DE69010946T2

DE69010946T2 - Polychrome Anzeigevorrichtung mit elektrolumineszentem fotoleitendem Speicher.

Info

Publication number: DE69010946T2
Application number: DE69010946T
Authority: DE
Inventors: Pascal Thioulouse
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1989-03-21
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-03-20
Also published as: FR2644920A1; EP0389350A1; US5053679A; JPH02280187A; DE69010946D1; EP0389350B1; FR2644920B1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur polychromen elektrolumineszierenden Anzeige mit Speicherwirkung vom Typ eines Flachschirms, die im optoelektronischen Bereich für die farbige Anzeige komplexer Bilder oder für die farbige Anzeige alphanumerischer Zeichen verwendet werden kann.
Einer Anzeigevorrichtung wird dann Speicherwirkung zugesprochen, wenn das elektrooptische Merkmal (Leuchtdichte-Spannungskurve) eine Hysterese aufweist. Für ein und dieselbe Spannung innerhalb der Schleife der Hysterese kann die Vorrichtung also zwei stabile Zustände haben: ausgeschaltet oder eingeschaltet.
Die Vorteile einer Anzeige mit Speicherwirkung sind beträchtlich: zum Anzeigen eines Standbilds genügt es, gleichzeitig und kontinuierlich auf den gesamten Schirm eine Spannung, eine sogenannte Haltespannung anzulegen. Diese kann zum Beispiel ein Signal in Sinuskurven- oder Rechteckform sein, vor allem aber können Form und Frequenz dieses Haltesignals unabhängig von der Komplexität des Schirms, insbesondere der Anzahl von Linien aus Anzeigepunkten gewählt werden. Es gibt im Prinzip also keine Beschränkung für die Komplexität eines Anzeigeschirms mit Speicherwirkung. So finden sich auf dem Markt Schirme mit bistabilem Plasma und mit Alternativerregung von 1200 x 1200 Bildpunkten (Pixel).
Im Übrigen hat die Elektrolumineszenz- Anzeigetechnologie in dünnen Schichten und mit kapazitiver Kopplung (abgekürzt ACTFEL) jetzt Industriereife erreicht. Diese Vorrichtungen können mit Speicherwirkung ausgerüstet werden, der als inhärent bezeichnet wird, wobei aber eine beträchtliche Verschlechterung der elektrooptischen Leistung in Kauf genommen werden muß. Ein attraktiveres Verfahren besteht darin, eine photoleitende Struktur (PC) mit einer elektrolumineszierenden Struktur (EL) in Serie zu schalten, und diese beiden Strukturen optisch zu koppeln.
Auf diese Art und Weise kann eine Speicherwirkung der nach außen wirkenden Art erzeugt werden, die als Speicherwirkung PC-EL bezeichnet wird und deren Prinzip folgendermaßen funktioniert. Wenn sich die Vorrichtung im ausgeschalteten Zustand befindet, ist das photoleitende Material wenig leitend und hält einen großen Teil der Spannung V zurück, die der gesamten Anordnung angelegt ist. Wenn man V bis auf einen Wert Von erhöht, derart, daß die Spannung an den Rändern der elektrolumineszierenden Struktur die Schwelle der Elektrolumineszenz überschreitet, kippt die PC-EL Vorrichtung in den eingeschalteten Zustand. Das photoleitende Material wird jetzt von der elektrolumineszierenden Schicht erleuchtet und geht über in den leitenden Zustand. Die Spannung an den Rändern fällt ab und daraus resultiert eine Erhöhung der Spannung, die für die elektrolumineszierende Struktur verfügbar ist. Um eine PC-EL-Vorrichtung auszuschalten, genügt es, die Gesamtspannung V bis auf einen Wert Voff zu verringern, der kleiner ist als Von: auf dieser Art und Weise wird ein Leuchtdichte-Spannungsmerkmal erzielt, das eine Hysterese aufweist.
Eine monochrome PC-EL Struktur ist kürzlich in den Dokumenten FR-A-2 574972 und EP-A-0 259 213 und in dem Artikel des Erfinders mit dem Titel "Monolithic Thin-Film Photoconductor-ACEL Structure with Extrinsic Memory by Optical Coupling" beschrieben worden, der in IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-33, nº8, August 1986, Seiten 1149-1153 veröffentlicht worden ist.
Diese Struktur wird in Figur 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Sie umfaßt ein Glassubstrat 10, auf dem eine Elektrode 12, eine erste nicht-leitende Schicht 14 eine elektrolumineszierende Schicht 16, eine zweite nicht-leitende Schicht 18, eine photoleitende Schicht 20, eine dritte nicht-leitende Schicht 21 und schließlich eine Elektrode 22 aufgelagert sind. Die Elektroden 12 und 22 sind mit einer alternativen Spannungsquelle 24 verbunden. Bei dieser Ausführung sind die Schichten PC und EL dünne Schichten, deren Dicke in der Größenordnung eines Mikrometer liegt.
Eine solche Struktur kann leicht hergestellt werden, da sie keine zusätzlichen Gravurschritte erfordert. Im Übrigen ist das Strom- Spannungsverhalten des Photokonduktors mit dünner Schicht in der Dunkelheit stark nicht-linear und reproduzierbar. Die vorteilhaften Konsequenzen daraus bestehen darin, daß die elektrische Einschaltung der Vorrichtung immer einfach ist, daß die Hysterese nur wenig abhängt von der Erregungsfrequenz und daß die Reproduzierbarkeit der Hysteresemarge von einem Herstellungsprozeß zum Nächsten garantiert ist.
Leider erlaubt diese elektrolumineszierende Struktur ledigleich eine monochrome Anzeige und es existieren gegenwärtig keine polychromen Anzeigevorrichtungen, die von der PC-EL Wirkung Gebrauch machen.
Die bekannten elektrolumineszierenden Polychrom- Anzeigevorrichtungen verteilen sich in der Tat auf zwei Typen.
Die erste intensiv verfolgte Lösung, um polychrome Schirme zu erhalten, besteht in der Entwicklung eines elektrolumineszierenden Phosphors mit einem Emissionsspektrum, das mindestens rot, grün und blau abdeckt, der als "weißer" Phosphor bezeichnet wird, und darin, daß er zu einem Mosaik aus Farbfiltern kombiniert wird, um die roten, grünen und blauen Emissionspixel in analoger Art und Weise auf den polychromen Bildschirmen mit Flüssigkristallen zu realisieren. Diese Lösung wird insbesondere in dem Artikel von C. Brunel und N. Duruy, Opto, nº 43, März-April 1988, Seiten 30 - 35 "La couleur dans les écrans plats electroluminescents" beschrieben. Die für solche polychromen Schirme erzielte Leuchtdichte liegt allerdings wegen der unzureichenden Leistung der weißen Phosphoren unter dem Level der Größenordnungen, die für diese Anwendungen erforderlich sind.
Die zweite Lösung wird beispielsweise in dem Dokument EP-A-0 306 296 oder auch in dem obengenannten Artikel von Brunel und Duruy sowie auch in dem Artikel von Christopher N. King et al., "Fullcolor 320x240 TFEL display panel", Seiten 14-17, Eurodisplay, London 15.-17. September 1987 beschrieben. Sie wird in Figur 2 schematisch im Querschnitt dargestellt.
