[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。

专利文献3(JP2006-165423A)在其图21所示的实施例中公开了一种布置，该布置允许在发光层处产生的并且被使得从上侧电极层之间出射的光经由微透镜(microlens)元件进入偏振分离膜，该偏振分离膜透射P偏振分量并且反射S偏振分量，并且允许经反射的S偏振分量借助反射膜在与P偏振分量的光相同的方向上反射并且进入半波片，由此实现具有与P偏振分量的光的偏振方向相同的偏振方向的光。

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]JP2006-162354A

[专利文献4]JP2001-51122A

专利文献

[非专利文献1]SID 06DIGEST，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。

在专利文献3中公开的布置设置有偏振分离膜，其对应于在发光层处产生的并且被使得从上电极层之间出射的光。从在发光层处产生的光中，仅仅其小部分直接地从上侧电极层之间出射并且其大部分在被反射之后出射。因为当反射次数增加时，衰减根据其次数发生，所以必须使得上侧电极的安设间隔是小的。因此，必须同样使得对应于上侧电极层的偏振分离膜是小的，从而使其制作困难。

已经鉴于如上所述的这种相关技术的问题而做出了本发明，并且其目的在于实现一种发光元件，该发光元件易于制作、具有良好的效率，并且能够以一致偏振态出射光，因此使得能够实现高亮度。

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：