DE102019128752A1

DE102019128752A1 - Verfahren zur Herstellung übereinander gestapelter OLEDs

Info

Publication number: DE102019128752A1
Application number: DE102019128752.9A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Keiper
Original assignee: Apeva Se
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-04-29
Also published as: WO2021078643A1

Abstract

Mehrschichtige OLED und Verfahren zu deren Herstellung, wobei nacheinander auf einem Substrat 1 eine erste OLED-Schichtstruktur (10), eine Metallisierung (11), eine zweite OLED-Schichtstruktur (12), eine Metallisierung (13), eine Isolationsschicht (14), eine Metallisierung (15), eine dritte OLED-Schichtstruktur (16) und eine Metallisierung (17) abgeschieden werden, wobei der gesamte Prozess in einer einzigen Prozesskammer (29) unter Verwendung einer einzigen Schattenmaske (19) durchgeführt wird und die Schattenmaske (19) beim Abscheiden der Metallisierungen (13, 15, 17) und der Isolationsschicht (14) einen vertikalen Abstand zur darunterliegenden Schicht aufweist.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von OLEDs, bei dem in aufeinanderfolgenden Prozessschritten mehrere OLED-Schichtstrukturen, die jeweils Licht in einer anderen Farbe emittieren, und zwischen den OLED-Schichtstrukturen Metallisierungen abgeschieden werden.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine nach dem Verfahren hergestellte Schichtstruktur.
Stand der Technik
Die DE 10212923A1 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten eines Substrates, bei dem in derselben Prozesskammer sowohl n- und p-leitende, isolierende oder metallische Schichten abgeschieden werden können.
Die DE 102014102191 B4 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von OLEDs.
Die US 2018/0019441 A1 beschreibt ein Verfahren zum Abscheiden von strukturierten Schichten, die mehrere übereinander angeordnete Lagen aufweisen, die mittels einer einzigen Schattenmaske strukturiert werden, wobei die Schattenmaske verschiedene Abstände zum Substrat einnehmen kann.
Das Standardverfahren zur Herstellung von OLED-Bildschirmen verlangt das Abscheiden einer Vielzahl von Schichten. Die Schichten werden jeweils in einer gesonderten Prozesskammer mit einer speziellen Schattenmaske abgeschieden. Dabei werden OLED-Schichtstrukturen mit verschiedenen Farben nebeneinander angeordnet. Es gibt auch Verfahren, bei denen die OLED-Schichtstrukturen übereinander abgeschieden werden. Jede OLED-Schichtstruktur liegt zwischen zwei Metallisierungen, mit denen die Oberflächen der OLED-Schichtstrukturen mit Kontaktfeldern elektrisch leitend verbunden sind. Die Kontaktfelder befinden sich auf dem Substrat und werden von einer elektronischen Funktionsschicht angesteuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von OLEDs anzugeben, das mit einer verminderten Anzahl von Prozesskammern auskommt.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe sind.
Erfindungsgemäß werden zumindest einige der mehreren Beschichtungsschritte in nur einer Prozesskammer eines OVPD-Reaktors durchgeführt. Dem Abscheideverfahren geht eine Vorbereitung des Substrates voraus. Zur Vorbereitung des Substrates gehört eine Strukturierung der Substratoberfläche mit einer Vielzahl von Emissionsfeldern. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält jedes Emissionsfeld bei den erfindungsgemäßen Behandlungsschritten drei OLED-Schichtstrukturen, die vertikal übereinander angeordnet sind, wobei zwischen den OLED-Schichtstrukturen Metallisierungen angeordnet sind. Diese werden von optisch durchsichtigen Metallschichten ausgebildet. Unter dem Begriff Metallisierung oder Metallschichten wird im Rahmen dieser Offenbarung eine dünne Lage aus elektrisch leitfähigem Material verstanden. Es handelt sich um eine transparente elektrisch leitfähige Schicht, die neben einer Komposition aus Metallen gegebenenfalls auch organische Anteile enthalten kann. Bei Bedarf kann die transparente elektrisch leitende Schicht auch polimerisierte organische Anteile enthalten. Die Grundstruktur des Substrates enthält eine Vielzahl von Emissionsfeldern, die jeweils von einem Isolator umgeben sein können und schachbrettartig auf dem Substrat angeordnet sind. Jedem Emissionsfeld sind darüber hinaus vier Kontaktflächen zugeordnet. Das Emissionsfeld kann eine rechteckige und insbesondere quadratische Form besitzen. Die Kontaktflächen können sich parallel zu den Rändern des Emissionsfeldes erstrecken. Es kann vorgesehen sein, dass sich ein erstes Paar Kontaktflächen gegenüberliegt, die einen ersten, geringen Abstand zum Isolator besitzen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass ein zweites Paar Kontaktflächen sich gegenüberliegt, die einen zweiten, größeren Abstand jeweils zum Isolator oder Emissionsfeld besitzen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass zwei Kontaktflächen mit geringem Abstand jeweils zum Isolator oder Emissionsfeld über Eck benachbart angeordnet sind und zwei Kontaktflächen mit einem großen Abstand jeweils zum Isolator oder Emissionsfeld ebenfalls über Eck benachbart angeordnet sind. Erfindungsgemäß werden von den folgenden Behandlungsschritten zumindest zwei Schritte in derselben Prozesskammer eines OVPD-Reaktors unmittelbar aufeinander folgend durchgeführt:
Aufbringen einer ersten OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines in zumindest einem ersten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine zweite Position und Aufbringen einer ersten Metallisierung auf die erste OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine dritte Position und Aufbringen einer zweiten OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines in zumindest einem zweiten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine vierte Position und Aufbringen einer zweiten Metallisierung auf die zweite OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine fünfte Position und Aufbringen einer Isolationsschicht auf die zweite Metallisierung durch Einspeisen eines auf dem Substrat zu einem Isolator kondensierenden Dampfes; Anordnen der Schattenmaske in eine sechste Position und Aufbringen einer dritten Metallisierung auf die Isolationsschicht durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine siebte Position und Aufbringen einer dritten OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines in zumindest einem dritten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat; Anordnen der Schattenmaske in eine achte Position und Aufbringen einer vierten Metallisierung auf die dritte OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat. Unter Dampferzeuger wird im Rahmen der Offenbarung jede Quelle angesehen, die in der Lage ist, einen Dampf zu erzeugen, also insbesondere solche Quellen, bei denen ein Festkörper oder eine Flüssigkeit durch Erhitzen oder durch Änderungen anderer thermodynamischer Parameter in eine Gasform gebracht wird. Es werden auch solche Vorrichtungen darunter verstanden, bei denen ein Aerosol durch Zufuhr von Energie verdampft wird.
