专利名称：场致发光显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及场致发光显示器及其制作方法。
背景技术：
场致发光(EL)显示器在本领域中是已知的，并且通常包括其 上已经沉积透明电极(比如氧化铟锡-ITO)的衬底(比如PET)。 在透明电极上沉积荧光体层，比如掺杂有铜(Cu)和氯(Cl)的硫 化锌(ZnS)粉末。在焚光体层上沉积包括例如钛酸钡的钛酸盐化合 物电介质材料。在电介质层上提供对将要照亮的区域进行限定的通 常包括银或者石墨作为丝网印制墨的更多电极。如果跨电极提供AC 电压，则荧光体发射透过透明电极和衬底的光。
通常希望在荧光体上方在电极之间聚集电场。这就是为什么使 用高电介质常数的电介质如钛酸钡的原因；与如果使用较低电介质 常数的电介质相比在电介质上方损失较少电场。
特别是针对在家用白色商品如洗衣机上的使用而言，希望在没 有照亮时实现对EL显示器的甚至白色表面。荧光体通常设置成与显 示器的发光区域相对应的图案。然而，荧光体在颜色上略微发黄， 而钛酸钡是光亮白色的。当被印制和固化时，光亮白色和黄色形成 对比，这造成难以接受的非均匀显示器。
针对这一点的一种解决方案将是提供遍布整个显示器的均匀荧 光体层。这造成显示器的整体泛黄着色并且极为浪费通常非常昂贵 的荧光体。
可选地，能够在透明电极远端的衬底上方提供白色滤波器。然 而，这造成发射光的扩散，因此减少照亮区域的锐度。由于这造成 显示器清晰度的损失而无法合乎需要
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种场致发光显示器，包括衬 底；与衬底相邻的基本上透明的电极；与基本上透明的电极相邻的 场致发光材料层；与场致发光材料层相邻的电介质材料层；以及与 电介质层相邻的又一电极，其中还在基本上透明的电极与场致发光 材料层之间提供有中间层。申请人已经认识到可以在基本上透明的电极之间插入额外层以 使由此形成的显示器正确地工作。这具有如下文将变得明显的数项 有利用途。先前已经认为这样做是不利的，因为电场将有损失并且 减弱跨经荧光体的场强。中间层可以包括扩散体。扩散体可以用于扩散经过它的光。这 具有如下优点它能够减小当没有照亮显示器时在焚光体与电介质 层之间的对比度。另外，它能够避免当在电极远端的衬底一侧上提 供扩散体时有关被照亮段模糊的问题；使扩散体尽可能接近光源是 有利的，否则它的扩散效应可能过度。以染有白色或者任何其它适当的颜色。中间层可以包括保护层。申请人已经认识到，在现有技术的显 示器中，在电介质层中的钛酸钡能够在固化工艺中以某一方式与氧 化铟锡(ITO)透明电极反应，从而使ITO略微变黄。为了保护ITO， 可以布置保护层来保证在显示器的制造过程中电介质材料和基本上 透明的电极的分离。保护层造成在已经沉积荧光体的区域与尚未沉积荧光体的区域 之间的对比度有明显的减小。另外，它能够造成显示器的整体白度 有完全未预料到的改进，因为透明电极在制造工艺过程中褪色较少。优选地，场致发光材料包括荧光体，如硫化锌，通常封装于玻 璃或者氩氧化铝中。优选地，基本上透明的电极包括氧化铟锡(ITO )。 优选地，电介质层包括通常在诸如树脂(如含氟聚合物树脂)之类
的粘合剂基体(binder matrix)中的钛酸钡。
中间层可以包括电介质材料。它可以是树脂如含氟聚合物树脂。 也已经认识到显示器的性能可以通过在中间层中包含低浓度的 钛酸钡来增强显示器的性能。这增加了中间层的电介质常数并且保 证在中间层上方出现尽可能小的电场衰减。它也具有能够将中间层 通常染白的有利效果。钛酸钡在中间层中的浓度可以是10%或者更 少或者5%或者更少，并且优选为约3%或者更少。已经发现上至并 且包括50%的浓度提供了良好结果，但是申请人已经认识到低浓度 提供有效结果。
中间层只需薄到足以防止ITO电极的褪色到预期水平或者提供 充分扩散或者这二者的组合。作为示例，已经发现厚度从1.5pm到 10nm的中间层提供了令人满意的结果。
中间层可以着色。这意味着该层在某一方式下渲染成非白色并 且不是完全透明的。中间层可以包括优选为着色的染色剂。该层可 以着色成任何颜色如蓝色、绿色、红色或者黑色。通过向中间层提 供着色，在除白色以外的其它颜色的显示器中，可以利用本发明的 有利效果。当然，显示器可以是白色的而中间层可以着色成白色或 者基本上不着色。在一些实施例中，中间层可以是完全或者基本上 完全透明的。
