專利名稱：發光顯示器的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種在基板上制造發光顯示器的方法。
本發明進一步涉及一種發光顯示器和包括這種顯示器的電子器件。
背景技術：
US5,962,970公開了一種制造有機顯示面板的方法，其中在基板上沉積第一顯示電極、形成在第一顯示電極暴露部分上的包括至少一個有機電致發光介質的有機功能層、以及形成在有機功能層上的第二顯示電極。使用從基板突出高達0.5μm的電絕緣壁壘來電分離鄰接的第二顯示電極，其通過蒸鍍金屬來沉積。
然而，該制造發光顯示器的方法具有與例如使用電絕緣壁壘相關的幾個缺點。一個缺點是對第二電極厚度的限制，其結果為該第二電極的電阻非常高。而且，所述壁壘導致密封或封裝發光顯示器受環境影響的問題，結果導致昂貴的密封裝置。此外，所述壁壘可能不穩定，從而需要小心操作該結構。還有，由于該顯示器的發光層片段易受影響的原因，該發光顯示器的處理靈活性具有一些限制。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種改進的制造發光顯示器的方法，其中避免了或至少減小了上述缺點中的至少一個。
通過提供一種在基板上制造發光顯示器的方法而獲得該目的，所述方法包括下述步驟-在所述基板上或上方沉積第一電極層；-在所述第一電極層的至少一部分上或上方形成多個發光層片段；-在至少其中一個所述發光層片段上或上方施加至少一個保護層；-沉積第二電極層。
本發明進一步涉及一種發光顯示器，包括-基板；-沉積在所述基板上或上方的第一電極層；-形成在所述第一電極層上或上方的多個發光層片段；-施加在至少其中一些所述發光層片段上或上方的至少一個保護層；-第二電極層。
通過在發光層片段上方提供保護層，在隨后層的沉積和/或構圖中獲得了關于處理條件的更大自由度，因為易受影響的發光層片段由所述保護層所保護。例如可以進行使用濕蝕刻裝置的處理，用于構造在施加保護層之后施加的層。優選發光層片段由所述保護層完全覆蓋。
在本發明優選的實施方案中，保護層包括或由鉬或鈦構成。鉬或鈦層或包含這些材料的層適合保護用于濕蝕刻裝置的發光層片段。
在本發明優選的實施方案中，第二電極層是鋁，和/或通過光刻和隨后的蝕刻而構圖。通過在發光層片段上施加保護層、保護易受影響的片段免于例如濕蝕刻劑的影響，使得由這種工序對第二電極層構圖成為可能。因此，不必施加現有技術的電絕緣壁壘來對第二電極層構圖，其結果是該第二電極層厚度可以顯著增加。大于0.5μm且優選在0.5到3μm范圍內的厚的第二電極層導致了低電阻和短的RC時間，其對于高開關頻率是很重要的。此外，現有技術壁壘的形狀產生了關于獲得封裝該結構的合適的密封膜的問題。第二電極層的光刻構圖為發光器件的進一步封裝提供了適宜的起始點，例如光滑的表面。
在本發明的實施方案中，該構圖的第二電極層包括其中移除了保護層的凹陷。用于封裝該最終結構的密封膜優選沉積在該構圖的第二電極層上和所述凹陷中。與使用例如用于顯示器上每個結構或發光器件的具有0.3到1mm范圍厚度的單個金屬帽而典型施加的厚封裝設置相反，該密封膜可以做的很薄，例如0.5μm。該單個金屬帽典型地粘合在基板上，并包括吸氣材料。依照該實施方案的方法能在不使用吸氣材料的情況下基本上封裝顯示器的所有結構，而產生了可觀的成本效益。
應當理解可以組合前面的實施方案或其方面。
本發明進一步涉及一種電子器件，包括前面段落中所述的發光顯示器。這種電子器件可以涉及手持設備，如移動電話、個人數字助理(PDA)或便攜式電腦，也涉及下述設備，如個人電腦、電視或如汽車儀表盤上的顯示器。
