CN116009256A - 头戴式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种头戴式显示装置，其包括：显示面板；以及光学系统，定位在显示面板前面。显示面板依次包括发光元件部、第三延迟器、反射偏振器和吸收偏振器，其中，第三延迟器定位在发光元件部前面，且光学系统包括：第一曲面透镜，定位成面对显示面板，且第一延迟器定位在第一曲面透镜的、面对显示面板的第一表面上，分束器定位在第一曲面透镜的、与第一表面相对的第二表面上；以及第二曲面透镜，定位成面对分束器，且第二延迟器定位在第二曲面透镜的、面对分束器的第一表面上，第二反射偏振器定位在第二曲面透镜的、与第二曲面透镜的第一表面相对的第二表面上。

Description

头戴式显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年10月22日提交的第10-2021-0141621号韩国专利申请的优先权以及由此产生的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及头戴式显示装置，并且更具体地，涉及可以提高光效率的头戴式显示装置。

背景技术

发光显示装置是自发光显示装置，并且通过从发光二极管发射光来显示图像。

这种发光显示装置被包括并用在各种电子装置中，且为了向用户提供立体感或沉浸感，直接定位在用户的眼睛前面并且显示图像的头戴式显示装置也是广泛可用的。

由于在头戴式显示装置中使用偏振器，因此显示装置的光效率降低。

发明内容

实施方式提供具有提高的光效率的头戴式显示装置。

实施方式提供了头戴式显示装置，包括：显示面板；以及光学系统，定位在显示面板前面。显示面板包括按发光元件部、第三延迟器、第一反射偏振器和吸收偏振器的顺序布置的层。第三延迟器定位在光学系统与发光元件部之间。光学系统包括：第一曲面透镜，定位成面对显示面板，且第一延迟器定位在第一曲面透镜的、面对显示面板的第一表面上，并且分束器定位在第一曲面透镜的、与第一表面相对的第二表面上；以及第二曲面透镜，定位成面对分束器，且第二延迟器定位在第二曲面透镜的、面对分束器的第一表面上，并且第二反射偏振器定位在第二曲面透镜的、与第二曲面透镜的第一表面相对的第二表面上。

显示面板的第一反射偏振器可以具有第一反射轴，可以反射第一反射轴的偏振光，并且可以透射垂直于第一反射轴的偏振光，且显示面板的吸收偏振器可以具有吸收轴，可以对吸收轴的偏振光进行吸收，并且可以透射垂直于吸收轴的偏振光。

第三延迟器可以具有第一延迟轴，并且可以将在第一延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

吸收轴和第一反射轴可以具有相同的方向。

第二曲面透镜的第二反射偏振器可以具有第二反射轴，可以反射第二反射轴的偏振光，并且可以透射垂直于第二反射轴的偏振光。

第一曲面透镜的第一延迟器可以具有第二延迟轴，并且可以将在第二延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光，且第二曲面透镜的第二延迟器可以具有第三延迟轴，并且可以将在第三延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

第二反射轴可以具有与吸收轴和第一反射轴中的每个相同的角度。

第一延迟轴、第二延迟轴和第三延迟轴可以与吸收轴和第一反射轴成45度的角度。

显示面板的第三延迟器、第一曲面透镜的第一延迟器和第二曲面透镜的第二延迟器中的至少一个可以具有逆波长分散特性。

第一曲面透镜的分束器可以反射入射光的一半，并且可以透射入射光的另一半。

发光元件部可以包括阳极、中间层和阴极，中间层包括发光层，且阴极可以反射从其前表面入射的光的一半。

显示面板还可以包括封装衬底，封装衬底阻挡湿气或空气流入到发光层中，且封装衬底可以定位在阴极上。

封装衬底可以与第三延迟器、第一反射偏振器和吸收偏振器中的至少一个接触。

显示面板还可以包括封装层，封装层阻止湿气或空气流入到发光层中，且封装层可以包括作为两个无机封装层的第一封装无机层和第二封装无机层以及作为一个有机封装层的封装有机层，并且第一封装无机层、封装有机层和第二封装无机层可以依序堆叠。

另一实施方式提供了头戴式显示装置，包括：显示面板；以及光学系统，定位在显示面板前面。显示面板包括发光元件部，发光元件部发射圆偏振光，且光学系统包括曲面透镜，且延迟器定位在曲面透镜的、面对显示面板的第一表面上，并且反射偏振器定位在曲面透镜的、与第一表面相对的第二表面上。

在显示面板的发光元件部与光学系统之间可以不定位有单独的光学膜。

延迟器可以具有延迟轴，并且可以将在延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

反射偏振器可以具有反射轴，可以对反射轴的偏振光进行反射，并且可以透射垂直于反射轴的偏振光。

延迟轴和反射轴可以形成45度的角度。

包括在发光元件部中的发光二极管的发光层可以包括手性发光团的材料或螺旋结构的材料，或者可以通过双折射方法发射圆偏振光。

根据实施方式，当在光学系统中使用煎饼透镜(Pancake Lens)时，可以通过在光学系统和显示面板中使用反射偏振器来提高头戴式显示装置的光效率。此外，在头戴式显示装置中减少了重影图像，从而提高了显示质量。

附图说明

图1示出了根据实施方式的头戴式显示装置的示意性剖视图。

图2示出了根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的示意性剖视图。

图3示出了根据实施方式的头戴式显示装置的示意性光路。

图4示出了根据实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

图5示出了在根据图4的实施方式的头戴式显示装置中丢失的光路。

图6示出了根据图4的实施方式的头戴式显示装置中的重影图像的光路。

图7示出了根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的详细剖视图。

图8A至图8C示出了根据各种实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的示意性剖视图。

图9示出了根据另一实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的详细剖视图。

图10示出了根据另一实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

图11示出了根据另一实施方式的头戴式显示装置的示意性剖视图。

图12示出了根据图11的实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

图13以及图14A至图14E详细示出了用于根据图11的实施方式的头戴式显示装置的显示面板的发光层的示例。

附图标记的说明

100、100_1：显示面板        110：吸收偏振器

120：反射偏振器            130：延迟器

200：光学系统              210：第一曲面透镜

211：第一延迟器            212：分束器

220：第二曲面透镜          221：第二延迟器

222：反射偏振器            230：曲面透镜

231：延迟器                232：反射偏振器

300：眼睛                  150、150_1：发光元件部

Cathode：阴极              LCP：左旋圆偏振

RCP：右旋圆偏振            SUB：衬底

TFT：晶体管                GAT：栅电极

In1：第一无机绝缘层

In2：第二无机绝缘层

In3：第一有机绝缘层        EL：中间层

PDL：像素限定层            Anode：阳极

OLED：有机发光元件

encap1：封装衬底

encap2：封装层

encap2-1：第一封装无机层

encap2-2：封装有机层

encap2-3：第二封装无机层

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施方式。如本领域的技术人员将认识到的，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施方式。

为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部或部分，并且在整个说明书中，相同或相似的构成元件由相同的附图标记表示。

此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中所示的内容。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。

将理解，当诸如层、膜、区、区域或衬底的元件被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在居间的元件。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在居间的元件。此外，在说明书中，词语“在……上”或“在……上方”意指定位在物体部分上或物体部分下，并且不一定意指基于重力方向定位在物体部分上。

