CN1998097A - 在制造有机电子器件的过程中除去有机层的方法和用该方法制造的有机电子器件 - Google Patents

在制造有机电子器件的过程中除去有机层的方法和用该方法制造的有机电子器件 Download PDF

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Abstract

一种用来制造有机电子器件的方法，该方法包括以下步骤：(a)在基片上形成第一导电元件和导电引线，所述第一导电元件和导电引线互相隔开；(b)在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层；(c)在有机层上面形成具有图案的导电层，所述具有图案的导电层包括第二导电元件，所述具有图案的导电层造成了有机层的暴露部分和未暴露部分；(d)用至少一种含氧气体至少对有机层的暴露部分进行干蚀刻，使一部分导电引线暴露出来，所述干蚀刻在大约0.01－7.5毫托的压力下进行。

Description

在制造有机电子器件的过程中除去有机层的方法和用该方法制造的有机电子 器件
相关申请的交叉引用
本申请是2003年7月22日提交的申请系列第10/625,112号的后续申请。
关于联邦资助研究的声明
本发明在政府DARPA拨款第4332号的支持下进行。政府可享有本发明的某些权利。
发明领域
本发明一般地涉及有机电子器件，更具体地涉及在制造有机电子器件的过程中从性能(performance)敏感的元件上除去有机材料的方法，以及使用该方法制得的有机电子器件。
背景信息
对于有机电子器件，例如有机发光二极管显示器(OLED)，使用激光烧蚀法从器件不希望有的性能敏感区域除去有机材料。例如，在一种技术中制造OLED器件的起初几步是沉积导电元件(例如阳极之类的电极)和导电引线，并在其上形成图案。所述阳极通常为氧化铟锡(ITO)，导电引线可包括三层的夹层结构，该夹层结构包括粘合层、低电阻率导电层和保护性罩层。一种典型的OLED导电引线结构为Cr/Cu/Cr。形成了阳极和导电引线之后，所述方法包括在基片的整个表面上形成阴极阻挡层，然后形成缓冲层(也被称为电荷输送层)(BL)和电发光层(EL)之类的有机层。在本领域的现有技术中，在此之后将基片送入激光烧蚀系统，在此系统中，激光束集中在需要清除有机层的区域上。这些区域包括电极至导电引线的电接触垫、粘合垫和活性区域周围的框架(有时称为板条(rail))，在这些区域上面具有用作包封盖的胶，这些区域是OLED的性能敏感区域的例子。
激光烧蚀法具有很严重的缺点，是大规模制造OLED器件过程中的薄弱环节。激光烧蚀机价格昂贵，其模量难以保持，机器本身不易与其它加工工具连接。
另外，从材料的角度来看，激光烧蚀法并不适合用来除去有机层，这种方法通常会留下难以除去的坚硬的碳质残渣，除非向其中加入氧气之类的气体来帮助形成挥发性氧化物。然而，由于敏感的EL有机层在烧蚀过程通常处于纯氮气气氛下，使用氧气具有一定的风险。使用高能(以mJ/脉冲为单位)激光可以略微缓解残渣问题，但是其不希望有的负面影响在于会使下面的导线结构产生裂纹。因而影响了这种器件的可靠性。
另外，可以使用的激基激光束的波长仅限于一些特定的值，因此目标有机材料(例如BL和EL)必须在相同的波长范围具有吸收带，这使得这种方法变得更加复杂。这很大程度地限制了这种方法的自由，并且不可避免地影响了烧蚀效率。
到烧蚀法结束时，用来形成接点的导电引线会受到激光能量的全面轰击，因而导电引线也会被部分地烧蚀。在一些情况下，导电引线吸收的激光光子会多于有机层吸收的激光光子，在此情况下不能使用这种方法。
用溶剂和材料对表面进行湿法清洗会给电子器件的制造过程带来各种问题。
因此，需要有改进的方法从有机电子器件的性能敏感区域清除所有类型的有机材料。
发明简述
本发明包括由包括以下步骤的方法制造的有机电子器件：(a)在基片上形成第一导电元件和导电引线，所述第一导电元件和导电引线互相间隔开；(b)在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层；(c)在有机层上面形成具有图案的导电层，所述具有图案的导电层包括第二导电元件，所述具有图案的导电层造成了有机层的暴露部分和未暴露部分；(d)用至少一种含氧气体至少对有机层的暴露部分进行干蚀刻，使一部分导电引线暴露出来，所述干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力下进行。
本发明还包括一种用来制造有机电子器件的方法，该方法包括以下步骤：(a)在基片上形成包含有机材料的有机层；(b)在基片的第一区域除去有机层；(c)用至少一种含氧气体在基片的第二区域对有机层进行干蚀刻，其中在第一区域除去有机层和在第二区域进行干蚀刻分别进行，干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力下进行。
附图摘要
在附图中举例说明了本发明，但是本发明并不限于此。
图1是形成到外围电路或远程电路的导电元件和导电引线的一部分基片的平面图。
图2是图1的基片形成阴极隔离区之后的平面图。
图3是图2的基片在形成空穴输送层和有机活性层之后，其一部分在剖线3-3的截面图。
图4显示根据本发明一实施方式用来形成具有图案的导电层的阴影掩模。
图5是图2的基片用图4所示根据本发明一实施方式的阴影掩模形成有图案的导电层之后的平面图。
图6是根据本发明一实施方式图5所示的基片的一部分在剖线6-6的截面图。
图7是根据本发明一实施方式对图5所示的基片的空穴输送层和有机活性层的一些部分进行干蚀刻之后的平面图。
图8显示根据本发明一实施方式的用来形成作为导电元件的第二导电层的阴影掩模。
图9是根据本发明一实施方式图7所示的基片在使用图8所示的阴影掩模形成具有图案的导电层之后的平面图。
图10是图9所示的基片在形成具有图案的导电层之后，在剖线10-10的截面图。
图11是图2所述的基片在形成了有机层，并对这些层的一部分进行激光烧蚀，从而暴露部分导电引线之后，在剖线11-11的截面图。
图12是图11所述的基片在形成了覆盖下电极并与阴极元件接触的导电元件之后的截面图。
本领域技术人员能够理解，图中的各部分是为简化且清楚而显示的，不一定按照实际比例绘制。例如，为便于理解本发明的实施方式，图中一些部分的尺寸相对于其它部分进行了放大。
详述
开发了一种用来在制造有机电子器件的过程中对有机层进行干蚀刻的方法。
可对基片的暴露部分或其它部件进行干蚀刻，特别是对随后要进行电连接或周边密封的部件(例如导电引线、粘合垫和板条)进行干蚀刻。在制造有机电子器件时使用这种新方法的优点在于，干蚀刻法能够较为清洁较低成本地除去有机材料，操作设备便于维护，该方法可与大量制造相容，并且(任选地)不需要对导电引线进行激光烧蚀或对粘合垫进行湿法蚀刻。另外，可以对干蚀刻进行控制，以免使除去的材料再次沉积，该方法提供了比包封器件更佳的均匀的接触电阻，本方法的其它优点取决于所构造的有机电子器件和该种器件的用途。使用这种新方法制造的器件的性能得到了改进。例如，在OLED显示器中，可以看到使用寿命延长、器件效率提高和泄漏电流减小。
本发明的干蚀刻可以在单步操作或多步操作中，在恒定的条件下进行，或通过改变所用的气体或改变其它操作参数(例如压力、功率密度、温度、气体流速、气体相对组成和电压)而在不同的条件下进行。如采用两个步骤，可通过第一个步骤除去有机层的暴露部分，通过第二个步骤除去一种或多种不希望有的材料，例如非挥发性的蚀刻产物和污染物。可以用本发明的干蚀刻完全替代目前用来制造有机电子器件的激光烧蚀和湿法蚀刻技术，或将干蚀刻法与其结合使用。
从以下详述和权利要求可以清晰地了解本发明的其它特征和优点。
详述首先包括定义，然后是干蚀刻前处理、干蚀刻和干蚀刻后处理。详述的其它部分包括其它实施方式、优点，最后是实施例。
