KR20220100741A - 표시 패널, 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
표시 장치 및 표시 장치 제조 방법이 개시된다. 표시 장치는 광을 출광하는 일면, 상기 일면의 반대인 타면 및 상기 일면으로 입사하는 적외선을 투과하는 복수의 투과 영역을 포함하는 표시부; 상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 표시부의 상기 일면으로부터 출광되는 상기 광을 통과시키는 복수의 채널을 포함하는 제1 렌즈와 제2 렌즈; 상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고 적외선을 출광하는 복수의 적외선 광원; 및 상기 표시부의 상기 타면 상에 상기 투과 영역과 중첩되도록 배치되는 복수의 적외선 카메라를 포함한다.
Description
본 발명은 표시 패널, 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법에 관한 것이다.
표시 장치들 중에는 신체에 착용할 수 있는 형태로 제공되는 전자 장치들이 있다. 이러한 전자 장치들은 통상적으로 웨어러블 디바이스(wearable device)라고 칭해진다. 웨어러블 전자 장치는 신체에 직접 착용되어, 이동성(portability) 및 사용자의 접근성(Accessibility)이 향상될 수 있다.
상기의 웨어러블 전자 장치의 일 례로서, 착용자의 두부 또는 머리에 장착할 수 있는 헤드 마운트 디스플레이(헤드 마운트 전자 장치)가 있다. HMD는 증강 현실(argumented reality, AR)을 제공하는 씨-스루(see-through) 형태와 가상 현실(virtual reality, VR)을 제공하는 씨-클로즈드(see-closed) 형태로 크게 구분할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬림한 두께의 장치를 구현할 수 있는 표시 패널, 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 광을 출광하는 일면, 상기 일면의 반대인 타면 및 상기 일면으로 입사하는 적외선을 투과하는 복수의 투과 영역을 포함하는 표시부; 상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 표시부의 상기 일면으로부터 출광되는 상기 광을 통과시키는 복수의 채널을 포함하는 제1 렌즈와 제2 렌즈; 상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고 적외선을 출광하는 복수의 적외선 광원; 및 상기 표시부의 상기 타면 상에 상기 투과 영역과 중첩되도록 배치되는 복수의 적외선 카메라를 포함한다.
상기 적외선 광원으로부터 출광된 적외선 광은 관찰자의 동공에 반사되고 상기 투과 영역을 투과하여 상기 적외선 카메라로 입사될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 적외선 카메라에 의해 검출된 사용자의 동공 위치에 기초하여 각각의 배율이 조절된 복수의 분할 표시 이미지를 상기 표시부에 표시할 수 있다.
상기 제1 렌즈는 상기 채널을 각각 제공하는 제1 서브 렌즈, 제2 서브 렌즈, 제3 서브 렌즈 및 제4 서브 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 투과 영역은 상기 제1 서브 렌즈와 중첩되는 제1 투과 영역, 상기 제2 서브 렌즈와 중첩되는 제2 투과 영역, 상기 제3 서브 렌즈와 중첩되는 제3 투과 영역 및 상기 제4 서브 렌즈와 중첩되는 제4 투과 영역을 포함할 수 있다.
상기 복수의 적외선 광원은 상기 제1 서브 렌즈에 배치되는 제1 적외선 광원, 상기 제2 서브 렌즈에 배치되는 제2 적외선 광원, 상기 제3 서브 렌즈에 배치되는 제3 적외선 광원 및 상기 제4 서브 렌즈에 배치되는 제4 적외선 광원을 포함하고, 상기 복수의 적외선 카메라는 상기 제1 투과 영역에 중첩되는 제1 적외선 카메라, 상기 제2 투과 영역에 중첩되는 제2 적외선 카메라, 상기 제3 투과 영역에 중첩되는 제3 적외선 카메라 및 상기 제4 투과 영역에 중첩되는 제4 적외선 카메라를 포함할 수 있다.
사용자가 상기 제1 렌즈의 중심을 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공에서 반사된 적외선은 상기 복수의 적외선 카메라에 수신되지 않을 수 있다.
사용자가 상기 제1 서브 렌즈가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공에서 반사된 적외선은 상기 제1 적외선 카메라에 수신될 수 있다.
상기 투과 영역은 상기 적외선 광이 통과하는 투과 홀을 포함할 수 있다.
상기 투과 영역은 복수의 화소를 포함하고, 상기 투과 홀은 상기 복수의 화소 사이에 배치될 수 있다.
상기 표시부는 표시 패널을 포함하고, 상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 복수의 도전층 및 상기 복수의 도전층을 절연하는 복수의 절연층을 포함하며, 상기 투과 홀은 상기 복수의 도전층 및 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나의 층을 관통할 수 있다.
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 각각 상기 복수의 채널을 제공하는 복수의 서브 렌즈를 포함하되, 상기 복수의 적외선 카메라 및 상기 복수의 투과 영역은 상기 복수의 서브 렌즈 중 일부 서브 렌즈들에만 중첩되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 렌즈는 상기 채널을 각각 제공하는 제1 서브 렌즈, 제2 서브 렌즈, 제3 서브 렌즈 및 제4 서브 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 투과 영역은 상기 제1 서브 렌즈와 중첩되는 제1 투과 영역, 상기 제2 서브 렌즈와 중첩되는 제2 투과 영역을 포함하며, 상기 적외선 광원은 상기 제1 서브 렌즈 상에 배치되는 제1 적외선 광원 및 상기 제2 서브 렌즈 상에 배치되는 제2 적외선 광원을 포함하고, 상기 복수의 적외선 카메라는 상기 제1 투과 영역에 중첩되는 제1 적외선 카메라 및 상기 제2 투과 영역에 중첩되는 제2 적외선 카메라는 포함하되, 사용자가 상기 제3 서브 렌즈가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공은 상기 제1 적외선 카메라에 의해 검출될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 헤드 마운트 디스플레이에 장착되는 표시 패널에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 배치되는 복수의 도전층, 상기 복수의 도전층을 절연하는 복수의 절연층 및 상기 표시 패널에 입사되는 광의 적어도 일부를 투과시키고 사용자의 동공 위치를 검출하기 위한 센서와 중첩되도록 배치되는 투과 영역을 포함하되, 상기 투과 영역은 상기 복수의 도전층 및 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나를 관통하는 투과 홀을 포함할 수 있다.
상기 투과 영역 내에 복수의 화소가 배치되고, 상기 투과 홀은 상기 복수의 화소 사이에 배치될 수 있다.
상기 센서는 적외선 카메라를 포함하고, 상기 투과 홀은 상기 적외선을 투과시킬 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법은 표시부의 복수의 투과 영역을 통해 수신된 적외선에 기초하여 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계; 및 상기 표시부에 상기 사용자의 동공 위치에 상응하는 표시 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 상기 표시부를 구성하는 복수의 층 중 적어도 하나를 관통하는 투과 홀을 통해 상기 적외선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 상기 투과 영역 내의 복수의 화소 사이에 배치되는 복수의 투과 홀을 통해 적외선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 복수의 서브 렌즈마다 배치된 복수의 적외선 광원으로부터 출광된 적외선을 표시부의 배면 상에 상기 복수의 투과 영역과 중첩되도록 배치된 복수의 적외선 카메라로 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 이미지를 표시하는 단계는 상기 사용자의 동공 위치에 기초하여, 상기 표시 이미지 중 상기 사용자가 응시하는 방향에 위치하는 특정 영역의 배율을 확대하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 패널, 표시 장치 및 표시 장치 제어 방법은 슬림한 두께를 가질 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 복수의 렌즈 및 표시부의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A'을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 표시부의 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B'을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다.
도 9는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우를 도시한 도면이다.
도 10은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 11은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다.
도 12는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이미지를 도시한 도면이다.
도 13은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우를 도시한 도면이다.
도 14는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 15는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다.
도 16은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이지미를 도시한 도면이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 복수의 적외선 카메라의 배치를 도시한 도면이다.
도 18은 도 17의 제1 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법의 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 복수의 렌즈 및 표시부의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A'을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 표시부의 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B'을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다.
도 9는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우를 도시한 도면이다.
도 10은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 11은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다.
도 12는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이미지를 도시한 도면이다.
도 13은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우를 도시한 도면이다.
