및 제2 고정 영역(FA2) 각각의 주변에 배치된 액정 분자들은 제1 전극(LE1)과 제2 전극(LE2) 사이에 발생한 전계에 따라 배열 방향이 변화될 수 있다. 액정 분자들의 배열 방향이 변화됨에 따라, 제1 고정 영역(FA1)을 포함하는 제1 렌즈(LS1-1), 제2 고정 영역(FA2)을 포함하는 제2 렌즈(LS2-1)가 정의될 수 있다. 제1 렌즈(LS1-1) 및 제2 렌즈(LS2-1)에 대해서는 점선으로 표시하였다.
제1 렌즈(LS1-1)의 제1 두께(TK1a) 및 제2 렌즈(LS2-1)의 제2 두께(TK2a)는 서로 동일할 수 있다. 제1 두께(TK1a) 및 제2 두께(TK2a)는 제1 전극(LE1)과 제2 전극(LE2) 사이의 거리에 대응할 수 있다.
제1 렌즈(LS1-1)의 제1 폭(WT1-1)과 제2 렌즈(LS2-1)의 제2 폭(WT2-1)은 서로 상이할 수 있다. 제1 폭(WT1-1)은 제2 폭(WT2-2)보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 렌즈(LS1-1)의 곡률은 제2 렌즈(LS2-1)의 곡률보다 클 수 있다. 또한, 제1 폭(WT1-1)이 제2 폭(WT2-2)보다 작기 때문에 중심부(C-A)위에 배치된 제1 렌즈들(LS1-1, LS1-2) 사이의 피치는 주변부(P-A) 위에 배치된 제2 렌즈들(미도시) 사이의 피치보다 작을 수 있다.
제1 렌즈(LS1-1)에 포함된 제1 고정 영역(FA1)의 면적과 제2 렌즈(LS2-1)에 포함된 제2 고정 영역(FA2)의 면적은 서로 상이하다. 따라서, 제1 렌즈(LS1-1)와 제2 렌즈(LS2-1) 각각으로 동일한 방향의 광이 입사하였을 때, 제1 렌즈(LS1-1)의 초점 거리와 제2 렌즈(LS2-1)의 초점 거리는 서로 상이할 수 있다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 10a를 참조하면, 표시 패널(DP)을 형성한다. 표시 패널(DP)에는 중심부(C-A) 및 중심부(C-A)를 둘러싸는 주변부(P-A)가 정의될 수 있다.
표시 패널(DP) 위에 광학 거리 조절층(OLL)을 형성한다. 광학 거리 조절층(OLL)은 투광성 물질을 포함할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 광학 거리 조절층(OLL) 위에 포토레지스트층(PR)을 형성한다. 포토레지스트층(PR)은 포지티브 포토레지스트 물질 또는 네가티브 포토레지스트 물질을 포함할 수 있다.
도 10c를 참조하면, 포토레지스트층(PR) 위에 마스크(MK)를 배치한다. 마스크(MK)는 투광부 및 차광부를 포함하는 바이너리 마스크일 수 있다. 마스크(MK)는 중심부(C-A)와 평면 상에서 중첩하는 중심 영역 및 주변부(P-A)와 평면 상에서 중첩하는 주변 영역을 포함할 수 있다. 투광부는 중심 영역에 정의된 중심 개구 패턴(C-OP) 및 주변 영역에 정의된 주변 개구 패턴(P-OP)을 포함할 수 있다. 중심 개구 패턴(C-OP)은 표시 패널(DP)의 중심부(C-A) 위에 배치되고, 주변 개구 패턴(P-OP)은 표시 패널(DP)의 주변부(P-A) 위에 배치될 수 있다.
마스크(MK)의 크기를 조절하여, 마스크(MK)를 투과하는 광의 투과율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 중심 개구 패턴(C-OP)과 주변 개구 패턴(P-OP)의 크기는 서로 상이할 수 있다. 포토레지스트층(PR)이 네가티브 포토레지스트 물질을 포함하는 경우, 중심 개구 패턴(C-OP)의 제2 방향(DR2)의 폭은 주변 개구 패턴(P-OP)의 제2 방향(DR2)의 폭보다 클 수 있다. 또한, 포토레지스트층(PR)이 포지티브 포토레지스트 물질을 포함하는 경우, 중심 개구 패턴(C-OP)의 제2 방향(DR2)의 폭은 주변 개구 패턴(P-OP)의 제2 방향(DR2)의 폭보다 작을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 중심 개구 패턴(C-OP)과 주변 개구 패턴(P-OP)의 크기는 동일할 수도 있다. 이 경우, 중심 개구 패턴(C-OP)으로 광이 조사되는 시간과 주변 개구 패턴(P-OP)으로 광이 조사되는 시간이 서로 상이할 수 있다.
포토레지스트층(PR)을 패터닝하여 렌즈들(LS1, LS2, 도 7a 및 도 7b 참조)을 형성할 수 있다. 상기 패터닝은 노광 공정 및 현상 공정을 포함할 수 있다.
