Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtdiode und ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode und insbesondere auf Leuchtdioden mit organischen Lichtemissi- onsschichten.

Immer häufiger werden zur Verbesserung der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine Displays bzw. Anzeigen oder sogar Farbdisplays bzw. Farbanzeigen eingesetzt. Die Dis- plays ersetzen dabei die bis vor einigen Jahren eingesetz¬ ten Monitore in sogenannten Desktopanwendungen, werden aber auch immer häufiger in tragbaren Geräten eingesetzt, wie z. B. Mobiltelefonen oder PDAs. Die Displays basieren auf einer in einer Matrix angeordneten Formation von Leuchtdio- den. Aufgrund des zunehmenden Masseneinsatzes von Displays ergibt sich die Forderung, das Verfahren zur Herstellung von Leuchtdioden, die ja die Basis der Displays bilden, zu vereinfachen.

Gleichzeitig besteht die Anforderung an die Displays, immer hochauflösendere Bilder zu erzeugen, was bedeutet, daß immer mehr Pixel auf einer bestimmten Fläche konzentriert werden. Somit entsteht natürlich auch an die in den Dis¬ plays eingesetzten Leuchtdioden die Anforderung, eine kleinere Fläche aufzuweisen bzw. auf einer kleineren Fläche untergebracht werden zu können.

Eine besondere Form der Leuchtdioden sind organische Leuchtdioden. Eine mögliche Herstellungsart basiert auf der Verwendung von Polymeren. Diese werden häufig als Lösungen aufgebracht. Die Strukturierung erfolgt dabei durch ein Druckverfahren wie beispielsweise mit einem Ink-Jet. Diese organischen Leuchtdioden sind durch eine kurze Lebensdauer gekennzeichnet.

Eine weitere bisherige Möglichkeit, organische Leuchtdioden herzustellen, beruht auf einem Einsatz aufgedampfter Mate¬ rialien. Nachteilig ist jedoch hierbei, daß für ein Farb¬ display drei Subpixel für die Farben gelb, rot und blau erforderlich sind. Die Fläche eines Subpixels beträgt dabei weniger als 33 % der Fläche eines Gesamtpixels. Somit ist, um dieselbe Leuchtstärke zu erzielen, eine höhere Strom¬ dichte erforderlich, was wiederum eine niedrigere Lebens¬ dauer nach sich zieht.

Zugleich werden für die Herstellung von Leuchtdioden auf der Basis aufgedampfter Materialien Schattenmasken einge¬ setzt. Diese Schattenmasken sind aber für die Fertigung von Displays mit größeren Abmessungen ungünstig, da sie zum Verziehen neigen. Außerdem verstopfen die Masken nach kurzem Einsatz mit Farbstoffen, was einem wirtschaftlichen industriellen Herstellungsprozeß entgegensteht. Zugleich schränkt die Ungenauigkeit in der geometrischen Anordnung der Schattenmasken das Auflösungsverhalten der damit herge¬ stellten Displays ein.

Eine Möglichkeit, Leuchtdioden auf der Basis aufgedampfter Materialien herzustellen, wobei die Subpixelfläche der Farben rot, gelb und blau gleich der Fläche des gesamten Pixels ist, besteht darin, die organischen Leuchtdioden übereinander zu stapeln. Jedoch gibt es in Ausführungsbei- spielen gemäß dem Stande der Technik für einen Einsatz in hochauflösenden Displays nur ungeeignete Kontaktierungen.

Gestapelte organische Leuchtdioden und insbesondere eine entsprechende Spannungsversorgung dieser gestapelten orga- nischen Leuchtdioden werden in der ÜS005917280A erläutert. Die DE 102 15 210 Al bezieht sich auf den Einsatz von dotierten Transportschichten bei Leuchtdioden mit organi¬ schen lichtemittierenden Schichten.

US 5,917,280 A erläutert eine Anordnung aus gestapelten OLEDs, und wie die Potentiale zur Ansteuerung der licht¬ emittierenden Schichten einzustellen sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtdiode und ein Verfahren zur Herstellung einer Leucht¬ diode zu schaffen, wobei die Leuchtdiode besser kontaktiert und einfacher hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtdiode gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 20 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Leuchtdiode mit folgenden Merkmalen: einem Substrat, einer Mehrschichtan- ordnung, die auf dem Substrat angeordnet ist und in der eine Ausnehmung gebildet ist, und eine organische Lichtemissionsschicht, die in der Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Mehrschichtanordnung eine Kontaktschicht aufweist, die sich bis zu der oder in die Ausnehmung er¬ streckt und mit der OLED bzw. optischen lichtemittierenden Diode elektrisch leitfähig verbunden ist.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einer auf einem Substrat angeordneten Mehrschichtanord¬ nung, die eine Kontaktschicht umfaßt, Ausnehmungen zu bilden, so daß die Kontaktschicht sich bis zu der Ausneh¬ mung oder in die Ausnehmung hinein erstreckt. Bei einem anschließenden Bedampfungsvorgang mit einer organischen Lichtemissionsschicht, um die organische Lichtemissions¬ schicht zu bilden, wird diese gleichzeitig mit der Kontakt- schicht elektrisch leitend verbunden, wobei die Umrandungen der Ausnehmungen als Maske fungieren. - A -

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zur Herstellung eines Arrays aus Leuchtdioden keine Schat¬ tenmaske mehr erforderlich ist, sondern die Aufbringung wie z. B. Aufdampfung ganzflächig erfolgen kann, da die Mehr- schichtanordnung als Schattenmaske fungiert.

Weil die Kontaktschicht ein Teil der auf dem Substrat angeordneten Mehrschichtanordnung ist, vereinfacht sich das Fertigungsverfahren für eine Leuchtdiode.

Gleichzeitig ermöglicht die Erfindung, eine Mehrzahl an OLEDs verschiedener Primärfarben in einer Ausnehmung über¬ einander zu schichten, wodurch sich das Auflösungsvermögen eines aus diesen OLEDs gebildeten Displays erhöht.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß durch die Konzentration einer hohen Anzahl an Pixel auf einer vorbestimmten Fläche eine gute Materialaus¬ nutzung erzielt werden kann.

