KR20220002006A

KR20220002006A - 전계발광표시패널을 포함하는 착용형 표시장치

Info

Publication number: KR20220002006A
Application number: KR1020200080644A
Authority: KR
Inventors: 박태한; 김혜숙
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-01-06

Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈의 일면에 자외선 파장의 광을 출광하는 전계발광표시패널이 배치되고, 렌즈의 타면에 광경로 제어부, 광경로제어부로부터 받은 광을 동일한 초점에 모일 수 있도록 출력시키는 결합기(Combiner), 광경로제어부는 외부 광이 입사되는 일면과, 광이 출력되는 타면을 가지고, 광경로제어부의 일면에 제1 차단층, 광경로제어부의 타면에 투과율 조절부를 포함하는 착용형 표시장치에 대한 것이다.

Description

전계발광표시패널을 포함하는 착용형 표시장치{Wearable Display Device Comprising Electro Luminescence Display Panel}

본 발명은 전계 발광 표시 패널을 포함하는 착용형 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 투과도를 조절할 수 있는 착용형 표시장치에 관한 것이다.

최근 차세대 표시장치로서 착용형 표시장치가 주목받고 있다. 그런데 착용형 표시장치는 외부 광의 영향으로 인해 영상을 표시할 때 명암비가 낮아 시인성이 떨어진다. 구체적으로, 어두운 환경에서는 시인성이 좋은 반면, 밝은 환경에서는 시인성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투과도를 조절하여 시인성을 개선할 수 있는 착용형 표시장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 착용형 표시장치는 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소 및 제4 화소를 구비한 기판; 상기 기판 상에서 상기 제1 내지 제4 화소에 각각 구비된 구동 박막 트랜지스터를 포함하는 회로 소자층; 상기 회로 소자층 상에서 상기 제1 내지 제4 화소에 각각 구비된 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 구비된 발광층; 및 상기 발광층 상에 구비된 제2 전극을 포함하여 이루어진 전계발광표시패널을 포함하고, 상기 전계발광표시패널은 광을 소정의 각도로 굴절시키는 렌즈의 일 면에 배치되며, 상기 렌즈의 타면에 대응되도록 배치된 광경로제어부, 광경로제어부로부터 받은 광을 동일한 초점에 모일 수 있도록 출력시키는 결합기(Combiner), 상기 광경로제어부는 외부 광이 입사되는 일면과, 광이 출력되는 타면을 가지고, 상기 광경로제어부의 일면에 제1 차단층을 가지고, 상기 광경로제어부의 타면에 투과율 조절부를 가지며, 상기 전계발광표시패널의 상기 발광층은 자외선 파장의 광을 출광하는 착용형 표시장치를 제공한다.

본 발명은 또한 제2 전극 상부에 배치된 색 변환층 혹은 광경로제어부의 타면에 배치된 색 변환층을 포함하고, 투과율 조절부에는 감광물질을 포함하는 착용형 표시장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광층이 자외선 파장의 광을 출광하고, 광경로제어부의 일면에 제1 차단층, 광경로제어부의 타면에 투과율 조절부를 배치하여 투과율을 조절할 수 있고, 그에 따라 밝은 환경에서의 시인성이 향상될 수 있다. 　

특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극 상부에 배치된 봉지막, 색 변환층(또는 컬러필터층)이 구비되고, 투과율 조절부는 감광물질을 포함하고 있기 때문에, 투과율을 더욱 용이하게 조절할 수 있다.

위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 표시패널를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 3은 표시영역의 화소들의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 4a는 도 3의 제1 내지 제4 화소들의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 4b는 도 3의 제1 내지 제4 화소들의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 도4a 및 도4b에 따른 전계발광표시패널이 광학계와 결합한 착용형 표시장치의 구성도이다.
도6은 도5a 내지 도5c의 투과율 조절부가 포함하고 있는 감광물질의 일 예를 보여주는 화학식이다.
도7a는 본 발명의 일 예에 따른 착용형 표시장치의 파장을 나타내는 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 일 예에 따른 착용형 표시장치의 색 변환층에서 투과/방출되는 광에 따른 파장을 나타내는 그래프이다.
도8a 내지 도8c는 도5a 내지 5c의 착용형 표시장치의 출력영상을 설명하기 위한 도면이다.

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 기술 분야에서 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 명세서 상에서 언급한 '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 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 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, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.　

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광 표시패널을 보여주는 사시도이다. 도 2은 도 1의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.

　도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 표시장치(100)는 전계발광표시패널(110), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.

　전계발광표시패널(110)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함한다. 제2 기판(112)은 봉지막 일 수 있다. 제1 기판(111)은 플라스틱 필름(plastic film) 또는 유리기판(glass substrate)일 수 있다. 제2 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지막(보호 필름, 봉지 필름)일 수 있다.

　제2 기판(112)과 마주보는 제1 기판(111)의 일면 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성된다. 화소들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의교차 구조에 의해 정의되는 영역에 마련된다.

　화소들 각각은 박막 트랜지스터와 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 구비하는 발광소자를 포함할 수 있다. 화소들 각각은 박막 트랜지스터를 이용하여 게이트 라인으로부터 게이트 신호가 입력되는 경우 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 발광소자에 소정의 전류를 공급한다. 이로 인해, 화소들 각각의 발광소자는 소정의 전류에 따라 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 화소들 각각의 구조에 대한 설명은 도 4a 및 4b를 결부하여 후술한다.

