彩色电致发光显示器的利记博彩app

专利名称：彩色电致发光显示器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种彩色电致发光显示器。更特定地，本发明涉及一种彩色电致发光 显示器，其中直接电致发光发射产生蓝光，而由蓝光吸收启动的光致发光发射产生至少一 种其他色彩。
背景技术：
已经开发了厚膜电介质电致发光显示器，并且其在例如，本申请人的美国专利 5，432，015(其整体内容在此处并入列为参考)中得到了描述。相比于薄膜电致发光(TFEL) 显示器，这些厚膜电介质电致发光显示器提供了针对电介质击穿以及减小的操作电压的较 好的耐受性。淀积在陶瓷基片上的厚膜电介质结构耐受较高的工艺温度并且有助于磷光体 膜在较高温度下的退火以改善其发光度。通过这些优点，以及通过近来蓝光发射磷光体材 料的进展，该显示器已获得了所需用于实现传统的阴极射线管(CRT)显示器的技术性能的 发光度和色彩坐标。然而，进一步的改进是需要的，即简化显示器色彩平衡的调节，用以在 显示器操作寿命中协助维持其适当的色彩平衡，以及简化用于制造该显示器的工艺，从而 减少成本。传统上，在电致发光显示器中使用铈激活的硫化锶磷光体材料用于蓝色色彩，同 时使用锰激活的硫化锌材料用于红色色彩和绿色色彩。来自这些磷光体材料的光学发射 必须通过适当的色滤光器，以获得所需的关于红色、绿色和蓝色子像素的色彩坐标，导致了 亮度和能量效率的损失。锰激活的硫化锌磷光体具有输入功率的高达约10流明每瓦特的 相对高的电光能量转换效率，而铈激活硫化锶磷光体具有1流明每瓦特的能量转换效率， 其对于蓝光发射是相对高的。由于关于这些磷光体的光谱发射非常宽，且关于硫化锌基磷 光体材料的光谱发射跨越了从绿色到红色扫描色彩光谱，而关于硫化锶基材料的光谱发射 跨越了从蓝色到绿色的范围，因此光学滤光器必须连同这些磷光体一起使用。通过控制淀 积条件和激活剂浓度，可以在某种程度上使铈激活的硫化锶磷光体的光谱发射朝向蓝光偏 移，但是未达到消除对光学滤光器的需要的所需程度。已经开发了具有较窄的发射光谱的蓝光发射磷光体材料。这些磷光体材料包括铕 激活的硫代铝酸钡化合物，其提供良好的蓝色坐标。通过在磷光体膜的处理过程中向磷光 体中适当地添加氧，如本申请人在2003年4月17日提交的共同未决的国际专利申请PCT/ CA03/00568(其整体内容在此处并入列为参考)中公开的，进一步改善了铕激活的硫代铝 酸钡磷光体材料的稳定性。此改进有益于蓝光磷光体寿命，其与商业需要相称，但是其仍然 允许蓝光亮度在其操作寿命中降低至其初始值的50%。在电致发光显示器的操作寿命中 维持所需的其色彩平衡时，必须考虑此降低，其与红光和绿色电致发光磷光体的亮度降低 相关。通常，构成显示器子像素的红色、绿色和蓝色电致发光磷光体的亮度以不同的速率降 低，并导致了显示器的色彩平衡随着其老化而偏移。由驱动电路可以对该偏移进行某种程
3度上的补偿。例如，如果不同色彩的亮度衰减速率是可预知的，或者如果引入了传感器用以 在显示器寿命中的不同点处测量子像素亮度，则可以进行对子像素的驱动电压的调节。然 而，这些测量为显示器的制造和操作添加了复杂性和成本。此外，显示器中的每个红光、绿色和蓝色电致发光磷光体均将具有特定的阈值电 压，由此每个磷光体开始发光。这些特定的阈值电压的每一个均必须仔细地同每个独立的 磷光体匹配，用以将显示器的功率消耗减到最小。如果这些电压未正确地匹配，则红色、绿 色和蓝色之间的辉度比将是不正确的。该匹配需要对显示器中的磷光体以及相邻电介质层 的厚度和组分进行精确控制，其在一定程度上可能危害制造产量。在本申请人的国际专利申请W0 00/70917 (其整体内容在此处并入列为参考)中 描述了形成用于定义用于彩色电致发光显示器的独立子像素的构图磷光体结构的工艺。该 构图工艺需要光刻工艺，其牵涉光致抗蚀剂淀积、曝光、对每个子像素磷光体材料的磷光体 膜蚀刻和磷光体膜剥离工艺，这牵涉许多连续的步骤并且导致了相对高的制造成本。在该 光刻工艺中使用的化学制剂须仔细地进行净化，并且须仔细地控制它们的使用，以避免在 构图工艺过程中损害典型地湿气敏感的磷光体材料，其也可能增加显示器制造的成本。彩色有机光发射二极管(0LED)显示器是已知的，并且在下列参考文献中得到描 述T. Shimoda et al. , Society for Information Display 99Digest, pp 376-80 ；美国专 利申请2002/0043926 ;C. Hosokawa et al. , Society for Information Display 97 Digest pp 1073-6和美国专利6，608，439。在美国专利6，608，439中描述的0LED使用半导体纳米 晶体层(或多个层)产生不同的色彩。然而，0LED不能用于构建无源矩阵、具有许多拥有 适当亮度像素行的大面积显示器。通过使用有源矩阵寻址，在一定程度上缓和了该限制，但 是所需用于有源矩阵寻址的薄膜晶体管(TFT)阵列自身是难于按比例增大的，并且对于具 有大量可寻址行的大面积显示器而言是昂贵的。美国专利5，670，839描述了电致发光器件，其利用光致发光材料将紫外光转换为 可见光。关于转换紫外光的转换效率是相对低的。此外，紫外光趋向于使显示器劣化。因此，高度所需的是，以成本有效且操作有效的方式提供一种消除了现有技术缺 陷的彩色电致发光显示器。发明概述根据本发明的第一方面，提供一种具有可寻址的像素的发射型显示器，所述显示 器包括光致发光磷光体层，所述光致发光磷光体层包括颜料粉剂，所述颜料粉剂包括有机光致发光分子的固溶体；以及基质材料，其中所述颜料粉剂散布在所述基质材料中，所述基质材料同所述颜料 粉剂化学和物理相容，由此基本上维持有机光致发光分子的光致发光效率。根据本发明的另一方面，所述颜料粉剂选自包括以下各项的组中绿色颜料、蓝色 颜料、红色颜料、黄色颜料及其混合物。根据本发明的另一方面，所述基质材料选自包括以下各项的组中环氧树脂、聚甲 基丙烯酸甲酯和聚甲基戊二酰二亚胺。根据本发明的另一方面，所述基质材料是环氧树脂。根据本发明的另一方面，所述基质材料是光致抗蚀剂材料。根据本发明的另一方面，所述发射型显示器选自包括以下各项的组中厚膜电致
