图像光生成装置以及图像显示装置的制作方法

1.本发明涉及图像光生成装置以及图像显示装置。


背景技术：

2.以往已知有一种图像光生成装置，其具备：多个面板，其射出彼此不同的色光；以及颜色合成元件，其对从多个面板射出的色光进行合成。作为面板的一例，可列举出有机电致发光(el)面板。这种图像光生成装置以往被用于头戴式显示器、投影仪等图像显示装置。
3.在下述专利文献1中，公开了具备多个像素电路的有机el发光面板。多个像素电路各自具有：多个发光元件，其发出互不相同的多个色光；以及驱动晶体管，其向发光元件的第一电极提供驱动电流。另外，在专利文献1中记载了如下内容：电源提供单元向驱动晶体管的源极提供第一电位并且向发光元件的第二电极提供第二电位，根据温度检测单元检测出的温度来调整第二电位，由此降低消耗电力。
4.专利文献1：日本特开2008-256827号公报
5.一般来说，在有机el元件等电荷注入型的发光元件中，具有彼此不同的发光颜色的发光元件中的发出蓝色光的发光元件与发出其他色光的发光元件相比，半导体材料的能隙较大。因此，为了提高蓝色光的亮度，需要提高驱动电压。另外，发出蓝色光的发光元件与发出其他色光的发光元件相比，发光效率低，因此，从该点出发也需要提高驱动电压。但是，若对发光元件提供高的驱动电压，则存在驱动发光元件的晶体管的耐压不足的情况，晶体管的可靠性有可能降低。另一方面，在为了抑制晶体管的可靠性的降低而将各颜色的面板所具有的晶体管的耐压设计得较高的情况下，图像显示装置的消耗电力有可能增大。
6.此外，在专利文献1所记载的技术中，在发生了发光元件的温度变化的情况下，通过设定与多个发光元件的温度特性的差异对应的第二电位来实现低消耗电力。因此，在专利文献1中，关于解决上述课题的手段，没有任何公开或启示。


技术实现要素：

7.为了解决上述的课题，本发明的一个方式的图像光生成装置具备：第一面板，其射出包含蓝色波段的第一图像光；第二面板，其射出包含与所述蓝色波段不同的波段的第二图像光；以及颜色合成棱镜，其对所述第一图像光和所述第二图像光进行合成，所述第一面板具有多个第一像素，所述多个第一像素各自具有：第一发光元件，其发出包含所述蓝色波段的色光；以及第一晶体管，其与所述第一发光元件对应地设置，所述第二面板具有多个第二像素，所述多个第二像素各自具有：第二发光元件，其发出包含与所述蓝色波段不同的波段的色光；以及第二晶体管，其与所述第二发光元件对应地设置，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。
8.本发明的另一方式的图像光生成装置具备：第一面板，其射出包含第一波段的第一图像光；第二面板，其射出包含与所述第一波段不同的波段的第二图像光；以及颜色合成棱镜，其对所述第一图像光和所述第二图像光进行合成，所述第一面板具有多个第一像素，
所述多个第一像素各自具有：第一发光元件，其发出包含所述第一波段的色光；以及第一晶体管，其与所述第一发光元件对应地设置，所述第一发光元件具有包含发光层的串联构造，所述第二面板具有多个第二像素，所述多个第二像素各自具有：第二发光元件，其发出包含与所述第一波段不同的波段的色光；以及第二晶体管，其与所述第二发光元件对应地设置，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。
9.本发明的一个方式的图像显示装置具备本发明的一个方式的图像光生成装置。
附图说明
10.图1是第一实施方式的图像光生成模块的概略结构图。
11.图2是第一面板的概略结构图。
12.图3是示出像素电路的结构的等效电路图。
13.图4是表示各面板的晶体管的剖视图。
14.图5是表示发光元件的概略结构的剖视图。
15.图6是表示第二实施方式的图像光生成模块中的第一发光元件的概略结构的剖视图。
16.图7是第三实施方式的图像光生成模块的概略结构图。
17.图8是第三实施方式的头部佩戴型显示装置的概略结构图。
18.图9是示意性地表示虚像显示部的光学系统的结构的立体图。
19.图10是示出光学系统的光路的说明图。
20.图11是第四实施方式的投射型显示装置的概略结构图。
21.标号说明
22.10、60：图像光生成装置；11b、11br：第一面板；11g：第二面板；11r：第三面板；12：分色棱镜(颜色合成棱镜)；17b、18b：第一发光元件；17g：第二发光元件；17r：第三发光元件；121、122、123、124、125：晶体管；1000：头部佩戴型显示装置(图像显示装置)；2000：投射型显示装置(图像显示装置)；px：像素。
具体实施方式
23.[第一实施方式]
[0024]
以下，使用图1～图6说明本发明的第一实施方式。
[0025]
图1是第一实施方式的图像光生成装置的概略结构图。
[0026]
此外，在以下的各附图中为了容易观察各构成要素，有时根据构成要素使尺寸的比例不同地进行表示。
[0027]
在本实施方式的图像光生成装置10中，作为图像光生成面板，使用由有机电致发光(el)面板构成的3片自发光面板。
[0028]
如图1所示，图像光生成装置10具备第一面板11b、第二面板11g、第三面板11r、以及分色棱镜12(颜色合成棱镜)。
[0029]
第一面板11b具备：第一像素区域14b，其包含配置成矩阵状的多个像素；以及第一非像素区域15b，其包围第一像素区域14b的周围。第二面板11g具备：第二像素区域14g，其包含配置成矩阵状的多个像素；以及第二非像素区域15g，其包围第二像素区域14g的周围。
第三面板11r具备：第三像素区域14r，其包含配置成矩阵状的多个像素；以及第三非像素区域15r，其包围第三像素区域14r的周围。
[0030]
在第一面板11b中的多个像素中的各个像素处设置有第一发光元件17b。在第二面板11g中的多个像素中的各个像素处设置有第二发光元件17g。在第三面板11r中的多个像素的各个像素处设置有第三发光元件17r。
