DE602004008274T2

DE602004008274T2 - Lichtstreuung in ring-/kreisscheibenresonatoren

Info

Publication number: DE602004008274T2
Application number: DE602004008274T
Authority: DE
Inventors: Vilson Rosa Sao Hose dos Campos DE ALMEIDA; Carlos Barrios; Roberto Miami PANEPUCCI; Michal Ithaca LIPSON
Original assignee: Cornell Research Foundation Inc
Current assignee: Cornell Research Foundation Inc
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: EP1636644B1; US7536070B2; US20040240782A1; WO2004107032A1; EP1636644A1; US7184632B2; ATE370440T1; US20070127861A1; DE602004008274D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtstreuung und insbesondere Lichtstreuung unter Verwendung eines optischen Resonators.
Hintergrund der Erfindung
Die Technologie der organischen lichtemittierenden Dioden (OLED) zieht eine beachtliche Aufmerksamkeit in der Anzeige- bzw. Displayindustrie auf sich. Die Technologie ermöglicht die Herstellung von dünnen, lichtemittierenden Anzeigen, die sich bewegende Bilder handhaben können. OLED-Anzeigen könnten eines Tages die Stelle von Flüssigkristallanzeigen (LCDs: Liquid Crystal Displays) in vielen der Situationen einnehmen, die Flachbildschirmanzeigen erfordern. OLEDs sind aufgrund der Leistungserfordernisse nicht gut zum Bilden von Anzeigen großer Fläche geeignet. Insbesondere der Beitrag von dem Metall oder einer anderen Verdrahtung zu der gesamten verbrauchten Leistung erhöht sich signifikant, wenn die Größe der Anzeigen (Passivmatrixanzeige) erhöht wird. Das Verdrahtungsproblem kann durch Verwenden von Aktivmatrixanzeigen umgangen werden, jedoch benötigen diese ein Polysiliziumsubstrat für die Treiberschaltung, was diese mechanisch fest bzw. steif und nicht geeignet für Anwendungen macht, bei denen eine Flexibilität und einfache Handhabung erforderlich sind. Zusätzlich werden große OLEDs für große Anzeigen benötigt, was eine grö ßere Antriebsleistung benötigt und kürzere Lebenszeiten bedingt.
Unter Berücksichtigung der Verwendung von Ringresonatoren im Stand der Technik offenbart die Druckschrift WO 01/63336 einen Ringresonator, der verwendet wird, um eine Lichtausbreitung innerhalb eines einzelnen Wellenleiters zu modulieren oder um Licht von einem Wellenleiter zu einem weiteren zu übertragen. Die Offenbarung betrifft Wege, bei denen die Ausbreitungsverluste innerhalb des Resonators gesteuert und eingestellt werden können, um die Wirkung des Resonators zu variieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Optische Ring- oder Scheibenresonatoren werden bereitgestellt mit einer aufgerauhten Oberfläche, was bewirkt, dass eine optische Leistung aus der Ebene des Resonators durch Lichtstreuung abgestrahlt wird. In einer Ausführungsform werden solche Resonatoren in der Nähe eines Wellenleiters positioniert, entweder in einer Ebene oder zwischen den Ebenen mit dem Wellenleiter.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Mehrzahl von Resonatoren gebildet, um eine optische Leistung in verschiedenen Frequenzbereichen abzustrahlen. Der Frequenzbereich wird unter Verwendung einer geeigneten Wahl von Resonatorgrößen bzw. -dimensionen, Oberflächenrauhigkeitsgrößen und Spalt zwischen dem Wellenleiter und Resonator erhalten. Rot-, Grün- und Blauresonatoren können kombiniert werden, um ein Anzeigebildpunktelement zu bilden.
