專利名稱：具有光電尋址體系結(jié)構(gòu)的發(fā)光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板光源，其中光波導(dǎo)和其它薄膜結(jié)構(gòu)用于向 發(fā)光像素的圖形陣列分配(尋址)激發(fā)光。
背景技術(shù)：
平板光源系統(tǒng)基于光腔結(jié)構(gòu)中的光致發(fā)光的生成。通過使用光
波導(dǎo)和采用樣W幾電系統(tǒng)(MEMS)裝置的新穎尋址方案以受控方式向 發(fā)光像素傳輸光功率。光源的能量效率產(chǎn)生于在發(fā)光像素中采用有 效的創(chuàng)新的光致發(fā)光物質(zhì)以及產(chǎn)生于增強(qiáng)在像素內(nèi)部操作的激發(fā)過 程的光腔體系結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)體積小、重量輕、功 率高效并具有生產(chǎn)成本方面的竟?fàn)幜?。本系統(tǒng)獲得的其它優(yōu)點(diǎn)包括 變化照明條件中的高亮度，高色域，視角無關(guān)性，在沒有亮度和顏 色質(zhì)量損失的前提下的大小可縮放性，粗糙固態(tài)構(gòu)造，振動不敏感 性以及大小無關(guān)性。本發(fā)明在軍事、個人計算和數(shù)字HDTV系統(tǒng)、 多媒體、醫(yī)療和寬帶成像顯示及大屏幕顯示系統(tǒng)中具有潛在的應(yīng)用 空間。防衛(wèi)應(yīng)用的范圍可從全色高分辨率透明雙目顯示器到60英寸 數(shù)字命令中心顯示器。新的光源系統(tǒng)采用平板光源系統(tǒng)中的光致發(fā) 光的物理現(xiàn)象。
傳統(tǒng)的透射液晶顯示器(LCD)采用白色背光以及圖形濾色器 陣列(CFA) —起創(chuàng)建彩色像素元件作為顯示顏色的部件。偏振膜使 光偏振。傳統(tǒng)液晶顯示器中的像素通過使用附加的液晶層結(jié)合偏振 液晶層的相對側(cè)上的兩個相交偏振器結(jié)構(gòu)來接通或斷開。當(dāng)設(shè)置在 具有第一方向的電場時，附加液晶不改變光偏振。當(dāng)電場變成第二 方向時，附加液晶改變光偏振。當(dāng)來自偏振液晶的光線以與偏振膜
的方向成九十度的第一方向來定向時，沒有光通過顯示器，因此產(chǎn) 生暗點(diǎn)。在第二方向中，液晶旋轉(zhuǎn)光偏振，因此，光線通過晶體和 偏振結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生具有濾色器陣列所確定的顏色的亮點(diǎn)。
用于產(chǎn)生顯示的這種傳統(tǒng)設(shè)計迫切需要使用偏振膜來產(chǎn)生偏振 光。大約一半的光從背光中丟失，因而功率效率降低。值得注意的 是，偏振膜提供的不完全偏振會降低顯示器的對比度。此外，所需 的附加使用濾色器陣列從白色光源提供有色光會進(jìn)一步降低功率效 率。若三原色紅、綠和藍(lán)顯示器的各濾色器傳遞白色光的三分之一，
則白光的三分之二丟失。因此，背光產(chǎn)生的白光的至少84%丟失。
有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)用于向液晶顯示器提供背光是已知的。 例如，Jeong Hyun Kim等人的2002年7月4日公布的公開號為 2002/0085143 Al、標(biāo)題為"液晶顯示裝置及其制造方法"的美國專 利描述了一種液晶顯示器(LCD)裝置，其中包括第一襯底和第 二襯底；通過在第一襯底的外表面上加入第一絕緣層所形成的有機(jī) 發(fā)光元件；在有機(jī)發(fā)光元件的整個表面上按順序形成的第二絕緣層 和保護(hù)層；在第一襯底上形成的薄膜晶體管；在包括薄膜晶體管的 第一襯底的整個表面上形成的鈍化層；在鈍化層上形成的連接到薄 膜晶體管的像素電極；在第二襯底上形成的公共電極；以及在第一 襯底與第二襯底之間形成的液晶層。
公開號為2002/0085143 Al的美國專利申請中記載的一種用于制 造LCD的方法包括以下步驟在第一襯底的外表面上形成第一絕緣 層；在第一絕緣層上形成有機(jī)發(fā)光元件；在有機(jī)發(fā)光元件的整個表 面上形成第二絕緣層；在第二絕緣層上形成保護(hù)層；在第一襯底上 形成薄膜晶體管；在包括薄膜晶體管的第 一襯底的整個表面上形成 鈍化層；在鈍化層上形成像素電極；以及在第一襯底與第二襯底之 間形成液晶層。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計沒有公開提高LCD效率的 部件。
Martin B.Wolk等人的2002年11月26日公布的標(biāo)題為"用于成
形(pattening)有機(jī)電子顯示器和裝置的定向材料的方法"的6485884 號美國專利公開了圖形偏振光發(fā)射器用作提高顯示器效率的部件。 該方法包括定向的電子活性或放射性材料從熱施體片到受體的選擇 性熱傳遞。該方法可用來制作發(fā)出偏振光的有機(jī)電致發(fā)光裝置和顯 示器。但是問題在于，持續(xù)存在從熱施體片到受體的電子活性或放 射性材料的不完全方向。因此，沒有嚴(yán)格地線性偏振發(fā)射光的偏振， 因而光沒有完全被偏振。
因此，需要提高偏振光產(chǎn)生效率的備選背光設(shè)計，因而并由此 需要提高結(jié)合備選背光的液晶顯示器的整體效率。
立體顯示器也是本領(lǐng)域已知的。這些顯示器可采用多種技術(shù)來 產(chǎn)生，其中包括例如Montgomery在6459532號美國專利中論述的阻 擋屏幕(barrier screen)以及諸如Tutt等人在公開號為2002/0075566 的美國專利申請中論述的雙凸透鏡等光學(xué)元件。這些技術(shù)的每一種 將來自顯示器的光線集中到窄視角，從而提供自由立體圖像。然而， 這些技術(shù)通常會減小顯示器的感知空間分辨率，因?yàn)轱@示器中一半 的列用于對右眼或左眼顯示圖像。這些顯示器還會減小顯示器的視 角，從而會降低多個用戶共享和討論顯示器上正顯示的立體圖像的 能力。
至今的大多數(shù)成功商業(yè)化的立體顯示器是采用遮擋光線使得來 自 一個數(shù)據(jù)幀的光線能夠僅進(jìn)入左眼或右眼且右眼和右眼圖像被快 速連續(xù)顯示的某種方法的顯示器。兩種方法已經(jīng)用于該領(lǐng)域，其中 包括采用主動遮板鏡(active shutter glasses)或被動(passive.)偏光 鏡的顯示器。采用遮板鏡的系統(tǒng)顯示左眼或右眼圖像，同時觀看者 佩戴使光線從顯示器僅傳遞到適當(dāng)眼睛的主動LCD遮板。雖然這種 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，它使用戶能看到顯示器的完全分辨率，并且使用 戶能從單一觀看模式切換到立體觀看模式，但是，顯示器的更新速 率通常大約為120Hz，向各眼提供60 Hz的圖像。在這種較低的刷新
速率下，如果在單一觀看期間使用顯示器超過數(shù)分鐘，大多數(shù)觀看
者將遇到導(dǎo)致明顯不舒適的閃爍。甚至當(dāng)顯示器以明顯更高的速率 刷新時，閃爍在顯示器很大和/或亮度很高時往往仍可見到。
Byatt(1981年，4281341號美國專利)描述了采用可切換偏振 器的系統(tǒng)，它設(shè)置在CRT前面，并采用偏振來執(zhí)行與遮板4竟;歐為相 似的步驟以選擇哪個眼睛將看到每個圖像。這種系統(tǒng)優(yōu)于遮板鏡的 優(yōu)點(diǎn)在于，用戶不需要佩帶主動眼鏡，但是遇到包括閃爍在內(nèi)的相 同缺陷。
Lipton ( 1985年，4523226號美國專利)描述了一種顯示系統(tǒng)， 它不會遇到閃爍，而是采用兩個獨(dú)立的視頻顯示器和光學(xué)器件來適 合兩個眼睛地呈現(xiàn)來自兩個屏幕的圖像。雖然這種顯示系統(tǒng)沒有遇 到與Byatt所述的采用可切換偏振的系統(tǒng)相同的可視缺陷，但是，該 系統(tǒng)需要兩個獨(dú)立的視覺顯示器和附加光學(xué)器件，從而增加這種系 統(tǒng)的成本。
以前，Newsome在6028977號美國專利中公開了4吏用上轉(zhuǎn)換磷 光體和光學(xué)矩陣尋址方案來產(chǎn)生可視顯示。上轉(zhuǎn)換磷光體通過紅外 線來激勵；這種可見光生成的方法通常比采用例如直接熒光或磷光 之類的下轉(zhuǎn)換(發(fā)光)方法來產(chǎn)生可見光更為低效。本發(fā)明與現(xiàn)有 技術(shù)的不同之處在于，采用不同的尋址方案來從特定放射性像素激 勵光線發(fā)射。本文公開的方法和裝置不要求兩個光波導(dǎo)在每個發(fā)光 像素上相交。此外，本發(fā)明公開了用于放射性像素的采取不對稱發(fā)
