DE60033012T2 - Leitende struktur basierend auf poly-3,4-alkendioxythiophen (pedot) und polystyrolsulfonsäure (pss) - Google Patents

Leitende struktur basierend auf poly-3,4-alkendioxythiophen (pedot) und polystyrolsulfonsäure (pss) Download PDF

Info

Publication number
DE60033012T2
DE60033012T2 DE60033012T DE60033012T DE60033012T2 DE 60033012 T2 DE60033012 T2 DE 60033012T2 DE 60033012 T DE60033012 T DE 60033012T DE 60033012 T DE60033012 T DE 60033012T DE 60033012 T2 DE60033012 T2 DE 60033012T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
relief structure
layer
poly
group
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60033012T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60033012D1 (de
Inventor
M. Dagobert DE LEEUW
H. Gerwin GELINCK
J. Fredericus TOUWSLAGER
P. Nicolaas WILLARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Application granted granted Critical
Publication of DE60033012D1 publication Critical patent/DE60033012D1/de
Publication of DE60033012T2 publication Critical patent/DE60033012T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/008—Azides
    • G03F7/012—Macromolecular azides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0125—Macromolecular azides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binder or the macromolecular additives other than the macromolecular azides
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/093—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antistatic means, e.g. for charge depletion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
    • H01B1/127—Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48—Conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/468—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs] characterised by the gate dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
    • H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/221—Static displays, e.g. displaying permanent logos
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden einer elektrisch leitenden Reliefstruktur auf der Oberfläche eines Substrats, wobei die Struktur ein Salz eines Poly(3,4-substituierten Thiophens) umfasst.
  • Eine solche Komponente und ein solches Verfahren sind aus US-A-5.561.030 bekannt. Die Reliefstruktur der Komponente besteht aus einer Anzahl von Bahnen und ist auf einem planen Substrat platziert. Die für ihre Verwendung als Bahnenmaterial bekannten Salze von Poly(substituierten Thiophenen) sind Salze von Poly-3-Alkyltheophenen, Poly-3-Alkoxythiophenen und Poly-3,4-Dialkoxythiophenen. In dem bekannten Verfahren werden die Bahnen der Reliefstruktur als Verbindungen und als Widerstände verwendet und ein Poly(substituiertes Thiophen) wird als eine Schicht auf einem Substrat aufgebracht. Nach Bestrahlen der Schicht werden die nicht bestrahlten Flächen der aufgebrachten Schicht durch Spülen entfernt, wobei Bahnen zurückgelassen werden, die eine Reliefstruktur bilden. Das Salz des Poly(substituiertes Thiophens) wird durch Oxidation mit einem Eisensalz oder einem Goldsalz nach dem Spülschritt gebildet, dabei wird die Reliefstruktur elektrisch leitend gemacht.
  • Die bekannte Komponente hat aber Nachteile: ein erster Nachteil ist, dass die Leitfähigkeit der Bahnen in der Reliefstruktur sich innerhalb eines Tages verschlechtert, außer ein Goldsalz wird als das Oxidans verwendet. Dieses Oxidans ist teuer. So ist die Komponente entweder für kommerzielle Verwendung nicht stabil genug oder die Kosten ihrer Herstellung sind hoch. Ein zweiter Nachteil ist, dass die Bahnen so breit wie 1 mm sind, außer es wird die komplizierte Technik der Laserlithografie verwendet. Die Bahnlänge und der Abstand zwischen den Bahnen sind nicht erwähnt, werden aber in derselben Größenordnung sein. Eine Komponente mit solchen Abmessungen ist für eine Verwendung in Identifikations-Tags zu groß. Ihre Herstellung ist auch zu teuer, da die Produktionskosten einer Komponente in umgekehrten Zusammenhang zu der Anzahl von Komponenten in einer einzelnen Produktionscharge stehen.
  • Es ist unter Anderem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Komponente der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine stabile Leitfähigkeit hat. Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die Herstellung von schmalen Bahnen mit einer stabilen Leitfähigkeit bei niedrigen Kosten erlaubt.
  • Die Aufgabe, ein Verfahren zum Bilden einer elektronischen Komponente zu schaffen, wird durch ein Verfahren wie eingangs spezifiziert erreicht, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    die Reliefstruktur ein mehrwertiges Salz eines Poly-3,4-Alkendioxythiophens enthält, in der die Alkengruppe aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Methylen-, einer 1,2-Ethylen-, einer 1,3-Propylen- und einer 1,2-Cyclohexengruppe besteht, wobei die Gruppen optional mit einem Substituenten versehen werden können,
    die Reliefstruktur mindesten eine Elektrode umfasst.
  • Die beabsichtigte stabile Leitfähigkeit der resultierenden Komponente wird durch die Wahl eines bestimmten elektrisch leitfähigen Salzes einer bestimmten Gruppe von Poly(3,4-substituierten Thiophenen) erreicht, wobei die Gruppe von Polythiophenen im Nachfolgenden auch PEDOTs genannt wird. Es wird angenommen, dass die PEDOTs eine relativ hohe Leitfähigkeit haben – Leitfähigkeiten größer als 100 S/cm wurden beobachtet – was als mit den Sauerstoffsubstitutionen an den 3,4-Positionen in Zusammenhang zu stehen gehalten wird. Die Sauerstoffsubstitutionen scheinen den Bandabstand in dem leitenden Polymer zu reduzieren. Außerdem unterbrechen die Sauerstoffsubstitutionen nicht die Konjugation der Polymerketten, da die Sauerstoffsubstitutionen Bindungsmolekülorbitale haben, die planar zu der Konjugation der Polymerketten orientiert sind. Es wird angenommen, dass die mehrwertigen Säuren die Leitfähigkeit stabilisieren. Es scheint, dass die Mehrwertigen Säuren weniger anfällig für Angriff durch verunreinigende alkalische Moleküle als andere organische und anorganische Säuren sind. Die mehrwertigen Säuren haben eine Polymerstruktur, die Diffusion von sowohl verunreinigender alkalischer Moleküle als auch der mehrwertigen Säuren selbst zu verhindern scheinen.