Diese Lösung besteht in der Vrewendung einer ersten Struktur, die ein transparentes Substrat 30 umfaßt, das mit einer elektrolumineszierenden Schicht 32 ausgerüstet ist, die durch eine Wahl geeigneter hinterer Elektroden 34 transparent oder semi- transparent gestaltet wird, wobei die vorderen Elektroden 36 transparent sind. Dieser ersten Struktur wird eine zweite, sogenannte "umgewendete" Struktur zugeordnet, die ein transparentes Substrat 38 aufweist, das mit einer elektrolumineszierenden Schicht 40 und mit transparenten Elektroden 42 und 44 ausgerüstet ist. Die erste Struktur hat ein monochromes oder bichromes Emissionsspektrum und die zweite Struktur hat ein Emissionsspektrum, das monochrom ist und komplementär zu dem Spektrum der Ersten ist. Auf diese Weise erhält man eine bichrome oder trichrome Anzeigevorrichtung.
Eine trichrome elektrolumineszierende Anzeige wird ebenfalls in dem Dokument US-A-4 689 522 beschrieben.
Die bichrome Struktur wird durch Nebeneinanderlagerung der beiden monochromen elektrolumineszierenden Materialien erhalten, die verschiedene gravierte Farben emittieren (rot und grün zum Beispiel).
Der Befehl der beiden Strukturen wird in getrennten Vorgängen, aber gleichzeitig ausgeführt, wie es in dem Artikel SID 86 Digest, Seiten 25-28 von W.A. Barrow et al. "Multicolor TFEL Display and Exerciser" beschrieben wird.
In dieser Vorrichtung ist die Leuchtdichte viel schwächer für die vorgesehenen Anwendungen und die verwendeten Spannungen und elektrischen Ströme sind relativ hoch.
Im Übrigen kann die Verwendung einer monochromen Anzeigevorrichtung vom Typ PC-EL bei einer intensiven Umgebungserhellung eine starke Verschlechterung der PC-EL Hysteres nach sich ziehen. Tatsächlich kann die Beleuchtung der photoleitenden Schicht durch eine intensive externe Quelle eine Verringerung der Spannung an den Rändern dieser letzteren Schicht hervorrufen und damit zu einer Absenkung der Aufleuchtungsspannung führen. In der Praxis führt dies zu einer versehentlichen Aufleuchten bestimmter, normalerweise gelöschter Pixel.
Aufgabe der Erfindung ist es also, eine elektrolumineszierende polychrome Anzeigevorrichtung mit Speicherwirkung bereitzustellen, die es insbesondere ermöglicht, diese Nachteile zu beheben.
Die erfindungsgemäße polychrome Anzeigevorrichtung umfaßt eine erste Struktur, die ein erstes transparentes Substrat aufweist, das mit einer ersten elektrolumineszierenden Schicht ausgerüstet ist, die zwischen ein erstes System aus transparenten Elektroden und einem zweiten System aus Elektroden zwischengelagert ist, die mit elektrischen Mitteln in Verbindung stehen, die die Erregung bestimmter Zonen der ersten elektrolumineszierenden Schicht ermöglichen, wobei eine zweite Struktur mit einem zweiten Substrat, das mit einer zweiten elektrolumineszierenden Schicht und mit einer photoleitenden Schicht, die aufeinandergelagert sind, ausgerüstet ist, und die die gesamte Anzeigeoberfläche abdecken, wobei die Gesamtheit dieser beiden Schichten zwischen ein drittes System transparenter Elektroden und ein viertes System transparenter Elektroden zwischengelagert ist, die mit elektrischen Einrichtungen in Verbindung stehen, die die Erregung bestimmter Zonen der zweiten elektrolumineszierenden Schicht ermöglichen, wobei das erste und das zweite Substrat die gegenüberliegenden Flächen der Vorrichtung bilden, während ein optischer Filter zwischen den beiden Strukturen vorgesehen ist, um das Emissionsspektrum der ersten elektrolumineszierenden Schicht völlig oder beinahe völlig zu blockieren, wobei die erste elektrolumineszierende Schicht ein monochromes oder bichromes Emissionsspektrum aufweist und die zweite elektrolumineszierende Schicht ein Emissionsspektrum aufweist, das monochrom ist und eine komplementäre chromatische Komponente der Emissionsfarbe oder der Emissionsfarben der ersten elektrolumineszierenden Schicht umfaßt.
Die Verwendung einer zweiten bichromen Struktur ermöglicht eine trichrome Anzeige. Unter einer bichromen Struktur ist eine Struktur zu verstehen, die zwei unterschiedliche monochrome elektrolumineszierende Materialien umfaßt, die unabhängig voneinander erregt werden können.
Diese Materialien können nebeneinandergelagert werden wie es in den zuvor genannten Artikeln von Brunel und King beschrieben wird, oder sie können übereinandergelagert werden wie es in dem Artikel von Brunel beschrieben wird.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung weist also alle Vorteile auf, die mit der PCEL- Speicherwirkung zusammenhängen: starke Leuchtdichte, geringer Verbrauch, niedrige Spannungen und schwache kommutierte Ströme. Die Einzigartigkeit der Vorrichtung hängt zusammen mit der Tatsache, daß diese "Doppelsubstrat"-Struktur verwendet werden kann, um in vorteilhaftre Art und Weise einen optischen Filter einzubauen, der einerseits die Funktion erfüllt, bei der EL-Emission der zweiten Struktur eine gute chromatische Reinheit sicherzustellen, und der andererseits die PC-Schicht vor den Emissionen schützen soll, die aus der ersten Struktur kommen, die fast vollkommen von diesem Filter blockiert werden und von der Umgebundsbeleuchtung, die teilweise blockiert wird. Auf diese Art und Weise wird der Einfluß der Umgebungbeleuchtung und der auf leuchtenden Pixel der ersten Struktur auf die PC-EL-Hysterese der Pixel der zweiten Struktur verringert.
Der optische Filter ist so gewählt, daß er am besten jegliche Überdeckung des Emissionsspektrums der Schicht EL des zweiten Substrats und des Emissionsspektrums der Schicht oder der Schichten EL des ersten Substrats eliminiert. Es kann ein Bandpaßfilter, ein Niedrigpaßfilter oder ein Hochpaßfilter sein. Darüberhinaus kann er zwischen den beiden Strukturen angeordnet sein oder er kann an der ersten oder zweiten Struktur integriert sein. Um den Einfluß der ersten Schicht EL sowie der Umgebungsbeleuchtung auf das photoleitenden Material so gut wie möglich zu beschränken, weist letzteres ein Sensibilitätsspektrum auf, das sich zum größten Teil in dem spektralen Bereich befindet, der durch den Filter blockiert wird.
Der optische Filter kann ein Interferenzfilter sein. Diese Filter ermöglichen es, Niedrigpaßspektren, Hochpaßspektren und Bandpaßspektren mit Wellenlänge jedweden Schnittes zu erhalten. Darüber hinaus weisen sie einen brutalen spektralen Übergang vom durchlassenden Zustand in den blockierenden Zustand sowie eine große chemische und thermische Stabilität auf. Im Gegenzug sind diese Filter allerdings häufig sehr teuer. Daher werden, wenn möglich, eher gefärbte Gläser oder organische Filter verwendet.