尽管中间层可以具有均匀颜色或者阴影，但在 一 种优选的可选 实施例中，中间层可以被图案化以便具有非均匀的外表。已经表明 这减小了显示器在未被照亮时的明显对比度并且由于较少的场致发 光材料变模糊而可以允许实现较高的照亮级别。
优选地，图案包括可以是点的多个斑点。斑点优选地以非均匀 方式来布置，该非均匀方式优选为随机或者伪随机方式。在可选实 施例中，可以才艮据已知功能来改变标记。斑点可以具有非均匀的尺 寸；斑点的尺寸可以通过随才几或者至少伪随才几方式来变化。虽然用 于斑点的圆形形状可能是优选的(以便提供点)，但是其它形状如 方形、矩形、随机等形状也是可能的。
图案的密度-也就是阴影化或者染色的图案所覆盖的区域的比率 -可以在图案上为非均匀的。在场致发光材料被成形用以限定可选择 性地照亮的显示区域(比如将由用户按压的图标)的情况下，图案 密度可以在显示区域上方比在别处更低。优选地，在显示区域与别处之间的图案密度变化是渐进的；它不是阶跃式变化。根据本发明的第二方面，提供一种制作场致发光显示器的方法， 包括提供具有基本上透明的电极的衬底； 以中间层覆盖基本上透明的电极；以及形成在中间层上方的场致发光材料层、在场致发光层上方的电 介质层和在场致发光材料层上方的电极；以及 固化由此形成的结构以形成显示器。中间层优选地用以减少在该结构的固化过程中电介质层与透明 电极的相互作用。这在透明电极是氧化铟锡电极、尤其是电介质层 包括钛酸钡的优选情况下是特别重要的。尽管在优选实施例中，形成中间层的步骤包括在基本上透明的 电极上方形成电介质材料层如树脂层的步骤，但中间层可以是在固 化工艺过程中耗散或者以别的方式消失的层。形成在中间层上方的场致发光材料层、在场致发光层上方的电 介质层或者在场致发光材料层上方的电极的任意一个的步骤可以包 括印制这些层，其中通常使用丝网工艺。固化显示器的步骤通常发生在形成这些层中的各层或者任一层 之后。固化步骤因此可以包括许多离散子步骤，各子步骤固化最近 形成的层。显示器可以是根据本发明第一方面的显示器，而通过该方法来 生产的设备的整体可以具有第 一方面的可选特征中的任何特征。该方法因此也可以包括在中间层上印制非均匀图案的步骤。优 选地，图案包括可以是点的多个斑点。斑点优选地以非均匀方式来 布置，该非均匀方式优选为随机或者伪随机方式，或者可选地，可
以根据预定功能来布置斑点。斑点可以具有非均匀的尺寸；斑点的 尺寸可以通过随机或者至少伪随机方式或者根据预定功能来变化。根据本发明的第三方面，提供一种场致发光显示器，包括可 选择性地照亮的单元，由不可照亮的区域所围绕；以及屏幕，具有 部分地遮蔽可照亮的单元的遮蔽区域和非遮蔽区域的图案，其中遮 蔽区域与非遮蔽区域之比在可照亮单元的范围中比在不可照亮的区 域的附近更小。有利地，已经发现减小了可照亮的单元在未被照亮时相对于周 围不可照亮的背景而言的明显对比度。这在可照亮的单元包括场致 发光荧光体时是尤其有用的。优选地，遮蔽区域与非遮蔽区域之比 在可照亮的区域与不可照亮的区域之间的变化是渐进的，因为它不 是阶跃式变化。优选地，图案包括可以是点的多个斑点。斑点优选地以非均匀 方式来布置，该非均匀方式优选为随机或者伪随机方式，或者根据 预定功能来布置。斑点可以具有非均匀的尺寸；斑点的尺寸可以通 过随机或者至少伪随机方式或者根据预定功能来变化。根据本发明的第四方面，提供一种具有根据本发明第 一 方面或 者第三方面的显示器的电子设备。
现在在下文中仅通过示例的方式参照附图描述本发明的实施 例，在附图中图1示出了现有技术的场致发光显示器； 图2示出了根据本发明的场致发光显示器的部分的层结构； 图3示出了描绘图1的显示器的制造方法的流程图；以及 图4示出了能够如何在中间层中使用图案的两个示例。
具体实施方式
图1示出了典型的现有技术EL显示器。发光体的基本单元是保 持于两个电极2、 5之间的场致发光粒子，如荧光体。电极之一是氧 化铟锡(ITO)的透明电极2。在其上方布置场致发光材料层3,该 层包括封装于氢氧化铝珠中并且保持在电介质基体中的场致发光粒 子。在荧光体3上方提供又一电介质层4以避免短路问题。在电介 质层4上方提供包括载银印制墨的又一电极5。整个显示器布置于通 常由PET塑料制成的衬底1上。电介质4包括含氟聚合物树脂基体 中的钛酸钡。当在两个电极2、 5之间存在电场时，EL显示器发射 透过透明电极2和衬底1的光。然而如上文所讨论的，已经发现这一结构在固化过程中发黄。 