DE112008003420T5

DE112008003420T5 - Organische Dünnschichttransistoren, organische optische Vorrichtungen mit aktiver Matrix und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE112008003420T5
Application number: DE112008003420T
Authority: DE
Inventors: Mark Cambridge Bale; Craig Cambridge Murphy
Original assignee: Cambridge Display Technology Ltd
Current assignee: Cambridge Display Technology Ltd
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2011-01-13
Also published as: US8697504B2; KR20100106503A; US20100314614A1; JP2011510478A; WO2009077740A1; GB2467711A; GB2467711B; CN101926016B; GB0724774D0; CN101926016A; GB201010046D0; JP5595927B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnschichttransistors, welches Folgendes umfasst: es wird ein Substrat mit Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt, die einen Kanalbereich definieren; wenigstens der Kanalbereich wird einem Reinigungsschritt unterzogen; und ein organisches Halbleitermaterial wird aus Lösung in den Kanalbereich durch Tintenstrahldrucken abgeschieden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft organische Dünnschichttransistoren, organische optische Vorrichtungen mit aktiver Matrix und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Hintergrund der Erfindung
Transistoren können in zwei Haupttypen eingeteilt werden: Bipolartransistoren und Feldeffekttransistoren. Beiden Typen ist eine Basisstruktur gemeinsam, die drei Elektroden mit einem dazwischen in einem Kanal angeordneten Halbleitermaterial umfasst. Die drei Elektroden eines Bipolartransistors sind als Emitter, Kollektor und Basis bekannt, wohingegen bei einem Feldeffekttransistor die drei Elektroden als Source (Quelle), Drain (Abfluss) und Gate (Gatter) bekannt sind. Bipolartransistoren können als mit Strom betriebene Vorrichtungen beschrieben werden, da der Strom zwischen dem Emitter und dem Kollektor über den Strom gesteuert wird, welcher zwischen der Basis und dem Emitter fließt. Im Gegensatz dazu können Feldeffekttransistoren als mit Spannung betriebene Vorrichtungen beschrieben werden, nachdem der zwischen Source und Drain fließende Strom durch die Spannung zwischen Gate und dem Source gesteuert wird.
Transistoren können auch als p-leitend und n-leitend klassifiziert werden, je nachdem, ob sie Halbleitermaterial umfassen, welches positive Ladungsträger (Löcher) bzw. negative Ladungsträger (Elektronen) leitet. Das Halbleitermaterial kann entsprechend seiner Fähigkeit Ladung aufzunehmen, zu transportieren und abzugeben gewählt werden. Die Fähigkeit des Halbleitermaterials Löcher oder Elektronen aufzunehmen, zu transportieren und abzugeben kann durch Dotieren des Materials verstärkt werden. Das für die Source- und Drain-Elektroden verwendete Material kann ebenfalls entsprechend seiner Fähigkeit, Löcher oder Elektronen aufzunehmen und zu injizieren, gewählt werden.
Eine p-leitende Transistorvorrichtung kann zum Beispiel durch Wahl eines Halbleitermaterials gebildet werden, das bei der Aufnahme, Leitung und Abgabe von Löchern wirksam ist, und die Wahl eines Materials für die Source- und Drain-Elektroden, welches bei der Injizierung und Aufnahme von Löchern aus dem Halbleitermaterial wirksam ist. Eine gute Energieniveauanpassung des Fermi-Niveaus in den Elektroden an das HOMO-Niveau des Halbleitermaterials kann die Injizierung und Aufnahme von Löchern verstärken. Im Gegensatz dazu kann eine n-leitende Transistorvorrichtung durch Wahl eines Halbleitermaterials gebildet werden, welches bei der Aufnahme, Leitung und Abgabe von Elektronen wirksam ist, und die Wahl eines Materials für die Source- und Drain-Elektroden, welches für die Injizierung von Elektronen in und die Aufnahme von Elektronen aus dem Halbleitermaterial wirksam ist. Eine gute Energieniveauanpassung des Fermi-Niveaus in den Elektroden an das LUMO-Niveau des Halbleitermaterials kann die Injizierung und Aufnahme von Elektronen verstärken. Ambipolare Vorrichtungen, welche n-leitend oder p-leitend sein können, sind ebenfalls bekannt.
Transistoren können durch Abscheidung der Komponenten in dünner Schicht unter Bildung eines Dünnschichttransistors (TFT) gebildet werden. Wird in einer solchen Vorrichtung ein organisches Material als Halbleitermaterial verwendet, wird er als organischer Dünnschichttransistor (OTFT) bezeichnet.
Es sind verschiedene Anordnungen von organischen Dünnschichttransistoren bekannt. Eine solche Vorrichtung ist ein Feldeffekttransistor mit isolierter Gate-Elektrode, der Source- und Drain-Elektroden mit einem dazwischen in einem Kanalbereich angeordneten Halbleitermaterial umfasst, eine Gate-Elektrode, die zum Halbleitermaterial benachbart angeordnet ist und eine zwischen der Gate-Elektrode Lind dem Halbleitermaterial im Kanalbereich angeordnete Schicht Isoliermaterial.
OTFT's können nach kostengünstigen Niedertemperaturverfahren, wie z. B. durch Lösungsverarbeitung, gefertigt werden. OTFT's sind mit flexiblen Kunststoffsubstraten verträglich, was die Möglichkeit der Massenherstellung von OTFT's auf flexiblen Substraten nach Roll-to-roll-Abscheidungsverfahren eröffnet.
In 1 ist ein Beispiel eines solchen organischen Dünnschichttransistors wiedergegeben. Die abgebildete Struktur kann auf einem Substrat 1 abgeschieden werden und umfasst Source- und Drain-Elektroden 2, 4, welche im Abstand voneinander, mit einem Kanalbereich 6 dazwischen, angeordnet sind. Im Kanalbereich 6 ist ein organischer Halbleiter (OSC) 8 abgeschieden, der sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken kann. Eine Isolierschicht 10 aus dielektrischem Material ist auf dem organischen Halbleiter 8 abgeschieden und kann sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken. Schließlich ist eine Gate-Elektrode 12 auf der Isolierschicht 10 abgeschieden. Die Gate-Elektrode 12 befindet sich über dem Kanalbereich 6 und kann sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 erstrecken.
