WO2017129681A1 - Method for adjusting the emission of an oled - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a method for adjusting the emission of an OLED (1), comprising a substrate (2), on which at least the following layers are deposited: a first electrode layer (3), at least one organic layer (4) and one second electrode layer (5), wherein, after deposition of the at least one organic layer (4), accelerated electrons of an electron beam (7) are applied to the OLED (1) at least in a surface area.

Description

Verfahren zum Einstellen der Emission einer OLED Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem die Emission einer Organischen Leuchtdiode (OLED) nach dem Abscheiden einer funktionellen organischen Schicht der OLED und sogar erst nach dem Verkapseln der OLED eingestellt werden kann.  The invention relates to a method by which the emission of an organic light-emitting diode (OLED) can be adjusted after the deposition of a functional organic layer of the OLED and even after the encapsulation of the OLED.
In„Micro- and Nanopatterning Techniques for Organic Electronic and Optoelectronic Systems", Etienne Menard, Matthew A. Meitl, Yugang Sun, Jang-Ung Park, Daniel Jay-Lee Shir, Yun-Suk Nam, Chem. Rev. 2007, Vol. 1 07, p. 1 1 1 7-1 1 60, ist nahezu die gesamte Vielfalt bekannter Verfahren beschrieben, mittels denen die Leuchtfläche einer OLED strukturiert bzw. die Leuchtfläche einer OLED entsprechend einer vorgegebenen geometrischen Figur hergestellt werden kann. So ist es beispielsweise bekannt, die elektromagnetische Strahlung emittierende, organische Schicht durch Vakuumverdampfung strukturiert mittels einer Schattenmaske in einer geforderten geometrischen Figur abzuscheiden. Alternativ ist es auch möglich, die organische Schicht mittels verschiedener Drucktechniken in einer gewünschten Form abzuscheiden. Bei allen bekannten Verfahren zum Herstellen von OLEDs wirkt sich nachteilig aus, dass nach dem Abscheiden der organischen Schicht, spätestens jedoch nach dem Verkapseln der OLED keine In "Micro and Nanopatterning Techniques for Organic Electronic and Optoelectronic Systems," Etienne Menard, Matthew A. Meitl, Yugang Sun, Jang-Ung Park, Daniel Jay-Lee Shir, Yun-Suk Nam, Chem. Rev. 2007, Vol. 1 07, p 1 1 1 7-1 1 60, almost the entire variety of known methods is described by means of which the luminous area of an OLED can be structured or the luminous area of an OLED can be produced in accordance with a predetermined geometric figure Alternatively, it is also possible to deposit the organic layer in a desired shape by means of various printing techniques, which is disadvantageous in all known methods for producing OLEDs from that after the deposition of the organic layer, but at the latest after the encapsulation of the OLE D no
Veränderungen bezüglich der Emission der OLED mehr vorgenommen werden können. Nachträgliche optische Dämpfungen von außen ermöglichen zwar die Abschattung, allerdings kommt es so auch in abgeschatteten Bereichen zum Leistungsumsatz und eine Transparenz wird unmöglich.  Changes in the emission of the OLED can be made more. Although subsequent optical attenuation from the outside allow the shading, however, it comes so even in shaded areas for power sales and transparency is impossible.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer OLED zu schaffen, mittels dessen die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich sein, die Emission der OLED nach dem Verkapseln der OLED einzustellen. The invention is therefore the technical problem of providing a method for producing an OLED, by means of which the disadvantages of the prior art can be overcome. In particular, it should also be possible with the method according to the invention to set the emission of the OLED after encapsulation of the OLED.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Eine OLED umfasst üblicherweise ein Substrat, auf welchem mindestens folgende Schichten übereinander abgeschieden werden: eine erste Elektrodenschicht; mindestens eine, elektromagnetische Strahlung emittierende, organische Schicht, gefolgt von einer zweiten Elektrodenschicht, wobei die organische Schicht aus einer Anzahl von Teilschichten verschiedener organischer Schichtmaterialien besteht. Weiterhin weisen OLEDs auch noch eine oder mehrere Verkapselungsschichten auf, die oberhalb der zweiten Elektrodenschicht abgeschieden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Emission einer OLED eingestellt wird, indem nach dem vollflächigen Abscheiden der mindestens einen organischen Schicht, die OLED zumindest in einem Flächenbereich mit beschleunigten niederenergetischen Elektronen eines Elektronenstrahls beaufschlagt wird. Dabei soll die organische Schicht der OLED nicht höher als 1 50 °C erwärmt werden, weil die OLED ansonsten zerstört werden kann. The solution of the technical problem results from articles having the features of patent claim 1. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. An OLED usually comprises a substrate on which at least the following layers are deposited one above the other: a first electrode layer; at least one electromagnetic radiation-emitting organic layer, followed by a second electrode layer, wherein the organic layer consists of a number of partial layers of different organic layer materials. Furthermore, OLEDs also have one or more encapsulation layers, which are deposited above the second electrode layer. The inventive method is characterized in that the emission of an OLED is adjusted by after the full surface deposition of the at least one organic layer, the OLED is acted upon at least in a surface area with accelerated low-energy electrons of an electron beam. In this case, the organic layer of the OLED should not be heated higher than 1 50 ° C, because the OLED can be destroyed otherwise.