4发光显示器、有机光发射二极管显示器、液晶显示器和等离子体显示器。根据本发明的另一方面，提供一种用于吸收由发射型显示器中的一个或多个像素 发射的蓝光的方法，所述方法包括提供与所述一个或多个像素相关联的至少一个光致发光 磷光体层，使得由所述像素发射的蓝光基本上由相关联的光致发光磷光体层吸收，由此引 起所述光致发光磷光体层发射除蓝光以外的彩色光，其中，所述光致发光磷光体层包括颜料粉剂，所述颜料粉剂包括有机光致发光分子的固溶体；以及基质材料，其中所述颜料粉剂散布在所述基质材料中，所述基质材料同所述颜料 粉剂化学和物理相容，由此基本上维持有机光致发光分子的光致发光效率。通过下面的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。然而，应当理 解，指出了本发明的实施例的详细描述和特定示例仅是作为说明而给出的，通过详细描述， 对于本领域的技术人员而言，在本发明的精神和范围内的多种变化和修改将变得显而易 见。附图简述现将通过参考附图更加全面地描述本发明的优选实施例

图1是本发明的实施例的厚膜电介质电致发光显示器的平面视图。发明详述本发明涉及电致发光显示器，或者涉及并入了产生蓝光的直接电致发光发射和由 蓝光吸收而启动的光致发光发射的器件，而该光致发光发射产生至少一种其他色彩。在本发明的实施例中的是一种用于电致发光显示器的像素子结构。该像素子结构 包括至少一个光致发光磷光体层和至少两个子像素，且每个子像素发射蓝光。每个光致发 光磷光体层与各自的一个子像素相关联，使得由每个各自的一个子像素发射的蓝光基本上 由相关联的光致发光磷光体层吸收，由此引起该光致发光磷光体层发射除蓝光以外的彩色 光。优选的是，电致发光磷光体层是蓝光发射电致发光磷光体层，其与至少两个观察侧电极 和至少一个光致发光磷光体层相关联。每个光致发光磷光体层与各自的一个观察侧电极相 关联，使得由电致发光磷光体层发射的蓝光基本上由相关联的光致发光磷光体层吸收，由 此弓I起该光致发光磷光体层发射除蓝光以外的彩色光。由像素子结构的(多个)光致发光磷光体层发射的彩色光具有长于蓝光波长的波 长分布，其优选的是红色和绿色。然后，该像素子结构并入到厚膜电介质电致发光显示器。 具体地，该厚膜电介质电致发光显示器具有许多像素。每个像素包括该像素子结构。优选地，像素子结构是两个或者三个发射蓝光的子像素的组。由于子像素是相同 的，因此子像素的阈值电压(其是子像素开始发光的电压)将是相等的。通过测量相对于 增加的粘附电压的子像素亮度以确定开始出现亮度的电压，由此可以确定该阈值电压。对 于全彩色ac厚膜电介质电致发光显示器而言，可以存在用于红光、绿光和蓝光发射的三个 子像素，其中每个子像素具有发射蓝光的蓝光发射电致发光磷光体，并且其中红色和绿色 子像素具有叠置的光致发光磷光体层，其在由蓝光发射电致发光磷光体发射的光激发时发 射红光和绿光。对于更加简单的彩色ac厚膜电介质电致发光显示器而言，可以存在两个子像素， 其中每个子像素具有发射蓝光的蓝光发射电致发光磷光体，并且其中一个子像素具有叠置 的光致发光磷光体层，其在由蓝光发射电致发光磷光体发射的光激发时发射波长比蓝光更长的彩色光。通过改变电致发光磷光体的蓝光发射强度，可以控制该光致发光磷光体层的 强度。参考附图，即图1，其中根据本发明的优选实施例，说明了并入有像素子结构20的 电致发光器件10。电致发光器件10具有基片12，其上安置了行电极14，其后是厚膜电介 质层16和薄膜电介质层18。像素子结构20位于薄膜电介质层18上。该像素子结构包括 蓝光发射电致发光磷光体层22，其包括铕激活的硫代铝酸钡。使用如本申请人在2003年4 月17日提交的共同未决的国际专利申请PCT/CA03/00568(其整体内容在此处并入列为参 考)中所描述的工艺，淀积电致发光磷光体层22。像素子结构22进一步包括位于其上面 的三个子像素列24、26和28。每个子像素列24、26和28均具有位于电致发光磷光体层22 上的薄膜电介质层30，并且每个均具有位于每个薄膜电介质层30上的观察侧电极32。薄膜电介质层30和观察侧电极32的配置被称为是构图的。每个薄膜电介质层30 可以包括相同的或者不同的材料。每个观察侧电极32可以包括相同的或者不同的材料。像 素子结构20进一步包括光致发光磷光体层。在该实施例中，该光致发光磷光体层是光致 发光红光发射染料层34，其淀积在透明盖板36的下侧上并且同子像素列24对准；以及，光 致发光绿光发射染料层38，其淀积在透明盖板36的下侧上，并且同子像素列26对准。连续的薄膜电介质层还可以淀积在电致发光磷光体层22上，而不是具有三个独 立的薄膜电介质层30，如图1中所示。因此，在此特定的实施例中，该薄膜电介质层未进行 构图。染料层34和38可以淀积在透明盖板36的下侧上，或者可替换地，染料层34和38 可以淀积在盖板36的顶部。当淀积在盖板36的顶部时，通过使用光学透明钝化层的涂层， 可以保护染料层34和38以抵御环境大气。由于这允许自该染料发射的光直接从染料层34 和38透射到空气或者具有接近均勻的光学折射率的介质，而非通过透明盖板36，因此这是 有利的。通过由透明盖板相比于空气的较高光学折射率而引起的多次内反射，这防止了光 在透明盖板36中透射。整体效果是，改善了显示器的亮度，改善了显示器的对比度和将从 一个子像素到相邻子像素的色彩扩散减到最小。光学透明钝化层是已知的。