WO 00/16938公開了一種制造彩色有機發光器件結構的方法，其中使用了鈍化層，該鈍化層允許利用濕處理方法對顏色改變介質進行光刻構圖。然而，該鈍化層沉積在基板中集成的OLED驅動器的第二電極層上方。
US 5,998,926公開了一種制造有機電致發光器件的方法，其中通過光刻將陰極形成為精細的圖案。然而，陰極層直接沉積在基板上，并在提供有機電致發光層之前將其構圖。
將參照附圖進一步描述本發明，該附圖顯示了依照本發明的優選的實施方案。
圖1-4示意性地顯示了發光顯示器的第一到第四制造步驟；圖5示意性地顯示了在依照圖4的第四制造步驟的頂視圖；圖6示意性地顯示了發光顯示器的第五制造步驟；圖7示意性地顯示了在第五制造步驟過程中發光元件的放大圖；圖8-13示意性地顯示了發光顯示器的第六到第十一制造步驟；圖14示意性地顯示了發光顯示器。
具體實施例方式
在圖1中，提供基板1來制造發光顯示器14(圖14中所示)。優選地，基板1對于發光層片段7R、7B(圖6中所示)發射的光是透明的。適宜的基板材料包括可以是也可以不是柔性的合成樹脂、石英、陶瓷和玻璃。基板的總厚度典型地在100到700μm范圍內。
例如通過真空蒸鍍或濺射，在基板1上或上方沉積通常稱作陽極的第一電極層2。隨后通過光刻技術對第一電極層構圖。優選地，第一電極層2對于由在發光顯示器14工作中的發光層片段發射的光是透明的。例如，使用透明的空穴注入電極材料，如氧化銦錫(ITO)。導電聚合體如聚苯胺(PANI)和聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)也是合適的透明空穴注入電極材料。優選地，PANI層具有50到200nm的厚度，PEDOT層具有100到300nm的厚度。
在圖2中顯示了下一個制造步驟，其中在第一電極層2上或上方沉積低電阻金屬，例如鉬/鋁/鉬(MAM)層3。隨后，例如在沒有光產生的地方光刻地定義MAM層3。施加MAM層3，用于接觸的目的和減小對第一電極層2的電阻的目的。MAM層3的總厚度典型地高達0.5μm。
在圖3中顯示了下一個制造步驟，其中在圖2中示出的結構上旋涂絕緣層，例如酚醛清漆(novolack)或丙烯酸酯，且隨后通過光刻對其構圖。例如在220℃時將所述絕緣層烘焙30分鐘。在構圖絕緣層的過程中，劃界裝置4對于進一步將在其上沉積的發光元件7R和7B定義了劃界裝置4之間的空腔或位置5。而且，劃界裝置4有助于分離第二電極層，這將在下面更詳細地描述。劃界裝置4的寬度典型地為20μm，厚度約為3μm。絕緣層或劃界裝置4是親水性的，即，其可以在液態材料上施加吸引力。
在圖4中顯示了下一個制造步驟，其中在劃界裝置4上或上方施加部件6，其用于抵擋隨后將沉積的流體發光物質，限定發光元件的位置5。抵擋部件6可以例如為抵擋材料的條。這些抵擋部件6可以通過各種方式獲得。抵擋部件6是申請人共同未決申請的主題。抵擋部件6的寬度可以在5-15μm的范圍內，例如為10μm。
圖5顯示了在施加了抵擋部件6之后一部分發光顯示器的頂視圖。在圖5中，顯示了可以以多個的方式施加抵擋部件6來限定空腔或位置5。作為例子，圖5顯示了沿位置5的整個周邊通過抵擋部件6的限定(空腔或位置5的左手列)，和通過抵擋部件6的局部限定(空腔或位置5的右手列)。抵擋部件6限定位置5的方式可取決于選擇用來沉積流體發光物質的工藝、或各種空腔或位置5的顏色排列。如果例如相同的顏色將沉積在一列，則可以使用依照圖5右手列的僅僅局部地限定位置5的抵擋部件6，因為在該列中位置5之間的材料流動是無害的。