도 14는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 15는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다.
도 16은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이지미를 도시한 도면이다.
도 17은 다른 실시예에 따른 복수의 적외선 카메라의 배치를 도시한 도면이다.
도 18은 도 17의 제1 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법의 순서도이다.
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 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
이하의 표시 장치(1)는 사용자의 머리에 장착되어 사용자에게 화상 또는 영상이 표시되는 화면을 제공하는 헤드 마운트 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
헤드 마운트 디스플레이 장치는 실제 외부의 사물들에 기초하여 증강 현실을 제공하는 씨-스루(see-through) 타입 및 외부의 사물과는 독립된 화면으로 사용자에게 가상 현실을 제공하는 씨-클로즈드(see-closed) 타입을 포함할 수 있다. 이하에서, 씨-클로즈드 타입의 헤드 마운트 디스플레이 장치가 예시되나, 이에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 메인 프레임(MF), 표시부(DP), 다채널 렌즈(LS) 및 커버 프레임(CF)을 포함할 수 있다.
메인 프레임(MF)은 사용자의 얼굴에 착용될 수 있다. 메인 프레임(MF)은 사용자의 머리(얼굴)의 형상에 상응하는 형상을 가질 수 있다. 메인 프레임(MF)에는 제1 렌즈(LS1), 제2 렌즈(LS2), 표시부(DP) 및 커버 프레임(CF)을 실장할 수 있다. 메인 프레임(MF)은 표시부(DP), 제1 렌즈(LS1), 제2 렌즈(LS2)가 수납될 수 있는 공간이나 구조를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 메인 프레임(MF)은 장착을 용이하게 하기위한 스트랩 또는 띠와 같은 구조물을 더 포함할 수 있고, 메인 프레임(MF)에는 제어부, 영상 처리부 및 렌즈 수납부 등이 더 실장될 수 있다.
표시부(DP)는 화상 및/또는 영상을 표시한다. 표시부(DP)는 화상 및/또는 영상이 표시되는 전면(DP_FS) 및 상기 전면(DP_FS)의 반대인 배면(DP_RS)을 포함할 수 있다. 표시부(DP)의 전면(DP_FS)으로부터 화상 및/또는 영상의 제공을 위한 광이 출광될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 표시부(DP)의 전면(DP_FS) 상에는 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)가 배치될 수 있고, 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에는 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)가 배치될 수 있다.
표시부(DP)는 메인 프레임(MF)에 고정된 상태로 구비될 수도 있고, 착탈 가능하게 구비될 수도 있다. 표시부(DP)는 표시 장치(1)의 설계, 예를 들면, 표시 장치(1)의 타입에 따라 불투명, 투명 또는 반투명하게 구성될 수 있다.
표시부(DP)는 후술하는 표시 패널을 포함하는 표시 모듈과 같은 전자 부품 또는 표시 패널을 포함하는 이동식 단말기와 같은 표시 장치(1)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표시부(DP)는 화상 또는 영상의 표시를 위한 표시 패널을 포함할 수 있다.
표시 패널은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 패널, 또는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 소자를 이용하는 무기 발광 표시 패널일 수 있다. 이하에서, 표시 패널(300)로 유기 발광 표시 패널이 예시되나, 이에 제한되지 않는다.
다채널 렌즈(LS)는 표시부(DP)에서 출사된 광을 통과시켜 사용자에게 제공할 수 있다. 다채널 렌즈(LS)는 표시부(DP)에서 출사되는 광을 통과시키는 복수의 채널을 제공할 수 있다. 복수의 채널은 표시부(DP)로부터 출사된 광을 서로 다른 경로로 통과시켜 사용자에게 제공할 수 있다. 표시부(DP)로부터 출사된 광은 각각의 채널에 입사되어 확대된 상이 사용자의 눈에 포커싱될 수 있다.
다채널 렌즈(LS)는 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)를 포함할 수 있다.
제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 표시부(DP)의 전면(DP_FS) 상에 배치될 수 있다. 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 사용자의 좌안 및 우안의 위치에 상응하여 표시부(DP)의 전면(DP_FS) 상에 배열될 수 있다. 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 메인 프레임(MF) 내부에 수납될 수 있다.
제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 표시부(DP)에 표시된 화상 및/또는 영상의 제공을 위한 광을 반사 및/또는 굴절시켜 사용자에게 제공할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 메인 프레임(MF)(사용자의 안구)에 대향하는 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)의 각 일측에는 복수의 적외선 광원(도 2의 'IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8' 참조)이 배치될 수 있다.
커버 프레임(CF)은 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 배치되어 표시부(DP)를 보호할 수 있다. 후술하는 복수의 적외선 카메라(도 4 및 도 5의 'IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8' 참조)는 커버 프레임(CF)과 표시부(DP) 사이에 개재될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도시되지는 않았으나, 표시 장치(1)는 표시 장치(1)의 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 표시부(DP), 복수의 적외선 광원(도 2의 'IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8' 참조) 및 복수의 적외선 카메라(도 4 및 도 5의 'IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8' 참조) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 적외선 카메라(도 4 및 도 5의 'IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8' 참조)에 의해 획득된 이미지의 분석, 사용자의 동공(PP) 위치의 산출, 상기 이미지에 기초한 이미지 프로세싱(이미지 매핑) 및 표시부(DP)에 처리된 이미지의 표시 등을 위한 연산을 수행할 수 있다. 제어부는 임베디드 프로세서 등을 포함하는 전용 프로세서 및/또는 중앙 처리 장치 또는 애플리케이션 프로세서 등을 포함하는 범용 프로세서 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2는 일 실시예에 따른 복수의 렌즈 및 표시부의 평면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이다. 도 4는 도 2의 A-A'을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 표시부의 평면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다. 도 7은 도 6의 B-B'을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 표시부(DP)의 전면(DP_FS) 상에 배치되되, 각각 사용자의 양 안에 상응하는 위치에 위치할 수 있다. 예를 들면, 표시부(DP)는 평면상에서 좌우 방향(도 2의 수평 방향)으로 긴 대략적인 직사각형의 형상을 가지고, 제1 렌즈(LS1)는 표시부(DP)의 전면(DP_FS) 상의 일측(도 2의 좌측)에 위치하고, 제2 렌즈(LS2)는 표시부(DP)의 타측(도 2의 우측)에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 표시부(DP)의 중심을 기준으로 대칭으로 배치되고, 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 실질적으로 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)는 각각 복수의 서브 렌즈(L11, L12, L13, L14, L21, L22, L23, L24)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 렌즈(LS1)는 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)를 포함할 수 있다. 제2 렌즈(LS2)는 제5 서브 렌즈(L21), 제6 서브 렌즈(L22), 제7 서브 렌즈(L23) 및 제8 서브 렌즈(L24)를 포함할 수 있다. 다만, 복수의 서브 렌즈(L11, L12, L13, L14, L21, L22, L23, L24)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 제2 렌즈(LS2)는 제1 렌즈(LS1)와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 제1 렌즈(LS1)를 중심으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 제1 렌즈(LS1)는 평면상에서 대략적인 원형의 형상을 가질 수 있다. 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)는 평면상에서 상기 원형의 중심을 둘러싸도록, 예를 들면, 클로버 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)는 각각 제1 렌즈(LS1)의 중심을 기준으로 우측 상단, 좌측 상단, 좌측 하단 및 우측 하단에 배치될 수 있다. 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)는 상호 일체로 연결될 수도 있고, 상호 분리될 수도 있다.
도 3(a)는 사용자의 눈에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 일측을 도시한 사시도이다. 도 3(b)는 표시부(DP)에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 타측을 도시한 사시도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 더 참조하면, 제1 렌즈(LS1)는 대략적인 반구 형상을 가질 수 있다. 메인 프레임(MF)(또는 사용자의 눈)에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 일측은 볼록한 형상을 가지고, 표시부(DP)에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 타측은 오목한 형상을 가질 수 있다.