1.定义
在详细描述以下实施方式之前，需要对一些术语进行定义和明确。在本文中，术语″阵列″、″外围电路″和″远程电路″表示有机电子器件的不同区域或部件。例如，阵列可包括有序排列(通常以列或行的形式排列)的大量像素、单元或其它结构。外围电路可与阵列处于同一有机电子器件中，但是在阵列本身之外，所述外围电路可以对阵列中的像素、单元或其它结构进行局部控制。远程电路通常远离外围电路，可用来(通常通过外围电路)向阵列输送信号或由阵列接收信号。所述远程电路也可具有与阵列不相关的功能。远程电路可位于具有阵列的基片上，也可不在此基片上。
术语″有机电子器件″表示包括一种或多种有机半导体层或有机半导体材料的器件。有机电子器件包括：(1)将电能转化为辐射的器件(例如发光二极管、发光二极管显示器或二极管激光器)，(2)通过电子过程检测信号的器件(例如光检测器(例如光电导管、光敏电阻器、光控开关、光电晶体管、光电管、IR检测器))，(3)将辐射转化为电能的器件(例如光生电压器件或太阳能电池)，以及(4)包括一个或多个具有一层或多层有机半导体层的器件(例如晶体管或二极管)。
在本文中，术语″干蚀刻″表示用一种或多种气体进行的蚀刻。进行干蚀刻时可使用一种或多种电离的气体或不使用一种或多种电离的气体。干蚀刻与″湿法蚀刻″相对，在湿法蚀刻中用液体进行蚀刻。在下文中将详细说明干蚀刻。
术语″电子吸取(electron withdrawing)″与″空穴注入″含义相同。字面上来讲，空穴表示不存在电子，通常通过除去电子而形成，造成被称为空穴的正电荷载体的假象，。空穴是通过产生或注入形成的。由于电子发生移动，留下的不存在电子的区域被相邻层的电子填充，显得空穴移到了相邻的区域，从而发生了空穴迁移。为了简便起见，使用术语空穴、空穴注入、空穴输送以及它们的变体。
术语“电荷输送材料”表示能够接收电荷，并促进电荷以相对的效率和很小电荷损失迁移穿过其厚度的材料。
术语″含氟烃气体″表示包含含有碳和氟的分子的气体。这些分子可包含氢、氧、氮其它卤素(非氟卤素)也可不包含这些元素。通常用于干蚀刻含氟烃气体的碳原子数不超过2，但是如果需要的话，也可使用更多的碳原子。
术语″卤间化合物″表示由至少两种不同的卤素原子组成的分子化合物。卤间化合物包括ClF、ClF3、ClF5、BrF3、BrF5和IF5.
术语″各向同性蚀刻″表示从截面观察基片时，垂直方向和水平方向发生相等的蚀刻。术语″各向异性蚀刻″表示从截面观察基片时，仅在垂直方向发生蚀刻。尽管并没有完全各向同性或完全各向异性的蚀刻，但是一些蚀刻与其它(各向异性或各向同性的)蚀刻相比总是明显地偏向于各向同性或各向异性。
术语″低功函数材料″表示功函数不大于约4.4电子伏的材料。术语″高功函数材料″表示功函数至少约为4.4电子伏的材料。
术语″性能敏感元件″有机电子器件的能够影响该器件电功能性质或导电功能性质、设备使用寿命，密封该设备使其不受环境(包括空气和湿气)影响和电极串扰的那些部位、部件或结构，性能敏感元件包括但不限于导电引线、像素阵列，板条和接触垫。
在本文中，术语″包括″、″包含″、″含有″、″具有″或它们的变体表示非排他性的包括。例如，包括一系列单元的工艺、方法、制品或设备并非仅包括这些单元，还可包括这些工艺、方法、制品或设备未列出的其它元件/组成。另外，除非有相反的说明，″或者″表示包括性的但是并非排他性的或者。例如，以下的任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A、B均为真(或存在)。同样的，使用“一个”或“一种”描述本发明的单元或部件。这样做仅仅是为了方便和给出本发明的一般的认识。除非明显有另外的含义，这些描述应当理解为至少一个/种或单一的，这些描述也应包括多个/种的情况。
族数相当于使用″新标记″惯例确定的元素在周期表中所处的列数，见2000年第81版的化学和物理CRC手册(CRC Handbook of Chemistry and Physics)。
除非有另外的定义，本文中的所有技术术语和科学术语的含义都与本发明领域的普通技术人员所了解的含义相同。尽管在实施或测试本发明时可以使用与本文所述方法和材料类似或等价的方法和材料，但是合适的方法和材料是下述的那些。所有本文提到的出版物、专利申请、专利和其它参考文献，均全文引入本文作为参考。在产生矛盾的情况下，以本说明书(包括定义)为准。另外，描述这些材料、方法和实施例仅是为了说明，而非用于限制。
对于本文未描述的范围，具体材料、加工操作和电路的细节是通用的，可以在教科书或其它来源中找到，例如在有机发光二极管显示器、光电检测器、光生电压和半导体领域的文献来源中找到。
2.干蚀刻前处理
接下来将详细描述图1-10所示的第一组实施方式，在这些实施方式中，对有机电子器件的性能敏感元件进行干蚀刻，具体是在对一层或多层下面的有机材料进行干蚀刻的时候将具有图案的导电层用作掩模。可使用普遍用来形成有机电子器件的材料。因此可以避免对新材料的工艺开发和整合。
可以用图1-10所示的实施方式制造单色无源矩阵OLED显示器。如本说明书下文所述，可对其进行修改用于多色或全色无源矩阵和有源矩阵OLED显示器。
图1是一部分基片10的平面图。注意图1包括OLED的阵列。阵列通常大得多，但是较小的能够更好地说明本发明。基片10几乎可包含任何种类任何数量的材料，包括导电材料、半导体材料或绝缘材料。如果基片10包含导电材料，需要小心操作以确保部件的各个部分之间具有合适的电绝缘。可以用足够厚的绝缘层覆盖导电材料，以减少覆盖的电极或导体与下面的导电材料之间的寄生电容的影响。
基片10可以为玻璃或陶瓷材料(例如氧化铝或蓝宝石)或包括至少一个聚合膜的柔性基片。适用于聚合膜的聚合物的例子可选自主要包含以下聚合物的一种或多种材料：聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)；聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯)；聚酰亚胺；聚酰胺；聚丙烯腈和聚甲基丙烯腈；全氟化和部分氟化的聚合物(例如聚四氟乙烯、四氟乙烯与聚苯乙烯的共聚物)；聚碳酸酯；聚氯乙烯；聚氨酯；聚丙烯酸树脂，包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物；环氧树脂；酚醛清漆树脂；以及它们的任意组合。使用多层膜时，可以使用合适的粘合剂或通过常规的制造多层的方法(包括已知的涂布、共挤压或其它类似的方法)将它们结合在一起。所述聚合膜的厚度通常约为12-250微米。当具有一层以上的膜层时，单个膜的厚度可以小得多。
尽管所述一层或多层聚合膜可主要包含一种或多种上述的聚合物，但是这些膜也可包含一种或多种常规的添加剂。例如，许多市售的聚合膜包含增滑剂或无光剂，以防膜以大卷的形式贮存的时候粘在一起。
如果基片10包括聚合膜，可在基片10上形成阻挡层(未显示)。该阻挡层可包含与随后形成并进行干蚀刻的有机层蚀刻速率不同的电绝缘体。可以用阻挡层作为蚀刻终止层(etch stop)用来保护下面的基片。示例性的阻挡层材料可包括SiO2、Si3N4、绝缘的金属氧化物或金属氮化物(例如TiO2、Al2O3、Al2O3·SiO2、3Al2O3·2SiO2、AlN)或它们的组合，其厚度约为2-500纳米。
所述阻挡层可通过等离子体增强的化学蒸气沉积或物理蒸气沉积(常规的射频(RF)磁控溅射或电感耦合等离子体物理蒸气沉积(IMP-PVD))形成。如果所述阻挡层对有机电子器件将要发射或接收的辐射的透明度不够，可以在阻挡层上形成图案，在需要通过辐射的区域(例如像素阵列的像素区域)上面形成开口。
