专利名称：有机激光器和液晶显示器照明的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机光发射装置，具体涉及一种用作液晶显示器中背光的有机光发射装置。
背景技术：
传统的透射式液晶显示装置(LCD)使用白背光，和图案化的滤色器阵列(CFA)一起产生有色象素元件作为显示颜色的一种装置。偏振膜使光产生偏振。传统液晶显示器中的象素通过使用液晶的附加层连同位于偏振液晶层反面的两个交叉的偏振器结构而被打开或关闭。当放置在第一取向的电场中时，附加的液晶不会改变光偏振。当电场被改变至第二取向时，附加的液晶改变光偏振。当来自偏振液晶的光以90°指向第一取向的偏振膜的方位时，没有光通过显示器，因此产生黑点。在第二取向中，液晶旋转光的偏振；因此光通过晶体和偏振结构而产生具有如滤色器阵列确定的颜色的亮点。
用于产生显示器的这种传统设计经历了需要使用偏振膜来产生偏振光。大约一半的光从背光中损失掉；从而降低了功效。值得注意的是，由偏振膜提供的不完全偏振降低了显示器的对比度。此外，为了从白光源中提供有色光，需要额外使用滤色器阵列，这样进一步降低了功效。如果用于三色红、绿、蓝显示器的每个滤色器通过了白光的三分之一，那么白光的三分之二被损失掉。因此至少84％的由背光产生的白光被损失掉。
使用有机发光二极管(OLED)为液晶显示器提供背光是公知的。例如由Jeong Hyun Kirn等人在2002年7月4日公布的、美国专利申请公开号为2002/0085143 A1的、标题为“Liquid Crystal DisplayDevice And Method For Fabricating The Same(液晶显示器装置及其制造方法)”的专利描述了一种液晶显示器(LCD)装置，它包括第一衬底和第二衬底；通过在第一衬底的外表面插入第一绝缘层而形成的有机发光元件；在有机发光元件整个表面上整齐形成的第二绝缘层和保护层；在第一衬底上形成薄膜晶体管；在包括薄膜晶体管的第一衬底的整个表面上形成的钝化层；在与薄膜晶体管相连的钝化层上形成象素电极；在第二衬底上形成的公用电极；以及在第一衬底和第二衬底之间形成的液晶层。
在公开号为2002/0085143Al的美国专利申请中的制造LCD的方法包括以下步骤在第一衬底的外表面上形成第一绝缘层；在第一绝缘层上形成有机光发射元件；在有机光发射元件的整个表面上形成第二绝缘层；在第二绝缘层上形成保护层；在第一衬底上形成薄膜晶体管；在包括薄膜晶体管的第一衬底的整个表面上形成钝化层；在钝化层上形成象素电极；以及在第一衬底和第二衬底之间形成液晶层。然而，这种现有技术的设计并没有公开提高LCD效率的装置。
在2002年11月26日颁发给Martin B.Wolk等人的、美国专利号为6,485,884的、标题为“Method For Patterning OrientedMaterials For Organic Electronic Displays And Devices(为用于有机电子显示器和装置的定向材料形成图案的方法)”的专利中公开了使用图案化偏振光发射器作为提高显示器的效率的装置。该方法包括从热施主薄片至接收器的定向的、电激活的或发射的材料的选择性热转移。该方法可用来制造发射偏振光的有机电致发光装置和显示器。然而仍然存在着问题，因为继续存在有从热施主薄片至接收器的电激活的或发射的材料的不完全定向。因此，发射的光的偏振并不是严格的线性偏振，因此光是不完全偏振的。
因此，需要可选的背光和新颖的显示器设计来提高偏振光产品的效率，从而并因此提高可选背光的液晶显示器的总体效率。
发明内容
本发明的目的在于通过提出用于产生偏振光的改进的非对称光发射结构来克服上面所提出的一个或多个问题，该结构包含a)具有多个光发射形式的光发射层，其中光发射形式的取向不受控制；b)接收来自光发射层的光并产生偏振光的非对称几何元件；c)用于激发光发射层的装置。
优点本发明具有的优点在于可以利用简单的集成结构来产生具有偏振光输出的白光发射装置，并且由此提高液晶显示器的总体效率。
