專利名稱：電光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電光器件，其具有平面襯底和在襯底第一表面上的 至少一個電極層與有源層。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于制造這種器件的 方法以及一種襯底。
背景技術(shù)：
上述類型的器件已經(jīng)例如由C. W. Tang和S. A. Van Slyke在Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913-915 />開。該器件是用于照明目的的OLED (有機(jī)發(fā)光二極管)，其具有夾在透明陽極和陰極之間的有源有機(jī)發(fā)光 層，所述陽極位于透明襯底之上。當(dāng)在陽極和陰極之間施加電壓時，有 機(jī)層發(fā)出光，穿過正極和襯底。
這種器件的一個問題是，當(dāng)有源表面變得更大時，就會出現(xiàn)電極表 面上的電壓下降。這是因?yàn)殡姌O層非常薄。對于具有OLED器件的上述情 況，這意味著在器件表面上電流密度不會均勻，從而導(dǎo)致光發(fā)射也不會 均勻。
解決這一問題的一個明顯的方法當(dāng)然是提供較厚的電極層。然而， 這也并非總是有用的解決方案。首先，較厚的電極層會降低光發(fā)射。對 于其中光通過非常薄的金屬陰極層的所謂頂發(fā)射OLED而言特別是這樣， 而且對于例如透明ITO (氧化錫銦)陽極層而言也是如此。
其次，使用蒸發(fā)技術(shù)沉積較厚層意味著要在昂貴的機(jī)器上操作更長 的周期，因此產(chǎn)品更加昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種前述類型的有機(jī)二極管器件，其中 電極層可以較薄并且仍然可以在其表面提供均勻電壓。
這個目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的器件得以實(shí)現(xiàn)，所述器件可以用權(quán) 利要求14中所述的方法制造。該目的還可以通過使用權(quán)利要求16中定 義的襯底來實(shí)現(xiàn)。更特別地，本發(fā)明還涉及一種電光器件，其具有平面襯底、以及在 所述襯底第一表面上的至少一個電極層和有源層。所述襯底包括多個導(dǎo) 線，所述導(dǎo)線被嵌在襯底內(nèi)并且以一種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，從而使得導(dǎo)線蜿 蜒通向所述第 一襯底表面以及蜿蜒來自所述第 一襯底表面，并且在其多 個位置上與該表面相接，以及所述至少一個電極層在多個所述位置連接 至多條所述導(dǎo)線。
在這種電光器件中，編織結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線可用于通過提供旁路連接來平 衡在非常薄的電極層的整個表面上的電勢。
另外，還可能通過向不同的導(dǎo)線提供不同電壓從而向電極層的不同 部分或不同的電極層提供不同的電壓。
所述導(dǎo)線可以設(shè)置為編織結(jié)構(gòu)，該編織結(jié)構(gòu)固有地使導(dǎo)線以合適的 方式彎曲，并且所述在編織結(jié)構(gòu)中相互交叉的導(dǎo)線可以相互電絕緣。
編織結(jié)構(gòu)中第一方向上的第一組導(dǎo)線可以連接到第一電極層，而編 織結(jié)構(gòu)中第二方向上的第二組導(dǎo)線則可以通過第一個電極層上的孔連接 到第二電極層。然后，第一組或第二組導(dǎo)線的至少之一中的導(dǎo)線可以相 互連接從而保持相同的電勢。
所述第一組或第二組導(dǎo)線的至少之一中的各導(dǎo)線子組可以設(shè)置為分 別進(jìn)行控制。
在例如0LED器件中，這允許將不同電壓施加于電極層的不同部分。 可以將所述第一或第二電極層的至少之一分割為相互絕緣的子部 分，不同子部分可以連接到所述結(jié)構(gòu)中的不同導(dǎo)線。這將允許可以在器 件中提供可分別尋址的像素，而如果所述器件為顯示器或圖像傳感器， 則這是有用的。
所述襯底還可以是柔性的。
所述器件可以實(shí)現(xiàn)為例如OLED器件的照明器件、太陽能電池、0LED 顯示器、TFT顯示器或圖像傳感器。
本發(fā)明還涉及一種用于制造上述類型的電光器件的方法，所述方法 包括
-在平面的基礎(chǔ)襯底部分上，以一種結(jié)構(gòu)來設(shè)置多條導(dǎo)線，
-在基礎(chǔ)襯底部分的頂部形成頂襯底層，從而使得所述結(jié)構(gòu)嵌入在
