CN101496192A - 制备有机发光器件的方法以及采用该方法制备的有机发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备有机发光器件的方法，采用该方法制备的有机发光器件以及包括该有机发光器件的电子器件。所述方法包括：(a)在下电极上形成绝缘层，(b)蚀刻该绝缘层以形成从所述绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构，(c)在所述开孔内的下电极的上表面和除所述外伸结构外的绝缘层的表面形成导电层，(d)在所述导电层上形成有机材料层，该导电层形成于所述开孔内的下电极的上表面，以及(e)在所述导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层设置在所述绝缘层的上表面。

Description

制备有机发光器件的方法以及采用该方法制备的有机发光器件

技术领域

本发明涉及一种制备有机发光器件的方法，采用该方法制备的有机发光器件以及包括该有机发光器件的电子器件，所述有机发光器件具有能够防止泄露电流在包括导电层的有机发光器件中沿导电层的表面方向流动的外伸结构(overhang structure)。

本申请要求享有第10-2006-0069978号和第10-2006-0069979号韩国专利申请的优先权，各专利申请均在2006年7月25日向KIPO提交，将各专利申请的公开内容以完整引用的方式并入本文。

背景技术

采用有机发光的有机发光器件因具有在低电压下的高亮度的优点而被应用于多种类型的发光器件中，并且其具有低电压驱动、轻薄、宽视角和高速响应的优点，因此，有机发光器件通常被用于显示器件。

有机发光是指采用有机材料将电能转化成光能。即，当将有机材料层设置在阳极和阴极之间时，如果在两个电极间施加电压，空穴被注入到在阳极的有机材料层而电子被注入到在阴极的有机材料层。当空穴遇到电子时，产生激子，而当激子转化成基态时产生光。

如图1所示，已知的有机发光器件包括基板(未显示)；下电极200，其形成于基板(未显示)上；绝缘层300，其形成于下电极200上并具有与实际性发光区域相对应的开孔(opening)301；导电层500，其形成于下电极200的上表面与开孔301相对应的位置的部分和绝缘层300的整个表面；有机材料层(未显示)，其形成于导电层500的上表面与开孔301相对应的位置的部分；以及上电极(未显示)，其形成于导电层500的上表面部分和形成于绝缘层300的上表面的有机材料层(未显示)的上表面部分。

与此相关，单个开孔301形成一个发光像素，并且在下电极200上形成多个具有相同形状的发光像素。

然而，当为已知的有机发光器件时，如果施加电压以驱动该有机发光器件，如图1所示，泄露电流按箭头的方向流动。即，存在的问题是泄露电流沿导电层500的表面方向流动并形成不需要的发光像素，引起不需要的发光像素的发光。

发明内容

技术问题

本发明的目的为提供一种制备有机发光器件的方法、采用该方法制备的有机发光器件以及包括该有机发光器件的电子器件，所述有机发光器件具有能够防止泄露电流在包括导电层的有机发光器件中沿导电层的表面方向流动的外伸结构。

技术方案

为实现上述目的，本发明的实施方案提供了一种制备有机发光器件的方法。该方法包括：(a)在下电极上形成绝缘层，(b)蚀刻绝缘层以形成从该绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构，(c)在开孔内的下电极的上表面和除外伸结构外的绝缘层的表面形成导电层，(d)在导电层上形成有机材料层，该导电层形成于开孔内的下电极的上表面，以及(e)在导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层设置在绝缘层的表面。

本发明的另一个实施方案提供了一种有机发光器件，其包括：下电极；绝缘层，其形成于下电极上并具有与该下电极的表面垂直形成的开孔，该开孔具有其中最下周长大于最上周长的外伸结构；导电层，其形成于开孔内的下电极的上表面和除所述外伸结构外的绝缘层的表面；有机材料层，其形成于导电层上，该导电层形成在开孔内的下电极的上表面；以及上电极，其形成于导电层的上表面和有机材料层的上表面，该导电层设置在绝缘层的表面。

本发明的又一个实施方案提供了一种包括所述有机发光器件的电子器件。

有益效果

根据本发明，在相关技术中沿导电层的表面方向流动的泄露电流的流动路径被阻断。因此，可以防止由于泄露电流沿导电层的表面方向到达不需要的发光像素而引起的不需要的发光像素的发光。

此外，通过简单的步骤快速进行蚀刻工艺以形成外伸结构，并且容易控制外伸结构的尺寸。

附图说明

图1为已知的有机发光器件的剖视图；

图2～图10为显示根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的图；

图11为根据本发明的第二实施方案的有机发光器件的剖视图；

图12～图18为显示根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的图；以及

图19为显示不同于图14的干法蚀刻区域的干法蚀刻区域的图。

具体实施方式

下文中将给出本发明的详细说明。

根据本发明的实施方案，制备有机发光器件的方法包括：(a)在下电极上形成绝缘层，(b)蚀刻绝缘层以形成从该绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔，从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构，(c)在开孔内的下电极的上表面和除外伸结构的绝缘层的表面形成导电层，(d)在导电层上形成有机材料层，该导电层形成于开孔内的下电极的上表面，以及(e)在导电层上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层设置在绝缘层的表面。

