專利名稱：光源及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對顯示元件進行照明的光源及其驅(qū)動方法、和利用該光源來照明顯示元件進行顯示的顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為把液晶顯示元件的圖像進行擴大投射、進行顯示的投射型液晶顯示裝置小型化的技術(shù)，可以列舉特開昭51-119243號公報。在該出版物中公開了下述顯示裝置的結(jié)構(gòu)，例如利用場致發(fā)光元件(下面，稱為EL元件)等平板狀的光源來照明液晶顯示元件，利用鏡頭把由液晶顯示元件顯示的圖像擴大、投射到屏幕上。
此外，近年來，把有機薄膜作為發(fā)光層的有機EL元件的開發(fā)在前進，發(fā)光亮度的增加是顯著的。為了構(gòu)成小型、亮的投射型液晶顯示裝置，該有機EL元件可成為有效的光源。
但是，如果使有機EL元件以高亮度連續(xù)地發(fā)光，則亮度的降低是顯著的。作為其原因之一，可以設(shè)想為，由于為了驅(qū)動有機EL元件而供給的電流產(chǎn)生了熱，該熱積累起來使元件的溫度上升，有機薄膜的結(jié)構(gòu)及特性發(fā)生變化。
與此相反，作為抑制有機EL元件的亮度降低的現(xiàn)有技術(shù)，在特開平7-230880中公開了對有機EL元件進行脈沖驅(qū)動的技術(shù)。
此外，在利用以與3基色對應(yīng)的紅色、綠色及藍色進行發(fā)光的3個有機EL元件來照明液晶顯示元件，把由該液晶顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的顯示裝置中，必須使各個有機EL元件以約10000cd/m2的高亮度進行發(fā)光，與此同時，為了補正因各色的亮度變化所引起的色平衡，必須獨立地控制各色有機EL元件的亮度。
發(fā)明的公開本發(fā)明是鑒于上述問題而進行的，其第一課題在于提供下述顯示裝置，抑制光源中的熱的積累，抑制亮度的降低，使用該光源時顯示圖像的亮度降低較少。
此外，本發(fā)明的第二課題在于提供下述顯示裝置，顯示圖像的亮度降低較少，并且，可補正色平衡的，特別是擴大顯示型的顯示裝置。
上述第一課題，特別是可由下述(1)至(7)的光源或顯示裝置來解決。
(1)一種光源，其特征在于，在同一基板上形成1維或2維排列的多個有機場致發(fā)光元件，上述多個有機場致發(fā)光元件同時點亮。按照上述(1)的光源，在照明具有在空間上擴展的區(qū)域的光源中，可抑制發(fā)光時所產(chǎn)生的熱的積累，可抑制光源亮度的降低。
(2)是上述(1)的光源，其特征在于，上述多個有機場致發(fā)光元件以3基色中的一種基色進行發(fā)光。上述(2)的光源成為以單色進行發(fā)光的光源。
(3)是上述(1)或(2)的光源，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備光學(xué)微小諧振器。上述(3)的光源具有下述這樣的效果，可輻射在特定波長上具有強度的峰值，朝向正面方向的方向性強的光。
(4)是上述(1)至(3)的任一種光源，其特征在于，在上述基板上，且在第1方向上以條狀形成的陽極、與在垂直于上述第1方向的第2方向上形成的條狀陰極的交點上，形成了上述有機場致發(fā)光元件。
按照上述(4)的光源，可容易地實現(xiàn)2維離散地配置了發(fā)光元件的，結(jié)構(gòu)簡易的光源。
(5)是上述(1)至(3)的任一種光源，其特征在于，把發(fā)光部1維地配置到上述基板上。
利用上述(5)的光源，發(fā)光區(qū)域的面積更大，并且，可抑制發(fā)光時的熱的積累，可使高亮度持續(xù)。
(6)一種顯示裝置，其特征在于，利用上述(1)至(5)的任一種光源對顯示元件進行照明。按照上述顯示裝置，可實現(xiàn)起因于光源特征的亮度的降低較少的高性能的顯示裝置。
(7)是上述(6)的顯示裝置，其特征在于，當(dāng)假定了光源中的相鄰的上述有機場致發(fā)光元件的間隔為P、從上述有機場致發(fā)光元件到上述顯示元件的顯示面之距離為D時，D為P的10倍以上。上述顯示裝置具有下述這樣的效果，可使對顯示元件的顯示面進行照明的照明光的空間均勻性提高。
(8)是上述(6)或(7)的顯示裝置，其特征在于，上述顯示元件為液晶顯示元件。上述顯示裝置以簡便的結(jié)構(gòu)成為高亮度的裝置。此外，本發(fā)明的上述第二課題可由下述(9)至(16)的顯示裝置來解決。
(9)一種顯示裝置，把有機場致發(fā)光元件作為光源，具備由該光源來照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備與上述顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)生區(qū)，為了使上述有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對上述有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。按照上述(9)的顯示裝置具有下述這樣的效果，可抑制有機場致發(fā)光元件中的熱的積累所引起的元件溫度的上升，可抑制發(fā)光亮度的降低、即顯示圖像的亮度的降低。
