DE102019128752A1 - Process for the production of stacked OLEDs - Google Patents
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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.Multi-layer OLED and a method for their production, in which a first OLED layer structure (10), a metallization (11), a second OLED layer structure (12), a metallization (13), an insulation layer (14), a metallization (15), a third OLED layer structure (16) and a metallization (17) are deposited, the entire process being carried out in a single process chamber (29) using a single shadow mask (19) and the shadow mask (19) when the metallizations (13, 15, 17) and the insulation layer (14) are deposited, it is at a vertical distance from the layer below.
Description
Gebiet der TechnikField of technology
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.The invention relates to a method for producing OLEDs in which, in successive process steps, a plurality of OLED layer structures, each of which emits light in a different color, and metallizations are deposited between the OLED layer structures.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine nach dem Verfahren hergestellte Schichtstruktur.The invention also relates to a layer structure produced by the method.
Stand der TechnikState of the art
Die
Die
Die
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.The standard process for the production of OLED screens requires the deposition of a large number of layers. The layers are each deposited in a separate process chamber with a special shadow mask. Here, OLED layer structures with different colors are arranged next to one another. There are also processes in which the OLED layer structures are deposited on top of one another. Each OLED layer structure lies between two metallizations with which the surfaces of the OLED layer structures are electrically conductively connected to contact fields. The contact fields are located on the substrate and are controlled by an electronic functional layer.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von OLEDs anzugeben, das mit einer verminderten Anzahl von Prozesskammern auskommt.The invention is based on the object of specifying a method for producing OLEDs which manages with a reduced number of process chambers.
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.The object is achieved by the invention specified in the claims, the subclaims not only being advantageous developments of the invention specified in the main claim, but also independent solutions to the object.
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:According to the invention, at least some of the multiple coating steps are carried out in only one process chamber of an OVPD reactor. The deposition process is preceded by a preparation of the substrate. Structuring the substrate surface with a large number of emission fields is part of the preparation of the substrate. With the method according to the invention, each emission field receives three OLED layer structures in the treatment steps according to the invention, which are arranged vertically one above the other, with metallizations being arranged between the OLED layer structures. These are formed by optically transparent metal layers. In the context of this disclosure, the term metallization or metal layers is understood to mean a thin layer of electrically conductive material. It is a transparent, electrically conductive layer which, in addition to a composition of metals, can optionally also contain organic components. If necessary, the transparent electrically conductive layer can also contain polymerized organic components. The basic structure of the substrate contains a multiplicity of emission fields, which can each be surrounded by an insulator and are arranged on the substrate in a checkerboard manner. In addition, four contact areas are assigned to each emission field. The emission field can have a rectangular and, in particular, a square shape. The contact surfaces can extend parallel to the edges of the emission field. It can be provided that a first pair of contact surfaces are opposite one another and have a first, small distance from the insulator. It can also be provided that a second pair of contact surfaces are opposite each other, each having a second, greater distance from the insulator or emission field. However, it can also be provided that two contact surfaces are arranged closely adjacent to the insulator or emission field in each case at a corner and two contact surfaces with a large distance from the insulator or emission field are also arranged adjacent to the corner. According to the invention, at least two steps of the following treatment steps are carried out in the same process chamber of an OVPD reactor in direct succession:
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.Application of a first OLED layer structure by feeding an organic vapor generated in at least one first steam generator together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arranging the shadow mask in a second position and applying a first metallization to the first OLED layer structure by feeding a vapor of a metal together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arrange the shadow mask in a third position and apply a second OLED layer structure by feeding an organic vapor generated in at least one second steam generator together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arranging the shadow mask in a fourth position and applying a second metallization to the second OLED layer structure by feeding a vapor of a metal together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arranging the shadow mask in a fifth position and applying an insulation layer to the second metallization by feeding in a vapor condensing on the substrate to form an insulator; Arranging the shadow mask in a sixth position and applying a third metallization to the insulation layer by feeding a vapor of a metal together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arranging the shadow mask in a seventh position and applying a third OLED layer structure by feeding an organic vapor generated in at least one third steam generator together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate; Arranging the shadow mask in an eighth position and applying a fourth metallization to the third OLED layer structure by feeding a vapor of a metal together with a carrier gas into the process chamber and condensing the vapor on the substrate. In the context of the disclosure, a steam generator is considered to be any source that is capable of generating steam, that is to say in particular those sources in which a solid or a liquid is converted into a gas form by heating or by changing other thermodynamic parameters. It is also understood to include such devices in which an aerosol is vaporized by supplying energy.
