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Title:
METHOD FOR PRODUCING A LUMINOUS PIXEL ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/068607
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing pixels which are applied on a substrate (4) and are luminous upon conducting electric current through them, wherein the pixels each comprise: an electron transport layer (ETL), a hole transport layer (HTL), a hole blocking layer (HBL) or an electron blocking layer (EBL) and a light-emitting layer (EML-R, EML-G, EML-B). The invention provides for the layers (ETL, HTL, HBL, EBL, EML-R, EML-G, EML-B) each to be fabricated in a gas atmosphere with a total pressure of at least 0.001 mbar, wherein the total pressure is intended to be at least greater than 0.01 mbar. Light-emitting particles contained in a solvent can be used for depositing the light-emitting layer. The solvent can be vapor-deposited at a total pressure of < 10 mbar, in particular < 0.01 mbar, in a process chamber.

Inventors:
KEIPER DIETMAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/076581
Publication Date:
April 11, 2019
Filing Date:
October 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AIXTRON SE (DE)
International Classes:
H01L51/00; B05D1/00; B05D7/00; C23C14/12; H01L27/32; H01L51/50
Foreign References:
US20120025225A12012-02-02
US20090243475A12009-10-01
DE102015118765A12016-06-09
US20160079316A12016-03-17
US6903378B22005-06-07
US9385348B22016-07-05
US20160164046A12016-06-09
US6337102B12002-01-08
DE102016011319A12017-06-14
Other References:
KREIS JUERGEN ET AL: "Organic Vapor Phase Deposition (OVPD) for efficient OLED manufacturing: the specific advantages and possibilities of carrier-gas enhanced vapor phase deposition for the manufacturing of organic thin film devices", VISUAL COMMUNICATIONS AND IMAGE PROCESSING; 20-1-2004 - 20-1-2004; SAN JOSE,, vol. 8476, 13 September 2012 (2012-09-13), pages 84761L - 84761L, XP060029354, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.930502
HARTMANN S ET AL: "OVPD - AN ALTERNATIVE PROCESS FOR OLED PRODUCTION", ITG-FACHBERI; [ITG-FACHBERICHTE; ISSN 0932-6022; VOL. 183], VDE-VERLAG, DE, vol. 183, 3 May 2004 (2004-05-03) - 4 May 2004 (2004-05-04), pages 235 - 237, XP008035466, ISSN: 0932-6022
LEEANN KIM ET AL: "Contact Printing of Quantum Dot Light-Emitting Devices", NANO LETTERS, vol. 8, no. 12, 10 December 2008 (2008-12-10), US, pages 4513 - 4517, XP055331136, ISSN: 1530-6984, DOI: 10.1021/nl8025218
JIANG CONGBIAO ET AL: "Full-color quantum dots active matrix display fabricated by ink-jet printing", SCIENCE CHINA CHEMISTRY; THE FRONTIERS OF CHEMICAL BIOLOGY AND SYNTHESIS, SCIENCE CHINA PRESS, SIENCE CHINA PRESS, vol. 60, no. 10, 19 July 2017 (2017-07-19), pages 1349 - 1355, XP036406943, ISSN: 1674-7291, [retrieved on 20170719], DOI: 10.1007/S11426-017-9087-Y
Attorney, Agent or Firm:
GRUNDMANN, Dirk et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

Verfahren zur Herstellung von auf einem Substrat (4) aufgebrachten, beim Hindurchleiten von elektrischem Strom leuchtenden Pixeln, wobei die Pixel jeweils aufweisen: eine Elektronentransportschicht (ETL), eine Löchertransportschicht (HTL), eine Löcherblockierschicht (HBL) oder Elektronenblo- ckierschicht (EBL) und eine lichtemittierende Schicht (EML-R, EML-G, EML-B), wobei das Aufbringen sämtlicher Schichten (ETL, HTL, HBL, EBL, EML-R, EML-G, EML-B) in einer Gasatmosphäre bei einem Totaldruck von mindestens 0,001 mbar erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronentransportschicht (ETL), die Löchertransportschicht (HTL), Löcherblockierschicht (HBL) und/ oder die Elektronenblockierschicht (EBL) in einem CVD- oder PVD-Prozess, insbesondere OVPD-Prozess, bei einem Totaldruck von maximal 10 mbar abgeschieden wird und dass die lichtemittierende Schicht (EML-R, EML-G, EML-B) aufgedruckt wird, insbesondere bei einem Druck zwischen 100 mbar und 1050 mbar aufgedruckt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Totaldruck größer ist als 0,01 mbar oder 0,1 mbar.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdrucken bei einem Totaldruck von mindestens 200 mbar durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdrucken unter Verwendung eines Druckstempels (18) oder eines Flüssigkeitsstrahles durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufdrucken der lichtemittierenden Schicht (EML-R, EML-G, EML-B) in Lösemittel (21) enthaltene lichtemittierende Partikel (20) verwendet werden.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel (21) in einer CVD-Prozesskammer (1) oder einer Vakuumkammer (11 - 17) vor der Durchführung eines nachfolgenden PVD- oder CVD-Prozesses durch Erwärmen des Substrates (4) verdampft wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel (21) in derselben CVD-Prozesskammer (1) durchgeführt wird, in der auch der nachfolgende CVD- oder CVD-Prozess durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfen des Lösemittels bei einem Total druck von < 10 mbar, insbesondere < 0,01 mbar durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem System von Prozesskammern (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) durchgeführt wird, wobei in jeder Prozesskammer (11 - 17) entweder ein PVD- oder CVD-Prozess oder ein Druckverfahren durchgeführt wird.

10. Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Herstellung einer leuchtenden Pixelanordnung Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von auf einem Substrat aufgebrachten, beim Hindurchleiten von elektrischem Strom leuchtenden Pixeln, wobei die Pixel jeweils aufweisen: eine Elektronentransport- schicht ETL, eine Löchertransportschicht HTL, eine Löcherblockierschicht HBL oder Elektronenblockierschicht EBL und eine lichtemittierende Schicht EML-R, EML-G, EML-B oder andere Farbkombinationen.

Stand der Technik

[0002] Es ist bekannt, auf einem transparenten Substrat strukturierte, selbstleuchtende organische Schichten abzuscheiden. Derartige OLED-Schichten be- stehen aus organischen Molekülen, die beim Hindurchleiten von Strom leuchten. Auf dem Substrat werden zunächst unter anderem strukturierte Schichten abgeschieden, um die rot leuchtenden, grün leuchtenden oder blau leuchtenden oder in anderen Farben leuchtenden Pixel mit Strom zu versorgen, so dass sie leuchten. Derartige Elektronentransportschichten, Löchertransportschichten oder Löcher-/ Elektronen-Blockierschichten werden im Stand der Technik mit verschiedenen Verfahren abgeschieden. Das zum Zeitpunkt der Anmeldung verbreitetste, technologisch genutzte Verfahren ist ein Hochvakuumverfahren, bei dem in einer Prozesskammer ein Ausgangsstoff verdampft wird. Die freie Weglänge der Dampfmoleküle ist größer als die Ausdehnung der Vakuum- kammer, so dass die Dampfmoleküle im Wesentlichen auf einem gradlinigen Weg von der Quelle zum Substrat gelangen. Zur Strukturierung wird eine Maske verwendet. [0003] Zur Herstellung der lichtemittierenden Schicht wird ebenfalls ein

Hochvakuumverfahren verwendet. Alternative Verfahren zur Abscheidung der organischen Schichten benutzen Trägergase, um die in Dampfform gebrachten organischen Moleküle zum Substrat zu transportieren. Eine diesbezügliche Vorrichtung wird bspw. in der DE 10 2015 118 765 AI beschrieben.

