JP2006528413A - 有機電子デバイス - Google Patents

Abstract

（ａ）導電性リードと、（ｂ）有機層と、（ｃ）有機層に覆い被さる第１の導電性部材であって、導電性リードに最も近い第１の導電性部材の一面および導電性リードに最も近い有機層の一面が互いに実質的に隣接し、かつ、平面図において、導電性リードおよび第１の導電性部材が互いに離間されている第１の導電性部材と、（ｄ）第１の導電性部材を導電性リードに電気的に接続する第２の導電性部材とを含む有機電子デバイス。

Description

本発明は、一般に有機電子デバイスに関し、より詳しくは有機電子デバイスの性能が改善されるデバイス構造に関する。

有機電子デバイス例えば有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）では、デバイスの不必要な性能に敏感な領域から有機材料を除去するのにレーザアブレーション方法が使用されてきた。例示を目的として、ある技術の場合、ＯＬＥＤデバイスの製造における最初の工程は、導電性部材（例えばアノードのような電極）並びに導電性リードの蒸着およびパターン化である。アノードは、通常インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であり、導電性リードは、接着層、低抵抗率導電層、および保護キャッピング層を含む３層サンドイッチを含む場合がある。代表的なＯＬＥＤ導電性リードの構造はＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒである。この方法は、アノードおよび導電性リードを形成した後、基板表面全体にわたりカソード分離層を形成し、続けてバッファ層（電荷輸送層としても知られる）（ＢＬ）およびエレクトロルミネセンス層（ＥＬ）などの有機層の形成を必要とする。この分野の現行のやり方では、次いで基板はレーザアブレーションシステムに入り、そこで、有機層を除去することが必要な領域にレーザ光線の焦点が合わせられる。この領域には、電極−導電性リードの電気接触パッド、接着パッド、および活性領域のまわりのフレーム（しばしばレールと呼ばれる）が含まれ、活性領域の上には被包蓋用に接合用接着剤が分注される。これらがＯＬＥＤの性能に敏感な領域の例である。

レーザアブレーション方法は重大な欠点を有し、大容量のＯＬＥＤデバイスの製造においてリンクが弱い。レーザアブレーション装置は高価であり、そのモジュールは保持するのが難しく、全体としての装置が他のプロセス手段と簡単に連結されることはない。

さらに、材料の観点からみると、レーザアブレーション方法では、しばしば堅い炭素質残留分が後に残り、これが、酸素のようなガスを加えて揮発性酸化物化学種の形成を助けない限り、除去するのを妨害するので、有機層の除去に十分に適していない。しかし、敏感なＥＬ有機活性層は、アブレーションプロセスの際、通常は純粋な窒素である雰囲気に暴露されるので、酸素を使用するのは危険である。残りの問題は、大きいレーザーフルエンス（ｍＪ／パルスで測定して）を使用することによっていくぶん緩和されるが、しかし、これの望ましくない副作用は、下にあるリード構造体のクラッキングである。したがってデバイスの信頼性が損なわれる。

さらにこの方法を複雑にするのは、入手できるエキシマーレーザビームの波長が少数の特定の値に制限され、したがって、標的有機材料（例えばＢＬおよびＥＬ）が、その同じ波長域の吸収バンドを有することを強いられる。このことにより、重要な自由度が取り去られ、アブレーション効率が不可避的に損なわれる。

アブレーションプロセスの終了に向かうと、接点が作られることになる導電性リードが、レーザエネルギーの全面的な矛先を受けて、したがって部分的に溶発するおそれもある。ある場合には、導電性リードによるレーザ光子の吸収が有機層のそれに比べて大きい場合があり、その場合この方法は使えなくなる。

溶剤で濡れた洗浄表面および材料は、電子デバイスの製造プロセスに様々な問題を持ち込む。

米国特許第４，３５６，４２９号明細書 米国特許第４，５３９，５０７号明細書 米国特許第５，２４７，１９０号明細書 米国特許第５，４０８，１０９号明細書 米国特許第５，３１７，１６９号明細書

したがって、有機電子デバイスの性能に敏感な領域から全ての種類の有機材料を洗浄するための改良された方法が要望されている。

（ａ）導電性リードと、
（ｂ）有機層と、
（ｃ）有機層に覆い被さる第１の導電性部材であって、この場合、導電性リードに最も近い第１の導電性部材の一面および導電性リードに最も近い有機層の一面が、互いに実質的に隣接し、かつ、平面図において、導電性リードおよび第１の導電性部材が互いに離間されている第１の導電性部材と、
（ｄ）第１の導電性部材を導電性リードに電気的に接続する第２の導電性部材と
を含む有機電子デバイスである。

本発明は、例証として例示され、添付図面には限定されない。

当業者なら、図中の要素は説明を簡単にし、明確にするために例示されたものであり、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことを理解する。例えば、図中のいくつかの要素の寸法は、本発明の実施形態の理解を良くするのを助けるため、他の要素に対して誇張されている。

有機電子デバイスを形成する際、有機層をドライエッチングする方法が開発された。

基板または他の構造領域、特にその後に電気的な接続または周囲からのシールを行うことになる構造領域（例えば導電性リード、接着パッド、およびレール）を露出させるために、ドライエッチングを行うことができる。有機電子デバイスの製造において新規な方法を使用することに伴う利点は、ドライエッチングプロセスは、有機材料を除去するのに相対的によりクリーンで低コストの技術を提供し、それは処理装置の保守が容易であり、それは大量生産と両立し、（場合により）導電性リードのレーザアブレーションまたは接着パッドのウェットエッチングの必要性が取り除かれることである。さらに、ドライエッチングは、除去した材料の再蒸着の回避を制御することができ、それは、デバイスの被包より良好な均一接触抵抗を提供し、構成途上の有機電子デバイスおよびデバイスの用途に依存する他の利点を提供する。新規な方法を使用して製造されたデバイスでは、性能の改良が示された。例えば、ＯＬＥＤディスプレイでは、寿命の改善、デバイス効率の向上、および漏れ電流の減少が観察できる。

本発明のドライエッチングは、一定条件下で、あるいは、使用するガスを変えることによって、または、圧力、出力密度、温度、ガス流速、ガスの相対的な組成、および電圧などの他の操作パラメータを変えることによって変化する条件下で、単一の工程または複数の工程操作として行うことができる。２つの工程が使用される場合、第１の工程は、有機層の露出部分を除去するために行うことができ、第２の工程は、不揮発性エッチング生成物および汚染物質などの望ましくない材料を除去するために行うことができる。本発明のドライエッチングは、レーザアブレーションおよびウェットエッチングに完全に代わることができ、または、場合により、現在有機電子デバイスの製造において使用されているレーザアブレーションおよびウェットエッチング技術と組み合わせて使用することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、以下の発明を実施するための最良の形態および特許請求の範囲から明らかになろう。

発明を実施するための最良の形態では、まず定義を扱い、続けてプリドライエッチング処理、ドライエッチング、およびポストドライエッチング処理を扱う。その他のセクションには、その他の実施形態、利点、および最後に実施例が含まれる。

（１．定義）
後述の実施形態の詳細を扱う前に、いくつかの用語が定義され、または明確にされる。本明細書で使用されるとき、用語「アレイ」、「周辺回路」、および「リモート回路」は、有機電子デバイスの異なる領域または構成部品を意味することを意図している。例えば、アレイは、相当数の画素、セル、または、規則的な配置（通常行と列で示される）内の他の構造を含むことができる。画素、セル、またはアレイ内の他の構造は、周辺回路によって局所的に制御することができ、周辺回路は、同じ有機電子デバイス内にアレイとして、しかしアレイそれ自体の外側に位置することができる。リモート回路は、一般に周辺回路から離れて位置し、信号をアレイに送信し、または、アレイから信号を受信する（通常周辺回路を介して）。リモート回路はまた、アレイに無関係な機能を行うことができる。リモート回路は、アレイを有する基板に属しても属さなくてもよい。

用語「有機電子デバイス」は、１つまたは複数の有機半導体層または材料を含むデバイスを意味する。有機電子デバイスには以下が含まれる：（１）電気エネルギーを放射線に変えるデバイス（例えば発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、またはダイオードレーザ）、（２）電子的なプロセスを介して信号を検出するデバイス（例えば光検出器（例えば光伝導セル、フォトレジスタ、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、ＩＲ検出器））、（３）放射線を電気エネルギーに変えるデバイス（例えば光起電力デバイスまたは太陽電池）、および（４）１つまたは複数の有機半導体層が含まれる１つまたは複数の電子部品が含まれるデバイス（例えばトランジスタまたはダイオード）。

