電光器件及其製造方法
2023-12-08 16:09:01
專利名稱：電光器件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及電光器件。本發明還涉及用於製造電光器件的方法。
背景技術：
電光器件是響應於電信號而提供光效應，或響應於光刺激而生成電信號的器件。 第一種的範例是發光二極體，諸如有機發光二極體和電致變色器件。第二種的範例是光伏電池。對於柔性塑料基底上的大面積OLED照明，需要大電流來驅動系統。用於陽極(例如ΙΤ0)和陰極(例如Ba/Al)的當前薄膜材料具有大的電阻率並且大的電流引起大的電壓降，這確定了光發射不均勻。為了在塑料基底上生產大面積柔性OLED器件，需要塑料基底的附加金屬化結構。為減小製造成本，優選地使用在線(inline)卷到卷(roll-to-roll) 網塗覆工藝將該構成的金屬化塗層施加於塑料箔的滾筒上。相應地，對於電光器件，諸如發光器件和電致變色器件，而且也對於光伏產品，存在對金屬化結構的需求，該金屬化結構一方面具有好的電導率，且另一方面對輻射具有高的透射。W02007/036850描述了有機二極體器件，其包括有機二極體結構，該結構具有陽極層、陰極層以及有機層。陽極層和陰極層之一具有分布在所述結構的表面上的一組接觸區。 阻擋層氣密地覆蓋所述結構並設置有與所述組接觸區對準的一組開口。金屬導體已經電鍍於所述阻擋層上並經由所述組開口與所述組接觸區接觸。電鍍的金屬導體對陽極和陰極進行分支，並且用以在大的有機二極體器件的區域上提供均勻的電壓分布，並用以提供均勻的亮度。
發明內容
本發明的目的是提供改善的電光器件。本發明的另一目的是提供用於製造電光器件的改善的方法。根據第一方面，提供了一種電光器件，所述電光器件包括-基底，所述基底支撐以下部件-第一電極和第二電極，-包括至少一個功能層的功能結構，所述功能結構電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結構，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極。根據第二方面，提供了一種製造電光器件的方法，所述方法包括以下相繼的步驟-提供第一金屬基底，-提供第二基底，-選擇性地刻蝕所述金屬基底以形成刻蝕的金屬結構，
-沉積功能結構。詞語「相繼的」理解為意指標識的步驟按它們以上提到的順序執行。然而，可以在執行兩個相繼的步驟之間執行一個或多個附加的步驟。刻蝕的金屬結構用作用於所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極的分支。以此方式，在發光二極體的情況下，實現了均勻的電壓分布。在選擇性地刻蝕前， 金屬基底用作承載物，使得能夠實現電光器件的各層的沉積。金屬基底容許高溫處理，這使得可能從較大的處理技術庫中選擇就處理速度和質量來說最佳的那些處理技術。通過選擇性地刻蝕金屬基底，能夠形成能夠用於對器件的陰極和/或陽極進行分支的輔助導電結構。隨著金屬結構被刻蝕，形成具有如下元件的構圖是相對容易的該元件在其高度和寬度之間就具有相對高的縱橫比。刻蝕的金屬結構可以例如具有導電線的構圖，該導電線具有該相對高的縱橫比。因此，刻蝕的金屬結構能夠具有高電導率，另一方面， 其基本是不可見的。能夠從為基本連續的層的剩餘物的金屬結構中的剩餘金屬的顆粒結構識別出這個。金屬箔具有此顆粒結構，因為它們是從金屬顆粒碾壓而成的。此外，能夠看到，剩餘金屬結構具有的形態特徵的特徵在於使用的刻蝕的類型，而不是源自沉積方法。需要注意，W02007/002376描述了用於製造光伏電池的方法。該方法包括使晶片與第一層接觸，第一層支撐金屬層，使得金屬層的至少一部分轉移至第二層以形成具有多個開口區域的網眼形式的光伏電池電極。根據W02007/002376，能夠通過如下方法在層上壓印來形成網眼電極。能夠使得表面中加工有圖案(例如網眼圖案)的晶片(例如熱壓印晶片)與第一層(例如柔性基底) 的背面接觸。第一層的正面能夠塗覆有連續金屬層。然後能夠使第一層的正面與第二層接觸，第二層用作接收層。當壓力施加於晶片上時，第一層的正面上的金屬層轉移並粘合到第二層上。施加到晶片的壓力能夠至少約為IOOpsi (例如，至少約為IOOOpsi，或至少約為 5000psi)。在一些實施例中，能夠在晶片接觸第一層的背面之前，使得第一層的正面與第二層接觸。根據另一方法，能夠通過化學刻蝕來製備網眼。然而，W02007/002376沒有公開刻蝕金屬基底的步驟跟隨提供第二基底的步驟。通過在發生刻蝕步驟之前首先提供第二基底，第一金屬基底能夠用作承載物，在製造工藝期間，電光器件的各個層能夠沉積於該承載物上，諸如第二基底和透明導電氧化物層。