In einer Ausführungsform werden die Resonatoren in einer Polymerphotonanzeige verwendet. Nicht bei jeder Grundfarbe wird durch lichtabstrahlende bzw. lichtemittierende Dioden erzeugt, wie bspw. organische lichtemittierende Dioden (OLEDs). Das Licht wird in Wellenleiter gekoppelt, die ein Feld von brechenden Elementen kreuzen, wie bspw. die Resonatoren, die mit einem optischen Modulator kombiniert sind, wie bspw. einem elektrooptischen (EO) Polymermodulator. Der Modulator ermöglicht, dass Licht von den Wellenleitern die Beugungs- bzw. Brechungselemente erreicht. Steuerleitungen laufen über die Wellenleiter und stellen Steuersignale für die Modulatoren bereit, was ermöglicht, dass eine Reihe von Brechungselementen zu einem Zeitpunkt Licht von den Wellenleitern empfängt. Die Reihen werden abgetastet und synchronisiert mit Licht, das durch die OLEDs erzeugt wird, um einen Anzeigebildschirm zu bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ringresonators, der kritisch mit einem Wellenleiter gekoppelt ist.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ringresonators neben einem Wellenleiter in derselben Ebene wie der Ringresonator.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Scheibenresonators neben einem Wellenleiter in derselben Ebene wie der Ringresonator.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ringresonators neben einem Wellenleiter in einer verschiedenen Ebene als der Ringresonator.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Scheibenresonators neben einem Wellenleiter in einer verschiedenen Ebene als der Scheibenresonator.
6A, 6B, 6C, 6D zeigen Diagramme, die Wellungen bzw. Rillen von Oberflächen von vier verschiedenen Resonatoren darstellen.
7 zeigt ein Diagramm von drei Resonatoren, die jeweils eine verschiedene Farbe an Licht emittieren und jeweils mit einem Wellenleiter gekoppelt sind.
8 zeigt ein Blockdiagramm einer Anzeigeeinrichtung, die Resonatoren verwendet.
9 zeigt ein Blockdiagramm einer LED, die mit einem Wellenleiter in der Anzeige aus 8 gekoppelt ist.
10 zeigt ein Blockdiagramm eines Bildpunktelements der Anzeigeeinrichtung aus 8.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügte Zeichnung, die einen Teil hiervon bildet, und in der mittels Darstellung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung realisiert wird. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung auszuführen, und es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass strukturelle, logische und elektrische Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die folgende Beschreibung ist daher nicht im Sinne der Beschränkung vorgenommen und der Bereich der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
In 1 ist allgemein mit Bezugsziffer 100 bezeichnet ein einfach bzw. einzeln gekoppelter Ringresonator 115 gezeigt. Der Ringresonator 115 hat einen Radius r bei Bezugsziffer 120 und eine Höhe h, die mit einer Bezugsziffer 125 gekennzeichnet ist. Der Ringresonator 115 ist mit einem Wellenleiter 130 mit einer Breite 135 gekoppelt. Der Ringresonator 115 und der Wellenleiter 130 sind über einen Spalt g gekoppelt, der mit Bezugsziffer 140 bezeichnet ist. Ein Kopplungskoeffizient k ist mit Bezugsziffer 145 bezeichnet und repräsentiert den Bruchteil bzw. die Fraktion des elektrischen Felds, das zwischen dem Wellenleiter 130 und dem Ringresonator 115 gekoppelt ist.
Wenn im wesentlichen die gesamte optische Leistung von dem Wellenleiter durch den Ringresonator extrahiert wird, tritt ein Zustand auf, der als kritisches Koppeln bezeichnet wird. Die optische Leistung von dem Wellenleiter wird dann in die Form von Energie gewandelt entsprechend dem Mechanismus, der für die optischen Verluste innerhalb des Ringresonators 115 verantwortlich ist. Der Ringresonator wird gebildet, um zu bewirken, dass die optische Leistung im wesentlichen in eine Richtung nach oben über Lichtstreuung durch Bereitstellen einer zufälligen oder einheitlichen Wellung auf einer oberen Oberfläche 150 des Ringresonators 115 abgestrahlt wird. Die Streuungseffizienz hängt jedoch auf eine komplizierte Weise von den endgültigen Wellungsgrößen bzw. -eigenschaften, den Biegen und Absorptionsverlusten sowie von den geometrischen Größen des Wellenleiterring-/-scheibenaufbaus ab.
