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WO2017073157A1 - 光学装置及び表示装置、並びに、発光素子の製造方法 - Google Patents

光学装置及び表示装置、並びに、発光素子の製造方法 Download PDF

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WO2017073157A1
WO2017073157A1 PCT/JP2016/075346 JP2016075346W WO2017073157A1 WO 2017073157 A1 WO2017073157 A1 WO 2017073157A1 JP 2016075346 W JP2016075346 W JP 2016075346W WO 2017073157 A1 WO2017073157 A1 WO 2017073157A1
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WO
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light
light emitting
display device
image
image forming
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/075346
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English (en)
French (fr)
Inventor
相木 一磨
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
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Publication of WO2017073157A1 publication Critical patent/WO2017073157A1/ja
Priority to US16/566,609 priority patent/US11099391B2/en

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Definitions

  • the present disclosure relates to an optical device, a display device, and a method for manufacturing a light emitting element.
  • a display device for allowing an observer to observe a two-dimensional image formed by an image forming apparatus as a magnified virtual image by a virtual image optical system is known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-309045.
  • an image forming device 911 including a liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and an image emitted from the image forming device 911 is incident.
  • Lens system 114, and an image output from lens system 114 is incident, guided and guided.
  • the light guide device 120 guides the incident light so that the light incident on the light guide plate 121 and the light incident on the light guide plate 121 are totally reflected inside the light guide plate 121 after propagating the light through the internal reflection.
  • the first deflecting unit 122 reflects light incident on the light plate 121, and the second deflecting unit 123 emits light propagated through the light guide plate 121 by total reflection from the light guide plate 121.
  • a head-mounted display HMD, Head-Mounted Display
  • the first deflecting unit 122 and the second deflecting unit 123 are made of, for example, a reflective volume hologram diffraction grating. Then, by displaying the image on the display device, the observer 20 can see the image of the outside world superimposed on the displayed image.
  • FIG. 34 refer to the reference numbers in the display device described in the first embodiment.
  • the arrangement relationship between the image forming device 911 and the light guide device 120 is optimized, and the light is emitted from the image forming device 911, passes through the lens system 114, and is guided. It is possible to effectively prevent the light incident on the optical device 120 and reflected by the light guide device 120 from returning to the image forming device 911.
  • an object of the present disclosure is that a part of the light emitted from the image forming apparatus is reflected by the lens system, returned to the image forming apparatus, reflected by the image forming apparatus, and again incident on the lens system.
  • An object of the present invention is to provide an optical device and a display device having a structure and structure that can be prevented, and a method for manufacturing a light-emitting element constituting the optical device or display device.
  • an optical device of the present disclosure is provided.
  • Image forming apparatus and A lens system for projecting an image from the image forming apparatus to the outside;
  • An optical device comprising:
  • the image forming apparatus includes light emitting elements arranged in a two-dimensional matrix, Each light emitting element has a laminated structure including at least one light emitting laminated body including a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode,
  • the stacked structure is formed along the stacking direction of the stacked structure, and has a through hole that emits light from the light emitting layer toward the lens system,
  • An antireflection layer is formed on the portion of the laminated structure that faces the lens system.
  • a display device of the present disclosure is provided.
  • a frame to be worn on the observer's head and
  • a display device comprising: The image display device (A) an image forming apparatus, (B) a light guide device that guides an image from the image forming apparatus to the pupil of the observer, and (C) a lens system for causing an image from the image forming apparatus to enter the light guide device;
  • the image forming apparatus includes light emitting elements arranged in a two-dimensional matrix, Each light emitting element has a laminated structure including at least one light emitting laminated body including a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode,
  • the stacked structure is formed along the stacking direction of the stacked structure, and has a through hole that emits light from the light emitting layer toward the lens system, An antireflection layer is formed on the portion of the laminated structure that faces the lens system.
  • a method for manufacturing a light-emitting element of the present disclosure includes: After forming a laminated structure including at least one light emitting laminate including the first electrode, the second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, Forming an antireflective layer on the laminated structure; A through-hole that emits light from the light emitting layer to the outside is formed in the antireflection layer and the stacked structure along the stacking direction of the stacked structure. It consists of each process.
  • an antireflection layer is formed on the portion of the laminated structure that faces the lens system. Moreover, in the manufacturing method of the light emitting element of this indication, a through-hole is formed in an antireflection layer and a laminated structure. Therefore, even if a part of the light emitted from the image forming apparatus is reflected by the lens system and returned to the image forming apparatus, it is not reflected by the image forming apparatus and is extraneous to the image observed by the observer. It is possible to reliably prevent intrusion of light and to obtain a high quality image. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element constituting the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane.
  • 2 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane different from FIG.
  • FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane different from those in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element that constitutes the display device of Example 1 taken along a virtual vertical plane different from those in FIGS. 1, 2, and 3.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element constituting the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane.
  • 2 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane different from
  • FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element that constitutes the display device of Example 1 taken along a virtual vertical plane different from those in FIGS. 1, 2, 3, and 4.
  • 6 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 taken along a virtual vertical plane different from those in FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5.
  • FIG. is there.
  • FIG. 7 is a schematic partial plan view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 as viewed from the lens system side.
  • FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of the light-emitting element when the light-emitting element constituting the display device of Example 1 is cut along a virtual horizontal plane along the arrow AA in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic partial plan view of the light-emitting element constituting the display device of Example 1 as viewed from the side opposite to the lens system side.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of the image forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view of the display device of Example 1 as viewed from above.
  • FIG. 12 is a schematic view of the display device of Example 1 as viewed from the front.
  • 13A, 13B, and 13C are a schematic view of the display device of Example 1 as viewed from the side, a diagram that schematically illustrates a light propagation state in a light guide plate that constitutes the image display device, and a reflection. It is typical sectional drawing which expands and shows a part of type
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of the image forming apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic view of the display device of Example 3 as viewed from the front.
  • FIG. 16 is a schematic view of the display device of Example 3 as viewed from above.
  • FIG. 17 is a schematic view of the display device of Example 4 as viewed from above.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram of an image display device in the display device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic view of the display device of Example 5 as viewed from above.
  • FIG. 20 is a schematic view of the display device of Example 5 as viewed from the side.
  • FIG. 21 is a conceptual diagram of a modification of the image display device in the display device of the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is a conceptual diagram of an image display device in the display device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic view of the display device of Example 6 as viewed from above.
  • 24A and 24B are a schematic view of the display device of Example 6 as viewed from the side, and a schematic view of the light guide device and the light control device in the display device of Example 6 as viewed from the front. is there.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are a schematic cross-sectional view of a light control device in a display device of Example 6, and a schematic front view of the light control device.
  • FIG. 26A, FIG. 26B, and FIG. 26C are diagrams schematically illustrating changes in a virtual image projection region of the light control device.
  • FIG. 23 is a schematic view of the display device of Example 6 as viewed from above.
  • 24A and 24B are a schematic view of the display device of Example 6 as viewed from the side, and a schematic view of the light guide device and the light control device in the
  • FIG. 27 is a diagram schematically illustrating a virtual rectangle circumscribing a virtual image formed on the light guide device and a rectangular shape of a virtual image projection region of the light control device.
  • 28A and 28B are a schematic view of the display device of Example 7 as viewed from above, and a schematic diagram of a circuit that controls the environmental illuminance measurement sensor, respectively.
  • FIGS. 29A and 29B are a schematic view of the display device of Example 8 as viewed from above, and a schematic diagram of a circuit that controls the transmitted light illuminance measurement sensor, respectively.
  • FIG. 30 is a conceptual diagram of an optical device (projector) according to the ninth embodiment.
  • FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional view of a light emitting element constituting a modification of the display device of Example 1 cut along a virtual vertical plane.
  • FIG. 32 is a schematic partial cross-sectional view of a light-emitting element that constitutes another modification of the display device of Example 1 taken along a virtual vertical plane.
  • FIG. 33A is a schematic view of a light guide device in a modification of the display device according to the fourth embodiment as viewed from above.
  • FIGS. 33B and 33C each illustrate a light guide in another modification of the display device in the fourth embodiment. It is the schematic diagram which looked at the apparatus from the top, and the schematic diagram seen from the front.
  • FIG. 34 is a conceptual diagram of a conventional image display device.
  • Example 1 Display Device of the Present Disclosure, Manufacturing Method of Light Emitting Element of the Disclosure of the Present Disclosure, Light Guide Device of Configuration 1-A
  • Example 2 Modification of Example 1, light guide device of 1-B configuration
  • Example 3 another modification of Example 1, a light guide device having a second configuration
  • Example 4 another modification of Example 1, a light guide device having a second configuration
  • Example 5 Modification of Examples 1 to 3, light-shielding member 7).
  • Example 6 Modification of Example 1 to Example 5, light control device 8).
  • Example 7 Modification of Example 6) 9.
  • Example 8 another modification of Example 6) 10.
  • Example 9 optical device of the present disclosure 11.
  • the antireflection layer can be formed in the laminated structure up to the edge of the through hole. That is, when the light emitting element is viewed from the lens system, the antireflection layer and the top surface of the through hole are visually recognized. More specifically, when the light emitting element is viewed from the lens system, the top surfaces of the antireflection layer and the through hole are visually recognized, and the top surface of the laminated structure is not visually recognized.
  • the antireflection layer is naturally formed up to the edge of the through hole in the laminated structure by the manufacturing method. If the antireflection layer is formed even on the through hole, the emission of light from the through hole is hindered by the antireflection layer.
  • the light emitting device is a light emitting laminate that emits red light, and light emitting that emits green light. It can be set as the form which has a laminated structure provided with 3 layers of a laminated body and the light emitting laminated body which light-emits blue. The order of stacking these three light emitting laminates is essentially arbitrary.
  • the optical device or display device of the present disclosure including the preferred embodiment described above and in the light emitting device obtained by the method of manufacturing the light emitting device of the present disclosure including the preferable embodiment described above, Furthermore, it can be set as the form provided with the condensing lens which condenses the light radiate
  • the material constituting the condensing lens include acrylic resin, epoxy resin, and silicone rubber, and the condensing lens forming method (arrangement method) includes reflow method, potting method, imprint method, photolithography method. Etching method and printing method can be mentioned.
  • the image forming apparatus further includes a circuit board provided with a light emitting element driving circuit, Each light emitting element may be connected to a light emitting element driving circuit provided on the circuit board.
  • the image forming apparatus is The light emitting side may further include a support substrate constituting the laminated structure.
  • the antireflection layer is formed on the surface of the support substrate (the surface facing the lens system).
  • the laminated structure includes a laminated structure including at least one light emitting laminate including a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode.
  • the light emitting element in which the through holes formed along the stacking direction of the stacked structure are formed is specifically disclosed in, for example, JP-T-2010-541248.
  • An antireflection layer is formed on a portion of the laminated structure or the supporting substrate that faces the lens system.
  • the antireflection layer is formed on the laminated structure or the supporting substrate (on the top surface).
  • a material constituting the antireflection layer for example, carbon, a metal thin film (for example, chromium, nickel, aluminum, molybdenum, or an alloy thereof), a metal oxide (for example, chromium oxide), Examples include materials such as metal nitrides (for example, chromium nitride), organic resins, glass pastes, glass pastes containing conductive particles such as black pigments and silver, black dyes, and various inks (paints).
  • the antireflection layer is based on a method appropriately selected depending on the material to be used, such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a spin coating method, various printing methods including an inkjet printing method, a plating method, a lithography technique, and the like. Can be formed.
  • the antireflection layer is formed on the laminated structure or the support substrate.
  • the antireflection layer can be composed of a moth-eye structure or a fine uneven structure.
  • the surface of the laminated structure or the support substrate can be processed to have irregularities on the surface of the laminated structure or the support substrate, for example, by performing an uneven process based on an etching technique. Furthermore, you may combine these suitably.
  • the light reflectance is R 0 , and the antireflection layer is formed.
  • R 1 / R 0 is 0.5 or less, preferably 0.1, where R 1 is the light reflectance when light is incident on the laminated structure or supporting substrate at a predetermined incident angle. It is preferable to satisfy the following.
  • the light reflectivity may be measured based on the method described in JIS Z8722: 2009, Section 5.3 “Method for Measuring Reflective Object”.
  • a substrate made of a group III-V semiconductor is GaAs, InP, GaN, AlN, GaP, GaSb, InAs), or Sapphire substrate, SiC substrate, glass substrate (for example, soda glass substrate, heat-resistant glass substrate, quartz glass substrate), transparent inorganic substrate such as quartz substrate, transparent plastic substrate or film (polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN))
  • Polyester resin such as Polycarbonate (PC) resin; Polyethersulfone (PES) resin; Polyolefin resin such as polystyrene, polyethylene and polypropylene; Polyphenylene sulfide resin; Polyvinylidene fluoride resin; Tetraacetyl cellulose resin Brominated phenoxy resin; Aramid resin; Polyimide resin; Polystyrene resin; Polyarylate resin; Polysulfone resin; Acrylic resin; Epoxy resin
  • a silicon semiconductor substrate As a circuit board provided with a light emitting element driving circuit, a silicon semiconductor substrate can be given.
  • the light emitting element driving circuit may be configured by a known driving circuit suitable for driving the light emitting element.
  • the connection between the light emitting element and the light emitting element driving circuit provided on the circuit board is, for example, [A] Connection method using bumps (that is, a method of connecting a contact portion provided in an image forming apparatus and extending from a light emitting element to a connection portion including a bump portion provided on a circuit board, and flip chip Also called connection method)
  • [B] Metal bonding method [C] TCV which is provided in the image forming apparatus and connects a contact portion made of copper (Cu) extending from the light emitting element and a connection portion made of copper (Cu) provided on the circuit board.
  • a connection method using (Through Contact VIA) can be mentioned. In addition, what is necessary is just to provide a contact part in the 2nd support substrate mentioned later, for example.
  • the first electrode, the second electrode, and the light-emitting laminate including the light-emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, and the laminate structure of the light-emitting laminate itself can be a well-known laminate structure
  • the manufacturing method can also be a known manufacturing method.
  • the light emitting layer has a structure in which a plurality of compound semiconductor layers are stacked.
  • An active layer / second compound semiconductor layer made of GaAs, AlGaAs, or AlGaInP for example, a second clad layer made of p-type AlGaAs and a cap layer made of p-type GaAs
  • the first compound semiconductor layer for example, composed of an n-type AlGaN cladding layer and an n-type GaN cladding layer
  • InGaN quantum well activity Layer / second compound semiconductor layer for example, comprising a non-doped InGaN light guide layer, a p-type AlGaN electron barrier layer, a p-type GaN / AlGaN superlattice cladding layer, and a p-type GaN contact layer. It is not limited to a simple layer structure.
  • GaN-based compound semiconductors including AlGaN mixed crystals or AlInGaN mixed crystals, InGaN mixed crystals
  • InGaNAs-based compound semiconductors including GaInAs mixed crystals or GaNAs mixed crystals
  • AlGaInP Compound semiconductor AlAs compound semiconductor, AlGaInAs compound semiconductor, AlGaAs compound semiconductor, GaInAs compound semiconductor, GaInAsP compound semiconductor, GaInP compound semiconductor, GaP compound semiconductor, InP compound semiconductor, InN compound semiconductor, AlN Examples of such compound semiconductors can be given.
  • n-type impurities added to the compound semiconductor layer include silicon (Si), selenium (Se), germanium (Ge), tin (Sn), carbon (C), and titanium (Ti).
  • p-type impurities include zinc (Zn), magnesium (Mg), beryllium (Be), cadmium (Cd), calcium (Ca), barium (Ba), and oxygen (O).
  • the active layer constituting the light emitting layer may be composed of a single compound semiconductor layer, or may have a single quantum well structure [SQW structure] or a multiple quantum well structure [MQW structure].
  • MOCVD method Metal organic chemical vapor deposition
  • MOVPE method Metal-Organic-Chemical-Vapor-Deposition method
  • MBE molecular beam epitaxy method
  • HVPE method hydride vapor deposition method in which halogen contributes to transport or reaction
  • PPD method plasma assisted physical vapor deposition method
  • ALD method Atomic Layer Deposition method
  • Atomic layer deposition method Atomic layer deposition method
  • MEE migration-enhanced epitaxy
  • trimethylgallium (TMG) gas triethylgallium (TEG) gas, and trimethylaluminum (TMA) are used.
  • gases used trimethylgallium (TMG) gas, triethylgallium (TEG) gas, and trimethylaluminum (TMA) are used.
  • gases include gas, trimethylindium (TMI) gas, arsine (AsH 3 ), and examples of the nitrogen source gas include ammonia gas and hydrazine gas.
  • monosilane gas (SiH 4 gas) may be used as the Si source, and when selenium (Se) is added, Se is used.
  • H 2 Se gas may be used as a source.
  • Mg magnesium
  • cyclopentadienyl magnesium gas methylcyclopentadienyl magnesium
  • biscyclopentadienyl magnesium Cp 2 Mg
  • Zn zinc
  • DMZ dimethyl zinc
  • Si, Ge, Se, Sn, C, and Ti can be cited as n-type impurities (n-type dopants).
  • p-type impurities Zn, Cd
  • examples include Be, Ca, Ba, and O.
  • the gases used are trimethylaluminum (TMA), triethylaluminum (TEA), trimethylgallium (TMG), triethylgallium (TEG), trimethylindium (TMI), and triethyl.
  • TMA trimethylaluminum
  • TMA triethylaluminum
  • TMG trimethylgallium
  • TEG triethylgallium
  • TMI trimethylindium
  • TEI triethyl.
  • a laminated structure of a plurality of light emitting laminates for example, a first light emitting laminate, a second light emitting laminate, and a third light emitting laminate
  • a light emitting laminate manufacturing substrate corresponding to a support substrate
  • a method of sequentially forming the first light emitting stack, the second light emitting stack, and the third light emitting stack may be adopted.
  • the first light emitting laminate is formed in advance on the first light emitting laminate manufacturing substrate
  • the second light emitting laminate is formed on the second light emitting laminate manufacturing substrate
  • the third light emission is performed.
  • a third light emitting laminate is formed on the laminate manufacturing substrate.
  • Insulating layer is a silicon oxide (SiO X), silicon nitride (SiN Y), silicon oxynitride (SiO X N Y), tantalum oxide (Ta 2 O 5), zirconium oxide (ZrO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), titanium oxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO), chromium oxide (CrO x ), vanadium oxide (VO x ), tantalum nitride (TaN), etc. be able to.
  • Examples of the method for removing the substrate for producing a light emitting laminate include a laser ablation method and a heating method in addition to a wet etching method and a dry etching method.
  • a method of laminating a light emitting laminate on a support substrate a method of laminating a light emitting laminate on a light emitting laminate, a method using an adhesive, a metal bonding method, a semiconductor bonding method, a metal / semiconductor bonding method, a diffusion bonding method, an anodic bonding The law can be mentioned.
  • a substrate for producing a light emitting laminate As a substrate for producing a light emitting laminate, a substrate for producing a first light emitting laminate, a substrate for producing a second light emitting laminate, and a substrate for producing a third light emitting laminate, a GaN substrate, an AlGaN substrate, an InGaN substrate, an AlInGaN substrate, an InN substrate, AlInN substrate, GaAs substrate, GaP substrate, InGaP substrate, AlInGaP substrate, AlP substrate, AlGaP substrate, AlInP substrate, InP substrate, sapphire substrate, SiC substrate, alumina substrate, ZnS substrate, ZnO substrate, AlN substrate, LiMgO substrate, LiGaO 2 Examples thereof include a substrate, a MgAl 2 O 4 substrate, a Si substrate, a Ge substrate, and those having a base layer and a buffer layer formed on the surface (main surface) of these substrates.
  • a GaN-based compound semiconductor layer When a GaN-based compound semiconductor layer is formed on a substrate, it is preferable to use a GaN substrate because the defect density is low. It is known that the characteristics of a GaN substrate change depending on the growth surface, such as polarity / nonpolarity / semipolarity. However, any main surface of the GaN substrate can be used for forming a compound semiconductor layer. With respect to the plane, depending on the crystal structure (for example, cubic type, hexagonal type, etc.), a crystal orientation plane called by name such as A plane, B plane, C plane, R plane, M plane, N plane, S plane, Or the surface etc. which turned off these in the specific direction can also be used.
  • the first electrode is, for example, gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), nickel (Ni), Ti (titanium), vanadium (V), tungsten (W), chromium (Cr ), Al (aluminum), Cu (copper), Zn (zinc), tin (Sn) and at least one metal selected from the group consisting of indium (In) (including alloys) or It is desirable to have a multilayer structure, specifically, for example, Ti / Au, Ti / Al, Ti / Al / Au, Ti / Pt / Au, Ni / Au, Ni / Au / Pt, Ni / Pt, Pd / Pt, Ag / Pd, Sn / Au can be exemplified.
  • the second electrode is, for example, at least one metal (alloy) selected from the group consisting of palladium (Pd), nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), cobalt (Co), and rhodium (Rh).
  • Alloy selected from the group consisting of palladium (Pd), nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), cobalt (Co), and rhodium (Rh).
  • Single layer structure or multilayer structure for example, a palladium layer / platinum layered structure in which the palladium layer is in contact with the second compound semiconductor layer, or a palladium layer / nickel in which the palladium layer is in contact with the second compound semiconductor layer
  • a layered structure of layers for example, a palladium layer / platinum layered structure in which the palladium layer is in contact with the second compound semiconductor layer, or a palladium layer / nickel in which the palladium layer is in contact with the second compound semiconductor layer.
  • the contact portion described above is at least one selected from the group consisting of Ti (titanium), aluminum (Al), Pt (platinum), Au (gold), Ni (nickel), Pd (palladium), and copper (Cu). It is desirable to have a single-layer configuration or a multi-layer configuration including these metals.
  • the contact portion may have a Ti / Pt / Au multilayer configuration, a Ti / Au multilayer configuration, a Ti / Pd / Au multilayer configuration, a Ti / Pd / Au multilayer configuration, a Ti / Ni / Au multilayer configuration, A multi-layer structure exemplified by a multi-layer structure of Ti / Ni / Au / Cr / Au can also be used.
  • the connection portion provided on the above-described circuit board for connecting the contact portion to the first electrode or the second electrode may be appropriately selected from materials constituting the first electrode, the second electrode, and the contact portion depending on circumstances. Just choose.
  • the first electrode, the second electrode, and the contact portion can be formed by various PVD methods, various CVD methods, and plating methods.
  • PVD method various vacuum deposition methods such as electron beam heating method, resistance heating method, flash deposition method, pulse laser deposition (PLD method), (b) plasma deposition method, (c) Various sputtering methods such as bipolar sputtering method, direct current sputtering method, direct current magnetron sputtering method, high frequency sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam sputtering method, bias sputtering method, (d) DC (Direct Current) method, RF method, many Various ion plating methods such as cathode method, activation reaction method, HCD (Hollow Cathode Discharge) method, electric field evaporation method, high frequency ion plating method, reactive ion plating method, (e) IVD method (ion vapor vapor) (Deposition method
  • Examples of the patterning method for the first compound semiconductor layer, the active layer, the second compound semiconductor layer, the first electrode, the second electrode, and the contact portion include a dry etching method such as an RIE method and a wet etching method.
  • an evanescent field is formed in the boundary region between the light emitting laminate and the through hole. That is, in the light reflection phenomenon, light penetration occurs inside the through hole that reflects under specific conditions. This penetrated light is called an evanescent field, and light emitted from the evanescent field is called evanescent light or near-field light.
  • the light emitting element emits the evanescent light (near field light) to the lens system, and an image is displayed.
  • the through hole (vertical waveguide) formed in the laminated structure along the lamination direction of the laminated structure can be formed by, for example, a dry etching method such as an RIE method.
  • a cross-sectional shape of the through hole a cross-sectional shape when the through hole is cut by a virtual plane (virtual horizontal plane) perpendicular to the extending direction of the through hole
  • a circular shape can be cited.
  • the side surface of the through hole can be vertical, or can be tapered to extend to the light exit side.
  • the through hole can be composed of a core portion and a clad layer disposed between the laminated structure and the core portion.
  • the core portion is filled with air, for example, or the core portion is filled with a dielectric material such as SiO 2 , SiN, Ta 2 O 5 or the like.
  • the clad layer reflects, for example, an outer clad layer (layer in contact with the laminated structure) made of an insulating material such as SiO 2 and light such as aluminum (Al), silver (Ag), and gold (Au). It is comprised from the inner side cladding layer (layer which faces a core part) which consists of metals.
  • the core portion is composed of TiO 2
  • to the cladding layer can also be a through-hole which is composed of SiO 2
  • the core portion is composed of TiO 2
  • a polydiacetylene-based compound layer or a polydithienothiophene-based compound layer may be disposed between the stacked structure and the clad layer, whereby the power consumption of the light-emitting element can be reduced.
  • the core part does not need to fill all the through holes. That is, the core portion may be formed in the light emitting layer of the light emitting laminate or in the region of the through hole facing the light emitting layer and the vicinity thereof.
  • a so-called projector can be configured from the optical device of the present disclosure. That is, by connecting the optical device of the present disclosure to a DVD player or personal computer, an image can be projected on a screen based on an image signal output from the DVD player or personal computer.
  • the optical device of the present disclosure can be used as a display device that allows an observer to directly observe an image emitted from the optical device of the present disclosure. In this case, a lens system may be unnecessary.
  • a part of the display device of the present disclosure can be configured from the optical device of the present disclosure.
  • a head-mounted display can be configured by the display device of the present disclosure.
  • the display device of the present disclosure can also be used as a stereoscopic display device.
  • a polarizing plate or a polarizing film may be detachably attached to a light guide plate described later, or a polarizing plate or a polarizing film may be attached to the light guide plate.
  • Examples of the number of pixels (the number of light emitting elements) of the optical device and the display device of the present disclosure include 320 ⁇ 240, 432 ⁇ 240, 640 ⁇ 480, 854 ⁇ 480, 1024 ⁇ 768, 1920 ⁇ 1080, and the like.
  • the light guide device constituting the display device of the present disclosure can be constituted by, for example, a light guide plate, a first deflecting unit, and a second deflecting unit.
  • the first deflecting means and the second deflecting means are attached to the light guide plate.
  • the light emitted from the image forming apparatus and passing through the lens system enters the first deflecting unit.
  • the light deflected by the first deflecting means repeats total reflection inside the light guide plate, is deflected by the second deflecting means, exits the light guide plate, and reaches the observer's pupil.
  • the light guide device having such a structure is referred to as a “first configuration light guide device” for convenience.
  • the term “total reflection” means total internal reflection or total reflection inside the light guide plate.
  • a virtual image forming region of the light guide device is configured by the second polarizing means.
  • the light guide device may be configured to include a transflective mirror or a polarization beam splitter (PBS) that receives the light emitted from the image forming apparatus and emits the light toward the observer's pupil. it can.
  • PBS polarization beam splitter
  • a virtual image forming region of the light guide device is configured by the semi-transmissive mirror or the polarization beam splitter.
  • the light emitted from the image forming apparatus may be structured so as to propagate in the air and enter the semi-transmissive mirror or the polarizing beam splitter.
  • the light emitted from the image forming apparatus may propagate through the inside of a transparent member such as a glass plate or the like.
  • the transflective mirror or polarizing beam splitter may be attached to the image forming apparatus via a transparent member, or may be attached to the image forming apparatus via a member different from the transparent member, or provided inside the transparent member. May be.
  • the light guide device may be configured by a prism that receives light emitted from the image forming apparatus and emits the light toward the observer's pupil.
  • the light guide device having the various structures described above is referred to as a “second configuration light guide device” for convenience.
  • the light guide device of the first configuration is: First deflecting means for deflecting light incident from the lens system; A light guide plate that propagates light deflected by the first deflecting means by total internal reflection; and Second deflecting means for deflecting and emitting the light propagated by total reflection inside the light guide plate;
  • the light guide plate may be configured to face the image forming apparatus with the lens system interposed therebetween.
  • the first deflecting unit and the second deflecting unit may be configured by a hologram diffraction grating.
  • a light guide device having the first configuration is referred to as a “light guide device having a first-A configuration” for convenience.
  • the hologram diffraction grating can be constituted of a reflection type hologram diffraction grating, or can be constituted of a transmission type hologram diffraction grating, or can be deflected from a plurality of hologram diffraction gratings.
  • a certain hologram diffraction grating may be composed of a reflection hologram diffraction grating, and the remaining hologram diffraction grating may be composed of a transmission hologram diffraction grating.
  • incident light is diffracted and reflected.
  • An example of the reflection type hologram diffraction grating is a reflection type volume hologram diffraction grating.
  • the reflection type volume hologram diffraction grating means a hologram diffraction grating that diffracts and reflects only + 1st order diffracted light.
  • first deflecting means or the like composed of the reflective volume hologram diffraction grating is referred to as “first diffraction grating member” for convenience
  • second deflecting means or the like composed of the reflective volume hologram diffraction grating is referred to for convenience.
  • second diffraction grating member is sometimes referred to as “second diffraction grating member”.
  • the image display device can display a single color (for example, green) image.
  • the angle of view is divided into, for example, two parts (more specifically, for example, divided into two equal parts), and the first diffraction grating member and the second diffraction grating member are divided into two parts.
  • Two diffraction grating members corresponding to each of the set angle-of-view groups can be laminated.
  • P 3 types of red, green, and blue
  • a P-layer diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating can be laminated.
  • Each diffraction grating layer is formed with interference fringes corresponding to one type of wavelength band (or wavelength).
  • the first light guide plate is provided with a diffraction grating member composed of a diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light having a red wavelength band (or wavelength).
  • a diffraction grating member composed of a diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light having a green wavelength band (or wavelength) is disposed on the two light guide plates, and blue light is applied to the third light guide plate.
  • a structure in which three light guide plates are stacked with a gap may be adopted.
  • the first light guide plate is provided with a diffraction grating member composed of a diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light having a certain wavelength band (or wavelength).
  • the second light guide plate is provided with a diffraction grating member composed of a diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light having a wavelength band (or wavelength) of another color.
  • a structure in which the first light guide plate and the second light guide plate are stacked with a gap may be employed.
  • the angle of view may be divided into three equal parts, and the first diffraction grating member and the second diffraction grating member may be configured by laminating diffraction grating layers corresponding to each angle of view.
  • the diffraction efficiency increases when the light having each wavelength band (or wavelength) is diffracted and reflected by the first diffraction grating member and the second diffraction grating member, and the diffraction acceptance angle is increased. Increase and optimization of the diffraction angle can be achieved.
  • Examples of a method for producing a diffraction grating member include a method of forming a photopolymer layer in the form of a dry film, and a method of sequentially forming photopolymer layers in a desired order on a support made of glass or plastic based on a coating method. Can do.
  • Examples of the method for coating the photopolymer include a known coating method such as a die coating method, a gravure coating method, a roll coating method, a blade coating method, a curtain coating method, a dip coating method, a spin coating method, and a printing method.
  • a method of simultaneously coating a plurality of layers such as a multilayer slide coating method can also be employed.
  • a protective layer spacer layer may be disposed between the photopolymer layers by a known coating means or a lamination method.
  • the interference fringes are recorded on the hologram material (photopolymer) based on the refractive index modulation by irradiating the photopolymer layer with the reference laser beam and the object laser beam. That is, an interference pattern having a desired surface pitch ⁇ and slant angle ⁇ is formed.
  • the object laser beam is irradiated from the first predetermined direction on one side to the photopolymer layer, and at the same time from the second predetermined direction on the other side to the photopolymer layer It is only necessary to irradiate the reference laser beam and record the interference fringes formed by the object laser beam and the reference laser beam inside the photopolymer layer.
