專利名稱：電光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光器件。本發(fā)明還涉及用于制造電光器件的方法。
背景技術(shù)：
電光器件是響應(yīng)于電信號而提供光效應(yīng)，或響應(yīng)于光刺激而生成電信號的器件。 第一種的范例是發(fā)光二極管，諸如有機(jī)發(fā)光二極管和電致變色器件。第二種的范例是光伏電池。對于柔性塑料基底上的大面積OLED照明，需要大電流來驅(qū)動系統(tǒng)。用于陽極(例如ΙΤ0)和陰極(例如Ba/Al)的當(dāng)前薄膜材料具有大的電阻率并且大的電流引起大的電壓降，這確定了光發(fā)射不均勻。為了在塑料基底上生產(chǎn)大面積柔性O(shè)LED器件，需要塑料基底的附加金屬化結(jié)構(gòu)。為減小制造成本，優(yōu)選地使用在線(inline)卷到卷(roll-to-roll) 網(wǎng)涂覆工藝將該構(gòu)成的金屬化涂層施加于塑料箔的滾筒上。相應(yīng)地，對于電光器件，諸如發(fā)光器件和電致變色器件，而且也對于光伏產(chǎn)品，存在對金屬化結(jié)構(gòu)的需求，該金屬化結(jié)構(gòu)一方面具有好的電導(dǎo)率，且另一方面對輻射具有高的透射。W02007/036850描述了有機(jī)二極管器件，其包括有機(jī)二極管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有陽極層、陰極層以及有機(jī)層。陽極層和陰極層之一具有分布在所述結(jié)構(gòu)的表面上的一組接觸區(qū)。 阻擋層氣密地覆蓋所述結(jié)構(gòu)并設(shè)置有與所述組接觸區(qū)對準(zhǔn)的一組開口。金屬導(dǎo)體已經(jīng)電鍍于所述阻擋層上并經(jīng)由所述組開口與所述組接觸區(qū)接觸。電鍍的金屬導(dǎo)體對陽極和陰極進(jìn)行分支，并且用以在大的有機(jī)二極管器件的區(qū)域上提供均勻的電壓分布，并用以提供均勻的亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供改善的電光器件。本發(fā)明的另一目的是提供用于制造電光器件的改善的方法。根據(jù)第一方面，提供了一種電光器件，所述電光器件包括-基底，所述基底支撐以下部件-第一電極和第二電極，-包括至少一個功能層的功能結(jié)構(gòu)，所述功能結(jié)構(gòu)電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極。根據(jù)第二方面，提供了一種制造電光器件的方法，所述方法包括以下相繼的步驟-提供第一金屬基底，-提供第二基底，-選擇性地刻蝕所述金屬基底以形成刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)，
-沉積功能結(jié)構(gòu)。詞語“相繼的”理解為意指標(biāo)識的步驟按它們以上提到的順序執(zhí)行。然而，可以在執(zhí)行兩個相繼的步驟之間執(zhí)行一個或多個附加的步驟?？涛g的金屬結(jié)構(gòu)用作用于所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極的分支。以此方式，在發(fā)光二極管的情況下，實(shí)現(xiàn)了均勻的電壓分布。在選擇性地刻蝕前， 金屬基底用作承載物，使得能夠?qū)崿F(xiàn)電光器件的各層的沉積。金屬基底容許高溫處理，這使得可能從較大的處理技術(shù)庫中選擇就處理速度和質(zhì)量來說最佳的那些處理技術(shù)。通過選擇性地刻蝕金屬基底，能夠形成能夠用于對器件的陰極和/或陽極進(jìn)行分支的輔助導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。隨著金屬結(jié)構(gòu)被刻蝕，形成具有如下元件的構(gòu)圖是相對容易的該元件在其高度和寬度之間就具有相對高的縱橫比?？涛g的金屬結(jié)構(gòu)可以例如具有導(dǎo)電線的構(gòu)圖，該導(dǎo)電線具有該相對高的縱橫比。因此，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)能夠具有高電導(dǎo)率，另一方面， 其基本是不可見的。能夠從為基本連續(xù)的層的剩余物的金屬結(jié)構(gòu)中的剩余金屬的顆粒結(jié)構(gòu)識別出這個。金屬箔具有此顆粒結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兪菑慕饘兕w粒碾壓而成的。此外，能夠看到，剩余金屬結(jié)構(gòu)具有的形態(tài)特征的特征在于使用的刻蝕的類型，而不是源自沉積方法。需要注意，W02007/002376描述了用于制造光伏電池的方法。該方法包括使芯片與第一層接觸，第一層支撐金屬層，使得金屬層的至少一部分轉(zhuǎn)移至第二層以形成具有多個開口區(qū)域的網(wǎng)眼形式的光伏電池電極。根據(jù)W02007/002376，能夠通過如下方法在層上壓印來形成網(wǎng)眼電極。能夠使得表面中加工有圖案(例如網(wǎng)眼圖案)的芯片(例如熱壓印芯片)與第一層(例如柔性基底) 的背面接觸。第一層的正面能夠涂覆有連續(xù)金屬層。然后能夠使第一層的正面與第二層接觸，第二層用作接收層。當(dāng)壓力施加于芯片上時，第一層的正面上的金屬層轉(zhuǎn)移并粘合到第二層上。施加到芯片的壓力能夠至少約為IOOpsi (例如，至少約為IOOOpsi，或至少約為 5000psi)。在一些實(shí)施例中，能夠在芯片接觸第一層的背面之前，使得第一層的正面與第二層接觸。根據(jù)另一方法，能夠通過化學(xué)刻蝕來制備網(wǎng)眼。然而，W02007/002376沒有公開刻蝕金屬基底的步驟跟隨提供第二基底的步驟。通過在發(fā)生刻蝕步驟之前首先提供第二基底，第一金屬基底能夠用作承載物，在制造工藝期間，電光器件的各個層能夠沉積于該承載物上，諸如第二基底和透明導(dǎo)電氧化物層。在電光器件的實(shí)施例中，至少一個電極作為層形成，其中，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)的表面直接接觸該層。在此實(shí)施例中，在所述電極中的所述至少一個電極和所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)了非常可靠的電接觸。