In einer Ausführungsform sind der einfach gekoppelte Ringresonator und der Wellenleiter auf einem Silizium-Auf-Isolator (SOI: Silicion-On-Insulator)-Substrat gebildet, wobei der Wellenleiter 130 und der Ringresonator 115 auf einer Siliziumdeckschicht (n_Si = 3,48 bei λ₀ = 1,55 μm) bemustert sind. Eine Elektronenstrahllithographie und ein Plasmaätzen können bei dem Herstellungsprozess verwendet werden. Ein SiO₂-Plattieren wird über alle Strukturen mit einer gleichen Dicke von näherungsweise 3 μm als eine verborgene Oxid (BOX: buried-Oxide)-Schicht abgelegt. Die Herstellungsparameter sind w = 450 nm, h = 250 nm, r = 10 μm. Der Spalt 140 kann einen sich ändernden Bereich von g (150, 200, 300 und 400 nm) haben. Es sollte bemerkt werden, dass die Strukturen unter Verwendung vieler verschiedener Prozesse gebildet werden können und die Größen und die Zusammensetzung der Strukturen signifikant verändert werden können. Nanokegelmoduskonverter sind optional an beiden longitudinalen Kanten des Wellenleiters vorgesehen, um eine optische Kopplungseffizienz zu erhöhen.
Eine Rauhigkeit kann durch Prägen, Innenbestrahlung oder Ätzen erreicht werden. Die Wellung, die ebenfalls als einheitliche bzw. kohärente Rauhigkeitsprofile bezeichnet wird, kann erreicht werden durch: Elektronenstrahllithographie oder Fotolithographie gefolgt von Ätzen, oder Prägen.
In einer Ausführungsform sind die jeweiligen Querschnitte des Ringresonators 115 und des Wellenleiters 130 näherungsweise dieselben. Resonanzen in dem Ringresonator treten auf, wenn die folgende Bedingung erfüllt ist
wobei n_eff der komplexe effektive Index der verlustreichen Eigenwelle ist, die in dem Ringresonator geführt ist, λ₀ die Freiraumwellenlänge ist, L = 2·π·r der Ringresonatorumfang ist und Re[] den Realteil einer komplexen Größe bezeichnet.
Bei Vernachlässigen reflektierten Lichts, das in den Wellenleiter rückgekoppelt wird, ist die optische Leistungstransmission (T) bei Resonanzen gegeben durch
wobei α der Koeffizient des gesamten Feldverlusts in dem Wellenleiter ist, alternativ ausgedrückt als
wobei Im[] den Imaginärteil einer komplexen Größe bezeichnet. In (2) wurden die Abhängigkeiten von T, α und K auf der Freiraumwellenlänge durch Vereinfachung der Notation weggelassen, sind aber von äußerster Wichtigkeit für eine genaue Beschreibung des Verhaltens der Einrichtung. Der Koeffizient α für den Gesamtfeldverlust entspricht dem zusätzlichen Beitrag aller Verlustmechanismen, wie bspw. ein Materialverlust (α_m), ein Biegeverlust (α_b) und ein Streuverlust aufgrund der Oberflächenwellungen (α_sc). Es ist Wert zu beachten, dass α_sc von geometrischen Parametern des Ring-/Scheibenresonators abhängt, wie bspw. dem Biegeradius r. Der Koeffizient α des Gesamtfeldverlusts betrifft den am weitesten angenommenen gesamten optischen Leistungsverlustkoeffizient (α_P) durch das einfache Verhältnis von αp = 2·α, (4)wobei α_P üblicherweise ausgedrückt wird in Einheiten von dB/cm.
Die Bedingung für ein kritisches Koppeln (T = 0) wird erreicht, wenn das folgende Verhältnis erfüllt ist
Der Güte- bzw. Qualitätsfaktor (Q) eines einfach gekoppelten Ringresonators ist näherungsweise gegeben durch
wobei Δλ_FWHM die Halbwertsbreiten (FWHM: Full-Width-at-Half-Maximum) Resonanzbandbreite ist und n_g der Gruppenindex von Licht ist, das in dem Ringresonator geführt wird. Die Abhängigkeiten von Q, α, K und n_g auf der Freiraumwellenlänge wurden wiederum durch Vereinfachung der Notation weggelassen. Der Gruppenindex wird definiert als
Unter einer kritischen Kopplungsbedingung vereinfacht sich Gleichung (6) zu
Der freie Wellenlängen- bzw. Spektralbereich (FSR: Free Spectral Range) ist als die Wellenlängendifferenz zwischen zwei benachbarten Resonanzen definiert. Es ist einfach, eine annähende Abschätzung für den Realteil des Gruppenindex bei der Resonanzwellenlänge von Interesse zu erhalten, in dem der durchschnittliche FSR verwendet wird. Diese Annäherung ist gegebnen durch
wobei FSR_L und FSR_R der FSR bei kürzeren und längeren jeweils benachbarten Resonanzwellenlängen ist bzgl. der Resonanz von Interesse.
