CN108732755B - 具有显示模块和目镜的显示装置 - Google Patents

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Abstract

具有显示模块和目镜的显示装置。提供了一种包括显示模块和目镜的显示装置。用户可以通过目镜观看由显示模块实现的图像。在根据本发明的显示装置中，通过位于显示模块和目镜之间的半反射镜和反射偏振片，可以增加从显示模块朝向目镜移动的光的路径。因此，在根据本发明的显示装置中，可以减小整体厚度而不劣化由显示模块实现的图像的质量。

Description

具有显示模块和目镜的显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，在该显示装置中，用户可以通过目镜(eyepiece lens)观看由显示模块实现的图像。
背景技术
通常，显示装置包括用于实现图像的显示模块。例如，显示模块可以包括具有液晶的液晶面板和具有有机发光元件的OLED面板。
显示装置还可以包括向用户提供由显示模块实现的图像的目镜以及用于将目镜与用户对齐的安装元件。显示模块被容纳在包括联接到目镜的表面的主体中。安装元件可以从主体的表面向外延伸。例如，显示装置可以是头戴式显示装置(HMD)。
显示装置的厚度可以与显示模块和目镜之间的距离成比例。如果目镜太靠近显示模块，则会向用户放大由显示模块实现的图像。因此，在显示装置中，当目镜与显示模块之间的距离小于预定值时，用户可以识别黑底所在的非显示区域，从而可劣化由显示模块实现的图像的质量。因此，在显示装置中，总厚度的减小可受到限制。
发明内容
因此，本发明涉及一种显示装置，该显示装置基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种显示装置，在该显示装置中，可以减小总厚度而不会劣化所实现的图像的质量。
本发明的另一目的是提供一种能够增加从显示模块向目镜移动的光的路径的显示装置。
本发明的其它优点、目的和特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域的普通技术人员来说在研究以下内容时将变得显而易见或者可以通过实践本发明而知晓。本发明的目的和其它优点可以通过撰写的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并根据本发明的目的，如在本文中具体表达和广泛描述的，提供了一种包括显示模块上的目镜的显示装置。半反射镜被设置在所述目镜和所述显示模块之间。反射偏振片被设置在半反射镜和目镜之间。反射偏振片包括胆甾相液晶(CLC)。
显示模块、半反射镜和反射偏振片可以被容纳在主体中。主体可以包括联接到目镜的第一表面。安装元件可以位于主体的第一表面上。安装元件可以从主体的第一表面向外延伸。
后四分之一波片可以被设置在反射偏振片和目镜之间。
后线性偏振片可以被设置在后四分之一波片和目镜之间。
显示模块可以包括显示面板、面板偏振器和模块四分之一波片。面板偏振器可以位于显示面板和模块四分之一波片之间。可以将半反射镜设置在模块四分之一波片上。
显示面板可以包括依次层叠的下基板、下发光电极、发光层、上发光电极和上基板。
面板偏振器可以与显示面板的上基板和模块四分之一波片直接接触。
半反射镜可以位于靠近显示模块。
半反射镜可以是朝向显示模块突出的弯月面形状。
目镜可以是扁平形状。
在另一个实施方式中，显示装置包括在显示模块的表面上的半反射镜。反射偏振片被设置在半反射镜上。目镜被设置在反射偏振片上。在第一方向上圆偏振的光被反射偏振片反射。在与第一方向相反的第二方向上圆偏振的光透射穿过反射偏振片。
半反射镜与反射偏振片之间的距离可以大于反射偏振片与目镜之间的距离。
前四分之一波片可以位于显示模块和半反射镜之间。
显示模块可以包括显示面板和面板偏振器。面板偏振器可以位于显示面板和前四分之一波片之间。面板偏振器可以与显示面板直接接触。
显示模块还可以包括背光单元。显示面板可以被设置在背光单元和面板偏振器之间。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解并被并入且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A和图1B是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置的图；
图2A是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置的图像元件的图；
图2B是例示图2中的区域P的截面图；
图3A至图3E是依次示出从显示模块向目镜移动的光的路径和状态的图；
图4至图7是分别示出根据本发明的另一实施方式的显示装置的图。