  • the slant angle of the interference fringes means an angle formed between the surface of the diffraction grating member and the interference fringes.
  • the photopolymer layers arranged on the two light guide plates may be distributed. For example, when four photopolymer layers must be formed as the first diffraction grating member, two photopolymer layers may be disposed on each of the two light guide plates. The manufacturing stability of the optical characteristics of the grating member can be ensured. Photopolymer layers may be formed on both surfaces of one light guide plate.
  • a transparent protective member may be provided for protecting the diffraction grating member.
  • the outer edge portion of the light guide plate and the outer edge portion of the transparent protective member may be sealed with a sealing member or bonded.
  • Sealing members also called sealants, include thermosetting, photocuring, moisture, such as epoxy resins, urethane resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, ene-thiol resins, silicone resins, and modified polymer resins.
  • Various resins such as a curable type and an anaerobic curable type can be used.
  • the first deflecting means reflects light incident on the light guide plate, and the second deflecting means transmits, reflects, and diffracts light propagated through the light guide plate by total reflection multiple times. It can be configured.
  • a light guide device having the first configuration is referred to as a “light guide device having a first-B configuration” for convenience.
  • the first deflecting unit functions as a reflecting mirror
  • the second deflecting unit functions as a semi-transmissive mirror.
  • the first deflecting means is made of, for example, a metal containing an alloy, and can be made of a light reflecting film (a kind of mirror) that reflects light incident on the light guide plate, or a dielectric laminate.
  • a multi-layer film in which a number of films are stacked, a half mirror, and a polarizing beam splitter can also be used.
  • the second deflecting means can be constituted by a multilayer film in which a large number of dielectric laminated films are laminated, a half mirror, a polarization beam splitter, or a hologram diffraction grating film.
  • the first deflecting means and the second deflecting means are disposed inside the light guide plate (incorporated inside the light guide plate), but in the first deflecting means, the light incident on the light guide plate. The light incident on the light guide plate is reflected so that is totally reflected inside the light guide plate.
  • the second deflecting means the light propagated through the light guide plate by total reflection is reflected or diffracted multiple times and emitted from the light guide plate.
  • the light guide plate has two parallel planes (first) extending in parallel with the axis of the light guide plate (longitudinal direction, horizontal direction, corresponding to the X axis direction). Surface and second surface).
  • the width direction (height direction, vertical direction) of the light guide plate corresponds to the Z-axis direction
  • the normal line of the light guide plate corresponds to the Y-axis direction.
  • the interference fringes of the hologram diffraction grating extend substantially parallel to the Z-axis direction.
  • soda lime glass blue plate glass
  • white plate glass white plate glass
  • borosilicate glass various tempered glasses and chemically treated glass
  • various glasses including Gorilla (registered trademark) and Eagle XG (registered trademark).
  • Gorilla registered trademark
  • Eagle XG registered trademark
  • the specific ion density can be increased on the glass surface, and the glass plate can be strengthened.
  • a plastic material for example, PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, amorphous polypropylene resin, styrene resin including AS resin
  • the shape of the light guide plate is not limited to a flat plate, and may have a curved shape.
  • the first diffraction grating member may be attached to the second surface of the light guide plate, the second diffraction grating member may be attached to the second surface of the light guide plate, or the first diffraction grating member may be attached to the second surface of the light guide plate,
  • the two diffraction grating members may be attached to the first surface of the light guide plate, the first diffraction grating member may be attached to the first surface of the light guide plate, and the second diffraction grating member may be attached to the second surface of the light guide plate.
  • the first diffraction grating member may be attached to the first surface of the light guide plate, and the second diffraction grating member may be attached to the first surface of the light guide plate.
  • the first deflecting means is composed of two first diffraction grating members (a first A diffraction grating member and a first B diffraction grating member), the first A diffraction grating member is attached to the first surface, and the first B diffraction grating member is the second surface. It can also be set as the structure attached to. Alternatively, two light guide plates are used, the first A diffraction grating member is attached to one light guide plate, the first B diffraction grating member is attached to the other light guide plate, and the second diffraction grating member is attached to one of the light guide plates. It can also be configured.
  • the light guide plate entrance surface and the light guide plate exit are defined by the first surface.
  • the surface may be configured, the light guide plate entrance surface may be configured by the first surface, and the light guide plate exit surface may be configured by the second surface.
  • the image forming apparatus and the lens system may be disposed on the first surface side of the light guide plate or on the second surface side. Also good.
  • the lens system in the display device of the present disclosure is an optical system that makes the emitted light from the image forming apparatus parallel light.
  • the request to make the light incident on the light guide device (light guide plate) parallel light is that the light wavefront information when these lights enter the light guide device (light guide plate) is the first deflecting means and the second deflecting means. It is based on the need to be preserved even after being emitted from the light guide device.
  • the light emitting portion of the image forming apparatus may be positioned, for example, at the front focal point (position) in the lens system.
  • the lens system has a function of converting pixel position information into angle information in the optical system of the light guide device.
  • the lens system examples include an optical system having a positive optical power as a whole, which is a single lens or a combination of a convex lens, a concave lens, a free-form surface prism, and a hologram lens. Between the lens system and the light guide device, a light shielding part having an opening may be arranged so that undesired light is emitted from the lens system and does not enter the light guide device.
  • a light shielding member is disposed outside the second surface of the light guide plate so as to cover the first deflecting unit. It can be set as the structure which has.
  • the orthogonal projection image of the first deflecting unit on the light guide plate may be included in the orthogonal projection image of the light shielding member on the light guide plate.
  • a light shielding member that shields external light from entering the light guide device is disposed in a region of the light guide device to which light emitted from the image forming device is incident. It can be set as a structure.
  • the light emitted from the image forming apparatus is made incident by arranging a light-shielding member that blocks the incidence of external light to the light guiding apparatus in the region of the light guiding apparatus where the light emitted from the image forming apparatus is incident. Since no external light is incident on the region of the light guide device, undesired stray light or the like is generated, and image display quality is not deteriorated.
  • the orthogonal projection image of the light shielding member onto the light guide device includes a region of the light guide device into which light emitted from the image forming device is incident.
  • the light shielding member may be arranged on the second surface side of the light guide plate so as to be separated from the light guide plate.
  • the light shielding member may be made of an opaque plastic material, for example.
  • Such a light shielding member extends integrally from the housing of the image display device, or is attached to the housing of the image display device, or extends integrally from the frame, or is attached to the frame. It can be set as a form.
  • the light shielding member may be attached to the light guide plate, or may be attached to or disposed on the portion of the light guide plate opposite to the side on which the image forming apparatus is disposed. .
  • the light shielding member may be arranged in a light control device described below.
  • the orthogonal projection image onto the light guide plate at the end of the light control device is included in the orthogonal projection image onto the light guide plate of the light shielding member.
  • the light shielding member made of an opaque material may be formed on the surface of the light guide plate based on a physical vapor deposition method (PVD method) or a chemical vapor deposition method (CVD method), a printing method, or the like.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • a film, a sheet, or a foil made of an opaque material plastic material, metal material, alloy material, etc.
  • the projected image of the light shielding member on the light guide plate includes the projected image of the end portion of the light control device on the light guide plate.
  • a light control device may be arranged on the second surface side of the light guide plate.
  • the light control device is, for example, A first substrate, A second substrate facing the first substrate; A first transparent electrode provided on the facing surface of the first substrate facing the second substrate; A second transparent electrode provided on the facing surface of the second substrate facing the first substrate, and A light control layer sandwiched between the first transparent electrode and the second transparent electrode, It can be set as the form which consists of.
  • the first transparent electrode is composed of a plurality of strip-shaped first transparent electrode segments extending in the first direction
  • the second transparent electrode is composed of a plurality of strip-shaped second transparent electrode segments extending in a second direction different from the first direction
  • the control of the light shielding rate of the portion of the light control device corresponding to the overlapping region of the first transparent electrode segment and the second transparent electrode segment (the minimum unit region in which the light shielding rate of the light control device changes) It can be set as the form performed based on control of the voltage applied to 2 transparent electrode segments. That is, the light shielding rate can be controlled based on the simple matrix method.
  • a form in which the first direction and the second direction are orthogonal to each other can be exemplified.
  • a thin film transistor may be provided in each minimum unit region in order to control the light shielding rate of the minimum unit region where the light shielding rate of the light control device changes. That is, the light shielding rate may be controlled based on the active matrix method.
  • at least one of the first transparent electrode and the second transparent electrode can be a so-called solid electrode (unpatterned electrode).
  • the light guide plate can also be configured to serve as the first substrate. With such a configuration, the weight of the entire display device can be reduced, and the display device user feels uncomfortable. There is no fear.
  • the second substrate can be thinner than the first substrate.
  • the size and position of the region of the light control device that is actually dimmed are determined based on a signal for displaying an image in the image forming device. .
  • the size of the light control device may be the same size as the light guide plate, may be large, or may be small. In short, it is only necessary that the second deflecting means (or the virtual image forming region) is located in the orthogonal projection image of the light control device.
  • the maximum light transmittance of the light control device can be 50% or more, and the minimum light transmittance of the light control device can be 30% or less.
  • the upper limit value of the maximum light transmittance of the light control device can be 99%, and the lower limit value of the minimum light transmittance of the light control device can be 1%.
  • the light control device can be composed of an optical shutter whose light transmission control material layer is made of a liquid crystal material layer.
  • the light control device is a light device whose light transmission control material layer is made of an inorganic electroluminescence material layer. It can consist of a shutter.
  • the light control device is not limited to these, and in addition, an optical shutter composed of an electrophoretic dispersion liquid composed of a large number of charged electrophoretic particles and a dispersion medium having a different color from the electrophoretic particles, It is generated by the redox reaction of the electrochromic material, the optical shutter by the electrodeposition method (electrodeposition / field deposition) applying the electrodeposition / dissociation phenomenon generated by the reversible redox reaction of metal (for example, silver particles). It is also possible to use an optical shutter that applies a color change of a substance, or an optical shutter that controls light transmittance by an electrowetting phenomenon.
  • the material constituting the light transmission control material layer is not limited, but TN (twisted nematic)
  • the liquid crystal material include STN (super twisted nematic) liquid crystal material.
  • the material constituting the light transmission control material layer is not limited, but tungsten oxide (WO 3 ).
  • the materials constituting the first substrate and the second substrate in the light control device include transparent glass substrates such as soda lime glass and white plate glass, plastic substrates, plastic sheets, and plastic films. it can.
  • the plastic polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, cellulose ester such as cellulose acetate, fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride or a copolymer of polytetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, polyoxymethylene or the like
  • Polyether such as ether, polyacetal, polystyrene, polyethylene, polypropylene, methylpentene polymer, polyimide such as polyamideimide or polyetherimide, polyamide, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyvinylidene fluoride, tetraacetylcellulose, brominated phenoxy, poly Examples include arylate and polysulfone.
  • the plastic sheet and the plastic film may have a rigidity that does not easily bend, or may have flexibility.
  • a barrier layer made of an inorganic material or an organic material may be formed on the inner surface of the substrate.
  • first transparent electrode and the second transparent electrode include so-called transparent electrodes.
  • transparent electrodes indium-tin composite oxides (ITO, Indium Tin Oxide, Sn-doped In 2 O 3 , crystalline ITO, and Including amorphous ITO), fluorine-doped SnO 2 (FTO), IFO (F-doped In 2 O 3 ), antimony-doped SnO 2 (ATO), SnO 2 , ZnO (including Al-doped ZnO and B-doped ZnO) Indium-zinc composite oxide (IZO), spinel oxide, oxide having YbFe 2 O 4 structure, conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, etc.
  • the first transparent electrode and the second transparent electrode are formed based on a physical vapor deposition method (PVD method) such as a vacuum deposition method or a sputtering method, various chemical vapor deposition methods (CVD method), various coatings, and the like. Can do.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • CVD method chemical vapor deposition methods
  • the electrode patterning is basically unnecessary, but can be performed by any method such as an etching method, a lift-off method, or a method using various masks when patterning is performed as desired.
  • Sealing agents also called sealing agents, include thermosetting, photo-curing, moisture, such as epoxy resins, urethane resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, ene-thiol resins, silicone resins, and modified polymer resins.
  • Various resins such as a curable type and an anaerobic curable type can be used.
  • the light passing through the light control device can be configured to be colored in a desired color by the light control device.
  • the color colored by the light control device can be variable, or the color colored by the light control device can be fixed.
  • a light control device colored in red, a light control device colored in green, and a light control device colored in blue may be stacked.
  • the color to be colored by the light control device is not limited, but can be exemplified by brown.
  • the light control device can be detachably disposed.
  • the light control device is attached to, for example, a frame using a screw made of transparent plastic, or a groove is cut in the frame, and The light control device can be attached to the frame by engaging the light control device or by attaching a magnet to the frame, or a slide portion may be provided on the frame, and the light control device may be fitted into the slide portion.
  • a connector is attached to the light control device, and this connector is included in a control circuit (for example, included in a control device for controlling the image forming apparatus) for controlling the light shielding rate (light transmittance) of the light control device.
  • the light control device may be electrically connected through the wiring.
  • the light control device may be curved.
  • the light shielding member and / or the light control device described above can be applied as appropriate to the light guide device having the second configuration.
  • the display device of the present disclosure including the light control device further includes an environmental illumination measurement sensor that measures the illumination of the environment in which the display device is placed, and blocks the light of the light adjustment device based on the measurement result of the environment illumination measurement sensor. The rate can be controlled.
  • it further includes an environmental illuminance measurement sensor that measures the illuminance of the environment where the display device is placed, and controls the luminance of the image formed by the image forming apparatus based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor. can do.
  • the display device of the present disclosure including a light control device further includes a transmitted light illuminance measurement sensor that measures illuminance based on light transmitted through the light control device from the external environment, and the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor Based on this, the light shielding rate of the light control device can be controlled.
  • it further includes a transmitted light illuminance measurement sensor that measures the illuminance based on the light transmitted through the light control device from the external environment. Based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor, the brightness of the image formed by the image forming apparatus is adjusted. It can be set as the form to control.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor is preferably arranged on the viewer side with respect to the light guide plate.
  • At least two transmitted light illuminance measurement sensors may be arranged to measure the illuminance based on the light that has passed through the portion with the high light blocking ratio and measure the illuminance based on the light that has passed through the portion with the low light blocking ratio. These forms may be combined. Furthermore, you may combine these forms and the form which controls based on the measurement result of said environmental illumination intensity measurement sensor.
  • the transmittance of the light control device is controlled based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor, the luminance of the image formed by the image forming device is controlled based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor, and If the transmittance of the light control device is controlled based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor, and the brightness of the image formed by the image forming device is controlled based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor, the observer observes In addition to providing high contrast to the image to be displayed, it is possible to optimize the observation state of the image depending on the illuminance of the surrounding environment where the display device is placed.
  • the illuminance sensor may be configured from a known illuminance sensor, and the illuminance sensor may be controlled based on a known control circuit.
  • the light transmittance of the light control device is set to a predetermined value (for convenience, “first May be referred to as “light transmittance”).
  • a predetermined value for convenience, “first May be referred to as “light transmittance”.
  • the measurement result of the ambient illuminance measurement sensor becomes equal to or less than a predetermined value (sometimes referred to as “second illuminance measurement value” for convenience)
  • the light transmittance of the light control device is set to a predetermined value (for convenience, (It may be referred to as “second light transmittance”).
  • the transmitted light illuminance measurement sensor may be adjusted while monitoring the value.
  • 10 lux can be given as the first illuminance measurement value, and any value from 1% to 30% can be given as the first light transmittance, and the second illuminance measurement value can be given as the second illuminance measurement value. 0.01 lux can be mentioned, and the second light transmittance can be any value from 51% to 99%.
  • the drive voltage of the dimmer is controlled to shorten the drive time, and the dimmer of the dimmer as quickly as possible. It is preferable to increase the light transmittance.
  • the light guide device is a transflective type (see-through type). Specifically, at least the portion of the light guide device facing the eyeball (pupil) of the observer is made semi-transmissive (see-through), and this portion of the light guide device (and the light control device is arranged, Further, the outside scene can be viewed through the light control device.
  • the display device of the present disclosure may include one image display device (one eye type) or two (binocular type). When the light control device is arranged, in the case of the binocular type, the light transmittance of a part of the light control device is changed in both image display devices based on the signal for displaying the image.
  • the light transmittance of a partial region of the light control device may be changed in one image display device.
  • the term “semi-transmissive” may be used, but it does not mean that half (50%) of the incident light is transmitted or reflected, but the incident light is not reflected. It is used to mean that a part is transmitted and the remaining part is reflected.
  • the frame includes a front part disposed in front of the observer and two temple parts attached to both ends of the front part via hinges so as to be rotatable. A modern portion is attached to the tip of each temple portion.
  • the front part may have a rim.
  • the image display device is attached to the frame, specifically, for example, the image forming device may be attached to the temple portion.
  • the front part and the two temple parts can be integrated. That is, when the entire display device of the present disclosure is viewed, the frame has substantially the same structure as normal glasses.
  • the material constituting the frame including the pad portion can be made of the same material as that constituting normal glasses such as metal, alloy, plastic, and a combination thereof.
  • it can be set as the structure by which the nose pad is attached to the front part. That is, when the entire display device of the present disclosure is viewed, the assembly of the frame (which may include a rim) and the nose pad has substantially the same structure as normal glasses.
  • the nose pad can also have a known configuration and structure.
  • the light control device can be arranged in the front portion.
  • the light guide device can be configured to be attached to the light control device.
  • the light guide device may be attached to the light control device in a close contact state, or may be attached to the light control device in a state where a gap is opened.
  • the light control apparatus can be made into the form currently fitted by the rim.
  • at least one of the first substrate and the second substrate may be attached to the frame, for example. However, it is not limited to these. From the observer side, the light guide device and the light control device may be arranged in this order, or the light control device and the light guide device may be arranged in this order.
  • each image forming apparatus includes a headphone section, and the headphone section wiring from each image forming apparatus is routed from the tip of the modern section to the headphone section via the temple section and the interior of the modern section. It is more desirable to have an extended form.
  • the headphone unit include an inner ear type headphone unit and a canal type headphone unit.
  • the headphone part wiring preferably has a form extending from the tip part of the modern part to the headphone part so as to wrap around the back side of the auricle (ear shell). Moreover, it can also be set as the form by which the imaging device was attached to the center part of the front part.
  • the imaging apparatus is configured by a solid-state imaging device and a lens, for example, which are a CCD or a CMOS sensor.
  • the wiring from the imaging device may be connected to, for example, one image display device (or image forming device) via the front portion, and is further included in the wiring extending from the image display device (or image forming device). That's fine.
  • the imaging device may be attached to the center part or the end of the frame, or may be attached to the temple part.
  • the display device of the present disclosure is a binocular type
  • the light guide plate is disposed closer to the center of the observer's face than the image forming apparatus as a whole.
  • the projection image of the coupling member may be included in the projection image of the frame.
  • the structure in which the coupling member is attached to the central portion of the frame located between the two pupils of the observer, that is, the image display device is attached directly to the frame. Otherwise, when the observer wears the frame on the head, the temple portion is spread outward, and as a result, even if the frame is deformed, the deformation of the frame causes the image forming apparatus to Alternatively, the displacement (position change) of the light guide plate does not occur, or even if it occurs, it is very slight. Therefore, it is possible to reliably prevent the convergence angle of the left and right images from changing. In addition, since it is not necessary to increase the rigidity of the front portion of the frame, there is no increase in the weight of the frame, a decrease in design, and an increase in cost.
  • the image display device since the image display device is not directly attached to the frame, it is possible to freely select the frame design and color according to the preference of the observer, and there are few restrictions on the frame design, High design freedom.
  • the coupling member is disposed between the observer and the frame, and the projection image of the coupling member is included in the projection image of the frame. In other words, when the head-mounted display is viewed from the front of the observer, the coupling member is hidden by the frame. Therefore, high design and design can be given to the head-mounted display.
  • the coupling member is configured to be attached to the side facing the observer of the central part of the front part (corresponding to the bridge part in normal glasses) located between the two pupils of the observer. Is preferred.
  • the image forming apparatus can be attached to each end of the coupling member so that the mounting state can be adjusted.
  • each image forming apparatus is located outside the observer's pupil.
  • the distance between the center of the mounting portion of one image forming apparatus and one end of the frame (one end, one end) is ⁇ , and one end of the frame from the center of the coupling member
  • the distance to (one wisdom) is ⁇
  • the distance between the attachment center of the other image forming apparatus and one end of the frame is ⁇
  • the length of the frame is L.
  • the attachment of the image forming apparatus to each end portion of the coupling member is, for example, provided with three through holes at each end portion of the coupling member, and screwed portions corresponding to the through holes are provided in the image forming apparatus.
  • the screw is inserted into each through hole and screwed into a screwing portion provided in the image forming apparatus.
  • a spring is inserted between the screw and the screwing portion.
  • the center of the attachment portion of the image forming apparatus is a projection image of the image forming apparatus obtained when the image forming apparatus and the frame are projected onto a virtual plane in a state where the image forming apparatus is attached to the coupling member.
  • the center of the coupling member refers to a bisector along the axial direction of the frame where the coupling member is in contact with the frame when the coupling member is attached to the frame.
  • the frame length is the length of the projected image of the frame when the frame is curved.
  • the projection direction is a direction perpendicular to the face of the observer.
  • the two image display devices are coupled by the coupling member, but specifically, the coupling member may be configured to couple the two light guide plates.
  • the two light guide plates are manufactured integrally.
  • the coupling member is attached to the integrally manufactured light guide plate. It is included in a form in which two light guide plates are combined.
  • the center of the image forming apparatus refers to a projection image of the image forming apparatus obtained when the image forming apparatus and the frame are projected onto a virtual plane in a state where the image forming apparatus is attached to the light guide plate.
  • the shape of the coupling member is essentially arbitrary as long as the projection image of the coupling member is included in the projection image of the frame, and examples thereof include a rod shape and an elongated plate shape.
  • Examples of the material constituting the coupling member include metals, alloys, plastics, and combinations thereof.
  • a signal for displaying an image in the image display device (a signal for forming a virtual image in the light guide device) can be received from the outside.
  • information and data relating to an image displayed on the image display device are recorded, stored and stored in a so-called cloud computer or server, for example, and the display device is a communication means such as a mobile phone or By providing a smartphone or by combining a display device and communication means, various information and data can be exchanged and exchanged between the cloud computer or server and the display device.
  • a signal based on data that is, a signal for displaying an image in the image display device (a signal for forming a virtual image in the light guide device) can be received.
  • a signal for displaying an image in the image display device may be stored in the display device.
  • the image displayed on the image display device includes various information and various data.
  • the display device includes an imaging device, and transmits an image captured by the imaging device to a cloud computer or server via a communication unit, and various types corresponding to images captured by the imaging device at the cloud computer or server.
  • Information and data may be searched, the searched various information and data may be sent to the display device via the communication means, and the searched various information and data may be displayed on the image display device.
  • the image captured by the imaging device may be displayed on the image display device and confirmed on the light guide device.
  • the outer edge of the spatial region imaged by the imaging device can be displayed in a frame shape on the light control device.
  • the light shielding rate of the region of the light control device corresponding to the spatial region imaged by the imaging device is set higher than the light shielding rate of the region of the light control device corresponding to the outside of the spatial region imaged by the imaging device. It can be. In such a form, the spatial region imaged by the imaging device appears darker to the observer than the outside of the spatial region imaged by the imaging device.
  • the light shielding rate of the region of the light control device corresponding to the spatial region imaged by the imaging device is set lower than the light shielding rate of the region of the light control device corresponding to the outside of the spatial region imaged by the imaging device. It can also be. In such a form, for the observer, the spatial region imaged by the imaging device appears brighter than the outside of the spatial region imaged by the imaging device. Thus, the observer can easily and reliably recognize where the image pickup apparatus takes an image.
  • the imaging device it is preferable to calibrate the position of the region of the light control device corresponding to the spatial region imaged by the imaging device.
  • the display device includes a mobile phone or a smart phone, or by combining the display device with the mobile phone, the smart phone, or a personal computer, the imaging device in the mobile phone, the smart phone, or the personal computer.
  • the spatial region imaged by can be displayed.
  • the light shielding rate of the light control device Move / rotate the area of the light control device corresponding to the spatial area imaged by the imaging device using a control circuit (which can be substituted by a mobile phone, smart phone, or personal computer) for controlling the light transmittance -By rotating or enlarging / reducing, the difference between the spatial area displayed on the mobile phone, smart phone or personal computer and the area of the light control device corresponding to the spatial area imaged by the imaging device Can be eliminated.
  • the display device of the present disclosure including the various modifications described above includes, for example, reception / display of e-mails, display of various information on various sites on the Internet, and operation and operation of observation objects such as various devices.
  • observation objects such as various devices.
  • Various explanations about observation objects such as people and articles, symbols, codes, marks, marks, designs, etc.
  • Display Display; Display of video and still images; Display of subtitles such as movies; Display of captions and closed captions related to video; Play, Kabuki, Noh, Kyogen, Opera, Music Festival, ballet, Various plays, It is used to display various explanations about observation objects in amusement parks (musement parks), art museums, sightseeing spots, resort areas, tourist information, etc., and explanations for explaining the contents, progress, background, etc. To kill, it can be used for the display of closed captioning. For play, kabuki, Noh, kyogen, opera, music festival, ballet, various theatres, amusement parks, museums, sightseeing spots, resorts, tourist information, etc. What is necessary is just to display the character as a related image on a display apparatus.
  • the image control signal is sent to the display device, and the image is displayed on the display device.
  • various devices and various descriptions related to observation objects such as people and articles are displayed.
  • the imaging apparatus captures (images) the various objects, observation objects such as persons and articles, and the display device captures (images). By analyzing the contents, it is possible to display various descriptions related to observation objects such as various devices prepared in advance and people and articles on the display device.
  • the image signal to the image forming apparatus includes not only the image signal (for example, character data) but also, for example, luminance data (luminance information) regarding the image to be displayed, chromaticity data (chromaticity information), or luminance.
  • Data and chromaticity data can be included.
  • the luminance data can be luminance data corresponding to the luminance of a predetermined region including the observation object viewed through the light guide device, and the chromaticity data can be a predetermined data including the observation object viewed through the light guide device.
  • the chromaticity data corresponding to the chromaticity of the region can be obtained.
  • the luminance (brightness) of the displayed image can be controlled by including the luminance data related to the image, and the chromaticity ( Color) can be controlled, and luminance (brightness) and chromaticity (color) of a displayed image can be controlled by including luminance data and chromaticity data regarding the image.
  • luminance data corresponding to the luminance of a predetermined area including the observation object viewed through the image display device the brightness of the image increases as the luminance value of the predetermined area including the observation object viewed through the image display device increases.
  • the value of the luminance data may be set so that the value of is high (that is, the image is displayed brighter).
  • the chromaticity data corresponding to the chromaticity of the predetermined area including the observation object viewed through the image display device is displayed, the chromaticity data of the predetermined area including the observation object viewed through the image display device is displayed.
  • the value of the chromaticity data may be set so that the chromaticity of the power image is approximately complementary.
  • Complementary color refers to a combination of colors that are located in opposite directions in a color circle. It is also a complementary color such as green for red, purple for yellow, and orange for blue.
  • a color that mixes one color with another at an appropriate ratio, such as white for light and black for objects, may also be a color that causes desaturation, but the visual effect when paralleled Complementarity differs from complementarity when mixed.
  • Example 1 relates to a display device of the present disclosure and a method for manufacturing a light emitting element of the present disclosure.
  • 1, 2, 3, and 3 are schematic partial cross-sectional views of a light-emitting element that constitutes an optical device of the present disclosure, a display device of the present disclosure, and a method for manufacturing the light-emitting element of the present disclosure.
  • FIG. 5, FIG. 6, a schematic partial plan view of the light emitting element viewed from the lens system side is shown in FIG. 7, and a schematic diagram of the light emitting element along the arrow AA in FIG.
  • FIG. 8 is a partial sectional view
  • FIG. 9 is a schematic partial plan view of the light emitting element viewed from the side opposite to the lens system side.
  • FIG. 10 shows a schematic view of the display device of the first embodiment (specifically, a head-mounted display, HMD) as viewed from above is shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a schematic diagram viewed from the front
  • FIG. 13A shows a schematic diagram viewed from the side of the display device of Example 1, and schematically shows the propagation state of light in the light guide plate constituting the image display device.
  • FIG. 13B is a schematic cross-sectional view showing an enlarged part of the reflective volume hologram diffraction grating.
  • the antireflection layer covers the top surface of the separation groove, but the separation groove is shown in order to clearly show the formation position of the separation groove.
  • the display device of Example 1 or Example 2 to Example 8 described later is a head-mounted display (HMD).
  • HMD head-mounted display
  • A a frame 10 (for example, a glasses-type frame 10) attached to the head of the observer 20, and
  • the display device of Example 1 or Examples 2 to 8 described later is specifically a binocular type including two image display devices, it may be a single-eye type including one.
  • the image forming apparatus 111 displays a color image.
  • the image display devices 100A, 100B, 200A, and 200B in the first embodiment or the second to eighth embodiments described later are: (A) Image forming apparatus 111, (B) a light guide device 120, 130, 220, 230 that guides an image from the image forming device 111 to the pupil 21 of the observer 20, and (C) a lens system 114 that causes an image from the image forming apparatus 111 to enter the light guide devices 120, 130, 220, and 230.
  • the image forming apparatus 111 includes light emitting elements 300 arranged in a two-dimensional matrix. The light emitting element 300 will be described in detail later.
  • the light guide device 120 in the display device according to the first embodiment is a light guide device having a first configuration, specifically, a light guide device having a first-A configuration. That is, the light guide device 120 in the display device according to the first embodiment includes the light guide plate 121, the first deflection unit 122, and the second deflection unit 123. The light emitted from the image forming apparatus 111 and passing through the lens system 114 is incident on the first deflecting unit 122. Then, the light deflected by the first deflecting means 122 repeats total reflection inside the light guide plate 121, is deflected by the second deflecting means 123, exits the light guide plate 121, and reaches the pupil 21 of the observer 20. .
  • the surface of the light guide plate 121 that faces the lens system 114 is called a first surface 121A, and the surface that faces the first surface 121A is called a second surface 121B.
  • the first deflecting means 122 and the second deflecting means 123 are disposed on the second surface 121B of the light guide plate 121 (specifically, bonded). However, it is not limited to such an arrangement.
  • the first surface 121A constitutes a light guide plate entrance surface and a light guide plate exit surface.
  • the observer 20 faces the first surface 121 ⁇ / b> A of the light guide plate 121.
  • the light guide device 120 in the first embodiment is: First deflecting means 122 for deflecting light incident from the lens system 114; A light guide plate 121 that propagates the light deflected by the first deflecting means 122 by total internal reflection; and Second deflecting means 123 that deflects and emits light propagated by total reflection inside the light guide plate 121; With The light guide plate 121 is disposed to face the image forming apparatus 111 with the lens system 114 interposed therebetween. In the lens system 114, the light emitted from the image forming device 111 is converted into a parallel light beam and is incident on the light guide device 120.
  • a light beam emitted from the center of the image forming apparatus 111 and passed through the image forming apparatus side node of the lens system 114 that is, a light beam emitted from the center of the image forming apparatus 111 in the normal direction of the image forming apparatus 111).
  • a point where a certain central ray CL enters the light guide plates 121 and 131 is defined as a light guide plate center point O.
  • the light passes through the light guide plate center point O, passes through the light guide plate center point O along the axis parallel to the axial direction of the light guide plates 121 and 131 (the direction in which light propagates through the light guide plates 121 and 131).
