DE102004041497B4

DE102004041497B4 - "Organisches Elektronik-Bauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen"

Info

Publication number: DE102004041497B4
Application number: DE102004041497A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Ullmann; Mathias Dr. Seitz
Original assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Current assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: DE102004041497A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils (1, 6, 7, 8, 9), wobei dem Verfahren auf eine erste Oberfläche eines flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers (11, 61, 71, 81, 90) eine eine elektrische Funktionsschicht bildende strukturierte erste Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und auf eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Folienkörpers eine eine Schattenmaske bildende strukturierte zweite Schicht (12, 62, 72, 82, 92) mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau aufgebracht werden wobei nach dem Aufbringen der ersten Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und der zweiten Schicht (14 bis 16; 64 bis 67; 74 bis 77; 84 bis 87; 99 bis 101) ein oder mehrere weitere Schichten auf die erste Schicht aufgebracht werden, wobei die ein oder mehreren weiteren Schichten zumindest eine photosensitive dritte Schicht (16, 66, 77, 86, 101) umfassen, und wobei die dritte Schicht (13, 66, 77, 86, 101) mittels Durchbelichtung von Seiten der eine...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils sowie ein organisches Elektronik-Bauteil, bei dem auf eine erste Oberfläche eines flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers eine elektrische Funktionsschicht bildende strukturierte erste Schicht aufgebracht ist.
Bei der Herstellung von organischen Elektronik-Bauteilen, beispielsweise organischen Feldeffekt-Transistoren, ist es in der Regel notwendig, mehrere organische oder metallische Schichten übereinander zu strukturieren. Weiter ist es für die Herstellung schneller und funktionsfähiger elektronischer Schaltungen notwendig, strukturierte Schichten organischer Elektronik-Bauteile möglichst passgenau übereinander zu justieren. Für den Fall, dass diese Justage nicht übereinstimmt, kann die Funktionalität der Bauelemente verloren gehen oder sich stark negativ verändern. Bei ungenauer Justage-Möglichkeit kann z.B. die Gate-Elektrode eines organischen Feldeffekt-Transistors vergrössert werden, wodurch die sich die Schaltgeschwindigkeit der elektronischen Schaltung verschlechtert.
Bei der herkömmlichen Lithographie (Batch-Prozess), wie sie bei der Herstellung von klassischen anorganischen Halbleiter-Bauelementen eingesetzt wird, werden im allgemeinen Justiermarken verwenden, um strukturierte elektrische Funktionsschichten passergenau übereinander zu justieren. Die einer ersten strukturierten Schicht nachfolgenden weiteren strukturierten Schichten werden mit Hilfe dieser Justiermarken passend zur ersten strukturierten Schicht nacheinander justiert und erstellt. Die Genauigkeit dieses Prozesses im Batch-Verfahren liegt im Nanometer-Bereich, so dass eine genaue Justage der strukturierten Schichten erzielt werden kann.
Dieser bekannte Batch-Prozess beruht jedoch auf der Verwendung eines starren Silicium-Trägers. Weiter kann dieses Verfahren in einem kontinuierlichen Prozess nicht mit der benötigten Genauigkeit angewendet werden.

Weiter ist es bekannt, zur Herstellung von organischen Feldeffekt-Transistoren Funktions-Polymere mit Hilfe eines Druckverfahrens strukturiert auf ein Substrat aufzubringen. So beschreibt DE 10033112 A1 die Verwendung des Tampon-Drucks zur Herstellung strukturierter Funktions-Polymerschichten.

Bei der Verwendung von Druckverfahren zur Herstellung von strukturierten Schichten eines organischen Feldeffekt-Transistors hat sich jedoch gezeigt, dass allein die Verwendung von Passer-Marken noch keine ausreichende Justage derartiger Schichten erlaubt. Aufgrund von Bahn-Zugschwankungen, Detektier-Fehlern und Regelschwankungen entstehen erhebliche Registerschwankungen. Weiter kann sich der Träger beispielsweise durch die Bearbeitung der zwischen zwei Druck-Prozessen erforderlichen Bearbeitungs- Prozesse, wie Trocknungsprozesse, verdehnen, so dass zusätzliche Passer-Ungenauigkeiten entstehen.

Weiter wird in DE 100 18 168 A1 beschrieben, zur Herstellung von organischen, lichtemittierenden Dioden eine Farbkonversionsschicht unter Verwendung einer Druckform auf einem Substrat aufzudrucken. Die Farbkonversionsschicht besteht aus einem Material, das die von dem Emittermaterial ausgesandten Lichtwellen absorbiert und mit längerer Wellenlänge wieder abstrahlt. Durch die Aufbringung mittels einer Druckform wird hierbei der Vorteil erzielt, dass die Farbkonversionsschicht schonender und mit einer gleichmässigen Schichtdicke auf die glatte Oberfläche des Substrats aufgedruckt werden kann.

DE 102 03 048 C2 beschreibt ein Verfahren, um die Relativlage zweier zusammenwirkender Druckplatten zu justieren. Hierzu wird mittels einer speziellen Vorrichtung jeweils eine Druckmarke in die Druckplatten eingebracht. Wenn alle von den aufeinanderfolgenden Druckwerken aufgedruckten Punkte genau übereinander liegen, so ist das Registersystem in Ordnung.

US 5 652 645 A beschreibt ein Verfahren zur Strukturierung eines bandförmigen Trägermaterials für elektronische Module. Bei diesem Verfahren wird das Trägersubstrat durch eine Belichtungsmaske belichtet, die neben dem bandförmigen Trägersubstrat angeordnet ist. Hierbei ist eine Abbildungsoptik vorgesehen, die den durch die Belichtungsmaske austretenden Lichtstrahl auf einen Abschnitt des bandförmigen Trägers reflektiert.

US 6 659 827 B2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von organischen Leuchtdioden, bei dem beidseitig eines ein Substrat und einen Photolack umfassenden Körpers Belichtungsmasken angeordnet werden. An den Stellen, an denen die Photolackschicht von beiden Seiten durch die jeweiligen Belichtungsmasken belichtet werden, werden trapezförmige Wälle in der Photolackschicht gebildet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von organischen Elektronik-Bauteilen zu verbessern und derart verbesserte Elektronik-Bauteile anzugeben.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils gelöst, bei dem auf eine erste Oberfläche eines flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers vorzugsweise eine elektrische Funktionsschicht bildende strukturierte erste Schicht und auf eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Folienkörpers vorzugsweise eine Schattenmaske bildende strukturierte zweite Schicht mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau aufgebracht werden. Hierbei wird vorzugsweise nach dem Aufbringen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ein oder mehrere weitere Schichten auf die erste Schicht aufgebracht, wobei die ein oder mehreren weiteren Schichten zumindest eine photosensitive dritte Schicht umfassen, und die dritte Schicht mittels Durchbelichtung von Seiten der eine Schattenmaske bildenden zweiten Schicht mit einer elektromagnetischen Strahlung strukturiert wird, für die die photosensitive dritte Schicht empfindlich ist. Hierbei ist es beispielsweise auch möglich, dass sowohl die erste als auch die zweite Schicht elektrische Funktionsschichten bilden. Diese Aufgabe wird weiter von einem organischen Elektronik-Bauteil gelöst, das einen flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörper, eine elektrische Funktionsschicht bildende strukturierte erste Schicht, die auf einer ersten Oberfläche des flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers aufgebracht ist, und eine Schattenmaske für eine Durchbelichtung bildende zweite Schicht aufweist, die auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Folienkörpers aufgebracht ist.

