一种照明系统，具有由电致发光材料构成并且设在一个透明电极层和一个反射电极层之间的活性层，其特征是在透明电极层背离活性层的一侧设有一个反射偏振器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种照明系统，它具有一个由电致发光材料构成的活性层，活性层设在透明电极层和反射电极层之间。本专利技术还涉及到包括这种照明系统的平板图像显示装置。在公开文献中记载的照明系统可以参见R.Friend，D.Bradley和A.Holmes在Physics World，November 1992，pp.42-46上发表的文章＂Polymer LEDs＂。这篇文章中描述的照明系统包括一个作为活性层的半导体聚合物薄膜，该活性层被形成在第一电极层上，后者又被设在一个玻璃基片上。第二电极层被设在聚合物薄膜上。两个电极层中应该有一个是透明的，以便使光能在垂直于照明系统平面的方向上通过。如果在两个电极之间施加电压，活性层就会按照电致发光的原理发光。活性层和两个电极层共同构成一个平面发光二极管(LED)。这种照明系统特别适合为具有液晶图像显示板的图像显示装置提供背景照明。在包括液晶图像显示板的许多平板图像显示装置中，为了产生需要显示的图像，需要按照图像信息对入射到图像显示板上的光的偏振状态进行调制。为此，入射到图像显示板上的光最好是预先受到偏振，这意味着照明系统必须要提供偏振光。为了达到这一目的，例如可以在照明系统面对图像显示板的表面上装设一个二向色性偏振器。然而，这样做的缺点在于照明系统提供的光大约有50％被偏振器吸收了，因此，这部分光不能用于照明系统的光输出。用照明系统提供偏振光的另一种可能性是让平面LED的活性层本身发射偏振光。在国际专利申请WO92/16023号中例举了这样一种LED。它的缺点是偏振效率比较低，发射的光中有很大一部分不具备适合调制的偏振状态，因此，这部分光不能用于形成图像。本专利技术的目的是提供一种电致发光照明系统，其中由活性层发射的绝大多数光在从照明系统向外耦合时都具有相同的偏振状态，这种偏振状态适合用来自液晶图像显示板的图像信息进行调制。按照这种方式，可用于形成图像的光的光输出被明显地增强了。这种照明系统可以具有很扁平的形状。为实现上述目的，本专利技术照明系统的特征在于，在透明电极板背离活性层的一侧设有一个反射偏振器。如果在电极层之间施加电压，其中的阴极电极层就会向活性层注入电子，而另一个阳极层则会向该层中注入空穴。这些空穴和电子在活性层中重新组合，形成能量释放，使得活性层的分子达到较高的能量级。当一个分子恢复到其基态时，就会使这种能量以光的形式释放。这种光可以通过透明电极层从平面LED向外耦合。如果在透明电极层上提供反射偏振器，通过了电极层并且通常是非偏振的光将会被分离成具有互补偏振状态的两个光束分量。如果偏振器是一个圆偏振器，非偏振光束就会被分离成左旋圆偏振光束分量和右旋圆偏振光束分量。如果偏振器是线性偏振器，两个光束分量就会具有相互垂直的线性偏振方向。一个光束分量将会通过反射偏振器并且从照明系统向外耦合，另一个光束分量则会被反射到照明系统内部，并且仍然有机会被转换成具有理想偏振状态的光，这是因为在活性层中受到去偏振并且在反射电极层上经过一或多次反射的结果。在平板图像显示装置中使用的反射偏振器最好能适应以下的条件，即偏振器传输的偏振状态是一种适合液晶图像显示板的偏振状态。这种偏振状态也被称为理想偏振状态。由偏振器反射的无用光束分量穿过透明电极层和活性层朝向反射电极层。在通过活性层时，这一光束分量至少有一部分会由于该层的双折射而受到去偏振作用。尽管活性层的厚度很薄，但是例如由聚合物LED构成的这一层对掠入射的光具有去偏振的效果，这是因为它的反射率保持在nx＝ny＞nz，其中的z是垂直于活性层平面(x，y平面)的方向。由于去偏振作用，无用光束分量被分解成具有理想偏振状态的子光束分量和具有无用偏振状态的子光束分量。