DE68918564T2

DE68918564T2 - Elektrolumineszente Dünnschicht-Randstrahlenstruktur.

Info

Publication number: DE68918564T2
Application number: DE1989618564
Authority: DE
Inventors: Zoltan K Kun; David Leksell; Robert Mazelsky
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2009-12-08
Also published as: EP0372942A2; EP0372942B1; DE68918564D1; EP0372942A3; FI895852A0; JPH02195679A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur, die angeordnet ist, um eine lineare Anordnung von individuellen lichtemittierenden Bildelementen zu bilden.
Es ist wohlbekannt, daß ein elektrolumineszentes Gerät benutzt werden kann, um eine elektronisch gesteuerte, hochauflösende Lichtquelle zu liefern. Es ist zum Beispiel wohlbekannt, elektrolumineszente Geräte in verschiedenen Flachplattenanzeigesystemen zu benutzen. Eine solche Anwendungsart wird in US-A-4110664 beschrieben. Das Flachplattenanzeigegerät des oben identifizierten Patents ist ein elektrolumineszentes Streifendiagrammanzeigesystem, das auf einem einheitlichen Substrat eine Vielzahl von diskreten, individuell steuerbaren benachbarten elektrolumineszenten Anzeigeelementen einschliesst, die an ein dynamisches Dünnschicht-Transistor-Schieberegister gekoppelt ist. Individuelle Stufen des Schieberegisters sind an individuelle Anzeigeelemente angeschlossen. Das in einem solchen System benutzte elektrolumineszente Anzeigeelement ist der Art, in dem eine der Elektroden zur Benutzung mit dem elektrolumineszenten Phosphor ein gemeinsames lichtdurchlässiges Glied ist. Diese gemeinsame Elektrode ist der Gerätefläche benachbart, und Emissionen müssen durch diese Elektrode gehen.
Die Struktur einer solchen Anzeigetafel kann auch in US-A- 4006383 gesehen werden, die eine elektrolumineszente Anzeigetafelstruktur zeigt, in der individuelle elektrolumineszente Elektroden ein grobes Gebiet der Tafel bedecken, um das aktive Anzeigegebiet zu erhöhen. Die Fläche des elektrolumineszenten Elements ist die Anzeigeoberflächenelektrode.
Ein anderes Beispiel einer elektronisch gesteuerten hochauflösenden Lichtquelle wird in US-A-4535341 gezeigt, die eine elektrolumineszente Dünnschicht-Leitungsanordnungsemitterstruktur umfasst, die Randemissionen liefert, die typischerweise 30 bis 40 mal heller als die Flächenemissionen von konventionellen Flachplattenanzeigequellen sind. Die Emitterstruktur schliesst in einer Ausführungsform der Erfindung einen integralen Kondensator in Reihe mit jedem Emitterstrukturbildelement ein. Diese integrale Dünnschichtstruktur mit einer aus einem Dielektrikum und einem Phosphor zusammengesetzten Schicht dient als lichtemittierende Fläche für das randemittierende Gerät und als Dielektrikum für den Kondensator.
Man nehme auch auf US-A-4535341 Bezug, die eine Emitterstruktur mit einer gemeinsamen Elektrode zeigt, einer ersten dielektrischen Schicht, einer Phosphorschicht einer zweiten dielektrischen Schicht und Steuerelektrosden, die Bildelemente definieren. Die Struktur hat erste und zweite gegenüberliegende Flächen, die die Elektrode(n) tragen und einen senkrechten emittierenden Rand, der von den Bildelementen definiert wird.
Obwohl jedes der oben diskutierten elektrolumineszenten Dünnschichtgeräte eine hochauflösende Lichtquelle liefert, ist jedes dieser Geräte dazu bestimmt, um Lichtenergie ohne besondere Rücksicht auf die Richtung, in die die Lichtenergie abgebildet wird, und das abgebildete Lichtenergiestrahlmuster abzubilden. Daher muß, wenn erwünscht ist, eines der oben diskutierten Geräte zu benutzen, um einen Lichtenergiestrahl mit einem spezifischen Strahlmuster in eine spezifische Richtung abzubilden, eine getrennte, optisch fokussierende oder strahlbildende Linse eingesetzt werden. Obwohl eine getrennte Linsenstruktur mit einigem Erfolg benutzt werden kann, würde Zugabe dieser Linse die Größe und Komplexität von jedem Gerät erhöhen.
Daher wird eine verbesserte elektrolumineszente Dünnschicht- Randemitterstruktur mit einer Vielzahl von darin gebildeten Bildelementen gefordert, in der die lichtemittierende Fläche von jedem Bildelement einen vorher ausgewählten Umriß hat, um eine integrale optische Linse zu definieren, um dadurch gegebene Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abzubilden, und die abgebildete Lichtenergie in einen Lichtenergiestrahl mit einem erwünschten Strahlmuster zu bilden. Bildung einer mit der lichtemittierenden Fläche von jedem Bildelement integralen optischen Linse in der Dünnschicht-Randemitterstruktur erhöht die Größe und Komplexität der Struktur nicht, und sie kann billiger als eine lichtabbildende Anordnung hergestellt werden, die eine Dünnschicht-Randemitterstruktur und eine getrennte fokussierende Linse einschliesst, die neben der lichtemittierenden Fläche von jedem Bildelement in der Anordnung angeordnet ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur mit einem integralen strahlbildenden Linsensystem vorgesehen, die eine gemeinsame Elektrodenschicht mit einer darauf angeordneten ersten dielektrischen Schicht einschliesst. Eine zweite dielektrische Schicht ist von der ersten dielektrischen Schicht beabstandet; und eine Phosphorschicht ist zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten gelagert. Eine Vielzahl von Steuerelektroden ist auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet. Die gemeinsame Elektrodenschicht, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten mit der dazwischen gelagerten Phosphorschicht und die Vielzahl von Steuerelektroden definieren eine Vielzahl von lichtemittierenden Bildelementen.
Die gemeinsame Elektrodenschicht, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten, die Phosphorschicht und die Vielzahl von Steuerelektroden haben je eine Randfläche. Die Randflächen der verschiedenen Schichten und der Steuerelektroden sind im wesentlichen miteinander ausgerichtet, und bilden die lichtemittierenden Flächen der Vielzahl von Bildelementen.
