WO2007014694A1 - Verfahren zur herstellung eines elektronischen bauelements - Google Patents

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WO2007014694A1
WO2007014694A1 PCT/EP2006/007441 EP2006007441W WO2007014694A1 WO 2007014694 A1 WO2007014694 A1 WO 2007014694A1 EP 2006007441 W EP2006007441 W EP 2006007441W WO 2007014694 A1 WO2007014694 A1 WO 2007014694A1
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electrical functional
functional layer
movement
electrical
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PCT/EP2006/007441
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Alexander Knobloch
Andreas Ullmann
Walter Fix
Merlin Welker
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Polyic Gmbh & Co. Kg
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electronic component on a surface of a substrate, wherein the electronic component with, seen perpendicular to the surface of the substrate, at least two overlapping and at least in a surface region F overlapping arranged electrically functional layers is formed, wherein the at least two electrical Functional layers are patterned on the substrate directly or indirectly in a continuous process, wherein the substrate is moved relative to a structuring unit.
  • Such a method is known from WO 2004/047144 A2.
  • An organic electronic device such as an organic field effect transistor (OFET), circuits having such devices, and a manufacturing method will be described.
  • the formation of the electronic component takes place via a low-cost printing method.
  • OFET organic field effect transistor
  • DE 101 26 859 A1 describes a method for producing conductive structures, active components produced therewith, such as organic field-effect transistors (OFETs) or organic light-emitting diodes (OLEDs), and circuits with such components.
  • the conductive structures such as printed conductors or electrodes are produced by means of printing technology on a thin, flexible plastic film, wherein all known
  • Printing process in particular gravure, high pressure, planographic printing, screen printing or pad printing, are called suitable.
  • the use of continuous processes in the manufacture of electronic components enables their low-cost mass production at high process speeds.
  • the individual electrical functional layers from which the electronic component is constructed must be formed one after the other and positioned one above the other in the correct position and arrangement according to a predetermined layout. The higher the speed of the substrate and / or the
  • Structuring unit is selected in the continuous process, the more likely is an occurrence of deviations in the range of the ideal positioning of the electrical functional layers with respect to other, already present on the substrate electrical functional layers.
  • a direct formation and simultaneous structuring of the electrical functional layer is preferably carried out by a printing process.
  • an electrical functional layer can also be patterned by laser or etching technique only after its formation. In both cases, depending on the process, an area fraction of the electrical functional layer is formed outside the ideal position that was predetermined by the layout.
  • the object is for the method for producing an electronic component on a surface of a substrate, wherein the electronic component with, seen perpendicular to the surface of the substrate, at least two overlapping and at least in a surface region F overlapping arranged electrically functional layers is formed, wherein the at least two electrically functional layers are patterned on the substrate directly or indirectly in a continuous process, wherein the substrate is moved relative to a structuring unit, achieved by a) a first electrical functional layer of the at least two electrical functional layers is structured so that a first length dimension (Li ) of the first electrical functional layer parallel to the surface of the substrate and in a relative direction of movement of the substrate relative to the structuring unit by at least 5 microns longer, preferably by more than lmm longer out is formed as a length dimension (L F ) of the surface area F in the relative direction of movement and parallel to the surface of the
  • the substrate is moved relative to the structuring unit, it is understood that either the substrate itself and / or the structuring unit can be moved. In this case, either only the substrate can be moved and the structuring unit can be stationary, or the structuring unit can be movable and the substrate can be stationary, or else both the substrate and the structuring unit can be movable.
  • the method according to the invention makes it possible to position a further electrical functional layer to be formed after the formation of such a dimensioned first electrical functional layer and to be aligned with respect to the first electrical functional layer with extremely little effort, since there is a slight deviation from the ideal positioning of the further electrical functional layer does not affect the functionality and the electrical characteristics of the electronic component. Accordingly, an electronic component formed by the method according to the invention tolerates, in the relative direction of movement and / or perpendicular to the relative direction of movement, a deviation from the layout in the positioning of the first electrical functional layer relative to a further electrical functional layer, depending on the position of the ideal position of the first electrical functional layer With regard to the area F. Thus, the process speed: further increased and the probability of occurrence of defective electronic components are reduced.
