专利名称：彩色光电子器件的制作方法
彩色光电子器件
背景技术：
本发明涉及包括有机发光二极管(OLED)像素的微显示器。
所有的LED器件都遭受光提取的问题。该问题的根源在于传统的光学器件以及总的内反射的概念。由于所有的LED器件(OLED以及无机LED)由高折射率材料的薄膜叠层构成，所以光子从器件中逃逸的机会实际上非常低并且因而LED的外部效率可被严重限制。在传统的指示器中，LED的该问题通过用半球形的塑料壳罩在器件上来增加能够使光通过的角度的数目来解决。在OLED器件中，该解决方案更加复杂，因为LED器件在其用作信息显示器时通常需要是平面的。
广为人知的是通过将具有可见光波长量级的空间尺寸的ID或2D光栅结构插入到器件结构内或非常接近器件，OLED器件的光输出耦合可在量级方面进行控制。2D光栅的情况被称为光子晶格(photonic lattice)。已显示该效果一定程度上取决于波长(M. Kitamura, S. Iwamoto, Y. Arakawa, "EnhancedLuminance Efficiency of Organic Light-Emitting Diodes with Two-DimensionalPhotonic Crystals"(具有两维光子晶体的有机发光二极管的增强照明效率)，日本应用物理期刊(Japanese Journal of Applied Physics)，第44巻，No.4B，2005，第2844—2848页)。
在已知的OLED微显示器中，光的产生通过穿过高反射阳极金属(Al或Ti)以及部分反射阴极层的显微孔隙的存在已被限制在1D中。此孔隙的锐度和厚度控制输出耦合的发射颜色以及量级。
通过将物理结构引入其长度与需要被提取的光的波长相当的器件，干涉效果可增大或减小不同波长光的输出耦合。
在显微孔隙中，干涉效果是由两个反射镜、或半反射镜之间的光发射的限制引起的。在由微发射显示器有限公司(MicroEmissive Displays Limited)制造的已知器件中，镜子实际上是OLED器件的电极。
发明内容
本发明利用光子晶格结构。在光子晶格中，干涉效应是由其中特定波长的 光被禁止传播的周期性物理结构的产生引起的。为了最大化光子晶体的效应， 该周期性结构被理想地放置在器件的发射区域内。
在本发明中，光子设计被用来控制红色、绿色和蓝色像素中光发射的颜色。 通过将具有不同晶格间距的2D光子结构引入阵列中的各个红色、绿色和 蓝色子像素内，所发射光的量级和颜色可被用来控制显示器的色饱和度。此外， 由于像素的前向发射将被增强，因此也将可能减小光学串扰并且因而使更小的 像素大小成为可能。
本发明提供根据权利要求1的OLED微显示器器件。本发明的可任选特 征在从属权利要求中被陈述。
附图
简述
现在将参考附图仅通过举例更详细地描述本发明，在附图中 图la至ld示意性地示出不同配置的光子像素晶格结构；
图2a至2c示意性地示出具有不同晶格间距的光子像素晶格结构； 图3a至3c示意性地示出具有不同晶格间距的替换配置的光子像素晶格结
构；
图4是根据本发明的实施例的OLED器件的局部截面图； 图5是已知白色OLED器件的光谱； 图6示出最佳光子像素的预测输出耦合；以及 图7a至7c示出与图5的光谱组合的图6的输出耦合。
具体实施例的详细描述
图la示出配置有发射区域2内的绝缘材料柱1的光子晶格。图lb示出具 有用绝缘材料壁4限制的发射亚一子像素3的替换晶格。图lc示出由较高密 度柱5的矩阵形成的晶格，而图ld示出通过光刻制造的柱5'的更逼真形状。
因为半导体图案化技术特别是CMOS技术具有将金属(通常为铝)和绝 缘体(氧化硅或氮化硅)图案化至极高分辨率(<0.5pm)的能力，所以将这种光子晶格结构设计成微显示器器件是可行的。
光子晶格的间隔的仔细设计将提供特定光波长的增强输出耦合。通过将 RGB子像素设计成具有不同且适当的晶格间隔，就有可能增强来自各个子像 素的特定波长的输出耦合。
因而图2a至2c示出基于图la但具有不同光栅间隔的晶格，以使在图2a 中蓝光输出耦合被增强、在图2b中绿光输出耦合以及在图2c中红光输出耦合 被增强。
同样，图3a至3c示出基于图ld但具有不同光栅间隔的晶格，以使在图 3a中蓝光输出耦合被增强、在图3b中绿光输出耦合以及在图3c中红光输出耦 合被增强。
光子晶格增强显示器的色饱和度，还增强各个像素的前向发射。 图4示出包括分别由绿色、红色和蓝色子像素IO、 12、 14形成的像素的 器件。该器件包括具有在其上形成的金属阳极18的CMOS有源电路16。像素 壁20穿过阳极18延伸至有机层22。这些包括孔和/或电子传输层以及发光层。 具有界限分明的晶格间隔和深度的光子晶格元件24在例如由氧化硅、氮化硅 或氧氮化硅形成的子像素区域中在阳极18上形成。晶格间隔对所需光的颜色 是最佳的，如图2a至2c以及3a至3c所示。该器件还依次包括金属阴极层26、 封装层28以及粘合剂层30。光子晶格元件34还在封装层28上被图案化。将 注意到，图4的器件不需要滤色器并且完全依赖于光子晶格来确定从各个子像 素输出耦合的光的颜色。
替换器件(未示出)仅具有一个光子晶格层。
图5示出已知双组分白色OLED的归一化电致发光光谱。
图6示出来自具有根据本发明的光子晶格的RGB像素的预测输出耦合函数。
图7a至7c分别针对蓝色、绿色和红色子像素组合图5和图6的光谱，并 且示出晶格如何增大这些RGB子像素中的色饱和度。
权利要求
1.一种有机发光二极管微显示器器件，其包括基板，所述基板包括用于寻址形成于所述基板上的器件的子像素的有源电路；金属阳极层；至少包括发光层的有机层；阴极层以及封装层，所述器件包括至少一个光子晶格，所述光子晶格针对安排成发射不同颜色的光的各个子像素具有不同的、界限分明的间隔，其中所述器件完全依赖于至少一个光子晶格来确定从各个子像素输出耦合的光的颜色。
2. 如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述光子晶格或者光子晶格 之一形成在所述阳极层上。
3. 如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述光子晶格或者光子 晶格之一形成在所述器件的封装层上。
4. 如上述任一权利要求所述的器件，其特征在于，各个光子晶格由氧化 硅、氮化硅以及氧氮化硅中的至少一个形成。
5. 如上述任一权利要求所述的器件，其特征在于，至少一个光子晶格由 晶格材料柱组成。
6. 如权利要求6所述的器件，其特征在于，所述柱以棋盘格配置排列。
7. 如权利要求1至4中任一项所述的器件，其特征在于，所述至少一个 光子晶格由晶格材料的交叉壁组成。
全文摘要
一种有机发光二极管微显示器器件包括基板，该基板包括用于寻址形成在该基板上的器件的子像素(10，12，14)的有源电路(16)、金属阳极层(18)、至少包括发光层的有机层(22)、阴极层(26)以及封装层(28)。该器件包括至少一个光子晶格(24)，其针对安排成发射不同颜色光的各个子像素具有不同的、界限分明的间隔。该器件完全依赖于光子晶格(24)来确定从各个子像素输出耦合的光的颜色。
文档编号H01L27/28GK101569013SQ200780042713
公开日2009年10月28日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月17日
发明者A·R·巴克利, C·耶茨 申请人:微放射显示器有限公司