BRPI0016643B1 - METHOD FOR FORMING AN ELECTRONIC DEVICE ON A SUBSTRATE, AND LOGIC CIRCUIT, DISPLAY OR MEMORY DEVICE - Google Patents
METHOD FOR FORMING AN ELECTRONIC DEVICE ON A SUBSTRATE, AND LOGIC CIRCUIT, DISPLAY OR MEMORY DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
"método para formar sobre um substrato um dispositivo eletrônico, e, circuito lógico e dispositivo de exibição ou de memória". um método para formar sobre um substrato um dispositivo eletrônico que inclui um material eletricamente condutor ou semicondutor em uma pluralidade de regiões, a operação do dispositivo utilizando fluxo de corrente de uma primeira região para uma segunda região, o método compreendendo: formar uma mistura misturando o material com um líquido, formando sobre o substrato uma estrutura de confinamento incluindo uma primeira zona em uma primeira área do substrato e uma segunda zona em uma segunda área do substrato, a primeira zona tendo uma maior repelência pela mistura do que a segunda zona, e uma terceira zona em uma terceira área do substrato espaçada da segunda área pela primeira área, a primeira zona tendo uma maior repelência pela mistura do que a terceira zona, e depositando o material sobre o substrato aplicando a mistura sobre o substrato com isto o material depositado pode é confinado pela repelência relativa da primeira zona para regiões mutuamente espaçadas definindo as primeira e segunda regiões do dispositivo e sendo eletricamente separadas no seu plano por intermédio da repelência relativa da primeira zona e estar ausente da primeira área do substrato de maneira a resistir ao fluxo através da primeira zona de corrente elétrica entre as regiões mutuamente espaçadas do material depositado."method for forming on an substrate an electronic device, and logic circuit and display or memory device". a method for forming on an substrate an electronic device including an electrically conductive or semiconductor material in a plurality of regions, operating the device using current flow from a first region to a second region, the method comprising: forming a mixture by mixing the material with a liquid, forming on the substrate a confinement structure including a first zone in a first substrate area and a second zone in a second substrate area, the first zone having greater mixing repellency than the second zone, and a third zone in a third area of the substrate spaced from the second area by the first area, the first zone having greater mixing repellency than the third zone, and depositing the material on the substrate by applying the mixture on the substrate thereby the deposited material can be constrained by the relative repellency of the first zone to mutually spaced regions defining the first and second regions of the device and being electrically separated in their plane by the relative repellency of the first zone and being absent from the first substrate area so as to resist flow through the first zone of electric current between the mutually spaced regions of the device. deposited material.
Description
(54) Título: MÉTODO PARA FORMAR SOBRE UM SUBSTRATO UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO, E, CIRCUITO LÓGICO, DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO OU MEMÓRIA (73) Titular: SEIKO EPSON CORPORATION, Sociedade Japonesa. Endereço: 4-1, NISHIHINJUKU 2-CHOME, SHINJUKU-KU, TÓQUIO, JAPÃO(JP); FLEXENABLE LIMITED. Endereço: 34 CAMBRIDGE SCIENCE PARK, MILTON ROAD, CAMBRIDGE, CAMBRIDGESHIRE CB4 0FX, REINO UNIDO(GB) (72) Inventor: HENNING SIRRINGHAUS; RICHARD HENRY FRIEND; TAKEO KAWASE(54) Title: METHOD FOR FORMING AN ELECTRONIC DEVICE ON A SUBSTRATE AND LOGIC CIRCUIT, DISPLAY OR MEMORY DEVICE (73) Holder: SEIKO EPSON CORPORATION, Japanese Society. Address: 4-1, NISHIHINJUKU 2-CHOME, SHINJUKU-KU, TOKYO, JAPAN (JP); FLEXENABLE LIMITED. Address: 34 CAMBRIDGE SCIENCE PARK, MILTON ROAD, CAMBRIDGE, CAMBRIDGESHIRE CB4 0FX, UNITED KINGDOM (GB) (72) Inventor: HENNING SIRRINGHAUS; RICHARD HENRY FRIEND; TAKEO KAWASE
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 03/04/2018, observadas as condições legaisValidity Term: 10 (ten) years from 03/04/2018, observing the legal conditions
Expedida em: 03/04/2018Issued on: 03/04/2018
Assinado digitalmente por:Digitally signed by:
Júlio César Castelo Branco Reis MoreiraJúlio César Castelo Branco Reis Moreira
Diretor de PatentePatent Director
1/50 “MÉTODO PARA FORMAR SOBRE UM SUBSTRATO UM DISPOSITIVO ELETRÔNICO, E, CIRCUITO LÓGICO, DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO OU MEMÓRIA”.1/50 “METHOD FOR FORMING AN ELECTRONIC DEVICE ON A SUBSTRATE AND A LOGICAL CIRCUIT, DISPLAY OR MEMORY DEVICE”.
[001] A presente invenção diz respeito a dispositivos processados por solução e métodos para formar tais dispositivos.[001] The present invention relates to solution-processed devices and methods for forming such devices.
[002] Transistores de filme finos (TFTs) de polímero conjugado semi-condutor tomaram-se recentemente de interesse para aplicações em circuitos lógicos integrados em substratos plásticos baratos (C. Drury et al., APL 73, 108 (1998)) e dispositivos integrados optoeletrônicos e comutadores de transistor de pixel em elementos de exibição de matriz ativa de alta resolução (H. Sirringhaus et al., Science 280, 1741 (1998), A. Dodabalapur et al. Appl. Phys. Lett. 73, 142 (1998)). Nas configurações do dispositivo de teste com um semicondutor polimérico e eletrodos de metal inorgânico e camadas porta dielétricas, TFTs de alto desempenho foram demonstrados. Mobilidades portadoras de carga de até 0,1 cm2/Vs e relações de corrente LIGA-DESLIGA de 106 até 108 foram atingidas, que são comparáveis ao desempenho de TFTs de silício amorfo (H. Sirringhaus et al., Advances in Solid State Physics 39, 101 (1999)).[002] Thin film transistors (TFTs) of semi-conductive conjugated polymer have recently become of interest for applications in logic circuits integrated in cheap plastic substrates (C. Drury et al., APL 73, 108 (1998)) and devices integrated optoelectronics and pixel transistor switches in high resolution active matrix display elements (H. Sirringhaus et al., Science 280, 1741 (1998), A. Dodabalapur et al. Appl. Phys. Lett. 73, 142 ( 1998)). In the test device configurations with a polymeric semiconductor and inorganic metal electrodes and dielectric gate layers, high performance TFTs have been demonstrated. Load-carrying mobilities of up to 0.1 cm2 / Vs and ON-OFF current ratios of 106 to 108 have been achieved, which are comparable to the performance of amorphous silicon TFTs (H. Sirringhaus et al., Advances in Solid State Physics 39 , 101 (1999)).
[003] Filmes finos de semicondutores poliméricos conjugados podem ser formados revestindo-se uma solução do polímero num solvente orgânico sobre o substrato. A tecnologia é, por conseguinte, idealmente adaptada para processamento com solução de área grande e barato compatível com substratos plásticos e flexíveis. Para fazer uso completo do custo potencial e para tomar facilmente disponível as vantagens de processamento, é desejável que todos os componentes dos dispositivos, incluindo as camadas semicondutoras, camadas dielétricas bem como eletrodos condutores e interconexões sejam depositados a partir da solução.[003] Thin films of conjugated polymeric semiconductors can be formed by coating a solution of the polymer in an organic solvent on the substrate. The technology is therefore ideally suited for processing with a large, inexpensive area solution compatible with plastic and flexible substrates. In order to make full use of the potential cost and to make processing advantages easily available, it is desirable that all components of the devices, including semiconductor layers, dielectric layers as well as conductive electrodes and interconnections are deposited from the solution.
[004] Para fabricação de dispositivos e circuitos de TFTs totalmente poliméricos, os seguintes problemas principais devem ser superados:[004] For the manufacture of fully polymeric TFT devices and circuits, the following main problems must be overcome:
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 12/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 12/74
2/502/50
- Integridade de estrutura das múltiplas camadas: durante uma deposição da solução das camadas semicondutoras, isolantes e/ou condutoras subsequentes, as camadas que estão por baixo não devem ser dissolvidas, ou intumescidas pelo solvente usado para a deposição das camadas subsequentes. Intumescimento ocorre se o solvente for incorporado na camada que está por baixo, o que usualmente resulta numa degradação das propriedades da camada.- Structural integrity of the multiple layers: during a deposition of the solution of the subsequent semiconductor, insulating and / or conductive layers, the layers underneath must not be dissolved, or swelled by the solvent used for the deposition of the subsequent layers. Swelling occurs if the solvent is incorporated into the layer underneath, which usually results in a degradation of the properties of the layer.
- Padronização em alta resolução de eletrodos: As camadas condutoras precisam ser padronizadas para formar interconexões bem definidas e canais de TFT com dimensões de canal L < 10 pm.- High resolution standardization of electrodes: The conductive layers need to be standardized to form well-defined interconnections and TFT channels with L <10 pm channel dimensions.
- Para a fabricação de circuitos de TFT, áreas de interconexão verticais (via lacunas) necessitam ser formadas para conectar eletricamente os eletrodos em camadas diferentes do dispositivo.- For the manufacture of TFT circuits, vertical interconnection areas (via gaps) need to be formed to electrically connect the electrodes in different layers of the device.
[005] No documento WO 99/10939 A2, um método para fabricar um[005] In WO 99/10939 A2, a method for making a
TFT totalmente polimérico é demonstrado, o qual conta com a conversão das camadas processadas por solução do dispositivo numa forma insolúvel antes da deposição das camadas subsequentes do dispositivo. Isto supera os problemas de dissolução e intumescimento das camadas que estão por baixo. Entretanto, isto limita severamente a escolha de materiais semicondutores, que podem ser usados, a uma classe pequena e em alguns aspectos indesejável de polímeros precursores. Ademais, uma reticulação da camada isoladora da porta dielétrica toma difícil a fabricação de via lacunas através de tais camadas dielétricas, tal que técnicas, tais como perfuração mecânica, são usadas (WO 99/10939 Al).Fully polymeric TFT is demonstrated, which relies on converting the solution-processed layers of the device into an insoluble form before deposition of subsequent layers of the device. This overcomes the problems of dissolution and swelling of the layers underneath. However, this severely limits the choice of semiconductor materials, which can be used, to a small class and in some undesirable aspects of precursor polymers. Furthermore, a crosslinking of the insulating layer of the dielectric door makes it difficult to manufacture gaps through such dielectric layers, such that techniques, such as mechanical perforation, are used (WO 99/10939 A1).
[006] De acordo com um aspecto da presente invenção é provido um método para formar sobre um substrato um dispositivo eletrônico, o qual inclui um material eletricamente condutor, ou semicondutor, em uma pluralidade de regiões, a operação do dispositivo utilizando fluxo de corrente de uma primeira região para uma segunda região, o dito método compreendendo: formar uma mistura misturando-se o material com um[006] In accordance with an aspect of the present invention, a method is provided for forming on an substrate an electronic device, which includes an electrically conductive material, or semiconductor, in a plurality of regions, the operation of the device using current flow a first region to a second region, said method comprising: forming a mixture by mixing the material with a
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 13/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 13/74
3/50 líquido; formar sobre dito substrato uma estrutura de confinamento incluindo uma primeira zona em uma primeira área do substrato e uma segunda zona em uma segunda área do substrato, a primeira zona tendo uma repelência maior para a mistura do que a segunda zona, e uma terceira zona em uma terceira área do substrato espaçada da dita segunda área pela primeira área, a primeira zona tendo uma repelência maior para a mistura do que a terceira zona, e depositar o material sobre o substrato aplicando-se a mistura sobre o substrato por meio do qual o material depositado pode ser confinado pela repelência relativa da dita primeira zona para regiões mutuamente espaçadas, definindo as referidas primeira e segunda regiões do dispositivo e sendo eletricamente separadas no seu plano por intermédio da repelência relativa da primeira zona e para estar ausente da primeira área do substrato de maneira a resistir ao fluxo através da primeira zona da corrente elétrica entre as regiões mutuamente espaçadas do material depositado.3/50 liquid; forming on said substrate a containment structure including a first zone in a first area of the substrate and a second zone in a second area of the substrate, the first zone having greater repellency for the mixture than the second zone, and a third zone in a third area of the substrate spaced from said second area by the first area, the first zone having greater repellency for the mixture than the third zone, and deposit the material on the substrate by applying the mixture on the substrate through which the deposited material can be confined by the relative repellency of said first zone to mutually spaced regions, defining said first and second regions of the device and being electrically separated in its plane through the relative repellency of the first zone and to be absent from the first substrate area in order to resist the flow through the first zone of the electric current between the mutually spaced regions of the mate deposited material.
[007] Em conformidade com um outro aspecto da presente invenção é fornecido um método para formar em um substrato um dispositivo comutador eletrônico, incluindo um material eletricamente condutor ou semicondutor em um pluralidade de regiões, dito método compreendendo: formar uma mistura misturando-se o material com um líquido; formar no substrato uma estrutura de confinamento incluindo uma primeira zona numa primeira área do substrato e uma segunda zona numa segunda área do substrato, a primeira zona tendo uma repelência maior para a mistura do que a segunda zona, e uma terceira zona numa terceira área do substrato espaçada da primeira área pela referida segunda área, a terceira zona tendo uma repelência maior para a mistura do que a segunda zona; e depositar o material no substrato aplicando-se a mistura sobre o substrato; por meio do qual o material depositado pode ser confinado pela repelência relativa das ditas primeira e terceira zonas para a dita segunda zona.[007] In accordance with another aspect of the present invention, a method is provided for forming on an substrate an electronic switching device, including an electrically conductive or semiconductor material in a plurality of regions, said method comprising: forming a mixture by mixing the material with a liquid; form a containment structure on the substrate including a first zone in a first area of the substrate and a second zone in a second area of the substrate, the first zone having greater repellency for mixing than the second zone, and a third zone in a third area of the substrate. substrate spaced from the first area by said second area, the third zone having greater repellency for mixing than the second zone; and depositing the material on the substrate by applying the mixture on the substrate; whereby the deposited material can be confined by the relative repellency of said first and third zones to said second zone.
[008] A largura da dita primeira área entre as segunda e terceira[008] The width of said first area between the second and third
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4/50 áreas é adequadamente menor do que 20 mícrons, e, preferencialmente, menor do que 10 mícrons. O material formado nas ditas regiões mutuamente espaçadas adequadamente forma os eletrodos de fonte e dreno de um transistor.4/50 areas is suitably less than 20 microns, and preferably less than 10 microns. The material formed in the said mutually spaced regions forms the source and drain electrodes of a transistor.
[009] O método, adequadamente, compreende a etapa de depositar um material adicional no espaço entre as ditas regiões mutuamente espaçadas. O material adicional depositado no espaço entre as ditas regiões mutuamente espaçadas pode formar um canal do transistor. O primeiro material pode ser eletricamente condutor e o dito material adicional pode ser semicondutor. O material adicional pode ser um material polimérico. O material adicional pode ser depositado a partir da solução, preferencialmente uma solução num líquido que não seja substancialmente repelido pela primeira zona.[009] The method, properly, comprises the step of depositing an additional material in the space between said regions that are mutually spaced. The additional material deposited in the space between said mutually spaced regions can form a channel of the transistor. The first material can be electrically conductive and said additional material can be semiconductor. The additional material can be a polymeric material. The additional material can be deposited from the solution, preferably a solution in a liquid that is not substantially repelled by the first zone.
[0010] A largura da dita segunda zona é adequadamente menor do que 20 mícrons. A dita largura da segunda zona é adequadamente menor do que 10 mícrons. O material depositado na segunda zona é adequada e eletricamente condutor. Tal material adequadamente forma uma interconexão. O material pode formar um eletrodo porta de um transistor. [0011] A largura da região de sobreposição entre o eletrodo porta do transistor e os eletrodos fonte e dreno, respectivamente, é preferencialmente menor do que 20 mícrons.[0010] The width of said second zone is suitably less than 20 microns. Said width of the second zone is suitably less than 10 microns. The material deposited in the second zone is suitable and electrically conductive. Such material adequately forms an interconnection. The material can form a transistor gate electrode. [0011] The width of the overlapping region between the transistor's door electrode and the source and drain electrodes, respectively, is preferably less than 20 microns.
[0012] A largura da região de sobreposição entre o eletrodo porta do transistor e os eletrodos fonte e dreno, respectivamente, é preferencialmente menor do que 10 mícrons.[0012] The width of the overlapping region between the transistor's door electrode and the source and drain electrodes, respectively, is preferably less than 10 microns.
[0013] A superfície do substrato pode ser fornecida por meio de uma monocamada automontada, e pelo menos uma das primeira e segunda zonas pode ser definida por padronização da monocamada automontada.[0013] The substrate surface can be supplied by means of a self-assembled monolayer, and at least one of the first and second zones can be defined by standardization of the self-assembled monolayer.
[0014] A etapa de padronização da monocamada automontada pode ser realizada por exposição à luz através de uma máscara de sombra.[0014] The standardization step of the self-assembled monolayer can be performed by exposure to light through a shade mask.
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 15/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 15/74
5/50 [0015] A etapa de padronização da monocamada automontada pode ser realizada levando-se o substrato em contato com uma estampa mole. [0016] As primeira e segunda zonas podem ser formadas na superfície exposta de uma camada depositada em um membro estrutural planar.5/50 [0015] The standardization step of the self-assembled monolayer can be carried out by bringing the substrate into contact with a soft print. [0016] The first and second zones can be formed on the exposed surface of a layer deposited on a planar structural member.
[0017] O ângulo de contato da mistura na primeira área é adequado e maior em 20°, 40°, ou 80°, do que o ângulo de contato da mistura na segunda área.[0017] The contact angle of the mixture in the first area is adequate and greater by 20 °, 40 °, or 80 °, than the contact angle of the mixture in the second area.
[0018] Um método como divulgado caracteriza-se pelo fato de que a superfície do substrato é fornecida por uma monocamada automontada e pelo menos uma de ditas primeira e segunda zonas é definida pela padronização da monocamada automontada.[0018] A method as disclosed is characterized by the fact that the substrate surface is provided by a self-assembled monolayer and at least one of said first and second zones is defined by the standardization of the self-assembled monolayer.
[0019] A dita etapa de padronização da monocamada automontada é adequadamente realizada pela exposição à luz através de uma máscara de sombra.[0019] The said step of standardization of the self-assembled monolayer is adequately performed by exposure to light through a shade mask.
[0020] A dita etapa de padronização da monocamada automontada é realizada levando-se o substrato em contato com uma estampa mole.[0020] The standardization step of the self-assembled monolayer is carried out by bringing the substrate into contact with a soft print.
[0021] Um método como divulgado caracteriza-se pelo fato de que a superfície do substrato é fornecida por um material não polar e ao menos uma dentre as primeira e segunda zonas é definida pelo tratamento de superfície do polímero não polar.[0021] A method as disclosed is characterized by the fact that the substrate surface is provided by a non-polar material and at least one of the first and second zones is defined by the surface treatment of the non-polar polymer.
[0022] O material não polar pode ser uma poliimida.[0022] The non-polar material can be a polyimide.
[0023] O método pode compreender a etapa de polir mecanicamente, ou, de outro modo, tratar superficialmente a poliimida a fim de promover um alinhamento molecular da poliimida.[0023] The method may comprise the step of mechanically polishing, or otherwise superficially treating the polyimide in order to promote a molecular alignment of the polyimide.
[0024] O método pode compreender a etapa de tratar opticamente a poliimida para promover um alinhamento molecular da poliimida.[0024] The method can comprise the step of optically treating the polyimide to promote a molecular alignment of the polyimide.
[0025] O dito tratamento da superfície pode ser gravação por meio de ataque químico. O dito tratamento da superfície pode ser tratamento a plasma.[0025] Said surface treatment can be engraved by means of chemical attack. Said surface treatment can be plasma treatment.
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 16/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 16/74
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O plasma é preferencialmente um plasma de tetrafluoreto de carbono e/ou de oxigênio.The plasma is preferably a carbon and / or oxygen tetrafluoride plasma.
[0026] O tratamento da superfície pode compreender uma exposição à luz ultravioleta.[0026] The surface treatment may include exposure to ultraviolet light.
[0027] Preferencialmente, a mencionada uma das zonas é a segunda zona.[0027] Preferably, the mentioned one of the zones is the second zone.
[0028] A primeira zona pode induzir ou, ainda, ser capaz de induzir uma estrutura molecular alinhada do material semicondutor ou eletricamente condutor.[0028] The first zone may induce, or even be able to induce, a molecular structure aligned with semiconductor or electrically conductive material.
[0029] A primeira zona é mais preferencialmente capaz de induzir um alinhamento de cadeias poliméricas no dito polímero eletricamente condutor ou semicondutor.[0029] The first zone is more preferably able to induce an alignment of polymeric chains in said electrically conductive or semiconductor polymer.
[0030] A referida primeira zona é adequadamente capaz de induzir o alinhamento das cadeias de um material polimérico depositado sobre a dita primeira zona.[0030] Said first zone is suitably capable of inducing the alignment of the chains of a polymeric material deposited on said first zone.
[0031] O dito alinhamento é, preferencialmente, em uma direção que se estende entre as segunda e terceira zonas.[0031] Said alignment is preferably in a direction that extends between the second and third zones.
[0032] Preferencialmente, as ditas cadeias são cadeias do dito material adicional.[0032] Preferably, said chains are chains of said additional material.