[0031]
设置于第一面板11b的第一像素区域14b的多个第一发光元件17b各自射出蓝色的第一图像光lb。另外，设置于第二面板11g的第二像素区域14g的多个第二发光元件17g各自射出绿色的第二图像光lg。另外，设置于第三面板11r的第三像素区域14r的多个第三发光元件17r各自射出红色的第三图像光lr。在本实施方式中，第一发光元件17b、第二发光元件17g以及第三发光元件17r各自由顶部发光型的有机el元件构成。即，第一面板11b、第二面板11g以及第三面板11r各自由有机el面板结构。
[0032]
如图1所示，第一面板11b射出蓝色波段的第一图像光lb。因此，从第一面板11b射出的图像光作为蓝色波段的第一图像光lb入射到分色棱镜12。第二面板11g射出绿色波段的第二图像光lg。因此，从第二面板11g射出的图像光作为绿色波段的第二图像光lg入射到分色棱镜12。第三面板11r射出红色波段的第三图像光lr。因此，从第三面板11r射出的图像光作为红色波段的第三图像光lr入射到分色棱镜12。
[0033]
蓝色波段的峰值波长例如为450nm以上且490nm以下。绿色波段的峰值波长例如为495nm以上且570nm以下。红色波段的峰值波长例如为610nm以上且680nm以下。第一图像光lb、第二图像光lg以及第三图像光lr各自不具有偏振特性。即，第一图像光lb、第二图像光lg以及第三图像光lr各自是不具有特定的振动方向的无偏振的光。此外，无偏转的光、即不具有偏振特性的光并不是完全无偏振的状态，而是虽包含某种程度的偏振成分，但具有例如对于分色镜等光学部件而言可以视为对光学性能没有积极地影响的范围的偏振度例如为20％以下的偏振度的光。
[0034]
分色棱镜12由呈四棱柱状的形状的透光性部件构成。另外，四棱柱状的透光性部件由4个三角柱状的透光性部件组合而构成。分色棱镜12具有第一入射面12a、与第一入射面12a对置的第三入射面12c、与第一入射面12a和第三入射面12c垂直地接触的第二入射面12b、和与第二入射面12b对置的出射面12e。
[0035]
分色棱镜12具有不具有偏振分离特性的第一分色镜43和不具有偏振分离特性的第二分色镜44。第一分色镜43和第二分色镜44相互以90
°
的角度交叉。第一分色镜43具有反射第一图像光lb并使第二图像光lg以及第三图像光lr透过的特性。第二分色镜44具有反射第三图像光lr、使第一图像光lb和第二图像光lg透过的特性。
[0036]
第一面板11b与第一入射面12a对置配置。第二面板11g与第二入射面12b对置配置。第三面板11r与第三入射面12c对置配置。在本实施方式中，第一面板11b经由具有透光性的粘接剂层46固定于第一入射面12a。第二面板11g经由具有透光性的粘接剂层46固定于第二入射面12b。第三面板11r经由具有透光性的粘接剂层46固定于第三入射面12c。
[0037]
本实施方式的图像光生成装置10从分色棱镜12的射出面12e射出合成了第一图像光lb、第二图像光lg以及第三图像光lr后的合成图像光lw。
[0038]
图2是表示第一面板11b的整体结构的概略结构图。
[0039]
关于面板的整体结构，由于第一面板11b、第二面板11g以及第三面板11r的基本结
构相同，因此以下以第一面板11b为代表，对面板的整体结构进行说明。
[0040]
在图2中，将第一面板11b的水平方向设为x方向，将第一面板11b的垂直方向设为y方向。
[0041]
如图2所示，在基板19的第一面19a设置有第一像素区域14b和第一非像素区域15b。另外，第一非像素区域15b由周边区域29和安装区域30构成。第一像素区域14b是将多个第一像素px配置为矩阵状的矩形状的区域。在第一像素区域14b设置有沿x方向延伸的多个扫描线31、与各扫描线31对应地沿x方向延伸的多个控制线32、以及沿与x方向交叉的y方向延伸的多个数据线33。像素px是与多个扫描线31和多个数据线33的各交叉对应的区域。因此，多个像素px在x方向以及y方向上排列成矩阵状。像素px具有后述的像素电路110。
[0042]
像素px在构造上包括与显示图像中的1个像素量的图像数据对应地点亮或熄灭的多个发光元件所对应的从阳极到阴极的多个组的结构要素。另外，像素px在显示上对应于与显示图像中的1个像素量的图像数据对应地点亮或熄灭的显示区域。
[0043]
多个第一像素px各自具有发出蓝色光的第一发光元件和驱动第一发光元件的多个第一晶体管。关于第一发光元件以及第一晶体管的具体结构，在后面进行详细说明。
[0044]
另外，未图示的第二面板11g具有多个第二像素。多个第二像素各自具有发出绿色光的第二发光元件和驱动第二发光元件的多个第二晶体管。即，第二像素具有发出蓝色光以外的色光的第二发光元件和驱动第二发光元件的多个第二晶体管。未图示的第三面板11r具有多个第三像素。多个第三像素各自具有发出红色光的第三发光元件和驱动第三发光元件的多个第三晶体管。即，第三像素具有发出蓝色光以外的色光的第三发光元件和驱动第三发光元件的多个第三晶体管。
[0045]
周边区域29是包围第一像素区域14b的矩形框状的区域。驱动电路35设置在周边区域29内。驱动电路35是驱动第一像素区域14b内的各第一像素px的电路。驱动电路35具有数据线驱动电路37和2个扫描线驱动电路36。第一面板11b是由在基板19的第一面19a上形成的晶体管等有源元件构成驱动电路35的电路内置型的面板。
[0046]
安装区域30隔着周边区域29设置在与第一像素区域14b相反的一侧、即周边区域29的外侧。在安装区域30设置多个安装端子39。控制信号、电源电位从包含控制电路、电源电路等的各种外部电路(省略图示)提供至安装端子39。外部电路例如安装于与安装区域30接合的柔性布线基板(省略图示)。
[0047]
以下，参照图3对像素电路110进行说明。
[0048]