[0004] Schichtensysteme einer Pixelanordnung, wie sie bspw. für die Herstellung von Displays benötigt wird, sind auch bekannt aus den US 2016/0079316 AI, US 6,903,378 B2 oder US 9,385,348 B2. Der Inhalt dieser Schriften wird vollinhaltlich mit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen. [0005] Darüber hinaus ist es bekannt, Schichten bei Atmosphärendruck auf das Substrat aufzudrucken, wobei Druckstempel oder Druckstrahlen verwendet werden. Die Ausgangsstoffe werden in Lösemittel gelöst, wobei das Lösemittel anschließend verdampfen muss. Diese Ausgangsstoffe können Polymere, kleine Moleküle mit Massen < 1000 g/ mol oder Partikel mit kugeläquivalenten Durchmessern < 10 μιτι sein.

[0006] Die im Stand der Technik bekannten Verfahren weisen insbesondere folgende technologische Nachteile auf:

[0007] Der Hochvakuumprozess benötigt lange Abpumpzeiten, was die Taktzeit erhöht. Die Verwendung eines Lösemittels erfordert das Trocknen der ab- geschiedenen Filme. Die Qualität der Schichten, insbesondere der lichtemittierenden Schichten leidet, wenn das Lösemittel nicht vollständig verdampft. Der Hochvakuumprozess hat darüber hinaus den Nachteil, dass die im Wesentlichen gradlinige Bewegung der Moleküle in der Prozesskammer zu Schatteneffekten bei der Abscheidung unter der Verwendung einer Maske führen. [0008] Die US 2016/0164046 AI beschreibt ein Verfahren, bei dem in hintereinander angeordneten Prozesskammern eine Schichtenfolge für OLED-Displays abgeschieden werden soll. In den einzelnen Prozesskammern werden Prozesse entweder unter Vakuumbedingungen oder unter reduzierten Drucken durch- geführt.

[0009] Die US 6,337,102 B2 beschreibt das Abscheiden von organischen Schichten unter Verwendung eines Trägergases bei Drucken im Bereich zwischen 0,001 Torr und 100 Torr.

[0010] Aus der DE 10 2016 011 319 AI ist es bekannt, eine Oberfläche durch Gasphasenabscheidung vorzubeschichten. Die Schrift offenbart darüber hinaus die Verwendung der Nanoimprint-Lithografie oder der Verwendung von Nano- imprint-Stempeln, um die Oberfläche derart vorzubereiten, dass eine selektive Abscheidung auf gedruckten Bereichen der Oberfläche stattfinden soll.

Zusammenfassung der Erfindung

[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren zur Herstellung einer Pixelanordnung anzugeben, welches Schichten mit hoher Qualität insbesondere für elektrolumineszente Anwendung liefert. Das Verfahren soll mit möglichst hohen Drucken arbeiten, damit lange Abpumpzeiten vermieden werden.

[0012] Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schichten, ins- besondere die organischen Ladungstransportschichten, in Gasatmosphären mit einem Totaldruck von mindestens 0,001 mbar, bevorzugt von mindestens 0,01 mbar oder 0,1 mbar bis maximal 10 mbar gefertigt werden. Sämtliche Schichten werden somit in einer Gasatmosphäre gefertigt, bei der die freie Weglänge der Moleküle maximal 10 %, bevorzugt im Bereich 1 % bis 0,01 %, einer charakteristischen Länge der Prozesskammer entspricht, wobei die charakteristische Länge der Abstand zwischen einem Gaseinlassorgan und einem Substrat sein kann. Bei der Herstellung der lichtemittierenden Schichten, bei denen im Stand der Technik entweder ein Hochvakuumverfahren oder ein CVD- oder PVD- Verfahren verwendet wird, ist die Verwendung von Masken erforderlich. Es handelt sich dabei um sogenannte dünne Metallmasken (FMM) mit eng benachbarten Öffnungen mit Kantenlängen oder Durchmessern in der Größenordnung von 10 μιτι. Die Verwendung derartiger Masken ist insbesondere dann technologisch anspruchsvoll, wenn großflächige Substrate beschichtet werden sollen. Die Erfindung schlägt deshalb vor, die lichtemittierende Schicht auf das Substrat bzw. auf bereits abgeschiedene Schichten aufzudrucken, wobei beim Druckverfahren Druckstempel oder Druckstrahlen verwendet werden können. Bei diesem Druckprozess werden lichtemittierende Partikel in einem Lösungsmittel gelöst und diese Flüssigkeit auf das Substrat aufgedruckt. Bei den Parti- kein kann es sich um Quantum-Dots (CANdots®), insbesondere um CdSe-

Partikel handeln oder auch andere Cd-freie Partikel. Bei der Verwendung eines Druckstempels erfolgt das Aufbringen der lichtemittierenden Schicht in einer dem Hochdruck- oder Tiefdruckverfahren ähnlichen Prozess. Das Aufbringen kann pixelweise oder linienweise erfolgen. Das Aufbringen kann aber auch mit einem dem Tintenstrahldrucken ähnlichen Prozess mit einem Flüssigkeitsstrahl erfolgen. Zum Aufbringen der Elektronentransportschicht, Löchertransportschicht, Löcherblockierschicht oder Elektronenblockierschicht wird bevorzugt ein PVD- oder CVD-Prozess, insbesondere ein OVPD-Prozess, verwendet. Der PVD- oder CVD-Prozess wird bevorzugt in einer Prozesskammer durchgeführt, in der der Total druck im Bereich von 0,01 mbar und 10 mbar, bevorzugt 0,1 mbar bis 1 mbar, liegt. Die Prozesskammer besitzt einen Substrathalter, auf den das Substrat aufgelegt und gekühlt wird. Oberhalb des Substrathalters ist ein Gaseinlassorgan angeordnet, welches duschkopfartig angeordnete Gasaustrittsdüsen aufweist. Die Strukturierung dieser Schichten kann mit Hilfe einer Mas- ke erfolgen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Substrathalter kühlbar und das Gaseinlassorgan beheizbar. Es ist deshalb bevorzugt vorgesehen, dass die Prozesskammer dieses PVD- oder CVD-Reaktors auch dazu benutzt wird, die zuvor abgeschiedene lichtemittierende Schicht zu trocknen. Dabei wird zuvor mit der lichtemittierenden Schicht bedrucktes Substrat in die Prozesskam- mer gebracht und auf den Substrathalter aufgelegt. Der Substrathalter muss für diesen Prozessschritt nicht gekühlt werden. Das Gaseinlassorgan wird beheizt. Die dabei entstehende Wärme führt zum Verdampfen des Lösemittels, in dem die lichtemittierenden Partikel, insbesondere Quantum-Dots, gelöst sind. Bei diesem Trocknungsverfahren kann der Totaldruck sogar weiter abgesenkt wer- den, bspw. auf Drücke von 0,01 mbar oder 0,001 mbar. Das Verfahren wird bevorzugt in einem System von miteinander verketteten Prozesskammern durchgeführt, wobei in jeder Prozesskammer jeweils nur eine Schicht abgeschieden wird. Je nach Bedarf können aber auch ein oder mehrere Schichten in derselben Prozesskammer und insbesondere aufeinander folgend abgeschieden werden. Es kann eine zentrale Transferkammer vorgesehen sein, die mit einem Reinstgas gespült wird. Mit dieser Transferkammer ist eine Vielzahl von Prozesskammern verbunden, die jeweils ein verschließbares Portal besitzen, durch das das Substrat in die Prozesskammer gebracht werden kann. Die Prozesskammern, in denen die Elektronentransportschicht, die Löchertransportschicht und/ oder die Löcher-/ Elektronen-Blockierschicht abgeschieden werden, sind bevorzugt PVD- oder CVD-Reaktoren, insbesondere OVPD-Reaktoren, wie sie grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Sie besitzen einen Substrathalter zum Auflegen des Substrates und ein Gaseinlassorgan, zum Einlassen der gasförmigen Ausgangsstoffe, die entweder auf dem Substrat konden- sieren oder auf dem Substrat zu einer Schicht reagieren. Zur Strukturierung der Schicht können Masken verwendet werden. Der Substrathalter und das Gaseinlassorgan werden je nach im PVD- oder CVD-Reaktor durchgeführten Prozess temperiert, entweder geheizt oder gekühlt. Die Prozesskammern, in denen die lichtemittierenden Schichten abgeschieden werden, besitzen eine Druckvorrich- tung mit entweder Druckstempeln oder Druckstrahleinrichtungen, wobei hier der Druckprozess als nasschemischer Prozess bei Atmosphärendruck durchgeführt werden kann. Der Totaldruck in diesen Prozesskammern bewegt sich üblicherweise im Bereich zwischen 100 mbar und 1050 mbar. Der Druckprozess kann auch in einem Bereich zwischen 200 mbar und Atmosphärendruck durch- geführt werden. Der minimale Totaldruck beim Aufdrucken kann aber auch höher, beispielsweise 400 mbar, 500 mbar, 600 mbar, 700 mbar oder 800 mbar betragen.

