DE19715048A1

DE19715048A1 - Verfahren zum Strukturieren von transparenten, leitfähigen Schichten

Info

Publication number: DE19715048A1
Application number: DE19715048A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Grothe; Martin Dr Hueppauff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: WO1998047183A1; DE19715048C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren einer Schicht aus einem transparenten oder semitransparenten, elektrisch leitfähigen oxidischen Material (im folgenden leitende transparente Schicht = LT-Schicht), die auf einem isolierenden Material aufgebracht ist.

Solche strukturierten LT-Schichten finden sich beispielsweise als Elektroden in Systemen, wie Displays, Solarzellen und elektrochromen Fenstern. Zu den Displays gehören u. a. Anordnungen, die unter Anlegung einer elektrischen Spannung und unter Stromfluß Licht aussenden. Sie sind unter der Bezeichnung "Leuchtdioden" (LED = light emitting diode) seit langem in der Technik bekannt. Bei einem solchen elektrolumineszierenden (EL) System kommt die Emission von Licht dadurch zustande, daß bei angelegter elektrischer Spannung positive Ladungsträger (Löcher) und negative Ladungsträger (Elektronen) unter Aussen dung von Licht rekombinieren. Die in der Technik gebräuchlichen LEDs bestehen aus anorganischen Halbleitermaterialien. Seit einigen Jahren sind auch EL-Anordnungen bekannt, wie organi sche LEDs (im folgenden o-LEDs), in denen die Ladungstransport verbindungen organische Materialien sind. Unter Ladungstrans portverbindungen versteht man in diesem Zusammenhang Verbin dungen, die in irgendeiner Weise Ladungen (Löcher und/oder Elektronen) transportieren. Darunter fallen auch Verbindungen, die Bestandteil der Emitterschicht sind, d. h. photolumineszie ren, wie beispielsweise Fluoreszenzfarbstoffe. Im Prinzip kann man als Ladungstransportverbindungen in o-LEDs beispielsweise alle Substanzen verwenden, die als Photoleiter aus der Elektro photographie bekannt sind. Einen guten Überblick über die Substanzklassen geben beispielsweise die EP-A-386615, die US-A-4539507, die US-A-4720432 und die US-A-4769292. Die o-LEDs enthalten im allgemeinsten Fall eine auf dem Substrat auflie gende LT-Schicht als Basiselektrode (Anode) und eine Topelek trode (Kathode) und zwischen den Elektroden eine oder mehrere dünne Schichten aus organischen Ladungstransportverbindungen. Bevorzugt sind dabei niedermolekulare Substanzen, welche beispielsweise im Vakuum aufgedampft werden können. Eine o-LED mit nur einer Schicht aus einer Ladungstransportverbindung, die auf Poly-(p-phenylenvinylen) basiert, ist in der WO 9013148 beschrieben.

Als Substrat der o-LEDs wird vielfach ein Glas eingesetzt, das mit Indium-Zinnoxid (im folgenden ITO) beschichtet ist. Die ITO-Beschichtung muß für die Herstellung von Anzeigen bzw. Displays strukturiert werden.

Zum Strukturieren werden in der Regel photolithographische Ver fahren eingesetzt. Diese sind sehr gut beherrschbar und liefern zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse. Jedoch verläuft ein photolithographischer Prozeß über mehrere Stufen, erfordert den Einsatz von teuren Geräten und benötigt u. a. umweltschäd liche Chemikalien, die teuer sind und bei der Entsorgung Prob leme verursachen können. Die photolithographische Strukturie rung muß vor der weiteren Beschichtung durchgeführt werden.

Vorteile der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung strukturierter, transparenter oder semitrans parenter, elektrisch leitfähiger oxidischer Schichten auf isolierenden transparenten Substraten anzugeben, das zuverläs sige Ergebnisse liefert, mit vergleichsweise geringem appara tivem Aufwand auskommt und kostengünstig und umweltfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentan spruchs 1 gelöst.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich das Material der LT-Schicht gezielt und zuverlässig selektiv entfernen, so daß elektrisch leitende Brücken zwischen Bereichen, die getrennt werden sollen, mit Sicherheit ausgeschlossen werden können. Das Verfahren benötigt keine Lösungsmittel. Außerdem sind bei fest eingestellten Herstellungsparametern die Dimensionen der erzeugten Gräben innerhalb enger Toleranzen konstant. Bei dem Verfahren bleibt kein chemisch verändertes Material zurück, das die Reproduzierbarkeit der Strukturierung und die Transparenz der LT-Schicht beeinträchtigt und die folgenden Verfahrensschritte erschwert. Der Weg der Nadel läßt sich mit den heute zur Verfügung stehenden Steuerungsmöglich keiten mit geringem Aufwand genau steuern und das mit relativ großer Verschiebegeschwindigkeit. Die zum Verdampfen verwendete Vorrichtung ist einfach zu warten.

Günstige Dicken der LT-Schicht liegen bei den meisten Anwen dungen zwischen etwa 10 und etwa 800 nm, bevorzugt zwischen etwa 25 und etwa 500 nm und besonders bevorzugt zwischen etwa 80 und etwa 150 nm, und Schichten, deren Dicken innerhalb der genannten Bereiche liegen, sind auch im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Strukturierung sehr günstig.

In vorteilhafter Weise läßt sich die Breite des Grabens über die angelegte Spannung, die Verschiebegeschwindigkeit der Nadel und den Krümmungsradius der Nadel in weiten Grenzen steuern, ohne daß man Verschlechterungen der vorteilhaften Eigenschaften der LT-Schicht in Kauf nehmen muß. Die erzeugten Breiten des Grabens liegen bevorzugt im Bereich zwischen etwa 10 und etwa 500 µm und noch bevorzugter im Bereich zwischen etwa 50 und etwa 200 µm. Dabei wird bevorzugt mit einer Nadel gearbeitet, deren Spitze einen Krümmungsradius zwischen etwa 20 und etwa 500 µm hat.

Um auszuschließen, daß eine Wulstbildung am Grabenrand zu Kurzschlüssen beispielsweise mit einer der LT-Schicht gegenüber liegenden Elektrode führt, ist es vorteilhaft, mindestens die Ränder der Gräben mit einem nach dem Brennen aufgebrachten isolierenden Material abzudecken und, noch vorteilhafter, zusätzlich den Graben mit dem Material zu füllen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in vorteilhafter Weise auch dann durchführen, wenn die LT-Schicht vor der Strukturierung mit mindestens einer Schicht aus einem halbleitenden organischen Material (im folgenden halbleitende organische Schicht = HLO-Schicht), wie einer Schicht aus einer Ladungstransportverbindung, abgedeckt worden ist. Dies hat den großen Vorteil, daß man auf Vorrat ein mit der LT-Schicht und mindestens einer HLO-Schicht beschichtetes Substrat, z. B. in Form eines Bandes, durch Bedampfen oder Aufgießen herstellen kann und erst bei Bedarf das Substrat in eine gewünschte Form bringt und die LT-Schicht individuell strukturiert. Diese Vorgehensweise ist nicht möglich, wenn photolithographisch strukturiert wird, weil die dabei erforderlichen Lösungsmittel HLO-Schichten angreifen. Die mindestens eine HLO-Schicht wird für bevorzugte Anwendungen in einer Gesamtdicke zwischen etwa 20 und etwa 300 nm und besonders bevorzugt zwischen etwa 50 und etwa 150 nm aufgebracht. Schichten dieser Dicke können leicht mit der Nadel durchgeritzt werden, so daß der Kontakt zwischen der Nadel und der LT-Schicht ohne weiteres erzeugt werden kann. Vertreter von transparenten und leitfähigen oxidischen Materia lien, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft strukturiert werden können, finden sich unter Metall- und Halb metalloxiden bzw. gemischten Oxiden. Unter diesen sind Materia lien aus der Gruppe ITO, Galliumindiumoxid, dotiertes Zinnoxid und dotiertes Zinkoxid wegen ihrer günstigen elektrischen Ei genschaften besonders bevorzugt, wobei sich als Dotier material Chlor besonders bewährt hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich vorteilhaft bei der Herstellung von Systemen einsetzen, die mindestens eine selektiv ansteuerbare Elektrode aus einem transparenten oder semitransparenten, leitfähigen oxidischen Material aufweisen. Vertreter solcher Systeme, die große technische Bedeutung haben, sind Displays, Solarzellen, elektrochrome Fenster und Elektroden in beheizten Fenstern.

Bei Displays und Solarzellen sind auf der als Basiselektrode dienenden LT-Schicht mindestens eine HLO-Schicht mit Ladungs transporteigenschaften aufgebracht. Solche HLO-Schichten lassen sich mit der Nadel leicht durchritzen. Deshalb können sie, wenn das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, vor dem Struk turieren aufgebracht werden, d. h. die aus dem Substrat, der LT-Schicht und der mindestens einen HLO-Schicht bestehende Ausgangsanordnung kann in vorteilhafter Weise auf Vorrat herge stellt werden.

Bei der Herstellung, beispielsweise eines Displays, geht man bevorzugt so vor, daß auf einem transparenten, isolierenden Substrat die LT-Schicht und darauf mindestens einer HLO-Schicht mit Ladungstransporteigenschaften aufgebracht werden, daß die LT-Schicht entsprechend einem festgelegten Muster strukturiert wird, daß mindestens die Ränder des hergestellten Grabens in der LT-Schicht mit einem isolierenden Material abgedeckt wer den, und daß auf der HLO-Schicht eine Topelektrode aufgebracht wird. In vorteilhafter Weise kann man bei der Bildung der Topelektrode so vorgehen, daß man sie aus einem transparenten oder semitransparenten, leitenden oxidischen Material herstellt und vor oder nach dem Aufbringen - wie bei der Basiselektrode beschrieben - strukturiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von durch die Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Zeichnung

Sie zeigt in der Fig. 1 in schematischer Querschnitts darstellung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfin dungsgemäßen Verfahrens, in den Fig. 2a bis 2c in schematischer Querschnittsdarstellung eine mittels einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Anordnung in drei Stadien der Herstellung und in den Fig. 3a bis 3dc in schematischer Querschnittsdarstellung eine mittels einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Anordnung in vier Stadien der Herstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Herstellung von zwei Anordnungen beschrieben. Die eine Anordnung besteht aus einem Glassubstrat auf dem eine LT-Schicht aufgebracht ist. Die andere Anordnung weist auch ein Glassubstrat und darauf eine LT-Schicht auf, aber darauf ist zusätzlich eine HLO-Schicht aus einem Dimeren von Triphenylamin (im folgenden TPD) und darüber eine HLO-Schicht aus Aluminium-tris-(8-hydroxychinolat) (im folgenden Alq₃) aufgebracht. Solche Schichtfolgen sind beispielsweise in o-LEDs vorhanden. Es sei aber klargestellt, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren zwar besonders vorteilhaft bei der Herstellung der genannten Anordnungen anwenden läßt, jedoch diese Anordnungen nur beispielhaft genannt sind, und das Verfahren sich sowohl bezüglich der angewandten Materialien und der durchgeführten Verfahrens schritte als auch bezüglich der herzustellenden Anordnungen und deren Schichtaufbau vielfältig variieren läßt.

Die Herstellung der beiden Anordnungen läßt sich beispielsweise mit der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 durchführen. Sie weist eine Gleichspannungsquelle 5 auf, welche einerseits mit einer Nadel 4 und andererseits mit einer auf einem Glassubstrat 3 aufgebrachten LT-Schicht 2 leitend verbunden ist. Beim Strukturieren wird zwischen die Nadel 4 und die LT-Schicht 2 eine Spannung gelegt, die je nach der Form der Nadel, d. h. dem Krümmungsradius ihrer Spitze, und der geforderten Breite der Musterelemente, die in die LT-Schicht 2 eingebracht werden sollen, zwischen wenigen Volt und etwa 50 Volt liegt. Die benötigten Ströme liegen wiederum je nach der Nadelform typischerweise zwischen einigen Milliampere und wenigen Ampere. Die Nadelspitze ist so zur LT-Schicht justiert, daß sie die Schicht kontaktiert und Strom fließen kann. Damit die Nadel 4 auf einen festen Abstand zum Substrat eingestellt werden kann, steckt sie in einer Halterung 6, in der die Nadel kontrolliert vertikal verschoben werden kann. Die Halterung 6 ist ihrerseits an einem Schlitten 7 befestigt. Dieser ruht verschiebbar auf der oberen Oberfläche einer Unterlage 7a, wobei die genannte Oberfläche parallel zur Substratoberfläche ausgerichtet ist. Mittels des Schlittens läßt sich die Nadel manuell oder programmgesteuert unter Beibehaltung ihres Abstands zum Glassubstrat entsprechend dem gewünschten Muster über die LT-Schicht verschieben, wobei entlang des von der Nadel zurückge legten Wegs das Schichtmaterial selektiv verdampft wird.

Den Mechanismus des Verfahrens kann man sich folgendermaßen vorstellen: Aufgrund der hohen lokalen Stromdichte schmilzt oder reißt die LT-Schicht in der unmittelbaren Umgebung der Nadelspitze. Dadurch wird der Stromfluß kurzzeitig unterbrochen und es bildet sich ein Plasma aus. Das nun brennende Plasma verdampft in der weiteren Umgebung der Nadelspitze ringförmig das Material der LT-Schicht 2. Das Plasma erlischt in Abhängig keit von der Stärke des lokalen elektrischen Felds, d. h. von der angelegten Spannung und der Form der Nadelspitze, und läßt einen Bereich zurück, in dem die LT-Schicht entfernt ist. Je niedriger die Spannung ist, desto kleiner ist der Durchmesser des Kreises um die Nadelspitze, aus der das Schichtmaterial verdampft wird. Nach dem Verlöschen des Plasmas erreicht die weiterbewegte Nadelspitze unverändertes Schichtmaterial, kon taktiert dieses, so daß wieder Strom fließen kann, was wieder ein Reißen oder Schmelzen des Schichtmaterials verursacht, wodurch der Stromfluß unterbrochen wird und sich das Plasma ausbildet, usw. Indem sich die geschilderte Abfolge viele Male wiederholt, wird das gewünschte Muster erzeugt. Mit der erfin dungsgemäßen Strukturierungsmethode können Gräben in der LT-Schicht erzeugt werden, deren Breite zwischen etwa 10 und etwa 500 µm liegen.

In der Fig. 2a ist das Glassubstrat 3 gezeigt, auf dem die LT-Schicht 2 aufgebracht ist. Die LT-Schicht besteht aus ITO, chlordotiertem Zinnoxid, chlordotiertem Zinkoxid oder anderen leitfähigen Metalloxiden. Die Nadel 4 kontaktiert mit ihrer Spitze 8 die Oberfläche der LT-Schicht 2. Wird die Nadel 4 über die Oberfläche der LT-Schicht 2 entsprechend einem gewünschten Muster bewegt, wobei zwischen der LT-Schicht 2 und der Nadel 4 eine Spannung liegt, so wird das Material der LT-Schicht 2, wie es oben beschrieben ist, entlang des von der Nadel zurückge legten Wegs verdampft. Es entsteht dabei ein Graben 9, wie er in der Fig. 2b gezeigt ist, in welchem die Oberfläche des Glas substrats 3 freiliegt. Damit sind die grundlegenden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt.

Es kann nicht völlig ausgeschlossen werden, daß sich entlang den Grabenrändern ein Wulst 10 bildet. Wird, wie beispielsweise bei o-LEDs, auf der hergestellten Anordnung mindestens eine dünne HLO-Schicht mit Ladungstransporteigenschaften und darüber eine weitere leitende Schicht (Topelektrode) abgeschieden, empfiehlt es sich, um einen Kurzschluß zwischen den beiden leitenden Schichten mit Sicherheit auszuschließen, die Gräben in der Weise mit einem isolierenden Material 11 zu füllen, daß die Wülste vollständig mit ihm bedeckt sind. Die Anordnung nach dem Einfüllen des Materials 11 zeigt die Fig. 2c. Vorteilhaft sind als Material 11 organische Materialien, die beim Einfüllen fließfähig sind, d. h. entweder mit einem flüchtigen Lösungs mittel verdünnt sind, oder aus einem nicht gehärteten Polymer bestehen, und anschließend verfestigt werden. Das Material 11 kann entweder unmittelbar nach dem Verdampfen des Materials der LT-Schicht eingefüllt werden, indem eine Nadel 4 verwendet wird, aus der der Vorläufer des Materials 11 aus fließen kann, oder in einem separaten Arbeitsgang eingefüllt werden, bei dem die Einfüllvorrichtung denselben Weg entlangbewegt wird, den zuvor die Nadel 4 zurückgelegt hat.

Soll die hergestellte Anordnung zu einer o-LED weiterverar beitet werden, dann muß nach dem Herstellen der Gräben 9 und dem Füllen derselben mit Isoliermaterial noch mindestens eine HLO-Schicht mit Ladungstransporteigenschaften,beispielsweise eine Alq₃- und eine TPD-Schicht, bevorzugt durch Verdam pfen - und dann die Topelektrode aufgebracht werden, die entweder metallisch ist, und beispielsweise aus MgAg besteht, oder aus einem leitfähigen, transparenten oder semitransparenten Mate rial gebildet wird, das entweder ohne Struktur ist und bleibt oder mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens entweder vor oder nach dem Aufbringen auf die HLO-Schicht strukturiert wird. Außerdem kann die Topelektrode durch eine Maske hindurch aufgedampft werden.

Bei der in der Fig. 3a gezeigten Anordnung ist eine HLO-Schicht 12 mit Ladungstransporteigenschaften bereits vor dem Struktu rieren der LT-Schicht 2 auf diese aufgebracht worden. Die HLO-Schicht 12, die auch aus zwei oder mehr Schichten mit einer Gesamtdicke zwischen etwa 20 und etwa 300 nm bestehen kann, verhindert nicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah rens. Es ist lediglich erforderlich, die HLO-Schicht 12 mit der Nadel 4 zu ritzen, um, wie es die Fig. 3b zeigt, den elektri schen Kontakt zwischen der Nadelspitze 6 und der LT-Schicht 2 herzustellen. Dazu genügt es den Abstand zwischen der Nadel spitze 8 und dem Substrat 3 so einzustellen, daß - wie beim vorangehenden Ausführungsbeispiel - die Nadelspitze 8 die LT-Schicht 2 berührt. Dann werden - ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel - Gräben 15 und 9 erzeugt, die - wie es die Fig. 3b zeigt - durch die HLO-Schicht 12 bzw. die LT-Schicht 2 hindurchgehen, wobei die Grabenbreite in den beiden Schichten unterschiedlich sein kann. Anschließend werden die Gräben so hoch mit dem Material 11 bedeckt, daß es etwas über die Ober fläche der HLO-Schicht 12 hinausragt (s. Fig. 3d), d. h. so hoch, daß etwaige Wülste aus dem Material der LT-Schicht in jedem Fall bedeckt sind. Bei der Herstellung - beispielsweise - einer o-LED wird anschließend eine Topelektrode aufgebracht.

Ein wesentlicher Unterschied existiert also zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel: Während beim ersten Beispiel die Strukturierung der LT-Schicht vor dem Aufbringen weiterer Schichten erfolgt, wird sie im zweiten Ausführungsbei spiel nach dem Aufbringen der mindestens einen HLO-Schicht durchgeführt. Das eröffnet die Möglichkeit, eine Anordnung, wie sie die Fig. 3a zeigt, auf Vorrat herzustellen, zu lagern, zu vermarkten und sie erst bei Bedarf je nach der beabsichtigten Anwendung individuell zu strukturieren. Dies bringt einen beachtlichen Rationalisierungseffekt gegenüber dem beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführten Verfahrensablauf.

Wie betont ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen einsetzbar. Die bei diesen hergestellten Anordnungen eignen sich insbesondere als Vorstufen für Displays, wie o-LEDs, und Solarzellen. Der Anwendungsbereich ist aber noch viel größer, weil das Verfahren sich auch beim Herstellen von Strukturen einsetzen läßt, bei den auf der LT-Schicht aufgebrachte HLO-Schichten nicht photo leitend sind. Beispielsweise läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Herstellung von elektrochromen Fenstern einsetzen. Eine zusätzliche Erweiterung des Anwendungsbereich ist dadurch möglich, daß die Breiten der erzeugten Gräben und die Dicken sowohl der transparenten Schicht als auch von auf dieser aufgebrachten Schichten innerhalb großer Bereiche variiert werden können. Darüber hinaus kann man mit dem Verfahren in vorteilhafter Weise auch Elektroden aus leitfähi gen Oxidmaterialien für beheizte Fenster strukturieren.