光共振器形式的新穎光腔結(jié)構(gòu)。
另外，在公開號為US2002/0003928 Al的美國專利申請中，Bischel
等人公開用于將來自光波導(dǎo)的光耦合到輻射像素元件的多種結(jié)構(gòu)。 公開反射結(jié)構(gòu)用于將激勵能量的一部分重定向到放射性介質(zhì)。在本 發(fā)明中，我們公開了采用稱作跑道的橢圓環(huán)或橢圓片共振器的新穎 不對稱光腔結(jié)構(gòu)，共振器本身被修改成影響可見光的發(fā)射。
近來，由Sun-Kyung Kim等人在"來自幾微米大小的橢圓微片 的高度定向發(fā)射"(Applied Physics Letters, 84， 6,第861-863頁(2004 ))
中公開了不對稱微片共振器的光學(xué)屬性。這類不對稱結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)具有 與橢圓結(jié)構(gòu)的長軸平行的偏振軸的偏振光發(fā)射。用這類不對稱結(jié)構(gòu) 來產(chǎn)生偏振光源是本發(fā)明的一個新穎特征。
這類共振器的使用還考慮到通過使用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置 改變光功率傳輸波導(dǎo)與放射性共振器像素之間的功率耦合度來控制 發(fā)射強(qiáng)度的新穎方法。在對用于電信應(yīng)用的光電濾波器的功率耦合 控制中已經(jīng)公開了這類部件。在這種情況下，控制功能用來調(diào)諧濾 波器。由Ming-Chang M丄ee和Ming C.Wu在"MEMS激勵的可調(diào) 諧微片共振器"(paper MC3，2003 IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, 18-21,2003年8月)中描述了對功率耦合的控制。

發(fā)明內(nèi)容
沖艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光源裝置，包括a. 支撐4于底；
b. 多個不對稱發(fā)光共振器，以矩陣形式設(shè)置在所述支撐襯底上， 從而形成所述不對稱發(fā)光共振器的多個行和列；
c. 多個光波導(dǎo)，設(shè)置在所述襯底上，使得所述不對稱發(fā)光共振 器的每一個與有關(guān)所述多個光波導(dǎo)之一的電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)；
d. 偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少一個的一部分與 所述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對稱發(fā) 光共振器何時處于電耦合區(qū)域中；以及
e. 與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿所述多個 光波導(dǎo)發(fā)送光線，以在不對稱發(fā)光共振器位于電耦合區(qū)域時有選擇 地激勵各不對稱發(fā)光共振器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種方法，用于控制從光源 裝置發(fā)射的可見光，所述光源裝置具有以形成多個行和列的方式設(shè) 置的多個不對稱發(fā)光共振器以及設(shè)置成使得不對稱發(fā)光共振器的每 一個設(shè)置在多個光波導(dǎo)之一附近的多個光波導(dǎo)，該方法包括以下步驟
a. 提供與多個光波導(dǎo)相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿相關(guān)光波導(dǎo)發(fā)送光
線；
b. 提供偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生多個光波導(dǎo)的至少一個的一部分與 相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制不對稱發(fā)光共振器 何時處于電耦合區(qū)域中；
c. 通過控制偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和光源來有選擇地控制來自多個不對稱發(fā) 光共振器的可見光的發(fā)射，使得當(dāng)不對稱發(fā)光共振器處于電耦合區(qū) 域中以及光線沿相關(guān)光波導(dǎo)傳送時將發(fā)生可見光的發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于觀看立體圖像的系統(tǒng)， 包括
a. 圖像顯示裝置，具有以矩陣形式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振 器，多個不對稱發(fā)光共振器的每一個具有長軸和短軸，多個不對稱 發(fā)光共振器設(shè)置成使得在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生偏振圖像；
b. 觀看裝置，具有用于觀看每個不同偏振方向的偏振圖像的偏 振元件。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于產(chǎn)生立體圖像的顯示 裝置，包括
以矩陣形式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器，多個不對稱發(fā)光共 振器的每一個具有長軸和短軸，多個不對稱發(fā)光共振器設(shè)置成使得 在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生偏振圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于產(chǎn)生立體圖像的方法， 包括以下步驟
a.提供單個圖像顯示裝置，具有以在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生 圖像的方式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器。
通過閱讀以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明和所附4又利要求書并參照 附圖，會更清楚地理解和認(rèn)識本發(fā)明的這些和其它方面、目的、特 征及優(yōu)點(diǎn)。


結(jié)合以下描述和附圖，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn) 將變得顯而易見，在附圖中，盡可能地使用相同的附圖標(biāo)記來指定
相同的要素。其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明制作的一種光學(xué)平板光源的示意性頂視圖； 圖2A、圖2B和圖2C是根據(jù)本發(fā)明制作的彩色光源的紅光、綠
光和藍(lán)光發(fā)射不對稱共振器的放大頂視圖3是沿圖2的線3-3截取的光波導(dǎo)的放大截面圖4是說明電極幾何形狀和靜電力的光波導(dǎo)的放大示意截面圖5A是圖1的光源的一部分的放大透視圖，示出單個長軸耦合
不對稱共振器，單個相關(guān)光波導(dǎo)和電極；
圖5B是圖1的光源的一部分的放大透視圖，示出短軸耦合不對
稱共振器，單個相關(guān)光波導(dǎo)和電極；
圖5C是圖1的光源的一部分的放大透視圖，示出多個長軸以及
短軸耦合不對稱共振器，單個相關(guān)光波導(dǎo)和電極；
圖6A、圖6B和圖6C是沿圖5B的線6-6截取的圖5B的光源
的放大截面圖，示出用于在各種強(qiáng)度位置上控制像素強(qiáng)度的MEMS
裝置的定位；
圖7是示出發(fā)光共振器的一個備選實(shí)施例的波導(dǎo)和共振器元件 的》文大截面圖8是示出片式共振器的一個備選的實(shí)施例的放大頂視圖；以
及
