KR101941459B1

KR101941459B1 - 접안 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101941459B1
Application number: KR1020170122547A
Authority: KR
Inventors: 정성민; 이경진
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-01-23

Abstract

본 발명은 접안 렌즈를 통해 표시 패널에 의해 구현된 영상이 제공되는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 하프 미러를 이용하여 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가하되, 상기 하프 미러에 의해 상기 표시 패널 방향으로 반사된 빛을 상기 접안 렌즈 방향으로 재반사할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 전체적인 두께가 감소되며, 광 효율이 향상될 수 있다.

Description

접안 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치{Display device having an eyepiece}

본 발명은 표시 패널에 의해 구현된 영상이 접안 렌즈를 통해 사용자에게 제공되는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치는 영상을 구현하는 표시 패널을 포함한다. 예를 들어, 상기 표시 패널은 액정을 포함하는 액정 패널 및 유기 발광 소자를 포함하는 OLED 패널을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 장치는 해당 표시 패널에 의해 구현되는 영상을 사용자에게 제공하기 위한 접안 렌즈를 더 포함할 수 있다. 상기 표시 패널은 영상 부재 내에 수납될 수 있다. 예를 들어, 상기 접안 렌즈는 상기 영상 부재의 일측에 결합될 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 상기 접안 렌즈를 사용자의 눈과 정렬하는 장착 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 장착 부재는 상기 영상 부재의 일측으로부터 연장되는 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 헤드 장착형 디스플레이 장치(Head Mounted Display device; HMD)일 수 있다.

상기 디스플레이 장치의 두께는 상기 표시 패널과 상기 접안 렌즈 사이의 거리와 비례할 수 있다. 상기 접안 렌즈가 상기 표시 패널에 너무 가까이 위치하면, 상기 표시 패널에 의해 구현된 영상은 사용자에게 크게 확대되어 보일 수 있다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치에서는 접안 렌즈와 표시 패널 사이의 거리가 일정 이하로 가까워지면, 블랙 매트릭스 등이 위치하는 비표시 영역이 사용자에게 인식될 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이 장치는 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로가 일정 이상의 길이를 갖도록 하여, 사용자에게 인식되는 영상의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기 디스플레이 장치는 하프 미러를 이용하여 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 상기 하프 미러 및 반사 편광판을 이용하여 상기 표시 패널로부터 방출된 빛이 적어도 1회 이상 일정 영역을 왕복하도록 할 수 있다. 그러나, 상기 하프 미러는 입사하는 빛의 일부만 투과하므로, 상기 디스플레이 장치는 전체적으로 광 효율이 저하될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전체적인 두께를 감소하며, 광 효율을 향상할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하프 미러에 의해 표시 패널 방향으로 반사된 빛의 적어도 일부가 접안 렌즈를 통해 사용자에게 제공될 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 제공될 것이다.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널과 접안 렌즈 사이에 위치하는 하프 미러를 포함한다. 표시 패널과 하프 미러 사이에는 전면 1/4 파장판이 위치한다. 하프 미러와 접안 렌즈 사이에는 후면 1/4 파장판이 위치한다. 표시 패널과 전면 1/4 파장판 사이에는 전면 선형 편광판이 위치한다. 후면 1/4 파장판과 접안 렌즈 사이에는 후면 선형 반사 편광판이 위치한다. 전면 선형 편광판과 전면 1/4 파장판 사이에는 전면 선형 반사 편광판이 위치한다.

전면 선형 반사 편광판의 투과축은 후면 선형 반사 편광판의 투과축과 수직할 수 있다.

전면 선형 반사 편광판과 하프 미러 사이의 이격 거리는 하프 미러와 후면 선형 반사 편광판 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.

후면 1/4 파장판과 후면 선형 반사 편광판 사이에는 후면 에어 갭이 위치할 수 있다.

전면 선형 반사 편광판과 전면 1/4 파장판 사이에는 전면 에어 갭이 위치할 수 있다.

후면 1/4 파장판과 후면 선형 반사 편광판 사이의 이격 거리는 전면 선형 반사 편광판과 전면 1/4 파장판 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.

후면 1/4 파장판을 통과하는 빛의 위상은 전면 1/4 파장판을 통과하는 빛의 위상과 반대 방향으로 지연될 수 있다.

후면 선형 반사 편광판과 접안 렌즈 사이에는 후면 선형 편광판이 위치할 수 있다.

