CN106133935B - 多层并排的高分辨率图案化 - Google Patents
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Abstract
提供了一种器件制作方法，该器件包括：在单个基板上的第一位置处的第一图案化器件层(31)和在第二位置处的第二图案化器件层(32)。该方法包括：在基板上沉积第一夹层(21)；图案化第一夹层(21)，由此去除在第一位置处的第一夹层；沉积第一器件层(31)；沉积第二夹层(22)；图案化第二夹层和下面的层，由此去除在第二位置处的第二夹层和下面的层；沉积第二器件层(32)；以及随后图案化第一器件层和第二器件层以形成在第一位置处的第一图案化器件层和在第二位置处的第二图案化器件层。
Description
发明领域
本发明涉及高分辨率图案化的领域。更具体地，本发明涉及用于多层并排的高分辨率图案化以及用于多个层叠层并排的高分辨率图案化的方法。例如，本发明可涉及用于形成不同的有机半导体层的非重叠图案且用于形成包括至少一个有机半导体层的层叠层的非重叠图案的高分辨率方法。
发明背景
对于基于有机半导体制作显示器和成像器，需要一种可靠的和高分辨率的图案化方法。优选地，图案化方法还将允许在基板上图案化不同的有机半导体层或者并排的不同的层叠层，例如用于实现OLED(有机发光二极管)显示器中的多色发射或者成像器中的多色灵敏性。
在本领域中已知若干图案化方法。例如，在制作流程中常用于有机电子器件的图案化技术基于阴影掩蔽技术。有机半导体可在蒸镀期间通过使用精细的金属掩膜作为真空系统中的阴影掩模直接图案化。这种技术允许定义具有30微米或更高的数量级的尺寸的特征。然而，这种方法的缺点在于，它不允许非常精确的对准。阴影掩蔽技术的进一步的缺点在于，它需要相当繁琐的硬件维护并且难以扩大至大的基板尺寸。
在本领域中还已知附加技术(诸如喷墨印刷)的使用。这可提供与阴影掩蔽类似的分辨率。然而，附加技术不能很好地适用于复杂的层叠层，例如多层叠层。例如，精确对准可能是困难的。
在本领域中还已知若干其他图案化流程，诸如举例而言基于自组装的技术，例如包括对预先图案化基板的自旋铸造流程。然而，这种流程需要仔细地选择排斥/吸引的图案化材料用于特定有机活性层。新兴的图案化方法的另一个示例是激光诱导前向转移(LIFT)。然而，在这种流程中，分辨率限于5至10微米并且热传输流程可能劣化有机器件的电特性。
以可再现的方式且对大晶片尺寸实现低于10微米的图案分辨率的有前景的技术是光刻。然而，与有机半导体组合使用光刻流程不是直接的，因为在标准光致抗蚀剂内使用的溶剂的大多数以及用于抗蚀剂显影(development)和/或抗蚀剂剥离的溶剂可溶解或损坏有机层。
光刻图案化有机层可使用正交处理来实现，其中使用氟化光致抗蚀剂。该方法为标准光刻装置提供微米分辨率。例如，在US 2013/0236999中，描述了一种用于使用正交处理来制作多色OLED器件的方法，其中在单个基板上沉积且并排地图案化多个发光层或层叠层以形成多个发光元件，每一个层发射不同颜色的光。然而，该方法的缺点在于，制造氟化产品是高价的并且处置这些产品还可能是昂贵的和麻烦的。
在US 2012/0252150中，描述了一种有机电致发光显示器的制造方法，其中使用标准的常规光致抗蚀剂使用光刻来形成与不同颜色相对应的不同有机电致发光元件。该方法可使用例如第一掩模层，包括水溶性材料、作为第二掩模层的在抗蚀剂液体中不可溶解的材料、以及光致抗蚀剂层的叠层。以此方式，可在降低被在光刻图案化期间使用的液体溶解或损坏的风险的情况下图案化下面的有机化合物层。第一掩模层和第二掩模层可保留并且用于在进一步的步骤(诸如用于形成其他图案化有机化合物层的步骤)中保护图案化有机化合物层。
发明概述
本发明的实施例的目的是提供用于借助于光刻手段在基板上并排地形成多个层(诸如有机半导体层)的非重叠图案和/或用于借助于光刻手段在基板上并排地形成不同的层叠层的非重叠图案的方法。
以上目的通过根据本发明的方法和器件来实现。
本发明的实施例的优点在于，使用常规光致抗蚀剂材料。
本发明的实施例的优点在于，例如与本领域中的已知方法相比，由于光刻流程，这些层或层叠层损坏和劣化的风险较低。
本发明的实施例可有利地用于需要高分辨率的有机电子器件(诸如举例而言，没有滤色片的高清晰度全色显示器、没有滤色片的高清晰度全色光检测器和光检测器阵列、或者具有多个集成有机光检测器和有机发光二极管子像素元件的智能像素或像素阵列)的制作流程。
本发明涉及一种器件制作方法，该器件包括在基板上(例如，在单个基板上(例如，在毗连的基板上))的第一位置处(例如，在多个第一位置处)的第一图案化器件层以及在第二位置处(例如，在多个第二位置处)的第二图案化器件层。该方法包括：在基板上沉积第一夹层；图案化第一夹层，由此去除在第一位置处(例如，在多个第一位置处)的第一夹层；沉积第一器件层；沉积第二夹层；图案化第二夹层和下面的层，由此去除在第二位置处(例如，在多个第二位置处)的第二夹层和下面的层；沉积第二器件层；以及随后图案化第一器件层和第二器件层以形成在第一位置处(例如，在多个第一位置处)的第一图案化器件层和在第二位置处(例如，在多个第二位置处)的第二图案化器件层。
本发明的方法可进一步包括在图案化第一器件层和第二器件层之前：沉积第三夹层；图案化第三夹层和下面的层，由此去除在第三位置处(例如，在多个第三位置处)的第二夹层和下面的层；以及沉积第三器件层。这些步骤可重复用于在附加对应位置处形成附加图案化器件层。随后图案化所有器件层，即在所有器件层已经沉积之后，在单个图案化流程中完成器件层的图案化。
在本发明的实施例中，第一器件层可以是至少两个层的叠层和/或第二器件层可以是至少两个层的叠层和/或第三器件层可以是至少两个层的叠层和/或任何附加器件层可以是至少两个层的叠层。
第一器件层、第二器件层、第三器件层、以及任何附加器件层可包括例如电致发光层、光致抗蚀剂层、或者半导体层。例如，第一器件层可包括第一有机半导体层，第二器件层可包括第二有机半导体层，并且第三器件层可包括第三有机半导体层。第一有机半导体层、第二有机半导体层、以及第三有机半导体层可具有实质上不同的材料成分，以例如实现感光性或者以不同光谱的发光。
在本发明的实施例中，第一夹层、第二夹层、第三夹层、以及任何附加夹层或进一步的夹层可以是可溶于水的层或者可溶于酒精的层。这些夹层可包含聚合物，诸如举例而言聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性纤维素、聚乙二醇、聚甘油、或者普鲁兰多糖(pullullan)，本公开不限于此。这些夹层可进一步包含溶剂，该溶剂包括水和/或酒精。酒精可以是例如不含烷氧基的酒精，诸如举例而言异丙基酒精，本公开不限于此。酒精可以是例如水溶性酒精。该溶剂可以只含水、只含酒精、或者包含水和水溶性酒精的混合物。
