CN103053044A - 不透明导电区域的自对准覆盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使得能够应用廉价制造技术来制作可靠和鲁棒有机薄膜器件(EL)的方法，该方法包括下述步骤：提供(P)透明衬底(1)，该透明衬底至少部分地覆盖有第一层堆叠，该第一层堆叠包括优选地为导电层的至少一个透明层(2)，以及沉积在透明层(2)之上的第一和第二不透明导电区域(31、32)的图案；在第一层堆叠之上沉积(D)由电绝缘光致抗蚀剂抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层(4)，该光致抗蚀剂层至少完全覆盖第二不透明导电区域(32)；利用合适波长的光(5)穿过透明衬底(1)照射(IL)光致抗蚀剂层(4)，使得在下方不具有不透明导电区域(31、32)的光致抗蚀剂层(4)的区域(43)中光致抗蚀剂材料是可溶解的；移除(R)光致抗蚀剂层(4)的可溶解区域(43)；加热(B)保留在至少第二不透明导电区域(32)之上的光致抗蚀剂层(4)的区域(42)，从而使光致抗蚀剂层(4)回流以覆盖第二不透明导电区域(32)的接触透明层(2)的边缘(E)；以及硬化(H)光致抗蚀剂层(4)的剩余区域(42)。本发明还涉及用于在这些有机薄膜器件(EL)中使用的导电部件(CC)并且涉及该有机薄膜器件(EL)本身。
Description
技术领域
本发明涉及在自对准工艺中覆盖不透明导电区域的领域、执行自对准覆盖的方法以及利用此方法制造的有机薄膜器件。
背景技术
有机薄膜器件、特别是有机电致发光器件或有机光伏器件包括多个结构化层，诸如电极或沉积在电极之上从而在大电极区域上无显著损耗地分配电流的分流线(有时也表示为网格线)。已有制造工艺依赖于有掩模的沉积和/或平版印刷工艺，从而提供结构化层。掩模的使用要求大的准备(每个结构需要单独掩模)和工艺控制努力(精确的掩模-衬底对准强制性要求)并且因此是非常昂贵的工艺。另外，精确的结构也需要用于高分辨率平版印刷的昂贵工具。因此存在降低制造成本的需求。从文献WO2010/034815A1已知层的自对准沉积，在该文献中使用光致抗蚀剂层以及在光致抗蚀剂层之前沉积的屏蔽结构来形成用于晶体管器件的导电金属结构。在光致抗蚀剂层的照射工艺期间，屏蔽结构作为掩模并且相应导电金属图案可以在被屏蔽区域外部的区域中形成。
与晶体管器件相比，有机电致发光器件(OLED)和/或有机光伏器件为大面积器件。卷对卷(roll-to-roll)处理是用于有机薄膜器件的、用以降低制造成本的有希望的制造技术，其中掩模被广泛地由比如激光沉积、激光消融、光刻和/或印刷技术的可替换工艺取代。然而，在有掩模的沉积和/或颗粒或小材料区域(所谓的卫星结构)毗邻期望结构的出现增大的情况下，所应用的结构化技术导致具体层的几何不如当前那么精确。特别是在期望金属区域外部出现小金属卫星区域是严重和不可避免的影响，增大了各层之间短路的风险。期望沉积位置外部和/或具有不平滑形状的金属颗粒或金属区域将缩短有机薄膜器件的寿命，这是因为在这些器件操作期间出现短路。由于这种不期望金属区域的不规则图案和不可预期的位置，为了移除卫星区域而应用的清洗步骤需要非常高的努力，其中所述不期望金属区域可能非常小，最终对于人眼是不可见的。侵蚀性清洗步骤会能够移除金属卫星，但也将负面地影响预期金属沉积区域。因为卫星的宽且随机的扩展，它们的几乎难以检测的位置以及它们的小的、有时不可见的尺寸，利用涂覆在顶上的附加层来钝化卫星经常是不适用的。比如印刷技术的附加沉积工艺提供期望层，但是具有不规则形状或磨损的边缘，从而也需要电学钝化以避免短路。使用掩模技术可靠地钝化具有非笔直边界的区域以用于应用钝化层将导致钝化的区域大于理论必要的区域和/或未覆盖区域。由于不精确结构的原因，所印刷的结构的掩模涂覆是困难的并且会导致例如产生光的功能区域的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种使得能够应用廉价制造技术用于制作可靠、鲁棒和表现良好的高亮度有机薄膜器件的方法。
此目的是通过一种用于在自对准工艺中覆盖不透明导电区域的方法实现，该方法包括下述步骤：
提供透明衬底，该透明衬底至少部分地覆盖有第一层堆叠，该第一层堆叠包括优选地为导电层的至少一个透明层，以及沉积在该透明层之上的第一和第二不透明导电区域的图案，
在第一层堆叠之上沉积由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层，该光致抗蚀剂层至少完全覆盖该第二不透明导电区域，
