KR102490630B1 - 접안 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접안 렌즈를 통해 표시 패널에 의해 구현된 영상이 제공되는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가시키기 위하여 전면 1/4 파장판과 후면 1/4 파장판 사이에 위치하는 배리어가 영역 별로 빛을 반사/투과함으로써, 상기 접안 렌즈를 통해 사용자에게 인식되는 빛의 손실을 최소화하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

접안 렌즈를 포함하는 디스플레이 장치{Display apparatus having an eyepiece}
본 발명은 표시 패널에 의해 구현된 영상이 접안 렌즈를 통해 제공되는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 영상을 구현하는 표시 패널을 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 액정을 포함하는 액정 패널 및/또는 발광 소자를 포함하는 OLED 패널을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 해당 표시 패널에 의해 구현된 영상을 접안 렌즈를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 상기 표시 패널을 수납하는 영상 부재, 상기 영상 부재의 일측에 결합된 접안 렌즈 및 상기 접안 렌즈를 사용자의 눈과 정렬하는 장착 부재를 포함하는 헤드 장착형 디스플레이 장치(Head Mounted Display apparatus; HMD)일 수 있다.
상기 디스플레이 장치에서는 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로에 따라 사용자에게 제공되는 영상의 해상도가 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로와 비례하는 해상도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치에서는 하프 미러를 이용하여 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가함으로써, 전체적인 두께의 변화 없이 해상도가 향상될 수 있다. 그러나, 상기 디스플레이 장치에서는 상기 하프 미러에 의해 출광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 해상도의 저하 없이 출광 효율을 향상할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 표시 패널로부터 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가하되, 상기 표시 패널과 상기 접안 렌즈 사이에서 발생하는 빛의 손실을 최소화할 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 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널과 접안 렌즈 사이에 위치하는 전면 1/4 파장판을 포함한다. 전면 1/4 파장판과 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 반사 편광판이 위치한다. 전면 1/4 파장판과 후면 1/4 파장판 사이에는 배리어가 위치한다. 배리어는 반사 영역들 및 투과 영역들을 포함한다. 투과 영역들은 반사 영역들 사이에 위치한다.
배리어는 지지 기판 및 반사 패턴들을 포함할 수 있다. 반사 패턴들은 지지 기판 상에 위치할 수 있다. 반사 패턴들은 반사 영역들과 중첩할 수 있다.
반사 패턴들은 금속을 포함할 수 있다.
반사 패턴들은 표시 패널을 향한 지지 기판의 표면 상에 위치할 수 있다.
표시 패널은 화소 영역들을 포함할 수 있다. 표시 패널의 화소 영역들은 배리어의 투과 영역들과 중첩할 수 있다.
각각의 투과 영역은 해당 화소 영역보다 큰 크기를 가질 수 있다.
투과 영역들은 해당 화소 영역보다 표시 패널의 중앙부에 가까이 위치할 수 있다.
표시 패널은 하부 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널은 화소 영역들을 포함한다. 표시 패널 상에는 전면 선형 편광판이 위치한다. 전면 선형 편광판 상에는 전면 1/4 파장판이 위치한다. 전면 1/4 파장판 상에는 후면 1/4 파장판이 위치한다. 후면 1/4 파장판 상에는 반사 편광판이 위치한다. 반사 편광판 상에는 접안 렌즈가 위치한다. 전면 1/4 파장판과 후면 1/4 파장판 사이에는 반사 패턴들이 위치한다. 반사 패턴들은 전면 1/4 파장판의 일부 영역을 노출한다. 표시 패널의 화소 영역들은 반사 패턴들에 의해 노출된 전면 1/4 파장판의 일부 영역과 중첩한다.
반사 패턴들에 의해 노출된 전면 1/4 파장판의 일부 영역은 일측 방향으로 연장하는 바(bar) 형상일 수 있다.
반사 패턴들은 전면 1/4 파장판과 직접 접촉할 수 있다.
전면 선형 편광판은 표시 패널 및 전면 1/4 파장판과 직접 접촉할 수 있다.
후면 1/4 파장판을 통과한 빛의 위상은 전면 1/4 파장판을 통과한 빛의 위상과 반대 방향으로 지연될 수 있다.