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.While the OLED layer structures are being cut off, a marginal edge of an opening in the shadow mask, through which the coating material is transported in the direction of the substrate, in particular by diffusion, rests in contact with the underlying layer, for example metallization, or the insulator. The area of the OLED layer structures thus corresponds to the area of the opening of the shadow mask. The opening can be slightly larger than the interior of the emission field bounded by an edge, for example by an insulator. When the OLED layer structures are deposited, the edge of the opening can lie on the surface of the insulator, so that the OLED layer structure extends not only over the emission field but also over a section of the insulator. The positions of the shadow mask when the three OLED layer structures are deposited can be the same, so that the OLED layer structures are deposited vertically one above the other. The OLED layer structures can be deposited in the following order: red, blue, green. When the metallization and / or the insulation layer are deposited, the shadow mask can be lifted off the substrate, so that a gap is created between the edge of the opening of the shadow mask and the layer or insulator underneath. The vapor used to deposit the metallization or the insulation layer can diffuse through this gap under the web of the shadow mask. This results in the deposition of an enlarged area. When the metallization is deposited, the shadow mask is arranged in such a way that the metallization extends over a substantial area of the surface of the OLED layer structure and additionally over a contact area. For this purpose, the shadow mask is preferably displaced diagonally to the edge edges of the emission field, so that two edge edges of the metallization that adjoin one another at corners run approximately along the outer edge of the emission field or the inner edge of the insulator and one edge area of the metallization runs over a contact surface. In a preferred embodiment of the invention, the first metallization connects a contact area, which is slightly spaced apart from the insulator, to the surface of an OLED layer structure. The second metallization, which is deposited on the second OLED layer structure, can also have two edges which are adjacent to one another at a corner and which run approximately on the inner edge of the insulator or the edge of the emission field. An edge region of the metallization rests on a contact surface that is at a short distance from the accumulator or from the emission field. This contact area is connected to the surface of the OLED layer structure. The first metallization forms an electrode for two OLED structures. The first and second OLED layer structures and the first and second metallization are preferably deposited in a single process chamber with the same shadow mask in directly successive process steps. This process step can be followed by the deposition of an insulation layer. This deposition can take place in the same process chamber with the same shadow mask. The insulation layer has a size which is set by the distance of the mask from the substrate, which is sufficiently large to cover the two first and second metallizations, but not the two, in particular opposite, contact surfaces further spaced from the insulator. The distance between these second contact areas from the insulator or from the emission field is greater than the width of the first contact areas which are arranged close to the insulator. In a further sequence of process steps that are carried out in a different process chamber, but preferably in the same process chamber in which the previous process steps have been carried out, first a third metallization, then a third OLED layer structure and then a fourth metallization is deposited on the insulation layer. Here, too, the third and fourth metallizations are deposited in such a way that an edge section of the metallization extends over one of the two exposed contact surfaces. The metallizations can have two edge edges adjoining one another at a corner, which extend along the inner edge of the emission field. The result of the method described above is a layer stack of transparent layers in which red, green and blue light-emitting OLED layer structures are arranged vertically one above the other, each OLED being able to be controlled electrically separately and independently of neighboring OLEDs. For this purpose, two electrodes are provided in each case, which are formed by the metallizations. One metallization forms an anode and another metallization forms a cathode. The electrodes are deposited in such a way that they have electrical contact with control electronics that are formed by the electronic functional layer. A metal source is used to produce the metallization. The OVPD reactor is a vacuum reactor whose gas inlet element can be heated to a vapor temperature of the metal. Vaporized metal can be fed into the process chamber via a carrier gas through the gas inlet element, which can be a showerhead. There the substrate lies on a cooled substrate holder so that the vaporized metal can condense on the substrate and in particular under the openings of the shadow mask. The metal vapor diffuses under the webs of the mask. Before it is brought into the process chamber and placed on the substrate holder, the substrate is structured with a large number of emission fields, each mission field having an electronic functional unit. The latter can be formed by an electronic functional layer. The emission field is surrounded by an insulator. Four contact surfaces are connected to the functional unit, each of which is connected to a metallization. In a first process step, a red OLED layer structure is deposited, the distance between the mask and the substrate being less than 10 μm, preferably 0 μm. The shadow mask is then raised and displaced parallel to the substrate plane and, in particular, diagonally to the legs of the insulator. When the metallization is deposited, the distance from the shadow mask to the substrate can be greater than 10 µm. The next OLED layer structure is deposited directly on the metallization, for this purpose the distance between the disk mask and the substrate is preferably less than 10 μm, preferably 0 μm. The shadow mask is then raised and displaced parallel to the substrate plane and, in particular, diagonally to the legs of the insulator. When the next metallization is deposited, the distance from the shadow mask to the substrate can be greater than 10 µm. The mask is again shifted parallel to the plane of extension of the substrate and raised to a distance of greater than 10 μm, preferably greater than 20 μm and preferably greater than 50 μm. The insulation layer is deposited in this position. The mask is then raised, if necessary, and shifted again in the plane of extent of the substrate. It can be lowered to a distance of greater than 10 µm. Another transparent conductive layer is deposited as a metallization. The mask is then raised, shifted and lowered, if necessary, until the distance between the shadow mask and the substrate is less than 10 μm, preferably 0 μm. The next OLED layer structure is deposited in this spaced position. The mask is then lifted, shifted again and, at a distance of greater than 10 μm, a transparent conductive layer is deposited onto the substrate as a metallization. The metallizations are deposited in such a way that they are electrically isolated from one another. It is considered advantageous if two OLED layer structures share a common contact. The layer thickness of the metallization or the insulation layer can be less in the area in which it lies below the webs of the shadow mask than in the area of the opening of the shadow mask. According to a further aspect of the invention, it is provided that the shadow mask is laterally displaced during the deposition of one of the previously described layers in one of the previously described process steps in such a way that the effective size of the opening of the shadow mask increases. In this way, areas of different sizes can be deposited in an alternative procedure.