在阅读了本说明书之后，本领域的技术人员将认识到可以在很广泛的范围内对用于基片10的材料进行选择。在阅读了本说明书之后，本领域的技术人员能够根据材料的物理性质、化学性质和电性质选择一种或多种合适的材料。为简化起见，用于这种基底的一种或多种材料被称为基底10。
然后可如图1所示在基片10上形成导电元件12。导电元件12几乎可包含任何的导电材料。在此具体实施方式中，导电元件12作为将要形成的有机电子器件的阳极。通常导电元件12的材料形成阳极，阳极的功函数高于作为阴极的导电元件的功函数。可形成多个导电层来制造导电元件12。在此具体实施方式中，导电元件12位于有机电子器件的用户侧和随后形成的有机活性层之间。因此，导电元件12应当是透明的，使辐射能够透过导电元件12。示例性的材料包括ITO、氧化锆锡(″ZTO″)、元素金属、金属合金以及它们的组合。当将ITO和ZTO用作导电元件12时，可将导电元件12制得更厚，而且仍然具有对辐射的充分的透光度。例如，当将ITO或ZTO用于导电元件12时，导电元件12的厚度可以约为100-200纳米。导电元件12由常规技术形成。
可以形成导电引线14，为随后形成的作为阵列中的阴极的导电元件与外围电路和远程电路之间提供电连接。在图2中，导电引线14的位置接近边缘。导电元件12和导电引线14互相隔开。导电引线对上面的层的重要性将在以后描述。导电引线14可由常规技术形成，导电引线14可包含一个或多个以下材料形成的层：Cr、Al、Mo、Cu、Ti、Ta、导电氮化物、贵金属(Pt、Pd或Au)、能够形成导电氧化物的金属(Ru、Rh、Ir和Os)或它们的混合物。在一实施方式中，导电引线14可包含多个层，这些层包括粘合层、低电阻率导电层、保护性覆盖层。所述多个层可为Cr/Al/Cr、Cr/Cu/Cr或Mo/Cu/Mo。在另一个实施方式中，图2所示导电引线14的最上层可包含贵金属，以降低在后述的干蚀刻操作过程中形成金属氧化物的可能性。在又一个实施方式中，可以用能够形成导电金属氧化物的金属代替贵金属或覆盖在贵金属上。导电引线14的厚度可约为10-600纳米。注意在一些实施方式中，形成导线14和导电元件12的顺序可以颠倒。
尽管图中未显示，但是可以在基片上、导电元件12和导电引线14之间形成一层电绝缘材料层。这种材料可帮助导电元件12和导电引线14的电绝缘，提高随后形成的层的平面性，或者潜在地用于其它目的。材料可以是有机或无机的。在电子器件中形成任意其它层之前，阵列内的导电元件12的顶面应当是暴露的。
通过旋涂、浇注或气相沉积法形成约2-5微米厚的绝缘层，然后在绝缘层上形成图案形成图2所示的结构，从而形成阴极阻挡层22。在此阵列中，阴极阻挡层22覆盖着除了导电引线14所在的位置和将要形成导电元件的位置以外的整个阵列。在开口内的位置，基片10、导电元件12和导电引线14暴露出来。外围电路和远程电路区域是暴露的，未被阴极阻挡层22覆盖。
阴极阻挡层22可包含包括光刻胶或聚酰亚胺在内的可光成像的材料。在一实施方式中，可使用具有图像反转能力的酚醛清漆正性可光成像的光刻胶。
可以如图3所示地形成有机材料30。有机材料30可包括一个或多个层。例如，有机材料30可包括缓冲层32和有机活性层34，或不包括缓冲层32的有机层34。注意缓冲层32可位于有机活性层34上面或下面。当缓冲层32位于导电元件12和有机活性层之间时，缓冲层应为空穴输送层，当缓冲层32位于有机活性层和随后形成的作为阴极的导电元件之间时，缓冲层应为电子输送层。在另一实施方式中，缓冲层可位于有机活性层34的两个面上。在图3所述的实施方式中，具有作为空穴输送层的缓冲层32。进一步理解有机电子器件中的有机材料30可包括各种有机材料，例如电荷输送材料、防淬灭材料、各种活性材料(例如发光体、光电检测器、IR检测器和其它辐射敏感材料)。
依次在导电元件12、导电引线14和部分的阴极阻挡层22上面形成缓冲层32和有机活性层34。缓冲层32和有机活性层34可以各自如下所述通过旋涂、浇注或蒸气沉积合适的材料而形成。在施涂之后可使缓冲层32和有机活性层34中的一个层或两个层均发生固化。有机层30覆盖着阴极阻挡层22的顶部以及阴极阻挡层22中开口的底部，另外在阴极阻挡层22中结构的壁上也覆盖着有机层30。尽管在图3中未显示，在开口内有机层30以上的位置，沿阴极阻挡层22的侧面也覆盖有非常薄的有机层30的部分。注意阴极阻挡层22的结构在靠近基片10的部分较窄，离基片10较远的部分较宽。在另一实施方式中，这些结构是更圆的锯齿状或T形。
在此实施方式中，缓冲层32为空穴输送层。和其中导电元件12与有机活性层34直接接触的器件相比，使用空穴输送层可以减少损坏的量，并有可能延长使用寿命，提高器件的可靠性。在一具体实施方式中，空穴输送层可包含有机聚合物，例如聚苯胺(″PANI″)、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)(″PEDOT″)；或有机电荷传递化合物，例如四硫富瓦烯四氰对基醌二甲烷(TTF-TCQN)。空穴输送层的厚度通常约为100-250微米。
空穴输送层通常是导电的，从而能够从随后形成的活性区域中除去电子，并将电子传输到导电元件12。尽管所述导电元件12和任选地空穴输送层是导电的，但通常导电元件12的电导率明显高于空穴输送层的电导率。
所述有机活性层34的组成通常取决于有机电子器件的用途。当有机活性层34用于辐射发射有机电子器件时，当对电接触层施加足够的偏压时，有机活性层34的一种或多种材料将会发出辐射。辐射发射活性层几乎可包含任何有机电致发光材料或其它有机辐射发射材料。
这些材料可以是小分子材料或聚合材料。小分子材料可包括例如美国专利第4,356,429号和第4,539,507号所述的材料。或者，聚合材料可包括美国专利第5,247,190号、第5,408,109号和第5,317,169号所述的材料。示例性的材料是半导共轭聚合物。这种聚合物的一个例子是被称为″PPV″的聚亚苯基亚乙烯(poly(phenylenevinylene))。发光材料可以分散在另一种材料的基质中，可加入或不加入添加剂，但是通常是单独形成一个层。所述有机活性层的厚度通常为40-100纳米。
当有机活性层34加入到在辐射接收有机电子器件中时，有机活性层34的一种或多种材料可包括许多种共轭聚合物和电致发光材料。这些材料包括例如许多种共轭聚合物、电致发光材料和光致发光材料。具体例子包括聚(2-甲氧基，5-(2-乙基-己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯)(″MEH-PPV″)和与CN-PPV复合的MEH-PPV。有机活性层34的厚度通常约为50-500纳米。
尽管图中未显示，但是可在有机活性层34上面任选地形成电子输送层。电子输送层是缓冲层的另一个例子。电子输送层通常是导电的，使得能够从随后形成的阴极注入电子，并且将电子输送到有机活性层34。尽管随后形成的阴极和任选的电子输送层是导电的，但是阴极的电导率通常显著地高于电子输送层的电导率。
在一个具体的实施方式中，电子输送层可包含金属螯合的羟基喹啉(oxinoid)化合物(例如Alq3)；菲咯啉基化合物(例如2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(″DDPA″)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(″DPA″))；吡各类化合物(例如2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(″PBD″)、3-(4-二苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(″TAZ″)；或它们的任意的一种或多种组合。或者所述任选的电子输送层可以为无机的，包括BaO、LiF或Li2O。电子输送层的厚度通常约为30-500纳米。
