專利名稱：有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光器件的陰極接觸結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件，更具體地，涉及具有在器件的陰極與陰極連接器之間提供電接觸的接觸結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件。
在傳統(tǒng)的象素化的有機(jī)EL器件中，光透射的陽(yáng)極，例如銦錫氧化物(ITO)陽(yáng)極，被形成在光透射的襯底上，諸如，玻璃襯底。對(duì)于相對(duì)較小的器件，ITO也可被使用來(lái)形成從襯底的邊緣向里延伸的陽(yáng)極和陰極連接器，用于提供到驅(qū)動(dòng)電路的電連接，以便提供對(duì)于運(yùn)行有機(jī)EL器件所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。對(duì)于大面積的器件，至少對(duì)于陰極，需要低電阻的金屬連接器，用來(lái)載送從有源的象素化的器件區(qū)域的電流去和來(lái)驅(qū)動(dòng)電路。
因?yàn)樵陉?yáng)極與陰極之間形成的有機(jī)EL介質(zhì)層是相對(duì)電絕緣的，在制做傳統(tǒng)的有機(jī)EL器件時(shí)必須滿足兩個(gè)基本要求第一，有機(jī)EL介質(zhì)層通常必須通過(guò)汽相沉積被形成，以使得該層不覆蓋對(duì)于電連接到驅(qū)動(dòng)電路所需要的、低電阻金屬連接器部分；以及第二，有機(jī)EL介質(zhì)層必須被形成使得在陽(yáng)極與陰極之間不可能有直接電接觸。也就是避免在電極之間的電短路。在制造傳統(tǒng)的有機(jī)EL器件時(shí)，這兩個(gè)要求可通過(guò)選擇至少兩個(gè)分開(kāi)的掩膜處理過(guò)程而得以滿足，即，提供第一汽相沉積掩膜，它限定用于形成限定的有機(jī)EL介質(zhì)層的第一沉積區(qū)，以及提供第二汽相沉積掩膜，它限定用于形成限定的陰極或限定的陽(yáng)極的第二沉積區(qū)。
因?yàn)橛袡C(jī)EL介質(zhì)層對(duì)于周?chē)h(huán)境的濕氣很敏感，制造有機(jī)EL器件的第三個(gè)要求是通過(guò)在真空汽相沉積系統(tǒng)中順序汽相沉積而順序形成有機(jī)EL介質(zhì)層和陰極，同時(shí)不將有機(jī)EL介質(zhì)層暴露在真空系統(tǒng)以外大氣條件下普遍濕氣水平。在形成有機(jī)EL介質(zhì)層以前，雖然上面的第一汽相沉積掩膜可以在真空系統(tǒng)外面相對(duì)于襯底準(zhǔn)確地放置，但通過(guò)在真空系統(tǒng)內(nèi)操作而去除第一掩膜和相對(duì)于襯底以及相對(duì)于有機(jī)EL介質(zhì)層準(zhǔn)確地放置第二掩膜是相當(dāng)復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的處理過(guò)程，以及可能造成誤對(duì)準(zhǔn)的錯(cuò)誤。
這個(gè)目的是通過(guò)一種制做象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的方法而達(dá)到的，包括以下步驟(a)提供光透射的襯底，其具有在其上形成的、多個(gè)間隔開(kāi)的光透射的陽(yáng)極，以及從襯底邊緣向里延伸的至少一個(gè)陰極連接器，用于提供電連接，使得驅(qū)動(dòng)電壓可被施加到選擇的陽(yáng)極與至少一個(gè)陰極之間，使從由選擇的陽(yáng)極與至少一個(gè)陰極形成的器件的一象素發(fā)射光；(b)在至少一個(gè)陰極連接器上形成電絕緣有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；(c)提供限定在襯底上的沉積區(qū)的掩膜，用于沉積電絕緣有機(jī)EL介質(zhì)層和在有機(jī)EL介質(zhì)層上的導(dǎo)電陰極；(d)通過(guò)被引導(dǎo)到襯底上進(jìn)入沉積區(qū)中的有機(jī)EL材料的汽相沉積而第一沉積有機(jī)EL介質(zhì)層，和使用汽相沉積相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，使得有機(jī)EL介質(zhì)層的形成終結(jié)于與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部(base)隔開(kāi)的一個(gè)位置；以及(e)通過(guò)被引導(dǎo)到有機(jī)EL介質(zhì)層進(jìn)入沉積區(qū)的導(dǎo)電材料的汽相沉積而第二沉積導(dǎo)電陰極，和使用汽相沉積相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，使得在有機(jī)EL介質(zhì)層上形成導(dǎo)電陰極，導(dǎo)電陰極在有機(jī)EL介質(zhì)層與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處，以與至少一個(gè)陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。


