專利名稱：彩色電致發(fā)光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色電致發(fā)光顯示器。更特定地，本發(fā)明涉及一種彩色電致發(fā)光顯示器，其中直接電致發(fā)光發(fā)射產(chǎn)生藍(lán)光，而由藍(lán)光吸收啟動(dòng)的光致發(fā)光發(fā)射產(chǎn)生至少一種其他色彩。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)了厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，并且其在例如，本申請(qǐng)人的美國(guó)專利5,432,015(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中得到了描述。相比于薄膜電致發(fā)光(TFEL)顯示器，這些厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器提供了針對(duì)電介質(zhì)擊穿以及減小的操作電壓的較好的耐受性。淀積在陶瓷基片上的厚膜電介質(zhì)結(jié)構(gòu)耐受較高的工藝溫度并且有助于磷光體膜在較高溫度下的退火以改善其發(fā)光度。通過這些優(yōu)點(diǎn)，以及通過近來藍(lán)光發(fā)射磷光體材料的進(jìn)展，該顯示器已獲得了所需用于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示器的技術(shù)性能的發(fā)光度和色彩坐標(biāo)。然而，進(jìn)一步的改進(jìn)是需要的，即簡(jiǎn)化顯示器色彩平衡的調(diào)節(jié)，用以在顯示器操作壽命中協(xié)助維持其適當(dāng)?shù)纳势胶猓约昂?jiǎn)化用于制造該顯示器的工藝，從而減少成本。
傳統(tǒng)上，在電致發(fā)光顯示器中使用鈰激活的硫化鍶磷光體材料用于藍(lán)色色彩，同時(shí)使用錳激活的硫化鋅材料用于紅色色彩和綠色色彩。來自這些磷光體材料的光學(xué)發(fā)射必須通過適當(dāng)?shù)纳珵V光器，以獲得所需的關(guān)于紅色、綠色和藍(lán)色子像素的色彩坐標(biāo)，導(dǎo)致了亮度和能量效率的損失。錳激活的硫化鋅磷光體具有輸入功率的高達(dá)約10流明每瓦特的相對(duì)高的電光能量轉(zhuǎn)換效率，而鈰激活硫化鍶磷光體具有1流明每瓦特的能量轉(zhuǎn)換效率，其對(duì)于藍(lán)光發(fā)射是相對(duì)高的。由于關(guān)于這些磷光體的光譜發(fā)射非常寬，且關(guān)于硫化鋅基磷光體材料的光譜發(fā)射跨越了從綠色到紅色掃描色彩光譜，而關(guān)于硫化鍶基材料的光譜發(fā)射跨越了從藍(lán)色到綠色的范圍，因此光學(xué)濾光器必須連同這些磷光體一起使用。通過控制淀積條件和激活劑濃度，可以在某種程度上使鈰激活的硫化鍶磷光體的光譜發(fā)射朝向藍(lán)光偏移，但是未達(dá)到消除對(duì)光學(xué)濾光器的需要的所需程度。
已經(jīng)開發(fā)了具有較窄的發(fā)射光譜的藍(lán)光發(fā)射磷光體材料。這些磷光體材料包括銪激活的硫代鋁酸鋇化合物，其提供良好的藍(lán)色坐標(biāo)。通過在磷光體膜的處理過程中向磷光體中適當(dāng)?shù)靥砑友?，如本申?qǐng)人在2003年4月17日提交的共同未決的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/CA03/00568(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中公開的，進(jìn)一步改善了銪激活的硫代鋁酸鋇磷光體材料的穩(wěn)定性。此改進(jìn)有益于藍(lán)光磷光體壽命，其與商業(yè)需要相稱，但是其仍然允許藍(lán)光亮度在其操作壽命中降低至其初始值的50％。在電致發(fā)光顯示器的操作壽命中維持所需的其色彩平衡時(shí)，必須考慮此降低，其與紅光和綠色電致發(fā)光磷光體的亮度降低相關(guān)。通常，構(gòu)成顯示器子像素的紅色、綠色和藍(lán)色電致發(fā)光磷光體的亮度以不同的速率降低，并導(dǎo)致了顯示器的色彩平衡隨著其老化而偏移。由驅(qū)動(dòng)電路可以對(duì)該偏移進(jìn)行某種程度上的補(bǔ)償。例如，如果不同色彩的亮度衰減速率是可預(yù)知的，或者如果引入了傳感器用以在顯示器壽命中的不同點(diǎn)處測(cè)量子像素亮度，則可以進(jìn)行對(duì)子像素的驅(qū)動(dòng)電壓的調(diào)節(jié)。然而，這些測(cè)量為顯示器的制造和操作添加了復(fù)雜性和成本。
此外，顯示器中的每個(gè)紅光、綠色和藍(lán)色電致發(fā)光磷光體均將具有特定的閾值電壓，由此每個(gè)磷光體開始發(fā)光。這些特定的閾值電壓的每一個(gè)均必須仔細(xì)地同每個(gè)獨(dú)立的磷光體匹配，用以將顯示器的功率消耗減到最小。如果這些電壓未正確地匹配，則紅色、綠色和藍(lán)色之間的輝度比將是不正確的。該匹配需要對(duì)顯示器中的磷光體以及相鄰電介質(zhì)層的厚度和組分進(jìn)行精確控制，其在一定程度上可能危害制造產(chǎn)量。
在本申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 00/70917(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中描述了形成用于定義用于彩色電致發(fā)光顯示器的獨(dú)立子像素的構(gòu)圖磷光體結(jié)構(gòu)的工藝。該構(gòu)圖工藝需要光刻工藝，其牽涉光致抗蝕劑淀積、曝光、對(duì)每個(gè)子像素磷光體材料的磷光體膜蝕刻和磷光體膜剝離工藝，這牽涉許多連續(xù)的步驟并且導(dǎo)致了相對(duì)高的制造成本。在該光刻工藝中使用的化學(xué)制劑須仔細(xì)地進(jìn)行凈化，并且須仔細(xì)地控制它們的使用，以避免在構(gòu)圖工藝過程中損害典型地濕氣敏感的磷光體材料，其也可能增加顯示器制造的成本。
彩色有機(jī)光發(fā)射二極管(OLED)顯示器是已知的，并且在下列參考文獻(xiàn)中得到描述T.Shimoda et al.，Society for Information Display 99Digest，pp 376-80；美國(guó)專利申請(qǐng)2002/0043926；C.Hosokawa et al.，Society for Information Display 97 Digest pp 1073-6和美國(guó)專利6,608,439。在美國(guó)專利6,608,439中描述的OLED使用半導(dǎo)體納米晶體層(或多個(gè)層)產(chǎn)生不同的色彩。然而，OLED不能用于構(gòu)建無源矩陣、具有許多擁有適當(dāng)亮度像素行的大面積顯示器。通過使用有源矩陣尋址，在一定程度上緩和了該限制，但是所需用于有源矩陣尋址的薄膜晶體管(TFT)陣列自身是難于按比例增大的，并且對(duì)于具有大量可尋址行的大面積顯示器而言是昂貴的。
美國(guó)專利5,670,839描述了電致發(fā)光器件，其利用光致發(fā)光材料將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光。關(guān)于轉(zhuǎn)換紫外光的轉(zhuǎn)換效率是相對(duì)低的。此外，紫外光趨向于使顯示器劣化。
因此，高度所需的是，以成本有效且操作有效的方式提供一種消除了現(xiàn)有技術(shù)缺陷的彩色電致發(fā)光顯示器。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的像素子結(jié)構(gòu)，該像素子結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素包括一個(gè)藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層；和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與該子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由子像素中的每個(gè)各自一個(gè)所發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該像素子結(jié)構(gòu)包括多個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與子像素中的不同的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的像素子結(jié)構(gòu)，該像素子結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層；和光致發(fā)光磷光體層，該光致發(fā)光磷光體層與子像素中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的像素子結(jié)構(gòu)，該像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素，每個(gè)子像素包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層；和第一光致發(fā)光磷光體層，其與子像素中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和第二光致發(fā)光磷光體層，其與子像素中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和該第一光致發(fā)光磷光體層的彩色光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括至少一個(gè)其他的光致發(fā)光磷光體層，其與同子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)的每個(gè)所述光致發(fā)光磷光體層中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個(gè)子像素包括與藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層相關(guān)聯(lián)的觀察側(cè)電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光致發(fā)光磷光體層安置在該觀察側(cè)電極上。光致發(fā)光磷光體層還可以安置在光學(xué)透明阻擋層上，而該光學(xué)透明阻擋層安置在該觀察側(cè)電極上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括與光致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)反射層。優(yōu)選地，一個(gè)反射層安置在光致發(fā)光磷光體層的與觀察側(cè)電極相對(duì)的表面上，由此較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光被透射而藍(lán)光被反射回該光致發(fā)光磷光體層。更優(yōu)選地，另一反射層位于該光致發(fā)光磷光體層的另一表面上，由此基本上所有的光被發(fā)射回該光致發(fā)光磷光體層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括與光致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)光學(xué)濾光器，由此該濾光器基本上抑制光致發(fā)光磷光體層吸收藍(lán)色的環(huán)境光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光致發(fā)光磷光體層包括至少一種染料、基質(zhì)成分中的至少一種染料、至少一種光致發(fā)光粉劑、基質(zhì)成分中的至少一種光致發(fā)光粉劑、或者它們的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光致發(fā)光磷光體層是具有帶隙的絕緣材料，該帶隙具有小于所發(fā)射的藍(lán)光的光子能量的能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，至少一個(gè)薄電介質(zhì)層位于藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層的至少一個(gè)表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括透明蓋板，其中光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。