图4显示了用来形成具有图案的导电层的第一阴影掩模40的一部分。阴影掩模40具有开口42。掩模40的44部分包含固体材料。开口42位于阵列的一部分上面，部分44位于阵列的其他部分以及外围电路和远程电路区域的上面。
如图5和图6所示，在沉积过程中可以用第一阴影掩模40通过开口42沉积出具有图案的导电层52，从而形成导电元件522和524。如图6所示，具有图案的导电层52的导电元件522作为阴极，覆盖着有机活性层34和导电元件12。如图6所示导电层52的导电元件524覆盖着阴极阻挡层22。具有图案的导电层52可通过物理蒸气沉积(例如蒸发、溅射)形成。由于物理蒸气沉积的方向性和阴极阻挡层22中的结构的形状，导电元件522之间并无互相的电连接，而且其与导电元件524之间也不存在电连接。如果阴极阻挡层22的壁更接近垂直，在沉积过程中可任选地使用准直仪来降低任何导电元件522和524之间发生不希望的短路或漏电路径。
在图5中，有机活性层34的一些部分暴露于导电元件522和图5所示的面之间。注意导电引线14位于图5所示的面附近的有机活性层34下面，但是图中未显示。同样的，在阵列以外，一些覆盖着外围电路和远程电路区域的有机活性层34的一些部分暴露出来，包括用来密封器件的板条。
具有图案的导电层52通常可包括具有低功函数的含金属层，其功函数低于高功函数的导电条12。用于具有图案的导电层52的材料可选自第1族金属(例如Li、Cs)、第2族(碱土)金属、包括镧系元素和锕系元素的稀土金属。具有图案的导电层52的厚度约为300-600纳米。在一个非限制性的具体实施方式中，可沉积一层约10纳米厚的Ba层，然后沉积一层约500纳米厚的Al层。可以用导电引线14的任意金属或金属合金代替Al层或与Al层结合使用。
如图6所示，在随后的整个干蚀刻操作过程中，导电元件522和524的上表面将是暴露的。可以使用贵金属或能够形成导电金属氧化物的金属的层来减少在随后的干蚀刻操作过程中使用含氧气体所造成的负面影响。有机层30未暴露的部分被导电元件522和524覆盖，有机层30的暴露部分未被任何的导电元件522和524覆盖。
3.干蚀刻
在一实施方式中，对有机电子器件的性能敏感元件进行干蚀刻的方法包括以下步骤：(a)在基片上安置至少一个性能敏感元件，并且安置性能敏感元件时将其与第一导电元件隔开，其中至少一个性能敏感元件是导电引线；(b)在性能敏感元件和第一导电元件上安置有机材料；(c)在所述有机材料上形成具有图案的导电层，使性能敏感元件预先确定的部分暴露出来；(d)使用至少一种含氧气体对性能敏感元件暴露区域的有机材料进行干蚀刻。
在本发明一实施方式中，使用用来形成有机电子器件的干蚀刻法清除掉有机电子器件的性能敏感元件上的有机材料，所述干蚀刻法包括以下步骤：在基片上面形成第一导电元件和导电引线，所述第一导电元件和导电引线互相分隔；在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层；在有机层上面形成具有图案的导电层，所述具有图案的导电层包括第二导电元件，所述具有图案的导电层造成了有机层的暴露部分和未暴露部分；使用至少一种含氧气体对有机层的暴露部分进行干蚀刻，从而暴露一部分导电引线。
在本发明另一实施方式中，使用用来形成有机电子器件的干蚀刻法清除掉有机电子器件的性能敏感元件上的有机材料，所述干蚀刻法包括以下步骤：在基片上面形成第一导电元件和导电引线，所述第一导电元件和导电引线互相分隔；在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层；在有机层上面形成具有图案的导电层，所述具有图案的导电层包括第二导电元件，所述具有图案的导电层造成了有机层的暴露部分和未暴露部分；使用至少一种含氧气体对有机层的暴露部分进行干蚀刻，从而暴露一部分导电引线，所述干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力下进行。
在本发明另一实施方式中，用来形成有机电子器件的方法包括在基片上形成第一导电元件和导电引线的步骤。所述第一导电元件和导电引线互相分隔。该方法还包括在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层的步骤。该方法还包括在有机层上形成具有图案的导电层的步骤。所述具有图案的导电层包括第二导电元件，造成了有机层的暴露部分和未暴露部分。该方法还包括使用至少一种含氧气体对有机层的暴露部分进行干蚀刻，使导电引线的一部分暴露出来。
在本发明的另一实施方式中，所述的方法的特征是具有以下步骤：在基片上面形成导电引线，在导电引线上面形成有机层，在有机层上面形成第一导电元件。所述第一导电元件与导电引线分隔，有机层的暴露部分未被第一导电元件覆盖。该方法还包括用至少一种含氧气体对有机层的暴露部分进行干蚀刻，从而在干蚀刻后形成第二导电元件的步骤。所述第二导电元件覆盖着第一导电元件和导电引线，并与第一导电元件和导电引线电连接。
在本发明另一实施方式中，该方法的特征是具有以下步骤：在基片上面形成有机层，在基片的一区域除去有机层，在基片的另一个区域进行干蚀刻。所述去除步骤和干蚀刻步骤分别进行。在一具体实施方式中，去除步骤可通过激光烧蚀进行。同样的，其中一个区域可对应于像素阵列，而其他区域位于像素阵列以外。
在本发明另一实施方式中，该方法的特征是具有以下步骤：在基片上面形成有机层，在基片的一区域除去有机层，在基片的另一个区域进行干蚀刻。所述去除步骤和干蚀刻步骤分别进行，干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力下进行。在一具体实施方式中，去除步骤可通过激光烧蚀进行。同样的，其中一个区域可对应于像素阵列，而其他区域位于像素阵列以外。
所述干蚀刻可以在第一步、第二步或在两个或更多的步骤中进行。在干蚀刻操作过程中，干蚀刻法的条件不需要保持恒定。而是在干蚀刻过程中气体混合物、气体压力、电压、功率密度和温度均可随时间变化。在仅完成一个干蚀刻任务时，干蚀刻法可包括具有清楚确定的起始点和停止点的一个个的阶段，在仅有一个开始点和停止点的连续操作中也可包括不同的步骤。使用″步骤″表示具有单独的开始点和停止点的情况，以及在一个连续的操作过程中条件至少改变一次的单独的干蚀刻过程。
有机材料可在第一步骤中除去，而非挥发性材料之类的不希望有的材料可在第二步骤中除去。在第一步骤中必须使用至少一种含氧气体。示例性的含氧气体包括O2、COF2、CO、O3、NO、N2O和它们的混合物。在第一步骤中可将至少一种含卤素气体与至少一种含氧气体结合使用。所述含卤素气体可包括含氟气体、含氯气体、含溴气体或含碘气体或它们的组合物中的任意一种或多种。
当使用含氟气体时，该含氟气体可包括任意一种或多种含氟烃气体(所述含氟气体可以是饱和或不饱和的，可包括或不包括其它卤原子)、F2、HF、SF6、NF3、金属氟化物(WF6、MoF6、TaF5)、含氟的卤间化合物(CIF、CIF3、CIF5、BrF3、BrF5和IF5)以及它们的混合物。含氯气体可选自含氯烃(所述含氯烃可以是饱和或不饱和的，可包括或不包括其它卤原子(例如，F，Br，and I))、Cl2、HCl、BCl3、金属卤化物(TiC4、TaCl5、MoCl5和WCl5)、含氯卤间化合物(ClF、ClF3、ClF5)和它们的混合物。含溴气体可选自含溴烃(所述含溴烃可以是饱和或不饱和的，可包括或不包括其它卤原子(例如F、Cl和I)、Br2、HBr、BBr3、含溴的卤间化合物(BrF3和BrF5)以及它们的混合物。含碘气体可选自含碘烃(所述含碘烃可以是饱和或不饱和的，可包含或不包含其它卤原子(例如F、Cl和Br)、I2、HI、金属碘化物、含碘的卤间化合物(IF5)和它们的混合物。
在一实施方式中，所述含卤素气体可为含氟气体。在另一实施方式中，所述含氟气体可包括含氟烃，所述含氟烃是饱和的或不饱和的，可包含或不包含其它卤原子。在另一实施方式中，含氟烃的化学式为CaFbHc，式中a＝1或2，b至少＝1，如果a＝1，则b+c＝4，如果a＝2，则b+c＝4或6。CF4是一种示例性的含氟烃气体。
当使用金属卤化物气体时，在蚀刻的时候需要小心，以防金属卤化物产生的金属沉积。同样的，当使用氟以外的卤素时也需要小心，这是由于其它卤素对含金属材料的选择性通常较差，被用作金属蚀刻气体。
在第一和第二干蚀刻步骤中的一个或两个步骤中可将惰性气体或还原气体与其它气体一起使用。惰性气体可包括稀有气体、N2和它们的混合物中的任意一种或多种，还原气体可包括H2、NH3、N2H4、N2H2和它们的混合物中任意的一种或多种。
可用惰性气体来帮助通过物理作用除去非挥发性蚀刻产物或污染物。在另一个实施方式中，可加入还原气体对任何能够形成其相应金属的金属氧化物金星还原(例如将Al2O3还原为Al)。还原气体可选自H2、NH3、N2H4和N2H2以及它们的混合物。注意在使用具有至少一个氢原子的含氟烃气体时也会产生氢气。如果要避免在侧壁形成聚合物，可以不使用还原气体。再一实施方式中，在第一干蚀刻步骤中使用的气体可主要包含O2、CF4和Ar的混合物，第二干蚀刻步骤的气体可主要包含Ar。干蚀刻可在约10-5000mW/cm2的功率密度和大约0.01-5000毫托的压力下进行。可根据性能敏感元件和需要除去的有机材料改变温度。干蚀刻通常在不高于约80℃的温度进行。
在本发明另一实施方式中，有机电子器件可包括第一导电元件(作为阳极)、有机层和第二导电元件(作为阴极)。在基片上面形成第一导电元件、导电引线和有机层之后，该方法包括在有机层上面形成具有图案的第一导电层的步骤。所述具有图案的第一导电层包括第二导电元件。在物理蒸气沉积过程中用阴影掩模形成具有图案的第一导电层。有机层的暴露部分未被具有图案的第一导电层覆盖。该方法还包括对有机层的暴露部分进行干蚀刻，从而暴露导电引线的一部分步骤。干蚀刻通过上述的两步干蚀刻顺序进行。该方法还包括在具有图案的第一导电层上面形成具有图案的第二导电层的步骤。所述具有图案的第二导电层在物理蒸气沉积过程中用不同的阴影掩模形成。具有图案的第二导电层包括第三导电元件，各第三导电元件完全覆盖着所有相应的第二导电元件，并覆盖着一个导电引线的一部分。各第三导电元件与相应的第二导电元件和一导电引线接触，并延伸至开口。
本发明的另一实施方式包括具有以下部件的有机电子器件：导电引线、有机层、覆盖着有机活性层的导电元件、和第二导电元件。第一导电元件靠近导电引线的一侧和有机层靠近导电引线的一侧基本互相相连。从平面图来看，导电引线和第一导电元件互相分隔。第二导电元件将第一导电元件与导电引线电连接。
一些材料的的组成可以改变。例如，基片可包括聚合膜，有机层可包括缓冲层和有机活性层。
本发明的实施方式可用于各种不同的有机电子器件，包括发光显示器、辐射敏感设备、光电导管、光电阻器、光控开关、光电检测器、光电晶体管和光电管。或者有机电子器件可包括设计成可以在可见光谱范围内或可见光谱范围外操作的显示器、检测器和伏打电池。
如附加的权利要求书所限定，前面的一般性描述和随后的详述仅是用于举例和说明，并不对本发明构成限制。
可通过干蚀刻除去有机层30的暴露部分。在进行了干蚀刻之后，如图7所示，基片10的一些部分，未被具有图案的导电层52覆盖的导电元件12、以及导电引线14暴露出来。干蚀刻可通过一步或多步进行。在一实施方式中，在进行干蚀刻时可通过第一步骤除去有机层30，用第二步骤除去一种或多种不希望有的材料，例如非挥发性蚀刻产物和污染物。如果导电元件522的上表面未形成绝缘氧化物，并且如果有机层30不含显著量的非挥发性污染物(例如钠、硅、硫等)，可使用单个步骤。然而在另一实施方式中，导电元件522的上表面可形成绝缘氧化物，或者有机层30可包含显著量的非挥发性蚀刻产物或污染物。可采用两步法。第一步基本除去所有的有机层30，用第二步除去不希望有的材料，例如非挥发性蚀刻产物和污染物。通过第一步除去有机层，并且对第一步中是暴露的或将会暴露的的其他材料保持良好的选择性。选择性通常表示为对将要除去的目标材料(在此实施方式中为有机层30)的蚀刻速率与在第一步骤中是暴露的或将会暴露的其他材料的蚀刻速率之比。需要有较高的选择性，但是这也受到其他因素的限制，例如设备生产能力，以及如果需要各向同性蚀刻时，蚀刻的各向异性的降低。同样的，在第一步骤临近结束时有大量不同材料暴露，同时有机层30对导电元件522之间的选择性达到最佳，有机层30和阴极阻挡层22之间的选择性便会过低。选择性通常随所用的蚀刻化学变化。在下文中将对蚀刻化学进行更详细的讨论。
导电元件522和524在整个第一步骤中暴露出来。在除去有机层14之后，导电引线14、基片10(或者其阻挡层，如果有的话)暴露出来。阴极阻挡层22的侧面在整个第一蚀刻过程中被暴露出来。阴极阻挡层22的一些部分未被具有图案的导电层52覆盖。在除去有机层30之后，这些部分的上表面暴露出来。
在第一步骤中可对加入气体的比例进行部分选择，从而达到所需的选择性。在一实施方式中，在加入气体中，含氧气体约占1-100体积％，含卤素气体占0-50体积％，惰性气体占0-40体积％，还原气体占0-30体积％。在另一实施方式中，含氧气体包含O2，约占加入气体的30-95％，含卤素气体包含含氟烃，占1-30体积％，惰性气体可选自N2、He和Ar，其含量占4-30体积％，还原气体可选自H2和NH3其含量占0-10体积％。在另一实施方式中，含氧气体为O2，占加入气体的60-95体积％，含卤素气体为CF4，占加入气体的4-20体积％，惰性气体为Ar，占加入气体的10-20体积％，未使用还原气体。
操作参数可根据所用反应器的种类、蚀刻室的尺寸或进行蚀刻的基片的尺寸改变。可使用间歇式蚀刻系统，例如圆桶蚀刻器(有时也被称为灰化器(asher))和六级管式反应器。或者可使用单独的基片系统，例如具有平面状平行板的单独基片系统。在蚀刻过程中，可以用等离子体直接作用于基片，或者可以使用下游等离子体。在下游等离子体中，等离子体产生在原理基片的位置。离子和电子的重新结合恰在等离子体区之外进行。长寿命的亚稳态自由基到达位于重新结合区域更远下游的基片，促进蚀刻。下游等离子体的优点在于消除了离子和电子造成的破坏。如果需要的话，可使用例如弯管，而排除使用UV光，以防紫外辐射的视线冲击基片。等离子体本身可通过驻波四分之一波长空腔中的电感耦合或微波能量产生。也可使用其他方法产生等离子体。
在第一步的开始，将基片10置入干蚀刻系统。向干蚀刻室加入一种或多种气体流，并使压力稳定。压力约为0.01-5000毫托。在这些压力下，所加入的一种或多种气体的流速约为10-1000标准立方厘米/分钟(″sccm″)。在另一实施方式中，压力可约为0.01-7.5毫托，所加入一种或多种气体的流量约为100-500sccm。在另一实施方式中，压力约为1-7.5毫托。
可施加电压和功率来产生等离子体。功率通常是基片表面积的线性函数或接近线性的函数。因此指出功率密度(单位面积基片的功率)。电压约为10-1000伏，功率密度约为10-5000mW/cm2。电压和功率密度设定在下限可能会造成等离子体难以维持，或产生难以接受的低蚀刻速率。电压和功率密度设定在上限可能会过强，使得干蚀刻无法控制、无法重现(在工业生产中很重要)或选择性令人无法接受的低。在一实施方式中，电压约为20-300伏，功率密度约为50-500mW/cm2。由于电压和功率通常以类似常规照明开关的方式开或关，电压和功率的变化率可以是相当高的。
