DE112006002220B4 - Organic electronic device structures and manufacturing processes - Google Patents

Abstract

Organische elektronische Vorrichtungsstruktur, die Folgendes umfasst:ein Substrat (506);eine auf dem Substrat (506) befindliche Grundschicht (508), die den Boden einer Vertiefung (502) für die Abscheidung eines organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis definiert;wenigstens eine auf dem Substrat (506) ausgebildete Abstandsschicht (514);eine auf der Abstandsschicht (514) ausgebildete Wulstschicht (504) zur Definition einer Seite der Vertiefung (502), undmindestens eine Vorsprungschicht (612) zwischen der Abstandsschicht (514) und der Wulstschicht (504),wobei ein Rand der Vertiefung (502), der an die Grundschicht (508) angrenzt, zur Definition eines Vorsprungs (516) über dem Substrat (506) unterätzt ist und der Vorsprung (516) eine Ausbuchtung zur Aufnahme des organischen elektronischen Materials definiert.An organic electronic device structure comprising: a substrate (506); a base layer (508) disposed on the substrate (506) defining the bottom of a well (502) for the deposition of a solvent based organic electronic material; A spacer layer (514) formed on the spacer layer (514) for defining one side of the recess (502), andat least one projection layer (612) between the spacer layer (514) and the bead layer (504) wherein an edge of the depression (502) adjacent the base layer (508) is undercut over the substrate (506) to define a protrusion (516) and the protrusion (516) defines a protrusion for receiving the organic electronic material.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strukturen und Herstellungsverfahren organischer elektronischer Vorrichtungen, insbesondere organischer Lichtemissionsdioden (OLEDs).The present invention relates to structures and manufacturing methods of organic electronic devices, in particular organic light emitting diodes (OLEDs).

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist es hilfreich, zunächst einige Merkmale von OLED-Displays sowie einige Probleme bei ihrer Herstellung zu beschreiben. Es ist jedoch davon auszugehen, dass hier zwar Ausführungsformen der Erfindung mit speziellem Bezug auf OLED-Displays beschrieben werden, die Techniken jedoch allgemeiner auf die Herstellung organischer elektronischer Vorrichtungen anwendbar sind.For a better understanding of the invention, it will be helpful to first describe some features of OLED displays as well as some manufacturing problems. However, it should be understood that while embodiments of the invention are described herein with particular reference to OLED displays, the techniques are more generally applicable to the fabrication of organic electronic devices.

Organische Lichtemissionsdioden (OLEDs) sind eine besonders vorteilhafte Form elektro-optischer Displays. Sie sind hell, farbig, schnell schaltend, weisen einen weiten Sichtwinkel auf und sind auf einer Vielzahl von Substraten leicht und billig herstellbar. Organische LEDs (die hierin organometallische LEDs einschließen) können je nach den verwendeten Materialien entweder mit Hilfe von Polymeren oder von kleinen Molekülen in einer Reihe von Farben (oder in mehrfarbigen Displays) hergestellt werden. Eine typische OLED-Vorrichtung umfasst zwei Schichten aus einem organischen Material; eine aus einem Licht emittierenden Material wie z.B. einem Licht emittierenden Polymer (LEP), einem Oligomer oder einem Licht emittierenden Material mit geringem Molekulargewicht, die andere aus einem Lochtransportmaterial wie z.B. einem Polythiophenderivat oder einem Polyanilinderivat.Organic light emitting diodes (OLEDs) are a particularly advantageous form of electro-optical displays. They are bright, colorful, fast switching, have a wide viewing angle and are easy and inexpensive to produce on a variety of substrates. Organic LEDs (which include organometallic LEDs herein) can be fabricated either with the aid of polymers or small molecules in a variety of colors (or in multicolor displays), depending on the materials used. A typical OLED device comprises two layers of an organic material; a light-emitting material such as e.g. a light emitting polymer (LEP), an oligomer or low molecular weight light emitting material, the other of a hole transporting material, e.g. a polythiophene derivative or a polyaniline derivative.

Organische LEDs können zur Bildung eines Displays mit einfarbigen oder mehrfarbigen Pixeln auf einem Substrat in einer Pixelmatrix abgeschieden werden. Ein mehrfarbiges Display kann mit Hilfe rotes, grünes und blaues Licht emittierender Pixel konstruiert werden. Sogenannte Aktivmatrix-Displays verfügen über ein mit den einzelnen Pixeln assoziiertes Speicherelement, typischerweise einen Speicherkondensator und einen Transistor, wohingegen Passivmatrix-Displays über kein solches Speicherelement verfügen und statt dessen wiederholt abgetastet werden, damit der Eindruck eines konstanten Bildes entsteht.Organic LEDs can be deposited on a substrate in a pixel matrix to form a display of monochrome or multicolor pixels. A multicolor display can be constructed using red, green and blue light emitting pixels. So-called active matrix displays have a storage element associated with the individual pixels, typically a storage capacitor and a transistor, whereas passive matrix displays have no such storage element and instead are scanned repeatedly to give the impression of a constant image.

1 stellt einen vertikalen Querschnitt durch ein Beispiel einer OLED-Vorrichtung 100 gemäß dem Stand der Technik dar. In einem Aktivmatrix-Display wird ein Teil der Fläche eines Pixels durch einen assoziierten Antriebsstromkreis eingenommen (in 1 nicht dargestellt). Die Struktur der Vorrichtung ist zum Zwecke der Veranschaulichung etwas vereinfacht. 1 FIG. 12 illustrates a vertical cross section through an example of a prior art OLED device 100. In an active matrix display, a portion of the area of a pixel is occupied by an associated drive circuit (in FIG 1 not shown). The structure of the device is somewhat simplified for purposes of illustration.

Die OLED 100 umfasst ein Substrat 102 aus typischerweise 0,7 mm oder 1,1 mm dickem Glas, aber auch wahlweise durchsichtigem Kunststoff, auf dem eine Anodenschicht 106 abgeschieden ist. Die Anodenschicht umfasst typischerweise eine etwa 150 nm dicke Schicht aus ITO (Indiumzinnoxid), auf der sich eine Metallkontaktschicht aus typischerweise etwa 500 nm dickem Aluminium befindet, die zuweilen als Anodenmetall bezeichnet wird. Mit ITO und Kontaktmetall beschichtete Glassubstrate können von Coming, USA bezogen werden. Das Kontaktmetall (und wahlweise das ITO) wird mit Hilfe eines herkömmlichen Photolithographieverfahrens und durch anschließendes Ätzen wunschgemäß mit einem Muster versehen, und zwar dergestalt, dass es das Display nicht verdunkelt.The OLED 100 includes a substrate 102 of typically 0.7 mm or 1.1 mm thick glass, but also optionally transparent plastic on which an anode layer 106 is deposited. The anode layer typically comprises an approximately 150 nm thick layer of ITO (Indium Tin Oxide) having a metal contact layer of typically about 500 nm thick aluminum, sometimes referred to as anode metal. ITO and contact metal coated glass substrates can be obtained from Coming, USA. The contact metal (and optionally the ITO) is patterned as desired by a conventional photolithography process and then etched, such that it does not obscure the display.

Auf dem Anodenmetall befindet sich eine im Wesentlichen lichtdurchlässige Lochtransportschicht 108a und auf dieser wiederum eine elektrolumineszierende Schicht 108b. Auf dem Substrat können zur Definition der Vertiefungen 114, in die diese aktiven organischen Schichten z.B. mittels einer Tröpfchenabscheidung oder Tintenstrahldrucktechnik selektiv abgeschieden werden können, Wülste 112 ausgebildet sein, z.B. aus positivem oder negativem Photoresistmaterial. Die Vertiefungen definieren somit Licht emittierende Flächen oder Pixel des Displays.On the anode metal is a substantially transparent hole transport layer 108a and on this in turn an electroluminescent layer 108b. On the substrate, to define pits 114 into which these active organic layers are deposited, e.g. may be selectively deposited by means of a droplet deposition or ink jet printing technique, beads 112 may be formed, e.g. of positive or negative photoresist material. The recesses thus define light-emitting areas or pixels of the display.

Anschließend wird z.B. mittels physikalischer Dampfabscheidung eine Kathodenschicht 110 aufgetragen. Eine Kathodenschicht umfasst typischerweise ein Metall mit geringer Austrittsarbeit wie z.B. Calcium oder Barium, das mit einer dickeren Deckschicht aus Aluminium bedeckt ist und wahlweise eine unmittelbar an die elektrolumineszierende Schicht angrenzende zusätzliche Schicht, z.B. eine Schicht aus Lithiumfluorid, für eine verbesserte Angleichung der Elektronenenergieniveaus einschließt. Die gegenseitige elektrische Isolierung der Kathodenleitungen kann durch die Verwendung von Kathodenseparatoren (Element 302 in 3b) erzielt werden. Typischerweise werden auf einem einzelnen Substrat eine Reihe von Displays hergestellt, wobei das Substrat am Ende des Herstellungsprozesses angeritzt wird und die Displays vor der Befestigung einer Verkapselungshülle an jedes der Displays zur Verhinderung einer Oxidation und des Eindringens von Feuchtigkeit voneinander getrennt werden.Subsequently, for example by means of physical vapor deposition, a cathode layer 110 is applied. A cathode layer typically comprises a low work function metal such as calcium or barium covered with a thicker aluminum cap layer and optionally including an additional layer adjacent to the electroluminescent layer, eg, a layer of lithium fluoride, for improved alignment of electron energy levels. The mutual electrical isolation of the cathode leads can be achieved through the use of cathode separators (element 302 in FIG 3b ) be achieved. Typically, a series of displays are fabricated on a single substrate wherein the substrate is scribed at the end of the manufacturing process and the displays are separated from one another prior to attaching an encapsulation shell to each of the oxidation and moisture intrusion displays.

Organische LEDs dieses allgemeinen Typs können mittels einer Reihe von Materialien wie z.B. Polymeren, Dendrimeren und sogenannten kleinen Molekülen hergestellt werden, so dass sie mit unterschiedlicher Antriebsspannung und unterschiedlichem Wirkungsgrad über einen Wellenlängenbereich emittieren. Beispiele für OLED-Materialen auf Polymerbasis sind in der WO 90/131 48 A1 , der WO 95/06400 A1 und der WO 99/48160 A1 beschrieben; Beispiele für Materialien auf Dendrimerbasis sind in der WO 99/219 35 A1 und der WO 02/067 343 A1 beschrieben; und Beispiele für kleinmolekülige OLED-Materialien sind in der US 4 539 507 A beschrieben. Die zuvor genannten Polymere, Dendrimere und kleinen Moleküle emittieren Licht durch radiativen Zerfall von Singulettexzitonen (Fluoreszenz). Bis zu 75% der Exzitonen sind jedoch Triplettexzitonen, die normalerweise nicht radiativ zerfallen. Elektrolumineszenz durch radiativen Zerfall von Triplettexzitonen (Phosphoreszenz) ist z.B. in „Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence“, M.A. Baldo, S. Lamansky, P.E. Burrows, M.E. Thompson und S.R. Forrest, Applied Physics Letters, Band 75(1) S. 4-6, 5. Juli 1999 offenbart Im Fall einer OLED auf Polymerbasis können die Schichten 108 eine Lochtransportschicht 108a und eine elektrolumineszierende Schicht 108b aus einem Licht emittierenden Polymer (LEP) umfassen. Die elektrolumineszierende Schicht kann z.B. etwa 70 nm dickes (trockenes) PPV (Poly(p-phenylenvinylen)) umfassen und die Lochtransportschicht, die die Angleichung der Lochenergieniveaus der Anodenschicht und der elektrolumineszierenden Schicht unterstützt, kann z.B. etwa 50-200 nm, vorzugsweise etwa 150 nm dickes (trockenes) PEDOT:PSS (mit Polystyrolsulfonat dotiertes Polyethylendioxythiophen) umfassen.Organic LEDs of this general type can be made by means of a variety of materials such as polymers, dendrimers and so-called small molecules so that they emit over a range of wavelengths with different drive voltages and efficiency. Examples of polymer-based OLED materials are in the WO 90/131 48 A1 , of the WO 95/06400 A1 and the WO 99/48160 A1 described; Examples of materials Dendrimer base are in the WO 99/21935 A1 and the WO 02/067 343 A1 described; and examples of small molecule OLED materials are in the US Pat. No. 4,539,507 A described. The aforementioned polymers, dendrimers and small molecules emit light by radiative decay of singlet excitons (fluorescence). However, up to 75% of excitons are triplet excitons, which do not normally decay radiatively. Electroluminescence by radiative decay of Triplettexzitonen (phosphorescence) is eg in "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence", MA Baldo, S. Lamansky, PE Burrows, ME Thompson and SR Forrest, Applied Physics Letters, Vol. 75 (1) pp. 4-6, 5 July 1999 In the case of a polymer-based OLED, the layers 108 may include a hole transport layer 108a and a light emitting polymer (LEP) electroluminescent layer 108b. For example, the electroluminescent layer may comprise about 70 nm (dry) PPV (poly (p-phenylene vinylene)), and the hole transport layer that assists in matching the hole energy levels of the anode layer and the electroluminescent layer may be, for example, about 50-200 nm, preferably about 150 nm thick (dry) PEDOT: PSS (polystyrenesulfonate doped polyethylene dioxythiophene).

2 stellt eine Draufsicht (das heißt, keine Ansicht durch das Substrat) eines Abschnitts eines OLED-Displays 200 mit dreifarbigen Aktivmatrixpixeln nach Abscheidung einer der aktiven Farbschichten dar. Die Figur stellt eine Anordnung von Wülsten 112 und Vertiefungen 114 dar, die die Pixel des Displays definieren. 2 FIG. 12 illustrates a top view (ie, no view through the substrate) of a portion of an OLED display 200 having three-color active matrix pixels after deposition of one of the active color layers. The figure illustrates an array of beads 112 and depressions 114 that define the pixels of the display ,

3a stellt eine Draufsicht eines Substrats 300 zum Tintenstrahldrucken eines OLED-Displays mit Passivmatrix dar. 3b stellt einen Querschnitt des Substrats von 3a entlang der Linie Y-Y' dar. 3a FIG. 12 illustrates a plan view of a substrate 300 for inkjet printing a passive matrix OLED display. 3b represents a cross section of the substrate of 3a along the line YY 'dar.