Die organischen Filter sind insbesondere solche, die für polychrome Schirme mit Flüssigkristallen verwendet werden wie Polymer- (oder Gelatine-) Schichten, die mit organischen Farbstoffen oder Pigmenten angereichert sind; Polyimidschichten mit Farbstoffen; organische, vakuumevaporierte Pigmente oder Farbstoffe: Perylen (rot), Blei-Phtalocyanin (blau), Kupfer-Phtalocyanin (grün), Quinacridon (Magenta), Isoindolinon (gelb); elektrometallisierte Pigmente.
Die erste und zweite elektrolumineszierende Schicht sind vorzugsweise jeweils zwischen zwei Isoliermaterialschichten zwischengelagert. Darüber hinaus kann eventuell eine weitere Isoliermaterialschicht zwischen der photoleitenden Schicht und dem gegenüberliegenden Elektrodensystem vorgesehen sein.
Es können gemäß dieser Erfindung alle zur Anzeige bekannten Elektrodensysteme verwendet werden. Insbesondere kann für jede Struktur eines der Elektrodensysteme aus Punktelektroden und das andere System aus einer gemeinen Elektrode bestehen. Die Elektrodensysteme bestehen vorteilhafter Weise jeweils aus untereinander parallelen, leitenden Bändern, wobei die leitenden Bänder des ersten Systems im Verhältnis zu den leitenden Bändern des zweiten Systems überkreuzt sind und die leitenen Bänder des dritten Systems mit denen des vierten Systems überkreuzt sind.
Ferner kann die Vorrichtung der Erfindung per Reflektion oder per Transmission funktionieren.
Entsprechend dem verwendeten Funktionstyp und, der genauen Konfiguration der Elektrodensysteme können das zweite und dritte Elektrodensystem transparent, opaque oder reflektierend sein.
Um die Bistabilität der zweiten Struktur des Typs PC-EL sicherzustellen, ist es wünschenswert, daß die Abdeckung des Emissionsspektrums der zweiten elektrolumineszierenden Schicht und des Sensibilitätsspektrums der photoleitenden Schicht maximal ist.
Daher weist die zweite elektrolumineszierende Schicht vorzugsweise ein ziehmlich großes Emissionsspektrum auf, sodaß es für die Anzeige einen Teil des sichtbaren nicht-blockierten Spektrums und einen großen Teil des Sensibilitätsspektrums des photoleitenden Materials in dem filtrierten luminösen Teil des Spektrums für die PC-EL-Wirkung abdeckt.
Dahingegen weist das elektrolumineszierende Material oder die elektrolumineszierenden Materialien des ersten Substrats eher ein Linien- Emissionsspektrum auf. Für eine bichrome respektive trichrome Anzeige weist dieses Material oder diese Materialien im sichtbaren, nicht durch den Filter blockierten Bereich eine oder zwei Linien auf.
Als Material mit einem bestimmten Breitband- Emissionsspektrum kann das ZnS:Mn²&spplus; mit einem relativ schmalen Emissionsband genannt werden, das sich im gelben oder orangen Bereich befindet; das CaS:Eu²&spplus; mit roter Dominante, das SrS:Eu²&spplus; mit einer Dominante, die von rot nach orange geht; das CaS:Ce³&spplus; mit einer Dominante, die von grün nach orange geht; das SrS:Ce³&spplus; mit einer Dominante, die von blau nach grün geht.
Wie das elektrolumineszierende Breitband- Material, für das das Emissionsspektrum in Abhängigkeit vom optischen Filter und vom verwendeten photoleitenden Material verändert werden kann, kann CaxSr1-xS:Eu²&spplus; mit x von 0 bis 1 nennen, wobei die Dominante für X=1 rot ist und für X=0 orange ist ; CaxSr1-xS:CE³&spplus; mit X von 1 bis 0, x=1 entspricht einer grünen Dominante und X=0 einer blauen Dominante. Es ist auch möglich, zwei luminophore Aktivatoren in ein und derselben Matrix zu mischen, um das breite Emissionsband des elektrolumineszierenden Materials anzupassen; das erhaltene Spektrum ist dann eine Kombination der elementaren Spektren der beiden Aktivatoren; als Beispiele können SrS:Eu²&spplus;,Ce³&spplus;; CaS:Eu²&spplus;,Ce³&spplus; ; SrS:Ce³&spplus;,Pr³&spplus; genannt werden.
Als elektrolumineszierende Materialien mit mehreren schmalen Bändern oder Linien, die nach der Erfindung verwendbar sind, kann ZnS:Sm³&spplus; mit roter Dominate; ZnS:Tb³&spplus; mit einer grünen und einer grünblauen Dominante; ZnS:Tm³&spplus; mit blauer Dominante und infraroter Nähe (780nm); SrS:Pr³&spplus; mit zwei Dominanten, einer im Roten und einer im Blau-Grünen genannt werden. Es können auch Legierungen wie ZnxSr1-xS:Tb³&spplus;; ZnxCa1-xS:Tb³&spplus;; SrxCa1-xS:Tb³&spplus; mit X von 0 bis 1 verwendet werden.
Das Linien-Emissionsspektrum aus bestimmten elektrolumineszierenden Materialien kann mittels mehrerer Aktivatoren in ein und derselben Matrix wie ZnS : Sm³&spplus;,Tb³&spplus; verändert werden.
Für ausführlichere Informationen über die Form der Spektren der oben genannten elektrolumineszierenden Materialien können die folgenden Dokumente herangezogen werden: der Artikel von Shosaku Tanaka et al. SID-88 Digest. 293-296 "Bright-white-light electroluminescent devices with new phosphor thin-films based on SrS ; der Artikel von Hiroshi Kobayashi "Recent Development of Multicolor Thin-Film Electroluminescence Research", das Abstract nº 1231, Seiten 1712-1713, Extended Abstracts of Electrochemical Society Meeting, Vol. 87-2, vom 18-23 Oktober 1987; der Artikel von Shosaku Tanaka "Color electroluminescence in alkaline-earth sulfide thin-films", Journal of Luminescence 40 & 41 (1988), Seiten 20-23.
Die photoleitenden Materialien, die am meisten für PC-EL-Strukturen verwendet werden sind CdSxSe1-x, a-Si1-xCx:H mit 0< x< 1, CdS, CdSe und a-Si:H. Diese Materialien weisen relativ schmale Sensibilitätsspektren auf.
Vorteilhafter Weise werden PC-Materialien mit einstellbaren Senisbilitätsspektren wie CdSxSe1-x und a-Si1-xCx:H verwendet.
Für ausführlichere Informationen über die Herstellung und die Eigenschaften des amorphen mit Wasserstoff angereicherten und karbonisierten Siliziums kann auf das Dokument FR-A-2 105 777, das unter dem Namen des Erfinders eigereicht wurde, verwiesen werden.
Dieses Material wird vorzugsweise mittels der chemischen Niederschlagstechnik in Dampfphase mit Plasmaunterstützung (PECVD) mit geringer Energieleistung (im Bereich 0,1 W/cm²) aufgeschichtet. Für weiterführende Details über das Niederschlagsverfahren von a-Si1-xCx:H kann auf den Artikel von M. P. Schmidt et al., Philosophical Magazine B, 1985, Vol. 51, Nº 6, Seiten 581-589 "Influence of carbon incorporation in amorphous hydrogenated silicon" verwiesen werden.
Für ausführlichere Details über die Sensibilitätsspektren der Materialien CdSxSe1-x kann auf das Doukument von Robert et al., Journal of Applied Physics, Vol. 48, Nº7, Juli 1977, Seiten 3162-3164 "II-VI solid-solution films by spray pyrolysis" verwiesen werden.