在圖6中顯示了下一個制造步驟，其中流體發光物質沉積在空腔內或位置5處，從而獲得發光元件或層片段7。注意到發光元件或層片段7可以包括幾個導電聚合體層，例如聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)層和聚苯撐次亞乙烯(PPV)。對于彩色發光顯示器，可以使用不同的材料。在圖6中，發光元件或層片段7R指紅色的發光材料，發光元件或層片段7B指藍色的發光材料。通常還施加發射綠光的第三種材料G。發光材料R，G和B優選為電致發光材料，并通過噴墨印刷來沉積。發光元件的長度例如為240μm。
圖7顯示了空腔或位置5的詳細視圖，其中已經沉積了流體紅色發光物質，并在沉積后的干燥工序的各個階段中來描述。由于所使用的溶劑的蒸發，產生收縮，其由箭頭表示，從而導致紅色發光材料留在空腔或位置5中。發光材料層相對于位置5必須稍微有點過大，從而如果發光顯示器工作，也就是說在發光層上施加電壓時，以避免捷徑發射(shortcuts emanating)。因為劃界裝置4是親水性的，所以獲得過大尺寸的發光材料。
然而，發光元件或層片段7R的流體發光物質不應當流向包含不同顏色發光的相鄰發光元件或層片段7B。顯示了通過使用作為抵擋部件6的疏水性阻擋來獲得該效果。
在圖8中顯示了下一個制造步驟，其中在發光元件或層片段7R和7B上或上方施加金屬化。該金屬化由例如用于減小注入電子阻擋水平的鋇層8’組成，在其上沉積通常稱作陰極的第二電極層9。然而，在這里使用的制造工序中，施加了另外的鉬或鈦層8”，作為用于保護發光元件或層片段7R和7B免受濕蝕刻溶劑影響的擴散阻擋。在圖8中鋇層8’和鈦或鉬層8”顯示出作為單一的層8。鋇層8’的厚度例如為5nm，鈦或鉬層8”的厚度例如為100nm，陰極層9的厚度例如為2μm。現有技術陰極層9具有大約0.5μm的最大厚度。作為本發明該實施方案中厚的陰極層9的結果，給發光元件7施加電壓的電阻顯著地減小了。
在圖9中顯示了下一步制造工序，其中將陰極層9構圖。陰極層9由例如鋁制成。通過光刻以及接著在陰極層9中的濕蝕刻凹陷10，來執行陰極層9的構圖。濕蝕刻處理不會影響發光元件或層片段7R和7B，因為鈦層或鉬層8”用作濕蝕刻裝置的擴散阻擋。對于鋁的蝕刻，可以使用例如乙酸、磷酸和硝酸的混合物。典型地，被構圖的陰極層9的部分大致完全覆蓋了發光層片段7R、7B。可以如此執行構圖，使得陰極層9的被構圖部分符合于發光層片段7R、7B，也就是說，可以使用陰極層9被構圖的部分通過這些發光層片段7R、7B發射光。
在圖10中顯示了下一個制造工序步驟，其中通過在CF4/Ar環境中的等離子體蝕刻來部分移除凹陷10處的保護層8。
在圖11中顯示了下一個制造工序步驟，其中在圖10中示出的結構之上沉積SiN膜11。該膜11密封地封住該結構，以避免例如通過凹陷10而可能影響發光層或元件7R和7B的液體或濕氣。注意到，圖10和11中示出的制造工序步驟可以通過使用具有例如蝕刻和沉積工具模塊的多工具系統來組合地執行。在該情形下，在擴散阻擋的蝕刻和用SiN的密封封裝之間，該結構不暴露于空氣。SiN層11具有例如0.5μm的厚度。可選的氧氮化物SiN(x)O(y)可以用于密封膜11。膜11的該較小厚度對于密封足夠了，因為作為以保護層8構造陰極的新方式，不再施加具有負形狀角度的現有技術的電絕緣壁壘。
在圖12中顯示了下一個制造工序步驟，其中在圖11中示出的結構上或上方施加保護層12。例如通過旋涂抗蝕劑或層疊干膜抗蝕劑來獲得該保護層12，且該保護層具有例如10μm的厚度。可以通過光刻獲得凹陷13。抗蝕劑12例如在120℃時烘焙30分鐘。