Die Vielzahl von Steuerelektroden und die gemeinsame Elektrodenschicht können an ein Erregungsgerät angeschlossen werden, um ein Erregungssignal auf ausgewählte Bildelemente anzuwenden. Die Anwendung eines Erregungssignals auf ein individuelles Bildelement verursacht, daß die dem Bildelement zugeordnete Phosphorschicht Lichtenergie in wenigstens eine Richtung auf die lichtemittierende Fläche des Bildelements ausstrahlt. Die lichtemittierende Fläche des individuellen Bildelements hat einen vorher ausgewählten Umriß, um eine optische Linse integral mit dem Bildelement zu definieren, um die dadurch gebrachte Lichtenergie zu brechen. Die gebrochene Lichtenergie wird je nach dem spezifischen Umriß der integralen optischen Linse in eine vorher ausgewählte Richtung abgebildet, und in einen Lichtenergiestrahl gebildet, der ein vorher ausgewähltes Strahlmuster hat.
Weiterhin ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur mit einem integralen optischen Linsensystem vorgesehen, und die ein vorher ausgewähltes Farbbild herstellen kann, das eine gemeinsame Elektrodenschicht mit einer darauf angeordneten ersten dielektrischen Schicht einschliesst. Eine zweite dielektrische Schicht ist von der ersten dielektrischen Schicht beabstandet, und eine Phosphorschicht ist zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten gelagert. Die Phosphorschicht ist in eine Vielzahl von Phosphorzonen aufgeteilt, die je aus einer vorher ausgewählten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, und jede Zone erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten. Eine Vielzahl von Steuerelektroden ist auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet, wobei eine Steuerelektrode in Ausrichtung mit einer Phosphorzone ist. Die gemeinsame Elektrodenschicht, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten mit der dazwischen gelagerten Vielzahl von Phosphorzonen und die Vielzahl von Steuerelektroden definieren eine Vielzahl von lichtemittierenden Bildelementen. Die gemeinsame Elektrodenschicht, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten, die Phosphorzonen in der Phosphorschicht und die Vielzahl von Steuerelektroden haben je eine Randfläche. Die Randflächen der verschiedenen Schichten, der Phosphorzonen und der Steuerelektroden sind in wesentlicher Ausrichtung miteinander und bilden die lichtemittierenden Flächen der Vielzahl von Bildelementen.
Die Vielzahl von Steuerelektroden und die gemeinsame Elektrodenschicht können an eine Erregungsquelle angeschlossen werden, um ein Erregungssignal auf ausgewählte Bildelemente anzuwenden. Die Anwendung eines Erregungssignals auf ein individuelles Bildelement verursacht, daß die dem Bildelement zugeordnete Phosphorschicht Lichtenergie in wenigstens eine Richtung auf die lichtemittierende Fläche des Bildelements ausstrahlt. Die Farbe der ausgestrahlten Lichtenergie hängt von der Zusammensetzung der lichtausstrahlenden Materialien in der Phosphorzone ab. Die lichtemittierende Fläche hat einen vorher ausgewählten Umriß, um eine mit dem Bildelement integrale Linse zu bilden, um die farbige Lichtenergie, die dadurch gebracht wird, in ein überlappendes Verhältnis mit der farbigen Lichtenergie abzubilden, die von den vorbestimmten anderen Bildelementen abgebildet werden.
Die farbige Lichtenergie, die von dem individuellen Bildelement und den vorbestimmten anderen Bildelementen in ein überlappendes Verhältnis abgebildet wird, wird an dem Überlappungsgebiet gemischt, um ein resultierendes Lichtbild mit einer Farbe zu bilden, die von den Farben der Lichtenergie abhängt, die von dem individuellen Bildelement und den vorbestimmten anderen Bildelemente abgebildet werden.
Weiterhin ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur mit einem integralen strahlbildenen Linsensystem vorgesehen, die eine gemeinsame Elektrodenschicht und eine Vielzahl von Steuerelektroden einschliesst, die davon beabstandet sind. Eine Schicht aus dielektrischem Material ist zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht und der Vielzahl von Steuerelektroden gelagert. Eine Phosphorschicht mit einer Randfläche, die sich in eine Richtung zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht und der Vielzahl von Steuerelektroden erstreckt, ist auch zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht und der Vielzahl von Steuerelektroden gelagert. Die gemeinsame Elektrodenschicht, die Schicht aus dielektrischem Material, die Phosphorschicht und die Vielzahl von Steuerelektroden bilden eine allgemein geschichtete Anordnung und sind aus einer Schicht aus Substratmaterial angeordnet. Die gemeinsame Elektrodenschicht, die Schicht aus dielektrischem Material, die Phosphorschicht und die Vielzahl von Steuerelektroden definieren eine Vielzahl von Bildelementen, die je eine lichtemittierende Fläche haben, die von wenigstens der Randfläche der Phosphorschicht gebildet ist.
Die Vielzahl von Steuerelektroden und die gemeinsame Elektrodenschicht können an eine Erregungsquelle angeschlossen werden, um ein Erregungssignal auf ausgewählte Bildelemente anzuwenden. Die Anwendung eines Erregungssignals auf ein ausgewähltes Bildelement verursacht, daß das Bildelement Lichtenergie in einem Teil der Phosphorschicht ausstrahlt, die dem Bildelement in wenigstens einer Richtung auf die lichtemittierende Fläche des Bildelements zugeordnet ist. Die lichtemittierende Fläche des Bildelements hat einen vorher ausgewählten Umriß, um eine optische Linse integral mit dem Bildelement zu definieren, um die dadurch gegebene Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abzubilden und die abgebildete Lichtenergie in einen Lichtenergiestrahl mit einem vorher ausgewählten Strahlmuster umzuformen.
Um die Erfindung zu verdeutlichen, nimmt man nun auf die begleitenden Zeichnungen Bezug, die beispielsweise gegeben sind, und in denen:
Fig. 1A eine Perspektivansicht einer elektrolumineszenten Dünnschicht-Randemitterstruktur des Standes der Technik ist, die die ebene lichtemittierende Fläche der Struktur darstellt;
Fig. 1B eine Obenansicht eines Teils der Dünnschicht- Randemitterstruktur des Standes der Technik von Fig. 1A ist, die die Extremitäten des Strahls darstellt, der gebildet wird, während die Struktur betrieben wird, um einen Lichtenergiestrahl abzubilden;
Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Dünnschicht-Randemitterstruktur der vorliegenden Erfindung ist, die die lichtemittierende Fläche von jedem Bildelement in der Struktur darstellt, das einen vorher ausgewählten Umriß hat, um eine mit dem Bildelement integrale optische Linse zu bilden;
Fig. 3 eine Obenansicht eines Teils der Dünnschicht- Randemitterstruktur von Fig. 2 ist, die den Umriß der die Lichtenergie abbildenden Linse darstellt, die mit jedem Bildelement in der Struktur integral ist;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 ist, die den Umriß einer alternativen Ausführungsform einer die Lichtenergie abbildenden Linse darstellt, die mit jedem Bildelement integral ist;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 ist, die den Umriß einer anderen alternativen Ausführungsform einer die Lichtenergie abbildenden Linse darstellt, die mit jedem Bildelement integral ist;
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 ist, die den Umriß einer noch anderen alternativen Ausführungsform einer die Lichtenergie abbildenden Linse darstellt, die mit jedem Bildelement integral ist;
Fig. 7 eine Obenansicht eines Teils von drei lichtemittierenden Bildelementen ist, die nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Bildelement eine lichtemittierende Fläche hat, die einen vorher ausgewählten Umriß hat, um dadurch gegebene Lichtenergie in ein überlappendes Verhältnis mit der von den anderen Bildelementen abgebildeten Lichtenergie abzubilden;
Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 ist, und eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform der Dünnschicht-Randemitterstruktur der vorliegenden Erfindung ist, die ein Paar benachbarter Bildelemente darstellt, die je eine gezackte lichtemittierende Fläche haben;
Fig. 9 eine Obenansicht eines individuellen Bildelements von Fig. 8 ist, die den Wellenleitereffekt auf die Lichtenergie darstellt, die durch die gezackte lichtemittierende Fläche des Bildelements gegeben wird; und
Fig. 10 ein Seitenaufriß einer alternativen Ausführungsform der Dünnschicht-Randemitterstruktur der vorliegenden Erfindung ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wenn man auf die Zeichnungen Bezug nimmt, und besonders auf Fig. 1A und 1B, dann wird ein Beispiel einer elektrolumineszenten Dünnschicht(TFEL)-Randemitterstruktur des Standes der Technik dargestellt, die als hochauflösende elektronisch gesteuerte Festkörperlichtquelle benutzt werden kann. Der Aufbau und der Betrieb dieser TFEL- Randemitterstruktur werden in U.S. Patent Nr. 4535341 im Namen Kun et al gezeigt, das der Zessionärin der vorliegenden Erfindung zugeschrieben ist.
Wenn man zunächst auf Fig. 1A Bezug nimmt, wird die elektrolumineszente Dünnschicht(TFEL)-Randemitterstruktur im allgemeinen durch die Bezugsziffer 10 gezeigt. Die TFEL- Randemitterstruktur 10 schliesst eine gemeinsame Elektrodenschicht 12, eine erste dielektrische Schicht 14, eine zweite dielektrische Schicht 16, eine zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten 14, 16 gelagerte Phosphorschicht 18 und eine Erregungselektrodenschicht 20 ein. Die von der gemeinsamen Elektrodenschicht 12, den ersten und zweiten dielektrischen Schichten 14, 16, mit der dazwischen gelagerten Phosphorschicht 18 und der Erregungselektrodenschicht 20 gebildete allgemeine geschichtete Struktur ist auf einer Schicht 21 aus Substratmaterial angeordnet. Eine Erregungsquelle 22 ist in elektrischer Verbindung mit der gemeinsamen Elektrodenschicht 12 und der Erregungselektrodenschicht 20, um das Signal zu liefern, das nötig ist, um die elektrolumineszente Phosphorschicht 18 zu erregen. Die Randfläche der TFEL-Struktur ist wie bei 24 die lichtemittierende Fläche oder Emissionsquelle. Das Hinterteil der Struktur, das heißt, der Rand gegenüber der lichtemittierenden Fläche, kann wie bei 26 mit einem geeigneten nichtleitenden Reflektor 28 gespiegelt werden. Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl erste und zweite dielektrische Schichten 14, 16 in Fig. 1A als einheitliche Schicht dargestellt sind, jede dielektrische Schicht tatsächlich aus einer Vielzahl von Unterschichten bestehen kann. Zusätzlich können die Unterschichten aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet sein, und Fachleute können das benutzte Unterschichtmaterial je nach den erwünschten Eigenschaften auswählen.
Obwohl es nicht besonders in Fig. 1A dargestellt ist, kann wenigstens eine der Elektrodenschichten, zum Beispiel die Erregungselektrodenschicht 20, in eine Vielzahl von Steuerelektroden getrennt werden, um in Kombination mit den verbleibenden Komponenten der Struktur eine Vielzahl von individuellen lichtemittierenden Bildelementstrukturen zu definieren. Wenn die Erregungselektrodenschicht 20 aber in eine Vielzahl von Steuerelektroden getrennt ist, muß eine Erregungsquelle zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht und jeder der Steuerelektroden angeschlossen werden, um ein Erregungssignal an die Vielzahl von gebildeten Bildelementen zu liefern.
Die in Fig. 1A und 1B dargestellte TFEL-Randemitterstruktur 10 bildet ein indivuduelles Bildelement 30, das eine ebene lichtemittierende Fläche 24 hat. Daher wird die in die Phosphorschicht 18 ausgestrahlte Lichtenergie nach Anwendung eines Erregungssignals über Elektroden 12, 20 an der ebenen lichtemittierenden Fläche 24 gebrochen und in ein sich natürlich zerstreuendes Strahlmuster abgebildet, um einen sich dauernd erweiternden Lichtenergiestrahl zu bilden, dessen Grenzen von den Ziffern 32 in Fig. 1B. gekennzeichnet werden. Anders ausgedrückt, da die Phosphorschicht 18 einen höheren Brechungsindex als das neben der lichtemittierenden Fläche 24 (z.B. Luft) liegende Medium hat, und die lichtemittierende Fläche 24 einen ebenen Aufbau hat, wird die in der Phosphorschicht 18 erzeugte Lichtenergie an der ebenen lichtemittierenden Fläche 24 gebrochen und durch das Luftmedium abgebildet, um ein Strahlmuster zu bilden, das natürlich in eine Richtung Y parallel zur Breite des Bildelements 30 streut.