在電光器件的實施例中，至少一個電極作為層形成，其中，刻蝕的金屬結構的表面直接接觸該層。在此實施例中，在所述電極中的所述至少一個電極和所述刻蝕的金屬結構之間實現了非常可靠的電接觸。在電光器件的另一實施例中，刻蝕的金屬結構電耦合至至少一個電極，因為刻蝕的金屬結構的部分形成所述電極中的所述至少一個電極。還有，在此實施例中，因為電極與刻蝕的金屬結構形成整體，所以實現了非常可靠的電接觸。在方法的實施例中，在選擇性地刻蝕所述金屬基底的步驟之前，存在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟。在處理的初始階段，金屬基底用於支撐形成於其上的結構。一旦施加了(臨時)第二基底，則金屬基底不再具有支撐功能。輔助導電結構的厚度能夠基本上更小。因此，在均勻地減小的步驟中，能夠將金屬基底的厚度減小至待形成的導電結構的厚度。在方法的另一實施例中，選擇性地刻蝕金屬基底的步驟後跟著均勻地減小金屬基底的厚度的步驟。以此方式，獲得了具有不同圖案的刻蝕的金屬結構。概括地，刻蝕的金屬結構的輪廓現在更圓滑。如果期望在刻蝕的金屬結構上共形地沉積另一層作為進一步的處理步驟，則這有助於處理。均勻地減薄金屬基底的該步驟優選地導致以至少2的因子減小層的厚度。實踐中，金屬基底可以具有例如50-200 μ m的厚度，而導電結構具有例如1-50 μ m的範圍的厚度。在方法的實施例中，功能結構毯式地沉積於刻蝕的金屬結構上。利用例如印刷和狹縫模具技術能夠實現功能結構的此沉積方式，其是有吸引力的。在相對強地刻蝕金屬結構後毯式地沉積功能結構是可能的，因為在該情況下，得到的刻蝕的金屬結構具有平滑地彎曲的細節。這是例如在選擇性地刻蝕的步驟後跟隨均勻地減小金屬基底的厚度的步驟時的情況。在根據本發明的方法的實施例中，在刻蝕的金屬結構嵌入到第三基底後，去除第二基底，並且其中，功能結構施加於第二基底的位置。本實施例的優點是，不考慮導電結構的厚度，能夠毯式地施加功能層。在此實施例中，通過臨時粘合物例如臨時聯接第二基底。臨時粘合物可以是弱化的粘合物，其一方面在製造工藝的第一階段提供足夠的支撐，其中金屬層被處理並嵌入第三基底中，同時粘合物另一方面足夠地不牢固，以容許從具有第三基底的疊層剝離。根據本發明的方法得到一種電光器件，包括-基底，所述基底支撐以下部件-第一電極和第二電極，-包括至少一個功能層的功能結構，所述功能結構電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結構，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極。在電光器件的特定實施例中，至少一個電極作為層形成，其中，刻蝕的金屬結構的表面直接接觸該層。在此實施例中，在所述電極的所述至少一個電極和所述刻蝕的金屬結構之間實現了非常可靠的電接觸。在此情況下，電極和刻蝕的金屬結構之間的接觸表面與肋部的寬度和長度的乘積成比例。實踐中，肋部可以具有10至100 μ m的量級的寬度。電極沉積在刻蝕的金屬結構形成的開口中，即在肋部之間，如W02007/002376中公開的，接觸表面僅與肋部的長度和電極的高度的乘積成比例。在所述電極為透明導電電極的情況下，其高度應當限制於例如IOOnm至Ιμπι。因此，如在本發明的特定實施例中，將透明導電電極作為層施加於刻蝕的金屬結構的表面處，而不是在其開口中，在透明導電電極和刻蝕的金屬結構之間獲得了基本上更好的電接觸。在電光器件的另一實施例中，刻蝕的金屬結構電耦合至所述電極中的所述至少一個電極，因為所述刻蝕的金屬結構的部分形成所述電極中的所述至少一個電極。還有，在此實施例中，實現了非常可靠的電接觸，因為電極與刻蝕的金屬結構形成整體。
參照附圖更詳細地描述這些和其它方面。其中圖IA示意性地示出了電光器件；圖1B-1F在頂視圖中示出了根據本發明的器件的各種實施例的刻蝕的金屬結構；圖2A-2I示出了根據本發明的方法的實施例的步驟，其中圖21示出了利用該方法獲得的根據本發明的器件；圖2J示出了利用替代方法獲得的根據本發明的替代器件；圖3示出了根據本發明的器件的另一實施例；圖3A示出了製造圖3的器件的方法中的中間產品；圖4A-4D示出了替代方法的步驟；圖5A-5B示例了另一替代方法，其中圖5B示例利用另一替代方法獲得的器件；圖6A-6E示例另一替代方法，其中圖6E示例利用另一替代方法獲得的器件；圖7A示例根據本發明的器件的另一實施例；圖7B示例根據本發明的器件的另一實施例；圖8示例本發明的另一實施例的方面；圖8A示出了根據圖8中A-A的圖8的橫截面。