可替换地，光致发光红光发射染料层34可以直接安置在列24的观察侧电极32 上，而光致发光绿光发射染料层38可以直接安置在列26的观察侧电极32上。优选的是， 在该实施例中，观察侧电极32由惰性材料制成，以防止染料层34和38同观察侧电极32的 任何潜在的反应。惰性材料的光学透明阻挡层可以置于观察侧电极32同淀积的染料层34 和38之间，以防止染料层34和38同观察侧电极32的任何潜在的反应。光学透明阻挡层 是已知的。在另一实施例中，薄的薄的光学透明片安置在子像素上。光致发光红光发射染料 层34和光致发光绿光发射染料层38以适当的图形淀积在薄的光学透明片的与面对子像素 的侧相对的侧面上。透明盖板36置于该光学透明片上，其上面淀积了染料层34和38，由此 在该光学透明片和透明盖板36之间存在气隙。这有助于防止亮度、对比度损失并有助于防 止由于光沿该薄的光学透明片透射引起色彩扩散。其还允许同下面的子像素结构制作相分 立地制作构图光致发光磷光体层，这样，由于光致发光磷光体构图工艺中的误差不会导致 子像素结构剩余部分的损失，该子像素剩余部分具有显著高于构图光致发光磷光体层的价 值，因此提高了制造产量。可用于该薄的光学透明片的材料的某些示例可以是任何惰性的且不可形变的透明塑料，诸如Mylar 。在其他的实施例中，光致发光磷光体层(即，光致发光红光发射染料层34和光致 发光绿光发射染料层38)在至少一个表面上(优选地是在两个表面上)具有反射层。该反 射层能够反射最初未由光致发光磷光体层吸收的任何蓝光，由此蓝光基本上由该光致发光 磷光体层吸收。换言之，该反射层能够内反射蓝色的激发光而不会内反射来自光致发光层 的发射光。同时，在染料层34和38的与观察侧电极相对的表面上的蓝光反射层不应反射产 生其他色彩的较长波长的光。位于染料层另一表面上的反射层优选地反射任何波长的光。 此外，该反射层可以包括光学干涉滤光器。在另一实施例中，光致发光磷光体层(即，光致发光红光发射染料层34和光致发 光绿光发射染料层38)在该光致发光磷光体层的与观察侧电极相对的表面上具有至少一 个光学滤光器。该光学滤光器基本上抑制该光致发光磷光体层吸收环境光(即，来自外部 光源的光)，特别是蓝色的环境光。同时，光致发光层表面上的滤光器不应吸收由光致发光 磷光体层发射的光。通常，对于上文所述的实施例，如本领域的技术人员所将理解的，可以使用多种基 片。优选地，该基片是刚性耐火片。适当的刚性耐火片的材料的示例包括，但不限于，诸如 氧化铝的陶瓷、金属陶瓷合成物、玻璃陶瓷材料和高温玻璃材料。行电极可以是为本领域技术人员所知的任何适当的导电膜。优选地，行电极包括 金或者银合金。厚电介质膜被设计用于在显示器操作于所需用于产生显示器亮度的电压时提供 针对电介质击穿的高的耐受性。典型地，该厚电介质膜包括烧结钙钛矿、压电或者铁电材 料，诸如钛酸铌酸镁铅(PMN-PT)，其具有数千的介电常数以及大于约10微米的厚度以防止 电介质击穿。此处描述的厚电介质发光显示器还可以包括高介电常数的平滑层，其由钛酸 锆酸铅例示并使用溶胶_凝胶或者金属有机淀积方法粘附，并且一个或者多个薄膜电介质 层置于其上。在本申请人的美国专利5，432，015和在2001年12月21日提交的共同未决的美 国专利申请60/341，790 (其整体内容在此处并入列为参考)中描述了用于本发明中的适当 的基片、行电极和厚电介质层的另外的示例。此处使用的薄电介质层可以包括钛酸钡、氧化铝、氧氮化硅、钽酸钡、氧化钽等等。此处使用的电致发光磷光体层包括任何蓝光发射电致发光磷光体材料。优选地， 使用发射具有可接受的CIE坐标(诸如x小于约0. 2而y小于约0. 15)和适当高的发光度 的蓝光的材料。该蓝光发射电致发光磷光体材料可以包括蓝光发射稀土激活的碱土硫化 物。该蓝光发射稀土激活的碱土硫化物可以选自包括以下各项的组稀土激活的碱土硫代 铝酸盐、稀土激活的碱土氧硫代铝酸盐、稀土激活的碱土硫代镓酸盐、稀土激活的碱土氧硫 代镓酸盐、稀土激活的碱土硫代铟酸盐、稀土激活的碱土氧硫代铟酸盐以及它们的混合物。 优选地，蓝光发射电致发光磷光体材料是铕激活的硫代铝酸钡(BaAl2S4:Eu)。电致发光磷光体层优选地是连续的而非构图的。由电致发光磷光体层发射的蓝光 可能没有由显示器或者器件完全地发射和/或转换。某些光可能发射进入电致发光磷光体 层下面的显示器部分中。连续的电致发光磷光体层通过允许光沿该层传播使其可由显示器 发射或转换，可以防止发射光漏出进入电致发光磷光体层下面的显示器部分中。
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蓝光发射电致发光磷光体材料的CIE坐标可以通过使用其上面的光学滤光器进 行优化。观察侧电极是透明导电层，典型地是诸如氧化铟锡(IT0)或者掺杂氧化锌的氧化 物。此处使用的光致发光磷光体层包括可以在由蓝光激发时发射具有所需CIE坐标 和亮度的彩色光的任何磷光体材料。该光致发光磷光体层可以包括至少一种染料、至少一 种光致发光粉剂或者其混合物。该染料优选地是有机染料，诸如红光发射染料、黄光发射染料和绿光发射染料。适 当的红光发射染料的示例是ADS -100RE(AmericanDye Source Inc.，Canada)。适当的绿光 发射染料的示例是ADS -085GE (American Dye Source Inc.，Canada)。此外，染料可以选 自用于可调染料激光器的染料，其可以充分地由蓝光激发。有用的光发射染料可以包括，但 不限于，Lumogen F Red 300 (红光发射体)、Lumogen Red 300 Nanocolorant (红光发射 体)和 Lumogen F Yellow 083 (黄光发射体)(BASF Aktiengessellschaft of Germany) 和ADS 100RE (红光发射体)(American Dye Source Inc.