在電光器件的另一實(shí)施例中，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)電耦合至至少一個電極，因?yàn)榭涛g的金屬結(jié)構(gòu)的部分形成所述電極中的所述至少一個電極。還有，在此實(shí)施例中，因?yàn)殡姌O與刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)形成整體，所以實(shí)現(xiàn)了非常可靠的電接觸。在方法的實(shí)施例中，在選擇性地刻蝕所述金屬基底的步驟之前，存在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟。在處理的初始階段，金屬基底用于支撐形成于其上的結(jié)構(gòu)。一旦施加了(臨時)第二基底，則金屬基底不再具有支撐功能。輔助導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的厚度能夠基本上更小。因此，在均勻地減小的步驟中，能夠?qū)⒔饘倩椎暮穸葴p小至待形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的厚度。在方法的另一實(shí)施例中，選擇性地刻蝕金屬基底的步驟后跟著均勻地減小金屬基底的厚度的步驟。以此方式，獲得了具有不同圖案的刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)。概括地，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)的輪廓現(xiàn)在更圓滑。如果期望在刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)上共形地沉積另一層作為進(jìn)一步的處理步驟，則這有助于處理。均勻地減薄金屬基底的該步驟優(yōu)選地導(dǎo)致以至少2的因子減小層的厚度。實(shí)踐中，金屬基底可以具有例如50-200 μ m的厚度，而導(dǎo)電結(jié)構(gòu)具有例如1-50 μ m的范圍的厚度。在方法的實(shí)施例中，功能結(jié)構(gòu)毯式地沉積于刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)上。利用例如印刷和狹縫模具技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的此沉積方式，其是有吸引力的。在相對強(qiáng)地刻蝕金屬結(jié)構(gòu)后毯式地沉積功能結(jié)構(gòu)是可能的，因?yàn)樵谠撉闆r下，得到的刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)具有平滑地彎曲的細(xì)節(jié)。這是例如在選擇性地刻蝕的步驟后跟隨均勻地減小金屬基底的厚度的步驟時的情況。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，在刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)嵌入到第三基底后，去除第二基底，并且其中，功能結(jié)構(gòu)施加于第二基底的位置。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，不考慮導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的厚度，能夠毯式地施加功能層。在此實(shí)施例中，通過臨時粘合物例如臨時聯(lián)接第二基底。臨時粘合物可以是弱化的粘合物，其一方面在制造工藝的第一階段提供足夠的支撐，其中金屬層被處理并嵌入第三基底中，同時粘合物另一方面足夠地不牢固，以容許從具有第三基底的疊層剝離。根據(jù)本發(fā)明的方法得到一種電光器件，包括-基底，所述基底支撐以下部件-第一電極和第二電極，-包括至少一個功能層的功能結(jié)構(gòu)，所述功能結(jié)構(gòu)電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極。在電光器件的特定實(shí)施例中，至少一個電極作為層形成，其中，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)的表面直接接觸該層。在此實(shí)施例中，在所述電極的所述至少一個電極和所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)了非?？煽康碾娊佑|。在此情況下，電極和刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)之間的接觸表面與肋部的寬度和長度的乘積成比例。實(shí)踐中，肋部可以具有10至100 μ m的量級的寬度。電極沉積在刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)形成的開口中，即在肋部之間，如W02007/002376中公開的，接觸表面僅與肋部的長度和電極的高度的乘積成比例。在所述電極為透明導(dǎo)電電極的情況下，其高度應(yīng)當(dāng)限制于例如IOOnm至Ιμπι。因此，如在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，將透明導(dǎo)電電極作為層施加于刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)的表面處，而不是在其開口中，在透明導(dǎo)電電極和刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)之間獲得了基本上更好的電接觸。在電光器件的另一實(shí)施例中，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)電耦合至所述電極中的所述至少一個電極，因?yàn)樗隹涛g的金屬結(jié)構(gòu)的部分形成所述電極中的所述至少一個電極。還有，在此實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了非?？煽康碾娊佑|，因?yàn)殡姌O與刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)形成整體。