具體實施例方式在以下詳細描述中，闡明了許多具體細節，以提供對本發明的徹底的理解。然而， 本領域技術人員應當理解，可以實施本發明，而無需這些具體細節。在其它示例中，沒有詳細描述公知的方法、程序、以及部件，以便不使得本發明的方面模糊。於此使用的術語僅為描述具體實施例的目的並且不是意在限制本發明。如於此使用的，單數形式的「一」、「一個」以及「所述」意在也包括複數形式，除非上下文另外清楚地指明。還應當理解，於此說明書中使用的術語「包括」指定了存在闡明的特徵、整數、步驟、 操作、元件、和/或部件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特徵、整數、步驟、操作、元件、部件、和/或它們的組。此外，除非相反地清楚地闡明，「或」指包含的或且不排斥的。例如，條件A或B由以下任何之一得到滿足:A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且 B為真(或存在)，以及A和B均為真(或存在)。以下參照附圖更充分地描述本發明，其中，示出了本發明的實施例。然而，此發明可以以許多不同形式實施，且不應當視為限制于于此闡明的實施例。相反，提供這些實施例是為了此公開將徹底且完整，並且將充分地將本發明的範圍傳送給本領域技術人員。在附圖中，為清楚，可以誇大層和區域的大小和相對大小。應當理解，當提及元件或層「在另一元件或層上」、「連接至」或「耦合至」另一元件或層時，其能夠直接在另一元件或層上、直接連接或耦合至另一元件或層，或可以存在插入元件或層。相反，當提及元件「直接在另一元件或層上」、「直接連接至」或「直接耦合至」另一元件或層時，不存在插入元件或層。還應當理解，當提及方法的特定步驟在另一步驟之後時，其能夠直接在所述另一步驟之後，或者在執行該特定步驟之前可以執行一個或多個中間步驟。類似的數字始終指類似的元件。如於此使用的，術語「和/或」包括一個或多個關聯的列出項中的任何一個或它們的所有組合。應當理解，雖然可以於此使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區域、層、和/或部分，但是這些元件、部件、區域、層、和/或部分不應受到這些術語的限制。 這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層、或部分與另一區域、層、和/或部分相區別。從而，以下討論的第一元件、部件、區域、層、或部分可以稱做第二元件、部件、區域、層、或部分，而不會脫離本發明的教導。空間相對術語，諸如「在· · ·之下」、「在· · ·以下」、「低於」、「在· · ·以上」、「上部」
等於此可以用於便於描述如附圖中示例的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。應當理解，除附圖中描繪的取向外，空間相對術語意在涵蓋使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻轉附圖中的器件，描述為「在其它元件或特徵以下」或「在其它元件或特徵之下」的元件於是將取向為在所述其它元件或特徵以上。從而，範例術語 「在...以下」能夠涵蓋「在...以上」和「在...以下」兩種取向。器件可以另外地取向 (旋轉90度或其它取向)並且於此使用的空間相對描述符相應地被解釋。於此參照為本發明的理想化實施例(以及中間結構)的示意性示例的橫截面示例來描述本發明的實施例。同樣，預期會存在由例如製造技術和/或公差導致的從示例的形狀的變化。從而，本發明的實施例不應視為限制于于此示例的區域的特定形狀，而是應包括由於例如製造導致的形狀中的偏離。除非另外規定，於此使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的技術人員通常理解的相同意思。還應當理解，諸如在公共使用的詞典中定義的那些術語應當解釋為具有與它們在相關技術的環境中的意思一致的意思，並且不應以理想化或過於刻板的意義進行解釋，除非於此明確地規定。於此通過引用併入了於此提到的所有公開、專利申請、專利、以及其它參考文獻的整體。在衝突的情況下，本說明書，包括定義，將控制。另外，材料、方法、以及範例僅是示例性的，而不是意在限制。圖IA示意性地示出了電光器件1。該器件包括基底20，基底20支撐第一和第二電極15、36以及功能結構30，功能結構30包括電耦合到電極的至少一個功能層32、34。雖然實際中，使用多個功能層，例如10個，但是為簡化，假定多個為2個。該器件還包括刻蝕的金屬結構12，該金屬結構電耦合至至少一個電極15。圖IB示出了根據A的圖IA的器件的頂視圖的刻蝕的金屬結構。同樣地，圖IC至 IF示出了各種替代布局。為清楚，在這些圖中，僅示出了由刻蝕的金屬結構形成的導電結構。圖IB的刻蝕的金屬結構12包括相對窄的金屬分支線12a和相對寬的金屬母線 12b。分支線例如具有10至100 μ m的範圍的寬度，例如50 μ m,並用作用於至少一個電極的分支，這裡該至少一個電極為陽極15。母線12b具有1至5mm的範圍的寬度，例如1mm，以促進與器件1的電接觸圖IC至IF示出了刻蝕金屬結構12的各種其它布局。圖IC中，至少一個導電結構12c為梳狀結構。圖ID中，示出了均為梳狀結構形式並嚙合到彼此之中的導電結構12d、12e。
圖IE示出了類似迷宮的導電結構12f的另一範例。其它結構也是可能的，例如為蜂房形式。圖IF示出了其中布置了多個曲折導電結構12g、12h的範例。在該範例中，示出了一對導體，該對導體例如均承載電源的極。然而，可以存在附加導電結構，流入以承載控制信號。現在將參照圖IC的實施例更詳細地描述本發明。圖21示出了根據本發明的電光器件的第一範例實施例。在根據圖IC中的II-II 的橫截面中示出了該器件。在示出的實施例中，器件1是有機發光二極體。該器件包括嵌於陽極層15和陰極層36之間的功能結構30。各種材料可以用於發射輻射的目的。功能結構可以典型地包括任何有機電致發光(「EL」)材料，包括，但不限於，小分子有機螢光化合物、螢光和磷光金屬絡合物、共軛聚合物、及其組合物或混合物。螢光化合物的範例包括，但不限於芘(pyrene)、二萘嵌苯、紅熒烯、二氯甲烷(dcm)、香豆素、其衍生物、及其混合物。金屬絡合物的範例包括，但不限於，金屬螯合類咢辛化合物(metal chelated oxinoid compound)，諸如三(8_羥基喹啉)合鋁 (tris (8-hydroxyquinolato)aluminum, Alq3)；環金屬銥(cyclometalated iridium)禾口鉬電螢光化合物，諸如具有苯基吡啶(phenylpyridine)、苯基喹啉(phenylquinoline)、 或苯基嘧啶(phenylpyrimidine)配位體的絡合物，如Petrov等的美國專利6670645號、 公開的PCT申請W003/063555、以及W02004/016710中所公開的，以及例如公開的PCT 申請W003/008424、W003/091688、以及W003/040257中描述的有機金屬絡合物，及其混合物。Thompson等的美國專利6303238號以及Burrows和Thompson在公開的PCT申請W000/70655和W001/41512中描述了包括電荷攜帶基質材料(host material)和金屬絡合物的電螢光發射層。共軛聚合物的範例包括，但不限於，聚(亞苯基乙烯) (poly (phenylenevinylenes))、聚芴、聚(螺旋雙芴)、聚噻吩、聚對苯撐、它們的共聚物，並可以進一步包括它們的組合或混合物。特定材料的選擇可以取決於具體應用、操作期間使用的電位、或其它因素。在示出的實施例中，功能結構30包括PEDOT構成的厚度約70nm的第一層32和發光聚合物LEP構成的第二層34，該發光聚合物LEP選自上述一種材料，第二層34的厚度為50至lOOnm，這裡為80nm。陽極層15由Sn02:F形成。代替此材料，也可以使用其它透明導電材料，例如，諸如氧化鎘、氧化錫、氧化銦錫、氧化鋅、摻雜鋁、氟、鎵或硼的氧化鋅的透明導電氧化物。陰極層36由Ba/Al的雙層形成，包括厚度為5nm且與LEP層34接觸的鋇構成的第一層以及厚度為IOOnm且在Ba層上的Al構成的第二層。其它合適的材料是例如LiF或Ag。刻蝕的金屬結構12，這裡為鋁結構，包括高度為1至50 μ m且寬度為10至100 μ m 的肋部。在典型的範例中，肋部的高度為ΙΟμπ 且寬度為50μπ 。其它合適的材料是例如鉻、銅、鎳、鉬、銀、鋅。合金也是可能的。在實踐中，因為成本原因，例如銅或鋁的材料最適合。透明導電電極15直接聯接至刻蝕的金屬結構12的肋部。刻蝕的金屬結構12嵌入阻擋結構40中。通過交替的有機和無機層的疊層形成合適的阻擋結構，該疊層包括夾置於第一和第二無機層之間的至少一個有機層。有機層可以包括交聯(熱固)材料、彈性體、線性聚合物、或支化或超支化聚合物系統(branched orhyper-branched polymer system)、或前述材料的任何組合，這些材料可選地填充有無機顆粒，這些無機顆粒的尺寸足夠小以仍然確保光透射。有機層的材料優選地具有低比(specific)水蒸氣透射率和高疏水性。合適的交聯(熱固)系統的範例是任何單個下述物質或它們的任意組合脂肪族或芳香族環氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、飽和的烴丙烯酸酯、環氧化合物，環氧-胺體系、環氧-羧酸組合、氧雜環丁烷、乙烯基醚、乙烯衍生物，和硫醇烯體系。合適的彈性材料的範例是聚矽氧烷。合適的支化或線性聚合系統的實例是任何單個下述物質或它們的任何共聚物或物理組合聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚降冰片烯、環烯烴共聚物、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚六氟丙烯。無機層可以是任何陶瓷，包括但不限於金屬氧化物，諸如氧化銦αη2(Χ3)、氧化錫 (Sn02)、氧化銦錫(ITO)，金屬氮化物，如氮化鋁(AIN)、氮化矽(SiN)，碳化物，如碳化矽，金屬氮氧化物，例如氮氧化矽，或任何其它組合，諸如金屬氧碳化物、金屬碳氮化物、金屬氧碳氮化物。當電子裝置具有光學功能時，至少一側(基底或表層)是基本上透明的陶瓷是有重要作用的(relevant)。因此，合適的材料例如是氧化矽(Si02)、氧化鋁(A1203)、氧化鈦(Ti02)、氧化銦(In203)、氧化錫(Sn02)、氧化銦錫(ITO, In203+Sn02), (SiC)、氮氧化矽 (SiON)及它們的組合。無機層實際上基本比有機層薄。無機層的厚度應在10至IOOOnm的範圍，優選地在100至300nm的範圍，而有機層的厚度在0. 1-100 μ m之間，優選地在5和50 μ m之間。阻擋結構20的總厚度優選地至少為50 μ m。在基本上小於50 μ m的厚度，例如 20ym，得到的封裝的電子器件往往迅速損壞。優選地，總厚度小於500 μ m。如果厚度基本上大於例如1mm，則產品的柔性受到損害。圖2A-2I示出了根據本發明的方法的第一範例實施例。根據此實施例，在圖2A中示出的步驟Sl中，提供了金屬基底10，其所具有的金屬的厚度在50至500 μ m的範圍，如上所述。金屬可以是寬度為數十釐米且長度為數百米至公裡的薄片，使得能夠在連續工藝中對其進行處理，例如卷到卷工藝。如圖2B中所示，金屬層10設置有透明導電層15。各種方法可用於施加透明導電層，然而，最優選的是通過大氣壓力化學氣相沉積(APCVD)施加此層，因為這是快速且相對便宜的方法。在根據本發明的方法中，這使得可能，因為金屬基底經受得起APCVD所需的高處理溫度。在接下來的圖2C中所示的步驟S2中，將阻擋結構20施加於此透明導電層15的
自由表面上。可以通過所有種類的物理氣相沉積方法和所有種類的化學氣相沉積方法來施加阻擋結構20的無機層，物理氣相沉積方法諸如是熱蒸發、電子束蒸發、濺射、磁控濺射、反應濺射、反應蒸發等，化學氣相沉積方法諸如是熱化學氣相沉積(CVD)、光輔助化學氣相沉積(PACVD)、等離子增強化學氣相沉積(PECVD)等。可以通過所有種類的塗覆技術和所有種類的印刷技術來施加阻擋結構20的一個或多個有機層，該塗覆技術諸如是旋轉塗覆、狹縫模具塗覆、吻合塗覆、熱熔化塗覆、噴塗等，該印刷技術諸如是噴墨印刷、照相凹版印刷、苯胺印刷、絲網印刷、輪轉絲網印刷等。
阻擋結構20可以用作第二基底，其本身提供足夠的穩定性，而無需使金屬基底10 的存在成為必要。如果需要，可以在阻擋結構20的自由表面層壓附加箔。對於一些電光器件，諸如一些光伏電池，阻擋結構不是必須的。在該情況下，可以應用簡單的有機基底。在圖2D中示出的隨後的步驟中，以一致的方式將金屬基底10部分去除至1至 50μπι的厚度範圍，取決於該情況。優選地，通過刻蝕進行部分去除。通過範例方式，可以通過例如i^C13、硝酸或硫酸的刻蝕劑刻蝕銅基底。通過範例方式，可以通過NaOH、KOH以及磷酸和硝酸的混合物刻蝕鋁基底。在圖2E和2F中示出的步驟S3中，刻蝕的金屬結構12形成為金屬基底的剩餘部分。如圖2E中所示，施加構圖的光刻膠層14。例如通過正或負光刻工藝來對光刻膠層14 進行構圖。替代地，可以利用例如印刷工藝根據期望的圖案施加抗刻蝕漆層。在以下步驟中，刻蝕基底以產生期望的導電圖案12，例如導電線的圖案。實踐中，刻蝕工藝不僅在深度方向上去除金屬而且在橫向方向上去除金屬，使得剩餘光刻膠層或漆層14在通過刻蝕金屬結構12而形成的肋部的兩個側面上延伸。在圖2G中示出的隨後步驟S4中，施加功能結構30。在示出的實施例中，功能結構 30是包括PEDOT層32和LEP層34的發光結構。在另一實施例中，其中方法用於製造光伏電池，功能結構30可以包括用於將光輻射轉換為電壓的層。為該目的，可以使用例如銅銦二硒化物(copper indium diselinide)、碲化鎘等的材料。如果該方法用於製造電致變色元件，則再次可以將其它材料用於功能結構30。如圖2H中所示，在功能結構30處施加陰極層36。在示出的實施例中，陰極層是Ba 和Al的雙層。在實際實施例中，通過化學氣相沉積施加陰極層，例如通過PECVD工藝。歸因於構圖層14在刻蝕的金屬結構12形成的肋部上延伸的事實，防止了蒸發的陰極材料接觸金屬結構12，並由此防止了短路。在圖21中示出的最後步驟中，將在先前步驟中形成的結構嵌入阻擋結構40中。與用於阻擋結構20類似的材料可以用於此結構40。如前面參照步驟S2提到的，可以在阻擋結構20處施加附加箔50。這導致圖2J中示出的產品。為清楚起見，這些圖中未示例出電子器件是如何電連接到外部導體的。通過範例方式，可以通過衝壓相應孔來實現這個，例如通過雷射鑽孔，穿過至少一個阻擋層，朝向電子器件的電連接器12、36，並利用導電材料填充這些孔。在圖3中，對應於圖21中的那些部分的部分具有大100的參考數字。根據替代方法製造圖3中示出的器件。在此器件中，功能結構132、134以及電極136覆蓋透明導電層 115和毯式(blanket wise)導電結構112。通過進一步刻蝕圖2F中示出的半完成產品的導電結構12，直至導電結構112具有傾斜表面11 為止，能夠獲得圖3中示出的器件，傾斜表面11 朝向施加所述傾斜表面所在的層傾斜，這裡，該層為透明導電層115。在隨後的步驟中，功能結構132、134、陰極層136以及阻擋結構140能夠毯式地沉積於透明導電層115 和導電結構112形成的表面上。在參照圖2A至2J示例的方法中，首先均勻地減小金屬基底10的厚度，如圖2D中所示，然後在步驟S3中構圖，如圖2E和2F中所示。替代地，首先對金屬基底進行構圖，然後均勻地去除金屬的量也是可能的。這在圖4A至圖4D中示例出了。其中，與圖21中的那些部分對應的部分具有大200的參考數字。從圖2C的半完成的產品開始，在金屬基底210上形成構圖的光刻膠或漆層 (lacquer layer)，由此獲得圖4A中示出的半完成的產品。隨後，使用構圖的光刻膠或漆層 214選擇性地刻蝕金屬基底210，得到圖4B的半完成產品，其中，金屬基底210具有突出部分211。在隨後的步驟中，如圖4C中所示地去除光刻膠或漆層214，並且隨後均勻地刻蝕圖 4C的半完成產品的金屬基底210，使得其結果具有平滑地彎曲的表面細節，如圖4D中所示。 現在可以通過參照圖2G至2J，或圖3、3A中示出的步驟，或通過以下參照圖6E描述的步驟來進一步處理此半完成產品。圖5A和5B示例根據本發明的方法的另一實施例。其中對應於圖2A-2J的那些部分的部分具有大300的參考數字。在此實施例中，阻擋結構320直接施加於金屬基底310 處。如果因為機械強度所需，能夠施加支撐基底360。支撐基底例如為有機層，例如聚合物層，諸如PEN層或PET層。可以在具有阻擋結構320的金屬基底310處層壓有機層，得到圖 5A的半完成產品。有機層可以是使用粘合物層壓的。如果需要，可以在後面的步驟去除支撐基底360。不施加透明無機導電層。通過層32中的高電導率有機材料能夠提供橫嚮導電。因為通過結構312形成的兩個隨後的分支線之間的距離能夠相對地短，所以現有技術的諸如高電導率PEDOT的有機導體示出了足夠用於此目的的電導率。然後根據參照圖2D 至圖21描述的步驟處理圖5A的半完成產品，導致根據圖5B的電光器件。參照圖4A至4D 描述的替代步驟可以替代參照圖2D至2F描述的步驟。在另一實施例中，從圖2F或圖4D 的半完成產品開始，施加參照圖3描述的步驟。參照圖6A-6E描述根據本發明的方法的另一實施例。其中對應於圖2A-2J中的那些部分的部分具有的參考數字大400。從圖2B中示出的半完成產品開始，作為第二基底施加臨時承載物460。利用合適的粘合物層465將第二基底460，例如為聚合物箔，例如PED或 PEN箔，粘合至透明導電層415的自由表面，得到圖6A中所示的半完成產品。已經證明二甲基矽油(polydimethysiloxane，PDMS)可用於作為粘合物層465的材料。此材料提供了操作目的的足夠的粘性，同時容許在後面階段容易地對其進行去除。替代地，粘合物可以用於通過處理能夠被弱化的層465，該處理例如是熱處理或輻射處理。隨後，以與參照圖2D、 2E、2F描述的方式類似的方式對金屬基底410進行構圖。以此方式，獲得了圖6B的半完成產品。替代地，可以施加參照圖4A至4D描述的步驟。從圖6B的中間結果繼續，施加嵌入導電結構412的阻擋結構440，如圖6C中所示。阻擋結構440和用以嵌入的結構412現在形成容許去除臨時基底460和粘合物層465的第三基底，如圖6D中所示。從圖6D的半完成產品繼續，在通過透明導電層415形成的表面處作為疊層施加包括PEDOT層432、LEP層 434的功能結構330和陰極436。還有，這裡的層415是可選的。其功能可以替代地由有機導體，例如層432來履行。最後，施加封裝疊層的阻擋結構420。此實施例的優點是導電結構412能夠具有任意高度，而功能結構430能夠毯式地沉積。毯式沉積基本上比構圖沉積快並且便宜。如果需要，可以省略透明導電層415，使得導電結構412與功能結構430的層432直接接觸。在圖7A中，對應於圖6E中的那些部分的部分具有的參考數字大100。圖7示出了，代替在阻擋結構420中封裝疊層，替代地，利用金屬層570在陰極536的側面遮擋器件也是可能的。金屬層570例如為利用導電粘合物粘合至陰極536的鋁箔。代替鋁，其它金屬也是合適的，例如，諸如也適合用於基底的那些。另外，器件的側表面設置有密封物580。 可能的密封物包括例如環氧樹脂、丙烯酸脂、Norland 68 UV固化物、熱固化粘合物、壓敏粘合物，諸如例如熱固樹脂和熱塑塑料或室溫硬化(RTV)粘合物。密封物580通常包括具有低滲透性並提供粘性的任何材料。第一外部接觸部590可以直接施加於金屬層570。第二外部接觸部591可以經由中間導體592連接至導電結構512。通過例如在阻擋結構MO中鑽孔並以導電粘合物填充孔來形成中間導體592，鑽孔優選地通過雷射鑽孔。在其它實施例中，可以以模擬方式在外部接觸部和導電結構之間形成電連接。在圖7B中，與圖7A中的那些部分對應的部分具有的參考數字大100。圖7B示出了遮擋器件601的側面的替代方式。在此情況下，通過使用密封物680聯接至器件的側面的柔性邊緣密封件685密封側面。柔性邊緣密封件685可以由金屬箔形成，例如銅或鋁箔。 可以如參照圖7A描述的使用密封物680。對於許多實際目的，刻蝕的金屬結構電耦合到僅一個電極。例如，對於有機發光二極體中的應用，用於陰極的材料，諸如Ba/Al和LiF具有相對好的電導率，使得僅必須支撐陽極層。然而，對於甚至更大區域，可能必須支撐兩個電極。圖8在頂視圖中示出了不使用瞳孔如何實現這個的範例。圖8A還利用根據圖8 中A-A的橫截面闡明了這個。在圖8和8A中示出的實施例中，對應於圖21的部分具有的參考數字大700。圖8中示出的器件包括如參照圖21描述的多個刻蝕的金屬結構。除刻蝕的金屬結構712外，存在主導電線716，其也是在刻蝕工藝後作為金屬箔的剩餘物得到的。 主導電線與刻蝕的金屬結構712形成整體。另外，主導體718還存在為作為刻蝕工藝後金屬箔的剩餘部分。在沒有透明導電層715的區域中施加另一主導體718，並且陰極層736在這些另外的主導體718上延伸，使得它們電連接至另外的主導體。需要注意，可以在器件的各個部分中施加吸氣材料。例如，可以利用功能結構封裝吸氣材料。替代地，吸氣材料可以存在於阻擋結構的有機層中。各種乾燥材料可以選擇為吸氣物，乾燥材料諸如是分子篩(或沸石)、鹼土金屬氧化物、金屬氧化物、硫酸鹽、氯化物、 溴化物。沸石是特別適合的。沸石是通過物理吸附吸收溼氣的材料並且可以天然地或人造地得到，二者都是合適的。天然沸石為鋁以及鈉或鈣、或二者的含水矽酸鹽，為如下類型 Na20、A1203、xH20、以及xSi02。人造沸石通過凝膠工藝或粘土工藝得到，其形成沸石所增加至的基質。公知的沸石包括菱沸石(也稱作沸石D)、斜發沸石、毛沸石、八面沸石(也稱做沸石X和沸石Y)、鎂鹼沸石、發光沸石、沸石A、以及沸石P。例如，類型3A、4A以及13X沸石均具有吸附水分子的能力。這些沸石包括Na20、A1203、以及Si02。除溼氣外，某些吸附吸氣物能夠吸附氣態汙染物，諸如氣態H2和02。電光器件還可以設置有設置有散射顆粒的層，與該層的相對低的折射係數相比， 散射顆粒具有相對高的折射係數，以提高光輸出。可以例如在器件的自由表面施加該層。在權利要求中，詞語「包括」不排除其它元件或步驟，並且不定冠詞「一」或「一個」 不排除多個。單個部件或其它單元可以履行權利要求中記載的數項的功能。某些措施記載在相互不同的權利要求中的僅有事實不表示不能有利地使用這些措施的組合。權利要求中的任何參考符號不應視為限制其範圍。
權利要求
1.一種電光器件(1)，包括:-基底(20)，所述基底00)支撐以下部件-第一電極和第二電極(15，36)，-包括至少一個功能層(32，34)的功能結構(30)，所述功能結構(30)電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結構(12)，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極 (15)。
2.根據權利要求1所述的電光器件，其特徵在於，所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極(15)形成為層(15)，其中，所述刻蝕的金屬結構(12)的表面直接接觸所述層。
3.根據權利要求2所述的電光器件，其中，所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極是透明導電電極(15)，所述透明導電電極直接附著至所述刻蝕的金屬結構 (12)的肋部。
4.根據權利要求3所述的電光器件，其中，所述刻蝕的金屬結構(12)嵌入於阻擋結構 (40)中。
5.根據權利要求3或4所述的電光器件，其中，阻擋結構00)施加於所述透明導電電極(15)與所述透明導電電極(15)的附著至所述刻蝕的金屬結構(12)的所述肋部的表面相反的表面。
6.根據權利要求3所述的電光器件，其中，所述刻蝕的金屬結構(12)的肋部在與所述透明導電層(1 相反的側設置有剩餘光刻膠或漆層(14)，所述剩餘光刻膠或層(14)在所述肋部的兩側延伸。
7.根據權利要求2所述的電光器件，其中，所述功能結構(132，134)與所述第一電極和所述第二電極中的另一電極(136)毯式地覆蓋所述透明導電電極和所述刻蝕的金屬結構 (112)。
8.根據權利要求1所述的電光器件，其特徵在於，所述刻蝕的金屬結構(312)電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極，因為所述刻蝕的金屬結構(312)的部分(312a)形成所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極。
9.一種用於製造電光器件(1)的方法，包括以下相繼的步驟-提供(Si)第一金屬基底(10)，-提供(S2)第二基底(20)，-選擇性地刻蝕(S； )所述金屬基底以形成刻蝕的金屬結構(12)，-沉積(S4)功能結構(30)。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，在選擇性地刻蝕所述金屬基底(10)的步驟之前，給所述第一金屬基底(10)提供透明導電層。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，在提供第二基底的步驟之前，給所述第一金屬基底(10)提供透明導電層，並且其特徵在於，通過APCVD工藝施加所述透明導電層。
12.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，選擇性地刻蝕(S； )所述金屬基底的步驟在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟之後。
13.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，選擇性地刻蝕所述金屬基底的步驟(S3)在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟之前。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，以至少2的因子均勻地減小所述金屬基底的厚度。
15.根據權利要求9所述的方法，其中，所述功能結構毯式地沉積在所述刻蝕的金屬結構之上。
16.根據權利要求9所述的方法，其中，在將所述刻蝕的金屬結構嵌入第三基底後，去除所述第二基底，並且其中，所述功能結構施加於所述第二基底的位置。
17.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第二基底直接施加於所述第一金屬基底。
全文摘要
提供了一種電光器件(501)，包括基底(570)，所述基底支撐以下部件第一電極和第二電極(515，536)，包括至少一個功能層(532，534)的功能結構(530)，所述功能結構(530)電耦合至所述電極，刻蝕的金屬結構(512)，電耦合至所述電極中的至少一個電極(515)。
文檔編號H01L51/52GK102318102SQ200980155579
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者A·M·B·范莫爾, C-C·范, E·W·A·楊, E·德科姆佩內爾, H·利夫卡, J·S·威爾遜 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 荷蘭應用科學研究會(Tno)