下文中，将描述根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的方法。

在根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的方法中，所述绝缘层可为硅绝缘层。因此，在根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的方法中，在步骤(b)中，对硅绝缘层进行干法蚀刻以形成从该硅绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔，从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构。

与此相关，在步骤(a)之前，所述方法可进一步包括在基板上形成下电极的步骤，并且该下电极可作为基板。

采用相关技术中的已知方法可以进行在基板上形成下电极的步骤。例如，该方法可包括：(i)在基板上沉积薄膜以形成下电极，以及(ii)对该薄膜进行图形化以在基板上形成下电极。

在步骤(i)过程中使用的基板可由透明塑料或如金、银、铝及其合金的金属制成。

被图形化以形成下电极的薄膜可由如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅的金属或其合金制成。或者，该薄膜可由如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化锌(ZnO)的透明导电氧化物制成。当将本发明应用于具有反向结构的有机发光器件时，下电极由上述金属制成。

为了形成下电极，采用相关领域已知的如溅射法、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的电极形成法可以形成所述薄膜。

在步骤(ii)中，采用抗蚀图形作为掩膜对所述薄膜进行湿法蚀刻或干法蚀刻以使其被图形化，从而形成下电极。与此相关，采用平板印刷术也可以形成抗蚀图形。

此外，在基板上形成下电极的步骤和步骤(a)之间，即，在下电极上形成硅绝缘层之前，可以进一步包括在下电极上形成氧化物膜的步骤。

所述氧化物膜起到了当在步骤(b)的过程中对硅绝缘层进行干法蚀刻时保护下电极以及在对硅绝缘层进行干法蚀刻的过程中增加如下所述的凹口(notch)形成的作用。

所述氧化物膜可由二氧化硅(SiO₂)制成。而且，可将用作绝缘层材料的如TiO₂、ZrO₂、HfO₂和Ta₂O₅的过渡金属氧化物用作氧化物膜的材料。

与此相关，采用相关技术中已知的如PECVE(等离子体增强化学气相沉积)、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的方法可以形成所述的氧化物膜。

在步骤(a)中，在下电极上形成硅绝缘层。

所述硅绝缘层起到了使发光像素(RGB)彼此电性隔离以使发光像素(RGB)单独工作的作用。

所述硅绝缘层可由无定形硅或多晶硅制成。

与此相关，采用相关技术中已知的如PECVD(等离子体增强的化学气相沉积)、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的方法可以形成所述的硅绝缘层。

在步骤(b)中，对所述硅绝缘层进行干法蚀刻以形成从该硅绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔(发光区域)。

形成所述开孔的步骤可以包括：在所述硅绝缘层的上表面除用于形成开孔的干法蚀刻区域外的区域内使光刻胶图形化，对该干法蚀刻区域进行干法蚀刻以及除去光刻胶。

如果对硅绝缘层进行干法蚀刻，在与下电极相邻的硅绝缘层的下部区域内形成最下周长大于最上周长的外伸结构，从而形成了开孔。

当对硅绝缘层进行干法蚀刻时，蚀刻气体的例子可包括：其中选自由Cl₂、BCl₃、HBr、NF₃、CF₄和SF₆组成的组中的至少一种气体与选自由He、O₂和H₂组成的组中的至少一种气体混合的气体混合物；或者选自由Cl₂、BCl₃、HBr、NF₃、CF₄和SF₆组成的组中的至少一种气体。优选在对硅绝缘层的干法蚀刻过程中使用Cl₂气。当使用Cl₂气时，就蚀刻条件而言，优选的是，压力为500mTorr，功率为300W，以及Cl₂的流速为100sccm。

当在步骤(b)中为了形成开孔而对硅绝缘层进行蚀刻时，形成了凹口。利用该凹口可以形成外伸结构。

就凹口而言，在如等离子体干法蚀刻步骤的干法蚀刻步骤中产生的阳离子在下电极上带电，并且由于带电的阳离子而使等离子体发生偏移。因此，在硅绝缘层的下部区域形成了外伸结构。

并且，当在下电极和硅绝缘层之间对硅绝缘层进行干法蚀刻时，如果形成了起保护下电极并增加如下所述在对硅绝缘层进行干法蚀刻过程中的凹口的形成作用的氧化物膜，在等离子体干法蚀刻步骤中产生的阳离子在下电极的氧化物膜上带电而等离子体由于该带电的阳离子而发生偏移。因此，在硅绝缘层的下部区域形成了外伸结构(参见图5)。

当在下电极和硅绝缘层之间形成氧化物膜时，步骤(b)可进一步包括在对硅绝缘膜进行干法蚀刻后对氧化物膜进行干法蚀刻。

当对氧化物膜进行干法蚀刻时，可以使用其中选自由CF₄、CHF₃、NF₃、SF₆、BCl₃和HBr组成的组中的至少一种气体与选自由He、O₂和H₂组成的组中的至少一种气体混合的气体混合物；或者选自由CF₄、CHF₃、NF₃、SF₆、BCl₃和HBr组成的组中的至少一种气体。