Zur weiteren Veranschaulichung wird das erfindungsgemäße Verfahren noch anhand von zwei speziellen Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Im Beispiel 1 wurde die anhand der Fig. 2a bis 2c veranschaulichte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt.

Auf einem 1 mm dicken quadratischen Glassubstrat mit 5 cm Kantenlänge wurde eine 90 nm dicke ITO-Schicht aufgebracht. Die Struktur wurde in eine Vorrichtung eingebracht, wie sie die Fig. 1 zeigt, und mit der Nadel kontaktiert (s. Fig. 2a). Die Nadelspitze hatte einen Krümmungsradius von etwa 50 µm. Zwischen die Nadel und ITO-Schicht wurde eine Spannung von 25 Volt gelegt, während die Nadel mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min. programmgesteuert über die Oberfläche der ITO-Schicht bewegt wurde. Dabei wurde das transparente Material selektiv verdampft und ein Graben erzeugt (s. Fig. 2b).

Der Graben hatte eine Breite von 150 µm. Wulstbildung wurde an einigen Stellen beobachtet. Die Wülste waren aber so klein (< 10 nm), daß im Schliffbild die Höhe nicht genau bestimmt werden konnte. Auch unter einem Lichtmikroskop (200×) konnten keine Brücken aus dem ITO zwischen einander gegenüberliegenden Grabenwänden festgestellt werden. Dieses Ergebnis wurde durch elektrische Messungen an der aus der Schichtanordnung erzeugten o-LED bestätigt.

Der Graben wurde mit Polystyrol aus einer Lösung aufgefüllt (s. Fig. 2c). Anschließend wurden als HLO-Schicht eine 40 nm dicke Schicht aus TPD und eine 40 nm dicke Schicht aus Alq₃ im Vakuum bei einem Druck von 10^-6 mb aufgedampft und schließlich wurde eine 250 nm dicke Topelektrode aus MgAg aufgedampft, die nicht strukturiert wurde. In der so hergestellten o-LED war die ITO-Schicht die Basiselektrode.

Beispiel 2

Im Beispiel 2 wurde die anhand der Fig. 3a bis 3d veranschau lichte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt.

Wie im Beispiel 1 wurde auch beim Beispiel 2 eine auf einem Glassubstrat aufliegende o-LED mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Außer daß als Material für die LT-Schicht chlordotiertes Zinnoxid verwendet wurde und nur eine, 130 nm dicke, auf Poly-(p-phenylenvinylen) basierende HLO-Schicht mit Ladungstransporteigenschaften mittels Spin-Coatings aufgeschleudert wurde, wurden dieselben Materialien in denselben Dicken eingesetzt und beim Strukturieren bei denselben Betriebsbedingungen gearbeitet wie beim Beispiel 1.

Unterschiedlich zum Beispiel 1 war beim Beispiel 2 außerdem, daß von einer auf Vorrat hergestellten Schichtstruktur ausge gangen wurde, auf der die HLO-Schicht bereits aufgebracht war (s. Fig. 3a).

Aus der Schichtstruktur wurde eine quadratische Platte mit einer Kantenlänge von 5 cm heraus geschnitten und in eine Vorrichtung eingebracht, wie sie die Fig. 1 zeigt. Die LT-Schicht wurde mit der Nadel kontaktiert, indem die HLO-Schicht durchgeritzt wurde(s. Fig. 3b). Anschließend wurde die HLO-Schicht und die LT-Schicht entsprechend einem gewünschten Muster unter Bildung eines Grabens strukturiert, der sich in vertikaler Richtung durch die HLO-Schicht und die LT-Schicht bis zum Substrat erstreckte (s. Fig. 3c).

