CN205542787U - 发光显示器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发光显示器件。一种发光显示器件包括一个或多个像素区域，每个所述像素区域设置有位于基板上的透明式的发光器件，至少部分所述像素区域设置有位于所述基板和所述发光器件之间、能够在透射与反射模式之间切换的可切换镜。

Description

发光显示器件

技术领域

本实用新型涉及发光显示器件领域，尤其涉及一种可在透明和不透明的显示类型之间切换的发光显示器件。

背景技术

当前的电致发光显示器为自发光型，不需要背光，这一点与液晶显示器(LCD)不同，因此可实现重量减轻和尺寸微小化。此外，电致发光显示器具有低驱动电压、高发光效率和宽视角，因此作为下一代显示器受到广泛关注。

发光显示器件可以大致分为两种类型——透明型和常规不透明型显示器。透明型显示器为顶部和底部同时发光的器件，具有对可见光的相当高的透射率，可被用于诸如抬头显示器(head-up display)、智能窗或增强现实(augmented reality)等场景中，但是不能用于不透明显示。常规不透明型显示器只能在一个方向上出光，或者为底部发光器件，或者为顶部发光器件，不透明型显示器虽然具有显著更高的亮度和效率，但是无法实现透明显示。其原因在于，常规不透明型显示器具有一个带有反射性表面的电极，该反射性表面将所产生的光反射到另一个透明或半透明电极。而透明显示器具有两个透明或半透明电极，因此光通过显示器的两个面都可出射。

现有发光显示器件为透明或不透明显示器件，无法兼顾，操作便利性较差。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种可在透明和不透明的显示类型之间切换的发光显示器件。通过在用于发光显示的像素区域设置可切换镜，使得像素在需要时为透明显示或不透明显示，用户可在同一产品中实现透明和不透明切换，提高操作便利性。

根据本实用新型实施例，提供一种发光显示器件，其包括多个像素区域，每个所述像素区域设置有位于基板上的透明式的发光器件，至少部分所述像素区域设置有位于所述基板和所述发光器件之间，能够在透射与反射模式之间切换的可切换镜。

根据本实用新型实施例，在发光显示器件结构的像素区域中并入能够在透射与反射模式之间切换的可切换镜，像素可以根据需要而呈现透明显示或不透明显示。从而，方便、有效地实现了同一发光显示器件在透明和不透明的显示器类型之间的切换，提高了操作便利性。

根据本实用新型的示例性实施例，所述可切换镜为金属-氢化物可切换镜。根据该示例性实施例，通过使用金属-氢化物可切换镜，可以利用金属的高反射性和金属氢化物的高透射性，方便地实现可切换镜在反射模式与透射模式之间的切换，从而实现同一发光显示器件在透明和不透明的显示器类型之间的切换。

根据本实用新型的示例性实施例，所述可切换镜包括自下而上层叠的底部透明电极、氢存储电极、质子传导层、在金属反射状态与金属氢化物透射状态之间切换的活性层、以及密封层，其中所述质子传导层和所述密封层相互连接。根据该示例性实施例，通过对金属-氢化物可切换镜施加方向不同的电偏置，可以使得活性层被氢化或脱氢，在被氢化时(即，在金属氢化物形式下)，活性层呈现金属氢化物透射状态，而在被脱氢时(即，在全金属形式下)，活性层处于金属反射状态。由此，可以实现发光显示器件在透明和不透明的显示类型之间的切换。

根据本实用新型的示例性实施例，所述可切换镜与所述发光器件正对设置。通过将可切换镜设置为与发光器件正对彼此，可以使得在透射模式下从发光器件的与可切换镜面对的一侧出射的光几乎全部都经历可切换镜的透射作用而到达基板，而在反射模式下从发光器件的与可切换镜面对的一侧出射的光几乎全部都经历可切换镜的反射作用而被反射回到发光器件且不能到达基板。从而，实现在透射模式下的高效透射和在反射模式下的高效反射，即，在每种模式下发光显示器件都能够高效率地工作。