第一步可进行一段规定的时间，可使用终点检测，或者可以将终点检测和规定时间结合起来用于结束蚀刻。如果第一步过短，则导电引线14不会全部暴露出来，从而在最终的器件中形成开路或高电阻率的电路。如果第一步过长，则会有过多的未被具有图案的导电层52覆盖的阴极阻挡层24，特别是阴极阻挡层24较宽的部分会被蚀刻，从而造成电短路或漏电路径。另外，如果第一步过长，导电引线14、导电元件522和基片10上可能会产生凹痕，或者在导电引线14和导电元件522中可能会对随后形成的导电元件造成令人无法接收的高接触电阻。
在一实施方式中，在干蚀刻过程中气体、气体压力、流速、功率密度和电压可随时间改变。
当在第一步中使用规定时间时，对于间歇式反应器，时间约为2-30分钟。在另一实施方式中，对于间歇式反应器，规定的时间约为5-10分钟。对于单基片干蚀刻室，蚀刻时间可短于上述时间的一半或短于上述时间。在另一实施方式中，蚀刻时间可约为0.1-5分钟。在另一实施方式中，蚀刻时间可约为0.5-3分钟。可使用常规技术进行终点检测。
第二步可使用惰性气体和任选的还原气体进行，所述惰性气体和还原气体均如上所述。惰性气体帮助除去第一步之后留下的不希望有的材料，还原气体可帮助将第一步过程中形成的金属氧化物还原成其相应的金属。在一实施方式中，第二步中惰性气体的含量为50-100体积％，还原气体的含量为0-50体积％。在另一实施方式中，第二步中惰性气体的含量为70-100体积％，还原气体的含量为0-30体积％。在另一实施方式中，惰性气体为Ar，其含量为90-100体积％，还原气体为H2，其含量为0-10体积％。
在第二步过程中的操作条件在上面第一步的最宽的范围内。在第二步过程中的实际操作条件可与第一步不同。例如，由于是通过物理作用除出而不是化学蚀刻除去不希望有的材料，电压和功率密度可以更高。在第二步中电压可约为10-600V，功率密度可约为100-1000mW/cm2。如果电压或功率密度过高，第二步会除去过多的下面的材料，可能会无法控制或无法重现。第二步通常为时控蚀刻。第二步之后，关闭电压、功率和加入的气体。将干蚀刻室抽空并进行吹气净化。吹气净化之后，将干蚀刻室排气至约等于大气压，取出基片。
如图7所示，在蚀刻操作完成之后，基片10(或者如果有阻挡层的话，为阻挡层)和导电引线14的一些部分变得可见。尽管图7未显示，在有机层30之前形成的导电引线或导电元件的其它部分(例如与导电元件12或导电引线14同时形成)也可暴露出来。从外围电路和远程电路区域除去有机层30。其中一个区域包括板条，板条是随后将要形成的包封层所连接的区域。图7中未显示的导电元件或导线的暴露部分可相应于将电路电连接在基片10之上或之内的粘合垫。
尽管已描述了许多干蚀刻的不同气体和操作条件，但是干蚀刻应当在保持可接受的蚀刻速率和对不希望的材料去除的同时，尽可能温和地进行。有机电子器件与相应的无机电子器件相比，对操作条件更加敏感。
任意数量的可在市场上购得的干蚀刻系统均适用于本发明，其中包括Unaxis生产的Plasma Therm 790系列和March Plasma Systems生产的MarchPX-500。在被称为反应活性离子蚀刻机(RIE)的典型的电容-耦合等离子蚀刻机中，操作压力为100毫托至1托。为了在低达1毫托的更低压力下操作，需要施加非常高的功率，还要附加的高外壳电压。这对基片表面会造成剧烈的离子轰击。为将基片上的偏压从产生和维持等离子体所需施加的功率去耦，需要有诱导-耦合的等离子体(ICP)系统。在ICP系统中，通过室的上部部分中的共振感应线圈产生等离子体。在同一室内，基片置于下面的基座上，可以用另一电源独立地对其供电。也可以在上室中用一组螺线管限制电子并调节等离子体的传导率，从而在上室中在1-50毫托的压力下产生均匀的等离子体。电离度和活化度可以非常高，产生反应活性非常大的等离子体。在下室中，根据所需的外壳电压，可以对基片基座通电或不通电。
用于等离子蚀刻的其它低压等离子体操作技术为微波谐振腔和微波电子回旋共振(uECR)。由于电子回旋频率与微波激发场之间的共振，ECR等离子体甚至可以在低于1毫托的压力下运作，而且可以有非常高的电离效率。也可用电源单独对基片施加偏压，从而根据需要加强离子轰击。
也可以将螺旋振子(helicon)等离子体源用于低压蚀刻。在此情况下由天线产生射频波。除了射频场以外还施加了螺旋磁场。波长小于射频波的右手圆偏振螺旋波通过等离子体，并使气体电离。
以离子铣(ion milling)、反应活性离子铣和气体簇离子束(GCIB)蚀刻为代表的离子束蚀刻也是使用来自等离子体的离子的低压(从1毫托以下至几毫托)蚀刻法。在GCIB中，簇的源是膨胀气，膨胀气被电离并向着基片加速。
等离子增强可以在磁控管辅助、激光辅助和三极管辅助下进行。这些方法提供了可在更低压力下的操作和更均匀的蚀刻。
在本发明方法中，等离子蚀刻可以扩展到包括任意的这些等离子方式，压力低达小于毫托的范围。
4.干蚀刻后处理
使用图8所示的第二阴影掩模80形成具有图案的导电层，第二掩模80的图案与第一阴影掩模40的图案不同。开口82对应于随后将要形成导电元件的区域。开口82与开口42类似，只是当从有机电子器件的平面图观察时，开口82在平行于导电元件522和524长轴方向上更长。虚线42相当于掩模40中开口的横向边缘。应当注意虚线仅仅用作参照，在开口82内并没有材料。开口82在垂直于导电元件522和524长轴方向宽度，可与开口42的宽度基本相同或更窄。在说明书以后的内容中将说明开口82长度的重要性。使用固体材料84来基本防止任何材料在基片10不希望沉积的部分上沉积。在外围电路和远程电路区域中具有开口(未显示)，用此开口将阵列和阵列外的电路互相电连接。
将第二掩模80对准基片10之后，使用物理蒸气沉积(例如蒸发或溅射)法形成具有图案的导电层92，从而提供如图9和10所示的阵列内的结构。所述具有图案的导电层92可包括上述用于导电引线14、导电元件14、522和524的材料或层中任意的一种或多种。其厚度可为50-1000纳米。在一非限制性的具体例子中，可沉积一层厚约100-300纳米的Al层。
图9包括具有图案的导电层92的平面图。导电元件922位于阴极隔离结构之间。导电元件924覆盖着阴极阻挡层22，并与导电元件922分隔。来看图5，导电元件922沉积在导电元件522上面和导电引线14的一些部分上面，导电元件924沉积在导电元件524上面。应当将用来形成具有图案的导电层52的方向性质用于具有图案的导电层92。这样就不会形成电短路或漏电路径。
从基片10的平面图可以看到，各像素被导电元件12和导电元件522交叉的区域限定。应当注意，累积地说，导电元件922基本覆盖了所有这样的(像素)区域。
图10显示了图9在剖线10-10的截面图。导电元件922在界面102基本覆盖着整个导电元件522。由于导电元件922比导电元件522长，导电元件922也在界面104与导电引线14接触。因此，导电元件922形成了与其相应的导电元件522和导电引线14电接触并将这二者电连接的导电桥。在界面102和104可以有较低的接触电阻，这是由于导电引线14和导电元件522的表面不像使用激光烧蚀时破坏得那么厉害。外围电路和远程电路区域内的导电元件和导电引线的暴露部分(未显示)也同样未被破坏，因此，与随后的导电元件的其它部分或导线的连接(未显示)也将同样具有良好的接触电阻特征。
图10所示的其它部件将予以说明。图10显示了通过有机层30(包括有机活性层34和空穴输送层32)的开口30。导电元件522的一侧与有机层30的底面(图10中表示为面1022)充分相连。导电引线14具有对着面1022的面1014。注意导电元件922的一部分延伸到有机层30的开口中，并且在此具体实施方式中，这一延伸的部分在表面1000与面1014和面1022接触，并与基片10接触。