표시 패널은 순서대로 적층된 하부 표시 기판, 하부 발광 전극, 발광층, 상부 발광 전극 및 상부 표시 기판을 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 전면 선형 반사 편광판을 이용하여 하프 미러에 의해 표시 패널 방향으로 반사된 빛을 접안 렌즈 방향으로 재반사할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 하프 미러를 이용하여 표시 패널로부터 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로가 증가되되, 상기 하프 미러에 의한 빛의 손실이 최소화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 광 효율의 저하를 최소화하며, 전체적인 두께를 감소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다.
도 2c는 도 2a의 P 영역을 확대한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널로부터 하프 미러에 입사한 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 하프 미러를 통과한 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 하프 미러에 의해 반사된 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 6 및 7은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면들이다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.

여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.

본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다"　또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

(실시 예)

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2a는 도 1의 I-I'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다. 도 2b는 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 단면을 나타낸 도면이다. 도 2c는 도 2a의 P 영역을 확대한 도면이다.

도 1 및 2a 내지 2c를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상 부재(10) 및 상기 영상 부재(10)를 사용자와 정렬하기 위한 장착 부재(20)를 포함할 수 있다.

상기 영상 부재(10)는 사용자에게 제공되는 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 부재(10)는 가상 현실(Virsual Reality; VR) 또는 증강 현실(Augmented Reality; AR)을 구현할 수 있다. 상기 영상 부재(10)는 상기 장착 부재(20)에 의해 사용자의 눈 앞에 고정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 사용자의 머리에 장착되는 헤드 장착형 디스플레이 장치(Head Mounted Display device; HMD)일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 장착 부재(20)가 안경 테의 다리 형상인 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 다양한 형태의 장착 부재(20)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 장착 부재(20)가 사용자의 머리를 감싸는 헤드 기어(head-gear) 형상일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 장착 부재(20)를 상기 영상 부재(10)와 결합하기 위한 결합 부재(30)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 부재(10) 및 상기 장착 부재(20)는 각각 상기 결합 부재(30)와 결합될 수 있다. 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)와 상기 장착 부재(20) 사이에 위치할 수 있다. 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)의 내측 표면 및 상기 장착 부재(20)의 내측 표면과 결합할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(30)는 플레이트(plate) 형상일 수 있다.

상기 영상 부재(10) 내에는 표시 패널(100)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 부재(10)는 상기 표시 패널(100)을 지지하는 지지부(11) 및 상기 지지부(11)의 가장 자리로부터 돌출된 결합부(12)를 포함할 수 있다. 상기 결합부(12)는 상기 표시 패널(100)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)의 상기 결합부(12)에 결합될 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 시청자에게 제공되는 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 순서대로 적층된 하부 표시 기판(110), 발광 소자(140) 및 상부 표시 기판(180)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 영상을 구현하기 위하여 특정한 색을 나타내는 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(140)는 순서대로 적층된 하부 발광 전극(141), 발광층(142), 상부 발광 전극(143)을 포함할 수 있다. 상기 발광층(142)은 유기 물질, 무기 물질 또는 하이브리드 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치의 표시 패널(100)은 유기 발광 소자를 포함하는 OLED 패널일 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 상기 하부 표시 기판(110)과 상기 발광 소자(140) 사이에 위치하는 박막 트랜지스터(120), 상기 박막 트랜지스터(120)를 덮는 오버 코트층(130) 및 상기 하부 발광 전극(141)의 가장 자리를 덮는 뱅크 절연막(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(120)에 의한 단차를 제거할 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 상기 오버 코트층(130) 상에 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 상기 박막 트랜지스터(120)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(130)은 상기 하부 발광 전극(141)을 상기 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극과 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 포함할 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 상기 발광 소자(140)와 상기 상부 표시 기판(180) 사이에 위치하는 상부 보호막(160) 및 접착층(170)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 보호막(160)은 외부 충격 및 수분으로부터 상기 발광 소자(140)를 보호할 수 있다. 상기 접착층(170)은 상기 상부 보호막(160)과 상기 상부 표시 기판(180) 사이에 위치할 수 있다. 상기 상부 표시 기판(180)은 상기 접착층(170)에 의해 상기 상부 보호막(160)이 형성된 상기 하부 표시 기판(110)과 결합될 수 있다. 상기 접착층(170)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(170)은 하부 접착층(171) 및 상부 접착층(172)을 포함할 수 있다. 상기 상부 접착층(172)은 상기 하부 접착층(171) 및 상기 상부 표시 기판(180) 사이에 위치할 수 있다. 상기 상부 접착층(172)은 흡습 물질(170p)을 포함할 수 있다. 상기 하부 접착층(171)은 상기 흡습 물질(170p)의 팽창에 의해 상기 발광 소자(140)에 가해지는 응력(stress)을 완화할 수 있다.