參照附圖更詳細(xì)地描述這些和其它方面。其中圖IA示意性地示出了電光器件；圖1B-1F在頂視圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的器件的各種實(shí)施例的刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)；圖2A-2I示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的步驟，其中圖21示出了利用該方法獲得的根據(jù)本發(fā)明的器件；圖2J示出了利用替代方法獲得的根據(jù)本發(fā)明的替代器件；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的器件的另一實(shí)施例；圖3A示出了制造圖3的器件的方法中的中間產(chǎn)品；圖4A-4D示出了替代方法的步驟；圖5A-5B示例了另一替代方法，其中圖5B示例利用另一替代方法獲得的器件；圖6A-6E示例另一替代方法，其中圖6E示例利用另一替代方法獲得的器件；圖7A示例根據(jù)本發(fā)明的器件的另一實(shí)施例；圖7B示例根據(jù)本發(fā)明的器件的另一實(shí)施例；圖8示例本發(fā)明的另一實(shí)施例的方面；圖8A示出了根據(jù)圖8中A-A的圖8的橫截面。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，闡明了許多具體細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明的徹底的理解。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以實(shí)施本發(fā)明，而無需這些具體細(xì)節(jié)。在其它示例中，沒有詳細(xì)描述公知的方法、程序、以及部件，以便不使得本發(fā)明的方面模糊。于此使用的術(shù)語僅為描述具體實(shí)施例的目的并且不是意在限制本發(fā)明。如于此使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”以及“所述”意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指明。還應(yīng)當(dāng)理解，于此說明書中使用的術(shù)語“包括”指定了存在闡明的特征、整數(shù)、步驟、 操作、元件、和/或部件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件、和/或它們的組。此外，除非相反地清楚地闡明，“或”指包含的或且不排斥的。例如，條件A或B由以下任何之一得到滿足:A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且 B為真(或存在)，以及A和B均為真(或存在)。以下參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中，示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，此發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)施，且不應(yīng)當(dāng)視為限制于于此闡明的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了此公開將徹底且完整，并且將充分地將本發(fā)明的范圍傳送給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為清楚，可以夸大層和區(qū)域的大小和相對大小。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提及元件或?qū)印霸诹硪辉驅(qū)由稀?、“連接至”或“耦合至”另一元件或?qū)訒r，其能夠直接在另一元件或?qū)由?、直接連接或耦合至另一元件或?qū)?，或可以存在插入元件或?qū)?。相反，?dāng)提及元件“直接在另一元件或?qū)由稀薄ⅰ爸苯舆B接至”或“直接耦合至”另一元件或?qū)訒r，不存在插入元件或?qū)印＿€應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提及方法的特定步驟在另一步驟之后時，其能夠直接在所述另一步驟之后，或者在執(zhí)行該特定步驟之前可以執(zhí)行一個或多個中間步驟。類似的數(shù)字始終指類似的元件。如于此使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)中的任何一個或它們的所有組合。應(yīng)當(dāng)理解，雖然可以于此使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語的限制。 這些術(shù)語僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層、或部分與另一區(qū)域、層、和/或部分相區(qū)別。從而，以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層、或部分可以稱做第二元件、部件、區(qū)域、層、或部分，而不會脫離本發(fā)明的教導(dǎo)?？臻g相對術(shù)語，諸如“在· · ·之下”、“在· · ·以下”、“低于”、“在· · ·以上”、“上部”
等于此可以用于便于描述如附圖中示例的一個元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，除附圖中描繪的取向外，空間相對術(shù)語意在涵蓋使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻轉(zhuǎn)附圖中的器件，描述為“在其它元件或特征以下”或“在其它元件或特征之下”的元件于是將取向?yàn)樵谒銎渌蛱卣饕陨稀亩?，范例術(shù)語 “在...以下”能夠涵蓋“在...以上”和“在...以下”兩種取向。器件可以另外地取向 (旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且于此使用的空間相對描述符相應(yīng)地被解釋。于此參照為本發(fā)明的理想化實(shí)施例(以及中間結(jié)構(gòu))的示意性示例的橫截面示例來描述本發(fā)明的實(shí)施例。同樣，預(yù)期會存在由例如制造技術(shù)和/或公差導(dǎo)致的從示例的形狀的變化。從而，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)視為限制于于此示例的區(qū)域的特定形狀，而是應(yīng)包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀中的偏離。