　전계발광표시패널(110)은 도 2과 같이 화소들이 형성되어 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비표시영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 게이트 구동부(120)와 패드들이 형성될 수 있다.

　게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(120)는 전계발광표시패널(110)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(120)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 전계발광표시패널(110)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 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.

　전계발광표시패널(110)의 비표시영역(NDA)에는 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 구동칩들로 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 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(130)들에 공급한다.

도 3은 표시영역의 화소들의 일 예를 보여주는 평면도이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 화소들(P1, P2, P3, P4), 뱅크(BANK)(270), 및 블랙 매트릭스(BM)(295)만을 도시하였다.

도 3을 참조하면, 화소들(P1, P2, P3, P4) 각각은 애노드 전극에 해당하는 제1전극, 발광층, 및 캐소드 전극에 해당하는 제2 전극이 순차적으로 적층되어 제1 전극으로부터의 정공과 제2 전극으로부터의 전자가 발광층에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다.

화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 광을 발광할 수 있다. 이 경우, 제1 색 변환층(291)이 제1 화소(P1)와 대응되게 배치되고, 제2 색 변환층(292)이 제2 화소(P2)와 대응되게 배치되고, 제3 색 변환층(293)이 제3 화소(P3)와 대응되게 배치되고, 제4 색 변환층(294)이 제4 화소(P4)와 대응되게 배치될 수 있다. 제1 화소(P1)는 제1 색 변환층(291)에 의해 제1 색의 광을 발광하고, 제2 화소(P2)는 제2 색 변환층(292)에 의해 제2 색의 광을 발광하며, 제3 화소(P3)는 제3 색 변환층(293)에 의해 제3 색의 광을, 제4 화소(P4)는 제4 색 변환층(294)에 의해 제4 색의 광을 발광할 수 있다.

뱅크(BANK)는 화소들(P1, P2, P3, P4)을 구획함으로써, 화소들(P1, P2, P3, P4)을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다.

블랙 매트릭스(295)는 색 변환층들을 구획하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(295)는 어느 한 화소의 광이 인접한 화소로 진행하여 혼색이 발생하는 것을 방지하기 위해서 뱅크(270)와 중첩되게 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(295)은 반드시 구비되는 것은 아니며, 블랙 매트릭스(295)가 없는 경우에는 화소들(P1, P2, P3, P4)의 경계 영역에 색 변환층들을 중첩하여 블랙 매트릭스(295)의 역할을 대신할 수 있다.

도 4a는 도 3의 제1 내지 제4 화소들의 일 예를 보여주는 단면도이다.

도 4a을 참조하면, 제1 기판(111)의 일면 상에는 버퍼막이 형성된다. 버퍼막은 투습에 취약한 제1 기판(111)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(210)들과 발광소자(260)들을 보호하기 위해 제1 기판(111)의 일면 상에 형성된다. 제1 기판(111)의 일면은 제2 기판(112)과 마주보는 면일 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)가 형성된다. 박막 트랜지스터(210)는 액티브층(211), 게이트전극(212), 소스전극(213) 및 드레인전극(214)을 포함한다. 도 4a에서는 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(213), 드레인전극(214), 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 발광소자(260)와 뱅크(270)이 형성된다. 발광소자(260)는 제1 전극(261), 발광층(262), 및 제2 전극(263)을 포함한다. 제1전극(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(213)에 접속된다. 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 화소들(P1, P2, P3, P4)을 구획하기 위해 평탄화막(250) 상에서 제1 전극(261)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 뱅크(270)는 화소들(P1, P2, P3, P4)을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다.

화소들(P1, P2, P3, P4) 각각은 애노드 전극에 해당하는 제1 전극, 발광층, 및 캐소드 전극에 해당하는 제2 전극이 순차적으로 적층되어 제1 전극으로부터의 정공과 제2 전극으로부터의 전자가 발광층에서 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 발광층(262)이 형성된다. 발광층(262)은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통적으로 형성되는 공통층으로서, 자외선 파장의 광을 발광하는 UV 발광층일 수 있다. 이 경우, 발광층(262)은 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.

제2 전극(263)은 발광층(262) 상에 형성된다. 제2 전극(263)은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통적으로 형성되는 공통층이다. 제2 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(263) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.

제2 전극(263) 상에는 봉지막(280)이 형성된다. 봉지막(280)은 발광층(262)과 제2 전극(263)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 봉지막(280)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.

또한, 봉지막(280)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 봉지막(280)을 뚫고 발광층(262)과 제2 전극(263)에 투입되는 것을 방지하기 위해 충분한 두께로 형성될 수 있다.

봉지막(280) 상에는 색 변환층들(291, 292, 293, 294)과 블랙 매트릭스(295)가 형성된다.

블랙 매트릭스(295)는 어느 한 화소의 광이 인접한 화소의 색 변환층으로 진행하여 혼색이 발생하는 것을 방지하기 위해 색 변환층들(291, 292, 293, 294) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(295)는 비발광부에 해당하는 뱅크(270)와 중첩되게 배치될 수 있다.

