CN101572971B - 电致发光显示器 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于电致发光显示器。包含带有荧光颜料(21)或者染料的荧光体的用于灯的电致发光层。

Description

电致发光显示器

本发明涉及电致发光显示器及其组件，并且，尤其，然而并非专门地，涉及电致发光/液晶混合的显示器。

某些材料是电致发光的-也就是说，当越过它们产生电场时，它们发射光，因此发光。最初已知的电致发光材料是诸如硫化锌的无机颗粒物质，而新近发现的电致发光材料包括一些小分子的有机发射体，例如有机发光二极管(OLED)，和一些塑料-合成有机聚合物质-例如发光的聚合体(LEP)。无机颗粒，以掺杂和包胶的形式，还在使用着，特别地当被混合入粘合剂并且施加到基底表面作为相对厚的层时；LEP既能作为结合混合料中的颗粒材料被使用，或者，由于一些优点，又能独自作为相对薄的连续薄膜。

此电致发光效果已经用于显示器的构成。在一些类型的显示器中，电致发光(EL)材料-在这里一般地称为荧光体(phosphor)-被配备以形成通过屏而清晰可见的背灯，其限定显示器将显示的无论什么字符。在其它的类型中，显示器和成形电极被排布在一起以致EL材料的小的个体区域能够被有选择地激活。这些显示器具有许多应用；实例是简易的数字式时间和日期显示器(用于手表或者时钟中)，移动式电话显示器，家用设备(例如洗碗机或者洗衣机)的控制面板，以及手持遥控器(用于电视，视频或者DVD播放器，数字盒，立体声或者音乐中心或者类似的娱乐装置)。

公开号为WO2005/0121878的国际专利申请描述一种电致发光/液晶混合的显示器。在这样的显示器中，电致发光背灯与液晶(LC)屏结合，该液晶屏在个别区域中，在“打开”/透明(以致背灯能够通过其发光)和“关闭”/不透明(以致背灯的光从而被阻断)之间可切换。LC屏和EL背灯被形成作为单个整体单元，其中两个组件(LC屏和EL背灯)都被支持在单个基底上——EL背灯被构成作为直接地安装在液晶材料层上/后的电致发光材料层。

已经发现，在有高强度光入射在显示器上的条件下，例如在明亮的日光中，微弱地发射的EL背灯很难看出，因为由EL背灯发射的光被从EL背灯反射的更明亮的入射光淹没。结果，显示器显现暗淡和无色，而不是彩色的图标。不同的荧光体颜色变得难以辨别，全部都显得暗淡，对显示器给予“褪了色的”外观。

已经做努力以克服此问题，通过喷墨涂层或者在EL背灯和LC屏的前面印刷透明色滤光层，从而不期望的波长的入射光被吸收。这保证图像保持期望的颜色。然而，滤光层会影响跨过EL和PDLC层的电场，不利地影响性能，并且制造显示器是昂贵的，对于每个滤光层需要另外的印刷途径(典型情况下对于每个荧光体颜色有一个滤光层)。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于灯的电致发光层，包含带有荧光颜料或者染料的荧光体。

根据本发明的层是有利的，因为当被并入灯，例如用于显示器的背灯时，电场能够跨过电致发光层被施加以使荧光体发光，并且在有高强度光入射在灯上的条件下，层的荧光颜料或者染料对从荧光体粒子/背灯反射的光染色，以保持光的期望的色彩对比度。所以，避免了对灯来说暗淡的，褪了色的外观，而制造灯的印刷途径的数目，与具有滤光层的那些灯相比被减少。

染料的荧光颜料可以发射光，该光大体上与荧光体发射的光的颜色匹配。以这种方法，光在低和高强度入射光条件下都保持它的发射的颜色。大体上匹配意思是由荧光颜料发射的光的波长在由荧光体发射的光的波长的+/-50nm范围之内。

在一个实施例中，电致发光层包含荧光颜料而不是染料。人们相信，与在电致发光层中溶解入染料相比，颜料更不易退色。

荧光体通常被包含在结合混合料之内。典型地，结合混合料由溶于有机溶剂的发光聚合物树脂组成，虽然不同的可选择之物包括UV可固化的粘合剂树脂以及浇铸成型的聚氨基甲酸酯(polyurethane)。可以把荧光颜料以低浓度与荧光体母料混合，典型情况下颜料与荧光体母料之比为小于5％，优选地，颜料与荧光体母料之比为1％。大于5％的颜料可能使发射的光变得太强烈并且将不必要地减少光输出，小于1％则不提供足够的颜色。

根据本发明的第二方面，提供一种灯，包含配置在前电极和后电极之间的根据本发明第一方面的电致发光层，以致电极两端的电压的施加将使电致发光层中的荧光体发光。

所述灯可以是用于显示器的背灯。从前到后，所述背灯可以包含：

通常由玻璃或者塑料，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)构成，被称为基底的电绝缘的透明前层；

