專利名稱：布圖器件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及薄膜的布圖方法，更具體地說涉及利用壓模的布圖方法。
背景技術：
在如平板顯示器的應用方面，使用薄膜、當有電流激勵時發(fā)射光的有機光發(fā)射器件(OLED)變成了越來越普遍的技術。普通的OLED結構包含雙異質結構、單異質結構和單層，如在PCT申請WO96/19792所描述的，這里引入WO96/19792作為參考。
為了形成OLED陣列，必須布圖構成材料。可以通過光致抗蝕劑法實現上述布圖，如Shieh在美國專利No.5,641,611和Burrows et al在美國專利No.6,013,528中所公開的。也可以使用遮光板(shadowmask)來布圖，如在未審的美國專利申請No.09/182636中所公開的。遮光板必須足夠厚以便提供機械強度，這樣，限制了布圖能夠實現的分辨率。其它的布圖方法也已經采用，例如準分子激光燒蝕和保形掩模。
這些已知的布圖方法在某些環(huán)境中是令人滿意的，但仍然希望更精確、更快和更經濟的布圖方法。
發(fā)明綜述本發(fā)明涉及有機器件的布圖方法，更具體地說，涉及利用壓模的布圖方法。在襯底上淀積第一有機材料層，接著淀積第一電極層。然后將具有升高部分的第一布圖壓模壓到第一電極層上，使得第一布圖壓模的升高部分接觸第一電極層的部分。移去布圖的壓模，以便除去與第一布圖壓模的升高部分接觸的第一電極層的部分。在本發(fā)明的一個實施例中，然后在第一電極層上淀積第二有機層，接著淀積第二電極層，將具有生高部分的第二布圖壓模壓到第二電極層上，使得第二布圖壓模的升高部分接觸第二電極層的部分，移去第二布圖壓模，以便除去與第二布圖壓模的升高部分接觸的第二電極層的部分。最好用粘結劑材料例如金屬覆蓋布圖壓模。
附圖的簡要描述

圖1顯示了適于使用本發(fā)明的壓模的截面圖。
圖2顯示了根據本發(fā)明布圖之前的樣品的截面圖。
圖3顯示了用來布圖類似于圖2樣品的圖1的壓模的截面圖。
圖4顯示了布圖之后圖3的樣品的平面圖。
圖5顯示了如在例子中顯示的通過冷焊接著移走的布圖工藝，將具有金屬層的硅印模壓到未布圖的OLEDs上以得到布圖的OLEDs。
圖6顯示了230μm直徑點圖的光學顯微照片。
圖7顯示了當通過電流強度于電壓之間的關系特性和通過量子效率與電流強度之間關系測量時，通過遮光板技術布圖的OLEDs和通過本發(fā)明的壓印技術布圖的OLEDs的比較結果。
圖8顯示了寬55μm的橫剖圖形的SEM圖像。
圖9顯示了420μm×420μm像素的有源矩陣的光學顯微照片。
圖10顯示了單和多像素的場致發(fā)光的CCD照片。
圖11是玻璃襯底的彈性變形和印模的升高部分的橫向擴張的示意圖。
圖12顯示了根據本發(fā)明實施例局部制造的器件。
圖13顯示了進一步加工之后圖12的局部制造的器件。
圖14顯示了進一步加工之后圖13的局部制造的器件。
圖15顯示了進一步加工之后圖14的局部制造的器件。
圖16顯示了進一步加工之后圖15的局部制造的器件。
圖17顯示了進一步加工之后圖16的局部制造的器件。
圖18顯示了進一步加工之后圖17的局部制造的器件，以制造完全的器件。
圖19顯示了圖18的頂視圖。
圖20顯示了在通過邊緣掩膜得到的器件的邊緣處，金屬層的連接說明。
圖21顯示了實際器件的電流與電壓之間的關系。
圖22顯示了實際器件的量子效率與電流之間的關系。
詳細描述在接著的工藝和附圖中，將參考說明的實施例描述本發(fā)明。
下面提供了一種利用壓模布圖電子器件的方法。在襯底的頂部制造此器件。在根據本發(fā)明布圖之前，可以利用本領域已知的技術在襯底上形成布圖層或第一電極。然后，在襯底和其上存在的任何布圖層或電極上淀積有機材料覆蓋層。然后，在有機層上淀積金屬電極材料覆蓋層(“頂部電極層”)。頂部電極層可以是例如陰極層或陽極層。可選擇的第一電極也可以是陰極層或陽極層。最好如果頂部電極層是陰極層，那么第一電極是陽極層，反過來亦然。
所述電子器件例如可以是有機光發(fā)射器件(OLED)，如在美國專利No.5,707,745所描述的，這里引入作為參考。