Durch die Erfindung wird eine genaue Justage von zwei (oder auch mehr) strukturierten Schichten von Bauelementen in organischen Schaltungen ermöglicht, so dass die Herstellung von schnelleren und funktionsfähigeren elektronischen Schaltungen ermöglicht wird. Weiter werden die Herstellungskosten für solche Schaltungen gesenkt, da die Anzahl der die Qualitäts-Anforderungen nicht erfüllenden und damit auszusortierenden Schaltungen verringert wird.

Weitere technische Vorteile ergeben sich dadurch, dass sich nach der „Simultan"-Aufbringung der vorder- und rückseitigen Strukturen auf den als Träger dienenden Folienkörper sich der Träger in den folgenden Fertigungs-Schritten durchaus „verdehnen" kann. Die vorder- und rückseitigen Strukturen stimmen stets passergenau übereinander, da beide Strukturen dieselbe Verdehnung erfahren.

Dies erleichtert die Weiterverarbeitung und stellt sicher, dass auch bei der Durchführung mehrerer weiterer Bearbeitungsschritte zwischen dem Aufbringen der vorder- und rückseitigen Strukturen und der Durchbelichtung eine hohe Passergenauigkeit der durch die Durchbelichtung strukturierten elektrischen Funktionsschicht zu der auf der Vorderseite aufgebrachten elektrischen Funktionsschicht erhalten bleibt. Weiter ist es möglich, ein extrem genaue Positionierung der Strukturen von Vorder- und Rückseite zu erreichen, da die Positionierung über „gekoppelte" strukturgebende Prozesse stattfindet.

Diese Vorteile ergeben sich auch in dem Anwendungsfall, in dem die zweite Schicht keine Schattenmaske sondern beispielsweise eine weitere elektrische Funktionsschicht bildet, die möglichst passergenau zu der ersten Schicht strukturiert werden soll.

Auch die Strukturierung der dritten Schicht mittels Durchbelichtung bringt weitere Vorteile: So kann mittels dieser Strukturierung z.B. das Gate eines Feldeffekt-Transistors ohne „Anpressdruck" erzeugt werden, der das Schicht-Paket zwischen dieser Schicht und der Trägerfolie beschädigen und dadurch unter Umständen die umliegende Elektronik unbrauchbar machen kann.

Ein weiterer Effekt ergibt sich bei der Erfindung dadurch, dass die Kapazität der mittels der Erfindung hergestellten organischen Bauelemente durch Beugung unter die rückseitigen Strukturgrenzen verbessert wird und damit die Elektronik in der Schaltgeschwindigkeit verbessert wird. Dies ist möglich, da eine grösserer Abstand (Folienkörper + zusätzliche Schichten) zwischen der als Schattenmaske wirkenden zweiten Schicht und dem Abbild vorhanden ist. Durch diesen Effekt kann beispielsweise die Gate-Elektrode verkleinert werden und erreicht werden, dass die Abmessungen der Gate-Elektrode unterhalb des Auflösungsvermögens des Druckverfahrens liegt, welches für das Aufbringen der Schattenmaske auf den als Träger dienenden Folienkörper eingesetzt wird. Dieser Verkleinerungseffekt kann über die Schichtdicke des Folienkörpers eingestellt werden.

Weiter ist eine optische Kontrolle der Genauigkeit der Justage bereits in einem frühen Fertigungs-Schritt verfügbar, da die vorder- und rückseitigen Strukturen parallel aufgebracht werden. Sollten hier Fehler erkannt werden, kann der Folienkörper aussortiert werden.

Im Weiteren ist es bei Verwendung des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens nicht mehr notwendig, auf der ersten Schicht aufgebrachte weitere Schichten mittels einer Insetting-Vorrichtung zu justieren, so dass der hierfür notwendige mess- und regeltechnische Aufwand und der durch diese Vorrichtung bewirkte Anfahrverlust entfallen. Damit wird durch die Erfindung nicht nur eine besonders genaue Justage von strukturierten Schichten organischer Elektronik-Bauteile ermöglicht, sondern auch ein besonders kostengünstiger Herstellungsprozess ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.

So ist es möglich, als strukturgebende Prozesse Druckverfahren, lithographische Verfahren oder anderweitige Verfahren einzusetzen. Von besonderem Vorteil ist hier der Einsatz von Druckverfahren, insbesondere Tiefdruck-, Offset- und Flexodruck-Verfahren oder eine beliebige Kombination derartiger Druckverfahren, da sich hierdurch eine besonders kostengünstige Fertigung realisieren lässt.

So kann eine von dem flexiblen Folienkörper gebildete Folienbahn in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess nacheinander über zwei miteinander synchronisierte Druckwerke geführt werden. Die Druckwalzen und Gegendruckwalzen der Druckwerke sind miteinander synchronisiert, so dass die Passerung der strukturierten ersten und zweiten Schicht gegenüberliegender Seiten durch die Stellung der Druckwalzen zueinander bestimmt wird. Eine Lackschicht dient hierbei beispielsweise als Strukturierungs-Lack einer Elektrodenschicht und die andere Lackschicht als Maske. Mittels einer derartigen Bearbeitungsstation lassen sich hohe Bearbeitungs-Geschwindigkeiten erzielen.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn mittels des ersten Druckwerks (Schattenmaske) ein strahlenhärtbarer Lack auf den Folienkörper aufgebracht wird und die aufgebrachte Lackschicht vor Bedrucken des Folienkörpers durch das zweite Druckwerk durch Bestrahlung gehärtet wird. Dadurch wird erreicht, dass die mittels des ersten Druckwerks aufgebrachte strukturierte Schicht nicht von der Gegendruckwalze des zweiten Druckwerks beschädigt wird und damit die Passergenauigkeit der beiden zu justierenden strukturierten Schichten beeinträchtigt wird. Weiter wird hierdurch eine saubere Führung der Folienbahn durch die Gegendruckwalze ermöglicht.

