DE60018182T2

DE60018182T2 - Elektrolumineszierende anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60018182T2
Application number: DE60018182T
Authority: DE
Inventors: John Christopher BARNARDO; James Christopher FRYER
Original assignee: Pelikon Ltd
Current assignee: Pelikon Ltd
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: WO2000072638A1; EP1190602B1; DE60018182D1; GB9911789D0; US6998774B1; ATE289475T1; EP1190602A1; ES2235890T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrolumineszierende Anzeigevorrichtungen.
Elektrolumineszenz ist die Emission von Licht eines Materials, das einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Die Phosphor-Elektrolumineszenz wurde 1936 entdeckt und dokumentiert. Erst in den 1950-er Jahren jedoch erhielten GEC und Silvania Patente für elektrolumineszierende Leuchtstofflampen. Die kurze Lebensdauer dieser Vorrichtungen von beispielsweise 500 Stunden schränkte ihre Brauchbarkeit ein.
Arbeiten, die in den 1980-er Jahren ausgeführt wurden, belebten die elektrolumineszierende Leuchtstofflampe wieder und 1999 präsentierte die Durel Corporation eine flexible elektrolumineszierende Phosphorvorrichtung, welche als Hintergrundlicht in einen Flüssigkristallbildschirm integriert wurde. Die Herstellungstechnik beinhaltete das Verkapseln der Phosphorpulverpartikel in Glasperlen und das Einfügen des verkapselten Pulvers zwischen zwei Elektroden, an welche eine Wechselspannung angelegt wurde, um die Emission anzuregen. Elektrolumineszenz-Vorrichtungen gemäß dieser Art von Verfahren sind als "Dickfilm-" oder "Pulver-" Elektrolumineszenz-Vorrichtungen bekannt. Diese sind von "Dünnfilm-" Elektrolumineszenz-Vorrichtungen zu unterscheiden, bei deren Herstellung eine dünne Lage elektrolumineszierenden Phosphors auf ein typischerweise aus Glas bestehendes Substrat mittels eines Verfahrens, wie der atomaren Schichtepitaxie, aufgebracht wird.
Traditionell wurde die Dünnfilmtechnologie eingesetzt, um Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtungen, und die Dickfilmtechnologie, um elektrolumineszierende Leuchten herzustellen, insbesondere Hintergrundbeleuchtungen für Flüssigkristallanzeigen (LCDs). Ein Beispiel einer Dünnfilmvorrichtung wird im US-Patent 5,463,279 beschrieben und ein Beispiel einer Dickfilmvorrichtung ist in dem US-Patent 5,686,792 beschrieben.
Eine typische Dickfilm-Phosphorelektrolumineszenz-Vorrichtung umfasst eine Lage elektrolumineszierenden Materials in einer dielektrischen Matrix, welches zwischen zwei flachen, leitfähigen Elektroden angeordnet ist. Das elektrolumineszierende Material umfasst Phosphorpartikel, typischerweise ein Zinksulfat (ZnS) Pulver, welches mit Mangan (Mn) dotiert ist, das in ein dielektrisches Material in kleinsten Mengen eingeschlossen ist. Typischerweise werden jeweils Silber- oder Graphit-angereicherte Farben, die zum Siebdruck geeignet sind, und Indiumzinnoxid (IZO), ein transparentes, leitfähiges Material, verwendet, um die Elektroden auf dem Substrat (wie etwa einem Polyesterfilm) zu bilden. Wenn eine Wechselspannung zwischen den Elektroden angelegt wird, sendet das elektrolumineszierende Material Licht aus.
Die Erfinder haben kürzlich Dickfilm-Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtungen entwickelt, in welchen eine Mehrzahl von geformten, unabhängigen Elektroden auf mindestens einer Seite einer Schicht eines geformten oder ungeformten elektrolumineszierenden Materials vorgesehen sind. An jede dieser unabhängigen Elektroden kann selektiv eine Spannung angelegt werden, um einen jeweiligen Bereich der Anzeige aufleuchten zu lassen. Eine Dickfilm-Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung wurde geschaffen, indem die Konfiguration der unabhängigen Elektroden so gewählt wurde, dass sie Informationen repräsentieren, z.B. in Form einer Sieben-Segment-Anzeige o.ä.