用具有升高和凹陷部分的壓模布圖覆蓋層，形成希望的圖形。根據一個實施例，將壓模壓到覆蓋層上，使得壓模的升高部分擠壓襯底上的底層。結果，有機層將變形，頂部電極層將在壓模的升高和凹陷部分之間的接合處破裂。壓模的升高部分可以用一種材料覆蓋，使得頂部電極層的底部粘到壓模上，并且當壓模升起時除去該底部。當壓模的升高部分沒有覆蓋材料，使得頂部電極層的底部粘到壓模上時，壓模的壓力引起頂部電極層破裂，然而，頂部電極的剩余層仍留在布圖的電子器件的部分上。
由硬的物質形成壓模。最好，壓模由容易布圖的物質構成。根據本發(fā)明可以用來形成壓模的合適的材料包含硅、玻璃、石英和硬金屬。在試驗室硅是最好壓模材料，因為它堅硬，并且能容易布圖。然而，對于大量生產來說，可以有更合適的不同的材料。
圖1顯示了適用于本發(fā)明的壓模100的截面圖。壓模100具有由硬的物質形成的體102。體102具有凹陷部分104和升高部分106。凹陷部分104和升高部分106可以利用本領域已知的技術形成，例如硅布圖和蝕刻工藝。升高部分106用覆蓋層108覆蓋。覆蓋層108適于很好地粘到體102上。覆蓋層108也適于很好地粘到材料例如金屬和銦錫氧化物(ITO)上。例如，覆蓋層108可以是金屬或其它的壓敏粘合劑。具體地說，如果采用金屬，它應該是與從有機材料表面搬走的金屬成分幾乎一樣的金屬。在壓力下，這些類似的金屬形成了強的冷焊連接。
圖2顯示了根據本發(fā)明在布圖之前的樣品200的截面圖。樣品200具有由適于提供支撐的材料制成的襯底202。襯底202可以由任何合適的材料制成，包含玻璃、聚合物和膠質玻璃。襯底202可以是剛性的、撓性的、不透明的或透明的。最好，襯底202由如玻璃或塑料的材料制成。利用本領域已知的技術在襯底202上淀積由導電材料制成的底部電極204。最好，底部電極204由透明導電材料例如ITO制成。在一個實施例中，可以利用本領域已知的技術將底部電極204布圖為帶，如下面參考圖4進一步詳細討論的。有機層206是淀積在底部電極204上的覆蓋層。有機層206可以包括單層或者多層。例如，有機層206可以包括單或雙異質結構OLED的多個有機層，如在美國專利No.5,707,745中所描述的，這里引入作為參考。頂部電極層208是淀積在有機層206上的覆蓋層。頂部電極層208由如金屬、金屬合金或者ITO的導電材料制成。
圖3顯示了用來將樣品300布圖為OLEDs陣列的圖1的壓模100的截面圖，樣品300與圖2的樣品200類似。圖3的襯底302、底部電極304、有機層306(包括區(qū)域306a和306b)和頂部電極層308(包括頂部電極308a和區(qū)域308b)對應于圖2的襯底202、底部電極204、有機層206和底部電極層208。
將壓模100壓到樣品300上，壓模100的升高部分106接觸樣品300的上部。頂部電極層308的區(qū)域308b粘到覆蓋層108上，并且當壓模100從樣品300升起時除去。頂部電極308a(頂部電極層308的遺留部分)不粘到壓模上。
圖4顯示了如參考圖3的描述布圖之后樣品300的許多可能的不同平面圖中的一個。在圖4中，示出了無源顯示器。具體地說，圖3是圖4通過線3’的截面。在淀積有機層306和頂部電極層308之前，和在由壓模100壓樣品300之前，利用本領域已知的技術將底部電極304布圖為帶狀。加壓后，布圖頂部電極層308以形成頂部電極308a。由于已經通過壓模100除去了頂部電極層308的區(qū)域308b，因此露出了區(qū)域306a。
在本發(fā)明的一個實施例中，圖4所示的樣品300形成一個3×2電子器件陣列。具體地說，在底部電極304和頂部電極308a的交叉點處制造了電子器件402、404、406、408、410和412。利用本領域已知的無源矩陣編址技術，每個電子器件都可以通過控制底部電極304和頂部電極308a的電壓來獨立地編址。
應理解，本發(fā)明可以用來制造比這里具體描述的器件陣列更大的有機器件陣列。此外，通過本領域已知的淀積各種下轉換層可以制造多色顯示器。例如，有機層206可以由發(fā)射藍光的材料制成，在淀積底部電極204之前，可以在襯底202上淀積布圖的藍-至-綠和藍-至-紅下轉換層?？梢圆紙D這些下轉換層，使得最后制造的有機器件的陣列形成三色像素，每個像素都包括三個有機器件--一個發(fā)射藍光的沒有下轉換層的器件，一個發(fā)射綠光的具有藍-至-綠下轉換層的器件，一個發(fā)射紅光的具有藍-至-紅下轉換層的器件。