색 변환층들(291, 292, 293, 294) 각각은 화소들(P1, P2, P3, P4)와 대응되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 제1 색 변환층(291)은 제1 화소(P1)와 대응되게 배치되며, 제2 색 변환층(292)은 제2 화소(P2)와 대응되게 배치되고, 제3 색 변환층(293)은 제3 화소(P3)와 대응되게 배치되고, 제4 색 변환층(294)은 제4 화소(P4)와 대응되게 배치될 수 있다. 도 4a과같이 제2 기판(112)이 아닌 봉지막(280) 상에 블랙 매트릭스(295)와 색 변환층들(291, 292, 293, 294)을 형성하는 경우, 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 합착시 정렬할 필요가 없을 뿐만 아니라, 별도의 접착층이 필요 없으므로 표시패널의 두께를 줄일 수 있다. 색 변환층들(291, 292, 293, 294) 상에는 색 변환층들(291, 292, 293, 294)로 인한 단차를 평탄화하기 위해 오버코트층(300)이 형성될 수 있다. 오버코트층(300)은 생략될수 있다. 오버코트층(300) 상에는 제2 기판(112)이 배치된다. 제2 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 막(봉지 필름, 보호 필름)일 수 있다.

도 4a을 참조하면, 색 변환층들(291, 292, 293, 294)은 자외선 파장의 빛을 다른 파장으로 변환한다. 좀 더 상세히 설명하면, 화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우, 제1 색 변환층(291)이 제1 화소(P1)와 대응되게 배치되고, 제2 색 변환층(292)이 제2 화소(P2)와 대응되게 배치되고, 제3 색 변환층(293)이 제3 화소(P3)와 대응되게 배치되고, 제4 색 변환층(294)이 제4 화소(P4)와 대응되게 배치될 수 있다. 제1 화소(P1)는 제1 색 변환층(291)에 의해 제1 색의 광을 발광하고, 제2 화소(P2)는 제2 색 변환층(292)에 의해 제2 색의 광을 발광하고, 제3 화소(P3)는 제3 색 변환층(293)에 의해 제3 색의 광을 발광하며, 제4 화소(P4)는 제4 색 변환층(294)에 의해 제4 색의 광을 발광할 수 있다. 이 때에 제1 색 변환층(291)은 자외선 파장의 빛을 적색 파장의 빛으로 변환하고, 제2 색 변환층(292)은 자외선 파장의 빛을 녹색 파장의 빛으로 변환하며, 제3 색 변환층(293)은 자외선 파장의 빛을 청색 파장의 빛으로 변환한다. 제4 색 변환층(294)은 자외선 파장의 빛을 변환 없이 그대로 투과시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전계발광표시패널에 색 변환층이 없이 구비될 수 있다. 도 4b를 참조하여 상세히 설명하면, 봉지막(280) 상에 색 변환층이 배치되지 않고, 광학계와 결합하도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우, 전계발광표시패널(110)에는 색 변환층이 배치되지 않으므로, 화소들(P1, P2, P3, P4)은 모두 동일하게 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우에도 제1 내지 제4 화소들(P1, P2, P3, P4)를 하나의 단위 화소(PU)로 하는것에 한정되지 않으며, 적색, 녹색, 청색 화소들이 하나의 단위 화소(PU)로 정의될 수 있다. 광학계에 배치된 색 변환층에 대한 설명은 도 5b, 도 5c 및 도 8b, 도8c과 결부하여 후술한다.

도 5a 내지 도 5c는 도4a 및 도4b에 따른 전계발광표시패널(110)이 광학계와 결합한 착용형 표시장치의 구성도이다. 착용형 표시장치는 전계발광표시패널(110)과 광학계로 구성된다. 전계발광표시패널(110)은 이미지를 출력하고, 광학계에서 이를 수신하여 이미지 신호가 사용자에게 보이도록 한다. 광학계는 렌즈(410), 광경로제어부(420), 결합기(Combiner)(430)를 포함한다.

전계발광표시패널(110)은 이미지를 발생시키는 장치로서, R, G, B 각 성분으로 조합된 컬러 이미지 신호를 출력하게 된다. 렌즈(410)는 전계발광표시패널(110)을 통해 입력된 컬러이미지 신호를 소정의 각도로 굴절시켜 광경로제어부(420)로 전달한다. 렌즈(410)는 광을 굴절시켜 광 경로를 조절하는 굴절렌즈일 수 있고, 광의 회절을 이용하여 광 경로를 조절하는 회절렌즈일 수 있다.

광경로제어부(420)는 렌즈(410)를 통해 입사된 이미지 신호를 광경로제어부(420) 내부를 통해 소정 방향으로 전파시키는 신호 전달 매체로서 기능한다. 광경로제어부(420)는 전계발광표시패널(110)으로부터 입력된 광을 내부 전반사를 통해 광경로제어부(420) 내부에 위치한 반사면인 결합기(Combiner)(430)까지 가이드하고, 결합기(Combiner)(430)에 의해 반사된 광이 사용자의 눈을 향해 투사/출력하며, 착용형 표시장치 외부로부터 입력된 광이 결합기(Combiner)(430)를 통과/투과하여 사용자의 눈을 향해 투사/출력 되도록 한다. 이하, 전계발광표시패널(110)으로부터 입력된 광을 제1 광(L1)으로 칭하고, 착용형 표시장치 외부로부터 입력된 광을 제2 광(L2)으로 칭할 수도 있다. 즉, 광경로 제어부는 전계발광표시패널(110)로부터의 제1 광(L1)과 외부로부터 입력된 제2 광(L2)이 투과되도록 하는 역할을 한다.