圖1-7示意地顯示制做現(xiàn)有技術(shù)的象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的各個(gè)方面，其中圖1是襯底的平面圖，襯底上具有多個(gè)間隔開(kāi)的陽(yáng)極，陰極連接器，和在垂直于陽(yáng)極的方向上延伸的陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)；圖2是沿著圖1的截線2-2截取的、襯底的截面圖；圖3是沿著圖1的截線3-3截取的、襯底的截面圖；圖3A是具有底部和在底部上的遮蔽結(jié)構(gòu)的有機(jī)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)的放大的截面圖；圖4是襯底的平面圖，它具有由限定第一沉積區(qū)的第一掩膜覆蓋的部分，用于在襯底上沉積有機(jī)EL介質(zhì)層；圖5是沿著圖4的截線5-5截取的、襯底的放大的截面圖，以及表示通過(guò)用蒸汽流汽相沉積形成的有機(jī)EL介質(zhì)層的部分，該蒸汽流以基本上垂直于襯底的方向入射到襯底上第一沉積區(qū)；圖6是具有由限定第二沉積區(qū)的第二掩膜覆蓋的部分的襯底的平面圖，該第二掩膜用于把導(dǎo)電陰極沉積在有機(jī)EL介質(zhì)層上和在陰極連接器的部分，以使得有機(jī)EL介質(zhì)層防止陽(yáng)極與陰極的電接觸；圖7是沿著圖6的截線7-7截取的放大的截面圖，以及顯示在陰極連接器與陰極之間形成的接觸區(qū)，陰極由陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)將相鄰的陰極分隔開(kāi)，該遮蔽結(jié)構(gòu)遮蔽沿基本上垂直于襯底的方向入射到襯底第二沉積區(qū)的陰極材料蒸汽流；圖8-16示意地顯示制做按照本發(fā)明的象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的各個(gè)方面，在襯底上具有多個(gè)間隔開(kāi)的陽(yáng)極、陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)、和陰極連接器，每個(gè)陰極連接器具有陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)，其中圖8是襯底的平面圖，襯底上具有多個(gè)間隔開(kāi)的陽(yáng)極，在垂直于陽(yáng)極的方向上延伸的陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)，兩個(gè)邊界層，和分開(kāi)的陰極連接器，每個(gè)陰極連接器具有陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；圖9是沿著圖8的截線9-9截取的放大的截面圖，顯示在陽(yáng)極和襯底上形成的一個(gè)邊界層；圖10是沿著圖8的截線10-10截取的放大的截面圖，顯示在陰極連接器上形成的陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；
圖11是部分被限定沉積區(qū)的掩膜覆蓋的襯底的平面圖，該掩膜用于把有機(jī)EL介質(zhì)層沉積在襯底上和用于把陰極沉積在有機(jī)EL介質(zhì)層上；圖12是沿著圖11的截線12-12截取的、襯底的截面圖，其中襯底被放置在支撐掩膜的掩膜框架結(jié)構(gòu)內(nèi)；圖13是有機(jī)EL器件的平面圖，其中有機(jī)EL介質(zhì)層和陰極或多個(gè)陰極被形成在沉積區(qū)在圖11的襯底上；圖14是沿著圖13的截線14-14截取的、陰極連接器和陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的放大的截面圖，以及顯示第一(有機(jī)EL)和第二(陰極)汽相沉積，形成有機(jī)EL介質(zhì)層和形成與陰極連接器電連接的陰極；圖15是被放置在掩膜框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的襯底的截面圖，掩膜框架結(jié)構(gòu)支撐限定較大的沉積區(qū)的掩膜和限定較小的覆蓋(overlay)的沉積區(qū)的覆蓋的掩膜，用于把第一有機(jī)EL介質(zhì)層汽相沉積在襯底的選擇的區(qū)域上；圖16A是在陰極連接器上形成的陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的放大的截面圖，以及顯示沿著垂直于襯底的方向入射的、第一(有機(jī)EL)和第二(陰極)汽相沉積，以形成有機(jī)EL介質(zhì)層和形成在其上的陰極；以及圖16B顯示圖16A的截面圖，以及顯示第三輔助金屬汽相沉積，以在陰極上形成輔助金屬層，并與陰極連接器進(jìn)行電接觸。
