CN102017158B - 电子器件及使用溶液处理技术制造电子器件的方法 - Google Patents

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Abstract

制造电子器件的方法，该方法包括：提供包含电路元件的基底(801)；在该基底(801)上形成双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构包含绝缘材料的第一层(800)和位于其上的绝缘材料的第二层(804)；并将有机材料的溶液沉积在该双岸阱限定结构所限定的阱中。该双岸阱限定结构通过在用于形成阱的单一处理步骤中从第一层和第二层(800，804)去除材料而形成。该第一层(800)由比第二层(804)的材料去除速度快的材料制成，以形成外伸台阶结构，其中该第二层(804)突出到该第一层(800)的边缘之外。

Description

电子器件及使用溶液处理技术制造电子器件的方法
技术领域
本发明涉及电子器件及使用溶液处理(solution processing)技术制造电子器件的方法。本发明的特定实施方案涉及有机薄膜晶体管、有机光电器件、有机发光显示器件及使用溶液处理技术制造这些器件的方法。
背景技术
包括从溶液沉积有源部件的电子器件制造方法在本领域是已知的。这样的方法包括制备基板，一个或多个有源部件可沉积到该基板上。如果从溶液沉积有源部件，一个问题是如何在基板的期望区域中容纳该有源部件。该问题的一种解决方案是提供包含限定阱(well)的图案化岸层(bank layer)的基板，在阱中有源部件可以在溶液中沉积。所述阱容纳溶液同时使溶液变干，使得有源部件留在由所述阱限定的基板区域中。
发现这样的溶液处理方法对于在溶液中沉积有机材料特别有用。有机材料可以是导体、半导体和/或是光电活性的，使得该有机材料可在电流通过其时发光或在光射到其上时通过产生电流而探测光。利用这些材料的器件称为有机电子器件。一个例子是有机晶体管器件。如果有机材料是发光材料，则该器件称为有机发光器件。在下文更详细地讨论晶体管和发光器件。
晶体管可分为两种主要类型：双极结型晶体管和场效应晶体管。两种类型共用共同的结构，该结构包括三个电极，同时半导体材料在沟道区中布置在这些电极之间。双极结型晶体管的这三个电极称为发射极、集电极和基极，而在场效应晶体管中这三个电极称为源极、漏极和栅极。双极结型晶体管可描述为电流控制器件，因为发射极和集电极之间的电流由在基极和发射极之间流动的电流控制。相反，场效应晶体管可描述为电压控制器件，因为在源极和漏极之间流动的电流由栅极和源极之间的电压控制。
根据晶体管分别包含传导正电荷载流子(空穴)还是负电荷载流子(电子)的半导体材料，晶体管也可分为p型和n型。半导体材料可根据其接受、传导和供给电荷的能力来选择。半导体材料接受、传导和供给空穴或电子的能力可通过对该材料进行掺杂来提高。用于源极和漏极的材料也可根据其接受和注入空穴或电子的能力来选择。
例如，p型晶体管器件可通过选择有效地接受、传导和供给空穴的半导体材料和选择有效地注入空穴和从该半导体材料接受空穴的用于源极和漏极的材料来形成。电极中的费米能级与半导体材料的HOMO能级的良好能级匹配可增强空穴注入和接受。相反，n型晶体管器件可通过选择有效地接受、传导和供给电子的半导体材料和选择有效地注入电子到该半导体材料中和从该半导体材料接受电子的用于源极和漏极的材料来形成。电极中的费米能级与半导体材料的LUMO能级的良好能级匹配可增强电子注入和接受。可起n型器件或p型器件的作用的双极性器件也是已知的。
晶体管可通过在薄膜中沉积部件以形成薄膜晶体管(TFT)来形成。当在这样的器件中将有机材料用作半导体材料时，该器件称为有机薄膜晶体管(OTFT)。
有机薄膜晶体管的各种布置是已知的。一种这样的器件是绝缘栅极场效应晶体管，其包括源极和漏极，其中半导体材料在沟道区中布置在该源极和漏极之间，栅极邻近该半导体材料布置，且一层绝缘材料在该沟道区中布置在该栅极和半导体材料之间。
OTFT可用低成本、低温方法如溶液处理方法制造。此外，OTFT与柔性塑料基板兼容，提供了用卷对卷工艺(roll-to-roll process)在柔性基板上大规模制造OTFT的前景。
上述有机薄膜晶体管的一个例子在图1中示出。所示出的结构可沉积在基板1上，包括源极和漏极2、4，源极和漏极2、4用位于其间的沟道区6分隔开。有机半导体(OSC)8沉积在沟道区6中，可在源极和漏极2、4的至少一部分之上延伸。介电材料构成的绝缘层10沉积在有机半导体8之上，可在源极和漏极2、4的至少一部分之上延伸。最后，栅极12沉积在绝缘层10之上。栅极12位于沟道区6之上，可在源极和漏极2、4的至少一部分之上延伸。
上述结构称为顶部栅极有机薄膜晶体管，因为栅极位于器件的顶部。或者，还已知将栅极设置在器件的底部以形成所谓的底部栅极有机薄膜晶体管。
上述底部栅极有机薄膜晶体管的一个例子在图2中示出。为了更清楚地显示图1和2中所示的结构之间的关系，用相同的参考标号表示对应的部分。图2中所示的底部栅极结构包括沉积在基板1上的栅极12，介电材料构成的绝缘层10沉积在栅极12之上。源极和漏极2、4沉积在介电材料构成的绝缘层10之上。源极和漏极2、4用位于其间的、在栅极之上的沟道区6分隔开。有机半导体(OSC)8沉积在沟道区6中，可在源极和漏极2、4的至少一部分之上延伸。
上述布置的一个问题是如何在沉积OSC时将OSC容纳在沟道区中。该问题的一个解决方案是提供限定阱的绝缘岸材料构成的图案化层14，OSC 8可通过例如喷墨印刷从溶液沉积在该阱中。这样的布置在图3和4中被分别示为底部栅极薄膜晶体管和顶部栅极薄膜晶体管。再次，为了更清楚地显示图1和2中所示的结构同图3和4中所示的结构之间的关系，用相同的参考标号表示对应的部分。
绝缘材料构成的图案化层14所限定的阱的周缘围绕源极和漏极2、4之间限定的沟道6的部分或全部，以便于通过例如喷墨印刷沉积OSC 8。而且，由于在沉积OSC 8之前沉积绝缘层14，可在不损坏OSC的情况下沉积绝缘层14和将其图案化。绝缘层14的结构可以可重复的方式利用已知的沉积和图案化技术如正性或负性光刻胶光刻法、湿式蚀刻、干式蚀刻等形成。
即使设置由阱限定岸材料构成的图案化层，在将OSC容纳在沟道区内和使用用于沉积OSC的溶液处理方法在沟道区中提供OSC的良好膜形成方面仍存在问题。可能发生阱限定岸层的不可控的润湿，因为OSC溶液在阱限定岸层上的接触角一般是低的。在最坏的情况下OSC可能溢出阱。
一种解决方案是在从溶液沉积OSC之前使用例如基于氟的等离子体如CF4处理阱限定岸表面以降低其可湿性。阱限定岸层的顶部的反润湿表面帮助在沉积OSC时将OSC容纳在阱内。
另一解决方案是将固有低润湿性材料用于阱限定岸层。US2007/0023837描述了一种布置，在该布置中，低润湿性含氟聚合物，如日本的Asahi Glass制造的“Cytop”，用来在制造TFT基板时形成图案化的阱限定岸层。低润湿性含氟聚合物材料在从溶液沉积OSC时防止OSC溢出阱方面是合适的。但是，由于阱的侧面也是低润湿性的，溶液往往被容纳在阱的底部上，从而导致不良的膜形成。也就是说，因为OSC溶液不润湿阱的侧面，该溶液在阱的底部上形成弯曲液滴(curved drop)并变干而形成具有不均匀厚度的膜。具有不均匀厚度的膜可不利地影响所得到的器件的性能，如本领域中已知的。