Die vorstehend beschriebene Struktur ist als organischer Top-Gate-Dünnschichttransistor bekannt, weil das Gate oben auf der Vorrichtung angeordnet ist. Es ist alternativ jedoch auch bekannt, das Gate auf der Unterseite der Vorrichtung vorzusehen, um einen sogenannten organischen Bottom-Gate-Dünnschichttransistor zu bilden.
In 2 ist ein Beispiel eines solchen organischen Bottom-Gate-Dünnschichttransistors wiedergeben. Um die Beziehungen zwischen den in 1 und 2 abgebildeten Strukturen besser zu veranschaulichen, wurden für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die in 2 wiedergegebene Bottom-Gate-Struktur umfasst eine auf einem Substrat 1 abgeschiedene Gate-Elektrode 12 mit einer darüber abgeschiedenen Isolierschicht 10 aus dielektrischem Material. Die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 sind auf der Isolierschicht 10 aus dielektrischem Material abgeschieden. Die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 sind oberhalb der Gate-Elektrode im Abstand zueinander, mit einem Kanalbereich 6 dazwischen angeordnet. Im Kanalbereich 6 ist ein organischer Halbleiter (OSC) 8 abgeschieden, der sich über wenigstens einen Teil der Source- und Drain-Elektroden 2, 4 hinaus erstrecken kann.
Eines der Probleme bei den vorerwähnten Anordnungen besteht darin, wie man den OSC bei der Abscheidung innerhalb des Kanalbereichs hält. Eine Lösung des Problems besteht darin, eine strukturierte Schicht aus isolierendem Damm-Material 14 vorzusehen, welches eine Wanne definiert, in welcher der OSC 8 aus einer Lösung heraus, zum Beispiel mittels Tintenstrahldrucken, abgeschieden werden kann. Eine solche Anordnung ist in den 3 und 4 für einen organischen Bottom- bzw. Top-Gate-Dünnschichttransistor wiedergegeben. Um die Beziehung zwischen den in 1 und 2 und den in den 3 und 4 abgebildeten Strukturen besser zu veranschaulichen, wurden für einander entsprechende Teile wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Insbesondere umgibt die Peripherie der durch die strukturierte Schicht aus Isoliermaterial 14 definierten Wanne einen Teil oder den gesamten Kanal 6, der zwischen den Source- und Drain-Elektroden 2, 4 definiert ist, um die Abscheidung des OSC 8, zum Beispiel mittels Tintenstrahldrucken, zu erleichtern. Nachdem ferner die Isolierschicht 14 vor der Abscheidung des OSC 8 abgeschieden wird, kann diese abgeschieden und strukturiert werden, ohne den OSC zu beschädigen. Die Struktur der Isolierschicht 14 kann in reproduzierbarer Weise unter Verwendung bekannter Abscheidungs- und Strukturierungstechniken wie Photolithographie von positiven oder negativen Fotolacken, Nassätzen, Trockenätzen, etc. gebildet werden.
Der jetzige Anmelder hat gefunden, dass selbst dann, wenn eine strukturierte Schicht aus einem Damm-Material vorgesehen wird, welches die Wanne definiert, bei Verwendung von lösungsbasierten Verarbeitungsverfahren zur Abscheidung des OSC immer noch Probleme bestehen, das OSC innerhalb des Kanalbereichs zu halten und eine gute Filmbildung des OSC im Kanalbereich zu erzielen. Es erfolgt eine unkontrollierte Benetzung des die Wanne definierenden Damm-Materials, weil der Kontaktwinkel organischer Lösungsmittel, aus denen das OSC typischerweise abgeschieden wird, niedrig ist. Im ungünstigsten Fall kann das OSC die Wanne überspülen.
Die Benetzbarkeit kann bekanntlich durch die Anwendung von Schritten zur Oberflächenbehandlung, wie Plasmabehandlungen, gesteuert werden. Es ist jedoch auch bekannt, dass solche Oberflächenbehandlungen die in der Wanne freiliegenden aktiven Schichten des OTFT's schädigen können. Es ist zum Beispiel bekannt, dass das Einwirken von Plasmabehandlungen auf Gate-Dielektrika das Dielektrikum schädigen kann. Die jetzigen Anmelder haben in der Tat eigene Versuche durchgeführt, um zu bestätigen, dass dies bei der Bildung von in 2 dargestellten Bottom-Gate-OTFT-Vorrichtungen der Fall ist, bei denen die dielektrische Schicht vor Abscheidung des organischen Halbleitermaterials aus einer Lösung unter Verwendung eines Schleuderbeschichtungsverfahrens einer Plasmabehandlung ausgesetzt wurde. Die Leistung dieser Vorrichtungen wurde mit entsprechenden Vorrichtungen verglichen, bei denen keine Plasmabehandlung des Dielektrikums während der Herstellung angewendet wurde. Die Ergebnisse zeigen klar, dass die Leistung von OTFT-Vorrichtungen, bei denen das Dielektrikum während der Herstellung einer Plasmabehandlung ausgesetzt wurde, stark abfiel. Der jetzige Anmelder entwickelte selbst ein Verfahren, bei dem ein schützender „Stopfen” vor der Plasmabehandlung über dem Dielektrikum abgeschieden wurde, um die dielektrische Schicht vor Beschädigung zu schützen.
Ein anderes Problem bei den vorerwähnten Anordnungen besteht darin, wie man im organischen Halbleitermaterial für eine gute Beweglichkeit der Ladungsträger sorgt. Die Leitfähigkeit des Kanals kann durch Anlegen einer Spannung an das Gate verändert werden. Auf diese Weise kann der Transistor durch Verwendung einer angelegten Gate-Spannung ein- und ausgeschaltet werden. Der für eine gegebene Spannung erzielbare Drain-Strom hängt von der Beweglichkeit der Ladungsträger im organischen Halbleiter im aktiven Bereich der Vorrichtung (Kanal zwischen der Source- und Drain-Elektrode) ab. Folglich müssen organische Dünnschichttransistoren einen organischen Halbleiter mit hoch beweglichen Ladungsträgern im Kanalbereich aufweisen, um hohe Drain-Ströme bei niedrigen Betriebsspannungen zu erzielen.
