帶有輔助陰極總線的有機電致發光器件的製作方法
2023-05-15 10:05:11
專利名稱：帶有輔助陰極總線的有機電致發光器件的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及一種有機電致發光器件(EL)，具體地涉及具有輔助陰極總線和在陰極總線上形成的接觸構造的有機EL器件，該接觸構造提供位於光可透射陰極和總線之間的電接觸。
背景技術：
無源矩陣有機EL器件是通過將有機EL介質層夾在成為圖案的陽極和垂直取向的陰極中形成的。在一傳統的像素化無源矩陣有機EL器件中，在例如玻璃襯底的光可透過襯底上形成光可透射陽極，如銦錫氧化物(ITO)陽極。有機EL介質層沉積在陽極和襯底上，一個或多個陰極沉積在EL介質層上。
這種傳統的無源矩陣有機EL器件是通過在單獨的行(陰極)和單獨的列(陽極)之間施加電壓(也被稱作驅動電壓)來操作的。當陰極相對於陽極具有更負的偏壓時，由陰極和陽極重疊區域限定的像素導致光發射，所發射的光穿過陽極和襯底到達觀測者。
為了用傳統器件顯示信息或圖像，必須將所有行(陰極)分別激勵或尋址，並必須在所選擇的短於人類視覺系統響應的幀時間內，目的是避免感覺到閃爍顯示。各單獨行(陰極)被激勵的時間是幀時間的一小部分(1/行數)。因此必須操作或驅動行內的像素，以提供發射光的亮度(光通量)，其是陰極行數和顯示的光通量平均值的乘積。因此，行內的每個像素需要相對高的瞬時光通量，而這又需要相對厚(一般為0.15到0.3微米)的陰極，以傳導激勵電流I往返於陰極而激勵電壓不會沿著陰極長度尺寸過度下降。這種相對厚的陰極是不透光的，因此阻止光通過該陰極發射。
與所述不同的是，如果在無源矩陣有機EL器件中需要通過陰極進行光發射，金屬制的陰極必須足夠薄，以允許發射光透過。但是，由於陰極厚度減薄，陰極變得不適合於傳導所需的瞬時激勵電流I，因為一陰極行的電阻R由於陰極厚度降低而增加。因而沿著陰極的電壓降ΔV＝IxR增加，造成必須施加不合意的更高的激勵電壓。
雖然以平面圖顯示的附解示例了一種無源矩陣有機EL器件或具有四個陽極和四個陰極的其前身，應當理解的是相對大面積、高解析度的有機EL顯示屏將具有與大數量陽極列相交的大數量陰極行。在構造這樣的顯示屏時，陰極厚度必須進一步增加，以傳導相應於陰極行中各像素所需瞬時光通亮的瞬時激勵電流I。為使不合意的沿著每個電阻為R的陰極的電壓降ΔV＝IxR最小化，可能需要約1微米的陰極厚度值。
為了對這些相對厚的陰極進行有效地陰極分隔，需要相對長或相對高的陰極分隔遮蔽結構，而這是難以製造的。形成相對厚的陰極還具有的一個缺陷是夾在陽極和陰極之間的有機EL介質層中具有微小缺陷可造成一個陽極和一個相對厚的陰極之間永久「短路」。如果能夠製作相對薄的陰極，這種「短路」可能不那麼顯著和/或可自愈。
發明內容
因此本發明的目的之一是形成具有多個陰極的無源矩陣像素化有機EL器件，其中陰極厚度太薄以致不能傳導所需的瞬時電流，而且在每個陰極和相應的陰極總線金屬層之間提供至少一個能夠傳導所需瞬時電流的電接觸。
本發明的另一目的是提供一種製作無源矩陣像素化有機EL器件的方法，該器件具有一個陰極總線金屬層和在陰極總線金屬層上形成的、用於在薄陰極和陰極總線金屬層之間提供電接觸的至少一個陰極總線遮蔽結構。
本發明的另一目的是提供一種製作無源矩陣像素化有機EL器件的方法，該器件具有多個間隔開的薄陰極，每個陰極與陰極總線金屬層電接觸，而陰極總線金屬層與從器件襯底一個邊緣向內延伸的陰極連接器電接觸。
本發明還有一個目的是提供一種製作無源矩陣像素化有機EL器件的方法，該器件具有多個間隔開的薄陰極，每個陰極與陰極總線金屬層電接觸，其中陰極總線金屬層形成延伸到器件襯底一個邊緣的陰極連接器。
本發明的另一目的是提供一種製作無源矩陣像素化有機EL器件的方法，該器件具有多個間隔開的光可透過陰極，每個陰極與陰極總線金屬層電接觸，其中陰極總線金屬層形成延伸到器件襯底一個邊緣的陰極連接器。