本明細書で使用されるとき、用語「ドライエッチング」は、ガスを使用して行われるエッチングを意味する。ドライエッチングは、イオン化ガスを使用して、またはイオン化ガスを使用せずに行うことができる。ドライエッチングは、エッチングするのに液体が使用される「ウェットエッチング」とは対照的である。ドライエッチングに関するより詳細なことは、本明細書の後半に説明される。

用語「電子吸引」は、「正孔注入」と同義語である。文字通り、正孔は電子の欠乏を表し、通常電子を除くことによって形成され、それによって正孔と呼ばれる正電荷キャリアが作り出されたという錯覚、または注入されたという錯覚が引き起こされる。正孔は電子のシフトによって移動し、その結果、電子欠乏領域が隣接する層からの電子で満たされると、見た目には正孔がその隣接する領域に移動したように見える。説明を簡単にするため、用語の正孔、正孔注入、正孔輸送、およびそれらの変形が使用される。

用語「電荷輸送材料」は、電荷を受け入れ、相対的な効率および小さい電荷損失で材料の厚さを通じて電荷の移動を容易にできる材料を意味する。

用語「フルオロカーボンガス」は、炭素およびフッ素を含む分子を含むガスを意味する。この分子は、水素、酸素、窒素、または（フッ素とは異なる）他のハロゲンを含んでも含まなくてもよい。通常、ドライエッチングにおいて使用されるフルオロカーボンガスは、２個より多い炭素原子を有さないが、必要に応じてより多くの炭素原子を使用できよう。

用語「ハロゲン間化合物」は、少なくとも２種の異なるハロゲン原子からなる分子化合物を意味する。ハロゲン間化合物には、ＣｌＦ、ＣｌＦ_３、ＣｌＦ_５、ＢｒＦ_３、ＢｒＦ_５、およびＩＦ_５がある。

用語「等方性のエッチング」は、基板を断面から見たとき、垂直および水平な方向に均等に起こるエッチングを意味する。用語「異方性のエッチング」は、基板を断面から見たとき、垂直の方向だけに起こるエッチングを意味する。エッチングが完全に等方性であることはなく、また異方性であることもないが、エッチングは、（異方性または等方性の）他のものと比較して、有意にもっと等方性または異方性になりがちである。

用語「仕事関数の小さい材料」は、約４．４ｅＶ以下の仕事関数を有する材料を意味することを意図している。用語「仕事関数の大きい材料」は、少なくとも約４．４ｅＶの仕事関数を有する材料を意味することを意図している。

用語「性能に敏感な要素」は、デバイスの電気的または導電性の機能性能、デバイス寿命、デバイスを周囲条件の影響（空気および水分を含む）からシールする領域、および電極の混線に影響を与える有機電子デバイスの態様、特徴、または構造を意味することを意図しており、これらに限定されないが、導電性リード、画素アレイ、レール、および導体パッドがある。

本明細書で使用されるとき、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」、またはこれらの他のいかなる変形形態も、非排他的な包含を網羅することを意図している。例えば、列挙した要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素だけに限定されず、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に対して明示的に列挙してない、または固有の他の要素も含むことができる。さらに、それとは反対に明白に述べない限り、「または」は、非排他的な「または」を指し、排他的論理和を指さない。例えば、「条件ＡまたはＢ」は、次のうちの任意の１つによって満たされる：Ａは真であり（または存在する）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）かつＢは真である（または存在する）、ＡかつＢの両方が真である（または存在する）。また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本発明の要素および構成部品を記載するために使用される。これは、単に便宜のために、および、本発明の一般的な意味を与えるためになされるだけである。この記載は、１つまたは少なくとも１つを含むと読むべきであり、それが、違うことを意味することが明らかでない限り、単数は複数も含む。

元素の周期表内の欄に対応する族番号は、「化学および物理のＣＲＣハンドブック（ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ）」（８１版（２０００））に示されている「新表記法」規約を使用している。

特に他に定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学用語は、本発明が属する分野の当業者が普通に理解するものと同じ意味を有する。本明細書に記載したものと類似または均等な方法および材料を、本発明の実施または試験に使用できるが、適切な方法および材料が後述される。本明細書で述べる全ての刊行物、特許出願、特許、および他の引用文献は、参照によりその全体を援用するものとする。矛盾がある場合、定義を含めて、本明細書が優先する。加えて、材料、方法、および実施例は単なる例示であり、限定することを意図していない。

本明細書に記載されてない範囲で、特定の材料、処理行為、および回路に関する詳細の多くは従来通りであり、例えば有機発光ダイオードディスプレイ技術、光検出器技術、光電池技術、および半導体技術の範囲の教科書、並びにその他の情報源に見出すことができる。

（２．プリドライエッチング処理）
さて、図１〜１０に記載しかつ示した第１の組の実施形態の詳細に注意を向けたい。そこでは、１つまたは複数の下にある有機材料をドライエッチングするとき、有機電子デバイスの性能に敏感な要素が、具体的にはマスクとしてパターン化した導電層を使用してドライエッチングされる。有機電子デバイスを形成する際に現在使用されている材料が使用できる。したがって、プロセス開発および新規な材料を組込むという懸念を回避できる。

図１〜１０に例示する実施形態は、単色のパッシブマトリックスＯＬＥＤディスプレイを製造するのに使用できる。多色またはフルカラーのパッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスＯＬＥＤディスプレイに使用するために行われる変更形態については、本明細書で後述される。

図１は、基板１０の一部の平面図である。図１は、ＯＬＥＤの一部のアレイを含むことに留意されたい。アレイは通常もっと大きいが、本発明をよりよく例示するため、小さいアレイが記載されている。基板１０は、導電性、半導体、または絶縁材料を含めてほぼあらゆる種類および数の材料を含むことができる。基板１０が導電性基材を含む場合、構成部品のパーツ間で適当な電気的分離を確保するように注意を払うことが必要になろう。この導電性基材は、覆い被さる電極または導電体と下にある導電性基材の間の寄生容量の影響を低減するため、十分な厚さを有する絶縁層で覆うことができる。

基板１０は、ガラスまたはセラミック材料（例えばアルミナまたはサファイヤ）、あるいは、少なくとも１種のポリマーフィルムを含む可撓性基板とすることができる。ポリマーフィルム用に適切なポリマーの例は、本質的にポリオレフィン（例えばポリエチレンまたはポリプロピレン）；ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレート）；ポリイミド；ポリアミド；ポリアクリロニトリルおよびポリメタクリロニトリル；過フッ素化および部分フッ素化ポリマー（例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとポリスチレンのコポリマー）；ポリカーボネート；ポリ塩化ビニル；ポリウレタン；アクリルまたはメタアクリル酸のエステルのホモポリマーおよびコポリマーを含むポリアクリル酸樹脂；エポキシ樹脂；ノボラック（Ｎｏｖｏｌａｃ）樹脂；およびこれらの任意の組合せを含む１種または複数の材料から選択することができる。複数のフィルムを使用する場合、適切な接着剤、あるいは、周知の被覆、共押出、または他の類似プロセスを含む従来の層製造プロセスによって、それらを一緒に接合することができる。ポリマーフィルムは、一般に約１２〜２５０ミクロンの範囲の厚さを有する。２つ以上のフィルム層が存在する場合、個々の厚さをもっと薄くすることができる。

ポリマーフィルムは、本質的に上記１種または複数のポリマーを含むことができるが、このフィルムはまた、従来の１種または複数の添加剤を含んでもよい。例えば、市販のポリマーフィルムの多くは、大きいロールとして保存したときフィルム層が一緒に粘着するのを防ぐため、スリップ剤または艶消剤を含んでいる。

基板１０がポリマーフィルムを含む場合、その基板１０上にバリヤー層（図示せず）を形成することができる。このバリヤー層は、その後形成されドライエッチングされる有機層とは異なるエッチング速度を有する絶縁体を含むことができる。バリヤー層は、エッチング停止層として使用して、下にある基板を保護することができる。例示的なバリヤー材は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、絶縁金属酸化物または窒化物（例えばＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２、３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２、ＡｌＮ）、またはこれらの組合せを含むことができ、約２〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。

バリヤー層は、プラズマ加速化学蒸着または物理蒸着（従来の高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタリングまたは誘導結合プラズマ物理蒸着（ＩＭＰ−ＰＶＤ））を使用して形成できる。バリヤー層が、有機電子デバイスが発光する放射線、または、有機電子デバイスが受光する放射線に対して十分に透過性でない場合、バリヤー層をパターン化して、放射線が通る予定の領域（例えば画素アレイの画素領域）に開口部を与える。

