CN1445986A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置包括光纤半导体发光元件阵列。每个光纤半导体发光元件包括多层结构和光纤，该多层结构具有第一电极层、第二电极层和至少部分地由该第一和第二电极层夹在中间的半导体发光层，该光纤用于支撑该多层结构并传播发光层发射的光。该显示装置还包括驱动连接器，驱动连接器包括开关元件或多个第一和第二导线，驱动连接器分别与第一和第二电极层电连接，用于驱动多个光纤半导体发光元件。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有光纤半导体发光元件阵列的显示装置，以及制造该显示装置的方法。本发明可用于例如移动信息终端，个人计算机，文字处理器，娱乐装置，教学设备，电视机以及其它适当的显示设备和多人使用的装置。
背景技术
用于显示图像(图像、数据、或其它二维信息阵列)的装置可分成较广泛的两类：自发光型和非发光型。作为自发光型显示装置，通过调整电压或电流，使电子和离子与磷光物的撞击而获得发光亮度的明和暗的装置(CRT或PDP)已经被产品化。为了在室外使用这种显示装置，目前已经实际使用其中二维地排列大量发光二极管(LED)的芯片(chip)的具有较大尺寸的直观式显示装置。
这种使用LED芯片的显示装置的象素间距比CRT或PDP的大。因此，具有30英寸到60英寸屏幕的显示装置不能实现全彩色的高分辨率的XGA的显示等。象素间距很大的原因在于作为象素的LED芯片的尺寸很大，即大约几毫米。如上所述，虽然使用LED芯片的显示装置可用作户外大屏幕显示装置，但对于CRT或PDP并不适用于这种显示装置。
另一方面，现在已经开始进行利用有机EL材料或无机EL材料制成的自发光型显示装置的研究和开发。这些显示装置可显示更高的分辨率，但其尺寸不容易增大。
发明内容
为了克服上述的问题，本发明的最佳实施例提供了一种利用自发光设备，如LED可实现更高分辨率的显示装置，以及制造该显示装置的方法。
根据本发明最佳实施例，一种显示装置包括一光纤半导体发光元件阵列，每个光纤半导体发光元件包括一多层结构和一光纤，该多层结构具有第一电极层、第二电极层和至少部分地由该第一和第二电极层夹在中间的半导体发光层，该光纤用于支撑该多层结构并传播发光层发射的光。
每个光纤半导体发光元件最好具有一波导结构，该波导结构可使光沿其纵轴传输，并从发光光纤的一个端面发射。该波导结构可包括一芯体和一包围该芯体的覆层结构，从而使上述半导体发光元件产生和发射的光可沿该芯体传播到发光光纤的一个端面。最好的情况为该芯体和覆层结构都是透明的，但彼此具有不同的折射率，这种折射率的不同可实现传输从发光光纤的端面输出的光的波导功能。
该发光光纤还可以具有其它波导结构，如包括一透明光纤部分和一包围该透明光纤部分的反射层，例如金属层。该透明光纤部分可具有相同的折射率。利用该结构，半导体发光元件产生和发射的光被限制在外部的反射层范围内，并沿该光纤传播。此时，该发射层的功能与上述的覆层结构相似。
该显示装置还包括驱动连接器，用于将多个光纤半导体发光元件与一驱动装置或电路连接。该驱动连接器包括多个分别与第一和第二电极层相连的第一和第二导线，或开关元件，用于选择性的将光纤半导体发光元件中的第一和第二电极层中的至少一层与一驱动电路连接。
该光纤半导体发光元件最好以行和列的矩阵形式排列。在这种结构中，多个第一导线中的每一条都与属于对应行的多个光纤半导体发光元件的第一电极层相连，多个第二导线中的每一条都与属于对应列的多个光纤半导体发光元件的第二电极层相连。最佳的，导电薄膜的图案可作为第一和第二导线。如下所述，导电薄膜的图案可在用于包含光纤的衬底(substrate)上形成。
在利用开关元件作为驱动连接器的结构中，该开关元件最好为薄膜晶体管，该晶体管形成光纤半导体发光元件的多层结构的一部分。
光纤半导体发光器阵列的端面最好位于对应象素的位置。
而且，多层结构位于光纤的周围，从而环绕该光纤。
在最佳实施例中，各光纤半导体发光元件的多层结构包括空穴载流层，发光层，电子载流层，它们彼此叠加形成该多层结构。
该半导体发光层最好由可发射三种基色光中选择出来的光的材料制成，从而使光纤半导体发光元件阵列的一个端面可显示彩色图像。
