(57)【要約】【課題】表示パネルごとの光量を上げなくても、多くの光量を得ることができる電気光学装置を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての投射型表示装置１００は、各表示ユニットに設けられ互いに異なる発光ピーク波長を有する第１表示パネルおよび第２表示パネルと、第１および第２表示パネルから入射した光を合成して射出するダイクロイックミラー（第１光学素子）と、各表示ユニット１０，２０，３０の表示光（ＲＧＢ）を合成して射出するクロスダイクロイックプリズム４０（第２光学素子）と、を備え、ダイクロイックミラーは、第１表示パネルの発光ピーク波長と第２表示パネルの発光ピーク波長との間に、光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値を有し、クロスダイクロイックプリズム４０は、第１表示ユニット１０の発光と第３表示ユニット３０の発光とを反射して、第２表示ユニット２０の発光を透過する光学特性のしきい値を有している。【選択図】図１
2012230151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる発光波長領域を有する第１表示ユニットと、第２表示ユニットと、第３表示ユニットとを備え、前記第１および前記第２ならびに前記第３表示ユニットからそれぞれ射出された光を合成して射出する電気光学装置であって、
前記第１から前記第３表示ユニットのうち、少なくとも１つの表示ユニットに設けられた互いに異なる発光ピーク波長を有する第１表示パネルおよび第２表示パネルと、
前記第１および前記第２表示パネルからそれぞれ射出された光を合成して射出する第１光学素子と、
前記第１および前記第２ならびに前記第３表示ユニットから射出された光を合成して射出する第２光学素子と、を備え、
前記第１光学素子は、前記第１表示パネルの発光ピーク波長と前記第２表示パネルの発光ピーク波長との間に、光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値を有し、
前記第２光学素子は、前記第１から前記第３表示ユニットにおけるそれぞれの発光波長領域の間に、前記第１表示ユニットの発光と前記第３表示ユニットの発光とを反射して、前記第２表示ユニットの発光を透過する光学特性のしきい値を有し、
前記第２光学素子の射出面から前記第１から前記第３表示ユニットのそれぞれの発光が重なって射出されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１および前記第２光学素子は、光の反射と透過とが分かれる光学特性のしきい値を有する誘電体多層膜を備えたダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記第１表示ユニットは青色波長領域の発光を有し、
前記第２表示ユニットは緑色波長領域の発光を有し、
前記第３表示ユニットは赤色波長領域の発光を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１表示ユニットは、前記第１および前記第２表示パネルと前記第１光学素子とを有することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第１および前記第２表示パネルは、有機エレクトロルミネッセンスパネルであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、一対の電極と前記一対の電極間に挟持された複数の機能層とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記第１および前記第２表示パネルにおいて、
前記複数の機能層を構成する材料が同一であり、少なくとも１つの前記機能層の膜厚を異ならせることにより、互いに異なる発光ピーク波長を有することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、一対の電極と前記一対の電極間に挟持された複数の機能層とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、
前記第１および前記第２表示パネルにおいて、
前記複数の機能層を構成する材料のうち、少なくとも１つの材料を異ならせることにより、互いに異なる発光ピーク波長を有することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学素子の１つである有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、有機材料を含む複数の薄膜を、第一の電極と第二の電極との間に挟持した構造を有しており、二つの電極から注入したキャリア（正孔と電子）を有機薄膜中で再結合させることにより、発光させる素子である。このような有機ＥＬ素子を多数形成した有機エレクトロルミネッセンスパネル（有機ＥＬパネル）は、薄型・軽量といった特徴を有することから、直視型ディスプレイへの応用はもちろんのこと、レンズ等の光学系を通してスクリーンへ投射する投射型ディスプレイへの応用も期待されている。
【０００３】
投射型ディスプレイとしては、例えば、発光色がそれぞれ異なる３枚の有機ＥＬパネルの発光を、ダイクロイックプリズムを用いて合成し、投射レンズを通してスクリーンへ投射する例が示されている（特許文献１）。
１枚の有機ＥＬパネル上に、光の３原色であるＲｅｄ（Ｒ）、Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）、Ｂｌｕｅ（Ｂ）の各発光を有する有機ＥＬ素子を並べるという、直視型ディスプレイで一般的に用いられる方式に比べ、特許文献１の方式では実質的な開口率を約３倍にすることができる。
したがって、ある一定の投射光量を得る場合、ＲＧＢの各画素を並べる直視型ディスプレイに比べ、特許文献１の方式では、各有機ＥＬ素子の光量が約１／３で済むという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６７４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の投射型ディスプレイの場合、有機ＥＬパネルのサイズに対して、スクリーンへ投射されたサイズが大きくなればなるほど、視認性を確保するために有機ＥＬパネルの光量を増やすことが要求される。有機ＥＬパネルは、光量を増やすためにより多くの電流を流せば流すほど発光効率が低下し、結果として製品寿命が短くなるという課題がある。
従って、製品寿命を確保するために、例えば、有機ＥＬパネルのサイズを大きくして投射後のサイズとの差を小さくすることが考えられるが、それでは、投射型ディスプレイの大型化を招くという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例の電気光学装置は、互いに異なる発光波長領域を有する第１表示ユニットと、第２表示ユニットと、第３表示ユニットとを備え、前記第１および前記第２ならびに前記第３表示ユニットからそれぞれ射出された光を合成して射出する電気光学装置であって、前記第１から前記第３表示ユニットのうち、少なくとも１つの表示ユニットに設けられた互いに異なる発光ピーク波長を有する第１表示パネルおよび第２表示パネルと、前記第１および前記第２表示パネルからそれぞれ射出された光を合成して射出する第１光学素子と、前記第１および前記第２ならびに前記第３表示ユニットから射出された光を合成して射出する第２光学素子と、を備え、前記第１光学素子は、前記第１表示パネルの発光ピーク波長と前記第２表示パネルの発光ピーク波長との間に、光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値を有し、前記第２光学素子は、前記第１から前記第３表示ユニットにおけるそれぞれの発光波長領域の間に、前記第１表示ユニットの発光と前記第３表示ユニットの発光とを反射して、前記第２表示ユニットの発光を透過する光学特性のしきい値を有し、前記第２光学素子の射出面から前記第１から前記第３表示ユニットのそれぞれの発光が重なって射出されることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、少なくとも１つの表示ユニットが互いに異なる発光ピーク波長を有する第１表示パネルと、第２表示パネルとを備えることにより、当該表示ユニットが１つの表示パネルのみを備える場合に比べ、表示パネルの光量を増やすことなく、第１光学素子を経由して射出される当該表示ユニットの実質的な光量を増やすことが可能となる。
すなわち、表示パネルのサイズを大きくしなくても所望の光量を確保して、画像などの情報を表示可能な電気光学装置を提供することができる。言い換えれば、小型でも明るい表示が可能な電気光学装置を提供できる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１および前記第２光学素子が、光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値を有する誘電体多層膜を備えたダイクロイックミラーであることが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、前記第１および第２光学素子は、誘電体多層膜の構造を変えることで、入射する光の透過および反射特性を可変させることができる。例えば、第１光学素子では、第１表示パネルの発光ピーク波長と第２表示パネルの発光ピーク波長との間に光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値を設定することによって、上記第１表示パネルの発光と、上記第２表示パネルの発光とのうち一方を透過し、他方を反射させることができる。