在製作具有薄陰極的無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件的方法中，可以實現以上和其它的目的和優點，該方法包括以下步驟a)提供一個襯底，具有在其上形成有多個間隔開的陽極以及從襯底的一個邊緣向內延伸、用於提供電連接的多個間隔開的陰極連接器，由此可以在被選擇的陽極和被選擇的薄陰極之間施加驅動電壓，以從被選陽極和被選陰極形成器件的一個像素髮射光；b)在陽極和襯底上形成多個間隔的電絕緣底層(base layer)，其以垂直於陽極方向且在每個間隔的陰極連接器的一部分之上延伸，並在該底層上形成一個開口(opening)或切口(cut-out)以延伸到所述部分的陰極連接器上；c)在每個底層部分上形成導電的陰極總線金屬層，該總線金屬層至少延伸到開口或切口中，以給每個間隔的陰極連接器提供電接觸；d)在每個底層上形成電絕緣的有機陰極分隔遮蔽結構，並在陰極總線金屬層一部分之上形成至少一個有機陰極總線遮蔽結構；e)在襯底上提供一個限定沉積區域的掩膜，以沉積有機EL介質層並在有機EL介質層上沉積導電的陰極；f)通過被導向襯底進入沉積區的有機EL材料的汽相沉積而第一沉積有機EL介質層，並且採用這樣一種相對於步驟d)形成的遮蔽結構的有機EL材料汽相沉積方向，使所形成的有機EL介質層在與每個遮蔽結構的底部(base)隔開的位置終結；以及g)通過被導向有機EL介質層進入沉積區的導電陰極材料的汽相沉積而第二沉積導電的薄陰極，並且採用這樣一種相對於步驟d)形成的遮蔽結構的導電材料的汽相沉積方向，以形成多個間隔的薄陰極，每個間隔的陰極與相應的陰極總線金屬層電接觸，其電接觸的位置是有機EL介質層與至少一個陰極總線遮蔽結構的底部隔開的位置。
圖1-7示意性地描繪的是製作現有技術中的像素化有機電致發光(EL)器件的若干方面，其中圖1是具有多個間隔陽極，陰極連接器和延伸方向垂直於陽極的陰極分隔遮蔽結構的襯底的平面圖；
圖2是沿圖1剖面線2-2的襯底的剖視圖；圖3是沿圖1剖面線3-3的襯底的剖視圖；圖3A是有機陰極分隔遮蔽結構的放大剖視圖，其具有一個底部和位於底部之上的一個遮蔽結構；圖4是一襯底的平面圖，其有部分被限定第一沉積區的第一掩膜覆蓋，以在襯底上沉積有機EL介質層；圖5是沿圖4剖面線5-5的襯底的放大剖視圖，指明有機EL介質層部分是通過從以基本上垂直於襯底的方向入射到襯底上的第一沉積區域的蒸汽流汽相沉積形成的；圖6是部分被第二掩膜覆蓋的襯底的平面圖，第二掩膜限定第二沉積區，以在有機EL介質層上和部分陰極連接器上沉積導電陰極，由此有機EL介質層將保護陽極，使之不與陰極電接觸；圖7是沿圖6剖面線7-7的放大剖視圖，顯示了形成在陰極連接器和陰極之間的電接觸區域，陰極通過陰極分隔遮蔽結構與相鄰的陰極隔開，其中陰極分隔遮蔽結構遮蔽了以基本上與襯底垂直的方向入射到襯底的第二遮蔽區的陰極材料蒸汽流；圖8-15示意性顯示的是製作依據本發明的像素化有機電致發光(EL)器件的方面，在該器件的襯底上具有多個隔開的陽極，陰極分隔遮蔽結構，其上形成有多個陰極總線遮蔽結構的陰極總線金屬層和陰極連接器，且每個陰極連接器與相應的陰極總線金屬層電接觸，其中圖8是一襯底的平面圖，該襯底具有多個隔開的陽極，以垂直於陽極方向延伸的陰極分隔遮蔽結構，兩個邊界層和隔開的陰極連接器，每個陰極連接器與其上形成有多個陰極總線遮蔽結構的陰極總線金屬層電接觸；圖9是沿圖8剖面線9-9的放大剖視圖，顯示了形成在陽極和襯底上的多個邊界層的一個；圖10是沿圖8剖面線10-10的放大剖視圖，顯示了通過形成在電絕緣底層中的一個開口與陰極總線金屬層電接觸的陰極連接器；圖10A是放大部分的平面圖，顯示了在形成於電絕緣底層中的切口部分與陰極總線金屬層電接觸的陰極連接器，從而提供了一種替代的電接觸方式；
圖11是沿圖8剖面線11-11的放大剖視圖，顯示了一陰極分隔遮蔽結構和形成於陰極總線金屬層之上的陰極總線遮蔽結構；圖12是圖8所示襯底的中心部分的透視圖；圖13是一有機EL器件的平面圖，其中已通過在掩膜限定的沉積區汽相沉積，在圖8所示的襯底上形成有機EL介質層和薄的或/和光可透過陰極；圖14是沿圖13剖面線14-14的放大剖視圖，顯示了陰極分隔遮蔽結構，其中第一(有機EL)和第二(陰極)汽相沉積分別形成有機EL介質層和陰極，並且陰極總線金屬層與陰極連接器電接觸；圖15是沿圖13剖面線15-15的放大剖視圖，顯示了陰極分隔遮蔽結構和陰極總線遮蔽結構，其中第一(有機EL)和第二(陰極)