光电器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜光电器件，包括：封闭在第一阻挡层结构(20)和第二阻挡层结构(40)之间的功能层结构(30)；所述器件具有导通的电互连导电结构(10)，所述电互连导电结构(10)嵌入在所述第一阻挡层结构(20)内，所述电互连导电结构(10)包括在所述阻挡层结构(20)内横向延伸的至少一个金属细长元件(12a、12b、12c)，所述电互连导电结构(10)设置为抵靠所述功能层结构(30)，所述电互连导电结构(10)具有嵌入所述第一阻挡层结构(20)内的、横向朝向的、被处理过的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电器件。本专利技术进一步涉及制造光电器件的方法。本专利技术进一步涉及可在所述方法中使用的半成品。本专利技术还进一步涉及制造所述半成品的方法。
技术介绍
光电器件是响应电信号提供光效应的器件，或者是响应光刺激生成电信号的器件，第一种光电器件的实例是发光二极管，比如有机发光二极管(OLED)以及电致变色器件(electro chromic device)，第二种光电器件的实例是光伏电池(photo voltaic cell)。对于在柔性塑料基底上发光的大面积有机发光二极管，需要大电流来驱动系统。现有的用于阳极(比如铟锡氧化物ΙΤ0)和阴极(比如钡/铝)的薄膜材料的电阻率大，并且大电流导致大压降，这就决定了发光不均勻。为了在塑料基底上制造大面积柔性有机发光二极管器件，塑料基底需要额外金属化结构。为了降低制造成本，优选地，使用内联卷对卷网涂覆处理(inline roll-to-roll webcoating process)将所构造的这种金属化涂层施加于塑料薄膜卷上。因此，对于光电器件，比如发光器件和电致变色器件，以及光伏产品来说，需要一方面具有良好的导电性，而另一方面能对光子射线进行高速传输的金属化结构。W02007/036850描述了有机二极管器件，该有机二极管器件包括有机二极管结构，该有机二极管结构具有阳极层、阴极层和有机层。阳极层和阴极层二者中的一个具有一组分布在所述结构的表面上的接触区域。阻挡层密封地覆盖所述结构，且具有一组开口，该组开口对准所述一组接触区域。在所述阻挡层上已电镀了金属导体，并且该金属导体通过该组开口接触该组接触区域。经电镀的金属导体将阳极和阴极分流，以在大型有机二极管器件的区域上提供均勻电压分布，并提供均勻的亮度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的光电器件。本专利技术的另一目的在于提供一种制造光电器件的改进方法。本专利技术的又一目的在于提供一种可在所述方法中使用的半成品。本专利技术的又一目的在于提供制造所述半成品的方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种制造薄膜光电器件的方法，包括步骤提供(Si)第一金属基底；对所述金属基底的第一主表面进行图案化(S2)，从而在所述第一主表面内产生凸起部分和凹陷部分；在所述金属基底的第一主表面处沉积(S3)第一阻挡层结构；在与所述第一主表面相对的第二主表面处从所述金属基底去除(S4)材料，以显露与所述凹陷部分相对的第一阻挡层结构；在所述第一阻挡层结构的被从所述金属基底去除材料的一侧，施加(S5)功能层结构；施加(S6)第二阻挡层结构。与已知的方法相反，在施加阻挡结构之前，至少部分地制备导电结构。即，作为预备步骤，在所述金属基底的第一主表面处生成具有凸起部分和凹陷部分的表面图案。通过实施该预备步骤，与所述凸起部分间的间距相比，所述凸起部分和所述凹陷部分可具有较大的高度差。通过从所述第一主表面中选择性地去除材料来产生凹陷部分。可通过化学处理来进行去除，比如通过将材料蚀刻掉，但是，可替代地通过机械处理来进行去除，比如通过压印，从而所述第一主表面中挤出材料。合适的是从金属基底高温处理步骤开始，比如阻挡结构的高温沉积，直到施加有机材料的时间点。在接下来的施加阻挡层结构的步骤和在与第一主表面相对的第二主表面处从金属基底去除材料的步骤之后，产生导电结构，该导电结构包括互连的细长元件，该互连的细长元件在阻挡层结构内横向延伸并且可具有较大的高宽比。