(10)一種顯示裝置，把以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件、以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件及以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件作為光源，具備由各自的有機場致發(fā)光元件來照明的第1、第2及第3顯示元件；把由該第1、第2及第3顯示元件顯示的圖像合成的合成光學(xué)系統(tǒng)；以及把由該合成光學(xué)系統(tǒng)合成的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件具備與上述第1、第2及第3顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)光區(qū)，為了使上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對各自的有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。特別是適應(yīng)顯示圖像的分辨率高的顯示裝置中，利用上述(10)的顯示裝置是最佳的，具有下述這樣的效果，可抑制作為光源的有機場致發(fā)光的熱的積累所引起的元件溫度的上升，可抑制發(fā)光亮度的降低、即顯示圖像的亮度的降低。
(11)一種顯示裝置，把以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件、以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件及以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件作為光源，具備把來自各自的有機場致發(fā)光元件的輻射光合成的合成光學(xué)系統(tǒng)；由該合成光學(xué)系統(tǒng)合成的光束照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件具備與上述顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)光區(qū)，為了使上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對各自的有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。在上述(11)的顯示裝置中，是利用單一的顯示元件投射彩色圖像的顯示裝置，具有下述這樣的效果，可抑制作為光源的有機場致發(fā)光元件中的熱的積累所引起的元件溫度的上升，可抑制發(fā)光亮度的降低、即顯示圖像的亮度的降低。
(12)是上述(9)至(11)的任一種顯示裝置，其特征在于，上述顯示元件為液晶顯示元件。利用上述顯示裝置可進行簡便結(jié)構(gòu)的高清晰度的顯示。
(13)是上述(9)至(11)的任一種顯示裝置，其特征在于，為了調(diào)整上述有機場致發(fā)光元件的亮度，控制上述脈沖電流的峰值電流、頻率及脈沖寬度中的至少一者。上述顯示裝置具有下述這樣的效果，可補償光源亮度的降低，可在某一程度的期間內(nèi)保持亮度恒定。
(14)是上述(10)或(11)的顯示裝置，其特征在于，為了調(diào)整顯示圖像的色，對于各自的有機場致發(fā)光元件獨立地控制對上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件供給的上述脈沖電流的峰值電流、頻率及脈沖寬度中的至少一者。上述顯示裝置具有下述這樣的效果，可獨立地調(diào)整各色光源的亮度，可調(diào)整色平衡。
(15)是上述(9)至(14)的顯示裝置，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備光學(xué)微小諧振器結(jié)構(gòu)。上述顯示裝置具有下述這樣的效果，可提高顯示圖像的色純度，并且，可提高光的利用效率。
(16)是上述(10)或(11)的顯示裝置，其特征在于，對上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件的每一個供給脈沖的時序是相同的。在上述顯示裝置中，提高了顯示色的平衡。再有，按照本發(fā)明，可提供下述(17)至(19)的顯示裝置。
(17)一種顯示裝置，在同一基板上形成1維或2維排列的多個有機場致發(fā)光元件，具備該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的光源；由該光源來照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，為了使上述光源中的有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對上述有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
(18)一種顯示裝置，具備在同一基板上形成1維或2維排列的多個以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第1光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第2光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第3光源；由這些有機場致發(fā)光元件構(gòu)成的光源來照明的至少1個顯示元件；以及把由該顯示元件形成的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，為了使上述第1光源中的有機場致發(fā)光元件、上述第2光源中的有機場致發(fā)光元件及上述第3光源中的有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對每一個有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