  • the first length dimension of the first electrical functional layer in Relative movement direction is formed by 50 to 500 microns longer than the length dimension of the surface area F in relative direction of movement. This design represents a compromise between the additional space required by the method for the electrical functional layers and the probability of achieving a non-functional or only partially functional component.
  • the first electrical functional layer is positioned with respect to the surface region F in such a way that a first centroid of the first electrical functional layer and a centroid of the surface region F are superimposed in the layout perpendicular to the surface of the substrate. As a result, in case a), the first electrical one dominates
  • Functional layer according to layout the surface area F in relative movement direction both front and rear, so that a centroid of another electrical functional layer in relative direction of movement can be positioned with both a negative and positive deviation from its ideal position according to layout.
  • the first electrical functional layer projects beyond the area F perpendicular to the relative direction of movement on both sides, so that a centroid of a further electrical functional layer perpendicular to the relative direction of movement with both a negative and positive lateral deviation from its ideal position Layout can be positioned.
  • a second electrical functional layer of the at least two electrical functional layers is structured such that a second width dimension of the second electrical Functional layer parallel to the surface of the substrate and perpendicular to the relative direction of movement by at least 5 microns wider, preferably by more than lmm wider, is formed as a width dimension of the surface area F perpendicular to the relative direction of movement and parallel to the surface of the substrate.
  • This likewise ensures that a different positioning of the substrate in the plane of the substrate perpendicular to the relative direction of movement when the first and second electrical functional layers are formed successively can be largely tolerated.
  • Centroid of the second electrical functional layer and the centroid of the surface region F perpendicular to the surface of the substrate are superimposed.
  • the second electrical functional layer in the layout projects beyond the surface area F in a relative direction of movement on both sides, so that a lateral deviation of the second electrical functional layer from the ideal position according to the layout can be tolerated in the relative direction of movement.
  • a printing process such as a gravure, high-pressure, planographic printing, through-printing or pad printing process is used.
  • a throughprint is understood to mean screen printing or stencil printing.
  • Such printing processes can be carried out at high process speeds.
  • an electrical functional layer directly by means of printing be formed directly and already in the desired shape on the substrate.
  • photolithography patterning method generally refers to all etching methods using masks or masking layers.
  • Functional layer that has been formed on the substrate, for example by vapor deposition or sputtering possible.
  • Functional layer partially removed by laser. In the positioning of the laser with respect to the electrical functional layer already formed on the substrate, this usually results in small deviations from the ideal position, so that a deviation of the electrical functional layer formed results in the layout. If a photoresist is applied over an entire area to an electrical functional layer, exposed through a mask, removed the non-hardened areas of the paint, carried out an etching process and then removes the photoresist, resulting from slight deviations in the positioning of the mask from its ideal position for the formed electrical functional layer over the layout position deviations. Furthermore, the electrical functional layer can already be printed, for example, with an etch-resistant mask layer in the desired areas, and the non-printed areas of the electrical functional layer can be removed by etching.
  • the etch resistant Mask layer removed and exposed the remaining remaining, structured in the desired shape areas of the electrical functional layer.
  • the direct pressure of an electrical functional layer also deviations from the ideal position arise. These are transferred from the mask layer directly to the electrical functional layer structured therewith.
  • an electrical functional layer can be formed directly and already in the desired form on the substrate by means of inkjet printing.
  • the ink jet method also enables the application of a mask layer to pattern a previously formed electrical functional layer therewith.
  • a relative speed of the substrate to the structuring unit in the continuous process in the range of 0.5 to 200 m / min, preferably in the range of 10 to 100 m / min, is selected. This enables mass production of electronic components at a low manufacturing cost.
  • a flexible substrate in particular an elongated plastic film, which is optionally multi-layered, is used as the substrate.
  • plastic films of polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate or polyimide are suitable.
  • a thickness of the substrate in the range of 6 .mu.m to 200 .mu.m, preferably in the range of 12 .mu.m to 50 .mu.m, is selected.
  • a roll-to-roll transport is performed during the continuous process.
  • the uncoated flexible substrate is wound onto a roll, the substrate is pulled off the roll and passed through a process machine, thereby structured and finally wound up as a coated substrate onto a further roll. This allows the processing of long substrate tapes, the
  • Positioning opposite the process machine must be done only once at the beginning of a new substrate roll.