Ein erneutes Schreiben von Gleichung (8) bezogen auf α und ein Ersetzen des analytischen Ausdrucks in (9) führt zu
Wenn der Ausdruck α·L klein ist, so dass die Näherung eα·L ≌ 1 + α·L (11)gültig ist, dann reduziert sich (10) zu
und (4) wird
in Einheiten von dB/cm mit der Erinnerung, dass die Wellenlängen in Metern angegeben sind. Die Konstante e in (13) ist die Basis des natürlichen Logarithmus.
2, 3, 4 und 5 zeigen ebenfalls, dass ein Koppeln zwischen dem Wellenleiter und dem Resonator entweder in einer Ebene (2 und 3) (Wellenleiter und Resonator Seite an Seite in derselben Ebene) oder zwischen Ebenen (4 und 5) (Resonator in einer verschiedenen Ebene als diejenige des Wellenleiters) sein kann. In 2 ist ein Ringresonator 210 mit einer gewellten bzw. gerillten Oberfläche 215 in derselben Ebene wie ein Wellenleiter 220. Licht wird mit Bezugsziffer 225 als in eine Richtung nach oben gestreut bezeichnet. In 3 hat ein Scheibenresonator 310 ähnliche Größen wie ein ähnlich dimensionierter Ringresonator. Der Scheibenresonator 310 hat eine gewellte Oberfläche 315 und ist mit einem Wellenleiter 220 gekoppelt, der in derselben Ebene wie der Scheibenresonator 310 ist. In 4 ist mit Bezugsziffer 410 ein Wellenleiter in einer Ebene neben dem Ringresonator 210 bezeichnet. In 5 ist der Wellenleiter 410 in einer Ebene neben dem Scheibenresonator 310. Bei Ausführungsformen in Zwischenebenen können die Ebenen direkt benachbart oder benachbart durch einen erwünschten Betrag getrennt sein, solange ein ausreichendes Koppeln erreicht wird.
6 zeigt eine Grafik, die vier verschiedene Wellungen einer Oberfläche eines Resonators darstellt. Andere Wellen bzw. Wellungen können ebenfalls erzeugt werden. Eine Wellung ist mit 610 gezeigt, eine symmetrische Dreieckformeigenschaft. Die mit 615 bezeichnete Wellung hat Eigenschaften mehr einer asymmetrischen Sägezahnformwellung. Mit 620 ist die Wellung rechteckig in Form, während mit 625 die Wellung etwas zufällig in sowohl Höhe als auch Breite ist. Die Eigenschaften werden im allgemeinen durch numerische Simulationen erhalten und hängen von der Anwendung ab. Für Anzeigebildpunkte kann die zufällige Wellung 625 geeigneter sein, aufgrund der nicht bevorzugten Richtung, aber die Am plitude und die räumlichen Spektralgrößen der Rauhigkeit sind für die Gesamtleistungsfähigkeit des Rings beim Lichtstreuen relevant. Das Sägezahnprofil scheint geeigneter für ein Streuen in Richtung aus der Ebene zu sein, ist aber schwierig herzustellen. Es kann teilweise durch die dreieckige oder quadratische Rauhigkeit mit geeigneten Größen ersetzt werden. Die zufällige Rauhigkeit kann durch Prägen, Innenbestrahlung oder Ätzen erhalten werden. Die anderen (einheitlichen) Profile können erhalten werden durch: Elektronenstrahllithographie oder Fotolithographie gefolgt von einem Ätzen, oder Prägen.
