DE10047171A1 - Elektrode und/oder Leiterbahn für organische Bauelemente und Herstellungverfahren dazu - Google Patents
Elektrode und/oder Leiterbahn für organische Bauelemente und Herstellungverfahren dazuInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Elektroden für organische Bauelemente, insbesondere für Bauelemente wie Feldeffekttransistoren (OFETs) und/oder Leuchtdioden (OLEDs), die leitfähige und fein strukturierte Elektrodenbahnen haben. Die Elektrode/Leiterbahn wird dabei durch einfachen Kontakt einer leitenden oder nicht-leitenden Schicht aus organischem Material mit einer chemischen Verbindung hergestellt, weil die chemische Verbindung die Schicht aus organischem Material an der Kontaktstelle deaktiviert oder aktiviert, d. h. leitend oder nicht-leitend macht.
Description
Die Erfindung betrifft Elektroden für organische Bauelemente,
insbesondere für Bauelemente wie Feldeffekttransistoren
(OFETs) und/oder Leuchtdioden (OLEDs), die leitfähige und
fein strukturierte Elektrodenbahnen haben.
Bekannt sind leitfähige Elektrodenbahnen auf organischer Ba
sis aus "Lithographic patterning of conductive polyaniline"
von T. Mäkelä et al. in "Synthetic Metals" 101, (1999),
S. 705-706. Dort wird beschrieben, wie auf ein Substrat eine
leitfähige Polyanilinschicht (PANI) aufgebracht wird, die
dann mit einer positiven Photoresistschicht bedeckt wird.
Nach dem Trocknen wird die Photoresistschicht durch eine
Schattenmaske mit UV-Licht bestrahlt. An den belichteten
Stellen wird der Photoresist durch einen basischen Entwickler
entfernt, der gleichzeitig durch eine chemische Reaktion das
an den belichteten Stellen dann freiliegende Polyanilin in
eine nicht-leitende Form überführt.
Ausserdem ist aus der Schrift "Low-cost all polymer integra
ted circuits" von C. J. Dury et al. in "Applied Physics Let
ters" Vol 73, No. 1, p. 108/110 bekannt, dass Polyanilin zusam
men mit einem Photoinitiator auf das Substrat aufgebracht
werden kann, wiederum nach dem Trocknen durch eine Schatten
maske bestrahlt und an den belichteten Stellen chemisch be
handelt in eine nicht-leitende Form überführt werden kann.
Nachteilig an den oben genannten Verfahren mit Photoresist
schicht bzw. Photoinitiator ist, dass die Verfahren relativ
aufwenidg sind, weil sie mehrere Arbeitsschritte selbst bei
vorliegender Schicht aus leitfähigem organischen Material wie
PANI benötigen, um die Elektroden zu erzeugen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Rationalisierung
der Prozessschritte beim Erzeugen leitfähiger Bahnen und/oder
Elektroden auf einem Substrat.
Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrode und/oder Leiter
bahn, die durch In-Kontakt-bringen einer Schicht aus organi
schem Material mit einer chemischen Verbindung herstellbar
ist. Ausserdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer Elektrode und/oder einer Leiterbahn durch
In-Kontakt-Bringen eines beschichteten Substrats mit einer
chemischen Verbindung.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Elektrode
und/oder Leiterbahn durch partielle Aktivierung oder Desakti
vierung der Schicht aus organischem Material hergestellt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
organische Material leitfähig und flächig auf einem Substrat
aufgebracht. An den Stellen, an denen diese Schicht organi
schen Materials in Kontakt mit der chemischen Verbindung
kommt, wird sie in ihre nicht-leitfähige Form überführt.
Nach einer Ausgestaltung wird die chemische Verbindung durch
Bedrucken in Kontakt mit dem organischen Material gebracht.
Bevorzugte Druckverfahren dafür sind (geordnet nach steigen
der Auflösung) Offsetdruck, Siebdruck, Tampondruck und/oder
Micro-contact-printing (µCP-Druck).
Durch das Bedrucken mit der chemischen Verbindung wird eine
drastische Änderung in der Leitfähigkeit herbeigeführt. Durch
die Drucktechnik kann eine feine Strukturierung der funktio
nellen Schicht erreicht werden. Die Auflösung hängt dabei von
der Leistungsfähigkeit des jeweiligen Druckverfahrens ab.
Der Druck kann z. B. mit einem Stempel, wie beim Tampondruck
oder mit einer Stempelrolle im kontinuierlichen Verfahren,
erfolgen.