优选在对氧化物膜进行干法蚀刻的过程中使用CF₄。当使用CF₄气时，就蚀刻条件而言，优选的是，压力为50mTorr，功率为1200W，CHF₃的流速为70sccm，而O₂的流速为50sccm。当氧化物膜为过渡金属氧化物时，优选的是，将BCl₃或HBr用作蚀刻气体。当使用BCl₃时，就蚀刻条件而言，优选的是，压力为500mTorr，功率为300W，BCl₃的流速为100sccm，而He的流速为80sccm。

此外，为了在对氧化物膜进行干法蚀刻后形成开孔，可以从硅绝缘层的上表面除去光刻胶。

在步骤(c)中，在下电极的上表面与开孔相对应的位置处和硅绝缘层上形成导电层。

为了防止由于在下电极的表面形成氧化物膜而造成的电子移动的干扰，沉积导电材料以形成导电层。

与此相关，优选使用金属或具有极佳的导电性的有机材料作为导电材料。

例如，当下电极由铝制成时，由于在对下和上绝缘层进行蚀刻后或者由于暴露于空气而自然形成了氧化物膜，中断了电子的注入，引起了操作电压的增加和发光效率的急剧下降。为避免这些问题，将金属或具有可接受的导电性的有机材料沉积于下电极和绝缘层的上部。

能被用于进行沉积的金属的例子可包括镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅或其合金。

通常，用于形成电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)的材料可被用作具有极佳的导电性的有机材料。或者，可以使用用于形成电子传输层(ETL)和电子注入层或空穴传输层(HTL)和空穴注入层的复合材料。

当制备具有反向结构的有机发光器件时，导电层可由用于形成电子注入层的碱金属、碱土金属或其混合物制成。或者，当形成正常结构时，导电层可由用于形成空穴注入层的并由下面的化学式1表示的化合物(六腈六氮杂苯并菲，HAT)(第10-2002-3025号韩国专利申请)制成。

化学式1

或者，导电层可由如LiF、CsF、CaF₂和MgF₂的用于形成电子注入层的碱金属、碱土金属氟化物和金属或者用于形成空穴注入层的CuPc(铜酞菁)制成。

在步骤(d)中，在设置在下电极的上表面相对于开孔的位置处的导电层部分形成有机材料层。

例如，通过采用沉积掩膜的真空沉积法的方式可以在开孔内形成有机材料层，或者可以使用旋涂法、浸涂法、刮刀法、丝网印刷法、喷墨印刷法或热转印法。

可以形成单层或双层或多层的有机材料层，例如，空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层。

在步骤(e)中，在导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层设置在硅绝缘层的上表面。

例如，采用如溅射法、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的相关技术中已知的方法可以形成上电极。

与此相关，上电极可由如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化锌(ZnO)的透明导电氧化物或者如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅的金属或其合金制成。当将本发明用于具有反向结构的有机发光器件时，上电极由透明的氧化铟锡(ITO)制成。

在根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的方法中，采用在对硅绝缘层的干法蚀刻过程中产生的凹口，在与下电极相邻的硅绝缘层的下部区域形成最下周长大于最上周长的外伸结构。因此，可以阻断沿导电层的表面方向流动的泄露电流的流动路径(参见图1的箭头)。因此，可以防止由泄露电流到达不需要的发光像素引起的不需要的发光像素的发光。此外，通过简单的步骤快速进行蚀刻工艺以形成外伸结构，并且容易控制外伸结构的尺寸。

并且，根据本发明的另一个实施方案的有机发光器件包括：下电极，绝缘层，其形成于下电极上并具有与下电极的表面垂直形成的开孔。开孔具有其中最下周长大于最上周长的外伸结构。该有机发光器件还包括：导电层，其形成于开孔内下电极的上表面和除外伸结构外的绝缘层的表面上；有机材料层，其形成于导电层上，该导电层形成于开孔内的下电极的上表面；以及上电极，其形成于导电层的上表面和有机材料层的上表面，该导电层设置在绝缘层的上表面。

与此相关，根据本发明的第一实施方案的有机发光器件包括：下电极；硅绝缘层，其形成于下电极上并具有与下电极的表面垂直形成的开孔。该开孔具有其中最下周长大于最上周长的外伸结构。该有机发光器件还包括：导电层，其形成于下电极的上表面和开孔内的硅绝缘层上；有机材料层，其形成于导电层上，该导电层形成于在开孔内的下电极的上表面；以及上电极，其形成于导电层的上表面和有机材料层的上表面，该导电层设置在硅绝缘层的上表面。

并且，根据本发明的另一个实施方案的电子器件可包括根据本发明的有机发光器件。例如，电子器件可为多种类型的显示器件，但不限于此。

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的第一实施方案的有机发光器件和制备该有机发光器件的方法。

如图7和图10所示，根据本发明的第一实施方案的有机发光器件包括：基板(未显示)；下电极20，其形成于基板上；硅绝缘层40，其形成于下电极20上；开孔32a和32b，其从硅绝缘层40的上表面延伸至下电极20；导电层50a和50b，其形成于开孔32a和32b内的下电极20的上表面以及硅绝缘层40上；有机材料层60，其形成于导电层50a上，该导电层形成于开孔32a和32b内的下电极20的上表面；以及上电极70，其形成于导电层50b的上表面和有机材料层60的上表面。该有机发光器件可进一步包括置于下电极20和硅绝缘层40之间的氧化物膜30。