  • the at least two electrical functional layers each having a layer thickness in the range from lnm to 100 ⁇ m, preferably in the range from 10 nm to 300 nm, are formed.
  • the at least two electrical functional layers can be seen in cross section through the substrate in the electronic
  • the at least two electrical functional layers are thus in direct contact with each other.
  • Functional layers seen in the cross-section through the substrate in the electronic component at least a third electrical functional layer at least in the area F are arranged.
  • the at least two electrical functional layers are thus not in direct contact with each other.
  • the at least one third electrical functional layer perpendicular to the surface of the Seen substrate seen the surface area F projected on all sides, wherein a third length dimension of the at least one third electrical functional layer parallel to the surface of the substrate and in relative direction of movement by at least 5 microns longer, preferably by more than lmm longer, is formed as the length dimension of the surface area F in relative - Movement direction and parallel to the surface of the substrate and wherein a third width dimension of the third electrical functional layer parallel to the surface of the substrate and perpendicular to the relative direction of movement by at least 5 ⁇ m wider, preferably by more than lmm wider, is formed as a width dimension of the surface area F perpendicular to Relative direction of movement and parallel to the surface of the substrate.
  • the first electrical functional layer is formed as one or more, in particular organic, electrode (s).
  • organic materials here all types of organic, organometallic and inorganic plastics are considered, which are referred to in English as "plastics".
  • plastics A limitation in the dogmatic sense of organic material as a carbon-containing material is therefore not provided, but it is rather intended to the use of, for example, silicones.
  • the term should not be subject to any restriction with regard to the molecular size, in particular to polymeric and / or oligomeric materials, but it is also quite possible to use "small molecules”.
  • polyaniline or polypyrrole have proven to be electrically conductive organic materials.
  • vapor-deposited or sputtered metal layers for example of at least one of the materials gold, silver, copper, aluminum, platinum, titanium or the like, are also suitable as the electrode layer for the first electrical functional layer. These are then preferably structured by means of laser or etching.
  • the second electrical functional layer is in direct contact with the first electrical functional layer, then it has proven useful if the second electrical
  • organic insulating material among other things, polyvinylphenol has been proven.
  • organic semiconductor material for example, polythiophene is suitable.
  • the second electrical functional layer is formed as one or more, in particular organic, electrode (s).
  • the materials already mentioned above for the first electrical functional layer formed as an electrode can likewise be used.
  • a field effect transistor, a capacitor, a diode or a component with at least one via, in each case in particular with at least one organic electrical functional layer, is formed as the electronic component.
  • Under a via is an opening, usually perpendicular to the substrate plane, understood, via which an electrical connection between not directly in contact with each other electrically functional layers of a Function layer stack is produced.
  • vias for example via an etching process using a structuring layer, it may come to dislocations of the type described above, wherein a deviation of the position of a vias from the ideal position according to layout can be compensated for the inventive method.
  • FIGS. 1a to 3b are intended to illustrate the invention by way of example. So shows:
  • FIG. 1a is a plan view of a coated substrate
  • FIG. 1 b shows a cross section A - A 'through the coated substrate according to FIG.
  • FIG. 2a is a plan view of another coated substrate
  • Figure 2b shows a cross section B - B 'through the coated
  • Figure 3a is a plan view of another coated
  • Figure 3b shows a cross section C - C through the coated
  • FIG. 1a shows a plan view of a substrate 1 made of PET film, which has been printed on the surface of the substrate 1 with three electrical functional layers 2, 3, 4 for producing an electronic component, in this case a diode. Seen perpendicular to the surface of the substrate 1, the electrical functional layers 2, 3, 4 are one above the other and arranged overlapping at least in a surface area F. In this case, the electrical functional layer 2 forms a first electrical functional layer, wherein a first longitudinal dimension L 1 of the first electrical functional layer parallel to the surface of the substrate 1 and in relative
  • Movement direction of the substrate 1 during the printing (marked in Figure Ia by an arrow on the left in the image) is formed by about 25 microns longer than a length dimension L F of the surface region F in the printing direction and parallel to the surface of the substrate 1.
  • Functional layer is made of electrically conductive material, here copper, designed as an electrode.