Mit Bezug auf die 3a und 3b ist das Substrat mit einer Vielzahl unterätzter Kathodenseparatoren 302 zur Trennung aneinander grenzender Kathodenleitungen (die in den Bereichen 304 abgeschieden sind) versehen. Durch Wülste 310, die entlang des Umfangs der einzelnen Vertiefungen 308 konstruiert sind und am Boden der Vertiefung eine freiliegende Anodenschicht 306 hinterlassen, ist eine Vielzahl von Vertiefungen 308 definiert. Die Ränder oder Flächen der Wülste verjüngen sich wie dargestellt zur Oberfläche des Substrats hin, typischerweise in einem Winkel von 10 bis 40 Grad. Die Wülste stellen eine hydrophobe Oberfläche dar, damit sie von der Lösung des abgeschiedenen organischen Materials nicht benetzt werden, und tragen so dazu bei, das abgeschiedene Material in einer Vertiefung zu halten (zwar können polare oder unpolare Lösungsmittel verwendet werden, doch im Allgemeinen besitzen die verwendeten Lösungsmittel eine gewisse Polarität). Dies wird durch Behandlung eines Wulstmaterials wie z.B. Polyimid mit einem O₂/CF₄-Plasma wie in der EP 0 989 778 A1 offenbart erreicht. Alternativ kann der Plasmabehandlungsschritt durch Einsatz eines fluorierten Materials wie z.B. eines fluorierten Polyimids wie in der WO 03/083 960 A1 offenbart vermieden werden.With reference to the 3a and 3b For example, the substrate is provided with a plurality of undercut cathode separators 302 for separating contiguous cathode lines (deposited in regions 304). By beads 310, which are constructed along the periphery of the individual recesses 308 and leave an exposed anode layer 306 at the bottom of the recess, a plurality of recesses 308 is defined. The edges or areas of the beads taper as shown towards the surface of the substrate, typically at an angle of 10 to 40 degrees. The beads present a hydrophobic surface so that they will not be wetted by the solution of deposited organic material, thus helping to keep the deposited material in a depression (although polar or nonpolar solvents may be used, but generally they have a high molecular weight) used solvents have a certain polarity). This is done by treating a bead material such as polyimide with an O ₂ / CF ₄ plasma as in EP 0 989 778 A1 revealed reached. Alternatively, the plasma treatment step may be accomplished by employing a fluorinated material such as a fluorinated polyimide as described in U.S. Pat WO 03/083 960 A1 be avoided disclosed.

Wie zuvor erwähnt können die Wulst- und Separatorstrukturen aus Resistmaterial bestehen, z.B. aus einem positiven (oder negativen) Resist für die Wülste und einem negativen (oder positiven) Resist für die Separatoren; beide Resiste können auf Polyimid basieren und mittels Schleuderbeschichtung auf das Substrat aufgetragen werden, oder es kann ein fluorierter oder quasi fluorierter Photoresist eingesetzt werden. In dem dargestellten Beispiel weisen die Kathodenseparatoren eine Höhe von etwa 5 µm und eine Breite von etwa 20 µm auf. Die Wülste sind im Allgemeinen 20 µm bis 100 µm breit und verjüngen sich in dem dargestellten Beispiel an den Rändern jeweils um 4 µm (so dass die Wülste etwa 1 µm hoch sind). Die Pixel von 3a sind etwa 300 µm² groß, doch die Größe eines Pixels kann, wie später beschrieben, je nach Anwendungszweck erheblich variieren.As mentioned previously, the bead and separator structures may be resist material, eg, a positive (or negative) resist for the beads and a negative (or positive) resist for the separators; both resists may be polyimide based and spin coated on the substrate, or a fluorinated or quasi fluorinated photoresist may be used. In the illustrated example, the cathode separators have a height of about 5 microns and a width of about 20 microns. The beads are generally 20 microns to 100 microns wide and taper in the example shown at the edges by 4 microns (so that the beads are about 1 micron high). The pixels of 3a are about 300 microns ² large, but the size of a pixel, as described later, vary considerably depending on the application.

Techniken zur Abscheidung eines Materials für organische Lichtemissionsdioden (OLEDs) mittels Tintenstrahldrucken sind in einer Reihe von Dokumenten wie z.B. T.R. Hebner, C.C. Wu, D. Marcy, M.H. Lu und J.C. Sturm, „Ink-jet Printing of Doped Polymers for Organic Light Emitting Devices“, Applied Physics Letters, Band 72, Nr. 5, S. 519-521, 1998 ; Y. Yang, „Review of Recent Progress on Polymer Electroluminescent Devices,“ SPIE Photonics West: Optoelectronics '98, Conf. 3279, San Jose, Jan. 1998 ; EP O 880 303 und „ Ink-Jet Printing of Polymer Light-Emitting Devices“, Paul C. Duineveld, Margreet M: de Kok, Michael Buechel, Aad H. Sempel, Kees A.H. Mutsaers, Peter van de Weijer, Ivo G.J. Camps, Ton J.M. van den Biggelaar, Jan-Eric J.M. Rubingh und Eliav I. Haskal, Organic Light-Emitting Materials and Devices V, Zakya H. Kafafi, Herausgeber, Proceedings of SPIE, Band 4464 (2002) beschrieben. Mittels Tintenstrahltechniken können Materialen für kleinmolekülige und Polymer-LEDs abgeschieden werden.Techniques for depositing a material for organic light emitting diodes (OLEDs) by means of ink jet printing are described in a number of documents, such as TR Hebner, CC Wu, D. Marcy, MH Lu and JC Sturm, "Ink-jet Printing of Doped Polymers for Organic Light Emitting Devices", Applied Physics Letters, Vol. 72, No. 5, pp. 519-521, 1998 ; Y. Yang, "Review of Recent Progress on Polymer Electroluminescent Devices," SPIE Photonics West: Optoelectronics '98, Conf. 3279, San Jose, Jan. 1998 ; EP 0 880 303 and " Ink Jet Printing of Polymer Light-Emitting Devices ", Paul C. Duineveld, Margreet M: de Kok, Michael Buechel, Aad H. Sempel, Kees AH Mutsaers, Peter van de Weijer, Ivo GJ Camps, Ton JM van den Biggelaar, Jan-Eric JM Rubingh and Eliav I. Haskal, Organic Light-Emitting Materials and Devices V, Zakya H. Kafafi, Editor, Proceedings of SPIE, Vol. 4464 (2002) described. By means of ink-jet techniques, materials for small molecule and polymer LEDs can be deposited.

Zur Abscheidung eines organischen elektronischen Materials wird im Allgemeinen ein flüchtiges Lösungsmittel mit 0,5% bis 4% gelöstem Lösungsmittelmaterial verwendet. Die Trocknung kann ein paar Sekunden bis ein paar Minuten dauern und resultiert in einem relativ dünnen Film im Vergleich zu dem ursprünglichen „Tinten”volumen. Häufig werden, vorzugsweise vor Beginn des Trocknens, mehrere Tropfen abgeschieden, um eine ausreichende Dicke des trockenen Materials zu erzielen. Lösungsmittel, die verwendet werden können, sind z.B. Cyclohexylbenzol und alkylierte Benzole, insbesondere Toluol oder Xylol; andere sind in der WO 00/59267 A1 , der WO 01/16251 A1 und der WO 02/18513 A1 beschrieben. Es kann auch ein Lösungsmittel aus einem Gemisch daraus eingesetzt werden. Es werden Präzisionstintenstrahldrucker wie z.B. Geräte von Litrex Corporation, Kalifornien, USA eingesetzt; geeignete Druckerköpfe sind von Xaar, Cambridge, Großbritannien und Spectra, Inc., NH, USA erhältlich. Einige besonders vorteilhafte Druckstrategien sind in der UK-Patentanmeldung Nr. 0227778.8 des Anmelders, eingereicht am 28. November 2002 (und der entsprechenden PCT-Veröffentlichung WO 2004/049 466 A2 ) beschrieben.For deposition of an organic electronic material, a volatile solvent having 0.5% to 4% of dissolved solvent material is generally used. Drying can take a few seconds to a few minutes and results in a relatively thin film compared to the original "ink" volume. Often, several drops are deposited, preferably prior to the start of drying, to achieve a sufficient thickness of the dry material. Solvents that can be used are, for example, cyclohexylbenzene and alkylated benzenes, especially toluene or xylene; others are in the WO 00/59267 A1 , of the WO 01/16251 A1 and the WO 02/18513 A1 described. It is also possible to use a solvent of a mixture thereof. Precision ink jet printers such as devices from Litrex Corporation, California, USA are used; suitable printer heads are available from Xaar, Cambridge, United Kingdom and Spectra, Inc., NH, USA. Some particularly advantageous pressure strategies are in the UK Patent Application No. 0227778.8 by the applicant, filed on 28 November 2002 (and the corresponding PCT publication WO 2004/049 466 A2 ).

Tintenstrahldrucken hat viele Vorteile für die Abscheidung von Materialen für organische elektronische Vorrichtungen, es gibt aber auch einige Nachteile im Zusammenhang mit der Technik. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass in einer Vertiefung mit flachen Rändern abgeschiedenes gelöstes organisches elektronisches Material zu einem Film mit einem relativ dünnen Rand trocknet. Die 4a und 4b veranschaulichen diesen Prozess.Inkjet printing has many advantages for the deposition of materials for organic electronic devices, but there are also some disadvantages associated with the art. However, it has been found that dissolved organic electronic material deposited in a shallow edge depression dries to a film having a relatively thin edge. The 4a and 4b illustrate this process.

4a stellt einen vereinfachten Querschnitt 400 durch eine mit gelöstem Material 402 gefüllte Vertiefung 308 dar und 4b stellt dieselbe Vertiefung nach Trocknung des Materials zu einem festen Film 404 dar. In diesem Beispiel beträgt der Wulstwinkel etwa 15° und die Wulsthöhe etwa 1,5 µm. Wie ersichtlich wird eine Vertiefung im Allgemeinen gefüllt, bis sie überläuft. Zwischen der Lösung 402 und dem plasmabehandelten Wulstmaterial besteht ein Kontaktwinkel θ_c von typischerweise 30° bis 40°, z.B. etwa 35°; hierbei handelt es sich um den Winkel zwischen der Oberfläche des gelösten Materials 402 und dem (Wulst)material, das sie kontaktiert, z.B. Winkel 402a in 4a. Bei Verdampfen des Lösungsmittels wird die Lösung konzentrierter und die Oberfläche der Lösung bewegt sich entlang der sich verjüngenden Fläche eines Wulstes zu dem Substrat hin nach unten; das Anhaften des trocknenden Randes kann an einem Punkt zwischen dem ursprünglich abgefasten nassen Rand und dem Fuß des Wulstes (Boden der Vertiefung) auf dem Substrat erfolgen. Das in 4b dargestellte Ergebnis ist, dass der Film aus dem trockenen Material 404 in einem Bereich 404a, wo er auf die Fläche eines Wulstes trifft, sehr dünn sein kann, z.B. in der Größenordnung von 10 nm oder weniger. 4a FIG. 3 illustrates a simplified cross section 400 through a depression 308 filled with dissolved material 402, and FIG 4b 3 illustrates the same depression after the material has dried to a solid film 404. In this example, the bead angle is about 15 ° and the bead height is about 1.5 μm. As can be seen, a depression is generally filled until it overflows. Between the solution 402 and the plasma-treated bead material is a contact angle θ _c of typically 30 ° to 40 °, for example about 35 °; this is the angle between the surface of the dissolved material 402 and the (bead) material that contacts it, eg angle 402a in 4a , As the solvent evaporates, the solution becomes more concentrated and the surface of the solution moves down the tapered surface of a bead toward the substrate; the adherence of the drying edge may occur at a point between the originally chamfered wet edge and the base of the bead (bottom of the recess) on the substrate. This in 4b The result shown is that the film of dry material 404 in a region 404a where it meets the surface of a bead may be very thin, for example, of the order of 10 nm or less.

Wir haben bereits in der UK-Patentanmeldung Nr. 0402559.9 , eingereicht am 5. Februar 2004, veröffentlicht als WO 2005/076 386 A1 , die Verwendung unterätzter Wülste beschrieben, die die Wirkung haben, dass sie die Lösung zum Rand einer Vertiefung ziehen und so zu einer einheitlicheren Füllung beitragen. Solche Wülste sind jedoch unter Umständen schwierig herzustellen und verwenden im Allgemeinen einen negativen Photoresist, der teuer und für Prozessbedingungen empfindlich ist. Es besteht daher ein Bedarf an weiter verbesserten Techniken, die sich für die Verwendung bei positiven Photoresisten besser eignen.We already have in the UK Patent Application No. 0402559.9 , filed on February 5, 2004, published as WO 2005/076386 A1 , describe the use of undercut beads which have the effect of pulling the solution towards the edge of a depression, thus contributing to a more uniform filling. However, such beads may be difficult to manufacture and generally use a negative photoresist which is expensive and sensitive to process conditions. There is therefore a need for further improved techniques that are more suitable for use with positive photoresists.

Eine weitere Schwierigkeit entsteht bei größeren Pixeln (Vertiefungen), z.B. Vertiefungen mit einer Öffnung von 240 µm bis 260 µm für Pixelabstände von 300 µm. Das Volumen eines Tintentropfens ist zu einer charakteristischen Länge des Tropfens hoch drei proportional, wohingegen die behandelte Oberfläche zur Pixelabmessung hoch zwei proportional ist; daher wird bei einer gegebenen Tintenverdünnung zu viel Material in einen großen Pixel abgeschieden, so dass mehr Verdünnungstinte erforderlich ist. Bei großen Pixeln und einer gewünschten PED(O)T-Filmdicke von 80 nm kann z.B. eine Tintenkonzentration von etwa einem Prozent verwendet werden, es ist jedoch schwierig, ein Prozent Tinte zu verteilen und einen großen Pixel damit zu benetzen und zu füllen. Dies macht die Herstellung von Pixeln einer Größe von mehr als 500 µm² schwierig, da ein bis zum Überlaufen gefüllter Pixel zu einem Film einer Dicke von 120 nm führt. Darüber hinaus ist die Veränderung der Tintenverdünnung in einem Produktionsprozess teuer.Another difficulty arises with larger pixels (pits), eg pits having an opening of 240 μm to 260 μm for pixel pitches of 300 μm. The volume of an ink droplet is proportional to a characteristic length of the droplet high three, whereas the treated surface is highly proportional to the pixel dimension of two; therefore, for a given ink dilution, too much material is deposited into a large pixel, requiring more dilution ink. For example, with large pixels and a desired PED (O) T film thickness of 80 nm, an ink concentration of about one percent may be used, but it is difficult to disperse one percent ink and wet and fill a large pixel with it. This makes it difficult to fabricate pixels larger than 500 μm ² since a pixel filled to overflowing results in a film of 120 nm thick. In addition, changing the ink dilution in a production process is expensive.