根据本实用新型的示例性实施例，所述可切换镜与所述发光器件之间设置有平坦层，使得所述可切换镜与所述发光器件正对设置。根据该示例性实施例，平坦层的使用使得可切换镜与发光器件基本平行地设置于基板上，更容易地实现可切换镜与发光器件的正对设置，从而使得在每种模式下发光显示器件都能够进一步高效率地工作。

根据本实用新型的示例性实施例，所述可切换镜为80-120纳米厚。根据该示例性实施例，可切换镜不会显著地改变发光显示器件的厚度，由此所产生的显示器的外部尺寸将不会不同于常规显示器。

根据本实用新型的示例性实施例，所述发光显示器件进一步包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的漏极与所述底部透明电极连接，用于控制所述可切换镜在透射与反射模式之间切换。根据该示例性实施例，可以通过第一开关晶体管对可切换镜施加电压，以低的控制电压方便地实现对可切换镜的控制以使得可切换镜在透射与反射模式之间切换。

根据本实用新型的示例性实施例，所述发光显示器件进一步包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的漏极与所述发光器件的像素电极连接，用于控制是否向所述发光器件提供数据信号。根据该示例性实施例，可以通过第二开关晶体管对发光器件施加电压，以低的控制电压实现对发光器件的控制且可使得发光器件的寿命长。

根据本实用新型的示例性实施例，所述发光器件包括依次层叠设置的像素电极、发光层和正对所述像素电极的反电极。根据该示例性实施例，可以以所属领域中技术成熟的发光二极管技术实现发光器件，从而使得本实用新型的发光显示器件具有高的成品率和低的成本。

根据本实用新型的示例性实施例，所述氢存储电极由WO₃、NdMgNi_4-aCo_a、Ti_0.5Al_0.25Ni_0.25、ZrMn_wM_xCr_yNi_z中的至少之一的氢存储合金制成，其中：NdMgNi_4-aCo_a中的a的范围为0～1.0；ZrMn_wM_xCr_yNi_z中的M为V或Mo，0.6≤w≤0.8，0.1≤x≤0.3，0<y≤0.2，1.2≤z≤1.5。这些材料具有高的氢存储能力，能够实现氢存储电极的高效储氢，从而使得可切换镜具有宽的控制窗口。

根据本实用新型的示例性实施例，所述质子传导层和所述密封层由ZrO₂、SrCeO₃、BaCeO₃、BaZrO₃中的至少之一的质子传导材料形成，H⁺能够填充在所述质子传导材料中的孔中。这些材料具有高的质子传导性，质子能够在这些层中高效地传导，使得可切换镜能够迅速地响应于控制信号而在透射模式与反射模式之间切换，实现发光显示器件在透明与不透明显示之间的高速切换。

根据本实用新型的示例性实施例，所述活性层由GdMg、Mg₂Ni、YMg、LaMg中的至少之一的材料构成。这些材料具有高的活性，可以容易地且可逆地被氢化或脱氢，从而有效地实现可切换镜在透射模式与反射模式之间切换的功能。

根据本实用新型的示例性实施例，所述每个像素区域包括一个或多个子像素区域，每个所述子像素区域设置有一个所述可切换镜。根据该示例性实施例，每个像素区域中的每个子像素区域都设置有一个可切换镜，即，以子像素为单位进行透射/反射切换，这可以独立地控制每个子像素区域的显示模式切换，提高发光显示器件的显示灵活性。

根据本实用新型的示例性实施例，所述每个像素区域为由多个不同颜色子像素形成的像素区域，每个所述像素区域设置有一个所述可切换镜。根据该示例性实施例，由多个子像素区域构成的每个像素区域设置有一个可切换镜，即，以像素为单位进行透射和反射切换，这可以以较少的可切换镜数量提供显示模式切换，即，以低的成本实现发光显示器件的透明和不透明切换。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过在用于发光显示的像素区域设置可切换镜，使得像素在需要时为透明显示或不透明显示，用户可在同一产品中实现透明和不透明切换，提高操作便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是在本实用新型实施例的发光器件中可以使用的开关晶体管的截面图；