  • Beispiele mehrwertiger Säuren schließen Poly(Styrol-Sulfonsäure), Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Poly(Vinyl-Sulfonsäure), Poly(Vinyl-Schwefelsäure), Poly(Vinyl-Borsäure), Poly(Styrol-Borsäure), Poly(Vinyl-Phosphorsäure), Poly(Styrol-Phosphorsäure), Poly(C1-C12-Alkyl-Sulfonsäure substituiert Ethylendioxythiophen), Po ly(C1-C12-Alkoxy-Sulfonsäure substituiert Ethylendioxythiophen),... ein. Die mehrwertige Säure kann weiter ein Copolymer eines leitfähigen Polymers und einer mehrwertigen Säure sein, in dem die Kette Blöcke leitfähiger Einheiten, beispielsweise eines PEDOTs, und Blöcke von Säureeinheiten enthält.
  • Beispiele von Substituenten, die optional an den Alkylengruppen vorhanden sein können, sind C1-C12-Alkyl-Gruppen, C1-C12-Alkoxy-Gruppen, Phenyl-Gruppen, Säure-Gruppen wie Sulphonsäure, Carbonsäure, Borsäure und Schwefelsäure, Säure substituierte C1-C12-Alkyl- und C1-C12-Alkoxy-Gruppen. Die Substituenten können für verschiedene Zielsetzungen verwendet werden, wie z.B. die Löslichkeit des PEDOTs in verschiedenen Lösungsmitteln zu beeinflussen, und um eine Struktur zu schaffen, die in der Reliefstruktur eine höhere Komplexität ergibt.
  • Die Struktur, die ein mehrsäuriges PEDOT-Salz enthält, kann zusätzlich zu einer oder mehr Elektroden Verbindungen und Widerstände umfassen. Die Elektroden können beispielsweise Teil einer Diode, einer Licht emittierenden Diode, eines Bipolartransistors oder eines Feldeffekttransistors sein. Ein klarer Vorteil einer Komponente mit einer elektrisch leitfähigen Reliefstruktur, die ein mehrsäuriges Salz eines PEDOTs umfasst, ist die exzellente Stabilität der Reliefstruktur und des Materials, wenn die Struktur in Kontakt mit beispielsweise organischen und wässrigen Lösungsmitteln, Polymerschmelzen oder deponierten Dämpfen gebracht werden. Reliefstrukturen, die ein mehrsäuriges Salz eines PEDOTs enthalten, sind weniger anfällig für Auflösen und für Verschlechterung ihrer Leitfähigkeit in alkalischen Lösungen.
  • Eine Schicht auf einer Substratoberfläche, die ein Muster eines elektrisch leitfähigen PEDOTs umfasst, ist aus US-A 5.447.824 bekannt. Diese Schicht umfasst leitfähige Flächen und weniger leitfähige Flächen. Aber Leckströme, die durch die weniger leitfähigen Flächen auftreten, verhindern die Verwendung der leitfähigen Flächen als Elektroden.
  • Die Komponente mit einer elektrisch leitfähigen Reliefstruktur eines Salzes eines PEDOTs kann beispielsweise durch Drucktechniken wie Mikrokontaktdrucken, Tintenstrahldrucken und Siebdruck realisiert werden. Alternativ können Lithografietechniken verwendet werden, besonders für die Herstellung von Bahnen mit relativ kleiner Bahnbreite und relativ kleinen Abständen zwischen den Bahnen.
  • In einer Ausführungsform der durch das Verfahren gemäß der Erfindung gebildeten Komponente enthält der optional vorhandene Substituent eine Sulfonsäure. Die Säure kann auch als ihr Säureanion vorhanden sein. Der Umfang, bis zu dem die Säure als ihr Säureanion vorhanden ist, hängt vermutlich von dem Säuregrad der Lösung ab, aus der die Reliefstruktur gebildet wird. Der Vorteil einer solchen Substitution ist, dass das PEDOT selbst wasserlöslich ist, bevor es vernetzt. Eigentlich gibt die Substitution dem PEDOT einen sauren Charakter, sodass das PEDOT selbst als eine mehrwertige Säure betrachtet werden kann. Offensichtlich wird eine zusätzliche mehrwertige Säure in dieser Ausführungsform im Wesentlichen nicht benötigt. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Menge an PEDOT pro Kubikzentimeter, die in der Reliefstruktur der Komponente der Erfindung vorhanden ist, zunimmt. Dies resultiert in einer besseren Leitfähigkeit.
  • In einer weiteren Ausführungsform der durch das Verfahren gemäß der Erfindung gebildeten Komponente umfasst die Reliefstruktur benachbarte Bahnen, die in einem Abstand zueinander von weniger als 10 μm liegen. Solche Reliefstrukturen sind zur Verwendung in integrierten Schaltungen geeignet. In dieser Anwendung werden benachbarte Bahnen als Teile der Source- und der Drainelektrode eines MOS-Feldeffekttransistors verwendet. Der Zwischenraum zwischen benachbarten Bahnen wird mit Halbleitermaterial gefüllt und arbeitet als ein Kanal. Also ist der Abstand zwischen benachbarten Bahnen gleich der Kanallänge cL. Dies hat mindestens zwei wichtige Auswirkungen. Erstens ist die Schaltgeschwindigkeit des Transistors abhängig von der Kanallänge. Entsprechend der Theorie von Feldeffekttransistoren ist diese Abhängigkeit quadratisch. Mit einer Kanallänge von weniger als 10 μm ist es möglich, Bitraten von 1 kBit pro Sekunde zu erreichen. Eine integrierte Schaltung mit einer solchen Bitrate ist für die Verwendung in Datenspeicherung und Transpondern geeignet. Daneben, wie es aus Brown et al., Synthetic Metals 88(1997), 37-55 bekannt ist, führt eine kleine Kanallänge zu einem hohen Tastverhältnis in dem Transistor, was ein Maß für die Qualität des Transistors ist. Zweitens gibt es, um eine integrierte Schaltung zu haben, nicht nur Bedarf an einer kleinen Kanallänge, sondern es gibt auch Bedarf an „Verstärkung". Mit „Verstärkung" ist gemeint, dass das Ausgangssignal eines Transistors oder eines Satzes gekoppelter Transistoren wie z.B. NAND-, NOR-, UND-, ODER-Bausteine eine Spannung hat, die mindestens so hoch ist wie die Spannung des Eingangssignals. Es wurde gefunden, dass mit einer Kanallänge von weniger als 10 μm die Verstärkung größer als 1 ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der durch das Verfahren gemäß der Erfindung gebildeten Komponente sind die benachbarten Bahnen in der Lage, als ein Paar einer Source- und einer Drainelektrode zu arbeiten. Mindestens eine der Bahnen ist gabel förmig mit mehr als einer Zinke, während die Elektroden fingerartig ineinander greifen. Diese Elektroden sind so positioniert, um die Fläche der gegenseitigen Einwirkung zu vergrößern. Diese Ausführungsform vergrößert den Source/Drain-Strom bei einer gewählten Drainspannung, und dabei das Tastverhältnis.