在本发明的实施例中，图案化第一器件层、第二器件层和第三器件层的步骤可包括：设置覆盖第一位置(例如，多个第一位置)、第二位置(例如，多个第二位置)和第三位置(例如，多个第三位置)的图案化光致抗蚀剂层；使用图案化光致抗蚀剂层作为掩模来执行蚀刻步骤，继续蚀刻直至露出基板；以及在水中或者在酒精中溶解第一夹层、第二夹层、以及第三夹层。图案化光致抗蚀剂层可在溶解第一夹层、第二夹层和第三夹层之前去除。作为继续蚀刻直至露出基板的替换方案，可继续蚀刻直至露出第一夹层或者直至露出在不同于多个第一位置的位置处的第一器件层的至少一部分。
在本发明的实施例中，图案化第一器件层、第二器件层和第三器件层的步骤可包括：沉积进一步的夹层；执行蚀刻步骤直至露出第一夹层；以及在水中或者在酒精中溶解第一夹层。作为继续蚀刻直至露出第一夹层的替换方案，可继续蚀刻直至去除在不同于多个第一位置的位置处的第一器件层的至少一部分。
在本发明的实施例中，图案化第一器件层、第二器件层和第三器件层的步骤可包括：沉积进一步的夹层；设置覆盖第一位置、第二位置和第三位置(例如，覆盖多个第一位置、多个第二位置和多个第三位置)的图案化光致抗蚀剂层；使用图案化光致抗蚀剂层作为掩模来执行蚀刻步骤，继续蚀刻直至露出基板；以及在水中或者在酒精中溶解第一夹层、第二夹层、第三夹层和进一步的夹层。图案化光致抗蚀剂层可在溶解第一夹层、第二夹层、第三夹层和进一步的夹层之前去除。作为继续蚀刻直至露出基板的替换方案，可继续蚀刻直至露出第一夹层或者直至露出在不同于多个第一位置的位置处的第一器件层的至少一部分。
在本发明的实施例中，图案化第一器件层、第二器件层和第三器件层的步骤可包括：沉积进一步的夹层；设置覆盖第一位置、第二位置和第三位置(例如，覆盖多个第一位置、多个第二位置和多个第三位置)的图案化光致抗蚀剂层；使用图案化光致抗蚀剂层作为掩模来执行第一蚀刻步骤，继续第一蚀刻步骤直至露出基板；去除图案化光致抗蚀剂层；执行第二蚀刻步骤直至露出第二夹层；以及在水中或者在酒精中溶解第一夹层和第二夹层。作为继续第二蚀刻直至露出第二夹层的替换方案，可继续第二蚀刻直至露出第一夹层或者直至去除在不同于多个第一位置的位置处的第一器件层的至少一部分。
本发明的方法可有利地用于制作基于有机半导体的器件和电路(诸如举例而言多色有机光检测器(OPD)、或者多色有机发光二极管(OLED)、或者包括至少一个OLED子像素元件和至少一个OPD子像素元件的有机智能像素，包括这些器件的阵列)的流程，这些基于有机半导体的器件和电路具有在基板上并排的不同有机材料或不同材料叠层的图案。
例如，本发明的方法可用于没有滤色片的高清晰度多色OLED显示器或高清晰度多色光检测器阵列的制作流程，从而允许获得比当前使用的阴影掩蔽技术更高的分辨率。
例如，本公开的方法还可用于图案化有机CMOS成像器的微米尺寸或子微米尺寸的像素阵列。
在用于光刻图案化有机半导体的已知流程中，每一组子像素元件(诸如表示多色显示器或成像器中的单个颜色的子像素元件)一个接一个地图案化。光刻图案化子像素元件在沉积相应的电致发光层叠层之后直接进行。这种已知方法的缺点在于，敏感有机半导体层或层叠层多次暴露给在光刻期间使用的产品(诸如光致抗蚀剂、显影液、抗蚀剂剥离液)。即使这些产品可变成对下面的材料有利，这些产品沉积和剥离多次也可造成下面的层劣化或损坏的风险。此外，在局部地去除电致发光层叠层期间，已经图案化的子像素元件的侧壁暴露给可导致劣化或损坏的环境。
本公开的实施例的优点在于，在光刻图案化期间，每一个器件层可在该器件层是最终器件的一部分的位置处始终受到保护。因此，根据本公开的实施例的方法可有利地用于图案化可劣化或者受到在光刻期间使用的产品的负面影响的器件层，诸如举例而言有机器件层。在本公开的方法中，可避免这些产品和器件层之间的直接接触。
本公开的实施例的优点在于，可使用常规光刻产品(光致发光剂、显影液)，即已经在微电子工业中使用的光刻产品。本公开的实施例的优点在于，不需要使用昂贵的产品，诸如氟化光致抗蚀剂。
根据本公开的实施例的方法的优点在于，它是可扩大的并且它可与现有半导体层流程线兼容。
根据本公开的实施例的方法的优点在于，用于图案化器件层的最高处理温度可低于150℃。因此，可对诸如举例而言聚萘二甲酸乙二酯(PEN)箔片或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)箔片的柔性箔基板使用该方法，由此实现具有高分辨率的柔性有机器件和电路的制作。
根据本公开的实施例的方法的优点在于，它可以是成本有效的和很好控制的。
在上文中已经描述了各个发明性方面的特定目的和优点。当然，应当理解不一定所有这些目的和优点都可根据本公开的任何特定实施例来实现。由此，例如本领域技术人员将认识到本公开可以实现或优化如本文中所教导的一个优点或一组优点的方式体现或实现，而不必实现如本文中可教导或建议的其他目的或优点。进一步地，应当理解本概述只是示例并且不旨在限制本公开的范围。本公开(关于操作的组织和方法两者与其特征和优点一起)可通过参考在结合附图阅读时的以下详细描述最佳地理解。
本发明的具体和优选方面在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述。来自从属权利要求的特征可适当地与独立权利要求的特征且与其他从属权利要求的特征组合，并且不只是如在权利要求中明确阐述的。
本发明的这些以及其他方面将根据下文中所描述的实施例是显而易见的并且参考其进行阐明。
附图简述
图1解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第一步骤。
图2解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第二步骤。
图3解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第三步骤。
图4解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第四步骤。
图5解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第五步骤。
图6解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第六步骤。