도 10d를 참조하면, 중심부(C-A) 위에 배치된 렌즈 어레이(LA)의 일 영역(XX`)을 확대한 것은 도 7a의 제1 렌즈(LS1)에 대응될 수 있다. 주변부(P-A) 위에 배치된 렌즈 어레이(LA)의 일 영역(YY`)을 확대한 것은 도 7b의 제2 렌즈(LS2)에 대응될 수 있다. 중심부(C-A)와 주변부(P-A) 사이의 영역 위에 배치된 렌즈들은 제1 렌즈(LS1)의 곡률과 제2 렌즈(LS2)의 곡률 사이의 곡률을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 렌즈들은 주변부(P-A)에 가까워질수록 곡률이 점점 감소하는 형상을 가질 수도 있다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 11a를 참조하면, 표시 패널(DP) 위에 제1 전극(LE1)을 형성한다. 제1 전극(LE1)은 투광성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(LE1)은 인듐아연 산화물(IZO), 인듐주석 산화물(ITO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 11b를 참조하면, 제1 전극(LE1) 위에 예비층(PLL)을 형성한다. 예비층(PLL)은 반응성 화합물(RM) 및 액정 분자들(LC)이 혼합된 층일 수 있다. 반응성 화합물(RM)은 광반응성 화합물일 수 있다. 예를 들어, 반응성 화합물(RM)은 자외선에 반응하여 경화될 수 있다. 이 경우, 예비층(PLL)에 포함된 액정 분자들(LC) 중 일부는 반응성 화합물(RM)이 경화됨에 따라 초기 배열 방향으로 고정될 수 있다.
도 11c를 참조하면, 예비층(PLL) 위에 마스크(MKa)를 배치할 수 있다. 마스크(MKa)는 투광부 및 차광부를 포함하는 바이너리 마스크일 수 있다. 투광부는 중심 개구 패턴(C-OPa) 및 주변 개구 패턴(P-OPa)을 포함할 수 있다. 중심 개구 패턴(C-OPa)은 표시 패널(DP)의 중심부(C-A) 위에 배치되고, 주변 개구 패턴(P-OPa)은 표시 패널(DP)의 주변부(P-A) 위에 배치될 수 있다.
중심 개구 패턴(C-OPa)과 주변 개구 패턴(P-OPa)의 크기는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 중심 개구 패턴(C-OPa)의 제2 방향(DR2)의 폭은 주변 개구 패턴(P-OPa)의 제2 방향(DR2)의 제2 방향(DR2)의 폭보다 작을 수 있다.
중심 개구 패턴(C-OPa)의 크기와 주변 개구 패턴(P-OPa)의 크기의 차이는 제1 고정 영역(FA1, 도 9a 참조)과 제2 고정 영역(FA2, 도 9b 참조)의 크기의 차이에 대응될 수 있다.
마스크(MKa)를 통해 광을 조사하고, 예비층(PLL)의 반응성 화합물(RM)이 경화될 수 있다.
도 11d를 참조하면, 예비층(PLL)에 제1 고정 영역(FA1) 및 제2 고정 영역(FA2)을 형성하여 렌즈 어레이(LA-1)를 형성할 수 있다. 렌즈 어레이(LA-1) 위에 제2 전극(LE2)을 형성할 수 있다. 제2 전극(LE2)은 인듐아연 산화물(IZO), 인듐주석 산화물(ITO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
중심부(C-A) 위에 배치된 렌즈 어레이(LA-1)의 일 영역(ZZ`)을 확대한 것은 도 9a의 제1 렌즈(LS1-1)에 대응될 수 있다. 주변부(P-A) 위에 배치된 렌즈 어레이(LA-1)의 일 영역(WW`)을 확대한 것은 도 9b의 제2 렌즈(LS2-1)에 대응될 수 있다.
도시되지 않았으나, 표시 모듈을 제조하는 방법은 광학 거리 조절층(미도시)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 거리 조절층은 표시 패널(DP)과 제1 전극(LE1) 사이에 형성되거나, 제1 전극(LE1)과 렌즈 어레이(LA-1) 사이에 형성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
HMD: 표시 장치 DM-L, DM-R: 표시 모듈들
DP: 표시 패널 LA: 렌즈 어레이
C-A: 중심부 P-A: 주변부
LS1: 제1 렌즈 LS2: 제2 렌즈

Claims (20)

  1. 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈 어레이는 상기 중심부 위에 배치된 제1 렌즈 및 상기 주변부 위에 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 상기 렌즈 어레이를 수용하는 바디부를 더 포함하고, 상기 렌즈 어레이와 마주하는 상기 바디부의 일 영역에는 두 개의 개구부들이 제공되는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 곡률은 상기 제2 렌즈의 곡률보다 큰 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈의 굴절률을 서로 동일한 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 두께는 상기 제2 렌즈의 두께보다 큰 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 아래에 배치된 제1 전극; 및
    상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 위에 배치된 제2 전극을 더 포함하고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 반응성 화합물 및 액정 분자들을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 렌즈 어레이에는 상기 반응성 화합물에 의해 상기 액정 분자들의 배향 방향이 고정된 고정 영역들이 정의되고, 상기 고정 영역들은 상기 제1 렌즈에 포함되는 제1 고정 영역 및 상기 제2 렌즈에 포함되는 제2 고정 영역을 포함하고, 상기 제1 고정 영역의 면적과 상기 제2 고정 영역의 면적은 상이한 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 고정 영역의 면적은 상기 제2 고정 영역의 면적보다 작은 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 두께와 상기 제2 렌즈의 두께는 서로 동일한 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 상기 제1 렌즈는 상기 복수의 화소들 중 다섯 개의 화소들과 중첩하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 다섯 개의 화소들은 중심에 배치된 중심 화소 및 상기 중심 화소를 둘러싸는 네 개의 주변 화소들을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    평면 상에서 상기 제1 렌즈의 중심은 상기 중심 화소와 중첩하는 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 중심 화소는 녹색 화소이고, 상기 네 개의 주변 화소들 중 두 개의 주변 화소들은 적색 화소들이고, 나머지 두 개의 주변 화소들은 청색 화소들인 표시 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 중심 화소는 적색 화소 또는 청색 화소이고, 상기 네 개의 주변 화소들은 녹색 화소들인 표시 장치.