  • the axis that coincides with the normal line of the light guide plates 121 and 131 is defined as the Y axis.
  • the Z axis passes through the light guide plate center point O and extends in the height direction of the light guide plates 121 and 131.
  • the center point of the first deflecting means 122 and 132 is the light guide plate center point O. That is, as shown in FIG. 13B, in the image display apparatuses 100A and 100B, the central light beam CL emitted from the center of the image forming apparatus 111 and passed through the image forming apparatus side node of the lens system 114 is transmitted to the light guide plates 121 and 131. For example, it collides vertically. In other words, the central ray CL is incident on the light guide plates 121 and 131 at an incident angle of 0 degree.
  • the first deflecting unit (first diffraction grating member) 122 and the second deflecting unit (second diffraction grating member) 123 are hologram diffraction gratings, more specifically, reflection type hologram diffraction gratings. Specifically, it is composed of a reflective volume hologram diffraction grating, and incident light is diffracted and reflected.
  • the reflective volume hologram diffraction grating has, for example, a plurality of diffraction grating layers (photopolymer layers). Each diffraction grating layer made of a photopolymer material is formed with interference fringes corresponding to one type of wavelength band (or wavelength), and is produced by a conventional method.
  • the pitch of the interference fringes 122a and 123a formed on the diffraction grating layer (diffraction grating member) is constant, the interference fringes are linear, and are parallel to the Z direction of the light guide plate.
  • FIG. 10 FIG. 18, FIG. 21, and FIG. 22, one diffraction grating layer is shown for simplification of the drawing.
  • FIG. 13C shows an enlarged schematic partial sectional view of the reflection type volume hologram diffraction grating, and the reflection type volume hologram diffraction grating is formed with interference fringes having an inclination angle (slant angle) ⁇ .
  • the inclination angle ⁇ refers to an angle formed between the surface of the reflective volume hologram diffraction grating and the interference fringes.
  • the interference fringes are formed over the surface from the inside of the reflective volume hologram diffraction grating.
  • the interference fringes satisfy the Bragg condition.
  • the Bragg condition refers to a condition that satisfies the following formula (A).
  • Equation (A) m is a positive integer, ⁇ is the wavelength, d is the pitch of the grating plane (the interval in the normal direction of the imaginary plane including the interference fringes), and ⁇ is the angle of incidence of the incident on the interference fringes To do.
  • the wavelength
  • d the pitch of the grating plane (the interval in the normal direction of the imaginary plane including the interference fringes)
  • the angle of incidence of the incident on the interference fringes To do.
  • Expression (B) the pitch ⁇ of the interference fringes on the surface of the diffraction grating member is as shown in Expression (C).
  • the image display devices 100A, 100B, 200A, and 200B may be fixedly attached to the frame 10 or may be detachably attached.
  • the light guide devices 120 and 130 are of a transflective type (see-through type). Specifically, at least a portion of the light guide device (more specifically, the light guide plates 121 and 131 and the second deflecting means 123 and 133) facing both eyes of the observer 20 is semi-transmissive (see-through). .
  • the image forming apparatus 111 includes a plurality of (for example, 640 ⁇ 480) pixels arranged in a two-dimensional matrix. Each pixel includes a light emitting element 300 described later.
  • the entire image forming apparatus 111 is housed in a housing 115 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 10).
  • the lens system 114 is composed of a convex lens, for example, and generates parallel light. Light emitted from the light emitting element 300 constituting the image forming apparatus 111 enters a lens system (parallel light emitting optical system, collimating optical system) 114, and light is emitted from the lens system 114 as parallel light.
  • the frame 10 includes a front portion 11 disposed in front of the observer 20, two temple portions 13 rotatably attached to both ends of the front portion 11 via hinges 12, and tip portions of the temple portions 13.
  • a nose pad 10 ' is attached. That is, the assembly of the frame 10 and the nose pad 10 'basically has substantially the same structure as normal glasses.
  • each casing 115 is detachably attached to the temple portion 13 by an attachment member 19.
  • the frame 10 is made of metal or plastic.
  • Each housing 115 may be attached to the temple portion 13 by the attachment member 19 so that it cannot be attached to and detached from the temple portion 13.
  • each housing 115 may be detachably attached to the temple portion 13 of the frame 10 of the glasses owned by the observer by the attachment member 19.
  • Each housing 115 may be attached to the outside of the temple portion 13 or may be attached to the inside of the temple portion 13.
  • the light guide plate 121 may be fitted into a rim provided in the front portion 11.
  • a wiring (a signal line, a power line, etc.) 15 extending from one image forming apparatus 111 extends outside from the distal end portion of the modern portion 14 via the temple portion 13 and the modern portion 14 to be controlled. It is connected to a device (control circuit, control means) 18.
  • the image forming apparatus 111 includes a headphone unit 16, and a headphone unit wiring 16 ′ extending from the image forming apparatus 111 is connected to the tip of the modern unit 14 through the temple unit 13 and the modern unit 14. Extending from the head portion to the headphone portion 16. More specifically, the headphone unit wiring 16 ′ extends from the tip of the modern unit 14 to the headphone unit 16 so as to wrap around the back side of the auricle (ear shell).
  • the wiring (signal line, power supply line, etc.) 15 is connected to the control device (control circuit) 18 as described above.
  • the control device 18 includes an image information storage device 18A. Then, the control device 18 performs processing for image display.
  • the control device 18 and the image information storage device 18A can be composed of known circuits.
  • an image pickup device 17 composed of a solid-state image pickup device composed of a CCD or CMOS sensor and a lens (these are not shown) is attached to an appropriate mounting member (not shown) on the central portion 11 ′ of the front portion 11. Attached). A signal from the imaging device 17 is sent to a control device (control circuit) 18 via a wiring (not shown) extending from the imaging device 17.
  • the light emitting element 300 in the image forming apparatus 111 constituting the display device of the first embodiment will be described.
  • the light-emitting element 300 includes at least one light-emitting laminate including a first electrode (n-side electrode), a second electrode (p-side electrode), and a light-emitting layer provided between the first electrode and the second electrode.
  • a laminated structure 301 having layers, The laminated structure 301 is formed with a through hole 360 that is formed along the lamination direction of the laminated structure 301 and emits light from the light emitting layer toward the lens system 114.
  • An antireflection layer (light absorption layer) 370 is formed on the portion of the laminated structure 301 that faces the lens system 114.
  • One light emitting element 300 is provided with a plurality of through holes 360. Further, the light-emitting element 300 and the light-emitting element 300 are electrically and optically separated by the separation groove 380, and have a structure in which optical crosstalk hardly occurs.
  • the antireflection layer 370 is formed up to the edge of the through hole 360 in the multilayer structure 301. That is, when the light emitting element 300 is viewed from the lens system side, the top surfaces of the antireflection layer 370 and the through hole 360 are visible. In other words, when the light emitting element 300 is viewed from the lens system 114, the top surfaces of the antireflection layer 370 and the through-hole 360 are visually recognized, and the top surface of the multilayer structure 301 is not visually recognized.
  • the antireflection layer 370 is made of a metal oxide (for example, chromium oxide).
  • the through hole 360 includes, for example, a core portion 361 and a clad layer 362 disposed between the laminated structure 301 and the core portion 361.
  • the core portion 361 is filled with air, for example, or the core portion 361 is filled with a dielectric material such as SiO 2 , SiN, Ta 2 O 5 or the like.
  • the clad layer 362 is made of, for example, an outer clad layer (a layer in contact with the laminated structure 301) made of an insulating material such as SiO 2 and light such as aluminum (Al), silver (Ag), and gold (Au). It is composed of an inner clad layer (layer facing the core portion 361) made of a reflective metal or the like.
  • the core portion 361 is made of SiN
  • the inner cladding layer (layer facing the core portion 361) is made of a 50 nm thick silver (Ag) layer
  • the outer cladding layer (laminated structure 301) The layer in contact with the substrate is made of SiO 2 .
  • the configuration and structure of the through-hole 360 are not limited to the configuration and structure described above.
  • the light emitting element 300 includes a light emitting stack (first light emitting stack) 310 that emits red light, a light emitting stack (second light emitting stack) 320 that emits green light, and a light emitting stack (first light emitting stack) that emits blue light. (3 light emitting laminates) 330 having a laminated structure 301 having three layers.
  • the image forming apparatus 111 includes a circuit board 390 provided with a light emitting element driving circuit (not shown). Each light emitting element 300 is connected to the light emitting element driving circuit provided on the circuit board 390. It is connected.
  • the image forming apparatus 111 further includes a support substrate 351 that constitutes the laminated structure 301 on the light emission side.
  • the antireflection layer 370 is formed on the top surface (the top surface) 351A of the support substrate 351 (the surface facing the lens system 114).
  • a second support substrate 352 is disposed between the third light emitting stack 330 and the circuit board 390.
  • the support substrate 351, the second support substrate 352, and the circuit substrate 390 are made of, for example, a silicon semiconductor substrate.
  • a light-emitting element driving circuit including a known driving circuit suitable for driving the light-emitting element 300 is connected to the light-emitting element 300 using, for example, a bump portion, or, alternatively, copper connected to the light-emitting element 300.
  • a metal bonding method in which a contact portion made of (Cu) (specifically, formed on the second support substrate 352) and a connection portion made of copper (Cu) provided on the circuit board 390 are connected. Connected or connected based on a connection method using TCV.
  • the light emitting layer has a structure in which a plurality of compound semiconductor layers are stacked, that is, a structure in which a first compound semiconductor layer, an active layer, and a second compound semiconductor layer are stacked.
  • the light emitting layer 311 constituting the light emitting stack (first light emitting stack) 310 that emits red light includes, for example, a buffer layer made of n-type GaAs and a first compound semiconductor layer (for example, a first layer made of n-type AlGaAs).
  • a first compound semiconductor layer for example, a first layer made of n-type AlGaAs.
  • active layer composed of GaAs, AlGaAs, AlGaInP / second compound semiconductor layer
  • second compound semiconductor layer for example, a second clad layer composed of p-type AlGaAs and a cap layer composed of p-type GaAs
  • it has a structure, it is not limited to such a layer structure.
  • the light emitting layers 321 and 331 constituting the light emitting stacks (second light emitting stack, third light emitting stack) 320 and 330 emitting green or blue are, for example, first compound semiconductor layers (for example, n-type AlGaN). Cladding layer and n-type GaN cladding layer) / InGaN quantum well active layer / second compound semiconductor layer (for example, non-doped InGaN light guide layer, p-type AlGaN electron barrier layer, p-type GaN / AlGaN superlattice cladding layer and p
  • the present invention is not limited to such a layer configuration.
  • Various compound semiconductor layers constituting the light emitting layer can be formed based on, for example, the MOCVD method.
  • Step-100 First, the first electrodes 312A, 322A, 332A, the second electrodes 312B, 322B, 332B, and the light emitting layer 311 provided between the first electrodes 312A, 322A, 332A and the second electrodes 312B, 322B, 332B.
  • the first light emitting laminate 310 is formed in advance on the first light emitting laminate manufacturing substrate, except for the first electrode 312A, and the first light emitting laminate manufacturing substrate is formed on the first light emitting laminate manufacturing substrate.
  • the second light emitting laminate 320 is formed except for the electrode 322A, and the third light emitting laminate 330 is formed on the third light emitting laminate manufacturing substrate except for the first electrode 332A.
  • a light emitting layer 311 is formed on the first light emitting laminate manufacturing substrate based on a known MOCVD method, a second electrode 312B is formed on the light emitting layer 311, and the second electrode 312B is formed in a desired manner. Pattern into shape. Further, the light emitting layer 321 is formed on the second light emitting laminate manufacturing substrate based on the well-known MOCVD method, the second electrode 322B is formed on the light emitting layer 321, and the second electrode 322B is patterned into a desired shape. .
  • a light emitting layer 331 is formed on the third light emitting laminate manufacturing substrate based on a well-known MOCVD method, a second electrode 332B is formed on the light emitting layer 331, and the second electrode 332B is patterned into a desired shape. .
  • a support substrate 351 on which the first insulating layer 341 is formed is prepared.
  • the substrate for manufacturing the first light emitting laminate is well known. Remove based on the method.
  • the first electrode 312A is formed on the exposed light emitting layer 311 and the first electrode 312A is patterned into a desired shape, and then the second insulating layer 342 is formed on the entire surface. In this way, the first light emitting laminate 310 can be formed on the support substrate 351.
  • a first separation groove for separating the light emitting element 300 and the light emitting element 300 is formed. Specifically, after forming the first recess by etching the first light emitting laminate 310 from the side opposite to the support substrate 351, the first recess is filled with an insulating material by a well-known method, and the first separation groove is formed. Form. Then, in the first separation groove, a first A 1 connection groove connected to the first electrode 312A (connection portion; the same applies hereinafter) and a first B 1 connection groove connected to the second electrode 312B are formed. The first A 1 connection groove and the first B 1 connection groove are filled with a conductive material.
  • the second light emitting laminate manufacturing substrate is removed based on a known method. Then, the first electrode 322A is formed on the exposed light emitting layer 321, and after the first electrode 322A is patterned into a desired shape, the third insulating layer 343 is formed on the entire surface. In this manner, the second light emitting stack 320 can be formed on the first light emitting stack 310.
  • a second separation groove for separating the light emitting element 300 and the light emitting element 300 is formed. Specifically, after forming the second recess by etching the second light emitting stack 320 from the side opposite to the first light emitting stack 310, the second recess is filled with an insulating material by a known method, and the second A separation groove is formed. Then, a second A 2 connection groove connected to the first electrode 322A and a second B 2 connection groove connected to the second electrode 322B are formed in the second separation groove. Further, the second isolation trench, forming a first 1A 1A-th 2 connecting grooves which are connected to one connecting groove, the 1B 2 connecting grooves which are connected to the 1B 1 connecting groove. These connection grooves are also filled with a conductive material.
  • the third light emitting laminate manufacturing substrate is removed based on a well-known method. Then, the first electrode 332A is formed on the exposed light emitting layer 331, the first electrode 332A is patterned into a desired shape, and then the fourth insulating layer 344 is formed over the entire surface. In this way, the third light emitting stack 330 can be formed on the second light emitting stack 320.
  • a third separation groove for separating the light emitting element 300 and the light emitting element 300 is formed.
  • the third light emitting stack 330 is etched from the side opposite to the second light emitting stack 320 to form a third recess, and then the third recess is filled with an insulating material by a well-known method.
  • a separation groove is formed.
  • a third A 3 connection groove connected to the first electrode 332A and a third B 3 connection groove connected to the second electrode 332B are formed in the third separation groove.
  • connection grooves are also filled with a conductive material.
  • a separation groove 380 for separating the light emitting element 300 and the light emitting element 300 is formed, and a connection groove is formed in the separation groove 380 at the same time.
  • a stacked structure 301 in which the first light-emitting stacked body 310, the second light-emitting stacked body 320, and the third light-emitting stacked body 330 are stacked can be obtained.
  • the isolation groove 380 is filled with an insulating material having a refractive index lower than that of the compound semiconductor material constituting the light emitting layer, and a connection groove having a light shielding property is formed in part.
  • the light emitting element 300 and the light emitting element 300 are not only electrically separated but also optically separated, and have a structure in which optical crosstalk hardly occurs.
  • the fourth insulating layer 344 and the second support substrate 352 are bonded.
  • a conductive material layer is formed on the second support substrate 352 including the connection groove portions, and the conductive material layer on the second support substrate 352 is patterned.
  • a contact portion made of a conductive material layer can be formed on the second support substrate 352.
  • the 1A contact portion 312a is a 1A 3 connecting groove, the 1A 2 connecting grooves, via a first 1A 1 connection groove, is first electrode 312A is electrically connected to constitute a first light emitting laminate 310.
  • the 1B contact portion 312b is first 1B 3 connecting groove, the 1B 2 connecting grooves, via a first 1B 1 connection grooves are second electrode 312B electrically connected to constitute a first light emitting laminate 310.
  • the 2A contact portion 322a is the 2A 3 connecting groove, the 2A through 2 connection grooves are first electrode 322A is electrically connected to constitute a second light emitting laminate 320.
  • the 2B contact portion 322b is a 2B 3 connection groove through the first 2B 2 connecting grooves are second electrode 322B electrically connected to constitute a second light emitting laminate 320.
  • the third A contact portion 332a is electrically connected to the first electrode 332A constituting the third light emitting stacked body 330 via the third A 3 connection groove.
  • the third B contact portion 332b is electrically connected to the second electrode 332B constituting the third light emitting stack 330 through the third B 3 connection groove.
  • a recess reaching the separation groove 380 is formed in the support substrate 351 and the first insulating layer 341 based on an etching method, and the separation groove 380 is completed by filling the recess with an insulating material.
  • an antireflection layer (light absorption layer) 370 is formed over the stacked structure body 301. Specifically, the antireflection layer 370 is formed on the surface 351A of the support substrate 351 based on, for example, a sputtering method.
  • through holes 360 that emit light from the light emitting layers 311, 321, and 331 to the outside along the stacking direction of the stacked structure 301 are formed in the antireflection layer 370 and the stacked structure 301, for example, by the RIE method.
  • the cross-sectional shape when the through-hole 360 is cut along a virtual horizontal plane is a circle.
  • the antireflection layer 370 is formed up to the edge of the through hole 360 in the multilayer structure 301.
  • a clad layer 362 and a core part 361 are sequentially formed inside the through hole 360 based on a known method.
  • the clad layer 362 is disposed between the multilayer structure 301 and the core portion 361.
  • the light-emitting element 300 including the stacked structure body 301 can be obtained.
  • a laminated structure of a plurality of light emitting laminates for example, the first light emitting laminate, the second light emitting laminate, and the third light emitting laminate
  • the light emitting laminate manufacturing substrate corresponding to the support substrate.
  • a method of sequentially forming the first light emitting stack, the second light emitting stack, and the third light emitting stack may be employed.
  • Step-130 Thereafter, based on a known method, the light emitting element 300 and a light emitting element driving circuit including a known driving circuit suitable for driving the light emitting element 300 are connected. In this way, the image forming apparatus 111 constituting the display device according to the first embodiment can be obtained.
  • an antireflection layer (light absorption layer) is formed on the portion of the laminated structure facing the lens system. Further, in the method for manufacturing a light emitting element, a through hole is formed in the antireflection layer (light absorption layer) and the laminated structure. Therefore, even if a part of the light emitted from the image forming apparatus is reflected by the lens system and returned to the image forming apparatus, it is not reflected by the image forming apparatus and is extraneous to the image observed by the observer. It is possible to reliably prevent intrusion of light and to obtain a high quality image.
  • the light-emitting elements are not only electrically separated from each other but also optically separated, so that optical crosstalk hardly occurs.
  • the support substrate is made of a silicon semiconductor substrate, when the antireflection layer is not formed, the return light is reflected on the surface of the image forming apparatus (support substrate) and enters the lens system again. The occurrence is remarkable.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment and relates to a light guide device having a first-B configuration.
  • the first deflecting unit 132 reflects the light incident on the light guide plate 131
  • the second deflecting unit 133 is inside the light guide plate 131.
  • the light propagated by total reflection is transmitted, reflected, and diffracted several times.
  • the first deflecting unit 132 functions as a reflecting mirror
  • the second deflecting unit 133 functions as a semi-transmissive mirror.
  • the first deflecting unit 132 is made of, for example, a metal film containing an alloy (for example, aluminum, Al), and a light reflecting film (a kind of mirror) that reflects light incident on the light guide plate 131. It is configured.
  • the second deflecting means 133 is constituted by, for example, a dielectric multilayer film in which a large number of dielectric multilayer films are laminated.
  • the dielectric laminated film is composed of, for example, a TiO 2 film as a high dielectric constant material and an SiO 2 film as a low dielectric constant material.
  • a dielectric multilayer film in which a large number of dielectric multilayer films are laminated is disclosed in JP-T-2005-521099.
  • the first deflecting means 132 and the second deflecting means 133 are disposed inside the light guide plate 131 (incorporated inside the light guide plate 131).
  • the second deflecting means 133 is illustrated as being composed of six dielectric laminated films, but the present invention is not limited to this.
  • a thin piece made of the same material as that constituting the light guide plate 131 is sandwiched between the dielectric laminated film and the dielectric laminated film.
  • the reference number 131A refers to the first surface of the light guide plate 131 facing the lens system 114, and the reference number 131B refers to the surface facing the first surface 131A as the second surface.
  • the first deflecting unit 132 After the first deflecting unit 132 cuts out the portion of the light guide plate 131 where the first deflecting unit 132 is provided, the first deflecting unit 132 is provided with a slope on which the first deflecting unit 132 is to be formed, and a metal film is formed on the slope. (For example, the film can be formed by a vacuum deposition method)
  • the cut-out portion of the light guide plate 131 may be bonded to the first deflecting means 132.
  • the second deflecting unit 133 forms a member in which a number of the same materials (for example, glass) as the material constituting the light guide plate 131 and a dielectric laminated film are stacked, and the second deflecting unit 133 of the light guide plate 131 is formed.
  • a portion to be provided with a slope is cut out to form a slope, a member related to the slope is bonded, polished, etc., and the outer shape is adjusted.
  • the light guide device 130 in which the first deflecting unit 132 and the second deflecting unit 133 are provided inside the light guide plate 131 can be obtained.
  • the image forming apparatus 111 includes the same image forming apparatus as that of the first embodiment.
  • the light guide device 130 is substantially the same in structure and structure as the light guide device 120 of the first embodiment except that the configurations and structures of the first deflection unit and the second deflection unit are different.
  • Example 3 is also a modification of the image display device in Example 1.
  • a schematic view of the display device of Example 3 as viewed from the front is shown in FIG. 15, and a schematic view as seen from above is shown in FIG.
  • the light guide device 220 constituting the image display device 200A includes a first deflecting unit (not shown) made of a reflecting mirror, a transparent member 221 such as a glass plate or a plastic plate, and a half. It comprises second deflecting means 223 composed of a transmission mirror.
  • a housing 115 storing the image forming apparatus 111 and the lens system 114 is attached to the front unit 11.
  • the second deflecting unit 223 is attached to a transparent member 221, and the transparent member 221 is attached to the image forming apparatus 111.
  • the light is emitted from the image forming apparatus 111 (not specifically shown in FIGS. 15 and 16) stored in the housing 115, and the lens system 114 (in FIGS. 15 and 16).
  • the light that has passed through (not shown specifically) is deflected by the first deflecting means.
  • the light deflected by the first deflecting means propagates through the transparent member 221, is deflected by the second deflecting means 223, and is emitted toward the pupil 21 of the observer 20.
  • the light deflected by the first deflecting unit without propagating through the transparent member 221 propagates in the air, is deflected by the second deflecting unit 223, and is emitted toward the pupil 21 of the observer 20. It can also be set as the structure made.
  • the display device of the third embodiment has substantially the same configuration and structure as the display device of the first embodiment except for the above differences, detailed description thereof will be omitted.
  • Example 4 is also a modification of the image display device in Example 1.
  • FIG. 17 shows a schematic view of the display device of Example 4 as viewed from above. Note that the imaging device 17 is not shown in FIG.
  • the light guide device 230 constituting the image display device 200B includes a semi-transmissive mirror 233 that receives the light emitted from the image forming device 111 and emits the light toward the pupil 21 of the observer 20.
  • the light guide device 230 includes a glass plate 231, and a semi-transmissive mirror 233 is formed on the glass plate 231.
  • the image forming apparatus 111 can have the same configuration and structure as the image forming apparatus 111 described in the first embodiment.
  • the light emitted from the image forming apparatus 111 disposed in the housing 115 propagates through the inside of an optical fiber (not shown), for example, a nose pad.
  • the light enters the lens system 114 attached to the portion 11 ′ of the nearby frame 10, and the light from the lens system 114 enters the semi-transmissive mirror 233.
  • the light emitted from the image forming apparatus 111 disposed in the housing 115 propagates through an optical fiber (not shown) and is attached above the portion of the frame 10 corresponding to each of both eyes, for example.
  • the light enters the lens system 114 and the light from the lens system 114 enters the semi-transmissive mirror 233.
  • the light emitted from the image forming apparatus 111 disposed in the housing 115 passes through the lens system 114 disposed in the housing 115 and directly enters the semi-transmissive mirror 233.
  • the display device of the fourth embodiment has substantially the same configuration and structure as the display device of the first embodiment except for the above differences, detailed description thereof is omitted.
  • the fifth embodiment is a modification of the first to third embodiments.
  • a conceptual diagram of the image display device is shown in FIG. 18, a schematic view of the display device viewed from above is shown in FIG. 19, and a schematic view of the image display device seen from the side is shown in FIG.
  • a light shielding member 401 is disposed or provided outside the second surfaces 121B and 131B of the light guide plates 121 and 131 so as to cover the first deflecting means 122 and 132.
  • the orthogonal projection images of the first deflecting means 122 and 132 on the light guide plates 121 and 131 are included in the orthogonal projection image of the light shielding member 401 on the light guide plates 121 and 131.
  • the light is guided to a region of the light guide devices 120 and 130 where the light emitted from the image forming apparatus 111 is incident, specifically to a region where the first deflecting units 122 and 132 are provided.
  • a light shielding member 401 is disposed to shield external light from entering the devices 120 and 130.
  • the projected image of the light shielding member 401 onto the light guide devices 120 and 130 includes the regions of the light guide devices 120 and 130 into which the light emitted from the image forming device 111 is incident.
  • the light shielding member 401 is disposed apart from the light guide devices 120 and 130 on the opposite side of the light guide devices 120 and 130 from the side on which the image forming apparatus 111 is disposed.
  • the light shielding member 401 is made of, for example, an opaque plastic material, and the light shielding member 401 extends integrally from the housing 115 of the image forming apparatus 111 or is attached to the housing 115 of the image forming apparatus 111. Alternatively, it extends integrally from the frame 10, or is attached to the frame 10, or is attached to the light guide devices 120 and 130. In the illustrated example, the light shielding member 401 extends integrally from the housing 115 of the image forming apparatus 111. As described above, the light shielding member 401 that blocks the incidence of external light to the light guide devices 120 and 130 is disposed in the region of the light guide devices 120 and 130 to which the light emitted from the image forming apparatus is incident.
  • the light shielding member 402 is disposed on the light guide devices 120 and 130 on the opposite side to the side on which the image forming apparatus 111 is disposed.
  • the opaque member 402 is printed by printing opaque ink on the light guide devices 120 and 130 (specifically, the transparent protective member 124 covering the second surfaces 121B and 131B of the light guide plates 121 and 131). Can be formed.
  • the outer edge portions of the light guide plates 121 and 131 and the outer edge portion of the transparent protective member 124 are sealed or bonded by a sealing member 125.
  • the light shielding member 401 and the light shielding member 402 can be combined.
  • the light shielding members 401 and 402 can also be applied to the light guide device 220 described in the third embodiment.
  • FIG. 22 shows a conceptual diagram of the image display device of Example 6
  • FIG. 23 shows a schematic diagram of the display device of Example 6 viewed from above
  • FIG. 24A shows a schematic diagram of the image display device viewed from the side
  • 24B shows a schematic front view of the light guide device and the light control device
  • FIG. 25A shows a schematic cross-sectional view of the light control device
  • FIG. 25B shows a schematic plan view of the light control device.
  • the light control device 500 is arranged on the second surface side of the light guide plates 121 and 131.
  • the light control device 500 adjusts the amount of external light incident from the outside.
  • the light image forming regions of the light guide devices 120 and 130 overlap the light control device 500, and when a virtual image is formed in a part of the virtual image formation region based on the light emitted from the image forming device 111, the light control device 500.
  • the light control device 500 is controlled such that the light shielding rate of the virtual image projection area 511 of the light control device 500 including the projected image of the virtual image on the screen is higher than the light shielding rate of the other regions 512 of the light control device 500. .
  • the position of the virtual image projection area 511 is not fixed, but changes depending on the position where the virtual image is formed, and the number of virtual image projection areas 511 is also the number of virtual images (or a series of virtual images). The number of groups, the number of blocked virtual image groups, etc.).
  • the light shielding rate of the other region 512 of the light control device 500 is set to “1” as the light shielding rate of the virtual image projection region of the light control device 500 including the projection image of the virtual image on the light control device 500.
  • the light shielding rate of other areas of the light control device 500 is, for example, 30% or less.
  • the light shielding rate of the virtual image projection area 511 of the light control device 500 is set to 35% to 99%, for example, 80%.
  • the light shielding rate of the virtual image projection region 511 may be constant, or may be changed depending on the illuminance of the environment where the display device is placed, as will be described later.
  • a light control device 500 which is an optical shutter is provided. That is, the light control device 500 is disposed in the region of the light guide devices 120 and 130 on the side opposite to the observer 20. As described above, the light guide devices 120 and 130 and the light control device 500 are arranged in this order from the observer side. However, the light control devices 500 and the light guide devices 120 and 130 may be arranged in this order.
  • the transparent protective member 124 also serves as the first substrate 501 of the light control device 500, which can reduce the weight of the entire display device and may cause discomfort to the user of the display device. There is no. Further, the second substrate 503 can be made thinner than the transparent protective member 124. The same applies to Examples 7 to 8. However, the present invention is not limited to this, and the transparent protective member 124 and the first substrate 501 of the light control device 500 can also be configured from different members.
  • size of the light modulation apparatus 500 may be the same as the light-guide plates 121 and 131, may be large, and may be small. In short, the virtual image forming region (second deflecting means 123, 133) may be positioned in the projected image of the light control device 500.
  • a connector (not shown) is attached to the light control device 500, and the light control device 500 is connected to a control circuit (specifically, the control device 18) for controlling the light shielding rate of the light control device 500 via this connector and wiring. Are electrically connected.
  • the light control device 500 has a schematic cross-sectional view shown in FIG. 25A and a schematic plan view shown in FIG. 25B.
  • the first transparent electrode 502 is composed of a plurality of strip-shaped first transparent electrode segments 502A extending in the first direction
  • the second transparent electrode 504 is composed of a plurality of strip-shaped second transparent electrode segments 504A extending in a second direction different from the first direction
  • the control of the light shielding rate of the portion of the light control device corresponding to the overlapping region of the first transparent electrode segment 502A and the second transparent electrode segment 504A is the first transparent electrode This is performed based on control of the voltage applied to the segment 502A and the second transparent electrode segment 504A. That is, the light shielding rate is controlled based on the simple matrix method.
  • the first direction and the second direction are orthogonal to each other. Specifically, the first direction extends in the horizontal direction (X-axis direction), and the second direction extends in the vertical direction (Z-axis direction). .
  • the second substrate 503 is made of a plastic material.
  • the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504 are made of a transparent electrode made of indium-tin composite oxide (ITO), and are formed based on a combination of a PVD method such as a sputtering method and a lift-off method. .
  • a protective layer 506 made of a SiN layer, a SiO 2 layer, an Al 2 O 3 layer, a TiO 2 layer, or a laminated film thereof is formed.
  • the protective layer 506 the light control device 500 can be provided with ion blocking properties, waterproof properties, moisture proof properties, and scratch resistances that prevent the passage of ions.
  • the transparent protective member 124 (first substrate 501) and the second substrate 503 have an ultraviolet curable resin such as an ultraviolet curable epoxy resin, an epoxy resin cured by ultraviolet rays and heat, or a thermosetting resin at the outer edge. It is sealed with a sealing material 507 made of The 1st transparent electrode 502 and the 2nd transparent electrode 504 are connected to the control apparatus 18 via the connector and wiring which are not shown in figure.
  • an ultraviolet curable resin such as an ultraviolet curable epoxy resin, an epoxy resin cured by ultraviolet rays and heat, or a thermosetting resin at the outer edge. It is sealed with a sealing material 507 made of
  • the 1st transparent electrode 502 and the 2nd transparent electrode 504 are connected to the control apparatus 18 via the connector and wiring which are not shown in figure.