(19)是上述(18)的顯示裝置，其特征在于，對于上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件的每一個供給脈沖的時序是相同的。在(17)至(19)這樣的顯示裝置中，更顯著地具有下述這樣的效果，可抑制有機場致發(fā)光元件中的熱的積累所引起的元件溫度的上升，可抑制發(fā)光亮度的降低、即顯示圖像的亮度的降低。
附圖的簡單說明

圖1為示出與本發(fā)明第1實施形態(tài)有關(guān)的光源及顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖；圖2為示出與本發(fā)明的第1實施形態(tài)有關(guān)的光源結(jié)構(gòu)的平面圖；
圖3為示出與本發(fā)明的第1實施形態(tài)有關(guān)的光源結(jié)構(gòu)之變形例的平面圖；圖4為示出與本發(fā)明顯示裝置的第2實施形態(tài)有關(guān)的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖；圖5A-D為示出在本發(fā)明第2實施形態(tài)的顯示裝置中，驅(qū)動作為光源的有機EL元件的電流波形的圖；圖6為示出在本發(fā)明第2實施形態(tài)的顯示裝置中，驅(qū)動作為光源的有機EL元件的電流波形的時序之變形例的圖；圖7為示出與本發(fā)明第3實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖；圖8為示出與本發(fā)明第4實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖；以及圖9為示出與本發(fā)明第5實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖。
實施發(fā)明用的最佳形態(tài)下面，參照附圖，說明本發(fā)明光源及顯示裝置的實施形態(tài)。
首先，按照圖1及圖2來說明第1實施形態(tài)。圖1為構(gòu)成作為與本實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置的投射型液晶顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖，圖2為示出由EL元件構(gòu)成的光源結(jié)構(gòu)的平面圖。為了容易看清起見，圖2中只繪出由有機EL元件構(gòu)成的橫7個、縱5個發(fā)光部20，但是，實際上排列著更多個發(fā)光部。
在圖1中所示的結(jié)構(gòu)中，與分色棱鏡16的對應(yīng)面相對，配置了顯示紅分量圖像的液晶顯示元件11R、顯示綠分量圖像的液晶顯示元件11G及顯示藍分量圖像的液晶顯示元件11B。
把由以紅區(qū)的波長進行發(fā)光的紅有有機EL元件的2維排列構(gòu)成的紅EL光源10R，配置到顯示紅分量圖像的液晶顯示元件11R的背面上；把由以綠區(qū)的波長進行發(fā)光的綠有機EL元件的2維排列構(gòu)成的綠EL光源10G，配置到顯示綠分量圖像的液晶顯示元件11G的背面上；把由以藍區(qū)的波長進行發(fā)光的藍有機EL元件的2維排列構(gòu)成的藍EL光源10B，配置到顯示藍分量圖像的液晶顯示元件11B的背面上。
利用對應(yīng)發(fā)光色的EL光源來照明由各自的液晶顯示元件顯示的圖像，由分色棱鏡16進行合成作為彩色圖像，由投射鏡頭17進行擴大，作為擴大了的圖像顯示在屏幕18上。
如圖2中所示，各光源由下述部件的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成由在玻璃基板12上形成的ITO(銦錫氧化物)薄膜構(gòu)成的ITO電極13；由空穴遷移層、發(fā)光層及電子遷移層等有機薄膜的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的有機發(fā)光層14；以及由Mg(鎂)及Ag(銀)的合金等構(gòu)成的金屬電極15。再者，為了防止這些膜結(jié)構(gòu)與潮氣及灰塵接觸，使用另一塊基板進行了密封。
ITO電極13及金屬電極15具有條狀的圖形，這兩種電極的圖形互相垂直。在各光源中，ITO電極13與金屬電極15的圖形交叉的部分成為發(fā)光部19，由以ITO電極13為陽極、以金屬電極15為陰極在其間施加的電壓對有機發(fā)光層14供給電流，該光源進行發(fā)光。
ITO電極、有機發(fā)光層及金屬電極的圖形不限定于這樣的形狀，把發(fā)光部19以獨立的2線方式來排列那樣的任一種圖形均可適用。
較為理想的是，在玻璃基板12與ITO電極13之間順序地層疊SiO2及TiO2以形成電介質(zhì)多層膜，通過利用該電介質(zhì)多層膜及金屬電極15來形成光學(xué)微小諧振器，可使由發(fā)光部19輻射的光成為在特定波長(例如，在紅有機EL元件中為620nm，在綠有機EL元件中為535nm，在藍有機EL元件中為470nm)上具有尖銳的峰值，而且，在正面方向上方向性強的光。通過使用這樣的有機EL元件可提高在顯示裝置上顯示的色的純度，而且，可實現(xiàn)通過光學(xué)系統(tǒng)時光的損耗小的亮的顯示裝置。
伴隨著光源的發(fā)光，產(chǎn)生了光源部19中的放熱，以及因流過ITO電極13及金屬電極15的電流所引起的放熱。在遍及具有與液晶顯示元件中的顯示區(qū)的面積程度相同的面積的整個區(qū)域內(nèi)形成了ITO電極、有機發(fā)光層及金屬電極的情況下，沒有熱的排出場所，朝向玻璃基板等的熱的積累變得顯著。另一方面，如本實施形態(tài)那樣，通過離散地配置發(fā)光部，可緩和熱的積累、可緩和有機EL元件的溫度上升。由此，可抑制作為光源的有機EL元件的惡化。
再有，雖然未圖示，但是，作為熱的排出路例如通過絕緣膜在金屬電極15上形成熱傳導(dǎo)性良好的鋁、銅、金、銀等的厚膜，也是有效的。特別是，作為熱的排出路利用上述熱傳導(dǎo)性良好的材料在發(fā)光部19的間隙上放置傳熱線，是較為理想的。
在液晶顯示元件中，為了照明具有2維擴展的顯示區(qū)，使由在空間上離散地配置的發(fā)光部輻射的光的亮度在空間上均勻化是較為理想的。為此，可通過相對于光源中的鄰接的發(fā)光部19的間隔(P)，來增大發(fā)光部19與液晶顯示元件11顯示面的間隔(D)而實現(xiàn)。例如，把D定為P的10倍以上是更加理想的。
其次，舉出具體的數(shù)值例。假定每一個液晶顯示元件11R、11G、11B的顯示區(qū)的大小為對角0.9英寸(模18.3mm，縱13.7mm)。假定在每一個EL光源10R、10G、10B中，鄰接的發(fā)光部19的間隔(發(fā)光部中心之間的距離)(P)為0.3mm，具有條狀圖形的ITO電極13及金屬電極15的寬度為0.1mm。此時，發(fā)光部19的大小為0.1mm×0.1mm。為了均勻地一直照明到顯示區(qū)的周邊部，必須使發(fā)光部19存在的區(qū)域比顯示區(qū)大。例如，假定為橫20mm，縱15mm。在該區(qū)域內(nèi)，含發(fā)光部19約66×50個。假定各EL光源的玻璃基板12的厚度為1mm。設(shè)定發(fā)光部19與每一個液晶顯示元件11R、11G、11B的顯示面的間隔(D)，使其相對于鄰接的發(fā)光部19的間隔(P)為10倍以上，例如，可假定為3.5mm。
再者，本發(fā)明的顯示裝置除了上述第1實施形態(tài)中已說明的投射型液晶顯示裝置之外，還能應(yīng)用于頭戴顯示器或頭上顯示器中。再有，作為顯示元件也能應(yīng)用液晶顯示元件以外的顯示元件。此外，作為光源使用了以紅、綠、藍進行發(fā)光的光源，但是，也能按照所顯示的顏色來構(gòu)成把紅、綠、藍中的1種或2種EL光源作為光源的顯示裝置。
此外，本發(fā)明的光源是把有機EL元件的排列作為光源的光源，在上述第1實施形態(tài)中說明了以2維方式排列有機EL元件的結(jié)構(gòu)的光源，但是，也可以按照用途通過以1維方式排列有機EL元件等而作成圖3中所示那樣的以1維方式排列發(fā)光部(區(qū))19’的結(jié)構(gòu)。在此情況下，與以2維方式排列發(fā)光部的情況相比，光源的整個亮度變高，此外，可確保來自EL元件的熱的排出性。此外，在此情況下，作為排出路，利用上述熱傳導(dǎo)性良好的材料在發(fā)光區(qū)的間隙中設(shè)置傳熱區(qū)域也是更為理想的。
如上所述，與本發(fā)明第1實施形態(tài)有關(guān)的光源由在不損害顯示元件的照明光的空間均勻性的程度內(nèi)，以離散方式配置的有機EL元件的排列來構(gòu)成，由此，具有下述這樣的效果，可抑制在發(fā)光時產(chǎn)生的熱的積累，可抑制光源的劣化。此外，通過使用這樣的光源可構(gòu)成亮度降低較少的，緊湊的顯示裝置。
其次，參照圖4及圖5(A～D)，說明與本發(fā)明第2實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置(投射型液晶顯示裝置)。圖4為構(gòu)成投射型液晶顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖，圖5A、B、C及D為示出為了使作為光源的有機EL元件發(fā)光而供給的脈沖電流波形的圖。
圖4中示出的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大體上與第一實施形態(tài)的顯示裝置的結(jié)構(gòu)相同。與分色棱鏡22的對應(yīng)面相對，配置了顯示紅分量圖像的液晶顯示元件21R、顯示綠分量圖像的液晶顯示元件21G及顯示藍分量圖像的液晶顯示元件21B。然后，把以紅區(qū)的波長進行發(fā)光的紅有機EL元件20R配置到顯示紅分量圖像的液晶顯示元件21R的背面上，把以綠區(qū)的波長進行發(fā)光的綠有機EL元件20G配置到顯示綠分量圖像的液晶顯示元件21G的背面上，把以藍區(qū)的波長進行發(fā)光的藍有機EL元件20B配置到顯示藍分量圖像的液晶顯示元件21B的背面上。利用對應(yīng)的有機EL元件來照明由各自的液晶顯示元件顯示的圖像，由分色棱鏡22進行合成作為彩色圖像，由投射鏡頭23進行擴大，投射在屏幕24上。
由本實施形態(tài)中的各有機EL元件形成的發(fā)光區(qū)在各元件的整個面上是均勻的，在發(fā)光層結(jié)構(gòu)中具備光學(xué)微小諧振器結(jié)構(gòu)是較為理想的。利用微小諧振器結(jié)構(gòu)，可輻射在特定的波長(例如，紅色為620nm，綠色為535nm，藍色為470nm)上具有峰值的、具有窄頻帶光譜的光，而且，可使輻射光的方向性在元件的正面方向上變得尖銳。利用窄頻帶的發(fā)光光譜可顯示純度高的彩色圖像，而且，利用強的方向性可增加能夠通過投射鏡頭的光量，可顯示亮的圖像。
