TWI594454B - 發光裝置以及採用該發光裝置的顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種發光裝置以及採用該發光裝置的顯示裝置，尤其涉及一種超材料電磁耦子集成發光裝置以及採用該發光裝置的顯示裝置。
當前液晶顯示器已被人們廣泛使用。液晶顯示器採用的原理為使用電調製層，如液晶分子，實現入射偏振光偏振的改變，使得最終透過檢偏器的光強度發生變化。
為了產生偏振光，目前廣泛採用的方法是使用薄膜偏振片對於光源(燈管或LED)發光進行起偏。由於一般光源發光都是非偏振光，這意味著經過偏振片要損失至少一半的光強，這不僅降低顯示亮度並且浪費電能。為了消除偏振片對於光強的衰減，也有人提出利用液晶所具有的選擇反射特性，利用一層附加的液晶層實現對於光源發射光的左旋或右旋起偏。
然，以上兩種方法均是採用偏振元件基於遠場對於光源發出的光進行偏振態的控制。
有鑒於此，提供一種可以直接發射偏振光的發光裝置以及採用該發光裝置的顯示裝置實為必要。
一種發光裝置，其包括：一第一電極、一第一半導體層、一活性層、一第二半導體層以及一第二電極；所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層層疊設置，所述第一電極與該第一半導體層電連接，且所述第二電極與該第二半導體層電連接；其中，所述第二電極為一設置於該第二半導體層表面的金屬超材料層，所述金屬超材料層為一連續的金屬層，且該連續的金屬層定義複數週期設置的開口從而形成複數週期設置的超材料單元；且所述金屬超材料層與所述活性層之間的距離小於等於100奈米，該金屬超材料層通過電磁耦子共振實現對活性層發出的光的奈米級起偏，使該發光裝置直接發出偏振光。
一種發光裝置，其包括：一第一電極、一第一半導體層、一活性層、一第二半導體層以及一第二電極；所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層層疊設置，所述第一電極與該第一半導體層電連接，且所述第二電極與該第二半導體層電連接；其中，進一步包括一設置於所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層共面的側面的金屬超材料層，且該金屬超材料層與所述第一電極和第二電極絕緣設置，該金屬超材料層通過電磁耦子共振實現對活性層發出的光的奈米級起偏，使該發光裝置直接發出偏振光。
一種顯示裝置，其包括一發光裝置、一導光板以及一液晶面板，其中，所述發光裝置為上述發光裝置。
與先前技術相比較，本發明提供的發光裝置通過超材料的電磁耦子場在奈米尺度內實現對於電磁波性質的操控，可以實現對於發光裝置發出的光的奈米尺度偏振起偏，從而直接發射偏振光。進一步，採用該發光裝置的顯示裝置無需專門偏振元件，結構簡單。
10‧‧‧顯示裝置
100,200,300,400,500,600,700,800‧‧‧發光裝置
110‧‧‧絕緣透明基底
120,570‧‧‧超材料層
122‧‧‧超材料單元
124‧‧‧開口
130‧‧‧發光材料層
132‧‧‧聚合物
134‧‧‧量子點
140‧‧‧入射光
150‧‧‧發射光
160‧‧‧導光板
170‧‧‧液晶面板
180,580‧‧‧反射層
510‧‧‧第一電極
520‧‧‧第一半導體層
530‧‧‧活性層
540‧‧‧第二半導體層
550‧‧‧第二電極
560‧‧‧襯底
圖1為本發明第一實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖2為圖1所示的發光裝置沿線II-II的剖面示意圖。
圖3為本發明第一實施例提供的超材料單元的結構示意圖。
圖4為本發明第一實施例提供的發光裝置的超材料單元的掃描電鏡照片。
圖5為本發明第一實施例提供的發光裝置從正面照射激發從背面發光的工作示意圖。
圖6為本發明第一實施例提供的發光裝置從正面照射激發時，背面發射光的偏振測試結果。
圖7為本發明第一實施例提供的發光裝置從背面照射激發從正面發光的工作示意圖。
圖8為本發明第一實施例提供的發光裝置從背面照射激發時，正面發射光的偏振測試結果。
圖9為本發明比較例將發光材料層直接設置於絕緣透明基底表面的發光裝置的結構示意圖。
圖10為本發明比較例將發光材料層直接設置於絕緣透明基底表面的發光裝置的偏振測試結果。
圖11為本發明第一實施例提供的發光裝置的光透射、反射以及吸收測試結果。
圖12為本發明第一實施例提供的顯示裝置的結構示意圖。