Der Graben hatte in der HLO-Schicht eine Breite von etwa 180 nm und in der LT-Schicht eine Breite von 150 µm. Wulstbildung aus dem Material der LT-Schicht wurde an einigen Stellen beobach tet. Aber auch beim Beispiel 2 waren die Wülste so klein (< 10 nm), daß im Schliffbild die Höhe nicht genau bestimmt werden konnte. Auch unter einem Lichtmikroskop (200×) konnten keine Verbindungen aus dem transparenten Material zwischen einander gegenüberliegenden Grabenwänden festgestellt werden. Dieses Ergebnis wurde durch elektrische Messungen an der aus der Schichtanordnung erzeugten o-LED bestätigt.

Der Graben wurde mit Polystyrol aus einer Lösung aufgefüllt, wobei die obere Oberfläche der Füllung geringfügig über die Oberfläche der HLO-Schicht hinausragte (s. Fig. 3d). Die dann vorliegende Struktur wurde mit einer 200 nm dicken Topelektrode aus ITO kontaktiert, die im Prinzip wie die SnO_x-Schicht strukturiert wurde. In der so hergestellten o-LED diente die SnO_x-Schicht als Basiselektrode.

Claims

1. Verfahren zum Strukturieren einer Schicht aus einem transpa renten oder semitransparenten, elektrisch leitfähigen oxidischen Material (im folgenden leitende transparente Schicht), die auf einem transparenten nichtleitenden Substrat aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende transparente Schicht mit der Spitze einer Nadel kontaktiert wird, daß eine Spannung zwischen die leitende transparente Schicht und die Nadel gelegt wird, daß die Nadelspitze entlang der Schichtoberfläche entsprechend einem festgelegten Muster geführt wird und dabei ein Graben in die leitende transparente Schicht eingebracht wird, in dem das Substrat freiliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende transparente Schicht zwischen etwa 10 und etwa 800 nm und bevorzugt zwischen etwa 80 und 150 nm dick gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Grabens durch die angelegte Spannung, die Form der Nadelspitze und die Verschiebegeschwindigkeit der Nadel gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß mit einer Nadel gearbeitet wird, deren Spitze einen Krümmungsradius zwischen etwa 20 und etwa 500 µm hat.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Graben zwischen etwa 10 und 500 µm und besonders bevorzugt zwischen etwa 50 und etwa 200 µm breit gemacht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum mindesten die Ränder des Grabens mit einem isolierenden Material abgedeckt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu sätzlich der Graben mit dem isolierenden Material gefüllt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende transparente Schicht vor dem Strukturieren mit mindestens einer höchstens halbleitenden organischen Schicht abgedeckt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine höchstens halbleitende organische Schicht in einer Gesamtdicke zwischen etwa 20 und etwa 300 nm und bevorzugt zwischen etwa 80 und etwa 150 nm aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der leitenden transparenten Schicht unter Metalloxiden, Halbmetalloxiden bzw. gemischten Oxiden ausgewählt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der leitenden transparenten Schicht aus der Gruppe Indiumzinnoxid, Galliumindiumoxid, dotiertes Zinnoxid und dotiertes Zinkoxid ausgewählt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotierungsmaterial Chlor verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der Herstellung von Systemen, die mindestens eine selektiv ansteuerbare Elektrode aus einem transparenten oder semitransparenten, elektrisch leitfähigen oxidischen Material aufweisen.

14. Verfahren nach Anspruch 13 gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der Herstellung von Displays, Solarzellen, elektrochromen Fenstern oder Elektroden in beheizten Fenstern.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als mindestens eine höchstens halbleitende organische Schicht eine aus einer halbleitenden Ladungstrans portverbindung bestehende Schicht aufgebracht wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem transparenten, isolierenden Substrat die leitende transparente Schicht und darauf die mindestens eine höchstens halbleitende organische Schicht aufgebracht werden, daß die leitende transparente Schicht und die mindestens eine höchstens halbleitende organische Schicht gemäß einem festgelegten Muster strukturiert werden, daß mindestens die Ränder des in der leitenden transparenten Schicht hergestellten Grabens mit dem isolierenden Material abgedeckt werden, und daß auf der obersten höchstens halblei tenden organischen Schicht eine Topelektrode aufgebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Topelektrode aus einem transparenten oder semitranspa renten, elektrisch leitfähigen Material hergestellt und vor oder nach dem Aufbringen - wie bei der leitenden transparenten Schicht beschrieben - mit der Nadel strukturiert wird.