ES2282708T3 - Componente electronico organico con capa funcional semiconductora estructurada y metodo para producir el mismo. - Google Patents
Componente electronico organico con capa funcional semiconductora estructurada y metodo para producir el mismo. Download PDFInfo
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Abstract
Un circuito orgánico con varios componentes electrónicos orgánicos dispuestos contiguos, en el que los componentes comprenden una capa funcional orgánica semiconductora estructurada impresa común con un grosor menor de 100 nm, donde la estructuración de la capa funcional común se forma porque una capa funcional inferior dispuesta debajo de y limitando con la capa funcional común, solamente está recubierta parcialmente con un material funcional usado para la formación de la capa funcional común, y donde la capa funcional común, en las zonas no recubiertas de la capa funcional inferior, es discontinua, donde la discontinuidad se dispone de tal manera entre los componentes, que se evita una corriente de fuga entre los componentes contiguos.
Description
Componente electrónico orgánico con capa
funcional semiconductora estructurada y método para producir el
mismo.
La invención se refiere a un componente
electrónico orgánico, como un transistor de efecto de campo, y a un
método para producir el mismo, en el que la capa semiconductora del
componente está estructurada.
En los componentes electrónicos orgánicos, las
capas funcionales semiconductoras orgánicas se aplican habitualmente
sobre gran parte de la superficie mediante recubrimiento por
centrifugado, pulverización, racleado o similares sobre gran parte
de la superficie como capas funcionales homogéneas, sin embargo, muy
delgadas.
Esto puede provocar problemas en un circuito
integrado, ya que cuando las capas funcionales semiconductoras de
los componentes entran en contacto entre sí, se generan corrientes
de fuga desde un componente o desde un electrodo al siguiente.
Estas corrientes de fuga afectan en parte al rendimiento del
circuito de manera considerable. Por este motivo se realizan
ensayos para estructurar las capas funcionales semiconductoras y/o
reducirlas a las superficies activas, es decir, a las zonas en las
que se forman canales de corriente. Se puede conseguir esta
estructuración en componentes producidos fotolitográficamente
mediante las correspondientes máscaras de iluminación. Sin embargo,
para una utilización más amplia, los componentes producidos
fotolitográficamente son demasiado caros. Por este motivo, el
desarrollo de los elementos se centra en métodos de producción por
impresión económicos.
Sin embargo, la capa funcional semiconductora no
se puede aplicar de forma estructurada por métodos de impresión
convencionales, ya que esta capa tiene que ser muy delgada
(típicamente menor de 100 nm) para que funcione. Los grosores de
capas requeridos, por ejemplo, para la capa funcional
semiconductora, se pueden conseguir de manera convencional solamente
mediante aplicación de un barniz, como por recubrimiento,
pulverización, etc.
Es un objetivo de la presente invención hacer
posible una estructuración de una capa delgada, particularmente de
la capa funcional semiconductora, en componentes electrónicos
orgánicos producidos por impresión, sin que aumente por ello el
grosor de la capa funcional afectada respecto a una capa funcional,
por ejemplo, semiconductora, producida normalmente por aplicación de
un barniz (recubrimiento, pulverización, racleado).
Es objeto de la invención un componente
electrónico orgánico con una capa funcional semiconductora
estructurada con un grosor menor de 100 nm, donde la estructuración
se produce porque una capa funcional inferior se recubre sólo
parcialmente con el material funcional orgánico de la siguiente capa
funcional. Además, es objeto de la invención un método para la
producción de un componente electrónico orgánico, en el que se
produce, por un tratamiento adecuado de una capa funcional
inferior, una capa funcional superior estructurada, a pesar de la
aplicación sobre gran parte de la superficie.
Se genera una capa semiconductora estructurada
se acuerdo con una realización del método.
De acuerdo con un ejemplo de realización, la
capa funcional inferior se cubre parcialmente con un barniz, que se
puede aplicar por impresión con un grosor de capa muy reducido.
Como capas funcionales estructuradas superiores
se pueden producir mediante el método capas funcionales orgánicas
semiconductoras, aislantes y/o conductoras, sin embargo,
evidentemente también capas funcionales inorgánicas, como por
ejemplo delgadas capas metálicas estructuradas.
La capa funcional inferior, según la
construcción del componente electrónico orgánico y la capa superior
del sustrato, es una capa funcional conductora, etc.
Se denomina "tratamiento adecuado" el
recubrimiento parcial y/o la modificación local de la capa funcional
inferior, que provoca que, en zonas determinadas de la capa
funcional inferior, durante la aplicación de barniz se produzca o
se evite el recubrimiento (es decir, se produzca "recubrimiento
parcial"), se puede producir mediante un método de impresión,
por tratamiento con láser, tratamiento con calor, otros tratamientos
físicos, eléctricos o químicos, sin embargo, siempre parcialmente y
con una resolución en el intervalo de \mum. Se menciona, a modo de
ejemplo, el contacto parcial con un ácido/una base o con otras
sustancias químicas reactivas, efectos físicos como luz, calor,
frío, y finalmente, el tratamiento mecánico como la fricción. En
cualquier caso, la consecuencia del tratamiento es que la siguiente
capa funcional, en las zonas tratadas, no se recubre o solamente se
recubre en las mismas.
