JP2011112828A - ヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】外部の画像との切り替え、あるいは外部の画像と表示装置の画像とを重ねて表示するような使用が可能なヘッドマウントディスプレイ。
【解決手段】人の両目を結ぶ線に対して略垂直に配置された両面に画像を表示可能な平板型両面表示装置９０と、両面表示装置９０の一方の面に表示された画像を右眼８１に結像させる第１の光学系６３と、両面表示装置９０の他方の面に表示された画像を左眼８２に結像させる第２の光学系６４と、を有し、第１の光学系６３および第２の光学系６４は、前方の視界の少なくとも一部が視認できるようにする切り替え機構を有していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ６１。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドマウントディスプレイに関するものである。

ヘッドマウントディスプレイは頭部に装着するディスプレイであり、バーチャルリアリティ（仮想現実）等の実現に用いられている。かかる、ヘッドマウントディスプレイの構成として、特許文献１に示すような、使用者の双方の目に対応する２つの表示装置を用いる態様が一般的である。

特開２０００−３３３２１１号公報

しかし、かかる構成のヘッドマウントディスプレイは、表示装置を２つ必要とするため、製造コストを増加させ得る。また、表示装置が使用者の目に対向するように配置されているため、外部の画像（景色）との切り替え、あるいは外部の画像と表示装置の画像とを重ねて表示するような使用が困難である。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかるヘッドマウントディスプレイは、人の両目を結ぶ線に対して略垂直に配置された両面に画像を表示可能な平板型両面表示装置と、上記両面表示装置の一方の面に表示された画像を右眼に結像させる第１の光学系と、上記両面表示装置の他方の面に表示された画像を左眼に結像させる第２の光学系と、を有し、上記第１の光学系および上記第２の光学系は、前方の視界の少なくとも一部が視認できるようにする切り替え機構を有していることを特徴とする。

このような構成であれば、眼と対向するように表示装置を配置せず、該表示装置の画像を（使用者の双方の眼に）結像させることができる。したがって、表示装置は移動させずに光学系の切り替えのみで外部の景色（映像）も視認可能なヘッドマウントディスプレイを実現できる。

［適用例２］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記第１の光学系および上記第２の光学系は、上記両面表示装置に表示された画像を上記眼に向けて反射可能な位置と、前方の視界の少なくとも一部が視認可能となる位置と、に切り替え可能なミラーと、該ミラーと上記両面表示装置との間に配置された凸レンズとを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、上記ミラーを移動させることで上述の一対の光学系の切り替えを実現できる。したがって、構成を簡略化でき、軽量かつ低コストのヘッドマウントディスプレイを実現できる。

［適用例３］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記ミラーは、上記両面表示装置の一方の面に表示された画像を右眼に結像させ他方の面に表示された画像を左眼に結像させることが可能な位置に配置された半透過反射性を有するハーフミラーと、上記ハーフミラーの裏側に該ハーフミラーとは独立して移動させることが可能なように配置されており、該ハーフミラーと平行な位置と前方の視界の少なくとも一部が該ハーフミラーを介して視認可能となる位置との双方の位置に移動させることが可能な全反射ミラーと、を組み合わせたものであることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、全反射ミラーを移動させることで、ハーフミラーのみを用いて両面表示装置の画像の一部を結像させつつ、外光も結像させることができる。したがって、外部の景色（映像）と表示装置の画像の双方を同時に重ねて示す（結像させる）ことが可能なヘッドマウントディスプレイを実現できる。

［適用例４］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記両面表示装置は、２枚の表示装置を、双方の画像を表示しない側の面同士が向かい合うように組み合わせて形成された両面表示装置であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、従来の表示装置を用いて、上述した外部の景色と表示装置の画像の双方を同時に重ねて示すことが可能なヘッドマウントディスプレイを実現できる。

［適用例５］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記両面表示装置は、上記他方の面を構成する第１の基板と上記一方の面を構成する第２の基板との一対の基板と該一対の基板間に狭持された少なくとも有機ＥＬ層を含む発光機能層とを備え、上記第１の基板側に光を射出する第２の画素と上記第２の基板側に光を射出する第１の画素とが規則的に配置されており、上記第１の画素は上記発光機能層の第１の基板側に形成された画素電極と上記発光機能層の第２の基板側に形成された共通電極と上記発光機能層の第１の基板側に形成された反射層とを備え、上記第２の画素は上記発光機能層の第１の基板側に形成された画素電極と上記発光機能層の第２の基板側に形成された共通電極と上記発光機能層の第２の基板側に形成された反射層とを備え、上記第１の基板の上記発光機能層側には、上記画素電極を駆動する駆動素子が形成されている両面表示装置であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、単一の発光機能層を用いて両面表示装置を実現でき、上述した外部の景色と上記両面表示装置の画像の双方を同時に重ねて示すことが可能なヘッドマウントディスプレイを低コストで実現できる。

［適用例６］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記両面表示装置は、上記第１の画素が赤色光を射出する第１赤色サブ画素と緑色光を射出する第１緑色サブ画素と青色光を射出する第１青色サブ画素との３種類のサブ画素を備えており、上記第２の画素が赤色光を射出する第２赤色サブ画素と緑色光を射出する第２緑色サブ画素と青色光を射出する第２青色サブ画素との３種類のサブ画素を備えている両面表示装置であることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、上述した外部の景色に合せて、上記両面表示装置の画像もカラー化されているヘッドマウントディスプレイを実現できる。

［適用例７］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記各々のサブ画素は上記発光機能層の上記反射層側の反対の側には、該サブ画素発光色に対応するカラーフィルターを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、上述の各サブ画素間で共通の白色光を発光する発光機能層を用いつつ、各サブ画素毎に異なる色の光を射出させることができる。したがって、上記両面表示装置の画像がカラー化されたヘッドマウントディスプレイを低コストで実現できる。

［適用例８］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記各々のサブ画素は、上記発光機能層の上記反射層側の反対の側に半透過反射層を有しており、上記半透過反射層と上記反射層との間に特定の波長範囲の光を共振させる光共振器構造が形成されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、上述の各サブ画素間で共通の白色光を発光する発光機能層を用いつつ、各々のサブ画素毎に異なる色の光を射出させることができる。したがって、上記両面表示装置の画像がカラー化されたヘッドマウントディスプレイを低コストで実現できる。

［適用例９］上述のヘッドマウントディスプレイであって、上記発光機能層に含まれる有機ＥＬ層は、上記各々のサブ画素毎に該サブ画素の発光色に合せて個別に形成されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。

このような構成であれば、共振器構造及びカラーフィルターを用いずに各々のサブ画素毎に異なる色の光を射出させることができる。したがって、上記両面表示装置の画像がカラー化されたヘッドマウントディスプレイを低コストで実現できる。なお、「発光色に合せて個別に形成されている」とは、赤色サブ画素には赤色光に相当する波長範囲の光を多く含む光を発光する有機ＥＬ層が形成されており、緑色サブ画素には緑色光に相当する波長範囲の光を多く含む光を発光する有機ＥＬ層が形成されており、青色サブ画素には青色光に相当する波長範囲の光を多く含む光を発光する有機ＥＬ層が形成されている、という意味である。

