專利名稱：制造頂發(fā)射型oled器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頂發(fā)射型(top-emitting)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，更具體地說， 涉及制造在透光上電極中具有改進(jìn)的電力分配的頂發(fā)射型OLED器件的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)器件，也稱為電致發(fā)光(EL)器件，與當(dāng)前市場上的其他平板顯 示器件相比具有許多公知的優(yōu)點(diǎn)。例如與利用背光的液晶顯示器(LCD)相比，在這些優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)中有發(fā)光亮度、視角相對較寬并且電功耗減小。這種器件可以利用包括有機(jī)材料或無機(jī) 材料(例如量子點(diǎn))的發(fā)光層來制造。LED器件的應(yīng)用包括有源矩陣圖像顯示器、無源矩陣圖像顯示器件和區(qū)域照明器 件(例如，選擇性桌面照明)。不考慮適合于這些廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的具體LED器件的結(jié)構(gòu)，所 有LED都是按照同一基本原理進(jìn)行工作的。電致發(fā)光(EL)介質(zhì)結(jié)構(gòu)形成于兩個(gè)電極之間。 至少一個(gè)電極是透光的。類似于傳統(tǒng)的二極管的端子，這些電極通常稱為陽極和陰極。當(dāng) 電勢施加到電極之間使得陽極連接到電壓源的正極端子而陰極連接到負(fù)極端子時(shí)，該LED 稱為被前向偏置。正電荷截流子(空穴)從陽極注入到EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且從陰極注入負(fù)電 荷截流子(電子)。這種電荷截流子注入導(dǎo)致從電極通過EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的電流流動(dòng)。EL介 質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)空穴和電子的復(fù)合導(dǎo)致從確切地說稱為發(fā)光區(qū)或界面的這個(gè)區(qū)域發(fā)光。所發(fā) 出的光通過透光電極導(dǎo)向觀察者或者要照射的物體。如果透光電極在LED器件的基板與發(fā) 光元件之間，則該器件稱為底發(fā)射型(bottom-emitting)LED器件。相反，如果透光電極不 在基板與發(fā)光元件之間，則該器件稱為頂發(fā)射型LED器件?？梢杂砂ㄓ袡C(jī)材料的子層的堆疊來形成EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些子層可以包括小分 子層和聚合物層。這種有機(jī)層和子層對于OLED技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的并且可以理 解的，例如，1988年9月6日授予Tang等人的美國專利No. 4，769，292以及1991年10月 29日授予VanSlyke等人的美國專利No. 5，061，569。作為替代，可以利用無機(jī)材料來形成 EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如，包括在多晶半導(dǎo)體基體中形成的核殼量子點(diǎn)，例如如Kahen的在審美國 申請11/683，479中所教導(dǎo)的。因?yàn)橥高^電極發(fā)光，因此重要的是透光電極具有足夠的透光性，以避免吸收所發(fā) 出的光。用于這種電極的典型現(xiàn)有技術(shù)的材料包括銦錫氧化物和非常薄的金屬層。然而， 由這些材料形成的電極的電流承載容量是有限的，由此限制了能夠發(fā)出的光量。在傳統(tǒng)的集成電路中，在基板上設(shè)置總線連接(bus connection)，以向集成電路 中的電路提供電力。這些總線條(buss)直接設(shè)置在基板上或者設(shè)置在基板上沉積的層上， 例如在平坦化層(planarization layer)上。在復(fù)雜的電路中，將多級總線設(shè)置在基板上， 并且通過絕緣材料層來隔離。例如，Eastman Kodak公司銷售的OLED顯示器利用了設(shè)置在 基板和各種平坦化層上的多個(gè)總線。然而，因?yàn)閭鹘y(tǒng)光刻技術(shù)損壞頂發(fā)射型OLED器件中使用的有機(jī)層和通常很薄的上電極，因此這些總線條向OLED器件中的透光上電極供電是無用的。
美國專利申請公開2002/0011783 Al提出通過形成與上電極或頂電極接觸的輔助電極來解決該問題。輔助電極可以在上電極上方或下方。輔助電極具有更大的厚度和導(dǎo)電 率，由此可以增大上電極的電流承載容量。然而，這種方法難以減小OLED器件的發(fā)光面積 并且難以制造。具體地說，如果在沉積有機(jī)元件之前形成輔助電極，則因?yàn)橛袡C(jī)材料會(huì)沉積 在輔助電極上，所以難以在上電極和輔助電極之間形成良好的電接觸。此外，不希望的濕氣 會(huì)滲透透過輔助電極的角部的材料，并且附加上電極保護(hù)和封裝層的保形沉積也成問題。 如果輔助電極沉積在上電極上，則構(gòu)圖沉積工藝相對較難，并且易于損壞其下方的上電極 和有機(jī)層。