有機材料層可以通過若干任何裝置發(fā)射光。光的發(fā)射通常稱為“熒光”。具體的發(fā)光機理包含熒光現象和熒光性。對本發(fā)明來說，在任何實施例中都可以采用任何類型的熒光。
例子根據本發(fā)明進行通過后淀積模壓來直接微布圖OLED顯示器的方法。具體地說，布圖未布圖的OLED，通過將帶有金屬層的布圖的硅印模(即壓模)壓到未布圖的OLED上，使得選擇性地搬走OLED的陰極層。在后淀積模壓法中，印模包含金屬覆蓋層，當此金屬覆蓋層和陰極彼此接觸時，此金屬覆蓋層冷焊到未布圖的OLED的陰極上。當從OLED移去印模時，以基本上相同的圖形從OLED選擇性地除去了陰極，其中在印模上放置了金屬。
在本例中，采用圖5所示的布圖工藝。首先，在整個襯底區(qū)域602上真空淀積未布圖的小微點OLED結構，此小微點OLED結構具有陽極604、一個或多個有機層606和陰極608。在膜淀積之前，給玻璃襯底602預涂覆～1500厚、清洗透明導電(20Ω/□)銦錫氧化物(ITO)陽極被清洗，接著進行2分鐘的氧等離子處理(31RF功率，50sccm的氧流速，100mTorr室壓)。此OLED是單異質結構器件，具有500厚的作為空穴傳輸材料的4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]聯苯(α-NPD)的空穴傳輸層和500厚的既作為電子傳輸又作為光發(fā)射材料的三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq)的電子傳輸和光發(fā)射層。用300厚的Ag層覆蓋由400厚的Mg∶Ag合金構成的陰極。
為了布圖OLEDs，形成印模(或壓模)500。在形成印模中，利用傳統(tǒng)的光刻處理硅晶片。利用SiO2作為掩模，通過氯基反應例子蝕刻(RIE)和通過濕蝕(HF-HNO3-CH3COOH混合物蝕刻)蝕刻晶片。對于濕蝕，采用7％∶70％∶23％(HF∶HNO3∶CH3∶COOH)的蝕刻劑成分，蝕刻速度為2μm/分鐘。在硅印模上得到的圖形是希望的OLED圖形的負相圖。用金屬覆蓋層708覆蓋硅印模702，金屬覆蓋層708具有厚50的Cr粘結層和通過傳統(tǒng)的電子束蒸發(fā)淀積的150-200厚的Ag層。
為了建立OLED圖形，將印模壓到未布圖的OLEDs上，以便誘發(fā)OLED陰極和印模上的銀之間的冷焊。利用Instron DynamicTesting System(型號8501)進行加壓，它利用液壓傳動裝置施加壓力。將襯底和印模放在下圓柱形壓板上，通過向固定的上壓板移動下壓板來施加壓力。隨著時間，施加的力從零線性增加到最大，最大的力和斜率由計算機控制。整個實驗過程中，采用大約10mm×10mm的玻璃襯底602。
圖6a和6b顯示了230μm直徑的點圖形的結果。ITO層沒有被布圖，最大壓力為～35kN，相應于～290Mpa的平均壓力。斜率為1kN/s，達到最大壓力之后，在壓力下保持樣品5分鐘。采用具有～10μm的蝕刻深度的硅印模。選擇此深度以努力防止由于玻璃襯底的可能變形而可能使印模無意的接觸到陰極層。對于更大的圖形來說，這方面的考慮尤其重要。如圖6a和6b所示，實現高效率的圖形轉移。
圖7比較了通過本技術布圖的1mm直徑的OLEDs和利用傳統(tǒng)的遮光板技術布圖的OLEDs。圖7顯示了電流密度與電壓之間的關系和外量子效率與電流密度之間的關系。V10定義為對應于10mA/cm2的電流密度的電壓。圖7顯示了通過此方法沒有導致明顯的退化。
圖8a和8b顯示了通過本方法得到的寬55μm的橫向圖形。陰極沒有明顯的剝離。應注意有些有機材料也被除去。
這些實驗中的OLEDs的布圖是在實驗室的環(huán)境條件下進行的。因此印模和OLEDs都沒有收到保護使其免受灰塵、氧、水蒸汽等的影響。