마찬가지로, 제2 렌즈(LS2)는 대략적인 반구 형상을 가지되, 제5 서브 렌즈(L21), 제6 서브 렌즈(L22), 제7 서브 렌즈(L23) 및 제8 서브 렌즈(L24)는 평면상에서 제2 렌즈(LS2)의 중심을 둘러싸는, 예를 들면, 클로버 형상으로 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수의 서브 렌즈(L11, L12, L13, L14, L21, L22, L23, L24)는 각각 표시부(DP)의 전면(DP_FS)으로부터 출사되는 광이 지나가는 복수의 채널을 제공할 수 있다. 표시부(DP)의 전면(DP_FS)의 서로 다른 영역으로부터 출사되는 광은 각각의 채널을 서로 다른 경로로 통과할 수 있다. 상기 광은 각각 하나의 완전한 VR 영상(도 12 및 도 16의 'IMG_V' 참조)의 구성을 위한 부분 영상 및/또는 부분 화상을 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 서브 렌즈(L11)는 표시부(DP)의 일 영역(예를 들면, 도 4의 표시부(DP)의 상단)에서 출사되는 광(IMG1)이 지나가는 채널을 제공하고, 제4 서브 렌즈(L14)는 표시부(DP)의 다른 영역(예를 들면, 도 4의 표시부(DP)의 하단)에서 출사되는 광(IMG2)이 지나가는 채널을 제공할 수 있다. 상기 표시부(DP)의 일 영역 및 타 영역은 각각 제1 서브 렌즈(L11)와 중첩되는 영역 및 제4 서브 렌즈(L14)와 중첩되는 영역을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 도시되지는 않았으나, 제2 서브 렌즈(L12) 및 제4 서브 렌즈(L14)는 각각 표시부(DP)의 서로 다른 영역들에서 출사되는 광이 지나가는 채널을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 서브 렌즈(L11, L12, L13, L14, L21, L22, L23, L24)를 통과하는 광은 2회의 굴절 및 2회의 반사를 거쳐 사용자에게 제공될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다시 도 2 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(1)는 복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)을 더 포함할 수 있다.
복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)은 제1 렌즈(LS1) 및 제2 렌즈(LS2)에 배치될 수 있다. 복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)은 메인 프레임(MF)(도는 사용자의 눈)에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 볼록한 일측 및 제2 렌즈(LS2)의 볼록한 일측 상에 배치될 수 있다.
복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)은 제1 적외선 광원(IFR_L1), 제2 적외선 광원(IFR_L2), 제3 적외선 광원(IFR_L3), 제4 적외선 광원(IFR_L4), 제5 적외선 광원(IFR_L5), 제6 적외선 광원(IFR_L6), 제7 적외선 광원(IFR_L7) 및 제8 적외선 광원(IFR_L8)을 포함할 수 있다.
제1 적외선 광원(IFR_L1), 제2 적외선 광원(IFR_L2), 제3 적외선 광원(IFR_L3), 제4 적외선 광원(IFR_L4), 제5 적외선 광원(IFR_L5), 제6 적외선 광원(IFR_L6), 제7 적외선 광원(IFR_L7) 및 제8 적외선 광원(IFR_L8)은 각각 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13), 제4 서브 렌즈(L14), 제5 서브 렌즈(L21), 제6 서브 렌즈(L22), 제7 서브 렌즈(L23) 및 제8 서브 렌즈(L24)에 배치될 수 있다.
평면상에서 제1 적외선 광원(IFR_L1), 제2 적외선 광원(IFR_L2), 제3 적외선 광원(IFR_L3) 및 제4 적외선 광원(IFR_L4)은 제1 렌즈(LS1)의 경계를 기준으로 내측에 위치하고, 제1 렌즈(LS1)의 중심을 둘러싸도록 배치되고, 제5 적외선 광원(IFR_L5), 제6 적외선 광원(IFR_L6), 제7 적외선 광원(IFR_L7) 및 제8 적외선 광원(IFR_L8) 역시 제2 렌즈(LS2)의 경계를 기준으로 내측에 위치하고, 제2 렌즈(LS2)의 중심을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)은 표시부(DP)로부터 사용자의 안구가 위치하는 방향으로 연장하는 서브 렌즈들의 경사면 상에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 표시 장치(1)는 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)를 더 포함할 수 있다.
이하의 두께 방향은 표시부(DP)의 두께 방향 및/또는 다채널 렌즈(LS)의 광축 방향을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 동공(PP) 위치를 검출하기 위한 수단으로 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)가 예시되나, 이에 제한되지 않는다. 표시 장치(1)는 사용자의 동공(PP) 위치를 검출할 수 있는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있다.
복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 배치될 수 있다. 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 후술하는 표시부(DP)의 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)과 각각 중첩되도록 배치될 수 있다.
복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 적외선 광원으로부터 출사되어 사용자의 동공(PP)에서 반사된 적외선을 센싱할 수 있다. 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)에 의해 센싱된 자외선에 의해 사용자의 동공(PP)의 정확한 위치가 산출될 수 있다.
복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 적외선을 센싱할 수 있는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 수신된 적외선에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 각각의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)의 전방의 이미지를 캡쳐하고, 상기 캡쳐된 이미지로부터 사용자의 동공(PP)의 위치에 기초하여 사용자가 응시하고 있는 방향이 산출될 수 있다.
복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)는 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3), 제4 적외선 카메라(IFR_C4), 제5 적외선 카메라(IFR_C5), 제6 적외선 카메라(IFR_C6), 제7 적외선 카메라(IFR_C7) 및 제8 적외선 카메라(IFR_C8)를 포함할 수 있다.
제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3), 제4 적외선 카메라(IFR_C4), 제5 적외선 카메라(IFR_C5), 제6 적외선 카메라(IFR_C6), 제7 적외선 카메라(IFR_C7) 및 제8 적외선 카메라(IFR_C8)는 각각 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13), 제4 서브 렌즈(L14), 제5 서브 렌즈(L21), 제6 서브 렌즈(L22), 제7 서브 렌즈(L23) 및 제8 서브 렌즈(L24)와 두께 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)는 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계에 인접하여 배치될 수 있다.
제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)는 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계를 따라 제1 렌즈(LS1)의 중심을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)는 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계와 두께 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 제1 렌즈(LS1)의 경계는 표시부(DP)의 전면(DP_FS)에 인접 또는 밀착되는 제1 렌즈(LS1)의 엣지 및/또는 표시부(DP)의 전면(DP_FS)에 대향하는 제1 렌즈(LS1)의 타측의 최외곽 테두리를 의미할 수 있다. 상기 제1 렌즈(LS1)의 경계는 표시부(DP)의 전면(DP_FS)에 인접 또는 밀착되는 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)의 각 엣지를 포함할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)는 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계를 기준으로 내측에 배치될 수도 있다.
제5 적외선 카메라(IFR_C5), 제6 적외선 카메라(IFR_C6), 제7 적외선 카메라(IFR_C7) 및 제8 적외선 카메라(IFR_C8)도 제2 렌즈(LS2)를 기준으로 각각 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)와 실질적으로 동일하거나 유사한 방식으로 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 사용자의 응시 방향 및/또는 사용자의 동공(PP)의 위치에 따라 사용자의 동공(PP)으로부터 반사된 적외선이 수신되는 적외선 카메라가 달라질 수 있다.
예를 들면, 사용자가 제1 서브 렌즈(L11)가 위치하는 방향으로 응시하면, 제1 적외선 광원(IFR_L1)으로부터 출사된 적외선은 사용자의 동공(PP)에서 반사되어 제1 적외선 카메라(IFR_C1)로 수신될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 사용자가 제4 서브 렌즈(L14)가 위치하는 방향으로 응시하면, 제4 적외선 광원(IFR_L4)으로부터 출사된 적외선은 사용자의 동공(PP)에서 반사되어 제4 적외선 카메라(IFR_C4)로 수신될 수 있다. 마찬가지로, 도시되지는 않았으나, 사용자가 제2 서브 렌즈(L12)가 위치하는 방향 또는 제3 서브 렌즈(L13)가 위치하는 방향으로 응시한 경우, 제2 적외선 카메라(IFR_C2) 또는 제4 적외선 카메라(IFR_C4)로 사용자의 동공(PP)에서 반사된 적외선이 수신될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8) 및 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)가 제1 렌즈(LS1)와 사용자의 안구 사이에 배치되지 않고, 제1 렌즈(LS1) 상 또는 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 배치됨으로써, 슬림한 두께를 구현할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 표시부(DP)는 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)을 포함할 수 있다.