반사 편광판을 통과한 빛의 편광 상태는 전면 선형 편광판을 통과한 빛의 편광 상태와 수직할 수 있다.
반사 편광판과 접안 렌즈 사이에는 후면 선형 편광판이 위치할 수 있다. 후면 선형 편광판의 투과축은 반사 편광판의 투과축과 평행할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 표시 패널과 접안 렌즈 사이에 위치하는 전면 선형 편광판, 전면 1/4 파장판, 배리어, 후면 1/4 파장판 및 반사 편광판을 포함하되, 상기 배리어에 의해 상기 전면 1/4 파장판의 일부 영역이 노출될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 상기 표시 패널과 상기 접안 렌즈 사이에서 빛의 손실을 최소화하며, 상기 표시 패널로부터 상기 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 경로를 증가할 수 있다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 해상도의 저하 없이 출광 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 사용자에게 인식되는 영상의 품질 및 색 재현율이 향상될 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 3은 도 2a의 P 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 배리어를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널의 화소 영역들과 배리어의 투과 영역들의 상대적 위치를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널로부터 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 14 내지 17은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 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 3은 도 2a의 P 영역을 확대한 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 배리어를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널의 화소 영역들과 배리어의 투과 영역들의 상대적 위치를 나타낸 도면이다.
도 1, 2a, 2b 및 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 영상 부재(10)를 포함할 수 있다. 상기 영상 부재(10)는 사용자에게 제공될 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 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 apparatus; HMD)일 수 있다. 상기 장착 부재(20)는 안경테의 다리와 같은 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 장착 부재(20)는 상기 영상 부재(10)로부터 일측 방향으로 연장할 수 있다. 상기 장착 부재(20)는 결합 부재(30)에 의해 상기 영상 부재(10)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)와 결합되는 일측 단부 및 상기 장착 부재(20)와 결합되는 타측 단부를 포함하는 플레이트 형상일 수 있다. 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)의 내측 및 상기 장착 부재(20)의 내측에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 안경과 같이, 사용자의 귀를 이용하여 상기 영상 부재(10)의 위치를 고정하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 영상 부재(10)가 사용자가의 다른 부위에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 사용자의 머리를 감싸는 헤드 기어(head gear) 형상일 수 있다.
상기 영상 부재(10) 내에는 표시 패널(100)이 위치할 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 상기 영상 부재(10)의 일측 표면 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상 부재(10)는 상기 표시 패널(100)을 지지하기 위한 지지부(11) 및 상기 지지부(11)의 가장 자리로부터 돌출되는 결합부(12)를 포함할 수 있다. 상기 결합 부재(30)는 상기 영상 부재(10)의 상기 결합부(12)에 결합될 수 있다. 상기 결합부(12)는 상기 표시 패널(100)의 측면을 둘러쌀 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 사용자에게 제공될 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 화소 영역들(PX)을 포함할 수 있다. 각 화소 영역(PX)은 특정한 색을 나타내는 빛을 방출하는 발광 소자(140)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(140)는 순서대로 적층된 하부 전극(141), 발광층(142) 및 상부 전극(143)을 포함할 수 있다. 상기 발광층(142)은 유기 물질, 무기 물질 또는 하이브리드 물질을 포함하는 발광 물질층(Emission Material Layer; EML)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 표시 패널(100)은 OLED 패널일 수 있다.
상기 발광 소자(140)는 하부 기판(110)과 상부 기판(180) 사이에 위치할 수 있다. 상기 하부 기판(110)과 상기 발광 소자(140) 사이에는 박막 트랜지스터(120)가 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(140)는 상기 박막 트랜지스터(120)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(140)의 상기 하부 전극(141)은 상기 박막 트랜지스터(120)의 일부 영역과 직접 접촉할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(120)와 상기 발광 소자(140) 사이에는 오버 코트층(130)이 위치할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(120)에 의한 단차를 제거할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(120)의 일부 영역을 노출하는 전극 컨택홀을 포함할 수 있다.