Es wird vorzugsweise a-Si1-xCx:H mit 0 ≤ x ≤1 und besser mit 0 ≤ 1 ≤ 0,5 verwendet. In der Tat weist dieses photoleitende Material eine gewisse Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere weist es einen Sensibilitätsabfall auf Seiten der großen Wellenlängen (das heißt auf Seiten der schwachen Energien) auf, was einer schwachen optischen Absorption entspricht (die mit dem verbotenen optischen Band zusammenhängt). (Wir erinnern daran, daß Lamda(nm)=1240/E(eV)).
Ein Merkmal des Spektrums der Photokonduktivität dieses Materials liegt in der Energie E&sub0;&sub4; (in eV), für die der Absorptionskoeffizient 10&sup4;cm&supmin;¹ beträgt.
Diese Energie E&sub0;&sub4; kann eingestellt werden, indem der Kohlenstoffgehalt x in der PC-Schicht variiert wird mittels des Methangehalts in der gasförmigen Methan-Silanmischung, die für die Herstellung dieses photoleitenden Materials, also das C=[CH&sub4;]/[CH&sub4;+SiH&sub4;] verwendet wird.
Auf der Seite der Wellenlängen (hohe Energien) fällt die Sensibilität des photoleitenden Materials auch ab, weil die Strahlung in den allerersten Schichten der photoleitenden Schicht absorbiert wird und die Photokonduktion, die in der normalen Richtung auf der Ebene der Schichten gesucht wird (transversale elektrische Erregung) verhindert wird, da der Kern des photoleitenden Materials der Erregungsstrahlung nicht ausgesetzt ist.
Das Photosensibilitätsspektrum, das für eine Schicht mit einer Dicke von 1 Mikrometer aus a-Si1- xCx resultiert, ist eine breite Spitze, deren Breite auf mittlerer Höhe etwa 50 Nanometer beträgt und deren Maximum bei E&sub0;&sub4; liegt. Die Breite auf mittlerer Höhe entspricht der Distanz, die zwischen der unteren und der oberen Unterbrechungsschwelle des PC- Materials liegt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen noch besser aus der folgenden Beschreibung hervor, die zur näheren Darstellung, nicht aber zur Beschränkung gegeben werden soll, und die sich auf die beiliegenden Figuren 3 bis 9 bezieht, nachdem die Figuren 1 und 2 bereits beschrieben worden sind.
Figur 3 zeigt eine schematische Ausführung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
Die Figuren 4 bis 6 geben den Verlauf der Sensibilitätsspektren (IPC) und Emissionsspektren (IEL) an, die respektive die photoleitende Schicht und die elektrolumineszierenden Schichten besitzen müssen, sowie das Transmissionsspektrum des optischen Filters der Vorrichtung nach Figur 3.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Figur 3 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erste Struktur 50 auf, die ein transparentes isolierendes Substrat 52 umfaßt, das im allgemeinen aus Glas besteht, und eine der Flächen der Vorrichtung darstellt. Dieses Substrat 52 ist auf der inneren Seite mit einem ersten System aus Elektroden versehen, die aus leitenden Bändern 54 bestehen, die untereinander parallel sind und aus einem transparenten Material wie ITO bestehen.
Auf den Elektroden 54 findet man eine erste elektrolumineszierende Schicht 56, die die gesamte Anzeigefläche abdeckt und aus zwei verschiedenen nebeneinandergelagerten monochromen EL-Materialien 56a und 56b bestehen, um eine trichrome Anzeige sicherzustellen. Diese Materialien 56a und 56b sind ausgewählt aus den EL-Linienmaterialien, die zuvor genannt wurden, und haben eine Dicke, die zwischen 0,5 und 2 Mikrometern liegt (typischer Weise 700 nm). Für eine bichrome Anzeige wird ein einziges elektrolumineszierendes Material (Figuren 7 bis 9) verwendet.
Auf dieser Schicht EL 56 befindet sich ein zweites Elektrodensystem, das aus untereinander parallelen leitenden Bändern (58) besteht. Diese Elektroden 58 sind senkrecht zu den Elektroden 54 angeordnet und sind aus einem transparenten Material hergestellt, insbesondere aus ITO.
Die Materialien 56a und 56b liegen in Form von Bändern vor, die zu den leitenden Bändern 58 parallel sind, die durch Gravur nach dem sogenannten "phosphor-patterning"-Verfahren definiert sind, wobei sich die Bänder 56a mit den Bändern 56b abwechseln. Sie können eingesetzt werden, wie es in Figur 3 gezeigt wird, oder sie können einer oder mehreren nicht-leitenden Schichten zugeordnet werden, wie in Figur 1 dargestellt oder im Dokument FR-A-2 574 972 beschrieben. In anderen Worten wird die Schicht 56 in Sandwich-Anordnung zwischen zwei nicht-leitende Schichten (14, 18) gelagert.
Dieser ersten Struktur 50 wird eine zweite als umgedreht bezeichnete Struktur 60 zugeordnet, die ein isolierendes, möglicherweise transparentes Substrat 62, das insbesondere aus Glas besteht, umfaßt, das die zweite Fläche der Anzeigevorrichtung darstellt. Diese zweite Struktur 60 weist ein Elektrodensystem auf, das aus untereinander parallelen, leitenden Bändern 64 besteht und als drittes Elektrodensystem bezeichnet wird. Diese leitenden Bänder 64 sind im allgemeinen reflektierend und bestehen aus Aluminium. Diese Elektroden 64 sind auf einer photoleitenden Schicht 66 aus a-Si1-xCx:H mit 0≤x≤1 mit einer Dicke von 1 Mikrometer angeordnet, die eine elektrolumineszierende Struktur abdeckt, die aus einer einzigen emittierenden Schicht 68 besteht, wie es in Figur 3 dargestellt wird, oder einer oder mehreren nicht-leitenden Schichten zugeordnet ist: eine nicht-leitende Schicht (14) zwischen der Schicht 68 und den Elektroden 70, eine nicht-leitende Schicht (18) zwischen der Schicht 68 und der PC-Schicht 66 und eventuell eine nicht-leitende Schicht (21) zwischen der PC-Schicht und den Elektroden 64. Die elektrolumineszierende Struktur 68 und die photoleitende Schicht 66 decken die gesamte Anzeigeoberfläche ab.
Das elektrolumineszierende Material der Schicht 68 ist ein Material mit einem großen Emissionsspektrum, wie oben bereits eines erwähnt wurde; seine Dicke liegt zwischen 0,5 und 2 Mikrometern (typischerweise 700 nm).
Die nicht-leitenden Schichten 14, 18, 21, die möglicherweise dem EL-Material zugeordnet sind, können aus einem der Materialien bestehen, die aus Si&sub3;N&sub4;, SiO&sub2;, SiOxNy, Ta&sub2;O&sub5; gewählt sind und können eine Dicke von 200 nm aufweisen.
Um eine Vereinfachung der Auslegungen und der entsprechenden Beschreibung herbeizuführen, soll im folgenden Text lediglich auf die Verwendung von elektrolumineszierenden Schichten 56 und 68 eingegangen werden, obwohl diese Schichten vorzugsweise zwischen zwei Isoliermaterialschichten zwischengelagert sind.
Unter der elektrolumineszierenden Schicht 68 befindet sich ein Elektrodensystem, das als viertes System bezeichnet wird, und aus untereinander parallelen, leitenden Bändern 70 besteht, die aus einem transparenten Material, zum Beispiel aus ITO gefertigt sind, wobei die Elektroden 70 zu den Elektroden 64 senkrecht angeordnet sind.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 54 und 64 parallel und fallen zusammen. Des gleichen sind die Elektroden 58 und 70 parallel und fallen zusammen.