汽相沉積分別形成有機EL介質層和陰極，並且陰極與陰極總線金屬層電接觸；圖16-18示意顯示的是提供依據本發明的器件襯底的形式，其中陰極總線金屬層具有延伸到襯底一個邊緣的變寬部分，其功能是作為陰極連接器，由此免除了陰極連接器遮蔽結構，其中圖16是一襯底的平面圖，該襯底具有多個隔開的陽極，延伸方向垂直於陽極的陰極分隔遮蔽結構，兩個邊界層和其上形成有多個陰極總線遮蔽結構的陰極總線金屬層，所形成的陰極總線金屬層延伸到位於襯底邊緣的變寬部分中；圖17是沿圖16剖面線17-17的放大剖視圖，顯示了陰極分隔遮蔽結構和形成在陰極總線金屬層上的陰極總線遮蔽結構；圖18是沿圖16剖面線18-18的放大剖視圖，顯示了形成在電絕緣底層變寬部分之上的陰極總線金屬層的變寬部分；圖19-21示意顯示的是提供一器件襯底的形式，其中多個陰極總線遮蔽結構被一個伸長了的陰極總線遮蔽結構替代，其中圖19除了具有在陰極總線金屬層之上形成有一個伸長了的陰極總線遮蔽結構的特徵之外，具有圖16所示襯底特徵的器件襯底的平面圖，圖20是沿圖19剖面線20-20的放大剖視圖，顯示了陰極分隔遮蔽結構和形成在陰極總線金屬層之上的一個陰極總線遮蔽結構；以及圖21是圖19所示襯底的一部分的透視圖，顯示了延伸到襯底邊緣的變寬部分。
具體實施例方式
由於各層的厚度太薄，附圖必然是一種示意性質，而且由於不同元件的厚度差異太大，以致不能按比例描繪或按照方便的比例定標，為了清楚簡明，平面圖顯示的無源矩陣襯底或器件僅具有四個陰極和四個陽極。此外，在實際中附圖顯示的單個有機電致發光(EL)介質層可包括數層，例如有機空穴-注入和空穴-輸送層，能發射單色光或色調的有機發光層，或通過在被選的像素位置用被選的有機發光摻雜材料適當摻雜有機發光基質材料，能發射紅，綠或藍光(R，G，B)之一的有機發光層，以及有機電子-輸送層。通過合適選擇發光摻雜劑，有機電致發光介質還可以發射白光。另外，有機EL介質層可包括一種或多種能發光的有機聚合物層。
術語「陰極」代表能夠將電子(負載荷子)注入到有機EL介質層的電極，術語「陽極」代表能夠將空穴(正載荷子)注入到有機EL介質層的電極。術語「薄陰極」描述的是具有這樣一種厚度的陰極，其在與陰極總線金屬層不處於電接觸的情況下，將具有不合意的高電阻，以及相應的沿陰極長度尺寸的不合意的高電壓降。術語「光可透過」描述的是襯底，陽極或陰極透過由有機EL器件的多個像素或一個像素產生的光的至少50％。
為了更詳細地理解發明，以下將參考圖1-7描述製作現有技術中像素化有機電致發光(EL)器件的方案。
圖1是構造為10-1的襯底的平面圖，其包括光可透過襯底12，且其上具有多個間隔的光可透過陽極14，以及從襯底的一個邊緣向內延伸的多個間隔的陰極連接器20。多個有機陰極分隔遮蔽結構30形成在陽極和部分襯底12之上，其延伸方向垂直於陽極。陰極分隔遮蔽結構30是電絕緣的，其作用是提供多個隔開的陰極，且每個陰極將與陰極連接器20電接觸。在圖1中指示了x方向上的有源像素尺寸Px和y方向上的有源像素尺寸Py。
光可透過襯底12可由玻璃，石英，合適的塑料材料等製造。陽極14優選用銦錫氧化物(ITO)製造，陰極連接器20優選由低電阻金屬，如銅，鋁，鉬等製造。
雖然在附圖中未顯示，應當理解的是每個陽極14可具有形成於其上的低電阻金屬連接器墊片(pad)，且從襯底12的一個邊緣向內延伸，例如，從圖1所示的下部邊緣。
圖2是沿圖1剖面線2-2的構造10-1的剖視圖，顯示的是襯底中的陰極分隔遮蔽結構。
圖3是沿圖1剖面線3-3的構造10-1的剖視圖，顯示的是位於兩個相鄰陰極分隔遮蔽結構30之間的陰極連接器20。
圖3A是陰極分隔遮蔽結構30之一的放大剖視圖，其中包括電絕緣底層32和在底層32之上、中心線31附近形成的電絕緣陽極遮蔽結構34。底層32的寬度WB比有機遮蔽結構34的寬度WS要寬。底層可由一種有機材料或一種例如玻璃，二氧化矽等的無機材料形成。
總的來說，在製作傳統無源矩陣有機EL器件(以整合的遮蔽掩膜形式)中，採用陰極分隔遮蔽結構是為了相鄰陰極之間提供電絕緣，如US 5276380A和US 5701055A中公開的，這些公開出版物在此引入作為參考。
