專利名稱：用于細(xì)線顯示器的隔離掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光(EL)燈，并且更具體地涉及在熒光體和前電極之間具有掩 模層的EL燈。術(shù)語表這里使用的“顯示器”是將信息以視覺形式提供給觀看者的設(shè)備?！皥D形”可以是文本、符號(hào)、任意形狀及其組合。圖形可以是半透明的、散布的 (diffuse)、銳利的(sharp)、有陰影的、帶顏色的、輪廓或外形、或者它們的組合。圖形可以 是正的(positive)(例如，白底黑字)或負(fù)的(negative)(例如，黑底白字)。這里使用的EL “面板(panel) ”是包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光區(qū)域的單個(gè)板，其中每個(gè)發(fā) 光區(qū)域是EL燈。"EL燈”是一種厚膜、電容性器件，其在兩個(gè)電極之間包括包含電致發(fā)光熒光體的 層。在將電壓施加于電極時(shí)熒光體發(fā)光?！昂衲?EL燈指的是一種EL燈，而“薄膜"EL燈指的是另一種不同類型的EL燈。這 些術(shù)語僅僅寬泛地涉及實(shí)際厚度并且實(shí)際上標(biāo)識(shí)了區(qū)分原則。薄的厚膜EL燈在術(shù)語上并 不矛盾，并且這樣的燈比薄膜EL燈厚得多?！安煌该鳌辈灰馕吨煌干涔?，而是僅僅意味著透射的光量基本上減少到例如入射 光的百分之十?！澳：?obscure)”可以是另一個(gè)術(shù)語?！罢诠鈩笔翘砑拥綄又惺沟迷搶雍竺婊蛳旅娴膱D形模糊的制劑(agent)。遮光劑 可以是黑色、白色或被視為彩色?！巴该鳌辈灰馕吨干渌泄?，而是意味著透射足以識(shí)別出圖形的光?！盁晒怏w”不局限于單一種類的熒光體或摻雜劑，并且不排除用于彩色增強(qiáng)的染料 或多層熒光體。
背景技術(shù)：
EL燈本質(zhì)上是在兩個(gè)導(dǎo)電的電極之間具有電介質(zhì)層的電容器，其中一個(gè)導(dǎo)電的電 極是透明的。電介質(zhì)層可以包括熒光體顆粒，或者可以存在與電介質(zhì)層相鄰的單獨(dú)的一層 熒光體顆?！，F(xiàn)代的(1985之后)EL燈典型地通過在襯底上沉積墨水(ink)層(例如通過 輥式涂覆、噴涂或各種印刷技術(shù))而制成。用于沉積墨水的技術(shù)不是排他的，但是典型地以 相同的方式(例如通過絲網(wǎng)印刷)沉積幾個(gè)燈層。在厚膜EL燈的情況下，并且如本領(lǐng)域技 術(shù)人員所理解的，“無機(jī)的”指的是不包含硅或鎵的、晶體的發(fā)光材料。該術(shù)語不涉及制造 EL燈所用的其它材料。使用的墨水包括結(jié)合劑、溶劑和填充劑，其中填充劑確定墨水的性質(zhì)。如本領(lǐng)域中 長期已知的，讓每一層的溶劑和結(jié)合劑在化學(xué)上相同或在化學(xué)上相似提供了相鄰層之間的 化學(xué)相容性和良好的粘附性；例如，參見美國專利4，816，717 (Harper等人)。找到在化學(xué) 上相容的熒光體、染料、結(jié)合劑、填充劑、溶劑或載體并且在固化之后產(chǎn)生期望的物理特性 (例如柔性)和期望的光學(xué)特性(例如顏色和清晰度)并不是很容易。
EL熒光體顆粒典型地是基于硫化鋅的材料，包括諸如硫化銅(Cu2S)、硒化鋅 (ZnSe)和硫化鎘(CdS)之類的一種或多種化合物在硫化鋅晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的固溶體中或者作 為顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二相或晶疇(domain)。EL熒光體典型地包含適量的諸如摻雜劑的其它 材料(例如溴、氯、錳、銀等等)作為色心、作為活化劑、或者修改顆粒晶格中的缺陷以便根 據(jù)要求修改熒光體的性質(zhì)。發(fā)射光的顏色由摻雜水平確定。盡管大體上理解，但是并沒有 詳細(xì)地理解EL熒光體顆粒的發(fā)光。