此外，除非另有明确说明，否则词语“包括(comprise)”和诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为暗示包括所陈述的元件，但不排除任何其它元件。

将理解，虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区、层和/或部分，但是这些元件、组件、区、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区、层或部分与另一元件、组件、区、层或部分区分开。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区”、“第一层”或“第一部分”可以称为第二元件、第二组件、第二区、第二层或第二部分。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在进行限制。如本文中所使用的，“一个”、“一种”、“该”和“至少一个(种)”不表示数量的限制，并且旨在包括单数和复数两者，除非上下文另外清楚地指示。例如，“一元件”具有与“至少一个元件”相同的含义，除非上下文另外清楚地指示。“至少一个(种)”不应被解释为限制“一个”或“一种”。“或”意指“和/或”。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。还将理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”或者“包括(includes)”和/或“包括(including)”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、区、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

此外，在整个说明书中，短语“在平面视图中”或“在平面上”意指从顶部观察目标部分，且短语“在剖视图中”或“在截面上”意指从侧面观看垂直切割目标部分而形成的截面。

在下文中，将参考图1描述根据实施方式的头戴式显示装置。

图1示出了根据实施方式的头戴式显示装置的示意性剖视图。

根据实施方式的头戴式显示装置主要包括显示面板100(在下文中也称为用于头戴式显示装置的显示面板)和定位在显示面板100前面的光学系统200。这里，光学系统200可以定位在显示面板100与用户的眼睛300之间，以允许用户的眼睛300更宽地观看到从显示面板100发射的光，从而改善沉浸感和立体效果。如本文中所使用的，“前”方向和“上”方向都意指图中的朝向用户的眼睛300的方向，即，第三方向DR3。

光学系统200包括两个曲面透镜210和220(在下文中称为煎饼透镜)，并且光学膜211、212、221和222分别设置在曲面透镜210和220的相对的表面上。第一曲面透镜210(在下文中也称为第一煎饼透镜)定位成面对显示面板100，且第二曲面透镜220(在下文中也称为第二煎饼透镜)定位成与用户的眼睛300相邻。

在下文中，将详细描述光学系统200。

第一延迟器211(在下文中也称为第一光学系统延迟器)设置在第一曲面透镜210的、与显示面板100相邻(即，面对显示面板100)的第一侧(在下文中也称为作为与第三方向DR3相反的方向的内侧)处，且分束器212设置在第一曲面透镜210的、与第一侧(即，第一表面)相对的第二侧(在下文中也称为作为第三方向DR3的外侧)处。第一曲面透镜210的第一侧可以朝向显示面板100凸出，并且第一曲面透镜210的第二侧可以朝向显示面板100凹入。

第一延迟器211也可以称为λ/4板，并且其可以通过相对于延迟轴提供λ/4的相位差来将线偏振改变为圆偏振或者将圆偏振改变为线偏振。分束器212透射入射光的一半，反射入射光的另一半，并且无论光的偏振特性如何都反射和透射光。

第二延迟器221(在下文中也称为第二光学系统延迟器)设置在第二曲面透镜220的(在第三方向DR3的相反方向上的)内侧处，即，面对分束器212，且反射偏振器222(在下文中也称为光学系统反射偏振器)设置在(在第三方向DR3上的)外侧处，即，面对用户的眼睛300。第二曲面透镜220的内侧可以朝向显示面板100凸出，并且第二曲面透镜220的外侧可以朝向显示面板100凹入。

第二延迟器221也可以称为λ/4板，并且其可以通过相对于延迟轴提供λ/4的相位差来将线偏振改变为圆偏振或者将圆偏振改变为线偏振。反射偏振器222具有反射轴，对反射轴方向的线偏振进行反射，并且透射与反射轴垂直的方向的线偏振。反射偏振器222可以具有其中宽度细的多条金属线在一个方向上布置的线栅结构，并且可以反射平行于金属线的布置方向的光并且透射垂直于布置方向的光。在这种情况下，多条金属线之间的距离可以比可见光的波长窄。

包括在光学系统200中的第一曲面透镜210和第二曲面透镜220可以由光学各向同性材料制成，并且例如，它们可以由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)制成。此外，第一曲面透镜210和第二曲面透镜220的曲面可以是球形或非球形。

在下文中，将参考图2描述根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板。

图2示出了根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的示意性剖视图。

根据实施方式的用在头戴式显示装置中的显示面板100可以是自身发光的自发光显示面板。这里，自发光显示面板的示例可以包括微型LED、有机发光元件(“OLED”)和无机发光二极管(“LED”)中的一个。现在将主要描述使用有机发光显示面板的实施方式。图2示意性地示出了包括在显示面板100中的发光元件部150，且发光元件部150可以意指包括在其中形成有有机发光元件和连接到有机发光元件的晶体管的显示面板100中的多个层。发光二极管的阴极Cathode定位在发光元件部150的最上部分处，图2等仅示出了阴极Cathode，并且其详细的截面结构将在图7等中描述。

吸收偏振器110(在下文中称为用于显示面板的吸收偏振器)、反射偏振器120(在下文中也称为用于显示面板的反射偏振器)和延迟器130(在下文中也称为用于显示面板的延迟器)设置在发光元件部150的(在第三方向DR3上的)前表面上。吸收偏振器110可以定位在发光元件部150的(在第三方向DR3上的)最外侧处，且反射偏振器120和延迟器130可以定位在发光元件部150的内侧处。

吸收偏振器110具有吸收轴，吸收且不透射吸收轴的线偏振的光，并且透射垂直于吸收轴的线偏振的光。这里，垂直于吸收轴的方向对应于透射轴。吸收偏振器110可以具有包括三乙酰纤维素(“TAC”)的膜形式。

反射偏振器120具有反射轴，对反射轴的线偏振的光进行反射，并且透射垂直于反射轴的线偏振的光。这里，垂直于反射轴的方向对应于透射轴。与反射偏振器222类似地，反射偏振器120具有其中宽度细的多条金属线在一个方向上布置的线栅结构，并且可以反射平行于金属线的布置方向的光并且透射垂直于布置方向的光。在这种情况下，多条金属线之间的距离可以比可见光的波长窄。

延迟器130也可以称为λ/4板，并且其可以通过相对于延迟轴提供λ/4的相位差来将线偏振改变为圆偏振或者将圆偏振改变为线偏振。

具有上述结构的头戴式显示装置中的光路可以如图3中所示。

图3示出了根据实施方式的头戴式显示装置的示意性光路。

图3示意性地示出了从用于头戴式显示装置的显示面板100发射的光通过光学系统200传播到用户的眼睛300的光路。

从用于头戴式显示装置的显示面板100发射的光中的一些可以分别穿过第一曲面透镜210和第二曲面透镜220，并且可以被提供给用户的眼睛300。此外，光中的一些可以在被第二曲面透镜220的反射偏振器222反射之后并且然后被第一曲面透镜210的分束器212反射之后被提供给用户的眼睛300。反射偏振器222和分束器212的反射可以发生数次，并且被反射的光可以被提供给用户的眼睛300。