由所述基礎(chǔ)襯底部分和所述頂襯底部分形成的襯底中， -將所述頂襯底層的上部去除，從而使得編織結(jié)構(gòu)的部分導(dǎo)線在襯底表面的多個位置處暴露，以及 -在襯底上施加至少一個電極層和有源層，使得所述至少一個電極
層在多個所述位置上連接到多個所述導(dǎo)線。 進(jìn)一步地，可以為電光器件獲得平面襯底，該襯底包括多條可設(shè)置 為編織結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線。所述導(dǎo)線嵌入在襯底中，并被設(shè)置為蜿蜒通向第一 襯底表面以及蜿蜒來自第一襯底表面，并且在其多個位置上與這個表面 相接。這個襯底也提供了上述優(yōu)點(diǎn)的可能性。
本發(fā)明的這些方面及其它方面將通過參照下面描述的實(shí)施例而被說 明并變得明顯。


圖la和lb示出了在襯底中嵌入編織導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。圖lc和ld示出編 織結(jié)構(gòu)如何部分暴露在襯底表面上。
圖2示出沿圖ld中的直線I-I方向的截面。
圖3和圖4以與圖2中視圖相類似的視圖示出了不同的可替代實(shí)施例。
圖5a示出具有施加了陽極層的襯底。
圖5b示出施加陽極層的可替代方式。
圖6表示穿過圖5a中襯底的截面。
圖7示出圖6中的器件施加有機(jī)層后的示意圖。
圖8表示圖7中的器件施加陰極層后的示意圖。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的襯底如何用于TFT LCD器件。
具體實(shí)施例方式
首先對編織導(dǎo)線結(jié)構(gòu)如何嵌入到玻璃或塑料襯底中進(jìn)行描述。隨后 將描述這種類型的村底如何用于平面電光器件中，例如0LED (有機(jī)發(fā)光 二極管)和LCD (液晶顯示器)。
圖la和lb示出在襯底中嵌入編織導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。在圖la中示出了平面 襯底基礎(chǔ)部分1，其可以由玻璃(例如鈉鉤玻璃或硼硅酸鹽玻璃)或塑料 (例如聚酰亞胺或聚碳酸酯)制成。所述基礎(chǔ)部分1可以具有例如0. 6mm 的厚度。如果需要柔性的塑料襯底，則厚度可以為例如0. lmm。
在底部的上表面上放置由細(xì)導(dǎo)線3組成的編織結(jié)構(gòu)。該導(dǎo)線可以具
6有例如25 pm的直徑并且可以是經(jīng)常用來纏繞變壓器的類型。
這里的編織結(jié)構(gòu)是指通過編織制成的任何通常扁平的導(dǎo)線組件。在 纖維織物的制造工藝中，已知有許多有用的編織技術(shù)。除了圖la中示出 的簡單的經(jīng)綿線結(jié)構(gòu)，還可以考慮其它的雙軸或三軸等的結(jié)構(gòu)。通過使 用編織結(jié)構(gòu)，各條導(dǎo)線3將以有組織的方式蜿蜒通向基礎(chǔ)部分的上表面 或蜿蜒來自基礎(chǔ)部分的上表面。
在圖la中，導(dǎo)線厚度相對于兩條相鄰的平行導(dǎo)線之間的距離進(jìn)行了 夸張地表示，以便使得描述更加清楚。兩條相鄰導(dǎo)線之間的距離典型地 可以為例如10mm，而導(dǎo)線則僅有25pm的厚度。因此，編織結(jié)構(gòu)將不會 在任何較大程度上阻礙光以法線方向穿過基礎(chǔ)部分。正如將要討論的， 具有絕緣包層和沒有絕緣包層的導(dǎo)線都可以使用。
作為編織結(jié)構(gòu)的可替代的實(shí)施例，其中導(dǎo)線固有地彎曲，當(dāng)然也有 表現(xiàn)出類似屬性的其它可能的結(jié)構(gòu)。例如，可以向襯底基礎(chǔ)部分提供凹 槽，并且導(dǎo)線可以垂直于凹槽置于基礎(chǔ)部分上。如果隨后將導(dǎo)線壓進(jìn)凹 槽中并發(fā)生彎曲，則導(dǎo)線將以這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，在該結(jié)構(gòu)中導(dǎo)線蜿 蜒通往基礎(chǔ)部分的平面或蜿蜒來自基礎(chǔ)部分的平面。
為了將圖la中的編織結(jié)構(gòu)嵌入到襯底中，隨后在襯底基礎(chǔ)部分l上 方生成襯底頂部分5，如圖lb所示。如果基礎(chǔ)部分由玻璃制成，則可以 在編織結(jié)構(gòu)的頂上涂敷玻璃漿料，并可以將玻璃漿料部分?jǐn)D壓通過編織 結(jié)構(gòu)。施加具有能夠完全覆蓋編織結(jié)構(gòu)的厚度的漿料層。作為玻璃漿料 的替代方案，可以施加高分子混合物。這種混合物可以用在玻璃的和塑 料的基礎(chǔ)部分上。