，Canada)。有用的绿光发射染 料可以包括，但不限于 ADS 085GE (American Dye Source Inc.，Canada)。某些适当的光致发光粉剂是无机光致发光粉剂，其可以是晶体或者无定形粉剂。 无机光致发光粉剂的特定示例包括稀土激活的碱土硫代铝酸盐、稀土激活的碱土硫代镓 酸盐和稀土激活的碱土硫代铟酸盐、稀土激活的碱土硫化物、钇铝石榴石、以及稀土激活的 碱土硅酸盐，稀土激活的碱土锗酸盐、稀土激活的碱土铝酸盐和稀土激活的碱土硼酸盐。无机光致发光粉剂包括无机半导体材料，特别是无机半导体纳米晶体材料，诸如 在美国专利6，608，439(其在此处并入列为参考)中所描述的材料。适当的无机半导体 纳米晶粒可以具有约10至约200埃的尺寸范围，其覆盖了通过可见光谱的光转换。该 半导体纳米晶体可以选自具有半导体化合物CdS、CdSe、CdTe及其混合物的组中。在 C. B. Murray、D. J. Norris 禾口 M. G. Bawendi 的文献"Synthesis andcharacterization of nearly monodisperse CdE (E = S,Se,Te)semiconductornanocrystallites," J. Am. Chem. Soc. 115(1993)8706-8715(其在此处并入列为参考)中描述了自镉族合成纳米晶体以及其 属性。在美国专利5，559，057和美国专利5，525，377 (其也在此处并入列为参考)中公开 了制作半导体纳米晶体的方法。光致发光磷光体层中的纳米晶体的含量是足够的，使得该 层基本上吸收由电致发光磷光体层发射的蓝光。光致发光磷光体层可以是具有带隙的绝缘材料，该带隙具有小于所发射的蓝光的 光子能量的能量(即，该带隙具有等于比蓝发射光的波长更长的光子能量的能量)。该绝缘 材料也可以包括染料。典型地，当光致发光磷光体层是染料或者光致发光粉剂时，该光致发光磷光体层 比电致发光磷光体层厚很多。典型地，该染料不具有类似于电致发光磷光体层的真空淀积 薄膜的形式。该染料或者光致发光粉剂散布在基质材料中，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 环氧(树脂)(印oxy)或者聚甲基戊二酰二亚胺(聚甲基戊二酰二亚胺)。光致发光磷光体层典型地是足够厚的，用以吸收所有发射的蓝光，同时足够薄，用 以允许发射转换的蓝光。该厚度取决于光致发光磷光体在蓝光频率处和在发射光频率处的 光吸收长度。光致发光磷光体层的优选厚度是约1至约10微米。
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关于有机染料的蓝光激发的转换效率是非常高的，典型地是约80%。在另一实施 例中，由具有铕激活的硫代铝酸钡磷光体层的150cd/m2亮度的厚膜电介质电致发光显示 器，可以构建具有80%蓝光转换的全彩色显示器，其具有适合于电视应用的1 3.8 1.8 的蓝绿红比例。在本发明的另一实施例中的是，一种新颖的光致发光磷光体材料以及制造该材料 的方法。该光致发光磷光体材料可以用于任何类型的其中所需的是将蓝光转换为较长波长 光的显示器。这样，该光致发光磷光体材料可以并入到任何能够利用色彩转换材料的发射 型显示器中，诸如但不限于，0LED、液晶显示器、等离子体显示器和厚膜电介质电致发光显不器。该光致发光磷光体材料包括颜料粉剂，其包括有机光致发光分子的固溶体。该颜 料粉剂散布在基质材料中。该基质材料同该颜料粉剂化学和物理相容，由此基本上维持有 机光致发光分子的光致发光效率。此特定类型的光致发光磷光体材料可以用于多种类型的 发射型显示器中。该磷光体材料克服了将有机光致发光分子溶解在单一材料中的困难。例 如，颜料粉剂的有机光致发光分子趋向于结成分子团，特别是在增加有机光致发光分子的 浓度时，由此基本上使有机光致发光分子的光致发光效率劣化。本发明的光致发光磷光体 材料通过使颜料粉剂散布在基质中，使该分子聚团减到最小，其因此有助于光致发光磷光 体中的平均有机光致发光分子浓度的增加，由此增加了光致发光效率，并且有助于具有较 高亮度的发射型显示器的制造。为了制造该光致发光磷光体材料，一种方法包括，混合颜料粉剂和基质材料以提 供颜料粉剂在基质材料中的均勻散布。该均勻散布可以印刷或者涂覆在诸如光学透明基片 的基片上以形成光致发光磷光体层。颜料粉剂的某些示例包括，但不限于，绿色颜料RadiantTMMC-CH5860、绿色颜料 Radiant MP-CH5510、蓝色颜料 Radiant MP-BL5529、红色颜料 Radiant MC-RD5515、红色 颜料Radiant MC-0R5864和黄色颜料Radiant MC-0Y5862及其混合物。所有的颜料粉剂 —自 Magruder Color Company。基质材料可以是任何与颜料粉剂化学和物理相容的材料，由此基本上维持有机 光致发光分子的光致发光效率。该基质材料可以是环氧(树脂)，诸如可UV成像的树脂 Luxul -1010(80-B)o其他材料可以包括上文提及的那些材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)或者聚甲基戊二酰二亚胺。所需的是，使用可以使用光刻方法进行构图的基质材料 (例如，该基质材料是光致抗蚀剂材料，其可以通过构图掩模曝光，由此溶解掉不需要的基 质材料部分以形成所需的像素图形)。基质材料中的颜料粉剂的含量是足够的，使得光致发光磷光体材料基本上吸收所 发射的蓝光。例如，基质材料中的颜料粉剂的含量是足够的，使得光致发光磷光体材料基本 上吸收由电致发光磷光体层发射的蓝光。上文的公开内容一般性地描述了本发明。通过参考下面的特定示例，可以获得更 加完整的理解。这些示例是唯一针对说明的目的而进行描述的，并且目的不在于限制本发 明的范围。由于环境所致或者为便利起见，考虑了形式的变化以及等效物的替换。尽管此 处使用了特定的术语，但是该术语目的在于描述性方面，而非用于限制的目的。示例