つまり、第１および第２光学素子のそれぞれにおいて、合成光の射出方向に対して異なる方向から入射した光を合成して射出することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１表示ユニットは青色波長領域の発光を有し、前記第２表示ユニットは緑色波長領域の発光を有し、前記第３表示ユニットは赤色波長領域の発光を有することが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、光の３原色を第１から第３表示ユニットによってそれぞれ表現することができ、フルカラー表示を実現することが可能となる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１表示ユニットは、前記第１および前記第２表示パネルと前記第１光学素子とを有することが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、前記第１および第２表示パネルからそれぞれ射出された光が、前記第１光学素子により合成されるため、前記第１および前記第２表示パネルの各光量を増やすことなく、前記第１表示ユニットの青色発光領域における光量を増やすことができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１および第２表示パネルが、有機エレクトロルミネッセンスパネルであることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、前記第１および第２表示パネルが、バックライトユニットが不要で薄型軽量であると共に、高速応答性に優れ、高効率発光が可能な自発光型の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネルであるため、表示品位に優れ、低消費電力で薄型軽量の電気光学装置を実現することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記有機エレクトロルミネッセンスパネルが、一対の電極と前記一対の電極間に挟持された複数の機能層とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、前記第１および第２表示パネルにおいて、前記複数の機能層を構成する材料が同一であり、少なくとも１つの前記機能層の膜厚を異ならせることにより、互いに異なる発光ピーク波長を有することが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、前記第１および第２表示パネルとにおいて、前記複数の機能層を構成する材料が同一であり、少なくとも１つの前記機能層の膜厚を異ならせるだけで、互いに異なる発光ピーク波長を有することができるため、前記第１および第２表示パネルを製造する際には、少なくとも１つの前記機能層の膜厚を変更するだけで済み、例えば同一の製造装置を用いることが可能となるなど高いコストパフォーマンスを有する電気光学装置を提供できる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の電気光学装置において、前記有機エレクトロルミネッセンスパネルが、一対の電極と前記一対の電極間に挟持された複数の機能層とを具備する有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、前記第１および第２表示パネルにおいて、前記複数の機能層を構成する材料のうち、少なくとも１つの材料を異ならせることにより、互いに異なる発光ピーク波長を有することが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、前記第１および第２表示パネルとにおいて、前記複数の機能層を構成する材料のうち、少なくとも１つの材料を異ならせるだけで、互いに異なる発光ピーク波長を有することができるため、前記第１および第２表示パネルを製造する際には、少なくとも１つの前記機能層の種類を変更するだけで済み、例えば同一の製造装置を用いることが可能となるなど高いコストパフォーマンスを有する電気光学装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置の構成を示す概略平面図。
【図２】（ａ）表示パネルの構成を示す概略平面図、（ｂ）は表示パネルの構造を示す概略断面図。
【図３】第１表示ユニットの構成を示す概略平面図。
【図４】第１表示ユニットが備える第１および第２表示パネルの発光スペクトルを示すグラフ。
【図５】第１表示ユニットが備える第１光学素子の反射透過特性を示すグラフ。
【図６】第１表示ユニットから射出される光の発光スペクトルを示すグラフ。
【図７】第２表示ユニットの構成を示す概略平面図。
【図８】第２表示ユニットが備える第１および第２表示パネルの発光スペクトルを示すグラフ。
【図９】第２表示ユニットが備える第１光学素子の反射透過特性を示すグラフ。
【図１０】第２表示ユニットから射出される光の発光スペクトルを示すグラフ。
【図１１】第３表示ユニットの構成を示す概略平面図。