图1为本发明一个实施例的侧视图；图2A为使用用于提供偏振光的相干光源的本发明另一实施例的侧视图；图2B为垂直腔激光器结构的侧视图；图3为使用用于提供偏振光的相干光源的本发明可选实施例的侧视图；图4为使用用于提供偏振光的相干光源的本发明另一可选实施例的侧视图；图5A为具有非对称几何元件的垂直腔激光器结构的顶视图；图5B为具有可替换的非对称几何元件的垂直腔激光器结构的顶视图；图5C为具有可替换的非对称几何元件的垂直腔结构的顶视图；图5D为具有由偏振选择性反射镜组成的非对称几何元件的垂直腔激光器结构的顶视图；图6为使用用于提供偏振光的可选光源的本发明实施例的侧视图。
具体实施例方式
参考图1，按照本发明，显示器4包括具有第一侧面和第二侧面的衬底10。在第一侧面上形成了能够产生偏振光7的非对称光发射结构6。非对称光发射结构6被用来产生穿过衬底10的偏振光7。在衬底10的第二侧面，形成包括第一液晶电极22、液晶层24和第二液晶电极26的透射液晶(LC)元件8。如本领域已知的，液晶电极22和26为象素化的(pixilated)LCD提供独立的电控元件。液晶电极22和26能够在液晶层24两端施加电场，使得液晶层24在一种状态下可透射而在另一种状态下非透射。根据液晶层24的状态，偏振光7透过液晶层24而形成透射的偏振光9。
液晶电极22、26以及液晶层24的控制和结构在本领域是已知的。显示器4包括偏振层25和改进显示器对比度的减反射层27。漫射层28控制如观察者所见的光的角度分布并且漫射层28是可选的。非对称光发射结构6还包括至少一个光发射层14。在传统的LCD中，在衬底10和LC元件8之间形成底部偏振层用于从非偏振的入射光中产生偏振光以此提供背光。本发明在这里公开的内容中，底部偏振层不是必需的。电极12和16被用来激活光发射层14。
从非对称光发射结构6发出的偏振光7可以是相干光也可以是非相干光。参考图2A，按照本发明的一个实施例，通过首先提供具有第一侧面和第二侧面的衬底10，可以形成偏振光7的相干光源。在衬底10的第一侧面形成产生有色偏振光7的垂直腔激光器结构20。参考图2B，垂直腔激光器结构20具有光发射层23，该光发射层23拥有多个光发射形式29，其中光发射形式29的取向不受控制。该垂直腔激光器结构20在本领域是已知的，并且在下面引用的参考文献中被公开。光发射层23具有放置在其上部和下部、形成光谐振腔结构的反射镜19和21。许多种材料可用于光发射层2 3，包括具有高光发射量子产额(quantum yield)的材料。这些材料通常包括有机染料、聚合体、薄膜半导体材料，如CdSe、CdS、ZnS、ZnSe、以及用这些材料制造和涂在粘合剂(binder)上的量子点(小的纳米晶体)。通常，量子点包括CdSe量子点；通常的粘合剂是聚合物材料。由元素周期表中的第II族和第VI族元素制成的材料形成薄膜形式的高发射性材料；同样地，如本领域所公知的，第III族和第V族元素可以制成发射性化合物。
参考图2A，垂直腔激光器结构20的偏振输出是由作为垂直腔激光器结构20的一部分的非对称几何元件产生的，下面将对其进行更详细的描述。光发射层23(图2B示出)接收来自光激发层17的发射光。光激发层17可以具有一个泵浦(pump)层用于可选地对垂直腔激光器层20进行泵浦。保护的透明平面层18位于垂直腔激光器结构20上。位于平面层18上的是第一电极16、光激发层17，比如用于发射非相干光11以此泵浦垂直腔激光器结构20的有机光发射二极管，以及第二电极12。平面层18上这种元件的组合提供了用于激发垂直腔结构20的光发射层(如图2B所示)的装置。光激发层17通常通过电致发光的方式生成非相干光。如本领域已知的，在本发明的一个实施例中使用的有机发光二极管(OLED)可包括多层，例如光发射层、电荷注入层和电荷传输层。也可以使用以平面阵列或者线性阵列形成的无机发光二极管连同楔形波导的使用来提供用于生成非相干光的激发源。