示例 1在5厘米(长度)X 5厘米(宽度)X 1毫米(厚)的氧化铝基片上制作具有铕激 活的硫代铝酸钡磷光体膜的蓝光发射电致发光像素，该基片是使用如本申请人在2003年4 月17日提交的共同未决的国际专利申请PCT/CA03/00568(其整体内容在此处并入列为参 考)中描述的方法制作的。通过重复交变极性的32微秒宽的方波脉冲和给出了 240个光 脉冲每秒的120Hz的频率操作该像素。该脉冲的幅度以10伏特为增量递增到高达260伏 特。作为电压的函数的亮度指出了高于阈值电压的60伏特处的亮度是100至150坎德拉 每平方米。示例 2绿光发射光致发光染料ADS_085(iETM(AmericanDye Source Inc.，Canada)的溶液 注入到置于示例1的像素上的平底玻璃容器中。该染料溶液被观察到明亮地发出绿光。示例 3红光发射光致发光染料ADS-100RE (AmericanDye Source Inc.，Canada)的溶液 淀积在玻璃基片上，并且被允许进行干燥。其被安置为使得染料层面对示例1的像素，并且 使用示例1中描述的程序对其进行测试。观察到该染料明亮地发出红光，同时未有蓝色激 发光穿过该染料。示例 4与示例1相似的蓝光发射电致发光像素被丝网印刷有扩散在一种可热固化的环 氧(树脂)Epo-Tek 302 (Epoxy Technology Inc. MA, U. S. A.)中的、铕激活的硫代镓酸锶 粉剂(SrGa2S4:Eu)(获得自 PhosphorTechnology Ltd of Nazeing, Essex, U. K.)、20 至 30 微米厚的层。该粉剂以约1 1的重量比例同该环氧(树脂)混合。相同基片上的第二像 素未进行涂覆。当未涂覆的像素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有110坎德拉每 平方米的亮度以及x = 0. 135和y = 0. 116的CIE色彩坐标。已涂覆的像素具有约200坎 德拉每平方米的亮度以及对应于绿光的x = 0. 26和y = 0. 61的CIE色彩坐标。示例 5在公共基片上制作与示例1相似的蓝光发射电致发光像素。该像素之一被丝网 印刷有以约1 1的重量比例散布在环氧(树脂)Epo-Tek302TM中的铈激活的钇铝石榴石 (YAG)粉剂(获得自 LeuchtstoffwerkGmbH of Heidelberg，Germany 的编号 GP-47 的产品) 的20至30微米厚的层。未涂覆的像素在与示例1相同的操作条件下，具有240坎德拉每平方米的蓝光亮 度，且具有x = 0. 134和y = 0. 12的CIE色彩坐标。相比之下，已涂覆的像素具有600坎 德拉每平方米的黄光亮度且具有x = 0. 41和y = 0. 51的CIE色彩坐标。示例 6在公共基片上制作了与示例1相似的蓝光发射电致发光像素。该像素之一被丝 网印刷有以约1 1的重量比例散布在环氧(树脂)Epo-Tek302TM中的铕激活的硫化锶 (Phosphor Technology Ltd of Nazeing, Essex, U. K.)的 20 至 30 微米厚的层。未涂覆的像素具有131坎德拉每平方米的蓝光亮度以及x = 0. 135和y = 0. 11 的CIE色彩坐标，而已涂覆的像素具有84坎德拉每平方米的亮度且具有x = 0. 61和y =
100. 36的CIE色彩坐标。粘附较厚的涂层，其是第一涂层厚度的两倍，不会导致色彩坐标的任 何变化，但是导致亮度下降至具有较薄涂层的像素亮度的一半，这表明即使通过较薄的涂 层也能够完全吸收蓝光发射。示例 7在公共基片上制作了两个像素，一个未进行涂覆，而另一个涂覆有散布在Epo-Tek 302 中的铕激活的硫化钙(Phosphor TechnologyLtd)的20至30微米厚的层，并且对其进 行测试。对于该涂层，蓝光未被完全吸收，如470纳米波长的蓝光发射峰值所指出的。当未 涂覆的像素在与示例1相同的条件下进行操作时，其具有121cd/m2的亮度以及x = 0. 135 和y = 0. 14的CIE色彩坐标。已涂覆的像素具有61cd/m2的亮度水平以及x = 0. 53和y =0. 31的CIE色彩坐标。低的x =色彩坐标是由于蓝光发射未被完全吸收这一事实，并且 结果，自该像素发出了蓝光和红光的混合光的发射。示例 8在公共基片上制作了两个像素，一个未进行涂覆，而另一个与示例7相似地进行 涂覆，但是涂覆有含有铕激活硫化钙膜的更厚的50微米的涂层，并且对其进行测试。已涂 覆的像素不透射蓝光，但是降低了红光发射。对于未涂覆的像素，当在与示例1的像素相同 的条件下进行操作时，蓝光亮度为约188cd/m2且具有x = 0. 135和y = 0. 12的CIE色彩坐 标。已涂覆的像素具有66cd/m2的亮度水平以及x = 0. 66和y = 0. 31的CIE色彩坐标。示例 9公共基片上的两个像素，一个未进行涂覆，而另一个涂覆有通过在像素上旋涂 溶液而制备的红光发射发光膜的5至7微米厚的涂层，该溶液是通过在100克PMMA溶 液(Nano-950PMMA A-9 , MicroChem Inc.，MA, U. S. A.)中溶解约 0. 5 克的 Lumogen red R300 (BASF Aktiengessellschaft of Germany)而制备的。所需的厚度将通过连续的旋涂 和干燥步骤而获得。未涂覆像素的蓝光亮度为160坎德拉每平方米且具有x = 0. 135和y = 0. 112的 CIE色彩坐标。来自已涂覆像素的红光发射是110坎德拉每平方米且具有x = 0. 