광경로제어부(420)는 제1 내지 제4 광학면(421, 422, 423, 424)을 포함한다. 광경로제어부(420)는 결합기(Combiner)(430)가 배치된 제4 광학면(424)을 기준으로 구분되는 도광부 및 보상부를 포함한다. 전계발광표시패널(110)측의 도광부는 정면을 응시하는 사용자 눈의 시축(또는 광축)을 따른 두께(또는 상기 광경로제어부(420)의 폭 방향 두께)가 일정한 제2 및 제3 광학면(422, 423)들 사이의 본체부와, 전계발광표시패널(110)을 향하여 점차 두께가 증가하는 제1 및 제2 광학면(421, 422)들 사이의 제1 부분(A1)과, 전계발광표시패널(110)으로부터 멀어질수록 점차 두께가 감소하는 제3 및 제4 광학면(423, 424)들 사이의 제 2 부분(A2)을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 상기 시축은 서로 평행한 제2 및 제3 광학면(423)들에 수직이고, 제4 광학면(424)의 중심을 지나는 축으로 정의될 수도 있다. 요약하면, 광경로제어부(420)는 전계발광표시패널(110)과 대면하는 제1 광학면(421)과, 제1 광학면(421)을 투과하여 입력된 제1 광을 전반사하는 제2 및 제3 광학면들(422, 423)과, 전반사된 제1 광을 반사하는 제4 광학면(424)을 포함한다.

제1 부분(A1)은 전계발광표시패널(110) 및 렌즈(410)와 대면하는 부분에서 가장 큰 폭을 가지도록 구성되어, 전계발광표시패널(110)에서 입력된 제1 광(L1)을 손실없이 전달하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는 제1 부분(A1)이 전계발광표시패널(110) 및 렌즈(410)와 대면하는 부분은 렌즈의 폭 보다 크게 구성될 수 있다.

광경로제어부(420)는 양 부분들(즉 제1 부분 및 제2 부분)을 제외한 나머지 부분에서 일정한 두께를 가질 수 있다. 제1 광학면(421)은 전계발광표시패널(110)에 대면하며, 전계발광표시패널(110)으로부터 입사/입력된 제1 광(L1)을 광경로제어부(420) 내부로 투과시킨다.

제2 광학면(422)은 제2 광(L2)과 대면하고, 제3 광학면(423)은 사용자의 눈과 대면한다. 제2 및 제3 광학면(422, 423)은 제1 광학면(421)을 통과/투과하여 광경로제어부(420) 내부로 결합된 제2 광(L2)을 제4 광학면(424)까지 전반사 진행시킨다. 즉, 상기 제2 광(L2)은 제2 및 제3 광학면(422, 423)의 각각에서 통과/투과 없이 반사된다.

제4 광학면에(424)는 결합기(Combiner)(430)가 배치되어, 전반사 진행하여 입력된 광을 일부 반사하고, 상기 광의 나머지를 통과/투과 시킨다. 또한 제4 광학면(424)은 착용형표시장치의 외부로부터 입력된 제1 광(L1)을 일부 통과/투과 시키고 상기 제1 광(L1)의 나머지를 반사한다. 제4 광학면(424)은 전반사 입력된 광을 시준화(Collimating) 하여 반사한다.

도 6은 투과율 조절부에 포함되는 광색 물질의 이성질체화를 설명하기 위한 도면이다. 광색 물질에는 여러가지가 있으나, 본 발명에서는 가역적 광색 물질을 사용할 수 있다. 광색 물질이 내재된 투과율 조절부는 자외선에 반응하여 색이 불투명하게 바뀌다가, 자외선이 없는 환경에서는 다시 투명하게 변환될 수 있다. 가역적 광색 물질은 자외선의 유무에 따라 색이 불투명하게 혹은 투명하게 바뀌는 과정을 반복할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 광색 물질은 자외선 광의 조사에 의하여 광색물질이 닫힌 형태(Close Form)의 이성질체로 전환될 수 있고, 자외선 광의 조사가 없는 환경에서는 다시 열린 형태(Open Form)의 이성질체로 전환될 수 있다. 예를 들면, 열린 형태의 이성질체는 굽은 형태의 분자 구조를 가질 수 있고, 닫힌 형태의 이성질체는 직선 형태의 분자 구조를 가질 수 있다.

도 7a는 본 발명의 일 예에 따른 전계발광 표시 패널(110)의 발광층에서 방출되는 광에 따른 파장을 나타내는 그래프이다. 도 7a을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 발광층은 약 300 나노미터(nm)에서 400 나노 미터 사이의 단 파장에 해당하는 자외선 파장의 빛을 발광한다.

도 7b는 본 발명의 일 예에 따른 착용형 표시장치의 색 변환층에서 투과/방출되는 광에 따른 파장을 나타내는 그래프이다. 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 색 변환층은 약 300 나노미터(nm)에서 400 나노 미터 사이의 자외선 파장의 빛을 흡수한다. 상기 색 변환층은 적색 변환층(R), 녹색 변환층(G), 또는 청색 변환층(B)을 포함하는데, 상기 적색 변환층(R)의 경우, 약 600 나노미터(nm)에서 700 나노 미터 사이의 가시 광선 파장의 빛을 투과/방출한다. 또한, 녹색 변환층(G)의 경우, 약 500 나노미터(nm)에서 600 나노 미터 사이의 가시 광선 파장의 빛을 발광하며, 청색 변환층(B)의 경우, 약 400 나노미터(nm)에서 500 나노 미터 사이의 가시 광선 파장의 빛을 발광한다. 즉, 색 변환층은 단파장인 자외선 파장의 빛을 흡수하여 장파장인 가시 광선 파장의 빛으로 변환한다.