圖13為本發明第二實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖14為本發明第三實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖15為本發明第三實施例提供的發光裝置的超材料單元的掃描電鏡照片。
圖16為本發明第四實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖17為本發明第五實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖18為本發明第六實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖19為本發明第七實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
圖20為本發明第八實施例提供的發光裝置的結構示意圖。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的發光裝置以及採用該發光裝置的顯示裝置作進一步的詳細說明。本發明第一至第四實施例提供的發光裝置為光泵浦發光裝置，其通過外部光激發該發光裝置發光。本發明第五至第八實施例提供的發光裝置為電泵浦發光裝置，其通過電能激發該發光裝置發光。採用該發光裝置的顯示裝置為液晶顯示器。
請參閱圖1-2，本發明第一實施例提供一種發光裝置100，該發光裝置100包括一絕緣透明基底110、一超材料(Metamaterial)層120以及一發光材料層130。所述絕緣透明基底110、超材料層120以及發光材料層130依次層疊設置。
具體地，所述超材料層120設置於該絕緣透明基底110的一表面。所述發光材料層130設置於該超材料層120遠離該絕緣透明基底110的表面且將該超材料層120覆蓋。可以理解，該發光裝置100還可包括一透明保護層(圖未示)覆蓋於該發光材料層130遠離該超材料層120的表面。
所述絕緣透明基底110為一曲面型或平面型的結構。該絕緣透明基底110主要起支撐的作用。該絕緣透明基底110可以由硬性材料或柔性材料形成。具體地，所述硬性材料可選擇為氧化矽、氮化矽、藍寶石、陶瓷、玻璃、石英、金剛石或塑膠等。所述柔性材料可選擇為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚醯亞胺(PI)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，或聚醚碸(PES)、纖維素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯並環丁烯(BCB)或丙烯酸樹脂等材料。形成所述絕緣透明基底110的材料並不限於上述列舉的材料，只要能使絕緣透明基底110起到支撐作用且透明的材料即可。所述絕緣透明基底110的形狀、尺寸和厚度可以根據實際需要選擇。本實施例中，所述絕緣透明基底110為一厚度為200微米的二氧化矽層。
所述超材料層120指一些具有人工設計的結構並呈現出天然材料所不具備的超常物理性質，例如：負折射率、負磁導率、負介電常數的複合材料層。所述超材料層120的性質主要決定於材料本身以及材料中的人工微結構。所述超材料層120包括複數週期設置的超材料單元122。每個超材料單元122可以為一設置於所述絕緣透明基底110表面的凸起，也可以為一由該超材料層120定義的開口。當每個超材料單元122為一設置於所述絕緣透明基底110表面的凸起時，所述超材料層120的複數凸起間隔設置使得該超材料層120可以透光。可以理解，當所述超材料單元122為複數週期性設置
的凸起，所述發光材料層130厚度均勻時，所述發光材料層130遠離該絕緣透明基底110的表面為起伏狀。該超材料單元122的圖形可以為圖3所示的圖形，或圖3所示的圖形旋轉或鏡射後的圖形。
參見表1，根據所述超材料單元122有無手性對稱性、是否各向同性以及產生偏振光的種類，本發明將該超材料單元122分為四類。所述超材料單元122的厚度h為30奈米~100奈米，週期為300奈米~500奈米，線寬為30奈米~40奈米。優選地，所述超材料單元122的尺度小於等於所述發光材料層130發出光的光波波長。本實施例中，所述超材料單元122的尺度小於等於100奈米，即，所述超材料單元122在各個方向的尺寸均小於等於100奈米。所述超材料層120的材料為金屬以產生表面電磁耦子，如金、銀、銅、鐵、鋁、鎳等或其合金。所述超材料層120通過聚焦離子束蝕刻或電子束曝光等技術加工金層製備。本實施例中，先在所述絕緣透明基底110表面沈積一層金膜，再通過聚焦離子束蝕刻製備週期性分佈的長條形開口作為超材料單元122，從而得到該超材料層120。所述超材料層120的厚度為50奈米，所述超材料單元122的週期為250奈米，長度約為90.38奈米，寬度約為26.53奈米。請參閱圖4，所述長條形結構超材料單元122屬於第4類，產生的偏振光為線偏光。