27和y = 0. 15的CIE坐标。关于已涂覆像素的色彩坐标不对应于红光，这是因为蓝光发射的主要部 分被透射通过红光发射发光膜。示例 10公共基片上的两个像素，一个未进行涂覆，而另一个涂覆通过在像素上旋涂溶 液而制备的黄光发射发光膜的有15微米厚的涂层，该溶液是通过在100克PMMA溶液 (Nano-950PMMA A-9 , MicroChemlnc.，MA, U. S. A.)中溶解约 0. 4 克的 Lumogen Yellow 083 (BASF)而制备的。未涂覆像素的蓝光亮度为147坎德拉每平方米且具有x = 0. 135和y = 0. 13的 CIE坐标，而已涂覆像素的亮度是450坎德拉每平方米且具有x = 0. 42和y = 0. 56的CIE 坐标以提供黄光发射。示例 11本示例证明了，相比于使用单一的红光发射层，多个转换层改善了从蓝光到红光 的整体光转换。如示例10，制备两个像素，不同的是使用示例9中描述的方法由5微米厚的 红光发射层覆盖黄光发射层。
11
未涂覆像素的蓝光亮度为147坎德拉每平方米且具有x = 0. 135和y = 0. 13的 CIE坐标，而具有双涂层的像素的红光亮度是83坎德拉每平方米且具有x = 0. 63和y = 0. 32的CIE坐标，提供了饱和的红色色彩。这样，黄光发射层和红光发射层的组合完全吸收 了来自下面的转换层的蓝光和黄光，用以给出唯一来自红光发射层的发射。示例 12本示例证明了，通过优化层厚度和层中的Lumogen 的浓度，可以改善与示例11相 似的器件的光转换效率。如示例11，制备了两个像素，不同的是PMMA中的黄色Lumogen 的 浓度减小约二分之一，而黄色Lumogen 层的厚度增加到20微米。层淀积工艺的不同之处 在于，两个含有Lumogen 的层是连续淀积的，并且然后通过加热到160°C维持45分钟而一 起固化，而非使该层单独固化。未涂覆像素的蓝光亮度为89坎德拉每平方米，而已涂覆像素的亮度是70坎德拉 每平方米且具有x = 066和y = 0. 31的CIE坐标。因此，相比于示例11的0. 56 1的红 光亮度对蓝光亮度的比，关于本示例的比是0.89 1。尽管在此示例中，该改善的比部分可 归因于稍短的波长处的发射的较大比重，该较短波长用于增加亮度对辐照度的比，但是此 改善主要是由于蓝光转换为红光的效率的增加。示彳列13本示例证明了，通过黄色和红色Lumogen 染料在单一层中的均质共同掺杂，可以 实现光转换效率的改善，用以简化像素设计和减小转换层的整体厚度。对于本示例，两个基 片(其每个均具有位于相同基片上的未涂覆像素和已涂覆像素)涂覆有通过在像素上旋涂 溶液而淀积的单一的五微米厚的层，该溶液是通过在100克PMMA中溶解0. 25至0. 8克的 红色Lumogen 和0. 5至1. 8克的黄色Lumogen 而得到的。对于第一已涂覆像素，溶解在100克PMMA中的黄色Lumogen 染料的重量是1. 0 克，而红色Lumogen 染料的重量是0. 50克，用以给出约2 1的黄色对红色Lumogen 染 料的重量比。未涂覆像素具有294坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有173坎德拉 每平方米的亮度且具有x = 0. 63和y = 0. 32的CIE坐标，提供了 0. 59的红光对蓝光的亮 貞t匕。对于第二已涂覆像素，所溶解的黄色Lumogen 染料的重量是1. 10克，而所溶解的 红色Lumogen 染料的重量是0. 40克，用以给出约2. 7 1的黄色对红色Lumogen 染料的 较高的比。未涂覆像素具有253坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有161坎德拉每 平方米的亮度且具有x = 0. 68和y = 0. 32的CIE坐标，提供了 0. 64 1的红光对蓝光的 比。示例 14本示例证明了，转换效率取决于其中溶解了 Lumogen 的基质材料。如示例12，在 共同基片上构建了两个像素。对于本示例，在PMMA基质中具有黄色Lumogen 染料的层厚 度为15微米。为了形成包含红色Lumogen 染料的层，约0. 1克的红色Lumogen 溶解在10 毫升的取代了 PMMA的Nano PMGI-SF-19聚甲基戊二酰二亚胺中，其获得自MicroChem of Newton, MA, U. S. A.，并且由该溶液在黄色层的顶部形成包含红色Lumogen 染料的10微米 的层。未涂覆像素具有230坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆像素具有193坎德拉每平
12方米的亮度且具有x = 0. 63和y = 0. 33的CIE坐标，给出了 0. 84 1的红光对蓝光的亮 度比。示锣lj 15本示例证明了，通过使用红色染料微粒，即Lumogen RedNanocolorant (BASF Aktiengessellschaft Germany)微粒替换Lumogen Red 300染料，可以实现光转换效率 的改善。该纳米着色剂染料使得能够实现红色染料的较高的装填密度，且不存在由于染料 微粒的聚结而导致的转换效率损失。为了增加转换效率，小量的Lumogen Yellow染料添 加到涂层层中。构建两个基片，一个具有未涂覆的像素，而另一个具有在相同基片上的已涂覆像 素。涂层是通过在像素上旋涂溶液而淀积的5-8微米厚的单一的层，该溶液是通过在20克 的 PMMA 溶液中溶解 0. 80-1. 60 克的 Lumogen Red Nanocolorant 和 0. 15 至 0. 50 克的 Lumogen Yellow F 083而得到的。