第１の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイを模式的に示す図。 第２の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイを模式的に示す図。 有機ＥＬ装置の表示領域内における２種類の画素領域の配置を示す図。 両面表示装置の概要を示す図。 第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の回路構成図。 第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の表示領域における模式断面図。 第４の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の表示領域における模式断面図。 第５の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の表示領域における模式断面図。

以下、本発明にかかる表示装置としての有機ＥＬ装置について、図面を参照しつつ述べる。なお、本発明はＥＬ装置であれば無機ＥＬ材料を用いたＥＬ装置を用いても実現可能であるが、本実施形態においては、ＥＬ材料に有機系のＥＬ材料を用いた有機ＥＬ装置を例にして説明する。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６１を模式的に示す図であり、人の頭部９９に装着された該ヘッドマウントディスプレイを、上方（頭上）から見下ろすように見た状態を模式的に示している。

ヘッドマウントディスプレイ６１は、少なくとも、人の頭部９９に装着可能な筐体８９と、該筐体内に配置された両面表示装置９０及び第１の光学系６３と第２の光学系６４との一対の光学系を備えている。第１の光学系６３は両面表示装置９０の一方の面に表示された画像を右眼８１に結像させる光学系であり、第２の光学系６４は両面表示装置９０の他方の面に表示された画像を左眼８２に結像させる光学系である。なお、以下の記載において、「眼（８１，８２）」と表記した場合には「右眼８１と左眼８２」を示すものとする。そして、「一対の光学系（６３，６４）」若しくは「夫々の光学系（６３，６４）」と表記した場合には、「第１の光学系６３と第２の光学系６４」を示すものとする。後述する他の構成要素（画素領域等）についても同様である。

夫々の光学系（６３，６４）は、少なくとも凸レンズ８８と全反射ミラー８６とを備えている。なお、全反射ミラーとは、光透過性を殆んど有さず、かつ照射された光を殆んど反射するミラーである。そして、本実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６１は全反射ミラー８６が可動であることに特徴がある。

筐体８９は、前方が開放状態であるか、若しくはガラス等の透明な部材が配置された状態であり、上記一対の光学系（６３，６４）が存在しないと仮定すると前方を視認可能な構成である。両面表示装置とは、表裏双方に表示面を有する平板型（薄型）の表示装置であって、該双方の表示面に同時に画像を形成できる装置である。両面表示装置９０は、頭部９９の正面方向に対して平行、すなわち右眼８１と左眼８２を結ぶ線に対して上記表示面が垂直となるように配置されている。ここでいう垂直とは、装着者の眼からの視界を遮ることがない程度まで許容する。したがって、該両面表示装置自体は、人の視線すなわち視界を殆んど妨げる事はない。

全反射ミラー８６は、一方の端に軸８７を有し、該軸を中心に所定の範囲内で回転可能である。本実施形態の軸８７は装着者から見て垂直方向（すなわち上下方向）に延在しているが、延在方向に特に限定は無く、前方の視界が確保可能となるように全反射ミラー８６を所定の角度範囲で回転させることができれば、どの方向に延在していてもよい。

図１（ａ）は、全反射ミラー８６を通常の位置、すなわち該ヘッドマウントディスプレイを装着した人が両面表示装置９０に表示される画像を視認できる位置にあるときの態様を示している。凸レンズ８８は、両面表示装置９０（の表示面）に対して略平行に配置されている。そして全反射ミラー８６は、装着者から見て水平面に投影させた場合において両面表示装置９０に対して略４５度の角度を有し、かつ、反射面が頭部９９側になるように配置されている。

なお、全反射ミラー８６の位置は、図１（ａ）に示す位置と後述する図１（ｂ）に示す位置とではどちらを通常すなわち基本の位置と考えても問題はない。本発明はヘッドマウントディスプレイの発明であるため、本実施形態の説明では両面表示装置９０に表示される画像を視認するときの位置を、便宜的に「通常の位置」としている。

両面表示装置９０の一方の面に表示（形成）された画像は、第１の光学系６３が備える凸レンズ８８で若干絞られた後に全反射ミラー８６で９０度屈曲されて、右眼８１に結像する。他方の面、すなわちもう一方の面に表示（形成）された画像も、第２の光学系６４が備える凸レンズ８８で若干絞られた後に全反射ミラー８６で９０度屈曲されて、左眼８２に結像する。したがって、両面表示装置９０が視線に平行に配置されているにもかかわらず、該ヘッドマウントディスプレイを装着した人（以下、「装着者」と称する。）は該両面表示装置が表示する画像を正面方向に視認できる。

図１（ｂ）は、夫々の光学系（６３，６４）が備える全反射ミラー８６を移動させて、両面表示装置９０に表示される画像ではなく、外部の景色（映像）を視認可能とした態様を示す図である。上述したように全反射ミラー８６は、一方の端に重力方向に延在する軸８７を有し、該軸を中心に所定の範囲内で回転可能である。したがって、図示するように軸８７を中心にして全反射ミラー８６を凸レンズ８８と略平行となるように移動させることができる。このように移動させることにより、全反射ミラー８６は、両面表示装置９０及び凸レンズ８８の配置の態様と同様に、人の視線すなわち視界に殆んど影響を与えないように配置される。その結果、装着者は、該ヘッドマウントディスプレイを装着したままで前方の景色（映像）を視認可能となる。

（本実施形態の効果）
上述したように、本実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６１は、内蔵する表示装置（両面表示装置９０）に表示される画像と外部の景色（映像）とを切り替えて、装着者の眼（８１，８２）に結像させられる点に特徴がある。かかる効果は、一般的なヘッドマウントディスプレイ、すなわち視線に垂直な面上に表示装置を配置したヘッドマウントディスプレイでも、装着者が該ヘッドマウントディスプレイ自体を着脱することで達成できる。しかし、ヘッドマウントディスプレイの着脱はかなり時間を要することであり、簡単に画像を切り替えることは不可能である。一方、本実施形態のヘッドマウントディスプレイ６１は表示装置の画像を全反射ミラー８６で反射させて眼（８１，８２）に結像させているため、装着者は該全反射ミラーを移動させることのみで上述の切り替えを行うことができる。したがって、上述の双方の画像（及び景色）を頻繁に切り替えて視認する必要がある用途に好適である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について述べる。第２の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６２は、上述の第１の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６１と使用の目的及び態様が共通しており、構成も類似している。そこで、以下の記載においては、上述のヘッドマウントディスプレイ６１の構成要素共通する構成要素には同一の符号を付与して、説明の記載は一部省略する。

図２は、第２の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６２を模式的に示す図である。図１と同様に、装着者の頭部９９に装着された該ヘッドマウントディスプレイを、上方から見下ろすように見た状態を示している。

本実施形態のヘッドマウントディスプレイ６２は、一対の光学系（６３，６４）に用いられるミラーが、ハーフミラー８５を全反射ミラー８６の反射面側に積層した積層ミラー８４である点に特徴がある。したがって、ヘッドマウントディスプレイ６２が備える一対の光学系（６３，６４）の各々は、少なくとも凸レンズ８８と全反射ミラー８６とハーフミラー８５とを備えている。凸レンズ８８は、上述の第１の実施形態におけるものと同様のものであり、両面表示装置９０に対して略平行に配置されている。