Auch der Einsatz von strukturgebenden Prozessen, bei dem die erste und/oder die zweite Schicht vollflächig auf den Folienkörper aufgebracht wird und sodann mittels eines auf Ablation basierenden strukturgebenden Prozesses strukturiert wird, ist möglich. Hierbei hat sich insbesondere die Strukturierung mittels eines Lasers als vorteilhaft erwiesen, da hierdurch recht hohe Auflösungen erzielt werden können.

Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird so die erste Schicht in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess mittels eines Lasers strukturiert und die zweite Schicht mittels eines Druckwerks aufgebracht, wobei die Druckwalze des Druckwerks mit dem Laser synchronisiert ist. Die Schattenmaske, für die aufgrund des oben geschilderten Effektes geringere Anforderungen bezüglich der Auflösung bestehen, kann so mit einem kostengünstigen Druckverfahren aufgebracht werden, wo hingegen beispielsweise die auf der Vorderseite aufgebrachte Elektroden-Schicht über den Laser strukturiert wird. Damit verbindet dieses Fertigungs-Verfahren Wirtschaftlichkeit und hohe Qualität der mittels dieses Verfahren hergestellten organischen Elektronik-Bauteile.

Gemäss eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird die erste Schicht in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess mittels eines Lasers strukturiert und die zweite Schicht mittels Belichtung durch einen Trommel- oder Band-Belichter strukturiert, wobei die Trommel oder das Band des Trommel- bzw. Band-Belichters mit dem Laser synchronisiert ist. Die strukturierte Schattenmaske wird so in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess durch Belichtung einer photosensitiven Schicht mit einem Masken-Belichter generiert, wodurch eine Schattenmaske hoher Auflösung kostengünstig generiert wird.

Weiter ist es auch möglich, dass eine von dem flexiblen Folienkörper gebildete Folienbahn simultan beidseitig mittels der strukturgebenden Prozesse bearbeitet wird, so beispielsweise die Vorder- und Rückseite simultan mittels gegenüberliegender Laser strukturiert wird.

Nach der Erstellung der vorder- und rückseitigen Strukturen des Folienkörpers können weitere strukturierte oder unstrukturierte Schichten auf der Vorderseite aufgebracht werden. Diese Schichten können beispielsweise aus einem organischen Halbleiter, einem organischen Isolator oder einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Diese Schichten müssen lediglich in dem Wellenlängenbereich der für die Durchbelichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung transparent oder teiltransparent sein, wobei es ausreichend ist, dass diese Schichten in dem Bereich der rückseitigen Maske über diese Eigenschaften verfügen. Anschliessend wird sodann die zu justierende elektrische Funktions-Schicht mittels rückseitiger Durchbelichtung gebildet. So kann die photosensitive dritte Schicht eine Photoresist-Schicht sein, mittels der nach Durchbelichtung ein oder mehrere elektrische Funktionsschichten passergenau strukturiert werden. Weiter ist es möglich, dass es sich bei der photosensitiven dritten Schicht um eine Waschmaske handelt, die ermöglicht, nach Durchbelichtung mittels eines Waschprozesses auf der dritten Schicht aufgebrachte elektrische Funktions-Schichten zu strukturieren.

Die zu strukturierende Schicht muss hierbei nicht die abschliessende Schicht des organischen Elektronik-Bauteils bilden. Die zu strukturierende Schicht kann sich ggf. auch im Schicht-Paket der Vorderseite befinden. Z.B. kann eine eingeschlossene leitfähige PANI-/PEDOT-Schicht abschliessend teilweise mit einer geeigneten Wellenlänge nicht-leitfähig gemacht werden, so dass eine entsprechend der zweiten Schicht passergenau zur ersten Schicht in ihrer elektrischen Leitfähigkeit strukturierte dritte Schicht mittels des erfindungsgemässen Verfahrens gefertigt wird.

Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung stellt die auf der Vorderseite des Folienkörpers aufgebrachte erste Schicht eine elektrisch leitfähige Elektroden-Schicht dar und ist bevorzugt in Form einer Source- und einer Gain-Elektrode eines Feldeffekt-Transistors ausgeformt. Bei der zweiten mittels der Durchbelichtung strukturierten Schicht handelt es sich bevorzugt ebenfalls um eine elektrisch leitfähige Elektroden-Schicht, bevorzugt um die zugeordnete Gate-Elektrode des organischen Feldeffekt-Transistors. Es ist jedoch auch möglich, einen umgekehrten Aufbau zu wählen und so auf der Vorderseite des Folienkörpers zuerst die Gate-Elektrode aufzubringen.

Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die auf der Vorderseite des Folienkörpers aufgebrachte erste Schicht in dem Wellenlängenbereich der für die Durchbelichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung transparent ist. Diese Schicht besteht beispielsweise aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einer dünnen teiltransparenten Metallisierung, aus Indium-Zinn-Oxid, Polyanilin und/oder leitfähigen Polymeren. Durch die Verwendung einer solchen transparenten, strukturierten Schicht wird die Gestaltung der Schattenmaske von der Gestaltung der ersten strukturierten Schicht entkoppelt. Es ist jedoch auch möglich, bei entsprechender Gestaltung der Schattenmaske die erste strukturierte Schicht aus einem opaken Material, beispielsweise einer opaken Metallschicht, zu fertigen.

Es hat sich weiter gezeigt, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch zwei- oder mehrfach hintereinander zur Strukturierung von zwei oder mehr zueinander passergenauen Schichten durchgeführt werden kann, so dass komplexe Schicht-Aufbauten mit dem erfindungsgemässen Verfahren gefertigt werden können. Weiter ist es auch möglich, mittels der auf der Unterseite aufgebrachten Schattenmaske zwei oder mehr Schichten mittels Durchbelichtung passergenau zu strukturieren.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

1a bis 1d skizzieren den Schichtaufbau eines organischen Elektronik-Bauteils in aufeinanderfolgenden Schritten eines erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens.

2 zeigt eine funktionelle Darstellung einer ersten Vorrichtung zur Herstellung eines Folienelements mit einem Schichtaufbau nach 1a.

3 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Herstellung eines eines Folienelements nach 1a.

4 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Herstellung eines Folienelements nach 1a.

5 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Herstellung eines Folienelements nach 1a.