Es kann sein, das, wie beschrieben, die Benutzung einer TFEL- Randemitterstruktur mit einer ebenen lichtemittierenden Fläche als hochauflösende Lichtquelle nicht in Anwendungen erwünscht ist, die fordern, daß die hochauflösende Lichtquelle Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abbildet und einen Lichtenergiestrahl bilden, der ein stark gesteuertes konvergierendes, kollimierendes oder zerstreuendes Strahlmuster hat.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 2 eine elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur dargestellt, die im allgemeinen durch Ziffer 40 gekennzeichnet ist, die ausgestrahlte Lichtenergie in eine erwünschte Richtung abbilden kann und einen Lichtenergiestrahl mit einem vorher ausgewählten Strahlmuster bilden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, schliesst die elektrolumineszente Dünnschicht(TFEL)-Randemitterstruktur 40 eine gemeinsame Elektrodenschicht 42 ein, die auf einer Schicht aus Substratmaterial 44 angeordnet ist. Eine erste dielektrische Schicht 46 ist auf der gemeinsamen Elektrodenschicht 42 angeordnet, und eine zweite dieklektrische Schicht 48 ist von der ersten dielektrischen Schicht 46 beabstandet. Eine Phosphorschicht 50 ist zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten 46, 48 gelagert, und ein Paar Steuer- -oder Erregungselektroden 52 ist auf der zweiten dielektrischen Schicht 48 angeordnet.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bilden die gemeinsame Elektrodenschicht 42, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 46, 48 mit der dazwischen gelagerten Phosphorschicht 50, und das Paar Steuerelektroden 52 ein Paar lichtemittierende Bildelemente 54, wobei die gemeinsame Elektrodenschicht 42 und die ersten und zweiten dielektrischen Schichten 46, 48 mit der dazwischen gelagerten Phosphorschicht 50 beiden Bildelementen gemeinsam sind. Daher definiert das Paar Steuerelektroden in Kombination mit den verbleibenden Komponenten der Struktur das dargestellte Paar Bildelemente 54. Obwohl nur ein Paar lichtemittierender Bildelemente 54 in Fig. 2 dargestellt ist, sollte eingesehen werden, das die tatsächliche Anzahl von individuellen Bildelementen 54, die in einer TFEL-Struktur wie der TFEL-Struktur 40 gebildet werden kann, von der Gesamtlänge der Struktur und der Gesamtzahl von Steuerelektroden abhängen wird, die tatsächlich in der Schicht aus Steuerelektrodenmaterial gebildet sind. Zusätzlich sollte bemerkt werden, daß, obwohl erste und zweite dielektrische Schichten 46, 48 in Fig. 2 als einheitliche Schichten dargestellt werden, jede dielektrische Schicht tatsächlich aus einer Vielzahl von Unterschichten bestehen kann. Die Unterschichten können aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet sein, und Fachleute können das benutzte Unterschichtmaterial je nach den erwünschten dielektrischen Eigenschaften auswählen.
Die Steuerelektrode 52 von jedem lichtemittierenden Bildelement 54 und die Elektrodenschicht 42, die dem Paar Bildelemente gemeinsam ist, können an eine Erregungsquelle 56 angeschlossen werden. Die Erregungsquelle 56 ist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in elektrischer Verbindung mit der gemeinsamen Elektrodenschicht 42 und dem Paar Steuerelektroden 52, um das Erregungssignal zu liefern, das nötig ist, um die dem Paar Bildelementen gemeinsame elektrolumineszente Phosphorschicht 50 zu erregen. Nach Anwendung eines Erregungssignals auf ein individuelles Bildelement 54, eine Steuerelektrode 52 und die gemeinsame Elektrodenschicht 42 strahlt das Teil der Phosphorschicht, das dem individuellen Bildelement zugeordnet ist, Lichtenergie aus. Die hintere Fläche 58 von jedem Bildelement 54 ist wie bei der TFEL-Randemitterstruktur 10 des Standes der Technik mit einer Schicht aus einem nichtmetallischen reflektiven Belag 60 bedeckt. Die Schicht aus reflektivem Belag 60 kann einen großen Teil des Lichtes reflektieren, das an der hinteren Fläche 58 eines individuellen Bildelements 54 in eine allgemeine Richtung auf das lichtemittierende Endteil des Bildelements vorhanden ist.
Das lichtemittierende Endteil 62 von jedem Bildelement 54 hat eine äußere oder lichtemittierende Fläche 64, die einen vorher ausgewählten Umriß hat. Die lichtemittierende Fläche 64 von jedem in Fig. 2 dargestellten Bildelement 54 hat einen konkaven Umriß, gesehen von dem Körperteil 66 des Bildelements. Die lichtemittierende Fläche 64 von jedem Bildelement 54 ist von den Randflächen 68, 70 der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 46, 48, gebildet, den Randflächen 72, 73 der gemeinsamen und Steuerelektroden 42, 52, und der Randfläche 74 der Phosphorschicht 50. Die Randfläche 74 der Phosphorschicht 50 erstreckt sich zwischen den Randflächen 68, 70 der ersten und zweiten dielektrischen Schichten 46, 48. Wie später genauer erklärt wird, bildet die lichtemittierende Fläche 64 von jedem Bildelement 54 eine optische Linse integral mit dem Bildelement, um die Lichtenergie abzubilden, die aus der Bildelementfläche in eine erwünschte Richtung austritt, und um einen Lichtenergiestrahl mit einem vorher ausgewählten Strahlmuster zu bilden.
Wie schon beschrieben worden ist, verursacht die Anwendung eines von der Erregungsquelle 56 zur Phosphorschicht 50 von jedem Bildelement 54 gelieferten Erregungssignals, daß die jedem Bildelement zugeordnete Phosphorschicht Lichtenergie ausstrahlt. Die Lichtenergie, die in der Phosphorschicht 50 ausgestrahlt wird, die einem individuellen Bildelement 54 zugeordnet ist, geht durch die Phosphorschicht in eine Richtung auf die lichtemittierende Fläche 64 des individuellen Bildelements. Da der Brechungsindex von Phosphor ungefähr 2,4 ist, und der Brechungsindex des außerhalb der lichtemittierenden Fläche 64 liegendem Mediums zum Beispiel 1,0 für ein Luftmedium ist, kann man sehen, daß Lichtenergie, die vom Inneren einer individuellen Bildelement-Phosphorschicht 50 zum äußeren Medium geht, das das Bildelement umgibt, an der lichtemittierenden Fläche 64 des Bildelements gebrochen wird.