图7解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第七步骤。
图8解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第八步骤。
图9解说根据本发明的实施例的方法的一系列的流程步骤的第九步骤。
图10解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用良性光致抗蚀剂系统的光刻的第一流程步骤。
图11解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用良性光致抗蚀剂系统的光刻的第二流程步骤。
图12解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用良性光致抗蚀剂系统的光刻的第三流程步骤。
图13解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用良性光致抗蚀剂系统的光刻的第四流程步骤。
图14以截面解说根据本发明的实施例的延伸超过在夹层中制成的开口的边缘的图案化光致抗蚀剂层。
图15以俯视图解说根据本发明的实施例的延伸超过在夹层中制成的开口的边缘的图案化光致抗蚀剂层。
图16解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用进一步夹层的第一流程步骤。
图17解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用进一步夹层的第二流程步骤。
图18解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于使用进一步夹层的第三流程步骤。
图19解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和单个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第一流程步骤。
图20解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和单个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第二流程步骤。
图21解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和单个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第三流程步骤。
图22解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和两个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第一流程步骤。
图23解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和两个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第二流程步骤。
图24解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和两个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第三流程步骤。
图25解说根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法的基于与光致抗蚀剂图案化和两个蚀刻步骤组合地使用进一步夹层的第四流程步骤。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制本发明的范围。
在不同的附图中，相同的附图标记指相同或相似的元件。附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。
解说性实施例的详细描述
本发明将针对具体实施例且参考一些附图进行描述，但是本发明不限于此，而是只通过权利要求限定。所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。维度和相对维度不一定对应于本发明实践的实际缩减。
此外，在说明书中且在权利要求中的术语“第一”、“第二”等等用于在类似的元件之间进行区分，并且不一定用于临时地、空间地、以排序或以任何其他方式描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或所解说的其他顺序操作。
此外，说明书和权利要求中的术语“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或所解说的其他取向操作。
应当注意，权利要求中所使用的术语“包括”不应被解释为限于此后列出的手段；它不排除其他元件或步骤。它由此应当被解释为指定存在所声明的特征、整数、如所称谓的步骤或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤或部件、或者它们的组。由此，表达“器件包括装置A和B”的范围不应限于仅仅由部件A和B组成的器件。它意味着针对本发明，器件的仅相关部件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例所描述的具体特征、结构、或者特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在贯穿本说明书的各个地方出现不一定都引用相同的实施例，但是可以如此。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构、或者特性可以任何合适的方式组合，如根据本公开对本领域普通技术人员将是显而易见的。
类似地，应当领会在本发明的示例性实施例的描述中，出于流线型化本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个发明性方面的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起归组在单个实施例、附图、或者其描述中。然而，公开的该方法不应被解释为反映要求保护的本发明需要多于在每一项权利要求中明确叙述的特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，发明性方面在于少于单个在前公开的实施例的所有特征。因此，详细描述之后的权利要求由此被明确地结合到该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征而非其他特征，但是不同实施例的特征的组合意指在本发明的范围内并且形成不同的实施例，如本领域技术人员将理解的。例如，在所附权利要求中，要求保护的实施例中的任一个实施例可以任何组合使用。
在以下提供的描述中，阐述大量具体细节以提供对本公开以及在特定实施例中可如何实践它的透彻理解。然而，应当理解可在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，为了不混淆对本说明书的理解，未详细地示出熟知的电路、结构和技术。
本公开的方法可有利地用于高分辨率地图案化包括在常规光刻期间使用的产品(诸如光致抗蚀剂、显影液、以及剥离液)的影响下劣化的材料的层或层叠层。这些材料包括例如有机半导体、有机电介质、量子点、离子导体、有机组织、反应性金属、或者盐。
在进一步的描述中，描述了例如本公开的方法，其中器件层或器件层叠层包括有机半导体材料。在进一步的描述中且在权利要求中，“器件层”可指单个层以及至少两个层的叠层。
本发明涉及一种器件制作方法，该器件包括在基板上的第一位置处(例如，在多个第一位置处)的第一图案化器件层以及在第二位置处(例如，在多个第二位置处)的第二图案化器件层。第一位置和第二位置可以是基板上的不同位置，以使所制作的器件中的第一图案化器件层和第二图案化器件层不重叠，例如并排地排列。该方法包括：在基板上沉积第一夹层；图案化第一夹层以去除在第一位置处的第一夹层；以及沉积第一器件层。该方法进一步包括：沉积第二夹层；以及图案化第二夹层和下面的层以去除在第二位置处的第二夹层和下面的层。该方法还包括：沉积第二器件层；以及随后图案化第一器件层和第二器件层以形成在第一位置处的第一图案化器件层和在第二位置处的第二图案化器件层。
在图1至图9中示意性地解说根据本发明的示例性方法的流程流程步骤。作为示例，示出用于制作器件(例如，OLED器件)的流程流程步骤，该器件包括在基板上的第一位置处的例如用于提供第一颜色的第一图案化器件层以及在基板上的第二位置处的例如用于提供第二颜色的第二图案化器件层。该示例性流程进一步包括例如在基板上的第三位置处的例如用于提供第三颜色的第三图案化器件层。由此，示例性流程可具体地形成用于制作三色OLED的制造流程的一部分。这些附图示出与包括三个子像素的单个OLED相对应的截面。
然而，应当理解OLED器件可包括大量此类像素，每一个像素包括三个此类子像素，这些像素例如以像素网格或阵列排列。根据本发明的实施例的流程由此可用于在单个基板上制作与多个像素相对应的例如以多行和多列排列的多个三色OLED，诸如举例而言三色OLED阵列。更一般地，根据实施例的流程可用于并排地形成具有不同性质的图案化层叠层(例如，用于提供在OLED中或者在OPD中的不同颜色或者用于提供电路中的各种功能)并且用于制作这些图案化多层叠层。
在本描述中，像素指成像器或显示器中的单个图像点。在成像器或显示器中，多个像素典型地以行和列排列。每一个像素可由子像素构成，每一个子像素例如对应于不同的颜色。每一个子像素包括像素元件，例如发光元件(诸如OLED)或光检测元件(诸如有机光检测器)。
图1示意性地示出基板10，该基板可具有例如设置在其表面上的第一底电极11、第二底电极12、以及第三底电极13。例如，至少第一层可在基板上执行以提供到根据本发明的实施例设置在其上的器件层的电连接。例如，在最终器件中(例如，在完成的OLED器件中)，第一底电极11可以是具有例如与第一颜色功能相对应的第一子像素的底电极，第二底电极12可以是具有例如与第二颜色相对应的第二子像素的底电极，并且第三底电极13可以是具有例如与第三颜色相对应的第三子像素的底电极。在底电极的边缘，可存在边缘覆盖层(未解说)以提供保护免于短路和泄漏。这种边缘覆盖层可由具有良好电绝缘性的有机或无机材料制成。基板10可以是玻璃基板或柔性箔基板、或者本领域技术人员已知的任何其他合适的基板。底电极可包括例如ITO(氧化铟锡)、Mo、Ag、Au、Cu、导电聚合物，诸如举例而言PEDOT:PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐))、或者导电CNT(碳纳米管)或石墨烯层，本公开不限于此。
根据本发明的实施例的示例性方法包括：在基板10上沉积第一夹层21。由此，在基板10上设置第一夹层21，如图1所示。第一夹层21可以是不导致在流程中进一步设置的器件层或器件层叠层劣化的层。第一夹层可以是例如水基材料或醇基材料。第一夹层可包含聚合物，诸如举例而言聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性纤维素、聚乙二醇、聚甘油、或者普鲁兰多糖。第一夹层可进一步包含溶剂，该溶剂包括水和/或酒精。酒精可以是例如不含烷氧基的酒精，诸如举例而言异丙基酒精。酒精可以是例如水溶性酒精。该溶剂可以只含水、只含酒精、或者包含水和水溶性酒精的混合物。第一夹层21的厚度可在例如100nm和6000nm之间(例如，500nm和2000nm之间的)的范围内，本公开不限于此。
根据本发明的实施例的示例性方法包括：图案化第一夹层21，由此去除在第一位置处的第一夹层21。例如，图案化第一夹层21的该步骤可跟随在基板10上沉积第一夹层21的步骤之后。如图2中所解说的，图案化第一夹层21以例如诸如制成通过第一夹层21的第一开口并且露出第一底电极11。第一夹层21可通过常规光刻、随后干法蚀刻(例如，使用O2、SF6或CF6)和/或湿法蚀刻来图案化。优选地，溶剂可显影的光致抗蚀剂用于图案化第一夹层21。然而，本公开不限于此并且可使用其他光致抗蚀剂。第一开口1可具有任何合适的形状，诸如举例而言矩形或圆形，本公开不限于此。第一底电极11可完全地露出或者部分地露出，例如它可几乎完全地露出，意味着只有第一底电极11的边缘保持被第一夹层21覆盖。在该步骤之后，第二底电极12和第三底电极13可保持被第一夹层21覆盖。
在下一步骤中，如图3中所解说的，例如在基本整个基板上沉积第一器件层31，例如至少其中在第一位置处去除第一夹层21。以此方式，可使得第一器件层31与第一底电极11接触。在此所描述的示例中，第一器件层31可对应于第一颜色(第一子像素)，例如第一器件层可包括适合于发射第一颜色的光(例如，发射具有第一色谱的光)的有机半导体材料。
在根据本发明的实施例中(例如，在此所描述的与三色OLED相关的示例中)，第一器件层31可以是例如层叠层，例如包括空穴注入层、电子阻挡层、空穴传输层、电致发光有机层、电子传输层、空穴阻挡层、和/或电子注入层，本公开不限于此。第一器件层31可至少包括第一电致发光有机层。第一器件层31可通过溶液处理(例如，自旋涂敷、印刷、喷涂、狭缝模涂敷、和/或刮涂)、气相沉积(例如，CVD或OVPD)、或者真空沉积(例如，蒸镀)来沉积。
在沉积第一器件层31之后，如图4所示例如在第一器件层31上例如通过自旋涂敷、狭缝模涂敷、浸涂、印刷、或者刮涂来沉积第二夹层22，本公开不限于此。第二夹层22可以是不导致在流程中进一步设置的第一器件层31以及器件层或器件层叠层劣化的层。它可保护第一器件层或器件层叠层不受进一步在流程中的光刻步骤中使用的产品的影响。它可具有与第一夹层21相同的成分，或者它可具有不同的成分。
接着，如图5中所解说的，图案化第二夹层22和下面的层(例如，第一器件层31和第一夹层21)，由此去除在第二位置处的第二夹层和下面的层，例如形成只在第二底电极12的位置处的通过这些层的第二开口2由此以露出第二底电极12。图案化第二夹层22和下面的层可例如使用常规光致抗蚀剂通过光刻来完成。优选地，使用溶剂可显影的光致抗蚀剂。然而，本公开不限于此并且可使用其他光致抗蚀剂。在光刻之后，可执行蚀刻步骤以局部地去除第二夹层22、第一器件层31、以及第一夹层21。蚀刻步骤可以是湿法蚀刻步骤或干法蚀刻步骤(例如，使用O2，SFS或CFS等离子体)，并且单一的蚀刻剂可用于去除不同的层。
在下一步骤中，如图6中所解说的，例如在基本整个基板上沉积第二器件层32，例如至少其中在第二位置处去除第二夹层21和下面的层。以此方式，可使得第二器件层32与第二底电极12接触。在此所描述的示例中，第二器件层或器件层叠层32可对应于第二颜色并且可包括适合于发射第二颜色的光(例如，适合于发射具有第二色谱的光)的有机半导体材料，其中在实质光谱范围上第二色谱可不同于第二色谱。第二器件层32可包括例如空穴注入层、电子阻挡层、空穴传输层、电致发光有机层、电子传输层、空穴阻挡层、和/或电子注入层，本公开不限于此。第二器件层32可至少包括第二电致发光有机层。第二器件层可通过溶液处理(例如，自旋涂敷、印刷、喷涂、狭缝模涂敷、和/或刮涂)、气相沉积(例如，CVD或OVPD)、或者真空沉积(例如，蒸镀)来沉积。
该方法还包括随后图案化第一器件层31和第二器件层32以形成在第一位置处的第一图案化器件层311以及在第二位置处的第二图案化器件层321，如在下文中进一步描述的。
可重复图4至图6中所解说的步骤以例如用于形成第三子像素。
在沉积第二器件层32之后，可在第二器件层32上沉积第三夹层23，例如如图7所示。第三夹层23可以是不导致在流程中进一步设置的下面的器件层以及器件层或器件层叠层劣化的层。它可保护第二器件层或器件层叠层32不受进一步在流程中的光刻步骤中使用的产品的影响。
第三夹层23可包含聚合物，诸如举例而言聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性纤维素、聚乙二醇、聚甘油、或者普鲁兰多糖。第三夹层可进一步包含所选的溶剂，该溶剂包括水和/或酒精。酒精可以是例如不含烷氧基的酒精，诸如举例而言异丙基酒精。酒精可以是例如水溶性酒精。该溶剂可以只含水、只含酒精、或者包含水和水溶性酒精的混合物。
接着，如图8中所解说的，图案化第三夹层23和下面的层(例如，第二器件层32、第二夹层22、第一器件层31、以及第一夹层21)以例如由此只在第三底电极13的位置处形成通过这些层的第三开口3并且露出第三底电极13。图案化第三夹层23和下面的层可使用常规光致抗蚀剂通过光刻来完成。优选地，可使用溶剂可显影的光致抗蚀剂。然而，本公开不限于此并且可使用其他光致抗蚀剂。在光刻之后，可执行蚀刻步骤以局部地去除第三夹层23、第二器件层32、第二夹层22、第一器件层31、以及第一夹层21。蚀刻步骤可以是湿法蚀刻步骤或干法蚀刻步骤(例如，使用O2，SFS或CFS等离子体)，并且单一的蚀刻剂可用于去除不同的层。
在下一步骤中，如图9中所解说的，沉积第三器件层33。以此方式，可使得第三器件层33与第三底电极13接触。在此所描述的示例中，第三器件层33可对应于第三颜色并且可包括适合于发射第三颜色的光(例如，发射在相应的基本波长范围上具有与第一色谱和第二色谱不同的第三色谱的光)的有机半导体材料。第三器件层33可包括例如空穴注入层、电子阻挡层、空穴传输层、电致发光有机层、电子传输层、空穴阻挡层、和/或电子注入层，本公开不限于此。第三器件层33可至少包括第三电致发光有机层。第三器件层可通过溶液处理(例如，自旋涂敷、印刷、喷涂、狭缝模涂敷、和/或刮涂)、气相沉积(例如，CVD或OVPD)、或者真空沉积(例如，蒸镀)来沉积。
在沉积期望数量的器件层或颜色(例如，在图1至图9中所解说的示例中三个)之后，在它们在最终器件中不需要的相应位置处去除不同的层，即，可图案化不同的层。该去除可以不同的方式完成，如进一步所解说的：(i)使用良性光致抗蚀剂系统光刻；(ii)使用进一步的夹层；(iii)与光致抗蚀剂图案化和单个蚀刻步骤组合地使用进一步的夹层；以及(iv)与光致抗蚀剂图案化和两个蚀刻步骤组合地使用进一步的夹层。
用于去除多余材料的第一种方法基于使用良性光致抗蚀剂系统(例如，不导致露出的层(例如，与光刻产品直接接触的层)劣化的光致抗蚀剂系统)的光刻。常规光致抗蚀剂系统可在露出的层是不被在光刻期间使用的产品劣化或损坏的层的情况下使用。在露出的层被常规光致抗蚀剂产品劣化或损坏的情况下，可使用氟化光致抗蚀剂系统。该方法的流程流程步骤在图10至图13中示意性地解说。
在该方法中，在图9的基板上沉积不导致多层叠层的露出的层(例如，在该示例中第三器件层33)劣化的光致抗蚀剂层。如图10中所解说的，光致抗蚀剂层40以使它保持在与第一位置(例如，第一夹层21中的开口1)、第二位置(例如，第二夹层22中的开口2)、以及第三位置(例如，第三夹层23中的开口3)相对应的位置处的方式图案化。由此，该图案化步骤可针对所有子像素(例如，所有颜色和/或所有器件层)同时完成。图案化光致抗蚀剂层40可与先前在夹层21、22、23中制成的开口1、2、3匹配，或者它可延伸超过这些开口的边缘。在图10所示的示例中，光致抗蚀剂层40延伸超过这些开口的边缘(即，与其重叠)。光致抗蚀剂层40和夹层中的开口之间的该重叠dov在图14(截面)和图15(俯视图)中示意性地解说，例如其中开口是方形的。出于清楚的原因，在这些附图中未详细地示出器件层和电极层。
在例如通过阴影掩模的照明和显影来图案化光致抗蚀剂层40之后，可通过蚀刻来去除露出的区域(例如，未被图案化光致抗蚀剂层40覆盖的区域)中的下面的层。例如，RIE蚀刻(例如，氧气、NO2、SF6、CF4RIE蚀刻)可用于去除不想要或者多余的材料。在本公开的实施例中，例如蚀刻可例如使用相同的蚀刻剂继续，直至露出基板10。该蚀刻步骤可以是时间受控的蚀刻。所得结构的截面在图11中示出。
在替换实施例(未解说)中，蚀刻可继续直至露出第一夹层21。在这些实施例中，优选地第一夹层21可比第一器件层31和第二器件层32厚。在这些条件下，在蚀刻步骤之后，第二夹层22的至少一部分可仍然覆盖在第一位置处的第一器件层31并且第三夹层23的至少一部分可仍然覆盖在第二位置处的第二器件层32。第三器件层33可在蚀刻期间被光致抗蚀剂层40覆盖。优点在于，所有器件层在蚀刻步骤期间至少在第一、第二、以及例如形成子像素的任何进一步的位置处受到保护。
在另一个替换实施例(未解说)中，蚀刻可继续直至在与第一位置不同的位置处去除第一电致发光层(第一器件层叠层31的一部分)。以此方式，具有(例如，与不同颜色相对应的)不同子像素的电致发光层可彼此分离。
在蚀刻步骤之后，可去除光致抗蚀剂层40，例如如图12所示。接着，可通过施加溶解夹层21、22和23的溶液来去除所有多余层。取决于用于夹层的特定材料(例如，可溶于水的或者可溶于酒精的)，该溶解溶液可以是例如水或酒精。
在替换流程(未解说)中，在没有先去除光致抗蚀剂层40的情况下，通过施加溶解夹层21、22和23的溶液，去除光致抗蚀剂层40的步骤可与去除多余层的步骤组合。
在使用溶解溶液处理样品之后，获得如图13所示的结构，例如并排地包括在第一位置处(例如，在多个第一位置处)的第一图案化器件层311、在第二位置处(例如，在多个第二位置处)的第二图案化器件层321、以及在第三位置处(例如，在多个第三位置处)的第三图案化器件层331的结构。
根据本发明的实施例的用于去除多余材料的方法(例如，如图10至图13中所解说的)的优点在于，第一器件层31和第二器件层32可在整个流程期间例如至少在形成第一子像素311和第二子像素321的位置处受到保护。这些器件层在只暴露给用于去除夹层的溶解溶液的这些位置处。在所示的示例中，第三器件层33可暴露给光致抗蚀剂40以及在光刻期间使用的产品。因此，该方法适合于其中第三器件层33是不被这些光刻产品损坏或劣化的稳健层的应用。在第三器件层33不足以抵御常规光刻产品的影响的情况下，可使用氟化光致抗蚀剂系统。
用于去除多余材料的第二种示例性方法可基于使用进一步的夹层。该方法的流程流程步骤在图16至图18中示意性地解说。该第二种方法的优点在于，所有器件层31、32、33可在整个流程期间例如至少在形成第一子像素311、第二子像素321和第三子像素331的相应位置处受到保护。这些器件层在只暴露给用于去除夹层的溶解溶液的这些位置处。
在该第二种方法中，在图9的结构上沉积进一步的夹层24。该进一步的夹层24可以是如图16中所解说的平坦化层，或者它可以是非平坦化(例如，保形或半保形)层。进一步的夹层24可包含聚合物，诸如举例而言聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性纤维素、聚乙二醇、聚甘油、或者普鲁兰多糖。该进一步的夹层可进一步包含所选的溶剂，该溶剂包括水和/或酒精。酒精可以是例如不含烷氧基的酒精，诸如举例而言异丙基酒精。酒精可以是例如水溶性酒精。该溶剂可以只含水、只含酒精、或者包含水和水溶性酒精的混合物。
在沉积进一步的夹层24之后，可应用时间受控的干法或湿法蚀刻步骤。在本公开的实施例中，蚀刻可继续直至露出第一夹层21，例如如图17中所解说的。优选地，第一夹层21可比第一器件层31、第二器件层32和第三器件层33厚。在这些条件下，在蚀刻步骤之后，在形成子像素的相应位置处，第二夹层22的至少一部分可仍然覆盖第一器件层31，第三夹层23的至少一部分可仍然覆盖第二夹层32，并且进一步的夹层24的至少一部分可仍然覆盖第三器件层33。优点在于，所有器件层在蚀刻步骤期间例如至少在形成子像素的相应位置处受到保护。
在替换实施例(未解说)中，蚀刻可继续直至在与第一位置不同的位置处去除至少第一电致发光层(例如，第一器件层31的一部分)。以此方式，具有(例如，与不同颜色相对应的)不同子像素的电致发光层可彼此分离。
接着，溶解第一夹层21、第二夹层22、第三夹层23和进一步的夹层24的溶剂或溶液(例如，水或酒精)可用于去除不必要的层，导致图18所示的结构，例如并排地包括在第一位置或多个第一位置处的第一图案化器件层311、在第二位置或多个第二位置处的第二图案化器件层321、以及在第三位置或多个第三位置处的第三图案化器件层331的结构。该方法的优点在于，在形成子像素的位置处的第一器件层31、第二器件层32、以及第三器件层33可在蚀刻步骤期间受到上覆(overlying)夹层的保护。因此，该蚀刻步骤不损坏器件层。
用于去除多余材料的第三种方法基于与光致抗蚀剂图案化和单个蚀刻步骤组合地使用进一步的夹层。该方法的优点在于，所有器件层31、32、33可在整个流程期间至少在形成第一子像素311、第二子像素321和第三子像素331的相应位置处受到保护。器件层可在这些位置处只暴露给用于去除夹层的溶解溶液而非在光刻期间使用的产品。该方法的流程流程步骤在图19至图21中示意性地解说。
在该方法中，在图9的结构上沉积进一步的夹层24。该夹层24可以是如图19中所解说的平坦化层，或者它可以是非平坦化(例如，保形或半保形)层。进一步的夹层24可包含聚合物，诸如举例而言聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性纤维素、聚乙二醇、聚甘油、或者普鲁兰多糖。该进一步的夹层可进一步包含溶剂，该溶剂包括水和/或酒精。酒精可以是例如不含烷氧基的酒精，诸如举例而言异丙基酒精。酒精可以是例如水溶性酒精。该溶剂可以只含水、只含酒精、或者包含水和水溶性酒精的混合物。
在沉积进一步的夹层24之后，沉积和图案化光致抗蚀剂层40，如图19中所解说的。优选地，使用溶剂可显影的光致抗蚀剂。然而，本公开不限于此并且可使用其他光致抗蚀剂。光致抗蚀剂层40可以使它保持在与第一位置(例如，第一夹层21中的第一开口1)、第二位置(例如，第二夹层22中的第二开口2)、以及第三位置(例如，第三夹层23中的第三开口3)相对应的位置处的方式图案化。由此，该图案化步骤针对(例如，与所有颜色相对应的)所有子像素(例如，针对所有器件层)同时完成。图案化光致抗蚀剂层40可与先前在夹层21、22、23中制成的开口1、2、3匹配，或者它可延伸超过这些开口的边缘。在图19所示的示例中，光致抗蚀剂层40延伸超过这些开口的边缘。光致抗蚀剂层40和夹层中的开口之间的该重叠dov在图14(截面)和图15(俯视图)中示意性地解说，例如其中开口是方形的。出于清楚的原因，在这些附图中未详细地示出器件层和电极层。
