专利名称：有机半导体器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种包括OELD(有机电致发光器件)在内的有机半导体器件及其制造方法，特别涉及一种有机半导体器件及其制造方法，其中应用光学损伤现象很容易分离有机半导体器件的多个元件或象素，或者很容易制作复杂形状的有机半导体器件，从而提高有机半导体器件的产率，最小化制造过程中产生的污染物，并可增强器件的操作可靠性。
背景技术：
一般地，有机半导体器件包括有机二极管器件和有机晶体管器件，这些器件基于与有机材料的HOMO(最高占据分子轨道)能级和LUMO(最低未占据分子轨道)能级相关的半导电性。有机二极管器件的实例包括有机发光二极管和有机电致发光(EL)二极管，有机晶体管器件的实例包括有机FET(场效应晶体管)、有机TFT(薄膜晶体管)、有机SIT(静态感应晶体管)、有机顶门极SIT、有机三极管、有机栅极晶体管、有机半导体闸流管或有机双极晶体管。
由于有机半导体器件的有机层形成于基底之上，所以不能应用光刻法分离由有机材料组成的象素或元件。因此，需应用具有复杂结构的有机或无机隔离物来分离由有机材料构成的象素或元件。
本发明涉及一种在上述各种有机半导体器件的制造过程中分离或切割形成于基底上的有机象素或元件的方法。本方法可广泛应用于任何种类的有机半导体器件，而不管其结构。在下文中，将结合有机半导体器件中结构最简单的OELD来说明本发明的方法。
OELD是一种典型的平板显示器，平板显示器例如是LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示平板)或FED(场发射显示器)。由于OELD在低驱动电压下有低于几μs的快速响应时间，并且是不需要背光源的自发光器件，所以其具有极好的亮度和在可见光范围内具有全彩色显示的广视角的优点。特别地，由于OELD可以很容易地被制成薄膜或柔性型，因而也容易实现大规模生产。
常规的单个OELD器件包括依次形成于透明基底上的第一电极、有机层和第二电极。该有机层包括依次形成于基底之上用于从该第一电极注入空穴的空穴注入层和传输空穴的空穴传输层、有机发光层及用于从该第二电极注入电子和传输电子的电子传输层。当在该OELD的第一电极和第二电极间施加电压时，分别从第一电极和第二电极注入的空穴和电子穿过空穴注入层、空穴传输层和电子传输层到达有机发光层的HOMO态和LUMO态，并且在各态的空穴和电子复合发光。为了制造包括EL象素的可视信息显示器，必须应用简单和高产率的方法来制造多个象素。
简单地制造由多个象素组成的无源矩阵型单色OELD中象素图案的常用方法是应用遮光板。具体而言是将由高功函数的ITO(铟锡氧化物)、聚苯胺或银构成的多个第一电极(阳极)以条形图案形状形成于基底上。在第一电极上形成至少一层由荧光有机化合物(如低分子量的有机化合物或有机聚合物)构成的有机层。然后，在有机层上形成由低功函数的Al、Mg或Ca构成且相对于第一电极的多个第二电极(阴极)。此处，第二电极用遮光板相互分离，并形成与第一电极条相垂直的条。此方法优点在于可简单地形成象素，但由于遮光板精度的限制而不易形成精确的象素。
美国专利5,701,055提出另一种在单色OELD中形成多个无源矩阵型象素的方法，其中象素通过绝缘隔离物而相互分开。由高功函数材料构成的第一电极以条形图案形式形成于基底上，而有机或无机绝缘分离条垂直于第一电极条并形成在第一电极和基底之上。然后，在基底的整个表面上依次形成至少一层由荧光有机化合物构成的有机层和由低功函数材料构成的第二电极。绝缘隔离物将第二电极及有机层相互分开，其形成与第一电极条相垂直的条。此方法优点在于可简单容易地形成多个象素。然而，由于隔离物形状的缺陷使有机层和第二电极不能完全分离，从而降低了象素形成的精确度，并且产率也降低。
日本公开专利8-315981提出另一种应用遮光板和绝缘隔离物在具有多个象素的全彩色OELD中分离无源矩阵型象素的方法。此方法对于制造具有适当象素尺寸的显示器十分有用。但是上述专利中应用的隔离物的结构复杂。因此，当显示器尺寸增加及象素间距减小时，它很难分离象素。