图2是根据本实用新型实施例的电致发光显示器件的一个实例的截面图；

图3是常规发光显示器件的截面图；以及

图4是示出金属-氢化物可切换镜的工作原理的截面图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的示例性实施例，提供了一种可在透明和不透明的显示类型之间切换的发光显示器件。所述发光显示器件包括多个像素区域，每个所述像素区域设置有位于基板上的透明式的发光器件，至少部分所述像素区域设置有位于所述基板和所述发光器件之间，能够在透射与反射模式之间切换的可切换镜。

本领域技术人员公知，像素是在图案化的发光显示器结构中能够发射光的重复单元。每个像素可以由一个或多个子像素构成。例如，在全色器件中，每个像素可以由三个或更多个不同颜色的子像素构成。在单色器件中，每个像素可以由一个子像素构成。每个子像素包括发光器件及其驱动电路。每个子像素中的发光器件可以是有机或无机电致发光(EL)器件。

下面以每个像素包括一个子像素，并且该子像素包括一个OLED以及作为该OLED的驱动电路的开关晶体管为例，参照图1－4对本实用新型的示例性实施例进行说明。

如图1所示，在本实用新型实施例的发光显示器件中可以使用的用于驱动发光器件或用于控制可切换镜的开关晶体管被设置在基板20上。基板可以由玻璃或塑料形成。在基板20上形成缓冲层21，在缓冲层21上形成有源层22(有源层22包括沟道区22a、源极区22b和漏极区22c)，并且形成栅极绝缘层23以覆盖有源层22。在栅极绝缘层23上形成栅电极24，并且形成层间绝缘层25以覆盖栅电极24。在层间绝缘层25上形成源电极26和漏电极27。源电极26和漏电极27穿过形成在栅极绝缘层23和层间绝缘层25中的接触孔28而分别接触有源层22的源极区22b和漏极区22c。有源层22可以由无机半导体材料和半导体材料中的一种形成。源极区22b和漏极区22c被掺杂有n型或p型掺杂剂，并且沟道区22a被形成为接触源极区和漏极区22b和22c。这里，沟道区22a与源极区22b和漏极区22c的集合体称为有源层22。栅电极24可以由导电金属或诸如导电聚合物的其他导电材料形成。

图2是根据本实用新型实施例的发光显示器件的一个实例的截面图。该图中仅示出了一个像素区域。然而，根据本实用新型实施例的发光显示器件可以包括多个像素区域。如图2所示，该发光显示器件的至少一个像素区域设置有位于基板50上的透明式的发光器件16，并且设置有位于基板50和发光器件16之间的、可在透射与反射模式之间切换的可切换镜7。

在本实例中，可在透射与反射模式之间切换的可切换镜7为金属-氢化物可切换镜。这里应注意，在本实用新型实施例中，可切换镜不限于金属-氢化物可切换镜，其他类型的可在透射与反射模式之间切换的可切换镜也可被用于本申请的发光显示器件中。

此外，在本实例中，位于基板50上的透明式的发光器件16可以为OLED。然而，在本实用新型实施例中，发光器件不限于OLED。本领域技术人员可以设想其他类型的或无机电致发光(EL)器件作为发光器件。

在图2中，还示出了用于控制可切换镜7在透射与反射模式之间切换的开关晶体管501以及用于控制是否向发光器件16提供数据信号的开关晶体管502。然而，需要指出，在本实用新型实施例中，可切换镜7的控制电路和发光器件16的驱动电路不限于开关晶体管，而是也可以为其他控制电路/器件。

可切换镜7可以与发光器件16正对设置。例如，在可切换镜7与发光器件16之间可以设置有平坦层59，使得可切换镜7与发光器件正对设置。然而，本实用新型实施例也可预期可切换镜7不与发光器件16正对设置的情况。