图3是示出像素电路110的结构的等效电路图。
[0049]
由于多个像素电路110中的各个像素电路具有彼此相同的电结构，因此在此以位于i行j列的像素电路110为例说明。
[0050]
此外，i是一般表示像素电路110所排列的行的符号，是1以上且m以下的整数。j是一般表示像素电路110所排列的列的符号，是1以上且n以下的整数。
[0051]
如图3所示，像素电路110具有p沟道mos型的晶体管121～125、发光元件130和保持电容132。向像素电路110提供扫描信号gwr(i)、控制信号gel(i)、gcmp(i)、以及gorst(i)。在此，扫描信号gwr(i)、控制信号gel(i)、gcmp(i)以及gorst(i)分别从扫描线驱动电路36提供给第i行的像素电路110。即，扫描信号gwr(i)、控制信号gel(i)、gcmp(i)、以及gorst(i)在第i行中也共同地提供到除j列以外的其他列的像素电路。
[0052]
在i行j列的像素电路110中，晶体管122的栅极节点与第i行的扫描线31连接，漏极节点和源极节点中的一方与第j列的数据线33连接，另一方与晶体管121中的栅极节点g、保持电容132的一端、晶体管123的漏极节点连接。晶体管122通过将向数据线33输出的数据信号提供给晶体管121的栅极节点，从而作为对晶体管121的电流值进行设定的电流值设定晶体管而发挥功能。在此，关于晶体管121的栅极节点，为了与其他节点区别而表述为g。
[0053]
晶体管121作为产生针对发光元件130的驱动电流的驱动晶体管而发挥功能。晶体管121的源极节点与供电线116连接，漏极节点与晶体管123的源极节点和晶体管124的源极节点分别连接。在此，对供电线116提供在像素电路110中成为电源的高位侧的电位vel。
[0054]
晶体管123作为用于进行晶体管121的阈值电压的补偿的补偿用晶体管发挥功能。晶体管123的漏极节点与数据线33连接。向晶体管123的栅极节点提供控制信号gcmp(i)。
[0055]
向晶体管124的栅极节点提供控制信号gel(i)，晶体管124的漏极节点与晶体管125的源极节点和发光元件130的阳极分别连接。晶体管124设置于向发光元件130提供的驱动电流的电流路径，作为对发光元件130的发光期间进行控制的发光控制晶体管发挥功能。具体而言，在使发光元件130发光的情况下使晶体管124导通，在使发光元件130为非发光的情况下使晶体管124截止。
[0056]
以上说明的晶体管121～124构成对发光元件130提供驱动电流的晶体管电路120。
[0057]
向晶体管125的栅极节点提供与第i行对应的控制信号gorst(i)，晶体管125的漏极节点与对应于第j列的供电线16连接而保持为电位vorst。晶体管125作为在发光元件130的非发光时导通而将发光元件130的阳极连接于供电线16的放电晶体管发挥功能。
[0058]
保持电容132的另一端与供电线116连接。因此，保持电容132保持晶体管121的源极漏极间的电压。此外，作为保持电容132，可以使用寄生于晶体管121的栅极节点g的电容，也可以使用通过在硅基板中以彼此不同的导电层夹持绝缘层而形成的电容。
[0059]
在本实施方式中，由于各晶体管121～125形成在硅等半导体基板上，因此晶体管121～125的基板电位(n阱电位)被设定为作为电源的高位侧的电位vel。另外，发光元件130的阳极是按每个像素电路110单独设置的像素电极。与此相对，发光元件130的阴极是遍及所有像素电路110而共用的公共电极118，被设定为在像素电路110中作为电源的低位侧的电位vct。
[0060]
图4是表示上述的像素电路中的晶体管124以及晶体管125的结构的剖视图。此外，在图4中，仅表示上述的5个晶体管中的晶体管124以及晶体管125，但其他的晶体管也具有同样的结构。
[0061]
如图4所示，本实施方式的晶体管124、125为了抑制彼此相邻的晶体管间的漏电流，而具有sti(shallow trench isolation：浅槽隔离)构造。另外，晶体管124、125由形成在n阱区域50上的pmos晶体管构成。即，晶体管124具有导入了p型杂质的源极124s和漏极124d、以及设置在栅极绝缘膜51上的栅极124g。晶体管125具有导入了p型杂质的源极125s和漏极125d、以及设置在栅极绝缘膜51上的栅极125g。晶体管124的漏极124d与晶体管125的漏极125d经由布线52而电连接。
[0062]
如上所述，第一面板11b、第二面板11g和第三面板11r的像素电路具有相同结构，但构成各面板11b、11g、11r的各像素电路的晶体管的尺寸彼此不同。具体而言，构成第一面板11b的像素电路的第一晶体管的尺寸大于构成第二面板11g的像素电路的第二晶体管的
尺寸以及构成第三面板11r的像素电路的第三晶体管的尺寸。
[0063]
更具体而言，上述的晶体管的尺寸的大小关系包含以下所示的任一方式。
[0064]
作为一个方式，将各晶体管的源极与漏极之间的距离称为源极-漏极间距离l
sd
。此时，第一晶体管的源极-漏极间距离l
sd
比第二晶体管的源极-漏极间距离l
sd
以及第三晶体管的源极-漏极间距离l
sd
长。此外，第二晶体管的源极-漏极间距离l
sd
与第三晶体管的源极-漏极间距离l
sd
可以相同，也可以彼此不同。
[0065]
在构成各面板11b、11g、11r内的像素电路的5个晶体管中，存在源极-漏极间距离l
sd
因晶体管而彼此不同的情况。例如在图4所示的例子中，晶体管124的源极-漏极间距离l
sd
与晶体管125的源极-漏极间距离l
sd
彼此不同。即使在该情况下，在对所有的同一部位的晶体管彼此进行比较时，第一晶体管的源极-漏极间距离l
sd
也满足比第二晶体管的源极-漏极间距离l
sd
以及第三晶体管的源极-漏极间距离l
sd
长的关系。
[0066]