如果需要，該光致發(fā)光磷光體層涂覆有光學(xué)透明鈍化層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括安置在子像素上的薄的光學(xué)透明片，至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附到該光學(xué)透明片與該子像素相對(duì)的一個(gè)側(cè)面上，透明蓋板安置在該薄的光學(xué)透明片上，使得在該光學(xué)透明片和該透明蓋板之間形成了氣隙，該至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層在其之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，像素子結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括安置在觀察側(cè)電極上的薄的光學(xué)透明片，至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附到該光學(xué)透明片與該觀察側(cè)電極相對(duì)的一個(gè)側(cè)面上，透明蓋板安置在該光學(xué)透明片上，使得在該光學(xué)透明片和該透明蓋板之間形成了氣隙，該至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層在其之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光；和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由子像素中的每個(gè)各自一個(gè)發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光；和光致發(fā)光磷光體層，該光致發(fā)光磷光體層與子像素中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素，每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光；和第一光致發(fā)光磷光體層，其與子像素中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和第二光致發(fā)光磷光體層，其與子像素中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和該第一光致發(fā)光磷光體層的彩色光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層；至少兩個(gè)觀察側(cè)電極，其與該藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)；和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與觀察側(cè)電極中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層；兩個(gè)觀察側(cè)電極，其與該藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)；和光致發(fā)光磷光體層，該光致發(fā)光磷光體層與該觀察側(cè)電極中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由該光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，該像素子結(jié)構(gòu)包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層；三個(gè)觀察側(cè)電極，其與該藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)；第一光致發(fā)光磷光體層，其與觀察側(cè)電極中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和第二光致發(fā)光磷光體層，其與觀察側(cè)電極中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和該第一光致發(fā)光磷光體層的彩色光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素依次包括基片；行電極；厚電介質(zhì)層；和如上文所述的像素子結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素依次包括基片；行電極；厚電介質(zhì)層；和像素子結(jié)構(gòu)，包括三個(gè)子像素，每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光；和第一光致發(fā)光磷光體層，其與該三個(gè)子像素中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射紅光；和第二光致發(fā)光磷光體層，其與該三個(gè)子像素中的另一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射綠光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的如上所述的像素子結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括將每個(gè)光致發(fā)光磷光體層安置在子像素中的各自一個(gè)上，使得由子像素中的每個(gè)各自一個(gè)發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的如上所述的像素子結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括將第一光致發(fā)光磷光體層安置在子像素中的一個(gè)上，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和將第二光致發(fā)光磷光體層安置在子像素中的另一個(gè)上，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由該第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和該第一光致發(fā)光磷光體層的彩色光以外的彩色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，將透明蓋板安置在子像素上，以及，使光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，在光致發(fā)光磷光體上涂覆光學(xué)透明鈍化層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，在藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層上安置至少兩個(gè)觀察側(cè)電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括以下步驟，在觀察側(cè)電極上安置透明蓋板，以及，使光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，在光致發(fā)光磷光體上涂覆光學(xué)透明鈍化層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，在光致發(fā)光磷光體層的至少一個(gè)表面上安置至少一個(gè)反射層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，其進(jìn)一步包括，在光致發(fā)光磷光體層上安置至少一個(gè)光學(xué)濾光器，由此該濾光器基本上抑制該光致發(fā)光磷光體層吸收藍(lán)色的環(huán)境光。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明特別適用于利用具有高的介電常數(shù)的厚電介質(zhì)層的電致發(fā)光顯示器的使用，由此相比于傳統(tǒng)的薄膜電致發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)中所使用的，來自藍(lán)光電致發(fā)光磷光體的輻射發(fā)射可以明顯增加。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種全彩色ac厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其并入了三個(gè)子像素，每個(gè)子像素具有發(fā)射藍(lán)光的電致發(fā)光磷光體層，并且其中該三個(gè)子像素中的兩個(gè)中的每一個(gè)均具有覆于其上面的光致發(fā)光磷光體層。在受到由藍(lán)光電致發(fā)光磷光體發(fā)射的光的激發(fā)時(shí)，一個(gè)光致發(fā)光磷光體層發(fā)射紅光而另一個(gè)發(fā)射綠光。通過控制藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度可以控制紅光和綠光的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種彩色厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其包括為每個(gè)像素提供不同色彩的至少兩個(gè)子像素。該顯示器包括電致發(fā)光磷光體，其發(fā)射對(duì)應(yīng)于具有最短波長(zhǎng)光的子像素頻率的光，并且包括獨(dú)立可控的子像素，用以獲得關(guān)于每個(gè)像素的所需的色彩。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該顯示器進(jìn)一步包括磷光體層，其與能夠發(fā)射比電致發(fā)光磷光體層的藍(lán)光發(fā)射光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光的至少一個(gè)子像素相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，為每個(gè)像素的至少一個(gè)子像素提供至少一個(gè)疊置的光致發(fā)光磷光體層，該光致發(fā)光磷光體層的性質(zhì)是，其基本上吸收來自電致發(fā)光磷光體層的短波長(zhǎng)的光，由此僅有基本上自該光致發(fā)光磷光體層產(chǎn)生的光被發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于發(fā)射型顯示器的光致發(fā)光磷光體材料，該材料包括顏料粉劑，其包括有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體；和基質(zhì)材料，其中該顏料粉劑散布在該基質(zhì)材料中，該基質(zhì)材料同該顏料粉劑是化學(xué)和物理相容的，由此基本上維持了有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。