Da die lichtemittierende Fläche 64 von jedem individuellen Bildelement 54 einen vorher ausgewählten Umriß hat (konkaver Umriß in Fig. 2), definiert jede lichtemittierende Fläche eine mit dem Bildelement integrale optische Linse. Durch Anderung des Umrisses der lichtemittierenden Fläche eines individuellen Bildelements kann die an der lichtemittierenden Fläche gebrochene Lichtenergie in eine gewünschte Richtung abgebildet werden, und in einen Lichtenergiestrahl mit einem vorher ausgewählten Strahlmuster gebildet werden. Zusätzlich ist die lichtemittierende Fläche 64 von jedem Bildelement, und besonders die Randfläche 74 von jeder Bildelement- Phosphorschicht 50 im wesentlichen senkrecht zur Phosphorschicht selbst, und zu den ersten und zweiten Flächen 76, 78, die durch gemeinsame und Steuerelektroden 42, 52 definiert sind. Als Ergebnis wird die von jeder mit dem Bildelement integralen Linse gebrochene Lichtenergie in eine Richtung parallel zur Breite Y des Paars Bildelemente orientiert sein.
Nun werden mit Bezug auf Fig. 3 bis 6 verschiedene alternative Ausführungsformen von Teilen des vorher mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Bildelementpaars 54 dargestellt. Jedes der in Fig. 3 bis 6 dargestellte Bildelement hat ein Endteil, das eine lichtemittierende Fläche einschliesst, die einen vorher ausgewählten Umriß hat, um die Richtung der von dem Bildelement abgebildeten Lichtenergie und das Strahlmuster der Lichtenergie zu steuern.
Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 3 eine Obenansicht von Teilen des Paars lichtemittierender Bildelemente 54 von Fig. 2 dargestellt. Jedes Bildelement 54 hat ein Körperteil 66 mit einem darin gebildeten Endteil 62. Das Endteil 62 von jedem Bildelement schliesst eine äußere oder lichtemittierende Fläche 64 ein, die geformt ist, um eine integrale optische Linse mit einem konkaven Umriß zu bilden, gesehen vom Körperteil 66. Die Länge des Radius R, der den Krümmungsradius der von der lichtemittierenden Fläche 64 definierten optischen Linse bestimmt, kann geändert werden, je nachdem, ob erwünscht ist, einen Lichtenergiestrahl mit einem konvergierenden, streuenden oder kollimierenden Strahlmuster abzubilden. Daher kann das Lichtenergiestrahlmuster durch Steuerung der Länge des Radius R entsprechend gesteuert werden. Dieses gestattet, daß das Strahlmuster für eine spezifische Anwendung geformt wird. Wie vorher schon mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden ist, da die an der lichtemittierenden Fläche 64 gebrochene Lichtenergie in eine Richtung wandert, die im wesentlichen senkrecht zur lichtemittierenden Fläche 64 ist, ist der konvergierende, streuende oder kollimierende Lichtenergiestrahl parallel zur Breite Y des Bildelementpaars.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 4 eine Obenansicht des Bildelementpaars 54 von Fig. 3 dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ergibt Änderung des Krümmungsradius der lichtemittierenden Fläche 64 von jedem Bildelement zwischen R' und R" eine entsprechende Änderung des Umrisses von jeder lichtemittierenden Fläche. Daher kann durch Auswahl eines erwünschten Krümmungsradius für die konkave lichtemittierende Fläche 64 von jedem Bildelement 54 die an der lichtemittierenden Fläche abgebildete Lichtenergie ein konvergierendes Strahlmuster mit einer gesteuerten Konvergierungsrate haben, ein streuendes Strahlmuster mit einer gesteuerten Streuungsrate, oder ein kollimiertes Strahlmuster.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 5 eine Obenansicht eines vorher mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Bildelementpaars 54 dargestellt. Obwohl jedes in Fig. 5 dargestellte Bildelement 54 ein Endteil 80 hat, das anders als das Endteil 62 von jedem in Fig. 2 bis 4 dargestellten Bildelement ist, hat die äußere oder lichtemittierende Fläche von jedem Endteil 80 auch einen Umriß, um eine Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abzubilden und einen Lichtenergiestrahl mit entweder einem konvergierenden, streuenden oder kollimierten Strahlmuster zu bilden.
Das Endteil 80 von jedem Bildelement 54 schliesst, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein sich nach außen erweiterndes konisches erstes Teil 82 ein, das von einem Paar Seitenflächen 84 gebildet ist, die in einem streuenden Verhältnis zueinander angeordnet sind. Jede der Seitenflächen 84 hat ein Endteil 86, das an ein benachbartes Endteil 88 des Bildelementkörperteils 66 angeschlossen und damit integral ist. Jede der Seitenflächen 84 schliesst auch ein Endteil 90 ein, und eine lichtemittierende Fläche 92, die eine integrale optische Linse bildet, sich zwischen den Endteilen 90 erstreckt und mit den Seitenflächen 84 daran angeschlossen ist. Jede lichtemittierende Fläche 92 hat einen konkaven Umriß, gesehen von dem zugeordneten Bildelementkörperteil 66. Der Krümmungsradius jeder konkaven lichtemittierenden Fläche 92 kann, wie oben beschrieben, wie erwünscht geändert werden, um Lichtenergie in eine gewünschte Richtung abzubilden und einen Lichtenergiestrahl zu bilden, der entweder ein konvergierendes, streuendes oder kollimiertes Strahlmuster hat.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 6 eine Obenansicht des vorher beschriebenen Bildelementpaars 54 dargestellt. Jedes der Bildelemente 54 hat aber, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein Endteil 94, das eine integrale, konvexe lichtemittierende Fläche 96 einschliesst, die einen Lichtenergiestrahl mit einem streuenden Strahlmuster abbilden kann. Jedes in Fig. 6 dargestellte Bildelement 54 hat denselben geschichteten Aufbau wie die in Fig. 2 bis 5 dargestellten Bildelemente, außer daß die lichtemittierende Fläche 96 von jedem Bildelement 54 in Fig. 6 einen konvexen Umriß hat, gesehen von dem zugeordneten Bildelementkörperteil 66. Der Krümmungsradius R jeder konvexen lichtemittierenden Fläche 96 kann, wie bei den konkaven, in Fig. 2 bis 5 dargestellten lichtemittierenden Flächen, verändert werden, um einen abgebildeten Lichtenergiestrahl mit einem streuenden Strahlmuster und einer gesteuerten Streuungsrate zu bilden.