FigurenlisteFigure list
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines vorbereiteten Substrates mit einerVielzahl von Emissionsfeldern 2 , -
2 die Draufsicht aufein einzelnes Emissionsfeld 2 mit außerhalb einesdas Emissionsfeld 2 umgebenden Isolators 5 angeordneten Kontaktflächen 6 ,7 ,8 ,9 , -
3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in2 , -
4 den Schnitt gemäß der Linie IV-IV in2 , -
5 eine Darstellung gemäß2 nach dem Abscheiden einer ersten OLED-Schichtstruktur 10 unter Verwendung einer Schattenmaske19 , -
6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in5 , -
7 den Schnitt gemäß Linie VII-VII in5 , -
8 eine Darstellung gemäß5 , jedoch nach Abscheiden einer Metallisierung11 , -
9 den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in8 , -
10 den Schnitt gemäß der Linie X-X in8 , -
11 eine Darstellung gemäß 8 , jedoch nach Abscheiden einer weiteren OLED-Schichtstruktur 12 , -
12 den Schnitt gemäß der Linie XII-XII in11 , -
13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in11 , -
14 eine Darstellung gemäß 11 , jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung13 , -
15 den Schnitt gemäß der Linie XV-XV in14 , -
16 den Schnitt gemäß der Linie XVI-XVI in14 , -
17 eine Darstellung gemäß 14 , jedoch nach Abscheiden einer Isolationsschicht14 , -
18 den Schnitt gemäß der Linie XVIII-XVIII in17 , -
19 den Schnitt gemäß der Linie XIX-XIX in17 , -
20 eine Darstellung gemäß 17 , jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung15 , -
21 den Schnitt gemäß der Linie XXI-XXI in20 , -
22 den Schnitt gemäß der Linie XXII-XXII in20 , -
23 eine Darstellung gemäß 20 , jedoch nach Abscheiden einer weiteren OLED-Schichtstruktur 16 , -
24 den Schnitt gemäß der Linie XXIV-XXIV in23 , -
25 den Schnitt gemäß der Linie XXV-XXV in24 , -
26 eine Darstellung gemäß23 , jedoch nach Abscheiden einer weiteren Metallisierung17 , -
27 den Schnitt gemäß der Linie XXVII-XXVII in26 , -
28 den Schnitt gemäß der Linie XXVIII-XXVIII in26 und -
29 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
-
1 schematically a plan view of a section of a prepared substrate with a plurality ofemission fields 2 , -
2 the top view of asingle emission field 2 with outside one theemission field 2 surroundingisolator 5 arranged contact surfaces6th ,7th ,8th ,9 , -
3 the section along the line III-III in2 , -
4th the section along the line IV-IV in2 , -
5 a representation according to2 after the deposition of a firstOLED layer structure 10 using a shadow mask19th , -
6th the section along the line VI-VI in5 , -
7th the section along line VII-VII in5 , -
8th a representation according to5 , but after a metallization has been deposited11 , -
9 the section along the line IX-IX in8th , -
10 the section along the line XX in8th , -
11 a representation according to8th , but after depositing another OLED layer structure12th , -
12th the section along the line XII-XII in11 , -
13th the section along the line XIII-XIII in11 , -
14th a representation according to11 , but after a further metallization has been deposited13th , -
15th the section along the line XV-XV in14th , -
16 the section along the line XVI-XVI in14th , -
17th a representation according to14th , but after the deposition of an insulation layer14th , -
18th the section along the line XVIII-XVIII in17th , -
19th the section along the line XIX-XIX in17th , -
20th a representation according to17th , but after a further metallization has been deposited15th , -
21 the section along the line XXI-XXI in20th , -
22nd the section along the line XXII-XXII in20th , -
23 a representation according to20th , but after depositing anotherOLED layer structure 16 , -
24 the section along the line XXIV-XXIV in23 , -
25th the section along the line XXV-XXV in24 , -
26th a representation according to23 , but after a further metallization has been deposited17th , -
27 the section along the line XXVII-XXVII in26th , -
28 the section along the line XXVIII-XXVIII in26th and -
29 schematically an apparatus for carrying out the method.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Die
Der in der
Bei der Durchführung des Verfahrens wird in die Prozesskammer
Die Schnittdarstellungen der
In einem ersten Prozessschritt wird das vorbereitete Substrat
Von einem Dampferzeuger
Die
In dieser Position der Maske wird ein metallischer Dampf aus der Metallquelle
Die
Die zuvor abgeschiedene leitende Schicht