在圖13中顯示了最終的制造工序步驟，其中在陰極層9將通過連接導線接觸以操作發光顯示器的位置處，部分地移除SiN膜11。例如可以在CF4等離子體中移除SiN膜11。
在圖14中顯示了發光顯示器14，其可以是聚合體或小分子量發光二極管器件，并作為電子器件15的一部分來描述。發光顯示器14例如是彩色顯示器，其包括以行和列矩陣排列的顯示像素16，包括紅色、綠色和藍色發光層片段7R、7G和7B。這些發光層片段可以是發光二極管。注意到，發光元件7R、7G和7B可以以幾種結構排列而形成顯示像素16，例如矩形或三角形結構。可以以適當的方式，通過給第一電極層2和/或第二電極層9施加信號來操作發光層片段7R和7B。
為了教導本發明的目的，在上面描述了制造發光顯示器方法的優選實施方案。可以構思本發明其它可選擇的和等價的實施方案，并可以在不脫離本發明真實精神的條件下簡化來實踐，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的，本發明的范圍僅被權利要求所限定。
權利要求
1.一種在基板上制造發光顯示器的方法，包括下述步驟-在所述基板上或上方沉積第一電極層；-在所述第一電極層的至少一部分上或上方形成多個發光層片段；-在至少其中一個所述發光層片段上或上方施加至少一個保護層；-沉積第二電極層。
2.根據權利要求1的方法，其中所述第一電極層沉積在所述基板上或上方，且包括對于在發光顯示器工作過程中由所述發光層片段發射的光透明的材料。
3.根據權利要求1的方法，其中所述保護層包括鉬或鈦。
4.根據權利要求1的方法，其中對應于所述發光層片段，通過實施光刻和隨后的蝕刻對所述第二電極層構圖。
5.根據權利要求4的方法，其中所述第二電極層構圖為以便其在包括所述發光層片段的區域之外包括凹陷，在該凹陷的下方基本上移除了所述保護層。
6.根據權利要求5的方法，其中所述構圖的第二電極層和所述凹陷由至少一個密封膜覆蓋。
7.根據權利要求1的方法，其中所述第二電極層具有大于0.5μm的厚度，且優選在0.5μm和3μm之間。
8.一種發光顯示器，包括-基板；-沉積在所述基板上或上方的第一電極層；-形成在所述第一電極層上或上方的多個發光層片段；-施加在至少其中一些所述發光層片段上或上方的至少一個保護層；-第二電極層。
9.根據權利要求8的發光顯示器，其中所述保護層包括鉬或鈦。
10.根據權利要求8的發光顯示器，其中所述第二電極層具有在0.5μm和3μm之間的厚度。
11.根據權利要求8的發光顯示器，其中對應于所述發光層片段而對所述第二電極層構圖，且所述構圖的第二電極層由至少一個密封膜覆蓋。
12.一種電子器件，包括根據權利要求8-11中的一個和/或根據權利要求1-7中的一個制造的發光顯示器。
全文摘要
本發明涉及一種在基板上制造發光顯示器的方法，包括下述步驟在所述基板上或上方沉積第一電極層，在所述第一電極層的至少一部分上或上方形成多個發光層片段，在所述發光層片段的至少其中一個上或上方施加至少一個保護層，以及沉積第二電極層。通過在發光層片段上方提供保護層，在隨后層的沉積和/或構圖的過程中獲得了關于處理條件的更大自由度，因為易受影響的發光層片段由所述保護層所保護。
文檔編號H01L27/32GK1689379SQ03823857
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月12日 優先權日2002年10月7日
發明者A·J·M·內里斯森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司