SE520339C2 - Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande - Google Patents

Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande

Info

Publication number
SE520339C2
SE520339C2 SE0100748A SE0100748A SE520339C2 SE 520339 C2 SE520339 C2 SE 520339C2 SE 0100748 A SE0100748 A SE 0100748A SE 0100748 A SE0100748 A SE 0100748A SE 520339 C2 SE520339 C2 SE 520339C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
transistor device
active element
electrochemically active
gate electrode
electrochemical transistor
Prior art date
Application number
SE0100748A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0100748D0 (sv
SE0100748L (sv
Inventor
Maarten Armgarth
Miaoxiang Chen
David Andreas Nilsson
Rolf Magnus Berggren
Thomas Kugler
Tommi Mattias Remonen
Original Assignee
Acreo Ab
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 Acreo Ab filed Critical Acreo Ab
Priority to SE0100748A priority Critical patent/SE520339C2/sv
Publication of SE0100748D0 publication Critical patent/SE0100748D0/sv
Priority to CNB028060520A priority patent/CN100352077C/zh
Priority to AT02704001T priority patent/ATE393411T1/de
Priority to DE60226221T priority patent/DE60226221T2/de
Priority to PCT/SE2002/000404 priority patent/WO2002071139A1/en
Priority to JP2002569996A priority patent/JP4256163B2/ja
Priority to US10/091,419 priority patent/US6806511B2/en
Priority to EP02703016A priority patent/EP1374321A1/en
Priority to CNB028061276A priority patent/CN1224862C/zh
Priority to PCT/SE2002/000406 priority patent/WO2002071505A1/en
Priority to JP2002570320A priority patent/JP5043283B2/ja
Priority to EP02704001A priority patent/EP1373976B1/en
Priority to US10/091,397 priority patent/US6642069B2/en
Publication of SE0100748L publication Critical patent/SE0100748L/sv
Publication of SE520339C2 publication Critical patent/SE520339C2/sv
Priority to US10/819,306 priority patent/US7012306B2/en
Priority to US11/327,438 priority patent/US7582895B2/en
Priority to US11/980,359 priority patent/US7705410B2/en
Priority to US11/980,633 priority patent/US7679110B2/en
Priority to US12/659,194 priority patent/US20100230731A1/en
Priority to JP2010052470A priority patent/JP5268075B2/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/163—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0009—RRAM elements whose operation depends upon chemical change
    • G11C13/0014—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material
    • G11C13/0016—RRAM elements whose operation depends upon chemical change comprising cells based on organic memory material comprising polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
    • H01L51/05—
    • H01L51/0575—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40—Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • 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 potential barriers
    • H10K10/20—Organic diodes
    • 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 potential barriers
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/163—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor
    • G02F2001/1635—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor the pixel comprises active switching elements, e.g. TFT
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/02—Materials and properties organic material
    • G02F2202/022—Materials and properties organic material polymeric
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/10—Resistive cells; Technology aspects
    • G11C2213/15—Current-voltage curve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • H01L28/56—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material the dielectric comprising two or more layers, e.g. comprising buffer layers, seed layers, gradient layers
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

lO 15 20 25 30 35 . , - . »n 2 det organiska materialet. Dessa anordningar innefattar en elektrolyt och en ledande polymer som kan ställas om mel- lan ett oxiderat och ett reducerat tillstånd. Ett av des- sa oxidationstillstànd motsvarar sedan en låg, företrä- desvis obefintlig, konduktivitet i materialet, medan det andra oxidationstillständet motsvarar en konduktivitet som är hög i förhållande till det första tillståndet.
Elektrokemiska transistoranordningar har använts som sen- sorer, t ex för detektion av oxidant i en lösning (se för översikt Baughman och Shacklette, Proceedings of the Sixth Europhysics Industrial Workshop (1990), s 47-61).
Vidare beskrivs en transistor av den elektrokemiska typen i Rani et al, J Solid State Electrochem (1998), vol 2, s 99-101. Gate-elektrodarkitekturen i denna transistor en- ligt känd teknik visas i figur 1 i denna referens.
Problem med kända elektrokemiska transistoranord- ningar innefattar det faktum att de är svåra och dyra att tillverka. I synnerhet har inga elektrokemiska transis- toranordningar beskrivits som har förmåga att massprodu- ceras. Vidare har den praktiska användningen av kända elektrokemiska transistoranordningar hämmats av deras jämförelsevis höga energikonsumtion. Vidare lider de ma- terial som använts i kända anordningar av brist pà miljö- vänlighet, processabilitet och ekonomiska tillverknings- möjligheter. Det ràder därför ett behov av nya och för- bättrade elektrokemiska transistoranordningar.
Sammanfattning av uppfinningen Ett av föreliggande uppfinnings ändamål är således att tillgodose detta behov, genom utveckling av området elektrokemiska transistoranordningar, och genom tillhan- dahållande av en anordning med bättre egenskaper, med av- seende på hantering, tillverkning, bortskaffning och an- nat, än anordningarna enligt känd teknik.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är tillhandahållande av en elektrokemisk transistoranordning som kan avsättas på ett stort urval av olika styva eller 10 15 20 25 30 35 520 339 3 flexibla substrat med hjälp av konventionella trycknings- metoder.
Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är tillhandahållande av en miljösäker elektrokemisk tran- sistoranordning, så att bortskaffande av anordningen, tillsammans med eventuellt underlag på vilken den av- satts, inte ger upphov till hanteringsproblem, och så att inga säkerhetsinskränkningar måste tillämpas på använd- ning av anordningen. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är möj- liggörandet av nya tillämpningar för ledande organiska material, vilka använder flera olika egenskaper hos dyli- ka material i kombination.
Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är tillhan- dahållande av förfaranden för framställning av sådana an- ordningar, vilka förfaranden utnyttjar konventionella tryckningsmetoder eller andra avsättningsmetoder som är väl kända, relativt billiga och lätta att skala upp.
Ovannämnda ändamål uppnås genom en elektrokemisk transistoranordning enligt definitionen i de oberoende patentkraven. Specifika utföringsformer av uppfinningen definieras i de underordnade patentkraven. Uppfinningen har dessutom andra fördelar och egenskaper vilka framgår av nedanstående detaljerade beskrivning.
Således tillhandahålls en understödd eller självbà- rande elektrokemisk transistoranordning, vilken innefat- tar: - en source-kontakt, - en drain-kontakt, - minst en gate-elektrod, - ett elektrokemiskt aktivt element arrangerat emel- och i direkt elektrisk kontakt med, vilket elektrokemiskt akti- lan, source- och drain-kontakterna, va element innefattar en transistorkanal och är av ett material som innefattar ett organiskt material med förmåga att elektrokemiskt ändra sin kondukti- vitet genom ändring av sitt redoxtillstånd, samt l0 15 20 25 30 35 v» .vv u - -ø n -e u -~_: i »f »a - - n- I . -- x ,_" . w. u - . f ~ n v I -' n. ..> .. . n Q -~ v. ». 1 ...v x _ , ., a .f . :_ z i , , v. 1. _..- . . . . = n 4 - en solidifierad elektrolyt i direkt elektrisk kon- takt med det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda minst en gate-elektrod, och placerad mellan dem på ett sådant sätt att elektronflöde mellan det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda gate-elektrod(er) förhindras, varigenom flöde av elektroner mellan source-kontakt och drain-kontakt kan styras med hjälp av en spänning som an- bringas på nämnda gate-elektrod(er).
Arkitekturen hos den elektrokemiska transistoranord- ningen enligt uppfinningen är fördelaktig genom att den möjliggör àstadkommandet av en skiktad transistoranord- ning med endast ett fåtal skikt, vilken till exempel har ett mönstrat skikt av material som innefattar ett ledande organiskt material, vilket skikt innefattar source- och drain-kontakter och gate-elektrod(er), liksom det elek- trokemiskt aktiva elementet. Source- och drain- kontakterna och det elektrokemiskt aktiva elementet bil- das då företrädesvis av ett kontinuerligt stycke av nämn- da material. Source- och drain-kontakterna skulle alter- nativt kunna bildas av ett annat elektriskt ledande mate- rial i direkt elektrisk kontakt med det elektrokemiskt aktiva elementet. Gate-elektroden/-elektroderna kan också vara av ett annat elektriskt ledande material. För åstad- kommande av de erforderliga elektrokemiska reaktionerna, genom vilka konduktiviteten i det aktiva elementet änd- ras, arrangeras en solidifierad elektrolyt på ett sådant sätt att den är i direkt elektrisk kontakt med både det aktiva elementet och gate-elektroden/-elekroderna.