导电结构嵌入阻挡层结构内，形成(除了通过去除处理，比如蚀刻，造成的一定粗糙度以外)大体上平整的表面。与通过施加于阻挡层结构上的导电结构形成表面相比，这方便了功能层结构的施加。虽然可在有导电结构嵌入其中的阻挡层结构处选择地施加透明电极层，但是这并不是必须的。这是有利的，因为通常为该层施加的材料，比如氧化锡或铟锡氧化物较贵，且这些材料较脆这一事实使该材料难以处理。施加高导电性聚合物层，比如聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)，足以在由导电结构导通(open)的区域内提供电流分布。在实施例中，互连的细长元件的宽度和高度可在几微米到几十微米的范围内，且其长度可在几微米到几厘米的范围内。薄膜器件为局部平面，但是在更广的程度上可被弯曲成任意形状。实际上，厚度为D的平面薄膜器件可被弯曲到半径达厚度D的50倍。可替换地，根据本专利技术的薄膜器件可制造为初始弯曲的形状。在局部程度上，阻挡层结构的平面限定了横向尺寸。垂直于该平面限定该阻挡层结构的高。当在第二主表面处从金属基底去除材料时，在凹陷部分的位置处显露阻挡层结构的时候，优选地停止该去除过程。如果该去除过程持续的时间较长，那么余留的导电结构将比阻挡层结构深，而优选为余留的导电结构的表面的水平高度与阻挡层结构的表面的水平高度一致。如果需要，可在导电结构处施加额外的导电材料层，以便均衡该水平高度。在该方法的一个实施例中，使用金属基底，该金属基底包括被蚀刻停止层分离的第一金属层和第二金属层。在第二主表面处从金属基底去除材料的步骤S4之后以及在施加功能结构的步骤S5之前，去除蚀刻停止层。其优势在于，在对第一主表面进行图案化的步骤S2中，在凹陷部分和凸起部分之间获得了恰当地限定了的高度差。而且，在从金属基底的第二主表面去除材料的步骤S4中，在该时刻实现了刻蚀刻过程的自动中断。根据本专利技术的第二方面，提供了一种薄膜光电器件，包括封闭在第一阻挡层结构和第二阻挡层结构之间的功能层结构；所述器件具有导通的电互连导电结构，所述电互连导电结构嵌入在所述第一阻挡层结构内，所述电互连导电结构包括在所述阻挡层结构内横向延伸的至少一个金属的细长元件，所述电互连导电结构设置为抵靠所述功能层结构，所述电互连导电结构具有嵌入所述第一阻挡层结构内的、横向朝向的、被处理过的表面。根据本专利技术的方法，薄膜光电器件的导电结构由金属基底产生，在所述第一表面处施加阻挡层之前，通过从所述第一表面去除材料来制备该金属基底。因此，根据本专利技术的薄膜光电器件可被认为是导电结构在阻挡层内具有被处理过的表面。要认识到的是，通过比如蚀刻或压印来处理阻挡层内的表面。而且，要处理背朝第一阻挡层结构的导电结构的表面。不需要以相同的方式处理背朝第一阻挡层的表面和第一阻挡层内的表面。比如，第一阻挡层内的表面可通过压印方法限定，而背朝阻挡层的表面可通过蚀刻法限定。根据第一实例，导电结构包括多根平行线，其宽度为W，高度为H，长度为L，间隔为D。该结构的导电率与H. W/D成比例。透射率与(D-W)/D成比例。根据第二实例，导电结构包括网格结构，具有矩形开口。在该情况下，导电率与H. ((D-W)/D)2成比例。光电器件在第一阻挡层的一侧透明就足够了。这样，在发光二极管器件中，光可经导通的导电结构从功能结构中逸出到光电器件的外边。因此，另一功能结构侧的电极不需要透明，因此，该电极可较厚，从而具有良好的导电性。该光电器件可施加于光伏元件。如果来自环境的光可经导电结构到达功能结构就足够了。附图说明参照附图更详细地描述这些和其他方面，其中图1示出了薄膜光电器件的大体结构；图2A到2J示出了根据本专利技术的方法的第一实施例，更具体地说图2A示出了根据该第一实施例的方法的第一步骤Sl ；图2B示出了根据该第一实施例的方法的第二步骤S2的第一方面；图2C示出了第二步骤S2的第二方面；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊嘉辰，乔安妮·莎拉·威尔森，安东尼斯·玛丽亚·B·范默尔，S·哈尔科马，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：