Das Einsparen der für den Fertigungsprozeß kritischen Schattenmaske ermöglicht eine Erhöhung der Ausbeute der gefertigten Leuchtdioden und damit eine verbesserte Wirt¬ schaftlichkeit des Herstellungsverfahrens.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Lichtemissionsschicht die gesamte Ausneh¬ mung bedecken kann und somit die Fläche eines gesamten Pixels bedeckt. Durch die gute Flächenausnutzung ist eine geringere Stromdichte erforderlich, was eine längere Le¬ bensdauer der Leuchtdiode nach sich zieht.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung resultiert daraus, daß eine die gesamte Superpixelfläche, wobei ein Superpixel vorzugsweise 3 Subpixel umfasst, nutzende OLED ein gutes Aspektverhältnis nach sich zieht, was sich posi¬ tiv auf den Kontrast eines aus den Leuchtdioden der vorlie¬ genden Erfindung aufgebauten Displays auswirkt. Da die Kontaktschicht der Leuchtdiode der vorliegenden Erfindung in der Mehrschichtanordnung gut von einer Kon¬ taktschicht einer benachbarten Leuchtdiode isoliert werden kann, verringert sich daher das Übersprechen zwischen zwei benachbarten Pixeln.

Ferner kann die Mehrschichtanordnung kostengünstig durch übliche Halbleiterherstellungsverfahren gefertigt werden, so daß ein Array beispielsweise aus einem Wafer gebildet werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. Ia eine Schnittansicht einer Leuchtdiode mit drei Lichtemissionsschichten, die Licht vom Substrat weg oben abstrahlt gemäß einem Ausführungsbei- spiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. Ib eine schematische Draufsicht auf die Leuchtdiode von Fig. Ia;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Leuchtdiode, die das Licht nach unten durch das Substrat emittiert ge¬ mäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Leuchtdiode, die Licht sowohl nach oben vom Substrat weg als auch nach unten durch das Substrat hindurch abstrahlt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer alternativen Ausfüh¬ rungsform einer Leuchtdiode gemäß der vorliegen¬ den Erfindung, die Licht nach oben abstrahlt; Fig. 5 eine Schnittansicht einer Leuchtdiode mit drei Lichtemissionsschichten und Isolationskanten ge¬ mäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Array, das eine Mehrzahl an Leuchtdioden gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt; und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Leuchtdiode gemäß der vorliegenden Erfin¬ dung.

Fig. Ia zeigt einen Aufbau bei einer Leuchtdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Leuchtdiode im Wesentlichen aus einem Substrat 1, einer Mehrschichtanordnung 3, die auf dem Substrat 1 ange¬ ordnet ist, und einer OLED, die in einer Ausnehmung 5 der Mehrschichtanordnung 3 gebildet ist, zusammensetzt.

Die Mehrschichtanordnung 3 umfasst nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Metallebenen 3a, 3b, 3c und 3d, die durch Isolationsschichten 51, 61 und 71 voneinander getrennt und durch eine Isolationsschicht 81 abgeschlossen sind. Die Schichtfolge aus den Isolationsschichten 51 - 81 ist strukturiert, um die Ausnehmung 5 zu bilden. Die un¬ terste Metallebene 3a ist auf dem Substrat 1 gebildet und ist strukturiert, um eine untere Elektrode 16 und Leiter¬ bahnen 18 und 20 zu bilden. Die untere Elektrode 16 ist derart strukturiert, daß sie sich über den gesamten Quer¬ schnitt der Ausnehmung 5 und ein wenig darüber hinaus in die Mehrschichtanordnung 3 hinein erstreckt. Vorzugsweise ist die untere Elektrode 16 als eine Leiterbahn über eine in einer Reihe angeordneter OLED-Stapel hinweg ausgeführt, wenn sie Teil eines Aktiv-Matrix-Displays ist, dessen Ausführung später noch detailliert erläutert wird. Die darüberliegenden Metallebenen 3b - 3d sind strukturiert, um Kontaktschichten 21, 31 bzw. 41 zu bilden. Insbesondere sind die Kontaktschichten 21, 31 und 41 derart gebildet, daß sie die Ausnehmung 5 lateral vollständig umgeben und sich von der Anordnung 3 aus ein wenig in die Ausnehmung 5 erstrecken, um in dieselbe hineinzuragen.

Durchkontaktierungen sind vorgesehen, um die Kontaktschich- ten 21, 31 und 41 mit jeweils einer der Leiterbahnen 18 und 20 in der Metallebene 3a auf dem Substrat 1 zu verbinden, wobei in der Schnittdarstellung von Fig. Ia lediglich eine die Kontaktschicht 21 mit der Leiterbahn 18 verbindende Durchkontaktierung 6 und eine die Leiterbahn 20 mit der Kontaktschicht 31 verbindende Durchkontaktierung 11 gezeigt sind.

Die OLED in der Ausnehmung 5 ist durch einen Schichtstapel innerhalb der Ausnehmung 5 gebildet. Dieser Schichtstapel umfasst eine sich lateral über den gesamten Querschnitt der Ausnehmung 5 erstreckende organische Leuchtemissionsschicht 91, eine darauf angeordnete Elektrodenschicht 101, eine auf der Elektrodenschicht 101 angeordnete weitere organische Lichtemissionsschicht 111, eine auf der weiteren Lichtemis- sionsschicht 111 angeordnete Elektrodenschicht 121, und schließlich eine auf der Elektrodenschicht 121 angeordnete organische Leuchtemissionsschicht 131, auf der wiederum eine Elektrodenschicht 141 angeordnet ist. Alle Schichten 91 - 141 der OLED erstrecken sich über den gesamten Quer- schnitt der Ausnehmung 5 in der genannten Reihenfolge. Entlang der Schichtstapel- bzw. Dickerichtung sind die Elektrodenschichten 101, 121 und 141 derart zu den Kontakt¬ schichten 21, 31 und 41, die sich ja in die Ausnehmung 5 hinein erstrecken, ausgerichtet, daß die Elektrodenschicht 101 durch die Kontaktschicht 21, die Elektrodenschicht 121, durch die Kontaktschicht 31 und die Elektrodenschicht 141 durch die KontaktSchicht 41 kontaktiert wird bzw. aneinan- dergrenzen, während die organischen Leuchtemissionsschich¬ ten 91, 111 und 131 in Dickerichtung zwischen den Metall¬ ebenen 3a - 3d angeordnet sind.

Fig. Ib zeigt eine Draufsicht auf die Leuchtdiode von Fig. Ia, wobei jedoch alle die OLED in der Ausnehmung 5 bilden¬ den Schichten 91 - 141 zur besseren Darstellbarkeit nicht dargestellt wurden.

Wie es in Fig. Ib zu erkennen ist, weist der Querschnitt der Ausnehmung 5 bei dem Ausführungsbeispiel einen recht¬ eckigen Umriss 191 auf, wobei jedoch andere Formen eben¬ falls möglich wären. Innerhalb der Ausnehmung 5 ist die oberste der in die Ausnehmung 5 hineinragenden Kontakt¬ schichten 21, 31 und 41, nämlich die Kontaktschicht 41, zu erkennen, die ebenfalls einen rechteckigen Umriss 201 aufweist, der etwas kleiner als der Umriss 191 der Ausneh¬ mung 5 ist, wie sie durch die Isolationsschichten 51 - 81 definiert wird.