作为其他的一个方式，第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg比第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg以及第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg厚。此外，第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg与第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg既可以相同，也可以彼此不同。
[0067]
在构成各面板11b、11g、11r内的像素电路的5个晶体管中，有时栅极绝缘膜厚tg因晶体管而彼此不同。在该情况下，在对所有的同一部位的晶体管彼此进行比较时，满足第一晶体管的栅极绝缘膜厚tg比第二晶体管的栅极绝缘膜厚tg以及第三晶体管的栅极绝缘膜厚tg厚这样的关系。
[0068]
另外，各晶体管的尺寸的大小关系也可以兼具上述的2个方式。即，也可以是，第一晶体管的源极-漏极间距离l
sd
比第二晶体管的源极-漏极间距离l
sd
以及第三晶体管的源极-漏极间距离l
sd
长，并且，第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg比第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg以及第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚tg厚。
[0069]
以下，对第一面板11b、第二面板11g以及第三面板11r的各发光元件17r、17g、17b的结构进行说明。
[0070]
此外，第一面板11b、第二面板11g和第三面板11r各自的由有机el材料构成的发光层和电荷注入层等的构成材料不同，但面板的基本结构相同。因此，以下以第一面板11b为代表，对面板的基本结构进行说明。
[0071]
图5是表示第一面板11b内的一个第一发光元件17b的概略结构的剖视图。
[0072]
如图5所示，第一发光元件17b具有基板19、反射电极20、阳极21、发光功能层22、阴极23、密封膜24、滤色器25和盖玻璃26。具体而言，在基板19的第一面19a上，从基板19侧起依次设置有反射电极20、阳极21、发光功能层22以及阴极23。基板19例如由硅等半导体基板构成。反射电极20例如由含有铝、银等的光反射性的导电性材料构成。更具体而言，反射电极20例如可以由铝、银等单体材料结构，也可以由钛(ti)/alcu(铝铜合金)的层叠膜等构成。
[0073]
阳极21例如由ito(indium tin oxide：氧化铟锡)等具有透光性的导电性材料构成。发光功能层22从阳极21侧起依次由空穴注入层221、包含有机el材料的发光层222、电子注入层223构成。发光层222由与各面板的发光色相应的公知的有机el材料构成。此外，发光层222发出的光可以是荧光或者磷光的任一种。
[0074]
阴极23作为具有透射一部分光、反射剩余的光的性质的半透射反射层发挥功能。
具有半透射反射性的阴极23例如可以通过将含有银、镁的合金等的具有光反射性的导电性材料形成为足够薄的膜厚来实现。从发光层222射出的光在反射电极20与阴极23之间往返的期间选择性地放大具有特定的谐振波长的成分，并透过阴极23向与基板19相反的一侧射出。即，由从反射电极20到阴极23的多个层构成光谐振器27。
[0075]
从反射电极20到阴极23的多个层被密封膜24覆盖。密封膜24是用于防止外部空气、水分侵入的膜，由具有透光性的无机材料、有机材料的单层或多个层构成。
[0076]
在密封膜24的一面设置有与发光色对应的滤色器25。在第一面板11b中，滤色器25由吸收蓝色波段以外的波段的光并使蓝色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。另外，第二面板11g中的滤色器25由吸收绿色波段以外的波段的光并使绿色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。第三面板11r中的滤色器25由吸收红色波段以外的波段的光并使红色波段的光透过的光吸收型的滤光层构成。
[0077]
在本实施方式中，第一面板11b、第二面板11g以及第三面板11r各自具备光谐振器27，因此通过谐振波长下的光的谐振而射出与各色对应的光。并且，由于在光谐振器27的光射出侧设置有滤色器25，因此从各面板11b、11g、11r射出的各图像光lb、lg、lr的颜色纯度更高。此外，也可以根据从发光层222射出的光的波段而省略滤色器25。
[0078]
在滤色器25的一面设置有用于保护各发光元件的盖玻璃26。
[0079]
如上所述，由于对构成各晶体管的沟道的n阱区域50施加电源的高位侧电位vel，因此晶体管的耐压越高，越能够提高发光元件130的驱动电压。在本实施方式的图像光生成装置10中，3个面板中的构成射出蓝色光的第一面板11b的像素电路的第一晶体管的尺寸大于构成射出绿色光的第二面板11g的像素电路的第二晶体管的尺寸以及构成射出红色光的第三面板11r的像素电路的第三晶体管的尺寸。由此，第一晶体管的耐压比第二晶体管的耐压以及第三晶体管的耐压大。
[0080]
其结果，根据本实施方式，能够对第一面板11b的像素电路提供高的驱动电压，因此能够提高第一图像光lb的亮度，能够提高合成图像光lw的亮度。
[0081]
另一方面，各面板11b、11g、11r的消耗电力由晶体管耐压、即能够向发光元件130施加的驱动电压与投入电流的乘积决定。因此，作为图像光生成装置10，为了降低消耗电力，优选使用高效率的发光元件130，尽可能地使用具有低的晶体管耐压的面板。
[0082]