参考图3，由于用户的眼睛300识别了由第一曲面透镜210和第二曲面透镜220反射的光，因此用户看到了比用于头戴式显示装置的显示面板100的尺寸大的图像。结果，用户沉浸在图像中的程度大，并且可以提高立体显示期间的立体感。此外，当使用两个曲面透镜210和220时，如图3中所示，光路变得更长，因此即使用薄的头戴式显示装置，也可以产生与如同从比薄的头戴式显示装置的实际距离更长的距离呈现图像相同的效果。

将参考图4详细描述根据以上描述的实施方式的头戴式显示装置中的光的特性和透射率。

图4示出了根据实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

虽然在图4中每个层被示为具有平面结构，但是每个层的实际结构对应于图1的结构，因此虽然光学系统200具有曲面，但是为了方便起见，其被简单地示为平坦表面。

在图4中，现在将描述用于头戴式显示装置的显示面板100中的透射率以及光路和偏振特性。

在根据图4的实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板100中，仅有发光二极管的阴极Cathode被示为在发光元件部150的最上侧处，并且延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110从阴极Cathode在第三方向DR3上依次定位在上侧处。

反射偏振器120和吸收偏振器110分别相对于反射轴和吸收轴布置成0°，且延迟器130的延迟轴可以相对于反射偏振器120的反射轴和吸收偏振器110的吸收轴布置成约45°。

这里，发光二极管的阴极Cathode可以具有半透反射特性，并且当反射光时，可以仅反射约50％的光。然而，在一些实施方式中，阴极Cathode的反射率可以不同于以上描述的示例。

在图4中，给每个光分配了数字，并且将根据数字的顺序来描述光的特性。在图4中，从用于头戴式显示装置的显示面板100发射的光被描述为数字1至数字7。

参考1号光，在第三方向DR3上从发光二极管的阴极Cathode发射的光被称为100％，即，从发光二极管的阴极Cathode发射的光在所有方向上都具有偏振特性。在图4中，其被表示为“非偏振”并示出没有偏振方向。

然后，参考2号光，其透射通过延迟器130，并且由于入射到延迟器130上的光包括所有方向的光，因此虽然相对于延迟轴提供了λ/4的延迟，但是透射的光具有所有方向的光。在2号中可以没有光的丢失。

之后，当透射通过延迟器130的光入射到反射偏振器120和吸收偏振器110上时，反射偏振器120的反射轴和吸收偏振器110的吸收轴在相同的方向(0°)上形成，使得在反射偏振器120的反射轴方向(0°)上的光被反射，并且在与反射偏振器120的反射轴方向垂直的方向(90°)上的光透射通过反射偏振器120和吸收偏振器110。在图4中，3号光被示为两个，且透射通过反射偏振器120和吸收偏振器110的光是具有90°方向的线偏振(线性)的光，并且入射到反射偏振器120和吸收偏振器110上的光的仅一半(50％)被透射。另一方面，在反射偏振器120上反射的光也是入射到反射偏振器120和吸收偏振器110上的光的一半(50％)，并且是作为反射轴的方向的0°的线偏振光。

之后，参考4号光，当在反射偏振器120上反射的光入射到延迟器130上时，仅为在45°方向上的延迟轴提供延迟，使得0°的线偏振(线性)光改变为左旋圆偏振(“LCP”)光，并且所有50％的光被透射。在一些实施方式中，0°的线偏振(线性)光可以改变为右旋圆偏振(“RCP”)光，但是在本实施方式中，其被设定成改变为左旋圆偏振光。

之后，参考5号光，只有25％的光(4号光的一半)在发光二极管(LED)的阴极Cathode上被部分反射时反射，且在这种情况下，其相位改变180度，并且其在改变为右旋圆偏振(RCP)光的同时被反射。

之后，参考6号光，右旋圆偏振(RCP)光在穿过延迟器130的同时再次改变为线偏振光，且在这种情况下，其改变为90°线偏振光，并且25％的入射光被原样透射。

然后，参考7号光，由于入射到反射偏振器120和吸收偏振器110上的光是90°线偏振(线性)光，因此其垂直于反射轴(0°)和吸收轴(0°)，因此其被原样透射，即，所有6号光都穿过。结果，25％的7号90°线偏振(线性)光透射。

在图4中，透射通过反射偏振器120和吸收偏振器110的光分别被示为3号光和7号光，且当它们被相加时，它们变成75％的90°线偏振(线性)光。因此，从用于头戴式显示装置的显示面板100传播到光学系统200的光是75％的90°线偏振(线性)光。此光垂直于反射偏振器120的反射轴和吸收偏振器110的吸收轴，并且是反射偏振器120和吸收偏振器110的透射轴上的光。

在下文中，将描述从用于头戴式显示装置的显示面板100提供到光学系统200的具有90°线偏振(线性)的75％的光穿过光学系统200从而传播到用户的眼睛300的方法。

在图4的头戴式显示装置的光学系统200中，反射偏振器222的反射轴被设定为0°。第一延迟器211和第二延迟器221的延迟轴可以相对于反射偏振器222的反射轴设置成约45°，并且可以相对于反射偏振器120的反射轴和吸收偏振器110的吸收轴设置成约45°。

参考8号光，传播到光学系统200的具有90°的线偏振(线性)的75％的光穿过第一延迟器211并改变为右旋圆偏振(RCP)光，使得75％的右旋圆偏振(RCP)光被透射。

参考9号光，由于在75％的右旋圆偏振(RCP)光入射到分束器212上时，仅有入射光的一半被透射，因此37.5％的右旋圆偏振(RCP)光在第三方向DR3上传播。同时，从分束器212入射的光的其它50％被反射，这将在图5中描述。

参考10号光，第二延迟器221将右旋圆偏振(RCP)光改变为0°线偏振光，并且37.5％的0°线偏振光传播到反射偏振器222。

参考11号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴，因此所有0°的光被反射并再次传播到第二延迟器221，使得具有0°的线偏振的37.5％的(11号)光在与第三方向DR3相反的方向上再次入射到第二延迟器221上。

参考12号光，37.5％的0°线偏振光在穿过第二延迟器221的同时改变为左旋圆偏振(LCP)光，使得37.5％的左旋圆偏振(LCP)光再次入射到分束器212。

参考13号光，当37.5％的左旋圆偏振(LCP)光入射到分束器212上时，作为入射光的一半的18.75％的光被反射，并且其余18.75％的光透射通过分束器212。当从分束器212反射时，由于其相位改变180度，因此18.75％的右旋圆偏振光(RCP)(13号)在第三方向DR3上再次传播从而入射到第二延迟器221上。这里，透射通过分束器212的其余18.75％的光与重影图像相关，并且因此将参考图6详细描述。

参考14号光，18.75％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过第二延迟器221的同时改变为90°线偏振(线性)光。因此，18.75％的90°线偏振(线性)光传播到反射偏振器222。

参考15号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴以及具有垂直于反射轴的90°作为透射轴，因此所有90°的入射线偏振(线性)光都被透射。因此，18.75％的光穿过光学系统200从而传播到用户的眼睛300。