6a und 6b skizzieren den Schichtaufbau eines organischen Elektronik-Bauteils während der Herstellung gemäss eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

7a bis 7c skizzieren den Schichtaufbau eines organischen Elektronik-Bauteils während der Herstellung gemäss eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

8a bis 8a skizzieren den Schichtaufbau eines organischen Elektronik-Bauteils während der Herstellung gemäss eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

9a und 9b skizzieren den Schichtaufbau eines organischen Elektronik-Bauteils während der Herstellung gemäss eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Im Folgenden wird die Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils 1 anhand der Figuren 1a bis 1d verdeutlicht:
Bei dem organischen Elektronik-Bauteil 1 handelt es sich hierbei um einen organischen Feldeffekt-Transistor. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemässe Verfahren auch zur Herstellung andersartiger organischen Elektronik-Bauteile einzusetzen, bei denen es sich beispielsweise um Transistoren, Dioden, Widerstände oder komplexe elektronische Schaltungen handeln kann.
In einem ersten Schritt wird auf die Vorderseite einer transparenten, flexiblen Trägerfolie 11 eine strukturierte Elektroden-Schicht 13 und auf die Rückseite der Trägerfolie 11 eine eine Schattenmaske bildende Lackschicht 12 aufgebracht.
Bei der Trägerfolie 11 handelt es sich vorzugsweise um eine Kunststoff-Folie mit einer Stärke von 6 μm bis 200 μm, vorzugsweise mit einer Stärke von 19 μm bis 100 μm. Bei der Trägerfolie 11 handelt es sich vorzugsweise um eine Polyester-Folie.
Die strukturierte Elektroden-Schicht 13 bildet die Source- und Drain-Elektrode des organischen Feldeffekt-Transistors. Die Lackschicht 12, die später als Schattenmaske verwendet wird, ist in Form der zugehörigen Gate-Elektrode ausgeformt, wobei die Strukturierung der Lackschicht 12 davon bestimmt wird, ob die Lackschicht 12 im späteren Belichtungsprozess als Positiv- oder Negativ-Maske fungieren soll.
Die strukturierte Elektroden-Schicht 13 besteht vorzugsweise aus einer leitfähigen Metallisierung, vorzugsweise Gold oder Silber. Es ist jedoch auch möglich, die Elektroden-Schicht 13 aus einem anorganischen elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid, oder aus einem leitfähigen Polymer, beispielsweise Polyanilin oder Polypyrol, herzustellen.
Die Elektroden-Schicht 13 kann hierbei beispielsweise durch ein Druckverfahren (Tiefdruck, Siebdruck) oder durch ein Beschichtungsverfahren bereits partiell und musterförmig strukturiert auf die Trägerfolie 11 aufgebracht werden. Es ist jedoch auch möglich, die Elektroden-Schicht 13 vollflächig oder teilflächig auf die Trägerfolie 11 aufzubringen und sodann durch ein Belichtungs- und Ätzverfahren oder durch Ablation, beispielsweise mittels eines gepulsten Lasers, partiell wieder zu entfernen und so zu strukturieren.
Bei der Lackschicht 12 handelt es sich um eine strukturierte, opak wirkende Lackschicht einer Dicke von 0,5 μm bis 5 μm, vorzugsweise von 1 μm bis 2 μm. Vorzugsweise werden für die Lackschicht 12 Lacke mit einem hohen Festkörper-Anteil eingesetzt. es ist jedoch auch möglich, anstelle der Lackschicht 12 eine partielle Metallisierung vorzusehen, so dass die Schattenmaske von einer partiellen opaken Metallschicht gebildet ist. Als Materialien für eine derartige als Schattenmaske wirkende Metallschicht kommt insbesondere Aluminium in Frage, das durch Sputtern und Aufdampfen vollflächig auf die Trägerfolie 11 aufgebracht wird und sodann mittels eines Ätzverfahrens oder einer Waschmaske partiell entfernt wird.
Die strukturierte Elektroden-Schicht 13 und die strukturierte Lackschicht 12 werden simultan mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau auf die Trägerfolie 11 aufgebracht.
2 zeigt nun den prinzipiellen Aufbau einer Bearbeitungsstation 2, die zur Herstellung des in 1a gezeigten Folienkörpers 10 geeignet ist.
Die Bearbeitungsstation 2 weist ein erstes Druckwerk mit einer Druckwalze 22, einer Gegendruckwalze 23 und einer Einfärbewalze 21 auf. Bei dem Druckwerk handelt es sich vorzugsweise um ein Tiefdruck-Druckwerk. Es ist jedoch auch möglich, ein Sieb-, ein Flexo-, ein Offset- oder ein Tampon-Druckverfahren einzusetzen.
Weiter zeigt 2 ein zweites Druckwerk, das ebenfalls eine Druckwalze 25, eine Gegendruckwalze 26 und eine Einfärbewalze 24 aufweist. Weiter zeigt 2 eine UV-Belichtungsstation 27.
Die Trägerfolie 11 wird, wie dies in 2 angedeutet ist, dem ersten Druckwerk zugeführt. Durch die Einfärbewalze 21 wird ein erster Lack zuerst auf die Druckwalze 22 und dann auf die Trägerfolie 11 partiell übertragen. Bei dem ersten Lack handelt es sich um einen UV-härtbaren Lack. Der Lack wird weiter auf der Gegendruckwalze 23 mittels der UV-Belichtungsstation 27 UV-gehärtet und sodann an die Gegendruckwalze 26 des zweiten Druckwerks übergeben. Mittels der Einfärbewalze 24 wird ein zweiter Lack auf die Druckwalze 25 und dann auf die über die Gegendruckwalze 26 zugeführte und bereits vorderseitig mit der ersten Lackschicht bedruckte Trägerfolie 11 partiell übertragen, so dass sich der vorder- und rückseitig mit einer strukturierten Schicht versehene Folienkörper 10 ergibt. Weiter kann die Gegendruckwalze 26 gleichzeitig als Druckwalze 25 fungieren, wobei beide Seiten simultan bedruckt und anschließend nach verlassen des Druckwerks beidseitig mit UV-Strahlung behandelt werden.
Die Druckwalzen 22 und 25 und die Gegendruckwalzen 23 und 26 der Druckwerke sind synchronisiert, so dass durch eine geeignete Stellung der Walzen zueinander eine Passerung erreicht wird. Hierbei ist es auch möglich, auf eine zweite Gegendruckwalze 26 zu verzichten und einen als Gegendruckwalze für beide Druckwalzen 22 und 25 wirkenden Zentralzylinder einzusetzen.
Die Synchronisation der Druckwalzen 22 und 25 sowie der Gegendruckwalzen 23 und 26 erfolgt hierbei vorzugsweise durch ein mechanisches Synchronisations-Getriebe. Es ist jedoch auch möglich, dass die Synchronisation der beiden Druckwerke auf elektronischem Wege erfolgt und so beispielsweise durch eine Regelschleife sichergestellt wird, welche die Winkellage der Druckzylinder 22 und 25 zueinander synchronisiert.
Bezüglich der verwendbaren ersten und zweiten Lacke ergeben sich folgende Möglichkeiten:
Zum einen ist es möglich, dass der erste Lack als Strukturierungs-Lack für die Herstellung der Elektroden-Schicht 13 dient und der zweite Lack zur Herstellung der als Schattenmaske wirkenden Lackschicht 12 eingesetzt wird.
Falls beispielsweise der erste Lack als Strukturierungs-Lack dient, ist es erforderlich, die Trägerfolie 11 vor Zuführung zu dem ersten Druckwerk vollflächig mit einer der oben beschriebenen elektrisch leitfähigen Schichten zu beschichten und die Folie nach Bearbeitung durch die Bearbeitungsstation 2 einer weiteren Bearbeitungsstation zuzuführen, in der die vollflächige elektrisch leitfähige Schicht entsprechend des aufgebrachten Strukturierungs-Lacks geätzt, gestrippt und sodann getrocknet wird.
Weiter ist es auch möglich, als ersten oder zweiten Lack einen elektrisch leitfähige Polymere enthaltenden Lack zu verdrucken, so dass die oben beschriebenen Ätz-, Stripp- und Trocken-Prozesse entfallen.
3 zeigt den funktionellen Aufbau einer Bearbeitungsstation 3, welche ebenfalls zur Herstellung des in 1a gezeigten Folienkörpers 10 eingesetzt werden kann.
Die Bearbeitungsstation 3 weist eine Walze 33, einen Laser 31, eine Maske 32 und ein Druckwerk auf, von dem in 3 eine Einfärbewalze 34, eine Druckwalze 35 und eine Gegendruckwalze 36 gezeigt sind.
Der Bearbeitungsstation 3 wird hier eine Folienbahn 30 zugeführt, welche aus der Trägerfolie 11 und einer auf der Vorderseite der Trägerfolie vollflächig aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht besteht. Bei dieser elektrisch leitfähigen Schicht handelt es sich hierbei vorzugsweise um eine dünne Metallschicht.
Die Folienbahn 30 läuft über die Walze 33 und wird auf der Vorderseite mittels des Lasers 31 und der Maske 32 durch partielle Ablation der vollflächig aufgebrachten leitenden Schicht strukturiert. Die so auf der Vorderseite strukturierte Folienbahn 30 wird sodann auf die mit der Walze 33 synchronisierte Gegendruckwalze 36 des Druckwerks übergeben. Über die Einfärbewalze 34 wird Lack zuerst auf die Druckwalze 35 und dann auf die Unterseite der Folienbahn 30 partiell übertragen. Die so auf die Rückseite der Folienbahn 30 übertragene Lackschicht dient als Maske, während die Elektroden-Schicht 13 mittels des Lasers 31 strukturiert wird.
Vorzugsweise sind hierbei die Walze 33, die Gegendruckwalze 36 und die Druckwalze 35 mechanisch synchronisiert. Es ist jedoch auch möglich, den Laser 31 und die Druckwalze 35 mittels einer elektronischen Regelschleife zu synchronisieren, der die Winkellage der Walze 33 und der Druckwalze 35 sowie, ggf., Steuerparamater des Lasers 31, als Eingangsgrösse zugeführt werden.
4 zeigt nun den prinzipiellen Aufbau einer Bearbeitungsstation 4, die ebenfalls zur Herstellung des Folienkörpers 10 nach 1a eingesetzt werden kann.
4 zeigt eine Registerwalze 41, einen Maskenbelichter 44 mit einer Belichtungseinrichtung 45, zwei Umlenkrollen 42 und 43, einen Laser 47 und eine Maske 48.
Der Bearbeitungsstation 4 wird eine Folienbahn 40 zugeführt. Die Folienbahn 40 besteht aus der Trägerfolie 11, die auf der Vorderseite vollflächig mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet ist und auf der Rückseite vollflächig mit einer photosensitiven Schicht beschichtet ist. Die elektrisch leitfähige Schicht besteht hierbei vorzugsweise aus einer dünnen Metallschicht, die beispielsweise durch Aufdampfen im Vakuum auf die Trägerfolie 11 aufgebracht ist. Bei der photosensitiven Schicht handelt es sich vorzugsweise um eine opake, bereits thermisch getrocknete photosensitive Lackschicht, die mittels Aufsprühen, Rakeln oder Bedrucken auf die Trägerfolie 11 aufgebracht ist. Das Maskenband 46 ist über die Registerwalze 41 und über die transparente Trommel des Maskenbelichters 44 geführt, in deren Innerem die Belichtungseinrichtung 45 angeordnet ist. Die Belichtungseinrichtung 45 besteht hierbei vorzugsweise aus ein oder mehreren UV-Lampen, deren Strahlung mittels entsprechend angeordneter Spiegel auf einen bestimmten Winkelbereich der transparenten Trommel fokusiert ist. Die Folienbahn 40 wird nun über die Umlenkrolle 42 auf die transparente Trommel des Maskenbelichters 44 geführt und sodann über die Umlenkrolle 43 von dem Maskenband 46 abgelöst. Der Laser 47 strukturiert über die Maske 48 die Vorderseite der über die Trommel des Maskenbelichters 44 geführte Folienbahn 40. Durch partielle Ablation der vollflächig auf die Trägerfolie 11 aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht wird die strukturierte Elektroden-Schicht 13 generiert. Die auf der Rückseite der Trägerfolie 11 vollflächig aufgebrachte photosensitive Schicht wird durch die Belichtungseinrichtung 45 des Maskenbelichters entsprechend dem Maskenband 46 belichtet und in den belichteten Bereichen ausgehärtet. In einem nachfolgenden Waschprozess (hier nicht gezeigt) werden anschliessend die nicht ausgehärteten Bereiche der photosensitiven Schicht von der Trägerfolie 11 entfernt.
Die als Schattenmaske wirkende Schicht 12 wird so durch die partielle Belichtung der photosensitiven Schicht und die strukturierte Elektroden-Schicht 13 über den Laser 47 erzeugt.
Da dem Laser die Folienbahn 40 über die Trommel des Maskenbelichters 44 zugeführt wird, gestaltet sich in diesem Fall die Synchronisierung des Lasers 47 mit dem Maskenband des Maskenbelichters 44 besonders einfach.
Weiter ist es auch möglich, anstelle eines Trommelbelichters einen Bandbelichter einzusetzen.
5 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer weiteren Bearbeitungsstation 5 zur Herstellung des Folienkörpers 10 nach 1a.
Der Bearbeitungsstation 5 wird eine Folienbahn 50 zugeführt, die aus der Trägerfolie 11 besteht, welche – wie oben bereits beschrieben – vorder- und rückseitig vollflächig mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet ist. Die Folienbahn 50 wird nun synchronisiert von zwei Lasern 51 und 53 durch jeweilige Masken 52 und 54 auf der Vorder- bzw. Rückseite simultan und passergenau strukturiert. Mittels des Lasers 51 wird hierbei die die Schattenmaske bildende Schicht der Folienbahn 50 strukturiert und mittels des Lasers 53 die elektrisch leitfähige Schicht 13 strukturiert. Die Synchronisation der beiden Laser 51 und 53 wird bei der in 5 gezeigten Bearbeitungsstation dadurch vereinfacht, dass die beiden Laser und die beiden Masken 52 und 54 genau gegenüberliegend angeordnet sind, so dass die Bewegung des Folienbandes 50 ohne Einfluss auf die Passerung der von den beiden Lasern 51 und 53 strukturierten Schichten ist. Es ist natürlich auch möglich, die beiden Laser 51 und 53 seitlich versetzt in einem klar definierten, bei der Synchronisation berücksichtigten Abstand anzuordnen.