通过在100克的苯甲醚中溶解15克的具有996K的平 均分子量的 PMMA (其获得自 Sigma-Aldrich Canada Ltd. Oakville Ontario Canada)制备 了该PMMA溶液。未涂覆的像素具有133坎德拉每平方米的亮度，而已涂覆的像素具有160坎德拉 每平方米的亮度且具有x = 0. 645和y = 0. 350的CIE坐标，提供了 1. 20的红光对蓝光的 亮度比。示锣lj 16本示例证明了，通过使用有机染料，蓝光可以高效率地转换为绿光。如示例1， 在共同基片上构建两个像素，但是其中一个像素具有通过旋涂溶解在环氧(树脂)中 的Pyranine染料的溶液而制备的涂层。通过在约0. 7克的环氧(树脂)Epotek 302 的部分 B 中溶解 0. 01 和 0. 04 克的 Keystone Pyranine 10G 120 % 的染料(Keystone AnilineCorporation of Chicago，Illinois，U. S. A.)，并且然后添加相等量的环氧(树脂) 的部分A，制备了该溶液。通过搅动数分钟混合该溶液之后，加入数滴乙二醇，同时继续搅 动，以使该溶液开始变浓。当该溶液的粘度增加到膏状稠度时，其可以被丝网印刷在像素 上，以形成20至30微米厚的膜。其在室温下固化数小时。未涂覆的蓝色像素具有300坎德拉每平方米的亮度且具有x = 0. 134和y = 0. 12 的CIE坐标，而已涂覆像素具有1000坎德拉每平方米的绿光亮度且具有x = 0. 24和y = 0. 65的CIE坐标，由此提供了 3. 3 1的绿光对蓝光的亮度比。示例 17本示例示出了具有高的光致发光效率的包含绿色颜料的光致发光层的效用。通过在100克的由Pesiff Corp (Toronto ON, Canada)调配和提供的整体式可UV 成像的树脂Luxul-1010 (80-B)中散布60克的绿色颜料Radiant MC-CH5860 (其获得自 Magruder Color Company (2800Radiant Ave, Richmond CA，USA))，制备了可丝网印刷的膏。 该膏彻底地混合以获得颜料在树脂中的均勻散布。与示例1相似，在公共基片上制备了两个蓝光发射像素。一个像素被丝网印刷有 10至20微米厚的上文所述的制备膏的层。第二像素未进行涂覆。所获得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的蓝光发射像素的亮度的比是4 1。当未 涂覆像素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有104坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 135和y = 0. 102的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有明亮的绿光发射，其具有约 426坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 24和y = 0. 65的CIE色彩坐标。示例 18本示例示出了同样提供绿光发射的不同颜料的效用。与示例1相似，在公共基片上制备了两个蓝光发射像素。通过在100克的整体式可UV成像的树脂Luxul-1010(80_B)中散布50克的绿色颜 料 Radiant MP-CH5510 (其获得自 Magruder ColorCompany (2800 Radiant Ave, Richmond CA，USA))，制备了可丝网印刷的膏。该膏彻底地混合以获得颜料在树脂中的均勻散布。该 像素之一被丝网印刷有10至20微米厚的制备膏的层。第二像素未进行涂覆。所获得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的蓝光发射像素的亮度的比是3. 4 1。当 未涂覆像素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有78坎德拉每平方米的亮度且 具有x = 0. 135和y = 0. 115的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有明亮的绿光发射，其具有 约267坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 265和y = 0. 65的CIE色彩坐标。示例 19本示例示出了向光致发光层添加额外的颜料粉剂的效用，用以获得更加饱和的绿 光发射，虽然具有较低的亮度。这示出了，通过适当的选择包含在光致发光层中的一种或者 多种颜料，可以使亮度和色彩饱和度之间的平衡最优化。1 克的蓝色颜料 Radiant MP-BL5529 (Magruder Color Company)添加到 25 克的 示例16所述的膏中。在公共基片上制作了与示例1相似的蓝光发射像素。该像素之一被 丝网印刷有10至20微米厚的制备膏的层。未涂覆像素在示例1的操作条件下具有138坎德拉每平方米的蓝光亮度且具有x =0. 135和y = 0. 112的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有322坎德拉每平方米的深的绿光 亮度且具有x = 0. 23和y = 0. 67的CIE坐标。示例 20本示例示出了用于光致发光层的红光发射颜料粉剂的效用。通过在100克的整体式可UV成像的树脂Luxul-1010(80_B)中散布80克的红色颜 料 Radiant MC-0R5864 (其获得自 Magruder ColorCompany (2800 Radiant Ave, Richmond CA, USA))，制备了可丝网印刷的膏。该膏彻底地混合以获得颜料在树脂中的均勻散布。