상기 표시 패널(100) 상에는 접안 렌즈(200)가 위치할 수 있다. 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛은 상기 접안 렌즈(200)를 통과하여 사용자 방향으로 진행할 수 있다. 사용자는 상기 접안 렌즈(200)를 통해 상기 표시 패널(100)에 의해 구현된 영상을 볼 수 있다. 상기 접안 렌즈(200)는 상기 장착 부재(20)에 의해 사용자의 눈과 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 접안 렌즈(200)는 사용자의 좌안과 정렬되는 좌안 렌즈(200L) 및 사용자의 우안과 정렬되는 우안 렌즈(200R)를 포함할 수 있다. 상기 접안 렌즈(200)는 상기 영상 부재(10)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 접안 렌즈(200)는 상기 영상 부재(10)의 일측에 결합될 수 있다.

상기 표시 패널(100)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에는 상기 표시 패널(100)로부터 상기 접안 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가하기 위한 광학 부재들이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에는 하프 미러(300), 전면 선형 편광판(400), 전면 1/4 파장판(510), 후면 1/4 파장판(520), 후면 선형 반사 편광판(600) 및 전면 선형 반사 편광판(700)이 위치할 수 있다.

상기 하프 미러(300)는 상기 표시 패널(100)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 하프 미러(300)는 입사하는 빛을 부분적으로 반사할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)로 입사하는 빛은 절반 정도만 상기 하프 미러(300)를 통과할 수 있다. 상기 하프 미러(300)는 반투과 물질(semi-transimissive material)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)는 마그네슘(Mg), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)과 같은 금속 박막을 포함할 수 있다.

상기 전면 선형 편광판(400)은 상기 표시 패널(100)과 상기 하프 미러(300) 사이에 위치할 수 있다. 상기 전면 선형 편광판(400)은 상기 표시 패널(100)에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 편광판(400)은 상기 하프 미러(300)를 향한 상기 표시 패널(100)의 표면 상에 부착될 수 있다.

상기 전면 선형 편광판(400)은 제 1 방향의 투과축을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛은 상기 전면 선형 편광판(400)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다.

상기 전면 1/4 파장판(510)은 상기 전면 선형 편광판(400)과 상기 하프 미러(300) 사이에 위치할 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(510)은 투과하는 빛의 위상을 λ/4만큼 지연할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 우원 편광될 수 있다.

상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 하프 미러(300)와 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)은 투과하는 빛의 위상을 지연할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛의 위상은 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛의 위상과 반대 방향으로 지연될 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)은 투과하는 빛의 위상을 -λ/4만큼 지연할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛과 반대되는 편광 회전 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 우원 편광된 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다.

상기 후면 선형 반사 편광판(600)은 상기 후면 1/4 파장판(520)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)은 특정 방향으로 선편광된 빛을 반사할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 선형 반사 편광판(600)은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛을 반사할 수 있다. 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)을 통과할 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)은 APF(Advanced Polarizing Film) 또는 DBEF(Dual Bright Enhanced Film)를 포함할 수 있다.

상기 후면 선형 반사 편광판(600)은 상기 접안 렌즈(200)에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)과 상기 후면 선형 반사 편광판(600) 사이에는 후면 에어 갭(AG1)이 위치할 수 있다.

상기 전면 선형 반사 편광판(700)은 상기 전면 선형 편광판(400)과 상기 전면 1/4 파장판(510) 사이에 위치할 수 있다. 특정 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 선형 반사 편광판(700)을 투과할 수 있다. 상기 전면 선형 반사 편광판(700)의 투과축은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)의 투과축과 수직할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)은 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛을 반사할 수 있다. 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 선형 반사 편광판(700)을 통과할 수 있다. 상기 전면 선형 반사 편광판(700)은 APF 또는 DBEF를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)과 동일한 타입의 선형 반사 편광판일 수 있다.