  • the electrical functional layer 3 forms a second electrical functional layer which is spaced from the first functional layer by a third electrical functional layer 4 of poly-3-alkylthiophene.
  • the second electrical functional layer is formed of silver.
  • the second electrical functional layer has been formed so that a second width dimension B 2 of the second electrical functional layer parallel to the surface of the substrate 1 and perpendicular to the relative direction of movement by at least about 50 microns wider than a width dimension B F of the surface area F perpendicular to the relative Movement direction and parallel to the surface of the substrate 1.
  • Figure Ia shows the ideal case in accordance with the print layout for the electronic component, wherein the first electrical functional layer in terms of the surface area F is positioned such that a first area centroid of the first electrical functional layer and a centroid S F perpendicular of the surface area F for Substrate 1 are superimposed and the second electrical functional layer with respect to the surface area F is positioned such that a second centroid of the second electrical functional layer and the centroid S F of the surface area F perpendicular to the substrate 1 are also superimposed. In practice, however, this is not the case due to the deviations occurring during structuring.
  • the layer structure shown in FIG. 1a is tolerant of such a deviation or displacement of the first functional layer in the relative direction of movement and / or a deviation or displacement of the second functional layer perpendicular to the relative direction of movement with respect to the illustrated ideal case according to the layout.
  • FIG. 1 b shows a cross-section A - A 'through the printed substrate from FIG. 1 a, wherein the substrate 1 and the electrical functional layers 2, 3, 4 printed thereon can be seen.
  • the electrical functional layer 2 forms the first electrical functional layer
  • the electrical functional layer 3 forms the second electronic functional layer
  • the electrical functional layer 4 forms a third electrical functional layer.
  • Figure 2a shows a plan view of another printed substrate 1 made of PET film, which is printed with three electrical functional layers 2 ', 3', 4 'for producing an electronic component, in this case a capacitor, on the surface of the substrate 1.
  • the electrical functional layers 2 ', 3', 4 ' are arranged one above the other and overlapping at least in a surface region F.
  • the electrical functional layer 2 forms a first electrical Functional layer, wherein a first length dimension L 1 of the first electrical functional layer parallel to the surface of the substrate 1 and in the relative direction of movement of the substrate 1 during the printing of the substrate 1 (in Figure 2a by an arrow on the left in the image) formed by about lmm longer is formed as a length dimension L F of the area F in the relative direction of movement and parallel to the surface of the substrate 1.
  • the first electrical functional layer is made of electrically conductive material, here copper, as an electrode.
  • the electrical functional layer 3 'forms a further electrical functional layer, which is spaced from the first functional layer by a third electrical functional layer 4' of electrically insulating polymer.
  • the further electrical functional layer is formed as a silver electrode.
  • the first electrical functional layer has been formed so that a first width dimension Bi of the first electrical functional layer parallel to the surface of the
  • Substrate 1 and perpendicular to the relative direction of movement about 600 ⁇ m wider than a width dimension B F of the surface region F perpendicular to the printing direction and parallel to the surface of the substrate 1.
  • the required for electrical contacting of the first and further electrical functional layer electrically conductive leads or tracks were not shown.
  • FIG. 2 a shows the ideal case according to the print layout for the electronic component, in which the first electrical functional layer is positioned with respect to the surface region F such that a first centroid of the first electrical functional layer and a centroid S F of the surface region F are perpendicular to the substrate 1 lie on top of each other and the third as well the further electrical functional layer are positioned with respect to the surface region F such that their respective centroid and the centroid S F of the surface region F perpendicular to the substrate 1 also lie one above the other. In practice, however, this is not the case due to the deviations occurring during printing.
  • the layer structure shown in FIG. 2a is tolerant of such a deviation or displacement of the first functional layer in the relative direction of movement and / or a deviation or displacement of the first functional layer perpendicular to the relative direction of movement with respect to the illustrated ideal case according to the print layout.
  • FIG. 2b shows a cross-section B-B 'through the printed substrate 1 from FIG. 2a, wherein the substrate 1 and the electrical functional layers 2', 3 ', 4' printed thereon can be seen.