복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 제1 렌즈(LS1) 또는 제2 렌즈(LS2)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 제1 렌즈(LS1)의 경계 또는 제2 렌즈(LS2)의 경계에 인접하여 배치될 수 있다. 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)와 각각 두께 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다.
복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 각각 표시부(DP)의 전면(DP_FS)으로 입사하는 광의 대부분을 투과할 수 있다. 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 각각 표시부(DP)의 전면(DP_FS)으로 입사하는 광 중 특정 파장 대역의 광, 예를 들면, 적외선만을 투과할 수도 있다. 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)을 투과한 광은 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 배치된 적외선 카메라로 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 각각 평면상에서 대략적인 원형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 사각형, 삼각형, 다각형 또는 타원형 등 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 제1 투과 영역(TR1), 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3), 제4 투과 영역(TR4), 제5 투과 영역(TR5), 제6 투과 영역(TR6), 제7 투과 영역(TR7) 및 제8 투과 영역(TR8)을 포함할 수 있다.
제1 투과 영역(TR1), 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3) 및 제4 투과 영역(TR4)은 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계를 기준으로 내측에 배치될 수 있다. 제1 투과 영역(TR1), 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3) 및 제4 투과 영역(TR4)은 각각 제1 서브 렌즈(L11), 제2 서브 렌즈(L12), 제3 서브 렌즈(L13) 및 제4 서브 렌즈(L14)와 두께 방향으로 중첩될 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 투과 영역(TR1), 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3) 및 제4 투과 영역(TR4)은 평면상에서 제1 렌즈(LS1)의 경계와 두께 방향으로 중첩되도록 배치될 수도 있다.
제5 투과 영역(TR5), 제6 투과 영역(TR6), 제7 투과 영역(TR7) 및 제8 투과 영역(TR8)도 제2 렌즈(LS2)를 기준으로 각각 제1 투과 영역(TR1), 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3) 및 제4 투과 영역(TR4)과 실질적으로 동일하거나 유사한 방식으로 배치될 수 있다.
복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 각각의 투과 영역이 배치되는 위치 외에 실질적으로 동일하거나 유사한 구조를 가지므로, 이하 제1 투과 영역(TR1)을 위주로 설명하도록 한다.
도 6을 더 참조하면, 표시부(DP)는 복수의 화소(PX)를 포함하되, 제1 투과 영역(TR1)에는 상기 복수의 화소(PX)의 적어도 일부가 배치되지 않을 수 있다. 즉, 제1 투과 영역(TR1) 내에는 복수의 화소(PX) 중 적어도 일부가 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 투과 영역(TR1) 내에는 화소(PX)가 배치되지 않으며, 표시부(DP)를 구성하는 복수의 층 중 적어도 일부를 관통하는 투과 홀(TH)이 형성될 수 있다. 상기 투과 홀(TH)은 특정 파장 영역대의 광, 예를 들면, 적외선을 통과시키는 창을 의미할 수도 있다. 도 6에서 투과 홀(TH)은 평면상에서 원형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 7을 더 참조하면, 상술한 바와 같이, 표시부(DP)는 표시 패널을 포함할 수 있다.
표시 패널은 기판, 기판(SUB) 상에 배치되는 복수의 도전층(120, 130, 140, 150) 및 이를 절연하는 복수의 절연층(111, 112, 113, VIA1, VIA2) 및 발광층(EL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 걸쳐 배치될 수 있다. 기판(SUB)은 연성 유리, 폴리이미드 등의 플렉서블한 물질을 포함하는 플렉서블 기판(SUB)일 수도 있다.
버퍼층(BFF)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(BFF)은 기판(SUB)을 통한 외부로부터의 수분 및 산소의 침투를 방지할 수 있다. 버퍼층(BFF)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막 및 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
반도체층(105)은 버퍼층(BFF) 상에 배치될 수 있다. 반도체층(105)은 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다. 반도체층(105)은 표시 영역(DA)의 각 화소(PX)에 배치되고, 경우에 따라 비표시 영역(NDA)에도 배치될 수 있다. 반도체층(105)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다.
제1 절연층(111)은 반도체층(105) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(111)은 기판(SUB)의 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 제1 절연층(111)은 게이트 절연 기능을 갖는 게이트 절연막일 수 있다.
제1 절연층(111)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(111)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 도전층(120)은 제1 절연층(111) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전층(120)은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE), 유지 커패시터의 제1 전극(CE1)을 포함할 수 있다.
제1 도전층(120)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층(120)은 상기 예시된 물질로 이루어진 단일막 또는 적층막일 수 있다.
제2 절연층(112)은 제1 도전층(120) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(112)은 제1 도전층(120)과 제2 도전층(130)을 절연시킬 수 있다. 제2 절연층(112)은 제1 절연층(111)의 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다.
제2 도전층(130)은 제2 절연층(112) 상에 배치될 수 있다. 제2 도전층(130)은 유지 커패시터의 제2 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 제2 도전층(130)의 물질은 상술한 제1 도전층(120)의 예시된 물질 중에서 선택될 수 있다. 유지 커패시터의 제1 전극(CE1)과 유지 커패시터의 제2 전극(CE2)은 제2 절연층(112)을 통해 커페시터를 형성할 수 있다.
제3 절연층(113)은 제2 도전층(130) 상에 배치될 수 있다. 제3 절연층(113)은 상술한 제1 절연층(111)의 예시 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3 절연층(113)은 유기 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 유기 절연 물질은 후술할 제1 비아층(VIA1)의 예시 물질 중에서 선택될 수 있다.
제3 도전층(140)은 제3 절연층(113) 상에 배치될 수 있다. 제3 도전층(140)은 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 고전위 전압 전극(ELVDDE) 및 신호 배선(PAD)을 포함할 수 있다.
제3 도전층(140)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제3 도전층(140)은 상기 예시된 물질로 이루어진 단일막일 수 있다. 이에 제한되지 않고 제3 도전층(140)은 적층막일 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층(140)은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에서 제3 도전층(140)은 Ti/Al/Ti을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 비아층(VIA1)은 제3 도전층(140) 상에 배치될 수 있다. 제1 비아층(VIA1)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 절연 물질은 아크릴계 수지(polyacryCAtes resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제4 도전층(150)은 제1 비아층(VIA1) 상에 배치될 수 있다. 제4 도전층(150)은 데이터 라인(DL), 연결 전극(CNE), 및 고전위 전압 배선(ELVDDL)을 포함할 수 있다. 데이터 라인(DL)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(SE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결 전극(CNE)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 고전위 전압 배선(ELVDDL)은 제1 비아층(VIA1)을 관통하는 컨택홀을 통해 고전위 전압 전극(ELVDDE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 도전층(150)은 제3 도전층(140)의 예시 물질 중 선택된 물질을 포함할 수 있다.
제2 비아층(VIA2)은 제4 도전층(150) 상에 배치될 수 있다. 제2 비아층(VIA2)은 상술한 제1 비아층(VIA1)의 예시된 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
애노드 전극(ANO)은 제2 비아층(VIA2) 상에 배치될 수 있다. 애노드 전극(ANO)은 제2 비아층(VIA2)을 관통하는 컨택홀을 통해 연결 전극(CNE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
뱅크층(BANK)은 애노드 전극(ANO) 상에 배치될 수 있다. 뱅크층(BANK)은 애노드 전극(ANO)을 노출하는 컨택홀을 포함할 수 있다. 뱅크층(BANK)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(BANK)은 포토 레지스트, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘 화합물, 폴리아크릴계 수지 등 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 화소(PX)는 발광층을 노출하는 뱅크층의 개구부에 의해 정의될 수 있다.
발광층(EL)은 애노드 전극(ANO) 상면 및 뱅크층(BANK)의 개구부 내에 배치될 수 있다. 발광층(EL)과 뱅크층(BANK) 상에는 캐소드 전극(CAT)이 배치된다. 캐소드 전극(CAT)은 복수의 화소(PX)에 걸쳐 배치된 공통 전극일 수 있다.
박막 봉지층(TFE)은 캐소드 전극(CAT) 상에 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 유기 발광 소자(OLED)를 덮을 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 무기막과 유기막이 교대로 적층된 적층막일 수 있다. 예컨대, 박막 봉지층(TFE)은 순차 적층된 제1 봉지 무기막(171), 봉지 유기막(172), 및 제2 봉지 무기막(173)을 포함할 수 있다.