So haben die Erfinder kürzlich eine adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung entwickelt, d.h. eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung, welche eine Mehrzahl von Anzeigebereichen umfasst, von denen jedes die Form eines graphischen Elementes aufweist, wobei jeder Anzeigebereich getrennt, selektiv beleuchtet werden kann.
Eine Schwierigkeit, welche mit der Herstellung von Dickfilm-Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtungen in Verbindung steht, besteht darin, dass die unabhängigen Elektroden elektrisch mit einer Spannungsquelle für die Anzeigevorrichtung kontaktiert werden müssen. Bei einer konventionellen Herstellungstechnik werden die elektrischen Kontakte auf der Rückseite der Vorrichtung als leitfähige Bahnen aufgetragen, z.B. mittels leitfähiger Farbe für den Siebdruck. Die Bahnen selbst können jedoch wie Elektroden wirken und den elektrolumineszierenden Phosphor dazu anregen, dort, wo der Phosphor zwischen einer transparenten Vorderelektrode und der leitfähigen Bahn eingeschlossen ist, Licht auszusenden. Somit treten die leitfähigen Bahnen als leuchtende Linien auf der Anzeigevorrichtung in Erscheinung und beeinflussen die Deutlichkeit der wiedergegebenen Information negativ, was nicht wünschenswert ist.
Das US-Patent 5,686,792 betrifft eine elektrolumineszierende Lampe mit einer kontinuierlichen, elektrolumineszierenden, dielektrischen Schicht und einer nach einem bestimmten Muster geformten Rückelektrode, welche auf der elektrolumineszierenden dielektrischen Schicht angeordnet ist. Die Rückelektrode umfasst mindestens zwei leitfähige Segmente, welche durch eine Lücke voneinander getrennt sind. Eine isolierende Schicht füllt die Lücke und eine leitfähige Kontaktierung ist auf der isolierenden Schicht angeordnet, welche die Segmente verbindet. Die isolierende Schicht trennt die Kontaktierung von der elektrolumineszierenden dielektrischen Schicht in einem genügenden Abstand, um das elektrische Feld in der elektrolumineszierenden dielektrischen Schicht unterhalb des Punktes zu halten, ab dem die Lampe zu feuchten scheint.
Eine ähnliche Anordnung ist in der US 5,821,691 offenbart.
Die Lösung des Problems sichtbarer elektrischer Verbindungen im Kontext einer elektrolumineszierenden Leuchte, wie sie von der US 5,686,792 bereitgestellt wird, hat gewisse Nachteile. Z.B. ist die Tiefe der isolierenden Schicht durch den Herstellungsprozess festgelegt und diese Tiefe bestimmt eine maximale Spannung, die an die Rückelektrode angelegt werden kann, ohne das es zum Aufleuchten der elektrischen Kontaktierungen in der Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung kommt. Zudem muss die Dicke der isolierenden Schicht sorgfältig kontrolliert werden, um zu gewährleisten, dass die Verbindungen unsichtbar bleiben, und dies stellt zusätzliche Anforderungen an den Herstellungsprozess. Ebenso trägt die Dicke und Steifigkeit der isolierenden Schicht zur Gesamtdicke der Anzeigevorrichtung bei und vermindert ihre Flexibilität.
Die vorliegende Erfindung soll eine neue Konfiguration einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung bereitstellen, in welcher die elektrischen Kontaktierungen an den Elektroden der Anzeigevorrichtung nicht als leuchtende Gebiete des elektrolumineszierenden Materials sichtbar sind.
Von einem ersten Blickwinkel aus betrachtet stellt die Erfindung deshalb eine adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung bereit, welche umfasst:
eine erste Schicht mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Vorderelektrode;
eine zweite Schicht mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Rückelektroden-Segmenten;
eine dritte Schicht, welche zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet ist und elektrolumineszierendes Material aufweist;
eine vierte Schicht mir einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Bahnen, welche jeweils mit einem ersten Ende mit mindestens einem der Rückelektroden-Segmente verbunden sind;
eine fünfte Schicht, welche zwischen der vierten Schicht und einer sechsten Schicht angeordnet ist, und dielektrisches Material aufweist, und welche im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahnen folgt, und
eine sechste Schicht, welche zwischen der dritten Schicht und der fünften Schicht angeordnet ist und eine elektrisch leitfähige Rückwandplatine aufweist, welche elektrisch mit der Vorderelektrode vor der Rückwandplatine derart verbunden ist, dass die Potentialdifferenz über der dritten Schicht in dem Bereich der sechsten Schicht im Wesentlichen Null ist, und welche im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahn folgt,
wobei die leitfähigen Bahnen dazu angeordnet ist, im Betrieb eine Steuerspannung über der ersten Schicht und einem Rückelektroden-Segment in der zweiten Schicht zum Ansteuern der Beleuchtung in einem Bereich der Anzeigevorrichtung zuzuführen.