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die durch das Verfahren der Erfindung gebildete elektronischen Komponente eine zweite Reliefstruktur eines elektrisch leitenden Materials, die von der genannten – ersten – Reliefstruktur mindestens durch eine isolierende Schicht getrennt ist. Die zweite Reliefstruktur verhindert Leckströme zwischen Bahnen, die als Verbindungen verwendet werden und Bahnen, die als Elektroden in verschiedenen Transistoren, Dioden und Kondensatoren verwendet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst auch die zweite Reliefstruktur ein Salz eines PEDOTs.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die durch das Verfahren der Erfindung gebildete elektronischen Komponente einen Feldeffekttransistor. Ein solcher Transistor enthält eine Source- und eine Drainelektrode, die durch einen Kanal, der ein halbleitendes Material umfasst, miteinander verbunden sind. Er umfasst weiter eine Gateelektrode, die von der Source- und der Drainelektrode mindestens durch eine isolierende Schicht getrennt ist. In dieser Ausführungsform enthält eine Reliefstruktur der Komponente die Source- und die Drainelektrode. Vorzugsweise greifen diese Elektroden fingerartig ineinander, um die Kanalweite zu vergrößern. Eine andere Reliefstruktur enthält die Gateelektrode. Mindestens eine der genannten Reliefstrukturen ist die Reliefstruktur, die ein Salz eines PEDOTs umfasst. Die andere, zweite elektrisch leitende Reliefstruktur umfasst ein Salz eines PEDOTs, ein Polyanilin, Silizium oder ein Metall wie z.B. Gold. Wie es in der Technik der Transistorherstellung bekannt ist, sind unterschiedliche Designs möglich, wie z.B. ein „Top-Gate"-Design oder ein „Bottom-Gate"-Design.
  • In einer anderen Ausführungsform der durch das Verfahren gemäß der Erfindung gebildeten Komponente ist das Salz des PEDOTs ein Salz einer mehrwertigen Säure. Poly(Styren-Sulfonsäure) ist eine hier eine bevorzugte mehrwertige Säure.
  • In einer weiteren Ausführungsform besteht nicht nur die erste Reliefstruktur, sondern die komplette Komponente im Wesentlichen aus einem Polymermaterial. Eine solche „Alles-Polymer"-Anordnung hat günstige Eigenschaften, wie z.B. eine hohe mechanische Flexibilität und ein geringes Gewicht. Daneben ist die Komponente preiswert und gefährliche Substanzen können während ihrer Herstellung leicht vermieden werden.
  • Organische Materialien für Halbleiterschichten sind aus WO-A-99/10939 bekannt. Beispiele beinhalten Polypyrrole, Polyphenyle, Polythiophene, Polyphenylen-Vinylene, Polythienyl-Vinylene, Poly-(Di)-Acetylene, Polyfurane, Polyfuranylen-Vinylene, Polyaniline. Alternativ werden substituierte Derivate dieser Polymere eingesetzt. Beispiele für Substituenten sind Alkyl- und Alkoxygruppen und ringförmige Gruppen wie z.B. Alkendioxygruppen. Bevorzugt haben die Substituentengruppen eine Kohlenstoffkette von 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Wie Fachleuten bekannt ist, können solche Materialien durch Dotieren mit beispielsweise einem oxidierenden Agens, einem reduzierendem Agens und/oder einer Säure halbleitend gemacht werden. Oligomere wie z.B. Pentacen können auch als organisches Halbleitermaterial verwendet werden.
  • Organisches Material für die isolierende Schicht sind aus US-A-5.347.144 bekannt. Beispiele schließen Polyvinylphenol, Polyvinyl-Alkohol und Cyanoethylpullulane ein. Vorzugsweise wird ein isolierendes Material mit einer Dielektrizitätskonstante von mindestens sechs verwendet, wie z.B. Polyvinylphenol, das durch Vernetzung mit einem vernetzenden Agens wie z.B. Hexametoxymethylenmelamin und Erhitzen unlöslich gemacht werden kann.
  • Substratmaterialien sind beispielsweise Polymere wie Polystyren, Polyimid, Polyamid und Polyester, oder Glas, Keramiken oder Siliziumdioxid.
  • Die auf das Verfahren bezogene Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Reliefstruktur auf einem Substrat folgende Schritte umfasst:
    • – Bilden einer strahlungsempfindlichen Zusammensetzung, die einen fotochemischen Initiator, ein Salz eines Anions einer mehrwertigen Säure, und ein Poly-3,4-Alkendioxythiophen enthält, in der die Alkengruppe aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Methylengruppe, einer 1,2-Ethylengruppe, einer 1,3-Propylengruppe und einer 1,2-Cyclohexylengruppe besteht, wobei die Gruppen Substituenten enthalten könnten;
    • – Ausbringen der genannten strahlungsempfindlichen Zusammensetzung auf das Substrat, um eine Schicht zu bilden;
    • – Bestrahlen der genannten Schicht mit einer Wellenlänge in dem Bereich von 300 bis 400 m gemäß einem gewünschten Muster, wobei man damit bestrahlte und nicht bestrahlte Gebiete erhält; und
    • – Entwickeln der genannten Schicht, um die elektrisch leitende Reliefstruktur in dem gewünschten Muster zu erhalten.
  • Die auf das Verfahren bezogene Aufgabe enthält drei Elemente: die Herstellung von Bahnen mit stabiler Leitfähigkeit, die Herstellung von Komponenten mit schmalen Bahnen und billige Herstellung. Die stabile Leitfähigkeit ist dadurch realisiert, dass die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Zusammensetzung ein Salz eines PEDOTs umfasst. Eine solche Zusammensetzung ist kommerziell verfügbar, aber es war nicht bekannt, dass sie auf die Herstellung von elektrisch leitenden Reliefstrukturen anwendbar ist. US-A-5.300.575 zeigte nur die Verwendung dieser Zusammensetzung, um eine antistatische Schicht bereitzustellen.
