JP2011048375A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイを提供する。
【解決手段】ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイであって、使用者が前方の光景を見ると同時にＥＬパネルに表示される画像を見ることができ、第１の照度センサーを用いて使用者がいる位置での外部から入射する光の照度を測定し、第２の照度センサーを用いて使用者の眼球付近における外部から入射する光の照度を測定し、これら照度を比較して、光景と画像とを同時に見るのに適するようにＥＬパネルの明るさを調整することができる。
【選択図】図６

Description

本発明はゴーグル型表示装置に関し、特に消費電力の低減と重量の軽量化をはかったゴーグル型表示装置に関するものである。

近年、使用者が頭部に装着して使用するゴーグル型の表示装置が普及している。この種の装置はヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）とも呼ばれ、音声再生部と、液晶パネルのような画像表示部と、表示された映像を拡大して眼に導くためのプリズム、レンズ、ミラーなどで構成された光学素子と、制御部とが備わっている。制御部は、使用者が視聴したい情報を発信する機器から受信し、画像表示部と音声再生部に必要な信号を供給し、画像表示部および音声再生部から情報を使用者に提供させる機能を持つ。画像表示部には高輝度の映像を提供するためにバックライトを付けた透過型液晶パネルを用いることが多い。これにより、使用者は限られた空間でも小さい機器で大画面を視聴することが出来る。

図１５を参照する。１５０２の液晶パネルに表示された画像は１５０１のレンズの中を通って拡大され、１５０３の使用者の眼球内の網膜上に直接投影される。このとき１５０２の液晶パネルには１５０５Ａおよび１５０５Ｂの偏光板をはり、光源として面内が均一に光る１５０４のバックライトを使用する必要がある。

また移動中の使用を可能とするゴーグル型表示装置には、安全のためディスプレイと顔の隙間から外を見ることが可能であったりするものや、画像表示部と使用者の前方の光景が重なって見ることができるシースルー機能を備えたものがある。

このゴーグル型用表示装置は使用者が頭部に装着して使用することから小型化、軽量化が求められている。また携帯して使用することからいっそうの低消費電力化が必要とされている。さらに使用者の使用目的が映画鑑賞のような迫力のある動画を見ることや、パソコンのような情報端末を接続して細かな文字を見ることなど多岐に渡っているため、使用者の好みや使用目的に合わせてゴーグル型表示装置の持つ機能を単純に切り替える必要がある。

そこで、本発明は上述の問題を鑑みてなされたものであり、上述の問題を解決するゴーグル型表示装置を提供することを課題とする。

本発明は、上述の課題を解決するために次のような手段を採った。本発明のゴーグル型表示装置は光学素子と、制御部と、制御部との着脱が自由に行うことが可能な自発光型のＥＬパネルとで構成される。ＥＬパネルは有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも呼ばれ、自発光型のＥＬパネルを使用することにより、液晶パネルと異なりバックライトを使用することなく、使用者に高輝度の映像を提供することが出来る。またバックライトを使用しないので、低消費電力化をはかることが出来る。

また液晶パネルを使用する場合、光学素子、液晶パネル、バックライトの三者の相対位置がずれない様に固定する器具が必要である。ＥＬパネルを使用する場合、光学素子とＥＬパネルの二者がずれない様に固定するだけなので、ずれが生じにくく、しかも液晶パネルを使用するよりも、バックライト分の重量を減らせ、固定基材の軽量化をはかることが出来る。

また、本発明のゴーグル型表示装置はメモリーカードが本体に装着可能であり、カードを入れ替えることで画像の内容を変更することが可能である。

本発明によると、着脱可能な自発光型ＥＬパネルを用いることにより、液晶パネルと異なりバックライトを使用する必要がないため、小型軽量化、低消費電力化されたゴーグル型表示装置を作製することが出来る。またメモリーカードを用いて映像内容を制御することも可能である。メモリーカードは内容を自由に変えられ、ユーザーは自分の好みに合わせて映像内容を設定できる。またＥＬパネルは着脱可能なため、使用者の目的に合わせて使用するＥＬパネルを選択することが可能である。