該光致發(fā)光磷光體材料用于發(fā)射型顯示器，諸如，厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器、有機(jī)光發(fā)射二極管顯示器(OLED)、液晶顯示器或者等離子體顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種如上文所述的像素子結(jié)構(gòu)，其中光致發(fā)光磷光體層是用于發(fā)射型顯示器的光致發(fā)光磷光體材料，該材料包括顏料粉劑，其包括有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體；和基質(zhì)材料，其中該顏料粉劑撒布在該基質(zhì)材料中，該基質(zhì)材料同該顏料粉劑是化學(xué)和物理相容的，由此基本上維持了有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造光致發(fā)光磷光體材料的方法，該方法包括混合顏料粉劑和基質(zhì)材料以提供顏料粉劑在基質(zhì)材料中的均勻散布，其中該顏料材料包括有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體，該基質(zhì)材料同該顏料粉劑是化學(xué)和物理相容的，由此基本上維持了有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。
通過下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，指出了本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述和特定示例僅是作為說明而給出的，通過詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的多種變化和修改將變得顯而易見。
附圖簡(jiǎn)述現(xiàn)將通過參考附圖更加全面地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的平面視圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及電致發(fā)光顯示器，或者涉及并入了產(chǎn)生藍(lán)光的直接電致發(fā)光發(fā)射和由藍(lán)光吸收而啟動(dòng)的光致發(fā)光發(fā)射的器件，而該光致發(fā)光發(fā)射產(chǎn)生至少一種其他色彩。
在本發(fā)明的實(shí)施例中的是一種用于電致發(fā)光顯示器的像素子結(jié)構(gòu)。該像素子結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層和至少兩個(gè)子像素，且每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光。每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與各自的一個(gè)子像素相關(guān)聯(lián)，使得由每個(gè)各自的一個(gè)子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。優(yōu)選的是，電致發(fā)光磷光體層是藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層，其與至少兩個(gè)觀察側(cè)電極和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)。每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與各自的一個(gè)觀察側(cè)電極相關(guān)聯(lián)，使得由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起該光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
由像素子結(jié)構(gòu)的(多個(gè))光致發(fā)光磷光體層發(fā)射的彩色光具有長(zhǎng)于藍(lán)光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)分布，其優(yōu)選的是紅色和綠色。然后，該像素子結(jié)構(gòu)并入到厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器。具體地，該厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器具有許多像素。每個(gè)像素包括該像素子結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，像素子結(jié)構(gòu)是兩個(gè)或者三個(gè)發(fā)射藍(lán)光的子像素的組。由于子像素是相同的，因此子像素的閾值電壓(其是子像素開始發(fā)光的電壓)將是相等的。通過測(cè)量相對(duì)于增加的粘附電壓的子像素亮度以確定開始出現(xiàn)亮度的電壓，由此可以確定該閾值電壓。對(duì)于全彩色ac厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器而言，可以存在用于紅光、綠光和藍(lán)光發(fā)射的三個(gè)子像素，其中每個(gè)子像素具有發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體，并且其中紅色和綠色子像素具有疊置的光致發(fā)光磷光體層，其在由藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體發(fā)射的光激發(fā)時(shí)發(fā)射紅光和綠光。
對(duì)于更加簡(jiǎn)單的彩色ac厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器而言，可以存在兩個(gè)子像素，其中每個(gè)子像素具有發(fā)射藍(lán)光的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體，并且其中一個(gè)子像素具有疊置的光致發(fā)光磷光體層，其在由藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體發(fā)射的光激發(fā)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)比藍(lán)光更長(zhǎng)的彩色光。通過改變電致發(fā)光磷光體的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度，可以控制該光致發(fā)光磷光體層的強(qiáng)度。
參考附圖，即圖1，其中根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，說明了并入有像素子結(jié)構(gòu)20的電致發(fā)光器件10。電致發(fā)光器件10具有基片12，其上安置了行電極14，其后是厚膜電介質(zhì)層16和薄膜電介質(zhì)層18。像素子結(jié)構(gòu)20位于薄膜電介質(zhì)層18上。該像素子結(jié)構(gòu)包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層22，其包括銪激活的硫代鋁酸鋇。使用如本申請(qǐng)人在2003年4月17日提交的共同未決的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/CA03/00568(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中所描述的工藝，淀積電致發(fā)光磷光體層22。像素子結(jié)構(gòu)22進(jìn)一步包括位于其上面的三個(gè)子像素列24、26和28。每個(gè)子像素列24、26和28均具有位于電致發(fā)光磷光體層22上的薄膜電介質(zhì)層30，并且每個(gè)均具有位于每個(gè)薄膜電介質(zhì)層30上的觀察側(cè)電極32。
薄膜電介質(zhì)層30和觀察側(cè)電極32的配置被稱為是構(gòu)圖的。每個(gè)薄膜電介質(zhì)層30可以包括相同的或者不同的材料。每個(gè)觀察側(cè)電極32可以包括相同的或者不同的材料。像素子結(jié)構(gòu)20進(jìn)一步包括光致發(fā)光磷光體層。在該實(shí)施例中，該光致發(fā)光磷光體層是光致發(fā)光紅光發(fā)射染料層34，其淀積在透明蓋板36的下側(cè)上并且同子像素列24對(duì)準(zhǔn)；以及，光致發(fā)光綠光發(fā)射染料層38，其淀積在透明蓋板36的下側(cè)上，并且同子像素列26對(duì)準(zhǔn)。
連續(xù)的薄膜電介質(zhì)層還可以淀積在電致發(fā)光磷光體層22上，而不是具有三個(gè)獨(dú)立的薄膜電介質(zhì)層30，如圖1中所示。因此，在此特定的實(shí)施例中，該薄膜電介質(zhì)層未進(jìn)行構(gòu)圖。
染料層34和38可以淀積在透明蓋板36的下側(cè)上，或者可替換地，染料層34和38可以淀積在蓋板36的頂部。當(dāng)?shù)矸e在蓋板36的頂部時(shí)，通過使用光學(xué)透明鈍化層的涂層，可以保護(hù)染料層34和38以抵御環(huán)境大氣。由于這允許自該染料發(fā)射的光直接從染料層34和38透射到空氣或者具有接近均勻的光學(xué)折射率的介質(zhì)，而非通過透明蓋板36，因此這是有利的。通過由透明蓋板相比于空氣的較高光學(xué)折射率而引起的多次內(nèi)反射，這防止了光在透明蓋板36中透射。整體效果是，改善了顯示器的亮度，改善了顯示器的對(duì)比度和將從一個(gè)子像素到相鄰子像素的色彩擴(kuò)散減到最小。光學(xué)透明鈍化層是已知的。
可替換地，光致發(fā)光紅光發(fā)射染料層34可以直接安置在列24的觀察側(cè)電極32上，而光致發(fā)光綠光發(fā)射染料層38可以直接安置在列26的觀察側(cè)電極32上。優(yōu)選的是，在該實(shí)施例中，觀察側(cè)電極32由惰性材料制成，以防止染料層34和38同觀察側(cè)電極32的任何潛在的反應(yīng)。惰性材料的光學(xué)透明阻擋層可以置于觀察側(cè)電極32同淀積的染料層34和38之間，以防止染料層34和38同觀察側(cè)電極32的任何潛在的反應(yīng)。光學(xué)透明阻擋層是已知的。
在另一實(shí)施例中，薄的薄的光學(xué)透明片安置在子像素上。光致發(fā)光紅光發(fā)射染料層34和光致發(fā)光綠光發(fā)射染料層38以適當(dāng)?shù)膱D形淀積在薄的光學(xué)透明片的與面對(duì)子像素的側(cè)相對(duì)的側(cè)面上。透明蓋板36置于該光學(xué)透明片上，其上面淀積了染料層34和38，由此在該光學(xué)透明片和透明蓋板36之間存在氣隙。這有助于防止亮度、對(duì)比度損失并有助于防止由于光沿該薄的光學(xué)透明片透射引起色彩擴(kuò)散。其還允許同下面的子像素結(jié)構(gòu)制作相分立地制作構(gòu)圖光致發(fā)光磷光體層，這樣，由于光致發(fā)光磷光體構(gòu)圖工藝中的誤差不會(huì)導(dǎo)致子像素結(jié)構(gòu)剩余部分的損失，該子像素剩余部分具有顯著高于構(gòu)圖光致發(fā)光磷光體層的價(jià)值，因此提高了制造產(chǎn)量?？捎糜谠摫〉墓鈱W(xué)透明片的材料的某些示例可以是任何惰性的且不可形變的透明塑料，諸如MylarTM。
在其他的實(shí)施例中，光致發(fā)光磷光體層(即，光致發(fā)光紅光發(fā)射染料層34和光致發(fā)光綠光發(fā)射染料層38)在至少一個(gè)表面上(優(yōu)選地是在兩個(gè)表面上)具有反射層。該反射層能夠反射最初未由光致發(fā)光磷光體層吸收的任何藍(lán)光，由此藍(lán)光基本上由該光致發(fā)光磷光體層吸收。換言之，該反射層能夠內(nèi)反射藍(lán)色的激發(fā)光而不會(huì)內(nèi)反射來自光致發(fā)光層的發(fā)射光。同時(shí)，在染料層34和38的與觀察側(cè)電極相對(duì)的表面上的藍(lán)光反射層不應(yīng)反射產(chǎn)生其他色彩的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。位于染料層另一表面上的反射層優(yōu)選地反射任何波長(zhǎng)的光。此外，該反射層可以包括光學(xué)干涉濾光器。
在另一實(shí)施例中，光致發(fā)光磷光體層(即，光致發(fā)光紅光發(fā)射染料層34和光致發(fā)光綠光發(fā)射染料層38)在該光致發(fā)光磷光體層的與觀察側(cè)電極相對(duì)的表面上具有至少一個(gè)光學(xué)濾光器。該光學(xué)濾光器基本上抑制該光致發(fā)光磷光體層吸收環(huán)境光(即，來自外部光源的光)，特別是藍(lán)色的環(huán)境光。同時(shí)，光致發(fā)光層表面上的濾光器不應(yīng)吸收由光致發(fā)光磷光體層發(fā)射的光。