Der durch eines der oben beschriebenen Verfahren hergestellte Folienkörper 10 wird nun in den nachfolgenden Verfahrensschritten mit ein oder mehreren strukturierten oder unstrukturierten Schichten beschichtet. Die Anzahl und die Art der auf den Folienkörper 10 aufgebrachten weiteren Schichten wird von der zu erzielenden Funktionsweise des herzustellenden organischen Elektronik-Bauteils bestimmt. Die weiter aufzubringenden Schichten bestehen beispielsweise aus halbleitenden Schichten, Isolations-Schichten oder Elektroden-Schichten, die vorzugsweise aus organischem Isolationsmaterial, beispielsweise Polyvinylphenol, organischen Halbleitern, beispielsweise Polythiopen oder organischen Elektroden-Materialien, wie beispielsweise Polyanilin, Polypyrol oder dotiertem Polyethylen einer Dicke von 0,5 μm bis 1 μm bestehen. Diese Materialien können hierbei in flüssiger Form, in gelöster Form oder als Suspension aufgebracht und sodann durch Trocknen oder in sonstiger Weise verfestigt werden.
Organische Halbleiter-Materialien, organisch leitfähige Materialien und organische Isolationsmaterialien werden hierbei von organischen, metallorganischen und/oder anorganischen Kunststoffen gebildet, die die jeweiligen elektrischen Eigenschaften besitzen.
1b verdeutlicht nun, dass zur Herstellung eines organischen Feldeffekt-Transistors auf den von den Schichten 11 bis 13 gebildeten Folienkörper eine Schicht 14 aus einem organischen Halbleiter-Material, eine Schicht 15 aus einem organischen Isolationsmaterial und eine photosensitive elektrisch leitfähige Schicht 16 aufgebracht wird. Die organische Halbleiter-Schicht 14 besteht beispielsweise aus konjungierten Polymeren, wie Polythiophenen, Polythienylenvinylenen oder Polyfluorenderivaten, die aus Lösung durch Spin-Coating, Rakeln oder Bedrucken aufgebracht werden. Als organische Halbleiter-Schicht eignen sich auch sog. „small molecules", d.h. Oligomere wie Sexithiophen oder Pentacen, die durch eine Vakuumtechnik aufgedampft werden.
Weiter ist es auch möglich, als Material für die Isolationsschicht 15 Oxidschichten, beispielsweise Metalloxide oder Siliziumoxid, zu verwenden, die durch thermisches Aufdampfen oder Sputtern im Vakuum aufgebracht werden.
Bei der photosensitiven Schicht 16 handelt es sich um eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material, welches durch, Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung einer bestimmten Wellenlänge seine Leitfähigkeit/Härte verändert. Beispielsweise ist es möglich, als Schicht 16 PEDOT/PANI einzusetzen, welches in einer Schichtdicke von 50 nm bis 5 μm mittels Spin-Coating, Rakeln oder Bedrucken auf die Schicht 15 aufgebracht wird.
Wie in 1b angedeutet, wird nach Aufbringen der Schichten 14 bis 16 der so entstehende Folienkörper von Seiten der eine Schattenmaske bildenden Schicht 12 durchbelichtet, so dass die Schicht 16 entsprechend der Form der die Schattenmaske bildenden Schicht 12 verändert/gehärtet wird. Die Durchbelichtung kann hier beispielsweise mittels UV-Strahlung erfolgen.
In einem nachfolgenden Schritt werden die nicht gehärteten Teile der Schicht 16 beispielsweise mittels eines Waschprozesses entfernt, so dass, wie in 1c gezeigt, eine zur elektrisch leitfähigen Schicht 13 passergenau justierte Schicht 16 auf der Schicht 15 verbleibt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird sodann eine Schutzlackschicht 17 auf den Folienkörper nach 1c aufgebracht, so dass sich das in 1d gezeigte organische Elektronik-Bauteil 1 ergibt. Die strukturierte, elektrisch leitende Schicht 16 bildet hierbei die Gate-Elektrode und die strukturierte, elektrisch leitende Schicht die Source- und Drain-Elektroden eines organischen Feldeffekt-Transistors.
Üblicherweise verbleibt die Schicht 12 auf der Trägerfolie 11, es ist jedoch auch möglich, dass die Schicht 12 oder – bei entsprechendem Folienaufbau – die Trägerfolie 11 anschliessend noch von dem restlichen Folienkörper entfernt bzw. abgezogen wird.
Anhand von 6a und 6b wird nun der Ablauf eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils verdeutlicht.
Die 6a zeigt einen Folienkörper, der aus Schichten 61 bis 67 aufgebaut ist. Die Schicht 61 ist eine transparente, flexible Trägerfolie. Die in 6a angedeuteten strukturierten Schichten 62 und 63 entsprechen den Schichten 12 und 13 nach 1a und werden gemäss den Ausführungen zu den Figuren 1a bis 5 auf die Trägerfolie 61 aufgebracht. Die Schicht 62 stellt hierbei eine Schattenmaske dar und die Schicht 63 bildet die Source- und die Drain-Elektrode eines organischen Feldeffekt-Transistors.
Die Schichten 64 und 65 entsprechen den Schichten 14 und 15 nach 1c und werden so von einer organischen Halbleiter-Schicht bzw. einer organischen Isolationsschicht gebildet. Bei der Schicht 66 handelt es sich um eine Schicht aus einem photosensitiven Material, welches seine Leitfähigkeit bei Bestrahlung mit bestimmter elektromagnetischer Strahlung verändert. Die Schicht 66 besteht so beispielsweise aus PANI/PEDOT, welches bei Bestrahlung mit geeigneter Wellenlänge nicht leitfähig gemacht werden kann.
Bei der Schicht 67 handelt es sich um eine Schutzlackschicht.
Wie in 6a angedeutet, wird der Folienkörper nach 6a nun von Seiten der Schicht 62 mittels elektromagnetischer Strahlung 68 durchbelichtet, so dass die strukturierte Schicht 62 als Schattenmaske für die Belichtung der photosensitiven Schicht 66 dient. Wie in 6b angedeutet, entstehen hierdurch in der Schicht 66 erste, nicht leitende Bereiche 66a und zweite, leitende Bereiche 66b, so dass die Schicht 66 durch die Belichtung in ihrer elektrischen Leitfähigkeit strukturiert ist. Der elektrisch leitfähige Bereich 66b bildet nun die Gate-Elektrode des organischen Feldeffekt-Transistors, deren Form der Struktur der Schicht 62 entspricht und die so passergenau zu der strukturierten Schicht 63 ausgerichtet ist.