垂直腔激光器结构20将非相干光转换为具有偏振输出的相干光。如上面参考图1所述的，在衬底10的第二侧面形成了透射LC元件8。LC透射元件8具有与垂直腔激光器对准的、用以控制从垂直腔激光器发射的有色光的第一独立可控的液晶电极22、液晶层24以及第二液晶电极26。可选的漫射层28可以位于电极26上方。还包括偏振层25和改进显示器对比度的减反射层27。在这个实施例中，非对称光发射结构6由层12、16、17、18以及邻近衬底10的层20组成。
光激发层17以及第一电极和第二电极16、12各自可以不是独立可控的，且当在第一电极16与第二电极12之间施加电流流动时，产生同时泵浦所有垂直腔激光器结构20的非相干光。垂直腔激光器结构20通过衬底10和第一液晶电极22来发射偏振光7。偏振光7穿过第一液晶电极22。如果液晶层24是透射的，则透射的偏振光9穿过液晶层24和第二液晶电极26并且最终从显示器4发射。如果液晶层24不透射，则上部偏振层25吸收透射的偏振光9。另外，光激发层17可以象素化的方式被制造，并且与液晶元件8对齐(registered with)。另外，与液晶电极22和26有关的第一和第二电极16和12分别可以独立可控，使得只有这些位置才可以用于发射光。应当注意的是，本实施例中没有使用滤色器阵列(CFA)。
如果在第一液晶电极22与第二液晶电极26之间存在电场，则液晶将对准与电场大小对应的角度，从而旋转偏振光并且允许从显示器发射偏振光。如本领域已知的，根据对电极形成的电场的响应，液晶抑制偏振光通过的机制包括偏振平面的旋转。
参考图3，在本发明的第二实施例中，垂直腔结构20通过小的、象素化的、具有组合时会形成白偏振光的多种颜色的、垂直微腔激光器元件的组合来发射白偏振光。在这个布置中，在液晶层24上面增加滤色器34，有助于形成有色垂直微腔激光器元件。具有液晶显示器的滤色器的沉积和构造在现有技术中是已知的。图中没有示出可选的减反射层27，但是如果需要，可以包括该减反射层27。
参考图4，图3所示布置的功效可以通过使用如图1所示的发射有色偏振光7的垂直腔激光器结构20而被提高；但是被有色非相干光11从相干激发层17中光泵浦。应当理解，图4所示的绿OLED产生的光基本上被绿激光垂直激光腔结构20所吸收，并且很适于绿激光垂直激光腔结构20的光泵浦。同样地，对蓝OLED和关联的蓝激光激光器，以及对红OLED和关联的红激光激光器也是适用的。根据显示器的总体需求，这些特殊层的材料组成可以变化或不变。有色非相干光11的频率被选择用于最优地泵浦垂直激光腔结构20。非相干光激发层17(以及电极12和16)结合液晶电极22可以不是独立受控的。另外，非相干光激发层17(借助于电极12和16)结合液晶电极22可以是独立受控的。由于只有这些预期发光的元件被激励，所以这种布置为垂直腔激光器结构20提供了更高效率的光泵浦机制。
由Ronald S.Cok等人于2003年6月24日提交的、美国专利公开号为10/602,143的、标题为“Incoherent Lght-Emitting DeviceApparatus For Driving Vertical Laser Cavity(用于驱动垂直激光腔的非相干光发射装置设备)”的专利以及由Ronald S.Cok等人于2003年5月27日提交的、美国专利公开号为10/445,980的、标题为“White-Light Laser(白光激光器)”的专利中详细描述了适用的垂直腔激光器结构20，通过引用其内容而被结合在此。在这些参考文献中，描述了谐振腔反射镜、光发射层和侧向限定结构的多种制作装置。通常指定垂直腔激光器结构20的光发射层14作为活跃层。参考图2B，光发射层23放置在反射镜层19和21之间，以形成光谐振腔结构。通常，光发射层对于被大面积的LED装置光泵浦的低阈值垂直激光器腔装置的制作是很重要的。基本的垂直腔激光器结构20由光发射层23或者拥有多个发光形式29的层组成，其中光发射形式29的取向不受控制。因为光发射层是光激发的，所以光发射层可以由非晶态材料组成并且具有高电传输特性的材料对于高效率操作不是必需的。该发射层，或者在可选实施例中，在包含光谐振腔反射镜元件之间形成了多个层。