使用电压可变介电材料的发光设备的制作方法

专利名称：使用电压可变介电材料的发光设备的制作方法
技术领域：
公开的实施方案总体涉及发光设备领域。更具体地，此处所描述 的实施方案包括集成或纳有电压可变介电材料(voltage switchable dielectric material)的发光设备。
背景技 术
传统的发光结构，例如白炽灯泡，正在被诸如LED和OLED之类 效率更高，功率更强的发光结构所取代。虽然新的发光结构给出了更 多的优点，但它们同时也更为昂贵，更难以制造以及经常还要用到特 殊材料。而且，虽然这种新设备可能比传统发光结构具有相对较长的 寿命，但LED和OLED暴露在瞬态电条件下时则可能会损坏。特别是， 有机和无机发光设备，包括用于这些设备中的半导体芯片和聚合物， 对静电放电(ESD)和诸如电过应力(EOS)、电磁脉冲(EMP)等其他 电压瞬态高度敏感。这些设备过去都是由雪崩二极管或聚合物电涌抑 制器来保护的。


图l是根据本发明实施方案的，被构造为纳有或集成了 VSD材料的发光设备的框图。
图2是根据本发明一个实施方案的，被构造成包括VSD材料的发 光二极管的筒化示意图。
图3示出了根据本发明的一个或多个实施方案的，被构造成含有 VSD材料的LEDi殳备。
图4示出了根据本发明的被安装到一个纳有VSD材料的垫底基底 或平台上的LED设备。
图5示出了又一个实施方案，其中， 一个或多个LED设备根据本 发明实施方案被安装到一个纳有VSD材料的垫底基底(underlying substrate)或其他多元件平台上。
图6示出了一个根据本发明实施方案构造的0LED设备610。
图7示出了一项根据本发明实施方案的用于形成那集成了 VSD材 料的发光设备的技术。
图8A-图8E示出了根据本发明一个或多个实施方案的，用于形成 LED设备的过程。
具体实施例方式
此处所描述的实施方案提供了电压可变介电材料(VSD)作为发光 部件的一部分的应用，该发光部件包括LED和OLED。 VSD材料可以,皮 提供作为封装的一部分，或与这类发光设备的电部件和元件集成或组 合。如一个或多个实施方案所提供的，VSD材料的集成可保护发光设 备免受诸如静电放电(ESD)和电过应力(EOS)之类的电压瞬态的影 响，以及免受潮湿、沖击和其他电学或机械的危害。
实施方案还包括用于保护发光结构(包括LED和OLED )免受ESD 事件的装置设计和技术。特别是， 一个或多个实施方案提供了将VSD 材料用于将ESD事件遮蔽在LED或OLED之外。
如此处所用的，"电压可变材料，，或"VSD材料"是任何具有如下 特征的成分或成分的组合，其中所述特征为材料一直是介电的或不 导电的，除非对该材料施加一个超过材料特征电压水平的电压，在后 一情况下，材料变为导电的。因此，VSD材料是介电的，除非有一超 过特征水平的电压(例如，由ESD事件引起的)被作用到材料上，在这种情况下，VSD材料是导电的。VSD材料还可以被表征为任何可以被 表征为非线性电阻材料的材料。
存在各种各样的VSDM。诸如美国专利4,977, 357，美国专利 5， 068， 634,美国专利5， 099， 380，美国专利5， 142， 263,美国专利 5， 189, 387，美国专利5， 248， 517，美国专利5,807, 509， WO 96/02924 和WO 97/26665之类的文献给出了电压可变介电材料的例子。在一个 实施中，VSDM材料对应于在商标名下"SURGX"制造的材料。
一个或多个实施方案提供了对如下的VSD材料的应用，所述VSD 材料包括30-80%的绝缘体、0. 1-70%的导体以及0-70%的半导体。绝缘 材料包括但不限于有机硅聚合物、环氧、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯醚、聚砜、溶胶凝胶材料、奶晶(creamer )、 二氧化硅、氧化铝、 氧化锆及其他金属氧化物绝缘体。导电材料的例子包括金属、如铜、 铝、镍、不锈钢。半导体材料包括有机和无机半导体。 一些无机半导 体包括硅、碳化硅、氮化硼、氮化铝、氧化镍、氧化锌、^t化锌。有 机半导体的例子包括聚3-己基噻吩、并五苯、二萘嵌苯、碳纳米管和 C60富勒烯。具体配置和成分可以选择成使其最适合于VSD材料的特 殊应用。
此外， 一个或多个实施方案将VSD材料容纳在其上放置有发光设 备的垫底基底或板上。VSD材料还可以施加在一个随后用于形成一些 或所有余下的设备的基底上。可以利用诸如电镀之类的离子沉积工艺 在基底上形成导电元件，而VSD材料处于导电状态。对导电元件的放 置和构造必须是选择性的，以便容纳电学引线、终端(即输入或输出) 以及其他被提供到、用到或包含到发光设备中的导电元件。
而且， 一个或多个实施方案给出了， VSD材料被集成或纳入到壳 内、中间层内，或者以一些其他形式被集成或连接到发光设备上。
此外， 一个或多个实施方案还给出了，在用于于基底上形成发光 设备的导电元件和部件的电镀或其他离子沉积过程中使用VSD材料。 在一个实施方案中，形成的基底包括了一层VSD材料。 一层有抗蚀剂 的材料被提供在VSD材料层上。该抗蚀材料被选择性地除去以形成一 个图案，其中曝光了抗蚀层中的一些区域，这些区域标识了那些将要 处于那些要形成发光设备的导电元件的地点以下的位置。在一个实施方案中，图案可以对应于以下中的一个或多个(i)进入或穿出发光 部件的电学引线(lead)和/或终端，发光部件和基底上其他元件之间 的电学互联件，或发光部件之间的电学互联件，(ii )半导体或设备的 其他发光部件。 一旦图案形成，在基底上施加一个超过VSD材料特征 电压的电压。在施加电压的同时，基底净皮暴露在离子沉积下，从而使 导电材料连接到VSD材料上。这导致在基底上至少存有部分图案的地 点形成导电线路。
此处所描述的各种实施方案将VSD材料应用到LED和0LED i殳备 上，以实现一种可以制造和/或构造出具有内在ESD^呆护的LED/0LED 设备的耐用、大规模技术。例如对于高亮度的LED,传统的方法一直 遭受着不能对付ESD事件这一困扰，至少在没有实施那些昂贵的和/ 或效果可量称的方案下是这样的。相反，此处描述的实施方案可以VSD 材料到LED和0LED设备的大规模应用，以便提供对抗ESD事件的内在 保护。而且，如针对图7和图8A-8E的实施方案所描述的，VSD材料 可以被纳入LED设备内和基底内，以提高和促进这种设备的制造，并 同时提供内在的ESD保护。
图l是根据本发明实施方案的，被构造为纳有或集成了 VSD材料 的发光设备的框图。设备100包括一个发光部件，该发光部件将电流 从一个输入终端112携带到输出终端114。穿过部件110的电流导致 光的产生。部件110可以由不同材料和/或结构组成。例如，在LED情 况下，部件110可以由众多可能的半导体材料中的一个组成。而另一 方面，OLED可以由有机材料组成，该有机材料包括聚合物。发光部件 110也可以包括其他类型的部件。例如，此处所描述的一个或多个实 施方案也可以实施在灯丝上，该灯丝由特殊材料形成，当电流穿过时， 该特殊材料"点着"以发出具有特殊光谱的光。
根据，例如，所用材料的类型和/或部件110的结构，发射的光的 光诿可能变化。在发光部件是LED的情况下，发射的光可能包括来自 可见光谱(如，白光、蓝光、绿光、红光和黄光)，或者来自不可见 光镨(如，红外和近紫外)的光。不管用于发光部件no的材料类型和结构如何，此处所描述的实 施方案能够使设备作为一个整体能因VSD材料的纳入而可以更好地抵 御瞬态电压及事件。
为了形成设备IOO，发光部件110可以被提供在各种可选环境之 一里。在一个实施中，发光部件110被设置在一个任选基底122上或 者其他平台上，而导电元件将设备IOO连接到其他被设置在或安置到 该基底上的设备上。作为可替代的或者附加的特征， 一个或多个实施 方案提供了将发光部件110纳入到盒124内。 一些结构(包括膜或基 底124 )可以将发光部件110贴附到盒子124上，以及盒子124可以 是半透明的或者包括半透明部分。作为又一个变体，发光部件110可 以被提供为独立结构，例如，如图3的实施方案所描述的，发光设备 IOO可以是LED形式，并包括那些从LED的输入/输出终端112， 114 开始延伸的电学引线，以使LED可以被表面组装到基底上。可替代地， 发光部件110可以被提供作为基底的一部分，以及可以包括其他部件。
对于图1的实施方案，位置132-140表示了 VSD材料集成到设备 100中的地点。由于位置132-140是设备上其他类似位置或区域的表 示，因此对给定的单独位置132-134的讨论也适用于一类由该位置表 示的地点。根据一个实施方案，VSD材料可以被设置在设备100上由 位置132表示的地点。在这种地点，VSD材料可以和延伸到终端112 和114内的导电通道116和118 (例如线路(trace)、引线框架)组 合或集成。在又一实施方案中，VSD材料可以和终端112， 114中的一 个或两个组合或集成，如位置134所表示的。作为一个替代或进一步 的变化，VSD材料可以被提供在设备上IOO上由位置136表示的地点。 在这种地点，VSD材料可以被组合或集成到发光部件110上(内)。
对于那些VSD材料集成或组合到电学元件和部件的实施方案，替 代地或者附加地， 一个或多个实施方案提供了 VSD材料被集成或组合 到设备100的机械部件或方面。位置138表示包含了被应用到设备100 的盒子124上或作为盒子124 —部分的VSD材料。在一个实施中，VSD 材料的成分可以具有该材料在盒子124中应用时所需的机械特性(例 如刚度，弯曲度)。因此，例如，VSD材料可以组成封装发光部件120 的壳的一部分。可替代地，VSD材料可以;故纳入到那将设备100贴附到盒子124上的结构中。
除了使用盒子124之外，可替代地或附加地，i殳备100可以;故安 装到基底122上。在一个实施中，基底122可以纳入作为较大系统一 部分的设备，如那些印刷电路板或母板上的部分。基底122可以相对 较小，例如具有可以独立放置单个设备100，或一列相似设备100的 尺寸。位置140表示将VSD材料施加到那些覆盖基底122的地点。如 对一个或多个其他实施方案所描述的，将VSD材料施加到基底上可以 是在基底上形成电学元件这一制造过程的一部分。
如对图1实施方案所描述的，VSD材料在设备100上的设置位置 可以变化。对放置VSD材料的地点的考虑是基于一些因数的，这些因 数包括(i )所需的将要用到的VSD材料的数量；(ii )所用成分的 机械特性和质量；(iii )纳入VSD材料这一组装的容易度；以及(iv) 用于发光设备的媒介或应用。例如，如对图8A-8E的实施方案所描述 的，有利的是将VSD材料用作电镀工艺的一部分，以形成电学引线、 触点、通孔(vias )及电路板的其他导电元件。在这种情况下，可以 借助那依赖VSD材料的工艺预先确定以及形成用于终端112， 114或电 学引线116， 118的地点，在电路板上形成这些终端和电学引线。通过 这种工艺，VSD材料可以和终端112， 114或电学引线116, 118集成。 例如，VSD材料可以位于导电线路以下，该导电线路要么和终端112， 114对应，要么和引线116, 118对应。
发光二极管
根据此处描述的实施方案，发光二极管是一种可以集成或者纳有 VSD材料的发光设备。这个部分示出了根据本发明实施方案的集成或 纳有VSD材料的发光二极管的不同实施。
图2是根据本发明一个实施方案的，被构造成包括VSD材料的发 光二极管的筒化示意图。在图2的一个实施方案中，LED 210可以被 被设置在任意一个多样的环境中或构造中。在一个实施方案中，LED部 件210可以是成套设备(例如具有半透明的外壳)，或者可替代地， 是发光设备的一部分(例如芯片)。LED部件210可以对应于集成电 路芯片，该集成电路芯片由半导体材料形成，包括掺杂的基底和多个半导体化合物厚度层。用于LED中的具体材料包括硅、砷化镓、磷化 镓、镓铝砷、碳化硅、蓝宝石、钻石、硒化锌、氮化铝和氮化铟镓。
在一个实施方案中，LED部件210被构造成在正常操作条件下接 收电流215("正常电流215")以及提供电压116.当被电流激活时， LED部件210发光，该光具有由LED部件的成分决定的波长特性。
在一个实施方案中，VSD材料被设置在支撑LED部件210的基底 220或其他结构以下，或者成为该基底或结构的一部分。例如，LED 部件210可以被安装到一个连接多个元件的基底上，该多个元件包括 LED部件210。在正常条件下，基底220具有介电特性，因而正常电流 215和电压供应216没有受到阻止。然而，如果浪涌电压(或瞬态) 生成并超过VSD材料的特征电压水平，基底的VSD材料变换到导电状 态。在导电状态下，VSD材料为所导致的电流流动提供接地。浪涌电 压230受到了基底220中的VSD材料的接地效应的影响。导致电压流 230的浪涌电压可以是任何被施加到或集成到基底220上的VSD材料 的特征电压水平以上的电压。
对于任何其他实施方案来说，VSD材料可以通过任意的一个或多 个数量、浓度、地点、厚度或成分构造成具有适合特定应用的特征电 压。因此，例如，VSD材料的特征电压可以被选择为低于LED部件210 的击穿电压，以便使LED部件不会在任何ESD事件中损坏。
图3示出了根据本发明的一个或多个实施方案的，被构造为包括 了 VSD材料的LED设备。在一个实施方案中，LED设备310是成套的， 以便其被安装到基底上或其他设备上以进行照明。LED设备310包括 半导体部件320、外壳220以及电学引线312和314。电学引线312 和314提供了负的和正的终端，以使电流从部件320中流过。在一个 实施方案中，VSD材料以在电学引线312之间延伸和连接的构造350 的形式加以提供。
在一个实施方案中，结构350中的VSD材料的量相对较少，以便 构造350提供相对小的结构支撑。在又一实施方案中，VSD在构造350 中的量包括了充足的质量，以便为那些处于贴附位置中的电学引线312 和314底提供支撑。
在正常操作下，VSD材料的结构350可以为电学引线提供绝缘和构件。当存在一个超过所用VSD成分的特征电压水平的瞬态电压时， 结构350从介电状态变换为导电状态。在这种情形中，结构350提供 了电学引线312和314之间的导电路径。其效果是在瞬态电压出现时 将LED31Q接地。
VSD材料结构350可以，基于所用的VSD材料的成分和/或量，而 包括一个低于LED设备整体击穿电压的特征电压水平。这样，瞬态电 压的存在较少可能损坏LED设备310。
图4示出了根据本发明的被安装到一个纳有VSD材料的垫底基底 或平台上的LED设备。在一个实施方案中，设备400包括一个安装或 连接到垫底基底420上的LED设备410。该LED设备410包括半导体 部件，该半导体部件例如是由集成电路芯片提供的。 一层VSD材料(VSD 层415)被设置在LED设备410下面(例如，芯片下面)。
在正常条件下，VSDM层415是介电的，而且不会影响LED设备410 的操作。当ESD或其他电学事件发生时，VSD层415将该事件导致的 电流导入地中。
图5示出了又一个实施方案，其中， 一个或多个LED设备根据本 发明实施方案被安装到一个纳有VSD材料的垫底基底或其他多元件平 台上。在图5的一个实施方案中，基底510包括多个部件512，包括 一个或多个LED设备514。如对一个或多个其他实施描述的，基底510 可以有一层VSD材料("VSD层520")。如对图8A-8E的实施方案描 述的，VSD层520可以在形成其他电学元件的步骤中#:添加，其他电 学元件包括那些集成地和VSD材料520组合在一起的电路元件和线 路。
可替代地，可以独立于其他电学部件在基底510上的形成来提供 VSD材料。例如，VSD材料可以独立于线路元件的形成而被提供在基底 上，但是以一种可以使VSD材料将那些设备接地的方式耦接到LED设 备上。
具有VSD材料的OLED设备
一个或多个实施方案将VSD材料纳入或集成到OLED设备上。根据 一个实施方案，OLED设备被耦接到VSD材料上，以便当存在超过OLED运行规定的瞬态电压和其他非正常电学事件时，VCD材料可以将电流 导离0LED设备。
图6示出了一个根据本发明实施方案构造的OLED设备610。该 OLED设备610可以包括多种组合在一起的，当电流流过该设备时发光 的层。在一个实施方案中，设备610包括一些厚度层或一些层的叠层。 在这样的叠层中，第一透明导体614在叠层的一端上提供阳极终端， 以及第二导体615在叠层的另一端上提供了一个阴极终端。该叠层包 括一个或多个导电的聚合物层616，包括与第一导体614 (阳极)相邻 放置的导电聚合物层以及和第二导体615 (阴极)相邻放置的第二导 电聚合物层。有机发射体620可以放置在有机聚合物层616之间。驱 动608可以耦接到叠层上，并连同所施加的电压差602实现对发射体 620的控制和利用。根据常规的方法，由所施加的电压差602导致的 电流促使有机发射体620发光。