Ein Farbbildpunktelement ist allgemein mit Bezugsziffer 700 bezeichnet in 7 dargestellt. Die zufällige Welligkeit (Rauhigkeit) ist beabsichtigt stark auf der oberen Oberfläche von Mehrfachresonatoren 710, 720 und 730 durchgeführt. Eine solche Welligkeit stellt ein Streuen bereit, das effizient über einen großen Winkel von Richtungen abgestrahlt wird. Die gezeigte Anordnung ist kompakt mit zwei Resonatoren auf einer Seite des Wellenleiters 740 und einem weiteren auf der gegenüberliegenden Seite in gewisser Weise zwischen den beiden anderen Resonatoren. Andere Anordnungen können ebenfalls verwendet werden, wie bspw., dass alle Resonatoren auf derselben Seite des Wellenleiters angeordnet sind.
Ein Bereich des sichtbaren Spektrums, das für jeden Resonator abgestrahlt wird, wird durch geeignete Wahl der Resonatorgrößen, Rauhigkeitsgrößen und des Spalts zwischen dem Wellenleiter 740 und dem Resonator gesteuert bzw. kontrolliert. Unter kritischen Kopplungsbedingungen strahlt der Resonator 710 rotes Licht 715 ab, strahlt der Resonator 720 grünes Licht 725 ab und strahlt der Resonator 730 blaues Licht 735 ab.
Anhand der vorstehenden Gleichungen ist es möglich, ein effizientes Streuen lediglich für einen bestimmten Bereich von Wellenlängen (oder Frequenzen) zu erreichen, die verschiedenen Farben in dem sichtbaren Bereich entsprechen. Der Parameter, der eingestellt werden muss, ist die Rauhigkeit (grundsätzlich deren Amplitude). Daher werden die Mikroherstellungsprozesse in einer Ausführungsform kalibriert (durch Einordnen von Herstellungsparametern um eine anfängliche Vermutung), um ein effizientes Streuen für jede Farbe zu erreichen. Ein Kalibrieren der Mikroherstellungsprozesse ist der gewöhnliche Ansatz, um viele Mikroeinrichtungsgrößen in der Praxis fein einzustellen. Wenn diese einmal bekannt sind, ist die Wiederholbarkeit des Prozesses üblicherweise sehr genau.
Ein Koppeln außerhalb der Ebene wird erreicht, indem Strukturen 800 und 900 in 8 und 9 verwendet werden. In 8 ist ein Wellenleiter 810 mit einem Scheibenresonator 820 gekoppelt, der Licht 825 zu einem zweiten Empfänger-Scheibenresonator 830 streut. Der Resonator 830 ist mit einem Wellenleiter 840 gekoppelt und überträgt eine optische Leistung, die von dem Wellenleiter 840 empfangen wird, was wirksam ein planares Wellenleiterkoppeln zwischen Schichten bereitstellt. Viele Schichten von ebenen bzw. planaren optischen integrierten Schaltkreisen können auf demselben Chip gestapelt werden.
In 9 ist eine optische Faser 910 angeordnet, um Licht 825 zu empfangen, das von dem Scheibenresonator 820 gestreut wird. Somit ist der Wellenleiter 810 wirksam mit einer optischen Faser gekoppelt, was ein Dicht-Koppeln zwischen planaren optischen integrierten Schaltkreisen und externen Wellenleitern und Schaltkreisen bereitstellt. Zusätzlich kann das Koppeln außerhalb der Ebene verwendet werden, um eine optische Abstrahlung zu spezifischen Ein richtungen in einem optischen Chip zu richten, wie bspw. Fotodetektoren, die entweder oberhalb oder unterhalb der Ebene des Ring-/Scheibenresonators angeordnet sind. Eine geeignete zufällige oder kohärente bzw. einheitliche Wellung auf der oberen und/oder der unteren Oberfläche ist vorgesehen, um ein erwünschtes gerichtet gesteuertes Lichtstreuen zu erzielen.
