本发明专利技术涉及一种发光装置，其包括：一绝缘透明基底以及一发光材料层设置于该绝缘透明基底一表面，其中，进一步包括一设置于该绝缘透明基底与该发光材料层之间的金属超材料层，所述金属超材料层包括多个周期设置的超材料单元。通过超材料的等离子激元场在纳米尺度内实现对于电磁波性质的操控，可以实现对于发光装置发出的光的纳米尺度偏振起偏，从而直接发射偏振光。采用该发光装置的显示装置无需专门偏振元件，结构简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发光装置以及采用该发光装置的显示装置，尤其涉及一种超材料 等离子激元集成发光装置以及采用该发光装置的显示装置。
技术介绍
当前液晶显示器已被人们广泛使用。液晶显示器采用的原理为使用电调制层，如 液晶分子，实现入射偏振光偏振的改变，使得最终透过检偏器的光强度发生变化。 为了产生偏振光，目前广泛采用的方法是使用薄膜偏振片对于光源(灯管或LED) 发光进行起偏。由于一般光源发光都是非偏振光，这意味着经过偏振片要损失至少一半的 光强，这不仅降低显示亮度并且浪费电能。为了消除偏振片对于光强的衰减，也有人提出利 用液晶所具有的选择反射特性，利用一层附加的液晶层实现对于光源发射光的左旋或右旋 起偏。 然而，以上两种方法均是采用偏振元件基于远场对于光源发出的光进行偏振态的 控制。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种可以直接发射偏振光的发光装置以及采用该发光装 置的显示装置。 -种发光装置，其包括：一绝缘透明基底以及一发光材料层设置于该绝缘透明基 底一表面，其中，进一步包括一设置于该绝缘透明基底与该发光材料层之间的金属超材料 层，所述金属超材料层包括多个周期设置的超材料单元，该金属超材料层通过等离子体激 元场共振实现对发光材料层发出的光的纳米级起偏，使该发光装置直接发出偏振光。 -种发光装置，其包括：一发光结构，该发光结构包括一受激发光的发光材料层， 其中，进一步包括一与该发光材料层之间的距离小于等于100纳米的金属超材料层，所述 金属超材料层包括多个周期设置的超材料单元，且所述超材料单元的尺度小于等于所述发 光材料层发出光的光波波长，该金属超材料层通过等离子体激元场共振实现对发光材料层 发出的光的纳米级起偏，使该发光装置直接发出偏振光。 -种显示装置，其包括一发光装置、一导光板以及一液晶面板，其中，所述发光装 置为上述发光装置，且所述导光板和液晶面板层叠设置于该发光装置的绝缘透明基底一 侧。 与现有技术相比较，本专利技术提供的发光装置通过超材料的等离子激元场在纳米尺 度内实现对于电磁波性质的操控，可以实现对于发光装置发出的光的纳米尺度偏振起偏， 从而直接发射偏振光。进一步，采用该发光装置的显示装置无需专门偏振元件，结构简单。【附图说明】 图1为本专利技术第一实施例提供的发光装置的结构示意图。 图2为图1所示的发光装置沿线II-II的剖面示意图。 图3为本专利技术第一实施例提供的超材料单元的结构示意图。 图4为本专利技术第一实施例提供的发光装置的超材料单元的扫描电镜照片。 图5为本专利技术第一实施例提供的发光装置从正面照射激发从背面发光的工作示 意图。 图6为本专利技术第一实施例提供的发光装置从正面照射激发时，背面发射光的偏振 测试结果。 图7为本专利技术第一实施例提供的发光装置从背面照射激发从正面发光的工作示 意图。 图8为本专利技术第一实施例提供的发光装置从背面照射激发时，正面发射光的偏振 测试结果。 图9为本专利技术比较例将发光材料层直接设置于绝缘透明基底表面的发光装置的 结构示意图。 图10为本专利技术比较例将发光材料层直接设置于绝缘透明基底表面的发光装置的 偏振测试结果。 图11为本专利技术第一实施例提供的发光装置的光透射、反射以及吸收测试结果。 图12为本专利技术第一实施例提供的显示装置的结构示意图。 图13为本专利技术第二实施例提供的发光装置的结构示意图。 图14为本专利技术第三实施例提供的发光装置的结构示意图。 图15为本专利技术第三实施例提供的发光装置的超材料单元的扫描电镜照片。 图16为本专利技术第四实施例提供的发光装置的结构示意图。 图17为本专利技术第五实施例提供的发光装置的结构示意图。 图18为本专利技术第六实施例提供的发光装置的结构示意图。 图19为本专利技术第七实施例提供的发光装置的结构示意图。 图20为本专利技术第八实施例提供的发光装置的结构示意图。 