표시 패널은 기판의 하면 상에 배치되는 패널 하부 시트(CPNL)를 포함할 수 있다. 패널 하부 시트(CPNL)는, 예를 들면, 디지타이저, 방열 부재, 차폐 부재 및 완충 부재 등과 같은 적어도 하나의 기능층을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 투과 영역(TR1)은 투과 홀(TH)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 투과 홀(TH)은 제1 비아층(VIA1), 제2 비아층(VIA1), 뱅크층(BNK)을 관통하고, 투과 홀(TH)을 통해 제3 절연층(113)이 노출될 수 있다. 이 경우, 제1 봉지 무기막(171)과 제3 절연층(113)이 직접 접촉하고, 투과 홀(TH)의 내부는 봉지 유기막(172)에 의해 채워질 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 투과 홀(TH)은 제1 비아층(VIA1)의 아래에 배치되는 적어도 하나의 층, 예를 들면, 제3 절연층(113) 등을 더 관통하도록 형성되거나, 뱅크층(BNK) 및/또는 제1 비아층(VIA1)까지만 관통하도록 형성될 수도 있다. 또한, 투과 홀(TH)은 표시 패널을 완전히 관통하도록 형성될 수도 있다.
제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3), 제4 투과 영역(TR4), 제5 투과 영역(TR5), 제6 투과 영역(TR6), 제7 투과 영역(TR7) 및 제8 투과 영역(TR8)은 제1 투과 영역(TR1)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조를 가지므로, 이하 중복 설명은 생략한다.
도 8은 다른 실시예에 따른 투과 영역의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 도 7의 실시예와는 달리, 제1 투과 영역(TR1) 내에 적어도 하나의 화소(PX)가 배치될 수 있다. 자세하게는, 제1 투과 영역(TR1) 내에는 복수의 투과 홀(TH)이 배치되고, 상기 복수의 투과 홀(TH) 사이에 복수의 화소(PX)가 배치될 수 있다.
복수의 투과 홀(TH)은 도 7의 투과 홀(TH)과 실질적으로 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 복수의 투과 홀(TH)은 각각 평면상에서 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 복수의 투과 홀(TH)은 삼각형, 다각형, 원형 또는 타원형 등 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
마찬가지로, 도시되지는 않았으나, 제2 투과 영역(TR2), 제3 투과 영역(TR3), 제4 투과 영역(TR4), 제5 투과 영역(TR5), 제6 투과 영역(TR6), 제7 투과 영역(TR7) 및 제8 투과 영역(TR8) 내에도 복수의 화소(PX) 및 이들 사이에 배치되는 복수의 투과 홀(TH)이 배치될 수 있다.
도 8의 실시예는, 제1 투과 영역(TR1) 내에 화소(PX)가 배치되는 점 외에 도 1 내지 도 7의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이하 중복 설명은 생략한다.
도 9는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우를 도시한 도면이다. 도 10은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다. 도 11은 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다. 도 12는 사용자의 동공이 원점에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이미지를 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 사용자의 한쪽 눈(예를 들면, 좌안)에 상응하는 구성 및 동작이 사용자의 다른쪽 눈(예를 들면, 우안)에 상응하는 구성 및 동작과 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 이하 사용자의 한쪽 눈에 상응하는 구성(제1 렌즈(LS1), 제1 적외선 광원(IFR_L1), 제2 적외선 광원(IFR_L2), 제3 적외선 광원(IFR_L3), 제4 적외선 광원(IFR_L4), 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4) 등)을 위주로 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 상술한 바와 같이, 상기 사용자의 동공(PP)의 위치는 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)에 의해 캡쳐된 이미지에 기초하여 산출될 수 있다. 표시 장치(1)는 산출된 사용자의 동공(PP)의 위치에 기초하여 표시부(DP)에 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다. 상기 표시 이미지(DP_IMG)는 표시 장치(1)의 제어부에 의해 사용자의 동공(PP)의 위치에 상응하는 매핑 알고리즘이 적용된 이미지일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 사용자의 동공(PP)의 위치에 상응하는 좌표를 설정하기 위한 가상의 평면(P1_1, P1_2, P1_3, P1_4)이 정의될 수 있다. 상기 가상의 평면(P1_1, P1_2, P1_3, P1_4)은 표시부(DP)와 평행하게 배치될 수 있다. 가상의 평면(P1_1, P1_2, P1_3, P1_4)의 원점(CC)은 제1 렌즈(LS1)의 중심 및/또는 표시부(DP)에 표시되는 표시 이미지(DP_IMG)와 두께 방향으로 중첩될 수 있다. 예를 들면, 제어부는 사용자의 동공(PP)의 아웃라인을 검출하고, 해당 아웃라인에 의해 정의되는 형상의 중심점을 동공(PP)의 좌표로 설정할 수 있다.
상기 가상의 평면(P1_1, P1_2, P1_3, P1_4)은 일측 방향으로 연장하는 제1 축(AX1) 및 상기 제1 축(AX1)과 교차하는 제2 축(AX2)에 의해 정의되고, 원점(CC)을 기준으로 표시부(DP)를 바라보았을 때 반시계 방향을 따라 배열되는 제1 사분면(P1_1), 제2 사분면(P1_2), 제3 사분면(P1_3) 및 제4 사분면(P1_4)을 포함할 수 있다.
사용자가 제1 서브 렌즈(L11)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우 사용자의 동공(PP)은 제1 사분면(P1_1)에 위치할 수 있다. 또한, 사용자가 제2 서브 렌즈(L12)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우 사용자의 동공(PP)은 제2 사분면(P1_2)에 위치하고, 사용자가 제3 서브 렌즈(L13)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우 사용자의 동공(PP)은 제3 사분면(P1_3)에 위치하고, 사용자가 제4 서브 렌즈(L14)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우 사용자의 동공(PP)은 제4 사분면(P1_4)에 위치할 수 있다.
상기 사용자가 제1 서브 렌즈(L11)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자가 제2 서브 렌즈(L12)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자가 제3 서브 렌즈(L13)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우 및 상기 사용자가 제4 서브 렌즈(L14)가 위치하는 방향으로 응시하는 경우는 각각 후술하는 제1 분할 시청 영역(VA1)을 응시하는 경우, 제2 분할 시청 영역(VA2)을 응시하는 경우, 제3 분할 시청 영역(VA3)을 응시하는 경우 및 제4 분할 시청 영역(VA4)을 응시하는 경우를 의미할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 사용자의 동공(PP)이 대략적으로 원점(CC)(예를 들면, (0,0))에 위치하는 경우, 사용자의 동공(PP)은 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)에 의해 인식되지 않을 수 있다.
상기 사용자의 동공(PP)이 대략적으로 원점(CC)(예를 들면, (0,0))에 위치하는 경우는 상기 제1 렌즈(LS1), 표시 이미지(DP_IMG) 및/또는 후술하는 VR 이미지(IMG_V)의 중심을 응시하는 경우를 의미할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 사용자의 동공(PP)이 대략적으로 원점(CC)(예를 들면, (0,0))에 위치하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 의해 캡쳐된 이미지의 검출 영역(SA) 내에 사용자의 동공(PP)이 검출되지 않을 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제어부는 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)에 사용자의 동공(PP)이 인식되지 않은 경우, 사용자가 제1 렌즈(LS1), 표시 이미지(DP_IMG) 및/또는 후술하는 VR 이미지(IMG_V)의 중심을 응시하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 표시부(DP)는 사용자의 동공(PP)의 위치(동공(PP)의 좌표)에 상응하는 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다.
도 11을 참조하면, 표시부(DP)는 표시 이미지(DP_IMG)로 4개로 분할된 분할 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다. 평면상에서, 표시 이미지(DP_IMG)는 표시 이미지(DP_IMG)의 중심을 기준으로 표시부(DP)의 전면(DP_FS)을 바라보았을 때 반시계 방향으로 배열되는 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)를 포함할 수 있다.
