KR20210044955A - 전자장치 - Google Patents

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KR20210044955A
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유재호
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 표시패널, 제1 광학부, 및 회절격자를 갖는 회절광학소자를 포함하는 제2 광학부를 포함할 수 있다. 상기 표시패널은 제1 색으로 구성된 제1 이미지를 표시하는 제1 표시영역, 상기 제1 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색과 상이한 제2 색으로 구성된 제2 이미지를 표시하는 제2 표시영역, 및 상기 제2 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색 및 상기 제2 색과 상이한 제3 색으로 구성된 제3 이미지를 표시하는 제3 표시영역을 포함할 수 있다.

Description

전자장치{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 크기가 감소된 전자장치에 관한 것이다.
일반적으로 프로젝터(projector) 방식의 전자장치는, 예를 들어, 광원에서 나온 빛이 프리즘을 통해 제1 내지 제3 광들로 분리되고, 분리된 제1 내지 제3 광들 각각이 디지털 미소 반사 표시기(Digital Micromirror Device, DMD)에 의해 제1 내지 제3 이미지로 변환되며, 상기 제1 내지 제3 이미지는 상기 프리즘에 의해 하나의 이미지로 합성된 후 렌즈를 통해 투과될 수 있다. 상기 투과된 이미지를 외부의 스크린에 확대하여 투사함으로써 대화면을 구현할 수 있다. 상기 프로젝터 방식의 전자장치는 가격대비 화면비가 우수하다는 장점을 가지고 있다. 다만, 상기 프리즘 및 상기 렌즈와 같은 광학부는 많은 공간을 차지하는 단점을 가지고 있고, 그에 따라 전자장치의 크기도 커질 수 있다.
본 발명은 크기가 감소된 전자장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 표시패널, 상기 표시패널 위에 배치되는 제1 광학부, 및 상기 제1 광학부 위에 배치되고 회절격자를 갖는 회절광학소자를 포함하는 제2 광학부를 포함할 수 있다. 상기 표시패널은 제1 색으로 구성된 제1 이미지를 표시하는 제1 표시영역, 상기 제1 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색과 상이한 제2 색으로 구성된 제2 이미지를 표시하는 제2 표시영역, 및 상기 제2 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색 및 상기 제2 색과 상이한 제3 색으로 구성된 제3 이미지를 표시하는 제3 표시영역을 포함할 수 있다.
상기 제2 광학부에는 제1 영역, 제2 영역, 및 제3 영역이 정의되고, 상기 제1 영역은 상기 제1 표시영역 위에 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 제2 표시영역 위에 배치되며, 상기 제3 영역은 상기 제3 표시영역 위에 배치될 수 있다.
상기 회절격자의 피치는 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역에서 서로 상이할 수 있다.
상기 제1 광학부는 상기 표시패널과 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제1 렌즈, 및 상기 제1 렌즈와 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제2 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1 광학부는 상기 표시패널에서 제공되는 광의 진로 및 크기를 변경할 수 있다.
상기 제1 광학부에서 상기 제2 광학부로 입사되는 광은 평행광일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 제2 광학부 위에 배치되는 차광부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 광학부를 투과한 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지는 하나의 이미지로 합성될 수 있다.
평면 상에서 상기 제1 표시영역, 상기 제2 표시영역, 및 상기 제3 표시영역은 서로 비중첩할 수 있다.
상기 제1 색은 레드색이고, 상기 제2 색은 그린색이며, 상기 제3 색은 블루색일 수 있다.
상기 제1 이미지는 상기 제1 색으로만 구성되고, 상기 제2 이미지는 상기 제2 색으로만 구성되며, 상기 제3 이미지는 상기 제3 색으로만 구성될 수 있다.
상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지는 서로 색만 상이한 이미지들일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지가 하나의 이미지로 합성되는 스크린을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 스크린의 일면 위에 배치된 제1 회절소자, 상기 제1 회절소자 위에 배치된 제2 회절소자, 및 상기 제2 회절소자 위에 배치된 제3 회절소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 회절소자는 상기 제1 이미지를 제1 방향으로 반사하고, 상기 제2 회절소자는 상기 제2 이미지를 상기 제1 방향으로 반사하며, 상기 제3 회절소자는 상기 제3 이미지를 상기 제1 방향으로 반사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 상기 스크린의 일면 위에 배치된 산란소자를 더 포함할 수 있다.