상기 오버 코트층(130) 상에는 뱅크 절연막(150)이 위치할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 하부 전극(141)의 가장 자리를 덮을 수 있다. 상기 발광층(142) 및 상기 상부 전극(143)은 상기 뱅크 절연막(150)에 의해 노출된 상기 하부 전극(141)의 일부 영역 상에 적층될 수 있다. 상기 발광층(142) 및/또는 상기 상부 전극(143)은 상기 뱅크 절연막(150) 상으로 연장할 수 있다.
상기 발광 소자(140) 상에는 상부 보호막(160)이 위치할 수 있다. 상기 상부 보호막(160)은 외부 충격 및 수분으로부터 상기 발광 소자(140)를 보호할 수 있다. 상기 상부 보호막(160)과 상기 상부 기판(180) 사이에는 충진제(170)가 위치할 수 있다. 상기 충진제(170)는 접착성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 기판(180)은 상기 충진제(170)에 의해 상기 발광 소자(140)가 형성된 상기 하부 기판(110)과 결합될 수 있다. 상기 충진제(170)는 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 충진제(170)는 순서대로 적층된 하부 충진층(171) 및 상부 충진층(172)을 포함할 수 있다. 상기 상부 충진층(172) 내에는 흡습 물질들(170p)이 위치할 수 있다. 상기 흡습 물질(170p)의 팽창에 의해 상기 발광 소자(140)에 가해지는 응력(stress)은 상기 하부 충진층(171)에 의해 완화될 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 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자는 상기 접안 렌즈(200)를 통해 상기 표시 패널(100)에 의해 구현된 영상을 인식할 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)의 위치는 상기 영상 부재(10)에 의해 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 접안 렌즈(200)는 상기 영상 부재(10)의 일측 영역과 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 배리어(300), 전면 선형 편광판(400), 전면 1/4 파장판(510), 후면 1/4 파장판(520) 및 반사 편광판(600)이 위치할 수 있다.
상기 배리어(300)는 상기 표시 패널(100)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 배리어(300)는 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛이 영역 별로 반사 또는 투과할 수 있다. 예를 들어, 상기 배리어 패턴(300)은 반사 영역들(RA) 및 투과 영역들(TA)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역들(TA)은 상기 반사 영역들(RA) 사이에 위치할 수 있다.
상기 반사 영역들(RA)은 상기 배리어(300)로 입사한 빛을 반사할 수 있다. 상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)에 입사한 빛은 상기 배리어(300)를 통과할 수 있다. 예를 들어, 상기 배리어(300)는 지지 기판(310) 및 상기 지지 기판(310) 상에 위치하는 반사 패턴들(320)을 포함할 수 있다. 상기 지지 기판(310)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 기판(310)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 상기 반사 패턴들(320)은 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 패턴들(320)은 알루미늄(Al) 및 은(Ag)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 반사 패턴들(320)은 상기 반사 영역들(RA)과 중첩할 수 있다. 상기 배리어(300)의 상기 반사 영역들(RA)로 입사한 빛은 상기 반사 패턴들(320)에 의해 반사될 수 있다. 상기 투과 영역들(TA)은 상기 반사 패턴들(320)에 의해 노출된 상기 지지 기판(310)의 일부 영역을 포함할 수 있다.
상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)은 상기 표시 패널(100)의 상기 화소 영역들(PX)과 중첩할 수 있다. 각 화소 영역(PX)의 폭(w1) 및 길이(d1)은 해당 투과 영역(TA)의 폭(w2) 및 길이(d2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 영역들(PX)은 상기 투과 영역들(TA) 내에 위치할 수 있다. 상기 화소 영역들(PX)을 기준으로 상기 투과 영역들(TA)의 상대적 위치는 상기 표시 패널(100)의 전체 표면에서 일정할 수 있다. 예를 들어, 각 화소 영역(PX)의 중심은 해당 투과 영역(TA)의 중심과 일치할 수 있다.
상기 전면 선형 편광판(400)은 상기 표시 패널(100)과 상기 배리어(300) 사이에 위치할 수 있다. 상기 전면 선형 편광판(400)은 제 1 방향의 투과축을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 편광판(400)을 통과한 빛은 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다.
상기 전면 1/4 파장판(510)은 상기 전면 선형 편광판(400)과 상기 배리어(300) 사이에 위치할 수 있다. 상기 전면 선형 편광판(400)은 상기 표시 패널(100)과 상기 전면 1/4 파장판(510) 사이에 위치할 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(510)은 입사한 빛의 위상을 λ/4만큼 지연할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛은 원편광될 수 있다.