  • Die schmalen Bahnen können durch die Verwendung eines Salzes eines PEDOTs, das ein mehrwertiges Anion als Gegenion enthält, im Nachfolgenden auch als ein mehrwertiges Salz bezeichnet, erreicht werden. Dieses mehrwertige Salz verbessert erheblich die Prozessierbarkeit des PEDOTs. Da eine mehrwertige Säure in polaren Lösungsmitteln wie Wasser löslich ist, ist das mehrwertige Salz des PEDOTs auch mehr oder weniger in Wasser löslich oder mindestens mit Wasser mischbar. Durch UV-Bestrahlung einer Schicht eines mehrwertigen PEDOT-Salzes in einem gewünschten Muster und anschließenden Wiederauflösen des Salzes können Reliefstrukturen mit Bahnbreiten und Kanallängen von 10 μm erreicht werden. In der Technik der Plastik-Elektronik können solche Bahnen schmal genannt werden.
  • Die billige Herstellung ist dadurch realisiert, dass es nicht notwendig ist, Fotolackschichten zu verwenden, und dadurch, dass Wasser als Lösungsmittel verwendet werden kann. Die Schicht wird vorzugsweise in dem Entwicklungsschritt mit Wasser gespült.
  • In dem Verfahren der Erfindung kann die strahlungsempfindliche Schicht auf ein Substrat mithilfe von Aufschleuderverfahren, Rollenbeschichtung oder elektrischer Deposition einer Lösung oder Dispersion und anschließendem Entfernen des Lösungsmittels oder Dispersionsagens aufgebracht werden.
  • Von Initiatoren wie Azid, Diazid und Diazo-Verbindungen wird angenommen, dass sie Vernetzung zwischen Polymermolekülen in den strahlungsempfindlichen Schichten initiieren. In dem Initiierungsprozess reagieren die Initiatormoleküle weg. Mit solchen Initiatoren werden die nicht bestrahlten Bereiche nicht vernetzt und werden weggespült. Eventuell in der Reliefstruktur vorhandene Initiatoren können, gleich nach dem die Bestrahlung stattgefunden hat, durch Backen der Reliefstrukturen entfernt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Initiator Diazid-4,4'-Diazidodibenzolacton-2,2'-Disulfonsäure-Dinatrium-Salz. Diese Verbindung initiiert das Vernetzen auf ein Bestrahlung einer Wellenlänge von 360-370 nm hin. Dies ist vorteilhaft, da eine solche Wellenlänge durch eine Quecksilberlampe bereitgestellt wird. Mit Initiatoren, die die Vernetzung auf Bestrahlen mit einer kürzeren Wellenlänge, wie weniger als 300 nm, initiieren, beeinflusst außerdem wahrscheinlich das Bestrahlen die Leitfähigkeit des PEDOTs. Mit Initiatoren, die die Vernetzung auf Bestrahlen mit einer längeren Wellenlänge, wie mehr als 400 nm, hin initiieren, initiieren die Initiatoren aufgrund normalen Lichts und der Prozess sollte in einem dunklen Raum ausgeführt werden. Initiatoren, so wie Perchlorat, Chromat und Eisen(III)Tri(Toluensulphonat) werden angeblich durch Bestrahlen in einen angeregten Zustand gebracht, wonach sie als starke Oxidanzien auf die Kette mit konjugierten Doppelbindungen von Poly-3,4-Ethylendioxythiopen in der strahlungsempfindlichen Schicht agieren und die konjugierten Doppelbindungen zerstören. Ein spezifisches Beispiel ist Dinatriumchromat. Durch Erhitzen auf 150 °C nach dem Bestrahlen der Chromat-dotierten Schicht eines Poly(Styren-Sulfonsäure)-Salzes von PEDOT, kann das elektrisch leitende PEDOT unlöslich in Wasser gemacht werden. Die bestrahlten Teile können anschließend in Wasser oder irgendeinem anderen polaren Lösungsmittel wie einem Alkohol aufgelöst werden um so die Reliefstruktur zu bilden. Das Entfernen der Flächen während des Entwicklungsschritts kann in einem Sprühprozess verstärkt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird die Zusammensetzung, die das mehrwertige Salz des PEDOTs enthält, vor dem Aufbringen auf das Substrat gefiltert. Vorzugsweise wird in dieser Filtration ein Filter mit Poren mit einem Durchmesser von 5 μm oder weniger verwendet. Die Filtration verhindert das eventuelle Vorhandensein von Partikeln, die größer sind als die Breite der gebildeten Bahnen.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird die elektrische Leitfähigkeit der Reliefstruktur durch einen zusätzlichen Schritt nach dem Spülen verbessert, wobei in dem Schritt die Reliefstruktur mit einer organischen Verbindung dotiert wird, die eine erste funktionale Gruppe enthält, die aus Dihydroxy-, Polyhydroxy-, Karboxy-, Laktam- und Amid-, Sulfon-, Sulfoxy-, Phosphat- und Mea- ausgewählt ist. Die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ist unerwartet hoch, während die Reliefstruktur nicht beschädigt oder zerstört wird. Die Erfinder nehmen vorläufig an, ohne dadurch begrenzt zu sein, dass das Dotieren mit den genannten organischen Verbindungen eine Änderung in der Mikrostruktur von mindestens einem Teil der Reliefstruktur schafft. Daneben haben die Erfinder den Eindruck, dass das Dotieren nach dem Spülen sehr effizient ist: erstens ist das Lösungsmittel der Zusammensetzung, die ein PEDOT-Salz enthält, mindestens zu einem großen Teil zu dem Moment entfernt worden. Moleküle der zugefügten organischen Verbindungen interagieren hauptsächlich mit den Polymermolekülen. Zweitens ist der Oberflächenbereich der Reliefstruktur größer als der Oberflächenbereich der Schicht. Die Verteilung der organischen Verbindung kann als ziemlich gut angesehen werden.