US 2007/0020899公开了使用基于氟的等离子体处理限定电子基板的布线图案的岸层的表面以降低其可湿性，如先前所讨论的。该文件还描述了替代方法，在该替代方法中，设置限定电子基板的布线图案的两层岸结构。该两层岸结构包括具有良好可湿性的第一层和位于第一层之上的包含低润湿性含氟聚合物的第二层。
利用上述的两层岸结构，沉积在阱中的液体可润湿阱的由第一层构成的侧壁以在干燥后在阱中提供良好的膜形成，而第二层防止液体溢出阱。该文件建议，用于第一和第二岸层的材料都应当是主链中包括硅氧烷键的聚合物，且第二岸层的聚合物应当在侧链中包括氟键。用于第二岸层的材料被描述为具有50°及以上的接触角。还公开了制造方法，在该制造方法中，形成两层岸结构，在该岸结构所限定的阱中沉积有源部件，然后同时烘焙该有源部件和岸结构。
上述的现有技术涉及为TFT基板的制造提供低润湿性岸，尽管也提到了将单岸层结构用于发光材料。下面更详细地讨论有机发光器件。
使用OLED(有机发光器件)制造的显示器相对于其它平板技术提供诸多优点。它们是明亮、色彩鲜明、快速切换的，提供宽视角，且在各种基板上制造起来容易、便宜。有机(其在本文中包括有机金属)发光二极管(LED)可使用包括聚合物、小分子和树枝状化合物在内的材料来制造成多种颜色，所述颜色取决于所使用的材料。WO 90/13148、WO95/06400和WO 99/48160中描述了聚合物基有机LED的例子。WO 99/21935和WO 02/067343中描述了基于树枝状化合物的材料的例子。US 4,539,507中描述了所谓的基于小分子的器件的例子。
典型的OLED器件包括两层有机材料，其中之一是一层发光材料如发光聚合物(LEP)、低聚物或发光低分子量材料，另一层有机材料是一层空穴传输材料如聚噻吩衍生物或聚苯胺衍生物。
OLED可以像素矩阵的形式沉积在基板上，以形成单色或多色像素化显示器。多色显示器可使用发红光像素、发绿光像素和发蓝光像素的组构成。所谓的有源矩阵显示器具有存储器元件---般是存储电容器——和与每个像素相关联的薄膜晶体管(TFT)，而无源矩阵显示器没有这样的存储器元件，而是被反复扫描以给出稳定图像的印象。其它无源显示器包括分段显示器，在分段显示器中，多个段共用公共的电极且一个段可通过施加电压到其另一电极上而被点亮。简单的分段显示器不需要进行扫描，但是在包括多个分段区域的显示器中，电极可能进行复用(以减小其数量)，因而进行扫描。
图5示出了穿过OLED器件100的例子的竖向剖面。在有源矩阵显示器中，像素的部分区域由相关联的驱动电路(在图5中未示出)占据。出于说明的目的，对该器件的结构略微进行了简化。
OLED 100包括基板102——一般是0.7mm或1.1mm的玻璃，但可选地是透明的塑料或某种其它基本透明的材料。阳极层104沉积在该基板上，一般包括大约40-150nm厚的ITO(氧化铟锡)，在该阳极层的一部分之上设置有金属接触层。一般而言，该接触层包括大约500nm的铝，或夹在铬层之间的铝层，这有时被称为阳极金属。涂有ITO和接触金属的玻璃基板是可广泛获得的。位于ITO之上的接触金属有助于在阳极连接不需要透明的地方，特别是为到器件的外部触点，提供电阻降低的路径。通过在标准光刻工艺之后进行蚀刻，将该接触金属在不希望有它的情况下，特别是在它原本会使显示器模糊的情况下，从ITO去除。
基本透明的空穴注入层106沉积在阳极层之上，其后是电致发光层108和阴极110。电致发光层108可包括例如PPV(聚(对亚苯基亚乙烯基))，空穴注入层106——其有助于使阳极层104和电致发光层108的空穴能级匹配，可包括导电的透明聚合物，例如来自德国H.C.Starck的PEDOT:PSS(聚苯乙烯磺酸盐掺杂的聚乙烯二氧噻吩)。在典型的聚合物基器件中，空穴传输层106可包括大约200nm的PEDOT。发光聚合物层108的厚度一般是大约70nm。这些有机层可通过旋涂(然后通过等离子体蚀刻或激光烧蚀从不希望的区域去除材料)或通过喷墨印刷来沉积。在后一种情况下，岸112可例如使用光刻胶而在基板上形成，以限定所述有机层可沉积于其中的阱。这样的阱限定显示器的发光区域或像素。
阴极层110一般包括覆盖有较厚的铝盖层的低功函数金属如钙或钡(例如通过物理气相沉积来沉积)。可选地，可紧邻电致发光层设置附加层，如一层氟化锂，以改进电子能级匹配。阴极线的相互电隔离可通过使用阴极隔离物(在图5中未示出)来实现或增强。
同样的基本结构也可应用于小分子器件。
一般而言，多个显示器在单个基板上制造，在制造过程的末尾对基板划线，并将显示器分离，然后向各个显示器上附加封装容器以抑制氧化和水分的进入。或者，可以将显示器在划线和分离之前进行封装。
为点亮OLED，在阳极和阴极之间通过例如图5中所示的电池118加电。在图5所示的实例中，通过透明阳极104和基板102发光，而阴极通常是反射性的。这样的器件称为“底部发射器”。也可以构建通过阴极发光的器件(“顶部发射器”)，例如通过保持阴极层110的厚度低于约50-100nm以使得阴极基本透明和/或使用透明阴极材料例如ITO。
现在参见图5b，它显示了穿过无源矩阵OLED显示器件150的简化的剖面，其中与图5中类似的元件用类似的参考标号表示。如图所示，空穴传输层106和电致发光层108在互相垂直的阳极和阴极线的交叉点上被细分成多个像素152，所述阳极和阴极线分别限定在阳极金属104和阴极层110中。在该图中，限定于阴极层110中的导线154进入纸面，且示出了穿过多个阳极线158的剖面，所述阳极线158与阴极线成直角。在阴极和阳极线的交叉点上的电致发光像素152可以通过在相关的线上施加电压而寻址。阳极金属层104提供到显示器150的外部触点，并可以用于到OLED的阳极和阴极连接(通过在阳极金属引出线(lead-outs)之上延伸阴极层图案)。
上述OLED材料，特别是发光聚合物材料和阴极，对氧化和水分敏感。因此，将器件封装在金属或玻璃容器111中，该容器通过UV可固化环氧树脂胶水113结合到阳极金属层104上。优选地，在阳极金属触点在金属容器111的边缘之下通过的地方使阳极金属触点变薄，以便于为了固化将胶水113暴露于UV光。
为了实现全色、全塑料的屏幕，已付出了相当大的努力。达到该目标的主要挑战在于：(1)得到发射红、绿、蓝三基色的光的共轭聚合物；以及(2)该共轭聚合物必须容易处理和制造成全色显示结构。聚合物发光器件(PLED)表现出在满足第一个要求方面很好的前景，因为发光颜色的操控可以通过改变共轭聚合物的化学结构而实现。然而，尽管共轭聚合物的化学性质的调节在实验室规模上经常是容易且低成本的，但是它在工业规模上会是昂贵且复杂的过程。关于易于处理和构成全色矩阵器件的第二个要求提出了如何形成微细的多色像素的微图案以及如何获得全色发光的问题。为了促进全色显示器的发展，已寻求了具有直接颜色调节、良好的可处理性和具有低成本大规模制造的前景的共轭聚合物。喷墨印刷和杂化喷墨印刷技术已在PLED器件的图案化方面吸引了很多注意(参见例如Science 1998，279，1135；Wudl等，Appl Phys.Lett.1998，73，2561；以及J.Bharanthan，Y.Yang，Appl.Phys.Lett.1998，72，2660)。
有源矩阵有机发光器件(AMOLED)是现有技术中已知的，其中电致发光像素和阴极沉积在玻璃基板上，该玻璃基板包含用于控制单个像素的有源矩阵电路和透明阳极。这些器件中的光可以通过阳极和玻璃基板(所谓的底部发光)或者通过透明阴极(所谓的“顶部发光”器件)向观察者发射。