상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 배리어(300)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 배리어(300)는 상기 전면 1/4 파장판(510)과 상기 후면 1/4 파장판(520) 사이에 위치할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)은 입사한 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 입사한 빛의 위상을 -λ/4만큼 지연할 수 있다. 상기 전면 1/4 파장판(520)에 의해 원편광된 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 전면 1/4 파장판(520)에 입사하는 빛과 동일한 방향으로 선편광될 수 있다.
상기 반사 편광판(600)은 상기 후면 1/4 파장판(520)과 상기 접안 렌즈(200) 사이에 위치할 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 배리어(300)와 상기 반사 편광판(600) 사이에 위치할 수 있다. 상기 반사 편광판(600)은 특정 방향으로 선편광된 빛을 반사할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 편광판(600)은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛을 반사할 수 있다. 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 반사 편광판(600)을 통과할 수 있다. 상기 반사 편광판(600)은 APF(Advanced Polarizing Film) 또는 DBEF(Dual Bright Enhanced Film)을 포함할 수 있다.
상기 반사 편광판(600)은 상기 접안 렌즈(200)에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)과 상기 반사 편광판(600) 사이에는 에어 갭(AG)이 위치할 수 있다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널로부터 접안 렌즈 방향으로 진행하는 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 6 내지 13을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 표시 패널(100)로부터 방출된 빛의 이동 경로 및 편광 상태를 설명한다. 먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 표시 패널(100)로부터 방출된 빛이 상기 전면 선형 편광판(400)을 통과할 수 있다.
상기 전면 선형 편광판(400)을 통과한 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 전면 선형 편광판(400)을 통과한 빛은 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 1/4 파장판(510)에 입사하는 빛은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛이 상기 배리어(300)의 상기 반사 영역들(RA) 및 상기 투과 영역들(TA) 방향으로 진행할 수 있다.
상기 전면 1/4 파장판(510)을 통과한 빛은 원편광될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 선형 편광판(400)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛은 상기 전면 1/4 파장판(510)에 우원 편광될 수 있다. 상기 배리어(300)에 입사하는 빛은 우원 편광된 빛일 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 배리어(300)에 의해 입사한 빛이 영역별로 반사 또는 투과될 수 있다.
상기 배리어(300)의 상기 반사 영역들(RA)에 입사한 빛은 상기 반사 패턴들(320)에 의해 상기 표시 패널(100) 방향으로 반사될 수 있다. 상기 배리어(300)에 입사하는 빛은 우원 편광된 빛이므로, 상기 반사 패턴들(320)에 의해 반사된 빛은 좌원 편광된 빛일 수 있다.
상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)에 입사한 빛은 상기 배리어(300)를 통과할 수 있다. 상기 배리어(300)를 통과한 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 1/4 파장판(520)에 입사하는 빛은 상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)을 통과한 우원 편광된 빛일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛이 상기 반사 편광판(600) 방향으로 진행할 수 있다.
상기 후면 1/4 파장판(520)은 상기 전면 1/4 파장판(510)과 반대 방향으로 빛의 위상을 지연할 수 있다. 예를 들어, 상기 우원 편광된 빛은 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 1 방향으로 선편광될 수 있다. 상기 반사 편광판(600)에 입사하는 빛은 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛일 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 1 방향으로 선편광된 빛이 상기 반사 편광판(600)에 의해 상기 배리어(300) 방향으로 반사될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 편광판(600)의 투과축은 상기 전면 선형 편광판(400)의 투과축과 수직할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 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 배리어(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 통과하여 상기 배리어(300)에 입사하는 빛은 우원 편광된 빛일 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과하여 상기 배리어(300)에 입사하는 빛의 편광 회전 방향은 상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)을 통과하여 상기 후면 1/4 파장판(520)에 입사하는 빛의 편광 회전 방향과 반대일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 후면 1/4 파장판(520)으로부터 상기 배리어(300) 방향으로 진행한 빛이 상기 배리어(300)의 상기 반사 영역들(RA) 및 상기 투과 영역들(TA)에 의해 영역 별로 반사 또는 투과될 수 있다.