例如，由诸如铟锡氧化物(ITO)的材料构成，形成前电极的第一导电薄膜，

根据本发明第一方面的电致发光(EL)层；

具有大约50的比较高的介电常数(相对电容率)的-通常是陶瓷-材料的电绝缘层(在一些申请，例如本发明中，这层最期望地是显著地光学反射的，而在其它申请中优选地它具有低反射率)；以及

配置在电绝缘层的背面上方，形成后电极的导电薄膜。

很清楚，如在这里使用的用词“前”意思是将从观看灯/显示器的那一侧。

前后电极中的一个可以是延伸跨越能够被照射的电致发光层的全部区域的单个电极，并且前后电极中的另一个被形成图案以限定能够被有选择地照射的电致发光层的区域。优选地，前电极是延伸覆盖能够被照射的电致发光层的全部区域的单个电极，并且后电极被形成图案以限定能够被有选择地照射的电致发光层的区域。然而，在另一个实施例中，两个电极都被形成图案以限定能够被有选择地照射的区域。

在一个配置中，电致发光层包含发射不同颜色光的离散的区域。这些离散的区域可以对于显示器限定不同的图标/像素，并且在大小与形状方面匹配形成图案的电极。

根据本发明第三方面，提供了一种包含根据本发明的第二方面的背灯的显示器。

所述显示器是有利的，因为不需要可能不利地影响跨过电致发光层的电场的滤光层。不需要滤光层可以减少显示器的制造费，因为需要更少的印刷层。

所述显示器可以进一步地包含配置在电致发光层的前面的液晶屏。

LC材料可以是这种材料的主要类型-例如向列型并且胆甾型或者手性向列型-的任何一个，要求是，一般地，用于基于液晶的材料，该材料允许在光学地可透射的场“打开”状态和比“打开”状态较少可透射的基场“关闭”状态之间无起偏振器的高对比度电光快门操作。优选地，所述液晶包含染料。在一个配置中，液晶包括，按染料，最好为二色性染料的重量计算，达到6％。在倾向的配置中，液晶中的染料水平是按重量计算3-5％。当没有场跨过LC材料被施加时，染料附着于液晶分子并且作用以使光暗淡，但是当施加了场，染料分子被对正用于允许光的透射。

使用这样的材料，在电致发光显示器前面的液晶开闭器的结合，结果形成混合式的显示器，其不但当被激活时发射光，而且当被激活时改变反射率。这类混合式的显示器能够在很大的光程条件中具有良好能见度-从漆黑到完全的日光(典型地考虑了最高的环境光条件)。

有与向列型材料相关的另一个显著优点：选择无电场时吸收光而有电场时透射光的液晶材料，允许与用来驱动液晶材料的电场相同的电场用于驱动电致发光材料。无电场时，液晶材料吸收入射的环境光并且电致发光材料不生成任何光，所以显示器元件显得黑暗。当施加了电场时，液晶透射随后反射到它后面的电致发光层外面的入射环境光和当时由电致发光层生成的光，所以显示器显得明亮。

LC屏和EL背灯可以被构造作为单个实体。这时，它意味着LC屏被附着于EL背灯或者夹在将要相对于背灯固定的显示器层之间。

LC屏最好为位于EL材料层和前电极之间，这样，使用中，电极生成电场跨过EL材料层和LC屏两者。然而，可选地，LC屏和EL材料层可以被分离的电极激活。

虽然LC屏能够被构成作为直接地安装在EL材料层上/后的层，但是有可能在LC屏和EL背灯之间配备聚合体中间层。

尽管仅经由图解，现在将参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1显示根据本发明第一实施例的显示器剖面；并且

图2显示根据本发明第二实施例的显示器剖面。

附图的图1中描绘的本发明的显示器的第一实施例的结构能够被看作，从前到后：

相对厚的保护性的电绝缘透明前层(11；基底)；

在基底11的背面上方，形成显示器前电极的很薄的透明导电薄膜(12)；

覆盖前电极12的背面，被分散在支持的聚合母体(15)之内，物理上稳定的LC材料(14)的相对薄的层(13)；

直接地形成在液晶层(13)上，并且覆盖其背面的，相对薄的电致发光层(16)；

在电致发光层(16)的背面上方，较高介电常数的材料的相对薄的光学反射的电绝缘层(19)(在图中这个层被显示为电致发光层(16)的无缝的延伸)；以及

配置在反射的电绝缘层(19)的背面上方，形成显示器后电极的导电薄膜(20)。

另外，后电极层可以用保护膜(在这里未显示)覆盖。

前和后电极一起限定能够被选择转换为“打开”或者“关闭”的液晶层和电致发光层(16)两者的离散的区域。

很清楚，专门用词“相对厚的”意味着在30至300微米范围内的厚度。此外，可以理解，专门用词“相对薄的”意味着50微米以下的厚度。在较佳实施例中，相对厚层为大约100微米并且相对薄层为25微米以下。

