DE102009041324A1

DE102009041324A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von organischen photoaktiven Bauelementen, insbesondere von organischen Leuchtdioden

Info

Publication number: DE102009041324A1
Application number: DE102009041324A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Gross
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Der Erfindung, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von organischen photoaktiven Bauelementen, insbesondere von organischen Leuchtdioden (OLEDs) betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, eine maskierte Abscheidung organischer Halbleiterschichten insbesondere auf großen Substraten zu ermöglichen, dies wird dadurch gelöst, dass eine lokale Verdampfung des organischen Materials von einem Zwischenträger mittels eines Energieeintrags durch eine Strahlung wobei das organische Material vom Zwischenträger auf ein Stubstrat mikrostrukturiert aufgedampft wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von organischen photoaktiven Bauelementen, insbesondere von organischen Leuchtdioden (OLEDs).
Aufgrund der überragenden Bildwiedergabe sowie des einfachen technischen Aufbaus wird die Verwendung organischer Leuchtdioden für Bildschirme als nachfolgende Technologie zu LCDs oder Plasmabildschirmen angesehen. Beispielsweise bestehen LCDs i. a. aus einer weißen Lichtquelle, einer Schicht aus Flüssigkristallen als Lichtschalter und einem nachgeschalteten Farbfilter. OLEDs hingegen leuchten selbst in einer bestimmten Farbe und benötigen weder externe Lichtquellen noch Farbfilter.
Durch die Verwendung von biegsamen Trägermaterialien (flexible Substrate, Folien) eröffnen OLEDs die Möglichkeit, aufrollbare Bildschirme herzustellen und Bildschirme in Kleidungsstücke zu integrieren.
Durch ihre geringe Dicke von wenigen hundert Nanometern können OLEDs gut in kleinen, tragbaren Geräten eingesetzt werden, beispielsweise Notebooks, Handys und MP3-Playern.
Ein weiterer Vorteil ist die mehrfach höhere Schaltgeschwindigkeit von OLED-Bildschirmen gegenüber LCDs, welche eine realistische Wiedergabe von schnellen Video-Sequenzen ermöglicht. OLED-Bildschirme und OLED-TV-Geräte schneiden aufgrund des geringeren Volumens sowie des deutlich geringeren Gewichts auch im Bereich Transportkosten deutlich besser als aktuelle LCD- und Plasma-Geräte ab.
Beim Einsatz sogenannter „Small Molecules” (organische Materialien mit einer Molekülmasse von ca. 100–1000 u) als organische Materialien in OLEDs ist zu beachten, dass diese sehr empfindlich gegenüber Sauerstoff und Wasser sind, sodass die in der Halbleiterelektronik typischen Verfahren zur Strukturierung, insbesondere die optische Lithographie, nicht eingesetzt werden können.
Für die Massenproduktion von kleinen Displays mit SMOLEDs (Small Molecule Organic Light Emitting Diode) werden Schattenmasken als alternative Methode zur optischen Lithographie eingesetzt. Beispiele hierfür sind Funktelefone, MP3-Spieler oder Palmtops. Nachteilig sind dabei die hohen Herstellungskosten, der hohe Wartungsaufwand sowie die technisch noch nicht gelöste Skalierung auf große Displays oder allgemein Substrate (unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizient von Substrat und Maske, Durchbiegung der sehr dünnen Maske, etc.). Die Schwierigkeit auf große Substrate zu skalieren ist der Hauptgrund, dass es noch keine Massenproduktion von Computer-Monitoren oder Fernsehapparaten gibt.
Weitere Methoden wie z. B. LITI (Laser Induced Thermal Imaging) haben sich aufgrund der damit verbundenen technischen Schwierigkeiten und hohen Kosten bis dato nicht für die Massenproduktion als tauglich erwiesen.