通常，由于包括偏振器的常规的头戴式显示器具有约12.5％的光效率，因此与本实施方式相比，光效率存在约6.25％的差异。6.25％的光效率的差异相当于基于12.5％的光效率增加50％，这是光效率的非常大的差异，并且因此可以以更小的电流显示更亮的图像，且当头戴式显示器使用电池时，可以大大增加其能够以充满电的电池操作的时间。

在下文中，将参考图5和图6描述来自光学系统200的分束器212的一些光可以再次传播到用于头戴式显示装置的显示面板100的情况。

在图4中，在8号光的入射到分束器212上的光之中，除了作为9号光透射的光之外的其余光被反射并在下侧方向(与第三方向DR3相反的方向)上传播，且现在将参考图5描述此光。

图5示出了在根据图4的实施方式的头戴式显示装置中丢失的光路。

图5中的1号光和2号光分别对应于图4中的1号光和2号光，图5中的3号光对应于其中图4中的3号光和7号光所合并的光，以及图5中的4号光对应于图4中的8号光。

图5中的4号光是这样的光：传播到光学系统200的、具有90°的线偏振(线性)的75％的光在穿过第一延迟器211时改变为右旋圆偏振(RCP)光从而成为75％的右旋圆偏振(RCP)光。

参考图5中的5号光，75％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过分束器212的时所入射的光中的50％被透射，而其余50％被反射，其被示为5号反射光。

由于从分束器212反射的光的相位反转180度，因此改变为左旋圆偏振(LCP)光的光量仅是一半，其为37.5％的光。

此后，参考图5中的6号光，左旋圆偏振(LCP)光在再次穿过第一延迟器211的同时改变为0°线偏振(线性)光，并且光量维持在37.5％。

此后，37.5％的0°线偏振(线性)光传播到定位在用于头戴式显示装置的显示面板100的最上侧处的吸收偏振器110。由于吸收偏振器110具有0°作为吸收轴，因此从光学系统200传播到吸收偏振器110的0°线偏振(线性)光全部被吸收并丢失。

因此，参考图5，来自用于头戴式显示装置的显示面板100的入射光直接从分束器212反射的光被吸收偏振器110吸收并丢失，并且因此，用户不能从视觉上识别被吸收的光。

在下文中，当左旋圆偏振(LCP)光像图4中的12号光那样入射到分束器212上时，其中的一些透射通过分束器212，并且将参考图6详细描述此光。此光可能与重影图像相关。

图6示出了根据图4的实施方式的头戴式显示装置中的重影图像的光路。

图6中的1号光和2号光分别对应于图4中的1号光和2号光，且图6中的3号光对应于图4中的3号光和7号光所合并的光，并且与图5中的3号光相同。另一方面，图6中的4号光、5号光、6号光、7号光和8号光分别对应于图4中的8号光、9号光、10号光、11号光和12号光。

图6中的8号光指示37.5％的左旋圆偏振(LCP)光再次入射到分束器212。分束器212反射入射光的一半(18.75％)并透射另一半(18.75％)。图6中的9号光指示从分束器212透射的另一半(18.75％)光。

参考图6中的9号光，18.75％的左旋圆偏振(LCP)光穿过分束器212从而传播到第一延迟器211。

参考图6中的10号光，由于18.75％的左旋圆偏振光(LCP)在穿过第一延迟器211的同时改变为90°线偏振光，因此18.75％的90°线偏振光传播到用于头戴式显示装置的显示面板100。

参考图6中的11号光，当18.75％的90°线偏振光入射到反射偏振器120和吸收偏振器110上时，由于其具有垂直于反射偏振器120的反射轴(0°)和吸收偏振器110的吸收轴(0°)的偏振方向，因此其被原样透射。

参考图6中的12号光，当18.75％的90°线偏振光的入射到延迟器130上时，其改变为右旋圆偏振(RCP)光，从而作为18.75％的右旋圆偏振(RCP)光传播到发光二极管的阴极Cathode。

参考图6中的13号光，入射到发光二极管的阴极Cathode上的光中的仅一半被反射从而再次在第三方向DR3上传播。在这种情况下，由于其相位改变180度，因此9.375％的左旋圆偏振(LCP)光再次传播到延迟器130。

参考图6中的14号光，由于9.375％的左旋圆偏振光(LCP)在穿过延迟器130的同时改变为0°线偏振光，因此9.375％的0°线偏振光传播到反射偏振器120和吸收偏振器110。

参考图6中的15号光，由于反射偏振器120的反射轴具有0°，因此9.375％的0°线偏振光全部被原样反射并再次传播到延迟器130。

参考图6中的16号光，入射到延迟器130上的9.375％的0°线偏振光改变为9.375％的左旋圆偏振光(LCP)从而传播到发光二极管(LED)的阴极Cathode。

参考图6中的17号光，入射到发光二极管的阴极Cathode上的光中的仅一半被反射从而再次在第三方向DR3上传播，且在这种情况下，由于其相位改变180度，因此9.375％的左旋圆偏振(LCP)光改变为4.6875％的右旋圆偏振(RCP)光从而在第三方向DR3上传播。

参考图6中的18号光，4.6875％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过延迟器130的同时改变为4.6875％的90°线偏振光从而入射到反射偏振器120上。

参考图6中的19号光，反射偏振器120的反射轴具有0°，并且由于与其垂直的90°的光被透射，因此4.6875％的90°线偏振光原样传播到第一延迟器211。

参考图6中的20号光，4.6875％的90°线偏振光在穿过第一延迟器211的同时改变为4.6875％的右旋圆偏振(RCP)光。

参考图6中的21号光，在4.6875％的右旋圆偏振(RCP)光入射到分束器212上时，其一半被透射并且其另一半被反射。这里，由于图6中的21号光是透射通过分束器212的光，因此其变成2.34375％的右旋圆偏振(RCP)光。

参考图6中的22号光，2.34375％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过第二延迟器221的同时改变为2.34375％的0°线偏振光从而传播到反射偏振器222。

参考图6中的23号光，由于反射偏振器222的反射轴具有0°，因此2.34375％的0°光线偏振光被原样反射，并再次传播到第二延迟器221。

参考图6中的24号光，2.34375％的0°线偏振光在穿过第二延迟器221的同时改变为2.34375％的左旋圆偏振(LCP)光从而传播到分束器212。

参考图6中的25号光，入射到分束器212上的光的一半被透射并且其另一半被反射，且图6中的25号光是被反射的光，且当被反射时，其相位改变180度，因此从分束器212反射的光变成1.17％的右旋圆偏振(RCP)光。

参考图6中的26号光，1.17％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过第二延迟器221的同时变成1.17％的90°线偏振光。

参考图6中的27号光，反射偏振器222具有0°作为反射轴以及具有90°作为透射轴，因此1.17％的90°线偏振光被原样透射从而传播到用户的眼睛300。如上所述，传播到用户的眼睛的光可能被用户识别为重影图像，但是与图4的透射率(18.75％)相比，其相对较小，因此用户难以识别重影图像。

