[发明专利]电子器件中易碎无机层处的接触部位的几何结构

说明书

技术领域

本发明涉及包括诸如阻挡层或功能无机层（inorganic layer）之类的薄无机层的电子器件，例如光电子器件、太阳能电池、晶体管和电容器。

背景技术

薄无机层通常在电子器件中，例如在诸如显示器和照明器件之类的光电子器件中用来提供防湿气的阻挡特性。此外，薄无机层经常在电子器件中用于透明导体（例如ITO（氧化铟锡））、光伏层（太阳能电池中的Si）、电气隔离，或者例如薄膜晶体管或电容器结构中的电介质层，或者电子器件顶部的钝化层。无机层经常由例如二氧化硅、氮化硅或者氧化铝制造。

对于当前的电子器件而言，阻挡特性通过将薄无机层设置在包含若干无机层的多层叠层中或者设置在具有交替的无机和（有机）聚合物层（polymer layer）的叠层中而实现。

防湿气的阻挡特性由水蒸汽透过率（WVTR）限制。水蒸汽透过率由各层的固有材料渗透以及无机层内的诸如针孔和裂缝之类的薄弱点数量决定。因此，叠层必须在工作（service）时表现出非常低的裂缝浓度，否则湿气可能扩散到功能部分并且造成器件的性能降低和故障。这是一个复杂的技术问题，因为用作阻挡物的无机层通常非常薄且由易碎的材料组成，并且因而易于形成裂缝，导致湿气的渗透和暴露于湿气，这反过来造成电子器件的性能降低或故障。再者，这样的易碎层经常邻近相对较软的材料层，造成对于裂缝形成的甚至更高的易感性。

再者，对于电子器件中的其他易碎无机层而言，诸如透明导体（例如ITO（氧化铟锡））、光伏层（太阳能电池中的Si）、电气隔离，或者例如薄膜晶体管或电容器结构中的电介质层，或者电子器件顶部的钝化层之类的易碎层对于裂缝形成非常敏感。特别地，技术问题在于，裂缝经常在无机层中靠近接触部位形成。

由于功能层内裂缝形成的原因，该层的功能丧失。例如，阻挡层中的裂缝强烈地影响阻挡特性，并且导电层中的裂缝可能导致器件的电气性能的显著变化。

US7348212示出了包括接触部位的电子器件的一个实例。该文献描述了一种用于提供半导体发光器件的方法，其中发光层设置在n型区与p型区之间，并且其中接触电连接到n型区和p型区。

然而，本领域中仍然存在改进电子器件中的易碎无机层的性能的需要，对于被设置成具有接触部位的易碎层而言，尤其如此。

发明目的

本发明的一个目的是至少部分地克服现有技术的上述问题并且因而提供一种具有改进的寿命的电子器件。此外，本发明的一个目的是降低薄易碎层经历裂缝萌生和裂缝传播的概率。

此外，本发明的一个目的是提供一种电子器件，其在提供改进的对于裂缝形成的抵抗力的同时也允许提高工作温度范围、降低变形的风险和/或提高对于接触损坏的抵抗力。此外，本发明的一个目的是降低添加到柔性聚合物衬底的无机层中的裂缝形成。

发明内容

依照本发明的第一方面，这个目的是通过提供一种电子器件来实现的，该电子器件包括支撑无机层的衬底以及接头，该接头将接触元件机械耦合到无机层，所述电子器件进一步包括载荷分布层叠层，该载荷分布层叠层被设置成在接头的位置处与无机层直接接触，用于消除由衬底与无机层之间的弹性失配造成的应力，其中载荷分布层叠层包括与第一无机层直接接触的第一层、层X和另一个层X+1，层X+1与层X直接接触，并且层X设置在第一无机层与层X+1之间，并且其中第一层的长度与层X的长度不同，并且其中层X的长度与层X+1的长度不同，并且其中第一层的长度与层X+1的长度不同。

载荷分布层提供邻近无机层中的最大应变的降低，这导致裂缝萌生和传播的概率降低。因此，湿气渗透的风险降低。此外，依照本发明的器件允许增大器件的工作温度范围，因为可以降低由例如接头和接触造成的器件的局部最大应变。此外，降低了由于局部机械影响而引起的变形风险。因此，显著地改进了长期性能。应当指出的是，机械耦合也可以并且通常将导致电耦合。