此外，美国专利5,814,417公开了另一种应用激光束在单色OELD中形成无源矩阵型象素的方法。首先，由诸如ITO等高功函数材料构成的第一电极以条形图案形成于基底上，而有机或无机绝缘膜条垂直于第一电极条并形成在第一电极和基底之上。该有机或无机绝缘膜由具有高绝缘性和耐热性并不会被激光束损坏的绝缘材料构成。在基底上形成至少一层由发光有机化合物构成的发光有机层，而各第二电极依次形成于发光有机层之上。其后，用激光束从第二电极的上方照射绝缘条，并去除绝缘条上的发光有机层和第二电极，从而形成第二电极的条形图案。可以用能有效吸收激光束并形成于第二电极上的激光束吸收层来代替有机或无机绝缘膜。其后，用激光束照射来形成第二电极的条形图案，从而形成分离的象素。也可以同时应用低热量吸收的绝缘膜和激光束吸收层来有效地吸收激光束。用激光束照射形成第二电极的条形图案，从而形成多个分离的象素。此方法可用于大尺寸显示器或具有低象素间距的显示器。然而，这些象素可能被光学分离过程中产生的残留物所污染。
美国专利6,136,622提出另一种应用激光束在OELD中形成无源矩阵型象素的方法。依照此专利中公开的OELD制造方法，条形第一电极、与第一电极条垂直的条形有机或无机绝缘膜、至少一层发光有机层和第二电极层依次形成于基底之上。此处，有机或无机绝缘膜条由具有高绝缘性和耐热性并不会被激光束损坏的绝缘材料构成。除了绝缘膜之外，也可在第二电极上形成激光束吸收层。
其后，用玻璃罩盖在制成的器件上，使得器件内部处于真空条件。其后，将激光束从玻璃罩的上方照射到位于绝缘条上的发光有机层和第二电极上，以使有机发光层和第二电极彼此分开，从而形成OELD的多个象素。这种方法应用了真空状态和玻璃罩，从而避免了象素被光学分离过程中产生的残留物所污染。然而，在形成象素过程中应用玻璃罩形成真空状态的方法很复杂。
上述形成OELD的多个象素的常规方法很复杂，应用常规方法的产率很低，且象素很可能被残留物所污染。此外，存在的问题是由于象素分离不完全的原因，包含由上述方法所分离的象素的OELD的图像质量和操作可靠性变差。
当在基底上形成的有机层包含在另一种有机半导体器件中或由另一种有机半导体器件的象素组成时，会发生前述问题。例如，存在并五苯有机TFT时。低温下玻璃基底上可形成镍门电极，在其上形成氧化硅膜作为门绝缘膜，然后将钯依次沉积于其上。所形成的结构经光刻，从而形成源极/漏极。有机材料并五苯作为活性层沉积于形成有源极/漏极的基底整个表面上。然而，由于每个器件的并五苯活性层需要形成图案和分离从而在基底上形成多个有机TFT，所以可以应用上面专利中所述的隔离物、遮光板或激光束来形成有机TFT。结果是，有机TFT的产率降低，由于器件分离不完全的原因而使应用有机TFT器件的操作质量和操作可靠性变差。
发明概述本发明的一个目的是提供一种易于制造或使多个有机半导体器件彼此分离的方法。
本发明的另一目的是提供一种制造包括OELD在内的有机半导体器件的方法，该方法能够最小化其制造过程中象素污染的可能性。
本发明的另一目的是提供一种包括OELD在内并由多个象素组成的有机半导体器件，其能提高图像质量和操作可靠性。
为了达成本发明的上述目的，现在将说明一种制造多个有机半导体器件的方法。
准备对于激光束透明的玻璃、石英或聚合物基底或半导体基底，如硅或砷化镓。多个分离的有机半导体器件将形成于基底之上。光学损伤阈值比基底的光学损伤阈值低的带图案的绝缘膜形成于用来使有机半导体器件彼此分离的区域中。有机层形成于绝缘膜和基底之上，其后聚焦的激光束照射在带图案的绝缘膜上，从而仅将位于绝缘膜之上的有机层全部去除，并去除部分或全部厚度的绝缘膜。因而，最终制造出多个分离的有机半导体器件。
具体而言，当在有机层上形成电极时，在电极和有机层依次形成于其上形成有预定图案的绝缘膜的基底上之后，进行激光束照射步骤。其中，在激光束照射步骤中，只有位于绝缘膜之上的有机层和电极全部去除，并去除部分或全部厚度的绝缘膜。
