Гибридный светомодулирующий-светоизлучающий дисплей и способ его изготовления

Изобретение относится к электронным технологиям. Технический результат состоит в создании гибридного светомодулирующего дисплея. Для этого в дисплее, состоящем из пикселов, каждый из которых включает в себя отражательную светомодулирующую (СМ) часть и светоизлучающую (СИ) часть, отражательная СМ и СИ части содержат элементы, выполненные в виде слоев, и общую двустороннюю подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены на верхней стороне общей подложки, а элементы СИ части расположены на нижней стороне общей подложки, кроме того, каждый пиксел разделен на две области разделяющей поверхностью, которая пересекает общую подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены в одной области пиксела, а СИ части - в другой области пиксела. Способ изготовления гибридного жидкокристаллического дисплея включает в себя следующие операции: изготавливают общую подложку; методом двусторонней печати наносят на обе стороны общей подложки управляющие элементы и электроды; наносят на верхнюю сторону общей подложки элементы отражательной СМ части; наносят на нижнюю сторону общей подложки элементы СИ части. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электронным технологиям, в частности к гибридным светомодулирующим-светоизлучающим дисплеям и способам их изготовления, и может применяться при проектировании дисплеев для мобильного телефона, карманного компьютера, ноутбука и других аналогичных устройств.

В настоящее время известны светоизлучающие (СИ) дисплеи, трансфлективные светомодулирующие дисплеи, состоящие из отражательных и пропускательных светомодулирующих (СМ) областей, а также гибридные светомодулирующие-светоизлучающие дисплеи, состоящие из отражательных СМ и СИ областей.

Светоизлучающие дисплеи (см. например, патент США №5,684,365 [1]) содержат источник света (например, органический светодиод), интенсивность излучения которого изменяется под действием управляющего напряжения. Недостатком светоизлучающих дисплеев является плохая видимость изображения при яркой внешней засветке (например, при дневном свете).

Трансфлективные светомодулирующие дисплеи (см. например, патент США №6,295,109 [2]) содержат как отражающие, так и пропускающие свет области, и поэтому лишены указанного недостатка светоизлучающих дисплеев. С другой стороны, трансфлективные светомодулирующие дисплеи содержат лампу подсветки, и их эффективность в режиме пропускания составляет менее 5%.

Наиболее близким к заявленному изобретению является гибридный светомодулирующий-светоизлучающий дисплей (см. например, патентную заявку США №2003/0052869 [3]), который содержит СМ и СИ части, при этом СМ часть может быть выполнена на базе отражательного СМ жидкокристаллического дисплея, а СИ часть может быть выполнена на базе органического светоизлучающего диода. Отличительной особенностью дисплея является расположение элементов СМ и СИ части между двумя подложками. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является недостаточная надежность, вследствие того, что боковые части элементов отражательной СМ и СИ частей расположены рядом друг с другом и существует возможность химического взаимодействия между ними, кроме того, велико время изготовления дисплея с помощью струйного принтера за счет необходимости двойного прохождения подложки через принтер: первый раз для нанесения на подложку элементов отражательной СМ части, а второй - СИ части.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание гибридного светомодулирующего-светоизлучающего дисплея, обладающего повышенной надежностью, и разработка более быстрого способа его изготовления.

Технический результат достигается за счет создания гибридного светомодулирующего-светоизлучающего дисплея, который состоит из пикселов, каждый из которых включает в себя отражательную светомодулирующую (СМ) часть и светоизлучающую (СИ) часть, причем СМ и СИ части содержат элементы, выполненные в виде слоев, и общую двустороннюю подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены на верхней стороне общей подложки, а элементы СИ части расположены на нижней стороне общей подложки, кроме того, каждый пиксел разделен на две области разделяющей поверхностью, которая пересекает общую подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены в одной области пиксела, а СИ части - в другой области пиксела.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы отражательная СМ часть содержала следующие элементы: поляризатор, компенсатор, управляющий элемент, два электрода, общую подложку, подложку отражательной СМ части, зеркало, два пассивирующих слоя, два ориентирующих слоя и слой жидкого кристалла.

Для функционирования дисплея важно, чтобы СИ часть содержала следующие элементы: управляющую схему, управляющий элемент, два электрода, слой дырочного транспорта, светоизлучающий слой, слой электронного транспорта, прозрачное изолирующее защитное покрытие.