圖4是構造10-2的平面圖，其中襯底12的部分被限定第一沉積區52的第一掩膜50覆蓋。有機EL介質層54形成在襯底的沉積區52(為了使顯示清楚，形成在掩膜50上的EL介質的沉積物未顯示)之內。第一掩膜50和其沉積區域52相對於抽空的汽相沉積室外部的襯底12精確地定向，它是先於通過汽相沉積室(未顯示)內部的汽相沉積形成EL介質層54的。
轉到圖5，它顯示的是沿圖4剖面線5-5的襯底12的放大剖視圖。所示的有機EL介質層54的若干部分是通過有機EL材料的蒸汽流53的汽相沉積形成的，該蒸汽流指向襯底12的沉積區域52，其方向基本上垂直於襯底(或，可替代的是，基本上平行於陰極分隔遮蔽結構30的中心線)。
圖6是有機EL器件10的平面圖，其中襯底12的多個部分被第二掩膜60覆蓋，該第二掩膜60限定第二沉積區62，以在有機EL介質層54上汽相沉積導電陰極66，且該第二掩膜60相對於所述襯底12的多個部分偏移，以提供位於陰極(相互之間由有機陰極分隔遮蔽結構30隔開)和陰極連接器20之間的接觸區域24。
應當理解的是在形成陰極66之前，第一掩膜50(參見圖4)必須與位於真空沉積室內的襯底12分隔，而且必須控制第二掩膜60，使其最大可能地與事先形成的也是在沉積室內的有機EL介質層54對準。
圖7是沿圖6剖面線7-7的放大剖視圖，顯示的是位於陰極連接器20一部分和陰極66之間的接觸區域24。相鄰的陰極66互相由陰極分隔遮蔽結構30隔開，陰極66是由陰極材料蒸汽流63形成的，蒸汽流導向襯底進入沉積區62，其方向基本上垂直於襯底(或基本上與遮蔽結構的中心線31平行)。
如圖5和7所示，當蒸汽流53和63導向如圖5和7所示的襯底的沉積區域52和62時，由於這種結構的遮蔽效應，有機EL介質層54和陰極66終結於底層32位於與遮蔽結構34的底部隔開的位置處。
從圖6的器件10除去掩膜60時，通過由陰極連接器給選定陰極和選定陽極之間施加電壓來操作無源矩陣有機EL器件10，當選定陰極比選定陽極具有更負的偏壓時，一選定的像素Px、Py將通過光可透過陽極14和光可透過襯底12發射光。
圖8是在沉積有機EL介質層之前的、構造為200-1的襯底的平面圖。襯底212可以是一種不透光的襯底，例如一種不透光的塑料襯底或陶瓷襯底。另外，襯底212還可以是一種光可透過襯底。多個隔開的陽極214形成於襯底之上。陽極優選的是由具有大於4.0eV的功函數的材料形成的，例如，氧化錫，銦錫氧化物(ITO)，金，銀，銅，鉑或鉭。只有在光可從器件穿過光可透過陰極發射時，才使用不透光的陽極。在該構造中，這種陽極優選在整個有機EL器件的發射光的波長範圍處有光反射。導電的陰極連接器220從襯底212的一個邊緣向內延伸，用於將多個間隔的陰極的每一個與驅動電壓產生器連接。
通過利用光刻術在光刻膠形成圖案這個領域的技術人員公知的光刻過程的步驟，現在，在陽極214之上和襯底之上形成了電絕緣底層。更具體地，電絕緣邊界層240和底層238開始形成，並以垂直於陽極214的方向延伸。
電絕緣邊界層240和電絕緣底層238可由無機材料形成，例如玻璃，二氧化矽或氧氮化矽。這些無機層可通過形成圖案的掩膜藉助沉積而形成圖案。此外，可通過光刻過程的步驟形成這些無機層的圖案，其中的步驟包括光刻成型工藝領域的技術人員公知的蝕刻過程。此外，電絕緣的邊界層240和電絕緣的底層238可由有機材料形成，例如傳統的正性或傳統的負性光致抗蝕劑，可對其圖像式曝光，進行活化輻射，然後用已知「光刻術」領域中的建立成熟的圖案顯影步驟形成圖案。
在形成邊界層240和底層238的同時，在邊界層240之一(顯示在圖8最上部的位置處)中產生一開口249，並且在每個底層238中形成一開口239，這些開口延伸穿過各層，達到陰極連接器220。
在邊界層240之一的一部分之上和每個底層238的一部分之上形成一陰極總線金屬層290。通過各開口239和249，該陰極總線金屬層為相應的陰極連接器220提供電接觸。該陰極總線金屬層可由導電金屬製造，例如鉻，銅，銀，鉬-鉭，鉑等，因此提供沿長度尺寸方向的低電阻和相應的低電壓降。通過電絕緣底層238和邊界層240中的開口239和249，在各總線金屬層290和相應的陰極連接器220之間提供一低電阻的電接觸。可通過上述的直接-沉積或光刻過程的步驟形成該陰極總線金屬層的圖案。