상기 전면 선형 반사 편광판(700)은 상기 전면 선형 편광판(400)에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)과 상기 전면 1/4 파장판(510) 사이에는 전면 에어 갭(AG2)이 위치할 수 있다.

도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널(100)로부터 접안 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 나타낸 순차적으로 도면들이다. 도 4a 내지 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 하프 미러(300)를 통과한 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다. 도 5a 내지 5d는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.

도 3a 내지 3c, 4a 내지 4e 및 5a 내지 5d를 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널(100)에 의해 방출된 빛의 이동 경로를 설명한다. 먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 표시 패널(100)로부터 방출된 빛이 전면 선형 편광판(400)을 통과할 수 있다.

상기 전면 선형 편광판(400)에 의해 제 1 방향으로 선편광된 빛은 전면 선형 반사 편광판(700)을 통과할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)의 투과축은 상기 전면 선형 편광판(400)의 투과축과 동일할 수 있다. 상기 전면 선형 반사 편광판(700)을 통과한 빛은 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 편광판(400)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 선형 반사 편광판(700)을 통과한 후, 상기 전면 1/4 파장판(510)에 입사할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 선형 반사 편광판(700)을 통과한 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛이 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과할 수 있다.

상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛은 상기 하프 미러(300) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(510)은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛의 위상을 λ/4만큼 지연할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛은 우원 편광될 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과하여 상기 하프 미러(300)에 입사하는 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 우원 편광된 빛일 수 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 우원 편광된 빛이 상기 하프 미러(300)에 의해 부분적으로 반사 및 투과될 수 있다.

상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛은 상기 하프 미러(300)에 의해 반사되기 전과 동일한 편광 회전 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)에 의해 상기 표시 패널(100) 방향으로 반사된 빛의 편광 회전 방향은 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과하여 상기 하프 미러(300)로 입사하는 빛의 편광 회전 방향과 동일할 수 있다. 상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛의 진행 방향은 상기 하프 미러(300)에 의해 반사되기 전과 반대 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)에 의해 반사되어 상기 전면 1/4 파장판(510)에 입사하는 빛은 좌원 편광된 빛일 수 있다.

상기 하프 미러(300)를 투과한 빛은 위상이 변화되지 않을 수 있다. 상기 하프 미러(300)를 통과한 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)를 통과하여 상기 후면 1/4 파장판(520)에 입사하는 빛은 우원 편광된 빛일 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛이 상기 후면 선형 반사 편광판(600) 방향으로 진행할 수 있다.

상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛의 위상은 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛의 위상과 반대 방향으로 지연될 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 하프 미러(300)를 통과한 빛의 위상을 -λ/4만큼 지연할 수 있다. 상기 하프 미러(300)를 통과한 우원 편광된 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛이 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 입사할 수 있다.

상기 후면 선형 반사 편광판(600)의 투과축은 상기 전면 선형 반사 편광판(700)의 투과축과 수직할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사될 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사된 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 진행할 수 있다. 선편광된 빛의 위상은 반사에 의해 변경되지 않으므로, 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 반사된 빛은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛일 수 있다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사된 빛이 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과할 수 있다.

상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛은 상기 하프 미러(300) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 전면 1/4 파장판(510)과 반대 방향으로 빛의 위상을 지연하므로, 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛의 편광 회전 방향은 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛의 편광 회전 방향과 반대일 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사된 빛은 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛과 반대 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사되어 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛은 우원 편광된 빛일 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사되어 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 우원 편광된 빛의 편광 회전 방향은 상기 표시 패널(100)로부터 방출되어 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 우원 편광된 빛의 편광 회전 방향과 반대 방향일 수 있다.

도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 의해 반사되어 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 우원 편광된 빛이 상기 하프 미러(300)에 의해 부분적으로 재반사될 수 있다.

상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛은 위상이 반전될 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)에 의해 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 재반사되는 빛은 좌원 편광된 빛일 수 있다.

도 4e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 하프 미러(300)에 의해 재반사된 빛이 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과할 수 있다.

상기 하프 미러(300)에 의해 반사되어 상기 후면 1/4 파장판(520)에 입사하는 빛은 좌원 편광된 빛이므로, 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과하여 상기 후면 선형 반사 편광판(600)에 재입사하는 빛은 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 선편광된 빛일 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)을 통과하여 상기 접안 렌즈(200) 방향으로 진행할 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 하프 미러(300)에 의해 상기 표시 패널(100) 방향으로 반사된 빛이 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과할 수 있다.