下电极20为由金属制成的阴极而上电极70为由透明的氧化铟锡(ITO)制成的阳极。

导电层50a和50b是由第一导电层50a和第二导电层50b形成的，第一导电层50a形成于开孔32a和32b内的下电极20上，第二导电层50b形成于硅绝缘层40的上表面和硅绝缘层40的开孔32a和32b的上部区域32a的圆周部分的上表面。

在开孔32a和32b内的第一导电层50a上形成有机材料层60。尽管未在图10中显示，有机材料层60可用作空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层。

在硅绝缘层40和氧化物膜30内形成从硅绝缘层40经由氧化物膜30延伸至下电极20的开孔32a和32b。

在与氧化物膜30相邻的硅绝缘层40的下部区域形成外伸结构31，在该结构中开孔32a和32b内的最下周长大于最上周长。由于该外伸结构31，在开孔32a和32b内的下部区域32b的周长大于上部区域32a的周长。

如图2～图10所示，根据本发明的第一实施方案制备有机发光器件的方法包括：(a)在下电极20上形成硅绝缘层40，(b)对硅绝缘层40进行干法蚀刻以形成从硅绝缘层40的上表面延伸至下电极20的开孔32a和32b，从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构，(c)在开孔32a和32b内的下电极20的上表面以及硅绝缘层40上形成导电层50a和50b，(d)在第一导电层50a上形成有机材料层60，第一导电层50a形成于开孔32a和32b内的下电极20的上表面，以及(e)在第二导电层50b的上表面和有机材料层60的上表面形成上电极70。

该方法可进一步包括在步骤(a)前在下电极20上形成氧化物膜30以及在步骤(b)中对硅绝缘层40进行干法蚀刻后对氧化物膜30进行干法蚀刻。

如图2中所示，在下电极20上形成由二氧化硅(SiO₂)制成的氧化物膜30。

如图3中所示，在步骤(a)中，在氧化物膜30上形成由无定形硅制成的硅绝缘层40。

如图4中所示，在除干法蚀刻区域外的区域内使光刻胶80图形化，在该区域内要在硅绝缘层40的上表面形成开孔32a和32b。

在步骤(b)中，当采用光刻胶80作为掩膜以Cl₂气的方式对硅绝缘层40进行干法蚀刻时，如图5所示，在硅绝缘层40的下部区域内形成外伸结构31。

然后，如图6所示，采用CF₄气对氧化物膜30进行干法蚀刻然后除去光刻胶80。因此，如图7所示，形成从硅绝缘层40经由氧化物膜30延伸至下电极20的开孔32a和32b。

在步骤(c)中，为了形成导电层50a和50b，如图7所示，于其上沉积金属材料或具有导电性的有机材料。因此，如图8所示，仅在开孔32a和32b内的下电极20的上表面、硅绝缘层40的上表面和硅绝缘层40的开孔32a和32b的上部区域32a的围壁上形成导电层50a和50b。

由于在硅绝缘层40内形成了外伸结构31，第一导电层50a和第二导电层50b彼此分离，第一导电层形成于开孔32a和32b内的下电极20的上表面，第二导电层形成于硅绝缘层40的上表面以及开孔32a和32b的上部区域32a的围壁上。

在步骤(d)中，如图9所示，有机材料层60形成于第一导电层50a上，第一导电层50a形成于开孔32a和32b内的下电极20的上表面。

在步骤(e)中，如图10所示，上电极70形成于第二导电层50b的上表面和有机材料层60的上表面。

根据上述制备方法，由于外伸结构31是利用在对设置在下电极20上的硅绝缘层40进行干法蚀刻的过程中生成的凹口而形成的，因此可以阻断沿导电层500的表面方向流动的泄露电流的流动路径(参见图1的箭头)。因此，可以阻止由于泄露电流沿导电层50a和50b的表面方向到达不需要的发光像素而引起的不需要的发光像素的发光。

此外，通过简单的步骤快速进行蚀刻工艺以形成外伸结构，并且容易控制外伸结构的尺寸。

在下文中，将描述根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法。

在根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法中，绝缘层可包括形成于下电极上的下绝缘层和形成于该下绝缘层上的上绝缘层，该上绝缘层具有比下绝缘层的蚀刻速度低的蚀刻速度。

因此，根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法包括：(a)在下电极上形成下绝缘层，并在该下绝缘层上形成具有比下绝缘层的蚀刻速度低的蚀刻速度的上绝缘层，(b)对上绝缘层和下绝缘层进行蚀刻以形成从上绝缘层经由下绝缘层延伸至下电极的开孔，从而形成其中在下绝缘层内形成的下开孔的周长大于在上绝缘层内形成的上开孔的周长的外伸结构，(c)在开孔内的下电极的上表面和上绝缘层上形成导电层，(d)在导电层上形成有机材料层，该导电层形成于开孔内的下电极的上表面，以及(e)在导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层形成于上绝缘层的表面。

与此相关，该方法可进一步包括在步骤(a)前于基板上形成下电极，并且在本发明的第一实施方案中详细描述了该步骤的细节。

在步骤(a)中，在下电极上形成下绝缘层。

当在步骤(c)中采用金属或具有导电性的有机材料形成导电层以使电子容易注入下电极时，下绝缘层起到了阻断沿导电层的表面方向流动的泄露电流的作用。

优选下绝缘层由二氧化硅(SiO₂)制成，该下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有高于上绝缘层的蚀刻速度的蚀刻速度。此外，下绝缘层可由SiON或无定形Al₂O₃制成。

与此相关，采用如PECVD(等离子体增强的化学气相沉积)、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的相关技术中已知的方法可以形成下绝缘层。

在步骤(a)中，在下绝缘层上形成上绝缘层。

下绝缘层和上绝缘层起到了使发光像素(RGB)彼此电性隔离的作用，从而使发光像素(RGB)单独工作。

优选上绝缘层由Si₃N₄制成，该上绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有低于下绝缘层的蚀刻速度的蚀刻速度。

与此相关，采用如PECVD(等离子体增强的化学气相沉积)、热蒸发法、原子层沉积法、化学气相沉积法和电子束蒸发法的相关技术中已知的方法可以形成上绝缘层。

在步骤(b)中，蚀刻上绝缘层和下绝缘层以形成从上绝缘层经由下绝缘层延伸至下电极的开孔。

在步骤(b)中，采用蚀刻形成了从上绝缘层经由下绝缘层延伸至下电极的开孔(发光区域)。与此相关，形成了其中形成于下绝缘层内的下开孔的周长大于形成于上绝缘层内的上开孔的周长的外伸结构以防止泄漏电流沿导电层的表面方向流动。

具体而言，在对上绝缘层进行干法蚀刻后，利用上绝缘层和下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对下绝缘层进行湿法蚀刻。

或者，在对上绝缘层和下绝缘层进行干法蚀刻后，利用上绝缘层和下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对下绝缘层进行湿法蚀刻。

上述干法蚀刻为各向同性的蚀刻法，并且在该方法中采用蚀刻气体对上绝缘层进行蚀刻。

例如，可以采用通过光刻工艺在上绝缘层上形成的抗蚀图形作为掩膜以其中CF₄和O₂彼此混合的蚀刻气体的方式进行蚀刻。

就干法蚀刻条件而言，优选的是，压力为5mTorr，ICP功率为400W，偏置功率为100W，CF₄的流速为45sccm(每分钟标准立方厘米)，而O₂的流速为5sccm。

蚀刻气体的例子可以包括：其中CHF₃气、O₂气和CF₄气彼此混合的气体混合物；其中选自由O₂气、H₂气和He气组成的组中的至少一种气体与CF₄气彼此混合的气体混合物；或者选自由CF₄气、CHF₃气、C₂F₆气、C₃F₈气、SF₆和NF₃气组成的组中的至少一种气体。气体混合物的例子可以包括CF₄+H₂和CF₄+He。

上述湿法蚀刻法为各向异性的蚀刻法。当利用在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中下绝缘层的蚀刻速度高于上绝缘层的蚀刻速度的事实以蚀刻溶液的方式进行蚀刻时，形成了其中形成于下绝缘层内的下开孔的周长大于形成于上绝缘层内的上开孔的周长的外伸结构。

与此相关，蚀刻溶液的例子可以包括氢氟酸(HF)、BOE(缓冲的氧化物蚀刻剂和BHF(缓冲的HF溶液)。

优选外伸结构具有弧形表面，该弧形表面为下绝缘层的经蚀刻的表面。

优选的是，下绝缘层的高度为20～50nm，并且如果将弧形表面的两个顶点间的直线长度认为是外伸结构的深度，则外伸结构的深度为20～50nm。此外，优选相对于基板的上表面以30～45°的角度倾斜地形成外伸结构的弧形表面。

并且，如上所述，为了形成外伸结构，在干法蚀刻后进行湿法蚀刻。然而，可以重复两次湿法蚀刻。例如，采用磷酸(H₃PO₄)可以对上绝缘层进行湿法蚀刻并且可以采用氢氟酸(HF)对下绝缘层进行湿法蚀刻。

在步骤(c)中，在下电极的上表面和开孔内的上绝缘层上形成导电层。在本发明的第一实施方案中描述了该步骤的细节。

在步骤(d)中，在导电层上形成有机材料层，该导电层形成于开孔内的下电极的上表面。在本发明的第一实施方案中描述了该步骤的细节。

在步骤(e)中，在导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层形成于上绝缘层的上表面。在本发明的第一实施方案中描述了该步骤的细节。

在根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法中，就从上绝缘层和下绝缘层延伸至下电极的开孔而言，形成了其中形成于下绝缘层内的下开孔的周长大于形成于上绝缘层内的上开孔的周长的外伸结构。因此，可以阻断沿导电层的表面方向流动的泄漏电流的流动路径(参见图1的箭头)。因此，可以防止因为泄漏电流到达不需要的发光像素造成的不需要的发光像素的发光。