本領(lǐng)域中已知通過使燈層(即，前電極、熒光體層、后電極或其組合)圖案化 (pattern)來限定圖形。熒光體的顆粒性質(zhì)和光的朗伯(lambertian)發(fā)射必定限制圖形的 分辨率。本領(lǐng)域已知的一個(gè)解決方案是將圖形層放置在EL燈之上。這具有可能產(chǎn)生高分辨 率顯示器的優(yōu)點(diǎn)，但是具有成本和功率消耗上的缺點(diǎn)，因?yàn)槠涫怯蓤D形掩蓋的發(fā)光區(qū)域。使 用圖案化的燈層和圖形層降低了功率消耗，但是引入了與圖形層對(duì)準(zhǔn)(registration)的 問題，這增加了顯示器的成本。本領(lǐng)域中已知通過添加電介質(zhì)(絕緣)層來控制EL燈的電極之間的電場強(qiáng)度，因 此控制亮度。美國專利3，201,633(Lieb)公開了在單個(gè)層中熒光體區(qū)域具有高介電常數(shù)而 在熒光體區(qū)域之間的其它區(qū)域具有低介電常數(shù)。這些區(qū)域可以包括光吸收材料。在另一個(gè) 實(shí)施例中，熒光體區(qū)域被嵌入到具有低介電常數(shù)的層中，在熒光體和前電極之間產(chǎn)生了該 層的厚度減少的部分。美國專利5，508，585 (Butt)公開了將電介質(zhì)層添加到后電極下方以 產(chǎn)生圖形。美國專利5，686，792 (Ensign，Jr.)公開了使用電介質(zhì)層來將互連線提升在后 電極的水平面上方以便制作不發(fā)光的互連線。美國專利6，411，726(Pires)公開了 EL燈中 前電極和熒光體之間的樹脂層。美國專利7，088，039(Barnardo等人)公開了將導(dǎo)電線路 (run)下面的電介質(zhì)層放到后電極以減少不必要的光發(fā)射。在復(fù)雜的顯示器中，互連的布線 會(huì)是困難的，并且通常限制了顯示器的設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于同心的(concentric)、被單獨(dú)照亮 的元件。公開的PCT申請(qǐng)W0/2006/072796(Tyldesley等人)公開了在EL燈中IT0和熒光 體之間的“中間”或“保護(hù)”層。它公開了“在現(xiàn)有技術(shù)顯示器中，電介質(zhì)層中的鈦酸鋇在固 化過程中會(huì)以某種方式與氧化銦錫(IT0)透明電極反應(yīng)從而使IT0稍微變黃。為了保護(hù) IT0，可以布置保護(hù)層以確保在顯示器的制造期間電介質(zhì)材料與基本上透明的電極分隔”。 奇怪的是，它也公開了 “通過在中間層中包括低濃度的鈦酸鋇可以提高顯示器的性能”。該 公布的申請(qǐng)的公開有些難解之處在于該中間層“可以”包括染料。它公開了“這樣的染料的 示例是X”。這些都不會(huì)是試圖再現(xiàn)所公開的發(fā)明的問題，因?yàn)椤爸虚g層可以是在固化過程 期間耗散或消失的層”。本領(lǐng)域中已知發(fā)光度與EL燈上的電壓成非線性的比例。也就是說，在具有適當(dāng)?shù)?儀器的完美暗箱中，一個(gè)人在僅僅幾伏特的情況下就可以檢測到來自熒光體的光發(fā)射。這 樣的極端條件與本發(fā)明不相關(guān)，本發(fā)明不關(guān)心極小的可能性，而是關(guān)心在使用便攜式電子 設(shè)備的正常情況下的光感知。因而，如果在正常環(huán)境下具有未受幫助的正常視覺的人不能 檢測到光發(fā)射，則該區(qū)域被視為“關(guān)閉”。例如，正常的環(huán)境不包括仔細(xì)的檢查或不尋常的黑 暗。在顯示器的市場上，對(duì)于更大的柔性、更大的清晰度、更低的功耗且特別是更低的 成本存在著持續(xù)不斷的要求。當(dāng)然還有許多其它考慮，諸如亮度、環(huán)境穩(wěn)定性(可以承受高溫和高濕度或低溫)、電穩(wěn)定性和低噪聲(電的或聲的)。這樣的市場的目標(biāo)在不斷地前進(jìn) 并且難以滿足。考慮到前述事項(xiàng)，因此本發(fā)明的目的是提供具有高分辨率圖形和低成本的EL面 板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使顯示器的復(fù)雜的圖形的制作簡化的EL面板。