圖17-20示意地顯示制做有源矩陣有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的幾個(gè)方面，其中圖17是顯示多個(gè)可尋址的薄膜晶體管(TFT)有機(jī)EL象素的電路圖，其中每個(gè)TFT象素具有相關(guān)的光透射的陽(yáng)極和共用的或公共的陰極；圖18是襯底的平面圖，它具有多個(gè)間隔開(kāi)的TFT象素，集成的x和y驅(qū)動(dòng)器電路，和陰極連接器，它具有在其上形成的多個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；圖19是有源矩陣有機(jī)EL器件的平面圖，其中有機(jī)EL介質(zhì)層和陰極被形成在圖18的襯底上在掩膜限定沉積區(qū)中；以及圖20是沿著圖19的截線20-20截取的、被形成在陰極連接器上的陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的截面圖，以及顯示了用于形成有機(jī)EL介質(zhì)層和形成位于每個(gè)遮蔽結(jié)構(gòu)與陰極連接器電連接的陰極的第一(有機(jī)EL)和第二(陰極)汽相沉積。
具體實(shí)施例方式
附圖不得不具有示意的性質(zhì)，因?yàn)楦鱾€(gè)層的厚度太薄，以及各個(gè)元件的厚度差別太短，不允許按尺度描繪，或不允許方便地按比例縮放。另外，為了清晰起見(jiàn)，附圖顯示單個(gè)有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)介質(zhì)層，實(shí)際上，它可包括幾層，例如，有機(jī)空穴注入和空穴輸送層；有機(jī)光發(fā)射層，可發(fā)射單個(gè)顏色或色調(diào)的光(“單色”EL器件)，或可以通過(guò)用選擇的有機(jī)發(fā)光摻雜材料適當(dāng)?shù)負(fù)诫s在有機(jī)光發(fā)射主材料中，而發(fā)射一個(gè)紅色、綠色、或藍(lán)色光之一作為“區(qū)域色”；以及有機(jī)電子輸送層。可替換地，有機(jī)EL介質(zhì)層可包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)聚合層。
為了更全面地了解本發(fā)明，將結(jié)合圖1-7描述制做現(xiàn)有技術(shù)的象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的各個(gè)方面。
圖1是襯底結(jié)構(gòu)10-1的平面圖，它包括光透射的襯底12，具有被形成在其上的、多個(gè)間隔開(kāi)的光透射的陽(yáng)極14，以及從襯底的邊緣向里延伸的、多個(gè)陰極連接器20。多個(gè)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30被形成在陽(yáng)極和襯底12的部分之上，以及沿著垂直于陽(yáng)極的方向延伸。陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30是電絕緣的，用來(lái)提供多個(gè)間隔開(kāi)的陰極，每個(gè)防極將與陰極連接器20進(jìn)行電接觸。在圖1上表示了在x方向上的有源象素尺寸Px和在y方向上的有源象素尺寸Py。
光透射的襯底12可以用玻璃、石英、適當(dāng)?shù)乃芰喜牧系戎瞥?。?yáng)極14優(yōu)選地用銦錫氧化物(ITO)制成，以及陰極連接器20優(yōu)選地用低電阻材料，例如銅、鋁、鉬等制成。
雖然圖上未示出，應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)陽(yáng)極14可以具有形成在其上的低電阻材料連接器墊片，并從襯底12的邊緣向里延伸，例如，從圖1所示的下部邊緣向里延伸。
圖2是沿著圖1的截線2-2截取的、結(jié)構(gòu)10-1的截面圖，以及顯示在基礎(chǔ)上的陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30。
圖3是沿著圖1的截線3-3截取的、結(jié)構(gòu)10-1的截面圖，以及顯示被放置在兩個(gè)相鄰的陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30之間的陰極連接器20。
圖3A是陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30之一的放大的截面圖，它包括電絕緣有機(jī)底部層32和被形成在底部層32上在中心線31附近的電絕緣有機(jī)遮蔽結(jié)構(gòu)34。有機(jī)底部層32的寬度尺寸WB大于有機(jī)遮蔽結(jié)構(gòu)34的的寬度尺寸WS。
陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)通常在制造傳統(tǒng)的無(wú)源矩陣有機(jī)EL器件(以整體的遮蔽掩膜的形式)時(shí)被使用來(lái)提供在相鄰的陰極之間的電絕緣，例如在美國(guó)專利US-A-5,276,380，US-A-5,701,055中所公開(kāi)的，這兩個(gè)專利的公開(kāi)內(nèi)容在此引用，以供參考。