Zusätzlich zu den Leiterbahnen 18, 20, die bereits in Fig. Ia gezeigt wurden, ist in dieser Fig. Ib auch noch eine Leiterbahn 19 dargestellt, die ebenfalls in der Ebene 3a des Mehrschichtenaufbaus 3 wie die Leiterbahnen 18 und 20, verläuft und letztgenannte nicht schneidet. Darüber hinaus ist in der Fig. Ib auch eine die Leiterbahn 19 mit der Elektrode 41 verbindende Durchkontaktierung 16 gezeigt.

Fig. Ib zeigt eine Reihe von verdeckten Kanten, die gestri¬ chelt gezeichnet sind. Außerdem sind die Kanten 21, 31, 41 zur besseren Darstellbarkeit auseinandergezogen darge- stellt, obwohl sie in der Realität direkt übereinander liegen und sich daher auch gegenseitig verdecken.

Nachdem nun im vorhergehenden der Aufbau der OLED beschrie- ben wurde, werden im folgenden deren Funktionsweise und Vorteile beschrieben. Die Kontaktschichten 41, 31, 21 ragen dabei jeweils in die Elektrodenschichten hinein, um eine gleichmäßige Trennung der organischen Schichten 101, 121, 141 zu erreichen.

Die erste Isolationsschicht 51 trennt die erste Kontakt¬ schicht 21 von dem Substrat 1 elektrisch. Die zweite Isola¬ tionsschicht 61 isoliert die dritte Kontaktschicht 31 von der zweiten Kontaktschicht 21, während die dritte Isolati- onsschicht 71 für die Isolation der vierten Kontaktschicht 41 von der dritten Kontaktschicht 31 verantwortlich ist. Die vierte Isolationsschicht 81 ist für die elektrische Abschirmung der dritten Kontaktschicht 41 gegenüber der Umgebung der Leuchtdiode verantwortlich.

Die Ladungsträger der ersten Elektrodenschicht 16 und der zweiten Elektrodenschicht 101 rekombinieren beim Anlegen einer Spannung zwischen denselben in der ersten OLED- Schicht 91. Ein Ergebnis dieses Rekombinationsvorgangs ist der Lichtstrahl 151, der beispielsweise rot ist.

Gleiches gilt für die Ladungsträger aus der zweiten Elekt¬ rodenschicht 101 und der dritten Elektrodenschicht 121, die in der zweiten OLED-Schicht 111 rekombinieren. Hierdurch wird der Lichtstrahl 161 erzeugt, der zum Beispiel grün ist.

Die Ladungsträger aus der dritten Elektrodenschicht 121 und der vierten Elektrodenschicht 141 rekombinieren in der dritten OLED-Schicht 131 und rufen den Lichtstrahl 171 hervor, der hier beispielsweise blau ist. Die Anordnung der OLED-Schichten erfolgt vorteilhafterweise so, daß der Lichtstrahl, der sich aus Photonen von einer geringsten Energie zusammensetzt, die meisten Schichten durchläuft, während der Lichtstrahl, der sich aus Photonen von einer höchsten Energie zusammensetzt, die wenigsten Schichten durchläuft, damit durch Photoemission keine anderen Farben erzeugt werden. Daher ergibt sich in der Leuchtdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung eine Abfolge der ersten OLED-Schicht 91, die rotes Licht von geringster Photonenenergie erzeugt, dann der zweiten OLED-Schicht 111, die grünes Licht von mittle¬ rer Photonenenergie erzeugt, und schließlich die dritte OLED-Schicht 131, die blaues Licht von der höchsten Photo¬ nenenergie erzeugt. Somit durchläuft der blaue Lichtstrahl 171, der sich aus Photonen der höchsten Energie zusammen¬ setzt, die geringste Anzahl an Schichten.

In den OLED-Schichten 91, 111, 131 werden die Primärfarben Rot, Grün und Blau erzeugt. Durch eine geeignete Mischung eines Lichts aus diesen drei Farbbestandteilen lassen sich beliebige Farben im sichtbaren Spektrum erzeugen.

Die Elektroden 101, 121, 141 sind lichtdurchlässig ausge¬ führt, damit die in den OLED-Schichten 91, 111, 131 erzeug- ten Lichtstrahlen diese in der gewünschten Abstrahlrichtung durchdringen können.

Die Kanten der Ausnehmung 191 dienen dazu, beim Aufdampfen beispielsweise der OLED-Schichten 91, 111, 131 deren Flä- chen zu begrenzen, wodurch die Schattenmasken, die beson¬ ders bei der Herstellung größerer Displays mit einer großen Anzahl an Leuchtdioden kritisch sind, ersetzt werden kön¬ nen.

Eine Art und Weise wie Potentiale, welche an den Leiterbah¬ nen 18, 19, 20 und an der Elektrodenschicht 16 zur Ansteue¬ rung der Lichtemissionsschichten 91, 111, 131 angelegt werden, einzustellen sind ist in US 5,917,280 A erläutert. Eine mögliche Realisierung der Elektrodenschichten als Transportschichten beschreibt die DE 10215210 Al, die ebenfalls bereits in der Beschreibungseinleitung der vor- liegenden Anmeldung erwähnt worden ist.

OLED von Fig. Ia und Ib könnte Teil eines Aktiv-Matrix- Displays sein. Dann wäre nur eine Kontaktschicht 21, 31, 41 oder Elektrode 16 einer Reihe von OLEDs durch eine gemein- same Leiterbahn in der Ebene 3a auf dem Substrat ansteuer¬ bar. Demnach sind alle Pixel ansteuerbar, so daß über die organischen Schichten geeignete Spannungen abfallen, so daß sich die gewünschte Farbmischung ergibt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Leuchtdiode gemäß einem Ausfüh¬ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied von der Leuchtdiode, die gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, gegenüber der in Fig. Ia gezeigten Leuchtdiode besteht darin, daß die Lichtstrahlen 151, 161, 171 durch das Sub¬ strat 1 hindurch abgestrahlt werden.