在上述实施方式中使用的反射轴、吸收轴和延迟轴可以在0°、90°和45°处具有彼此不同的预定角度。在这种情况下，预定角度可以大于0°并且小于5°。

另一方面，在一些实施方式中，用于头戴式显示装置的显示面板100的反射偏振器120的反射轴和光学系统200的反射偏振器222的反射轴可以形成约90度的角度。

然而，用于头戴式显示装置的显示面板100的反射偏振器120的反射轴和吸收偏振器110的吸收轴彼此平行可能是合适的。

在下文中，将参考图7至图9详细描述用于头戴式显示装置的显示面板100的截面结构和变型结构。

将参考图7描述根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板100的结构。

图7示出了根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的详细剖视图。

根据图7的实施方式的头戴式显示装置中所使用的显示面板100示出了包括有机发光元件OLED的有机发光面板。

虽然图7示出了直到图2等中的发光元件部150的最上层中所示的发光二极管的阴极Cathode的组件，但是封装衬底encap1可以附加地包括在其上。

延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110依次形成在封装衬底encap1上，但是由于已经讨论了这一点，因此在下文中，将主要描述其余构成元件。

在包括有机发光元件OLED的有机发光面板中，衬底SUB可以包括诸如玻璃的无机绝缘材料或诸如塑料(诸如聚酰亚胺(“PI”))的有机绝缘材料。衬底SUB可以具有至少一个基础层和至少一个无机层交替堆叠的结构，基础层包括依次堆叠的聚合物树脂。衬底SUB可以具有不同程度的柔性。衬底SUB可以是刚性衬底，或者是可弯曲、可折叠或可卷曲的柔性衬底。

半导体层定位在衬底SUB上。半导体层可以包括多晶硅或氧化物半导体。半导体层包括沟道区域C、第一区域S和第二区域D。第一区域S和第二区域D设置在沟道区域C的相应侧处。沟道区域C是与第一区域S和第二区域D相比掺杂有少量杂质的半导体区域或者是未掺杂有杂质的半导体区域，且第一区域S和第二区域D分别是与沟道区域C相比掺杂有大量杂质的半导体区域。

第一无机绝缘层In1定位在半导体层上。第一无机绝缘层In1可以具有包括氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)和氧氮化硅(SiO_xN_y)中的至少一种的单层结构或多层结构。

包括栅电极GAT的第一栅极导电层定位在第一无机绝缘层In1上。第一栅极导电层可以是其中堆叠有包含铜(Cu)、铜合金、铝(Al)、铝合金、钼(Mo)、钼合金、钛(Ti)和钛合金中的一种的金属膜的单个层或多个层。栅电极GAT可以在平面图中与半导体层的沟道区域C重叠。

包括沟道区域C、第一区域S和第二区域D的半导体层以及与沟道区域C重叠的栅电极GAT可以形成一个晶体管TFT。

第二无机绝缘层In2定位在第一栅极导电层和第一无机绝缘层In1上。第二无机绝缘层In2是包括氧化硅(SiO_x)，氮化硅(SiN_x)和氧氮化硅(SiO_xN_y)中的至少一种的单个层或多个层。

包括电极(源电极和漏电极)以及连接到半导体层的第一区域S和第二区域D的信号线SL1和SL2的第一数据导电层定位在第二无机绝缘层In2上。源电极和漏电极可以分别通过形成在第二无机绝缘层In2中的接触孔电连接到半导体层的第一区域S和第二区域D。在一些实施方式中，半导体层可以在没有源电极和漏电极的情况下直接延伸从而电连接到相邻的像素。第一数据导电层可以包括铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、铬(Cr)、钙(Ca)、钼(Mo)、钛(Ti)、钨(W)和/或铜(Cu)，并且可以具有单层结构或包括它们的多层结构。

在一些实施方式中，第二栅极导电层和附加的无机绝缘层还可以包括在第二无机绝缘层In2上以及第一数据导电层之间。第二栅极导电层可以包括与第一栅极导电层的栅电极重叠从而形成存储电容器的存储电极。附加的无机绝缘层覆盖第二栅极导电层从而使第二栅极导电层与第一数据导电层绝缘。

第一有机绝缘层In3定位在第一数据导电层上。第一有机绝缘层In3可以包括诸如通用聚合物(诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(“PS”))、具有酚基的聚合物衍生物、丙烯酰基聚合物、酰亚胺基聚合物、聚酰亚胺和硅氧烷基聚合物的有机绝缘材料。

开口可以定位在第一有机绝缘层In3中，并且晶体管TFT的一个电极和有机发光元件OLED的阳极Anode彼此电连接。

阳极Anode定位在第一有机绝缘层In3上。阳极Anode通过第一有机绝缘层In3的开口电连接到晶体管TFT。阳极Anode可以包含诸如银(Ag)、锂(Li)、钙(Ca)、铝(Al)、镁(Mg)或金(Au)的金属，并且也可以包含诸如氧化铟锡(“ITO”)或氧化铟锌(“IZO”)的透明导电氧化物(“TCO”)。阳极Anode可以形成为包括金属材料或透明导电氧化物的单个层，或包括它们的多个层。

像素限定层PDL定位在第一有机绝缘层In3和阳极Anode上。像素限定层PDL与阳极Anode的至少一部分重叠，并且具有限定发光区域的开口。开口可以具有与阳极Anode基本上相似的平面形状。开口可以在平面图中具有菱形或与菱形类似的八边形形状，但不限于此，并且可以具有诸如四边形、多边形、圆形或椭圆形的各种形状。

像素限定层PDL可以包括诸如通用聚合物(诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS))、具有酚基的聚合物衍生物、丙烯酰基聚合物、酰亚胺基聚合物、聚酰亚胺和硅氧烷基聚合物的有机绝缘材料。

中间层EL定位在像素限定层PDL和阳极Anode上。中间层EL可以包括发光层和功能层。中间层EL的发光层可以生成预定颜色的光。发光层可以包括有机材料和/或无机材料。本实施方式的发光层可以仅形成在像素限定层PDL的开口内。

同时，中间层EL的功能层可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少一种。功能层可以划分成定位在阳极Anode与发光层之间的第一功能层以及定位在发光层与阴极Cathode之间的第二功能层。每个功能层可以具有与衬底SUB的整个表面重叠的形状。功能层可以完全设置在多个像素上。

阴极Cathode定位在中间层EL上。阴极Cathode可以包括包含钙(Ca)、钡(Ba)、镁(Mg)、铝(Al)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)或钙(Ca)的反射金属或者诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明导电氧化物(TCO)。

阳极Anode、中间层EL和阴极Cathode可以构成有机发光元件OLED。

空穴和电子分别从阳极Anode和阴极Cathode注入到中间层EL中，并且当所注入的空穴和电子在其中复合的激子从激发态进入基态时发射光。

封装衬底encap1定位在阴极Cathode上，并且封装衬底encap1可以通过粘合剂或密封构件附接。

封装衬底encap1可以由光学各向同性玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。

封装衬底encap1用来密封有机发光元件OLED以阻挡外部湿气和氧气的流入，因为有机发光元件OLED非常容易受到湿气和氧气的影响。

在像素界定层PDL上还可以形成有间隔部(未示出)，并且间隔部允许像素界定层PDL从封装衬底encap1保持一距离。在这种情况下，间隔部可以形成在阴极Cathode之下。