상기 스크린의 일면 위에 배치된 제1 렌즈부를 더 포함하고, 상기 스크린은 투명할 수 있다.
상기 제1 렌즈부는 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지를 반사하고, 상기 스크린을 향해 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다.
상기 스크린의 일면 위에 배치된 제2 렌즈부를 더 포함하고, 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지 각각은 좌안용 이미지 및 우안용 이미지를 포함하며, 상기 제2 렌즈부는 상기 좌안용 이미지 및 상기 우안용 이미지 각각을 서로 상이한 방향으로 굴절시켜 삼차원 이미지를 제공할 수 있다.
상기 스크린은 불투명할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자장치는 제1 광학부 및 제2 광학부를 포함할 수 있다. 제2 광학부는 회절광학소자를 이용하여 그 크기를 줄일 수 있다. 표시패널에서 제공된 이미지는 제1 광학부 및 제2 광학부를 통과해 스크린에 투사될 수 있다. 표시장치는 기존의 프로젝터 방식의 표시장치에 비해 크기가 감소된 광학부를 제공할 수 있다. 따라서, 크기가 감소된 전자장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 평면도이다.
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 전자장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전자장치(ED)는 표시장치(DD) 및 스크린(SC)을 포함할 수 있다.
표시장치(DD)는 스크린(SC)을 향해서 제1 방향(DR1)으로 이미지(IM)를 투사할 수 있다.
스크린(SC)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2) 및 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 교차하는 제3 방향(DR3)이 정의하는 면과 평행할 수 있다. 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2), 및 제3 방향(DR3)은 서로 직교할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면을 평면이라 정의하고, "평면 상에서 보았다"는 것은 제3 방향(DR3)에서 바라본 것으로 정의될 수 있다.
도 1에서는 얇은 사각판 형상으로 스크린(SC)을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 스크린(SC)은 내측 또는 외측으로 구부러진 커브드(curved) 형태의 스크린 또는 벽면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(ED)는 스크린(SC)을 포함하지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시장치(DD)는 표시패널(DP), 제1 광학부(L1), 제2 광학부(L2), 및 차광부(BM)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 발광형 표시패널 또는 수광형 표시패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 수광형 표시패널은 액정 표시패널일 수 있다. 상기 발광형 표시패널은 유기발광 표시패널, 마이크로 엘이디 표시패널, 또는 퀀텀닷 발광 표시패널일 수 있다. 상기 유기발광 표시패널의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 상기 퀀텀닷 발광 표시패널의 발광층은 퀀텀닷 또는 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시패널(DP)은 유기발광 표시패널로 설명된다.
표시패널(DP)은 베이스층(BS), 회로소자층(DP-CL), 표시소자층(DP-EL), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)은 제1 광(LS1)을 방출할 수 있다. 제1 광(LS1)은 제1 표시광(LS1a), 제2 표시광(LS1b), 및 제3 표시광(LS1c)을 포함할 수 있다.
표시패널(DP)은 제1 표시영역(AR-DP1), 제2 표시영역(AR-DP2), 및 제3 표시영역(AR-DP3)을 포함할 수 있다.
제1 표시영역(AR-DP1)은 제1 표시광(LS1a)을 방출하여 제1 색의 제1 이미지(IM-1)를 구현할 수 있다. 제2 표시영역(AR-DP2)은 제1 표시영역(AR-DP1)과 인접하게 배치될 수 있다. 제2 표시영역(AR-DP2)은 제2 표시광(LS1b)을 방출하여 상기 제1 색과 상이한 제2 색의 제2 이미지(IM-2)를 구현할 수 있다. 제3 표시영역(AR-DP3)은 제2 표시영역(AR-DP2)과 인접하게 배치될 수 있다. 제3 표시영역(AR-DP3)은 제3 표시광(LS1c)을 방출하여 상기 제1 색 및 상기 제2 색과 상이한 제3 색의 제3 이미지(IM-3)를 구현할 수 있다. 제2 표시영역(AR-DP2)은 제1 표시영역(AR-DP1) 및 제3 표시영역(AR-DP3) 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이미지(IM-1)는 상기 제1 색으로만 구성되고, 제2 이미지(IM-2)는 상기 제2 색으로만 구성되며, 제3 이미지(IM-3)는 상기 제3 색으로만 구성될 수 있다.