利用合适波长的光穿过透明衬底照射该光致抗蚀剂层，使得在下方不具有不透明导电区域的光致抗蚀剂层的区域中光致抗蚀剂材料是可溶解的，
移除光致抗蚀剂层的可溶解区域，
加热保留在至少第二不透明导电区域之上的光致抗蚀剂层的区域，从而使光致抗蚀剂层回流以覆盖第二不透明导电区域的接触透明层的边缘，以及
硬化光致抗蚀剂层的剩余区域。
有机薄膜器件表示具有包括至少一个有机层的薄膜堆叠的器件。有机薄膜器件的示例为有机光伏器件和有机电致发光器件。自对准工艺表示这样的工艺，其中层堆叠中的当前结构被用于处理另外的结构而不应用外部掩模。术语“透明”表示至少对可见光是透明的材料或层。取决于衬底和层的材料属性，衬底和/或在衬底之上的透明层在附加光谱范围(例如<400nm)中可以是透明的。合适的衬底材料为例如玻璃、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或聚酰亚胺。取决于结果器件的应用，衬底的尺寸可以改变几个数量级。沉积在衬底之上的透明层可以直接沉积在衬底之上。可替换地，透明层和衬底之间可以存在附加层，例如在OLED情况下用于增大从功能层堆叠到衬底中的光输出。用于透明层的合适材料为例如透明导电氧化物(TCO)，诸如氧化铟锡(ITO)。可替换地，厚度小于20nm的薄金属层也可以用于提供用作该透明层的透明导电层。维持足够透明度所需的最大厚度取决于所使用的材料和沉积工艺。130nm的ITO层的薄层电阻典型地为20Ω/的量级。用于沉积透明层的合适沉积技术为例如蒸镀、溅射、CVD或溶胶凝胶工艺。术语“导电”表示导电材料。沉积在透明层之上以提供不透明导电区域的材料可以是至少在波长谱的可见和/或UV范围是不透明的任何类型导电材料。作为示例，合适的导电不透明材料为金属，例如铝、金、银、钛(titan)等。不透明导电区域可以根据期望被结构化以用于具体层堆叠。作为示例，该不透明导电区域可以提供具有高导电性的电路径，例如将不透明导电区域提供成金属区域，建立分流线(或网格线)从而在电接触分流线的、下方的导电透明层上无显著损耗地分配电流。当第一不透明导电区域部分地被作为功能层堆叠的部分的后续层覆盖时，第一不透明导电区域会需要电学钝化以避免例如这些第一不透明导电区域的边缘造成的负面电效应，诸如短路。作为示例，第一不透明导电区域可以是接触垫，以用于例如经由焊接到该接触垫的线缆而将导电透明层连接到外部电源。第二不透明导电区域表示这样的区域，所述区域为期望的不透明导电区域(例如分流线)以及由于所应用的沉积/结构化技术造成的所谓卫星不透明导电区域。卫星区域是不期望的不透明导电区域。第二不透明导电区域也需要在顶上应用下一层之前进行电学钝化，从而避免例如由这些第一不透明导电区域的边缘造成的负面电效应，诸如短路。术语“层堆叠”表示至少局部地应用在彼此之上的一系列层。层堆叠包括至少两个层。第一和第二不透明导电区域可以通过下述的一种或多种来应用：沉积技术，在金属作为不透明导电材料的情况下诸如蒸镀、溅射、激光金属转移工艺；印刷，诸如喷墨、凹版印刷、柔版印刷、丝网印刷；或者通过使用激光消融来结构化先前沉积的层。在实施例中，第二不透明导电区域的图案的沉积是通过下述执行：直接在透明层之上激光沉积或印刷第二不透明导电区域的图案，和/或使用激光消融或蚀刻，从沉积在透明层之上的第二不透明导电层局部地移除第二不透明导电材料。廉价沉积工艺是优选的。廉价沉积工艺为例如印刷工艺，比如喷墨印刷或者从置于待涂覆透明层上方的金属片应用激光消融材料的金属转移工艺。遗憾的是，这些廉价工艺导致卫星区域，所述卫星区域作为与期望第二不透明导电区域毗邻的第二不透明导电区域。另外，此工艺会导致期望第二不透明导电区域的这样的边缘，该边缘不遵从沿着第二不透明导电区域的笔直线，即使矩形第二不透明导电区域为此区域的期望形状。与这种笔直线的偏差取决于所应用的激光转移工艺的工艺参数。利用根据本发明的方法，该廉价工艺可用于制造可靠、鲁棒和表现良好的有机薄膜器件。