通常，對(duì)于上文所述的實(shí)施例，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所將理解的，可以使用多種基片。優(yōu)選地，該基片是剛性耐火片。適當(dāng)?shù)膭傂阅突鹌牟牧系氖纠?，但不限于，諸如氧化鋁的陶瓷、金屬陶瓷合成物、玻璃陶瓷材料和高溫玻璃材料。
行電極可以是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電膜。優(yōu)選地，行電極包括金或者銀合金。
厚電介質(zhì)膜被設(shè)計(jì)用于在顯示器操作于所需用于產(chǎn)生顯示器亮度的電壓時(shí)提供針對(duì)電介質(zhì)擊穿的高的耐受性。典型地，該厚電介質(zhì)膜包括燒結(jié)鈣鈦礦、壓電或者鐵電材料，諸如鈦酸鈮酸鎂鉛(PMN-PT)，其具有數(shù)千的介電常數(shù)以及大于約10微米的厚度以防止電介質(zhì)擊穿。此處描述的厚電介質(zhì)發(fā)光顯示器還可以包括高介電常數(shù)的平滑層，其由鈦酸鋯酸鉛例示并使用溶膠-凝膠或者金屬有機(jī)淀積方法粘附，并且一個(gè)或者多個(gè)薄膜電介質(zhì)層置于其上。
在本申請(qǐng)人的美國(guó)專利5,432,015和在2001年12月21日提交的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)60/341,790(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中描述了用于本發(fā)明中的適當(dāng)?shù)幕?、行電極和厚電介質(zhì)層的另外的示例。
此處使用的薄電介質(zhì)層可以包括鈦酸鋇、氧化鋁、氧氮化硅、鉭酸鋇、氧化鉭等等。
此處使用的電致發(fā)光磷光體層包括任何藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體材料。優(yōu)選地，使用發(fā)射具有可接受的CIE坐標(biāo)(諸如x小于約0.2而y小于約0.15)和適當(dāng)高的發(fā)光度的藍(lán)光的材料。該藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體材料可以包括藍(lán)光發(fā)射稀土激活的堿土硫化物。該藍(lán)光發(fā)射稀土激活的堿土硫化物可以選自包括以下各項(xiàng)的組稀土激活的堿土硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土硫代鎵酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代鎵酸鹽、稀土激活的堿土硫代銦酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代銦酸鹽以及它們的混合物。優(yōu)選地，藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體材料是銪激活的硫代鋁酸鋇(BaAl2S4:Eu)。
電致發(fā)光磷光體層優(yōu)選地是連續(xù)的而非構(gòu)圖的。由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光可能沒有由顯示器或者器件完全地發(fā)射和/或轉(zhuǎn)換。某些光可能發(fā)射進(jìn)入電致發(fā)光磷光體層下面的顯示器部分中。連續(xù)的電致發(fā)光磷光體層通過允許光沿該層傳播使其可由顯示器發(fā)射或轉(zhuǎn)換，可以防止發(fā)射光漏出進(jìn)入電致發(fā)光磷光體層下面的顯示器部分中。
藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體材料的CIE坐標(biāo)可以通過使用其上面的光學(xué)濾光器進(jìn)行優(yōu)化。
觀察側(cè)電極是透明導(dǎo)電層，典型地是諸如氧化銦錫(ITO)或者摻雜氧化鋅的氧化物。
此處使用的光致發(fā)光磷光體層包括可以在由藍(lán)光激發(fā)時(shí)發(fā)射具有所需CIE坐標(biāo)和亮度的彩色光的任何磷光體材料。該光致發(fā)光磷光體層可以包括至少一種染料、至少一種光致發(fā)光粉劑或者其混合物。
該染料優(yōu)選地是有機(jī)染料，諸如紅光發(fā)射染料、黃光發(fā)射染料和綠光發(fā)射染料。適當(dāng)?shù)募t光發(fā)射染料的示例是ADSTM-100RE(AmericanDye Source Inc.，Canada)。適當(dāng)?shù)木G光發(fā)射染料的示例是ADSTM-085GE(American Dye Source Inc.，Canada)。此外，染料可以選自用于可調(diào)染料激光器的染料，其可以充分地由藍(lán)光激發(fā)。有用的光發(fā)射染料可以包括，但不限于，LumogenTMF Red 300(紅光發(fā)射體)、LumogenTMRed 300NanocolorantTM(紅光發(fā)射體)和LumogenTMF Yellow 083(黃光發(fā)射體)(BASF Aktiengessellschaft of Gemany)和ADSTM100RE(紅光發(fā)射體)(American Dye Source Inc.，Canada)。有用的綠光發(fā)射染料可以包括，但不限于ADSTM085GE(American Dye Source Inc.，Canada)。
某些適當(dāng)?shù)墓庵掳l(fā)光粉劑是無機(jī)光致發(fā)光粉劑，其可以是晶體或者無定形粉劑。無機(jī)光致發(fā)光粉劑的特定示例包括稀土激活的堿土硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土硫代鎵酸鹽和稀土激活的堿土硫代銦酸鹽、稀土激活的堿土硫化物、釔鋁石榴石、以及稀土激活的堿土硅酸鹽，稀土激活的堿土鍺酸鹽、稀土激活的堿土鋁酸鹽和稀土激活的堿土硼酸鹽。
無機(jī)光致發(fā)光粉劑包括無機(jī)半導(dǎo)體材料，特別是無機(jī)半導(dǎo)體納米晶體材料，諸如在美國(guó)專利6,608,439(其在此處并入列為參考)中所描述的材料。適當(dāng)?shù)臒o機(jī)半導(dǎo)體納米晶?？梢跃哂屑s10至約200埃的尺寸范圍，其覆蓋了通過可見光譜的光轉(zhuǎn)換。該半導(dǎo)體納米晶體可以選自具有半導(dǎo)體化合物CdS、CdSe、CdTe及其混合物的組中。在C.B.Murray、D.J.Norris和M.G.Bawendi的文獻(xiàn)“Synthesis andcharacterization of nearly monodisperse CdE(E＝S，Se，Te)semiconductornanocrystallites，”J.Am.Chem.Soc.115(1993)8706-8715(其在此處并入列為參考)中描述了自鎘族合成納米晶體以及其屬性。在美國(guó)專利5,559,057和美國(guó)專利5,525,377(其也在此處并入列為參考)中公開了制作半導(dǎo)體納米晶體的方法。光致發(fā)光磷光體層中的納米晶體的含量是足夠的，使得該層基本上吸收由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光。
光致發(fā)光磷光體層可以是具有帶隙的絕緣材料，該帶隙具有小于所發(fā)射的藍(lán)光的光子能量的能量(即，該帶隙具有等于比藍(lán)發(fā)射光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光子能量的能量)。該絕緣材料也可以包括染料。
典型地，當(dāng)光致發(fā)光磷光體層是染料或者光致發(fā)光粉劑時(shí)，該光致發(fā)光磷光體層比電致發(fā)光磷光體層厚很多。典型地，該染料不具有類似于電致發(fā)光磷光體層的真空淀積薄膜的形式。該染料或者光致發(fā)光粉劑散布在基質(zhì)材料中，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環(huán)氧(樹脂)(epoxy)或者聚甲基戊二酰二亞胺(聚甲基戊二酰二亞胺)。
光致發(fā)光磷光體層典型地是足夠厚的，用以吸收所有發(fā)射的藍(lán)光，同時(shí)足夠薄，用以允許發(fā)射轉(zhuǎn)換的藍(lán)光。該厚度取決于光致發(fā)光磷光體在藍(lán)光頻率處和在發(fā)射光頻率處的光吸收長(zhǎng)度。光致發(fā)光磷光體層的優(yōu)選厚度是約1至約10微米。
關(guān)于有機(jī)染料的藍(lán)光激發(fā)的轉(zhuǎn)換效率是非常高的，典型地是約80％。在另一實(shí)施例中，由具有銪激活的硫代鋁酸鋇磷光體層的150cd/m2亮度的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，可以構(gòu)建具有80％藍(lán)光轉(zhuǎn)換的全彩色顯示器，其具有適合于電視應(yīng)用的1∶3.8∶1.8的藍(lán)∶綠∶紅比例。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中的是，一種新穎的光致發(fā)光磷光體材料以及制造該材料的方法。該光致發(fā)光磷光體材料可以用于任何類型的其中所需的是將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為較長(zhǎng)波長(zhǎng)光的顯示器。這樣，該光致發(fā)光磷光體材料可以并入到任何能夠利用色彩轉(zhuǎn)換材料的發(fā)射型顯示器中，諸如但不限于，OLED、液晶顯示器、等離子體顯示器和厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器。
該光致發(fā)光磷光體材料包括顏料粉劑，其包括有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體。該顏料粉劑散布在基質(zhì)材料中。該基質(zhì)材料同該顏料粉劑化學(xué)和物理相容，由此基本上維持有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。此特定類型的光致發(fā)光磷光體材料可以用于多種類型的發(fā)射型顯示器中。該磷光體材料克服了將有機(jī)光致發(fā)光分子溶解在單一材料中的困難。例如，顏料粉劑的有機(jī)光致發(fā)光分子趨向于結(jié)成分子團(tuán)，特別是在增加有機(jī)光致發(fā)光分子的濃度時(shí)，由此基本上使有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率劣化。本發(fā)明的光致發(fā)光磷光體材料通過使顏料粉劑散布在基質(zhì)中，使該分子聚團(tuán)減到最小，其因此有助于光致發(fā)光磷光體中的平均有機(jī)光致發(fā)光分子濃度的增加，由此增加了光致發(fā)光效率，并且有助于具有較高亮度的發(fā)射型顯示器的制造。
為了制造該光致發(fā)光磷光體材料，一種方法包括，混合顏料粉劑和基質(zhì)材料以提供顏料粉劑在基質(zhì)材料中的均勻散布。該均勻散布可以印刷或者涂覆在諸如光學(xué)透明基片的基片上以形成光致發(fā)光磷光體層。
顏料粉劑的某些示例包括，但不限于，綠色顏料RadiantTMMC-CH5860、綠色顏料RadiantTMMP-CH5510、藍(lán)色顏料RadiantTMMP-BL5529、紅色顏料RadiantTMMC-RD5515、紅色顏料RadiantTMMC-OR5864和黃色顏料RadiantTMMC-OY5862及其混合物。所有的顏料粉劑獲得自Magruder Color Company。
基質(zhì)材料可以是任何與顏料粉劑化學(xué)和物理相容的材料，由此基本上維持有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。該基質(zhì)材料可以是環(huán)氧(樹脂)，諸如可UV成像的樹脂LuxulTM-1010(80-B)。其他材料可以包括上文提及的那些材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者聚甲基戊二酰二亞胺。所需的是，使用可以使用光刻方法進(jìn)行構(gòu)圖的基質(zhì)材料(例如，該基質(zhì)材料是光致抗蝕劑材料，其可以通過構(gòu)圖掩模曝光，由此溶解掉不需要的基質(zhì)材料部分以形成所需的像素圖形)。