사용자의 동공(PP)이 대략적으로 원점(CC)(예를 들면, (0,0))에 위치하는 경우, 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)는 대략적으로 동일한 크기를 가지도록 표시될 수 있다. 상기 분할 표시 이미지(DP_IMG)들의 크기는 표시 이미지(DP_IMG)의 중심을 기준으로 반경 방향(대각선 방향)의 너비를 의미할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 상기 크기는 평면상에서 수평 방향의 너비 및/도는 수직 방향의 너비를 의미할 수도 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)의 크기는 각각 후술하는 제1 분할 시청 영역(VIA1), 제2 분할 시청 영역(VIA2), 제3 분할 시청 영역(VIA3) 및 제4 분할 시청 영역(VIA4)의 경계를 기준으로 측정될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)의 크기는 이들 사이에 배치되는 경계들의 교차점을 기준으로 측정될 수도 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11)의 제1 너비(W1), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12)의 제2 너비(W2), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13)의 제3 너비(W3) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)의 제4 너비(W4)는 대략적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)는 각각 실질적으로 동일한 배율로 표시부(DP)에 표시될 수 있다.
도 12를 더 참조하면, 표시 장치(1)는 사용자의 동공(PP)의 위치에 기초하여, 포비티드 렌더링된 VR 이미지(IMG_V)를 표시부(DP)에 출력할 수 있다. 상기 VR 이미지(IMG_V)는 다채널 렌즈(LS)를 통과하여 사용자에게 인식되는 화상 및/또는 영상을 의미할 수 있다. 상기 표비티드 렌더링은 사용자의 시선이 응시한 영역만을 최대 화질로 표시하고, 그 외에 영역들은 저화질로 표현함으로여, 몰입도가 높은 고화질 VR 경험을 구현하면서도 그래픽 연산 부하를 최소화하는 이미지 처리 방식을 의미할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, VR 이미지(IMG_V)는 복수의 분할 표시 이미지들(IMG11, DP_IMG12, DP_IMG13, DP_IMG14)의 각 일부들이 조합되어 생성될 수 있다.
자세하게는, 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11), 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12), 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13) 및 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)는 각각 제1 분할 시청 영역(VIA1), 제2 분할 시청 영역(VIA2), 제3 분할 시청 영역(VIA3) 및 제4 분할 시청 영역(VIA4)을 포함할 수 있다.
제1 분할 시청 영역(VIA1), 제2 분할 시청 영역(VIA2), 제3 분할 시청 영역(VIA3) 및 제4 분할 시청 영역(VIA4)은, 예를 들면, 다채널 렌즈(LS)의 광학 특성 및 사용자의 응시 방향 등에 의해 정의될 수 있다. 제1 분할 시청 영역(VIA1), 제2 분할 시청 영역(VIA2), 제3 분할 시청 영역(VIA3) 및 제4 분할 시청 영역(VIA4)의 형상, 크기 및/또는 배율은 다채널 렌즈(LS)의 광학 특성 및 사용자의 응시 방향 등에 따라 가변될 수 있다.
사용자의 동공(PP)이 대략적으로 원점(CC)(예를 들면, (0,0))에 위치하는 경우, 표시부(DP)는 표시 이미지(DP_IMG)의 중심 영역의 배율이 상기 중심 영역을 둘러싸는 표시 이미지(DP_IMG)의 주변 영역 보다 크도록 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, VR 이미지(IMG_V)의 중심 영역은 이를 둘러싸는 주변 영역보다 상대적으로 높은 픽셀 밀도를 가질 수 있다. 이 경우, 픽셀 밀도는 VR 이미지(IMG_V)의 가장자리로부터 VR 이미지(IMG_V)의 중심으로 갈수로 증가할 수 있다. 이에 따라, VR 이미지(IMG_V)의 중심 영역은 주변 영역보다 높은 화질로 표시될 수 있다.
상기 VR 이미지(IMG_V)의 중심 영역은 사용자에게 조합되어 인식되는 제1 분할 시청 영역(VIA1)의 이미지, 제2 분할 시청 영역(VIA2)의 이미지, 제3 분할 시청 영역(VIA3)의 이미지 및 제4 분할 시청 영역(VIA4)의 이미지 사이의 경계들의 교차점 및 이를 둘러싼 인접 영역을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 13은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우를 도시한 도면이다. 도 14는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다. 도 15는 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 표시부가 표시하는 표시 이미지를 도시한 도면이다. 도 16은 사용자의 동공이 제1 사분면에 위치하는 경우 사용자가 인식하는 VR 이지미를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 사용자의 동공(PP)이 원점(CC)이 아닌 위치에 위치하는 경우, 사용자의 동공(PP)은 제1 적외선 카메라(IFR_C1), 제2 적외선 카메라(IFR_C2), 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4) 중 적어도 하나에 의해 인식될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 예를 들면, 사용자의 동공(PP)이 제1 사분면(P1_1)(예를 들면, (3,1))에 위치하는 경우, 사용자의 동공(PP)으로부터 반사된 적외선은 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 의해 수신될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 의해 캡쳐된 이미지의 검출 영역(SA) 내에 사용자의 동공(PP)이 검출될 수 있다.
검출된 사용자의 동공(PP)의 위치에 기초하여 사용자가 응시하는 방향, 표시 이미지(DP_IMG) 중 사용자가 응시하는 특정 영역(SP1, SP2, SP3) 및/또는 VR 이미지(IMG_V) 중 사용자가 응시하는 특정 영역(SP1, SP2, SP3)이 산출될 수 있다. 예를 들면, 제어부는 기저장된 룩업 테이블에 기초하여, 사용자의 동공(PP)이 제1 위치(LO1)에 위치하는 경우, 사용자가 VR 이미지(IMG_V)의 제1 응시 영역(SP1)을 응시하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부는 사용자의 동공(PP)이 제2 위치(LO2) 또는 제3 위치(LO3)에 위치하는 경우, 사용자가 VR 이미지(IMG_V)의 제2 응시 영역(SP2) 또는 제3 응시 영역(SP3)을 응시하는 것으로 판단할 수 있다. 상기 룩업 테이블은 적외선 카메라에 의해 캡쳐된 사용자의 동공(PP)의 위치와 실제 사용자의 동공(PP)의 좌표 간의 상관 관계의 도출을 위한 실험을 통해 생성될 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 사용자가 응시 방향 및/또는 사용자가 응시하는 VR 이미지(IMG_V)의 특정 영역(SP1, SP2, SP3)이 산출된 경우, 표시부(DP)는 이에 상응하는 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 표시 이미지(DP_IMG)는 사용자의 동공(PP)의 위치에 상응하는 이미지 매핑이 수행된 이미지일 수 있다.
예를 들면, 사용자의 동공(PP)이 제1 사분면(P1_1)(예를 들면, (3,1))에 위치하는 경우, 도 15에 도시된 바와 같이, 표시부(DP)는 제1 분할 시청 영역(VA1)이 나머지 분할 영역들(VA2, VA3, VA4)보다 큰 크기를 가지도록 표시 이미지(DP_IMG)를 표시할 수 있다. 이 경우, 제2 분할 시청 영역(VA2) 및 제4 분할 시청 영역(VA4)의 크기는 제1 분할 시청 영역(VA1)보다 작되, 제3 분할 시청 영역(VA3)보다 클 수 있다. 상기 분할 표시 이미지(DP_IMG)들의 크기는 표시 이미지(DP_IMG)의 중심을 기준으로 반경 방향(대각선 방향)의 너비를 의미할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 상기 크기는 평면상에서 수평 방향의 너비 및/도는 수직 방향의 너비를 의미할 수도 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 사용자의 동공(PP)이 제1 사분면(P1_1)(예를 들면, (3,1))에 위치하는 경우, 제1 너비(W1)는 제2 너비(W2), 제3 너비(W3) 및 제4 너비(W4)보다 클 수 있다. 이 경우, 제4 너비(W4)는 제2 너비(W2) 및 제3 너비(W3)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 표시부(DP)에 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11)는 가장 큰 배율로 표시되고, 제2 분할 표시 이미지(DP_IMG12) 및 제3 분할 표시 이미지(DP_IMG13)는 제1 분할 표시 이미지(DP_IMG11)보다 작은 배율로 표시되며, 제4 분할 표시 이미지(DP_IMG14)는 가장 작은 배율로 표시될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 사용자의 동공(PP)이 제2 사분면(P1_2), 제3 사분면(P1_3) 또는 제4 사분면(P1_4)에 위치하는 경우에도, 상기와 실질적으로 동일하거나 유사한 방식으로 매핑 처리된 표시 이미지(DP_IMG)가 표시부(DP)에 표시될 수 있다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 사용자의 동공(PP)이 제1 사분면(P1_1)(예를 들면, (3,1))에 위치하는 경우, 제1 사분면(P1_1)에 상응하는 VR 이미지(IMG_V)의 특정 영역(SP1, SP2, SP3), 예를 들면, 도 16의 우측 상단은 그 주변 영역보다 상대적으로 높은 픽셀 밀도를 가질 수 있다. 이 경우, 픽셀 멜도는 VR 이미지(IMG_V)의 가장자리로부터 VR 이미지(IMG_V)의 특정 영역(SP1, SP2, SP3)으로 갈수록 증가할 수 있다. 이에 따라, VR 이미지(IMG_V)의 특정 영역(SP1, SP2, SP3)은 주변 영역보다 높은 화질로 표시되되, 주변 영역의 이미지들은 제1 분할 시청 영역(VIA1)의 이미지보다 상대적으로 낮은 화질로 표시될 수 있다. 도 16에서, 3개의 특정 영역(SP1, SP2, SP3)이 도시되나, 특정 영역(SP1, SP2, SP3)의 개수 및 면적은 이에 제한되지 않는다.