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供具有最小的雜散光發(fā)射的EL面板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在不使至少一個(gè)電極圖案化的情況下提供高分 辨率圖形的EL面板。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種盡管在熒光體的區(qū)域之上使用了掩模但仍具有 低功耗的EL面板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示圖形并且其特征在于光學(xué)上和電學(xué)上的設(shè) 計(jì)簡單的EL面板。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種顯示以細(xì)線幾何形狀(geometry)為特征的圖形 的EL面板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種顯示包括可獨(dú)立尋址的、同心區(qū)域的高分辨率圖 形的EL面板。

發(fā)明內(nèi)容
上述目的是通過本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)的，在本發(fā)明中電致發(fā)光面板具有覆在半透明板之 上(overlie)的前電極、覆在該前電極之上的熒光體層、覆在該熒光體層之上的電介質(zhì)層 以及覆在該電介質(zhì)層之上的后電極，所述電致發(fā)光面板還包括在該前電極和該熒光體層之 間的掩模層，其中該掩模層被圖案化以在光學(xué)上限定圖形或在光學(xué)上和電學(xué)上限定圖形。 還可以使除了該掩模層之外的其它層圖案化。


通過結(jié)合附圖考慮以下具體實(shí)施方式
可以更充分地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的小鍵盤(keypad)的平面圖；圖2是有選擇地照亮數(shù)字的小鍵盤的平面圖；圖3是有選擇地照亮字母的小鍵盤的平面圖；圖4是有選擇地照亮周邊的小鍵盤的平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的EL面板的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的可替代實(shí)施例構(gòu)造的EL面板的截面圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的可替代實(shí)施例構(gòu)造的EL面板的截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的小鍵盤的平面圖。在圖1中，EL面板10包括多個(gè)被照亮 的周邊或邊框，諸如邊框12、13、14和15。在邊框內(nèi)且由邊框包圍的是諸如數(shù)字16的數(shù)字 和諸如字母17的字母。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這些邊框作為一組被同時(shí)開啟和關(guān)斷。 獨(dú)立于這些邊框，數(shù)字作為一組被開啟或關(guān)斷。獨(dú)立于邊框或數(shù)字，字母作為一組被開啟或關(guān)斷。通過將被照亮的區(qū)域耦接到連接器21中單獨(dú)的引線來獲得獨(dú)立的操作。例如，邊 框耦接到引線22，數(shù)字耦接到引線23，字母耦接到引線24，公共端耦接到引線25。圖2示 出了僅僅照亮數(shù)字的小鍵盤。圖3示出了僅僅照亮字母的小鍵盤。圖4示出了僅僅照亮邊 框的小鍵盤。如果期望的話，所有組可以被一起或以各種組合方式開啟或關(guān)斷。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，通過在熒光體和前電極之間包括掩模層來簡化燈設(shè)計(jì) 并且降低成本。