特別是，在本實施形態(tài)中，把脈沖電流以供給源25R、25G、25B連接到各有機EL元件20R、20G、20B上，各有機EL元件以脈沖方式進行發(fā)光。
例如，假定各液晶顯示元件21R、21G、21B上的顯示區(qū)的大小為對角0.9英寸，為了對該區(qū)進行照明，例如，假定各有機EL元件20R、20G、20B上的發(fā)光區(qū)的大小為對角上1英寸。在以直流電流來驅(qū)動以這樣大的發(fā)光區(qū)進行發(fā)光的有機EL元件的情況下，特別是，如果為了使其以高亮度進行發(fā)光而流過大電流，則熱在元件中積累，元件變成高溫，發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，成為元件壽命縮短的原因。因此，通過對元件進行脈沖驅(qū)動，在為了延長壽命而防止熱的積累方面是有效的。
被脈沖驅(qū)動的有機EL元件在時間上的平均亮度為，由1個脈沖峰值電流確定的亮度、與脈沖占空系數(shù)(電流施加時間對脈沖的1個周期之比)之積。
必須把脈沖電流的頻率提高到不感到閃爍的程度，例如，假定為100Hz左右。圖5A中示出脈沖電流的波形之例，可以假定峰值電流I0為0.5A，頻率為100Hz(周期為10ms)，脈沖占空系數(shù)為50％(脈沖寬度為5ms)。
由于顯示裝置具備紅、綠、藍的有機EL元件，故為了取得各色的平衡必須調(diào)整各色有機EL的發(fā)光亮度。此外，在使用顯示裝置的期間內(nèi)有機EL元件的亮度降低了，但是，由于該亮度降低的程度在各色有機EL元件中不同，故雖然未圖示，但是，必須有能夠獨立地調(diào)整各色有機EL元件的亮度的裝置。
由于對各有機EL元件進行脈沖驅(qū)動，故通過調(diào)整脈沖電流的峰值電流或脈沖中空系數(shù)，可調(diào)整亮度。
圖5中示出了該例。以圖5A中所示的脈沖電流作為基準。圖5B為脈沖周期及占空系數(shù)與基準相同，通過使峰值電流增加到I1=0.6A使亮度上升之例。圖5C為脈沖周期及峰值電流與基準相同，通過使脈沖占空系數(shù)從50％增加到70％使亮度上升之例。圖5D為峰值電流與基準相同，通過使脈沖頻率從100Hz降低到70Hz，同時，把占空系數(shù)定為80％使亮度上升之例。
此外，關(guān)于對各有機EL元件20R、20G、20B供給的脈沖，較為理想的是把頻率定為相同的，把供給的時序(相位)定為相同的。圖6中示出這樣的脈沖施加的時序之例。在此情況下，通過調(diào)整對紅EL元件(20R)、綠EL元件(20G)、藍EL元件(20B)的每一種所施加的脈沖峰值(峰值電流IR、IG、IB)，來控制亮度。在采用了這樣的脈沖施加方法的顯示裝置中，與在脈沖存在著偏移的情況相比，可抑制色分解的程度，提高了顯示色的平衡。此外，也可以把脈沖頻率本身定為相同的，在R、G、B的每一種顏色中、在肉眼可觀察的程度內(nèi)使脈沖寬度發(fā)生變化。
基于圖7，說明與本發(fā)明第3實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置。圖7為構(gòu)成投射型液晶顯示裝置的主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖。在液晶顯示元件30只有1個的這一點，與第2實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)不同。
與分色棱鏡22的對應(yīng)面相對，配置了以紅區(qū)的波長進行發(fā)光的紅有機EL元件20R、以綠區(qū)的波長進行發(fā)光的綠有機EL元件20G、及以藍區(qū)的波長進行發(fā)光的藍有機EL元件20B。
利用分色棱鏡22對由各有機EL元件輻射的光進行合成，形成白色光。利用該白色光，從背后來照明與分色棱鏡22的光出射面相對而配置的液晶顯示元件30。液晶顯示元件30在其像素上具備彩色濾光片，通過白色光的照明可顯示彩色圖像。利用投射鏡頭23對由液晶顯示元件30顯示的圖像進行擴大，投射在屏幕24上。
把脈沖電流供給源25R、25G、25B連接到各有機EL元件20R、20C、20B上，各有機EL元件被以脈沖方式驅(qū)動，按照所施加的脈沖進行發(fā)光。
由于顯示裝置具備紅、綠、藍的有機EL元件，故為了取得各色的平衡必須調(diào)整各色有機EL元件的發(fā)光亮度。此外，在使用顯示裝置的期間內(nèi)有機EL元件的亮度降低了，但是，由于該亮度降低的程度在各色有機EL元件中不同，故雖然未圖示，但是，必須有能夠獨立地調(diào)整各色有機EL元件的亮度的裝置。
由于對各有機EL元件進行脈沖驅(qū)動，故如第2實施形態(tài)中已說明的那樣，通過調(diào)整脈沖電流的峰值電流或脈沖占空系數(shù)，可調(diào)整亮度。此外，把對各有機EL元件20R、20G、20B施加脈沖的時序(相位)定為相同的，可使顯示色的平衡得到提高。
基于圖8，說明與本發(fā)明第4實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置。本實施形態(tài)的顯示裝置是利用配置在汽車前玻璃上的組合器把液晶顯示元件的圖像重疊到前方視野上、進行顯示的頭上顯示器，圖8為其主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖。假定本實施形態(tài)的顯示裝置只顯示綠色的圖像。
利用由脈沖電流供給源25G進行脈沖驅(qū)動、輻射綠色光的有機EL元件20G來照明液晶顯示元件21G。通過由中繼透鏡40、反射鏡41及凹面全息組合器42構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)，把由液晶顯示元件21顯示的圖像重疊到前方視野45上，顯示在全息組合器的前方遠方處。