作为另一个范例，在按照有序的步骤准备基底、在其上形成有预定图案的绝缘膜的基底上形成电极及形成有机层之后；或在按照有序的步骤准备基底、在其上形成有预定图案的绝缘膜的基底上形成电极、形成有机层及形成另一电极之后，进行激光束照射步骤。在激光束照射步骤中，只有位于带图案的绝缘膜之上的有机层和第二电极全部去除，并去除部分或全部厚度的绝缘膜。OELD是一种包括与第一电极相对的第二电极的有机半导体器件。在是OELD的情况下，OELD的象素也通过应用激光束照射步骤被分离。
带图案的绝缘膜由绝缘材料构成，其光学损伤阈值比基底的低。绝缘膜的材料没有特殊限制，但优选由光学损伤阈值低于玻璃基底(～3GW/cm2或～30J/cm2)的光致抗蚀剂、干抗蚀剂、有机绝缘物或其混合物制成。绝缘膜的形状也没有限制，但优选绝缘膜的宽度大于10μm，其厚度为1～10μm。
与条形结构一样，激光束损伤法可应用于处理具有曲线图案的复杂器件。激光束可以照射到绝缘膜的上部或绝缘膜的下部。为了有效避免象素被由激光束去除的绝缘材料、有机材料和电极的残留物所污染，激光束照射步骤在真空条件或无水无氧的惰性气流条件下进行。激光束选自波长为0.1～2μm的脉冲型激光。聚焦的激光束的宽度优选控制在低于绝缘膜的宽度。为了促进激光束照射过程中的激光束吸收，在形成有机层或第二电极步骤之后还形成有激光束吸收层。
通过应用激光束分离方法而形成的具有分离的象素或元件的有机半导体器件包括基底、多个有机层和多个绝缘膜。应用光学损伤而彼此分离的多个有机层由至少一种形状的图案组成。多个绝缘膜可以形成于有机层的侧壁，并由光学损伤阈值低于基底的光学损伤阈值的绝缘材料构成。绝缘膜可以形成于有机层之间及有机层侧壁之间，并由光致抗蚀剂、干抗蚀剂、有机绝缘物或其混合物构成。
更具体而言，该有机半导体器件还包括形成于有机层之上或形成于基底和有机层之间的电极。其中在激光束照射过程中用于增强激光束吸收的激光束吸收层还可以形成在位于有机层之上的电极上，或形成于其下形成有电极的有机层之上。
作为有机半导体器件范例的OELD还包括形成于基底和有机层之间的第一电极和形成于有机层之上的第二电极。此外，OELD还包括形成于第二电极之上并在激光束照射过程中用于增强激光束吸收的激光束吸收层。
附图简要说明
图1a～图1e是阐明依照本发明一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图；图2a～图2d是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图；图3a～图3f是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图；及图4a～图4f是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图。
发明详细说明现在将结合附图详细地说明本发明的有机半导体器件及其制造方法。在以下的说明中，在不同的附图中相同的标号用于指相同的元件。
图1a～图1e是阐明依照本发明一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图。参照图1a，由高功函数的聚苯胺、银或ITO构成的多个第一电极2以条形形状形成于对于其后所应用的激光束透明的玻璃、石英或聚合物基底之上，或形成于诸如硅或砷化镓等半导体基底1之上。多个有机或无机绝缘膜条3垂直于第一电极条2并形成于第一电极2和基底之上。绝缘膜条3的位置成为象素分离的部位。有机或无机绝缘膜条3由具有高绝缘性和低光学损伤阈值从而易于被常规脉冲型激光束损伤和去除的材料构成。该有机或无机绝缘膜条3可以形成为单层结构或多层结构。绝缘膜条3的材料的实例包括光致抗蚀剂、干抗蚀剂、有机绝缘物、光反应性环氧化合物、偶氮磷酸酯聚合物、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、掺杂的PMMA、丙烯酸聚合物、聚丙烯酸聚合物、聚酯、聚酰亚胺、富勒烯(C60)、硅及其混合物，其光学损伤阈值比玻璃基底或所用的基底材料低。然而，绝缘膜的材料不限于上述所列的材料。绝缘膜的图案形状没有特殊限制，考虑到通常制造的OELD的尺寸，优选绝缘膜3的宽度大于10μm，其厚度为1～10μm。