この明細書を読んだ後なら、当業者には、基板１０に使用できる材料の選択が広く様々であることが理解される。この明細書を読んだ後なら、当業者は、その物理的、化学的、および電気的特性に基づいて適切な材料を選択できる。説明を簡単にするため、この基部に使用される材料を基板１０と称することにする。

次に、図１に示すような基板１０上に導電性部材１２を形成できる。導電性部材１２は、ほぼあらゆる導電材料を含むことができる。この特定の実施形態では、導電性部材１２は、形成される有機電子デバイスのアノードの働きをする。一般に、導電性部材１２の材料はアノードを形成し、それは、その後形成されてカソードの働きをする導電性部材に比べて仕事関数が相対的に大きいだろう。複数の導電層を形成して、導電性部材１２を作ってもよい。この特定の実施形態では、導電性部材１２は、有機電子デバイスのユーザー側とその後形成される有機活性層の間に位置する。したがって、導電性部材１２は、導電性部材１２を通じて放射線を透過させるように透過性でなければならない。例示的な材料には、ＩＴＯ、ジルコニウムスズ酸化物（「ＺＴＯ」）、元素金属、金属合金、およびこれらの組合せがある。ＩＴＯとＺＴＯは、導電性部材１２として使用するとき厚くてもよく、依然として放射線の十分な透過が可能である。例えば、ＩＴＯまたはＺＴＯが導電性部材１２として使用される場合、導電性部材１２は約１００〜２００ｎｍの範囲の厚さでよい。導電性部材１２は従来技術を使用して形成される。

導電性リード１４は、その後形成されてアレイのカソードの働きをする導電性部材と周辺およびリモート回路との間の電気的接続を提供するために形成される。図２では、導電性リード１４は辺の近傍に配置されている。導電性部材１２および導電性リード１４は、互いに離間されている。覆い被さる層に対する導電性リード１４の重要性は後述される。導電性リード１４は、従来技術を使用して形成することができ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｔａ、導電性窒化物、貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ、またはＡｕ）、導電性酸化物を形成できる金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびＯｓ）、あるいはこれらの混合物の１つまたは複数の層を含むことができる。一実施形態では、導電性リード１４は、接着層、低抵抗率導電層、および保護キャッピング層を含む複数の層を含むことができる。この複数の層は、Ｃｒ／Ａｌ／Ｃｒ、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ、またはＭｏ／Ｃｕ／Ｍｏとすることができる。別の実施形態では、図２に見られるような導電性リード１４の最上層は、後述するドライエッチング操作の際に金属酸化物が形成される可能性を低減するため、貴金属を含むことができる。さらに別の実施形態では、導電性金属酸化物を形成できる金属を、貴金属の代わりに、または貴金属の上に使用することができる。導電性リード１４の厚さは約１０〜６００ｎｍの範囲にすることができる。リード１４および導電性部材１２を形成する順序は、実施形態によっては逆にできることに留意されたい。

図示しないが、電気絶縁材料の層を、導電性部材１２と導電性リード１４の間の基板上に形成できる。この材料は、導電性部材１２と導電性リード１４を電気的に分離する助けとなり得て、その後形成される層の平面性を改善し、または場合によっては他の目的の働きをする。この材料は有機でも無機でもよい。アレイ内の導電性部材１２の上面は、電子デバイス内の任意の他層を形成する前に露出させなければならない。

カソード分離層２２は、絶縁層を約２〜５マイクロメートルの厚さにスピン被覆、キャスティング、または蒸着し、この層を、図２に例示するような構造に形成するようにパターン化することによって形成できる。アレイ内では、カソード分離層２２は、導電性リード１４が配置される場所、およびその後導電性部材が形成されることになる場所を除き、アレイ全体を覆う。その開口部内では、基板１０、導電性部材１２、および導電性リード１４の一部が露出する。周辺およびリモート回路領域は露出しており、カソード分離層２２によって覆われることはない。

カソード分離層２２は、フォトレジストまたはポリイミドを含む光画像化可能な材料を含んでもよい。一実施形態では、画像反転機能を有するノボラックポジ型光画像化可能なレジストを使用できる。

有機材料３０は、図３に示すように形成することができる。有機材料３０は、１つまたは複数の層を含むことができる。例えば、有機材料３０は、バッファ層３２および有機活性層３４、あるいは、バッファ層３２のない有機層３４を含んでもよい。バッファ層３２は、有機活性層３４に覆い被さるか、あるいは、有機活性層３４の下にありかつ有機活性層３４に覆い被さってもよいことに留意されたい。バッファ層３２が導電性部材１２と有機活性層との間に位置するとき、バッファ層は正孔輸送層になり、バッファ層３２が有機活性層とその後形成されてカソードの働きをする導電性部材との間に位置するとき、バッファ層は電子輸送層になる。別の実施形態では、バッファ層は有機活性層３４の両面に位置することができる。図３に示すような実施形態では、正孔輸送層の働きをするバッファ層３２がある。さらに、有機電子デバイスにおける有機材料３０は、電荷輸送材料、耐クエンチング材料、様々な活性材料（例えば発光材料、光検出材料、ＩＲ検出材料、および他の放射線感受性材料）などの様々な有機材料を含んでもよいことが理解されよう。

バッファ層３２および有機活性層３４は、導電性部材１２、導電性リード１４、およびカソード分離層２２の一部の上に順番に形成される。バッファ層３２および有機活性層３４のそれぞれは、後述のような適切な材料のスピン被覆、キャスティング、または蒸着によって形成できる。バッファ層３２および有機活性層３４の一方または両方は、それを塗布した後硬化させることができる。有機層３０は、カソード分離層２２の上面、およびカソード分離層２２内の開口部の底に沿う上面に覆い被さり、さらにはカソード分離層２２の構造体の壁に沿って存在する。図３には示してないが、非常に薄い一部の有機層３０が、開口部内の有機層３０の上の場所のカソード分離層２２の側面に沿って存在する場合がある。カソード分離層２２の構造は、基板１０の近くでは幅がより狭く、基板１０から遠い所ではより広いことに留意されたい。別の実施形態では、この構造は、さらに丸くなった尖頭状またはＴ形状を有する場合がある。

本実施形態では、バッファ層３２は正孔輸送層である。導電性部材１２が有機活性層３４と直接接触するようなデバイスと比較して、正孔輸送層を使用して、損傷の程度を低減し、場合によってはデバイスの寿命および信頼性を増加させることができる。特定の一実施形態では、正孔輸送層は、ポリアニリン（「ＰＡＮＩ」）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（「ＰＥＤＯＴ」）、またはテトラチアフルバレン・テトラシアノキノジメタン（ＴＴＦ−ＴＣＱＮ）などの有機電荷移動化合物などの有機ポリマーを含むことができる。正孔輸送層は一般に約１００〜２５０ｎｍの範囲の厚さを有する。

正孔輸送層は、その後形成される活性領域から電子を取り出し、導電性部材１２へ移動させるのが可能になるように、一般に導電性である。導電性部材１２および任意選択の正孔輸送層は導電性であるが、一般に導電性部材１２の導電率は正孔輸送層に比べて著しく大きい。

有機活性層３４の組成は、一般に有機電子デバイスの用途に依存する。有機活性層３４が放射線発光有機電子デバイスに使用される場合、有機活性層３４の材料は、バイアス電圧を電気接触層に十分にかけたとき放射線を発光することになる。放射線発光活性層は、ほぼあらゆる有機エレクトロルミネセンスまたは他の有機放射線発光材料を含むことができる。

かかる材料は、小分子材料またはポリマー材料とすることができる。小分子材料としては、例えば米国特許公報（特許文献１）および米国特許公報（特許文献２）に記載されているものを挙げることができる。あるいは、ポリマー材料としては、米国特許公報（特許文献３）、米国特許公報（特許文献４）、および米国特許公報（特許文献５）に記載されているものを挙げることができる。例示的な材料は半導体共役ポリマーである。かかるポリマーの例は「ＰＰＶ」と呼ばれるポリ（フェニレンビニレン）である。この発光材料は、添加剤に関係なく、他材料のマトリックス中に分散することができるが、通常単独で層を形成する。この有機活性層は、一般に約４０〜１００ｎｍの範囲の厚さを有する。