  • the electrical functional layer 2 forms the first electrical functional layer
  • the electrical functional layer 3 "forms the further electrical
  • Figure 3a shows a plan view of another printed substrate 1 made of PET film, which with two electrical
  • the electrical functional layer 2 forms a first electrical functional layer, wherein a first Length dimension L 1 of the first electrical functional layer parallel to the surface of the substrate 1 and in a relative direction of movement of the substrate 1 during the printing of the substrate 1 (in Figure 3a by an arrow on the left in the image) is formed by about lmm longer than a length dimension L F of the area F in the relative direction of movement and parallel to the surface of the substrate 1.
  • the first electrical functional layer is made of semiconducting material, here polyalkylthiophene.
  • the electrical functional layer 3 forms a further electrical
  • the further electrical functional layer is formed of silver and designed in the form of two comb structures, which are to form the source and drain electrodes of the OFET.
  • the surface area F is defined such that the maximum outer dimensions (in the relative direction of movement and perpendicular thereto) of the electrical functional layer 3 dictate the circumference of the area F, although within the so-called defined surface area F is not present at every point an overlap of the two electrical functional layers.
  • This definition of the area F is expedient here, since it is important when printing the comb structure with the first functional layer to completely cover the comb structure.
  • the first electrical functional layer has been formed so that a first width dimension Bi of the first electrical functional layer parallel to the surface of the substrate 1 and perpendicular to the relative direction of movement is formed about lmm wider than a width dimension B F of the surface area F perpendicular to the relative direction of movement and parallel to the surface of the substrate 1.
  • the for electrical contacting of the first and further electrical Functional layers possibly required electrically conductive leads or tracks were not shown.
  • Figure 3a shows the ideal case in accordance with the print layout for the electronic component, wherein the first electrical functional layer in terms of the surface area F is positioned such that a first area centroid of the first electricaljansschichc and a centroid S F perpendicular of the surface area F seen for the substrate 1 overlie one another and the further electrical functional layer is positioned with respect to the surface area F so that its centroid and the centroid S F seen the surface area F perpendicular to the substrate 1 also overlap. In practice, however, this will not be the case due to the deviations that occur during printing.
  • the layer structure shown in FIG. 3a is tolerant of such a deviation or displacement of the first functional layer in the relative direction of movement and / or a deviation or displacement of the first functional layer perpendicular to the relative direction of movement with respect to the illustrated ideal case according to the print layout.
  • FIG. 3b shows a cross-section C-C through the printed substrate 1 from FIG. 3a, wherein the substrate 1 and the electrical functional layers 2, 3 printed on it can be seen.
  • the electrical functional layer 2 forms the first electrical functional layer and the electrical functional layer 3 forms a further electrical functional layer.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements auf einer Oberfläche eines Substrats, wobei das elektronische Bauelement mit, senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen, mindestens zwei übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordneten elektrischen Funktionsschichten ausgebildet wird, wobei die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten auf dem Substrat direkt oder indirekt in einem kontinuierlichen Prozess strukturiert werden, wobei eine erste elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten so strukturiert wird, dass eine erste Längen/Breiten-Dimension der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und in einer Relativ-Bewegungsrichtung des Substrats um mindestens 5µm länger/breiter, vorzugsweise um mehr als lmm länger/breiter, ausgebildet wird als eine Längen/Breiten-Dimension des Flächenbereichs F in Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats.

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements auf einer Oberfläche eines Substrats, wobei das elektronische Bauelement mit, senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen, mindestens zwei übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordneten elektrischen Funktionsschichten ausgebildet wird, wobei die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten auf dem Substrat direkt oder indirekt in einem kontinuierlichen Prozess strukturiert werden, wobei das Substrat relativ zu einer Strukturierungseinheit bewegt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus WO 2004/047144 A2 bekannt. Es wird ein organisches elektronisches Bauelement, wie ein organischer Feldeffekt-Transistor (OFET) , Schaltungen mit solchen Bauelementen und ein Herstellungsverfahren beschrieben. Die Bildung des elektronischen Bauelements erfolgt über ein preisgünstiges Druckverfahren.