제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 서로 색만 상이한 이미지들일 수 있다. 본 발명에 따르면, 표시패널(DP)은 스크린(SC)에 고해상도 및 고휘도를 가지는 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)를 제공할 수 있다. 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 스크린(SC)에서 하나의 이미지(IM, 도 1 참조)로 합성되어 시인될 수 있다. 따라서, 시인성이 향상된 전자장치(ED, 도 1 참조)를 제공할 수 있다.
상기 제1 색, 상기 제2 색, 및 상기 제3 색 각각의 파장은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색은 레드색이고, 상기 제2 색은 그린색이며, 상기 제3 색은 블루색일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 색, 상기 제2 색, 및 상기 제3 색 각각은 다양한 색을 포함할 수 있다.
평면 상에서 제1 표시영역(AR-DP1), 제2 표시영역(AR-DP2), 및 제3 표시영역(AR-DP3)은 서로 비중첩할 수 있다.
제1 광학부(L1)는 표시패널(DP) 위에 배치될 수 있다. 제1 광학부(L1)는 표시패널(DP) 및 제2 광학부(L2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 광학부(L1)는 표시패널(DP)에서 제공되는 제1 광(LS1)의 진로 및 크기를 변경할 수 있다. 변경된 제1 광(LS1)은 제2 광(LS2)일 수 있다. 제2 광(LS2)은 제2 광학부(L2)에 평행하게 입사되는 평행광일 수 있다. 제2 광(LS2)은 제3 방향(DR3)과 평행한 방향으로 진행할 수 있다.
제2 광학부(L2)는 제1 광학부(L1) 위에 배치될 수 있다. 제2 광학부(L2)는 회절격자를 가지는 회절광학소자를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 광(LS2)은 제3 방향(DR3)와 평행하게 제2 광학부(L2)에 입사되어 회절 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 제2 광학부(L2)에서 회절되어 스크린(SC)으로 제공될 수 있다. 제2 광학부(L2)에는 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2), 및 제3 영역(AR3)이 정의될 수 있다.
제1 영역(AR1)은 제1 표시영역(AR-DP1) 위에 배치될 수 있다. 평면 상에서 제1 영역(AR1)은 제1 표시영역(AR-DP1)과 중첩할 수 있다. 제1 이미지(IM-1)를 구현하는 제2 광(LS2)의 일부는 제1 영역(AR1)을 투과할 수 있다.
제2 영역(AR2)은 제2 표시영역(AR-DP2) 위에 배치될 수 있다. 평면 상에서 제2 영역(AR2)은 제2 표시영역(AR-DP2)과 중첩할 수 있다. 제2 이미지(IM-2)를 구현하는 제2 광(LS2)의 일부는 제2 영역(AR2)을 투과할 수 있다.
제3 영역(AR3)은 제3 표시영역(AR-DP3) 위에 배치될 수 있다. 평면 상에서 제3 영역(AR3)은 제3 표시영역(AR-DP3)과 중첩할 수 있다. 제3 이미지(IM-3)를 구현하는 제2 광(LS2)의 일부는 제3 영역(AR3)을 투과할 수 있다.
차광부(BM)는 제2 광학부(L2) 위에 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 제2 광학부(L2)에서 회절된 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3) 중 스크린(SC)을 향해 회절되지 않은 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)를 차단할 수 있다.
스크린(SC)은 표시장치(DD)와 제1 방향(DR1)으로 이격될 수 있다. 스크린(SC)에서 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)가 합성되어 하나의 이미지로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(DP)은 베이스층(BS), 회로소자층(DP-CL), 표시소자층(DP-EL), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BS)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)의 제조 시에 이용되는 작업기판 상에 합성수지층이 형성될 수 있다. 이후 합성수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성할 수 있다. 작업기판이 제거되면 합성수지층은 베이스층(BS)에 대응될 수 있다. 합성수지층은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그 밖에 베이스층(BS)은 유기/무기 복합재료기판 등을 포함할 수 있다.
회로소자층(DP-CL)은 무기막인 버퍼막(BFL), 제1 중간 무기막(10), 및 제2 중간 무기막(20)을 포함하고, 유기막인 중간 유기막(30)을 포함할 수 있다. 상기 무기막 및 유기막의 재료는 특별히 제한되지 않는다.
버퍼막(BFL)은 베이스층(BS)의 상부에 평활한 면을 형성하고, 베이스층(BS)에 불순 원소가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 버퍼막(BFL)은 선택적으로 배치/생략될 수 있다.
버퍼막(BFL) 상에 트랜지스터(TR)의 반도체 패턴(OSP)이 배치될 수 있다. 반도체 패턴(OSP)은 폴리 실리콘 또는 아몰포스 실리콘을 포함할 수 있다. 그 밖에 반도체 패턴(OSP)은 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체 패턴(OSP) 상에 제1 중간 무기막(10)이 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)의 제어전극(GE)은 제1 중간 무기막(10) 상에 배치될 수 있다.
제어전극(GE)을 커버하는 제2 중간 무기막(20)은 제1 중간 무기막(10) 상에 배치될 수 있다. 제2 중간 무기막(20) 상에 트랜지스터(TR)의 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)이 배치될 수 있다.
제1 전극(E1)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)을 통해 반도체 패턴(OSP)에 연결될 수 있다. 제2 전극(E2)은 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 관통하는 제2 관통홀(CH2)을 통해 반도체 패턴(OSP)에 연결될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 트랜지스터(TR)는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 중간 무기막(20) 상에 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)을 커버하는 중간 유기막(30)이 배치될 수 있다. 중간 유기막(30)은 평탄면을 제공할 수 있다.
표시소자층(DP-EL)은 중간 유기막(30) 상에 배치될 수 있다. 표시소자층(DP-EL)은 화소 정의막(PDL) 및 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(OLED)는 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기물질을 포함할 수 있다.
중간 유기막(30) 상에 제1 전극(AE)이 배치될 수 있다. 제1 전극(AE)은 중간 유기막(30)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)을 통해 제2 전극(E2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 정의막(PDL)에는 개구부(OP)가 정의될 수 있다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
정공 제어층(HCL)은 제1 전극(AE) 및 화소 정의막(PDL) 상에 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL) 상에 발광층(EML)이 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 유기물질 및/또는 무기물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 소정의 유색 컬러광을 포함할 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치될 수 있다. 전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 배치될 수 있다.
제2 전극(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(CE)을 커버할 수 있다. 박막 봉지층(TFE)과 제2 전극(CE) 사이에는 제2 전극(CE)을 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 이 때 박막 봉지층(TFE)은 캡핑층을 직접 커버할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일부분을 도시한 단면도이다. 도 2를 통해 설명된 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 제1 표시영역(AR-DP1)을 도시하였다. 다만, 이는 예시적인 것으로 이하 설명될 내용들은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 표시영역(AR-DP2) 및 제3 표시영역(AR-DP3)에도 동일하게 적용될 수 있다.
표시패널(DP)은 제1 표시광(LS1a)을 제공할 수 있다. 제1 표시광(LS1a)은 제1 광학부(L1)를 투과할 수 있다.
제1 광학부(L1)는 제1 렌즈(TL1) 및 제2 렌즈(TL2)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈(TL1)는 표시패널(DP) 및 제2 광학부(L2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 렌즈(TL1)는 제1 표시광(LS1a)을 분산시킬 수 있다. 제1 렌즈(TL1)를 통과한 제1 표시광(LS1a)은 분산되어 다양한 방향성을 가질 수 있다. 제1 렌즈(TL1)는 오목렌즈 또는 볼록렌즈를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(TL1)는 구면렌즈(spherical lens) 또는 비구면렌즈(aspheric lens)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 렌즈(TL1)는 다양한 렌즈를 포함할 수 있다 예를 들어, 제1 렌즈(TL1)는 아크로매틱 렌즈(achromatic lens)를 포함할 수 있다.