Die Anwendung organischer Dünnschichttransistoren wird gegenwärtig durch die relativ geringe Beweglichkeit organischer Halbleitermaterialien eingeschränkt. Es wurde gefunden, dass eines der wirksamsten Mittel zur Verbesserung der Mobilität darin besteht, das organische Material zu veranlassen, sich zu ordnen und auszurichten. Dies minimiert die intermolekularen Abstände und fördert das Hüpfen zwischen den Ketten, welches der vorherrschende Leitungsmechanismus in organischen Halbleitern ist. Die organischen Halbleitermaterialien mit der höchsten Beweglichkeit in Dünnschichttransistoren weisen eine beträchtliche Ordnung und Kristallinität auf, wie aus optischen Mikroaufnahmen und der Röntgenspektroskopie ersichtlich ist.
Ziel der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend skizzierten Probleme zu behandeln. Es ist insbesondere das Ziel, bei bestimmten Ausführungsformen sowohl die Ladungsmobilität in der organischen Halbleiterschicht des OTFT als auch die Formstabilität und Filmbildung des organischen Halbleitermaterials bei der Abscheidung aus der Lösung zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Der jetzige Anmelder nahm natürlich an, dass Oberflächenbehandlungen, wie die im Abschnitt „Hintergrund” erörterten Plasmabehandlungen, die gleichen schädlichen Auswirkungen auf die aktiven Komponenten eines OTFT haben würden, ungeachtet der zur Abscheidung des organischen Halbleitermaterials verwendeten Technik. Als der Anmelder von der im Abschnitt „Hintergrund” beschriebenen Schleuderbeschichtungstechnik zu einem Tintenstrahlabscheidungsverfahren für das organische Halleitermaterial überging, verwendete er weiterhin einen Schutzstopfen, um die darunter liegende dielektrische Schicht während der Plasmabehandlung zu schützen. Der Anmelder hat jedoch nunmehr gefunden, dass dann, wenn ein Tintenstrahldruckverfahren zur Abscheidung des organischen Halleitermaterials verwendet wird, die Leistung der OTFT-Vorrichtung außerordentlich verbessert wird, wenn die darunter liegenden Schichten einem Reinigungsschritt, wie einer Plasmabehandlung, unterzogen werden, ehe darauf das organische Halbleitermaterial mittels Tintenstrahldrucken aufgebracht wird. Das heißt, dass im Gegensatz zu schleuderbeschichteten Vorrichtungen gefunden wurde, dass sich bei Anwendung eines Reinigungsschritts, wie einer Plasmabehandlung, auf den Kanalbereich eines OTFT vor dem Abscheiden des organischen Halbleiters mittels Tintenstahldrucken die Leistung der Vorrichtung tatsächlich dramatisch verbessert, verglichen mit Tintenstrahl-bedruckten Vorrichtungen, bei denen die darunter liegende Oberfläche im Kanalbereich nicht derart behandelt wurde.
Im Lichte des Vorstehenden und in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnschichttransistors bereitgestellt, welches Folgendes umfasst: es wird ein Substrat mit Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt, welche einen Kanalbereich definieren; wenigstens der Kanalbereich wird einem Reinigungsschritt unterzogen und organisches Halbleitermaterial wird aus Lösung im Kanalbereich mittels Tintenstrahldrucken abgeschieden.
Es ist wohlbekannt, dass sich die Filmbildungseigenschaften von Tintenstrahlgedruckten Schichten beträchtlich von Schichten unterscheiden, die nach anderen Verfahren, wie Schleuderbeschichten, abgeschieden wurden. Bis vor kurzem wiesen OTFT-Vorrichtungen, welche unter Verwendung von Tintenstrahldruckverfahren zur Abscheidung des organischen Halbleitermaterials hergestellt wurden, eine schlechte Leistung auf, verglichen mit Vorrichtungen, welche unter Verwendung anderer Abscheidungsverfahren für das organische Halbleitermaterial, wie Schleuderbeschichten, gefertigt wurden. Es wurde insbesondere gefunden, dass Tintenstrahl-gedruckte organische Halbleiterschichten eine geringere Ladungsbeweglichkeit aufweisen. Ohne an irgendeine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass der erfindungsgemäße Reinigungsschritt die Oberflächenenergie im Kanalbereich so beeinflusst, dass die Benetzung eines Tintenstrahl-gedruckten organischen Halbleitermaterials in einem solchem Grad verbessert wird, dass Oberflächenschäden im Kanalbereich mehr als ausgeglichen werden. Es wurde in der Tat gefunden, dass die Ladungsbeweglichkeit um mindestens zwei Größenordnungen erhöht werden kann, verglichen mit der Ladungsbeweglichkeit von Tintenstrahl-gedruckten OTFT-Vorrichtungen, bei denen die Oberfläche des Kanalbereichs vor der Tintenstrahlabscheidung des organischen Halbleitermaterials keiner Reinigungsbehandlung unterworfen wurde. Eine solche Wirkung wird bei schleuderbeschichteten Vorrichtungen nicht beobachtet, vermutlich infolge der unterschiedlichen Filmbildungseigenschaften schleuderbeschichteter Schichten.
Vorzugsweise werden wenigstens auch Teile der Source- und Drain-Elektroden dem Reinigungsschritt ausgesetzt. Dadurch werden alle Materialien, entfernt, welche die Oberfläche der Elektroden kontaminieren, und welche andernfalls die Ladungsinjektion/-extraktion inhibieren würden. Dies begünstigt zudem die anschließende Bildung einer darüber liegenden, selbst-orientierten, einlagigen Schicht auf den Elektroden, sofern eine solche zur Verbesserung der Ladungsinjektion/-extraktion gewünscht wird. Die Bildung einer solchen Schicht wird durch die Anwesenheit von Material inhibiert, welches die Oberfläche der Elektroden kontaminiert.