Daher gewährleistet gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Bereich der elektrisch leitfähigen Bahnen (auch die "elektrischen Leiter") die elektrisch leitfähige Rückwandplatine (auch die "sechste Schicht" oder die "elektrisch leitfähige Schicht"), dass im Wesentlichen keine Potentialdifferenz zwischen der Schicht des elektrolumineszierenden Materials (auch der "dritten Schicht") auftritt, selbst wenn die elektrisch leitfähigen Bahnen eine Steuerspannung zur Verfügung stellen; und deshalb bringen die elektrisch leitfähigen Bahnen das elektrolumineszierende Material nicht zum Leuchten.
Die erste Schicht (auch die "erste, transparente Elektrode") kann eine Schicht eines transparenten, leitfähigen Materials umfassen, z.B. Indiumzinnoxid, welches auf ein transparentes Substrat aufgebracht ist, z.B. eine Polyesterfolie. Das transparente, leitfähige Material kann mittels jedweder geeigneten Methode auf das transparente Substrat aufgetragen werden, z.B. Siebdruck, Sputtern o. ä.
Die Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung ist derart, dass die Information von der Anzeigevorrichtung durch Anlegen einer Spannung an die selektierten Rückelektroden-Segmente (auch die "zweiten Elektroden") dargestellt werden kann. Z.B. können die Bereiche, welche beleuchtet werden können ("Anzeigebereiche") in einem numerischen oder alphanumerischen Anzeige-Arrangement angeordnet werden, wie Sieben-, Vierzehn- oder Sechzehn-Segmentanzeigen.
Die Rückelektroden-Segmente können auf der Anzeigevorrichtung mittels jedweden geeigneten Verfahrens bereitgestellt werden, wie z.B. mittels Siebdruck mit leitfähigen, z.B. Silber- oder Graphit-angereicherten Farben.
Das elektrolumineszierende Material in der dritten Schicht (oder "Schicht des elektrolumineszierenden Materials") ist eine Dickfilm-Phosphorschicht, z.B. Zinksulfidpulver, welches mit Mangan dotiert ist und in einem dielektrischen Material mikro-verkapselt ist.
Die elektrisch leitfähigen Bahnen können mittels jedweden geeigneten Verfahrens auf der Vorrichtung gebildet werden, wie beispielsweise durch Siebdruck mittels leitfähiger z.B. Silber- oder Graphit-angereicherter Farben. Einige elektrisch leitfähige Bahnen können durchaus gemeinsam mit den Rückelektroden-Segmenten auf der Vorrichtung gebildet werden. In diesem Fall können diese elektrisch leitfähigen Bahnen als Erweiterung der relevanten Rückelektroden-Segmente angesehen werden. Mindestens ein Teil der elektrisch leitfähigen Bahnen kann einen integralen Bestandteil der Rückelektrodenelemente darstellen.
Im Allgemeinen wird jeweils eine elektrisch leitfähige Bahn für jedes Rückelektroden-Segment bereitgestellt.
Die sechste Schicht (auch die "elektrisch leitfähige Schicht") kann im Wesentlichen in der selben Ebene wie die zweite Schicht angeordnet sein. Daher können die Rückelektroden-Segmente in einer oder mehreren Hohlräumen oder Aussparungen bereitgestellt werden, welche in der sechsten Schicht definiert sind. In diesem Fall sollte der Abstand zwischen der sechsten Schicht und den Rückelektroden-Segmenten, welcher durch die Größe der Hohlräume definiert wird, derart gewählt werden, dass die Bildung von Lichtbögen aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der sechsten Schicht und der zweiten Schicht vermieden wird.
Eine Schicht eines dielektrischen Materials (auch die "fünfte Schicht" oder die "erste dielektrische Schicht") wird bereitgestellt, um die elektrisch leitfähigen Bahnen von der sechsten Schicht elektrisch zu isolieren, da zwischen diesen Komponenten eine signifikante Potentialdifferenz auftreten kann. Daher muss eine solche dielektrische Schicht eine ausreichende elektrische Isolationsfähigkeit aufweisen, um der Steuerspannung für das elektrolumineszierende Material standzuhalten. Diese dielektrische Schicht kann mittels jedweden geeigneten Verfahrens aufgetragen werden, wie beispielsweise Siebdruck.