【図１２】第３表示ユニットが備える第１および第２表示パネルの発光スペクトルを示すグラフ。
【図１３】第３表示ユニットが備える第１光学素子の反射透過特性を示すグラフ。
【図１４】第３表示ユニットから射出される光の発光スペクトルを示すグラフ。
【図１５】第２光学素子の反射透過特性を示すグラフ。
【図１６】第２光学素子から射出される光の発光スペクトルを示すグラフ。
【図１７】第２実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置の構成を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本実施形態は、電気光学装置としてそれぞれに異なる発光色を有する３つの表示ユニットからの射出光（表示光）を合成して、フルカラーの画像などを投射可能な投射型表示装置を例に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
＜電気光学装置＞
図１は第１実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置の構成を示す概略平面図である。
図１に示すように、本実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置１００は、青色発光領域の表示光（Ｂ）が得られる第１表示ユニット１０と、緑色発光領域の表示光（Ｇ）が得られる第２表示ユニット２０と、赤色発光領域の表示光（Ｒ）が得られる第３表示ユニット３０と、各表示ユニット１０，２０，３０からの表示光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を合成して所定の方向に射出させる第２光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４０とを備えている。
【００２４】
図２（ａ）は、第１〜第３の各表示ユニットおける表示パネルの概略平面図である。図２（ａ）に示すように、表示パネル１は、基板２上にマトリクス状に配置された発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を具備する複数の画素Ｐを有している。複数の画素Ｐにより表示領域Ｅが構成されている。
【００２５】
図２（ｂ）は、画素を形成する有機エレクトロルミネッセンス素子の断面構造を示す模式図である。図２（ｂ）に示すように、基板２上にマトリクス状に配置される有機ＥＬ素子７は、基板２に設けられた第一電極３と、第一電極３に対向して設けられた第二電極６と、それら二つの電極によって挟まれた発光層４を含む有機機能層５とを有しており、第二電極６が金属薄膜からなる半透過反射膜である。
なお、図示省略するが、第二電極６の直上には、上記金属薄膜よりも屈折率の大きい薄膜（以下、キャップ層）を成膜してあり、取り出し効率の向上を図っている。キャップ層の上部は不活性ガスを封じ込めた中空のガラス缶封止構造を有している。
【００２６】
次に、第１表示ユニット１０について図３を参照して説明する。図３は第１表示ユニットの構成を示す概略平面図である。
図３に示すように、第１表示ユニット１０は、第１青色表示パネル１１と、第２青色表示パネル１２と、各青色表示パネル１１，１２からの光を合成して所定の方向に射出する第１光学素子としてのダイクロイックミラー１３とを備えている。
第１および第２青色表示パネル１１，１２の基本的な構成は、図２に示した表示パネル１と同じであって、有機ＥＬ素子７から青色発光領域の発光が得られるものである。
【００２７】
第１光学素子としてのダイクロイックミラー１３は、平面視が直角二等辺三角形の二つのプリズム１３ａ，１３ｂと、プリズム１３ａ，１３ｂの斜面に挟まれた誘電体多層膜１３ｃとを有している。言い換えれば、二つのプリズム１３ａ，１３ｂが誘電体多層膜１３ｃを挟んで密着して接合されたものである。詳しくは後述するが、誘電体多層膜１３ｃは入射する光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値Ｆｂを有している。
【００２８】
第１および第２青色表示パネル１１，１２は、ダイクロイックミラー１３に対して誘電体多層膜１３ｃを挟んで隣り合って配置されている。また、ダイクロイックミラー１３によって第１青色表示パネル１１からの光と、第２青色表示パネル１２からの光が合成されたときに、互いに対応する画素Ｐがずれを生じないように、それぞれプリズム１３ａ，１３ｂに位置決めされている。また、プリズム１３ａ，１３ｂに対して隙間を空けることなく装着されている。
【００２９】
第１青色表示パネル１１と第２青色表示パネル１２における有機ＥＬ素子７の構造は、構成材料とその積層順が同一であり、例えば次の構造を有する。
基板２上には、第一電極／正孔注入層（HIL）／正孔輸送層（HTL）／青色発光層（B−EML）／電子輸送層（ETL）／電子注入層（EIL）／第二電極が順に積層されている。
例えば、第一電極としてＡｌ／ＩＴＯの積層陽極、正孔注入層（ＨＩＬ）に出光興産製ＨＩ４０６、正孔輸送層（ＨＴＬ）にＨＴ３２０、青色発光層（Ｂ−ＥＭＬ）に出光興産製ＢＨ２１５＋ＢＤ１０２、電子輸送層（ＥＴＬ）にＡｌｑ3、第二電極にＭｇとＡｇの共蒸着薄膜、キャップ層としてＡｌｑ3を用いることができる。
【００３０】
第１青色表示パネル１１と第２青色表示パネル１２における有機ＥＬ素子７を構成する各層の膜厚は、次の表１に示す通りである。
【００３１】
【表１】
2012230151.tif 000003
【００３２】
図４に、第１青色表示パネル１１が射出する発光スペクトル１４と、第２青色表示パネル１２が射出する発光スペクトル１５を示す。
第１青色表示パネル１１と第２青色表示パネル１２は、有機機能層５を構成する有機化合物の種類は同一で、電子輸送層（ＥＴＬ）の膜厚が異なっている。これにより、２つの発光スペクトル１４，１５は、互い異なる発光ピーク波長Ｂｐ１，Ｂｐ２を有している。第１青色表示パネル１１の発光ピーク波長Ｂｐ１は、およそ４６５ｎｍであり、第２青色表示パネル１２の発光ピーク波長Ｂｐ２は、およそ４８０ｎｍである。
【００３３】
本実施形態で用いている有機ＥＬ素子７は、基板２側のＡｌ層が反射層、基板２とは反対側のＭｇＡｇ層が半透過半反射層として作用し、光共振器構造を形成している。従って、Ａｌ層とＭｇＡｇ層との間の光路長Ｌを変更することで、特定の波長を中心として光量が強められた発光を外部に取り出すことができる。
光路長Ｌは、Ａｌ層とＭｇＡｇ層との間の有機機能層５の屈折率ｎと膜厚ｄとの積で表すことができる（すなわち、光路長Ｌ＝ｎ×ｄ）。
本実施形態では、第１および第２青色表示パネル１１，１２において、互いに有機機能層５の膜厚を変えることで光路長Ｌを異ならせ、異なる２種類の発光スペクトル１４，１５を外部に取り出しているが、別の手法として、有機機能層５の膜厚を一定として、有機機能層５を構成する有機化合物の屈折率ｎを異ならせる方法により光路長Ｌを異ならせて、異なる２種類の発光スペクトルを取り出すことも可能である。
【００３４】
なお、本実施形態の第１および第２青色表示パネル１１，１２において、ＭｇＡｇ層上のＡｌｑ3層（キャップ層）は、共に膜厚がおよそ９０ｎｍとなっているが、前述したように光取り出し効率を向上させるために用いているので、光路長Ｌを変更した場合には、光取り出し効率が最大となるように上記Ａｌｑ3層の膜厚も最適化することが望ましい。
【００３５】
図５は、第１表示ユニット１０が備えるダイクロイックミラー１３の反射透過特性を示したグラフである。図５のグラフにおいて、反射率Ｒは縦軸で表され、透過率Ｔは次の式で表される。
透過率Ｔ＝１−反射率Ｒ
ダイクロイックミラー１３の反射透過特性は、第１青色表示パネル１１が射出する発光スペクトル１４の発光ピーク波長Ｂｐ１と、第２青色表示パネル１２が射出する発光スペクトル１５の発光ピーク波長Ｂｐ２との間に、光の透過と反射とを分けるしきい値Ｆｂを有している。具体的には、しきい値Ｆｂは青色の光の反射率が５０％となる波長であって、およそ４７２ｎｍとなっている。
すなわち、青色発光領域において、４７２ｎｍよりも短い波長の光は誘電体多層膜１３ｃにより反射され、４７２ｎｍよりも長い波長の光は誘電体多層膜１３ｃを透過してダイクロイックミラー１３から射出される。
【００３６】
第１青色表示パネル１１が射出する発光スペクトル１４、および第２青色表示パネル１２が射出する発光スペクトル１５を、それぞれ図５のグラフで表された反射透過特性を有するダイクロイックミラー１３に入射させ、それらが合成されて第１表示ユニット１０から射出された発光スペクトル１６を図６に示す。
図６に示すように、第１表示ユニット１０からは、２つの発光ピーク波長Ｂｐ１，Ｂｐ２を有する光が射出される。したがって、１つの青色表示パネルの発光に比べて、青色発光波長領域において強い発光が得られている。
【００３７】
次に、第２表示ユニットについて図７を参照して説明する。図７は第２表示ユニットの構成を示す概略平面図である。
図７に示すように、第２表示ユニット２０は、第１緑色表示パネル２１と、第２緑色表示パネル２２と、各緑色表示パネル２１，２２からの光を合成して所定の方向に射出する第１光学素子としてのダイクロイックミラー２３とを備えている。
【００３８】
第１および第２緑色表示パネル２１，２２の基本的な構成は、図２に示した表示パネル１と同じであって、有機ＥＬ素子７から緑色発光領域の発光が得られるものである。
【００３９】
ダイクロイックミラー２３の構成は、前述したダイクロイックミラー１３の構成と基本的な部分は同一であって、二つのプリズム２３ａ，２３ｂが誘電体多層膜２３ｃを挟んで密着して接合されたものである。誘電体多層膜２３ｃは入射する光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値Ｆｇを有している。
【００４０】