Gemäß der Erfindung ist ein optischer Filter 72 zwischen dem Observator und der zweiten elektrolumineszierenden Schicht 68 vorgesehen. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist der optische Filter 72 zwischen den beiden Strukturen 50 und 60 angeordnet, er könnte aber auch in die Struktur 60 oder die Struktur 50 integriert sein, wie es später noch zu sehen sein wird.
Dieser Filter 72 ermöglicht eine effiziente Filterung des Lichtes, das durch die erste EL-Schicht 56 erzeugt wird, und der Leuchtintensität der Umgebungsbeleuchtung (zum Beispiel Lampe 73).
Ein isolierender, peripherischer Abstandhalter 74 sorgt für die Kohäsion der gesamten Vorrichtung. Jede Struktur 50 und 60 der erfindungsgemäßen Vorrichtung funktioniert wie die polychromen Vorrichtungen nach Stand der Technik, insbesondere unter Verwendung peripherischer Steuerschaltungen respektive 75 und 77 der Art wie diejenigen, die in Flachschirmen mit Flüssigkristallen verwendet werden ; diese Schaltungen 75, 77 liefern geeignete alternative Signale und sind jeweils mit den Elektroden 54-58 und 64-70 verbunden; die Amplitude 0-Maximum liegt zwischen 150 und 300 Volt (typischerweise 230 Volt).
Das elektrische Steuerprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Substraten ist mit dem der Vorrichtungen aus dem Stand der Technik identisch.
In einem ersten Verfahren, das in Figur 3 dargestellt wird, werden die beiden Matrix-Strukturen unabhängig voneinander gesteuert, wobei jede als autonomer konventioneller EL-Materixschirm betrachtet wird, mit eigener Steuerungselektronik. Es sollte jedoch hinzugefügt werden, daß wenn die erste Struktur wirklich klassisch ist, die zweite Struktur ein PC-EL-Schirm mit Speicher ist, dessen Steuerungsverfahren, das einige Eigenheiten aufweist, beispielsweise in dem Dokument FR-A-2 615 644 von C. Brunel und P. Thioulouse beschrieben wird. Die Oszillationsfrequenz der Steuersignale liegt zum Beispiel bei 1 kHz.
Wenn die Elektrodennetze 58 und 70 parallel sind wie in Figur 3, kann ein zweites Verfahren angewendet werden, das darin besteht, jede Elektrode 58 über zumindest ein Ende an eine Elektrode 70 anzuschließen, (die gegenüberliegende oder die nächstliegende) und dann eine Steuerschaltung zu verwenden, die diesen beiden Elektroden 58 und 70 gemeinsam ist.
Auf dem Teil a der Figur 4 wird das Emissionsspektrum der ersten elektrolumineszierenden Schicht (El&sub1;) dargestellt; diese Schicht (El&sub1;) besteht aus zwei unterschiedlichen monochromen Materialien des mit Linien versehenen Typs für eine trichrome Anzeige. Auf dem Teil b dieser Figur wird das Emissionsspektrum des elektrolumineszierenden Materials (El&sub2;) der zweiten Struktur 60 dargestellt ; dieses Material gehört dem breitbandigen Typ an. Auf dem Teil c der Figur 4 wird das Transmissionsspektrum des optischen Filters (F) und das der Umgebungsbeleuchtung dargestellt ; die Kurve 78 entspricht einem Tiefpaßfilter und die Kurve 80 einem Bandpaßfilter. Auf dem Teil d wird das Sensibilitätsspektrum des photoleitenden Materials (PC) dargestellt.
Diese Spektren geben die Variationen der Leuchtintensität (I) in arbiträrer Entscheidungseinheit an, in Abhängigkeit von der Wellenlänge, die in Nanometern angegeben wird.
Erfindungsgemäß ist das vom Material El&sub2; gefilterte Emissionsspektrum komplementär zu dem der Schicht El&sub1;, das heißt, daß diese beiden Spektren eine minimale Überdeckungszone haben. In dem dargestellten Fall weist die Schicht El&sub1; für eine trichrome Anzeige elektrolumineszierende Materialien auf, die jeweils den beiden Linien 79, 81 entsprechen ; die Linie 89 ist erfindungsgemäß außerhalb des Emissionsspektrums des Materials El&sub2; angeordnet. Für eine bichrome Anzeige würde die Schicht El&sub1; nur ein einziges Material und somit nur eine einzige Linie (insbesondere die Linie 81) umfassen.
Erfindungsgemäß weist der Tiefpaßfilter 78 oder der Bandpaßfilter 80 eine Wellenlänge des Schnitts Lamda&sub0; auf, überhalb derer die Emission des Materials El&sub2; und das Umgebungslicht blockiert sind und unterhalb derer die Emission El&sub2; und das durch das Spektrum 82 dargestellte Umgebungslicht durchgelassen werden. Lamda&sub0; entspricht 1/10 des durchgelassenen Lichts. Darüberhinaus blockiert der Tifpaßfilter 78 oder der Bandpaßfilter 80 das gesamte Emissionsspektrum der Schicht El&sub1;; in anderen Worten ist Lamda&sub0; kleiner oder gleich der Wellenlänge des Schnitts der Linie 79, die die geringste Wellenlänge der Schicht El&sub1; aufweist
Im Übrigen ist das Transmissionsspektrum des Filters erfindungsgemäß im wesentlichen in dem geeigneten Emissionsspektrum des Materials El&sub2; enthalten, um eine hohe Farbenreinheit zu verleihen.
In der Figur 4d werden zwei mögliche Sensibilitätsspektren des photoleitenden Materials 84 und 86 dargestellt. Dem Spektrum 84 entspricht eine Wellenlänge eines niedrigen Schnitts Lamda&sub1; und eines hohen Schnitts Lamda&sub2;, und dem Spektrum 86 entspricht eine Wellenlänge eines niedrigen Schnitts Lamda&sub1; und eine Wellenlänge eines hohen Schnitts Lamda&sub2;. Diese Wellenlängen mit Schnitt werden für eine Sensibilität auf mittlerer Höhe des Sensibilitätsspektrums genommen. Lamda&sub0;&sub4; und Lamda&sub0;&sub4; entsprechen der Wellenlänge von maximaler Sensibilität.
Diese beiden Sensibilitätsspektren 84, 86 des Materials PC sind im wesentlichen innerhalb des Emissionsspektrums (Figur 4b) des Materials El&sub2; enthalten und sind im wesentlichen außerhalb des Emissionsspektrums des Materials El&sub1; (Figur 4a) angeordnet.
Für eine maximale Überdeckung des Emissionsspektrums des Materials El&sub2; (Figur 4b) und des Sensibilitätsspektrums des Materials PC wird für einen maximalen PC-EL-Effekt ein PC-Material mit einem großen Sensibilitätsspektrum verwendet, das dem Spektrum 84 entspricht, bei dem Lamda&sub1; kleiner Lamda&sub0; und Lamda&sub2; größer oder gleich Lamda&sub0; ist.
Für einen maximalen Schutz des Materials PC im Verhältnis zur Umgebungsbeleuchtung wird ein PC- Material mit einem engeren Spektrum verwendet, als in dem vorhergehenden Fall entsprechend dem Spektrum 86, für das die Wellenlänge Lamda&sub1; größer oder gleich Lamda&sub0; ist; das Sensibilitätsspektrum des PC- Materials befindet sich also vollkommen in der durch den Filter 78 oder 80 blockierten Zone.
Nach der Filtrierung liegt die Umgebungsbeleuchtung (Spektrum 82) außerhalb des Sensibliltätsspektrums 86 des PC-Materials und hat damit auf die Hysterese der PC-EL-Wirkung keinerlei Einfluß.