積層ミラー８４は、ハーフミラー８５と全反射ミラー８６とをそれぞれ独立に移動させられる。すなわち、積層ミラー８４は軸８７を有しており、該軸を中心にしてハーフミラー８５と全反射ミラー８６との双方を夫々独立に所定の角度範囲で回転移動させることができる。

図２（ａ）は積層ミラー８４が上述の「通常の位置」にある状態を示している。すなわち、一対の光学系（６３，６４）が備える積層ミラー８４を構成するハーフミラー８５と全反射ミラー８６との双方が、水平面に投影させた場合において両面表示装置９０に対して略４５度の角度を有し、かつ、ハーフミラー８５の反射面が「眼（８１，８２）」を向くように配置されている。

両面表示装置９０の表示面に形成される画像、すなわち該表示面から積層ミラー８４に向けて射出された光のうちの略５０％は（凸レンズ８８で若干絞られた後）ハーフミラー８５で反射されて装着者のどちらかの眼（８１，８２）で結像する。そして、上述の光のうちの残りの略５０％も同様に、全反射ミラー８６で反射されてどちらかの眼（８１，８２）で結像する。したがって積層ミラー８４を構成する双方のミラー（ハーフミラー８５と全反射ミラー８６）が上述の略４５度の角度を有する位置にある場合は、装着者の眼（８１，８２）には両面表示装置９０の表示面に形成される画像のみが結像する。すなわち装着者は、両面表示装置９０で形成される画像のみを視認する。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す状態から、ハーフミラー８５は固定したままで、全反射ミラー８６のみを両面表示装置９０と略平行な位置まで回転移動させた状態を示す図である。この場合、全反射ミラー８６の位置は、上述の第１の実施形態の図１（ｂ）における位置と同様である。したがって、全反射ミラー８６は両面表示装置９０の表示面に形成される画像を装着者の眼（８１，８２）に結像させるようには機能しない。そして、装着者の視線（前方の視界）を妨げることは殆んどない。したがって、ハーフミラー８５のみが、両面表示装置９０の表示面に形成される画像を装着者の眼（８１，８２）に結像させるように機能することとなる。

ここで、ハーフミラー８５は、照射される光の略５０％反射して残りの略５０％を透過させる機能を有している。したがって、両面表示装置９０から射出される光のうちの略５０％を眼（８１，８２）に結像させる。そして外光７、すなわち一対の光学系（６３，６４）が存在しなかった場合に装着者が自然に視認する光の略５０％はハーフミラー８５を透過して装着者の眼（８１，８２）に結像する。したがって、装着者は、両面表示装置９０が表示（形成）する画像と、前方の景色（映像）の双方を略５０％ずつ視認できる。すなわち、上述の双方の画像（景色）を重ねて視認できる。

なお、図２（ａ）に示す態様、及び図２（ｂ）に示す態様の双方とも、ハーフミラー８５の位置は上述の４５度の角度を維持している。しかし、ハーフミラー８５を図２（ｂ）に示す全反射ミラー８６の位置に移動させることも可能である。ハーフミラー８５を全反射ミラー８６と共に両面表示装置９０と略平行な位置まで回転移動させた場合、両面表示装置９０の画像は一切装着者の眼（８１，８２）に結像しなくなる。その結果、装着者は、ヘッドマウントディスプレイ６２を装着したままで前方の景色のみを視認することとなる。

（本実施形態の効果）
上述したように、本実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６２は、内蔵する表示装置（両面表示装置９０）に表示される画像と外部の景色（映像）との双方を同時に装着者の眼（８１，８２）に結像させられる点に特徴がある。すなわち、上述の第１の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ６１は、両面表示装置９０の画像と外部の景色とを切り替えて視認させるのみであったが、ヘッドマウントディスプレイ６２は、装着者に、上記双方の画像（景色）を重ねて視認させることができる。

かかる機能は、両面表示装置９０の画像が文字情報である場合に効果的であり利用価値が大きい。例えば、装着者が医師である場合に、対象（患者）と両面表示装置９０に表示される情報とを同時に視認できる。手術においては、血圧等の文字で表示できる情報を確認しつつ行う必要がある場合があり、かかる場合において本実施形態のヘッドマウントディスプレイ６２を用いることで効率性や安全性を向上できる。

次に、上述のヘッドマウントディスプレイ６１及びヘッドマウントディスプレイ６２で用いられている両面表示装置９０について述べる。図４は、上述の両面表示装置９０の概要を示す図である。上述の双方のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）は、両面表示装置９０としてＥＬ表示装置を用いている。
ＥＬ表示装置は通電により発光するＥＬ（エレクトロルミネッセンス）現象を利用した表示装置であり、一対の電極間にＥＬ材料層を含む発光機能層を狭持した構成を有している。上述の電極間に電流を流すことでＥＬ材料層を発光させ該発光を表示面から射出することで画像を形成できる。そして、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）に用いられるＥＬ表示装置はＥＬ材料に有機系のＥＬ材料（有機ＥＬ材料）を用いた有機ＥＬ表示装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称する。）である。

ここで、有機ＥＬ装置が備える有機ＥＬ材料層（以下、「有機ＥＬ層」と称する。）は、通電により全方向に光を射出するため、上述の一対の電極を透明導電材料で形成すれば、両面表示装置とすることができる。しかし、かかる態様の両面表示装置を上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）が備える光学系、すなわち図１及び図２に示す光学系と組み合せた場合、画像が左右方向で反転してしまうため正常な画像は表示できない。したがって、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）で用いる両面表示装置９０は、該両面表示装置が有する表裏双方の面に夫々異なる画像を表示できる必要がある。

かかる両面表示装置９０は、２つの有機ＥＬ装置を貼り合せることでも実現できる。図４（ａ）は２つの有機ＥＬ装置を貼り合せて得られた両面表示装置９０を示す図である。本図に示す両面表示装置９０は、各々が発光機能層１５を備える２つの有機ＥＬ装置を、接着層９を介して貼り合せて構成されている。上述の２つの有機ＥＬ装置は、双方とも発光機能層１５と接着層９との間に反射層８を備えている。上述したように有機ＥＬ層の発光は全方向に射出されるため、該反射層で射出方向を限定している。そのため、一方の面としての上面３から第１の画像を形成する第１の表示光５を射出し、かつ、他方の面としての下面４から第２の画像を形成する第２の表示光６を射出できる。

しかし、上述の貼り合せ型の両面表示装置９０は、発光機能層を２層形成する必要があるため、製造コストが上昇する。また、接着層９及び後述するガラス基板等の厚さによりコンパクト性が損なわれる傾向にある。そこで、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）では、両面表示装置として、単一の発光機能層を用いて上面３と下面４との双方の面に画像を表示（形成）可能な両面表示装置としての有機ＥＬ装置を用いている。

図４（ｂ）は、かかる構成の両面表示装置（有機ＥＬ装置）９０の概要を示す図である。図示するように、該両面表示装置９０は、単一の発光機能層１５を狭持するように、かつ平面視で互いに重ならない領域を有するように配置された第１の反射層１３と第２の反射層１４との２層の反射層を備えている。