可以使用任意数目的前述的层或其它的层形成图1-10中未显示的其它电路。尽管未显示，但是可以形成其它的一层或多层绝缘层以及一个或多个互联平面，从而在阵列外的外围区域中有电路。这些电路可包括行或列译码器、选通器(strobe)(例如行阵列选通器，列阵列选通器)，或读出放大器。
可在阵列、外围电路和远程电路上形成包封层(未显示)，从而形成基本完成的电装置，例如电子显示器、辐射检测器和伏打电池。可将包封层连接在板条上，从而使得包封层和基片10之间没有有机层。辐射可以透过包封层。如果是这样，包封层应当对于该辐射是透明的。
5.其它实施方式
在另一实施方式中，可形成全色有源矩阵。在形成导电元件12和导电引线14之后，可随后形成有机井(well)结构的绝缘层。同样的，可使用墨水喷墨对有机活性层34的一些部分选择性地施加一种或多种有机染料，从而在像素内实现不同的颜色。对于有源矩阵，不形成阴极阻挡层22，由于阳极可以为垫状而不是条状，可以使用常规的阴极。如果要制造有源矩阵OLED显示器，基片10中可具有薄膜电路。这种薄膜电路是常用的。
在一个实施方式中，可形成多色或全色无源矩阵显示器。可形成两个交叉像素的六个子像素，其结构与图1-10所示的结构相似，只是具有有机井结构。例如，见图1，第一和第四导电元件12可对应于不同像素中的蓝色子像素，第二和第五导电元件12可对应于这些不同像素中的绿色子像素，第三和第六导电元件12可对应于不同像素中的红色子像素。来看图5，第一、第二和第三导电元件522可为一个像素中的红色、绿色和蓝色子像素，第四、第五和第六导电元件522可为另一像素中的红色、绿色和蓝色子像素。
在另一个实施方式中，可将用于导电元件12和522的材料互换。在此方法中，阳极和阴极可以有效地颠倒(阴极而非阳极更接近用户侧)。注意如果阴极位于更接近用户侧的位置，需要阴极对电子器件发射或接收的辐射基本透明。
在另一实施方式中可以如图11-12所示结合使用激光烧蚀和干蚀刻。来看图2，可将剖线11-11用作参照点。从图2开始，可以如上文所述形成有机层30。与前面的实施方式不同，可以用激光烧蚀除去阵列中有机层30的一些部分，从而形成开口112。注意导电引线14的一些部分在开口112的底面上暴露。在与阵列隔开的一些区域(即外围电路和远程电路区域)的有机层30的一些部分未被激光烧蚀除去。
可仅使用阴影掩模80沉积具有图案的导电层，从而形成如图12所示的导电元件122。注意不需要前文所述的掩模40。
与前文所述类似，可在形成导电元件122之后使用干蚀刻法除去阵列外的有机层30的部分。所除去的有机层部分对应于粘合垫和板条。随后可对粘合垫施加电连接，可在板条上连接包封层。由于除去了有机材料，同样除去了潮气和氧气进入包封盖下面的途径。
上面所述的实施方式与常规技术相比具有优点。本发明的实施方式不需要使用激光烧蚀，但是也可使用激光烧蚀。用干蚀刻法除去有机层的一些部分，所述干蚀刻法相对于激光烧蚀，对有机层30下面的材料或层具有更好的选择性，而激光烧蚀即使有选择性，选择性也很小。由于不使用激光烧蚀，可以显著提高器件产率和工艺性而不会降低器件的性能。可以基本消除在激光烧蚀过程中由于过度烧蚀造成的导线裂缝。
激光烧蚀可有效地将部分的有机层30再次沉积到此前由于方法的物理特性已经清除掉过的有机电子器件上。与激光烧蚀不同，由于蚀刻产物通常是挥发性的，干蚀刻不容易使基片10一部分上的材料再次沉积到基片10的其它部分上。在一实施方式中，不需要通过湿法清洁从有机层上除去再次沉淀的材料。
该方法的另一个优点是可以避免新材料以及的方法组合方面的一些问题。干蚀刻操作代替了激光烧蚀操作。在对有机层30进行蚀刻的过程中，具有图案的导电层52和阴极阻挡层22作为蚀刻掩模。不需要单独地形成光刻胶层，在光刻胶层上形成图案并随后除去光刻胶层。而且用于导电元件522和导电元件922的材料可以是常规方法所用的材料，不需进行改变。
还可用本发明减少暗线/亮线的产生。在一实施方式中，干蚀刻法基本上一次对整个基片进行处理。与激光烧蚀相比，这种方法更加均匀，激光烧蚀在不同的位置进行一系列独立的步骤。因此用本发明方法接触电阻应当更加均匀，表现为更均匀的照明度，而不会有暗线/亮线。
导电引线14先于导电元件522制成。在本文所述的一个实施方式中，可以在形成导电元件922之前对接触区域(图10中的表面102和104)进行清洁。可以降低接触电阻，从而得到更佳的器件性能。
本文所述的实施方式由于除去了留在阴极阻挡层22底面的聚合物，可以提高器件的使用寿命和电性质。有机层30的一些部分可留在阴极阻挡层22底面与下面的层接触的位置。这些有机层30留下的部分会储存潮气，潮气随着时间推移放出，从而造成像素收缩。由于潮气对像素与阴极阻挡层22边缘接触的边缘进行侵袭，缩短了器件的使用寿命。在干蚀刻过程中蚀刻除去聚合物的这些部分帮助延长了使用寿命。除去残留的部分还减少了阴极线路之间的串扰，而这种串扰是旋涂聚合物器件的一个问题(PLED)。
实施例
在以下实施例中将进一步描述本发明，这些实施例并不对权利要求书中所述的本发明的范围构成限制。
实施例1
可根据图1-10所示的实施方式制造OLED，并将其与使用大面积激光烧蚀除去有机层的常规方法制造的OLED进行对比。在两步干蚀刻法中，可使用电容耦合March PX-500(California的Concord生产的March等离子体系统)，该系统的操作条件为400毫托、100mW/cm2，电压为20-100V。在第一步中使用流速为100-500sccm的50％O2、45％Ar和5％CF4的混合气体处理10分钟，在第二步中单独使用Ar气体处理10分钟。在第一步中的流速是各单种气体流速的组合，表示保持所需气体比例的流入反应器的总流速。在蚀刻过程开始时可以使反应器的温度从室温开始上升，到干蚀刻过程结束时大约达到70℃。
或者，可以对导电引线进行激光烧蚀和沉积了阴极层以后，在400毫托、150mW/cm2，电压20-100V的条件下，用O2以100-500sccm的流量对其进行10分钟的干蚀刻。操作温度也是保持在约70℃的最高值。
下表1对一些电学性质进行比较。可以看出，使用本发明的实施方式制造的OLED具有更好的电学性质，特别是较低的泄漏电流和较高的整流比。
表1
使用上述新方法制造的OLED 常规的OLED(仅使用激光烧蚀，不使用干蚀刻)
效率 ＞6Cd/Amp ＞6Cd/Amp
泄漏电流 ＜5微安 ＞20微安
整流比 ＞300000 ＜50000
实施例2
本实施例说明使用低密度高压等离子源除去有机层。
在一步干蚀刻法中可使用诱导耦合磁中性环路放电等离子系统(NLD-6000，ULVAC Technologies，Inc.，Methuen，MA)，在远低于实施例1的电容耦合等离子系统的压力下，从ITO覆盖的玻璃基片上除去有机层。
在ITO层上涂布PEDOT/Nafion电荷输送层，然后涂布PPV电致发光层(德国Covion Organic Semiconductors GmbH生产的特级黄)，然后使用NLD-6000，通过低压辉光放电ICP蚀刻法除去有机层的一部分。蚀刻时使用200sccm的O2，压力为3毫托，ICP功率为2500W，可以以+/-5％的均匀性成功除去有机层。用He冷却基片，蚀刻后ITO表面的温度仅为50℃。结果列于表2。
表2
样品 偏置功率(瓦) 蚀刻时间(秒) DC偏压(伏) 视觉观察
A  150  60  350 干净
B  150  30  350 干净
C  75  30  215 干净
D  75  60  215 干净
低压高密度等离子体的优点在于没有反向散射的蚀刻材料。在样品A至D中，在基片被蚀刻的部分上未发现有机残余物。蚀刻速率超过50纳米/分钟。
实施例3
本实施例说明在Nafion的存在条件下使亚乙二氧基噻吩聚合，从而制备低表面能电荷输送层的材料。