在每個底層238未被陰極總線金屬層290覆蓋的部分形成一個有機陰極分隔遮蔽結構230。多個陰極總線遮蔽結構236同時形成在各陰極總線金屬層290之上。
圖9是沿圖8剖面線9-9的放大剖視圖，顯示了陽極214的部分和電絕緣有機邊界層240。
圖10是沿圖8剖面線10-10的放大剖視圖，顯示了具有形成於底層238一部分上的有機遮蔽結構234的電絕緣有機底層238，該遮蔽結構234具有中心線235，且包括與底層238結合的有機陰極分隔遮蔽結構230。通過底層238中的開口239，陰極總線金屬層290與陰極連接器220電接觸。該電接觸區域由280指示。
圖10A是襯底構造的部分放大平面圖，其顯示了在陰極總線金屬層290和陰極連接器220之間提供電接觸的一種可替代的方法。此處，在底層238中形成切口部分239C，代替上述開口239。陰極總線金屬層290延伸到該切口部分中，在此處提供與陰極連接器220的電接觸。
圖11是沿圖8剖面線11-11的放大剖視圖，顯示了陽極214，電絕緣有機底層238，遮蔽結構234，和其上形成了有中心線237的有機陰極總線遮蔽結構236的陰極總線金屬層290。
圖12是圖8襯底構造200-1的中心部分的示意透視圖。由於所描繪的陰極總線遮蔽結構236僅是圖示的目的，在該結構的平面圖中觀察到其具有環形形狀，應當理解的是該遮蔽結構可具有多邊形的形狀，例如正方形(參見圖16)或六邊形形狀。
圖13是通過直接向襯底212的掩膜270所限定的沉積區域272汽相沉積，在形成有機EL介質層274和形成有機EL介質層274上的陰極276之後的整個有機EL器件200的平面圖。掩膜270掩蓋部分陰極連接器220和部分陽極214，使其不被沉積。為了清楚起見，在圖13中未顯示形成在掩膜270上的沉積物。
現參考圖14和15描述有機EL介質層274和一個(或多個)陰極276的汽相沉積，其分別是沿圖13剖面線14-14和15-15的放大剖視圖。
一起觀察圖14和15，第一沉積的有機EL材料的蒸汽流273導向襯底進入掩膜270(參見圖13)限定的襯底沉積區域272，其方向基本上垂直於襯底212(或基本上與遮蔽結構234和236的中心線235和237平行)，由此形成有機EL介質層274。在這種第一沉積方向中，遮蔽結構234和236相對於蒸汽流273投射了陰影，由此有機EL介質層274在隔開這些遮蔽結構底部的位置處終結。有機EL介質層274的這些隔開位置在圖14左邊顯示的陰極分隔遮蔽結構230(其包括遮蔽結構234和底層238)處，以及在圖15所示的陰極分隔遮蔽結構230和陰極總線遮蔽結構236位置處是明顯的。
在圖14的剖視圖的背景中可看到陰極總線遮蔽結構236，其描繪了如參考圖10所述的陰極總線金屬層290和陰極連接器220之間的電接觸的接觸區域280。在該視圖中，有機EL介質層274延伸於陰極總線金屬層290之上。
在圖15中，陰極總線遮蔽結構236被截面化，並且該結構236在有機總線金屬層290的中心線237附近形成。
再一次一起參考圖14和15，第二沉積的陰極材料的蒸汽流275導向剛形成的有機EL介質層274進入掩膜270(參見圖13)限定的相同的沉積區域272。但是，與前面描述的有機EL材料的蒸汽流273方向相反，陰極材料蒸汽流275相對於遮蔽結構234和236的中心線235和237對著一角Θ，以形成被陰極分隔遮蔽結構230隔開的分隔陰極的陰極276。
對於遮蔽結構234(與電絕緣底層238一起形成的陰極分隔遮蔽結構230)，陰極276終結的發生是在襯底238之上的位置，由此其與其它有機EL器件200的電「有源」元件電斷開或絕緣。
由於每個陰極276與相應的有機總線金屬層290(也被稱作陰極總線金屬導體)的多個陰極總線遮蔽結構236的每一個在接觸區域電接觸，所形成的陰極276可以足夠的薄，以使其為光可透過的，由此使從工作的器件發出的光穿過陰極到達觀測者。
陰極總線金屬導體(層290)允許陰極厚度顯著降低，而不會發生上述的與降低傳統無源矩陣有機EL器件的陰極厚度相關的電壓降。此外，與具有相對厚的陰極的傳統無源矩陣有機EL器件相比，在由本發明的方法製造的實驗的有機EL器件中，發現了一個意想不到的優點，薄陰極降低了電流的洩漏，基本上消除了電短路的像素(在陰極和陽極之間特定的像素位置處的短路)和像素對像素的串擾。
