DE102011075092B4

DE102011075092B4 - Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels

Info

Publication number: DE102011075092B4
Application number: DE102011075092.4A
Authority: DE
Inventors: Carsten Deus; Jörk Richter; Ruben Seifert; Lutz GOTTSMANN
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2031-05-03
Also published as: KR20130106419A; JP2014503944A; WO2012076587A1; US8741669B2; US20130295707A1; KR101441909B1; DE102011075092A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels, umfassend die Schritte von – Bereitstellen eines Substrates (200) – Ausbilden einer Grundelektrodenschicht (202) über dem Substrat (200) – Ausbilden zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht (203) über zumindest einem Teil der Grundelektrodenschicht (202) – Ausbilden einer Deckelektrodenschicht (204) über zumindest einem Teil der organischen lichtemittierenden Schicht (203); und – Ausbilden einer Leiterbahnschicht (205) – wobei die lichtemittierende Schicht (203), die Deckelektrodenschicht (204) und die Leiterbahnschicht (205) mittels Beschichtung in einer inline-Vakuumbeschichtungsanlage mit stationären Schattenmasken auf dem vorbeigeführten Substrat streifenförmig ausgebildet werden, indem ein kontinuierlich bewegtes Endlossubstrat oder eine quasikontinuierliche Abfolge von Substratscheiben durch die inline-Beschichtungsanlage geführt werden, ohne die Schattenmaske mitzubewegen, und – wobei zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht nach dem Ausbilden besagter Schichten (203, 204, 205) unbeschichtet bleibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung organische lichtemittierenden Leuchtmittel, insbesondere organischer lichtemittierenden Dioden.
Organische lichtemittierende Leuchtmittel, insbesondere organische lichtemittierenden Dioden (OLEDs), werden gegenwärtig bereits in vielen Teilen der Unterhaltungselektronik, beispielsweise in Displayanwendungen, eingesetzt und werden auch als Zukunftstechnologie der Beleuchtungsbranche angesehen. Eine OLED-Struktur enthält eine oder mehrere organische lichtemittierende Schichten (EML), die zwischen zwei Elektroden angeordnet sind, beispielsweise einer Kathode und einer Anode auf einem Substrat. Da für die OLED-Struktur die Mobilität und damit die Stromdichte für Elektronen und Löcher unterschiedlich sind, da die Beweglichkeit der Löcher in organischen Halbleitern im Vergleich zweier Größenordnungen über der Beweglichkeit der Elektronen liegt, weist eine OLED üblicherweise zusätzlich zwei Schichten auf, eine Lochtransport-(HTL) und Elektronentransportschicht (ETL), deren Aufgabe ist, Löcher und Elektronen in die Emissionszone zu transportieren.
In 1 ist ein schematischer Aufbau einer der Anmelderin bekannten OLED dargestellt. Sie besteht aus einem Substrat 100, auf dem in Folge eine optionale Glättungsschicht 101, eine Anodenschicht 102, eine Lochtransportschicht 103 (HTL), zumindest eine Emissionsschicht 104 (EML), eine Elektronentransportschicht 105 (ETL) sowie eine Kathodenschicht 106 abgeschieden worden sind. In 1 besteht die Emissionsschicht 104 aus drei separaten Emissionsschichten, die jeweils einzeln in verschiedenen Farben (z.B. rot, grün, blau) Licht emittieren und weißes Licht erzeugen können.
Die organischen lichtemittierenden Schichten emittieren Licht, wenn eine Spannung zwischen Anode und Kathode angelegt wird. Durch die angelegte Spannung an den Elektroden kommt es zur Ladungsträgerinjektion im organischen Material. Diese führt zu einem Ladungsträgertransport in die Emissionszone, wo eine Rekombination der Ladungsträger stattfindet und folgend die Lichtemission bewirkt wird.
Um eine elektrische Kontaktierung von Kathode und Anode sowie einen Stromfluss durch die emittierenden Schichten zu ermöglichen, werden die einzelnen Schichten nicht ganzflächig aufgebaut, sondern strukturiert abgeschieden. Eine Möglichkeit des strukturierten Abscheidens offenbart die Druckschrift US 7049757 B2 , welche eine Beschichtung durch mit dem Substrat mitgeführte Schattenmasken offenbart. Ferner wird im Stand der Technik der Druckschrift US 2005/0236975 A1 ein Strukturierungsverfahren beschrieben, in dem die abgeschiedene Schicht mit einem Laser abgetragen wird. Eine andere Möglichkeit des strukturierten Abscheidens stellt die lithographische/nasschemische Strukturierung dar, insbesondere zur Strukturierung der ersten, auf dem Substrat aufgebrachten Grundelektrode.
Die Beschichtung eines flexiblen bandförmigen Substrats wird in der WO 2008/088 932 A1 beschrieben. Dabei wird das Substrat über Rollen und Trommeln durch Beschichtungsstationen bewegt, um den Schichtenstapel abzuscheiden. An jeder Beschichtungsstation wird das Substrat an einer Lochmaske ausgerichtet, die mit Öffnungen in Form eines Musters versehen ist. Durch die Öffnung in der Lochmaske, erfolgt die Auftragung der elektronischen Schichten. Die Lochmaske und das Substrat werden über einen Teil des Umfangs der sich drehenden Trommel mittels eines speziellen Ausrichtsystems zueinander gebracht, indem die Lochmaske über die sich drehende Trommel bewegt wird.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil des aufwändigen Handlings der mitfahrenden Schattenmasken und/oder sind für die Beschichtung von flexiblen Endlossubstraten im Rolle-zu-Rolle-Verfahren ungeeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Effizienz von inline Vakuumbehandlungsanlagen bei der Herstellung von organischen lichtemittierenden Leuchtmitteln zu erhöhen und dabei die Schritte zur Erzeugung einer elektrischen Kontaktierung für die Kathode und Anode zu vereinfachen. Die Herstellung soll dabei kostengünstig, insbesondere kommerziell anwendbar, und mit höherem Durchsatz als bisher möglich sein.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Gegenstands sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels zeichnet sich dadurch aus, dass die Schichten streifenförmig abgeschieden werden, wobei das streifenförmige Ausbilden der Schichten mittels Beschichtung in einer inline-Vakuumbeschichtungsanlage mit stationären Schattenmasken an dem vorbeigeführten Substrat erfolgt, so dass zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht nach dem Ausbilden des Schichten unbeschichtet bleibt, d.h. dass zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht nach dem Ausbilden der Schichten frei von der nachfolgenden Beschichtung ist. Zu den Schichten, die streifenförmig ausgebildet werden, gehören zumindest eine organische lichtemittierende Schicht, eine Deckelektrodenschicht und eine Leiterbahnschicht. Mit der Formulierung, dass zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht nach dem Ausbilden der Schichten unbeschichtet bleibt, ist gemeint, dass jeweils nach einer streifförmigen Beschichtung dieser Schichten zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht frei von der Beschichtung bleibt. Das bedeutet, dass nach dem Abscheiden der letzten Schicht zumindest ein Bereich der Grundelektrode frei von der Beschichtung ist.
In Bezug auf die vorliegende Erfindung meint eine "inline-Prozessführung" einen körperlichen Transport des Substrates von einer Beschichtungsstation zur nächsten, um verschiedene Schichten aufzubringen, wobei das Substrat während des Beschichtungsvorganges auch weiter transportiert wird. Das Verfahren kann in Durchlaufanlagen mit kontinuierlich transportierendem Substrat-Band, entweder ein Endlos-Substrat in Rolle-zu-Rolle-Beschichtung oder eine quasikontinuierliche Abfolge von synchron bewegten aufeinanderfolgenden flächigen Stückgutsubstraten, betrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an kontinuierlich bewegtem Endlossubstrat bzw. einer quasikontinuierlichen Abfolge von Substratscheiben in einer inline-Beschichtungsanlage durchgeführt werden, ohne das Substrat vor den Beschichtungsquellen oder den Strukturierungsstationen anzuhalten und ohne die Schattenmasken mitzubewegen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren vor dem Schritt des Ausbildens der Grundelektrodenschicht den Schritt des Ausbildens einer optionalen isolierenden Glättungsschicht über dem Substrat. Unter einer isolierenden Glättungsschicht ist beispielsweise ein Lack zum Glätten der Substratoberfläche zu verstehen, um bei rauen Oberflächen Kurzschlüsse in und zwischen den Bauelementen zu vermeiden. Bevorzugt wird die Glättungsschicht über dem Substrat flächig ausgebildet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren vor dem Schritt des Ausbildens von zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht den Schritt der Strukturierung der Grundelektrodenschicht mittels Laser. In den Bereichen der Grundelektrodenschicht, die mit Laser behandelt worden sind, wird das Material der Grundelektronenschicht bis zum Substrat, optional bis zur Glättungsschicht, abgetragen, so dass Bereiche der Grundelektrodenschicht gebildet sind, die untereinander elektrisch isoliert sind. Bevorzugt werden für jeweils ein organisches lichtemittierendes Leuchtmittel Grundelektrodenschichten in zwei Bereichen der Grundelektrodenschicht separiert, die untereinander elektrisch isoliert sind. Dabei wird zumindest ein Teil der untereinander elektrisch isolierten Bereiche von dem nachfolgenden Auftragen der Schichten unbeschichtet bleiben, d.h. frei von der nachfolgenden Beschichtung. Dadurch wird ein Verfahren geschaffen, welches die Strukturierungsverfahren, nämlich die Laserstrukturierung sowie Beschichtung durch stationäre Streifenmasken mit einander kombiniert, um kontaktierbare OLED-Bauteile auf einfache Weise zu erzeugen. Diese Kombination von Prozessen kann an kontinuierlich bewegtem Endlossubstrat bzw. einer quasikontinuierlichen Abfolge von Substratscheiben in einer inline-Beschichtungsanlage durchgeführt werden, ohne das Substrat vor den Beschichtungsquellen oder den Strukturierungsstationen anzuhalten und ohne Schattenmasken mitzubewegen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren vor dem Schritt des Ausbildens der Deckelektrodenschicht den Schritt der Strukturierung von zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht mittels Laser. Dabei kann zumindest eine organische lichtemittierende Schicht nach ihrem strukturierten Abscheiden mittels der Schattenmaske nachträglich laserstrukturiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren nach dem Schritt des Ausbildens der Deckelektrodenschicht und der nachfolgenden Leiterbahnschicht den Schritt ihrer Strukturierung mittels Laser. Dadurch können untereinander elektrisch isolierte Bereiche der Deckelektrodenschicht und der Leiterbahnschicht separiert werden.
Erfindungsgemäß erfolgt die Beschichtung der jeweiligen Schicht durch Beschichtungsquellen, die unterhalb der Linienführung der Substrate angeordnet sind, die also im Wesentlichen vertikal nach oben weisen. Das Substrat wird dabei horizontal an den Beschichtungsquellen vorbeigeführt, so dass die Beschichtungsrichtung vertikal verläuft. Die Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ sollen dabei auch Abweichungen von bis zu 20% von der tatsächlichen Horizontalen beziehungsweise Vertikalen mit einschließen, also bedeuten, dass das Substrat dabei im wesentlichen horizontal an den Beschichtungsquellen vorbeigeführt wird, so dass die Beschichtungsrichtung im wesentlichen vertikal verläuft. Auf diese Weise können Beschichtungsanlagen, in denen die Beschichtungsquellen in Bezug auf ihre Beschichtungsrichtung vertikal ausgerichtet sind und bei denen ein horizontales Substrattransport erfolgt, eingesetzt werden. Dadurch wird das Handling des Substrates während des Transports vereinfacht, da dieses nun beispielsweise über Transportrollen geführt werden kann.
Alternativ können auch andere räumliche Bezüge zwischen Substrat, Quellen und Beschichtungsrichtung zur Anwendung kommen, beispielsweise vertikal orientierte Substrate bei horizontaler Beschichtungsrichtung.
Gemäß der Erfindung ist zumindest eine stationäre Schattenmaske zwischen jeweils einer Beschichtungsquelle und jeweils den vorbeigeführten Substraten angeordnet. Dabei weist jede stationäre Schattenmaske zumindest eine streifenförmige Öffnung auf, durch welche eine dynamische Beschichtung der Schichten auf den vorbeigeführten bzw. vorbeigefahrenen Substraten mit streifigen Strukturen hindurch erfolgt. Dadurch kann das aufwändige Handling der mitfahrenden Schattenmasken vermieden werden.
Mithilfe der stationären Schattenmasken werden Schichten abgeschieden, wie die organischen lichtemittierenden Schichten, die Deckelektrodenschicht und die Leiterbahnenschicht. Die Grundelektrodenschicht kann flächig oder streifenförmig aufgebracht werden. Im Falle des streifenförmigen Ausbildens der Grundschichtelektrode ist eine stationäre Schattenmaske zwischen der entsprechenden Beschichtungsquelle und dem vorbeigeführten Substrat vorgesehen.
Erfindungsgemäß werden als Beschichtungsverfahren Sputtern oder thermische Verdampfung eingesetzt. Vorzugsweise erfolgt das Ausbilden der Schichten, wie der Grundelektrodenschicht, der organischen lichtemittierenden Schichten, der Deckelektrodenschicht und der Leiterbahnenschicht, durch Bedampfen. Die Grundelektrodenschicht kann optional durch Sputtern inline oder in einer externen Anlage abgeschieden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Erfindung weist mindestens eine der Elektrodenschichten eine transparente leitende Schicht oder ein Metall, vorzugsweise Silber (Ag), auf oder besteht aus einem solchen. Silber weist aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit sehr gute Eigenschaften als Elektrode auf. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Grundschichtelektrode als eine transparente leitfähige Schicht ausgebildet. Soll die Elektrodenschicht, die die metallische Schicht aufweist oder aus einer solchen besteht, durchlässig für das von dem organischen Schichtstapel ausgesandte Licht ausgebildet sein, so muss die metallische Schicht hinreichend dünn ausgebildet sein. Vorzugsweise liegt die Dicke einer semitransparenten metallischen Schicht bei ca. 100 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels weist die Leiterbahnschicht zumindest eine elektrisch leitende Bahn auf, die bevorzugt ein Metall aufweist oder aus einem solchen besteht. Die elektrisch leitende Bahn stellt eine elektrische Verbindung zu der Deckelektrodenschicht dar und kann als ein erster Kontaktbereich dienen. Der zweite Kontaktbereich ist entsprechend leitend mit der zweiten Elektrode, d.h. mit der Grundelektrodenschicht des Leuchtmittels – beispielsweise über zweite elektrische Zuleitungen – verbunden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren im Schritt des streifenförmigen Ausbildens zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht vorteilhaft mehrere, vorzugsweise drei separate organische lichtemittierende Schichten, zur Bildung eines organischen lichtemittierenden Schichtstapels. Dabei ist jeweils eine organische Schicht geeignet, Licht in jeweils eine andere Farbe, beispielsweise rot, grün oder blau, zu erzeugen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der organische lichtemittierende Schichtstapel weitere organische Schichten, vorzugsweise eine Lochtransportschicht und eine Elektrodentransportschicht. Dabei werden die Schichten auch streifenförmig ausgebildet, so dass zumindest ein Bereich der Grundschichtelektrode von der Beschichtung frei ist.
Es ist denkbar, dass der organische Schichtstapel neben der organischen lichtemittierenden Schicht weitere organische Schichten umfasst, wie beispielsweise eine lochinjizierende Schicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronenblockerschicht, eine elektroneninjizierende Schicht, eine Elektronentransportschicht und eine Lochblockerschicht. Die lochinjizierende Schicht, die Lochtransportschicht und Elektronenblockerschicht sind dabei bevorzugt auf der Seite des organischen Schichtstapels, der zur Anode weist, angeordnet, während die elektroneninjizierende Schicht, die Elektronentransportschicht und die Lochblockerschicht bevorzugt auf der zur Kathode weisenden Seite des organischen Schichtstapels angeordnet sind. Die organische lichtemittierende Schicht ist hierbei bevorzugt zwischen der Elektronenblockerschicht und der Lochblockerschicht angeordnet. Bei der Verwendung mehrerer lichtemittierender Schichten können zwischen diesen weitere elektrische Funktionsschichten angeordnet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 einen schematischen Aufbau eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels nach dem Stand der Technik,
2a–2d Draufsichten der Schichtenstruktur für einzelne Schritte des Verfahrens zum Herstellen des organischen lichtemittierenden Leuchtmittels, und
3 Querschnittansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten organischen lichtemittierenden Leuchtmittels.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine inline Vakuumbeschichtungsanlage, in der die Substrate oder ein großflächiges Substrat durch die Beschichtungs- bzw. Bearbeitungsstationen hindurch bewegt und auf denen/dem mehrere organische lichtemittierende Leuchtmittel hergestellt werden. Obwohl in den 2a bis 2d vier OLED-Strukturen auf dem Substrat dargestellt sind, ist die Anordnung und Anzahl der Strukturen nicht auf dieses Beispiel begrenzt, sondern ist auch eine andere Kombination der OLED-Strukturen denkbar.
In dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Substrat 200 bereitgestellt. Das Substrat 200 weist Aluminium auf oder besteht aus solchem. Seine Dicke liegt im Bereich zwischen 0,2 bis 0,5 mm. Das Substrat wird in einer längserstreckten Vakuumbeschichtungsanlage mit einem Substrattransportsystem (nicht dargestellt) durch die Vakuumbeschichtungsanlage in eine Transportrichtung durch verschiedene Bearbeitungsstationen hindurch bewegt.
In dem nächsten Schritt wird optional über das Substrat 200 eine Glättungsschicht 201 aufgebracht. Unter einer Glättungsschicht 201 ist beispielsweise ein Lack zum Glätten der Substratoberfläche zu verstehen, um bei rauen Oberflächen des Substrats Kurzschlüsse in und zwischen den Bauelementen zu vermeiden. Bevorzugt wird die Glättungsschicht 201 über dem Substrat flächig ausgebildet. Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Grundelektrodenschicht 202 über die Glättungsschicht 201 flächig ausgebildet. Die Beschichtung der Grundelektrodenschicht 202 kann durch Sputtern inline in der Vakuumbeschichtungsanlage oder in einer externen Anlage erfolgen. Das Ausbilden der Grundelektrodenschicht 202 ist auch durch thermisches Verdampfen möglich. Die Grundelektrodenschicht 202 weist Silber (Ag) auf oder besteht aus solchem. Nach dem beendeten Beschichtungsvorgang der Grundelektrodenschicht 202 kann die Grundelektrodenschicht 202, auch Basiselektrodenschicht genannt, optional mit Laser strukturiert werden. In 2a sind vier gleiche Strukturen (schwarz markiert), jeweils zwei in einem oberen und zwei in einem unteren Teil des Substrats dargestellt, die mit Laser strukturiert wurden, wobei die Mittellinie parallel zur Transportrichtung des Substrates verläuft. Die Strukturen sind entlang der Mittellinie und quer zu der Transportrichtung des Substrats symmetrisch zueinander angeordnet. Die schwarz markierten Bereiche, wie in 3 zu sehen ist, stellen die Bereiche der Grundelektrodenschicht 202 dar, die mittels Laser bis zur Glättungsschicht 201 oder optional bis zum Substrat 200 abgetragen wurden. Dadurch sind untereinander elektrisch isolierte Bereiche der Grundelektrodenschicht 202 für die jeweilige organische lichtemittierende Struktur (OLE-Struktur) separiert worden. Einen ersten elektrisch isolierten Bereich 202.1 stellt jeweils der Innenbereich von jeder der vier Strukturen dar. Den zweiten elektrischen, vom ersten Bereich isolierten Bereich 202.2 stellt jeweils der Bereich dar, der jeweils um eine der vier Strukturen in Form eines Rechtecks, nachstehend auch Außenbereich genannt, angeordnet ist. Die Größe des jeweiligen Rechtecks entspricht einem Quadranten der Substratfläche.