도 8a은, 도 4a에 따른 전계발광 표시 패널(110)이 적용된 도5a에 따른 착용형 표시장치의 출력영상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a을 참조하여 설명하면, 화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우, 제1 색 변환층(291)이 제1 화소(P1)와 대응되게 배치되고, 제2 색 변환층(292)이 제2 화소(P2)와 대응되게 배치되고, 제3 색 변환층(293)이 제3 화소(P3)와 대응되게 배치되고, 제4 색 변환층(294)이 제4 화소(P4)가 대응되게 배치될 수 있다. 제1 화소(P1)는 제1 색 변환층(291)에 의해 제1 색의 광을 발광하고, 제2 화소(P2)는 제2 색 변환층(292)에 의해 제2 색의 광을 발광하며, 제3 화소(P3)는 제3 색 변환층(293)에 의해 제3 색의 광을, 제4 화소(P4)는 제4 색 변환층(294)에 의해 제4 색의 광을 발광할 수 있다. 이 때에 제1 색 변환층(291)은 자외선 파장의 빛을 적색 파장의 빛으로 변환하고, 제2 색 변환층(292)은 자외선 파장의 빛을 녹색 파장의 빛으로 변환하며, 제3 색 변환층(293)은 자외선 파장의 빛을 청색 파장의 빛으로 변환한다. 제4 색 변환층(294)은 자외선 파장의 빛을 변환 없이 그대로 투과시킬 수 있다. 따라서, 제2 기판(112)을 투과하는 제1 광(L1)은 적색, 녹색, 청색 및 자외선 파장을 빛을 포함할 수 있다.

도 5a에 개시된 광학계의 구조에 따르면, 제2 광(L2)이 입사되는 제2 광학면(422)에는 제1 차단층(440)이 배치되어, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중에 자외선 영역에 해당하는 파장을 차단할 수 있다.

따라서 광경로제어부(420)의 제 2 부분(A2)을 지나는 광은 색 변환층들(291, 292, 293, 294)에 의해 적색, 녹색, 청색으로 변환된 가시광선과 제4 색 변환층(294)를 거치며 파장 변환 없이 투과된 자외선을 포함하는 제1 광(L1)과, 제1 차단층(440)을 지나면서 자외선 파장의 빛이 차단된 제2 광(L2)을 포함할 수 있다.

제1 차단층(440)은 광경로제어부(420)의 제2 광학면(422)까지 일부 연장될 수 있다. 광경로제어부의 제3 광학면(423)에 투과율 조절부가 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로는 제3 광학면(423)과 사용자의 눈 사이 영역에는 투과율 조절부(450)와 제2 차단층(460)이 배치될 수 있다. 투과율 조절부(450)는 전계발광표시패널(110)에서 입사되는 빛에 대응하여 투과율을 조절할 수 있다.

이 때에 제1 내지 제3 색은 가시광선 파장의 빛이므로, 투과율 조절부(450) 및 제2 차단층(460)을 투과하여 사용자의 눈을 향해 투사/출력되나, 제4 색은 자외선 파장의 빛이므로 투과율 조절부(450)와 반응하여 투과율 조절부(450)가 검은색으로 변환되어, 빛이 투사/출력되지 않게 된다. 제4 색이 투사/출력되지 않음은 물론이고, 제4 색과 동일 경로를 지나는 제2 광(L2)도 변환된 투과율 조절부(450)에 의해 함께 차단된다. 따라서, 전계발광표시패널(110)의 제4색 영역을 구동함에 따라, 투과율 조절부(450)의 변환이 조절되어, 제2 광(L2)이 투사/출력되는 양을 조절할 수 있다.

즉, 전계발광표시패널(110)이 화소들 중 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)만을 구동하는 경우, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광이 광경로제어부(420)의 제3 광학면(423)을 통해 사용자의 눈을 향해 투사/출력된다. 그러나, 도8a에 Image로 도시한 바와 같이, 전계발광표시패널(110)이 화소들 중 제1 화소 내지 제4 화소(P1, P2, P3, P4) 모두를 구동하는 경우, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광 중에서도 제4 화소에 대응되는 영역은 투과율 조절부(450)에 의해 차단되어, 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량이 줄어들게 된다.

도8a에 Image(Black)으로 도시한 바와 같이, 제4 화소(P4)만을 구동하는 경우, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광 중에서도 제4 화소에 대응되는 영역은 투과율 조절부(450)에 의해 차단되어, 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량이 줄어들게 된다.

전계발광표시패널(110)의 제4 화소 구동에 따라, 외부로부터 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량을 조절하여, 외부광이 밝은 환경에서 외부광의 영향을 줄이고, 착용형 표시장치의 시인성을 향상시킬 수 있다.

투과율 조절부(450)와 사용자의 눈 사이에 배치되는 제2 차단층(460)은 제1 차단층(440)을 투과한 제2 광(L2) 중 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하고, 전계발광표시패널(110)의 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)의 제1 색 변환층(291) 내지 제3 색 변환층(293)을 통과하며 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하는 역할을 한다. 또한, 제4 화소(P4)를 구동하는 경우, 투과율 조절부(450)에 의해 차단되고 나서도 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하는 역할을 하여 사용자의 눈으로 투사/출력되는 광 중 자외선 영역의 광을 2차적으로 차단하여 눈을 보호하는 역할을 한다.