从该观点出发，在本实施方式的图像光生成装置10中，仅在第一面板11b使用晶体管耐压高的面板，在第二面板11g以及第三面板11r中不使用晶体管耐压高的面板，因此能够抑制图像光生成装置10的消耗电力的增大。如上所述，根据本实施方式，能够实现能够得到高亮度的图像光并且能够抑制消耗电力的增大的图像光生成装置10。
[0083]
在此，本发明人等为了证实本实施方式的图像光生成装置10的效果，针对以下的实施例1、比较例1及2，进行了图像光的最大亮度以及消耗电力的模拟。
[0084]
具体而言，作为实施例1的图像光生成装置，将第一面板(蓝色光用面板)的晶体管耐压设为8v，将第二面板(绿色光用面板)以及第三面板(红色光用面板)的晶体管耐压设为6v。与此相对，作为比较例1的图像光生成装置，将第一～第三面板的晶体管耐压全部设为6v。另外，作为比较例2的图像光生成装置，将第一～第三面板的晶体管耐压全部设为8v。
[0085]
关于实施例1、比较例1和比较例2的图像光生成装置，将对图像光的最大亮度和消耗电力进行了模拟的结果示于下述表1。此外，关于消耗电力，作为输出相同亮度的图像光
时所需的消耗电力，示出设比较例1的消耗电力为100时的相对值。
[0086]
[表1]
[0087][0088]
如表1所示，在将晶体管耐压全部设为6v的比较例1的情况下，最大亮度为20000cd/m2，无法得到较高的亮度。另外，在将晶体管耐压全部设为8v的比较例2的情况下，最大亮度为54000cd/m2，与比较例1相比上升，但消耗电力为133，与比较例1相比增大。与此相对，可知在仅将第一面板的晶体管耐压设为8v、将其他面板的晶体管耐压设为6v的实施例1的情况下，最大亮度为54000cd/m2，与比较例1相比提高，且消耗电力为111，与比较例2相比降低。这样，证实了根据本实施方式，能够提高图像光的最大亮度并且能够抑制消耗电力的增大。
[0089]
作为得到上述结果的理由，考虑以下方面。
[0090]
如比较例1以及2那样，对于蓝色光用面板，在使用具有与绿色光用面板以及红色光用面板一致的晶体管耐压的面板的情况下，在合成3个色光而生成白色光时，由于蓝色光用面板中的电压限制的影响，而驱动电压的增大产生极限，无法输出高亮度的图像光。因此，如实施例1所示，通过仅提高蓝色光用面板的晶体管耐压，能够避免蓝色光用面板的电压限制，因此能够输出高亮度的图像光。另一方面，在红色光用面板以及绿色光用面板中，在使用具有与蓝色光用面板同样高的晶体管耐压的面板的情况下，输出恒定亮度时的消耗电力也增大，因此作为图像光生成装置不优选。
[0091]
[第二实施方式]
[0092]
以下，使用图6说明本发明的第二实施方式。
[0093]
第二实施方式的图像光生成装置的基本结构与第一实施方式相同，发光元件的结构与第一实施方式不同。因此，省略图像光生成装置的整体结构的说明。图6是本实施方式的图像光生成装置中的第一面板的发光元件的剖视图。在图6中，对与第一实施方式中使用的图5相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。
[0094]
在本实施方式的图像光生成装置中，构成第一面板的第一发光元件18b具有包含射出蓝色光的蓝色发光层的串联(tandem)构造。与此相对，构成射出绿色光的第二面板的第二发光元件以及构成射出红色光的第三面板的第三发光元件不具有串联构造。即，第二发光元件及第三发光元件与图5所示的第一实施方式的第一发光元件17b的结构相同。
[0095]
图6是表示第一发光元件18b的概略结构的剖视图。
[0096]
如图6所示，本实施方式的第一发光元件18b具有基板19、反射电极20、阳极21、发光功能层28、阴极23、密封膜24、滤色器25和盖玻璃26。发光功能层28由从阳极21侧起依次层叠的空穴注入层281、包含有机el材料的第一蓝色发光层282、电子输送层283、包含锂的电荷产生层(中间层)284、空穴输送层285、包含有机el材料的第二蓝色发光层286、以及电
子注入层287构成。
[0097]
图像光生成装置的其他结构与第一实施方式的图像光生成装置相同。即，第一晶体管的尺寸比第二晶体管的尺寸以及第三晶体管的尺寸大。具体而言，第一晶体管的源极-漏极间距离比第二晶体管的源极-漏极间距离以及第三晶体管的源极-漏极间距离长。或者，第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚比第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚以及第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚厚。
[0098]
在本实施方式中，也能够得到能够实现能够得到高亮度的图像光并且能够抑制消耗电力的增大的图像光生成装置这样的与第一实施方式相同的效果。
[0099]
通常，若对有机el元件接通大的电流，则存在亮度的劣化加速的问题。为了解决该问题，提出了具有能够提高电流效率的串联构造的有机el元件。但是，具有串联构造的有机el元件与实质上串联连接2个发光元件的结构等效，因此驱动电压成为通常的有机el元件的大致2倍，大幅增大。因此，如本实施方式那样，仅对采用串联构造的第一发光元件18b的第一面板应用高耐压的晶体管这样的应用是有效的。
[0100]
此外，在本实施方式中，示出了对具有射出蓝色光的发光元件的面板采用具有串联构造的晶体管，使该晶体管的尺寸大于具有射出蓝色光以外的色光的发光元件的面板的晶体管的尺寸的结构。也可以代替该结构，而对具有射出蓝色光以外的色光的发光元件的面板采用具有串联构造的晶体管，使该晶体管的尺寸大于具有射出包含蓝色光的色光的发光元件的面板的晶体管的尺寸。在该情况下，通过利用包含具有串联构造而实质上的驱动电压增大的晶体管的面板以外的面板的晶体管来降低耐压，从而能够抑制图像光生成装置的消耗电力的增大。