Weiter ist es auch möglich, eine leitfähige organische Schicht aus dotiertem Polyanilin (PANI) oder Polyehtylendioxythiophen (PEDOT) durch Rakeln, Aufsprühen, Spin-Coating oder Drucken flächig auf die Schicht 65 aufzubringen. Hierauf wird eine dünne Schicht aus Photoresist aufgebracht und wie oben beschrieben strukturiert belichtet. Bei der Entwicklung wird die freigelegte Polyanilinschicht durch Einwirkung des Entwicklers deprotiniert und damit nicht-leitend.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils wird nun anhand der Figuren 7a bis 7c verdeutlicht.
7a zeigt einen aus mehreren Schichten 71 bis 77 bestehenden Folienkörper. Die Schichten 71 bis 73 entsprechen den Schicht 11 bis 13 nach 1a bis 5, so dass die Schicht 72 eine Schattenmaske und die Schicht 73 die Source- und Drain-Elektrode eines organischen Feldeffekt-Transistors bilden. Die Schichten 74 und 75 entsprechen den Schichten 14 und 15 nach 1d, stellen somit eine organische Halbleiter-Schicht und eine organische Isolationsschicht dar.
Bei der Schicht 76 handelt es sich um eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen, transparenten Material, beispielsweise um eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht ITO oder eine dünne Metallschicht. Die Schicht 77 ist ein Photolack.
Wie in 7a angedeutet, wird der Folienkörper nach 7a nun mittels elektromagnetischer Strahlung 78 von Seiten der Schicht 72 durchbelichtet, so dass der Photolack der Schicht 77 entsprechend der als Schattenmaske wirkenden Schicht 72 strukturiert wird und so ausgehärtete Bereiche 77b und nicht ausgehärtete Bereiche 77a aufweist. Der sich so ergebende, in 7b gezeigte Folienkörper wird nun einem Ätzprozess unterworfen, bei dem die nicht von der Photolackschicht 77 geschützten Bereiche der elektrisch leitfähigen Schicht 76 entfernt werden, so dass sich das in 7a gezeigte organische Elektronik-Bauteil 7 ergibt, in dem die elektrisch leitfähige Schicht 76 passergenau als Gate-Elektrode zu der von der Schicht 73 gebildeten Source- und Drain-Elektroden strukturiert ist.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils wird nun anhand der Figuren 8a bis 8c verdeutlicht.
8a zeigt einen Folienkörper mit Schichten 81 bis 87. Die Schichten 81 bis 85 entsprechen den Schichten 71 bis 75 nach 7a. Die Schicht 86 wird von einer photosensitiven Waschmaske gebildet. Die Schicht 87 wird von einer elektrisch leitfähigen Schicht gebildet, beispielsweise von einer dünnen Metallschicht oder einer organisch leitfähigen Schicht.
Wie in 8a angedeutet, wird der Folienkörper nach 8a nun mittels elektromagnetischer Strahlung 88 von Seiten der Schicht 82 durchbelichtet, so dass die Schicht 86 in bestrahlten Bereichen 86b im Gegensatz zu nicht bestrahlten Bereichen 86a gehärtet wird. Der sich so ergebende, in 8b gezeigte Folienkörper wird sodann einem Waschprozess unterworfen, in dem nicht ausgehärtete Bereiche der Schicht 86 mit den darüber liegenden Schichten entfernt werden, so dass sich der in 8c gezeigte Schichtaufbau ergibt.
Es ist auch möglich, die anhand der Figuren 1a bis 8c verdeutlichten Verfahrensschritte mehrfach hintereinander auszuführen, um so organische Elektronik-Bauteile mit komplizierteren Schichtaufbauten herzustellen. So zeigt beispielsweise 9a einen flexiblen, mehrschichtigen Folienkörper 90, der mittels des anhand der Figuren 1a bis 1d beschriebenen Verfahrens hergestellt ist. Dieser Folienkörper verfügt über Schichten 91, 93, 94, 95, 96 und 97, die den Schichten 11 bis 17 nach 1d entsprechen. Auf diesen Folienkörper werden sodann strukturierte Schichten 92 und 98 aufgebracht, wobei die Schicht 92 als Schattenmaske dient und die Schicht 98 eine strukturierte elektrisch leitfähige Schicht darstellt. Die Schichten 92 und 98 entsprechen hierbei den Schichten 12 und 13 nach 1a und können beispielsweise mittels einer der in den der Beschreibung zu den Figuren 2 bis 5 geschilderten Verfahren mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau auf den Folienkörper 90 aufgebracht werden. Anschliessend werden, wie nach den Figuren 1b bis 1d beschrieben, die Schichten 99, 100 und 101 aufgebracht und die Schicht 101 mittels Durchbelichtung von Seiten der als Schattenmaske dienenden Schicht 92 strukturiert. Hierdurch ergibt sich das in 9b gezeigte organische Elektronik-Bauteil 9.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines organischen Elektronik-Bauteils (1, 6, 7, 8, 9), wobei dem Verfahren auf eine erste Oberfläche eines flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers (11, 61, 71, 81, 90) eine eine elektrische Funktionsschicht bildende strukturierte erste Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und auf eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Folienkörpers eine eine Schattenmaske bildende strukturierte zweite Schicht (12, 62, 72, 82, 92) mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau aufgebracht werden wobei nach dem Aufbringen der ersten Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und der zweiten Schicht (14 bis 16; 64 bis 67; 74 bis 77; 84 bis 87; 99 bis 101) ein oder mehrere weitere Schichten auf die erste Schicht aufgebracht werden, wobei die ein oder mehreren weiteren Schichten zumindest eine photosensitive dritte Schicht (16, 66, 77, 86, 101) umfassen, und wobei die dritte Schicht (13, 66, 77, 86, 101) mittels Durchbelichtung von Seiten der eine Schattenmaske bildenden zweiten Schicht (12, 62, 72, 82, 92) mit einer elektromagnetischen Strahlung strukturiert wird, für die die photosensitive Schicht empfindlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als strukturgebender Prozess zur strukturierten Aufbringung der ersten und zweiten Schicht (12, 13) Druckverfahren, insbesondere Tiefdruckverfahren, Flexodruck- und Offsetdruckverfahren, eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem flexiblen Folienkörper (11) gebildete Folienbahn in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess nacheinander oder gleichzeitig – die Druckwalze dient gleichzeitig als Gegendruckzylinder der gegenüberliegenden Druckwalze und umgekehrt – über zwei miteinander synchronisierte Druckwerke geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten Druckwerks (21, 22, 23) ein strahlenhärtbarer Lack auf den Folienkörper (11) aufgebracht wird und die aufgebrachte Lackschicht vor Bedrucken des Folienkörpers durch das zweite Druckwerk (24, 25, 26) durch Bestrahlung gehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwalzen (22, 25) und Gegendruckwalzen (23, 26) der