光致抗蚀剂层的沉积可以利用适合于将光致抗蚀剂材料作为层沉积在包括透明层以及第一和第二不透明导电区域的结构化层堆叠之上的任何沉积技术来执行。作为示例，沉积光致抗蚀剂层的步骤通过下述执行：狭缝涂覆、旋转涂覆、狭槽模头(slot-die)涂覆、ij印刷(喷墨印刷)、丝网印刷、凹版印刷或柔版印刷。优选地，沉积光致抗蚀剂层的步骤通过下述执行：优选地通过自适应狭缝涂覆、丝网印刷、喷墨印刷、凹版印刷或柔版印刷，在第二不透明导电区域和部分的透明层之上局部印刷光致抗蚀剂层。光致抗蚀剂层也可以完全覆盖第一不透明导电区域。可替换地，光致抗蚀剂层的局部沉积使得能够留下第一不透明导电区域至少部分地不被涂覆(如果可能)，以用于避免用于进一步处理第一不透明导电区域所需的任何清洗步骤，所述进一步处理为例如应用接触到第一不透明导电区域从而应用驱动电压到第一不透明导电区域。光致抗蚀剂材料为光敏材料并且可以分为两组，即正和负光致抗蚀剂。为了能够将导电区域与沉积在光致抗蚀剂材料之上的层电绝缘，光致抗蚀剂材料必须是不导电的。优选材料为正光致抗蚀剂，其中曝光到光的光致抗蚀剂的部分变为可溶解并且因此在稍后执行的移除步骤(所谓的显影)中可移除，而未曝光的光致抗蚀剂的部分仍不可溶解并且将附着到被沉积的区域。例如，合适的正光致抗蚀剂材料可以是例如来自ClariantAZ
1518或者例如来自Fujifilm的HPR
504。两种光致抗蚀剂材料均使得能够沉积具有良好附着属性的厚度高达2–2.5µm的光致抗蚀剂层。在本发明范围内，本领域技术人员可以应用其它合适的光致抗蚀剂材料用于沉积光致抗蚀剂层。作为示例，在300rpm旋转涂覆AZ 1518以及在90oC软烘烤30min步骤之后，可以获得2.05µm的AZ 1518光致抗蚀剂层。作为另一示例，2.0µm厚度的AZ 1518层可以印刷在层堆叠之上。用于其它光致抗蚀剂材料的沉积条件可以调适到光致抗蚀剂层的期望层厚度。光致抗蚀剂层的层厚度必须被调适从而至少覆盖所有第二不透明导电区域(以及最终第一不透明导电区域)，因为剩余光致抗蚀剂材料的厚度为回流工艺提供材料储备。第一/第二不透明导电区域的厚度可以为1微米的量级。
至少覆盖第二不透明导电区域的自对准工艺是通过利用来自衬底侧(=穿过衬底)的光照射(曝光)该光致抗蚀剂层来实现的。此处照射光源置于衬底侧前方，衬底的背向光源的那侧在那里包括在这侧之上的层堆叠。因此，照射光致抗蚀剂层的光首先穿透透明衬底，随后穿透透明层并且进入光致抗蚀剂层，第一和/或第二不透明导电区域在那里不存在于透明层之上。当前第一和第二不透明导电区域吸收光，或者在金属区域作为不透明导电区域的情况下，金属区域反射光并且因此从光曝光屏蔽在第一和/或第二不透明导电层之上的光致抗蚀剂层。术语“下方”表示在照射光的光传播方向的方向上、透明层和光致抗蚀剂层之间的位置。因此照射光到衬底的入射角(光照射方向和衬底表面之间的角度)应接近90oC，从而避免已有不透明导电结构和局部受照射的光致抗蚀剂层之间的任何未对准。适合于照射(曝光)光致抗蚀剂层的光的波长取决于所应用的光致抗蚀剂材料。由于光谱的可见范围之外的透明度可针对不同透明衬底而改变，合适的光致抗蚀剂材料可能必须调适到所应用的透明衬底。例如由钠钙玻璃制成的衬底对于UV光谱的波长的部分是不透明的。另一方面，Al硅酸盐玻璃对于UV光谱中的波长是透明的。对于塑料衬底的情形，对于更短波长的透明度也可能不同。作为示例，由HPR 504制成的光致抗蚀剂层用UV灯(G线436nm)曝光，接着在95oC进行后曝光烘烤步骤。其它光致抗蚀剂材料可以曝光到范围在310–440nm的i、h、g线的波长的光。波长谱可以是线谱或宽带谱。照射光致抗蚀剂的步骤可包括两个步骤的将光致抗蚀剂曝光到光。
在光致抗蚀剂不再需要之后，必须将其从衬底移除。被所述合适的光曝光(照射)的光致抗蚀剂层的区域必须被移除，因为这些区域不包括在下方的第一和/或第二不透明导电区域，因此存在于这些区域的光致抗蚀剂层将例如防止从透明导电层应用驱动电压到将涂覆在透明导电层之上的后续层。为了移除光致抗蚀剂，照射步骤(光曝光)之后跟随着移除步骤(或显影步骤)。光致抗蚀剂的受照射区域可溶解在显影剂材料中。应用显影剂材料到光致抗蚀剂将从透明层移除受照射区域。光致抗蚀剂的不受照射区域将保留在第一和第二不透明导电区域之上。在移除步骤之后，仍涂覆有光致抗蚀剂材料的区域仅仅在第一和/或第二不透明导电区域之上。例如用于AZ 1518的合适显影剂材料为例如AZ®
351B 1:4，AZ® 726MIF，AZ®
400K 1:4或AZ® 326MIF。对于其它光致抗蚀剂材料，显影剂材料可以变化。在本发明范围内，本领域技术人员能够选择合适的照射波长和显影剂材料。可替换地，光致抗蚀剂材料可以利用包含氧气的等离子体从这些区域移除，该等离子体氧化该光致抗蚀剂材料。此工艺被称为灰化，并且类似干法蚀刻，或者移除光致抗蚀剂层的受照射(可溶解)区域的步骤是通过湿法化学平版印刷或喷射工艺来执行。当然这必须局部地进行，对此存在若干选项，例如利用阴影掩模的蚀刻或利用局部等离子体工具的蚀刻。在移除光致抗蚀剂的可替换方法中或者除先前的方法之外，在化学上改变光致抗蚀剂使得它不再附着到衬底的液体"抗蚀剂剥离剂"可以被应用。