在例如通过阴影掩模的照明和显影来图案化光致抗蚀剂层40之后，可通过湿法或干法蚀刻来去除露出的区域(例如，未被图案化光致抗蚀剂层40覆盖的区域)中的层，直至露出基板10。这在图20中示意性示出。例如，RIE蚀刻(例如，氧气、NO2、SF6或CF4RIE蚀刻)可用于去除不想要的材料。
在替换实施例中，蚀刻可继续直至露出第一夹层21。在另一个替换实施例(未解说)中，蚀刻可继续直至在与第一位置不同的位置处去除至少第一电致发光层(第一器件层31的一部分)。以此方式，具有(例如，与不同颜色相对应的)不同子像素的电致发光层彼此分离。
接着，可去除光致抗蚀剂层40，并且可通过施加溶解夹层21、22、23和24的溶剂或溶液来去除所有多余层。取决于用于夹层的特定材料，该溶剂或溶液可以是例如水或酒精。在使用溶解溶液处理样品之后，获得如图21所示的结构，并排地包括在至少第一位置处的第一图案化器件层311、在至少第二位置处的第二图案化器件层321、以及在至少第三位置处的第三图案化器件层331。
用于去除多余材料的第四种方法基于与光致抗蚀剂图案化、第一蚀刻步骤、以及第二蚀刻步骤组合地使用进一步的夹层。该方法的流程流程步骤在图22至图25中示意性地解说。
在根据本发明的实施例的该方法中，在图9的结构上沉积进一步的夹层24。该进一步的夹层24可以是如图22中所解说的平坦化层，或者它可以是非平坦化(例如，保形或半保形)层。
在沉积进一步的夹层24之后，可沉积和图案化光致抗蚀剂层40，如图22中所解说的。优选地，可使用溶剂可显影的光致抗蚀剂。然而，本公开不限于此并且可使用其他光致抗蚀剂。光致抗蚀剂层40可以使它保持在与第一位置(例如，第一夹层21中的第一开口1)、第二位置(例如，第二夹层22中的第二开口2)、以及第三位置(例如，第三夹层23中的第三开口3)相对应的位置处的方式图案化。由此，该图案化步骤针对所有子像素、例如针对所有颜色、例如针对所有器件层同时完成。图案化光致抗蚀剂层40可与先前在夹层21、22、23中制成的开口1、2、3匹配，或者它可延伸超过这些开口的边缘。在图22所示的示例中，光致抗蚀剂层40延伸超过这些开口的边缘。光致抗蚀剂层40和夹层中的开口之间的该重叠dov在图14(截面)和图15(俯视图)中示意性地解说，例如其中开口是方形的。出于清楚的原因，在该附图中未详细地示出器件层和电极层。
在例如通过阴影掩模的照明和显影来图案化光致抗蚀剂层40之后，可通过执行第一蚀刻步骤来去除露出的区域(例如，未被图案化光致抗蚀剂层40覆盖的区域)中的下面的层，直至露出基板，参见图23。例如，RIE蚀刻(例如，氧气、NO2、SF6或CF4RIE蚀刻)可用于第一蚀刻步骤。接着，第二蚀刻步骤可完成，直至露出第二夹层22。在一些实施例中，第二蚀刻步骤可以是第一蚀刻步骤的继续。所得结构的截面在图24中示意性地示出。
在替换实施例(未解说)中，第二蚀刻步骤可继续直至露出第一夹层21。在其他替换实施例(未解说)中，第二蚀刻步骤可继续直至在与第一位置或多个第一位置不同的位置处去除至少第一电致发光层(例如，第一器件层31的一部分)。以此方式，具有(例如，与不同颜色相对应的)不同子像素的电致发光层彼此分离。
在第二蚀刻步骤之后，通过施加溶解夹层21和22以及进一步的夹层24的溶剂或溶液来去除所有剩余的多余层。取决于用于夹层的特定材料，该溶剂或溶液可以是例如水或酒精。在使用溶解溶液处理样品之后，获得如图25所示的结构，并排地包括在第一位置处的第一图案化器件层311、在第二位置处的第二图案化器件层321、以及在第三位置处的第三图案化器件层331。
在本公开的实施例中，器件层叠层可包括完整的OLED叠层或者它们可包括不完整的OLED叠层。作为不完整的叠层的示例，可针对上至电致发光层的每一个元件/颜色沉积叠层。然后，剩余的层和顶电极可在以上所述的图案化流程之后被沉积为共用叠层。
本公开的方法可用于制作包括多个像素的器件，诸如举例而言二维像素阵列。例如，本公开的方法可用于制作OLED阵列或OLED显示器，诸如多色显示器(例如，RGB、RGBW)或者将高光谱显示与一个或多个颜色组合的显示器。例如，本公开的方法可用于制作OPD阵列或OPD成像器，诸如多色成像器(例如，RGB、RGBW)或者将高光谱成像与一个或多个颜色组合的成像器。本公开的方法还可用于制作具有并排的不同半导体的OTFT或OTFT电路或者用于制作生物传感器。本公开的方法可用于制作“智能”像素，其中例如OPD、OLED或OTFT组合，例如RGB OLED和白色OPD、OPD和读出OTFT、OLED和读出OTFT。
以上描述详述了本公开的特定实施例。然而，将领会无论上文在文本中如何详细地显现，本公开可以许多方式实践。应当注意，在描述本公开的特定特征或方面时特定术语的使用不应用于暗示该术语在本文中重新定义以限于包括该术语相关联的本公开的特征或方面的任何具体特性。
鉴于以上详细描述以及本发明的概述已经集中于器件制作方法，本发明还涉及包括使用如上所述的实施例中的任一个实施例的方法而获得的图案化层的器件。
尽管以上详细描述已经示出、描述或指出如应用于各个实施例的本发明的新颖性特征，但是将理解本领域技术人员可做出所解说的器件或流程的形式和细节的各种省略、替换和改变，而不背离本发明。
Claims (15)
1.一种器件制作方法，所述器件包括：在基板(10)上的第一位置处的第一图案化器件层(311)和在第二位置处的第二图案化器件层(321)，所述方法包括：
在所述基板(10)上沉积第一夹层(21)；
通过光刻图案化所述第一夹层(21)，由此去除在所述第一位置处的所述第一夹层；
沉积第一器件层(31)；
沉积第二夹层(22)；
通过光刻图案化所述第二夹层(22)和下面的层，由此去除在所述第二位置处的所述第二夹层和所述下面的层，所述下面的层包括至少所述第一器件层和所述第一夹层；
沉积第二器件层(32)；以及
随后通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)以形成在所述第一位置处的所述第一图案化器件层(311)和在所述第二位置处的所述第二图案化器件层(321)，
其中通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)的步骤包括：在水中或者在酒精中溶解所述第一夹层(21)和所述第二夹层(22)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)之前：沉积第三夹层(23)；通过光刻图案化所述第三夹层(23)和下面的层，由此去除在第三位置处的所述第二夹层和所述下面的层；以及沉积第三器件层(33)，其中重复这一系列步骤直至获得预定数量的器件层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所有器件层已经沉积之后，在单个图案化流程中完成所有器件层的图案化。
4.根据权利要求2或3中所述的方法，其特征在于，所述第一夹层(21)、所述第二夹层(22)、以及所述第三夹层(23)在水中或者在酒精中是可溶解的。
5.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一器件层(31)是至少两个层的叠层。
6.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第二器件层(32)是至少两个层的叠层。
7.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述器件层中的每一个器件层是至少两个层的叠层。
8.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述器件层包括电致发光层、光敏层、和/或半导体层。
9.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述器件层中的每一个器件层包括不同的有机半导体层。
10.根据权利要求1－3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)的步骤还包括：
设置覆盖所述第一位置和所述第二位置的图案化光致抗蚀剂层(40)；
使用所述图案化光致抗蚀剂层(40)作为掩模来执行蚀刻步骤，继续蚀刻直至露出所述基板(10)；以及
去除所述图案化光致抗蚀剂层(40)。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)的步骤还包括：
沉积进一步的夹层(24)；以及
执行蚀刻步骤直至露出所述第一夹层(21)。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)的步骤还包括：
沉积进一步的夹层(24)；
设置覆盖所述第一位置和所述第二位置的图案化光致抗蚀剂层(40)；
使用所述图案化光致抗蚀剂层(40)作为掩模来执行蚀刻步骤，继续蚀刻直至露出所述基板(10)；
去除所述图案化光致抗蚀剂层(40)；以及
在水中或者在酒精中溶解所述进一步的夹层(24)。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过光刻图案化所述第一器件层(31)和所述第二器件层(32)的步骤还包括：
沉积进一步的夹层(24)；
设置覆盖所述第一位置和所述第二位置的图案化光致抗蚀剂层(40)；
使用所述图案化光致抗蚀剂层(40)作为掩模来执行第一蚀刻步骤，继续蚀刻直至露出所述基板(10)；
去除所述图案化光致抗蚀剂层(40)；
执行第二蚀刻步骤直至露出所述第二夹层(22)；以及
在水中或者在酒精中溶解所述进一步的夹层(24)。
14.一种用于使用根据权利要求2－13中的任一项所述的方法来制作多色有机发光二极管阵列的方法，其特征在于，所述第一图案化器件层(311)包括用于发射第一色谱的第一电致发光层，所述第二图案化器件层(321)包括用于发射第二色谱的第二电致发光层，并且所述第三器件层(331)包括用于发射第三色谱的第三电致发光层。
15.一种用于使用根据权利要求2－13中的任一项所述的方法来制作多色有机光检测器的方法，其特征在于，所述第一图案化器件层(311)包括具有第一吸收光谱的第一半导体层，所述第二图案化器件层(321)包括具有第二吸收光谱的第二半导体层，并且所述第三器件层(331)包括具有第三吸收光谱的第三半导体层。
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| WO2022249370A1 (ja) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | シャープ株式会社 | 表示装置の製造方法及び表示装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102169959A (zh) * | 2010-01-11 | 2011-08-31 | 三星移动显示器株式会社 | 制造高分辨率有机薄膜图案的方法 |
| CN103022381A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 乐金显示有限公司 | 有机发光二极管显示装置及其制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003031556A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Canon Inc | 半導体素子の作製方法およびジャイロ装置 |
| US8193018B2 (en) * | 2008-01-10 | 2012-06-05 | Global Oled Technology Llc | Patterning method for light-emitting devices |
| KR101182441B1 (ko) * | 2010-01-13 | 2012-09-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 박막 패턴 형성 방법 및 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102169959A (zh) * | 2010-01-11 | 2011-08-31 | 三星移动显示器株式会社 | 制造高分辨率有机薄膜图案的方法 |
| CN103022381A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 乐金显示有限公司 | 有机发光二极管显示装置及其制造方法 |
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