有機EL元件20G，在其發(fā)光層結(jié)構(gòu)中具備微小諧振器，可輻射在特定的波長(例如，535nm)上具有峰值的、具有窄頻帶光譜的光。因為全息組合器42是全息元件，其光學(xué)特性對波長變化是敏感的，光源的發(fā)光光譜越窄，就越能抑制象差的發(fā)生。根據(jù)這一點，全息組合器與具有微小諧振器結(jié)構(gòu)的有機EL元件的組合適合于頭上顯示器中。
基于圖9，說明與本發(fā)明第5實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置。與第4實施形態(tài)相同，本實施形態(tài)的顯示裝置是利用組合器把液晶顯示元件的圖像重疊到前方視野上、進行顯示的頭上顯示器，圖9為其主要光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖。利用本實施形態(tài)的頭上顯示器能顯示彩色圖像。
生成顯示圖像的部分與第2實施例中已說明的結(jié)構(gòu)相同，該部分由與配置在分色棱鏡22周圍的3基色對應(yīng)的3種液晶顯示元件21R、21G和21B，以及配置在這些液晶顯示元件背面上的紅有機EL元件20R、綠有機EL元件20G和藍有機EL元件20B構(gòu)成，由脈沖電流供給源25R、25G、25B對各個有機EL元件進行脈沖驅(qū)動。
通過由中繼透鏡50、反射鏡51及凹面全息組合器52構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)，把由分色棱鏡22合成的圖像重疊到前方視野45上，顯示在全息組合器的前方遠方處。
3個有機EL元件20R、20G和20B在其各自的發(fā)光層結(jié)構(gòu)中具備微小諧振器，可輻射在特定的波長(例如，620nm、535nm、470nm)上具有峰值的、具有窄頻帶光譜的光。通過把反射特性已對各自的波長最佳化了的全息元件重合起來來構(gòu)成全息組合器52，能夠構(gòu)成可反射來自有機EL元件的3個波長，并使其它區(qū)的波長的光透過的組合器。由于在這樣設(shè)計的組合器中，既能提高對顯示圖像光53的反射率、而且，又能提高前方視野45的光的透射率，故可以把亮的顯示圖像重疊到亮的前方視野上并進行顯示。
在第4及第5實施形態(tài)中，作為把液晶顯示元件的圖像顯示在前方遠方處的光學(xué)系統(tǒng)示出了全息組合器與中繼透鏡的組合，但是，也可以應(yīng)用把由對特定波長反射率高的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的組合器與適當(dāng)?shù)耐哥R系統(tǒng)組合起來的光學(xué)系統(tǒng)。
其次，說明與本發(fā)明第6實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置。本實施形態(tài)顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)與第2實施形態(tài)有關(guān)的圖4中所示的結(jié)構(gòu)是相同的，但是，由有機EL元件(20R、20G、20B)構(gòu)成的光源內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同。即，在本實施形態(tài)中，構(gòu)成光源的有機EL元件形成由可以在第1實施形態(tài)中采用的、圖3中所示那樣的1維條狀發(fā)光區(qū)圖形構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)，而且，被與圖4中所示的各EL元件連接的脈沖電流供給源(25R、25G、25B)以脈沖方式驅(qū)動。
在本實施形態(tài)中的光源中，以離散方式配置了有機EL元件的發(fā)光區(qū)，形成可使EL元件在發(fā)光時所產(chǎn)生的熱排出的路徑，此外，由于對有機EL元件進行脈沖驅(qū)動，故可以把元件的發(fā)熱時間作成間歇的，能顯著地防止整個由EL元件的排列構(gòu)成的光源的熱的積累。進而，可謀求在顯示裝置中光源壽命的長期化，可實現(xiàn)具有穩(wěn)定亮度的顯示。
再者，在本實施形態(tài)中，作為光源中的由有機EL元件構(gòu)成的發(fā)光區(qū)示出了1維條狀圖形，但是，也可以使用例如可以在第1實施例中采用的圖2中所示的以2維方式來配置發(fā)光部的光源。此外，在脈沖驅(qū)動中，對于由各有機EL元件(20R、20G、20B)構(gòu)成的光源施加的脈沖，較為理想的是，還把頻率定為相同的，如上述圖6中所示那樣把對各色供給這些脈沖的時序(相位)定為相同的(同相位)。在此情況下，可通過調(diào)整脈沖的峰值(峰值電流IR、IG、IB)來控制亮度。在采用了這樣的脈沖施加方法的顯示裝置中，與在脈沖中存在著偏移的情況相比，可抑制色分解的程度，更加提高了顯示色的平衡。此外，也可以把脈沖頻率本身定為相同的，在R、G、B的每一種顏色中、在肉眼可觀察的程度內(nèi)使脈沖寬度發(fā)生變化。
此外，已把本實施形態(tài)中的光源中的有機EL元件的配置與脈沖驅(qū)動的組合應(yīng)用于圖4中所示的結(jié)構(gòu)的每一種顏色的光源中具備液晶顯示元件的結(jié)構(gòu)中，但是，也可以將其應(yīng)用于圖7中所示那樣的把來自各色光源的光合成、對一個液晶顯示元件進行照射的形態(tài)中。