圖4是結(jié)構(gòu)10-2的平面圖，其中襯底12的一部分由限定第一沉積區(qū)52的第一掩膜50覆蓋。有機(jī)EL介質(zhì)層54被形成在沉積區(qū)52內(nèi)的襯底上(為了表示簡(jiǎn)明起見(jiàn)，被形成在掩膜50上的EL介質(zhì)沉積沒(méi)有顯示出)。第一掩膜50和它的沉積區(qū)52在抽空汽相沉積室外面相對(duì)于襯底12精確地取向，這在通過(guò)在汽相沉積室內(nèi)汽相沉積而形成EL介質(zhì)層54以前進(jìn)行(未顯示)。
轉(zhuǎn)到圖5，圖上顯示沿著圖4的截線5-5截取的、襯底12的放大的截面圖。所示的有機(jī)EL介質(zhì)層54的部分是通過(guò)汽相沉積有機(jī)EL材料蒸汽流53形成的，該蒸汽流53以基本上垂直于襯底的汽相沉積的方向(或替換地，基本上平行于陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30的中心線的方向)被導(dǎo)向襯底12沉積區(qū)52內(nèi)。
圖6是有機(jī)EL器件10的平面圖，其中襯底12具有由限定第二沉積區(qū)62的第二掩膜60覆蓋的部分，該第二掩膜用于在有機(jī)EL介質(zhì)層54上汽相沉積一導(dǎo)電陰極66，以及該第二掩膜相對(duì)于所述襯底的部分偏移，以便提供在陰極(它們之間由陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30分隔開(kāi))與陰極連接器20之間的接觸區(qū)24。
將會(huì)看到，在形成陰極66之前，第一掩膜50(見(jiàn)圖4)必須在真空沉積室內(nèi)與襯底12分開(kāi)，以及必須也在沉積室內(nèi)操縱第二掩膜60使其相對(duì)于先前形成的有機(jī)介質(zhì)層54盡可能好地定位。
圖7是沿著圖6的截線7-7截取的放大的截面圖，以及顯示了在陰極連接器20的部分與陰極66之間的接觸區(qū)24。當(dāng)陰極66從陰極材料蒸汽流63被形成時(shí)，相鄰的陰極66由陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30互相分隔開(kāi)，該陰極材料蒸汽流63沿基本上垂直于襯底的方向(或基本上平行于遮蔽結(jié)構(gòu)的中心線31的方向)導(dǎo)向襯底進(jìn)入第二沉積區(qū)。
如圖5和7所示，當(dāng)蒸汽流53和63被導(dǎo)向襯底到如圖5和7所示的沉積區(qū)52和62時(shí)，由于遮蔽結(jié)構(gòu)34的遮蔽效應(yīng)，有機(jī)EL介質(zhì)層54和陰極66終結(jié)在底部層32與遮蔽結(jié)構(gòu)34的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置。
在從圖6的器件10去除掩膜60后，無(wú)源矩陣有機(jī)EL器件10是通過(guò)在經(jīng)過(guò)陰極連接器選擇的陰極與選擇的陽(yáng)極之間加上電位而運(yùn)行的。當(dāng)選擇的陰極相對(duì)于選擇的陽(yáng)極加上負(fù)的偏壓時(shí)，選擇的象素，Py，Py，將發(fā)射光，穿過(guò)光透射的陽(yáng)極14和光透射的襯底12。
圖8-16示意地顯示通過(guò)使用限定沉積區(qū)的單個(gè)汽相沉積掩膜和通過(guò)結(jié)合陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)而制做有源矩陣象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光器件的處理過(guò)程順序。
圖8是在沉積有機(jī)EL介質(zhì)層之前的襯底結(jié)構(gòu)100-1的平面圖。光透射的襯底112、光透射的陽(yáng)極114、陰極連接器120和有機(jī)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)130相應(yīng)于圖1的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)10-1的襯底12、陽(yáng)極14、陰極連接器20和陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)30，所以不需要進(jìn)一步詳細(xì)描述。
有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126被形成在每個(gè)陰極連接器120上，兩個(gè)有機(jī)邊界層140被提供在陽(yáng)極114和襯底112上。有機(jī)遮蔽結(jié)構(gòu)126和130，以及有機(jī)邊界層140，是電絕緣的，并且通過(guò)光刻過(guò)程被形成。
圖9是沿著圖8的截線9-9截取的放大的截面圖，以及顯示被形成在陽(yáng)極114上的有機(jī)邊界層140。
圖10是沿著圖8的截線10-10截取的、陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126的放大的截面圖。陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126被形成在陰極連接器120上，以及具有中心線127。陽(yáng)極114被顯示在背景(background)上。