[0033] Preferencialmente, o dito polímero eletricamente condutor ou semicondutor é depositado pela deposição de gotícula.[0033] Preferably, said electrically conductive or semiconductor polymer is deposited by droplet deposition.
[0034] Preferencialmente, o dito polímero eletricamente condutor ou semicondutor é depositado pela impressão a jato de tinta.[0034] Preferably, said electrically conductive or semiconductor polymer is deposited by inkjet printing.
[0035] Preferencialmente, a largura de pelo menos uma das zonas é menor do que o diâmetro da gotícula formado na dita etapa de impressão a jato de tinta.[0035] Preferably, the width of at least one of the zones is less than the diameter of the droplet formed in said inkjet printing step.
[0036] Preferencialmente, a área limite entre ditas primeira e segunda zonas é opticamente distinta, e o método inclui a etapa de detectar opticamente a área limite entre ditas primeira e segunda zonas e localizar o[0036] Preferably, the boundary area between said first and second zones is optically distinct, and the method includes the step of optically detecting the boundary area between said first and second zones and locating the
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 17/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 17/74
7/50 mecanismo ou o aparelho de impressão a jato de tinta relativo ao substrato na dependência daquela detecção.7/50 inkjet printing mechanism or apparatus relative to the substrate depending on that detection.
[0037] O primeiro material pode ser um polímero, preferencialmente um polímero conjugado. O primeiro material pode ser um material particulado inorgânico susceptível de suspensão no dito líquido.[0037] The first material can be a polymer, preferably a conjugated polymer. The first material can be an inorganic particulate material susceptible to suspension in said liquid.
[0038] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção é propiciado um circuito lógico, dispositivo de exibição ou de memória formado pelo método descrito anteriormente.[0038] In accordance with a further aspect of the present invention, a logic circuit, display or memory device provided by the method described above is provided.
[0039] De acordo com outro aspecto da presente invenção é fornecido um circuito lógico, dispositivo de exibição ou memória, que compreende um arranjo de matriz ativa de uma pluralidade de transistores formados pelo dito método descrito anteriormente.[0039] According to another aspect of the present invention, a logic circuit, display or memory device is provided, which comprises an active matrix arrangement of a plurality of transistors formed by said method described above.
[0040] A presente invenção será agora descrita a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que:[0040] The present invention will now be described by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
A Figura 1 mostra configurações de dispositivos diferentes de TFTs totalmente poliméricos, processados por solução;Figure 1 shows device configurations other than fully polymeric TFTs, processed by solution;
A Figura 2 mostra as características de transferência de TFTs poliméricos de acordo com a Fig. lc, com uma camada ativa de F8T2, uma camada isoladora porta de PVP e um eletrodo porta de PEDOT/PSS;Figure 2 shows the transfer characteristics of polymeric TFTs according to Fig. 1c, with an active layer of F8T2, a PVP insulating layer and a PEDOT / PSS electrode;
A Figura 3 mostra as características de transferência de TFTs poliméricos de acordo com a Fig. lc, com uma camada ativa de F8T2, uma camada isoladora porta de PVP e um eletrodo porta de PEDOT/PSS depositado com a amostra mantida na temperatura ambiente (a) e em aproximadamente 50°C (b);Figure 3 shows the transfer characteristics of polymeric TFTs according to Fig. Lc, with an active layer of F8T2, a PVP insulating layer and a PEDOT / PSS electrode deposited with the sample kept at room temperature (at ) and at approximately 50 ° C (b);
A Figura 4 mostra saída (a) e características de transferência (b) de um TFT totalmente polimérico de F8T2, o qual contém uma barreira de difusão F8 e uma camada de modificação da superfície de PVP como aquela na Figura 1 (a);Figure 4 shows the output (a) and transfer characteristics (b) of a fully polymeric F8T2 TFT, which contains an F8 diffusion barrier and a PVP surface modification layer like the one in Figure 1 (a);
A Figura 5 mostra as características de transferência de TFTsFigure 5 shows the transfer characteristics of TFTs
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 18/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 18/74
8/50 totalmente poliméricos de F8T2 como na Figura l(a), com uma barreira de difusão de TFB (a) e de poliestireno (b), e uma camada de modificação da superfície de PVP;8/50 fully polymeric F8T2 as in Figure 1 (a), with a diffusion barrier of TFB (a) and polystyrene (b), and a PVP surface modification layer;
A Figura 6 mostra uma micrografia ótica de um TFT totalmente pobmérico segundo a Figura l(a), com uma camada ativa de F8T2 e eletrodos fonte-dreno impressos diretamente sobre um substrato de vidro descoberto;Figure 6 shows an optical micrograph of a fully pomeric TFT according to Figure 1 (a), with an active layer of F8T2 and source-drain electrodes printed directly on an uncovered glass substrate;
A Figura 7 mostra a fabricação de TFTs com dimensão de canal pequena e capacitância de sobreposição pequena através da padronização da superfície do substrato em áreas hidrofóbicas e hidrofflicas;Figure 7 shows the fabrication of TFTs with small channel dimension and small overlap capacitance through the standardization of the substrate surface in hydrophobic and hydrophilic areas;
A Figura 8 mostra micrografias ópticas da região de canal de transistores com L = 20 pm (a) e L = 5 pm (b), depois de uma deposição a UP de eletrodos fonte/dreno de PEDOT/PSS na vizinhança de uma barreira de pobimida hidrofóbica;Figure 8 shows optical micrographs of the transistor channel region with L = 20 pm (a) and L = 5 pm (b), after a UP deposition of PEDOT / PSS source / drain electrodes in the vicinity of a barrier hydrophobic pobimide;
A Figura 9 mostra as micrografias ópticas tomadas durante a deposição de gotículas de tinta na vizinhança de uma barreira de pobimida;Figure 9 shows the optical micrographs taken during the deposition of ink droplets in the vicinity of a pobimide barrier;
Figuras 10 e 11 exibem saídas e características de transferência de transistores formados como na Figura 7(c) e possuindo dimensões de canal L = 20 pm e 7 pm, respectivamente;Figures 10 and 11 show outputs and transfer characteristics of transistors formed as in Figure 7 (c) and having channel dimensions L = 20 pm and 7 pm, respectively;
A Figura 12 exibe um diagrama esquemático de (a) perfilometria de Dektak e micrografias ópticas (b) do processo de formar via lacunas pela deposição sucessiva de gotículas de metanol sobre uma camada dielétrica porta de PVP de 1,3 pm de espessura e (c) a dependência do diâmetro externo e interno da via lacuna sobre o diâmetro das gotículas a jato de tinta, bem como da espessura da camada de PVP;Figure 12 shows a schematic diagram of (a) Dektak profileometry and optical micrographs (b) of the process of forming via gaps by the successive deposition of methanol droplets on a 1.3 pm thick PVP port dielectric layer and (c ) the dependence of the outer and inner diameter of the gap via the inkjet droplet diameter, as well as the thickness of the PVP layer;
A Figura 13 mostra características de corrente-tensão através de uma via lacuna com um eletrodo de PEDOT de fundo e um eletrodo de topo;Figure 13 shows current-voltage characteristics through a gap path with a bottom PEDOT electrode and a top electrode;
A Figura 14 ilustra processos diferentes para fabricação de via lacunas;Figure 14 illustrates different processes for fabricating gaps;
A Figura 15 mostra apbcações de via lacunas, como inversoresFigure 15 shows gaps viapacations, such as inverters
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9/50 lógicos (carga de depleção (a), carga de realce (b) e carga de resistência (c)), e esquemas de interconexão de múltiplos níveis (d);Logic 9/50 (depletion load (a), enhancement load (b) and resistance load (c)), and multi-level interconnection schemes (d);
A Figura 16 mostra as características dos circuitos inversores de carga de realce tal como na Figura l(a), fabricados com TFTs totalmente pobméricos impressos com relações diferentes das dimensões W/L dos dois transistores;Figure 16 shows the characteristics of the enhancement load inverter circuits as in Figure 1 (a), manufactured with fully pomeric TFTs printed with different ratios of the W / L dimensions of the two transistors;
A Figura 17 mostra uma configuração de dispositivo de fundoporta alternativa;Figure 17 shows an alternative door device configuration;
A Figura 18 mostra um desenho esquemático de um pixel de matriz ativa em que o elemento de exibição ou memória é controlado por uma tensão ou voltagem (a) ou uma corrente (b);Figure 18 shows a schematic drawing of an active matrix pixel in which the display or memory element is controlled by a voltage or voltage (a) or a current (b);
A Figura 19 mostra configurações possíveis do pixel de uma matriz ativa;Figure 19 shows possible pixel configurations of an active matrix;
A Figura 20 mostra uma absorção óptica polarizada de um TFT de F8T2 abnhado;Figure 20 shows a polarized optical absorption of a packed F8T2 TFT;
A Figura 21 mostra (a) tais TFTs pobméricos com uma ilha de camada ativa padronizada fabricada por impressão de camadas semicondutoras e dielétricas e (b) a região de sobreposição entre as interconexões condutoras separadas por uma ilha de isolamento impressa; eFigure 21 shows (a) such pomeric TFTs with a standardized active layer island manufactured by printing semiconductor and dielectric layers and (b) the region of overlap between the conductive interconnections separated by a printed insulation island; and
A Figura 22 mostra uma matriz de dispositivos de transistores conectada por uma rede de interconexões a UP para a fabricação dos circuitos eletrônicos definidos pelo usuário.Figure 22 shows an array of transistor devices connected by a network of interconnections to UP for the manufacture of user-defined electronic circuits.
[0041] Os métodos de fabricação preferidos aqui descritos permitem a fabricação de um transistor de filme fino (TFT) processado por solução, totalmente orgânico, em que nenhuma das camadas é convertida ou reticulada em uma forma insolúvel. Cada camada de tal dispositivo pode permanecer em uma forma que seja solúvel no solvente a partir do qual ela foi depositada. Como será descrito em mais detalhes abaixo, isto permite uma maneira simples de fabricar via lacunas através de camadas isoladoras dielétricas com[0041] The preferred manufacturing methods described here allow the manufacture of a thin-film transistor (TFT) processed by solution, totally organic, in which none of the layers is converted or cross-linked to an insoluble form. Each layer of such a device can remain in a form that is soluble in the solvent from which it was deposited. As will be described in more detail below, this allows for a simple way to manufacture via gaps through dielectric insulating layers with
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10/50 base na deposição focal de solventes.10/50 base on focal solvent deposition.
[0042] Tal dispositivo pode compreender, por exemplo, um ou mais dos seguintes componentes:[0042] Such a device may comprise, for example, one or more of the following components:
- eletrodos fonte-dreno e de porta condutores e interconexões padronizadas.- source-drain and conductor electrodes and standardized interconnections.
- uma camada semicondutora com uma mobilidade portadora de carga que exceda 0,01 cm2/Vs e uma relação comutadora de corrente LIGADESLIGA alta que exceda 104.- a semiconductor layer with a load-carrying mobility that exceeds 0.01 cm 2 / Vs and a high LIGADESLIGA current switching ratio that exceeds 10 4 .
- uma camada isoladora porta delgada.- a thin door insulating layer.
- uma camada de barreira de difusão que protege a camada semicondutora e a camada isoladora contra a dopagem não intencional pelas impurezas e difusão iônica.- a diffusion barrier layer that protects the semiconductor layer and the insulating layer against unintentional doping by impurities and ionic diffusion.
- uma camada de modificação de superfície que permita a padronização de alta resolução do eletrodo porta pelas técnicas de impressão.- a surface modification layer that allows the high resolution standardization of the door electrode by printing techniques.
- via lacunas para interconexões através das ditas camadas dielétricas.- via gaps for interconnections through said dielectric layers.
[0043] Entretanto, será avaliado que os métodos aqui descritos não são limitados à fabricação de dispositivos tendo todas as características apresentadas acima.[0043] However, it will be assessed that the methods described here are not limited to the manufacture of devices having all the characteristics presented above.
[0044] A fabricação de um primeiro dispositivo ilustrativo será agora descrita com referência à figura 1. O dispositivo da figura 1 é um transistor de efeito de campo de filme fino (TFT) configurado para ter uma estrutura de porta de topo.[0044] The manufacture of a first illustrative device will now be described with reference to figure 1. The device of figure 1 is a thin film field effect (TFT) transistor configured to have a top gate structure.
[0045] No topo de um substrato de vidro 7059 limpo 1 eletrodos fonte-dreno 2, 3 e linhas interconectoras entre os eletrodos e os blocos de contato (não mostrados) são depositadas por meio da impressão a jato de tinta de uma solução do polímero condutor de polietilenodioxitiofeno/poliestirolsulfonato (PEDOT (0,5 % em peso) / PSS (0,8 % em peso)) em água. Outros solventes, tais como: metanol, etanol, isopropanol, ou acetona, podem ser[0045] On top of a clean 7059 glass substrate 1 source-drain electrodes 2, 3 and interconnecting lines between the electrodes and contact blocks (not shown) are deposited by inkjet printing a polymer solution conductor of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT (0.5% by weight) / PSS (0.8% by weight)) in water. Other solvents, such as: methanol, ethanol, isopropanol, or acetone, can be
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11/50 adicionados para afetar as propriedades de tensão superficial, viscosidade e umectação da tinta. O PEDOT/PSS é comercialmente obtido da Bayer (disponível como “Baytron P”). A impressora de IJP é do tipo piezoelétrico. E equipada com um estágio de tradução bidimensional de precisão e outro estágio de microscópio que facibta abnhamento dos padrões subsequentemente impressos em relação um ao outro. A cabeça de UP é acionada com um pulso de voltagem. Condições de impulso adequadas para ejetar gotículas de um teor de sóbdos típico de 0,4 ng por gotícula são obtidas com uma altura de pulso de 20V, tempo de ascensão de 10 ps e um tempo de queda de 10 ps. Depois da secagem sobre o substrato de vidro produzem um o11/50 added to affect the surface tension, viscosity and wetting properties of the paint. PEDOT / PSS is commercially obtained from Bayer (available as “Baytron P”). The IJP printer is a piezoelectric type. It is equipped with a precision two-dimensional translation stage and another microscope stage that facilitates the matching of the subsequently printed standards in relation to each other. The UP head is activated with a voltage pulse. Impulse conditions suitable for ejecting droplets with a typical content of 0.4 ng per droplet are obtained with a pulse height of 20V, a rise time of 10 ps and a drop time of 10 ps. After drying on the glass substrate they produce an o
ponto de PEDOT com diâmetro típico de 50 pm e espessura típica de 500 A. [0046] IJP de eletrodos fonte-dreno é realizada por meio de via aérea.PEDOT point with a typical diameter of 50 pm and a typical thickness of 500 A. [0046] IJP of source-drain electrodes is performed by air.
Posteriormente, as amostras são transferidas para um sistema de caixa de luvas de atmosfera inerte. Os substratos são depois secados por rotação no solvente orgânico que será usado mais tarde para a deposição da camada semicondutora ativa, tal como xilenos mistos no caso de polímeros de pobfluoreno. Eles são depois recozidos durante 20 minutos a 200° C em atmosfera inerte de nitrogênio para remover o solvente residual e outras espécies voláteis nos eletrodos de PEDOT/PSS. Depois, um filme de 200 a 1000  de espessura do condutor de semipolímero ativo 4 é depositado por revestimento por rotação. Vários condutores semipobméricos foram usados tais como poli-3-hexiltiafeno regiorregular (P3HT) e copolímeros de pobfluoreno tais como pob-9,9’-dioctilfluoreno-co-ditiofeno (F8T2). O F8T2 é uma escolha preferida visto que exibe boa estabilidade ao ar durante a deposição do eletrodo porta ao ar. Uma solução de 5 a 10 mg/ml de F8T2 em xilenos mistos, anidros (adquiridos da Romil) é revestida por rotação a 1500 a 2000 rpm. No caso do P3HT uma solução a 1 % em peso em xileno misto foi usada. Os eletrodos de PEDOT que estão por baixo são insolúveis em um solvente não polar orgânico tal como o xileno. Os filmes são depois secadosSubsequently, the samples are transferred to an inert atmosphere glove box system. The substrates are then dried by rotation in the organic solvent that will be used later for the deposition of the active semiconductor layer, such as mixed xylenes in the case of pobfluorene polymers. They are then annealed for 20 minutes at 200 ° C in an inert nitrogen atmosphere to remove residual solvent and other volatile species on the PEDOT / PSS electrodes. Then, a 200 to 1000 µm thick film of the active semipolymer conductor 4 is deposited by rotation coating. Various semi-polymeric conductors have been used such as regioregular poly-3-hexylthiaphen (P3HT) and pobfluorene copolymers such as pob-9,9'-dioctylfluorene-co-dithiophene (F8T2). The F8T2 is a preferred choice since it exhibits good air stability during deposition of the door electrode in the air. A solution of 5 to 10 mg / ml of F8T2 in mixed, anhydrous xylenes (purchased from Romil) is coated by rotation at 1500 to 2000 rpm. In the case of P3HT a solution of 1% by weight in mixed xylene was used. The PEDOT electrodes below are insoluble in an organic non-polar solvent such as xylene. The films are then dried
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 22/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 22/74
12/50 por rotação no solvente que será usado mais tarde para a deposição da camada isoladora porta 5, tal como isopropanol ou metanol.12/50 per revolution in the solvent that will be used later for the deposition of the insulating layer port 5, such as isopropanol or methanol.
[0047] Uma etapa de recozimento subsequente pode ser depois reabzada para realçar as propriedades de transporte de carga do polímero semicondutor. Para os polímeros que exibem uma fase cristabna líquida em temperaturas elevadas o recozimento em uma temperatura acima da transição líquido-cristalina resulta na orientação das cadeias pobméricas paralelas umas às outras. No caso do F8T2, o recozimento é reabzado entre 275 a 285° C durante 5 a 20 minutos sob atmosfera inerte de N2. As amostras são depois rapidamente arrefecidas até a temperatura ambiente até congelar na orientação das cadeias e produzir um vidro amorfo. Se as amostras são preparadas sobre substratos de vidro plano sem uma camada de abnhamento o polímero adota uma configuração de domínio múltiplo em que diversos domínios líquido-cristalinos com orientação aleatória são localizados dentro do canal de TFT. Dispositivos de transistor em que o F8T2 é preparado em um estado vítreo pelo arrefecimento a partir de uma fase líquido-cristalina exibe mobilidades da ordem de 5.10-3 cm2/Vs, que são em mais do que uma ordem de grandeza mais altas do que as mobibdades medidas em dispositivos com filmes F8T2 igualmente girados. Dispositivos igualmente depositados também exibem voltagens de ligação V0 superiores. Isto é atribuído a uma densidade mais baixa de estados de armadilhas eletrônicas localizadas na fase vítrea comparado com a fase igualmente depositada, que é parcialmente cristalina.[0047] A subsequent annealing step can then be re-made to enhance the charge-carrying properties of the semiconductor polymer. For polymers that exhibit a liquid crystalline phase at elevated temperatures, annealing at a temperature above the liquid-crystalline transition results in the orientation of the pomeric chains parallel to each other. In the case of F8T2, annealing is carried out at 275 to 285 ° C for 5 to 20 minutes under an inert N2 atmosphere. The samples are then quickly cooled to room temperature until they freeze in the chain orientation and produce an amorphous glass. If the samples are prepared on flat glass substrates without an ablution layer, the polymer adopts a multiple domain configuration in which several liquid-crystalline domains with random orientation are located within the TFT channel. Transistor devices in which the F8T2 is prepared in a glassy state by cooling from a liquid-crystalline phase exhibits mobilities of the order of 5.10-3 cm2 / Vs, which are in more than an order of magnitude higher than those mobility measured on devices with F8T2 films also rotated. Equally deposited devices also exhibit higher V0 connection voltages. This is attributed to a lower density of electronic trap states located in the glass phase compared to the equally deposited phase, which is partially crystalline.
[0048] Melhorias adicionais da mobibdade em tipicamente um fator de 3 a 5 podem ser obtidas se o polímero é preparado em um estado de monodomínio com o alinhamento uniaxial das cadeias pobméricas paralelo ao canal do transistor. Isto pode ser obtido revestindo-se o substrato vítreo com uma camada de alinhamento adequada, tal como uma camada de poliimida mecanicamente atritada (9 na figura l(b)). No estado de[0048] Additional mobility improvements in typically a factor of 3 to 5 can be obtained if the polymer is prepared in a monodomain state with the uniaxial alignment of the pomeric chains parallel to the transistor channel. This can be achieved by coating the glassy substrate with a suitable alignment layer, such as a mechanically rubbed polyimide layer (9 in figure 1 (b)). In the state of
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 23/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 23/74
13/50 monodomínio as cadeias poliméricas são alinhadas uniaxialmente paralelas à direção de atrito da camada de poliimida que está por baixo. Isto resulta em um realce adicional da mobilidade transportadora de carga em dispositivos em que o canal de TFT é paralelo à direção de alinhamento das cadeias. Tal processo está descrito em mais detalhes em nosso pedido de patente UK copendente número 9914489.1.13/50 monodomain the polymeric chains are aligned uniaxially parallel to the friction direction of the polyimide layer underneath. This results in an additional enhancement of load-carrying mobility in devices where the TFT channel is parallel to the chain alignment direction. Such a process is described in more detail in our copending UK patent application number 9914489.1.