Während des Abschneidens der OLED-Schichtstrukturen liegt eine Randkante einer Öffnung der Schattenmaske, durch die das Beschichtungsmaterial in Richtung des Substrates, insbesondere durch Diffusion, transportiert wird, berührend auf der darunter liegenden Schicht, beispielsweise Metallisierung, oder dem Isolator auf. Die Fläche der OLED-Schichtstrukturen stimmt dadurch mit der Fläche der Öffnung der Schattenmaske überein. Die Öffnung kann geringfügig größer sein, als der von einem Rand, beispielsweise von einem Isolator, begrenzte Innenraum des Emissionsfeldes. Der Rand der Öffnung kann beim Abscheiden der OLED-Schichtstrukturen auf der Fläche des Isolators liegen, sodass die OLED-Schichtstruktur sich nicht nur über das Emissionsfeld, sondern auch über einen Abschnitt des Isolators erstreckt. Die Positionen der Schattenmaske beim Abscheiden der drei OLED-Schichtstrukturen können dieselben sein, sodass die OLED-Schichtstrukturen vertikal übereinander abgeschieden werden. Die OLED-Schichtstrukturen können in der folgenden Reihenfolge abgeschieden werden rot, blau, grün. Beim Abscheiden der Metallisierung und/oder der Isolationsschicht kann die Schattenmaske vom Substrat abgehoben werden, sodass zwischen der Randkante der Öffnung der Schattenmaske und der darunterliegenden Schicht oder dem darunterliegenden Isolator ein Spalt entsteht. Durch diesen Spalt kann der zum Abscheiden der Metallisierung oder der Isolationsschicht verwendete Dampf unter den Steg der Schattenmaske diffundieren. Dies hat die Abscheidung einer vergrößerten Fläche zur Folge. Die Schattenmaske wird beim Abscheiden der Metallisierung derart angeordnet, dass sich die Metallisierung über einen wesentlichen Bereich der Oberfläche der OLED-Schichtstruktur erstreckt und zusätzlich über eine Kontaktfläche. Die Schattenmaske wird hierzu bevorzugt diagonal zu den Randkanten des Emissionsfeldes verlagert, sodass zwei über Eck aneinander angrenzende Randkanten der Metallisierung etwa entlang des äußeren Randes des Emissionsfeldes beziehungsweise des inneren Randes des Isolators verlaufen und ein Randbereich der Metallisierung über eine Kontaktfläche verläuft. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verbindet die erste Metallisierung eine gering dem Isolator beabstandete Kontaktfläche mit der Oberfläche einer OLED-Schichtstruktur. Die zweite Metallisierung, die auf die zweite OLED-Schichtstruktur abgeschieden wird, kann ebenfalls zwei über Eck aneinander angrenzende Ränder besitzen, die etwa auf dem inneren Rand des Isolators beziehungsweise dem Rand des Emissionsfeldes verlaufen. Ein Randbereich der Metallisierung liegt auf einer Kontaktfläche auf, die einen geringen Abstand zum Akkumulator beziehungsweise zum Emissionsfeld besitzt. Diese Kontaktfläche wird mit der Oberfläche der OLED-Schichtstruktur verbunden. Die erste Metallisierung bildet eine Elektrode, für zwei OLED-Strukturen. Die Abscheidung der ersten und der zweiten OLED-Schichtstrukturen und der ersten und zweiten Metallisierung erfolgt bevorzugt in einer einzigen Prozesskammer mit derselben Schattenmaske in unmittelbar aufeinanderfolgenden Prozessschritten. An diesem Prozessschritt kann sich die Abscheidung einer Isolationsschicht anschließen. Diese Abscheidung kann in derselben Prozesskammer mit derselben Schattenmaske erfolgen. Die Isolationsschicht besitzt eine Größe, die durch den Abstand der Maske vom Substrat eingestellt wird, die ausreichend groß ist, um die beiden ersten und zweiten Metallisierungen zu überdecken, nicht jedoch die beiden, insbesondere sich gegenüberliegenden, weiter vom Isolator beabstandeten Kontaktflächen. Der Abstand dieser zweiten Kontaktflächen vom Isolator oder vom Emissionsfeld ist größer, als die Breite der ersten Kontaktflächen, die nahe am Isolator angeordnet sind. In einer weiteren Folge von Prozessschritten, die in einer anderen Prozesskammer, bevorzugt aber in derselben Prozesskammer, in der die vorherigen Prozessschritte durchgeführt worden sind, durchgeführt werden, wird auf die Isolationsschicht zunächst eine dritte Metallisierung, dann eine dritte OLED-Schichtstruktur und dann eine vierte Metallisierung abgeschieden. Auch hier werden die dritten und vierten Metallisierungen derart abgeschieden, dass ein Randabschnitt der Metallisierung sich über eine der zwei freiliegenden Kontaktflächen erstreckt. Die Metallisierungen können zwei über Eck aneinandergrenzende Randkanten aufweisen, die sich entlang des inneren Randes des Emissionsfeldes erstrecken. Das Ergebnis des zuvor beschriebenen Verfahrens ist ein Schichtenstapel aus transparenten Schichten, bei dem rotes, grünes und blaues Licht emittierende OLED-Schichtstrukturen vertikal übereinander angeordnet sind, wobei jede OLED separat und unabhängig von benachbarten OLEDs elektrisch angesteuert werden kann. Hierzu sind jeweils zwei Elektroden vorgesehen, die durch die Metallisierungen gebildet sind. Eine Metallisierung bildet jeweils eine Anode und eine andere Metallisierung jeweils eine Katode. Die Elektroden werden derart abgeschieden, dass sie einen elektrischen Kontakt mit einer Ansteuerelektronik, die von der elektronischen Funktionsschicht gebildet ist, besitzen. Um die Metallisierung herzustellen, wird eine Metallquelle verwendet. Bei dem OVPD-Reaktor handelt es sich um einen Vakuum-Reaktor, dessen Gaseinlassorgan auf eine Dampftemperatur des Metalles aufgeheizt werden kann. Über ein Trägergas kann verdampftes Metall durch das Gaseinlassorgan, bei dem es sich um einen Showerhead handeln kann, in die Prozesskammer eingespeist werden. Dort liegt das Substrat auf einem gekühlten Substrathalter, sodass