도 8b은, 도 4b에 따른 전계발광 표시 패널(110)이 적용된 도5b에 따른 착용형 표시장치의 출력영상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4b를 참조하면, 전계발광표시패널(110)상에 색 변환층이 배치되지 않고, 광학계와 결합하도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우, 전계발광표시패널(110)에는 색 변환층이 배치되지 않으므로, 화소들(P1, P2, P3, P4)은 모두 동일하게 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우에도 도4a에 도시된 실시예와 마찬가지로, 제1 내지 제4 화소들(P1, P2, P3, P4)를 하나의 단위 화소(PU)로 하는것에 한정되지 않으며, 적색, 녹색, 및 청색 화소들이 하나의 단위 화소(PU)로 정의될 수 있다. 도 4b에 따른 전계발광표시패널(110)은 색 변환층이 배치되지 않으므로, 자외선 파장의 빛을 파장변환 없이 투과할 수 있다. 따라서, 제2 기판(112)을 투과하는 제1 광(L1)은 자외선 파장을 빛을 포함할 수 있다.

도 5b에 개시된 광학계의 구조에 따르면, 제2 광(L2)이 입사되는 제2 광학면(422)에는 제1 차단층(440)이 배치되어, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중에 자외선 영역에 해당하는 파장을 차단할 수 있다. 제1 차단층(440)은 광경로제어부(420)의 제2 광학면(422)까지 일부 연장될 수 있다.

따라서 광경로제어부(420)의 제 2 부분(A2)을 지나는 광은 제1 내지 제4 화소들(P1, P2, P3, P4)에서 발생된 자외선을 포함하는 제1 광(L1)과, 제1 차단층(440)을 지나면서 자외선 파장의 빛이 차단된 제2 광(L2)을 포함할 수 있다.

광경로제어부의 제3 광학면(423)에 투과율 조절부가 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로는 제3 광학면(423)과 사용자의 눈 사이 영역에는 투과율 조절부(450)와 색 변환층(470), 제3 차단층(480)이 배치될 수 있다. 광경로제어부(420)의 제3 광학면(423)에 대응하여 투과율 조절부(450)가 배치되고, 사용자의 눈과 투과율 조절부(450) 사이에 색 변환층(470)이 배치된다. 투과율 조절부(450)와 사용자의 눈 사이에 제3 차단층(480)이 추가로 배치될 수 있다. 투과율 조절부(450)는 전계발광표시패널(110)에서 입사되는 빛에 대응하여 투과율을 조절할 수 있다.

색 변환층(470)은 제1 내지 제4 색 변환층을 포함할 수 있다. 제1 색 변환층은 제1 화소(P1)에서 발광하는 빛에 대응되게 배치되어 제1 색을 투과하고, 제2 색 변환층은 제2 화소(P2)에서 발광하는 빛에 대응되게 배치되어 제2 색을 투과하고, 제3 색 변환층은 제3 화소(P3)에서 발광하는 빛에 대응되게 배치되어 제3 색을 투과하고, 제4 색 변환층은 제4 화소(P4)에서 발광하는 빛에 대응되게 배치되어 제4 색을 투과할 수 있다. 이 때에 제1 색 변환층은 자외선 파장의 빛을 적색 파장의 빛으로 변환하고, 제2 색 변환층은 자외선 파장의 빛을 녹색 파장의 빛으로 변환하며, 제3 색 변환층은 자외선 파장의 빛을 청색 파장의 빛으로 변환하고, 제4 색 변환층은 자외선 파장의 빛을 변환 없이 그대로 투과시킬 수 있다.

도8b에 Image로 도시한 바와 같이,전계발광표시패널(110)이 화소들 중 제1 화소 내지 제4 화소(P1, P2, P3, P4)를 구동하는 경우, 제1 화소 내지 제4 화소(P1, P2, P3, P4)에 대응되는 투과율 조절부(450)가 반응하여 검은색으로 변환되어 빛이 투사/출력하는 양을 줄일 수 있다. 즉, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광이 투과율 조절부(450)에 의해 2차적으로 차단되어, 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량이 줄어들게 된다. 이 때에 투과율 조절부(450)는 감광물질의 양을 자외선을 받았을때의 투과율이 10% 이상 50%이하가 되도록 조절할 수 있다.

투과율 조절부(450)와 사용자의 눈 사이에 배치되는 색 변환층(470)은 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)에 대응하여 컬러를 변환하여, 전계발광표시패널(110)에서 출력된 제1 광(L1) 중 투과율 조절부(450)를 통과한 자외선 파장의 빛을 가시광선으로 변환하여, 사용자의 눈으로 투사/출력하게 된다. 이 경우 제1 광(L1)이 투과율 조절부(450)를 통과하며 제2 광(L2)과 마찬가지로 투과율이 10%~50% 감소하게 되지만, 눈으로 도달되는 제2 광(L2)의 총량이 화소들(P1, P2, P3) 전체에서 줄어들게 되어, 외부광이 밝은 환경에서 외부광의 영향을 현저하게 줄이고, 착용형 표시장치의 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 내지 제4 색 변환층이 배치되지 않은 영역을 투과하는 자외선 파장의 빛은 투과율 조절부(450)와 반응하게 된다. 따라서, 전계발광표시패널(110)을 구동함에 따라, 투과율 조절부(450)의 변환이 조절되어, 제2 광(L2)이 투사/출력되는 전체 양을 조절할 수 있다. 좀 더 자세히 설명하면, 제1 내지 제3 색 변환층 사이의 영역에서 누출되는 자외선이 투과율 조절부(450)의 투과율을 조절하여, 제1 내지 제3 색을 투과하는 영역 이외의 부분에서 투과율이 낮아질 수 있다. 제1 색 변환층과 제2 색 변환층 사이의 영역에 누출되는 자외선이 있는 경우, 해당 영역에 대응되는 투과율 조절부(450)의 투과율이 낮아진다. 이와 마찬가지로 제2 색 변환층과 제3 색 변환층 사이의 영역에서 누출되는 자외선이 있는 경우에도, 누출되는 자외선에 대응되는 투과율 조절부(450)의 투과율이 낮아지게 된다.