在圖11上，圖8的襯底結(jié)構(gòu)100-1具有由限定沉積區(qū)172的掩膜170覆蓋的部分，用于以后形成汽相沉積的EL介質(zhì)層和一個(gè)陰極或多個(gè)陰極。掩膜170和它的沉積區(qū)172在汽相沉積室外面相對(duì)于襯底112精確地定向，這個(gè)部件然后被轉(zhuǎn)移到這樣的室中。沉積區(qū)172包括陰極連接器120的部分和陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126，以及有機(jī)邊界層140的部分。
圖12是沿著圖11的截線12-12截取的截面圖，顯示可滑動(dòng)地接受結(jié)構(gòu)100-1的襯底112的掩膜框架結(jié)構(gòu)178，以及掩膜框架結(jié)構(gòu)178支撐掩膜170。
圖13是在通過(guò)汽相沉積進(jìn)入到沉積區(qū)172而形成有機(jī)EL介質(zhì)層174和陰極176后的完整的有機(jī)EL器件100的平面圖。為了表達(dá)簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在掩膜170的被掩蓋的部分上形成的沉積從圖上被省略。
圖14是沿著圖13的截線14-14截取的、有機(jī)陰極遮蔽結(jié)構(gòu)126的放大的截面圖。
在第一沉積中，有機(jī)EL材料蒸汽流173以基本上垂直于襯底(或基本上平行于遮蔽結(jié)構(gòu)126的中心線127)的方向被導(dǎo)向襯底112進(jìn)入到沉積區(qū)172(見(jiàn)圖13)。這個(gè)第一沉積形成有機(jī)EL介質(zhì)層174，它在陰極連接器120上終結(jié)于與陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置。
在第二沉積中，陰極材料蒸汽流175被導(dǎo)向有機(jī)EL介質(zhì)層174進(jìn)入到沉積區(qū)172。陰極材料蒸汽流175相對(duì)于遮蔽結(jié)構(gòu)126的中心線對(duì)著一個(gè)角度Θ。這個(gè)第二沉積形成陰極176，并提供在有機(jī)EL介質(zhì)層174與陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處的接觸區(qū)180與陰極連接器120的電接觸。
這樣，通過(guò)使用限定沉積區(qū)的和可相對(duì)于襯底上的特性精確地取向的單個(gè)掩膜，提供了用于制造單色無(wú)源矩陣有機(jī)EL器件的簡(jiǎn)單的、可靠的和時(shí)間節(jié)省的方法。
圖15是類似于圖12的截面圖的截面圖，以及顯示被掩膜框架結(jié)構(gòu)178支撐的掩膜170。一個(gè)覆蓋的掩膜170-1被放置在掩膜170上，以提供沉積區(qū)172-1，例如，它可被使用來(lái)，在第一沉積時(shí)從有機(jī)EL材料蒸汽流173-1在襯底112的一部分上形成有機(jī)EL介質(zhì)層174-1。有機(jī)EL介質(zhì)層174-1，例如，可用來(lái)提供在由一個(gè)以上的象素覆蓋的區(qū)域上的區(qū)域顏色或色調(diào)的光發(fā)射。層174-1也被形成在陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)130的部分(它在截面圖的背景上是明顯的)上和在覆蓋的掩膜170-1的被掩蓋的部分上。該覆蓋的掩膜170-1然后被去除，并用一個(gè)保護(hù)膜(cover)(未示出)代替，該保護(hù)膜在形成有機(jī)EL介質(zhì)層期間覆蓋EL介質(zhì)層174-1，該有機(jī)EL介質(zhì)層在襯底的其余部分上提供第二顏色或色調(diào)，并在整個(gè)掩膜170的沉積區(qū)172包括未覆蓋的部分中的陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126。最后，保護(hù)膜被去掉，陰極材料蒸汽流175(見(jiàn)圖14)被導(dǎo)向有機(jī)EL介質(zhì)層(該介質(zhì)層形成區(qū)域顏色)以提供陰極和圖14的接觸區(qū)。
圖16A和16B是類似于圖14的視圖的截面圖，顯示陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126和它相對(duì)于第一、第二、和第三沉積的功能。
在圖16A上，有機(jī)EL介質(zhì)層174是通過(guò)從有機(jī)EL材料蒸汽流173的第一沉積而被形成在襯底112上，如先前參照?qǐng)D14描述的。陰極176是通過(guò)導(dǎo)引陰極材料蒸汽流175沿著基本上垂直于襯底(或基本上平行于遮蔽結(jié)構(gòu)126的中心線127)的方向進(jìn)入沉積區(qū)172(見(jiàn)圖13)而被形成在EL介質(zhì)層174上。因此，層174和陰極176都在陰極連接器的部分上延伸，但與陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)126的底部間隔開(kāi)。