所述發光材料層130採用光激發發光的發光材料製備，如半導體量子點、染料分子以及螢光粉中的一種或複數種。所述半導體量子點可以為硫化鉛(PbS)量子點、硒化鎘(CdSe)量子點或砷化鎵(GaAs)量子點等。所述半導體量子點的直徑為50奈米~200奈米。所述染料分子可以為若丹明6G。所述發光材料層130設置於所述超材料層120遠離所述絕緣透明基底110的表面，且部分延伸至所述超材料層120的開口中並與所述絕緣透明基底110的表面接觸。即所述發光材料層130部分設置於所述超材料層120的表面，部分設置於該絕緣透明基底110通過該複數開口暴露的表面。所述發光材料層130遠離所述絕緣透明基底110的表面可以為一平面或曲面。所述發光材料層130的厚度H為50奈米~500奈米，優選為100奈米~200奈米。所述發光材料層130可以通過旋塗、噴塗、印刷、沈積等方法製備。本實施例中，所述發光材料層130包括一聚合物132以及複數分散於該聚合物132中的硒化鎘量子點134。所述發光材料層130為厚度100奈米。所述發光材料層130的製備方法為先將硒化鎘量子點134均勻分散於聚合物132，如光刻膠，中形成一混合液，然後將該混合液通過旋塗的方法塗覆於所述超材料層120表面。
本發明定義該發光裝置100位於所述發光材料層130的一側為正面，而位於所述絕緣透明基底110的一側為背面。請參閱圖5-8，為本發明第一實施例提供的發光裝置100的偏振度測試結果。由圖5-6可見，當入射光140從該發光裝置100正面照射激發時，該發光裝置100背面的發射光150的線偏振度為95%。由圖7-8可見，當入射光140從該發光裝置100背面照射激發時，該發光裝置100正面的發射光150的線偏振度為10%。由此可見，
當發射光150透過所述超材料層120時的線偏振度遠大於該發射光150不透過所述超材料層120時的線偏振度。
可以理解，通常光源距離大於一個波長即可看為遠場光源，而在1/10波長範圍左右可以看為近場。對於可見光而言，波長範圍在770奈米~390奈米之間，因此，當光源距離小於等於100奈米時可以看作近場。所述超材料層120可看作為電磁場能量的奈米諧振腔，改變其臨近空間位置的局域光子態密度，由費米黃金定則可知，這種局域光子態密度將對於放置於近場範圍內的發光物質的輻射速率發生調控，往往表現為加速，即增強發光。對於如圖1的超材料層120的設計，其對於y偏振態可形成電磁耦子共振，而x偏振態則不能，進而加速臨近量子點對於y偏振光的發射速率，即發光傾向為y偏振。由於菲涅耳定則及電磁場邊界條件決定，在該超材料層120背側，即發光經過該超材料層120的方向，發光偏振度要高。
進一步參見圖9-10，本發明比較例中，將發光材料層130直接設置於絕緣透明基底110表面得到一發光裝置，當入射光140從該發光裝置正面照射激發時，該發光裝置背面的發射光150為非線偏振光。由此可見，該發光裝置100的發射光150的偏振特性由所述超材料層120導致。
進一步參見圖11，為本發明第一實施例提供的發光裝置100的遠場平面波光源的透射、反射以及吸收測試結果。根據圖11的光透射曲線，可見Ty/Tx約等於5，其中Ty表示y偏振光的透射率，Tx表示x偏振光的透射率。由於該發射光150的y偏振光透過5份，而x偏振光透過1份，由此可以計算該透射光的線偏振度為(Imax-Imin)/(Imax+Imin)=(5-1)/(5+1)~67%。即，本發明的超材料對遠場光源的偏振度為67%，而對近場光源的偏振度為95%。由此可見，該發光裝置100的發射光150的偏振特性並非簡單的由於透射造
成，而是由於所述超材料層120對於光子態密度調控進而使得發射光150表現為線偏振光。
該發光裝置100具有以下優點：一，通過金屬超材料層120的電磁耦子可增強發光材料層130的發射效率，可提高光源亮度；二、利用金屬超材料層120的電磁耦子共振的偏振特性實現對發光材料層130發出的光的奈米級起偏，即該發光裝置100直接發出偏振光。
請參閱圖12，本發明第一實施例進一步提供一種採用該發光裝置100的顯示裝置10。具體地，該顯示裝置10包括層疊設置的發光裝置100、導光板160以及液晶面板170。所述導光板160和液晶面板170層疊設置於該發光裝置100的絕緣透明基底110一側。所述導光板160和液晶面板170為先前的導光板和液晶面板，可以根據需要選擇。所述發光裝置100作為該顯示裝置10的光源。由於該發光裝置100可以直接發射偏振光，採用該發光裝置100的顯示裝置10無需專門偏振元件，結構簡單。可以理解，該顯示裝置10也可以採用第二至第四實施例所示的發光裝置200,300,400。
