基于纳米棒的荧光发射的三维显示系统技术方案

发光器件(10)包括多个对齐的纳米棒。显示设备(100)包括发光器件(10)、光源单元(50)和被配置为操作电极排列(20)的控制单元(60)，即提供适当的像素(12)的电极(22A、22B)之间的电压以调制对应纳米棒的发光。通过选择性地调制器件(10)的不同像素中纳米棒的发光，能够实现所显示图像的变化。光源(50)被配置为由相对短波长如UV或紫光范围照射纳米棒，从而向纳米棒提供光泵浦。两个像素组(12A、12B)内纳米棒的垂直对齐轴能够产生具有两种正交偏振(P1、P2)的照射图案。这样的照射图案能够用于提供显示系统中的三维效果并且使观众能够使用偏光镜眼镜观察三维图像。优选情况下，图案化的偏振滤光器位于所发出的光的光路中以改进所发出的光的偏振比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】发光器件(10)包括多个对齐的纳米棒。显示设备(100)包括发光器件(10)、光源单元(50)和被配置为操作电极排列(20)的控制单元(60)，即提供适当的像素(12)的电极(22A、22B)之间的电压以调制对应纳米棒的发光。通过选择性地调制器件(10)的不同像素中纳米棒的发光，能够实现所显示图像的变化。光源(50)被配置为由相对短波长如UV或紫光范围照射纳米棒，从而向纳米棒提供光泵浦。两个像素组(12A、12B)内纳米棒的垂直对齐轴能够产生具有两种正交偏振(P1、P2)的照射图案。这样的照射图案能够用于提供显示系统中的三维效果并且使观众能够使用偏光镜眼镜观察三维图像。优选情况下，图案化的偏振滤光器位于所发出的光的光路中以改进所发出的光的偏振比。【专利说明】基于纳米棒的荧光发射的三维显示系统
一般来说，本专利技术处于发光结构的领域，并且涉及发光器件以及采用它的显示器件。本专利技术在采用来自纳米颗粒的受调制的下转换发射产生的不同地偏振的光的三维显示器中尤为有用。
技术介绍
光的偏振性质用于多种光学应用(产品和方法)中，从平板液晶显示器(LCD)延伸到显微学、冶金学检查和光通信。大多数可用的光源产生非偏振光，光的特定偏振的选择通常使用各种类型的偏光镜实现。使用偏光镜选择具体偏振通常带来能量损失的代价；当在使用非偏振光源的情况下，使用简单的被动式(不发光)偏光镜提供偏振照明时，照射光的近似50%可能损失掉。 非偏振光源所发出光的高效偏振选择能够通过把被动式(不发光)聚合物膜置于所发出光的光路中实现。这些膜可以重复利用一光，并因此增强了期望偏振的光透射。光的重复利用是基于把不需要的偏振的光分量反射到反射表面，从而产生多次反射的光分量，它们在后续反射之后去偏振，因此至少一些光分量在每次反射后透射。不过，生产这样的被动式系统复杂且昂贵，因为为了高效地重复利用光需要有多个层。重复利用通过偏光镜的背光输出的另一种“被动式”方法使用反射纳米线栅格偏光镜(Ge，Zhibing和Wu, Shin-Tson,“Nanowire grid polarizer for energy efficient and wide-view liquidcrystal displays”，Applied Physics Letters, 93，121104，2008)。 以上介绍的被动式方法使背光系统的设计复杂且昂贵。它们在提高所发出光的色域质量时也无作用，因为它们是波长相关的。事实上，需要保持原始背光的色域使背光系统的层结构进一步复杂。 各向异性的(纵长的)纳米颗粒，比如纳米棒(本文有时也称为“棒”)，公知为能够提供偏振化的发射。在转让给本专利申请的受让人的WO 2010/095140中也介绍了它。 为此目的WO 2010/095140介绍了在显示图像时所用的光学显示器件和方法。此光学显示器件包括光学显示器件，包括:至少一个纳米结构的区域，可用作光学有源介质，使得所述纳米结构响应输入的电磁辐射以发射输出的电磁辐射；以及电极排列，被配置为并可用于选择性地寻址以对所述至少一个纳米结构的区域创建外部电场，所述纳米结构的区域和所述电极排列一起限定了所述显示器件的像素排列；影响着所述至少一个纳米结构的区域的外部电场选择地调制所述输出的电磁辐射的发射，所述输出的电磁辐射为显示器件的至少一个像素元件的输出。提供偏振化的发光的一些纳米棒系统在以下文献中介绍: X.Peng等人，“Shape control of CdSe nanocrystals”，Nature 404, 59-61, 2000介绍了聚合物中嵌入的基于胶体的半导体核(无壳)CdSe纳米棒。