I en föredragen utföringsform är source- och drain- kontakterna och gate-elektroden/-elektroderna, liksom det aktiva elementet, alla arrangerade så att de ligger i ett gemensamt plan, vilket ytterligare förenklar tillverkning av anordningen med hjälp av vanliga tryckningsmetoder.
Således utnyttjar den elektrokemiska anordningen enligt denna utföringsform av uppfinningen en lateral anord- ningsarkitektur. Ett skikt av solidifierad elektrolyt kan lO 15 20 25 30 35 .H .= e, « - ~ II '- " * ”i _ . 4 I O I ~ fi '^ ' 5 med fördel avsättas på ett sådant sätt att det, åtminsto- ne delvis, täcker gate-elektroden/-elektroderna samtidigt som det täcker det elektrokemiskt aktiva elementet. Detta skikt av solidifierad elektrolyt kan vara kontinuerligt eller försett med avbrott, beroende främst på vilken av två huvudtyper av transistorarkitekturer som skall åstad- kommas (se nedan).
Den elektrokemiska transistoranordningen enligt upp- finningen medger reglering av elektronflöde mellan sour- ce- och drain-kontakterna. Konduktiviteten i transistor- kanalen i det elektrokemiskt aktiva elementet kan modifi- eras, genom ändring av redoxtillstàndet hos det organiska materialet däri. Detta àstadkommes genom anbringande av en spänning på gate-elektroden/-elektroderna, vilken ger upphov till ett elektriskt fält i elektrolyten. I kon- taktytan mellan elektrolyt och elektrokemiskt aktivt ele- ment sker elektrokemiska redoxreaktioner, vilka ändrar konduktiviteten hos det organiska materialet. Antingen modifieras det organiska materialet i transistorkanalen från ett ledande tillstànd till ett ej ledande tillstånd som resultat av nämnda redoxreaktioner, eller så modifie- ras det från ett ej ledande till ett ledande tillstånd.
Beroende på den exakta mönstringen av det ledande organiska materialet och elektrolyten kan den elektroke- miska transistoranordningen enligt uppfinningen antingen vara av en bistabil eller en dynamisk typ. I utförings- formen bistabil transistor leder en spänning som anbring- ats på gate-elektroden/-elektroderna till en förändring av konduktiviteten i transistorkanalen som består när den yttre kretsen bryts, dvs när den anbringade spänningen avlägsnas. De elektrokemiska reaktioner som inducerats av den anbringade spänningen kan inte fås att gå tillbaka, eftersom det elektrokemiskt aktiva elementet och gate- elektroden/-elektroderna inte är i direkt elektrisk kon- takt med varandra, utan skilda àt av elektrolyt. I denna utföringsform kan transistorkanalen ställas om mellan ej ledande och ledande tillstànd med användning av enbart lO l5 20 25 30 35 520 359 6 små, övergående gate-spänningar. Den bistabila transis- torn kan kvarhållas i ett inducerat redoxtillstånd i da- gar, och, i det mest föredragna, ideala fallet, i all oändlighet.
Således erbjuder utföringsformen bistabil transistor en minnesfunktion,_i det att det är möjligt att koppla på eller av den med användning av endast en kort spännings- puls anbringad på gate-elektroden. Transistorn förblir i det ledande eller ej ledande redoxtillståndet även efter det att den anbringade spänningen avlägsnats. Ytterligare en fördel med sådana bistabila transistorer är att funk- tion med nästan ingen energiåtgång möjliggörs, eftersom de korta spänningspulser som anbringas på gaten inte be- höver vara större än en bråkdel av de gate-spänningar som behövs för drift av en motsvarande dynamisk anordning.
I utföringsformen dynamisk transistor gär föränd- ringen i redoxtillstånd hos materialet tillbaka spontant när gate-spänningen avlägsnas. Denna reversering åstad- kommes genom tillhandahållande av en redoxkompensations- volym (”redox sink volume”) bredvid transistorkanalen i det elektrokemiskt aktiva elementet. Dessutom tillhanda- hålls en andra gate-elektrod, vilken arrangeras så att de två gate-elektroderna är placerade på var sin sida om det elektrokemiskt aktiva elementet, varvid den ena är närma- re transistorkanalen och den andra närmare redoxkompensa- tionsvolymen. Båda gate-elektroderna är skilda från det elektrokemiskt aktiva elementet medelst elektrolyt. An- bringande av en spänning mellan de två gate-elektroderna leder till att det elektrokemiskt aktiva elementet blir polariserat, varigenom redoxreaktioner äger rum i vilka det organiska materialet i transistorkanalen reduceras medan det organiska materialet i redoxkompensationsvoly- men oxideras, eller omvänt. Eftersom transistorkanalen och redoxkompensationsvolymen är i direkt elektrisk kon- takt med varandra leder avlägsnande av gate-spänningen till en spontan tillbakagång av redoxreaktionerna, så att den ursprungliga konduktiviteten i transistorkanalen 10 15 20 25 30 35 .v -ø n n v v , ,. @ - -. - . v ~ u u I » « . 1 ,. = 1 » . , ., , I 7 återetableras. Det skall betonas att dynamiska transisto- rer enligt denna utföringsform av föreliggande uppfinning spontant återgår till det ursprungliga konduktivitets- tillståndet utan att det behövs någon återförande för- spänning, i motsats till elektrokemiska transistorer en- ligt känd teknik.
Den elektrokemiska transistoranordningen enligt upp- finningen är också särskilt fördelaktig i det att den en- kelt kan åstadkommas på ett underlag, såsom polymerfilm eller papper. Således kan de olika komponenterna avsättas på underlaget med hjälp av konventionella tryckningsmeto- der, såsom screentryck, offsettryck, bläckstràltryck och flexografiskt tryck, eller beläggningsmetoder, såsom knivbeläggning, skalpellbeläggning, extrusionsbeläggning och ridåbeläggning, enligt beskrivning i ”Modern Coating and Drying Technology” (1992) ed ED Cohen och EB Gutoff, VCH Publishers Inc, New York, NY, USA. I de utföringsfor- mer av uppfinningen som utnyttjar en ledande polymer som organiskt material (se nedan för materialspecifikationer) kan detta material också avsättas genom polymerisering in situ med hjälp av metoder såsom elektropolymerisering, UV-polymerisering, termisk polymerisering och kemisk po- lymerisering. Som ett alternativ till dessa additiva me- toder för mönstring av komponenterna är det också möjligt att utnyttja avlägsningsmetoder, såsom lokal destruktion av material genom kemisk etsning eller gasetsning, på me- kaniskt sätt genom ritsning, ristning, skrapning eller fräsning, eller med hjälp av vilken annan på området känd avlägsningsmetod som helst. En aspekt av uppfinningen tillhandahåller sådana förfaranden för tillverkning av en elektrokemisk transistoranordning med utgångspunkt i de material som beskrivs i föreliggande text.
Uppfinningen är emellertid inte begränsad till un- derstödda anordningar, eftersom kontakter och elek- trod(er), kan arrangeras på ett sådant sätt att de bär upp varand- elektrokemiskt aktivt element och elektrolyt 10 15 20 25 30 35 520 339 . . . . . I 8 ra. En utföringsform av uppfinningen tillhandahåller så- ledes en självbärande anordning.
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är den elektrokemiska transistoranordningen inkapslad, helt eller delvis, i syfte att skydda anordningen. In- kapslingen kvarhåller eventuellt lösningsmedel som krävs för att t ex den solidifierade elektrolyten skall funge- ra, och hindrar även syre från att störa de elektrokemis- ka reaktionerna i anordningen. Inkapsling kan uppnås ge- nom vätskefasprocesser. Således kan en polymer eller or- ganisk monomer i vätskefas avsättas på anordningen med användning av metoder som spraybeläggning, doppbeläggning eller vilken som helst av de konventionella trycktekniker som listats ovan. Efter avsättning kan inkapslingsmedlet härdas, t ex genom ultraviolett eller infraröd strålning, genom evaporering av lösningsmedlet, genom kylning eller genom användning av ett tvåkomponentsystem, såsom ett epoxylim, i vilket komponenterna blandas ihop omedelbart före avsättning. Alternativt kan inkapslingen uppnås ge- nom laminering av en fast film på den elektrokemiska transistoranordningen. I föredragna utföringsformer av uppfinningen, i vilka komponenterna i den elektrokemiska transistoranordningen år arrangerade på ett underlag, kan detta underlag fungera som den undre inkapslingen. I det- ta fall görs inkapslingen mer praktisk i och med att en- dast översidan av arket behöver täckas med inkapslings- medel i vätskefas eller lamineras med fast film.