10 zeigt eine schematische Ansicht der vorgestellten Polymerphotonanzeige (PPD: Polymeric Photonic Display) 1000, die ein Feld von Trios von einfach gekoppelten Ring- oder Scheibenresonatoren verwendet, die ein Lichtstreuen bei verschiedenen Farben bereitstellen, wie bspw. Grundfarben rot, grün und blau. Jedes Trio stellt wirksam Licht verschiedener Farbe für einen Bildpunkt 1010 bereit. N × N Bildpunkte 1010 umfassen die Anzeige 1010. Die Anzeige hat N Spalten 1012 und N Reihen 1014. Licht bei jeder Grundfarbe wird durch OLEDs 1020 auf einer Seite der Anzeige erzeugt.
Die OLEDs sind in Polymerwellenleiter 1030 gekoppelt, die die Anzeige in einer Richtung kreuzen. Jede OLED umfasst 3 OLEDs 1035 (rot), 1036 (grün) und 1037 (blau), wie in 11 gezeigt ist, jedes Koppeln in einen Wellenleiter 1030 über Koppler 1040, um verschiedene Farblichter bereitzustellen.
Jeder Bildpunkt 1010 ist durch ein Brechungselement 1210 gebildet, wie in 12 gezeigt ist, und einen elektrooptischen (EO) Polymermodulator 1215. Das Brechungselement 1210 streut (verbreitet) Licht in allen Richtungen und dient als eine Lichtquelle. Der EO-Modulator 1215 ermöglicht selektiv Licht von dem Wellenleiter, das Brechungselement zu erreichen. Die EO-Modulatoren können ebenfalls auf Basis einer Reihe oder Spalte zugeordnet werden, wie in verschiedenen Ausführungsformen erwünscht ist, oder selbst mit Abschnitten von Reihen oder Spalten. Eine Mehrzahl von Übertragungsleitungen 1050 ist mit den EO-Modulatoren 1215 gekoppelt. Jede Übertragungsleitung wird verwendet, um alle EO-Modulatoren 1215 entlang einer Reihe 1014 von Bildpunktelementen in einer Ausführungsform zu steuern bzw. zu kontrollieren.
Eine Videoausgabe wird auf der Platte durch Abtasten durch alle Reihen aufeinanderfolgend in einem Zeitrahmen angezeigt (typischerweise 1/60 Sekunden), d. h. durch Einschalten jeder Reihe, nachdem die vorhergehende ausgeschaltet wurde. Eine Reihe von Spannungsimpulsen sind bei 1060 gezeigt, um ein Steuersignal für jeden EO-Modulator bereitzustellen, was wirksam Bildpunktelemente auf Basis einer Reihe ein- und ausschaltet. Die OLEDs werden mit dem Abtasten synchronisiert, um geeignete Farben entlang den Wellenleitern für die Bildpunkte in jeder Reihe während des Abtastens bereitzustellen.
Der Leistungsverlust in einer solchen Anzeige ist hauptsächlich durch die Leistung bedingt, die durch die OLEDs verbraucht wird, wenn die Anzeigengröße sich erhöht. Verluste in Polymerwellenleitern sind wahrscheinlich sehr gering (<0,01 dB/cm).
Ein oder mehrere Vorteile können in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erzielt werden. Solche Vorteile hängen von vielen verschiedenen Parametern ab und können nicht in jeder Ausführungsform vorliegen. Ein geringerer Leistungsverlust kann im Vergleich zu einer Passivmatrix OLED-Anzeige erzielt werden. Die Anzeigen sind ebenfalls mechanisch flexibel im Vergleich zu einer Aktrivmatrixanzeige, die ein Polysiliziumsubstrat verwendet. Die Zuverlässigkeit kann aufgrund der Verwendung einer geringen An zahl von OLEDs erhöht werden. Durch die gleiche Maßnahme kann die Wartung einer solchen Anzeige einfacher sein, da es einfacher ist, OLEDs in einer Seite außerhalb der Anzeige als innerhalb der 2D-Matrix zu ersetzen. Keine großen Felder von OLEDs sind notwendig, wenn sich die Anzeigengröße erhöht. Obgleich sich die Anzahl an Modulatoren erhöhen kann, ist es einfacher, diese als OLEDs herzustellen. Die Verwendung von kleineren und weniger OLEDs verringert die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls der Anzeige.