本発明のゴーグル型表示装置の概略を示した図である。 本発明のゴーグル型表示装置の断面図である。 本発明のゴーグル型表示装置で使用するＥＬパネルの概略図である。 実施例１のゴーグル型表示装置とコントローラーの概略図である。 実施例１のゴーグル型表示装置の断面図である。 実施例２のゴーグル型表示装置とコントローラーの概略図である。 実施例２および３の眼球の網膜上に投影される像である。 実施例２のゴーグル型表示装置の断面図である。 実施例３のゴーグル型表示装置の概略図である。 実施例３のゴーグル型表示装置の断面図である。 実施例６で用いるＥＬパネルの上面図および断面図である。 実施例７で用いるＥＬパネルの画素部の回路図である。 実施例８で用いるＥＬパネルの画素部の回路図である。 実施例９で用いるＥＬパネルの回路図である。 従来のゴーグル型表示装置の概略図である。

図１において、１００はゴーグル型表示装置本体、１０２Ｌおよび１０２ＲはＥＬパネル、１０３Ｌおよび１０３ＲはＥＬパネル挿入口、１０６Ｌおよび１０６Ｒはイヤホンである。使用者はＥＬパネルをＥＬパネル挿入口からゴーグル型表示装置本体に装着する。なおこのゴーグル型表示装置は、使用者が視聴したい情報を、それを発信する機器から受信し、ＥＬパネルおよびイヤホンに必要な信号を供給し、ＥＬパネルおよびイヤホンから情報を使用者に提供させる機能を有しているとする。

図２はゴーグル型表示装置本体にＥＬパネルを装着した場合の、図１のＡ部の断面図である。１０１Ｒはレンズ、１０４Ｒは使用者の眼球、１１０Ｒは観察用透過窓である。ＥＬパネルに表示された画像はレンズの中を通り、使用者の眼球内の網膜上に直接投影される。なおＡ´部もＡ部と同様の構造とする。

またＥＬパネルの着脱の際にのみ開く１１９ＲのＥＬパネル挿入口用シャッターを設ける。挿入口用シャッターにより、ＥＬパネル挿入口から光が入射しないため、使用者が画像を見るのに際し、影響を与えることはない。

図３において、３００はＥＬパネル本体、３０１は画素部、３０２Lおよび３０２Ｒはゲート側駆動回路、３０３はソース側駆動回路、３０４は接続口である。接続口の３０４はＥＬパネルに必要な信号を供給する個所との着脱が容易に行える構造とする。

ＥＬ素子は一対の電極（陽極と陰極）間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められているＥＬパネルは殆どこの構造を採用している。

また他にも、陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造でも良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。

本明細書において陰極と陽極の間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層と呼ぶ。よって上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等は、全てＥＬ層に含まれる。

そして、上記構造でなるＥＬ層に一対の電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。なお本明細書においてＥＬ素子が発光することを、ＥＬ素子が駆動すると呼ぶ。また、本明細書中では、陽極、ＥＬ層及び陰極で形成される発光素子をＥＬ素子と呼ぶ。

図４〜図１４を用いて、本発明の実施例を説明する。

図４を参照する。図４には、本実施例のゴーグル型表示装置およびコントローラ本体の概略構成図が示されている。なお図４ではＥＬパネルはすでにゴーグル型表示装置に装着済みである。

４００はゴーグル型表示装置本体、４０１Ｒおよび４０１Ｌはレンズ、４０２Ｒおよび４０２ＬはＥＬパネル、４０５Ｌおよび４０５Ｒは照度センサー、４０６Ｒおよび４０６Ｌはイヤホンである。音声再生部を持たないゴーグル型表示装置の場合、イヤホンは必要ではない。

４１１はコントローラ本体、４１２は制御スイッチ、４１３は音声入力端子、４１４は映像入力端子、４１５はメモリーカード挿入口である。

４１５のメモリーカード挿入口には、画像、音声、ゴーグル型表示装置を使用する際の環境設定、といった情報を記録した媒体であるメモリーカードを差し込むことができる。メモリーカードに記録された情報は、４１２の制御スイッチを操作することで情報を読み込み、再生することができる。また制御スイッチを操作することでゴーグル型表示装置を使用する際の環境設定を変更し、その情報をメモリーカードに保存することも可能である。なお環境設定とは、ＥＬパネルの明るさ、色合いおよびイヤホンの音量等を指す。メモリーカード挿入口はゴーグル型表示装置本体にあってもよい。