[0101]
[第三实施方式]
[0102]
以下，使用图7说明本发明的第三实施方式。
[0103]
第三实施方式的图像光生成装置的基本结构与第一实施方式相同，面板的结构与第一实施方式不同。因此，省略图像光生成装置的整体结构的说明。
[0104]
图7是本实施方式的图像光生成装置的概略结构图。
[0105]
在图7中，对与第一实施方式中使用的图1相同的结构要素标注相同标号，并省略说明。
[0106]
在本实施方式的图像光生成装置60中，作为图像光生成面板，使用由有机el面板构成的2片自发光面板。
[0107]
如图7所示，图像光生成装置60具备第一面板11br、第二面板11g和分色棱镜62(颜色合成棱镜)。
[0108]
第一面板11br具备：第一像素区域14br，其包含配置成矩阵状的多个像素；以及第一非像素区域15br，其包围第一像素区域14br的周围。第二面板11g具备：第二像素区域14g，其包含配置成矩阵状的多个像素；以及第二非像素区域15g，其包围第二像素区域14g的周围。
[0109]
在第一面板11br的多个像素中的半数的像素处设置有第一发光元件17b，在剩余的半数的像素处设置有第三发光元件17r。即，在第一面板11br设置有第一发光元件17b和第三发光元件17r。另外，在第二面板11g中的多个像素中的各个像素处设置有第二发光元件17g。
[0110]
设置于第一面板11br的多个第一发光元件17b各自射出蓝色的第一图像光lb。另外，设置于第一面板11br的多个第三发光元件17r各自射出红色的第三图像光lr。即，第一面板11br射出蓝色的第一图像光lb和红色的第三图像光lr。另外，设置于第二面板11g的多个第二发光元件17g各自射出绿色的第二图像光lg。在本实施方式中，第一发光元件17b、第二发光元件17g及第三发光元件17r各自由顶部发光型的有机el元件构成。
[0111]
在本实施方式中，第一面板11br的晶体管的尺寸比第二面板11g的晶体管的尺寸大。即，构成发出蓝色光的像素电路的第一晶体管的尺寸以及构成发出红色光的像素电路的第三晶体管的尺寸比构成发出绿色光的像素电路的第二晶体管的尺寸大。具体而言，第一晶体管的源极-漏极间距离以及第三晶体管的源极-漏极间距离比第二晶体管的源极-漏极间距离长。此外，第一晶体管的源极-漏极间距离和第三晶体管的源极-漏极间距离可以相同，也可以是第一晶体管的源极-漏极间距离较长。
[0112]
或者，第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚以及第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚比第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚厚。
[0113]
或者，各晶体管的尺寸的大小关系也可以兼具上述的2个方式。即，也可以是，第一晶体管的源极-漏极间距离以及第三晶体管的源极-漏极间距离比第二晶体管的源极-漏极间距离长，并且，第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚以及第三晶体管的栅极绝缘膜的膜厚比第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚厚。
[0114]
在本实施方式的情况下，分色棱镜62由2个三角柱状的透光性部件组合而构成。分色棱镜62具有第一入射面62a、与第一入射面62a垂直地接触的第二入射面62b、和与第二入射面62b对置的射出面62e。
[0115]
分色棱镜62具有不具有偏振分离特性的分色镜63。分色镜63具有反射第一图像光lb和第三图像光lr并使第二图像光lg透过的特性。
[0116]
第一面板11br与第一入射面62a对置配置。第二面板11g与第二入射面62b对置配置。在本实施方式中，第一面板11br经由具有透光性的粘接剂层46固定于第一入射面62a。第二面板11g经由具有透光性的粘接剂层46固定于第二入射面62b。
[0117]
本实施方式的图像光生成装置60从分色棱镜62的射出面62e射出合成了第一图像光lb、第二图像光lg以及第三图像光lr后的合成图像光lw。
[0118]
在本实施方式中，也能够得到能够实现能够得到高亮度的图像光并且能够抑制消耗电力的增大的图像光生成装置60这样的与第一实施方式相同的效果。
[0119]
在此，本发明人为了证实本实施方式的图像光生成装置60的效果，针对以下的实施例2、比较例3以及4，进行了图像光的最大亮度以及消耗电力的模拟。
[0120]
具体而言，作为实施例2的图像光生成装置，将第一面板(蓝色光及红色光用面板)的晶体管耐压设为10v，将第二面板(绿色光用面板)的晶体管耐压设为6v。与此相对，作为比较例3的图像光生成装置，将第一面板以及第二面板的晶体管耐压都设为6v。另外，作为比较例4的图像光生成装置，将第一面板以及第二面板的晶体管耐压都设为10v。
[0121]
关于实施例2、比较例3和4的图像光生成装置，将对图像光的最大亮度和消耗电力进行了模拟的结果示于下述的表2。此外，消耗电力是输出相同亮度的图像光时所需的消耗电力，示出设比较例3的消耗电力为100时的相对值。
[0122]
[表2]
[0123][0124]
如表2所示，在将晶体管耐压都设为6v的比较例3的情况下，最大亮度为7000cd/m2，无法得到较高的亮度。另外，在将晶体管耐压都设为10v的比较例4的情况下，最大亮度为32000cd/m2，与比较例3相比有所提高，但消耗电力为167，与比较例3相比增大。与此相对，可知在将第一面板的晶体管耐压设为10v、将第二面板的晶体管耐压设为6v的实施例2的情况下，最大亮度为32000cd/m2，与比较例3相比提高，且消耗电力为133，与比较例4相比降低。这样，根据本实施方式，证实了能够提高图像光的最大亮度并且能够抑制消耗电力的增大。