도 17은 다른 실시예에 따른 복수의 적외선 카메라의 배치를 도시한 도면이다. 도 18은 도 17의 제1 적외선 카메라에 의해 촬영된 화면을 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 도 1 내지 도 16의 실시예와는 달리, 사용자의 한쪽 눈에 대응하여 2개의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2)만이 배치될 수도 있다.
도 17에 도시된바와 같이, 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 및 제2 적외선 카메라(IFR_C2)는 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 각각 제1 투과 영역(TR1) 및 제2 투과 영역(TR2)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
제1 적외선 카메라(IFR_C1) 및 제2 적외선 카메라(IFR_C2)는 각각 광각 렌즈를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 및 제2 적외선 카메라(IFR_C2)는 사용자의 동공(PP)이 제3 사분면(P1_3) 또는 제4 사분면(P1_4)에 위치하는 경우에도 사용자의 동공(PP)을 검출할 수 있다. 즉, 광각 렌즈의 적용 시, 도 1 내지 도 16의 실시예에 비해 적은 개수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2)로도 사용자의 동공(PP)의 위치를 정확히 검출할 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 사용자의 동공(PP)이 제3 사분면(P1_3)에 위치하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1)로 사용자의 동공(PP)을 검출할 수 있다. 예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이, 사용자의 동공(PP)에서 반사된 적외선은 제3 서브 렌즈(L13)에 입사된 후 반사 및/또는 굴절되어 제1 서브 렌즈(L11)에 입사되고, 제1 서브 렌즈(L11)에 입사된 적외선은 다시 반사 및/또는 굴절되어 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 입사될 수 있으나, 적외선의 경로는 이에 제한되지 않는다. 이와 유사하게, 도시되지는 않았으나, 사용자의 동공(PP)이 제4 사분면(P1_4)에 위치하는 경우, 제2 적외선 카메라(IFR_C2)로 사용자의 동공(PP)을 검출할 수 있다.
도 18을 참조하면, 사용자의 동공(PP)이 제3 사분면(P1_3)에 위치하는 경우, 사용자의 동공(PP)은 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 의해 캡쳐된 이미지 중 제1 검출 영역(SA)과 이격된 제2 검출 영역(SA_E)에서 검출될 수 있다. 도 14를 더 참조하면, 상기 제1 검출 영역(SA)은 사용자의 동공(PP)이 제1 사분면(P1_1)에 위치하는 경우, 사용자의 동공(PP)이 검출되는 영역일 수 있다. 도 18에서, 제2 검출 영역(SA_E)은 제1 검출 영역(SA)의 좌측 하단에 위치하고, 제2 검출 영역(SA_E)보다 작을 수 있으나, 제2 검출 영역(SA_E)의 위치 및 크기는 이에 제한되지 않는다.
도 9를 더 참조하면, 도시되지는 않았으나, 제3 적외선 카메라(IFR_C3) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)만 이용하는 경우 또는 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 및 제4 적외선 카메라(IFR_C4)(제2 적외선 카메라(IFR_C2) 및 제3 적외선 카메라(IFR_C3))만을 이용한 경우에도, 도 17의 실시예와 실질적으로 동일하거나 유사한 효과를 거둘 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치 제어 방법의 순서도이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1) 제어 방법은 표시부(DP)의 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)을 통해 수신된 적외선에 기초하여 사용자의 동공(PP) 위치를 검출하는 단계; 및 상기 표시부(DP)에 상기 사용자의 동공(PP) 위치에 상응하는 표시 이미지(DP_IMG)를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치(1) 제어 방법은 헤드 마운트 디스플레이 제어 방법을 포함할 수 있다. 상기 표시 장치(1) 제어 방법은 상술한 제어부에 의해 수행될 수 있다.
상기 사용자의 동공(PP) 위치를 검출하는 단계는 상기 표시부(DP)를 구성하는 복수의 층 중 적어도 하나를 관통하는 투과 홀(TH)을 통해 상기 적외선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자의 동공(PP) 위치를 검출하는 단계는 상기 투과 영역 내의 복수의 화소(PX) 사이에 배치되는 복수의 투과 홀(TH)을 통해 적외선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자의 동공(PP) 위치를 검출하는 단계는 복수의 서브 렌즈(L11, L12, L13, L14, L21, L22, L23, L24)마다 배치된 복수의 적외선 광원(IFR_L1, IFR_L2, IFR_L3, IFR_L4, IFR_L5, IFR_L6, IFR_L7, IFR_L8)으로부터 출광된 적외선을 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 상기 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)과 중첩되도록 배치된 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)로 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 이미지(DP_IMG)를 표시하는 단계는 상기 사용자의 동공(PP) 위치에 기초하여, 상기 표시 이미지(DP_IMG) 중 상기 사용자가 응시하는 방향에 위치하는 특정 영역(SP1, SP2, SP3)의 배율을 확대하여 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
다만, 표시 장치(1) 제어 방법은 상기 예시에 제한되지 않으며, 상기 단계의 적어도 일부가 생략되거나, 본 명세서의 다른 기재를 참조하여 적어도 하나 이상의 다른 단계를 더 포함할 수 있다.
도 9 및 도 13을 더 참조하면, 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)과 각각 중첩되도록 배치되는 복수의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2, IFR_C3, IFR_C4, IFR_C5, IFR_C6, IFR_C7, IFR_C8)로 사용자의 동공(PP)의 위치를 검출하여, 사용자가 어느 방향을 응시하고 있는지 판단할 수 있다.
상기 복수의 투과 영역(TR1, TR2, TR3, TR4, TR5, TR6, TR7, TR8)은 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 투과 홀(TH)을 포함할 수 있고, 복수의 화소(PX)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자가 제1 렌즈(LS1)의 중심을 응시하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 내지 제4 적외선 카메라(IFR_C4)에 사용자의 동공(PP)에서 반사된 적외선이 수신되지 않아 사용자의 동공(PP)이 검출되지 않을 수 있다. 이 경우, 사용자의 동공(PP)의 좌표는 (0,0)으로 판단될 수 있다.
사용자의 동공(PP)의 좌표가 (0,0)으로 판단된 경우, 표시부(DP)는 도 11에 도시된 것과 같은 상기 사용자의 좌표에 상응하는 표시 이미지(DP_IMG)를 표시부(DP)의 전면(DP_FS)에 표시할 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 표시 이미지(DP_IMG)의 분할 표시 이미지들(DP_IMG11, DP_IMG12, DP_IMG13, DP_IMG14)은 사용자가 응시하고 있는 것으로 판단된 VR 이미지(IMG_V)의 중심 영역이 가장 높은 화질을 가지도록 크기 및/또는 배율이 조절될 수 있다.
반면에, 사용자가 제1 렌즈(LS1)의 중심 영역 외의 영역을 응시하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 내지 제4 적외선 카메라(IFR_C4) 중 적어도 하나에서 사용자의 동공(PP)이 검출될 수 있다.