与示例1相似，在公共基片上制备了两个蓝光发射像素。该像素之一被丝网印刷 有10至20微米厚的制备膏的层。相同基片上的第二像素未进行涂覆。所获得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的蓝光发射像素的亮度的比是1.5 1。当 未涂覆像素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有100坎德拉每平方米的亮度 以及X = 0. 134和y = 0. 110的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有明亮的红光发射，其具有 约148坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 622和y = 0. 337的CIE色彩坐标。示例 21本示例示出了向示例19的光致发光层添加黄色颜料粉剂的效用，用以获得较高 的红光发射对蓝光发射的比。通过在100克的整体式可UV成像的树脂Luxul-1010(80_B)中散布68克的红色颜 料 Radiant MC-0R5864 和 2. 75 克的黄色颜料 Radiant MC-0Y5862 (其均获得自 MagruderColor Company (2800 Radiant Ave, Richmond CA，USA))，制备了可丝网印刷的膏。该膏彻 底地混合以获得颜料在树脂中的均勻散布。与示例1相似，在公共基片上制备了两个蓝光发射像素。该像素之一被丝网印刷 有10至20微米厚的制备膏的层。相同基片上的第二像素未进行涂覆。所获得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的蓝光发射像素的亮度的比是1.7 1。当 未涂覆像素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有150坎德拉每平方米的亮度 以及x = 0. 134和y = 0. 106的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有明亮的红光发射，其具有 约256坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 63和y = 0. 34的CIE色彩坐标。示例 22本示例示出了如何通过审慎的选择红色和黄色颜料获得红光发射的CIE色彩坐 标。通过在100克的整体式可UV固化的树脂Luxul-1010(80_B)中散布50克的红色 颜料 Radiant MC-RD5515 和 43 克的黄色颜料 Radiant MC-0Y5862 (其均获得自 Magruder Color Company (2800Radiant Ave, Richmond CA，USA))，制备了可丝网印刷的膏。该膏彻底 地混合以获得颜料在树脂中的均勻散布。与示例1相似，在公共基片上制备了两个蓝光发射像素。该像素之一被丝网印刷 有10至20微米厚的制备膏的层。相同基片上的第二像素未进行涂覆。所获得的已涂覆像素的亮度同未涂覆的像素的亮度的比是1.6 1。当未涂覆像 素在示例1中说明的驱动条件下进行操作时，其具有64坎德拉每平方米的亮度以及x = 0. 134和y = 0. 114的CIE色彩坐标。已涂覆像素具有明亮的红光发射，其具有约102坎德 拉每平方米的亮度以及x = 0. 61和y = 0. 35的CIE色彩坐标。
权利要求
一种具有可寻址的像素的发射型显示器，所述显示器包括光致发光磷光体层，所述光致发光磷光体层包括颜料粉剂，所述颜料粉剂包括有机光致发光分子的固溶体；以及基质材料，其中所述颜料粉剂散布在所述基质材料中，所述基质材料同所述颜料粉剂化学和物理相容，由此基本上维持有机光致发光分子的光致发光效率。
2.根据权利要求1所述的发射型显示器，其中，所述颜料粉剂选自包括以下各项的组 中绿色颜料、蓝色颜料、红色颜料、黄色颜料及其混合物。
3.根据权利要求1所述的发射型显示器，其中，所述基质材料选自包括以下各项的组 中环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基戊二酰二亚胺。
4.根据权利要求3所述的发射型显示器，其中，所述基质材料是环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的发射型显示器，其中，所述基质材料是光致抗蚀剂材料。
6.根据权利要求1所述的发射型显示器，其中，所述发射型显示器选自包括以下各项 的组中厚膜电致发光显示器、有机光发射二极管显示器、液晶显示器和等离子体显示器。
7.一种用于吸收由发射型显示器中的一个或多个像素发射的蓝光的方法，所述方法包 括提供与所述一个或多个像素相关联的至少一个光致发光磷光体层，使得由所述像素发射 的蓝光基本上由相关联的光致发光磷光体层吸收，由此引起所述光致发光磷光体层发射除 蓝光以外的彩色光，其中，所述光致发光磷光体层包括颜料粉剂，所述颜料粉剂包括有机光致发光分子的固溶体；以及基质材料，其中所述颜料粉剂散布在所述基质材料中，所述基质材料同所述颜料粉剂 化学和物理相容，由此基本上维持有机光致发光分子的光致发光效率。
全文摘要
本发明涉及包括新颖的子像素结构的彩色电致发光显示器及其制造方法。该子像素结构具有电致发光磷光体，其发射蓝光；和光致发光磷光体，作为蓝光吸收的结果，其发射至少一种其他色彩的光。本发明还涉及新颖的光致发光磷光体材料。
文档编号H01L51/50GK101925212SQ20101024898
公开日2010年12月22日 申请日期2003年10月16日 优先权日2002年10月18日
发明者吴兴炜, 阿卜杜勒·M·纳库阿 申请人:伊菲雷知识产权公司