[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von auf einem Substrat aufgebrachten Pixeln kann zumindest eine Elektronentransportschicht ETL, eine Löchertransportschicht HTL eine Löcherblockierschicht HBL oder eine Elektronenblockierschicht EBL aufweisen. Ein erfindungs gemäßes Verfahren ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest eine Elektronentransportschicht ETL, eine Löchertransportschicht HTL aufweist. Es kann darüber hinaus eine Löcherblockierschicht HBL oder eine Elektronenblockierschicht EBL aufweisen. Die diesbezüglichen Beschichtungsschritte können jeweils in einer Kammer durchgeführt werden, in der bei einer Serienproduktion jeweils nur eine Schicht abgeschieden wird. Es ist aber auch vorgesehen, dass in einer Prozesskammer insbesondere aufeinander folgend mehrere verschiedene Schichten abgeschieden werden. Es kann dabei um eine Cluster- Anlage handeln. Die einzelnen Prozesskammern können aber auch in einer inline- Anordnung angeordnet sein und jeweils mit einer Transferkammer voneinander beabstandet sein.

[0014] Die Erfindung betrifft somit eine Methode zur Herstellung von elektro- lumineszierenden Quantum-Dot-Schichten mit organischen Transportschichten zum Transport der Elektronen oder der Löcher, bei denen der Druckunterschied zwischen den abgeschiedenen organischen Filmen und der mit Flüssig- prozess gedruckten Quantum-Dot-Filmen nicht mehr als vier Größenordnun- gen (0,1 mbar - 1000 mbar) beträgt. Es ist aber auch vorgesehen, dass der Druckunterschied nicht mehr als sechs Größenordnungen beträgt (0,001 - 1000 mbar). Typischerweise beträgt der Druckunterschied aber nur drei Größenordnungen (1 - 1000 mbar). Die Erfindung betrifft insbesondere eine Me- thode zur Herstellung von elektrolumineszenten Quantum-Dot-Schichten mit organischen Transportschichten, bei denen nach dem Flüssigkeitsprozess, bei der dem Quantum-Dot-Film abgeschieden wird, die Prozesskammer, in der ein nachfolgender Beschichtungsschritt unter Vakuumbedingungen durchgeführt wird, aufgeheizt wird, um gezielt das Lösungsmittel, mit dem der Quantum- Dot-Film abgeschieden worden ist, zu verdampfen. Durch Einleiten eines Trägergases in die PVD- oder CVD-Kammer wird das Lösungsmittel, bei welchem es sich bevorzugt um ein organisches Lösungsmittel handeln kann, abgeführt. Das Verdampfen des Lösemittels, welches beim Aufdrucken der lichtemittierenden Schichten verwendet wird, kann in derselben Prozesskammer durchge- führt werden, in der nachfolgend ein PVD- oder CVD-Prozess durchgeführt wird. Das insbesondere als shower head ausgebildete Gaseinlassorgan wird dabei auf bis zu 200° C oder höher bis zu 500°C aufgeheizt. Insbesondere kann der Substrathalter optional dabei nicht gekühlt werden. Ferner kann eine Anziehungskraft zwischen Substrat und Substrathalter derart modifiziert sein, dass die Substrattemperatur höher ist, als sie bei der dann folgenden Abschei- dung ist. Der Substrathalter kann hierzu einen "Electrostatic Chuck" (ESC) oder eine magnetische Vorrichtung zur Anziehung des Substrates oder einer Maske aufweisen. Das ESC kann direkt oder indirekt auf das Substrat einwirken. Es ist auch vorgesehen, ein "BackSideCooling Gas" (BSC) zur Erhöhung der Wärme- leitung von