圖15描繪了在有機EL器件介質層274上形成的陰極B，且該陰極B在與總線遮蔽結構236的底部隔開的有機EL器件介質層274位置處的接觸區域286與陰極總線金屬層290接觸。陰極A與相鄰的陰極總線金屬層電接觸(在圖15中未顯示，參見圖13)。事實上，由於對角的第二沉積所有陰極終結髮生於有機EL器件介質層與遮蔽結構底部隔開的位置。與所述不同的是，在接觸區域286和底層238上，所有陰極終結位置比有機EL器件介質層274終結位置更靠近遮蔽結構底部。
圖16是構造為500-1的襯底的平面圖，其與圖8構造為200-1的襯底的有以下幾個不同方面(i)通過將電絕緣底層538作為變寬部分538W延伸至襯底512的邊緣，並將在變寬部分538W之上的陰極總線金屬層590作為變寬部分590W延伸至襯底512的邊緣，而省去了陰極連接器220和開口239和249。該陰極總線金屬導體(層590)的變寬部分590作為陰極連接器；以及
(ii)多個正方形有機陰極總線遮蔽結構作為多邊形遮蔽結構的圖示例子被顯示。
圖16中的襯底512，陽極514，陰極分隔遮蔽結構530和下部邊界層540分別對應於圖13構造200-1中的212，214，230和240部分。
提供限定沉積區的單個掩膜(在圖16中未顯示)和覆蓋陰極總線金屬層590的變寬部分590W的方式基本上與圖13掩膜270相同。並且進行第一和第二沉積的方式基本上與參考圖14和15描述的沉積順序相同。
圖17和18是分別沿圖16構造500-1的剖面線17-17和18-18的放大剖視圖。當與圖17所示結構相比時，在圖18中可以看到電絕緣底層538的變寬部分538W和陰極總線金屬層590的變寬部分590W。
圖19是在沉積有機EL介質層之前的構造600-1的平面圖。此時襯底612，陽極614，陰極分隔遮蔽結構630，底層638，陰極總線金屬層690以及變寬部分638W和690W分別對應於圖16構造500-1中的512，514，530，538，590，538W和590W部分。
構造600-1的區別性特徵是在每個陰極總線金屬導體(層690)上形成單個拉長的有機陰極總線遮蔽結構639，代替了圖16的多個遮蔽結構639和圖8的236。在掩膜的沉積區(未顯示)中以與參考圖13，14和15所述的方式基本上相同的方式進行第一(有機EL)和第二(陰極)沉積之後，在整個陰極總線遮蔽結構的長度尺寸上，這種拉長的遮蔽結構639給陰極(未顯示)和相應的陰極總線金屬層690之間提供連續的電接觸。
如果多個陰極總線遮蔽結構236(參見圖13)的數目增加，導致其互相之間基本上層疊，這種延伸的或連續的接觸區域基本上等於可獲得的沿陰極總線金屬層的接觸區域286(參見圖15)的總和。因此，由遮蔽結構639提供的延伸了的接觸區域允許形成一個或多個更薄的陰極，而不會產生沿著陰極長度尺寸方向的電壓降的不利效果。
圖20是沿圖19剖面線20-20的放大剖視圖，其所有方面基本上與圖17相當，除了在圖19的平面圖中可以看到遮蔽結構639是拉長的，且具有中心線639C。
圖21是圖19構造600-1的示意性的部分的透視圖，且顯示了延伸到襯底612邊緣的底層638和陰極總線金屬導體(層690)的各變寬部分638W和690W。(陰極分隔)遮蔽結構634和陰極總線遮蔽結構639的平行排列和基本上相同的終結是顯然的。
應當理解的是可以用參照圖8-15所描述的製作無源矩陣像素化有機EL器件的方法製作一種反轉有機EL器件，該器件的襯底上具有多個間隔開的陰極、垂直形成在陰極和襯底上的電絕緣底層和邊界層、陽極分隔遮蔽結構、在底層部分上形成的陽極總線金屬導體或層、形成在陽極總線金屬層上的陽極總線遮蔽結構以及形成方式優選類似於圖16和19所示陰極連接器的陽極連接器。有機EL介質層的第一汽相沉積和在有機EL介質層上形成陰極的陰極材料的第二汽相沉積提供反轉有機EL器件。第一和第二沉積以如參照圖14和15所描述的各自的蒸汽流方向被導入掩膜限定的沉積區。
應當理解與反轉的有機EL器件一樣，在非反轉的有機EL器件中，所構造的陽極或陰極是光可透過的。用於形成光可透過陽極的有用的材料例子包括錫氧化物，銦錫氧化物(ITO)，鉻金屬陶瓷材料，以及能夠將空穴(正載流子)注入到有機EL介質層中的薄層金屬或金屬合金。