Bei einer bevorzugten Anordnung wird die sechste Schicht über der zweiten Schicht bereitgestellt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Ausrichtung der sechsten Schicht relativ zur zweiten Schicht nicht genauso akkurat sein muss, um die richtige elektrische Funktionalität der Vorrichtung zu gewährleisten, wie wenn die Rückelektroden-Segmente in den Hohlräumen oder Aussparungen in der sechsten Schicht angeordnet sind.
Eine weitere dielektrische Schicht (auch die "zweite dielektrische Schicht") kann vorgesehen werden, um die zweite Schicht elektrisch von der sechsten Schicht zu isolieren, welche im Allgemeinen beim Betrieb der Vorrichtung verschiedene Potentiale aufweisen. Solch eine dielektrische Schicht kann mittels jedweden geeigneten Verfahrens, wie z.B. Siebdruck, aufgebracht werden.
Es ist vorteilhaft für jegliche Hohlräume, welche in der sechsten Schicht vorhanden sind, und jegliche dielektrischen Schichten (um es den elektrisch leitfähigen Bahnen zu ermöglichen, die Rückelektroden-Segmente zu kontaktieren), dass diese so groß wie möglich ausgeführt werden, um die Auswirkungen jeglicher Fehlausrichtung der sechsten Schicht (und/oder die damit assoziierte dielektrische Schicht (n)), der Rückelektroden-Segmente und der elektrisch leitfähigen Bahnen zu minimieren.
Die sechste Schicht folgt im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahnen, um die Materialkosten und die Ausrichtungsprobleme in Verbindung mit anderen Verfahren zu reduzieren. Es ist für die fünfte Schicht wünschenswert, einen größeren Bereich zu bedecken als die sechste Schicht, so dass die elektrische Isolierung im Allgemeinen gewährleistet ist, selbst im Falle von Variationen in der Ausrichtung dieser Schichten. Es ist ebenfalls wünschenswert, dass die sechste Schicht einen größeren Bereich als die elektrisch leitfähigen Bahnen bedeckt, so dass die elektrisch leitfähigen Bahnen im Allgemeinen nicht sichtbar beleuchtet werden, selbst im Falle von Abweichungen bei der Ausrichtung der sechsten Schicht im Verhältnis zu den elektrisch leitfähigen Bahnen.
Vorzugsweise überlappen die sechste Schicht und die zugehörigen dielektrische Schichten) den Bereich der Rückelektroden-Segmente, um Toleranzen in der Ausrichtung der sechsten Schicht und der entsprechenden dielektrischen Schichten) im Verhältnis zu den elektrisch leitfähigen Bahnen zu ermöglichen.
Vorzugsweise wird der gesamte Bereich der sechsten Schicht und der entsprechenden dielektrischen Schichten) so klein wie möglich gehalten, um die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen aufgrund von Mängeln, wie Nadellöchern in der dielektrischen Schicht(en), zu minimieren. Die sechste Schicht kann eine Mehrzahl von separaten Abschnitten umfassen, von denen jeder mit dem relevanten Teil der ersten Schicht elektrisch kontaktiert ist.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen kann mindestens eines der Rückelektroden-Segmente der elektrolumineszierenden Vorrichtung, oder der sechsten Schicht oder eine der elektrisch leitfähigen Bahnen als leitfähige Bahnen auf einer ge druckten Schaltkreisplatine, vorzugsweise einer flexiblen gedruckten Schaltkreisplatine gebildet werden.
Ein Hohlraum (oder eine Lücke) kann in der ersten Schicht gegenüber einer elektrisch leitfähigen Bahn vorgesehen werden, so dass kein elektrisches Feld zwischen der ersten Schicht und der elektrisch leitfähigen Bahn erzeugt wird, welches das elektrolumineszierende Material im Bereich der elektrisch leitfähigen Bahnen zum Leuchten bringen würde.