請參閱圖13，本發明第二實施例提供一種發光裝置200，該發光裝置200包括一絕緣透明基底110、一超材料層120、一發光材料層130以及一反射層180。所述絕緣透明基底110、超材料層120、發光材料層130以及反射層180依次層疊設置。
本發明第二實施例提供的發光裝置200與本發明第一實施例提供的發光裝置100的結構基本相同，其區別在於，進一步包括一反射層180設置於該發光材料層130遠離所述絕緣透明基底110的表面，且將該發光材料層130覆蓋。所述反射層180可以為一金屬薄膜，如金膜。可以理解，由於該
發光材料層130向正面發射的光經所述反射層180反射後可以透過該超材料層120從背面出射，因此，該發光裝置200具有更高的光出射率。
可以理解，本發明第二實施例提供的發光裝置200在使用時，入射光可以從背面照射，也可以從側面照射。優選地，使入射光140同時從該發光裝置200的每個側面照射，使得發射光150從背面出射。
請參閱圖14，本發明第三實施例提供一種發光裝置300，該發光裝置300包括一絕緣透明基底110、一超材料層120、一發光材料層130以及一反射層180。所述絕緣透明基底110、超材料層120、發光材料層130以及反射層180依次層疊設置。
本發明第三實施例提供的發光裝置300與本發明第一實施例提供的發光裝置100的結構基本相同，其區別在於，所述發光裝置300的超材料單元122為複數週期性設置於所述絕緣透明基底110表面的條形凸起，所述發光材料層130厚度均勻，且所述發光材料層130遠離該絕緣透明基底110的表面為起伏狀。即，該發光材料層130遠離該絕緣透明基底110的表面定義複數間隔設置的凹槽和凸起。請參閱圖15，所述超材料層120的超材料單元122呈二維陣列設置。本實施例中，所述超材料單元122的厚度為50奈米，週期為300奈米，長度約152奈米，寬約116奈米。
請參閱圖16，本發明第四實施例提供一種發光裝置400，該發光裝置400包括一絕緣透明基底110、一超材料層120、一發光材料層130以及一反射層180。所述絕緣透明基底110、超材料層120、發光材料層130以及反射層180依次層疊設置。
本發明第四實施例提供的發光裝置400與本發明第一實施例提供的發光裝置100的結構基本相同，其區別在於，所述發光裝置400的超材料單
元122為複數週期性設置的G形凹槽。本實施例中，所述超材料單元122的厚度為50奈米，週期為400奈米，線寬為40奈米。
請參閱圖17，本發明第五實施例提供一種發光裝置500，該發光裝置500包括一第一電極510、一第一半導體層520、一活性層530、一第二半導體層540以及一第二電極550。
具體地，所述第一電極510、第一半導體層520、活性層530、第二半導體層540以及第二電極550依次層疊設置。所述第一電極510與該第一半導體層520電連接，所述第二電極550與該第二半導體層540電連接。所述第一電極510和第二電極550中的至少一個為上述金屬超材料層，且該金屬超材料層與所述活性層530之間的距離小於等於100奈米。優選地，該金屬超材料層與所述活性層530之間的距離小於等於50奈米。即，所述活性層530構成該金屬超材料層的近場光源。可以理解，所述作為電極的金屬超材料層應為一連續的金屬層，且該連續的金屬層定義複數週期設置的開口從而形成複數週期設置的超材料單元。可以理解，所述發光裝置500為一垂直結構的發光二極體。所述第一半導體層520、活性層530以及第二半導體層540共同構成一發光結構。所述活性層530為一電激發發光的發光材料層。
所述第一半導體層520、第二半導體層540分別為N型半導體層和P型半導體層兩種類型中的一種。具體地，當該第一半導體層520為N型半導體層時，第二半導體層540為P型半導體層；當該第一半導體層520為P型半導體層時，第二半導體層540為N型半導體層。所述N型半導體層起到提供電子的作用，所述P型半導體層起到提供空穴的作用。所述N型半導體層的材料包括N型氮化鎵、N型砷化鎵及N型磷化銅等材料中的一種或幾種。所述P型半導體層的材料包括P型氮化鎵、P型砷化鎵及P型磷化銅等材料中的