Hierzu ist das Substrat 1 zumindest teilweise in dem Be¬ reich, in dem die Lichtstrahlen 151, 161, 171 durch das Substrat 1 hindurchdringen, lichtdurchlässig ausgeführt, während das Substrat 1 in Fig. Ia lichtundurchlässig ist. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die vierte Elektrodenschicht 141 in der Leuchtdiode in Fig. 2 lichtun¬ durchlässig ausgeführt ist, während die vierte Elektroden- schicht 141 in der Leuchtdiode in Fig. Ia lichtdurchlässig ausgeführt ist. Durch oben erwähnte Ausführungsunterschiede der Substrate 1 und der vierten Elektrodenschicht 141 ergibt sich die unterschiedliche Abstrahlrichtung der Lichtstrahlen 151, 161, 171.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die OLED- Schichten 91, 111, 131 in der Leuchtdiode, die in Fig. 2 gezeigt ist, vorteilhafterweise in umgekehrter Reihenfolge wie in Fig. Ia angeordnet sind. So ist beispielsweise die erste OLED-Schicht 91 in Fig. 2 in demselben Material ausgeführt wie die dritte OLED-Schicht 131 in Fig. Ia. In der Leuchtdiode, die in Fig. 2 gezeigt ist, erzeugt die erste OLED-Schicht 91 den blauen Lichtstrahl 171, während in der Leuchtdiode, die in Fig. Ia gezeigt ist, die dritte OLED-Schicht 131 den blauen Lichtstrahl 171 erzeugt. Die¬ selben Zusammenhänge gelten auch für den roten Lichtstrahl 151 und den grünen Lichtstrahl 161 und die übrigen OLED- Schichten. Der Grund für die umgekehrte Anordnung der Lichtstrahlen ist wiederum darin begründet, daß es in diesen beiden Ausführungsbeispielen vorteilhaft ist, wenn der Lichtstrahl mit den Photonen höherer Energie eine geringere Anzahl an Schichten durchläuft wie der Licht- strahl mit den Photonen niedrigerer Energie.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leucht¬ diode gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Leuchtdiode unterscheidet sich von dem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Leuchtdiode dadurch, daß die vierte Elektrodenschicht 141 in Fig. 3 lichtdurchlässig ist, während sie in Fig. 2 lichtundurchlässig ausgeführt ist. Hierdurch ergibt sich für die in Fig. 3 dargestellte Leuchtdiode eine von der in Fig. 2 gezeigten Leuchtdiode abweichende Abstrahlcharakteristik. Die Lichtstrahlen 151, 161, 171 werden nun in beide Richtungen, also sowohl durch das Substrat 1 hindurch als auch durch die vierte Elektro¬ denschicht 141 hindurch emittiert. Somit strahlt die Leuchtdiode in Fig. 3 alle drei Farben zusätzlich zu der Leuchtdiode von Fig. 2 auch noch in die entgegengesetzte Richtung durch die vierte Elektrodenschicht 141 hindurch ab.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leucht- diode gemäß der vorliegenden Erfindung. Die hier darge¬ stellte Leuchtdiode unterscheidet sich von dem in Fig. Ia gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die vierte Isolationsschicht 81 aus Fig. Ia durch eine Isolations- schichtkante 204 ersetzt ist, und die dritte KontaktSchicht 41 aus Fig. Ia weggelassen ist, und dadurch, daß die vierte Elektrodenschicht 141 aus Fig. Ia in Fig. 4 durch die Elektrodenbahn 208 ersetzt ist.

Bei einer in Fig. 4 gezeigten Anordnung handelt es sich um eine Leuchtdiode, die Teil eines Passiv-Matrix-Displays ist, bei dem eine Farbleuchtdiode ein Pixel darstellt und die Pixel in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die licht- durchlässige Elektrodenbahn 208 ist bei dem Passiv-Matrix- Display mit einer Mehrzahl an Leuchtdioden, die in einer Reihe angeordnet sind, verbunden bzw. erstreckt sich strei¬ fenförmig über eine Reihe von Pixeln bzw. Ausnehmungen. Die Elektrodenbahn 208 ist mit einer Mehrzahl an Leuchtdioden und damit einer Mehrzahl an dritten OLED-Schichten 131 verbunden. Somit sind die Mehrzahl an Leuchtdioden, die in einer Reihe angeordnet sind, über die Elektrodenbahn 208 miteinander verbunden.

Die Ansteuerung der OLED-Stapel von Fig. 4 im Passiv- Matrix-Array erfolgt durch Ansteuerung einer der spalten- oder zeilenmäßig verlaufenden Bahnen 208 und einer Ansteue¬ rung der unteren Elektroden 16 die durch Leiterbahnen (nicht gezeigt) auf dem Substrat 1 in Richtung senkrecht zu den Bahnen 208 in Reihe geschaltet sind, also in Zeilen¬ bzw. Spaltenrichtung. Nur der OLED-Stapel, an welchem eine hohe Spannung zwischen der Bahn 208 und der unteren Elekt¬ rode anliegt, ist leuchtfähig. Die übrigen Ansteuermöglich¬ keiten jedes OLED-Stapels bzw. Pixels nämlich die mittleren Kontaktschichten 21, 32 sind über die Leiterbahnen 18,20 individuell ansteuerbar.

Eine Entscheidung, ob die dritte OLED-Schicht 131 mit Ladungsträgern versorgt wird oder nicht, fällt ausschließ- lieh durch die Spannung an der Kontaktschicht 31, die zusammen mit der Elektrodenbahn 208 für die Ladungsträger¬ versorgung der dritten Elektrodenschicht 121 verantwortlich ist. Dabei sind die Kontaktschichten 31 der in der Reihe angeordneten Leuchtdioden, die über die Elektrodenbahn 208 verbunden sind, elektrisch voneinander getrennt. Damit kann jede dritte OLED-Schicht 131 von jeder Leuchtdiode separat angesteuert werden.

In anderen Worten ausgedrückt, ist bei der in Fig. 4 ge¬ zeigten Leuchtdiode die vierte Elektrodenschicht 141 aus Fig. Ia über eine in der Reihe angeordnete Mehrzahl an Leuchtdioden hinweg gemeinsam ausgeführt. Dabei wird diese Anordnung als Passiv-Matrix-Display bezeichnet.

Ein weiterer Unterschied des in Fig. Ia gezeigten Ausfüh¬ rungsbeispiels der Leuchtdiode gemäß der vorliegenden Erfindung und der in Fig. 4 gezeigten Leuchtdiode gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß die vierte Isolations¬ schicht 81 durch die Isolationsschichtkante 204 ersetzt ist. Die geometrische Ausführung der Isolationskante 204 verhindert, daß das Material, das sich während dem Aufdamp¬ fen der Elektrodenbahn 208 auf der Isolationsschichtkante 204 niederschlägt, mit der Elektrodenbahn 208 eine gemein¬ same Schicht bildet, wodurch sich gegebenenfalls sogar eine elektrisch leitende Verbindung zu der Elektrodenbahn 208 in der benachbarten Reihe ergeben könnte.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leucht¬ diode gemäß der vorliegenden Erfindung. Die hier gezeigte Leuchtdiode unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. Ia insofern, daß hier auf der ersten Kontaktschicht 21 eine erste isolierende Schicht 211 und auf der zweiten Kontaktschicht 31 eine zweite isolierende Schicht 216 aufgebracht ist. Die isolierenden Schichten 211, 216 erstrecken sich dabei über die Kontaktschichten 21, 31 hinaus, sowohl auf der der Ausnehmung abgewandten Seite weiter in die Isolationsschichten 61, 71 hinein als auch auf der der Ausnehmung zugewandten Seite in die Elektroden¬ schichten 101, 121 hinein. Die isolierenden Schichten 211, 216 verhindern, daß während des Fertigungsvorgangs das Material der Elektrodenschicht 121 mit der ersten Kontaktschicht 21 eine leitende Verbin¬ dung zwischen der Kontaktschicht 21 und der dritten Elekt- rodenschicht 121 bildet, und damit einen Kurzschluß der zweiten OLED-Schicht 111. Dies würde zu einer Zerstörung der Leuchtdiode führen. Gleiches gilt für die zweite iso¬ lierende Schicht 216, die das unbeabsichtigte Entstehen eines Kontaktes zwischen der zweiten Kontaktschicht 31 und der vierten Elektrodenschicht 141 unterbindet. Somit sind die Leuchtdioden gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorlie¬ genden Erfindung in Fig. 5 resistenter gegen ungewollte Kontakte im Fertigungsprozeß, was zu einer Erhöhung der Ausbeute führt.

Fig. 6 zeigt ein Array, das aus Leuchtdioden bzw. Leuchtdi¬ odenstapeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung besteht. Zu erkennen ist ein Array 216, ein Mehrschichtenaufbau 221 und Ausnehmungen 191, die in Spal- ten und Zeilen angeordnet sind. Der Mehrschichtaufbau 221 umfaßt die Isolationsschichten, die Kontaktschichten und die Kontaktlöcher, wobei sich die Kontaktschichten aller¬ dings auch in die Ausnehmungen 191 hinein erstrecken. Die Isolationsschichten, Kontaktschichten und die Kontaktlöcher sind in dieser Fig. 6 nicht dargestellt. Die Ausnehmungen 191 umfassen die Elektrodenschichten, die OLED-Schichten und Teile der Kontaktschichten, die sich in die Ausnehmung 191 hinein erstrecken. Auch die Elektrodenschichten, die OLED-Schichten und die- sich in die Aunehmungen 191 erstre- ckenden Kontaktschichten sind hier in dieser Fig. 6 nicht dargestellt.

Durch eine geometrische Struktur des Arrays 216 können die Schattenmasken und die Aufdampfung des OLED- und Elektro- denschichtmaterials ganzflächig vorgenommen werden, da sich beim Aufdampfen der Elektrodenschichten und der OLED- Schichten das Material sowohl auf dem Mehrschichtaufbau 221 als auch in den Ausnehmungen 191 niederschlagen kann, ohne daß dies zum Übersprechen zwischen den Leuchtdioden führt, da der Mehrschichtenaufbau nicht nur der Ansteuerung son¬ dern auch der Bildung von Abrisskanten dient.

Fig. 7 erläutert ein Herstellungsverfahren der in Fig. Ia gezeigten Leuchtdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Schritt 220 wird das Substrat 1 bereitgestellt. Anschließend wird in einem Schritt 230 die erste Metallebene 3a auf dem Substrat 1 aufgebracht und strukturiert, so daß die erste Elektroden¬ schicht 16 und die Leiterbahnen 18, 20 entstehen.

In einem Schritt 240 wird danach durch aufeinanderfolgendes Aufbringen die Mehrschichtenanordnung fertiggestellt, so daß die Kontaktlöcher 6, 11, 181, die Kontaktschichten 21, 31, 41 und die Isolationsschichten 51, 61, 71, 81 entste¬ hen. Dabei werden die nacheinander aufgebrachten Schichten 21 - 81 entweder gleich so strukturiert, also immer vor Anfertigung der darüberliegenden Schicht, daß die Anordnung 5 entsteht, oder die Anordnung 5 wird als abschließender Schritt nach Bildung aller Schichten erzeugt. Die Schritte 230, 240 werden vorzugsweise mittels lithographischer Verfahren durchgeführt, wobei als Substrat ein Wafer ver¬ wendet wird, wodurch das Herstellungsverfahren kostengüns- tig ist, und die Verwendung einer Schattenmaske überflüssig wird, was wiederum die Herstellung größerer Dispalys ermög¬ licht.

Danach wird in einem Schritt 250 die OLED-Schicht 91 auf der ersten Elektrodenschicht 16 aufgebracht. Anschließend wird mittels ganzflächiger Abscheidung in einem Schritt 260 die zweite Elektrodenschicht 101 aufgebracht. Während der Schritte 250 und 260 dienen in die Ausnehmung hineinragende Teile zusammen mit der Mehrschichtenanordnung als Separato- ren, die Abrißkanten ermöglichen bzw. verhindern, daß die Schichten 16, 101 zu denjenigen benachbarter Pixel durch¬ gängig gebildet sind. Daraufhin wird in einem Verfahrensablaufdiagramm in diesem Ausführungsbeispiel zur Herstellung der in Fig. Ia gezeig¬ ten Leuchtdiode wieder zu Schritt 250 zurückgesprungen, um die zweite OLED-Schicht 111 und in dem wieder folgenden Schritt 260 die dritte Elektrodenschicht 121 aufzubringen.

Für die in Fig. Ia gezeigte Leuchtdiode gemäß einem Ausfüh¬ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Schrit¬ te 250, 260 dann noch ein drittes Mal durchlaufen, wobei die dritte OLED-Schicht 131 und die vierte Elektroden¬ schicht 141 aufgebracht werden. Das Herstellungsverfahren der in Fig. Ia gezeigten Leuchtdiode ist damit abgeschlos¬ sen.

In obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind die Ausnehmungen 191, in denen die OLED-Schichten 91, 111, 131 und die Elektrodenschichten 16, 101, 121, 141 eingebracht sind, rechteckig ausgeführt. Alternativ sind jedoch beliebige geometrische Ausführungen für einen Grund- riss der Ausnehmungen 191 wie z. B. Kreise oder Ellipsen.

Obige Ausführungsbeispiele umfassen jeweils drei OLED- Schichten 91, 111, 131, vier Elektrodenschichten 16, 101, 121, 141, drei Kontaktlöcher 6, 11, 181 und drei bzw. vier Isolationsschichten. Jedoch sind alternativ eine beliebige Anzahl an OLED-Schichten, Elektrodenschichten, Kontaktlö¬ cher und Isolationsschichten implementierbar.