基質(zhì)材料中的顏料粉劑的含量是足夠的，使得光致發(fā)光磷光體材料基本上吸收所發(fā)射的藍(lán)光。例如，基質(zhì)材料中的顏料粉劑的含量是足夠的，使得光致發(fā)光磷光體材料基本上吸收由電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光。
上文的公開內(nèi)容一般性地描述了本發(fā)明。通過參考下面的特定示例，可以獲得更加完整的理解。這些示例是唯一針對(duì)說明的目的而進(jìn)行描述的，并且目的不在于限制本發(fā)明的范圍。由于環(huán)境所致或者為便利起見，考慮了形式的變化以及等效物的替換。盡管此處使用了特定的術(shù)語，但是該術(shù)語目的在于描述性方面，而非用于限制的目的。
示例示例1在5厘米(長(zhǎng)度)×5厘米(寬度)×1毫米(厚)的氧化鋁基片上制作具有銪激活的硫代鋁酸鋇磷光體膜的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光像素，該基片是使用如本申請(qǐng)人在2003年4月17日提交的共同未決的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/CA03/00568(其整體內(nèi)容在此處并入列為參考)中描述的方法制作的。通過重復(fù)交變極性的32微秒寬的方波脈沖和給出了240個(gè)光脈沖每秒的120Hz的頻率操作該像素。該脈沖的幅度以10伏特為增量遞增到高達(dá)260伏特。作為電壓的函數(shù)的亮度指出了高于閾值電壓的60伏特處的亮度是100至150坎德拉每平方米。
示例2綠光發(fā)射光致發(fā)光染料ADS-085GETM(American Dye Source Inc.，Canada)的溶液注入到置于示例1的像素上的平底玻璃容器中。該染料溶液被觀察到明亮地發(fā)出綠光。
示例3紅光發(fā)射光致發(fā)光染料ADS-100RETM(American Dye Source Inc.，Canada)的溶液淀積在玻璃基片上，并且被允許進(jìn)行干燥。其被安置為使得染料層面對(duì)示例1的像素，并且使用示例1中描述的程序?qū)ζ溥M(jìn)行測(cè)試。觀察到該染料明亮地發(fā)出紅光，同時(shí)未有藍(lán)色激發(fā)光穿過該染料。
示例4與示例1相似的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光像素被絲網(wǎng)印刷有擴(kuò)散在一種可熱固化的環(huán)氧(樹脂)Epo-Tek 302TM(Epoxy Technology Inc.MA，U.S.A.)中的、銪激活的硫代鎵酸鍶粉劑(SrGa2S4:Eu)(獲得自PhosphorTechnology Ltd of Nazeing，Essex，U.K.)、20至30微米厚的層。該粉劑以約1∶1的重量比例同該環(huán)氧(樹脂)混合。相同基片上的第二像素未進(jìn)行涂覆。
當(dāng)未涂覆的像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有110坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.135和y＝0.116的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆的像素具有約200坎德拉每平方米的亮度以及對(duì)應(yīng)于綠光的x＝0.26和y＝0.61的CIE色彩坐標(biāo)。
示例5在公共基片上制作與示例1相似的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有以約1∶1的重量比例散布在環(huán)氧(樹脂)Epo-Tek302TM中的鈰激活的釔鋁石榴石(YAG)粉劑(獲得自LeuchtstoffwerkGmbH of Heidelberg，Germany的編號(hào)GP-47的產(chǎn)品)的20至30微米厚的層。
未涂覆的像素在與示例1相同的操作條件下，具有240坎德拉每平方米的藍(lán)光亮度，且具有x＝0.134和y＝0.12的CIE色彩坐標(biāo)。相比之下，已涂覆的像素具有600坎德拉每平方米的黃光亮度且具有x＝0.41和y＝0.51的CIE色彩坐標(biāo)。
示例6在公共基片上制作了與示例1相似的藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有以約1∶1的重量比例散布在環(huán)氧(樹脂)Epo-Tek302TM中的銪激活的硫化鍶(Phosphor Technology Ltd of Nazeing，Essex，U.K.)的20至30微米厚的層。
未涂覆的像素具有131坎德拉每平方米的藍(lán)光亮度以及x＝0.135和y＝0.11的CIE色彩坐標(biāo)，而已涂覆的像素具有84坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.61和y＝0.36的CIE色彩坐標(biāo)。粘附較厚的涂層，其是第一涂層厚度的兩倍，不會(huì)導(dǎo)致色彩坐標(biāo)的任何變化，但是導(dǎo)致亮度下降至具有較薄涂層的像素亮度的一半，這表明即使通過較薄的涂層也能夠完全吸收藍(lán)光發(fā)射。
示例7在公共基片上制作了兩個(gè)像素，一個(gè)未進(jìn)行涂覆，而另一個(gè)涂覆有散布在Epo-Tek 302TM中的銪激活的硫化鈣(Phosphor TechnologyLtd)的20至30微米厚的層，并且對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于該涂層，藍(lán)光未被完全吸收，如470納米波長(zhǎng)的藍(lán)光發(fā)射峰值所指出的。當(dāng)未涂覆的像素在與示例1相同的條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有121cd/m2的亮度以及x＝0.135和y＝0.14的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆的像素具有61cd/m2的亮度水平以及x＝0.53和y＝0.31的CIE色彩坐標(biāo)。低的x＝色彩坐標(biāo)是由于藍(lán)光發(fā)射未被完全吸收這一事實(shí)，并且結(jié)果，自該像素發(fā)出了藍(lán)光和紅光的混合光的發(fā)射。
示例8
在公共基片上制作了兩個(gè)像素，一個(gè)未進(jìn)行涂覆，而另一個(gè)與示例7相似地進(jìn)行涂覆，但是涂覆有含有銪激活硫化鈣膜的更厚的50微米的涂層，并且對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。已涂覆的像素不透射藍(lán)光，但是降低了紅光發(fā)射。對(duì)于未涂覆的像素，當(dāng)在與示例1的像素相同的條件下進(jìn)行操作時(shí)，藍(lán)光亮度為約188cd/m2且具有x＝0.135和y＝0.12的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆的像素具有66cd/m2的亮度水平以及x＝0.66和y＝0.31的CIE色彩坐標(biāo)。
示例9公共基片上的兩個(gè)像素，一個(gè)未進(jìn)行涂覆，而另一個(gè)涂覆有通過在像素上旋涂溶液而制備的紅光發(fā)射發(fā)光膜的5至7微米厚的涂層，該溶液是通過在100克PMMA溶液(Nano-950 PMMA A-9TM，MicroChem Inc.，MA，U.S.A.)中溶解約0.5克的LumogenTMred R300(BASF Aktiengessellschaft of Germany)而制備的。所需的厚度將通過連續(xù)的旋涂和干燥步驟而獲得。
未涂覆像素的藍(lán)光亮度為160坎德拉每平方米且具有x＝0.135和y＝0.112的CIE色彩坐標(biāo)。來自已涂覆像素的紅光發(fā)射是110坎德拉每平方米且具有x＝0.27和y＝0.15的CIE坐標(biāo)。關(guān)于已涂覆像素的色彩坐標(biāo)不對(duì)應(yīng)于紅光，這是因?yàn)樗{(lán)光發(fā)射的主要部分被透射通過紅光發(fā)射發(fā)光膜。
示例10公共基片上的兩個(gè)像素，一個(gè)未進(jìn)行涂覆，而另一個(gè)涂覆通過在像素上旋涂溶液而制備的黃光發(fā)射發(fā)光膜的有15微米厚的涂層，該溶液是通過在100克PMMA溶液(Nano-950 PMMA A-9TM，MicroChemInc.，MA，U.S.A.)中溶解約0.4克的LumogenTMYellow 083(BASF)而制備的。
未涂覆像素的藍(lán)光亮度為147坎德拉每平方米且具有x＝0.135和y＝0.13的CIE坐標(biāo)，而已涂覆像素的亮度是450坎德拉每平方米且具有x＝0.42和y＝0.56的CIE坐標(biāo)以提供黃光發(fā)射。
示例11本示例證明了，相比于使用單一的紅光發(fā)射層，多個(gè)轉(zhuǎn)換層改善了從藍(lán)光到紅光的整體光轉(zhuǎn)換。如示例10，制備兩個(gè)像素，不同的是使用示例9中描述的方法由5微米厚的紅光發(fā)射層覆蓋黃光發(fā)射層。
未涂覆像素的藍(lán)光亮度為147坎德拉每平方米且具有x＝0.135和y＝0.13的CIE坐標(biāo)，而具有雙涂層的像素的紅光亮度是83坎德拉每平方米且具有x＝0.63和y＝0.32的CIE坐標(biāo)，提供了飽和的紅色色彩。這樣，黃光發(fā)射層和紅光發(fā)射層的組合完全吸收了來自下面的轉(zhuǎn)換層的藍(lán)光和黃光，用以給出唯一來自紅光發(fā)射層的發(fā)射。
示例12本示例證明了，通過優(yōu)化層厚度和層中的LumogenTM的濃度，可以改善與示例11相似的器件的光轉(zhuǎn)換效率。如示例11，制備了兩個(gè)像素，不同的是PMMA中的黃色LumogenTM的濃度減小約二分之一，而黃色LumogenTM層的厚度增加到20微米。層淀積工藝的不同之處在于，兩個(gè)含有LumogenTM的層是連續(xù)淀積的，并且然后通過加熱到160℃維持45分鐘而一起固化，而非使該層單獨(dú)固化。
未涂覆像素的藍(lán)光亮度為89坎德拉每平方米，而已涂覆像素的亮度是70坎德拉每平方米且具有x＝0.66和y＝0.31的CIE坐標(biāo)。因此，相比于示例11的0.56∶1的紅光亮度對(duì)藍(lán)光亮度的比，關(guān)于本示例的比是0.89∶1。盡管在此示例中，該改善的比部分可歸因于稍短的波長(zhǎng)處的發(fā)射的較大比重，該較短波長(zhǎng)用于增加亮度對(duì)輻照度的比，但是此改善主要是由于藍(lán)光轉(zhuǎn)換為紅光的效率的增加。
示例13
本示例證明了，通過黃色和紅色LumogenTM染料在單一層中的均質(zhì)共同摻雜，可以實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)換效率的改善，用以簡(jiǎn)化像素設(shè)計(jì)和減小轉(zhuǎn)換層的整體厚度。對(duì)于本示例，兩個(gè)基片(其每個(gè)均具有位于相同基片上的未涂覆像素和已涂覆像素)涂覆有通過在像素上旋涂溶液而淀積的單一的五微米厚的層，該溶液是通過在100克PMMA中溶解0.25至0.8克的紅色LumogenTM和0.5至1.8克的黃色LumogenTM而得到的。
對(duì)于第一已涂覆像素，溶解在100克PMMA中的黃色LumogenTM染料的重量是1.0克，而紅色LumogenTM染料的重量是0.50克，用以給出約2∶1的黃色對(duì)紅色LumogenTM染料的重量比。未涂覆像素具有294坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有173坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.63和y＝0.32的CIE坐標(biāo)，提供了0.59的紅光對(duì)藍(lán)光的亮度比。
對(duì)于第二已涂覆像素，所溶解的黃色LumogenTM染料的重量是1.10克，而所溶解的紅色LumogenTM染料的重量是0.40克，用以給出約2.7∶1的黃色對(duì)紅色LumogenTM染料的較高的比。未涂覆像素具有253坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有161坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.68和y＝0.32的CIE坐標(biāo)，提供了0.64∶1的紅光對(duì)藍(lán)光的比。