Der Reinigungsschritt besteht vorzugsweise aus einem Plasmabehandlungsschritt, besonders bevorzugt aus einem O₂-Plasmabehandlungsschritt. Es wurde gefunden, dass Plasmabehandlungen und insbesondere O₂-Plasmabehandlungen bei der Erhöhung der Ladungsbeweglichkeit in einer anschließend durch Tintenstrahldrucken abgeschiedenen organischen Halbleiterschicht besonders wirksam sind. Das Plasma kann sowohl O₂ als auch radikalfördernde Spezies umfassen, wie eine Halogen enthaltende, vorzugsweise Fluor enthaltende Spezies, z. B. CF₄.
Die Plasmabehandlung sollte vorzugsweise mit genügend hoher Energie erfolgen, um jede Art von Verunreinigung zu entfernen, vorzugsweise jedoch mit ausreichend niedriger Energie, damit die behandelte Oberfläche nicht übermäßig geschädigt wird. In der Praxis kann eine gewisse Beschädigung der behandelten Oberfläche durchaus erwünscht sein, um im organischen Halbleitermaterial für Kristallisationsstellen zu sorgen. Eine übermäßige Beschädigung der behandelten Oberfläche ist jedoch nicht erwünscht. Auf ähnliche Weise wird auch die Behandlungsdauer das Ausmaß bestimmen, mit dem eine behandelte Oberfläche gereinigt/beschädigt wird. Die Plasmabehandlung sollte bevorzugt mindestens 60 Sekunden dauern.
Auf den Reinigungsschritt folgt vor dem Tintenstrahldrucken des organischen Halbleitermaterials vorzugsweise ein Entnetzungsschritt. Die entnetzende Behandlung besteht vorzugsweise in einer Plasmabehandlung, wie mit einem Halogen enthaltenden, vorzugsweise Fluor enthaltenden Plasma, z. B. einem CF₄-Plasma. Es wurde gefunden, dass das Bereitstellen dieses zusätzlichen Behandlungsschritts die Leistung von Tintenstrahl-gedruckten OTFT-Vorrichtungen weiter verbessert. Es wird angenommen, dass zusätzlich zur Wiederherstellung feuchtigkeitsabweisender Eigenschaften der behandelten Oberflächen, die Entnetzungsbehandlung auch Schäden im Kanalbereich, welche durch den Reinigungsschritt verursacht wurden, wenigstens teilweise reparieren kann. Die entnetzende Plasmabehandlung dauert vorzugsweise mindestens 10 Sekunden, bevorzugt mindestens 30 Sekunden.
Bei Top-Gate-OTFT's wird ein Gate-Dielektrikum auf dem OSC und eine Gate-Elektrode auf dem Gate-Dielektrikum abgeschieden. Der OTFT ist jedoch vorzugsweise ein Bottom-Gate-OTFT, wobei der Schritt der Bereitstellung des Substrats das Abscheiden einer Gate-Elektrode, das Abscheiden eines Gate-Dielektrikums auf der Gate-Elektrode und das Abscheiden der Source- und Drain-Elektroden auf dem Gate-Dielektrikum unter Bildung des Kanalbereichs umfasst. Es wurde gefunden, dass der Reinigungsschritt bei der Behandlung von freiliegendem dielektrischem Material im Kanalbereich eines Bottom-Gate-OTFTs vor dem Abscheiden von organischem Halbleitermaterial darauf mittels Tintenstrahldrucken besonders wirksam ist. Das dielektrische Material kann anorganisch oder organisch sein, ist jedoch vorzugsweise organisch. Es wurde wiederum gefunden, dass der Reinigungsschritt bei der Behandlung von freiliegendem organischem Material im Kanalbereich besonders wirksam ist. Es wird angenommen, dass der Reinigungsschritt die kontaminierte Deckschicht des organischen dielektrischen Materials entfernen kann.
Bei Tintenstrahl-gedruckten Vorrichtungen wird vorzugsweise eine Wanne vorgesehen, in welcher das organische Halbleitermaterial abgeschieden werden kann. Demzufolge ist es nach Bereitstellung des Substrats und vor dem Reinigungsschritt vorteilhaft, eine strukturierte Schicht aus Isoliermaterial zu bilden, welche eine Wanne definiert, die den Kanalbereich umgibt. Der Schritt der Wannenbildung sollte vor dem Reinigungsschritt erfolgen, um eine Kontamination des Kanalbereichs nach dem Reinigungsschritt zu vermeiden, aber vor dem Tintenstrahldrucken des organischen Halbleitermaterials. Der Reinigungsschritt der vorliegenden Erfindung ist in der Tat bei Vorrichtungen besonders nützlich, bei denen eine strukturierte Schicht des eine Wanne definierenden Materials vorgesehen ist, da das Verfahren der Bildung einer solchen strukturierten Schicht zur Kontamination des Kanalbereichs und/oder der Source- und Drain-Elektroden führt, was die Leistung solcher Vorrichtungen nachteilig beeinflusst. Der Reinigungsschritt entfernt das kontaminierende Material, welches im Kanalbereich und auf den Elektroden nach der Bildung der Wanne übrig bleibt.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine organische Dünnschichttransistorvorrichtung bereitgestellt, die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei die Vorrichtung eine Ladungsbeweglichkeit von wenigstens 10^–4 cm²/Vs, vorzugsweise von wenigstens 10^–3 cm²/Vs und besonders bevorzugt wenigstens 10^–2 cm²/Vs aufweist. Frühere Vorrichtungen, welche unter Verwendung des Tintenstrahldruckens ohne den erfindungsgemäßen Reinigungsschritt hergestellt wurden, weisen eine Ladungsbeweglichkeit von weniger als 10^–4 cm²/Vs auf.