第１および第２緑色表示パネル２１，２２は、ダイクロイックミラー２３に対して誘電体多層膜２３ｃを挟んで隣り合って配置されている。また、ダイクロイックミラー２３によって第１緑色表示パネル２１からの発光と、第２緑色表示パネル２２からの発光が合成された後に、互いに対応する画素Ｐがずれを生じないように、それぞれプリズム２３ａ，２３ｂに位置決めされている。また、プリズム２３ａ，２３ｂに対して隙間を空けることなく装着されている。
【００４１】
第１緑色表示パネル２１と第２緑色表示パネル２２における有機ＥＬ素子７の構造は、構成材料とその積層順が同一であり、例えば次の構造を有する。
基板２上には、第一電極／正孔注入層（HIL）／正孔輸送層（HTL）／緑色発光層（G−EML）／電子輸送層（ETL）／電子注入層（EIL）／第二電極が順に積層されている。
例えば、第一電極としてＡｌ／ＩＴＯの積層陽極、正孔注入層（ＨＩＬ）に出光興産製ＨＩ４０６、正孔輸送層（ＨＴＬ）にＨＴ３２０、緑色発光層（Ｇ−ＥＭＬ）に出光興産製ＢＨ２１５＋ＧＤ２０６、電子輸送層（ＥＴＬ）にＡｌｑ3、第二電極にＭｇとＡｇの共蒸着薄膜、キャップ層としてＡｌｑ3を用いることができる。
【００４２】
第１緑色表示パネル２１と第２緑色表示パネル２２における有機ＥＬ素子７を構成する各層の膜厚は、次の表２に示す通りである。
【００４３】
【表２】
2012230151.tif 000004
【００４４】
図８に、第１緑色表示パネル２１が射出する発光スペクトル２４と、第２緑色表示パネル２２が射出する発光スペクトル２５を示す。
第１緑色表示パネル２１と第２緑色表示パネル２２は、構成する有機化合物の種類は同一で、一部、正孔輸送層（ＨＴＬ）の膜厚が異なっている。これにより、２つの発光スペクトル２４，２５は互いに異なる発光ピーク波長Ｇｐ１，Ｇｐ２を有している。第１緑色表示パネル２１の発光ピーク波長Ｇｐ１は、およそ５２０ｎｍであり、第２緑色表示パネル２２の発光ピーク波長Ｇｐ２は、およそ５４５ｎｍである。なお、光の取り出し効率を最大化するためにキャップ層であるＡｌｑ3層の膜厚は、第２緑色表示パネル２２の方が厚く設定されている。
【００４５】
図９は、第２表示ユニット２０が備えるダイクロイックミラー２３の反射透過特性を示したグラフである。図９のグラフにおいて、反射率Ｒは縦軸で表され、透過率Ｔは次の式で表される。
透過率Ｔ＝１−反射率Ｒ
ダイクロイックミラー２３の反射透過特性は、第１緑色表示パネル２１が射出する発光スペクトル２４の発光ピーク波長Ｇｐ１と、第２緑色表示パネル２２が射出する発光スペクトル２５の発光ピーク波長Ｇｐ２との間に、光の透過と反射とを分けるしきい値Ｆｇを有している。具体的には、しきい値Ｆｇは緑色の光の反射率が５０％となる波長であって、およそ５３２ｎｍとなっている。
すなわち、緑色発光領域において、５３２ｎｍよりも短い波長の光は誘電体多層膜２３ｃにより反射され、５３２ｎｍよりも長い波長の光は誘電体多層膜２３ｃを透過してダイクロイックミラー２３から射出される。
【００４６】
第１緑色表示パネル２１が射出する発光スペクトル２４、および第２緑色表示パネル２２が射出する発光スペクトル２５を、それぞれ図９のグラフで表された反射透過特性を有するダイクロイックミラー２３に入射させ、それらが合成されて第２表示ユニット２０から射出された発光スペクトル２６を図１０に示す。
図１０に示すように、第２表示ユニット２０からは、２つの発光ピーク波長Ｇｐ１，Ｇｐ２を有する光が射出される。したがって、１つの緑色表示パネルの発光に比べて、緑色発光波長領域において強い発光が得られている。
【００４７】
次に、第３表示ユニットについて図１１を参照して説明する。図１１は第３表示ユニットの構成を示す概略平面図である。
図１１に示すように、第３表示ユニット３０は、第１赤色表示パネル３１と、第２赤色表示パネル３２と、各赤色表示パネル３１，３２からの光を合成して所定の方向に射出する第１光学素子としてのダイクロイックミラー３３とを備えている。
【００４８】
第１および第２赤色表示パネル３１，３２の基本的な構成は、図２に示した表示パネル１と同じであって、有機ＥＬ素子７から赤色発光領域の発光が得られるものである。
【００４９】
ダイクロイックミラー３３の構成は、前述したダイクロイックミラー１３の構成と基本的な部分は同一であって、二つのプリズム３３ａ，３３ｂが誘電体多層膜３３ｃを挟んで密着して接合されたものである。誘電体多層膜３３ｃは入射する光の透過と反射とが分かれる光学特性のしきい値Ｆｒを有している。
【００５０】
第１および第２赤色表示パネル３１，３２は、ダイクロイックミラー３３に対して誘電体多層膜３３ｃを挟んで隣り合って配置されている。また、ダイクロイックミラー３３によって第１赤色表示パネル３１からの光と、第２赤色表示パネル３２からの光が合成されたときに、互いに対応する画素Ｐがずれを生じないように、それぞれプリズム３３ａ，３３ｂに位置決めされている。また、プリズム３３ａ，３３ｂに対して隙間を空けることなく装着されている。
【００５１】
第１赤色表示パネル３１と第２赤色表示パネル３２における有機ＥＬ素子７の構造は、構成材料とその積層順が同一であり、例えば次の構造を有する。