图2仅仅示出了一个示例性实例，并不旨在限制本实用新型。本领域技术人员将理解：与一个可切换镜7正对设置的发光器件及其驱动电路的数目不限于一个，也可以为两个或更多个；每个像素区域可以包括一个或多个子像素区域，每个所述子像素区域设置有一个可切换镜；或者，每个像素区域可以为由多个不同颜色子像素形成的像素区域，每个所述像素区域设置有一个所述可切换镜。

具体而言，在图2所示的实例中，可以在基板50上设置缓冲层51，基板50可以由例如玻璃或塑料形成。并且，可以在缓冲层51上设置开关晶体管501和502。形成各开关晶体管501和502时，在缓冲层51上设置具有预定图案的有源层52。在有源层52中的沟道区54上设置栅极绝缘层53，并且在栅极绝缘层53的预定区域上形成栅电极60。栅电极60被连接到栅极线(未示出)，以将开/关信号施加到开关晶体管501和502。在栅电极60上形成层间绝缘层55，并且通过接触孔将源电极56和漏电极57形成为分别接触有源层52的源极区52b和漏极区52c。可以在源电极56和漏电极57上形成由SiO₂或SiN_X形成的钝化层58。可以在钝化层58上形成由诸如亚克力(acryl)、聚酰亚胺或苯并环丁烯(BCB)的物质形成的平坦层59。

接下来，在图2所示的开关晶体管501和502上方形成可切换镜7。在钝化层58上形成可切换镜7的底部透明电极72(由ITO、IZO等形成)。在底部透明电极72上形成氢存储电极73，该氢存储电极73可以由诸如WO₃、NdMgNi_4-aCo_a(a的范围为0～1.0，例如，a＝0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)、Ti_0.5Al_0.25Ni_0.25、ZrMn_wM_xCr_yNi_z(M＝V或Mo,且0.6≤w≤0.8,0.1≤x≤0.3,0<y≤0.2,1.2≤z≤1.5)等中的至少之一的氢存储合金制成。在氢存储电极73上形成作为质子的离子传导体的质子传导层(以下称为质子传导层)74a，该质子传导层74a在氢存储电极73之上延伸以使质子传导层74a的一部分与钝化层58接触。在质子传导层74a上形成能够在金属性反射状态与金属氢化物透明状态之间切换的活性层75，以使得活性层75的一部分与钝化层58接触。举例而言，活性层75在未被氢化时可以由GdMg形成，在被氢化时可表示为(其中，x可以从0(完全金属形式)变化到5(完全氢化形式)，即0≤x≤5)。活性层75未被氢化时的构成材料的例子还可包括Mg₂Ni、YMg、或LaMg等。也就是，活性层可以由GdMg、Mg₂Ni、YMg、LaMg中的至少之一的材料形成。在活性层75的顶部上形成密封层(以下称为密封层)74b，同时密封层74b保持与质子传导层74a接触，即，与质子传导层74a连接。这里，质子传导层74a和密封层74b可以由诸如ZrO₂、SrCeO₃、BaCeO₃、BaZrO₃等中的至少之一的质子传导材料形成，在这些材料中，H⁺(即，质子)可以填充这些传导材料中的孔。质子传导层74a和密封层74b可以由相同的材料形成。通过接触孔71将底部透明电极72连接到开关晶体管501的漏电极57，并且通过引线(未示出)将活性层75连接到电极线。

也就是，可切换镜7可包括自下而上层叠的底部透明电极72、氢存储电极73、作为质子的离子传导层的质子传导层74a、在金属反射状态与金属氢化物透射状态之间切换的活性层75、以及密封层74b，其中质子传导层74a和密封层74b相连。

在图2所示的实例中，该发光显示器件可以包括第一开关晶体管501，该第一开关晶体管501的漏电极57与底部透明电极72连接，用于控制可切换镜7在透射与反射模式之间切换。

