DE60129514T2

DE60129514T2 - Organische Electrolumineszenzvorrichtung mit zusätzlichem Kathodenbusleiter

Info

Publication number: DE60129514T2
Application number: DE60129514T
Authority: DE
Inventors: Steven A. Rochester Van Slyke
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Global OLED Technology LLC
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: KR20020023653A; TW521535B; EP1191593B1; CN1184858C; US6626721B1; EP1191593A3; DE60129514D1; EP1191593A2; JP2002117975A; CN1347266A; KR100798175B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein organische Elektrolumineszenzvorrichtungen (EL-Vorrichtungen) und insbesondere organische EL-Vorrichtungen mit einem zusätzlichen Kathodenbusleiter und über dem Kathodenbusleiter ausgebildeten Kontaktstrukturen, die einen elektrischen Kontakt zwischen einer lichtdurchlässigen Kathode und dem Busleiter bereitstellen.
Organische EL-Passivmatrixvorrichtungen werden durch Übereinanderlegen organischer EL-Schichten zwischen strukturierten Anoden und rechtwinklig ausgerichteten Kathoden hergestellt. In einer herkömmlichen, pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung sind lichtdurchlässige Anoden, beispielsweise Indiumzinnoxidanoden (ITO), auf einem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet, beispielsweise auf einem Glassubstrat. Organische EL-Materialschichten werden über den Anoden und dem Substrat abgeschieden, und eine oder mehrere Kathoden werden über den EL-Materialschichten abgeschieden.
Solche herkömmlichen EL-Passivmatrixvorrichtungen werden durch Anlegen eines elektrischen Potenzials (auch als Treiberspannung bezeichnet) zwischen einer einzelne Zeile (Kathode) und einer einzelnen Spalte (Anode) betrieben. Wenn die Kathode in Bezug zu der Anode negativ vorgespannt ist, wird Licht aus einem Pixel, der durch einen Überlagerungsbereich der Kathode und der Anode bestimmt ist, abgestrahlt, wobei das abgestrahlte Licht den Betrachter durch die Anode und das Substrat erreicht.
Um eine Nachricht oder ein Bild mit der herkömmlichen Vorrichtung anzuzeigen, müssen alle Zeilen (Kathoden) innerhalb einer Teilbildzeit aktiviert oder einzeln adressiert werden, die so gewählt ist, dass sie kürzer als die Ansprechreaktion des menschlichen Auges ist, um die Wahrnehmung eines flimmernden Displays zu vermeiden. Jede einzelne Zeile (Kathode) wird für einen Bruchteil der Teilbildzeit aktiviert (1/Nr. der Zeilen). Die Pixel innerhalb einer Zeile müssen demnach so betrieben oder angesteuert werden, dass sie eine Helligkeit des abgestrahten Lichts (Luminanz) erzeugen, die ein Produkt der Anzahl der Kathodenzeilen und ein mittlerer Wert der angezeigten Luminanz ist. Somit ist eine relativ hohe Momentanluminanz für jedes Pixel in einer Zeile erforderlich, was wiederum relativ dicke (typischerweise 0,15 bis 0,3 μm) Kathoden erfordert, um den Treiberstrom I zu und von den Kathoden zu leiten, ohne dass die Treiberspannung entlang der Länge einer Kathode übermäßig abfällt. Solche relativ dicken Kathoden sind optisch opak, was eine Lichtemission durch derartige Kathoden ausschließt.
Anders gesagt, wenn Lichtemission durch Kathoden in einer organischen EL-Passivmatrixvorrichtung erwünscht ist, müssen metallische Kathoden ausreichend dünn sein, um die Durchlässigkeit des emittierten Lichts zu ermöglichen. Mit Verringerung der Kathodendicke wird die Kathode allerdings zur Durchleitung des erforderlichen Momentantreiberstroms I ungeeignet, weil der Widerstand R der Kathodenzeile mit abnehmender Kathodendicke ansteigt. Daher nimmt ein Spannungsabfall ΔV = I × R entlang einer Kathode zu, was das Anlegen unerwünscht höherer Treiberspannungen notwendig macht.
Obwohl die in Draufsicht dargestellten Zeichnungen schematisch eine organische EL-Passivmatrixvorrichtung oder deren Vorläufer mit vier Anoden und vier Kathoden darstellen, sei darauf hingewiesen, dass ein relativ großflächiges organisches EL-Anzeigetableau mit hoher Auflösung eine große Anzahl von Kathodenzeilen aufweist, die eine große Anzahl von Anodenspalten schneiden. Bei der Konstruktion derartiger Anzeigetableaus muss die Kathodendicke weiter erhöht werden, um den Momentantreiberstrom I entsprechend der erforderlichen Momentanluminanz jedes Pixels in einer Kathodenzeile zu leiten. Kathodendickenwerte von ca. 1 μm können erforderlich sein, um einen unerwünschten Spannungsabfall ΔV = I × R entlang jeder Kathode mit Widerstand R zu minimieren.
Um mit solchen relativ dicken Kathoden eine wirksame Kathodentrennung zu erzielen, sind relativ hohe Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung erforderlich, die schwierig herzustellen sind. Die Ausbildung relativ dicker Kathoden hat insofern einen weiteren Nachteils als dass kleinere Fehler in der organischen EL-Materialschicht, die zwischen Anoden und Katho den angeordnet ist, dauerhafte „Kurzschlüsse" zwischen einer Anode und einer relativ dicken Kathode verursachen kann. Solche „Kurzschlüsse" sind ggf. weniger ausgeprägt und/oder heilen sich selbst, wenn relativ dünne Kathoden konstruiert werden könnten.
US-A-6 016 033 beschreibt die Verwendung von Kathodenrippenlinien, mit denen eine dünne Kathodenschicht verbunden werden kann, um die Konstruktion eines nach oben abstrahlenden OLED-Matrixdisplays zu ermöglichen. WO 99/26730 beschreibt Abschattungsstrukturen, die zur Trennung der Kathodenstreifen einer Passivmatrix-OLED verwendet werden. US-A-6 037 712 beschreibt die Variation des Abscheidungswinkels, um die Kathodenschicht mit einem Kathodenkontaktfeld in einer OLED-Vorrichtung in Kontakt zu bringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine pixelartige, organische EL-Passivmatrixvorrichtung auszubilden, die Kathoden mit einer Kathodendicke aufweist, die zu dünn ist, um einen erforderlichen Momentanstrom mitzuführen, und mindestens einen elektrischen Kontakt zwischen jeder Kathode und einer entsprechenden Kathodenbusmetallschicht herzustellen, die den erforderlichen Momentanstrom mitführt.
Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung bereitzustellen, die mit einer Kathodenbusmetallschicht und mindestens einer Kathodenbusabschattungsstruktur versehen ist, die über der Kathodenbusmetallschicht ausgebildet ist, um einen elektrischen Kontakt zwischen einer dünnen Kathode und der Kathodenbusmetallschicht herzustellen.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung bereitzustellen, die eine Vielzahl von beabstandeten dünnen Kathoden aufweist, von denen sich jede in elektrischem Kontakt mit einer Kathodenbusmetallschicht befindet, die sich in elektrischem Kontakt mit einem Kathodenanschluss befindet, der sich von einer Kante eines Vorrichtungssubstrats nach innen erstreckt.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung bereitzustellen, die eine Vielzahl von beabstandeten dünnen Kathoden aufweist, von denen sich jede in elektrischem Kontakt mit einer Kathodenbusmetallschicht befindet, die sich in elektrischem Kontakt mit einem Kathodenanschluss befindet, der sich von einer Kante eines Vorrichtungssubstrats nach innen erstreckt.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung bereitzustellen, die eine Vielzahl von beabstandeten lichtdurchlässigen Kathoden aufweist, von denen sich jede in elektrischem Kontakt mit einer Kathodenbusmetallschicht befindet, die sich in elektrischem Kontakt mit einem Kathodenanschluss befindet, der sich von einer Kante eines Vorrichtungssubstrats nach innen erstreckt.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden mit einem Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen Elektrolumineszenz-Passivmatrixvorrichtung (EL-Vorrichtung) mit einer dünnen Kathode gelöst bzw. erzielt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Substrats mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter Anoden, die auf dem Substrat ausgebildet sind, und einer Vielzahl voneinander beabstandeter Kathodenanschlüsse, die sich von einer Kante des Substrats aus nach innen erstrecken, um einen elektrischen Anschluss bereitzustellen, so dass eine Treiberspannung zwischen einer ausgewählten Anode und einer ausgewählten dünnen Kathode angelegt werden kann, um eine Abstrahlung von Licht von einem Pixel der Vorrichtung zu bewirken, das von der ausgewählten Anode und der ausgewählten Kathode gebildet wird;
b) Ausbilden einer Vielzahl voneinander beabstandeter, elektrisch isolierender Grundschichten über den Anoden und dem Substrat, die sich in einer rechtwinklig zu den Anoden verlaufenden Richtung und über einen Abschnitt eines jeden der voneinander beabstandeten Kathodenanschlüsse erstrecken, und Ausbilden einer Öffnung oder einer Aussparung in den Grundschichten, damit diese sich zu den Kathodenanschlüssen in dem Abschnitt erstrecken;
c) Ausbilden einer leitfähigen Kathodenbus-Metallschicht über einem Abschnitt einer jeden Grundschicht, wobei die Busmetallschicht sich zumindest in die Öffnung oder Aussparung erstreckt, um einen elektrischen Kontakt zu jedem der voneinander beabstandeten Kathodenanschlüsse bereitzustellen;
d) Ausbilden einer elektrisch isolierenden, organischen Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung über den Grundschichten und Ausbilden mindestens einer organischen Kathodenbusabschattungsstruktur über einem Abschnitt der Kathodenbusmetallschicht;
e) Bereitstellen einer Maske, die eine Ablagerangs- oder Abscheidungszone über dem Substrat bildet, um eine organische EL-Materialschicht und eine leitfähige Kathode über der organischen EL-Materialschicht abzuscheiden;
f) erstes Abscheiden der organischen EL-Materialschicht durch auf das Substrat in die Ablagerangs- oder Abscheidungszone gerichtete Abscheidung von organischen EL-Materialien durch deren Verdampfen und Verwenden einer Aufdampfrichtung der organischen EL-Materialien bezüglich der in Schritt d) erzeugten Abschattungsstrukturen, um eine Ausbildung der organischen EL-Materialschicht zu bewirken, die an Punkten endet, die von einer Basis einer jeden Abschattungsstruktur beabstandet sind; und
g) zweites Abscheiden einer leitfähigen dünnen Kathode durch auf die organische EL-Materialschicht in die Abscheidungszone gerichtete Abscheidung von organischen Kathodenmaterialien durch deren Verdampfen und Verwenden einer Aufdampfrichtung der leitfähigen Materialien bezüglich der in Schritt d) erzeugten Abschattungsstrukturen, um eine Ausbildung einer Vielzahl beabstandeter dünner Kathoden zu bewirken, wobei jede der voneinander beabstandeten Kathoden in elektrischem Kontakt zu einer entsprechenden Kathodenbusmetallschicht an den Orten steht, an denen die organische EL-Materialschicht von der Basis der mindestens einen Kathodenbusabschattungsstruktur beabstandet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1-7 zeigen schematische Darstellungen zur Herstellung einer pixelartigen, organischen Elektrolumineszenzvorrichtung (EL-Vorrichtung).
Davon zeigen:
1 eine Draufsicht eines Substrats mit einer Vielzahl von beabstandeten Anoden, Kathodenanschlüssen und Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung, die sich rechtwinklig zu den Anoden erstrecken;
2 eine Schnittansicht des Substrats entlang der Schnittlinie 2-2 aus 1;
3 eine Schnittansicht des Substrats entlang der Schnittlinie 3-3 aus 1;
3A eine vergrößerte Schnittansicht einer organischen Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung mit einer Basis und einer Abschattungsstruktur über der Basis;
4 eine Draufsicht des Substrats mit Teilen, die von einer ersten Maske bedeckt sind, die eine erste Abscheidungszone zum Abscheiden einer organischen EL-Materialschicht auf dem Substrat definiert;
5 eine vergrößerte Schnittansicht des Substrats entlang der Schnittlinie 5-5 aus 4 zur Darstellung von Abschnitten der organischen EL-Materialschicht, die durch Aufdampfen aus einem Dampfstrom ausgebildet wird, der in der ersten Abscheidungszone im Wesentlichen rechtwinklig zum Substrat auf das Substrat trifft;
6 eine Draufsicht des Substrats, welches Abschnitte aufweist, die von einer zweiten Maske bedeckt werden, die eine zweite Abscheidungszone zur Abscheidung einer leitfähigen Kathode über der organischen EL-Materialschicht und über Abschnitten der Kathodenanschlüsse bilden, derart, dass die organische EL-Materialschicht die Anoden vor dem elektrischen Kontakt mit der Kathode schützt;
7 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 7-7 aus 6 zur Darstellung eines Kontaktbereichs, der zwischen einem Kathodenanschluss und einer Kathode ausgebildet ist, wobei die Kathode zu den benachbarten Kathoden durch die Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung beabstandet ist, welche einen Kathodenmaterialdampfstrom maskieren, der auf das Substrat in der zweiten Abscheidungszone im Wesentlichen rechtwinklig auf das Substrat trifft;
8-15 zeigen schematische Aspekte der Herstellung einer erfindungsgemäßen, pixelartigen, organischen Elektrolumineszenzvorrichtung (EL-Vorrichtung), welche auf einem Substrat eine Vielzahl beabstandeter Anoden, Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung, eine Kathodenbusmetallschicht mit einer Vielzahl von darüber ausgebildeten Kathodenbusabschattungsstrukturen und Kathodenanschlüssen aufweist, wobei sich jeder Kathodenanschluss in elektrischem Kontakt mit einer entsprechenden Kathodenbusmetallschicht befindet. Davon zeigen