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明制造的一種立體觀看器圖解視圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1-2，示出根據(jù)本發(fā)明制造的光致發(fā)光光源5的系統(tǒng)。光 源5的系統(tǒng)通過把激發(fā)光轉(zhuǎn)換為發(fā)射光進(jìn)行工作。在所述實(shí)施例中， 光源5中的各像素10由一個或多個子像素組成；子像素通常由紅色子像素11、綠色子像素12和藍(lán)色子像素13組成，如圖2所示。與 紅色、綠色和藍(lán)色不同的顏色通過混合這些原色來產(chǎn)生；因此，控 制各個子像素的強(qiáng)度會調(diào)節(jié)像素10的亮度和顏色。本領(lǐng)域技術(shù)人員 會理解到，其它原色選擇是可行的，并將產(chǎn)生全色光源。光源中的 顏色生成是由觀看器混合多波長光發(fā)射的結(jié)果。這種混合通過觀看 器綜合在觀看者眼睛的空間分辨率極限之下的來自獨(dú)立子像素的空 間上有區(qū)別的不同波長光發(fā)射來實(shí)現(xiàn)。彩色光源通常具有包含單個 可變色像素的紅色、綠色和藍(lán)色的獨(dú)立且不同的子像素。單色光源 可通過使用單個彩色像素10或子像素(11、 12、 13)或者通過構(gòu)造 能夠發(fā)射"白色"光的單個像素來產(chǎn)生。單色光源像素的光譜特性 將通過選擇發(fā)光體或發(fā)光體組合來確定。白色光生成可通過將多個 摻雜方案用于不對稱發(fā)光共振器30來實(shí)現(xiàn)，如Hatwar和Yovmg在 6727644 B2號美國專利中所述。白色光的生成適于與液晶層結(jié)合以 生產(chǎn)液晶顯示器(LCD)的背光光源的產(chǎn)生。光致發(fā)光用于產(chǎn)生來 自各像素(或子像素)元件的獨(dú)立波長發(fā)射。光致發(fā)光可能是多個 物理上不同的過程的結(jié)果，其中包括多步光子上轉(zhuǎn)換過程和后續(xù)輻 射性發(fā)射過程、直接光學(xué)吸收和后續(xù)輻射發(fā)射過程或光學(xué)吸收及之 后跟隨的一個或多個能量轉(zhuǎn)移步驟以及最后的后續(xù)輻射發(fā)射過程。 這些過程的組合的使用也可認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的一種光學(xué)平板光源5的示意頂視圖。 光源5包含由各具有設(shè)置在光學(xué)行波導(dǎo)25和列電極28的各相交點(diǎn) 上的不對稱發(fā)光共振器30 (圖2A、 B和C中所示)的像素10的矩 陣組成的光發(fā)射器的陣列7。功率源22用來激勵光源陣列15。光源 陣列15提供用來激勵各像素10中的光致發(fā)光過程的光功率或光線 20。典型的光源陣元(array element) 17可能是二極管激光器、紅外 線激光器、發(fā)光二極管(LED)等。這些可能是相干或者非相干光源。 這些可能是紫外線、可見光或紅外線光源。在光源陣元17與光學(xué)行 波導(dǎo)25之間可能存在--對應(yīng)，或作為可選的方案，可能存在通過
使用光學(xué)開關(guān)來重定向從單個光源陣元17輸出的光線20而被復(fù)用 到多個光學(xué)行波導(dǎo)25上的單一光源陣元17。
光致發(fā)光平板光源系統(tǒng)5的一個主要部件是光學(xué)行波導(dǎo)25，又 稱作電介波導(dǎo)。兩個主要功能由波導(dǎo)25提供。它們限制和引導(dǎo)送往 像素10的光功率。在6028977號美國專利中說明了幾種信道波導(dǎo)結(jié) 構(gòu)。光波導(dǎo)必須限制成TM和TE傳播模式。TM和TE模式表示光 場方向垂直于傳播方向。以這種方式限制光信號的電介波導(dǎo)稱作信 道波導(dǎo)。埋入信道和嵌入帶波導(dǎo)適用于所提出的光源技術(shù)。各波導(dǎo) 由覆蓋和核心層的組合組成。這些層在基于玻璃或者基于聚合物的 襯底上制造。核心具有大于覆蓋層的折射率。核心在沒有功率耦合 時引導(dǎo)光功率通過共振器。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)光學(xué)行波導(dǎo)25與不對稱 發(fā)光共振器30之間的距離，功率耦合到不對稱發(fā)光共振器30。在不 對稱發(fā)光共振器30上，耦合的光學(xué)光功率將共振器材料驅(qū)動到發(fā)光 狀態(tài)。波導(dǎo)25和共振器30可采用包括微電子技術(shù)(如光刻)在內(nèi) 的各種傳統(tǒng)技術(shù)來制造。例如在W.-Y.Chen、 R.Grover、 T.A.Ibrahim、 V.Van、 W.N.Herman和P.-T.Ho的"高精密橫向耦合單模苯并環(huán)丁 烯微環(huán)共振器"(IEEE Photonics Technology Letters,16(2),第 470頁)中描述了這些方法。還可采用用于制造聚合物波導(dǎo)的其它低 成本技術(shù)，例如壓印等。在Chung-yen Chao和LJay Gao的"通過納 米壓印制造的聚合物微環(huán)共振器"(J.Vac.Sci.Technol.B 20 ( 6 ), 第2862頁)中描述了納米壓印方法。Joyce K.S.Poon、 Yanyi Huang、 George T.Paloczi和Amnon Variv在"通過CLD-1發(fā)色團(tuán)的光致漂白 進(jìn)行的聚合物微環(huán)共振器的大范圍調(diào)諧"(Optics Letters 29 ( 22 ), 第2584頁)中描述了作為一種制造方法的聚合材料的光致漂白。對 于光學(xué)微共振器的后制造處理，這是一種有效方法。大量聚合材料 可用于這種及類似的應(yīng)用。這些可包括氟化聚合物、聚異丁烯酸酯、 液晶聚合物以及諸如聚亞乙二氧基噻吩、聚乙烯醇等導(dǎo)電聚合物。 這些材料以及液晶聚合物類中的其它材料適合于這種應(yīng)用(參見
X.Wang等人的"用于MEMS的液晶聚合物(LCP )，， (J.Micromech.MicroEng，13， (2003 )，第628-633頁))。該
列表不是要完全包含可用于這種應(yīng)用的材料。
通過行波導(dǎo)25在列電壓源18和列電極28的控制下激勵不對稱 發(fā)光共振器30 (圖2A、 2B和2C所示)，使不對稱發(fā)光共振器30 發(fā)出光線。不對稱發(fā)光共振器30的激勵通過來自^f亍光源陣元17的 圖1所示的光線20經(jīng)由行波導(dǎo)25的光泵激動作以及列電壓源18中 的復(fù)用控制器19控制列電極28的電壓產(chǎn)生。激勵過程是稱作光電 尋址的協(xié)調(diào)行-列電激勵光泵激過程。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，列和 行的作用是完全可互換的，而不會影響這種光源5的性能。
現(xiàn)在參照圖2A,光電尋址被定義為用于控制組成光學(xué)平板光源 5 (參照圖1 )的不對稱發(fā)光共振器30的陣列7 (圖中未示出)的方 法。在圖2A中，表示由三個子^象素11、 12和13組成的l象素10。 在光電尋址中，表現(xiàn)為發(fā)光的特定像素的選擇通過特定光學(xué)行波導(dǎo)25 中的光的激勵與施加到列電極28的特定組的電壓的具體組合來實(shí) 現(xiàn)。
由于非常接近行波導(dǎo)25,不對稱發(fā)光共振器30通過光線20的 吸收被激勵到光致發(fā)光狀態(tài)。共振器30與光學(xué)行波導(dǎo)25之間的能 量耦合的物理性質(zhì)是本領(lǐng)域眾所周知的。已知的是所述能量耦合關(guān) 鍵取決于行波導(dǎo)25與不對稱發(fā)光共振器30之間的光學(xué)路徑長度； 因此，可通過分隔兩個結(jié)構(gòu)的距離(h,圖6A和圖6B所示)或者通 過控制折射率的各種方法來控制所迷能量耦合。用于控制折射率的 典型方法包括加熱、照明和電氣方式；這些是公知的。這些方法分 別對應(yīng)于熱光、光折變和光電方法。本文公開的本發(fā)明利用控制通 過MEMS裝置的距離參數(shù)來控制能量耦合，從而影響在^f象素10中生 成的光致發(fā)光光線的強(qiáng)度。在一個示例中，不對稱發(fā)光共振器30由 光透射材料組成，但結(jié)合(摻雜)了發(fā)光光致發(fā)光物質(zhì)。不對稱發(fā) 光共振器的基礎(chǔ)材料(不包括光致發(fā)光物質(zhì)或摻雜物在內(nèi)的材料)
