用于在有机光电子器件中形成电互连的方法、用于制造有机光电子器件的方法以及有机...的制作方法

专利名称：用于在有机光电子器件中形成电互连的方法、用于制造有机光电子器件的方法以及有机 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机光电子器件领域的新技术，具体而言，涉及有机发光二极管 (OLED)和有机太阳能电池。
背景技术：
由于能效的快速发展，主要是在诸如有机发光器件的有机光电子器件(OOED)和 有机光伏器件方面，有机电子器件的领域在过去几年中已引起相当大的注意。有机发光二极管近年来已经历非常迅速的发展。特别地，对于发射白光的发光二 极管，成功地获得大于100流明/W的效率。这些系统的寿命也已非常迅速地增加，并且同 时，对于某些材料系统，已明显超过10，000小时的值。因此，有机发光二极管对于照明系统 中的应用看起来也令人感兴趣。有机发光二极管的本质优点是高功效、实现非常薄的、大面 积的、表面照明单元的可能性。有机发光二极管的常规结构布置包括透明衬底，在大多数情况下是玻璃，其涂敷 有常常由铟锡氧化物(ITO)形成的透明阳极。有源有机层被沉积到其上面，并且随后是 用于电接触的金属阴极。如果在金属阴极与透明阳极之间施加几伏特，则发光二极管通 过衬底发射光(底发射)。另一变化是顶发射0LED，其中，顶电极(阳极或阴极)是透明 的。可以在多种衬底下方构造发射0LED，例如，金属衬底、Si晶片、显示底板、印刷电路板 (PCB)或者甚至涂敷有反射层的透明衬底，该反射层可以是底电极本身。关于OLED的示 例性文献是 US 4，539，507、WO 90/13148、US 2004/0，062，949、US 2004/0, 251, 816 和 US 2007/0，051，946。由于在大面积上制成的非常具有功率效率的有机发光器件要求大的电流源均勻 性和电流分布，因此大面积有机发光器件存在两个问题。大面积有机发光器件要求大的电 流处理和分布。由于透明电极(通常为ITO阳极)的有限导电性，发生大的且与位置相关 的电压降，这导致有机发光器件面积上的亮度不均勻性。当使用低压(陡IV曲线)时，这 些均勻性甚至更大。另一大面积有机光电子器件是有机光伏(OPV)器件。OPV为光到电的效率且大规 模的转换提供了大前景。有机光伏器件的生产与无机晶体光伏器件的生产相比不那么需要 材料。该生产与任何其他无机光伏器件的生产相比还消耗少很多的能量。有机光伏器件的效率已在稳定地改善。在2008年中，达到了 5%的认证功率转换 效率，并且在2010年中，突破8%的心理障碍，使有机光伏器件的效率与无定形Si器件的典 型值对准。OPV器件具有最不同的器件架构。通常，其包括两个电极之间的至少一个有机半导 电层。该有机层可以是诸如P3HT(聚3-己基噻吩)和PCBM(苯基-C61-丁酸甲酯)的施 主和受主的混合物。如果使用界面注入层来促进电荷载流子注入/提取(Liao等人，Appl. Phys. Lett.，2008. 92 :173303页)，则此类简单的器件结构仅仅实现合理的效率。其他有机太阳能电池具有多层结构，有时甚至是混杂聚合物和小分子结构。并且，级联或多单元堆叠 是公知的(Ameri等人，Energy&Env. Science, 2009. 2 :347页)。多层器件能够更容易被最 优化，因为不同的层可以包括适合于不同功能的不同材料。典型的功能层是传输层、光学有
源层、注入层等。光学有源材料是对于至少太阳光谱的某个波长范围具有高吸收系数的材料，该 材料将吸收的光子转换成激子，该激子又对光电流有所贡献。通常在施主-受主异质结中 使用该光学有源材料，其中，施主或受主中的至少一个是光吸收材料。施主-受主异质结的 界面负责将生成的激子分离成电荷载流子。异质结可以是体异质结(混合物)，或平(也称 为平面)异质结，还可以提供附加层(Hong等人，J. Appl. Phys.，2009. 106 :064511页)。对于高效率OPV器件，必须使由于重组而引起的损失最小化。因此，异质结中的材 料必须具有高电荷载流子迁移率和高激子扩散长度。必须在异质界面处将激子分离，并且 电荷载流子必须在任何重组发生之前离开光学有源区域。出于该原因，只有很少的有机材 料适合于在异质结中使用。例如，当前，富勒烯(C60、C70、PCBM等)是作为OPV器件中的受 主的优选选择。要求用于光电子器件的传输材料至少在器件激活的波长中是透明的，并具有良好 的半导电性质。这些半导电性质是内在的，诸如能级或迁移率或诸如电荷载流子密度，或者 是外在的，诸如载流子密度。例如，还可以通过用电掺杂剂掺杂该材料来外在地影响载流子 迁移率。OOED的生产常常要求构图，以将有机发光二极管或有机太阳能电池串联或并联地 连接，乃至混合连接，或者用于使用晶体管的电路。已知有多种技术生产00ED。这些方法有 力地利用诸如光刻法、用于气相沉积的遮蔽掩模等构图。用于对光电子有机器件进行构图 的已知方法是复杂的过程；对光电子有机器件的多个层进行构图要求多个步骤，这增加复 杂性，并降低了品质产率和生产产量。还公知的是可以使用激光器对各层进行烧蚀，以产生图案或隔离这些器件中的短 路区域。在所有情况下，激光器用于对至少一个导电电极进行烧蚀，以破坏电连接。已经阐明了多种不同方法以产生大面积、同质光电子有机器件。主要问题是表面 上的电流分布。通常，器件的电极也是电流分布层(电气总线)，或者在电极上沉积额外导 电层，如果要求透明性，则该额外导电层必须是薄的。对于大面积而言，这些薄导电层的电 阻过高，因为大面积器件所需的电流非常高。对于OLED而言，电阻是光发射中的强不均勻 性和器件退化的原因。在有机太阳能电池的情况下，电阻负责由于减小的占空因数而引起 的功率转换损失。用于光电子有机器件中的同质性修正的一种方法是使用附加电流源线，例如在到 电极的连接中沉积的金属格栅。该格栅降低了电阻，并且略微减小有源区域，因为其是不透 明的。该金属格栅还具有有限的厚度，再次限制了可以提供给器件和/或由器件给出的最 大电流。对于更大的电流而言，需要更密集的格栅，这降低了整个器件的效率。有时，也不 期望有格栅，例如在OLED中，因为其再次降低了同质性。传统上，通过对有机半导电层(OSL)进行构图来制作形成电极、尤其是顶电极的 导电层和其各电流源层(电气总线)的电连接。OSL被构图，使得底部导电层的某些区域未 被其覆盖，并且顶部导电层的沉积由于直接接触而形成到底部导电层的电接触。
在文献US 7，049，757中，公开了将有机发光器件的大区域细分成子区域(单独 0LED)并(部分地)串联连接例如N个OLED的子区域(参见图1)。然后，需要施加于此系 列的N个OLED的电压是单个OLED电压的N倍，并且流过N个OLED的电流仅仅是此区域上 的电流的1/N。然而，为了实现此串联连接，需要第i个0LED(i = 1. . . N-1)的阴极到第i+1 个OLED的阳极的连接。阳极通常在O LED的底侧(因此直接在衬底上)，而阴极位于OLED 的顶侧。为了实现该阴极(i)到阳极(i+Ι)连接，必须将均勻有机发光器件(有机层部分) 区域分离成适当的子区域且必须将均勻的顶部阴极区域分离成适当的子区域。还必须将形 成底电极的各层分离成各子区域。这可以通过对底层(通常为ΙΤ0)进行构图并通过使用 沉积期间的两个掩模步骤来完成，这另外要求制造过程期间的掩模与衬底的精确对准(参 见图1)。N是被串联地电连接的一串(列)0LED中的OLED的总数。由于通常在安装中使 用的电压的实际极限，用于N的可行上限是约300。已知构图过程是复杂且昂贵的。沉积掩模的对准精确度限定了 OLED之间的非发 光且清晰可见的间隙。可替选地，如果没有可用的精细掩模，则OLED之间的间隙可能非常 大(在Imm及以上的范围内)并将毁坏OLED的均勻外观，这是OLED对比其他大面积照明 技术的关键优点之一。效率损耗的另一源头是由电源连接损耗的功率。薄膜电源连接在衬底上形成并提 供封装区域外部到电极本身的电连接，电极本身在封装区域内。此薄膜电连接的距离是几 厘米，在最好的情况下是几毫米。该膜可以更大，但并不更厚，因为更厚的层对于沉积而言 将是不实际的，并将引起封装上的问题。在有机发光器件中使用的标准电连接不仅导致功率传输的大损耗，而且引起其电 阻，并且大电流导致相当多的衬底发热，这进一步降低了器件的工作寿命。尤其是对于大面积光电子有机器件而言，诸如用于照明应用的有机发光器件和光 伏器件，最令人感兴趣的是简化器件的生产并避免构图步骤。一个示例性关键应用是滚动 式过程中的生产，在这里必须用辊来移动掩模，这是非常不期望的。