Insbesondere ist die Laserablation ein Rasterverfahren analog zum Tintenstrahlschreiber, welches einen nur wesentlich geringeren Durchsatz erreichen kann im Vergleich zu den meisten anderen parallelen Druckverfahren wie die optische Lithographie.
Die US 2007/0151659 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Rasters auf einem Substrat mittels eines Druckverfahrens und anschließender LITI-Behandlung.
In der US 2009/0038550 A1 wird ein Verfahren beschrieben, welches kleine Heizquellen durch lokale Verdampfung einer großflächigen organischen Schicht beinhaltet. Dieses Verfahren besteht aus einer Maske, die wie ein Passiv-Matrix-Display aufgebaut ist. Die Herstellung dieser Maske ist sehr viel aufwendiger aufgrund der elektrischen Zuleitungen, die für die Heizquellen erforderlich sind. Insbesondere ist die Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen als kritisch einzuschätzen, da relativ hohe Energien zur Verdampfung erforderlich sind, Diffusionsvorgänge die Eigenschaften von Isolatoren oder elektrischen Widerständen verändern bzw. es zu Ablösungen von Filmen aufgrund von verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten kommt. Erwähnte Materialien wie Polyamide können nur für relativ niedrige Verdampfungstemperaturen eingesetzt werden.
Grundsätzlich ist es daher von großem Interesse eine kostengünstige Lithographie-Methode zu entwickeln, welche für SMOLEDs-, OSCs (Organic Solar Cells) und organischen TFTs (Thin Film Transistors) verwendet werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die die Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren überwinden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Eine weitere Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß erfolgt zur lokalen Bedampfung eines Substrats mit organischen Materialien für die Herstellung organischer photoaktiver Bauelemente, insbesondere organischer Leuchtdioden eine lokale Verdampfung des organischen Materials von einem Zwischenträger mittels eines Energieeintrags durch eine Strahlung wobei das organische Material vom Zwischenträger auf ein Substrat mikrostrukturiert aufgedampft wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die lokale Verdampfung vom mikrostrukturierten Zwischenträger mittels Energieeintrag durch eine Strahlung von der dem organischen Material gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers, wobei die Mikrostrukturierung aus die Strahlung reflektierenden und absorbierenden Bereichen gebildet wird und die Verdampfung in den absorbierenden Bereichen des Zwischenträgers lokalisiert erfolgt. Die durch die reflektierenden und absorbierenden Bereiche gebildete Mikrostrukturierung kann dabei auf der zum Substrat zugewandten Seite des Zwischenträgers angeordnet sein als auch auf der vom Substrat abgewandten Seite. In jedem Fall wird in den reflektierenden Bereichen der mikrostrukturierten Oberfläche ein Energieeintrag durch die Strahlung unterbunden, wodurch eine lokale Verdampfung der auf dem Zwischenträger abgeschiedenen organischen Materialien verhindert wird. Nur in den absorbierenden Bereichen der Mikrostrukturierung erfolgt die lokale Verdampfung. Im Ergebnis wird das organische Material auf dem Substrat als eine invertierte Form der Mikrostrukturierung abgeschieden, wodurch ein negativer Stempeleffekt erzielt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt zuerst die Herstellung eines mikrostrukturierten Zwischenträgers. Dabei wird eine mikrostrukturierte strahlungsreflektierende Schicht auf einem Zwischenträger auf der dem Substrat zugewandten Seite abgeschieden. Aufgrund der partiellen Beschichtung der Oberfläche des Zwischenträgers ergibt sich eine Mikrostrukturierung mit Gräben und Erhebungen, wobei die Erhebungen durch die strahlungsreflektierende Schicht gebildet werden. Auf diese strahlungsreflektierende Schicht und die unbeschichtete mikrostrukturierte Oberfläche erfolgt eine zweite Abscheidung einer strahlungsabsorbierenden Schicht. Nachdem der mikrostrukturierte Zwischenträger fertig gestellt ist, erfolgt anschließend die Beschichtung der Schutzschicht mit dem abzuscheidenden organischen Material in einer Vakuumkammer. Abschließend erfolgt eine lokale Verdampfung des organischen Materials vom Zwischenträger auf das Substrat durch Energieeintrag mittels Strahlung von der der beschichteten Seite des Zwischenträger gegenüberliegenden Seite aus. Durch den Energieeintrag erfolgt die lokale Erwärmung und Verdampfung des organischen Materials in den nicht reflektierenden Bereichen der Mikrostrukturierung. Nach erfolgter Bedampfung des Substrats steht der mikrostrukturierte Zwischenträger weiteren Bedampfungsschritten zur Verfügung.