Das Einstellen der Emission der OLED mittels des Elektronenstrahls kann unmittelbar nach dem Abscheiden der mindestens einen organischen Schicht, nach dem Abscheiden der zweiten Elektrodenschicht oder erst nach dem Abscheiden einer oder mehrerer The setting of the emission of the OLED by means of the electron beam can take place immediately after the deposition of the at least one organic layer, after the deposition of the second electrode layer or only after the deposition of one or more layers
Verkapselungsschichten erfolgen. Encapsulation layers take place.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Emission einer OLED mittels des In one embodiment of the invention, the emission of an OLED by means of the
Elektronenstrahls dahingehend eingestellt, dass die Intensität der OLED in dem Electron beam adjusted so that the intensity of the OLED in the
Flächenbereich verändert wird, in welchem die organische Schicht mit beschleunigten Elektronen des Elektronenstrahls beaufschlagt wird.  Surface area is changed, in which the organic layer is acted upon by accelerated electrons of the electron beam.
Um ein Vollfarben-OLED-Display herzustellen, ist es nötig drei verschiedenfarbige Pixel (rot, grün, blau - RGB) zu erzeugen. Die wesentliche Herausforderung ist dabei, die To produce a full-color OLED display, it is necessary to produce three different colored pixels (red, green, blue - RGB). The main challenge here is the
elektromagnetische Strahlung emittierende organische Schicht zu strukturieren. To structure electromagnetic radiation emitting organic layer.
Es ist möglich mehrere organische Schichten, welche elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, übereinander abzuscheiden. Es ist bekannt, dass die Eindringtiefe eines Elektronenstrahls in ein Material, bzw. die Eindringtiefe eines Elektronenstrahls in einen Stapel übereinander abgeschiedener Schichten, einstellbar ist. Bei einer zuvor beschriebenen, mehrschichtig ausgebildeten OLED kann deren Emission mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch dahingehend eingestellt werden, dass der Wellenlängenbereich der von der OLED emittierten elektromagnetischen Strahlung und somit die von der OLED abgestrahlte Farbe in dem Flächenbereich verändert wird, in welchem beschleunigte Elektronen eines Elektronenstrahls die OLED beaufschlagen. Hierbei wird die Eindringtiefe des Elektronenstrahls in den Schichtstapel der OLED so tief eingestellt, da ss eine oder mehrere übereinander angeordnete organische Schichten, welche elektromagnetische Strahlung emittieren, mit beschleunigten Elektronen des It is possible to deposit a plurality of organic layers which emit electromagnetic radiation of different wavelengths one above the other. It is known that the penetration depth of an electron beam into a material, or the penetration depth of an electron beam into a stack of layers deposited on top of each other, can be set. In a multilayered OLED described above, its emission can also be adjusted by means of the method according to the invention in that the wavelength range of the electromagnetic radiation emitted by the OLED and thus the color emitted by the OLED is changed in the area in which accelerated electrons of an electron beam apply the OLED. in this connection the depth of penetration of the electron beam into the layer stack of the OLED is set so low that one or more superimposed organic layers which emit electromagnetic radiation with accelerated electrons of the