解決該問題的另一現(xiàn)有技術(shù)方法是使用輔助電極，如Fukimaga等人的標(biāo)題為 “Luminescent Apparatus and Method of Manufacturing the Same，，的_|1^禾[|串i青公 開2001/0043046 Al所提出的。然而，該方法需要復(fù)雜的多步驟處理方法并且也遭受上述 困難的影響。Kobayashi ^AWfelS^J "Display Device and Method ofManufacturing the Same”的美國專利申請公開2002/0158835 Al公開了電連接到有源矩陣型平面顯示器件的 透光第二電極或上電極的輔助配線元件的利用。輔助配線元件與第一電極或下電極形成在 同一層中或者同一表面上，并且輔助配線元件與第一電極電絕緣。然而，Kobayashi等人沒 有提供描述在制造該器件的方法中使用的工藝步驟的圖。此外，Kobayashi等人公開的電 連接形成于間隔壁之間。構(gòu)造合適的間隔壁給該工藝增加了復(fù)雜性，減小了成品率，增加了 成本，并且限制了互連的分辨力。激光以及用于形成集成電路中的圖案的其他技術(shù)的使用是公知的。例如，標(biāo)題 為 “Method for Patterning Organic Thin Film Devices Using aDie，，的美國專利 6，468，819描述了使用模具(die)來形成圖案并借助于使用激光燒蝕來形成圖案。標(biāo)題為 "Method of Making an ElectroconductivePattern on a Support，，的美HI專禾6，444，400 同樣描述了燒蝕，包括使用紅外激光。其他專利例如2002年8月13日授權(quán)的標(biāo)題為 ”Non-DegenerateWide Bandgap Semiconductors as Injection Layers and/or Contact Electrodesfor Organic Electroluminescent Devices，，的美國專利 6，433，355 也描述了 使用激光燒蝕來形成圖案。然而，這些方法都不能解決頂發(fā)射型LED器件中的電力分配的 問題。Cok 禾口 VanSlyke 的標(biāo)題為“Method of making a top-emitting OLEDdevice having improved power distribution” 的美國專利 6，995，035 描述了一種制造頂發(fā)射型 OLED器件的方法，該方法包括以下步驟在基板上設(shè)置橫向間隔開并且不透光的下電極和 與所述下電極電絕緣的上電極總線條；在所述下電極和所述上電極總線條上沉積有機(jī)EL 介質(zhì)結(jié)構(gòu)；選擇性地移除所述上電極總線條的至少多個(gè)部分上的所述有機(jī)EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，以 暴露出所述上電極總線的至少一些上表面；并且在所述有機(jī)EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上沉積透光上電 極，使得該上電極與所述上電極總線條的至少一些上表面電接觸。然而，該方法會(huì)在選擇性 地移除有機(jī)EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)形成微粒污染。該微粒污染會(huì)落在EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上并且在隨后沉 積透光上電極之后阻礙電流流過EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)。這會(huì)導(dǎo)致不想要的暗點(diǎn)。因此，需要用于向頂發(fā)射型LED器件的透明電極提供增強(qiáng)的電力分配的改進(jìn)方法 和結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
一種制造頂發(fā)射型LED器件的方法，該方法包括以下步驟a)在基板上設(shè)置橫向間隔開并且不透光的下電極以及與所述下電極電絕緣的上電極總線條；b)在所述下電極和所述上電極總線條上沉積形成EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料；c)在所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上沉積保護(hù)所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)免受微粒污染的第一透光上電 極；以及d)選擇性地移除所述上電極總線條的選擇性部分上的所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的大部 分。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種制造具有改進(jìn)的電力分配的頂發(fā)射型LED 器件的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種制造具有改進(jìn)的電力分配的不同類別的頂發(fā) 射型LED器件的方法。