一種或幾種。所述第一半導體層520的厚度為50奈米至3微米。所述第二半導體層540的厚度為50奈米至3微米。可以理解，當與所述第一半導體層520或第二半導體層540對應的電極為金屬超材料層時，該第一半導體層520或第二半導體層540的厚度應小於等於100奈米，從而使得該金屬超材料層與所述活性層530之間的距離小於等於100奈米。本實施例中，所述第一半導體層520為厚度0.3微米的N型氮化鎵。所述第二半導體層540為厚度100奈米的P型氮化鎵。
所述活性層530設置於第一半導體層520和第二半導體層540之間。所述活性層530為包含一層或複數層量子阱層的量子阱結構(Quantum Well)。所述活性層530用於提供光子。所述活性層530的材料為氮化鎵、氮化銦鎵、氮化銦鎵鋁、砷化稼、砷化鋁稼、磷化銦鎵、磷化銦砷或砷化銦鎵中的一種或幾種。所述活性層530的厚度為0.01微米至0.6微米。本實施例中，所述活性層530為兩層結構，包括一氮化銦鎵層及一氮化鎵層，其厚度為0.03微米。
所述第一電極510將所述第一半導體層520覆蓋，所述第二電極550將所述第二半導體層540覆蓋。所述第一電極510和第二電極550可以為N型電極或P型電極兩種類型中的一種。所述第二電極550的類型與第二半導體層540的類型相同。所述第一電極510與第一半導體層520的類型相同。所述第二電極550和第一電極510的厚度為0.01微米至2微米。所述第一電極510、第二電極550的材料可以為金、銀、銅、鐵、鋁、鎳及鈦中的一種或其任意組合。本實施例中，所述第一電極510為兩層結構的N型電極，其包括一厚度為15奈米的鈦層及一厚度為200奈米的金層。所述第二電極550為如圖16所示的金屬超材料層，其厚度100奈米。
本實施例的發光裝置500工作時，通過所述第一電極510和第二電極550施加電壓，所述活性層530受激產生光子。所述光子從所述第二電極550射出。由於所述第二電極550為金屬超材料層且離所述活性層530的距離小於等於100奈米，因此，通過該金屬超材料層的電磁耦子可增強所述活性層530的發射效率，提高發光裝置500亮度，而且，利用金屬超材料層的電磁耦子共振的偏振特性實現對所述活性層530發出的光的奈米級起偏，即該發光裝置500直接發出偏振光。
可以理解，所述第一電極510也可以為金屬超材料層，且所述第一電極510與所述活性層530的距離小於等於100奈米。具體地，所述第一半導體層520為厚度100奈米的N型氮化鎵。可以理解，此時，本實施例的發光裝置500可以從雙面直接發射偏振光。
請參閱圖18，本發明第六實施例提供一種發光裝置600，該發光裝置600包括一反射層580、一第一電極510、一第一半導體層520、一活性層530、一第二半導體層540以及一第二電極550。
本發明第六實施例提供的發光裝置600與本發明第五實施例提供的發光裝置500的結構基本相同，其區別在於，進一步包括一反射層580。具體地，所述反射層580設置於該第一電極510遠離活性層530的表面，且將該第一電極510覆蓋。可以理解，所述反射層580使得從所述活性層530向所述第一電極510方向傳播的光線經反射後從第二電極550一側出射，從而提高了發光裝置600的發射效率。可以理解，從第一電極510反射後從第二電極550出射的光雖然為遠場透射，但仍然可以經過第二電極550的金屬超材料層進行偏振，並以偏振光出射。
請參閱圖19，本發明第七實施例提供一種發光裝置600，該發光裝置700包括一襯底560、一第一電極510、一第一半導體層520、一活性層530、一第二半導體層540以及一第二電極550。
本發明第七實施例提供的發光裝置700與本發明第五實施例提供的發光裝置500的結構基本相同，其區別在於，所述發光裝置700為一水準結構的發光二極體。具體地，所述第一半導體層520、活性層530、第二半導體層540以及第二電極550依次層疊設置於該襯底560的一表面。所述第一半導體層520的面積大於所述活性層530、第二半導體層540以及第二電極550的面積，從而使得所述第一半導體層520的至少部分表面暴露。所述第一電極510設置於所述第一半導體層520暴露的表面。所述第二電極550為金屬超材料層且離所述活性層530的距離小於等於100奈米。
請參閱圖20，本發明第八實施例提供一種發光裝置800，該發光裝置800包括一第一電極510、一第一半導體層520、一活性層530、一第二半導體層540、一第二電極550以及一金屬超材料層570。