例如由Keith B.Kahen等人于2002年5月23日提交的、美国专利公开号为10/154,372的、标题为“Organic Vertical Cavity Laser Array Device(有机垂直腔激光器阵列装置)”的待审批的、并通过引用其内容而被结合在此的专利中，光场侧向范围的控制被用于建立各个微米级激光器象素的阵列，这些激光器象素彼此之间是锁相(phase-locked)的。对底部电介质叠层的反射系数的调制提供了装置的微米级的激光器象素。从象素的发射是锁相的，使得装置能被大面积光源驱动，而激光器的输出主要保持在单侧模式。低功率密度阈值结合大面积光源泵浦使装置可以被便宜的、非相干LED光驱动。用于产生这种侧向限定的其它装置在本领域是已知的。例如，所谓的光子带隙(PBG)结构能够用来限制侧向地或者沿着激光发射方向的光场。由AxelScherer等人发表在IEEE Transactions on Nanotechnology，Vol.1，No.1，Mar.2002，p4-11上的、标题为“Photonic Crystals forConfining，Guiding，and Emitting Light(用于限定、引导和发射光的光子晶体)”的文章公开了用于光限定和产生偏振发射的PBG结构。同样地，发表在Applied Physics Letters，Vol.75，No.8，Aug.23，1999，p1036-1038上的、题目为“Light Extraction FromOptically Pumped Light-Emitting Diode by Thin-Slab PhotonicCrystals(通过薄板光子晶体从光泵浦光发射二极管中提取光)”的文章描述了提高从以接近2-D光子晶体而被图案化的这种非相干LED中的光提取效率的方法。
VCSEL提供了偏振控制的机会，这在垂直腔激光器领域中是公知的。几何上对称的VCSEL拥有具有垂直偏振状态的退化的横向模式。因此，为了强迫特定的振荡模式，进而强迫出特定的偏振状态，有必要改变VCSEL的对称性。这种的偏振输出装置使用非对称几何元件以此产生偏振光。由John P.Spoonhower等人于2003年3月24提交的、美国专利公开号为10/395,484的、标题为“Organic FiberLaser System And Method(有机光纤激光器系统和方法)”的待审批的、通过引用其内容而被结合在此的专利公开了用于从有机垂直腔激光器中产生偏振光输出的装置。非对称几何元件可以是具有非对称侧向限定的垂直腔表面发射激光器20，侧向限定是由谐振腔反射镜的反射调制提供的。图5A示出的是具有非对称几何元件36这种类型的垂直腔激光器结构的顶视图。图中给出了具有外部侧向限定结构38的垂直腔激光器结构20的顶视图。另外，非对称几何元件可以是具有由邻近激光器谐振腔放置的光子带隙结构提供的非对称侧向限定的垂直腔表面发射激光器20。图5B示出的是具有非对称几何元件36这种类型的垂直腔激光器结构的顶视图。光子带隙40限定了在非对称方式中激光器谐振腔的侧向尺寸。
另外，非对称几何元件还可以是光栅。图5C示出的是使用光栅42作为非对称几何元件36的垂直腔结构20的顶视图。其中非对称几何元件36是光栅，光栅更好地改进了耦合于一个偏振方向的表面等离子体激元光输出。最后，图5D示出的是使用光栅作为非对称几何元件36的垂直腔结构20的顶视图。偏振选择性反射镜44提供了激光器谐振腔内显著的多通增益，但是只针对一个优选的方向(在图5D中由箭头表示)。垂直腔激光器结构20在低泵浦功率的情况下将获得激光器振荡的阈值并且在具有优选的偏振输出的模式下振荡。