Im Allgemeinen umfasst der Boden einer Pixelvertiefung ITO, das einen kleinen Kontaktwinkel, typischerweise weniger als 10 Grad (z.B. 5 bis 7 Grad) aufweist und daher eine relativ gute (hydrophile) Benetzung ermöglicht. Insbesondere bei größeren Pixeln ist die Benetzung jedoch niemals perfekt und ein abgeschiedenes Tröpfchen besitzt im Allgemeinen keine Kreisform, sondern einen schartenartigen Rand, da das Lösungsmittel dazu neigt, an Punkten innerhalb des Vertiefungsbodens anzuhaften. Wie zuvor erwähnt nimmt die Höhe des Tröpfchens aufgrund dessen, dass der Kontaktwinkel des Lösungsmittels auf dem Wulst relativ hoch ist, eher zu, je mehr Lösungsmittel der Vertiefung zugesetzt wird, als dass sich das Lösungsmittel an dem Wulst hinauf bewegt, und die Oberflächenenergie zieht die Lösung beim Trocknen häufig vom Rand der Vertiefung weg. Dies ist insbesondere bei der PEDOT-Abscheidung ein Problem, bei der der dünne Rand zu einem direkten Kontakt zwischen der Kathode (ITO) und dem darüber liegenden Licht emittierenden Polymer (LEP) führen kann, was in einem defekten Pixel oder einem Pixel mit vermindertem Wirkungsgrad resultiert. In der EP 0 993 235 A2 ist es das Ziel von Seiko Epson, dieses Problem durch Abscheidung einer dielektrischen Schicht auf der Anode am Innenrand des Bodens einer Pixelvertiefung anzugehen; dies hat jedoch den Nachteil, dass die effktive Pixelfläche um bis zu 20 Prozent reduziert wird, wenn die Notwendigkeit einer Ausrichtungstoleranz berücksichtigt wird.Generally, the bottom of a pixel pit comprises ITO, which has a small contact angle, typically less than 10 degrees (eg, 5 to 7 degrees), and thus allows relatively good (hydrophilic) wetting. However, especially with larger pixels, wetting is never perfect, and a deposited droplet is generally not circular in shape, but has a ridge-like edge because the solvent tends to adhere to points within the recess bottom. As mentioned previously, the height of the droplet, due to the contact angle of the solvent on the bead being relatively high, tends to increase as more solvent is added to the well than as the solvent moves up the bead, and the surface energy pulls Solution when drying often away from the edge of the recess. This is a problem, especially in PEDOT deposition, where the thin edge can result in direct contact between the cathode (ITO) and the overlying light emitting polymer (LEP), resulting in a defective pixel or reduced efficiency pixel results. In the EP 0 993 235 A2 it is the goal of Seiko Epson to address this problem by depositing a dielectric layer on the anode at the inner edge of the bottom of a pixel pit; however, this has the disadvantage of reducing the effective pixel area by up to 20 percent, taking into account the need for alignment tolerance.

Eine weitere elektro-optische Vorrichtung ist aus der US 2005/0112341 A1 bekannt. Another electro-optical device is known from US 2005/0112341 A1 known.

Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten organischen elektronischen Vorrichtungsstrukturen und Herstellungstechniken, die diese Probleme angehen und insbesondere die Verteilung von organischem elektronischem Material in einem Abscheidungsprozess auf Lösungsmittelbasis unterstützen.Thus, there is a need for improved organic electronic device structures and fabrication techniques that address these issues, and in particular, support the distribution of organic electronic material in a solvent-based deposition process.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 12, 15 und 24 jeweils gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Aus den später beschriebenen Ausführungsformen geht hervor, dass die Vorsprung- und/oder Abstandsschichten im Allgemeinen durch Schichten bereitgestellt werden, die bereits für die Herstellung der Vorrichtung vorliegen, z.B. Metall-, Oxid- und/oder dotierte oder undotierte Siliziumschichten. Bei einer Aktivmatrixdisplay-Vorrichtung wird mit jedem Pixel ein Dünnfilmtransistor (TFT) assoziiert; anschließend kann die Abstandsschicht durch einen Teil einer dotierten und/oder undotierten amorphen Siliziumschicht für die Herstellung des TFT oder eine Oxidschicht gebildet werden. In gleicher Weise kann auch die Vorsprungschicht zweckmäßigerweise durch eine der Schichten gebildet werden, die in jedem Fall während der Herstellung des TFT abgeschieden werden, z.B. eine dielektrische Siliziumnitrid- und/oder Passivierungsschicht.This object is achieved by the subject matter of claims 1, 12, 15 and 24, respectively. Advantageous developments can be found in the dependent claims. It will be understood from the embodiments described below that the protrusion and / or spacer layers are generally provided by layers already present for the manufacture of the device, e.g. Metal, oxide and / or doped or undoped silicon layers. In an active matrix display device, a thin film transistor (TFT) is associated with each pixel; then the spacer layer may be formed by a portion of a doped and / or undoped amorphous silicon layer for the fabrication of the TFT or an oxide layer. Likewise, the projection layer may also be conveniently formed by one of the layers deposited in each case during fabrication of the TFT, e.g. a silicon nitride and / or passivation dielectric layer.

Vorzugsweise ist die Ausbuchtung unter dem Vorsprung so konfiguriert, dass sie den Kontakt zwischen der Abstandsschicht und dem organischen elektronischen Material erlaubt - das heißt, die Ausbuchtung legt einen Rand der Abstandsschicht frei. Dadurch wird das Anhaften des Lösungsmittels am Rand der Vertiefung unterstützt. Daher umfasst die Abstandsschicht in bevorzugten Ausführungsformen (in denen das Lösungsmittel zumindest teilweise polar ist) ein hydrophiles Material wie Silizium, Siliziummonoxid, Siliziumdioxid, Siliziumoxynitrid oder dergleichen. Wahlweise kann die Abstandsschicht behandelt werden, damit sie hydrophil(er) wird.Preferably, the protrusion under the protrusion is configured to allow contact between the spacer layer and the organic electronic material - that is, the protrusion exposes an edge of the spacer layer. This assists adhesion of the solvent at the edge of the depression. Thus, in preferred embodiments (in which the solvent is at least partially polar), the spacer layer comprises a hydrophilic material such as silicon, silicon monoxide, silicon dioxide, silicon oxynitride, or the like. Optionally, the spacer layer may be treated to become hydrophilic.

In den Ausführungsformen trägt die Verwendung eines hydrophilen Materials für die Abstandsschicht dazu bei, gewünschte Attribute für die PEDOT- und LEP-Benetzung zu entkoppeln, da PEDOT die hydrophile Abstandsschicht benetzt und so eine im Wesentlichen unabhängige Einstellung des Benetzungswinkels des LEP auf dem Wulst erlaubt (da die PEDOT-Benetzung durch das hydrophile Material dominiert wird). Der Wulstresist ist z.B. im Allgemeinen hydrophob, mit einem Benetzungswinkel von mehr als 90 Grad für das LEP-Lösungsmittel, der jedoch auf weniger als 90 Grad, 60 Grad oder sogar 30 Grad reduziert werden kann, z.B. um eine verbesserte Benetzung des Wulstmaterials mit dem LEP zu erreichen. Da das PEDOT-Lösungsmittel unter dem Vorsprung entlang läuft und durch die hydrophile Schicht festgehalten wird, ist das Risiko eines Kurzschlusses auf der PEDOT-Schicht drastisch reduziert. Es ist davon auszugehen, dass zwar allgemein darauf Bezug genommen wird, dass die Abstandsschicht einen hydrophilen Rand für die Anhaftung des PEDOT-Lösungsmittels bereitstellt (da häufig Lösungsmittel mit einer gewissen Polarität eingesetzt werden), allgemeiner jedoch eine gute Benetzung des freigelegten Randes der Abstandsschicht mit dem Lösungsmittel wünschenswert ist, wie z.B. durch einen kleinen Kontaktwinkel von z.B. 15 Grad, 10 Grad oder weniger definiert.In the embodiments, the use of a hydrophilic material for the spacer layer helps to decouple desired attributes for PEDOT and LEP wetting, as PEDOT wets the hydrophilic spacer layer, thus allowing a substantially independent adjustment of the wetting angle of the LEP on the bead ( because PEDOT wetting is dominated by the hydrophilic material). The bead resist is e.g. generally hydrophobic, with a wetting angle greater than 90 degrees for the LEP solvent, but which can be reduced to less than 90 degrees, 60 degrees or even 30 degrees, e.g. to achieve improved wetting of the bead material with the LEP. Since the PEDOT solvent travels under the projection and is trapped by the hydrophilic layer, the risk of a short circuit on the PEDOT layer is drastically reduced. It will be appreciated that, although generally referred to, the spacer layer provides a hydrophilic edge for attachment of the PEDOT solvent (since solvents of a certain polarity are often used), but more generally, good wetting of the exposed edge of the spacer layer the solvent is desirable, such as through a small contact angle of e.g. 15 degrees, 10 degrees or less defined.

Es ist davon auszugehen, dass sich die Wulstschicht bei Ausführungsformen der obigen Struktur in der üblichen Richtung zu dem Substrat hin verjüngt (bei Annäherung an die Seite der Vertiefung in Richtung des Substrats dünner wird) und so mit Hilfe eines positiven Photoresists ein Wulst definiert werden kann.It is considered that in embodiments of the above structure, the bead layer tapers in the usual direction towards the substrate (becomes thinner as it approaches the side of the pit toward the substrate), and thus a bead can be defined by means of a positive photoresist ,

In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Struktur Teil einer OLED-Display-Vorrichtung wie z.B. ein Aktivmatrixdisplaypixel. In diesem Fall umfasst die Grundschicht allgemein eine lichtdurchlässige Anodenschicht wie z.B. ITO, und das organische elektronische Material, das in der Vertiefung abgeschieden wird, umfasst eine erste Schicht aus einem leitfähigen (Loch-) Transportmaterial wie z.B. PEDOT, auf der sich eine zweite Schicht aus einem Licht emittierenden Material, z.B. einen Licht emittierendem Polymer, einem kleinmoleküligen Material, einem Material auf Dendrimerbasis oder dergleichen befindet. Anschließend wird die Ausbuchtung unter dem Vorsprung von der ersten Schicht aus dem organischen elektronischen Material (z.B. PEDOT) eingenommen, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig von diesem Material eingenommen; auf der ersten Schicht befindet sich die zweite Licht emittierende Schicht, die sich teilweise den Wulst hinauf bewegen kann. In anderen Ausführungsformen kann sich die Licht emittierende Schicht auch unter dem Vorsprung befinden und durch eine zweite Abstandsschicht, die z.B. entsprechend dem für die Abscheidung der Licht emittierenden Schicht verwendeten Lösungsmittel eingestellt sein kann, am Rand der Vertiefung festgehalten werden, um eine gute Benetzung zu erzielen. In einer solchen Ausführungsform umfasst die erste Abstandsschicht undotiertes (amorphes) Silizium und die zweite Abstandsschicht dotiertes (amorphes) Silizium; beide werden bei der Herstellung eines Aktivmatrix-TFT-Transistors eingesetzt und sind daher für die Abscheidung zur Anhaftung am Rand der Vertiefung zweckmäßig.In some preferred embodiments, the structure is part of an OLED display device such as e.g. an active matrix display pixel. In this case, the basecoat generally comprises a translucent anode coating such as e.g. ITO, and the organic electronic material deposited in the recess comprises a first layer of conductive (hole) transport material, such as e.g. PEDOT on which a second layer of light emitting material, e.g. a light-emitting polymer, a small-molecule material, a dendrimer-based material, or the like. Subsequently, the protrusion under the protrusion is occupied by the first layer of the organic electronic material (e.g., PEDOT), preferably substantially completely occupied by this material; on the first layer is the second light-emitting layer, which can partially move up the bead. In other embodiments, the light-emitting layer may also be below the protrusion and may be defined by a second spacer layer, e.g. can be adjusted according to the solvent used for the deposition of the light-emitting layer, are held at the edge of the recess to achieve a good wetting. In such an embodiment, the first spacer layer comprises undoped (amorphous) silicon and the second spacer layer comprises doped (amorphous) silicon; both are used in the fabrication of an active matrix TFT transistor and are therefore useful for deposition to adhere to the edge of the well.

In einem damit verbundenen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf einem Substrat bereit, das Folgendes umfasst: Herstellung einer oder mehrerer Grundschichten auf dem Substrat, Herstellung einer oder mehrerer Abstandsschichten auf der/den Grundschicht(en), Abscheidung eines Wulstmaterials auf der/den Abstandsschicht(en), Ätzen des Substrats zur Definition einer Vertiefung mit einem unterätzten Vorsprung, der eine Ausbuchtung an seinem Fuß definiert, und Abscheidung eines organischen elektronischen Materials in die Vertiefung.In a related aspect, the invention provides a method of manufacturing an organic electronic device on a substrate, comprising: manufacturing one or more primer layers on the substrate, forming one or more spacer layers on the base layer (s), depositing a bead material on the spacer layer (s), etching the substrate to define a recess having an undercut projection that forms a concavity defines his foot, and deposition of an organic electronic material in the recess.

Vorzugsweise umfasst das Ätzen zumindest teilweise selbstausrichtendes Ätzen. Auf diese Weise kann eine Maske zur Definition des Wulstes auch dazu verwendet werden, den unterätzten Vorsprung zu ätzen, um die Abstandsschicht zum Ätzen der Vorsprungschicht in einer teilweise selbstausrichtenden Vorrichtung freizulegen.Preferably, the etching comprises at least partially self-aligned etching. In this manner, a mask for defining the bead may also be used to etch the undercut projection to expose the spacer layer for etching the projection layer in a partially self-aligned device.

In einem anderen Aspekt stellt die Offenbarung ein Verfahren zur Erzeugung einer Tröpfchenabscheidungsvertiefung in einer Struktur zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf Tröpfchenabscheidungsbasis bereit, das Folgendes umfasst: Ascheidung einer Schicht aus einem hydrophilen Material auf einem Substrat, Abscheidung einer Schicht aus einem Wulstmaterial auf der Schicht aus dem hydrophilen Material, Strukturieren der Schicht aus dem Wulstmaterial zur Definition von Wülsten, die eine oder mehrere der Tröpfchenabscheidungsvertiefungen bilden, und Ätzen der Schicht aus dem hydrophilen Material in einem selbstausrichtenden Prozess unter Verwendung der gemusterten bzw. strukturierten Schicht aus dem Wulstmaterial als Resist.In another aspect, the disclosure provides a method of forming a droplet deposition well in a structure for making a droplet deposition organic electronic device, comprising: depositing a layer of a hydrophilic material on a substrate, depositing a layer of a bead material on the layer of the hydrophilic material, structuring the layer of the bead material to define beads that form one or more of the droplet deposition wells, and etching the layer of the hydrophilic material in a self-aligned process using the patterned layer of the bead material as a resist.