為了說明將本方法應用到平板顯示器的可能性，制造了一個具有420μm×420μm像素尺寸的無源矩陣。首先，通過傳統(tǒng)的光刻和濕蝕得到～1500厚的ITO層的平行線。進行清洗步驟之后，依次在布圖的ITO層(如上所述)淀積有機單異質結構和陰極層。然后，用具有平行線圖形的印模垂直壓襯底，以便得到無源矩陣。在加壓過程中施加的最大力為～8kN(即～380Mpa的壓力)，斜率為1kN/s。達到最大力之后，在壓力下保持樣品5分鐘。圖9a和9b顯示了得到的圖形。圖10a和10b分別顯示了接通單個和多個像素的CCD相片。對于圖10a和10b中接通單個像素來說，整個行和整個列都被微弱地接通。然而，相信這是由于反向漏電流而導致的，是器件固有的問題。
當使兩個固體表面接觸時(例如印模上的金屬層和OLED的陰極)，當界面間隙降低到臨界值以下時，它們可以彼此連接，生成單一固體。因此，為了通過此技術實現好的圖形，施加的力應當足夠高以便將界面間隙降低到臨界值以下。
還應當考慮陰極層中的應力分布。此問題可以考慮硅印模和玻璃襯底之間具有有限的摩擦力的彈性接觸問題。在接觸區(qū)的邊緣處，正常的接觸應力是非常大的。一般認為由于高度集中的正常應力，使得在接觸區(qū)的邊緣處局部削弱了陰極層。而且，由于相當高的施加力，應考慮陰極和有機層的塑性變形。
當施加的力逐漸增加時，由施加的力和泊松比確定，印模的升高部分橫向延伸。參見圖11，希望有助于局部減弱。因此，結果，當印模從OLEDs分離時，沿著減弱的邊界出現裂痕，產生尖銳的圖形邊緣。施加的力應當足夠高以便將銀層的界面間隙降低到臨界值以下，而且沿著接觸區(qū)邊緣使金屬層局部減弱。確定的優(yōu)選壓力為大約250Mpa至大約400Mpa。
當將印模施加給器件時，器件的襯底會彎曲，使得器件彎曲到壓模的凹陷部分中。器件和壓模的凹陷部分之間的接觸是不希望的，且會導致應該除去的層留在器件上。為了避免這種接觸，可以控制各種參數。例如，更硬的襯底和施加給壓模更小的力是可以用來消除這種接觸的兩個因素。如果采用撓性襯底，如果需要，可以在剛性支撐結構上安裝此襯底。還可以采用其它的方法以保持撓性襯底足夠的剛性，以便保持希望的公差。另一個重要的因素是壓模的幾何形狀。具體地說，通過增加凹陷部分的深度，或者通過減小升高部分之間的間隙，可以避免這種接觸。確信每1毫米間隙最好為10微米深度，以避免這種接觸，盡管上述比例可以隨著具體的襯底和力而變化。
通過模壓的全色OLED在本發(fā)明的一個實施例中，可以用布圖的壓模進行幾個不同的布圖步驟。結果，可以制造如全色OLED顯示器的器件。例如，可以制造如圖12-18所示的全色OLED。
圖12顯示了部分制造的器件1200。襯底1220具有利用傳統(tǒng)的布圖法在其上制造的第一電極1225和絕緣帶1227。然后在打底結構上淀積有機覆蓋層1230和電極覆蓋層1240。然后將具有升高部分1212和凹陷部分1214的布圖的壓模1210壓到器件1200上。然后以與前面關于圖1-3所描述的方式類似的方式布圖電極覆蓋層1240。
圖13顯示了進一步處理了之后圖12所顯示的部分制造的器件1200。具體地說，布圖壓模1210已經壓到器件1200上并且已經除去。電極覆蓋層1240的除去的部分1240b已經粘到壓模1210上，并且由壓模1210除去。有機覆蓋層1230的除去部分1230b已經粘到壓模1210上，并且已經由壓模1210除去。有機覆蓋層1230的部分1230c留在器件1200上，但通過除去部分1240b而保持露出狀態(tài)。第一可供使用的有機層1230a留在器件1200上，與第一電極1225電接觸。第二電極1240a也留在器件1200上，與第一有機層1230a電接觸。
圖13示出了粘到壓模1210上的有機覆蓋層1230的除去部分1230b和留在器件1200上的有機覆蓋層1230的部分1230c。然而，根據各個層的粘結，給第二電極層1240的部分1240b打底的有機覆蓋層1230的部分可以完全被壓模1210除去，即，移去壓模1210之后沒有留下部分1230c。還可以是，給第二電極層1240的部分1240b打底的有機層1230的部分可以全部留在器件1200上，即沒有部分1230b。