因而，通过在ITO电极2与荧光体3之间引入保护中间层6来修正 附图的图2中所示的EL显示器。此层包括在氟聚合物树脂中混合 10%浓度的钛酸钡。中间层6也充当扩散体，该扩散体消除了在荧光体区域与那些 无荧光体的区域在显示器未被照亮时之间的任何对比。钛酸钡将这 一中间层染白以有助于提高当未照亮时的对比度。另外，中间层6 充当将富含钛酸钡的电介质层4与ITO电极2相分离的保护层。这 减少了电极2在固化过程中黄化的数量。在一种可选实施例中，通常能够通过包含染色剂来使保护层着 色。这允许保护层的如下有利效果，即将在关闭状态下显示器的对 比度减小到用于非白色显示器的对比度。这样的染色剂的示例是X。使用依次的丝网印制层来构造显示器。丝网印制是建立已久的 技术，其中通过厚度受控和开口区域的精细网孔向表面涂敷材料。 使用涂刷器通过网孔的开口区域来施加材料、然后固化该材料；对 印制和固化工艺的仔细控制赋予了非常有可再现性的结果。不同墨的固化普遍通过加热或者UV固化来完成。对于热固化 墨，使用加热的隧道来将挥发物从墨中驱逐出去并且使它固化。UV 系统利用高强度的发光体来使膏体交联并且产生固化。为了形成附图的图2的显示器，执行附图的图3的方法。在步 骤100提供以氧化铟锡来溅射(以形成透明电极2)的PET衬底1。
在步骤102，将保护层6印制(102)(使用丝网工艺)到衬底1上。 然后通过丝网印制来构造其余层-场致发光层104、电介质层106和 银电极108。在各印制步骤之后固化(110)该结构以形成显示器。。 保护层6只需薄到足以防止ITO的电极褪色到预期水平。在上 述情况下，已经发现厚度在1.5pm与10^m之间的保护层6提供了令 人满意的结果。图4示出了用于中间层的两种可能的可选布置。在上述实施例 中，由于存在钛酸钡，使中间层基本上均匀地染成白色。然而，申 请人已经发现能够通过在中间层上方形成点图案来减小当没有照亮 荧光体时在荧光体与周围区域之间的明显对比度。在布置A中，在可照亮的图标201a的上方和在围绕区域202a 中均以均匀的图案来设置点200a。然而，通过使用布置B可以产生甚至更有利的效果。其中，点 200b的图案为非均匀的。 一般而言，如图中示意性地所示，点200b 随机地分布。点200b的密度也在可照亮的图标201b上方的区域与 围绕区域202b之间变化；点200b在图标201b上方的密度比在周围 区域202b中更低。另外，密度的变化在图标201b的边界上方是渐 进的。这已经实现数项有利效果。边界的以及与图标的重叠处的模糊 化有助于打破图标中使其可见性降低的直线。另外，尤其是与简单 的实心印制白色层相比，减小点在图标上方的密度将增加光输出。 多个层的使用将允许使用不同颜色，这允许通常为橙色的荧光体更 有效的掩饰。就便利而言，使用如上所述的丝网印制工艺在中间层上印制图案。
权利要求
1.一种场致发光显示器，包括衬底；与所述衬底相邻的基本上透明的电极；与所述基本上透明的电极相邻的场致发光材料层；与所述场致发光材料层相邻的电介质材料层；以及与所述电介质层相邻的又一电极，其中还在所述基本上透明的电极与所述场致发光材料层之间提供有中间层。
2. 根据权利要求1所述的场致发光显示器，其中所述中间层包 括扩散体，用以扩散经过它的光。
3. 根据权利要求1或者2所述的场致发光显示器，其中所述扩 散体除了它的扩散效应之外是基本上光学透明的。
4. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述中 间层包括保护层。
5. 根据权利要求4所述的场致发光显示器，其中所述保护层被本上透明的电极的分离。
6. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述基 本上透明的电极包括氧化铟锡。
7. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述电 介质层包括钛酸钡。
8. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述保 护层包括电介质材料，比如树脂，如含氟聚合物树脂。
9. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述中 间层包括低浓度的钛酸钡。
10. 根据权利要求9所述的场致发光显示器，其中所述保护层 中钛酸钡的浓度是10%或者更少，或者5%或者更少，或者3%或者 更少。
11. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述 中间层具有从1.5(im到1(^im的厚度。
12. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述 中间层被着色。
13. 根据任一前述权利要求所述的场致发光显示器，其中所述 中间层被图案化以便具有非均匀的外表。
14. 根据权利要求13所述的场致发光显示器，其中所述图案包 括多个斑点。
15. 根据权利要求14所述的场致发光显示器，其中所述斑点以 随机或者伪随机方式或者根据预定功能来布置。
16. 根据权利要求14或者15所述的场致发光显示器，其中所 述斑点具有非均匀的尺寸。
17. 根据权利要求13至16中任一权利要求所述的场致发光显 示器，其中所述图案密度为非均匀的。
18. 根据权利要求17所述的场致发光显示器，其中所述场致发 光材料被成形用以限定可选择性地照亮的显示区域，以及其中所述 图案密度在所述显示区域上方比在别处更低。
19. 根据权利要求18所述的场致发光显示器，其中在所述显示 区域与别处之间的图案密度变化是渐进的。
20. —种制作场致发光显示器的方法，包括 提供具有基本上透明的电极的村底； 以中间层覆盖所述基本上透明的电极；以及形成在所述中间层上方的场致发光材料层、在所述场致发光层 上方的电介质层和在所述场致发光材料层上方的电极；以及 固化由此形成的结构以形成显示器。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述中间层用以减少所 述电介质层在所述结构的固化过程中与所述透明电极的相互作用。
22. 根据权利要求20或者21所述的方法，其中形成在所述中 间层上方的所述场致发光材料层、在所述场致发光层上方的所述电述步骤包括印制这些层。
23. 根据权利要求20至22中任一权利要求所述的方法，其中 所述固化步骤发生在形成各层之后。
24. 根据权利要求20至23中任一权利要求所述的方法，还包 括在所述中间层上印制非均匀图案的步骤。
25. 根据权利要求20至24中任一权利要求所述的方法，其中 由此制作的显示器是根据权利要求1至19中任一权利要求的显示 器。
26. —种场致发光显示器，包括可选择性地照亮的单元，由 不可照亮的区域所围绕；以及屏幕，具有部分地遮蔽所述可照亮的 单元的遮蔽区域和非遮蔽区域的图案，其中遮蔽区域与非遮蔽区域 之比在所述可照亮单元的范围中比在所述不可照亮的区域的附近更
27. 根据权利要求26所述的场致发光显示器，其中所述可照亮 的单元包括场致发光荧光体。
28. 根据权利要求26或者27所述的场致发光显示器，其中所 述遮蔽区域与非遮蔽区域之比在可照亮区域和不可照亮区域之间的 变化是渐进的。
29. 根据权利要求26至28中任一权利要求所述的场致发光显 示器，其中所述图案包括多个斑点。
30. 根据权利要求29所述的场致发光显示器，其中所述斑点以 非均匀的方式来布置。
31. 根据权利要求30所述的场致发光显示器，其中所述斑点以 随机或者伪随机方式或者根据预定功能来布置。
32. 根据权利要求29至31中任一权利要求所述的场致发光显 示器，其中所述斑点具有非均匀的尺寸。
33. 根据权利要求32所述的场致发光显示器，其中所述斑点的 尺寸以随才几或者伪随4几方式变化。
34. —种电子设备，设置有根据权利要求1至19中或者权利要 求26至33中任一权利要求所述的显示器。
35. —种基本上如参照附图的图2和/或图4在这里描述的场致 发光显示器。
36. —种基本上如参照附图的图3在这里描述的制作场致发光 显示器的方法。
全文摘要
一种场致发光显示器，包括衬底(1)；与衬底相邻的基本上透明的电极(2)；与基本上透明的电极相邻的场致发光材料层(3)；与场致发光材料层相邻的电介质材料层(4)；以及与电介质层相邻的又一电极(5)，其中还在基本上透明的电极与场致发光材料层之间提供有中间层(6)。中间层通常充当扩散体并且可以包括钛酸钡。
文档编号H05B33/22GK101128562SQ200680005034
公开日2008年2月20日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年1月7日
发明者S·格林, W·F·蒂尔德斯利 申请人:佩利康有限公司