I en annan föredragen utföringsform tillhandahålls en sådan tryckbar elektrokemisk transistoranordning, vil- ken är konstruerad utifrån samma material som en elektro- kromatisk display. I detta fall är det ledande organiska materialet i transistorns aktiva element också ett elek- trokromatiskt material, vilket utnyttjas i den elektro- kromatiska displayen för konstruktion av segment som kan uppvisa färgförändringar eller förändringar i optisk ge- nomsläpplighet. Det blir då möjligt att åstadkomma styr- kretsar för en uppdaterbar display på samma underlag, med lO 15 20 25 30 35 520 339 . - = . > . 9 användning av samma material och avsättningsteknik som för displayen själv. En sammansättning som innefattar en elektrokromatisk display och en styrkrets kan således tryckas, pà en och samma gäng, pà ett underlag. En elek- trokromatisk display som är lämplig för implementering tillsammans med den elektrokemiska transistoranordningen enligt föreliggande uppfinning i enlighet med skissen ovan beskrivs i en ansökan om svenskt patent fràn den ak- tuella sökanden, vilken ansökan är under samtidig behand- ling och bär titeln ”Elektrokromatisk anordning”. Be- skrivningen i denna andra ansökan införlivas härmed i fö- religgande text genom hänvisning.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas vidare med hän- visning till specifika utföringsformer därav och till specifika material. Denna detaljerade beskrivning är av- sedd för exemplifierande ändamål, inte för begränsning pà nàgot sätt av omfånget hos uppfinningen enligt patentkra- Ven .
Kortfattad beskrivning av ritningarna Figur 1. Schematisk struktur hos en utföringsform av en bistabil transistor enligt uppfinningen, vilken visar (A) en toppvy och (B) ett tvärsnitt längs I-I i A.
Schematisk struktur hos en dynamisk tran- en toppvy Figur 2. sistor enligt uppfinningen, vilken visar (A) och (B) Figur 3. ett tvärsnitt längs I-I i A.
Schematisk struktur hos en annan utförings- form av en bistabil transistor enligt uppfinningen, vil- ken visar (A) ett tvärsnitt längs I-I i A. en toppvy och (B) Figur 4. Idy4Ms-egenskaper vid olika gate-spänningar för experiment som utförts pà en bistabil transistor en- ligt figur l.
(Vw = 2,0 V)- Figur 5. Iæ-VM-egenskaper vid olika gate-spänningar Insatsen visar Id mot Vä vid konstant Vfi för experiment som utförts pà en dynamisk transistor. In- satsen visar Id mot V9 vid konstant Væ;(¥@s = 2,0 V). 10 15 20 25 30 35 520 339 » | » . .- 10 Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Definitioner Bistabil elektrokemisk transistor: en elektrokemisk transistoranordning i vilken transistorkanalen behåller sitt redoxtillständ (och därmed sina konduktivitetsegens- kaper) när gate-spänningen avlägsnas.
Dynamisk elektrokemisk transistor: en elektrokemisk transistoranordning i vilken transistorkanalen spontant återgår till sitt ursprungliga redoxtillständ (och därmed till sina ursprungliga konduktivitetsegenskaper) när gate-spänningen avlägsnas.
Source-kontakt: en elektrisk kontakt som tillhanda- håller laddningsbärare till en transistorkanal.
Drain-kontakt: en elektrisk kontakt som tar emot laddningsbärare från en transistorkanal.
Gate-elektrod: en elektrisk kontakt av vilken en valfri andel av ytan är i direkt elektrisk kontakt med solidifierad elektrolyt, och därmed i jonisk kontakt med det elektrokemiskt aktiva elementet.
Elektrokemiskt aktivt element: ett ”elektrokemiskt aktivt element" enligt föreliggande uppfinning är ett stycke av ett material som innefattar ett organiskt mate- rial med en konduktivitet som kan ändras elektrokemiskt genom förändring av redoxtillstàndet för nämnda organiska material. Det elektrokemiskt aktiva elementet är i jonisk kontakt med minst en gate-elektrod via en solidifierad elektrolyt. Det elektrokemiskt aktiva elementet kan vida- re vara integrerat med var och en av source- och drain- kontakterna för sig eller med bàda, och bestå av samma eller olika material. Det elektrokemiskt aktiva elementet i de elektrokemiska transistoranordningarna enligt upp- finningen innefattar en transistorkanal, och kan vidare innefatta en redoxkompensationsvolym. 10 15 20 25 30 35 520 339 ll Transistorkanal: ”transistorkanalen” i det elektro- kemiskt aktiva elementet etablerar elektrisk kontakt mel- lan source- och drain-kontakterna.
Redoxkompensationsvolym: i vissa utföringsformer av uppfinningen innefattar det elektrokemiskt aktiva elemen- tet vidare en ”redoxkompensationsvolym”. Denna är en del av det elektrokemiskt aktiva elementet bredvid och i di- vilken del kan ge eller ta emot elektroner till eller från transis- rekt elektrisk kontakt med transistorkanalen, torkanalen. Således utgör motsatta redoxreaktioner inne i redoxkompensationsvolymen komplement till alla redoxreak- tioner inne i transistorkanalen.
Redoxtillstànd: när hänvisning görs till förändring- ar i det elektrokemiskt aktiva elementets ”redoxtill- stånd", avses detta innefatta fall dà det organiska mate- rialet i det elektrokemiskt aktiva elementet antingen ox- ideras eller reduceras, liksom fall då det sker en omför- delning av laddningar inom det elektrokemiskt aktiva ele- (t ex transistorkanalen) reduceras mentet, så att en ände och den andra änden (t ex redoxkompensationsvolymen) oxi- deras. I det senare fallet bibehåller det elektrokemiskt aktiva elementet som helhet sitt övergripande redoxtill- stànd, men dess redoxtillstànd har likväl ändrats enligt definitionen i föreliggande text, på grund av den interna omfördelningen av laddningsbärare.
Direkt elektrisk kontakt: direkt fysisk kontakt (ge- mensam kontaktyta) mellan två faser (till exempel elek- trod och elektrolyt) som medger utbyte av laddningar via kontaktytan. Laddningsutbyte via kontaktytan kan innefat- ta överföring av elektroner mellan elektriskt ledande fa- ser, överföring av joner mellan jonledande faser, eller omvandling mellan elektronisk ström och jonisk ström ge- nom elektrokemi vid en kontaktyta mellan till exempel elektrod och elektrolyt eller elektrolyt och elektroke- miskt aktivt element, eller genom förekomst av kapacitiva strömmar på grund av uppladdning av Helmholtz-lagret vid en sådan kontaktyta. 10 15 20 25 30 35 520 339 12 Solidifierad elektrolyt: med avseende på uppfinning- en avser ”solidifierad elektrolyt” en elektrolyt, vilken vid de temperaturer den används är tillräckligt fast för att partiklar/flingor i dess huvudmassa väsentligen görs orörliga av den höga viskositeten/stelheten hos elektro- lyten, och att den inte rinner eller läcker. I det före- dragna fallet har en sådan elektrolyt sådana lämpliga re- ologiska egenskaper att enkel applicering av detta mate- rial på ett underlag i ett sammanhàllande skikt eller i ett mönster, till exempel genom konventionella tryck- ningsmetoder, medges. Efter avsättning bör elektrolytfor- muleringen stelna vid evaporering av lösningsmedel, eller på grund av en kemisk tvärbindningsreaktion som orsakas av ytterligare kemiska reagens eller genom en fysikalisk effekt, mikrovågsstrålning eller kylning eller dylikt. Den soli- såsom ultraviolett strålning, infraröd strålning, difierade elektrolyten innefattar företrädesvis en vat- tenbaserad gel eller en gel innehållande ett organiskt lösningsmedel, till exempel gelatin eller en polymer gel.
Fasta polymera elektrolyter avses emellertid också, och faller inom föreliggande uppfinnings omfång. Vidare om- fattar definitionen även vätskeformiga elektrolytlösning- ar som dränkts in i, eller på vilket annat sätt som helst införlivats i, ett lämpligt matrismaterial, till exempel ett papper, ett tyg eller en porös polymer. I vissa utfö- ringsformer av uppfinningen är detta material i själva verket det underlag på vilket den elektrokemiska transis- toranordningen är anordnad, så underlaget bildar en inte- grerad del av den elektrokromatiska anordningens funk- tion.