存在有很多激光偏振控制的方法，例如，Carl W.Wilmsen等人所著的“Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers(垂直腔表面发射激光器)”，Cambridge大学出版社，1999的一书中描述了使用空间非对称垂直腔激光器阵列元件或者另外在这里被称为非对称几何元件具体控制偏振模式的方法。一种产生具有稳定单偏振的激光器输出的机制是通过非对称侧向限定而在一个维度上减小垂直激光谐振腔激光器装置的大小。例如，通过将矩形垂直腔激光装置从完全对称装置结构(6×6μm)减小到尺寸为6×3.5μm将表现出增加的基本模式发射的衍射损耗。这个增加的基本发射模式衍射损耗导致偏振激光发射的方向的牵制。同样地，Marko Loncar等人在Applied Physics Letters，Vol.81，No.15，Oct.7，2002，p2680-2682上发表的、标题为“Low-Threshold Photonic Crystal Laser(低阈值光子晶体激光器)”的文章中描述了一种使用这种光子带隙结构产生偏振激光的方法。
在2002年6月11日颁发给Victor Il′ich Kopp等人的、美国专利号为6,404,789的、标题为“Chiral Laser Apparatus And Method(手征激光设备和方法)”的专利以及由Victor Il′ich Kopp等人于2001年11月1日公开的、美国专利公开号为2001/0036212的、标题为“Chiral Laser Utilizing a Quarter Wave Plate(使用1/4波片的手征激光)”的专利中公开了可选的PBG结构，即所谓的手征激光。这些可选的PBG结构利用胆甾型液晶结合光发射层，以此来产生偏振的、薄膜的、相干光源。如美国专利公开号2001/0036212(如上所提及的)中所公开的，激光的发射可以是圆偏振或线偏振，这取决于是否利用1/4波片来转换偏振类型。
在微腔中使用有机材料以此产生偏振光的其它方法也是已知的。比如由Qinghai Song等人在Applied Physics Letters，Vol.82，No.18，May5，2003，p2939-2941上发表的、标题为“Narrow-BandPolarized Light Emission From An Organic Microcavity FabricatedBy A Sol-Gel Technique(从利用Sol-Gel技术制造的有机微腔中发射窄带偏振光)”的文章描述了这样的一种方法。这样的微腔装置的光输出由两个正交偏振的窄线性光发射模式组成，即所谓的TE模式和TM模式。这两个模式在作为波长的函数的功率上大致相等，并且每个模式的光强度在装置的增益曲线的峰值处最大(在本例中为620nm)。在以相对于观察者方向的角度来调整装置时，各偏振模式的波长分离。通过波长滤波，能够选择其中的一个偏振模式。另外James A.Cox等人在2002年8月8日公开的、美国公开号为2002/0106160的、标题为“Resonant Reflector For IncreasedWavelength And Polarization Control(用于提高波长和偏振控制的谐振反射器)”的专利中公开了一种将引导模式光栅谐振反射滤光器用于偏振和VLSEL的波长控制的光学系统。
另一产生偏振激光的非对称几何元件使用偏振选择性谐振腔元件。任何以非对称方式影响激光谐振腔增益的机制均具有产生偏振激光输出的潜能。针对无机VCSEL，这种效应已经被证明并且包括将偏振选择性光栅结构用作反射镜元件。这些设计已经被讨论过，例如在S.Goeman等人在IEEE Photonics Technology Letters，Vol.10，No.9，Sep.1999，p1205-1207上发表的、题目为“First DemonstrationOf Highly Reflective And Highly Polarization SelectiveDiffraction Gratings(GIRO-Gratings)For Long-WavelengthVCSEL′s(长波长VCSEL的高反射和高偏振选择性衍射光栅(GIRO-Gratings)的第一示例)”的文章中。另外Michael F.Weber等人在Science，Vol.287，Mar.31，2000，p2451-2456上发表的、题目为“Giant Birefringent Optics In Multilayer Polymer Mirrors(多层聚合无反射镜中的巨双折射光学)”中描述了多层偏振选择性反射镜在制作微腔激光器时能够用作末端反射镜。