上面，在第2-第6實施形態(tài)中，說明了為了顯示彩色圖像使用了顯示紅、綠、藍的每一種分量的3組液晶顯示元件及有機EL元件的情況，但是，也可以按照用途構(gòu)成只把紅與綠等兩種顏色組合起來的顯示裝置。
本發(fā)明不限定于第2～第6實施形態(tài)，而是可應(yīng)用于把有機EL元件作為光源的顯示裝置中，也能應(yīng)用于通過鏡頭來觀看液晶顯示元件的已擴大的虛像的攝像機的尋像器那樣的顯示裝置中。
按照與本發(fā)明第2-第6實施形態(tài)有關(guān)的顯示裝置，在使用以高亮度的紅、綠和藍色進行發(fā)光的有機EL元件來照明顯示元件的顯示裝置中，可抑制因熱的積累所引起有機EL元件的惡化，同時，特別是，可通過控制脈沖電流的峰值電流及占空系數(shù)此二者來調(diào)整各有機EL元件的色平衡。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改發(fā)光元件同時點亮的第1光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第2光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第3光源；由這些有機場致發(fā)光元件構(gòu)成的光源來照明的至少1個顯示元件；以及把由該顯示元件形成的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，為了使上述第1光源中的有機場致發(fā)光元件、上述第2光源中的有機場致發(fā)光元件及上述第3光源中的有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對每一個有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
19．根據(jù)權(quán)利要求18中所述的顯示裝置，其特征在于，對于上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件的每一個供給脈沖的時序是相同的。
20．(追加)根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光源，其特征在于，上述基板上的全部有機場致發(fā)光元件同時點亮。
權(quán)利要求
1．一種光源，其特征在于，在同一基板上形成1維或2維排列的多個有機場致發(fā)光元件，上述多個有機場致發(fā)光元件同時點亮。
2．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光源，其特征在于，上述多個有機場致光發(fā)元件以3基色中的一種基色進行發(fā)光。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的光源，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備光學(xué)微小諧振器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項中所述的光源，其特征在于，在上述基板上，且在第1方向上以條狀形成的陽極、與在垂直于上述第1方向的第2方向上形成的條狀陰極的交點上，形成了上述有機場致發(fā)光元件。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項中所述的光源，其特征在于，把發(fā)光部1維地配置到上述基板上。
6．一種顯示裝置，其特征在于，利用權(quán)利要求1至5的任一項中所述的光源對顯示元件進行照明。
7．根據(jù)權(quán)利要求6中所述的顯示裝置，其特征在于，當(dāng)假定了光源中的相鄰的上述有機場致發(fā)光元件的間隔為P、從上述有機場致發(fā)光元件到上述顯示元件的顯示面之距離為D時，D為P的10倍以上。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7中所述的顯示裝置，其特征在于，上述顯示元件為液晶顯示元件。
9．一種顯示裝置，把有機場致發(fā)光元件作為光源，具備由該光源來照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備與上述顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)光區(qū)，為了使上述有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對上述有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
10．一種顯示裝置，把以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件、以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件及以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件作為光源，具備由各自的有機場致發(fā)光元件來照明的第1、第2及第3顯示元件；把由該第1、第2及第3顯示元件顯示的圖像合成的合成光學(xué)系統(tǒng)；以及把由該合成光學(xué)系統(tǒng)合成的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件具備與上述第1、第2及第3顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)光區(qū)，為了使上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對各自的有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