具体实施方式
在下文中，通过参照例示本发明的一些实施方式的附图的以下详细说明，将清楚地理解与本发明的实施方式的上述目的、技术配置和操作效果有关的细节。这里，提供本发明的实施方式是为了令人满意地向本领域技术人员传达本发明的技术精神，并且因此，本发明可以以其它形式来实施并且不限于下文描述的实施方式。
另外，在整个说明书中，相同或极其相似的元件可以由相同的附图标记来标示，并且在附图中，为了方便起见，可能夸大层和区域的长度和厚度。将理解的是，当第一元件被称为“在”第二元件“上”时，尽管第一元件可以设置在第二元件上以便与第二元件接触，但是也可以在第一元件和第二元件之间插入第三元件。
这里，诸如例如“第一”和“第二”之类的术语可以用于将任何一个元件与另一个元件区分开。然而，可以随本领域技术人员的方便而任意地命名第一元件和第二元件，而不脱离本发明的技术精神。
在本发明的说明书中使用的术语仅用于描述特定的实施方式，并不旨在限制本发明的范围。例如，除非上下文另有其它明确指示，否则以单数形式描述的元件旨在包括多个元件。此外，在本发明的说明书中，还将理解的是，术语“包括”和“包含”表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或组合。
除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，诸如常用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，并且除非本文明确地进行了这样的定义，否则不应该被理解为理想化或过于形式化的意义。
(实施方式)
图1A和图1B是示意性地示出根据本发明的实施方式的显示装置的图。图2A是示意性地示出根据本发明的实施方式的显示装置的图像元件的图。图2B是例示图2A中的区域P的截面图。
参照图1A、图1B、图2A和图2B，根据本发明的实施方式的显示装置可以包括图像元件10和将图像元件10与用户对齐的安装元件20。
图像元件10可以实现提供给用户的图像。例如，图像元件10可以实现用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的图像。图像元件10可以通过安装元件20而被固定在用户眼睛的前方。例如，根据本发明的实施方式的显示装置可以是安装在用户头部上的头戴式显示装置(HMD)。
根据本发明的实施方式的显示装置被描述为安装元件20是眼镜架的腿形状。然而，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以包括具有各种形状的安装元件20。例如，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以是围绕用户头部的头饰形状。
图像元件10可以包括主体100、显示模块200、目镜300、半反射镜400和反射偏振片500。
主体100可以提供用于实现图像的空间。例如，显示模块200、半反射镜300和反射偏振片500可以被容纳在主体100中。
显示模块200可以实现要提供给用户的图像。例如，显示模块200可以包括显示面板210。显示面板210可以包括依次层叠的下基板211、发光元件214和上基板218。发光元件214可以包括依次层叠的下发光电极214a、发光层214b和上发光电极214c。发光层214b可以包括有机发光材料或无机发光材料。例如，显示面板210可以是OLED面板。
显示面板210还可以包括位于下基板211和发光元件214之间的薄膜晶体管212、覆盖薄膜晶体管212的层间绝缘层213以及覆盖下发光电极214a的边缘的堤岸绝缘层215。发光元件214可以电连接到薄膜晶体管212。例如，层间绝缘层213可以包括用于将下发光电极214a连接到薄膜晶体管212的接触孔。
显示面板210还可以包括位于发光元件214和上基板218之间的上钝化层216和粘合层217。粘合层217可以包括下粘合层217a和上粘合层217b。粘合层217可以防止由于外部湿气导致的发光元件214的损坏。例如，上粘合层217b可以包括用于捕获从外部渗透的湿气的吸湿材料277b。
显示模块200还可以包括位于显示面板210的上基板218上的面板偏振器220和模块四分之一波片230。面板偏振器220可以使从显示面板210发射的光在预定方向上偏振。模块四分之一波片230可以将透射的光的相位延迟λ/4。面板偏振器220可以设置在显示面板210和模块四分之一波片230之间。例如，面板偏振器220可以与显示面板210的上基板218以及模块四分之一波片230直接接触。因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，显示模块200可以发射圆偏振光。