将142.68克(16.03毫摩尔Nafion单体单元)SE-10072和173.45克去离子水加入500毫升的Nalgenic塑料瓶中。制备硫酸铁的储存溶液具体是首先将0.0667克水合硫酸铁(97％，美国MO，St.Louis的Sigma-Aldrich公司生产)溶解在去离子水中，得到总重12.2775克的硫酸铁储液。然后向塑料瓶中加入1.40克所述硫酸铁溶液和1.72克(7.224毫摩尔)过硫酸钠(Fluka，美国MO，St.Louis的Sigma-Aldrich公司生产)。紧密地盖上Nalgenic塑料瓶的盖子，并用手剧烈摇动。将瓶中的物质倒入如上所述具有夹套的500毫升三颈烧瓶。然后将混合物在反应容器内搅拌30分钟。在搅拌下，将0.63毫升(5.911毫摩尔)Baytron-M(美国Pittsburgh的Bayer生产的3，4-亚乙二氧基噻吩的商品名)加入所述反应混合物中。聚合反应在搅拌条件下在大约23℃进行。经过1小时零7分钟，聚合液体变成很深的蓝色，然后将其分入两个250毫升的塑料瓶中。在拆卸反应容器时，未发现搅拌轴或反应容器的玻璃壁上有凝胶颗粒。聚合液体的总产量为297.10克。假定没有损失，并且反应物完全转化，该液体包含5.303％(重量/重量)固体。推测固体主要包含聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)，PEDOT/Nafion。
将一个塑料瓶的148.75克含水PEDOT/Nafion用两种离子交换树脂进行进一步的处理。这两种树脂中的一种为LewatitS100，美国PA，Pittsburgh，的Bayer生产的交联聚苯乙烯磺酸钠的商品名。另一种离子交换树脂为LewatitMP62WS，美国PA，Pittsburgh，的Bayer生产的交联聚苯乙烯的叔胺/季胺的游离碱/氯化物。在使用前，用去离子水分别对这两种树脂进行清洗，直至水中观察不到颜色。然后在一塑料瓶内将7.75克LewatitS100和7.8克LewatitMP62WS与148.75克PEDOT/Nafion水分散液混合。然后将瓶子置于滚筒上搅拌约23小时。然后通过粗糙的烧结玻璃漏斗对制得的浆液进行抽滤。产量为110.2克。通过对2.6％(重量/重量)的分散液干燥制得的样品进行元素分析，该样品包含21.75％碳、0.23％氢、1.06％氮和2.45％硫。未检测到氧和氟之类的其它元素。为了消除氟在硫分析中的干扰，加入了CeCl3和阳离子交换树脂。
在上面的说明书中参照了一些具体实施方式描述了本发明。然而，本领域的普通技术人员能够认识到，可以在不背离下面权利要求书所规定的本发明范围的基础上进行各种修改和改变。因此，这些说明书和附图应当看做说明性的而非限制性的，所有的这些修改和改变均应包括在本发明的范围之内。
已经结合上述具体实施方式描述了本发明的益处、其它优点和对问题的解决。但是，有利之处、优点、解决问题的方法和任何导致任何益处、优点和或解决问题的方法得以产生的因素不能作为任何或全部权利要求的至关重要的、需要的或本质的特征或因素来解释。

Claims (22)

1.一种用来制造有机电子器件的方法，该方法包括以下步骤：
在基片上形成第一导电元件和导电引线，所述第一导电元件和导电引线互相之间隔开；
在基片、第一导电元件和导电引线上面形成有机层；
在有机层上面形成具有图案的导电层，
其中：
所述具有图案的导电层包括第二导电元件；且
所述具有图案的导电层形成了有机层的暴露部分和有机层的未暴露部分；以及
用至少一种含氧气体对至少有机层的暴露部分进行干蚀刻，使导电引线的一部分暴露出来，其中，所述干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力范围下进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干蚀刻以多于一步的步骤进行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在至少一个第二步骤中的气体是至少一种惰性气体。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在第二步骤中使用还原气体。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体还包含含卤素气体。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述气体至少约有10体积％的包含O2的含氧气体、包含CF4的含卤素气体和包含Ar的惰性气体。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片包括聚合膜。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机层包含至少一种是电荷输送材料、防猝灭材料、发光材料或光电探测器材料的材料。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机电子器件为发光二极管、发光显示器、对辐射敏感的器件、光电导管、光生伏打电池、光敏电阻器、光控开关、光电探测器、光电晶体管或光电管。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件为有机发光二极管显示器。
11.一种用来制造有机电子器件的方法，该方法包括以下步骤：
在基片上形成包含有机材料的有机层；
在基片的第一区域除去有机层；以及
用至少一种含氧气体在基片的第二区域对有机层进行干蚀刻，
其中：
在第一区域除去有机层和在第二区域进行干蚀刻分别作为独立的步骤进行；并且
干蚀刻在大约0.01-7.5毫托的压力范围下进行。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，使用激光烧蚀除去有机层。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一区域对应于像素阵列，第二区域位于像素阵列以外。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，干蚀刻在一个以上步骤中进行。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在至少一个第二步骤中的气体为至少一种惰性气体。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在第二步骤中使用还原气体。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述气体还包含含卤素气体。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述气体至少约有10体积％的包含O2的含氧气体、包含CF4的含卤素气体和包含Ar的惰性气体。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基片包括聚合膜。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述有机层包含至少一种是电荷输送材料、防猝灭材料、发光材料或光电探测器材料的材料。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述有机电子器件为发光二极管、发光显示器、对辐射敏感的器件、光电导管、光生伏打电池、光敏电阻器、光控开关、光电探测器、光电晶体管或光电管。
22.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述器件为有机发光二极管显示器。
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