Material Den solidifierade elektrolyten innefattar företrä- desvis ett bindemedel. Det är föredraget att detta binde- medel har gelerande egenskaper. Bindemedlet är företrä- desvis valt ur gruppen bestående av gelatin, gelatinderi- vat, polyakrylsyra, polymetakrylsyra, polyvinylpyrroli- lO 15 20 25 30 35 520 359 n. w- l3 don, polysackarider, polyakrylamider, polyuretaner, poly- propenoxider, polyetenoxider, polystyrensulfonsyra och polyvinylalkohol, samt salter och sampolymerer därav; och kan eventuellt vara tvärbundet. Den solidifierade elek- trolyten innefattar företrädesvis vidare ett joniskt salt, företrädesvis magnesiumsulfat om det utnyttjade bindemedlet är gelatin. Den solidifierade elektrolyten innehåller företrädesvis vidare ett hygroskopiskt salt, såsom magnesiumklorid, för bibehållande av vatteninnehål- let däri.
Det organiska materialet för användning i förelig- gande uppfinning innefattar företrädesvis en polymer som är elektriskt ledande i minst ett oxidationstillstånd, och som, om så önskas, också innefattar en polyanjonföre- ning. Ledande polymerer för användning i den elektroke- miska transistoranordningen enligt uppfinningen är före- trädesvis valda ur gruppen bestående av polytiofener, po- lypyrroler, polyaniliner, polyisotianaftalener, polyfeny- lenvinylener samt sampolymerer därav, såsom beskrivs av JC Gustafsson et al i Solid State Ionics 69, 145-152 (1994); Handbook of Oligo- and Polythiophenes, kap 10.8, utg D Fichou, Wiley-VCH, Weinhem (l999); av P Schottland 7051-7061 (2ooo); Map Conductive Polymers, SRI Consulting (l999); av M Ono- 338-341 et al i Macromolecules 33, Technology da i Journal of the Electrochemical Society 141, (l994); av M Chandrasekar i Conducting Polymers, Funda- mentals and Applications, a Practical Approach, Kluwer (l999); al i Macromol Chem, Macromol Symp 51, Boston samt av AJ Epstein et 217-234 (1991). I en särskilt föredragen utföringsform är det organiska ma- Academic Publishers, terialet en polymer eller sampolymer av en 3,4-dialkoxy- tiofen, i vilken nämnda två alkoxygrupper kan vara samma eller olika eller tillsammans motsvara en eventuellt sub- stituerad oxy-alkylen-oxy-brygga. I den mest föredragna utföringsformen är polymeren en polymer eller sampolymer av en 3,4-dialkoxytiofen vald ur gruppen bestående av poly(3,4-metylendioxytiofen), poly(3,4-metylendioxy- 10 15 20 25 30 35 520 339 14 tiofen)-derivat, poly(3,4-etylendioxytiofen), poly(3,4- etylendioxytiofen)-derivat, poly(3,4-propylendioxytio- fen), poly(3,4-propylendioxytiofen)-derivat, poly(3,4- butylendioxytiofen), poly(3,4-butylendioxytiofen)- derivat, samt sampolymerer därmed. Polyanjonföreningen är då företrädesvis polystyrensulfonat.
Underlaget i vissa utföringsformer av den elektroke- miska transistoranordningen enligt föreliggande uppfin- ning är företrädesvis valt ur gruppen bestående av polye- tentereftalat; polyetennaftalendikarboxylat; polyeten; polypropen; papper; belagt papper, t ex belagt med hart- ser, polyeten eller polypropen; papperlaminat; kartong; wellpapp; glas och polykarbonat.
Grundläggande anordningsarkitekturer Genom mönstring av det organiska materialet i det elek- troden/elektroderna och elektrolyten pà olika sätt kan elektrokemiskt aktiva elementet och av kontakterna, tvà huvudtyper av elektrokemiska transistoranordningar åstadkommas. Dessa huvudtyper, bistabila och dynamiska elektrokemiska transistoranordningar, kommer nu att ex- emplifieras med hänvisningar till figurer därav och en skiss över deras funktionsprinciper. (typ 1): schematiskt en utföringsform av en bistabil transistor.
Bistabil transistor Figur lA och lB visar Transistorn innefattar en source-kontakt 1, en drain- kontakt 2 och ett elektrokemiskt aktivt element 3, vilka alla har utformats i ett sammanhängande stycke av orga- niskt material. Såväl source- som drain-kontakt är i elektrisk kontakt med en yttre spänningskälla, vilket medger anbringande av en spänning Vä mellan dem. Transis- torn innefattar vidare en gate-elektrod 4, vilken kan ut- formas av samma organiska material som source- och drain- kontakterna och det elektrokemiskt aktiva elementet.
Gate-elektroden 4 är i elektrisk kontakt med en yttre spänningskälla, vilket medger anbringande av en spänning Vg mellan gate-elektroden och det elektrokemiskt aktiva 10 15 20 25 30 35 520 339 geaçfgyf 15 elementet. Detta kan åstadkommas genom anbringande av V9 eller di- rekt mellan gaten 4 och det elektrokemiskt aktiva elemen- mellan gaten 4 och sourcen 1 eller drainen 2, tet 3. Alla dessa komponenter av organiskt material har avsatts i ett skikt pà ett underlag 6. Ovanpå detta skikt är ett skikt av gelelektrolyt 5, vilket täcker en del av gate-elektroden 4 och det aktiva elementet 3. Vidare är gelelektrolytskiktet 5 täckt med ett inkapslingsskikt 7 för förhindrande av evaporering av lösningsmedlet.
Funktionsprincip för den polaritet pà Vä som visas i figur l, och i fallet med ett organiskt material som är ledande i sitt oxiderade tillstànd och ej ledande när det reducerats till sitt neutrala tillstànd: när en gate- spänning Vä anbringas mellan gate-elektroden 4 och det elektrokemiskt aktiva elementet 3 polariseras gate- (anod) och det elektrokemiskt aktiva (katod). Detta leder till pàbörjande elektroden positivt elementet negativt av elektrokemi i det elektrokemiskt aktiva elementet och vid gate-elektroden; det organiska materialet i transis- torkanalen reduceras pà samma gång som en oxidationsreak- tion äger rum vid gate-elektroden. Det reducerade materi- alet i transistorkanalen uppvisar en drastiskt minskad elektrisk konduktivitet, vilket leder till stängning av transistorkanalen och effektiv minskning av strömmen mel- lan source och drain för en given source-drain-spänning Vw, dvs transistorn är i ”av”-läge. När den yttre kretsen som tillhandahåller spänning till gate-elektroden och det elektrokemiskt aktiva elementet bryts bibehålls oxida- tionstillstàndet hos transistorkanalen. Ingen tillbaka- gàng av de elektrokemiska reaktionerna är möjlig, efter- som elektrolyten 5 hindrar elektronflöde mellan gate- elektrod 4 och elektrokemiskt aktivt element 3.
Således har den bistabila transistorn en minnesfunk- tion: det är möjligt att koppla pä eller av transistorn med korta pulser av gate-spänning, V9, som anbringas på gaten. Respektive konduktivitetstillstànd förblir då Ytter- gate-spänningen avlägsnas (nolleffekt-anordning). lO 15 20 25 30 35 .n l Ü «- ~--~ .- *ii- ','.;:i.' .. -;;;_^'.. _ , .« v' ~ ,,:a ~ ;:. ' 16 ligare inställningar av ledningsegenskaper i det elektro- kemiskt aktiva elementet, eller àterställning därav till det ursprungliga läget med hög konduktivitet, kan genom- föras genom anbringande av olika spänningar pà gate- elektroden.
Dynamisk transistor: Figur 2A och 2B visar schema- tiskt en dynamisk transistor. Transistorn innefattar en source-kontakt 1, en drain-kontakt 2 och ett elektroke- miskt aktivt element 3, vilka alla har formats av ett sammanhängande stycke av organiskt material. Det elektro- kemiskt aktiva elementet 3 innefattar en transistorkanal 3a och en redoxkompensationsvolym 3b. Både source- och drain-kontakt är i elektrisk kontakt med en yttre spän- ningskälla, vilket medger anbringande av en spänning V53 mellan dem. Transistorn innefattar vidare tvä gate- elektroder 4a och 4b, vilka är arrangerade pà var sida om det elektrokemiskt aktiva elementet 3. Gate-elektroderna kan formas av samma organiska material som source- och drain-kontakterna och det elektrokemiskt aktiva elemen- tet. Gate-elektroderna är i elektrisk kontakt med en ytt- re spänningskälla, vilket medger anbringande av en spän- ning V9 mellan dem. Alla dessa komponenter av organiskt material har avsatts i ett skikt pà ett underlag 6. Ovan- på detta skikt är ett skikt av gelelektrolyt 5, vilket täcker delar av gate-elektroderna 4a och 4b och det akti- va elementet 3. Vidare är gelelektrolytskiktet 5 täckt med ett inkapslingsskikt 7 för förhindrande av evapora- tion av lösningsmedel.