Der Hohlraum (die Hohlräume) können in der ersten Schicht durch Ätzen oder andersartiges Abtragen (z.B. unter Einsatz von Lasern) des transparenten, leitfähigen Materials von dem transparenten Substrat festgelegt werden. Alternativ kann das transparente, leitfähige Material auf das transparente Substrat in einer Anordnung aufgetragen werden, welche den Hohlraum (die Hohlräume) definiert.
Gemäß der Erfindung können elektrolumineszierende Vorrichtungen hergestellt werden, die flexibel, leicht und verhältnismäßig kostengünstig sind. Vorteilhafterweise kann eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in ein Bekleidungsstück integriert werden.
Die Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung kann so ausgeführt werden, dass sie Informationen bezüglich des Trägers des Kleidungsstückes anzeigt. Z.B. kann die Anzeigevorrichtung die Sauerstoffmenge darstellen, welche in den Flaschen eines Atemgerätes verbleibt, das von einem Feuerwehrmann oder einem Taucher verwendet wird. Ebenso kann die Anzeige die abgelaufene Zeit seit dem Start eines Rennens für einen bestimmten Athleten darstellen.
Die Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung kann zusätzliche Elektronik zur Steuerung der Anzeigevorrichtung beinhalten. Z.B. kann die Anzeigevorrichtung Nahbereichs-Kommunikationselektronik, welche beispielsweise die DECT- oder Bluetooth-Kommunikationsprotokolle einsetzt, beinhalten.
Obwohl die Erfindung anhand der Struktur einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung beschrieben wurde, erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren, um eine Anzeigevorrichtung, wie sie hier beschrieben ist, herzustellen.
Aus noch einem anderen Blickwinkel betrachtet stellt die Erfindung eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung bereit mit
einer ersten transparenten Elektrode,
mindestens einer zweiten Elektrode,
einer Schicht aus Elektrolumineszenz-Material, welche zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordnet ist,
einem elektrischen Leiter in Form einer leitfähigen Bahn, welche elektrisch mit der zweiten Elektrode verbunden ist und dazu angeordnet ist, im Betrieb eine Steuerspannung für das Elektrolumineszenz-Material an die zweite Elektrode zu liefern,
einer elektrisch leitfähigen Schicht, welche zwischen der Elektrolumineszenz-Materialschicht und dem elektrischen Leiter vorgesehen ist, welche im Wesentlichen dem Pfad des elektrischen Leiters folgt, wobei die leitfähige Schicht derart elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist, dass die Potentialdifferenz über der Elektrolumineszenz-Materialschicht in dem Bereich des elektrischen Leiters im Wesentlichen Null ist, und
einer ersten dielektrischen Schicht zwischen dem elektrischen Leiter und der leitfähigen Schicht.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun exemplarisch und unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Darstellung einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung ist, welche einige Aspekte der Erfindung darstellt;
2 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung gemäß 1 ist;
3 eine schematische Darstellung einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung ist, welche einige Aspekte der Erfindung zeigt.
Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung eine Substratschicht 1 aus transparentem Polyester, welches mit einer Schicht aus Indiumzinnoxid (IZO) 2 vorgefertigt ist, um eine transparente Vorderelektrode zu bilden. Eine Schicht von Dickfilm-Elektrolumineszenz-Phosphormaterial 3 ist über der IZO-Schicht 2 vorgesehen. Eine erste dielektrische Schicht 4 ist über der Phosphorschicht 3 vorgesehen und oberhalb der ersten dielektrischen Schicht 4 befindet sich eine Rückelektrode 5 aus mittels Siebdruck aufgetragener Silber-angereicherter Farbe. Die Rückelektrode 5 ist von einer zweiten dielektrischen Schicht 6 bedeckt. Die zweite dielektrische Schicht 6 isoliert die Rückelektrode 5 elektrisch von einer Rückwandschicht 7, welche ebenfalls aus auf den Schirm gedruckter Silber-angereicherter Farbe besteht. Auf der Rückwandschicht 7 ist eine dritte dielektrische Schicht 8 angeordnet, welche die Rückwandschicht 7 von einer elektrisch leitfähigen Bahn 9 elektrisch isoliert.
Die elektrisch leitfähige Bahn 9 verläuft daher in einer Längsrichtung zwischen einem Punkt an einem Ende der Bahn, an welchem sie an ein Rückelektroden-Segment kontaktiert ist, und einem Punkt an einem anderen Ende der Bahn, an welchem sie entweder direkt oder indirekt an eine Spannungsversorgung angeschlossen ist. Die Richtung der "Breite" (wie sie hier verwendet wird) der elektrisch leitfähigen Bahn und von anderen Bahnen, welche zu der elektrisch leitfähigen Bahn gehören, ist als die Richtung definiert, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der elektrisch leitfähigen Bahn verläuft.