有機活性層３４が放射線受光有機電子デバイスの中に組み込まれる場合、有機活性層３４の材料としては、多くの共役ポリマーおよびエレクトロルミネセンス材料を挙げることができる。かかる材料としては、例えば多くの共役ポリマー、並びに電子および光ルミネセンス材料が挙げられる。具体的な例としては、ポリ（２−メトキシ，５−（２−エチル−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン）（「ＭＥＨ−ＰＰＶ」）およびＣＮ−ＰＰＶを有するＭＥＨ−ＰＰＶコンポジットが挙げられる。この有機活性層３４は、一般に約５０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。

図示しないが、有機活性層３４の上に任意選択の電子輸送層を形成してもよい。電子輸送層はバッファ層のもう１つの例である。電子輸送層は、その後形成されるカソードから電子を注入され、有機活性層３４へ移動させるのが可能になるように、一般に導電性である。その後形成されるカソードおよび任意選択の電子輸送層は導電性であるが、一般にカソードの導電率は電子輸送層に比べて著しく大きい。

特定の一実施形態では、電子輸送層は、金属キレート化オキシノイド化合物（例えばＡｌｑ_３）；フェナントロリン系化合物（例えば２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＤＰＡ」）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（「ＤＰＡ」））；アゾール化合物（例えば２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（「ＰＢＤ」）、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（「ＴＡＺ」）；またはそれらの任意の１種または複数の組合せを含むことができる。あるいは、任意選択の電子輸送層は無機質でもよく、ＢａＯ、ＬｉＦ、またはＬｉ_２Ｏを含む。この電子輸送層は、一般に約３０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。

図４は、パターン化した導電層を形成するのに使用される第１のシャドーマスク４０の一部の例図である。第１のシャドーマスク４０には開口部４２が含まれる。マスク４０の一部４４は固体材料を含む。開口部４２はアレイの一部に覆い被さるように配置され、一部４４は、アレイ並びに周辺およびリモート回路領域の他の一部に覆い被さるように配置される。

図５および６に示すように、蒸着の際に第１のシャドーマスク４０を使用して開口部４２を通じてパターン化した導電層５２を蒸着し、導電性部材５２２および５２４を形成することができる。パターン化した導電層５２の導電性部材５２２はカソードの働きをし、図６に示すように、有機活性層３４および導電性部材１２に覆い被さる。層５２の導電性部材５２４は、図６に見られるように、カソード分離層２２に覆い被さる。パターン化した導電層５２は、物理蒸着（例えば蒸発、スパッタリング）を使用して形成できる。物理蒸着の指向性の性質およびカソード分離層２２内の構造の形状のため、導電性部材５２２は、互いにまたは導電性部材５２４に電気的に接続されない。カソード分離層２２の壁が垂直方向に近づく場合、蒸着の際に任意選択のコリメータを使用して、導電性部材５２２と５２４のどれかの間の意図しない電気的短絡またはリーク経路の可能性を小さくすることができる。

図５では、有機活性層３４の一部が、導電性部材５２２と図５の辺の間で露出している。導電性リード１４は、図５の辺近傍の有機活性層３４の下にあるが、これが示されていないことに留意されたい。同様に、アレイの外側では、デバイスをシールするのに使用されるレールを含めて、周辺およびリモート回路領域に覆い被さる有機活性層３４の一部が露出している。

一般に、パターン化した導電層５２は、仕事関数が小さい金属含有層を含むことができ、その仕事関数は、大きい仕事関数を有する導電性帯板１２より小さい。パターン化される導電層５２用の材料は、第１族の金属（例えばＬｉ、Ｃｓ）、第２族（アルカリ土類）金属、ランタニドおよびアクチニドを含む希土類金属から選択することができる。このパターン化した導電層５２は、約３００〜６００ｎｍの範囲の厚さを有する。限定されない特定の一実施形態では、約１０ｎｍ未満のＢａ層、続けて約５００ｎｍのＡｌ層を蒸着することができる。このＡｌ層は、導電性リード１４に関して記載した金属および金属合金のどれかに代えてもよく、または、それと併せて使用してもよい。

図６に見られるように、導電性部材５２２および５２４の上側表面は、その後のドライエッチング操作の実質的に全ての間、露出される。貴金属または導電性金属酸化物を形成できる金属の層を使用して、その後のドライエッチング操作の際、酸素含有ガスを使用することからの悪影響を小さくすることができる。有機層３０が露出していない部分は、導電性部材５２２および５２４によって覆われ、有機層３０の露出部分は、導電性部材５２２および５２４のいずれによっても覆われない。

（３．ドライエッチング）
一実施形態では、有機電子デバイスの性能に敏感な要素のドライエッチング方法は、
（ａ）少なくとも１つの性能に敏感な要素を、第１の導電性部材から離間されて基板上に配置する工程であって、性能に敏感な要素のうちの少なくとも１つが導電性リードである工程と、
（ｂ）性能に敏感な要素および第１の導電性部材の上に有機材料を配置する工程と、
（ｃ）性能に敏感な要素の予め定められた部分を露出させるように、その有機材料の上にパターン化した導電層を形成する工程と、
（ｄ）性能に敏感な要素が露出する領域において、少なくとも１種の酸素含有ガスを使用して、有機材料をドライエッチングする工程と
を含む。

本発明の一実施形態では、有機電子デバイスの性能に敏感な要素は、有機電子デバイスを形成するためのドライエッチング方法を使用してあらゆる有機材料が洗浄され、次の工程を含む：
基板上に第１の導電性部材および導電性リードを形成する工程であって、第１の導電性部材および導電性リードが互いに離間されている工程と、
基板上に有機層、第１の導電性部材、および導電性リードを形成する工程と、
その有機層の上にパターン化した導電層を形成する工程であって、パターン化した導電層が第２の導電性部材を含み、およびパターン化した導電層が、有機層の露出部分および有機層の非露出部分を作り出す工程と、
少なくとも１種の酸素含有ガスを使用して、有機層の露出部分をドライエッチングして、導電性リードの一部を露出させる工程。

本発明の別の実施形態では、有機電子デバイスの形成方法は、基板上に第１の導電性部材および導電性リードを形成する工程を含む。第１の導電性部材および導電性リードは、互いに離間されている。この方法はさらに、基板上に有機層、第１の導電性部材、および導電性リードを形成する工程を含む。この方法は、その有機層の上にパターン化した導電層を形成する工程をさらに含む。パターン化した導電層は、第２の導電性部材を含み、かつ、有機層の露出部分および有機層の非露出部分を作り出す。この方法はなおさらに、少なくとも１種の酸素含有ガスを使用して、導電性リードの一部を露出させるように、有機層の露出部分をドライエッチングする工程を含む。

本発明の別の実施形態では、この方法は、基板上に導電性リードを形成する工程と、その導電性リードの上に有機層を形成する工程と、その有機層の上に第１の導電性部材を形成する工程とを特徴とする。第１の導電性部材は、導電性リードから離間され、有機層の露出部分は、第１の導電性部材によって覆われない。この方法はさらに、少なくとも１種の酸素含有ガスを使用して、有機層の露出部分をドライエッチングするステップ、および、ドライエッチング後、第２の導電性部材を形成する工程を含む。この第２の導電性部材は、第１の導電性部材および導電性リードに覆い被さり、かつ、それに対して電気的に接続される。

本発明のなおさらに別の実施形態では、この方法は、基板上に有機層を形成する工程と、基板のある領域で有機層を除去する工程と、基板の異なる領域で有機層をドライエッチングする工程とを特徴とする。除去する工程およびドライエッチングする工程は、別々に行われる。特定の実施形態では、除去する工程はレーザアブレーションを使用して行ってもよい。また、この領域の一方が画素アレイに対応することができ、他方の領域が画素アレイの外側に存在する。

ドライエッチングは、第１の工程、第２の工程、または２つ以上の工程の際に行うことができる。ドライエッチングプロセスの条件は、ドライエッチング操作の全体にわたって一定のままにとどまる必要はない。むしろ、ドライエッチングの際、ガス混合物、ガス圧力、電圧、出力密度、および温度を時間とともに変化させてもよい。ドライエッチングプロセスは、明確な開始および停止点を有する個別の工程を含むことができ、１つだけの初期開始点、および、ドライエッチング作業が終了したときだけの停止点を有する１つの連続操作内に、様々な工程を含むことができる。「工程」の使用には、個別の開始および停止と、１つの連続操作の間に少なくとも一度、条件が変化する単一のドライエッチングプロセスとを有する両方の使用が含まれることを意味する。