도8b에 Image(Black)으로 도시한 바와 같이, 제4 화소(P4)만을 구동하는 경우, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광 중에서도 제4 화소에 대응되는 영역은 투과율 조절부(450)에 의해 일부 차단되어, 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량이 줄어들게 된다.

본 발명에 따른 착용형 표시장치(100)는 색 변환층(470)과 사용자의 눈 사이에 배치되는 제3 차단층(480)을 추가로 구비할 수 있다. 색 변환층(470)과 사용자의 눈 사이에 배치되는 제3 차단층(480)은 제1 차단층(440)을 투과한 제2 광(L2) 중 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하고, 전계발광표시패널(110)의 제1 화소 내지 제4 화소(P1, P2, P3, P4)의 색 변환층(470)을 통과하며 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하는 역할을 하여 사용자의 눈으로 투사/출력되는 광 중 자외선 영역의 광을 2차적으로 차단하여 눈을 보호하는 역할을 한다. 특히, 투과율 조절부(450)의 투과율이 10%~50%로 조절된 경우, 색 변환층(470)을 모두 투과하고도 자외선 파장이 투과되기 때문에, 색 변환층(470)을 투과하는 제1 광에서 자외선을 차단하는 역할을 할 수 있다.

도 8c은, 도 4b에 따른 전계발광 표시 패널(110)이 적용된 도5c에 따른 착용형 표시장치의 출력영상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4b를 참조하면, 전계발광표시패널(110)의 봉지막 상에 색 변환층이 배치되지 않고, 광학계와 결합하도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 화소들(P1, P2, P3, P4)의 발광층은 화소들(P1, P2, P3, P4)에 공통층으로 형성되어 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우, 전계발광표시패널(110)에는 색 변환층이 배치되지 않으므로, 화소들(P1, P2, P3, P4)은 모두 동일하게 자외선 파장의 빛을 발광할 수 있다. 이 경우에도 도4a에 도시된 실시예와 마찬가지로, 제1 내지 제4 화소들(P1, P2, P3, P4)를 하나의 단위 화소(PU)로 하는것에 한정되지 않으며, 적색, 녹색, 및 청색 화소들이 하나의 단위 화소(PU)로 정의될 수 있다. 도 4b에 따른 전계발광표시패널(110)은 색 변환층이 배치되지 않으므로, 자외선 파장의 빛을 파장변환 없이 투과할 수 있다. 따라서, 제2 기판(112)을 투과하는 제1 광(L1)은 자외선 파장을 빛을 포함할 수 있다.

도 5c에 개시된 광학계의 구조에 따르면, 제2 광(L2)이 입사되는 제2 광학면(422)에는 제1 차단층(440)이 배치되어, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중에 자외선 영역에 해당하는 파장을 차단할 수 있다. 제1 차단층(440)은 광경로제어부(420)의 제2 광학면(422)까지 일부 연장될 수 있다.

제3 광학면(423)과 사용자의 눈 사이 영역에는 투과율 조절부(450)와 색 변환층(470), 제3 차단층(480)이 배치될 수 있다. 투과율 조절부(450)는 전계발광표시패널(110)에서 입사되는 빛에 대응하여 투과율을 조절할 수 있다. 광경로제어부(420)의 제3 광학면(423)에 대응하여 색 변환층(470)이 배치되고, 사용자의 눈과 색 변환층(470) 사이에 투과율 조절부(450)가 배치된다. 투과율 조절부(450)와 사용자의 눈 사이에 제3 차단층(480)이 추가로 배치될 수 있다.

도8c에 Image로 도시한 바와 같이, 제3 광학면(423)과 사용자의 눈 사이에 배치되는 색 변환층(470)은 제1 화소 내지 제4 화소(P1, P2, P3, P4)에 대응하여 컬러를 변환하여, 전계발광표시패널(110)에서 출력된 제1 광(L1) 중 투과율 조절부(450)를 통과한 자외선 파장의 빛을 가시광선으로 변환하여, 사용자의 눈으로 투사/출력하게 된다.

색 변환층(470)과 사용자의 눈 사이에는 투과율 조절부(450)가 배치되는데, 색 변환층(470)을 통과하며 변환된 제1 내지 제3 색은 가시광선 파장의 빛이므로, 투과율 조절부(450) 및 제3 차단층(480)을 투과하여 사용자의 눈을 향해 투사/출력되나, 제4 색은 자외선 파장의 빛이므로 투과율 조절부(450)와 반응하여 투과율 조절부(450)가 검은색으로 변환되어, 빛이 투사/출력되지 않게 된다. 제4 색이 투사/출력되지 않음은 물론이고, 제4 색과 동일 경로를 지나는 제2 광(L2)도 변환된 투과율 조절부(450)에 의해 함께 차단된다. 따라서, 전계발광표시패널(110)의 제4색 영역을 구동함에 따라, 투과율 조절부(450)의 변환이 조절되어, 제2 광(L2)이 투사/출력되는 양을 조절할 수 있다.