具有理想偏振状态的子光束分量在下一次到达反射偏振器时将会指向照明系统的出射面。具有无用偏振状态的子光束分量仍被留在照明系统内部，有待于被转换成具有理想偏振状态的光。在反射电极层和反射偏振器上经过几次反射之后，因而也就几次通过活性层之后，原来的无用光束分量中的大部分光也能通过透明电极层和反射偏振器从照明系统的出射面上向外耦合，这部分光具有理想的偏振状态。如果偏振器是一个圆偏振器，反射电极层就应该采用镜面反射器。在这种情况下，偏振状态在反射器上被翻转，并且能比仅仅采用双折射活性层执行去偏振的情况更快地转换成具有理想偏振状态的光。反射偏振器的优点在于基本上不吸收光，但是可以回收那些原来具有无用偏振状态的光，从而使其大部分仍被转换成具有理想偏振状态的光。本专利技术第一实施例的照明系统的特征在于，其中的反射偏振器是一个胆甾型偏振器。胆甾型偏振器是一种由具有胆甾型排列的液晶材料层构成的偏振器。这种偏振器特别适合做反射偏振器。在这种液晶材料中，手性分子具有这样的结构，它在溶解状态下的自然顺序是一种螺旋或螺线状结构。这种螺线状结构的方向是这样的，其螺旋的轴线与层面是相切的。如果非偏振的光入射到这种层面上，与螺旋方向相符(右旋或左旋)并且波长与螺线螺距相符的圆偏振光束分量就会受到反射，而其他偏振光束分量则可以通过。胆甾型层的反射带宽λo是λo＝l/2(no+ne)P其中的P是分子螺线的螺距，而no和ne分别是胆甾层材料的正常和非常折射率。胆甾型偏振器可以由一个窄带胆甾层构成。这意味着它在有限波长范围内具有偏振作用，因此，偏振光的颜色与这一波长范围相符。本专利技术另一实施例的照明系统的特征在于，其中的胆甾型偏振器是用一层液晶聚合物材料构成的，层中的分子螺线螺距在两个值之间基本上是连续变化的，这两个值分别对应着为覆盖全部可见光波长范围所需要的反射频带的下限和上限。由于层中的螺线螺距是变化的，可以获得较大的反射带宽，甚至有可能用单层胆甾偏振器覆盖全部可见光波长范围。在反射带宽相同的条件下，单层胆甾型偏振器比各层具有给定带宽的复合叠层要薄。横跨偏振器层的可变螺距具有的另一个优点在于反射的带宽可以选择得很宽，使得在相对于偏振器的法线大角度入射光时所出现的频移对胆甾型层的偏振效果没有多大影响。关于制作单层胆甾型偏振器的详细信息可以参见欧洲专利申请EP0606940号。本专利技术另一实施例的照明系统的特征是，在胆甾型偏振器背离透明电极的一侧设有一个n.λ/4波片。由于胆甾型偏振器是一种圆偏振器，如果需要用照明系统提供线性偏振的光，就需要设置一个偏振转换器。一个n.λ/4波片，特别是一种宽带n.λ/4波片特别适合这种用途。这种波片是已知的，例如Nitto Denko公司在SID′92Exhibit Guide，Society for Information Display，May 17-22，1992，Boston，Massachusetts，USA.中发表的文章＂Retardation Film for STN-LCDs′NRF中所述。本专利技术另一实施例的照明系统的特征在于，其中的反射偏振器是一种由叠层构成的线性偏振器，其中至少有若干层是由双折射材料构成的。这一实施例中的光束分量是线性偏振光，因此可以省去n.λ/4波片。这种偏振器可以用一步挤压的工序制成。在美国专利US-A5127794号中专门描述了这样一种偏振器。本专利技术另一实施例的照明系统的特征在于，反射偏振器和透明电极层具有共同的基片。一般来说，由两个电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·布劳尔，D·B·布朗，A·H·J·文维津，C·R·M·德维兹，
申请(专利权)人：菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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