圖14顯示了進一步處理之后部分制造的圖13的器件1200。壓模1210升起之后留下的任何有機覆蓋層1230的部分1230c都已經被除去?？梢酝ㄟ^任何適當的且不會毀壞器件1200的技術來除去部分1230c。具體地說，應當選擇除去的工藝以使對電極1240a的損傷最小，所用的任何試劑都應當不與電極1240a起反應。最好，使用反應離子蝕刻來除去部分1230c?？梢圆捎肅F4和O2的組合或者僅用O2的反應離子蝕刻。當部分1230c包含Alq時最好采用CF4和O2的組合。通過這種組合可以快速除去。可以淀積薄的金保護層作為電極1240a的一部分，以為除去工序提供保護，尤其是當采用CF4和O2的反應離子蝕刻時。
絕緣帶1227可以在用壓模1210、1520和1710壓的過程中防止第一電極1220和其它的電極之間可以形成的短路。絕緣帶1227平行于第二電極1540a延伸，可以由任何提供適當保護的不導電材料制成。最好，絕緣帶1227由SiNx或者SiO2制成。絕緣帶1227不是必須的，如果即使沒有絕緣帶1227，上述短路的形成在可接受的公差內，也可以從器件1200省略絕緣帶1227。
圖15顯示了進一步處理之后部分制造的圖14的器件1200。有機覆蓋層1530和電極層1540已經淀積在打底層上。布圖的壓模1510位于器件1200的上面，布圖的壓模1510具有升高部分1512和凹陷部分1514。采用與圖12-14所描述的處理類似的處理以便除去與壓模1510的升高部分1512對應的有機覆蓋層1530和電極層1540的部分。
圖16顯示了進一步處理之后，尤其是已經移去壓模1510并且已經除去了任何遺留的暴露的有機覆蓋層1530的部分之后，圖15的部分制造的器件1200。有機覆蓋層1530的第二可供使用的有機層1530a留在器件1200上，與第一電極1225電接觸。第三電極1540a留在器件1200上，與第二可供使用的有機層1530a電接觸。有機覆蓋層1530的殘余部分1530d和電極覆蓋層1540的殘余部分1540d也留在第二電極1240a的頂部。
圖15和16顯示了在先前制造的可供使用的有機層1230a和第二電極層1240a上具有凹陷部分1514的壓模1510。這些凹陷部分導致了殘余部分1530d和1540d的制造。對于器件1200的工作來說，這些殘余部分不是必須的。然而，確信在最后將作為器件1200的功能部件的先前制造的區(qū)域具有凹陷部分例如凹陷部分1514能使在接著的壓工序過程中對這些先前制造的功能部件的損害最小，上述功能部件例如有可供使用的有機層1230a和第二電極1240a。如果先前制造的功能部件可以耐印模的壓力，且仍然在希望的參數內起作用，也可以不以這種方式來保護它們。
圖17顯示了進一步處理之后圖16的部分制造的器件1200。在打底層上已經淀積了有機覆蓋層1730和電極層1740。布圖的壓模1710位于器件1200的上方，壓模1710具有升高部分1712和凹陷部分1714。用與圖12-14所描述的類似的工藝除去與壓模1710的升高部分1712對應的有機覆蓋層1730和電極覆蓋層1740的部分。
圖18顯示了進一步處理之后圖17的器件1200，以得到最后制造的器件。具體地說，已經移走壓模1710，并且已經除去了任何遺留的第二有機層1730的暴露部分。有機覆蓋層1730的第三可供使用的有機層1730a留在了器件1200上，與第一電極1225電接觸。第四電極1740a留在器件1200上，與第三可供使用的有機層1730a電接觸。有機覆蓋層1730和殘余部分1730d和電極覆蓋層1740的殘余部分1740d也留在第三電極1540a以及殘余部分1540d的頂上。
圖19顯示了圖18的器件的頂視圖。圖12-18是由圖19沿線1得到的截面圖。為了清楚，圖19中只示出了可供使用的電極即第一電極1225、第二電極1240a、第三電極1540a和第四電極1740a。如圖18所示，這些電極中的幾個實際上被殘余層覆蓋，在圖19中沒有示出。