发明内容
本发明的目的是提供用于在有机电子器件中、尤其是在有机光电子器件中形成电 连接的改进技术。还期望的是能够以更容易的方式在有机光电子器件中生产更复杂的电互 连。根据本发明，提供了根据独立权利要求1的用于在有机光电子器件中形成电互连 的方法、根据独立权利要求11的用于产生有机光电子器件的方法以及根据独立权利要求 19的有机发光器件。在从属权利要求中公开了本发明的有利实施例。这里所使用的有机光电子器件是包括至少一个器件和单独器件的串联或并联布 置的器件，其中，每个单独器件用作光学信号与电信号之间的饱和电抗器。优选有机光电子 器件是包括作为单独器件的有机发光二极管的有机发光器件，或者包括作为单独器件的有 机太阳能电池的有机光伏器件。本发明通过提供一种通过有机半导电层、更具体地通过封闭OSL来创建电互连的 方法而克服现有技术的问题。可以提供有机半导电层作为单个有机层或有机子层堆叠。可 以在不同种类的有机电子器件中使用通过有机半导电层来形成这样的电互连的方法。不要求复杂的掩模或光刻构图。具有过程简化(的优点)，并且在发光器件的情况下，发射光的 均勻性得到改善。在有机光伏器件的情况下，串联电阻和总转换效率得到改善。借助于激 光，通过将有机层相对侧上的金属化区域电连接的有机层来提供一种通孔。可以在有机发 光器件中以及在有机光伏器件中提供这样的层布置。通过激光工艺来形成电互连，即将光照射到将在其中要形成互连的连接区域中。 由该激光工艺产生的材料改性可以是例如熔融材料或重新凝固材料等。可以通过由激光器 的高能量密度形成的互连的典型形状来识别该互连。用激光器形成互连要求激光器不对层进行烧蚀；因此，优选的是激光功率低于用 于烧蚀的功率。进一步优选的是，激光器的功率对于具有800至10 μ m之间的波长的红外 激光器而言在200mW至15W之间，更优选地在200mW至8W之间；对于具有在300至800nm 范围内的较短波长的激光器而言，优选的是功率在200mW与3W之间，更优选地从200mV至 Iff,更优选地从200至500mW。激光发射可以在300到550nm之间，尤其是在300至450nm的范围内；在这些范围 内，金属层的吸收更强，并且更容易促进发热。可以使用任何激光器，优选的是三倍频或四 倍频Nd激光器、受激准分子激光器或半导体激光器。此类短波长激光器的非限制性示例是化6鄉蓝紫色激光器、三倍频Nd:YAG、XeF受 激准分子层。用于电互连的激光器可以具有从500至1500 μ m的波长。示例性激光器是在其主 波长中工作的Nd激光器，该主波长通常在1020 1050nm范围内，然而，可以使用其他波段 以及双频率。此类激光器的示例是1064nm或532nm处的Nd:YAG ；914、1064或1342nm处的 Nd:YV04 ；1047或1053nm处的Nd:YLF。还可以使用气体和受激准分子激光器，以及半导体 或光纤激光器。激光器还可以匹配透明氧化物层(如果其被用作电极)的吸收；其还可以 匹配OSL的吸收波长。优选地，使用脉冲激光器，其使得更容易控制每次发射的激光功率，该发射在顶部 和底电极之间形成电互连。对于二极管泵浦Nd:YAG(1064nm)、ns Q-切换激光器，已经获得了使用具有大于等 于10 μ J能量的好的结果。大约1000次以10 μ J发射就一定提供了好的接触。用ps 二极管泵浦Nd:YAG(1064nm)、借助普克尔盒的Q-切换激光器，已经获得了在 约300mW功率处的最佳结果。实验的重复率在IOkHz至640kHz之间。由于在OOED中使用的材料和层的数目可以根据应用而变，所以在生产中可以在 使用激光器之前提供激光的校准步长。在另一优选实施例中，为有机层提供邻近于顶电极的氧化还原的掺杂层。还优选的是，顶部与底电极之间的层没有无机隧道层。在例外情况下，如果此类隧 道层不是封闭层，可以提供此类隧道层，这些非封闭层具有小于5nm的典型厚度，然而，优 选的是将其完全避免。无机隧道层的示例是诸如LiF、NaCs的无机盐层，其他示例是诸如 SiO2、氮化硅等无机绝缘体。这样的层由于其高电阻率而增大器件的工作电压。另外，制成 此类层的过程对有机层施加过多的能量，最终导致材料的退化。对于由激光器实现的电互 连而言，此类层也是不期望的。在优选实施例中，顶部与底电极之间的层没有无机导电层。此类无机导电层的示例是被用作中间导体或中间电极的ITO层。还优选的是，厚度大于35nm的每一个不同的有机层由具有Tg < 300°C、优选地低 于200°C的材料或材料组合物制成。可以用任何已知方法来沉积在所有实施例中使用的0SL。优选地，通过真空热蒸 发(VTE)来沉积0SL。另一优选方法是OVPD(有机气相沉积)。还可以使用用于从溶液铸 造有机材料半导体的方法。此类方法的示例是滴铸、刮涂、冲压涂布、旋涂、狭缝模具式涂布 以及喷涂。可选地，还可以使用通过喷墨进行的非构图沉积。在优选实施例中，衬底由选自以下材料组的材料制成金属、玻璃和塑料。可以对 在金属衬底上制造的OOED应用该方法。例如，通过限定，金属衬底上的OLED是顶发射的， 因为金属衬底是不透明的。如果在金属衬底上制造00ED，则要求电绝缘层(也称为绝缘 层)。要求该绝缘层在不产生短路的情况下支撑导电层，而导电层形成底电极或连接到底电 极或顶电极。导电层是至少一个；其还可以是多个。在金属衬底被互连到OOED的情况下， 必须将绝缘层构图。可以通过任何已知方法来实现此构图步骤。根据另一实施例，制造导电结构的步骤包括在衬底上制造金属层并在导电层上制 造构图的绝缘层的步骤。在另一实施例中，该方法还包括在衬底上制造构图的绝缘层的步骤。根据优选实施例，制造构图的绝缘层的步骤包括在衬底上制造绝缘层并将绝缘层 构图的步骤。在另一优选实施例中，将绝缘层构图的步骤包括通过激光烧蚀将绝缘层构图的步