[0049] Depois da deposição da camada semicondutora, a camada isoladora porta 5 é depositada por revestimento por rotação de uma solução de poliidroxiestireno (também chamado de polivinilfenol (PVP)) a partir de um solvente polar no qual o polímero semicondutor que está por baixo não seja solúvel. Uma escolha preferida de solventes são álcoois tais como metanol, 2-propanol ou butanol, em que os polímeros não polares tais como F8T2 têm solubilidade excepcionalmente baixa e não intumesce. A espessura da camada isoladora porta é entre 300 nm (concentração da solução de 30 mg/ml) e 1,3 μιη (concentração da solução de 100 mg/ml). Outros polímeros isoladores e solventes que satisfazem as exigências de solubilidade tal como álcool polivinílico (PVA) em água ou metacrilato de polimetila (PMMA) em acetato de butila ou acetato de éter metílico de propileno glicol também podem ser usados.[0049] After deposition of the semiconductor layer, the insulating layer port 5 is deposited by spin coating of a polyhydroxystyrene solution (also called polyvinylphenol (PVP)) from a polar solvent in which the semiconductor polymer that is underneath do not be soluble. A preferred choice of solvents are alcohols such as methanol, 2-propanol or butanol, in which non-polar polymers such as F8T2 have exceptionally low solubility and do not swell. The thickness of the insulating door layer is between 300 nm (solution concentration 30 mg / ml) and 1.3 μιη (solution concentration 100 mg / ml). Other insulating polymers and solvents that satisfy solubility requirements such as polyvinyl alcohol (PVA) in water or polymethyl methacrylate (PMMA) in butyl acetate or propylene glycol methyl ether acetate can also be used.
[0050] O eletrodo porta 6 é, em seguida, depositado sobre a camada isoladora porta. A camada de eletrodo porta pode ser depositada diretamente sobre a camada isoladora porta (ver a figura l(c)), ou pode ser uma ou mais camadas intermediárias (ver figura 1 (a) e figura 1 (b)), por exemplo, para a modificação da superfície, barreira de difusão ou por razões de processo tal como compatibilidade de solvente.[0050] The electrode port 6 is then deposited on the insulating layer port. The door electrode layer can be deposited directly on the insulating door layer (see figure 1 (c)), or it can be one or more intermediate layers (see figure 1 (a) and figure 1 (b)), for example, for surface modification, diffusion barrier or for process reasons such as solvent compatibility.
[0051] Para formar o dispositivo mais simples da figura l(c) uma porta de PEDOT/PSS 6 pode ser impressa diretamente no topo da camada isoladora de PVP 5. O substrato é transferido para a estação de UP mais uma vez ao ar onde um padrão de eletrodo porta de PEDOT/PSS é impresso a[0051] To form the simplest device in figure 1 (c) a PEDOT / PSS 6 door can be printed directly on top of the PVP insulating layer 5. The substrate is transferred to the UP station once again in the air where a PEDOT / PSS port electrode pattern is printed on
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 24/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 24/74
14/50 partir de uma solução aquosa. A camada isoladora porta de PVP que está por baixo tem uma solubilidade baixa em água tal que a integridade do dielétrico porta é preservada durante a impressão do eletrodo porta de PEDOT/PSS. Embora o PVP contenha uma densidade grande de grupos hidroxila polares, a sua solubilidade em água é baixa por causa da cadeia principal como a do pobestireno extremamente não polar. Similarmente, o PMMA é insolúvel em água. A Figura 2 mostra as características de transferência de um TFT a UP com uma camada semicondutora de F8T2, uma camada isoladora porta de PVP e eletrodos fonte-dreno e porta de PEDOT/PSS a IJP. As características do dispositivo são medidas sob atmosfera de nitrogênio. Medições consecutivas são mostradas com voltagem de porta crescentes (triângulos ascendentes) e decrescentes (triângulos descendentes), respectivamente. As características fazem parte de dispositivos fabricados a partir de um lote recém preparado (a) e um lote de um ano de idade (b) de PEDOT/PSS (Baytron P). A ação do transistor pode ser claramente observada entretanto, os dispositivos exibem um comportamento normalmente bgado não usual com voltagens de patamar positivo VO > 10V, ao passo que os dispositivos de referência fabricados com eletrodos fonte-dreno e porta de ouro evaporado foram descobertos exibir comportamento normalmente desligado (VO < 0). Em dispositivos formados a partir do lote “velho” de PEDOT (figura 2(b)) efeitos de histerese grandes foram observados que são atribuídos á concentração alta de impurezas iônicas móveis (ver abaixo). Se o movimento é iniciado em esgotamento profundo (Vg = +40V), o transistor bga a VfO ~ +20V (triângulos ascendentes). Entretanto, na varredura reversa (triângulos descendentes) o transistor desbga apenas a VrO > +35V.14/50 from an aqueous solution. The PVP door insulating layer underneath has a low solubility in water such that the integrity of the door dielectric is preserved during the printing of the PEDOT / PSS door electrode. Although PVP contains a high density of polar hydroxyl groups, its solubility in water is low because of the main chain like that of extremely non-polar pobestyrene. Similarly, PMMA is insoluble in water. Figure 2 shows the transfer characteristics of a TFT to UP with a semiconductor layer of F8T2, an insulating layer of PVP port and source-drain electrodes and PEDOT / PSS to IJP port. The characteristics of the device are measured under a nitrogen atmosphere. Consecutive measurements are shown with increasing gate voltage (ascending triangles) and decreasing voltage (descending triangles), respectively. The features are part of devices manufactured from a freshly prepared batch (a) and a one year old batch (b) of PEDOT / PSS (Baytron P). The action of the transistor can be clearly observed, however, the devices exhibit an unusual low behavior with positive threshold voltages VO> 10V, whereas the reference devices manufactured with source-drain electrodes and evaporated gold gate were found to exhibit behavior normally off (VO <0). In devices formed from the “old” batch of PEDOT (figure 2 (b)) large hysteresis effects have been observed that are attributed to the high concentration of mobile ionic impurities (see below). If the movement is initiated in deep exhaustion (Vg = + 40V), the transistor bga at VfO ~ + 20V (upward triangles). However, in the reverse scan (descending triangles), the transistor dehubs only at VrO> + 35V.
[0052] O comportamento normalmente ligado e os efeitos de histerese devem ser provavelmente causados pela difusão de espécies iônicas em uma das camadas do dispositivo. Os valores positivos não usualmente grandes de VO sugerem que o íon é negativo. Uma espécie positiva seria[0052] The normally linked behavior and hysteresis effects are likely to be caused by the diffusion of ionic species in one of the layers of the device. The unusually large positive VO values suggest that the ion is negative. A positive species would be
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 25/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 25/74
15/50 esperada para compensar alguma da carga móvel na camada de acúmulo e levar a uma mudança de VO para valores mais negativos. Para identificar a origem destas espécies iônicas dispositivos foram fabricados em que o eletrodo de PEDOT a UP de porta de topo foi substituído por um eletrodo de ouro evaporado enquanto as outras camadas e os eletrodos de fonte/dreno de PEDOT foram fabricados como descrito acima. Foi descoberto que nesta configuração os dispositivos são normalmente desligados e exibem voltagens de patamar estáveis. Isto implica que os efeitos de dopagem e de histerese no dispositivo totalmente polimérico estão relacionados com a deposição da solução do eletrodo porta de topo de polímero condutor e a difusão possível de impurezas iônicas, móveis da solução/filme de PEDOT nas camadas que estão por baixo do dispositivo.15/50 expected to compensate for some of the moving load in the accumulation layer and lead to a change in VO to more negative values. To identify the origin of these ionic species devices were manufactured in which the PEDOT electrode at the top port UP was replaced by an evaporated gold electrode while the other layers and the PEDOT source / drain electrodes were manufactured as described above. It was found that in this configuration the devices are normally turned off and exhibit stable threshold voltages. This implies that the doping and hysteresis effects in the fully polymeric device are related to the deposition of the conductive polymer top port electrode solution and the possible diffusion of ionic, mobile impurities from the PEDOT solution / film in the layers underneath the device.
[0053] Foi descoberto ser possível controlar o valor da voltagem de patamar e reduzir a quantidade de histerese depositando-se o eletrodo porta sobre um substrato aquecido. Isto reduz o tempo de secagem da gotícula no substrato. A Fig. 3(b) mostra as características de transferência de um dispositivo de TFT para o qual o substrato foi aquecido até uma temperatura de 50° C durante a deposição do eletrodo porta. Pode ser observado que o efeito de histerese é muito menor do que para a deposição de porta na temperatura ambiente (Fig. 3b) e que VO tem um valor positivo relativamente pequeno de 6V. Controlando-se a temperatura de deposição a voltagem de patamar pode ser ajustada em uma faixa de VO = 1 a 20V.[0053] It was found to be possible to control the threshold voltage value and reduce the amount of hysteresis by depositing the port electrode on a heated substrate. This reduces the drying time of the droplet on the substrate. Fig. 3 (b) shows the transfer characteristics of a TFT device to which the substrate was heated to a temperature of 50 ° C during the deposition of the port electrode. It can be seen that the hysteresis effect is much less than for door deposition at room temperature (Fig. 3b) and that VO has a relatively small positive value of 6V. By controlling the deposition temperature, the threshold voltage can be adjusted in a range of VO = 1 to 20V.
[0054] Dispositivos com eletrodos porta depositados diretamente sobre a camada de PVP como na figura l(c) são do tipo de esgotamento. Este comportamento normalmente ligado é útil para circuitos lógicos do tipo esgotamento tais como o inversor lógico de carga de esgotamento simples (figura 1.4(a)).[0054] Devices with door electrodes deposited directly on the PVP layer as in figure 1 (c) are of the type of exhaustion. This normally connected behavior is useful for logic circuits of the exhaustion type such as the simple inverter load logic inverter (figure 1.4 (a)).
[0055] Para se fabricar TFTs normalmente desligados, do tipo de realce a dopagem do semicondutor durante a deposição da porta pode ser[0055] To make TFTs normally switched off, the semiconductor doping type during the deposition of the door can be enhanced
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 26/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 26/74
16/50 impedida pela incorporação de uma camada de barreira de difusão. No dispositivo da figura l(a) e (b) uma camada delgada 7 de um polímero não polar é depositada no topo da camada isoladora porta de PVP antes da deposição do eletrodo porta de polímero condutor. Acredita-se que esta camada atue como barreira de difusão bloqueando a difusão de espécies iônicas através do isolador de PVP moderadamente polar. O PVP contém uma densidade alta de grupos hidroxilas polares que tendem a realçar a condutividade e a difusividade de íons através do filme. Diversos polímeros não polares foram usados tais como poli-9,9’-dioctilfluoreno (F8), poliestireno (PS), poli(9,9’-dioctil-fluoreno-co-N-(4-butilfenil) difenilamina) (TFB) ou F8T2. Tais filmes finos destes polímeros da ordem de 50 a 100 nm podem ser depositados na superfície da camada isoladora porta de PVP a partir de uma solução em um solvente não polar orgânico tal como o xileno, em que o PVP é insolúvel.16/50 prevented by the incorporation of a diffusion barrier layer. In the device of figures 1 (a) and (b) a thin layer 7 of a non-polar polymer is deposited on top of the PVP insulating layer prior to deposition of the conductive polymer electrode. This layer is believed to act as a diffusion barrier blocking the diffusion of ionic species through the moderately polar PVP isolator. PVP contains a high density of polar hydroxyl groups that tend to enhance ion conductivity and diffusivity across the film. Several non-polar polymers have been used such as poly-9,9'-dioctylfluorene (F8), polystyrene (PS), poly (9,9'-dioctyl-fluorene-co-N- (4-butylphenyl) diphenylamine) (TFB) or F8T2. Such thin films of these polymers of the order of 50 to 100 nm can be deposited on the surface of the PVP insulating layer from a solution in an organic non-polar solvent such as xylene, in which PVP is insoluble.
[0056] A impressão direta de PEDOT/PSS a partir de uma solução polar em água no topo da camada de barreira de difusão não polar ou no topo de um polímero moderadamente polar tal como PMMA foi descoberto ser problemática por causa da umectação deficiente e ângulos de contato grandes. Para tratar isto, uma camada de modificação de superfície 8 é depositada no topo do polímero não polar. Esta camada fornece uma superfície hidrofílica ao invés de hidrofóbica sobre a qual o PEDOT/PSS pode ser mais facilmente formado. Isto permite facilidades de impressão de alta resolução do padrão de eletrodo porta. Para formar a camada de modificação de superfície, uma camada delgada de PVP pode ser depositada a partir da solução de isopropanol, em que a camada de barreira de difusão que esta por baixo é insolúvel. A espessura da camada de PVP é preferencialmente menor do que 50 nm. A impressão de alta resolução de PEDOT/PSS é possível na superfície de PVP. Camadas de modificação da superfície alternativas podem ser usadas. Estas incluem camadas delgadas de[0056] Direct printing of PEDOT / PSS from a polar solution in water on top of the non-polar diffusion barrier layer or on top of a moderately polar polymer such as PMMA has been found to be problematic because of poor wetting and angles large contact points. To address this, a surface modification layer 8 is deposited on top of the non-polar polymer. This layer provides a hydrophilic rather than hydrophobic surface on which PEDOT / PSS can be more easily formed. This allows for high-resolution printing facilities of the door electrode pattern. To form the surface modification layer, a thin layer of PVP can be deposited from the isopropanol solution, in which the diffusion barrier layer underneath is insoluble. The PVP layer thickness is preferably less than 50 nm. PEDOT / PSS high-resolution printing is possible on the PVP surface. Alternative surface modification layers can be used. These include thin layers of
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 27/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 27/74
17/50 tensoativos como sabão ou polímeros contendo um grupo funcional hidrofíbco ou hidrofóbico. Estas moléculas podem tender a separar de fase com os grupos hidrofóbicos e hidrofílicos sendo atraídos contra a interface com o polímero não polar que está por baixo e a superfície livre, respectivamente. Uma outra possibilidade é a exposição breve da superfície da barreira de difusão não polar a um plasma de 02 brando que toma a superfície hidrofílica. Um tratamento de plasma adequado que não degrada o desempenho do dispositivo de TFT é a exposição a um plasma de 02 de 13,5 MHz com uma energia de 50 W durante 12 s.17/50 surfactants such as soap or polymers containing a hydrophobic or hydrophobic functional group. These molecules can tend to separate from phase with hydrophobic and hydrophilic groups being attracted against the interface with the non-polar polymer underneath and the free surface, respectively. Another possibility is the brief exposure of the surface of the non-polar diffusion barrier to a soft 02 plasma that takes over the hydrophilic surface. An appropriate plasma treatment that does not degrade the performance of the TFT device is exposure to a 13.5 MHz 02 plasma with a 50 W energy for 12 s.
[0057] Uma camada de modificação de superfície no topo da barreira de difusão não polar pode não ser requerida se o eletrodo porta é impresso a partir de um solvente que seja menos polar do que a água tal como a formulação contendo álcoois (isopropanol, metanol, etc.).[0057] A surface modification layer on top of the non-polar diffusion barrier may not be required if the port electrode is printed from a solvent that is less polar than water such as an alcohol-containing formulation (isopropanol, methanol , etc.).
[0058] A integridade da seqüência de camada conta com a deposição alternada de materiais poliméricos a partir de solventes polares e não polares. E desejável que a solubilidade de uma primeira camada no solvente usado para a deposição de uma segunda camada seja menor do que 0,1 % em peso por volume, preferencialmente menor do que 0,01 % em peso por volume. [0059] O critério para a compatibibdade de solvente pode ser quantificado usando os parâmetros de solubibdade de Hildebrand pelos quais o grau de polaridade pode ser quantificado (D. W. van Krevelen, Properties of polymers, Elsevier, Amsterdam (1990)). O comportamento de solubibdade de cada polímero (solvente) é descrito por três parâmetros característicos ôd, δρ, ôh, que caracterizam o grau de interações dispersivas, interações de bgação polar e de hidrogênio entre as moléculas do polímero (solvente) no estado líquido. Os valores para estes parâmetros podem ser calculados se a estrutura molecular é conhecida pela adição das contribuições dos diferentes grupos funcionais do polímero. Estes são tabulados para os polímeros mais comuns. Freqüentemente δρ e ôd são combinados para δν2 = Ôd2 + δρ2.[0058] The integrity of the layer sequence relies on alternating deposition of polymeric materials from polar and non-polar solvents. It is desirable that the solubility of a first layer in the solvent used for the deposition of a second layer is less than 0.1% by weight by volume, preferably less than 0.01% by weight by volume. [0059] The criterion for solvent compatibility can be quantified using Hildebrand's solubility parameters by which the degree of polarity can be quantified (D. W. van Krevelen, Properties of polymers, Elsevier, Amsterdam (1990)). The solubility behavior of each polymer (solvent) is described by three characteristic parameters ôd, δρ, ôh, which characterize the degree of dispersive interactions, polar interaction and hydrogen interactions between the polymer (solvent) molecules in the liquid state. The values for these parameters can be calculated if the molecular structure is known by adding the contributions of the different functional groups of the polymer. These are tabulated for the most common polymers. Often δρ and ôd are combined for δν2 = Ôd2 + δρ2.
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 28/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 28/74
18/50 [0060] A energia livre da mistura é dada por AGm = AHm - T. ASm, onde ASm > 0 é a entropia da mistura e AHm = V.<|)p.<|)s.((ôvP-ôvS)2 + (ôhPôhS)2). (V: volume; φρ e φβ: fração volumétrica do polímero (P)/solvente (S) na dita mistura). A partir disto, é esperado que um polímero (P) seja o mais solúvel num solvente (S) quanto menor for AHm, isto é, o D = ((5vP-ôvS)2 + (5hP-ôhS)2)l/2. Como um critério aproximado, se o parâmetro de interação D for menor do que aproximadamente 5 o polímero é solúvel no solvente. Se D estiver entre 5 e 10, o intumescimento é freqüentemente observado. Se D é maior do que 10, o polímero é substancialmente insolúvel no solvente, sendo que nenhum intumescimento ocorre.18/50 [0060] The free energy of the mixture is given by AGm = AHm - T. ASm, where ASm> 0 is the entropy of the mixture and AHm = V. <|) p. <|) S. ((ÔvP- ôvS) 2 + (ôhPôhS) 2). (V: volume; φρ and φβ: polymer volume fraction (P) / solvent (S) in said mixture). From this, it is expected that a polymer (P) will be the most soluble in a solvent (S) the smaller the AHm, that is, the D = ((5vP-ôvS) 2 + (5hP-ôhS) 2) l / 2 . As an approximate criterion, if the interaction parameter D is less than approximately 5 the polymer is soluble in the solvent. If D is between 5 and 10, swelling is often observed. If D is greater than 10, the polymer is substantially insoluble in the solvent, with no swelling occurring.
[0061] De modo a se obter interfaces suficientemente abruptas em um dispositivo de TFT processado por solução é portanto desejável que os respectivos valores de D para cada uma das camadas poliméricas e do solvente da camada seguinte devem ser maiores do que aproximadamente 10. Isto é particularmente importante para a camada semicondutora polimérica e o solvente do dielétrico porta. No caso do F8T2 e isopropanol (acetato de butila) estimamos que D seja aproximadamente 16 (12).[0061] In order to obtain sufficiently abrupt interfaces in a solution-processed TFT device it is therefore desirable that the respective D values for each of the polymeric layers and the solvent of the next layer should be greater than approximately 10. This is particularly important for the polymeric semiconductor layer and the solvent of the port dielectric. In the case of F8T2 and isopropanol (butyl acetate) we estimate that D is approximately 16 (12).
[0062] Para algumas configurações de dispositivo a estrutura inteira da camada múltipla pode ser construída por uma seqüência alternada de polímeros que contenham principalmente grupos polares e sejam solúveis em um solvente altamente polar tal como a água e polímeros que contenham apenas uns poucos ou não contenham nenhum grupo polar e sejam solúveis em um solvente não polar, tal como o xileno. Neste caso o parâmetro de interação D é grande por causa das diferenças de δΡ para a camada polimérica e o solvente da camada seguinte. Um exemplo seria um dispositivo de transistor que compreende um eletrodo de fonte-dreno altamente polar de PEDOT/PSS, uma camada semicondutora não polar tal como F8T2, uma camada dielétrica porta altamente polar tal como um álcool polivinílico depositado a partir de solução aquosa, uma camada de barreira de[0062] For some device configurations the entire multilayer structure can be constructed by an alternating sequence of polymers that contain mainly polar groups and are soluble in a highly polar solvent such as water and polymers that contain only a few or do not no polar group and are soluble in a non-polar solvent, such as xylene. In this case the interaction parameter D is large because of the differences in δΡ for the polymeric layer and the solvent for the next layer. An example would be a transistor device comprising a highly polar PEDOT / PSS source-drain electrode, a non-polar semiconductor layer such as F8T2, a highly polar gate dielectric layer such as a polyvinyl alcohol deposited from aqueous solution, a barrier layer
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 29/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 29/74
19/50 difusão não polar de TFB que também atua como uma camada tampão para facilitar a deposição da seqüência de camada e um eletrodo porta de PEDOT/PSS.19/50 TFB non-polar diffusion which also acts as a buffer layer to facilitate the deposition of the layer sequence and a PEDOT / PSS port electrode.
[0063] Entretanto, é freqüentemente conveniente ter uma camada semicondutora não polar e uma camada de eletrodo porta polar separadas por uma única camada dielétrica. Esta seqüência de camada também é possível usando-se uma camada polimérica moderadamente polar depositada a partir de um solvente moderadamente polar intercalada entre a camada polimérica altamente polar e a não polar. Um polímero moderadamente polar é um polímero que contenha tanto grupos polares quanto não polares e seja substancialmente insolúvel em um solvente altamente polar. Analogamente, um solvente moderadamente polar contém tanto grupos polares quanto não polares, mas não dissolve substancialmente um polímero não polar. Em termos dos parâmetros de solubilidade um solvente moderadamente polar pode ser definido como um onde o parâmetro de solubilidade ôh é enormemente diferente daquele do polímero que está por baixo. Neste caso o intumescimento pode ser evitado (D grande) mesmo se o parâmetro de solubilidade polar δρ (δν) do solvente possa ser similar àquele da camada polimérica que está por baixo. O polímero moderadamente polar pode conter um grupo funcional específico tal como um grupo hidroxila que o toma solúvel em um solvente contendo um grupo funcional que é atraído para o grupo funcional do polímero. Esta atração pode ser uma interação de ligação de hidrogênio. Esta funcionalidade do polímero pode ser usada para realçar a sua solubilidade em um solvente moderadamente polar e diminuir a sua solubilidade em um solvente polar. Um exemplo de um polímero moderadamente polar é uma camada de dielétrico porta de PVP intercalada entre uma camada semicondutora não polar e uma camada de eletrodo porta de PEDOT/PSS (Fig. lc). Um exemplo de um solvente moderadamente polar é um álcool alquílico tal como IPA (ôh = 8; F8T2: ôh ~ 0).[0063] However, it is often convenient to have a non-polar semiconductor layer and a polar gate electrode layer separated by a single dielectric layer. This layer sequence is also possible using a moderately polar polymeric layer deposited from a moderately polar solvent interspersed between the highly polar and the non-polar polymeric layer. A moderately polar polymer is a polymer that contains both polar and non-polar groups and is substantially insoluble in a highly polar solvent. Similarly, a moderately polar solvent contains both polar and non-polar groups, but does not substantially dissolve a non-polar polymer. In terms of the solubility parameters a moderately polar solvent can be defined as one where the solubility parameter ôh is enormously different from that of the polymer underneath. In this case, swelling can be avoided (large D) even if the polar solubility parameter δρ (δν) of the solvent may be similar to that of the polymeric layer underneath. The moderately polar polymer can contain a specific functional group such as a hydroxyl group that makes it soluble in a solvent containing a functional group that is attracted to the functional group of the polymer. This attraction may be a hydrogen bonding interaction. This polymer functionality can be used to enhance its solubility in a moderately polar solvent and decrease its solubility in a polar solvent. An example of a moderately polar polymer is a PVP gate dielectric layer sandwiched between a non-polar semiconductor layer and a PEDOT / PSS gate electrode layer (Fig. Lc). An example of a moderately polar solvent is an alkyl alcohol such as IPA (ôh = 8; F8T2: ôh ~ 0).
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 30/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 30/74
20/50 [0064] A Figura 4 mostra as características de saída (a) e de transferência (b) de um TFT IJP F8T2 totalmente polimérico com uma camada isoladora porta de PVP, uma camada de barreira de difusão F8 e uma camada de modificação da superfície de PVP, como ilustrado na figura l(a) (L = 50 μιη). O dispositivo exibe ação de transistor quase ideal normalmente desligada, limpa com ligação a V0 < 0V. A voltagem de mudança de patamar entre movimentos de voltagem crescentes (triângulos ascendentes) e decrescentes (triângulos descendentes) é < 1 V. As características do dispositivo são muito similares àquelas de dispositivos padrão fabricados sob condições de atmosfera inerte com eletrodos fonte-dreno e porta de Au. O efeito de campo-mobilidade é da ordem de 0,005 a 0,01 cm2/Vs e a relação de corrente LIGA-DESLIGA medida entre Vg = O e -60V é da ordem de 104 a 106.20/50 [0064] Figure 4 shows the output (a) and transfer characteristics (b) of a fully polymeric IJP F8T2 TFT with a PVP insulating layer, an F8 diffusion barrier layer and a modification layer of the PVP surface, as shown in figure l (a) (L = 50 μιη). The device exhibits almost ideal transistor action normally off, clean with connection to V0 <0V. The threshold change voltage between increasing voltage movements (upward triangles) and decreasing voltage (downward triangles) is <1 V. The characteristics of the device are very similar to those of standard devices manufactured under inert atmosphere conditions with source-drain and gate electrodes of Au. The field-mobility effect is in the range of 0.005 to 0.01 cm2 / Vs and the ON-OFF current ratio measured between Vg = O and -60V is in the range of 104 to 106.
[0065] Os dispositivos foram fabricados com uma faixa ampla de camadas de barreira de difusão não polares, tais como F8, TFB (a figura 5(a) mostra características de transferência), PS (a figura 5(b) mostra características de transferência) e F8T2. Em cada caso comportamento normalmente desligado limpo e efeitos de histerese pequenos e mudanças de voltagem de patamar foram observados, que foram da mesma ordem de magnitude como aqueles dos dispositivos de referência com eletrodos fontedreno de ouro. Isto sustentou a interpretação de que a inserção de um polímero não polar abaixo do eletrodo porta bloqueia a difusão de impurezas iônicas durante e depois da deposição da solução da camada isoladora porta. Descobriu-se que isto resulta em voltagens de patamar de TFT reprodutíveis e boa estabilidade de operação.[0065] The devices were manufactured with a wide range of non-polar diffusion barrier layers, such as F8, TFB (figure 5 (a) shows transfer characteristics), PS (figure 5 (b) shows transfer characteristics ) and F8T2. In each case, normally clean off behavior and small hysteresis effects and threshold voltage changes were observed, which were of the same order of magnitude as those of the reference devices with gold source electrodes. This supported the interpretation that the insertion of a non-polar polymer under the door electrode blocks the diffusion of ionic impurities during and after the deposition of the solution of the door insulating layer. This has been found to result in reproducible TFT threshold voltages and good operating stability.
[0066] Dispositivos normalmente desligados contendo uma barreira de difusão são preferidos comparados ao dispositivo do tipo esgotamento descrito acima, visto que é esperado que o último exiba melhor estabilidade de voltagem de patamar de longa duração e melhor tempo de vida devido á[0066] Normally disconnected devices containing a diffusion barrier are preferred compared to the depletion-type device described above, since the latter is expected to exhibit better long-term threshold voltage stability and better life time due to
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 31/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 31/74
21/50 supressão da difusão iônica.21/50 suppression of ionic diffusion.
[0067] Para a camada semicondutora qualquer material polimérico ou oligomérico conjugado processável por solução que exiba mobilidades de efeito de campo adequadas que exceda 10-3 cm2/Vs, preferencialmente que exceda 10-2 cm2/Vs, pode ser usado. Os materiais adequados são revistos por exemplo em Η. E. Katz, J. Mater. Chem. 7, 369 (1997) ou Z. Bao, Advanced Materials 12, 227 (2000).[0067] For the semiconductor layer any conjugated polymeric or oligomeric material processable by solution that exhibits adequate field effect mobilities that exceed 10-3 cm2 / Vs, preferably that exceed 10-2 cm2 / Vs, can be used. Suitable materials are reviewed for example in Η. E. Katz, J. Mater. Chem. 7, 369 (1997) or Z. Bao, Advanced Materials 12, 227 (2000).
[0068] Uma das exigências importantes para se fabricar TFTs impressos com boa estabilidade e relação de corrente LIGA-DESLIGA alta é a boa estabilidade do material semicondutor contra a dopagem não intencional pelo oxigênio atmosférico e água durante as etapas de processamento e impressão. Os TFTs impressos foram fabricados com uma faixa de polímeros semicondutores como a camada semicondutora ativa, tal como F8T2 (ver acima) ou PVT regiorregular depositado a partir de solução de xileno misto. No caso dos TFTs de P3HT preparados nas configurações do dispositivo de teste sob atmosfera inerte a mobilidade de efeito de campo de 0,05 a 0,1 cm2/Vs é um tanto mais alta do que no caso do F8T2. Entretanto, o P3HT regiorregular é instável contra a dopagem pelo oxigênio e/ou pela água, resultando num aumento da condutividade do filme durante as etapas de impressão ao ar e relação de corrente LIGA-DESLIGA deficiente. Isto está relacionado com o potencial de ionização relativamente baixo do P3HT, Ip ~[0068] One of the important requirements for manufacturing printed TFTs with good stability and high ON-OFF current ratio is the good stability of the semiconductor material against unintentional doping by atmospheric oxygen and water during the processing and printing steps. The printed TFTs were manufactured with a strip of semiconductor polymers as the active semiconductor layer, such as F8T2 (see above) or regioregular PVT deposited from mixed xylene solution. In the case of P3HT TFTs prepared in the test device configurations under an inert atmosphere, the field effect mobility of 0.05 to 0.1 cm2 / Vs is somewhat higher than in the case of the F8T2. However, the regioregular P3HT is unstable against doping by oxygen and / or water, resulting in an increase in the conductivity of the film during the stages of air printing and a deficient ON-OFF current ratio. This is related to the relatively low ionization potential of P3HT, Ip ~
4,9 eV. Relações de corrente LIGA-DESLIGA altas de > 106 foram demonstradas para ο P3HT, mas isto requer uma etapa de desdopagem redutiva depois da deposição, tal como a exposição ao vapor de hidrazina (H. Sirringhaus et al., Advances in Solid State Physics 39, 101 (1999)). Entretanto, nos TFTs UP descritos acima esta etapa de pós processamento redutivo não pode ser realizada visto que também podería resultar na desdopagem dos eletrodos de PEDOT e reduzir significantemente a sua condutividade. Portanto, para se alcançar relações de comutação de corrente4.9 eV. High ON-OFF current ratios of> 106 have been demonstrated for ο P3HT, but this requires a reductive de-doping step after deposition, such as exposure to hydrazine vapor (H. Sirringhaus et al., Advances in Solid State Physics 39 , 101 (1999)). However, in the UP TFTs described above, this reductive post-processing step cannot be performed since it could also result in the PEDOT electrode de-doping and significantly reduce its conductivity. Therefore, to achieve current switching ratios
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 32/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 32/74
22/50 altas é importante que um semicondutor polimérico seja usado com boa estabilidade contra a dopagem não intencional pelo oxigênio ou água.22/50 high it is important that a polymeric semiconductor is used with good stability against unintentional doping by oxygen or water.
[0069] Uma classe preferida de materiais para se alcançar boa estabilidade ambiental e alta mobilidade são copolímeros de bloco de vareta rígida A-B contendo uma seqüência ordenada regular de blocos A e B. Os blocos A adequados são estruturalmente bem definidos, porções do tipo escada com um alto intervalo de banda, que têm altos potenciais de ionização maiores do que 5,5 eV como um homopolímero e boa estabilidade ambiental. Os exemplos dos blocos A adequados são derivados de fluoreno (US 5.777.070), derivados de indenofluoreno (S. Setayesh, Macromolecules 33, 2016 (2000)), fenileno ou derivados de fenileno do tipo escada (J. Grimme et al., Adv. Mat. 7, 292 (1995)). Os blocos B adequados são porções que transportam lacuna com intervalos de banda inferiores que contêm heteroátomos tais como enxofre ou nitrogênio e como um homopolímero têm potenciais de ionização menores do que 5,5 eV. Os exemplos de blocos B que transportam lacuna são derivados de tiofeno ou derivados de triarilamina. O efeito do bloco B é diminuir o potencial de ionização do copolímero de bloco. O potencial de ionização do copolímero de bloco está preferencialmente na faixa de 4,9 eV < Ip 5,5 eV. Os exemplos de tais copolímeros são F8T2 (potencial de ionização 5,5 eV) ou TFB (US 5.777.070).[0069] A preferred class of materials for achieving good environmental stability and high mobility are rigid rod AB block copolymers containing a regular ordered sequence of A and B blocks. Suitable A blocks are structurally well defined, ladder-like portions with a high bandwidth, which have high ionization potentials greater than 5.5 eV as a homopolymer and good environmental stability. Examples of suitable A blocks are fluorene derivatives (US 5,777,070), indenofluorene derivatives (S. Setayesh, Macromolecules 33, 2016 (2000)), phenylene or phenylene derivatives of the ladder type (J. Grimme et al., Adv. Mat. 7, 292 (1995)). Suitable B blocks are portions that carry a gap with lower band intervals that contain heteroatoms such as sulfur or nitrogen and as a homopolymer have ionization potentials less than 5.5 eV. Examples of gap-carrying B blocks are thiophene derivatives or triarylamine derivatives. The effect of block B is to decrease the ionization potential of the block copolymer. The ionization potential of the block copolymer is preferably in the range of 4.9 eV <Ip 5.5 eV. Examples of such copolymers are F8T2 (ionization potential 5.5 eV) or TFB (US 5,777,070).
[0070] Outros polímeros que transportam lacuna adequados são homopolímeros de derivados de politiofeno com potencial de ionização maior do que 5 eV, tal como politiofenos com cadeias laterais de alcóxi ou fluoradas (R. D. McCullough, Advanced Materials 10, 93 (1998)).[0070] Other suitable gap-carrying polymers are homopolymers of polythiophene derivatives with an ionization potential greater than 5 eV, such as polythiophenes with alkoxy or fluorinated side chains (R. D. McCullough, Advanced Materials 10, 93 (1998)).
[0071] Ao invés de polímeros semicondutores que transportam lacuna, materiais que transportam elétron solúveis também podem ser usados. Estes requerem uma afinidade a elétron alta, maior do que 3 eV, preferencialmente maior do que 3,5 eV, para impedir que impurezas[0071] Instead of semiconductor polymers that carry a gap, materials that transport soluble electrons can also be used. These require a high electron affinity, greater than 3 eV, preferably greater than 3.5 eV, to prevent impurities
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 33/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 33/74
23/50 atmosféricas residuais tais como o oxigênio atuem como armadilhas carregadoras. Os materiais adequados podem incluir semicondutores de molécula pequena que transportam elétron, processáveis em solução (Η. E. Katz et al., Nature 404, 478 (2000)) ou derivados de politiofeno com cadeias laterais fluoradas deficientes em elétron. Os copolímeros de bloco do tipo AB com um bloco A do tipo escada, estruturalmente bem definido com um alto potencial de ionização maior do que 5,5 eV e um bloco B transportador de elétron que aumenta a afinidade de elétron do copolímero a um valor mais alto do que 3 eV, preferencialmente mais alto do que 3,5 eV também são adequados. Os exemplos de bloco A são derivados de fluoreno (US 5.777.070), derivados de indenofluoreno (S. Setayesh, Macromolecules 33, 2016 (2000)), fenileno ou derivados de fenileno do tipo escada (J. Grimme et al., Adv. Mat. 7, 292 (1995)). Os exemplos de blocos B transportadores de elétron são derivados de benzotiadiazol (US 5.777.070), derivados de perileno, derivados de diimida naftalenotetracarboxílico (Η. E. Katz et al., Nature 404, 478 (2000)) ou derivados de tiofeno fluorados.23/50 residual atmospheric elements such as oxygen act as loading traps. Suitable materials can include small molecule electron-carrying semiconductors, processable in solution (Η. E. Katz et al., Nature 404, 478 (2000)) or polythiophene derivatives with electron-deficient fluorinated side chains. Type AB block copolymers with a ladder type A block, structurally well defined with a high ionization potential greater than 5.5 eV and an electron carrier B block that increases the electron affinity of the copolymer to a more higher than 3 eV, preferably higher than 3.5 eV are also suitable. Block A examples are fluorene derivatives (US 5,777,070), indenofluorene derivatives (S. Setayesh, Macromolecules 33, 2016 (2000)), phenylene or ladder-type phenylene derivatives (J. Grimme et al., Adv Mat. 7, 292 (1995)). Examples of electron-carrying B blocks are derived from benzothiadiazole (US 5,777,070), perylene derivatives, naphthalenetetracarboxylic diimide derivatives (Η. E. Katz et al., Nature 404, 478 (2000)) or fluorinated thiophene derivatives .
[0072] Para a operação rápida de circuitos lógicos o comprimento do canal L dos transistores e a sobreposição entre d fonte/dreno e porta devem ser tão pequenos quanto possível, que são tipicamente de uns poucos mícrons. A dimensão mais crítica é L, porque a velocidade de operação de um circuito de transistor é aproximadamente proporcional a L-2. Isto é particularmente importante para camadas semicondutoras com mobilidade relativamente baixa.[0072] For the fast operation of logic circuits the length of the L channel of the transistors and the overlap between the source / drain and the gate must be as small as possible, which are typically a few microns. The most critical dimension is L, because the operating speed of a transistor circuit is approximately proportional to L-2. This is particularly important for semiconductor layers with relatively low mobility.
[0073] Tal padronização de alta resolução não pode ser obtida com a tecnologia de impressão a jato de tinta atual, que é limitada a tamanhos característicos de 10 a 20 μιη mesmo com a tecnologia UP no estado da técnica (figura 6). Se operação mais rápida e empacotamento mais denso de características são requeridos então uma técnica que permita resolução de características mais fina deve ser utilizada. A técnica descrita abaixo faz uso[0073] Such high resolution standardization cannot be achieved with current inkjet printing technology, which is limited to characteristic sizes from 10 to 20 μιη even with UP technology in the state of the art (figure 6). If faster operation and denser packaging of features is required then a technique that allows for finer feature resolution should be used. The technique described below makes use of
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 34/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 34/74
24/50 de interações de superfície da tinta para confinar as gotículas de jato de tinta na superfície de um substrato. Esta técnica pode ser usada para se obter comprimentos de canal muito menores do que podem ser obtidos pela impressão a jato de tinta convencional.24/50 of ink surface interactions to confine inkjet droplets to the surface of a substrate. This technique can be used to obtain much shorter channel lengths than can be achieved by conventional inkjet printing.
[0074] Esta técnica de confinamento pode ser usada para permitir a deposição de resolução fina de um material depositado sobre um substrato. A superfície do substrato é primeiro tratada de modo a tomar partes selecionadas desta relativamente atrativa e relativamente repelente para o material a ser depositado. Por exemplo, o substrato pode ser pré-padronizado de modo a ser parcialmente hidrofóbico em algumas áreas e parcialmente hidrofílico em outras áreas. Com a etapa de pré-padronização reabzada em alta resolução e/ou registro preciso a deposição subseqüente pode ser precisamente definida.[0074] This containment technique can be used to allow the deposition of fine resolution of a material deposited on a substrate. The substrate surface is first treated so as to take selected parts of it relatively attractive and relatively repellent to the material to be deposited. For example, the substrate can be pre-patterned to be partially hydrophobic in some areas and partially hydrophilic in other areas. With the pre-standardization step resumed in high resolution and / or accurate registration the subsequent deposition can be precisely defined.
[0075] Uma forma de reabzação de pré-padronização é ilustrada na figura 7. A Figura 7 ilustra a formação de um dispositivo do tipo mostrado na figura l(c) mas com um comprimento de canal L especialmente fino. Partes semelhantes são numeradas como para a figura l(c). A Figura 7(a) ilustra um método para se fabricar um substrato pré-padronizado. A Figura 7(b) ilustra a impressão e o confinamento da tinta em um substrato pré-padronizado.[0075] A pre-standardized rehabilitation form is illustrated in figure 7. Figure 7 illustrates the formation of a device of the type shown in figure 1 (c) but with an especially thin L channel length. Similar parts are numbered as for figure 1 (c). Figure 7 (a) illustrates a method for making a pre-patterned substrate. Figure 7 (b) illustrates the printing and confinement of the ink on a pre-patterned substrate.
[0076] Antes da deposição dos eletrodos fonte-dreno 2, 3 um camada de pobimida delgada 10 é formada sobre a chapa de vidro 1. Esta camada de pobimida é finamente padronizada para removê-la nos lugares em que os eletrodos fonte-dreno devam ser formados. A etapa de remoção pode ser feita por um processo fotobtográfico para facilitar a definição de característica fina e/ou registro preciso. Em um exemplo de tal processo a pobimida pode ser coberta com uma camada de fotoprotetor 11. O fotoprotetor pode ser fotohtograficamente padronizado para remove-lo nos lugares onde a pobimida deva ser removida. Em seguida a poliimida é removida por um processo ao qual o fotoprotetor é resistente. Depois o fotoprotetor pode ser[0076] Before deposition of the source-drain electrodes 2, a thin layer of pobimide 10 is formed on the glass plate 1. This layer of pobimide is finely patterned to remove it in places where the source-drain electrodes should be trained. The removal step can be done by a photobtographic process to facilitate the definition of fine features and / or accurate registration. In an example of such a process, the pobimide can be covered with a layer of photoprotector 11. The photoprotector can be photohtographically patterned to remove it in the places where the pobimide is to be removed. Then the polyimide is removed by a process to which the photoprotector is resistant. Then the photoprotector can be
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 35/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 35/74
25/50 removido para deixar a poliimida precisamente padronizada. A poliimida é selecionada porque é relativamente hidrofóbica, ao passo que o substrato vítreo é relativamente hidrofílico. Na etapa seguinte o material de PEDOT para formar os eletrodos fonte-dreno é depositado pela impressão a jato de tinta sobre as áreas de substrato hidrofílico 12. Quando as gotículas de tinta que se espalham sobre as áreas do substrato de vidro atingem o limite de uma região de poliimida hidrofóbica 10 a tinta é repelida e impedida de fluir nas áreas de superfície hidrofóbicas. Através deste efeito de confinamento a tinta é depositada apenas nas áreas de superfície hidrofílicas e padrões de alta resolução com intervalos pequenos e comprimentos de canal de transistor de menos do que 10 μιη podem ser definidos (figura 7(b)).25/50 removed to make the polyimide precisely standardized. Polyimide is selected because it is relatively hydrophobic, whereas the glassy substrate is relatively hydrophilic. In the next step, PEDOT material to form the source-drain electrodes is deposited by inkjet printing on the hydrophilic substrate areas 12. When the ink droplets that spread over the glass substrate areas reach the limit of one hydrophobic polyimide region 10 the ink is repelled and prevented from flowing on hydrophobic surface areas. Through this confinement effect, the ink is deposited only in the hydrophilic surface areas and high resolution patterns with small intervals and transistor channel lengths of less than 10 μιη can be defined (figure 7 (b)).