在从利用所述光曝光(照射)的光致抗蚀剂层的区域移除光致抗蚀剂材料之后，在第一和/或第二不透明导电区域之上的剩余光致抗蚀剂材料仍不充分地覆盖至少第二不透明导电区域的接触透明层的边缘。因此光致抗蚀剂材料被加热从而使其适当地软化，以便开始回流工艺，该回流工艺导致完全覆盖第二不透明导电区域(以及最终第一不透明导电区域)的接触透明层的边缘。术语“回流”表示光致抗蚀剂层开始沿着形貌略微向下流动。为了实现合适的回流(例如取决于所应用的光致抗蚀剂的表面张力)，材料必须被加热从而减小其粘度并且因此再次变为流体。然而，回流工艺的参数必须被调适从而将光致抗蚀剂材料的回流限制为仅仅覆盖第二不透明导电区域的边缘而防止覆盖透明层的先前被清洗的区域，其中在所述区域不需要覆盖。对于有机电致发光器件(OLED)的情形，透明层的任何覆盖将导致OLED的降低的整体亮度。因此第二不透明导电区域的边缘的覆盖将被限制到所需要的扩展范围(extend)。加热可以由在任何合适温度执行几十分钟的持续时间以实现适合于覆盖第二不透明导电区域周围的1微米或几微米量级的横向扩展的区域的回流，这将充分地覆盖第二不透明导电区域的接触透明层的边缘。在实施例中，加热步骤在高于100oC，优选地高于130oC，甚至更优选地高于160oC的峰值温度执行。在这些温度，光致抗蚀剂材料表现出合适的回流行为。作为示例，加热可以在200oC执行30分钟的持续时间从而实现甚至更合适的回流。在另一实施例中，加热步骤被调节从而实现光致抗蚀剂层这样的回流，其适合于覆盖在第二不透明导电区域的边缘周围具有大于100nm，优选地高达2µm，更优选地介于200nm和1µm的扩展的该透明层的区域。对于分流线的情形，第二不透明导电区域的通常区域尺寸约为5µm乘以50cm，但是将来可以扩展到5µm乘以3m。被大约2µm光致抗蚀剂层覆盖的第二不透明导电区域的5µm的横向扩展提供足够的光致抗蚀剂材料，其适合于在透明层之上回流高达几微米而仍然覆盖第二材料区域作为光致抗蚀剂材料的连续层。
在结束的回流工艺之后，当前占用的区域必须被稳定从而能够在当前层之上沉积附加层。可以在低于该加热温度的温度进行光致抗蚀剂材料的所谓硬化，该光致抗蚀剂材料现在覆盖第二不透明导电区域以及略微在透明层之上延伸的第二不透明导电区域的边缘。光致抗蚀剂材料的硬化条件对于技术人员是已知的。在实施例中，硬化光致抗蚀剂层的剩余区域的步骤与加热步骤同时执行从而节约工艺时间。
在另一实施例中，该方法还包括下述步骤：利用光附加曝光第一不透明导电区域，从而能够从第一不透明导电区域部分地移除光致抗蚀剂层。该功能层堆叠外部的第一不透明导电区域旨在接触电极并且因此光致抗蚀剂材料必须从第一不透明导电区域的这些部分被移除。作为示例，附加曝光步骤可以通过下述执行：从光致抗蚀剂侧利用合适波长对第一不透明导电区域之上的光致抗蚀剂材料进行局部激光曝光或有掩模的曝光，以使得被曝光的光致抗蚀剂可溶解于显影剂材料。然而，作为稍后建立的功能层堆叠的部分的第一不透明导电区域的区域仍必须用光致抗蚀剂材料覆盖从而电钝化至少第一不透明导电区域的边缘。为了移除在第一不透明导电区域之上的被曝光的光致抗蚀剂，附加曝光步骤在移除步骤之前执行。当应用显影剂材料时，这些光致抗蚀剂区域也将在与光致抗蚀剂的受照射区域相同的步骤(移除步骤)中被移除。
在另一实施例中，该方法还包括下述步骤：
在第一层堆叠和光致抗蚀剂层的剩余区域之上沉积至少包括有机层的第二层堆叠，以及
在第二层堆叠之上沉积导电层从而提供有机薄膜器件。
第二不透明导电区域(以及最终第一不透明导电区域)受覆盖的边缘特别地防止作为第一电极的导电透明层与在第二层堆叠之上作为第二电极的导电层之间的短路，该短路源于第二不透明导电区域的尖锐边缘和/或具有尖锐轮廓的不规则结构。第二层堆叠可包括一个有机层，例如在OLED情况下的电致发光层。在其它实施例中，取决于所应用的材料和/或应用的类型，第二层堆叠可以附加地包括一个或多个包括下述的层的群组：电子传输层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、一个或多个电致发光层(例如包括含有有机发光分子的有机基体材料)、以及这些层的合适系列。若干合适的有机层堆叠为本领域技术人员所知。在OLED器件中，第一和/或第二不透明导电区域优选地为金属区域，从而提供具有高导电性的第一和/或第二不透明导电区域。