本図に示す両面表示装置９０において、平面視で第１の反射層１３が形成され、かつ第２の反射層１４は形成されていない領域では、発光機能層１５内で生じる発光は直接あるいは第１の反射層１３で反射されて上面３から第１の表示光５として射出される。そして、平面視で第２の反射層１４が形成され、かつ第１の反射層１３は形成されていない領域では、発光機能層内で生じる発光は直接あるいは第２の反射層１４で反射されて下面４から第２の表示光６として射出される。上面３と下面４の双方から夫々別々の光（表示光）が射出されるため、該双方の面に独立した画像が形成される。そのため、同一（単一）の発光機能層を用いているにもかかわらず、上述の双方の面に左右方向で互い反転していない画像を表示（形成）できる。そして、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）は、このような構成の両面表示装置９０を備えることで、全体を軽量かつコンパクトにしている。

（第３の実施形態）

以下、第３以降の実施形態として、かかる構成の有機ＥＬ装置、すなわち単一の発光機能層を用いて両面表示を可能にした有機ＥＬ装置について説明する。なお、以降の記載において単に「有機ＥＬ装置」と記載した場合、第３以降の実施形態にかかる両面表示装置９０としての各有機ＥＬ装置、すなわち第３の実施形態の有機ＥＬ装置９３と第４の実施形態の有機ＥＬ装置９４と第５の実施形態の有機ＥＬ装置９５の総称とする。

図３は、有機ＥＬ装置の表示領域１００内における、上述の光（発光）が射出される方向によって区別される２種類の画素領域の配置を示す図である。図示するように、表示領域１００内には、上面３に光を射出する領域である第１の画素領域４１と下面４に光を射出する領域である第２の画素領域４２と２つの画素領域が規則的に配置されている。該双方の領域の大きさは略同一である。

ここで、「表示領域」とは、画像が表示（形成）される領域である。有機ＥＬ装置は、平面視において表示領域１００と該表示領域を囲む周辺領域とを有している。そして、「画素領域」とは任意の光を射出できる最小の領域である。また、「画素領域」は、後述する画素及びサブ画素と異なり平面的な概念である。

各々の画素領域（４１，４２）は、該画素領域内に、赤色光を射出する赤色サブ画素領域（符号なし）と緑色光を射出する緑色サブ画素領域（符号なし）と青色光を射出する青色サブ画素領域（符号なし）の３種類のサブ画素領域を有している。かかる３原色光を任意の強度で射出することで、任意の光、すなわち明度、彩度、及び色度が任意に設定された光を射出できる。有機ＥＬ装置は、画素領域（４１，４２）毎に該任意の光を射出することで、上面３及び下面４の夫々の表示領域１００にカラー画像を形成できる。

図３（ａ）は上述の２種類の画素領域（４１，４２）が列状に配置された構成を示している。かかる態様の画素領域（４１，４２）の配置は、後述する第２の反射層１４（図５参照）の形成が容易になるという利点を有している。本図は縦方向の列状に各領域が配置されているが、横方向の行状に配置する態様も可能である。図３（ｂ）は、画素領域（４１，４２）が千鳥状に配置された態様を示している。かかる配置によれば、比較的滑らかな画像の表示が可能となる。有機ＥＬ装置は、上述する列状及び千鳥状のどちらの配置も採用可能である。

図５は、有機ＥＬ装置の回路構成を示す図である。有機ＥＬ装置は、表示領域１００と該表示領域の周辺部に形成された周辺領域（符号無し）とを備えている。周辺領域には、走査線駆動回路１２０、及び信号線駆動回路１３０が形成されている。走査線駆動回路１２０は、図示しない外部回路より供給される各種信号に応じて、走査線１０３に走査信号を順次供給する。信号線駆動回路１３０は、信号線１０４に画像信号を供給する。電源線１０６には、図示しない外部回路から画素駆動電流が供給される。走査線駆動回路１２０の動作と信号線駆動回路１３０の動作とは、同期信号線１４０を介して外部回路から供給される同期信号により相互に同期が図られている。

表示領域１００には、Ｘ方向に延在する複数の走査線１０３と、Ｙ方向に延在する複数の信号線１０４と、同じくＹ方向に延在する複数の電源線１０６と、が形成されている。Ｘ方向が信号線１０４と電源線１０６とで規定され、Ｙ方向が走査線１０３で規定される方形の区画毎に、サブ画素（３３，３４）が形成されている。

サブ画素（３３，３４）は上述したようにサブ画素領域に対応する要素であり、各符号に付けられた小文字のアルファベットは、射出する光の色を示している。図示するように、第１の画素３１は、第１赤色サブ画素３３ｒと第１緑色サブ画素３３ｇと第１青色サブ画素３３ｂとの３種類のサブ画素で形成され、第２の画素３２は第２赤色サブ画素３４ｒと第２緑色サブ画素３４ｇと第２青色サブ画素３４ｂとの３種類のサブ画素で形成されている。上述の第１の画素領域４１は第１の画素３１で形成される光が射出される領域であり、第２の画素領域４２は第２の画素３２で形成される光が射出される領域である。

各々のサブ画素（３３，３４）は、走査線１０３を介して走査信号がゲート電極２３（図６参照）に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０８と、スイッチング用ＴＦＴ１０８を介して信号線１０４から供給される画像信号を保持する保持容量１１０と、保持容量１１０によって保持された画素信号がゲート電極２３に供給される駆動用ＴＦＴ１１２と、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源線１０６から駆動電流が流れ込む有機ＥＬ素子２９等からなる。なお、上述の駆動用ＴＦＴ１１２等の総称が駆動素子である。

有機ＥＬ装置はアクティブマトリクス型の表示装置であり、各々のサブ画素は個別に制御されている。すなわち、走査線１０３が駆動されスイッチング用ＴＦＴ１０８がオン状態になると、その時点の信号線１０４の電位が保持容量１１０に保持され、保持容量１１０の状態に応じて駆動用ＴＦＴ（以下、単に「ＴＦＴ」と称する。）１１２のレベルが決まる。そして、ＴＦＴ１１２を介して電源線１０６から有機ＥＬ素子２９に駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子２９、すなわち該有機ＥＬ素子を備えるサブ画素は、かかる駆動電流の大きさに応じて発光して、各々のサブ画素（３３，３４）に対応するサブ画素領域から射出される。

図６は、第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９３の、表示領域１００（図３参照）における模式断面図である。図示するように、有機ＥＬ装置９３は、第１の基板としての素子基板１０と第２の基板としての対向基板１１、及びかかる一対の基板間に形成された各要素で構成されている。対向基板１１側、すなわち対向基板１１の後述する各要素が形成されている側の反対側の面が上面３である。素子基板１０側、すなわち素子基板１０の各要素が形成されている側の反対側の面が下面４である。

表示領域１００は、上述したように平面視で上面３から第１の表示光５を射出する第１の画素領域４１と下面４から第２の表示光６を射出する第２の画素領域４２とを備えている。そして、第１の画素領域４１には、第１赤色サブ画素３３ｒと第１緑色サブ画素３３ｇと第１青色サブ画素３３ｂとの３種類のサブ画素を備える第１の画素３１が形成されている。同様に、第２の画素領域４２には、第２赤色サブ画素３４ｒと第２緑色サブ画素３４ｇと第２青色サブ画素３４ｂとの３種類のサブ画素を備える第２の画素３２が形成されている。図示するように、第１サブ画素（３３ｒ，３３ｇ，３３ｂ）と第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）との違いは反射層（１３，１４）の、基板面の垂直方向における形成位置である。かかる形成位置の違いにより、表示光（５，６）が射出される方向を変えることができる。