  • Passende organische Verbindungen, die Dihydroxy- oder Polyhydroxy- und/oder Carboxy-Gruppen oder Amid-Gruppen enthalten, entsprechen der allgemeinen Formel (HO)n – R – (COX)m, worin:
    n und m unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 20, vorzugsweise von 2 bis 8, bedeuten und
    R ein lineares, verzweigtes oder zyklisches Radikal mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder ein optional substituiertes Arylen-Radikal mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen, oder ein heterozyklisches Radikal mit 4 bis 10 Atomen, oder ein Zucker-Radikal oder Zucker-Alkohol-Radikal bedeutet, und
    x -OH oder -NYZ bedeutet, worin X, Y unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl repräsentieren, vorzugsweise Wasserstoff oder C1- bis C12-Alkyl.
  • Beispiel bevorzugter organischer Verbindungen sind Zucker, Zucker-Derivate und Zucker-Alkohole, wie Saccharose, Glucose, Fructose, Lactose, Sorbitol, Mannitol und Lactitol; Alkohole wie Ethylenglycol, Glycerol, Di- oder Triethylenglycol; Carbonsäuren wie Furancarbonsäure. Ein Besonderes bei bevorzugten organischen Verbindungen ist Sorbitol.
  • Die Erfindung wird unten mit Bezug auf Ausführungsformen und der dazugehörenden Zeichnung, die nur als Beispiel gegeben wird, erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 die Strukturformeln der sich wiederholenden Einheiten von einem Poly-3,4-Alkendioxythiophen mit Alkengruppen Ethylen (I-1), 1,2-Cyclohexen (I-2), Phenylethylen (I-3), Propylethylen (I-4), Methylen (I-5) und 1,3-Propylen (I-6);
  • 2 die Strukturformel eines Polyanion-Salzes von Poly-3,4-Ethylendioxythiophen mit n, m > 10;
  • 3 schematisch eine Draufsicht eines Feldeffekttransistors mit leitenden Reliefstrukturen der mit dem Verfahren gemäß der Erfindung gebildeten Komponente;
  • 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines Feldeffekttransistors mit zwei reliefstrukturierten leitenden Schichten, in denen die erste Schicht die Source- und die Drainelektrode umfasst und in denen die zweite Schicht die Gateelektrode enthält;
  • 5 schematisch eine Draufsicht eines Feldeffekttransistors mit fingerartig ineinandergreifenden Source- und Drainelektroden. Der Deutlichkeit halber sind die isolierende Schicht und die Halbleiterschicht in der Zeichnung weggelassen; und
  • 6 schematisch eine Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Diode.
  • Ausführungsform 1
  • Die Strukturformel des Poly(Styren-Sulfonsäure)-Salzes von Poly-3,4-Ethylendioxythiophen ist in 2 gezeigt. Eine Verbindung dieses Salzes in Wasser ist kommerziell von Bayer erhältlich. Die Konzentration von PEDOT in dieser Zusammensetzung ist 0,5 Gewichts-% und die von Poly(Styren-Sulfonsäure) ist 0,8 Gewichts-%. Zu der Zusammensetzung, offensichtlich eine kolloidale Lösung, sind etwa 0,25 Gewichts-% des Initiators 4,4'-Diazidodibenzalaceton-2,2'-Disulfonsäure-Dinatrium-Salz und 0,005 Gewichts-% Dodecylbenzensulfonsäure-Salz hinzugefügt. Nach Filtration durch ein 5 μm-Filter wurde die Verbindung auf ein isolierendes und planarisiertes Substrat aufgeschleudert. Die erhaltene Schicht wurde bei 30 °C für 5 Minuten getrocknet. Die getrocknete Schicht wurde mithilfe einer Hg-Lampe mit UV-Licht (λ = 365 nm) durch eine Maske strukturierter Strahlung ausgesetzt. Die Schicht wurde durch Besprühen mit Wasser gespült. Nach Trocknen bei 200 °C war die mittlere Schichtdicke der verbliebenen Bereiche 80 nm. In diesem Spülschritt wurden die nicht bestrahlten Bereiche der Schicht aufgelöst. Diese Bereiche hatten eine elektrische Leitfähigkeit von 1 S/cm. Jede kontinuierliche unaufgelöste Fläche fungiert als eine Bahn. Bahnbreiten von 1, 3, 5, 8, 10 und 20 μm und Abstände zwischen den Bahnen von 5, 8, 10 und 20 μm wurden in verschiedenen Experimenten erhalten.
  • Ausführungsform 2
  • Es wurde derselben Prozedur, um Reliefstrukturen zu erhalten, wie in Ausführungsform 1 gefolgt. Aber nach dem Spülen und Trocknen bei Raumtemperatur, in dem eine Reliefstruktur mit PEDOT auf dem Substrat erhalten wurde, wurde eine Sorbitol-Lösung (etwa 4-6 Gewichts-%) auf die Reliefstruktur aufgeschleudert. Die resultierende Struktur wurde auf 200 °C erhitzt. Die verbliebenen Bereiche hatten eine Leitfähigkeit von 170 S/cm. Jede kontinuierliche unaufgelöste Fläche fungiert als eine Bahn.
  • Ausführungsform 3
  • Ein Poly(Styren-Sulfonsäure)-Salz von Poly-3,4-Ethylendioxythiophen ist kommerziell von Bayer erhältlich. Die Konzentration von PEDOT in dieser Zusammensetzung ist 0,5 Gewichts-% und die von Poly(Styren-Sulfonsäure) ist 0,8 Gewichts-%. Die Zusammensetzung, offensichtlich eine kolloidale Lösung, wurde auf einen pH = 7 eingestellt. Dann wurde 0,03 Gewichts-% eines Dinatriumchromats, Na2Cr2O7, hinzugefügt. Nach Filtration durch ein 5 μm-Filter wurde die Verbindung auf ein isolierendes und planarisiertes Substrat aufgeschleudert. Das isolierende Substrat war in diesem Fall ein Stapel eines Polyimid-Substrats, einer dünnen strukturierten Schicht aus Gold und einer isolierenden Schicht aus Polyvinylphenol mit einem Vernetzungs-Agens. Die erhaltene Schicht wurde bei 100 °C für 5 Minuten getrocknet. Die getrocknete Schicht wurde mithilfe einer Hg-Lampe mit UV-Licht (λ = 365 nm) durch eine Maske strukturierter Strahlung ausgesetzt. Die Schicht wurde in Wasser entwickelt. Dann wurde eine Lösung einer Vorstufe von Polythienyl-Vinyl auf das Substrat aufgeschleudert und erhitzt, um Polythienyl-Vinyl zu bilden. Anschließend wurde eine Schicht des kommerziell erhältlichen Kaptons, das ein Polyimid umfasst, deponiert. Diese Schicht schützt die elektronischen Komponenten, die so gebildet wurden und eine Reliefstruktur eines PEDOTs umfassen, gegen Bestrahlen mit einer Wellenlänge λ < 500 nm.