存在有使用具有多种结构化元件的非相干光发射器产生偏振光的可选装置。例如，使用表面等离子体激元效应的结构产生偏振光。参见，如Dawn K.Gifford等人在Applied Physics Letters，Vol.80，No.20，May20，2002，pages3679-3681上发表的、题目为“Extraordinary Transmission Of Organic PhotoluminescenceThrough An Otherwise Opaque Metal Layer Via Surface PlasmonCross Coupling(借助于表面等离子体激元交叉耦合穿过另外的不透明金属层的有机光致发光的非常传输)”和Gifford.Dawn K.Gifford等人在Applied Physics Letters，Vol.81，No.23，Dec.2，2002，p4315-4317上发表的、题目为“Emission Through OneOf Two Metal Electrodes Of An Organic Light-Emitting Diode ViaSurface-Plasmon Cross Coupling(借助于表面等离子体激元交叉耦合穿过有机光发射二极管的两个金属电极中之一的发射)”。Gifford等人公开了通过使光刻胶在具有干涉图案的玻璃上曝光而产生用于光致发光表面等离子体激元耦合的光栅几何结构，随后是沉积复制下表面外形的后续层。
通过使用这种前述的偏振的、非相干光发射器，图1所示的三级结构可以在仅仅如图6所示的两级结构中实现。参考图6，第一电极12可限定周期性光栅结构。通过使用已知的光刻技术比如在形成于衬底10(如图1所示)上的平面层上形成图案，可以形成这种结构。第一和第二电极12和16各自、以及光发射层14比如OLED层，形成了发射偏振光7的周期性光栅结构。该偏振光7被发射并根据如上所述的液晶层的状态而穿过LCD层。如本领域已知的，使用OLED层的光发射层14可包含多个子层，如光发射层、电荷注入层和电荷传输层。如图4所示，光发射层14可以被图案化(patterned)以此发射不同颜色的偏振光7并且与液晶层24的独立受控元件对准。另外，使光发射层14图案化以使其带有多个具有不同颜色的小发射器，所述的这些不同颜色被组成时可形成白光，使得在总体上，白光从独立可控元件中被发射。
使用电极12和16的单个的、邻近的导电涂层可很容易完成光发射层14的构成和控制。另外，电极12或16中的一个可以被图案化并且可以被单独控制以此提供与电极22和26关联的光。电极12可以是反射的，以使任何从液晶层24发出的光朝向液晶层24被反射。电极16必须是透明的以将从光发射层14发出的光向垂直腔激光器20传输或者直接传至液晶层24。如同衬底涂层(coating)技术，透射电极和反射电极在本领域是已知的。在由Andrew D.Arnold等人于2002年6月27号提交的、美国专利公开号为10/184,358的、标题为“Organic Light Emitting Diode Display With SurfacePlasmon Outcoupling(具有表面等离子体激元输出耦合的有机光发射二极管显示器)”的待审批的、并且通过引用其内容而被结合在此的专利中对适用的结构进行了详细描述。独立受控电极22和26以及液晶层24的结构在本领域中也是公知的。尤其是，使用薄膜技术的有源矩阵控制装置可被用来激活显示器的独立受控元件。
利用本领域已知的技术可将非对称光发射结构6和液晶元件8封装在覆盖物或者透明的、保护涂层(图中未示出)内。覆盖物或者可选的透明的、保护涂层还可用作衬底，在该衬底上建立了连续的层，并且衬底10接下来依次是被沉积的平面层。
本发明已经通过特别参考了其中的某些优选实施例而被详细地描述，但是，应该理解，在本发明的精神和范围内可以进行变更和修改。