상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)에 입사한 빛은 상기 배리어(300)를 통과하여 상기 전면 1/4 파장판(510) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 배리어(300)의 상기 반사 영역들(RA)에 입사한 빛은 상기 반사 패턴들(320)에 의해 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 재반사될 수 있다. 상기 후면 1/4 파장판(520)으로부터 상기 배리어(300) 방향으로 진행한 빛은 우원 편광된 빛이므로, 상기 배리어(300)의 상기 반사 패턴들(320)에 의해 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 재반사된 빛은 좌원 편광된 빛일 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 반사 패턴들(320)에 의해 재반사된 빛이 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과할 수 있다.
상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과한 빛은 상기 반사 편광판(600) 방향으로 진행할 수 있다. 상기 반사 패턴들(320)에 의해 재반사된 빛은 좌원 편광된 빛이므로, 상기 후면 1/4 파장판(520)을 통과하여 상기 반사 편광판(600)에 재입사하는 빛은 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 선편광된 빛일 수 있다. 상기 반사 편광판(600)의 투과축은 상기 전면 선형 편광판(400)의 투과축과 수직하므로, 상기 후면 1/4 파장판(520)에 의해 상기 제 2 방향으로 선편광된 빛은 상기 반사 편광판(600)을 통과할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 표시 패널(100)로부터 상기 집광 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛의 경로가 상기 배리어(300)와 상기 반사 편광판(600) 사이의 이격 거리의 두 배만큼 증가될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 표시 패널(100)로부터 상기 집광 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛의 경로가 상기 반사 영역들(RA) 및 상기 투과 영역들(TA)을 포함하는 상기 배리어(300)에 의해 증가될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 표시 패널(100)로부터 상기 집광 렌즈(200) 방향으로 진행하는 빛이 하프 미러(half-mirror)와 같이, 빛의 광량을 저감하는 구성을 통과하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 집광 렌즈(200)를 통해 사용자에게 제공되는 빛의 특성이 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 해상도의 변화 없이, 출광 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 각 화소 영역(PX)을 해당 투과 영역(TA) 내에 배치하여, 상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)을 통해 상기 표시 패널(100)로부터 상기 후면 1/4 파장판(520) 방향으로 진행하는 빛을 최대화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 사용자에게 제공되는 영상의 품질 및 색 재현율이 효과적으로 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 각 투과 영역(TA)의 상대적 위치가 상기 표시 패널(100)의 전체 표면에서 일정한 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 표시 패널(100)의 위치에 따라 각 투과 영역(TA)의 상대적 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 각 투과 영역(TA)의 중심이 해당 화소 영역(PX)의 중심보다 표시 패널(100)의 중심부에 가까이 위치할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 투과 영역들(TA)이 해당 화소 영역(PX)보다 상기 표시 패널(100)의 중앙부에 가까이 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 집광 렌즈(200)를 통해 사용자에게 제공되는 빛의 양이 증가될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 출광 효율이 효과적으로 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 배리어(300)의 상기 반사 패턴들(320)이 상기 표시 패널(100)의 상기 화소 영역들(PX) 사이에 위치하는 영역들과 중첩하는 것으로 설명된다. 그러나, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 배리어(300)의 상기 투과 영역들(TA)이 일측 방향으로 연장하는 바(bar) 형상일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 배리어(300)의 형성 공정이 단순화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 해상도의 저하 없이, 출광 효율 및 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 반사 패턴들(320)이 상기 전면 1/4 파장판(510)과 상기 지지 기판(310) 사이에 위치하는 것으로 설명된다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 반사 패턴들(320)이 집광 렌즈(200)와 마주보는 지지 기판(310)의 표면 상에 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 배리어(300)의 배치 및 형성 공정에 대한 자유도가 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 해상도의 저하 없이, 출광 효율 및 생산성이 효과적으로 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 전면 1/4 파장판(510)과 상기 후면 1/4 파장판(520) 사이에 상기 지지 기판(310) 및 상기 반사 패턴들(320)을 포함하는 상기 배리어(300)가 위치하는 것으로 설명된다. 그러나, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 집광 렌즈(200)를 향한 전면 1/4 파장판(510)의 표면 상에 위치하는 반사 패턴들(320)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 반사 패턴들(320)에 의해 노출된 상기 전면 1/4 파장판(510)의 일부 영역이 표시 패널(100)의 화소 영역들과 중첩할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 반사 패턴들(320)에 의해 상기 표시 패널(100) 방향으로 반사되는 빛이 최소화될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 반사 패턴들(320)에 의해 증가되는 빛의 경로가 효과적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 전면 선형 편광판(400)이 상기 표시 패널(100) 및 상기 전면 1/4 파장판(510)과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 해상도의 저하 없이, 전체적인 두께가 감소되어 출광 효율이 향상될 수 있다.