DE 101 26 859 Al beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von leitfähigen Strukturen, damit hergestellte aktive Bauelemente wie organische Feldeffekt-Transistoren (OFETs) oder organische Leuchtdioden (OLEDs) sowie Schaltungen mit derartigen Bauelementen. Die leitfähigen Strukturen wie Leiterbahnen bzw. Elektroden werden mittels Drucktechnik auf einer dünnen, flexiblen Kunststoff -Folie erzeugt, wobei alle bekannten
Druckverfahren, insbesondere Tiefdruck, Hochdruck, Flachdruck, Durchdruck (Siebdruck) oder Tampondruck, als geeignet genannt sind. Die Anwendung von kontinuierlichen Prozessen bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen ermöglicht deren preisgünstige Massenproduktion mit hohen Prozessgeschwindigkeiten. Um möglichst gleichmäßige elektrische Werte und die Funktionsfähigkeit eines elektronischen Bauelements zu erreichen, müssen die einzelnen elektrischen Funktionsschichten, aus denen das elektronische Bauelement aufgebaut wird, nacheinander gebildet und dabei übereinander in richtiger Lage und Anordnung gemäß einem vorgegebenen Layout positioniert werden. Je höher die Geschwindigkeit des Substrats und/oder der
Strukturierungseinheit im kontinuierlichen Prozess gewählt wird, desto wahrscheinlicher ist ein Auftreten von Abweichungen im Bereich von der idealen Positionierung der elektrischen Funktionsschichten im Hinblick auf weitere, bereits auf dem Substrat vorhandene elektrische Funktionsschichten.
Eine direkte Bildung und gleichzeitige Strukturierung der elektrischen Funktionsschicht erfolgt vorzugsweise durch ein Druckverfahren. Alternativ kann eine elektrische Funktionsschicht aber auch mittels Laser oder Ätztechnik erst nach deren Bildung strukturiert werden. In beiden Fällen wird prozessabhängig ein Flächenanteil der elektrischen Funktionsschicht außerhalb der idealen Position, die durch das Layout vorgegeben war, ausgebildet.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements bereitzustellen, das auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten zu einem funktionsfähigen, elektronischen Bauelement mit den gewünschten elektrischen Kennwerten führt. Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements auf einer Oberfläche eines Substrats, wobei das elektronische Bauelement mit, senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen, mindestens zwei übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordneten elektrischen Funktionsschichten ausgebildet wird, wobei die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten auf dem Substrat direkt oder indirekt in einem kontinuierlichen Prozess strukturiert werden, wobei das Substrat relativ zu einer Strukturierungseinheit bewegt wird, dadurch gelöst, dass a) eine erste elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten so strukturiert wird, dass eine erste Längendimension (Li) der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und in einer Relativ-Bewegungsrichtung des Substrats relativ zu der Strukturierungseinheit um mindestens 5μm länger, vorzugsweise um mehr als lmm länger, ausgebildet wird als eine Längendimension (LF) des Flächenbereichs F in Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats, und / oder dass b) eine erste elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten so strukturiert wird, dass eine erste Breitendimension (Bi) der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und senkrecht zu einer Relativ-Bewegungsrichtung des Substrats relativ zu der Strukturierungseinheit um mindestens 5μm breiter, vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension (BF) des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats.
Etwaige, zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Funktionsschichten benötigte elektrische Leitungen oder Bahnen werden dabei als nicht zur jeweiligen Funktionsschicht zugehörig betrachtet .
Wird das Substrat relativ zur Strukturierungseinheit bewegt, so wird darunter verstanden, dass entweder das Substrat selbst und/oder die Strukturierungseinheit bewegt werden kann. Dabei kann entweder nur das Substrat bewegt werden und die Strukturierungseinheit dabei unbeweglich sein, oder die Strukturierungseinheit beweglich und das Substrat dabei unbeweglich sein, oder aber sowohl das Substrat als auch die Strukturierungseinheit beweglich sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine nach der Bildung einer derart dimensionierten ersten elektrischen Funktionsschicht zu bildende und im Hinblick auf die erste elektrische Funktionsschicht auszurichtende weitere elektrische Funktionsschicht mit äußerst geringem Aufwand zu positionieren, da eine geringfügige Abweichung von der idealen Positionierung der weiteren elektrischen Funktionsschicht sich nicht auf die Funktionsfähigkeit und die elektrischen Kennwerte des elektronischen Bauelements auswirkt. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildetes elektronisches Bauelement toleriert demnach in Relativ-Bewegungsrichtung und/oder senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung eine Abweichung vom Layout in der Positionierung der ersten elektrischen Funktionsschicht gegenüber einer weiteren elektrischen Funktionsschicht, je nach Lage der idealen Position der ersten elektrischen Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F. Dadurch kann die Prozessgeschwindigkeit: weiter erhöht und die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens von defekten elektronischen Bauelementen vermindert werden.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die erste Längendimension der ersten elektrischen Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung um 50 bis 500μm länger ausgebildet wird als die Längendimension des Flächenbereichs F in Relativ- Bewegungsrichtung. Diese Auslegung stellt einen Kompromiss dar zwischen dem durch das Verfahren erforderlichen zusätzlichen Platzbedarf für die elektrischen Funktionsschichten und der Wahrscheinlichkeit eines Erzielens eines nicht oder nur eingeschränkt funktionierenden Bauelements.
Es hat sich bewährt, wenn die erste elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert wird, dass ein erster Flächenschwerpunkt der ersten elektrischen Funktionsschicht und ein Flächenschwerpunkt des Flächenbereichs F senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen im Layout übereinander liegen. Dadurch überragt in Fall a) die erste elektrische
Funktionsschicht gemäß Layout den Flächenbereich F in Relativ- Bewegungsrichtung sowohl vorne als auch hinten, so dass ein Flächenschwerpunkt einer weiteren elektrischen Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung sowohl mit einer negativen als auch positiven Abweichung von seiner idealen Position gemäß Layout positioniert werden kann. In Fall b) überragt die erste elektrische Funktionsschicht gemäß Layout den Flächenbereich F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung an beiden Seiten, so dass ein Flächenschwerpunkt einer weiteren elektrischen Funktionsschicht senkrecht zur Relativ- Bewegungsrichtung sowohl mit einer negativen als auch positiven seitlichen Abweichung von seiner idealen Position gemäß Layout positioniert werden kann.
Liegt lediglich der Fall a) vor, so ist es weiterhin möglich, anstatt den Fall a) mit Fall b) zu kombinieren, dass eine zweite elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten so strukturiert wird, dass eine zweite Breitendimension der zweiten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm breiter, vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats. Dadurch ist ebenfalls gewährleistet, dass eine unterschiedliche Positionierung des Substrats in der Ebene des Substrats senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung gesehen beim nacheinander erfolgenden Bilden der ersten und zweiten elektrischen Funktionsschichten weitgehend toleriert werden kann.
Dabei hat es sich bewährt, wenn die zweite elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F im Layout derart positioniert wird, dass ein zweiter
Flächenschwerpunkt der zweiten elektrischen Funktionsschicht und der Flächenschwerpunkt des Flächenbereichs F senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen übereinander liegen. Dadurch überragt die zweite elektrische Funktionsschicht im Layout den Flächenbereich F in Relativ-Bewegungsrichtung an beiden Seiten, so dass in Relativ-Bewegungsrichtung eine gegebenenfalls beim Drucken auftretende seitliche Abweichung der zweiten elektrischen Funktionsschicht von der idealen Position gemäß Layout toleriert werden kann.
Es hat sich bewährt, wenn als kontinuierlicher Prozess ein Druckprozess, wie ein Tiefdruck-, Hockdruck-, Flachdruck-, Durchdruck- oder Tampondruck-Verfahren verwendet wird. Unter einem Durchdruck wird hierbei ein Siebdruck oder Schablonendruck verstanden.
Derartige Druckverfahren lassen sich mit hohen Prozessgeschwindigkeiten durchführen. Dabei kann eine elektrische Funktionsschicht direkt mittels Drucken unmittelbar und bereits in der gewünschten Form auf dem Substrat gebildet werden.
Weiterhin hat sich bewährt, wenn als kontinuierlicher Prozess ein Laserstrukturierungsverfahren oder ein Photolithographie- Strukturierungsverfahren verwendet wird, wobei unter dem Begriff Photolithographie-Strukturierungsverfahren hier generell alle mit Masken oder Maskierungsschichten arbeitenden Ätzverfahren verstanden werden.
