專利名稱：用于創(chuàng)建串聯(lián)連接的oled器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造串聯(lián)連接的OLED器件(有機(jī)發(fā)光二極管)的領(lǐng)域。在ー個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于制備串聯(lián)連接的OLED器件的方法，在該方法中，在載體襯底表面上形成和互連OLED器件的結(jié)構(gòu)化工藝得到改進(jìn)。在另ー個(gè)方面，本發(fā)明涉及包括串聯(lián)連接的OLED器件的發(fā)光體。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，OLED器件是已知的。通常，OLED器件至少由設(shè)置在載體襯底上的第一電極材料、淀積在第一電極材料上的有機(jī)光電子有源材料和至少部分地覆蓋有機(jī)光電子有源材料的第二電極材料構(gòu)成。所述電極材料之一用作陰極層，而另ー個(gè)電極材料用作陽極層。作為光電子有源材料，可以使用諸如發(fā)光聚合物(像例如聚對(duì)苯こ炔(PPV)) 或者發(fā)光低分子量材料(像例如三(8 -羥基喹啉)鋁)之類的電致發(fā)光材料。作為載體襯底，可以使用像例如玻璃或塑料之類的絕緣材料。作為電極材料，可以使用像例如透明導(dǎo)電氧化物(TCO)之類的化合物或者像例如銅、銀、金或鋁之類的金屬。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，還已知在電極材料與光電子有源材料之間安置所謂的空穴傳輸層，像例如PED0T/PSS-層(聚(3，4-亞こニ氧噻吩/聚苯こ烯磺酸)或PANI/PSS-層(聚苯胺/聚苯こ烯磺酸)，其降低了空穴的注入勢壘。在工作中，將電施加在第一電極材料層和第二電極材料層之間。所施加的電引起光電子有源材料的激發(fā)狀態(tài)，通過激發(fā)狀態(tài)弛豫到非激發(fā)狀態(tài)，發(fā)出光子。例如可以將OLED器件用于顯示或照明。為了形成大面積的OLED器件，正在使用串聯(lián)連接的架構(gòu)。為此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況，已知通過如下面描述的エ藝來制造互連的OLED器件。作為第一步驟，在圖案化步驟中制造襯底。在此圖案化步驟中，以圖案的方式將第ー電極材料施加在載體襯底上。此圖案化步驟的主要功能是創(chuàng)建電隔離的區(qū)域，在該區(qū)域中，陰極和陽極將在稍后電連接?？梢岳缤ㄟ^經(jīng)由例如經(jīng)過陰影掩模印刷或?yàn)R射來沉積功能層等來完成此圖案化。在隨后的步驟中，施加由光電子有源材料形成的OLED功能層。通過在真空中熱蒸發(fā)來沉積小分子功能層。必須以至少陰極接觸不被涂覆的這種方式限制有機(jī)材料的沉積。通常，還保護(hù)陽極接觸免受涂覆以便稍后實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。此結(jié)構(gòu)化的沉積借助陰影掩模來實(shí)現(xiàn)。此掩模對(duì)于每個(gè)OLED設(shè)計(jì)是特定的，并且在有機(jī)層沉積期間置于襯底的頂部?？梢栽谖锢斫佑|中或者利用襯底和掩模之間的小間隙來進(jìn)行遮蔽。在沉積エ藝期間，將用有機(jī)材料涂覆陰影掩模。在下ー步驟中，通過第二電極材料層的沉積形成對(duì)電扱。這也是在真空熱蒸發(fā)エ藝中施加的。此外，在此步驟中，必須將層結(jié)構(gòu)化，否則將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電極材料層(即，陰極和陽極)之間的短路。此外，在此步驟中，將用材料涂覆掩模，其中陰極材料典型地為像銅、銀、鋁、金等之類的金屬。
由于有機(jī)物和陰極的涂覆區(qū)域是不同的，因此在每個(gè)所提到的エ藝步驟中必須使用不同的掩模組。如果需要實(shí)現(xiàn)各個(gè)OLED器件的串聯(lián)連接，則由于第一 OLED器件(例如，像素)的陽極需要與下一 OLED器件的陰極連接，因此需要非常復(fù)雜的一組陰影掩模。然后在有機(jī)物和陰極沉積期間，通過掩模エ藝的對(duì)準(zhǔn)精度和掩模與襯底的熱膨脹來確定各個(gè)OLED器件的最小分離。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況已知的技術(shù)具有若干缺點(diǎn)。由于掩模是特定設(shè)計(jì)，因此設(shè)計(jì)改變需要一組新掩摸。