Beschreibung

Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements sowie elektronisches Bauelement

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum

Herstellen eines elektronischen Bauelements sowie ein

elektronisches Bauelement.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der

deutschen Patentanmeldung 10 2009 060 066.3 und der deutschen Patentanmeldung 10 2009 043 066.0, deren Offenbarungsgehalte hiermit durch Rückbezug aufgenommen werden.

In elektronischen Bauelementen wie organischen Leuchtdioden dienen Isolatoren unter anderem dazu, zwei Elektrodenbereiche voneinander abzutrennen. Geeignete Isolatoren wie

beispielsweise lichtempfindliche Lacke sind meist sehr teuer und aufwendig aufzubringen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements anzugeben, bei welchem der Isolator nur auf bestimmte Bereiche einer elektrisch leitfähigen

Schicht aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein

elektronisches Bauelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst.

Unteransprüche geben weitere Ausführungsformen des

erfindungsgemäßen Verfahrens an. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Herstellen eines elektronischen Bauelements mit zumindest einem ersten

Elektrodenbereich und einem zweiten Elektrodenbereich, die durch einen Isolator voneinander getrennt sind und jeweils zumindest eine Teilschicht eines ersten elektrisch leitfähigen Materials aufweisen, geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

A) Bereitstellen einer Substratschicht und wenigstens einer auf der Substratschicht angeordneten ersten elektrisch

leitfähigen Schicht aus dem ersten elektrisch leitfähigen

Material ;

B) Anordnen wenigstens einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem zweiten elektrisch leitfähigen Material auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht;

C) Anordnen wenigstens eines ersten Isolators auf dem Substrat, so dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht zumindest einen ersten Teilbereich, welcher mit dem Isolator bedeckt ist, und einen zweiten Teilbereich, welcher nicht mit dem Isolator bedeckt ist, aufweist und wobei der Isolator so angeordnet wird, dass er dazu dienen kann, den ersten Elektrodenbereich und den zweiten Elektrodenbereich voneinander zu trennen; und

D) Anordnen wenigstens einer Funktionsschicht und wenigstens einer zweiten Elektrodenschicht auf der im vorhergehenden

Schritt erhaltenen zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, welche in Abschnitten mit dem Isolator bedeckt ist.

Der Begriff „Elektrodenbereich", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet einen als Elektrode fungierenden Bereich oder

Abschnitt des elektronischen Bauelements bzw. einer

Elektrodenschicht desselben. Die Elektrodenschicht kann eine Anodenschicht oder eine Kathodenschicht sein.

Der erste und der zweite Elektrodenbereich weisen jeweils zumindest eine Teilschicht aus einem ersten elektrisch leitfähigen Material auf. Der Begriff „elektrisch leitfähiges Material", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein

Material oder eine Substanz mit der Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Der Begriff „Teilschicht eines ersten

elektrisch leitfähigen Materials", wie er hierin verwendet wird, meint, dass die Elektrodenbereiche jeweils einen als

Schicht ausgebildeten Abschnitt aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material umfassen oder aus einem solchen bestehen. Die aus dem ersten elektrisch leitfähigen Material gebildete Teilschicht ist dabei klar von möglichen weiteren Schichten abgetrennt, so dass beispielsweise das Ausbilden einer

Legierung zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Material und jedem weiteren im jeweiligen Elektrodenbereich

aufgebrachten Material ausgeschlossen ist.

Der Begriff „Isolator", wie er hierin verwendet wird,

bezeichnet eine isolierende Substanz, welche derart

aufgebracht wird, dass sie einen Stromfluss zwischen dem

ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich verhindert. Der Isolator kann ein Überzug oder ein

Beschichtungsmittel , wie ein Polymer und insbesondere ein Lack, und dergleichen sein.

Unter dem Begriff „Lack" ist hierbei ein in flüssiger oder auch in pulverförmiger Form aufbringbarer Beschichtungsstoff zu verstehen.

Der Begriff „erste elektrisch leitfähige Schicht", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine das erste elektrisch leitfähige Material aufweisende oder eine aus dem ersten

elektrisch leitfähigen Material bestehende Schicht, welche direkt auf der Substratschicht abgeschieden wird. Die erste elektrisch leitfähige Schicht kann eine transparente leitende Schicht sein. Sie kann, ohne darauf beschränkt zu sein, aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO), z.B. Indium- dotiertem Zinnoxid (ITO) oder ZnO, In/ZnO, SnZnO, Al-ZnO und dergleichen gebildet sein. Die erste elektrisch leitfähige

Schicht kann beispielsweise mittels Sputtern auf die

Substratschicht aufgebracht werden. Auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht wird eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem „zweiten elektrisch leitfähigen Material" abgeschieden, welches üblicherweise von dem ersten elektrisch leitfähigen Material verschieden ist.

