[发明专利]透明无机薄膜电致发光显示器元件及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及透明显示器领域，并且更具体的，涉及发射透明显示器。特别地，本公开涉及作为发射透明显示器的AC驱动透明无机薄膜电致发光(Thin Film Electroluminesent，TFEL)显示器的领域。更特别地，本公开涉及透明无机薄膜电致发光(TFEL)显示器的透明度和不显眼性的改进。

背景技术

透明显示器用于空间受约束并且需要为用户提供两组信息的应用中。例如，第一项信息通过显示器提供，而第二项信息通过显示器是可见的。另外，透明显示器例如在产品需要与常规的产品区分的应用中允许专家和消费者两者用途的令人兴奋的设计。透明显示器可以提供使得观察者能够对屏幕后的对象局部化的独有的益处，并且可以将叠加的警告或消息添加到其它信息显示器的顶部。一些未来的应用可以在用户的眼睛前使用透明头戴式显示器(Head Mounted Display,HMD)，允许叠加的数据信息添加在一般视场上。

在本文中，TFEL显示器元件为分层结构，其包括当连接至合适的电子设备时用于光发射的必要组件。在本文中，显示器区域被认为是对于显示器的观察者可见的TFEL显示器元件的透明区域，并且通过该显示器区域，他/她可以观察在显示器后的对象。在本文中，发射区域被视为通过设计而能够生成和发射光的区域。在本文中，非发射区域被视为并非发射区域的一部分的显示器区域。因此，显示器区域包括发射和非发射区域；这突出在整个显示器区域上光学属性的重要性以及它们对于观察者如何体验显示器的影响。

在透明发射显示器的操作中，可以辨别打开(ON)和关闭(OFF)状态。在打开状态中，在显示器元件中生成和发射光。在关闭状态中，在显示器元件中不发生光发射，或者光发射是微不足道的。通常地，显示所要求的信息的基本要求是带来相邻的打开和关闭元件之间的光的充足的对比。在透明显示器中，还要求观察者得到显示器后的对象的足够清楚和没有障碍的视野。

在透明显示器的最好状态下，通过首先越透明越好，透明显示器基本上是不可见的。同时，已熟知当显示器表面的相邻区域可以被比较时，人眼对光强度和颜色中的差别时非常敏感的。就不可见性而言，环境光如何一致地穿过对观察者可见的显示器的各种区域和环境光如何从这些区域反射的是特别重要的。可以观察在一致性上的偏差作为透射差别(透射的光的强度或颜色)或反射差别(反射的光的强度或颜色)。如果显示器结构的不同部分之间的反射和透射属性有差别，观察者可能观察到例如导体结构或形状，这是不可接受的。

显示器的透明度可以依靠可见光范围内的概念适光透射来限定。这个可以使用双光束分光计来测量，该双光束分光计产生带有根据光波长的透射百分比的透射光谱。为提供逼真透射视野，可以利用标准D65光源的光谱调整这个数据。在结果光谱的波长范围420nm-650nm上的光输出被来自D65光源的对应光划分。此处或在所附图和实例中给出的适光透射值和反射值被限定为与显示器表面平面垂直。如果使用除了垂直入射角之外的入射角，那么其它值是优选的。

由于两个玻璃-空气界面以及在界面处发生的反射，单个无涂层碱石灰玻璃片的适光透射为大约85％-92％。确切值取决于所使用的玻璃材料，取决于玻璃板的名义厚度并且取决于玻璃片的折射率以及光学吸收性。相应地，两个连续的碱石灰玻璃片的透射为大约78％-84％。具有这种大于78％的适光透射的材料被感知为透明的，特别是当透射关于波长为充分无色时。在实践中，这种设计被成功地使用在用于敏感器械的保护结构中以及用在商店的窗户和住所中。

AC驱动无机薄膜电致发光(TFEL)技术是公知的，并且无机TFEL技术的许多重要方面，例如显示器的基本物理性质、典型材料和属性，驱动方法和制造技术都是本领域的普通和一般知识。TEFL技术特别良好地适合于透明显示器应用，因为其提供具有带有大于50％的适光透射的潜在高透明度的光发射显示器。透明和常规无机TFEL显示器之间的主要差别在于不透明金属电极材料(典型地为铝)由通常指示为透明导电氧化物或TCO(典型地为氧化铟锡，Indium Tin Oxide，ITO)的透明电极材料来替代。已知无机TFEL显示器具有良好的图画质量、结实的设计和长期的可靠性。

TFEL显示器的薄膜结构包括两个绝缘层之间的发光材料层(磷光体)。在透明TFEL显示器中，透明电极设置在绝缘体的两侧。两个电极被图案化以分别形成行和列，由此，像素形成在行和列相交的位置处。由于电压施加在相交的行和列上，电致发光出现在磷光体层中。