示例14本示例證明了，轉(zhuǎn)換效率取決于其中溶解了LumogenTM的基質(zhì)材料。如示例12，在共同基片上構(gòu)建了兩個(gè)像素。對(duì)于本示例，在PMMA基質(zhì)中具有黃色LumogenTM染料的層厚度為15微米。為了形成包含紅色LumogenTM染料的層，約0.1克的紅色LumogenTM溶解在10毫升的取代了PMMA的Nano PMGI-SF-19聚甲基戊二酰二亞胺中，其獲得自MicroChem of Newton，MA，U.S.A.，并且由該溶液在黃色層的頂部形成包含紅色LumogenTM染料的10微米的層。
未涂覆像素具有230坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有193坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.63和y＝0.33的CIE坐標(biāo)，給出了0.84∶1的紅光對(duì)藍(lán)光的亮度比。
示例15本示例證明了，通過使用紅色染料微粒，即LumogenTMRedNanocolorantTM(BASF Aktiengessellschaft Germany)微粒替換LumogenTMRed 300染料，可以實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)換效率的改善。該納米著色劑染料使得能夠?qū)崿F(xiàn)紅色染料的較高的裝填密度，且不存在由于染料微粒的聚結(jié)而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率損失。為了增加轉(zhuǎn)換效率，小量的LumogenTMYellow染料添加到涂層層中。
構(gòu)建兩個(gè)基片，一個(gè)具有未涂覆的像素，而另一個(gè)具有在相同基片上的已涂覆像素。涂層是通過在像素上旋涂溶液而淀積的5-8微米厚的單一的層，該溶液是通過在20克的PMMA溶液中溶解0.80-1.60克的LumogenTMRed NanocolorantTM和0.15至0.50克的LumogenTMYellow F 083而得到的。通過在100克的苯甲醚中溶解15克的具有996K的平均分子量的PMMA(其獲得自Sigma-Aldrich Canada Ltd.Oakville Ontario Canada)制備了該P(yáng)MMA溶液。
未涂覆的像素具有133坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆的像素具有160坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.645和y＝0.350的CIE坐標(biāo)，提供了1.20的紅光對(duì)藍(lán)光的亮度比。
示例16本示例證明了，通過使用有機(jī)染料，藍(lán)光可以高效率地轉(zhuǎn)換為綠光。如示例1，在共同基片上構(gòu)建兩個(gè)像素，但是其中一個(gè)像素具有通過旋涂溶解在環(huán)氧(樹脂)中的Pyranine染料的溶液而制備的涂層。通過在約0.7克的環(huán)氧(樹脂)Epotek 302TM的部分B中溶解0.01和0.04克的Keystone Pyranine 10GTM120％的染料(Keystone AnilineCorporation of Chicago，Illinois，U.S.A.)，并且然后添加相等量的環(huán)氧(樹脂)的部分A，制備了該溶液。通過攪動(dòng)數(shù)分鐘混合該溶液之后，加入數(shù)滴乙二醇，同時(shí)繼續(xù)攪動(dòng)，以使該溶液開始變濃。當(dāng)該溶液的粘度增加到膏狀稠度時(shí)，其可以被絲網(wǎng)印刷在像素上，以形成20至30微米厚的膜。其在室溫下固化數(shù)小時(shí)。
未涂覆的藍(lán)色像素具有300坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.134和y＝0.12的CIE坐標(biāo)，而已涂覆像素具有1000坎德拉每平方米的綠光亮度且具有x＝0.24和y＝0.65的CIE坐標(biāo)，由此提供了3.3∶1的綠光對(duì)藍(lán)光的亮度比。
示例17本示例示出了具有高的光致發(fā)光效率的包含綠色顏料的光致發(fā)光層的效用。
通過在100克的由Pesiff Corp(Toronto ON，Canada)調(diào)配和提供的整體式可UV成像的樹脂Luxul-1010(80-B)中散布60克的綠色顏料RadiantTMMC-CH5860(其獲得自Magruder Color Company(2800Radiant Ave，Richmond CA，USA))，制備了可絲網(wǎng)印刷的膏。該膏徹底地混合以獲得顏料在樹脂中的均勻散布。
與示例1相似，在公共基片上制備了兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射像素。一個(gè)像素被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的上文所述的制備膏的層。第二像素未進(jìn)行涂覆。
所獲得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的藍(lán)光發(fā)射像素的亮度的比是4∶1。當(dāng)未涂覆像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有104坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.135和y＝0.102的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有明亮的綠光發(fā)射，其具有約426坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.24和y＝0.65的CIE色彩坐標(biāo)。
示例18本示例示出了同樣提供綠光發(fā)射的不同顏料的效用。
與示例1相似，在公共基片上制備了兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射像素。
通過在100克的整體式可UV成像的樹脂Luxul-1010(80-B)中散布50克的綠色顏料RadiantTMMP-CH5510(其獲得自Magruder ColorCompany(2800 Radiant Ave，Richmond CA，USA))，制備了可絲網(wǎng)印刷的膏。該膏徹底地混合以獲得顏料在樹脂中的均勻散布。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的制備膏的層。第二像素未進(jìn)行涂覆。
所獲得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的藍(lán)光發(fā)射像素的亮度的比是3.4∶1。當(dāng)未涂覆像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有78坎德拉每平方米的亮度且具有x＝0.135和y＝0.115的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有明亮的綠光發(fā)射，其具有約267坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.265和y＝0.65的CIE色彩坐標(biāo)。
示例19本示例示出了向光致發(fā)光層添加額外的顏料粉劑的效用，用以獲得更加飽和的綠光發(fā)射，雖然具有較低的亮度。這示出了，通過適當(dāng)?shù)倪x擇包含在光致發(fā)光層中的一種或者多種顏料，可以使亮度和色彩飽和度之間的平衡最優(yōu)化。
1克的藍(lán)色顏料RadiantTMMP-BL5529(Magruder Color Company)添加到25克的示例16所述的膏中。在公共基片上制作了與示例1相似的藍(lán)光發(fā)射像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的制備膏的層。
未涂覆像素在示例1的操作條件下具有138坎德拉每平方米的藍(lán)光亮度且具有x＝0.135和y＝0.112的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有322坎德拉每平方米的深的綠光亮度且具有x＝0.23和y＝0.67的CIE坐標(biāo)。
示例20本示例示出了用于光致發(fā)光層的紅光發(fā)射顏料粉劑的效用。
通過在100克的整體式可UV成像的樹脂Luxul-1010(80-B)中散布80克的紅色顏料RadiantTMMC-OR5864(其獲得自Magruder ColorCompany(2800 Radiant Ave，Richmond CA，USA))，制備了可絲網(wǎng)印刷的膏。該膏徹底地混合以獲得顏料在樹脂中的均勻散布。
與示例1相似，在公共基片上制備了兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的制備膏的層。相同基片上的第二像素未進(jìn)行涂覆。
所獲得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的藍(lán)光發(fā)射像素的亮度的比是1.5∶1。當(dāng)未涂覆像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有100坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.134和y＝0.110的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有明亮的紅光發(fā)射，其具有約148坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.622和y＝0.337的CIE色彩坐標(biāo)。
示例21本示例示出了向示例19的光致發(fā)光層添加黃色顏料粉劑的效用，用以獲得較高的紅光發(fā)射對(duì)藍(lán)光發(fā)射的比。
通過在100克的整體式可UV成像的樹脂Luxul-1010(80-B)中散布68克的紅色顏料RadiantTMMC-OR5864和2.75克的黃色顏料RadiantTMMC-OY5862(其均獲得自Magruder Color Company(2800 Radiant Ave，Richmond CA，USA))，制備了可絲網(wǎng)印刷的膏。該膏徹底地混合以獲得顏料在樹脂中的均勻散布。
與示例1相似，在公共基片上制備了兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的制備膏的層。相同基片上的第二像素未進(jìn)行涂覆。
所獲得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的藍(lán)光發(fā)射像素的亮度的比是1.7∶1。當(dāng)未涂覆像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有150坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.134和y＝0.106的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有明亮的紅光發(fā)射，其具有約256坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.63和y＝0.34的CIE色彩坐標(biāo)。
示例22本示例示出了如何通過審慎的選擇紅色和黃色顏料獲得紅光發(fā)射的CIE色彩坐標(biāo)。
通過在100克的整體式可UV固化的樹脂Luxul-1010(80-B)中散布50克的紅色顏料RadiantTMMC-RD5515和43克的黃色顏料RadiantTMMC-OY5862(其均獲得自Magruder Color Company(2800 Radiant Ave，Richmond CA，USA))，制備了可絲網(wǎng)印刷的膏。該膏徹底地混合以獲得顏料在樹脂中的均勻散布。
與示例1相似，在公共基片上制備了兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射像素。該像素之一被絲網(wǎng)印刷有10至20微米厚的制備膏的層。相同基片上的第二像素未進(jìn)行涂覆。