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 7 eine Draufsicht von oben von Teilen der drei lichtemittierenden Bildelemente, wie lichtemittierende Bildelemente 54 nebeneinander auf Substrat 44 angeordnet gezeigt. Jedes in Fig. 7 dargestellte Bildelement 54 hat denselben geschichteten Aufbau wie die in Fig. 2 bis 6 dargestellten Bildelemente. Jedes individuelle Bildelement 54 hat, wie aus Fig. 7 ersichtlich, ein Körperteil 66 mit einem sich davon erstreckenden Teil 98. Jedes Endteil 98 hat eine integrale, eine Linse definierende lichtemittierende Fläche 100, die einen konvexen Umriß hat, gesehen von dem Körperteil 66. Durch winklige Beabstandung der konvexen, lichtemittierenden Flächen 100 des Paars äußerer Bildelemente 54 von den gepunkteten Linien 101, die die inneren Flächen der äußeren Bildelementendteile durch einen vorher ausgewählten Winkel θ darstellen, werden die von den äußeren Bildelementen 54 abgebildeten Lichtenergiestrahlen in ein überlappendes Verhältnis mit dem von dem mittleren Bildelement abgebildeten Lichtenergiestrahl abgebildet. Anders ausgedrückt, wenn die lichtemittierenden Flächen 100 des äußeren Bildelementpaars 54 wie in Fig. 7 dargestellt winklig von ihren entsprechenden Körperteilen 66 beabstandet sind, bilden die drei Bildelemente 54, die nebeneinander angeordnet sind, drei Lichtenergiestrahlen in ein überlappendes Verhältnis an einer Ebene ab, die schematisch durch Ziffer 102 gekennzeichnet ist. Die drei Lichtenergiestrahlen werden am Überlappungsgebiet gemischt, um ein resultierendes lineares Lichtbild an der Ebene 102 zu bilden, das sich zwischen Punkten 104 und 106 erstreckt.
Die lichtausstrahlende Phosphorschicht von jedem Bildelement 54 in dem Trio von Bildelementen ist aus einer verschiedenen, vorher ausgewählten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien zusammengesetzt. Die Farbe der Lichtenergie, die von jedem Bildelement ausgestrahlt wird, hängt von der spezifischen Zusammensetzung der Materialien in der Phosphorschicht ab, und daher kann Auswahl der spezifischen Zusammensetzung von lichtausstrahlenden Materialien in der Phosphorschicht eines besonderen Bildelements zur Steuerung der Farbe der von jedem Bildelement ausgestrahlten Lichtenergie leicht durchgeführt werden. Wenn die dem Trio von Bildelementen gemeinsame Phosphorschicht zum Beispiel in eine erste Zone, die aus einer ersten, vorher ausgewählten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, in eine zweite Zone, die aus einer zweiten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, und in eine dritte Zone, die aus einer dritten, vorher ausgewählten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, aufgeteilt ist, und jede Zone einem einzelnen Bildelement zugeordnet ist, werden jeweils drei Lichtenergiestrahlen an einer ersten, zweiten, und dritten vorher ausgewählten Farbe in ein überlappendes Verhältnis bei Ebene 102 abgebildet werden. Die drei farbigen Lichtenergiestrahlen werden an dem Überlappungsgebiet gemischt werden, um ein lineares Lichtbild mit einer resultierenden Farbe zu bilden, die von den Farben der ersten, zweiten und dritten Lichtenergiestrahlen abhängt. Daher kann man sehen, daß, wenn die erste Zone ein roter Phosphor (ZnS:Sm) ist, die zweite Zone eine grüner Phosphor (ZnS:Tb) und die dritte Zone ein blauer Phosphor (SrS:Ce), das bei Ebene 102 gebildete lineare Bild eine resultierende Farbe haben wird, die eine Mischung der Farben rot, grün und blau ist. Durch Änderung der Größe des Erregungssignals über der Steuerelektrode und der gemeinsamen Elektrode von einem oder mehreren Bildelementen kann die farbige Lichtenergie, die von der den Bildelementen zugeordneten Phosphorzone(n) ausgestrahlt wird, in Intensität geändert werden. Daher wird (werden) der (die) individuellen Lichtenergiestrahl(en) sich auch in Intensität ändern. Man kann sehen, daß durch Änderung der Intensität einer vorher ausgewählten Kombination von in ein überlappendes Verhältnis abgebildeten Lichtenergiestrahlen ein sich resultierendes Lichtbild mit einer erwünschten Farbe gebildet werden kann.
Wie schon beschrieben schliessen die in Fig. 2 bis 7 dargestellten lichtemittierenden Bildelemente je eine Substratschicht ein, eine auf der Substratschicht angeordnete gemeinsame Elektrodenschicht, eine auf der gemeinsamen Elektrodenschicht angeordnete dielektrische Schicht, eine von der ersten dielektrischen Schicht beabstandete zweite dielektrische Schicht, eine zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten gelagerte Phosphorschicht, und eine auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnete Vielzahl von Steuerelektroden. Die Steuerelektroden definieren in Verbindung mit den dielektrischen, Phosphor- und gemeinsamen Elektrodenschichten eine Vielzahl von individuellen lichtemittierenden Bildelementen. Jedes Bildelement hat ein Endteil mit einer äußeren oder lichtemittierenden Fläche, die einen vorher ausgewählten Umriß hat, um eine integrale optische Linse zu definieren. Da die Phosphorschicht von jedem Bildelement eine Randfläche hat, die ein Teil der Linse bildet, wird Lichtenergie, die in eine Bildelement-Phosphorschicht ausgestrahlt wird, und in eine Richtung auf die Randfläche gegeben wird, von der definierten Linse gebrochen. Ein Lichtenergiestrahl kann je nach dem Umriß der integralen Linse von jedem Bildelement mit entweder einem streuenden, kollimierten oder konvergierenden Strahlmuster abgebildet werden. Eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bildelementen kann, wenn erwünscht, je eine integrale konvexe darauf gebildete Linse haben, und die orientiert ist, um vorzusehen, daß die Lichtenergiestrahlen, die von der Vielzahl von Bildelementen abgebildet werden, in ein überlappendes Verhältnis miteinander abgebildet werden. Durch richtige Auswahl der Zusammensetzung der lichterzeugenden Materialien in jeder Bildelement-Phosphorschicht kann der von jedem Bildelement abgebildete Lichtenergiestrahl eine gewünschte Farbe haben. Die von einer Vielzahl von Bildelementen abgebildeten Lichtstrahlen können in ein überlappendes Verhältnis abgebildet werden und am Überlappungsgebiet gemischt werden, um ein resultierendes Lichtbild mit einer Farbe herzustellen, die von den Farben der abgebildeten individuellen Strahlen abhängt.