  15. 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며, 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널을 형성하는 단계; 및
    서로 형상이 상이한 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 렌즈는 상기 중심부 위에 형성되고, 상기 제2 렌즈는 상기 주변부 위에 형성되며, 평면 상에서 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩하는 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 렌즈 어레이를 형성하는 단계는,
    상기 표시 패널 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 층 위에 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 층을 패터닝하여 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈를 형성하는 단계를 포함하는 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 마스크에는 평면 상에서 상기 중심부와 중첩하는 중심 개구 패턴 및 평면 상에서 상기 주변부와 중첩하는 주변 개구 패턴이 정의되고, 상기 중심 개구 패턴의 크기와 상기 주변 개구 패턴의 크기는 서로 상이한 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 렌즈 어레이를 형성하는 단계는,
    상기 표시 패널 위에 반응성 화합물 및 액정이 혼합된 예비층을 형성하는 단계;
    상기 예비층 위에 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 예비층의 적어도 일부에 광을 조사하여, 상기 액정의 배향 방향이 고정된 고정 영역들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 고정 영역들은 상기 제1 렌즈에 대응하는 제1 고정 영역 및 상기 제2 렌즈에 대응하는 제2 고정 영역을 포함하고, 상기 제1 고정 영역의 면적은 상기 제2 고정 영역의 면적보다 작은 헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    제1 방향으로 입사되는 광에 대한 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제1 방향으로 입사되는 광에 대한 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧은헤드 마운트용 표시 모듈 제조 방법.
  20. 중심부와 상기 중심부를 둘러싸는 주변부로 구분되며 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 위에 배치된 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈 어레이는 상기 중심부 위에 배치된 제1 렌즈 및 상기 주변부 위에 배치된 제2 렌즈를 포함하고, 상기 제1 렌즈의 제1 초점 거리는 상기 제2 렌즈의 제2 초점 거리보다 짧고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 각각은 상기 복수의 화소들 중 적어도 두 개의 화소들과 중첩하는 헤드 마운트 표시 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11740742B2 (en) * 2019-09-23 2023-08-29 Apple Inc. Electronic devices with finger sensors

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4073510B2 (ja) 1996-12-13 2008-04-09 出光興産株式会社 有機ｅｌ発光装置
JP6196421B2 (ja) * 2011-06-30 2017-09-13 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 液晶レンズおよびそれを含む表示装置
US9494797B2 (en) * 2012-07-02 2016-11-15 Nvidia Corporation Near-eye parallax barrier displays
CN104076572B (zh) * 2014-06-20 2017-01-18 京东方科技集团股份有限公司 菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3d显示器
US10261579B2 (en) * 2014-09-01 2019-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Head-mounted display apparatus
US9681804B2 (en) * 2015-01-12 2017-06-20 X Development Llc Hybrid lens system for head wearable display
WO2016141720A1 (zh) * 2015-03-06 2016-09-15 成都理想境界科技有限公司 光学放大组合镜、头戴光学显示系统及虚拟现实显示设备
US10247858B2 (en) * 2015-10-25 2019-04-02 Facebook Technologies, Llc Liquid crystal half-wave plate lens
RU2642149C2 (ru) * 2016-01-12 2018-01-24 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Составная линза и содержащая ее система отображения
US20170371076A1 (en) * 2016-06-28 2017-12-28 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Multifocal optical system, methods, and applications
CN106019605B (zh) * 2016-08-04 2018-03-23 京东方科技集团股份有限公司 近眼显示装置和方法
JP6722077B2 (ja) * 2016-09-28 2020-07-15 株式会社Ｎｔｔドコモ 映像提示装置
KR102413218B1 (ko) * 2017-03-22 2022-06-24 삼성디스플레이 주식회사 헤드 마운티드 디스플레이 장치
KR102411145B1 (ko) * 2017-04-19 2022-06-20 삼성디스플레이 주식회사 헤드 마운티드 디스플레이 장치

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