圖1是描述了本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第一構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第二構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第三構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第四構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第一構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第二構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第三構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式的LED器件在第一構(gòu)造步驟時(shí)的示意性截面 圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施方式的LED器件在第一構(gòu)造步驟時(shí)的示意性 截面圖；圖11是描述了本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的LED器件的示意性俯視圖；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替代實(shí)施方式的LED器件在第二構(gòu)造步驟時(shí)的示意性 截面圖。
這些圖必定具有示意性，因?yàn)閷雍癯叽缤ǔＪ窃趤單⒚?sub-micrometer)范圍 內(nèi)，而表示了橫向器件尺寸的特征可以在10微米到幾百微米的范圍內(nèi)。因此，為了便于觀 看而不是為了尺寸上的準(zhǔn)確度縮放了這些圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明致力于一種制造頂發(fā)射型LED器件的方法。在頂發(fā)射型LED器件中，透過 具有足夠透光性的上電極或頂電極來發(fā)光，而下電極或底電極可以由不透光的相對厚并且 導(dǎo)電的金屬復(fù)合物制成。如這里所使用的，當(dāng)提及頂發(fā)射型LED器件的上電極或頂電極時(shí)術(shù)語“透光性的” 表示垂直入射到該電極的表面上的光的光透射率為50%或更高。術(shù)語“不透光的”是指下 電極或底電極、上電極總線條、總線連接器和總線連接器焊盤，并且表示垂直入射到這種導(dǎo) 電元件的表面上的光的光透射率低于50%。術(shù)語“像素”和“子像素” 一般用于表示顯示器的最小可尋址元件。對于單色OLED 顯示器，像素和子像素之間沒有區(qū)別。在多色顯示器中，或者在全色顯示器中，子像素表示 像素中能夠獨(dú)立尋址以便發(fā)出特定顏色的光的任何部分。參照圖1和2，一種制造頂發(fā)射型LED器件的方法包括以下步驟操作100，在基板 10上設(shè)置橫向間隔開并且不透光的下電極12以及與所述下電極12電絕緣的上電極總線 條30 ；操作105，在所述下電極12和所述上電極總線條30上沉積形成EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的材 料；操作110，在所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上沉積保護(hù)所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14免受微粒污染的第一透 光上電極16 ；以及操作115，選擇性地移除所述上電極總線條30的選擇性部分上的所述EL 介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的大部分。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，可以提供多個(gè)第一透光上電極16和 上電極總線條30。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法包括以下步驟操作120，(如圖5所 示)在第一透光上電極16上并且與其直接電接觸地沉積第二透光上電極17，使得第二上電 極17至少與上電極總線條30的上表面電接觸。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，第二 透光上電極17比第一透光上電極16厚。參照圖2到圖5，例示了形成頂發(fā)射型LED器件的一個(gè)示例性方法。參照圖2，提 供基板10，并在該基板10上形成下電極12。還形成上電極總線條30。優(yōu)選地，在與上電極 總線條30的公共并行的制造步驟中形成下電極12。在下電極12和上電極總線條30上形 成諸如發(fā)光層(例如包括有機(jī)材料或諸如量子點(diǎn)的無機(jī)材料)的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14。還可以 在層14中形成其他層，例如，空穴注入層、空穴傳輸層、電子注入層、電子傳輸層和電荷阻 擋層。可以通過本領(lǐng)域中已知的蒸發(fā)或溶液涂敷方法來形成這樣的層。然后在EL介質(zhì)結(jié) 構(gòu)14上形成第一透光上電極16。透光上電極16可以包括例如利用濺射技術(shù)沉積的銦錫氧 化物(ITO)。透光層16相對較薄，例如為Inm厚，但小于IOOnm厚。初始時(shí)，參照圖3，一旦形成初始頂發(fā)射型LED結(jié)構(gòu)，則例如通過激光燒蝕利用激 光器40選擇性地移除上電極總線條30上的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的一部分來形成通路60 (如 圖4中所示)。激光燒蝕工藝在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。參照圖4，發(fā)射激光束42的激光器 40對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14進(jìn)行局部加熱并使其汽化，形成汽化或者融化的微粒15。