本发明还涉及用于在根据本发明制造的有机薄膜器件中使用的导电部件，该导电部件包括：至少部分地覆盖有第一层堆叠的透明衬底，该第一层堆叠包括建立第一电极的至少一个透明导电层、沉积在第一电极之上的第一和第二不透明导电区域的图案、至少覆盖第二不透明导电区域以及第二不透明导电区域的接触第一电极的边缘的由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层。该导电部件可以与例如OLED器件或光伏器件的有机薄膜器件分开商业化。
本发明还涉及根据本发明制造的有机薄膜器件，该有机薄膜器件包括：至少部分地覆盖有第一层堆叠的透明衬底，该第一层堆叠包括建立第一电极的至少一个透明导电层、沉积在第一电极之上的第一和第二不透明导电区域的图案、至少覆盖第二不透明导电区域以及第二不透明导电区域的接触第一电极的边缘的由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层；第二层堆叠，该第二层堆叠至少包括有机层，优选地为有机电致发光层；以及在第二层堆叠之上的建立第二电极的导电层。对于第一不透明导电区域作为功能层堆叠的部分的情形，该功能层堆叠内部的第一不透明导电区域的至少边缘也被光致抗蚀剂材料覆盖。有机薄膜器件表示具有薄膜堆叠的器件，所述薄膜堆叠包括至少一个有机层。有机薄膜器件的示例为有机光伏器件和有机电致发光器件。有机器件为可以在低电压操作的薄和大面积器件。有机电致发光器件为大面积光源，其提供具有朗伯光发射特性的高亮度。在有机薄膜器件的实施例中，第一不透明导电区域为接触垫，从而将第一电极或第二电极的至少一个连接到外部电源。电源可以是任何合适的电源以提供几伏特至大约10伏特的驱动电压。在有机薄膜器件的另一实施例中，至少部分的第二不透明导电区域布置成用于第一电极的分流线(或网格线)。分流线支持在由具有有限导电性的导电材料制成的大电极面积上的电流分配。没有这些分流线时，所应用的电压将随着与到电极的电接触的距离增大而减小，并且亮度因此将相应地下降。对于长度为几十厘米的大面积光源的情形，分流线变为强制性的。
附图说明
本发明的这些和其它方面将从下文所述实施例而显见，并且将参考下文所述实施例得到阐述。
在附图中：
图1示出在自对准工艺中覆盖不透明导电区域的根据本发明的方法的实施例，该方法包括工艺步骤(a)–(e)，
图2示出根据本发明的方法步骤，
图3示出根据本发明的有机电致发光器件的实施例，
图4示出(a)在回流工艺之前和(b)在回流工艺之后，在穿过衬底的视图中的第二不透明导电区域，
图5示出由光致抗蚀剂材料覆盖的作为分流线的第二不透明导电区域：(a)根据本发明的方法，以及(b)使用具有外部掩模的掩模工艺。
具体实施方式
图1示出在自对准工艺中覆盖不透明导电区域的根据本发明的方法的实施例，该方法包括工艺步骤(a)–(e)，其中图1(a)示出导电部件包括衬底1、沉积在透明衬底2之上的具有第一和第二不透明导电区域31、32的透明导电层2。在此实施例中，第一和第二不透明导电区域布置成金属区域，例如布置成铝区域。第一区域31布置成用于接触导电透明层2的接触垫，作为连到外部电源的稍后完成的有机电致发光器件的电极之一，从而驱动该有机电致发光器件。这种接触垫的通常厚度为500nm，印刷的银可具有1µm的厚度。作为该不透明导电区域的第一金属区域31可以被蒸镀、印刷、电镀或者通过利用稍后消融的来自片掩模的材料转移而被沉积。作为不透明导电区域的第二金属区域32也可以这样准备：通过激光消融从而结构化先前沉积的连续金属层，或者通过印刷。同样对于从距待涂覆层/衬底近距离放置的片掩模的激光金属转移(通过激光诱导局部热量从金属片的材料蒸镀)的情形，用MS表示的所谓的卫星金属结构32会出现在根据期望沉积的第二金属区域32附近。在此具体实施例中，图1(a)中所示出第二金属区域32布置成用SL表示的分流线。期望的第二金属区域32周围的卫星结构32,MS会在数目、位置和尺寸中变化，其中尺寸可能非常小，防止任何准备外部掩模以用于利用钝化或绝缘层仅仅涂覆这些金属卫星MS从而防止出现由这些金属卫星MS造成的短路。为了从待沉积在这些第一和第二金属区域31、32之上的层绝缘这些金属卫星32,MS以及其它第一和第二金属区域31、32从而完成有机电致发光器件，由光致抗蚀剂材料构成的光致抗蚀剂层4被沉积在第一和第二金属区域31、32和透明导电层2之上，如图1(b)所示。光致抗蚀剂层4的典型厚度介于1µm和2.5µm。适合使用的光致抗蚀剂材料为例如AZ 1518、HPR