상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛은 상기 전면 선형 반사 편광판(700) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛의 편광 회전 방향은 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛의 편광 회전 방향과 동일할 수 있다. 상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛은 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛과 반대 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프 미러(300)에 의해 상기 표시 패널(100) 방향으로 반사된 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광될 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛이 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 재입사할 수 있다.

상기 전면 반사 편광판(700)의 투과축은 상기 제 1 방향과 평행할 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 반사될 수 있다. 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 반사된 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 진행할 수 있다. 선편광된 빛의 위상은 반사에 의해 변경되지 않으므로, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 상기 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 반사된 빛은 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛일 수 있다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 반사된 빛이 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과할 수 있다.

상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 반사되어 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과하는 빛은 좌원 편광될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 반사된 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)에 의해 좌원 편광되어 상기 하프 미러(300)에 재입사할 수 있다.

도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 하프 미러(300)를 통과한 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과할 수 있다.

상기 하프 미러(300)에 재입사하는 빛은 좌원 편광된 빛이므로, 상기 하프 미러(300)를 통과한 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광될 수 있다. 상기 후면 선형 반사 편광판(600)의 투과축은 상기 제 2 방향과 평행하므로, 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 후면 선형 반사 편광판(600)을 통과하여 상기 접안 렌즈(200) 방향으로 진행할 수 있다.

결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하프 미러(300)에 의해 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 반사된 빛이 전면 선형 반사 편광판(700)에 의해 상기 하프 미러(300)로 재반사되어 접안 렌즈(200)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 표시 패널(100)로부터 접안 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가하기 위해 사용되는 하프 미러(300)에 의해 손실되는 광량이 최소화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 전체적인 광 효율의 저하를 최소화하며, 표시 패널(100)과 접안 렌즈(200) 사이에서 빛의 경로를 증가할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 에어 갭(AG2)의 길이(d2)가 상기 후면 에어 갭(AG1)의 길이(d1)와 동일할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 상기 전면 1/4 파장판(510) 및 상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 하프 미러(300)와 접촉할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 하프 미러(300)와 상기 후면 선형 반사 편광판(600) 사이가 상기 전면 선형 반사 편광판(700)과 상기 하프 미러(300) 사이와 동일하게 이격될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 하프 미러(300)를 통과한 빛과 상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛의 경로 차에 의한 이중상(Ghost)의 발생이 방지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 영상의 품질 저하 없이, 광 효율이 향상되고, 전체적인 두께가 감소될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 상기 후면 선형 반사 편광판(600)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치하는 후면 선형 편광판(800)을 더 포함할 수 있다. 상기 후면 선형 편광판(800)의 투과축은 상기 선형 반사 편광판(600)의 투과축과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 선형 편광판(800)은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛을 차단할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 선형 반사 편광판(600)을 통과하여 상기 접안 렌즈(200)의 외측에 구현되는 영상의 선명도 및 색 재현율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 전체적인 두께가 감소되고, 영상의 품질 및 광 효율이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 후면 1/4 파장판(520)과 상기 후면 선형 반사 편광판(600) 사이에 위치하는 상기 후면 에어 갭(AG1) 및 상기 전면 선형 반사 편광판(700)과 상기 전면 1/4 파장판(510) 사이에 위치하는 상기 전면 에어 갭(AG2)을 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 에어 갭(AG1) 및 상기 전면 에어 갭(AG2)이 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 전면 1/4 파장판(510)과 하프 미러(300) 사이에 위치하는 전면 에어 갭(AG2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하프 미러(300)와 후면 1/4 파장판(520) 사이에 위치하는 후면 에어 갭(AG1)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 디스플레이 장치에서는 하프 미러(300)와 후면 선형 반사 편광판(600) 사이의 이격 거리(d3)가 전면 선형 반사 편광판(700)과 하프 미러(300) 사이의 이격 거리(d4)와 동일할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 후면 에어 갭(AG1) 및 전면 에어 갭(AG2)의 위치와 상관 없이, 하프 미러(300)를 통과한 빛의 왕복 거리가 상기 하프 미러(300)에 의해 반사된 빛의 왕복 거리와 동일할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 전면 1/4 파장판(510) 및 후면 1/4 파장판(520)의 배치 자유도가 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 광 효율이 효과적으로 향상될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널(100)이 발광 소자(140)를 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 다양한 타입의 표시 패널(100)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널(100)이 액정 패널일 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 표시 패널(100)로 빛을 인가하는 백라이트 유닛(900), 상기 백라이트 유닛(900)을 향한 상기 표시 패널(100)의 표면 상에 부착되는 제 1 선형 편광판(410) 및 상기 접안 렌즈(200)를 향한 상기 표시 패널(100)의 표면 상에 부착되는 제 2 선형 편광판(420)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 선형 편광판(420)의 투과축은 상기 제 1 선형 편광판(410)의 투과축과 직교할 수 있다. 상기 백라이트 유닛(900)은 상기 표시 패널(100)에 빛을 균일하게 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 백라이트 유닛(900)은 에지형(edge type)일 수 있다. 상기 백라이트 유닛(900)은 도광판, 상기 도광판의 측면에 위치하는 적어도 하나의 광원 및 상기 도광판 상에 위치하는 광학 시트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 백라이트 유닛(900)은 직하형일 수 있다. 상기 백라이트 유닛(900)은 확산판을 포함하는 광학 시트들 및 상기 확산판과 평행하게 배치되는 광원들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널(100)에 대한 제약 없이, 사용자에게 제공되는 광의 효율을 최대화하며, 전체적인 두께를 감소할 수 있다.