一些汽化 微粒15A再沉積在LED器件上。在上面提及并且通過引用在這里整體包括進(jìn)來的Cok和 VanSlyke 的標(biāo)題為“Method of making a top-emitting OLED devicehaving improvedpower distribution”的美國專利6，995，035中描述的現(xiàn)有技術(shù)方法中，在沒有透光上電極16時(shí)，汽化微粒15A可以再沉積到EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14上。這種再沉積會(huì)損壞EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)(特 別是在使用有機(jī)EL材料時(shí))并且還會(huì)阻礙電流如所期望的那樣流過EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致暗 點(diǎn)(即，LED器件中光發(fā)射減小或者沒有光發(fā)射的區(qū)域)。如現(xiàn)有技術(shù)中所教導(dǎo)的，可以使 用微粒污染移除系統(tǒng)50來減小微粒污染水平，但不能夠完全防止這種污染。因此，根據(jù)本 發(fā)明，透光上電極16通過防止微粒15A再沉積到EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14上來提供對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu) 的保護(hù)。此外，透光上電極16能夠在燒蝕工藝過程中對下層提供某些環(huán)境保護(hù)。而且，因 為電流能夠沿著透光上電極16的平面來傳導(dǎo)，而不僅是正交地通過透光上電極16，所以再 沉積在透光上電極16上的微粒15A不會(huì)阻止電流流過EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14。透光上電極16相對較薄，以使得能夠選擇性地移除上電極總線條30的一些部分 上的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)提供免于微粒污染15A的足夠保護(hù)。然而，這種薄 電極可能沒有足夠的導(dǎo)電性來向所有LED器件(例如顯示器)提供足夠的電流。因此，在 本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，選擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的操作還選擇性地移除上電極總 線條30的至少一些部分上的第一透光上電極16，以便暴露出上電極總線條30的至少一些 上表面(見圖1)。然后，操作120 (也在圖1中描述)在第一透光上電極16上的沒有被選 擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的部分中沉積第二透光上電極17 (圖5)，使得該第二上電極17 與上電極總線條30的至少一些上表面電接觸，并且向LED器件的上電極18提供附加的電 流承載容量。在本發(fā)明的圖5所示的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，第二上電極17比第一上電極16 厚。較薄的第一上電極16向EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14提供免于可能造成對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的化學(xué) 和/或電學(xué)損壞的微粒污染的充分保護(hù)。同時(shí)，較薄的第一上電極16足夠薄，以使能夠?qū)?EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的被選擇部分和/或第一上電極16的被選擇部分進(jìn)行選擇性地?zé)g。較厚 的第二上電極17提供附加的電流承載容量(未明確示出)。較薄的上電極16例如可以是 IOnm厚，而較厚的上電極17例如可以是IOOnm厚。透光上電極16和17可以由透明導(dǎo)電氧化物(例如，ITO或鋁鋅氧化物)形成，并 且可以通過本領(lǐng)域技術(shù)中教導(dǎo)的濺射或者通過化學(xué)汽相或原子層沉積法來進(jìn)行沉積。在一個(gè)替代實(shí)施方式中，操作115選擇性地移除上電極總線條30的至少一些部分 上的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14，并使得第一透光上電極16與上電極總線條30的至少一些上表面電 接觸。由于EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14非常薄(例如，小于IOOnm厚)并且形成該層的區(qū)域相對較大 (例如，100微米)，所以即使第一透光上電極16中小量的撓性(flexibility)也能夠使得 第一透光上電極16與上電極總線條30的至少一些上表面電接觸。在本實(shí)施方式(參照圖 6)中，LED器件結(jié)構(gòu)包括基板10、形成在基板10上的上電極總線條30和形成在上電極總線 條30上的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14。在EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14上形成第一透光上電極16。(為了更清楚， 圖6、7和8中未示出下電極)。