从单棒能够获得接近完全偏振。 T.Mokari 和 U.Banin, “Synthesis and propertiew of CdSe/ZnS rod/shellnanocrystals”，Chemistry of Materials 15 (20)，3955-3960，2003 介绍了通过在棒结构上生长壳使棒的发光增强。 D.V.Talapin 等人，“Seeded Grouth of Highly Luminescent CdSe/CdSNanoheterostructures with Rod and Tetrapod Morphologies”, Nano Letters 7 (10),pp2951-2959，2007介绍了对种子纳米棒(seeded nanorod)颗粒实现的量子生产率改进。 C.Carbone 等人，“Synthesis and Micrometer-Scale Assembly of ColloidalCdSe/CdS Nanorods Prepared by Seeded Growth Approach，，，Nano Letters 7 (10), pp2942-2950，2007介绍了种子棒的偶极图案发射，即源自棒中心而不是其两端的发射。 三维(3D)显示系统对视频观众提供了巨大的提升。当前已出现的3D显示系统采用两种主要方法，第一种是基于光的偏振而第二种是基于顺序显示。 通过提供由观众的一只眼睛观看的一种偏振状态的第一图像而提供另一只眼睛观看的正交的(如垂直的)偏振状态的第二图像的3D图像投影特别用于电影院。采用两台投影机把影片同时投影到屏幕上，每台投影机提供一种偏振状态图像，把两部独立的影片投影到观众的双眼上。观众需要使用相关的偏振眼镜，它们被配置为使得每只眼睛仅仅接收对应的图像。例如，右眼镜包括阻塞一种偏振状态的光而透射正交偏振状态的光的偏光镜，而左眼镜包括正交的的偏光镜。 作为替代，图像的交替显示典型情况下用于电视显示器和类似设备中。每只眼睛的图片被顺序地显示(左，然后右，然后左，然后再次右，以此类推)。观众必须佩戴主动快门眼镜设备，它根据显示序列同步地把光透射到一只眼睛而阻止光到达另一只眼睛。
技术实现思路
本领域需要新颖而简单的技术来使得能够进行图像(如视频流)的同时显示/投影以提供三维显示效果。不仅如此，还期望使得能够在从相对小型的手持或可穿戴设备到非常大型的墙壁尺寸显示屏的广泛范围的显示器/投影机设备中使用这种技术。采用本专利技术技术的显示器/投影设备可以被配置为用于多种目的，如用于便携、家用、商业和工业电子装备中，包括通告和通知显示应用，或者进一步在建筑物外观装饰中，作为刚性的或柔软的显示设备。 本专利技术的技术采用有源介质的发光性质，包括(胶体)各向异性纳米颗粒，并且具体是纳米棒。应当理解，为了本申请的目的，术语光学有源介质是指以发光性质为特征的介质。所以，术语光学有源和发光在以下说明中可互换地使用。本专利技术人已经发现，发光的各向异性纳米颗粒以偶极似的空间分布产生基本上偏振的发光。典型情况下，颗粒发出几乎沿着颗粒的长轴线性偏振的光。并且所发出的光在与此长轴垂直的平面内强度更高。此外，在根据本专利技术的发光器件中可以使用的各向异性的纳米颗粒是能够响应不同(更短)波长范围的光泵浦辐射而发出一定波长的光的纳米颗粒。被泵浦的颗粒的发光强度能够通过向其施加电场而调制，因此不同纳米颗粒的发光能够以电气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括像素阵列和电极排列的发光器件，其中，像素阵列包括第一组像素和第二组像素，第一组像素和第二组像素分别包括分别沿着第一预定轴和第二预定轴对齐的第一多个发光纳米棒和第二多个发光纳米棒，第一预定轴和第二预定轴基本上彼此垂直，并且所述阵列的像素与所述电极排列的多个电极元件相关联，从而通过可控地施加电场，使得能够与所述像素阵列的一个或多个其他像素独立地进行一个或多个像素的发光的调制，所述发光器件因此被配置为并用作有源像素发光器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：V·希拉里尤斯，N·维思科，U·巴尼，H·阿贝尔，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展公司，琼光纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE