DE102012016377B4 - Process for the formation of areal structured electrodes - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Ausbildung flächiger strukturierter Elektroden, bei dem auf die Oberfläche eines Substrats (4) mit einer ersten Schicht (3) versehen, die aus einem mit einem Dickschichtverfahren aufgebrachten druckfähigen Material besteht, wobei eine Schichtdicke von 50 nm bis 20 μm eingehalten werden soll; im Anschluss wird ein Werkstoffabtrag mit einem Laserstrahl durchgeführt, bei dem in der ersten Schicht (3) eine grabenförmige Vertiefung (5) ausgebildet wird, die einen steilen Flankenwinkel mit den Seitenwänden der Vertiefung ausbildet, der ausreicht um eine elektrische Potentialtrennung für mindestens eine in einem folgenden Verfahrensschritt als weitere auf die erste Schicht (3) aufgebrachte Schicht (2), die eine Elektrode bildet, zu erreichen.A method for forming areal structured electrodes, wherein provided on the surface of a substrate (4) with a first layer (3) consisting of a printable material applied by a thick-film method, wherein a layer thickness of 50 nm to 20 microns is to be maintained; Subsequently, a material removal is carried out with a laser beam, in which in the first layer (3) a trench-shaped recess (5) is formed, which forms a steep flank angle with the side walls of the recess, which is sufficient for an electrical potential separation for at least one in a following step as another on the first layer (3) applied layer (2), which forms an electrode to reach.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung flächiger strukturierter Elektroden, wie sie insbesondere bei mehrschichtigen Aufbauten eingesetzt werden können. Solche Elektrodenstrukturen können insbesondere bei organischen Leuchtdioden (OLED's) oder organischen photovoltaischen Elementen (OSC's, OPV's) genutzt werden.The invention relates to a method for forming areal structured electrodes, as they can be used in particular in multi-layered structures. Such electrode structures can be used in particular in organic light emitting diodes (OLEDs) or organic photovoltaic elements (OSC's, OPV's).

Bei zahlreichen Anwendungen, bei denen eine flächige Elektrodenstruktur benötigt wird, ist deren Strukturierung/Unterbrechung eine Herausforderung, wenn die darunterliegenden Schichten/Materialien nicht beschädigt werden dürfen und eine Strukturierung durch Schattenmasken den Anforderungen nicht genügt. Wichtige Anwendungsgebiete für die Lösung dieses Problems sind OLEDs und organische Solarzellen/Solarmodule.In many applications where a planar electrode structure is needed, their patterning / disruption is a challenge if the underlying layers / materials are not allowed to be damaged and shadow masking does not meet the requirements. Important areas of application for solving this problem are OLEDs and organic solar cells / solar modules.

Eine auf Lithografieprozessen basierende Lösung sind sogenannte Kathodenseparatoren, die bei der Herstellung von Passiv Matrix (PM) OLED-Displays zur Zeilenstrukturierung Verwendung finden.A solution based on lithography processes are so-called cathode separators, which are used in the production of passive matrix (PM) OLED displays for row structuring.

Die Verwendung von Elektrodenseparatoren kann in zahlreichen Variationen mit unterschiedlichen Zielen sinnvoll sein.The use of electrode separators may be useful in many variations with different objectives.

So ist aus DE 10 2010 013 755 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem die Herstellung solcher Separatoren mittels Fotolithographie auf einer speziellen, i. a. ganzflächig auf das Substrat aufgebrachten Lackschicht, die auch als Fotoresist bezeichnet wird, erfolgt. Im Stand der Technik wird zur Strukturierung häufig eine Schutzmaske auf ein angreifbares Material aufgebracht, um das Lösen des angreifbaren Materials mit einem Lösungsmittel zu unterbinden. Dies ist jedoch sehr aufwändig und erfordert ein Lithografie-verfahren mit vielen einzelnen durchzuführenden Verfahrensschritten.That's how it is DE 10 2010 013 755 A1 a method is known in which the production of such separators by means of photolithography on a special, generally applied over the entire surface of the substrate coating layer, which is also referred to as a photoresist, takes place. In the prior art, a protective mask is often applied to an attackable material for structuring in order to prevent the dissolution of the vulnerable material with a solvent. However, this is very complicated and requires a lithography method with many individual steps to be performed.

Bei der aus DE 10 2010 013 755 A1 bekannten technischen Lösung wird das Verfahren vereinfacht, indem zwei Polymere/Resiste strukturiert aufgebracht werden und das zuerst aufgebrachte Material durch einen Ätzschritt angreifbarer für ein Ätzmittel ist, als das darüber liegende. Zurück bleibt eine im Querschnitt „Pilzartige”-Struktur, an deren Flanke die Elektrode abreißt. Als Herstellungsverfahren werden z. B. Ink-Jet-, Flexo-, Sieb- oder Gravurdruck vorgeschlagen. Dabei gibt es aber einige wesentliche Nachteile.At the DE 10 2010 013 755 A1 In a known technical solution, the process is simplified by applying two polymers / resists in a structured manner and the first deposited material being more susceptible to an etchant by an etching step than the one above. What remains is a cross-section "mushroom-like" structure, on the flank of which the electrode tears off. As a manufacturing method z. As ink-jet, flexo, screen or gravure printing proposed. But there are some major disadvantages.

Entweder sind aufwändige Litografieprozesse erforderlich, oder bei den herkömmlichen Druckverfahren ist deren Auflösungsvermögen und Zuverlässigkeit begrenzt. Im letztgenannten Fall wird ein angreifbares Material auf das Substrat strukturiert aufgebracht und dessen Oberflächenbereich wird durch gerichtete Bestrahlung mit Ausnahme der seitlichen Kanten für einen späteren Ätzschritt unangreifbar gemacht. Nach dem Ätzschritt bleibt unter dem „unangreifbaren” Oberflächenbereich ein schmalerer Steg des angreifbaren Materials übrig.Either complicated lithography processes are required, or in conventional printing processes their resolution and reliability is limited. In the latter case, an attackable material is patterned on the substrate and its surface area rendered unassailable by directional irradiation except for the lateral edges for a later etching step. After the etching step, a narrower ridge of the vulnerable material remains under the "unassailable" surface area.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2011 106 390 A1 ist es bekannt auf einem Substrat mindestens eine eine Elektrode bildende elektrisch leitende Schicht flächig auszubilden. Auf dieser elektrisch leitenden Schicht ist ein organischer Ein- oder Mehrschichtaufbau, mit dem die Funktionalität bestimmt wird, und auf dem Ein- oder Mehrschichtaufbau ist eine weitere elektrisch leitende Schicht zur Ausbildung mehrerer weiterer Elektroden ausgebildet.From the not pre-published DE 10 2011 106 390 A1 It is known to form on a substrate at least one electrode forming an electrically conductive layer surface. On this electrically conductive layer is an organic single or multi-layer structure, with which the functionality is determined, and on the single or multi-layer structure, a further electrically conductive layer for forming a plurality of further electrodes is formed.

Die Elektroden, die mit der weiteren elektrisch leitenden Schicht ausgebildet werden, sind durch jeweils mindestens ein elektrisch isolierendes Element voneinander getrennt. Dabei können elektrisch isolierende Element direkt auf der Oberfläche der Elektrode und/oder der Oberfläche des Substrats aufgebracht sein. Im Fall dass ein elektrisch isolierendes Element auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist und die elektrisch leitende Schicht nach dem Ausbilden elektrisch isolierender Elemente aufgebracht wird, kann auch eine Trennung in mehrere Elektroden, die auf der Substratoberfläche ausgebildet sind, erreicht werden. Das eine oder mehrere elektrisch isolierende Elemente weisen eine Höhe und Breite auf, die über die weitere elektrisch leitende, die weiteren Elektroden bildende Schicht soweit übersteht, dass es beim Ausbilden der weiteren elektrisch leitenden Schicht ohne Weiteres zu einem Abriss der weiteren elektrisch leitenden Schicht im oberen Kantenbereich kommt und dadurch die weitere Schicht in die einzelnen Elektroden segmentiert ist.The electrodes, which are formed with the further electrically conductive layer, are separated from each other by at least one electrically insulating element. In this case, electrically insulating element can be applied directly on the surface of the electrode and / or the surface of the substrate. In the case that an electrically insulating member is formed on the surface of the substrate and the electrically conductive layer is deposited after forming electrically insulating members, separation into a plurality of electrodes formed on the substrate surface can also be achieved. The one or more electrically insulating elements have a height and width which projects beyond the further electrically conductive layer forming the further electrodes to such an extent that, when forming the further electrically conductive layer, it readily breaks off the further electrically conductive layer in the upper one Edge region comes and thereby the further layer is segmented into the individual electrodes.

Das Aufbringen elektrisch isolierender Elemente kann dabei durch Druckverfahren, insbesondere dem Aerosoljet-Drucken erfolgen. Es werden geeignete pastöse Stoffe eingesetzt, um isolierende Elemente mit einer Linienbreite um 20 μm mit gleichzeitig einer Höhe in der gleichen Dimension auf einer Substratoberfläche ausbilden zu können. Dieser Auftrag ist aufwändig und es muss eine konstante Konsistenz der Druckpaste eingehalten werden.The application of electrically insulating elements can be effected by printing processes, in particular the Aerosoljet printing. Suitable pasty substances are used in order to be able to form insulating elements with a line width of 20 μm and at the same time a height in the same dimension on a substrate surface. This job is complex and it must be maintained a constant consistency of the printing paste.

In WO 2007/135603 A1 sind Möglichkeiten zum elektrischen Trennen von leitenden Lagen an OLED's beschrieben.In WO 2007/135603 A1 Possibilities for electrically separating conductive layers on OLEDs are described.

US 2011/0248219 A1 betrifft die Herstellung feiner Leiterstrukturen an OLED's mit Lift-off-Technik. US 2011/0248219 A1 concerns the production of fine conductor structures on OLEDs with lift-off technology.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten für die Herstellung flächiger strukturierter Elektroden anzugeben, mit denen diese einfacher und mit geringerem Aufwand ausgebildet werden können.It is therefore an object of the invention possibilities for the production of areal structured Specify electrodes with which they can be formed easier and with less effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 anwendet, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention, this object is achieved by a method applying the features of claim 1. Advantageous embodiments can be realized with features described in the subordinate claims.

Bei der Erfindung wird auf die Oberfläche eines Substrats mit einer ersten Schicht versehen, die aus einem mit einem Dickschichtverfahren aufgebrachten druckfähigen Material besteht, wobei eine Schichtdicke von 50 nm bis zu 20 μm eingehalten werden soll. Anschließend erfolgt ein Werkstoffabtrag mit einem Laserstrahl, bei dem in der Schicht eine grabenförmige Vertiefung ausgebildet wird. Dabei soll ein steiler Flankenwinkel mit den Seitenwänden der Vertiefung ausgebildet werden, der ausreicht um eine elektrische Potentialtrennung für mindestens eine in einem folgenden Verfahrensschritt als weitere Schicht auf die erste Schicht aufgebrachte Schicht, die eine Elektrode bildet, zu erreichen.In the invention, the surface of a substrate is provided with a first layer consisting of a printable material applied with a thick-film method, wherein a layer thickness of 50 nm up to 20 μm is to be maintained. Subsequently, a material removal takes place with a laser beam, in which a grave-shaped depression is formed in the layer. In this case, a steep flank angle is to be formed with the side walls of the depression, which is sufficient to achieve an electrical potential separation for at least one layer applied to the first layer in an ensuing process step as a further layer which forms an electrode.

Dabei sollte die erste Schicht eine Schichtdicke im Bereich zwischen 50 nm und 20.000 nm aufweisen. Die Schichtdicke sollte über die gesamte Fläche möglichst konstant gehalten sein. Die weitere Schicht, die eine Elektrode bildet kann eine Schichtdicke im Bereich zwischen 10 nm und 500 nm aufweisen. Diese Schichtdicke hängt im Wesentlichen von der elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs, der für die weitere Schicht eingesetzt wird, ab. Sie kann dabei bei größerer elektrischer Leitfähigkeit kleiner als bei kleinerer elektrischer Leitfähigkeit sein. Bei der jeweiligen Schichtdicke für eine weitere Schicht kann auch eine Berücksichtigung der optischen Transparenz eine Rolle spielen, die eine Begrenzung in Richtung der maximal möglichen Schichtdicke darstellen kann. So können bzw. müssen weitere Schichten aus Metall dementsprechend eine kleinere Schichtdicke aufweisen, als Schichten die mit elektrisch leitenden und optisch transparenten Oxiden (TCO's) hergestellt sind.The first layer should have a layer thickness in the range between 50 nm and 20,000 nm. The layer thickness should be kept as constant as possible over the entire surface. The further layer which forms an electrode may have a layer thickness in the range between 10 nm and 500 nm. This layer thickness depends essentially on the electrical conductivity of the material used for the further layer. It can be smaller with greater electrical conductivity than with lower electrical conductivity. In the case of the respective layer thickness for a further layer, consideration of the optical transparency, which may represent a limitation in the direction of the maximum possible layer thickness, may also play a role. Accordingly, further layers of metal can correspondingly have a smaller layer thickness than layers which are produced with electrically conductive and optically transparent oxides (TCOs).

Auf einer weiteren Schicht kann ein herkömmlicher Mehrschichtaufbau, wie er bei OLED's oder organischen photovoltaischen Elementen üblich ist, aufgebracht werden.On a further layer, a conventional multilayer structure, as is usual in OLEDs or organic photovoltaic elements, are applied.

Bei der Herstellung solcher organischer optoelektronischer Elemente werden kontinuierlich arbeitende Verfahren, wie ein Beschichten von Rolle zu Rolle oder auch Inline-Beschichtungsverfahren, eingesetzt. Es kann aber auch mit so genannten Clusteranlagen gearbeitet werden, bei denen das zu beschichtende Substrat während der Beschichtung rotiert, um eine möglichst homogene Beschichtung über die beschichtete Fläche zu erhalten. In beiden Fällen kann die elektrische Potentialtrennung im Bereich der Vertiefung noch verbessert werden, indem der Schattenwurf eines Separators in der Dampfkeule genutzt wird. Dies kann besonders an den oberen Kantenbereichen der grabenförmigen Vertiefung ausgenutzt werden, wenn der Einfallswinkel entsprechend in Bezug zu den geneigten Seitenwänden einer Vertiefung gewählt worden ist, kann lediglich ein kleiner Teil der Vertiefung im oberen Kantenbereich einer Vertiefung mit elektrisch leitendem Werkstoff, der die weitere Schicht bildet, beschichtet werden. Große tieferliegende Flächenbereiche der Seitenwände der Vertiefung bleiben so unbeschichtet und bilden eine elektrische Isolation.In the production of such organic optoelectronic elements, continuous processes are used, such as roll-to-roll or in-line coating processes. However, it is also possible to work with so-called cluster systems in which the substrate to be coated rotates during the coating in order to obtain the most homogeneous possible coating over the coated surface. In both cases, the electric potential separation in the region of the depression can be further improved by using the shadow cast of a separator in the vapor lobe. This can be exploited especially at the upper edge regions of the trench-shaped depression, if the angle of incidence has been chosen correspondingly with respect to the inclined side walls of a recess, only a small part of the recess in the upper edge region of a recess with electrically conductive material, the further layer forms, be coated. Large deeper surface areas of the side walls of the recess remain so uncoated and form an electrical insulation.

Dieser Effekt kann bei Inline-Anlagentechnik durch geeignete Anordnung von Verdampferquelle zum Separator und auch zu einer ausgebildeten Vertiefung mit geeignetem Winkel und bei Clusteranlagen durch Verzicht auf eine Bewegung, bevorzugt eine Drehbewegung, des zu beschichtenden Substrats erreicht werden.This effect can be achieved in in-line system technology by suitable arrangement of evaporator source to the separator and also to a trained depression with a suitable angle and cluster systems by waiving a movement, preferably a rotational movement of the substrate to be coated.

Der Flankenwinkel der Seitenwände von Vertiefungen sollte bei mindesten 75° liegen, wobei der jeweilige Flankenwinkel in Abhängigkeit der Tiefe und Breite einer Vertiefung liegen kann, um eine sichere elektrische Trennung zu erreichen. So kann der Flankenwinkel bei tieferen und schmaleren Vertiefungen kleiner sein. Eine Mindestbreite ist jedoch ein zu halten, damit eine Überbrückung in Folge nachfolgend aufzubringender Schichten vermieden werden kann, die den Spalt vollständig, zumindest aber zum größten Teil ausfüllen würden.The flank angle of the side walls of depressions should be at least 75 °, wherein the respective flank angle can be a function of the depth and width of a depression in order to achieve a secure electrical separation. Thus, the flank angle can be smaller for deeper and narrower depressions. However, a minimum width is to be maintained, so that bridging as a result of subsequent layers to be applied can be avoided, which would fill the gap completely, or at least for the most part.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by way of example in the following.

Dabei zeigt:Showing:

1 in schematischer Form ein Beispiel einer Elektrodenausbildung, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden ist. 1 in schematic form an example of an electrode formation obtained by a method according to the invention.

Auf ein Substrat 4, das aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht, wurde mittels eines Druckverfahrens, z. B. Siebdruck eine erste Schicht 3, die aus einem dielekrischen Werkstoff gebildet war, mit einer Schichtdicke von 10 μm aufgebracht. Diese erste Schicht 3 wurde anschließend getempert, um eine ausrechende Festigkeit zu erreichen.On a substrate 4 , which consists of an electrically conductive material was, by means of a printing process, for. B. screen printing a first layer 3 , which was formed of a dielectric material, applied with a layer thickness of 10 microns. This first layer 3 was then tempered to achieve a sufficient strength.

Mit Druckverfahren können Schichtdicken im Bereich 1 μm bis 100 μm, bevorzugt mit ca. 10 μm aufgebracht werden.With printing method layer thicknesses in the range 1 .mu.m to 100 .mu.m, preferably be applied with about 10 microns.

Mit einem Laserstrahl wurde die erste Schicht 3 strukturiert, in dem eine grabenförmige Vertiefung 5 durch Werkstoffabtrag ausgebildet wurde. Der Verlauf einer Vertiefung 5 kann dabei geradlinig aber auch beliebig entlang der Oberfläche ausgebildet werden, je nach dem wie die Strukturierung für ein gewünschtes Layout eines optoelektronischen oder ggf. eines anderen Elements gewünscht worden ist.With a laser beam became the first layer 3 structured, in which a grave-shaped depression 5 was formed by material removal. The course of a depression 5 can be formed in a straight line but also arbitrarily along the surface depending on how the structuring has been desired for a desired layout of an optoelectronic or possibly another element.

Die Vertiefung 5 hatte dabei eine größere Tiefe als Breite. Die Tiefe kann bis zur Oberfläche des Substrats 4 reichen, also maximal 10 μm betragen. Die Breite der Vertiefung 5 ist hier größer und liegt bei diesem Beispiel bei 50 μm. Dabei sollte eine steile Flanke an der Innenwand der Vertiefung 5 eingehalten sein, um eine Überbrückung zu vermeiden.The depression 5 it had a greater depth than width. The depth can reach the surface of the substrate 4 rich, so be a maximum of 10 microns. The width of the depression 5 is larger here and is in this example at 50 microns. It should have a steep flank on the inner wall of the recess 5 be respected to avoid bridging.

Bei einer minimalen Dicke einer Schicht 3, sollte eine Breite für Vertiefungen 5 von mindestens 3 μm eingehalten sein, um ein „Zuwachsen” bei nachfolgender Beschichtung zu vermeiden.At a minimum thickness of a layer 3 , should have a width for pits 5 be adhered to at least 3 microns in order to avoid "overgrowing" in subsequent coating.

Wegen der schematischen Darstellung ist in 1 ein Flankenwinkel der Seitenwände der Vertiefung von 90° gezeigt. Bei der Ausbildung einer Vertiefung 5 mit einem Laserstrahl ist ein solcher Flankenwinkel nicht oder nur sehr schwer zu erreichen. Je nach Strahlgüte verjüngt sich eine Vertiefung 5 ausgehend von der Oberseite in Richtung Substrat mehr oder weniger, so dass kleinere Flankenwinkel realistisch sind. Steile Flankenwinkel bis nahezu 90° lassen sich mit so genannten „Top-Hat-Lasern” erhalten.Because of the schematic representation is in 1 a flank angle of the side walls of the recess of 90 ° shown. In the formation of a recess 5 with a laser beam such a flank angle is not or only very difficult to achieve. Depending on the beam quality, a depression tapers 5 starting from the top toward the substrate more or less, so that smaller flank angles are realistic. Steep flank angles up to almost 90 ° can be obtained with so-called "top hat lasers".

Nach der Ausbildung einer oder mehrerer Vertiefungen 5 wird mindestens eine weitere Schicht 2 aufgebracht. Im in 1 gezeigten Beispiel ist dies eine Elektrodenschicht aus elektrisch leitfähigem Werkstoff. So werden zwei elektrisch durch die Vertiefung 5 sicher voneinander getrennte Elektroden 1 und 2 ausgebildet.After the formation of one or more wells 5 will be at least one more shift 2 applied. Im in 1 As shown, this is an electrode layer of electrically conductive material. So two are electrically through the depression 5 safely separated electrodes 1 and 2 educated.

Es kann auch ein Mehrschichtaufbau, mit mindestens einer weiteren Schicht 2, die Elektroden bildet, entsprechend nach der Ausbildung von Vertiefung(en) 5 aufgebracht werden.It can also be a multi-layer construction, with at least one further layer 2 , which forms electrodes, according to the formation of depression (s) 5 be applied.

Beim Aufbringen eines Mehrschichtaufbaus kann mit herkömmlichen Schattenmasken eine Strukturierung berücksichtigt werden.When applying a multi-layer structure can be considered with conventional shadow masks structuring.

Ein solcher Mehrschichtaufbau kann auch eine Deck- oder Topelektrode aufweisen, die als oberste Schicht ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff abgeschieden worden ist.Such a multi-layer structure may also have a cover or top electrode, which has also been deposited as the uppermost layer of an electrically conductive material.

Auch hierfür ist eine elektrische Trennung dieser Elektroden mittels der einen oder mehreren Vertiefungen 5 möglich, da die Vertiefung einen ausreichend breiten und tiefen Spalt bildet, der bei geeigneter Verfahrensführung für die Beschichtung nicht vollständig ausgefüllt werden kann.Also for this purpose is an electrical separation of these electrodes by means of one or more recesses 5 possible because the recess forms a sufficiently wide and deep gap, which can not be completely filled with suitable process control for the coating.

Als elektrisch leitfähiger Werkstoff, für die Ausbildung von Elektroden können Metalle, wie z. B. Ag, Al, Ca, Mg, Ba, Li, Au, Cu, Pt, Yb, Pd oder auch Legierungen davon, oder elektrisch leitfähige Oxide (TCO's), wie z. B. ITO, AZO, FTO eingesetzt werden. Bei deren Beschichtung können Bereiche des Substrats 4, die mit Vertiefungen 5 versehen sind, mittels Schattenmasken in herkömmlicher Weise geschützt werden.As an electrically conductive material, for the formation of electrodes metals such. B. Ag, Al, Ca, Mg, Ba, Li, Au, Cu, Pt, Yb, Pd or alloys thereof, or electrically conductive oxides (TCO's), such as. As ITO, AZO, FTO be used. In their coating, areas of the substrate 4 that with depressions 5 are protected by shadow masks in a conventional manner.

Bei der Erfindung können mehrere Parameter genutzt werden, um die Wirkung und Strukturierung von Elektroden zu beeinflussen. So kann einmal die Schichtdicke der ersten Schicht 3 eingestellt werden. Zum anderen sind die Breite und Tiefe von Vertiefungen 5 wählbar. Die Tiefe sollte dabei größer als die Breite, auch am oberen Rand der Vertiefung sein.Several parameters can be used in the invention to influence the effect and patterning of electrodes. So, once the layer thickness of the first layer 3 be set. On the other hand, the width and depth of depressions 5 selectable. The depth should be greater than the width, also at the upper edge of the depression.

Die Ausbildung und Dimensionierung der Vertiefungen kann auch unter Berücksichtigung der Stoffe mit denen ein Mehrschichtaufbau ausgebildet wird, gewählt werden. Dabei spielt das Abrissverhalten an den oberen Kanten der Vertiefung 5 dieser Stoffe eine Rolle. Reißen sie leicht ab, kann eine schmalere und nicht so tiefe Ausbildung von Vertiefungen ausreichen, bei zähen und dehnfähigen Stoffen, die ein gutes Kriechverhalten aufweisen können schmalere und tiefere Vertiefungen 5 ausgebildet werden.The formation and dimensioning of the recesses can also be chosen taking into account the materials with which a multilayer structure is formed. The tear-off behavior plays at the upper edges of the recess 5 these substances play a role. Tear off easily, a narrower and not so deep formation of depressions may be sufficient for tough and stretchy fabrics that have a good creep behavior can narrower and deeper depressions 5 be formed.

Für viele Anwendungen ist eine hohe elektrische Leitfähigkeit der strukturierten Elektroden 2 gewünscht. Die häufig aus elektrisch leitfähigen Oxiden, wie den TCO's gebildeten Elektroden weisen einen höheren elektrischen Schichtwiderstand auf, als dies bei Metallen der Fall ist. Daher können die Linien/Flächen, die später als Träger für Vertiefungen 5 dienen sollen, aus Metall bzw. metallhaltigen Pasten bestehen, die die elektrische Leitfähigkeit verbessern. Sie können als Busbar bzw. als eindimensionales Gitter wirken.For many applications, a high electrical conductivity of the structured electrodes 2 desired. Often formed of electrically conductive oxides, such as the TCO's electrodes have a higher electrical resistance sheet than is the case with metals. Therefore, the lines / surfaces, which are later used as carriers for pits 5 should serve, consist of metal or metal-containing pastes that improve the electrical conductivity. They can act as a busbar or as a one-dimensional grid.

Als Separator für Elektroden können prinzipiell auch metallische Dickschichten, beispielsweise aus Ag, genutzt werden. Solche metallischen Schichten können durch eine Sauerstoffbehandlung oxidiert und dadurch elektrisch isolierend gemacht werden. Dies kann auch mittels elektrochemischer Behandlung erreicht werden. Eine elektrische Passivierung von Metallseparatoren für Elektroden ist auch durch Nutzung von ALD und SAMSs möglich.In principle, metal thick layers, for example of Ag, can also be used as a separator for electrodes. Such metallic layers can be oxidized by an oxygen treatment and thereby made electrically insulating. This can also be achieved by means of electrochemical treatment. Electrical passivation of metal separators for electrodes is also possible by using ALD and SAMSs.

Flächige erste Schichten 3 in die Vertiefungen 5 mittels Laserstrahl ausgebildet werden können, können auch als Auskoppel- oder Einkoppelschicht wirken, in dem der optische Brechungsindex angepasst wird und/oder elektromagnetische Strahlung streuende Partikel eingesetzt werden. Dabei können auch Mehrschichtsysteme mit optischen Brechungsindexgradienten eingesetzt werden.Flat first layers 3 into the wells 5 can be formed by laser beam, can also act as decoupling or coupling-in, in which the optical refractive index is adjusted and / or electromagnetic radiation scattering particles are used. It is also possible to use multilayer systems with optical refractive index gradients.

Erste Schichten 3 können porös, als Dickschichten ausgebildet werden. Deren Poren verbessern eine Auskopplung elektromagnetsicher Strahlung. Sie lassen sich auch leichter mittels Laserstrahlung strukturieren. Bei diesen porösen Schichten ist auch die Oberfläche im Flankenbereich größer, wodurch die Separation vereinfacht werden kann.First layers 3 can be porous, be formed as thick layers. Their pores improve a decoupling electromagnetic safe radiation. They can also be structured more easily by means of laser radiation. In these porous layers, the surface in the flank region is larger, whereby the separation can be simplified.

Es können zwei und mehr Elektroden, z. B. einer OLED sowie eines OLED-Schichtstapels darüber strukturiert ausgebildet werden. Bei mehr als zwei ausgebildeten weiteren Schichten 2, die Elektroden bilden, können mehrere OLED's oder eine Kombination von OLED mit mindestens einem organischen photovoltaischen Element übereinander ausgebildet werden und einen Schichtstapel bilden. Es ist auch eine Anwendung bei an den Rückseiten kontaktierten Displays möglich. Außerdem kann die Zuverlässigkeit erhöht werden, da keine Kanteneffekte (Zäune) durch eine Anodenstrukturierung mittels Laserstrahlung erforderlich ist.There may be two or more electrodes, z. B. an OLED and an OLED layer stack are structured over it. With more than two trained further layers 2 forming electrodes, a plurality of OLEDs or a combination of OLEDs with at least one organic photovoltaic element can be formed one above the other and form a layer stack. It is also an application when contacted on the backsides displays possible. In addition, the reliability can be increased since no edge effects (fences) by anode structuring by means of laser radiation is required.