Auch ist es nicht erforderlich, daß die OLED-Schichten 91, 111, 131 und die Elektrodenschichten 16, 101, 121, 141 jeweils die Grundfläche der kompletten Ausnehmung 191 füllen. Alternativen sind auch Elektrodenschichten oder OLED-Schichten, die nur einen Teil der Ausnehmung 191 ausfüllen, wobei die OLED-Schichten oder Elektrodenschich- ten dann auch elektrisch voneinander durch eine Isolations¬ schicht isoliert werden können. In den Ausführungsbeispielen Fig. Ia bis Fig. 7 sind je¬ weils Leuchtdioden mit drei Primärfarben rot, grün, blau aufgeführt. Alternativen sind auch Leuchtdioden mit belie¬ bigen Farbverteilungen.

Die Kontaktschichten 21, 31, 41 sind geometrisch gleich ausgeführt, in den Ausführungsbeispielen Fig. Ia bis Fig. 7 und erstrecken sich alle in die Elektrodenschichten 101, 121, 141. Die Kontaktschichten können auch beliebig ausge- führt sein, keine Symmetrien aufweisen und sich auch nicht in die Elektrodenschichten erstrecken, sondern an diese nur angrenzen.

In den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stehen die gezeigten Lichtstrahlen senkrecht zur Grundflä¬ che des Substrats 1. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Abstrahlcharakteristik derart ist, daß die Ab¬ strahlung in einem breiten Winkelbereich von etwa 180° erfolgt. Alternativen sind auch schräge Anordnungen der lichterzeugenden Schichten in der Ausnehmung 5, wobei die lichterzeugenden Schichten und eine Flächennormale zu dem Substrat 1 dabei einen von 90° abweichenden Winkel aufwei¬ sen.

Die Kontaktschichten 21, 31, 41 sind in den obigen Ausfüh¬ rungsbeispielen so ausgeführt, daß sie die Elektroden¬ schichten vollständig umgeben. Alternativen sind auch Anordnungen, bei denen die Kontaktschichten nicht in sich geschlossen und nur um einen Teil der Ausnehmung 191 herum angeordnet sind.

Auch sind in den Ausführungsbeispielen der Leuchtdioden gemäß der vorliegenden Erfindung alle Kontaktschichten 21, 31, 41 mit dem Substrat 1 verbunden. Alternativen sind auch Verbindungen in dem Mehrschichtaufbau 221 oder auf dem Mehrschichtaufbau 221, so daß auch eine oder eine Mehrzahl an Kontaktschichten von dem Substrat 1 isoliert ist. In einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfin¬ dung in Fig. 4 ist die vierte Elektrodenschicht 141 aus Fig. Ia als Elektrodenbahn 208 ausgeführt, während die untere Elektrode mit denen von Pixeln in gleicher Spalte oder Zeile in Reihe geschaltet ist. Somit wird ein Passiv- Matrix-Display erzeugt. Selbstverständlich kann bei einem Passiv-Matrix-Display auch eine andere Kombination, wie die zweite Elektrodenschicht 101 oder die dritte Elektroden¬ schicht 121 als Elektrodenbahn ausgeführt sein, wenn dann die vierte Elektrodenschicht nicht als Elektrodenbahn ausgeführt ist, und gilt, daß nur zwei Elektrodenschichten des OLED-Stapels als Elektrodenbahn ausgeführt sind.

Alternativ ist für den Schritt 230 des in Fig. 7 gezeigten Herstellungsverfahrens auch ein Schritt möglich, bei dem eine Metallebene in einer Ausnehmung in dem Substrat 1 eingebracht wird. Daneben kann in Fig. 7 die Abfolge der Schritte variiert werden.

Bei obigen Ausführungsbeispielen der Leuchtdioden gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Elektroden einer gesta¬ pelten OLED durch vertikal angeordnete Kontaktelektroden kontaktiert, wobei jede Farbe durch die vertikale Aufbrin¬ gung, jeweils nur durch eine Kontaktelektrode kontaktiert wird. In den Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Pixelierung einer gestapelten OLED in fast beliebiger Auflösung erreicht werden, so daß Farbdis¬ plays sowohl für Minidisplays größer 1 "Diagonale" als auch für Mikrodisplays hergestellt werden können. Weiterhin benötigt man in den obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung keine Schattenmaskenstrukturierung mehr, was eine Implementierung der obigen Ausführungsbei¬ spiele somit bei beliebig großen Substraten ermöglicht. Daher kann das Fertigungsverfahren gemäß dem Ausführungs- beispiel der vorliegenden Erfindung auch bei normalen Displays und Großdisplays eingesetzt werden. Wie in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gezeigt, kann das Aspektverhältnis, das das Verhältnis zwischen aktiver Subpixelflache und gesamter Pixelfläche definiert, stark erhöht werden, was zum einen zu einer Lebensdauerver¬ längerung der OLEDs bei gleicher Sicht bei einer Display¬ helligkeit führt und weiterhin eine optimale Farbmischung in Pixeln ermöglicht. Weiterhin sind die Pixel voneinander dielektrisch und optisch isoliert, was ein Übersprechen der Pixel vermindert.

Darüber hinaus lassen sich die Elektroden 16, 101, 121, 141, die bisher durchweg durch anorganische Schichtsysteme realisiert wurden, ggf. durch organische Leitschichten (dotierte Schichtsysteme) ersetzen, da der laterale An¬ schlusswiderstand durch die Anordnung stark reduziert ist. Eine weitere interessante Anwendung der in den obigen Ausführungsbeispielen beschriebenen Leuchtdiode ist die Nutzung für Beleuchtungszwecke, bei denen weiße bzw. spezi¬ fische Farbtöne eingestellt werden können. Gegenüber late¬ ral strukturierten OLEDs kann hier wieder eine bessere Ausnützung der Fläche erreicht werden.

Obige Ausführungsbeispiele sind durch eine verbesserte Strukturierungsmöglichkeit bei einem Farbdisplay, eine Erhöhung des Aspektverhältnisses der Subpixel, eine Verbes¬ serung der Farbmischung bei Display, eine Lebensdauerver- besserung des Displays durch In-situ bzw. vollständig im Vakuum Strukturierung, eine erhöhte Materialausnutzung bei der Herstellung des Displays, eine Verminderung von Über¬ sprechen zwischen den Pixeln und eine Möglichkeit der Nutzung von organischen Elektrodensystemen gekennzeichnet.

In obigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist in Fig. Ia eine Seitenansicht und in Fig. Ib eine Draufsicht dargestellt. Auf dem Substrat 1 wird die Start¬ elektrode 16 strukturiert. Nach Abscheidung einer Isolati- onsschicht 51 wird die erste Gegenelektrode 21 strukturiert aufgebracht, hiernach folgt eine weitere Isolationsschicht 61 mit der nächsten Gegenelektrode 31 für die folgende Farbe. Die nächste Isolationsschicht 71 mit der folgenden Elektrode 41 wird zur Kontaktierung der letzten Farbe genutzt. Der Strukturierungsstack wird durch die Isolati¬ onsschicht 81 abgeschlossen. Innerhalb des Pixelgebiets der Ausnehmung 191 sind die Elektroden 21, 31, 41 überhängend angeordnet und bilden bei der nachfolgenden Organikstackab- scheidung lokale Abrisskanten. Hierbei erfolgt die Kontak¬ tierung der Farbelektroden seitlich am Pixelgebiet.