部件列表4显示器6非对称光发射结构7偏振光8液晶元件9透射的偏振光10衬底11非相干光12电极14光发射层16电极17激发层18平面层19反射镜20垂直腔激光器结构21反射镜22第一液晶电极23光发射层24液晶层25偏振层26第二液晶电极27减反射层
28漫射层29光发射形式34滤色器36非对称几何元件38侧向限定结构40光子带隙结构42光栅结构44偏振选择性反射镜
权利要求
1.一种用于产生偏振光的非对称光发射结构，包含a)光发射层，具有多个光发射形式，其中所述光发射形式的取向不受控制；b)非对称几何元件，接收来自所述光发射层的发射光并且产生偏振光；以及c)用于激发所述光发射层的部件。
2.如权利要求1所述的非对称光发射结构，其中所述光发射层由选自有机光发射材料和无机光发射材料组成的组中的材料构成。
3.如权利要求2所述的非对称光发射结构，其中所述有机光发射材料包括选自由聚合体和染料组成的组中的材料。
4.如权利要求2所述的非对称光发射结构，其中所述无机光发射材料包括选自由元素周期表中第II、VI、III和V族发现的化合物组成的组中的材料以及由这些相同的族所制作的半传导量子点。
5.如权利要求1所述的非对称光发射结构，其中所述非对称几何元件是具有非对称侧向限定的垂直腔表面发射激光器。
6.如权利要求5所述的非对称光发射结构，其中所述垂直腔表面发射激光器是有机的。
7.如权利要求5所述的非对称光发射结构，其中所述垂直腔表面发射激光器是无机的。
8.如权利要求1所述的非对称光发射结构，其中所述非对称几何元件是光栅。
9.如权利要求8所述的非对称光发射结构，其中所述光栅改进了表面等离子体激元光输出耦合。
10.如权利要求1所述的非对称光发射结构，其中所述非对称几何元件是具有非对称侧向限定的光子晶体。
11.如权利要求1所述的非对称光发射结构，其中所述光发射层发射白光。
12.一种平板显示器，包含a)光发射层，具有多个光发射形式，其中所述光发射形式的取向不受控制；b)非对称几何元件，接收来自所述光发射层的发射光并且产生偏振激光；c)用于激发所述光发射层的光激发层；以及d)液晶，适用于在使所述偏振光透过所述液晶的透射状态和使所述偏振光不能透过所述液晶的非透射状态之间转换。
13.如权利要求12所述的平板显示器，其中还包括a)光透明的、绝缘的平面层；b)其中所述光激发层还包括i)第一透明电极，位于所述光透明的、绝缘的平面层一侧；ii)泵浦层，邻接所述第一透明电极并可产生泵浦光，所述泵浦光经过所述第一透明电极和所述光透明的、绝缘的平面层而从光激发层发射出去；以及iii)第二电极，邻接所述泵浦层；c)其中所述垂直激光器腔结构位于所述光透明的、绝缘的平面层的另一侧并且被布置成可接收从所述光激发层传过所述光透明的、绝缘的平面层的所述泵浦光，这种结构包括i)第一装置，用于接收来自所述光激发层的光并且在整个预定范围波长内主要用于透射或反射；ii)有机活跃层，用于接收来自所述光激发层以及所述第一光接收装置的光并且用于产生激光；以及iii)第二装置，用于将来自所述有机活跃层的光反射进所述有机活跃层，其中用于接收光的所述第一装置和第二装置的组合传输偏振激光。
14.如权利要求13所述的平板显示器，其中所述垂直腔激光器结构被布置成组，其中每一组具有共同的空间分离并且发射相同颜色的、模式锁定的光。
15.一种平板显示器，包含a)衬底；b)周期光栅结构，在所述衬底上形成；c)第一电极层，在所述周期光栅结构上形成并且符合所述光栅结构；d)OLED层，在所述第一电极层上形成并且符合所述光栅结构；e)第二电极层，在所述OLED层上形成并且符合所述光栅结构，其中所述第一和/或第二电极层是金属层，据此所述周期光栅结构导致表面等离子体激元交叉耦合进所述金属电极层；以及f)液晶，适用于在使所述偏振光透过所述液晶的透射状态和使所述偏振OLED光不能透过所述液晶的非透射状态之间转换。
16.如权利要求15所述的平板显示器，其中所述衬底是透明的、保护涂层。