Gemäß anderer Aspekte der vorliegenden Erfindung wird eine organische, optische Vorrichtung mit aktiver Matrix und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitgestellt, die einen organischen Dünnschichttransistor beinhaltet, der nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Zusammenfassung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr ausschließlich anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 eine bekannte organische Top-Gate-Dünnschichttransistoranordnung zeigt;
2 eine bekannte organische Bottom-Gate-Dünnschichtransistoranordnung zeigt;
3 eine organische Bottom-Gate-Dünnschichttransistoranordnung mit einer Wanne zur Aufnahme des organischen Halbleiters zeigt;
4 eine organische Top-Gate-Dünnschichttransistoranordnung mit einer Wanne zur Aufnahme des organischen Halbleiters zeigt;
5 die Verfahrensschritte darstellt, welche die Bildung eines organischen Bottom-Gate-Dünnschichttransistors gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet;
6 die Verfahrensschritte darstellt, welche die Bildung eines organischen Top-Gate-Dünnschichttransistors gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beinhaltet;
7 einen Teil eines organischen Licht emittierenden Anzeigegeräts mit aktiver Matrix darstellt, das einen organischen Dünnschichttransistor und eine organische Licht emittierende Vorrichtung umfasst; und
8 einen Teil einer anderen organischen Licht emittierenden Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix darstellt, die einen organischen Dünnschichttransistor und eine organische Licht emittierende Vorrichtung umfasst.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung führen in den OTFT-Verfahrensablauf bei Vorrichtungen, in denen das OSC mittels Tintenstrahldrucken abgeschieden wird, einen zusätzlichen Reinigungsschritt ein. Es wurde gefunden, dass dies bei Tintenstrahl-gedruckten Vorrichtungen zu einer guten OTFT-Leistung führt, einschließend guter Benetzungs- und Filmbildungseigenschaften der mittels Tintenstrahl abgeschiedenen OSC-Lösung, sowie zu hoher Kristallinität und folglich zu hoher Ladungsbeweglichkeit in der resultierenden OSC-Schicht.
5 gibt die an der Bildung eines organischen Bottom-Gate-Dünnschichttransistors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligten Verfahrensschritte wieder. Es wurden für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie die in den 1 bis 4. 5(A) gibt die Struktur der Vorrichtung während der Entwicklung vor der OSC-Abscheidung wieder. Diese Struktur wird durch Abscheidung einer Gate-Elektrode 12 auf einem Substrat 1 gebildet, wonach ein Gate-Dielektrikum 10 auf der Gate-Elektrode 12 abgeschieden wird, die Source- und Drain-Elektroden 2, 4 auf dem Gate-Dielektrikum 10 abgeschieden werden und den Kanalbereich 6 definieren, in dem das Gate-Dielektrikum freiliegt, und eine strukturierte Schicht aus isolierendem Damm-Material 14 gebildet wird, welches eine den Kanalbereich 6 umgebende Wanne definiert. Bei der in 5(A) dargestellten Anordnung weist das die Wanne definierende Damm-Material ein unterschnittenes Profil auf, das zur Bildung einer guten OSC-Schicht bei dessen Abscheidung aus der Lösung in der Wanne vorteilhaft sein kann. Das die Wanne definierende Damm-Material kann jedoch wahlweise ein positives Profil aufweisen.
Wie in den 5(B) und 5(C) gezeigt, werden das Dielektrikum 10 und die in der Wanne freiliegenden Source- und Drain-Elektroden 2, 4 einer O₂-Plasmabehandlung und anschließend einer CF₄-Plasmabehandlung unterworfen.
Das OSC 8 wird dann in der Wanne mittels Tintenstrahldrucken abgeschieden, um eine Struktur zu bilden, wie in 5(D) wiedergegeben.
6 zeigt die entsprechenden Verfahrensschritte, welche an der Bildung eines organischen Top-Gate-Dünnschichttransistors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Es wurden für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den 1 bis 5.
Die Verfahrensschritte gleichen den in 5 für die Bottom-Gate-Anordnung gezeigten Schritten, außer dass eine unterschiedliche Ausgangsstruktur verwendet wurde, wie in 6(A) gezeigt. Hier ist das Substrat 1 mit Source- und Drain-Elektroden 2, 4 ausgestattet, welche den Kanalbereich 6 definieren, wobei die eine Wanne definierende Dammschicht über den Source- und Drain-Elektroden gebildet ist. Diese Struktur wird dann einer O₂-Plasmabehandlung und anschließend einer CF₄-Plasmabehandlung unterworfen, wie in 6(B) und 6(C) gezeigt. Das OSC 8 wird dann, wie in 6(D) gezeigt, in der Wanne mittels Tintenstrahldrucken abgeschieden, gefolgt von einem Gate-Dielektrikum 10, wie in 6(E) gezeigt, und einer Gate-Elektrode 12, um die in 6(F) wiedergegebene Struktur zu bilden.
Materialien und Verfahren, welche in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die Bildung eines OTFT geeignet sind, werden nachstehend ausführlicher erörtert.
Substrate
Das Substrat kann starr oder flexibel sein. Starre Substrate können aus Glas oder Silizium ausgewählt sein und flexible Substrate können dünnes Glas oder Kunststoffe umfassen wie Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat und Polyimid.
Das organische Halbleitermaterial kann durch Verwendung geeigneter Lösungsmittel lösungsverarbeitbar gemacht werden. Beispiele für Lösungsmittel sind: Mono- oder Polyalkylbenzole wie Toluol und Xylol; Tetralin; und Chloroform. Bevorzugte Abscheidungsverfahren aus Lösung umfassen das Schleuderbeschichten und Tintenstrahldrucken. Andere Abscheidungsverfahren aus Lösung beinhalten das Tauchbeschichten, Tiefdrucken und Siebdrucken.
Organische Halbleitermaterialien
Bevorzugte organische Halbleitermaterialien umfassen: kleine Moleküle wie gegebenenfalls substituierte Pentacene; gegebenenfalls substituierte Polymere wie Polyarylene, insbesondere Polyfluorene und Polythiophene; sowie Oligomere. Es können auch Abmischungen von Materialien, einschließlich Abmischungen unterschiedlicher Materialtypen (z. B. eine Abmischung aus einem Polymer und einem kleinen Molekül), verwendet werden.
Source- und Drain-Elektroden
Bei einem p-Kanal-OTFT umfassen die Source- und Drain-Elektroden vorzugsweise ein Material mit hoher Austrittsarbeit, vorzugsweise ein Metall mit einer Austrittsarbeit größer als 3,5 eV, zum Beispiel Gold, Platin, Palladium, Molybdän, Wolfram oder Chrom. Das Metall hat vorzugsweise eine Austrittsarbeit im Bereich von 4,5 bis 5,5 eV. Es können auch andere geeignete Verbindungen, Legierungen und Oxide verwendet werden, wie Molybdäntrioxid und Indium-Zinn-Oxid. Die Source- und Drain-Elektroden können durch thermisches Aufdampfen abgeschieden und unter Verwendung von Standard-Photolithographie- und Abhebetechniken nach dem Stand der Technik strukturiert werden.
Alternativ können leitfähige Polymere als Source- und Drain-Elektroden abgeschieden werden. Ein Beispiel für ein solches Leitfähigkeitspolymer ist Polyethylendioxythiophen (PEDOT), obwohl auf dem Fachgebiet auch andere Leitfähigkeitspolymere bekannt sind. Solche Leitfähigkeitspolymere können aus Lösung zum Beispiel unter Verwendung von Schleuderbeschichtungs- oder Tintenstrahldruckverfahren sowie mit anderen der vorstehend erörterten lösungsbasierenden Abscheidungstechniken abgeschieden werden.
Bei einem n-Kanal-OTFT umfassen die Source- und Drain-Elektroden vorzugsweise ein Material, wie zum Beispiel ein Metall, mit einer Austrittsarbeit von weniger als 3,5 eV, wie Calcium oder Barium oder eine dünne Schicht aus einer Metallverbindung, insbesondere ein Alkali- oder Erdalkalimetalloxid oder -fluorid, wie zum Beispiel Lithiumfluorid, Bariumfluorid und Bariumoxid. Alternativ können Leitfähigkeitspolymere als Source- und Drain-Elektroden abgeschieden werden.
Die Source- und Drain-Elektroden werden wegen der einfacheren Herstellung vorzugsweise aus ein und demselben Material gebildet. Die Source- und Drain-Elektroden können jedoch zur Optimierung der Ladungsinjektion bzw. -extraktion selbstverständlich aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden.
Die Länge des durch die Source- und Drain-Elektroden definierten Kanals kann bis zu 500 Mikrometer betragen. Die Länge beträgt jedoch vorzugsweise weniger als 200 Mikrometer, weiter vorzugsweise weniger als 100 Mikrometer, am meisten bevorzugt weniger als 20 Mikrometer.
Gate-Elektrode
Die Gate-Elektrode kann aus einer breiten Vielfalt von leitenden Materialien ausgewählt werden, wie zum Beispiel aus einem Metall (z. B. Gold) oder einer Metallverbindung (z. B. Indium-Zinn-Oxid). Alternativ können als Gate-Elektrode leitfähige Polymere abgeschieden werden. Solche leitfähige Polymere können aus Lösung zum Beispiel unter Verwendung von Schleuderbeschichtungs- oder Tintenstrahldruckverfahren sowie mit anderen der vorstehend diskutierten, auf Lösungsmittel basierenden Abscheidungstechniken abgeschieden werden.
Die Dicken der Gate-Elektrode, der Source- und Drain-Elektroden können im Bereich von 5–200 nm liegen, obwohl mittels Atom Force Mikrokopie (AFM) typischerweise 50 nm gemessen werden.
Gate-Dielektrikum
Das Gate-Dielektrikum umfasst ein dielektrisches Material, ausgewählt aus Isoliermaterialien mit hohem spezifischem Widerstand. Die Dielektrizitätskonstante k liegt typischerweise um 2–3, obwohl Materialien mit hohem k-Wert wünschenswert sind, weil die bei einem OTFT erzielbare Kapazität zu k direkt proportional ist, und der Drain-Strom I_D der Kapazität direkt proportional ist. Folglich sind OTFT's mit dünnen dielektrischen Schichten im Kanalbereich bevorzugt, um hohe Drain-Ströme bei niedrigen Betriebsspannungen zu erzielen.
Das dielektrische Material kann organisch oder anorganisch sein. Bevorzugte anorganische Materialien umfassen SiO₂, SiN_x und Spin-on-Glas (SOG). Bevorzugte organische Materialien sind im Allgemeinen Polymere und schließen isolierende Polymere ein, wie Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylpyrrolidin (PVP), Acrylate wie Polymethylmethacrylat (PMMA) und Benzocyclobutane (BCBs), erhältlich von Dow Corning. Die isolierende Schicht kann aus einer Abmischung von Materialien gebildet werden oder eine mehrlagige Struktur umfassen.
Das dielektrische Material kann durch thermisches Aufdampfen, Vakuumverfahren oder Laminiertechniken abgeschieden werden, wie im Stand der Technik bekannt. Alternativ kann das dielektrische Material aus Lösung, zum Beispiel unter Verwendung von Schleuderbeschichtungs- oder Tintenstrahldruckverfahren, sowie mit anderen der vorstehend erörterten, auf Lösungsmittel basierenden Abscheidungstechniken abgeschieden werden.
Wird das dielektrische Material aus Lösung auf einem organischen Halbleiter abgeschieden, sollte dies nicht zu einer Auflösung des organischen Halbleiters führen. Analog sollte das dielektrische Material nicht gelöst werden, wenn der organische Halbleiter darauf aus Lösung abgeschieden wird. Verfahren zur Vermeidung solcher Lösungsvorgänge schließen ein: die Verwendung von orthogonalen Lösungsmitteln, d. h. die Verwendung eines Lösungsmittels zur Abscheidung der obersten Schicht, welches die darunter liegende Schicht nicht löst; und Vernetzen der darunter liegenden Schicht.
Die Dicke der Schicht des Gate-Dielektrikums beträgt vorzugsweise weniger als 2 Mikrometer, weiter vorzugsweise weniger als 500 nm.
Weitere Schichten
Der Vorrichtungsaufbau kann andere Schichten beinhalten. Es kann zum Beispiel eine selbstorientierende Monoschicht (SAM) auf der Gate-, Source- oder Drain-Elektrode, dem Substrat, der Isolierschicht und dem organischen Halbleitermaterial abgeschieden werden, um bei Bedarf die Kristallinität zu fördern, den Kontaktwiderstand zu reduzieren, Oberflächeneigenschaften zu reparieren und die Haftung zu verbessern. Insbesondere kann die dielektrische Oberfläche im Kanalbereich mit einer einlagigen Schicht versehen werden, umfassend einen Bindungsbereich und einen organischen Bereich, um die Leistung der Vorrichtung zu verbessern, z. B. durch Verbesserung der Morphologie (insbesondere der Polymerausrichtung und Kristallinität) des organischen Halbleiters, und um Ladungsfänger abzuschirmen, insbesondere bei dielektrischen Oberflächen mit hoher Dielektrizitätskonstante k. Materialbeispiele solcher Monoschichten umfassen Chlor- oder Alkoxysilane mit langen Alkylketten, z. B. Octadecyltrichlorsilan. In ähnlicher Weise können Source- und Drain-Elektroden mit einer SAM versehen werden, um den Kontakt zwischen dem organischen Halbleiter und den Elektroden zu verbessern. SD-Elektroden aus Gold können zum Beispiel mit einer SAM versehen werden, umfassend eine Thiol-bindende Gruppe und eine Gruppe zur Verbesserung des Kontakts, die eine Gruppe mit hohem Dipolmoment, ein Dotierungsmittel oder eine konjugierte Einheit sein kann.
OTFT-Anwendungen
OTFT's gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen eine breite Vielfalt möglicher Anwendungen auf. Eine solche Anwendung besteht darin, Pixel in einer optischen Vorrichtung, vorzugsweise in einer organischen optischen Vorrichtung, anzusteuern. Beispiele solcher optischer Vorrichtungen schließen lichtempfindliche Vorrichtungen, insbesondere Lichtdetektoren, und Licht emittierende Vorrichtungen, insbesondere organische, Licht emittierende Vorrichtungen ein. OTFT's sind insbesondere zur Verwendung mit organischen, Licht emittierenden Vorrichtungen mit aktiver Matrix geeignet, z. B. zur Verwendung bei Display-Anwendungen.
7 zeigt ein Pixel mit einem organischen Dünnschichttransistor und einer benachbarten organischen, Licht emittierenden Vorrichtung, hergestellt auf einem üblichen Substrat 21. Der OTFT umfasst eine Gate-Elektrode 22, eine dielektrische Schicht 24, Source- und Drain-Elektroden 23s bzw. 23d und eine OSC-Schicht 25. Die OLED umfasst eine Anode 27, eine Kathode 29 und eine zwischen Anode und Kathode vorgesehene Elektrolumineszenzschicht. Zwischen Anode und Kathode können weitere Schichten angeordnet werden, wie Schichten zum Ladungstransport, zur Ladungsinjizierung oder Ladungsblockierung. Bei der Ausführungsform von 7 erstreckt sich die Schicht des Kathodenmaterials sowohl über den OTFT als auch über die OLED hinaus, wobei eine Isolierschicht 26 vorgesehen ist, um die Kathodenschicht 29 von der OSC-Schicht 25 elektrisch zu isolieren. Bei dieser Ausführungsform ist die Drain-Elektrode 23d mit der Anode der organischen Licht emittierenden Vorrichtung direkt verbunden, um die organische Licht emittierende Vorrichtung zwischen dem emittierenden und nicht emittierenden Zustand umschalten zu können.
Die aktiven Bereiche des OTFT und der OLED werden durch ein übliches Damm-Material definiert, welches durch Abscheiden einer Schicht aus Photoresist auf dem Substrat 21 und dessen Strukturierung gebildet wird, um die OTFT- und OLED-Bereiche auf dem Substrat zu definieren. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Wannen, welche sowohl den OTFT als auch die OLED definieren, während der Fertigung vor der Abscheidung des OSC und des organischen Elektrolumineszenzmaterials darin, in einer analogen Weise einem Reinigungsschritt unterzogen werden, wie unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. Die restlichen Schichten des OTFT und der OLED können anschließend in den Wannen abgeschieden werden.
Bei einer in 8 dargestellten alternativen Anordnung kann ein organischer Dünnschichttransistor in Stapelanordnung mit einer organischen Licht emittierenden Vorrichtung hergestellt werden. Bei einer solchen Ausführungsform wird der organische Dünnschichttransistor, wie vorstehend beschrieben, entweder in Top- oder Bottom-Gate-Konfiguration aufgebaut. Wie bei der Ausführungsform von 7 werden die aktiven Bereiche des OTFT und der OLED von strukturierten Schichten eines Photoresists 33 definiert. Bei dieser gestapelten Anordnung gibt es jedoch zwei getrennte Dammschichten 33 – eine für die OLED und eine für den OTFT. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können diese zwei getrennten Schichten während der Herstellung analog zu der in Bezug auf die 5, 6 und 7 beschriebenen Weise behandelt werden.
Eine Planarisationsschicht 31 (auch als Passivierungsschicht bekannt) wird über dem OTFT abgeschieden. Beispiele für Passivierungsschichten sind BCBs und Parylene. Über der Passivierungsschicht wird eine organische Licht emittierende Vorrichtung hergestellt. Die Anode 34 der organischen Licht emittierenden Vorrichtung ist mit der Drain-Elektrode des organischen Dünnschichttransistors über einem leitfähigen Durchgang 32 verbunden, welcher die Passivierungsschicht 31 und die Dammschicht 33 durchdringt.
Pixelstromkreise, welche einen OTFT und einen optisch aktiven Bereich (z. B. einen Licht emittierenden oder einen lichtempfindlichen Bereich) umfassen, können selbstverständlich weitere Elemente umfassen. Insbesondere werden die OLED-Pixelstromkreise der 7 und 8 typischerweise, zusätzlich zum dargestellten Ansteuertransistor, einen weiteren Transistor und wenigstens einen Kondensator umfassen.