なおコントローラ本体は使用者が視聴したい情報を、それを発信する機器から受信し、ＥＬパネルおよびイヤホンに必要な信号を供給し、ＥＬパネルおよびイヤホンから情報を使用者に提供させる機能を有しているとする。４１３の音声入力端子、４１４の映像入力端子は、画像や音声などの情報を出力する装置から情報を受信するためのものであり、この機能を有していれば特に限定されない。

ゴーグル型表示装置本体とコントローラ本体は４１６の接続ケーブルで接続されているが、コードレスとして光などで情報を送信する構成としてもよい。さらにコントローラ本体の有する機能が、ゴーグル型表示装置およびゴーグル型表示装置本体に分かれて組み込まれていてもよいし、ゴーグル型表示装置にすべて組み込みコントローラ本体をなくしてもよい。

図５は、本実施例のゴーグル型表示装置の図４におけるＢ部の断面図である。
４０３ＲはＥＬパネル挿入口、４０４Ｒは使用者の眼球、４１０Ｒは観察用透過窓である。ＥＬパネルに映し出された画像はレンズを通って拡大され、観察用透過窓を通過した後、使用者の眼球内の網膜上に直接投影される。なお図４におけるＢ´部もＢ部と同様の構造とする。

なおレンズの形状およびレンズとＥＬパネルとの配置関係は、ＥＬパネルの表示する画像のコントラストが十分に保たれ、かつ使用者に拡大された画像をピントがずれることなく提供することが可能ならば、特に図５に示したようなレンズの形状およびレンズとＥＬパネルとの配置関係に限定されない。

４０５Ｒの照度センサーの使用により、使用者の眼球付近における外部から入射する光の照度を測定することが可能である。この測定した照度に応じてＥＬパネルの明るさを自動調節することで、使用者にとって最適なコントラストを提供することが可能である。また使用者がＥＬパネルの表示を見るのに支障がない程度にＥＬパネルのコントラストを自動調節し、消費電力を減らすことも可能である。図４の制御スイッチ４１２を使用してＥＬパネルの明るさなどを調節することも可能である。

なお照度センサーおよび照度センサーを使用することで実現可能な機能を有していなくともよい。

通常ＥＬパネルでは、外光が陰極で反射するのを防ぐために、レンズとＥＬパネルの間に偏光板を設ける必要がある。しかし、外光が入りにくいゴーグル型表示装置では、液晶パネルと異なり偏光板を使用する必要がなく、偏光板を使用することによる輝度の低下が生じない。

またＥＬパネルを自由に差し替えられるため、使用者の好みや使用目的に適したＥＬパネルを選択し差し込むことができる。

図６を参照する。図６には、本実施例のシースルー機能を有するゴーグル型表示装置およびコントローラ本体の概略構成図が示されている。なお図６ではすでにＥＬパネルはゴーグル型表示装置に装着済みである。

６００はゴーグル型表示装置本体、６０５Ｆは照度センサー、６０６Ｒおよび６０６Ｌはイヤホンである。本実施例においては、ゴーグル型表示装置に前方の光景を観察するための透明窓６０７Ｌおよび６０７Ｒが設けられており、実施例１と異なる。これにより、使用者は図７（Ａ）のようにゴーグル型表示装置の前方の光景と、レンズによって拡大されたＥＬパネルに表示された画像とを同時に見るというシースルー機能の使用が可能である。切り替えスイッチ６１８ＬおよびＲは、図７（Ａ）のようなゴーグル型表示装置の外の光景と、レンズによって拡大されたＥＬパネルに表示された画像とが同時に見えるモードと、図７（Ｂ）
のようにレンズによって拡大されたＥＬパネルに表示された画像のみが見えるモードとを切り替えるものである。なお音声再生部を持たないゴーグル型表示装置の場合、イヤホンは必要ではない。