本發明其它特徵包括在下面。
所述方法，其中，掩膜被設置成框架結構的一部分，以相對於襯底精確地對掩膜定位。
所述方法，其中，有機EL材料的汽相沉積方向基本上垂直於襯底表面。
所述方法，其中，導電陰極材料的汽相沉積方向相對於至少一個陰極總線遮蔽結構和陰極分隔遮蔽結構的中心線對著角Θ。
所述方法，其中，第二沉積步驟f)包括沉積一種薄的透光的導電的陰極。
所述方法，其中，形成至少一個陰極總線遮蔽結構的步驟包括沿每個總線金屬層形成多個隔開的陰極總線遮蔽結構。
所述方法，其中，形成至少一個陰極總線遮蔽結構的步驟包括形成環形或多邊形的陰極總線遮蔽結構，如在這種遮蔽結構的平面圖中所觀察到的。
所述方法，其中，形成多個陰極總線遮蔽結構包括形成環形或多邊形的陰極總線遮蔽結構，如在這種遮蔽結構的平面圖中所觀察到的。
所述方法，其中，形成多個陰極總線遮蔽結構包括形成環形或多邊形的陰極總線遮蔽結構，如在這種遮蔽結構的平面圖中所觀察到的。
所述方法，其中，形成多個電絕緣底層和形成有機總線金屬層包括從襯底邊緣向內延伸一段距離形成變寬的底層部分和變寬的總線金屬層部分。
所述有機EL器件，其中，陽極由這樣一種材料提供，它能夠將正載流子注入到有機EL介質層中，而陰極是由這樣一種材料形成的，它能夠將負載流子注入到有機EL介質層中。
所述有機EL器件，其中，陽極由這樣一種材料提供，它能夠將正載流子注入到有機EL介質層中，而陰極是由這樣一種材料形成的，它能夠將負載流子注入到有機EL介質層中。
所述有機EL器件，其中，陽極由這樣一種材料提供，它能夠將正載流子注入到有機EL介質層中，而陰極是由這樣一種材料形成的，它能夠將負載流子注入到有機EL介質層中。
所述反轉陰極EL器件，其中，陰極由這樣一種材料提供，它能夠將負載流子注入到有機EL介質層中，而陽極是由這樣一種材料形成的，它能夠將正載流子注入到有機EL介質層中。
權利要求
1.一種製備具有薄陰極的無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件的方法，包括以下步驟a)提供一個襯底，其上形成有多個間隔開的陽極和從襯底的一個邊緣向內延伸、用於提供電接觸的多個間隔開的陰極連接器，由此可以在被選擇的陽極和被選擇的薄陰極之間施加驅動電壓，以從被選陽極和被選陰極形成的器件的一個像素髮射光；b)在陽極和襯底上形成多個間隔的電絕緣底層，其以垂直於陽極方向且在每個間隔的陰極連接器的一部分之上延伸，並在該底層上形成一個開口或切口以延伸到所述部分的陰極連接器上；c)在每個底層的部分上形成導電的陰極總線金屬層，該總線金屬層至少延伸到開口或切口中，以給每個間隔的陰極連接器提供電接觸；d)在每個底層上形成電絕緣的有機陰極分隔遮蔽結構，並在陰極總線金屬層一部分之上形成至少一個有機陰極總線遮蔽結構；e)在襯底上提供一個限定沉積區域的掩膜，以沉積有機EL介質層並在有機EL介質層上沉積導電的陰極；f)通過被導向襯底進入沉積區的有機EL材料的汽相沉積而第一沉積有機EL介質層，並且採用一種這樣的相對於步驟d)形成的遮蔽結構的有機EL材料汽相沉積方向，使所形成的有機EL介質層在與每個遮蔽結構的底部隔開的位置終結；以及g)通過被導向有機EL介質層進入沉積區的導電陰極材料的汽相沉積而第二沉積導電薄陰極，並且採用一種這樣的相對於步驟d)形成的遮蔽結構的導電材料的汽相沉積方向，以形成多個間隔的薄陰極，其中每個這樣間隔的陰極與相應的陰極總線金屬層電接觸，其電接觸的位置是有機EL介質層與至少一個陰極總線遮蔽結構的底部隔開的位置。
2.如權利要求1所述的方法，其中的掩膜被設置成框架結構的一部分，以相對於襯底精確地對掩膜定位。
3.如權利要求1所述的方法，其中有機EL材料的汽相沉積方向基本上垂直於襯底表面。
4.如權利要求3所述的方法，其中導電陰極材料的汽相沉積方向與至少一個陰極總線遮蔽結構和陰極分隔遮蔽結構的中心線對著角Θ。
5.如權利要求1所述的方法，其中第二沉積步驟g)包括沉積薄的、可透光的、導電陰極。
6.用權利要求5所述的方法製備的一種無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件。