根据本发明的第二实施方案的有机发光器件包括：下电极；下绝缘层，其形成于下电极上并具有下开孔；上绝缘层，其形成于下绝缘层上并具有与下开孔相通的上开孔，并且该上开孔具有比下开孔小的周长以使上绝缘层形成与下绝缘层连接的外伸结构；导电层，其形成于下开孔内的下电极的上表面和上绝缘层上；有机材料层，其形成于导电层上，该导电层形成于下开孔内的下电极的上表面；以及上电极，其形成于导电层的上表面和有机材料层的上表面，该导电层设置在上绝缘层的表面。

下文中，将参照附图详细描述根据本发明的第二实施方案的有机发光器件和制备该有机发光器件的方法。

如图11和图16所示，根据本发明的第二实施方案的有机发光器件包括：基板(未显示)；下电极120，其形成于基板(未显示)上；下绝缘层130，其形成于下电极120上并具有下开孔132a；上绝缘层140，其形成于下绝缘层130上并具有与下开孔132a相通的上开孔132b，该上开孔具有比下开孔132a小的周长以使上绝缘层形成与下绝缘层130连接的外伸结构131；导电层150a和150b，其形成于下开孔132a内的下电极120的上表面和上绝缘层140上；有机材料层160，其形成于导电层150a上，导电层150a形成于下开孔132a内的下电极120的上表面；以及上电极170，其形成于导电层150b的上表面和有机材料层160的上表面，导电层150b设置在上绝缘层140的表面。

基板可由透明塑料或如金、银、铝的金属及其合金制成。

下电极120是由金属制成的阴极而上电极170是由透明氧化铟锡(ITO)制成的阳极。

导电层150包括第一导电层150a和第二导电层150b，第一导电层150a形成于开孔132a和132b内的下电极120上，第二导电层150b形成于上绝缘层140的上表面和上绝缘层140的上开孔132b的围壁上。

与此相关，导电层优选由金属材料或具有极佳的导电性的有机材料制成。

在开孔132a和132b内的第一导电层150a上形成有机材料层160。尽管未显示在图11中，有机材料层160可用作空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层。

绝缘层130和140包括：形成在下电极120上的下绝缘层130，形成在下绝缘层130上的上绝缘层140以及从上绝缘层140经由下绝缘层130延伸至下电极120的开孔132a和132b。

下绝缘层130由二氧化硅(SiO₂)制成，其在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有比上绝缘层140的蚀刻速度高的蚀刻速度，而上绝缘层140是由氮化硅(Si₃N₄)制成，其具有比下绝缘层130的蚀刻速度低的蚀刻速度。

开孔132a和132b包括形成在下绝缘层130内的下开孔132a和形成在上绝缘层140内的上开孔132b，上开孔132b具有比下开孔132a小的周长。

此外，就开孔132a和132b而言，形成了其中形成于下绝缘层130内的下开孔132a的周长大于形成于上绝缘层140内的上开孔132b的周长的外伸结构131。在该外伸结构131中，通过蚀刻形成的使下开孔132a的周长大于上开孔132b的周长的围壁表面为弧形表面，该弧形表面弯曲成当在开孔132a和132b的中心从上开孔的上部移至下开孔的下部时直径逐渐增大。

如图12～图19所示，根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法包括：(a)在下电极120上形成下绝缘层130并且在下绝缘层130上形成上绝缘层140，该上绝缘层具有比下绝缘层130低的蚀刻速度；(b)蚀刻上绝缘层140和下绝缘层130以形成从上绝缘层140经由下绝缘层130延伸至下电极120的开孔132a和132b；(c)在开孔132a和132b内的下电极120的上表面以及上绝缘层140上形成导电层150a和150b；(d)在导电层150a上形成有机材料层160，导电层150a形成于开孔132a和132b内的下电极120的上表面；以及(e)在导电层150b的上表面和有机材料层160的上表面形成上电极170，导电层150b形成于上绝缘层140的上表面。

在附图中未显示其中将薄膜沉积在基板上以形成下电极120然后使其图形化以在基板上形成下电极120的方法。

如图12所示，在步骤(a)中，在下电极120上形成由二氧化硅(SiO₂)制成的下绝缘层130。

如图13所示，在步骤(a)中，在下绝缘层130上形成由氮化硅(Si₃N₄)制成的上绝缘层140，其具有比下绝缘层130的蚀刻速度低的蚀刻速度。

在步骤(b)中，对上绝缘层140和下绝缘层130进行蚀刻以形成从上绝缘层140经由下绝缘层130延伸至下电极120的开孔132a和132b。

具体而言，如图14所示，通过CF₄和O₂的蚀刻气体混合物的方式采用形成于上绝缘层140上的抗蚀图形(未显示)作为掩膜对上绝缘层140和下绝缘层130进行干法蚀刻。

此外，如果利用上绝缘层140和下绝缘层130在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对下绝缘层130进行湿法蚀刻，如图15所示，对于开孔132a和132b而言，形成了其中在下绝缘层130内形成的下开孔132a的周长大于在上绝缘层140内形成的上开孔132b的周长的外伸结构。