在另一最佳实施例中，各光纤半导体发光元件包括分别用于发射三种基色光的三种半导体发光层，从而使光纤半导体发光元件阵列的一个端面可以显示彩色图像。
或者，该半导体发光层最好由发射白色光的材料制成。在这种结构中，在光纤半导体发光元件的端面的外侧要放置滤色镜。
在另一最佳实施例中，该半导体发光层最好由发射白色光的材料制成，该光纤具有可实现滤色镜功能的元件。
该光纤半导体发光元件最好是发光二极管，但其它结构和元件也可用作光纤半导体发光元件。例如，光纤半导体发光元件还可为激光，且可包括置于该光纤表面的衍射光栅。
根据本发明的一个最佳实施例，该显示装置最好包括至少一个衬底，该衬底包括多个开口部分，各光纤通过各开口来插入。在这种结构中，各开口的内径最好对应于光纤的外径。上述导电薄膜的图案最好在该衬底上形成，从而规定多个限定驱动连接器的第一和第二导线。
在另一最佳实施例中，该显示装置包括第一衬底和一第二衬底，该第一衬底上具有多个以第一方向延伸的第一导线，该第二衬底上具有多个以与第一方向相交的第二方向延伸的第二导线。
该光纤最好由可传播可见光的透明材料，如石英、玻璃或塑料制成。
根据本发明的另一最佳实施例，一种用于制造显示装置的方法，包括以下步骤：准备多个光纤半导体发光元件，各光纤半导体发光元件包括多层结构和光纤，该多层结构具有第一电极层、第二电极层和至少部分地由该第一和第二电极层夹在中间的半导体发光层，该光纤用于支撑该多层结构并传播发光层发射的光，准备至少一个衬底，该衬底具有多个用于将光纤半导体发光元件插入的开口部分，形成与光纤半导体发光元件的第一和第二电极层电连接的驱动连接器，并将光纤半导体发光元件插入至少一个衬底的开口部分中。
准备至少一个衬底的步骤最好包括在该衬底上形成导电膜从而限定与多个第一和第二电极层电连接的多个第一和第二导线的步骤，其中该导电膜堵塞衬底的开口部分。
准备光纤半导体发光元件的步骤最好包括在旋转光纤的同时，在光纤上形成发光层的步骤，和/或在针对光纤旋转各发光层的沉积源的同时，在光纤上形成发光层的步骤。
根据下面参照附图的本发明最佳实施例的详细描述，本发明的其它特征、元件、步骤、特性和优点将变得更清楚。
附图说明
结合附图阅读可更好的理解本发明的前述概述和下面的最佳实施例的详细描述。为了说明本发明，图中示出了多个当前最佳的实施例。但是，应当理解本发明并不局限于所示的具体的结构和手段。
图1为一截面图，示出用于本发明最佳实施例的显示装置中的光纤半导体发光元件的一部分。
图2为一透视图，示出用于本发明最佳实施例的显示装置中的光线半导体发光元件的阵列。
图3A和3B为平面图，示出用于本发明最佳实施例的显示装置中的一衬底的导线布线。
图4A为一透视图，示出本发明显示装置的第一最佳实施例中的基本结构。
图4B为一平面图，示出图4A所示的显示装置中的象素排列。
图5为一透视图，示出本发明显示装置的第二最佳实施例中的基本结构。
图6为一透视图，示出本发明显示装置的第三最佳实施例中的基本结构。
图7为一平面示意图，示出用于本发明显示装置第四最佳实施例中的有源(active)矩阵衬底的布线。
图8为一截面图，示出本发明显示装置的第四最佳实施例的结合了开关元件的光纤半导体发光元件的一部分。
图9示出本发明显示装置第五最佳实施例中的光纤半导体发光元件的一部分，从该部分的一端表面发射激光。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明显示装置的最佳实施例进行说明。
本发明显示装置最好包括一光纤半导体发光元件阵列。该光纤半导体发光元件通过驱动连接器与驱动装置或电路连接，该驱动连接器包括与各光纤半导体发光元件的电极层连接的导线或开关元件。该光纤半导体发光元件最好具有波导结构，可使产生的光线沿波导的长度方向传输，并从光纤半导体发光元件的端面发射。在最佳实施例中，当通过监视器观察端面时，光纤半导体发光元件的端面以二维排列(即，以行和列的矩阵形式)。利用光纤半导体发光元件的各端面发射的光线，显示任意图像。
各光纤半导体发光元件包括可传输光的光纤(例如，光学纤维)以及光纤上的多层结构。该多层结构具有包括半导体发光层、第一和第二电极层的多层结构，该第一和第二电极层用于形成流入多层结构中各层的电流。该第一电极层和第二电极层分别用做阳极和阴极，以及第一和第二电极层至少夹着半导体发光层的一部分。