Beispielsweise kann das erste elektrisch leitfähige Material insbesondere für die Anode der fertigen Vorrichtung vorgesehen sein, das zweite elektrisch leitfähige Material für die

Kathode vorgesehen sein und umgekehrt. Beispiele für das

zweite elektrisch leitfähige Material schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Metalle, beispielsweise Aluminium, Barium, Indium, Kupfer, Silber, Gold, Magnesium, Calcium und Lithium und dergleichen sowie deren Mischungen oder Kombinationen, insbesondere in Form von Legierungen untereinander oder mit anderen Metallen, ein. Die zweite elektrisch leitfähige

Schicht kann nur eine aber auch mehrere Teilschichten umfassen. Die einzelnen Teilschichten können dann unabhängig voneinander jeweils aus den vorgehend genannten Materialien bestehen oder diese enthalten; neben den vorstehend explizit aufgeführten Metallen können diese auch die Metalle Chrom und Molybdän enthalten oder daraus bestehen. Beispiele für Schichtenfolgen in einer mehrere Teilschichten aufweisenden zweiten elektrisch leitfähigen Schicht sind Mo/Al/Mo, Cr/Al/Cr, Cu/Cr und Cr/Cu.

Die zweite elektrisch leitfähige Schicht kann mittels Sputtern, physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) oder dergleichen auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden.

Der Begriff „Substratschicht", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Schicht aus einem Substrat, wie es

beispielsweise im Stand der Technik herkömmlich für ein elektronisches Bauelement verwendet wird. Das Substrat kann ein transparentes oder ein nicht transparentes Substrat sein. Beispielsweise kann das Substrat Glas, Quarz, Saphir,

Kunststofffolien, beschichtete Kunststofffolien, Metall,

Metallfolien, Metallfolien, Folien, welche mit einer

elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sind,

Siliziumwafer oder ein anderes geeignetes Substratmaterial umfassen. Als Substratschicht wird erfindungsgemäß

insbesondere die Schicht verstanden, auf der bei der

Herstellung des elektronischen Bauelements nachfolgend alle anderen Schichten aufgebracht werden. Solche nachfolgenden Schichten können z.B. bei einem optischen elektronischen

Bauelement, beispielsweise einer Strahlungsemittierenden

Vorrichtung, für die Strahlungsemission erforderliche

Schichten sein.

Die „zweite Elektrodenschicht" kann ein Material aufweisen oder aus einem Material gebildet sein, das ausgewählt ist aus Metallen wie Aluminium, Barium, Indium, Silber, Gold,

Magnesium, Calcium und Lithium sowie Kombinationen derselben oder einer Verbindung derselben, insbesondere einer Legierung, sowie transparenten leitfähigen Oxiden, wie beispielsweise Metalloxiden, wie Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indium-dotiertem Zinnoxid (ITO), Aluminium- dotiertem Zinkoxid (AZO) , Zn ₂ Sn0 ₄ , CdSn0 ₃ , Mgln ₂ 0 ₄ , Galn0 ₃ , Ζη ₂ Ιη ₂ θ ₅ oder In ₄ Sn30i ₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide. Bevorzugt ist die zweite

Elektrodenschicht aus einem Metall gebildet. Die zweite

Elektrodenschicht des elektronischen Bauelements kann eine Kathodenschicht sein.

Eine „Funktionsschicht" des elektronischen Bauelements übt eine für das elektronische Bauelement charakteristische

Funktion aus. Beispielsweise können Funktionsschichten

Strahlungsemittierende Schichten, wie fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Emitterschichten einer organischen Leuchtdiode, sein.

Ein „elektronisches Bauelement", welches mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist, kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Transistor, ein Kondensator, ein

Thermistor, ein organisches elektronisches Bauelement, wie eine organische Leuchtdiode, eine Solarzelle, und dergleichen sein .

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, zwei

Elektrodenbereiche voneinander zu trennen, wobei in eine bereits während des Aufbringens der Schichten der

Elektrodenbereiche oder später eine Strukturierung der

Elektrodenbereiche an einer vorselektierten Position erfolgt und in dem durch die Strukturierung gebildeten Bereich der auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebrachte Isolator angeordnet wird. Üblicherweise wird die Strukturierung später eingebracht .

Wenn die Strukturierung schon vorhanden ist (also "früher" eingebracht wird) , kann dies erfolgen indem die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht oder Teilbereiche

derselben beispielsweise mittels Drucken, durch Abscheidung unter Zuhilfenahme von SAMs (seif assembling monolayers) und dergleichen auf das Substrat aufgebracht werden.

Der Isolator wird (üblicherweise ausschließlich) auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Isolator dabei nur in vorbestimmen Bereichen oder Abschnitten auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht wird.

