[发明专利]衍射导光板和包括其的显示装置

说明书

根据本发明的一个方面的一个示例性实施方案提供了衍射导光板，其包括：配置成引导光的导光单元；输入衍射光学器件，所述输入衍射光学器件配置成接收来自光源的光并衍射接收的光以在所述导光单元上引导接收的光；中间衍射光学器件，所述中间衍射光学器件配置成接收来自所述输入衍射光学器件的衍射光并使接收的光通过衍射进行一维延伸；以及输出衍射光学器件，所述输出衍射光学器件配置成接收来自所述中间衍射光学器件的延伸的光并使接收的光通过衍射从所述导光单元输出，其中所述中间衍射光学器件和所述输出衍射光学器件单独布置在所述导光单元上的沿水平方向划分的区域中，以及所述中间衍射光学器件包括布置成在所述导光单元上沿垂直方向彼此间隔开的主中间衍射光学器件和辅助中间衍射光学器件。

技术领域

本发明涉及衍射导光板和包括其的显示装置。

背景技术

近来，随着对实现增强现实(AR)、混合现实(MR)或虚拟现实(VR)的显示单元的兴趣的增加，已经积极地进行了对实现AR、MR或VR的显示单元的研究。实现AR、MR或VR的显示单元包括利用基于光的波特性的衍射现象的衍射导光板。

衍射导光板可以包括导光单元和复数个衍射光学器件，所述复数个衍射光学器件设置在导光单元的一个表面或另一个表面上并且具有复数个栅格线图案。特别地，衍射导光板可以包括第一衍射光学器件，通过微光源输出装置输出的光输入其中以被引导至导光单元；第二衍射光学器件，其通过导光单元与第一衍射光学器件光学耦合，并且使从第一光学器件接收的光通过衍射沿第一方向进行一维扩展；以及第三衍射光学器件，其通过导光单元与第二衍射光学器件光学耦合，并且使从第二衍射光学器件接收的光通过衍射在沿第二方向进行一维扩展的同时从导光单元输出并且朝向(head)用户-的瞳孔。

图1a是示意性地示出根据相关技术的一个实例的衍射导光板的图，以及图1b是示意性地示出包括图1a中所示的衍射导光板的显示装置的图。

参照图1a，根据相关技术的一个实例的衍射导光板10可以具有这样的结构：其中第一衍射光学器件12布置在导光单元11的一侧，第二衍射光学器件13具有沿作为主方向的从导光单元11的一侧朝向另一侧的水平方向(图1中的y轴方向)拉伸的形式并且布置在导光单元11上，以及第三衍射光学器件14在导光单元11上布置成沿作为主方向的垂直方向(图1中的x轴方向)与第二衍射光学器件13间隔开。即，导光单元11上布置第一衍射光学器件12、第二衍射光学器件13和第三衍射光学器件14的路径可以通常具有形式的结构。

同时，在其中光通过在第二衍射光学器件13中衍射而一维延伸的第一方向为作为主方向的水平方向以及布置衍射光学器件的路径为形式的情况下，当第二衍射光学器件13沿作为主方向的垂直方向直接对光(其沿作为主方向的水平方向移动并且从第一衍射光学器件12接收)进行衍射时，衍射光可以被导向至第三衍射光学器件14侧。

即，在该结构中，通过第二衍射光学器件13，可以仅通过将从第一衍射光学器件12接收的光衍射奇数次(用于将光导向第三衍射光学器件的衍射的次数N为2n-1，n为光沿x轴方向的衍射次数)而使光导向至第三衍射光学器件14。同时，衍射和全反射以这样的形式反复地发生：其中使通过第二衍射光学器件13接收的光的一部分进行衍射并且使其余的光全反射，以及使其余的光的一部分衍射并且使其余的光全反射。因此，当进行几次衍射(其中使光移动路径改变为全反射的行进方向)时，光的量沿全反射的行进方向逐渐减少。因此，具有这样的优点：仅通过沿水平方向(其为第二衍射光学器件13的延伸方向)逐渐增加衍射比(通过将衍射光的量除以在衍射之前的光的量而获得的值)就可以容易地实现通过从第二衍射光学器件13衍射而延伸的光的均匀量。

在导光单元11的布置第二衍射光学器件13的预定区域中可能发生由于外部光对被衍射和全反射的图像光的干扰而产生虹图案的现象，并且为了防止该现象，必需设置降低层以使在导光单元11的布置第二衍射光学器件13的预定区域中接收的外部光的光接收比降低。