Substrat zu Substrathalter zu verwenden. Die Ankopplung des Substrates an dem Substrathalter kann aber auch derart modifiziert sein, dass beispielsweise die Gaszusammensetzung in einem Spalt zwischen Substrat und Substrathalter gezielt geändert wird, um die Substrattemperatur kurzzeitig zu ändern. Wird anschließend an diesen Trocknungsprozess eine insbesondere organische Transportschicht (ETL, HTL, HBL, EBL) abgeschieden, so wird der Substrathalter auf eine Temperatur von etwa im Bereich von 100°C bis - 50°C, typischerweise von etwa 20°C gekühlt, so dass ein durch das Gaseinlassorgan eintretender Dampf, der mit einem Inertgas gefördert wird, auf dem Substrat kondensieren kann. Es ist aber auch möglich, die Temperatur des Gaseinlassor- ganes auf Bereich bis 500° C zu heizen, um das Lösemittel zu verdampfen. Die Trocknungszeit beträgt etwa 60 Sekunden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sämtliche Prozessschritte, bei denen eine Schicht abgeschieden wird, also die CVD- oder PVD-Abscheideprozesse in einer Gasphasenumgebung durchgeführt wird, in der die mittlere freie Weglänge kleiner ist als eine charakteristi- sehe Länge der Prozesskammer. Die Total drücke liegen bevorzugt bei über 0,01 mbar oder 0,1 mbar. Die Totaldrücke können auch in einem Bereich zwischen 0,1 mbar bis 10 mbar liegen. Lediglich für anderweitige Prozessschritte, bspw. Trocknungsschritte, kann der Totaldruck in der Prozesskammer auf niedrigere Werte gesetzt werden. Vor der Abscheidung der oben beschriebenen Schichtstrukturen können noch eine HIL-Schicht (Lochinjektionsschicht) und nach dem Abscheiden der oben genannten Schichtstruktur noch eine EIL- Schicht (Elektroneninjektionsschicht) bzw. Kathodenschichten aufgebracht werden zur elektrischen Kontaktierung der beschriebenen Strukturen mit der Ansteuerelektronik. [0015] Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren das aus dem Stand der Technik her bekannte Aufdrucken einer lichtemittierenden Schicht und das Abscheiden von Blockier-/ Transportschichten im OVPD- Verfahren kombiniert, während beim Druckprozess Druckstempel verwendet werden können, kann beim OVPD- Verfahren eine Masken- anordnung zur Strukturierung verwendet werden. Der Minimaldruck beträgt bei beiden Verfahrensabschnitten bevorzugt mindestens 0,01 mbar, kann aber auch nur 0,1 mbar betragen. Es ist ferner von Vorteil, wenn der Totaldruck, bei dem das Aufdrucken erfolgt, größer ist, als der Totaldruck beim OVPD- Verfahren, wobei der Quotient der beiden Drucke mindestens 10, bevorzugt min- destens 100 ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Minimal druck beim Aufdrucken mindestens 900 mbar ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0016] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Schnitt durch einen OVPD-Reaktor;

Fig. 2a -

Fig. 2c schematisch ein Verfahren zum Aufdrucken einer lichtemittierenden Schicht;

Fig. 3a eine aus mehreren OVPD-Reaktoren bzw. Druckeinrichtungen bestehende Anordnung;

Fig. 3b ein zweites Ausführungsbeispiel einer aus mehreren Reaktoren bestehenden Anordnung;

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schichtensystems 22;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schichtensystems 22 und