Das Anordnen des Isolators nur in dem ersten Teilbereich der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht kann - je nach Zusammensetzung des Isolators - mittels eines Druckverfahrens, mit Hilfe einer Spritze, einer Düse, einer Tülle und

dergleichen erfolgen. Der erste Teilbereich kann nach

Fertigstellung des elektronischen Bauelements als Bond päd bzw. als Bus bar zur nachträglichen Kontaktierung des

elektronischen Bauelements dienen.

Die zweite elektrisch leitfähige Schicht wird mittels des auf das Substrat aufgebrachten Isolators in wenigstens zwei

Teilbereiche unterteilt, von denen einer mit Isolator bedeckt und der andere nicht bedeckt ist. Gleichzeitig wird der

Isolator derart angeordnet, dass er dazu dienen kann, den ersten und den zweiten Elektrodenbereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht voneinander zu trennen. Hierunter ist insbesondere auch zu verstehen, dass in einem späteren

Verfahrensschritt der Isolator in einen umformbaren Zustand gebracht wird, der es erlaubt, den Isolator so anzuordnen, dass die Elektrodenbereiche durch den Isolator voneinander getrennt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines

elektronischen Bauelements kann dazu eingesetzt werden,

elektronische Bauelemente unter Kosten- und Zeitersparnis herzustellen. Da jede Schicht des Bauteils einzeln aufgebracht und gegebenenfalls nach Wunsch oder Zweck strukturiert werden kann (wie den nachfolgenden Weiterbildungen des Verfahrens zu entnehmen ist) , können somit aufwendige Beschichtungs- oder Aufbringungsschritte vermieden und ferner (oftmals teures)

Material eingespart werden.

Indem die zweite elektrisch leitfähige Schicht erfindungsgemäß flächig auf die erste elektrisch leitfähige Schicht

aufgebracht wird, kann ferner verhindert werden, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht, wie beispielsweise eine empfindliche ITO-Schicht, mit dem aufzudruckenden Isolator und/oder dem Schutzmaterial in Kontakt kommt und ggf. beschädigt bzw. beeinträchtigt werden könnte. Ferner gelangt die erste elektrisch leitfähige Schicht nicht in direkten Kontakt mit den Anlagen. Die erste elektrisch leitfähige

Schicht kann ferner insbesondere frei von Partikeln, wie

Verunreinigungen gehalten werden, da beim Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht darüberliegende

Verunreinigungen, wie Reste, welche durch Redeposition eines gegebenenfalls durchgeführten Laserablationsprozesses

entstehen können, entfernt werden.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein „Seif Aligning" des zweiten elektrisch leitfähigen Materials und des Isolators zu erreichen. Auf diese Weise ist es z.B. möglich, Leiterbahnen oder Bond pads, auf einfache Weise leicht in dem erfindungsgemäß hergestellten elektronischen Bauelement vorzusehen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren den folgenden Schritt:

E) Entfernen von erstem elektrisch leitfähigen Material der ersten elektrisch leitfähigen Schicht zumindest entlang eines vorbestimmten Trennbereichs zwischen dem ersten

Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich.

Dieser Schritt des Entfernens wird in der Regel nach Schritt A) und vor Schritt B) durchgeführt.

Der vorbestimmte Trennbereich kann eine Art Graben oder Spalte zwischen dem ersten und zweiten und jedem weiteren durch

Entfernen des ersten elektrisch leitfähigen Materials

gebildeten Elektrodenbereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht sein.

Alternativ ist es möglich, sowohl das erste elektrisch

leitfähige Material der ersten elektrisch leitfähigen Schicht als auch das über dem ersten elektrisch leitfähigen Material befindliche zweite elektrisch leitfähige Material der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht zumindest entlang eines

vorbestimmten Trennbereichs zwischen dem ersten

Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich zu

entfernen (Schritt F) ) .

Dieser Schritt wird in der Regel nach Schritt B) und vor

Schritt C) ausgeführt. Das Entfernen von sowohl erstem als auch zweitem elektrisch leitfähigen Material kann hierbei bevorzugt gleichzeitig, d.h. in einem Arbeitsschritt erfolgen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren gemäß den beiden vorstehenden

Alternativen das Entfernen des ersten elektrisch leitfähigen Materials (Schritt E) ) oder das Entfernen des ersten

elektrisch leitfähigen Materials und des zweiten elektrisch leitfähigen Materials (Schritt F) ) mittels Laserablation.

Der Begriff „Laserablation", wie er hierin verwendet wird, umfasst das Abtragen des ersten elektrisch leitfähigen

Materials oder das Abtragen des ersten und des zweiten

elektrisch leitfähigen Materials von der Oberfläche der

Substratschicht durch Beschuss mit gepulster Laserstrahlung.