图6显示了顶部发光器件的一个实例。该顶部发光器件包含基板202，在其上设置绝缘平面化层204。在平面化层204中提供通孔以使得阳极可以与其相关的TFT连接(未示出)。阳极206设置于平面化层204上，在所述平面化层之上提供阱限定岸208。阳极206优选是反射性的。电致发光材料210设置在岸限定的阱中，透明阴极212沉积在阱和岸之上以形成连续层。
电致发光配制剂的喷墨印刷是形成图案化器件的便宜且有效的方法。如EP-A-0880303中所公开，这使得需要使用光刻以形成其中具有阱的岸，该阱限定像素，通过喷墨印刷将电致发光材料沉积到该阱中。
WO 2005/076386公开了由单层光刻胶形成的底蚀阱限定岸。已发现底蚀岸可以用于改善从溶液沉积到阱中的材料的容纳。此外，底蚀岸改善当溶液变干时形成的材料膜的均匀性。然而，这种底蚀岸存在的问题是经常希望在阱的顶部之上形成材料的连续层，例如电极层。岸的底蚀结构可围绕阱的边缘在这样的上层中导致中断，从而导致短路问题。
WO 2007/023272公开了由位于无机介电间隔层之上的有机岸层限定的阱，其中有机岸层外伸于无机介电间隔层上以形成围绕着阱的边缘的外伸台阶结构，如WO 2007/023272的图5所示。该结构通过两步法形成，首先将有机岸层形成图案(通过暴露于UV、显影并冲洗)，然后将无机介电材料从阱的底部蚀刻掉(使用用于无机介电材料的合适的蚀刻剂)，直到在阱的侧面形成外伸的台阶结构。其中记载了有机岸为第二步的有机介电材料的蚀刻提供了蚀刻掩模。根据WO 2007/023272的图17a至17c中所示的替代实施方案，不是形成外伸或负向台阶结构，而是可以围绕着阱的边缘以三步法形成正向台阶结构，首先将岸层形成图案，然后将无机介电材料从阱的底部蚀刻掉，最后围绕着阱的周边进一步从岸层的边缘去除材料，以暴露在下的无机介电层的边缘，使得无机介电层和岸层形成正向台阶结构，其中岸层的边缘从无机介电层的边缘向后退缩。WO 2007/023272的上述实施方案中的上部的岸层具有正向剖面，使得可以在阱的顶部沉积连续的材料层，例如电极层，而不围绕着阱的边缘发生中断。然而，所述的用于制造这些岸结构的多步方法提高了制造时间和复杂性，因而提高了成本。
发明内容
本发明的一个目标是改善上述的器件和制造方法。
根据本发明的第一方面，提供制造电子器件的方法，该方法包括：提供包含电路元件的基底(base)；在该基底上形成双岸(double bank)阱限定(well-defining)结构，该双岸阱限定结构包含绝缘材料的第一层和位于其上的绝缘材料的第二层；并将有机材料的溶液沉积在该双岸阱限定结构所限定的阱中，其中该双岸阱限定结构通过在用于形成阱的单一处理步骤中从第一层和第二层去除材料而形成，并且其中该第一层和第二层由对于该单一处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而围绕着阱的周边形成台阶结构。
本申请人已认识到，虽然双岸台阶结构对于容纳从溶液沉积的有机材料会是有利的，但是形成这种结构所需的多个步骤会提高制造时间和复杂性，从而提高成本。例如，在以上所讨论的现有技术中，双岸台阶结构在至少两步的方法中形成，从而在独立的处理步骤中将第一层和第二层的材料去除。现有技术中还公开了可以使用第三步以从双岸结构的上层进一步去除材料，以形成下层的边缘暴露的正向台阶结构。
在确定该问题后，本申请人已认识到，通过选择用于两个岸层的合适的材料，并通过选择用于这两层的合适的去除技术，可以通过在单一处理步骤中从第一层和第二层去除材料而形成双岸阱限定结构，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而形成台阶结构。因此，可以在避免多个处理步骤的同时形成双岸台阶结构，从而降低制造时间、复杂性和成本。
这与现有技术中的布置例如WO 2007/023272中所述形成对比，在后者中，在形成阱时，有机岸层和无机间隔层需要用于将它们去除的不同的处理步骤。有机层通过暴露于UV然后显影而去除。该过程不去除下层的无机材料。无机材料使用无机蚀刻剂去除，该无机蚀刻剂不去除上层的所述充当蚀刻掩模的有机层。在该意义上，WO 2007/023272中的岸和间隔层的材料是正交的(orthogonal)，这与本发明完全相反。
根据本发明的一种实施方案，如果第一层岸材料以比第二岸层快的速度去除，那么可以形成外伸或负向台阶结构，其中第二层突出到第一层的边缘之外。或者，如果第一层岸材料以比第二岸层慢的速度去除，那么可以形成正向台阶结构，其中第二层的边缘从第一层的边缘向后退缩。
申请人已确认用于实现本发明的多种可能的材料和技术。第一层和第二层的材料可以是无机或有机材料。其中一层的材料可以包含交联的基质，且另一层的材料可以不具有交联。交联提高对去除的抗性，使得不具有交联的层将会比包含交联的层更快地去除。或者，两层可以均包含交联，使得各层中交联的量不同。具有低程度交联的层更容易去除，各层中交联的量可以调节以获得台阶结构的期望的尺寸。例如，各层中交联的量的大的差别导致较大的台阶结构，而各层中交联的量的较小的差别导致较小的台阶结构。可以通过调节材料中可交联基团的数量和/或控制交联条件例如热量和/或向UV光的暴露量而控制交联的量。
作为使用不同的交联量的替代方案，可以选择用于岸层的两种不同的材料，它们具有对形成双岸结构时用于去除材料层的处理步骤固有地不同的敏感性。例如一些有机材料比其它有机材料更软且更容易去除。
用于两个岸层的材料可以是聚合物。该聚合物可以是交联的和/或包含不同的重复单元，以使得它们如上所述具有对形成双岸结构时用于去除材料层的处理步骤固有地不同的敏感性。或者，或除此以外，用于两个岸层的聚合物可以具有不同的聚合度。通常，与具有更高聚合度的聚合物相比，具有低聚合度的聚合物将更容易去除。
形成双岸阱限定结构的步骤可以包括：将绝缘材料的第一层沉积于基底上；烘焙绝缘材料的第一层；将绝缘材料的第二层沉积于其上；并烘焙第二层，然后从第一层和第二层去除材料以限定阱。提供烘焙步骤以使得层更强健，并且在由溶液沉积层的情况下去除任何溶剂。该技术也可以用于本发明的方法。然而，申请人已认识到，当烘焙第二层时，第一层将不可避免地暴露于进一步的烘焙。这样，第一层暴露于比第二层更长的烘焙时间，这相对于第二层可以提高其对去除步骤的抗性。尽管对于希望双岸结构具有正向台阶的实施方案这不是问题，但是当形成外伸结构时它会成为问题。第一层的该额外加热可以通过选择第一层的材料而进行补偿，该材料即使在额外的烘焙后也仍然比第二层的材料更容易去除。或者，第一烘焙步骤可以在时间和/或温度上降低，或者一起去除。作为替代或者作为补充，第二烘焙步骤可以在时间或温度上提高，使得第一烘焙(如果存在)对第一层的强健性的相对贡献降低。
根据某些实施方案，第一烘焙的温度可以在80°至180°范围内，更优选100°至160°，更优选120°至140°，最优选约130°。第一烘焙的时间可以在200至400秒范围内，更优选250至350秒，更优选280至320秒，最优选约300秒。
根据某些实施方案，第二烘焙的温度可以在60°至160°范围内，更优选80°至140°，更优选100°至120°，最优选约115°。第二烘焙的时间可以在250至450秒范围内，更优选300至400秒，更优选340至380秒，最优选约360秒。
在从第一层和第二层去除材料后，为了限定阱，可以提供第三烘焙步骤。该最后烘焙步骤将通常比第一和第二烘焙步骤之一都更长，并且可以在长度上与第一和第二烘焙步骤之和类似。第三烘焙步骤的温度可以与第二烘焙步骤相同或类似。根据某些实施方案，第三烘焙的温度可以在60°至160°范围内，更优选80°至140°，更优选100°至120°，最优选约115°。第三烘焙的时间可以在400至800秒范围内，更优选500至700秒，更优选550至650秒，最优选约600秒。