基板２上には、第一電極／正孔注入層（HIL）／正孔輸送層（HTL）／赤色発光層（R−EML）／電子輸送層（ETL）／電子注入層（EIL）／第二電極が順に積層されている。
例えば、第一電極としてＡｌ／ＩＴＯの積層陽極、正孔注入層（ＨＩＬ）に出光興産製ＨＩ４０６、正孔輸送層（ＨＴＬ）にＨＴ３２０、赤色発光層（Ｒ−ＥＭＬ）に出光興産製ＢＨ２１５＋ＲＤ００１、電子輸送層（ＥＴＬ）にＡｌｑ3、第二電極にＭｇとＡｇの共蒸着薄膜、キャップ層としてＡｌｑ3を用いることができる。
第１赤色表示パネル３１と第２赤色表示パネル３２における有機ＥＬ素子７を構成する各層の膜厚は、次の表３に示す通りである。
【００５２】
【表３】
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【００５３】
図１２に、第１赤色表示パネル３１が射出する発光スペクトル３４と、第２赤色表示パネル３２が射出する発光スペクトル３５を示す。
第１赤色表示パネル３１と第２赤色表示パネル３２は、構成する有機化合物の種類は同一で、正孔輸送層（ＨＴＬ）と電子注入層（ＥＩＬ）の膜厚が異なっている。これにより、２つの発光スペクトル３４，３５は互いに異なる発光ピーク波長Ｒｐ１，Ｒｐ２を有している。第１赤色表示パネル３１の発光ピーク波長Ｒｐ１は、およそ６１０ｎｍであり、第２赤色表示パネル３２の発光ピーク波長Ｒｐ２は、およそ６７０ｎｍである。なお、光の取り出し効率を最大化するためにキャップ層であるＡｌｑ3層の膜厚は、第２赤色表示パネル３２の方が厚く設定されている。
【００５４】
図１３は、第３表示ユニット３０が備えるダイクロイックミラー３３の反射透過特性を示したグラフである。図１３のグラフにおいて、反射率Ｒは縦軸で表され、透過率Ｔは次の式で表される。
透過率Ｔ＝１−反射率Ｒ
ダイクロイックミラー３３の反射透過特性は、第１赤色表示パネル３１が射出する発光スペクトル３４の発光ピーク波長Ｒｐ１と、第２赤色表示パネル３２が射出する発光スペクトル３５の発光ピーク波長Ｒｐ２との間に、光の透過と反射とを分けるしきい値Ｆｒを有している。具体的には、しきい値Ｆｒは赤色の光の反射率が５０％となる波長であって、およそ６４５ｎｍとなっている。
すなわち、赤色発光領域において、６４５ｎｍよりも短い波長の光は誘電体多層膜３３ｃを透過し、６４５ｎｍよりも長い波長の光は誘電体多層膜３３ｃにより反射されてダイクロイックミラー３３から射出される。
【００５５】
第１赤色表示パネル３１が射出する発光スペクトル３４、および第２赤色表示パネル３２が射出する発光スペクトル３５を、それぞれ図１３のグラフで表された反射透過特性を有するダイクロイックミラー３３に入射させ、それらが合成されて第３表示ユニット３０から射出された発光スペクトル３６を図１４に示す。
図１４に示すように、第３表示ユニット３０からは、２つの発光ピーク波長Ｒｐ１，Ｒｐ２を有する光が射出される。したがって、１つの赤色表示パネルの発光に比べて、赤色発光波長領域において強い発光が得られている。
【００５６】
また、第１表示ユニット１０や第２表示ユニット２０に比べて、第３表示ユニット３０における第１赤色表示パネル３１の発光スペクトル３４と、第２赤色表示パネル３２の発光スペクトル３５とは、ダイクロイックミラー３３のしきい値Ｆｒを境にして、発光ピーク波長Ｒｐ１を含む発光強度分布と発光ピーク波長Ｒｐ２を含む発光強度分布とがきれいに分かれている。したがって、第１および第２赤色表示パネル３１，３２のそれぞれの発光が効率よく合成されて表示光（Ｒ）となっている。言い換えれば、より明るい表示光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を得ようとするならば、第１光学素子の透過と反射とを分ける光学特性のしきい値を境にして、二つの表示パネルの発光ピーク波長を含む発光強度分布がきれいに分かれるように、それぞれの有機ＥＬ素子７における有機機能層５の膜厚や屈折率を異ならせることが好ましい。
【００５７】
第１表示ユニット１０、第２表示ユニット２０および第３表示ユニット３０からそれぞれ射出された各発光スペクトル１６，２６，３６は、図１に示した投射型表示装置１００の第２光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４０へ入射する。
クロスダイクロイックプリズム４０は２つのダイクロイックミラー４１，４２を備えている。ダイクロイックミラー４１，４２は、それぞれ反射透過特性おいて透過と反射とが分かれるしきい値を有する誘電体多層膜からなり、お互いに直交するように配置されている。
【００５８】
図１５は、ダイクロイックミラー４１の反射透過特性４３、およびダイクロイックミラー４２の反射透過特性４４をそれぞれ示したグラフである。
図１５のグラフにおいて、反射率Ｒは縦軸で表され、透過率Ｔは次の式で表される。
透過率Ｔ＝１−反射率Ｒ
ダイクロイックミラー４１の反射透過特性４３は、第１表示ユニット１０が射出する発光スペクトル１６の発光を反射し、第２表示ユニット２０が射出する発光スペクトル２６の発光を透過するようにしきい値Ｆｂｇ（反射率が５０％となる波長がおよそ５００ｎｍ）が設定されている。