10 : 영상 부재 20 : 장착 부재
100 : 표시 패널 200 : 접안 렌즈
300 : 배리어 310 : 지지 기판
320 : 반사부 330 : 투과부
400 : 전면 선형 편광판 510 : 전면 1/4 파장판
520 : 후면 1/4 파장판 600 : 반사 편광판
700 : 후면 선형 편광판

Claims (15)

  1. 표시 패널과 접안 렌즈 사이에 위치하는 전면 1/4 파장판;
    상기 전면 1/4 파장판과 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 반사 편광판; 및
    상기 전면 1/4 파장판과 상기 후면 1/4 파장판 사이에 위치하는 배리어를 포함하되,
    상기 표시 패널은 화소 영역들을 포함하고,
    상기 배리어는 반사 영역들 및 상기 반사 영역들 사이에 위치하는 투과 영역들을 포함하고,
    상기 배리어의 상기 투과 영역들은 상기 표시 패널의 상기 화소 영역들과 중첩하며,
    상기 배리어는 상기 반사 편광판보다 상기 표시 패널에 가까이 위치하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어는 지지 기판 및 상기 지지 기판 상에 위치하는 반사 패턴들을 포함하되,
    상기 반사 패턴들은 상기 반사 영역들과 중첩하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 패턴들은 금속을 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 패턴들은 상기 표시 패널을 향한 상기 지지 기판의 표면 상에 위치하는 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 투과 영역은 해당 화소 영역보다 큰 크기를 갖는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 투과 영역들은 해당 화소 영역보다 상기 표시 패널의 중앙부에 가까이 위치하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 하부 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 화소 영역들을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 위치하는 전면 선형 편광판;
    상기 전면 선형 편광판 상에 위치하는 전면 1/4 파장판;
    상기 전면 1/4 파장판 상에 위치하는 후면 1/4 파장판;
    상기 후면 1/4 파장판 상에 위치하는 반사 편광판;
    상기 반사 편광판 상에 위치하는 접안 렌즈; 및
    상기 전면 1/4 파장판과 상기 후면 1/4 파장판 사이에 위치하고, 상기 전면 1/4 파장판의 일부 영역을 노출하는 반사 패턴들을 포함하되,
    상기 표시 패널의 상기 화소 영역들은 상기 반사 패턴들에 의해 노출된 상기 전면 1/4 파장판의 상기 일부 영역과 중첩하고,
    상기 반사 패턴들은 상기 반사 편광판보다 상기 표시 패널에 가까이 위치하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 패턴들에 의해 노출된 상기 전면 1/4 파장판의 일부 영역은 일측 방향으로 인접한 화소 영역들 사이를 연결하는 바(bar) 형상인 디스플레이 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 패턴들은 상기 전면 1/4 파장판과 직접 접촉하는 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전면 선형 편광판은 상기 표시 패널 및 상기 전면 1/4 파장판과 직접 접촉하는 디스플레이 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 후면 1/4 파장판을 통과한 빛의 위상은 상기 전면 1/4 파장판을 통과한 빛의 위상과 반대 방향으로 지연되는 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반사 편광판을 통과한 빛의 편광 상태는 상기 전면 선형 편광판을 통과한 빛의 편광 상태와 수직한 디스플레이 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 편광판과 상기 접안 렌즈 사이에 위치하는 후면 선형 편광판을 더 포함하되,
    상기 후면 선형 편광판의 투과축은 상기 반사 편광판의 투과축과 평행한 디스플레이 장치.
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