在圖16B上，輔助導(dǎo)電層196是通過(guò)把輔助導(dǎo)電材料蒸汽流195引導(dǎo)到陰極176而被形成在陰極176上，其中蒸汽流195相對(duì)于中心線127對(duì)著一個(gè)角度Θ。
輔助導(dǎo)電層196提供在接觸區(qū)180、有機(jī)EL介質(zhì)層174和陰極176與遮蔽結(jié)構(gòu)126的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處與陰極連接器120的電接觸。
當(dāng)陰極176從輔助導(dǎo)電層獲益或需要輔助導(dǎo)電層時(shí)，輔助導(dǎo)電層可提供對(duì)陰極的保護(hù)或它可增強(qiáng)陰極的環(huán)境穩(wěn)定性，圖16A和16B上描繪的處理過(guò)程被有利地使用。
圖17-20示意地顯示通過(guò)使用限定沉積區(qū)的、用于沉積有機(jī)EL介質(zhì)層和與陰極連接器進(jìn)行電連接的公共陰極的單個(gè)掩膜而制做有源矩陣有機(jī)EL器件的方面。
圖17是顯示多個(gè)可尋址的薄膜晶體管(TFT)有機(jī)EL象素的電路圖。每個(gè)TFT-有機(jī)EL象素包括邏輯晶體管T1，電容Cs，和可導(dǎo)致從被夾在光透射的陽(yáng)極與陰極之間的EL介質(zhì)層進(jìn)行光發(fā)射的功率晶體管T2。邏輯晶體管T1可以通過(guò)在柵極線和源極線上提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)而被激勵(lì)。陰極線被顯示為粗黑輪廓線，表示用于器件的所有的象素的公共陰極。有源矩陣場(chǎng)致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)和功能在美國(guó)專利US-A-5,550,066中被公開(kāi)，該專利的公開(kāi)內(nèi)容在此引用，以供參考。
圖18是襯底結(jié)構(gòu)300-1的平面圖，其中多個(gè)TFT象素被提供在光透射襯底312上。用于尋址象素的邏輯電路T1的集成的驅(qū)動(dòng)器電路可以提供在沿著襯底312的外圍區(qū)域。
陰極連接器320被形成在襯底312，以及有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)336被形成在陰極連接器320上。
圖19是有源矩陣有機(jī)EL器件300的平面圖，以及顯示形成在襯底上的有機(jī)EL介質(zhì)層374，和形成在層374上、掩膜370限定的沉積區(qū)372內(nèi)的陰極376。沉積區(qū)372包括陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)336，和陰極連接器320的一部分。
圖20是沿著圖19的截線20-20截取的放大的截面圖，以及顯示兩個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)336。在第一沉積中，通過(guò)有機(jī)EL材料蒸汽流373以基本上垂直于襯底312(或基本上平行于遮蔽結(jié)構(gòu)336的中心線337)的方向通過(guò)沉積區(qū)372導(dǎo)向襯底312(見(jiàn)圖19)，而在襯底和在陰極連接器320上形成有機(jī)EL介質(zhì)層374。通過(guò)將陰極材料蒸汽流375引導(dǎo)到層374上而在有機(jī)EL介質(zhì)層374形成陰極376，這里，蒸汽流375相對(duì)于中心線337對(duì)著一個(gè)角度Θ。因此，在接觸區(qū)380，在有機(jī)EL介質(zhì)層374與陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)336的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處，提供陰極376與陰極連接器320之間的電接觸。
將會(huì)看到，按照本發(fā)明的陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)當(dāng)在平面圖上觀看時(shí)可以是圓形或多邊形。具體地，圖18和19的遮蔽結(jié)構(gòu)336可被拉長(zhǎng)，以便構(gòu)成單個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)336。
本發(fā)明的其它特性包括在下面。
所述方法，其中導(dǎo)電陰極沉積步驟(e)還包括以下步驟(i)通過(guò)被引導(dǎo)到有機(jī)EL介質(zhì)層進(jìn)入到沉積區(qū)的導(dǎo)電陰極材料的汽相沉積而沉積導(dǎo)電陰極，并利用相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的蒸汽沉積，使導(dǎo)電陰極的形成終結(jié)在與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處；以及(ii)通過(guò)被引導(dǎo)到陰極進(jìn)入到沉積區(qū)的輔助導(dǎo)電材料的汽相沉積而沉積輔助導(dǎo)電層，并利用相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的蒸汽沉積的方向，使輔助導(dǎo)電層形成在陰極上，輔助導(dǎo)電層在有機(jī)EL介質(zhì)層和陰極與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處并與至少一個(gè)陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。