參照圖7，激光器40利用激光束42來加熱EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14，并使其流動(dòng)。對于流 動(dòng)在這里是指EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14中的材料不形成汽化的氣體微粒，而是經(jīng)受使得這些材料在 上電極總線條30的表面上移動(dòng)的表面能量效應(yīng)；例如，形成了咖啡環(huán)效應(yīng)，其中，該材料在 通路60的中心形成開放空間，并且在通路60的外圍出現(xiàn)更多的材料。申請人已經(jīng)說明了 i)利用局部化熱量和表面能量效應(yīng)來使有機(jī)材料流出被選擇區(qū)域；以及ii)形成適當(dāng)?shù)耐?。在本示例性?shí)施方式中，當(dāng)選擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14時(shí)，將EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14包含于第一透光上電極16和上電極總線條30之間?？梢允褂幂^低的溫度來使材料在表面(例如， 上電極總線條30)上流動(dòng)，而較高溫度可能使材料汽化(如圖4所示)。參照圖8，可以在第一透光上電極16上可選地形成第二透光上電極17。然而，在 該替代實(shí)施方式中，第一透光上電極16可以厚得多(例如，IOOnm厚)，而第二透光上電極 17可以不是必需的。參照圖9，在本發(fā)明的又一替代實(shí)施方式中，可以在選擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14 的區(qū)域中在該EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14上方或下方形成吸熱元件32。該吸熱元件32可以形成在上 電極總線條30上，并且可以是導(dǎo)電性的或者是黑的(black)。申請人已經(jīng)說明了例如通過 利用諸如鉻的金屬或金屬氧化物來形成和使用這種吸熱元件32。參照圖10，在本發(fā)明的方法的其它實(shí)施方式中，在各上電極總線條30和相鄰下電 極12之間設(shè)置電絕緣材料34。此外，如圖12中的俯視圖所示，可以在所有上電極總線條 30之間設(shè)置公共電連接31，從而可以使用連接到電源的單個(gè)電連接。而且，可以在所有下 電極之間設(shè)置公共電連接，從而同樣可以使用連接到電源的單個(gè)電連接(未示出)。參照圖11，在本發(fā)明的方法的其它替代實(shí)施方式中，移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)可以包括以 下步驟中的一個(gè)或更多個(gè)步驟加熱(操作200)、暴露于活性氣體(操作205)、暴露于活性 化學(xué)物質(zhì)(操作210)和暴露于活性微粒(操作215)。用于蝕刻材料或執(zhí)行材料移除的這 種方法在本領(lǐng)域中是已知的。機(jī)械裝置(諸如利用了真空的微粒移除系統(tǒng))可以用于減少 微粒污染。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，該方法還包括以下步驟制造頂發(fā)射型無源或有源 矩陣LED器件、或者有機(jī)或無機(jī)LED器件。有用的電絕緣基板10包括玻璃基板、石英基板、塑料基板、陶瓷基板和在其他導(dǎo) 電基板本體上設(shè)置了電絕緣表面層的基板。下電極12和上電極總線條30可以由金屬、金屬合金或者多層金屬夾層制成，并且 選擇性地形成一定厚度(圖中未示出)形成以向基板10的表面提供足夠高的導(dǎo)電性、長 期的物理和化學(xué)穩(wěn)定性以及附著力。另外，要從向EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14注入正電荷截流子(空 穴)的特性(propensity)方面來進(jìn)行金屬的選擇。具有彡4. OeV的功函(work function) 的金屬被認(rèn)為具有可接受的空穴注入特性。(對于下電極12為陽極的結(jié)構(gòu)來說)可以通 過在下電極12上設(shè)置空穴注入層(未示出)來改善空穴注入特性。用于形成空穴注入 層的具體的有用材料包括例如銦錫氧化物(ITO)的導(dǎo)電金屬氧化物、例如銅酞菁(copper phthalocyanine)的酞菁化合物以及等離子體沉積碳氟化合物材料(CFx)。從上述因素來看，具體的有用材料包括銀、金、鉬、銥、鉭、鎢、鉬、鎳和鋁，或者這些 金屬的所選擇的合金或者夾層結(jié)構(gòu)?？梢赃x擇各種已知方法來提供下電極12、上電極總線條30、總線連接器和總線連 接器焊盤(未示出)的圖案。這樣的已知方法中有印刷、通過圖案掩模的汽相沉積、在所謂 的“剝離(lift-off) ”工藝中通過光刻膠圖案限定的圖案的汽相沉積以及通過經(jīng)由光刻膠 刻蝕掩模的選擇性刻蝕對均勻沉積的層進(jìn)行構(gòu)圖。被構(gòu)圖的金屬厚度特性使其不透光。上表面可以具有光反射性，其反射性水平通 過金屬的選擇或者上表面的微拓?fù)涮卣鞔_定。
