CN101091256A - 电子器件及其形成工艺 - Google Patents

Abstract

一种电子器件包括衬底和覆盖于该衬底之上并限定了一个开口阵列的阱结构。从横截面视图来看，阱结构在开口上具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。开口阵列内的每个开口具有一宽度，并且开口阵列内的两个直接相邻的开口通过宽度小于各个开口的宽度的沟道来连接。

Description

电子器件及其形成工艺

技术领域

本发明一般涉及电子器件和用于形成电子器件的方法，尤其涉及包括有机电子元件的电子设备。

本申请要求2004年12月30日提交的临时申请No.60/640,502的优先权。

背景技术

活性有机分子日益被用在电子器件中。这些活性有机分子具有包括场致发光的电子或电辐射特性。结合有机活性材料的电子器件可被用来将电能转换成辐射，并且可包括发光二极管、发光二极管显示器或二极管激光器。结合有机活性层的电子器件也可用来：响应于辐射生成信号(例如光电检测器(例如光电导管、光敏电阻器、光控开关光电晶体管、光电管)、红外线(“IR”)检测器、生物传感器)；将辐射转换成电能(例如光伏器件或太阳能电池)；以及执行逻辑功能(例如晶体管或二极管)。

然而，难以制造包含有机活性层的电子元件。有机活性层的非一致形成通常在器件制造过程中导致较差的器件性能和较差的生产率。在液相沉积有机活性层的情况下，浸润性较差的电极会在有机活性层中导致空隙。

当液相成分是沉积到由包围结构形成的阱中时，可能会形成空隙。这些空隙减小辐射发射或辐射吸收的可用表面积，从而导致降低的性能。空隙也可能暴露出诸如电极的底层结构。当由于固化液相沉积导致而在有机层上形成附加层时，这些层可接触底层结构，从而允许电极之间的电气短接、并使得受影响的有机电子元件不起作用。

反斜面结构可用来防止空隙。然而，这种结构可在覆盖诸如阴极的底层电极时形成中断。

发明内容

在一个示例性实施例中，电子器件包括衬底和覆盖于该衬底之上、并限定一个开口阵列的阱结构。从横截面视图来看，阱结构在开口上具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一有机电子元件。开口阵列内的每个开口具有一宽度，并且开口阵列内的两个直接相邻开口通过其宽度比各个开口的宽度小的沟道来连接。

在另一个示例性实施例中，电子器件包括衬底和覆盖于该衬底之上并定义了一个开口阵列的第一结构。从横截面视图来看，开口上的第一结构具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。两个直接相邻的开口通过沟道来连接。电子器件还包括覆盖于衬底之上并位于两个直接相邻的开口之间、且位于沟道内的第二结构。

在又一示例性实施例中，形成电子器件的工艺包括在衬底上形成阱结构的步骤。阱结构限定了一个开口阵列。从横截面视图来看，阱结构在开口上具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。开口阵列内的每个开口具有一宽度，并且开口阵列内的两个直接相邻的开口通过其宽度比各个开口的宽度小的沟道来连接。该工艺还包括在开口内沉积有机活性层的步骤。

以上一般描述和以下详细描述仅仅是示例性的和说明性的，而非作为所附权利要求中限定的本发明的限制。

附图说明

本发明在附图中作为示例示出而非限制。

图1包括一示例性阱结构的平面图的一个示例。

图2和3分别包括在衬底上形成电极之后的衬底的一部分的平面图和横截面视图的示例。

图4和5分别包括在衬底上形成沟道结构之后的图2和3的衬底部分的平面图和横截面视图的示例。

图6包括在衬底上形成阱结构之后的图4和5的衬底部分的平面图示例。

图7和8包括在衬底上形成阱结构之后的图4和5的衬底部分的横截面视图示例。

图9和10分别包括在阱结构上形成电极之后的图7和8的衬底部分的横截面视图示例。

图11、12、13、14、15和16包括覆盖于衬底之上的一部分的示例性阱结构的平面图示例。

具体实施方式

电子器件包括衬底和覆盖于该衬底之上并限定了一个开口阵列的阱结构。从横截面视图来看，阱结构在开口处具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。开口阵列内的每个开口具有一宽度，并且开口阵列内的两个直接相邻的开口通过其宽度比各个开口的宽度小的沟道来连接。

电子器件还可包括位于两个直接相邻的开口内并位于沟道内的电极，其中该电极在两个直接相邻的开口之间沿着电极提供传导路径。电极可在有机电子元件之间沿着开口阵列的矢量形成传导路径。

在一个实施例中，阵列中的每个开口都具有长度。例如，该长度基本上垂直于宽度，并且宽度不大于长度。

在另一个实施例中，沟道结构覆盖于衬底之上，其中从平面图来看该沟道结构位于两个直接相邻的开口之间并位于该沟道内。从横截面视图来看，沟道结构可具有正斜面。或者，从横截面视图来看，沟道结构具有反斜面。在又一实施例中，从横截面视图来看，沟道结构的高度小于阱结构的高度。沟道结构的表面可以是疏水性的。阱结构的表面可以是疏水性的。

在又一实施例中，有机电子元件包括基本上位于开口内的有机活性层。电子器件还可包括位于衬底与有机活性层之间的电极。该电极的表面可以是疏水性的。该电极并不处于沟道之下。