当从阵列中的多个光纤半导体发光元件向任意选择的发光元件的第一和第二电极层提供适当电压时，在注入发光元件的半导体发光元件的空穴和电子之间将发生复合，从而实现了发射具有所需波长带的光。半导体发光层发射的光可有效的通过光纤而传播，以及通常通过光纤的波导结构辐射并从光纤的一个端面发射到外部。从光纤的端面发射的光线可用于图像的显示。以阵列结构排列的光纤的端面分别作为象素或图像元素。从光纤发射光纤的方法并不局限于本最佳实施例。或者，可从光纤侧表面中的特定部分向外部发射光线，该光线可用于图像的显示。
当光纤的发光表面(通常为“光纤端面”)以行和列的矩阵形式排列时，可利用公知的驱动电路控制各光纤半导体发光元件的发光，从而显示一所需的图像。
当本发明最佳实施例的显示装置通过无源驱动来操作时，驱动连接器包括多个分别与光纤半导体发光元件的第一电极层连接的第一导线，和多个分别与第二电极层连接的第二导线，所述驱动连接器与驱动电路电连接，从而可通过该驱动电路控制各光纤半导体发光元件的发光。驱动电路可使用液晶显示装置、有机EL显示装置的公知电路或其它适当的驱动装置或电路。
相反，如果各光纤半导体发光元件都具有限定驱动连接器的开关元件，如TFT，本发明其它最佳实施例的显示装置可由有源矩阵驱动来驱动。在这种情况下，如果在光纤上提供开关元件，如TFT，则可简化利用光纤半导体发光元件产生显示装置的过程，且可很容易的降低该装置的规模。
光纤半导体发光元件的多层结构具有相当于LED或激光二极管的结构。半导体发光层和其它层最好由有机材料或无机材料形成，可根据发射的光的所需特性，如波长，来适当选择该有机材料或无机材料。为了在光纤上形成高质量的半导体层，最好利用有机EL材料形成各层，下面将进行详细说明。
下文中，将参照附图说明本发明显示装置的特定最佳实施例。第一最佳实施例
将参照图1、2、3、4A和4B说明第一最佳实施例。
如图1所示，第一最佳实施例最好包括光纤半导体发光元件10。图1的光纤半导体发光元件10最好包括直径为0.5mm的玻璃纤维1，形成在该玻璃纤维1周围从而包围该玻璃光纤1的多层结构2。图1中的多层结构2包括第一电极层(阳极)3、空穴载流层4、发光层5、电子载流层6和第二电极层(阴极)7。在本最佳实施例中，该多层结构2构成有机发光二极管(OLED)。
该玻璃纤维1最好具有一波导结构，该波导可使光纤沿其纵向传输，并从发光纤维1的一个端面发射。该波导结构可包括芯体和包围该芯体的覆层结构，从而使上述半导体发光元件产生和发射的光沿芯体传输到发光纤维的一个端面。该芯体和覆层结构最好透明，但彼此应具有不同折射率，从而该折射率的不同可提供用于传输从发光光纤的端面发射的光所需的波导功能。例如，该玻璃纤维1最好由具有相对较高折射率的芯体部分和相对较低折射率的覆层部分组成。该覆层部分包围芯体部分的外表面。最好在该覆层部分周围形成保护功能的涂层(未示出)，但该涂层并不是必需的。
该发光纤维1还可具有其它波导结构，如包括透明光纤部分和包围该透明光纤部分的反射层金属膜之类的结构。该透明光纤部分具有相同的反射率。利用该结构，可将半导体发光元件产生和发射的光限制在外部反射层的范围内，并使其沿光纤传输。此时，反射层相当于上述的覆层结构。
作为本发明最佳实施例中使用的纤维，最好使用通常用于光学通信的光纤。或者，还可以采用其它类型的纤维。本发明中的光纤不用于光信号的长距离传输。因此，不需因考虑到如传输损耗或散射等问题而严格限定该光纤结构的材料和设计。因此，即使所用的光纤的结构为具有单一折射率分布的纤维类部件的周围由反射膜或其它适当的元件覆盖时，也可实现多种最佳实施例的显示装置。另外，除了玻璃纤维，还可使用由其它适当材料(例如，塑料纤维)制成的纤维。
本最佳实施例中发光元件的第一电极层3最好由例如，IZO(IN2O3-ZnO)层形成。例如，该IZO层可通过RF喷射在光纤周围形成。例如，该空穴载流层4最好由P-TPD(基于TPD聚合体)层形成。通过浸渍从MDC溶液形成该P-TPD层。发光层5和第二电极层7最好分别由Alq3层和MgAg层形成。这些层最好在旋转光纤的同时通过真空蒸发而形成。