Für eine besonders günstige Anordnung des OLED-Stacks für eine top-emittierende Struktur werden die OLED-Strukturen so angeordnet, daß die OLED mit der Emission bei der kleinsten Photonenenergie (rot) als unterste und die OLED mit der höchsten Photonenenergie (blau) als oberste aufge¬ bracht wird. Dadurch wird die Absorption in den jeweils darüber liegenden Schichten minimiert.

Nach der Herstellung der Pixelelektroden erfolgt die flä¬ chige Abscheidung der organischen Leuchtdioden. Zuerst wird die Organik der ersten OLED (z. B. Rot) 91 abgeschieden, gefolgt durch die Kontaktierung der seitlichen Elektroden durch die erste Kontaktierungsschicht 101. Hiernach folgt direkt die Organik der zweiten OLED (z. B. Grün) 111 mit der nachfolgenden Kontaktierung 121. Die letzte Organik 131 und die letzte Elektrode 141 schließen die Herstellung ab.

Innerhalb eines Aktiv-Matrix-Displays werden durch Kontakt¬ löcher die seitlichen Elektroden 21, 31, 41 an die unter¬ liegende Schaltung angeschlossen. Die Emission der gesta¬ pelten OLED erfolgt von einem Substrat weg.

Eine weitere Anordnung entsprechend der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt, wo die Emission der gestapelten OLED durch das Substrat 1 erfolgt. Hierbei ist die Elektrode 141 lichtundurchlässig ausgelegt. Für eine besonders günstige Anordnung des OLED-Stacks für eine Substrat-emittierende Struktur werden die OLED-Strukturen so angeordnet, daß die OLED mit der Emission bei der kleinsten Photonenenergie (Rot) als oberste und die OLED mit der höchsten Photonen- energie (Blau) als unterste aufgebracht wird. Dadurch wird die Absorption in der jeweiligen Schicht minimiert.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeführt, bei dem auch die Elekt¬ rode 141 lichtdurchlässig ausgeführt ist, und somit eine Emission in beiden Richtungen erfolgt, im ausgeschalteten Zustand ist die gestapelte Diode dann transparent.

Den Fall der Nutzung der Anwendung bei Passiv-Matrix- Displays zeigt eine in Fig. 4 erläuterte Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Strukturierung der Elektroden 21, 31 erfolgt in Form von Zeilen und Spalten, und dabei kann die letzte seitliche Elektrode 41 in diesem Ausführungsbeispiel weggelassen werden und durch eine laterale Strukturierung der OLED- Elektrode 141 und durch eine überhängende Kante der Isola¬ tionsschicht 81, die hier als isolierende Schicht 204 ausgeführt ist, erreicht werden.

Eine weitere modifizierte Anordnung entsprechend den Aus¬ führungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 5 erläutert. Um während der Abscheidung der OLED-Elektroden 121, 141 eine Kontaktierung mit den unterliegenden seitli- chen Elektroden 21, 31 zu vermeiden, werden zusätzliche überhängende isolierende Kanten 211, 216 eingefügt. Diese Ausführungsform erhöht die Prozesssicherheit der Anordnung und steigert damit die Ausbeute.

Eine Modifizierung im Sinne obiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist der Ersatz mindestens einer der OLED-Elektroden 101, 121, 141 durch eine leitfähige organi¬ sche Schicht, da durch die Anordnung der Elektroden der laterale Kontaktwiderstand so gering ist, daß er auch durch organische Schichten realisiert werden kann. Diese Anord¬ nung hat insbesondere eine Vereinfachung der Herstellung zur Folge. Obige Ausführungsbeispiele zeigen die Herstellung und die Integration einer gestapelten organischen Leuchtdiode, indem die gestapelten Dioden durch seitlich gestapelte überhängende Kanten strukturiert und kontaktiert werden.

In obigen Ausführungsbeispielen erfolgt die Lichtauskopp¬ lung über eine transparente Deckelektrode. Darüber hinaus kann die Lichtauskopplung, wie in obigen Ausführungsbei¬ spielen aufgeführt, auch über eine transparente Substrat- elektrode erfolgen. Zusätzlich kann die Lichtauskopplung in obigen Ausführungsbeispielen sowohl über die transparente Substratelektrode als auch über die transparente Deckelekt¬ rode erfolgen.

Vorteilhafte Anordnungen in obigen Ausführungsbeispielen zeigen, daß die Emissionsenergie der gestapelten Leuchtdio¬ den vom Substrat weg größer oder kleiner wird, in Abhängig¬ keit davon, ob es sich um eine top-emittierende oder eine substrat-emittierende Leuchtdiode handelt. Möglich ist auch in obigen Ausführungsbeispielen die OLED mit der geringsten Emissionsenergie in der Mitte der gestapelten Leuchtdiode und die OLEDs mit der höheren Emissionenergie außen anzu¬ ordnen.

In obigen Ausführungsbeispielen haben die seitlichen Elekt¬ roden 21, 31, 41 einen direkten Kontakt zu der Substrat¬ elektronik. In obigen Verfahren gemäß einem Ausführungsbei¬ spiel der vorliegenden Erfindung können die seitlichen Elektroden 21, 31, 41 in Form von Zeilen und Spalten ausge- bildet sein. Daneben kann in den Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung in Fig. Ia bis 7 oberhalb der seitlichen Elektroden eine zusätzliche isolierende Schicht 204 angeordnet sein. Außerdem kann in obigen Aus¬ führungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kontaktierung der seitlichen Elektroden 21, 31, 41 auch durch eine leitende organische Schicht erreicht werden. Obige Ausführungsbeispiele haben gezeigt, daß die Integra¬ tion gestapelter aufgedampfter organischer Leuchtdioden durch eine vertikal angeordnete Kontaktierung der Elektro¬ den erfolgen kann. So können auf der Basis organischer Leuchtdioden (organic light emitting diodes, OLEDs) neuar¬ tige Flachdisplays mit vielen Vorteilen verwirklicht wer¬ den. Dazu gehört die großflächige Abscheidung aus verschie¬ denen Substraten, die selbstleuchtenden Eigenschaften, die sehr dünne Displays ermöglichen, die hohe Unabhängigkeit vom Blickwinkel und die potentielle hohe Effizienz solcher Displays.