如图1b所示，至少一层有机EL层4和第二电极5依次形成于其上形成有绝缘膜条3的基底1之上。该有机EL层4包括荧光有机化合物，如低分子量的有机化合物或有机聚合物。该有机EL层4由导电的、不导电的或半导电性的有机单体、低聚物或聚合物构成，第二电极5由低功函数的材料(如铝、镁或钙)构成。
如图1c所述，聚焦的激光束8-1从第二电极5的上方照射到绝缘膜条3上，或聚焦的激光束8-2从基底1的下方照射到绝缘膜条3上，从而通过光学损伤现象去除绝缘膜条3，同时仅将位于绝缘膜条3之上的有机层4和第二电极5去除。这样，第二电极5和有机EL层4垂直于第一电极2，因而形成多个分离的象素(图1d和图1e)。此处，激光束的照射角度可以选择设定。
区别于普通的激光束吸收，所述的光学损伤产生于下述综合因素1)电场衰减，2)多光子吸收造成的电离，及3)UV-量子导致的化学键断裂或可使原子或分子的键合断裂的光化学机制，此处激光束的电磁力高于绝缘膜中原子或分子的结合力(范德华力)。
激光束照射到绝缘膜条3上，并延绝缘膜条3扫描，从而去除绝缘膜条3。在另一种方法中，通过在基底和激光束源之间放置光掩膜，调整光掩膜对于绝缘膜条3的开口面积，然后用激光束照射整个基底表面来去除绝缘膜条3。在另一种方法中，通过在基底和激光束源之间部分地放置光掩膜，调整光掩膜对于绝缘膜条3的开口面积，然后用激光束照射光掩膜可被扫描到的部分基底表面来去除绝缘膜条3。
另一方面，在图1d中，第二电极5、有机EL层4和绝缘膜条3被全部去除，从而暴露出第一电极2。因此，该OELD包括透明基底1、多个第一电极条2、垂直于第一电极2的条形图案且以条形图案方式排列于第一电极2之上的多个有机EL层4、形成在有机EL层4之上且与有机EL层4具有相似图案的多个第二电极5、及形成于有机EL层4侧壁上的多个绝缘膜条3a，从而使部分第一电极2暴露。其中绝缘膜条3a由具有低光学损伤阈值的绝缘材料构成。
图1e显示出绝缘膜条3部分被去除的状态，因而第一电极2在形成有绝缘膜的部分处没有暴露。因此，图1e的OELD包括透明基底1、在透明基底1之上的多个条形图案第一电极2、垂直于第一电极2的条形图案且以条形图案方式排列于第一电极2之上的多个有机EL层4、形成在有机EL层4之上且与有机EL层4具有相似图案的多个第二电极5、及形成于有机EL层4侧壁上和相邻的有机EL层4之间的第一电极2之上的多个绝缘膜条3b。绝缘膜条3b由光学损伤阈值比基底1或第一电极2的光学损伤阈值低的绝缘材料构成。
此处，激光束可选自波长为0.1～2μm的脉冲型激光。例如，在典型的Q-转换Nd-YAG激光器中，可以选择波长为1.06μm、脉冲宽度为数ns的基频光束、波长为0.53μm的二倍频光束或波长为0.35μm的三倍频光束作为照射激光束。激光束波长的确定需参考绝缘膜条3的光学损伤阈值。激光束的能量控制在大于数mJ，激光束照射的重复比率控制在10～100Hz以满足下列条件(1)条件(1)绝缘膜的光学损伤阈值＜每单位面积的激光能量＜基底的光学损伤阈值此处，在应用商业的Q-转换Nd-YAG激光器时，在10ns(脉冲宽度)、10Hz和1mJ的操作条件下激光能量为每个脉冲105J/s。当激光束被聚焦并照射在10μm×100μm的面积上时，容易获得每单位面积10GW/cm2的激光光强。从而可以通过控制激光光强对选定的绝缘膜条造成光学损伤而不损伤基底。此外，激光束可以通过带有透镜的光学系统聚焦成光束宽度大于5μm的光束，然后再照射到绝缘膜条3上。特别地，聚焦的激光束宽度优选控制在低于绝缘膜条的宽度。当聚焦的激光束宽度小于绝缘膜条的宽度时，如图1d和图1e所示，绝缘膜条3a和绝缘膜条3b即使在激光束照射之后仍保留在有机EL层4的侧壁上，或者保留在有机EL层4侧壁上和相邻的有机EL层4侧壁之间的第一电极1上。结果是，即使减小OELD或有机半导体器件的尺寸，因而OELD的象素分离部件或有机半导体器件的分离部件随之减少，但象素或器件也不会发生电短路而是被极好地分离。
