WO2004051750A1 - Diodenmatrix zur ansteuerung von displays mit organischen dioden und herstellungsverfahren dazu - Google Patents

Diodenmatrix zur ansteuerung von displays mit organischen dioden und herstellungsverfahren dazu Download PDF

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    • H10K10/26—Diodes comprising organic-organic junctions

Definitions

  • Diode matrix for controlling displays with organic diodes and manufacturing processes for this
  • the invention relates to a diode matrix for controlling displays and a production method therefor, the diode matrix comprising at least one (partially) organic diode and at least partially being able to be produced using printing technology.
  • the insulation material which usually consists of tantalum oxide (Ta 2 0 5 ). This makes this technology very expensive and it is difficult to implement it on a flexible film.
  • the object of the present invention is to create a diode or a diode matrix which shows a symmetrical characteristic curve for driving displays and which consists at least in essential functional layers of predominantly organic material.
  • the subject matter of the invention is a diode matrix with a symmetrical characteristic which, although implemented using MIM technology, has an organic material in its core, as a semiconducting material.
  • the invention also relates to a diode matrix which can be produced at least partially by printing technology.
  • the invention relates to a method for producing a diode matrix, in which at least one functional layer of a diode is applied to a substrate or a lower layer in terms of printing technology.
  • an organic semiconductor is introduced in the middle between two conductive functional layers, be it metals or organic conductors.
  • the resulting diode like the diodes manufactured using MIM technology, shows a symmetrical characteristic.
  • an organic semiconducting material can also be used as an intermediate layer in the context of MIM technology in a matrix of diodes, each of which has a symmetrical characteristic.
  • an organic material is used here for the first time (it is important that this material can be separated from the solution) as a semiconductor material, which makes completely new applications of technology possible because of an improved economic efficiency further spreading the technology paves the way.
  • the invention enables simple and inexpensive activation for matrix displays, in particular for OLED displays.
  • the invention proposes to implement a diode array using organic diodes, in particular using printed organic diodes, which provide a switch matrix for controlling the display.
  • organic diode * here encompasses all types of fully organic, partially organic and other diodes which have at least one functional layer made of organic material.
  • organic material and / or “functional polymer” here encompasses all types of organic, organometallic and / or inorganic plastics, which are referred to in English as "plastics *". These are all types of substances with the exception of Semiconductors that form the classic diodes (germanium, silicon) and the typical metallic conductor, so there is no restriction in the dogmatic sense to organic material as carbon-containing material, but rather the broad use of, for example, silicones. Furthermore, the term should not be subject to any restriction with regard to the molecular size, in particular to polymeric and / or oligomeric materials, but the use of “small molecules” is also entirely possible.
  • Nanoparticulate semiconductors are also to be recorded (such as ZnO, Ti02, CdSe, CIS nanoparticles), which can be processed from the solution.
  • the method for producing the diode matrix is preferably in terms of printing technology, with at least one functional layer being applied in terms of printing technology to a substrate or a lower layer.
  • the MIM unit is preferably applied using printing technology, and particularly preferably the entire diode matrix is produced using printing technology.
  • the invention for the first time presents a matrix of diodes, each of which comprises a symmetrical characteristic curve and an intermediate layer made of a semiconducting organic material arranged between two conductive layers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diodenmatrix zur Ansteuerung von Displays sowie ein Herstellungsverfahren dazu, wobei die Diodenmatrix zumindest eine (teil-)organische Diode umfasst und zumindest zum Teil drucktechnisch herstellbar ist.