所獲得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的像素的亮度的比是1.6∶1。當(dāng)未涂覆像素在示例1中說明的驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行操作時(shí)，其具有64坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.134和y＝0.114的CIE色彩坐標(biāo)。已涂覆像素具有明亮的紅光發(fā)射，其具有約102坎德拉每平方米的亮度以及x＝0.61和y＝0.35的CIE色彩坐標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的像素子結(jié)構(gòu)，所述像素子結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層；和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由所述子像素中的每個(gè)各自一個(gè)發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
2.權(quán)利要求1的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述像素子結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)子像素和一個(gè)光致發(fā)光磷光體層。
3.權(quán)利要求1的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素以及第一和第二光致發(fā)光磷光體層，所述第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光，而所述第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和所述第一光致發(fā)光磷光體層的所述彩色光以外的彩色光。
4.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)子像素進(jìn)一步包括與所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層相關(guān)聯(lián)的觀察側(cè)電極；并且每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的所述各自一個(gè)的觀察側(cè)電極相關(guān)聯(lián)。
5.權(quán)利要求1或4的像素子結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的不同的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
6.權(quán)利要求1或4的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括與所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)反射層。
7.權(quán)利要求4的像素子結(jié)構(gòu)，其中反射層安置在所述光致發(fā)光磷光體層的一個(gè)或者兩個(gè)表面上。
8.權(quán)利要求1或4的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括與所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)光學(xué)濾光器，由此所述濾光器基本上抑制所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層吸收藍(lán)色的環(huán)境光。
9.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)光學(xué)濾光器安置在所述光致發(fā)光磷光體層的與所述觀察側(cè)電極相對(duì)的表面上，由此所述濾光器基本上抑制所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層吸收藍(lán)色的環(huán)境光。
10.權(quán)利要求1或4的像素子結(jié)構(gòu)，包括三個(gè)子像素。
11.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體是藍(lán)光發(fā)射稀土激活的堿土硫化物。
12.權(quán)利要求11的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述藍(lán)光發(fā)射稀土激活的堿土硫化物選自包括以下各項(xiàng)的組中稀土激活的堿土硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土硫代鎵酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代鎵酸鹽、稀土激活的堿土硫代銦酸鹽、稀土激活的堿土氧硫代銦酸鹽以及它們的混合物。
13.權(quán)利要求12的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述藍(lán)光發(fā)射稀土激活的堿土硫化物是銪激活的硫代鋁酸鋇。
14.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體發(fā)射具有可接受的CIE坐標(biāo)的藍(lán)光，其具有小于約0.2的x和小于約0.15的y。
15.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層是具有帶隙的絕緣材料，該帶隙具有小于所發(fā)射藍(lán)光的光子能量的能量。
16.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述光致發(fā)光磷光體層包括至少一種染料、基質(zhì)成分中的至少一種染料、至少一種光致發(fā)光粉劑、基質(zhì)成分中的至少一種光致發(fā)光粉劑、或者它們的混合物。
17.權(quán)利要求16的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種染料選自包括紅光發(fā)射染料，綠光發(fā)射染料和黃光發(fā)射染料的組中。
18.權(quán)利要求16或17的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種光致發(fā)光粉劑是至少一種無機(jī)光致發(fā)光粉劑。
19.權(quán)利要求18的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種無機(jī)光致發(fā)光粉劑選自包括以下各項(xiàng)的組中稀土激活的堿土硫代鋁酸鹽、稀土激活的堿土硫代鎵酸鹽、稀土激活的堿土硫代銦酸鹽、稀土激活的堿土硫化物、釔鋁石榴石、以及稀土激活的堿土硅酸鹽，稀土激活的堿土鍺酸鹽、稀土激活的堿土鋁酸鹽和稀土激活的堿土硼酸鹽。
20.權(quán)利要求18的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一種無機(jī)光致發(fā)光粉劑是無機(jī)半導(dǎo)體材料。
21.權(quán)利要求20的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述無機(jī)半導(dǎo)體材料是無機(jī)半導(dǎo)體納米晶體材料。
22.權(quán)利要求21的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述無機(jī)半導(dǎo)體納米晶體材料選自包括半導(dǎo)體化合物CdS、CdSe、CdTe及其混合物的組中。
23.權(quán)利要求21或22的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述無機(jī)半導(dǎo)體納米晶體材料包括具有約10至約200埃的尺寸范圍的晶體。
24.權(quán)利要求16至23的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述基質(zhì)成分選自包括PMMA、環(huán)氧(樹脂)和聚甲基戊二酰二亞胺的組中。
25.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中至少一個(gè)薄電介質(zhì)層位于所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層的至少一個(gè)表面上。
26.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括透明蓋板，其中所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。
27.權(quán)利要求26的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附到所述透明蓋板的外表面上，并且所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層涂覆有光學(xué)透明鈍化層
28.權(quán)利要求4的像素子結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)光致發(fā)光磷光體層安置在所述子像素中的所述各自一個(gè)的所述觀察側(cè)電極上。
29.權(quán)利要求28的像素子結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)光致發(fā)光磷光體層安置在光學(xué)透明阻擋層上，所述光學(xué)透明阻擋層安置在所述觀察側(cè)電極上。
30.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述光致發(fā)光磷光體層具有約1至10微米的厚度。
31.一種具有像素的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，每個(gè)像素包括與像素子結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的厚電介質(zhì)層，所述像素子結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)子像素，每個(gè)子像素發(fā)射藍(lán)光；和至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)，使得由所述子像素中的每個(gè)各自一個(gè)發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
32.權(quán)利要求31的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中所述像素子結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)子像素和一個(gè)光致發(fā)光磷光體層。
33.權(quán)利要求31的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中所述像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素以及第一和第二光致發(fā)光磷光體層，所述第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光，而所述第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和所述第一光致發(fā)光磷光體層的所述彩色光以外的彩色光。
34.權(quán)利要求31至33任何一個(gè)的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中每個(gè)子像素包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層以及與所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的觀察側(cè)電極；并且每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的所述各自一個(gè)的所述觀察側(cè)電極相關(guān)聯(lián)。