玻璃漿料可以由玻璃微粒和溶劑組成，通過將襯底加熱到例如400 °C,溶劑將被去除，而固體層將通過漿料的剩余物質(zhì)得以形成。從而如圖 lb所示，編織結(jié)構(gòu)可以完全嵌入到襯底中。要注意的是，在這種狀態(tài)中 襯底的上表面可能會比較粗糙，而并不像圖lb中所示出的那么平坦。
襯底7現(xiàn)在包括基礎(chǔ)部分1和頂部分5,而由導(dǎo)線組成的編織結(jié)構(gòu) 被嵌入到頂部分5中。圖lc示出如何通過打磨將襯底的上面部分去除， 從而部分地暴露編織結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)體，因此形成如圖所示的導(dǎo)線接觸表面。 所述打磨可以使用例如硅樹脂打磨的不同技術(shù)來完成。還有其它不同的 方式來確保襯底被打磨至恰當(dāng)?shù)某潭?，即，使得所嵌入的?dǎo)體得以部分 暴露并且與襯底上表面相接。在一種光學(xué)方法中，用相機(jī)對襯底表面進(jìn)行掃描，并且檢測所希望的導(dǎo)體圖案何時在該表面上可見。也可以通過 測量導(dǎo)線電阻來檢測是否達(dá)到適當(dāng)程度，所述導(dǎo)線電阻在打磨到達(dá)導(dǎo)體 時開始增加。也可以通過測量打磨器件的打磨頭上的摩擦力來確定打磨 深度。所述嵌入和打磨還是相當(dāng)可重復(fù)的過程，從而使得打磨時間可以 用作確定打磨深度的手段。
當(dāng)打磨完成時，所完成的襯底具有圖ld中所示的外觀。如前所述蜿 蜒通向襯底頂平面或蜿蜒來自襯底頂平面的導(dǎo)線在表面的多處位置處與 這個表面相接，使得導(dǎo)線的導(dǎo)電部分可以作為表面中的導(dǎo)線接觸區(qū)域使 用。如將要進(jìn)一步描述的，這個襯底可用在多個不同的平面電光器件中。 要注意的是，除打磨以外的將襯底上面部分去除的其它方式也是可能的， 例如等離子腐蝕。
根據(jù)應(yīng)用，在襯底之外，導(dǎo)線可以相互連接或連接至不同的電壓電
在二些器件中，編織結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)用于僅i^一P個^一^f連續(xù)電極層進(jìn)行 分流。在這種情況下，編織結(jié)構(gòu)中的所有導(dǎo)線3可以相互連接并且可以 具有相同的電勢。因此，沒有必要在導(dǎo)線交叉的位置上將它們相互絕緣。 因此如圖2所示，導(dǎo)線可以相互接觸，在圖2中示出了沿圖ld的直線I-I 的剖面圖。這個結(jié)構(gòu)可以采用簡單的非絕緣導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)。
然而，正如稍后將要舉例說明的，在其它情況下導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)相互絕緣。 這可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)。
圖3示出了第一個例子，其中，每條導(dǎo)線3均是絕緣的并且絕緣體 11除了在襯底表面9被打磨以暴露出導(dǎo)線的位置上保持完整。當(dāng)村底頂 部包括不需要高溫處理的聚合物時特別如此。
在玻璃襯底頂部的情況下，圖4中的情況可以作為替代方式得以實(shí) 現(xiàn)。然后，由于相對較高的處理溫度，塑料導(dǎo)線絕緣體至少在一定程度 上被氣化。然而，在這個過程中，聚合體材料由絕緣的玻璃微粒代替， 從而使得導(dǎo)線相互保持絕緣，在交叉導(dǎo)體3之間保持一個縫隙13。在這 種情況下，塑料絕緣體在一定程度上也得以保持。
接下來描述0LED器件的制造，其中陰極和陽極連接到襯底中的導(dǎo)線 上。這種器件可用于照明和顯示目的，但也可以用作太陽能電池。
使用類似于圖ld中所示的襯底的打磨后的襯底，但是其中導(dǎo)線在其 交叉的位置相互絕緣。所述編織結(jié)構(gòu)是雙軸結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)線在兩個方向15和17 (經(jīng)綷線方向)上基本呈直角分布。在這個村底上，使用常規(guī)的 噴濺技術(shù)施加IT0層19。如圖5a所示，通過蝕刻，制成IT0層19以便 覆蓋方向15上的導(dǎo)線(經(jīng)線)與表面相接的位置，而對另一方向17 (煒 線)上的導(dǎo)線3"與表面相接的位置以及小的環(huán)繞區(qū)域21不進(jìn)行覆蓋。
圖5b示出一種替代的方式來施加陽極層。在該方案中，將ITO層施 加為多個條紋，可以將所述多個條紋與經(jīng)緯線方向呈45°角并且將其置 于經(jīng)線或煒線上的導(dǎo)線與襯底表面相接位置的上面。因此，所述條紋覆 蓋導(dǎo)線接觸表面的相隔對角行。
