CN1608327A - El显示器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种器件，例如电致发光显示器件，该器件包括衬底、排列于衬底上的第一电极、排列于第一电极上的第二电极，以及置于至少一个第一电极上并将第二电极中的两个分开的至少一个绝缘结构。该绝缘结构包括从该结构的顶部表面延伸到该结构下面的第一电极的开口。本发明还涉及制作此类器件的方法。在一优选实施例中，该方法包括使用藉其获得开口的牺牲结构，开口的上部沿相应的绝缘结构的整个长度延伸。
Description
本发明涉及一种器件，例如电致发光(EL)显示器件，该器件包括衬底、排列在衬底上的第一电极、排列在第一电极上的第二电极、以及置于至少一个第一电极上的并将第二电极中的两个隔开的至少一个电绝缘结构。本发明还涉及制作此类器件的方法。
上面提到类型的电致发光显示器件在技术领域是已知的。图1和2示出了此类器件的一例，分别示出了EL器件的剖面图，以及在沉积第二电极以前半成品EL器件的俯视平面图。该具体器件包括由玻璃制成的透明衬底1，在该衬底上使用物理气相沉积(PVD)的方法沉积了例如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料的相对宽的平行带，在此例中该平行带是阳极2。电绝缘材料制成的基本上平行的带3排列在阳极2上并与其成90度角。这些绝缘结构3包括例如下部的绝缘底层或底座4以及上部的脊5。
通过例如喷墨印刷或真空蒸发的方法在绝缘结构3之间沉积由EL材料制成的带6。EL带6可以包括两个或更多子层，如下部的空穴输运层、发射层、以及上部的电子输运层。阴极层7沉积在EL带6和绝缘结构4、5上。由于结构4、5的存在，阴极7的形成不需要使用掩模，换句话说即它们是自对准的。
在例如英国专利申请GB 2347017中公开了根据第一段并与图1和2中的器件相似的器件。该出版物的图1示出了包含衬底的有机EL器件的局部侧面图，该衬底上设有相隔预定距离的若干带状阳极。为获得图形化且相互绝缘的阴极，阳极上设有很多棱，其中的每对都“并列......以便相互之间分开预定的距离”。
将上面所述器件的阳极和阴极与例如共用连接器或控制器电连接需要大量的空间，因此导致有源区的损失和/或需要具有相当大尺寸的器件。
本发明的一个目的是实现对器件的更紧凑的设计。
为此，本发明的特征在于绝缘结构包括开口，该开口从该结构的顶部表面延伸至该结构下面的第一电极。优选的是，在绝缘结构内和/或其上表面上布有导电材料，且该导电材料与该结构下的第一电极接触。
根据本发明的器件，其中还可以使连接第一和第二电极与位于器件一边的连接器或控制器的导线排布不复杂，这将在下面更详细地说明。
本发明还涉及制作器件，如EL显示器件的方法，该方法的特征在于绝缘结构设有开口，该开口从电绝缘结构的顶部表面延伸至该结构下面的第一电极。优选的是，在中间层以及电绝缘结构上沉积导电材料，从而形成与该结构下面的第一电极接触的层。
除对器件设计以及生产该器件所用的掩模布局作相对较小的调整外，生产工艺本身，即各个工艺步骤的性质和顺序，不需要与现有的工艺有本质上的区别。
如果开口的至少一部分壁与衬底的上表面或平行于衬底上表面的虚平面构成正角，即大于90度的角，可加强所述导电材料与第一电极之间的电接触。
通过使用负性光致抗蚀剂作电绝缘材料，使利用单掩模获得具有负角的外壁和正角的内壁的绝缘结构成为可能，所述的壁即前述开口的壁。
现在参照附图说明本发明，图中示意性地示出了本发明地几个实施例。
图1示出了根据现有技术的EL器件的局部剖面图。
图2是根据图1的半成品EL器件的俯视平面图。
图3示出了根据本发明的EL器件的局部剖面图。
图4是根据图3的半成品EL器件的细部俯视平面图。
图5A-5F示出了适用于图4所示开口的六种形状。