Während des im Wesentlichen abschnittsweisen Entfernens oder Abtragens der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht mittels Laserablation erwärmt sich insbesondere nur die oberste, d.h. die zweite elektrisch leitfähige Schicht. Dies kann besonders vorteilhaft sein, um die erste elektrisch leitfähige Schicht, zum Beispiel eine ITO-Schicht, die eine in der Regel sehr empfindliche Schicht ist, zu schützen. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner den Schritt G) des Anordnens wenigstens eines Schutzmaterials in zumindest einem dritten Teilbereich der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, der im zweiten Teilbereich angeordnet ist.

Der Begriff „Schutzmaterial", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Material oder eine Substanz, welche dazu dient, das zweite elektrisch leitfähige Material der zweiten

elektrisch leitfähigen Schicht in den Teilbereichen, auf welchen es auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht wurde, insbesondere im weiteren Verfahrensablauf der Herstellung des elektronischen Bauelements, d.h. in weiteren Prozessschritten, zu schützen.

Das Schutzmaterial kann ein Überzug wie ein Lack und

dergleichen sein. Insbesondere kann das Schutzmaterial ein im alkalischen löslicher Ätz-stopplack sein, beispielsweise ein Ätz-stopplack, wie er bei der Herstellung von Leiterplatten (PCBs) verwendet wird. Dieser Ätzstopplack kann thermisch oder mittels UV-Strahlung vernetzt bzw. gehärtet sein. Das

Schutzmaterial ist bevorzugt in einem Lösungsmittel löslich, in welchem der Isolator nicht löslich ist. Zu nennen sind diesbezüglich etwa alkalische Lösungen beispielsweise schwach alkalische wässrige Lösungen von Salzen u.ä. (z.B. NaOH, KOH, NH40H, oder quartäre Ammoniumsalze wie N(CH ₃ ) ₄ OH).

Das Anordnen des Schutzmaterials kann sowohl nach dem

Aufbringen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem Aufbringen des Isolators auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht als auch nach dem Aufbringen des Isolators auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und vor dem Aufbringen einer Funktionsschicht auf der zweiten elektrisch leitfähigen

Schicht erfolgen. Das Aufbringen des Schutzmaterials erfolgt dabei derart, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht in dem dritten

Teilbereich mit Schutzmaterial bedeckt und in wenigstens einem vierten Teilbereich der im zweiten Teilbereich angeordnet ist, nicht mit dem Schutzmaterial und nicht mit dem Isolator

bedeckt ist.

Das Schutzmaterial kann - zumindest abschnittsweise - über bzw. auf dem Isolator angeordnet werden.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Schutzmaterial mit einem Abstand zum Isolator auf dem zweiten Teilbereich angeordnet, so dass eine Lücke zwischen dem ersten Teilbereich und dem dritten Teilbereich verbleibt. Das Schutzmaterial wird in dieser Ausführungsform nicht auf dem Isolator angeordnet.

Ein „Abstand", in welchem das Schutzmaterial zum Isolator angeordnet wird, kann ein vorbestimmter Abstand sein. Die „Lücke", welche durch Anordnen des Schutzmaterials unter

Abstand zum Isolator erzeugt wird, kann ein Bereich sein, welcher dem Trennbereich bzw. der Trennlinie zwischen dem ersten und dem zweiten Elektrodenbereich entspricht.

Gemäß dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des ersten elektrisch leitfähigen Materials der ersten elektrisch leitfähigen

Schicht und des zweiten elektrisch leitfähigen Materials der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, welche sich im Bereich des Spalts befinden, wie vorstehend beschrieben ist, entfernt werden. Das abzutragende erste elektrisch leitfähige Material der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und das zweite

elektrisch leitfähige Material der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht befinden sich im Regelfall dabei unterhalb der Lücke.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des elektronischen Bauelements umfasst das

Verfahren folgenden Schritt:

H) zumindest teilweises Entfernen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht in wenigstens dem vierten Teilbereich. Dieser Schritt H) kann sowohl nach Schritt C) und vor Schritt D) als auch nach Schritt G) und vor Schritt D) erfolgen.

Das zweite elektrisch leitfähige Material wird dabei im

Wesentlichen im vierten Teilbereich des zweiten Teilbereichs, d.h. in demjenigen Bereich, welcher weder durch Schutzmaterial noch durch Isolator bedeckt ist, entfernt. Durch das Entfernen von zweitem elektrisch leitfähigem Material wird die unter der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht liegende erste

elektrisch leitfähige Schicht im Bereich des vierten

Teilbereichs der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht freigelegt (und nicht abgetragen) . Das Entfernen erfolgt also mittels einer Technik, die selektiv nur eine Schicht, z.B. eine Metallschicht, entfernt. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des elektronischen Bauelements wird die zweite elektrisch leitfähige Schicht mittels Ätzen entfernt.