最好，電極覆蓋層1540和1740的任何殘余部分即殘余部分1540d和1740d都與直接在下面延伸且與它們平行的可供使用電極層電連接，以避免不希望的電浮置電極覆蓋層的殘余部分，和/或避免殘余有機部分的電壓差。具體地說，參考圖18，第二電極1240a最好電連接到正好在第二電極1240a上的殘余部分1540d和殘余部分1740d。同樣，第三電極1540a最好電連接到正好在第三電極1540a上的殘余部分1740d。此電連接可以通過許多方式來實現。圖20顯示了一種通過邊緣研磨實現此連接的可能的方式。具體地說，利用在中心具有一個大開口的遮光板電極覆蓋層1230、1240、1530、1540、1730和1740，使得遮蔽器件1200的邊緣。用來淀積電極覆蓋層1240、1540和1740的掩模具有比用來電極有機覆蓋層1230、1530和1730的開口更大的開口。結果，在器件1200的邊緣處，殘余部分1540d和1740d與第二電極1230電接觸。第三電極1530同樣與其覆蓋的殘余部分1740d電接觸。
與殘余部分1530d和1730d疊加的電極1230a和1530a之間的電接觸也可以在不使用邊緣掩模、通過在器件的邊緣驅動導電棒穿過電極和任何疊加的殘余部分來實現。
當電流流過可供使用的有機層1230a、1530a和1730a時，它們發(fā)射光。具體地說，當在第一電極1225和第二電極1240a之間施加電流時，第一可供使用的有機層1230a發(fā)射光。當在第一電極1225和第三電極1540a之間施加電流時，第二可供使用的有機層1530a發(fā)射光。當在第一電極1225和第二電極1240a之間施加電流時，可供選擇的有機層1230a發(fā)射光。圖18所示的器件1200可以是全色OLED。例如，可供使用的有機層1230a可以發(fā)射紅光，可供使用的有機層1530a可以發(fā)射綠光，可供使用的有機層1730可以發(fā)射藍光。
盡管用簡化的有機層和電極說明的本發(fā)明的各種實施例，但另外的層和子層也可以存在。例如，可供使用的有機層1230a可以包括如參考圖2所描述的多個子層。另外的層還可以存在。例如，還可以有孔注入層，例如Forrest et al在美國專利No.5,998,803中所描述的，這里引入作為參考。電極和有機層之間存在這種孔注入層會妨礙電極和有機層之間的物理接觸，但不會改變電極和有機層電接觸的事實。還可以存在本領域已知的另外層。
圖12-20的實施例可以使用與圖1-11一樣的壓模、材料和工藝參數來實施。
最好，每個有機層和每個電極都大約1000厚。盡管可以使用其它任何合適的透明電極，但第一電極1225最好是ITO。最好，第二電極1240a、第三電極1540a和第四電極1740a包括大約1000厚的覆蓋有大約100厚的Au層的Mg/Ag合金層，Mg/Ag合金層。然而，也可以采用任何合適的電極，例如LiF/Al電極。
在圖12-20的實施例中，在模壓過程中，壓模應當適當定位。具體地說，在圖15和17所示的模壓過程中，壓模應當根據器件1200上已有的結構精確定位。此對準可以利用本領域已知的技術例如利用通過器件底部突出的IR光的光學對準、利用光散射的基準對準和任何其它適當的技術來實施例。從而電極覆蓋層干擾這種對準技術，在淀積過程中可以采用邊緣掩模以提供器件的沒有金屬淀積覆蓋的區(qū)域。
進一步的例子在一個襯底上依次制造兩個OLEDs陣列。盡管沒有使用模壓，但在兩個陣列的制造中間通過反應離子蝕刻除去有機層。這表面第一陣列不受暴露于反應離子蝕刻的負面影響，第二陣列可以順利地利用已經暴露于反應離子蝕刻的底電極來制造。
具體地說，得到用ITO層覆蓋的傳統(tǒng)襯底。此ITO層沒有被布圖，并且在每個陣列中作為每個器件的普通的底部電極(陽極)。結果，此例不是要說明每個像素都分別編址的陣列，而是說明可以制造工作的OLEDs。在ITO層上覆蓋淀積500厚的α-NPD層，接著淀積500厚的Alq層，以形成傳統(tǒng)的單異質結構OLED的有機層。然后僅第一陣列的頂部電極(陰極)通過遮光掩模淀積。限定第一陣列小于襯底的一半。
測量器件的第一陣列的特性。圖21顯示了這些器件的電流與電壓之間的關系，圖22顯示了量子效率與電流之間的關系。具體地說，圖21的線2110和2115顯示了電流與電壓之間的關系，圖22的線2210和2215顯示了量子效率與電流之間的關系。