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die lokale Verdampfung vom mikrostrukturierten Zwischenträger mittels Energieeintrag durch eine Strahlung von der dem organischen Material gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers, wobei die Mikrostrukturierung aus die Strahlung reflektierenden Bereichen gebildet wird und die lokale Verdampfung des strahlungsabsorbierenden organischen Materials vom mikrostrukturierten Zwischenträger erfolgt, wodurch sich eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat ergibt.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die lokale Verdampfung vom mikrostrukturierten Zwischenträger mittels Energieeintrag durch eine Strahlung von der dem organischen Material gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers, wobei die Mikrostrukturierung aus die Strahlung absorbierenden Bereichen gebildet wird und die lokale Verdampfung des organischen Materials vom mikrostrukturierten Zwischenträger erfolgt, wodurch sich eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat ergibt.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die lokale Verdampfung vom Zwischenträger mittels mikrostrukturiertem Energieeintrag durch eine Strahlung, etwa mittels eines Laserstrahls, von der dem organischen Material gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers, wobei entsprechend der mikrostrukturierten Strahlung eine lokale Verdampfung des organischen Materials vom Zwischenträger erfolgt, wodurch sich eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat ergibt. Das organische Material ist dabei über einer strahlungsabsorbierenden Schicht abgeschieden. Alternativ kann auch das organische Material strahlungsabsorbierend sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Abscheidung einer Schutzschicht vor der Abscheidung des organischen Materials auf dem Zwischenträger. Diese Schutzschicht ist dabei transparent und zugleich chemisch inert gegenüber den abzuscheidenden organischen Materialien, wodurch mögliche Reaktionen des organischen Materials mit strahlungsreflektierenden oder absorbierenden Schichten auf dem Zwischenträger unterbunden werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das nach erfolgter Abscheidung des organischen Materials auf dem Substrat verbleibende organische Material durch eine Heizeinrichtung, welche auf der mit dem organischen Material beschichteten Seite der Oberfläche angeordnet ist, erwärmt und verdampft. Infolgedessen erfolgt eine homogene Dampfverteilung und abschließend eine homogene Abscheidung des verdampften organischen Materials auf dem mikrostrukturierten Zwischenträger. Dadurch wird eine neue Schicht des organischen Materials auf der gesamten Oberfläche des mikrostrukturierten Zwischenträgers realisiert. Nachfolgend steht diese Schicht für eine weitere Bedampfung des Substrats zur Verfügung. Dadurch wird das eingesetzte organische Material vollständig zur Bedampfung des Substrats genutzt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Heizeinrichtung, welche auf der mit dem organischen Material beschichteten Seite der Oberfläche angeordnet ist, als Wärmestrahler ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das in den nicht reflektierenden Bereichen der Oberfläche des Zwischenträgers verbliebene organische Material durch eine Erwärmung des Zwischenträgers erwärmt und verdampft. Nach erfolgter Abkühlung des Zwischenträgers erfolgt die Abscheidung des verdampften organischen Materials als homogene Schicht auf dem Zwischenträger.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Strahlungseintrag der Strahlungsquelle durch einen Shutter reguliert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Mikrostrukturierung des Zwischenträgers durch eine strukturierte Abscheidung der strahlungsreflektierenden Schicht erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die mikrostrukturierte, strahlungsreflektierende Schicht auf der dem abgeschiedenen organischen Material gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die strukturierte Abscheidung der strahlungsreflektierenden Schicht durch Lithographie.