除非另外規(guī)定，于此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同意思。還應(yīng)當(dāng)理解，諸如在公共使用的詞典中定義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的環(huán)境中的意思一致的意思，并且不應(yīng)以理想化或過于刻板的意義進(jìn)行解釋，除非于此明確地規(guī)定。于此通過引用并入了于此提到的所有公開、專利申請、專利、以及其它參考文獻(xiàn)的整體。在沖突的情況下，本說明書，包括定義，將控制。另外，材料、方法、以及范例僅是示例性的，而不是意在限制。圖IA示意性地示出了電光器件1。該器件包括基底20，基底20支撐第一和第二電極15、36以及功能結(jié)構(gòu)30，功能結(jié)構(gòu)30包括電耦合到電極的至少一個功能層32、34。雖然實(shí)際中，使用多個功能層，例如10個，但是為簡化，假定多個為2個。該器件還包括刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)12，該金屬結(jié)構(gòu)電耦合至至少一個電極15。圖IB示出了根據(jù)A的圖IA的器件的頂視圖的刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)。同樣地，圖IC至 IF示出了各種替代布局。為清楚，在這些圖中，僅示出了由刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)形成的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。圖IB的刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)12包括相對窄的金屬分支線12a和相對寬的金屬母線 12b。分支線例如具有10至100 μ m的范圍的寬度，例如50 μ m,并用作用于至少一個電極的分支，這里該至少一個電極為陽極15。母線12b具有1至5mm的范圍的寬度，例如1mm，以促進(jìn)與器件1的電接觸圖IC至IF示出了刻蝕金屬結(jié)構(gòu)12的各種其它布局。圖IC中，至少一個導(dǎo)電結(jié)構(gòu)12c為梳狀結(jié)構(gòu)。圖ID中，示出了均為梳狀結(jié)構(gòu)形式并嚙合到彼此之中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)12d、12e。
圖IE示出了類似迷宮的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)12f的另一范例。其它結(jié)構(gòu)也是可能的，例如為蜂房形式。圖IF示出了其中布置了多個曲折導(dǎo)電結(jié)構(gòu)12g、12h的范例。在該范例中，示出了一對導(dǎo)體，該對導(dǎo)體例如均承載電源的極。然而，可以存在附加導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，流入以承載控制信號?，F(xiàn)在將參照圖IC的實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的電光器件的第一范例實(shí)施例。在根據(jù)圖IC中的II-II 的橫截面中示出了該器件。在示出的實(shí)施例中，器件1是有機(jī)發(fā)光二極管。該器件包括嵌于陽極層15和陰極層36之間的功能結(jié)構(gòu)30。各種材料可以用于發(fā)射輻射的目的。功能結(jié)構(gòu)可以典型地包括任何有機(jī)電致發(fā)光(“EL”)材料，包括，但不限于，小分子有機(jī)熒光化合物、熒光和磷光金屬絡(luò)合物、共軛聚合物、及其組合物或混合物。熒光化合物的范例包括，但不限于芘(pyrene)、二萘嵌苯、紅熒烯、二氯甲烷(dcm)、香豆素、其衍生物、及其混合物。金屬絡(luò)合物的范例包括，但不限于，金屬螯合類咢辛化合物(metal chelated oxinoid compound)，諸如三(8_羥基喹啉)合鋁 (tris (8-hydroxyquinolato)aluminum, Alq3)；環(huán)金屬銥(cyclometalated iridium)禾口鉬電熒光化合物，諸如具有苯基吡啶(phenylpyridine)、苯基喹啉(phenylquinoline)、 或苯基嘧啶(phenylpyrimidine)配位體的絡(luò)合物，如Petrov等的美國專利6670645號、 公開的PCT申請W003/063555、以及W02004/016710中所公開的，以及例如公開的PCT 申請W003/008424、W003/091688、以及W003/040257中描述的有機(jī)金屬絡(luò)合物，及其混合物。Thompson等的美國專利6303238號以及Burrows和Thompson在公開的PCT申請W000/70655和W001/41512中描述了包括電荷攜帶基質(zhì)材料(host material)和金屬絡(luò)合物的電熒光發(fā)射層。共軛聚合物的范例包括，但不限于，聚(亞苯基乙烯) (poly (phenylenevinylenes))、聚芴、聚(螺旋雙芴)、聚噻吩、聚對苯撐、它們的共聚物，并可以進(jìn)一步包括它們的組合或混合物。特定材料的選擇可以取決于具體應(yīng)用、操作期間使用的電位、或其它因素。在示出的實(shí)施例中，功能結(jié)構(gòu)30包括PEDOT構(gòu)成的厚度約70nm的第一層32和發(fā)光聚合物L(fēng)EP構(gòu)成的第二層34，該發(fā)光聚合物L(fēng)EP選自上述一種材料，第二層34的厚度為50至lOOnm，這里為80nm。陽極層15由Sn02:F形成。代替此材料，也可以使用其它透明導(dǎo)電材料，例如，諸如氧化鎘、氧化錫、氧化銦錫、氧化鋅、摻雜鋁、氟、鎵或硼的氧化鋅的透明導(dǎo)電氧化物。陰極層36由Ba/Al的雙層形成，包括厚度為5nm且與LEP層34接觸的鋇構(gòu)成的第一層以及厚度為IOOnm且在Ba層上的Al構(gòu)成的第二層。其它合適的材料是例如LiF或Ag?？涛g的金屬結(jié)構(gòu)12，這里為鋁結(jié)構(gòu)，包括高度為1至50 μ m且寬度為10至100 μ m 的肋部。在典型的范例中，肋部的高度為ΙΟμπ 且寬度為50μπ 。其它合適的材料是例如鉻、銅、鎳、鉬、銀、鋅。合金也是可能的。在實(shí)踐中，因?yàn)槌杀驹?，例如銅或鋁的材料最適合。