以下、各サブ画素（３３，３４）を構成する各要素について、素子基板１０側から順に述べる。なお、本実施形態の有機ＥＬ装置９３、及び後述する各実施形態の有機ＥＬ装置は、第１サブ画素（３３ｒ，３３ｇ，３３ｂ）と第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）とでは、表示光が射出される方向が異なることに特徴がある。そこで、本図では、サブ画素（３３，３４）を構成する要素のうち、有機ＥＬ素子２９と該有機ＥＬ素子を駆動するＴＦＴ１１２を示し、スイッチング用ＴＦＴ１０８と保持容量１１０は図示を省略している。なお、「サブ画素（３３，３４）]と表記した場合、上述の６種類のサブ画素の総称を意味している。

ＴＦＴ１１２は、素子基板１０の上層に形成されている。素子基板１０とＴＦＴ１１２との界面に、保護層を別途形成してもよい。なお、「上方」及び「上層」とは、対向基板１１側を意味している。ＴＦＴ１１２は、半導体層２１、走査線１０３と同一の層をパターニングして形成されたゲート電極２３、及び、半導体層２１とゲート電極２３との間に形成されたゲート絶縁層７０等からなる。半導体層２１のうちゲート電極２３と平面視で略重なる領域がチャネル領域２２であり、該チャネル領域の両側にソース領域２５とドレイン領域２６とが形成されている。なお、ゲート電極２３は、素子基板１０側から順にＴｉ（チタン）とＡｌＣｕ（アルミニウム・銅合金）とＴｉＮ（窒化チタン）とが積層された構造を有している。

ＴＦＴ１１２の上層には、窒化シリコン、又は酸化シリコン等の無機絶縁材料とアクリル樹脂等の有機系材料とを積層した層間絶縁層７１が形成されている。ドレイン領域２６には、層間絶縁層７１を局所的にエッチングして形成されたコンタクトホール２７を介して、画素電極３５が電気的に接続されている。図示するように画素電極３５の層厚は、サブ画素（３３，３４）が射出する光の色によって異なっている。これは、後述するように共振長２８を変化させるためである。

画素電極３５の形成材料は透明性と導電性とが必要であり、かつ、後述する共通電極としての陰極１９よりも仕事関数が高いことが必要である。そのため、有機ＥＬ装置９３では、画素電極３５を透明導電材料であるＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）で形成している。ＩＴＯに代えてＩＺＯ（酸化インジウム・亜鉛合金）を用いてもよい。さらには、金属を含まない透明導電材料であるＰＥＤＯＴを用いてもよい。

画素電極３５が形成された素子基板１０の上層には、発光機能層１５が全面的に形成されている。発光機能層１５は総称であり、具体的には素子基板１０側から順に正孔注入層と正孔輸送層と有機ＥＬ層と電子輸送層との計４層が積層されて形成されている。電子輸送層の上層に形成される電子注入層を含めての計５層と考えてもよい。本実施形態の有機ＥＬ装置９３の発光機能層１５は、白色光を発光する白色発光機能層である。したがって、上述の有機ＥＬ層も白色光を発光する層であり、全てのサブ画素（３３，３４）間で共通である。なお、上述の有機ＥＬ層は、単一の材料からなる層に限定されない。夫々異なる色に発光する層を積層して、全体として白色光を射出できればよい。

発光機能層１５の上層には、陰極１９が全面的に形成されている。陰極１９と発光機能層１５と画素電極３５との積層体が有機ＥＬ素子２９である。ＴＦＴ１１２を介して画素電極３５に電圧が印加されると、該画素電極と陰極１９との間に発光機能層１５を介して電流が流れる。そして、発光機能層１５に含まれる有機ＥＬ層は、かかる電流量に応じて発光する。

陰極１９の上層、すなわち陰極１９と対向基板１１との間には、第２の画素領域４２においては後述する第２の反射層１４を介して、封止層７９が形成されている。封止層７９は、単層であるように図示されているが、実際には陰極１９の上層から順に形成された陰極保護層と有機緩衝層ガスバリア層の計３層からなる積層体と、該積層体と対向基板１１との間に充填された透明性を有する接着材層と、を少なくとも備えている。上述の封止層７９を構成する各層は全て透明材料からなるため、上面３側から射出される光の透過を妨げることはない。

有機ＥＬ装置９３の陰極１９は、電極として機能すると共に、半透過反射層としても機能している。したがって、導電性と照射された光の内の略５０％を透過させ残りの略５０％を反射する半透過反射性とを有することが必要である。したがって、層厚略１０ｎｍのＡｌあるいはＭｇ・Ａｇ合金で形成されている。

また、第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）における画素電極３５の下層には、半透過反射層１２が図示しない保護層を介して形成されている。半透過反射層１２は陰極１９と同じく半透過反射性を有する膜層であり、陰極１９と同様に層厚略１０ｎｍのＡｌあるいはＭｇ・Ａｇ合金で形成されている。陰極１９と異なり、半透過反射層１２は隣り合う第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）で互いに電気的に独立している必要がある。したがって、該半透過反射層は、島状にパターニングされている。

第１サブ画素（３３ｒ，３３ｇ，３３ｂ）における画素電極３５の下層には、第１の反射層１３が図示しない保護層を介して形成されている。第１の反射層１３（及び後述する第２の反射層１４）の形成材料は、反射率が高く加工性（パターニング性）に優れた材料が好ましい。したがって、反射層（１３，１４）は、Ａｌ（アルミニウム）等で形成されている。第１の反射層１３は厚さが略８０ｎｍであり、全面的に形成したＡｌ層をパターニングして形成されている。第１の反射層１３は、後述する第２の反射層１４とは異なり、隣り合う該第１の反射層間で互いに電気的に独立している必要がある。したがって、第１の反射層１３は矩形等の島状にパターニングされている。なお、パターニングではなくマスク蒸着等のマスク成膜法で形成してもよい。

第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）における陰極１９の上層には、第２の反射層１４が形成されている。上述したように、該第２の反射層は第１の反射層１３と同じくＡｌからなり、層厚も同様に８０ｎｍである。そして、該第２の反射層は陰極１９と電気的に接続されていることが好ましい。そのため、該第２の反射層は陰極１９の上層に保護層等を介さずに直接積層されている。したがって、下地となる陰極１９にダメージが及ぶことを抑制するためにも、フォトリソグラフィー法によるパターニングは好ましくなく、マスク蒸着等のマスク成膜法によることが好ましい。

また、第２の反射層１４は第１の反射層１３とは異なり、隣り合う第２サブ画素（３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ）間では電気的に互いに独立している必要が無い。したがって、第２の画素領域４２の全域に形成されていてもよい。図３（ａ）に示すように第２の画素領域４２が列状に配置されている場合、第２の反射層１４も列状（帯状）に形成できる。