504以及许多其它材料。光致抗蚀剂材料(或光致抗蚀剂)为光敏材料并且可以分为两组，即正和负光致抗蚀剂。此方法中使用的材料为正光致抗蚀剂4，其中穿过衬底1被曝光到光5的光致抗蚀剂的部分43变为可溶解并且因此在图1(c)+(d)所示移除步骤中是可移除的。未被曝光的光致抗蚀剂4的部分42仍是不可溶解的并且将附着到其被沉积之处的区域31、32，因为第一和第二金属区域31、32对于光5是不透明的并且因此将往回反射光5。随后，第二金属区域32和第一金属区域31也用作沉积在第一和第二金属区域31、32之上的任何光致抗蚀剂材料4的单独掩模，而不需要设计和应用外部掩模以实现相同结果。对于第一金属区域31的情形，在这些金属区域31之上的光致抗蚀剂层4的区域43将防止和妨碍第一金属区域接触电源并且因此也必须被部分地移除。在从光致抗蚀剂层4那侧应用的、在图1(c)中用细箭头表示的附加曝光步骤C中，光致抗蚀剂43将利用光局部照射并且变为可溶解，并且因此在与已经针对穿过衬底2被照射的光致抗蚀剂层4的区域43所描述的相同移除步骤中是可移除的。第一金属区域31的边缘在此附加曝光步骤中不曝光到所述光，从而在随后步骤期间被钝化。附加曝光步骤C可以通过下述执行：在曝光到光5的光致抗蚀剂层43的移除步骤之前，利用合适波长进行激光曝光。作为示例，对于HPR504光致抗蚀剂的情形，该曝光步骤可以利用蓝色405nm固体激光来执行。对于下方没有金属区域的光致抗蚀剂区域，该曝光工艺导致与照射工艺相同的光致抗蚀剂属性。图1(d)示出在光曝光的光致抗蚀剂层43的移除步骤之后存在的层结构。第二金属区域32,SL,MS以及未曝光部分的第一金属区域被剩余光致抗蚀剂层42覆盖，从而防止出现由这些第一、第二金属区域31、32造成的短路。然而，第一和第二金属区域31、32的接触透明导电层2的边缘必须也被光致抗蚀剂材料覆盖。在200oC加热(烘烤)该层结构30分钟之后，剩余光致抗蚀剂层42将变得略微能够流动并且将扩展到边缘E上，如图1(d)和(e)所示。为了容易理解，边缘E仅仅示于一个第二金属区域32。当未明确地指出时，同样的关键边缘E也存在于其它第一和第二金属区域31、32处。
图2示出对应于图1的根据本发明的方法的实施例的步骤，该方法开始于提供P透明衬底1，该透明衬底至少部分地覆盖有第一层堆叠，该第一层堆叠包括优选地为导电层的至少一个透明层2，以及沉积在透明层2之上的第一和第二金属区域31、32的图案；接着是在第一层堆叠之上沉积D至少完全覆盖第二金属区域32的、由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层4。随后，在第一金属区域之上的区域的附加曝光步骤C可以例如通过这些区域的激光曝光来执行，接着利用合适波长的光5穿过透明衬底1照射IL光致抗蚀剂层4，从而显影在下方没有金属区域31、32的光致抗蚀剂层4的区域43中的光致抗蚀剂材料。穿过衬底的附加曝光步骤和照射步骤在顺序上也可以切换，因此在步骤C之前执行步骤IL。随后该工艺接着是移除(=显影)R光致抗蚀剂层4的受照射或曝光的区域43，接着是加热B保留在至少第二金属区域32之上的光致抗蚀剂层4的区域42，从而回流光致抗蚀剂层4以覆盖第二金属区域32的接触透明层2的边缘E，并且接着是硬化H光致抗蚀剂层4的剩余区域42。为了制造能够发射光的有机电致发光器件，该方法还包括下述步骤：在第一层堆叠2、31、32以及光致抗蚀剂层4剩余区域42之上沉积D-EL至少包括有机电致发光层的第二层堆叠6，以及在第二层堆叠6之上沉积D-CL导电层7从而提供有机电致发光器件EL。
作为有机薄膜器件的示例，从图3中的侧视图示意性地示出有机电致发光器件(OLED)。根据图2所示方法制造的OLED包括透明衬底1，该透明衬底至少部分地覆盖有：第一层堆叠，该第一层堆叠包括建立第一电极的至少一个透明导电层2、沉积在第一电极2之上的第一和第二金属区域31、32的图案、覆盖第二金属区域32以及第一和第二金属区域31、32的接触第一电极2的边缘E的由电绝缘光致抗蚀剂抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层4；第二层堆叠6，该第二层堆叠至少包括有机电致发光层；以及导电层7，该导电层在第二层堆叠6之上，建立第二电极。此处第一金属区域31布置成接触垫，将第一电极2或第二电极7至少其一连接到外部电源8。电源必须提供几伏特量级的驱动电压。实现高亮度所需的电流取决于发光区域的尺寸。由于透明导电材料具有薄层电阻，导致大面积OLED的可见电压降落，因此电流主要在大导电透明层2上被分配，第二金属区域32布置成用于第一电极2的分流线SL。即使对于大的照射区域，包括分流线的大面积OLED表现出均匀的亮度。通常OLED必须被封装(密封)以防止氧气和水气穿透到有机层中。因此OLED可包括密封到衬底上的玻璃或金属罩盖(最终还包括吸气剂材料从而吸收氧气和水气)。例如薄膜封装的为专业人士所知的其它技术也是可能的。可以从背侧穿过罩盖或薄膜封装实现到第二电极的电连接。