可能與光學(xué)行波導(dǎo)25的材料相同或不同。典型的基礎(chǔ)材料可包括玻 璃、半導(dǎo)體或聚合物。
發(fā)光物質(zhì)或摻雜物可包括各種焚光體或包括上轉(zhuǎn)換磷光體在內(nèi) 的各種磷光體。特定摻雜物或多種摻雜物的選擇將主要決定特定不
對稱發(fā)光共振器30的發(fā)射光譜。這些發(fā)光物質(zhì)(熒光體或磷光體) 可為無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)。不對稱發(fā)光共振器30可包含各種摻雜物的組 合，這樣可使其響應(yīng)光電尋址，發(fā)出可見光。摻雜物或各種摻雜物 包括單一的或組合的稀土和過渡金屬離子、有機(jī)染料、發(fā)光聚合物 或用于制備有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的各種物質(zhì)。此外，發(fā)光物質(zhì) 還可包括各種高發(fā)光物質(zhì)，例如各種無機(jī)化學(xué)量子點(diǎn)(如納米級CdSe 或CdTe)或各種有機(jī)納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)(例如在Wiesner和Ow的公開 號為US 2004/0101822 Al的美國專利申請中^^開的熒光石圭基納米顆 粒)。使用這些物質(zhì)來產(chǎn)生高發(fā)光物質(zhì)為本領(lǐng)域所熟知?？墒褂玫?單一稀土摻雜物有何(Er)、鈥、銩、鐠、銣(Nd)和鐿。 一些稀 土共摻雜物的組合包括鐿:斜、鐿:銩和銩:鐠。單一過渡金屬摻雜物有 鉻(Cr)、鉈(Tl)、錳(Mn)、釩(V)、鐵(Fe)、鈷(Co) 和鎳(Ni)。其他過渡金屬共摻雜物的組合包括Cr:Nd和Cr:Er。上 轉(zhuǎn)換方法可由多種摻雜各種稀土離子的透明氟化物晶體和玻璃來說 明。特別是摻雜E產(chǎn)的CaF2。在這種物質(zhì)中，E產(chǎn)離子的紅外上轉(zhuǎn)換 可發(fā)出兩種不同的顏色紅色(650nm)和綠色(550nm)。該體系 的發(fā)射是自發(fā)的并且是各向同性的。有機(jī)熒光體可包括諸如若丹明B 等染料。這類染料是公知的，已被應(yīng)用于制造有機(jī)染料激光器許多 年了。優(yōu)選的用于不對稱發(fā)光共振器30的有機(jī)物質(zhì)為小分子量有機(jī) 基質(zhì)-摻雜物組合，通常通過高真空熱蒸發(fā)法淀積。還優(yōu)選地將用于 本發(fā)明的基質(zhì)材料選擇成能夠產(chǎn)生吸收激發(fā)光20,并能夠?qū)⑵浯蟛?分激發(fā)能通過F6rster能量轉(zhuǎn)移(R5rster energy transfer)轉(zhuǎn)移至基質(zhì) 材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知F6rster能量轉(zhuǎn)移的概念，其包括在基質(zhì) 和摻雜物分子之間進(jìn)行無輻射轉(zhuǎn)移。用于發(fā)紅光激光器的一個有用
的基質(zhì)-摻雜物組合的示例是以三(8-羥基喹啉酚根)合鋁(Alq)作 為基質(zhì)和以[4- (二氰基亞曱基)-2-叔丁基-6- (1， 1， 7, 7-四甲基久 洛尼定-9-烯基)4H-吡喃](DCJTB)作為摻雜物(1%體積)。其他 的基質(zhì)-摻雜物組合也可用于其他波長的發(fā)射。例如，對于發(fā)綠色光， 可使用的組合是以Alq作為基質(zhì)，以[IO- (2-苯并遙唑基)-2, 3, 6, 7-四氫-l， 1， 7， 7-四曱基-lH， 5H, 11H-[l]苯并吡喃[6， 7， 8-ij]全 ，秦-ll-酮](C545T)作為摻雜物(0.5%體積)。其他有機(jī)發(fā)光物質(zhì)可 以是聚合物材料，例如Wolk等在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利6194119 Bl 及其參考文獻(xiàn)中所描述的聚亞苯基亞乙烯基衍生物、二烷氧基聚亞
苯基亞乙烯基、聚對亞苯基衍生物和聚芴衍生物。
光電尋址采用光學(xué)行波導(dǎo)25將光線20傳遞到所選不對稱發(fā)光 共振器30。不對稱發(fā)光共振器30是光學(xué)平板光源5的基本構(gòu)件塊。 現(xiàn)在參照圖2A、圖2B和圖2C，在這些附圖中分別說明紅色光41、 綠色光42和藍(lán)色光43的不對稱發(fā)光共振器30的放大頂—見圖。采用 紅色光41、綠色光42和藍(lán)色光43的發(fā)光共振器來產(chǎn)生紅色11、綠 色12和藍(lán)色13的像素，可形成全色光學(xué)平板光源5。紅色、綠色和 藍(lán)色(41-43)光線的發(fā)射的波長通過用于形成不對稱發(fā)光共振器30 的材料的類型來控制。具體像素IO或子像素(11-13)的選擇基于對 于改變距離h以及影響光線20到不對稱發(fā)光共振器30的功率傳遞 的程度的MEMS裝置的使用。注意，在各種情況下，在適當(dāng)光學(xué)行 波導(dǎo)25中引導(dǎo)光線20，以激勵特定的不對稱發(fā)光共振器30。通過 用光線20激勵特定光學(xué)行波導(dǎo)并激勵列電極28所控制的特定MEMS 裝置，來激勵特定像素10 (子像素)。不對稱發(fā)光共振器30可采取 橢圓微環(huán)或橢圓微片的形式。這些形式分別如圖2A、圖2B、圖2C、 圖5A、圖5B和圖8所示。其它不對稱形式也是可行的，例如所謂 的跑道或卵形環(huán)共振器。注意，為了增加從不對稱發(fā)光共振器30發(fā) 射的光線的亮度，不對稱共振器30必須以使得它是"漏的(leaky)" 的方式來制造；存在許多方法來實(shí)現(xiàn)腔Q的這種降低，包括但不限
于增加共振器腔表面的表面粗糙度。另外，可降低組成不對稱發(fā)光 共振器30的材料的折射率。
村底或支撐45 (參照圖3)可由基于硅、玻璃或聚合物的襯底 材料構(gòu)成。多種玻璃和聚合物襯底材料是市場有售或者對于這種應(yīng) 用易于制造的。這類玻璃材料包括硅酸鹽、氧化鍺、氟化鋯、氟 化鋇、氟化鍶、氟化鋰和釔鋁石榴石玻璃。沿圖2A的線3-3截取的 光學(xué)平板光源的放大截面的示意圖如圖3所示。為了簡潔起見，圖 中未示出列電極28。在村底45上形成包含光學(xué)行波導(dǎo)25和不對稱 發(fā)光共振器30的層35。對于這種埋入信道波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，光學(xué)行波導(dǎo)25 (核心)的折射率大于周圍材料(在這種情況下是層35)是必要的。 在該實(shí)施例中，層35用作覆蓋區(qū)域。圖中示出可選層32,它可能屬 于較低折射率的材料，以更好地在光學(xué)上隔離光學(xué)行波導(dǎo)25。頂層 52設(shè)置在層35的上表面以保護(hù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在圖3的情況下，整個結(jié) 構(gòu)表示為由空氣55圍繞。
集成半導(dǎo)體波導(dǎo)光學(xué)器件和微腔引起了對于大量應(yīng)用、特別是 對于電信應(yīng)用的極大興趣。本文公開的本發(fā)明將這種技術(shù)應(yīng)用于電 子光源。如前面所述，腔與波導(dǎo)之間的能量交換與空間距離密切相 關(guān)?？刂撇▽?dǎo)與微腔之間的距離是操縱功率耦合進(jìn)而操縱像素10或 子像素(11-13)的亮度的實(shí)用方法。
理想的共振器或腔具有高品質(zhì)因數(shù)(它是所存儲能量與每個周 期的能量損失的比率)和小模體積的特性。電介微球體和微型環(huán)芯 共振器已經(jīng)證明了高品質(zhì)因數(shù)。微腔由于高指數(shù)對比度限制而擁有 構(gòu)造具有高品質(zhì)因數(shù)和極小模體積的光學(xué)振蕩器的可能性。小模體 積實(shí)現(xiàn)了小像素IO或子像素(11-13)尺寸，與高分辨率光源的要求 一致。用于影響耦合到不對稱發(fā)光共振器30的光線20的數(shù)量的 MEMS裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4是光波導(dǎo)的放大示意性截面圖， 示出用于影響功率耦合變化的電極幾何形狀、場線46以及產(chǎn)生的向 下靜電力44。在這種情況下，利用靜電力的MEMS致動器移動波導(dǎo)，