所述方法，其中掩膜作為框架結(jié)構(gòu)的一部分被提供，用于相對(duì)于襯底精確地定位掩膜。
所述方法，其中有機(jī)EL材料的汽相沉積的方向基本上垂直于襯底的表面。
所述方法，其中導(dǎo)電材料的汽相沉積的方向相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的中心線對(duì)著一個(gè)角度Θ，使得導(dǎo)電陰極在比有機(jī)EL介質(zhì)層的位置更接近于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部的一個(gè)位置處、以與陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。
所述方法，其中多個(gè)間隔開(kāi)的電絕緣的有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)被形成在陰極連接器上。
權(quán)利要求
1.制做象素化的有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的一種方法，包括以下步驟(a)提供一個(gè)光透射的襯底，其具有在其上形成的、多個(gè)間隔開(kāi)的光透射的陽(yáng)極，以及從襯底邊緣向里延伸的至少一個(gè)陰極連接器，用于提供電連接，使驅(qū)動(dòng)電壓可被施加到選擇的陽(yáng)極與至少一個(gè)陰極之間，導(dǎo)致由選擇的陽(yáng)極與至少一個(gè)陰極形成的器件的一個(gè)象素的光發(fā)射；(b)在至少一個(gè)陰極連接器上形成電絕緣有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；(c)提供限定襯底上的沉積區(qū)的掩膜，以沉積電絕緣有機(jī)EL介質(zhì)層和在該有機(jī)EL介質(zhì)層上的導(dǎo)電陰極；(d)通過(guò)被引導(dǎo)到襯底進(jìn)入到沉積區(qū)的有機(jī)EL材料的汽相沉積而第一沉積有機(jī)EL介質(zhì)層，和利用汽相沉積相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，使得有機(jī)EL介質(zhì)層的形成終結(jié)在與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部隔開(kāi)的一個(gè)位置；以及(e)通過(guò)被引導(dǎo)到有機(jī)EL介質(zhì)層進(jìn)入到沉積區(qū)的導(dǎo)電材料的汽相沉積而第二沉積導(dǎo)電陰極，和利用汽相沉積相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，使得在有機(jī)EL介質(zhì)層上形成導(dǎo)電陰極，導(dǎo)電陰極在有機(jī)EL介質(zhì)層與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處、以與至少一個(gè)陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中掩膜作為框架結(jié)構(gòu)的一部分被提供，用于相對(duì)于襯底精確地定位掩膜。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中有機(jī)EL材料的汽相沉積的方向基本上垂直于襯底的表面。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中導(dǎo)電材料的汽相沉積的方向相對(duì)于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的中心線對(duì)著一個(gè)角度Θ，使得導(dǎo)電陰極在比有機(jī)EL介質(zhì)層的位置更接近于陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部的一個(gè)位置處、以與陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中導(dǎo)電陰極以與多個(gè)間隔開(kāi)的陰極連接器的每一個(gè)進(jìn)行電接觸而終結(jié)，以及在陽(yáng)極和襯底上形成多個(gè)間隔開(kāi)的有機(jī)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)，其在垂直于陽(yáng)極的方向上延伸，以提供多個(gè)間隔開(kāi)的陰極。