Funktionsprincip för den polaritet på V9 som visas i figur 2, och i fallet med ett organiskt material som är ledande i sitt oxiderade tillstànd och ej ledande när det reducerats till sitt neutrala tillstànd: när en gate- spänning V9 anbringas mellan gate-elektroderna 4a och 4b polariseras gate-elektroden 4a positivt (anod) och gate- elektroden 4b negativt (katod). Detta leder till pàbör- jande av elektrokemi i det elektrokemiskt aktiva elemen- tet; det organiska materialet i transistorkanalen 3a ,,..- 10 15 20 25 30 35 520 339 17 (nära gate-elektroden 4a) reduceras, medan det organiska materialet i redoxkompensationsvolymen 3b (nära gate- elektroden 4b) oxideras. Dessa elektrokemiska reaktioner kräver en transport av elektroner inne i det elektroke- miskt aktiva elementet. Elektroner som frisätts vid oxi- dationsreaktionen i redoxkompensationsvolymen migrerar till transistorkanalen, där de ersätter de elektroner som konsumerats vid den reduktion av organiskt material som äger rum i detta segment av det elektrokemiskt aktiva elementet. Den reducerade volymen i transistorkanalen uppvisar en drastiskt minskad elektrisk konduktivitet, vilket leder till stängning av transistorkanalen och ef- fektiv minskning av source-drain-strömmen för en given source-drain-spänning Vä, dvs transistorn är "av". När den yttre kretsen som tillhandahåller spänning till gate- elektroderna 4a och 4b bryts sker en spontan urladdning, i det att elektroner flödar fràn det reducerade materia- let i transistorkanalen till det oxiderade materialet i redoxkompensationsvolymen, till dess att det ursprungliga redoxtillstàndet äter etablerats i det elektrokemiskt ak- tiva elementet. För bibehållande av laddningsneutralitet totalt sett åtföljs detta elektronflöde inne i det elek- trokemiskt aktiva elementet av ett jonflöde inne i den solidifierade elektrolyten.
Bistabil transistor (typ 2): Figur 3A och 3B visar schematiskt en annan utföringsform av en bistabil tran- sistor, vars arkitektur är baserad på den dynamiska tran- sistorarkitektur som beskrivs direkt ovan. Med hänvisning till figur 3A och 3B har denna utföringsform av en bista- bil transistor samma komponenter som nämnda dynamiska transistor, varvid skillnaden är att skiktet av solidifi- erad elektrolyt 5 är mönstrat, vilket ger upphov till två separata segment av elektrolyt 5a och 5b. Denna mönstring har effekten att jonflöde inne i elektrolyten avbryts, vilket avbrott i sin tur innebär att ingen spontan rever- sering av elektrokemiska reaktioner kan ske mellan tran- sistorkanalen 3a och redoxkompensationsvolymen 3b. I lik- 10 15 20 25 30 35 520 339 ,, .u- 18 het med fallet med den första bistabila transistoranord- ningen som beskrivits ovan bibehålls oxidationstillstän- det hos transistorkanalen när den yttre kretsen, vilken här tillhandahåller spänning till gate-elektroderna, bryts.
Experiment Bistabila (typ l) och dynamiska transistorer åstad- koms genom mönstring av filmer av delvis oxiderad poly(3,4-etylendioxytiofen) med polystyrensulfonat som motjoner (kallas ofta PEDOT:PSS i föreliggande text) till en T-formad struktur. Utformningen följde de schematiska ritningarna av de bistabila och dynamiska transistorerna som presenterats i figur 1 respektive 2. I ursprungligt, partiellt oxiderat tillstånd är filmer av PEDOT:PSS le- dande, vilket ger möjligheten att modulera strömmen i transistorkanalen genom reduktion av ifrågavarande PEDOT:PSS på elektrokemisk väg. Alla förfaranden och all hantering av material gjordes i rumsatmosfär.
Mönstring genom screentryck: PEDOT:PSS applicerades som en tunn film på en polyesterbärare, Orgacon” EL - såsom den tillhandahållits av AGFA. Ledande mönster skapades med användning av en screentryckt deak- 3009/square, tiveringspasta: Orgacon-Strupas-gel, som den tillhanda- hållits av AGFA, blandades med en vattenbaserad lösning av natriumhypoklorit, vilket gav en koncentration av det aktiva nedbrytningsmedlet på ca l,2%. Tryckning genomför- des med användning av en handscreentrycksättbräda (Movi- vis, köpt från Schneidler) med en screen med 77 rader/cm mesh. Efter 1 minut avlägsnades deaktiveringsmedlet från PEDOT:PSS-filmen genom noggrann tvätt med stora mängder vatten.
Avsättning av source- och drain-kontakter samt gate- elektrod(er): Efter mönstring av PEDOT:PSS-filmen tryck- (DU PONT 5000 Conductor) PEDOT:PSS-områden som bildar drain- och source- tes silverpasta ovanpå de kontakterna och gate-elektroden/-elektroderna. Alterna- lO 15 20 25 30 35 520 339 19 tivt kan transistorerna göras helt och hållet av organis- ka material genom lokal ökning av tjockleken hos skiktet av PEDOT PSS vid gate-, intorkning av en PEDOT:PSS-lösning (Baytron P” från Bay- source- och drain-områdena genom er) på dessa områden. Sådana helt organiska transistorer åstadkoms med framgång på polyesterfolier.
Avsättning av gelerad elektrolyt: Kalciumklorid (35%) och gelatin (10%) (2%), tinpulver 719-30) löstes i avjoniserat vatten vid ca 50°C isopropanol (Extraco gela- (viktprocentandelar i den sålunda erhållna gelen inom pa- rentes). Strukturer av gelerad elektrolyt på mönstrad PEDOT:PSS-film utformades genom tryckning av gelen ovanpå PEDOT:PSS-filmen. Tjockleken hos den gelerade elektroly- ten var inom intervallet från 20 till 100 pm. Strukturer av gelerad elektrolyt åstadkoms med linjetjocklekar ned till 300 pm. Screentryck av gelerad elektrolyt utfördes med användning av en screen med 32 mesh. Avståndet mellan drain- och source-kontakterna var typiskt 1-2 mm.
Inkapsling: Den gelerade elektrolyten täcktes med en vattentät beläggning, såsom plastfärg eller folier, var- vid anordningen inkapslades. Lagringstider på flera måna- der uppnåddes.
Elektrisk karakterisering: All testning gjordes i omgivande atmosfär vid rumstemperatur. Transistorkurvor över ström och spänning (I-V-transistorkurvor) uppmättes med en HP Parameter Analyzer 4155 B i kombination med en extern HP E3631A spänningskälla.
Resultat Bistabil transistor: En bistabil transistor, såsom den som visas schematiskt i figur 1A och 1B, åstadkoms.
Den bistabila transistorn hade en transistorkanalbredd på 600 pm och en gelbredd på 800 pm, med en transistorkanal på 0,48 cmz. Mindre dimensioner testades emellertid också med framgång med användning av fotolitografisk fotore- sistmönstring i kombination med reaktiv jonplasmaetsning. lO 15 20 25 30 35 520 339 20 Dessa anordningar uppvisade kanalbredder i intervallet fràn 5 till 20 pm och en gelbredd på 20 pm.
Gate-spänningarna V9 som anbringades på gate- elektroden var i allmänhet inom intervallet mellan 0 V och 0,7 V. Drain-source-egenskaper bestämdes genom svep- ning av source-drain-spänningen fràn 0 V till 2 V. De sà- lunda erhållna I-V-kurvorna visas i figur 4.
Karakteristiska omkopplingstider för konduktivitets- moduleringen bestämdes genom anbringande av en fyrkants- formig moduleringsspänning (växlande mellan 0 V och 1 V) och mätning av de resulterande strömförändringarna. Ty- piska stig- och falltider (definierade som den tid som krävs för 90% ökning respektive minskning av strömnivàn) bestämdes till 0,1 s respektive 0,2 s.
Pà/Av-förhållandena (definierade som strömförhàllan- det Id9mæJId9mm_vid en source-drain-spänning VM pà 2 V för V9 = O V (pà) och V9 = 0,7 V (av)) nàdde 15000. Figur 4 visar utgängsegenskaperna hos den bistabila transis- torn, Iæ mot Væ för olika gate-spänningar.
Insatsen i figur 4 visar source-drain-strömmen Iæ som funktion av gate-spänningen V9 för en konstant sour- ce-drain-spänning Va (Vw = 2 V). Utifrån dessa kurvor kan en viktig parameter, transkonduktansen gm, bestämmas. gm definieras som: <¶ íjflVds = konstant) 8 gm: Värdet pà transkonduktansen för den bistabila tran- sistoranordningen befanns vara -1,2 mA/V.
Dynamisk transistor: En dynamisk transistor, sàsom den som visas schematiskt i figur 2A och 2B, àstadkoms.
Den dynamiska transistorn hade en kanalbredd pà 250 pm och en gelbredd pà 900 pm, med en transistorkanal på 0,23 cmz. Mindre dimensioner pà mönster av PEDOT och gel ned till 4 pm uppnàddes emellertid med framgång med använd- ning av fotolitografisk mönstring. Dessa anordningar upp- visade kanalbredder inom intervallet fràn 4 till 20 pm och en gelbredd pà 20 pm. lO 520 339 . , . . .- 21 Gate-spänningarna V9 som anbringades pà gate- elektroderna låg typiskt i intervallet fràn O V till 3 V.
Pà/Av-förhållandena (definierade som strömförhàllandet Id9mæJId&mm_vid en source-drain-spänning Væ;pà 2 V för V9 = 0 V (pá) och V9 = 3 V (av)) nådde 1000. Figur 5 visar utgàngsegenskaperna hos den dynamiska transistorn, In mot VM för olika gate-spänningar.
Insatsen i figur 5 visar source-drain-strömmen Ik som funktion av gate-spänningen V9 för en konstant sour- ce-drain-spänning V95 HMS = 2 V). Utifrån dessa kurvor befanns värdet pà transkonduktansen för den dynamiska transistoranordningen vara -0,10 mA/V.

Claims (32)

lO 15 20 25 30 35 520 339 ¿;à¿; 22 PATENTKRAV
1. l. Understödd eller självbärande elektrokemisk tran- sistoranordning innefattande: - en source-kontakt, - en drain-kontakt, - minst en gate-elektrod, - ett elektrokemiskt aktivt element arrangerat emel- och i direkt elektrisk kontakt med, vilket elektrokemiskt akti- lan, source- och drain-kontakterna, va element innefattar en transistorkanal och är av ett material som innefattar ett organiskt material med förmåga att elektrokemiskt ändra sin kondukti- vitet genom ändring av sitt redoxtillstånd, samt - en solidifierad elektrolyt i direkt elektrisk kon- takt med det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda minst en gate-elektrod, och placerad mellan dem pà ett sådant sätt att elektronflöde mellan det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda gate-elektrod(er) förhindras, varigenom flöde av elektroner mellan source-kontakt och drain-kontakt kan styras med hjälp av en spänning som an- bringas på nämnda gate-elektrod(er).
2. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 1, i vilken nämnda source- och drain-kontakter, elektrod(er) gate- och elektrokemiskt aktiva element är arran- gerade i ett gemensamt plan.
3. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 2, i vilken ett kontinuerligt eller avbrutet skikt av nämnda solidifierade elektrolyt täcker det elektrokemiskt aktiva elementet och åtminstone delvis täcker nämnda gate- elektrod(er).
4. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av föregående krav, i vilken minst en av nämnda source- och l0 15 20 25 30 35 i* I I f , 5 i _' f V»~'_ @_ _..' v j, °:: f 1 - -~ - , . . , , ¿= :- ' ' H H 23 drain-kontakter och gate-elektrod(er) är formade av samma material som det elektrokemiskt aktiva elementet.
5. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 4, i vilken samtliga av nämnda source- och drain-kontakter och gate-elektrod(er) är formade av samma material som det elektrokemiskt aktiva elementet.
6. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av krav 4-5, i vilken source- och drain-kontakterna och det elektrokemiskt aktiva elementet är formade av ett samman- hängande stycke av nämnda material som innefattar ett or- ganiskt material.
7. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av föregående krav, i vilken nämnda transistorkanal bibehål- ler sitt redoxtillstànd vid avlägsnande av gate- spänningen.
8. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av kraven 1-6, i vilken nämnda transistorkanal spontant ätergàr till sitt ursprungliga redoxtillstànd vid avlägs- nande av gate-spänningen.
9. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 8, i vilken det elektrokemiskt aktiva elementet vidare inne- fattar en redoxkompensationsvolym bredvid transistorkana- len, varvid anordningen innefattar minst tvà gate- elektroder som är arrangerade på motsatta sidor av det elektrokemiskt aktiva elementet, pä så sätt att en gate- elektrod är närmare transistorkanalen och en gate- elektrod är närmare redoxkompensationsvolymen.
10. Elektrokemisk transistoranordning enligt nàgot av föregående krav, i vilken nämnda organiska material är en polymer. 10 15 20 25 30 35 520 539 24
11. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 10, i vilken nämnda polymermaterial är valt ur gruppen bestående av polytiofener, polypyrroler, polyaniliner, samt sampoly- polyisotianaftalener, polyfenylenvinylener, merer därav.
12. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 11, i vilken nämnda polymermaterial är en polymer eller sampolymer av en 3,4-dialkoxytiofen, i vilken nämnda två alkoxygrupper kan vara samma eller olika eller tillsam- mans motsvara en eventuellt substituerad oxy-alkylen-oxy- brygga.
13. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 12, i vilken nämnda polymer eller sampolymer av en 3,4- dialkoxytiofen är vald ur gruppen bestående av poly(3,4- metylendioxytiofen), poly(3,4-metylendioxytiofen)- derivat, poly(3,4-etylendioxytiofen), poly(3,4-etylendi- oxytiofen)-derivat, poly(3,4-propylendioxytiofen), poly- (3,4-propylendioxytiofen)-derivat, poly(3,4-butylendioxy- tiofen), poly(3,4-butylendioxytiofen)-derivat, samt sam- polymerer därmed.
14. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av föregående krav, i vilken nämnda organiska material vidare innefattar en polyanjonförening.
15. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 14, i vilken nämnda polyanjonförening är polystyrensul- fonsyra eller ett salt därav.
16. Elektrokemisk transistoranordning enligt något av föregående krav, i vilken nämnda solidifierade elek- trolyt innefattar ett bindemedel.
17. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 16, i vilken nämnda bindemedel är ett geleringsmedel valt lO 15 20 25 30 35 520 339 . :M- 25 ur gruppen bestàende av gelatin, gelatinderivat, polyak- rylsyra, polymetakrylsyra, polyvinylpyrrolidon, polysack-- arider, polyakrylamider, polyuretaner, polypropenoxider, polyetenoxider, polystyrensulfonsyra och polyvinylalko- hol, samt salter och sampolymerer därav.
18. Elektrokemisk transistoranordning enligt nàgot av föregående krav, i vilken nämnda solidifierade elek- trolyt innefattar ett joniskt salt.
19. Elektrokemisk transistoranordning enligt nàgot av föregående krav, vilken är självbärande.
20. Elektrokemisk transistoranordning enligt nàgot av kraven 1-18, vilken är arrangerad pà ett underlag.
21. Elektrokemisk transistoranordning enligt krav 20, i vilken nämnda underlag är valt ur gruppen bestående av polyetentereftalat, polyetennaftalendikarboxylat, po- lyeten, polypropen, polykarbonat, papper, belagt papper, hartsbelagt papper, papperlaminat, kartong, wellpapp samt glas.
22. Display innefattande en elektrokemisk transis- toranordning enligt nàgot av föregående krav.
23. Display enligt krav 22, vilken vidare innefattar en elektrokromatisk anordning som väsentligen består av samma material som nämnda elektrokemiska transistoranord- ning.
24. Förfarande för tillverkning av en understödd elektrokemisk transistoranordning innefattande: - en source-kontakt, - en drain~kontakt, - minst en gate-elektrod, 10 15 20 25 30 35 f. n. v . .n n u .a U). . ,. ,. . « ~. - t a» - v .. . . . | 1 , . v-:v ^ß- ' ., . . . 1, ». -« - ww- . . 1 .- » . - , .. a, nu . ; . . . i v 26 - ett elektrokemiskt aktivt element arrangerat emel- och i direkt elektrisk kontakt med, vilket elektrokemiskt akti- lan, source- och drain-kontakterna, va element innefattar en transistorkanal och är av ett material som innefattar ett organiskt material med förmåga att elektrokemiskt ändra sin kondukti- vitet genom ändring av sitt redoxtillstånd, samt - en solidifierad elektrolyt i direkt elektrisk kon- takt med det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda minst en gate-elektrod, och placerad mellan dem på ett sådant sätt att elektronflöde mellan det elektrokemiskt aktiva elementet och nämnda gate-elektrod(er) förhindras, vilket förfarande innefattar avsättning av nämnda kontak- elektrod(er), ter, elektrokemiskt aktiva element och elektrolyt på ett underlag.