Claims (11)

Verfahren zur Ausbildung flächiger strukturierter Elektroden, bei dem auf die Oberfläche eines Substrats (4) mit einer ersten Schicht (3) versehen, die aus einem mit einem Dickschichtverfahren aufgebrachten druckfähigen Material besteht, wobei eine Schichtdicke von 50 nm bis 20 μm eingehalten werden soll; im Anschluss wird ein Werkstoffabtrag mit einem Laserstrahl durchgeführt, bei dem in der ersten Schicht (3) eine grabenförmige Vertiefung (5) ausgebildet wird, die einen steilen Flankenwinkel mit den Seitenwänden der Vertiefung ausbildet, der ausreicht um eine elektrische Potentialtrennung für mindestens eine in einem folgenden Verfahrensschritt als weitere auf die erste Schicht (3) aufgebrachte Schicht (2), die eine Elektrode bildet, zu erreichen.Process for the formation of planar structured electrodes, in which the surface of a substrate ( 4 ) with a first layer ( 3 ), which consists of a printable material applied with a thick film method, wherein a layer thickness of 50 nm to 20 microns is to be maintained; Subsequently, a material removal is carried out with a laser beam, in which in the first layer ( 3 ) a trench-shaped depression ( 5 ) is formed, which forms a steep flank angle with the side walls of the depression, which is sufficient for an electrical potential separation for at least one in a subsequent method step as further on the first layer ( 3 ) applied layer ( 2 ), which forms an electrode. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (3) mit einer Schichtdicke im Bereich zwischen 50 nm und 20 μm und die weitere Schicht (2), die eine Elektrode bildet, eine Schichtdicke im Bereich zwischen 10 nm und 500 nm aufweisen.Method according to claim 1, characterized in that the first layer ( 3 ) with a layer thickness in the range between 50 nm and 20 μm and the further layer ( 2 ), which forms an electrode, have a layer thickness in the range between 10 nm and 500 nm. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Laserstrahl in der ersten Schicht (3) eine Vertiefung (5) ausgebildet wird, die eine größere Tiefe als Breite aufweist.Method according to claim 1 or 2, characterized in that with a laser beam in the first layer ( 3 ) a recess ( 5 ) is formed, which has a greater depth than width. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Laserstrahl in der ersten Schicht (3) eine Vertiefung (5) ausgebildet wird, deren Seitenwände einen Flankenwinkel zwischen 75° und 90° gegenüber der Oberfläche des Substrats (4) bilden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that with a laser beam in the first layer ( 3 ) a recess ( 5 ) whose side walls have a flank angle between 75 ° and 90 ° with respect to the surface of the substrate ( 4 ) form. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Laserstrahl in der ersten Schicht (3) eine Vertiefung (5) ausgebildet wird, die sich ausgehend vom oberen Rand in Richtung der Oberfläche des Substrats (4) verjüngend ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that with a laser beam in the first layer ( 3 ) a recess ( 5 ) is formed, which extends from the upper edge in the direction of the surface of the substrate ( 4 ) is tapered. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Linien/Flächen, die als Träger für Vertiefungen (5) dienen, aus Metall oder metallhaltigen Pasten ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that lines / surfaces serving as carriers for depressions ( 5 ), are formed of metal or metal-containing pastes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Separatoren für Elektroden als metallische Dickschichten ausgebildet werden, die durch eine Sauerstoffbehandlung oxidiert werden und dadurch elektrisch isolierend gemacht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that separators for electrodes are formed as metallic thick layers, which are oxidized by an oxygen treatment and thereby made electrically insulating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erste Schichten (3), in die Vertiefungen (5) mittels Laserstrahl ausgebildet werden, zur Bildung einer Auskoppel- oder Einkoppelschicht in ihrem optischen Brechungsindex angepasst und/oder darin elektromagnetische Strahlung streuende Partikel eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that first layers ( 3 ), into the depressions ( 5 ) are formed by means of a laser beam, adapted to form a decoupling or coupling-in layer in their optical refractive index and / or electromagnetic radiation-scattering particles are used therein. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mehrschichtsysteme mit optischen Brechungsindexgradienten ausgebildet werden.A method according to claim 8, characterized in that multi-layer systems are formed with optical refractive index gradient. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste(n) Schicht(en) (3) porös ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first layer (s) ( 3 ) are formed porous. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei weitere Schichten (2), die Elektroden bilden, für die Ausbildung eines OLED-Schichtstapels in strukturierter Form ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that more than two further layers ( 2 ), which form electrodes, are formed for the formation of an OLED layer stack in a structured form.
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