das verdampfte Metall auf dem Substrat und insbesondere unter den Öffnungen der Schattenmaske kondensieren kann. Der Metalldampf diffundiert dabei unter die Stege der Maske. Das Substrat wird, bevor es in die Prozesskammer gebracht und auf den Substrathalter gelegt wird, mit einer Vielzahl von Emissionsfeldern strukturiert, wobei jedes Missionsfeld eine elektronische Funktionseinheit besitzt. Letztere kann von einer elektronischen Funktionsschicht gebildet sein. Das Emissionsfeld wird von einem Isolator umgeben. Mit der Funktionseinheit sind vier Kontaktflächen verbunden, die jeweils mit einer Metallisierung verbunden sind. In einem ersten Prozessschritt wird eine rote OLED-Schichtstruktur abgeschieden, wobei der Abstand der Maske zum Substrat kleiner als 10 µm, bevorzugt 0 µm ist. Danach wird die Schattenmaske angehoben und parallel zur Substratebene und insbesondere diagonal zu den Schenkeln des Isolators verschoben. Beim Abscheiden der Metallisierung kann der Abstand von Schattenmaske zum Substrat größer als 10 µm sein. Die nächste OLED-Schichtstruktur wird unmittelbar auf die Metallisierung abgeschieden, wobei hierzu der Abstand der Scheibenmaske zum Substrat bevorzugt kleiner als 10 µm, bevorzugt 0 µm ist. Danach wird die Schattenmaske angehoben und parallel zur Substratebene und insbesondere diagonal zu den Schenkeln des Isolators verschoben. Beim Abscheiden der nächsten Metallisierung kann der Abstand von Schattenmaske zum Substrat größer als 10 µm sein. Die Maske wird erneut parallel zur Erstreckungsebene des Substrates verschoben und auf einen Abstand von größer 10 µm, bevorzugt größer 20 µm und bevorzugt größer 50 µm angehoben. In dieser Position wird die Isolationsschicht abgeschieden. Anschließend wird die Maske gegebenenfalls angehoben und erneut in der Erstreckungsebene des Substrates verschoben. Sie kann auf einen Abstand von größer 10 µm abgesenkt werden. Es wird eine weitere transparente leitfähige Schicht als Metallisierung abgeschieden. Nachfolgend wird die Maske gegebenenfalls angehoben, verschoben und abgesenkt, bis der Abstand der Schattenmaske zum Substrat kleiner 10 µm, bevorzugt 0 µm ist. In dieser Abstandslage wird die nächste OLED-Schichtstruktur abgeschieden. Nachfolgend wird die Maske angehoben, wieder verschoben und bei einem Abstand von größer 10 µm eine transparente leitfähige Schicht als Metallisierung auf das Substrat abgeschieden. Die Metallisierungen werden derart abgeschieden, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn sich zwei OLED-Schichtstrukturen einen gemeinsamen Kontakt teilen. Die Schichtdicke der Metallisierung oder der Isolationsschicht kann in dem Bereich, in dem sie unterhalb der Stege der Schattenmaske liegt, geringer sein, als im Bereich der Öffnung der Schattenmaske. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schattenmaske während des Abscheidens einer der zuvor beschriebenen Schichten in einen der zuvor beschriebenen Prozessschritte derart lateral verlagert wird, dass sich die wirksame Größe der Öffnung der Schattenmaske vergrößert. Hierdurch können in einer alternativen Verfahrensweise Flächen unterschiedlicher Größe abgeschieden werden.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines vorbereiteten Substrates mit einer Vielzahl von Emissionsfeldern 2,
2 die Draufsicht auf ein einzelnes Emissionsfeld 2 mit außerhalb eines das Emissionsfeld 2 umgebenden Isolators 5 angeordneten Kontaktflächen 6, 7, 8, 9,
3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in 2,
4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 2,
5 eine Darstellung gemäß 2 nach dem Abscheiden einer ersten OLED-Schichtstruktur 10 unter Verwendung einer Schattenmaske 19,
6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 5,
7 den Schnitt gemäß Linie VII-VII in 5,
8 eine Darstellung gemäß 5, jedoch nach Abscheiden einer Metallisierung 11,
9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 8,
10 den Schnitt gemäß der Linie X-X in 8,
11 eine Darstellung gemäß 8, jedoch nach Abscheiden einer weiteren OLED-Schichtstruktur 12,
12 den Schnitt gemäß der Linie XII-XII in 11,
13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in 11,
14 eine Darstellung gemäß 11, jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung 13,
15 den Schnitt gemäß der Linie XV-XV in 14,
16 den Schnitt gemäß der Linie XVI-XVI in 14,
17 eine Darstellung gemäß 14, jedoch nach Abscheiden einer Isolationsschicht 14,
18 den Schnitt gemäß der Linie XVIII-XVIII in 17,
19 den Schnitt gemäß der Linie XIX-XIX in 17,
20 eine Darstellung gemäß 17, jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung 15,
21 den Schnitt gemäß der Linie XXI-XXI in 20,
22 den Schnitt gemäß der Linie XXII-XXII in 20,
23 eine Darstellung gemäß 20, jedoch nach Abscheiden einer weiteren OLED-Schichtstruktur 16,
24 den Schnitt gemäß der Linie XXIV-XXIV in 23,
25 den Schnitt gemäß der Linie XXV-XXV in 24,
26 eine Darstellung gemäß 23, jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung 17,
27 den Schnitt gemäß der Linie XXVII-XXVII in 26,
28 den Schnitt gemäß der Linie XXVIII-XXVIII in 26 und