如圖10所示，在下電極12和上電極總線條30之間形成電絕緣34，使得暴露出總 線條的上表面(未標(biāo)識)。電絕緣可以是通過光刻工藝構(gòu)圖的有機(jī)光刻膠材料。EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)可以是多層結(jié)構(gòu)，其依次包括空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子 傳輸層和電子注入層。在設(shè)計(jì)和制造有機(jī)和無機(jī)LED器件的技術(shù)中這種多層結(jié)構(gòu)是公知 的。EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)可以包括小分子層和聚合物層，以及在公共層(例如，多晶半導(dǎo)體基體)中 形成的量子點(diǎn)。如果頂發(fā)射型LED器件指的是單色發(fā)光器件，則在所有下電極12、電絕緣34和上 電極總線條30以及任何吸熱層32上形成一個(gè)同樣的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)。如果頂發(fā)射型LED器件指的是多色器件或全色器件，則在所選擇的下電極12上選 擇性地沉積EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層。例如，可以將紅色發(fā)光層形成在一些下電極12上并且 在相鄰電絕緣34上橫向延伸。可以類似地 形成綠色和藍(lán)色發(fā)光層。可以將發(fā)光層重疊或 鄰接在絕緣34上或者上電極總線條30上。多層有機(jī)EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的所有其他層都共同沉 積在所有下電極、上電極總線條和電絕緣上。可以通過激光束42選擇性地?zé)gEL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14來選擇性地移除該結(jié)構(gòu)，該激光 束42選擇性地照射到要移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的區(qū)域上。優(yōu)選地，在保持在較低壓強(qiáng)的腔室 (未示出)中執(zhí)行該燒蝕過程?？梢岳斫獾氖牵摕g過程可以包括材料(特別是有機(jī)材 料)的再升華，該材料可能是在開始時(shí)通過升華過程沉積的。可以通過將激光束42 (例如， 固態(tài)激光二極管的線性陣列)朝向上電極總線條30上照射，并通過在激光束42與基板10 和上電極總線條30之間提供相對運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的一些部分的選擇性地?zé)?蝕。參照圖13，還可以通過提供朝向EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14照射的均勻輻射43的源，并且通過在 該源和EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14之間提供掩模36 (該掩模36具有相對于上電極總線條30來定向的 掩模開口 37，從而使得掩模開口 37對應(yīng)于上電極總線條30的位置)來對EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14 的選擇性地部分進(jìn)行燒蝕。因此，掩模36中的開口 37限定了均勻輻射43。另選地，可以通 過將一個(gè)或更多個(gè)激光束42朝向?qū)?zhǔn)上電極總線條30的結(jié)構(gòu)14照射來實(shí)現(xiàn)對EL介質(zhì)結(jié) 構(gòu)14的多個(gè)部分的選擇性地?zé)g。激光束42的使用以及在集成電路中形成圖案的其他技術(shù)的使用是公知的。例如， 美國專利6，468，819描述了使用模具來形成圖案，并且提到了使用激光燒蝕來形成圖案。 美國專利6，444，400公開了包括使用紅外激光器的燒蝕。美國專利6，433，355描述了用于 對OLED器件的半導(dǎo)體注入層和/或接觸電極進(jìn)行構(gòu)圖的激光燒蝕。然而，這些公開物并沒 有公開或教導(dǎo)在制造LED器件過程中選擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14，以形成用于將透明電極 16連接到不透明總線30的通路60?？梢杂杀〗饘倌せ蛘哂上鄬ν该鞑⑶覍?dǎo)電的金屬氧化物層或者這些材料的組合 來形成透光上電極18。電子注入界面層(例如，氟化鋰(LiF)界面層)可以形成為EL介 質(zhì)結(jié)構(gòu)14的最上層，然后是鋁(Al)層。組合起來，例如在美國專利5，677，572中所描述 的，這些材料的層包括透光上電極18。其他有用的上電極材料集包括但不限于美國專利 5，059，861和5，059，862中公開的那些。本說明書中使用的術(shù)語“透明的”包括透過足夠 的光以使得LED器件能夠作為頂發(fā)射器有效工作的材料。例如，對于本發(fā)明有用的透明電 極材料的另選薄膜包括與電子注入層結(jié)合的銦錫氧化物(ITO)、或者低功函材料與其他金 屬或合金的合金(例如，Li/Ag，LiF/Al/Ag)，以及鎂與其他金屬的合金(例如，MgAg，MgAl，MgSn, MgIn或MgZn，有或者沒有附加的Ag層或者任何其他高導(dǎo)電性金屬或合金層)。在美國專禾Ij4，885，211,5, 247，190、日本專利 3，234，963、美國專利 5，703，436、 5，608，287,5, 837，391,5, 677，572,5, 776，622,5, 776，623,5, 714，838,5, 969，474、 5，739，545,5, 981，306,6, 137，223,6, 140，763,6, 172，459、歐洲專利 EP1076368 和美國專 利6，278，236和6，284，393中更詳細(xì)地描述了光學(xué)透明電極。通常通過蒸發(fā)、濺射或者化 學(xué)汽相沉積來沉積透明電極。