[发明专利]发光元件和使用该发光元件的图像显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种以一致偏振态出射光的发光元件和一种使用该发光元件的图像显示设备。

背景技术

提出了一种图像显示设备，其中发光二极管(LED)被用作发光元件。这种类型的图像显示设备被配置为包括：出射红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)中的每一种颜色的多个LED；使得来自该多个LED的光进入其中的照明光学系统；具有来自照明光学系统的光进入其中的液晶显示器板的光阀；合成来自光阀的光的颜色合成棱镜；和用于向投影平面投影来自颜色合成棱镜的光的投影光学系统。

在具有上述配置的图像显示设备中，期望尽可能地减少在从发光元件到光阀的光路中的光损耗以增加投影画面的亮度。

在上述构件中，液晶显示器板和颜色合成棱镜具有偏振依赖性，并且为了增加光学系统的效率，期望发光元件以一致偏振态出射光。

而且，如在非专利文献1中描述地，存在由发光元件的面积和辐射角的乘积确定的光学扩展量(etendue)引起的限制。即，除非使得发光元件的发光面积和辐射角的乘积的值等于或者小于光阀的入射面的面积和由照明光学系统的F数确定的接收角(立体角)的乘积的值，否则来自发光元件的光将不被作为投影光利用。

为此，在使用LED的图像显示设备中，问题在于减少上述光损耗而不增大发光元件的出射面以便减小发光元件的出射光的光学扩展量。

专利文献1(JP2009-111012A)公开了一种半导体发光设备，其中为了实现具有大的偏振比的发光而规定了生长主面的面取向。

专利文献2(JP2007-109689A)公开了一种发光元件，其目的在于提供一种能够减小光学扩展量并且以高偏振转换效率供应光的发光元件等，并且包括被设置在基准面上并且供应光的发光部，和设置在发光部的出射侧处的结构，其中该结构包括：反射型偏振板，该反射型偏振板透射第一振动方向的偏振光，并且反射几乎与第一振动方向正交的第二振动方向的偏振光；和光学部，该光学部透射来自反射型偏振板的光，并且被形成为使得折射率关于基本与基准面平行的二维方向周期地改变。

引用列表

专利文献

[专利文献1]JP2009-111012A

[专利文献2]JP2007-109689A

[专利文献3]JP2001-51122A

非专利文献

[非专利文献1]SID 06 DIGEST，2006，pp.1808-1811，61.1，Photonic Lattice LEDs for RPTV Light Engines，Christian Hoepfner

发明内容

技术问题

因为在专利文献1中描述的半导体发光设备使用生长主面的面取向，所以它的生长条件受到限制并且这将导致生产率问题。特别地当使用具有大面积的基板时，这将引起难题。

虽然在专利文献2中描述的发光元件使用反射型偏振板来对准将从该发光元件出射的光的偏振方向，但是因为被反射型偏振板反射的光被配置为在反射部处改变它的振动方向，并且因为位相板设置为比反射型偏振板更加靠近发光部，并且因为光再次进入反射型偏振板，所以存在以下问题，即，当考虑在反射中的衰减时，偏振转换效率差，并且实现高亮度是困难的。

本发明已经鉴于相关技术的上述问题而得以实现，并且它的目的在于实现一种用于以一致偏振态出射光的发光元件，该发光元件易于制作、具有良好的效率，并且能够实现高亮度。

解决问题的方案

本发明的发光元件是包括用于产生光的活性层(active layer)的发光元件，该发光元件包括：

偏振器层，该偏振器层包括：第一区域，该第一区域从在活性层处产生的光中透射第一方向的偏振光并且反射其它光；和第二区域，该第二区域透射与第一方向正交的第二方向的偏振光并且反射其它光；

波片层，该波片层包括第三区域和第四区域，该第三区域和第四区域允许从第一区域和第二区域出射的光进入，并且作为处于相同偏振态中的光出射；和

反射层，该反射层反射在第一区域和第二区域处反射的光。

本发明的图像显示设备使用具有上述配置的发光元件。

本发明的有利效果

在本发明中，使得第一方向的偏振光和与第一方向正交的第二方向的偏振光从偏振器层出射。因为此后使得这些偏振光作为具有相同偏振态的光而不被反射地在波片层处出射，所以它们是有效率的并且能够实现高亮度。

附图简要说明