11．一種顯示裝置，把以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件、以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件以及以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件作為光源，具備把來自各自的有機場致發(fā)光元件的輻射光合成的合成光學(xué)系統(tǒng)；由該合成光學(xué)系統(tǒng)合成的光來照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件具備與上述顯示元件顯示區(qū)的大小程度相同的發(fā)光區(qū)，為了使上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對各自的有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
12．根據(jù)權(quán)利要求9至11的任一項中所述的顯示裝置，其特征在于，上述顯示元件為液晶顯示元件。
13．根據(jù)權(quán)利要求9至11的任一項中所述的顯示裝置，其特征在于，為了調(diào)整上述有機場致發(fā)光元件的亮度，控制上述脈沖電流的峰值電流，頻率及脈沖寬度中的至少一者。
14．根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的顯示裝置，其特征在于，為了調(diào)整顯示圖像的色，對于各自的有機場致發(fā)光元件獨立地控制對上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件供給的上述脈沖電流的峰值電流、頻率及脈沖寬度中的至少一者。
15．根據(jù)權(quán)利要求9至14的任一項中所述的顯示裝置，其特征在于，上述有機場致發(fā)光元件具備光學(xué)微小諧振器結(jié)構(gòu)。
16．根據(jù)權(quán)利要求10至11中所述的顯示裝置，其特征在于，對上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件的每一個供給脈沖的時序是相同的。
17．一種顯示裝置，在同一基板上形成1維或2維排列的多個有機場致發(fā)光元件，具備該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的光源；由該光源來照明的顯示元件；以及把由該顯示元件顯示的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，為了使上述光源中的有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對上述有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
18．一種顯示裝置，具備在同一基板上形成1維或2維排列的多個以紅區(qū)的色進行發(fā)光的第1有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第1光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以綠區(qū)的色進行發(fā)光的第2有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第2光源；在同一基板上形成1維或2維排列的多個以藍區(qū)的色進行發(fā)光的第3有機場致發(fā)光元件，該多個有機場致發(fā)光元件同時點亮的第3光源；由這些有機場致發(fā)光元件構(gòu)成的光源來照明的至少1個顯示元件；以及把由該顯示元件形成的圖像擴大、進行顯示的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，為了使上述第1光源中的有機場致發(fā)光元件、上述第2光源中的有機場致發(fā)光元件及上述第3光源中的有機場致發(fā)光元件發(fā)光，對每一個有機場致發(fā)光元件供給脈沖電流。
19．根據(jù)權(quán)利要求18中所述的顯示裝置，其特征在于，對于上述第1、第2及第3有機場致發(fā)光元件的每一個供給脈沖的時序是相同的。
全文摘要
把分別輻射紅色光、綠色光、藍色光的紅EL光源(10R)、綠EL光源(10G)、藍EL光源(10B)配置到顯示基色之一的色分量的每一種液晶顯示元件(11R)、(11G)、(11B)的背面上。每一種光源由有機薄膜進行發(fā)光的有機EL元件構(gòu)成。各EL光源具有由具有互相垂直的條狀圖形的ITO電極(13)與金屬電極(15)夾持了有機發(fā)光層(14)的結(jié)構(gòu),ITO電極(13)與金屬電極(15)的條狀圖形垂直的部分(發(fā)光部)進行發(fā)光。把該發(fā)光部以2維方式配置到玻璃基板(12)上,該發(fā)光部對液晶顯示元件的整個顯示區(qū)進行照明。
文檔編號H01L27/32GK1287768SQ99801996
公開日2001年3月14日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者橫山修, 宮下悟, 下田達也, 多賀康訓(xùn), 時任靜士, 野田浩司 申請人:精工愛普生株式會社