In den Ausführungsformen vermeidet dieses Verfahren die Notwendigkeit zweier separater Maskenschritte, einmal für das Wulstmaterial und einmal für die hydrophile (oder Abstands-) Schicht. Der Fachmann versteht, dass das Substrat, auf das das Verfahren angewandt wird, im Allgemeinen mit einer anfänglichen darunter liegenden Schicht aus einem lichtdurchlässigen Leiter, z.B. ITO erworben oder hergestellt wird. In einigen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das Wulstmaterial einen Resist, vorzugsweise einen positiven Resist. Vorzugsweise weist ein Wulst nur eine Schicht aus Wulstmaterial (das vorzugsweise hydrophob ist) und nur eine Schicht aus hydrophilem Material (wie z.B. Oxid) auf.In the embodiments, this method avoids the need for two separate mask steps, once for the bead material and once for the hydrophilic (or spacer) layer. It will be understood by those skilled in the art that the substrate to which the method is applied generally comprises an initial underlying layer of a transparent conductor, e.g. ITO is acquired or manufactured. In some preferred embodiments of the method, the bead material comprises a resist, preferably a positive resist. Preferably, a bead has only one layer of bead material (which is preferably hydrophobic) and only one layer of hydrophilic material (such as oxide).

In einigen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens umfasst das hydrophile Material ein dielektrisches Material, insbesondere SiO₂, auch wenn andere dielektrische Materialien wie z.B. Siliziumnitrid und Siliziumoxynitrid oder sogar ein Resist eingesetzt werden können. In anderen Ausführungsformen umfasst das hydrophile Material ein hydrophiles Metall wie z.B. Aluminium, Chrom oder Molychrom. In solchen Ausführungsformen kann das Metall z.B. ein Anodenmetall sein, das auf dem ITO ausgebildet ist und die Kriechstromfestigkeit der Anode reduziert. In den Ausführungsformen einer nach diesem Verfahren hergestellten OLED-Vorrichtung kann ein organisches elektronisches Material, insbesondere PEDOT, auf das Metall einwirken, das danach in die Vertiefung abgeschieden wird. Ist das Metall jedoch ein schlechter Elektroneninjektor (mit einer hohen Austrittsarbeit) für das entsprechende Material (PEDOT), beeinflußt dieser Kontakt den Betrieb der Vorrichtung nicht signifikant, da er sich de facto im Wesentlichen wie ein Isolator verhält.In some preferred embodiments of the method, the hydrophilic material comprises a dielectric material, especially SiO ₂ , although other dielectric materials such as silicon nitride and silicon oxynitride or even a resist may be used. In other embodiments, the hydrophilic material comprises a hydrophilic metal such as aluminum, chromium or molychrome. In such embodiments, the metal may be, for example, an anode metal formed on the ITO and reducing the tracking resistance of the anode. In embodiments of an OLED device made by this method, an organic electronic material, particularly PEDOT, may act on the metal which is then deposited into the recess. However, if the metal is a poor electron injector (with a high work function) for the corresponding material (PEDOT), this contact does not significantly affect the operation of the device, since in fact it behaves essentially as an insulator.

Das selbstausrichtende Ätzstadium, in dem der Wulstresist als Maske fungiert, kann entweder isotrop oder anisotrop sein. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Ätzen Plasmaätzen. Isotropes Ätzen unterätzt die hydrophile Schicht (die damit als Abstandshalter zwischen dem Substrat und der darüber liegenden Wulstschicht fungiert); beim anisotropen Ätzen wird dort, wo der Wulstrand (der sich im Allgemeinen verjüngt) endet, im Wesentlichen vertikal durch den Rand der hydrophilen Schicht nach unten geschnitten. Im Rahmen des isotropen Ätzens kann Trockenätzen, insbesondere Plasmagasätzen erfolgen, das innerhalb der Unterätzung selbstbeschränkend ist und eine Steuerung der Tiefe der Unterätzung erlaubt. Alternativ kann Nassätzen erfolgen, bei dem das Ätzen so lange fortgesetzt wird, wie Ätzmittel vorhanden ist. Beim anisotropen Ätzen wird trockenes Plasmaätzen bevorzugt.The self-aligned etch stage, in which the bead resist functions as a mask, can be either isotropic or anisotropic. In preferred embodiments, the etching comprises plasma etching. Isotropic etching undercuts the hydrophilic layer (which thus acts as a spacer between the substrate and the overlying bead layer); in anisotropic etching, where the bead (which generally tapers) ends, it is cut substantially vertically down the edge of the hydrophilic layer. In the context of isotropic etching, dry etching, in particular plasma etching, can take place, which is self-limiting within the undercut and allows control of the depth of the undercut. Alternatively, wet etching may be performed in which the etching is continued as long as etchant is present. In anisotropic etching, dry plasma etching is preferred.

In einer unterätzten Ausführungsform der Vorrichtungsstruktur kann die hydrophile (Abstands-) Schicht eine Dicke von weniger als 500 nm, z.B. 50 nm bis 200 nm und in einigen Ausführungsformen etwa 100 nm aufweisen. In anderen Ausführungsformen, in denen die hydrophile Schicht eine (effektive) Isolierung darstellt, um Kurzschlüsse am Fuß des Wulstrandes (wo das abgeschiedene organische elektronische Material wegen der Trocknungswirkung des Lösungsmittels häufig dünner wird) zu reduzieren, kann die hydrophile Schicht dünner sein, z.B. weniger als 100 nm, 50 nm, 10 nm oder 5 nm. Die Grenzdicke wird durch den Wunsch, einen durchgängigen Isolierfilm zu erzeugen, bestimmt und kann etwa 2 nm bei SiO₂ betragen. In Ausführungsformen des Verfahrens, die einen Isoliervorsprung am Boden der Vertiefung erzeugen, ist anisotropes Ätzen bevorzugt, da dieses im Wesentlichen eine Unterätzung verhindert und so die Menge des Wulstmaterials, das entfernt werden soll, um einen solchen Vorsprung zu hinterlassen, reduziert.In an undercut embodiment of the device structure, the hydrophilic (spacer) layer may have a thickness of less than 500 nm, eg 50 nm to 200 nm and in some embodiments about 100 nm. In other embodiments, where the hydrophilic layer provides (effective) isolation to reduce shorts at the bottom of the bead (where the deposited organic electronic material often becomes thinner due to the drying effect of the solvent), the hydrophilic layer may be thinner, eg, less than 100 nm, 50 nm, 10 nm or 5 nm. The boundary thickness is determined by the desire to produce a continuous insulating film and may be about 2 nm at SiO ₂ . In embodiments of the method that create an insulating protrusion at the bottom of the recess, anisotropic etching is preferred because it substantially prevents undercutting and thus reduces the amount of bead material that is to be removed to leave such a protrusion.

In einigen besonders bevorzugten Ausführungsformen erfolgt nach dem Ätzen ein Resistabziehverfahren, vorzugweise ein Plasmaveraschungsverfahren wie z.B. eine O₂-Plasmaveraschung. Dadurch wird der an den Boden der Vertiefung angrenzende untere Teil des (sich verjüngenden) Wulstes dort, wo er am dünnsten ist, teilweise entfernt (und die Gesamtdicke des Wulstes reduziert), um das an den Boden der Vertiefung angrenzende hydrophile Material freizulegen. Dadurch wird die Öffnung des Wulstmaterials vergrößert, so dass sie größer ist als die der hydrophilen Schicht. Der freigelegte Teil der hydrophilen Schicht fungiert wie zuvor erwähnt als Isolierabstandshalter und verhindert Kurzschlüsse am Rand des Bodens der Vertiefung. Insbesondere zieht er die hydrophile PEDOT-Lösung an, die effektiv an dem freigelegten Teil dieses Materials haftet und den Rand eines Tröpfchens eines solchen abgeschiedenen Materials festhält. Darüber hinaus können die Oberflächenenergieeigenschaften der Schicht aus dem Wulstmaterial aufgrund dessen, dass die PEDOT-Lösung auf diese Weise eingeschlossen wird, separat auf eine gewünschte Beschaffenheit für eine anschließend abgeschiedene Materialschicht wie z.B. eine Schicht aus einem Licht emittierenden Polymer (LEP) eingestellt werden. Im Falle des Wulstresists kann dies z.B. erfolgen, indem das Wulstmaterial mit einem CF₄-Plasma behandelt wird, um es für einen besseren LEP-Einschluß hydrophob zu machen. (Diese „Einstellung“ hat wenig Auswirkung auf die hydrophile Eigenschaft des darunter liegenden Oxids, auch wenn es einen kleinen „Kontaminierungseffekt“ gibt.) Alternativ kann ein „teflonisierter“ oder fluorierter Resist eingesetzt werden, um eine hydrophobe Wulstbeschaffenheit zu erzielen. Daher erlauben diese Ausführungsformen des Verfahrens grob gesagt eine Entkopplung der verschiedenen gewünschten Oberflächenenergiebehandlungen (hydrophil und hydrophob) zur Lösungsabscheidung von z.B. PEDOT und LEP. Darüber hinaus trägt der große Wulstkontaktwinkel z.B. einer Lösung von PEDOT in Wasser, der 90-110° betragen kann, dazu bei, das PEDOT von dem Wulst fernzuhalten und so dieses Material zurückzuhalten.In some particularly preferred embodiments, after resist etching, a resist stripping process, preferably a plasma ashing process such as O ₂ plasma ashing occurs. As a result, the lower part of the (tapering) bead adjacent to the bottom of the recess is partially removed where it is thinnest (and reduces the overall thickness of the bead) to expose the hydrophilic material adjacent the bottom of the well. Thereby, the opening of the bead material is increased to be larger than that of the hydrophilic layer. The exposed part of the hydrophilic layer functions as insulating spacers as mentioned above and prevents short circuits at the edge of the bottom of the recess. In particular, it attracts the hydrophilic PEDOT solution, which effectively adheres to the exposed portion of that material and holds the edge of a droplet of such deposited material. Moreover, due to the PEDOT solution being entrapped in this manner, the surface energy properties of the layer of bead material can be separately adjusted to a desired condition for a subsequently deposited layer of material, such as a layer of a light emitting polymer (LEP). In the case of the bead resists, this can be done, for example, by treating the bead material with a CF ₄ plasma to render it hydrophobic for better LEP inclusion. (This "adjustment" has little effect on the hydrophilic nature of the underlying oxide, even if there is a small "contaminant effect.") Alternatively, a "teflonized" or fluorinated resist can be used to achieve a hydrophobic bead finish. Therefore, these embodiments of the method roughly allow a decoupling of the various desired surface energy treatments (hydrophilic and hydrophobic) for solution separation of eg PEDOT and LEP. In addition, the large bead contact angle, for example, of a solution of PEDOT in water, which may be 90-110 °, helps to keep the PEDOT away from the bead and thus retain this material.

Daher stellt die Offenbarung in einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Erzeugung einer Tröpfchenabscheidungsvertiefung in einer Struktur zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf Tröpfchenabscheidungsbasis bereit, das Folgendes umfasst: Abscheidung einer Schicht aus einem hydrophilen Material auf einem Substrat, Abscheidung einer Schicht aus einem Resistmaterial auf der Schicht aus dem hydrophilen Material, Strukturieren der Schicht aus dem Resistmaterial zur Definition von Wülsten, die eine oder mehrere der Tröpfchenabscheidungsvertiefungen bilden, Strukturieren der Schicht aus dem hydrophilen Material zur Entfernung des hydrophilen Materials von zumindest einem Teil der Grundfläche der Tröpfchenabscheidungsvertiefung(en) und Anwendung eines Resistabziehverfahrens zur Freilegung eines Teils der Oberseite der gemusterten bzw. strukturierten Schicht aus dem hydrophilen Material am Fuß eines Wulstes, der eine oder mehrere der Tröpfchenabscheidungsvertiefungen bildet.Therefore, in another aspect, the disclosure provides a method of forming a droplet deposition well in a structure for producing a droplet deposit-based organic electronic device, comprising: depositing a layer of a hydrophilic material on a substrate, depositing a layer of a resist material on the substrate Layer of the hydrophilic material, patterning the layer of resist material to define beads forming one or more of the droplet deposition wells, patterning the hydrophilic material layer to remove the hydrophilic material from at least part of the bottom surface of the droplet deposition well (s) and application a resist stripping process for exposing a portion of the top surface of the patterned layer of the hydrophilic material to the base of a bead that recesses one or more of the droplet deposition forms gene.

In den Ausführungsformen kann die Bereitstellung einer niedrigeren Schicht, die über den Wulst hinausragt und eine ähnliche Oberflächenenergie aufweist wie das darunter liegende ITO, zu Ausbeute und Gleichmäßigkeit ohne signifikante Auswirkung auf Kosten und Öffnungsverhältnis beitragen. Die Struktur, die dem Resistabziehen (Veraschen) unterzogen wird, braucht nicht in einem selbstausrichtenden Verfahren erzeugt worden sein, sondern kann z.B. in einem Zweimaskenverfahren entstanden sein.In embodiments, providing a lower layer that extends beyond the bead and has surface energy similar to the underlying ITO may contribute to yield and uniformity without significant cost and aperture ratio. The structure subjected to the resist stripping need not be produced in a self-aligning process, but may be e.g. be created in a two-mask process.

In einem damit verbundenen Aspekt stellt die Offenbarung eine organische elektronische Vorrichtung bereit, die mit Hilfe eines Verfahrens wie zuvor beschrieben hergestellt wurde. Insbesondere umfasst eine solche Vorrichtung ein Substrat mit einer gemusterten Schicht aus dem hydrophilen Material unter einer Vielzahl von Tröpfchenabscheidungsvertiefungen, die mit organischem elektro-nischem Material gefüllt sind, wobei ein Teil der Oberseite der gemusterten Schicht aus dem hydrophilen Material am Fuß des Wulstes, der eine oder mehrere der Tröpfchenabscheidungsvertiefungen bildet, dem organischen elektronischen Material ausgesetzt ist.In a related aspect, the disclosure provides an organic electronic device manufactured by a method as described above. In particular, such a device comprises a substrate having a patterned layer of the hydrophilic material among a plurality of droplet deposition wells filled with organic electrochemical material, a portion of the top surface of the patterned layer of the hydrophilic material at the base of the bead forming a or more of the droplet deposition wells exposed to the organic electronic material.

In wieder einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur bereit, die Folgendes umfasst: ein Substrat und eine Wulstschicht auf dem Substrat, die eine Vertiefung für die Abscheidung eines organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis definiert, wobei die Struktur weiterhin eine zur Definition einer Ausrundung bzw. Leiste am Innenrand der Vertiefung und am Boden der Vertiefung gemusterte bzw. strukturierte Ausrundungsschicht umfasst.In yet another aspect, the invention provides an organic electronic device structure comprising: a substrate and a bead layer on the substrate defining a well for the deposition of a solvent based organic electronic material, the structure further comprising a fillet to define a fillet or strip on the inner edge of the recess and at the bottom of the recess patterned or textured fillet layer comprises.

Vorzugsweise umfasst die Ausrundung bzw. Leiste ein hydrophiles Material wie z.B. ein Siliziumoxid und/oder -nitrid. Die Ausrundungsschicht bzw. Leistenschicht kann zweckmäßigerweise eine Schicht umfassen, die auch einen anderen Teil der organischen elektronischen Vorrichtung bildet, z.B. eine Oxidschicht eines Dünnfilmtransistors, die einen Teil der Vorrichtung bildet oder damit assoziiert ist.Preferably, the fillet comprises a hydrophilic material, e.g. a silicon oxide and / or nitride. The fillet layer may conveniently comprise a layer which also forms another part of the organic electronic device, e.g. an oxide layer of a thin film transistor forming part of or associated with the device.

In einer Ausführungsform befindet sich die Ausrundung auf einem Teil des Wulstes, der sich zu dem Substrat hin nach unten verjüngt; in einer anderen Gruppe von Ausführungsformen sind eine oder mehrere Schichten mit einem Muster versehen, so dass sie eine Stufe am Innenrand der Vertiefung definieren, und die Ausrundung stößt an die Stufe. In bevorzugten Ausführungsformen weist die Vertiefung beispielsweise eine Grundschicht auf, z.B. eine Anoden- oder ITO-Schicht, und zwischen der Grundschicht und dem Substrat befindet sich eine Stufenschicht (die wiederum durch „Wiederverwendung“ einer bereits existierenden Schicht der Vorrichtung bereitgestellt wird), um eine stufenweise Höhenveränderung in der Grundschicht am Innenrand der Vertiefung zu ermöglichen. In diesem Fall stößt die Ausrundung bzw. Leiste an diese Stufe in der Grundschicht. In einigen Ausführungsformen wird eine doppelte Stufe in der Grundschicht unter Verwendung von zwei (oder mehr) darunter liegenden „Stufen”schichten definiert, so dass ein höherer Abstandsstapel unter dem ITO und damit eine größere Ausrundungsfläche für ein verbessertes Anhaften des Lösungsmittels am Rand der Vertiefung entsteht. In den Ausführungsformen kann/können die Stufenschicht(en) eine Metallschicht und/oder eine undotierte Siliziumschicht und/oder eine dotierte Siliziumschicht sowie eine zweite Metallschicht umfassen. Diese Schichten können z.B. im Rahmen eines bereits bestehenden Herstellungsverfahrens für einen Dünnfilmtransistor in Verbindung mit einem Pixel einer OLED-Display-Vorrichtung vorliegen. Vorzugsweise umfasst die Wulstschicht in einer solchen Vorrichtung einen positiven Photoresist und verjüngt sich herkömmlicherweise zu dem Substrat hin. Die abgeschiedenen Schichten aus dem organischen elektronischen Material können in diesem Fall eine leitfähige (Lochtransport-) Schicht und eine darüber liegende Licht emittierende Schicht umfassen.In one embodiment, the fillet is located on a portion of the bead that tapers down toward the substrate; in another group of embodiments, one or more layers are patterned to define a step on the inner edge of the recess, and the fillet abuts the step. For example, in preferred embodiments, the recess comprises a base layer, eg, an anode or ITO layer, and between the base layer and the substrate is a step layer (which in turn is provided by "reusing" an already existing layer of the device) Gradual change in height in the base layer on the inner edge to enable the depression. In this case, the fillet meets this level in the base layer. In some embodiments, a dual step in the base layer is defined using two (or more) underlying "step" layers, such that a higher stack of spacers under the ITO and thus a larger fillet surface for improved solvent attachment at the edge of the recess , In the embodiments, the step layer (s) may comprise a metal layer and / or an undoped silicon layer and / or a doped silicon layer as well as a second metal layer. These layers can be present, for example, in the context of an already existing production method for a thin-film transistor in conjunction with a pixel of an OLED display device. Preferably, the bead layer in such a device comprises a positive photoresist and is conventionally tapered toward the substrate. The deposited layers of the organic electronic material in this case may comprise a conductive (hole transporting) layer and an overlying light-emitting layer.

In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf einem Substrat mit mindestens einer Vertiefung zur Abscheidung eines organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis bereit, das Folgendes umfasst: Abscheidung einer Ausrundungsschicht bzw. Leistenschicht und anisotropes Ätzen der Ausrundungsschicht zur Definition einer Ausrundung bzw. Leiste am Innenrand der Vertiefung vor der Abscheidung des organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis zur Herstellung der Vorrichtung.In another aspect, the invention provides a method of making an organic electronic device on a substrate having at least one well for depositing a solvent based organic electronic material, comprising: depositing a fillet layer and anisotropically etching the fillet layer to define a Fillet at the inner edge of the well prior to deposition of the solvent based organic electronic material to make the device.

Vorzugsweise wird das Ausrundungsmaterial so ausgewählt oder behandelt, dass es von einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das für die Abscheidung des organischen elektronischen Materials verwendet wird, benetzt wird. Vorzugsweise erzeugt eine solche Benetzung einen Kontaktwinkel zwischen der Ausrundung und dem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch von weniger als 15 Grad, noch bevorzugter weniger als 10 Grad.Preferably, the fillet material is selected or treated so as to be wetted by a solvent or solvent mixture used for the deposition of the organic electronic material. Preferably, such wetting produces a contact angle between the fillet and the solvent or solvent mixture of less than 15 degrees, more preferably less than 10 degrees.

Die Erfindung stellt weiterhin eine organische elektronische Vorrichtung, insbesondere ein gemäß einem Verfahren eines erfindungsgemäßen Aspektes hergestellte aktive oder passive OLED-Display-Vorrichtung bereit. Diese und andere Aspekte der Erfindung werden nun ausschließlich anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben, in denen:

• 1 einen vertikalen Querschnitt durch ein Beispiel einer OLED-Vorrichtung darstellt;
• 2 eine Draufsicht eines Abschnitts eines OLED-Displays mit dreifarbigen Pixeln darstellt;
• die 3a und 3b eine Draufsicht bzw. einen Querschnitt eines Passivmatrix-OLED-Displays darstellen;
• die 4a und 4b einen vereinfachten Querschnitt einer Vertiefung eines mit gelöstem bzw. trockenem Material gefüllten OLED-Display-Substrates darstellen;
• 5 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur darstellt;
• 6 eine Bottom-Gate-Dünnfiltransistor(TFT)-Struktur darstellt;
• 7 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur darstellt;
• 8 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur darstellt;
• 9 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur darstellt;
• 10 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 11 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform eines zweiten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 12 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 13 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 14 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer vierten Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 15 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer fünften Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt;
• 16 eine organische elektronische Vorrichtungsstruktur gemäß einer sechsten Ausführungsform des zweiten Aspektes der Erfindung darstellt; und
• 17 die Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung darstellt.

The invention further provides an organic electronic device, in particular an active or passive OLED display device produced according to a method of an aspect of the invention. These and other aspects of the invention will now be described more fully by way of example only and with reference to the accompanying drawings, in which:

• 1 Fig. 4 illustrates a vertical cross section through an example of an OLED device;
• 2 Fig. 10 is a plan view of a portion of a tricolor pixel OLED display;
• the 3a and 3b represent a plan view and a cross section of a passive matrix OLED display;
• the 4a and 4b illustrate a simplified cross-section of a well of a filled or dry material filled OLED display substrate;
• 5 represents an organic electronic device structure;
• 6 represents a bottom-gate thin-film transistor (TFT) structure;
• 7 represents an organic electronic device structure;
• 8th represents an organic electronic device structure;
• 9 represents an organic electronic device structure;
• 10 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a first embodiment of the first aspect of the invention;
• 11 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a first embodiment of a second aspect of the invention;
• 12 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a second embodiment of the second aspect of the invention;
• 13 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a third embodiment of the second aspect of the invention;
• 14 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a fourth embodiment of the second aspect of the invention;
• 15 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a fifth embodiment of the second aspect of the invention;
• 16 Fig. 10 illustrates an organic electronic device structure according to a sixth embodiment of the second aspect of the invention; and
• 17 represents the production of an organic electronic device.

5 stellt einen vertikalen Querschnitt bzw. eine Draufsicht einer ersten einer ersten Struktur 500 für eine Vertiefung 502 eines Pixels eines Aktivmatrix-OLED-Displays dar. Die Vertiefung 502 ist durch Wülste 504 definiert, die sich zu einem Substrat 506 hin verjüngen, auf dem sich eine ITO-Schicht 508 befindet, die eine Anode für den Pixel bereitstellt. Innerhalb der Vertiefung 502 ist eine Schicht 510 aus PEDOT abgeschieden, auf der sich eine Schicht 512 aus einem Licht emittierenden Polymer (LEP) befindet. 5 stellt außerdem einen Querschnitt der Strukturen vor der Abscheidung der PEDOT- und LEP-Schichten dar. 5 FIG. 4 illustrates a vertical cross-section and a plan view, respectively, of a first of a first structure. FIG 500 for a deepening 502 of a pixel of an active matrix OLED display. The recess 502 is through beads 504 defines that become a substrate 506 rejuvenate, on which an ITO layer 508 which provides an anode for the pixel. Inside the recess 502 is a layer 510 deposited from PEDOT, on which a layer 512 made of a light-emitting polymer (LEP). 5 also illustrates a cross section of the structures prior to the deposition of the PEDOT and LEP layers.

Auf der ITO-Schicht 518 und unter der Wulstschicht 504 ist eine Oxid-Abstandsschicht 514 vorgesehen. Diese wird nach der Mustererzeugung auf dem positiven Wulstphotoresist mit Hilfe eine herkömmlichen isotropen Nass- oder Trockenätzverfahrens geätzt. Dieses Ätzverfahren führt zu einem überhängenden Vorsprung 516 um den unteren Innenrand der Vertiefung 502 herum (dargestellt durch die gestrichelte Linie in der Draufsicht), der eine Ausbuchtung erzeugt, in die während des Abscheidungsprozesses Lösungsmittel mit darin gelöstem PEDOT strömen kann. Die PEDOT-Lösung saugt sich durch die Kapillarwirkung natürlicherweise in die Ausbuchtung, doch da der Oxid-Abstandshalter 514 hydrophil ist, heftet sich das Lösungsmittel auch an den freigelegten Innenrand der Schicht 514 unter dem Vorsprung 516. Die Kombination dieser beiden Effekte in den Ausführungsformen liefert ein verlässliches PEDOT-Randdickeprofil. Das PEDOT bleibt während des Trocknens an diesem zurückgesetzten Rand haften, nicht aber an dem (hydrophoben) Wulst. Der Wulst kann z.B. mit CF₄ behandelt werden, so dass eine Oberfläche entsteht, die für die Abscheidung des LEP (das bis zu einem gewünschten Grad hydrophob ist) spezifisch maßgeschneidert ist, und zwar größtenteils unabhängig von den Vorgaben der PEDOT-Lösung, da die PEDOT-Lösung durch den freigelegten Rand der hydrophilen Schicht 514 und/oder die Kapillaranziehung der Ausbuchtung effektiv festgehalten wird.At the ITO level 518 and under the bead layer 504 an oxide spacer layer 514 is provided. This is etched after patterning on the positive bead photoresist using a conventional isotropic wet or dry etching process. This etching process leads to an overhanging projection 516 around the lower inner edge of the depression 502 around (represented by the dashed line in plan view), which creates a bulge into which solvent with dissolved PEDOT can flow during the deposition process. The PEDOT solution naturally sucks into the bulge due to the capillary action, but because of the oxide spacer 514 hydrophilic, the solvent also attaches to the exposed inner edge of the layer 514 under the projection 516 , The combination of these two effects in the embodiments provides a reliable PEDOT edge thickness profile. The PEDOT remains attached to this recessed edge during drying, but not to the (hydrophobic) bead. For example, the bead may be treated with CF _{4 to form} a surface that is specifically tailored for the deposition of the LEP (which is hydrophobic to a desired degree), largely independent of the PEDOT specifications, because the PEDOT solution is effectively captured by the exposed edge of the hydrophilic layer 514 and / or the capillary attraction of the bulge.

In einem einfachen beispielhaften Herstellungsverfahren wird ein ITO-beschichtetes Substrat von einer Reihe von Lieferanten bezogen, mit einem Muster versehen und anschließend mit einem Schutzoxid wie z.B. Siliziumdioxid, Siliziummonoxid oder Siliziumoxynitrid beschichtet, so dass eine hydrophile Schicht entsteht. Dieses Schutzoxid kann z.B. Spin-on-glass umfassen. Anschließend wird die positive Photoresistschicht 504 aufgeschleudert und mittels Photolithographie mit einem Muster versehen (belichtet, entwickelt und gespült). Dann wird durch isotropes Ätzen der Oxid-Abstandsschicht 514 die Ausbuchtung erzeugt, ohne dass eine zusätzliche Maske notwendig ist - das Verfahren ist selbstausrichtend, da der Wulst eine effektive Ätzmaske für die Oxidschicht bereitstellt.In a simple exemplary manufacturing process, an ITO-coated substrate is obtained from a number of suppliers, patterned and then coated with a protective oxide such as silicon dioxide, silicon monoxide or silicon oxynitride to form a hydrophilic layer. This protective oxide may include, for example, spin-on-glass. Subsequently, the positive photoresist layer 504 spun on and patterned (exposed, developed and rinsed) by photolithography. Then, by isotropic etching of the oxide spacer layer 514 creating the bulge without the need for an additional mask - the process is self-aligned because the bulge provides an effective etch mask for the oxide layer.

6 stellt einen vertikalen Querschnitt durch eine Bottom-Gate-TFT-Struktur 600 dar, die zusammen mit der Pixelstruktur 500 von 5 und/oder zusammen mit anderen Ausführungsformen, die später näher beschrieben werden, hergestellt werden kann. In 6 sind gleiche Elemente wie in 5 durch gleiche Positionsnummern gekennzeichnet. In diesem Bespiel wird das Substrat noch nicht mit einem Muster aus ITO versehen; statt dessen wird eine erste, relative dicke Metallschicht 602 auf dem Glassubstrat 506 abgeschieden und mit einem Muster versehen, so dass ein Gate-Metall für das TFT entsteht. Auf dem Gate-Metall 602 wird eine dielektrische Gate-Schicht 604, die z.B. Siliziumnitrid umfasst, abgeschieden, gefolgt von der Abscheidung und Mustererzeugung auf einer undotierten amorphen Siliziumschicht 606 bzw. einer dotierten amorphen Siliziumschicht 608, die jeweils einen Kanal- bzw. Drain/Source-Bereich des TFT bilden. Anschließen wird eine zweite Metallschicht 610 abgeschieden und mit einem Muster versehen, so dass Source/Drain-Leiter für den Transistor entstehen; anschließend wird eine Passivierungsschicht 612, ebenfalls z.B. aus Siliziumnitrid, auf der Struktur abgeschieden und es werden Source/Drain-Kontaktfenster 612a geätzt. Dann wird die ITO-Schicht 508 abgeschieden, so dass Anschlüsse für die Source/Drain-Elektroden entstehen, um diese mit einem oder mehreren aneinander grenzenden Pixeln zu verbinden. In einem herkömmlichen Verfahren ist diese ITO-Schicht die letzte Schicht vor der Abscheidung der Wulstphotoresistschicht 504; wird jedoch diese TFT-Struktur zusammen mit z.B. der verbesserten Vertiefungsstruktur von 5 verwendet, wird vor der Abscheidung und Mustererzeugung auf der Wulstschicht 504 eine weitere Oxidschicht (in 6 nicht dargestellt) auf der ITO-Schicht abgeschieden. 6 illustrates a vertical cross-section through a bottom-gate TFT structure 600 which, together with the pixel structure 500 from 5 and / or together with other embodiments which will be described later. In 6 are the same elements as in 5 characterized by the same item numbers. In this example, the substrate is not yet provided with a pattern of ITO; instead, it becomes a first, relatively thick metal layer 602 on the glass substrate 506 deposited and patterned to form a gate metal for the TFT. On the gate metal 602 becomes a gate dielectric layer 604 Deposited, for example, comprising silicon nitride, followed by deposition and patterning on an undoped amorphous silicon layer 606 or a doped amorphous silicon layer 608 each forming a channel or drain / source region of the TFT. Then connect a second metal layer 610 deposited and patterned to form source / drain conductors for the transistor; Subsequently, a passivation layer 612 , also made of silicon nitride for example, are deposited on the structure and become source / drain contact windows 612a etched. Then the ITO layer 508 deposited so that connections for the source / drain electrodes are formed in order to connect these with one or more adjoining pixels. In a conventional method, this ITO layer is the last layer before the deposition of the bead photoresist layer 504 ; However, this TFT structure is combined with, for example, the improved pit structure of 5 is used before deposition and patterning on the bead layer 504 another oxide layer (in 6 not shown) deposited on the ITO layer.

7 stellt eine typischere „realere“ Vertiefungsstruktur dar, bei der das in 5 veranschaulichte Prinzip zur Anwendung kommt. 7 represents a more typical "real" well structure, where the in 5 illustrated principle is used.

In 7 und den nachfolgenden Figuren sind gleiche Elemente wie in den 5 und 6 durch gleiche Positionsnummern gekennzeichnet.In 7 and the following figures are the same elements as in the 5 and 6 characterized by the same item numbers.

In der in 7 dargestellten Ausführungsform der Vertiefungsstruktur 700 sind zwei darunter liegende Siliziumnitridschichten (dielektrische Schicht 604 und Passivierungsschicht 612) veranschaulicht.In the in 7 illustrated embodiment of the recess structure 700 are two underlying silicon nitride layers (dielectric layer 604 and passivation layer 612 ).

8 stellt eine weitere Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 800 dar, in der ein Vorsprung durch eine Kombination aus der Passivierungsschicht 612 und der zweiten Metallschicht 610 vorgesehen ist. Anders als die beiden vorherigen Ausführungsformen ist diese Ausführungsform nur teilweise selbstausrichtend und umfasst darüber hinaus die Abscheidung einer ITO-Schicht 508 vor der Abscheidung der Siliziumschichten. Dies ist in einem Aktivmatrix-Display möglich, da die TFT-Struktur nur in aktiven Bereichen eines Pixels verwendet wird. Zwar ist die Schichtfolge in dieser Ausführungsform anders, das allgemeine Prinzip ist jedoch dasselbe. 8th FIG. 5 illustrates another embodiment of a well structure. FIG 800 in which a projection is formed by a combination of the passivation layer 612 and the second metal layer 610 is provided. Unlike the previous two Embodiments, this embodiment is only partially self-aligned and further includes the deposition of an ITO layer 508 before the deposition of the silicon layers. This is possible in an active matrix display because the TFT structure is used only in active areas of a pixel. Although the layer sequence is different in this embodiment, the general principle is the same.

Grob skizziert werden die Siliziumschichten 606, 608, die Metallschicht 610 und die Nitridschicht 612 innerhalb des Wulstrandes ausgerichtet; anschließend werden die Siliziumschichten unter dem Metallrand isotrop geätzt, so dass die Struktur entsteht (da das Metall von dem Siliziumrand nicht angegriffen wird). Die Metall- und/oder Nitridschichten werden gleichzeitig mit einem Muster versehen.The silicon layers are roughly outlined 606 . 608 , the metal layer 610 and the nitride layer 612 aligned within the Wulstrandes; then the silicon layers under the metal edge are etched isotropically, so that the structure is formed (since the metal is not attacked by the silicon edge). The metal and / or nitride layers are patterned at the same time.

In der Vertiefungsstruktur 800 ist der Platz unter dem Vorsprung möglicherweise tiefer als bei den vorherigen Ausführungsformen; in den Ausführungsformen (wie dargestellt) wird diese Tiefe unter Umständen nicht vollständig mit der PEDOT-Schicht gefüllt. In solchen Fällen erstreckt sich auch die elektrolumineszierende Schicht bis unter den Vorsprung. Die PEDOT-Schicht und die elektrolumineszierende Licht emittierende Schicht können jeweils mit einer unterschiedlichen Abstandsschicht assoziiert sein, z.B. undotiertem und dotiertem Silizium (beide hydrophil) wie dargestellt. Die Dicke einer Schicht aus dem organischen Material kann bis zu 500 nm betragen, auch wenn die Dicke im Allgemeinen weniger beträgt, z.B. 50 nm bis 200 nm; in der Ausführungsform von 8 kann die Gesamthöhe der Ausbuchtung unter dem Vorsprung bis zu 500 nm (oder mehr) betragen.In the specialization structure 800 the space under the protrusion may be deeper than in the previous embodiments; in the embodiments (as shown), this depth may not be completely filled with the PEDOT layer. In such cases, the electroluminescent layer extends to below the projection. The PEDOT layer and the electroluminescent light-emitting layer may each be associated with a different spacer layer, eg, undoped and doped silicon (both hydrophilic) as shown. The thickness of a layer of the organic material may be up to 500 nm, although the thickness is generally less, for example 50 nm to 200 nm; in the embodiment of 8th For example, the total height of the protrusion under the protrusion may be up to 500 nm (or more).

9 stellt eine weitere Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 900 dar, ebenfalls mit einem teilweise selbstausrichtenden Ätzprozess mit ITO-Abscheidung vor der Siliziumabscheidung. Grob skizziert werden die Silizium- und Nitridschichten entlang des Wulstrandes ausgerichtet und die Siliziumschicht anschließend unter dem Nitridrand isotrop geätzt. Dies ist in einer Struktur mit einem TFT möglich, da die dotierten und undotierten Siliziumschichten in verschiedenen Stadien geätzt werden. 9 FIG. 5 illustrates another embodiment of a well structure. FIG 900 also with a partially self-aligned etching process with ITO deposition before silicon deposition. Roughly outlined, the silicon and nitride layers are aligned along the bead edge and the silicon layer is subsequently etched isotropically under the nitride edge. This is possible in a structure with a TFT since the doped and undoped silicon layers are etched at various stages.

10 stellt wieder eine andere Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1000 dar, bei der nach der ITO-Schicht 508, aber vor der (Siliziumnitrid-) Passivierungsschicht 612 eine Oxid-Abstandsschicht 514 abgeschieden wird. Die Herstellung der Struktur ist teilweise selbstausrichtend, da die Ausbuchtung durch isotropes Ätzen der Oxidschicht entsteht. Auch hier saugt sich die PEDOT-Lösung in die Ausbuchtung und wird am Rand der Vertiefung durch hydrophile und/oder Kapillarwirkung festgehalten, so dass dadurch ein verlässliches PEDOT-Randdickeprofil entsteht. 10 Again, another embodiment of a well structure 1000 is shown in which after the ITO layer 508 but before the (silicon nitride) passivation layer 612 an oxide spacer layer 514 is deposited. The preparation of the structure is partially self-aligning, since the bulge is formed by isotropic etching of the oxide layer. Again, the PEDOT solution sucks into the bulge and is held at the edge of the well by hydrophilic and / or capillary action, thereby creating a reliable PEDOT edge thickness profile.

11 stellt einen vertikalen Querschnitt (vor und nach der Abscheidung des organischen Materials auf Lösungsmittelbasis) und eine Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1100 gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung dar. 11 FIG. 12 illustrates a vertical cross-section (before and after deposition of the organic solvent-based material) and a plan view of a first embodiment of a dimple structure. FIG 1100 according to a second aspect of the invention.

Auch in dieser und den folgenden Ausführungsformen sind gleiche Schichten wie die zuvor beschriebenen durch gleiche Positionsnummern gekennzeichnet.Also in this and the following embodiments, the same layers as those described above are indicated by the same position numbers.

In 11 wird die erste Metallschicht 602 mit einem Muster bzw. einer Struktur versehen, so dass ein „Bilderrahmen“ um den Umfang der Vertiefung unmittelbar außerhalb ihres Innenrandes entsteht. Dadurch entsteht eine Stufe in dem darüber liegenden ITO 508. Anschließend wird eine Schutzoxidschicht abgeschieden und auf eine dem Fachmann bekannte Weise isotrop (vertikal) geätzt, so dass auf den vertikalen Rändern Materialausrundungen bzw. Materialleisten 1102, 1102a entstehen. Diese Oxidausrundungen umfassen hydrophiles Material und tragen so dazu bei, das PEDOT-haltige Lösungsmittel am Rand der Vertiefung festzuhalten (dieses Lösungsmittel neigt jedoch nicht dazu, an dem hydrophoben Wulstrand nach oben zu laufen). Die hydrophobe CF₄-Oberflächenbehandlung kann daher entsprechend dem LEP-Lösungsmittel im Wesentlichen unabhängig von der PEDOT-Abscheidung eingestellt werden, da das PEDOT-Lösungsmittel wenn überhaupt nur eine kurze Strecke den Wulst hinauf läuft. Das Wulstmaterial, die Behandlung und/oder das LEP-Lösungsmittel können daher z.B. so eingestellt werden, dass das LEP-Lösungsmittel den Wulst bis zu einem gewissen Grad benetzt und einen LEP-Nachlauf hinterlässt, der wie dargestellt an dem Wulst hinauf läuft. Es ist davon auszugehen, dass 11 zwar die genaue Ausrichtung des Wulstrandes mit der Ausrundung bzw. Leiste darstellt, dies in der Praxis jedoch eventuell nicht der Fall ist; es ist jedoch davon auszugehen, dass die Struktur eine gewisse Toleranz gegenüber kleinen Abweichungen der Wulstrandausrichtung aufweist (die insbesondere bei einem sich verjüngenden Wulstrand auftreten können).In 11 becomes the first metal layer 602 provided with a pattern or a structure, so that a "picture frame" is formed around the circumference of the recess immediately outside its inner edge. This creates a level in the overlying ITO 508 , Subsequently, a protective oxide layer is deposited and isotropically (vertically) etched in a manner known to those skilled in the art, so that material fillets or strips of material on the vertical edges 1102 . 1102a arise. These oxide fillets comprise hydrophilic material and thus help trap the PEDOT-containing solvent at the edge of the well (however, this solvent does not tend to run up the hydrophobic bead). The hydrophobic CF ₄ surface treatment can therefore be adjusted in accordance with the LEP solvent substantially independently of the PEDOT deposition, since the PEDOT solvent, if at all, runs only a short distance up the bead. Thus, for example, the bead material, treatment, and / or LEP solvent may be adjusted so that the LEP solvent wets the bead to some degree and leaves a LEP trail which runs up the bead as shown. It is assumed that 11 Although the exact orientation of the Wulstrandes with the fillet or bar represents, but in practice may not be the case; however, it is believed that the structure has some tolerance to small deviations in bead orientation (which may occur especially with a tapered bead edge).

12 stellt eine erste alternative Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1200 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung dar. Wie die in 11 dargestellte Ausführungsform stellt sie bis zu einem gewissen Grad eine idealisierte Struktur dar. Auch hier sind Ausrundungen 1102 ausgebildet, in diesem Fall befindet sich die Metallstufe jedoch über und nicht unter der ITO-Schicht 508. Wie zuvor erzeugt die Ausrundung bzw. Leiste 1102 einen „Bilderrahmen“ um den Innenrand am Boden der Vertiefung 502. Ein beachtenswertes Merkmal in der Ausführungsform von 12 ist der direkte Kontakt zwischen dem Metall 602 und der LEP-Schicht 512. Diese Anordnung verleiht der Wulstausrichtung eine verbesserte Robustheit, da aus dem direkten Kontaktbereich zwischen dem Metall und dem LEP aufgrund der unterschiedlichen Austrittsarbeit wenig oder gar kein Licht emittiert wird. Das Metall 602 sollte entweder nicht mit einer Lochtransportschicht wie PEDOT (sofern vorliegend) in Kontakt stehen, da dies seinen Wirkungsgrad als Anode reduziert, und/oder ausreichend dick sein, dass es im Wesentlichen lichtundurchlässig ist, so dass im Kontaktbereich zwischen dem Metall 602 und der LEP-Schicht emittiertes Licht nicht sichtbar ist, und/oder eine niedrige Austrittsarbeit aufweisen. Für eine Lichtundurchlässigkeit beträgt die bevorzugte Dicke des Metalls 602 > 30 nm (die für eine Lichtundurchlässigkeit erforderliche genaue Dicke ist bei verschiedenen Materialien unterschiedlich). 12 illustrates a first alternative embodiment of a dimple structure 1200 according to the second aspect of the invention 11 In some embodiments, it represents an idealized structure to some extent. Again, these are fillets 1102 however, in this case the metal stage is above and not below the ITO layer 508 , As before, the fillet generates 1102 a "picture frame" around the inner edge at the bottom of the recess 502 , A noteworthy feature in the embodiment of FIG 12 is the direct contact between the metal 602 and the LEP layer 512 , This arrangement gives the bead alignment a improved robustness, since little or no light is emitted from the direct contact area between the metal and the LEP due to the different work function. The metal 602 should either not be in contact with a hole transport layer such as PEDOT (if present), as this reduces its efficiency as an anode, and / or be sufficiently thick that it is substantially opaque, so that in the contact area between the metal 602 and the LEP layer emitted light is not visible, and / or have a low work function. For opacity, the preferred thickness of the metal is 602 > 30 nm (the exact thickness required for opacity is different for different materials).

13 stellt ein drittes (idealisiertes) Beispiel für eine Vertiefungsstruktur 1300 dar, bei dem Ausrundungen 1102 die schrägen Wände der Vertiefungswulstschicht 504 hinauf laufen. Die Struktur 1300 kann z.B. durch flächige Abscheidung von Spin-on-glass nach dem Aufschleudern und der photolitographischen Mustererzeugung auf der positiven Wulstphotoresistschicht 504 hergestellt werden. Das Spin-on-glass kann anschließend in einem anisotropen, vorzugsweise Trockenätzprozess, der das Spin-on-glass entfernt und Ausrundungen hinterlässt, einem (unmaskierten) flächigen Ätzen unterzogen werden. Noch allgemeiner können vor dem anisotropen Ätzen andere Niedertemperatur- oder Aufschleudermaterialien abgeschieden werden, so dass hydrophile Räume in den Wulstresisträndem entstehen. Die Ausführungsform von 13 hat den Vorteil höherer Ausrundungen, was möglicherweise zu einem verbesserten Anhaften des Lösungsmittels führt. 13 FIG. 3 illustrates a third (idealized) example of a pit structure 1300 with fillets 1102 the oblique walls of the recess bead layer 504 walk up. The structure 1300 For example, by surface deposition of spin-on-glass after spin-on and photolithographic patterning on the positive bead photoresist layer 504 may be prepared. The spin-on-glass can then be subjected to an (unmasked) planar etching in an anisotropic, preferably dry etching process, which removes the spin-on-glass and leaves fillets. More generally, other low temperature or spin-on materials may be deposited prior to anisotropic etching to form hydrophilic spaces in the bead districts. The embodiment of 13 has the advantage of higher fillets, possibly resulting in improved solvent adhesion.

14 stellt eine weitere alternative Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1400 dar, bei der die Stufenschichten undotierte und dotierte amorphe Siliziumschichten 606, 608 sowie die zweite Metallschicht 610 - in diesem Beispiel unter der Siliziumnitrid-Passivierungsschicht 612 und der ITO-Schicht 508 - umfassen. Diese Struktur mit einem Abstandsstapel unter der ITO-Schicht 508 kann potentiell zu höheren Stufenrändem und damit einer größeren Ausrundungsoberfläche und einer verbesserten PEDOT/Wulst-Trennung führen. 14 illustrates another alternative embodiment of a well structure 1400 in which the step layers comprise undoped and doped amorphous silicon layers 606 . 608 and the second metal layer 610 in this example below the silicon nitride passivation layer 612 and the ITO layer 508 -. This structure with a spacer stack under the ITO layer 508 can potentially result in higher step margins and thus a larger fillet surface and improved PEDOT / bead separation.

15 stellt eine weitere alternative Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1500 dar, die der von 14 ähnelt, jedoch eine doppelte Stufe, die durch dieselbe Gruppe von Schichten wie in der Ausführungsform von 14 gebildet wird, und eine weitere Stufe, die durch die erste Metallschicht 602 gebildet wird, unter der dielektrischen Siliziumnitridschicht 604 aufweist. Dadurch entsteht ein noch höherer Abstandsstapel unter der ITO-Schicht 508 und damit potentiell eine noch größere Oberfläche der Ausrundung 1102. 15 illustrates another alternative embodiment of a well structure 1500 that of the 14 is similar, but a double stage, by the same group of layers as in the embodiment of 14 is formed, and another step through the first metal layer 602 is formed under the silicon nitride dielectric layer 604 having. This results in an even higher stack of spacers under the ITO layer 508 and thus potentially an even larger surface of the fillet 1102 ,

16 stellt eine weitere alternative Ausführungsform einer Vertiefungsstruktur 1600 dar, die zwei alternative relative Ausrichtungen des sich verjüngenden Wulstrandes 504 in der Struktur mit Ausrichtungstoleranz zeigt. 16 illustrates another alternative embodiment of a well structure 1600 showing the two alternative relative orientations of the tapered bead edge 504 in the alignment tolerance structure.

In der Struktur von 16 ist die ITO-Schicht 508 auf einer der Metallschichten - in dem dargestellten Beispiel auf der ersten Metallschicht 602 - abgeschieden; anschließend ist die selbstausrichtende Abstandsausrundung 1102 um die Ränder der (gemusterten) ITO-Schicht 508 ausgebildet. Der Rand der sich verjüngenden Wulstschicht 504 ist entlang der darunter liegenden Metallschicht ausgerichtet, muss jedoch nicht genau an der ITO-Schicht 508 ausgerichtet sein, da die erzeugte Diode selbst dann, wenn die darunter liegende Metallschicht 602 infolge der nicht zusammenpassenden Austrittsarbeit freigelegt wird, Licht nur ineffizient emittiert. Daher wird die Emission des Pixels in der Struktur 1600 von 16 im Wesentlichen durch die Fläche des ITO 508 bestimmt, so dass eine Struktur mit Ausrichtungstoleranz entsteht. Dennoch hat die Ausrundung wie zuvor die Wirkung, dass sie das PEDOT-haltige Lösungsmittel zum Boden der Vertiefungsseiten zieht (und da dieses das ITO bedeckt, ist der Grad der Benetzung oder ähnliches des Wulstrandes im Wesentlichen nebensächlich, da sich in unmittelbarer Nähe des Wulstrandes keine effiziente Vorrichtung befindet).In the structure of 16 is the ITO layer 508 on one of the metal layers - in the example shown on the first metal layer 602 - isolated; then the self-aligning distance fillet 1102 is around the edges of the (patterned) ITO layer 508 educated. The edge of the tapered bead layer 504 is aligned along the underlying metal layer, but need not be exactly at the ITO layer 508 be aligned, since the generated diode even if the underlying metal layer 602 as a result of the mismatch work function, light is emitted inefficiently. Therefore, the emission of the pixel in the structure becomes 1600 from 16 essentially through the area of ITO 508 determined, so that a structure with alignment tolerance arises. However, as before, the fillet has the effect of drawing the PEDOT-containing solvent to the bottom of the pit sides (and since it covers the ITO, the degree of wetting or the like of the bead edge is essentially negligible, since there are none in the immediate vicinity of the bead edge) efficient device is located).

Das Prinzip ähnelt in gewisser Weise dem der Ausführungsform von 12, auch wenn in dieser Ausführungsform ein kleiner Teil des (Umfangs der) Pixelfläche de facto der Ausrichtungstoleranz geopfert wird. Wie dargestellt ist das Metall in der ersten Ausführungsform von 16 lichtdurchlässig, steht aber mit PEDOT nicht in Kontakt, so dass es ein Metall mit hoher Austrittsarbeit sein kann. In der zweiten Ausführungsform von 16 ist das Metall lichtdurchlässig und kann aufgrund einer nicht passenden Wulstausrichtung mit PEDOT in Kontakt stehen, was bedeutet, dass die Metallschicht in dieser Ausführungsform vorzugsweise eine geringe Austrittsarbeit aufweist, die mit dem PEDOT nicht zusammenpasst.The principle is somewhat similar to that of the embodiment of FIG 12 although in this embodiment, a small portion of the (perimeter of) pixel area is de facto sacrificed for alignment tolerance. As shown, the metal in the first embodiment of FIG 16 translucent, but is not in contact with PEDOT, so it can be a high workfunction metal. In the second embodiment of 16 For example, the metal is translucent and may be in contact with PEDOT because of improper bead alignment, which means that the metal layer in this embodiment preferably has a low work function that does not match the PEDOT.

17 stellt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer OLED-Vorrichtung wie dargestellt zur Herstellung einer Vorrichtung einschließlich eines kurzen hervorragenden Vorsprungs aus hydrophilem Material am Boden einer „Tintentropfen“-Abscheidungsvertiefung dar. Das Verfahren ist in Varianten auch bei der Herstellung einer Vorrichtung mit einem unterätzten Wulst anwendbar. 17 FIG. 12 illustrates one embodiment of a method for making an OLED device as illustrated for making a device including a short protruding protrusion of hydrophilic material at the bottom of an "ink drop" deposition well. The method is also variant in the manufacture of a device with an undercut bead applicable.

Die 17a bis 17c stellen die aufeinander folgenden Stadien der Herstellung einer Vertiefungsstruktur 1700, bei der mit Hilfe der zuvor verwendeten Bezugszeichen eine Vertiefung 502 für einen Pixel eines OLED-Display durch Wülste 504 auf einem Substrat 506 definiert ist, näher dar. Das Substrat 506 trägt eine ITO-Schicht 508 als Anodenanschluss für den Pixel; darauf wird eine Oxid-Abstandsschicht 514 abgeschieden. Anschließend wird das Wulstmaterial, das vorzugsweise in einem organischen Material wie z.B. einem positiven Photoresist definiert ist, auf herkömmliche Weise mit einem Muster versehen, so dass Wülste 504 entstehen, die sich wie in 17a dargestellt zu dem Substrat hin verjüngen.The 17a to 17c represent the successive stages of making a well structure 1700 in which, with the aid of the previously used reference symbols, a depression 502 For a pixel of an OLED display through beads 504 on a substrate 506 is defined, closer. The substrate 506 wears an ITO layer 508 as the anode terminal for the pixel; it becomes an oxide spacer layer 514 deposited. Subsequently, the bead material, which is preferably defined in an organic material such as a positive photoresist, is patterned in a conventional manner to form beads 504 arise, which is like in 17a tapered towards the substrate.

In 17b wird die SiO₂-Schicht 514 unter Verwendung des Wulstes 504 als Maske anisotrop trockengeätzt (plasmagasgeätzt), so dass ein selbstausrichtendes Ätzmaskenverfahren abläuft. Dies dient der Vorbereitung der Herstellung einer hervorragenden Stufe wie in 17c dargestellt. Dadurch entsteht im Wesentlichen dieselbe Öffnung, wie sie durch das Wulstmaterial definiert ist. Alternativ erfolgt ein isotropes Nassätzen (oder Trockenätzen/Plasmaätzen) zur Unterätzung der Oxidschicht 514 (nicht zur Erzeugung gerader, vertikaler Ränder wie in 17b), so dass eine Struktur des in 5 dargestellten allgemeinen Typs entsteht. Im nachfolgenden Schritt kann ein weiteres alternatives isotropes Nassätzen (oder Trockenätzen/Plasmaätzen) erfolgen und ausreichend Wulstmaterial entfernt werden, dass die in 17c dargestellt hervorragende Stufe übrig bleibt.In 17b For example, the SiO ₂ layer 514 is formed using the bead 504 anisotropically etched dry as a mask (plasma gas etched), so that a self-aligning etching mask process takes place. This serves to prepare the preparation of an excellent stage as in 17c shown. This results in substantially the same opening as defined by the bead material. Alternatively, an isotropic wet etching (or dry etching / plasma etching) is carried out to undercut the oxide layer 514 (not for creating straight vertical edges as in 17b ), so that a structure of in 5 shown general type arises. In the subsequent step, a further alternative isotropic wet etching (or dry etching / plasma etching) can be carried out and enough bead material can be removed that the in 17c shown outstanding level remains.

17c stellt die Struktur nach einem Resistabziehschritt durch O₂-Plasmaveraschung dar, der die Dicke des Wulstes 504 reduziert und so die Öffnung vergrößert, damit die Ränder der SiO₂-Schicht 514 wie dargestellt freigelegt werden, so dass die Ausdünnung an den Pixelrändern nicht zu Kurzschlüssen führt. Dieser Schritt reinigt auch das Oxid und das darunter liegende ITO für eine gute Benetzung in Vorbereitung auf die Abscheidung der PEDOT-Lösung und anschließend die Abscheidung des LEP. 17c Fig. 12 illustrates the structure after a resist stripping step by O ₂ plasma ashing, which is the thickness of the bead 504 reduces and thus enlarges the opening to expose the edges of the SiO ₂ layer 514 as shown, so that the thinning at the pixel edges does not lead to short circuits. This step also cleans the oxide and underlying ITO for good wetting in preparation for the deposition of the PEDOT solution and then the deposition of the LEP.

Ausführungsformen dieses Verfahrens erzeugen eine hydrophile Wirkung am Rand der Resistwulstpixelvertiefung und ermöglichen deren Implementierung in selbstausrichtender oder teilweise selbstausrichtender Weise, ohne eine separate Maske für die Oxidschicht zu verwenden. Weiterhin kann, wenn die Randstruktur (die hervorragende Stufe oder Unterätzung) auf der Seite einer Schicht aus z.B. Aluminium ausgebildet ist, diese Schicht auch eine natürliche Definition des aktiven Pixels darstellen, da die Diodenstruktur bei einem Anodenkontakt mit einem Metall einer geringen Austrittsarbeit ineffektiv ist (normalerweise ist die Anode ein Metall mit hoher Austrittsarbeit wie z.B. ITO). Die Ausführungsformen dieses Verfahrens erlauben die Verwendung positiver Standardresists (zur Aufrechterhaltung einer guten Stufenbehandlungsfläche für die Kathodenmetallisierung des Pixelwulstrandes). Daher kann die LEP-Tinte (wahlweise) basierend auf einem Behandlungsverfahren zur Modifikation der Oberflächenenergie (z.B. CF₄-Plasmabehandlung wie zuvor erwähnt) eingeschlossen werden und gleichzeitig eine Entkopplung von PEDT- und LEP-Benetzungsverfahren erfolgen. Dies erlaubt die Einstellung des Oberflächenkonditionierungsverfahrens für das LEP (was möglicherweise einen besseren Einschluß innerhalb des Pixelresists ermöglicht), während die PEDT-Benetzung für den PEDT-Kontaktwinkel auf dem Resist unter Umständen weniger empfindlich ist, da sie nun mehr oder im Wesentlichen vollständig auf der hydrophilen oder Kapillarwirkung der Struktur des selbstausrichtenden Pixelrandes (hervorragende Stufe oder Unterätzung) basieren sollte.Embodiments of this method create a hydrophilic effect on the edge of the resist bead pixel well and allow for its implementation in a self-aligned or partially self-aligned manner without using a separate mask for the oxide layer. Furthermore, if the edge structure (the excellent step or undercut) is formed on the side of a layer of eg aluminum, this layer may also represent a natural definition of the active pixel since the diode structure is ineffective in anode contact with a low work function metal ( usually the anode is a high work function metal such as ITO). The embodiments of this method allow the use of positive standard resists (to maintain a good step coverage area for the cathode metallization of the pixel wulstrand). Therefore, the LEP ink may be optionally included based on a surface energy modification treatment process (eg, CF ₄ plasma treatment as previously mentioned), while at the same time decoupling PEDT and LEP wetting processes. This allows adjustment of the surface conditioning process for the LEP (potentially allowing for better confinement within the pixel resist), while PEDT wetting may be less sensitive to the PEDT contact angle on the resist since it is now more or substantially complete on the resist hydrophilic or capillary action of the self-aligning pixel edge structure (excellent step or undercut) should be based.

Ausführungsformen der Erfindung erlauben die Verwendung positiver Wulstresiste und bieten Vorteile gegenüber Strukturen, die wir zuvor beschrieben haben (ibid), insbesondere die Erleichterung eines guten Metallkathodenkontakts ohne Diskontinuität im Pixelrand sowie eine wesentliche Entkoppelung der PEDOT- und LEP-Benetzungsprozesse, was die Anpassung der Strukturen (z.B. Oberflächenkonditionierung) für separate Stadien der PEDOT- und LEP-Abscheidung (oder Abscheidung eines anderen Licht emittierenden Materials) erleichtert. Darüber hinaus können Ausführungsformen der Strukturen, die wir beschrieben haben, nach selbstausrichtenden oder teilweise selbstausrichtenden Verfahren, z.B. ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Masken/Mustererzeugungsschrittes hergestellt werden. Andere Ausführungsformen erzielen die Ausrichtungstoleranz, indem sie sich den inhärenten Wirkungsgrad einer Licht emittierenden Diodenstruktur bei einem Anodenkontakt mit einem Metall niedriger Austrittsarbeit, z.B. unter 4 Elektronenvolt, und/oder ohne eine intervenierende Lochtransportschicht zunutze machen. Grob gesagt beruhen die Ausführungsformen der Erfindung auf oberflächenenergie-bezogenen Techniken zur Vereinfachung der Benetzung/Anhaftung der PEDOT- (und LEP-) Lösungsmittel an den Seiten einer Vertiefung, in die das Material abgeschieden werden soll.Embodiments of the invention allow the use of positive bead strips and offer advantages over structures previously described (ibid), in particular the facilitation of good metal cathode contact without discontinuity in the pixel edge, as well as substantial decoupling of the PEDOT and LEP wetting processes, resulting in the adaptation of the structures (eg, surface conditioning) for separate stages of PEDOT and LEP deposition (or deposition of another light emitting material). In addition, embodiments of the structures we have described may be self-aligned or partially self-aligned, e.g. without the need for an additional mask / pattern generation step. Other embodiments achieve alignment tolerance by accounting for the inherent efficiency of a light emitting diode structure in anode contact with a low work function metal, e.g. below 4 electron volts, and / or without taking advantage of an intervening hole transport layer. Roughly speaking, the embodiments of the invention are based on surface energy-related techniques for facilitating the wetting / adhesion of the PEDOT (and LEP) solvents on the sides of a well into which the material is to be deposited.

Die zuvor beschriebenen Vertiefungsstrukturen können bei einer breiten Palette lösungsabgeschiedener organischer elektronischer Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Sie können in elektrolumineszierenden Aktiv- oder Passivmatrix-Display-Vorrichtungen oder z.B. in eine TFT-baiserte Aktivmatrix-Rückwand einer solchen Vorrichtung eingebaut sein, so dass z.B. die Abscheidung einer Wulstschicht und/oder eines organischen elektronischen Materials erfolgen kann.The well structures described above can be used in a wide range of solution-deposited organic electronic devices. They can be used in electroluminescent active or passive matrix display devices or e.g. be built into a TFT-mapped active matrix backplane of such a device such that e.g. the deposition of a bead layer and / or an organic electronic material can take place.

Claims (24)

Organische elektronische Vorrichtungsstruktur, die Folgendes umfasst: ein Substrat (506); eine auf dem Substrat (506) befindliche Grundschicht (508), die den Boden einer Vertiefung (502) für die Abscheidung eines organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis definiert; wenigstens eine auf dem Substrat (506) ausgebildete Abstandsschicht (514); eine auf der Abstandsschicht (514) ausgebildete Wulstschicht (504) zur Definition einer Seite der Vertiefung (502), und mindestens eine Vorsprungschicht (612) zwischen der Abstandsschicht (514) und der Wulstschicht (504), wobei ein Rand der Vertiefung (502), der an die Grundschicht (508) angrenzt, zur Definition eines Vorsprungs (516) über dem Substrat (506) unterätzt ist und der Vorsprung (516) eine Ausbuchtung zur Aufnahme des organischen elektronischen Materials definiert.An organic electronic device structure comprising: a substrate (506); a base layer (508) located on the substrate (506) defining the bottom of a well (502) for the deposition of a solvent based organic electronic material; at least one spacer layer (514) formed on the substrate (506); a bead layer (504) formed on the spacer layer (514) for defining one side of the recess (502), and at least one protrusion layer (612) between the spacer layer (514) and the bead layer (504), wherein an edge of the depression (502) adjacent the base layer (508) is undercut to define a protrusion (516) over the substrate (506) and the protrusion (516) defines a protrusion for receiving the organic electronic material. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 1, bei der die Unterseite des Vorsprungs (516) zu der Grundschicht (508) im Wesentlichen horizontal ist und sich hierzu in einem Abstand befindet, der durch die wenigstens eine Abstandsschicht (514) definiert ist.Organic electronic device structure after Claim 1 wherein the underside of the protrusion (516) is substantially horizontal with the base layer (508) and spaced therefrom by the at least one spacer layer (514). Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der mindestens eine Vorsprungschicht (612) eine dielektrische Schicht umfasst.Organic electronic device structure according to one of Claims 1 to 2 in which at least one protrusion layer (612) comprises a dielectric layer. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der mindestens eine Vorsprungschicht (612) eine Metallschicht einschließt.Organic electronic device structure according to one of Claims 1 to 2 wherein at least one protrusion layer (612) includes a metal layer. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Ausbuchtung so konfiguriert ist, dass sie den Kontakt zwischen der Abstandsschicht (514) und dem organischen elektronischen Material erlaubt.The organic electronic device structure of any one of the preceding claims, wherein the bump is configured to allow contact between the spacer layer (514) and the organic electronic material. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 5, bei der die Abstandsschicht (514) ein hydrophiles Material umfasst.Organic electronic device structure after Claim 5 in that the spacer layer (514) comprises a hydrophilic material. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 6, bei der die Abstandsschicht (514) ein Siliziumoxid und/oder -nitrid umfasst.Organic electronic device structure after Claim 6 in which the spacer layer (514) comprises a silicon oxide and / or nitride. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 6, bei der die Abstandsschicht (514) dotiertes oder undotiertes Silizium umfasst.Organic electronic device structure after Claim 6 wherein the spacer layer (514) comprises doped or undoped silicon. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Wulstschicht (504) eine Dicke aufweist, die sich bei Annäherung an die Seite der Vertiefung (502) zu dem Substrat (506) hin verjüngt.The organic electronic device structure of any one of the preceding claims, wherein the bead layer (504) has a thickness that tapers toward the substrate (506) as it approaches the side of the well (502). Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Wulstschicht (504) einen positiven Photoresist umfasst.The organic electronic device structure of any one of the preceding claims, wherein the bead layer (504) comprises a positive photoresist. OLED-Display-Vorrichtung mit der Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Grundschicht (508) eine Anodenschicht umfasst, das organische elektronische Material eine erste Schicht (510) aus einem leitfähigen Material und eine zweite Schicht (512) aus einem Licht emittierenden Material umfasst und die Ausbuchtung von der ersten Schicht (510) aus dem leitfähigen Material eingenommen wird.An OLED display device having the structure of any one of the preceding claims, wherein the base layer (508) comprises an anode layer, the organic electronic material comprises a first layer (510) of a conductive material and a second layer (512) of a light-emitting one Material includes and the bulge of the first layer (510) is taken from the conductive material. Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf einem Substrat (506), das Folgendes umfasst: Herstellung wenigstens einer Grundschicht (508) auf dem Substrat (506); Herstellung wenigstens einer Abstandsschicht (514) auf der wenigstens einen Grundschicht (508); Abscheidung eines Wulstmaterials (504) auf der wenigstens einen Abstandsschicht (514); Herstellung wenigstens einer Vorsprungschicht (612) zwischen der wenigstens einen Abstandsschicht (514) und der Wulstschicht (504); Strukturieren des Wulstmaterials (504) und Ätzen der wenigstens einen Abstandsschicht (514) und der wenigstens einen Vorsprungsschicht (612) zur Definition einer Vertiefung (502) mit einem unterätzten Vorsprung (516), der eine Ausbuchtung an seinem Fuß definiert; und Abscheidung des organischen elektronischen Materials in die Vertiefung (502).A method of making an organic electronic device on a substrate (506), comprising: Forming at least one base layer (508) on the substrate (506); Forming at least one spacer layer (514) on the at least one base layer (508); Depositing a bead material (504) on the at least one spacer layer (514); Forming at least one protrusion layer (612) between the at least one spacer layer (514) and the bead layer (504); Patterning the bead material (504) and etching the at least one spacer layer (514) and the at least one protrusion layer (612) to define a recess (502) having an undercut projection (516) defining a bulge at its base; and Depositing the organic electronic material into the depression (502). Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Unterseite des Vorsprungs (516) zu der Grundschicht (508) im Wesentlichen horizontal ist und sich hierzu in einem Abstand befindet, der durch die wenigstens eine Abstandsschicht (514) definiert ist.Method according to Claim 12 wherein the underside of the protrusion (516) is substantially horizontal with the base layer (508) and spaced therefrom by the at least one spacer layer (514). Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das Ätzen zumindest teilweise selbstausrichtendes Ätzen der Vertiefung und der Ausbuchtung umfasst.Method according to Claim 12 or 13 wherein the etching comprises at least partially self-aligned etching of the recess and the recess. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur, die Folgendes umfasst: ein Substrat (506); und eine auf dem Substrat (506) befindliche Grundschicht (508), die eine Vertiefung (502) für die Abscheidung von organischem elektronischem Material auf Lösungsmittelbasis definiert, wobei die Struktur weiterhin eine zur Definition einer Leiste (1102) am Innenrand der Vertiefung (502) und am Boden der Vertiefung (502) strukturierte Leistenschicht umfasst; wobei die Leiste (1102) hydrophiles Material umfasst.An organic electronic device structure comprising: a substrate (506); and a base layer (508) disposed on the substrate (506) defining a depression (502) for the deposition of solvent based organic electronic material, the structure further comprising one for defining a ledge (1102) on the substrate Inner edge of the recess (502) and at the bottom of the recess (502) structured groin layer comprises; wherein the strip (1102) comprises hydrophilic material. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 15, bei der die Leiste (1102) Siliziumoxid und/oder-nitrid umfasst.Organic electronic device structure after Claim 15 in which the strip (1102) comprises silicon oxide and / or nitride. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 15 bis 16, mit einer Wulstschicht (504), die eine Dicke aufweist, die sich bei Annäherung an eine Seite der Vertiefung (502) zu dem Substrat (506) hin verjüngt, und sich die Leiste (1102) auf dem sich verjüngenden Teil der Wulstschicht (504) befindet.Organic electronic device structure according to one of Claims 15 to 16 wafer having a bead layer (504) having a thickness that tapers toward the substrate (506) as it approaches one side of the recess (502) and the ledge (1102) on the tapered portion of the bead layer (504 ) is located. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 15 bis 17, die weiterhin wenigstens eine zur Definition einer Stufe am Innenrand der Vertiefung (502) strukturierte Stufenschicht (602) umfasst, wobei die Leiste (1102) an die Stufe stößt.Organic electronic device structure according to one of Claims 15 to 17 further comprising at least one step layer (602) structured to define a step on the inner edge of the depression (502), the strip (1102) abutting the step. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 18, wobei sich die Stufenschicht (602) zwischen der Grundschicht (508) und dem Substrat (506) befindet, die Stufe einen Stufenänderungsabstand der Grundschicht (508) von dem Substrat (506) umfasst und die Leiste (1102) an die Grundschicht (508) stößt.Organic electronic device structure after Claim 18 wherein the step layer (602) is between the base layer (508) and the substrate (506), the step includes a step change distance of the base layer (508) from the substrate (506), and the ledge (1102) is bonded to the base layer (508). encounters. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 19, die mindestens zwei zur Definition einer doppelten Stufe am Innenrand der Vertiefung (502) strukturierte Stufenschichten (602, 606, 608, 610) für die Leiste (1102) umfasst.Organic electronic device structure after Claim 19 comprising at least two stepped layers (602, 606, 608, 610) for the strip (1102) structured to define a double step at the inner edge of the recess (502). Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach Anspruch 19 oder 20, bei der die Wulstschicht (504) eine Dicke aufweist, die sich bei Annäherung an eine Seite der Vertiefung (502) zu dem Substrat (506) hin verjüngt, und den Kontakt zwischen einem Ort der Grundschicht (508) und dem organischen elektronischen Material um den Innenrand der Vertiefung (502) herum erlaubt.Organic electronic device structure after Claim 19 or 20 wherein the bead layer (504) has a thickness that tapers toward the substrate (506) as it approaches one side of the recess (502) and the contact between a location of the base layer (508) and the organic electronic material allowed the inner edge of the recess (502) around. Organische elektronische Vorrichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei der die wenigstens eine Stufenschicht (602) eine Metall- und/oder Siliziumschicht für einen aktiven Abschnitt der organischen elektronischen Vorrichtung umfasst.Organic electronic device structure according to one of Claims 15 to 21 in that the at least one step layer (602) comprises a metal and / or silicon layer for an active portion of the organic electronic device. OLED-Display-Vorrichtung mit der Struktur nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei der die Wulstschicht (504) einen positiven Photoresist umfasst und das organische elektronische Material eine erste Schicht (510) aus einem leitfähigen Material und eine zweite Schicht (512) aus einem Licht emittierenden Material umfasst.OLED display device with the structure according to one of Claims 15 to 22 wherein the bead layer (504) comprises a positive photoresist and the organic electronic material comprises a first layer (510) of a conductive material and a second layer (512) of a light emitting material. Verfahren zur Herstellung einer organischen elektronischen Vorrichtung auf einem Substrat (506) mit mindestens einer Vertiefung (502) für die Abscheidung eines organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis, das die Abscheidung einer Leistenschicht und das anisotrope Ätzen der Leistenschicht zur Definition einer Leiste (1102) am Innenrand der Vertiefung (502) vor der Abscheidung des organischen elektronischen Materials auf Lösungsmittelbasis zur Herstellung der Vorrichtung umfasst.A method of making an organic electronic device on a substrate (506) having at least one well (502) for the deposition of a solvent based organic electronic material, depositing a last layer, and anisotropically etching the last layer to define a ledge (1102) on the inner edge the recess (502) prior to the deposition of the solvent based organic electronic material to make the device.

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