제2 렌즈(TL2)는 제1 렌즈(TL1) 및 제2 광학부(L2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 렌즈(TL2)는 제1 렌즈(TL1)를 통과한 제1 표시광(LS1a)을 일정한 방향성을 가지는 제2 광(LS2)으로 변환할 수 있다. 제2 렌즈(TL2)는 오목렌즈 또는 볼록렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈(TL2)는 구면렌즈(spherical lens) 또는 비구면렌즈(aspheric lens)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 렌즈(TL2)는 다양한 렌즈를 포함할 수 있다 예를 들어, 제2 렌즈(TL2)는 아크로매틱 렌즈(achromatic lens)를 포함할 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 광학부(L1)는 이에 제한되지 않고 하나의 렌즈로 구성되어 제1 광(LS1)을 제2 광(LS2)으로 변환할 수 있다.
제2 광(LS2)은 제2 광학부(L2)에 제3 방향(DR3)과 평행하게 제공될 수 있다. 제2 광학부(L2)는 제2 광(LS2)을 회절시켜 스크린(SC)에 제1 이미지(IM-1)를 제공할 수 있다.
제2 광학부(L2)는 회절격자를 가지는 회절광학소자를 포함할 수 있다. 상기 회절격자는 소정의 피치를 가질 수 있다. 상기 회절격자의 피치들(D1, D2)은 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
D*sin(AG)=m*λ
상기 수학식 1은 격자방정식일 수 있다. 상기 D는 회절격자의 피치들(D1, D2)일 수 있다. 상기 AG는 제2 광학부(L2)를 통과한 광들(IM-1a, IM-1b) 각각과 제2 광학부(L2)의 두께방향으로 정의된 임의의 선 사이의 각도일 수 있다. 광들(IM-1a, IM-1b)은 스크린(SC) 상에 이미지(IM)를 구현할 수 있다. 상기 제2 광학부(L2)의 상기 두께방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 상기 m은 정수일 수 있다. 예를 들어, 상기 m은 1일 수 있다. 상기 λ는 제1 표시광(LS1a)이 가지는 제1 색, 제2 표시광(LS1b)이 가지는 제2 색, 및 제3 표시광(LS1c)이 가지는 제3 색 각각의 파장일 수 있다.
광(IM-1a)은 스크린(SC)의 하부에 투사되도록 제1 각도(AG1)가 정의될 수 있다. 상기 수학식 1을 통해 상기 회절격자의 제1 피치(D1)를 설계할 수 있다.
광(IM-1b)은 스크린(SC)의 상부에 투사되도록 제2 각도(AG2)가 정의될 수 있다. 상기 수학식 1을 통해 상기 회절격자의 제2 피치(D2)를 설계할 수 있다. 제1 영역(AR1)에서 상기 회절격자의 상기 피치는 제1 방향(DR1)으로 갈수록 길어질 수 있다.
상기 회절격자의 상기 피치는 상기 제1 색을 가지는 제1 표시광(LS1a)이 투과되는 제1 영역(AR1), 상기 제2 색을 가지는 제2 표시광(LS1b)이 투과되는 제2 영역(AR2), 및 상기 제3 색을 가지는 제3 표시광(LS1c)이 투과되는 제3 영역(AR3)에서 서로 상이할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자장치(ED)는 제1 광학부(L1) 및 제2 광학부(L2)를 포함할 수 있다. 제2 광학부(L2)는 상기 회절광학소자를 이용하여 그 크기를 줄일 수 있다. 표시패널(DP)에서 제공된 이미지(IM)는 제1 광학부(L1) 및 제2 광학부(L2)를 통과해 스크린(SC)에 투사될 수 있다. 표시장치(DD)는 기존의 프로젝터 방식의 표시장치에 비해 크기가 감소된 광학부를 제공할 수 있다. 따라서, 크기가 감소된 전자장치(ED)를 제공할 수 있다. 또한, 제2 광학부(L2)의 회절격자의 피치를 설계해 이미지(IM)가 투사되는 방향이 조절될 수 있다. 스크린(SC)에 이미지(IM)가 맺히는 초점거리가 조절될 수 있다. 따라서, 근거리에 이미지(IM) 투사가 가능한 전자장치(ED)를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 전자장치(ED)는 제1 회절소자(DO1), 제2 회절소자(DO2), 및 제3 회절소자(DO3)를 더 포함할 수 있다. 제1 회절소자(DO1)는 스크린(SC-1)의 일면(SC-1S) 위에 배치될 수 있다. 제2 회절소자(DO2)는 제1 회절소자(DO1) 위에 배치될 수 있다. 제3 회절소자(DO3)는 제2 회절소자(DO2) 위에 배치될 수 있다.