Das Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials kann dabei mittels eines Ätzbads erfolgen.

Der Begriff „Ätzen", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet das Abtragen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials auf der Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht durch Anwendung geeigneter ätzende Stoffe; dies können chemische Stoffe sein, die das zu entfernende Material in einer chemischen Reaktion verändern (meistens oxidieren) und so meist in Lösung bringen. Ätzmittel sind in der Regel Säuren oder starke Oxidantien. Zu nennen sind beispielsweise HNO ₃ , HCl, H ₃ PO ₄ , Essigsäure, H2 S O ₄ , Cerammoniumnitrat (CAN) und H2O2 .

In einer solchen Ausführungsform sind dabei sowohl der

Isolator als auch das Schutzmaterial resistent gegenüber den zum Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials

verwendeten Chemikalien wie beispielsweise Säuren. Der

Isolator und das Schutzmaterial stellen in den Bereichen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, auf denen sie

aufgebracht sind, eine Ätzstoppfunktion für die zweite

elektrisch leitfähige Schicht bzw. das zweite elektrisch

leitfähige Material in den entsprechenden Bereichen der

zweiten elektrisch leitfähigen Schicht bereit.

Ferner ist das Ätzbad so ausgewählt, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine empfindliche ITO- Schicht, nicht durch die eingesetzten Ätzmittel angegriffen oder beeinträchtigt wird.

Durch Ätzen des zweiten elektrisch leitfähigen Materials

bleiben die Strukturen der ersten elektrisch leitfähigen

Schicht und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, welche unter der Isolator- und/oder unter der Schutzmaterialschicht liegen, erhalten.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin

bestehen, dass nur ein einzelner Ätzschritt erforderlich ist, um das zweite elektrisch leitfähige Material in dem im zweiten Teilbereich der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht

angeordneten vierten Teilbereich der zweiten elektrisch

leitfähigen Schicht zu entfernen und so Teile der ersten

elektrisch leitfähigen Schicht als ersten und zweiten

Elektrodenbereich freizulegen. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren folgenden Schritt:

I) Entfernen des Schutzmaterials von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht.

Das Entfernen des Schutzmaterials von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt dabei nach Schritt H) .

Da der Isolator nur an bestimmten, vorher festgelegten Stellen auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, muss beim erfindungsgemäßen Verfahren gegebenenfalls nur einmal ein nicht elektrisch leitfähiges Material, das

Schutzmaterial, entfernt werden. Das verwendete Schutzmaterial kann in der Regel mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels entfernt werden, anstatt, wie es im Stand der Technik üblich sein kann, mittels Ätzen entfernt zu werden.

Das Schutzmaterial kann z.B. auch mittels Strippen entfernt werden. Der Begriff „Strippen" bezeichnet dabei die Veraschung bzw. Entfernung von Schutzmaterial, wie beispielsweise eines (Foto)lacks. In der Regel wird dabei ein Sauerstoffplasma im sogenannten Stripper oder Verascher eingesetzt, um den

(Foto) lack abzubrennen.

Durch das Entfernen des Schutzmaterials von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht, wird zweites elektrisch leitfähiges Material vollständig freigelegt. Die freigelegten Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht können als zweite Elektrode des elektronischen Bauelements eingesetzt werden. Sie können einen Teil der zweiten Elektrode bilden oder vollständig als zweite Elektrode dienen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Isolator direkt auf die zweite elektrisch leitfähige

Schicht aufgebracht und derart auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet, dass er sich in unmittelbarer Nähe des Trennbereichs zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich befindet. Der Begriff „in unmittelbarer Nähe" meint, dass der Isolator derart räumlich auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, dass er durch eine nachfolgende Behandlung wie z.B. eine

Erweichung in der Lage ist, in den Trennbereich zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich zu fließen. Beispielsweise kann der Isolator so angeordnet sein, dass sein Abstand vom Trennbereich nicht größer ist als die Breite des Trennbereichs.

Der Isolator kann in einem vorgegebenen Muster auf der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht werden.

Beispielsweise kann ein solches Muster mittels Koordinaten oder dergleichen vor dem Aufbringen des Isolators vorgegeben werden. Der Isolator kann mittels einer Maske oder einer

Schablone oder definierten Koordinaten, welche auf die

Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht als Bezugsystem bezogen sind, auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden.

Durch das Aufbringen des Isolators und des Schutzmaterials an bestimmten Stellen mittels eines Druckverfahrens ist es zudem möglich, die Gefahr von Fehlern durch falsche Ausrichtung der photolithographischen Anlage während des Aufbringens der photoempfindlichen Lacke zu vermindern oder auszuschließen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Isolator dabei mittels eines Druckverfahrens auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Geeignete Druckverfahren schließen Flach-, Hoch-, Tief- und

Durchdruckverfahren sowie Kombinationen derselben ein. Der Isolator kann insbesondere mittels Siebdruck,

Tintenstrahldruck, Flexodrucken und dergleichen auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgedruckt werden. Weitere geeignete Druckverfahren schließen Tampondruck, Stempeldruck, Pochoir und dergleichen ein.

In gleicher Weise wie der Isolator kann auch das

Schutzmaterial auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgedruckt werden. Die vorstehend angegebenen Ausführungen bezüglich geeigneter Druckverfahren gelten daher gleichermaßen für das Aufdrucken des Schutzmaterials.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist durch Aufdrucken des Isolators und des Schutzmaterials vorteilhaft möglich,

gegenüber den im Stand der Technik üblicherweise eingesetzten Verfahren, wie beispielsweise lithographischen Verfahren, sowohl Material als auch Zeit und damit Kosten einzusparen.

Anders als bei den herkömmlich verwendeten

Lithographieverfahren, in denen jeder Beschichtungsschritt individuell aufgebracht und photolithographisch strukturiert wird, ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, nur soviel Materials des Isolators und des Schutzmaterials, welche beide in der Regel teure Materialien sein können, aufzubringen, wie für die Herstellung des elektronischen Bauelements

benötigt werden. Auf diese Weise können beispielsweise OLED- Lichtkacheln, welche mit den herkömmlichen Verfahren aufwendig und teuer herzustellen waren, vorteilhaft zeit- und

materialsparend produziert werden.

Da als Isolator und/oder als Schutzmaterial im

erfindungsgemäßen Verfahren einfache Lacke eingesetzt werden können, kann ferner vorteilhaft auf die Verwendung teurer

Chemikalien, wie beispielsweise photoempfindlicher Lacke, welche in der Regel bei photolithographischen Verfahren

verwendet werden, verzichtet werden. Da erfindungsgemäß keine nachträgliche Strukturierung der einzelnen Schichten erforderlich ist, kann zudem vorteilhaft auf teure Anlagen verzichtet werden.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt J) des Einstellens von

Bedingungen, bei denen der Isolator zumindest teilweise in einen fließfähigen Zustand gebracht werden kann und den

Schritt K) des Einbringen oder Einfließenlassen des Isolators in wenigstens einen Abschnitt des Trennbereichs zwischen dem ersten Elektrodenbereich und dem zweiten Elektrodenbereich.

Der Isolator ist dabei insbesondere ein verflüssigbarer

Isolator, wie z.B. ein Polymer oder ein Lack. Um den Isolator verflüssigen zu können, kann dabei vorgesehen sein eine oder mehrere der folgenden Bedingungen, Temperaturerhöhung, Druck, Licht, Reagenzien, Dampf und dergleichen als Bedingungen für die Verflüssigung des Isolators einzustellen. Beispielsweise kann der Isolator bei geeigneter Materialwahl durch Erwärmen der Substratschicht oder durch direkte Wärmeeinstrahlung auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht erweichen. Der

Isolator kann dabei über die Kanten der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht und/oder der ersten elektrisch leitfähigen Schicht fließen. Ferner kann der Isolator erweicht werden, indem er in eine Atmosphäre eines Lösungsmittels, z.B. Wasser, aber auch eines niedriger siedenden Lösungsmittels,

eingebracht wird. Auf diese Weise kann die Struktur des

Isolators vorteilhaft verrundet werden.

In einer weiteren Weiterbildung wird das Verfahren derart ausgeführt, dass auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht im ersten Elektrodenbereich wenigstens eine Leiterbahn aus dem zweiten elektrisch leitfähigen Material angeordnet wird.

Im fertig hergestellten elektronischen Bauelement ist sowohl mit dem bloßen Auge, als auch unter dem Mikroskop zu erkennen, dass der Isolator aufgedruckt wurde. An den Rändern sind jeweils wellenförmige bzw. zerklüftete Strukturen zu erkennen, welche bei Einsatz eines photolithographischen Verfahrens (deutliche gerade Linie) nicht auftreten.

Das erfindungsgemäß Verfahren ist üblicherweise frei von photolithographischen Schritten und kann daher ein

kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements, wie beispielsweise einer organischen Leuchtdiode, eingesetzt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein elektronisches Bauelement mit robustem Design herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher auch zur Massenproduktion elektronischer Bauelemente

eingesetzt werden.

In der Summe kann das erfindungsgemäße Verfahren somit ein sehr kostengünstiges Verfahren, beispielsweise zur Herstellung von OLED-Lichtkacheln, bereitstellen.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ohne Einschränkung der Allgemeinheit unter Bezugnahme auf die Figuren

veranschaulicht. In der Zeichnung bezeichnen gleiche

Bezugszeichen gleiche oder identische Elemente. Es gilt:

Fig. 1 A-I veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung;

Fig. 2 A-I veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung; und

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Substratvorlage. Fig. 1A bis I zeigen die Vorbereitung eines Substrats zur

Herstellung eines elektronischen Bauelements mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform.