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schichtensystems 22.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0017] Die Figur 3a zeigt schematisch eine Anordnung aus sieben Prozesskammern 11 bis 17, die jeweils nicht dargestellte Be- und Entladeportale besitzen, durch die ein Substrat von einer nicht dargestellten Transportförderein- richtung von der Transferkammer 10 in die einzelnen Prozesskammern 11 bis 17 gefördert werden kann. In jeder der einzelnen Prozesskammern 11 bis 17 wird ein Abscheideprozess zum Abscheiden einer Schicht durchgeführt, so wird bspw. in der Prozesskammer 11 eine Löchertransportschicht HTL, in der Prozesskammer 12 eine Elektronenblockierschicht EBL, in der Prozesskammer 13 eine rotes Licht emittierende Schicht EML-R, in der Prozesskammer 14 eine grünes Licht emittierende Schicht EML-G, in der Prozesskammer 15 eine blaues Licht emittierende Schicht EML-B, in der Prozesskammer eine Löcherblockierschicht HBL und in der Prozesskammer 17 eine Elektronenschicht ETL abgeschieden. In den Prozesskammern 11, 12, 16 und 17 werden jeweils mittels eines OVPD-Reaktors, wie er in der Figur 1 schematisch dargestellt ist, unter Verwendung einer Maske Schichten auf ein Substrat 4 abgeschieden. Das Substrat 4 liegt auf einem mittels Kühlelementen 5 gekühlten Substrathalter 3. Oberhalb des Substrathalters 3 erstreckt sich ein Gaseinlassorgan 6 in Form ei- nes shower heads mit einer Gasaustrittsfläche 6, in die Gasaustrittsöffnungen 9 münden, durch die ein Dampf, insbesondere eines organischen Ausgangsstoffes in die Prozesskammer 1 zwischen Gaseinlassorgan 2 und Substrathalter 3 eintreten kann. Die Gasaustrittsplatte, deren Unterseite die Gasaustrittsfläche 6 bildet, wird mittels Heizelementen 8 auf Temperaturen oberhalb von 200°, aber auch auf höhere Temperaturen aufgeheizt. Es ist eine Zuleitung 7 vorgesehen, durch die ein Inertgas einen organischen Dampf transportiert, der in den Öffnungen der nicht dargestellten Maske auf dem Substrat 4 kondensiert.

[0018] Bei der Figur 3a sind die Prozesskammern 11 - 17 um eine Transferkammer angeordnet. Bei der Figur 3b sind die Prozesskammern 11, 12 bzw. 13, 14, 15 bzw. 16, 17 hintereinander in einer Linie angeordnet. Die einzelnen Prozesskammern sind durch Transferkammern 10 voneinander getrennt. In der Prozesskammer 11, 12 können zwei oder mehr voneinander verschiedene Schichten abgeschieden werden. In der Prozesskammer 13, 14, 15 werden die lichtemittierenden Schichten abgeschieden. In der Prozesskammer 16, 17 wer- den ebenfalls zwei oder mehr voneinander verschiedene Schichten oder nur eine Schicht abgeschieden.

[0019] In den Prozesskammern 13, 14 und 15, in denen die rot leuchtenden, grün leuchtenden oder blau leuchtenden Schichten abgeschieden werden, fin- det ein Druckprozess statt. Als Druckvorrichtung kann eine Strahldruckvorrichtung verwendet werden, mit der in einem Lösemittel gelöste organische Partikel oder aber auch anorganische Partikel auf das Substrat 4 oder auf dem Substrat 4 zuvor abgeschiedene Schichten abgeschieden wird. Die Schritte 13, 14, 15 können auch in einer Kammer oder in einer oder mehreren Kammern durchgeführt werden. Ebenso können die Schritte 11, 12, 15, 16 auch in einer oder mehreren Kammern durchgeführt werden. Die Figuren 3a und 3b zeigen diesbezügliche Alternativen als Beispiele.