25. Förfarande enligt krav 24, i vilket nämnda kon- takter, elektrod(er), elektrokemiskt aktiva element och/eller elektrolyt avsätts med hjälp av tryckningsmeto- der.
26. Förfarande enligt krav 24, i vilket nämnda kon- takter, elektrod(er), elektrokemiskt aktiva element och elektrolyt avsätts med hjälp av beläggningsmetoder.
27. Förfarande enligt något av kraven 24-26, i vil- ken anordning nämnda organiska material innefattar en po- lymer, vilket förfarande innefattar avsättning av nämnda polymer på ett underlag genom polymerisering in situ.
28. Förfarande enligt något av kraven 24-27, vilket elek- och elektrokemiskt aktiva element med användning innefattar mönstring av någon av nämnda kontakter, trod(er) av en avlägsningsmetod. lO 520 339 27
29. Förfarande enligt krav 28, i vilket nämnda mönstring utförs med hjälp av kemisk etsning.
30. Förfarande enligt krav 28, i vilket nämnda mönstring utförs med hjälp av gasetsning.
31. Förfarande enligt krav 28, i vilket nämnda mönstring utförs pà mekaniskt sätt, innefattande rits- ning, ristning, skrapning och fräsning.
32. Förfarande enligt något av kraven 24-31, i vil- ket nämnda understödda elektrokemisk transistoranordning är som definierats i nàgot av kraven 2-18 och 20-21.
SE0100748A 2001-03-07 2001-03-07 Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande SE520339C2 (sv)

Priority Applications (19)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100748A SE520339C2 (sv) 2001-03-07 2001-03-07 Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande
US10/091,397 US6642069B2 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical pixel device
CNB028061276A CN1224862C (zh) 2001-03-07 2002-03-07 电化学像素器件
JP2002570320A JP5043283B2 (ja) 2001-03-07 2002-03-07 電気化学装置
DE60226221T DE60226221T2 (de) 2001-03-07 2002-03-07 Elektrochemische pixel-einrichtung
PCT/SE2002/000404 WO2002071139A1 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical pixel device
JP2002569996A JP4256163B2 (ja) 2001-03-07 2002-03-07 電気化学ピクセル装置
US10/091,419 US6806511B2 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical device
EP02703016A EP1374321A1 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical device
CNB028060520A CN100352077C (zh) 2001-03-07 2002-03-07 电化学器件
PCT/SE2002/000406 WO2002071505A1 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical device
AT02704001T ATE393411T1 (de) 2001-03-07 2002-03-07 Elektrochemische pixel-einrichtung
EP02704001A EP1373976B1 (en) 2001-03-07 2002-03-07 Electrochemical pixel device
US10/819,306 US7012306B2 (en) 2001-03-07 2004-04-07 Electrochemical device
US11/327,438 US7582895B2 (en) 2001-03-07 2006-01-09 Electrochemical device including a channel of an organic material, a gate electrode, and an electrolyte therebetween
US11/980,359 US7705410B2 (en) 2001-03-07 2007-10-31 Circuitry and method
US11/980,633 US7679110B2 (en) 2001-03-07 2007-10-31 Electrochemical device and methods for producing the same
US12/659,194 US20100230731A1 (en) 2001-03-07 2010-02-26 Circuitry and method
JP2010052470A JP5268075B2 (ja) 2001-03-07 2010-03-10 電気化学トランジスタ装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100748A SE520339C2 (sv) 2001-03-07 2001-03-07 Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0100748D0 SE0100748D0 (sv) 2001-03-07
SE0100748L SE0100748L (sv) 2002-09-08
SE520339C2 true SE520339C2 (sv) 2003-06-24

Family

ID=20283223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0100748A SE520339C2 (sv) 2001-03-07 2001-03-07 Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6806511B2 (sv)
EP (1) EP1374321A1 (sv)
JP (2) JP5043283B2 (sv)
CN (1) CN100352077C (sv)
SE (1) SE520339C2 (sv)
WO (1) WO2002071505A1 (sv)

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7012306B2 (en) * 2001-03-07 2006-03-14 Acreo Ab Electrochemical device
US6756620B2 (en) * 2001-06-29 2004-06-29 Intel Corporation Low-voltage and interface damage-free polymer memory device
US6624457B2 (en) 2001-07-20 2003-09-23 Intel Corporation Stepped structure for a multi-rank, stacked polymer memory device and method of making same
DE10300521A1 (de) * 2003-01-09 2004-07-22 Siemens Ag Organoresistiver Speicher
US7179534B2 (en) * 2003-01-31 2007-02-20 Princeton University Conductive-polymer electronic switch
US7163734B2 (en) * 2003-08-26 2007-01-16 Eastman Kodak Company Patterning of electrically conductive layers by ink printing methods
US20050129977A1 (en) 2003-12-12 2005-06-16 General Electric Company Method and apparatus for forming patterned coated films
US7695756B2 (en) * 2004-04-29 2010-04-13 Zettacore, Inc. Systems, tools and methods for production of molecular memory
US7358113B2 (en) * 2004-01-28 2008-04-15 Zettacore, Inc. Processing systems and methods for molecular memory
US6972427B2 (en) * 2004-04-29 2005-12-06 Infineon Technologies Ag Switching device for reconfigurable interconnect and method for making the same
ATE500923T1 (de) * 2004-04-29 2011-03-15 Zettacore Inc Molekularspeicher sowie verarbeitungssysteme und verfahren dafür
DE102004024271A1 (de) * 2004-05-15 2005-12-01 H.C. Starck Gmbh Verbindungen enthaltend 3,4-Methylendioxythiophen-Einheiten
US7791290B2 (en) 2005-09-30 2010-09-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Ultra-small resonating charged particle beam modulator
US7626179B2 (en) 2005-09-30 2009-12-01 Virgin Island Microsystems, Inc. Electron beam induced resonance
US7586097B2 (en) 2006-01-05 2009-09-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Switching micro-resonant structures using at least one director
EP1648040B1 (en) * 2004-08-31 2016-06-01 Osaka University Thin-layer chemical transistors and their manufacture
JP4858804B2 (ja) * 2004-08-31 2012-01-18 国立大学法人大阪大学 薄層化学トランジスター及びその製造方法
US7642546B2 (en) * 2005-12-01 2010-01-05 Zettacore, Inc. Molecular memory devices including solid-state dielectric layers and related methods
US7443358B2 (en) 2006-02-28 2008-10-28 Virgin Island Microsystems, Inc. Integrated filter in antenna-based detector
US7876793B2 (en) 2006-04-26 2011-01-25 Virgin Islands Microsystems, Inc. Micro free electron laser (FEL)
US7646991B2 (en) 2006-04-26 2010-01-12 Virgin Island Microsystems, Inc. Selectable frequency EMR emitter
US20090116275A1 (en) * 2006-04-28 2009-05-07 Leenders Luc Conventionally printable non-volatile passive memory element and method of making thereof
US7741934B2 (en) 2006-05-05 2010-06-22 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling a signal through a window
US7986113B2 (en) 2006-05-05 2011-07-26 Virgin Islands Microsystems, Inc. Selectable frequency light emitter
US8188431B2 (en) 2006-05-05 2012-05-29 Jonathan Gorrell Integration of vacuum microelectronic device with integrated circuit
US7656094B2 (en) * 2006-05-05 2010-02-02 Virgin Islands Microsystems, Inc. Electron accelerator for ultra-small resonant structures
US7732786B2 (en) 2006-05-05 2010-06-08 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupling energy in a plasmon wave to an electron beam
US7728397B2 (en) 2006-05-05 2010-06-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Coupled nano-resonating energy emitting structures
US7723698B2 (en) 2006-05-05 2010-05-25 Virgin Islands Microsystems, Inc. Top metal layer shield for ultra-small resonant structures
US7710040B2 (en) 2006-05-05 2010-05-04 Virgin Islands Microsystems, Inc. Single layer construction for ultra small devices
US7728702B2 (en) 2006-05-05 2010-06-01 Virgin Islands Microsystems, Inc. Shielding of integrated circuit package with high-permeability magnetic material