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Zwischenträger beheizbar ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Zwischenträger durch eine Kühleinrichtung gekühlt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mikrostrukturierte Zwischenträger als mikrostrukturierter Zylinder ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der als Zylinder aufgeführte mikrostrukturierte Zwischenträger in einer Vakuumkammer einer Durchlaufbeschichtungsanlage angeordnet, wobei die Vakuumkammer einen Verdampfer für die Erwärmung und Verdampfung des organischen Materials aufweist und weiterhin eine Abschirmung vorgesehen ist, die das Substrat vom Verdampfer separiert, wobei die Abschirmung den mikrostrukturierten Zwischenträger umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Abschirmung beheizbar ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Strahlungsquelle im Inneren des mikrostrukturierten Zwischenträgers angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Strahlungsquelle als Infrarotquelle ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Strahlungsquelle als Lichtquelle ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle aus Halogenlampen ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Strahlungsquelle als Mikrowellenquelle ausgeführt
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zur Herstellung eines RGB-Displays in einem ersten Schritt ein grün emittierendes organisches Material nach dem oben beschriebenen Verfahren abgeschieden. Zur Komplettierung des RGB-Displays wird das gleiche Verfahren analog mit den für die Farben Rot und Blau emittierenden organischen Materialien wiederholt. Die Reihenfolge der Farben ist beliebig wählbar.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie den anliegenden Zeichnungen zu entnehmen. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verdampfungsvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung der gezielten Verdampfung organischer Materialien und deren gerichtete Abscheidung auf einem Substrat,
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verdampfung des verbliebenen organischen Materials und in
4 eine schematische Darstellung einer Durchlaufbeschichtungsanlage mit erfindungsgemäßen Verdampfungsvorrichtungen.
Ausführungsbeispiel 1
In einem ersten Ausführungsbeispiel ist in 1 der mikrostrukturierte Zwischenträger 1 aus einem Quarzglassubstrat 2 mit Bereiche mit lichtreflektierenden 3 (z. B. 100 nm dickes Al) oder lichtabsorbierenden 4 (z. B. 100 nm dickes CrN), dünnen Schichten hergestellt, sodass eine Maske entsteht. Zusätzlich ist eine Schutzschicht 5 (z. B. 50 nm dickes SiO₂) aufgebracht, um chemische Reaktionen des organischen Materials 6 (siehe 2) mit dem aufgebrachten Film 4 zu verhindern. Anschließend wird die Schutzschicht 5 des mikrostrukturierten Zwischenträgers 1 mit einem organischen Material 6, z. B. 40 nm grün emittierender Farbstoff Alq₃, in einer Vakuumkammer 13 beschichtet.
Anschließend wird die mit dem organischen Material 6 beschichtete Oberfläche des mikrostrukturierten Zwischenträgers 1 relativ zu einem Substrat 7, z. B. einem TFT-Monitor, im Proximity-Abstand (typisch für optische Lithographie, beispielsweise 30 μm) oder direktem Kontakt platziert. Anschließend wird das organische Material 6 durch das Quarzglas 2 mit Hilfe von einer Strahlungsquelle 8, z. B. einer Halogenlampe, in einem anderen Segment der Vakuumkammer 13 belichtet. Hierbei erwärmen sich nur Bereiche mit der lichtabsorbierenden Schicht 4 ausreichend stark, sodass das organische Material 6 ausschließlich an diesen Stellen verdampft wird und sich auf den Bereichen der Oberfläche des Substrats 7 niederschlägt, welche diesen Stellen gegenüber liegen (2). Aufgrund der geringen Wärmekapazität der absorbierenden Schicht kann die Erhitzung auf Verdampfungstemperaturen im Subsekunden-Bereich erfolgen. Nach der Abschaltung der Strahlungsquelle durch den Shutter erfolgt eine rasche Abkühlung der absorbierenden Schicht durch die thermische Anbindung an den Zwischenträger, welcher eine relativ hohe Wärmekapazität hat.
Ähnlich wie bei der optischen Lithographie kann über einen Shutter 9 die Lichtquelle 8 ein- bzw. ausgeschaltet werden. Je kleiner der Abstand zwischen mikrostrukturierte Oberfläche des Zwischenträgers 1 und dem Substrat 7 ist, desto geringer sind die Streudampfanteile, d. h. die Menge an organischem Material 6, welches an nicht beabsichtigten Stellen kondensiert.
Da die Materialausbeute nur bei ungefähr 30% pro organischem Material 6 liegt für einen dreifarbigen Bildschirm, kann in einem weiteren Schritt in 3 das organische Material 6 von der beschichteten Oberfläche des mikrostrukturierten Zwischenträgers 1, also nicht durch einen Lichteintrag durch das Quarzglas 2 verdampft werden, sodass es zur Erwärmung der gesamten Oberfläche kommt. Hierzu kann eine Heizeinrichtung 10, etwa ein Wärmestrahler verwendet werden. Nach der Verdampfung der restlichen 70% in einer Beschichtungskammer wird die Heizeinrichtung 10 abgeschaltet, sodass sich erneut Dampf gleichmäßig auf der Oberfläche des mikrostrukturierten Zwischenträgers 1 niederschlagen kann.
Ausführungsbeispiel 2
In 4 ist eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Verdampfungsvorrichtung in einer Durchlaufbeschichtungsanlage dargestellt. Hierbei sind die mikrostrukturierten Zwischenträger als Quarztrommel ausgeführt. Die Mikrostrukturierung ist vorteilhafterweise auf der Oberfläche der Quarztrommel in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel 1 aufgebracht. Die Durchlaufbeschichtungsanlage 11 zur Beschichtung eines Substrats 7, z. B. einer Folie, welche als Endlosrolle durch die Anlage 11 geführt wird, in einer ersten Vakuumkammer 13 mit einem organischen Material 6, welches einen rotemittierenden Farbstoff darstellt, beschichtet. Hierzu wird das organische Material 6 in einer Verdampfungseinrichtung 12 erwärmt und verdampft. Infolgedessen scheidet sich das organische Material 6 auf dem mikrostrukturierten Zwischenträger 1 ab. Der Bereich zwischen dem Verdampfer 12 und dem Substrat wird durch eine Abschirmung 14 getrennt, sodass kein ungewollter Eintrag von organischem Materials 6 aus dem Dampfraum 17 auf das Substrat 7 erfolgt. Die dem Verdampfer 12 zugewandte Seite der Abschirmung 14 wird dabei auf Verdampfungstemperatur gehalten, um eine Kondensierung des organischen Materials 6 an der Abschirmung 14 zu unterbinden.
Infolge einer kontinuierlichen Drehbewegung 15 des Zwischenträgers 1 wird das abgeschiedene organische Material 6 in Richtung des Substrats 7 bewegt, bis es in einer Position gegenüber dem Substrat 7 angelangt ist. An dieser Stelle wird das organische Material 6 durch die in Richtung des Substrats, auf die Oberfläche des Zwischenträgers fokussierte Lichtquelle 8, welche im Inneren des Zwischenträgers 1 angeordnet ist, erwärmt und verdampft. Analog des ersten Ausführungsbeispiels erfolgt auch hier die Erwärmung und Verdampfung nur in den Bereichen des Zwischenträgers 1, die keine lichtreflektierende Schicht 3 aufweisen. Als Ergebnis erfolgt eine Bedampfung des Substrats 7 mit dem organischen Material 6 in Abhängigkeit von der Mikrostrukturierung.