以改變?nèi)鐖D6A所示的共振器與光學(xué)行波導(dǎo)25之間的距離h,從而 產(chǎn)生若干數(shù)量級的功率耦合比率的大可調(diào)范圍，這是其它方法難以 實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)這種機(jī)制，微片/波導(dǎo)系統(tǒng)可在欠耦合、臨界耦合以及 過耦合條件下動態(tài)操作。
近來，由Sun-Kyung Kim等人在"來自幾微米大小的橢圓微片 的高方向性發(fā)射，，(Applied Physics Letters, 84, 6，第861-863頁
(2004))中公開了不對稱微片共振器的光學(xué)屬性。這類不對稱結(jié) 構(gòu)呈現(xiàn)具有與橢圓結(jié)構(gòu)的長軸平行的偏振軸的軸的偏振光發(fā)射和方 向性。用這類不對稱結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生偏振光源是本發(fā)明的一個新穎特征。
在高Q微共振器中，只將波導(dǎo)與微片或微環(huán)共振器之間的間隔 或距離h改變幾分之一微米就會引起從光學(xué)行波導(dǎo)25到不對稱發(fā)光 共振器30的功率傳送的非常顯著的變化。圖5A是圖1的光源的放 大透視圖，示出不對稱發(fā)光共振器30、光波導(dǎo)25和電極28。如圖5A 所示，懸浮波導(dǎo)設(shè)置成接近不對稱發(fā)光共振器30。圖中示出長軸耦 合不對稱共振器30，，光電耦合區(qū)域與共振器的短軸相鄰。初始間隙
(圖中未示出)( ljim寬)很大，因此在波導(dǎo)與共振器之間沒有 耦合。參照圖5A，通過四個靜電間隙閉合致動器、電極28，懸浮光 學(xué)行波導(dǎo)25可被拉向不對稱發(fā)光共振器。因此，耦合系數(shù)可通過施 加電壓來改變。對于高指數(shù)對比度波導(dǎo)，耦合系數(shù)對臨界距離非常 敏感。l-um位移就可獲得功率耦合比率的大調(diào)諧范圍，它超過五個 數(shù)量級。共振器的直徑通常在2至10孩t米的范圍內(nèi)；橢圓微片可具 有相似尺寸和~0.80的橢圓率的典型長軸。但是，這些尺寸可根據(jù) 光源類型和應(yīng)用以及用于制造該結(jié)構(gòu)的材料而改變。在圖5A中，示 出光波導(dǎo)25向下移位，以影響對不對稱發(fā)光共振器30的最大功率 傳送。
在圖5A中示出偏振光波57，已經(jīng)從不對稱發(fā)光共振器30，發(fā)出。 為了清楚起見，僅示出了許多這種偏振光波57，其中之一。示出偏振 光波57，在z，方向傳播，x，、 y，、 z，右手坐標(biāo)系在圖5A中示出以參考。
示出發(fā)出的偏振光波57，，其偏振方向在平行于長軸MJ的y，-z'平面 中。其它發(fā)出的偏振光波57，類似地從不對稱發(fā)光共振器30，偏振， 其偏振軸平行于不對稱發(fā)光共振器30'的長軸。注意，示出長軸耦合 不對稱共振器30',光電耦合區(qū)域與共振器30，的長軸MJ相鄰。在所 述實(shí)施例中，長軸MJ基本平行于波導(dǎo)25,而短軸MI相對于波導(dǎo)25 以90度角6定向。
圖5B是圖1的光源的放大透視圖，示出短軸不對稱發(fā)光共振器 30"、光波導(dǎo)25和電極28。圖5B示出對于圖5A所示的配置以90 度定向的不對稱發(fā)光共振器30"。在該實(shí)施例中，短軸MI基本上平 行于波導(dǎo)25,而長軸MJ與波導(dǎo)25成90度角P 。為了簡潔起見， 同時示出在z，方向上傳播的單個偏振光波57"。注意，對于這種配置， 偏振光波57"的偏振處于平行于長軸MJ的x'-z'平面中。其它發(fā)出的 偏振光波57"類似地從不對稱發(fā)光共振器30"偏振，其偏振軸平行于 不對稱發(fā)光共振器30"的長軸。注意，示出短軸耦合不對稱共振器 30",光電耦合區(qū)域與共振器的短軸相鄰。
圖5C是圖1的光源的一部分的放大透視圖，示出具有其相關(guān)光 波導(dǎo)25和電極28的一行交替的長軸30，和短軸30"耦合不對稱發(fā)光 共振器。在這種光源中，在圖5C中從左至右在光源上移動時，發(fā)出 的光的偏振從垂直變?yōu)樗?。因?yàn)閬碜愿鱾€不對稱發(fā)光共振器30的 光發(fā)射被分別控制，所以也可控制光線的偏振特性。這種控制對于 許多應(yīng)用是有益的。例如，如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明制造的立體顯 示器70可采用該光源實(shí)施例來構(gòu)造，其中的觀看者75佩帶具有偏 振元件85，和85"的眼鏡80,所述偏振元件對光源的一種或另一種偏 振狀態(tài)(分別為垂直或水平)具有選擇性。很明顯，這些不對稱發(fā) 光共振器的其它模式也是可行的，并且被認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍之 內(nèi)。例如但不是限制，發(fā)光共振器可包括相同方向上的三個相鄰共 振器以及與該方向成90度的方向上的另外三個。同樣，三個相鄰4亍 可能是相同的或者適當(dāng)?shù)亻g隔一行、兩行或多行，以達(dá)到預(yù)期效果。
雖然在所述實(shí)施例中，發(fā)光共振器以90度的預(yù)定角度差來定向，^f旦 是，其它角度關(guān)系同樣可用來獲得預(yù)期效果。在所述實(shí)施例中，為 發(fā)光共振器提供兩個不同的方向，可以預(yù)料，還可提供三個或任何 預(yù)期數(shù)量的方向來提供預(yù)期效果。這可能導(dǎo)致不同的個人采用不同 的眼鏡觀看不同的或個性化圖像。
圖6A是圖5B的光源的放大截面圖，示出用于控制像素強(qiáng)度的 MEMS裝置的定位。光學(xué)行波導(dǎo)25和發(fā)光環(huán)共振器30周圍的區(qū)域 經(jīng)過深腐蝕，以使上表面48暴露在空氣55中。光學(xué)行波導(dǎo)25與不 對稱發(fā)光共振器30的邊沿對齊并垂直移位以排除高度耦合。波導(dǎo)25 電接地并由兩端的形成電耦合區(qū)域58的一對電極28激勵。由于靜 電力，波導(dǎo)^皮拉向不對稱發(fā)光振蕩器30,從而產(chǎn)生減小的間隔h。 在圖6A中示出光學(xué)行波導(dǎo)25處于靜止位置。在圖6A中，光學(xué)行波 導(dǎo)25與不對稱發(fā)光環(huán)共振器30之間的距離很大；光線進(jìn)入不對稱 發(fā)光共振器30的耦合被排除，并且沒有來自像素的光發(fā)射。
最初，在沒有施加控制電壓時，光學(xué)行波導(dǎo)25與不對稱發(fā)光共 振器間隔的距離明顯大于臨界距離"he" 31 (參見圖6C)，因此沒 有來自不對稱發(fā)光共振器30的光發(fā)射。在圖6B中，示出垂直距離d，， 其中，光學(xué)行波導(dǎo)25與不對稱發(fā)光環(huán)共振器30之間存在某種程度 的耦合，因此發(fā)生來自像素的光發(fā)射。通過改變距離d，，來自像素 的光發(fā)射的強(qiáng)度可按照受控方式來改變。在圖6C中，示出距離d"， 它對應(yīng)于將光學(xué)行波導(dǎo)25放置在臨界耦合距離he上從而優(yōu)化功率耦 合所需的光學(xué)行波導(dǎo)25的位移。這種配置將產(chǎn)生來自像素的最大發(fā) 光強(qiáng)度。注意，示出不對稱發(fā)光共振器具有粗糙表面，這在下面進(jìn) 行討論。光學(xué)行波導(dǎo)可由經(jīng)過適當(dāng)摻雜以提供導(dǎo)電性的硅來制造。 作為可選的方案，光學(xué)行波導(dǎo)可由滿足以上公開的光折射率要求的 其它透光導(dǎo)電材料(如聚合物)來制造。