8 eine Draufsicht eines Substrats mit einer Vielzahl beabstandeter Anoden, Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung, die sich rechtwinklig zu den Anoden erstrecken, zwei Grenzschichten und beabstandete Kathodenanschlüsse, von denen sich jeder in elektrischem Kontakt mit einer Kathodenbusmetallschicht befindet, worüber eine Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen ausgebildet ist;
9 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 9-9 aus 8 zur Darstellung einer der über den Anoden und dem Substrat ausgebildeten Grenzschichten;
10 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 10-10 aus 8 zur Darstellung eines Kathodenanschlusses in elektrischem Kontakt mit der Kathodenbusmetallschicht durch eine in einer elektrisch isolierenden Grundschicht ausgbildeten Öffnung;
10A eine vergrößerte Teildraufsicht zur Darstellung eines Kathodenanschlusses in elektrischem Kontakt mit einer Kathodenbusmetallschicht an einem ausgeschnit tenen Bereich, der in einer elektrisch isolierenden Grundschicht ausgebildet ist, um einen alternativen elektrischen Kontakt bereitzustellen;
11 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 11-11 aus 8 zur Darstellung einer über der Kathodenbusmetallschicht ausgebildeten Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung und einer Kathodenbusabschattungsstruktur;
12 eine perspektivische Ansicht eines mittleren Teils des Substrats aus 8;
13 eine Draufsicht einer organischen EL-Vorrichtung, in der eine organische EL-Materialschicht und dünne oder/und lichtdurchlässige Kathoden über dem Substrat aus 8 durch Aufdampfen in einer in einer Maske definierten Abscheidungszone ausgebildet worden sind;
14 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 14-14 aus 13 zur Darstellung einer Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung, in der ein erstes (organisches EL-) und zweites (Kathoden-)Aufdampfen eine organische EL-Materialschicht bzw. eine Kathode bilden, wobei sich die Kathodenbusmetallschicht in elektrischem Kontakt mit dem Kathodenanschluss befindet;
15 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 15-15 aus 13 zur Darstellung einer Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung und einer Kathodenbusabschattungsstruktur, in der ein erstes (organische EL-) und zweites (Kathoden-) Aufdampfen eine organische EL-Materialschicht bzw. eine Kathode bilden, wobei sich die Kathode in elektrischem Kontakt mit der Kathodenbusmetallschicht befindet;
16-18 zeigen in schematischer Form Aspekte zur Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Vorrichtungssubstrats, worin die Kathodenbusmetallschicht einen erweiterten Bereich aufweist, der sich zu einer Kante des Substrats erstreckt und als ein Kathodenanschluss dient, wodurch Kathodenanschlussabschattungs-strukturen überflüssig werden. Davon zeigen
16 eine Draufsicht eines Vorrichtungssubstrats mit einer Vielzahl beabstandeter Anoden, Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung, die sich rechtwinklig zu den Anoden erstrecken, zwei Grenzschichten und einer beabstandeten Kathodenbusmetallschicht mit einer Vielzahl darüber ausgebildeter Kathodenbusabschattungsstrukturen, wobei die Kathodenbusmetallschicht derart ausgebildet ist, dass sie sich in einen erweiterten Bereich zu einer Kante des Substrats erstreckt;
17 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 17-17 aus 16 zur Darstellung einer über der Kathodenbusmetallschicht ausgebildeten Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung und einer Kathodenbusabschattungsstruktur;
18 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 18-18 aus 16 zur Darstellung eines erweiterten Bereichs der über einem erweiterten Bereich einer elektrisch isolierenden Grundschicht ausgebildeten Kathodenbusmetallschicht;
19-21 zeigen in schematischer Darstellung Aspekte zur Bereitstellung eines Vorrichtungssubstrats, worin die Vielzahl der Kathodenbusabschattungsstrukturen durch eine langgestreckte Kathodenbusabschattungsstruktur ersetzt ist. Davon zeigen
19 eine Draufsicht eines Vorrichtungssubstrats mit Merkmalen des Substrats aus 16, mit dem Unterschied, dass eine langgestreckte Kathodenbusabschattungsstruktur über der Kathodenbusmetallschicht ausgebildet ist;
20 eine vergrößerte Schnittansicht des Substrats entlang der Schnittlinie 20-20 aus 19 zur Darstellung einer über der Kathodenbusmetallschicht ausgebildeten Abschattungsstruktur zur Kathodentrennung und der einen Kathodenbusabschattungsstruktur; und
21 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Substrats aus 19 zur Darstellung des sich zu einer Kante des Substrats erstreckenden erweiterten Bereichs.
Die Zeichnungen sind schematisch gehalten, da die einzelnen Schichten zu dünn und die Dickendifferenzen der verschiedenen Elemente zu groß sind, um eine maßstäbliche Darstellung oder eine angemessene proportionale Darstellung zu erlauben. Die Draufsichten stellen zur Verdeutlichung ein Passivmatrixsubstrat oder eine Vorrichtung mit nur vier Kathoden und vier Anoden dar. Die Zeichnungen zeigen eine einzelne organische Elektrolumineszenzmaterialschicht (EL-Materialschicht), die in der praktischen Verwertung mehrere Schichten umfassen kann, beispielsweise organische Lochinjektions- und Lochtransportschichten, eine organische Leuchtschicht, die Licht einer einzelnen Farbe oder eines einzelnen Farbtons emittieren kann, oder die entweder rotes, grünes oder blaues Licht (R, G, B) durch entsprechende Dotierung eines organischen, lichtemittierenden Wirtsmaterials mit einem ausgewählten, organischen Lumineszenzdotierungsmittel an ausgewählten Pixelstellen emittieren kann, und eine organische Elektronentransportschicht. Das organische Elektrolumineszenzmaterial kann zudem durch geeignete Wahl emittierender Dotierungsmittel weißes Licht emittieren. Alternativ hierzu kann die organische EL-Materialschicht eine oder mehrere organische Polymerschichten umfassen, die Licht zu emittieren vermögen.
Der Begriff „Kathode" bezeichnet eine Elektrode, die Elektronen (negative Ladungsträger) in eine organische EL-Materialschicht zu injizieren vermag, und der Begriff „Anode" bezeichnet eine Elektrode, die Löcher (positive Ladungsträger) in eine organische EL-Materialschicht zu injizieren vermag. Der Begriff „dünne Kathode" beschreibt eine Kathode mit einer Dicke, die in Abwesenheit eines elektrischen Kontakts mit einer Kathodenbusmetallschicht einen unerwünscht hohen Widerstand und einen entsprechenden unerwünscht hohen Spannungsabfall entlang einer Kathodenlänge aufweisen würde. Der Begriff „lichtdurchlässig" beschreibt ein Substrat, eine Anode oder eine Kathode, die mindestens 50 Prozent Licht durchlässt, das von einem Pixel oder von mehreren Pixeln einer organischen EL-Vorrichtung erzeugt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden Aspekte der Herstellung einer pixelartigen, organischen Elektrolumineszenzvorrichtung (EL-Vorrichtung) unter Bezug auf 1-7 beschrieben.