In Figur 5 werden verschiedene Leuchtintensitätsspektren dargestellt, die den Filter, das photoleitende Material und die elektroluminszierenden Materialien El&sub1; und El&sub2; haben müssen, wenn ein Hochpaßfilter oder ein Bandpaßfilter verwendet wird, der zu den großen Wellenlängen hin eine Wellenlänge eines Schnitts Lamda&sub3; aufweist. Das Prinzip ist dem in Figur 4 dargestellten Prinzip ähnlich.
Diese Intensitäten werden in arbiträrer Entscheidungseinheit in Abhängigkeit von den in Nanometern ausgedrückten Wellenlängen angegeben.
In der Figur 5 zeigt der Teil a das Emissionsspektrum des Materials El&sub1; (Struktur 50) des Typs mit Linien; der Teil b zeigt das breitbandige Emissionsspektrum El&sub2; des Materials (Struktur 60) ; der Teil c zeigt das Transmissionsspektrum des optischen Filters (F) (Kurven 88, 90) und das der Umgebungsbeleuchtung (Kurve 90): die Kurve 88 entsprict einem Hochpaßfiter und die Kurve 90 einem Bandpaßfilter. Schließlich werden im Teil d der Figur 5 die beiden möglichen Sensibilitätsspektren des PC- Materials dargestellt.
In dieser Ausführungsform sind das Umgebungslicht (Kurve 90) und die Emission des Materials El&sub2; (Figur 5a) innnerhalb der Wellenlängen, die unterhalb der Wellenlänge des Schnitts Lamda&sub3; des Filters liegt, blockiert, und diejenigen, die überhalb Lamda&sub3; liegen werden durchgelassen. Ferner liegt das Transmissionsspektrum des Filters völlig außerhalb des Emissionsspektrums des Materials El&sub1; und zum großen Teil innerhalb des Spektrums El&sub2;.
In der Figur 5d sind die beiden Sensibilitätsspektren 96 und 94 des photoleitenden Materials im wesentlichen innerhalb des Emssionsspektrums des Materials El&sub2; enthalten, um die PC-EL-Wirkung sicherzustellen.
Wie bereits im Vorstehenden beschrieben, wird hier ein PC-Material mit dem Spektrum 94 verwendet eine maximale Überdeckung dieses Spektrums mit dem Emissionsspektrum des Materials El&sub2;. In diesem Fall haben wir Lamda&sub1;≤Lamda&sub3;≤Lamda&sub2;. Für einen maximalen Schutz des PC-Materials gegenüber der Umgebungsbeleuchtung wird ein Material PC verwendet, das das Spektrum 96 hat, für das Lamda'2 gleich oder kleiner Lamda&sub3; ist. Lamda&sub1;, Lamda'&sub1;, Lamda&sub2;, Lamda'&sub2; haben die gleichen Bezeichnungen wie zuvor (Figur 4d).
In der Figur 6 wird eine weitere mögliche Lösung für die verschiedenen Leuchtintensitätsspektren für die Materialien El&sub1; und El&sub2;, PC und den Filter dargestellt. Die Teile a und b der Figur 6 zeigen jeweils die Emissionsspektren der Materialien El&sub1; und El&sub2;; der Teil c zeigt das Transmisionsspektrum des Filters und der Teil d zeigt die verschiedenen möglichen Sensibilitätsspektren für das Material PC.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Emissionslinien des Materials El&sub1; auf beiden Seiten des Emissionsspektrums des Materials El&sub1; angeordnet die Linie 98 ist innerhalb des Wellenlängenbereichs unter dem des Spektrums El&sub2; angeordnet und die Linie 100 ist innerhalb des Wellenlängenbereichs über dem des Spektrums El&sub2; angeordnet.
Das Transmissionsspektrum des Filters (Figur 6c) ist hier vollkommen in dem Emissionsspektrum des Materials El&sub2; enthalten.
Das Material PC hat entweder das Sensibilitätsspektrum 102 vollkommen im Transmissionsspektrum des Filters enthalten, um den PC-EL-Effekt zu unterstützen, oder es hat das Spektrum 104 oder 106, um einen maximalen Schutz des Materials PC gegenüber der Umgebungsbeleuchtung zu erreichen.
Die verschiedenen Schichten, die die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung darstellen, können in verschiedener Art und Weise aktiviert werden wie es aus den Figuren 7 bis 9 hervorgeht.
Insbesondere kann der optische Filter 72 in die Struktur PC-EL 60 integriert sein; zum Beispiel kann er zwischen den Elektroden 72 und der elektrolumineszierenden Schicht 68 eingesetzt sein wie in Figur 7 dargestellt wird.
In dem Fall einer komplexen elektrolumineszierenden Struktur mit mehreren nichtleitenden Schichten (Figur 1) kann der optische Filter eine der nicht-leitenden Schichten sein oder er kann zwischen eine dieser nicht-leitenden Schichten und die elektrolumineszierende Schicht zwischengelagert sein.
Es ist auch möglich wie in Figur 8 und 9 dargestellt, die Konfiguration der Elektroden zu ändern.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 fallen die Elektroden 158, 170 vor einer jeden der beiden Strukturen nicht mehr zusammen wie in Figur 3, sodnern sind verschoben und insbesondere in Wechselfolge angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, Elektroden 158 zu verwenden, die nicht mehr transparent sind, sondern reflektierend sind und insbesondere aus Aluminium bestehen.
Diese Anordnung bietet den Vorteil einer höheren Leuchtdichte als die der Vorrichtung nach Figur 3. Ferner kann keine Emission der ersten Schicht El 56 die photoleitende Schicht 66 der Struktur 60 mehr erreichen oder stören. Daher ist die Verwendung eines optischen Filters in dieser Ausführungsform nicht mehr notwendig.
Im Übrigen ist es in Anbetracht der punktuell hohen Leuchtdichte aufgrund der PC-EL-Wirkung möglich, die Größe der Bildpunkte der zweiten Struktur 60 zu verringern. Die Größe einer Elektrode 170 kann typischer Weise anstelle von 300 Mikrometer auf weniger als 100 Mikrometer verringert werden. Dann ist es nicht mehr notwendig, einen großen Abstand zwischen den Elektroden 158 vorzusehen, um die Transmission der Emission der Schicht 66 zuzulassen.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 sind die Elektroden 264 hinter der Struktur 60, die mit dem Substrat in Kontakt sind, parallel zu den Elektroden 258 vor der Struktur 50. Folglich sind die Elektroden 270 vor der Struktur 60 parallel zu den Elektroden 254 hinter der Struktur 50.
Im Übrigen sind die Elektroden 264 und 258 verschoben oder in Wechselstellung angeordnet, was die Wahl eines reflektierenden und damit sehr gut leitenden Materials für die Elektroden 258 ermöglicht. Man kann also auf diese Weise wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 die Größe der Elektroden 264 und damit der Pixel verringern. Die Verringerung der Größe der Pixel ermöglicht eine Verringerung des Abstands zwischen den Elektroden 258 und/oder eine Erhöhung der Bilddefinition, die auf der Vorrichtung erhalten wird.
Im Folgenden sollen verschiedenen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung gegeben werden. In diesen Beispielen besteht das elektrolumineszierende Material aus a-Si1-xCx:H mit 0≤x≤1.