Nach einer Ausgestaltung (micro-contact-printing) wird die
chemische Verbindung, die die Schicht aus organischem Materi
al deaktiviert oder aktiviert, in dem Stempel aufgesogen. Da
bei kann der Stempel aus einem saugfähigen Silicon-Elastomer
sein.
Die Schicht aus organischem Material ist bevorzugt aus Poly
anilin oder einem anderen leitfähigen organischen Material
wie PEDOT (Polyethylendioxythiophen). Alle leitfähigen orga
nischen Materialien, die selektiv deaktiviert werden, sind an
dieser Stelle zur Beschichtung des Substrats einsetzbar.
Die chemische Verbindung ist bevorzugt eine Base wie z. B. ein
Amin, ein Hydroxid etc. Prinzipiell können alle Basen, die
deprotonieren, die also als Protonenakzeptoren wirken, einge
setzt werden.
Der Begriff "organisches Material" umfasst hier alle Arten
von organischen, metallorganischen und/oder anorganischen
Kunststoffen, die im Englischen z. B. mit "plastics" bezeich
net werden. Es handelt sich um alle Arten von Stoffen mit
Ausnahme der Halbleiter, die die klassischen Dioden bilden
(Germanium, Silizium), und der typischen metallischen Leiter.
Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn auf organisches Mate
rial als Kohlenstoff-enthaltendes Material ist demnach nicht
vorgesehen, vielmehr ist auch an den breiten Einsatz von z. B.
Siliconen gedacht. Weiterhin soll der Term keiner Beschrän
kung im Hinblick auf die Molekülgrösse, insbesondere auf po
lymere und/oder oligomere Materialien unterliegen, sondern es
ist druchaus auch der Einsatz von "small molecules" möglich.
Für das Verfahren wird z. B. auf einem Substrat (Kunststoff,
Glas etc.) durch Gießen, Spincoating, Rakeln, etc. eine dünne
Schicht von leitfähigem Polyanilin erzeugt. Beim Bedrucken
mit einer basischen Verbindung (Amin, Hydroxid) wird das PANI
an der Kontaktstelle mit der Base deprotoniert, wodurch es
seine Leitfähigkeit verliert. Nach der Herstellung der Elekt
rode und/oder Leiterbahn kann die ganze Schicht noch gespült
und getrocknet werden.
Ebenso wie das Bedrucken der Bereiche, die nicht-leitend ge
macht werden sollen ist es möglich nur die Bereiche zu bedru
cken, die die Elektroden/Leiterbahnen ergeben.
Eine Kombination des Verfahrens mit einer Bestrahlung
und/oder einer Belichtung durch eine Schattenmaske ist auch
möglich.
Die Erfindung betrifft Elektroden für organische Bauelemente,
insbesondere für Bauelemente wie Feldeffekttransistoren (O
FETs) und/oder Leuchtdioden (OLEDs), die leitfähige und fein
strukturierte Elektrodenbahnen haben. Die Elektrode/Leiter
bahn wird dabei durch einfachen Kontakt einer leitenden oder
nicht-leitenden Schicht aus organischem Material mit einer
chemischen Verbindung hergestellt, weil die chemische Verbin
dung die Schicht aus organischem Material an der Kontaktstel
le deaktiviert oder aktiviert, d. h. leitend oder nicht-
leitend macht.
Claims (7)
1. Elektrode und/oder Leiterbahn, die durch In-Kontakt-
bringen einer Schicht aus organischem Material mit einer che
mischen Verbindung herstellbar ist.
2. Elektrode und/oder Leiterbahn nach Anspruch 1, wobei das
organische Material vor dem Kontakt mit der chemischen Ver
bindung leitfähig ist und flächig auf einem Substrat aufge
bracht ist.
3. Elektrode und/oder Leiterbahn nach Anspruch 1 oder 2, wo
bei die Schicht aus organischem Material ist aus Polyanilin
oder einem anderen leitfähigen organischen Material ist.
4. Elektrode und/oder Leiterbahn nach einem der vorstehende
Ansprüche, wobei die chemische Verbindung eine Base ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode und/oder einer
Leiterbahn durch in-Kontakt-Bringen eines beschichteten Sub
strats mit einer chemischen Verbindung.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die chemische Verbin
dung durch Bedrucken in Kontakt mit der Schicht aus organi
schem Material gebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem die
Elektrode und/oder Leiterbahn durch partielle Aktivierung
oder Deaktivierung der Schicht aus organischem Material her
gestellt wird.
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