In 2b wird im nächsten Schritt zumindest eine organische lichtemittierende Schicht (Emissionsschicht) 203 über die Grundelektrodenschicht 202 streifenförmig abgeschieden. Das Abscheiden der OLE-Schicht 203 erfolgt inline durch das thermische Verdampfen. Die Schichtdicke beträgt ca. 200 nm. Es können auch weitere OLE-Schichten 203.2, 203.3, 203.3 streifenförmig aufgetragen werden. Das streifenförmige Abscheiden in 2b erfolgt jeweils im oberen als auch im unteren Teil des Substrates in Bezug auf die Mittellinie des Substrates, die parallel zur Transportrichtung des Substrats verläuft. Dabei ist es wichtig, dass zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht 202 für jeweils eine der vier Strukturen frei von der Beschichtung bleibt, wobei der Bereich für die jeweilige Struktur zumindest einen Bereich des Innenbereichs 202.1 und Außenbereichs 202.2 der Struktur aufweist. Diese beiden Bereiche 202.1 und 202.2 sind von einander elektrisch isoliert. Da das Abscheiden der Emissionsschicht 203 ebenfalls über einen der Bereiche der Grundelektrodenschicht 202 (schwarz markiert) erfolgt, indem das Material der Grundelektrodenschicht 202 bis zum Substrat 200, optional bis zur Glättungsschicht 201, mittels Laserstrukturierung abgetragen wurde, wird damit ein Teil der Emissionsschicht 203 direkt auf dem Substrat 200, bzw. auf der Glättungsschicht 201 abgeschieden. Optional können die OLE-Schichten 203 auch mittels Laser strukturiert werden (nicht dargestellt).
Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der in 2c dargestellt ist, wird eine Deckelektrodenschicht 204 über zumindest einen Bereich der OLE-Schicht 203 streifenförmig beschichtet, so dass zumindest ein Bereich der OLE-Schicht 203 von der Beschichtung frei bleibt und auch keine Überdeckung des OLE-Schicht-freien Bereiches der Grundelektrodenschicht 202 erfolgt. Die Deckelektrodenschicht 204 weist Silber auf oder besteht aus solchem. Die Beschichtung erfolgt durch das thermische Verdampfen in der inline Vakuumbeschichtungsanlage durch eine Öffnung der stationären Schattenmaske. Das streifenförmige Abscheiden in 2c erfolgt jeweils im oberen als auch im unteren Teil des Substrates in Bezug auf die Mittellinie des Substrates, die zur Transportrichtung parallel verläuft. Optional kann die Deckelektrodenschicht 202 zur Separierung untereinander elektrisch isolierter Deckelektrodenbereiche mittels Laser strukturiert werden (nicht dargestellt).