  • the light blocking rate (light transmittance) of the light control device 500 can be controlled by the voltage applied to the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504. Specifically, for example, when a voltage is applied to the second transparent electrode 504 with the first transparent electrode 502 grounded, the light shielding rate of the light control layer 505 changes.
  • the potential difference between the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504 may be controlled, or the voltage applied to the first transparent electrode 502 and the voltage applied to the second transparent electrode 504 may be controlled independently. Also good.
  • 1.1 ⁇ k preferably 1.1 ⁇ k ⁇ 1.5, more preferably 1.15 ⁇ k ⁇ 1.3
  • 1.1 ⁇ k ′ preferably 1.1 ⁇ k ′ ⁇ 1.5, more preferably 1.15 ⁇ k ′ ⁇ 1.3
  • the light control device 500 includes an optical shutter that applies a color change of a substance generated by an oxidation-reduction reaction of an electrochromic material.
  • the light control layer includes an electrochromic material. More specifically, the light control layer has a laminated structure of a WO 3 layer 505A / Ta 2 O 5 layer 505B / Ir X Sn 1-X O layer 505C from the second transparent electrode side.
  • the WO 3 layer 505A produces a reduction color.
  • the Ta 2 O 5 layer 505B constitutes a solid electrolyte, and the Ir x Sn 1-x O layer 505C develops an oxidation color.
  • the Ir X Sn 1-X O layer by the reaction Ir and H 2 O, present as iridium hydroxide Ir (OH) n.
  • Ir (OH) n iridium hydroxide
  • the proton H + moves from the Ir x Sn 1-x O layer to the Ta 2 O 5 layer, the first transparent electrode Electron emission to 502 occurs, the next oxidation reaction proceeds, and the Ir x Sn 1-x O layer is colored.
  • the Ta 2 O 5 layer contains H 2 O and is ionized by applying a voltage to the first transparent electrode and the second transparent electrode, and includes proton H + and OH ⁇ ion states. Contributes to coloring and decoloring reactions.
  • Information and data relating to images to be displayed on the image display devices 100A and 100B, or signals to be received by the receiving device are recorded, stored, and stored in, for example, a so-called cloud computer or server.
  • Device for example, by providing a mobile phone or a smart phone, or by incorporating a communication means (reception device) in the control device (control circuit, control means) 18 to display with a cloud computer or server via the communication means.
  • Various types of information, data, and signals can be exchanged with the apparatus, and signals based on the various information and data, that is, signals for displaying images on the image display apparatuses 100A and 100B can be received.
  • the receiving device can receive the signal.
  • the control device 18 receives a signal for displaying an image in the image display devices 100A and 100B.
  • the control device 18 performs known image processing based on this signal, and displays “information” as an image on the image forming device 111.
  • the image of this “information” is displayed as a virtual image at a predetermined position controlled by the control device 18 based on the light emitted from the image forming device 111 in the light guide devices 120 and 130. That is, a virtual image is formed in a part of the virtual image forming region (second deflecting means 123, 133).
  • the light shielding rate of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 including the projection image of the virtual image on the light control device 500 is the same as that of the other region 512 of the light control device 500.
  • the light control device 500 is controlled so as to be higher than the light blocking rate.
  • the voltage applied to the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504 is controlled by the control device 18.
  • the size and position of the virtual image projection area 511 of the light control device 500 are determined based on a signal for displaying an image in the image forming apparatus 111.
  • a signal for displaying an image in the image display devices 100A and 100B may be stored in the display device (specifically, the control device 18 or the image information storage device 18A).
  • the image captured by the image capturing device 17 provided in the display device is sent to the cloud computer or server via the communication means, and various information corresponding to the image captured by the image capturing device 17 in the cloud computer or server It is also possible to search for data, send the searched various information and data to the display device via the communication means, and display the searched various information and data on the image display devices 100A and 100B.
  • search for data send the searched various information and data to the display device via the communication means, and display the searched various information and data on the image display devices 100A and 100B.
  • information such as the location of the observer and the direction in which the observer is facing can be weighted.
  • “Information” can be displayed on the image forming apparatus 111.
  • a mode in which the light shielding rate of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 is increased before a virtual image is formed on the light guide devices 120 and 130 based on the light emitted from the image forming device 111 may be adopted.
  • Examples of the time from when the light shielding rate of the virtual image projection area 511 of the light control device 500 is increased until the virtual image is formed can range from 0.5 seconds to 30 seconds, but are not limited to this value. .
  • the light shielding rate of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 can be configured to increase sequentially as time passes. That is, a so-called fade-in state can be achieved.
  • the light shielding rate of the entire light control device 500 may be set to the same value as the light shielding rate of other regions of the light control device 500.
  • the light shielding rate of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 that includes the projection image of the virtual image on the light control device 500 is immediately determined.
  • it may be set to the same value as the light blocking rate of the other region, it may be controlled so as to be the same value as the light blocking rate of the other regions of the light control device 500 over time (for example, in 3 seconds). That is, a so-called fade-out state can be achieved.
  • one virtual image is formed on the light guide devices 120 and 130 based on the light emitted from the image forming apparatus 111, and then the next virtual image different from the one virtual image is formed.
  • the area of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 corresponding to one virtual image is S 1 and the area of the virtual image projection region 511 of the light control device 500 corresponding to the next virtual image is S 2 .
  • S 2 / S 1 ⁇ 0.8 or 1 ⁇ S 2 / S 1
  • the virtual image projection region 511 of the light control device 500 in which the next virtual image is formed is the next virtual image to the light control device 500. It is an area of the light control device 500 including the projection image (see FIGS.
  • the virtual image projection region 511 of the light control device 500 in which the next virtual image is formed is a light control including a projection image of one virtual image on the light control device 500. It may be a form that is an area of the device 500. That is, in the formation of one virtual image to the next virtual image, when the area of the virtual image projection region is reduced by 0% to 20%, the virtual image projection region corresponding to the one virtual image may be held. Yes (ie, keep the state shown in FIG. 26A).
  • the virtual image projection area 511 of the light control device 500 is configured to be larger than the virtual rectangle 513. can do.
  • the horizontal and vertical lengths of the virtual rectangle 513 circumscribing the virtual images formed on the light guide devices 120 and 130 are L 1 -T and L 1 -L, and the virtual image projection of the light control device 500 is performed.
  • the shape of the region 511 is a rectangular shape with horizontal and vertical lengths of L 2-T and L 2-L , 1.0 ⁇ L 2-T / L 1-T ⁇ 1.5 1.0 ⁇ L 2-L / L 1-L ⁇ 1.5 Is preferably satisfied.
  • FIG. 27 shows a state where “ABCD” is formed as a virtual image.
  • the light control device 500 may be always in an operating state, an operating / non-operating (on / off) state may be defined by an instruction (operation) of an observer, and is normally in an inactive state. The operation may be started based on a signal for displaying an image in the image display devices 100A and 100B.
  • the display device further includes a microphone, and the operation of the light control device 500 is controlled by voice input via the microphone. Just do it.
  • the operation / non-operation switching of the light control device 500 may be controlled by an instruction based on the observer's real voice. Alternatively, information to be obtained may be input by voice input.
  • the display device further includes an infrared light incident / exit device, and the operation of the light control device 500 may be controlled by the infrared light incident / exit device.
  • the operation / non-operation switching of the light control device 500 may be controlled by detecting the blink of the observer with an infrared light incident / exit device.
  • a projection image of the virtual image on the light control device is included. Since the light control device is controlled so that the light shielding rate of the virtual image projection area of the light control device is higher than the light shielding rate of other regions of the light control device, a high contrast can be given to the virtual image observed by the observer. In addition, since the high light-shielding rate area is not the entire light control device, only a narrow region such as the virtual image projection region of the light control device that includes the projection image of the virtual image on the light control device is the high light-shielding rate region. An observer who uses the apparatus can recognize the external environment reliably and safely.
  • the frame includes a front part disposed in front of the observer, two temple parts rotatably attached to both ends of the front part via hinges, and a nose pad; It can be set as the form arrange
  • the light guide device may be attached to the light control device 500.
  • the light guide device may be attached to the light control device 500 in a close contact state, or may be attached to the light control device 500 in a state where a gap is opened.
  • the front portion has a rim; the light control device 500 may be fitted into the rim; or, alternatively, the light guide plates 121 and 131 (first substrate) 501) and the second substrate 503 can be configured to be fitted into the rim, the light control device 500 and the light guide plates 121 and 131 can be configured to be fitted into the rim, The light guide plates 121 and 131 may be fitted into the rim.
  • the light control layer 505 can also be composed of an optical shutter composed of a liquid crystal display device.
  • the light control layer 505 can be formed of a liquid crystal material layer made of, for example, a TN (twisted nematic) liquid crystal material or an STN (super twisted nematic) liquid crystal material.
  • the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504 are patterned, and the light shielding rate (light transmittance) of a part of the region 512 of the light control device 500 is changed to a state different from the light shielding rate of other regions. Can be made.
  • one of the first transparent electrode 502 and the second transparent electrode 504 is a so-called solid electrode that is not patterned, the other is patterned, and the other is connected to the TFT. Then, the TFT controls the light shielding rate of the minimum unit region 508 in which the light shielding rate of the light control device 500 changes. That is, the light shielding rate may be controlled based on the active matrix method. It goes without saying that the light blocking rate control based on the active matrix method can be applied to the light control device 500 described in the sixth embodiment or the seventh to eighth embodiments described later.
  • an optical shutter that controls the light shielding rate (light transmittance) by an electrowetting phenomenon can also be used.
  • a first transparent electrode and a second transparent electrode are provided, and a space between the first transparent electrode and the second transparent electrode is filled with an insulating first liquid and a conductive second liquid.
  • the structure is as follows. Then, by applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode, the shape of the interface formed by the first liquid and the second liquid changes from a flat shape to a curved state, for example. By doing so, the light shielding rate (light transmittance) can be controlled.
  • an optical shutter using an electrodeposition method (electrodeposition / field deposition) based on an electrodeposition / dissociation phenomenon generated by a reversible oxidation-reduction reaction of a metal (for example, silver particles) can be used.
  • a metal for example, silver particles
  • Ag + and I ⁇ are dissolved in an organic solvent, and by applying an appropriate voltage to the electrode, Ag + is reduced to precipitate Ag, so that the light shielding rate of the light control device is reduced. (Light transmittance) is lowered, while Ag is oxidized and dissolved as Ag + , thereby increasing the light shielding rate (light transmittance) of the light control device.
  • the light passing through the light control device can be colored to a desired color by the light control device, and in this case, the color to be colored by the light control device can be made variable. Specifically, for example, a light control device colored in red, a light control device colored in green, and a light control device colored in blue may be stacked.
  • the light control device may be detachably disposed in the region where the light of the light guide device is emitted.
  • the light control device is attached to the light guide device using a screw made of transparent plastic, and the light transmittance of the light control device is controlled.
  • a control circuit (for example, included in the control device 18 for controlling the image forming apparatus) may be connected via a connector and wiring.
  • the light control device of the seventh embodiment described above can be applied to the display devices described in the third to fifth embodiments.
  • Example 7 is a modification of Example 6.
  • FIG. 28A shows a schematic view of the display device of Example 7 as viewed from above.
  • FIG. 28B shows a schematic diagram of a circuit that controls the environmental illuminance measurement sensor.
  • the display device further includes an environmental illuminance measurement sensor 521 that measures the illuminance of the environment where the display device is placed. Based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor 521, the light shielding rate of the light control device 500 is determined. Control. In addition or independently, the brightness of the image formed by the image forming apparatus 111 is controlled based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor 521.
  • the ambient illuminance measurement sensor 521 having a known configuration and structure may be disposed at the outer end of the light guide devices 120 and 130 or the outer end of the light control device 500, for example.
  • the environmental illuminance measurement sensor 521 is connected to the control device 18 via a connector and wiring (not shown).
  • the control device 18 includes a circuit that controls the environmental illuminance measurement sensor 521.
  • the circuit that controls the environmental illuminance measurement sensor 521 receives a measurement value from the environmental illuminance measurement sensor 521, and an illuminance calculation circuit that calculates illuminance, and a comparison calculation circuit that compares the illuminance value determined by the illuminance calculation circuit with a standard value.
  • the ambient light intensity sensor control circuit controls the light control device 500 and / or the image forming device 111 based on the value obtained by the comparison operation circuit. These circuits are configured from well-known circuits. Can do. In the control of the light control device 500, the light blocking rate of the light control device 500 is controlled.
  • the control of the image forming device 111 the brightness of the image formed by the image forming device 111 is controlled. Do. Note that the control of the light shielding rate in the light control device 500 and the control of the luminance of the image in the image forming device 111 may be performed independently or in correlation.
  • the light shielding rate of the light control device 500 is set to be equal to or higher than a predetermined value (first light shielding rate).
  • first light shielding rate a predetermined value
  • second light shielding rate a predetermined value
  • 10 lux can be given as the first illuminance measurement value
  • any value from 99% to 70% can be given as the first light shielding rate
  • 0 can be given as the second illuminance measurement value.
  • 0.01 lux can be given
  • the second light-shielding rate can be any value between 49% and 1%.
  • the environmental illuminance measurement sensor 521 according to the seventh embodiment can be applied to the display devices described in the first to fifth embodiments.
  • the environmental illuminance measurement sensor 521 can be configured from a light receiving element for exposure measurement provided in the imaging device 17.
  • the light shielding rate of the light control device is controlled, and based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor, Controls the brightness of the image formed by the image forming device, controls the light shielding rate of the light control device based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor, and forms the image based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor Since the brightness of the image formed by the device is controlled, not only can a high contrast be given to the virtual image observed by the observer, but also the observation state of the virtual image depends on the illuminance of the surrounding environment where the display device is placed. Optimization can be achieved.
  • Example 8 is also a modification of Example 6.
  • FIG. 29A shows a schematic view of the display device of Example 8 as viewed from above.
  • FIG. 29B shows a schematic diagram of a circuit that controls the transmitted light illuminance measurement sensor.
  • the display device of Example 8 measures the illuminance based on the light transmitted through the light control device from the external environment, that is, measures whether the ambient light is transmitted through the light control device and adjusted to a desired illuminance.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 is further provided, and the light shielding rate of the light control device 500 is controlled based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor 522.
  • the luminance of the image formed by the image forming apparatus 111 is controlled based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor 522.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 having a known configuration and structure is disposed closer to the observer than the light guide devices 120 and 130.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 may be disposed, for example, on the inner surface of the casing 115 or the viewer-side surface of the light guide plates 121 and 131.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 is connected to the control device 18 via a connector and wiring (not shown).
  • the control device 18 includes a circuit that controls the transmitted light illuminance measurement sensor 522.
  • the circuit that controls the transmitted light illuminance measurement sensor 522 receives a measurement value from the transmitted light illuminance measurement sensor 522, and an illuminance calculation circuit that calculates the illuminance, and a comparison calculation circuit that compares the illuminance value determined by the illuminance calculation circuit with a standard value.
  • the light intensity measuring device 500 and / or the transmitted light illuminance measurement sensor control circuit that controls the image forming apparatus 111 based on the values obtained by the comparison operation circuit are configured by well-known circuits. Can do. In the control of the light control device 500, the light blocking rate of the light control device 500 is controlled, and in the control of the image forming device 111, the brightness of the image formed by the image forming device 111 is controlled. Note that the control of the light shielding rate in the light control device 500 and the control of the luminance of the image in the image forming device 111 may be performed independently or in correlation.
  • the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor 522 is not controlled to a desired illuminance in view of the illuminance of the environmental illuminance measurement sensor 521, that is, the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor 522 is not the desired illuminance.
  • the light shielding rate of the light control device may be adjusted while monitoring the value of the transmitted light illuminance measurement sensor 522.
  • At least two transmitted light illuminance measurement sensors may be arranged to measure the illuminance based on the light that has passed through the portion with the high light blocking ratio and measure the illuminance based on the light that has passed through the portion with the low light blocking ratio.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 according to the eighth embodiment can be applied to the display devices described in the first to fifth embodiments.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor 522 according to the eighth embodiment may be combined with the environmental illuminance measurement sensor 521 according to the seventh embodiment.
  • various tests are performed to control the light shielding rate and image formation in the light control device 500.
  • the control of the brightness of the image in the device 111 may be performed independently, or may be performed with correlation. By adjusting the voltage applied to the first transparent electrode and the second transparent electrode in each of the right-eye dimmer and the left-eye dimmer, the light-shielding rate and the left in the right-eye dimmer are adjusted.
  • the potential difference between the first transparent electrode and the second transparent electrode may be controlled, or the voltage applied to the first transparent electrode and the voltage applied to the second transparent electrode may be controlled independently.
  • the light blocking rate in the right eye light control device and the light blocking rate in the left eye light control device can be controlled, for example, based on the measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor 522, or the observer can Observe the brightness of the light that has passed through the right-eye light control device and light guide device and the brightness of the light that has passed through the left-eye light control device and light guide device, and the observer can use switches, buttons, and dials. It can also be controlled and adjusted manually by operating sliders, knobs and the like.
  • Example 9 relates to the optical device of the present disclosure, specifically, a projector.
  • a projector As shown in a conceptual diagram of the optical apparatus (projector) of Embodiment 9, as shown in FIG. 30, an image forming apparatus 111 ′ and a lens system 114 ′ for projecting an image from the image forming apparatus 111 ′ to the outside (for example, a screen). It has.
  • the image forming apparatus 111 ′ has substantially the same configuration and structure as the image forming apparatus 111 ′ described in the first embodiment.
  • the image forming apparatus 111 ′ has a plurality of (for example, 1920 ⁇ 1080) pixels arranged in a two-dimensional matrix. Each pixel includes the light emitting element 300 described in the first embodiment.
  • the image forming apparatus 111 ′ and the lens system 114 ′ are housed in a housing (not shown). Light emitted from the light emitting element 300 constituting the image forming apparatus 111 ′ enters the lens system 114 ′, and the light emitted from the lens system 114 ′ is projected on the screen.
  • the optical device of the ninth embodiment to, for example, a DVD player or a personal computer, an image can be projected on a screen based on an image signal output from the DVD player or the personal computer.
  • the optical device of Example 9 can be used as a display device by which an observer directly observes the image emitted from the optical device of Example 9, and in this case, the lens system 114 ′ can be omitted. In some cases it is possible.
  • the present disclosure has been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the configurations and structures of the optical device, the display device (head-mounted display), the image display device, the image forming device, the light guide device, and the laminated structure described in the embodiments are examples, and can be changed as appropriate.
  • a surface relief hologram (see US 20040062505A1) may be disposed on the light guide plate.
  • the diffraction grating member can be composed of a transmission type diffraction grating member, or a certain deflection means of the first deflection means and the second deflection means can be used as a reflection diffraction grating member.
  • the remainder is constructed from a transmission type diffraction grating member.
  • the diffraction grating member can be a reflective blazed diffraction grating member.
  • the display device of the present disclosure can also be used as a stereoscopic display device. In this case, if necessary, a polarizing plate or a polarizing film may be detachably attached to the light guide device, or a polarizing plate or a polarizing film may be attached to the light guide device.
  • FIG. 31 a schematic partial cross-sectional view when the light emitting element is cut along a virtual vertical plane is used.
  • a condensing lens 363 for condensing the light may be provided.
  • FIG. 32 a schematic partial cross-sectional view when the light emitting element is cut at a virtual vertical plane is formed on the top surfaces of the antireflection layer (light absorption layer) 370, the core portion 361, and the cladding layer 362.
  • a protective film 371 made of SiO 2 may be formed.
  • An AR coating layer may be formed on the protective film 371, or a moth-eye structure or a fine uneven structure may be formed on the top surface of the protective film 371.
  • Diffraction grating member after heat treatment by making two layers of photopolymers in the deflecting means, and by irradiating the photopolymer film constituting the lower layer and the photopolymer film constituting the upper layer with different ultraviolet irradiation amounts It is possible to form two diffraction grating layers having different slant angles and having the same surface pitch ⁇ of interference fringes on the surface.
  • the width and efficiency of the diffraction wavelength can be adjusted, and a high-intensity light guide device can be made by matching the wavelength of the light source.
  • a wavelength difference of about 30 nm can be obtained by making a difference of about 5 J at a wavelength of 365 nm in the irradiation amount of ultraviolet rays.
  • Heat treatment is performed in a normal oven at a temperature of 100 ° C to 120 ° C.
  • FIG. 33A shows a schematic view of a modification of the light guide device that constitutes the light guide device described in Example 4, as viewed from above.
  • the dimmer is not shown.
  • the light that has passed through the image forming apparatus 111 and the lens system 114 travels through the light guide member 612, collides with the semi-transmissive mirror 613, and part of the light passes through the semi-transmissive mirror 613. Then, it collides with the reflecting plate 614 and is reflected, collides with the semi-transmissive mirror 613 again, and part of the light is reflected by the semi-transmissive mirror 613 and travels toward the pupil 21 of the observer 20.
  • the light guide device includes the light guide member 612, the semi-transmissive mirror 613, and the reflection plate 614, and the semi-transmissive mirror 613 corresponds to a virtual image forming region of the light guide device.
  • FIG. 33B and FIG. 33C show a schematic view of the light guide device in another modification of the display device of Example 4 viewed from above and a schematic view viewed from the front.
  • the light guide device includes a hexahedral prism 622 and a convex lens 625.
  • the light that has passed through the image forming apparatus 111 and the lens system 114 enters the prism 622, collides with the prism surface 623, is reflected, travels through the prism 622, collides with the prism surface 624, is reflected, and passes through the convex lens 625.
  • the prism surface 623 and the prism surface 624 are inclined in the facing direction, and the planar shape of the prism 622 is a trapezoid, specifically, an isosceles trapezoid.
  • the prism surfaces 623 and 624 are mirror-coated. If the thickness (height) of the portion of the prism 622 facing the pupil 21 is made thinner than 4 mm, which is the average pupil diameter of humans, the observer 20 superimposes the external image and the virtual image from the prism 622. You can see it.
  • Optical device >> Image forming apparatus, and A lens system for projecting an image from the image forming apparatus to the outside;
  • An optical device comprising: The image forming apparatus includes light emitting elements arranged in a two-dimensional matrix, Each light emitting element has a laminated structure including at least one light emitting laminated body including a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, The stacked structure is formed along the stacking direction of the stacked structure, and has a through hole that emits light from the light emitting layer toward the lens system, An optical device in which an antireflection layer is formed on a portion of the laminated structure facing the lens system.
  • the light-emitting element has a stacked structure including three layers of a light-emitting stack that emits red light, a light-emitting stack that emits green light, and a light-emitting stack that emits blue light [A01] or [A02] An optical device according to 1.
  • the image forming apparatus further includes a circuit board provided with a light emitting element driving circuit, Each of the light emitting elements is the optical apparatus according to any one of [A01] to [A04], which is connected to a light emitting element driving circuit provided on the circuit board.
  • a display device comprising: The image display device (A) an image forming apparatus, (B) a light guide device that guides an image from the image forming apparatus to the pupil of the observer, and (C) a lens system for causing an image from the image forming apparatus to enter the light guide device;
  • the image forming apparatus includes light emitting elements arranged in a two-dimensional matrix, Each light emitting element has a laminated structure including at least one light emitting laminated body including a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the first electrode and the second electrode, The stacked structure is formed along the stacking direction of the stacked structure, and has a through hole that emits light from the light emitting layer toward the lens system, A display device in which an antireflection layer is formed on a portion of a laminated structure facing a lens system.
  • the display device according to [B01], wherein the antireflection layer is formed up to an edge of the through hole in the stacked structure.
  • the light emitting element has a laminated structure including three layers of a light emitting laminate that emits red light, a light emitting laminate that emits green light, and a light emitting laminate that emits blue light.
  • the display device according to any one of [B01] to [B03], in which the light emitting element further includes a condensing lens that condenses light emitted from the through hole.
  • the image forming apparatus further includes a circuit board provided with a light emitting element driving circuit, The display device according to any one of [B01] to [B04], wherein each light emitting element is connected to a light emitting element driving circuit provided on the circuit board.
  • [C01] further comprising a light control device for adjusting the amount of external light incident from the outside,
  • the light shielding rate of the virtual image projection area of the dimming apparatus including the projection image of the virtual image on the dimming apparatus is dimming.
  • the display device according to any one of [B01] to [B06], in which the light control device is controlled so as to be higher than a light shielding rate of another region of the device.
  • the light shielding rate of the other area of the light control device is set to "1" in the virtual image projection region of the light control device including the projection image of the virtual image on the light control device.
  • the light shielding rate of the virtual image projection area of the light control device is increased.
  • any one of [C01] to [C03] The display device according to item.
  • [C05] When one virtual image is formed in the light guide device based on the light emitted from the image forming apparatus, and then the next virtual image different from the one virtual image is formed, the adjustment corresponding to the one virtual image is performed.
  • the area of the virtual image projection region of the optical device is S 1
  • the area of the virtual image projection region of the light control device corresponding to the next virtual image is S 2
  • the virtual image projection area of the light control device in which the next virtual image is formed is the projection image of the next virtual image on the light control device.
  • the virtual image projection region of the light control device in which the next virtual image is formed is the region of the light control device including the projection image of one virtual image on the light control device
  • the display device according to any one of [C01] to [C04].
  • the virtual image projection area of the light control device is larger than the virtual rectangle, according to any one of [C01] to [C05]. Display device.
  • the horizontal and vertical lengths of the virtual rectangle circumscribing the virtual image formed on the light guide device are L 1 -T and L 1 -L, and the shape of the virtual image projection region of the light control device is the horizontal direction. And when the length in the longitudinal direction is a rectangular shape of L 2-T and L 2-L , 1.0 ⁇ L 2-T / L 1-T ⁇ 1.5 1.0 ⁇ L 2-L / L 1-L ⁇ 1.5
  • the light control device A first substrate, A second substrate facing the first substrate; A first transparent electrode provided on the facing surface of the first substrate facing the second substrate; A second transparent electrode provided on the facing surface of the second substrate facing the first substrate, and A light control layer sandwiched between the first transparent electrode and the second transparent electrode, The display device according to any one of [C01] to [C07].
  • the first transparent electrode is composed of a plurality of strip-shaped first transparent electrode segments extending in the first direction
  • the second transparent electrode is composed of a plurality of strip-shaped second transparent electrode segments extending in a second direction different from the first direction
  • Control of the light shielding rate of the portion of the light control device corresponding to the overlapping region of the first transparent electrode segment and the second transparent electrode segment is performed based on control of the voltage applied to the first transparent electrode segment and the second transparent electrode segment.
  • [C10] It further includes an environmental illuminance measurement sensor for measuring the illuminance of the environment where the display device is placed, The display device according to any one of [C01] to [C09], which controls a light shielding rate of the light control device based on a measurement result of the environmental illuminance measurement sensor.
  • [C12] further comprising a transmitted light illuminance measurement sensor for measuring the illuminance based on the light transmitted through the light control device from the external environment
  • the display device according to any one of [C01] to [C11], which controls a light blocking rate of the light control device based on a measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor.
  • [C13] further includes a transmitted light illuminance measurement sensor that measures illuminance based on light transmitted through the light control device from the external environment;
  • the display device according to any one of [C01] to [C12], which controls brightness of an image formed by the image forming device based on a measurement result of the transmitted light illuminance measurement sensor.
  • the transmitted light illuminance measurement sensor is the display device according to [C12] or [C13], which is disposed closer to the viewer than the light guide device.
  • [C15] The display device according to any one of [C01] to [C14], wherein the light passing through the light control device is colored to a desired color by the light control device.
  • [C16] The display device according to [C15], in which a color colored by the light control device is variable.
  • [C17] The display device according to [C15], in which a color colored by the light control device is fixed.
  • any one of [B01] to [B06] is provided with a light control device that adjusts the amount of external light incident from the outside, at least in the region of the light guide device that faces the observer's pupil.
  • the display device according to item. [D02] The light control device A first substrate facing the light guide device, and a second substrate facing the first substrate, Electrodes provided on each of the first substrate and the second substrate, and A light transmission control material layer sealed between the first substrate and the second substrate;
  • the display device according to [D01] comprising: [D03] The display device according to [D02], in which the first substrate also serves as a constituent member of the light guide device.
  • [D04] The display device according to [D02] or [D03], wherein the second substrate is thinner than the first substrate.
  • [D05] The light control device according to any one of [D01] to [D04], in which the light transmission control material layer includes an optical shutter including a liquid crystal material layer.
  • the light transmission control material layer includes an optical shutter including an inorganic electroluminescence material layer.
  • [D07] It further includes an environmental illuminance measurement sensor for measuring the illuminance of the environment where the display device is placed, and controls the light transmittance of the light control device based on the measurement result of the environmental illuminance measurement sensor, or alternatively, the image
  • the display device according to any one of [D01] to [D06], which controls luminance of an image formed by the forming device.
  • the display device according to any one of [D01] to [D07], which controls brightness of an image formed by the image forming device.
  • [D09] The display device according to [D08], in which the transmitted light illuminance measurement sensor is disposed closer to the viewer than the light guide device.
  • [D10] The display device according to any one of [D01] to [D09], wherein the first deflection unit and the second deflection unit are covered with one of the substrates constituting the light control device.
  • the second deflection unit is located in the projection image of the light control device, or the light control device is located in the projection image of the second deflection device.
  • a light shielding member that blocks incident light from the outside of the light guide device is disposed on the side opposite to the observer with respect to the light guide device as described in any one of [B01] to [D11].
  • a light shielding member that shields external light from entering the light guide device is disposed [B01] to [D11]
  • the display device according to [E01] or [E02], in which a region of the light guide device into which light emitted from the image forming device is incident is included in a projection image of the light shielding member onto the light guide device.
  • the display device according to any one of [E01] to [E05], wherein the projected image of the light shielding member onto the light guide device includes a projected image of the end portion of the light control device onto the light guide device.
  • a light shielding member that shields the incidence of external light to the light guide device is disposed.
  • the light-shielding member is the display device according to any one of [C01] to [D11] arranged in the light control device.
  • ⁇ Light-emitting element >> A first electrode, a second electrode, and a stacked structure including at least one light-emitting stack including a light-emitting layer provided between the first electrode and the second electrode; The stacked structure is formed along the stacking direction of the stacked structure, and a through hole for emitting light from the light emitting layer to the outside is formed. A light emitting element in which an antireflection layer is formed on the laminated structure on the light emitting side. [G02] The light-emitting element according to [G01], wherein the antireflection layer is formed up to an edge of the through hole in the stacked structure.
  • light guide device 121, 131 ... light guide plate, 121A, 131A: the first surface of the light guide plate, 121B, 131 ... 2nd surface of light guide plate, 122, 132 ... 1st deflection means, 123, 133, 223 ... 2nd deflection means, 122a, 123a ... Interference fringe, 124 ... Transparent protection member 125 ... sealing member, 221 ... transparent member, 231 ... glass plate, 233 ... transflective mirror, 300 ... light emitting element, 301 ... laminated structure, 310, 320 , 330... Light emitting laminate (first light emitting laminate, second light emitting laminate, third light emitting laminate), 311, 321, 331...
  • Light emitting layer 312 A, 322 A, 332 A. , 312B, 322B, 332B ... second electrode, 312a, 312b, 322a, 322b, 332a, 332b ... contact part, 341 ... first insulating layer, 342 ... second insulating layer, 343 ⁇ ..Third insulating layer 344 ... 4th insulating layer, 351 ... support substrate, 351A ... surface of support substrate, 352 ... second support substrate, 360 ... through-hole, 361 ... core portion, 362 ... Cladding layer, 363 ... Condensing lens, 370 ... Antireflection layer (light absorption layer), 371 ... Protective film, 380 ...