圖6示出圖5a中的器件在II一II方向上的剖面圖。正如圖中可以 清楚地看出來的，經(jīng)線3，中的導(dǎo)線在幾個位置上與ITO層19電接觸。
現(xiàn)在將有機(jī)層23施加在ITO層的頂部并使其稍微伸入煒線導(dǎo)線與表 面相接位置周圍的空白區(qū)域，如圖7所示。使用蔭罩板來施加所述有機(jī) 層以在適當(dāng)?shù)奈恢蒙现匦律捎袡C(jī)層。
在進(jìn)一步的步驟中，使用蒸發(fā)技術(shù)將由鋁和Ba或LiF子層組成的陰 極層25施加在整個表面上。所述陰極層向下伸展到綽線導(dǎo)線與襯底表面 相接的區(qū)域，從而允許陰極與這些導(dǎo)線電連接。要注意的是，圖7中的 附圖是示意性的，其目的是進(jìn)行描述。在典型的實(shí)施例中，ITO層可以具 有100nm的厚度，中間有機(jī)層可以具有100-200nm的厚度，以及陰極可 以具有100nm的厚度。如前所述，兩個相鄰導(dǎo)線之間的3巨離可以為10mm， 這就是為什么必須使用示意性的附圖來描述上述結(jié)構(gòu)的原因。
在這個器件中，陽極層和陰極層將被分流，從而陽極電壓和陰極電 壓可以在整個表面上基本均勻。
如果使用了如圖5b中所示的具有第一電極層的村底，則替代地將有 機(jī)材料施加在條紋上。
另一方面，通過分別向經(jīng)線和綿線上的不同導(dǎo)線施加不同的電壓， 也可以對OLED器件的不同區(qū)域進(jìn)行控制以輸出不同的亮度水平。然而， 這通常要求將陽極層和/或陰極層分割為多個相互絕緣的部分。
圖3中示出的襯底還可以用于例如TFT (薄膜晶體管)LCD器件中， 其中導(dǎo)線用來對有源矩陣配置中的不同像素進(jìn)行尋址。圖9示意性地示 出如何執(zhí)行這個尋址。TFT 27的柵極可以連接到襯底中第一方向上的導(dǎo) 線31，而源極則連接到另一方向上的導(dǎo)線33。 TFT的每個漏極連接到ITO 電極29，正如已知的，其控制位于ITO電極上的液晶(未示出)的極化效應(yīng)。因此，電極層通過晶體管連接到了襯底中的導(dǎo)線。正如本領(lǐng)域技
術(shù)人員所意識到的，所述襯底可用在經(jīng)修改的傳統(tǒng)TFT生產(chǎn)工藝中。這 里所描述的襯底的優(yōu)點(diǎn)是，不需要在襯底上面提供行線線和列線，這簡 化了生產(chǎn)過程。正如在傳統(tǒng)的TFT LCD面板中，通過將相應(yīng)的柵極導(dǎo)線 設(shè)置為高并且將圖像信息信號施加在各個像素/子像素的源極導(dǎo)線上，可 以對一行像素或子像素進(jìn)行更新。
即使在沒有TFT的情況下也可以采用類似的方法對無機(jī)LEF顯示器 進(jìn)行尋址。
因此，上迷襯底可用于例如包括多個電極層的不同電光器件中。
已經(jīng)提及0LED。所公開的襯底結(jié)構(gòu)可用于照明或顯示目的的各種類 型的器件中。在用于照明的0LED中獲得均勻的光發(fā)射，而在顯示器類型 中則提供簡單可靠的尋址。太陽能電池和圖像傳感器應(yīng)用也是可能的。 如前所述，該結(jié)構(gòu)在TFT LCD器件中也是有用的。
總之，本發(fā)明涉及一種平面電光器件及其制造方法。所述器件包括 嵌入的導(dǎo)線編織結(jié)構(gòu)，該編織結(jié)構(gòu)在襯底的多個位置上與襯底上表面相 接?？梢栽谶@些位置將不同電極層與導(dǎo)線相連。然后例如可以使用導(dǎo)線 以在整個電極表面上提供均勻電勢，即使電極本身非常薄。這種襯底還 可以用于尋址目的。
本發(fā)明并不限于所描述的實(shí)施例。在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，可 以用不同的方式改變本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種電光器件，具有平面襯底(7)以及位于所述襯底的第一表面上的至少一個電極層(19，25，29)和有源層(23)，其中-所述襯底包括多條導(dǎo)線(3，3′，3＂)，所述導(dǎo)線嵌入到所述襯底(7)中并且以一種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，從而使得所述導(dǎo)線蜿蜒通往所述第一襯底表面以及蜿蜒來自所述第一襯底表面，并且在所述表面的多個位置與所述表面相接，以及-所述至少一個電極層在多個所述位置上連接到多個所述導(dǎo)線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電光器件，其中，所述導(dǎo)線以編織結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的電光器件，其中，在所述編織結(jié)構(gòu)中相互交叉 