ダイクロイックミラー４２の反射透過特性４４は、第３表示ユニット３０が射出する発光スペクトル３６の発光を反射し、第２表示ユニット２０が射出する発光スペクトル２６の発光を透過するようにしきい値Ｆｇｒ（反射率が５０％となる波長がおよそ５９０ｎｍ）が設定されている。
以上により、第１表示ユニット１０と、第２表示ユニット２０と、第３表示ユニット３０とから射出された各表示光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、クロスダイクロイックプリズム４０により合成され、図１６で示した発光スペクトルの形状で射出される。
図１６に示すように、クロスダイクロイックプリズム４０から射出された光は、６つの発光ピーク波長Ｂｐ１，Ｂｐ２，Ｇｐ１，Ｇｐ２，Ｒｐ１，Ｒｐ２を有し、光量が各表示ユニット１０，２０，３０において１つの有機ＥＬパネルを用いる場合に比べて増加している。
【００５９】
以上のように、互いに異なる発光ピーク波長を有する、青色表示パネル１１，１２、緑色表示パネル２１，２２、および赤色表示パネル３１，３２のそれぞれ２枚、合計６枚を同時に発光させ、それらを合成させることで高輝度でフルカラー表示が可能な投射型表示装置１００を実現することができる。
【００６０】
また、青色表示パネル１１，１２、緑色表示パネル２１，２２、赤色表示パネル３１，３２は、それぞれ全く同じ有機ＥＬ材料と積層構成を有しており、膜厚のみが一部異なる構成に過ぎないため、製造装置の成膜時間や成膜レートを変更するだけで各色２種類の有機ＥＬパネルを製造することが可能となり、製造コストが低減できる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電気光学装置として、それぞれに異なる発光色の１つの表示ユニットと、２つの表示パネルからの射出光（表示光）を合成してフルカラー表示を投射可能な投射型表示装置を例に説明する。図１７は第２実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置の構成を示す概略平面図である。なお、第１実施形態の投射型表示装置１００と同じ構成には、同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
【００６２】
図１７に示すように、本実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置２００は、青色発光領域の表示光（Ｂ）が得られる第１表示ユニット１０と、緑色発光領域の表示光（Ｇ）が得られる緑色表示パネル２１と、赤色発光領域の表示光（Ｒ）が得られる赤色表示パネル３２と、第１表示ユニット１０、緑色表示パネル２１、赤色表示パネル３２からの光を合成して所定の方向に射出させる第２光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム４０とを備えている。
【００６３】
第１表示ユニット１０は、第１青色表示パネル１１と、第２青色表示パネル１２と、各青色表示パネル１１，１２からの光を合成して所定の方向に射出する第１光学素子としてのダイクロイックミラー１３とを備えている。
【００６４】
緑色表示パネル２１および赤色表示パネル３２がそれぞれ１枚で所望の輝度が得られ、青色表示パネル１枚では所望の輝度が得られない場合、第２実施形態のように、青色表示パネルを２枚用い、ダイクロイックミラー１３により発光スペクトル１４，１５を合成して輝度を高める方法がある。この場合、投射型表示装置２００全体として部材の削減ができ、より小型にすることが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
１０…第１表示ユニット、１１…第１表示パネルとしての第１青色表示パネル、１２…第２表示パネルとしての第２青色表示パネル、１３…第１光学素子としてのダイクロイックミラー、１３ｃ…誘電体多層膜、２０…第２表示ユニット、２１…第１表示パネルとしての第１緑色表示パネル、２２…第２表示パネルとしての第２緑色表示パネル、２３…第１光学素子としてのダイクロイックミラー、２３ｃ…誘電体多層膜、３０…第３表示ユニット、３１…第１表示パネルとしての第１赤色表示パネル、３２…第２表示パネルとしての第２赤色表示パネル、３３…第１光学素子としてのダイクロイックミラー、３３ｃ…誘電体多層膜、４０…第２光学素子としてのクロスダイクロイックプリズム、１００…第１実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置、２００…第２実施形態の電気光学装置としての投射型表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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