图6示出了根据图3的EL器件的进一步细节的局部剖面图。
图7A-7D示出了制作根据本发明的第二器件的四个步骤。
不同显示器件的相同的或执行相同或基本相同功能的部分使用相同的数字。图1和2已经在上面讨论过。
图3示出了根据本发明的显示器件的局部剖面图，该显示器件包括厚度在例如0.3至0.7mm范围的玻璃衬底1。通过传统光刻工艺，如通过沉积透明导电材料薄膜，如厚度在如100至300nm范围的铟锡氧化物(ITO)，将基本平行的条状阳极2的图形排列在衬底1上，并使其与光致抗蚀剂图形一起经过通常已知的打磨工艺。
接下来，将电绝缘聚合物，如正性光致抗蚀剂，旋转涂敷在衬底1和阳极2的组件上。通过使用图形化的掩模在这一层上确定隔离条4，该掩模覆盖聚合物层中要保留的部分，未被覆盖的部分在紫外光下照射，并将这一层显影。根据本发明，在每一个隔离条4上提供开口，优选使用同样的掩模，阳极2通过该开口露出。
使用负性光致抗蚀剂重复形成隔离条4的过程。为此，在目前获得的结构上沉积一层负性光致抗蚀剂，并将另一图形化的掩模放在这一旋转涂敷层上。该掩模用来曝光负性光致抗蚀剂中的结构，该结构包括部分或全部与隔离条4中的开口对准的孔。以这种方式得到了脊5，脊5的每一边上的壁均与衬底1之间成负角，而这样制造出的开口8(图4)的壁与平行于所述衬底1和阳极2的平面成正角。
在该具体实施倒的隔离条4之间，沉积了厚度在50至5000范围的空穴输运层(HTL)6a，以及厚度在5至5000的发射层6b。这一沉积可以使用例如真空沉积(若该显示器是所谓的有机LED显示器)或喷墨印刷(若该显示器是聚合物LED显示器)实现。现代印刷技术提供了对沉积材料的区域以及组件保持未被覆盖的区域的精确控制。因此，很容易避免在开口中沉积材料。
然后，在整个结构上沉积阴极层，在脊5和脊5上的导线9之间产生自对准平行阴极7。由于脊5的侧壁是负角，导线9与阴极7是电绝缘的。相反，开口8的壁是正角使得导线9与阳极2之间是可靠的电连接。
在所获得的十字条状结构中，导线9与阴极7平行，并且与阴极7在相同的边上终止。因此，不需要从阳极的终止边到阴极的终止边进行复杂且占用空间的导线排布，并且可以通过位于器件一边上的单个且相对小的(窄)的连接器和柔性金属片将阴极7与阳极2连接到控制器。
通常来说，值得注意的是每一导线9可以包括一单个开口8，其中该导线9与单个特定的阳极2连接，或每一导线9可以包括多个开口8，其中单条导线9可用于驱动一组阳极2。如果脊5足够宽，也可能除去例如一条或多条导线9的中间部分，这样有效地形成两(或更多)条平行导线9，这些导线9可以通过相应数量的随意交错的开口8与相应数量的阳极连接。
图5A-5F示出了几种适用于形成开口8的负性和正性掩模的形状，该开口8可进一步加强导线9与阳极2之间的电连接。若使用负性光致抗蚀剂，这些形状代表掩模中的开口。若使用正性光致抗蚀剂，这些形状代表掩模部分。
在负性光致抗蚀剂的情况下，根据图5A的图形包括三个60度的角，而根据图5B的图形包括四个等效于90度的270度的角，以及八个90度的角。锐角，即等于或小于90度的角，会形成具有正斜率的壁。这一效果可能是由于在光致抗蚀剂曝光过程中干涉和/或衍射效应所致，它反过来可能导致局部曝光不足。因此，用于形成开口8的掩模优选包括多个小于或等于90度的角，或大于或等于270的角。
图5C至5F示出了其它适合的图形的例子，即分别包括四个、五个、以及三十二个锐角的星形，以及作为图5B的十字形的替代的图形，该图形包括二十四个锐角而非十二个锐角。
导线9和阳极2之间的电接触还可以通过提供一种结构进一步加强，例如在阳极2上的一小滴正性光致抗蚀剂10。这可以在图6中看到，该图示出了沿图4中线VI-VI的截面图，该小滴10减小了绝缘结构5的上表面和阳极2之间台阶的高度，从而进一步改善了导线9和该阳极2之间的电接触。所述小滴10也在用于形成绝缘结构5的光致抗蚀剂的曝光期间引起光反射的变化。能够使用这些变化，以进一步有利于桥接所述台阶的方式，影响绝缘结构5的壁的斜率和形状。