  • Environmental illuminance measurement sensor 522 ... Transmitted light illuminance measurement sensor, 612 ... Light guide member, 613 ... Semi-transparent mirror, 614 ... Reflector, 622 ... Prism, 623, 624 ... Prism Surface, 625 ... convex lens, CL ... central ray

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Abstract

表示装置はフレーム及び画像表示装置を備えており、画像表示装置は、画像形成装置、導光装置、及び、レンズ系を備えており、画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子300を備えており、各発光素子300は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体310,320,330を、少なくとも1層備えた積層構造体301を有し、積層構造体301には、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔360が形成されており、レンズ系と対向する積層構造体の部分には反射防止層370が形成されている。

Description

光学装置及び表示装置、並びに、発光素子の製造方法
 本開示は、光学装置及び表示装置、並びに、発光素子の製造方法に関する。
 画像形成装置によって形成された2次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるための表示装置が、例えば、特開2007-309045から周知である。概念図を図34に示すように、この表示装置は、2次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた液晶表示装置から成る画像形成装置911、画像形成装置911から出射された画像が入射されるレンズ系114、レンズ系114から出射された画像が入射され、導光され、出射される導光装置120を備えている。導光装置120は、入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板121、導光板121に入射された光が導光板121の内部で全反射されるように、導光板121に入射された光を反射させる第1偏向手段122、及び、導光板121の内部を全反射により伝播した光を導光板121から出射させる第2偏向手段123から構成されている。そして、このような表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ(HMD,Head Mounted Display)を構成すれば、装置の軽量化、小型化を図ることができる。第1偏向手段122及び第2偏向手段123は、例えば、反射型体積ホログラム回折格子から成る。そして、表示装置に画像を表示することで、観察者20は、外界の像と表示された画像とを重畳して見ることができる。尚、図34におけるその他の参照番号は、実施例1において説明する表示装置における参照番号を参照のこと。
特開2007-309045 特表2010-541248
 ところで、画像形成装置911から出射された光が画像形成装置911の近傍に位置するレンズ系114に入射するとき、光の一部がレンズ系114の画像形成装置側の表面において反射され、画像形成装置911に戻される。尚、このような光を、便宜上、『戻り光』と呼ぶ。レンズ系114の表面には反射防止膜が形成されているが、それでも、このような戻り光が発生する。そして、このような戻り光が、画像形成装置911の表面において反射され、再び、レンズ系114に入射するといった現象が発生する場合があり、このような現象は、外界の像と表示された画像とを重畳して見るHMDに大きな悪影響を及ぼす。即ち、このような現象が発生すると、観察者20が観察する画像に余分な光が侵入するので、画質が劣化する。上記の特許公開公報に開示された技術にあっては、画像形成装置911と導光装置120の配置関係を適切化することで、画像形成装置911から出射され、レンズ系114を通過し、導光装置120に入射し、導光装置120によって反射された光が画像形成装置911に戻ることを効果的に防止することができる。しかしながら、レンズ系114によって反射された光が画像形成装置911に戻され、画像形成装置911で反射され、再び、レンズ系114に入射することを防止する技術については、何ら、言及されていない。
 従って、本開示の目的は、画像形成装置から出射された光の一部が、レンズ系によって反射され、画像形成装置に戻され、画像形成装置で反射され、再び、レンズ系に入射することを防止し得る構成、構造を有する光学装置及び表示装置、並びに、係る光学装置あるいは表示装置を構成する発光素子の製造方法を提供することにある。
 上記の目的を達成するための本開示の光学装置は、
 画像形成装置、及び、
 画像形成装置からの画像を外部に投影するレンズ系、
を備えた光学装置であって、
 画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
 各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
 積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
 レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている。
 上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
 (イ)観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
 (ロ)フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
 画像表示装置は、
 (A)画像形成装置、
 (B)画像形成装置からの画像を観察者の瞳に導く導光装置、及び、
 (C)画像形成装置からの画像を導光装置に入射させるレンズ系、
を備えており、
 画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
 各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
 積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
 レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている。
 上記の目的を達成するための本開示の発光素子の製造方法は、
 第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を少なくとも1層備えた積層構造体を形成した後、
 積層構造体上に反射防止層を形成し、次いで、
 反射防止層及び積層構造体に、積層構造体の積層方向に沿って、発光層からの光を外部に向けて出射する貫通孔を形成する、
各工程から成る。
 本開示の光学装置あるいは表示装置にあっては、レンズ系と対向する積層構造体の部分に反射防止層が形成されている。また、本開示の発光素子の製造方法にあっては、反射防止層及び積層構造体に貫通孔を形成する。それ故、画像形成装置から出射された光の一部が、レンズ系によって反射され、画像形成装置に戻されても、画像形成装置で反射されることが無くなり、観察者が観察する画像に余分な光が侵入することを確実に防止することができ、高い画質の画像を得ることができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図1は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図2は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1とは異なる仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図3は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1、図2とは異なる仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図4は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1、図2、図3とは異なる仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図5は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1、図2、図3、図4とは異なる仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図6は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1、図2、図3、図4、図5とは異なる仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図7は、実施例1の表示装置を構成する発光素子をレンズ系側から眺めた模式的な部分的平面図である。 図8は、実施例1の表示装置を構成する発光素子を、図1の矢印A-Aに沿った仮想水平面で切断したときの発光素子の模式的な一部断面図である。 図9は、実施例1の表示装置を構成する発光素子をレンズ系側とは反対側から眺めた模式的な部分的平面図である。 図10は、実施例1の画像形成装置の概念図である。 図11は、実施例1の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図12は、実施例1の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図13A、図13B及び図13Cは、それぞれ、実施例1の表示装置を側方から眺めた模式図、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播状態を模式的に示す図、及び、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。 図14は、実施例2の画像形成装置の概念図である。 図15は、実施例3の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図16は、実施例3の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図17は、実施例4の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図18は、実施例5の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図19は、実施例5の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図20は、実施例5の表示装置を側方から眺めた模式図である。 図21は、実施例5の表示装置における画像表示装置の変形例の概念図である。 図22は、実施例6の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図23は、実施例6の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図24A及び図24Bは、それぞれ、実施例6の表示装置を側方から眺めた模式図、及び、実施例6の表示装置における導光装置及び調光装置の部分を正面から眺めた模式図である。 図25A及び図25Bは、実施例6の表示装置における調光装置の模式的な断面図、及び、調光装置の模式的な正面図である。 図26A、図26B及び図26Cは、調光装置の虚像投影領域の変化等を模式的に示す図である。 図27は、導光装置に形成される虚像に外接する仮想矩形と、調光装置の虚像投影領域の矩形形状とを、模式的に示す図である。 図28A及び図28Bは、それぞれ、実施例7の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、環境照度測定センサを制御する回路の模式図である。 図29A及び図29Bは、それぞれ、実施例8の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、透過光照度測定センサを制御する回路の模式図である。 図30は、実施例9の光学装置(プロジェクタ)の概念図である。 図31は、実施例1の表示装置の変形例を構成する発光素子を仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図32は、実施例1の表示装置の別の変形例を構成する発光素子を仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図である。 図33Aは、実施例4の表示装置の変形例における導光装置を上から眺めた模式図であり、図33B及び図33Cは、それぞれ、実施例4の表示装置の別の変形例における導光装置を上から眺めた模式図、及び、正面から眺めた模式図である。 図34は、従来の画像表示装置の概念図である。
 以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の光学装置及び表示装置、並びに、本開示の発光素子の製造方法、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の表示装置、本開示の発光素子の製造方法、第1-A構成の導光装置)
3.実施例2(実施例1の変形、第1-B構成の導光装置)
4.実施例3(実施例1の別の変形、第2構成の導光装置)
5.実施例4(実施例1の更に別の変形、第2構成の導光装置)
6.実施例5(実施例1~実施例3の変形、遮光部材)
7.実施例6(実施例1~実施例5の変形、調光装置)
8.実施例7(実施例6の変形)
9.実施例8(実施例6の別の変形)
10.実施例9(本開示の光学装置)
11.その他
〈本開示の光学装置及び表示装置、並びに、本開示の発光素子の製造方法、全般に関する説明〉
 本開示の光学装置あるいは表示装置を構成する発光素子において、反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている形態とすることができる。即ち、発光素子をレンズ系から眺めたとき、反射防止層と貫通孔の頂面が視認される。より具体的には、発光素子をレンズ系から眺めたとき、反射防止層と貫通孔の頂面が視認され、積層構造体の頂面は視認されない。本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子においては、製造方法によって、自ずと、反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成される。尚、反射防止層が貫通孔の上にまで形成されていては、貫通孔からの光の出射が反射防止層によって妨害されてしまう。
 上記の好ましい形態を含む本開示の光学装置あるいは表示装置において、また、本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子において、発光素子は、赤色を発光する発光積層体、緑色を発光する発光積層体、及び、青色を発光する発光積層体の3層を備えた積層構造体を有する形態とすることができる。これらの3層の発光積層体の積層順は、本質的に任意である。
 更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置あるいは表示装置において、また、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子において、発光素子は、更に、貫通孔から出射された光を集光する集光レンズを備えている形態とすることができる。集光レンズを構成する材料として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーンゴムを挙げることができるし、集光レンズの形成方法(配設方法)として、リフロー法、ポッティング法、インプリント法、フォトリソグラフィ法、エッチング法、印刷法を挙げることができる。
 更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置あるいは表示装置において、また、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子において、
 画像形成装置は、発光素子駆動用回路が設けられた回路基板を更に備えており、
 各発光素子は、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている形態とすることができる。
 更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の光学装置あるいは表示装置において、また、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子において、画像形成装置は、光出射側に、積層構造体を構成する支持基板を更に備えている形態とすることができる。尚、この場合、反射防止層は、支持基板の表面(レンズ系と対向する面)に形成されている。
 第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成された貫通孔が形成されている発光素子は、具体的には、例えば、特表2010-541248に開示されている。
 レンズ系と対向する積層構造体あるいは支持基板の部分には反射防止層が形成されているが、一形態において、反射防止層は、積層構造体あるいは支持基板の上(頂面上)に形成されている。このような形態において、反射防止層を構成する材料として、例えば、カーボン、金属薄膜(例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、モリブデン等、あるいは、これらの合金)、金属酸化物(例えば、酸化クロム)、金属窒化物(例えば、窒化クロム)、有機樹脂、ガラスペースト、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト、黒色染料、各種インク(塗料)といった材料を挙げることができ、具体的には、例えば、感光性ポリイミド樹脂層、酸化クロム層や酸化クロム/クロム積層構造を例示することができる。そして、反射防止層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法、インクジェット印刷法を含む各種印刷法、メッキ法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法に基づき形成することができる。また、別の形態において、反射防止層は、積層構造体あるいは支持基板に形成されている。このような形態において、反射防止層は、モスアイ構造あるいは微細な凹凸構造から構成することができる。具体的には、積層構造体あるいは支持基板の表面に、例えば、エッチング技術に基づき凹凸加工を施して、積層構造体あるいは支持基板の表面に凹凸を付与した構造とすることができる。更には、これらを、適宜、組み合わせてもよい。
 可視光(波長400nm乃至700nm)の光を反射防止層が形成されていない積層構造体あるいは支持基板に所定の入射角で光を入射させたときの光反射率をR0、反射防止層が形成されている積層構造体あるいは支持基板に所定の入射角で光を入射させたときの光反射率をR1としたとき、R1/R0の値は0.5以下、望ましくは0.1以下を満足することが好ましい。尚、光反射率の測定は、JIS Z8722:2009 5.3節「反射物体の測定方法」に記載された方法に基づき行えばよい。
 支持基板として、シリコン半導体基板、III-V族半導体から成る基板(具体的には、III-V族半導体から成る基板として、GaAs、InP、GaN、AlN、GaP、GaSb、InAs)、あるいは又、サファイア基板、SiC基板、ガラス基板(例えば、ソーダガラス基板、耐熱ガラス基板、石英ガラス基板)、石英基板等の透明無機基板、透明プラスチック基板やフィルム(ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート(PC)樹脂;ポリエーテルスルホン(PES)樹脂;ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリフッ化ビニリデン樹脂;テトラアセチルセルロース樹脂;ブロム化フェノキシ樹脂;アラミド樹脂;ポリイミド樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスルフォン樹脂;アクリル樹脂;エポキシ樹脂;フッ素樹脂;シリコーン樹脂;ジアセテート樹脂;トリアセテート樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;環状ポリオレフィン樹脂等)等を挙げることができる。後述する第2支持基板として、シリコン半導体基板、III-V族半導体から成る基板を挙げることができる。
 発光素子駆動用回路が設けられた回路基板として、シリコン半導体基板を挙げることができる。発光素子駆動用回路は、発光素子の駆動に適した周知の駆動用回路から構成すればよい。発光素子と、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路との接続は、例えば、
[A]バンプを用いて接続する方法(即ち、画像形成装置に設けられ、発光素子から延びるコンタクト部と、回路基板に設けられたバンプ部から成る接続部とを接続する方法であり、フリップチップ接続法とも呼ばれる)
[B]画像形成装置に設けられ、発光素子から延びる銅(Cu)から成るコンタクト部と、回路基板に設けられた銅(Cu)から成る接続部とを接続するといった金属接合法
[C]TCV(Through Contact VIA)を用いた接続法
を挙げることができる。尚、コンタクト部は、例えば、後述する第2支持基板に設ければよい。
 第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体、それ自体の積層構造は、周知の積層構造とすることができるし、製造方法も周知の製造方法とすることができる。発光層は、複数の化合物半導体層が積層された構造を有する。
 赤色を発光する発光積層体を構成する発光層の層構成の一例として、n型GaAsから成るバッファ層、第1化合物半導体層(例えば、n型AlGaAsから構成された第1クラッド層から成る)/GaAsやAlGaAs、AlGaInPから成る活性層/第2化合物半導体層(例えば、p型AlGaAsから構成された第2クラッド層及びp型GaAsから構成されたキャップ層から成る)を挙げることができるが、このような層構成に限定するものではない。また、緑色あるいは青色を発光する発光積層体を構成する発光層の層構成の一例として、第1化合物半導体層(例えば、n型AlGaNクラッド層及びn型GaNクラッド層から成る)/InGaN量子井戸活性層/第2化合物半導体層(例えば、ノンドープInGaN光ガイド層、p型AlGaN電子障壁層、p型GaN/AlGaN超格子クラッド層及びp型GaNコンタクト層から成る)を挙げることができるが、このような層構成に限定するものではない。
 発光層を構成する各種化合物半導体層として、例えば、GaN系化合物半導体(AlGaN混晶あるいはAlInGaN混晶、InGaN混晶を含む)、InGaNAs系化合物半導体(GaInAs混晶あるいはGaNAs混晶を含む)、AlGaInP系化合物半導体、AlAs系化合物半導体、AlGaInAs系化合物半導体、AlGaAs系化合物半導体、GaInAs系化合物半導体、GaInAsP系化合物半導体、GaInP系化合物半導体、GaP系化合物半導体、InP系化合物半導体、InN系化合物半導体、AlN系化合物半導体を例示することができる。化合物半導体層に添加されるn型不純物として、例えば、ケイ素(Si)やセレン(Se)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、炭素(C)、チタン(Ti)を挙げることができるし、p型不純物として、亜鉛(Zn)や、マグネシウム(Mg)、ベリリウム(Be)、カドミウム(Cd)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、酸素(O)を挙げることができる。発光層を構成する活性層は、単一の化合物半導体層から構成されていてもよいし、単一量子井戸構造[SQW構造]あるいは多重量子井戸構造[MQW構造]を有していてもよい。発光層の形成方法(成膜方法)として、有機金属化学的気相成長法(MOCVD法,Metal Organic-Chemical Vapor Deposition 法、MOVPE法,Metal Organic-Vapor Phase Epitaxy 法)、分子線エピタキシー法(MBE法)、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法(HVPE法)、プラズマアシステッド物理的気相成長法(PPD法)、アトミック・レイヤー・デポジション法(ALD法, Atomic Layer Deposition 法、原子層堆積法)、マイグレーション・エンハンスト・エピタキシー(Migration-Enhanced. Epitaxy、MEE)法を挙げることができるが、これらに限定するものではない。
 ここで、緑色を発光する発光積層体、青色を発光する発光積層体をMOCVD法で形成する場合、使用するガスとして、トリメチルガリウム(TMG)ガスやトリエチルガリウム(TEG)ガス、トリメチルアルミニウム(TMA)ガス、トリメチルインジウム(TMI)ガス、アルシン(AsH3)等を挙げることができるし、例えば、窒素源ガスとしてアンモニアガスやヒドラジンガスを挙げることができる。また、例えば、n型不純物(n型ドーパント)として、ケイ素(Si)を添加する場合にはSi源としてモノシランガス(SiH4ガス)を用いればよいし、セレン(Se)を添加する場合にはSe源としてH2Seガスを用いればよい。一方、p型不純物(p型ドーパント)として、マグネシウム(Mg)を添加する場合には、Mg源としてシクロペンタジエニルマグネシウムガスやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いればよいし、亜鉛(Zn)を添加する場合には、Zn源としてジメチル亜鉛(DMZ)を用いればよい。尚、n型不純物(n型ドーパント)として、Si以外に、Ge、Se、Sn、C、Tiを挙げることができるし、p型不純物(p型ドーパント)として、Mg以外に、Zn、Cd、Be、Ca、Ba、Oを挙げることができる。また、赤色を発光する発光積層体にあっては、使用するガスとして、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA)、トリメチルガリウム(TMG)、トリエチルガリウム(TEG)、トリメチルインジウム(TMI)、トリエチルインジウム(TEI)、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、ジメチル亜鉛(DMZ)、ジエチル亜鉛(DEZ)、H2S、セレン化水素(H2Se)、ビスシクロペンタンジエチル亜鉛を挙げることができる。
 複数の発光積層体(例えば、第1発光積層体、第2発光積層体及び第3発光積層体)の積層構造を形成する場合、発光積層体製造用基板(支持基板に相当する)上に、第1発光積層体、第2発光積層体及び第3発光積層体を、順次、形成する方法を採用してもよい。あるいは又、予め、第1発光積層体製造用基板上に第1発光積層体を形成しておき、第2発光積層体製造用基板上に第2発光積層体を形成しておき、第3発光積層体製造用基板上に第3発光積層体を形成しておく。そして、支持基板に第1発光積層体を積層した後、第1発光積層体製造用基板を除去し、第1発光積層体に第2発光積層体を積層した後、第2発光積層体製造用基板を除去し、第2発光積層体に第3発光積層体を積層した後、第3発光積層体製造用基板を除去し、第3発光積層体に第2支持基板を積層するといった方法を採用してもよい。積層する場合、絶縁層を介することで、電極間の短絡の防止を図ってもよい。絶縁層は、酸化シリコン(SiOX)、窒化シリコン(SiNY)、酸窒化シリコン(SiOXY)、酸化タンタル(Ta25)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化アルミニウム(Al23)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化クロム(CrOx)、酸化バナジウム(VOx)、窒化タンタル(TaN)等、周知の絶縁材料から構成することができる。
 発光積層体製造用基板の除去方法として、ウエットエッチング法やドライエッチング法の他、レーザ・アブレーション法、加熱法を挙げることができる。支持基板に発光積層体を積層する方法、発光積層体に発光積層体を積層する方法として、接着剤を用いる方法、金属接合法、半導体接合法、金属・半導体接合法、拡散接合法、陽極接合法を挙げることができる。
 発光積層体製造用基板、第1発光積層体製造用基板、第2発光積層体製造用基板、第3発光積層体製造用基板として、GaN基板、AlGaN基板、InGaN基板、AlInGaN基板、InN基板、AlInN基板、GaAs基板、GaP基板、InGaP基板、AlInGaP基板、AlP基板、AlGaP基板、AlInP基板、InP基板、サファイア基板、SiC基板、アルミナ基板、ZnS基板、ZnO基板、AlN基板、LiMgO基板、LiGaO2基板、MgAl24基板、Si基板、Ge基板、これらの基板の表面(主面)に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。GaN系化合物半導体層を基板に形成する場合、GaN基板の使用が欠陥密度の少ないことから好ましい。GaN基板は成長面によって、極性/無極性/半極性と特性が変わることが知られているが、GaN基板のいずれの主面も化合物半導体層の形成に使用することができるし、基板の主面に関して、結晶構造(例えば、立方晶型や六方晶型等)によっては、所謂A面、B面、C面、R面、M面、N面、S面等の名称で呼ばれる結晶方位面、あるいは、これらを特定方向にオフさせた面等を用いることもできる。
 第1電極は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、Ti(チタン)、バナジウム(V)、タングステン(W)、クロム(Cr)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Zn(亜鉛)、錫(Sn)及びインジウム(In)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属(合金を含む)を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、具体的には、例えば、Ti/Au、Ti/Al、Ti/Al/Au、Ti/Pt/Au、Ni/Au、Ni/Au/Pt、Ni/Pt、Pd/Pt、Ag/Pd、Sn/Auを例示することができる。尚、多層構成における「/」の前の層ほど、より発光層側に位置する。第2電極は、例えば、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、金(Au)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属(合金を含む)を含む、単層構成又は多層構成(例えば、パラジウム層が第2化合物半導体層に接するパラジウム層/白金層の積層構造、又は、パラジウム層が第2化合物半導体層に接するパラジウム層/ニッケル層の積層構造)から成る形態とすることができる。
 前述したコンタクト部は、Ti(チタン)、アルミニウム(Al)、Pt(白金)、Au(金)、Ni(ニッケル)、Pd(パラジウム)、銅(Cu)から成る群から選択された少なくとも1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましい。あるいは又、コンタクト部を、Ti/Pt/Auの多層構成、Ti/Auの多層構成、Ti/Pd/Auの多層構成、Ti/Pd/Auの多層構成、Ti/Ni/Auの多層構成、Ti/Ni/Au/Cr/Auの多層構成に例示される多層構成とすることもできる。コンタクト部と第1電極や第2電極とを接続するための前述した回路基板に設けられた接続部は、場合によっては、第1電極や第2電極、コンタクト部を構成する材料から、適宜、選択すればよい。
 第1電極、第2電極、コンタクト部は、各種のPVD法、各種のCVD法、メッキ法によって形成することができる。ここで、PVD法として、(a)電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着法、パルス・レーザ・デポジッション(PLD法)等の各種真空蒸着法、(b)プラズマ蒸着法、(c)2極スパッタ法、直流スパッタ法、直流マグネトロンスパッタ法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法等の各種スパッタ法、(d)DC(Direct Current)法、RF法、多陰極法、活性化反応法、HCD(Hollow Cathode Discharge)法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法、(e)IVD法(イオン・ベーパー・デポジション法)を挙げることができる。また、CVD法として、常圧CVD法や減圧CVD、熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法、レーザーCVD法を挙げることができる。
 第1化合物半導体層、活性層及び第2化合物半導体層、第1電極、第2電極、コンタクト部のパターニング法として、RIE法といったドライエッチング法や、ウエットエッチング法を挙げることができる。
 発光積層体において発光が生じると、発光積層体と貫通孔との境界領域にはエバネッセント場(Evanescent Field)が形成される。即ち、光の反射現象において、特定の条件下で反射する貫通孔の内部に光の浸透が発生する。この浸透した光はエバネッセント場と呼ばれ、また、エバネッセント場から放出される光はエバネッセント光あるいは近接場光と呼ばれる。本開示の光学装置あるいは表示装置において、発光素子は、このエバネッセント光(近接場光)をレンズ系へと出射し、画像が表示される。
 積層構造体の積層方向に沿って積層構造体に形成された貫通孔(垂直導波路)は、例えば、RIE法といったドライエッチング法によって形成することができる。貫通孔の断面形状(貫通孔の延びる方向に垂直な仮想平面(仮想水平面)で貫通孔を切断したときの断面形状)として、円形を挙げることができる。貫通孔の側面は、垂直とすることができるし、あるいは又、光出射側に広がったテーパ状とすることができる。貫通孔は、コア部、及び、積層構造体とコア部との間に配されたクラッド層から構成することができる。コア部は、例えば、空気で満たされ、あるいは又、コア部は、SiO2、SiN、Ta25等の誘電性材料で満たされている。一方、クラッド層は、例えば、SiO2等の絶縁用材料から成る外側クラッド層(積層構造体と接する層)と、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)等の光を反射する金属等から成る内側クラッド層(コア部に面する層)から構成されている。あるいは又、例えば、コア部がTiO2から構成され、クラッド層がSiO2から構成された貫通孔とすることもできるし、例えば、コア部がTiO2から構成され、内側クラッド層がSiO2から構成され、外側クラッド層がSiNから構成された貫通孔とすることもできる。あるいは又、積層構造体とクラッド層との間に、ポリジアセチレン系化合物層やポリジチエノチオフェン系化合物層を配してもよく、これによって、発光素子の消費電力の低減を図ることができる。また、コア部は貫通孔の全てを充填していなくともよい。即ち、発光積層体の発光層、あるいは、発光層とその近傍に対向する貫通孔の領域にコア部を形成してもよい。
 本開示の光学装置から、所謂プロジェクタを構成することができる。即ち、本開示の光学装置をDVDプレーヤーやパーソナルコンピュータに接続することで、DVDプレーヤーやパーソナルコンピュータから出力された画像信号に基づき、画像をスクリーンに投影することができる。あるいは又、本開示の光学装置から出射された画像を観察者が直接観察するディスプレイ装置として、本開示の光学装置を用いることもでき、この場合、レンズ系は不要な場合がある。更には、本開示の光学装置から、本開示の表示装置の一部を構成することができる。
 本開示の表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ(HMD,Head Mounted Display)を構成することができる。そして、これによって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、後述する導光板に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、導光板に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。
 本開示の光学装置や表示装置の画素数(発光素子の数)として、320×240、432×240、640×480、854×480、1024×768、1920×1080等を例示することができる。
 本開示の表示装置を構成する導光装置は、例えば、導光板、第1偏向手段及び第2偏向手段から構成することができる。第1偏向手段及び第2偏向手段は導光板に取り付けられている。画像形成装置から出射され、レンズ系を通過した光は第1偏向手段に入射する。そして、第1偏向手段によって偏向された光は、導光板の内部で全反射を繰り返し、第2偏向手段によって偏向され、導光板を出射し、観察者の瞳に到達する。尚、このような構造を有する導光装置を、便宜上、『第1構成の導光装置』と呼ぶ。ここで、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。第2偏光手段によって導光装置の虚像形成領域が構成される。
 あるいは又、導光装置は、画像形成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射される半透過ミラーあるいは偏光ビームスプリッター(PBS)から構成されている形態とすることができる。前者の構成においては、光が、観察者の網膜に、直接、結像する。半透過ミラーあるいは偏光ビームスプリッターによって導光装置の虚像形成領域が構成される。画像形成装置から出射された光は、空気中を伝播して半透過ミラーあるいは偏光ビームスプリッターに入射する構造としてもよいし、例えば、ガラス板等の透明部材の内部を伝播して半透過ミラーあるいは偏光ビームスプリッターに入射する構造としてもよい。半透過ミラーあるいは偏光ビームスプリッターを、透明部材を介して画像形成装置に取り付けてもよいし、透明部材とは別の部材を介して画像形成装置に取り付けてもよいし、透明部材の内部に設けてもよい。あるいは又、導光装置は、画像形成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射されるプリズムから構成されている形態とすることもできる。尚、以上に説明した各種の構造を有する導光装置を、便宜上、『第2構成の導光装置』と呼ぶ。
 以下、第1構成の導光装置について、説明を行う。
 第1構成の導光装置は、具体的には、
 レンズ系から入射した光を偏向する第1偏向手段、
 第1偏向手段によって偏向された光を内部を全反射により伝播する導光板、及び、
 導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させ、出射する第2偏向手段、
を備えており、
 導光板は、レンズ系を挟んで画像形成装置と対向して配置されている構成とすることができる。
 第1偏向手段及び第2偏向手段は、ホログラム回折格子から成る構成とすることができる。このような第1構成の導光装置を、便宜上、『第1-A構成の導光装置』と呼ぶ。ホログラム回折格子は、反射型のホログラム回折格子から成る構成とすることができるし、あるいは又、透過型のホログラム回折格子から成る構成とすることができるし、あるいは又、複数のホログラム回折格子から偏向手段を構成する場合、或るホログラム回折格子は反射型のホログラム回折格子から成り、残りのホログラム回折格子は透過型のホログラム回折格子から成る構成とすることができる。ホログラム回折格子においては、入射された光が回折反射される。尚、反射型のホログラム回折格子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子とは、+1次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。また、以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第1偏向手段等を、便宜上、『第1回折格子部材』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第2偏向手段等を、便宜上、『第2回折格子部材』と呼ぶ場合がある。
 本開示における画像表示装置によって、単色(例えば、緑色)の画像表示を行うことができる。そして、この場合、限定するものではないが、例えば、画角を例えば二分割(より具体的には、例えば二等分割)して、第1回折格子部材及び第2回折格子部材は、二分割された画角群のそれぞれに対応する2つの回折格子部材が積層されて成る構成とすることができる。あるいは又、カラーの画像表示を行う場合、第1回折格子部材及び第2回折格子部材を、異なるP種類(例えば、P=3であり、赤色、緑色、青色の3種類)の波長帯域(あるいは、波長)を有するP種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るP層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には1種類の波長帯域(あるいは、波長)に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるP種類の波長帯域(あるいは、波長)を有するP種類の光の回折反射に対応するために、1層の回折格子層から成る第1回折格子部材及び第2回折格子部材にP種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、例えば、第1導光板に、赤色の波長帯域(あるいは、波長)を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、第2導光板に、緑色の波長帯域(あるいは、波長)を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、第3導光板に、青色の波長帯域(あるいは、波長)を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、これらの第1導光板、第2導光板及び第3導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、例えば、第1導光板に、或る色の波長帯域(あるいは、波長)を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、第2導光板に、別の色の波長帯域(あるいは、波長)を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、これらの第1導光板及び第2導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、画角を例えば三等分して、第1回折格子部材及び第2回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域(あるいは、波長)を有する光が第1回折格子部材及び第2回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