US7718977B2 (en) 2006-05-05 2010-05-18 Virgin Island Microsystems, Inc. Stray charged particle removal device
US7746532B2 (en) 2006-05-05 2010-06-29 Virgin Island Microsystems, Inc. Electro-optical switching system and method
US7679067B2 (en) 2006-05-26 2010-03-16 Virgin Island Microsystems, Inc. Receiver array using shared electron beam
US7655934B2 (en) 2006-06-28 2010-02-02 Virgin Island Microsystems, Inc. Data on light bulb
GB2449926A (en) 2007-06-08 2008-12-10 Seiko Epson Corp Method for manufacturing an electrolyte pattern
GB2449927A (en) 2007-06-08 2008-12-10 Seiko Epson Corp Electrolyte gated TFT
GB2449928A (en) 2007-06-08 2008-12-10 Seiko Epson Corp Electrochemical thin-film transistor
US7990336B2 (en) 2007-06-19 2011-08-02 Virgin Islands Microsystems, Inc. Microwave coupled excitation of solid state resonant arrays
KR20100053536A (ko) 2007-06-29 2010-05-20 아트피셜 머슬, 인코퍼레이션 감각적 피드백을 부여하는 전기활성 고분자 변환기
TWI392087B (zh) * 2007-07-26 2013-04-01 Ind Tech Res Inst 固態電解質記憶元件及其製造方法
US7791053B2 (en) * 2007-10-10 2010-09-07 Virgin Islands Microsystems, Inc. Depressed anode with plasmon-enabled devices such as ultra-small resonant structures
US7724499B2 (en) * 2007-11-13 2010-05-25 Industrial Technology Research Institute Electrolyte transistor
PT103998B (pt) * 2008-03-20 2011-03-10 Univ Nova De Lisboa Dispositivos electrónicos e optoelectrónicos de efeito de campo compreendendo camadas de fibras naturais, sintéticas ou mistas e respectivo processo de fabrico
PT103999B (pt) 2008-03-20 2012-11-16 Univ Nova De Lisboa Processo de utilização e criação de papel à base de fibras celulósicas naturais, fibras sintéticas ou mistas como suporte físico e meio armazenador de cargas elétricas em transístores de efeito de campo com memória autossustentáveis usando óxidos sem
EP2120107A1 (en) 2008-05-05 2009-11-18 Acreo AB Device for integrating and indicating a parameter over time
EP2143768A1 (en) 2008-07-11 2010-01-13 Acreo AB Waterbased casting or printing composition
US7948151B1 (en) 2009-04-09 2011-05-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electroactive polymer-based artificial neuromuscular unit
EP2239793A1 (de) 2009-04-11 2010-10-13 Bayer MaterialScience AG Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung
US8067875B1 (en) 2009-04-13 2011-11-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Networked structure of electroactive polymer-based artificial neuromuscular units
DE102010026098A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Forschungszentrum Jülich GmbH Ionisch gesteuertes Dreitorbauelement
EP2606491A4 (en) 2010-08-20 2015-08-26 Rhodia Operations FOILS WITH ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMERS
US9709867B2 (en) 2010-10-05 2017-07-18 Rise Acreo Ab Display device
EP2681748B1 (en) 2011-03-01 2016-06-08 Parker-Hannifin Corp Automated manufacturing processes for producing deformable polymer devices and films
US9195058B2 (en) 2011-03-22 2015-11-24 Parker-Hannifin Corporation Electroactive polymer actuator lenticular system
KR101993852B1 (ko) 2011-04-05 2019-09-30 린텍 코포레이션 전극 표면의 자가 배열 전해질에 기반한 전기 화학적 장치의 제조 방법
US20150009009A1 (en) * 2011-04-07 2015-01-08 Bayer Intellectual Property Gmbh Conductive polymer fuse
US10671192B2 (en) * 2011-07-08 2020-06-02 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Process for the production of a layered body and layered bodies obtainable therefrom
US9653159B2 (en) 2012-01-18 2017-05-16 Xerox Corporation Memory device based on conductance switching in polymer/electrolyte junctions
EP2828901B1 (en) 2012-03-21 2017-01-04 Parker Hannifin Corporation Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices
WO2013192143A1 (en) 2012-06-18 2013-12-27 Bayer Intellectual Property Gmbh Stretch frame for stretching process
US9590193B2 (en) 2012-10-24 2017-03-07 Parker-Hannifin Corporation Polymer diode
US9484601B2 (en) * 2013-07-30 2016-11-01 Elwha Llc Load-managed electrochemical energy generation system
US9893369B2 (en) 2013-07-30 2018-02-13 Elwha Llc Managed access electrochemical energy generation system
US9343783B2 (en) 2013-07-30 2016-05-17 Elwha Llc Electrochemical energy generation system having individually controllable cells
EP3038177B1 (en) * 2014-12-22 2019-12-18 Nokia Technologies Oy Modular electronics apparatuses and methods
US10497866B1 (en) * 2018-06-19 2019-12-03 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Ionic floating-gate memory device
CN109638166A (zh) * 2018-12-19 2019-04-16 福州大学 一种全固态有机电化学光晶体管及其制备方法
CN111063260B (zh) * 2019-12-27 2021-12-24 武汉天马微电子有限公司 一种显示装置及其弯折方法
CN114583050B (zh) * 2022-02-18 2023-07-25 电子科技大学 一种可拉伸有机电化学晶体管及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4936956A (en) * 1984-11-23 1990-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Microelectrochemical devices based on inorganic redox active material and method for sensing
DE3721793A1 (de) * 1986-07-01 1988-04-07 Mitsubishi Electric Corp Elektrisches element mit verwendung von oxidations-reduktions-substanzen
JPH01202866A (ja) * 1988-02-09 1989-08-15 Seiko Epson Corp 分子素子
EP0418504B1 (en) * 1989-07-25 1995-04-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Organic semiconductor memory device having a MISFET structure and its control method
JP3169617B2 (ja) * 1989-12-27 2001-05-28 日本石油化学株式会社 電気伝導度制御方法
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.
JPH0575127A (ja) * 1991-09-17 1993-03-26 Canon Inc 薄膜半導体装置
SE517720C2 (sv) 1996-08-08 2002-07-09 Olle Inganaes Elektrokemiska komponenter baserade på polymerer
EP0968537B1 (en) 1997-08-22 2012-05-02 Creator Technology B.V. A method of manufacturing a field-effect transistor substantially consisting of organic materials
US6207034B1 (en) * 1997-12-05 2001-03-27 Massachusetts Institute Of Technology Method of manufacture of polymer transistors with controllable gap
US6506438B2 (en) * 1998-12-15 2003-01-14 E Ink Corporation Method for printing of transistor arrays on plastic substrates
US6387727B1 (en) * 1999-03-29 2002-05-14 Agere Systems Guardian Corp. Device comprising n-channel semiconductor material
US6444400B1 (en) * 1999-08-23 2002-09-03 Agfa-Gevaert Method of making an electroconductive pattern on a support

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010177678A (ja) 2010-08-12
JP5268075B2 (ja) 2013-08-21
US20020158295A1 (en) 2002-10-31
CN100352077C (zh) 2007-11-28
US6806511B2 (en) 2004-10-19
JP2004529491A (ja) 2004-09-24
SE0100748D0 (sv) 2001-03-07
WO2002071505A1 (en) 2002-09-12
SE0100748L (sv) 2002-09-08
JP5043283B2 (ja) 2012-10-10
EP1374321A1 (en) 2004-01-02
CN1494743A (zh) 2004-05-05
WO2002071505A8 (en) 2004-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE520339C2 (sv) Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande
US7012306B2 (en) Electrochemical device
JP4776165B2 (ja) 電気化学的デバイス
JP4532908B2 (ja) 電気化学デバイス
JP4256163B2 (ja) 電気化学ピクセル装置
Nilsson et al. Bi‐stable and dynamic current modulation in electrochemical organic transistors
EP2416390B1 (en) Electrochromic thin film transistors using functionalized substrates and method of manufacturing same
WO2003046540A1 (en) Electrochemical sensor
EP2618393B1 (en) Memory device based on conductance switching in polymer/electrolyte junctions
JP2004526195A (ja) エレクトロクロミックデバイス
EP1720188A9 (en) Timer switch
Nilsson et al. All-organic electrochemical device with bistable and dynamic functionality
SE521552C2 (sv) Elektrokromatisk anordning och förfarande för tillverkning av anordningen

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed