JP7081256B2 - 光学ユニット、および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を備えたパネルを利用した光学ユニット、および表示装置に関するものである。

発光素子を備えたパネルを利用した光学ユニット、および表示装置として、各色の無偏光の光を出射する３つの有機エレクトロルミネッセンスパネルがダイクロイックプリズムの３つの入射面に対向するように配置された態様が提案されている。かかる光学ユニット、および表示装置では、例えば、赤色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された赤色の画像光を第１ダイクロイックミラーで出射面に向けて反射する一方、第１ダイクロイックミラーは、青色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された青色の画像光、および緑色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された緑色の画像光を透過する。また、青色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された青色の画像光を第２ダイクロイックミラーで出射面に向けて反射する一方、第２ダイクロイックミラーは、赤色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された赤色の画像光、および緑色の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射された緑色に画像光を透過する。従って、ダイクロイックプリズムの出射面からは、赤色、緑色、および青色の画像を合成した合成光が出射されるので、カラー画像を表示することができる（特許文献１参照）。

特開平１１－６７４４８号公報

有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子から出射される光は、装置光軸に対して大きく傾いた光線を含む一方、ダイクロイックミラーは、入射角依存性を有している。また、有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子から出射される光は無偏光の光であるため、ダイクロイックミラーは、透過率－波長特性のみに基づいて、色光毎の反射や透過を行わざるを得ない。このため、ダイクロイックミラーでの反射および透過を適正に行うには、複数の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射される各色光の波長域を極端に狭めて各色光の波長域の間隔を広めた構成や、複数の有機エレクトロルミネッセンスパネルから出射される光束のうち、画像の表示に利用する有効光束を極端に狭めた構成を採用せざるを得ないという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、発光素子を備えたパネルから出射された画像光の反射や透過をダイクロイックミラーにおいて広い波長域で適正に行うことのできる光学ユニット、および表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学ユニットの一態様は、第１発光素子を備えた第１パネルと、第２発光素子を備えた第２パネルと、第３発光素子を備えた第３パネルと、前記第１パネルから出射された第１画像光が第１波長域の画像光として入射する第１入射面、前記第１入射面と対向し、前記第２パネルから出射された画像光が前記第１波長域と異なる第２波長域の第２画像光として入射する第２入射面、前記第１入射面および前記第２入射面との間に設けられ、前記第３パネルから出射された画像光が前記第１波長域および前記第２波長域と異なる第３波長域の第３画像光として入射する第３入射面、前記第３入射面と対向する出射面、前記第１画像光を前記出射面に向けて反射し、前記第２画像光および前記第３画像光を透過する第１ダイクロイックミラー、および前記第２画像光を前記出射面に向けて反射し、前記第１画像光および前記第３画像光を透過する第２ダイクロイックミラーを備えたダイクロイックプリズムと、を有し、前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のうち、少なくも１つの発光素子から前記ダイクロイックプリズムに到る光路には、偏光方向が異なる第１偏光および第２偏光のうち、前記第１偏光の光を透過する偏光素子が配置され、前記第１ダイクロイックミラーおよび前記第２ダイクロイックミラーの少なくとも一方は、偏光分離特性を有していることを特徴とする。

本発明では、第１発光素子、第２発光素子、および第３発光素子のうち、少なくも１つの発光素子からダイクロイックプリズムに到る光路に偏光素子が配置され、第１ダイクロイックミラーおよび第２ダイクロイックミラーの少なくとも一方は、偏光分離特性を有している。このため、ダイクロイックミラーは、透過率－波長特性に加えて、入射する光の偏光方向に基づいて、色光毎の反射や透過を行う。従って、発光素子から出射される光が、装置光軸に対して大きく傾いた光線を含むという事情や、ダイクロイックミラーが入射角依存性を有しているという事情があっても、発光素子から出射された画像光の反射や透過をダイクロイックミラーで適正に行うことができる。それ故、光学ユニットを表示装置に用いた際、発光素子から出射される各色光の波長域を極端に狭めた構成や、パネルから出射される光束のうち、画像の表示に利用する有効光束を著しく狭めた構成等を採用しなくても、品位の高い画像を表示することができる。

本発明において、前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のうち、前記１つの発光素子から前記ダイクロイックプリズムに到る光路に前記偏光素子が配置され、前記第１ダイクロイックミラーおよび前記第２ダイクロイックミラーの一方が偏光分離特性を有している態様を採用することができる。

本発明において、前記１つの発光素子は、前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のうち、最も長波長の画像光に対応する発光素子である態様を採用することができる。

本発明において、前記１つの発光素子は、前記第１発光素子から出射された光、前記第２発光素子から出射された光、および前記第３発光素子から出射された光の合成光が白色光となる条件で前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子を駆動した際に寿命が最も長い発光素子である態様を採用してもよい。

本発明において、前記１つの発光素子は、前記第１発光素子および前記第２発光素子のうちの一方である態様を採用することができる。

本発明において、前記偏光素子は、前記第１パネル、前記第２パネル、および前記第３パネルのうち、前記１つの発光素子が設けられた１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに到る光路に配置されている態様を採用することができる。

本発明において、前記１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束のうち、前記出射面から出射される光束に対応する有効光束が通過する領域の全域に前記偏光素子が設けられている態様を採用することができる。

本発明において、前記１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束のうち、画像の表示に利用される有効光束が通過する領域の全域に前記偏光素子が設けられている態様を採用してもよい。

本発明を適用した光学ユニットを備えた表示装置では、前記ダイクロイックプリズムの前記出射面から出射された前記第１画像光、前記第２画像光、および前記第３画像光の合成光により画像を表示することを特徴とする。

本発明に係る表示装置において、前記合成光を用いて虚像を表示する虚像表示部を有する態様を採用することができる。本発明に係る表示装置において、前記合成光を投射する投射光学系を有する態様を採用してもよい。

本発明を適用した光学ユニットの平面図。 図１に示す第１着色層等の透過率－波長特性を示す説明図。 図１に示す第１画像光等のスペクトラムを示す説明図。 図１に示す第１パネルの電気的構成を示す説明図。 図６に示す第１表示領域内の各画素（画素回路）の回路図。 図１に示す第１パネルの断面図。 図１に示す第２パネルの断面図。 図１に示す第３パネルの断面図。 図１に示す第２ダイクロイックミラーの透過率－波長特性を示すグラフ。 図１に示す第１ダイクロイックミラーの透過率－波長特性を示すグラフ。 図１に示す光学ユニットにおける画像光の利用可能な波長範囲を示す説明図。 図１に示す第１ダイクロイックミラーが偏光分離特性を有しない参考例の透過率－波長特性を示すグラフ。 図１２に示す特性の第１ダイクロイックミラーを用いた場合の画像光の利用可能な波長範囲を示す説明図。 本発明を適用した光学ユニットでの動作を示す説明図。 本発明を適用した光学ユニットにおける偏向素子の配置範囲の第１例を示す説明図。 本発明を適用した光学ユニットにおける偏向素子の配置範囲の第２例を示す説明図。 頭部装着型の表示装置の説明図。 図１７に示す表示部の光学系の構成を模式的に示す斜視図。 図１８に示す光学系の光路を示す説明図。 投射型の表示装置の説明図。

以下、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図上層で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材の数や縮尺を異ならしめてある。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した光学ユニット１の平面図である。図２は、図１に示す第１着色層８１（Ｒ）等の透過率－波長特性を示す説明図である。図３は、図１に示す第１画像光ＬＲ等のスペクトラムを示す説明図である。

図１に示すように、光学ユニット１は、第１基板１１の表示領域である第１表示領域１１１に複数の第１発光素子１５を備えた第１パネル１０と、第２基板２１の表示領域である第２表示領域２１１に複数の第２発光素子２５を備えた第２パネル２０と、第３基板３１の表示領域である第３表示領域３１１に複数の第３発光素子３５を備えた第３パネル３０と、ダイクロイックプリズム５０とを有している。

第１パネル１０から出射された画像光は、ダイクロイックプリズム５０に第１波長域の第１画像光ＬＲとして入射する。第２パネル２０から出射された画像光は、ダイクロイックプリズム５０に第２波長域の第２画像光ＬＢとして入射する。第３パネル３０から出射された画像光は、ダイクロイックプリズム５０に第３波長域の第３画像光ＬＧとして入射する。本形態において、第１パネル１０は、第１表示領域１１１から第１波長域の第１画像光ＬＲを出射する。第２パネル２０は、第２表示領域２１１から第２波長域の第２画像光ＬＢを出射する。第３パネル３０は、第３表示領域３１１から第３波長域の第３画像光ＬＧを出射する。本形態において、第１波長域は、例えば、６２０ｎｍ～７５０ｎｍであり、第１パネル１０は、赤色の第１画像光ＬＲを出射する。第２波長域は、例えば、４５０ｎｍ～４９５ｎｍであり、第２パネル２０は、青色の第２画像光ＬＢを出射する。第３波長域は、例えば、４９５ｎｍ～５７０ｎｍであり、第３パネル３０は、緑色の第３画像光ＬＧを出射する。

本形態において、第１パネル１０は、第１表示領域１１１に設けられた複数の第１発光素子１５が白色光を出射することから、第１基板１１には、第１発光素子１５に対してダイクロイックプリズム５０の側に、第１発光素子１５から出射された画像光を第１波長域の第１画像光ＬＲに着色する第１着色層８１（Ｒ）を有している。第２パネル２０は、第２表示領域２１１に設けられた複数の第２発光素子２５が白色光を出射することから、第２基板２１には、第２発光素子２５に対してダイクロイックプリズム５０の側に、第２発光素子２５から出射された画像光を第２波長域の第２画像光ＬＢに着色する第２着色層８１（Ｂ）を有している。第３パネル３０は、第３表示領域３１１に設けられた複数の第３発光素子３５が白色光を出射することから、第３基板３１には、第３発光素子３５に対してダイクロイックプリズム５０の側に、第３発光素子３５から出射された画像光を第３波長域の第３画像光ＬＧに着色する第３着色層８１（Ｇ）を有している。本形態において、第１発光素子１５、第２発光素子２５、および第３発光素子３５はいずれも、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、無偏光の光を出射する。

本形態において、第１着色層８１（Ｒ）は、図２に破線Ｐ８１（Ｒ）で示す透過率－波長特性を有しており、赤色光以外の光を吸収する光吸収系のフィルタ層である。第２着色層８１（Ｂ）は、図２に一点鎖線Ｐ８１（Ｂ）で示す透過率－波長特性を有しており、青色光以外の光を吸収する光吸収系のフィルタ層である。第３着色層８１（Ｇ）は、図２に二点鎖線Ｐ８１（Ｇ）で示す透過率－波長特性を有しており、緑色光以外の光を吸収する光吸収系のフィルタ層である。従って、第１画像光ＬＲは、図３に破線ＬＲで示すスペクトラムを有し、第２画像光ＬＢは、図３に一点鎖線ＬＢで示すスペクトラムを有し、第３画像光ＬＧは、図３に二点鎖線ＬＧで示すスペクトラムを有している。

ダイクロイックプリズム５０は、第１入射面５１と、第１入射面５１と対向する第２入射面５２と、第１入射面５１および第２入射面５２との間に設けられた第３入射面５３と、第３入射面５３と対向する出射面５４とを有している。第１入射面５１には第１パネル１０が対向するように配置されており、第１入射面５１には、第１パネル１０から出射された画像光が第１波長域の第１画像光ＬＲとして入射する。第２入射面５２には第２パネル２０が対向するように配置されており、第２入射面５２には、第２パネル２０から出射された画像光が第２波長域の第２画像光ＬＢとして入射する。第３入射面５３には第３パネル３０が対向するように配置されており、第３入射面５３には、第３パネル３０から出射された画像光が第３波長域の第３画像光ＬＧとして入射する。第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０は、例えば、透光性の接着剤層によってダイクロイックプリズム５０に固定されている。

ダイクロイックプリズム５０は、互いに４５°の角度で交差するように配置された第１ダイクロイックミラー５６、および第２ダイクロイックミラー５７を有している。第１ダイクロイックミラー５６は、第１画像光ＬＲを出射面５４に向けて反射し、第２画像光ＬＢおよび第３画像光ＬＧを透過する。第２ダイクロイックミラー５７は、第２画像光ＬＢを出射面５４に向けて反射し、第１画像光ＬＲおよび第３画像光ＬＧを透過する。

（第１パネル１０の電気的構成）
図４は、図１に示す第１パネル１０の電気的構成を示す説明図である。図５は、図４に示す第１表示領域１１１内の各画素（画素回路）の回路図である。なお、以下の説明において、「上層側」「上面」とは、第１基板とは反対側を意味する。

図４に示すように、第１パネル１０において、第１基板１１の一方面には、第１表示領域１１１、周辺領域１１２、および実装領域１１３が設けられている。本形態において、第１基板１１は、シリコン等の半導体基板である。第１基板１１において、第１表示領域１１１は、複数の画素Ｐが配列された矩形状の領域である。第１表示領域１１１には、Ｘ方向に延在する複数の走査線６２と、各走査線６２に対応してＸ方向に延在する複数の制御線６４と、Ｘ方向に交差するＹ方向に延在する複数の信号線６１とが形成される。複数の走査線６２と複数の信号線６１との各交差に対応して画素Ｐが形成される。従って、複数の画素Ｐは、Ｘ方向およびＹ方向にわたり行列状に配列する。

周辺領域１１２は、第１表示領域１１１の周りを囲む矩形枠状の領域である。周辺領域１１２には駆動回路４１が設けられている。駆動回路４１は、第１表示領域１１１内の各画素Ｐを駆動する回路であり、２個の走査線駆動回路４２と信号線駆動回路４４とを含んで構成される。本形態の第１パネル１０は、第１基板１１の表面に直接的に形成されたトランジスター等の能動素子によって駆動回路４１が構成された回路内蔵型の表示装置である。

実装領域１１３は、周辺領域１１２を挟んで第１表示領域１１１とは反対側の領域であり、複数の実装端子４７が配列されている。各実装端子４７には、制御回路や電源回路等の各種の外部回路（図示せず。）から制御信号や電源電位がに供給される。外部回路は、例えば実装領域１１３に接合された可撓性の配線基板（図示せず。）に実装されている。

図５に示すように、画素Ｐは、第１発光素子１５、駆動トランジスターＴDR、発光制御トランジスターＴEL、選択トランジスターＴSL、および容量素子Ｃとを含んで構成される。なお、図７では、画素Ｐの各トランジスターＴ（ＴDR、ＴEL、ＴSL）をＰチャネル型としたが、Ｎチャネル型のトランジスターを利用することも可能である。

第１発光素子１５は、有機ＥＬ材料の発光層を含む発光機能層４６を第１電極Ｅ1（陽極）と第２電極Ｅ2（陰極）との間に介在させた電気光学素子である。第１電極Ｅ1は画素Ｐ毎に個別に形成され、第２電極Ｅ2は複数の画素Ｐにわたり連続している。第１発光素子１５は、第１電源導電体４８と第２電源導電体４９とを連結する電流経路上に配置される。第１電源導電体４８は、高位側の電源電位（第１電位）ＶELが供給される電源配線であり、第２電源導電体４９は、低位側の電源電位（第２電位）ＶCTが供給される電源配線である。

駆動トランジスターＴDRと発光制御トランジスターＴELとは、第１電源導電体４８と第２電源導電体４９とを連結する電流経路上で第１発光素子１５に対して直列に配置される。具体的には、駆動トランジスターＴDRの一対の電流端のうちの一方（ソース）は第１電源導電体４８に接続される。発光制御トランジスターＴELは、駆動トランジスターＴDRの一対の電流端のうちの他方（ドレイン）と第１発光素子１５の第１電極Ｅ1との導通状態（導通／非導通）を制御するスイッチとして機能する。駆動トランジスターＴDRは、自身のゲート－ソース間の電圧に応じた電流量の駆動電流を生成する。発光制御トランジスターＴELがオン状態に制御された状態では、駆動電流が駆動トランジスターＴDRから発光制御トランジスターＴELを経由して第１発光素子１５に供給されることで第１発光素子１５が駆動電流の電流量に応じた輝度で発光する。発光制御トランジスターＴELがオフ状態に制御された状態では第１発光素子１５に対する駆動電流の供給が遮断されることで第１発光素子１５は消灯する。発光制御トランジスターＴELのゲートは制御線６４に接続される。

選択トランジスターＴSLは、信号線６１と駆動トランジスターＴDRのゲートとの導通状態（導通／非導通）を制御するスイッチとして機能する。選択トランジスターＴSLのゲートは走査線６２に接続される。また、容量素子Ｃは、第１電極Ｃ1と第２電極Ｃ2との間に誘電体を介在させた静電容量である。第１電極Ｃ1は駆動トランジスターＴDRのゲートに接続され、第２電極Ｃ2は第１電源導電体４８（駆動トランジスターＴDRのソース）に接続される。従って、容量素子Ｃは、駆動トランジスターＴDRのゲート-ソース間の電圧を保持する。

信号線駆動回路４４は、外部回路から供給される画像信号が画素Ｐ毎に指定する階調に応じた階調電位（データ信号）を書込期間（水平走査期間）毎に複数の信号線６１に対して並列に供給する。他方、各走査線駆動回路４２は、各走査線６２に走査信号を供給することで複数の走査線６２の各々を書込期間毎に順次に選択する。走査線駆動回路４２が選択した走査線６２に対応する各画素Ｐの選択トランジスターＴSLはオン状態に遷移する。従って、各画素Ｐの駆動トランジスターＴDRのゲートには信号線６１と選択トランジスターＴSLとを経由して階調電位が供給され、容量素子Ｃには階調電位に応じた電圧が保持される。他方、書込期間での走査線６２の選択が終了すると、各走査線駆動回路４２は、各制御線６４に制御信号を供給することで当該制御線６４に対応する各画素Ｐの発光制御トランジスターＴELをオン状態に制御する。従って、直前の書込期間で容量素子Ｃに保持された電圧に応じた駆動電流が駆動トランジスターＴDRから発光制御トランジスターＴELを経由して第１発光素子１５に供給される。このようにして、第１発光素子１５が階調電位に応じた輝度で発光することで、画像信号が指定する任意の第１画像光ＬＲが第１表示領域１１１から出射される。

（第１パネル１０の断面構成）
図６は、図１に示す第１パネル１０の断面図である。図６に示すように、第１基板１１には、画素Ｐの選択トランジスターＴSL等のトランジスターの能動領域４０（ソース／ドレイン領域）が形成され、能動領域４０の上面は絶縁膜Ｂ0（ゲート絶縁膜）で被覆されている。絶縁膜Ｂ0の上面にはゲート電極Ｇが形成されている。ゲート電極Ｇの上層側には複数の絶縁層ＢA～ＢEと複数の配線層ＷA～ＷEとを交互に積層した多層配線層が形成される。各配線層は、アルミニウムや銀等を含有する低抵抗な導電材料で形成される。絶縁層ＢAの上面には、図５に示す走査線６２等を含む配線層ＷAが形成されている。絶縁層ＢBの上層には、図５に示す信号線６１や第１電極Ｃ１等を含む配線層ＷBが形成されている。絶縁層ＢCの表上層には、図５に示す第２電極Ｃ2等を含む配線層ＷCが形成されている。絶縁層ＢDの表上層には、図５に示す第１電源導電体４８等を含む配線層ＷDが形成されている。絶縁層ＢEの上層には、配線６９と配線６７等を含む配線層ＷEが形成されている。

絶縁層ＢEの上層には光路調整層６０が形成される。光路調整層６０は、光共振器１６の共振波長を赤色の波長に設定するための要素であり、窒化珪素や酸化珪素等の光透過性の絶縁材料で形成される。具体的には、光共振器１６を構成する第１電源導電体４８と第２電極Ｅ2との間の光路長ｄＲ（光学的距離）を光路調整層６０の膜厚に応じて適宜に調整することで第１パネル１０から出射される光に対する共振波長が設定される。本形態において、第１パネル１０からは赤色の第１画像光ＬＲが出射されることから、光共振器１６の光路長は、第１画像光ＬＲに適正な値に設定される。従って、光共振器１６は、概ね、図１に示す第１着色層８１（Ｒ）と同様な透過率―波長特性（図２参照）を有している。

光路調整層６０の上面には、第１表示領域１１１内の画素Ｐ毎の第１電極Ｅ1が形成されている。第１電極Ｅ1は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の光透過性の導電材料で形成される。第１電極Ｅ1の周りには、絶縁性の画素定義層６５が形成されている。第１電極Ｅ1の上面には発光機能層４６が形成される。発光機能層４６は、有機ＥＬ材料で形成された発光層を含んで構成され、電流の供給により白色光を放射する。発光機能層４６には、発光層に供給される電子や正孔の輸送層または注入層が設けられることもある。発光機能層４６は、第１表示領域１１１内の複数の画素Ｐにわたり連続して形成されている。

発光機能層４６の上層には、第１表示領域１１１の全域にわたり第２電極Ｅ2が形成されており、発光機能層４６のうち、第１電極Ｅ1と第２電極Ｅ2とに挟まれた領域（発光領域）が発光する。第２電極Ｅ2は、到達した光の一部を透過するとともに、残りを反射する半透過反射層として機能する。例えば、銀やマグネシウムを含有する合金等の光反射性の導電材料を充分に薄い膜厚に形成することで、半透過反射性の第２電極Ｅ2が形成される。発光機能層４６からの放射光は、第１電源導電体４８と第２電極Ｅ2との間で往復し、特定の共振波長の成分が選択的に増幅されたうえで第２電極Ｅ2を透過して観察側（第１基板１１とは反対側）に出射する。すなわち、反射層として機能する第１電源導電体４８と半透過反射層として機能する第２電極Ｅ2との間で発光機能層４６からの出射光を共振させる光共振器１６が形成される。

ここで、周辺領域１１２では、第１表示領域１１１に形成された導電層と同層に複数の配線６６、６７、６８、６９等が形成されており、配線６６、６７、６８、６９は、例えば、配線の間に形成された絶縁層のコンタクトホールを介して電気的に接続される。第２電極Ｅ2の上層側には、第１基板１１の全域にわたり封止体７０が形成される。封止体７０は、第１基板１１上に形成された各要素を封止することで外気や水分の侵入を防止する光透過性の膜体であり、例えば、第１封止層７１と第２封止層７２と第３封止層７３との積層膜によって構成されている。第３封止層７３は、第２電極Ｅ2の上層に形成されて第２電極Ｅ2の上面に直接に接触する。第３封止層７３は、例えば珪素化合物（典型的には窒化珪素や酸化珪素）等の絶縁性の無機材料である。第１封止層７１は、第２電極Ｅ2や第３封止層７３の表面の段差を埋める平坦化膜として機能する。第１封止層７１は、例えば、エポキシ樹脂等の光透過性の有機材料により形成されている。第２封止層７２は、第１基板１１の全域にわたり形成されている。第２封止層７２は、例えば耐水性や耐熱性に優れた珪素窒化物や珪素酸窒化物等により形成される。

封止体７０（第２封止層７２）の上面には、第１表示領域１１１および周辺領域１１２の全域または略全域にわたって第１着色層８１（Ｒ）が形成されている。第１着色層８１（Ｒ）は、第１波長域の赤色光を透過させる。また、第１パネル１０では、第１着色層８１（Ｒ）に対して第１基板１１とは反対側に透光性のカバー基板１８が接着剤１７によって固定されている。

（第２パネル２０および第３パネル３０の構成）
図７は、図１に示す第２パネル２０の断面図である。図８は、図１に示す第３パネル３０の断面図である。図１に示す第２パネル２０および第３パネル３０は、第１パネル１０と同様、図５および図６を参照して説明した電気的構成を有しており、第１発光素子１５に代えて、第２発光素子２５および第３発光素子３５が形成されている。

図７に示すように、第２パネル２０では、図６を参照して説明した第１着色層８１（Ｒ）に代えて、第２着色層８１（Ｂ）が第２表示領域２１１および周辺領域２１２の全域または略全域にわたって形成されており、第２着色層８１（Ｂ）は、第２波長域の青色光を透過させる。また、図７に示す光路調整層６０の膜厚は、第２パネル２０から出射される青色の第２画像光ＬＢの波長に対応するように調整されて、光共振器２６を構成する第１電源導電体４８と第２電極Ｅ2との間の光路長ｄＢ（光学的距離）が最適化されている。従って、光共振器２６は、概ね、図１に示す第２着色層８１（Ｂ）と同様な透過率―波長特性（図２参照）を有している。また、第２パネル２０では、第２着色層８１（Ｂ）に対して第２基板２１とは反対側に透光性のカバー基板２８が接着剤２７によって固定されている。

図８に示すように、第３パネル３０では、図６を参照して説明した第１着色層８１（Ｒ）に代えて、第３着色層８１（Ｇ）が第３表示領域３１１および周辺領域３１２の全域または略全域にわたって形成されており、第３着色層８１（Ｇ）は、第３波長域の緑色光を透過させる。また、図８に示す光路調整層６０の膜厚は、第３パネル３０から出射される緑色の第３画像光ＬＧの波長に対応するように調整されて、光共振器３６を構成する第１電源導電体４８と第２電極Ｅ2との間の光路長ｄＧ（光学的距離）が最適化されている。従って、光共振器３６は、概ね、図１に示す第３着色層８１（Ｇ）と同様な透過率―波長特性（図２参照）を有している。また、第３パネル３０では、第３着色層８１（Ｇ）に対して第３基板３１とは反対側に透光性のカバー基板３８が接着剤３７によって固定されている。

（ダイクロイックプリズム５０の光学特性等）
図９は、図１に示す第２ダイクロイックミラー５７の透過率－波長特性を示すグラフである。図１０は、図１に示す第１ダイクロイックミラー５６の透過率－波長特性を示すグラフである。図１１は、図１に示す光学ユニット１における画像光の利用可能な波長範囲を示す説明図である。

図１に示す光学ユニット１において、本形態では、第１発光素子１５、第２発光素子２５、および第３発光素子３５のうち、少なくとも１つの発光素子からダイクロイックプリズム５０に到る光路には、偏光方向が異なる第１偏光および第２偏光のうち、第１偏光の光を透過する偏光素子８０が配置されている。かかる構成に対応して、第１ダイクロイックミラー５６および第２ダイクロイックミラー５７の少なくとも一方は、偏光分離特性を有している。本形態では、第１発光素子１５、第２発光素子２５、および第３発光素子３５のうち、１つの発光素子からダイクロイックプリズム５０に到る光路に偏光素子８０が配置されている。本形態において、偏光素子９０は、第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０のうち、前記の１つの発光素子が設けられた１つのパネルからダイクロイックプリズム５０に到る光路に配置されている。

本形態において、図面に垂直な偏光方位を有する直線偏光の光をＳ偏光とし、図面に平行な偏光方位を有する直線偏光の光をＰ偏光の光としたとき、第１偏光がＳ偏光であり、第２偏光がＰ偏光である。従って、偏光素子８０は、パネルから出射された無偏光の光のうち、Ｓ偏光の光を透過する。

ここで、前記の１つのパネルは、第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０のうち、最も長波長の画像光に対応するパネルであり、前記の１つの発光素子は、第１発光素子１５、第２発光素子２５、および第３発光素子３５のうち、最も長波長の画像光に対応する発光素子でる。また、前記の１つのパネルは、第１パネル１０の第１発光素子１５から出射された光、第２パネル２０の第２発光素子２５から出射された光、および第３パネル３０の第３発光素子３５から出射された光の合成光が白色光となる条件で第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０を駆動した際に寿命が最も長いパネルである。例えば、前記の１つのパネルは、第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０を上記の条件で駆動した際に、出射強度の低下が一番小さい特性、あるいはスペクトラムの変化が一番小さい特性を有するパネルである。

本形態では、第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０のうち、第１パネル１０が最も長波長の第１画像光ＬＲを出射することから、第１着色層８１（Ｒ）の光劣化が一番小さい等、寿命が最も長いパネルでる。従って、第１パネル１０からダイクロイックプリズム５０に到る光路に偏光素子８０が配置されている。また、第１ダイクロイックミラー５６は偏光分離特性を有しているのに対して、第２ダイクロイックミラー５７は偏光分離特性を有していない。

具体的には、第２ダイクロイックミラー５７は、図９に実線Ｌｂ４５で示すように、例えば、４５°の角度で入射した光については、波長が約５２０ｎｍ以上の光を透過する一方、波長が約４９０ｎｍ以下の光を反射する。従って、第２ダイクロイックミラー５７は、偏光および無偏光にかかわらず、第２画像光ＬＢを出射面５４に向けて反射し、第１画像光ＬＲ、および無偏光の第３画像光ＬＧを透過する。なお、波長が４９０ｎｍから５２０ｎｍの光については、波長が長くなる程、透過率が上昇する。

また、第２ダイクロイックミラー５７は、透過率および反射率が入射角依存性を有している。例えば、第２ダイクロイックミラー５７は、入射角が３８°の場合、図９に破線Ｌｂ３８で示すように、入射角が４５°の場合より、透過する波長域が長波長側にシフトし、入射角が５２°の場合、図９に一点鎖線Ｌｂ５２で示すように、入射角が４５°の場合より、透過する波長域が短波長側にシフトする。

一方、第１ダイクロイックミラー５６は、図１０に太い実線Ｓ４５で示すように、例えば、４５°の角度で入射したＳ偏光の光については、波長が約６２０ｎｍ以上の光を反射する一方、波長が約５９０ｎｍ以下の光を透過する。従って、第１ダイクロイックミラー５６は、偏光素子８０を通過したＳ偏光の第１画像光ＬＲを出射面５４に向けて反射し、第２画像光ＬＢおよび第３画像光ＬＧを透過する。なお、波長が５９０ｎｍから６２０ｎｍの光については、波長が長くなる程、透過率が低下する。

また、第１ダイクロイックミラー５６は、透過率および反射率が入射角依存性を有している。例えば、第１ダイクロイックミラー５６は、入射角が３８°のＳ偏光の光の場合、図１０に太い破線Ｓ３８で示すように、入射角が４５°のＳ偏光の光の場合より、透過する波長域が長波長側にシフトし、入射角が５２°のＳ偏光の光の場合、図１０に太い一点鎖線Ｓ５２で示すように、入射角が４５°のＳ偏光の光の場合より、透過する波長域が短波長側にシフトする。

なお、第１ダイクロイックミラー５６は、４５°の角度で入射したＰ偏光の光、３８°の角度で入射したＰ偏光の光、および５２５°の角度で入射したＰ偏光の光については、図９に細い実線Ｐ４５、細い破線Ｐ３８、および細い一点鎖線Ｐ５２で示すように、約６２０ｎｍ以上の光についても透過率が高い。

従って、図１１に示すように、図９に示す第２ダイクロイックミラー５７の透過率－波長特性と、図１０に示す第１ダイクロイックミラー５６のＳ偏光の光に対する透過率－波長特性とを合成すると、第１波長域（赤色）および第３波長域（緑色）については、広い波長範囲ＷＲ１、ＷＢ１、ＷＧ１の光を利用することができるといえる。具体的には、ダイクロイックプリズム５０では、第１波長域（赤色）のＳ偏光の光については、６３５ｎｍから６７５ｎｍの広い波長域ＷＲ１において３８°から５２°の入射角の光が第１ダイクロイックミラー５６で反射する。また、第３波長域（緑色）の無偏光の光については、５３５ｎｍから５６５ｎｍの広い波長域ＷＧ１において３８°から５２°の入射角の光が第１ダイクロイックミラー５６および第２ダイクロイックミラー５７を透過する。また、第２波長域（青色）の無偏光の光については、４６０ｎｍから４７０ｎｍの波長範囲ＷＢ１において、３８°から５２°の入射角の光が第２ダイクロイックミラー５７で反射する。

（比較例）
図１２は、図１に示す第１ダイクロイックミラー５６が偏光分離特性を有しない参考例の透過率－波長特性を示すグラフである。図１３は、図１２に示す特性の第１ダイクロイックミラー５６を用いた場合の画像光の利用可能な波長範囲を示す説明図である。

第１ダイクロイックミラー５６が偏光分離特性を有しない場合、図１２に実線Ｌａ４５で示すように、第１ダイクロイックミラー５６は、例えば、４５°の角度で入射した光については、波長が約５７０ｎｍ以下の光を透過する一方、波長が約６２０ｎｍ以上の光を反射する。また、波長が５７０ｎｍから６２０ｎｍの光については、波長が長くなる程、透過率が低下する。また、第１ダイクロイックミラー５６は、入射角が３８°の場合、図１２に破線Ｌａ３８で示すように、入射角が４５°の場合より、透過する波長域が長波長側にシフトし、入射角が５２°の場合、図１２に一点鎖線Ｌａ５２で示すように、入射角が４５°の場合より、透過する波長域が短波長側にシフトする。

従って、図１３に示すように、図１０に示す第２ダイクロイックミラー５７の透過率－波長特性と、図１２に示す第１ダイクロイックミラー５６の透過率－波長特性とを合成すると、第１波長域（赤色）および第３波長域（緑色）については、図１１を参照して説明した場合と違って、狭い波長範囲ＷＲ２、ＷＧ２の光しかを利用できないことがわかる。

具体的には、ダイクロイックプリズム５０では、第１波長域（赤色）の光については、６４５ｎｍから６６０ｎｍの狭い波長範囲ＷＲ２でのみ、３８°から５２°の入射角の光が第１ダイクロイックミラー５６で反射する。また、第３波長域（緑色）の光については、５４０ｎｍから５５０ｎｍの狭い波長範囲ＷＧ２でのみ、３８°から５２°の入射角の光が第１ダイクロイックミラー５６および第２ダイクロイックミラー５７を透過する。なお、第２波長域（青色）の光については、本実施形態と同様、４６０ｎｍから４７０ｎｍの波長範囲ＷＢ２において、３８°から５２°の入射角の光が第２ダイクロイックミラー５７で反射する。

（光学ユニット１での動作）
図１４は、本発明を適用した光学ユニット１での動作を示す説明図である。図１４に示すように、本形態の光学ユニット１では、第１パネル１０から出射された無偏光の第１画像光ＬＲは、偏光素子８０を通過した際、Ｓ偏光の光のみが第１入射面５１からダイクロイックプリズム５０内に進入する。そして、Ｓ偏光の第１画像光ＬＲは、例えば、第１ダイクロイックミラー５６で反射した後、第２ダイクロイックミラー５７を透過し、出射面５４から出射される。

第２パネル２０から出射された無偏光の第２画像光ＬＢは、第２入射面５２からダイクロイックプリズム５０内に進入する。そして、無偏光の第２画像光ＬＢは、例えば、第２ダイクロイックミラー５７で反射した後、第１ダイクロイックミラー５６を透過し、出射面５４から出射される。

第３パネル３０から出射された無偏光の第３画像光ＬＧは、第３入射面５３からダイクロイックプリズム５０内に進入する。そして、無偏光の第３画像光ＬＧは、例えば、第２ダイクロイックミラー５７を透過した後、第１ダイクロイックミラー５６を透過し、出射面５４から出射される。

それ故、ダイクロイックプリズム５０は、Ｓ偏光の第１画像光ＬＲと、無偏光の第２画像光ＬＢと、無偏光の第３画像光ＬＧとを合成したカラー画像を出射面５４から出射する。その際、第１パネル１０から出射された第１画像光ＬＲのうち、Ｐ偏光の光は、出射面５４から出射されない。従って、第１パネル１０では、第１発光素子１５に供給する電流を増大させて発光量を増やす必要がある。この場合でも、第１パネル１０は、第２パネル２０、および第３パネル３０より寿命が長いので、第１パネル１０の寿命が原因で、光学ユニット１の寿命が著しく低下するという事態が発生しにくい。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の光学ユニット１では、第１パネル１０からダイクロイックプリズム５０に到る光路に偏光素子８０が配置され、第１ダイクロイックミラー５６は、偏光分離特性を有している。このため、第１ダイクロイックミラー５６は、透過率－波長特性に加えて、入射する光の偏光方向に基づいて、色光毎の反射や透過を行う。従って、第１発光素子１５から出射される光は、装置光軸に対して大きく傾いた光線を含むという事情や、第１ダイクロイックミラー５６が入射角依存性を有しているという事情があっても、第１発光素子１５から出射された第１画像光ＬＲの反射を第１ダイクロイックミラー５６で適正に行うことができる。それ故、光学ユニット１を表示装置に用いた際、第１パネル１０等から出射される色光の波長域を極端に狭めた構成や、第１パネル１０から出射される光束のうち、画像の表示に利用する有効光束を著しく狭めた構成等を採用しなくても、品位の高い画像を表示することができる。

（偏光素子８０の配置範囲）
図１５は、本発明を適用した光学ユニット１における偏光素子８０の配置範囲の第１例を示す説明図である。図１６は、本発明を適用した光学ユニット１における偏光素子８０の配置範囲の第２例を示す説明図である。図１５に示すように、第１パネル１０から出射された第１画像光ＬＲを例に説明すると、偏光素子８０は、少なくとも、第１パネル１０からダイクロイックプリズム５０に向けて出射される第１画像光ＬＲの光束のうち、出射面５４から出射される光束に対応する有効光束Ｌ０が通過する領域に設けられていることが好ましい。

例えば、有効光束Ｌ０の端に位置する光線と第１入射面５１に対する法線とが成す角度をθとし、第１入射面５１に対する法線方向における第１発光素子１５から偏光素子８０のダイクロイックプリズム５０側の面までの距離をｄとし、第１入射面５１に対する法線方向からみたときの偏光素子８０の縁と第１表示領域１１１の端部に位置する第３発光素子３５との間隔をＧａとしたとき、角度θ、距離ｄ、および間隔Ｇａが以下の条件を満たすことが好ましい。
Ｇａ≧ｄ・ｔａｎθ

また、図１６に示すように、偏光素子８０は、少なくとも、出射面５４から出射される光束のうち、画像の表示に利用される有効光束Ｌ０が通過する領域に設けられていることが好ましい。この場合も、有効光束Ｌ０の端に位置する光線と第１入射面５１に対する法線とが成す角度θ、第１入射面５１に対する法線方向における第１発光素子１５から偏光素子８０のダイクロイックプリズム５０側の面までの距離ｄ、および第１入射面５１に対する法線方向からみたときの偏光素子８０の縁と第１表示領域１１１の縁との間隔Ｇａが以下の条件を満たすことが好ましい。
Ｇａ≧ｄ・ｔａｎθ

［他の実施形態］
上記実施形態では、第１パネル１０とダイクロイックミラー５０との間に偏光素子８０を配置したが、偏光素子８０が第１パネル１０と一体になっている態様や、ダイクロイックミラー５０と一体になっている態様であってもよい。また、偏光素子８０が第１パネル１０と第１発光素子１５との間に構成されている等、第１パネル１０に偏光素子８０が内蔵されている態様であってもよい。上記実施形態では、第１パネル１０に第１着色層８１（Ｒ）を設け、第２パネル２０に第２着色層８２（Ｂ）を設け、第３パネル３０に第３着色層８１（Ｇ）を設けたが、第１着色層８１（Ｒ）、第２着色層８２（Ｂ）、および第３着色層８１（Ｇ）を第１パネル１０、第２パネル２０、および第３パネル３０とは別の部材として構成してもよい。上記実施形態では、発光素子が白色光を出射したが、第１パネル１０に設けた第１発光素子１５自身が第１波長域の第１画像光ＬＲを出射し、第２パネル２０に設けた第２発光素子２５自身が第２波長域の第２画像光ＬＢを出射し、第３パネル３０に設けた第３発光素子３５自身が第３波長域の第３画像光ＬＧを出射する場合に本発明を適用してもよい。

上記実施形態では、第１パネル１０とダイクロイックプリズム５０との間のみに偏光素子８０を設けたが、さらに、第２パネル２０とダイクロイックプリズム５０との間や、第３パネル３０とダイクロイックプリズム５０との間に偏光素子８０を設けてもよい。また、上記実施形態では、第１ダイクロイックミラー５６が偏光分離特性を有していたが、第２ダイクロイックミラー５７が偏光分離特性を有している態様や、第１ダイクロイックミラー５６および第２ダイクロイックミラー５７の双方が偏光分離特性を有している態様を採用してもよい。

上記実施形態のいずれにおいても、複数の画素の各々が、発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス素子を有している場合を例示したが、発光素子として、発光ダイオード等を備えている場合に本発明を適用してもよい。

［表示装置の構成例１］
上記実施形態で説明した光学ユニット１は、以下に説明する表示装置等に用いられる。図１７は、頭部装着型の表示装置１０００の説明図である。図１８は、図１７に示す虚像表示部１０１０の光学系の構成を模式的に示す斜視図である。図１９は、図１８に示す光学系の光路を示す説明図である。

図１７に示す表示装置１０００は、シースルー型のアイグラスディスプレイとして構成されており、テンプル１１１１、１１１２を左右に備えたフレーム１１１０を有している。表示装置１０００では、虚像表示部１０１０がフレーム１１１０に支持されており、虚像表示部１０１０から出射された画像を使用者に虚像として認識させる。本実施形態において、表示装置１０００は、虚像表示部１０１０として、左眼用の表示部１１０１と、右眼用の表示部１１０２とを備えている。左眼用の表示部１１０１と右眼用の表示部１１０２とは同一の構成をもって左右対称に配置されている。

以下の説明では、左眼用の表示部１１０１を中心に説明し、右眼用の表示部１１０２については説明を省略する。図１８および図１９に示すように、表示装置１０００において、表示部１１０１は、光学ユニット１と、光学ユニット１から出射された合成光Ｌｂを出射部１０５８に導く導光系１０３０とを有している。光学ユニット１と導光系１０３０との間には、投射レンズ系１０７０が配置されており、光学ユニット１から出射された合成光Ｌｂは、投射レンズ系１０７０を介して導光系１０３０に入射する。投射レンズ系１０７０は、正のパワーを有する１つのコリメートレンズによって構成されている。

導光系１０３０は、合成光Ｌｂが入射する透光性の入射部１０４０と、一方端１０５１側が入射部１０４０に接続された透光性の導光部１０５０とを備えており、本実施形態において、入射部１０４０と導光部１０５０とは、一体の透光性部材に構成されている。

入射部１０４０は、光学ユニット１から出射された合成光Ｌｂが入射する入射面１０４１と、入射面１０４１から入射した合成光Ｌｂを入射面１０４１との間で反射する反射面１０４２とを備えている。入射面１０４１は、平面、非球面、または自由曲面等からなり、投射レンズ系１０７０を介して光学ユニット１と対向している。投射レンズ系１０７０は、入射面１０４１の端部１４１２との間隔が入射面１０４１の端部１４１１との間隔より広くなるように斜めに配置されている。入射面１０４１には反射膜等が形成されていないが、臨界角以上の入射角で入射した光を全反射する。従って、入射面１０４１は透過性および反射性を備えている。反射面１０４２は、入射面１０４１と対向する面からなり、端部１４２２が入射面１０４１の端部１４２１より入射面１０４１から離間するように斜めに配置されている。従って、入射部１０４０は略三角形状を有している。反射面１０４２は、平面、非球面、または自由曲面等からなる。反射面１０４２は、アルミニウム、銀、マグネシウム、クロム等を主成分とする反射性の金属層が形成されている構成を採用することができる。

導光部１０５０は、一方端１０５１から他方端１０５２側に向けて延在する第１面１０５６（第１反射面）と、第１面１０５６に平行に対向して一方端１０５１側から他方端１０５２側に向けて延在する第２面１０５７（第２反射面）と、第２面１０５７の入射部１０４０から離間する部分に設けられた出射部１０５８とを備えている。第１面１０５６と入射部１０４０の反射面１０４２とは斜面１０４３を介して繋がっている。第１面１０５６と第２面１０５７との厚さは、入射部１０４０より薄い。第１面１０５６および第２面１０５７は、導光部１０５０と外界（空気）との屈折率差に基づいて、臨界角以上の入射角で入射した光を全反射する。このため、第１面１０５６および第２面１０５７には反射膜等が形成されていない。

出射部１０５８は、導光部１０５０の厚さ方向の第２面１０５７側の一部に構成されている。出射部１０５８では、第２面１０５７に対する法線方向に対して斜めに傾いた複数の部分反射面１０５５が互いに平行に配置されている。出射部１０５８は、第２面１０５７のうち、複数の部分反射面１０５５に重なる部分であり、導光部１０５０の延在方向において所定の幅を有する領域である。複数の部分反射面１０５５は各々、誘電体多層膜からなる。また、複数の部分反射面１０５５のうちの少なくとも１つが、誘電体多層膜と、アルミニウム、銀、マグネシウム、クロム等主成分とする反射性の金属層（薄膜）との複合層であってもよい。部分反射面１０５５が金属層を含んでいる構成の場合、部分反射面１０５５の反射率を高める効果や、部分反射面１０５５の透過率および反射率の入射角依存性や偏光依存性を適正化できるという効果がある。なお、出射部１０５８については、回折格子やホログラム等の光学素子を設けた態様であってもよい。