Der nächste in 2d dargestellter Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das streifenförmige Aufbringen von Leiterbahnen 205, wobei zumindest der von OLE-Schichten freie Bereich der Grundelektrodenschicht 202 frei von der Leiterbahn-Beschichtung bleibt. Bevorzugt wird die Leiterbahn-Beschichtung 205 auf der OLE-Schicht 203 so ausgebildet, dass die OLE-Schicht 203 beidseitig quer zur Transportrichtung des Substrates 200 unter der Deckelektrodenschicht 204 und Leiterbahn-Beschichtung 205 übersteht, um Kurzschluss zwischen Grundelektrodenschicht 202 und Deckelektrodenschicht 204 zu vermeiden. Die Leiterbahnschicht 205 stellt zumindest eine elektrisch leitende Bahn dar, die bevorzugt Metall aufweist oder aus solchem besteht. Sie weist in der Regel eine gute elektrische Leitfähigkeit auf, so dass sie besonders gut geeignet ist, Ladungsträger in den organischen Schichtstapel einzuprägen. Weiterhin ist die metallische Bahn in 2d bevorzugt so ausgebildet, dass sie von der Fläche der sie umfassenden Elektrode nur einen kleinen Teil der Deckelektrodenschicht ausfüllt. Sie stellt eine elektrische Verbindung zu der Deckelektrodenschicht dar und kann als Kontaktbereich dienen. Der zweite Kontaktbereich ist entsprechend leitend mit der zweiten Elektrode, d.h. mit der Grundelektrodenschicht des Leuchtmittels – beispielsweise über zweite elektrische Zuleitungen – verbunden.
Optional kann die Leiterbahnschicht mittels Laser strukturiert werden (nicht dargestellt). Mit dem Verfahren ist es möglich, dass in einer inline Vakuumbeschichtungsanlage gleich mehrere OLE-Leuchtmittel hergestellt werden.
Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes OLE-Leuchtmittel weist nach 3 ein Substrat 200 auf, auf dem ein Schichtsystem aufgebaut ist. Das Schichtsystem weist in Abfolge eine Glättungsschicht 201, eine Grundelektrodenschicht 202, die mittels Laser strukturiert wurde, eine OLE-Schicht 203, eine Deckelektrodenschicht 204 und eine Leiterbahnschicht 205 aus. Die strukturierte Grundelektrodenschicht 202 umfasst in Folge der Laserstrukturierung zwei Bereiche 202.1, 202.2, die voneinander elektrisch isoliert sind. In Folge der Laserstrukturierung wurde das Material der Grundschichtelektroden 202 bis zur Glättungsschicht 201 abgetragen, wodurch einen Graben in der Grundschichtelektrode 202 entstanden ist, der die beiden Bereiche 202.1, 202.2 von einander trennt. Die OLE-Schicht besteht aus drei separaten OLE-Schichten 203.1, 203.2, 203.3, wobei jede Schicht in einer anderen Farbe das Licht emittiert. Die Schichten 203.1, 203.2, 203.3, 204, 205, 206 wurden so abgeschieden, dass zumindest einen Bereich der Grundelektrodenschicht frei von der Beschichtung ist. Dieser Bereich der Grundelektrodenschicht umfasst einen Teil von den beiden untereinander elektrisch isolierten Bereichen 202.1, 202.2. der Grundelektrodenschicht. Da das Abscheiden der OLE-Schichten ebenfalls über einen der Bereiche der Grundschichtelektrode, der mit Laser strukturiert wurde, erfolgt, wird ein Teil der Emissionsschicht in dem Bereich des infolge der Laserstrukturierung entstandenen Graben direkt auf der Glättungsschicht abgeschieden. Die streifenförmige Deckelektrodenschicht 204 ist so abgeschieden, dass zumindest der OLE-Schicht-frei Bereich der Grundelektrodenschicht und zumindest ein Bereich der OLE-Schicht frei von ihrer Beschichtung ist. Die Leiterbahnschicht 205 wird ebenfalls streifenförmig ausgebildet. Dabei ist sie bevorzugt so ausgebildet, dass sie von der Fläche der Deckenelektrode 204 nur einen kleinen Teil ausfüllt.