[0125]
[第四实施方式]
[0126]
以下，使用附图说明本发明的第四实施方式。
[0127]
上述第一实施方式中说明的图像光生成装置10用于以下说明的图像显示装置。
[0128]
图8是第四实施方式的头部佩戴型显示装置1000的说明图。图9是示意性地表示图8所示的虚像显示部1010的光学系统的结构的立体图。图10是表示图9所示的光学系统的光路的说明图。
[0129]
如图8所示，头戴式显示装置1000(图像显示装置)构成为透视型的眼镜显示器，具有在左右具备镜腿1111、1112的框架1110。在头部佩戴型显示装置1000中，虚像显示部1010被框架1110支承，使从虚像显示部1010射出的图像作为虚像被使用者识别。在本实施方式中，头部佩戴型显示装置1000具备左眼用显示部1101和右眼用显示部1102作为虚像显示部1010。左眼用显示部1101和右眼用显示部1102具有相同结构，左右对称地配置。
[0130]
在以下说明中，以左眼用显示部1101为中心进行说明，省略针对右眼用显示部1102的说明。
[0131]
如图9以及图10所示，在头部佩戴型显示装置1000中，左眼用显示部1101具备图像光生成装置10和将从图像光生成装置10射出的合成图像光lw向射出部1058引导的导光系统1030。在图像光生成装置10与导光系统1030之间配置有投射透镜系统1070。从图像光生成装置10射出的合成图像光lw经由投射透镜系统1070入射到导光系统1030。投射透镜系统1070由具有正的光焦度的1个准直透镜构成。
[0132]
图像光生成装置10具备分色棱镜12和与分色棱镜12的4个面(三棱柱棱镜的第三面)中的3个面对置设置的3个面板11b、11g、11r。面板11b、11g、11r例如由有机el面板构成。
[0133]
从第一面板11b射出的图像光作为第一波段的第一图像光lb入射到分色棱镜12。从第二面板11g射出的图像光作为第二波段的第二图像光lg入射到分色棱镜12。从第三面板11r射出的图像光作为第三波段的第三图像光lr入射到分色棱镜12。从分色棱镜12射出合成了第一图像光lb、第二图像光lg和第三图像光lr后的合成图像光lw。
[0134]
导光系统1030具备入射有合成图像光lw的透光性的入射部1040和一端1051侧与
入射部1040连接的透光性的导光部1050。在本实施方式中，入射部1040和导光部1050由一体的透光性部件构成。
[0135]
入射部1040具备入射从图像光生成装置10射出的合成图像光lw的入射面1041和使从入射面1041入射的合成图像光lw在与入射面1041之间反射的反射面1042。入射面1041由平面、非球面、或者自由曲面等构成，隔着投射透镜系统1070与图像光生成装置10对置。投射透镜系统1070倾斜配置成与入射面1041的端部1412的间隔比与入射面1041的端部1411的间隔宽。
[0136]
虽然在入射面1041未形成反射膜，但将以临界角以上的入射角入射的光全反射。因此，入射面1041具备透光性和光反射性。反射面1042由与入射面1041对置的面构成，以端部1422与入射面1041的端部1421相比远离入射面1041的方式倾斜地配置。因此，入射部1040具有大致三角形的形状。反射面1042由平面、非球面、或者自由曲面等构成。反射面1042具有形成有以铝、银、镁、铬等为主要成分的反射性的金属层的结构。
[0137]
导光部1050具备从一端1051朝向另一端1052侧延伸的第一面1056(第一反射面)、与第一面1056平行地对置而从一端1051侧朝向另一端1052侧延伸的第二面1057(第二反射面)、以及设置于第二面1057的远离入射部1040的部分的射出部1058。第一面1056和入射部1040的反射面1042经由斜面1043连续。第一面1056和第二面1057的厚度比入射部1040薄。第一面1056和第二面1057基于导光部1050与外界(空气)的折射率差，将以临界角以上的入射角入射的光全反射。因此，在第一面1056和第二面1057未形成反射膜。
[0138]
射出部1058构成为导光部1050的厚度方向的第二面1057侧的一部分。在射出部1058中，相对于第二面1057的法线方向倾斜的多个部分反射面1055彼此平行地配置。射出部1058是第二面1057中的与多个部分反射面1055重叠的部分，是在导光部1050的延伸方向上具有规定的宽度的区域。多个部分反射面1055各自由电介质多层膜构成。另外，多个部分反射面1055中的至少1个也可以是电介质多层膜与以铝、银、镁、铬等为主成分的反射性的金属层(薄膜)的复合层。在部分反射面1055包含金属层的情况下，具有能够提高部分反射面1055的反射率的效果、或者能够使部分反射面1055的透射率以及反射率的入射角依赖性、偏振依赖性适当化的效果。此外，关于射出部1058，也可以是设置有衍射光栅、全息件等光学元件的方式。
[0139]
在上述结构的头部佩戴型显示装置1000中，由从入射部1040入射的平行光构成的合成图像光lw在入射面1041折射，并朝向反射面1042。接着，合成图像光lw被反射面1042反射而再次朝向入射面1041。此时，合成图像光lw以临界角以上的入射角入射到入射面1041，因此在入射面1041朝向导光部1050反射，而朝向导光部1050。此外，在入射部1040中，成为作为平行光的合成图像光lw入射到入射面1041的结构，但也可以采用如下结构：由自由曲面等构成入射面1041和反射面1042，作为非平行光的合成图像光lw在入射到入射面1041后，在反射面1042与入射面1041之间反射的期间被变换为平行光。
[0140]