马聚ο在优选实施例中，制造导电结构的步骤包括在衬底上沉积导电层并将导电层构图 的步骤。根据另一实施例，将导电层构图的步骤包括通过激光烧蚀将导电层构图的步骤。在另一实施例中，制造导电结构的步骤包括在衬底上沉积光致抗蚀剂材料层、在 光致抗蚀剂层上沉积导电层以及通过部分地去除光致抗蚀剂材料将导电层构图的步骤。根据优选实施例，制造导电结构的步骤包括通过金属衬底来提供区域B的步骤。在另一实施例中，该方法还包括封装有机发光二极管并且通过在封装有机发光二 极管的步骤之前或之后照射激光来在顶电极与馈送接触(feed contact)之间形成电短路 的步骤。在后一种情况下，通过之前制造的封装照射激光。在替选的程序中，在沉积封装之 前照射激光。下面，更详细地描述优选实施例。对于金属衬底，优选的是，提供衬底的步骤还包括在衬底上制造构图的绝缘层的 步骤。可替选地，提供衬底的步骤还包括以下步骤(i)在衬底上制造非构图的绝缘层，以 及(ii)通过去除确定的区域来将绝缘层构图。这里，可以例如通过下层的光致抗蚀剂上的 剥离来实现步骤(ii)，或者可以通过激光烧蚀将其去除。在优选实施例中，所述绝缘层是光 致抗蚀剂，并且步骤(ii)包括使光致抗蚀剂显影和去除所确定的区域。金属衬底的非限制性示例是不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铝合金、6063 铝合金、由Alanod有限公司(英国)生产的铝板、来自Arcelor Mittal的钢板。通常可以称为馈送接触或馈电层的电流源层被必要地沉积在绝缘层上，以在稍后提供到顶电极上的电连接。很明显，电流源层的数目不限于一个。另外，可以在绝缘层上和 /或在到金属衬底的电和机械接触之上和之中沉积附加电流源层。该附加电流源层通过形 成底电极来提供到OSL的电连接。在本实施例中，要求附加层以改善底电极的反射率。其 还可以具有附加平滑效果，尤其是在被沉积在绝缘层上的情况下，以避免由衬底的粗糙度 引起的短路。为了简化制造，由同一沉积步骤并行地形成导电层，该导电层形成底电极并连接 到顶电极。被连接到顶电极的导电层形成到顶电极的馈送接触。该层在沉积期间或之后被 构图。可以将该构图的层称为SML。SML的非限制性示例是诸如Cu、Ag或Al的金属层。存在制造SML的若干替选。制造SML的步骤还可以包括在衬底上沉积金属层以及 将金属层构图以形成SML的以下步骤。可替选地，衬底可以是非金属和非导电衬底。非金属衬底的非限制性示例是玻璃 和塑料衬底。如果采用非金属衬底，则被用作可以称为CDL的电流分布层的相对厚的导电层将 被优选地沉积在衬底上或替选地沉积在顶电极上。该⑶L具有在50nm至5 μ m范围内、优 选地在150nm至500nm范围内的典型厚度。⑶L优选地厚于顶电极。具有⑶L的非金属衬底上的OOED的制造方法与用于金属衬底的方法相同。对于非金属衬底而言，如上所述的构图的绝缘层被沉积在⑶L上。优选地，对于非金属衬底而言，提供衬底的步骤还包括在衬底上制造厚金属层 (TML)并在厚金属层上制造构图的绝缘层的以下步骤。请注意，可以在OSL的沉积之前执行各底层(衬底与0SL(SML:绝缘层)之间的所 有层)的所有必要构图。当在常规OOED制造工具中实现激光互连过程时存在技术问题。在OOED中，需要在 高度受控的气氛中处理大多数层。使用激光器的中间步骤的添加会要求现有工具的复杂且 昂贵的修改。利用本发明，可以制造OOED已被封装在其中的互连。该封装提供透明窗口。 该窗口优选地被用于激光器互连。在本发明的高级模式下，将互连步骤放在封装有机发光二极管的以下步骤之前。 优选的是通过该封装照射制作电互连的激光器。在某些情况下，在该封装上制造滤色器、UV过滤器或其他层(膜)。优选的是，在 电互连之后进行这些层的沉积。该封装可以是玻璃盖或薄膜封装。必要的是该封装不吸收 激光(吸收率< 2% )。高度透明的封装是优选的，具有对所使用的激光器的波长的> 98% 的透射率。在本发明的高级模式下，实现多个电互连以将顶电极电连接到金属衬底(或 CDL)，以增加大面积OLED的同质性，或减小大面积太阳能电池的串联电阻。在不存在底电 极的限定区域(RB)中制作连接，因此，必须将限定底电极的层构图。优选地以相互之间的 5mm至100mm、优选地在10至45mm之间的最小横向距离制作连接。较大距离不提供光发射 的要求同质性。较短的距离将损害总面积，不是由于具有几μπι至几百μ m的直径的激光 光斑，而是由于底电极的必要构图，其通常比电互连大得多(直径是激光光斑的至少3倍) 以避免对准问题。在结构化的SML上创建互连的优选方法是沉积未结构化的SML，并用激光烧蚀将SML构图。另外，制作电互连的步骤可以包括光学对准方法的使用在使用激光器来创建互 连之前，将低强度激光器(不对层进行改性，功率<50mW)与具有到激光扫描仪的反馈的光 学检测一起使用以确定并调整激光器位置。用光学对准方法，可以使互连更小，因为SML的 绝缘面积能够非常小。通过激光烧蚀来实现所有构图是本发明的特殊优点。在本发明的替选实施例中，使用玻璃衬底，不存在在SML之前在玻璃衬底上沉积 绝缘层的步骤。还不存在⑶L的沉积。在此模式下，在多个区域中沉积SML，其中，至少2 个未被相互电短路。第一区域用于形成底电极，或者附加导电层可以被沉积成至少部分地 与第一区域重叠，以形成底电极。未被电连接到第一区域的SML的第二区域经由电互连提 供到顶电极的电连接。优选地，直接在玻璃衬底上沉积SML。优选地，将SML沉积为平行条带，该条带不一 定必须是矩形形状。可选地，被电连接到底电极或形成底电极的条带将被形成为并联电连接。由本发 明的激光器互连方法来提供形成顶电极的层与SML的第二区域的电互连。在另一实施例中，用激光器互连来制作串联连接。在这里，SML的第一区域被连接 或者在第一单独器件上形成底电极，并且另外地，该第一区域经由电互连被连接到第二单 独器件的顶电极。例如，必须用激光烧蚀或遮蔽掩模沉积来对该顶电极进行构图。优选地， 通过使用这种方法，将三个或更多单独器件(诸如有机发光二极管或有机太阳能电池)串 联地电连接。在另一高级实施例中，该方法提供用于制造被串联电连接的大面积OOED的容易 途径。已经发现，对于遮蔽掩模的沉积装置的较长时间操作常常要求维护，因为遮蔽掩模积 聚过多的蒸发材料。因此，顶电极的无掩模沉积是优选的。该方法包括在OSL上沉积透明导电层(TCL)的步骤，其中，所述沉积基本上是无掩 模的，并且还包括以下步骤(i)部分地去除金属层，以形成彼此电断开的区域，优选地为条 带，使得形成单独器件，以及(ii)通过形成单独器件之间的串联连接来制作互连。可以在 封装之前实现步骤(i)和(ii)，但是优选地在封装之后进行。在本发明的另一模式中，OSL被沉积在TCL上，并且SML被沉积在OSL上。在本实 施例中，衬底是透明的。在大面积OOED的情况下，器件的面积优选地大于25cm2，优选地大于约100cm2。每 个单独器件优选地大于Icm2 (00ED包括一个或多个单独器件)。优选地，大面积有机发光器 件是非像素化的器件(像素是图片元素)。下面，描述用于生产有机光电子器件的方法的其他方面。始终在顶电极、有机层(OSL)和底电极的沉积之后(而非期间)执行电互连的步
马聚ο在一个实施例中，所提供的方法允许在不使用沉积遮蔽掩模的情况下沉积有机 层，因为其在不导电(绝缘)分离层(s印arator)处‘破裂’(或被中断)。这也适用于顶 电极。如果顶电极是阴极，则阴极也在不导电分离层处中断。该电互连提供串联连接的相 邻单独器件的阴极和阳极之间的电连接。如果将阳极和阴极交换(倒置OLED或倒置太阳 能电池)，该过程和设计自然类似地工作。