[0077] Um exemplo de um processo pelo qual a poliimida pode ser removida ou que pode ser utilizado para realçar os efeitos de superfície relativa depois da remoção da poliimida, é ilustrado na figura 7(a). A camada de poliimida 10 e o fotoprotetor 11 são expostos a um plasma de oxigênio. O plasma de oxigênio grava a camada de poliimida delgada (500 Â) mais rápido do que a camada de fotoprotetor espessa (1,5 μιη). A superfície de vidro descoberta exposta 12 na área dos eletrodos fonte-dreno é feita muito hidrofílica pela exposição a um plasma de 02 antes da remoção do fotoprotetor. Observe que durante a remoção da poliimida, a superfície da poliimida é protegida pelo fotoprotetor e permanece hidrofóbica.[0077] An example of a process by which the polyimide can be removed or which can be used to enhance the relative surface effects after removing the polyimide, is illustrated in figure 7 (a). The polyimide layer 10 and the photoprotector 11 are exposed to an oxygen plasma. Oxygen plasma records the thin polyimide layer (500 Å) faster than the thick photoprotective layer (1.5 μιη). The exposed exposed glass surface 12 in the area of the source-drain electrodes is made very hydrophilic by exposure to a 02 plasma before removal of the photoprotector. Note that during the removal of the polyimide, the surface of the polyimide is protected by the photoprotector and remains hydrophobic.
[0078] Se requerido a superfície de poliimida pode ser feita ainda mais hidrofóbica por uma exposição adicional a um plasma de CF4. O plasma de CF4 fluorina a superfície da poliimida, mas não interage com o substrato de vidro hidrofílico. Este tratamento de plasma adicional pode ser realizado antes da remoção do fotoprotetor, caso em que apenas as paredes laterais do padrão de poliimida 10 tomam-se fluoradas ou depois da remoção do protetor.[0078] If required, the polyimide surface can be made even more hydrophobic by additional exposure to a CF4 plasma. CF4 plasma fluorine the surface of the polyimide, but does not interact with the hydrophilic glass substrate. This additional plasma treatment can be performed before removal of the photoprotector, in which case only the side walls of the polyimide pattern 10 become fluorinated or after removal of the protector.
[0079] O ângulo de contato de PEDOT/PSS em água no vidro 7059[0079] The contact angle of PEDOT / PSS in water on glass 7059
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 36/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 36/74
26/50 tratado com plasma de 02 é Ovidro ~ 20° comparado com um ângulo de contato de ΘΡΙ ~ 70° a 80° na superfície de poliimida. O ângulo de contato de PEDOT/PSS em água na poliimida fluorada é de 120°.26/50 plasma treated with 02 is Ovidro ~ 20 ° compared to a contact angle of ΘΡΙ ~ 70 ° to 80 ° on the polyimide surface. The contact angle of PEDOT / PSS in water in the fluorinated polyimide is 120 °.
[0080] Quando PEDOT/PSS é depositado a partir de uma solução aquosa sobre a camada de poliimida pré-padronizada como descrito, a tinta de PEDOT/PSS é confinada às áreas de eletrodo fonte-dreno mesmo se o comprimento do canal L é de apenas uns poucos mícrons (figura 7(b)).[0080] When PEDOT / PSS is deposited from an aqueous solution on the pre-standardized polyimide layer as described, the PEDOT / PSS paint is confined to the source-drain electrode areas even if the length of the L channel is just a few microns (figure 7 (b)).
[0081] Para facilitar o confinamento das gotículas de tinta a energia cinética das gotículas de tinta é mantida tão pequena quanto possível. Quanto maior o tamanho das gotículas, maior a energia cinética e maior a probabilidade de que as gotículas que se espalham ‘ignorarão’ a estrutura de confinamento hidrofílico e transbordarão sobre as regiões hidrofílicas vizinhas.[0081] To facilitate the confinement of the ink droplets the kinetic energy of the ink droplets is kept as small as possible. The larger the size of the droplets, the greater the kinetic energy and the greater the likelihood that the droplets that spread will 'ignore' the hydrophilic confinement structure and overflow over neighboring hydrophilic regions.
[0082] Preferencialmente a deposição das gotículas de tinta 13 é sobre as áreas de substrato hidrofílico 12 a uma distância d entre o centro da gotícula e o limite de poliimida. Por um lado d necessita ser suficientemente pequeno de modo que o limite seja atingido pela tinta que se espalha e o filme de PEDOT se estenda por todo o caminho até o limite de poliimida. Por outro lado, d necessita ser suficientemente grande de modo que a tinta que se espalha rapidamente não “transborde” nas áreas de superfície hidrofóbicas. Isto poderia aumentar o risco de deposição de PEDOT no topo da região de poliimida 10 que define o canal de TFT e pode dar origem a curto circuitos entre os eletrodos de fonte e dreno. Para gotículas de PEDOT com um teor de sólidos de 0,4 ng depositadas com uma intensidade lateral de 12,5 Nm entre duas gotículas sucessivas sobre vidro 7059 tratado com plasma de 02 um valor de d ~ 30 a 40 μιη foi considerado adequado. O valor d ótimo depende das propriedades de umectação na superfície bem como da intensidade de deposição, que é a distância lateral entre gotículas subseqüentemente depositadas, a freqüência, com que as gotículas são depositadas e o tempo de[0082] Preferably the deposition of the ink droplets 13 is on the areas of hydrophilic substrate 12 at a distance d between the center of the droplet and the polyimide limit. On the one hand, it needs to be small enough so that the limit is reached by the spreading ink and the PEDOT film extends all the way to the polyimide limit. On the other hand, d needs to be large enough so that the rapidly spreading paint does not “overflow” on hydrophobic surface areas. This could increase the risk of PEDOT deposition at the top of the polyimide region 10 that defines the TFT channel and can give rise to short circuits between the source and drain electrodes. For PEDOT droplets with a solids content of 0.4 ng deposited with a lateral intensity of 12.5 Nm between two successive droplets on 7059 glass treated with 02 plasma, a value of d ~ 30 to 40 μιη was considered adequate. The optimal d value depends on the wetting properties on the surface as well as the intensity of deposition, which is the lateral distance between droplets subsequently deposited, the frequency with which the droplets are deposited and the time of
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 37/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 37/74
27/50 secagem da solução.27/50 drying the solution.
[0083] A camada de confinamento hidrofóbico para definir o comprimento do canal do transistor também pode fornecer uma segunda funcionalidade. Esta pode ser usada como um padrão de alinhamento para a deposição subseqüente do polímero semicondutor no canal do transistor. A camada de poliimida 10 pode ser mecanicamente atritada ou fotoalinhada e pode ser depois usada como uma camada de alinhamento 9 (figura l(b)) para fornecer alinhamento de monodomínio de um polímero semicondutor líquido-cristalino 4.[0083] The hydrophobic confinement layer to define the length of the transistor channel can also provide a second functionality. This can be used as an alignment pattern for the subsequent deposition of the semiconductor polymer in the transistor channel. The polyimide layer 10 can be mechanically rubbed or photoaligned and can then be used as an alignment layer 9 (figure 1 (b)) to provide mono-domain alignment of a liquid-crystalline semiconductor polymer 4.
[0084] O eletrodo porta 6 pode ser similarmente confinado por uma camada padronizada 14 formada no topo da camada isoladora porta 5 o que fornece áreas de superfície atrativas e repelentes para a solução a partir da qual o eletrodo porta é depositado. A camada padronizada 6 pode ser alinhada com respeito ao padrão da fonte-dreno para minimizar a área de sobreposição entre eletrodos fonte/dreno e porta (figura 7 (c)).[0084] The electrode port 6 can be similarly confined by a standardized layer 14 formed on top of the insulating layer port 5 which provides attractive and repellent surface areas for the solution from which the port electrode is deposited. The standardized layer 6 can be aligned with respect to the source-drain pattern to minimize the area of overlap between source / drain electrodes and port (figure 7 (c)).
[0085] Materiais outros que não a poliimida podem ser usados para a camada pré-padronizada. Outras técnicas de pré-padronizar precisas que não a fotolitografia podem ser usadas.[0085] Materials other than polyimide can be used for the pre-patterned layer. Precise pre-standard techniques other than photolithography can be used.
[0086] A Figura 8 demonstra a capacidade de uma estrutura de camadas relativamente hidrofóbicas e hidrofílicas para confinar “Tinta” líquida depositada pela impressão a jato de tinta. A Figura 8 mostra micrografias óticas de substratos incluindo tiras delgadas de poliimida 10 que foram tratadas como descrito acima para serem relativamente hidrofóbicas e regiões maiores do substrato de vidro descoberto 12 que foram tratadas como descrito acima para serem relativamente hidrofílicas. O material de PEDOT para os eletrodos de fonte e dreno foi depositado pela impressão a jato de tinta de uma série de gotículas que correm nas linhas 2 e 3 próximas às tiras[0086] Figure 8 demonstrates the ability of a relatively hydrophobic and hydrophilic layer structure to confine liquid "Ink" deposited by inkjet printing. Figure 8 shows optical micrographs of substrates including thin strips of polyimide 10 that have been treated as described above to be relatively hydrophobic and larger regions of the uncovered glass substrate 12 that have been treated as described above to be relatively hydrophilic. PEDOT material for the source and drain electrodes was deposited by inkjet printing a series of droplets that run on lines 2 and 3 next to the strips
10. Embora o material jateado como tinta mostre contraste baixo pode ser observado a partir da forma abruptamente terminada das superfícies das10. Although the sandblasted material shows low contrast, it can be seen from the abruptly finished shape of the surfaces of the
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 38/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 38/74
28/50 extremidades 2 e 3 do material depositado que o material depositado foi confinado pelas tiras 10 mesmo abaixo de uma espessura de tira de L = 5 pm. [0087] A Figura 9 mostra fotografias do processo de deposição a jato de tinta na vizinhança de uma tira de poliimida 10. As imagens foram tomadas com uma câmara estroboscópica montada sob o substrato transparente. As bordas do padrão de poliimida 10 podem ser vistas como Unhas brancas. As gotículas de tinta 21 são expebdas do bocal da cabeça de jato de tinta 20 e cai com o seu centro tendo uma distância d distante da tira de poliimida 10. Imagens como estas podem ser usadas para definir o ahnhamento local da deposição a jato de tinta com respeito ao padrão da tira 10 e também podem ser usadas para automatizar o procedimento de ahnhamento local usando o reconhecimento de padrão (ver abaixo).28/50 ends 2 and 3 of the deposited material that the deposited material was confined by the strips 10 just below a strip thickness of L = 5 pm. [0087] Figure 9 shows photographs of the inkjet deposition process in the vicinity of a strip of polyimide 10. The images were taken with a strobe camera mounted under the transparent substrate. The edges of the polyimide pattern 10 can be seen as white nails. The ink droplets 21 are exposed from the nozzle of the inkjet head 20 and fall with its center at a distance d away from the polyimide strip 10. Images like these can be used to define the local alignment of the inkjet deposition with respect to the strip 10 pattern and can also be used to automate the local nesting procedure using pattern recognition (see below).
[0088] As Figuras 10 e 11 mostram as características de saída e de transferência de transistores formadas como na figura 7(c) e tendo comprimentos de canal L de 20 pm e 7 pm, respectivamente, definidos por meio do processo de umectação diferencial descrito acima. Em ambos os casos a largura do canal W é 3 mm. A Figura 10(a) mostra as características de saída do dispositivo de 20 pm. A Figura 10(b) mostra as características de saída do dispositivo de 7 pm. A Figura 11 (a) mostra as características de transferência do dispositivo de 20 pm. A Figura 11 (b) mostra as características de transferência do dispositivo de 7 pm. O dispositivo de 7 pm apresenta comportamento de canal curto característico com corrente reduzida em voltagem de fonte-dreno pequena e condutância de saída finita no regime de saturação. A mobilidade e a relação de corrente LIGA-DESLIGA de dispositivos de canal curto são similares àquelas dos dispositivos de canal longo debatidos acima, isto é N = 0,005 a 0,01 cm2/Vs e 1ON/1OFF = 104 a 105.[0088] Figures 10 and 11 show the output and transfer characteristics of transistors formed as in figure 7 (c) and having L channel lengths of 20 pm and 7 pm, respectively, defined through the described differential wetting process above. In both cases the width of the W channel is 3 mm. Figure 10 (a) shows the output characteristics of the 20 pm device. Figure 10 (b) shows the output characteristics of the 7 pm device. Figure 11 (a) shows the transfer characteristics of the 20 pm device. Figure 11 (b) shows the transfer characteristics of the 7 pm device. The 7 pm device exhibits characteristic short channel behavior with reduced current at small source-drain voltage and finite output conductance in the saturation regime. The mobility and the ON-OFF current ratio of short channel devices are similar to those of the long channel devices discussed above, ie N = 0.005 to 0.01 cm2 / Vs and 1ON / 1OFF = 104 to 105.
[0089] O confinamento da tinta é um resultado da diferença nas propriedades de umectação nas superfícies hidrofóbicas e hidrofíbcas e não[0089] Ink confinement is a result of the difference in wetting properties on hydrophobic and hydrophobic surfaces and not
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29/50 requer a existência de um perfil topográfico. Na forma de realização acima, o filme de poliimida pode ser feito muito fino (500 Â), que é muito mais fino do que o tamanho das gotículas a jato de tinta no estado líquido (diversos micrômetros). Portanto, técnicas alternativas para se fabricar um substrato pré-padronizado podem ser usadas, tais como a funcionabzação da superfície do substrato vítreo com uma monocamada automontada padronizada (SAM), por exemplo uma SAM contendo grupos de alquila ou fluoro hidrofóbicos tais como trifhioropropil-trimetoxissilano ou grupos polares tais como grupos alcóxi. A SAM pode ser padronizada por técnicas adequadas tais como Exposição à luz UV através de uma máscara de sombra (H. Sugimura et al., Langmuir 2000, 885 (2000)) ou impressão de microcontato (Brittain et al., Physics World May 1998, p. 31).29/50 requires the existence of a topographic profile. In the above embodiment, the polyimide film can be made very thin (500 µm), which is much thinner than the size of the liquid inkjet droplets (several micrometers). Therefore, alternative techniques for making a pre-standardized substrate can be used, such as the functioning of the glassy substrate surface with a standardized self-assembled monolayer (SAM), for example a SAM containing hydrophobic alkyl or fluoro groups such as trifhioropropyl trimethoxysilane or polar groups such as alkoxy groups. SAM can be standardized by suitable techniques such as exposure to UV light through a shade mask (H. Sugimura et al., Langmuir 2000, 885 (2000)) or microcontact printing (Brittain et al., Physics World May 1998 , p. 31).
[0090] A pré-padronização do substrato é facilmente compatível com o fluxo de processo descrito acima visto que a pré-padronização é realizada antes da deposição das camadas do TFT. Portanto, uma faixa ampla de técnicas de padronização e de impressão pode ser usada para gerar o prépadrão de alta resolução sem o risco de degradação das camadas poliméricas ativas.[0090] The pre-standardization of the substrate is easily compatible with the process flow described above since the pre-standardization is performed before the deposition of the TFT layers. Therefore, a wide range of standardization and printing techniques can be used to generate the high resolution pre-pattern without the risk of degradation of the active polymer layers.
[0091] Técnicas similares podem ser apbcadas para pré-padronizar a superfície da camada isoladora porta ou a camada de modificação de superfície antes da deposição do eletrodo porta para se obter capacitância de sobreposição pequena. Como mostrado na figura 7(c) o eletrodo porta 6 pode ser confinado por uma camada padronizada 14. Uma forma de realização possível de tal pré-padronização é a impressão de microcontato ou o fotopadronização por UV de uma monocamada automontada (SAM) contendo grupos clorossilano ou metóxi silano, tais como octadeciltriclorossilano. Estas moléculas formam monocamadas estáveis na superfície de um substrato de SiO2 ou vidro onde eles se ligam quimicamente aos grupos hidroxila na superfície polar e tomam a superfície hidrofóbica.[0091] Similar techniques can be applied to pre-standardize the surface of the insulating door layer or the surface modification layer before depositing the door electrode to obtain small overlap capacitance. As shown in figure 7 (c) the electrode port 6 can be confined by a standardized layer 14. One possible embodiment of such pre-standardization is the micro-contact printing or UV photopatterning of a self-assembled monolayer (SAM) chlorosilane or methoxy silane, such as octadecyltrichlorosilane. These molecules form stable monolayers on the surface of a SiO2 or glass substrate where they chemically bond to hydroxyl groups on the polar surface and take on the hydrophobic surface.
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 40/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 40/74
30/5030/50
Descobrimos que é possível formar monocamadas similares na superfície do polímero dielétrico porta tal como PVP ou PMMA. Acredita-se que isto seja devido à ligação das moléculas aos grupos hidroxila na superfície do PVP. Uma padrão de energia bvre superficial que consiste de uma linha hidrofíbca fina com uma sobreposição pequena bem definida com os eletrodos fontedreno circundados por regiões hidrofóbicas, revestidas por SAM pode ser facilmente definido por estampagem btográfica mole. A estampagem pode ser realizada sob um microscópio ótico ou um alinhador de máscara de modo a alinhar o padrão da estampa com respeito aos eletrodos fonte-dreno que estão por baixo. Quando uma tinta polimérica com base em água, condutora é depositada no topo, a deposição é confinada à linha hidrofíbca fina definida pela monocamada automontada. Deste modo uma largura de linha menor pode ser obtida que não a largura de linha normal em uma camada dielétrica porta não padronizada. Isto resulta em uma redução da capacitância de sobreposição fonte/dreno para porta.We have found that it is possible to form similar monolayers on the surface of the dielectric polymer port such as PVP or PMMA. This is believed to be due to the attachment of the molecules to the hydroxyl groups on the surface of the PVP. A shallow white energy pattern consisting of a thin hydrophobic line with a small, well-defined overlap with the fontedreno electrodes surrounded by hydrophobic regions, coated by SAM can be easily defined by soft btographic printing. The stamping can be performed under an optical microscope or a mask aligner in order to align the pattern of the pattern with respect to the source-drain electrodes below. When a conductive water-based polymeric paint is deposited on top, deposition is confined to the thin hydrophobic line defined by the self-assembled monolayer. In this way, a smaller line width can be obtained than the normal line width in a non-standard door dielectric layer. This results in a reduction of the overlapping source / drain capacitance for door.
[0092] Com o auxílio de substratos pré-padronizados é possível fabricar circuitos lógicos de alta velocidade com base nos processos de fabricação de TFT e via lacuna aqui descritos.[0092] With the aid of pre-standardized substrates it is possible to manufacture high-speed logic circuits based on the TFT manufacturing processes and via the gap described here.
[0093] Uma das exigências cruciais para a fabricação de circuitos de transistor em áreas grandes é o registro e o abnhamento da deposição com respeito ao padrão no substrato. Obter o registro adequado é particularmente difícil nos substratos flexíveis que exibem distorções em áreas grandes. Se entre as etapas de padronização subseqüentes o substrato distorce, o nível de máscara seguinte em um processo fotolitográfico não irá mais se sobrepor com o padrão que está por baixo. O processo de impressão a jato de tinta de alta resolução aqui desenvolvido é adequado para se obter registro preciso em áreas grandes ainda que em substratos plásticos, visto que a posição da cabeça de jato de tinta pode ser ajustada localmente com respeito ao padrão no substrato (figura 9). Este processo de abnhamento local pode ser[0093] One of the crucial requirements for the fabrication of transistor circuits in large areas is the recording and abling of the deposition with respect to the pattern on the substrate. Obtaining the proper registration is particularly difficult on flexible substrates that exhibit distortions over large areas. If, between subsequent standardization steps, the substrate distorts, the next mask level in a photolithographic process will no longer overlap with the pattern underneath. The high resolution inkjet printing process developed here is suitable for obtaining accurate registration on large areas even on plastic substrates, since the position of the inkjet head can be adjusted locally with respect to the pattern on the substrate ( figure 9). This local nesting process can be
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 41/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 41/74
31/50 automatizado usando-se técnicas de reconhecimento de padrão usando imagens tais como aquela da figura 9 combinadas com um mecanismo de realimentação para corrigir a posição da cabeça de jato de tinta.31/50 automated using pattern recognition techniques using images such as the one in figure 9 combined with a feedback mechanism to correct the inkjet head position.
[0094] De modo a formar um circuito integrado de transistor múltiplo usando dispositivos do tipo descrito acima, é desejável ser capaz de realizar interconexões de via lacuna diretamente através da espessura do dispositivo. Isto pode permitir que tais circuitos sejam formados de modo especialmente compacto. Um método de fabricar tais interconexões é pelo uso de via lacunas formadas por solvente, como será agora descrito. O método leva a vantagem do fato de que nenhuma das camadas processadas por solução dos TFTs descritos acima foram convertidas em uma forma insolúvel. Isto permite a abertura de via lacunas pela deposição local de solventes.[0094] In order to form a multiple transistor integrated circuit using devices of the type described above, it is desirable to be able to perform gap path interconnections directly across the thickness of the device. This can allow such circuits to be formed in a particularly compact manner. One method of making such interconnections is by using solvent-borne gaps, as will now be described. The method takes advantage of the fact that none of the layers processed by solution of the TFTs described above have been converted into an insoluble form. This allows gaps to be opened by local solvent deposition.