有機材料は、第１の工程の際に除去することができ、不揮発性材料のような望ましくない材料は、第２の工程の際に除去することができる。少なくとも１種の酸素含有ガスが、第１の工程の際に使用されるガス中になければならない。例示的な酸素含有ガスとしては、Ｏ_２、ＣＯＦ_２、ＣＯ、Ｏ_３、ＮＯ、Ｎ_２Ｏ、およびこれらの混合物がある。第１の工程の際、少なくとも１種のハロゲン含有ガスも、少なくとも１種の酸素含有ガスと組み合わせて使用できる。ハロゲン含有ガスとしては、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、臭素含有ガス、またはヨウ素含有ガス、およびこれらの混合物のうちの任意の１種または複数を挙げることができる。

フッ素含有ガスが使用される場合、それは、任意の１種または複数のフルオロカーボンガスを含むことができ、それは飽和していても飽和していなくてもよく、他のハロゲン原子、Ｆ_２、ＨＦ、ＳＦ_６、ＮＦ_３、金属フッ化物（ＷＦ_６、ＭｏＦ_６、ＴａＦ_５）、フッ素含有ハロゲン間化合物（ＣｌＦ、ＣｌＦ_３、ＣｌＦ_５、ＢｒＦ_３、ＢｒＦ_５、およびＩＦ_５）、並びに、これらの混合物を含んでも含まなくてもよい。塩素含有ガスは、クロロカーボンよりなる群から選択することができ、それは飽和していても飽和していなくてもよく、他のハロゲン原子（例えばＦ、Ｂｒ、およびＩ）、Ｃｌ_２、ＨＣｌ、ＢＣｌ_３、金属塩化物（ＴｉＣｌ_４、ＴａＣｌ_５、ＭｏＣｌ_５、およびＷＣｌ_５）、塩素含有ハロゲン間化合物（ＣｌＦ、ＣｌＦ_３、およびＣｌＦ_５）、およびこれらの混合物を含んでも含まなくてもよい。臭素含有ガスは、ブロモカーボンよりなる群から選択することができ、それは飽和していても飽和していなくてもよく、他のハロゲン原子（例えばＦ、Ｃｌ、およびＩ）、Ｂｒ_２、ＨＢｒ、ＢＢｒ_３、臭素含有ハロゲン間化合物（ＢｒＦ_３およびＢｒＦ_５）、並びに、これらの混合物を含んでも含まなくてもよい。ヨウ素含有ガスは、ヨード炭素よりなる群から選択することができ、それは飽和していても飽和していなくてもよく、他のハロゲン原子（例えばＦ、Ｃｌ、およびＢｒ）、Ｉ_２、ＨＩ、金属ヨウ化物、ヨウ素含有ハロゲン間化合物（ＩＦ_５）、並びに、これらの混合物を含んでも含まなくてもよい。

一実施形態では、ハロゲン含有ガスはフッ素含有ガスとすることができる。別の実施形態では、フッ素含有ガスはフルオロカーボンを含んでもよく、それは飽和していても飽和していなくてもよく、他のハロゲン原子を含んでも含まなくてもよい。さらに別の実施形態では、フルオロカーボンは式Ｃ_ａＦ_ｂＨ_ｃを有することができ、式中、ａは１または２であり、ｂは少なくとも１であり、ａが１の場合、ｂ＋ｃは４であり、ａが２の場合、４または６である。ＣＦ_４が例示的なフルオロカーボンガスである。

ハロゲン化金属ガスも使用できるが、ハロゲン化金属ガスからの金属を蒸着せずにエッチングを行うのが可能になるように注意する必要がある。同様に、フッ素以外のハロゲンが使用されるときも注意する必要がある。何故なら、他のハロゲンは、通常、金属含有材料に対して不十分な選択性を有し、金属エッチングガスとして使用されるからである。

第１および第２のドライエッチング工程のうちの一方または両方の工程の際、不活性または還元ガスを他のガスとともに使用することができる。不活性ガスとしては、貴ガス、Ｎ_２、およびこれらの混合物のうちの任意の１種または複数を挙げることができ、還元ガスとしては、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_４、Ｎ_２Ｈ_２、およびこれらの混合物のうちの任意の１種または複数を挙げることができる。

不活性ガスを使用して、不揮発性エッチング生成物または汚染物質を物理的に除去する助けとすることができる。さらに別の実施形態では、還元ガスを加えて、任意の金属酸化物を還元する助けとすることができ、金属酸化物はそれに対応する金属になる（例えばＡｌ_２Ｏ_３はＡｌに還元される）。還元ガスは、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_４、およびＮ_２Ｈ_２、並びに、これらの混合物よりなる群から選択することができる。少なくとも１個の水素原子を有するフルオロカーボンガスが使用される場合、水素も製造できることに留意されたい。側壁へのポリマー形成を回避すべき場合、還元ガスは使用できない。特定の一実施形態では、第１のドライエッチング工程の際に使用するガスは、本質的にＯ_２、ＣＦ_４、およびＡｒの混合物から構成することができ、第２のドライエッチング工程のガスは、本質的にＡｒから構成することができる。ドライエッチングは、約１０〜５０００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲の出力密度および約７．５〜５０００ミリトールの範囲の圧力で行うことができる。温度は、性能に敏感な要素および除去される有機材料に応じて変えることができる。ドライエッチングは、一般に約８０℃を超えない温度で行われる。

本発明のさらに別の実施形態では、有機電子デバイスは、第１の導電性部材（アノードの働きをする）、有機層、および第２の導電性部材（カソードの働きをする）を含むことができる。基板上に第１の導電性部材、導電性リード、および有機層を形成した後、この方法は、その有機層の上にパターン化した第１の導電層を形成する工程を含む。パターン化した第１の導電層は第２の導電性部材を含む。パターン化した第１の導電層は、物理蒸着の際にシャドーマスクを使用して形成される。有機層の露出部分は、パターン化した第１の導電層によって覆われない。この方法はさらに、有機層の露出部分をドライエッチングして導電性リードの一部を露出させる工程を含む。ドライエッチングは、上記２工程のドライエッチング順序を使用して行われる。この方法はさらに、パターン化した第１の導電層の上にパターン化した第２の導電層を形成する工程を含む。パターン化した第２の導電層は、物理蒸着の際に異なるシャドーマスクを使用して形成される。パターン化した第２の導電層は、第３の導電性部材を含み、この場合、第３の導電性部材のそれぞれは、対応する第２の導電性部材の実質的に全てに覆い被さり、導電性リードの１つの一部に覆い被さる。第３の導電性部材のそれぞれは、対応する第２の導電性部材および導電性リードの１つと接触し、開口部の中に延在する。

本発明の別の実施形態には、導電性リード、有機層、有機活性層に覆い被さる第１の導電性部材、および第２の導電性部材を含む有機電子デバイスが含まれる。導電性リードに最も近い第１の導電性部材の一面および導電性リードに最も近い有機層の一面は、互いに実質的に隣接する。平面図の上から見ると、導電性リードおよび第１の導電性部材は、互いに離間されている。第２の導電性部材は、第１の導電性部材を導電性リードに電気的に接続する。

いくつかの材料の組成は変化させることができる。例えば、基板はポリマーフィルムを含むことができ、有機層はバッファ層および有機活性層を含む。

本発明の実施形態は、発光ディスプレイ、放射線感受性デバイス、光伝導セル、フォトレジスタ、光スイッチ、光検出器、フォトトランジスタ、および光電管を含む様々な種々の有機電子デバイスに使用できる。あるいは、この有機電子デバイスとしては、ディスプレイ、検出器、および、可視光スペクトル内または可視光スペクトルの外側で動作するように設計できるボルタ電池を挙げることができる。