29 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 29 zeigt eine Vorrichtung, wie sie auch in der eingangs genannten DE 10212923 A1 beschrieben wird. In einem gasdichten, evakuierbaren Gehäuse 30 eines OVPD-Reaktors befindet sich ein Substrathalter 31 mit Kühlkanälen 32, durch die ein Kühlmittel fließen kann, um den Substrathalter 31 zu kühlen. Auf dem Substrathalter 31 liegt ein zu beschichtendes Substrat 1, welches aus Glas oder einem anderen transparenten Material besteht. Oberhalb des Substrates 1 befindet sich eine Prozesskammer 29, in die verschiedene Prozessgase eingespeist werden können. Bei den Prozessgasen handelt es sich um jeweils mit einem Trägergas transportierte organische, metallische oder anderweitige Dämpfe, die auf dem Substrat 1 kondensieren können. Oberhalb der Prozesskammer 29 erstreckt sich eine Gasaustrittsfläche 34 eines die Form eines rechteckigen Duschkopfs aufweisenden Gaseinlassorganes 33. Die Gasaustrittsfläche 34 besitzt eine Vielzahl siebartig oder gitternetzartig angeordnete Gasaustrittsöffnungen 35, durch die das Prozessgas von einem Gasverteilvolumen des Gaseinlassorganes 33 in die Prozesskammer 29 eintreten kann. Innerhalb des Gasverteilvolumens des Gaseinlassorganes 3 können nicht dargestellte Mittel zur Vergleichmäßigung des Prozessgases angeordnet sein. Das Gasverteilvolumen des Gaseinlassorganes 33 wird mit einer Zuleitung 36 gespeist. In die Zuleitung 36 kann wahlweise ein organischer Dampf, der in einem Dampferzeuger 40 erzeugt wird, oder ein metallischer Dampf, der in einer Metall-Dampfquelle 37 erzeugt wird, eingespeist werden. In die Metall-Dampfquelle 37 mündet eine Gaszuleitung 41, durch die ein Trägergas, beispielsweise Wasserstoff, Stickstoff oder ein anderes Inertgas, eingespeist wird. Mit diesem Trägergas wird der in der Metallquelle 37 erzeugte Metalldampf zur Zuleitung 36 transportiert. Der Dampferzeuger 38 kann einen Aerosolerzeuger 39 aufweisen, in dem aus organischen Partikeln ein Aerosol erzeugt wird, welches mit einem in eine Gaszuleitung 42 eingespeisten Trägergas zu einem Verdampfer 38 transportiert wird, wo die Aerosolpartikel verdampft werden.
Der in der 29 mit der Bezugsziffer 40 bezeichnete Dampferzeuger kann auch anders ausgestaltet sein, beispielsweise als Wanne, die einen flüssigen oder festen Stoff beinhaltet, der durch Energiezufuhr in einen gasförmigen Zustand gebracht wird. Der so erzeugte Dampf gelangt durch die Zuleitung 36 in das Gaseinlassorgan. Dies kann auch mit einem Trägergas erfolgen, das durch eine Gaszuleitung 42 in den Dampferzeuger 40 eingespeist wird. Es können mehrere Dampferzeuger 40 vorgesehen sein, von denen in der 29 der Übersicht halber aber nur einer dargestellt ist.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird in die Prozesskammer 29 ein vorbereitetes Substrat eingeführt. Das Substrat 1 besitzt eine Vielzahl von schachbrettartig oder gitternetzartig angeordneten Emissionsfeldern 2, die jeweils von einem quadratischen Isolator 5 umgeben sind. Entlang der Randkante des Isolators 5 erstrecken sich erste und zweite Kontaktflächen 6, 7, 8, 9. Die ersten Kontaktflächen 6, 8 sind unmittelbar angrenzend an eine Randkante des Isolators 5 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel liegen sich zwei erste Kontaktflächen 6, 8 gegenüber. Die zweiten Kontaktflächen 7, 9 sind von einer Randkante des Isolators 5 weiter beabstandet, als die ersten Kontaktflächen 6, 8. Der Abstand, den die zweiten Kontaktflächen 7, 9 zur Randkante des Isolators 5 haben, ist größer, als die Breite der ersten Kontaktflächen 6, 8 und insbesondere größer, als der Abstand des vom Isolator 5 wegweisenden Randes der ersten Kontaktfläche 6, 8 vom Isolator 5. Die Breite der zweiten Kontaktflächen 7, 9 kann der Breite der ersten Kontaktflächen 6, 8 entsprechen. Ein derartig vorbereitetes Substrat zeigt die 2 am Beispiel eines der vielen Emissionsfelder 2, wie sie die 1 zeigt.
Die Schnittdarstellungen der 3 und 4 zeigen den Isolator 5 im Querschnitt. Der Isolator 5 ist schematisch als Rechteck-Querschnittstruktur dargestellt. Er kann aber auch eine im Querschnitt wulstartige Form aufweisen oder eine im Querschnitt trapezförmige Form. Innerhalb des Emissionsfeldes 2 erstreckt sich eine elektrisch leitende Schicht 4, die im Ausführungsbeispiel eine Anode sein kann. Diese ist mit einer elektronischen Funktionsschicht 3 verbunden. Die Kontaktflächen 6, 7, 8, 9 sind ebenfalls mit der elektronischen Funktionsschicht 3 verbunden. Über die elektronische Funktionsschicht 3 kann die elektrisch leitende Schicht 4 und können die Kontaktflächen 6 bis 9 individuell mit elektrischer Spannung versorgt werden, sodass jedes der Vielzahl von fertig prozessierten Emissionsfeldern 2 ein Pixel eines Displays ausbilden kann, welches in einer beliebigen Farbe Licht aussendet.
In einem ersten Prozessschritt wird das vorbereitete Substrat 1 in die Prozesskammer 29 des OVPD-Reaktors gebracht und auf den Substrathalter 31 aufgelegt. Innerhalb der Prozesskammer 29 befindet sich eine in der 29 nicht dargestellte Schattenmaske 19, die eine Vielzahl von schachbrettartig angeordneten, jeweils durch einen Steg von einer benachbarten Öffnung getrennte Öffnungen 20 aufweist. Die Flächen der Öffnungen 20 sind geringfügig größer, als die Fläche eines Emissionsfeldes 2, sodass der Rand 21 der Öffnung 20 in dem in den 5 bis 7 dargestellten Prozessschritt auf dem Isolator 5 aufliegt.
Von einem Dampferzeuger 40 wird ein organischer Dampf erzeugt, der mit einem Trägergas durch das Gaseinlassorgan 33 hindurch in die Prozesskammer 29 transportiert wird. Die Temperatur des Gaseinlassorgans 33 und der Zuleitung 36 ist größer, als die Kondensationstemperatur des Dampfes. Der Dampf kondensiert unter Ausbildung einer organischen Schicht 10 auf der Anode 4, wobei sich ein Randbereich der organischen Schicht 10 über einen Randbereich des Isolators 5 erstreckt. Der Substrathalter 31 wird hierzu auf eine Temperatur unterhalb der Kondensationstemperatur gekühlt. Eine derartig abgeschiedene organische Schicht 10, die beispielsweise rotes Licht emittieren kann, ist in den 6 und 7 schematisch dargestellt.