为了有效地防止象素被激光束照射后绝缘膜条3、有机EL层4和第二电极5的残留物所污染，优选在真空度低于10-1乇(Torr)的条件或无水无氧的惰性气流(如Ar或He)条件下进行激光照射。
如果有机或无机绝缘膜条3由具有高光学损伤阈值的材料构成，那么即使有机EL层4和第二电极5通过激光束照射去除，但绝缘膜条3仍不能被去除。在这种情况下，由于激光束的照射作用，粘附在绝缘膜条3上的有机EL层4的碎片和第二电极5的金属可能可选择性地与绝缘膜条3发生反应，从而在绝缘膜条3上产生不需要的化合物。此外，如果有机EL层4的碎片和第二电极5的金属的附着力强，那么有机EL层4和第二电极5将不能完全地从绝缘膜的表面上去除。即象素被不完全分离。然而，在本发明的这个实施方案中，绝缘膜条3是由高绝缘度和低光学损伤阈值的材料构成，从而易于通过激光束照射被去除。此外，由于有机EL层4和第二电极5的金属与绝缘膜条3一起被去除，所以象素被完全分离。
图2a～图2d是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图。参照图2a，与图1a和图1b相似在透明基底1上形成第一电极2、绝缘膜条3、有机EL层4和第二电极5，并在第二电极5之上还形成激光束吸收层6。激光束吸收层6可以由染料(如IR吸收染料)、金属或金属氧化物(如含有氧化铝的黑铝)或炭黑构成。例如，由Epolon Inc.生产的有机盐染料四铵IR染料、铵染料、二硫醇烯、镍染料、铂和钯染料、酞菁染料和蒽醌类可被用作激光束吸收层6。
参照图2b，聚焦的激光束8-1从激光束吸收层6的上方照射到绝缘膜条3上，或聚焦的激光束8-2从基底1的下方照射到绝缘膜条3上。因此，通过激光束照射，垂直于第一电极2形成了条形图案的第二电极5和有机层4，从而形成了多个分离的象素。
在象素的分离过程中，依次形成的绝缘膜条3(图1b中)、有机EL层4、第二电极5和激光束吸收层6被去除而暴露出第一电极2(如图2c所示)，或部分被去除而没有暴露出第一电极2而是暴露出绝缘膜条的部分3b(如图2d所示)。第一电极2的暴露可以由激光束的照射时间和强度及组成绝缘膜条的材料来决定。另一方面，优选将激光束吸收层6形成于器件的外部，即在第二电极或器件上。激光束吸收层6吸收并将激光束转化成热能，这导致快速加热和体积膨胀。当激光束吸收层6形成于器件内或形成于第二电极下面时，由于快速加热使吸收的材料释放气体，从而造成器件内部污染或损伤。
本发明上述的两个实施方案可用于有源矩阵型OELD及无源矩阵型OELD的象素分离方法中。除了象素分离之外，上述两个实施方案可用于在形成于基底上的有机半导体器件中切割或形成复杂形状的有机层或电极层。即具有低光学损伤阈值的绝缘膜以预定的图案形状形成于将形成多个分离的有机半导体器件的基底上(特别是作为分离元件)，其后在基底上形成有机半导体层。激光束照射到绝缘膜的上方以形成各种形状的有机层或电极层。此处，至少可以应用一种绝缘膜图案，且该绝缘图案的形状可以包括曲线形状。
图3a～图3f是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图，特别是通过应用遮光板依次形成R、G和B彩色有机EL层并通过应用激光束分离法分离彩色象素的方法。参照图3a，由高功函数材料(如ITO)构成的第一电极2以条形图案形成于基底上，而有机或无机绝缘膜条3垂直于第一电极条2并形成在第一电极2和基底之上。