然后采用結合CF4和O2的反應離子蝕刻來除去露出的有機層，即，器件的第一陣列的沒有被頂部電極覆蓋的有機層部分。然后再次測量器件的第一陣列的特性。圖21的線2120和2125顯示了電流和電壓之間的關系，圖22的線2220和2225顯示了量子效率與電流之間的關系。線2120和2125與線2110和2115的接近以及線2220和2225與線2210和2215的接近表示反應離子蝕刻不會負面影響第一陣列中的器件。
然后在包含器件的第一陣列的整個襯底上淀積厚500第二α-NPD層，接著淀積500厚的第二Alq層，以形成傳統(tǒng)的單異質結構OLED有機層。然后通過遮光掩模將第二陣列的頂部電極淀積到襯底的沒有被第一陣列占據的部分。
測量器件的第二陣列的特性。圖21的線2130和2135顯示了電流與電壓之間的關系，圖22的線2230和2235顯示了量子效率與電流之間的關系。線2130和2135與線2120和2125的接近以及線2230和2235與線2210和2215的接近表明利用底部電極可以順利地制造OLED，其中底部電極已經預先用有機材料覆蓋，然后用反應離子蝕刻清洗。
然后采用結合CF4和O2的反應離子蝕刻來除去露出的有機層，即，器件的第二陣列的沒有被頂部電極覆蓋的有機層部分。此反應離子蝕刻還除去了淀積在器件的第一陣列上的有機材料。然后再次測量器件的第二陣列特性。對于器件的第二陣列來說圖21的線2140和2145顯示了電流與電壓之間的關系，圖22的線2240和2245顯示了量子效率與電流之間的關系。而且再次測量了器件的第一陣列特性。圖21的線2150和2155顯示了器件的第一陣列的電流和電壓之間的關系，圖22的線2250和2255顯示了器件的第一陣列的量子效率與電流之間的關系。
圖21上線2140、2145、2150和2155與其它線的接近以及圖22上線2240、2245、2250和2255與其它線的接近表明第二反應離子蝕刻不會負面影響兩個陣列中的器件。
結論本發(fā)明的方法與先前報導的布圖技術相比具有幾個優(yōu)點。例如，本方法非常經濟，因為印模是可再利用的。在印模具有金屬層的實施例中，通過濕蝕除去金屬層之后可再利用此印模。本發(fā)明的方法還提供了高的產量，像顯示面板這樣的大面積可以在一個步驟中布圖。
另外，本發(fā)明的方法還適于利用撓性塑性襯底的滾動(roll-to-roll)制造工藝。通過使用滾輪印模，由于降低了接觸面積，可以用更小的力來施加最佳壓力，因此對于撓性襯底來說可以更容易地進行大面積布圖。本發(fā)明可以簡單、經濟和高效地制造OLEDs和其它的電子器件，例如可以用來制造平板顯示器。
與本發(fā)明的其它實施例相比，圖12-20的實施例提供了幾個未預料到的和有利的特征。圖12-20的實施例使得將不同的有機層引入到相同陣列中的不同器件中。例如，可供使用的有機層1230a可以和可供使用的有機層1530a不同，結果與可供使用的有機層1730a也不同。這樣，就可以在不用下轉換層的情況下制造全色顯示器。使用多個印模是圖12-20的實施例中一個預料不到和有利的特征。另一個是能夠在模壓之后除去殘余有機層而不毀壞已經存在的器件，使得可以利用通過上述除去步驟而露出的第一電極1225來制造進一步的器件。
上面已經參考具體的例子和最佳實施例，應理解本發(fā)明并不限于這些例子和實施例，具體地說，本發(fā)明不限于OLEDs，它可以應用到更寬范圍的各種電子器件中。另外，關于OLEDs，本發(fā)明也不限于所描述的具體例子和實施例，因此，本領域技術人員應當清楚，所要求的本發(fā)明包含從這里描述的具體的例子和最佳實施例作出的各種變化。
權利要求
1.一種制造有機器件的方法，包括(a)在襯底上淀積包括有機材料的第一層；(b)在所述第一層上淀積包括電極材料的第二層；(c)將具有升高部分的布圖的壓模壓到第二層上；和(d)除去布圖的壓模。
2.權利要求1的方法，其中布圖的壓模包括硅。
3.權利要求1的方法，其中布圖的壓模具有覆蓋有粘結劑材料的升高部分。
4.權利要求3的方法，其中粘結劑材料包括至少一種金屬。
5.權利要求3的方法，其中粘結劑材料包括膠水。
6.權利要求1的方法，其中在淀積第一層之前，在襯底上淀積第三層。
7.權利要求6的方法，其中在淀積第一層之前，布圖第三層。