  • Ausführungsform 4
  • 3 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Feldeffekttransistors 1 mit leitenden Reliefstrukturen der Komponente gemäß der Erfindung. 4 zeigt schematisch den Feldeffekttransistor 1 in einer Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu), die an der Linie I-I in 3 gemacht ist. Der Feldeffekttransistor 1 umfasst ein elektrisch isolierendes Substrat 2 aus Polyimid bedeckt mit einer planarisierten Schicht aus Polyvinylphenol vernetzt mit Hexametoxymethylenmelamin, auf das eine erste elektrisch leitende Reliefstruktur 3 mit Poly(3,4-Ethylendioxythiopen), Poly(Styrensulfonsäure) und Sorbitol aufgebracht ist. Diese Reliefstruktur 3 umfasst eine Sourceelektrode 34 und eine Drainelektrode 35 mit einer Bahnbreite tW von 5 μm. Auf die erste Reliefstruktur wird eine Halbleiterschicht 4 mit Poly(Thienylvinyl) aufgebracht, wobei Schicht 4 einen Kanal 41 mit einer Kanallänge cL von 15 μm und einer Kanalweite cW von 50 μm umfasst. Die Schicht 4 und so den Kanal 41 bedeckt eine elektrisch isolierende Schicht 5 mit dem kommerziell verfügbaren HPR504, die als eine Lösung in Ethyllactat deponiert wird. Sie isoliert elektrisch die Gateelektrode 64 von dem Kanal 41, wobei genannte Gateelektrode 64 in der zweiten elektrisch leitenden Reliefstruktur 6, die PEDOT umfasst, untergebracht ist. Der Transistor 1 ist vom Typ „Top-Gate".
  • Ausführungsform 5
  • 5 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Feldeffekttransistors 11, der eine erste Reliefstruktur 3, die PEDOT umfasst und ein fingerartig ineinandergreifendes Paar einer Sourceelektrode 31 und einer Drainelektrode 32 unterbringt. Der Deutlichkeit halber sind das Substrat, die isolierende Schicht und die Halbleiterschicht in der Zeichnung weggelassen. Die Sourceelektrode 31 ist gabelförmig und umfasst parallele Bahnen 311, 312, 313 und 314. Die Drainelektrode 32 ist gabelförmig und umfasst Bahnen 321, 322, 323 und 324. In diesem Beispiel umfasst jede der Elektroden 31, 32 vier Bahnen mit einer Bahnbreite tW von 2 μm; aber dies ist weder notwendig noch limitierend gemeint. Die Source- 31 und Drainelektrode 32 sind durch einen Kanal 141 mit einer Kanallänge cL von 5 μm getrennt. Der Transistor 11 umfasst weiter eine zweite Reliefstruktur, die Gold umfasst und elektrische Leiter 611 und eine Gateelektrode 61 unterbringt. Der Transistor 11 ist vom Typ „Bottom-Gate". In diesem Transistortyp liegt die zweite Reliefstruktur auf dem Substrat, auf dem die dielektrische Schicht, die erste Reliefstruktur und die Halbleiterschicht, die Pentacen umfasst, in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
  • Ausführungsform 6
  • 6 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Diode 101. Diese elektronische Komponente umfasst ein Substrat 111, eine erste Elektrodenschicht 112, eine erste Reliefstruktur 113, eine Halbleiterschicht 114 und eine zweite Elektrodenschicht 115. Typischerweise ist das Substrat 111 aus Glas gemacht, die erste Elektrodenschicht 112 umfasst ITO und die zweite Elektrodenschicht 115 umfasst Al. Die erste Reliefstruktur 113 umfasst ein elektrisch leitendes PEDOT und die Halbleiterschicht 114 umfasst Polyphenylenvinylen. Die Strukturen 121, 122 haben eine Größe von 100 μm in Länge und in Breite. Die Reliefstruktur 113 und die Halbleiterschicht 114 haben jede eine Dicke, die in der Größenordnung von 100 nm liegt. Die Licht emittierende Diode kann durch Sputtern von ITO auf das Substrat 111 hergestellt werden. Eine Lösung von Polyvinylphenol und dem Vernetzungs-Agens Hexamethoxymethylmelanin (HMMM) in Propylenglycolmethyletheracetat wird auf das ITO aufgeschleudert um eine Schicht von 200 nm zu bilden. Die Schicht wird in einem gewünschten Muster bestrahlt und gespült, um eine strukturierte Schicht 116 zu bilden und um den Isolator in den Gebieten zu entfernen, wo die Strukturen 121, 122 gebildet werden sollen. Eine wässrige kolloidale Lösung von PEDOT, (Polystyren-Sulfonsäure) und einem Fotoinitiator wird auf das Substrat aufgeschleudert, um eine Schicht zu bilden. Die Schicht wird anschließend in dem gewünschten Muster bestrahlt und in Wasser entwickelt, um die Reliefstruktur 113 zu bilden. Dann wird der Halbleiter 114 aufgeschleudert. Abschließend wird die zweite Elektrodenschicht 115 deponiert.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Schaffen einer elektrisch leitenden Reliefstruktur (3) auf einem Substrat (2), mit folgenden Schritten: – Schaffen einer strahlungsempfindlichen Zusammensetzung, die einen fotochemischen Initiator, ein Salz einer mehrwertigen Säure und ein Poly-3,4-Alkendioxythiophen enthält, in der die Alkylengruppe aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Methylengruppe, einer 1,2-Ethylengruppe, einer 1,3-Propylengruppe und einer 1,2-Cyclohexylengruppe besteht, wobei die Gruppen Substituenten enthalten könnten; – Aufbringen der genannten strahlungsempfindlichen Zusammensetzung auf das Substrat, um eine Schicht zu bilden; – Bestrahlen der genannten Schicht mit einer Wellenlänge in dem Bereich von 300 bis 400 nm, um Vernetzung gemäß einem gewünschten Muster zu bewirken, wobei man damit bestrahlte und nicht bestrahlte Gebiete erhält; und – Entwickeln der genannten Schicht, um die elektrisch leitende Reliefstruktur in dem gewünschten Muster zu erhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht bestrahlten Gebiete in dem Entwicklungsschritt entfernt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Entwicklungsschritt den zusätzlichen Schritt des Dotierens der genannten Reliefstruktur mit einer organischen Verbindung umfasst, die eine erste funktionelle Gruppe enthält, die aus Polyhydroxy-, Dihydroxy-, Karboxy-, Laktam- und Amid-, Sulfon-, Sulfoxyl-, Phosphat- und MEA- ausgewählt ist.