参照图3b，遮光板20-3具有窗口，其置于绝缘膜条3间的第一电极2之上，能够发射R、G和B光的有机EL层4-1、有机EL层4-2和有机EL层4-3依次形成于绝缘膜条3之间。参照图3c，由低功函数材料如Al、Mg或Ca构成的第二电极5形成于绝缘膜条3和有机EL层4-1、有机EL层4-2和有机EL层4-3的全部表面之上。参照图3d，聚焦的激光束8-1从第二电极5的上方照射到绝缘膜条3上，或聚焦的激光束8-2从基底1的下方照射到绝缘膜条3上，从而同时去除绝缘膜条3和形成于绝缘膜条3之上的第二电极5。其中全部厚度的绝缘膜条3被去除(如图3e所示)或部分去除(如图3f所示)。结果是，第二电极5形成分离象素的条形图案，从而产生多个彩色象素。此处，激光束的照射角度可以选择设定。
图4a～图4f是阐明依照本发明另一个实施方案形成OELD象素的方法的剖视图。绝缘膜条3、有机EL层4和第二电极5形成于第一电极2上，而激光束吸收层6还形成于第二电极5上。然后用激光束8-1和激光束8-2照射以分离第二电极5，从而形成多个彩色象素。
本发明上述的两个实施方案可用于有源矩阵型OELD及无源矩阵型OELD的象素分离中。除了象素分离之外，上述两个实施方案可用于在如图1a～图1e和图2a～图2d所示的有机半导体器件中切割或分离复杂形状的有机层或电极层。
实施例下文将说明包括多个分离象素OELD的制造方法。在玻璃基底上形成厚度为1mm、由ITO构成的条形图案的第一层电极。通过应用低光学损伤阈值的负性光致抗蚀剂(DTFR-N250，Dongjin Semichem Co.LTD)，在形成有第一电极的玻璃基底上形成与第一电极条垂直的绝缘膜条。绝缘膜条的宽度为30μm，厚度为5μm。在形成有绝缘膜条的基底上形成含有CuPc、厚为100nm并用作空穴注入层的有机化合物层，用作空穴传输层、厚为400nm的α-NPD，及用作发光层、厚为500nm的Alq3。由厚为2000的Al∶Li构成的第二电极形成于有机化合物层之上。波长为1.06μm、脉冲宽度为10ns、每个脉冲能量为10mJ、重复照射比率为10Hz的Q-转换Nd-YAG激光束通过透镜系统聚焦，从而产生光束直径为10μm的聚焦光束。聚焦光束从第二电极的上方照射到绝缘膜条上。即聚焦光束照射并扫描绝缘膜条，从而使绝缘膜条被去除而暴露出第一电极。此外，只有置于绝缘膜条上的有机层和第二电极被同时去除，从而条形图案形式的第二电极被形成并产生多个象素。象素与第二电极的完全分离可通过测定因光损伤而分离的各第二电极之间的无穷大电阻来证实。此外，在第二电极上还形成厚为200nm的CuPc层作为激光束吸收层。用相同的激光束照射方式来去除第二电极。从而，第二电极被制成条形图案，并形成分离的多个象素。同样地，通过测定各第二电极之间的无穷大电阻可证实第二电极的完全分离。
可以理解尽管仅参照有机半导体器件OELD对本发明加以说明，但本发明不限于此。在应用并五苯有机TFT的情况下，其中无机层形成于基底上而有机层形成于电极形成之后，从而形成基底-电极-有机层结构。因此，低光学损伤阈值的绝缘膜形成在形成有电极的基底上，而有机层形成于其上；或者低光学损伤阈值的绝缘膜形成于基底上，其后将电极和有机层形成于其上。其后，从绝缘膜的上方用激光束照射并扫描，以形成多个有机TFT。
当制造OELD的方法被用于制造有机半导体器件如有机发光二极管、有机FET、有机TFT和有机SIT时，通过应用本发明容易使高度集成器件中的元件分离。特别地，由于绝缘膜条由高绝缘和低光学损伤阈值的材料构成，所以很容易通过激光束照射将之去除。此外，形成于绝缘膜之上的有机层和电极材料可同时被去除，因此制造出完全成形的器件，并且其操作可靠性和产率得到提高。如前所述，应用低光学损伤阈值的绝缘物和光学损伤现象很容易在有机半导体器件中切割或形成复杂的形状(如通孔)。
尽管结合本发明的某些优选实施方案展示和说明了本发明，但本领域所属技术人员可以理解，在没有脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内可以在形式和细节上做出各种变化。
权利要求