當(dāng)需要時(shí)，可以通過許多公知方法來實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，包括但不限于 掩模(through-mask)沉積、整體蔭罩掩蔽(例如，如美國專利5，276，380和6，221，563以 及歐洲專利EP0732868中所述)、通過激光燒蝕，以及通過選擇性地化學(xué)汽相沉積。透光上電極16、17和各金屬上電極總線條30之間的電接觸提供了在上電極16、17 中的改進(jìn)的電力分配，由此允許在形成上電極18時(shí)使用基本上透光的材料。換句話說，可 以通過在這種電極和金屬導(dǎo)電的上電極總線條30之間設(shè)置多個(gè)電連接能夠基本減小或者 避免沿著或穿過透光上電極16、17的不期望的電壓降。上電極總線條30可以沿著或者穿過整個(gè)LED器件橫向延伸，并且可以設(shè)置在橫向 間隔開的下電極12之間的空間中。各上電極總線條30與公共透光上電極16、17電接觸， 以對該公共上電極中的電流分配或電力分配提供改善的均勻性。在前面的描述中，形成下電極12和上電極總線條30、在部分器件的所有功能部件 上沉積 有機(jī)EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14、從上電極總線條30選擇性地移除EL介質(zhì)14和形成與總線條 電接觸的公共透光上電極18的工藝順序能夠簡化制造具有改善的電力分配的不同類別的 頂發(fā)射型LED器件的方法。選擇性地移除EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)如上所述，例如可以通過激光燒蝕來實(shí)現(xiàn)選擇性地移除。在集成電路中設(shè)置的一 個(gè)或更多個(gè)激光器線性陣列可以在LED器件的表面上平移，其中該線性陣列相對于移除了 EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14的上電極總線條30對齊。另選地，可以相對于固定的激光器40的線性陣列 來平移LED器件。選擇性地移除EL材料的另一個(gè)方法包括使用具有開口 37的光學(xué)掩模36 (開口 37 相對于上電極總線條對齊)，并且透過這些開口將激光42或者來自另一光源的光的整片曝 光(flood exposure)照射到器件表面上，使得能夠同時(shí)從所有上電極總線條30燒蝕EL材 料。選擇性地移除EL材料的另一個(gè)方法包括利用被配置成從上電極總線條上，以及 從LED器件的發(fā)光區(qū)域外圍的其他區(qū)域上獨(dú)立地?zé)gEL材料的一個(gè)或更多個(gè)激光器。EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14相對較薄(例如，小于IOOnm)并且易于被選擇性地移除。該結(jié)構(gòu) 相對透明，但在所選擇的波長上吸收光或能量。上電極總線條30通常由金屬、金屬合金或 者金屬的夾層結(jié)構(gòu)制成，并且由此呈現(xiàn)一定的光反射性。由此該反射性，燒蝕過程停止在上 電極總線條30，由此防止了燒蝕超出要移除的EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)14?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于不同類別的OLED器件，例如聚合物OLED 器件(有源矩陣或無源矩陣)、頂發(fā)射型無源矩陣OLED器件和頂發(fā)射型有源矩陣OLED器 件。部件列表10 基板
12下電極14EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)Ιδ,ΙδΑ汽化微粒16第一透光上電極17第二透光上電極30上電極總線條31公共電連接32吸熱層 34電絕緣層36掩模37掩模開口40激光器42激光束43均勻輻射50微粒移除系統(tǒng)60通路100提供基板操作105沉積EL操作110沉積第一上電極操作115選擇性地移除操作120沉積第二上電極操作200激光燒蝕操作205活性氣體刻蝕操作210活性化學(xué)物質(zhì)刻蝕操作215活性微?？涛g操作
權(quán)利要求
一種制造頂發(fā)射型LED器件的方法，所述方法包括以下步驟a)在基板上設(shè)置橫向間隔開并且不透光的下電極以及與所述下電極電絕緣的上電極總線條；b)在所述下電極和所述上電極總線條上沉積形成EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料；c)在所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上沉積保護(hù)所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)免受微粒污染的第一透光上電極；以及d)選擇性地移除所述上電極總線條的選擇性部分上的所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的大部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇性地移除所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟還從 所述上電極總線條的一些部分上選擇性地移除所述第一透光上電極，以便暴露出所述上電 極總線條的至少一些上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法還包括以下步驟在所述第一透光上電極上 并且與其直接電接觸地沉積第二透光上電極，使得所述第二上電極至少與所述上電極總線 條的上表面電接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二透光上電極比所述第一透光上電極厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇性地移除所述上電極總線條的選擇性 部分上的所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟使得所述第一上電極至少與所述上電極總線條的上表面 電接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述選擇性地移除所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟包括 對所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行燒蝕。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料被加熱，以便對所述材料 進(jìn)行燒蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，通過局部暴露于激光束來實(shí)現(xiàn)所述加熱步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)選擇性地移除所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，將所述EL 介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料包含于所述第一透光上電極和所述上電極總線條之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟在要選擇性地移除所述EL 介質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域中，在所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上方或下方形成吸熱元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述吸熱元件形成于所述上電極總線條上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述吸熱元件是導(dǎo)電性的或者黑的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選擇性地移除所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟包括 以下步驟中的一個(gè)或更多個(gè)加熱、暴露于活性氣體、暴露于活性化學(xué)物質(zhì)、機(jī)械地移除微 粒以及暴露于活性微粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，同時(shí)形成所述下電極和所述上電極總線條。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在所述上電極總線條和所述下電極 之間設(shè)置電絕緣材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括向所述上電極或所述下電極提供公 共電連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟i)提供向所述上電極總線條照射的激光束；以及 )提供所述激光束和所述基板上沉積的上電極總線條之間的相對運(yùn)動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟 i)提供向所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)照射的均勻輻射源；以及 )在所述源和所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置掩模，并且所述掩模具有對應(yīng)于所述上電極 總線條的位置的掩模開口。
19.一種LED器件，所述器件根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制成。
20.一種LED器件，所述器件根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法制成。
全文摘要
一種制造頂發(fā)射型LED器件的方法，該方法包括以下步驟在基板上設(shè)置橫向間隔開并且不透光的下電極以及與所述下電極電絕緣的上電極總線條；在所述下電極和所述上電極總線條上沉積形成EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的材料；在所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)上沉積保護(hù)所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)免受微粒污染的第一透光上電極；以及選擇性地移除所述上電極總線條的選擇性部分上的所述EL介質(zhì)結(jié)構(gòu)的大部分。
文檔編號H01L51/56GK101842919SQ200880113877
公開日2010年9月22日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者唐納德·羅伯特·普羅伊斯, 米切爾·斯圖爾特·巴寶莉, 羅納德·史蒂文·科克 申請人:全球Oled科技有限責(zé)任公司