10 : 영상 부재 20 : 장착 부재
100 : 표시 패널 200 : 접안 렌즈
300 : 하프 미러 400 : 전면 선형 편광판
510 : 전면 1/4 파장판 520 : 후면 1/4 파장판
600 : 후면 선형 반사 편광판 700 : 전면 선형 반사 편광판
800 : 후면 선형 편광판 AG1 : 후면 에어 갭
AG2 : 전면 에어 갭

Claims

표시 패널 상에 위치하고, 사용자의 좌안과 정렬되는 좌안 렌즈 및 사용자의 우안과 정렬되는 우안 렌즈를 포함하는 접안 렌즈;
상기 표시 패널과 상기 접안 렌즈 사이에 위치하는 하프 미러;
상기 표시 패널과 상기 하프 미러 사이에 위치하는 전면 1/4 파장판;
상기 하프 미러와 상기 접안 렌즈 사이에 위치하는 후면 1/4 파장판;
상기 표시 패널과 상기 전면 1/4 파장판 사이에 위치하는 전면 선형 편광판;
상기 후면 1/4 파장판과 상기 접안 렌즈 사이에 위치하는 후면 선형 반사 편광판; 및
상기 전면 선형 편광판과 상기 전면 1/4 파장판 사이에 위치하는 전면 선형 반사 편광판을 포함하되,
상기 전면 선형 반사 편광판과 상기 하프 미러 사이에는 전면 에어 갭이 위치하고,
상기 하프 미러와 상기 후면 선형 반사 편광판 사이에는 후면 에어 갭이 위치하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전면 선형 반사 편광판의 투과축은 상기 후면 선형 반사 편광판의 투과축과 수직한 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전면 선형 반사 편광판과 상기 하프 미러 사이의 이격 거리는 상기 하프 미러와 상기 후면 선형 반사 편광판 사이의 이격 거리와 동일한 디스플레이 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 후면 에어 갭은 상기 후면 1/4 파장판과 상기 후면 선형 반사 편광판 사이에 위치하는 디스플레이 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 전면 에어 갭은 상기 전면 선형 반사 편광판과 상기 전면 1/4 파장판 사이에 위치하는 디스플레이 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 후면 1/4 파장판과 상기 후면 선형 반사 편광판 사이의 이격 거리는 상기 전면 선형 반사 편광판과 상기 전면 1/4 파장판 사이의 이격 거리와 동일한 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 후면 1/4 파장판을 통과하는 빛의 위상은 상기 전면 1/4 파장판을 통과하는 빛의 위상과 반대 방향으로 지연되는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 후면 선형 반사 편광판과 상기 접안 렌즈 사이에 위치하는 후면 선형 편광판을 더 포함하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널은 순서대로 적층된 하부 표시 기판, 하부 발광 전극, 발광층, 상부 발광 전극 및 상부 표시 기판을 포함하는 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널이 안착되는 영상 부재;
상기 영상 부재를 사용자에게 고정하는 장착 부재; 및
상기 영상 부재와 상기 장착 부재를 결합하는 결합 부재를 더 포함하되,
상기 결합 부재는 상기 표시 패널의 측면을 둘러싸는 디스플레이 장치.