根据本发明的实施方式的显示装置被描述为从显示面板210发射的光被模块四分之一波片230圆偏振。然而，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以包括发射圆偏振光的各种结构的显示模块200。
从显示模块200发出的光可以穿过目镜300朝向用户移动。用户可以经由目镜300观看由显示模块200实现的图像。可以通过安装元件20使目镜300与用户对齐。例如，目镜300可以包括与用户的左眼对齐的左目镜300L和与用户的右眼对齐的右目镜300R。
目镜300可以联接到主体100的第一表面。显示模块200可以位于靠近主体100的与主体100的第一表面相对的第二表面。例如，目镜300可以位于显示模块200的模块四分之一波片230上。安装元件20可以从主体100的联接到目镜300的表面向外延伸。例如，安装元件20可以包括端部，该端部联接到主体100的与目镜300联接的表面的边缘。
可以在显示模块200和目镜300之间设置半反射镜400。半反射镜400可以部分地反射入射光。例如，入射在半反射镜400上的光的一半可以穿过半反射镜400。半反射镜400可以包括半透明材料。例如，半反射镜400可以包括金属，例如镁、银和铝。
可以在半反射镜400和目镜300之间设置反射偏振片500。反射偏振片500可以反射在第一方向上圆偏振的光。例如，反射偏振片500可以反射左旋圆偏振光。在与第一方向相反的第二方向上圆偏振的光可以透射穿过反射偏振片500。例如，右旋圆偏振光可以穿过反射偏振片500。反射偏振片500可以包括反射预定方向上的圆偏振光的材料。例如，反射偏振片500可以包括胆甾相液晶(CLC)。由反射偏振片500反射的光的偏振方向可以由胆甾相液晶的螺旋结构确定。
图3A至图3E是依次示出从显示模块向目镜移动的光的路径和状态的图。
将参照图3A至图3E来描述从根据本发明的实施方式的显示装置的显示模块200发出的光的移动路径。首先，如图3A所示，根据本发明的实施方式的显示装置的显示模块200可以朝向半反射镜400发射光。
从显示模块200发射的光可以由显示面板210产生。从显示模块200发射的光可以透射穿过面板偏振器220和模块四分之一波片230。例如，在根据本发明的实施方式的显示装置中，从显示模块200朝向半反射镜400发射的光可以是左旋圆偏振光。
如图3B所示，从根据本发明的实施方式的显示装置的显示模块200发射的光可以部分地透射穿过半反射镜400。
可以不改变穿过半反射镜400的光的相位。例如，朝向反射偏振片500移动的光在穿过半反射镜400后可以是左旋圆偏振光。从显示模块200发出的光可以被半反射镜400部分地反射。由半反射镜400反射的光可以由半反射镜400相位反转。例如，由半反射镜400反射的光可以是右旋圆偏振光。
如图3C所示，穿过根据本发明的实施方式的显示装置的半反射镜400的光可以被反射偏振片500反射。
反射偏振片500可以包括反射从显示模块200发射并穿过半反射镜400的光的材料。例如，反射偏振片500可以包括具有反射左旋圆偏振光的螺旋结构的胆甾相液晶。由反射偏振片500反射的光的相位可以与入射在反射偏振片500上的光的相位相同。例如，由反射偏振片500朝向半反射镜400反射的光可以是左旋圆偏振光。
如图3D所示，由根据本发明的实施方式的显示装置的反射偏振片500反射的光可以被半反射镜400部分地反射。
被反射偏振片500反射的光可以部分地透射穿过半反射镜400，并且向显示模块200移动。例如，穿过半反射镜400并且向显示模块200移动的光可以是左旋圆偏振光。被半反射镜400朝向反射偏振片500反射的光可以被相位反转。例如，被半反射镜400朝向反射偏振片500反射的光可以是右旋圆偏振光。
如图3E所示，被根据本发明的实施方式的显示装置的半反射镜400朝向反射偏振片500反射的光可以透射穿过反射偏振片500。
由于反射偏振片500反射第一方向上的圆偏振光，因此在与第一方向相反的第二方向上圆偏振的光可以穿过反射偏振片500。由于被半反射镜400反射的光被半反射镜400相位反转，因此由半反射镜400朝向反射偏振片500反射的光可以通过反射偏振片500。例如，被半反射镜400朝向反射偏振片500反射的右旋圆偏振光可以在穿过反射偏振片500之后向目镜300移动。
因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，从显示模块200朝向目镜300移动的光可以在位于显示模块200与目镜300之间的半反射镜400和反射偏振片500之间重复一次。因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，从显示模块200朝向目镜300移动的光的路径可以被增加半反射镜400与反射偏振片500之间的距离的两倍。当从显示模块200朝向目镜300移动的光的路径增加时，可以减小目镜300的焦距。也就是说，当从显示模块200朝向目镜300移动的光的路径增加时，显示模块200可以位于靠近目镜300以向用户提供正常尺寸的图像。因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，显示模块200与目镜300之间的距离可以减小而不降低提供给用户的图像的质量。
在根据本发明的实施方式的显示装置中，从显示模块200朝向目镜300移动的光的路径可以与半反射镜400和反射偏振片500之间的距离成比例。因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，可以使半反射镜400与反射偏振片500之间的距离最大化，从而可以高效地增加光的移动路径。例如，在根据本发明的实施方式的显示装置中，半反射镜400可以位于靠近显示模块200，如图2A所示。显示模块200与半反射镜400之间的第一距离D1可以小于半反射镜400与反射偏振片500之间的第二距离D2。可以将反射偏振片500设置为靠近目镜300。半反射镜400与反射偏振片500之间的第二距离D2可以大于反射偏振片500与目镜300之间的第三距离D3。因此，在根据本发明的实施方式的显示装置中，可以高效地降低整体厚度。然而，本发明不限于此，并且如果合适的话，第一距离D1至第三距离D3可以具有上述关系以外的各种关系。
根据本发明的实施方式的显示装置被描述为穿过反射偏振片500的圆偏振光进入目镜300。然而，如图4所示，根据本发明的另一实施方式的显示装置还可以包括在反射偏振片500与目镜300之间的后四分之一波片610。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，提供给用户的光可以是线性偏振光。
另外，如图5所示，根据本发明的另一实施方式的显示装置还可以包括位于反射偏振片500和目镜300之间的后四分之一波片610和后线性偏振片700。后四分之一波片610和后线性偏振片700可以防止穿过目镜300之后朝向反射偏振片500移动的外部光再次被反射和发射。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，可以减小整体厚度并且可以提高可见度。
根据本发明的另一实施方式的显示装置被描述为后线性偏振片700被设置在后四分之一波片610和目镜300之间。然而，根据本发明的又一实施方式的显示装置可以包括在后线性偏振片700和目镜300之间的后四分之一波片610。
根据本发明的实施方式的显示装置被描述为从显示模块200发射的光可以是圆偏振光。然而，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以包括发射线性偏振光的显示模块200。例如，如图6所示，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以包括显示模块800，该显示模块800具有显示面板810和在显示面板810和半反射镜400之间的面板偏振器820。显示面板810可以包括具有液晶的液晶面板。例如，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，显示模块800还可以包括背光单元830。背光单元830可以位于显示面板810的后表面上。背光单元830可以均匀地照射显示面板810。背光单元830可以是侧光式。例如，背光单元830可以包括导光板、位于导光板的一侧的至少一个光源以及位于导光板上的光学片。背光单元830可以是直下式。例如，背光单元830可以包括具有漫射板的光学片以及与漫射板平行地设置的光源。显示面板810可以被设置在背光单元830和面板偏振器820之间。根据本发明的另一实施方式的显示装置还可以包括在显示模块800与半反射镜400之间的前四分之一波片620。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，圆偏振光可以从显示模块800入射在半反射镜400上。前四分之一波片620可以与半反射镜400直接接触。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，可以提高显示模块800的自由度，并且可以减小整体厚度。
根据本发明的实施方式的显示装置被描述为半反射镜400是扁平形状。然而，如图7所示，根据本发明的另一实施方式的显示装置可以包括具有弯月面形状的半反射镜400。半反射镜400可以朝向显示模块200突出。被具有弯月面形状的半反射镜400反射的光可以被折射。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，目镜300可以不是具有预定焦距的形状(例如，凸透镜)。例如，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，目镜300可以是扁平形状。因此，在根据本发明的另一实施方式的显示装置中，可以提高选择半反射镜400和目镜300的自由度。
因此，根据本发明的实施方式的显示装置可以使用半反射镜和反射偏振片来增加从显示面板朝向目镜移动的光的路径。因此，根据本发明的实施方式的显示装置可以在不劣化图像质量的情况下减小显示面板和目镜之间的距离。因而，在根据本发明的实施方式的显示装置中，可以减小整体厚度。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月18日提交的韩国专利申请No.10-2017-0050043的优先权，该申请通过引用合并于此，如同完全在本文中阐述一样。

Claims (8)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
显示模块；
目镜，所述目镜在所述显示模块上；
半反射镜，所述半反射镜在所述显示模块和所述目镜之间；
反射偏振片，所述反射偏振片在所述半反射镜与所述目镜之间；
主体，所述主体容纳所述显示模块、所述半反射镜、所述反射偏振片和所述目镜，所述主体包括联接到所述目镜的第一表面；以及
安装元件，所述安装元件从所述主体的所述第一表面向外延伸，
其中，所述反射偏振片包括胆甾相液晶CLC，
其中，所述显示装置还包括在所述反射偏振片与所述目镜之间的后四分之一波片以及在所述后四分之一波片和所述目镜之间的后线性偏振片，
其中，所述显示模块包括显示面板、在所述显示面板与所述半反射镜之间的模块四分之一波片以及在所述显示面板与所述模块四分之一波片之间的面板偏振器，
其中，所述面板偏振器与所述显示面板和所述模块四分之一波片直接接触，
其中，所述半反射镜具有扁平形状，
其中，所述显示模块位于靠近所述主体的与所述第一表面相对的第二表面，并且
其中，所述半反射镜与所述反射偏振片之间的距离大于所述显示模块与所述半反射镜之间的距离以及所述反射偏振片和所述目镜之间的距离，以进一步减小所述显示模块和所述目镜之间的距离而不劣化由所述显示装置实现的图像的质量。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板包括依次层叠的下基板、下发光电极、发光层、上发光电极和上基板。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，被所述反射偏振片反射的光的偏振方向由所述胆甾相液晶的螺旋结构确定。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，被所述半反射镜反射的光被所述半反射镜相位反转。
5.一种显示装置，该显示装置包括：
显示模块；
半反射镜，所述半反射镜在所述显示模块的表面上；
反射偏振片，所述反射偏振片在所述半反射镜上；
目镜，所述目镜在所述反射偏振片上；
主体，所述主体容纳所述显示模块、所述半反射镜、所述反射偏振片和所述目镜，所述主体包括联接到所述目镜的第一表面；以及
安装元件，所述安装元件从所述主体的所述第一表面向外延伸，
其中，所述反射偏振片反射在第一方向上圆偏振的光，并透射在与所述第一方向相反的第二方向上圆偏振的光，
其中，所述显示装置还包括：在所述显示模块与所述半反射镜之间并且与所述半反射镜直接接触的前四分之一波片，在所述反射偏振片与所述目镜之间的后四分之一波片，以及在所述后四分之一波片和所述目镜之间的后线性偏振片，
其中，所述显示模块包括显示面板以及在所述显示面板与所述前四分之一波片之间的面板偏振器，
其中，所述面板偏振器与所述显示面板直接接触，
其中，所述半反射镜具有扁平形状，
其中，所述显示模块位于靠近所述主体的与所述第一表面相对的第二表面，并且
其中，所述半反射镜与所述反射偏振片之间的距离大于所述显示模块与所述半反射镜之间的距离以及所述反射偏振片和所述目镜之间的距离，以进一步减小所述显示模块和所述目镜之间的距离而不劣化由所述显示装置实现的图像的质量。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述显示模块还包括背光单元，并且
其中，所述显示面板被设置在所述背光单元与所述面板偏振器之间。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，被所述反射偏振片反射的光的偏振方向由胆甾相液晶的螺旋结构确定。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其中，被所述半反射镜反射的光被所述半反射镜相位反转。
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