有機ＥＬ装置９３は、かかる第１の反射層１３と第２の反射層１４とにより、第１の画素領域４１においては上面３から第１の表示光５を射出し、第２の画素領域４２においては下面４から第２の表示光６を射出できる。

まず、第１の画素領域４１においては、発光機能層１５と素子基板１０との間に第１の反射層１３が位置することとなり、素子基板１０側へ向かう発光は対向基板１１側へと反射され、上面３側から第１の表示光５として射出される。また、対向基板１１側へ向かった発光は、そのまま、第１の表示光５として対向基板１１側から射出される。したがって、第１の画素３１で生じた発光は、最終的には略全てが第１の表示光５として対向基板１１側すなわち上面３側から第１の表示光５として射出される。
なお、陰極１９は上述したように半透過反射性を有するため、一部の光は陰極１９と第１の反射層１３との間で反射を繰り返した後に上面３側から射出されるが、かかる現象については、第２の画素領域４２における該現象も含めて後述する。

次に、第２の画素領域４２においては、発光機能層１５内で生じた発光のうち、素子基板１０側へ向かう発光は半透過反射層１２を透過して、下面４側から第２の表示光６として射出される。また、発光機能層１５の上層には第２の反射層１４が位置しているため、対向基板１１側へ向かう発光は該第２の反射層で反射されて、素子基板１０側へ向かい下面４側から第２の表示光６として射出される。したがって、第２の画素領域４２で生じる発光は、最終的には略全てが下面４側から第２の表示光６として射出される。

したがって、以上述べたように、有機ＥＬ装置９３は単一の発光機能層内で生じた光を用いて、第１の画素領域４１においては上面３側に第１の表示光５による画像を形成し、第２の画素領域４２においては下面４側に第２の表示光６による画像を形成できる。なお表示光（５，６）に付記されている小文字のアルファベットは、該表示光の色を示している。

上述したように有機ＥＬ装置９３はカラー型の表示装置である。有機ＥＬ装置９３は、発光機能層１５内で生じる白色光を、共振の利用により特定の波長範囲の光を強調して有色光とした上で射出することで、カラー表示を可能にしている。以下、かかる共振の利用について述べる。

まず、第１の画素領域４１では、発光機能層１５の発光のうちの略半分は素子基板１０側へと向かい、第１の反射層１３において反射されて対向基板１１側へ向かう。また、残りの略半分の光は直接対向基板１１側へと向かう。そして、かかる対向基板１１側へと向かった光の略５０％は半透過反射性を有する陰極１９で反射されて再び素子基板１０側へ向かい、残りの略５０％の光は陰極１９を透過してさらに封止層７９と対向基板１１を透過して上面３から射出される。

陰極１９で反射されて素子基板１０側へ向かった光は、第１の反射層１３で反射されて再び対向基板１１側へ向かう。残りの略５０％の光は半透過反射層１２で反射されて対向基板１１側へ向かう。このように、発光機能層１５で発光した光が半透過反射層（第１の画素領域４１では陰極１９が該当する）と反射層（すなわち第１の反射層１３）との間で反射を繰り返す現象が共振である。かかる共振により、半透過反射層と反射層との間の距離によって定まる特定の波長範囲の光が強調される。上述の距離が共振長２８である。そして、発光機能層１５を反射層（１３，１４）と半透過反射層１２（又は半透過反射性を有する陰極１９）とで狭持する構造が共振器構造である。有機ＥＬ装置９３は、かかる共振を用いることで、白色光を上述の共振長によって定まる特定の波長範囲の光を強調して有色光とした上で射出している。

各サブ画素（３３，３４）においては、画素電極３５の層厚を変化させることで、共振長２８が射出する光に合わせて設定されている。すなわち、赤色光を射出するサブ画素（３３ｒ，３４ｒ）では共振長２８が赤色光に相当する波長範囲の光を強調する距離に設定され、緑色光を射出するサブ画素（３３ｇ，３４ｇ）では共振長２８が緑色光に相当する波長範囲の光を強調する距離に設定され、青色光を射出するサブ画素（３３ｂ，３４ｂ）では共振長２８が青色光に相当する波長範囲の光を強調する距離に設定されている。有機ＥＬ装置９３は、かかる構成により、単一（すなわち１層のみ）かつ表示領域１００の全域にわたって共通の材料からなる発光機能層１５を用いて、上面３と下面の双方にカラー画像の形成を可能としている。

（本実施形態の効果）
上述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置９３は、反射層（１３，１４）が２層形成されている点に特徴がある。上面３側に光を射出する領域では発光機能層１５の下面４側に第１の反射層１３が形成され、下面４側に光を射出する領域では発光機能層１５の上面３側に第２の反射層１４が形成されている。そのため、発光機能層１５が一層のみ形成されているにもかかわらず、上述の双方の面に画像を表示できる。どちらか一方の面のみに画像を表示する有機ＥＬ装置においても、発光機能層１５内で生じる光を効率的に利用するために反射層が形成される場合が多い。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置９３は、一般的な有機ＥＬ装置に対して反射層の形成工程を一層分追加するのみで両面に画像を表示する事を可能にしている。

また、有機ＥＬ装置の形状も反射層の一層分の厚さが増加するのみなので、軽量かつコンパクトな両面表示装置が可能となっている。したがって、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）の構成要素である両面表示装置に本実施形態にかかる有機ＥＬ装置９３を用いることで、軽量かつコンパクトであり、外部の景色を視認する際の視界が充分に確保可能なヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）を低コストで実現できる。

また、本実施形態の有機ＥＬ装置９３は、共振を利用することで表示領域１００の全域に共通の発光機能層１５を形成しているのもかかわらず、双方の面（３，４）にカラー画像の表示を可能にしている。どちらか一方の面のみに画像を表示する有機ＥＬ装置においても、表示領域１００の全域に共通の発光機能層１５を用いて、色純度を向上するために共振を利用する場合が多い。その場合、陰極１９は半透過反射層を用いることとなる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置９３は、下面４側に光を射出する領域に半透過反射層１２を形成する工程を追加するのみで、共通の発光機能層１５を用いつつ両面にカラー画像を表示する事を可能にしている。

したがって、上述のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）の構成要素である両面表示装置に本実施形態にかかる有機ＥＬ装置９３を用いることで、軽量かつコンパクトであり、かつ、カラー画像に対応したヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）を低コストで実現できる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について述べる。第４の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９４は、上述の有機ＥＬ装置９３と類似した構成を有するカラー表示可能な両面表示型の有機ＥＬ装置であり、カラーフィルターを備えている点が有機ＥＬ装置９３と異なっている。そこで、以下の記載において、有機ＥＬ装置９３の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与して、説明の記載は一部省略する。

図７は、第４の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９４の、表示領域１００（図３参照）における模式断面図である。図示するように、有機ＥＬ装置９４は第１の画素３１及び第２の画素３２の双方が、光を射出する側に各サブ画素（３３，３４）が射出する光の色に対応するカラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）を備えている。

具体的には、第１の画素領域４１には、対向基板１１の素子基板１０側にカラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）とブラックマトリクス７５ｋとオーバーコート層７７とを含むカラーフィルター層７６が形成されている。そして、第２の画素領域４２には、層間絶縁層７１内すなわち画素電極３５と素子基板１０との間にカラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）が形成されている。

カラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）は有色透明の樹脂層であり、特定の波長範囲の光を他の波長範囲の光に比べて高い比率で透過させることで、該特定の波長範囲の光を強調して色純度を向上させる機能を有している。具体的には、赤色カラーフィルター７５ｒは赤色光に相当する波長範囲の光を高い比率で透過させ、緑色カラーフィルター７５ｇは緑色光に相当する波長範囲の光を高い比率で透過させ、青色カラーフィルター７５ｂは青色光に相当する波長範囲の光を高い比率で透過させる機能を有している。

上述したように、有機ＥＬ装置９４は、有機ＥＬ装置９３にカラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）が追加された構成であり、半透過反射層１２又は陰極１９を透過して射出されてくる光は共振器構造で特定の波長範囲の光が強調されて、３原色の何れかの色を有する有色光となっている。そして有機ＥＬ装置９４は、かかる有色光の色純度を該カラーフィルターによりさらに向上して、表示品質を向上している。

（本実施形態の効果）
上述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置９４は、双方の画素領域（４１，４２）において光が射出される側に、カラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）を備えている点に特徴がある。そのため、表示領域１００の全域に共通する白色光を発光する発光機能層１５を用いているにもかかわらず、各サブ画素（３３，３４）毎に色純度が非常に向上された光を射出できる。したがって、カラーフィルター７５（ｒ，ｇ，ｂ）の追加に伴う若干の製造コストの追加で、より一層表示品質を向上した両面表示可能な有機ＥＬ装置を実現できる。また、本実施形態の有機ＥＬ装置９４をヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）が備える両面表示装置９０として用いた場合、外部の景色の表示品質と両面表示装置９０の画像の表示品質の差を縮小でき、光学系の切り替えたときの違和感等を低減できる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について述べる。第５の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９５は、発光機能層１５に含まれる有機ＥＬ層１７が、サブ画素（３３，３４）が射出する光の色に合せて該サブ画素毎に個別に形成されている点に特徴がある。そして、それ以外の構成については、第３の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９３と類似している。そこで、以下の記載において、有機ＥＬ装置９３の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与して、説明の記載は一部省略する。

図８は、第５の実施形態にかかる有機ＥＬ装置９５の、表示領域１００（図３参照）における模式断面図である。上述したように、発光機能層１５は、正孔注入層、正孔輸送層、有機ＥＬ層、電子輸送層等の積層体である。有機ＥＬ装置９５は、かかる発光機能層１５の構成要素のうち、有機ＥＬ層がサブ画素（３３，３４）毎に個別に形成されている。有機ＥＬ層以外の層は共通であり、かつ表示領域１００の全域に形成されている。

図示するように、発光機能層１５は、画素電極３５の上層に順に形成された正孔注入層と正孔輸送層の積層体である正孔注入輸送層１６と、有機ＥＬ層１７と、電子輸送層１８とで構成されている。かかる計３層の要素のうち、正孔注入輸送層１６と電子輸送層１８とはサブ画素（３３，３４）間で共通であり、かつ表示領域１００の全域に形成されている。

そして、有機ＥＬ層１７は、各サブ画素（３３，３４）が射出する色に合せて、赤色光を射出するサブ画素（３３ｒ，３４ｒ）には赤色光を発光する赤色有機ＥＬ層１７ｒが、緑色光を射出するサブ画素（３３ｇ，３４ｇ）には緑色光を発光する緑色有機ＥＬ層１７ｇが、青色光を射出するサブ画素（３３ｂ，３４ｂ）には青色光を発光する青色有機ＥＬ層１７ｂが、それぞれ島状に形成されている。かかる個別に形成された有機ＥＬ層１７（ｒ，ｇ，ｂ）により、有機ＥＬ装置９５の各サブ画素（３３，３４）は共振器構造を用いることなく、該各サブ画素毎に色純度の高い光を射出できる。

発光機能層１５の上層には、陰極１９が形成されている。陰極１９は、電子注入層としての層厚２ｎｍのＡｌと層厚１ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）の積層体の上層にＩＴＯを積層して形成されている。上述したように有機ＥＬ装置９５は共振器構造を利用する必要がないため、陰極１９は半透過反射性を必須要件としていない。すなわち、５０％より多くの光を透過させても構わない。そのため、透明導電性と電子注入性と満たすことに重点をおいて、上述のＩＴＯ層を主体とする構成が採用されている。

また、有機ＥＬ装置９５は共振器構造を要しないため、上述の有機ＥＬ装置９３および９４とは異なり、第２の画素領域４２に半透過反射層１２（図６参照）は形成されていない。そして画素電極３５の層厚も、全てのサブ画素（３３，３４）間で同一である。したがって、双方の画素（３１，３２）の相違点は反射層（１３，１４）の形成位置のみである。

（本実施形態の効果）
上述したように、本実施形態の有機ＥＬ装置９５は、有機ＥＬ層１７が各サブ画素（３３，３４）の発光色に合せて個別に形成されている点に特徴がある。有機ＥＬ層１７が白色光ではなく有色光を発光するため、共振器構造を必要としていない。そのため、第２の画素領域４２に第２の反射層１４を形成する工程を付加するのみで、上面３及び下面４の双方にカラー画像を表示可能な両面表示装置が実現されている。

また、本実施形態の有機ＥＬ装置９５をヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）が備える両面表示装置として用いた場合、外部の景色に合せて両面表示装置の画像もカラー化できるため、光学系の切り替え時の違和感が低減されたヘッドマウントディスプレイを低コストで実現できる。

本発明の実施の形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
上述の第３〜第５の実施形態の有機ＥＬ装置は、全てカラー画像を表示する両面表示装置である。しかし、ヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）が備える両面表示装置９０としては、モノクロの表示装置も適用可能である。該表示装置に表示させる内容が文字情報のみである場合にはモノクロの表示装置でも充分であり、低コストで表示の切り替えが可能なヘッドマウントディスプレイを実現できる。

（変形例２）
上述の第３〜第５の実施形態の有機ＥＬ装置は、白色光を共振器構造及び／又はカラーフィルターで有色光とする構成か、有色光を発光する有機ＥＬ層を用いる構成の何れかの構成を有している。しかし、本発明の実施の形態は上述の構成に限定されるものではなく、有色光を発光する有機ＥＬ層に共振器構造及び／又はカラーフィルターを組み合せる構成も可能である。かかる構成であれば、両面表示装置（有機ＥＬ装置）９０の表示品質をより一層向上でき、光学系の切り替え時の違和感をより一層低減できる。

（変形例３）
上述の第２の実施形態において、ヘッドマウントディスプレイ６２が備えるハーフミラー８５は、透過率が略５０％すなわち略５０％の光を透過させる機能を有している。しかし、本発明のヘッドマウントディスプレイが備えるハーフミラーの透過率はかかる値に限定されるものではない。外部の景色に重点を置く場合には、透過率がより高く反射率がより低いハーフミラー８５を用いることもできる。