Wie in 1 dargestellt, ist die Rückwandschicht 7 elektrisch mit der IZO-Schicht 2 kontaktiert, so dass diese zwei Schichten immer auf demselben elektrischen Potential liegen.
Im Betrieb wird eine Steuerwechselspannung von 100 bis 600 Volt zwischen das Rückelektroden-Segment 5 (über die leitfähige Bahn 9) und die IZO-Schicht 2 gelegt, um ein elektrisches Feld über den elektrolumineszierenden Phosphor 3 zu erzeugen, so dass der Phosphor Licht aussendet.
Die leitfähige Rückwandschicht 7 liegt immer im Wesentlichen auf demselben elektrischen Potential wie die IZO-Schicht 2 und ist zwischen der Phosphorschicht 3 und der leitfähigen Bahn 9 angeordnet. Deshalb liegt über der elektrolumineszierende Phosphorschicht 3 kein elektrisches Feld an, aufgrund der Steuerspannung in der leitfähigen Bahn 9. Tatsächlich schirmt die Rückwandschicht 7 die elektrolumineszierende Phosphorschicht 3 von der Steuerspannung in der leitfähigen Bahn 9 ab, so dass die Phosphorschicht nicht von der leitfähigen Bahn 9 zum Leuchten gebracht wird.
Obwohl die dritte dielektrische Schicht 8, die Rückwandschicht 7 und die zweite dielektrische Schicht 6 in 2 so dargestellt sind, als wiesen sie Hohlräume auf, welche in ihnen für die leitfähige Bahn 9 definiert sind, folgen für eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung die dritte dielektrische Schicht 8, die Rückwandschicht 7 und die zweite dielektrische Schicht 6 tatsächlich im Wesentlichen dem Pfad der leitfähigen Bahn 9, um die Materialkosten zu reduzieren und Ausrichtungsprobleme zwischen diesen Schichten zu vermeiden, wie in 3 dargestellt.
3 zeigt eine Mehrzahl von Rückelektroden 5, welche ausgestaltet sind, um die Stunden-, die Minuten- und die Sekunden-Bereiche auf dem Vorderteil einer Anzeigevorrichtung für eine analoge Uhr zu bilden. Die elektrisch leitfähigen Bahnen 9 sind an diese Rückelektroden 5 angeschlossen. Die leitfähigen Bahnen 9 sind auf einer zweiten dielektrischen Schicht (in 3 nicht dargestellt) angeordnet, welche wiederum auf einer Rückwandschicht 7 angeordnet ist, welche wiederum auf einer ersten dielektrischen Schicht 4 angeordnet ist.
Zusammenfassend beinhaltet eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung eine transparente Vorderelektrode 1, 2, eine Rückelektrode 5 und eine Schicht eines elektrolumineszierenden Materials 3, welches zwischen den Front- und Rückelektroden angeordnet ist. Eine leitfähige Bahn 9 ist elektrisch an die Rückelekt rode 5 angeschlossen und stellt eine Steuerspannung für das elektrolumineszierende Material 3 für die zweite Elektrode 5 bereit. Eine Rückwandschicht ist zwischen der Schicht des elektrolumineszierenden Materials 3 und der leitfähigen Bahn 9 vorgesehen und ist elektrisch an die Vorderelektrode 1, 2 angeschlossen, so dass die Potentialdifferenz über der Schicht des elektrolumineszierenden Materials 3 im Bereich der leitfähigen Bahn 9 im Wesentlichen Null beträgt. Auf diese Art wird, wenn die leitfähige Bahn 9 die Rückelektrode 5 mit der Steuerspannung versorgt, die Schicht des elektrolumineszierenden Materials 3 nicht durch ein elektrisches Feld zwischen der leitfähigen Bahn 9 und der Vorderelektrode 1, 2 beleuchtet.
Es ist zu beachten, dass, obwohl die Beschreibung hauptsächlich Ausführungsbeispiele erläutert hat, in welchen die Form der beleuchteten Bereiche von den Rückelektroden definiert wird, die Form alternativ durch ein geeignetes Gestalten der Vorderelektrode oder der Schicht des elektrolumineszierenden Materials oder einer Kombination der Vorderelektrode des elektrolumineszierenden Materials und der Rückelektrode, ausgestaltet werden kann.