图4示出(a)在回流工艺之前和(b)在回流工艺之后，在穿过衬底(此处未详细示出)的视图中的第二金属区域。在从其中光致抗蚀剂材料直接在透明层之上的区域移除(R)光致抗蚀剂材料之后，并且在回流保留在第二金属区域32之上的光致抗蚀剂层之前，从衬底侧不可见剩余光致抗蚀剂层42，这对应于不存在第二金属区域32的边缘E的覆盖，见图4(a)。在加热步骤之后，在第二金属区域32之上的剩余光致抗蚀剂材料的部分向下流动到透明层2，现在完全覆盖第二金属区域32的边缘E。加热步骤的参数可以调适为实现光致抗蚀剂材料的回流，从而覆盖与第二金属区域32的边缘E的距离42b为几百nm至几微米量级的某一区域，以便提供边缘E的可靠覆盖。
图5示出由光致抗蚀剂材料42覆盖的作为用于OLED器件的分流线的第二金属区域32：(a)根据本发明的方法，以及(b)使用具有外部掩模的掩模工艺。利用根据本发明的第二金属区域32与光致抗蚀剂层42的自对准涂覆工艺，透明层2的覆盖可以被限制到所需的最小被覆盖区域42，见图5(a)。对于如图5(b)所示应用外部掩模的情形，被覆盖区域42将显著更大，这是因为无法制造遵从第二金属区域32的不规则结构的掩模。因此，对OLED的光发射没有贡献的被覆盖区域42是更大的，并且根据图5(b)的此OLED的整体亮度因而更低。
尽管本发明已经在附图和前述说明书中予以详细说明和描述，这种说明和描述被认为是说明性或示例性的并且不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，可以理解和达成对所公开实施例的其它变型。在权利要求中，用词"包括"不排除其它元件或步骤，并且不定冠词"一"("a"或"an")不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应解读为限制范围。
参考符号列表
1
衬底
2
透明层，优选地导电层(第一电极)
31 第一不透明导电区域
32 第二不透明导电区域
4
光致抗蚀剂层
41 在第一不透明导电区域之上的光致抗蚀剂层
42 在下方具有不透明导电的光致抗蚀剂层的区域
42b 在加热步骤之后，第二不透明导电区域的边缘与在透明层之上的回流的光致抗蚀剂层区域的外边缘之间的距离
43 在下方不具有不透明导电的光致抗蚀剂层的区域
5
用于显影光致抗蚀剂层的光
6
至少包括有机电致发光层的第二层堆叠
7
导电层，第二电极
8
外部电源
9
电致发光光
C 导电部件
EL 有机电致发光器件
E
第二不透明导电区域31的接触透明层2的边缘
SL 分流线
MS 不透明导电卫星，图中金属卫星
P
提供步骤
D 沉积步骤
C 利用光附加曝光的步骤
IL 照射步骤
R 移除步骤
B 加热步骤
H 硬化步骤
DP 沉积第二不透明导电区域的图案
D-EL 在第一层堆叠和剩余光致抗蚀剂层之上沉积第二层堆叠
D-CL 在第二层堆叠之上沉积导电层。
Claims (15)
1.一种用于在自对准工艺中覆盖不透明导电区域的方法，包括下述步骤：
提供(P)透明衬底(1)，该透明衬底至少部分地覆盖有第一层堆叠，该第一层堆叠包括优选地为导电层的至少一个透明层(2)，以及沉积在透明层(2)之上的第一和第二不透明导电区域(31、32)的图案，
在第一层堆叠之上沉积(D)由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层(4)，该光致抗蚀剂层至少完全覆盖第二不透明导电区域(32)，
利用合适波长的光(5)穿过透明衬底(1)照射(IL)光致抗蚀剂层(4)，使得在下方不具有不透明导电区域(31、32)的光致抗蚀剂层(4)的区域(43)中光致抗蚀剂材料是可溶解的，
移除(R)光致抗蚀剂层(4)的可溶解区域(43)，
加热(B)保留在至少第二不透明导电区域(32)之上的光致抗蚀剂层(4)的区域(42)，从而使光致抗蚀剂层(4)回流以覆盖第二不透明导电区域(32)的接触透明层(2)的边缘(E)，以及