제1 회절소자(DO1)는 제1 색을 가지는 제1 이미지(IM-1)를 소정의 방향으로 반사할 수 있다. 제2 회절소자(DO2)는 제2 색을 가지는 제2 이미지(IM-2)를 상기 소정의 방향으로 반사할 수 있다. 제3 회절소자(DO3)는 제3 색을 가지는 제3 이미지(IM-3)를 상기 소정의 방향으로 반사할 수 있다. 상기 소정의 방향은 제1 방향(DR1)과 평행할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 소정의 방향은 이미지(IM)를 표시하고자 하는 다양한 방향을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 합성되어 이미지(IM)를 형성할 수 있다. 이미지(IM)는 제1 회절소자(DO1), 제2 회절소자(DO2), 및 제3 회절소자(DO3)에 의해 상기 소정의 방향으로 제공될 수 있다. 이미지(IM)의 시야각은 상기 소정의 방향으로 제한될 수 있다. 따라서, 개인용으로 사용할 수 있는 전자장치(ED)를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 전자장치(ED)는 산란소자(SO)를 더 포함할 수 있다. 산란소자(SO)는 스크린(SC-2)의 일면(SC-2S) 위에 배치될 수 있다.
제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 스크린(SC-1)에서 합성되어 이미지(IM)를 형성할 수 있다. 이미지(IM)는 산란소자(SO)에서 산란되어 사방으로 반사될 수 있다.
스크린(SC-2)은 투명한 스크린 또는 불투명한 스크린을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 산란소자(SO)는 이미지(IM)를 산란시킬 수 있다. 산란된 이미지(IM)는 다양한 방향으로 제공될 수 있다. 따라서, 공유용으로 사용할 수 있는 전자장치(ED)를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 전자장치(ED)는 제1 렌즈부(LN1)를 더 포함할 수 있다. 제1 렌즈부(LN1)는 스크린(SC-3)의 일면(SC-3S) 위에 배치될 수 있다.
스크린(SC-3)은 투명한 스크린을 포함할 수 있다. 스크린(SC-3)은 빛(BL)을 투과시킬 수 있다.
제1 렌즈부(LN1)는 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)를 반사할 수 있다. 반사된 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)는 합성되어 이미지(IM)를 제공할 수 있다. 제1 렌즈부(LN1)는 스크린(SC-3)을 향해 입사되는 빛(BL)을 투과시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 스크린(SC-3)을 향해 입사되는 빛(BL)은 외부의 상황을 나타낼 수 있다. 제1 렌즈부(LN1)에서 반사된 이미지(IM)는 상기 외부의 상황과 함께 인식될 수 있다. 따라서, 증강현실을 구현할 수 있는 전자장치(ED)를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린을 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 전자장치(ED)는 제2 렌즈부(LN2)를 더 포함할 수 있다. 제2 렌즈부(LN2)는 스크린(SC-4)의 일면(SC-4S) 위에 배치될 수 있다.
제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3) 각각은 좌안 이미지 및 우안 이미지를 포함할 수 있다. 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3)가 합성된 이미지(IM)는 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3) 각각의 좌안 이미지가 합성된 좌안용 이미지(IM-L) 및 제1 이미지(IM-1), 제2 이미지(IM-2), 및 제3 이미지(IM-3) 각각의 우안 이미지가 합성된 우안용 이미지(IM-R)를 포함할 수 있다.
제2 렌즈부(LN2)는 좌안용 이미지(IM-L)를 좌안방향으로 굴절시킬 수 있다. 상기 좌안방향은 왼쪽 눈(LE)으로 향하는 방향일 수 있다. 제2 렌즈부(LN2)는 우안용 이미지(IM-R)를 우안방향으로 굴절시킬 수 있다. 상기 우안방향은 오른쪽 눈(RE)으로 향하는 방향일 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 렌즈부(LN2)는 좌안용 이미지(IM-L) 및 우안용 이미지(IM-R) 각각을 서로 상이한 방향으로 굴절시킬 수 있다. 제2 렌즈부(LN2)는 왼쪽 눈(LE)에는 좌안용 이미지(IM-L)만이 보이게 할 수 있고, 오른쪽 눈(RE)에는 우안용 이미지(IM-R)만이 보이게 할 수 있다. 제2 렌즈부(LN2)는 왼쪽 눈(LE) 및 오른쪽 눈(RE)에 서로 다른 이미지가 보여지게 하여 입체감을 느끼도록 할 수 있다. 상기 서로 다른 이미지는 양안 시차를 가지는 이미지일 수 있다. 따라서, 삼차원 이미지 재생이 가능한 전자장치(ED)를 제공할 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.