图7示出了制作本发明的另一实施例过程中的四个步骤，其中开口8的上部以及，即，导线9沿脊5的整个长度延伸。
隔离材料如氧化硅制成的具有例如100nm厚度的条4，沉积在设有带状阳极2的衬底上。每一条4包括一孔或开口(未示出)以使阳极2与稍后将沉积的导线9电连接。
接下来，光致抗蚀剂制成的牺牲结构11在条4上沉积，并被第二隔离材料制成的层5和光致抗蚀剂厚层12覆盖，层5是例如厚如200nm的氮化硅层。该层12被显影，并且与层5一起通过例如等离子体刻蚀的方法被部分去除，使得牺牲结构11与阳极2(的一部分)露出。然后，分别通过例如剥离和腐蚀的办法完全除去光致抗蚀剂厚层12和牺牲结构11，从而形成脊5，每一脊5包括一开口，或更恰当地说是通道8。然后用气相沉积或喷墨印刷的方法在脊5之间沉积空穴输运层、发射层和电子输运层，并在整个结构上沉积阴极层。该阴极层本身可以形成阴极7和导线9，每一导线9与特定的阳极2接触(通过所述的隔离条4中的相应的孔或开口)并且与阴极7平行延伸和终止。
本发明不局限于上面所述的实施例，上述实施例在权利要求的范围内可作多种方式的变化。例如，除了电致发光显示器件外，本发明可用于如微机电器件或扫描电子显微镜。
Claims (11)
1.一种器件，例如电致发光显示器件，包括衬底(1)、排列于衬底(1)上的第一电极(2)、排列于第一电极(2)上的第二电极(7)，以及至少一个电绝缘结构(3；4，5)，该电绝缘结构置于第一电极(2)中的至少一个上并将第二电极(7)中的两个隔开，其特征在于绝缘结构(4，5)包括开口(8)，该开口(8)从结构(4，5)的顶部表面延伸至结构(4，5)下面的第一电极(2)。
2.根据权利要求1的器件，其中导电材料(9)置于绝缘结构(4，5)内和/或上并与结构(4，5)下面的第一电极(2)接触。
3.根据权利要求1或2的器件，其中开口(8)的至少一部壁与衬底(1)的上表面或平行于衬底(1)的上表面的虚平面之间成正角。
4.根据前面权利要求的任何一项的器件，其中该器件包括多个基本平行的第一电极(2)、与第一电极(2)成一角度的多个基本平行的第二电极(7)、将第二电极(7)隔开的多个延长的基本平行的电绝缘结构(4，5)，以及置于第一和第二电极(2，7)之间的电致发光层(6)。
5.根据权利要求4的器件，其中导电材料在至少一些绝缘结构(4，5)的顶部上形成电导线(9)，并且其中这些导线(9)中的至少一些与单个第一电极(2)电连接。
6.制作例如电致发光显示器件的器件的方法，至少包括以下步骤：在衬底(1)上排列第一电极(2)，在第一电极上设置至少一个电绝缘结构(3；4，5)，在第一电极(2)上和电绝缘结构(4，5)的旁边设置中间层(6)，其特征在于(多个)绝缘结构中设有开口(8)，该开口(8)从电绝缘结构(4，5)的顶部表面延伸至结构(4，5)下面的第一电极(2)。
7.根据权利要求6的方法，其中导电材料(7，9)在中间层(6)和电绝缘结构(4，5)上沉积，由此形成了与结构(4，5)下的第一电极(2)接触的层(9)。
8.根据权利要求6或7的方法，其中开口(8)的至少一部分壁与衬底(1)的上表面或平行于衬底(1)的上表面的虚平面之间形成正角。
9.根据权利要求8的方法，其中电绝缘结构(4，5)包括光致抗蚀剂以及，并且其中该结构(4，5)和所述开口(8)通过掩模形成，该掩模在将形成开口(8)的地方包括多个锐角(A)。
10.根据权利要求9的方法，其中光致抗蚀剂是负性光致抗蚀剂。
11.根据权利要求6-9中的任一项的方法，其中开口(8)的至少一部分通过牺牲结构(11)获得。
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