Die
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
Die
Die
Die
Die
Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Emissionsfeld
Die Größe der Flächen der abgeschiedenen Schichten ist voneinander verschieden. Die OLED-Schichtstrukturen
Um diese Flächenverhältnisse zu erzielen, ist der Abstand
In den Figuren besitzt die Maske
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:The above explanations serve to explain the inventions covered by the application as a whole, which also develop the state of the art independently at least through the following combinations of features, whereby two, more or all of these combinations of features can also be combined, namely:
Ein Verfahren, das gekennzeichnet ist durch Anordnen der Schattenmaske
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Randkante
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Randkante
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste OLED-Schichtstruktur
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
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schattenmaske
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest das Abscheiden der ersten OLED-Schichtstruktur
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass sämtliche Behandlungsschritte unmittelbar aufeinanderfolgend in einer einzigen Prozesskammer
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Substrat
Eine Schichtstruktur, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktflächen
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kontaktflächen
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.All the features disclosed are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the application hereby also includes the full content of the disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the previous application), also for the purpose of including features of these documents in the claims of the present application. The subclaims characterize, even without the features of a referenced claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to make divisional applications on the basis of these claims. The one in every claim The specified invention can additionally have one or more of the features provided in the above description, in particular provided with reference numerals and / or indicated in the list of reference numerals. The invention also relates to design forms in which some of the features mentioned in the above description are not implemented, in particular insofar as they are recognizable for the respective purpose or can be replaced by other technically equivalent means.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SubstratSubstrate
- 22
- EmissionsfeldEmission field
- 33
- elektronische Funktionsschichtelectronic functional layer
- 44th
- Anodeanode
- 55
- Isolatorinsulator
- 66th
- KontaktflächeContact area
- 77th
- KontaktflächeContact area
- 88th
- KontaktflächeContact area
- 99
- KontaktflächeContact area
- 1010
- rote OLEDred OLED
- 1111
- MetallisierungMetallization
- 1212th
- blaue OLEDblue OLED
- 1313th
- MetallisierungMetallization
- 1414th
- IsolationsschichtInsulation layer
- 1515th
- MetallisierungMetallization
- 1616
- grüne OLEDgreen OLED
- 1717th
- MetallisierungMetallization
- 1818th
- Spaltgap
- 1919th
- SchattenmaskeShadow mask
- 2020th
- Öffnungopening
- 2121
- Randedge
- 2929
- ProzesskammerProcess chamber
- 3030th
- Gehäusecasing
- 3131
- SubstrathalterSubstrate holder
- 3232
- KühlkanalCooling duct
- 3333
- GaseinlassorganGas inlet element
- 3434
- Gasaustrittsfläche Gas outlet surface
- 3535
- Gasaustrittsöffnung/OVPD-ReaktorGas outlet opening / OVPD reactor
- 3636
- ZuleitungSupply line
- 3737
- MetallquelleMetal source
- 3838
- VerdampferEvaporator
- 3939
- AerosolerzeugerAerosol generator
- 4040
- DampferzeugerSteam generator
- 4141
- GaszuleitungGas supply line
- 4242
- GaszuleitungGas supply line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 10212923 A1 [0003, 0013]DE 10212923 A1 [0003, 0013]
- DE 102014102191 B4 [0004]DE 102014102191 B4 [0004]
- US 2018/0019441 A1 [0005]US 2018/0019441 A1 [0005]
Claims (14)
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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PCT/EP2020/079183 WO2021078643A1 (en) | 2019-10-24 | 2020-10-16 | Method for producing oleds stacked one above the other |
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