Infolge der kontinuierlichen Drehbewegung 15 des Zwischenträgers 1 erfolgt eine Bewegung des auf dem Zwischenträger 1 in den lichtreflektierenden Bereichen 3 verbliebenen organischen Materials 6 in Richtung der Abschirmung 14. Dabei passiert der Zwischenträger 1 einen ersten Bereich im Dampfraum 17, bei dem durch auf eine Linie fokussierter Lichtstrahl die Oberfläche so stark erhitzt wird, dass das verbliebene organische Material abdämpft. Die Linie des Lichtstrahls ist dabei parallel zur Drehachse angeordnet. Anschließend kühlt sich der Zwischenträger 1 im Dampfraum so weit ab, dass erneut organisches Material auf dessen Oberfläche kondensiert. Die Strahlungsquelle zur Erzeugung der Linie könnte sich im Inneren des Zwischenträgers analog zur Strahlungsquelle 8 befinden und auf den Bereich in dem sich Zwischenträger 1 und Abschirmung 14 im Dampfraum 17 auf der rechten Seite treffen fokussiert sein. Auch die Strahlungsquelle 8 sollte auf die Oberfläche des Zwischenträgers 1 fokussiert sein, allerdings in Richtung der Normalen des Substrats.
Das Substrat 7 wird infolge seiner kontinuierlichen Bewegung 16 nunmehr zur nächsten Beschichtungsvorrichtung transportiert. Dort erfolgt analog der ersten Beschichtung einer weiteren Beschichtung mit einem grün-emittierenden organischen Material 6. Abschließend erfolgt in einem letzten Beschichtungsschritt eine Beschichtung mit einem blau-emittierenden organischen Material 6. Dadurch kann in einer Durchlaufbeschichtungsanlage 11 eine komplette RGB-Beschichtung durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: mikrostrukturierter Zwischenträger
2: Zwischenträger
3: lichtreflektierende Schicht
4: lichtabsorbierende Schicht
5: Schutzschicht
6: organisches Material
7: Substrat
8: Strahlungsquelle
9: Shutter
10: Heizeinrichtung
11: Durchlaufbeschichtungsanlage
12: Verdampfer
13: Vakuumkammer
14: Abschirmung
15: Drehrichtung des Zwischenträgers
16: Substrattransportrichtung
17: Dampfraum
18: Heizeinrichtung der Abschirmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0151659 A1 [0010]
US 2009/0038550 A1 [0011]

Claims

Verfahren zur lokalen Bedampfung eines Substrats mit organischen Materialien für die Herstellung organischer photoaktiver Bauelemente, insbesondere organischer Leuchtdioden, dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Verdampfung des organischen Materials (6) von einem Zwischenträger (1) mittels Energieeintrag durch eine Strahlung erfolgt, wobei das organische Material (6) vom Zwischenträger (1) auf ein Substrat (7) mikrostrukturiert aufgedampft wird.