当该多层结构具有光纤形状时，可圆柱形地在光纤的周围形成在光纤轴向方向上具有基本相同厚度或特性的各种膜。这样，在不增加光纤外部直径的情况下，很容易增加发光区域的有效面积。但是，在制造过程中，最好在具有足够长度的光纤上形成多个都具有多层结构的独立发光元件，然后利用下述方法将该光纤切割并分成具有特定长度的光纤半导体发光元件。在光纤的轴向并不是均匀的形成该多层结构，但是通过将具有预定图案的多个层进行组合，可实现多种装置结构。最好执行利用光刻法和蚀刻在光纤上沉积的薄膜上形成图案的步骤，从而在光纤上实现所需多层结构。
图2示意性的示出用于本最佳实施例的显示装置中的光纤半导体发光元件10的阵列。组成该阵列的各光纤半导体发光元件10最好具有参照图1描述的结构。在图2所示的例子中，大量的光纤半导体发光元件10被绑在一起，且通过粘接剂或其它适当的固定元件将其相互位置关系固定。当利用粘接剂固定时，可采用聚合物粘接剂，如环氧树脂。
对图2所示的光纤半导体发光元件10束进行切片，从而将其分成多个具有预定长度的装置部件。各装置部件可与下面将说明的衬底组合，形成显示装置。
当要将相对较长(例如长度为50cm或更长)的光纤半导体发光元件10的束分成上述装置部件时，最好将该绑着的光纤切成具有预定长度的光纤。通常将用于显示装置的光纤半导体发光元件的长度设定在几厘米到几十厘米的范围内。在本最佳实施例中，当将较长的光纤半导体发光元件10束绑后，将该光纤切割短。或者，在将光纤切割短之后，将切割后的多个光纤束绑。或者，如下所述，省略束绑光纤的步骤，将独立光纤插入衬底的开口部分中。
在光纤半导体发光元件10使用玻璃纤维的情况下，当利用钻石、陶瓷、或其它材料制成的高硬度刀片执行切割光纤的步骤时，在光纤的覆层表面将出现裂缝。因此，要向光纤提供弯曲应力，然后切割光纤使其一个垂直于光纤轴的表面作为切割表面(一端面)。最好对光纤的端表面执行研磨处理，从而去除或校正切割步骤中在端面附近形成的毛边或碎屑。
相反，在使用塑料光纤的情况下，在切割步骤之后，需要执行使光纤的切割表面(端面)平滑的修整处理。该修整处理可利用研磨或热电镀来执行。在热电镀处理中，该光纤的一个端部抵靠在加热的金属镜面上，从而使该光纤的端面具有金属镜面的平整度。为了增加光纤发射的光的亮度，需要光纤的端面平滑。或者，为了其它目的，需要对光纤的端面进行处理，使其为凹面或凸面。或者，可执行使光纤的端面具有光散射特性的处理。
图3A和3B分别示出一衬底33，该衬底中形成多个用于驱动光纤半导体发光元件10的导线(互连或驱动连接器)31。在衬底33中，形成以行和列的矩阵形式排列的开口部分(孔)32。光纤插入该开口部分32。因此，各开口部分32的内径(例如，大约0.5mm)实际上对应于该光纤的外径。图3A所示的衬底33上的导线31沿行方向延伸。图3B中所示的衬底33上的导线31沿列方向延伸。形成在这两个衬底上的导线以适当的角度相交，从而可执行无源驱动。
各导线31的宽度最好实际等于各开口部分32的内径。各导线31与插入对应开口部分32的光纤半导体发光器10的电极层3或7电连接。因此，该对应的电极层3或7与未示出的驱动电路连接。在将光纤半导体发光元件10插入衬底33的开口部分32之前，形成导线31，从而使其阻塞住衬底33的开口部分32。将各光纤半导体发光元件10的一端插入衬底33的对应的开口部分32中，使光纤半导体发光元件10的电极3或7变得与衬底33上的导线31接触，从而可确保电极层3或7与导线31之间的电接触。为了平滑地将光纤半导体发光元件10插入衬底33的开口部分32中，应将与光纤的发光端表面相反的端部削尖。
图4A和4B分别示出对应于光R、G和B的三基色的三种光纤半导体发光元件10R、10G和10B与图3A和3B所示的衬底33结合的结构。对应红色的光纤半导体发光元件10R的发光层最好利用Alq3(主料)和氰基奎诺双甲酮(dicyanoquinodimethane)(掺料)的混合物形成。相似的，对应绿色的光纤半导体发光元件10G的发光层最好利用Alq3(主料)和二羟基喹啉并吖啶(quinacridon)(掺料)的混合物形成，对应蓝色的光纤半导体发光元件10B的发光层最好利用蒸馏丙炔衍生物(主料)和苯乙烯胺(styrylamine)衍生物(掺料)的混合物形成。
在发光层由无机组分制成的情况下，可使用例如ZnS:Mn用于红色，ZnS:TbOF用于绿色，SrS:Cu，SrS:Ag或Srs:Ce用于蓝色。
在图4A和4B所示的例子中，一个象素最好由对应R、G和B的三个光纤半导体发光元件10R、10G和10B构成。利用与衬底33上导线31连接的驱动电路(未示出)执行各光纤半导体发光元件10R、10G和10B的驱动。通过对发光时间的占空比进行控制的分时来执行灰度显示。
该显示屏的尺寸、象素间距以及其它物理特征和特性可任意设定。例如，在象素间距为1024×3(RGB)×768的XGA显示的示例情况下，利用外部直径都大约为200μm的光纤，以大约330μm的间距排列象素。第二最佳实施例
下面将参照图5说明本发明第二最佳实施例。
在图4A和4B所示的第一最佳实施例中，在各象素中最好使用对应R、G和B的三个光纤半导体发光元件10R、10G和10B。在第二最佳实施例中，如图5所示，光纤半导体发光元件10’最好具有置于一个光纤上的对应R、G和B的三个半导体发光元件。在图4A和4B所示的示例性结构中，将在各不同光纤上产生R、G、B的三种发光。第二最佳实施例中，从一个光纤半导体发光元件10’中可获得全色光。因此，第一实施例相比，第二实施例中分辨率是它的三倍。
在第一最佳实施例中，光纤半导体发光元件10的排列间距比光纤的直径大。因此，在相对较大尺寸显示装置是利用对应R、G和B的不同光纤半导体发光元件制造而成，且在离屏幕较近的位置观看图像的情况下，象素间距将变得很大，从而达到与人的视觉的空间分辨率相比不能忽略的地步。在这种情况下，不能完全实现空间混合，色彩再现性能也变差。但是，在该最佳实施例中，所需色彩的光从各光纤半导体发光元件10’中发射出来，因此即使象素间距很大(即，即使象素的排列不够精确)，色彩再现性能也不会降低。
一个光纤上的对应R、G和B的三种半导体发光元件并不总是需要同时发射光。或者，为了降低能耗，或其它目的，可以时分的方式发射光。如果以适当的场序循环执行R、G和B的发光，则可以实现满足人眼的色彩再现。第三最佳实施例
下面将参照图6说明本发明第三最佳实施例。
本实施例的显示装置中使用的各光纤半导体发光元件10可发射白色光。为了从白色光中获得彩色图像，本实施例中需要在发光侧放置彩色滤光镜60。
在这种白色发光层是由高分子材料制成的情况下，例如，可将红、绿或蓝色磷光染料扩散在作为主料的聚乙烯(N-乙烯基咔唑)(N-vinylcarbazole)(PVK)中。为了增加发光效率，最好利用导电聚合体聚烷基噻吩(polyalkylthiophene)衍生物作为阳极侧上的缓冲层，利用铯金属作为阴极侧上的电子注射层。
相反，在白色发光层由低分子材料制成的情况下，可使用，例如ZnBTZ络合物。或者，可使用TPD(芬族二胺)/p-EtTAZ(1，2，4-三唑衍生物)/Alq的叠加结构。
在白色发光层由无机材料制成的情况下，可以通过例如将基于ZnSe的发光层发射的监光和ZnSe衬底发射的光混合(绿至红)，获得白色光。
在上述实施例中，衬底33上的导线31直接与光纤半导体发光元件10的电极层3或7连接。
或者，可在导线31和电极层3或7之间设置一个开关元件，如TFT。在本最佳实施例中，彩色滤光镜最好放置在光纤端面的外侧。或者，可向光纤增加滤光功能。当在光纤中混入适当的杂质或色素从而使其可吸收特定波段的光线时，该光纤可相当于彩色滤光镜。这样，就不再需要额外的提供彩色滤光器阵列。
在本最佳实施例中，最好使用一彩色滤光衬底。或者，与该彩色滤光衬底一起，适当的使用其它类型的光学薄膜(例如，光散射层)。第四最佳实施例
下面将参照图7说明本发明第四最佳实施例。
图7示出本实施例中使用的有源矩阵衬底的布线结构。在该实施例中，为了执行有源矩阵驱动，在衬底上最好形成两种导线(栅极总线和源极总线)和TFT。
图中所示的形成在有源矩阵衬底上的各TFT的栅电极12与对应栅极总线GL连接，源电极13与对应的源极总线SL连接。TFT根据提供到栅极总线GL上的栅极信号电平，在导电和非导电状态之间开关。当TFT在导电状态时，通过漏极9向光纤半导体发光元件10的第二电极层7提供源极总线SL上的电势。该栅极总线GL和源极总线SL分别与未示出的驱动电路(源极驱动器或栅极驱动器)连接。
图8示出光纤半导体发光元件20的截面结构，其中上述的TFT并未在衬底上形成，而是在光纤上形成。在图8所示的例子中，在图1所示的光纤半导体发光元件10的结构中加入了TFT的结构。特别的，该结构包括第二电极层7上形成的层间绝缘膜8，通过该层间绝缘膜8的开口部分与第二电极接触的漏电极9，在层间绝缘膜8上形成的有机半导体层14，在有机半导体层14上形成的栅极绝缘膜11，在栅极绝缘膜11上形成的栅极电极12，以及在没有栅极电极12的区域中与有机半导体层14接触的源极电极13。
在图8所示的结构中，第二电极层7与漏极电极9电连接。根据从栅极电极12向有机半导体层14提供的电势，在漏极电极9和源极电极13之间形成导电沟道。这样，从与所选择的栅极总线GL连接的TFT向第二电极层7提供所需的电势，从而在第一电极层3和第二电极层7之间流过电流。从而，在发光层5中产生进行显示所需的光，且该光通过光纤1传输。
在本最佳实施例中，最好准备图3所示的三个衬底。在各衬底中，形成与第一电极层3连接的导线、与栅极电极12连接的栅极总线和与源极电极13连接的源极总线。应当理解第一电极3为公共电极，它由各发光元件共用，因此不需要具有象图3中所示的导线31那样被分为多个部分的图案。
当将光纤半导体发光元件20插入各衬底的开口部分中时，光纤上的电极和该衬底上的导线彼此连接。相应的，形成与图7所示电路相似的电路，从而可能执行有源矩阵驱动。
与第一电极层3相似，栅极电极12和源极电极13最好以环形方式在光纤的周围形成。利用这种结构，衬底上与导线接触的面积增加，从而降低了接触阻抗。另外，晶体管的沟道宽度增加，从而驱动力增加。各衬底中形成的开口部分的内径可根据以环形方式安装的电极层的外径来进行适当的设定。
在本最佳实施例中，最好在一个光纤上设置一个开关元件，如TFT。或者，分配给一个发光元件的开关元件的数目可为两个或更多。在具有如图5所示结构的显示装置中，例如，在一个光纤上可安装六个(＝2×3)或更多开关元件。
可任意选择在一个光纤上形成如TFT的开关元件的结构。例如，可将一个圆柱形半导体层分为多个部分，这些部分都相对轴对称，且在同一圆周上形成多个TFT。或者，置于相同光纤上的各开关元件可彼此连接，从而组成具有某些功能的电路。此时，用于将这些开关元件互连的导线最好也形成在光纤上。第五最佳实施例
下面将参照图9说明本发明第五最佳实施例。
该最佳实施例的显示装置可利用图9所示的光纤半导体发光元件30来构成。该光纤半导体发光元件30最好包括光栅(衍射光栅)90，用于形成光纤上激光振荡所需的振荡器结构。
图9所示的光纤半导体发光元件30的结构与图1所示的光纤半导体发光元件10相似，其中第一电极层、空穴载流层、发光层、电子载流层、第二电极层按上述顺序层叠在光纤上。当通过第一电极和第二电极提供阈值或更大值的电压时，在光纤中组合由发光层发射并在振荡器中振荡的激光，然后该激光从该光纤的一个端面辐射出去。通过调节光纤上形成的光栅90的光栅周期，可将激光的振荡波长选择到预定范围内。该光栅90以下述方式制成。在利用光纤上的光保护层的光学干涉形成干涉图案后，对光线表面执行蚀刻。
可以按照下述方式执行图9所示的光纤半导体发光元件30的多层结构的制造。首先，准备光纤，该光纤的表面上具有ITO薄膜(阳极层)，该薄膜的厚度为，例如150nm，利用氧等离子将该光纤清洗约30秒。然后在该ITO薄膜上，沉淀共聚[3，3’-羟基四苯基联苯胺/二甘醇3，4-]碳酸盐(copoly[3，3’-hydroxytetraphenylebenzidine/diethyleneglycol]carbonate)作为空穴载流材料，从而形成具有大约220nm厚度的空穴载流层。然后，在该空穴载流层上以真空形式沉淀作为有机色素材料的二氨基联苯乙烯苯(diaminodistyrybenzene)(DADSB)。从而形成大约100nm厚的发光层。另外，以真空形式沉淀氧二氮茂(OXD)衍生物，从而形成具有大约240nm厚度的电子载流层。在该电子载流层上，以真空形式沉淀Mg·Ag合金，形成大约200nm厚的阴极层。上述方法形成的空穴载流层的折射系数大约为1.75，发光层的折射系数大约为2.11，电子载流层的折射系数大约为1.93。
然后，以大约1000rpm的转速旋转涂敷在大约1mL的二氯甲烷中溶解大约50mg的共聚[3，3’-羟基四苯基对二氨基联苯/二甘醇3，4-]碳酸盐(copoly[3，3’-hydroxytetraphenylbenzidine/diethyleneglycol]carbonate)和5mg的上述三(4-溴苯)铵·六氯锑酸盐(tris(4-bromophenyl)ammonium·hexachloroantimonate)(TBAHA)而形成的溶液。然后在80℃下执行加热1小时，以去除容剂，从而形成具有大约650nm薄膜厚度的空穴载流层。
本最佳实施例中使用的光纤半导体发光元件30的结构和制造方法并不局限与上述例子。
当利用执行激光振荡的光纤半导体发光元件30组成显示装置时，可实现低功耗的高亮度显示。另外，除了直视型，该显示装置还可用作投影型显示装置。
根据本发明多个最佳实施例的显示装置，可利用光纤半导体发光元件的阵列执行显示，从而可以相对简单的结构和较低功耗实现高亮度和高清晰度。
在本发明最佳实施例中，最好在光纤上提供用于发光的多层结构，从而很容易的扩大发光层的有效发光区域的面积，并在不降低集成度的情况下很容易实现高亮度。特别的，本发明可用于在发光元件中执行激光振荡的投影型显示装置。
可在生产过程中对本发明最佳实施例中使用的光纤半导体发光元件进行设计和修改，从而使其质量优良且操作容易。可通过切割光纤来自由设定长度，从而可以向显示装置提供多种信息。
由于本发明参照多个最佳实施例进行描述，因此本领域技术人员可以多种方式进行修改，并提出除了上述特殊例子外的其它多个实施例。因此，附加权利要求将覆盖本发明所有的修改，这些修改都将落入本发明的精神和范围。

Claims (30)

1.一种显示装置包括：
光纤半导体发光元件阵列，每个光纤半导体发光元件包括多层结构和光纤，该多层结构具有第一电极层、第二电极层和至少部分地由该第一和第二电极层夹在中间的半导体发光层，该光纤用于支撑该多层结构并传播发光层发射的光；和多个驱动连接器，与多个第一和第二电极层中的至少一个电连接，用于将光纤半导体发光元件阵列与驱动电路连接。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每个光纤半导体发光元件的光纤具有波导结构，该波导结构可使其中产生的光沿其长度方向传输，并从光纤半导体发光元件的一个端面发射。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述多个驱动连接器包括与第一电极层电连接的多个第一导线和与第二电极层电连接的多个第二导线。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于光纤半导体发光元件以行和列的矩阵形式排列，多个第一导线中的每一条都与属于对应行的多个光纤半导体发光元件的第一电极层相连，多个第二导线中的每一条都与属于对应列的多个光纤半导体发光元件的第二电极层相连。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于多个驱动连接器包括与多个第一电极层和多个第二电极层中至少一层连接的多个开关元件。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于各开关元件为包括在多层结构中的薄膜晶体管。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于光纤半导体发光元件阵列的端面位于对应象素的位置。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于多层结构位于光纤的周围，从而环绕该光纤。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于多层结构包括空穴载流层，发光层，电子载流层，它们彼此覆盖叠加形成该多层结构。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于半导体发光层由可发射三种基色光中选择出来的光的材料制成，从而使光纤半导体发光元件阵列的端面可显示彩色图像。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于各光纤半导体发光元件包括分别用于发射三基色光的三种半导体发光层，从而使光纤半导体发光元件阵列的端面可以显示彩色图像。