7.如權利要求1所述的方法，其中形成至少一個陰極總線遮蔽結構的步驟包括沿每個總線金屬層形成多個陰極總線遮蔽結構。
8.用權利要求7所述的方法製備的一種無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件。
9.一種製備具有薄陰極的無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件的方法，包括以下步驟a)提供一個其上形成有多個間隔的陽極的襯底，和在陽極和襯底上形成多個間隔的電絕緣底層，其延伸方向垂直於陽極，並且到襯底的一個邊緣；b)在每個底層的一部分上形成導電陰極總線金屬層，該總線金屬層延伸到襯底的一個邊緣以提供電連接，由此可以在被選擇的陽極和被選擇的薄陰極之間施加驅動電壓，以從被選陽極和被選陰極形成的器件的一個像素髮射光；c)在每個底層上形成一電絕緣有機陰極分隔遮蔽結構，並在陰極總線金屬層的一部分上形成至少一個有機陰極總線遮蔽結構；d)提供一個限定襯底上的沉積區域的掩膜，以沉積有機EL介質層且在有機EL介質層上沉積導電的陰極；e)通過被導向襯底進入沉積區的有機EL材料的汽相沉積而第一沉積有機EL介質層，並且採用一種這樣的相對於步驟c)形成的遮蔽結構的有機EL材料汽相沉積方向，使所形成的有機EL介質層在與每個遮蔽結構的底部隔開的位置終結；以及f)通過被導向有機EL介質層進入沉積區的導電陰極材料的汽相沉積而第二沉積導電的薄陰極，並且採用一種這樣的相對於步驟c)形成的遮蔽結構的導電材料的汽相沉積方向，以形成多個間隔的薄陰極，其中每個這樣間隔的陰極與相應的陰極總線金屬層電接觸，其電接觸的位置是有機EL介質層與至少一個陰極總線遮蔽結構的底部隔開的位置。
10.一種製備具有可透光陽極的反轉無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件的方法，包括以下步驟a)提供一個其上形成有多個間隔的陰極的襯底，和在陰極和襯底上形成多個間隔的電絕緣底層，其延伸方向垂直於陰極，並且到襯底的一個邊緣；b)在每個底層的一部分上形成導電陽極總線金屬層，該總線金屬層延伸到襯底的一個邊緣以提供電接觸，由此可以在被選擇的陰極和被選擇的可透光的陽極之間施加驅動電壓，以從被選陰極和被選陽極形成的器件的一個像素髮射光；c)在每個底層上形成一電絕緣有機陽極分隔遮蔽結構，並在陽極總線金屬層的一部分形成至少一個有機陽極總線遮蔽結構；d)提供一個限定襯底上的沉積區域的掩膜，以沉積有機EL介質層並在有機EL介質層上沉積導電透光陽極；e)通過被導向襯底進入沉積區的有機EL材料的汽相沉積而第一沉積有機EL介質層，並且採用一種這樣的相對於步驟c)形成的遮蔽結構的有機EL材料汽相沉積方向，使所形成的有機EL介質層在與每個遮蔽結構的底部隔開的位置終結；以及f)通過被導向有機EL介質層進入沉積區的導電陽極材料的汽相沉積而第二沉積導電透光陽極，並且採用一種這樣的相對於步驟c)形成的遮蔽結構的導電材料的汽相沉積方向，以形成多個間隔的可透光陽極，其中每個這樣間隔的陽極與相應的陽極總線金屬層電接觸，其電接觸的位置是有機EL介質層與至少一個陰極總線遮蔽結構的底部隔開的位置。
全文摘要
通過使用限定沉積區域的單個掩膜,並通過將各個蒸汽流導向襯底進入沉積區域以沉積有機EL介質層和薄陰極,來製造無源矩陣像素化有機電致發光(EL)器件。在電絕緣底層上形成一陰極總線導體,並在陰極總線導體之上形成至少一個電絕緣的有機陰極總線遮蔽結構,以給薄陰極和陰極總線導體之間提供電接觸,該電接觸的位置是在有機EL介質層與陰極總線遮蔽結構底部隔開的位置。通過將有機EL介質材料蒸汽流以基本垂直於襯底的方向導向襯底,以及在一個對角下將陰極材料蒸汽流導向襯底可以獲得該電接觸。通過在襯底上設置陰極,在陰極上形成有機EL介質層,在有機EL介質層上形成可透光的陽極,且每個陽極與陽極總線導體電接觸的方法製造反轉有機EL器件。
文檔編號H05B33/10GK1347266SQ01140719
公開日2002年5月1日 申請日期2001年9月21日 優先權日2000年9月22日
發明者S·A·范斯萊克 申請人:伊斯曼柯達公司