硬化(H)光致抗蚀剂层(4)的剩余区域(42)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于沉积(D)光致抗蚀剂层(4)的步骤通过下述执行：狭缝涂覆、旋转涂覆、狭槽模头涂覆、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷或柔版印刷。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于沉积(D)光致抗蚀剂层(4)的步骤通过下述执行：优选地通过自适应狭缝涂覆、丝网印刷、喷墨印刷、凹版印刷或柔版印刷，在第二不透明导电区域和部分的透明层之上局部印刷光致抗蚀剂层。
4.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于该方法还包括下述步骤：利用光附加曝光(C)第一不透明导电区域(41)，从而能够从第一不透明导电区域(31)部分地移除光致抗蚀剂层(4)。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于附加曝光(C)的步骤通过下述执行：从光致抗蚀剂层侧进行激光曝光或有掩模的曝光。
6.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于沉积(DP)第二不透明导电区域(32)的图案通过下述执行：直接在透明层(2)之上激光沉积或印刷第二不透明导电区域(32)的图案，和/或使用激光消融或蚀刻，从沉积在透明层(2)之上的第二不透明导电层局部地移除第二不透明导电材料。
7.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于移除(R)光致抗蚀剂层(4)的显影的区域(43)的步骤是通过湿法化学抗蚀剂剥离工艺执行。
8.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于加热步骤(B)是在高于100oC，优选地高于130oC，甚至更优选地高于160oC的峰值温度执行。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于加热步骤(B)的持续时间被调节从而实现光致抗蚀剂层(42)这样的回流，其适合于覆盖在第二不透明导电区域(32)的边缘(E)周围具有大于100nm，优选地高达2µm，更优选地介于200nm和1µm的扩展(42b)的该透明层(2)的区域。
10.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于硬化(H)光致抗蚀剂层(4)的剩余区域(42)的步骤与加热步骤(B)同时执行。
11.根据任一前述权利要求的方法，其特征在于该方法还包括下述步骤：
在第一层堆叠(2，31、32)和光致抗蚀剂层(4)的剩余区域(42)之上沉积(D-EL)至少包括有机层的第二层堆叠(6)，以及
在第二层堆叠(6)之上沉积(D-CL)导电层(7)从而提供有机薄膜器件(EL)。
12.用于在根据权利要求1制造的有机薄膜器件(EL)中使用的导电部件(CC)，该导电部件包括：透明衬底(1)，该透明衬底至少部分地覆盖有第一层堆叠，该第一层堆叠包括建立第一电极的至少一个透明导电层(2)、沉积在第一电极(2)之上的第一和第二不透明导电区域(31、32)的图案、至少覆盖第二不透明导电区域(42)以及第二不透明导电区域(42)的接触第一电极(2)的边缘(E)的由电绝缘光致抗蚀剂抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层(4)。
13.根据权利要求1制造的有机薄膜器件(EL)，该有机薄膜器件包括：至少部分地覆盖有第一层堆叠的透明衬底(1)，该第一层堆叠包括建立第一电极的至少一个透明导电层(2)、沉积在第一电极(2)之上的第一和第二不透明导电区域(31、32)的图案、至少覆盖第二不透明导电区域(32)以及第二不透明导电区域(32)的接触第一电极(2)的边缘(E)的由电绝缘光致抗蚀剂材料制成的光致抗蚀剂层(4)；第二层堆叠(6)，该第二层堆叠至少包括优选地为有机电致发光层的有机层；以及在第二层堆叠(6)之上的建立第二电极的导电层(7)。
14.根据权利要求13的有机薄膜器件，其特征在于第一不透明导电区域(31)为接触垫，从而将第一电极(2)或第二电极(7)的至少一个连接到外部电源(8)。
15.根据权利要求13或14的有机薄膜器件，其特征在于至少部分的第二不透明导电区域(32)布置成用于第一电极(2)的分流线(SL)。
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