Es ist ebenfalls zu beachten, dass bei geeigneten Steuerspannungen (d.h. aktives Ansteuern von "AN"-Anzeigebereichen, um diese zu beleuchten und "AUS"-Anzeigebereichen, um diese nicht zu beleuchten) keine Notwendigkeit für eine Rückwandschicht besteht, die hinter den Gebieten der Rückelektroden-Segmente vorgesehen sein muss, da die Rückelektroden-Segmente, welche im "AUS"-Zustand betrieben werden (d.h. auf die gleiche Spannung wie die transparente Vorderelektrode gesetzt werden) auf die gleiche Weise wirken, wie eine solche Rückwandschicht wirken würde, und sie gewährleisten, dass die elektrisch leitfähigen Bahnen, welche hinter diesen verlaufen, kein Leuchten des elektrolumineszierenden Materials vor ihnen bewirken können. Es ist ferner festzuhalten, dass die Notwendigkeit besteht, keine Rückwandschicht in Bereichen der Anzeigevorrichtung vorzusehen, in denen entweder keine Vorderelektrode oder kein elektrolumineszierendes Material oder keine elektrisch leitfähige Bahn angeordnet ist.
Bei einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) ist eine Lücke in der Vorderelektrode 1, 2 definiert, welche im Wesentlichen dem Ort der leitfähigen Bahn 9 entspricht. Dies verhindert ebenfalls, dass die Spannung in der leitfähigen Bahn 9 die Schicht des elektrolumineszierenden Materials 3 beleuchtet.
Eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung kann in einem Bekleidungsstück enthalten sein.
Es ist möglich, die unerwünschte Beleuchtung der elektrischen Leiter ohne Einsatz einer leitfähigen Schicht wie zuvor beschrieben zu verhindern.
In diesem Fall umfasst eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung:
eine erste transparente Elektrode;
mindestens eine zweite Elektrode;
eine Schicht eines elektrolumineszierenden Materials, welches zwischen der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist; und
einen elektrischen Leiter, welcher elektrisch mit der zweiten Elektrode verbunden ist und derart angeordnet ist, um im Betrieb eine Steuerspannung für das Elektrolumineszenz-Material an die zweite Elektrode zu liefern,
wobei in der ersten Elektrode ein Hohlraum definiert ist, welcher im Wesentlichen dem Ort des elektrischen Leiters entspricht.
Somit ist ein Hohlraum (oder eine Lücke) in der ersten Elektrode gegenüber dem elektrischen Leiter vorgesehen, so dass kein elektrisches Feld zwischen der ersten Elektrode und dem elektrischen Leiter erzeugt wird, welches das elektrolumineszierende Material im Bereich des elektrischen Leiters zum Leuchten bringen würde.

Claims

Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung, mit: einer ersten Schicht mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Vorderelektrode (2); einer zweiten Schicht mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Rückelektroden-Segmenten (5); einer dritten Schicht, welche zwischen der ersten und zweiten Schicht angeordnet ist und elektrolumineszierendes Material (3) aufweist; einer vierten Schicht mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Bahnen (9), welche jeweils mit einem ersten Ende mit mindestens einem der Rückelektroden-Segmente verbunden sind, einer fünften Schicht (8), welche zwischen der vierten Schicht und einer sechsten Schicht angeordnet ist und dielektrisches Material aufweist, und welche im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahnen folgt, und einer sechsten Schicht (7), welche zwischen der dritten Schicht und der fünften Schicht angeordnet ist und eine elektrisch leitfähige Rückwandplatine aufweist, welche elektrisch mit der Vorderelektrode vor der Rückwandplatine derart verbunden ist, dass die Potentialdifferenz über der dritten Schicht in dem Bereich der sechsten Schicht im Wesentlichen Null ist, und welche im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahnen folgt, wobei die leitfähigen Bahnen dazu angeordnet sind, im Betrieb eine Steuerspannung über der ersten Schicht und einem Rückelektroden-Segment in der zweiten Schicht zum Ansteuern der Beleuchtung in einem Bereich der Anzeigevorrichtung zuzuführen.