根据本发明的不同实施方案，可以使用用于单个去除步骤的多种技术。例如，可通过光形成图案的材料例如正性光刻胶可以用于第二层，然后暴露于UV光以使该层形成图案。然后可以使用显影剂去除第二层的曝光部分和第一层的在下区域。如果将第一层的材料选择为可以以比第二层的UV曝光材料更快的速度被显影剂去除，那么可以形成外伸结构。可以提高显影时间，以使得有足够的时间形成该外伸结构。
根据某些实施方案，显影时间可以在40至120秒范围内，更优选60至100秒，更优选70至90秒。显影剂可以通过喷射进行沉积。显影剂的沉积速度可以在300至1000ml每分钟范围内，更优选400至900ml每分钟，更优选500至800ml每分钟。显影剂的沉积速度可以在沉积过程中变化。特别是，用于去除顶部岸层的速度可以与用于除去下部岸层的速度不同。例如，当去除顶部岸层时显影剂可以最初以较低的速度沉积，然后以较高的速度沉积以去除下部岸层。最初的较低速度可以提供比后来的较高速度的沉积更长的时间。例如，可以最初以450至550ml每分钟的速度施加50至70秒的时间，然后以700至800ml每分钟的速度再施加15至30秒的时间。
如果将第一层的材料选择为可以以比第二层的UV曝光材料更慢的速度去除，那么可以形成正向台阶结构。
作为上述正性光刻胶的替代，可以将负性光刻胶用于第二层。在这种情况下，在暴露于UV光后，显影剂去除第二层的未曝光部分和第一层的在下区域。
再或者，第二层的材料可以不是可通过光形成图案的。在这种情况下，可以在岸材料的第二层上形成图案化的掩模层。然后可以通过合适的去除方法例如湿法蚀刻将第二层的暴露部分和第一层的在下区域去除。在形成具有台阶的双岸结构后，可以去除掩模。
双岸阱限定结构中的各个层的边缘可以是垂直的或者具有正向或负向剖面。一种特别优选的布置包括具有正向边缘剖面的外伸的第二层。通过该布置，外伸结构为从溶液沉积到阱中的有机材料提供良好的成膜性能。同时，第二岸层的正向边缘剖面对于将后续的层沉积于其上以形成其中在阱边缘处没有任何中断的连续层是有利的。例如，在有源矩阵有机发光器件中，在阱的矩阵上沉积阴极层，希望阴极形成连续层。上述双岸结构对于这样的应用是理想的。
优选地，第二岸层具有比第一岸层低的可湿性。第二层由固有的低可湿性(高接触角)材料形成，形成独立的、与第一层的经处理表面不同的层，在所述经处理表面中第一层表面的化学性质被改变。该避免了这样的表面处理的必要，该表面处理具有各种相关问题，包括不稳定性和对在下的电路的损害。
有机材料可以形成OTFT的活性层或者OLED的活性层。
在OTFT的情况下，基底的电路元件包含源极和漏极，在其上设置双岸结构，沟道区限定于源极和漏极之间。对于栅极在底部的OTFT，该基底还包含栅极，在其上设置栅极电介质，源极和漏极设置在栅极电介质上。
在OLED的情况下，基底的电路元件包含OLED的下部电极。在有源矩阵OLED显示器件的情况下，基底的电路元件还包含OTFT，该OTFT本身可以用根据本发明的双岸结构形成。
有机材料可以是导体或半导体，并且可以在水溶液或有机溶剂中沉积。喷墨印刷是用于将有机半导体材料的溶液沉积在双岸阱限定结构限定的阱中的优选方法。然而，使用其中顶层具有很低的可湿性(很高的接触角)的双岸结构，其它溶液处理技术也是可以的。例如，可以将溶液以分辨性较低的方式沉积到基板上，例如漫印(flood printing)，并且岸结构的具有很高接触角的顶层保证溶液流到阱中，使得没有溶液保留在岸结构上。
优选地，双岸阱限定结构的第一层和第二层由有机材料形成，最优选由聚合物材料形成。本申请人已发现，某些含氟聚合物例如Cytop具有比其它含氟聚合物高得多的接触角(例如大于80°)，因而具有低得多的可湿性。本申请人已发现，这些具有非常高的接触角的聚合物对于在例如US2007/0023837中所述的单层岸结构中的应用具有某些缺点，即它们导致阱中的厚度不均匀的膜，如上所述。然而，本申请人已发现它们对于在双岸结构中作为顶层的应用是理想的。
优选地，绝缘材料的第二层的接触角更高，例如大于100°。具有非常高的接触角的材料的实例包括来自Aldrich的Cytop型材料。Cytop型材料的一个实例是聚1，1，2，4，4，5，5，6，7，7-十氟-3-氧杂-1，6-庚二烯，它具有约135°的接触角。这可以在全氟烷基胺溶剂中以8-10重量％的量提供，该溶剂构成溶液的90-92重量％。已发现这样的材料对于由水溶液(例如导电聚合物的水溶液)沉积有机材料(特别是空穴注入聚合物例如PEDOT)特别有用。这样的材料也可用于由有机溶剂沉积有机材料。这样，例如当由水溶液沉积空穴注入层并由有机溶剂沉积发光层时，可以使用包含这样的材料的第二层的双岸结构。
本申请人已确认，特别有利的是使用包含含氟聚合物和含氟溶剂的溶液形成双岸结构的第二层。
本申请人确认的另一个问题是双岸结构的两层材料之间的差的粘合性。因此，本申请人已发现，有利的是在这两层之间提供粘合层，例如粘合树脂。它可以通过例如旋涂在沉积第二层之前沉积于岸结构的第一层上。
本申请人还发现，烘焙会降低岸材料的第二层的可湿性。这样，申请人已发现有利的是在由溶液沉积有机材料之前提供烘焙步骤。该烘焙可以在150至250℃范围内的温度下进行，更优选170至210℃，最优选180至200℃。该烘焙优选在惰性气氛例如N2中进行。对于有机发光器件，空穴注入材料例如PEDOT可以在烘焙之前沉积，以使得空穴注入层和岸结构在于阱中沉积有机发光材料之前同时烘焙。
本申请人确认的再一个问题是形成岸结构中的阱之后，可取的是提供清洁步骤例如O2等离子体处理。这样的步骤在沉积有机材料之前将阱的表面清洁并提高这些表面的可湿性。然而，本申请人已发现，这样的步骤显著提高之前已用例如氟基等离子体处理进行过处理以降低其可湿性的岸表面的可湿性。实际上，这样的经处理的表面的接触角可以在这样的清洁步骤之后降低到10°以下。因而，当阱中有机材料的容纳成为问题时，必须避免这样的清洁步骤。相反，本申请已发现，当使用具有固有低润湿性第二层的双岸结构时，可以进行清洁步骤，同时保持岸上的良好的反润湿特性。例如，在O2等离子体清洁步骤之后Cytop型材料的接触角仍然在100°以上。
在一种特别优选的实施方案中，在清洁步骤之后并且在双岸阱限定结构限定的阱中沉积有机材料的溶液之前，进行上述烘烤步骤。已发现该烘烤步骤在使用例如O2等离子体的清洁之后在岸上重新产生低可湿性表面。
根据本发明的实施方案的外伸或正向台阶结构可以使阱被溶液超量装填(overfill)。这样的结构也可以对于沉积在阱中的不同流体提供两个不同的牵制点(pinning point)，一个在围绕着阱的第一层的边缘，一个在第二层的边缘。这可以保证例如在干燥后使得阱中沉积的第二材料完全覆盖阱中沉积的第一材料，特别是围绕着阱的边缘。可以选择不同的流体以具有不同的润湿能力，例如一种流体可以是水溶液，另一种流体可以包含有机溶剂。
该双岸阱限定结构可以包含离散的环，所述环限定至少一个阱的周边，而不延伸到相邻的阱的周边。这种所谓的“环岸”布置包含岸材料的多个离散的环，并且记载于本申请人的共同未决的申请PCT/GB2007/003595中。该布置与常规的岸结构形成对照，后者基本上是连续的薄片，该薄片具有多个形成于其中的孔(阱)。