电绝缘层的介电常数可以是大约50。

电致发光层(16)包含分散在支持母料(18)之内的荧光体材料(17)和荧光颜料(21)。荧光颜料(21)被选择以致由荧光颜料(21)发射的光的颜色匹配荧光体发射的光的颜色。适当的发荧光的材料的实例是由Radiant Color公司制造的Radglo荧光颜料。已经发现，以下组合实现适当的色匹配电致发光层：

1)Radglo PC21绿色与Dupont高亮绿荧光体8164，

2)Radglo PC29蓝色与Dupont高亮蓝色荧光体8160，

3)Radglo PC24橙红与Dupont橙荧光体7182。

电致发光层典型地包含约1％的Radglo颜料比结合混合料。为形成电致发光层(16)，荧光体结合混合料被简单地与荧光颜料(21)混合。可以理解，其它的荧光体粘合剂材料能被使用，例如Electra，并且其它的荧光颜料能被使用，例如荧光颜料的Capricorn化学制品范围。

在这个实施例中，荧光颜料包含聚合树脂，其具有溶解/融解入它的染料，并被转动磨碎以制成颜料。然后这个颜料被放进结合混合料。相信该颜料是不可溶解的，因此，不溶于聚合母体，但是颜料载色剂(vehicle)随着时间的过去多少会软化。所以，保留颜料和结合混合料一两天被认为帮助EL层的混合和印刷。

不溶性颜料的使用被认为比简单地在EL粘合剂中溶解染料产生更耐光性的颜色。

在一个实施例中，电致发光层包含发射不同颜色光的离散的区域。这些离散的区域限定显示器的不同的图标/像素，并且在大小与形状方面匹配由电极限定的离散区域。然而，将被理解的是，电致发光层仅可以发射单色光。

在替换实施例中，附图的图2所示，EL和LC材料没有直接地形成在彼此上，而是由绝缘中间层(10)代替分离。在全部其它的方面中，所述实施例是相同的并且已经使用了共同的标号。

Claims (15)

1.一种用于背灯的电致发光层，包含：

荧光体；和

荧光颜料或者染料；其中

所述荧光颜料或者染料对从所述背灯和/或所述荧光体反射的入射环境光染色，以匹配于大体上与所述荧光体发射的光的颜色匹配的光，

其中，大体上匹配意思是由所述荧光颜料或者染料发射的光的波长在由所述荧光体发射的光的波长的+/-50nm范围之内。

2.根据权利要求1所述的电致发光层，其特征在于，所述荧光体是结合混合料的一部分。

3.根据权利要求2所述的电致发光层，其特征在于，所述电致发光层包含荧光颜料，并且所述荧光颜料被混入所述结合混合料。

4.根据权利要求3所述的电致发光层，其特征在于，包含少于5重量％的荧光颜料。

5.根据权利要求4所述的电致发光层，其特征在于，包含约1重量％的荧光颜料。

6.一种包括根据权利要求1所述的电致发光层的背灯，所述电致发光层配置在前电极和后电极之间，从而所述电极两端的电压的施加将使所述电致发光层中的荧光体发光。

7.根据权利要求6所述的背灯，其特征在于，所述背灯从前到后包括：

被称为基底的电绝缘透明前层；

形成所述前电极的第一导电薄膜，

所述电致发光层；

具有大约50的较高相对介电常数的材料的电绝缘层；以及

配置在所述电绝缘层的背面上方，形成后电极的导电薄膜。

8.根据权利要求7所述的背灯，其特征在于，所述前电极和后电极中的一个是延伸跨越能够被照射的所述电致发光层的全部区域的单个电极，并且所述前电极和后电极中的另一个被形成图案以限定能够被有选择地照射的所述电致发光层的区域。

9.根据权利要求8的背灯，其特征在于，所述前电极是延伸覆盖能够被照射的所述电致发光层的全部区域的单个电极，并且所述后电极被形成图案以限定能够被有选择地照射的所述电致发光层的区域。

10.根据权利要求7的背灯，其特征在于，所述前电极和所述后电极两者都被形成图案以限定能够被有选择地照射的所述电致发光层的区域。

11.根据权利要求8的背灯，其特征在于，所述电致发光层包含发射不同颜色光的离散区域。

12.根据权利要求11的背灯，其特征在于，所述离散的区域限定用于显示器的不同图标/像素并且在大小与形状方面与所述形成图案的电极匹配。

13.包括根据权利要求6所述的背灯的显示器。

14.根据权利要求13所述的显示器，包括配置在所述电致发光层的前面的液晶屏。

15.根据权利要求13所述的显示器，在能够被照射的所述电致发光层的区域的前面不具有滤色器。