在导光部1050中，合成图像光lw在第一面1056与第二面1057之间反射而行进。入射到部分反射面1055的合成图像光lw的一部分被部分反射面1055反射而从射出部1058朝向观察者的眼睛e射出。另外，入射到部分反射面1055的合成图像光lw的剩余部分透过部分反射面1055，入射到相邻的下一个部分反射面1055。因此，在多个部分反射面1055分别反射的合成图像光lw从射出部1058朝向观察者的眼睛e射出。由此，观察者能够识别虚像。
[0141]
此时，从外界入射到导光部1050的光入射到导光部1050之后，透过部分反射面1055而到达观察者的眼睛e。因此，观察者能够目视从图像光生成装置10射出的彩色图像并且能够透视地目视外界的景色等。
[0142]
第四实施方式的头部佩戴型显示装置1000具备第一实施方式的图像光生成装置10，因此能够显示明亮的图像，并且能够实现消耗电力的降低。此外，头部佩戴型显示装置1000也可以具备第二实施方式的图像光生成装置或者第三实施方式的图像光生成装置。
[0143]
此外，在第四实施方式的头部佩戴型显示装置1000中，列举了使用导光部1050作为导光系统1030的情况，但也可以通过在不使用导光部的光学系统应用第一实施方式的图像光生成装置10来构成头部佩戴型显示装置。
[0144]
[第五实施方式]
[0145]
以下，使用图11说明本发明的第五实施方式。
[0146]
上述第一实施方式中说明的图像光生成装置10用于以下说明的显示装置。
[0147]
图11是第五实施方式的投射型显示装置2000的概略结构。
[0148]
如图11所示，投射型显示装置2000(图像显示装置)具备上述实施方式的图像光生成装置10和将从图像光生成装置10射出的合成图像光lw放大投射到屏幕等被投射部件2200上的投射光学系统2100。
[0149]
图像光生成装置10具备分色棱镜12和与分色棱镜12的4个面(三棱柱棱镜的第三面)中的3个面对置设置的3个面板11b、11g、11r。面板11b、11g、11r例如由有机el面板等射出不具有偏振特性的图像光的面板构成。
[0150]
第五实施方式的投射型显示装置2000具备第一实施方式的图像光生成装置10，因此能够显示明亮的图像并且能够实现消耗电力的降低。
[0151]
此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能在不脱离本发明的宗旨的范围内施加各种变更。
[0152]
例如在上述实施方式中，在对构成1个像素电路的多个晶体管中的、同一部位的全部晶体管彼此进行比较时，满足第一晶体管的尺寸比第二晶体管以及第三晶体管的尺寸大这样的关系。但是，本发明的一个方式不限于上述结构，也可以满足如下关系：在对构成像素电路的多个晶体管中的至少一个部位的晶体管彼此进行比较时，第一晶体管的尺寸比第二晶体管以及第三晶体管的尺寸大。
[0153]
另外，在上述实施方式中，作为构成图像光生成装置的第一面板、第二面板以及第三面板，列举了有机el面板的例子，但作为面板，不一定限于有机el面板，也可以使用无机el面板、微型led面板等自发光型面板。
[0154]
另外，作为具备在上述实施方式中说明的图像光生成模块的图像显示装置的其他例子，可以举出平视显示器(hud)、手持显示器(hhd)、摄像机、静态照相机等摄像装置中利用的电子式取景器(evf：electronic view finder)等。
[0155]
此外，关于上述实施方式的图像光生成装置的各结构要素的数量、形状、配置、构成材料等的具体的记载，不限于上述实施方式，能够适当变更。
[0156]
本实施方式的一个方式的图像光生成装置也可以是以下结构。
[0157]
本实施方式的一个方式的图像光生成装置具备：第一面板，其射出蓝色的第一图像光；第二面板，其射出蓝色以外的颜色的第二图像光；以及颜色合成棱镜，其对所述第一
图像光和所述第二图像光进行合成，所述第一面板具有多个第一像素，所述多个第一像素各自具有：第一发光元件，其发出蓝色光；以及第一晶体管，其驱动所述第一发光元件，所述第二面板具有多个第二像素，所述多个第二像素各自具有：第二发光元件，其发出所述蓝色光以外的色光；以及第二晶体管，其驱动所述第二发光元件，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。
[0158]
在本实施方式的一个方式的图像光生成装置中，也可以是，所述第一晶体管的源极-漏极间距离比所述第二晶体管的源极-漏极间距离长。
[0159]
在本实施方式的一个方式的图像光生成装置中，也可以是，所述第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚比所述第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚厚。
[0160]
本实施方式的一个方式的图像光生成装置具备：第一面板，其射出第一颜色的第一图像光；第二面板，其射出所述第一颜色以外的颜色的第二图像光；以及颜色合成棱镜，其对所述第一图像光和所述第二图像光进行合成，所述第一面板具有多个第一像素，所述多个第一像素各自具有：第一发光元件，其发出所述第一颜色的色光；以及第一晶体管，其驱动所述第一发光元件，所述第一发光元件具有包含发光层的串联构造，所述第二面板具有多个第二像素，所述多个第二像素各自具有：第二发光元件，其发出所述第一颜色的色光以外的色光；以及第二晶体管，其驱动所述第二发光元件，所述第一晶体管的尺寸大于所述第二晶体管的尺寸。
[0161]
在本实施方式的一个方式的图像光生成装置中，也可以是，所述第一晶体管的源极-漏极间距离比所述第二晶体管的源极-漏极间距离长。
[0162]
在本实施方式的一个方式的图像光生成装置中，也可以是，所述第一晶体管的栅极绝缘膜的膜厚比所述第二晶体管的栅极绝缘膜的膜厚厚。
[0163]
在本实施方式的一个方式的图像光生成装置中，也可以是，所述第一颜色为蓝色。
[0164]
本实施方式的一个方式的图像显示装置具备本实施方式的一个方式的图像光生成装置。