可切换镜7可以使用超高真空(UHV)电子枪沉积、脉冲激光沉积或溅射等方法形成，这使得其容易应用于发光器件制造工艺。

整个可切换镜7形成极薄的膜，其厚度可以为80-120纳米，例如，约100纳米。因此可切换镜不会显著地改变电致显示器件的厚度，由此所产生的显示器的外部尺寸将不会不同于常规显示器。

在钝化层58上形成金属-氢化物可切换镜7之后，在所形成的结构上形成由诸如亚克力(acryl)、聚酰亚胺或苯并环丁烯(BCB)的物质形成的层并对其进行平面化，从而形成平坦层59。

接下来，在平坦层59上形成发光器件(在本实例中，为OLED)16。具体而言，在平坦层59上形成图案化的像素限制层160，该像素限制层160具有可以与可切换镜7正对的开口。在像素限制层160的开口中形成像素电极162、发光层163以及正对像素电极162的反电极164。像素电极162可以通过接触孔161被连接到开关晶体管502的漏电极57并从漏电极57接收例如正电压。反电极164可以覆盖整个像素电极162并且向像素电极162供应例如负电压。

像素电极162与反电极164通过发光层163而彼此绝缘，并且当像素电极162与反电极164向发光层163施加具有不同极性的电压时，发光层163发光。

也就是，本实用新型实施例的发光显示器件16可以包括第二开关晶体管502，该第二开关晶体管502的漏电极57与发光器件16的像素电极162连接，用于控制是否向发光器件16提供数据信号。

此外，当根据本实用新型实施例的发光显示器件包括第一开关晶体管501和第二开关晶体管502时，第一开关晶体管501和第二开关晶体管502可以在相同的制造工艺中形成，从而节省工艺步骤，降低生产成本。

如果通过与开关晶体管501的漏电极57连接的底部透明电极72和被连接到引线的活性层75对可切换镜7施加电偏置而使得底部透明电极72变为带正电荷且活性层75变为带负电荷，则氢开始从存储电极73流到活性层75中，在活性层75中形成金属氢化物，即活性层75氢化。当活性层75氢化时，金属-氢化物可切换镜7变为透明的，处于光学开状态，最大透射率为90％。此时，从发光器件16的像素电极162出射的光可以透射通过透明的金属-氢化物可切换镜7，并进而同时从基板50和反电极164出射，使得图2所示的发光显示器件整体透明，即，处于透明显示模式。

另一方面，如果通过与开关晶体管501的漏电极57连接的底部透明电极72和被连接到引线的活性层75对可切换的金属-氢化物可切换镜7施加电偏置而使得底部透明电极72变为带负电荷且活性层75变为带正电荷，则氢开始从活性层75流到存储电极73中，活性层75变为金属性的，即，活性层75被脱氢。当活性层75为金属性(被脱氢)时，金属-氢化物可切换镜7变为金属反射性的，处于光学关状态，最大反射率为70％。此时，从发光器件16的像素电极162出射的光被金属-氢化物可切换镜7的金属反射性的活性层75反射而向后折返回到像素电极162，并进而仅从反电极164出射，使得图2所示的发光显示器件不透明，即，处于不透明显示模式。

以此方式，可以通过可切换镜7的控制电路(例如，开关晶体管501)来控制底部透明电极72和活性层75上所带电荷的极性，使可切换镜7在透射状态与反射状态之间切换，从而使得本实用新型实施例所提供的发光显示器件在透明与不透明显示模式之间自由地切换。

在上述制造方法中，各步骤中所使用的工艺为所属领域中常规的工艺，对此不进行具体限制。

为了与本实用新型的示例性实施例进行比较，图3示出了常规电致发光显示器件的截面图，其中不具有如图2中所示出的可切换镜7以及用于向金属-氢化物可切换镜7提供控制电压的开关晶体管501。