1 ist eine Draufsicht einer Substratkonfiguration 10-1, die ein lichtdurchlässiges Substrat 12 mit einer Vielzahl von darüber ausgebildeten, beabstandeten, lichtdurchlässigen Anoden 14 umfasst, sowie mit einer Vielzahl beabstandeter Kathodenanschlüsse 20, die sich von einer Kante des Substrats nach innen erstrecken. Eine Vielzahl von Abschattungsstrukturen 30 zur Trennung der organischen Kathoden ist über den Anoden und Teilen des Substrats 12 ausgebildet und erstreckt sich rechtwinklig zu den Anoden. Die Abschattungsstrukturen 30 zur Trennung der Kathoden sind elektrisch isolierend und dienen dazu, eine Vielzahl beabstandeter Kathoden bereitzustellen, von denen sich jede in elektrischem Kontakt mit einem Kathodenanschluss 20 befindet. 1 zeigt ein Maß für ein aktives Pixel in einer x-Richtung P_x und ein Maß für ein aktives Pixel in einer y-Richtung P_y.
Das lichtdurchlässige Substrat 12 lässt sich aus Glas, Quarz geeigneten Kunststoffmaterialien usw. herstellen. Die Anoden 14 bestehen vorzugsweise aus Indiumzinnoxid (ITO), und die Kathodenanschlüsse 20 bestehen vorzugsweise aus einem Metall mit niedrigem Widerstand, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Molybdän usw.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, sei darauf hingewiesen, dass über jeder Anode 14 ein Metallanschlussfeld mit niedrigem Widerstand ausgebildet sein kann, das sich von einer Kante des Substrats 12 nach innen erstreckt, beispielsweise von der in 1 gezeigten unteren Kante.
2 zeigt eine Schnittansicht der Konfiguration 10-1 entlang der Schnittlinie 2-2 aus 1 und eine Abschattungsstruktur 30 zur Trennung der Kathoden im Hintergrund.
3 zeigt eine Schnittansicht der Konfiguration 10-1 entlang der Schnittlinie 3-3 aus 1 und die Kathodenanschlüsse 20 zwischen zwei benachbarten Abschattungsstrukturen 30 zur Trennung der Kathoden im Hintergrund.
3A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer der Abschattungsstrukturen 30 zur Trennung der Kathoden, die eine elektrisch isolierende Grundschicht 32 und eine elektrisch isolierende organische Abschattungsstruktur 34 umfasst, die über der Grundschicht 32 um eine Mittellinie 31 ausgebildet ist. Ein Breitenmaß WB der Grundschicht 32 ist größer als ein Breitenmaß WS der organischen Abschattungsstruktur 34. Die Grundschicht kann aus einem organischen Material oder aus einem anorganischen Material ausgebildet sein, beispielsweise aus Glas, Siliciumdioxid usw.
Zur Herstellung herkömmlicher organischer EL-Passivmatrixvorrichtungen (in Form integrierter Lochmasken) wurden im Allgemeinen Abschattungsstrukturen zur Kathodentrennung verwendet, um eine elektrische Isolierung zwischen benachbarten Kathoden vorzusehen, wie beispielsweise in US-A-5,276,380 und US-A-5,701,055 beschrieben, deren Beschreibung hierin durch Nennung als aufgenommen betrachtet wird.
4 zeigt eine Draufsicht einer Konfiguration 10-2, in der Teile des Substrats 12 von einer ersten Maske 50 bedeckt werden, die eine erste Abscheidungszone 52 bildet. Eine organische EL-Materialschicht 54 ist über dem Substrat in der Abscheidungszone 52 ausgebildet (zur Verdeutlichung der Darstellung werden die über der Maske 50 ausgebildeten EL-Materialabscheidungen nicht gezeigt). Die erste Maske 50 und deren Abscheidungszone 52 wurden genau in Bezug auf das Substrat 12 außerhalb einer evakuierten Aufdampfkammer ausgerichtet, also bevor die organische EL-Materialschicht 54 durch Aufdampfen innerhalb der (nicht gezeigten) Aufdampfkammer ausgebildet wurde.
5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Substrats 12 entlang der Schnittlinie 5-5 aus 4. Es werden Teile der organischen EL-Materialschicht 54 gezeigt, die durch Aufdampfen aus einem Dampfstrom 53 aus organischen EL-Materialien gebildet werden, der auf das Substrat 12 in der Abscheidungszone 52 im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Substrat gerichtet aufgedampft wird (oder alternativ hierzu im Wesentlichen parallel zu den Mittellinien 31 der Abschattungsstrukturen 30 zur Kathodentrennung).
6 zeigt eine Draufsicht einer organischen EL-Vorrichtung 10, in der das Substrat 12 Teile aufweist, die von einer zweiten Maske 60 bedeckt sind, die eine zweite Abscheidungszone 62 zum Aufdampfen einer leitfähigen Kathode 66 über der organischen EL-Materialschicht 54 bildet, und die bezüglich dazu versetzt ist, um Kontaktbereiche 24 zwischen den Kathoden (voneinander durch die Abschattungsstrukturen 30 zur Kathodentrennung getrennt) und den Kathodenanschlüssen 20 bereitzustellen.
Es sei darauf hingewiesen, dass vor Ausbilden der Kathode(n) 66 die erste Maske 50 (siehe 4) von dem Substrat 12 innerhalb der Vakuumabscheidungskammer getrennt werden musste, und dass die zweite Maske 60 in eine bestmögliche Ausrichtung bezüglich der zuvor ausgebildeten organischen EL-Materialschicht 54 – ebenfalls in der Aufdampfkammer – gebracht werden musste.
7 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 7-7 aus 6 zur Darstellung eines Kontaktbereichs 24 zwischen einem Teil eines Kathodenanschlusses 20 und der Kathode 66. Die benachbarten Kathoden 66 werden voneinander durch die Abschattungsstrukturen 30 zur Kathodentrennung beabstandet, wenn die Kathoden 66 aus einem Kathodenmaterialdampfstrom 63 ausgebildet werden, welcher in der Abscheidungszone 62 im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Substrat auf das Substrat gerichtet wird (oder im Wesentlichen parallel zu den Mittellinien 31 der Abschattungsstrukturen).
Wie in 5 und 7 gezeigt, enden die organische EL-Materialschicht 54 und die Kathode(n) 66 auf der Grundschicht 32 in einer Position, die zu einer Basis der Abschattungsstrukturen 34 beabstandet ist, und zwar aufgrund des Abschattungseffekts dieser Strukturen, wenn die Dampfströme 53 und 63 in den Abscheidungszonen 52 und 62, wie in 5 und 7 gezeigt, auf das Substrat gerichtet werden.
