[发明专利]用于高密度信息图象显示装置的二维有机发光二极管阵列及其制造方法

说明书

本发明涉及有机发光二极管(LED)阵列并涉及制造用于高密度信息图象显示装置应用的有机LED阵列的新方法。

用于图象显示设备应用的二维有机LED阵列由多个布置成行和列的有机LED(其中的一个或多个形成一个象素)组成。阵列中每一个单独的有机LED通常这样构成：透光的第一电极、淀积在第一电极上的有机电致发光介质、以及有机电致发光介质上面的金属电极。LEDs的电极连起来以形成一个二维X-Y寻址模式。在实际应用中，X-Y寻址模式通过在X方向内对透光电极进行图案布线(patterning)并在Y方向内对金属电极进行图案布线来实现(如果需要，反之亦然)，其中X和Y方向彼此垂直。通常由遮光板(shadow mask)或者蚀刻技术来实现电极的图案布线。由于遮光板的技术限制，只有蚀刻工艺可用于高密度信息显示装置，这些装置具有小于0.1mm的象素间距。

根据蚀刻工艺中使用的介质，蚀刻技术可分为二类：湿法和干法。湿法蚀刻在酸性液体介质中进行，而干法蚀刻通常在等离子气体中实施。    

用于有机LEDs中阴极接触点的金属电极通常包括一种稳定的金属和一种功函数小于4eV的高反应性金属。金属电极中高反应性金属的存在使得基于酸的湿法蚀刻不太理想。但是，干法蚀刻工艺也有问题，这是由于该过程所需的高温(＞200℃)和反应性离子气体，这可能影响二维有机LED阵列中有机材料与包含反应性金属的金属电极之间的结合。

为了克服蚀刻中的这一矛盾，Tang在欧洲专利局于1993年7月7日发表的专利申请EP 92 122113.1中已公开了一种制造二维阵列的遮光层(shadow wall)方法。该遮光层方法包括：首先对透明电极进行图案布线；建造与透明电板正交的介电层，它能够遮掩附近的象素区，并具有超过了有机介质厚度的高度；淀积有机电致发光介质；并且以相对淀积表面15°至45°的角度来淀积阴极金属。由于介电层高度超过有机介质的厚度，所以形成了隔开的平行金属带。这样，无需金属蚀刻便得到了X-Y可寻址阵列。虽然这一方法对于金属图案布线是可行的，但是它限于一定的间距尺寸，并可能在阵列的象素中产生缺陷。

因此，提供一种克服这些问题的新的LED阵列和其制造方法将是十分有利的。

本发明的一个目的在于提供一种制造用于高密度信息显示装置应用的二维有机LED阵列的新方法。

本发明的另一目的在于提供一种可在其上进行金属蚀刻的有机LED设备结构。

本发明的另一目的在于提供一种用于高密度信息图象显示装置应用且具有改进可靠性的经纯化的二维有机LED阵列。

本发明的另一目的在于提供一种用于LED阵列的新的设备结构，它制造起来相对简单且便宜。

在用于高密度信息图象显示设备应用的新颖的二维有机LED阵列中，至少部分地解决了上述和其它问题并实现了上述和其它目的。该LED阵列包括：多个平行且分隔开的透光的第一电极、在第一电极上淀积的电致发光介质、以及在电致发光介质上面布置成与第一电极正交的多个平行且分隔开的金属第二电极。电致发光介质包在由介电质形成的井或沟槽结构中，其中透光的第一电极在井或沟槽的底部而外围(ambient)稳定金属构成的第二电极在井或沟槽的顶部。

也公开了一种制造用于高密度信息图象显示装置应用的二维有机LED阵列的新方法。

图1是典型沟槽结构和典型井结构的平面图，它们画在了同一基层上以解释其尺寸差；

图2是根据本发明的二维阵列中一个LED的剖视图；以及

图3是根据本发明的具有井结构的二维有机LED阵列的平面图，其中移走了某些部分以便于表达。

因为设备的特征尺寸经常在亚微米的范围内，因此为了便于表达而非为了示出尺寸精度而放大了这些附图。具体参照图1，在同一基层上画出了典型的沟槽11和井12结构的平面图以解释其尺寸差。沟槽11和井12一般通过对介电层13进行照相平版法图案布线来形成，该介电层13已淀积在透光导电带(未示出)的上面，而该导电带反过来由一个底部的透明绝缘基层来支持。

沟槽11是一个长、窄、直、深的凹陷，每一凹陷由在介电层13中形成的四个相对陡的侧壁来界定。通常，沟槽11具有如图1所示的长方形平行六面体形状。而且，一般来说沟槽11在或者垂直或平行于底部透光导电带的方向内跨基层延伸，并处在底部透光导电带的上面。多个LEDs或象素可以构造在一个单独的沟槽11内。