透明導(dǎo)電電極15直接聯(lián)接至刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)12的肋部?？涛g的金屬結(jié)構(gòu)12嵌入阻擋結(jié)構(gòu)40中。通過交替的有機(jī)和無機(jī)層的疊層形成合適的阻擋結(jié)構(gòu)，該疊層包括夾置于第一和第二無機(jī)層之間的至少一個有機(jī)層。有機(jī)層可以包括交聯(lián)(熱固)材料、彈性體、線性聚合物、或支化或超支化聚合物系統(tǒng)(branched orhyper-branched polymer system)、或前述材料的任何組合，這些材料可選地填充有無機(jī)顆粒，這些無機(jī)顆粒的尺寸足夠小以仍然確保光透射。有機(jī)層的材料優(yōu)選地具有低比(specific)水蒸氣透射率和高疏水性。合適的交聯(lián)(熱固)系統(tǒng)的范例是任何單個下述物質(zhì)或它們的任意組合脂肪族或芳香族環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、飽和的烴丙烯酸酯、環(huán)氧化合物，環(huán)氧-胺體系、環(huán)氧-羧酸組合、氧雜環(huán)丁烷、乙烯基醚、乙烯衍生物，和硫醇烯體系。合適的彈性材料的范例是聚硅氧烷。合適的支化或線性聚合系統(tǒng)的實(shí)例是任何單個下述物質(zhì)或它們的任何共聚物或物理組合聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚降冰片烯、環(huán)烯烴共聚物、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚六氟丙烯。無機(jī)層可以是任何陶瓷，包括但不限于金屬氧化物，諸如氧化銦αη2(Χ3)、氧化錫 (Sn02)、氧化銦錫(ITO)，金屬氮化物，如氮化鋁(AIN)、氮化硅(SiN)，碳化物，如碳化硅，金屬氮氧化物，例如氮氧化硅，或任何其它組合，諸如金屬氧碳化物、金屬碳氮化物、金屬氧碳氮化物。當(dāng)電子裝置具有光學(xué)功能時，至少一側(cè)(基底或表層)是基本上透明的陶瓷是有重要作用的(relevant)。因此，合適的材料例如是氧化硅(Si02)、氧化鋁(A1203)、氧化鈦(Ti02)、氧化銦(In203)、氧化錫(Sn02)、氧化銦錫(ITO, In203+Sn02), (SiC)、氮氧化硅 (SiON)及它們的組合。無機(jī)層實(shí)際上基本比有機(jī)層薄。無機(jī)層的厚度應(yīng)在10至IOOOnm的范圍，優(yōu)選地在100至300nm的范圍，而有機(jī)層的厚度在0. 1-100 μ m之間，優(yōu)選地在5和50 μ m之間。阻擋結(jié)構(gòu)20的總厚度優(yōu)選地至少為50 μ m。在基本上小于50 μ m的厚度，例如 20ym，得到的封裝的電子器件往往迅速損壞。優(yōu)選地，總厚度小于500 μ m。如果厚度基本上大于例如1mm，則產(chǎn)品的柔性受到損害。圖2A-2I示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一范例實(shí)施例。根據(jù)此實(shí)施例，在圖2A中示出的步驟Sl中，提供了金屬基底10，其所具有的金屬的厚度在50至500 μ m的范圍，如上所述。金屬可以是寬度為數(shù)十厘米且長度為數(shù)百米至公里的薄片，使得能夠在連續(xù)工藝中對其進(jìn)行處理，例如卷到卷工藝。如圖2B中所示，金屬層10設(shè)置有透明導(dǎo)電層15。各種方法可用于施加透明導(dǎo)電層，然而，最優(yōu)選的是通過大氣壓力化學(xué)氣相沉積(APCVD)施加此層，因?yàn)檫@是快速且相對便宜的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，這使得可能，因?yàn)榻饘倩捉?jīng)受得起APCVD所需的高處理溫度。在接下來的圖2C中所示的步驟S2中，將阻擋結(jié)構(gòu)20施加于此透明導(dǎo)電層15的
自由表面上。可以通過所有種類的物理氣相沉積方法和所有種類的化學(xué)氣相沉積方法來施加阻擋結(jié)構(gòu)20的無機(jī)層，物理氣相沉積方法諸如是熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、濺射、磁控濺射、反應(yīng)濺射、反應(yīng)蒸發(fā)等，化學(xué)氣相沉積方法諸如是熱化學(xué)氣相沉積(CVD)、光輔助化學(xué)氣相沉積(PACVD)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)等?？梢酝ㄟ^所有種類的涂覆技術(shù)和所有種類的印刷技術(shù)來施加阻擋結(jié)構(gòu)20的一個或多個有機(jī)層，該涂覆技術(shù)諸如是旋轉(zhuǎn)涂覆、狹縫模具涂覆、吻合涂覆、熱熔化涂覆、噴涂等，該印刷技術(shù)諸如是噴墨印刷、照相凹版印刷、苯胺印刷、絲網(wǎng)印刷、輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷等。
阻擋結(jié)構(gòu)20可以用作第二基底，其本身提供足夠的穩(wěn)定性，而無需使金屬基底10 的存在成為必要。如果需要，可以在阻擋結(jié)構(gòu)20的自由表面層壓附加箔。對于一些電光器件，諸如一些光伏電池，阻擋結(jié)構(gòu)不是必須的。在該情況下，可以應(yīng)用簡單的有機(jī)基底。在圖2D中示出的隨后的步驟中，以一致的方式將金屬基底10部分去除至1至 50μπι的厚度范圍，取決于該情況。優(yōu)選地，通過刻蝕進(jìn)行部分去除。通過范例方式，可以通過例如i^C13、硝酸或硫酸的刻蝕劑刻蝕銅基底。通過范例方式，可以通過NaOH、KOH以及磷酸和硝酸的混合物刻蝕鋁基底。在圖2E和2F中示出的步驟S3中，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)12形成為金屬基底的剩余部分。如圖2E中所示，施加構(gòu)圖的光刻膠層14。例如通過正或負(fù)光刻工藝來對光刻膠層14 進(jìn)行構(gòu)圖。替代地，可以利用例如印刷工藝根據(jù)期望的圖案施加抗刻蝕漆層。在以下步驟中，刻蝕基底以產(chǎn)生期望的導(dǎo)電圖案12，例如導(dǎo)電線的圖案。實(shí)踐中，刻蝕工藝不僅在深度方向上去除金屬而且在橫向方向上去除金屬，使得剩余光刻膠層或漆層14在通過刻蝕金屬結(jié)構(gòu)12而形成的肋部的兩個側(cè)面上延伸。