1.一种制造多个有机半导体器件的方法，其包括如下步骤准备所述多个有机半导体器件将形成于其上的基底；在所述有机半导体器件的分离部件区域中形成绝缘膜图案，所述绝缘膜由光学损伤阈值比所述基底的光学损伤阈值低的绝缘材料构成；在形成有所述绝缘膜图案的基底上形成有机层；及将聚焦的激光束照射在所述的绝缘膜图案上，从而仅将位于所述绝缘膜图案上的有机层全部去除，并去除部分或全部厚度的绝缘膜图案，由此制造出所述的多个分离的有机半导体器件。
2.如权利要求1所述的方法，还包括在形成所述的有机层步骤之后并在激光束照射步骤之前在所述的有机层上形成电极的步骤，其中在激光束照射步骤中，只有位于所述绝缘膜图案之上的所述有机层和所述电极全部去除，并去除部分或全部厚度的所述绝缘膜图案。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在准备所述的基底步骤之后并在形成所述的绝缘膜图案步骤之前在所述基底上形成具有至少一种图案形状的第一电极的步骤，其中在激光束照射步骤中，只有位于所述绝缘膜图案之上的所述有机层全部去除，并去除部分或全部厚度的所述绝缘膜。
4.如权利要求1所述的方法，还包括在准备所述的基底步骤之后并在形成所述的有机层之前在所述基底上形成具有多于一种形状图案的第一电极的步骤，及在形成所述有机层步骤之后和激光束照射步骤之前在所述有机层上形成第二电极的步骤，其中在激光束照射步骤中，只有位于所述绝缘膜图案之上的所述有机层和所述的第二电极全部去除，并去除部分或全部厚度的所述绝缘膜。
5.如权利要求1到4之一所述的方法，其中所述的绝缘膜图案由光致抗蚀剂、干抗蚀剂、有机绝缘物或其混合物制成。
6.如权利要求1到4之一所述的方法，其中所述的激光束是波长为0.1～2μm的脉冲型激光束。
7.如权利要求1到4之一所述的方法，其中所述的激光束在真空条件或无水无氧的惰性气流条件下进行照射。
8.如权利要求1到4之一所述的方法，其中所述激光束的宽度低于绝缘膜图案的宽度。
9.如权利要求1到3之一所述的方法，还包括在激光束照射步骤之前，在所述的有机层或所述的电极上形成激光束吸收层的步骤，从而增强激光束照射过程中的激光束吸收。
10.如权利要求4所述的方法，还包括在形成所述的第二电极步骤之后并在激光束照射步骤之前在所述的第二电极上形成激光束吸收层的步骤，从而增强激光束照射过程中的激光束吸收。
11.一种有机半导体器件，其包括基底；利用激光束引起的光学损伤在所述基底上分开形成的有机层，所述有机层的图案多于一种形状；及形成于所述有机层侧壁上的绝缘膜图案，其由光学损伤阈值比所述基底的光学损伤阈值低的绝缘材料构成。
12.如权利要求11所述的器件，其中所述的绝缘膜图案形成于相邻有机层之间及所述有机层侧壁之间。
13.如权利要求11或12所述的器件，其中所述的绝缘膜图案由光致抗蚀剂、干抗蚀剂、有机绝缘物或其混合物构成。
14.如权利要求11或12所述的器件，还包括形成于所述基底和所述有机层之间或所述有机层之上的电极。
15.如权利要求14所述的器件，还包括在激光束照射过程中用于增强激光束吸收的激光束吸收层，其形成于其下形成有电极的所述有机层之上，或形成在位于所述有机层之上的所述电极上。
16.如权利要求11或12所述的器件，还包括形成于所述基底和所述有机层之间的第一电极和形成于所述有机层之上的第二电极。
17.如权利要求16所述的器件，还包括形成于所述第二电极之上并在激光束照射过程中用于增强激光束吸收的激光束吸收层。
全文摘要
本发明公开一种制造有机半导体器件的方法，该器件包括由多个象素构成的有机电致发光器件，其可显示出高质量的图像信息。由光学损伤阈值比基底的光学损伤阈值低的绝缘材料构成的绝缘膜图案形成于基底上的象素元件之间。包括发光有机层的有机层和电极形成于形成有绝缘膜的基底之上。用聚焦的激光束照射以全部去除形成在绝缘膜图案之上的有机层和电极材料，并去除部分或全部厚度的绝缘膜图案，从而形成多个象素。为防止器件被残留物所污染，应用激光束照射的光学损伤方法在真空条件或无水无氧的惰性气流条件下进行。
文档编号H05B33/12GK1628492SQ03803361
公开日2005年6月15日 申请日期2003年2月13日 优先权日2002年2月15日
发明者朴炳柱 申请人:朴炳柱