35.權(quán)利要求31的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，包括多個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述子像素中的不同的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
36.權(quán)利要求34的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，包括多個(gè)光致發(fā)光磷光體層，每個(gè)光致發(fā)光磷光體層與所述觀察側(cè)電極中的不同的一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
37.權(quán)利要求31至33的任何一個(gè)的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中所述子像素包括藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層。
38.權(quán)利要求37的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中每個(gè)所述子像素包括與所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光磷光體層相關(guān)聯(lián)的觀察側(cè)電極。
39.權(quán)利要求31至38的任何一個(gè)的厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器，其中每個(gè)像素依次包括基片；行電極；所述厚電介質(zhì)層；和所述像素子結(jié)構(gòu)。
40.一種制造用于厚膜電介質(zhì)電致發(fā)光顯示器的權(quán)利要求1的像素子結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括將每個(gè)光致發(fā)光磷光體層安置在所述子像素中的各自一個(gè)上，使得由所述子像素中的每個(gè)各自一個(gè)所發(fā)射的藍(lán)光基本上由相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
41.權(quán)利要求40的方法，其中所述像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素以及第一和第二光致發(fā)光磷光體層，所述安置步驟包括將所述第一光致發(fā)光磷光體層安置在所述子像素中的一個(gè)上，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由所述第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和將所述第二光致發(fā)光磷光體層安置在所述子像素中的另一個(gè)上，使得由該子像素發(fā)射的藍(lán)光基本上由所述第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和所述第一光致發(fā)光磷光體層的所述彩色光以外的彩色光。
42.權(quán)利要求40的方法，進(jìn)一步包括將至少兩個(gè)觀察側(cè)電極安置在所述藍(lán)光發(fā)射電致發(fā)光無機(jī)磷光體層上；和將每個(gè)光致發(fā)光磷光體層安置在所述觀察側(cè)電極的各自一個(gè)上，使得由所述電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由所述相關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述所述像素子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子像素、三個(gè)觀察側(cè)電極以及第一和第二光致發(fā)光磷光體層，所述安置步驟包括將第一光致發(fā)光磷光體層安置在所述觀察側(cè)電極中的一個(gè)上，使得由所述電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由所述第一光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述第一光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光以外的彩色光；和將第二光致發(fā)光磷光體層安置在所述觀察側(cè)電極中的另一個(gè)上，使得由所述電致發(fā)光磷光體層發(fā)射的藍(lán)光基本上由所述第二光致發(fā)光磷光體層吸收，由此引起所述第二光致發(fā)光磷光體層發(fā)射除藍(lán)光和所述第一光致發(fā)光磷光體層的所述彩色光以外的彩色光。
44.權(quán)利要求40或41的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，將透明蓋板安置在所述子像素上，以及，使所述光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。
45.權(quán)利要求42或43的任何一個(gè)的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，將透明蓋板安置在所述觀察側(cè)電極上，以及，使所述光致發(fā)光磷光體層粘附于該透明蓋板上。
46.權(quán)利要求40或41的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，在所述光致發(fā)光磷光體上涂覆光學(xué)透明鈍化層。
47.權(quán)利要求42或43的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，在所述光致發(fā)光磷光體上涂覆光學(xué)透明鈍化層。
48.權(quán)利要求40至43的任何一個(gè)的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，在所述光致發(fā)光磷光體層的至少一個(gè)表面上安置至少一個(gè)反射層。
49.權(quán)利要求40至43的任何一個(gè)的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，進(jìn)一步包括，在所述光致發(fā)光磷光體層上安置至少一個(gè)光學(xué)濾光器，由此所述濾光器基本上抑制所述光致發(fā)光磷光體層吸收藍(lán)色的環(huán)境光。
50.權(quán)利要求1的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括安置在所述子像素上的薄的光學(xué)透明片，所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附到所述光學(xué)透明片與所述子像素相對(duì)的一個(gè)側(cè)面上，透明蓋板安置在蓋該光學(xué)透明片上，使得在該光學(xué)透明片和該透明蓋板之間形成了氣隙，所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層在其之間。
51.權(quán)利要求4的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括安置在所述觀察側(cè)電極上的薄的光學(xué)透明片，所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層粘附到所述光學(xué)透明片與所述觀察側(cè)電極相對(duì)的一個(gè)側(cè)面上，透明蓋板安置在薄的該光學(xué)透明片上，使得在該光學(xué)透明片和該透明蓋板之間形成了氣隙，所述至少一個(gè)光致發(fā)光磷光體層在其之間。
52.權(quán)利要求1的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)其他的光致發(fā)光磷光體層，其與同所述子像素中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)的每個(gè)所述光致發(fā)光磷光體層中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
53.權(quán)利要求4的像素子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)其他的光致發(fā)光磷光體層，其與同所述觀察側(cè)電極中的各自一個(gè)相關(guān)聯(lián)的每個(gè)所述光致發(fā)光磷光體層中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
54.一種用于發(fā)射型顯示器的光致發(fā)光磷光體材料，所述材料包括顏料粉劑，其包括有機(jī)光致發(fā)光分子的固溶體；和基質(zhì)材料，其中所述顏料粉劑散布在所述基質(zhì)材料中，所述基質(zhì)材料同所述顏料粉劑化學(xué)和物理相容，由此基本上維持了有機(jī)光致發(fā)光分子的光致發(fā)光效率。
55.權(quán)利要求54的光致發(fā)光磷光體材料，其中所述顏料粉劑選自包括以下各項(xiàng)的組中綠色顏料RadiantTMMC-CH5860、綠色顏料RadiantTMMP-CH5510、藍(lán)色顏料RadiantTMMP-BL5529、紅色顏料RadiantTMMC-RD5515、紅色顏料RadiantTMMC-OR5864和黃色顏料RadiantTMMC-OY5862及其混合物。
56.權(quán)利要求54或55的光致發(fā)光磷光體材料，其中所述基質(zhì)材料選自包括以下各項(xiàng)的組中環(huán)氧(樹脂)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚甲基戊二酰二亞胺。
57.權(quán)利要求56的光致發(fā)光磷光體材料，其中所述基質(zhì)材料是可UV成像的樹脂LuxulTM-1010(80-B)。
58.權(quán)利要求54或55的光致發(fā)光磷光體材料，其中所述基質(zhì)材料是光致抗蝕劑材料。
59.權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的像素子結(jié)構(gòu)，其中所述光致發(fā)光磷光體層是根據(jù)權(quán)利要求54至58的任何一個(gè)的光致發(fā)光磷光體材料。
60.一種用于根據(jù)權(quán)利要求54至58的任何一個(gè)的制造像素子結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括，混合所述顏料粉劑和所述基質(zhì)材料，以提供所述顏料粉劑在所述基質(zhì)材料中的均勻散布。
61.權(quán)利要求60的方法，其中該均勻散布可以印刷或者涂覆在基片上，以形成光致發(fā)光磷光體層。
62.一種根據(jù)權(quán)利要求54至58的任何一個(gè)的發(fā)射型顯示器中的光致發(fā)光磷光體材料。
63.權(quán)利要求62的光致發(fā)光磷光體材料，其中所述發(fā)射型顯示器選自包括以下各項(xiàng)的組中厚膜電致發(fā)光顯示器、有機(jī)光發(fā)射二極管顯示器、液晶顯示器和等離子體顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括新穎的子像素結(jié)構(gòu)的彩色電致發(fā)光顯示器及其制造方法。該子像素結(jié)構(gòu)具有電致發(fā)光磷光體，其發(fā)射藍(lán)光；和光致發(fā)光磷光體，作為藍(lán)光吸收的結(jié)果，其發(fā)射至少一種其他色彩的光。本發(fā)明還涉及新穎的光致發(fā)光磷光體材料。
文檔編號(hào)C09K11/06GK1706227SQ200380101660
公開日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月18日
發(fā)明者吳興煒, 阿卜杜勒·M·納庫阿 申請(qǐng)人:伊菲雷技術(shù)公司