 回折格子部材を作製する方法として、ドライフィルム状のフォトポリマー層を形成する方法や、ガラスやプラスチック等から成る支持体に所望の順序でフォトポリマー層を順次コーティング法に基づき形成する方法を挙げることができる。フォトポリマーをコーティングする方法として、ダイコーティング法、グラビアコーティング法、ロールコーティング法、ブレードコーティング法、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷法等の公知のコーティング方法を挙げることができる。尚、単層コーティング法だけでなく、多層スライドコーティング法等の複数層を同時にコーティングする方法を採用することもできる。必要に応じて、保護層(スペーサー層)を、公知のコーティング手段又はラミネート法により、フォトポリマー層の間に配置してもよい。
 回折格子部材の製造にあっては、参照レーザ光及び物体レーザ光をフォトポリマー層に照射することで、ホログラム材料(フォトポリマー)に屈折率変調に基づき干渉縞を記録する。即ち、所望の表面ピッチΛ及びスラント角φを有する干渉縞を形成する。具体的には、例えば、フォトポリマー層に対して一方の側の第1の所定の方向から物体レーザ光を照射し、同時に、フォトポリマー層に対して他方の側の第2の所定の方向から参照レーザ光を照射し、物体レーザ光と参照レーザ光とによって形成される干渉縞をフォトポリマー層内部に記録すればよい。第1の所定の方向、第2の所定の方向、物体レーザ光及び参照レーザ光の波長を適切に選択することで、フォトポリマー層における干渉縞の所望の表面ピッチΛ、干渉縞の所望のスラント角(傾斜角)φを得ることができる。ここで、干渉縞のスラント角とは、回折格子部材の表面と干渉縞の成す角度を意味する。複数のフォトポリマー層を形成する場合、2枚の導光板に配置されるフォトポリマー層を配分すればよい。例えば、第1回折格子部材として4層のフォトポリマー層を形成しなければならない場合、2枚の導光板のそれぞれに2層分のフォトポリマー層を配置して作製すればよく、これによって、回折格子部材の光学特性の製造安定性が確保できる。1枚の導光板の両面のそれぞれにフォトポリマー層を形成してもよい。
 回折格子部材の保護のために、透明保護部材を配設してもよい。具体的には、導光板の外縁部と透明保護部材の外縁部とを、封止部材によって封止し、あるいは、接着してもよい。シール剤とも呼ばれる封止部材として、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン-チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の各種樹脂を用いることができる。
 あるいは又、第1偏向手段は、導光板に入射された光を反射し、第2偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射、回折する構成とすることができる。このような第1構成の導光装置を、便宜上、『第1-B構成の導光装置』と呼ぶ。そして、この場合、第1偏向手段は反射鏡として機能し、第2偏向手段は半透過鏡として機能する構成とすることができる。具体的には、第1偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜(一種のミラー)から構成することができるし、誘電体積層膜が多数積層された多層膜、ハーフミラー、偏光ビームスプリッターから構成することもできる。また、第2偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層膜や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第1偏向手段や第2偏向手段は、導光板の内部に配設されている(導光板の内部に組み込まれている)が、第1偏向手段においては、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光が反射される。一方、第2偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から出射される。
 (X,Y,Z)直交座標系を想定したとき、導光板は、導光板の軸線(長手方向、水平方向であり、X軸方向に該当する)と平行に延びる2つの平行面(第1面及び第2面)を有している。導光板の幅方向(高さ方向、垂直方向)はZ軸方向に該当し、導光板の法線はY軸方向に該当する。ホログラム回折格子の干渉縞は、概ねZ軸方向と平行に延びる。導光板を構成する材料として、石英ガラスやBK7、SK5等の光学ガラス、ソーダライムガラス(青板ガラス)、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、各種強化ガラスや化学処理を施されたガラス(例えば、コーニング社のゴリラ(登録商標)やイーグルXG(登録商標))を含む各種ガラスを挙げることができる。化学処理を施すことでガラス表面において特定のイオン密度を増加させることができ、ガラス板を強化することができる。あるいは又、導光板を構成する材料として、プラスチック材料(例えば、PMMA、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、AS樹脂を含むスチレン系樹脂)を挙げることもできる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。
 第1回折格子部材を導光板の第2面に取り付け、第2回折格子部材を導光板の第2面に取り付けてもよいし、第1回折格子部材を導光板の第2面に取り付け、第2回折格子部材を導光板の第1面に取り付けてもよいし、第1回折格子部材を導光板の第1面に取り付け、第2回折格子部材を導光板の第2面に取り付けてもよいし、第1回折格子部材を導光板の第1面に取り付け、第2回折格子部材を導光板の第1面に取り付けてもよい。第1偏向手段を2つの第1回折格子部材(第1A回折格子部材及び第1B回折格子部材)から構成し、第1A回折格子部材を第1面に取り付け、第1B回折格子部材を第2面に取り付ける構成とすることもできる。あるいは又、2枚の導光板を用い、一方の導光板に第1A回折格子部材を取り付け、他方の導光板に第1B回折格子部材を取り付け、第2回折格子部材をいずれかの導光板に取り付ける構成とすることもできる。即ち、光が最初に入射する導光板の面を導光板入射面、光が最終的に出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第1面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第1面によって導光板入射面が構成され、第2面によって導光板出射面が構成されていてもよい。
 便宜上、観察者と対向する導光板の面を第1面としたとき、画像形成装置及びレンズ系は、導光板の第1面側に配置してもよいし、第2面側に配置してもよい。
 本開示の表示装置におけるレンズ系は、画像形成装置からの出射光を平行光とする光学系である。導光装置(導光板)へ入射させる光を平行光とする要請は、これらの光が導光装置(導光板)へ入射したときの光波面情報が、第1偏向手段と第2偏向手段を介して導光装置から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、平行光を生成させるために、具体的には、例えば、レンズ系における前方焦点の所(位置)に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。レンズ系は、画素の位置情報を導光装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。レンズ系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。レンズ系と導光装置との間には、レンズ系から不所望の光が出射されて導光装置に入射しないように、開口部を有する遮光部を配置してもよい。
 画像形成装置及びレンズ系が導光板の第1面側に配置された第1構成の導光装置において、第1偏向手段を覆うように、導光板の第2面の外側に遮光部材が配置されている構成とすることができる。そして、この場合、導光板への第1偏向手段の正射影像は、導光板への遮光部材の正射影像に含まれる構成とすることができる。
 あるいは又、第1構成の導光装置において、画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域には、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配置されている構成とすることができる。画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域に、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材を配置することで、画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域には外光が入射しなくなるので、不所望の迷光等が発生し、画像表示品質が低下するといったことが無い。尚、遮光部材の導光装置への正射影像内に、画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域が含まれる形態とすることが好ましい。
 具体的には、遮光部材は、導光板の第2面側に、導光板と離間して配されている構成とすることができる。このような構成にあっては、遮光部材を、例えば、不透明なプラスチック材料から作製すればよい。そして、このような遮光部材は、画像表示装置の筐体から一体に延び、あるいは又、画像表示装置の筐体に取り付けられ、あるいは又、フレームから一体に延び、あるいは又、フレームに取り付けられている形態とすることができる。あるいは又、遮光部材は、導光板に取り付けられ、あるいは又、画像形成装置が配された側とは反対側の導光板の部分に取り付けられ、あるいは又、配されている構成とすることができる。あるいは又、遮光部材は、次に述べる調光装置に配されている構成とすることもできる。この場合、遮光部材の導光板への正射影像内に、調光装置の端部の導光板への正射影像が含まれる構成とすることが好ましい。不透明な材料から成る遮光部材を、例えば、導光板の面上に物理的気相成長法(PVD法)や化学的気相成長法(CVD法)に基づき形成してもよいし、印刷法等によって形成してもよいし、不透明な材料(プラスチック材料や金属材料、合金材料等)から成るフィルムやシート、箔を貼り合わせてもよい。遮光部材の導光板への射影像内に、調光装置の端部の導光板への射影像が含まれる構成とすることが好ましい。このように調光装置を備えることで、画像表示装置の置かれた周囲の環境が非常に明るい場合や、表示された画像の内容に依って、観察者が観察する画像に十分なコントラストが与えられないといった問題が生じることを防止することができる。
 導光板の第2面側に調光装置が配されていてもよい。調光装置は、例えば、
 第1基板、
 第1基板と対向する第2基板、
 第2基板と対向する第1基板の対向面に設けられた第1透明電極、
 第1基板と対向する第2基板の対向面に設けられた第2透明電極、及び、
 第1透明電極と第2透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る形態とすることができる。そして、この場合、例えば、
 第1透明電極は、第1の方向に延びる複数の帯状の第1透明電極セグメントから構成されており、
 第2透明電極は、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる複数の帯状の第2透明電極セグメントから構成されており、
 第1透明電極セグメントと第2透明電極セグメントの重複領域(調光装置の遮光率が変化する最小単位領域)に対応する調光装置の部分の遮光率の制御は、第1透明電極セグメント及び第2透明電極セグメントに印加する電圧の制御に基づき行われる形態とすることができる。即ち、遮光率の制御を単純マトリクス方式に基づき行うことができる。第1の方向と第2の方向とは直交している形態を例示することができる。
 あるいは又、調光装置の遮光率が変化する最小単位領域の遮光率の制御のために、最小単位領域のそれぞれに薄膜トランジスタ(TFT)を設けてもよい。即ち、遮光率の制御をアクティブマトリクス方式に基づき行ってもよい。あるいは又、第1透明電極及び第2透明電極の少なくとも一方を所謂ベタ電極(パターニングされていない電極)とすることもできる。
 導光板は第1基板を兼ねている構成とすることができ、このような構成とすることで、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。第2基板は第1基板よりも薄い構成とすることができる。調光装置を備えた第1構成の導光装置にあっては、画像形成装置において画像を表示するための信号に基づき、調光装置の実際に調光する領域の大きさ及び位置を決定する。調光装置の大きさは、導光板と同じ大きさでもよいし、大きくてもよいし、小さくともよい。要は、調光装置の正射影像内に第2偏向手段(あるいは、虚像形成領域)が位置していればよい。
 調光装置の最高光透過率は50%以上であり、調光装置の最低光透過率は30%以下である構成とすることができる。尚、調光装置の最高光透過率の上限値として99%を挙げることができるし、調光装置の最低光透過率の下限値として1%を挙げることができる。ここで、
(光透過率)=1-(遮光率)
の関係にある。
 調光装置は、光透過制御材料層が液晶材料層から成る光シャッタから構成されていることができるし、あるいは又、調光装置は、光透過制御材料層が無機エレクトロルミネッセンス材料層から成る光シャッタから構成されていることができる。但し、調光装置は、これらに限定するものではなく、その他、帯電した多数の電気泳動粒子及び電気泳動粒子とは異なる色の分散媒から構成された電気泳動分散液によって構成される光シャッタ、金属(例えば、銀粒子)の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式(エレクトロデポジション・電界析出)による光シャッタ、エレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタ、エレクトロウェッティング現象によって光透過率を制御する光シャッタを用いることもできる。
 ここで、調光装置を、光透過制御材料層が液晶材料層から成る光シャッタから構成する場合、光透過制御材料層を構成する材料として、限定するものではないが、TN(ツイステッド・ネマチック)型液晶材料、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型液晶材料を例示することができる。また、調光装置を、光透過制御材料層が無機エレクトロルミネッセンス材料層から成る光シャッタから構成する場合、光透過制御材料層を構成する材料として、限定するものではないが、酸化タングステン(WO3)を例示することができる。
 調光装置における第1基板及び第2基板を構成する材料として、具体的には、ソーダライムガラス、白板ガラス等の透明なガラス基板や、プラスチック基板、プラスチック・シート、プラスチック・フィルムを挙げることができる。ここで、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、テトラアセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、ポリアリレート、ポリスルフォン等を挙げることができる。プラスチック・シート、プラスチック・フィルムは、容易に曲がらない剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。第1基板及び第2基板を透明なプラスチック基板から構成する場合、基板内面に無機材料あるいは有機材料から成るバリア層を形成しておいてもよい。
 第1透明電極及び第2透明電極として、所謂透明電極を挙げることができ、具体的には、インジウム-スズ複合酸化物(ITO,Indium Tin Oxide,SnドープのIn23、結晶性ITO及びアモルファスITOを含む)、フッ素ドープSnO2(FTO)、IFO(FドープのIn23)、アンチモンドープSnO2(ATO)、SnO2、ZnO(AlドープのZnOやBドープのZnOを含む)、インジウム-亜鉛複合酸化物(IZO,Indium Zinc Oxide)、スピネル型酸化物、YbFe24構造を有する酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらを2種類以上組み合わせて用いることもできる。第1透明電極及び第2透明電極は、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法(PVD法)、各種化学的気相成長法(CVD法)、各種塗布等に基づき形成することができる。電極のパターニングは、基本的には、不要であるが、所望に応じてパターニングする場合、エッチング法、リフトオフ法、各種マスクを用いる方法等、任意の方法で行うことができる。
 第1基板と第2基板とは、外縁部において封止剤によって封止され、接着されている。シール剤とも呼ばれる封止剤として、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン-チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の各種樹脂を用いることができる。
 場合によっては、調光装置を通過する光は、調光装置によって所望の色に着色される構成とすることができる。そして、この場合、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることができるし、あるいは又、調光装置によって着色される色は固定である形態とすることができる。尚、前者の場合、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層する形態とすればよい。また、後者の場合、調光装置によって着色される色として、限定するものではないが、茶色を例示することができる。
 更には、場合によっては、調光装置が着脱自在に配設されている形態とすることができる。調光装置を着脱自在に配設するためには、例えば、透明なプラスチックから作製されたビスを用いて調光装置を例えばフレームに取り付け、あるいは又、フレームに溝を切っておき、この溝に調光装置を係合させ、あるいは又、フレームに磁石を取り付けることで調光装置をフレームに取り付けることができるし、フレームにスライド部を設け、このスライド部に調光装置を嵌め込んでもよい。また、調光装置にコネクタを取り付け、調光装置の遮光率(光透過率)を制御するための制御回路(例えば、画像形成装置を制御するための制御装置に含まれている)にこのコネクタ及び配線を介して調光装置を電気的に接続すればよい。調光装置を湾曲させてもよい。
 以上に説明した遮光部材及び/又は調光装置は、第2構成の導光装置にも、適宜、適用することができる。
 調光装置を備えた本開示の表示装置において、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、環境照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。これらの形態を組み合わせてもよい。
 あるいは又、調光装置を備えた本開示の表示装置において、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。尚、透過光照度測定センサは、導光板よりも観察者側に配置されている形態とすることが望ましい。透過光照度測定センサを、少なくとも2つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。これらの形態を組み合わせてもよい。更には、これらの形態と、上記の環境照度測定センサの測定結果に基づき制御を行う形態とを組み合わせてもよい。
 以上のように、環境照度測定センサの測定結果に基づき調光装置の透過率を制御し、また、環境照度測定センサの測定結果に基づき画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき調光装置の透過率を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御すれば、観察者が観察する画像に高いコントラストを与えることができるだけでなく、表示装置の置かれた周囲の環境の照度に依存して画像の観察状態の最適化を図ることができる。照度センサ(環境照度測定センサ、透過光照度測定センサ)は、周知の照度センサから構成すればよいし、照度センサの制御は周知の制御回路に基づき行えばよい。
 環境照度測定センサの測定結果が所定値(便宜上、『第1の照度測定値』と呼ぶ場合がある)以上になったとき、調光装置の光透過率を所定の値(便宜上、『第1の光透過率』と呼ぶ場合がある)以下とする構成とすることができる。あるいは又、環境照度測定センサの測定結果が所定値(便宜上、『第2の照度測定値』と呼ぶ場合がある)以下になったとき、調光装置の光透過率を所定の値(便宜上、『第2の光透過率』と呼ぶ場合がある)以上とする構成とすることができる。更に、環境照度測定センサの照度から鑑みて、透過光照度測定センサの測定結果が所望の照度になっていない場合、若しくは、更に一層の微妙な照度調整が望まれる場合には、透過光照度測定センサの値をモニターしながら調光装置の光透過率を調整すればよい。ここで、第1の照度測定値として10ルクスを挙げることができるし、第1の光透過率として1%乃至30%のいずれかの値を挙げることができるし、第2の照度測定値として0.01ルクスを挙げることができるし、第2の光透過率として51%乃至99%のいずれかの値を挙げることができる。また、環境照度測定センサの照度測定値が1×10-3ルクス以下であった場合、例えば、調光装置の駆動電圧を制御して、駆動時間を短縮し、出来る限り迅速に調光装置の光透過率を増加させることが好ましい。
 前述したとおり、導光装置は半透過型(シースルー型)である。具体的には、少なくとも観察者の眼球(瞳)に対向する導光装置の部分を半透過(シースルー)とし、導光装置のこの部分(及び、調光装置が配されている場合には、更に、調光装置)を通して外景を眺めることができる。本開示の表示装置は、画像表示装置を1つ備えていてもよいし(片眼型)、2つ備えていてもよい(両眼型)。調光装置が配されている場合、両眼型にあっては、画像を表示するための信号に基づき、両方の画像表示装置において調光装置の一部の領域の光透過率を変化させてもよいし、一方の画像表示装置において調光装置の一部の領域の光透過率を変化させてもよい。尚、本明細書において、「半透過」という用語を用いる場合があるが、入射する光の1/2(50%)を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。
 フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた2つのテンプル部を備えている。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。フロント部はリムを有していてもよい。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよい。また、フロント部と2つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含むフレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレーム(リムを含む場合がある)及びノーズパッドの組立体は、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。
 調光装置が備えられている場合、調光装置はフロント部に配設されている形態とすることができる。また、導光装置は調光装置に取り付けられている形態とすることができる。尚、導光装置は、密着した状態で調光装置に取り付けられていてもよいし、隙間を開けた状態で調光装置に取り付けられていてもよい。また、調光装置はリムに嵌め込まれている形態とすることができる。あるいは又、第1基板及び第2基板の少なくとも一方を、例えば、フレームに取り付けてもよい。但し、これらに限定するものではない。観察者側から、導光装置、調光装置の順に配してもよいし、調光装置、導光装置の順に配してもよい。
 表示装置のデザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、1つあるいは2つの画像形成装置からの配線(信号線や電源線等)が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、制御装置(制御回路あるいは制御手段)に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることが一層望ましい。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介(耳殻)の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。また、フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることもできる。撮像装置は、具体的には、例えば、CCDあるいはCMOSセンサから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置(あるいは画像形成装置)に接続すればよく、更には、画像表示装置(あるいは画像形成装置)から延びる配線に含ませればよい。撮像装置を、フレームの中央部分や端部に取り付けてもよいし、テンプル部に取り付けてもよい。
 あるいは又、本開示の表示装置を両眼型とする場合、
 導光板は、全体として画像形成装置よりも観察者の顔の中心側に配置されており、
 2つの画像表示装置を結合する結合部材を更に有し、
 結合部材は、観察者の2つの瞳の間に位置するフレームの中央部分の観察者に面する側に取り付けられており、
 結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる構成とすることができる。
 このように、結合部材が、観察者の2つの瞳の間に位置するフレームの中央部分に取り付けられている構造とすることによって、即ち、画像表示装置は、フレームに、直接、取り付けられた構造とはなっていなければ、観察者がフレームを頭部に装着したとき、テンプル部が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレームが変形したとしても、係るフレームの変形によって、画像形成装置あるいは導光板の変位(位置変化)が生じることがないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレームのフロント部の剛性を高める必要がないので、フレームの重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置は、フレームに、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレームのデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレームのデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、結合部材は、観察者とフレームとの間に配置されており、しかも、結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる。云い換えれば、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材はフレームによって隠されている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
 尚、結合部材は、観察者の2つの瞳の間に位置するフロント部の中央部分(通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する)の観察者に面する側に取り付けられている構成とすることが好ましい。
 結合部材によって2つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材の各端部に、画像形成装置が、取付け状態調整可能に取り付けられている形態とすることができる。そして、この場合、各画像形成装置は、観察者の瞳よりも外側に位置している構成とすることが好ましい。更には、このような構成にあっては、一方の画像形成装置の取付部中心とフレームの一端部(一方の智、ヨロイ)との間の距離をα、結合部材の中心からフレームの一端部(一方の智)までの距離をβ、他方の画像形成装置の取付部中心とフレームの一端部(一方の智)との間の距離をγ、フレームの長さをLとしたとき、0.01×L≦α≦0.30×L、好ましくは、0.05×L≦α≦0.25×L、0.35×L≦β≦0.65×L、好ましくは、0.45×L≦β≦0.55×L、0.70×L≦γ≦0.99×L、好ましくは、0.75×L≦γ≦0.95×Lを満足することが望ましい。結合部材の各端部への画像形成装置の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の3箇所に貫通孔を設け、貫通孔に対応した螺合部を画像形成装置に設け、各貫通孔にビスを通し、画像形成装置に設けられた螺合部に螺合させる。ビスと螺合部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像形成装置の取付け状態(結合部材に対する画像形成装置の傾き)を調整することができる。
 ここで、画像形成装置の取付部中心とは、画像形成装置が結合部材に取り付けられている状態において、画像形成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像形成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。また、結合部材の中心とは、結合部材がフレームに取り付けられている状態において、結合部材がフレームに接している部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。フレームの長さとは、フレームが湾曲している場合、フレームの射影像の長さである。尚、射影方向は、観察者の顔に対して垂直な方向とする。
 あるいは又、結合部材によって2つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材が、2つの導光板を結合している形態とすることもできる。尚、2つの導光板が一体的に作製されている場合があり、このような場合、係る一体的に作製された導光板に結合部材が取り付けられているが、係る形態も、結合部材が2つの導光板を結合している形態に包含される。一方の画像形成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をα’他方の画像形成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をγ’としたとき、α’,γ’の値も上述したα,γの値と同様とすることが望ましい。尚、画像形成装置の中心とは、画像形成装置が導光板に取り付けられている状態において、画像形成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像形成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。
 結合部材の形状は、結合部材の射影像がフレームの射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状、細長い板状を例示することができる。結合部材を構成する材料も、金属や合金、プラスチック、これらの組合せを挙げることができる。
 本開示の表示装置にあっては、画像表示装置において画像を表示するための信号(導光装置において虚像を形成するための信号)を外部から受け取る形態とすることができる。このような形態にあっては、画像表示装置において表示する画像に関する情報やデータは、例えば、所謂クラウドコンピュータやサーバーに記録、保管、保存されており、表示装置が通信手段、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と通信手段とを組み合わせることによって、クラウドコンピュータやサーバーと表示装置との間での各種情報やデータの授受、交換を行うことができるし、各種情報やデータに基づく信号、即ち、画像表示装置において画像を表示するための信号(導光装置において虚像を形成するための信号)を受け取ることができる。あるいは又、画像表示装置において画像を表示するための信号(導光装置において虚像を形成するための信号)は表示装置に記憶されている形態とすることができる。尚、画像表示装置において表示される画像には、各種情報や各種データが含まれる。あるいは又、表示装置は撮像装置を備えており、撮像装置によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出し、クラウドコンピュータやサーバーにおいて撮像装置によって撮像された画像に該当する各種情報やデータを検索し、検索された各種情報やデータを通信手段を介して表示装置に送出し、検索された各種情報やデータを画像表示装置において画像を表示してもよい。
 撮像装置によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出する際、撮像装置によって撮像される画像を画像表示装置において表示し、導光装置において確認してもよい。具体的には、撮像装置によって撮像される空間領域の外縁を調光装置において枠状に表示する形態とすることができる。あるいは又、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の遮光率を、撮像装置によって撮像される空間領域の外側に対応する調光装置の領域の遮光率よりも高くする形態とすることができる。このような形態にあっては、観察者には、撮像装置によって撮像される空間領域は、撮像装置によって撮像される空間領域の外側よりも暗く見える。あるいは又、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の遮光率を、撮像装置によって撮像される空間領域の外側に対応する調光装置の領域の遮光率よりも低くする形態とすることもできる。このような形態にあっては、観察者には、撮像装置によって撮像される空間領域は、撮像装置によって撮像される空間領域の外側よりも明るく見える。そして、これによって、撮像装置が外部のどこを撮像するかを観察者は、容易に、且つ、確実に認識することができる。
 撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の位置を校正することが好ましい。具体的には、表示装置が、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータとを組み合わせることによって、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて、撮像装置によって撮像された空間領域を表示することができる。そして、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて表示された空間領域と、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域との間に差異が存在する場合、調光装置の遮光率(光透過率)を制御するための制御回路(携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータによって代用することもできる)を用いて、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域を移動・回転・回動させ、あるいは、拡大/縮小することで、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて表示された空間領域と、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域との間の差異を無くせばよい。
 以上に説明した種々の変形例を含む本開示の表示装置は、例えば、電子メールの受信・表示、インターネット上の種々のサイトにおける各種情報等の表示、各種装置等の観察対象物の運転、操作、保守、分解時等における各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示;人物や物品等の観察対象物に関する各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示;動画や静止画の表示;映画等の字幕の表示;映像に同期した映像に関する説明文やクローズド・キャプションの表示;芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地(アミューズメントパーク)、美術館、観光地、行楽地、観光案内等における観察対象物に関する各種説明、その内容や進行状況、背景等を説明するための説明文等の表示に用いることができるし、クローズド・キャプションの表示に用いることができる。芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地(アミューズメントパーク)、美術館、観光地、行楽地、観光案内等にあっては、適切なタイミングで観察対象物に関連した画像としての文字を表示装置において表示すればよい。具体的には、例えば、映画等の進行状況に応じて、あるいは又、芝居等の進行状況に応じて、所定のスケジュール、時間配分に基づき、作業者の操作によって、あるいは、コンピュータ等の制御下、画像制御信号が表示装置に送出され、画像が表示装置にて表示される。また、各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を行うが、撮像装置によって各種装置、人物や物品等の観察対象物を撮影(撮像)し、表示装置において撮影(撮像)内容を解析することで、予め作成しておいた各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を表示装置にて行うことができる。
 画像形成装置への画像信号には、画像信号(例えば、文字データ)だけでなく、例えば、表示すべき画像に関する輝度データ(輝度情報)、又は、色度データ(色度情報)、又は、輝度データ及び色度データを含めることができる。輝度データは、導光装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとすることができるし、色度データは、導光装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとすることができる。このように、画像に関する輝度データを含めることで、表示される画像の輝度(明るさ)の制御を行うことができるし、画像に関する色度データを含めることで、表示される画像の色度(色)の制御を行うことができるし、画像に関する輝度データ及び色度データを含めることで、表示される画像の輝度(明るさ)及び色度(色)の制御を行うことができる。画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度の値が高くなるほど、画像の輝度の値が高くなるように(即ち、画像がより明るく表示されるように)、輝度データの値を設定すればよい。また、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度と、表示すべき画像の色度とが、おおよそ補色関係となるように色度データの値を設定すればよい。補色とは、色相環(color circle)で正反対に位置する関係の色の組み合わせ指す。赤色に対しての緑色、黄色に対しての紫色、青色に対しての橙色など、相補的な色のことでもある。或る色に別の色を適宜の割合で混合して、光の場合は白、物体の場合は黒というように、彩度低下を引き起こす色についても云うが、並列した際の視覚的効果の相補性と混合した際の相補性は異なる。余色、対照色、反対色ともいう。但し、反対色は補色が相対する色を直接に指示するのに対し、補色の指示する範囲はやや広い。補色同士の色の組み合わせは互いの色を引き立て合う相乗効果があり、これは補色調和といわれる。
 実施例1は、本開示の表示装置及び本開示の発光素子の製造方法に関する。本開示の光学装置及び本開示の表示装置を構成する発光素子、本開示の発光素子の製造方法によって得られる発光素子の模式的な一部断面図を、図1、図2、図3、図4、図5、図6に示し、発光素子をレンズ系側から眺めた模式的な部分的平面図を図7に示し、図1等の矢印A-Aに沿った発光素子の模式的な一部断面図を図8に示し、発光素子をレンズ系側とは反対側から眺めた模式的な部分的平面図を図9に示す。更には、実施例1の画像形成装置の概念図を図10に示し、実施例1の表示装置(具体的には、頭部装着型ディスプレイ,HMD)を上方から眺めた模式図を図11に示し、正面から眺めた模式図を図12に示し、実施例1の表示装置を側方から眺めた模式図を図13Aに示し、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播状態を模式的に図13Bに示し、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図13Cに示す。図7においては、反射防止層が分離溝の頂面を覆っているが、分離溝の形成位置を明示するために、分離溝を図示した。
 実施例1あるいは後述する実施例2~実施例8の表示装置は、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ(HMD)であり、
 (イ)観察者20の頭部に装着されるフレーム10(例えば、眼鏡型のフレーム10)、及び、
 (ロ)フレーム10に取り付けられた画像表示装置100A,100B,200A,200B、
を備えている。尚、実施例1あるいは後述する実施例2~実施例8の表示装置を、具体的には、2つの画像表示装置を備えた両眼型としたが、1つ備えた片眼型としてもよい。画像形成装置111は、例えば、カラー画像を表示する。そして、実施例1あるいは後述する実施例2~実施例8における画像表示装置100A,100B,200A,200Bは、
 (A)画像形成装置111、
 (B)画像形成装置111からの画像を観察者20の瞳21に導く導光装置120,130,220,230、及び、
 (C)画像形成装置111からの画像を導光装置120,130,220,230に入射させるレンズ系114、
を備えており、画像形成装置111は、2次元マトリクス状に配列された発光素子300を備えている。発光素子300については、後に詳しく説明する。
 実施例1の表示装置における導光装置120は、第1構成の導光装置、具体的には、第1-A構成の導光装置である。即ち、実施例1の表示装置における導光装置120は、導光板121、第1偏向手段122及び第2偏向手段123から構成されている。画像形成装置111から出射され、レンズ系114を通過した光は、第1偏向手段122に入射する。そして、第1偏向手段122によって偏向された光は、導光板121の内部で全反射を繰り返し、第2偏向手段123によって偏向され、導光板121を出射し、観察者20の瞳21に到達する。レンズ系114と対向する導光板121の面を第1面121Aと呼び、第1面121Aと対向する面を第2面121Bと呼ぶ。第1偏向手段122及び第2偏向手段123は、導光板121の第2面121Bに配置されている(具体的には、接着されている)。但し、このような配置に限定されるものではない。第1面121Aによって導光板入射面及び導光板出射面が構成される。観察者20は導光板121の第1面121Aと対向する。