Elektronenstrahls beaufschlagt werden. Hierbei wird die Strahlungsintensität der organischen Schichten, welche mittels beschleunigter Elektronen des Elektronenstrahls in dem Flächenbereich beaufschlagt werden, verändert, wodurch in dem Flächenbereich die von der OLED abgestrahlte Farbe beeinflusst wird. Be charged electron beam. In this case, the radiation intensity of the organic layers, which are acted upon by accelerated electrons of the electron beam in the surface region, is changed, as a result of which the color emitted by the OLED is influenced in the surface region.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In Fig. 1 ist der Schichtstapel einer bekannten monochromatischen OLED 1 schematisch und vereinfacht im Querschnitt dargestellt. Auf einem Glassubstrat 2 ist zunächst eine im Ausführungsbeispiel als Anode fungierende erste Elektrodenschicht 3 abgeschieden. Auf der Elektrodenschicht 3 folgt eine organische Schicht 4, welche elektromagnetische Strahlung emittiert. Es ist bekannt, dass die organische Schicht einer OLED aus einer Vielzahl von Teilschichten verschiedener organischer Materialien besteht. Lediglich beispielhaft seien nachfolgend einige dieser Teilschichten mit ihren The present invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In Fig. 1 the layer stack of a known monochromatic OLED 1 is shown schematically and simplified in cross section. On a glass substrate 2, a first electrode layer 3 functioning as an anode in the exemplary embodiment is first deposited. On the electrode layer 3 follows an organic layer 4, which emits electromagnetic radiation. It is known that the organic layer of an OLED consists of a multiplicity of partial layers of different organic materials. By way of example only, some of these sublayers are hereafter
englischsprachigen Fachbegriffen und zugehörigen Kürzeln in Klammern, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, aufgezählt: Hole Injection Layer (HIL), Hole Transport Layer (HTL), Electron Blocking Layer (EBL), Emission Layer (EML), Hole Blocking Layer (HBL), Electron Transport Layer (ETL). In Fig. 1 wurde auf die Darstellung der Einzelschichten verzichtet, weil diese für die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich eine nebensächliche Bedeutung aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen bekannten OLEDs anwendbar. Nach der organischen Schicht 4 ist eine im Ausführungsbeispiel als Kathode fungierende zweite Elektrodenschicht 5 und abschließend eine Verkapselungsschicht 6 abgeschieden. Es ist ebenfalls bekannt, dass die Verkapselungsschicht einer OLED aus einer Vielzahl von Teilschichten unterschiedlicher Materialien bestehen kann. Aus Vereinfachungsgründen wurde im Ausführungsbeispiel auch auf die Darstellung der einzelnen Teilschichten einer solchen Verkapselungsschicht verzichtet. English-language technical terms and their corresponding abbreviations in brackets, but not exhaustive, are listed: Hole Injection Layer (HIL), Hole Transport Layer (HTL), Electron Blocking Layer (EBL), Emission Layer (EML), Hole Blocking Layer (HBL), Electron Transport Layer (ETL). In Fig. 1 has been dispensed with the representation of the individual layers, because they have only a minor significance for the description of the method according to the invention. The inventive method is applicable to all known OLEDs. After the organic layer 4, a second electrode layer 5 acting as a cathode in the exemplary embodiment is deposited, and finally an encapsulation layer 6 is deposited. It is also known that the encapsulation layer of an OLED can consist of a multiplicity of partial layers of different materials. For reasons of simplification, the representation of the individual sub-layers of such an encapsulation layer has also been dispensed with in the exemplary embodiment.
Der in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Schichtstapel beschreibt eine funktionstüchtige OLED, welche elektromagnetische Strahlung eines Wellenlängenbereichs emittiert. Die Materialien der einzelnen Schichten wurden im Ausführungsbeispiel dahingehend ausgewählt, dass die OLED 1 vollflächig einen roten Farbton abstrahlt. In einem Oberflächenbereich der OLED 1 , in welchem der rote Farbton abgestrahlt wird, soll die Intensität der roten Strahlung abgesenkt werden. The layer stack illustrated in simplified form in FIG. 1 describes a functional OLED which emits electromagnetic radiation of a wavelength range. The materials of the individual layers were selected in the exemplary embodiment in such a way that the OLED 1 radiates a full red color. In a surface area of the OLED 1, in which the red hue is emitted, the intensity of the red radiation is to be lowered.
Erfindungsgemäß erfolgt dies mittels eines Elektronenstrahls 7, der von einem According to the invention, this is done by means of an electron beam 7, which of a
Elektronenstrahlgenerator 8 erzeugt wird. Im Ausführungsbeispiel ist der E-beam generator 8 is generated. In the embodiment, the
Elektronenstrahlgenerator 8 derart ausgebildet, dass dieser einen fokussierten,  Electron beam generator 8 is formed such that this focused,
punktförmigen Elektronenstrahl 7 erzeugt, mit welchem der Flächenbereich der OLED 1 überstrichen wird, in welchem die Intensität des roten Farbtons abgesenkt werden soll. Alternativ kann der Querschnitt eines für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Elektronenstrahls eine beliebige andere geometrische Figur aufweisen. Der auf die dot-shaped electron beam 7 is generated, with which the area of the OLED 1 is swept over, in which the intensity of the red hue is to be lowered. Alternatively, the cross section of an electron beam used for the method according to the invention may have any other geometric shape. The on the
Oberfläche einer OLED auftreffende Querschnitt des Elektronenstrahls darf lediglich nicht größer sein als der Flächenbereich, in welchem die Emission einer OLED eingestellt werden soll. Der Grad der Absenkung der Intensität der OLED 1 , im mit dem Elektronenstrahl 7 überstrichenen Flächenbereich, hängt von der Leistung des Elektronenstrahls 7 und von der Zeitdauer ab, mit welcher der Flächenbereich mit dem Elektronenstrahl 7 überstrichen wird. Je höher die Leistung des Elektronenstrahls und/oder je länger der Flächenbereich mit dem Elektronenstrahl 7 überstrichen wird, umso dunkler wird der Flächenbereich. Der Grad der Abdunkiung eines Flächenbereichs einer OLED kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren daher stufenlos eingestellt werden. Da auch die bei einer OLED verwendeten  Surface of an OLED striking cross-section of the electron beam may not be greater than the surface area in which the emission of an OLED is to be set. The degree of lowering of the intensity of the OLED 1, in the surface area swept by the electron beam 7, depends on the power of the electron beam 7 and on the time duration with which the surface area is swept by the electron beam 7. The higher the power of the electron beam and / or the longer the area covered by the electron beam 7, the darker the area becomes. The degree of Abdunkiung a surface area of an OLED can therefore be adjusted continuously with the method according to the invention. Since also used in an OLED
Schichtmaterialien, welche von OLED zu OLED unterschiedlich sein können, einen Einfluss auf die Endringtiefe eines Elektronenstrahls ausüben, kann bei einer konkreten Layer materials, which may be different from OLED to OLED, exert an influence on the end-ring depth of an electron beam, can in a concrete
Aufgabenstellung in Laborversuchen ermittelt werden, welche elektrische Leistung eines verwendeten Elektronenstrahls und welche Verweilzeit des Elektronenstrahls im Task to be determined in laboratory experiments, which electrical power of a used electron beam and which residence time of the electron beam in
Flächenbereich erforderlich sind, um eine gewünschte Emission im Flächenbereich zu erzielen.  Area required to achieve a desired emission in the area.
Die in einer OLED verwendeten organischen Materialien können bereits bei Temperaturen um 1 00 °C verdampfen. Bei erfindungsgemäßen Verfahren gelangen daher The organic materials used in an OLED can already evaporate at temperatures around 1 00 ° C. In the process according to the invention therefore reach
Elektronenstrahlgeneratoren zur Anwendung, die einen Elektronenstrahl mit geringer elektrischer Leistung und niederenergetische Elektronen erzeugen, so dass beim  Electron beam generators are used, which generate a electron beam with low electric power and low energy electrons, so that in
Beaufschlagen der OLED mit beschleunigten Elektronen die organischen Materialien der OLED nicht verdampft werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind deshalb Applying accelerated electrons to the OLED does not vaporize the organic materials of the OLED. Therefore, for the inventive method
Elektronenstrahlgeneratoren mit einem Leistungsspektrum geeignet, wie sie beispielsweise in Raster-Eiektronen-Mikroskopen verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wurde ein Elektronenstrahlgenerator 8 mit einer Beschleunigungsspannung von 20 kV, einem Electron beam generators with a power spectrum suitable, as for example be used in raster electron microscopes. In the embodiment, an electron beam generator 8 with an acceleration voltage of 20 kV, a
Strahlstrom von 50 nA und einer Ablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls von 30 m/s verwendet. Bei den im Ausführungsbeispiel verwendeten elektrischen Parametern des Elektronenstrahlgenerators 8 konnte infolge des Beaufschlagens der OLED 1 mit beschleunigten Elektronen keine Erwärmung der OLED 1 festgestellt werden. Beam current of 50 nA and a deflection speed of the electron beam of 30 m / s used. In the electrical parameters of the electron beam generator 8 used in the exemplary embodiment, no heating of the OLED 1 could be ascertained as a result of the charging of the OLED 1 with accelerated electrons.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Schichten einer OLED zunächst einmal großflächig, ohne Maskierung entsprechend einer gewünschten geometrischen Figur der Leuchtfläche abzuscheiden und auf diese Weise eine Basis-OLED herzustellen. Ausgehend von dieser Basis-OLED können die geometrische Figur der Leuchtfläche einer OLED, Dunkelgrade bestimmter Flächenbereiche und somit das Erzeugen von Mustern, Grafiken und Bildern auf der Leuchtfläche einer OLED mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend individueller Konfigurationen nach dem Abscheiden der organischen Schicht oder sogar erst nach dem Verkapseln einer OLED realisiert werden. The method according to the invention makes it possible initially to deposit the layers of an OLED over a large area, without masking, in accordance with a desired geometric figure of the luminous area and in this way to produce a base OLED. Starting from this basic OLED, the geometric figure of the luminous area of an OLED, dark grades of certain surface areas and thus the generation of patterns, graphics and images on the luminous surface of an OLED with the inventive method according to individual configurations after the deposition of the organic layer or even after the encapsulation of an OLED can be realized.
Vorteilhaft hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren auch erwiesen, dass das erfindungsgemäße Beaufschlagen einer OLED mit beschleunigten Elektronen mit einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes der OLED einhergeht, wodurch deren  Advantageously, it has also been found in the method according to the invention that the loading of an OLED according to the invention with accelerated electrons is accompanied by an increase in the electrical resistance of the OLED, as a result of which
Stromverbrauch gesenkt wird. Power consumption is lowered.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum Einstellen der Emission einer OLED (1 ), umfassend ein Substrat (2), auf welchem mindestens folgende Schichten abgeschieden werden: eine erste 1 . A method of adjusting the emission of an OLED (1), comprising a substrate (2) on which at least the following layers are deposited: a first one
Elektrodenschicht (3), mindestens eine organische Schicht (4) und eine zweite Elektrodenschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abscheiden der mindestens einen organischen Schicht (4), die OLED (1 ) zumindest in einem  Electrode layer (3), at least one organic layer (4) and a second electrode layer (5), characterized in that after depositing the at least one organic layer (4), the OLED (1) at least in one
Flächenbereich mit beschleunigten Elektronen eines Elektronenstrahls (7) beaufschlagt wird.  Surface area with accelerated electrons of an electron beam (7) is applied.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Emission der OLED (1 ) in dem zumindest einem Flächenbereich hinsichtlich der Strahlungsintensität eingestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the emission of the OLED (1) is set in the at least one area with respect to the radiation intensity.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Emission der OLED in dem zumindest einem Flächenbereich hinsichtlich des Wellenlängenbereichs eingestellt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the emission of the OLED is set in the at least one surface area with respect to the wavelength range.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Emission der OLED nach dem Abscheiden der zweiten Elektrodenschicht (5) mittels des Elektronenstrahls (7) eingestellt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the emission of the OLED after the deposition of the second electrode layer (5) by means of the electron beam (7) is set.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Emission der OLED nach dem Abscheiden mindestens einer Verkapselungsschicht (6) über der zweiten Elektrodenschicht (5) mittels des Elektronenstrahls (7) eingestellt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the emission of the OLED after depositing at least one encapsulation layer (6) over the second electrode layer (5) by means of the electron beam (7) is set.
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