このように構成した表示装置１０００において、入射部１０４０から入射した平行光からなる合成光Ｌｂは、入射面１０４１で屈折し、反射面１０４２に向かう。次に、合成光Ｌｂは、反射面１０４２で反射されて再び、入射面１０４１に向かう。その際、入射面１０４１には、合成光Ｌｂが臨界角以上の入射角で入射するため、合成光Ｌｂは、入射面１０４１で導光部１０５０に向けて反射され、導光部１０５０に向かう。なお、入射部１０４０では、平行光なる合成光Ｌｂが入射面１０４１に入射する構成になっているが、入射面１０４１および反射面１０４２を自由曲面等によって構成し、非平行光なる合成光Ｌｂが入射面１０４１に入射した後、反射面１０４２と入射面１０４１との間で反射する間に平行光に変換される構成を採用してもよい。

導光部１０５０では、合成光Ｌｂが第１面１０５６と第２面１０５７との間で反射して進行する。そして、部分反射面１０５５に入射した合成光Ｌｂの一部は、部分反射面１０５５で反射して出射部１０５８から観察者の眼Ｅに向けて出射される。また、部分反射面１０５５に入射した合成光Ｌｂの残りは、部分反射面１０５５を透過し、隣り合う次の部分反射面１０５５に入射する。このため、複数の部分反射面１０５５の各々において反射した合成光Ｌｂは、出射部１０５８から観察者の眼Ｅに向けて出射される。従って、観察者は、虚像を認識することができる。その際、外界の光は、外界から導光部１０５０に入射した光は、導光部１０５０に入射した後、部分反射面１０５５を透過して観察者の眼Ｅに到達する。このため、観察者は、光学ユニット１から出射されたカラー画像をみることができるとともに、外界の景色等をシースルーでみることができる。

［表示装置の構成例２］
図２０は、投射型の表示装置２０００の説明図である。図２０に示す表示装置２０００は、上記実施形態に係る光学ユニット１と、光学ユニット１から出射された合成光Ｌｂをスクリーン等の被投射部材２２００等に拡大して投射する投射光学系２１００とを有している。

［表示装置の他の構成例］
上記実施形態で説明した光学ユニット１を備えた表示装置（電子機器）としては、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置に利用される電子式ビューファインダー（EVF：Electronic View Finder）等を挙げることができる。

１…光学ユニット、１０…第１パネル、１１…第１基板、１５…第１発光素子、２０…第２パネル、２１…第２基板、２５…第２発光素子、３０…第３パネル、３１…第３基板、３５…第３発光素子、５０…ダイクロイックプリズム、５１…第１入射面、５２…第２入射面、５３…第３入射面、５４…出射面、５６…第１ダイクロイックミラー、５７…第２ダイクロイックミラー、８０…偏光素子、８１（Ｒ）…第１着色層、８１（Ｂ）…第２着色層、８１（Ｇ）…第３着色層、１１１…第１表示領域、２１１…第２表示領域、３１１…第３表示領域、１０００、２０００…表示装置、１０１０…虚像表示部、２１００…投射光学系、２２００…被投射部材。

Claims (10)

1. 第１発光素子を備えた第１パネルと、
   第２発光素子を備えた第２パネルと、
   第３発光素子を備えた第３パネルと、
   前記第１パネルから出射された画像光が第１波長域の第１画像光として入射する第１入
   射面、前記第１入射面と対向し、前記第２パネルから出射された画像光が前記第１波長域
   と異なる第２波長域の第２画像光として入射する第２入射面、前記第１入射面および前記
   第２入射面との間に設けられ、前記第３パネルから出射された画像光が前記第１波長域お
   よび前記第２波長域と異なる第３波長域の第３画像光として入射する第３入射面、前記第
   ３入射面と対向する出射面、前記第１画像光を前記出射面に向けて反射し、前記第２画像
   光および前記第３画像光を透過する第１ダイクロイックミラー、および前記第２画像光を
   前記出射面に向けて反射し、前記第１画像光および前記第３画像光を透過する第２ダイク
   ロイックミラーを備えたダイクロイックプリズムと、
   前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のうち、１つの発光素
   子から前記ダイクロイックプリズムに到る光路に、偏光方向が異なる第１偏光および第２
   偏光のうち、前記第１偏光の光を透過する偏光素子と、を有し、
   前記第１ダイクロイックミラーおよび前記第２ダイクロイックミラーの一方は、偏光分
   離特性を有していることを特徴とする光学ユニット。
2. 請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
   前記１つの発光素子は、前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素
   子のうち、最も長波長の画像光に対応する発光素子であることを特徴とする光学ユニット
   。
3. 請求項１に記載の光学ユニットにおいて、
   前記１つの発光素子は、前記第１発光素子から出射された光、前記第２発光素子から出
   射された光、および前記第３発光素子から出射された光の合成光が白色光となる条件で前
   記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子を駆動した際に寿命が最も
   長い発光素子であることを特徴とする光学ユニット。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
   前記１つの発光素子は、前記第１発光素子および前記第２発光素子のうちの一方である
   ことを特徴とする光学ユニット。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の光学ユニットにおいて、
   前記偏光素子は、前記第１パネル、前記第２パネル、および前記第３パネルのうち、前
   記１つの発光素子が設けられた１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに到る光路
   に配置されていることを特徴とする光学ユニット。
6. 請求項５に記載の光学ユニットにおいて、
   前記１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束の
   うち、前記出射面から出射される光束に対応する有効光束が通過する領域の全域に前記偏
   光素子が設けられていることを特徴とする光学ユニット。
7. 請求項５に記載の光学ユニットにおいて、
   前記１つのパネルから前記ダイクロイックプリズムに向けて出射される画像光の光束の
   うち、画像の表示に利用される有効光束が通過する領域の全域に前記偏光素子が設けられ
   ていることを特徴とする光学ユニット。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の光学ユニットを備えた表示装置であって、
   前記ダイクロイックプリズムの前記出射面から出射された前記第１画像光、前記第２画
   像光、および前記第３画像光の合成光により画像を表示することを特徴とする表示装置。
9. 請求項８に記載の表示装置において、
   前記合成光を用いて虚像を表示する虚像表示部を有することを特徴とする表示装置。
10. 請求項８に記載の表示装置において、
    前記合成光を投射する投射光学系を有することを特徴とする表示装置。

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