Для функционирования дисплея важно, чтобы слой жидкого кристалла содержал материал, выбранный из группы включающей в себя нематический и сегнетоэлектрический жидкокристаллический материал.

Для функционирования дисплея важно, чтобы светоизлучающий слой содержал электролюминесцентный жидкокристаллический материал.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы соотношение размеров отражательной СМ части и размеров СИ части находилось в интервале между 10:1 и 1:1.

Для функционирования дисплея важно, чтобы общая подложка и подложка отражательной СМ части были гибкими.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы общая подложка и подложка отражательной СМ части были выполнены из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимерный материал и металл.

Для функционирования дисплея важно, чтобы разделяющая поверхность пересекала общую подложку под прямым углом.

Для функционирования дисплея важно, чтобы разделяющая поверхность была выполнена в виде плоскости.

Для функционирования дисплея важно, чтобы разделяющая поверхность имела сечение плоскостью общей подложки, выполненное в виде замкнутого контура произвольной формы, при этом элементы СИ части расположены в области пиксела, которая находится внутри замкнутого контура, а элементы отражательной СМ части - в области, которая находится вне замкнутого контура.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы поляризатор был выполнен фигурным.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы поляризатор был выполнен листовым.

Поставленная задача решена также путем создания способа изготовления гибридного жидкокристаллического дисплея, который включает в себя следующие операции:

- изготавливают общую подложку;

- методом двусторонней печати наносят на обе стороны общей подложки управляющие элементы и электроды;

- наносят на верхнюю сторону общей подложки элементы отражательной СМ части;

- наносят на нижнюю сторону общей подложки элементы СИ части.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и уменьшение времени изготовления светомодулирующего-светоизлучающего дисплея за счет размещения элементов, составляющих отражательную светомодулирующую (СМ) и светоизлучающую (СИ) части дисплея, по разные стороны от общей подложки, при этом надежность повышается вследствие исключения возможности химического взаимодействия между элементами отражательной СМ и СИ частей, а время изготовления дисплея уменьшается за счет однократного прохождения подложки в принтере при двусторонней печати.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.

Фиг.1 - схемы вариантов выполнения пиксела гибридного светомодулирующего-светоизлучающего дисплея (вид сверху):

a) с разделяющей поверхностью, которая пересекает общую подложку, выполненной в виде плоскости, согласно изобретению;

b) с разделяющей поверхностью, которая пересекает общую подложку по замкнутому контуру произвольной формы, согласно изобретению.

Фиг.2 - схема варианта выполнения пиксела гибридного светомодулирующего-светоизлучающего дисплея (вид сбоку), с поверхностью, которая пересекает общую подложку, выполненной в виде плоскости, согласно изобретению.

Рассмотрим подробнее вариант выполнения пиксела гибридного светомодулирующего-светоизлучающего дисплея (см. Фиг.1а и Фиг.2), с разделяющей поверхностью 1, которая пересекает общую подложку 2, выполненной в виде плоскости. Поверхность 1 разделяет пиксел дисплея на две области. В левой области находится отражательная СМ часть 3, в правой - СИ часть 4.

Отражательная СМ часть 3 дисплея содержит следующие элементы, выполненные в виде слоев: управляющий элемент 5, расположенный на общей подложке 2, первый электрод 6, расположенный на общей подложке 2 и соединенный электрически с управляющим элементом, поляризатор 7, используемый для поляризации падающего света, слой компенсатора 8, используемый для увеличения углов обзора дисплея, подложку 9 отражательной СМ части, расположенную под компенсатором 8, прозрачный второй электрод 10, расположенный на подложке 9, зеркало 11, расположенное на первом электроде 6, пассивирующие слои 12 и 13, расположенные на зеркале 11 и электроде 10 и выполненные с возможностью уменьшения инжекции электронов в ориентирующие слои 14 и 15, расположенные на пассивирующих слоях 12 и 13 и используемые для ориентации молекул жидкого кристалла в слое 16 жидкого кристалла, который расположен между ориентирующими слоями 14 и 15. Отражательная СМ область отделена от соседних областей пиксела изолирующим слоем 17.

