本发明专利技术包括光阀部分(10)和等离子激元耦合部分(11)，光阀部分(10)具有基板(22)，从在从发光元件(25)发出的光的透射状态和遮挡状态之间切换的多个光学连接机构(23)出射的光透过基板(22)，等离子激元耦合部分(11)布置在光阀部分(10)中并使得利用从发光元件(25)出射的光而发生等离子激元耦合。等离子激元耦合部分(11)包括利用从发光元件(25)出射的光生成载流子的载流子生成层(15)，和等离子体频率高于利用从发光元件(25)发出的光所激发的载流子生成层(15)中生成的光的频率的等离子激元激发层(17)。波数矢量转换层(19)布置在基板(22)上。波数矢量转换层(19)将在等离子激元激发层(17)中生成的光或表面等离子激元转换为具有预定出射角的光。等离子激元激发层(17)夹在第一介电常数层(16)和第二介电常数层(18)之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用表面等离子激元来发光的显示元件、显示设备和投影显示设备。
技术介绍
已经提出了一种具有固态光源的投影仪，该固态光源利用诸如发光二极管(LED)或半导体激光器(LD)之类的发光元件作为光源。具有这种固态光源的投影仪具有照明光学系统，从发光元件发出的光进入该照明光学系统中；光阀，其具有显示元件，例如从照明光学系统出来的光进入到的液晶显示面板或者DMD (数字微镜设备)；和投影光学系统，其将从光阀出来的光投射到投影平面。对具有固态光源的投影仪有这样的要求从发光元件到光阀的光路中光损耗最小，以便提高投影图像的亮度。·此外，如非专利文献I所述，这种具有固态光源的投影仪受到集光率的限制，该集光率取决于光源的面积和发射角的乘积。换句话说，从光源发出的光不能用作投射光，除非光源的发光面积和发射角的乘积等于或小于光阀的入射面的面积与取决于光学系统光圈值(F number)的受光角(立体角)的乘积。因此，需要降低从发光元件发出的光的集光率，以便降低上述的光损耗。用于商用和家庭影院的具有固态光源的投影仪需要发出大约几千流明的光束。因此，这种具有固态光源的投影仪需要提高从发光元件发出的光的光利用效率，并实现高亮度和高方向性。作为具有光利用效率已提高的光源的显示元件的示例，如图I中所示，已经公开了一种具有选择性地遮挡从光源1204发出的入射光的MEMS(微机电系统)快门机构的空间光学调制器(参考专利文献I)。该显示元件具有光源1204 ;光学腔1202，从光源1204发出的光1214进入光学腔1202中；光学调制阵列1206，对从光学腔1202出来的光1214进行调制；和盖板1207，其覆盖光学调制阵列1206。光学腔1202具有光波导1208和利用空气间隙1213布置在光波导1208上的基板1210。在光波导1208上形成的是包括光散射元件1209的后反射面1212。光学调制阵列1206具有光透射区1222，从光学腔1202出来的光进入光透射区1222中；和MEMS快门机构，其包括能够打开和关闭光透射区1222的快门1110。盖板1207具有光透射区1114，穿过光学调制阵列1206的光透射区1222的光1214穿过光透射区1114。在该显示元件中，光1214在快门1110和光学腔1202之间被多次反射，重复利用光1214，并使其穿过光透射区1222。因此，该显不兀件提闻了光源1204的光利用效率。专利文献专利文献I JP2OO8-532O69A公开(翻译版)非专利文献非专利文献I :用于RPTV光引擎的PhlatLight TM光子晶格LED ;ChristianHoepfner ;SID 研讨会文摘 37,1808 (2006) (PhlatLight TMPhotonic Lattice LEDs forRPTV Light Engines ；Christian Hoepfner ；SIDSymposium Digest 37,1808(2006))。
技术实现思路
如上所述，在具有固态光源的投影仪中，以预定或更大的发射角(例如，±15°的发射角)从光阀发出的光未进入投影光学系统，而成为光损耗。在专利文献I提出的结构中，从光阀出来的光的方向性取决于从照明光学系统出来并随后进入光阀的光的方向性。因此，在专利文献I中提出的结构中，当发射大约几千流明光束的发光元件用作光源时，能够实现高亮度。然而，难以使从显示元件发出的光的发射角缩窄到小于±15°。换句话说，专利文献I中提出的显示元件存在发出的光的方向性不恰当的缺点。换句话说，专利文献I中公开的结构不能够实现普通投影仪需要的亮度和方向性二者都满足的显示元件。本专利技术的目的是提供能够解决上述工程问题的显示元件、显示设备和投影显示设备。 为了实现前述目的，根据本专利技术的显示元件包括光阀部分，该光阀部分具有在从发光元件发出的光的透射状态和遮挡状态之间切换的多个光学快门装置；和基板，从该多个光学快门装置出来的光透过该基板。该显示元件还包括等离子激元耦合部分，其布置在光阀部分中，并且使得利用从发光元件出来的光而发生等离子激元耦合。等离子激元耦合部分包括载流子生成层，其利用从发光元件出来的光生成载流子；以及等离子激元激发层，其层积在载流子生成层上方，并且具有比利用从发光元件发出的光所激发的载流子生成层中生成的光的频率更高的等离子体频率。出射层布置在基板上，或者布置在基板和等离子激元激发层之间，以便将在等离子激元激发层中生成的光或者表面等离子激元转换为具有预定出射角的光。等离子激元激发层夹在具有介电常数的两个层之间。根据本专利技术的显示设备包括本专利技术的显示元件和至少一个发光元件。根据本专利技术的投影显示设备包括本专利技术的显示设备，和利用从显示设备出来的光来投射出投影图像的投影光学系统。根据本专利技术，由于能够满足发出的光的亮度和方向性二者，因此能够实现具有高亮度和高方向性的显示元件。附图说明图I是描述专利文献I中提出的结构的剖视图。图2是示意性示出根据第一实施例的显示元件的剖视图。图3是示意性示出根据第一实施例的显示元件的平面图。图4是示出根据第一实施例的显示元件的一对透明电极的透视平面图。图5A是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图5B是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图5C是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图5E是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图5F是描述根据第一实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的剖视图。图6是描述根据第一实施例的显示元件中光的动作的剖视图。图7是示意性示出根据第二实施例的显示元件的剖视图。图8是示出根据第二实施例的显示元件的部分光学连接机构的平面图。 图9是示意性示出根据第三实施例的显示元件的剖视图。图10是示意性示出根据第四实施例的显示元件的剖视图。图11是示意性示出根据第五实施例的显示元件的剖视图。图12是示意性示出根据第六实施例的显示元件的剖视图。图13A是描述根据第六实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的首1J视图。图13B是描述根据第六实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的首1J视图。图13C是描述根据第六实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的首1J视图。图13D是描述根据第六实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的首1J视图。图13E是描述根据第六实施例的显示元件的等离子激元耦合部分的制造方法的首1J视图。图14是示意性示出根据第七实施例的显示元件的剖视图。图15是描述根据第七实施例的显示元件中光的动作的剖视图。图16是示意性示出根据第八实施例的显示元件的剖视图。图17是示意性示出根据第九实施例的显示元件的剖视图。图18是示出从根据第四实施例的显示元件发出的光的角度分布的示意图。图19是示意性示出根据本专利技术的实施例的具有固态光源的投影仪的透视图，根据本专利技术的实施例的显示元件应用于该投影仪。图20是示意性示出根据本专利技术另一个实施例的具有固态光源的投影仪的透视图，根据本专利技术的实施例的显示元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：枣田昌尚，今井雅雄，富永慎，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：
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