可以在不使用遮蔽掩模的情况下制作串联连接。并且，在沉积有机层、顶电极和可 选封装的步骤之间不需要激光烧蚀。例如，可以通过光刻或其他工艺来制成底电极和分离 层，不要求真空或惰性气氛。在优选实施例中，单独器件没有与底部导电层直接接触的任何其他导电层。然而， 可以在整个器件的边界处提供导电层，该导电层提供外部电连接。对于其中将单独器件串联地连接的所有布置(大面积器件的至少一部分)而言， 还可以被称为顶电极-底电极连接的串联的电互连是在一个单独器件的顶电极与相邻单 独器件的底电极之间提供的电连接。该电互连提供电串联连接。该电互连由如上文所解释 的激光工艺形成。在优选实施例中，通过激光处理来产生串联的电互连的步骤包括通过衬底照射激 光的步骤。另外或作为替选，可以从顶部照射激光。根据另一实施例，所述方法还包括在顶电极上提供封装的步骤。在另一实施例中，在提供封装的步骤之后执行提供所述多个单独器件的串联连接 的步骤。可以通过衬底或通过封装照射激光。通过激光工艺制作电互连，其中，不要求步骤 真空或惰性气氛。根据优选实施例，通过包括在至少有源区域中无掩模沉积材料的步骤的无掩模沉 积工艺，在衬底上产生所述多个单独器件。然而，可以使用诸如简单框架的掩模，来避免由 单独器件的外周提供的器件的有源区域外部的材料沉积。在有源区域外部的区域中，可以 提供连接区域。在另一优选实施例中，提供底电极作为透明底电极。可以通过薄金属层(范围5 至30nm，例如Ag、Au、Al、Cu)或通过退化的无机半导体、通常为类似于IZO(铟锌氧化物) 或ITO(铟锡氧化物)的氧化物来实现透明电极。由于ITO或IZO由于下层的有机层的温 度限制而不能被热退火，所以ITO或IZO顶电极的电阻通常在100欧/平方以上。在优选实施例中，提供顶电极作为透明顶电极。再次地，可以通过薄金属层(范围 5至30nm，例如Ag、Au、Al、Cu)或通过退化的无机半导体、通常为类似于IZO (铟锌氧化物) 或ITO(铟锡氧化物)的氧化物来实现透明电极。由于ITO或IZO由于下层的有机层的温 度限制而不能被热退火，所以ITO或IZO顶电极的电阻通常在100欧/平方以上。根据另一实施例，分离层被提供为锥形分离层。在实施例中，锥形分离层提供有类 似于蘑菇的形状。在另一实施例中，分离层提供有多个子分离层，例如，作为2个被紧密放置、基本 上平行的分离层的双分离层。作为替选，分离层可以被提供为单个分离层。根据优选实施例，邻近于底电极的电极边缘提供串联的电互连，并且其中分离层 被提供成在邻近于串联的电互连的面对且远离电极边缘的一侧上的串联的电互连。在优选 实施例中，串联的电互连与底电极的电极边缘之间的距离小于发射面积的一个横向尺寸的 约1/10、优选地小于约1mm、并且更优选地小于约300 μ m。可以通过正常的单个不导电分离层方法、例如以蘑菇的形状进行在除了串联连接 的单独器件的方向之外的横向方向上的分离。这样做，可以将串联连接的单独器件并联地 电连接到下一系列的串联连接单独器件。单独器件的典型尺寸在0. 5cmX0. 5cm至3cmX3cm范围内。例如，在IcmX Icm单独器件尺寸并且N= 10的情况下，可以实现尺寸大致为IOX IOcm2的大面积有机发光器件。 这意味着阴极到下一个阳极的连接器的长度(垂直于连接方向且平行于衬底)近似为0.5 至3 cm长。单独器件的有机层的典型层厚度为约50至约lOOOnm、优选地在约IOOnm与约 300nm之间，ITO底电极的层厚度在约10至约500nm范围内，优选地在约20nm与约200nm 之间。不导电分离层高度(各厚度)必须大于层堆叠的厚度(沉积在底电极的顶部上的所 有层的厚度的和)，在约500nm至约5μπι范围内。分离层是提供在其顶部上沉积的层的构图的不导电表面拓扑图(topography)，诸 如有机层和顶部导电层。分离层形成优选地具有矩形形状、倒置等边梯形形状或蘑菇形状 的原位遮蔽掩模。优选的是远离衬底的分离层的端部大于分离层的更靠近衬底的端部。分 离层优选地由正性或负性光致抗蚀剂或通过使用双层正/负性光致抗蚀剂来实现。优选地 通过光刻法来实现分离层。可以使用用于沉积分离层的替选方法，例如，丝网印刷。分离层的高度(垂直于衬底的方向)大于有机层的厚度与顶部导电层的厚度的 和，优选地大5倍、更优选地大10倍。下面，更详细地描述在本说明书和/或权利要求书中使用的术语。金属衬底金属衬底优选地是不锈钢或铝板。该衬底应该具有低粗糙度，优选地在 绝缘层的半厚度以下的RMS粗糙度。还优选的是，不锈钢具有被电抛光的至少一个表面。如果在金属衬底上制造00ED，则要求电绝缘层。要求电绝缘层在不产生短路的情 况下支撑导电层，该导电层形成或被连接到底部或顶电极。导电层是至少一个；其还可以是 多个。构图的或结构化的如果层包括比最小衬底横向尺寸小得多的功能几何特征，则 将其视为被构图的或结构化的。如果层包括若干断开区域，也可以将其视为被构图的；非限 制性示例是不相互进行直接接触、但是由同一层形成的两个平行条带。顶电极顶电极是透明导电电极。顶电极是距离衬底更远的电极；其在OSL与封装 之间。反射与由OSL发射的光相对应的波长范围中的反射大于80 %，优选地大于95 %。透明与由OSL发射的光相对应的波长范围内的透射率大于70%，优选地大于 90%。无掩模(基本上无掩模)在这种方法中，由仅限定层的限制性外部边界的遮蔽掩 模来限定沉积区域，该遮蔽掩模具有由一个封闭几何形状限定的开口(贯通孔)，该封闭几 何形状可以是凸的或凹的、优选地为凸的，更优选地为矩形、封闭的圆锥截面或其他封闭的 曲线形状。非限制性示例是具有矩形开口的矩形框架，所述一个矩形开口限定除了需要被 隔离的边界之外的整个衬底上的沉积区域，不存在另外的结构。电流分布层是提供到顶电极的电连接的层，但其不形成电极本身。还可以将该电 流分布层称为馈送接触。单独器件指的是作为单个组件的器件，诸如单个二极管，诸如有机发光二极管 (OLED)或单个太阳能电池，该太阳能电池也是二极管。对于具有串联连接的实施例而言，术 语有机光电子器件(00ED)指的是单独器件的布置。互连或电互连被用作同义词。串联的互连或串联的电互连是一种电互连。
绝缘层该绝缘层是至少一个电绝缘层。可选地，可以使用不止一个绝缘层。非限 制性示例是聚酰亚胺、PVC、聚亚安酯、PMMA、氧化铝。双绝缘层的非限制性示例是聚酰亚 胺/氧化铝。绝缘层的厚度通常在200nm至100 μ m之间，优选地在200nm与10 μ m之间， 更优选地在500nm与7μπι之间。还可以使用绝缘层作为平滑层，以消除金属衬底的粗糙 度。对于金属衬底而言，该平滑层优选地厚于1 μ m。结构化的金属层是形成电极中的一个的层；其可以延伸超过电极的区域，以提 供用于电连接的区域。对于金属衬底而言，SML是底电极。对于透明衬底而言，SML可以是 顶电极或底电极。有机半导电层(OSL)有机半导电层，或有机半导电层堆叠包括诸如发射层或 吸收层的至少一个光学有源层。其为包括至少一个有机半导电层的层。有机发光器件 的OSL包括至少一个发射层。通常，OSL是若干有机层的堆叠，参见例如在EP 1336208B1 的段落
( "prinzipielle Aufbau”)、
( "Vorteilhafte Ausfiihrung，，) 和
( "bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel ”)中的 OLED 描述和示例；还参见 US 2009/0，045，7 ，尤其是其中的段落

( "A lightemitting device comprises m electroluminescent units”)禾Π示例1至7。OSL还可以是聚合物或混合物， 在US 2005/0，110，009Α1、尤其是在段落
("organic light-emitting diodes in the form of PLEDs”)和
(p-i-n heterostructure)中描述了非限制性 示例。顶发射OLED的示例可以在US 7, 274, 141中找到，尤其是第4栏中的有利实施例，其 中，阻挡层是可选的，该实施例还可以是非倒置类型(阴极比阳极更接近于衬底)。这些引 用文献描述了有机层的堆叠，该堆叠可以应用于本文所述的电极。用于有机太阳能电池的 OSL是包括吸收光的至少一种材料的有机层或有机层堆叠，该光的确对光电流有贡献。通 常，有机太阳能电池的OSL包括施主-受主异质结。异质结可以是体异质结(混合物)，或 平坦的(也称为平面)异质结，还能够提供附加层(Hong等人，J. Appl. Phys.，2009. 106 064511页)。在US2007090371A1中描述了有机太阳能电池的示例性堆叠。透明导电层是形成透明电极的层；其可以延伸超过电极的区域，以提供用于电 连接的区域。对于金属衬底而言，TCL是顶电极。对于透明衬底而言，TCL可以是顶电极或 底电极。


下面，将以示例的方式参考不同的实施例来描述本发明。附图示出图1示出用于对金属衬底上的器件提供互连的方法；图2示出用于对金属衬底或不导电衬底/金属层上的器件提供互连的方法，其中， 顶电极经由该互连被电连接到金属衬底或不导电衬底上的金属层；图3示出用于对不导电衬底上的器件提供互连的方法；图4示出其中成行地制作互连并且单独器件被形成为平行条带的器件的顶视图；图5示出金属衬底上的⑶L和绝缘层的可能配置的顶视图；图6示出在没有使用激光构图和激光互连的掩模或光刻构图的情况下制作的大 面积、高度同质单独器件的顶视图；图7a示出包括根据现有技术的多个串联连接的单独器件的底发射00ED ；
图7b示出底发射器件；图8示出顶发射器件；图9示出透明器件；图10示出根据本发明的串联连接的单独器件阵列的顶视图；图11示出用于大面积OOED的替选连接模式；图12示出用于绝缘分离层的详细的优选模式；以及图13示出用于电互连的实施例。
具体实施例方式图1示出创建具有激光互连的OOED的方法的各重要步骤。提供衬底。在步骤1. a中用绝缘层涂敷衬底。优选地，用反应性CVD、旋涂、溅射、VTE(气相 热蒸发)、喷涂、喷墨或刮涂来进行沉积。在此步骤之后，在步骤l.b中沉积SML，可以通过 仅在期望区域上沉积层或在整个区域上沉积层并通过随后的构图(l.c)来获得期望的结 构。此类方法的非限制性示例是通过VTE进行的遮蔽掩模沉积、通过溅射进行的遮蔽掩模 沉积、具有随后的激光构图的沉积、具有下层的构图的层的随后的剥离的沉积。SML的图案 使得形成至少两个电分离区域。在图1中，从左到右可以看到3个区域将部分地形成底电 极的区域A(RA)、将形成用于顶电极的电连接的区域B(RB)以及将部分地形成附加OOED的 底电极的附加区域A。在图1的步骤1. d中，通过常规技术来沉积OSL。OSL包括小分子材料、小分子 层、聚合物层或小分子和聚合物层。在步骤1. e上，在OSL上沉积TCL。优选地通过VTE或 溅射来进行TCL的沉积且其是基本上无掩模的。在步骤1. f中，通过激光器形成在SML与TCL之间的所述至少一个电互连，将顶电 极电互连到区域(RB)。图2示出产生具有激光互连的OOED的方法的步骤。该替选的实施例利用衬底的 导电性质。提供可以替选地是涂敷有金属层的不导电衬底的金属衬底。上文给出了金属衬 底的示例。涂敷的不导电衬底的非限制性示例是涂敷有铝的玻璃、涂敷有铜的玻璃、涂敷有 铜的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、涂敷有银的聚酰亚胺。步骤2. a是衬底上的绝缘层的沉积。沉积可以采取构图方式，可选地，该沉积是无 构图的，并且随后对层进行构图。优选模式是还作为光致抗蚀剂且可以通过光刻法来构图 的绝缘层。另一优选模式是通过激光烧蚀来对绝缘层进行构图。在步骤2. b中沉积SML，并且需要在相互电断开的区域(RA)和(RB)中限定SML。 可以在沉积期间限定SML的图案，或者可以通过附加步骤2.c对其进行构图。区域(RA)和 (RB)的功能与上文在图1中所解释的相同。可替选地，在没有图案的情况下沉积绝缘层和SML，并在一个步骤中对两个层进行 构图，在这种情况下，还去除至少一个区域(RB)(图2中的中间SML区域，步骤2. d)。在绝 缘层也是光致抗蚀剂的情况下，用于将两个层构图的优选模式是通过剥离。另一优选模式 是通过激光烧蚀将两个层构图。步骤2. e对应于图1的步骤1. d。步骤2. f对应于图1的步骤1. e。
步骤2. g是互连步骤，这里，在TCL与(RB)之间制作电互连，或者如果去除区域 (RB)，则直接制作到金属衬底或到在不导电衬底上提供的导电层的TCL的互连。图3示出关于如何在不导电衬底上制造OOED的方法。提供不导电衬底(诸如玻 璃、塑料等)。如在图1和2中所解释的，在步骤3. a中，在不导电衬底上沉积SML。如果未 以结构化方式沉积SML，则随后可以可选地是构图步骤(3. b)。如在图1中所解释的，图3的SML具有至少2个区域。步骤3. c对应于图1的步 骤1. d。步骤3. d对应于图1的步骤1. e。步骤3. e对应于图1的步骤1. f。OOED可以是由在区域A(RA)与区域B(RB)之间施加电压的电源来供电的发光器 件。如果OOED是有机光伏器件，则其外部电接触连接到区域A和区域B。图4是形成为平行条带的OOED的顶视图。图4示出衬底40，包括被结构化的SML 43、即平行的较宽和较窄的区域(分别提供区域A和B)，该较宽区域形成在绝缘层41上。 未构图OSL 42沉积在SML 43上，随后是沉积在OSL 42上的TCL 44。较窄SML区域43是 经由电互连45向TCL 44供应电流的区域(RB)。在衬底是金属衬底的情况下，或者如果衬 底涂敷有金属层，区域(RB)是不必要的，在这种情况下，可以直接在TCL 44与衬底40之间 制作互连45。在图5中示出用于绝缘层51上的示例性替选图案和衬底50上的SML 52。这里， 衬底50是金属衬底，或者其为涂敷有金属层的衬底。仅在绝缘层51上提供SML 52。OSL 和TCL被沉积在顶部(未示出)。在本实施例中，在不包括绝缘层51的区域上制作TCL的互连。图6示出其中提供衬底60的另一实施例，衬底60是金属衬底，或者其为涂敷有金 属层的衬底。衬底60涂敷有绝缘层61 ；通过形成由点64的外圆圈限定的孔的矩阵来将绝 缘层61构图。未示出SML保持图简单，但是其被形成在OSL 62下方，并且其也被构图，具 有在与绝缘层62相同的位置处的孔(也由点64的外圆圈限定)。TCL被沉积在由虚线限 定的矩形区域上。该互连由激光器来制作并由黑色(充满的)圆圈64来限定。在图6中，如果OOED是有机发光器件，则可以经由SML的延伸和到衬底的电连接 或者经由在衬底不导电的情况下的衬底上到导电层的电连接，将所述有机发光器件电连接 到电源或在有机光伏器件的情况下电连接到另外的外部电路。在所有实施例中，优选的是在互连步骤之前进行封装。下面，描述不同的示例。如果没有另外指定，在示例中使用以下沉积技术-通过使用用于构图的遮蔽掩模的VTE来沉积SML。-通过VTE 沉积 OSL。-通过VTE来沉积TCL，但是也可以通过溅射或其他方法来进行。-在惰性气氛下，进行未封装器件的互连步骤。构图不导电层示例常常使用如下形成的构图不导电层通过以3500rpm进行旋涂，在衬底上沉 积2. 3μπι厚的可光限定的聚酰亚胺层(来自HD微系统的HD-8820)。在120°C下，将该聚 酰亚胺层加热3分钟；通过暴露于光图案50秒、显影120秒并在180°C下加热半小时来限
定图案。示例1)包括电互连的有机发光器件
提供IOOmmX IOOmm玻璃衬底。在该玻璃衬底上沉积90mmX78mm金属层SML。 该金属层被构图，形成平行条带具有90mmX20mm的尺寸的宽条带(RA-区域A)和具有 90mmX3mm的尺寸的窄条带(RB-区域B)；在条带之间始终存在Imm的空间。以以下配置形 成条带(RB)-3X ((RA)-(RB)) ( “_”指示横向层分离)。此配置与图4中的SML类似。在SML上沉积包括以下层的非构图80mmX 78mm 0SL,如下掺杂有F4TCNQ的50nm 厚的NPD层；IOnm厚的未掺杂NPD层；掺杂有荧光发射体的20nm蓝光发射体主层；IOnm的 BPhen ；掺杂有Cs的60nm的BPhen。并且，沉积20nm的Ag层作为TCL。OSL、(RA)与TCL之间的重叠部分形成底电极。(RB)是到顶电极的馈送接触。通过在区域(RB)上施加激光脉冲来形成电互连；从顶侧施加激光(换言之，不通 过衬底)。在本示例中所使用的激光器是在1064nm处操作的DPSS Nd: YAG激光器。在具 有1点/250 μ m的线密度的每个区域(RB)的80mm长度上(该长度与OSL重叠)制造互
；1^ ο最后，为了测试器件，将区域(RB)的末端(不与OSL重叠)连接到电压源的负极， 并将区域(RA)的末端连接到电压源的正极。该器件形成有并联连接的3个发光区域，全部 三个区域在发射表面上用高亮度和发光强度的高同质性的情况下进行工作。■丨2) : 謝底,卜前提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0.8mm厚的不锈钢板作为衬底。通过以 3500rpm进行旋涂并在180°C下加热半小时，在金属衬底上沉积2. 3 μ m厚的聚酰亚胺层 (来自HD微系统的PI255Q。重复示例1)的步骤(期望第一个提供玻璃衬底)。如预期 的那样，该器件如在示例1) 一样工作。示例3)金属衬底上的有机发光器件和电互连提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0. 8mm厚的不锈钢板作为衬底。如上文所解 释的沉积构图的不导电层。如图4所示，在聚酰亚胺层(RA)上和暴露的衬底区域(RB)上 沉积IOOnm厚的Ag的SML层。在这种情况下，由衬底本身(区域(RN))来提供馈送接触。 如在示例1)中一样，重复沉积OSL和TCL的步骤。通过在区域(RB)上施加激光脉冲来形成电互连；从顶侧施加激光(换言之，不通 过衬底)。在本示例中所使用的激光器是在1064nm处操作的脉冲Nd:YV04激光器。在具 有1点/250 μ m的线密度的每个区域(RB)的80mm长度上(该长度与OSL重叠)制造互连
点ο所述方法获得了期望的效果。示例4)金属衬底上的有机发光器件和电互连用以下修改重复示例3。如在图5中一样，将聚酰亚胺层构图。SML未被沉积成 与金属衬底接触，其被构图为仅被沉积在聚酰亚胺层上，如图5所示。示例5):具有电互连的有机发光器件提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0. 8mm厚的不锈钢板作为衬底。如上文所 解释的，沉积构图的不导电聚酰亚胺层。对聚酰亚胺层进行构图，以暴露衬底作为孔的矩 阵。矩阵的行和列之间的间距是20mm，并且每个孔具有Imm的直径。在聚酰亚胺层上沉积 IOOnm厚的Ag的SML层。使用倍频Nd:YAG激光器，以去除孔中的绝缘层和SML，暴露衬底。可替选地，虽然光可限定聚酰亚胺(photodefinable polyimide)层或附加光致抗蚀剂增加了复杂性，但是 光可限定聚酰亚胺层或附加光致抗蚀剂可以用于对SML进行构图。如在示例1)中一样，重复沉积OSL和TCL的步骤。通过在形成3个相邻互连的每个孔的中心上施加激光脉冲，来形成电互连；从顶 侧施加激光(换言之，不通过衬底)。在本示例中所使用的激光器是在1064nm处操作的脉 冲Nd:YAG激光器、以及8ps的脉冲宽度。所述方法得到图6所描绘的器件。OLED示出器件表面上的发射光的高同质性。示例6)具有电互连的封装有机发光器件重复示例5，然而，用玻璃盖封装器件，并在封装之后进行电互连制备的步骤，通过 该玻璃盖照射激光。优点是可以在空气中制作互连步骤，而对于对氧气、水分和灰尘敏感的 未封装样本而言，这必须在惰性气氛下进行。7)細卜細軸碰腿-棚龙總件重复示例6，具有以下修改使用包括相对厚的未构图的500nm的金属层(TML)的 玻璃衬底来代替金属衬底。示例8)具有无掩樽沉积的有机发光器件提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0.8mm厚的不锈钢板作为衬底。通过以 3500rpm进行旋涂并在180°C下加热半小时，在金属衬底上沉积2. 3 μ m厚的聚酰亚胺层 (来自HD微系统的PI2555)。在聚酰亚胺层上沉积IOOnm厚的Ag的SML层。在聚酰亚胺层中制作孔，并且使用Nd:YAG激光器对SML层进行构图，以一次对两 个层进行烧蚀。如在示例1)中一样，重复沉积OSL和TCL的步骤，其基本上未被构图，但限定区域 以使得可以进行从电源到电极的电连接。通过在形成互连的每个孔的中心上施加激光脉冲，来形成电互连；使用光学对准， 从顶侧施加激光(换言之，不通过衬底)(然而，其可以在没有光学对准的情况下进行)。以 矩阵形式来制作1/mm的互连。OLED如预期的一样以非常高的同质性进行工作。用这种高度简化的方法，可以在 没有任何掩模或光刻构图步骤的情况下制作大面积发光有机器件。有机光伏器件以单个、大面积有机太阳能电池的形式来制作有机光伏器件。提供具有 IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0. 8mm厚的不锈钢板作为衬底。如上文所解释的，沉积构图的 不导电层的聚酰亚胺。对聚酰亚胺层进行构图，以暴露衬底作为孔的矩阵。矩阵的行和列 之间的间距是20mm，并且每个孔具有Imm的直径。在聚酰亚胺层上沉积IOOnm厚的Ag的 SML 层。倍频Nd:YAG激光器被用于去除孔中的绝缘层和SML，使衬底暴露。可替选地，虽然 光可限定聚酰亚胺层或附加光致抗蚀剂增加了复杂性，但是光可限定聚酰亚胺层或附加光 致抗蚀剂可以用于对SML进行构图。沉积以下层作为0SL:-在ITO上通过遮蔽掩模沉积IOnm厚的5%(摩尔)p掺杂(Cu酞菁)CuPc层；-在掺杂CuPc层上沉积IOnm的未掺杂CuPc层；
-以2(C60) 1 (CuPc)的摩尔比，沉积富勒烯C60和CuPc的30nm厚的混合层；-在混合层的顶部上沉积40nm厚的C60层；-在C60层的顶部上沉积IOnm的BPhen(4，7-二苯基-1，10-菲罗啉)层。沉积20nm 的 Ag 作为 TCL。通过在外孔的中心上施加激光脉冲、在每个孔上形成3个相邻互连，来形成电互 连；从顶侧施加激光(换言之，不通过衬底)。在本示例中所使用的激光器是在1064nm处 操作的脉冲Nd: YAG激光器。该器件示出具有高串联电阻特性的I-V曲线。在实验表征之后，进行到所有其他 孔中的电互连(以矩阵-正交栅格-形式)，相当大地减小串联电阻。图6描绘这样的器件 的几何结构。短路电流被改善大于100%。下面，描述包括串联的互连的有机电子器件的其他优选实施例。对图7至13进 行参考。箭头指示在器件是有机发光器件的情况下的发射光的方向，这些箭头用于图示器 件的模式器件是顶发射(吸收)、底发射(吸收)还是完全透明。图7a示出包括根据现有技术的串联连接的单独器件的底发射有机发光器件。图 7a示出透明衬底70a上的分层结构，包括透明底电极71a、至少一个有机半导电层7 和反 射顶电极73a。需要通过例如遮蔽掩模或喷墨印刷，直接将至少一个有机半导电层7 和顶 电极73a构图。箭头指示出在器件是OLED的情况下的发射光的方向，该方向对于用于光伏 器件的光吸收而言是相反的。图7b示出衬底70b上的包括预构图的底电极71b和电绝缘分离层75b的底发射 器件。在没有遮蔽掩模的情况下产生有机层72b和顶电极73b。通过层的沉积期间的电绝 缘分离层75b，来提供单独器件的分离。用激光工艺来进行还可以被称为电的顶电极-底电 极连接的串联的电互连74b。图8示出具有分层结构的顶部发光器件(或顶部吸收光伏器件)，所述分层结构包 括衬底80上的底电极81、底电极81与顶电极83之间的至少一个有机半导电层82，其中， 顶电极83是透明的且衬底80和/或底电极81是反射的。通过层的沉积期间的电绝缘分 离层85，来提供单独器件的分离。通过激光器来制作串联的电互连84。图9示出具有在电极91和93之间的至少一个有机半导电层92的透明器件，其中， 顶电极93、底电极91和衬底90是透明的。绝缘分离层95和串联的电互连94提供单独器 件(i+l、i、i-l、...)的串联连接。图10示出串联(列...、i_l、i、i+1)连接单独器件的阵列，该列被并联地连接 (行)。图10示出构图的底电极101、绝缘分离层102和串联的电互连104。黑线(104)示 出在应用激光器的情况下，很明显仅在提供顶电极和底电极之处形成电互连。所述列可以 通过导电层105和106并联地连接。可替选地，可以成组地或单独地驱动所述列。替选地 或另外，形成底电极的层可以被构图成在相邻列之间连续。行的底电极能够可选地由单层 (例如条带)制成。还提供顶电极的层103仅被部分地示出(出于清楚的原因)。在沉积有机层之前，在顶部提供层106且其与底电极进行电接触。替选地或可选 地，可以使用电互连107，来提供导电层106与底电极之间的互连。可以进行其他变更，例如 导电层106不与底电极重叠，并且还形成顶电极的顶部导电层加上要求的电互连提供必要的电路径。可以将等效思想应用于导电层105和其他实施例。可选地，导电层105可以是 顶电极层的延伸，并且可以在有机层上提供(这也适用于其他实施例)。图11示出串联的(列...、i_l、i、i+l)连接单独器件的阵列，该列被并联地连接 (行)。图11示出构图的底电极111、绝缘分离层112和串联的电互连114。所述列能够通 过导电层115和116并联地连接。还提供顶电极的层113仅被部分地示出(出于清楚的原 因)。在本实施例中，在区域112和117中，对绝缘分离层112进行构图，其中，区域117(平 行于列)用于限定发射区域。替选地或另外，可以对形成底电极111的层进行构图，以在相 邻列之间连续。行的底电极111可以可选地是单个层(例如条带)。图12示出包括衬底120、底电极121、至少一个有机层122和顶电极123的分层结 构。绝缘分离层125用于将至少一个有机层122和顶电极123分离成两个区域。绝缘分离 层125优选地具有锥体(蘑菇)形状。这可以通过由具有不同蚀刻速度(下半部分必须具 有较高蚀刻速度)的光致抗蚀剂构造绝缘分离层125来实现。图13示出用于可以用于本发明的所有实施例的电互连的模式。图13示出包括衬 底130、底电极131、至少一个有机层132和顶电极133的分层结构。总是通过封闭OSL来 进行电互连。意味着，OSL被形成为封闭层，并且IC通过OSL提供两个相对电极之间的本地 连接。在用如上所述的激光器方法来制造电互连之后，顶电极与底电极进行直接接触。如 图13所示，不一定需要使形成顶电极的层中断。下面，参考器件示例来描述其他实施例。有机发光器件示例使用了下列几项Spiro-TTB-八对甲苯基_9，9'-螺二芴[芴]_2，2 ‘，7， 7'-四胺-2，2' ,7,7'-四(N，N-二-对甲基苯基氨基)-9，9'-螺二芴、F4TCNQ_2，3， 5，6_四氟-7，7，8，8-四氰基对苯醌二甲烷、Spiro-TAD-2，2' ,7,7'-四(N，N-二苯基氨 基)-9，9'-螺二芴、Ir (ppy)3-三(2-苯基吡啶)铱、TPBI-1，3，5-三(1-苯基-IH-苯并 咪唑-2-基)苯以及BPhen-2，9-二(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉。提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0. 8mm厚的玻璃衬底作为衬底。玻璃衬底包 含预构图的ITO层，其被构图成具有80mmX9. 5mm的横向尺寸的8个条带，间隔开500 μ m， 除了具有到衬底的边缘(A)的延长的第一条带之外，其用于向器件供应电功率。如上文所解释的，沉积构图的不导电层。在远离每个构图的ITO条带的一个边缘 的300 μ m处提供绝缘分离层。绝缘分离层与边缘之间的300 μ m的区域被用于顶电极_底 电极连接。绝缘分离层被提供为具有82mm的长度的7条线。通过VTE在完全覆盖ITO条带的82mmX82mm的区域上沉积有机半导电层堆叠， 除了具有到衬底边缘的延长的第一条带之外，其被用于向器件供应电功率。用以下层制成 所述有机层堆叠-孔传输层p掺杂有2摩尔％的F4TCNQ的78nm的Spiro-TTB，-电子传输层10nm的 Spiro-TAD，-发射层1，掺杂有5摩尔%的Ir(ppy) 3的5nm的Spiro-TAD,-发射层2，掺杂有9摩尔％的Ir(ppy) 3的IOnm的TPBI，-电子传输层，IOnm的BPhen，以及-电子传输层，掺杂有Cs(摩尔比1 1)的30nm的BPhen。
在80mmX90mm的区域上沉积IOOnm Al的顶电极，其与ITO条带重叠并延伸至衬 底的边缘，该边缘与边缘(A)相对，提供外部电源层。顶电极通过在期望位置上的绝缘分离层而被中断，将单独器件电隔离。使用被粘结到玻璃衬底的刚性玻璃封装盖，来封装器件；封装还包括氧气和吸湿 剂。通过在绝缘分离层与ITO条带的边缘之间形成7行的ITO条带的边缘上施加激光 脉冲，来形成顶电极-底电极电连接，形成串联的电连接。在本示例中所使用的激光器是在 1064nm处操作的脉冲Nd:YAG激光器。在空气中执行激光工艺，因为器件被封装。这还可以 在封装之前在惰性气氛中进行，然而，这会增加工艺复杂性。 通过封装施加激光脉冲，然而，还可以通过衬底来施加。有机发光器件如预期的那样工作，具有串联地连接的八个单发光二极管。重复以上示例，具有在ITO条带的边缘的100 μ m的距离处提供的绝缘分离层。在 这些100 μ m宽且80mm长的区域上形成电互连。用这种方法，不仅过程被大大简化，而且可 以使连接面积最小化。甚至可以使用小到IOOym的ITO条带之间的间隙，将总死区(用于 连接的区域，不发射光)减小至300 μ m。有机光伏器件提供具有IOOmmX IOOmm的横向尺寸的0. 8mm厚的玻璃衬底作为衬底。玻璃衬底包 含预构图的ITO层，其被构图成具有80mmX9. 5mm的横向尺寸的8个条带，间隔开500 μ m， 除了具有到衬底的边缘(A)的延长的第一条带之外，其用于向器件供应电功率。通过旋涂在衬底上沉积2.3μπι厚的光可限定聚酰亚胺层(来自HD微系统的 HD-8820)。在120°C下将聚酰亚胺层加热3分钟；通过使聚酰亚胺层暴露于光图案50秒、 显影120秒并在180°C下加热半小时，来限定双绝缘分离层(平行、间隔开500 μ m的两个绝 缘分离层)。在远离每个构图的ITO条带的一个边缘的500 μ m处提供双绝缘分离层。双绝 缘分离层与边缘之间的500 μ m的面积被用于串联的电互连连接。该双绝缘分离层被提供 为具有82mm的长度的7条双线。通过VTE在完全覆盖ITO条带的82mmX 82mm的区域上沉积有机半导电层堆叠，除 了具有到衬底边缘的延长的第一条带之外，其被用于向器件供应电功率。用以下层制成所 述有机层堆叠-在ITO上，通过遮蔽掩模沉积IOnm厚的5%(摩尔)ρ掺杂(Cu酞菁)CuPc层；-在掺杂CuPc层上，沉积IOnm的未掺杂CuPc层；-以2(C60) 1 (CuPc)的摩尔比，沉积富勒烯C60和CuPc的30nm厚的混合层；