Description

Beschreibung
Diodenmatrix zur Ansteuerung von Displays mit organischen Dioden und Herstellungsverfahren dazu
Die Erfindung betrifft eine Diodenmatrix zur Ansteuerung von Displays sowie ein Herstellungsverfahren dazu, wobei die Diodenmatrix zumindest eine (teil-) organische Diode umfasst und zumindest zum Teil drucktechnisch herstellbar ist.
Die Zukunft der Fernsehtechnik baut im wesentlichen auf flachen Bildschirmsystemen mit großen Diagonalen auf. Heute gibt es nur für kleine Bildschirmgrößen flache Farbbildschirme. Die Ansteuerung der Displays erfolgt herkömmlicherweise mit Dioden oder Dünnschichttransistoren. Im Laufe der Entwicklungsarbeiten haben sich heute zwei grundsätzliche Ansteue- rungsmethoden herauskristallisiert: Die Ansteuerung über Transistoren (TFTs) Thinfilm Transistors oder die Diodenan- steuerung (Diodenring oder MIM: Metall Insulation (or intrin- sie) Metall genannt. Mit der Diodenmatrix reduziert sich die Zahl der Anschlüsse, das Herstellungsverfahren ist einfacher, deshalb wird ihr der Vorzug für flexible, großflächige Anwendungen gegeben.
Nachteilig an der bekannten MIM-Technik (vgl. Funkschau
20/1990) ist das Insulationsmaterial, das in der Regel aus Tantaloxid (Ta205) besteht. Damit ist diese Technologie sehr kostspielig und es ist schwierig, die Umsetzung auf eine flexible Folie zu realisieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Diode oder eine Diodenmatrix zu schaffen, die zur Ansteuerung von Displays eine symmetrische Kennlinie zeigt und die zumindest in wesentlichen Funktionsschichten aus vorwiegend organischem Material besteht. Gegenstand der Erfindung ist eine Diodenmatrix mit symmetrischer Kennlinie, die zwar die MIM Technologie realisiert aber im Kernstück, als halbleitendes Material, ein organisches Material aufweist. Ebenso ist Gegenstand der Erfindung eine Diodenmatrix, die zumindest teilweise drucktechnisch herstellbar ist. Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Diodenmatrix, bei dem drucktechnisch zumindest eine Funktionsschicht einer Diode auf ein Substrat oder eine untere Schicht aufgebracht werden.
Nach einer Ausführungsform wird ein organischer Halbleiter in die Mitte zwischen zwei leitende Funktionsschichten, seien es Metalle oder organische Leiter, eingebracht. Die resultierende Diode zeigt, ebenso wie die nach der MIM-Technologie ge- fertigten Dioden, eine symmetrische Kennlinie.
Überraschender Weise hat es sich gezeigt, dass auch ein organisches halbleitendes Material als Zwischenschicht im Rahmen der MIM Technologie in einer Matrix aus Dioden, die jeweils eine symmetrische Kennlinie haben, einsetzbar ist. Im Unterschied zu den bekannten Dioden mit symmetrischer Kennlinie wird hier erstmals ein organisches Material (wichtig ist hierbei, dass dieses Material aus der Lösung abgeschieden werden kann) als Halbleitermaterial eingesetzt, wodurch völ- lig neue Anwendungen der Technik möglich werden, weil eine verbesserte Wirtschaftlichkeit einer weiteren Verbreitung der Technik die Bahn ebnet.
Bislang unbekannt und weithin undenkbar war die Möglichkeit eine komplette Diodenmatrix aus organischem Material herzustellen, dies ist erst durch den Einsatz eines organischen Halbleitermaterials möglich geworden.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache und kostengünstige An- Steuerung für Matrix Displays, insbesondere für OLED Displays. Die Erfindung schlägt vor, einen Dioden Array mittels organischer Dioden zu realisieren, insbesondere mittels ge- druckter organischer Dioden, die eine Schaltermatrix zur Ansteuerung des Displays zur Verfügung stellen.
Der Begriff „organische Diode* umfasst hier alle Arten von vollorganischen, teilorganischen und sonstigen Dioden, die zumindest über eine Funktionsschicht aus organischem Material verfügen.
Der Begriff „organisches Material" und/oder „Funktionspoly- er' umfasst hier alle Arten von organischen, metallorganischen und/oder anorganischen Kunststoffen, die im Englischen z.B. mit „plastics* bezeichnet werden. Es handelt sich um alle Arten von Stoffen mit Ausnahme der Halbleiter, die die klassischen Dioden bilden (Germanium, Silizium) , und der ty- pischen metallischen Leiter. Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn auf organisches Material als Kohlenstoff enthaltendes Material ist demnach nicht vorgesehen, vielmehr ist auch an den breiten Einsatz von z.B. Siliconen gedacht. Weiterhin soll der Term keiner Beschränkung im Hinblick auf die Molekülgröße, insbesondere auf polymere und/oder oligomere Materialien unterliegen, sondern es ist durchaus auch der Einsatz von „small molecules* möglich.
Ebenfalls sollen nanopartikuläre Halbleiter erfasst werden (wie. Z. Bsp. ZnO, Ti02, CdSe, CIS Nanoteilchen) , die aus der Lösung verarbeitet werden können.
Das Verfahren zur Herstellung der Diodenmatrix ist bevorzugt drucktechnisch, wobei auf ein Substrat oder eine untere Schicht zumindest eine Funktionsschicht drucktechnisch aufge- bracht wird. Bevorzugt wird die MIM-Einheit drucktechnisch aufgebracht und insbesondere bevorzugt wird die gesamte Diodenmatrix drucktechnisch hergestellt.
Durch die Erfindung wird erstmals eine Matrix aus Dioden vor- gestellt, die jeweils eine symmetrische Kennlinie und eine zwischen zwei leitenden Schichten angeordnete Zwischenschicht aus einem halbleitendem organischen Material umfassen. Durch die Verwendung vorwiegend organischer Materialien werden die Herstellungskosten so drastisch gesenkt, dass völlig neue Applikationen der Diodenmatrix in weit größerem Maßstab als bisher praktiziert, möglich sind.

Claims

Patentansprüche
1. Matrix aus Dioden, die jeweils eine symmetrische Kennlinie gemäß der MIM („Metall Insulator Metall*) Technologie und ei- ne zwischen zwei leitende Schichten angeordnete Zwischenschicht aus einem halbleitenden organischen Material umfassen.
2. Diodenmatrix nach Anspruch 1, die zumindest zum Teil drucktechnisch herstellbar ist.
3. Diodenmatrix nach einem der vorstehenden Ansprüche, die vollständig drucktechnisch herstellbar ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Diodenmatrix, bei dem drucktechnisch zumindest eine Funktionsschicht der jeweiligen Diode auf ein Substrat oder eine untere Schicht aufgebracht wird.
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