這限制了設(shè)計(jì)改變的產(chǎn)出時(shí)間(throughput time)并且增加了成本。在沉積期間掩模被涂覆。這需要定期的清潔并且引起了額外的成本。從掩模損失的粒子可能導(dǎo)致短路并降低產(chǎn)品的成品率?？梢詫?shí)現(xiàn)的最小特征尺寸由于掩模的熱膨脹和對(duì)準(zhǔn)精度而受到限制。這與襯底尺寸成比例并且典型地>200 μ m。至少，真空中的掩模處理是非常昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于制造OLED器件的改進(jìn)的方法。此目標(biāo)通過ー種制備OLED器件的串聯(lián)連接的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括以下步驟 -提供載體襯底；
-在所述載體襯底上沉積第一電極材料層；
-在所述第一電極材料層上沉積有機(jī)光電子有源材料的層；
-在所述有機(jī)光電子有源材料層上沉積第二電極材料層；
-至少在所選擇的區(qū)域中至少消融第二電極材料層和有機(jī)光電子有源材料層，以構(gòu)建用于在載體表面上形成分離的OLED器件的溝槽；
-通過將第一 OLED器件的陽極連接至相鄰的第二 OLED器件的陰極來電互連相鄰的OLED器件，
其中，在沉積有機(jī)光電子有源材料層和陰極層的步驟中，載體襯底表面在其整個(gè)功能區(qū)域上被所述層覆蓋，并且其中，通過用導(dǎo)電材料至少部分地填充消融步驟中所構(gòu)建的溝槽來執(zhí)行相鄰的OLED器件的電互連。本發(fā)明意義上的功能區(qū)域應(yīng)當(dāng)被理解為在其上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的載體襯底表面的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，例如通過僅將電極材料和光電子有源材料的沉積限制到功能區(qū)域或者通過遮蔽相應(yīng)的區(qū)域，載體襯底表面的其它區(qū)域(例如，用于固定OLED器件的邊緣區(qū)域)可以保持不被覆蓋。創(chuàng)造性的思想是，通過消融特定區(qū)域中的特定層，施加至多在襯底的整個(gè)區(qū)域上形成OLED器件和形成至少大多數(shù)所需圖案所需要的不同層。這避免了對(duì)精細(xì)圖案對(duì)準(zhǔn)的需要，這樣改善了 OLED產(chǎn)品的生產(chǎn)率。此外，像例如激光消融或諸如此類的方法是更加精確的，這允許形成更小的圖案。該創(chuàng)造性方法的益處在于，無需在真空室中執(zhí)行消融步驟。這使得整體生產(chǎn)更易于操作，并且省略了對(duì)大真空生產(chǎn)室的需要。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在消融步驟中，至少部分地消融至少第二電極材料層、有機(jī)光電子有源材料層和第一電極材料層以構(gòu)建用于形成分離的OLED器件的溝槽。消融所有這些層進(jìn)ー步改進(jìn)了所述方法，這是由于可以在不需要覆蓋或遮蔽特定區(qū)域的情況下將不同的層沉積在完全的襯底區(qū)域上。OLED器件的所需分離源自于消融沉積的層下至載體襯底。例如可以通過激光消融、熱消融、等離子體刻蝕、機(jī)械去除等來執(zhí)行消融。使用例如激光消融或等離子體刻蝕的益處是可以形成非常小的圖案，這導(dǎo)致整個(gè)OLED器件的更高分辨率。因此，也可以實(shí)現(xiàn)圖案尺寸〈200 μ m。在根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，以圖案的方式將第一電極材料層沉積在載體襯底上，該圖案形成OLED器件的基本結(jié)構(gòu)。本發(fā)明意義上的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)被理解為在載體襯底上沉積的第一電極材料層的結(jié)構(gòu)和/或尺寸。在根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，互連分離的OLED器件的導(dǎo)電材料在被置于溝槽中之后使其退火。本發(fā)明意義上的退火可以是熱或UV引起的退火和/或固化エ藝。例如通過對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)施加熱、僅溝槽區(qū)域的局部加熱、將整個(gè)結(jié)構(gòu)暴露給UV源、僅溝槽區(qū)域處的局部UV-暴露或者用以單獨(dú)或者組合地使互連材料退火的任何其它能勝任的方法，可以引起退火?？