Bei Entfernen der Maske 60 von der Vorrichtung 10 aus 6 wird die organische EL-Passivmatrixvorrichtung 10 betrieben, indem ein elektrisches Potenzial zwischen einer gewählten Kathode über einen Kathodenanschluss und einer gewählten Anode angelegt wird. Wenn die gewählte Kathode in Bezug zu der gewählten Anode negativ vorgespannt wird, emittiert ein gewähltes Pixel P_x, P_y Licht durch die lichtdurchlässige Anode 14 und das lichtdurchlässige Substrat 12.
8 zeigt eine Draufsicht einer Substratkonfiguration 200-1 vor Abscheiden einer organischen EL-Materialschicht. Das Substrat 212 kann ein opakes Substrat sein, beispielsweise ein opakes Kunststoffsubstrat oder ein Keramiksubstrat. Alternativ kann das Substrat 212 ein lichtdurchlässiges Substrat sein. Eine Vielzahl beabstandeter Anoden 212 ist über dem Substrat ausgebildet. Die Anoden werden vorzugsweise aus einem Material gebildet, dessen Aus trittsarbeit größer als 4,0 eV ist, beispielsweise Zinnoxid, Indiumzinnoxid (ITO), Gold, Silber, Kupfer, Platin oder Tantal. Optisch opake Anoden werden nur dann verwendet, wenn Licht aus einer Vorrichtung durch lichtdurchlässige Kathoden emittiert werden kann. In dieser Konfiguration sind solche Anoden vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich der Lichtemission einer vollständigen organischen EL-Vorrichtung optisch reflektierend. Elektrisch leitende Kathodenanschlüsse 220 erstrecken sich von einer Kante des Substrats 212 elektrisch nach innen, um jede beabstandete Kathode aus einer Vielzahl von Kathoden mit einem Treiberspannungsgenerator elektrisch zu verbinden.
Dann werden mithilfe fotolithografischer Verfahrensschritte elektrisch isolierende Grundschichten über den Anoden 214 und über dem Substrat ausgebildet, wie einschlägigen Fachleuten im Bereich der Strukturierung von Fotoleiterschichten durch Fotolithografie bekannt ist. Zunächst werden elektrisch isolierende Grenzschichten 240 und Grundschichten 238 in einer Richtung ausgebildet, die sich rechtwinklig zu den Anoden 214 erstreckt.
Elektrisch isolierende Grenzschichten 240 und elektrisch isolierende Grundschichten 238 können aus anorganischen Materialien ausgebildet werden, beispielsweise Glas, Siliciumdioxid oder Siliciumoxinitrid. Derartige anorganische Schichten sind durch Abscheidung durch eine strukturierte Maske strukturierbar. Alternativ hierzu sind solche anorganischen Schichten durch fotolithografische Verfahrensschritte strukturierbar, einschließlich von Ätzprozessen, wie einschlägigen Fachleuten aus der Technik der fotolithografischen Strukturierungsverfahren bekannt ist. Alternativ hierzu sind elektrisch isolierende Grenzschichten 240 und elektrisch isolierende Grundschichten 238 aus organischen Materialien herstellbar, wie beispielsweise herkömmlichen positiv arbeitenden oder herkömmlichen negativ arbeitenden Fotoresistmaterialien, die durch strukturweise Beaufschlagung mit Aktivierungsstrahlung strukturierbar sind, gefolgt von Strukturentwicklungsschritten, die in der Technik auch als „Fotolithografie" bekannt ist.
Zusammen mit der Ausbildung der Grenzschichten 240 und der Grundschichten 238 wird eine Öffnung 249 in einer der Grenzschichten 240 (in der obersten Stelle von 8 gezeigt) und eine Öffnung 239 in jeder der Grundschichten 238 ausgebildet. Diese Öffnungen erstrecken sich durch die jeweiligen Schichten zu den Kathodenanschlüssen 220.
Eine Kathodenbusmetallschicht 290 ist über einem Teil von einer der Grenzschichten 240 und über einem Teil von jeder der Grundschichten 238 ausgebildet. Die Kathodenbusmetallschicht stellt einen elektrischen Kontakt mit einem entsprechenden Kathodenanschluss 220 durch die jeweiligen Öffnungen 239 und 249 her. Die Kathodenbusmetallschichte(n) kann/können aus einem leitenden Metall bestehen, beispielsweise aus Chrom, Kupfer, Silber, Molybdäntantal, Platin usw., so dass über ein Längenmaß ein geringer Widerstand und ein entsprechend geringer Spannungsabfall vorhanden sind. Ein elektrischer Kontakt mit geringem Widerstand wird zwischen jeder Busmetallschicht 290 und einem entsprechenden Kathodenanschluss 220 über die Öffnungen 239, 249 in den elektrisch isolierenden Grundschichten 238 und der Grenzschicht 240 bereitgestellt. Die Kathodenbusmetallschichten können durch die zuvor erwähnte Direktabscheidung oder über fotolithografische Verarbeitungsschritte strukturiert werden.
Eine organische Abschattungsstruktur 230 zur Kathodentrennung ist über jeder der Grundschichten 238 in einem Teil davon ausgebildet, der nicht von der Kathodenbusmetallschicht 290 bedeckt ist. Eine Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen 236 ist gleichzeitig über jeder Kathodenbusmetallschicht 290 ausgebildet.
9 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 9-9 aus 8 zur Darstellung von Teilen der Anoden 214 und der elektrisch isolierenden organischen Grenzschicht 240.
10 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 10-10 aus 8 zur Darstellung der elektrisch isolierenden organischen Grundschicht 238 mit einer organischen Abschattungsstruktur 234, die über einem Teil der Grundschicht 238 ausgebildet ist. Die Abschattungsstruktur 234 hat eine Mittellinie 235 und umfasst in Verbindung mit der Grundschicht 238 die organische Abschattungsstruktur 230 zur Kathodentrennung. Die Kathodenbusmetallschicht 290 steht in elektrischem Kontakt mit dem Kathodenanschluss 220 über die Öffnung 239 in der Grundschicht 238. Der elektrische Kontaktbereich ist mit 280 bezeichnet.
10A ist eine vergrößerte Teildraufsicht einer Substratkonfiguration, die einen alternativen Ansatz zur Bereitstellung eines elektrischen Kontakts zwischen einer Kathodenbusmetallschicht 290 und einem Kathodenanschluss 220 darstellt. Hier ist ein Ausschnitt 239C in der Grundschicht 238 anstatt der zuvor beschriebenen Öffnung 239 ausgebildet. Die Kathodenbusmetallschicht 290 erstreckt sich in diesen Ausschnitt und stellt darin den elektrischen Kontakt mit dem Kathodenanschluss 220 her.
11 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 11-11 aus 8 zur Darstellung einer Anode 214, der elektrisch isolierenden organischen Grundschicht 238, der Abschattungsstruktur 234 und der Kathodenbusmetallschicht 290, über der die Kathodenbusabschattungsstrukturen 236 mit einer Mittellinie ausgebildet ist.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines mittleren Teils der Substratkonfiguration 200-1 aus 8. Zwar sind die Kathodenbusabschattungsstrukturen 236 zur Veranschaulichung nur kreisförmig dargestellt, wie dies in einer Draufsicht für solche Strukturen zu beobachten ist, es sei aber darauf hingewiesen, dass derartige Abschattungsstrukturen auch polygonal sein können, beispielsweise viereckig (siehe 16) oder sechseckig.