因?yàn)檠谀０ň哂斜葻晒怏w細(xì)得多的顆粒的遮光劑，所以可以制作細(xì)線幾 何形狀。通過依賴該掩模，可以不用再去試圖印刷熒光體或?qū)щ娔募?xì)線。盡管可以使 前電極圖案化，但是這不是本發(fā)明所必需的，并且節(jié)省了制作圖案化的前電極的成本。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用Asahi CR-18A-CK墨水，該墨水包含聚酯樹脂作為結(jié)合 劑且包含碳作為填充劑。掩模層看起來是黑色的。該墨水可以從Asahi化學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室有 限公司買到。利用該材料作為掩模，例如甚至為小寫形式的六點(diǎn)Helvetica字體(qwerty) 也是清楚的且清晰可辨的。圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的EL面板的截面圖。除添加了掩模層51之 外，EL面板50的結(jié)構(gòu)是常規(guī)的。EL面板50包括覆在透明襯底54之上的前電極52。熒光 體層55覆在掩模層51之上，并且電介質(zhì)層56覆在熒光體層55之上。后電極57覆在電介 質(zhì)層56之上。這些層可以被輥式涂覆、絲網(wǎng)印刷或者沉積為固化或干燥的墨水。前電極52 優(yōu)選地是濺射的IT0層。優(yōu)選地絲網(wǎng)印刷被圖案化的層。優(yōu)選地使用適合于產(chǎn)生期望結(jié)果的墨水來絲網(wǎng)印刷掩模層51。掩模層51被圖案 化以便通過光吸收來在光學(xué)上限定圖形并且通過在掩模的區(qū)域中減少來自熒光體層53的 光發(fā)射來在電學(xué)上限定圖形。例如，光從區(qū)域58發(fā)出。掩模層51提供了至少三種功能，光學(xué)上的、電學(xué)上的和美學(xué)上的功能。在光學(xué)上， 掩模層51阻擋雜散光并且限定圖形。掩模層的不透明度取決于期望的視覺效果和該層的 介電強(qiáng)度。例如當(dāng)碳被用作填充劑時(shí)，在提供用于遮光的足夠厚的或足夠填充的膜和提供 不太導(dǎo)電的膜之間存在容易憑經(jīng)驗(yàn)確定的平衡。樹脂單獨(dú)提供了發(fā)光強(qiáng)度上的一定降低， 因?yàn)樵谘谀５奈恢锰師晒怏w兩端的電場減少，從而電學(xué)上隔離了熒光體。添加碳進(jìn)一步降 低了發(fā)光強(qiáng)度，因?yàn)楣獗晃眨翘砑犹荚龃罅藢?dǎo)電率，這又將輕微地增大發(fā)光強(qiáng)度。如 果消費(fèi)者想要降低的亮度但不是黑色，則可以使用較少的碳。盡管在這里提到了碳，但是可 以使用任何著色材料，諸如染料或熒光材料。如圖5所示，使用“覆滿的(flood)”后電極，即覆蓋面板的絲網(wǎng)印刷或輥式涂覆 的后電極。類似地，使用覆滿的熒光體層。如果總的被照亮的區(qū)域比顯示器的總區(qū)域小得 多，則可以通過使后電極或熒光體層圖案化來降低材料的成本并且提供與該掩模層互補(bǔ)的 圖案。在圖案化的后電極層中的獨(dú)立的后電極使得能夠在面板中獨(dú)立地尋址EL燈。如果 使用不同顏色的熒光體，則使熒光體層圖案化。如圖6所示，即使熒光體層被圖案化，也使用掩模層來限定圖形。例如，熒光體區(qū) 域61比掩模區(qū)域63和64之間的間距寬。一般地說，由熒光體限定的圖形的邊界在該掩模 之下。用這種方法，掩模層限定被照亮的區(qū)域。此外，通過使熒光體的區(qū)域延伸到掩模的邊 緣之下，消除了對(duì)準(zhǔn)問題。掩模層方便了圖形的設(shè)計(jì)而沒有復(fù)雜的后電極圖案或總線圖案。 可以以簡單的方式恰好使其希望的區(qū)域(圖標(biāo))被照亮?？梢允褂美缭?792專利中公開的互連線和圖案化的后電極來獨(dú)立尋址同心區(qū)域。該圖像比僅僅使用圖案化的層而不使 用掩模層時(shí)的圖像銳利。如圖7所示，即使后電極被圖案化，也使用掩模層來限定圖形。