12.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于半导体发光层由发射白色光的材料制成，以及在光纤半导体发光元件的端面的外侧放置滤色镜。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于半导体发光层由发射白色光的材料制成，该光纤具有可实现滤色镜功能的元件。
14.如权利要求1所述的显示装置，其中光纤半导体发光元件为一发光二极管。
15.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于光纤半导体发光元件为激光。
16.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于衍射光栅置于该光纤的表面上。
17.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于还包括至少一个衬底，所述衬底包括多个开口部分，各光纤通过各开口来插入，各开口的内径实际上对应于光纤的外径。
18.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于驱动连接器包括置于衬底上的导电薄膜图案。
19.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于还包括第一衬底和第二衬底，该第一衬底上具有多个以第一方向延伸的第一导线，该第二衬底上具有多个以与第一方向交叉的第二方向延伸的第二导线。
20.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于该光纤由可传播可见光的透明材料制成。
21.如权利要求20所述的显示装置，其特征在于该透明材料为石英、玻璃和塑料中的一种。
22.一种用于制造一显示装置的方法，包括以下步骤：
准备多个光纤半导体发光元件，各光纤半导体发光元件包括多层结构和光纤，该多层结构具有第一电极层、第二电极层和至少部分地由该第一和第二电极层夹在中间的半导体发光层，该光纤用于支撑该多层结构并传播发光层发射的光；和
按照所需结构形成多个光纤半导体发光元件的束。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于形成束的步骤包括以将多个光纤半导体发光元件按照所需结构彼此粘接的步骤。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于还包括准备至少一个具有多个开口部分的衬底，将光纤半导体发光元件插入至少一个衬底的开口部分中的步骤。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于还包括在至少一个衬底上形成多个导线的步骤，从而使多个导线与光纤半导体发光元件的第一和第二电极层电连接。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于还包括在至少一个衬底上形成导电膜的步骤，从而使该导电膜堵塞至少一个衬底的开口部分。
27.如权利要求22所述的方法，其特征在于还包括形成多个驱动连接器的步骤，从而使驱动连接器与多个第一电极层和多个第二电极层中的至少一层电连接。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于多个驱动连接器包括多个开关装置和多个导线之一。
29.如权利要求22所述的方法，其特征在于准备光纤半导体发光元件的步骤包括在旋转光纤的同时，在光纤上形成发光层的步骤，和在针对光纤旋转各发光层的沉淀源的同时，在光纤上形成发光层的步骤之一个。
30.如权利要求22所述的方法，其特征在于各光纤半导体发光元件的光纤具有波导结构，该波导结构可使其中产生的光沿其长度方向传输，并从光纤半导体发光元件的端面发射。
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