本發明第八實施例提供的發光裝置800與本發明第五實施例提供的發光裝置500的結構基本相同，其區別在於，進一步包括一金屬超材料層570。具體地，所述金屬超材料層570設置於所述第一半導體層520、活性層530以及第二半導體層540的共面的側面且與所述第一電極510和第二電極550絕緣設置。可以理解，所述金屬超材料層570可以設置於所述發光裝置800的全部側面或部分側面。當所述金屬超材料層570設置於所述發光裝置800的部分側面，其他側面還可以設置反射層。所述第一電極510和第二電極550可以為金屬超材料層，也可以為先前的電極結構。優選地，所述第一電極510和第二電極550均為金屬反射層，從而使得活性層530發出的光全部
從側面經金屬超材料層570出射。可以理解，由於該金屬超材料層570設置於側面，因此，該金屬超材料層570的超材料單元可以為一複數間隔設置的凸起，也可以為一由該金屬超材料層570定義的開口。本實施例中，所述金屬超材料層570為圖1所示的結構。
可以理解，由於所述金屬超材料層570設置於所述第一半導體層520、活性層530以及第二半導體層540的共面的側面，直接與活性層530接處，從而可以通過該金屬超材料層570的電磁耦子可增強所述活性層530的發射效率，提高發光裝置800亮度。而且，利用金屬超材料層570的電磁耦子共振的偏振特性實現對所述活性層530發出的光的奈米級起偏，即該發光裝置800直接發出偏振光。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
500‧‧‧發光裝置
510‧‧‧第一電極
520‧‧‧第一半導體層
530‧‧‧活性層
540‧‧‧第二半導體層
550‧‧‧第二電極
Claims (8)
- 一種發光裝置，其包括：一第一電極、一第一半導體層、一活性層、一第二半導體層以及一第二電極；所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層層疊設置，所述第一電極與該第一半導體層電連接，且所述第二電極與該第二半導體層電連接；其改進在於，所述第二電極為一設置於該第二半導體層表面的金屬超材料層，所述金屬超材料層為一連續的金屬層，且該連續的金屬層定義複數週期設置的開口從而形成複數週期設置的超材料單元，所述超材料單元具有手性對稱性且各向同性、手性對稱性且無各向同性、無手性對稱性且無各向同性中的一種；且所述金屬超材料層與所述活性層之間的距離小於等於100奈米，該金屬超材料層通過電磁耦子共振實現對活性層發出的光的奈米級起偏，使該發光裝置直接發出偏振光。
- 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述第一電極將所述第一半導體層覆蓋，所述第二電極將所述第二半導體層覆蓋，且所述第一電極也為金屬超材料層。
- 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述第一電極將所述第一半導體層覆蓋，所述第二電極將所述第二半導體層覆蓋；進一步包括一設置於該第一電極遠離所述活性層的表面的反射層，且所述反射層將所述第一電極覆蓋。
- 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述第一半導體層、活性層、第二半導體層以及第二電極依次層疊設置於一襯底的一表 面；所述第一半導體層的面積大於所述活性層、第二半導體層以及第二電極的面積，從而使得所述第一半導體層的至少部分表面暴露；所述第一電極設置於所述第一半導體層暴露的表面。
- 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述超材料單元的厚度為30奈米~100奈米，週期為300奈米~500奈米，線寬為30奈米~40奈米。
- 如請求項1所述的發光裝置，其中，所述金屬超材料層的材料為金、銀、銅、鐵、鋁、鎳或其合金。
- 一種發光裝置，其包括：一第一電極、一第一半導體層、一活性層、一第二半導體層以及一第二電極；所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層層疊設置，所述第一電極與該第一半導體層電連接，且所述第二電極與該第二半導體層電連接；其改進在於，進一步包括一設置於所述第一半導體層、活性層以及第二半導體層共面的側面的金屬超材料層，且該金屬超材料層與所述第一電極和第二電極絕緣設置，該金屬超材料層通過電磁耦子共振實現對活性層發出的光的奈米級起偏，使該發光裝置直接發出偏振光。
- 一種顯示裝置，其包括一發光裝置、一導光板以及一液晶面板，其改進在於，所述發光裝置為如請求項1至7所述的發光裝置中的一種，且所述導光板和液晶面板層疊設置於該發光裝置的金屬超材料層一側。
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