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 8 eine alternative Ausführungsform der elektrolumineszenten Dünnschicht-Randemitterstruktur der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die TFEL- Randemitterstruktur 110 hat, wie aus Fig 8 ersichtlich, einen ähnlichen Aufbau wie die TFEL-Randemitterstruktur 40 von Fig. 2 und schliesst eine erste dielektrische Schicht 112 ein, die auf einer gemeinsamen Elektrodenschicht 113 angeordnet ist. Die gemeinsame Elektrodenschicht 113 ist ihrerseits auf der Substratschicht 114 angeordnet. Eine zweite dielektrische Schicht 116 ist von der ersten dielektrischen Schicht 112 beabstandet, und eine Schicht aus Phosphormaterial 118 ist dazwischen gelagert. Ein Paar Steuerelektroden 120 ist auf der zweiten dielektrischen Schicht 116 angeordnet, um in Verbindung mit den ersten und zweiten diektrischen Schichten 112, 116, der Phosphorschicht 118 und der gemeinsamen Elektrodenschicht 113 ein Paar lichtemittierende Bildelemente 122 zu definieren. Die gemeinsamen Elektroden und die Steuerelektroden von jedem Bildelement 122 können an eine Erregungsquelle 124 angeschlossen werden, die der Phosphorschicht von jedem Bildelement ein ausgewähltes Erregungssignal liefern kann. Wie vorher für die TFEL-Randemitterstruktur von Fig. 2 beschrieben, erregt die Anwendung eines Erregungssignals auf die Phosphorschicht von jedem Bildelement 122 die zugeordnete Phosphorschicht dazu, Lichtenergie in alle Richtungen in der Phosphorschicht auszustrahlen. Ein Teil der Lichtenergie, die in eine Richtung auf die hintere Fläche 125 von jedem Bildelement 122 ausgestrahlt wird, und wird von einem nichtmetallischen reflektiven Belag 126 in eine Richtung auf das Endteil 128 von jedem Bildelement reflektiert. Die in der Phosphorschicht 118 eines bestimmten Bildelements ausgestrahlte Lichtenergie, und die in eine Richtung auf das Endteil 128 gegeben wird, wird an der lichtemittierenden Fläche 130 gebrochen, die in dem Endteil 128 des Bildelements gebildet ist.
Wie aus Fig. 8 und besonders aus Fig 9 ersichtlich, hat die lichtemittierende Fläche 130 von jedem Bildelement einen im allgemeinen gezackten Umriß. Die lichtemittierende Fläche 130 ist insbesonders von einer Vielzahl von rechteckigen Vorsprüngen 132 gebildet, die voneinander durch eine Vielzahl von Vertiefungen 134 getrennt sind. Die lichtemittierende Fläche 130 von jedem Bildelement 122 definiert, wie die lichtemittierenden Flächen der in Fig 2 bis 7 beschriebenen Bildelemente, eine mit dem Bildelement integrale optische Linse, um die dadurch gegebene Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abzubilden und einen Lichtenergiestrahl mit einem vorher ausgewählten Lichtmuster zu bilden. Da die von der lichtemittierenden Fläche 130 gebildete optische Linse einen gezackten Umriß hat, wirkt die Vielzahl von Vorsprüngen 132, die die Zackung bilden, als Wellenleiter, um die Streuungsrate der von dem Bildelement abgebildten Lichtenergie zu steuern.
Nun wird mit Bezug auf Fig. 10 ein Seitenaufriß einer alternativen Ausführungsform der hierin mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschriebenen elektrolumineszenten Dünnschicht- Randemitterstruktur 40 dargestellt. Die in Fig. 10 dargestellte Randemitterstruktur 40? ist identisch zur Randemitterstruktur 40, die mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschrieben wird, außer der Tatsache, dar die Randemitterstruktur 40' nur eine Schicht aus dielektrischem Material einschliesst. Die Randemitterstruktur, die nur eine dielektrische Schicht darin hat, wird durch die Ziffer 40' in Fig. 10 gekennzeichnet, um sie von der in Fig. 2 und 3 gezeigten Struktur 40 zu unterscheiden, die ein Paar dielektrischer Schichten einschliesst. Es sollte eingesehen werden, daß, obwohl die Randemitterstruktur 40' hier als eine alternative Ausführungsform von Struktur 40 gezeigt wird, irgendwelche der in Fig 2 bis 9 dargestellten Strukturen auch gebildet werden können, um eine einzelne dielektrische Schicht einzuschliessen, statt des vorher beschriebenen Paars dielektrischer Schichten.
Die TFEL-Randemitterstruktur 40' schliesst, wie aus Fig. 10 ersichtlich, eine gemeinsame Elektrodenschicht 42 ein, die auf einer Schicht aus Substratmaterial 44 angeordnet ist. Eine Schicht aus dielektrischem Material 46 ist auf der gemeinsamen Elektrodenschicht 42 angeordnet. Es sollte eingesehen werden, daß, obwohl die dielektrische Schicht 46 der Struktur 40' in Fig. 10 als einheitliche Schicht dargestellt ist, die dielektrische Schicht aus einer Vielzahl von Unterschichten bestehen kann. Die Unterschichten können zusätzlich aus verschiedenen dielektrischen Materialien gebildet sein, und Fachleute können das benutzte Unterschichtmaterial je nach den gewünschten Eigenschaften auswählen.
Die Phosphorschicht 50 ist auf der dielektrischen Schicht 46 angeordnet, und die Vielzahl von Steuerelektroden 52 (eine gezeigt) ist direkt auf der Phosphorschicht angeordnet. Die gemeinsame Elektrode 42, die dielektrische Schicht 46, die Phosphorschicht 50 und die Vielzahl von Steuerelektroden 52 bilden, wie beschrieben, eine allgemeine geschichtete Anordnung auf Substrat 44. Es ist offensichtlich daß, obwohl es nicht besonders in Fig. 10 dargestellt ist, die Anordnung der Struktur 40', die die verschiedenen Schichten bildet, neu geordnet werden kann, so daß die Phosphorschicht 50 direkt auf der gemeinsamen Elektrodenschicht 42 angeordnet ist. Wenn dieses der Fall ist, dann wird die dielektrische Schicht 46 zwischen der Phosphorschicht und der Vielzahl von Steuerelektroden angeordnet.
Die TFEL-Struktur 40' definiert, wie die TFEL- Randemitterstruktur 40 von Fig. 2 und 3, eine vorbestimmte Anzahl von individuellen lichtemittierenden Bildelementen 54, wobei die tatsächliche Anzahl von definierten Bildelementen von TEXT FEHLT zu bilden.
Man wird von dem obigen einsehen, daß die in Fig. 2 und 3 dargestellte TFEL-Randemitterstruktur 40 und die in Fig. 10 dargestellte TFEL-Randemitterstruktur 40' identisch arbeiten, und der einzige strukturelle Unterschied zwischen den beiden ist, daß Struktur 40' nur eine Schicht aus dielektrischem Material einschliesst. Man wird weiterhin einsehen, daß, obwohl es hier nicht besonders beschrieben ist, die in Fig. 4 bis 9 dargestellten TFEL-Randemitterstrukturen auch unter Einschluß nur einer einzigen Schicht aus dielektrischem Material gebildet werden können.