Um solche Displays realisieren zu können, ist eine Struktu¬ rierung in verschiedenen emittierenden Elementen bzw. sogenannten Pixeln notwendig. Dies gilt insbesondere für Vollfarbdisplays, in denen diese Pixel so realisiert werden müssen, daß sie in verschiedenen Farben emittieren. Die Strukturierung mittels Schattenmaskentechnologie ist bei kleinen Pixeln in Mini- bzw. Mikrodisplays nicht mehr anwendbar. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der vorlie¬ genden Erfindung wird ein Schichtsystem aus bis zu drei verschiedenfarbigen OLEDs so in ein Display integriert und kontaktiert, daß eine Nutzung auch in Mini- und Mikrodis¬ plays möglich ist.

Die Möglichkeiten zur Herstellung solcher Strukturen hängen stark von den verwendeten Materialien ab. Zum einen wurden bisher organische Leuchtdioden auf der Basis von Polymeren realisiert, die meist aus Lösungen aufgebracht werden. In diesem Fall ist es möglich, die Strukturierung der Pixel durch Druckverfahren vorzunehmen. Beispielsweise konnte gezeigt werden, daß durch das Tintenstrahldrucken eine effiziente Pixelierung möglich ist. Bei dieser Pixelie- rungstechnologie ist die Auflösungsgrenze bei ca. 50 - 100 μm Pixeln gegeben. Organische Leuchtdioden aus Polyme¬ ren besitzen jedoch auch Nachteile, wie die im Vergleich zu aufgedampften organischen Leuchtdioden geringere Lebensdau¬ er. Bei Leuchtdioden auf der Basis aufgedampfter Materialien stehen diese Drucktechniken nicht zur Verfügung. Weiterhin ist es für die Qualität der hergestellten OLEDs wichtig, alle Strukturierungen im Vakuum durchzuführen. Für Mono¬ chromdisplays ist es möglich, mit Abrißkanten bei sogenann¬ ten Passiv-Matrix-Displays, d. h. mit Displays ohne eigene Ansteuerschaltung an den Pixeln, eine Strukturierung zu erreichen. Für Aktiv-Matrix-Displays und insbesondere für Farbdisplays ist es jedoch notwendig, selektiv die ver¬ schiedenen Farben zu realisieren. Klassisch wird dies bisher durch ein laterales Unterteilen eines Pixels in drei Subpixel für Rot, Grün und Blau erreicht. Um eine ausrei¬ chende Leuchtstärke des Pixels zu erreichen, muß jedes Subpixel entsprechend dem Flächenanteil von maximal einem Drittel des Gesamtpixels mit einer dreifachen Leuchtstärke leuchten, um dem Betrachter eine entsprechende Leuchtdichte des Gesamtpixels darzustellen. Im Realfall liegt der Flä¬ chenanteil eines Subpixels bei unter 33 %. Durch die erhöh- te Ansteuerung wird eine größere Stromstärke für jedes Pixel benötigt, gleichzeitig verringert sich die Lebensdau¬ er des Pixels.

Der Standardansatz zur Strukturierung der aufgedampften organischen Leuchtdioden in den Subpixeln baut darauf auf, daß die Farbstoffe durch eine Schattenmaske verdampft werden. Eine solche Verdampfung durch eine Schattenmaske wurde im Labormaßstab prinzipiell gezeigt. Sie ist aller¬ dings auf Displays mit relativ geringen Abmessungen be- grenzt, da größere Masken zum Verziehen neigen. Weiterhin tendieren solche Schattenmasken dazu, sich mit Farbstoffen zuzusetzen und zu verstopfen. Dies erfordert, daß die Masken häufig gereinigt werden, was bei einem industriellen Produktionsprozeß ein empfindlicher Nachteil ist. Es wurden Displays mit Subpixelgrößen im Labormaßstab bis ca. 50 μm bereits vorgestellt, bei kleineren Pixelgrößen läßt sich diese Methode nicht mehr anwenden. Auch bereits bei diesen Pixelgrößen für sogenannte Minidisplays (größer 1 Zoll Diagonale) kann nur eine geringe Fläche des Pixels für die eigentliche OLED genutzt werden, da aufgrund der Ungenauig- keit der Schattenmaske ein Abstand zwischen unterschiedli¬ chen Farben einzuhalten ist, um eine Überlappung der Subpi- xel zu vermeiden.

Bei noch höheren Auflösungen sind aus der Literatur bzw. aus Patenten Ansätze bekannt, die die Realisierung von weißen Emittern, die durch Farbfilter entsprechend gefil- tert werden, einsetzen. Dies kann entweder geschehen, indem die Filter vor dem Abscheiden der Leuchtdioden auf das Substrat aufgebracht werden, bei Leuchtdioden, die durch das Substrat emittieren, also bei Substratemittern bzw. nachdem die Leuchtdioden abgeschieden wurden, also bei Topemittern. Die Herstellung von solchen Strukturen mit Filtern besitzt jedoch unter anderem den Nachteil, daß hier erhebliche Effizienzverluste unvermeidlich sind. Weiterhin benötigen die Farbfilter weitere laterale Strukturierungen, welche den Flächenanteil der verschiedenfarbigen Displays weiter verringert. Dennoch gibt es bisher kein Verfahren, mit welchem bei hohen Auflösungen bei Mini- bzw. Mikrodis- plays eine farbige Strukturierung erreicht werden kann.

Ein alternativer Ansatz zu der lateralen Strukturierung der farbigen Subpixel ist die Anwendung von gestapelten OLEDs, die farbigen Pixel sind hierbei vertikal übereinanderge- legt, wobei die untenliegenden Farben durch die darüberlie- genden Farben leuchten, was in der Patentschrift US 005917280 A dargelegt ist. Solche Systeme bieten einen viel höheren Flächenanteil eines Pixels pro Farbe und gleichzeitig für das menschliche Auge eine optimale Farbmi¬ schung. Eine Anordnung entsprechend der Erfindung konnte bisher in ein Display integriert, aber nicht vorgestellt werden, da eine effektive Kontaktierung der Zwischenelekt- roden zwischen den Farben, die ja vertikal angeordnet sind, nicht erreicht werden konnte. Weiterhin lagen bisher keine OLED-Technologien vor, welche bei gestapelten OLEDs eine ausreichende Effizienz der einzelnen Farben ermöglicht. Durch die Nutzung dotierter Transportschichten, wie in der Offenlegungsschrift DE 102 15 210 Al dargelegt ist, die den Titel „Lichtemittierendes Bauelement mit organischen Schichten" trägt, sind solche hocheffizienten invertierten und transparenten OLEDs möglich.

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Möglichkeit, solche gestapelten OLEDs in ein Display zu integrieren und die Pixelkontaktierung zu erreichen. Das Verfahren ist hierbei auch für sehr hochauflösende Displays und beliebige Sub¬ stratgrößen geeignet.