 より具体的には、実施例1における導光装置120は、
 レンズ系114から入射した光を偏向する第1偏向手段122、
 第1偏向手段122によって偏向された光を内部を全反射により伝播する導光板121、及び、
 導光板121の内部を全反射により伝播した光を偏向させ、出射する第2偏向手段123、
を備えており、
 導光板121は、レンズ系114を挟んで画像形成装置111と対向して配置されている。レンズ系114においては、画像形成装置111から出射された光を平行光の光束とし、導光装置120に入射させる。
 (X,Y,Z)直交座標系を想定する。そして、画像形成装置111の中心から出射され、レンズ系114の画像形成装置側節点を通過した光線(即ち、画像形成装置111の中心から画像形成装置111の法線方向に出射された光線)である中心光線CLが導光板121,131に入射する点を導光板中心点Oとする。また、導光板中心点Oを通過し、導光板121,131の軸線方向(導光板121,131を光が伝播していく方向)と平行な軸線をX軸、導光板中心点Oを通過し、導光板121,131の法線と一致する軸線をY軸とする。Z軸は、導光板中心点Oを通過し、導光板121,131の高さ方向に延びる。第1偏向手段122,132の中心点が、導光板中心点Oである。即ち、図13Bに示すように、画像表示装置100A,100Bにおいて、画像形成装置111の中心から出射され、レンズ系114の画像形成装置側節点を通過した中心光線CLは、導光板121,131に、例えば、垂直に衝突する。云い換えれば、中心光線CLは、導光板121,131へ、入射角度0度で入射する。
 実施例1において、第1偏向手段(第1回折格子部材)122及び第2偏向手段(第2回折格子部材)123は、ホログラム回折格子、具体的には、反射型のホログラム回折格子、より具体的には、反射型体積ホログラム回折格子から構成されており、入射された光が回折反射される。反射型体積ホログラム回折格子は、例えば、複数層の回折格子層(フォトポリマー層)を有する。フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、1種類の波長帯域(あるいは、波長)に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。回折格子層(回折格子部材)に形成された干渉縞122a,123aのピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、導光板のZ方向に平行である。尚、図10、図18、図21、図22においては、図面の簡素化のため、1層の回折格子層を図示した。
 図13Cに反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示すように、反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角(スラント角)φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式(A)を満足する条件を指す。式(A)中、mは正の整数、λは波長、dは格子面のピッチ(干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔)、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式(B)のとおりである。更には、回折格子部材の表面における干渉縞のピッチΛは、式(C)のとおりである。
m・λ=2・d・sin(Θ)  (A)
Θ=90°-(φ+ψ)     (B)
Λ=d/sin(φ)      (C)
 画像表示装置100A,100B,200A,200Bは、フレーム10に、固定して取り付けられていてもよいし、着脱自在に取り付けられていてもよい。導光装置120,130は半透過型(シースルー型)である。具体的には、少なくとも観察者20の両眼に対向する導光装置の部分(より具体的には、導光板121,131及び第2偏向手段123,133)は、半透過(シースルー)である。
 実施例1において、画像形成装置111は、2次元マトリクス状に配列された複数(例えば、640×480個)の画素を有する。各画素は、後述する発光素子300から構成されている。画像形成装置111全体は、筐体115(図10では、一点鎖線で示す)内に納められている。レンズ系114は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成する。画像形成装置111を構成する発光素子300から出射された光は、レンズ系(平行光出射光学系、コリメート光学系)114に入射し、レンズ系114から平行光として光が出射される。
 フレーム10は、観察者20の正面に配置されるフロント部11と、フロント部11の両端に蝶番12を介して回動自在に取り付けられた2つのテンプル部13と、各テンプル部13の先端部に取り付けられたモダン部(先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる)14から成る。また、ノーズパッド10’が取り付けられている。即ち、フレーム10及びノーズパッド10’の組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、各筐体115が、取付け部材19によって、着脱自在にテンプル部13に取り付けられている。フレーム10は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体115は、取付け部材19によってテンプル部13に着脱できないように取り付けられていてもよい。また、眼鏡を所有し、装着している観察者に対しては、観察者の所有する眼鏡のフレーム10のテンプル部13に、各筐体115を取付け部材19によって着脱自在に取り付けてもよい。各筐体115を、テンプル部13の外側に取り付けてもよいし、テンプル部13の内側に取り付けてもよい。あるいは又、フロント部11に備えられたリムに、導光板121を嵌め込んでもよい。
 更には、一方の画像形成装置111から延びる配線(信号線や電源線等)15が、テンプル部13、及び、モダン部14の内部を介して、モダン部14の先端部から外部に延び、制御装置(制御回路、制御手段)18に接続されている。更には、画像形成装置111はヘッドホン部16を備えており、画像形成装置111から延びるヘッドホン部用配線16’が、テンプル部13、及び、モダン部14の内部を介して、モダン部14の先端部からヘッドホン部16へと延びている。ヘッドホン部用配線16’は、より具体的には、モダン部14の先端部から、耳介(耳殻)の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部16へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部16やヘッドホン部用配線16’が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした表示装置とすることができる。配線(信号線や電源線等)15は、上述したとおり、制御装置(制御回路)18に接続されている。制御装置18には、例えば、画像情報記憶装置18Aが備えられている。そして、制御装置18において画像表示のための処理がなされる。制御装置18、画像情報記憶装置18Aは周知の回路から構成することができる。
 フロント部11の中央部分11’に、必要に応じて、CCDあるいはCMOSセンサから成る固体撮像素子とレンズ(これらは図示せず)とから構成された撮像装置17が、適切な取付部材(図示せず)によって取り付けられている。撮像装置17からの信号は、撮像装置17から延びる配線(図示せず)を介して制御装置(制御回路)18に送出される。
 以下、実施例1の表示装置を構成する画像形成装置111における発光素子300を説明する。
 発光素子300は、第1電極(n側電極)、第2電極(p側電極)、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体301を有し、
 積層構造体301には、積層構造体301の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系114に向けて出射する貫通孔360が形成されており、
 レンズ系114と対向する積層構造体301の部分には、反射防止層(光吸収層)370が形成されている。1つの発光素子300には、複数の貫通孔360が設けられている。また、発光素子300と発光素子300とは、分離溝380によって、電気的に、且つ、光学的に分離されており、光学的クロストークが発生し難い構造となっている。
 ここで、反射防止層370は、積層構造体301において、貫通孔360の縁部まで形成されている。即ち、発光素子300をレンズ系側から眺めたとき、反射防止層370と貫通孔360の頂面が視認される。云い換えれば、発光素子300をレンズ系114から眺めたとき、反射防止層370と貫通孔360の頂面が視認され、積層構造体301の頂面は視認されない。反射防止層370は、具体的には、金属酸化物(例えば、酸化クロム)から成る。
 貫通孔360は、例えば、コア部361、及び、積層構造体301とコア部361との間に配されたクラッド層362から構成されている。コア部361は、例えば、空気で満たされ、あるいは又、コア部361は、SiO2、SiN、Ta25等の誘電性材料で満たされている。一方、クラッド層362は、例えば、SiO2等の絶縁用材料から成る外側クラッド層(積層構造体301と接する層)と、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)等の光を反射する金属等から成る内側クラッド層(コア部361に面する層)から構成されている。具体的には、例えば、コア部361をSiNから構成し、内側クラッド層(コア部361に面する層)を厚さ50nmの銀(Ag)層から構成し、外側クラッド層(積層構造体301と接する層)をSiO2から構成する。但し、貫通孔360の構成、構造は、以上に説明した構成、構造に限定するものではない。
 また、発光素子300は、赤色を発光する発光積層体(第1発光積層体)310、緑色を発光する発光積層体(第2発光積層体)320、及び、青色を発光する発光積層体(第3発光積層体)330の3層を備えた積層構造体301を有する。
 更には、画像形成装置111は、発光素子駆動用回路(図示せず)が設けられた回路基板390を備えており、各発光素子300は、回路基板390に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている。また、画像形成装置111は、光出射側に、積層構造体301を構成する支持基板351を更に備えている。実施例1において、反射防止層370は、より具体的には、支持基板351の表面(レンズ系114と対向する面)351Aの上(頂面上)に形成されている。第3発光積層体330と回路基板390との間には、第2支持基板352が配されている。支持基板351、第2支持基板352及び回路基板390は、例えば、シリコン半導体基板から成る。発光素子300の駆動に適した周知の駆動用回路から成る発光素子駆動用回路は、発光素子300と、例えば、バンプ部を用いて接続されており、あるいは又、発光素子300に接続された銅(Cu)から成るコンタクト部(具体的には、第2支持基板352に形成されている)と、回路基板390に設けられた銅(Cu)から成る接続部とを接続するといった金属接合法によって接続され、あるいは又、TCVを用いた接続法に基づき接続されている。
 第1電極(n側電極)312A,322A,332A、第2電極(p側電極)312B,322B,332B、及び、第1電極312A,322A,332Aと第2電極312B,322B,332Bとの間に設けられた発光層311,321,331から成る発光積層体310,320,330、それ自体の積層構造は、周知の積層構造を有する。発光層は、複数の化合物半導体層を積層した構造、即ち、第1化合物半導体層、活性層及び第2化合物半導体層が積層された構造を有する。
 赤色を発光する発光積層体(第1発光積層体)310を構成する発光層311は、例えば、n型GaAsから成るバッファ層、第1化合物半導体層(例えば、n型AlGaAsから構成された第1クラッド層から成る)/GaAsやAlGaAs、AlGaInPから成る活性層/第2化合物半導体層(例えば、p型AlGaAsから構成された第2クラッド層及びp型GaAsから構成されたキャップ層から成る)といった層構成を有するが、このような層構成に限定するものではない。また、緑色あるいは青色を発光する発光積層体(第2発光積層体,第3発光積層体)320,330を構成する発光層321,331は、例えば、第1化合物半導体層(例えば、n型AlGaNクラッド層及びn型GaNクラッド層から成る)/InGaN量子井戸活性層/第2化合物半導体層(例えば、ノンドープInGaN光ガイド層、p型AlGaN電子障壁層、p型GaN/AlGaN超格子クラッド層及びp型GaNコンタクト層から成る)といった層構成を有するが、このような層構成に限定するものではない。発光層を構成する各種化合物半導体層は、例えば、MOCVD法に基づき成膜することができる。
 以下、積層構造体301を含む発光素子300の製造方法を説明する。
  [工程-100]
 先ず、第1電極312A,322A,332A、第2電極312B,322B,332B、及び、第1電極312A,322A,332Aと第2電極312B,322B,332Bとの間に設けられた発光層311,321,331から成る発光積層体310,320,330を少なくとも1層(実施例1にあっては、3層)備えた積層構造体301を形成する。
 具体的には、予め、第1発光積層体製造用基板上に、第1電極312Aを除き、第1発光積層体310を形成しておき、第2発光積層体製造用基板上に、第1電極322Aを除き、第2発光積層体320を形成しておき、第3発光積層体製造用基板上に、第1電極332Aを除き、第3発光積層体330を形成しておく。
 より具体的には、第1発光積層体製造用基板上に、周知のMOCVD法に基づき発光層311を形成し、発光層311上に第2電極312Bを形成し、第2電極312Bを所望の形状にパターニングする。また、第2発光積層体製造用基板上に、周知のMOCVD法に基づき発光層321を形成し、発光層321上に第2電極322Bを形成し、第2電極322Bを所望の形状にパターニングする。更に、第3発光積層体製造用基板上に、周知のMOCVD法に基づき発光層331を形成し、発光層331上に第2電極332Bを形成し、第2電極332Bを所望の形状にパターニングする。
 そして、第1絶縁層341が形成された支持基板351を準備し、第1絶縁層341を介して支持基板351と第2電極312Bとを接合した後、第1発光積層体製造用基板を周知の方法に基づき除去する。そして、露出した発光層311上に第1電極312Aを形成し、第1電極312Aを所望の形状にパターニングした後、第2絶縁層342を全面に形成する。こうして、支持基板351上に第1発光積層体310を形成することができる。
 次いで、発光素子300と発光素子300とを分離する第1分離溝を形成する。具体的には、支持基板351とは反対側から第1発光積層体310をエッチングすることで第1凹部を形成した後、周知の方法で第1凹部を絶縁材料で埋め込み、第1分離溝を形成する。そして、第1分離溝内に、第1電極312Aに接続された第1A1接続溝(接続部。以下においても同様)、第2電極312Bに接続された第1B1接続溝を形成する。第1A1接続溝、第1B1接続溝は、導電材料で充填されている。
 次いで、第2絶縁層342を介して第1発光積層体310と第2電極322Bとを接合した後、第2発光積層体製造用基板を周知の方法に基づき除去する。そして、露出した発光層321上に第1電極322Aを形成し、第1電極322Aを所望の形状にパターニングした後、第3絶縁層343を全面に形成する。こうして、第1発光積層体310上に第2発光積層体320を形成することができる。
 次いで、発光素子300と発光素子300とを分離する第2分離溝を形成する。具体的には、第1発光積層体310とは反対側から第2発光積層体320をエッチングすることで第2凹部を形成した後、周知の方法で第2凹部を絶縁材料で埋め込み、第2分離溝を形成する。そして、第2分離溝内に、第1電極322Aに接続された第2A2接続溝、第2電極322Bに接続された第2B2接続溝を形成する。また、第2分離溝内に、第1A1接続溝に接続された第1A2接続溝、第1B1接続溝に接続された第1B2接続溝を形成する。これらの接続溝も導電材料で充填されている。
 その後、第3絶縁層343を介して第2発光積層体320と第2電極332Bとを接合した後、第3発光積層体製造用基板を周知の方法に基づき除去する。そして、露出した発光層331上に第1電極332Aを形成し、第1電極332Aを所望の形状にパターニングした後、第4絶縁層344を全面に形成する。こうして、第2発光積層体320上に第3発光積層体330を形成することができる。
 次いで、発光素子300と発光素子300とを分離する第3分離溝を形成する。具体的には、第2発光積層体320とは反対側から第3発光積層体330をエッチングすることで第3凹部を形成した後、周知の方法で第3凹部を絶縁材料で埋め込み、第3分離溝を形成する。そして、第3分離溝内に、第1電極332Aに接続された第3A3接続溝、第2電極332Bに接続された第3B3接続溝を形成する。また、第3分離溝内に、第1A2接続溝に接続された第1A3接続溝、第1B2接続溝に接続された第1B3接続溝、第2A2接続溝に接続された第2A3接続溝、第2B2接続溝に接続された第2B3接続溝を形成する。これらの接続溝も導電材料で充填されている。
 こうして、発光素子300と発光素子300とを分離する分離溝380が形成され、併せて、分離溝380に接続溝が形成される。また、第1発光積層体310、第2発光積層体320及び第3発光積層体330が積層された積層構造体301を得ることができる。分離溝380内には、発光層を構成する化合物半導体材料よりも低屈折率を有する絶縁材料が充填されており、しかも、一部には、遮光性を有する接続溝が形成されているので、発光素子300と発光素子300とは、電気的に分離されるだけでなく、光学的にも分離されており、光学的クロストークが発生し難い構造となっている。
 そして、第4絶縁層344と第2支持基板352とを接合する。次いで、第1A3接続溝、第1B3接続溝、第2A3接続溝、第2B3接続溝、第3A3接続溝及び第3B3接続溝の上方に位置する第2支持基板352の部分にこれらの接続溝に届く接続用溝部を形成した後、接続用溝部を含む第2支持基板352の上に導電材料層を形成して、第2支持基板352の上の導電材料層をパターニングする。こうして、第2支持基板352の上に、導電材料層から成るコンタクト部を形成することができる。第1Aコンタクト部312aは、第1A3接続溝、第1A2接続溝、第1A1接続溝を介して、第1発光積層体310を構成する第1電極312Aと電気的に接続されている。第1Bコンタクト部312bは、第1B3接続溝、第1B2接続溝、第1B1接続溝を介して、第1発光積層体310を構成する第2電極312Bと電気的に接続されている。第2Aコンタクト部322aは、第2A3接続溝、第2A2接続溝を介して、第2発光積層体320を構成する第1電極322Aと電気的に接続されている。第2Bコンタクト部322bは、第2B3接続溝、第2B2接続溝を介して、第2発光積層体320を構成する第2電極322Bと電気的に接続されている。第3Aコンタクト部332aは、第3A3接続溝を介して、第3発光積層体330を構成する第1電極332Aと電気的に接続されている。第3Bコンタクト部332bは、第3B3接続溝を介して、第3発光積層体330を構成する第2電極332Bと電気的に接続されている。
 その後、支持基板351及び第1絶縁層341に分離溝380に届く凹部をエッチング法に基づき形成し、凹部を絶縁材料で埋め込むことで、分離溝380を完成させる。
  [工程-110]
 次に、積層構造体301上に反射防止層(光吸収層)370を形成する。具体的には、反射防止層370を、支持基板351の表面351Aの上に、例えば、スパッタリング法に基づき形成する。
  [工程-120]
 そして、反射防止層370及び積層構造体301に、積層構造体301の積層方向に沿って、発光層311,321,331からの光を外部に向けて出射する貫通孔360を、例えば、RIE法に基づき形成する。貫通孔360を仮想水平面で切断したときの断面形状は円形である。反射防止層370は、積層構造体301において、貫通孔360の縁部まで形成された状態となる。次いで、周知の方法に基づき、貫通孔360の内部に、クラッド層362及びコア部361を順次形成する。クラッド層362は、積層構造体301とコア部361との間に配される。その後、反射防止層370、クラッド層362及びコア部361の頂面を研磨して、平坦にすると、貫通孔360の頂面で出射光が散乱し、効率が低下するといった問題の発生を回避することができ、好ましい。
 以上によって、積層構造体301を含む発光素子300を得ることができる。尚、複数の発光積層体(例えば、第1発光積層体、第2発光積層体及び第3発光積層体)の積層構造を形成する場合、発光積層体製造用基板(支持基板に相当する)上に、第1発光積層体、第2発光積層体及び第3発光積層体を、順次、形成する方法を採用してもよい。
  [工程-130]
 その後、周知の方法に基づき、発光素子300と、発光素子300の駆動に適した周知の駆動用回路から成る発光素子駆動用回路とを接続する。こうして、実施例1の表示装置を構成する画像形成装置111を得ることができる。
 実施例1の表示装置、あるいは、後述する実施例9の光学装置にあっては、レンズ系と対向する積層構造体の部分に反射防止層(光吸収層)が形成されている。また、発光素子の製造方法にあっては、反射防止層(光吸収層)及び積層構造体に貫通孔を形成する。それ故、画像形成装置から出射された光の一部が、レンズ系によって反射され、画像形成装置に戻されても、画像形成装置で反射されることが無くなり、観察者が観察する画像に余分な光が侵入することを確実に防止することができ、高い画質の画像を得ることができる。しかも、発光素子は、相互に、電気的に分離されるだけでなく、光学的にも分離されており、光学的クロストークが発生し難い構造である。尚、支持基板がシリコン半導体基板から構成されているので、反射防止層を形成しない場合、戻り光が、画像形成装置(支持基板)の表面において反射され、再び、レンズ系に入射するといった現象の発生が顕著である。
 実施例2は、実施例1の変形であり、第1-B構成の導光装置に関する。画像形成装置の概念図を図14に示すように、実施例2において、第1偏向手段132は、導光板131に入射された光を反射し、第2偏向手段133は、導光板131の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射、回折する。第1偏向手段132は反射鏡として機能し、第2偏向手段133は半透過鏡として機能する。具体的には、第1偏向手段132は、例えば、合金を含む金属膜(例えば、アルミニウム,Al)から構成され、導光板131に入射された光を反射させる光反射膜(一種のミラー)から構成されている。また、第2偏向手段133は、例えば、誘電体積層膜が多数積層された誘電体多層膜から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのTiO2膜、及び、低誘電率材料としてのSiO2膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された誘電体多層膜に関しては、特表2005-521099に開示されている。第1偏向手段132及び第2偏向手段133は導光板131の内部に配設されている(導光板131の内部に組み込まれている)。図面においては、第2偏向手段133を6層の誘電体積層膜から構成されているとして図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板131を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、参照番号131Aは、レンズ系114と対向する導光板131の第1面を指し、参照番号131Bは、第1面131Aと対向する面を第2面を指す。
 第1偏向手段132は、導光板131の第1偏向手段132を設ける部分を切り出すことで、導光板131に第1偏向手段132を形成すべき斜面を設け、係る斜面に金属膜を形成した後(例えば、真空蒸着法にて成膜することができる)、導光板131の切り出した部分を第1偏向手段132に接着すればよい。また、第2偏向手段133は、導光板131を構成する材料と同じ材料(例えば、ガラス)と誘電体積層膜とが多数積層された部材を成膜し、導光板131の第2偏向手段133を設ける部分を切り出して斜面を形成し、係る斜面に係る部材を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板131の内部に第1偏向手段132及び第2偏向手段133が設けられた導光装置130を得ることができる。
 実施例2において、画像形成装置111は、実施例1と同様の画像形成装置から構成されている。また、導光装置130は、第1偏向手段及び第2偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、実質的な構成、構造は、実施例1の導光装置120と同じである。
 実施例3も、実施例1における画像表示装置の変形である。実施例3の表示装置を正面から眺めた模式図を図15に示し、上方から眺めた模式図を図16に示す。
 実施例3にあっては、画像表示装置200Aを構成する導光装置220は、反射鏡から成る第1偏向手段(図示せず)、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材221、及び、半透過ミラーから成る第2偏向手段223から構成されている。画像形成装置111及びレンズ系114を格納した筐体115はフロント部11に取り付けられている。また、第2偏向手段223は透明な部材221に取り付けられており、透明な部材221は画像形成装置111に取り付けられている。
 実施例3にあっては、筐体115に格納された画像形成装置111(図15及び図16には具体的には図示せず)から出射され、レンズ系114(図15及び図16には具体的には図示せず)を通過した光は、第1偏向手段によって偏向される。第1偏向手段によって偏向された光は、透明な部材221内を伝播し、第2偏向手段223によって偏向され、観察者20の瞳21に向かって出射される。尚、透明な部材221内を伝播すること無く、第1偏向手段によって偏向された光は、空気中を伝播して、第2偏向手段223によって偏向され、観察者20の瞳21に向かって出射される構成とすることもできる。
 実施例3の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例1の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
 実施例4も、実施例1における画像表示装置の変形である。実施例4の表示装置を上方から眺めた模式図を図17に示す。尚、図17において撮像装置17の図示は省略した。
 実施例4においては、画像表示装置200Bを構成する導光装置230は、画像形成装置111から出射された光が入射され、観察者20の瞳21に向かって出射される半透過ミラー233から構成されている。即ち、導光装置230は、ガラス板231を備えており、ガラス板231に半透過ミラー233が形成されている。画像形成装置111は、実施例1において説明した画像形成装置111と同様の構成、構造とすることができる。但し、実施例4にあっては、実施例1と異なり、筐体115内に配置された画像形成装置111から出射された光は、図示しない光ファイバの内部を伝播して、例えば、ノーズパッド近傍のフレーム10の部分11’に取り付けられたレンズ系114に入射し、レンズ系114からの光は半透過ミラー233に入射する。あるいは又、筐体115内に配置された画像形成装置111から出射された光は、図示しない光ファイバの内部を伝播して、例えば、両眼のそれぞれに対応するフレーム10の部分の上方に取り付けられたレンズ系114に入射し、レンズ系114からの光は半透過ミラー233に入射する。あるいは又、筐体115内に配置された画像形成装置111から出射された光は、筐体115内に配置されたレンズ系114を通過して、半透過ミラー233に、直接、入射する。そして、半透過ミラー233によって反射された光が観察者20の瞳21に入射する。実施例4の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例1の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
 実施例5は、実施例1~実施例3の変形である。画像表示装置の概念図を図18に示し、表示装置を上方から眺めた模式図を図19に示し、側方から眺めた模式図を図20に示すように、実施例5の表示装置にあっては、第1偏向手段122,132を覆うように、導光板121,131の第2面121B,131Bの外側に遮光部材401が配置されており、あるいは又、設けられている。ここで、導光板121,131への第1偏向手段122,132の正射影像は、導光板121,131への遮光部材401の正射影像に含まれる。
 具体的には、例えば、画像形成装置111から出射された光が入射される導光装置120,130の領域、具体的には、第1偏向手段122,132が設けられた領域に、導光装置120,130への外光の入射を遮光する遮光部材401が配されている。ここで、遮光部材401の導光装置120,130への射影像内に、画像形成装置111から出射された光が入射される導光装置120,130の領域が含まれる。遮光部材401は、導光装置120,130の画像形成装置111が配された側とは反対側に、導光装置120,130と離間して配されている。遮光部材401は、例えば、不透明なプラスチック材料から作製されており、遮光部材401は、画像形成装置111の筐体115から一体に延び、あるいは又、画像形成装置111の筐体115に取り付けられ、あるいは又、フレーム10から一体に延び、あるいは又、フレーム10に取り付けられ、あるいは又、導光装置120,130に取り付けられている。尚、図示した例では、遮光部材401は、画像形成装置111の筐体115から一体に延びている。このように、画像形成装置から出射された光が入射される導光装置120,130の領域には、導光装置120,130への外光の入射を遮光する遮光部材401が配されているので、画像形成装置111から出射された光が入射される導光装置120,130の領域、具体的には、第1偏向手段122,132には外光が入射しないので、不所望の迷光等が発生し、表示装置における画像表示品質の低下を招くことが無い。
 あるいは又、図21に示すように、遮光部材402は、画像形成装置111が配された側とは反対側の導光装置120,130の部分に配されている。具体的には、不透明なインクを、導光装置120,130(具体的には、導光板121,131の第2面121B,131Bを覆う透明保護部材124)に印刷することで、遮光部材402を形成することができる。導光板121,131の外縁部と透明保護部材124の外縁部とは、封止部材125によって封止され、あるいは、接着されている。尚、遮光部材401との遮光部材402とを組み合わせることもできる。遮光部材401,402を、実施例3において説明した導光装置220に適用することもできる。
 実施例6は、実施例1~実施例5の変形である。実施例6の画像表示装置の概念図を図22に示し、実施例6の表示装置を上方から眺めた模式図を図23に示し、側方から眺めた模式図を図24Aに示す。また、導光装置及び調光装置の模式的な正面図を図24Bに示し、調光装置の模式的な断面図を図25Aに示し、調光装置の模式的な平面図を図25Bに示す。
 実施例6にあっては、導光板121,131の第2面側に調光装置500が配されている。調光装置500は、外部から入射する外光の光量を調整する。そして、導光装置120,130の虚像形成領域は調光装置500と重なっており、画像形成装置111から出射される光に基づき虚像形成領域の一部分において虚像が形成されるとき、調光装置500への虚像の投影像が含まれる調光装置500の虚像投影領域511の遮光率が、調光装置500の他の領域512の遮光率よりも高くなるように、調光装置500が制御される。尚、調光装置500において虚像投影領域511の位置は固定されたものでなく、虚像の形成位置に依存して変化し、また、虚像投影領域511の数も、虚像の数(あるいは一連の虚像群の数、ブロック化された虚像群の数等)に依存して変化する。
 調光装置500の動作時、調光装置500の他の領域512の遮光率は、調光装置500への虚像の投影像が含まれる調光装置500の虚像投影領域の遮光率を「1」としたとき、例えば、0.95以下である。あるいは又、調光装置500の他の領域の遮光率は、例えば、30%以下である。一方、調光装置500の動作時、調光装置500の虚像投影領域511の遮光率は、35%乃至99%、例えば、80%とされる。このように、虚像投影領域511の遮光率は、一定であってもよいし、後述するように、表示装置の置かれた環境の照度に依存して変化させてもよい。
 実施例6あるいは後述する実施例7~実施例8において、導光装置120,130の画像形成装置111が配された側とは反対側には、外部から入射する外光の光量を調整する一種の光シャッタである調光装置500が配設されている。即ち、調光装置500は、観察者20とは反対側の導光装置120,130の領域に配置されている。このように、観察者側から、導光装置120,130、調光装置500の順に配されているが、調光装置500、導光装置120,130の順に配してもよい。そして、透明保護部材124は、調光装置500の第1基板501を兼ねており、これによって、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。また、第2基板503を透明保護部材124よりも薄くすることができる。実施例7~実施例8においても同様とすることができる。但し、これに限定するものではなく、透明保護部材124と調光装置500の第1基板501とを、別の部材から構成することもできる。調光装置500の大きさは、導光板121,131と同じであってもよいし、大きくてもよいし、小さくてもよい。要は、調光装置500の射影像内に虚像形成領域(第2偏向手段123,133)が位置すればよい。調光装置500にコネクタ(図示せず)を取り付け、調光装置500の遮光率を制御するための制御回路(具体的には、制御装置18)にこのコネクタ及び配線を介して調光装置500を電気的に接続する。
 実施例6あるいは後述する実施例7~実施例8において、調光装置500は、模式的な断面図を図25Aに示し、模式的な平面図を図25Bに示すように、
 第1基板501、
 第1基板501と対向する第2基板503、
 第2基板503と対向する第1基板501の対向面に設けられた第1透明電極502、
 第1基板501と対向する第2基板503の対向面に設けられた第2透明電極504、及び、
 第1透明電極502と第2透明電極504とによって挟まれた調光層505、
から成る。そして、
 第1透明電極502は、第1の方向に延びる複数の帯状の第1透明電極セグメント502Aから構成されており、
 第2透明電極504は、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる複数の帯状の第2透明電極セグメント504Aから構成されており、
 第1透明電極セグメント502Aと第2透明電極セグメント504Aの重複領域(調光装置の遮光率が変化する最小単位領域508)に対応する調光装置の部分の遮光率の制御は、第1透明電極セグメント502A及び第2透明電極セグメント504Aに印加する電圧の制御に基づき行われる。即ち、遮光率の制御を単純マトリクス方式に基づき行われる。第1の方向と第2の方向とは直交しており、具体的には、第1の方向は横方向(X軸方向)に延び、第2の方向は縦方向(Z軸方向)に延びる。
 第2基板503はプラスチック材料から成る。また、第1透明電極502及び第2透明電極504は、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)から構成された透明電極から成り、スパッタリング法といったPVD法とリフトオフ法との組合せに基づき形成されている。第2透明電極504と第2基板503の間には、SiN層、SiO2層、Al23層、TiO2層あるいはこれらの積層膜から成る保護層506が形成されている。保護層506を形成することで、イオンの行き来を阻止するイオン遮断性、防水性、防湿性及び耐傷性を調光装置500に付与することができる。また、透明保護部材124(第1基板501)と第2基板503とは、外縁部において、紫外線硬化型エポキシ樹脂や、紫外線と熱とによって硬化するエポキシ樹脂といった紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂から成る封止材507によって封止されている。第1透明電極502及び第2透明電極504は、図示しないコネクタ、配線を介して制御装置18に接続されている。
 調光装置500の遮光率(光透過率)は、第1透明電極502及び第2透明電極504に印加する電圧によって制御することができる。具体的には、例えば、第1透明電極502を接地した状態で、第2透明電極504に電圧を印加すると、調光層505の遮光率が変化する。第1透明電極502と第2透明電極504との間の電位差を制御してもよいし、第1透明電極502に印加する電圧と第2透明電極504に印加する電圧とを独立に制御してもよい。
 尚、調光装置500における虚像形成領域(第2偏向手段123,133)の横方向の画素数をM0、縦方向の画素数をN0としたとき、調光装置500の遮光率が変化する最小単位領域508の数M1×N1は、M1/M0=k,N1/N0=k’としたとき、例えば、M0=M1(即ち、k=1),N0=N1(即ち、k’=1)である。但し、これに限定するものではなく、1.1≦k、好ましくは1.1≦k≦1.5、より好ましくは1.15≦k≦1.3、1.1≦k’、好ましくは1.1≦k’≦1.5、より好ましくは1.15≦k’≦1.3を満足する形態とすることができる。kの値とk’の値とは、同じであってもよいし、異なっていてもよく、実施例においては、k=k’=1とした。
 実施例6あるいは後述する実施例7~実施例8において、調光装置500は、エレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタから成る。具体的には、調光層はエレクトロクロミック材料を含む。より具体的には、調光層は、第2透明電極側から、WO3層505A/Ta25層505B/IrXSn1-XO層505Cの積層構造を有する。WO3層505Aは還元発色する。また、Ta25層505Bは固体電解質を構成し、IrXSn1-XO層505Cは酸化発色する。
 IrXSn1-XO層中では、IrとH2Oとが反応して、水酸化イリジウムIr(OH)nとして存在する。第2透明電極504に負の電位を、第1透明電極502に正の電位を加えると、IrXSn1-XO層からTa25層へのプロトンH+の移動、第1透明電極502への電子放出が生じ、次の酸化反応が進んで、IrXSn1-XO層は着色する。
Ir(OH)n → IrOX(OH)n-X(着色) + X・H+ + X・e-
 一方、Ta25層中のプロトンH+がWO3層中へ移動し、第2透明電極504から電子がWO3層に注入され、WO3層では、次の還元反応が進んでWO3層は着色する。
WO3 + X・H+ + X・e- → HXWO3(着色)
 これとは逆に、第2透明電極504に正の電位を、第1透明電極502に負の電位を加えると、IrXSn1-XO層では、上記と逆向きに還元反応が進み、消色し、WO3層では、上記と逆向きに酸化反応が進み、消色する。尚、Ta25層にはH2Oが含まれており、第1透明電極、第2透明電極に電圧を印加することで電離し、プロトンH+、OH-イオンの状態が含まれ、着色反応及び消色反応に寄与している。
 画像表示装置100A,100Bにおいて表示する画像に関する情報やデータ、あるいは又、受信装置が受け取るべき信号は、例えば、所謂クラウドコンピュータやサーバーに記録、保管、保存されており、表示装置が通信手段(送受信装置)、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、制御装置(制御回路、制御手段)18に通信手段(受信装置)を組み込むことで、通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーと表示装置との間での各種情報やデータ、信号の授受、交換を行うことができるし、各種情報やデータに基づく信号、即ち、画像表示装置100A,100Bにおいて画像を表示するための信号を受け取ることができるし、受信装置は信号を受け取ることができる。
 具体的には、観察者が、携帯電話機やスマートフォンに、入手すべき「情報」を要求する旨の入力を行うと、携帯電話機やスマートフォンは、クラウドコンピュータやサーバーにアクセスし、「情報」をクラウドコンピュータやサーバーから入手する。こうして、制御装置18は、画像表示装置100A,100Bにおいて画像を表示するための信号を受け取る。制御装置18にあっては、この信号に基づいて周知の画像処理を行い、画像形成装置111に「情報」を画像として表示する。この「情報」を画像は、導光装置120,130において、画像形成装置111から出射される光に基づき、制御装置18によって制御された所定の位置に虚像として表示される。即ち、虚像形成領域(第2偏向手段123,133)の一部分において虚像が形成される。
 そして、調光装置500が設けられている場合、調光装置500への虚像の投影像が含まれる調光装置500の虚像投影領域511の遮光率が、調光装置500の他の領域512の遮光率よりも高くなるように、調光装置500が制御される。具体的には、制御装置18によって、第1透明電極502及び第2透明電極504に印加される電圧を制御する。ここで、画像形成装置111において画像を表示するための信号に基づき、調光装置500の虚像投影領域511の大きさ及び位置が決定される。
 場合によっては、画像表示装置100A,100Bにおいて画像を表示するための信号が、表示装置(具体的には、制御装置18や画像情報記憶装置18A)に記憶されていてもよい。
 あるいは又、表示装置に備えられた撮像装置17によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出し、クラウドコンピュータやサーバーにおいて撮像装置17によって撮像された画像に該当する各種情報やデータを検索し、検索された各種情報やデータを通信手段を介して表示装置に送出し、検索された各種情報やデータを画像表示装置100A,100Bにおいて画像を表示してもよい。また、このような形態と「情報」の入力を併用すれば、例えば、観察者のいる場所等や観察者がどの方向を向いているか等の情報を加重することができるので、一層高い精度で、「情報」を画像形成装置111において表示することができる。
 画像形成装置111から出射された光に基づき導光装置120,130に虚像が形成される前に、調光装置500の虚像投影領域511の遮光率が増加される形態を採用してもよい。調光装置500の虚像投影領域511の遮光率が増加されてから虚像が形成されるまでの時間として、0.5秒乃至30秒を例示することができるが、この値に限定するものではない。このように、予め、虚像が導光装置のどの位置に、いつ、形成されるかを観察者は知ることができるので、観察者の虚像視認性の向上を図ることができる。調光装置500の虚像投影領域511の遮光率は、時間の経過に従い、順次、増加する形態とすることができる。即ち、所謂フェードイン状態とすることができる。