Verfahren nach Anspruch 1 umfassend – die Herstellung eines mikrostrukturierten Zwischenträgers (1) mittels einer ersten Abscheidung einer mikrostrukturierten strahlungsreflektierenden Schicht (3) auf einem transparenten Zwischenträger (2), einer zweiten Abscheidung einer strahlungsabsorbierenden Schicht (4) auf der strahlungsreflektierenden Schicht (3) und der unbeschichteten mikrostrukturierten Oberfläche des Zwischenträgers (2), sowie – einer Abscheidung des organischem Materials (6) über der strahlungsabsorbierenden Schicht (4) und – eine lokale Verdampfung des organischen Materials (6), wodurch eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien (6) entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 umfassend – die Herstellung eines mikrostrukturierten Zwischenträgers (1) mittels einer ersten Abscheidung einer mikrostrukturierten strahlungsreflektierenden Schicht (3) auf einem transparenten Zwischenträger (2), sowie – einer zweiten Abscheidung eines strahlungsabsorbierenden organischen Materials (6) über der mikrostrukturierten strahlungsreflektierenden Schicht (3) und – eine lokale Verdampfung des strahlungsabsorbierenden organischen Materials (6), wodurch eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien (6) entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 umfassend – die Herstellung eines mikrostrukturierten Zwischenträgers (1) mittels einer ersten Abscheidung einer mikrostrukturierten strahlungsabsorbierenden Schicht (4) auf einem transparenten Zwischenträger (2), sowie – einer zweiten Abscheidung eines organischen Materials (6) über der mikrostrukturierten strahlungsabsorbierenden Schicht (4) und – eine lokale Verdampfung des organischen Materials (6) von der strahlungsabsorbierenden Schicht (4), wodurch eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien (6) entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 umfassend – die Herstellung eines Zwischenträgers (1) mittels einer ersten Abscheidung einer strahlungsabsorbierenden Schicht (4) auf einem transparenten Zwischenträger (2), sowie – einer zweiten Abscheidung eines organischen Materials (6) über der strahlungsabsorbierenden Schicht (4) und – eine lokale Verdampfung des organischen Materials (6) von der strahlungsabsorbierenden Schicht (4) mittels eines mikrostrukturierten Energieeintrags durch die Strahlungsquelle (8), wodurch eine gerichtete Abscheidung der organischen Materialien (6) entsprechend der Mikrostrukturierung auf dem Substrat (7) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine transparente Schutzschicht (5) vor der Abscheidung des organischen Materials (6) auf dem Zwischenträger (1) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Abscheidung des organischen Materials (6) auf dem Substrat (7), das verbleibende organische Material (6) auf dem Zwischenträger (1) mittels einer Heizeinrichtung (10) erwärmt und verdampft wird und erneut auf dem Zwischenträger (1) abgeschieden wird, wobei das organische Material (6) als homogene Schicht abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungseintrag der Strahlungsquelle (8) durch einen Shutter (9) reguliert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturierung des Zwischenträgers (1) durch eine strukturierte Abscheidung der strahlungsreflektierenden Schicht (3) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturierung der strahlungsreflektierenden Schicht (3) durch optische Lithographie erfolgt.
Vorrichtung zur lokalen Bedampfung eines Substrats mit organischen Materialien für die Herstellung organischer photoaktiver Bauelemente, insbesondere organischer Leuchtdioden umfassend ein Schichtsystem bestehend aus einem transparenten Zwischenträger (2), einer mikrostrukturierten, strahlungsreflektierenden (3) und einer strahlungsabsorbierenden Schicht (4) sowie einer Schutzschicht (5), welche auf der strahlungsabsorbierenden Schicht (4) angeordnet ist und auf der das zu verdampfende organische Material (6) abgeschieden wird, sowie einer Strahlungsquelle (8) die auf der dem abgeschiedenen organischen Material (6) gegenüberliegenden Seite des Zwischenträgers (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlungsabsorbierende Schicht (4) auf der mikrostrukturierten, strahlungsreflektierenden Schicht (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (10) auf der mit dem organischen Material (6) beschichteten Seite des Zwischenträgers (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mikrostrukturierte Zwischenträger (1) eine Kühleinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mikrostrukturierte Zwischenträger (1) als Zylinder ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der als Zylinder aufgeführte mikrostrukturierte Zwischenträger in einer Vakuumkammer (13) einer Durchlaufbeschichtungsanlage angeordnet ist, wobei die Vakuumkammer (13) einen Verdampfer (12) für die Erwärmung und Verdampfung des organischen Materials (6) aufweist und weiterhin eine Abschirmung (14) vorgesehen ist, die das Substrat (7) vom Verdampfer (12) separiert, wobei die Abschirmung (14) den mikrostrukturierten Zwischenträger (1) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (14) beheizbar ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (8) im Inneren des mikrostrukturierten Zwischenträgers (1) angeordnet ist.