根据本发明的第二方面，提供电子器件，其包含：包含电路元件的基底；基底上的双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构包含绝缘材料的第一层以及其上的绝缘材料的第二层；以及由双岸阱限定结构限定的阱中的可溶液处理的有机材料的层，其中绝缘材料的第一层和第二层形成围绕着阱的周边的台阶结构，其中第一层和第二层由可通过单一的共同处理步骤去除并且对于该单一的共同处理步骤具有不同的去除速度的材料制成。
例如，第一层和第二层可以均为有机层或者均为无机层，以使得它们可以通过单一的共同处理步骤去除，而不是成为正交材料，例如WO2007/023272中公开的无机/有机组合。通过例如具有不同的交联量而使得材料具有对于单一的共同处理步骤的不同去除速度。这样，可以使用单一的共同处理步骤形成具有台阶的双岸结构。该第二方面的实施方案可以具有以上针对第一方面所讨论的任何特征，并具有相同的相关优点，即降低的制造时间、复杂性和成本。
根据优选实施方案，提供根据上述结构和方法制造的有机薄膜晶体管和有机发光器件。根据某些实施方案，提供有源矩阵有机光学器件及其制造方法，其中提供根据上述结构和方法的有机薄膜晶体管和有机发光器件。
根据本发明的第三方面，提供用于电子器件的电子基板的制造方法，该方法包括：提供包含电路元件的基底；并在该基底上形成双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构限定阱并包含绝缘材料的第一层和绝缘材料的第二层，其中该双岸阱限定结构通过在用于形成阱的单一处理步骤中从第一层和第二层去除材料而形成，并且其中该第一层和第二层由对于该单一处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而围绕着阱的周边形成台阶结构。
根据本发明的第四方面，提供用于电子器件的电子基板，该电子基板包含：包含电路元件的基底；以及基底上的双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构限定阱并包含绝缘材料的第一层以及其上的绝缘材料的第二层，第一层和第二层形成围绕着阱的周边的台阶结构，其中第一层和第二层由可通过单一的共同处理步骤去除并且对于该单一的共同处理步骤具有不同的去除速度的材料制成。
根据第三和第四方面的实施方案的电子基板可以根据要求的规格根据上述结构和方法制造，然后包装并出售给器件制造商，用于进一步处理从而形成电子器件。
附图说明
下面将参照附图仅仅作为实例更详细地说明本发明，在附图中：
图1表示已知的顶部栅极有机薄膜晶体管的布置；
图2表示已知的底部栅极有机薄膜晶体管的布置；
图3表示底部栅极有机薄膜晶体管的布置，其中具有用于容纳有机半导体的阱；
图4表示顶部栅极有机薄膜晶体管的布置，其中具有用于容纳有机半导体的阱；
图5表示根据现有技术的底部发光有机发光器件；
图5b表示根据现有技术的底部发光有机发光显示器；
图6表示根据现有技术的顶部发光有机发光器件；
图7表示根据本发明实施方案的双岸结构；
图8表示根据本发明实施方案的在形成双岸结构时涉及的方法步骤；
图9表示可使用本发明方法形成的具有正向台阶剖面的双岸结构；
图10说明包含有机薄膜晶体管和有机发光器件的有源矩阵有机发光显示器的一部分；
图11说明包含有机薄膜晶体管和有机发光器件的另一种有源矩阵有机发光显示器布置的一部分。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及包含图案化阱限定岸结构的印刷电子器件及其制造方法。通过在单一处理步骤中从第一和第二岸层去除材料，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而形成台阶结构，从而形成双岸阱限定结构。
图7显示了根据本发明的一种实施方案的双岸结构。该双岸结构位于电子基板701上并包含下层700和上层702。上层702具有正向剖面并且外伸于下层700上。
图8显示了在形成根据图7的实施方案的双岸结构时涉及的方法步骤。首先，将非UV敏感性光刻胶800旋涂在电子基板801上并进行软烘焙(图8A)。然后将正性光刻胶804旋涂并进行软烘焙(图8B)。然后通过暴露于UV光(例如以100mJ/cm2的量)并用显影剂显影而将上层图案化。该过程对上层804形成正向剖面(图8C)，并且通过继续显影步骤而将下面的下层800以更快的速度去除，形成用于容纳液体的负向或外伸台阶剖面(图8D)。
底蚀高度H与用于沉积下岸层的旋涂速度成比例。底蚀长度L可以使用附加的烘焙和显影步骤进行控制。通过改变上岸层的材料，可以该变岸的斜率、高度和接触角。
在图8中，下岸层和上岸层分别都具有带有正向成角的剖面的边缘。然而，这些层可以各自具有不同的形状和角度。例如，第一岸层800限定的阱的壁可以具有底蚀边缘、垂直边缘，或者具有带有正向剖面的边缘。类似地，第二岸层804可以具有底蚀边缘、垂直边缘，或者具有带有正向剖面的边缘。
用于下岸层的合适材料的实例包括：Micro chem.LOR A系列光刻胶；Micro chem.LOR B系列光刻胶；Micro chem.SF剥离光刻胶；以及Microchem.SF慢剥离光刻胶。
用于上岸层的合适材料的实例包括：Photo-pattern Cytop；Zeon 1168X负性光刻胶；以及Shipley 1800系列光刻胶。
下岸层可以具有100至300nm范围内的厚度，更优选150至250nm，最优选约200nm。上岸层可以具有在1至3微米范围内的厚度。
合适的显影剂的实例为具有2至3％的TMAH(氢氧化四甲基铵)浓度的Rockwood 238s。显影步骤可以通过基板的蒸馏水润洗完成。
图9显示了根据本发明另一种实施方案的位于基板901上的双岸结构，其包含围绕着阱的正向台阶结构。这样的结构对于沉积于阱中的不同流体提供两个不同的牵制点(pinning point)，一个在围绕着阱902的第一层900的边缘906，一个在从阱902向后退缩的第二层904的边缘908。这可以保证例如在干燥后使得阱中沉积的第二材料完全覆盖阱中沉积的第一材料，特别是围绕着阱的边缘。可以选择不同的流体以具有不同的润湿能力，例如一种流体可以是水溶液，另一种流体可以包含有机溶剂。尽管图9中表示的台阶结构具有垂直的壁，但是可以提供不同的形状和角度。例如，由第一岸层900限定的阱的壁可以是底蚀的或者具有正向剖面。类似地，第二岸层904可以具有底蚀边缘或者具有带有正向剖面的边缘。
下面将更详细地讨论适合用于形成根据本发明实施方案的OTFT的材料和工艺。
基板
基板可以是刚性的或柔性的。刚性基板可以选自玻璃或硅，柔性基板可以包括薄玻璃或塑料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚碳酸酯和聚酰亚胺。
有机半导体材料
可以通过使用合适的溶剂而使有机半导体材料变得可溶液处理。示例性的溶剂包括：单烷基苯或多烷基苯，例如甲苯和二甲苯；萘满；以及氯仿。优选的溶液沉积技术包括旋涂和喷墨印刷。其它溶液沉积技术包括浸涂、辊印(roll printing)和丝网印刷。
优选的有机半导体材料包括：小分子例如任选取代的并五苯；任选取代的聚合物例如聚亚芳基类，特别是聚芴和聚噻吩；以及低聚物。可以使用材料的混合物，包括不同类型材料的混合物(例如聚合物和小分子的混合物)。
源极和漏极
对于p沟道OTFT，优选地，源极和漏极包含高功函数材料，优选具有大于3.5eV的功函数的金属，例如金、铂、钯、钼、钨或铬。更优选地，该金属具有4.5至5.5eV范围内的功函数。也可以使用其它合适的化合物、合金和氧化物，例如三氧化钼和氧化铟锡。源极和漏极可以如现有技术中所知通过热蒸发进行沉积并使用标准光刻和剥离技术形成图案。