例如，后電極的部 分71比掩模區(qū)域73和74之間的間距寬。一般地說，當(dāng)正常觀看面板時(shí)，由后電極限定的 圖形的邊界在掩模之下或之后。用這種方法，掩模層限定被照亮的區(qū)域78。此外，該圖像更 為銳利，因?yàn)檠谀１群箅姌O更接近于熒光體。到后電極的互連線被掩模覆蓋而不可見。例 如，互連線76被掩模區(qū)域73遮避。因而，本發(fā)明提供了具有高分辨率、細(xì)線圖形和低成本的EL面板。不用使面板的 其它層圖案化就可以獲得高分辨率圖形。掩模層簡化了顯示器的復(fù)雜圖形(包括可獨(dú)立尋 址的、同心圖形)的設(shè)計(jì)和制作，并且使雜散光發(fā)射最小化。因?yàn)橹患せ钶^小區(qū)域的熒光 體，所以降低了功耗。盡管已經(jīng)這樣描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可知，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做出各種修改。例如，可以使熒光體層和后電極層都圖案化且由掩模層在光學(xué)上限定 圖形。
權(quán)利要求
一種電致發(fā)光面板，具有覆在半透明板之上的前電極、覆在該前電極之上的熒光體層、覆在該熒光體層之上的電介質(zhì)層以及覆在該電介質(zhì)層之上的后電極，所述電致發(fā)光面板的進(jìn)一步特征在于掩模層位于該前電極和該熒光體層之間，其中該掩模層被圖案化以限定圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該圖形由該掩模層在光學(xué)上限定。
3.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該圖形由該掩模層在電學(xué)上限定。
4.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該圖形由該掩模層在光學(xué)上和電學(xué)上限定。
5.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該后電極具有與該掩模層中的圖形中的至 少一些相對(duì)應(yīng)的圖形區(qū)域的圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的電致發(fā)光面板，其中由該后電極限定的圖形的邊界在該掩模之 下，由此該掩模限定該圖形的外觀。
7.如權(quán)利要求5所述的電致發(fā)光面板，其中到該圖形區(qū)域的后電極的互連線在該掩模 層之下。
8.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該掩模層包括遮光劑。
9.如權(quán)利要求8所述的電致發(fā)光面板，其中該掩模層包括碳的顆粒。
10.如權(quán)利要求9所述的電致發(fā)光面板，其中該掩模層不透明。
11.如權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光面板，其中該熒光體層具有與該掩模層中的圖形中 的至少一些相對(duì)應(yīng)的圖形區(qū)域的圖案。
12.如權(quán)利要求11所述的電致發(fā)光面板，其中由該熒光體限定的圖形的邊界在該掩模 之下，由此該掩模限定該圖形的外觀。
全文摘要
一種電致發(fā)光面板(50)具有覆在半透明板(54)之上的前電極(52)、覆在該前電極之上的熒光體層(55)、覆在該熒光體層之上的電介質(zhì)層(56)以及覆在該電介質(zhì)層之上的后電極(57)，其還包括在該前電極和熒光體層之間的掩模層(51)，其中該掩模層被圖案化以在光學(xué)上和電學(xué)上限定圖形。也可以使除了該掩模層之外的其它層圖案化。
文檔編號(hào)H01J1/62GK101878512SQ200880118150
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者K·W·克利斯汀森 申請(qǐng)人:世界產(chǎn)權(quán)公司