６１１はコントローラ本体、６１２は制御スイッチ、６１３は音声入力端子、６１４は映像入力端子、６１５はメモリーカード挿入口である。

６１５のメモリーカード挿入口には、画像、音声、ゴーグル型表示装置を使用する際の環境設定、といった情報を記録した媒体であるメモリーカードを差し込むことができる。メモリーカードに記録された情報は６１２の制御スイッチを操作することで情報を読み込み、再生することができる。また制御スイッチを操作することでゴーグル型表示装置を使用する際の環境設定を変更し、メモリーカードに保存することも可能である。なお環境設定とは、ＥＬパネルの明るさ、色合いおよびイヤホンの音量等を指す。メモリーカード挿入口はゴーグル型表示装置本体にあってもよい。

なおコントローラ本体は使用者が視聴したい情報を、それを発信する機器から受信し、ＥＬパネルおよびイヤホンに必要な信号を供給し、ＥＬパネルおよびイヤホンから情報を使用者に提供させる機能を有しているとする。６１３の音声入力端子、６１４の映像入力端子は、画像や音声などの情報を出力する装置から情報を受信するためのものであり、この機能を有していれば特に限定されない。

ゴーグル型表示装置本体とコントローラ本体は６１６の接続ケーブルで接続されているが、コードレスとして光などで情報を送信する構成としてもよい。さらにコントローラ本体の有する機能が、ゴーグル型表示装置およびゴーグル型表示装置本体に分かれて組み込まれていてもよいし、ゴーグル型表示装置にすべて組み込みコントローラ本体をなくしてもよい。

図８は、本実施例のゴーグル型表示装置の図６におけるＣ部の断面図である。
図８において、６０１Ｒａと６０１Ｒｂはレンズ、６０２ＲはＥＬパネル、６０４Ｒは使用者の眼球、６１１Ｒは観察用透過窓である。前方の光景は６０７Ｒの透明窓、６１７Ｒのシャッター、６０１Ｒｂのレンズ、６０８Ｒのハーフミラー、６０１Ｒａのレンズ、６１０Ｒの観察用透明窓を通して観察することが出来る。ＥＬパネルに映し出された画像は６０１Ｒｂのレンズ、６０８Ｒのハーフミラー、６０１Ｒａのレンズを通ったのち拡大される。再び、６０１Ｒａのレンズを通ったのち６０８Ｒのハーフミラーで反射した後、使用者の眼球内の網膜上に投影される。なお図６におけるＣ´部もＣ部と同様の構造とする。ＥＬパネル挿入口用シャッターは図示しない。

６０９Ｒのフレア防止枠は、外光による有害光を装置内部へ入射させないように設置されており、ゴーグル型表示装置本体６００と一体になっていても、別に構成されていてもかまわない。

６１７Ｒのシャッターは図６の切り替えスイッチ６１８Ｒによって操作される。その機能は透明窓から入射する光がレンズ６０１Ｒａや６０１Ｒｂおよび観察用透過窓６１０Ｒに入射しないようにさえぎることであり、そのような機能を有するものであればかまわない。

また図６の制御スイッチ６１２に切り替えスイッチの機能を付け加えてもよい。

図６において、６１８Ｌおよび６１８Ｒの切り替えスイッッチはそれぞれ左眼用および右目用のシャッターに対応させたものだが、切り替えスイッチを一つにして２つのシャッターを同時に操作してもよい。

なお光学素子の形状と、光学素子とＥＬパネルとの配置関係は、上述のようなシースルー機能を実現でき、ＥＬパネルの表示する画像のコントラストが十分に保たれ、かつ画像のピントがずれることがなければ特に図８に示した形状と配置に限定されない。

照度センサー６０５Ｆの使用により使用者のいる位置での照度を測定し、照度センサー６０５Ｒの使用により使用者の眼球付近における外部から入射する光の照度を測定することが可能である。この２つの照度を比較して、使用者にとってＥＬパネルのコントラストを前方の光景とＥＬパネルに同時に見るのに最適に自動調節することが可能である。また使用者がＥＬパネルの表示を見るのに支障がない程度にＥＬパネルのコントラストを自動調節し、消費電力を減らすことも可能である。図６の制御スイッチ６１２を使用してＥＬパネルの明るさなどを調節することも可能である。

なお照度センサーおよび照度センサーを使用することで実現可能な機能を有していなくともよい。

図９を参照する。図９には、本実施例のシースルー機能を有するゴーグル型表示装置の概略構成図が示されている。

９００はゴーグル型表示装置本体、９０２はＥＬパネル、９０３Ｌおよび９０３ＲはＥＬパネル挿入口、９０５Ｆは照度センサー、９０６Ｒおよび９０６Ｌはイヤホンである。音声再生部を持たないゴーグル型表示装置の場合、イヤホンは必要ではない。なお、ゴーグル型表示装置は使用者が視聴したい情報を、それを発信する機器から受信し、ＥＬパネルおよびイヤホンに必要な信号を供給し、ＥＬパネルおよびイヤホンから情報を使用者に提供させる機能を有しているとする。

本実施例では実施例１および２と異なり、９０３ＬのＥＬパネル挿入口にのみ９０２のＥＬパネルを挿入する。

本実施例のゴーグル型表示装置の図９におけるＤ部の断面図を図１０（Ａ）に示し、Ｄ´部の断面図を図１０（Ｂ）に示す。なおＥＬパネル挿入口用シャッターは図示しない。

図１０（Ａ）において、使用者の眼球９０４Ｌに対して、図７（Ａ）のようにゴーグル型表示装置の外の光景とレンズによって拡大されたＥＬパネルに表示された画像とを同時に見ることができる可能なモードと、図７（Ｂ）のようにレンズによって拡大されたＥＬパネルに表示された画像のみを見ることが可能なモードの二つのを提供することが可能である。この二つのモードの切り替えは、図９の切り替えスイッチ９１８Ｌによって９１７Ｌのシャッターを動作させることで可能である。

図１０（Ｂ）において、使用者の眼球９０４Ｒに対し、図７（Ｃ）のようにゴーグル型表示装置の外の光景のみを見ることができるモードと、図７（Ｄ）のように何も見ることができないモードを提供することが可能である。この二つのモードの切り替えは、図９の切り替えスイッチ９１８Ｒによって９１７Ｒシャッターを動作させることで可能である。

使用者の眼球９０４ＬおよびＲに対しさまざまなモードの画像を提供することにより、使用者がゴーグル型表示装置の外の光景をよりはっきりと確認したい場合などに対応することが可能である。

使用者の好みにより、ＥＬパネル挿入口は自由に選択できる。また図９のＥＬパネル挿入口９０３ＬおよびＲのいずれにもＥＬパネルを装着した状態においても、どちらか一方のＥＬパネルのみを駆動することで、同様の機能を実現できるとする。

なおレンズとハーフミラーの形状およびＥＬパネルとの配置関係は、上述のようなシースルー機能を実現でき、ＥＬパネルの表示する画像のコントラストが十分に保たれ、かつ画像のピントがずれることがなければ特にこの形状と配置に限定されない。

本実施例は実施例２と組み合わせることが可能である。

本実施例では実施例１，２および３で説明したゴーグル型表示装置もしくはコントローラ本体が有してもよい画像加工機能について説明する。

ゴーグル型表示装置もしくはコントローラ本体は、画像情報を発信する機器もしくはメモリーカードから受信した画像情報を、使用者が立体的に見えるように加工し、ゴーグル型表示装置に送信する機能を有してもよい。左右の像を別方向から２種別々に撮影し、表示すれば可能である。また補色関係にある色を使い分け、表示を行う方法も提案されている。立体視が可能な方法は特に限定されない。これにより使用者はより臨場感のある画像を鑑賞することができる。さらにその機能は制御スイッチにより使用の是非を選択できる。

本実施例では実施例１，２および３で説明したゴーグル型表示装置もしくはコントローラ本体が有してもよい画像加工機能について説明する。

ゴーグル型表示装置もしくはコントローラ本体は、画像情報を発信する機器もしくはメモリーカードから受信した画像情報を、白と黒が反転するように加工しゴーグル型表示装置に送信する機能を有してもよい。これにより本来の画像を表示する場合よりも消費電力を減らすことが可能である。さらにその機能は制御スイッチにより使用の是非を選択できる。

本実施例では、本発明に用いるＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネルを作製した例について説明する。なお、図１１（Ａ）は本発明のＥＬパネルの上面図であり、図１１（Ｂ）はその断面図である。

