具有补色子像素的ＬＥＤ器件制造技术

一种发光微腔二极管器件包括形成在基板（１０）上的反射电极（１２）和半透明电极（１６），在反射电极和半透明电极之间形成未图案化的发光层（１４）。反射电极、半透明电极和未图案化的发光层形成光学腔。反射电极或半透明电极被图案化，以形成独立可控的发光子像素（５０、５２、５４、５６）。少于所有的子像素透过滤色器（４０Ｒ、４０Ｇ）发光。第一子像素（５４）发出具有第一原色的光，而第二子像素（５６）发出补色光。所发出的光在一个或更多个不同的角度发生变化。第一和第二子像素的组合光的颜色在一个或更多个角度的变化小于来自第一或第二子像素的光的颜色在一个或更多个角度的变化。第三子像素（５２）透过不同于第一原色的第二原色的滤色器（４０Ｇ）发光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光二极管(LED)器件，更具体地，涉及用于改善光输出效率的LED器 件结构。
技术介绍
发射型平板显示器件广泛地与计算设备(尤其是便携式设备)一同使用。这些显 示器经常用于具有显著环境照明的公共区域中，并且从范围宽的角度观看这些显示器。包含发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示器件中有很多优点，并且在光 学系统中非常有用。在2002年5月7日授权给Tang等人的美国专利No. 6，384，529示出 了包括有机LED发光元件(像素)阵列的OLED彩色显示器。当电流流过有机材料时，从像 素发出光，光的频率取决于所使用的有机材料的性质。将有机材料放置在电极之间的基板 上，具有封装覆盖层或板。在这样的显示器中，光可以透过基板(底部发射器)或透过封装 覆盖物(顶部发射器)，或这两者发出。发出的光是朗伯光(Lambertian)，即，其在各方向 等同地被发射。因为LED器件采用高光学指数的发射材料，所以由于全内反射，发射光的大 部分(例如，多于50%)被捕获在器件内，因而降低了器件效率。无机材料例如可以包括磷 光晶体或量子点。还可以采用有机材料或无机材料的其他薄膜，以控制对发光薄膜材料的 电荷注入、传输或阻挡，并且有机材料或无机材料的其他薄膜是本领域中公知的。增加从OLED器件结构发出的光的光学腔结构是已知的。在薄膜中形成时，这样的 光学腔结构也已知为微腔或光学微腔。当在LED器件中形成时，不同颜色的发光有机材料 是在反射电极和半透明电极之间并在基板之上沉积的图案(pattern-wise)。因而，在光学 腔内形成具有不同颜色的发光体，该光学腔被调谐到光的期望峰值波长，其通常与图案化 的发光材料发出的光的颜色相对应。美国专利6，680，570描述了一种采用间隔层以形成光 学腔的具有改进的颜色控制的有机发光器件。图9示出了这样的现有技术有源矩阵型底 部发射光学腔器件采用了具有有源矩阵型薄膜部件30、平整化结构32和34以及半透明电 极16的基板10。在发光层14中沉积了提供红、绿和蓝发光的图案化的有机材料14R、14G 和14B。采用光学间隔体26R、26G和26B以形成被调谐到红、绿和蓝光的期望峰值波长的 光学腔60、62和64，以分别发射红光80、绿光82和蓝光84。可以采用盖20以保护并且封 装器件。虽然这样的设计是有用的，但是它们需要难以按比例地调节到大型基板的图案化 的有机材料的沉积技术(例如，通过金属荫罩的真空沉积)。而且，光学腔器件通常遭受无 法接受的角度颜色依赖性。还已知的是，可以采用具有光学腔结构的滤色器，例如美国专利 7，189，238中所教导的。然而，虽然有用，但这样的方法无法提高器件的可制造性，并且在某 些照明条件下提供不适当的环境对比度。而且，滤色器吸收了从发光层发出的光，由此降低 了器件效率。专利技术名称为Light-emitting elements”的美国专利5，554，911描述了具有至 少两个光学腔结构的多色发光元件，该至少两个光学腔结构分别具有确定它们的发射波长 的不同光学长度。各光学腔结构包括有机材料作为发光区域，该有机材料可以是元件中均勻厚度的单膜。在专利技术名称为“Tuned microcavity color OLED display”的美国专利 6，861，800中描述了一种具有像素阵列的微腔OLED器件，该像素阵列被分为至少两种不同 颜色的像素组，各颜色的像素组在公共基板上发射不同的预定颜色的光，其中，阵列中的各 像素包括设置在基板上的金属底部电极层，和与金属底部电极层隔开的金属电极层。用于 半透明金属电极层的材料包括Ag、Au或其合金。对半透明金属电极层的厚度、有机层和透 明导电相位层的组合厚度、以及发光层的放置进行选择，使得显示器中的各像素形成调谐 后的微腔OLED器件，该微腔OLED器件的发射输出效率高于可比较的没有微腔的OLED器件 的发射输出效率。美国专利5，949，187描述了一种具有第一微腔的0LED，第一微腔包括第 一透明间隔体和位于第一间隔体上的、以将光反射回OLED中并且限定第一微腔的光学长 度的第一反射镜叠层(mirror stack)。第一微腔的光学长度使得从第一微腔发出的光具有 第一光谱。第二微腔包括与第一微腔相邻设置的第二透明间隔体，并且位于第二间隔体上 的第二反射镜叠层将光朝向第二 OLED反射，并且限定第二微腔的光学长度。第二微腔的光 学长度使得从第二微腔发出的光具有第二光谱。附加微腔可以被放置在该结构中以进一步 增强并改变光谱。但是，这样的设计可能具有增加的制造成本，比期望低的光输出，和比期 望大的反射率，以及由于在相对于法线的多个角度行进的光的有效光学路径长度的变化而 在不同视角显著的颜色变化。Antoniadis 的专利技术 名禾尔为Reducing or eliminating color change formicrocavity OLED devices” 的美国专利 US2006/0066228A1 公开了一种最小化或者消 除不同视角的颜色变化的微腔OLED器件。OLED器件例如可以是OLED显示器或用于区域照 明的OLED光源。该OLED器件包括基板上的多层反射镜，并且各层由非吸收材料组成。OLED 器件还包括在第一多层反射镜上的第一电极，并且第一电极基本上是透明的。发射层位于 第一电极上。第二电极位于发射层上，并且第二电极基本上是反射性的并且用作反射镜。多 层反射镜和第二电极形成微腔。光调制薄膜位于基板的前表面上。光调制薄膜可以是下述 中的任何一个截止滤色器、带通滤色器、增亮膜、使在具有感知的颜色变化的角度的发射 光谱变弱的微结构或重新分配波长从而使输出的发射光谱具有相同的感知颜色的微结构。 再次，由于图案化的沉积处理，这样的设计可能具有增加的制造成本。同样地，通过滤色器 可能吸收大量的光，由此降低了效率。克服大型基板上的材料沉积问题的一种方法是采用单个发射层(例如，白发光 体)和滤色器以形成全色显示器，例如在Cok的专利技术名称为“Stacked OLED Display having Improved Efficiency的美国专利6，987，355中所教导的。但是，使用滤色器大大降低了 器件的效率。还已知的是，采用不包括滤色器的白色子像素，例如在Cok等人的专利技术名称为 Color OLED Display with Improved Power Efficiency”的美国专利 6，919，681 中所教 导的。但是，该公开没有解决角度颜色问题或大量被捕获的光的问题。Winters 等人的专利技术名禾尔为‘‘ OLED device having microcavity gamut sub-pixels and a within gamut sub-pixel”的美国专利7，030，553公开了现有技术的微腔器件的一 个示例。该公开描述了包括发光像素阵列的OLED器件，各像素包括具有有机层和隔开的 电极的子像素，该有机层包括产生光的至少一个发射层。存在至少三个产生限定了色域的 颜色的色域子像素，和产生在由色域子像素产生的色域内的光的至少一个子像素。色域子 像素中的至少一个包括用于形成微腔的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光微腔二极管器件，该发光微腔二极管器件包括：ａ）形成在基板上的反射电极和半透明电极，在所述反射电极和所述半透明电极之间形成有未图案化的发光层，所述反射电极、所述半透明电极和所述未图案化的发光层形成光学腔，并且其中，所述反射电极或者所述半透明电极被图案化，以形成多个独立可控的发光子像素，并且其中，所述子像素中的至少一个子像素透过滤色器发光，并且所述至少一个子像素少于全部子像素，ｂ）第一子像素发出具有第一原色的光，第二子像素发出所述第一原色的补色的光，来自所述第一子像素和所述第二子像素的光在一个或更多个不同的角度处发生变化，并且其中，所述第一子像素和所述第二子像素的组合后的光的颜色在所述一个或更多个角度处的变化小于来自所述第一子像素或所述第二子像素中的至少一个的光的颜色在所述一个或更多个角度处的变化；以及ｃ）第三子像素，该第三子像素发出不同于所述第一原色的第二原色的光，并且其中，所述第三子像素透过滤色器发光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-10-5 11/867,885一种发光微腔二极管器件，该发光微腔二极管器件包括a)形成在基板上的反射电极和半透明电极，在所述反射电极和所述半透明电极之间形成有未图案化的发光层，所述反射电极、所述半透明电极和所述未图案化的发光层形成光学腔，并且其中，所述反射电极或者所述半透明电极被图案化，以形成多个独立可控的发光子像素，并且其中，所述子像素中的至少一个子像素透过滤色器发光，并且所述至少一个子像素少于全部子像素，b)第一子像素发出具有第一原色的光，第二子像素发出所述第一原色的补色的光，来自所述第一子像素和所述第二子像素的光在一个或更多个不同的角度处发生变化，并且其中，所述第一子像素和所述第二子像素的组合后的光的颜色在所述一个或更多个角度处的变化小于来自所述第一子像素或所述第二子像素中的至少一个的光的颜色在所述一个或更多个角度处的变化；以及c)第三子像素，该第三子像素发出不同于所述第一原色的第二原色的光，并且其中，所述第三子像素透过滤色器发光。2.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第一子像素或所述第二子 像素不包括滤色器。3.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第二子像素包括滤色器。4.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述发光层含有用于发出具有 至少两个发射峰的光的材料，并且其中，这些发射峰位于与所述第一子像素和所述第二子 像素发出的光的颜色相对应的频率处。5.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述发光层含有用于发出具有 至少三个发射峰的光的材料，并且其中，这些发射峰位于与所述第一子像素、所述第二子像 素和所述第三子像素发出的光的颜色相对应的频率处。6.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第二子像素具有高于所述 第一子像素的亮度效率。7.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第二子像素的亮度效率高 于所述第二子像素之外的子像素中至少一个的亮度效率。8.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，其中，所述发光层发出白光。9.根据权利要求1所述的发光微腔二极管器件，该发光微腔二极管器件还包括发出第 三原色的光的第四子像素。10.根据权利要求9所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第四子像素透过滤色器发光。11.根据权利要求9所述的发光微腔二极管器件，其中，所述第一子像素的光学腔被调 谐为发出蓝光，所述第二子像素的光学腔被调谐为发出黄光，所述第三子像素的光学腔被 调谐为发出红光并且所述滤色器是红滤色器，并且所述第四子像素的光学腔被调谐为发出绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德史蒂文科克，迈克尔尤金米勒，
申请(专利权)人：全球OLED科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]