很明显，在图3所示的常规电致发光显示器件中，不存在可以在透射状态与反射状态之间切换的可切换镜，因而不能在透明显示模式与常规不透明显示模式之间切换。

图4是示意性示出金属-氢化物可切换镜的工作原理的截面图。当在正向上施加电偏置以使得底部透明电极72作为正电极(阳极)工作且活性层75作为负电极(阴极)工作时，氢开始通过质子传导层74a而从氢存储电极73流到活性层75中。随着质子浓度增大，活性层75变为被氢化，并且呈现透明的金属氢化物的形式。当施加反向电偏置以使得底部透明电极72作为负电极(阴极)工作且活性层75作为正电极(阳极)工作时，氢开始通过质子传导层74a而从活性层75流到氢存储电极73中。经过该脱氢作用，活性层75呈现其金属形式，变为高反射性镜状膜。

在其氢化形式下，金属-氢化物可切换镜在可见光范围内的最大透射率为90％，例如，透射率可以为60-90％，并且整个电致发光显示器件变为透明显示器。在其金属形式下，金属-氢化物可切换镜在可见光范围内的最大反射率为70％，例如，反射率可以为50-70％，并且整个电致发光显示器件变为常规不透明型显示器。

如上所述，通过将可切换镜并入发光显示器件结构中，方便、有效地实现了发光显示器件在透明和不透明的显示器类型之间的切换。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种发光显示器件，包括一个或多个像素区域，每个所述像素区域设置有位于基板上的透明式的发光器件，其特征在于，

至少部分所述像素区域设置有位于所述基板和所述发光器件之间，能够在透射与反射模式之间切换的可切换镜。

2.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述可切换镜为金属-氢化物可切换镜。

3.根据权利要求1或2所述的发光显示器件，其特征在于，所述可切换镜包括自下而上层叠的底部透明电极、氢存储电极、质子传导层、在金属反射状态与金属氢化物透射状态之间切换的活性层、以及密封层，其中所述质子传导层和所述密封层相互连接。

4.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述可切换镜与所述发光器件正对设置。

5.根据权利要求4所述的发光显示器件，其特征在于，所述可切换镜与所述发光器件之间设置有平坦层，使得所述可切换镜与所述发光器件正对设置。

6.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述可切换镜为80-120纳米厚。

7.根据权利要求3所述的发光显示器件，其特征在于，还包括第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的漏电极与所述底部透明电极连接，用于控制所述可切换镜在透射与反射模式之间切换。

8.根据权利要求7所述的发光显示器件，其特征在于，还包括第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的漏电极与所述发光器件的像素电极连接，用于控制是否向所述发光器件提供数据信号。

9.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述发光器件包括依次层叠设置的像素电极、发光层和正对所述像素电极的反电极。

10.根据权利要求3所述的发光显示器件，其特征在于，所述氢存储 电极由WO₃、NdMgNi_4-aCo_a、Ti_0.5Al_0.25Ni_0.25、ZrMn_wM_xCr_yNi_z中的至少之一的氢存储合金制成，其中：

NdMgNi_4-aCo_a中的a的范围为0～1.0；

ZrMn_wM_xCr_yNi_z中的M为V或Mo，0.6≤w≤0.8，0.1≤x≤0.3，0<y≤0.2，1.2≤z≤1.5。

11.根据权利要求3所述的发光显示器件，其特征在于，所述质子传导层和所述密封层由ZrO₂、SrCeO₃、BaCeO₃、BaZrO₃中的至少之一的质子传导材料形成，H⁺能够填充在所述质子传导材料中的孔中。

12.根据权利要求3所述的发光显示器件，其特征在于，所述活性层由GdMg、Mg₂Ni、YMg、LaMg中的至少之一的材料形成。

13.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述每个像素区域包括一个或多个子像素区域，每个所述子像素区域设置有一个所述可切换镜。

14.根据权利要求1所述的发光显示器件，其特征在于，所述每个像素区域为由多个不同颜色子像素形成的像素区域，每个所述像素区域设置有一个所述可切换镜。