或者，可以沉积导电聚合物作为源极和漏极。这样的导电聚合物的一个实例为聚(乙烯二氧噻吩)(PEDOT)，但是现有技术中也已知其它导电聚合物。这样的导电聚合物可以使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及以上讨论的其它溶液沉积技术从溶液沉积。
对于n沟道OTFT，优选地，源极和漏极包含具有小于3.5eV的功函数的材料，例如金属，例如钙或钡，或者金属化合物的薄层，特别是碱金属或碱土金属的氧化物或氟化物，例如氟化锂、氟化钡和氧化钡。或者，可以沉积导电聚合物作为源极和漏极。
为了易于制造，源极和漏极优选由相同的材料形成。然而，可以理解，源极和漏极可以由不同的材料形成，以分别优化电荷注入和引出。
在源极和漏极之间限定的沟道的长度可以最高达500微米，但是优选地该长度小于200微米，更优选小于100微米，最优选小于20微米。
栅极
栅极可以选自多种导电材料，例如金属(例如金)或金属化合物(例如氧化铟锡)。或者，可以沉积导电聚合物作为栅极。这样的导电聚合物可以使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及以上讨论的其它溶液沉积技术从溶液沉积。
栅极、源极和漏极的厚度可以在5-200nm范围内，但是通常按原子力显微镜(AFM)测量为例如50nm。
栅极电介质
栅极电介质包含介电材料，该介电材料选自具有高电阻系数的绝缘材料。电介质的介电常数k通常为约2-3，但是具有高的k值的材料是可取的，因为对于OTFT可获得的电容与k成正比并且漏电流ID与电容成正比。因而，为了以低的操作电压获得高的漏电流，优选在沟道区具有薄的介电层的OTFT。
介电材料可以是有机或无机材料。优选的无机材料包括SiO2、SiNx和旋涂玻璃(SOG)。优选的有机材料通常是聚合物，包括绝缘聚合物例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和苯并环丁烷类(BCBs)，它们可从Dow Corning获得。绝缘层可以由材料的混合物形成或者包含多层结构。
介电材料可以通过现有技术中已知的热蒸发、真空处理或者层积技术进行沉积。或者，介电材料可以使用例如旋涂或喷墨印刷技术以及以上讨论的其它溶液沉积技术从溶液沉积。
如果介电材料从溶液沉积到有机半导体上，它不应当导致有机半导体的溶解。类似地，如果有机半导体从溶液沉积到介电材料上，介电材料不应当溶解。避免这种溶解的技术包括：使用正交溶剂，也就是使用用于沉积最上层、不溶解下层的溶剂；以及使下层交联。
栅极介电层的厚度优选小于2微米，更优选小于500nm。
其它层
其它层可以包括在器件结构中。例如，自组装单层(SAM)可以沉积在栅极、源极和漏极、基板、绝缘层和有机半导体材料上以在需要时提高结晶度、降低接触电阻、修补表面特性和提高粘合性。特别是，可以为沟道区中的介电表面提供包含结合区和有机区的单层，以改善器件性能，例如通过改善有机半导体的形貌(特别是聚合物配向和结晶度)和覆盖电荷陷阱，特别是对于高k介电表面。用于这种单层的示例性材料包括具有长的烷基链的氯硅烷或烷氧基硅烷，例如十八烷基三氯硅烷。类似地，可以为源极和漏极提供SAM以改善有机半导体和电极之间的接触。例如，可以为金SD电极提供SAM，该SAM包含硫醇结合基团和用于改善接触的基团，该基团可以是具有高偶极矩的基团；掺杂剂；或者共轭结构部分。
OTFT应用
根据本发明实施方案的OTFT具有广泛的可能的应用。一种这样的应用是驱动光学器件(优选有机光学器件)中的像素。这种光学器件的实例包括光响应器件，特别是光电检测器，以及发光器件，特别是有机发光器件。OTFT特别适合用于有源矩阵有机发光器件，例如用于显示器应用中。
图10显示了包含有机薄膜晶体管和相邻的有机发光器件的像素，它们制造在共同的基板21上。OTFT包含栅极22、介电层24、分别为23s和23d的源极和漏极，以及OSC层25。OLED包含阳极27、阴极29和位于阳极和阴极之间的电致发光层28。其它层也可以位于阳极和阴极之间，例如电荷传输层、电荷注入层或电荷阻挡层。在图10的实施方案中，阴极材料层横跨OTFT和OLED两者，并且提供绝缘层26以将阴极层29与OSC层25电隔离。在该实施方案中，漏极23d直接与有机发光器件的阳极相连，以将有机发光器件在发光和不发光状态之间切换。
OTFT和OLED的活性区域由共同的岸材料限定，所述岸材料通过在基板21上沉积光刻胶层并将其形成图案以在基板上限定OTFT和OLED而形成。根据本发明的一种实施方案，共同的岸具有上述的双层结构。
在图11中所示的替代性布置中，有机薄膜晶体管可以以相对于有机发光器件的叠置关系进行制造。在这样的实施方案中，有机薄膜晶体管按如上所述构建成顶部栅极或底部栅极结构。和图10的实施方案一样，OTFT和OLED的活性区域通过在光刻胶层33上形成图案而限定，然而在该叠置布置中，存在两个独立的岸结构33——一个用于OLED，一个用于OTFT。根据本发明的一种实施方案，这两个独立的岸结构均具有上述的两层结构。
平面化层31(也称为钝化层)沉积在OTFT上。示例性的钝化层包括BCBs和聚对二甲苯类。有机发光器件在钝化层上制造。有机发光器件的阳极34通过导体32与有机薄膜晶体管的漏极电连接，该导体穿过钝化层31和岸层33。
将会理解，包含OTFT和光活性区域(例如发光或光敏区域)的像素电路可以包含其它元件。特别是，图10和11的OLED像素电路通常除了所示的驱动晶体管还会包含至少另一个晶体管和至少一个电容器。
将会理解，此处所述的有机发光器件可以是顶部发光或底部发光器件。也就是说，该器件可以通过器件的阳极侧或阴极侧发光。在透明器件中，阳极和阴极都是透明的。将会理解，透明阴极器件不需要具有透明阳极(当然，除非想得到全透明器件)，因此用于底部发光器件的透明阳极可以用反射材料层例如铝层替代或补充。
透明阴极对于有源矩阵器件是特别有利的，因为在这样的器件中穿过透明阳极的发光会至少部分地被位于发光像素下方的OTFT驱动电路阻挡，这可以从图11所示的实施方案中看出。
下面更详细地讨论适合用于形成根据本发明实施方案的OLED的材料和方法。
一般器件结构
根据本发明一种实施方案的电致发光器件的结构包含透明玻璃或塑料基板、阳极和阴极。在阳极和阴极之间提供电致发光层。
在实际器件中，至少一个电极是半透明的，以便可以吸收光(在光响应器件的情况下)或者发射光(在OLED的情况下)。在阳极透明的情况下，它通常包含氧化铟锡。
电荷传输层
其它层可以位于阳极和阴极之间，例如电荷传输层、电荷注入层或电荷阻挡层。
特别是，可取的是提供导电的空穴注入层，它可以由位于阳极和电致发光层之间的导电有机材料或无机材料形成，以帮助从阳极向半导体聚合物层中的空穴注入。掺杂的有机空穴注入材料的实例包括掺杂的聚(乙烯二氧噻吩)(PEDT)，特别是用电荷平衡多元酸掺杂的PEDT，例如EP 0901176和EP 0947123中公开的聚苯乙烯磺酸盐(PSS)、聚丙烯酸或含氟磺酸例如
Figure BPA00001249903800211
US 5723873和US 5798170中公开的聚苯胺；以及聚(噻吩并噻吩)。导电无机材料的实例包括过渡金属氧化物例如Journal of PhysicsD：Applied Physics(1996)，29(11)，2750-2753中公开的VOx、MoOx和RuOx。