前記一般的説明および以下の詳細な説明は、例示かつ説明のためにすぎず、添付の特許請求の範囲に記載されているように本発明を限定するわけではない。

ドライエッチングを行い、有機層３０の露出部分を除去することができる。ドライエッチングを行った後、図７に示すように、基板１０、パターン化した導電層５２によって覆われない導電性部材１２、および導電性リード１４の一部を露出させることができる。ドライエッチングは、１つまたは複数の工程を使用して行うことができる。一実施形態では、ドライエッチングは、有機層３０を除去する第１の工程、および、不揮発性エッチング生成物および汚染物質などの望ましくない材料を除去する第２の工程を使用して行うことができる。導電性部材５２２の上側表面に絶縁酸化物が形成されない場合、および、有機層３０がさほどの量の不揮発性汚染物質（例えばナトリウム、シリコン、硫黄等）を含まない場合、単一の工程を使用してもよい。しかし、別の実施形態では、導電性部材５２２の上側表面に絶縁酸化物が形成される場合があり、あるいは、有機層３０がかなりの量の不揮発性エッチング生成物または汚染物質を含む場合がある。２工程のプロセスが使用される場合がある。第１の工程は、実質的に有機層３０の全てを除去し、第２の工程は、不揮発性エッチング生成物および汚染物質などの望ましくない材料を除去するために行われる。第１の工程は、第１の工程の際に露出されるか、または露出されることになる他の材料に対する良好な選択性を依然として維持しながら有機層３０を除去するものである。選択性は、通常、除去される目標材料（本実施形態では有機層３０）のエッチング速度と、第１の工程の際に露出されるか、または露出されるようになる他材料のエッチング速度との比または分率として表される尺度である。より高い選択性が望まれるが、しかし、エッチングの装置処理能力、および、異方性のエッチングが所望される場合、異方性の特徴を減ずるなどの他の考慮すべき点によって制限される場合がある。また、第１の工程の終了間近に複数の種々の材料が露出する場合、有機層３０対導電性部材５２２の選択性を最適化すると、有機層３０対カソード分離層２２の選択性が小さくなりすぎることがある。選択性は、通常使用するエッチング化学作用の関数である。エッチングの化学作用は、以下にさらに詳細に議論される。

導電性部材５２２および５２４は、第１工程の実質的に全ての間、露出されている。導電性リード１４、基板１０（または、存在する場合そのバリヤー層）は、有機層１４が除去された後露出するようになる。カソード分離層２２の側面は、第１エッチングの実質的に全ての間に露出される。カソード分離層２２の一部は、パターン化した導電層５２によって覆われない。かかる部分の上側表面は、有機層３０が除去された後、露出するようになる。

第１の工程の際の原料ガスの比は、所望の選択性が得られるように部分的に選択することができる。一実施形態では、酸素含有ガスが原料ガスの約１〜１００体積パーセントであり、ハロゲン含有ガスが０〜５０体積パーセントであり、不活性ガスが０〜４０体積パーセントであり、還元ガスが０〜３０体積パーセントである。別の実施形態では、酸素含有ガスにはＯ_２が含まれ、原料ガスの３０〜９５体積パーセントであり、ハロゲン含有ガスにはフルオロカーボンが含まれ、１〜３０体積パーセントであり、不活性ガスは、Ｎ_２、Ｈｅ、およびＡｒよりなる群から選択することができ、４〜３０体積パーセントであり、還元ガスは、Ｈ_２およびＮＨ_３よりなる群から選択することができ、０〜１０体積パーセントである。なお別の実施形態では、酸素含有ガスはＯ_２であって、原料ガスの６０〜９５体積パーセントであり、ハロゲン含有ガスはＣＦ_４であって、原料ガスの４〜２０体積パーセントであり、不活性ガスはＡｒであって、原料ガスの１０〜２０体積パーセントであり、還元ガスは使用されない。

操作パラメータは、使用する反応器の型式、エッチングチャンバの大きさ、またはエッチングされる基板の大きさに応じて変化させることができる。バレルエッチャ（しばしばアッシャー（ａｓｈｅｒ）とも呼ばれる）のような回分式エッチングシステム、および、６極管反応器が使用できる。あるいは、平面平行プレートを有するものなどの単一の基板システムが使用できる。エッチングの際、プラズマは、基板に直接暴露することができ、あるいは、下向きプラズマを使用できる。第１の工程の開始時、基板１０は、ドライエッチングシステムの中に入れられる。ドライエッチングチャンバの中に原料ガスが流れ込み、圧力が安定化される。圧力は約７．５〜５０００ミリトールの範囲である。この圧力で、原料ガスは、毎分約１０〜１０００標準立方センチメートル（「ｓｃｃｍ」）の範囲の速度で流入することができる。別の実施形態では、圧力を約１００〜５００ミリトールの範囲とすることができ、原料ガスは、約１００〜５００ｓｃｃｍの範囲の速度で流入することができる。

電圧および電力をかけてプラズマを発生させる。電力は、一般に基板表面積の線形またはほぼ線形の関数である。したがって、出力密度（基板の単位面積あたりの電力）が与えられる。電圧は約１０〜１０００Ｖの範囲にあり、出力密度は約１０〜５０００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲である。電圧および出力密度の下限では、プラズマが許容不可能に小さいエッチング速度を維持または生じるのも難しいようになる。電圧および出力密度の上限では、攻撃的すぎる場合があり、ドライエッチングが制御不能で再生不可能（生産において重要）になるか、または、選択性が許容不可能に小さくなる原因になる。一実施形態では、電圧は約２０〜３００Ｖの範囲、出力密度は約５０〜５００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲とすることができる。電圧および電力のランプ速度は、通常電圧および電力が普通の照明スイッチと同じようにオン／オフされるので、非常に大きい場合がある。

第１の工程は、終点検出を使用して、あるいは、終点検出と過剰のエッチングに設定した時間との組合せを使用して、設定時間で行うことができる。第１の工程が短すぎると、導電性リード１４の全てが露出されず、開回路または電気抵抗の大きい回路が、完成したデバイスに形成される原因になる。第１の工程が長すぎると、パターン化した導電層５２によって覆われていないカソード分離層２４が、特にカソード分離層２４のより幅広い部分が、過剰にエッチングされる場合があり、電気的短絡またはリーク経路をまねく場合がある。加えて、第１の工程が長すぎると、導電性リード１４、導電性部材５２２、および基板１０が穴だらけになる場合があり、あるいは、導電性リード１４および導電性部材５２２の場合、その後形成される導電性部材に対して許容不可能に大きい接触抵抗の原因になる場合がある。

一実施形態では、ガス、その圧力、流速、出力密度、および電圧を、ドライエッチングプロセスの際、時間とともに変化させることができる。

第１の工程に設定時間が使用される場合、時間は、回分反応器の場合約２〜３０分の範囲とすることができる。別の実施形態では、設定時間は、回分反応器の場合、約５〜１０分の範囲とすることができる。単一基板のドライエッチングチャンバの場合は、エッチング時間は、その半分の時間未満、または、上記時間より短くすることができる。終点検出は従来技術を使用して行うことができる。

第２の工程は、不活性ガス、および場合により還元ガスを使用して行うことができ、その両方は上記されている。不活性ガスは、第１の工程の後に残る望ましくない材料を除去するのを助け、還元ガスは、第１の工程の際に形成される金属酸化物をその対応する金属に還元する助けになり得る。一実施形態では、第２の工程は、５０〜１００体積パーセントの不活性ガス、および０〜５０体積パーセントの還元ガスを含む。別の実施形態では、第２の工程は、７０〜１００体積パーセントの不活性ガス、および０〜３０体積パーセントの還元ガスを含む。なお別の実施形態では、不活性ガスが９０〜１００体積パーセントのＡｒであり、還元ガスが０〜１０体積パーセントのＨ_２である。

第２の工程の際の操作条件は、第１の工程の場合に上記した最も幅広い範囲内にある。第２の工程の際に使用する実際の操作条件は、第１の工程と異なる場合がある。例えば、化学的にエッチングされるのとは対照的に、望ましくない材料が物理的に除去されるので、電圧および出力密度がもっと高い場合がある。第２の工程の際、電圧は約１０〜６００Ｖの範囲とすることができ、出力密度は約１００〜１０００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲とすることができる。電圧または出力密度が高すぎると、第２の工程により、下にある材料が過剰に除去される場合があり、制御不能または再生不可能になる場合がある。第２の工程は、一般に時限式のエッチングとして行われる。第２の工程の後、電圧、電力、および原料ガスはオフにされる。ドライエッチングチャンバは、ポンプで排気され、パージされる。パージした後、ドライエッチングチャンバは、ほぼ大気圧まで排気され、基板が取り出される。

エッチング操作が完了した後、図７に見られるように、基板１０（または、存在する場合バリヤー層）および導電性リード１４の一部が目に見える。図７には示されていないが、有機層３０の前に形成された（例えば、導電性部材１２または導電性リード１４と同時に形成された）導電性リードまたは導電性部材の他の部分が露出する場合がある。周辺およびリモート回路領域から有機層３０が除去されている。それらの領域の１つにレールが含まれ、それは、その後形成される被包層が取り付けられる領域である。図７には示されていない導電性部材またはリードの露出した部分が接着パッドに対応し、基板１０上またはその内の回路と電気的接続を行うのが可能になる。