제1 내지 제4 색 변환층이 배치되지 않은 영역을 투과하는 자외선 파장의 빛은 투과율 조절부(450)와 반응하게 된다. 따라서, 전계발광표시패널(110)을 구동함에 따라, 투과율 조절부(450)의 변환이 조절되어, 제2 광(L2)이 투사/출력되는 전체 양을 조절할 수 있다. 좀 더 자세히 설명하면, 제1 내지 제3 색 변환층 사이의 영역에서 누출되는 자외선이 투과율 조절부(450)의 투과율을 조절하여, 제1 내지 제3 색을 투과하는 영역 이외의 부분에서 투과율이 낮아질 수 있다. 제1 색 변환층과 제2 색 변환층 사이의 영역에 누출되는 자외선이 있는 경우, 해당 영역에 대응되는 투과율 조절부(450)의 투과율이 낮아진다. 이와 마찬가지로 제2 색 변환층과 제3 색 변환층 사이의 영역에서 누출되는 자외선이 있는 경우에도, 누출되는 자외선에 대응되는 투과율 조절부(450)의 투과율이 낮아지게 된다.

도8c에 Image(Black)으로 도시한 바와 같이, 제4 화소(P4)만을 구동하는 경우, 외부로부터 입력된 제2 광(L2) 중 가시광선 영역에 해당하는 광 중에서도 제4 화소에 대응되는 영역은 투과율 조절부(450)에 의해 차단되어, 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량이 줄어들게 된다.

본 발명에 따른 착용형 표시장치(100)는 색 변환층(470)과 사용자의 눈 사이에 배치되는 제3 차단층(480)을 추가로 구비할 수 있다. 투과율 조절부(450)와 사용자의 눈 사이에 배치되는 제3 차단층(480)은 제1 차단층(440)을 투과한 제2 광(L2) 중 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하고, 전계발광표시패널(110)의 제1 화소 내지 제3 화소(P1, P2, P3)의 색 변환층(470)을 통과하며 잔여하는 자외선 영역에 해당하는 광을 2차적으로 차단하는 역할을 하여 사용자의 눈으로 투사/출력되는 광 중 자외선 영역의 광을 2차적으로 차단하여 눈을 보호하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 착용형 표시장치를 통해 외부로부터 사용자의 눈으로 투사/출력되는 제2 광(L2)의 총량을 조절하여, 외부광이 밝은 환경에서 외부광의 영향을 줄이면서도, 현실의 배경과 가상의 영상을 겹쳐 하나의 영상으로 볼수 있으므로, 증강현실(Augmented Reality, AR)이 구현될 수 있다.

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 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 전계발광표시패널을 포함하는 착용형 표시장치
110: 전계발광표시패널 261: 제1 전극
262: 발광층 263: 제2 전극
420: 광경로제어부 421: 제1 광학면
422: 제2 광학면 423: 제3 광학면
424: 제4 광학면 440: 제1 차단층
450: 투과율 조절부

Claims

가상 이미지를 형성하는 제1 광을 투사하는 전계발광표시패널과;
상기 전계발광표시패널로부터의 제1 광과 외부로부터 입력된 제2 광이 투과되는 광경로제어부를 포함하며,
상기 광경로제어부는,
상기 전계발광표시패널과 대면하는 제1 광학면과;
상기 제1 광학면을 투과하여 입력된 제1 광을 전반사하는 제2 및 제3 광학면들과;
상기 전반사된 제1 광을 반사하는 제4 광학면을 포함하고,
상기 전계발광표시패널은,
제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되며 자외선 파장의 빛을 발광하는 발광층;
상기 발광층 상에 배치된 제2 전극;을 포함하며
상기 광경로제어부의 제2 광학면에는 상기 제2 광 중 자외선을 차단하는 제1 차단층이 배치되고,
상기 광경로제어부의 제3 광학면에 투과율 조절부가 배치되는 착용형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 광학면 및 상기 전계발광표시패널의 사이에 위치하며, 상기 제1 광을 굴절시키는 렌즈를 더 포함 하는 착용형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 광 또는 상기 제2 광으로부터의 자외선 파장의 빛을 가시 광선 파장의 빛으로 변환하는 색 변환층을 포함하는 착용형 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 색 변환층은 상기 제2 전극 상에 배치되는 착용형 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 색 변환층은 상기 투과율 조절부와 상기 광경로제어부의 제3 광학면 사이에 배치되는 착용형 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 투과율 조절부의 일면에 상기 광경로제어부의 제3 광학면이 접하고,
상기 투과율 조절부의 타면에 상기 색 변환층이 배치되는 착용형 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 투과율 조절부는 상기 색 변환층과 접하는 일면과, 그와 마주보는 타면을 가지고,
상기 투과율 조절부의 타면에 제3 차단층이 배치되는 착용형 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 색 변환층은 상기 투과율 조절부와 접하는 일면과, 그와 마주보는 타면을 가지고,
상기 색 변환층의 타면에 제3 차단층이 배치되는 착용형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투과율 조절부는 감광물질을 포함하며,
상기 감광물질은 가역적 광색 물질인 착용형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투과율 조절부는 자외선을 받았을때의 투과율이 10% 이상 50%이하인 착용형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광경로제어부는,
상기 제2 및 제3 광학면들 사이에 배치되고 두께가 일정한 본체부;
상기 제1 및 제2 광학면들 사이에 배치되고 상기 전계발광표시패널을 향하여 점차 두께가 증가하는 제1 부분; 및
상기 제3 및 제4 광학면들 사이에 배치되고 상기 전계발광표시패널로부터 멀어질수록 점차 두께가 감소하는 제2 부분을 포함하는 착용형 표시 장치.