Claims

1. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur mit einem integralen strahlbildenden Linsensystem, die folgendes umfasst:

eine gemeinsame Elektrodenschicht (42);

eine erste dielektrische Schicht (46), die auf der gemeinsamen Elektrodenschicht (42) angeordnet ist;

eine zweite dielektrische Schicht (48), die von der ersten dielektrischen Schicht (46) beabstandet ist;

eine Phosphorschicht (50), die zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten (46,48) gelagert ist, wobei die Phosphorschicht (50) eine Randfläche hat, die sich zwischen den ersten und zweiten dielektrischen Schichten erstreckt eine Vielzahl von Steuerelektroden (52), die auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass

die gemeinsame Elektrodenschicht (42), die ersten (46) und zweiten (48) dielektrischen Schichten mit der dazwischen gelagerten Phosphorschicht (50) und der Vielzahl von Steuerelektroden eine Vielzahl von Bildelementen (54) definieren, wobei jedes der Bildelemente (54) eine lichtemittierende Fläche (64) hat, die wenigstens von der Phosphorschichtrandfläche gebildet ist;

die Vielzahl von Steuerelektroden (52) und die gemeinsame Elektrodenschicht (42) an ein Eregungsmittel (56) angeschlossen werden können, um ein Erregungssignal auf ausgewählte Bildelemente anzuwenden, wobei die Anwendung eines Erregungssignals auf ein individuelles Bildelement verursacht, daß das Bildelement Lichtenergie in die Phosphorshicht (50) ausstrahlt, die dem Bildelement in wenigstens eine Richtung auf die lichtemittierende Fläche (64) des Bildelements zugeordnet ist; und

die lichtemittierende Fläche (64) des Bildelements mit einem vorher ausgewählten Umriß geformt ist, um eine optische Linse integral damit zu definieren, um die dadurch gegebene Lichtenergie in eine vorher ausgewählte Richtung abzubilden, und die Lichtenergie in eine Lichtenergiestrahl mit einem vorbestimmten Strahlmuster umzuformen.

2. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Bildelemente eine erste und zweite Fläche hat, die im allgemeinen jeweils von der gemeinsamen Elektrode und den Steuerelektroden definiert werden, und:

jede lichtemittierende Fläche des Bildelements im wesentlichen senkrecht zu den ersten und zweiten Flächen ist.

3. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche relativ zu den ersten und zweiten Flächen angeordnet ist, um vorzusehen, daß der Lichtenergiestrahl in eine Ebene orientiert ist, die im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Flächen ist.

4. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche mit einem vorher ausgewählten Umriß geformt ist, um vorzusehen, dass die optische Linse, die dabei definiert wird, die Lichtenergie bricht, um einen Lichtenergiestrahl mit einem konvergierenden oder einem zerstreuenden Muster zu bilden.

5. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche einen konvexen Umriß hat.

6. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche einen konkaven Umriß hat.

7. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche einen im allgemeinen gezackten Umriß hat.

8. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Elektroden auf einer Schicht aus Substratmaterial angeordnet ist.

9. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorschicht in eine Vielzahl von Zonen aufgeteilt ist, die je aus einer vorbestimmten Zusammensetzung aus lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist; die Vielzahl von Steuerelektroden auf der zweiten dielektrischen Schicht angeordnet ist, wobei eine Steuerelektrode in Ausrichtung mit einer Phosphorzone ist; die gemeinsame Elektrodenschicht, die ersten und zweiten dielektrischen Schichten mit der Vielzahl von Steuerelektroden die Vielzahl von Bildelementen definieren, wobei jedes Bildelement eine lichtemittierende Fläche hat, die von wenigstens der Randfläche der Zone gebildet ist, die dem Bildelement zugeordnet ist; wobei die Vielzahl von Steuerelektroden und die gemeinsame Elektrodenschicht an ein Erregungsmittel angeschlossen werden können, um ein Erregungssignal auf ausgewählte Bildelemente anzuwenden, wobei die Anwendung des Erregungssignals auf ein individuelles Bildelement verursacht, daß das Bildelement Lichtenergie einer vorher ausgewählten Farbe in der Phosphorzone ausstrahlt, die dem Bildelement in wenigstens eine Richtung auf die lichtemittierende Fläche des Bildelements zugeordnet ist, wobei die Farbe der Lichtenergie von der vorher ausgewählten Zusammensetzung von lichtausstrahlenden Materialien abhängt, die die Phosphorzone bilden; die lichtemittierende Fläche des individuellen Bildelements mit einem vorher ausgewählten Umriß geformt ist, um eine optische Linse integral damit zu bilden, um die farbige dadurch gebrachte Lichtenergie in ein überlappendes Verhältnis mit der farbigen Lichtenergie abzubilden, die von vorbestimmten anderen Bildelementen abgebildet wird.

10. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Vielzahl von Bildelementen in ein überlappendes Verhältnis abgebildete farbige Lichtenergie an dem Überlappungsgebiet vermischt wird, um ein resultierendes Lichtbild zu bilden, das eine Farbe hat, die von der Farbe ahängig ist, die von jedem der Bildelemente abgebildet wird.

11. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorschicht eine erste Zone einschliesst, die aus einer ersten vorher ausgewählten Zusammensetzung von lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, eine zweite Zone, die aus einer zweiten vorher ausgewählten Zusammensetzung von lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, und eine dritte Zone, die aus einer dritten vorher ausgewählten Zusammensetzung von lichtausstrahlenden Materialien gebildet ist, wobei die ersten, zweiten und dritten Phosphorzonen jeweils ersten, zweiten und dritten Bildelementen zugeordnet sind; und die ersten, zweiten und dritten Bildelemente je eine lichtemittierende Fläche haben, die mit einem vorher ausgewählten Umriß geformt sind, um Lichtenergie an einer jeweiligen ersten, zweiten und dritten vorher ausgewählten Farbe in einem überlappenden Verhältnis abzubilden, um sie an dem Überlappungsgebiet zu vermischen, um ein lineares Lichtbild zu bilden, das eine resultierende Farbe hat, die von den ersten, zweiten und dritten vorher ausgewählten Farben bestimmt wird.

12. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten, zweiten und dritten Farben von einer Gruppe ausgewählt werden, die aus den Farben rot, blau und grün besteht.

13. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Andern der Größe des Erregungssignals, das auf ausgewählte der Vielzahl von Bildelementen angewandt wird, um die Intensität der farbigen Lichtenergie zu ändern, die von den ausgewählten Bildelementen ausgestrahlt wird.

14. Elektrolumineszente Dünnschicht-Randemitterstruktur nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Fläche jeder der Vielzahl von Bildelementen einen konvexen Umriß hat, um ein integrale, konvexe optische Linse zu definieren.