ドライエッチングに関して多くの様々なガスおよび操作条件を記載してきたが、ドライエッチングは、依然として許容可能なエッチング速度を維持しかつ望ましくない材料を除去しながら、できるだけ穏やかでなければならない。有機電子デバイスは、その相手方の無機電子デバイスと比較して、処理条件に影響を受けやすい傾向がある。

アナクシズ（Ｕｎａｘｉｓ）からのプラズマサーム（Ｐｌａｓｍａ Ｔｈｅｒｍ）７９０シリーズ、およびマーチプラズマシステムズ（Ｍａｒｃｈ Ｐｌａｓｍａ Ｓｙｓｔｅｍｓ）からのマーチ（Ｍａｒｃｈ）ＰＸ−５００を含めて、商業的に入手可能なドライエッチングシステムはどれも本発明に使用するのに適する。

（４．ポストドライエッチング処理）
第１のシャドーマスク４０のパターンとは異なるパターンを有する、図８に示すような第２のシャドーマスク８０を使用してパターン化した導電層が形成される。開口部８２は、導電性部材がその後に形成される領域に対応する。開口部８２は開口部４２に類似しているが、ただし、それは、有機電子デバイスの平面図の上から見たとき、導電性部材５２２および５２４の長方向に平行な方向がより長いことを除く。破線４２は、マスク４０の開口部の横方向の端部に対応する。開口部８２内には材料が存在しないので、破線は参照用に使用したにすぎないことに留意されたい。開口部８２の幅は、導電性部材５２２および５２４の長方向に垂直な方向において、実質的に同じかまたは開口部４２より狭い場合がある。開口部８２の長さの重要性は、この明細書の後半に扱われる。固体材料８４を使用して、どんな材料も基板１０の望ましくない部分の上に蒸着されるのを実質的に防ぐ。周辺およびリモート回路領域では、開口部（図示せず）が存在し、アレイとアレイの外側の回路を互いに電気的に接続するのに使用される。

第２のマスク８０を基板１０に対して整列配置した後、物理蒸着（例えば蒸発またはスパッタリング）を使用してパターン化した導電層９２が形成され、アレイ内に図９および１０に例示されるような構造が得られる。パターン化した導電層９２としては、導電性リード１４、並びに、導電性部材１４、５２２、および５２４に関して記載した材料または層のうちの任意の１つまたは複数を挙げることができる。この厚さは５０〜１０００ｎｍの範囲とすることができる。限定されない特定の一実施形態では、約１００〜３００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ層を蒸着することができる。

図９は、パターン化した導電層９２の平面図を含む。導電性部材９２２は、カソード分離構造体の間に位置する。導電性部材９２４は、カソード分離層２２に覆い被さり、導電性部材９２２から離間されている。図５を参照すると、導電性部材９２２は、導電性部材５２２および導電性リード１４の一部の上に蒸着され、導電性部材９２４は、導電性部材５２４の上に蒸着されることになる。パターン化した導電層５２を形成するのに使用した指向性の性質は、パターン化した導電層９２にも使用しなければならない。この方法では、電気的短絡またはリーク経路が形成されない。

各画素は、基板１０の平面図において、導電性部材１２と導電性部材５２２が交差する領域によって画定される。導電性部材９２２は、累加的に、その（画素）領域の実質的に全てに覆い被さることに留意されたい。

図１０は、図９の切断ライン１０〜１０における断面の例図を含む。導電性部材９２２は、境界領域１０２において、実質的に全体の導電性部材５２２に覆い被さる。導電性部材９２２が導電性部材５２２より長いので、部材９２２はまた、境界領域１０４において、導電性リード１４と接触する。したがって、導電性部材９２２は、その対応する導電性部材５２２および導電性リード１４と電気的に接続および接触する導電性橋絡を形成する。導電性リード１４および導電性部材５２２の表面が、レーザアブレーションを使用した場合に受けるであろう損傷ほどには損傷を受けないので、境界領域１０２および１０４では相対的に小さい接触抵抗を実現することができる。周辺およびリモート回路領域（図示せず）内の導電性部材および導電性リードが露出した部分も同様に損傷を受けず、したがって、それに続く導電性部材またはワイヤー接合（図示せず）の他の部分に対する接触も、同様に良好な接触抵抗特性を有する。

図１０に示されるその他の特徴に言及する。有機層３０（有機活性層３４および正孔輸送層３２が含まれる）を通る開口部が、図１０に見られる。導電性部材５２２の一面が、有機層３０の下にある面（図１０の面１０２２によって例示した）と実質的に隣接する。導電性リード１４は、面１０２２に対向する面１０１４を有する。導電性部材９２２の一部は、有機層３０の開口部の中に延在し、この特定の実施形態では、表面１０００において、面１０１４および１０２２、並びに基板１０と接触することに留意されたい。

図１〜１０に例示されていないその他の回路は、前述のまたは追加のいくつかの層を使用して形成することができる。図示されていないが、アレイの外側に位置することになる周辺領域の回路（図示せず）を許容できるように、追加の絶縁層および相互接続層を形成することができる。かかる回路としては、列または行デコーダ、ストローブ（例えば列アレイストローブ、行アレイストローブ）、あるいはセンス増幅器を挙げることができる。

アレイ、並びに周辺およびリモート回路の上に被包層（図示せず）を形成して、電子ディスプレイ、放射線検出器、およびボルタ電池などの実質的に完成した電気構成部品を作成できる。被包層は、レールと基板１０の間に有機層が存在しないように、レールに取り付けられることになる。放射線は、被包層を通じて透過することになる。その場合被包層は放射線に対して透過性でなければならない。

（５．その他の実施形態）
別の実施形態では、フルカラーのアクティブマトリックス・ディスプレイを形成することができる。有機井戸構造の絶縁層が、導電性部材１２および導電性リード１４を形成した後、順番に形成することができる。また、有機活性層３４の部分は、画素内に異なる色相を実現できるインクジェットを使用して、有機色素を選択的に受け入れることができる。アクティブマトリックスの場合、一般のカソードが使用されることになるとき、アノードが、帯板とは対照的にパッドの形をしているはずなので、カソード分離層２２は形成されないだろう。アクティブマトリックスＯＬＥＤディスプレイが形成される場合、薄膜回路が基板１０と一緒に存在することになる。かかる薄膜回路は従来型である。

一実施形態では、多色またはフルカラーのパッシブマトリックス・ディスプレイを形成することができる。交互配置した２個の画素の６個のサブ画素が、有機井戸構造を除く図１〜１０に示した構造に類似の構造で形成できる。例えば、図１を参照すると、第１および第４の導電性部材１２は、異なる画素において青のサブ画素に対応させることができ、第２および第５の導電性部材１２は、それらの異なる画素において緑のサブ画素に対応させることができ、第３および第６の導電性部材１２は、異なる画素において赤のサブ画素に対応させることができる。図５を参照すると、第１、第２、および第３の導電性部材５２２は、１個の画素内の赤、緑、および青のサブ画素用にすることができ、第４、第５、および第６の導電性部材５２２は、別の画素内の赤、緑、および青のサブ画素用にすることができる。

さらに別の実施形態では、導電性部材１２および５２２用に使用する材料を逆にすることができる。このようにして、アノードとカソードが実際上逆にされる（アノードではなく、カソードがユーザー側により近い）。カソードがユーザー側により近い位置にある場合、それは、電子デバイスが発光または受光する放射線に対して実質的に透過性なことが必要になることに留意されたい。

さらなる実施形態では、図１１〜１２に例示されるように、レーザアブレーションとドライエッチングの組合せを使用することができる。図２を参照して、切断ライン１１〜１１を基準点として使用することができる。図２から始めて、前述したように有機層３０が形成できる。前の実施形態とは異なり、レーザアブレーションを使用して、アレイ内の有機層３０の一部を除去して開口部１１２を形成できる。導電性リード１４の一部が開口部１１２の底に沿って露出することに留意されたい。アレイから間隔を置いた領域（すなわち、周辺およびモート回路領域）の有機層３０の部分は、レーザアブレーションを使用して除去しない。

パターン化した導電層の蒸着のために、シャドーマスク８０だけを使用して、図１２に示すような導電性部材１２２を形成できる。前述したマスク４０が必要ではないことに留意されたい。