Beispiel 1

Dieses Beispiel wird in Figur 4 dargestellt:
a) erste Struktur 50:
- elektrolumineszierendes Material: ZnS:Tb³&spplus;, grüner Emitter,
b) zweite Struktur 60:
- elektrolumineszierendes Material: SrS:Ce³&spplus;, blauer Emitter
- Interferenz-Tiefpaßfilter von Oriel mit einer Wellenlänge eines Schnitts Lamda&sub0;=500nm,
- photoleitendes Material von Lamda&sub0;&sub4; nahe 500 nm, daher E&sub0;&sub4; um etwa 2,48eV; C=0,80 und x=0,20. Dieses Material entspricht dem Sensibilitätsspektrum 84 der Figur 4d.

Beispiel 2

Dieses Beispiel unterscheidet sich von Beispiel 1 durch die Verwendung eines photoleitenden Materials mit einem Spektrum 86 (Figur 4d). Dieses Material weist einen Lamda'1=500nm, einen Lamda&sub0;&sub4;=525nm und daher ein E&sub0;&sub4;=2,36 eV auf ; C=0,70 und x=0,14.

Beispiele 3 bis 4

Diese Beispiele unterscheiden sich von den Beispielen 1 und 2 durch die Verwendung eines elektrolumineszierenden Materials El&sub1; der Struktur 50, das im Roten und nicht im Grünen emittiert.
Beispiel 3: ZnS:Sm³&spplus;
Beispiel 4: SrS:Eu²&spplus;
Beispiel 4: Cas:Eu²&spplus;
Diese elektrolumineszierenden Materialien können dem PC-Material aus Beispiel 1 oder dem aus Beispiel 2 zugeordnet werden.
Die vorstehenden Beispiele 1-5 führen zu bichromen Anzeigen.

Beispiele 6 bis 8

Für eine trichrome Anzeige genügt es, in der ersten Struktur 50 und dem elektrolumineszierenden Material aus Beispiel 1, das im Grünen emittiert, eines der elektrolumineszierenden Materialien der Beispiele 3 bis 5 zuzuordnen, die im Roten emittieren. Diese Zuordnung ist tatsächlich eine Nebeneinanderlagerung der elektrolumineszierenden Materialien wie es in dem zuvor zitierten Artikel von C. Brunel beschrieben wird und wie es die Figur 3 darstellt.

Beispiele 9 und 10 für eine trichrome Anzeige

Diese Beipiele werden in Figur 5 dargestellt.
a) erste Struktur 50: zwei elektrolumineszierende Materialien werden wie in dem Artikel von C. Brunel nebeneinandergelagert,
- ZnS:Tb³&spplus;, grüner Emitter
- ZnS:Tm³&spplus; (Beispiel 9) oder SrS:Ce³&spplus; (Beispiel 10), blauer Emitter,
b) zweite Struktur 60:
- elektrolumineszierendes Material: SrS:Eu²&spplus;, roter Emitter,
- Interferenz-Hochpaßfilter von Oriel mit Lamda&sub3;=600nm,
- photoleitendes Material mit Sensibilitätsspektrum 94 (Figur 5d): Lamda&sub0;&sub4; = 610 nm ; E&sub0;&sub4; = 2,03eV; C=0,33 und x = 0,037.

Beispiele 11 und 12 (trichrome Anzeige)

Diese Beispiele unterscheiden sich von den Beispielen 9 und 10 durch die Verwendung des ZnS:Sm³&spplus; als roten Emitter in der zweiten Struktur 60.

Beispiele 13 bis 16 (trichrome Anzeige)

Diese Beispiele unterscheiden sich von den Beispielen 9 bis 12 durch die Verwendung eines photoleitenden Materials mit einem Sensibilitätsspektrum 86 (Figur 4d): Lamda&sub2; = 600 nm ; Lamda&sub0;&sub4; = 575 nm; E&sub0;&sub4; = 2,15 eV; C = 0,50 und x = 0,07.