ED: 전자장치 DD: 표시장치
SC: 스크린 DP: 표시패널
L1: 제1 광학부 L2: 제2 광학부
IM: 이미지

Claims (20)

  1. 표시패널;
    상기 표시패널 위에 배치되는 제1 광학부; 및
    상기 제1 광학부 위에 배치되고 회절격자를 갖는 회절광학소자를 포함하는 제2 광학부를 포함하고,
    상기 표시패널은,
    제1 색으로 구성된 제1 이미지를 표시하는 제1 표시영역;
    상기 제1 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색과 상이한 제2 색으로 구성된 제2 이미지를 표시하는 제2 표시영역; 및
    상기 제2 표시영역과 인접하게 배치되고, 상기 제1 색 및 상기 제2 색과 상이한 제3 색으로 구성된 제3 이미지를 표시하는 제3 표시영역을 포함하는 전자장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광학부에는 제1 영역, 제2 영역, 및 제3 영역이 정의되고,
    상기 제1 영역은 상기 제1 표시영역 위에 배치되고, 상기 제2 영역은 상기 제2 표시영역 위에 배치되며, 상기 제3 영역은 상기 제3 표시영역 위에 배치되는 전자장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 회절격자의 피치는 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 및 상기 제3 영역에서 서로 상이한 전자장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학부는,
    상기 표시패널과 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제1 렌즈; 및
    상기 제1 렌즈와 상기 제2 광학부 사이에 배치된 제2 렌즈를 포함하는 전자장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학부는 상기 표시패널에서 제공되는 광의 진로 및 크기를 변경하는 전자장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학부에서 상기 제2 광학부로 입사되는 광은 평행광인 전자장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광학부 위에 배치되는 차광부를 더 포함하는 전자장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광학부를 투과한 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지는 하나의 이미지로 합성되는 전자장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 상기 제1 표시영역, 상기 제2 표시영역, 및 상기 제3 표시영역은 서로 비중첩하는 전자장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색은 레드색이고, 상기 제2 색은 그린색이며, 상기 제3 색은 블루색인 전자장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지는 상기 제1 색으로만 구성되고,
    상기 제2 이미지는 상기 제2 색으로만 구성되며,
    상기 제3 이미지는 상기 제3 색으로만 구성되는 전자장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지는 서로 색만 상이한 이미지들인 전자장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지가 하나의 이미지로 합성되는 스크린을 더 포함하는 전자장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스크린의 일면 위에 배치된 제1 회절소자;
    상기 제1 회절소자 위에 배치된 제2 회절소자; 및
    상기 제2 회절소자 위에 배치된 제3 회절소자를 더 포함하는 전자장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 회절소자는 상기 제1 이미지를 제1 방향으로 반사하고,
    상기 제2 회절소자는 상기 제2 이미지를 상기 제1 방향으로 반사하며,
    상기 제3 회절소자는 상기 제3 이미지를 상기 제1 방향으로 반사하는 전자장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 스크린의 일면 위에 배치된 산란소자를 더 포함하는 전자장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 스크린의 일면 위에 배치된 제1 렌즈부를 더 포함하고, 상기 스크린은 투명한 전자장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈부는 상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지를 반사하고, 상기 스크린을 향해 입사되는 빛을 투과시키는 전자장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 스크린의 일면 위에 배치된 제2 렌즈부를 더 포함하고,
    상기 제1 이미지, 상기 제2 이미지, 및 상기 제3 이미지 각각은 좌안용 이미지 및 우안용 이미지를 포함하며,
    상기 제2 렌즈부는 상기 좌안용 이미지 및 상기 우안용 이미지 각각을 서로 상이한 방향으로 굴절시켜 삼차원 이미지를 제공하는 전자장치.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 스크린은 불투명한 전자장치.
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