13 zeigt eine Draufsicht einer vollständigen organischen EL-Vorrichtung 200 nach Ausbildung einer organischen EL-Materialschicht 274 und Kathode(n) 276 über der organischen EL-Materialschicht 274 durch Dampfabscheidung auf das Substrat 212 in einer Abscheidungszone 272, die in einer Maske 270 definiert ist. Die Maske 270 maskiert Teile der Kathodenanschlüsse 220 und Teile der Anoden 214 vor der Abscheidung. Zur Verdeutlichung werden die Abscheidungen über der Maske 270 in 13 nicht gezeigt.
Die Dampfabscheidung der organischen EL-Materialschicht 274 und der Kathode(n) 276 wird nachstehend mit Bezug auf 14 und 15 beschrieben, bei denen es sich um vergrößerte Schnittansichten entlang der Schnittlinien 14-14 bzw. 15-15 von 13 handelt.
Bei gemeinsamer Betrachtung von 14 und 15 wird in einer ersten Abscheidung ein Dampfstrom aus organischen EL-Materialien 273 auf das Substrat in der in der Maske 270 definierten Abscheidungszone 272 gerichtet (siehe 13), und zwar rechtwinklig zu dem Substrat 212 (oder im Wesentlichen parallel zu den Mittellinien 235 und 237 der Abschattungsstrukturen 234 und 236), um die organische EL-Materialschicht 274 auszubilden. In dieser ersten Abscheidungsrichtung werfen die Abschattungsstrukturen 234 und 236 einen Schatten in Bezug auf den Dampfstrom 273, so dass die organische EL-Materialschicht 274 an Positionen endet, die zu einer Basis dieser Abschattungsstrukturen beabstandet sind. Diese beabstandeten Positionen der organischen EL-Materialschicht 274 sind an der organischen Abschaffungsstruktur 230 zur Kathodentrennung erkennbar (die die Maskierungsstruktur 234 und die Grundschicht 238 umfasst), wie auf der linken Seite von 14 gezeigt, und an der in 15 gezeigten organischen Abschaffungsstruktur 230 zur Kathodentrennung und der Kathodenbusabschattungsstruktur 236.
In 14 ist die Kathodenbusabschattungsstruktur 236 im Hintergrund dieser Schnittansicht zu sehen, die den Kontaktbereich 280 des elektrischen Kontakts zwischen der Kathodenbusmetallschicht 290 und dem Kathodenanschluss 220 darstellt, wie unter Bezug auf 10 beschrieben. Die organische EL-Materialschicht 274 erstreckt sich in dieser Ansicht über die Kathodenbusmetallschicht 290.
In 15 ist die Kathodenbusabschattungsstruktur 236 unterteilt und über der Kathodenbusmetallschicht 290 um eine Mittellinie 237 ausgebildet.
Unter gemeinsamer Betrachtung der 14 und 15 wird in einer zweiten Abscheidung ein Kathodenmaterialdampfstrom 275 auf die soeben gebildete EL-Materialschicht 274 in derselben in der Maske 270 definierten Abscheidungszone 272 (siehe 13) gerichtet. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausrichtung des Dampfstroms aus organischen EL-Materialien 273 überstreicht der Kathodenmaterialdampfstrom 275 einen Winkel Θ in Bezug zu den Mittellinien 235 und 237 der Abschattungsstruktur 234 und 236 zur Ausbildung der Kathode(n) 276 als beabstandete Kathoden, die durch die organischen Abschattungsstrukturen 230 zur Kathodentrennung getrennt sind.
Unter Bezug auf die Abschattungsstruktur 234 (die eine organische Abschaffungsstruktur 230 zur Kathodentrennung in Verbindung mit der elektrisch isolierenden Grundschicht 238 bildet), erfolgt die Terminierung der Kathode(n) 276 an Positionen über der Grundschicht 238, wodurch diese elektrisch von anderen elektrisch „aktiven" Elementen der organischen EL-Vorrichtung 200 getrennt oder isoliert werden.
Da jede Kathode 276 an Kontaktbereichen 286 in elektrischem Kontakt mit einer entsprechenden Kathodenbusmetallschicht 290 steht (die auch als Kathodenbusmetallleiter bezeichnet wird), kann an jeder Kathodenbusabschattungsstruktur 236 aus der Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen eine Kathode 276 ausgebildet werden, die so dünn ist, dass sie lichtdurchlässig ist, wodurch Licht, das aus einer in Betrieb befindlichen Vorrichtung emittiert wird, durch die Kathode zu einem Betrachter übertragen wird.
Der Kathodenbusmetallleiter (Schicht 290) ermöglicht es, die Kathodendicke deutlich zu verringern, ohne dass der zuvor beschriebene Spannungsabfall auftritt, der mit einer reduzierten Kathodendicke bei herkömmlichen organischen EL-Passivmatrixvorrichtungen einhergeht. Zudem wurde insofern ein unerwarteter Vorteil in experimentellen organischen EL-Vorrichtungen festgestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren konstruiert wurden, als dass eine dünne Kathode Leckströme reduziert und kurzgeschlossene Pixel (Kurzschlüsse zwischen einer Kathode und einer Anode an einer bestimmten Pixelstelle) sowie Übersprechen zwischen zwei Pixeln, im Vergleich mit einer herkömmlichen organischen EL-Passivmatrixvorrichtung, die eine relativ dicke Kathode aufweist, im Wesentlichen eliminiert.
15 zeigt eine Kathode B, die über der organischen EL-Materialschicht 274 ausgebildet ist und sich in Kontakt mit der Kathodenbusmetallschicht 290 an Kontaktbereichen 286 an einer Stelle befindet, an der die organische EL-Materialschicht 274 zu einer Basis der Kathodenbusabschattungsstruktur 236 beabstandet ist. Eine Kathode A befindet sich in elektrischem Kontakt mit einer benachbarten (nicht in 15, sondern in 13 gezeigten) Kathodenbusmetallschicht. Alle Kathodenterminierungen treten an Stellen auf, an denen die organische EL-Materialschicht zu einer Basis der Abschattungsstruktur durch die in einem überstrichenen Winkel erfolgte zweite Abscheidung beabstandet ist. Anders gesagt, enden alle Kathoden an Positionen, die zu einer Basis der Abschattungsstruktur näher angeordnet sind als die Endpositionen der organischen EL-Materialschicht 274 an den Kontaktbereichen 286 und über der Grundschicht 238.