  4. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Komponente mit einer Elektrode (32) auf einem elektrisch isolierenden Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (32) als eine Reliefstruktur aus elektrisch leitendem Material auf dem Substrat gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geschaffen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode Teil eines Feldeffekttransistors ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (3) benachbarte Bahnen (341, 351) in einem Abstand von weniger als 10 μm umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Bahnen (341, 351) ein Paar einer Source- und einer Drainelektrode (34, 35) bilden, wobei mindestens eine davon gabelförmig ist, wobei die Source- und die Drainelektrode fingerartig ineinander greifen.
DE60033012T 1999-09-10 2000-09-06 Leitende struktur basierend auf poly-3,4-alkendioxythiophen (pedot) und polystyrolsulfonsäure (pss) Expired - Lifetime DE60033012T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99202950 1999-09-10
EP99202950 1999-09-10
EP99203636 1999-11-04
EP99203636 1999-11-04
PCT/EP2000/008695 WO2001020691A1 (en) 1999-09-10 2000-09-06 Conductive structure based on poly-3,4-alkenedioxythiophene (pedot) and polystyrenesulfonic acid (pss)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60033012D1 DE60033012D1 (de) 2007-03-08
DE60033012T2 true DE60033012T2 (de) 2007-09-13

Family

ID=26153367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60033012T Expired - Lifetime DE60033012T2 (de) 1999-09-10 2000-09-06 Leitende struktur basierend auf poly-3,4-alkendioxythiophen (pedot) und polystyrolsulfonsäure (pss)

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP1138091B1 (de)
JP (1) JP2003509869A (de)
DE (1) DE60033012T2 (de)
WO (1) WO2001020691A1 (de)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2371910A (en) 2001-01-31 2002-08-07 Seiko Epson Corp Display devices
KR100422109B1 (ko) * 2001-05-15 2004-03-10 주식회사 미뉴타텍 전극으로 유용한 고분자 배위화합물
US7244669B2 (en) 2001-05-23 2007-07-17 Plastic Logic Limited Patterning of devices
KR100875219B1 (ko) * 2001-06-22 2008-12-19 아그파-게바에르트 전기전도성 패턴 형성용 물질 및 전기전도성 패턴 형성 방법
US6623903B2 (en) 2001-06-22 2003-09-23 Agfa-Gevaert Material and method for making an electroconductive pattern
JP2003177682A (ja) * 2001-09-05 2003-06-27 Konica Corp ディスプレイパネルおよびその製造方法
KR100961251B1 (ko) 2001-10-01 2010-06-03 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 조성물, 전자 디바이스 및 전자 디바이스의 제조 방법
WO2003052841A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Avecia Limited Organic field effect transistor with an organic dielectric
AU2003205961A1 (en) 2002-02-05 2003-09-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Photo-sensitive composition
EP1357226B1 (de) * 2002-04-22 2010-08-11 Hueck Folien GmbH Substrate mit elektrisch leitfähigen Schichten
TWI256732B (en) * 2002-08-30 2006-06-11 Sharp Kk Thin film transistor, liquid crystal display apparatus, manufacturing method of thin film transistor, and manufacturing method of liquid crystal display apparatus
DE10241620A1 (de) * 2002-09-04 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Verfahren zur lithografischen Strukturierung eines Substrates und ein Lacksystem
CN100446212C (zh) 2003-04-02 2008-12-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 一种柔性电子器件的制造方法和柔性器件
CN100411195C (zh) * 2003-04-11 2008-08-13 索尼株式会社 光电转换器件的制作方法
US7163734B2 (en) * 2003-08-26 2007-01-16 Eastman Kodak Company Patterning of electrically conductive layers by ink printing methods
JP4586345B2 (ja) * 2003-09-17 2010-11-24 ソニー株式会社 電界効果型トランジスタ
US7320813B2 (en) * 2003-12-15 2008-01-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of highly conducting and transparent thin polymer films
WO2005064705A1 (en) * 2003-12-22 2005-07-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Increasing the wettability of polymer solutions to be deposited on hydrophobic ferroelecric polymerb layers
DE102004017858A1 (de) * 2004-04-13 2005-11-03 Infineon Technologies Ag Organischer Feldeffekttransistor
GB2413895A (en) 2004-05-07 2005-11-09 Seiko Epson Corp Patterning substrates by ink-jet or pad printing
EP1805033A1 (de) * 2004-10-20 2007-07-11 Hueck Folien GmbH Substrate mit elektrisch leitfähigen schichten
EP1829130B1 (de) 2004-12-03 2016-07-13 Flexenable Limited Ausrichtungstolerante strukturierung auf flexiblen substraten
GB0426563D0 (en) * 2004-12-03 2005-01-05 Plastic Logic Ltd Alignment tolerant patterning on flexible substrates
GB2437112B (en) 2006-04-11 2011-04-13 Nicholas Jim Stone A method of making an electrical device
GB2437329B (en) 2006-04-11 2011-03-09 Nicholas J Stone Conductive polymer electrodes
KR101438172B1 (ko) * 2006-08-21 2014-09-11 아그파-게바에르트 엔.브이. 유기 도전성 층, 패턴 또는 인쇄물 제조용 ｕｖ­광중합성 조성물
KR20100016643A (ko) * 2007-04-19 2010-02-12 바스프 에스이 기판 상에 패턴을 형성하는 방법 및 그에 의해 형성된 전자 장치
FR2945669B1 (fr) * 2009-05-14 2011-12-30 Commissariat Energie Atomique Transistor organique a effet de champ
JP2012191156A (ja) * 2011-02-25 2012-10-04 Tokyo Electron Ltd 配線の形成方法および形成装置
JPWO2012115165A1 (ja) * 2011-02-25 2014-07-07 東京エレクトロン株式会社 膜形成方法および膜形成装置
US9244356B1 (en) 2014-04-03 2016-01-26 Rolith, Inc. Transparent metal mesh and method of manufacture
WO2015183243A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 Rolith, Inc. Anti-counterfeiting features and methods of fabrication and detection
US20230037057A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 Sharp Display Technology Corporation Uv-patterned conductive polymer electrode for qled

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034226A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Asahi Chem Ind Co Ltd 耐熱性を有するパターンの形成方法
DE3922730C2 (de) * 1989-07-11 1997-11-20 Fichtel & Sachs Ag Kupplungsscheibe mit Torsionsschwingungsdämpfer
DE59010247D1 (de) 1990-02-08 1996-05-02 Bayer Ag Neue Polythiophen-Dispersionen, ihre Herstellung und ihre Verwendung
FR2664430B1 (fr) 1990-07-04 1992-09-18 Centre Nat Rech Scient Transistor a effet de champ en couche mince de structure mis, dont l'isolant et le semiconducteur sont realises en materiaux organiques.