-在混合层的顶部上，沉积40nm厚的C60层；-在C60层的顶部上，沉积IOnm的BPhen(4，7-二苯基-1，10-菲罗啉)层。在80mmX90mm的区域上，沉积IOOnm Al的顶电极，其与ITO条带重叠并延伸至衬 底的边缘，该边缘与边缘(A)相对，提供外部电源层。顶电极通过期望位置上的双绝缘分离层而被中断，将单独器件电隔离。使用被粘结到玻璃衬底的刚性玻璃封装盖，来封装器件；封装还包括氧气和吸湿 剂。通过在绝缘分离层与ITO条带的边缘之间形成7行的ITO条带的边缘上施加激光脉冲，来形成电互连，形成串联的电连接。在本示例中所使用的激光器是在1064nm处操作 的脉冲Nd:YAG激光器。在空气中执行激光工艺，因为器件被封装。这还可以在封装之前在 惰性气氛中进行，然而，这会增加工艺复杂性。还可以通过衬底来施加激光脉冲。有机光伏器件如预期的一样工作，具有串联连接的八个单个有机太阳能电池，并 传送3. 7V的总开路电压。还测试其他激光器，并且可以很容易地调整用于每个不同激光器的参数，以提供 互连。在本说明书、权利要求书和附图中的至少一个中公开的特征可以是用于单独地或 以其各种组合在本发明的各种实施例中实现本发明的材料。
权利要求
1.一种用于在有机电子器件中形成电互连的方法，所述方法包括步骤 提供第一导电层，在所述第一导电层上方沉积有机半导电层， 在所述有机半导电层上方沉积第二导电层，以及通过向连接区域中照射激光，经由所述有机半导电层，通过将所述第一导电层与所述 第二导电层电互连，在所述连接区域中形成所述第一导电层与所述第二导电层之间的电短路。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤中的至少一个 提供所述第一导电层作为第一金属层，以及沉积所述第二导电层作为第二金属层。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括将所述电子器件形成为有机光电 子二极管的步骤，该步骤提供衬底，通过提供所述第一导电层的步骤，在所述衬底上方制造由导电材料制成的导电结构， 所述导电结构包括提供底电极的区域A和用于为顶电极提供馈送接触的区域B，其中，所 述区域A和B被相互电分离，通过在所述有机半导电层上方沉积所述第二导电层的步骤，来提供所述顶电极，以及 通过向所述连接区域中照射激光，经由所述有机半导电层，通过将所述顶电极与所述 馈送接触电互连，在所述连接区域中形成所述顶电极与所述馈送接触之间的电短路。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，制造所述导电结构的步骤包括步骤 在所述衬底上方制造金属层，以及在所述金属层上方制造构图的绝缘层。
5.根据权利要求3或4所述的方法，所述方法还包括在所述衬底上制造构图的绝缘 层的步骤。
6.根据权利要求3至5中的一项所述的方法，其中，制造所述导电结构的步骤包括步骤在所述衬底上方沉积金属层，以及 对所述金属层进行构图。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，制造所述构图的绝缘层的步骤和/或对所述 金属层进行构图的步骤包括通过激光烧蚀层的步骤。
8.如权利要求3至7中的至少一项所述的方法，其中，制造所述导电结构的步骤包括步骤在所述衬底上方沉积光致抗蚀剂材料层，在所述光致抗蚀剂层上方沉积金属层，以及通过部分地去除所述光致抗蚀剂材料，对所述金属层进行构图。
9.根据权利要求3至8中的至少一项所述的方法，其中，制造所述导电结构的步骤包 括借助金属衬底来提供所述第二导电层的步骤。
10.根据权利要求3至9中的至少一项所述的方法，所述方法还包括步骤 封装所述有机光电子二极管，以及在封装所述有机光电子二极管的步骤之前或之后，通过激光照射形成所述顶电极与所 述馈送接触之间的所述电短路。
11.一种用于生产有机光电子器件的方法，所述方法包括步骤在衬底上提供多个有机光电子二极管，其中，提供所述多个有机光电子二极管的步骤 包括步骤通过在所述衬底上沉积第一导电层，来提供用于所述多个有机光电子二极管中的每一 个的底电极，在所述第一导电层上提供分离层，在所述第一导电层上，提供用于所述多个有机光电子二极管中的每一个的有机层，以及通过在所述有机层上沉积第二导电层，来提供用于所述多个光电子二极管中的每一个 的顶电极，相邻有机光电子二极管的顶电极通过所述分离层来分离， 以及提供所述多个有机光电子二极管的串联连接，其中，提供所述串联连接的步骤包括步骤在连接区域中形成串联的电互连，通过将所述多个有机光电子二极管中的相邻有机光电子二极管的顶电极与底电极电 互连，来提供每个电互连，以及通过激光处理来形成所述电互连。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过激光处理来产生电互连的步骤包括通过 所述衬底来照射激光的步骤。
13.根据权利要求11或12所述的方法，所述方法还包括在所述顶电极上提供封装的 步骤，其中，在提供所述封装的步骤之后，执行提供所述多个有机光电子二极管的串联连接 的步骤。
14.根据权利要求11至13中的至少一项所述的方法，其中，通过无掩模沉积工艺，在所 述衬底上产生所述多个有机光电子二极管，所述无掩模沉积工艺包括在至少有源区域中 的无掩模沉积材料的步骤。
15.根据权利要求11至14中的至少一项所述的方法，其中，所述分离层提供有锥形分离层。
16.根据权利要求11至15中的至少一项所述的方法，其中，所述分离层提供有多个子分离层。
17.根据权利要求11至16中的至少一项所述的方法，其中，邻近于所述底电极的电极 边缘提供所述电互连，以及其中，在面对且远离所述电极边缘的电互连的一侧上邻近于所 述电互连提供所述分离层。
18.根据权利要求11至17中的至少一项所述的方法，其中，所述有机层提供有邻近于 所述顶电极的氧化还原的掺杂层。
19.一种通过根据权利要求11至18中的至少一项所述的方法制成的有机发光器件，所 述器件包括在衬底上的多个有机光电子二极管，所述有机光电子二极管中的每一个都包括底电极、顶电极和位于所述底电极与所述顶电极之间的有机层，电分离层，所述电分离层将所述多个有机光电子二极管中的相邻有机光电子二极管的 各顶电极电分离，以及电互连，所述电互连将所述多个有机光电子器件中的相邻有机光电子二极管的所述顶 电极与所述底电极电连接，所述电互连提供所述多个有机光电子二极管的串联连接、并且 所述电互连是激光产生的连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于在有机光电子器件中形成电互连的方法、用于制造有机光电子器件的方法以及有机发光器件。所述用于在有机电子器件中形成电互连的方法包括如下步骤提供第一导电层；在所述第一导电层上方沉积有机半导电层；在所述有机半导电层上方沉积第二导电层；以及通过向连接区域中照射激光，经由所述有机半导电层，通过将所述第一导电层与所述第二导电层电互连，在所述连接区域中形成所述第一导电层与所述第二导电层之间的电短路。
文档编号H01L27/30GK102136549SQ20101057921
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者安斯加尔·维尔纳, 扬·布洛赫维茨-尼莫特, 皮埃尔·保罗·若贝尔, 鲁道夫·莱斯曼 申请人:诺瓦莱德公开股份有限公司