[0095] De modo a fabricar uma via lacuna formada por solvente (figura 12(a)), uma quantidade de um solvente adequado 29 é depositada localmente no topo das camadas através da qual a via lacuna deva ser formada. O solvente é selecionado de modo que seja capaz de dissolver as camadas que estão por baixo através das quais a lacuna deva ser formada. O solvente perfura através das camadas pela dissolução progressiva até que a via lacuna seja formada. O material dissolvido é depositado sobre as paredes laterais W da via lacuna. O tipo de solvente e o método de depositá-lo podem ser selecionados para aplicações individuais. Entretanto, três aspectos preferidos são:[0095] In order to manufacture a gap formed by solvent (figure 12 (a)), an amount of a suitable solvent 29 is deposited locally on top of the layers through which the gap path must be formed. The solvent is selected so that it is able to dissolve the layers underneath through which the gap is to be formed. The solvent punctures through the layers by progressive dissolution until the gap is formed. The dissolved material is deposited on the side walls W of the gap. The type of solvent and the method of depositing it can be selected for individual applications. However, three preferred aspects are:
1. que o solvente e as condições do processo sejam tais que o solvente evapore ou seja de outro modo facilmente removido de modo que não interfira com o processamento subseqüente e não cause dissolução excessiva ou não precisa do dispositivo e1. that the solvent and process conditions are such that the solvent evaporates or is otherwise easily removed so that it does not interfere with subsequent processing and does not cause excessive or dissolving the device and
2. que o solvente seja depositado por um processo seletivo tal como UP, por meio do qual volumes precisamente controlados do solvente possam ser precisamente aplicados na localização desejada no substrato e2. that the solvent is deposited by a selective process such as UP, whereby precisely controlled volumes of the solvent can be precisely applied at the desired location on the substrate, and
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 42/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 42/74
32/5032/50
3. que o diâmetro da via lacuna seja afetado pela tensão superficial da gotícula do solvente e pela capacidade do solvente para umedecer o substrato e3. that the diameter of the gap is affected by the surface tension of the solvent droplet and by the solvent's ability to moisten the substrate, and
4. que o solvente não dissolva a camada que está por baixo da qual uma conexão elétrica deva ser feita.4. that the solvent does not dissolve the layer below which an electrical connection is to be made.
[0096] A Figura 12(a) ilustra a deposição de uma gotícula 29 de solvente de metanol (contendo 20 ng por gotícula) sobre um dispositivo de transistor parcialmente formado do tipo geral ilustrado na figura l(c). O dispositivo parcial da figura 12(a) inclui uma camada isoladora de 1,3 μιη de espessura de PVP 28, uma camada semicondutora de F8T2 27, uma camada de eletrodo de PEDOT 26 e um substrato de vidro 25. Neste exemplo é desejado formar uma via lacuna através da camada isoladora de PVP. O metanol é selecionado como o solvente por causa da capacidade para dissolver facilmente o PVP; porque pode evaporar-se facilmente de modo a não atrapalhar o processamento subsequente e porque tem propriedades de umectação satisfatórias para o PVP. De modo a formar a via lacuna neste exemplo uma cabeça de impressão a UP é movida para o local no substrato no qual deseja-se que a via lacuna seja formada. Depois o número necessário de gotículas adequadamente dimensionadas de metanol são gotejada da cabeça de UP até que a via esteja completa. O período entre gotas sucessivas é selecionado para compatibilidade com a razão na qual o metanol dissolve as camadas do dispositivo. E preferido que cada gota tenha evaporado completamente ou quase completamente antes que a gota seguinte seja depositada. Note que quando a via lacuna atinge o fundo da camada semicondutora não polar a gravação para tal que as camadas que estão por baixo não são removidas. Outros solventes tais como isopropanol, etanol, butanol ou acetona também podem ser usados. Para se obter alto rendimento é desejável completar a via lacuna pela deposição de uma única gotícula de solvente. Para um filme de 300 nm de espessura e uma gotícula com um[0096] Figure 12 (a) illustrates the deposition of a droplet 29 of methanol solvent (containing 20 ng per droplet) on a partially formed transistor device of the general type illustrated in figure 1 (c). The partial device of figure 12 (a) includes a 1.3 μιη thick insulating layer of PVP 28, a F8T2 27 semiconductor layer, a PEDOT electrode layer 26 and a glass substrate 25. In this example it is desired to form a gap path through the PVP insulating layer. Methanol is selected as the solvent because of its ability to easily dissolve PVP; because it can easily evaporate so as not to hinder subsequent processing and because it has satisfactory wetting properties for PVP. In order to form the gap path in this example a printhead the UP is moved to the location on the substrate where it is desired that the gap path is formed. Then the required number of properly sized droplets of methanol are dripped from the UP head until the pathway is complete. The period between successive drops is selected for compatibility with the reason in which methanol dissolves the device's layers. It is preferred that each drop has evaporated completely or almost completely before the next drop is deposited. Note that when the gap reaches the bottom of the non-polar semiconductor layer, the recording stops so that the layers underneath are not removed. Other solvents such as isopropanol, ethanol, butanol or acetone can also be used. To obtain high yield it is desirable to complete the gap by depositing a single droplet of solvent. For a 300 nm thick film and a droplet with a
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 43/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 43/74
33/50 volume de 30 μΐ e um diâmetro de 50 μιη isto requer que a solubilidade da camada no solvente seja superior a 1 a 2 % em peso por volume. Um ponto de ebulição mais alto também é desejável se a formação da via lacuna com uma única gotícula é requerida. No caso do PVP, l,2-dimentil-2imidazolidinona (DMI) com um ponto de ebulição de 225° C pode ser usada. [0097] A Figura 12(b) ilustra o efeito do gotejamento de diversas gotículas de metanol em seqüência sobre o local da via lacuna. Os painéis da direita mostram micrografias do dispositivo depois de 1, 3 e 10 gotículas terem sido gotejadas. Os painéis da esquerda mostram medições de perfil de superfície Dektak dos mesmos dispositivos através da via lacuna conforme esta é formada. (A localização da via lacuna é indicada no geral na posição “V” em cada painel). Quando diversas gotículas são depositadas em seqüência sobre a mesma localização uma cratera se abre no filme de PVP. A profundidade da cratera aumenta conforme as gotículas sucessivas atuam e depois de aproximadamente 6 gotículas a superfície da camada de F8T2 que está por baixo é descoberta. O material de PVP dissolvido é depositado em uma parede W nos lados da via lacuna. O diâmetro da via lacuna é da ordem de 50 μιη limitado pelo tamanho da gotícula. Este tamanho é adequado para muitas aplicações tais como circuitos lógicos e dispositivos de exibição de área grande.33/50 volume of 30 μΐ and a diameter of 50 μιη this requires that the solubility of the layer in the solvent is greater than 1 to 2% by weight by volume. A higher boiling point is also desirable if formation of the gap with a single droplet is required. In the case of PVP, 1,2-dimentyl-2imidazolidinone (DMI) with a boiling point of 225 ° C can be used. [0097] Figure 12 (b) illustrates the effect of dripping several droplets of methanol in sequence on the location of the gap path. The panels on the right show micrographs of the device after 1, 3 and 10 droplets have been dripped. The panels on the left show Dektak surface profile measurements of the same devices through the gap as it is formed. (The location of the gap is generally indicated in the “V” position on each panel). When several droplets are deposited in sequence on the same location, a crater opens in the PVP film. The depth of the crater increases as the successive droplets act and after approximately 6 droplets the surface of the F8T2 layer underneath is discovered. The dissolved PVP material is deposited on a W wall on the sides of the gap. The diameter of the gap is 50 μιη limited by the droplet size. This size is suitable for many applications such as logic circuits and large area display devices.
[0098] O diâmetro da via lacuna é determinado pelo tamanho das gotículas do solvente a jato de tinta. O diâmetro da lacuna foi observado ser diretamente proporcional ao diâmetro das gotículas (ver a Fig. 12c). O diâmetro externo da parede lateral é determinado pelo tamanho e espalhamento da primeira gotícula e é independente da espessura da camada polimérica que é dissolvida. O diâmetro interno da parede lateral diminui conforme a espessura do polímero aumenta. Para aplicações onde lacunas ainda menores são requeridas, tais como dispositivos de exibição de alta resolução tamanhos de gotícula ainda menores podem ser usados ou a[0098] The diameter of the gap is determined by the droplet size of the inkjet solvent. The gap diameter was observed to be directly proportional to the droplet diameter (see Fig. 12c). The outer diameter of the side wall is determined by the size and spread of the first droplet and is independent of the thickness of the polymeric layer that is dissolved. The inner diameter of the side wall decreases as the thickness of the polymer increases. For applications where even smaller gaps are required, such as high resolution display devices, even smaller droplet sizes can be used or the
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 44/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 44/74
34/50 superfície do substrato pode ser pré-padronizada por uma técnica adequada para confinar a gotícula na superfície como descrito acima. Outros solventes também podem ser usados.34/50 substrate surface can be pre-patterned by a suitable technique to confine the droplet on the surface as described above. Other solvents can also be used.
[0099] Será observado a partir das medições do perfil de superfície que a formação da via lacuna faz com que o material seja dissolvido e deslocado para as bordas da via lacuna, onde permanece depois do solvente ter sido evaporado (indicado em W na figura 12(b)). Deve ser observado que o material deslocado é de uma formação mais lisa do que ilustrado pela figura 12(b), os eixos x e y dos pontos de perfil de superfície da figura 12(b) sendo para dissimilar as crostas (x em unidades de μιη, y em unidades de Â).[0099] It will be observed from the measurements of the surface profile that the formation of the gap path causes the material to be dissolved and moved to the edges of the gap path, where it remains after the solvent has been evaporated (indicated in W in figure 12 (B)). It should be noted that the displaced material has a smoother formation than shown in figure 12 (b), the x and y axes of the surface profile points in figure 12 (b) being to dissolve the crusts (x in units of μιη, y in units of Â).
[00100] O mecanismo para a formação de via lacuna, isto é o movimento de material para as paredes laterais, acredita-se seja similar àquele do efeito bem conhecido da mancha de café, que ocorre se a linha de contato de uma gotícula seca contendo um soluto é apertada. O aperto pode ocorrer por exemplo devido ao enrugamento da superfície ou heterogenicidade química. Observe que a deposição de um bom solvente sempre gera o enrugamento da superfície durante a dissolução. Quando o solvente evapora, o fluxo capilar ocorre de modo a substituir o solvente que evapora próximo à Unha de contato. Mais solvente está evaporando próximo à linha de contato por causa da relação de superfície para carga maior próximo à Unha de contato. A velocidade do fluxo capilar é grande comparada com a velocidade de difusão típica, tal que o soluto é carregado para as bordas da gotícula e a deposição de soluto ocorre apenas próximo à orla, mas não no centro da gotícula seca (R. D. Deegan et al., Nature 389, 827 (7997)). A difusão de soluto pode tender a favorecer a redeposição homogênea do polímero sobre o toda a área na secagem do solvente, ao invés da formação de uma parede lateral. A teoria prognostica que a velocidade do fluxo capilar v(r) (r: distância do centro; R; raio da gotícula) é proporcional a (R - r)-X, onde λ = (π - 2θο)/(2π - 20c). Portanto, v aumenta conforme λ[00100] The mechanism for the formation of a gap, that is, the movement of material to the side walls, is believed to be similar to that of the well-known effect of coffee stain, which occurs if the contact line of a dry droplet containing a solute is tight. Tightening can occur for example due to surface wrinkling or chemical heterogeneity. Note that the deposition of a good solvent always causes the surface to wrinkle during dissolution. When the solvent evaporates, the capillary flow occurs in order to replace the solvent that evaporates close to the contact nail. More solvent is evaporating near the contact line because of the higher surface-to-load ratio near the contact line. The speed of the capillary flow is great compared to the typical diffusion speed, such that the solute is carried to the edges of the droplet and the solute deposition occurs only near the edge, but not in the center of the dry droplet (RD Deegan et al. , Nature 389, 827 (7997)). The diffusion of solute may tend to favor the homogeneous redeposition of the polymer over the entire area in the drying of the solvent, instead of the formation of a side wall. The theory predicts that the capillary flow velocity v (r) (r: distance from the center; R; droplet radius) is proportional to (R - r) -X, where λ = (π - 2θο) / (2π - 20c ). Therefore, v increases as λ
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 45/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 45/74
35/50 aumenta, isto é diminui o ângulo de contato 0c. Portanto, quanto menor o ângulo de contato mais rápida a deposição de massa nas bordas ocorre. [00101] Para a abertura de via lacunas é importante portanto que (a) a Unha de contato da gotícula inicial seja apertada, (b) que o ângulo de contato das gotículas no topo do polímero a ser dissolvido seja suficientemente pequeno e (c) que a evaporação do solvente seja suficientemente rápida tal que a difusão do soluto pobmérico possa ser negbgenciada. No caso de IPA sobre PVP o ângulo de contato é da ordem de 12° e as gotículas tipicamente secam dentro de menos do que 1 s.35/50 increases, that is, the contact angle 0c decreases. Therefore, the smaller the contact angle, the faster the deposition of mass at the edges occurs. [00101] For the opening of gaps it is therefore important that (a) the contact nail of the initial droplet is tightened, (b) that the contact angle of the droplets on top of the polymer to be dissolved is sufficiently small and (c) that the evaporation of the solvent is fast enough that the diffusion of the pomeric solute can be neglected. In the case of IPA over PVP the contact angle is around 12 ° and the droplets typically dry within less than 1 s.
[00102] Quanto menor o ângulo de contato, mais rápida será a velocidade do fluxo capilar dentro da gotícula, isto é mais confiável será a formação da parede lateral. Entretanto, por outro lado, quanto menor o ângulo de contato maior o diâmetro da gotícula. Um ângulo de contato ótimo portanto existe para se obter via lacunas de diâmetro pequeno com paredes laterais bem definidas. Para se obter um ângulo de contato maior para um bom solvente a superfície do substrato pode ser tratada, por exemplo com uma monocamada automontada com uma repelência maior para o solvente. A monocamada automontada pode ser padronizada, tal como para fornecer regiões de superfície hidrofóbicas e hidrofíbcas, de modo a confinar a deposição do solvente a uma área pequena.[00102] The smaller the contact angle, the faster the speed of the capillary flow inside the droplet, that is, the more reliable the formation of the side wall will be. However, on the other hand, the smaller the contact angle, the larger the droplet diameter. An optimal contact angle therefore exists to obtain via small diameter gaps with well-defined side walls. To obtain a greater contact angle for a good solvent, the substrate surface can be treated, for example with a self-assembled monolayer with greater solvent repellency. The self-assembled monolayer can be standardized, such as to provide hydrophobic and hydrophobic surface regions, in order to confine solvent deposition to a small area.
[00103] A profundidade e a razão de gravação da via lacuna podem ser controladas por uma combinação do número de gotas de solvente que são gotejadas, da freqüência na qual são depositadas e da taxa de evaporação do solvente em comparação com a taxa na qual o mesmo é capaz de dissolver o substrato. O ambiente em que a deposição ocorre e a temperatura do substrato podem influenciar a taxa de evaporação. Uma camada de material que seja insolúvel ou apenas lentamente solúvel no solvente pode ser usada para limitar a profundidade de dissolução.[00103] The depth and recording rate of the gap path can be controlled by a combination of the number of solvent drops that are dripped, the frequency at which they are deposited and the rate of solvent evaporation compared to the rate at which the it is even capable of dissolving the substrate. The environment in which deposition occurs and the temperature of the substrate can influence the rate of evaporation. A layer of material that is insoluble or only slowly soluble in the solvent can be used to limit the depth of dissolution.
[00104] Visto que a seqüência de camada do TFT consiste em alternar[00104] Since the TFT layer sequence consists of alternating
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 46/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 46/74
36/50 camadas polares e não polares, é possível escolher solventes e combinações de solvente tais que a gravação pare em profundidades bem definidas.36/50 polar and non-polar layers, it is possible to choose solvents and solvent combinations such that the recording stops at well-defined depths.
[00105] De modo a fazer contato através da via lacuna uma camada condutiva pode ser depositada sobre ela de modo que se estenda dentro da via lacuna e faça conexão elétrica com o material no fundo da via lacuna. A Figura 13 (a) mostra um dispositivo do tipo mostrado na figura 12(a) mas incluindo um eletrodo de ouro 25 formado depois da fabricação de uma via lacuna como descrito acima.[00105] In order to make contact through the gap, a conductive layer can be deposited on it so that it extends into the gap and makes an electrical connection with the material at the bottom of the gap. Figure 13 (a) shows a device of the type shown in figure 12 (a) but including a gold electrode 25 formed after fabricating a gap path as described above.
[00106] A Figura 13 mostra na curva 30 as características de voltagem de corrente medidas entre o eletrodo de PEDOT de fundo 26 e um eletrodo condutor 29 depositado no topo da camada isoladora porta de PVP 28. O diâmetro da via lacuna foi 50 pm. Para comparação, a curva 31 mostra uma amostra de referência, em que nenhuma via lacuna está locabzada na região de sobreposição entre os eletrodos de topo e de fundo. As características mostram claramente que a corrente através da via lacuna é diversas ordens de magnitude mais alta do que a corrente de vazamento através do isolador porta na ausência da via lacuna. A corrente medida através da via lacuna é bmitada pela condutividade dos eletrodos de PEDOT, como pode ser observado realizando-se as medições de condutividade dos eletrodos de PEDOT individuais. Esta não é bmitada pela resistência da via lacuna, tal que apenas um limite inferior estimado para a resistência da via lacuna Rv pode ser obtido destas medições: Rv < 500 kO.[00106] Figure 13 shows in curve 30 the current voltage characteristics measured between the bottom PEDOT electrode 26 and a conductive electrode 29 deposited on top of the PVP insulating layer 28. The gap path diameter was 50 pm. For comparison, curve 31 shows a reference sample, in which no gap is located in the overlapping region between the top and bottom electrodes. The characteristics clearly show that the current through the gap path is several orders of magnitude higher than the leakage current through the gate insulator in the absence of the gap path. The current measured through the gap path is limited by the conductivity of the PEDOT electrodes, as can be seen by conducting the conductivity measurements of the individual PEDOT electrodes. This is not limited by the resistance of the gap path, such that only an estimated lower limit for the resistance of the gap path Rv can be obtained from these measurements: Rv <500 kO.
[00107] O método de formação de via lacuna descrito acima em relação à figura 12 é diretamente apbcável aos dispositivos do tipo esgotamento sem uma barreira de difusão (como na figura l(c)) e aos dispositivos em que a barreira de difusão é depositada depois da abertura das via lacunas. A Figura 14(a) mostra um dispositivo em que uma via lacuna foi formada e o eletrodo porta depois depositado sem uma barreira de difusão de camada intermediária. A Figura 14(b) mostra um dispositivo similar em que[00107] The gap formation method described above in relation to figure 12 is directly applicable to devices of the depletion type without a diffusion barrier (as in figure 1 (c)) and to devices in which the diffusion barrier is deposited after opening gaps. Figure 14 (a) shows a device in which a gap path has been formed and the port electrode is then deposited without an intermediate layer diffusion barrier. Figure 14 (b) shows a similar device in which
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 47/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 47/74
37/50 depois da formação da via lacuna uma polímero de barreira de difusão 7 foi formado antes da deposição do eletrodo porta 6. Neste caso a camada de barreira de difusão necessita para exibir boa carga propriedades de transporte de modo a minimizar a resistência da via lacuna Rv. Uma barreira de difusão adequada é uma camada delgada de TFB como mostrado na figura 5(a). [00108] Se uma resistência de contato ainda mais baixa é requerida então as camadas semicondutoras também podem ser removidas no local da via lacuna. Isto é preferencialmente feito depois da barreira de difusão ter sido formada. A barreira de difusão 7 e o polímero semicondutor 4 podem ser localmente dissolvidos por deposição por UP de um bom solvente para eles tal como xileno neste exemplo. Misturando-se bons solventes tanto para o material semicondutor quanto para o isolador, ambas as camadas podem ser dissolvidas ao mesmo tempo. Um dispositivo em que isto tenha sido feito seguido pela deposição do eletrodo porta é mostrado na figura 14(c).37/50 after gap formation a diffusion barrier polymer 7 was formed prior to deposition of the electrode 6. In this case the diffusion barrier layer needs to exhibit good load transport properties in order to minimize the resistance of the path gap Rv. A suitable diffusion barrier is a thin layer of TFB as shown in figure 5 (a). [00108] If an even lower contact resistance is required then the semiconductor layers can also be removed at the location of the gap path. This is preferably done after the diffusion barrier has been formed. The diffusion barrier 7 and the semiconductor polymer 4 can be dissolved locally by UP deposition of a good solvent for them such as xylene in this example. By mixing good solvents for both the semiconductor material and the insulator, both layers can be dissolved at the same time. A device in which this has been done followed by deposition of the port electrode is shown in figure 14 (c).
[00109] Misturas de solventes também podem ser usados para reduzir o diâmetro da via lacuna aumentando-se o ângulo de contato da mistura do solvente na camada a ser dissolvida.[00109] Solvent mixtures can also be used to reduce the gap gap diameter by increasing the contact angle of the solvent mixture in the layer to be dissolved.
[00110] Uma técnica alternativa para formar uma interconexão de via lacuna e depois depositar um material condutor para ligá-lo em ponte é depositar localmente um material que seja capaz de modificar localmente a(s) camada(s) de substrato que está(ão) por baixo de modo a tomá-la(s) condutiva(s). Um exemplo é a deposição a IJP local de uma solução contendo um dopante móvel que é capaz de difundir-se em uma ou em diversas das camadas. Isto é ilustrado na figura 14(d), onde a região 32 indica material que foi tomado condutor pelo tratamento com um dopante. O dopante pode ser uma molécula conjugada pequena tal como uma triarilamina como N,N’ -difenil-Ν,Ν’ -bis(3-metilfenil)-(l, 1 ’ -bifenil)-4,4’ -diamina (TPD). O dopante é preferencialmente liberado como para o caso do solvente.[00110] An alternative technique for forming a gap interconnection and then depositing a conductive material to bridge it is to deposit locally a material that is capable of locally modifying the substrate layer (s) that is (are) ) underneath in order to make it conductive (s). An example is the deposition at a local IJP of a solution containing a mobile dopant that is capable of diffusing in one or several layers. This is illustrated in figure 14 (d), where region 32 indicates material that has been made conductive by treatment with a dopant. The dopant may be a small conjugated molecule such as a triarylamine such as N, N '-diphenyl-Ν, Ν' -bis (3-methylphenyl) - (1,1 '-biphenyl) -4,4' -diamine (TPD) . The dopant is preferably released as for the solvent.
[00111] O método de formação de via lacuna através de camadas[00111] The method of formation of gap via layers
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 48/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 48/74
38/50 dielétricas de PVP pode ser usado para conectar o eletrodo porta do TFT a um eletrodo fonte ou dreno na camada que está por baixo como requerido, por exemplo, para um dispositivo inversor lógico como mostrado na Fig. 15. Conexões de via lacuna similares são requeridas na maioria dos circuitos de transistor lógicos. A Figura 16 mostra pontos das características dispositivos inversores de realce-carga formados com dois dispositivos de transistor normalmente desligados como na figura 15(b). Dois inversores com relações diferentes da relação da largura do canal para o comprimento do canal (W/L) para os dois transistores são mostrados (ponto 35 relação 3:1, ponto 36 relação 5:1)). Pode ser observado que as mudanças de voltagem de saída de um estado lógico alto (-20 V) para um lógico baixo 0 V) quando a voltagem de entrada muda de lógico baixo para lógico alto. O ganho do inversor, que é a inclinação máxima das características é maior do que 1, que é uma condição necessária para facilitar a fabricação de circuitos mais complexos tais como osciladores de anel.38/50 PVP dielectrics can be used to connect the TFT gate electrode to a source or drain electrode in the bottom layer as required, for example, for a logic inverter device as shown in Fig. 15. Gap path connections Similar features are required on most logic transistor circuits. Figure 16 shows points of the characteristic load-enhancing inverter devices formed with two transistor devices normally turned off as in figure 15 (b). Two inverters with different ratios of the channel width to channel length (W / L) ratio for the two transistors are shown (point 35 3: 1 ratio, point 36 5: 1 ratio)). It can be seen that the output voltage changes from a high logic state (-20 V) to a low logic 0 V) when the input voltage changes from low logic to high logic. The inverter gain, which is the maximum slope of the characteristics, is greater than 1, which is a necessary condition to facilitate the manufacture of more complex circuits such as ring oscillators.
[00112] Via lacunas como descritas acima também podem ser usadas para fornecer conexões elétricas entre linhas interconectoras em camadas diferentes. Para circuitos eletrônicos complexos, esquemas de interconexão de nível múltiplo são requeridos. Estes podem ser fabricados depositando-se uma seqüência de interconexões 72 e camadas dielétricas diferentes 70, 71 depositadas a partir de solventes compatíveis (figura 15(d)). Via lacunas 73 podem ser depois formadas pelo modo descrito acima com as Unhas interconectoras que forneçam parada de corrosão automática.[00112] Via gaps as described above can also be used to provide electrical connections between interconnecting lines in different layers. For complex electronic circuits, multi-level interconnection schemes are required. These can be manufactured by depositing a sequence of interconnections 72 and different dielectric layers 70, 71 deposited from compatible solvents (figure 15 (d)). Via gaps 73 can then be formed in the manner described above with interconnecting nails that provide automatic corrosion stop.
[00113] Os exemplos para materiais dielétricos adequados são aqueles polímeros polares (70) tais como PVP e polímeros dielétricos não polares (71) tais como poliestireno. Estes podem ser altemativamente depositados a partir de solventes polares e não polares. As via lacunas podem ser abertas por deposição local de bons solventes na respectiva camada dielétrica enquanto a camada dielétrica que está por baixo é que fornece uma camada[00113] Examples for suitable dielectric materials are those polar polymers (70) such as PVP and non-polar dielectric polymers (71) such as polystyrene. These can alternatively be deposited from polar and non-polar solvents. The gaps can be opened by local deposition of good solvents in the respective dielectric layer while the dielectric layer underneath provides a layer
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 49/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 49/74
39/50 de parada de gravação.39/50 recording stop.
[00114] Na seleção de materiais e nos processos de deposição para os dispositivos do tipo descrito acima, deve se levar em consideração que várias e enormes vantagens podem ser obtidas se cada camada é depositada a partir de um solvente que não dissolve substancialmente a camada que está abaixo imediatamente. Desse modo, camadas sucessivas podem ser formadas pelo processamento em solução. Uma maneira para simplificar a seleção de tais materiais e as etapas de processo é ter em vista a deposição de duas ou mais camadas altemadamente a partir de solventes polares e não polares, como exemplificado para a seqüência de camada descrita acima. Desse modo, os dispositivos de camada múltipla tendo camadas condutoras, semicondutoras e isoladoras solúveis podem ser facilmente formadas. Isso pode evitar aqueles problemas de dissolução e intumescimento das camadas que estão por baixo. [00115] As estruturas, materiais e processos de dispositivo descritos acima são meramente ilustrativos. Será avaliado que podem ser variados. [00116] Outras configurações de dispositivo que não a configuração porta de topo mostrada na figura 1 podem ser usadas. Uma configuração alternativa é a configuração porta de fundo mais padrão mostradas na figura 17, em que também é possível incorporar uma barreira de difusão 7 e camada de modificação de superfície 8 se requerido. Na figura 17 partes semelhantes são numeradas como para a figura 1. Outras configurações de dispositivo com seqüência de camadas diferente também podem ser usadas. Dispositivos outros que não transistores pode ser formados de uma maneira análoga. [00117] O PEDOT/PSS pode ser substituído por qualquer polímero condutor que possa ser depositado a partir da solução. Os exemplos incluem polianilina ou polipirrol. Entretanto, algumas das características atraentes de PEDOT/PSS são: (a) um dopante polimérico (PSS) com uma difusividade inerentemente baixa, (b) boa estabilidade térmica e estabilidade ao ar e (c) um função de trabalho de = 5,1 eV, o que é bem comparável ao potencial de[00114] In the selection of materials and deposition processes for devices of the type described above, it must be taken into account that several and enormous advantages can be obtained if each layer is deposited from a solvent that does not substantially dissolve the layer that is down immediately. In this way, successive layers can be formed by processing in solution. One way to simplify the selection of such materials and the process steps is to aim for the deposition of two or more layers alternately from polar and non-polar solvents, as exemplified for the layer sequence described above. In this way, multilayer devices having conductive, semiconductor and soluble insulating layers can be easily formed. This can avoid those problems of dissolution and swelling of the layers underneath. [00115] The structures, materials and device processes described above are merely illustrative. It will be assessed that they can be varied. [00116] Device configurations other than the top port configuration shown in figure 1 can be used. An alternative configuration is the more standard bottom door configuration shown in figure 17, in which it is also possible to incorporate a diffusion barrier 7 and surface modification layer 8 if required. In figure 17 similar parts are numbered as for figure 1. Other device configurations with different layer sequence can also be used. Devices other than transistors can be formed in an analogous manner. [00117] PEDOT / PSS can be replaced by any conductive polymer that can be deposited from the solution. Examples include polyaniline or polypyrrole. However, some of the attractive characteristics of PEDOT / PSS are: (a) a polymeric dopant (PSS) with an inherently low diffusivity, (b) good thermal stability and air stability and (c) a working function of = 5.1 eV, which is quite comparable to the potential
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 50/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 50/74
40/50 ionização de polímeros semicondutores transportadores de lacuna comuns permitindo a injeção de carregador de carga de lacuna eficiente.40/50 ionization of common gap carrier semiconductor polymers allowing efficient gap loader injection.
[00118] Injeção de carregador de carga eficiente é crucial, em especial, para dispositivos de transistor de canal curto possuindo dimensões de canal, L < 10 pm. Em tais dispositivos fonte-dreno, efeitos de resistência de contato podem limitar a corrente do TFT a voltagens de fonte-dreno pequenas (figura 10(b)). Em dispositivos de comprimento de canal comparável foi descoberto que a injeção de eletrodos fonte/dreno de PEDOT é mais eficiente do que a injeção de eletrodos inorgânicos de ouro. Isto indica que um eletrodo de fonte-dreno polimérico com um potencial de ionização que é bem igualado àquele do semicondutor pode ser preferível a um material de eletrodo inorgânico.[00118] Efficient charge charger injection is crucial, especially for short channel transistor devices having channel dimensions, L <10 pm. In such source-drain devices, contact resistance effects can limit the current of the TFT to small source-drain voltages (figure 10 (b)). In devices of comparable channel length it has been found that the injection of PEDOT source / drain electrodes is more efficient than the injection of inorganic gold electrodes. This indicates that a polymeric source-drain electrode with an ionization potential that is well matched to that of the semiconductor may be preferable to an inorganic electrode material.
[00119] A condutividade de PEDOT/PSS depositado a partir de uma solução aquosa (Baytron P) é da ordem de 0,1 a 1 S/cm. Condutividades mais altas de até 100 S/cm podem ser obtidas com formulações que contenham uma mistura de solventes (Bayer CPP 105T, contendo isopropanol e N-metil2-pirrolidona (NMP)). Em último caso, um cuidado deve ser tomado para que a combinação de solvente da formulação seja compatível com as exigências de solubilidade da seqüência de camada. Para aplicações em que condutividades ainda mais altas são requeridas outros condutores poliméricos ou condutores inorgânicos processáveis por solução, tais como suspensões coloidais de partículas inorgânicas metálicas em um líquido, podem ser usados.[00119] The conductivity of PEDOT / PSS deposited from an aqueous solution (Baytron P) is in the order of 0.1 to 1 S / cm. Higher conductivities of up to 100 S / cm can be obtained with formulations containing a mixture of solvents (Bayer CPP 105T, containing isopropanol and N-methyl2-pyrrolidone (NMP)). Ultimately, care must be taken to ensure that the solvent combination of the formulation is compatible with the solubility requirements of the layer sequence. For applications where even higher conductivities are required, other polymeric conductors or solution-inorganic conductors, such as colloidal suspensions of metallic inorganic particles in a liquid, can be used.
[00120] Os processos e dispositivos aqui descritos não são limitados aos dispositivos fabricados com polímeros processados por solução. Alguns dos eletrodos condutores dos TFTs e/ou as interconexões em um circuito ou dispositivo de exibição (ver abaixo) podem ser formados a partir de condutores inorgânicos, que podem ser, por exemplo, depositados pela impressão de uma suspensão coloidal ou por eletrogalvanização sobre um[00120] The processes and devices described here are not limited to devices manufactured with polymers processed by solution. Some of the conductive electrodes of the TFTs and / or the interconnections in a circuit or display device (see below) can be formed from inorganic conductors, which can, for example, be deposited by printing a colloidal suspension or by electroplating on a
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 51/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 51/74
41/50 substrato previamente padronizado. Naqueles dispositivos em que nem todas as camadas devam ser depositadas da solução uma ou mais porções de PEDOT/PSS do dispositivo podem ser substituídas com um material condutor insolúvel tal como um condutor depositado a vácuo.41/50 previously standardized substrate. In those devices where not all layers are to be deposited from the solution, one or more PEDOT / PSS portions of the device can be replaced with an insoluble conductive material such as a vacuum deposited conductor.
[00121] A camada semicondutora também pode ser substituída por um outro material semicondutor processável por solução. As possibilidades incluem moléculas conjugadas pequenas com cadeias laterais solubilizadoras (J. G. Laquindanum et al., J. Am. Chem. Soc. 120, 664 (1998)), materiais híbridos orgânicos-inorgânicos semicondutores automontados a partir da solução (C. R. Kagan et al., Science 286, 946 (1999)) ou semicondutores inorgânicos depositados por solução tais como nanopartículas de CdSe (Β. A. Ridley et al., Science 286, 746 (1999)).[00121] The semiconductor layer can also be replaced by another semiconductor material processable by solution. Possibilities include small conjugated molecules with solubilizing side chains (JG Laquindanum et al., J. Am. Chem. Soc. 120, 664 (1998)), organic-inorganic hybrid materials self-assembled from the solution (CR Kagan et al. , Science 286, 946 (1999)) or inorganic semiconductors deposited by solution such as CdSe nanoparticles (Β. A. Ridley et al., Science 286, 746 (1999)).
[00122] Os eletrodos podem ser padronizados por técnicas outras que não impressão a jato de tinta. As técnicas adequadas incluem impressão litográfica mole (J. A. Rogers et al., Appl. Phys. Lett. 75, 1010 (1999); S. Brittain et al., Physics World May 1998, p. 31), impressão de tela (Z. Bao et al., Chem. Mat. 9, 12999 (1997)), padronização fotolitográfica (ver WO 99110939) ou galvanização ou revestimento de imersão simples de um substrato padronizado com regiões de superfície hidrofóbicas e hidrofílicas. A impressão a jato de tinta é considerada ser particularmente adequada para padronizar áreas grandes com bom registro, em particular para substratos plásticos flexíveis.[00122] The electrodes can be standardized by techniques other than inkjet printing. Suitable techniques include soft lithographic printing (JA Rogers et al., Appl. Phys. Lett. 75, 1010 (1999); S. Brittain et al., Physics World May 1998, p. 31), screen printing (Z. Bao et al., Chem. Mat. 9, 12999 (1997)), photolithographic standardization (see WO 99110939) or galvanizing or simple immersion coating of a substrate patterned with hydrophobic and hydrophilic surface regions. Inkjet printing is considered to be particularly suitable for standardizing large areas with good registration, in particular for flexible plastic substrates.
[00123] Ao invés de uma chapa de vidro, o(s) dispositivo(s) pode(m) ser depositado(s) sobre um outro material de substrato, tal como Perspex ou um substrato plástico, flexível tal como polietersulfona. Tal material está preferencialmente na forma de uma chapa, é preferencialmente de um material polimérico e pode ser transparente e/ou flexível.[00123] Instead of a glass plate, the device (s) can be deposited on another substrate material, such as Perspex or a flexible, plastic substrate such as polyethersulfone. Such material is preferably in the form of a sheet, is preferably of a polymeric material and can be transparent and / or flexible.
[00124] Embora, preferencialmente, todas as camadas e componentes do dispositivo e circuito sejam depositados e padronizados por[00124] Although, preferably, all layers and components of the device and circuit are deposited and standardized by
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 52/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 52/74
42/50 processamento em solução e técnicas de impressão, um ou mais componentes, tais como uma camada semicondutora, também podem ser depositados por intermédio das técnicas de deposição a vácuo e/ou padronizadas por meio de um processo fotobtográfico.42/50 solution processing and printing techniques, one or more components, such as a semiconductor layer, can also be deposited using vacuum and / or standardized deposition techniques through a photobtographic process.
[00125] Dispositivos tais como TFTs fabricados como descrito acima podem ser parte de um circuito ou dispositivo mais complexo em que um ou mais de tais dispositivos podem ser integrados um com o outro e ou com outros dispositivos. Os exemplos de aplicações incluem circuitos lógicos e circuitos de matriz ativa para uma exibição ou um dispositivo de memória ou um circuito de disposição de porta definido pelo usuário.[00125] Devices such as TFTs manufactured as described above can be part of a more complex circuit or device in which one or more of such devices can be integrated with one another and or with other devices. Application examples include logic circuits and active matrix circuits for a display or a memory device or a user-defined port layout circuit.
[00126] O componente básico de um circuito lógico é o inversor mostrado na figura 15. Se todos os transistores no substrato são do tipo de esgotamento ou do tipo de acúmulo três configurações possíveis são possíveis. A carga do inversor de esgotamento (figura 15(a)) é adequada para o dispositivo que são normalmente ligados, (figura l(c) e 3) e a carga de configuração de realce (figura 15(b)) é usada para transistores normalmente desligados (figuras l(a/b) e 4). Ambas as configurações requerem uma via lacuna entre o eletrodo porta do transistor e o seu eletrodo fonte e dreno, respectivamente. Uma configuração alternativa é o inversor de carga de resistência (figura 15(c)). O último dispositivo pode ser fabricado pela impressão de uma linha de PEDOT fina, estreita de comprimento adequado e condutividade como o resistor de carga. Reduzindo-se a condutividade de PEDOT, por exemplo, aumentando-se a relação de PSS para PEDOT, o comprimento da Unha resistora pode ser minimizado. A condutividade do Baytron P PEDOT/PSS com uma relação em peso de PEDOT/(PEDOT + PSS) de 0,4 foi medida para ser da ordem de 0,2 S/cm para um filme como depositado. Recozendo-se a 280° C durante 20 min sob atmosfera de N2 a condutividade aumentou para 2 S/cm. Diluindo-se a solução com PSS a condutividade pode ser diminuída em ordens de magnitude. Para uma relação[00126] The basic component of a logic circuit is the inverter shown in figure 15. If all the transistors on the substrate are of the type of depletion or of the type of accumulation, three possible configurations are possible. The load from the depleting inverter (figure 15 (a)) is suitable for the device that is normally connected, (figure 1 (c) and 3) and the enhancement configuration load (figure 15 (b)) is used for transistors normally turned off (figures 1 (a / b) and 4). Both configurations require a gap between the transistor's door electrode and its source and drain electrodes, respectively. An alternative configuration is the resistance load inverter (figure 15 (c)). The latter device can be manufactured by printing a thin, narrow PEDOT line of suitable length and conductivity like the load resistor. By reducing the conductivity of PEDOT, for example, by increasing the ratio of PSS to PEDOT, the length of the resistive nail can be minimized. The conductivity of Baytron P PEDOT / PSS with a PEDOT / weight ratio (PEDOT + PSS) of 0.4 was measured to be on the order of 0.2 S / cm for a film as deposited. Annealing at 280 ° C for 20 min under N2 atmosphere the conductivity increased to 2 S / cm. By diluting the solution with PSS, the conductivity can be decreased by orders of magnitude. For a relationship
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 53/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 53/74
43/50 em peso de PEDOT/(PEDOT+PSS) de 0,04 uma condutividade de 10-3 S/cm foi medida depois de recozimento a 280° C. Resistores com uma resistência de 50 ΜΩ foram fabricados pela impressão a jato de tinta de uma linha de PEDOT com uma largura da ordem de 60 μιη e um comprimento de 500 μιη. [00127] Os componentes da impressão a jato de tinta diferentes que foram desenvolvidos, isto é transistores, interconexões via lacuna, resistores, capacitores, esquemas de interconexão de camada múltipla, etc., podem ser integrados para se fabricar circuitos eletrônicos integrados por uma combinação da impressão direta e processamento por solução. A impressão a jato de tinta pode ser usada para todas as etapas do processamento onde a padronização lateral é requerida. Os circuitos inversores simples descritos acima são os blocos de construção para circuitos lógicos mais complexos. [00128] Os TFTs processados por solução como descrito acima podem ser usados como transistores de comutação de pixel de dispositivos de exibição matriz ativa tais como dispositivos de exibição de cristal líquido (LCD) ou eletroforéticos (B. Comiskey et al., Nature 394, 253 (1998)) para o qual um circuito adequado é mostrado na figura 18(a) e dispositivos de exibição de diodo emissor de luz (H. Sirringhaus et al., Science 280, 1741 (1998), para o qual um circuito adequado é mostrado na figura 18(b); ou como uma elemento de comunicação de matriz ativa de um dispositivo de memória, tal como memória de acesso aleatório (RAM). Nas figuras 18(a) e (b) transistores TI e/ou T2 podem ser formados a partir dos transistores como descrito acima. As características 40 representam um elemento de exibição ou de memória com blocos de fornecimento de corrente e voltagem.43/50 by weight of PEDOT / (PEDOT + PSS) of 0.04 a conductivity of 10-3 S / cm was measured after annealing at 280 ° C. Resistors with a resistance of 50 ΜΩ were manufactured by the jet printing of ink from a PEDOT line with a width of the order of 60 μιη and a length of 500 μιη. [00127] The different inkjet printing components that have been developed, ie transistors, gap interconnections, resistors, capacitors, multi-layer interconnection schemes, etc., can be integrated to manufacture integrated electronic circuits by a combination direct printing and solution processing. Inkjet printing can be used for all stages of processing where lateral standardization is required. The simple inverter circuits described above are the building blocks for more complex logic circuits. [00128] TFTs processed by solution as described above can be used as pixel switching transistors of active matrix display devices such as liquid crystal display (LCD) or electrophoretic devices (B. Comiskey et al., Nature 394, 253 (1998)) for which a suitable circuit is shown in figure 18 (a) and light-emitting diode display devices (H. Sirringhaus et al., Science 280, 1741 (1998), for which a suitable circuit shown in figure 18 (b); or as an active matrix communication element of a memory device, such as random access memory (RAM) In figures 18 (a) and (b) TI and / or T2 transistors can be formed from the transistors as described above Characteristics 40 represent a display or memory element with current and voltage supply blocks.
[00129] Os exemplos de configurações de dispositivo possíveis para controlar a voltagem no eletrodo de um LCD ou um dispositivo de exibição eletroforético são mostrados na figura 19, em que partes semelhantes são numeradas como para a figura 1. Nos desenhos da figura 19 (como para as figuras 7, 14 e 17, por exemplo) a camada isoladora porta pode incluir uma[00129] Examples of possible device configurations for controlling the voltage at the electrode of an LCD or an electrophoretic display device are shown in figure 19, where similar parts are numbered as for figure 1. In the drawings in figure 19 (as for figures 7, 14 and 17, for example) the insulating door layer may include a
Petição 870170066371, de 06/09/2017, pág. 54/74Petition 870170066371, of September 6, 2017, p. 54/74
44/50 estrutura da camada múltipla contendo uma barreira de difusão e/ou camada de modificação de superfície, como na figura l(a).44/50 structure of the multiple layer containing a diffusion barrier and / or surface modification layer, as in figure 1 (a).
[00130] Referindo-se à figura 19, os eletrodos fonte e porta 2, 6 do TFT são conectados às linhas de dados 44 e de endereçamento 43 da matriz ativa, que pode ser fabricados a partir de um material condutor diferente para se obter condutividade adequada em comprimentos mais longos. O eletrodo dreno 3 do TFT também podem ser o eletrodo de pixel 41. O eletrodo de pixel pode ser formado a partir de um material condutor diferente como na figura 19. Em dispositivos que contam com a aplicação de um campo elétrico ao invés de uma injeção carregadora de carga não é requerido que este eletrodo 41 esteja em contato direto com o elemento de exibição 40, tal como um cristal líquido ou tinta eletroforética, etc. Nesta configuração a área de pixel total ocupada pelo TFT e as Unhas interconectoras devem ser mantidas pequenas para se obter razão de abertura adequada e para reduzir a diafonia potencial entre o elemento de exibição 40 e os sinais nas linhas de dados e endereçamento 43 e 44.[00130] Referring to figure 19, the electrodes source and port 2, 6 of the TFT are connected to data lines 44 and address 43 of the active matrix, which can be manufactured from a different conductive material to obtain conductivity longer lengths. The drain electrode 3 of the TFT can also be the pixel electrode 41. The pixel electrode can be formed from a different conductive material as in figure 19. In devices that rely on the application of an electric field instead of an injection charge carrier is not required that this electrode 41 is in direct contact with the display element 40, such as a liquid crystal or electrophoretic ink, etc. In this configuration, the total pixel area occupied by the TFT and the interconnecting nails must be kept small in order to obtain an adequate aperture ratio and to reduce the potential crosstalk between the display element 40 and the signals in the data and address lines 43 and 44.
[00131] A configuração na figura 19(b) é mais complicada. Entretanto, os pixel totais ou uma grande parte da área de pixel está disponível para os TFTs e linhas interconectoras e o elemento de exibição é protegido dos sinais nas linhas de dados e de endereçamento 44 e 43 pelo eletrodo de pixel 41. A fabricação desta configuração requer uma camada dielétrica adicional 42 e uma via lacuna cheia com material condutor 45 para conectar o eletrodo de pixel 41 ao eletrodo dreno do TFT 3. A via lacuna pode ser fabricada pelo procedimento descrito acima.[00131] The configuration in figure 19 (b) is more complicated. However, the total pixels or a large part of the pixel area is available for TFTs and interconnecting lines and the display element is protected from signals in the data and address lines 44 and 43 by the pixel electrode 41. The fabrication of this configuration requires an additional dielectric layer 42 and a gap path filled with conductive material 45 to connect the pixel electrode 41 to the drain electrode of the TFT 3. The gap path can be fabricated by the procedure described above.
[00132] Note que nesta configuração a razão de abertura pode ser maximizada e pode ser aproximadamente 100 %. Esta configuração também pode ser usada para aplicação de exibição com uma iluminação por detrás tal como dispositivos de exibição de LCD transmissivo, visto que TFTs totalmente poliméricos como aqui fabricados são altamente transparentes na[00132] Note that in this configuration the opening ratio can be maximized and can be approximately 100%. This configuration can also be used for backlit display applications such as transmissive LCD display devices, since fully polymeric TFTs as manufactured here are highly transparent in
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45/50 faixa espectral visível. A Figura 20 mostra o espectro de absorção ótica medido em um TFT de polímero F8T2, em que as cadeias poliméricas são uniaxialmente alinhadas depositando-se o polímero semicondutor líquidocristalino em uma camada de alinhamento de poliimida emborrachada que também serve como a camada de pré-padronização para a impressão de alta resolução. Pode ser observado que o dispositivo é altamente transparente na maior parte da faixa espectral visível por causa do intervalo de banda relativamente alto do F8T2. Transparência ainda melhor pode ser obtida se camadas semicondutoras tais como F8 ou TFB ou outro derivado de polifluorenos (US 5.777.070) com intervalos de banda mais altos são usados. O alinhamento das cadeias poliméricas dá origem à anisotropia ótica tal que a luz polarizada paralela à direção do alinhamento (ponto rotulado “I I”) é mais fortemente absorvido do que a luz polarizada perpendicular à direção do alinhamento (ponto rotulado “±”). A anisotropia ótica pode ser usada em um dispositivo de exibição de LCD para aumentar mais a transparência ótica dos TFTs pela orientação da direção do alinhamento das cadeias poliméricas normais ao polarizador entre o plano de trás de vidro e a luz por detrás. Sob luz polarizada os dispositivos de transistor parecem quase incolores na luz visível, se a espessura da camada de F8T2 for abaixo de 500 Â. Todas as outras camadas do TFT incluindo a de PEDOT tem baixa absorção ótica na faixa espectral visível.45/50 visible spectral range. Figure 20 shows the optical absorption spectrum measured in an F8T2 polymer TFT, in which the polymer chains are uniaxially aligned by depositing the liquid-crystalline semiconductor polymer in a rubberized polyimide alignment layer that also serves as the pre-patterning layer for high resolution printing. It can be seen that the device is highly transparent over most of the visible spectral range because of the relatively high bandwidth of the F8T2. Even better transparency can be achieved if semiconductor layers such as F8 or TFB or another derivative of polyfluorenes (US 5,777,070) with higher band intervals are used. The alignment of the polymeric chains gives rise to optical anisotropy such that polarized light parallel to the direction of alignment (point labeled “I I”) is more strongly absorbed than polarized light perpendicular to the direction of alignment (point labeled “±”). Optical anisotropy can be used on an LCD display device to further increase the optical transparency of TFTs by guiding the direction of the alignment of normal polymer chains to the polarizer between the glass back plane and the light behind. Under polarized light, transistor devices appear almost colorless in visible light, if the F8T2 layer thickness is below 500 µm. All other TFT layers, including PEDOT, have low optical absorption in the visible spectral range.
[00133] Uma outra vantagem da baixa absorção ótica da camada semicondutora é a fotossensibilidade reduzida do TFT característico para luz visível. No caso dos TFTs de silício amorfo uma matriz preta deve ser usada para evitar corrente OFF grande sob iluminação de luz. No caso dos TFTs poliméricos com semicondutores de intervalo de banda amplo não é requerido proteger os TFTs da luz ambiente e da luz por detrás do dispositivo de exibição.[00133] Another advantage of the low optical absorption of the semiconductor layer is the reduced photosensitivity of the characteristic TFT to visible light. In the case of amorphous silicon TFTs, a black matrix should be used to avoid large OFF current under light illumination. In the case of polymeric TFTs with wide-band semiconductors it is not required to protect the TFTs from ambient light and the light behind the display device.
[00134] A configuração na figura 19(b) também é bem adaptada para o[00134] The configuration in figure 19 (b) is also well adapted for the
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46/50 transistor de impulso TI de um dispositivo de exibição LED (figura 18(b)), visto que esta permite que a corrente de impulso do TFT seja aumentada pela fabricação de uma série interdigitada de eletrodo fonte-dreno com grande largura de canal W fazendo uso da área completa situada embaixo do eletrodo de pixel 41.46/50 TI impulse transistor of an LED display device (figure 18 (b)), as this allows the impulse current of the TFT to be increased by manufacturing an interdigitated series of source-drain electrode with large channel width W making use of the complete area located under the 41 pixel electrode.
[00135] Altemativamente, a configuração de TFT de porta do fundo da figura 17 também pode ser usada em todas as aplicações acima (figura 19(c)). [00136] Um dos resultados tecnológicos importantes para a fabricação de circuitos de matriz ativa é o contato entre o TFT de PEDOT/PSS e os eletrodos de pixel 2,3,6 e as linhas interconectoras metáhcas 43, 44 e 41. Devido à sua natureza ácida forte o PEDOT/PSS não é compatível com muitos metais inorgânicos comuns tais como o alumínio. O alumínio 15 facilmente oxidou em contato com o PEDOT/PSS. Uma solução possível é a fabricação de Unhas interconectoras e eletrodos de pixel 43, 44 e 41 a partir de óxido de índio-estanho (ITO) ou tântalo, tungstênio e outros metais refratários ou um outro material tendo mais estabihdade neste ambiente ou o uso de uma camada de barreira adequada.[00135] Alternatively, the bottom door TFT configuration of figure 17 can also be used in all the above applications (figure 19 (c)). [00136] One of the important technological results for the manufacture of active matrix circuits is the contact between the PEDOT / PSS TFT and the 2,3,6 pixel electrodes and the metallic interconnecting lines 43, 44 and 41. Due to their strong acidic nature PEDOT / PSS is not compatible with many common inorganic metals such as aluminum. Aluminum 15 easily oxidized in contact with PEDOT / PSS. One possible solution is the manufacture of interconnecting nails and 43, 44 and 41 pixel electrodes from indium tin oxide (ITO) or tantalum, tungsten and other refractory metals or another material having more stability in this environment or the use of a suitable barrier layer.
[00137] No caso de uma aplicação em exibição também pode ser desejável fabricar TFTs com um comprimento de canal pequeno pela impressão sobre um substrato pré-padronizado indicado como 10 na figura 19, como descrito acima.[00137] In the case of an application on display it may also be desirable to manufacture TFTs with a small channel length by printing on a pre-patterned substrate indicated as 10 in figure 19, as described above.
[00138] Configurações de dispositivo similares para comutadores de transistor de matriz ativa também podem ser usadas se o elemento de pixel a ser controlado não é um elemento de exibição mas um elemento de memória tal como um capacitor ou um diodo, como por exemplo em uma memória de acesso aleatório dinâmico.[00138] Similar device configurations for active matrix transistor switches can also be used if the pixel element to be controlled is not a display element but a memory element such as a capacitor or diode, such as in a dynamic random access memory.
[00139] Além dos eletrodos condutores, alguma das outras camadas dos TFTs também podem ser padronizadas pelos métodos de impressão direta, tais como a impressão de tela ou UP. A Figura 21 (a) (em que partes[00139] In addition to the conductive electrodes, some of the other layers of the TFTs can also be standardized by direct printing methods, such as screen printing or UP. Figure 21 (a) (in which parts
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47/50 semelhantes são numeradas como para a figura 1) mostra um dispositivo em que uma ilha de camada ativa da camada semicondutora 4 e a camada isoladora porta 5 podem ser diretamente impressas. Neste caso nenhuma via lacuna é requerida, mas conexões podem ser feitas pela impressão direta de um padrão de eletrodo porta adequado B. Em áreas onde a comunicação ou as Unhas interconectoras 43, 44 sobrepõe ilhas espessas de um polímero dielétrico 46 podem ser impressas para fornecer isolamento elétrico (figura 21(b)).Similar 47/50 are numbered as for figure 1) shows a device in which an active layer island of the semiconductor layer 4 and the insulating layer port 5 can be directly printed. In this case, no gap is required, but connections can be made by directly printing a suitable electrode pattern B. In areas where the communication or interconnecting nails 43, 44 overlap thick islands of a dielectric polymer 46 can be printed to provide electrical insulation (figure 21 (b)).
[00140] Uma pluralidade de dispositivos formados como descrito acima pode ser formada em um único substrato e interconectada por camadas condutivas. Os dispositivos pode ser formados em um único nível ou em mais do que um nível, alguns dispositivos sendo formados no topo de outros. Usando-se tiras de interconexão e via lacunas como descrito acima disposições de circuito especialmente compactos podem ser formadas.[00140] A plurality of devices formed as described above can be formed on a single substrate and interconnected by conductive layers. Devices can be formed on a single level or on more than one level, some devices being formed on top of others. Using interconnecting strips and via gaps as described above, especially compact circuit arrangements can be formed.
[00141] A tecnologia aqui desenvolvida para fabricação de transistores, via lacunas e linhas interconectoras impressos a jato de tinta pode ser usada para se fabricar circuitos eletrônicos integrados pela impressão a jato de tinta. Um substrato pré fabricado contendo uma disposição de regiões de superfície hidrofílicas e hidrofóbicas pode ser usado o que define o comprimento do canal dos transistores e/ou a largura das Unhas interconectoras. O substrato também pode conter uma disposição de Unhas interconectoras metálicas altamente condutoras. Usando uma combinação de impressão a jato de tinta e deposição de camadas contínuas da solução uma série de dispositivos de transistor é definida em localizações feitas por encomenda e com larguras de canal feitas por encomenda. Um circuito integrado é então fabricado pela formação de conexões elétricas entre pares de transistores e interconexões adequadas usando-se a impressão a jato de tinta de via lacunas e linhas condutoras.[00141] The technology developed here for the manufacture of inkjet printed transistors, via gaps and interconnecting lines can be used to manufacture electronic circuits integrated by inkjet printing. A prefabricated substrate containing an array of hydrophilic and hydrophobic surface regions can be used which defines the length of the transistor channel and / or the width of the interconnecting nails. The substrate may also contain an array of highly conductive metal interconnecting nails. Using a combination of inkjet printing and continuous layer deposition of the solution, a series of transistor devices are defined in custom-made locations and custom-made channel widths. An integrated circuit is then manufactured by forming electrical connections between pairs of transistors and suitable interconnections using inkjet printing via gaps and conductive lines.
[00142] Também é possível que o dito substrato pré-fabricado já possa[00142] It is also possible that said prefabricated substrate can already
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48/50 conter um ou mais dos componentes dos dispositivos de transistores. O dito substrato pode conter, por exemplo, uma série de dispositivos de transistores inorgânicos completados, cada um tendo pelo menos um eletrodo exposto. No presente caso, a fabricação a jato de tinta de um circuito integrado poderá compreender a formação de conexões elétricas entre pares de transistores e a deposição de um esquema de interconexões em nível único ou múltiplo, pelo uso de via lacunas, linhas interconectoras e blocos de isolação impressos a jato de tinta (ver a figura 15(d)).48/50 contain one or more of the components of the transistor devices. Said substrate may contain, for example, a series of completed inorganic transistor devices, each having at least one exposed electrode. In the present case, the inkjet manufacturing of an integrated circuit may comprise the formation of electrical connections between pairs of transistors and the deposition of a single or multiple level interconnection scheme, through the use of gaps, interconnecting lines and blocks of insulation printed in inkjet (see figure 15 (d)).
[00143] Além dos dispositivos de transistores, dito circuito eletrônico também pode compreender outros elementos de circuito ativos e passivos tais como aqueles elementos de exibição ou de memória ou elementos capacitivos ou resisti vos.[00143] In addition to the transistor devices, said electronic circuit can also comprise other active and passive circuit elements such as those display or memory elements or capacitive or resistive elements.
[00144] Usando-se as técnicas descritas acima uma unidade tendo uma plurabdade de transistores pode ser formada e depois configurada para um uso subsequente específico por meio do processamento com base em solução. Por exemplo, um substrato tendo uma pluralidade de transistores 50 do tipo mostrado na figura l(a), (b) ou (c), na forma de uma disposição de porta, por exemplo, pode ser formada sobre uma chapa plástica (figura 22). Outros dispositivos tais como diodos ou capacitores também podem ser formados na chapa. Depois a chapa pode ser colocada em uma impressora a jato de tinta tendo uma cabeça de impressão para um solvente adequado para formar via lacunas 52 (por exemplo, metanol) e um material adequado para formar pistas condutivas 53 e para encher as via lacunas (por exemplo, PEDOT). A impressora a jato de tinta pode ser operável sob o controle de um computador adequadamente programado, com conhecimento da locabzação e configuração dos transistores sobre a chapa. Depois, por uma combinação de formação de via lacuna e etapas de interconexão a impressão a jato de tinta pode configurar o circuito para realizar uma função eletrônica ou lógica desejada, mediante a interconexão dos transistores na maneira desejada. Esta[00144] Using the techniques described above a unit having a plurability of transistors can be formed and then configured for a specific subsequent use by means of solution-based processing. For example, a substrate having a plurality of transistors 50 of the type shown in figure 1 (a), (b) or (c), in the form of a door arrangement, for example, can be formed on a plastic plate (figure 22 ). Other devices such as diodes or capacitors can also be formed on the plate. Then the plate can be placed in an inkjet printer having a print head for a suitable solvent to form via gaps 52 (eg, methanol) and a suitable material to form conductive tracks 53 and to fill in gaps (eg example, PEDOT). The inkjet printer can be operated under the control of a properly programmed computer, with knowledge of the location and configuration of the transistors on the plate. Then, by a combination of gap formation and interconnection steps, inkjet printing can configure the circuit to perform a desired electronic or logical function, by interconnecting the transistors in the desired way. It is
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49/50 tecnologia permite assim a formação de circuitos específicos lógicos sobre substratos usando aparelhagem pequena, barata.49/50 technology thus allows the formation of specific logic circuits on substrates using small, inexpensive equipment.
[00145] Os exemplos da aplicação de tal circuito são para a impressão de bilhetes eletrônicos ativos, etiquetas de bagagens, e de identificação. Um dispositivo impresso de bilhete ou etiqueta pode ser carregado com um número de unidades não configuradas, cada uma compreendendo um substrato que carrega uma pluralidade de transistores. O dito dispositivo de impressão de bilhete inclui um computador que é capaz de controlar uma impressora a jato de tinta como descrito acima e de determinar um circuito eletrônico que seja indicativo da função válida do bilhete. Quando requerido para imprimir um bilhete o dispositivo de impressão configura um substrato para o circuito eletrônico apropriado pela impressão de via lacunas e/ou material condutor de modo que o transistores no substrato sejam apropriadamente configurados. O substrato pode ser depois encapsulado, por exemplo selando-se com chapa plástica adesiva, deixando os terminais de conexão elétrica 54, 55 expostos. O bilhete é então dispensado. Quando dito bilhete deve ser validado, entradas são apbcadas a uma ou mais terminais de entrada e as saídas do circuito em um ou mais terminais de saída são monitorados para uma verificação do seu funcionamento. Os ditos bilhetes podem ser, de preferência, impressos sobre substratos plásticos e flexíveis para tomá-los conveniente para o uso como bilhetes.[00145] Examples of the application of such a circuit are for the printing of active electronic tickets, luggage tags, and identification. A printed ticket or label device can be loaded with a number of unconfigured units, each comprising a substrate that carries a plurality of transistors. Said ticket printing device includes a computer that is capable of controlling an inkjet printer as described above and of determining an electronic circuit that is indicative of the valid function of the ticket. When required to print a ticket the printing device sets up a substrate for the appropriate electronic circuit by printing gaps and / or conductive material so that the transistors on the substrate are properly configured. The substrate can then be encapsulated, for example by sealing with an adhesive plastic plate, leaving the electrical connection terminals 54, 55 exposed. The ticket is then dismissed. When this ticket must be validated, inputs are attached to one or more input terminals and the circuit outputs at one or more output terminals are monitored to verify their operation. Said tickets can preferably be printed on plastic and flexible substrates to make them convenient for use as tickets.
[00146] Circuitos outros definidos pelo usuário que não para propósitos de valor ou rotulação podem ser fabricados de um modo similar. A verificação e leitura dos circuitos também podem ser feitas por sondagem remota usando, por exemplo, uma radiação de radiofrequência (Physics World, March 1999, página 31).[00146] User-defined circuits other than for value or labeling purposes can be manufactured in a similar way. Verification and reading of circuits can also be done by remote probing using, for example, radio frequency radiation (Physics World, March 1999, page 31).
[00147] A capacidade do usuário final de definir circuitos pela simples impressão a jato de tinta de conexões apropriadas sobre uma disposição ou um arranjo padrão oferece flexibibdade significativamente aumentada,[00147] The ability of the end user to define circuits by simple inkjet printing of appropriate connections over a standard arrangement or arrangement offers significantly increased flexibility,
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50/50 comparada aos circuitos planejados em fábrica.50/50 compared to circuits planned at the factory.
[00148] A presente invenção não é bmitada aos exemplos precedentes. Note-se que aspectos da presente invenção incluem todos os aspectos novos e/ou inventivos dos conceitos aqui descritos e todas as combinações novas e/ou inventivas das características aqui descritas.[00148] The present invention is not limited to the preceding examples. Note that aspects of the present invention include all new and / or inventive aspects of the concepts described herein and all new and / or inventive combinations of the features described here.
[00149] Os Requerentes chamam atenção para o fato de que a presente invenção pode incluir qualquer característica ou combinação de características aqui divulgadas implícita ou explicitamente ou qualquer generalização destas, sem bmitação ao escopo de quaisquer definições apresentadas acima. Em vista da descrição precedente, será evidente a uma pessoa habilitada na técnica que várias modificações podem ser feitas dentro do escopo da invenção a partir de suas reivindicações apensas.[00149] The Applicants draw attention to the fact that the present invention may include any characteristic or combination of characteristics disclosed herein implicitly or explicitly or any generalization thereof, without limiting the scope of any definitions presented above. In view of the foregoing description, it will be apparent to a person skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the invention from their appended claims.
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