Druckwerke synchronisiert sind, so dass die Passerung der strukturierten ersten und zweiten Schicht (12, 13) durch die Stellung der Druckwalzen zueinander bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein lithographisches Verfahren als strukturgebender Prozess eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 der 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Schicht vollflächig auf den Funktionskörper aufgebracht wird und sodann mittels eines auf Ablation basierenden strukturgebenden Prozesses strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Schicht mittels eines Lasers (31, 46, 51, 53) strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess mittels eines Lasers (31) strukturiert wird und die zweite Schicht mittels eines Druckwerks (34, 35, 36) aufgebracht wird, wobei die Druckwalze (35) des Druckwerks mit dem Laser (31) synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess mittels eines Lasers (47) strukturiert wird und die zweite Schicht mittels Belichtung durch einen Trommel- oder Band-Belichter (41 bis 46) strukturiert wird, wobei die Trommel oder das Band (46) des Trommel- bzw. Band-Belichters (41 bis 46) mit dem Laser (47) synchronisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem flexiblen Folienkörper gebildete Folienbahn (50) simultan beidseitig mittels der strukturgebenden Prozesse (51, 53) bearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Strukturierung der dritten Schicht (16) belichtete oder unbelichtete Bereiche der dritten Schicht entfernt werden, so dass eine entsprechend der zweiten Schicht (12) passergenau zur ersten Schicht (13) strukturierte dritte Schicht (16) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (16) eine elektrische Funktionsschicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (77) eine Photoresist-Schicht ist und mindestens eine zwischen der dritten Schicht (77) und der ersten Schicht (73) angeordnete vierte Schicht (76), die eine elektrische Funktionsschicht ist, entsprechend der strukturierten Photoresist-Schicht nach Durchbelichtung mittels eines Ätzprozesses partiell entfernt wird, so dass die vierte Schicht (76) entsprechend der zweiten Schicht (72) passergenau zur ersten Schicht (73) strukturiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte dritte Schicht (86) eine Waschmaske bildet und mindestens eine auf der dritten Schicht (86) angeordnete fünfte Schicht (87), die eine elektrische Funktionsschicht ist, entsprechend der strukturierten Waschmaske nach Durchbelichtung mittels eines Waschprozesses partiell entfernt wird, so dass die fünfte Schicht (87) entsprechend der zweiten Schicht (82) passergenau zur ersten Schicht (83) strukturiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (66) aus einem photosensitiven Material besteht, dessen Leitfähigkeit durch Bestrahlung mit der für die Durchbelichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung verändert wird, so dass eine entsprechen der zweiten Schicht (62) passergenau zur ersten Schicht (63) in seiner elektrischen Leitfähigkeit strukturierte dritte Schicht (66) gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (13, 63, 73, 83, 98) eine elektrisch leitfähige Elektroden-Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (13, 63, 73, 83, 98) in Form einer Source- und einer Drain-Elektrode und die zweite Schicht (12, 62, 72, 82, 92) in Form einer zugeordneten Gate-Elektrode eines organischen Feldeffekt-Transistors auf den flexiblen Folienkörper (11, 61, 71, 81, 90) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren weiteren Schichten ein oder mehrere elektrische Funktionsschichten, insbesondere Schichten aus einem organischen Halbleiter, einem organischen Isolator oder einem elektrisch leitfähigen Material umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in dem Wellenlängenbereich der für die Durchbelichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung transparent ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der ersten Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und der dritten Schicht (16, 66, 76, 87, 101) liegenden weiteren Schichten in dem Wellenlängenbereich der für die Durchbelichtung verwendeten elektromagnetischen Strahlung transparent sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Anspruch 2 zwei- oder mehrfach hintereinander zur Strukturierung von zwei oder mehr zu einander passergenauen ersten und dritten Schichten (93, 98, 96, 101) durchgeführt wird.
Organisches Elektronik-Bauteil (10, 6, 7, 8, 9) mit mindestens einer elektrischen Funktionsschicht, wobei das organische Elektronik-Bauteil einen flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörper (11, 61, 71, 81, 91) und eine eine elektrische Funktionsschicht (13, 63, 73, 83, 98) bildende strukturierte erste Schicht aufweist, die auf eine erste Oberfläche des flexiblen, ein- oder mehrschichtigen Folienkörpers aufgebracht ist, wobei, das organische Elektronik-Bauteil eine Schattenmaske für eine Durchbelichtung bildende strukturierte zweite Schicht (12, 62, 72, 82, 92) aufweist, die auf eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche des Folienkörpers (11, 61, 71, 81, 91) aufgebracht ist und wobei die strukturierte erste Schicht (13, 63, 73, 83, 98) und die strukturierte zweite Schicht (12, 62, 72, 82, 92) mittels zueinander synchronisierter strukturgebender Prozesse zueinander passergenau auf den Folienkörper (11, 61, 71, 81, 91) aufgebracht sind.
Organisches Elektronik-Bauteil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Folienkörper eine transparente Trägerfolie (11, 61, 71, 81, 91) aufweist.
Organisches Elektronik-Bauteil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Folienkörper (11, 61, 71, 81, 90) in einem Wellenlängenbereich, in dem die zweite Schicht als Schattenmaske für eine Durchbelichtung wirkt, transparent ist.
Organisches Elektronik-Bauteil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einem transparenten oder semitransparenten, elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Indium-Zink-Oxid, Polyanilin, einer semitransparenten Metallschicht und/oder leitfähigen Polymeren besteht.
Organisches Elektronik-Bauteil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Elektronik-Bauteil (6, 7, 8, 9) eine integrierte Schaltung ist, die zumindest einen organischen Feldeffekt-Transistor umfasst.