（変形例４）
上述の各実施形態では、有機ＥＬ装置９１〜９５はアクティブマトリクス型であるものとして説明してきたが、発光機能層を走査電極とデータ電極とで挟持するパッシブ（単純）マトリクス型であっても良い。かかる構成でも、反射層（１３，１４）を発光機能層１５の両側に形成することで、単一の発光機能層を用いての両面表示が可能となる。

（変形例５）
上述の各実施形態のヘッドマウントディスプレイ（６１，６２）では、ミラー（ハーフミラー８５及び全反射ミラー８６）の移動は、軸８７を中心に回転させるものであったが、平行にスライドさせる構成でも良い。

（変形例６）
上述の各実施形態において、一対の光学系（６３，６４）が備える全反射ミラー８６及びハーフミラー８５は、第１の光学系６３と第２の光学系６４とで同一の角度を保つように移動している。例えば第１の実施形態において、一対の光学系（６３，６４）が備える双方の全反射ミラー８６は、図１（ａ）に示す態様では両面表示装置９０に対して略４５度の角度を有しており、図１（ｂ）に示す態様では両面表示装置９０に対して略平行に配置されている。

しかし、全反射ミラー８６及び／又はハーフミラー８５と両面表示装置９０とがなす角度が、第１の光学系６３と第２の光学系６４とで異なる態様も可能である。例えば、図１に示す場合において、第１の光学系６３が備える全反射ミラー８６は両面表示装置９０に対して略平行であり、第２の光学系６４が備える全反射ミラー８６は両面表示装置９０に対して略４５度の角度を有していても良い。かかる態様であれば、右眼８１は外光７を視認して、左眼８２は両面表示装置９０に表示される画像を視認することとなる。すなわち、ハーフミラー８５を用いずに、上述の画像と外部の景色の双方を同時に視認することが可能となる。

３…一方の面としての上面、４…他方の面としての下面、５…第１の表示光、６…第２の表示光、７…外光、１０…第１の基板としての素子基板、１１…第２の基板としての対向基板、１２…半透過反射層、１３…第１の反射層、１４…第２の反射層、１５…発光機能層、１６…正孔注入輸送層、１７…有機ＥＬ層、１８…電子輸送層、１９…共通電極としての陰極、２１…半導体層、２２…チャネル領域、２３…ゲート電極、２５…ソース領域、２６…ドレイン領域、２７…コンタクトホール、２８…共振長、２９…有機ＥＬ素子、３１…第１の画素、３２…第２の画素、３３…第１サブ画素、３３ｂ…第１青色サブ画素、３３ｇ…第１緑色サブ画素、３３ｒ…第１赤色サブ画素、３４…第２サブ画素、３４ｂ…第２青色サブ画素、３４ｇ…第２緑色サブ画素、３４ｒ…第２赤色サブ画素、３５…画素電極、４１…第１の画素領域、４２…第２の画素領域、６１…第１の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ、６２…第２の実施形態にかかるヘッドマウントディスプレイ、６３…第１の光学系、６４…第２の光学系、７０…ゲート絶縁層、７１…層間絶縁層、７５…カラーフィルター、７５ｋ…ブラックマトリクス、７６…カラーフィルター層、７７…オーバーコート層、７９…封止層、８１…右眼、８２…左眼、８４…積層ミラー、８５…ハーフミラー、８６…全反射ミラー、８７…軸、８８…凸レンズ、８９…筐体、９０…両面表示装置、９３…第３の実施形態の両面表示装置としての有機ＥＬ装置、９４…第４の実施形態の両面表示装置としての有機ＥＬ装置、９５…第５の実施形態の両面表示装置としての有機ＥＬ装置、９９…頭部、１００…表示領域、１０３…走査線、１０４…信号線、１０６…電源線、１０８…スイッチング用ＴＦＴ、１１０…保持容量、１１２…駆動用ＴＦＴ、１２０…走査線駆動回路、１３０…信号線駆動回路、１４０…同期信号線。

Claims (9)

1. 人の両目を結ぶ線に対して略垂直に配置された両面に画像を表示可能な平板型両面表示装置と、
   前記両面表示装置の一方の面に表示された画像を右眼に結像させる第１の光学系と、
   前記両面表示装置の他方の面に表示された画像を左眼に結像させる第２の光学系と、を有し、
   前記第１の光学系および前記第２の光学系は、前方の視界の少なくとも一部が視認できるようにする切り替え機構を有していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
2. 請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記第１の光学系および前記第２の光学系は、前記両面表示装置に表示された画像を前記眼に向けて反射可能な位置と、前方の視界の少なくとも一部が視認可能となる位置と、に切り替え可能なミラーと、該ミラーと前記両面表示装置との間に配置された凸レンズとを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
3. 請求項２に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記ミラーは、前記両面表示装置の一方の面に表示された画像を右眼に結像させ他方の面に表示された画像を左眼に結像させることが可能な位置に配置された半透過反射性を有するハーフミラーと、前記ハーフミラーの裏側に該ハーフミラーとは独立して移動させることが可能なように配置されており、該ハーフミラーと平行な位置と前方の視界の少なくとも一部が該ハーフミラーを介して視認可能となる位置との双方の位置に移動させることが可能な全反射ミラーと、を組み合わせたもの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. 請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記両面表示装置は、２枚の表示装置を、双方の画像を表示しない側の面同士が向かい合うように組み合わせて形成された両面表示装置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３に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記両面表示装置は、前記他方の面を構成する第１の基板と前記一方の面を構成する第２の基板との一対の基板と該一対の基板間に狭持された少なくとも有機ＥＬ層を含む発光機能層とを備え、前記第１の基板側に光を射出する第２の画素と前記第２の基板側に光を射出する第１の画素とが規則的に配置されており、
   前記第１の画素は、前記発光機能層の第１の基板側に形成された画素電極と、前記発光機能層の第２の基板側に形成された共通電極と、前記発光機能層の第１の基板側に形成された反射層と、を備え、
   前記第２の画素は、前記発光機能層の第１の基板側に形成された画素電極と、前記発光機能層の第２の基板側に形成された共通電極と、前記発光機能層の第２の基板側に形成された反射層と、を備え、
   前記第１の基板の前記発光機能層側には、前記画素電極を駆動する駆動素子が形成されている両面表示装置であ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に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記両面表示装置は、前記第１の画素が赤色光を射出する第１赤色サブ画素と緑色光を射出する第１緑色サブ画素と青色光を射出する第１青色サブ画素との３種類のサブ画素を備えており、前記第２の画素が赤色光を射出する第２赤色サブ画素と緑色光を射出する第２緑色サブ画素と青色光を射出する第２青色サブ画素との３種類のサブ画素を備えている両面表示装置であ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６に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記各々のサブ画素は前記発光機能層の前記反射層側の反対の側には、該サブ画素発光色に対応するカラーフィルターを備えていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
8. 請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記各々のサブ画素は、前記発光機能層の前記反射層側の反対の側に半透過反射層を有しており、
   前記半透過反射層と前記反射層との間に特定の波長範囲の光を共振させる光共振器構造が形成されていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
9. 請求項６に記載のヘッドマウントディスプレイであって、
   前記発光機能層に含まれる有機ＥＬ層は、前記各々のサブ画素毎に該サブ画素の発光色に合せて個別に形成されてい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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