СИ часть 4 (Фиг.2) включает в себя следующие элементы, выполненные виде слоев и расположенные последовательно друг за другом: управляющий элемент 18, расположенный на общей подложке 2, прозрачный верхний электрод 19, осажденный на часть общей подложки 2 и соединенный электрически с управляющим элементом 18, слой дырочного транспорта 20, расположенный на верхнем электроде 19, светоизлучающий слой 21, расположенный на слое дырочного транспорта 20, слой электронного транспорта 22, расположенный на светоизлучающем слое 21, нижний электрод 23, расположенный на слое электронного транспорта 22, и прозрачное изолирующее защитное покрытие 24, покрывающее нижний электрод 23 для капсуляции СИ части 4 дисплея. Между подложками 2 и 9 над СИ частью 4 расположена область 25, которая заполнена воздухом или другим оптически прозрачным веществом.

Рассмотрим подробнее способ изготовления гибридного жидкокристаллического дисплея. Сначала изготавливают общую подложку 2. Затем методом двусторонней печати наносят на обе стороны общей подложки 2 управляющие элементы 5 и 18, а затем электроды 6 и 18. Наносят на верхнюю сторону общей подложки 2 элементы 11, 13 и 15 CM части, затем дополняют дисплей подложкой 9 с предварительно нанесенными элементами 10, 12, 14 и наносят на нижнюю сторону общей подложки 2 элементы СИ части, а на верхнюю сторону подложки 9 - элементы 7 и 8 отражательной СМ части.

Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в описании.

1. Гибридный светомодулирующий-светоизлучающий дисплей, состоящий из пикселов, каждый из которых включает в себя отражательную светомодулирующую (СМ) часть и светоизлучающую (СИ) часть, причем отражательная СМ и СИ части содержат элементы, выполненные в виде слоев, и общую двустороннюю подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены на верхней стороне общей подложки, а элементы СИ части расположены на нижней стороне общей подложки, кроме того, каждый пиксел разделен на две области разделяющей поверхностью, которая пересекает общую подложку, при этом элементы отражательной СМ части расположены в одной области пиксела, а СИ части - в другой области пиксела.

2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что отражательная СМ часть содержит следующие элементы, выполненные в виде слоев: поляризатор, компенсатор, управляющий элемент, два электрода, общую подложку, подложку отражательной СМ части, зеркало, два пассивирующих слоя, два ориентирующих слоя и слой жидкого кристалла.

3. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что СИ часть содержит следующие элементы, выполненные в виде слоев: управляющую схему, управляющий элемент, два электрода, слой дырочного транспорта, светоизлучающий слой, слой электронного транспорта, прозрачное изолирующее защитное покрытие.

4. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что слой жидкого кристалла содержит материал, выбранный из группы, включающей в себя нематический и сегнетоэлектрический жидкокристаллический материал.

5. Дисплей по п.3, отличающийся тем, что светоизлучающий слой содержит электролюминесцентный жидкокристаллический материал.

6. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что соотношение размеров отражательной СМ части и размеров СИ части находится в интервале между 10:1 и 1:1.

7. Дисплей по пп.1 и 2, отличающийся тем, что общая подложка и подложка отражательной СМ части выполнены гибкими.

8. Дисплей по пп.1 и 2, отличающийся тем, что общая подложка и подложка отражательной СМ части выполнены из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, полимерный материал и металл.

9. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что разделяющая поверхность пересекает общую подложку под прямым углом.

10. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что разделяющая поверхность выполнена в виде плоскости.

11. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что разделяющая поверхность имеет сечение плоскостью общей подложки, выполненное в виде замкнутого контура произвольной формы, при этом элементы СИ части расположены в области пиксела, которая находится внутри замкнутого контура, а элементы отражательной СМ части - в области, которая находится вне замкнутого контура.

12. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что поляризатор выполнен фигурным.

13. Дисплей по п.2, отличающийся тем, что поляризатор выполнен листовым.

14. Способ изготовления гибридного жидкокристаллического дисплея, включающий в себя следующие операции:

изготавливают общую подложку;

методом двусторонней печати наносят на обе стороны общей подложки управляющие элементы и электроды;

наносят на верхнюю сторону общей подложки элементы отражательной СМ части, выполненные в виде слоев;

наносят на нижнюю сторону общей подложки элементы СИ части, выполненные в виде слоев.