Eine Substratschicht 1 (siehe Fig. 1A) kann beispielsweise aus Glas gebildet sein. Alternativ dazu kann die Substratschicht 1 auch aus Kunststofffolien, beschichteten Kunststofffolien,

Metallfolien, welche z.B. mit einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet sind, und dergleichen gebildet sein.

Die Prozessierung beginnt mit der flächigen Beschichtung der Substratschicht 1 mit einer ersten elektrisch leitfähigen

Schicht 3 (siehe Fig. 1B) .

Die erste elektrisch leitfähige Schicht 3 kann beispielsweise eine transparente Schicht aus ITO sein. Alternativ kann die erste elektrisch leitfähige Schicht 3 auch aus einem anderen transparenten elektrischen Material gebildet werden, wie

beispielsweise ZnO, IN/ZnO, SnZnO, Al-ZnO oder einem anderen geeigneten Material sein, welches dazu ausgelegt ist, dem

Ätzprozess des zweiten elektrisch leitfähigen Materials zu widerstehen . Die Beschichtung kann z.B. mittels Sputtern erfolgen.

Im nächsten Schritt wird die erste elektrisch leitfähige

Schicht 3 flächig mit einer zweiten elektrisch leitfähigen

Schicht 5 beschichtet (siehe Fig. IC) . Als zweites elektrisch leitfähiges Material für die zweite elektrisch leitfähige

Schicht 5 kann dabei ein Metall eingesetzt werden. Es sind jedoch viele weitere Metalle und Kombinationen derselben

möglich. Die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 kann

mittels Sputtern, PVD und dergleichen abgeschieden werden. Wie in Fig. 1D gezeigt, erfolgt anschließend eine

Laserablation, die einen Trennbereich 7 oder einen Graben in der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 3 erzeugt. Der Trennbereich 7 stellt die spätere elektrische Isolierung zwischen der Kathode und der Anode des elektronischen Bauelements dar.

Im nächsten Schritt wird, wie in Fig. IE gezeigt, ein Isolator 9 strukturiert auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht, so dass zumindest ein erster Teilbereich 11 entsteht, welcher mit dem Isolator 9 bedeckt ist, und

zumindest ein zweiter Teilbereich 13, welcher nicht mit dem Isolator bedeckt ist. Der Isolator 9 kann ein Lack sein. Er kann mittels eines

Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdruck,

Tintenstrahldruck oder Flexodrucken, auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht werden. Der Isolator 9 sollte so ausgewählt sein, dass er durch nachträgliche Behandlung erweichbar ist und in einen fließfähigen Zustand gebracht werden kann.

Die Funktion des Isolators 9 ist vorwiegend die elektrische Isolation in dem späteren elektronischen Bauelement und die Ätzstoppfunktion der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5.

Als nächstes wird ein Schutzmaterial 15 auf die zweite

elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht (siehe Fig. 1F) , welches den Isolator 9 teilweise überdecken kann oder auch nicht. Dabei weist die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 nun einen dritten Teilbereich 17 auf, welcher mit

Schutzmaterial 15 bedeckt ist, und einen vierten Teilbereich 19, welcher nicht mit Schutzmaterial bedeckt ist. Das Schutzmaterial 15 kann ein Lack sein. Das Schutzmaterial 15 ist vorzugsweise in einem Lösungsmittel löslich, in welchem der Isolator 9 nicht oder zumindest nur schlecht löslich ist. Das Schutzmaterial 15 kann mittels eines Druckverfahrens, wie beispielsweise mittels Siebdruck, Tintenstrahldruck oder

Flexodrucken, auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht werden.

Die Funktion des Schutzmaterials 15 ist insbesondere die

Ätzstoppfunktion der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5.

Wie in Fig. IG gezeigt, erfolgt als nächstes das Entfernen von zweitem elektrisch leitfähigem Material der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5, wobei vorzugsweise Ätzen eingesetzt wird. Für das Ätzen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 wird ein Atzbad, wie beispielsweise 3% ige

Trichloressigsäure in Wasser verwendet. Hierbei werden die Metallstrukturen der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 des vierten Teilbereichs 19 entfernt, die des ersten

Teilbereichs 11 und des dritten Teilbereichs 17 bleiben im Wesentlichen erhalten.

In Schritt I) wird das Schutzmaterial 15 (in Fig. 1H ist das Schutzmaterial daher nicht mehr gezeigt) unter Verwenden eines Lösungsmittels entfernt.