図１１（Ａ）、（Ｂ）において、４００１は基板、４００２は画素部、４００３Ｌおよび４００３Ｒはゲート側駆動回路、４００４はソース側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線４００５を経て接続口４００６に至り、外部機器へと接続される。

このとき、画素部４００２、ゲート側駆動回路４００３Ｌおよび４００３Ｒ、およびソース側駆動回路４００４を囲むようにして第１シール材４１０１、カバー材４１０２、充填材４１０３及び第２シール材４１０４が設けられている。

図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）をＥ−Ｅ’で切断した断面図に相当し、基板４００１の上にソース側駆動回路４００４に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示している。）４２０１及び画素部４００２に含まれる電流制御用ＴＦＴ（ＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ）４２０２が形成されている。

本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、電流制御用ＴＦＴ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。また、画素部４００２には電流制御用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量（図示せず）が設けられる。

駆動ＴＦＴ４２０１及び画素ＴＦＴ４２０２の上には樹脂材料でなる層間絶縁膜（平坦化膜）４３０１が形成され、その上に画素ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続する画素電極（陽極）４３０２が形成される。画素電極４３０２としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。

そして、画素電極４３０２の上には絶縁膜４３０３が形成され、絶縁膜４３０３は画素電極４３０２の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４３０２の上にはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層４３０４が形成される。ＥＬ層４３０４は公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。

ＥＬ層４３０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。

ＥＬ層４３０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）からなる陰極４３０５が形成される。また、陰極４３０５とＥＬ層４３０４の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、真空中で両者を連続成膜するか、ＥＬ層４３０４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４３０５を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。

そして陰極４３０５は４３０６で示される領域において配線４００５に電気的に接続される。配線４００５は陰極４３０５に所定の電圧を与えるための配線であり、異方導電性フィルム４３０７を介して接続口４００６に電気的に接続される。

以上のようにして、画素電極（陽極）４３０２、ＥＬ層４３０４及び陰極４３０５からなるＥＬ素子が形成される。このＥＬ素子は、第１シール材４１０１及び第１シール材４１０１によって基板４００１に貼り合わされたカバー材４１０２で囲まれ、充填材４１０３により封入されている。

カバー材４１０２としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。

但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明物質を用いる。

また、充填材４１０３としては紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材４１０３の内部に吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しうる物質を設けておくとＥＬ素子の劣化を抑制できる。

また、充填材４１０３の中にスペーサを含有させてもよい。このとき、スペーサを酸化バリウムで形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能である。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの圧力を緩和するバッファ層として陰極４３０５上に樹脂膜を設けることも有効である。

また、配線４００５は異方導電性フィルム４３０７を介して接続口４００６に電気的に接続される。配線４００５は画素部４００２、ソース側駆動回路４００４及びゲート側駆動回路４００３に送られる信号を接続口４００６に伝え、接続口４００６により外部機器と電気的に接続される。

また、本実施例では第１シール材４１０１の露呈部及び接続口４００６の一部を覆うように第２シール材４１０４を設け、ＥＬ素子を徹底的に外気から遮断する構造となっている。こうして図１１（Ｂ）の断面構造を有するＥＬ表示装置となる。

本実施例では、実施例６もしくは実施例８に示したＥＬ表示装置の画素部に用いることができる画素構造の例を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、本実施例において、４６０１はスイッチング用ＴＦＴ４６０２のソース配線、４６０３はスイッチング用ＴＦＴ４６０２のゲート配線、４６０４は電流制御用ＴＦＴ、４６０５はコンデンサ、４６０６、４６０８は電流供給線、４６０７はＥＬ素子とする。

図１２（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線４６０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画素が電流供給線４６０６を中心に線対称となるように形成されている点に特徴がある。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

また、図１２（Ｂ）は、電流供給線４６０８をゲート配線４６０３と平行に設けた場合の例である。なお、図１２（Ｂ）では電流供給線４６０８とゲート配線４６０３とが重ならないように設けた構造となっているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この場合、電流供給線４６０８とゲート配線４６０３とで専有面積を共有させることができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

また、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の構造と同様に電流供給線４６０８をゲート配線４６０３と平行に設け、さらに、二つの画素が電流供給線４６０８を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。また、電流供給線４６０８をゲート配線４６０３のいずれか一方と重なるように設けることも有効である。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