在圖2G中示出的隨后步驟S4中，施加功能結(jié)構(gòu)30。在示出的實(shí)施例中，功能結(jié)構(gòu) 30是包括PEDOT層32和LEP層34的發(fā)光結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，其中方法用于制造光伏電池，功能結(jié)構(gòu)30可以包括用于將光輻射轉(zhuǎn)換為電壓的層。為該目的，可以使用例如銅銦二硒化物(copper indium diselinide)、碲化鎘等的材料。如果該方法用于制造電致變色元件，則再次可以將其它材料用于功能結(jié)構(gòu)30。如圖2H中所示，在功能結(jié)構(gòu)30處施加陰極層36。在示出的實(shí)施例中，陰極層是Ba 和Al的雙層。在實(shí)際實(shí)施例中，通過化學(xué)氣相沉積施加陰極層，例如通過PECVD工藝。歸因于構(gòu)圖層14在刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)12形成的肋部上延伸的事實(shí)，防止了蒸發(fā)的陰極材料接觸金屬結(jié)構(gòu)12，并由此防止了短路。在圖21中示出的最后步驟中，將在先前步驟中形成的結(jié)構(gòu)嵌入阻擋結(jié)構(gòu)40中。與用于阻擋結(jié)構(gòu)20類似的材料可以用于此結(jié)構(gòu)40。如前面參照步驟S2提到的，可以在阻擋結(jié)構(gòu)20處施加附加箔50。這導(dǎo)致圖2J中示出的產(chǎn)品。為清楚起見，這些圖中未示例出電子器件是如何電連接到外部導(dǎo)體的。通過范例方式，可以通過沖壓相應(yīng)孔來實(shí)現(xiàn)這個，例如通過激光鉆孔，穿過至少一個阻擋層，朝向電子器件的電連接器12、36，并利用導(dǎo)電材料填充這些孔。在圖3中，對應(yīng)于圖21中的那些部分的部分具有大100的參考數(shù)字。根據(jù)替代方法制造圖3中示出的器件。在此器件中，功能結(jié)構(gòu)132、134以及電極136覆蓋透明導(dǎo)電層 115和毯式(blanket wise)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112。通過進(jìn)一步刻蝕圖2F中示出的半完成產(chǎn)品的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)12，直至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112具有傾斜表面11 為止，能夠獲得圖3中示出的器件，傾斜表面11 朝向施加所述傾斜表面所在的層傾斜，這里，該層為透明導(dǎo)電層115。在隨后的步驟中，功能結(jié)構(gòu)132、134、陰極層136以及阻擋結(jié)構(gòu)140能夠毯式地沉積于透明導(dǎo)電層115 和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112形成的表面上。在參照圖2A至2J示例的方法中，首先均勻地減小金屬基底10的厚度，如圖2D中所示，然后在步驟S3中構(gòu)圖，如圖2E和2F中所示。替代地，首先對金屬基底進(jìn)行構(gòu)圖，然后均勻地去除金屬的量也是可能的。這在圖4A至圖4D中示例出了。其中，與圖21中的那些部分對應(yīng)的部分具有大200的參考數(shù)字。從圖2C的半完成的產(chǎn)品開始，在金屬基底210上形成構(gòu)圖的光刻膠或漆層 (lacquer layer)，由此獲得圖4A中示出的半完成的產(chǎn)品。隨后，使用構(gòu)圖的光刻膠或漆層 214選擇性地刻蝕金屬基底210，得到圖4B的半完成產(chǎn)品，其中，金屬基底210具有突出部分211。在隨后的步驟中，如圖4C中所示地去除光刻膠或漆層214，并且隨后均勻地刻蝕圖 4C的半完成產(chǎn)品的金屬基底210，使得其結(jié)果具有平滑地彎曲的表面細(xì)節(jié)，如圖4D中所示。 現(xiàn)在可以通過參照圖2G至2J，或圖3、3A中示出的步驟，或通過以下參照圖6E描述的步驟來進(jìn)一步處理此半完成產(chǎn)品。圖5A和5B示例根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例。其中對應(yīng)于圖2A-2J的那些部分的部分具有大300的參考數(shù)字。在此實(shí)施例中，阻擋結(jié)構(gòu)320直接施加于金屬基底310 處。如果因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度所需，能夠施加支撐基底360。支撐基底例如為有機(jī)層，例如聚合物層，諸如PEN層或PET層。可以在具有阻擋結(jié)構(gòu)320的金屬基底310處層壓有機(jī)層，得到圖 5A的半完成產(chǎn)品。有機(jī)層可以是使用粘合物層壓的。如果需要，可以在后面的步驟去除支撐基底360。不施加透明無機(jī)導(dǎo)電層。通過層32中的高電導(dǎo)率有機(jī)材料能夠提供橫向?qū)щ?。因?yàn)橥ㄟ^結(jié)構(gòu)312形成的兩個隨后的分支線之間的距離能夠相對地短，所以現(xiàn)有技術(shù)的諸如高電導(dǎo)率PEDOT的有機(jī)導(dǎo)體示出了足夠用于此目的的電導(dǎo)率。然后根據(jù)參照圖2D 至圖21描述的步驟處理圖5A的半完成產(chǎn)品，導(dǎo)致根據(jù)圖5B的電光器件。參照圖4A至4D 描述的替代步驟可以替代參照圖2D至2F描述的步驟。在另一實(shí)施例中，從圖2F或圖4D 的半完成產(chǎn)品開始，施加參照圖3描述的步驟。參照圖6A-6E描述根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例。其中對應(yīng)于圖2A-2J中的那些部分的部分具有的參考數(shù)字大400。從圖2B中示出的半完成產(chǎn)品開始，作為第二基底施加臨時承載物460。利用合適的粘合物層465將第二基底460，例如為聚合物箔，例如PED或 PEN箔，粘合至透明導(dǎo)電層415的自由表面，得到圖6A中所示的半完成產(chǎn)品。已經(jīng)證明二甲基硅油(polydimethysiloxane，PDMS)可用于作為粘合物層465的材料。此材料提供了操作目的的足夠的粘性，同時容許在后面階段容易地對其進(jìn)行去除。替代地，粘合物可以用于通過處理能夠被弱化的層465，該處理例如是熱處理或輻射處理。