主要元件符号说明 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本专利技术。【具体实施方式】 下面将结合附图及具体实施例，对本专利技术提供的发光装置以及采用该发光装置的 显示装置作进一步的详细说明。本专利技术第一至第四实施例提供的发光装置为光泵浦发光装 置，其通过外部光激发该发光装置发光。本专利技术第五至第八实施例提供的发光装置为电泵 浦发光装置，其通过电能激发该发光装置发光。采用该发光装置的显示装置为液晶显示器。 请参阅图1-2,本专利技术第一实施例提供一种发光装置100,该发光装置100包括一 绝缘透明基底110、一超材料（Metamaterial)层120以及一发光材料层130。所述绝缘透 明基底110、超材料层120以及发光材料层130依次层叠设置。 具体地，所述超材料层120设置于该绝缘透明基底110的一表面。所述发光材料 层130设置于该超材料层120远离该绝缘透明基底110的表面且将该超材料层120覆盖。 可以理解，该发光装置100还可包括一透明保护层（图未示）覆盖于该发光材料层130远 离该超材料层120的表面。 所述绝缘透明基底110为一曲面型或平面型的结构。该绝缘透明基底110主要起 支撑的作用。该绝缘透明基底110可以由硬性材料或柔性材料形成。具体地，所述硬性材料 可选择为氧化硅、氮化硅、蓝宝石、陶瓷、玻璃、石英、金刚石或塑料等。所述柔性材料可选择 为聚碳酸酯（PC)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚乙烯（PE)、聚酰亚胺（PI)或聚对苯二甲酸 乙二醇酯（PET)等聚酯材料，或聚醚砜（PES)、纤维素酯、聚氯乙烯（PVC)、苯并环丁烯（BCB) 或丙烯酸树脂等材料。形成所述绝缘透明基底110的材料并不限于上述列举的材料，只要 能使绝缘透明基底110起到支撑作用且透明的材料即可。所述绝缘透明基底110的形状、 尺寸和厚度可以根据实际需要选择。本实施例中，所述绝缘透明基底110为一厚度为200 微米的二氧化硅层。 所述超材料层120指一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超 常物理性质，例如：负折射率、负磁导率、负介电常数的复合材料层。所述超材料层120的性 质主要决定于材料本身以及材料中的人工微结构。所述超材料层120包括多个周期设置的 超材料单元122。每个超材料单元122可以为一设置于所述绝缘透明基底110表面的凸起， 也可以为一由该超材料层120定义的开口。当每个超材料单元122为一设置于所述绝缘透 明基底110表面的凸起时，所述超材料层120的多个凸起间隔设置使得该超材料层120可 以透光。可以理解，当所述超材料单元120为多个周期性设置的凸起，所述发光材料层130 厚度均匀时，所述发光材料层130远离该绝缘透明基底110的表面为起伏状。该超材料单 元122的图形可以为图3所示的图形，或图3所示的图形旋转或镜射后的图形。 参见表1，根据所述超材料单元122有无手性对称性、是否各向同性以及产生偏振 光的种类，本专利技术将该超材料单元122分为四类。所述超材料单元122的厚度h为30纳米 ~100纳米，周期为300纳米~500纳米，线宽为30纳米~40纳米。优选地，所述超材料单元 122的尺度小于等于所述发光材料层130发出光的光波波长。本实施例中，所述超材料单元 122的尺度小于等于100纳米，即，所述超材料单元122在各个方向的尺寸均小于等于100 纳米。所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光装置，其包括：一绝缘透明基底以及一发光材料层设置于该绝缘透明基底一表面，其特征在于，进一步包括一设置于该绝缘透明基底与该发光材料层之间的金属超材料层，所述金属超材料层包括多个周期设置的超材料单元，该金属超材料层通过等离子体激元场共振实现对发光材料层发出的光的纳米级起偏，使该发光装置直接发出偏振光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任梦昕，李群庆，张立辉，陈墨，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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