Anschließend wird die Substratschicht 1 oder der Isolator 9 direkt so erhitzt, dass der Isolator 9 erweicht (Reflow) und über die offenen Kanten der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 3 fließt. Wie in Fig. II gezeigt, ist die Struktur des Isolators 9 verrundet.

Auf der so vorbereiteten Substratschicht kann nun in einem üblichen Verfahren das elektronische Bauelement, beispielsweise eine OLED, hergestellt werden. Zu diesem Zweck werden in nachfolgenden Prozessierungsschritten beispielsweise im Vakuum die halbleitenden, lichtgebenden organischen

Schichten und die zweite Elektrodenschicht, beispielsweise eine Kathodenschicht, auf die Substratschicht aufgedampft.

Fig. 2A bis I zeigen die Vorbereitung eines Substrats zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer zweiten

Ausführungsform.

Die zweite Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, außer dass die Laserablation der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 3 und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 nach Auftragen des Isolators 9 und des Schutzmaterials 15 erfolgt:

Nach dem flächigen Aufbringen der zweiten elektrisch

leitfähigen Schicht 5 auf die erste elektrisch leitfähige Schicht 3 wird der Isolator 9 mittels eines Druckverfahrens auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht (siehe Fig. 2D) , so dass ein erster Teilbereich 11 mit

Isolator 9 vorhanden ist.

Sodann wird das Schutzmaterial 15 auf die die zweite

elektrisch leitfähige Schicht 5 aufgebracht (siehe Fig. 2E) , dass ein dritter Teilbereich 17 mit Schutzmaterial 15 bedeckt ist .

Anschließend erfolgt, wie in Fig. 2F dargestellt ist, eine Laserablation, durch welche der Trennbereich 7 in der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 und in der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 3 erzeugt wird. Ein solcher Trennbereich 7 kann beispielsweise die spätere elektrische Isolierung

zwischen Kathode und Anode des elektronischen Bauelements bereitstellen. In diesem Fall sollte der Laserschnitt in einer Lücke zwischen dem Isolator 9 und dem Schutzmaterial 15 verlaufen. Weiterhin sollte der Laserschnitt so nahe an der Kante des Isolators 9 verlaufen, dass beim Prozessschritt des Erweichens des

Isolators 9 der Isolator 9 über die durch den Laser erzeugte Kante der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 und der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 3 fließt. Im weiteren Verfahren wird das zweite elektrisch leitfähige Material wiederum im vierten Teilbereich 19 der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 5 entfernt (siehe Fig. 2G) , das Schutzmaterial entfernt (siehe Fig. 2H) der Isolator 9 in einen fließfähigen Zustand gebracht und in den Trennbereich 7 eingebracht (siehe Fig. 21) und die restlichen Schichten des elektronischen Bauelements auf die so vorbereitete

Substratschicht abgeschieden (nicht gezeigt) .

Alternativ ist es auch möglich, die erste elektrisch

leitfähige Schicht mittels Laserablation zu strukturieren und sodann zweites elektrisch leitfähiges Material auf die

Bereiche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht oder flächig auf die erste elektrisch leitfähige Schicht, so dass zweites elektrisch leitfähiges Material in die durch die

Strukturierung der ersten elektrisch leitfähigen Schicht erzeugten Lücken eingebracht wird, aufzubringen. Die

Strukturierung der ersten elektrisch leitfähigen Schicht kann dann später wieder freigelegt werden, indem der Isolator und das Schichtmaterial so angeordnet werden, dass beim Ätzprozess zweites elektrisch leitfähiges Material in dem Bereich

entfernt wird, in dem in der ersten elektrisch leitfähigen Schicht Gräben oder Ähnliches eingebracht wurden.

Wenn die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die erste elektrisch leitfähige Schicht gemeinsam strukturiert werden, können jegliche beim Ablationsprozess entstehenden

Ablagerungen bzw. Verunreinigungen entfernt werden. Eine solche Vorgehensweise kann dem Reinigen von Siliziumwafern ähneln und vorteilhaft einen sehr sauberen Prozess darstellen. Alternativ kann es auch sinnvoll sein, dass der Laser durch den Isolator, die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die erste elektrisch leitfähige Schicht schneidet, so dass beim Erweichen (Reflow) des Isolators von beiden Seiten der

Isolator den Trennbereich füllen kann.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine vorbereitete

Substratschicht 1 zur Herstellung eines elektronischen

Bauelements . Die Substratschicht 1 weist an ihrer Oberseite einen ersten Elektrodenbereich 21 und einen zweiten Elektrodenbereich 23 auf, welche durch den Isolator 9 voneinander isoliert sind.

In der Mitte der in Fig. 3 gezeigten Substratvorlage ist eine Leiterbahn 25 vorgesehen. Zuleitungen 27 sind zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements angeordnet.