8.權利要求6的方法，其中使用此方法來制造有機光發(fā)射器件的無源陣列，每個器件具有由第三層形成的底部電極、由第一層形成的有機光發(fā)射層和由第二層形成的頂部電極。
9.權利要求6的方法，其中第三層包括電極材料。
10.權利要求9的方法，其中第三層選自由金屬和金屬氧化物構成的組。
11.權利要求1的方法，其中第二層選自由金屬和金屬氧化物構成的組。
12.一種布圖的壓模，包括覆蓋有粘結劑材料的升高部分。
13.權利要求12的布圖的壓模，其中粘結劑材料包括金屬。
14.權利要求12的布圖的壓模，其中粘結劑材料包括金屬合金。
15.權利要求12的布圖的壓模，其中布圖的壓模包括硅。
16.一種制造有機器件的方法，包括(a)在襯底上淀積第一有機層；(b)在第一有機層上淀積第一電極層；(c)將具有升高部分的第一布圖壓模壓到第一電極層上，使得第一布圖壓模的升高部分接觸第一電極層的多個部分；(d)除去第一布圖壓模，以便除去與第一布圖壓模的升高部分接觸的第一電極層的部分；(e)在第一電極層上淀積第二有機層；(f)在第二有機層上淀積第二電極層；(g)將具有升高部分的第二布圖壓模壓到第二電極層上，使得第二布圖壓模的升高部分接觸第二電極層的多個部分；(h)除去第二布圖壓模，以便除去與第二布圖壓模的升高部分接觸的第二電極層的部分。
17.權利要求16的方法，還包括步驟(i)在第二電極層上淀積第三有機層；(j)在第三有機層上淀積第三電極層；(k)將具有升高部分的第三布圖壓模壓到第三電極層上，使得第三布圖壓模的升高部分與第三電極層的多個部分接觸；(l)除去第三布圖壓模，以便除去與第三布圖壓模的升高部分接觸的第三電極層的部分。
18.權利要求16的方法，還包括步驟在步驟(d)之后，步驟(e)之前，除去通過在步驟(d)中除去第一電極層的部分而露出的第一有機層的部分；在步驟(g)之后，步驟(h)之前，除去通過在步驟(g)中除去第二電極層的部分而露出的第二有機層的部分。
19.權利要求18的方法，其中通過反應離子蝕刻除去第一有機層的部分。
20.權利要求19的方法，其中通過結合CF4和O2的反應離子蝕刻除去第一有機層的部分。
21.權利要求19的方法，其中通過利用O2的反應離子蝕刻除去第一有機層的部分。
22.權利要求16的方法，其中步驟(c)中的與第一布圖壓模的升高部分接觸的第一電極層的部分粘結到步驟(c)中的第一布圖壓模。
23.權利要求22的方法，其中粘結由冷焊導致。
24.一種制造有機器件的方法，包括(a)在襯底上淀積第一有機層；(b)在第一有機層上淀積第一電極層；(c)將具有升高部分的第一布圖壓模壓到第一電極層上；(d)除去第一布圖壓模；(e)在第一電極層上淀積第二有機層；(f)在第二有機層上淀積第二電極層；(g)將具有升高部分的第二布圖壓模壓到第二電極層上；(h)除去第二布圖壓模。
25.權利要求16的方法，其中布圖壓模包括硅。
26.權利要求16的方法，其中布圖的壓模具有覆蓋有粘結劑材料的升高部分。
27.權利要求26的方法，其中粘結劑材料包括至少一種金屬。
28.權利要求26的方法，其中粘結劑材料包括膠水。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機器件的布圖方法，更具體地說，涉及利用壓模的布圖方法。在襯底(602)上淀積有機材料第一層(608)，接著淀積第一電極層(608)。然后將具有升高部分(506)的第一布圖壓模(500)壓到第一電極層(608)上。使得第一布圖壓模(500)的升高部分(506)接觸第一電極層(608)的部分。除去布圖壓模(500)，以便除去與第一布圖壓模(500)的升高部分接觸的第一電極層(608)。在本發(fā)明的一個實施例中，然后在第一電極層上淀積第二有機層，接著淀積第二電極層。將具有升高部分的第二布圖壓模壓到第二電極層上，以便除去與第二布圖壓模的升高部分接觸的第二電極層的部分，最好用粘結劑材料(508)例如金屬覆蓋布圖壓模。
文檔編號H01L51/40GK1399800SQ00816093
公開日2003年2月26日 申請日期2000年11月21日 優(yōu)先權日1999年11月23日
發(fā)明者金昌淳, 保羅·E·伯魯斯, 斯蒂芬·R·弗雷斯特, 索多爾·周 申請人:普林斯頓大學理事會