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中每個(gè)間隔開(kāi)的有機(jī)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)包括電絕緣的有機(jī)底部層和被形成在底部層上的電絕緣的有機(jī)陰極間隔遮蔽結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中有機(jī)底部層的寬度尺寸WB大于有機(jī)遮蔽結(jié)構(gòu)的寬度尺寸WS。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中掩膜提供步驟(c)還包括以下步驟在掩膜上提供覆蓋掩膜，該覆蓋掩膜限定襯底上的覆蓋沉積區(qū)，其小于用于在襯底的第一部分上沉積第一電絕緣有機(jī)EL介質(zhì)層的掩膜所限定的沉積區(qū)。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中沉積步驟(d)和(e)還包括以下步驟(i)通過(guò)被導(dǎo)向襯底到覆蓋的沉積區(qū)的第一有機(jī)EL材料的汽相沉積而第一沉積第一有機(jī)EL介質(zhì)層于襯底的第一部分上；(ii)去除覆蓋掩膜，并保護(hù)第一有機(jī)EL介質(zhì)層不受另一個(gè)有機(jī)EL介質(zhì)沉積；(iii)通過(guò)被導(dǎo)向襯底到覆蓋的沉積區(qū)的第二有機(jī)EL材料的汽相沉積而第二沉積第二有機(jī)EL介質(zhì)層于襯底的其余未保護(hù)的部分上；(iv)去除在第一有機(jī)EL介質(zhì)層上的保護(hù)；以及(v)通過(guò)導(dǎo)向第一和第二有機(jī)EL介質(zhì)層進(jìn)入到沉積區(qū)的導(dǎo)電材料的汽相沉積而第三沉積導(dǎo)電陰極。
10.制做象素化的有源矩陣有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件的方法，包括以下步驟(a)提供一個(gè)光透射的襯底，其具有在其上形成的、多個(gè)間隔開(kāi)的薄膜晶體管(TFT)電路和被電連接到每個(gè)TFT電路上的光透射的陽(yáng)極，以及從襯底邊緣向里延伸的一個(gè)陰極連接器，其用于提供電連接，使得驅(qū)動(dòng)電壓可被施加到選擇的TFT電路的陽(yáng)極與公共的陰極之間，以引起由選擇的TFT電路形成的器件的一個(gè)象素的光發(fā)射；(b)在陰極連接器上形成至少一個(gè)電絕緣有機(jī)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)；(c)提供一個(gè)限定襯底上的沉積區(qū)的掩膜，用于沉積一個(gè)電絕緣有機(jī)EL介質(zhì)層和在該有機(jī)EL介質(zhì)層上的一個(gè)導(dǎo)電陰極；(d)通過(guò)被導(dǎo)向襯底進(jìn)入到沉積區(qū)的有機(jī)EL材料的汽相沉積而第一沉積有機(jī)EL介質(zhì)層，和利用汽相沉積相對(duì)于至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，以使得有機(jī)EL介質(zhì)層的形成終結(jié)在與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部隔開(kāi)的一個(gè)位置；以及(e)通過(guò)被導(dǎo)向有機(jī)EL介質(zhì)層進(jìn)入到沉積區(qū)的導(dǎo)電材料的汽相沉積而第二沉積導(dǎo)電陰極，和利用汽相沉積相對(duì)于至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的方向，以使得在有機(jī)EL介質(zhì)層上形成導(dǎo)電陰極，該導(dǎo)電陰極在有機(jī)EL介質(zhì)層與至少一個(gè)陰極連接器遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處、以與陰極連接器進(jìn)行電接觸而終結(jié)。
全文摘要
無(wú)源矩陣和有源矩陣有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光(EL)器件可通過(guò)使用限定沉積區(qū)的單個(gè)掩膜并通過(guò)將相應(yīng)的蒸汽流導(dǎo)向沉積區(qū)中的襯底上沉積有機(jī)EL介質(zhì)層和陰極而被制成。電絕緣有機(jī)遮蔽結(jié)構(gòu)被形成在陰極連接器上,以便在有機(jī)EL介質(zhì)層與遮蔽結(jié)構(gòu)的底部間隔開(kāi)的一個(gè)位置處提供陰極與陰極連接器之間的的電接觸。電接觸是通過(guò)以垂直于襯底的方向引導(dǎo)有機(jī)EL材料蒸汽流到襯底上以及通過(guò)以一對(duì)角引導(dǎo)陰極材料蒸汽流到襯底上而實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1347267SQ01140720
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者S·A·范斯利克, C·W·鄧 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司