梢酝ㄟ^使用具有適當(dāng)波長的激光來施加局部熱和/或UV-暴露。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，將ー個(gè)激光系統(tǒng)用于消融以及退火。在這種實(shí)施例中，該激光系統(tǒng)可以包括不同的激光源和/或具有可調(diào)節(jié)輸出和/或波長的激光源。根據(jù)本創(chuàng)造性方法，互連分離的OLED器件的導(dǎo)電材料可以是金屬膏、導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電膠或者通過電化學(xué)方法(如，電沉積或催化沉積)施加的金屬層?？商娲?，可以通過布線或者通過以合適的圖案印刷絕緣體并且使用離子液體電化學(xué)地沉積金屬層來實(shí)現(xiàn)分離的OLED器件之間的電連接。在根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，在互連分離的OLED器件的導(dǎo)電材料的施加之前，至少部分地施加絕緣材料。這可以通過避免短路來進(jìn)ー步改進(jìn)所述方法。在本方法的變體中，可以通過印刷工藝(例如，通過使用印刷溶液可處理的功能材料)施加有機(jī)光電子有源材料。根據(jù)本發(fā)明的方法適用于不同種類OLED器件(像例如頂部電極是陽極的倒置的OLED器件，或者頂部電極和/或底部電極透明的頂部發(fā)射或透明的OLED器件)的生產(chǎn)エ藝。對(duì)于后者，可以將TCO用作電極材料。在所述方法的另ー個(gè)變體中，從襯底側(cè)進(jìn)行消融。除了成本節(jié)省之外，所提出的方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是創(chuàng)建小特征尺寸的可能性，這是由于只有印刷精度限制OLED器件的最小間隔。另外，可以在對(duì)OLED的形狀幾乎沒有限制的情況下實(shí)現(xiàn)OLED陣列的所有布置。在另ー個(gè)方面，本發(fā)明涉及包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接的OLED器件的發(fā)光體，其中每ー個(gè)OLED器件至少包括第一電極材料層、光電子有源材料層和第二電極材料層,其中在公共載體襯底上以具有小于200 μ m的圖案尺寸的圖案形成所述至少兩個(gè)OLED器件?？梢酝ㄟ^使用如上所述的創(chuàng)造性方法來生產(chǎn)這種發(fā)光體。小于200 μ m的圖案尺寸使得能夠基于具有有利的高分辨率的OLED器件形成發(fā)光體。在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體的實(shí)施例中，可以通過溝槽分離OLED器件，并且第一 OLED器件的第一電極材料層通過至少部分地填充溝槽的導(dǎo)電材料而連接至第二 OLED器件的第ニ電極材料層。至少部分地填充溝槽應(yīng)當(dāng)被理解為導(dǎo)電材料在其整個(gè)垂直剖面上填充溝槽，而該導(dǎo)電材料不在其整個(gè)水平剖面上填充溝槽。換言之，溝槽的僅ー側(cè)被導(dǎo)電材料填充。在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光體的另ー個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電材料是可以被退火的膏。這有利地使得溝槽的部分填充更容易。優(yōu)選地從由金屬膏、導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電膠組成的組中選擇導(dǎo)電材料。此外，優(yōu)選地可以通過熱和/或UV-暴露使所述導(dǎo)電材料退火。


本發(fā)明的這些和其它方面將根據(jù)下文描述的實(shí)施例顯而易見，并且參照下文描述的實(shí)施例而被闡明。在附圖中
圖I示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況的OLED的生產(chǎn)的エ藝方案；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)方面的エ藝方案。