17.如权利要求12所述的平板显示器，其中所述液晶还包含i)第一液晶电极和第二液晶电极；以及ii)液晶材料层，位于所述第一液晶电极和第二液晶电极之间，使得当所述第一液晶电极和第二液晶电极没有施加电场时，所述液晶材料不能传输偏振光以及当所述第一液晶电极和第二液晶电极施加了电场时，所述液晶材料传输偏振光。
18.如权利要求17所述的平板显示器，其中所述第一液晶电极和第二液晶电极形成独立可控的象素。
19.如权利要求18所述的平板显示器，其中所述光发射层还包含多个发射不同颜色光的光发射器，并且其中所述不同颜色的光发射器与所述独立可控的象素对准。
20.如权利要求18所述的平板显示器，其中所述光发射层发射白光并且还包含多个与所述独立可控的象素对准的滤色器阵列。
21.如权利要求18所述的平板显示器，其中所述光发射层包含独立可控的象素。
22.一种显示系统，包含a)光发射器，发射相干光；b)有机垂直腔激光器，适用于接收非相干光并根据非相干光发射在第一方向上被偏振的激光；c)液晶，适用于在使所述偏振激光透过所述液晶的透射状态和使所述偏振激光不能透过所述液晶的非透射状态之间转换；以及d)控制器，用于控制光发射器。
23.如权利要求22所述的显示系统，其中，所述光发射器和所述控制器被集成在共同的衬底上。
24.如权利要求15所述的平板显示器，其中所述液晶还包含i)第一液晶电极和第二液晶电极；ii)液晶材料层，位于所述第一液晶电极和第二液晶电极之间，使得当所述第一液晶电极和第二液晶电极没有施加电场时，所述液晶材料不能传输偏振光以及当所述第一液晶电极和第二液晶电极施加电场时，所述液晶材料传输偏振光。
25.如权利要求15所述的平板显示器，其中所述第一液晶电极和第二液晶电极形成独立可控的象素。
26.如权利要求25所述的平板显示器，其中所述OLED层还包含多个发射不同颜色光的OLED，其中所述不同颜色的OLED与所述独立可控的象素对准。
27.如权利要求25所述的平板显示器，其中所述OLED层发射白光并且还包含多个与所述独立可控象素对准的滤色器阵列。
28.如权利要求25所述的平板显示器，其中，所述OLED层包含独立可控的象素。
29.一种显示系统，包含a)衬底；b)周期光栅结构，在所述衬底上形成；c)第一电极层，在所述周期光栅结构上形成并且符合所述光栅结构；d)OLED层，在所述第一电极层上形成并且符合所述光栅结构；e)第二电极层，在所述OLED层上形成并且符合所述光栅结构，其中所述第一和/或第二电极层是金属层，据此所述周期光栅结构导致表面等离子体激元交叉耦合进所述金属电极层；f)液晶，适用于在使所述偏振激光透过所述液晶的透射状态和使所述偏振激光不能透过所述液晶的非透射状态之间转换；以及g)控制器，用于控制所述光发射器。
30.如权利要求29所述的显示系统，其中所述光发射器和所述控制器被集成在共同的衬底上。
31.一种用于产生偏振激光的方法，包含a)形成具有多个光发射形式的光发射层，其中所述光发射形式的取向不受控制；b)形成侧向非对称激光腔结构，所述结构接收来自所述光发射层的发射光，由此产生偏振激光；以及c)提供用于激发所述光发射层的部件。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述侧向非对称激光器腔结构是具有非对称侧向限定的垂直腔表面发射激光器。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述垂直腔表面发射激光器是有机的。
34.如权利要求32所述的方法，其中所述垂直腔表面发射激光器是无机的。
全文摘要
一种用于产生偏振光的非对称光发射结构，其包括具有多种光发射形式的光发射层(17)，其中光发射形式的取向不受控制。来自光发射层(17)的发射光的接收由非对称几何元件(20)完成，该非对称几何元件(20)还产生偏振光。另外，非对称光发射结构(20)包括激发(12、16)光发射层(17)的装置。
文档编号G02F1/13357GK1853136SQ200480027027
公开日2006年10月25日 申请日期2004年8月3日 优先权日2003年9月23日
发明者R·S·科克, J·P·斯庞霍维 申请人:伊斯曼柯达公司