Las expresiones "material orgánico" y/o
"polímero funcional" comprenden, en este documento, todos los
tipos de plásticos orgánicos, metalorgánicos y/o inorgánicos, que en
inglés se denominan, por ejemplo, "plastics". Se trata de
todos los tipos de sustancias con excepción de los semiconductores,
que forman los diodos clásicos (germanio, silicio), y los
conductores metálicos típicos. Por tanto, no se prevé una limitación
en sentido dogmático de material orgánico como el material que
contiene carbono, más bien también se considera el uso amplio de,
por ejemplo, siliconas. Además, la expresión no se tiene que someter
a ninguna limitación respecto al tamaño molecular, particularmente
de materiales poliméricos y/u oligoméricos, sino que es posible el
empleo de "moléculas pequeñas".
A continuación se describe la invención mediante
dos figuras que muestran una vista en planta y un corte transversal
por un ejemplo de realización de un componente electrónico orgánico
de acuerdo con la invención:
La Figura 1 muestra una vista en planta sobre un
circuito con una capa funcional semiconductora estructurada. Se
observa un circuito orgánico que se construye sobre un sustrato
(oculto). Varios elementos activos, como transistores de efecto de
campo orgánicos, dispuestos contiguos, y se observan respectivamente
los electrodos Fuente/Drenador 2. La zona sombreada muestra la capa
semiconductora orgánica 1, que está estructurada y tiene zonas
parciales 3 que están desprovistas de material funcional
semiconductor. Por la zona desprovista 3 ("desprovista"
significa, en este documento, no recubierta de material conductor ni
semiconductor) se evita una corriente de fuga desde la zona
izquierda del circuito a la derecha.
La Figura 2 muestra un OFET con el sustrato 4 y
los electrodos Fuente/Drenador 2. Sobre la capa funcional
conductora, los electrodos Fuente/Drenador 2, se sitúa la capa
funcional semiconductora estructurada 1, que no se extiende sobre
toda la superficie de la capa funcional conductora 2, sino que
recubre de manera discontinua, es decir, de forma estructurada,
solamente las superficies activas, es decir, las superficies por
encima de los electrodos Fuente/Drenador, debido al barniz 6, que
protege el sustrato 4 parcialmente frente al recubrimiento con la
capa funcional semiconductora 1. A su vez, la capa funcional
semiconductora está recubierta con la capa funcional aislante 5,
sobre la que se sitúan los electrodos
Puerta 7.
Puerta 7.
La invención se refiere a un componente
electrónico orgánico como un transistor de efecto de campo orgánico,
y a un método para producir el mismo, en el que una capa delgada,
como la capa semiconductora del componente, está estructurada, a
pesar de que el componente se puede producir mediante un método de
impresión económico. Para conseguirlo se prepara la capa funcional
inferior mediante un tratamiento, de manera que tenga zonas
parciales sobre las que, en la siguiente etapa del proceso, se
produce recubrimiento, y zonas parciales en las que no se produce
recubrimiento.
Claims (4)
1. Un circuito orgánico con varios
componentes electrónicos orgánicos dispuestos contiguos, en el que
los componentes comprenden una capa funcional orgánica
semiconductora estructurada impresa común con un grosor menor de
100 nm, donde la estructuración de la capa funcional común se forma
porque una capa funcional inferior dispuesta debajo de y limitando
con la capa funcional común, solamente está recubierta parcialmente
con un material funcional usado para la formación de la capa
funcional común, y donde la capa funcional común, en las zonas no
recubiertas de la capa funcional inferior, es discontinua, donde la
discontinuidad se dispone de tal manera entre los componentes, que
se evita una corriente de fuga entre los componentes contiguos.
2. Un método para la producción de un
circuito orgánico de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza un tratamiento adecuado de la
capa funcional inferior para la producción de los componentes
electrónicos orgánicos, de manera que la capa funcional inferior
solamente se puede recubrir parcialmente con el material funcional
orgánico usado para la formación de la capa funcional común, porque
el material funcional orgánico, para la formación de una capa
funcional superior, se aplica sobre gran parte de la superficie de
la capa funcional inferior, por lo que se forma una capa funcional
superior, que, a pesar de la aplicación sobre gran parte de la
superficie, se produce estructurada, y que forma la capa funcional
orgánica estructurada.
3. El método de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque el tratamiento
adecuado de la capa funcional inferior se realiza por una aplicación
parcial de barniz mediante impresión sobre la capa funcional
inferior.
4. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el tratamiento
adecuado de la capa funcional inferior se realiza por un tratamiento
parcial físico, eléctrico o químico, particularmente por un
tratamiento con láser, tratamiento con calor, tratamiento con frío,
tratamiento con ácido/base, tratamiento con luz o tratamiento
por
fricción.
fricción.
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