Beispiele 17 und 18 (trichrome Anzeige)

Diese Beispiele werden in Figur 6 dargestellt.
a) erste Struktur 60: zwei elektrolumineszierende Materialien nebeneinandergelagert:
- CaS:Eu²&spplus;, roter Emitter
- SrS:Ce³&spplus; (Beispiel 17) oder ZnS:Tm³&spplus; (Beispiel 18), blauer Emitter,
b) zweite Struktur 50:
- elektrolumineszierendes Material: ZnS:Tb³&spplus;, grüner Emitter,
- Interferenz-Bandpaßfilter von Oriel mit einer Wellenlänge niedrigen Schnitts mit Lamda&sub3; = 510 nm und hohen Schnitts mit Lamda&sub0; = 575 nm,
- photoleitendes Material mit Sensibilitätsspektrum 102 (Figur 6d): Lamda&sub0;&sub4; = 550 nm; E&sub0;&sub4; = 2,25 eV; C=0,61 und x = 0,10.

Beispiele 19 und 20 (trichrome Anzeige)

- Diese Beispiele unterscheiden sich von den Beispielen 17 und 18 durch die Verwendung eines photoleitenden Materials mit dem Spektrum 106 (Figur 6d) : Lamda&sub2; = 510; Lamda&sub0;&sub4; = 485 nm; E&sub0;&sub4; = 2,56 eV ; C = 0,83 und x = 0,21.

Beispiele 21 und 22 (trichrome Anzeige)

Diese Beipiele unterscheiden sich von den Beispielen 17 und 18 durch die Verwendung eines PC- Materials mit dem Spektrum 104 (Figur 6d) : Lamda&sub1; = 575; Lamda&sub0;&sub4; = 600 nm; E&sub0;&sub4; = 2,07 eV; C = =,40 und x = 0,04.

Beispiele 23 bis 28 (trichrome Anzeige)

In diesen Beispielen 17 bis 22 ist es möglich, den grünen Emitter ZnS:Tb³&spplus; durch CaS:Ce³&spplus; zu ersetzen.

Claims

1. Vorrichtung zur polychromen elektrolumineszierenden Anzeige mit PC-EL- Speicherwirkung, die eine erste Struktur (50) aufweist, die ein erstes transparentes Substrat (52) umfaßt, das mit einer ersten elektrolumineszierenden Schicht (56) versehen ist, die zwischen einem ersten System tranparenter Elektroden (54) und einem zweiten System aus Elektroden (58) zwischengelagert ist, die mit elektrischen Einrichtungen (75), die die Erregung bestimmter Zonen der ersten elektrolumineszierenden Schicht ermöglichen, verbunden sind, wobei eine zweite Struktur (60) ein zweites Substrat (62) aufweist, das mit einer zweiten elektrolumineszierenden Schicht (16, 68) und mit einer photoleitenden Schicht (20, 66) versehen ist, die aufeinander gelagert sind und die gesamte Anzeigefläche überdecken, wobei die Gesamtheit dieser beiden Schichten zwischengelagert ist zwischen ein drittes Elektrodensystem (64) und ein viertes System aus transparenten Elektroden (70), die mit elektrischen Einrichtungen (77) verbunden sind, die die Erregung bestimmter Zonen der zweiten elektrolumineszierenden Schicht ermöglichen, wobei das erste und das zweite Substrat die gegenüberliegenden Flächen der Vorrichtung bilden, während ein optischer Filter (72) zwischen den beiden Strukturen vorgesehen ist, um das Emissionsspektrum der ersten elektrolumineszierenden Schicht völlig oder beinahe völlig zu blockieren, wobei die erste elektrolumineszierende Schicht ein monochromes oder bichromes Emissionsspektrum aufweist und die zweite elektrolumineszierende Schicht ein monochromes Emissionsspektrum aufweist und eine komplementäre chromatische Komponente von der oder den Emissionsfarben der ersten elektrolumineszierenden Schicht umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrolumineszierende Schicht bichrom ist (56) und aus zwei verschiedenen monochromen elektrolumineszierenden Materialien (56a, 56b) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende Material (20, 66) derart ausgestaltet ist, daß sein Sensibilitätsspektrum innerhalb des durch den Filter blockierten Spektrumsteils enthalten ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrolumineszierende Schicht (68) ein Breitbandspektrum aufweist, wovon ein Teil durch den optischen Filter (72) blockiert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter zwischen der ersten und der zweiten Struktur (50, 60) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter in der zweiten Struktur (60) integriert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrolumineszierende Schicht (16) zwischengelagert ist zwischen eine erste und eine zweite (14, 18) nicht-leitende Schicht, wobei die erste nicht- leitende Schicht in Kontakt mit der photoleitenden Schicht angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht-leitende Schicht (21) zwischen der photoleitenden Schicht (20) und dem gegenüberliegenden Elektrodensystem vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrolumineszierende Schicht zwischen zwei nichtleitende Schichten zwischengelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodensysteme (54, 58, 64, 70) jeweils aus untereinander parallelen leitenden Bändern bestehen, wobei die leitenden Bänder des ersten und des zweiten Systems überkreuzt sind und die leitenden Bänder des dritten und des vierten Systems überkreuzt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bänder des ersten Elektrodensystems (54) mit den leitenden Bändern des dritten Elektrodensystems (64) parallel angeordnet sind und zusammenfallen, wobei sich das erste und das zweite Elektrodensystem jeweils mit dem ersten und dem zweiten Substrat in Kontakt befindet, und daß die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems (58) mit den leitenden Bändern des vierten Elektrodensystems (70) parallel sind und mit ihnen zusammenfallen, wobei die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems transparent sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenen Bänder des ersten Elektrodensystems (54) mit den leitenden Bändern des vierten Elektrodensystems (270) parallel angeordnet sind und zusammenfallen, wobei sich das erste und das dritte Elektrodensystem jeweils mit dem ersten und dem zweiten Substrat in Kontakt befindet, und daß die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems (258) gegenüber den leitenden Bändern des dritten Elektrodensystems (264) parallel angeordnet und verschoben sind, wobei die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems reflektierend sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bänder des ersten Elektrodensystems (54) mit den leitenden Bändern des dritten Elektrodensystems (64) parallel angeordnet sind und zusammenfallen, wobei sich das erste und das zweite Elektrodensystem jeweils mit dem ersten und dem zweiten Substrat in Kontakt befindet, und daß die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems (158) mit den leitenden Bändern des vierten Elektrodensystems (170) parallel angeordnet und verschoben sind, wobei die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems reflektierend sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Elektrodensystem reflektierend ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende Material aus amorphem, mit Wasserstoff angereichertem und karbonisiertem Silizium der Formel a-Si&sub1;-xCx:H mit 0≤x≤1 ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bänder des dritten Elektrodensystems (264) schmaler sind als die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems (258).

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Bänder des vierten Elektrodensystems (170) schmaler sind als die leitenden Bänder des zweiten Elektrodensystems (158)

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrolumineszierende Schicht (68) ein Breitbandemissionsspektrum aufweist, und daß das photoleitende Material (20, 66) ein derartiges Sensibilitätsspektrum aufweist, daß die Abdeckung des Emissionsspektrums der zweiten elektrolumineszierenden Schicht mit dem Sensibilitätsspektrum des photoleitenden Materials maximal ist.