本実施例では、本発明を実施したＥＬパネルの画素構造の例を図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、本実施例において、４７０１はスイッチング用ＴＦＴ４７０２のソース配線、４７０３はスイッチング用ＴＦＴ４７０２のゲート配線、４７０４は電流制御用ＴＦＴ、４７０５はコンデンサ（省略することも可能）、４７０６は電流供給線、４７０７は電源制御用ＴＦＴ、４７０８は電源制御用ゲート配線、４７０９はＥＬ素子とする。電源制御用ＴＦＴ４７０７の動作については特願平１１−３４１２７２号を参照すると良い。

また、本実施例では電源制御用ＴＦＴ４７０７を電流制御用ＴＦＴ４７０４とＥＬ素子４７０８との間に設けているが、電源制御用ＴＦＴ４７０７とＥＬ素子４７０８との間に電流制御用ＴＦＴ４７０４が設けられた構造としても良い。また、電源制御用ＴＦＴ４７０７は電流制御用ＴＦＴ４７０４と同一構造とするか、同一の活性層で直列させて形成するのが好ましい。

また、図１３（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線４７０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画素が電流供給線４７０６を中心に線対称となるように形成されている点に特徴がある。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

また、図１３（Ｂ）は、ゲート配線４７０３と平行に電流供給線４７１０を設け、ソース配線４７０１と平行に電源制御用ゲート配線４７１１を設けた場合の例である。なお、図１３（Ｂ）では電流供給線４７１０とゲート配線４７０３とが重ならないように設けた構造となっているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この場合、電流供給線４７１０とゲート配線４７０３とで専有面積を共有させることができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

本実施例では、本発明を実施したＥＬ表示装置の画素構造の例を図１４（Ａ）
、（Ｂ）に示す。なお、本実施例において、４８０１はスイッチング用ＴＦＴ４８０２のソース配線、４８０３はスイッチング用ＴＦＴ４８０２のゲート配線、４８０４は電流制御用ＴＦＴ、４８０５はコンデンサ（省略することも可能）、４８０６は電流供給線、４８０７は消去用ＴＦＴ、４８０８は消去用ゲート配線、４８０９はＥＬ素子とする。消去用ＴＦＴ４８０７の動作については特願平１１−３３８７８６号を参照すると良い。

消去用ＴＦＴ４８０７のドレインは電流制御用ＴＦＴ４８０４のゲートに接続され、電流制御用ＴＦＴ４８０４のゲート電圧を強制的に変化させることができるようになっている。なお、消去用ＴＦＴ４８０７はｎチャネル型ＴＦＴとしてもｐチャネル型ＴＦＴとしても良いが、オフ電流を小さくできるようにスイッチング用ＴＦＴ４８０２と同一構造とすることが好ましい。

また、図１４（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線４８０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画素が電流供給線４８０６を中心に線対称となるように形成されている点に特徴がある。この場合、電流供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

また、図１４（Ｂ）は、ゲート配線４８０３と平行に電流供給線４８１０を設け、ソース配線４８０１と平行に消去用ゲート配線４８１１を設けた場合の例である。なお、図１４（Ｂ）では電流供給線４８１０とゲート配線４８０３とが重ならないように設けた構造となっているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この場合、電流供給線４８１０とゲート配線４８０３とで専有面積を共有させることができるため、画素部をさらに高精細化することができる。

本発明のＥＬ表示装置は画素内にいくつのＴＦＴを設けた構造としても良い。
例えば、四つ乃至六つまたはそれ以上のＴＦＴを設けても構わない。本発明はＥＬ表示装置の画素構造に限定されずに実施することが可能である。

１００ ゴーグル型表示装置本体
１０１ＬおよびＲ レンズ
１０２ＬおよびＲ ＥＬパネル
１０３ＬおよびＲ ＥＬパネル挿入口
１０４ＬおよびＲ 使用者の眼球

Claims (7)

1. ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ゴーグル型表示装置は、ＥＬパネルと、第１及び第２の照度センサーと、を有し、
   前記ゴーグル型表示装置は、前記ＥＬパネルに表示される画像を使用者の眼球に投影させる機能を有し、
   前記使用者が前方の光景を見ると同時に前記ＥＬパネルに表示される画像を見ることが可能であり、
   前記第１の照度センサーを用いて前記使用者がいる位置での外部から入射する光の第１の照度を測定し、前記第２の照度センサーを用いて前記使用者の眼球付近における外部から入射する光の第２の照度を測定し、前記第１の照度と前記第２の照度とを比較して、前記前方の光景と前記画像とを同時に見るのに適するように前記ＥＬパネルの明るさの調節が可能である
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ゴーグル型表示装置は、ＥＬパネルと、第１及び第２の照度センサーと、前方の光景を観察するための透明窓と、を有し、
   前記ゴーグル型表示装置は、前記ＥＬパネルに表示される画像を使用者の眼球に投影させる機能を有し、
   前記使用者が前記透明窓を介して前方の光景を見ると同時に前記ＥＬパネルに表示される画像を見ることが可能であり、
   前記第１の照度センサーを用いて前記使用者がいる位置での外部から入射する光の第１の照度を測定し、前記第２の照度センサーを用いて前記使用者の眼球付近における外部から入射する光の第２の照度を測定し、前記第１の照度と前記第２の照度とを比較して、前記前方の光景と前記画像とを同時に見るのに適するように前記ＥＬパネルの明るさの調節が可能である
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
3. ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ゴーグル型表示装置は、ＥＬパネルと、ＥＬパネル挿入口と、第１及び第２の照度センサーと、を有し、
   前記ＥＬパネル挿入口を介して前記ＥＬパネルを着脱することが可能であり、
   前記ゴーグル型表示装置は、前記ＥＬパネルに表示される画像を使用者の眼球に投影させる機能を有し、
   前記使用者が前方の光景を見ると同時に前記ＥＬパネルに表示される画像を見ることが可能であり、
   前記第１の照度センサーを用いて前記使用者がいる位置での外部から入射する光の第１の照度を測定し、前記第２の照度センサーを用いて前記使用者の眼球付近における外部から入射する光の第２の照度を測定し、前記第１の照度と前記第２の照度とを比較して、前記前方の光景と前記画像とを同時に見るのに適するように前記ＥＬパネルの明るさの調節が可能である
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
4. ゴーグル型表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ゴーグル型表示装置は、ＥＬパネルと、ＥＬパネル挿入口と、第１及び第２の照度センサーと、前方の光景を観察するための透明窓と、を有し、
   前記ＥＬパネル挿入口を介して前記ＥＬパネルを着脱することが可能であり、
   前記ゴーグル型表示装置は、前記ＥＬパネルに表示される画像を使用者の眼球に投影させる機能を有し、
   前記使用者が前記透明窓を介して前方の光景を見ると同時に前記ＥＬパネルに表示される画像を見ることが可能であり、
   前記第１の照度センサーを用いて前記使用者がいる位置での外部から入射する光の第１の照度を測定し、前記第２の照度センサーを用いて前記使用者の眼球付近における外部から入射する光の第２の照度を測定し、前記第１の照度と前記第２の照度とを比較して、前記前方の光景と前記画像とを同時に見るのに適するように前記ＥＬパネルの明るさの調節が可能である
   ことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記ヘッドマウントディスプレイはさらに、前記ゴーグル型表示装置と接続されたコントローラを有し、
   前記コントローラは、入力端子と、情報媒体挿入口と、を有し、
   前記コントローラは、
   前記入力端子を介して、画像情報を発信する機器から前記画像情報を受信する機能と、
   情報媒体を差し込んだ前記情報媒体挿入口を介して、前記情報媒体に記録された画像情報を読み込む機能と、
   前記ゴーグル型表示装置の使用時の環境設定情報を前記情報媒体に記録させる機能と、を有することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
6. 請求項５において、
   調節された前記ＥＬパネルの明るさを前記環境設定情報として、前記情報媒体に記録させることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記ゴーグル型表示装置は、左眼用及び右眼用として、それぞれ、前記ＥＬパネルを有し、
   前記左眼用及び前記右眼用の前記ＥＬパネルが、それぞれ異なる映像を映し出すことによって、前記使用者が立体視可能であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

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