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Vielzahl von Anzeigebereichen jeweils in Form eines grafischen Elementes, wobei jeder selektiv getrennt beleuchtet werden kann, wobei in jedem Anzeigebereich zumindest eine der ersten, zweiten oder dritten Schicht in Form des grafischen Elementes ausgestaltet ist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Schicht eine Vielzahl von getrennten elektrisch leitfähigen, transparenten Vorderelektroden-Segmenten aufweist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die dritte Schicht eine Vielzahl von Elektrolumineszenz-Materialsegmenten aufweist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die fünfte Schicht (8) eine Vielzahl von dielektrischen Bahnen aufweist, welche jeweils mit einer der elektrisch leitfähigen Bahnen (9) assoziiert sind, und wobei jede der dielektrischen Bahnen im Wesentlichen mit derselben zweidimensionalen Form, jedoch breiter als ihre assoziierten, leitfähigen Bahnen ausgestaltet ist, und wobei die dielektrischen Bahnen an einem ersten Ende kurz vor dem ersten Ende der dazugehörigen, elektrisch leitfähigen Bahn aufhört.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Rückwandplatine der sechsten Schicht (7) eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Rückwandplatine-Bahnelementen aufweist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei jedes der Rückwandplatine-Bahnelemente mit einer der elektrisch leitfähigen Bahnen (9) assoziiert ist, im Wesentlichen mit derselben zweidimensionalen Form, jedoch breiter als ihre assoziierte elektrisch leitfähige Bahn ausgestaltet ist, und kurz vor dem ersten Ende ihrer assoziierten elektrisch leitfähigen Bahn aufhört.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, rückbezogen auf Anspruch 5 und 6, wobei jedes der Rückwandplatine-Bahnelemente kurz vor dem ersten Ende der assoziierten dielektrischen Bahn aufhört.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Rückwandplatine-Bahnelemente im Wesentlichen ex klusiv in Bereichen der Anzeigevorrichtung vorgesehen sind, in denen Elektrolumineszenz-Material (3), eine Vorderelektrode (2) und eine elektrisch leitfähige Bahn (9) angeordnet sind.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Rückwandplatine-Bahnelemente im Wesentlichen exklusiv außerhalb von Bereichen der Anzeigevorrichtungen vorgesehen sind, in denen die zweite Schicht in Form des grafischen Elementes ausgebildet ist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner mit einer dielektrischen Schicht (4), welche zwischen der zweiten und der dritten Schicht angeordnet ist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11, wobei die dielektrische Schicht (4) im Wesentlichen dem Pfad der elektrisch leitfähigen Bahnen folgt.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine der zweiten, vierten und sechsten Schicht als eine leitfähige Bahn auf einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Adressierbare Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite, vierte, fünfte und sechste Schicht als Schichten einer Multischicht-Leiterplatte ausgebildet sind.
Bekleidungsstück mit einer adressierbaren Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung, mit einer ersten transparenten Elektrode (2), mindestens einer zweiten Elektrode (5), einer Schicht aus Elektrolumineszenz-Material (3), welche zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordnet ist, einem elektrischen Leiter in Form einer leitfähigen Bahn (9), welche elektrisch mit der zweiten Elektrode verbunden ist und dazu angeordnet ist, im Betrieb eine Steuerspannung für das Elektrolumineszenz-Material an die zweite Elektrode zu liefern, einer elektrisch leitfähigen Schicht (7), welche zwischen der Elektrolumineszenz-Materialschicht und dem elektrischen Leiter vorgesehen ist, welche im Wesentlichen dem Pfad des elektrischen Leiters folgt, wobei die leitfähige Schicht derart elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist, dass die Potenzialdifferenz über der Elektrolumineszenz-Materialschicht in dem Bereich des elektrischen Leiters im Wesentlichen Null ist, und einer ersten dielektrischen Schicht (8) zwischen dem elektrischen Leiter und der leitfähigen Schicht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, ferner mit einer zweiten dielektrischen Schicht (6), welche zwischen der zweiten Elektrode (5) und der leitfähigen Schicht (7) angeordnet ist, wobei die leitfähige Schicht und die erste und zweite dielektrische Schicht den Bereich der zweiten Elektrode überlappen.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei mindestens eine der zweiten Elektrode (5), der leitfähigen Schicht (7) und des elektrischen Leiters (9) als eine leitfähige Bahn auf einer Leiterplatte ausgebildet ist.
Bekleidungsstück mit einer Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung, wobei die Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18 aufweist.