Die 8-10 zeigen einen zweiten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine erste elektrisch leitende Schicht auf die zuvor abgeschiedene organische Schicht 11 abgeschieden wird. Hierzu wird die Maske 19 angehoben, sodass sich ein Spalt 18 zwischen einem Steg der Maske 19 und dem Substrat beziehungsweise der Kontaktfläche 8 ausbildet. In dieser Position wird ein metallischer Dampf aus der Metallquelle 37 zusammen mit einem Trägergas durch das Gaseinlassorgan 30 in die Prozesskammer 29 gefördert. Die Temperatur der Zuleitung 36 und des Gaseinlassorgans 33 ist auch hier größer, als die Kondensationstemperatur des Metalls. Die Maske 19 ist ausgehend von der in den 5 bis 7 dargestellten Richtung lateral sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung verschoben. Zusätzlich wurde die Maske 19 in Z-Richtung angehoben.
In dieser Position der Maske wird ein metallischer Dampf aus der Metallquelle 37 zusammen mit einem Trägergas durch das Gaseinlassorgan 30 in die Prozesskammer 29 gefördert. Die Temperatur der Zuleitung 36 und des Gaseinlassorgans 23 ist hierbei größer, als die Kondensationstemperatur des Metalls. Als Metall wird ein Metall verwendet, dessen Kondensationstemperatur unterhalb von 450°C, bevorzugt unterhalb von 400°C, liegt. Als Metall kommt beispielsweise Zink in Betracht. Der Dampf diffundiert durch die Öffnung 20 hindurch und auf die bereits abgeschiedene organische Schicht 10. Der Dampf diffundiert ferner unter die Stege zwischen den Öffnungen 20 der Schattenmaske 19, sodass die abgeschiedene Metallschicht 11 eine größere Fläche aufweist, als die darunterliegende organische Schicht 10. Wegen des lateralen Versatzes der Schattenmaske 19 wird die Schicht über die Kontaktfläche 8 abgeschieden. Die bei diesem Schritt abgeschiedene Schicht 11 bildet eine Elektrode der organischen Schichtenfolge 10.
Die 11 bis 13 zeigen einen dritten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske eine zweite organische Schicht 12 auf die zuvor abgeschiedene Metallisierung 11 abgeschieden wird. Die Schattenmaske 19 wird hierzu etwa in dieselbe Position gebracht, in der die erste organische Schicht 10 abgeschieden worden ist (8). Die Schattenmaske 19 wird so weit abgesenkt, dass der Rand 21 auf der Metallisierung 11 aufliegt. Mit einer weiteren Dampfquelle eines Dampferzeugers 40 wird ein anderer organischer Ausgangsstoff bereitgestellt, der zu einer beispielsweise blauen OLED kondensieren kann. Die bei diesem Prozessschritt abgeschiedene organische Schicht, die auch eine Schichtenfolge sein kann, ist in den 12 und 13 mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Die zweite organische Schicht 12 wird dabei derart abgeschieden, dass einer ihrer Ränder unmittelbar auf einem Rand der ersten organischen Schicht 10 unmittelbar liegt.
Die zuvor abgeschiedene leitende Schicht 11 bildet ebenfalls eine Elektrode für die im zweiten Prozessschritt abgeschiedene organische Schichtenfolge 12.
Die 14 bis 16 zeigen einen vierten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine zweite elektrisch leitende Schicht auf die zuvor abgeschiedene organische Schicht 12 abgeschieden wird. Hierzu wird die Maske 19 angehoben, sodass sich ein Spalt 18 zwischen dem Rand 21 der Öffnung 20 der Maske 19 und der darunterliegenden Schicht ausbildet. Die Maske ist, ausgehend von der in den 11 bis 13 dargestellten Stellung, sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung verschoben worden. Zusätzlich wird die Maske 19 in Z-Richtung angehoben.
In dieser Position wird ein metallischer Dampf, bei dem es sich um denselben Dampf handeln kann, der im zweiten Prozessschritt verwendet worden ist, aus der Metallquelle 37 zusammen mit einem Trägergas durch das Gaseinlassorgan 30 in die Prozesskammer 29 gefördert. Wegen des Spaltes 18 zwischen dem Rand 21 der Öffnung 20 der Maske 19 und der darunterliegenden Schicht diffundiert der Dampf nicht nur auf die organische Schicht 12, sondern auch über den Kontakt 8. Die metallische Schicht 13 bildet somit eine Elektrode, die den Kontakt 8 mit der organischen Schicht 12 verbindet.
Die 17 bis 19 zeigen einen fünften Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine isolierende Schicht 14 auf die zuvor abgeschiedene Metallisierung 13 abgeschieden wird. Hierzu wird die Maske 19 sowohl in X-Richtung als auch in Z-Richtung derart verlagert, dass die Mitte der Öffnung 20 etwa über dem Zentrum des Emissionsfeldes 2 liegt. Die Maske 19 wird in Z-Richtung so weit verlagert, dass sich ein Spalt 18 zwischen dem Steg der Maske 19 und der darunterliegenden Schicht ausbildet, dass ein durch das Gaseinlassorgan 33 eingespeister Dampf, der als Isolator kondensieren kann, nicht nur auf der zuletzt abgeschiedenen Metallisierung 13 kondensiert, sondern auch auf der zuvor abgeschiedenen Metallisierung 11. Die Isolationsschicht 14 überdeckt somit die beiden sich gegenüberliegenden Kontaktflächen 6 und 8, nicht jedoch die sich gegenüberliegenden, weiter als die Kontaktflächen 6, 8 vom Emissionsfeld 2 entfernt liegenden Kontaktflächen 7 und 9. Bevorzugt werden dabei alle Metallisierungen 11, 13 und OLED-Schichtstrukturen 10, 12 vollständig überdeckt.