在一个实施例中，电极器件包括衬底和覆盖于该衬底之上并限定了一个开口阵列的第一结构。从横截面视图来看，开口上的第一结构具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。两个直接相邻的开口通过沟道来连接。电子器件还包括覆盖于衬底之上，并且位于两个直接相邻的开口之间、以及位于沟道内的第二结构。

在一个示例中，从横截面视图来看，第二结构具有正斜面。或者，从横截面视图来看，第二结构具有反斜面。从横截面视图来看，第二结构的高度可小于第一结构的高度。

在另一个实施例中，电子器件包括位于两个直接相邻开口内、并覆盖于第二结构之上的电极。该电极在两个直接相邻的开口之间沿着电极提供传导路径。

在又一实施例中，第一结构的表面是疏水性的。第二结构的表面可以是疏水性的。

在另一个实施例中，有机元件包括基本上位于各个开口内的有机活性层。电子器件还可包括位于衬底与有机活性层之间的电极。衬底可包括耦合到有机电子元件的驱动器电路。

在又一实施例中，第一结构的一部分覆盖于第二结构的一部分之上。每个开口可具有一宽度，其中沟道的宽度小于各个开口的宽度。

用于形成电子器件的工艺包括在衬底上形成阱结构的步骤。阱结构限定了一个开口阵列。从横截面视图来看，阱结构在开口上具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。开口阵列内的每个开口具有一宽度，并且开口阵列内的两个直接相邻的开口通过其宽度比各个开口的宽度小的沟道来连接。该工艺还包括在开口内沉积有机活性层的步骤。

在另一个示例中，该工艺包括形成位于两个直接相邻的开口之间、并位于沟道内的电极，其中位于两个直接相邻的开口内、并位于沟道内的电极部分彼此连接。该电极在两个直接相邻的开口之间沿着电极形成传导路径。

在又一个示例中，该工艺包括在形成阱结构之前形成电极，其中在形成阱结构之后，该电极的一部分沿着开口阵列的至少一个开口的底部露出。在一个实施例中，电极未延伸到沟道中。

在另一个示例中，该工艺包括形成沟道结构，其中从平面图来看，沟道结构位于两个直接相邻的开口之间、并位于沟道内。沟道结构的形成可在形成阱结构之前执行。从横截面视图来看，沟道结构可具有正斜面。或者，从横截面视图来看，沟道结构可具有反斜面。在一实施例中，沟道结构的高度小于阱结构的高度。该工艺还可包括处理沟道结构的表面，以使得该表面是疏水性的。该工艺也可包括处理阱结构的表面，以使得该表面是疏水性的。

根据以下详细说明书以及权利要求，本发明的其它特性和优点将变得显而易见。本详细说明书首先针对定义，接着是电子器件的结构、层和元件、用于形成电子器件的工艺、其它实施例和优点。

1.术语的定义和说明

在提出以下描述实施例的细节之前，定义或说明一些术语。

术语“阵列”、“外围电路”和“远程电路”旨在表示电子器件的不同区域和元件。例如，阵列可包括元件中有序排列(通常由列和行指示)内的像素、单元或其它结构。阵列中的这些像素、单元或其它结构可通过外围电路进行本地控制，该外围电路可与阵列位于同一元件上，但在该阵列本身之外。远程电路通常远离外围电路，并可向阵列发送信号或从阵列接收信号(通常经由外围电路)。远程电路也可执行与阵列无关的功能。远程电路可驻留或不驻留具有阵列的衬底上。

术语“沟道”旨在表示开口之间的通路。

术语“沟道结构”旨在表示覆盖于衬底之上的结构，其中该结构至少部分地位于由另一个结构或其它结构限定的沟道中。

术语“传导路径”旨在表示电路的一部分，当(1)直流电源被施加到这个部分以及(2)这个部分中的所有开关、晶体管等都导通时，基本上恒定的电流流过该电路。例如，传导路径可包括通过导线本身或与一个或多个二极管、电阻器、晶体管结合的导线，或者其任意组合。对于晶体管，该晶体管的载流电极被连接到导线路径。传导路径不包括电容器或电感器，因为当直流信号首先被施加到这个电容器或电感器时，流过该传导路径的电流随着时间流逝而显著变化。

相对于开口，术语“连接”旨在表示两个或多个开口并未通过限定它们的结构而被完全隔离。例如，两个开口可通过沟道来连接。

术语“驱动电路”旨在表示被配置成控制发送到电子元件、另一电路或其组合的信号的电路。

术语“电极”旨在表示被配置成在电子元件中运送载流子的元件或结构。例如，电极可以是阳极、阴极、电容电极、栅电极等。电极可包括晶体管、电容器、电阻器、电感器、二极管、电子元件、电源的一部分，或者其任意组合。

术语“电子元件”旨在表示执行电气或电辐射(例如电光)功能的电路的最低级别单元。电子元件可包括晶体管、二极管、电阻器、电容器、电感器、半导体激光器、光学开关等。电子元件不包括寄生电阻(例如导线的电阻)或寄生电容(例如连接到不同电子元件的两个导体之间的电容耦合，其中这些导体之间的电容是非预期或附带的)。

术语“电子器件”旨在表示在适当地连接并提供适当的电位时，将共同执行一功能的电路、电子元件的集合，或者其组合。电子器件可包括或作为系统的一部分。电子器件的一个示例包括显示器、传感器阵列、计算机系统、航空电子系统、汽车、蜂窝式电话、其它消费或工业电子产品。