隨后，以與參照圖2D、 2E、2F描述的方式類似的方式對金屬基底410進(jìn)行構(gòu)圖。以此方式，獲得了圖6B的半完成產(chǎn)品。替代地，可以施加參照圖4A至4D描述的步驟。從圖6B的中間結(jié)果繼續(xù)，施加嵌入導(dǎo)電結(jié)構(gòu)412的阻擋結(jié)構(gòu)440，如圖6C中所示。阻擋結(jié)構(gòu)440和用以嵌入的結(jié)構(gòu)412現(xiàn)在形成容許去除臨時基底460和粘合物層465的第三基底，如圖6D中所示。從圖6D的半完成產(chǎn)品繼續(xù)，在通過透明導(dǎo)電層415形成的表面處作為疊層施加包括PEDOT層432、LEP層 434的功能結(jié)構(gòu)330和陰極436。還有，這里的層415是可選的。其功能可以替代地由有機(jī)導(dǎo)體，例如層432來履行。最后，施加封裝疊層的阻擋結(jié)構(gòu)420。此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電結(jié)構(gòu)412能夠具有任意高度，而功能結(jié)構(gòu)430能夠毯式地沉積。毯式沉積基本上比構(gòu)圖沉積快并且便宜。如果需要，可以省略透明導(dǎo)電層415，使得導(dǎo)電結(jié)構(gòu)412與功能結(jié)構(gòu)430的層432直接接觸。在圖7A中，對應(yīng)于圖6E中的那些部分的部分具有的參考數(shù)字大100。圖7示出了，代替在阻擋結(jié)構(gòu)420中封裝疊層，替代地，利用金屬層570在陰極536的側(cè)面遮擋器件也是可能的。金屬層570例如為利用導(dǎo)電粘合物粘合至陰極536的鋁箔。代替鋁，其它金屬也是合適的，例如，諸如也適合用于基底的那些。另外，器件的側(cè)表面設(shè)置有密封物580。 可能的密封物包括例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸脂、Norland 68 UV固化物、熱固化粘合物、壓敏粘合物，諸如例如熱固樹脂和熱塑塑料或室溫硬化(RTV)粘合物。密封物580通常包括具有低滲透性并提供粘性的任何材料。第一外部接觸部590可以直接施加于金屬層570。第二外部接觸部591可以經(jīng)由中間導(dǎo)體592連接至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)512。通過例如在阻擋結(jié)構(gòu)MO中鉆孔并以導(dǎo)電粘合物填充孔來形成中間導(dǎo)體592，鉆孔優(yōu)選地通過激光鉆孔。在其它實(shí)施例中，可以以模擬方式在外部接觸部和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間形成電連接。在圖7B中，與圖7A中的那些部分對應(yīng)的部分具有的參考數(shù)字大100。圖7B示出了遮擋器件601的側(cè)面的替代方式。在此情況下，通過使用密封物680聯(lián)接至器件的側(cè)面的柔性邊緣密封件685密封側(cè)面。柔性邊緣密封件685可以由金屬箔形成，例如銅或鋁箔。 可以如參照圖7A描述的使用密封物680。對于許多實(shí)際目的，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)電耦合到僅一個電極。例如，對于有機(jī)發(fā)光二極管中的應(yīng)用，用于陰極的材料，諸如Ba/Al和LiF具有相對好的電導(dǎo)率，使得僅必須支撐陽極層。然而，對于甚至更大區(qū)域，可能必須支撐兩個電極。圖8在頂視圖中示出了不使用瞳孔如何實(shí)現(xiàn)這個的范例。圖8A還利用根據(jù)圖8 中A-A的橫截面闡明了這個。在圖8和8A中示出的實(shí)施例中，對應(yīng)于圖21的部分具有的參考數(shù)字大700。圖8中示出的器件包括如參照圖21描述的多個刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)。除刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)712外，存在主導(dǎo)電線716，其也是在刻蝕工藝后作為金屬箔的剩余物得到的。 主導(dǎo)電線與刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)712形成整體。另外，主導(dǎo)體718還存在為作為刻蝕工藝后金屬箔的剩余部分。在沒有透明導(dǎo)電層715的區(qū)域中施加另一主導(dǎo)體718，并且陰極層736在這些另外的主導(dǎo)體718上延伸，使得它們電連接至另外的主導(dǎo)體。需要注意，可以在器件的各個部分中施加吸氣材料。例如，可以利用功能結(jié)構(gòu)封裝吸氣材料。替代地，吸氣材料可以存在于阻擋結(jié)構(gòu)的有機(jī)層中。各種干燥材料可以選擇為吸氣物，干燥材料諸如是分子篩(或沸石)、堿土金屬氧化物、金屬氧化物、硫酸鹽、氯化物、 溴化物。沸石是特別適合的。沸石是通過物理吸附吸收濕氣的材料并且可以天然地或人造地得到，二者都是合適的。天然沸石為鋁以及鈉或鈣、或二者的含水硅酸鹽，為如下類型 Na20、A1203、xH20、以及xSi02。人造沸石通過凝膠工藝或粘土工藝得到，其形成沸石所增加至的基質(zhì)。公知的沸石包括菱沸石(也稱作沸石D)、斜發(fā)沸石、毛沸石、八面沸石(也稱做沸石X和沸石Y)、鎂堿沸石、發(fā)光沸石、沸石A、以及沸石P。例如，類型3A、4A以及13X沸石均具有吸附水分子的能力。這些沸石包括Na20、A1203、以及Si02。除濕氣外，某些吸附吸氣物能夠吸附氣態(tài)污染物，諸如氣態(tài)H2和02。電光器件還可以設(shè)置有設(shè)置有散射顆粒的層，與該層的相對低的折射系數(shù)相比， 散射顆粒具有相對高的折射系數(shù)，以提高光輸出?？梢岳缭谄骷淖杂杀砻媸┘釉搶?。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個” 不排除多個。單個部件或其它單元可以履行權(quán)利要求中記載的數(shù)項(xiàng)的功能。某些措施記載在相互不同的權(quán)利要求中的僅有事實(shí)不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何參考符號不應(yīng)視為限制其范圍。
權(quán)利要求