Die 20 bis 22 zeigen einen sechsten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine dritte elektrisch leitende Schicht 15 auf die zuvor abgeschiedene Isolationsschicht 14 abgeschieden wird. Hierzu wird die Maske 19 in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung verlagert. Der Rand 21 der Öffnung 20 ist von der darunterliegenden Isolationsschicht 14 um einen Spalt 18 beabstandet. Ein in die Prozesskammer 29 in der zuvor beschriebenen Weise eingespeister metallischer Dampf diffundiert auf die Oberfläche der Isolationsschicht 14 und unter die Ränder 21, sodass die dritte elektrisch leitende Schicht als Elektrode einer weiteren organischen Schicht letztere mit der Kontaktfläche 7 verbindet.
Die 23 bis 25 zeigen einen siebten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine dritte organische Schicht beziehungsweise Schichtenfolge 16 auf die dritte elektrisch leitende Schicht 15 abgeschieden wird. Die Schattenmaske 19 wird hierzu in eine Position gebracht, bei der die Ränder 21 der Öffnung 20 auf einer darunterliegenden Schicht aufliegen, sodass auch hier, wie im ersten und dritten Prozessschritt, eine organische Schicht 16 auf die zuvor abgeschiedene Elektrode aufgebracht wird, deren Fläche nur wenig größer ist, als die Fläche innerhalb des Isolators 5. Der organische Dampf wird von einer anderen Dampfquelle bereitgestellt. Es wird beispielsweise eine grüne OLED abgeschieden.
Die 26 bis 28 zeigen einen achten Prozessschritt, bei dem unter Verwendung derselben Schattenmaske 19 eine vierte elektrisch leitende Schicht 17 auf die zuvor abgeschiedene organische Schicht 16 abgeschieden wird. Hierzu wird die Maske 19 in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung derart verlagert, dass sich die elektrisch leitende Schicht 17 nicht nur über die dritte organische Schicht 16 erstreckt, sondern auch über die Kontaktfläche 7, sodass die elektrisch leitende Schicht 17 eine Elektrode für die grüne OLED bildet.
Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Emissionsfeld 2 einen quadratischen Grundriss. Es sind aber auch andere Ausführungsformen vorgesehen, bei denen der Grundriss des Emissionsfeldes 2 von der Form eines Quadrates abweicht. Beim Ausführungsbeispiel hat die Öffnung 20 der Schattenmaske 19 einen quadratischen Grundriss. Es sind aber auch Ausführungsformen vorgesehen, bei denen der Grundriss der Öffnung 20 der Schattenmaske 19 einen von der quadratischen Form abweichenden Grundriss aufweist. Beim Ausführungsbeispiel haben sämtliche abgeschiedenen Schichten den Grundriss eines Quadrates. Es können aber auch Ausführungsbeispiele vorgesehen sein, bei denen der Grundriss der abgeschiedenen Schichten von der Quadratform abweicht.
Die Größe der Flächen der abgeschiedenen Schichten ist voneinander verschieden. Die OLED-Schichtstrukturen 10, 12, 16 haben die geringste Flächengröße. Die Fläche der OLED-Schichtstrukturen 10, 12, 16 entspricht der Fläche der Öffnung 20. Die Flächen der Metallisierungen 11, 13, 15, 17 können gleich groß sein. Sie sind größer als die Flächen der OLED-Schichtstrukturen 10, 12, 16. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Länge einer Randkante einer Metallisierung 11 mindestens eine Länge besitzt, die die Summe der Kantenlänge des Emissionsfeldes 2 der Breite des Isolators 5, des Abstandes der zugeordneten Kontaktfläche 6, 7, 8, 9 vom Isolator 5 und der Breite der Kontaktfläche 6, 7, 8, 9 ist. Die Größen der unter der Isolationsschicht 14 liegenden Metallisierungen 11, 13 können geringer sein, als die Größen der oberhalb der Isolationsschicht liegenden Metallisierungen 15, 17. Die Isolationsschicht kann die größte Fläche aufweisen. Die Fläche der Isolationsschicht 14 ist insbesondere größer als die Flächen der Metallisierungen 11, 13, 15, 17.
Um diese Flächenverhältnisse zu erzielen, ist der Abstand 18 beim Abscheiden der Isolationsschicht 14 größer als der Abstand 18 beim Abscheiden der Metallisierungen 11, 13, 15, 17. Der Abstand 18 ist beim Abscheiden der über der Isolationsschicht 14 angeordneten Metallsierungen 15, 17 größer als der Abstand 18 beim Abscheiden der unter der Isolationsschicht 14 liegenden Metallisierungen 11, 13.
In den Figuren besitzt die Maske 19 eine Vielzahl von über die gesamte Fläche der Maske regelmäßig verteilte Öffnungen 20. Die Ränder 21 der Öffnung 20 können scharfkantig oder gerundet sein. Die Maske kann während eines der beschriebenen Prozessschritte ihre Position nicht ändern. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sie zur Vergrößerung der Fläche der abgeschiedenen Schicht während des Abscheidens einer Schicht in Erstreckungsrichtung der Maske linear verlagert wird. Hierzu kann die Halterung der Maske einen Antrieb, beispielsweise einen Schrittmotor aufweisen, mit dem die Maske mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit während des Einspeisens des Dampfes in die Prozesskammer verlagert wird. Eine Öffnung 20 mit einem quadratischen Grundriss kann so eine Schicht mit einem länglichen Grundriss erzeugen. Durch die Verschiebung der Maske während einer Abscheidung befindet sich die Öffnung gewissermaßen nicht mehr symmetrisch über der Abscheidungsfläche. Bei einer derartigen Verfahrensdurchführung bilden die 9, 10, 15, 16, 18, 19, 21, 22, 27, 28 lediglich Momentaufnahmen einer Position der Schattenmaske 19, die während des Abscheidens der jeweiligen Schicht in ihre Erstreckungsrichtung bewegt wird. Hierdurch kann der Abstand der Schattenmaske 19 gegenüber dem Substrat 1 beziehungsweise die Weite des Spaltes 18 gegenüber einer Prozessführung, bei der die Schattenmaske 19 nicht bewegt wird, vermindert werden.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
Ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch Anordnen der Schattenmaske 19 in eine erste Position und Aufbringen einer ersten OLED-Schichtstruktur 10 durch Einspeisen eines in zumindest einem ersten Dampferzeuger 40 erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1; Anordnen der Schattenmaske 19 in eine zweite Position und Aufbringen einer ersten Metallisierung 11 auf die erste OLED-Schichtstruktur 10 durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1; Anordnen der Schattenmaske 19 in eine dritte Position und Aufbringen einer zweiten OLED-Schichtstruktur 12 durch Einspeisen eines in zumindest einem zweiten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1; Anordnen der Schattenmaske in eine vierte Position und Aufbringen einer zweiten Metallisierung 13 auf die zweite OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1; Anordnen der Schattenmaske 19 in eine fünfte Position und Aufbringen einer Isolationsschicht 14 auf die zweite Metallisierung 13 durch Einspeisen eines auf dem Substrat 1 zu einem Isolator kondensierenden Dampfes; Anordnen der Schattenmaske 19 in eine sechste Position und Aufbringen einer dritten Metallisierung 15 auf die Isolationsschicht 14 durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1; Anordnen der Schattenmaske 19 in eine siebte Position und Aufbringen einer dritten OLED-Schichtstruktur 16 durch Einspeisen eines in zumindest einem dritten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1 oder Anordnen der Schattenmaske 19 in eine achte Position und Aufbringen einer vierten Metallisierung 17 auf die dritte OLED-Schichtstruktur 16 durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer 29 und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat 1.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Randkante 21 einer Öffnung 20 der Schattenmaske 19 beim Abscheiden der ersten bis dritten OLED-Schichtstrukturen 10, 12, 16 berührend auf der darunterliegenden Schicht aufliegt.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske 19 beim Abscheiden der Metallisierungen und/oder der Isolationsschicht in ihrer Erstreckungsrichtung bewegt wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Randkante 21 einer Öffnung 20 der Schattenmaske 19 beim Abscheiden der ersten bis vierten Metallisierung 11, 13, 15, 17 und/oder der Isolationsschicht 14 durch einen Spalt 18 von der darunterliegenden Schicht oder dem Isolator 5 beabstandet ist.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste OLED-Schichtstruktur 10 auf eine elektrisch leitende Anode 4 abgeschieden wird, die das vorbereitete Substrat 1 aufweist oder die in einem vorangehenden Behandlungsschritt in derselben Prozesskammer 29 abgeschieden wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest eine der ersten bis dritten OLED-Schichtstruktur jeweils eine Mehrzahl organischer Schichten aufweist, die hintereinander insbesondere ohne einen Wechsel der Position der Schattenmaske 19 abgeschieden werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske 19 bei ihrer Verlagerung in ihre zweite, vierte, fünfte, sechste und achte Position sowohl parallel zur Erstreckungsebene des Substrates 1, also auch senkrecht dazu, in Richtung weg vom Substrat 1 verlagert wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske 19 bei ihrer Verlagerung in die dritte und siebte Position sowohl parallel zur Erstreckungsebene des Substrates 1 als auch senkrecht dazu in Richtung auf das Substrat 1 verlagert wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest das Abscheiden der ersten OLED-Schichtstruktur 10, der ersten Metallisierung 11, der zweiten OLED-Schichtstruktur und der zweiten Metallisierung 13 und/ oder das Abscheiden der dritten Metallisierung 15, der dritten OLED-Schichtstruktur 16 und der vierten Metallisierung 17 und/oder der Isolationsschicht 14 in einer einzigen Prozesskammer 29 in unmittelbar aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt wird.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sämtliche Behandlungsschritte unmittelbar aufeinanderfolgend in einer einzigen Prozesskammer 29 durchgeführt werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Substrat 1 einen die Funktionsschicht 3 umgebenden Isolator 5 aufweist, wobei sich die Kontaktflächen 6, 7, 8, 9 entlang des von der Funktionsschicht 3 wegweisenden Randes des Isolators 5 erstrecken.
Eine Schichtstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktflächen 6, 7, 8, 9 sich mit unterschiedlichen Abständen zum Rand der Funktionsschicht 3 entlang jeweils eines Randes der Funktionsschicht 3 erstrecken.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktflächen 6, 7, 8, 9 erste Kontaktflächen 6, 8 ausbilden, die dem Emissionsfeld 2 geringer beabstandet sind, als zweite Kontaktflächen 7, 8 und/oder dass erste Kontaktflächen 6, 7 einen ersten Abstand zum Emissionsfeld 2 oder zu einem das Emissionsfeld 2 umgebenden Isolator 5 aufweisen und zweite Kontaktflächen 6, 8 einen zweiten Abstand zum Emissionsfeld 2 oder zu dem Isolator 5 aufweisen, wobei der zweite Abstand mindestens die Summe aus erstem Abstand und einer in Richtung des Abstandes gemessenen Breite der ersten Kontaktflächen 6, 7 ist.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Substrat
2: Emissionsfeld
3: elektronische Funktionsschicht
4: Anode
5: Isolator
6: Kontaktfläche
7: Kontaktfläche
8: Kontaktfläche
9: Kontaktfläche
10: rote OLED
11: Metallisierung
12: blaue OLED
13: Metallisierung
14: Isolationsschicht
15: Metallisierung
16: grüne OLED
17: Metallisierung
18: Spalt
19: Schattenmaske
20: Öffnung
21: Rand
29: Prozesskammer
30: Gehäuse
31: Substrathalter
32: Kühlkanal
33: Gaseinlassorgan
34: Gasaustrittsfläche
35: Gasaustrittsöffnung/OVPD-Reaktor
36: Zuleitung
37: Metallquelle
38: Verdampfer
39: Aerosolerzeuger
40: Dampferzeuger
41: Gaszuleitung
42: Gaszuleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10212923 A1 [0003, 0013]
DE 102014102191 B4 [0004]
US 2018/0019441 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung von OLEDs, bei dem ein Substrat (1) mit einer Vielzahl von Emissionsfeldern (2) vorbereitet wird, wobei jedes Emissionsfeld (2) eine elektronische Funktionsschicht (3) und mehrere nahe des Randes des Emissionsfeldes (2) angeordnete Kontaktflächen (6, 7, 8, 9) aufweist, und das so vorbereitete Substrat (1) in eine Prozesskammer (29) eines OVPD-Reaktors (35) gebracht wird und darin zumindest zwei der folgenden Behandlungsschritte unmittelbar aufeinander folgend und mit derselben Schattenmaske (19) durchgeführt werden: Anordnen der Schattenmaske (19) in eine erste Position und Aufbringen einer ersten OLED-Schichtstruktur (10) durch Einspeisen eines in zumindest einem ersten Dampferzeuger (40) erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1); Anordnen der Schattenmaske (19) in eine zweite Position und Aufbringen einer ersten Metallisierung (11) auf die erste