或者，如图19所示，在对上绝缘层140进行干法蚀刻后，利用上绝缘层140和下绝缘层130在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对下绝缘层130进行湿法蚀刻，从而形成外伸结构。

在步骤(c)中，如图15所示，于其上沉积金属材料或具有导电性的有机材料。因此，如图16所示，仅在开孔132a和132b内的下电极120的上表面、上绝缘层140的上表面以及上绝缘层140的上开孔132b的围壁上形成导电层150a和150b。

由于形成了外伸结构131，形成于开孔132a和132b内的下电极120的上表面的第一导电层150a与形成于上绝缘140的上表面和上开孔132b的围壁上的第二导电层150b彼此分离。

在步骤(d)中，如图17所示，在第一导电层150a上形成有机材料层160，该导电层形成于开孔132a和132b内的下电极120的上表面。

在步骤(e)中，如图18所示，在第二导电层150b的上表面和有机材料层160的上表面形成上电极170。

在根据本发明的第二实施方案制备有机发光器件的方法中，对于开孔132a和132b而言，形成了其中在下绝缘层130内形成的下开孔132a的周长大于在上绝缘层140内形成的上开孔132b的周长的外伸结构131。因此，阻断了沿导电层500的表面方向流动的泄露电流的流动路径(参见图1的箭头)。因此，可以防止由于泄露电流沿导电层150a和150b的表面方向到达不需要的发光像素而引起的不需要的发光像素的发光。

Claims (35)

1、一种制备有机发光器件的方法，其包括下述步骤：

(a)在下电极上形成绝缘层；

(b)蚀刻所述绝缘层以形成从该绝缘层的上表面延伸至下电极的开孔从而形成最下周长大于最上周长的外伸结构；

(c)在所述开孔中的下电极的上表面和除所述外伸结构外的绝缘层的表面形成导电层；

(d)在所述导电层上形成有机材料层，该导电层形成于所述开孔中的下电极的上表面；以及

(e)在所述导电层的上表面和有机材料层的上表面形成上电极，该导电层设置在所述绝缘层的表面。

2、根据权利要求1所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述绝缘层为硅绝缘层，并且在步骤(b)中，采用干法蚀刻来进行对所述绝缘层的蚀刻。

3、根据权利要求2所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述硅绝缘层由无定形硅制成。

4、根据权利要求2所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)中，在除用于在所述硅绝缘层的上表面中形成开孔的干法蚀刻区域外的区域内使光刻胶图形化，对该干法蚀刻区域进行干法蚀刻，并除去该光刻胶以形成所述开孔。

5、根据权利要求2所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)中，采用气体混合物对所述硅绝缘层进行干法蚀刻，在所述气体混合物中，选自由Cl₂、BCl₃、HBr、NF₃、CF₄和SF₆组成的组中的至少一种气体与选自由He、O₂和H₂组成的组中的至少一种气体混合；或者至少一种气体选自由Cl₂、BCl₃、HBr、NF₃、CF₄和SF₆组成的组中。

6、根据权利要求2所述的制备有机发光器件的方法，其进一步包括：

在步骤(a)之前在所述下电极上形成氧化物膜；以及

在步骤(b)中，在所述硅绝缘层的干法蚀刻后对所述氧化物膜进行干法蚀刻。

7、根据权利要求6所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述氧化物膜由SiO₂、TiO₂、ZrO₂、HfO₂和Ta₂O₅中的任一种制成。

8、根据权利要求6所述的制备有机发光器件的方法，其中，采用气体混合物对所述氧化物膜进行干法蚀刻，在所述气体混合物中，选自由CF₄、CHF₃、NF₃、SF₆、BCl₃和HBr组成的组中的至少一种气体与选自由He、O₂和H₂组成的组中的至少一种气体混合；或者至少一种气体选自由CF₄、CHF₃、NF₃、SF₆、BCl₃和HBr组成的组中。

9、根据权利要求1所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述绝缘层包括在所述下电极上形成的下绝缘层和在该下绝缘层上形成的上绝缘层，该上绝缘层具有比所述下绝缘层的蚀刻速度低的蚀刻速度，并且

在步骤(b)中，蚀刻所述上绝缘层和下绝缘层以形成从上绝缘层经由下绝缘层延伸至下电极的开孔，从而形成其中在所述下绝缘层中形成的下开孔的周长大于在所述上绝缘层中形成的上开孔的周长的外伸结构。

10、根据权利要求9所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述下绝缘层由选自由SiON、无定形Al₂O₃和SiO₂组成的组中的任一种制成，而所述上绝缘层由Si₃N₄制成。

11、根据权利要求9所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)中，在对所述上绝缘层进行干法蚀刻以形成所述上开孔后，利用所述上绝缘层和下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对所述下绝缘层进行湿法蚀刻，从而形成其中下开孔的周长大于上开孔的周长的外伸结构。

12、根据权利要求9所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)中，在对所述上绝缘层和下绝缘层进行干法蚀刻后，利用所述上绝缘层和下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对所述下绝缘层进行湿法蚀刻，从而形成其中下开孔的周长大于上开孔的周长的外伸结构。