1.一種電光器件(1)，包括:-基底(20)，所述基底00)支撐以下部件-第一電極和第二電極(15，36)，-包括至少一個功能層(32，34)的功能結(jié)構(gòu)(30)，所述功能結(jié)構(gòu)(30)電耦合至所述第一電極和所述第二電極，-刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)，電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的至少一個電極 (15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極(15)形成為層(15)，其中，所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)的表面直接接觸所述層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電光器件，其中，所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極是透明導(dǎo)電電極(15)，所述透明導(dǎo)電電極直接附著至所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu) (12)的肋部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光器件，其中，所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)嵌入于阻擋結(jié)構(gòu) (40)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電光器件，其中，阻擋結(jié)構(gòu)00)施加于所述透明導(dǎo)電電極(15)與所述透明導(dǎo)電電極(15)的附著至所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)的所述肋部的表面相反的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光器件，其中，所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)的肋部在與所述透明導(dǎo)電層(1 相反的側(cè)設(shè)置有剩余光刻膠或漆層(14)，所述剩余光刻膠或?qū)?14)在所述肋部的兩側(cè)延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電光器件，其中，所述功能結(jié)構(gòu)(132，134)與所述第一電極和所述第二電極中的另一電極(136)毯式地覆蓋所述透明導(dǎo)電電極和所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu) (112)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光器件，其特征在于，所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(312)電耦合至所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極，因?yàn)樗隹涛g的金屬結(jié)構(gòu)(312)的部分(312a)形成所述第一電極和所述第二電極中的所述至少一個電極。
9.一種用于制造電光器件(1)的方法，包括以下相繼的步驟-提供(Si)第一金屬基底(10)，-提供(S2)第二基底(20)，-選擇性地刻蝕(S； )所述金屬基底以形成刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(12)，-沉積(S4)功能結(jié)構(gòu)(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在選擇性地刻蝕所述金屬基底(10)的步驟之前，給所述第一金屬基底(10)提供透明導(dǎo)電層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在提供第二基底的步驟之前，給所述第一金屬基底(10)提供透明導(dǎo)電層，并且其特征在于，通過APCVD工藝施加所述透明導(dǎo)電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，選擇性地刻蝕(S； )所述金屬基底的步驟在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟之后。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，選擇性地刻蝕所述金屬基底的步驟(S3)在均勻地減小所述金屬基底的厚度的步驟之前。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，以至少2的因子均勻地減小所述金屬基底的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述功能結(jié)構(gòu)毯式地沉積在所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)之上。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在將所述刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)嵌入第三基底后，去除所述第二基底，并且其中，所述功能結(jié)構(gòu)施加于所述第二基底的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第二基底直接施加于所述第一金屬基底。
全文摘要
提供了一種電光器件(501)，包括基底(570)，所述基底支撐以下部件第一電極和第二電極(515，536)，包括至少一個功能層(532，534)的功能結(jié)構(gòu)(530)，所述功能結(jié)構(gòu)(530)電耦合至所述電極，刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)(512)，電耦合至所述電極中的至少一個電極(515)。
文檔編號H01L51/52GK102318102SQ200980155579
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者A·M·B·范莫爾, C-C·范, E·W·A·楊, E·德科姆佩內(nèi)爾, H·利夫卡, J·S·威爾遜 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究會(Tno)