OLED-Schichtstruktur (10) durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1); Anordnen der Schattenmaske (19) in eine dritte Position und Aufbringen einer zweiten OLED-Schichtstruktur (12) durch Einspeisen eines in zumindest einem zweiten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1); Anordnen der Schattenmaske in eine vierte Position und Aufbringen einer zweiten Metallisierung (13) auf die zweite OLED-Schichtstruktur durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1); Anordnen der Schattenmaske (19) in eine fünfte Position und Aufbringen einer Isolationsschicht (14) auf die zweite Metallisierung (13) durch Einspeisen eines auf dem Substrat (1) zu einem Isolator kondensierenden Dampfes; Anordnen der Schattenmaske (19) in eine sechste Position und Aufbringen einer dritten Metallisierung (15) auf die Isolationsschicht (14) durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1); Anordnen der Schattenmaske (19) in eine siebte Position und Aufbringen einer dritten OLED-Schichtstruktur (16) durch Einspeisen eines in zumindest einem dritten Dampferzeuger erzeugten organischen Dampfes zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1) oder Anordnen der Schattenmaske (19) in eine achte Position und Aufbringen einer vierten Metallisierung (17) auf die dritte OLED-Schichtstruktur (16) durch Einspeisen eines Dampfes eines Metalls zusammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer (29) und Kondensieren des Dampfes auf dem Substrat (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randkante (21) einer Öffnung (20) der Schattenmaske (19) beim Abscheiden der ersten bis dritten OLED-Schichtstrukturen (10, 12, 16) berührend auf der darunterliegenden Schicht aufliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schattenmaske (19) beim Abscheiden der Metallisierungen und/oder der Isolationsschicht in ihrer Erstreckungsrichtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randkante (21) einer Öffnung (20) der Schattenmaske (19) beim Abscheiden der ersten bis vierten Metallisierung (11, 13, 15, 17) und/ oder der Isolationsschicht (14) durch einen Spalt (18) von der darunterliegenden Schicht oder dem Isolator (5) beabstandet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste OLED-Schichtstruktur (10) auf eine elektrisch leitende Anode (4) abgeschieden wird, die das vorbereitete Substrat (1) aufweist oder die in einem vorangehenden Behandlungsschritt in derselben Prozesskammer (29) abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten bis dritten OLED-Schichtstruktur jeweils eine Mehrzahl organischer Schichten aufweist, die hintereinander insbesondere ohne einen Wechsel der Position der Schattenmaske (19) abgeschieden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schattenmaske (19) bei ihrer Verlagerung in ihre zweite, vierte, fünfte, sechste und achte Position sowohl parallel zur Erstreckungsebene des Substrates (1), also auch senkrecht dazu, in Richtung weg vom Substrat (1) verlagert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schattenmaske (19) bei ihrer Verlagerung in die dritte und siebte Position sowohl parallel zur Erstreckungsebene des Substrates (1) als auch senkrecht dazu in Richtung auf das Substrat (1) verlagert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Abscheiden der ersten OLED-Schichtstruktur (10), der ersten Metallisierung (11), der zweiten OLED-Schichtstruktur und der zweiten Metallisierung (13) und/ oder das Abscheiden der dritten Metallisierung (15), der dritten OLED-Schichtstruktur (16) und der vierten Metallisierung (17) und/oder der Isolationsschicht (14) in einer einzigen Prozesskammer (29) in unmittelbar aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Behandlungsschritte unmittelbar aufeinanderfolgend in einer einzigen Prozesskammer (29) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) einen die Funktionsschicht (3) umgebenden Isolator (5) aufweist, wobei sich die Kontaktflächen (6, 7, 8, 9) entlang des von der Funktionsschicht (3) wegweisenden Randes des Isolators (5) erstrecken.
Schichtstruktur aufweisend eine auf einem Substrat (1) aufgebrachte elektronische Funktionsschicht (3) und mehrere nahe des Randes eines Emissionsfeldes (2) angeordnete Kontaktflächen (6, 7, 8, 9) aufweist, wobei auf der Funktionsschicht (3) im Bereich des Emissionsfeldes (2) eine erste OLED-Schichtstruktur (10) aufgebracht ist, wobei auf die erste OLED-Schichtstruktur (10) eine, Kontaktflächen (8) mit der ersten OLED-Schichtstruktur (10) verbindende, erste Metallisierung (11) aufgebracht ist, wobei auf die erste Metallisierung (11) eine zweite OLED-Schichtstruktur (12) aufgebracht ist, wobei auf die zweite OLED-Schichtstruktur (12) eine, Kontaktflächen (6) mit der zweiten OLED-Schichtstruktur (12) verbindende, zweite Metallisierung (13) aufgebracht ist, wobei auf die zweite Metallisierung (13) eine auch die Kontaktflächen (6, 8) überdeckende Isolationsschicht (14) aufgebracht ist, wobei auf die Isolationsschicht (14) eine mit einer Kontaktfläche (7) verbundene dritte Metallisierung (15) aufgebracht ist, wobei auf die dritte Metallisierung (15) eine dritte OLED-Schichtstruktur (16) aufgebracht ist und wobei auf die dritte OLED-Schichtstruktur (16) eine, Kontaktfläche (9) mit der dritten OLED-Schichtstruktur (12) verbindende, vierte Metallisierung (17) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (6, 7, 8, 9) sich mit unterschiedlichen Abständen zum Rand der Funktionsschicht (3) entlang jeweils eines Randes der Funktionsschicht (3) erstrecken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder Schichtstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (6, 7, 8, 9) erste Kontaktflächen (6, 8) ausbilden, die dem Emissionsfeld (2) geringer beabstandet sind, als zweite Kontaktflächen (7, 8) und/oder dass erste Kontaktflächen (6, 7) einen ersten Abstand zum Emissionsfeld (2) oder zu einem das Emissionsfeld (2) umgebenden Isolator (5) aufweisen und zweite Kontaktflächen (6, 8) einen zweiten Abstand zum Emissionsfeld (2) oder zu dem Isolator (5) aufweisen, wobei der zweite Abstand mindestens die Summe aus erstem Abstand und einer in Richtung des Abstandes gemessenen Breite der ersten Kontaktflächen (6, 7) ist.
Verfahren oder Schichtstruktur, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.