16 zeigt eine Draufsicht einer Substratkonfiguration 500-1, die sich von der Konfiguration 200-1 aus 8 in folgenden Aspekten unterscheidet:

(i) die Kathodenanschlüsse 220 und die Öffnungen 239 und 249 sind beseitigt, indem sich eine elektrisch isolierende Grundschicht oder indem sich mehrere elektrisch isolierende Grundschichten 538 als ein verbreiterter Abschnitt 538W zu einer Kante des Substrats 512 erstreckt bzw. erstrecken, und indem sich die eine Kathodenbusmetallschicht oder indem sich mehrere Kathodenbusmetallschichten 590 als ein verbreiterter Abschnitt 590W über einem Teil des verbreiterten Abschnitts 538W und zu der Kante des Substrats erstreckt bzw. erstrecken. Dieser verbreiterte Abschnitt 590W der Kathodenbusmetallschicht (Schicht 590) dient als Kathodenanschluss, und
(ii) eine Vielzahl quadratisch geformter, organischer Kathodenbusabschattungsstrukturen 536 ist als anschauliches Beispiel für polygonale Abschattungsstrukturen dargestellt.

Das Substrat 512, die Anoden 514, die Abschattungsstrukturen 530 zur Kathodentrennung und die untere Grenzschicht 540 in 16 entsprechen den Teilen 212, 214, 230 bzw. 240 der Konfiguration 200-1 aus 13.
Eine einzelne (nicht in 16 gezeigte) Maske, die eine Abscheidungszone definiert und den verbreiterten Abschnitt 590W der Kathodenbusmetallschicht 590 maskiert, würde in einer Weise bereitgestellt, die im Wesentlichen mit der Maske 270 aus 13 identisch ist. Die erste und zweite Abscheidung würde in einer Weise durchgeführt, die im Wesentlichen mit der unter Bezug auf 14 und 15 beschriebenen Abscheidungsfolge identisch ist.
17 und 18 sind vergrößerte Schnittansichten entlang der Schnittlinien 17-17 bzw. 18-18 der Konfiguration 500-1 aus 16. Der verbreiterte Abschnitt 538W der elektrisch isolierenden Grundschicht 538 und der verbreiterte Abschnitt 590W der Kathodenbusmetallschicht 590 ist in 18 bei Vergleich mit den Strukturen aus 17 erkennbar.
19 zeigt eine Draufsicht einer Konfiguration 600-1 vor Abscheiden einer organischen EL-Materialschicht. Hier entsprechen das Substrat 612, die Anoden 614, die Abschattungsstrukturen 630 zur Kathodentrennung, die Grundschichten 638, die Kathodenbusmetallschicht 690 und der verbreiterte Abschnitt 638W und 690W den entsprechenden Elementen 512, 514, 530, 538, 590, 538W und 590W der Konfiguration 500-1 aus 16.
Ein Unterscheidungsmerkmal der Konfiguration 600-1 besteht darin, dass eine einzelne, langgestreckte, organische Kathodenbusabschattungsstruktur 639 über jedem Kathodenbusmetallleiter (Schicht 690) anstelle einer Vielzahl von Abschattungsstrukturen 536 aus 16 und Kathodenbusabschattungsstruktur 236 aus 8 ausgebildet ist. Diese langgestreckte, organische Kathodenbusabschattungsstruktur 639 stellt einen kontinuierlichen elektrischen Kontakt zwischen einer (nicht gezeigten) Kathode und einer entsprechenden Kathodenbusmetallschicht 690 über ein Längenmaß der Kathodenbusabschattungsstruktur bereit, nachdem eine erste (organische EL-) und eine zweite (Kathoden-)Abscheidung in einer Abscheidungszone einer (nicht gezeigten) Maske in einer Weise erfolgt, die im Wesentlichen mit der Beschreibung unter Bezug auf 13, 14 und 15 identisch ist.
Dieser erweiterte oder kontinuierliche Kontaktbereich ist im Wesentlichen äquivalent zu einer Summe von Kontaktbereichen 286 (siehe 15) entlang einer Kathodenbusmetallschicht, die man erhalten würde, wenn man die Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen 236 (siehe 13) zahlenmäßig so erhöhen würde, dass sie sich einander im Wesentlichen überlagern. Die von den Kathodenbusabschattungsstrukturen 639 bereitgestellten verlängerten Kontaktbereiche erlauben somit die Ausbildung einer noch dünneren Kathode oder mehrerer Kathoden ohne die nachteiligen Auswirkungen eines Spannungsabfalls entlang des Längenmaßes einer Kathode.
20 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie 20-20 aus 19 und ist in sämtlichen Aspekten im Wesentlichen äquivalent zu 17, mit dem Unterschied, dass die Kathodenbusabschattungsstruktur 639 langgestreckt ist, wie in der Draufsicht von 19 zu sehen, und eine Mittellinie 639C aufweist.
21 zeigt eine schematische, perspektivische Teilansicht der Konfiguration 600-1 aus 19 mit Darstellung der verbreiterten Abschnitte 638W und 690W der Grundschicht 638 bzw. der Kathodenmetallleiterschicht (Schicht 690), die sich zu einer Kante des Substrats 612 erstrecken. Die parallele Anordnung und im Wesentlichen identische Terminierung der Abschattungsstrukturen 634 (zur Kathodentrennung) und der Kathodenbusabschattungsstrukturen 639 sind deutlich.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Verfahren zur Herstellung einer pixelartigen, organischen EL-Passivmatrixvorrichtung, wie unter Bezug auf 8-15 beschrieben, nutzbar ist, um eine invertierte organische EL-Vorrichtung herzustellen, die eine Vielzahl von beabstandeten, auf einem Substrat ausgebildeten Kathoden aufweist, elektrisch isolierende Grundschichten und Grenzschichten, die rechtwinklig über den Kathoden und dem Substrat ausgebildet sind, Abschattungsstrukturen zur Anodentrennung, Anodenbusmetallleitern oder Schichten, die über Teilen der Grundschichten ausgebildet sind, Anodenbusabschattungsstrukturen, die über den Anodenbusmetallschichten ausgebildet sind, und Anodenanschlüssen, die vorzugsweise identisch wie die in 16 und 19 gezeigten Kathodenanschlüsse ausgebildet sind. Eine erste Dampfabscheidung einer organischen EL-Materialschicht und eine zweite Dampfabscheidung eines Anodenmaterials zur Ausbildung von Anoden über der organischen EL-Materialschicht stellen eine invertierte organische EL-Vorrichtung bereit. Die erste und zweite Abscheidung werden auf eine in einer Maske definierte Abscheidungszone in entsprechenden Dampfstromrichtungen gerichtet, wie unter Bezug auf 14 und 15 beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Anoden oder die Kathoden in einer nicht invertierten organischen EL-Vorrichtung lichtdurchlässig konstruiert sind, ebenso wie in einer invertierten organischen EL-Vorrichtung. Beispiele für die zur Ausbildung von lichtdurchlässigen Anoden verwendeten Materialien sind u.a. Zinnoxide, Indiumzinnoxide (ITO), Chromcermetmaterialien und dünne Schichten aus Metallen oder Metalllegierungen, die Löcher (positive Ladungsträger) in eine organische EL-Materialschicht zu injizieren vermögen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt.
Verfahren, worin die Maske als Teil einer Rahmenstruktur bereitgestellt wird zum genauen Positionieren der Maske bezüglich des Substrats.