13、根据权利要求11或12所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)的干法蚀刻过程中，蚀刻气体为：其中CHF₃气、O₂气和CF₄气彼此混合的气体混合物；其中选自由O₂气、H₂气和He气的至少一种气体与CF₄气彼此混合的气体混合物；或者选自由CF₄气、CHF₃气、C₂F₆气、C₃F₈气、SF₆气和NF₃气组成的组中的至少一种气体。

14、根据权利要求11或12所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述蚀刻溶液选自由氢氟酸(HF)、BOE(缓冲的氧化物蚀刻剂)和BHF(缓冲的HF溶液)组成的组中的至少一种。

15、根据权利要求9所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(b)中，利用所述上绝缘层和下绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度的事实对所述上绝缘层和下绝缘层进行湿法蚀刻，从而形成其中下开孔的周长大于上开孔的周长的外伸结构。

16、根据权利要求15所述的制备有机发光器件的方法，其中，采用磷酸(H₃PO₄)对所述上绝缘层进行湿法蚀刻并且采用氢氟酸(HF)对所述下绝缘层进行湿法蚀刻。

17、根据权利要求9所述的制备有机发光器件的方法，其中，所述外伸结构具有弯曲成当从所述上开孔的上部移至下开孔的下部时直径逐渐增加的弧形表面。

18、根据权利要求2或9所述的制备有机发光器件的方法，其中，在步骤(c)中，导电层是由选自由镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅及其合金组成的组中的至少一种金属或具有导电性的有机材料制成。

19、一种有机发光器件，其包括：

下电极；

绝缘层，其形成于所述下电极上并具有与该下电极的表面垂直形成的开孔，该开孔具有其中最下周长大于最上周长的外伸结构；

导电层，其形成于所述开孔内的下电极的上表面和除所述外伸结构外的绝缘层的表面；

有机材料层，其形成于所述导电层上，该导电层形成于所述开孔内的下电极的上表面；以及

上电极，其形成于所述导电层的上表面和有机材料层的上表面，该导电层设置在所述绝缘层的表面上。

20、根据权利要求19所述的有机发光器件，其中，所述绝缘层为硅绝缘层。

21、根据权利要求20所述的有机发光器件，其中，所述硅绝缘层由无定形硅制成。

22、根据权利要求20所述的有机发光器件，其进一步包括置于所述下电极和硅绝缘层之间的氧化物膜。

23、根据权利要求22所述的有机发光器件，其中，所述氧化物膜是由SiO₂、TiO₂、ZrO₂、HfO₂和Ta₂O₅中的任一种制成。

24、根据权利要求19所述的有机发光器件，其中，所述具有外伸结构的绝缘层包括形成于所述下电极上的下绝缘层和形成于该下绝缘层上的上绝缘层，并且

所述开孔包括形成于该下绝缘层内的下开孔和形成于上绝缘层内的上开孔，该上开孔与下开孔相通并具有小于下开孔周长的周长，从而形成所述外伸结构。

25、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，所述下绝缘层由选自由SiON、无定形Al₂O₃和SiO₂组成的组中的任一种制成，并且所述下绝缘层由Si₃N₄制成。

26、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，所述外伸结构具有弯曲成当从所述上开孔的上部移至下开孔的下部时直径逐渐增加的弧形表面。

27、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，所述下绝缘层和上绝缘层在采用蚀刻溶液的蚀刻过程中具有不同的蚀刻速度，并且该下绝缘层具有比上绝缘层的蚀刻速度高的蚀刻速度。

28、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，通过对所述上绝缘层和下绝缘层均进行湿法蚀刻来形成所述的外伸结构。

29、根据权利要求28所述的有机发光器件，其中，对所述上绝缘层进行湿法蚀刻所使用的蚀刻溶液为磷酸(H₃PO₄)，并且对所述下绝缘层进行湿法蚀刻所使用的蚀刻溶液为氢氟酸(HF)。

30、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，在对所述上绝缘层进行干法蚀刻后，采用蚀刻溶液通过对所述下绝缘层进行湿法蚀刻来形成所述外伸结构。

31、根据权利要求24所述的有机发光器件，其中，在对所述上绝缘层和下绝缘层进行干法蚀刻后，采用蚀刻溶液通过对所述下绝缘层进行湿法蚀刻来形成所述外伸结构。

32、根据权利要求30或31所述的有机发光器件，其中，用于进行所述干法蚀刻的蚀刻气体为：其中CHF₃气、O₂气和CF₄气彼此混合的气体混合物；其中选自由O₂气、H₂气和He气的至少一种气体与CF₄气彼此混合的气体混合物；或者选自由CF₄气、CHF₃气、C₂F₆气、C₃F₈气、SF₆气和NF₃气组成的组中的至少一种气体。

33、根据权利要求30或31所述的有机发光器件，其中，所述蚀刻溶液为选自由氢氟酸(HF)、BOE(缓冲的氧化物蚀刻剂)和BHF(缓冲的HF溶液)组成的组中的至少一种。

34、根据权利要求20或24所述的有机发光器件，其中，导电层由选自由镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅及其合金组成的组中的至少一种金属或具有导电性的有机材料制成。

35、包括根据权利要求20或24所述的有机发光器件的电子器件。

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