如果存在，位于阳极和电致发光层之间的空穴传输层优选具有小于或等于5.5eV的HOMO能级，更优选约4.8-5.5eV。HOMO能级可以通过例如循环伏安法测量。
如果存在，位于电致发光层和阴极之间的电子传输层优选具有约3-3.5eV的LUMO能级。
电致发光层
电致发光层可以单独由电致发光材料组成，或者可以包含电致发光材料与一种或多种其它材料的组合。特别是，电致发光材料可以与空穴和/或电子传输材料混合，如例如WO 99/48160中所公开，或者可以在半导体主体基质中包含发光掺杂剂。或者，电致发光材料可以与电荷传输材料和/或主体材料共价键合。
电致发光层可以是图案化或非图案化的。包含非图案化层的器件可以用作例如照明光源。白色发光器件特别适合于该目的。包含图案化层的器件可以为例如有源矩阵显示器或者无源矩阵显示器。在有源矩阵显示器的情况下，图案化电致发光层通常与图案化阳极层和非图案化阴极层组合使用。在无源矩阵显示器的情况下，阳极层由阳极材料的平行条形成，电致发光材料和阴极材料的平行条与阳极材料垂直布置，其中电致发光材料和阴极材料的条通常由光刻形成的绝缘材料的条分隔(“阴极隔离物”)。
用于电致发光层中的合适的材料包括小分子、聚合物及树枝状材料，及其组合物。合适的电致发光聚合物包括聚(亚芳基亚乙烯基)类例如聚(对亚苯基亚乙烯基)类，和聚亚芳基类例如：聚芴，特别是2，7-连接9，9二烷基聚芴或者2，7-连接9，9-二芳基聚芴；聚螺芴，特别是2，7-连接聚9，9-螺芴；聚茚并芴，特别是2，7-连接聚茚并芴；聚亚苯基类，特别是烷基或烷氧基取代的聚-1，4-亚苯基。这样的聚合物公开于例如Adv.Mater.200012(23)1737-1750及其中的参考文献中。合适的电致发光树枝状化合物(dendrimer)包括带有树枝状基团的电致发光金属配合物，例如WO02/066552中所公开的。
阴极
阴极选自具有使电子可以注入电致发光层中的功函数的材料。其它因素也影响阴极的选择，例如阴极和电致发光材料之间发生负面相互作用的可能性。阴极可以由单一材料例如铝层组成。或者，它可以包含多种金属，例如低功函数材料和高功函数材料的双层，例如WO 98/10621中公开的钙和铝；WO 98/57381、Appl.Phys.Let t.2002，81(4)，634和WO 02/84759中公开的单质钡；或者金属化合物的薄层，特别是碱金属或碱土金属的氧化物或氟化物，以帮助电子注入，例如WO 00/48258中公开的氟化锂；Appl.Phys.Lett.2001，79(5)，2001中公开的氟化钡；以及氧化钡。为了提供电子向器件中有效的注入，阴极优选具有小于3.5eV的功函数，更优选小于3.2eV，最优选小于3eV。金属的功函数可以见于例如Michaelson，J.App l.Phys.48(11)，4729，1977。阴极可以是不透明或者透明的。透明阴极对于有源矩阵器件是特别有利的，因为通过这种器件中的透明阳极的发光至少部分地被位于发光像素之下的驱动电路阻挡。透明阴极将包含一层电子注入材料，该层足够薄以变得透明。通常，该层的横向电导率由于薄而变得低。在这种情况下，电子注入材料的层与透明导电材料例如氧化铟锡的较厚的层组合使用。
将会理解，透明阴极器件不需要具有透明阳极(当然，除非想得到全透明器件)，因此用于底部发光器件的透明阳极可以用反射材料层例如铝层替代或补充。透明阴极器件的实例公开于例如GB 2348316中。
封装
光学器件往往对水分和氧气敏感。因此，基板优选具有良好的阻隔性能以防止水分和氧气进入器件中。基板通常是玻璃。然而，可以使用替代的基板，特别是在需要器件的柔性的情况下。例如，基板可以包含塑料，例如在US 6268695中，其中公开了塑料与阻隔层交替的基板，或者包含EP0949850中公开的薄玻璃和塑料的叠层。
器件优选用密封物封装以防止水分和氧气进入。合适的密封物包括玻璃片，具有合适的阻隔性能的膜例如WO 01/81649中公开的聚合物和电介质的交替叠层，或者例如WO 01/19142中公开的密封容器。可以在基板和密封物之间设置吸气材料，该材料用于吸收可渗透过基板或密封物的任何大气水分和/或氧气。
溶液处理
可以从溶液沉积单一聚合物或多种聚合物。用于聚亚芳基类、特别是聚芴的合适溶剂包括单烷基苯或多烷基苯，例如甲苯和二甲苯。特别优选的溶液沉积技术为旋涂和喷墨印刷。
旋涂特别适于其中不需要电致发光材料图案化的器件，例如照明应用或者简单的单色分段显示器。
喷墨印刷特别适合高信息含量的显示器，特别是全色显示器。OLED的喷墨印刷记载于例如EP 0880303中。
其它溶液沉积技术包括浸涂、辊印和丝网印刷。
如果通过溶液处理形成器件的多个层，那么本领域技术人员将知晓防止相邻的层互相混合的技术，例如通过将某一层在沉积下一层之前交联，或者选择用于相邻的层的材料以使得形成这些层中第一层的材料不溶于用于沉积第二层的溶剂。
发光颜色
“红光电致发光材料”指的是通过电致发光发射的辐射的波长在600-750nm范围内的有机材料，优选600-700nm，更优选610-650nm，最优选具有约650-660nm的发射峰。
“绿光电致发光材料”指的是通过电致发光发射的辐射的波长在510-580nm范围内的有机材料，优选510-570nm。
“蓝光电致发光材料”指的是通过电致发光发射的辐射的波长在400-500nm范围内的有机材料，优选430-500nm。
用于磷光发射体的主体
现有技术中公开了多种主体，包括“小分子”主体例如称为CBP的4，4’-双(咔唑-9-基)联苯，称为TCTA的(4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺)，它们公开于Ika i等人的App l.Phys.Let t.，79，no.2，2001，156中；以及称为MTDATA的三-4-(N-3-甲基苯基-N-苯基)苯胺。也已知聚合物作为主体，特别是均聚物例如公开于例如Appl.Phys.Lett.2000，77(15)，2280中的聚乙烯基咔唑；公开于Synth.Met.2001，116，379、Phys.Rev.B 2001，63，235206以及Appl.Phys.Lett.2003，82(7)，1006中的聚芴；公开于Adv.Mater.1999，11(4)，285中的聚[4-(N-4-乙烯基苄氧基乙基，N-甲基氨基)-N-(2，5-二-叔丁基苯基萘酰亚胺]；以及J.Mater.Chem.2003，13，50-55中的聚(对亚苯基)。也已知共聚物作为主体。
金属配合物(主要是磷光，但是在结尾包括荧光)
优选的金属配合物包括下式的任选取代的配合物：
ML1 qL2 rL3 s
其中M是金属；L1、L2和L3各自是配位基团；q是整数；r和s各自独立地是0或者整数；并且(a.q)+(b.r)+(c.s)之和等于M上可用的配位点的数目，其中a是L1上的配位点的数目，b是L2上的配位点的数目，c是L3上的配位点的数目。
重元素M诱导强的自旋-轨道耦合，使得可以发生快速的系间窜越和从三线态或更高状态的发射(磷光)。合适的重金属M包括：
-镧系金属例如铈、钐、铕、铽、镝、铥、铒和钕；以及
-d区金属，特别是第2和3行中的，即元素39至48和72至80，特别是钌、铑、钯、铼、锇、铱、铂和金。
用于f区金属的合适的配位基团包括氧或氮给体体系，例如羧酸、1，3-二酮根、羟基羧酸、席夫碱，包括酰基苯酚和亚氨基酰基基团。已知的是，荧光镧系金属配合物需要敏化基团，该敏化基团具有比该金属离子的第一激发态高的三线态激发能级。发射是来自于金属的f-f跃迁，因此通过金属的选择确定发光颜色。锐利的发射通常是窄的，得到可用于显示器应用的纯色发光。
