无机透明薄膜电致发光显示器元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电致发光显示器，尤其涉及AC(Alternating Current，交变电流)控制的无机薄膜电致发光显示器。
【背景技术】
[0002]电致发光显示器(以下也称为“EL显示器”)具有特定的特性，诸如耐久性以及在低温下工作的能力，这使得电致发光显示器成为用于最具有挑战性的工作环境和条件下的出色的显示器技术。
[0003]通常情况下，EL显示器的工作以当暴露在外部电场中时发光的电致发光材料为基础。
[0004]在以薄膜结构提供的无机EL显示器中，发光材料被设置为薄发光层，该薄发光层的厚度通常小于1000微米并且典型地约为500-750纳米。发光层被提供在两个导电电极层之间，这两个导电电极层通过薄绝缘体层与发光层电绝缘。电极之间的电压差提供了电场，电子在电场的作用下在发光层中移动，并且电子中的一些在发光层中激发所谓的发光中心，发光中心由发光层的掺杂材料形成。当发光中心的激发被释放时，光线被发射出来。
[0005]—般而言，电极层不是均匀层；相反地，电极层典型地以在发光层的上方和下方的图案化电极对齐之处形成独立的发光区的方式被图案化。当电极层的对应部分之间耦合足够的电压时，每个发光区有效，即发光。在没有电压的情况下，所述发光区无效并且不发光。电极层例如可以形成为彼此垂直的行和列，以便在一层的电极行与另一层的电极列的交叉部分处形成起发光区作用的像素。
[0006]通过使用不同的结构和材料以及先进的控制电子器件，可以提供不同类型的EL显示器。除传统的单色不透明显示器元件之外，市场上还存在多色且透明的显示器元件。
[0007]EL显示器的基本技术通常是已知的并且在“ElectroluminescentDi splays，，Yoshimasa A.0no, World Scientific Publishing C0., 1995 (ISBN981-02-1920-0) in Chapters 3, 5and 8( “ 电致发光显不器”，Yoshimasa A.0no，世界科学出版公司，1995 (ISBN 981-02-1920-0)，第3、5和8章)进行了广泛说明。
[0008]影响EL显示器的特性和用户体验的一个关键因素是显示器的亮度，换句话说，就是当显示器的发光区有效时显示器的发光效率或者从显示器的发光区发射的强度。产生的发光效率越高，显示器元件的有效区则更好地区别于无效区，即显示器的有效区与无效区之间的对比越大。另一方面，有效区越亮，则有效区及其形成的图像或文本更好地区别于周围事物。该可区别性对于透明显示器尤其重要。
[0009]倘若显示器的亮度要增大，则从当前电场角度看必须至少将发光层保持在一特定的阈值厚度，这是因为小于阈值厚度则不可能在不破坏结构的合理电压下具有足够的发光。该阈值厚度通常为大约500nm，并且典型地，发光层的厚度为500_900nm或600_800nm，例如近似为700nm。
[0010]另一方面，通过增大电压可以提高显示器的亮度。然而，典型的工作电压当前为150 - 250V，并且不可能在全部应用中都大幅增大电压。理论上，电场并且因此亮度还可以在不升高电压的情况下通过减小绝缘体层的厚度来增大，在此情况下，与电极之间的距离成反比的电场增大。然而，根据所建立的电场，不可能在基本上不增大击穿风险的情况下将绝缘体层充分减小到200-250nm。
[0011]因此，在电致发光显示器领域需要研发全新的技术方案来提高显示器的亮度。【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的是提供一种新的具有薄膜结构的无机透明电致发光显示器元件，其中，亮度和可靠性很高。
[0013]本实用新型提出了一种无机透明薄膜电致发光显示器元件，包括层结构，所述层结构被提供在基底上并且在两个导电电极层之间包括:
[0014]第一绝缘体层；
[0015]第一发光层，位于所述第一绝缘体层上方；以及
[0016]第二绝缘体层，位于所述第一发光层上方，
[0017]所述层结构在所述两个导电电极层之间还包括:
[0018]第二发光层，位于所述第二绝缘体层上方；以及
[0019]第三绝缘体层，位于所述第二发光层上方，
[0020]所述绝缘体层中的每个包括材料AlT1x和A1203中的至少一种，并且所述发光层中的每个包括掺杂有材料Mn、Tb、Ce、Ag和Cu中任一种的材料Zn、Sr和Ca中任一种的硫化物。
[0021]在此背景下，“显示器元件”是指用于电致发光显示器的薄膜结构，该显示器元件能够是完整的、独立工作的显示器设备。然而，显示器元件也可以是更大的显示器设备或单元中的非独立的模块化或固定部件。例如，在像素格式显示器中，显示器元件可指显示器的包括一个或更多像素的部分。
[0022]在本实用新型的背景下，“薄膜”意味着显示器元件的每个功能层(除了显示器元件的基底外)的厚度小于ΙΟΟΟηη?ο
[0023]本实用新型的可以为AC控制的显示器元件包括层结构，该层结构被提供在合适的基底上并且在两个导电绝缘体层之间包括第一绝缘体层、在第一绝缘体层上方的第一发光层(即包括当暴露于电场下时发光的发光材料的层)以及在第一发光层上方的第一绝缘体层。在本申请中，导电绝缘体层意味着其中存在起到显示器元件的电极作用的导电材料的区域的层，但是导电材料并非必须作为均匀结构来以均匀方式覆盖整个电极层。两个电极层可以包括例如相互交叉或垂直提供的导体带，以使得在每一层中起到电极元件作用的导体带的交叉部分形成发光像素。
[0024]在本实用新型的背景下，一层的位置在另一层“上方”并不意味着第一次提到的层应当以直接接触的方式直接提供在后来提到的层上。在层之间存在一个或更多中间层例如以改善层间的粘附性。此外，在沉积特定层的工艺中，可能有必要在沉积实际层之前先形成缓冲层。
[0025]很明显，本实用新型的显示器元件除以上限定的层之外能够包括其他层。
[0026]在本实用新型的背景下，术语“导电”和“导体”以及“绝缘”和“绝缘体”还有这些术语的衍生物指的是电传导和电绝缘。
[0027]无机薄膜EL显示器技术的基础是公知的。因此，在此背景下没必要提供进一步的细节，例如有关于所有材料和结构替代方式、显示器元件的电控制的特征或者可能与根据本实用新型的显示器元件相关联的制造工艺的细节。
[0028]提供有层结构的基底可以是在本领域中任何本身已知的材料。导电电极层还可以包括已知材料。绝缘体和发光层能够使用已知技术，例如使用原子层沉积ALD来制造。
[0029]根据本实用新型，层结构在所述两个导电电极层之间进一步包括在第二绝缘体层上方的第二发光层以及在第二发光层上方的第三绝缘体层。换句话说，根据本实用新型的技术方案包括使用绝缘体层相互绝缘的两个发光层。三个绝缘体层中每个包括绝缘体材料AlT1jP A1 203中至少一个，并且每个发光层包括掺杂有材料Μη (锰)、Tb (铽)、Ce (铈)、Ag (银)和Cu (铜)中任一个的材料Zn (锌)、Sr (锶)和Ca (钙)中任一个的硫化物。绝缘体层的组合厚度较优地为300-500nm，并且发光层的组合厚度较优地为600_800nm并且例如近似为700nm。
[0030]本实用新型基于以下惊人发现:根据本实用新型的两个发光层的结构允许提供非常亮的显示器元件而与一个发光层的传统技术方案相比不增加发光材料的总量。这与本领域所建立的观点相反，据此要求发光层的发光超过通常为近似500nm的阈值厚度。其次，发现根据本实用新型的