的導(dǎo)線相互電絕緣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的電光器件，其中，所述編織結(jié)構(gòu)中第一方向上 的第一組導(dǎo)線連接到第一電極層，而所述編織結(jié)構(gòu)中第二方向上的第二 組導(dǎo)線通過所述第一電極層中的孔連接到第二電極層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的電光器件，其中，所述第一組導(dǎo)線或第二組導(dǎo) 線的至少之一中的導(dǎo)線相互連接，以保持在相同的電勢。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的電光器件，其中，所述第一組導(dǎo)線或第二組導(dǎo) 線的至少之一中的導(dǎo)線子組被設(shè)置以分別進(jìn)行控制。
7. 根據(jù)前面任一權(quán)利要求的電光器件，其中，將所述第一電極層或 所述第二電極層的至少之一被分割為相互絕緣的子部分，并且其中不同 的子部分連接到所述結(jié)構(gòu)中的不同導(dǎo)線。
8. 根據(jù)前面任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述襯底是柔性的。
9. 根據(jù)前面任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述電光器件是照明 器件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述電光 器件是太陽能電池。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述電光 器件是OLED顯示器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述電光 器件是TFT顯示器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求的電光器件，其中，所述電光 器件是圖像傳感器。
14. 一種用于制造電光器件的方法，所述方法包括畫將多條導(dǎo)線(3)以一種結(jié)構(gòu)設(shè)置在平面的基礎(chǔ)襯底部分(1)上，-在所述基礎(chǔ)襯底部分上形成頂襯底層(5)，使得所述結(jié)構(gòu)嵌入到 由所述基礎(chǔ)襯底部分和頂襯底部分構(gòu)成的襯底(7)中，-去除所述頂襯底層的上面部分，使得所述結(jié)構(gòu)中部分導(dǎo)線在襯底 表面的多個位置處暴露，以及-在所述襯底上施加至少一個電極層(19， 25， 29)和有源層(23)， 使得所述至少一個電極層在多個所述位置連接到多個所述導(dǎo)線。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述導(dǎo)線以編織結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置。
16. —種用于電光器件的平面襯底，包括多個導(dǎo)線(3)，所述導(dǎo)線 嵌入在所述襯底(7)中并以一種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，從而使得所述導(dǎo)線蜿蜒 通往襯底第 一表面以及蜿蜒來自所述襯底笫 一表面，而且所述導(dǎo)線在所 述表面的多個位置與這個表面相接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的平面襯底，其中，所述導(dǎo)線以編織結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面電光器件及其制造方法。所述電光器件包括導(dǎo)線(3)的嵌入式編織結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)線在襯底表面的多個位置與襯底(7)的表面相連。不同的電極層可以在這些位置連接到所述導(dǎo)線。然后所述導(dǎo)線可用于例如在整個電極表面上提供均勻電勢，即使電極本身很薄。這種襯底還可以用于尋址目的。
文檔編號H01L51/52GK101427377SQ200780014115
公開日2009年5月6日 申請日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者E·W·A·揚(yáng), H·利夫卡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司