具體實(shí)施例方式圖I中示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況的OLED的生產(chǎn)的エ藝的方案。在步驟IA中，在載體襯底I上，以限定稍后的OLED器件結(jié)構(gòu)的特定圖案沉積透明導(dǎo)體層2?？梢酝ㄟ^遮蔽區(qū)域不被沉積覆蓋(像例如通過經(jīng)過陰影掩模濺射或者印刷方法)來進(jìn)行圖案化。透明導(dǎo)體可以是Ζη0、ΙΤ0和/或PED0T/PSS-層。在此透明導(dǎo)體層2上，沉積可選的金屬線3。在步驟IB中，用光電子有源材料4填充圖案結(jié)構(gòu)。通常通過在真空中熱蒸發(fā)來沉積小分子光電子有源材料。必須以至少陰極接觸5不被涂覆的這種方式限制有機(jī)材料的沉積。通常，還保護(hù)陽極接觸免受涂覆以便稍后實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。如步驟IC中可見的，此結(jié)構(gòu)化的沉積是借助陰影掩模6實(shí)現(xiàn)的。這些掩模6對(duì)于每個(gè)OLED設(shè)計(jì)而言是特定的，并且在有機(jī)光電子有源材料沉積期間被置于襯底的頂部。在步驟ID中，沉積陰極層7。這也發(fā)生在真空熱蒸發(fā)エ藝中。層7也必須被結(jié)構(gòu)化，否則將會(huì)出現(xiàn)陰極層7與陽極層2之間的短路。因此，在陰極沉積中，陰影掩模8用于保護(hù)器件中的區(qū)域免受沉積，如步驟IE中所描繪的。此外這里，將用材料涂覆掩模8，其中陰極材料典型地為如銅、銀、鋁、金等之類的金屬。如在步驟IF中可以看到的，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)各個(gè)OLED段9的串聯(lián)連接吋，由于ー個(gè)像素的陽極10需要與下一像素的陰極11連接，因此需要非常復(fù)雜的一組陰影掩模。在圖2中，示出了根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)方面的エ藝方案。在步驟2Α中，在載體襯底I上，以圖案方式沉積導(dǎo)體層2。在此導(dǎo)體層2上，在不使用任何掩模技術(shù)的情況下在整個(gè)區(qū)域上沉積有機(jī)光電子有源材料。在此有機(jī)光電子有源材料層4上，沉積第二電極材料層，其稍后將形成OLED器件的陰極層7。盡管可以在真空室中執(zhí)行步驟2Α以避免雜質(zhì)，但是可以在真空室外部執(zhí)行步驟2Β至2D。在步驟2Β至2D中，通過對(duì)層4和/或7的至少部分消融，將分層的OLED結(jié)構(gòu)分成分離的OLED器件。消融可以通過激光束13執(zhí)行。通過消融，形成溝槽11，從而分離相鄰的OLED器件12。在未示出的本創(chuàng)造性方法的衍生中，還以非圖案化的方式沉積層2，并且也通過消融方法執(zhí)行導(dǎo)體材料層2的結(jié)構(gòu)化。在步驟2Ε中，至少部分地用導(dǎo)電材料14填充溝槽11，該材料13將第一 OLED器件的層I電互連到相鄰的第二OLED器件的層3。導(dǎo)電材料14可以是膏。這些膏被印刷到延伸至各個(gè)OLED器件之間的溝槽11中的陰極層3上。在沉積后，應(yīng)用退火步驟以便實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)電性。這也可以使用激光系統(tǒng)來完成，由此只是局部地加熱OLED器件，因此避免了過多的散熱對(duì)于結(jié)構(gòu)的損害。通過之前描述的方法，可以提供包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接的OLED器件(12，15)的發(fā)光體，其中，姆ー個(gè)OLED器件(12，15)至少包括第一電極材料層(2)、光電子有源材料(4)層和第二電極材料層(7)，其中，所述至少兩個(gè)OLED器件(12，15)以具有小于200μπι的圖案尺寸的圖案的方式形成在公共載體襯底(I)上。OLED器件(12，15)通過溝槽(11) 分離，并且第一 OLED器件(12)的第一電極材料層(2)通過至少部分地填充溝槽(11)的導(dǎo)電材料(14)而連接至第二 OLED器件(15)的第二電極材料層(7)。所述導(dǎo)電材料(14)是可以被退火的膏，優(yōu)選地從由金屬膏、導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電膠組成的組中選擇所述導(dǎo)電材料(14)，可以通過熱和/或UV-暴露使該導(dǎo)電材料退火。
權(quán)利要求