In einer alternativen Ausführungsform können verschiedene Lichtquellen als OLEDs verwendet werden, um die erwünschten Farben zu erzielen. Verschiedene Farblicht emittierende Dioden können verwendet werden sowie verschiedene Filter, die eine Lichtquelle koppeln. Verschiedene Typen von Modulatoren können ebenfalls verwendet werden, wie dies erwünscht ist, und die Wellenleiter können aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, wie es die Übertragungsleitungen sein können. Optische Modulatoren können anstelle der EO-Modulatoren verwendet werden.

Claims

Einrichtung mit: einem Ring- oder Scheibenresonator (115), dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator eine aufgerauhte Oberfläche (150) hat, die derart ausgelegt ist, dass eine optische Leistung aus der Ebene des Resonators durch Lichtstreuung ab- bzw. ausgestrahlt wird, wenn der Resonator optisch mit einer Lichtquelle gekoppelt ist.
Anzeigeeinrichtung (100) mit: einem Wellenleiter (130) und einem Ringresonator (115) nach Anspruch 1, der im wesentlichen kritisch mit dem Wellenleiter gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Farbe des abgestrahlten Lichts eine Funktion der Rauhigkeit der aufgerauhten Oberfläche (150) ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Farbe des abgestrahlten Lichts eine Funktion von Resonatordimensionen ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die Farbe des abgestrahlten Lichts eine Funktion eines Spalts zwischen dem Wellenleiter (130) und dem Resonator (115) ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Rauhigkeit der Oberfläche (50) zufällig ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Rauhigkeit der Oberfläche (150) einheitlich ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der das kritische Koppeln auf gleicher Ebene ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der das kritische Koppeln zwischen Ebenen ist.
Anzeigevorrichtung mit: einer Mehrzahl von Anzeigeeinrichtungen nach einem der Ansprüche 2 bis 9.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, bei der ein geeigneter Satz von Resonatoren (710, 720, 730) positioniert ist, um rote, grüne und blaue Resonatorbildpunkte zu bilden.
Einrichtung mit: einer Mehrzahl von Ringresonatoren (710, 720, 730) nach Anspruch 1 zum im wesentlichen kritischen Koppeln mit einem Wellenleiter (740), wobei jeder der Ringresonatoren gebildet ist, um verschiedenfarbiges Licht abzustrahlen.
Einrichtung nach Anspruch 12 mit drei Ringresonatoren.
Einrichtung nach Anspruch 13, bei der die drei Ringresonatoren gebildet sind, um rot, grün und blau farbiges Licht abzustrahlen.
Einrichtung nach Anspruch 14, die weiterhin einen Lichtmodulator (1215) zum Koppeln der Ringresonatoren (710, 720, 730) und eines Wellenleiters (740) aufweist.
Anzeigebildschirm mit: einem Feld bzw. einer Anordnung von Einrichtungen nach Anspruch 12, einer Mehrzahl von Wellenleitern (1030), die jeweils optisch mit einer Spalte (1012) von solchen Einrichtungen in dem Feld gekoppelt sind, wobei jede Einrichtung einen Modulator (1215) aufweist, der zwischen der Einrichtung und dem entsprechenden Wellenleiter positioniert ist, und Steuermitteln zum Steuern bzw. Kontrollieren der Modulatoren, um ein optisches Koppeln der Einrichtungen mit den Wellenleitern zu kontrollieren.
Anzeigebildschirm nach Anspruch 16, bei dem das Kontrollmittel aufweist: eine Mehrzahl von Kontrollinien (1050), wobei jede Kontrollinie mit einer Reihe von Modulatoren (1215) gekoppelt ist, um die Modulatoren zu kontrollieren, um das optische Koppeln der Einrichtungen mit den Wellenleitern zu kontrollieren.
Anzeigebildschirm nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Rauhigkeit der Oberfläche (150) zufällig ist.
Anzeigebildschirm nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Rauhigkeit der Oberfläche (150) einheitlich ist.
Anzeigebildschirm nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem das kritische Koppeln auf gleicher Ebene ist.
Anzeigebildschirm nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem das kritische Koppeln zwischen Ebenen ist.
Anzeigebildschirm nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei dem ein geeigneter Satz von Resonatoren positioniert ist, um rote, grüne und blaue Resonatorbildpunkte zu bilden.