在一个实施方案中，VSD材料层620连接到驱动器608.当遇到来 自意外源(例如ESD事件)的电流时，该VSD材料提供接地。与被驱 动器608接入或导入OLED610相反的是，VSD变成导电的，它将OLED 设备610接地以对抗浪涌。可以构造、设计或选择VSD材料，以使其 具有低于OLED设备610击穿电压的特征电压水平(该电压下，VSD材 料变换成导电的)，以便该VSD材料在设备被击穿或不能运作之前变 成导电的并将设备接地。
带有VSD材料的设备的形成
图7示出了一项根据本发明实施方案的用于形成那集成了 VSD材 料的发光设备的技术。如图7所描述的方法可以用于形成诸如LED或 其他发光部件之类的设备，包括那些可以被安装到板或基底上，与其 他部件具有相互连接性的设备。
以下文献描述了使用VSD材料电镀或形成电路和部件的通用技 术于2004年9月14日提交的美国专利申请10/941， 226，名称为
"Current Carrying Structure Using Voltage Switchable Dielectric Material" , Lex Kosowsky为唯一发明人；上述申请是 美国专利6， 797， 145 (正式美国专利申请号为10/315, 496 )的继续申请，该美国专利于2002年12月9日提交，名称为"Current Carrying Structure Using Voltage Switchable Dielectric Material" ， Lex Kosowsky为唯一发明人；上述申请又是美国专利申请09/437， 882的 继续申请，该申请于1999年11月IO提交，现已放弃；上述申请要求 美国临时申请60/151, 188的优先权，该申请于1999年8月27日提交， 现已期满。所有前述申请根据各自的用途被分别纳入本文。
根据步骤710, VSD材料被施加到导电部件和元件有待被设置在其 上的基底或表面上。可能被沉积到基底上的VSD材料的量，根据所述 工艺的应用，厚度范围在l樣i米到IOOO微米之间。
在步骤720,非导电材料层被提供在VSD材料之上。例如，可以 在VSD材料上沉积光致抗蚀材料。
步骤730提供了非导电层被模制在基底上。所述模制过程曝光了 一些区域，这些区域在位置上和随后导体元件的形成之处重合，这些 导体元件将包括有待纳入发光部件的电学元件的一部分。例如，该模 制可以选择性地指定一些曝光区域，这些曝光区域和用于发光部件的 电学引线或终端的形成位置重合。在一个实施方案中，可以对非导电 层应用掩膜，以便对该层进行模制。
对于一个或多个其他实施方案所描述的发光设备，被曝光的区域 可以重合于那些将要提供用于通往或发自发光设备的电学引线、终端 或连接元件的线路的地点。然而，如对图3实施方案所描述的，VSD 材料例如可以在发光部件的电学引线之间延伸。相应地，才莫制过程还 可以暴露VSD材料以备以后在不带有额外的导体材料或线路的情况下 的使用。这样，模制可以曝光那些VSD材料将要被暴露的区域。
在步骤740， VSD材料被触发或从介电状态转换到导电状态。可以 对该VSD材料施加一个超过材料特征电压水平的电压。该电压可以被 施加到包括VSD材料的厚度层上，或被施加到位于VSD材料以下的基 底部分。在后一情况下，位于VSD材料以下的基底部分可以是导电的 (例如由铜或其他金属形成的)，以便携带电荷到VSD材料上。在一 些情况下可能希望向导电基底上施加电压，以便避免VSD材料在基底 方向上形成的线性导电性。所施加的电压可以是稳定的(例如"DC") 或者是脉沖式的。在VSD材料是导电的时侯，步骤750提供了执行离子沉积过程， 以在图案的曝光区域内形成导电元件(例如线路)。很多工艺中的任 何一个都可以被用来将离子媒介沉积到至少 一些由非导电层图案所限 定的曝光区域。在一个实施中，执行电镀过程，在该过程中，带有VSD 材料以及图案化光致抗蚀材料的基底被浸入到电解液中。
作为替代性的实施，使用粉末涂料涂装工艺来执行离子沉积。在 该过程中，粉末颗粒被带上电荷。该粉末的应用可以通过将粉末沉积 到曝光区域或者将基底浸入到粉末池中来实现。
进一步，又一实施方案可以使用电喷雾工艺。离子媒介可以以带 电颗粒的形式包含在溶液中。该溶液可以在VSD材料是导电的时候施 加到基底上。该喷雾的应用可以包括对墨汁或涂料的使用。
其他沉积技术也可以用于在VSD材料处于导电状态时执行到VSD 材料上的沉积。例如，诸如物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD) 等真空沉积工艺。在PVD中，金属离子被引入腔中以和气体离子混合。 可以使位于基底上的VSD材料为导电的，具有正电荷，以便吸附和结 合腔内的离子。在CVD中，可以对基底表面上的VSD材料施加一薄层 离子材料。
在步骤760,将非导电材料可选择地从基底上除去，从而留下所 形成的导电元件。在一个实施中，底液(例如KOH)或者水被施加到 基底上，以移去光致抗蚀材料。导电元件可以对应于电学引线、线路 和其他被放置用来使基底的各种部件和/或区域相互连接和/或将它们 连接到发光设备的元件。
继移去光致抗蚀材料层之后， 一个或多个实施方案提供了对形成 有电学元件的基底进行抛光的步骤。在一个实施方案中，使用了化学 机械抛光来抛光基底。
所得的基底包含了那些具备了内在的应对EOS事件的能力的电学 元件。对于发光设备以及包含了发光设备的基底和其他设备，可以利 用图7所描述的过程来形成包括了发光设备的终端和电学引线的线路 元件，以及包括其他电学元件和连接基底上其他部件的相互连接元件。 在一个实施方案中，例如，形成基底，将诸如微芯片、存储部件以及 其他设备安装到板上的预定位置处，这些预定位置和导体部件和元件的图案重合。
图8A-图8E示出了根据本发明一个或多个实施方案的，用于形成 LED设备的过程。为了使VSD材料与LED设备的电学部件和元件，或 者与载有LED的基底("LED基底")集成地形成，可以执行如图8A-图8E所描述的过程。LED基底可用于一单个LED设备、LED设备阵列 或者一个组合有其他电学部件和元件的LED。在后一情况中，例如， LED可以为电路板上的部件提供一个状态指示灯。图8A-8E示出了一 个根据本发明实施方案的，其中发光部件855和各种其他部件或连接 元件组合的实施方案。
作为其他优点之一，VSD材料的使用简化了 LED或LED基底的电 学部件或元件等设备的形成，同时，使它们具有内在的可以对付E0S 或ESD事件的能力。特别是，将VSD材料集成到LED基底的电学部件 中可以使VSD材料在出现瞬态电压时(如当ESD事件发生时)可以将 设备接地。
在图8A所示的一个步骤中，基底810被形成为包括VSD材料812. 在一个实施中，VSD材料812被沉积作为覆盖在垫底基底808上的层。
随后，图8B示出了一个步骤，在该步骤中，非导电层820 ^皮沉积 在基底810上。非导电层820可能对应于，例如，光致抗蚀材料。
在图8C所示的步骤中，非导电层被模制，以形成被曝光的区域 830。作为所描述的形成过程的结果，所得的图案对应于那些将要被设 置在LED基底上的导电元件和部件的图案。
在图8D所描述的步骤中，导电型元件840形成于区域44Q上，所 述区域由形成于图4C的步骤中的图案来限定。根据一个实施方案，一 个超过VSD材料812的特征电压的电压被施加到基底810上。电压的 施加导致VSD材料812从介电状态变换到导电状态。一旦VSD材料812 在施加电压下变成导电的，离子媒介被沉积在由图案限定的曝露区域， 以形成电学元件和部件。
在一个实施方案中，离子媒介沉积通过电镀工艺来执行。在电镀 工艺中，基底810被浸入电解液，在该电解液中，来自溶液的离子媒 介于图案限定的暴露区域中和VSD材料(该VSD材料处于导电状态) 结合。该步骤的结果是，导电材料840形成于基底810上，VSD材料812位于导电元件或部件的下面，所述导电元件或部件出得自于导电 材料840的形成。
还是如所描述的，所用的电压可以是稳定的或脉冲式的。
可以执行可替代的离子媒介沉积工艺。例如，如对图7实施方案 描述的，可以利用粉末涂料涂装工艺将带电的粉末颗粒沉积到由图案 限定的暴露区域。可替代地，电喷雾可以结合液体中的离子媒介，并 将电学材料形成到图案限定的暴露区域中。而且，可以使用其他技术， 包括任何对图7实施作描述时所述的气相沉积技术。
在图8E的步骤中，非导电层820被移开，抛光或减少基底上的导 电元件840，以形成一些或所有线路、电学引线和LED基底部件。在 一些需要保留非导电层820的应用中，可以不用将非导电层820移去。
图8E示出了 LED基底的部件和元件是如何作为所描述过程的结果 而形成的。在一个实施方案中，VSD材料812和线路元件集成并位于 线路元件之下，该线路元件例如是，(i )发光部件855的正和负终端， (ii )通向或发自终端的电学引线，(iii)连接到LED基底的其他部件 和元件的连接元件。 一个或多个实施方案还可以提供使VSD材料812 位于线路元件以下，例如位于基底动力结构865 (例如电池，或通往 电池或电源接收器的电学引线)以下，或者例如位于那些将LED连接 到其他有待供电的部件的线路元件以下。
如图8A-8E所描述的实施方案可以实现在覆盖VSD材料的LED基 底内制备电学部件和元件。以这种方式，LED基底具备了内在的可以 将ESD或EOS等导致的瞬态电压接地的能力。而且，相比于更为常见 的技术，该LED基底可以以更少的制造步骤制备而成。
一个或多个实施方案使LED基底包括了 LED部件阵列，这些阵列 部件可以被设计成独立于基底，并可以单独使用，或者和其他LED组 合使用。
虽然如对图8A-8E描述的实施方案以及本申请中的其他地点描述 了 VSD材料的应用，但一个或多个实施方案提供了不同成分和构造的 VSD材料在单个LED基底上的应用。例如，VSD材料812在基底(图 8A)上的应用可以包括对多个VSD材料的应用，每个具有不同成分。 这可以实现对LED或LED基底的设计，可以利用具有最适合于特定电学部件或元件的机械或电学特性的VSD材料。
虽然图8A-图8E对于LED或LED基底的制备来说是;f艮针对性的， 但是诸如那些在本申请其他实施方案中所描述的发光部件可以部分通 过诸如此处描述的过程来制备和形成。
而且，对于所描述的任何实施方案，LED基底可以是多维的。例 如用于LED基底的部件可以;陂纳入在基底的两个面上，以及通过^吏用 一个或多个通孔可导电地连接在一起。导电性通孔的制备可以以任何 传统的方法来执行。可替代地， 一个或多个实施方案如下地提供了如 图8A-8E的实施方案所示的，在基底上形成通孔(i)钻或形成一个 孔809，该孔延伸穿过基底808 (图8A); (ii)当施加VSD材料时， 将VSD材料延伸到通孔809中；(iii )当模制光致抗蚀材料时，形成 图案，从而形成一条用于使导电线路元件延伸到孔809的边界的路径， (i v)进行离子沉积以使该通孔表面上覆盖有导电材料，其形成导电性 的或可操作的通孔819;以及(v)重复所述步骤以在基底的相对面上 纳入电学元件和部件。使用VSD材料形成电镀的通孔419的过程在美 国专利6， 797, 145中有详细描述，本申请通过援引的方式将其纳入。
除了两个面的基底外，通孔可以将导电性延伸到多个导电层，以 获取设计恰当的基底。例如， 一些基底包括那些含有电学部件和元件 的中间厚度层。通孔可以延伸以连接这种嵌入在基底整个厚度层中的 中间厚度层。以这种方式，LED基底可以在不同的平面或表面上含有 导电性连接的LED，以及和LED相互连接的部件或元件。
总结
参考附图加以描述的实施方案被认为是示例性的，申请人所要求 的不应该限于这种示例性实施方案的细节。可以对所述实施方案进行 各种修改和变化，包括将不同的示例性实施方案中独立描述的特征合 并在一起。相应地，本发明的范围意在由以下权利要求来限定。而且， 作为预期的是，此处要么单独描述要么作为实施方案一部分的特殊特 征可以和其他单独描述的特征或其他实施方案的一部分组合，即使其 他特征和实施方案并没有提及该特殊特征。
权利要求
1.一种发光设备，包括一个通过在至少一个第一终端和第二终端之间运载电流而发光的部件；一种电压可变介电(VSD)材料，该材料的特性是(i)在没有出现超过VSD材料的特征电压水平的电压时该材料是介电的，以及(ii)在施加了超过该特征电压水平的电压时该材料是导电的；其中VSD材料相对于发光部件来放置，以对该部件提供接地，抵抗任何超过VSD材料特征电压水平的瞬态电压。
2. 根据权利要求1的设备，其中，所述部件是二极管。
3. 根据权利要求1的设备，其中，所述部件由半导体形成。
4. 根据权利要求3的设备，其中，所述部件包括从第一终端延伸 的第一引线，以及从第二终端延伸的第二引线，以及其中VSD材料位 于第一引线和第二引线之间，并与第一引线和第二引线接触。
5. 根据权利要求3的设备，其中，所述部件被设置在基底上，以 及其中VSD材料和基底放置在一起。
6. 根据权利要求1的设备，其中，所述部件由有机聚合物形成。
7. 根据权利要求1的设备，其中所述部件和以下任何一个或多个 部件接触，这些部件为(i )半导体，(ii)所述部件的第一终端，(iii) 所述部件的第二终端，Uv)从第一终端延伸的第一引线，或(v)从 第二终端延伸的第二引线。
8. 根据权利要求5的设备，其中，所述材料被提供在基底上，位 于以下任何一个或多个部件以下，这些部件为(i)由半导体材料形 成的部件，(ii)所述部件的第一终端，(iii)所述部件的第二终端，(iv)第一终端的第一引线，或者(v)第二终端的第二引线。
9. 根据权利要求1的设备，其中所述设备具有特征击穿电压，它 对应于被施加到部件上时会导致设备损坏的最小电压值，以及其中VSD材料的特征电压值低于该特征击穿电压。
10. —种发光设备，包括一个半导体部件，该半导体部件被配置成在对其施加电流时发光； 一种被耦接到该半导体部件的电压可变材料(VSD)，其中，该VSD材料被放置成具有这样的特性(i )在没有出现超过VSD材料的特征 电压水平的电压时该材料是介电的，以及(ii)在施加超过该特征电 压水平的电压时该材料是导电的；其中该VSD材料被放置成，当VSD材料是导电的时候，将电流导离半导体。
11. 根据权利要求10的设备，其中，所述半导体部件是二极管。
12. 根据权利要求10的设备，其中，所述设备具有特征击穿电压， 它对应于被施加到部件上时会导致设备损坏的最小电压值，以及其中 VSD材料的特征电压值低于该特征击穿电压。
13. 根据权利要求10的设备，其中，VSD材料被施加到半导体部 件安装在其上的基底上。
14. 根据权利要求13的设备，其中，VSD材料用来将半导体部件 贴附到基底上。
15. 根据权利要求10的设备，其中，半导体部件包括第一终端和 第二终端，以及其中VSD材料与第一终端和第二终端中的一个或两个 电接触。
16. 根据权利要求15的设备，其中，VSD材料在从第一终端延伸 的第 一 引线和从第二终端延伸的第二引线之间延伸，并与它们接触。
17. 根据权利要求10的设备，其中，该设备还包括一个盒子，以 及其中VSD材料和盒子提供在一起，或作为盒子的一部分。
18. —种发光设备，包括一个包括了多个层的叠层，所述的多个层包括有机发射体层； 一种耦接到该叠层的电压可变材料(VSD)，其中VSD材料被放置 成具有以下特性(i)在没有出现超过VSD材料的特征电压水平的电 压时该材料是介电的，以及(ii)在施加超过该特征电压水平的电压 时该材料是导电的；其中该VSD材料被放置成，当VSD材料是导电的时候，将电流导离叠层。
19. 根据权利要求18的设备，其中叠层包括阳极终端和阴极终端， 在阳极终端和阴极终端上作用一电压差，以及其中VSD材料被提供为 和一个或两个终端连接。
20.根据权利要求19的设备，其中阳极终端被提供在驱动器上，以及其中VSD材料位于驱动器下，以及VSD材料变成导电时将电流导离叠0
全文摘要
将电压可变介电材料(VSD)作为发光部件一部分的设备，该发光部件包括LED和OLED。
文档编号H01L33/00GK101578710SQ200680043524
公开日2009年11月11日 申请日期2006年11月22日 优先权日2005年11月22日
发明者L·科索斯基 申请人:肖克科技有限公司