虽然在图7中仅示出了一个晶体管TFT，但是每个实际像素可以包括两个或更多个晶体管。

图7示出了其中延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110依次形成在封装衬底encap1上的实施方式，但是实施方式可以如图8A至图8C中所示变型。

在下文中，将参考图8A至图8C描述用于头戴式显示装置的显示面板100的变型结构。

图8A至图8C示出了根据各种实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的示意性剖视图。

与图7不同地，图8A至图8C仅示出了封装衬底encap1和阴极Cathode以简要示出各个层的竖直关系，而不是示出详细的截面结构。

图8A示出了延迟器130定位在封装衬底encap1之下的实施方式。即，在根据图8A的用于头戴式显示装置的显示面板100中，延迟器130定位在发光二极管的阴极Cathode上，封装衬底encap1定位在延迟器130上，以及反射偏振器120和吸收偏振器110形成在封装衬底encap1上。

另一方面，参考图8B，反射偏振器120也可以定位在封装衬底encap1之下。即，在根据图8B的用于头戴式显示装置的显示面板100中，延迟器130和反射偏振器120定位在发光二极管的阴极Cathode上，封装衬底encap1定位在延迟器130和反射偏振器120上，以及吸收偏振器110形成在封装衬底encap1上。

另一方面，图8C示出了其中封装衬底encap1定位在吸收偏振器110上的实施方式。即，在根据图8C的用于头戴式显示装置的显示面板100中，延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110定位在发光二极管的阴极Cathode上，并且封装衬底encap1定位在延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110上。

这里，如在衬底SUB中一样，封装衬底encap1由玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成，并且因此，由于容易将光学膜附接到其一侧，因此可以进行诸如图8A至图8C的变型。

同时，除了图8A至图8C中所示的示例之外，当保持延迟器130、反射偏振器120和吸收偏振器110的顺序时，在各个光学层(或膜)之间还可以包括附加的光学各向同性层。

同时，在一些实施方式中，封装层可以通过堆叠绝缘膜而不是通过封装衬底encap1来形成，这将参考图9进行描述。

图9示出了根据另一实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的详细剖视图。

在图9中，与图7不同地，包括三个绝缘层的封装层encap2而不是封装衬底encap1设置在阴极Cathode上。

封装层encap2是用于阻挡湿气和氧气流入有机发光元件OLED中的层，并且可以具有包括多个绝缘层的结构，并且可以是包括无机层和有机层两者的复合膜。图9示出了根据实施方式的封装层encap2，其中第一封装无机层encap2-1、封装有机层encap2-2和第二封装无机层encap2-3依次堆叠为三个层。

第一封装无机层encap2-1覆盖阴极Cathode，并且可以包括氮化硅、氧化硅或它们所组合的无机化合物。

封装有机层encap2-2可以设置在第一封装无机层encap2-1上从而与第一封装无机层encap2-1接触。形成在第一封装无机层encap2-1的上表面上的弯曲表面或存在于第一封装无机层encap2-1上的微粒可以被封装有机层encap2-2覆盖，并且可以被封装有机层encap2-2平坦化。

第二封装无机层encap2-3设置在封装有机层encap2-2上从而覆盖封装有机层encap2-2。第二封装无机层encap2-3可以包括氮化硅、氧化硅或它们的组合。

在上文中，已经描述了其中所使用的三个延迟器130、211和221都具有正波长分散特性并且相对于延迟轴提供λ/4的相位延迟的实施方式。然而，由于所有延迟器130、211和221提供λ/4的相位延迟，因此若干次穿过延迟器130、211和221且同时累积的光可能引起具有不希望的偏振特性的问题。因此，在一些实施方式中，三个延迟器130、211和221中的至少一个可以相对于延迟轴提供-λ/4的相位延迟，以具有逆波长分散特性。

在下文中，将参考图10描述包括逆分散特性的实施方式。

图10示出了根据另一实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

在图10中，与图4的实施方式不同地，第二延迟器221具有相对于延迟轴提供-λ/4的相位延迟的逆分散特性。

与图4不同地，图10示出了这样的实施方式，其中在附加地示出伽马(Γ)的同时，当其是正波长分散特性时，添加一个伽马(Γ)，且当其是逆分散特性时，减去一个伽马(Γ)，并且示出了其具有多少波长分散性。

此外，与图4不同地，图10还分别通过分离从用于头戴式显示装置的显示面板100提供的光(3号光和7号光)来说明波长分散性。

除了图10中所示的光路和透射率之外，还将描述波长分散性。

图10中的1号光和7号光与图4中的相同，但是由于还示出了波长分散性的内容，因此将仅附加地描述波长分散性。

3号光在用于头戴式显示装置的显示面板100中仅穿过延迟器130一次，因此其具有一个伽马(Γ)值。另一方面，7号光总共穿过延迟器130三次，因此其具有三个伽马(Γ)值，即，3Γ。

由于波长分散性的这种差异，3号光和7号光将彼此分开描述，并且在下文中，将详细描述光学系统200中的光的变化。

将描述入射到光学系统200上的3号光。

3号光是50％的90°线偏振(线性)光，并且具有一个伽马(Γ)值，且参考8号光，传播到光学系统200的50％的90°线偏振光在穿过第一延迟器211的同时改变为右旋圆偏振(RCP)光从而被透射为50％的右旋圆偏振(RCP)光，且在这种情况下，波长分散性特性具有2Γ的值。

参考9号光，由于50％的右旋圆偏振(RCP)光穿过分束器212并且其中的仅一半被透射，因此25％的右旋圆偏振(RCP)光在第三方向DR3上传播。分束器212不提供相位差，因此9号光仍具有2Γ的波长分散性值。

参考10号光，第二延迟器221将右旋圆偏振(RCP)光改变为0°线偏振光，即，25％的0°线偏振光。在这种情况下，由于第二延迟器221提供逆波长分散性(-λ/4)，因此穿过第二延迟器221的光的波长分散性降低至Γ。

参考11号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴，因此所有0°的光被反射并再次传播到第二延迟器221，使得具有0°的线偏振并且具有Γ的波长分散性的25％的光再次入射到第二延迟器221。

参考12号光，具有0°的线偏振并且具有Γ的波长分散性的25％的光在穿过第二延迟器221的同时改变为左旋圆偏振(LCP)光，结果是25％的左旋圆偏振(LCP)光，并且由于第二延迟器221的逆波长分散性(-λ/4)，波长分散值为0。

参考13号光，25％的左旋圆偏振(LCP)光入射到分束器212上，并且作为入射光的一半的12.5％的光被反射，并且当从分束器212反射时，由于其相位改变180度，因此12.5％的右旋圆偏振(RCP)光在第三方向DR3上再次传播从而入射到第二延迟器221上。

参考14号光，12.5％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过第二延迟器221的同时改变为90°线偏振(线性)光，并且由于第二延迟器221的逆波长分散性(-λ/4)，波长分散值为-Γ。

参考15号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴以及具有与其垂直的90°作为透射轴，因此所有入射的90°的线偏振(线性)光被透射。因此，作为12.5％的90°线偏振光，具有-Γ的波长分散值的光传播到用户的眼睛。

在下文中，将描述入射到光学系统200上的7号光。

7号光是25％的90°线偏振(线性)光并且具有3Γ的值作为波长分散值，且参考8号光，传播到光学系统200的25％的90°线偏振光在穿过第一延迟器211的同时改变为右旋圆偏振(RCP)光从而被透射为25％的右旋圆偏振(RCP)光，且在这种情况下，波长分散性具有4Γ的值。

参考9号光，由于25％的右旋圆偏振(RCP)光穿过分束器212并且其中的仅一半被透射，因此12.5％的右旋圆偏振(RCP)光在第三方向DR3上传播。分束器212不提供相位差，因此9号光仍具有4Γ的波长分散值。

参考10号光，第二延迟器221将右旋圆偏振(RCP)光改变为0°线偏振光，即，改变为12.5％的0°线偏振光。在这种情况下，由于第二延迟器221提供逆波长分散性(-λ/4)，因此穿过第二延迟器221的光的波长分散性降低至3Γ。

参考11号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴，因此所有0°的光被反射并再次传播到第二延迟器221，使得具有0°的线偏振并且具有3Γ的分散性的12.5％的光再次入射到第二延迟器221。

参考12号光，具有0°的线偏振并且具有3Γ的波长分散性的12.5％的光在穿过第二延迟器221的同时改变为左旋圆偏振(LCP)光，结果是12.5％的左旋圆偏振(LCP)光，并且由于第二延迟器221的逆波长分散性(-λ/4)，波长分散值是2Γ。

参考13号光，12.5％的左旋圆偏振(LCP)光入射到分束器212上，并且作为入射光的一半的6.25％的光被反射，且当从分束器212反射时，由于其相位改变180度，因此6.25％的右旋圆偏振(RCP)光在第三方向DR3上再次传播从而入射到第二延迟器221上。

关于14号光，6.25％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过第二延迟器221的同时改变为90°线偏振(线性)光，并且由于第二延迟器221的逆波长分散性(-λ/4)，波长分散值为Γ。

参考15号光，由于反射偏振器222具有0°作为反射轴以及具有与其垂直的90°作为透射轴，因此所有90°的入射线偏振(线性)光被透射。因此，作为6.25％的90°线偏振光，具有Γ的波长分散值的光传播到用户的眼睛。

在图10中，传播到用户的眼睛的光是12.5％的90°线偏振光，并且在此光中，存在具有-Γ的波长分散值的光以及作为6.25％的90°线偏振光具有Γ的波长分散值的光。

两个光具有相同的偏振方向，但是两个光的波长分散值彼此不同为-Γ和Γ。因此，它们具有波长分散性可以在不偏向一侧的情况下通过彼此互补而减轻的优点。

在一些实施方式中，可以包括具有逆波长分散性的两个延迟器，并且其它延迟器130和211而不是第二延迟器221可以具有逆波长分散性。例如，不是第二延迟器221，而是包括在用于头戴式显示装置的显示面板100中的延迟器130可以形成为具有逆波长分散性。在这种情况下，包括在光学系统200中的延迟器211和221可以具有正波长分散性。

在下文中，将参考图11至图14E描述根据另一实施方式的头戴式显示装置，并且从包括在图11至图14E的头戴式显示装置中的用于头戴式显示装置的显示面板100_1发射的光具有在没有单独的延迟器的情况下所发射的圆偏振光的特性。

如此，当用于头戴式显示装置的显示面板100_1在没有延迟器的情况下发射圆偏振光时，可以如图11中所示包括单个曲面透镜230(煎饼透镜)。

在下文中，将参考图11详细描述另一头戴式显示装置。

图11示出了根据另一实施方式的头戴式显示装置的示意性剖视图。

根据图11的实施方式的头戴式显示装置主要包括显示面板100_1(在下文中也称为用于头戴式显示装置的显示面板)和定位在显示面板100_1前面的光学系统。这里，用于头戴式显示装置的显示面板100_1的发光元件部150_1(参考图12)在没有单独的延迟器的情况下发射圆偏振光，且光学系统可以包括单个曲面透镜230(在下文中称为煎饼透镜)。此外，由于光学膜231和232设置在单个曲面透镜230的相对的表面上，因此与图1的实施方式相比，包括在光学系统中的光学膜的数量可以减少一半。

将参考图11详细描述根据实施方式的光学系统。

延迟器231(在下文中也称为光学系统延迟器)设置成在包括在光学系统中的单个曲面透镜230的(在第三方向DR3的相反方向上的)内侧上面对显示面板100_1，且反射偏振器232(在下文中也称为光学系统反射偏振器)形成在单个曲面透镜230的(在第三方向DR3上的)外侧处。反射偏振器232定位在用户的眼睛300与单个曲面透镜230之间。

延迟器231也可以称为λ/4板，并且其可以通过相对于延迟轴提供λ/4的相位差来将线偏振改变为圆偏振或者将圆偏振改变为线偏振。反射偏振器232具有反射轴，对反射轴的线偏振进行反射，并且透射与反射轴垂直的方向的线偏振。反射偏振器232可以具有其中宽度细的多条金属线在一个方向上布置的线栅结构，并且可以反射平行于金属线的布置方向的光并且透射垂直于布置方向的光。在这种情况下，多条金属线之间的距离可以比可见光的波长窄。

包括在光学系统中的曲面透镜230可以由光学各向同性材料制成(例如，玻璃)，或者曲面透镜230的曲面可以由球形表面或非球形表面形成。曲面透镜230可以由聚甲基丙烯酸甲酯等形成。

在包括在图11的实施方式中的用于头戴式显示装置的显示面板100_1中，与图2的实施方式不同地，在阴极Cathode的前表面上可以不形成单独的光学膜(图2中的吸收偏振器110、反射偏振器120、延迟器130等)。

在下文中，将参考图12描述整个头戴式显示装置的光路和透射率。

图12示出了根据图11的实施方式的头戴式显示装置的光路和透射率。

如图12中所示，在用于头戴式显示装置的显示面板100_1中，在发光元件部150_1的阴极Cathode上不形成单独的膜。然而，如图13以及图14A至图14E中所示，发光二极管的发光层包括发射左旋圆偏振光(LCP)和右旋圆偏振光(RCP)中的一种的材料，并且作为它们中的一种，可以包括手性发光团材料或螺旋结构发光材料，且圆偏振光可以通过双折射方法发射，或者可以以图14A至图14E中所示的各种方法中的一种形成。

参考图12中的1号光，根据实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板100_1的发光二极管在没有单独的光学膜的情况下发射右旋圆偏振(RCP)光。结果，100％的光在没有光丢失的情况下从用于头戴式显示装置的显示面板100_1发射从而入射到光学系统上。

参考2号光，延迟器231将右旋圆偏振(RCP)光改变为0°线偏振光，即，改变为100％的0°线偏振光。

参考3号光，反射偏振器232具有0°作为反射轴，因此所有0°的光被反射从而再次传播到延迟器231。

参考4号光，100％的0°线偏振光在穿过延迟器231的同时改变为左旋圆偏振(LCP)光，使得100％的左旋圆偏振(LCP)光传播到阴极Cathode。

参考5号光，由于阴极Cathode反射入射光的一半，因此50％的光在第三方向DR3上传播，并且当其被反射时，产生180度的相位差，因此其在改变为右旋圆偏振(RCP)光的同时在第三方向DR3上再次传播从而入射到延迟器231上。

关于6号光，50％的右旋圆偏振(RCP)光在穿过延迟器231的同时改变为90°线偏振(线性)光。

参考7号光，由于反射偏振器232具有0°作为反射轴以及具有与其垂直的90°作为透射轴，因此所有入射的90°的线偏振(线性)光都被透射。因此，50％的90°线偏振光传播到用户的眼睛。

参考图12，可以看出，从用于头戴式显示装置的显示面板100_1的发光二极管发射的光的50％传播到用户的眼睛，从而可以提供非常高的光效率。

此外，光学系统也仅使用一个延迟器231并且仅包括两个光学膜(延迟器231和反射偏振器232)，并且在用于头戴式显示装置的显示面板100_1中不使用单独的光学膜，从而可以看出光效率高。

此外，由于头戴式显示装置的重量小，因此存在用户即使长时间使用也不太疲劳的优点。

在下文中，将参考图13以及图14A至图14E示意性地描述能够从用于头戴式显示装置的显示面板100_1发射圆偏振光的发光层的结构。

图13以及图14A至图14E详细示出了根据图11的实施方式的用于头戴式显示装置的显示面板的发光层的示例。

参考图13，发光层使用手性发光团中所包括的材料从而能够发射左旋圆偏振(LCP)光或右旋圆偏振(RCP)光。

图14A至图14E示出了五个发光层的示例。

图14A示意性地示出了发光层材料可以通过在具有手性结构的纳米模板中包括不具有手性结构的荧光团来形成。

图14B示出了将圆偏振光发射体(“CPL”)结合到DNA的结构的方法，且图14C示出了通过结合作为生物材料的AIEgen(聚集诱导发光体)来形成手性纳米管从而发射圆偏振光的方法。

图14D示出了在允许光穿过形成为以预定间距堆叠的多个层的材料的同时产生圆偏振的方法，且图14E示出了一种通过结合聚乙烯醇(PVA)、纤维素纳米晶体(“CNC”)和碳点(“CD”)并使用紫外线(“UV”)来发射圆偏振(CPL)光的方法。

图14A至图14E中所示的方法是各种方法的示例，并且本发明不限于此。

虽然已经结合当前被认为是可行的实施方式描述了本公开，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (20)

1.一种头戴式显示装置，包括：

显示面板；以及

光学系统，定位在所述显示面板前面，

其中，所述显示面板包括按发光元件部、第三延迟器、第一反射偏振器和吸收偏振器的顺序布置的层，并且所述第三延迟器定位在所述光学系统与所述发光元件部之间，以及

所述光学系统包括：

第一曲面透镜，定位成面对所述显示面板，且第一延迟器定位在所述第一曲面透镜的、面对所述显示面板的第一表面上，并且分束器定位在所述第一曲面透镜的、与所述第一表面相对的第二表面上；以及

第二曲面透镜，定位成面对所述分束器，且第二延迟器定位在所述第二曲面透镜的、面对所述分束器的第一表面上，并且第二反射偏振器定位在所述第二曲面透镜的、与所述第二曲面透镜的所述第一表面相对的第二表面上。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，

所述显示面板的所述第一反射偏振器具有第一反射轴，反射所述第一反射轴的偏振光，并且透射垂直于所述第一反射轴的偏振光；以及

所述显示面板的所述吸收偏振器具有吸收轴，吸收所述吸收轴的偏振光，并且透射垂直于所述吸收轴的偏振光。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示装置，其中，

所述第三延迟器具有第一延迟轴，并且将在所述第一延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

4.根据权利要求3所述的头戴式显示装置，其中，

所述吸收轴和所述第一反射轴具有相同的方向。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，

所述第二曲面透镜的所述第二反射偏振器具有第二反射轴，反射所述第二反射轴的偏振光，并且透射垂直于所述第二反射轴的偏振光。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其中，

所述第一曲面透镜的所述第一延迟器具有第二延迟轴，并且将在所述第二延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光，以及

所述第二曲面透镜的所述第二延迟器具有第三延迟轴，并且将在所述第三延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

7.根据权利要求6所述的头戴式显示装置，其中，

所述第二反射轴具有与所述吸收轴和所述第一反射轴中的每个相同的角度。

8.根据权利要求7所述的头戴式显示装置，其中，

所述第一延迟轴、所述第二延迟轴和所述第三延迟轴与所述吸收轴和所述第一反射轴成45度的角度。

9.根据权利要求7所述的头戴式显示装置，其中，

所述显示面板的所述第三延迟器、所述第一曲面透镜的所述第一延迟器和所述第二曲面透镜的所述第二延迟器中的至少一个具有逆波长分散特性。

10.根据权利要求6所述的头戴式显示装置，其中，

所述第一曲面透镜的所述分束器反射入射光的一半，并且透射所述入射光的另一半。

11.根据权利要求10所述的头戴式显示装置，其中，

所述发光元件部包括阳极、中间层和阴极，所述中间层包括发光层，以及

所述阴极反射从其前表面入射的光的一半。

12.根据权利要求11所述的头戴式显示装置，其中，

所述显示面板还包括封装衬底，所述封装衬底阻挡湿气或空气流入到所述发光层中，以及

所述封装衬底定位在所述阴极上。

13.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，

所述封装衬底与所述第三延迟器、所述第一反射偏振器和所述吸收偏振器中的至少一个接触。

14.根据权利要求11所述的头戴式显示装置，其中，

所述显示面板还包括封装层，所述封装层阻止湿气或空气流入到所述发光层中，以及

所述封装层包括作为两个无机封装层的第一封装无机层和第二封装无机层以及作为一个有机封装层的封装有机层，并且所述第一封装无机层、所述封装有机层和所述第二封装无机层依次堆叠。

15.一种头戴式显示装置，包括：

显示面板；以及

光学系统，定位在所述显示面板前面，

其中，所述显示面板包括发光元件部，所述发光元件部发射圆偏振光，以及

所述光学系统包括曲面透镜，且延迟器定位在所述曲面透镜的、面对所述显示面板的第一表面上，并且反射偏振器定位在所述曲面透镜的、与所述第一表面相对的第二表面上。

16.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，

在所述显示面板的所述发光元件部与所述光学系统之间不定位有单独的光学膜。

17.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，

所述延迟器具有延迟轴，并且将在所述延迟轴的方向上的光延迟λ/4，从而将线偏振光改变为圆偏振光或者将圆偏振光改变为线偏振光。

18.根据权利要求17所述的头戴式显示装置，其中，

所述反射偏振器具有反射轴，反射所述反射轴的偏振光，并且透射垂直于所述反射轴的偏振光。

19.根据权利要求18所述的头戴式显示装置，其中，

所述延迟轴和所述反射轴形成45度的角度。

20.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，

包括在所述发光元件部中的发光二极管的发光层包括手性发光团的材料或螺旋结构的材料，或者通过双折射方法发射圆偏振光。

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