当涉及覆盖于衬底之上的结构时，术语“高度”、“长度”、“宽度”旨在指基本上彼此垂直的尺寸。“高度”旨在指底层衬底以上的距离。“长度”旨在指在与衬底基本平行的平面内的尺寸。“宽度”旨在指在与衬底基本平行的平面内、且与“长度”尺寸基本垂直的尺寸。在一个实施例中，“宽度”不大于“长度”。在另一个实施例中，“宽度”是圆的直径。

术语“亲水性”旨在表示液体的边缘相对于其接触的表面呈现出小于90度的浸润角。

术语“疏水性”旨在表示液体的边缘相对于其接触的表面呈现出90度或更大的浸润角。

术语“直接相邻”旨在表示层、元件或结构紧靠另一个层、元件或结构。直接相邻旨在明确涵盖包括对角线的任意方向。

术语“液体介质”旨在表示包括纯液体、液体组合、溶液、分散体、悬浮液和乳状液的液体材料。不管是否存在一种或多种溶剂，都可使用液体介质。

术语“矩阵”旨在表示在两个方向上延伸的电子元件的构造。矩阵可包括至少两行和至少两列。

术语“反斜面”旨在表示结构的特征，其中该结构的一侧相对于其上形成该结构的基本上平坦的表面形成锐角。

术语“开口”旨在表示当从平面图来看时，通过缺少限定区域的特定结构来表征的区域。

术语“有机活性层”旨在表示一个或多个有机层，其中有机层的至少之一本身或在与不同的材料接触时能形成整流结。

术语“有机电子元件”旨在表示包括含有有机材料的一个或多个层的电子元件。

术语“覆盖”并非必需表示层、元件或结构紧靠或直接接触另一个层、元件或结构。

术语“周边”旨在表示从平面图来看，包围相应元件或结构的至少一部分的边界。

术语“正斜面”旨在表示结构的特征，其中该结构的一侧相对于其上形成该结构的基本上平坦的表面形成钝角。

术语“结构”旨在表示一个或多个图案层或元件，它们本身或与其它图案层或元件结合形成用于预期目的的单元。结构的一个示例包括电极、阱结构、沟道结构等。

术语“基本上平行”旨在表示一条或多条线、一个或多个矢量或者一个或多个平面的组合的方向是平行或几乎平行的，从而对于本领域普通技术人员来说，任何偏斜被认为是可忽略的。

术语“基本上垂直”旨在表示一条或多条线、一个或多个矢量或者一个或多个平面的组合的方向是垂直或几乎垂直的，从而对于本领域普通技术人员来说，与垂线的任何角度差都被认为是可忽略的。

术语“衬底”旨在表示可以是刚性或柔性的基底材料并可包括一种或多种材料的一个或多个层，这些材料可包括但不限于：玻璃、聚合物、金属或陶瓷材料或者其任意组合。衬底的基准点是工艺步骤的开始点。衬底可包括或不包括电子元件、电路或导电元件。

术语“表面处理”旨在表示执行以改变外露表面的特性的动作。在一个实施例中，表面处理使得外露表面更具疏水性或亲水性。对外露表面的氟化或添加表面活性剂都是表面处理的一个示例。

术语“矢量”旨在表示电子元件或开口沿着一条线或线段的构造。例如，电子元件或开口的矢量可沿着行、列、对角线等放置。

术语“阱结构”旨在表示覆盖在衬底之上的结构，其中该结构提供使衬底内或其上的物体、区域或其任意组合与另一个物体或区域至少部分地隔离的主要功能。

术语“浸湿角”旨在表示由(1)固体表面和(2)该固体表面上的气体与液体之间的界面所限定的、按照从该固体表面通过液体直到气体-液体界面测量的正切角。

当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或其任意组合都旨在涵盖非独占的包含。例如，包括一系列元素的工艺、方法、物品或装置并非必需仅限于这些元素，而是也可包括未明确列出的、或者这些工艺、方法、物品或装置所固有的其它元素。此外，除非明显声明相反意思，“或者”指“相容或”而非“异或”。例如，如果以下任一成立，则条件A或B满足：A成立(或存在)并且B不成立(或不存在)、A不成立(或不存在)并且B成立(或存在)、以及A和B都成立(或存在)。

另外，为了阐明目的并给出本发明的一般理解，采用“一”描述本发明的元素或元件。在本说明书中应当理解成包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，除非另外清楚地表示其相反意思。

与元素周期表内的列相对应的族序号使用如第81版(2000)的CRC Handbookof Chemistry and Physics(CRC化学物理手册)中所见的“新命名法”规范。

除非另外定义，本文所使用的所有科技术语具有如本发明所属领域中的普通技术人员所共知的相同含义。尽管本文描述用于本发明各实施例的适当方法和材料，或者制造或使用其的方法，但是也可使用与所述的那些类似或等效的其它方法和材料而不背离本发明的范围。本文所述的所有出版物、专利申请、专利、或其它参考文献都通过引用全部结合于此。在矛盾的情况下，以包括定义的本说明书为准。另外，材料、方法和示例是示例性的而非限制的。

2.电子器件的结构、层和元件

在一个特定实施例中，电子器件包括有机电子元件阵列、以及具有开口和连接开口的沟道的结构。当从平面图来看时，开口的每一个对应于有机电子元件的每一个的周边。当从横截面视图来看时，该结构在开口处具有反斜面。每个有机电子元件可包括通过包含一有机活性层的一个或多个层来分隔的第一和第二电极(例如阳极和阴极)。在一个实施例中，示例性电子器件也可包括具有正斜面的第二结构，诸如至少部分位于沟道内的沟道结构。