d区金属特别适合用于来自三线态激发态的发射。这些金属与碳或氮给体例如卟啉或下式的双齿配体形成有机金属配合物：
Figure BPA00001249903800251
其中Ar4和Ar5可以相同或不同，并独立地选自任选取代的芳基或杂芳基；X1和Y1可以相同或不同，并独立地选自碳或氮；并且Ar4和Ar5可以稠合在一起。其中X1是碳且Y1是氮的配体是特别优选的。
下面给出双齿配体的实例：
Figure BPA00001249903800252
Ar4和Ar5各自可以带有一个或多个取代基。这些取代基的两个或更多个可以连接以形成环，例如芳环。特别优选的取代基包括氟或三氟甲基，它们可用于配合物的发光的蓝移，如WO 02/45466、WO 02/44189、US2002-117662和US 2002-182441中所公开；JP 2002-324679中公开的烷基或烷氧基；当配合物用作发光材料时可以帮助向配合物的空穴传输的咔唑，如WO 02/81448中所公开；可以用于将配体官能化以连接其它基团的溴、氯或碘，如WO 02/68435和EP 1245659中所公开；以及可用于获得或强化金属配合物的溶液处理性的枝状体(dendron)，如WO 02/66552中所公开。
发光树枝状化合物通常包含连接有一个或多个枝状体的发光核，其中各个枝状体包含分枝点和两个或多个树枝状分枝。优选地，枝状体是至少部分共轭的，并且核和树枝状分枝的至少一个包含芳基或杂芳基。在一种优选实施方案中，分枝基团包含
适合用于d区元素的其它配体包括二酮根，特别是乙酰丙酮根(acac)；三芳基膦和吡啶，它们各自可以被取代。
主族金属配合物表现出基于配体的发射或者电荷转移发射。对于这些配合物，发光颜色通过对配体以及金属的选择而确定。
主体材料和金属配合物可以以物理混合物的形式结合。或者，金属配合物可以化学键合到主体材料上。在聚合物主体的情况下，金属配合物可以作为连接到聚合物主链上的取代基而进行化学键合，作为重复单元纳入聚合物主链中，或者作为聚合物的端基，如例如EP 1245659、WO 02/31896、WO 03/18653和WO 03/22908中所公开。
很多荧光低分子量金属配合物是已知的，并且在有机发光器件中进行了示范[参见例如Macromol.Sym.125(1997)1-48，US-A 5,150,006，US-A6,083,634和US-A 5,432,014]。用于二价或三价金属的合适的配体包括：oxinoid，例如具有氧-氮或氧-氧给体原子，通常是环氮原子和取代基氧原子，或者取代基氮原子或氧原子和取代基氧原子，例如8-羟基喹啉根和羟基喹喔啉-10-羟基苯并(h)喹啉根(II)，氮茚(III)，席夫碱，氮杂吲哚，色酮衍生物，3-羟基黄酮，以及羧酸例如水杨酸根合氨基羧酸酯(salicylato amino carboxylate)和酯羧酸酯。任选的取代基包括(杂)芳环上的卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、氰基、氨基、酰氨基、磺酰基、羰基、芳基或杂芳基，它们可以改变发光颜色。
尽管已参照优选实施方案对本发明进行具体的显示和说明，但是本领域技术人员会理解，可以在其中进行形式和细节上的多种变化而不偏离所附的权利要求定义的本发明的范围。

Claims (12)

1.制造电子器件的方法，该方法包括：提供包含电路元件的基底；在该基底上形成双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构包含绝缘材料的第一层和位于其上的绝缘材料的第二层；并将有机材料的溶液沉积在该双岸阱限定结构所限定的阱中，其中该双岸阱限定结构通过在用于形成阱的单一处理步骤中从第一层和第二层去除材料而形成，并且其中该第一层和第二层由对于该单一处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而围绕着阱的周边形成台阶结构，其中该第一层由在该单一处理步骤中以比第二层的材料快的速度去除的材料制成，以形成外伸台阶结构，其中该第二层突出到该第一层的边缘之外，其中该第二层具有带有正向剖面的边缘。
2.根据权利要求1的方法，其中该第一层和第二层包含有机材料。
3.根据权利要求1或2的方法，其中该第二层是交联的，并且该第一层不具有交联或者交联程度比第二层低。
4.根据权利要求1或2的方法，其中该第二层由比第一层硬的材料制成。
5.根据权利要求1或2的方法，其中该第一层和第二层由聚合物材料制成。
6.根据权利要求5的方法，其中该第一层中的聚合度低于该第二层中的聚合度。
7.根据权利要求1或2的方法，其中形成双岸阱限定结构的步骤包括：将绝缘材料的第一层沉积于电子基板上；将绝缘材料的第二层沉积于其上；使第二层通过光形成图案；并在单一显影步骤中将该第一层和第二层显影。
8.根据权利要求1或2的方法，其中该第二层的材料具有比该第一层的材料低的可湿性。
9.根据权利要求1或2的方法，其中该方法进一步包括在阱中的有机材料和双岸阱限定结构上沉积连续的电极层。
10.电子器件，其包含：包含电路元件的基底；基底上的双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构包含绝缘材料的第一层以及其上的绝缘材料的第二层；以及由双岸阱限定结构限定的阱中的可溶液处理的有机材料的层，其中绝缘材料的第一层和第二层形成围绕着阱的周边的台阶结构，其中第一层和第二层由可通过单一的共同处理步骤去除并且对于该单一的共同处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，其中该第一层由在该单一处理步骤中以比第二层的材料快的速度去除的材料制成，以形成外伸台阶结构，其中该第二层突出到该第一层的边缘之外，其中该第二层具有带有正向剖面的边缘。
11.用于电子器件的电子基板的制造方法，该方法包括：提供包含电路元件的基底；并在该基底上形成双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构限定阱并包含绝缘材料的第一层和绝缘材料的第二层，其中该双岸阱限定结构通过在用于形成阱的单一处理步骤中从第一层和第二层去除材料而形成，并且其中该第一层和第二层由对于该单一处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，从而由于第一层和第二层的材料的去除速度的差别而围绕着阱的周边形成台阶结构，其中该第一层由在该单一处理步骤中以比第二层的材料快的速度去除的材料制成，以形成外伸台阶结构，其中该第二层突出到该第一层的边缘之外，其中该第二层具有带有正向剖面的边缘。
12.用于电子器件的电子基板，该电子基板包含：包含电路元件的基底；以及基底上的双岸阱限定结构，该双岸阱限定结构限定阱并包含绝缘材料的第一层以及其上的绝缘材料的第二层，第一层和第二层形成围绕着阱的周边的台阶结构，其中第一层和第二层由可通过单一的共同处理步骤去除并且对于该单一的共同处理步骤具有不同的去除速度的材料制成，其中该第一层由在该单一处理步骤中以比第二层的材料快的速度去除的材料制成，以形成外伸台阶结构，其中该第二层突出到该第一层的边缘之外，其中该第二层具有带有正向剖面的边缘。
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