在圖6C所示的實(shí)施例中，示出不對稱發(fā)光共振器30與光學(xué)4亍 波導(dǎo)25間隔臨界距離31 "V，。激發(fā)光20從不對稱發(fā)光共振器30 的頂部粗糙表面60發(fā)出，它使不對稱發(fā)光共振器漏光。如圖6C所 示，發(fā)光層49設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器中。該層49包含光致發(fā)光 物質(zhì)或發(fā)光體65，它吸收泵激或激發(fā)光20,并通過以上"i侖述的發(fā)光 過程產(chǎn)生送往觀看者的可見光。在放射層49中產(chǎn)生的光的波長由前 面公開的材料成分決定。發(fā)光層49可在不對稱發(fā)光共振器30的上 表面形成以及設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，如圖6C所示。 圖6C示出與不對稱發(fā)光共振器30的下表面39垂直位移的放射層 49。
圖7是共振器元件的放大截面圖，示出不對稱發(fā)光共振器30的 一個備選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，示出發(fā)光體65均勻分布在不對稱 發(fā)光共振器30中。
圖8是示出橢圓片形式的共振器的一個備選實(shí)施例的放大頂3見 圖。示出臨界距離"hc" 31以及不對稱發(fā)光片67共振器。已經(jīng)對共 振器元件示范了多個結(jié)構(gòu)，包括環(huán)形、片式、橢圓和跑道或卵形結(jié) 構(gòu)。光功率進(jìn)入這類結(jié)構(gòu)的耦合是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。使用 諸如不對稱發(fā)光共振器等結(jié)構(gòu)被認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明；但是大家會理解，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可在不背離本發(fā)明的范圍的前提下進(jìn)行變更和修改。具 體地說，本領(lǐng)域公知，光學(xué)行波導(dǎo)25可設(shè)置在相同水平面中的不對 稱發(fā)光共振器30附近，并通過影響橫向、的(即面內(nèi)或水平)位移而 不是如上所述的垂直位移來進(jìn)行調(diào)節(jié)以傳送功率。另外，可能有利 的是，將光學(xué)行波導(dǎo)25設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器30之上、接近不 對稱發(fā)光共振器30的邊界。在后一種情況下，電耦合區(qū)域58將垂 直設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器30的邊緣之上，以及通過光學(xué)行波導(dǎo)25 相對于不對稱發(fā)光共振器30的上表面的垂直位移來影響功率傳送。 其它許多這樣的變更是可行的，并且被認(rèn)為落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
配件表 5光源
7陣列 10像素
11紅色子像素
12綠色子像素 13藍(lán)色子像素 15光源陣列 17光源陣元 18列電壓源 19復(fù)用控制器 20光線 22功率源 25行波導(dǎo) 28列電扭_
30不對稱發(fā)光共振器
30，長軸耦合不對稱發(fā)光共振器
30"短軸耦合不對稱發(fā)光共振器
31臨界距離
32可選層
35層
39不對稱發(fā)光共振器的下表面 41紅色光 42綠色光 43藍(lán)色光 44力
45支撐/襯底 46場線
47上表面
48上表面 49放射層 52頂層 55空氣 57，， 57"光波 58電耦合區(qū)域 60粗糙表面 65發(fā)光體
67不對稱發(fā)光共振器片 70立體顯示器 75觀看者 80眼鏡
85，， 85"偏振元件
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，包括a.支撐襯底；b.多個不對稱發(fā)光共振器，以矩陣形式設(shè)置在所述支撐襯底上，從而形成所述不對稱發(fā)光共振器的多個行和列；c.多個光波導(dǎo)，在所述襯底上設(shè)置成可使所述不對稱發(fā)光共振器的每一個相對于所述多個光波導(dǎo)之一與電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)；d.偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少一個的一部分與所述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對稱發(fā)光共振器何時處于所述電耦合區(qū)域中；以及e.與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿所述多個光波導(dǎo)發(fā)送光線，以在不對稱發(fā)光共振器位于所述電耦合區(qū)域時有選擇地激勵各所述不對稱發(fā)光共振器。
2. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述光源包括 紅外線光源。
3. 如權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于，所述紅外線光 源包括激光紅外線光源。
4. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述光源包括 發(fā)光二極管。
5. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，至少一行中的 所述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且在所述至少一行 中設(shè)置成可使所述長軸和短軸相對于它們的相關(guān)波導(dǎo)來交替。
6. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述多個不對 稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且相對于其相關(guān)波導(dǎo)設(shè)置成可4吏 預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以相對于其相關(guān)波導(dǎo) 的第 一預(yù)定角度設(shè)置，以及第二預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共 振器的長軸以不同于其相關(guān)波導(dǎo)的第二預(yù)定角度設(shè)置。
7. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述第一預(yù)定角度大約為90度，以及所述第二預(yù)定角度大約為0度。
8. 如權(quán)利要求5所述的光源裝置，其特征在于，所述不對稱發(fā) 光共振器具有粗糙表面。
9. 如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其特征在于，所述不對稱發(fā) 光共振器包括上轉(zhuǎn)換磷光體。
10. 如權(quán)利要求6所述的光源裝置，其特征在于，在所述粗糙表 面上提供放射性涂層。
11. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，在所述不對稱 發(fā)光共振器和光波導(dǎo)上提供保護(hù)涂層。
12. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 包括為偏轉(zhuǎn)所述波導(dǎo)的所述部分而設(shè)的至少一個電極。
13. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 包括為偏轉(zhuǎn)所述波導(dǎo)的所述部分而設(shè)的電極對。
14. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 包括設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器的至少一個的兩側(cè)并且通過所述多個 光波導(dǎo)的至少一個附近的電極對，由此，在所述電極對施加電壓時， 產(chǎn)生使所述至少 一個波導(dǎo)移動到所述電耦合區(qū)域中的場。
15. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其特征在于，提供控制機(jī) 構(gòu)來控制所述電極對上的所述電壓量，以控制所述至少一個波導(dǎo)移 動到所述電耦合區(qū)域中的距離，從而控制來自所述相關(guān)不對稱發(fā)射 共振器的發(fā)射量。
16. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述多個不對 稱發(fā)光共振器被分成其中各所述泄漏共振器發(fā)出不同顏色的組。
17. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述多個不對 稱發(fā)光共振器的至少一個具有環(huán)形。
18. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其特征在于，所述多個不對 稱發(fā)光共振器的至少一個是片形。
19. 一種用于控制從光源裝置發(fā)射的可見光的方法，所述光源裝 置具有以形成多個行和列的方式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器以及 多個光波導(dǎo)，設(shè)置成可使所述不對稱發(fā)光共振器的每一個設(shè)置在所 述多個光波導(dǎo)之一附近，包括以下步驟a. 提供與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿相關(guān) 光波導(dǎo)發(fā)送光線；b. 提供偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少一個的一部 分與所述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對 稱發(fā)光共振器何時處于所述電耦合區(qū)域中；c. 通過控制所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和光源來有選擇地控制來自所述多個 不對稱發(fā)光共振器的可見光的發(fā)射，使得當(dāng)所述不對稱發(fā)光共振器 處于所述電耦合區(qū)域中以及光線沿所述相關(guān)光波導(dǎo)傳送時將發(fā)生可 見光的所述發(fā)射。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，用于引起相對運(yùn) 動的偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括與每一個或者所述多個不對稱發(fā)光共振器相關(guān)聯(lián) 的電極對，還包括通過控制所述電極對上施加的電壓來控制相對運(yùn) 動的量的步驟。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述光源包括紅 外線光源。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述紅外線光源 包括激光紅外線光源。
23. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述光源包括發(fā) 光二極管。
24. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包 括為偏轉(zhuǎn)所述波導(dǎo)的所述部分而設(shè)的至少一個電極。
25. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包 括為偏轉(zhuǎn)所述波導(dǎo)的所述部分而設(shè)的電極對。
26. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在不對稱發(fā)光共振器的至少一個的兩側(cè)并且通過所述多個光波導(dǎo)的至少一個附近的電極對，由此，在所述電極對施加電壓時，產(chǎn)生使所述至少一個波導(dǎo)移動到所述電耦合區(qū)域中的場。
27. 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，提供控制機(jī)構(gòu)來控制所述電極對上的電壓量，以控制所述至少一個波導(dǎo)移動到所述電耦合區(qū)域中的距離，從而控制來自所述相關(guān)不對稱發(fā)射共振器的發(fā)射量。
28. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述多個不對稱發(fā)光共振器被分成其中各所述發(fā)光共振器發(fā)出不同顏色的組。
29. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述多個不對稱發(fā)光共振器的至少一個具有環(huán)形。
30. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，至少一行中的所述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且在所述至少一行中設(shè)置成可使所述長軸和短軸相對于它們相關(guān)的波導(dǎo)來交替。
31. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且相對于其相關(guān)波導(dǎo)設(shè)置成可〗吏預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以相對于其相關(guān)波導(dǎo)第一預(yù)定角度設(shè)置，以及第二預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以不同于其相關(guān)波導(dǎo)的第二預(yù)定角度設(shè)置。
32. 如權(quán)利要求19所述的光源裝置，其特征在于，所述笫一預(yù)定角度大約為90度，以及所述第二預(yù)定角度大約為0度。
33. —種用于觀看立體圖像的系統(tǒng)，包括a. 圖像顯示裝置，具有以矩陣形式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器，所述多個不對稱發(fā)光共振器的每一個具有長軸和短軸，以使得在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生偏振圖像的方式來設(shè)置所述多個不對稱發(fā)光共振器；b. 觀看裝置，具有用于觀看所述不同偏振方向的每一個的偏振圖像的偏振元件。
34. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述矩陣包括所 述不對稱發(fā)光共振器的多個行和列。
35. 如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一行中的所 述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且在所述至少一^f亍中 設(shè)置成可使所述長軸和短軸相對于它們的相關(guān)波導(dǎo)來交替。
36. 如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個不對稱 發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且相對于其相關(guān)波導(dǎo)設(shè)置成可4吏得 預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以相對于其相關(guān)波導(dǎo) 第一預(yù)定角度設(shè)置，以及第二預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振 器的長軸以不同于其相關(guān)波導(dǎo)的第二預(yù)定角度i殳置。
37. 如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)定角 度大約為90度，以及所述第二預(yù)定角度大約為0度。
38. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器為彩 色顯示器。
39，如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器為單 色顯示器。
40. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置還 包括多個光波導(dǎo)，在所述襯底上設(shè)置成可使所述不對稱發(fā)光共振器 的每一個相對于所述多個光波導(dǎo)之一與電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)；偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少一個的一部分與所 述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對稱發(fā)光 共振器何時處于所述電耦合區(qū)域中；以及與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿所述多個光 波導(dǎo)發(fā)送光線，以在不對稱發(fā)光共振器位于所述電耦合區(qū)域時有選 擇地激勵各所述不對稱發(fā)光共振器。
41. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觀看裝置包 括一付眼鏡。
42. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觀看裝置包括旋轉(zhuǎn)多角鏡，具有對應(yīng)于兩個不同偏振方向的不同偏振面。
43. —種用于產(chǎn)生立體圖像的顯示裝置，包括以矩陣形式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器，所述多個不對稱發(fā)光共振器的每一個具有長軸和短軸，以使得在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生偏振圖像的方式來設(shè)置所述多個不對稱發(fā)光共振器。
44. 如權(quán)利要求43所述的顯示裝置，其特征在于，所述矩陣包括多個行和列的所述不對稱發(fā)光共振器。
45. 如權(quán)利要求44所述的顯示裝置，其特征在于，至少一行中的所述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且在所述至少一行中設(shè)置成可使所述長軸和短軸相對于它們的相關(guān)波導(dǎo)來交替。
46. 如權(quán)利要求44所述的顯示裝置，其特征在于，所述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且相對于其相關(guān)波導(dǎo)設(shè)置成可使預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以相對于其相關(guān)波導(dǎo)的第一預(yù)定角度設(shè)置，以及第二預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振器的長軸以不同于其相關(guān)波導(dǎo)的第二預(yù)定角度設(shè)置。
47. 如權(quán)利要求44所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一預(yù)定角度大約為90度，以及所述第二預(yù)定角度大約為0度。
48. 如權(quán)利要求43所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置為彩色顯示器。
49. 如權(quán)利要求43所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置為單色顯示器。
50. 如權(quán)利要求43所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置還包括多個光波導(dǎo)，在所述襯底上設(shè)置成可使所述不對稱發(fā)光共振器的每一個相對于所述多個光波導(dǎo)之一與電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)；偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少一個的一部分與所述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對稱發(fā)光共振器何時處于所述電耦合區(qū)域中；以及與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿所述多個光 波導(dǎo)發(fā)送光線，以在不對稱發(fā)光共振器位于所述電耦合區(qū)域時有選 擇地激勵各所述不對稱發(fā)光共振器。
51. —種用于產(chǎn)生立體圖像的方法，包括以下步驟a.提供單個圖像顯示裝置，具有以在兩個不同偏振方向上產(chǎn)生 圖像的方式設(shè)置的多個不對稱發(fā)光共振器。
52. 如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述矩陣包括多 個行和列的所述不對稱發(fā)光共振器。
53. 如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，至少一行中的所 述多個不對稱發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且在所述至少一行中 設(shè)置成可使所述長軸和短軸相對于它們的相關(guān)波導(dǎo)來交替。
54. 如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述多個不對稱 發(fā)光共振器具有長軸和短軸，并且相對于其相關(guān)波導(dǎo)設(shè)置成可使預(yù)第 一預(yù)定角度設(shè)置，以及第二預(yù)定數(shù)量的所述多個不對稱發(fā)光共振 器的長軸以不同于其相關(guān)波導(dǎo)的第二預(yù)定角度設(shè)置。
55. 如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述第一預(yù)定角 度大約為90度，以及所述第二預(yù)定角度大約為0度。
56. 如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述顯示裝置為 彩色顯示器。
57. 如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述顯示裝置為 單色顯示器。
58. 如權(quán)利要求51所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝 置還包括多個光波導(dǎo)，在所述襯底上設(shè)置成可使所述不對稱發(fā)光共振器 的每一個相對于所述多個光波導(dǎo)之一與電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)；偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于產(chǎn)生所述多個光波導(dǎo)的至少 一 個的 一 部分與所述相關(guān)不對稱發(fā)光共振器之間的相對運(yùn)動，以控制所述不對稱發(fā)光共振器何時處于所述電耦合區(qū)域中；以及與所述多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿所述多個光 波導(dǎo)發(fā)送光線，以在不對稱發(fā)光共振器位于所述電耦合區(qū)域時有選 擇地激勵各所述不對稱發(fā)光共振器。
全文摘要
一種光源裝置、系統(tǒng)以及操作和觀看偏振光源裝置的方法。光源裝置包括支撐襯底，多個發(fā)光不對稱發(fā)光共振器和不對稱發(fā)光共振器列，與對應(yīng)于多個光波導(dǎo)之一的電耦合區(qū)域相關(guān)聯(lián)的多個光波導(dǎo)，偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及與多個光波導(dǎo)的每一個相關(guān)聯(lián)的光源，用于沿多個光波導(dǎo)發(fā)送光線以在不對稱發(fā)光共振器位于電耦合區(qū)域時有選擇地激勵各不對稱發(fā)光共振器。
文檔編號G02B6/12GK101176023SQ200680010321
公開日2008年5月7日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者D·L·帕頓, J·P·斯蓬霍維 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司