導電性部材１２２が形成された後、前述したドライエッチング方法に類似したドライエッチング方法を使用して、アレイ外側の有機層３０の部分を除去することができる。除去される有機層３０の部分は、接着パッドおよびレールに対応する。それに続く電気的接続を接着パッドに対して行うことができ、被包層をレールに取り付けることができる。有機材料が除去されているので、水分および酸素が被包蓋の下に進入する一手段も同様に取り除かれる。

従来技術と比較して、上記実施形態は利点を有する。レーザアブレーションは必要とせず、ただし場合により使用できる。ドライエッチング方法は、有機層の部分を除去するのに使用され、ドライエッチング方法は、あるとしても選択性がほとんどないレーザアブレーションと比較して、有機層３０の下にある材料または層に対してかなり良好な選択性を有する。レーザアブレーションを使用しないので、デバイス性能を損なわずにデバイス収率および生産性が大幅に改善される。レーザアブレーションの際、過度のアブレーションに見られるようなリードのクラッキングは、かなりなくなるはずである。

レーザアブレーションは、実際上、そのプロセスの物理的性質によって、その前にクリアにされた有機電子デバイスの他の領域上に、有機層３０の一部を再蒸着させる可能性がある。レーザアブレーションとは異なり、ドライエッチングは、エッチング生成物が通常揮発性であるので、基板１０の一部分からの材料が基板１０の他の部分の上に再蒸着させることはおそらくない。一実施形態では、有機層から再蒸着した材料を除去するためのウェット式の洗浄操作は全く不要である。

この方法の他の利点は、新規な材料、および、新規な材料に関連するプロセスを組み込むという懸念が回避されることである。ドライエッチング操作は、レーザアブレーション操作に代わるものである。パターン化した導電層５２およびカソード分離層２２が、有機層３０のエッチングの際、エッチングマスクの働きをする。別途のレジスト層を形成し、パターン化し、その後除去する必要はない。また、導電性部材５２２および導電性部材９２２用の材料は、従来方法で使用されるものから変更する必要がない。

本発明を使用して、暗い／輝きのあるラインの出現の低減に貢献できる。一実施形態では、ドライエッチングプロセスが、一度に実質的に全ての基板上で行われる。かかる方法により、異なる位置での一連の独立した工程として行われるレーザアブレーションと比較して、より均一にすることができる。したがって、接触抵抗はより一定のはずであり、暗い／輝きのあるラインとは対照的に、接触抵抗はそれ自体でより照度一定の形で顕在化する。

導電性リード１４は、導電性部材５２２の前に作成される。本明細書に記載した一実施形態では、導電性部材９２２が形成される前に、接触面積（図１０の表面１０２および１０４）を洗浄することができる。接触抵抗の低減を達成して、より良好なデバイス性能を得ることができる。

本明細書に記載した実施形態により、カソード分離層２２の底に閉じ込められたポリマーを除去するので、デバイス寿命および電気的特性が改善され得る。有機層３０の一部は、カソード分離層２２の底が、下にある層と接触する所に閉じ込められるはずである。その有機層３０が閉じ込められた部分は、時間とともに放出される水分のリザーバの働きをして、画素収縮の原因となるおそれがある。水分が、画素端部がカソード分離層２２の端部と接触する所の画素端部を攻撃するため、デバイスの寿命が短くなる。ドライエッチングの際、ポリマーのその部分をエッチングして除くと、寿命を長くする助けになる。閉じ込められた部分の除去により、カソードライン間の混線も低減される。この混線は、スピンオンポリマーデバイス（ＰＬＥＤ）に関して問題になるおそれがある。

本発明は、以下の実施例においてさらに説明されるが、それは、特許請求の範囲に記載した発明の範囲を限定するものではない。

図１〜１０に例示したような実施形態に従ってＯＬＥＤを作成し、有機層を除去するために、広範囲にわたるレーザアブレーションを用いる従来方法を使用して作成したＯＬＥＤと比較することができる。容量結合型マーチＰＸ−５００（マーチプラズマシステムズ、カリフォルニア州コンコード（Ｃｏｎｃｏｒｄ））が、２工程ドライエッチングプロセスに使用でき、４００ミリトール、および２０〜１００Ｖの電圧を用いて１００ｍＷ／ｃｍ^２で作動する。第１の工程において、５０％のＯ_２、４５％のＡｒ、および５％のＣＦ_４のガス混合物を１００〜５００ｓｃｃｍの流速で１０分間使用でき、第２の工程において、Ａｒガスを単独で１０分間使用できる。第１の工程における流速は、個々のガス毎の流速の組合せであり、所望のガス比を維持する反応器の中に入る全体流速を表す。反応器の温度は、エッチングプロセス始動時の室温から、ドライエッチングプロセス終了時の約７０℃の高さまで上昇させることができる。

あるいは、導電性リードのレーザアブレーションおよびカソード層の蒸着を行い、続けて、Ｏ_２ガスを使用し、１００〜５００ｓｃｃｍの流速、４００ミリトール、および２０〜１００Ｖ電圧を用いた１５０ｍＷ／ｃｍ^２で、単一の１０分ドライエッチングを行ってもよい。プロセス温度は、前と同様に最大約７０℃に保たれる。

以下は、いくつかの電気的な特性の比較である。見てわかる通り、本発明の実施形態を使用して製造したＯＬＥＤは、優れた電子的性質、特により低いリーク電流およびより高い整流比を有する。

前述の明細書において、特定の実施形態を参照しながら本発明が記載されてきた。しかし、当業者なら、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱せずに様々な修正および変更を行えることが理解されよう。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味とみなされるべきであり、かかる修正形態の全ては、本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。

利点、他の長所、および問題の解決策は、特定の実施形態に関して上記してきた。しかし、利点、長所、問題の解決策、並びに、利点、長所、または見出される解決策を生じ得るか、あるいはより顕著になり得るあらゆる要素は、特許請求の範囲のいずれかもしくは全ての必須の特徴、必要な特徴、または本質的な特徴、あるいは要素と解釈されるべきではない。

周辺またはリモート回路に至る導電性部材および導電性リードを形成した後の基板の一部の平面図である。 カソード分離領域を形成した後の図１の基板の平面図である。 正孔輸送層および有機活性層を形成した後、図２の切断ライン３〜３における基板の一部の断面図である。 本発明の一実施形態に従う、パターン化した導電層を形成するのに使用されるシャドーマスクの図である。 本発明の一実施形態に従う、図４のシャドーマスクを使用してパターン化した導電層を形成した後の図２の基板の平面図である。 本発明の一実施形態に従う、図５の切断ライン６〜６における基板の一部の断面図である。 本発明の一実施形態に従う、正孔輸送層および有機活性層の一部をドライエッチングした後の図５の基板の平面図である。 本発明の一実施形態に従う、導電性部材の第２の導電性層を形成するのに使用されるシャドーマスクの図である。 本発明の一実施形態に従う、図８のシャドーマスクを使用してパターン化した導電層を形成した後の図７の基板の平面図である。 パターン化した導電層を形成した後、図９の切断ライン１０〜１０における基板の断面図である。 有機層およびその層のレーザ溶発部分を形成して導電性リードの一部を露出させた後、図２の切断ライン１１〜１１における基板の断面図である。 下部電極に覆い被さり、かつカソード部材と接触する導電性部材を形成した後の図１１の基板の断面図である。

Claims (7)

1. 導電性リードと、
   有機層と、
   有機層に覆い被さる第１の導電性部材であって、
   導電性リードに最も近い第１の導電性部材の一面および導電性リードに最も近い有機層の一面が互いに実質的に隣接し、かつ、
   平面図において、導電性リードおよび第１の導電性部材が互いに離間されている第１の導電性部材と、
   第１の導電性部材を導電性リードに電気的に接続する第２の導電性部材と
   を含むことを特徴とする有機電子デバイス。
2. 基板と、
   基板に覆い被さる第３の導電性部材であって、第３の導電性部材が導電性リードから離間され、かつ、第１の導電性部材または第２の導電性部材のいずれにも接触しない第３の導電性部材と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記有機層が、第３の導電性部材に覆い被さり、かつ、正孔輸送層および有機活性層を含むことを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記基板が、ポリマーフィルムを含むことを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
5. 前記有機層が、電荷輸送材料、耐クエンチング材料、発光材料、または光検出材料である少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
6. 前記有機電子デバイスが、発光ダイオード、発光ディスプレイ、放射線感受性デバイス、光伝導セル、光電池、フォトレジスタ、光スイッチ、光検出器、フォトトランジスタ、または光電管であることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
7. 前記デバイスが、有機発光ダイオードディスプレイであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
   

Images