 虚像が形成されていない場合、調光装置500全体の遮光率を、調光装置500の他の領域の遮光率と同じ値とすればよい。虚像の形成が終了し、虚像が消滅したとき、調光装置500への虚像の投影像が含まれていた調光装置500の虚像投影領域511の遮光率を、直ちに、調光装置500の他の領域の遮光率と同じ値としてもよいが、経時的に(例えば、3秒間で)調光装置500の他の領域の遮光率と同じ値となるように制御してもよい。即ち、所謂フェードアウト状態とすることができる。
 画像形成装置111から出射された光に基づき導光装置120,130に一の虚像が形成され、次いで、一の虚像と異なる次の虚像が形成される場合を想定する。この場合、一の虚像に対応する調光装置500の虚像投影領域511の面積をS1、次の虚像に対応する調光装置500の虚像投影領域511の面積をS2としたとき、
 S2/S1<0.8、又は、1<S2/S1の場合、次の虚像が形成される調光装置500の虚像投影領域511は、調光装置500への次の虚像の投影像が含まれる調光装置500の領域であり(図26A、図26B及び図26C参照)、
 0.8≦S2/S1≦1の場合、次の虚像が形成される調光装置500の虚像投影領域511は、調光装置500への一の虚像の投影像が含まれた調光装置500の領域である形態とすることができる。即ち、一の虚像の形成から次の虚像の形成において、虚像投影領域の面積が0%減乃至20%減の場合には、一の虚像に対応した虚像投影領域を保持する形態とすることができる(即ち、図26Aに示した状態のままとする)。
 また、図27に示すように、導光装置120,130に形成される虚像に外接する仮想矩形513を想定したとき、調光装置500の虚像投影領域511は、仮想矩形513よりも大きい構成とすることができる。そして、この場合、導光装置120,130に形成される虚像に外接する仮想矩形513の横方向及び縦方向の長さをL1-T及びL1-Lとし、調光装置500の虚像投影領域511の形状を、横方向及び縦方向の長さがL2-T及びL2-Lの矩形形状としたとき、
1.0≦L2-T/L1-T≦1.5
1.0≦L2-L/L1-L≦1.5
を満足することが好ましい。尚、図27においては、虚像として、「ABCD」が形成されている状態を示す。
 調光装置500は、常時、動作状態にあってもよいし、観察者の指示(操作)によって動作/不動作(オン/オフ)状態が規定されてもよいし、通常は不動作状態にあり、画像表示装置100A,100Bにおいて画像を表示するための信号に基づき、動作を開始してもよい。観察者の指示(操作)によって動作/不動作状態を規定するためには、例えば、表示装置はマイクロフォンを更に備えており、マイクロフォンを介した音声入力によって、調光装置500の動作の制御を行えばよい。具体的には、観察者の肉声に基づく指示によって、調光装置500の動作/不動作の切替えを制御すればよい。あるいは又、入手すべき情報を音声入力によって入力してもよい。あるいは又、表示装置は、赤外線入出射装置を更に備えており、赤外線入出射装置によって、調光装置500の動作の制御を行えばよい。具体的には、赤外線入出射装置によって、観察者の瞬きを検出することで、調光装置500の動作/不動作の切替えを制御すればよい。
 以上のとおり、実施例6の表示装置にあっては、画像形成装置から出射される光に基づき虚像形成領域の一部分において虚像が形成されるとき、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域の遮光率が調光装置の他の領域の遮光率よりも高くなるように調光装置が制御されるので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができ、しかも、高遮光率の領域が調光装置全体ではなく、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域といった狭い領域のみが高遮光率の領域となるので、表示装置を使用する観察者は外部環境を、確実に、且つ、安全に認識することができる。
 フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた2つのテンプル部、及び、ノーズパッドを備えており;調光装置500はフロント部に配設されている形態とすることができる。また、導光装置は調光装置500に取り付けられている形態とすることができる。尚、導光装置は、密着した状態で調光装置500に取り付けられていてもよいし、隙間を開けた状態で調光装置500に取り付けられていてもよい。更には、これらの場合、前述したとおり、フロント部はリムを有し;調光装置500がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、あるいは又、導光板121,131(第1基板501)及び第2基板503の少なくとも一方がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、調光装置500及び導光板121,131がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、導光板121,131がリムに嵌め込まれている形態とすることができる。
 調光層505を、液晶表示装置から成る光シャッタから構成することもできる。この場合、具体的には、調光層505を、例えば、TN(ツイステッド・ネマチック)型液晶材料やSTN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型液晶材料から成る液晶材料層から構成することができる。第1透明電極502及び第2透明電極504はパターニングされており、調光装置500の一部の領域512の遮光率(光透過率)を、他の領域の遮光率とは異なった状態に変化させることができる。あるいは又、第1透明電極502及び第2透明電極504のいずれか一方をパターニングされていない所謂ベタ電極とし、他方をパターニングし、他方をTFTに接続する。そして、調光装置500の遮光率が変化する最小単位領域508の遮光率の制御をTFTによって行う。即ち、遮光率の制御をアクティブマトリクス方式に基づき行ってもよい。アクティブマトリクス方式に基づく遮光率の制御は、実施例6あるいは後述する実施例7~実施例8において説明する調光装置500に適用することができることは云うまでもない。
 また、エレクトロウェッティング現象によって遮光率(光透過率)を制御する光シャッタを用いることもできる。具体的には、第1透明電極及び第2透明電極を設け、第1透明電極と第2透明電極との間は、絶縁性の第1の液体、及び、導電性の第2の液体で満たされている構造とする。そして、第1透明電極と第2透明電極との間に電圧を印加することで、第1の液体と第2の液体によって形成される界面の形状が、例えば、平面状から湾曲した状態に変化することで、遮光率(光透過率)を制御することができる。あるいは又、金属(例えば、銀粒子)の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象に基づく電着方式(エレクトロデポジション・電界析出)を応用した光シャッタを用いることもできる。具体的には、有機溶剤中にAg+及びI-を溶解しておき、電極に適切な電圧を印加することで、Ag+を還元してAgを析出させることで、調光装置の遮光率(光透過率)を低くし、一方、Agを酸化してAg+として溶解させることで、調光装置の遮光率(光透過率)を高くする。
 場合によっては、調光装置を通過する光を、調光装置によって所望の色に着色する構成とすることができ、この場合、調光装置によって着色される色を可変とすることができる。具体的には、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層すればよい。
 導光装置の光が出射される領域に、調光装置が着脱自在に配設されていてもよい。このように、調光装置を着脱自在に配設するためには、例えば、透明なプラスチックから作製されたビスを用いて調光装置を導光装置に取り付け、調光装置の光透過率を制御するための制御回路(例えば、画像形成装置を制御するための制御装置18に含まれている)にコネクタ及び配線を介して接続すればよい。
 以上に説明した実施例7の調光装置を、実施例3~実施例5において説明した表示装置に適用することができることは云うまでもない。
 実施例7は、実施例6の変形である。実施例7の表示装置を上方から眺めた模式図を図28Aに示す。また、環境照度測定センサを制御する回路の模式図を図28Bに示す。
 実施例7の表示装置は、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサ521を更に備えており、環境照度測定センサ521の測定結果に基づき、調光装置500の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、環境照度測定センサ521の測定結果に基づき、画像形成装置111によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する環境照度測定センサ521は、例えば、導光装置120,130の外側端部や、調光装置500の外側端部に配置すればよい。環境照度測定センサ521は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置18に接続されている。制御装置18には、環境照度測定センサ521を制御する回路が含まれる。この環境照度測定センサ521を制御する回路は、環境照度測定センサ521からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置500及び/又は画像形成装置111を制御する環境照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置500の制御にあっては、調光装置500の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置111の制御にあっては、画像形成装置111によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置500における遮光率の制御と画像形成装置111における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。
 例えば、環境照度測定センサ521の測定結果が所定値(第1の照度測定値)以上になったとき、調光装置500の遮光率を所定の値(第1の遮光率)以上とする。一方、環境照度測定センサ521の測定結果が所定値(第2の照度測定値)以下になったとき、調光装置500の遮光率を所定の値(第2の遮光率)以下とする。ここで、第1の照度測定値として10ルクスを挙げることができるし、第1の遮光率として99%乃至70%のいずれかの値を挙げることができるし、第2の照度測定値として0.01ルクスを挙げることができるし、第2の遮光率として49%乃至1%のいずれかの値を挙げることができる。
 尚、実施例7における環境照度測定センサ521を、実施例1~実施例5において説明した表示装置に適用することができる。また、表示装置が撮像装置17を備えている場合、撮像装置17に備えられた露出測定用の受光素子から環境照度測定センサ521を構成することもできる。
 実施例7あるいは次に述べる実施例8の表示装置にあっては、環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、環境照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御するので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができるだけでなく、表示装置の置かれた周囲の環境の照度に依存して虚像の観察状態の最適化を図ることができる。
 実施例8も、実施例6の変形である。実施例8の表示装置を上方から眺めた模式図を図29Aに示す。また、透過光照度測定センサを制御する回路の模式図を図29Bに示す。
 実施例8の表示装置は、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する、即ち、環境光が調光装置を透過して所望の照度まで調整されて入射しているかを測定する透過光照度測定センサ522を更に備えており、透過光照度測定センサ522の測定結果に基づき、調光装置500の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、また、透過光照度測定センサ522の測定結果に基づき、画像形成装置111によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する透過光照度測定センサ522は、導光装置120,130よりも観察者側に配置されている。具体的には、透過光照度測定センサ522は、例えば、筐体115の内側面や、導光板121,131の観察者側の面に配置すればよい。透過光照度測定センサ522は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置18に接続されている。制御装置18には、透過光照度測定センサ522を制御する回路が含まれる。この透過光照度測定センサ522を制御する回路は、透過光照度測定センサ522からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置500及び/又は画像形成装置111を制御する透過光照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置500の制御において、調光装置500の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置111の制御において、画像形成装置111によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置500における遮光率の制御と画像形成装置111における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。更に、透過光照度測定センサ522の測定結果が環境照度測定センサ521の照度から鑑みて所望の照度まで制御できていない場合、即ち、透過光照度測定センサ522の測定結果が所望の照度になっていない場合、若しくは、更に一層の微妙な照度調整が望まれる場合には、透過光照度測定センサ522の値をモニターしながら調光装置の遮光率を調整すればよい。透過光照度測定センサを、少なくとも2つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。
 尚、実施例8における透過光照度測定センサ522を、実施例1~実施例5において説明した表示装置に適用することができる。あるいは又、実施例8における透過光照度測定センサ522と実施例7における環境照度測定センサ521とを組み合わせてもよく、この場合、種々の試験を行い、調光装置500における遮光率の制御と画像形成装置111における画像の輝度の制御を、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。右眼用の調光装置と左眼用の調光装置のそれぞれにおいて、第1透明電極及び第2透明電極に印加する電圧を調整することで、右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率の均等化を図ることができる。第1透明電極と第2透明電極との間の電位差を制御してもよいし、第1透明電極に印加する電圧と第2透明電極に印加する電圧とを独立に制御してもよい。右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率は、例えば、透過光照度測定センサ522の測定結果に基づき、制御することができるし、あるいは又、観察者が、右眼用の調光装置及び導光装置を通過した光の明るさ及び左眼用の調光装置及び導光装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて制御、調整することもできる。
 実施例9は、本開示の光学装置、具体的には、プロジェクタに関する。実施例9の光学装置(プロジェクタ)の概念図を図30に示すように、画像形成装置111’、及び、画像形成装置111’からの画像を外部(例えば、スクリーン)に投影するレンズ系114’を備えている。画像形成装置111’は、実施例1において説明した画像形成装置111’と実質的に同様の構成、構造を有する。具体的には、画像形成装置111’は、2次元マトリクス状に配列された複数(例えば、1920×1080個)の画素を有する。各画素は、実施例1において説明した発光素子300から構成されている。画像形成装置111’及びレンズ系114’は、図示しない筐体内に納められている。画像形成装置111’を構成する発光素子300から出射された光は、レンズ系114’に入射し、レンズ系114’から出射された光がスクリーンに投影される。実施例9の光学装置を、例えば、DVDプレーヤーやパーソナルコンピュータに接続することで、DVDプレーヤーやパーソナルコンピュータから出力された画像信号に基づき、画像をスクリーンに投影することができる。あるいは又、実施例9の光学装置から出射された画像を観察者が直接観察するディスプレイ装置として、実施例9の光学装置を用いることもでき、この場合、レンズ系114’を省略することも、場合によっては可能である。
 以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した光学装置、表示装置(頭部装着型ディスプレイ)、画像表示装置、画像形成装置、導光装置、積層構造体の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム(米国特許第20040062505A1参照)を配置してもよい。導光装置にあっては、回折格子部材を透過型回折格子部材から構成することもできるし、あるいは又、第1偏向手段及び第2偏向手段の内の或る偏向手段を反射型回折格子部材から構成し、残りを透過型回折格子部材から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子部材を、反射型ブレーズド回折格子部材とすることもできる。本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、導光装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、導光装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。
 本開示の光学装置あるいは表示装置において、発光素子を仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図を図31に示すように、発光素子は、更に、貫通孔360から出射された光を集光する集光レンズ363を備えていてもよい。また、発光素子を仮想垂直面で切断したときの模式的な一部断面図を図32に示すように、反射防止層(光吸収層)370、コア部361及びクラッド層362の頂面に、例えばSiO2から成る保護膜371を形成してもよい。保護膜371の上にARコーティング層を形成してもよいし、保護膜371の頂面にモスアイ構造あるいは微細な凹凸構造を形成してもよい。
 偏向手段の作製において、フォトポリマーを2層、重ね合わせ、下層を構成するフォトポリマーフィルムと上層を構成するフォトポリマーフィルムに照射する紫外線照射量を異ならせることにより、熱処理をした後の回折格子部材のスラント角が異なり、表面における干渉縞の表面ピッチΛが互いに等しい2層の回折格子層を形成することができる。そして、これによって、回折波長の幅と効率を調整することが可能となり、光源の波長に合わせることにより、高輝度の導光装置を作ることが可能となる。具体的には、紫外線の照射量を、365nmの波長で5J程度の差をつけることにより、30nm程度波長差を得ることができる。熱処理、通常のオーブンで100゜Cから120゜Cの温度で処理を実施する。
 実施例4において説明した導光装置を構成する導光装置の変形例を上から眺めた模式図を図33Aに示す。尚、図33A、図33Bにおいては、調光装置の図示を省略している。
 図33Aに示す例にあっては、画像形成装置111及びレンズ系114を通過した光が導光部材612を進行し、半透過ミラー613に衝突し、一部の光が半透過ミラー613を通過し、反射板614に衝突して反射され、半透過ミラー613に再び衝突し、一部の光が半透過ミラー613によって反射され、観察者20の瞳21へと向かう。導光装置は、以上のとおり、導光部材612、半透過ミラー613及び反射板614から構成されており、半透過ミラー613が導光装置の虚像形成領域に相当する。
 あるいは又、実施例4の表示装置の別の変形例における導光装置を上から眺めた模式図及び正面から眺めた模式図を、図33B及び図33Cに示す。この導光装置は、6面体のプリズム622及び凸レンズ625から構成されている。画像形成装置111及びレンズ系114を通過した光は、プリズム622に入射し、プリズム面623に衝突して反射され、プリズム622を進行し、プリズム面624に衝突して反射され、凸レンズ625を介して観察者20の瞳21に到達する。プリズム面623とプリズム面624とは、向かい合う方向に傾斜が付けられており、プリズム622の平面形状は、台形、具体的には、等脚台形である。プリズム面623,624にはミラーコーティングが施されている。瞳21と対向するプリズム622の部分の厚さ(高さ)を、人間の平均的な瞳孔径である4mmより薄くすれば、観察者20は、外界の像とプリズム622からの虚像とを重畳して見ることができる。
 尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[A01]《光学装置》
 画像形成装置、及び、
 画像形成装置からの画像を外部に投影するレンズ系、
を備えた光学装置であって、
 画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
 各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
 積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
 レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている光学装置。
[A02]反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている[A01]に記載の光学装置。
[A03]発光素子は、赤色を発光する発光積層体、緑色を発光する発光積層体、及び、青色を発光する発光積層体の3層を備えた積層構造体を有する[A01]又は[A02]に記載の光学装置。
[A04]発光素子は、更に、貫通孔から出射された光を集光する集光レンズを備えている[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の光学装置。
[A05]画像形成装置は、発光素子駆動用回路が設けられた回路基板を更に備えており、
 各発光素子は、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている[A01]乃至[A04]のいずれか1項に記載の光学装置。
[A06]画像形成装置は、光出射側に、積層構造体を構成する支持基板を更に備えている[A01]乃至[A05]のいずれか1項に記載の光学装置。
[B01]《表示装置》
 (イ)観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
 (ロ)フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
 画像表示装置は、
 (A)画像形成装置、
 (B)画像形成装置からの画像を観察者の瞳に導く導光装置、及び、
 (C)画像形成装置からの画像を導光装置に入射させるレンズ系、
を備えており、
 画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
 各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
 積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
 レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている表示装置。
[B02]反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている[B01]に記載の表示装置。
[B03]発光素子は、赤色を発光する発光積層体、緑色を発光する発光積層体、及び、青色を発光する発光積層体の3層を備えた積層構造体を有する[B01]又は[B02]に記載の表示装置。
[B04]発光素子は、更に、貫通孔から出射された光を集光する集光レンズを備えている[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B05]画像形成装置は、発光素子駆動用回路が設けられた回路基板を更に備えており、
 各発光素子は、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている[B01]乃至[B04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[B06]画像形成装置は、光出射側に、積層構造体を構成する支持基板を更に備えている[B01]乃至[B05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C01]外部から入射する外光の光量を調整する調光装置を更に備えており、
 導光装置における画像形成装置から出射される光に基づき虚像が形成される虚像形成領域は、調光装置と重なっており、
 画像形成装置から出射される光に基づき、虚像形成領域の一部分において虚像が形成されるとき、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域の遮光率が、調光装置の他の領域の遮光率よりも高くなるように、調光装置が制御される[B01]乃至[B06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C02]調光装置の動作時、調光装置の他の領域の遮光率は、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域の遮光率を「1」としたとき、0.95以下である[C01]に記載の表示装置。
[C03]調光装置の動作時、調光装置の虚像投影領域の遮光率は、35%乃至99%である[C01]又は[C02]に記載の表示装置。
[C04]画像形成装置から出射された光に基づき導光装置に虚像が形成される前に、調光装置の虚像投影領域の遮光率が増加される[C01]乃至[C03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C05]画像形成装置から出射された光に基づき導光装置に一の虚像が形成され、次いで、一の虚像と異なる次の虚像が形成されるときであって、一の虚像に対応する調光装置の虚像投影領域の面積をS1、次の虚像に対応する調光装置の虚像投影領域の面積をS2としたとき、
 S2/S1<0.8、又は、1<S2/S1の場合、次の虚像が形成される調光装置の虚像投影領域は、調光装置への次の虚像の投影像が含まれる調光装置の領域であり、
 0.8≦S2/S1≦1の場合、次の虚像が形成される調光装置の虚像投影領域は、調光装置への一の虚像の投影像が含まれた調光装置の領域である[C01]乃至[C04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C06]導光装置に形成される虚像に外接する仮想矩形を想定したとき、調光装置の虚像投影領域は、仮想矩形よりも大きい[C01]乃至[C05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C07]導光装置に形成される虚像に外接する仮想矩形の横方向及び縦方向の長さをL1-T及びL1-Lとし、調光装置の虚像投影領域の形状を、横方向及び縦方向の長さがL2-T及びL2-Lの矩形形状としたとき、
1.0≦L2-T/L1-T≦1.5
1.0≦L2-L/L1-L≦1.5
を満足する[C06]に記載の表示装置。
[C08]調光装置は、
 第1基板、
 第1基板と対向する第2基板、
 第2基板と対向する第1基板の対向面に設けられた第1透明電極、
 第1基板と対向する第2基板の対向面に設けられた第2透明電極、及び、
 第1透明電極と第2透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る[C01]乃至[C07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C09]第1透明電極は、第1の方向に延びる複数の帯状の第1透明電極セグメントから構成されており、
 第2透明電極は、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる複数の帯状の第2透明電極セグメントから構成されており、
 第1透明電極セグメントと第2透明電極セグメントの重複領域に対応する調光装置の部分の遮光率の制御は、第1透明電極セグメント及び第2透明電極セグメントに印加する電圧の制御に基づき行われる[C08]に記載の表示装置。
[C10]表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、
 環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する[C01]乃至[C09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C11]表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、
 環境照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する[C01]乃至[C10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C12]外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、
 透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する[C01]乃至[C11]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C13]外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、
 透過光照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する[C01]乃至[C12]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C14]透過光照度測定センサは、導光装置よりも観察者側に配置されている[C12]又は[C13]に記載の表示装置。
[C15]調光装置を通過する光は、調光装置によって所望の色に着色される[C01]乃至[C14]のいずれか1項に記載の表示装置。
[C16]調光装置によって着色される色は可変である[C15]に記載の表示装置。
[C17]調光装置によって着色される色は固定である[C15]に記載の表示装置。
[D01]少なくとも観察者の瞳と対向する導光装置の領域には、外部から入射する外光の光量を調整する調光装置が配設されている[B01]乃至[B06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D02]調光装置は、
 導光装置と対向する第1基板、及び、第1基板と対向する第2基板、
 第1基板及び第2基板のそれぞれに設けられた電極、並びに、
 第1基板と第2基板との間に封止された光透過制御材料層、
から成る[D01]に記載の表示装置。
[D03]第1基板は、導光装置の構成部材を兼ねている[D02]に記載の表示装置。
[D04]第2基板は第1基板よりも薄い[D02]又は[D03]に記載の表示装置。
[D05]調光装置は、光透過制御材料層が液晶材料層から成る光シャッタから構成されている[D01]乃至[D04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D06]調光装置は、光透過制御材料層が無機エレクトロルミネッセンス材料層から成る光シャッタから構成されている[D01]乃至[D04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D07]表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の光透過率を制御し、あるいは又、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する[D01]乃至[D06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D08]外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の光透過率を制御し、及び/又は、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する[D01]乃至[D07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D09]透過光照度測定センサは、導光装置よりも観察者側に配置されている[D08]に記載の表示装置。
[D10]調光装置を構成する基板の一方によって第1偏向手段及び第2偏向手段が被覆されている[D01]乃至[D09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[D11]調光装置の射影像内に第2偏向手段が位置し、あるいは又、第2偏向手段の射影像内に調光装置が位置する[D01]乃至[D10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E01]導光装置を基準として観察者とは反対側には、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配されている[B01]乃至[D11]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E02]画像形成装置から出射された光が入射する導光装置の領域には、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配されている[B01]乃至[D11]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E03]遮光部材の導光装置への射影像内に、画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域が含まれる[E01]又は[E02]に記載の表示装置。
[E04]遮光部材は、導光装置を基準として観察者とは反対側に、導光装置と離間して配されている[E01]乃至[E03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E05]遮光部材は、導光装置を基準として観察者とは反対側の導光装置の部分に配されている[E01]乃至[E04]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E06]画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域には、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配されており、
 遮光部材の導光装置への射影像内に、調光装置の端部の導光装置への射影像が含まれる[E01]乃至[E05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[E07]画像形成装置から出射された光が入射される導光装置の領域には、導光装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配されており、
 遮光部材は調光装置に配されている[C01]乃至[D11]のいずれか1項に記載の表示装置。
[F01]《発光素子の製造方法》
 第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を少なくとも1層備えた積層構造体を形成した後、
 積層構造体上に反射防止層を形成し、次いで、
 反射防止層及び積層構造体に、積層構造体の積層方向に沿って、発光層からの光を外部に向けて出射する貫通孔を形成する、
各工程から成る発光素子の製造方法。
[G01]《発光素子》
 第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
 積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光を外部に出射する貫通孔が形成されており、
 光出射側の積層構造体には、反射防止層が形成されている発光素子。
[G02]反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている[G01]に記載の発光素子。
10・・・フレーム、10’・・・ノーズパッド、11・・・フロント部、11’・・・フロント部の中央部分、12・・・蝶番、13・・・テンプル部、14・・・モダン部、15・・・配線(信号線や電源線等)、16・・・ヘッドホン部、16’・・・ヘッドホン部用配線、17・・・撮像装置、18・・・制御装置(制御回路、制御手段)、18A・・・画像情報記憶装置、19・・・取付け部材、20・・・観察者、21・・・瞳、100A,100B,200A,200B・・・画像表示装置、111,111’・・・画像形成装置、114,114’・・・レンズ系、115・・・筐体、120,130,220,230・・・導光装置、121,131・・・導光板、121A,131A・・・導光板の第1面、121B,131B・・・導光板の第2面、122,132・・・第1偏向手段、123,133,223・・・第2偏向手段、122a,123a・・・干渉縞、124・・・透明保護部材、125・・・封止部材、221・・・透明な部材、231・・・ガラス板、233・・・半透過ミラー、300・・・発光素子、301・・・積層構造体、310,320,330・・・発光積層体(第1発光積層体、第2発光積層体、第3発光積層体)、311,321,331・・・発光層、312A,322A,332A・・・第1電極、312B,322B,332B・・・第2電極、312a,312b,322a,322b,332a,332b・・・コンタクト部、341・・・第1絶縁層、342・・・第2絶縁層、343・・・第3絶縁層、344・・・第4絶縁層、351・・・支持基板、351A・・・支持基板の表面、352・・・第2支持基板、360・・・貫通孔、361・・・コア部、362・・・クラッド層、363・・・集光レンズ、370・・・反射防止層(光吸収層)、371・・・保護膜、380・・・分離溝、390・・・回路基板、401,402・・・遮光部材、500・・・調光装置、501・・・第1基板(透明保護部材が兼用)、502・・・第1透明電極、502A・・・第1透明電極セグメント、503・・・第2基板、504・・・第2透明電極、504A・・・第2透明電極セグメント、505・・・調光層、505A・・・WO3層、505B・・・Ta25層、505C・・・IrXSn1-XO層、506・・・保護層、507・・・封止材、508・・・調光装置の遮光率が変化する最小単位領域、511・・・虚像投影領域、512・・・調光装置の他の領域、513・・・仮想矩形、521・・・環境照度測定センサ、522・・・透過光照度測定センサ、612・・・導光部材、613・・・半透過ミラー、614・・・反射板、622・・・プリズム、623,624・・・プリズム面、625・・・凸レンズ、CL・・・中心光線

Claims (13)

  1.  画像形成装置、及び、
     画像形成装置からの画像を外部に投影するレンズ系、
    を備えた光学装置であって、
     画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
     各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
     積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
     レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている光学装置。
  2.  反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている請求項1に記載の光学装置。
  3.  発光素子は、赤色を発光する発光積層体、緑色を発光する発光積層体、及び、青色を発光する発光積層体の3層を備えた積層構造体を有する請求項1に記載の光学装置。
  4.  発光素子は、更に、貫通孔から出射された光を集光する集光レンズを備えている請求項1に記載の光学装置。
  5.  画像形成装置は、発光素子駆動用回路が設けられた回路基板を更に備えており、
     各発光素子は、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている請求項1に記載の光学装置。
  6.  画像形成装置は、光出射側に、積層構造体を構成する支持基板を更に備えている請求項1に記載の光学装置。
  7.  (イ)観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
     (ロ)フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
     画像表示装置は、
     (A)画像形成装置、
     (B)画像形成装置からの画像を観察者の瞳に導く導光装置、及び、
     (C)画像形成装置からの画像を導光装置に入射させるレンズ系、
    を備えており、
     画像形成装置は、2次元マトリクス状に配列された発光素子を備えており、
     各発光素子は、第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を、少なくとも1層備えた積層構造体を有し、
     積層構造体には、積層構造体の積層方向に沿って形成され、発光層からの光をレンズ系に向けて出射する貫通孔が形成されており、
     レンズ系と対向する積層構造体の部分には、反射防止層が形成されている表示装置。
  8.  反射防止層は、積層構造体において、貫通孔の縁部まで形成されている請求項7に記載の表示装置。
  9.  発光素子は、赤色を発光する発光積層体、緑色を発光する発光積層体、及び、青色を発光する発光積層体の3層を備えた積層構造体を有する請求項7に記載の表示装置。
  10.  発光素子は、更に、貫通孔から出射された光を集光する集光レンズを備えている請求項7に記載の表示装置。
  11.  画像形成装置は、発光素子駆動用回路が設けられた回路基板を更に備えており、
     各発光素子は、回路基板に設けられた発光素子駆動用回路に接続されている請求項7に記載の表示装置。
  12.  画像形成装置は、光出射側に、積層構造体を構成する支持基板を更に備えている請求項7に記載の表示装置。
  13.  第1電極、第2電極、及び、第1電極と第2電極との間に設けられた発光層から成る発光積層体を少なくとも1層備えた積層構造体を形成した後、
     積層構造体上に反射防止層を形成し、次いで、
     反射防止層及び積層構造体に、積層構造体の積層方向に沿って、発光層からの光を外部に向けて出射する貫通孔を形成する、
    各工程から成る発光素子の製造方法。
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