예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 사용자가 제1 렌즈(LS1)가 위치하는 방향을 응시하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1)에 사용자의 동공(PP)이 검출될 수 있다. 이 경우, 사용자의 동공(PP)의 좌표는 제1 사분면(P1_1)(예를 들면, (3,1))에 위치하는 것으로 판단될 수 있다.
사용자의 동공(PP)의 좌표가 (3,1)으로 판단된 경우, 표시부(DP)는 도 15에 도시된 것과 같은, 상기 사용자의 좌표에 상응하는 표시 이미지(DP_IMG)를 표시부(DP)의 전면(DP_FS)에 표시할 수 있다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 표시 이미지(DP_IMG)의 분할 표시 이미지들(DP_IMG11, DP_IMG12, DP_IMG13, DP_IMG14)은 사용자가 응시하고 있는 것으로 판단된 VR 이미지(IMG_V)의 특정 영역(SP1, SP2, SP3)이 가장 높은 화질을 가지도록 크기 및/또는 배율이 조절될 수 있다.
도 17 및 도 18을 더 참조하면, 사용자의 한쪽 눈당 2개의 적외선 카메라(IFR_C1, IFR_C2) 만으로도 사용자의 동공(PP)의 위치를 검출할 수 있다.
예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 적외선 카메라(IFR_C1) 및 제2 적외선 카메라(IFR_C2)만이 표시부(DP)의 배면(DP_RS) 상에 배치될 수 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 사용자의 동공(PP)이 제3 사분면(P1_3)에 위치하는 경우, 제1 적외선 카메라(IFR_C1)를 통해 사용자의 동공(PP)이 검출될 수 있다. 이 경우, 사용자의 동공(PP)은 제1 검출 영역(SA)과 상이한 제2 검출 영역(SA_E)에서 검출될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시 장치
DP: 표시부
LS: 다채널 렌즈
MF: 메인 프레임
CF: 커버 프레임
DP: 표시부
LS: 다채널 렌즈
MF: 메인 프레임
CF: 커버 프레임
Claims (20)
- 광을 출광하는 일면, 상기 일면의 반대인 타면 및 상기 일면으로 입사하는 적외선을 투과하는 복수의 투과 영역을 포함하는 표시부;
상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고, 상기 표시부의 상기 일면으로부터 출광되는 상기 광을 통과시키는 복수의 채널을 포함하는 제1 렌즈와 제2 렌즈;
상기 표시부의 상기 일면 상에 배치되고 적외선을 출광하는 복수의 적외선 광원; 및
상기 표시부의 상기 타면 상에 상기 투과 영역과 중첩되도록 배치되는 복수의 적외선 카메라를 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 적외선 광원으로부터 출광된 적외선 광은 관찰자의 동공에 반사되고 상기 투과 영역을 투과하여 상기 적외선 카메라로 입사되는 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 적외선 카메라에 의해 검출된 사용자의 동공 위치에 기초하여 각각의 배율이 조절된 복수의 분할 표시 이미지를 상기 표시부에 표시하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 상기 채널을 각각 제공하는 제1 서브 렌즈, 제2 서브 렌즈, 제3 서브 렌즈 및 제4 서브 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 투과 영역은 상기 제1 서브 렌즈와 중첩되는 제1 투과 영역, 상기 제2 서브 렌즈와 중첩되는 제2 투과 영역, 상기 제3 서브 렌즈와 중첩되는 제3 투과 영역 및 상기 제4 서브 렌즈와 중첩되는 제4 투과 영역을 포함하는 표시 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 복수의 적외선 광원은 상기 제1 서브 렌즈에 배치되는 제1 적외선 광원, 상기 제2 서브 렌즈에 배치되는 제2 적외선 광원, 상기 제3 서브 렌즈에 배치되는 제3 적외선 광원 및 상기 제4 서브 렌즈에 배치되는 제4 적외선 광원을 포함하고, 상기 복수의 적외선 카메라는 상기 제1 투과 영역에 중첩되는 제1 적외선 카메라, 상기 제2 투과 영역에 중첩되는 제2 적외선 카메라, 상기 제3 투과 영역에 중첩되는 제3 적외선 카메라 및 상기 제4 투과 영역에 중첩되는 제4 적외선 카메라를 포함하는 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
사용자가 상기 제1 렌즈의 중심을 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공에서 반사된 적외선은 상기 복수의 적외선 카메라에 수신되지 않는 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
사용자가 상기 제1 서브 렌즈가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공에서 반사된 적외선은 상기 제1 적외선 카메라에 수신되는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 투과 영역은 상기 적외선 광이 통과하는 투과 홀을 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 투과 영역은 복수의 화소를 포함하고, 상기 투과 홀은 상기 복수의 화소 사이에 배치되는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 표시부는 표시 패널을 포함하고, 상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 복수의 도전층 및 상기 복수의 도전층을 절연하는 복수의 절연층을 포함하며, 상기 투과 홀은 상기 복수의 도전층 및 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나의 층을 관통하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 각각 상기 복수의 채널을 제공하는 복수의 서브 렌즈를 포함하되, 상기 복수의 적외선 카메라 및 상기 복수의 투과 영역은 상기 복수의 서브 렌즈 중 일부 서브 렌즈들에만 중첩되도록 배치되는 표시 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 렌즈는 상기 채널을 각각 제공하는 제1 서브 렌즈, 제2 서브 렌즈, 제3 서브 렌즈 및 제4 서브 렌즈를 포함하고, 상기 복수의 투과 영역은 상기 제1 서브 렌즈와 중첩되는 제1 투과 영역, 상기 제2 서브 렌즈와 중첩되는 제2 투과 영역을 포함하며, 상기 적외선 광원은 상기 제1 서브 렌즈 상에 배치되는 제1 적외선 광원 및 상기 제2 서브 렌즈 상에 배치되는 제2 적외선 광원을 포함하고, 상기 복수의 적외선 카메라는 상기 제1 투과 영역에 중첩되는 제1 적외선 카메라 및 상기 제2 투과 영역에 중첩되는 제2 적외선 카메라는 포함하되, 사용자가 상기 제3 서브 렌즈가 위치하는 방향으로 응시하는 경우, 상기 사용자의 동공은 상기 제1 적외선 카메라에 의해 검출되는 표시 장치. - 헤드 마운트 디스플레이에 장착되는 표시 패널에 있어서,
기판, 상기 기판 상에 배치되는 복수의 도전층, 상기 복수의 도전층을 절연하는 복수의 절연층 및 상기 표시 패널에 입사되는 광의 적어도 일부를 투과시키고 사용자의 동공 위치를 검출하기 위한 센서와 중첩되도록 배치되는 투과 영역을 포함하되,
상기 투과 영역은 상기 복수의 도전층 및 상기 복수의 절연층 중 적어도 하나를 관통하는 투과 홀을 포함하는 표시 패널. - 제13 항에 있어서,
상기 투과 영역 내에 복수의 화소가 배치되고, 상기 투과 홀은 상기 복수의 화소 사이에 배치되는 표시 패널. - 제13 항에 있어서,
상기 센서는 적외선 카메라를 포함하고, 상기 투과 홀은 상기 적외선을 투과시키는 표시 패널. - 표시부의 복수의 투과 영역을 통해 수신된 적외선에 기초하여 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계; 및 상기 표시부에 상기 사용자의 동공 위치에 상응하는 표시 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법.
- 제16 항에 있어서,
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 상기 표시부를 구성하는 복수의 층 중 적어도 하나를 관통하는 투과 홀을 통해 상기 적외선을 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 상기 투과 영역 내의 복수의 화소 사이에 배치되는 복수의 투과 홀을 통해 적외선을 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 사용자의 동공 위치를 검출하는 단계는 복수의 서브 렌즈마다 배치된 복수의 적외선 광원으로부터 출광된 적외선을 표시부의 배면 상에 상기 복수의 투과 영역과 중첩되도록 배치된 복수의 적외선 카메라로 수신하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 표시 이미지를 표시하는 단계는 상기 사용자의 동공 위치에 기초하여, 상기 표시 이미지 중 상기 사용자가 응시하는 방향에 위치하는 특정 영역의 배율을 확대하여 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치 제어 방법.
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