Verfahren, worin die Richtung der Ablagerung oder Abscheidung der organischen EL-Materialien durch deren Verdampfen im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Oberfläche des Substrats verläuft.
Verfahren, worin die Richtung der Abscheidung der leitfähigen Kathodenmaterialien durch deren Verdampfen einen Winkel Θ bezüglich Mittellinien der mindestens einen Kathodenbusabschattungsstruktur und der Kathodentrennabschattungsstrukturen überstreicht.
Verfahren, worin der zweite Abscheidungsschritt das Abscheiden einer dünnen, lichtdurchlässigen, leitenden Kathode umfasst.
Verfahren, worin der Schritt des Ausbildens der mindestens einen Kathodenbusabschattungsstruktur die Ausbildung einer Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen umfasst, die entlang einer jeden Busmetallschicht beabstandet sind.
Verfahren, worin der Schritt des Ausbildens der mindestens einen Kathodenbusabschattungsstruktur die Ausbildung einer kreisförmigen oder polygonalen Kathodenbusabschattungsstruktur umfasst, wie in einer Draufsicht einer solchen Abschattungsstruktur beobachtet.
Verfahren, worin das Ausbilden der Vielzahl von Kathodenbusabschattungsstrukturen die Ausbildung kreisförmiger oder polygonaler Kathodenbusabschattungsstrukturen umfasst, wie in einer Draufsicht solcher Abschattungsstrukturen beobachtet.
Verfahren, worin das Ausbilden der Vielzahl elektrisch isolierender Grundschichten und das Ausbilden der Kathodenbusmetallschichten das Ausbilden eines verbreiterten Grundschichtabschnitts und eines verbreiterten Metallschichtabschnitts umfasst, die sich nach innen um eine Distanz von der Kante des Substrats erstrecken.
Organische EL-Vorrichtung, worin die Anoden aus einem Material bereitgestellt werden, das positive Ladungsträger in die organische EL-Materialschicht zu injizieren vermag, und worin die Kathoden aus einem Material ausgebildet sind, das negative Ladungsträger in die organische EL-Materialschicht zu injizieren vermag.
Invertierte organische EL-Vorrichtung, worin die Kathoden aus einem Material bereitgestellt werden, das negative Ladungsträger in die organische EL-Materialschicht zu injizieren ver mag, und worin die Anoden aus einem Material ausgebildet sind, das positive Ladungsträger in die organische EL-Materialschicht zu injizieren vermag.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer passiven, eine Pixelmatrix aufweisenden Elektrolumineszenz-(EL-)Vorrichtung (200) mit einer dünnen Kathode (276), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen eines Substrats (212) mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter Anoden (214), die auf dem Substrat ausgebildet sind, und einer Vielzahl voneinander beabstandeter Kathodenanschlüsse (220), die sich von einer Kante des Substrats (212) aus nach innen erstrecken, um einen elektrischen Anschluss bereitzustellen, sodass eine Treiberspannung zwischen einer ausgewählten Anode (214) und einer ausgewählten dünnen Kathode (276) angelegt werden kann, um eine Abstrahlung von Licht von einem Pixel der Vorrichtung zu bewirken, das von der ausgewählten Anode (214) und der ausgewählten Kathode (276) gebildet wird; gekennzeichnet durch den Schritt: b) Ausbilden einer Vielzahl voneinander beabstandeter, elektrisch isolierender Grundschichten (238) über den Anoden (214) und dem Substrat (212), die sich in einer rechtwinklig zu den Anoden (214) verlaufenden Richtung und über einen Abschnitt eines jeden der voneinander beabstandeten Kathodenanschlüsse (220) erstrecken, und Ausbilden einer Öffnung (239) oder einer Aussparung in den Grundschichten (238), damit diese sich zu den Kathodenanschlüssen (220) in dem Abschnitt erstrecken; c) Ausbilden einer leitfähigen Kathodenbus-Metallschicht (290) über einem Abschnitt einer jeden Grundschicht (238), wobei die Bus-Metallschicht (290) sich zumindest in die Öffnung (239) oder Aussparung erstreckt, um einen elektrischen Kontakt zu jedem der voneinander beabstandeten Kathodenanschlüsse (220) bereitzustellen; d) Ausbilden einer elektrisch isolierenden, organischen Kathodentrenn-Abschattungsstruktur (230) über jeder Grundschicht (238) und Ausbilden mindestens einer organischen Kathodenbus-Abschattungsstruktur (236) über einem Abschnitt der Kathodenbus-Metallschicht (290); e) Bereitstellen einer Maske (270), die eine Ablagerungszone (272) über dem Substrat (212) bildet, um eine organische EL-Materialschicht (274) und eine leitfähige Kathode (276) über der organischen EL-Materialschicht (274) abzulagern; f) erstes Ablagern der organischen EL-Materialschicht (274) durch auf das Substrat (212) in die Ablagerungszone (272) gerichtete Ablagerung von organischen EL-Materialien durch deren Verdampfen und Verwenden einer Richtung von Dampfablagerung der organischen EL-Materialien bezüglich der in Schritt d) erzeugten Abschattungsstrukturen (230, 236), um eine Ausbildung der organischen EL-Materialschicht (274) zu bewirken, die an Punkten endet, die von einer Basis einer jeden Abschattungsstruktur (230, 236) beabstandet sind; und g) zweites Ablagern einer leitfähigen dünnen Kathode (276) durch auf die organische EL-Materialschicht (274) in die Ablagerungszone (272) gerichtete Ablagerung von organischen Kathoden-Materialien durch deren Verdampfen und Verwenden einer Richtung von Dampfablagerung der leitfähigen Materialien bezüglich der in Schritt d) erzeugten Abschattungsstrukturen (230, 236), um eine Ausbildung einer Vielzahl beabstandeter dünner Kathoden (276) zu bewirken, wobei jede der voneinander beabstandeten Kathoden (276) in elektrischem Kontakt zu einer entsprechenden Kathodenbus-Metallschicht (290) an den Orten steht, an denen die organische EL-Materialschicht (274) von der Basis der mindestens einen Kathodenbus-Abschattungsstruktur (236) beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Maske (270) als Teil einer Rahmenstruktur bereitgestellt wird zum genauen Positionieren der Maske (270) bezüglich des Substrats (212).
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Richtung der Ablagerung der organischen EL-Materialien durch deren Verdampfen im wesentlichen rechtwinklig zu einer Oberfläche des Substrats (212) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Richtung der Ablagerung der leitfähigen Kathodenmaterialien durch deren Verdampfen einen Winkel Θ bezüglich Mittellinien (237) der mindestens einen Kathodenbus-Abschattungsstruktur (236) und der Kathodentrenn-Abschattungsstrukturen (230) überstreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Ausbildens der mindestens einen Kathodenbus-Abschattungsstruktur (236) die Ausbildung einer Vielzahl von Kathodenbus-Abschattungsstrukturen (236) umfasst, die entlang einer jeden Bus-Metallschicht (290) beabstandet sind.