1.一種制備OLED器件的串聯(lián)連接的方法，包括以下步驟 -提供載體襯底； -在所述載體襯底上沉積第一電極材料層； -在所述第一電極材料層上沉積有機(jī)光電子有源材料的層； -在所述有機(jī)光電子有源材料層上沉積第二電極材料層； -至少在所選擇的區(qū)域中至少消融第二電極材料層和有機(jī)光電子有源材料層，以構(gòu)建用于在載體表面上形成分離的OLED器件的溝槽； -通過將第一 OLED器件的陽極連接至相鄰的第二 OLED器件的陰極來電互連相鄰的OLED器件， 其中，在沉積有機(jī)光電子有源材料層和陰極層的步驟中，載體襯底表面在其整個(gè)功能區(qū)域上被所述層覆蓋，并且其中，通過用導(dǎo)電材料至少部分地填充消融步驟中所構(gòu)建的溝槽，來執(zhí)行相鄰的OLED器件的電互連。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在消融步驟中，消融第二電極材料層、有機(jī)光電子有源材料層和第一電極材料層，以構(gòu)建用于形成分離的OLED器件的溝槽。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，以圖案方式將所述第一電極材料層沉積在載體襯底上。
4.如之前權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中，在把互連分離的OLED器件的所述導(dǎo)電材料置于溝槽中之后使其退火。
5.如之前權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中，通過電化學(xué)方法施加互連分離的OLED器件的導(dǎo)電材料。
6.如之前權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中，至少一個(gè)電極材料是透明的導(dǎo)電氧化物。
7.如之前權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中，在施加互連分離的OLED器件的導(dǎo)電材料之前，至少部分地施加絕緣材料。
8.一種包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接的OLED器件(12，15)的發(fā)光體，其中，每一個(gè)OLED器件(12，15)至少包括第一電極材料層(2)、光電子有源材料(4)層和第二電極材料層(7)，其中，所述至少兩個(gè)OLED器件(12，15)以具有小于200 U m的圖案尺寸的圖案的方式形成在公共載體襯底(I)上。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光體，其中，所述OLED器件(12，15)通過溝槽(11)分離，并且第一 OLED器件(12)的第一電極材料層(2)通過至少部分地填充溝槽(11)的導(dǎo)電材料(14)而連接至第二 OLED器件(15)的第二電極材料層(7)。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光體，其中，所述導(dǎo)電材料(14)是可以被退火的膏。
11.如權(quán)利要求9或10中的一個(gè)所述的發(fā)光體，其中，從由金屬膏、導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電膠組成的組中選擇所述導(dǎo)電材料(14)。
12.如權(quán)利要求10和11中的一個(gè)所述的發(fā)光體，其中，可以通過熱和/或UV-暴露使所述導(dǎo)電材料退火。
全文摘要
通過本發(fā)明，提出了一種制備OLED器件的串聯(lián)連接的方法，其包括以下步驟提供載體襯底；在所述載體襯底上沉積第一電極材料層；在所述第一電極材料層上沉積有機(jī)光電子有源材料的層；在所述有機(jī)光電子有源材料層上沉積第二電極材料層；至少在所選擇的區(qū)域中至少消融第二電極材料層和有機(jī)光電子有源材料層，以構(gòu)建用于在載體表面上形成分離的OLED器件的溝槽；通過將第一OLED器件的陽極連接至相鄰的第二OLED器件的陰極來電互連相鄰的OLED器件，其中，在沉積有機(jī)光電子有源材料層和陰極層的步驟中，載體襯底表面在其整個(gè)功能區(qū)域上被所述層覆蓋，并且其中，通過用導(dǎo)電材料至少部分地填充消融步驟中所構(gòu)建的溝槽來執(zhí)行相鄰的OLED器件的電互連。此外，提供了包括串聯(lián)連接的OLED器件的發(fā)光體。
文檔編號(hào)H01L51/56GK102652371SQ201080057309
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者H.施瓦布 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司