[0020] Die Figuren 2a bis 2c zeigen schematisch einen Druckprozess, bei dem ein Druckstempel 18 verwendet wird, der erhabene Zonen 19 aufweist. Die die erhabenen Zonen 19 aufweisende Seite des Druckstempels 18 weist in der Figur 2 nach oben und wird mit einer Flüssigkeit benetzt. Es handelt sich dabei um ein Lösemittel 21, in dem Quantum-Dots 20 enthalten sind. Mittels einer geeigneten Methode, bspw. einem Rotieren des Druckstempels 18, wird die Flüssigkeit derart auf der Oberfläche verteilt, dass sich auf den erhabenen Zo- nen 19 etwa eine Monolage der Quantum-Dots 20 ausbildet, wie es die Figur 2b zeigt.

[0021] Der Druckstempel 18 wird danach um 180° gedreht, so dass die erhabenen Zonen 19 nach unten weisen. Mit dem Druckstempel 18 wird dann das Substrat 4 oder eine auf das Substrat 4 abgeschiedene Schicht HTL strukturiert bedruckt. [0022] Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen schematisch typische Schichtenfolgen 22, wie sie auf ein Substrat 4 in der in der Figur 3 dargestellten Vorrichtung aufgebracht werden können. Mit der Bezugsziffer 23 ist eine ein- oder mehrschichtige Anode bezeichnet. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet eine ein- oder mehrschichtige Kathode.

[0023] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:

[0024] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schichten ETL, HTL, HBL, EBL, EML-R, EML-G, EML-B jeweils in einer Gasatmosphäre mit einem Totaldruck von mindestens 0,001 mbar gefertigt werden. Die Gasatmosphäre steht bevorzugt zu mehr als 90% aus Stickstoff, Argon oder einem anderen Edelgas. Die Gasatmosphäre kann aber auch andere Zusammensetzungen aufweisen.

[0025] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Totaldruck größer ist als 0,01 mbar oder 0,1 mbar.

[0026] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die lichtemittierende Schicht EML-R, EML-G, EML-B aufgedruckt wird, insbesondere bei einem Druck zwischen 100 mbar und 1050 mbar aufgedruckt wird.

[0027] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Aufdrucken unter Verwendung eines Druckstempels 18 oder eines Flüssigkeitsstrahles durchgeführt wird. [0028] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Elektronentrans- portschicht ETL, die Löchertransportschicht HTL, Löcherblockierschicht HBL und/ oder die Elektronenblockierschicht EBL in einem CVD- oder PVD-Prozess, insbesondere OVPD-Prozess, bei einem Totaldruck zwischen 0,1 mbar und 10 mbar durchgeführt wird.

[0029] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Abscheiden der lichtemittierenden Schicht EML-R, EML-G, EML-B in Lösemittel 21 enthaltene lichtemittierende Partikel 20 verwendet werden.

[0030] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lösemittel 21 in einer CVD-Prozesskammer 1 oder einer Vakuumkammer 11- 17 vor der Durchführung eines nachfolgenden PVD- oder CVD-Prozesses durch Erwärmen des Substrates 4 verdampft wird.

[0031] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verdampfen des Lösemittels bei einem Totaldruck von < 10 mbar, insbesondere < 0, 01 mbar, durchgeführt wird.

[0032] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren in einem System von Prozesskammern 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 durchgeführt wird, wobei in jeder Prozesskammer 11 - 17 entweder ein PVD- oder CVD-Prozess oder ein Druckverfahren durchgeführt wird. [0033] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meidung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbeson- dere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.

Liste der Bezugszeichen

1 Prozesskammer

2 Gaseinlassorgan

3 Substrathalter

4 Substrat

5 Kühlelement

6 Gasaustrittsfläche

7 Gaseinlass

8 Heizelement

9 Öffnung

10 Transferkammer

11 Prozesskammer

12 Prozesskammer

13 Prozesskammer

14 Prozesskammer

15 Prozesskammer

16 Prozesskammer

17 Prozesskammer

18 Druckstempel

19 erhabene Zonen

20 Quantum-Dots

21 Lösemittel

22 Schichten

23 Anode

24 Kathode