Bezugszeichenliste

100: Substrat
101: Glättungsschicht
102: Anodenschicht
103: Lochtransportschicht
104: Emissionsschicht
105: Elektrodentransportschicht
106: Kathodenschicht
200: Substrat
201: Glättungsschicht
202: Grundelektrodenschicht
202.1, 202.2: untereinander elektrisch isolierte Bereiche der Grundelektrodenschicht
203: organische lichtemittierende Schicht
203.1, 203.2, 203.3: organische Schichten, die Licht in verschiedene Farben emittieren
204: Deckelektrodenschicht
204.1, 204.2: untereinander elektrisch isolierte Bereiche der Deckelektrodenschicht
205: Leiterbahnschicht

Claims

Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels, umfassend die Schritte von – Bereitstellen eines Substrates (200) – Ausbilden einer Grundelektrodenschicht (202) über dem Substrat (200) – Ausbilden zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht (203) über zumindest einem Teil der Grundelektrodenschicht (202) – Ausbilden einer Deckelektrodenschicht (204) über zumindest einem Teil der organischen lichtemittierenden Schicht (203); und – Ausbilden einer Leiterbahnschicht (205) – wobei die lichtemittierende Schicht (203), die Deckelektrodenschicht (204) und die Leiterbahnschicht (205) mittels Beschichtung in einer inline-Vakuumbeschichtungsanlage mit stationären Schattenmasken auf dem vorbeigeführten Substrat streifenförmig ausgebildet werden, indem ein kontinuierlich bewegtes Endlossubstrat oder eine quasikontinuierliche Abfolge von Substratscheiben durch die inline-Beschichtungsanlage geführt werden, ohne die Schattenmaske mitzubewegen, und – wobei zumindest ein Bereich der Grundelektrodenschicht nach dem Ausbilden besagter Schichten (203, 204, 205) unbeschichtet bleibt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei es vor dem Schritt des Ausbildens der Grundelektrodenschicht (202) den Schritt des Ausbildens einer Glättungsschicht (201) über dem Substrat (200) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei es vor dem Schritt des Ausbildens von zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht (203) den Schritt der Strukturierung der Grundelektrodenschicht (202) mittels Laser umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Schritt der Strukturierung der Grundelektrodenschicht (202) mittels Laser untereinander elektrisch isolierte Bereiche separiert (202.1, 202.2).
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei es vor dem Schritt des Ausbildens der Deckelektrodenschicht (204) den Schritt der Strukturierung zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht (203) mittels Laser umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 5, wobei es nach dem Schritt des Ausbildens der Deckelektrodenschicht (204) und der nachfolgenden Leiterbahnschicht (205) den Schritt ihrer Strukturierung mittels Laser umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt der Strukturierung der Deckelektrodenschicht (204) mittels Laser untereinander elektrisch isolierte Bereiche der Deckelektrodenschicht separiert (204.1, 204.2).
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (203) in einer horizontalen Linienführung an Beschichtungsquellen vorbeigeführt wird, so dass die Beschichtungsrichtung vertikal verläuft.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die stationären Schattenmasken zwischen Beschichtungsquellen und dem vorbeigeführten Substrat angeordnet sind.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ausbilden der Schichten (202, 203, 204, 205) durch Bedampfen oder Sputtern erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens eine der Elektrodenschichten (202, 204) eine transparente leitende Schicht oder Metall, vorzugsweise Silber, aufweist oder aus solchem besteht.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Leiterbahnschicht (205) zumindest eine elektrisch leitende Bahn aufweist, die vorzugsweise ein Metall aufweist oder aus einem solchen besteht.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei es im Schritt des streifenförmigen Ausbildens zumindest einer organischen lichtemittierenden Schicht (203) vorteilhaft mehrere, vorzugsweise drei organische Schichten (203.1, 203.2, 203.3), zur Bildung einer organischen lichtemittierenden Schichtstapel umfasst, wobei jeweils eine organische Schicht (203.1, 203.2, 203.3) geeignet ist, Licht in jeweils unterschiedlicher Farbe zu erzeugen.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der organische lichtemittierende Schichtstapel weitere organische Schichten, vorzugsweise eine Lochtransportschicht (HTL) und eine Elektrodentransportschicht (ETL), umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ausbilden der Grundschichtelektrodenschicht (202) flächig oder streifenförmig erfolgt.