Die hierin beschriebene organische Licht emittierenden Vorrichtung kann selbstverständlich eine nach oben oder nach unten emittierende Vorrichtung sein. Das heißt, dass die Vorrichtung Licht entweder über die Anoden- oder die Kathodenseite der Vorrichtung emittieren kann. Bei einer transparenten Vorrichtung sind sowohl die Anode als auch die Kathode transparent. Eine Vorrichtung mit transparenter Kathode benötigt selbstverständlich keine transparente Anode (sofern natürlich nicht eine vollkommen transparente Vorrichtung gewünscht wird), sodass eine für eine nach unten emittierende Vorrichtung verwendete transparente Anode durch eine Schicht aus reflektierendem Material, wie einer Aluminiumschicht, ersetzt oder mit einer solchen ergänzt werden kann.
Transparente Kathoden sind bei Vorrichtungen mit aktiver Matrix besonders vorteilhaft, weil die Emission durch eine transparente Anode in solchen Vorrichtungen zumindest teilweise durch den OTFT-Ansteuerstromkreis blockiert werden kann, welcher unterhalb der emittierenden Pixel angeordnet ist, wie aus der in 8 wiedergegebenen Ausführungsform ersichtlich ist.
Beispiele
Es wurde ein OTFT nach dem in 5 wiedergegebenen Verfahren hergestellt. Die Mobilität dieser Vorrichtung war um mindestens 2 Größenordnungen höher als bei einer entsprechenden Vorrichtung, die ohne Sauerstoffplasmabehandlung gebildet worden war.
Umgekehrt nahm die Mobilität von schleuderbeschichteten Vorrichtungen um bis zu 2 Größenordnungen ab, wenn sie der Sauerstoff- und/oder CF₄-Plasmabehandlung unterworfen wurden.
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen ausführlich dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen in der Form und im Detail erfolgen können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnschichttransistors, bei dem ein Substrat mit einen Kanalbereich definierenden Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt wird, wenigstens ein Teil des Kanalbereichs einem Reinigungsschritt unterzogen wird, und organisches Halbleitermaterial aus Lösung im Kanalbereich durch Tintenstrahldrucken abgeschieden wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnschichttransistors, welches Folgendes umfasst: es wird ein Substrat mit Source- und Drain-Elektroden bereitgestellt, die einen Kanalbereich definieren; wenigstens der Kanalbereich wird einem Reinigungsschritt unterzogen; und ein organisches Halbleitermaterial wird aus Lösung in den Kanalbereich durch Tintenstrahldrucken abgeschieden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens Teile der Source- und Drain-Elektroden ebenfalls dem Reinigungsschritt ausgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reinigungsschritt ein Plasmabehandlungsschritt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Plasmabehandlungsschritt ein O₂-Plasmabehandlungsschritt ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Plasma eine radikalfördernde Spezies umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die radikalfördernde Spezies eine Halogen enthaltende Spezies ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Halogen enthaltende Spezies eine Fluor enthaltende Spezies ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Fluor enthaltende Spezies CF₄ ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Plasmabehandlungsschritt mindestens 60 Sekunden lang durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Reinigungsschritt und vor dem Tintenstrahldrucken des organischen Halbleitermaterials eine Entnetzungsbehandlung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Entnetzungsbehandlung eine Plasmabehandlung ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die entnetzende Plasmabehandlung ein Halogen enthaltendes Plasma umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Halogen enthaltende Plasma ein Fluor enthaltendes Plasma ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Fluor enthaltende Plasma CF₄ ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der organische Dünnschichttransistor eine Top-Gate-Vorrichtung ist, und das Verfahren weiterhin das Abscheiden eines Gate-Dielektrikums auf dem organischen Halbleitermaterial und das Abscheiden einer Gate-Elektrode auf dem Gate-Dielektrikum umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der organische Dünnschichttransistor eine Bottom-Gate-Vorrichtung ist, und der Schritt der Bereitstellung des Substrats das Abscheiden einer Gate-Elektrode, das Abscheiden eines Gate-Dielektrikums auf der Gate-Elektrode und das Abscheiden der Source- und Drain-Elektroden auf dem Gate-Dielektrikum umfasst, um den Kanalbereich zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das dielektrische Material ein organisches Dielektrikum ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches weiterhin die Bildung einer strukturierten Schicht aus Isoliermaterial umfasst, die eine den Kanalbereich umgebende Wanne definiert, nach Bereitstellung des Substrats und vor dem Reinigungsschritt.
Organische Dünnschichttransistorvorrichtung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Ladungsmobilität von mindestens 10^–4 cm²/Vs aufweist.
Organische Dünnschichttransistorvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Vorrichtung eine Ladungsmobilität von mindestens 10^–3 cm²/Vs aufweist.
Organische Dünnschichttransistorvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Vorrichtung eine Ladungsmobilität von mindestens 10^–2 cm²/Vs aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer organischen optischen Vorrichtung mit aktiver Matrix, welches folgende Schritte umfasst: auf einem Substrat mit einer strukturierten Elektrodenschicht wird mindestens eine Dammschicht gebildet, welche eine Vielzahl von Wannen definiert; die Vielzahl von Wannen wird einem Reinigungsschritt unterworfen und in einigen Wannen wird ein organisches Halbleitermaterial mittels Tintenstrahldrucken abgeschieden, um darin organische Dünnschichttransistoren zu bilden, und in anderen Wannen wird organisches optisch aktives Material abgeschieden, um darin Licht emittierende Pixel zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Schritt des Bildens der Dammschicht das Bilden einer üblichen Dammschicht auf einem üblichen Substrat umfasst, wobei die Dammschicht sowohl für den organischen Dünnschichttransistor als auch die Pixel vorgesehen ist, und wobei der Reinigungsschritt das gleichzeitige Reinigen sowohl der Wannen für den organischen Dünnschichttransistor als auch der Wannen für die Pixel umfasst.
Organische optische Vorrichtung mit aktiver Matrix, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 22 oder 23, wobei der organische Dünnschichttransistor eine Ladungsbeweglichkeit von mindestens 10^–4 cm²/Vs aufweist.