US5561030A (en) * 1991-05-30 1996-10-01 Simon Fraser University Fabrication of electronically conducting polymeric patterns
EP0615257B1 (de) * 1993-03-09 1999-06-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Methode zur Herstellung eines Verbundstoffes mit einer Metallschicht auf einer leitfähigen Polymerschicht
DE69413436T2 (de) 1993-03-09 1999-05-20 Koninkl Philips Electronics Nv Herstellungsverfahren eines Musters von einem elektrisch leitfähigen Polymer auf einer Substratoberfläche und Metallisierung eines solchen Musters
EP0615256B1 (de) * 1993-03-09 1998-09-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Herstellungsverfahren eines Musters von einem elektrisch leitfähigen Polymer auf einer Substratoberfläche und Metallisierung eines solchen Musters
DE4325885A1 (de) * 1993-08-02 1995-02-09 Basf Ag Elektrolumineszierende Anordnung
ATE287929T1 (de) * 1994-05-06 2005-02-15 Bayer Ag Leitfähige beschichtungen hergestellt aus mischungen enthaltend polythiophen und lösemittel
WO1996008047A2 (en) * 1994-09-06 1996-03-14 Philips Electronics N.V. Electroluminescent device comprising a transparent structured electrode layer made from a conductive polymer
DE19500912A1 (de) * 1995-01-13 1996-07-18 Basf Ag Elektrolumineszierende Anordnung
JP3520688B2 (ja) * 1996-09-17 2004-04-19 松下電器産業株式会社 コンデンサ及びその製造方法
JPH10321471A (ja) * 1997-05-22 1998-12-04 Nichicon Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
EP0968537B1 (de) 1997-08-22 2012-05-02 Creator Technology B.V. Feld-effekt-transistor, der im wesentlichen aus organischen materialien besteht
GB9718393D0 (en) * 1997-08-29 1997-11-05 Cambridge Display Tech Ltd Electroluminescent Device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001020691A1 (en) 2001-03-22
DE60033012D1 (de) 2007-03-08
EP1138091A1 (de) 2001-10-04
EP1727220A3 (de) 2008-07-16
EP1138091B1 (de) 2007-01-17
EP1727220A2 (de) 2006-11-29
JP2003509869A (ja) 2003-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60033012T2 (de) Leitende struktur basierend auf poly-3,4-alkendioxythiophen (pedot) und polystyrolsulfonsäure (pss)
DE10140666C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines leitfähigen strukturierten Polymerfilms und Verwendung des Verfahrens
EP2286416B1 (de) Neuartige polythiophene-polyanion-komplexe in unpolaren organischen lösungsmitteln
JP4509228B2 (ja) 有機材料から成る電界効果トランジスタ及びその製造方法
DE60307687T2 (de) Polythiophene und damit hergestellte Vorrichtungen
DE112005003011B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung
DE10126860C2 (de) Organischer Feldeffekt-Transistor, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung zum Aufbau integrierter Schaltungen
WO2005083812A2 (de) Verfahren zur vernetzung organischer halbleiter
DE10153656A1 (de) Verfahren zur Verringerung des Kontaktwiderstandes in organischen Feldeffekttransistoren durch Aufbringen einer reaktiven, die organische Halbleiterschicht im Kontaktbereich regio-selektiv dotierenden Zwischenschicht
DE602004004519T2 (de) Ausstosslösung, verfahren zur erzeugung von mustern sowie verfahren zur herstellung eines elektronischen gerätes unter verwendung dieser lösung, und elektronisches gerät
DE602004002549T2 (de) Zusammensetzung zur Herstellung eines organischen und isolierenden Filmes sowie der daraus hergestellte Film
DE602004005685T2 (de) Verfahren zur herstellung einer elektronischen anordnung
DE102010050507A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Schichtkörpern durch Behandlung mit organischen Ätzmitteln und daraus erhältliche Schichtkörper
DE202018006859U1 (de) Leitfähige Zusammensetzung und Leiter
DE602004006283T2 (de) Herstellung elektronischer bauelemente
DE10229118A1 (de) Verfahren zur kostengünstigen Strukturierung von leitfähigen Polymeren mittels Definition von hydrophilen und hydrophoben Bereichen
DE102012200896A1 (de) Elektronisches Bauelement
DE602004009201T2 (de) Fotostrukturierung von leitenden elektrodenschichten mit elektrisch leitendem polymer
DE102007057650A1 (de) Strukturierung von leitfähigen Polymerschichten mittels des Lift-Off-Prozesses
DE69919661T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schicht aus leitfähigen Polythiophen bei niedriger Temperatur
DE102011087561B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und dielektrische Zusammensetzungen
DE102010000401A1 (de) Halbleiterbauelement
DE10131669A1 (de) Herstellung von organischen Halbleitern mit hoher Ladungsträgermobilität durch pi-konjugierte Vernetzungsgruppen
EP1525631B1 (de) Verringerung des kontaktwiderstandes in organischen feldeffekttransistoren durch verwendung von phosphinen und metallhaltigen phosphinen
DE10155346C1 (de) Solarzelle sowie Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Ref document number: 1138091

Country of ref document: EP

Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 BREMEN, DE