在一个示例性实施例中，有机电子元件阵列可以是无源矩阵的一部分。在另一个示例性实施例中，有机电子元件阵列可以是有源矩阵的一部分。同样地，电子器件的示例性实施例包括有源矩阵和无源矩阵显示器。

通常，每个有机电子元件包括通过一个或多个有机活性层分隔的两个电极。另外，诸如缓冲、电荷阻挡、电荷注射和电荷输运层的一个或多个其它层可包括在两个电极之间。具有与有机电子元件的每一个的周边相对应的开口的结构限定了其内部形成有机电子元件部分的阱。同样地，这些结构可周期性地描述成本文的阱结构。

阱结构的横截面可对有机层的形成产生影响。结构可具有反斜壁或周边，并且与底层结构形成锐角。示例性结构的周边的一部分在底层衬底的表面与结构壁之间形成锐角。在一个示例性实施例中，该角度在10°与45°之间。在另一实施例中，该角度可约等于或者大于毛细管角。

图1包括形成示例性结构的工序中的一点的平面图示例。阱结构102覆盖于衬底之上，并且具有开口104和开口104之间的沟道106。从横截面视图来看，该阱结构102在开口104处具有反斜面。开口104通过沟道106来连接。可任选地，沟道结构110位于沟道106内。

在阱结构102之下的电极112通过开口104至少部分地外露。开口104对应于有机电子元件。电子元件可包括底层电极112、至少部分地位于周边108内的有机层(未示出)以及覆盖电极(未示出)。

在一个示例中，阱结构102的厚度可在约为2与10微米之间。沟道结构110可具有大于10微米的厚度。例如，沟道结构110可具有小于3微米的厚度(诸如在约1与3微米之间)，或者小于1微米(诸如约0.4微米)。例如，阱结构102的厚度可比沟道结构110的厚度至少大1.5倍。或者，沟道结构110的厚度等于或大于阱结构102的厚度。

在另一个实施例中，电子器件包括衬底、结构(例如阱结构)以及第一电极。该结构具有开口和沟道，并且从横截面视图来看，在开口处具有反斜面。从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件。第一电极位于开口和沟道内，并且覆盖于沟道内的结构之上。位于开口和沟道内的第一电极部分彼此连接。在一特定示例中，有机电子元件可包括一个或多个有机活性层。在一个实施例中，第一电极可以是共用电极(例如用于有机电子元件阵列的共用阴极和共用阳极)。

在另一个示例性实施例中，第二电极可位于衬底和结构之间。在又一示例性实施例中，有机电子元件可耦合到位于衬底内的驱动器电路(未示出)。注意：在一个实施例中，可在第一电极之前形成第二电极。

在一个示例性实施例中，结构或具有反斜面的结构具有呈现浸润度较差的表面的反斜面，诸如基本上疏水的表面。该表面呈现出液相成分的浸润角大于45°，诸如90°或更大。相反，诸如电极的底层结构可具有基本上亲水的表面，该表面呈现出液相成分的浸润角小于90°，诸如小于60°或者在约为0°与约为45°之间。

3.用于形成电子器件的工艺

用于形成电子器件的示例性工艺包括形成覆盖于衬底之上的一个或多个结构，并且从横截面立体图来看具有反斜面。图2到11示出了一个示例性工艺，该工艺可被用来形成有源矩阵显示器。这个工艺的各个变体用来形成其它电子器件。

图2包括一示例性工艺工序中的一点的平面图示例，而图3示出从图2中的剖面线3-3观看时的横截面视图。第一电极1004沉积在衬底1002上。衬底1002可以是玻璃或陶瓷材料，或者包括至少一层聚合物膜的柔性衬底。在一个示例性实施例中，衬底1002是透明的。可任选地，衬底1002可包括诸如均一阻挡层或图案阻挡层的阻挡层。

第一电极1004可以是阳极或阴极。图2示出了作为具有诸如矩形的平面图形状的图案阵列结构的第一电极1004。或者，第一电极1004可以是具有方形、矩形、圆形、三角形、椭圆形或其任意组合的平面图形状的图案结构阵列。在另一个实施例中，第一电极1004可以是平行条状物。通常，第一电极1004可使用常规工艺(例如沉积、图案化或其组合)来形成。

第一电极1004可包括导电材料。在一个实施例中，导电材料可包括诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料。其它透明导电材料包括例如氧化铟锌。另一种示例性导电材料包括氧化锌锡(ZTO)、元素金属、金属合金或其组合。第一电极1004也可耦合到导线(未示出)。在一个示例性实施例中，第一电极1004可具有亲水性表面。可任选地，驱动电路1006可形成于衬底中。

可沉积随后的层并使其形成图案，以形成如图4所示的沟道结构。图5示出如从图4中的剖面线5-5观看时的横截面视图。沟道结构1208位于多个第一电极1004之间。在一个实施例中，沟道结构1208并不与第一电极1004接触，并且与第一电极1004分隔开，以防止靠近该第一电极1004的随后形成的有机活性层的厚度变薄。例如，沟道结构1208可与第一电极分隔开至少约1微米(诸如至少约5微米)。在特定实施例中，有机活性层厚度的变薄是不合需要的，并且会导致短路和漏电。在一个示例性实施例中，沟道结构1208具有正斜面。或者，沟道结构1208具有垂直或反斜面。

在一个示例性实施例中，沟道结构1208可由一个或多个抗蚀层或聚合物层构成。例如，抗蚀剂层可以是负抗蚀剂材料或正抗蚀剂材料。抗蚀剂层可沉积在衬底1002上并覆盖第一电极1004。液相沉积技术包括旋涂、凹版涂布、帘式涂布、浸渍涂布、槽模涂布、喷涂、连续喷涂、连续分配(Continuous Dispense)技术、喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷或其任意组合。抗蚀剂可通过选择性地暴露于诸如紫外线(UV)辐射的辐射来形成图案。在一个实施例中，抗蚀剂层进行旋转沉积并烘干(未示出)。抗蚀剂层通过掩模(未示出)暴露于UV辐射、显影并焙干，从而使沟道结构1208具有正斜面。沟道结构1208可进一步高强度焙烘、进一步UV固化或者两者。在其它实施例中，其它方法(例如丝网印刷、照相凹版印刷等)可用来形成正斜面的沟道结构1208。

或者，沟道结构1208可由诸如金属、氧化物和氮化物的无机材料制成。这些无机材料可使用常规技术沉积和形成图案。

如图6所示，可在阱结构中沉积另一层并使其形成图案。图7和图8示出分别从剖面线7-7、8-8观看时的横截面视图。阱结构1410包括开口1412和沟道1414。此开口1412和沟道1414可露出第一电极1004的多个部分和沟道结构1208的多个部分。如从平面图所见，开口1412的底部可包括第一电极1004的多个部分，或者也可包括衬底1002的一部分。如图8所示，在开口1412上，阱结构1410具有反斜面。

阱结构1410可具有图案。例如，该图案可以是图6所示的图案。图11、12、13、14、15和16中示出了如其它实施例部分中所述的其它图案。开口1412通常以诸如列和行的方式排列成阵列。沟道1414可连接列中相邻的开口1412。或者，沟道1414可连接成列、成行、对角线或其任意组合中相邻的开口1412。

开口1412的每一个都具有宽度和长度。开口1412的宽度通常为纬度(即较短)方向，而长度通常为经度(即较长)方向。长度维度通常垂直于宽度维度。在它们为最大值时，开口1412的长度等于或大于开口1412的宽度。在其中开口为圆形的实施例中，长度和宽度相等。在一个实施例中，开口1412的宽度约为50到100微米，而开口1412的长度约为100到300微米。在它们为最小值时，沟道1414的宽度可小于开口1412的宽度。在一特定实施例中，沟道1414的宽度约为10到25微米。

阱结构1410被形成为沟道结构1208位于开口1412之间，并且至少部分地位于沟道1414内。第一电极1004可沿着开口1412的底部露出。在一个实施例中，第一电极1004在开口1412和沟道部分1414两者之下。在另一个实施例中，第一电极1004延伸并停止于沟道1414。在又一实施例中，第一电极1004在开口1412的一部分之下，并且该开口1412露出衬底1002的一部分。

在一个示例性实施例中，沟道结构1208的高度小于阱结构1410的高度。当沟道结构1208的高度小于阱结构1410的高度时，沟道结构1208可以是正向倾斜、反向倾斜或垂直的。或者，沟道结构1208的高度等于或大于阱结构1410的高度。在特定实施例中，阱结构的高度、沟道结构的高度或其任意组合都约为2到10微米。

在一个示例性实施例中，阱结构1410可由抗蚀层或聚合物层构成。例如，抗蚀剂层可以是负抗蚀剂材料或正抗蚀剂材料。抗蚀剂层可沉积在衬底1002上并覆盖第一电极1004。液相沉积技术包括旋涂、凹版涂布、帘式涂布、浸渍涂布、槽模涂布、喷涂、连续喷涂、连续沉积涂布、喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷或其任意组合。抗蚀剂层可通过选择性地暴露于诸如紫外线(UV)辐射的辐射来形成图案。在一个实施例中，抗蚀剂层进行旋转沉积并烘干(未示出)。抗蚀剂层通过掩模(未示出)暴露于UV辐射、显影并烘干，从而使该结构在开口处具有反斜面。反斜面可通过(1)在使用掩模时用UV整片曝光(非准直)，或者(2)在掩模位于抗蚀剂层与辐射源之间时过度曝光(未示出)。一旦形成，则阱结构1410可高强度焙烘、进一步UV固化或者两者。

在另一个示例性实施例中(未示出)，可使用牺牲结构。在一个实施例中，沉积牺牲层并使其形成图案，以形成具有正斜面的牺牲结构。在一更具体的实施例中，从横截面视图来看，与随后形成的阱结构1410相比，牺牲结构具有互补剖面。牺牲层的厚度基本上与随后形成的阱结构的相等。在一个实施例中，牺牲层沉积在第一电极1004和衬底1002上。图案抗蚀剂层使用常规技术形成于牺牲层之上。在一个具体实施例中，常规抗侵蚀蚀刻技术被用来形成倾斜侧壁。在另一个具体实施例中，使用常规各向同性蚀刻。然后，使用常规抗蚀剂去除工艺来去除图案抗蚀剂层。

用于阱结构1410的另一层沉积在牺牲结构之上，并沉积在牺牲结构中的开口内。在一个实施例中，此另一层的厚度至少与牺牲结构的厚度一样厚。在另一个实施例中，此另一层基本上比牺牲层厚。位于该牺牲结构之外的此另一层的各个部分使用无机半导体领域中的常规蚀刻或抛光技术来去除。在去除这些部分之后，形成阱结构1410。然后，去除牺牲结构以便在阱结构1410内形成开口1412和沟道1414。

在一个实施例中，与其它结构相比用于阱和牺牲结构的材料不同，从而允许选择性地去除阱和牺牲结构之一。示例性材料包括金属、氧化物、氮化物、抗蚀剂材料或其任意组合。可选择牺牲层的材料，从而在不对第一电极1004产生显著损坏的情况下可从衬底1002选择性地去除该牺牲层的材料。在阅读本说明书之后，本领域技术人员将能够选择满足他们的需要或期望的材料。

一旦形成阱结构1410和沟道结构1208，则沿着开口底部暴露的第一电极1004可诸如通过UV/臭氧清除来清除。可处理阱结构1410和沟道结构1208，以生成相对于形成有机层时所使用的液相成分浸湿较差的表面，诸如疏水性表面。例如，含氟等离子体可被用来处理沟道结构1208和阱结构1410的表面。氟等离子体可使用诸如CF₄、C₂F₆、NF₃、SF₆或其任意组合来形成。等离子体工艺可包括直接曝光等离子体或者使用下游等离子体。另外，等离子体可包括O₂。在一个示例性实施例中，含氟等离子体可包括0-20％O₂，诸如约8％O₂。

在一个具体实施例中，使用加州康科德城的March Plasma System的MarchPX500型等离子体发生器来生成等离子体。该装置被配置成具有多孔接地板和浮置衬底板的流通模式。在此实施例中，用由CF₄/O₂气体组分所形成的等离子体来处理15cm(6英寸)浮置衬底板。气体组分可包括80-100％CF₄(诸如约92％CF₄)，以及0-20％O₂(诸如以体积计约8％O₂)。衬底可在300-600毫托(诸如400毫托下)的压力下使用200-500W(诸如400W)的等离子体持续曝光2-5分钟(诸如约3分钟)。

图9和10包括有机层1722和第二电极1720形成之后的横截面视图的示例。例如，有机层1722可包括一个或多个有机层。在如图9所示的一个实施例中，有机层1722包括电荷输运层1716和有机活性层1718。当存在时，电荷输运层1716形成于第一电极1004之上，并且在有机活性层1718形成之前形成。电荷输运层1716可用于多重目的。在一个实施例中，电荷输运层1716是空穴输运层。尽管未示出，但是一附加电荷输运层可形成于有机活性层1718之上。因此，有机层1722可包括有机活性层1718和一个、两个或没有电荷输运层。输运层1716、有机活性层1718和附加电荷输运层的每一个都可包括一个或多个层。在另一个实施例中，具有分级或连续变化组分的单个层可被用来替代分离的电荷输运和有机活性层。

再参看图9和10，电荷输运层1716和有机活性层1718顺序地形成于第一电极1004之上。电荷输运层1716和有机活性层1718的每一个可通过例如旋涂、凹版涂布、帘式涂布、浸渍涂布、槽模涂布、喷涂、连续喷涂、连续沉积涂布、喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷、浇铸、气相沉积或其任意组合来形成。例如，包括有机材料的液相成分可通过诸如微喷嘴的一个或多个喷嘴来分配。电荷输运层1716和有机活性层1718之一或两者在施加之后可进行固化。

在此实施例中，电荷输运层1716是空穴输运层。与其中第一电极1004可直接接触有机活性层1718的器件相比，空穴输运层可被用来潜在地增加寿命并改进器件的可靠性。在一个具体实施例中，空穴输运层可包括诸如聚苯胺(“PANI”)、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)(“PEDOT”)、聚吡咯、诸如trtrathiafulvalene-tetracyanoquinodimethane(TTF-TCQN)有机电荷转移化合物的有机聚合物。空穴输运层通常具有在约100-250nm的范围内的厚度。

空穴输运层通常是导电的，以允许从随后形成的活性区去除电子并将其转移到第一电极1004。尽管第一电极1004和可任选的空穴-输运层是导电的，但是通常第一电极1004的导电率显著大于空穴输运层。

有机活性层1718的组成取决于有机电子器件的应用。在有机活性层1718被用在辐射发射有机电子器件中时，当将足够的偏压施加到电极层时有机活性层1718的材料将发出辐射。辐射发射活性层可包含几乎任何有机电致发光或其它有机辐射发射材料。

这些材料可以是小分子材料或聚合物材料。小分子材料可包括例如美国专利4,356,429和美国专利4,539,507中所述的那些材料。或者，聚合物材料可包括美国专利5,247,190、美国专利5,408,109以及美国专利5,317,169中所述的那些材料。示例性材料是半导体共轭聚合物。这种聚合物的一个示例是聚(对亚苯基亚乙烯基)(“PPV”)。具有或不具有添加剂的发光材料可分散在另一种材料的基体中，但是通常单独形成一层。有机活性层通常具有在约40-100nm的范围内的厚度。

当有机活性层1718被结合到辐射接收有机电子器件时，有机活性层1718的材料可包括许多共轭聚合物和电致发光材料。例如，这些材料包括许多共轭聚合物和电致及光致发光材料。一具体示例包括聚(2-甲氧基，5-(2-乙基-己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基)(“MEH-PPV”)或者MEH-PPV与CN-PPV的合成物。有机活性层1718通常具有在约50-500nm范围内的厚度。

尽管未示出，但是任选电子输运层可形成于有机活性层1718之上。电子输运层是电荷输运层的另一个示例。电子输运层通常是导电的，以允许从随后形成的阴极注射电子并使其转移到有机活性层1718。尽管随后形成的阴极和任选电子输运层是导电的，但是通常阴极的导电率显著大于电子输运层。

在一个具体实施例中，电子输运层可包括金属螯合羟基喹啉酮化合物(例如Alq₃)；基于菲咯啉的化合物(例如2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(“DDPA”)，9，10-二苯基蒽(“DPA”))；吡咯类化合物(例如2-叔丁基苯基-5-联苯基-1，3，4-噁二唑(“PBD”)，3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(“TAZ”))；或其任一种或多种组合。或者，任选电子输运层可以是无机的，或者包括BaO、LiF或Li₂O。电子输运层通常具有在约30-500nm范围内的厚度。

电荷输运层1716、有机活性层1718和附加电荷输运层的任一个或多个可作为包括一种或多种液体介质的液相成分来施加。相对于液相成分内的液体介质，疏水性或亲水性表面是具有特效的。在一个实施例中，液相成分可包括包含例如乙醇、乙二醇、乙二醇醚或其任意组合的共溶剂。用于有机活性层液体介质的溶剂可选择成不溶解电荷输运层1716。或者，溶液可选择成电荷输运层1716可溶解或部分地溶解于此溶液中。

在一具体实施例中，阱结构1410的反斜面导致毛细管效应，从而围绕开口1412的周边抽取有机层1722的液相成分。一旦固化，有机层1722就覆盖开口1412中的诸如第一电极1004的一个或多个底层。

第二电极1720形成于有机层1722之上，在此实施例中该有机层1722包括电荷输运层1716和有机活性层1718。在一个实施例中，一层进行气相沉积，以在阱结构1410上形成导电元件1824，并且在有机活性层1718上以及沟道结构1208的多个部分之上形成第二电极1720。第二电极1720与导电元件1824之间高度的差异使它们不相连。如图9所示，第二电极1720覆盖于开口1412内的层和沟道结构1208的多个部分之上。覆盖于开口1412内有机层1722之上的第二电极1720的多个部分和覆盖于沟道结构1208的多个部分之上的第二电极1720的多个部分彼此连接，以形成一电连续结构。或者，层使用模板掩模来沉积，以形成第二电极1720。使用常规蒸镀技术或溅镀技术来形成第二电极1720。

在一个实施例中，第二电极1720用作阴极。最靠近有机层1718的一层第二电极1720可选自第1族金属(例如Li、Cs)、第2族(碱土金属)金属、包括镧系元素、锕系元素的稀土金属或其任意组合。第二电极1720和导电元件1824具有在约300-600nm范围内的厚度。在一个具体非限定性实施例中，沉积小于约10nm的Ba层、接着沉积约500nm的Al层。Al层可使用如前面参照第一电极1004所述的金属或金属合金的任意一种或多种来替代，或者结合它们来使用。

如图9和10所示，包括第一电极1004、有机层1722和第二电极1720的有机电子元件可经由驱动电路1006进行寻址。例如，在各个第二电极1720和一个选定驱动电路1006两端施加一电位激活一个有机电子元件。

一封装层(未示出)可形成于阵列和外围及远程电路之上，以便形成诸如电子显示器、辐射探测器或光伏电池的基本上完整的电气器件。该封装层可在轨道处连接，从而没有有机层位于其与衬底之间。辐射可通过封装层传输。如果是这样，则封装层对于辐射应当是可透射的。

4.其它实施例

如图11所示，电子器件可选择地在不形成沟道结构的情况下形成。阱结构1910限定了开口1912和沟道1914。沟道1914的宽度可被调节成限制液相成分被芯吸，并限制液相成分流动。通常，较窄的沟道更可能导致芯吸，而较宽的沟道有助于液相成分流动。中等宽度的沟道同时限制芯吸和液相成分流动两者。在又一示例性实施例中，阱结构1910可由一个以上的层或结构构成。

在图12所示的另一个示例性实施例中，如由阱结构2010限定的开口2012可使用对角线沟道2014来连接。沟道结构2008可至少部分位于对角线沟道2014内。或者，开口和沟道可形成任意一个或多个图案，诸如图13、14和15的平面图示例中包括的图案。例如，开口2102可以是圆形，并且沟道2104可沿着图13所示的柱状物连接开口2102。在图14所示的另一个示例中，可以是椭圆形、胶囊形或丸形开口的开口2202具有相对于柱状物以一角度倾斜、并通过沟道2204在该柱状物方向连接的主轴。在图15所示的又一示例中，开口2302可连接于包括沟道2304的三角形栅格。

通过图2-10所示的工艺形成的电子器件是有源矩阵器件。在另一实施例中，电子器件可以是无源矩阵器件。图16示出了一示例性无源矩阵器件。例如，平行的第一电极条2404可覆盖于衬底之上。在图16中，第一电极2404具有在水平方向上延伸的长度，并在开口的最宽点之下。沟道结构2406和阱结构2408以便于形成第二电极2410的图案的方式形成，第二电极2410通常垂直于第一电极2404形成。或者，平行的第一电极条2404可位于图16所示的阱结构之下，并且沟道和第二电极2410可水平地连接开口。

在又一实施例中，用于形成电子器件的工艺可被用在制造诸如传感器阵列、光电检测器、光电导管、光敏电阻器、光控开关、光电晶体管、光电管、IR检测器、生物传感器、光伏或太阳能电池的辐射响应器件中。辐射响应器件可包括透明衬底和透明衬底侧电极。或者，辐射响应器件可包括透明覆盖电极。

在又一实施例中，用于形成电子器件的工艺可被用于无机器件。在一个实施例中，可使用用于形成无机层的液相成分，并允许靠近具有反斜面的同一结构或其它结构更好地覆盖液相成分。

5.优点

在一个具体实施例中，包括开口和沟道的图案阱结构、以及可任选的沟道结构便于形成在相邻有机电子元件之间提供传导路径的电极。这些结构与对形成诸如阴极的电极有用的正交入射角沉积技术相兼容。通常，这些沉积技术较为便宜，并且在一些示例中速度较快，从而导致较便宜的电子元件并改进生产率。

注意：并非以上一般描述或示例中描述的所有动作都是必需的，一具体动作的一部分可能并不必需，并且除上述那些之外，可执行一个或多个其它特性。更进一步，所列动作的次序并非必需是它们所执行的次序。在阅读此说明书之后，本领域技术人员将能够确定哪些动作对于他们的特定需要或期望是有用的。

在前述说明书中，已参考具体实施例对本发明进行了描述。然而，本领域普通技术人员应当理解：可进行各种更改和变化而不背离以下权利要求中所阐述的本发明的范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，并且所有这些更改都旨在包含在本发明的范围内。

已参照一个或多个具体实施例描述了一个或多个益处、一个或多个优点、一个或多个问题的一个或多个解决方案、或者其任意组合。然而，这些益处、优点、问题的解决方案以及可能导致发生任何益处、优点或解决方案、或者使其变得更为显著的任意因素并不被解释为是关键的、必需的或者是任一或所有权利要求的本质特征或要素。

应当理解：为了清晰起见，独立实施例的上下文中所述的本发明的特定特征也可与单个实施例组合地提供。相反，为了简便起见，单个实施例的上下文中所述的本发明的各种特征也可单独地或以任意再组合方式分别提供。此外，对范围中所述各值的引用包括该范围内的各个或每个值。

Claims (20)

1.一种电子器件，包括：

衬底；以及

阱结构，它覆盖于所述衬底之上并限定了一个开口阵列：

从横截面视图来看，所述阱结构在所述开口处具有反斜面；

从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件，所述开口阵列内的每个开口具有一宽度；以及

所述开口阵列内的两个直接相邻的开口通过宽度小于各个开口宽度的沟道来连接。

2.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，还包括位于所述两个直接相邻的开口内、并位于所述沟道内的电极，所述电极在所述两个直接相邻的开口之间沿着所述电极提供传导路径。

3.如权利要求2所述的电子器件，其特征在于，所述电极在有机电子元件之间沿着所述开口阵列的矢量形成传导路径。

4.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述阵列内的每个开口具有一长度，所述长度基本上垂直于所述宽度，并且所述宽度并不大于所述长度。

5.如权利要求1所述的电子器件，其特征在于，还包括覆盖于所述衬底之上的沟道结构，从平面图来看，所述沟道结构位于所述两个直接相邻的开口之间、并位于所述沟道内。

6.如权利要求5所述的电子器件，其特征在于，从横截面视图来看，所述沟道结构具有正斜面。

7.如权利要求5所述的电子器件，其特征在于，从横截面视图来看，所述沟道结构的所述高度小于所述阱结构的所述高度。

8.如权利要求5所述的电子器件，其特征在于，所述阱结构的一部分覆盖于所述沟道结构的一部分之上。

9.如权利要求5所述的电子器件，其特征在于，所述沟道结构的表面是疏水性的。

10.一种电子器件，包括：

衬底；

第一结构，它覆盖于所述衬底之上并限定了一个开口阵列：

从横截面视图来看，所述阱结构在所述开口处具有反斜面；

从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件；以及

两个直接相邻的开口通过沟道来连接；以及

第二结构，它覆盖于所述衬底之上，并且位于所述两个直接相邻的开口之间并位于所述沟道内。

11.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，从横截面视图来看，所述第二结构具有正斜面。

12.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，从横截面视图来看，所述第二结构的所述高度小于所述第一结构的所述高度。

13.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，还包括位于所述两个直接相邻的开口内、并覆盖于所述第二结构之上的电极，所述电极在所述两个直接相邻的开口之间沿着所述电极提供传导路径。

14.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，所述第二结构的表面是疏水性的。

15.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，所述有机元件包括基本位于每个开口内的有机活性层。

16.如权利要求10所述的电子器件，其特征在于，每个开口具有一宽度，所述沟道的宽度小于每个开口的所述宽度。

17.一种用于形成电子器件的方法，包括以下步骤：

在衬底之上形成阱结构，所述阱结构限定了一个开口阵列：

从横截面视图来看，所述阱结构在所述开口处具有反斜面；

从平面图来看，每个开口对应于一个有机电子元件；

所述开口阵列内的每个开口具有一宽度；以及

所述开口阵列内的两个直接相邻的开口通过宽度小于各个开口宽度的沟道来连接；以及

在所述开口内沉积有机活性层。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在位于所述两个直接相邻的开口内、并位于所述沟道内形成电极，位于所述两个直接相邻的开口内、并位于所述沟道内的所述电极的多个部分彼此连接，所述电极在所述两个直接相邻的开口之间沿着所述电极形成传导路径。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括形成沟道结构，从平面图来看，所述沟道结构位于所述两个直接相邻的开口之间、并位于所述沟道内。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括处理所述沟道结构的表面以使得所述表面具有疏水性。

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