Durch derartige Verfahren ist die indirekte Ausbildung beziehungsweise Formgebung einer elektrischen
Funktionsschicht, die auf dem Substrat beispielsweise mittels Aufdampfen oder Sputtern gebildet worden ist, möglich. Dabei wird beispielsweise eine aufgedampfte elektrische
Funktionsschicht bereichsweise mittels Laser entfernt. Bei der Positionierung des Lasers im Hinblick auf die bereits auf dem Substrat gebildete elektrische Funktionsschicht ergeben sich dabei üblicherweise geringe Abweichungen zur idealen Position, so dass eine Abweichung der gebildeten elektrischen Funktionsschicht zum Layout resultiert . Wird ein Photolack vollflächig auf eine elektrische Funktionsschicht aufgetragen, über eine Maske belichtet, die nicht gehärteten Bereiche des Lacks entfernt, ein Ätzprozess durchgeführt und anschließend der Photolack entfernt, so ergeben sich durch geringe Abweichungen bei der Positionierung der Maske von ihrer idealen Position auch für die gebildete elektrische Funktionsschicht gegenüber dem Layout Lageabweichungen . Weiterhin kann die elektrische Funktionsschicht beispielsweise mit einer ätzresistenten Maskenschicht bereits in den gewünschten Bereichen bedruckt und die nicht bedruckten Bereiche der elektrischen Funktionsschicht durch Ätzen entfernt werden. Anschließend wird die ätzresistente Maskenschicht abgelöst und die darunter verbliebenen, in der gewünschten Form strukturierten Bereiche der elektrischen Funktionsschicht freigelegt. Beim Drucken der Maskenschicht ergeben sich wie beim direkten Druck einer elektrischen Funktionsschicht ebenso Abweichungen von der idealen Position. Diese übertragen sich von der Maskenschicht direkt auf die damit strukturierte elektrische Funktionsschicht.
Weiterhin hat sich bewährt, wenn als kontinuierlicher Prozess ein Tintenstrahl -Strukturierungsverfahren verwendet wird, wobei hohe Prozessgeschwindigkeiten möglich sind. Dabei kann eine elektrische Funktionsschicht mittels Tintenstrahldruck unmittelbar und bereits in der gewünschten Form auf dem Substrat gebildet werden. Das Tintenstrahlverfahren ermöglicht aber auch den Auftrag einer Maskenschicht, um eine zuvor gebildete elektrische Funktionsschicht damit zu strukturieren.
Vorzugsweise wird eine Relativ-Geschwindigkeit des Substrats gegenüber der Strukturierungseinheit im kontinuierlichen Prozess im Bereich von 0,5 bis 200 m/min, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 m/min, gewählt. Dies ermöglicht eine Massenfertigung von elektronischen Bauelementen bei geringen Herstellungskosten .
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn als Substrat ein flexibles Substrat, insbesondere eine langgestreckte Kunststoff-Folie, welche gegebenenfalls mehrschichtig ist, eingesetzt wird. Geeignet sind hierbei beispielsweise Kunststoff -Folien aus Polyester, Polyethylen, Polyethylenterephthalat oder Polyimid.
Es sich bewährt, wenn eine Dicke des Substrats im Bereich von 6μm bis 200μm, vorzugsweise im Bereich von 12μm bis 50μm, gewählt wird.
Bei einem flexiblen Substrat ist es insbesondere von Vorteil, wenn während des kontinuierlichen Prozesses ein Transport von Rolle zu Rolle vorgenommen wird. Dabei wird das unbeschichtete flexible Substrat auf eine Rolle aufgewickelt, das Substrat von der Rolle abgezogen und durch eine Prozessmaschine geführt, dabei strukturiert und schließlich als beschichtetes Substrat auf eine weitere Rolle aufgewickelt. Dies ermöglicht die Verarbeitung langer Substratbänder, wobei die
Positionierung gegenüber der Prozessmaschine nur einmal zu Beginn einer neuen Substratrolle erfolgen muss.
Es hat sich bewährt, wenn die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten mit jeweils einer Schichtdicke im Bereich von lnm bis lOOμm, vorzugsweise im Bereich von lOnm bis 300nm, ausgebildet werden.
Die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten können im Querschnitt durch das Substrat gesehen im elektronischen
Bauelement direkt aneinander angrenzend angeordnet werden. Die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten befinden sich somit in direktem Kontakt zueinander.
Alternativ kann zwischen den mindestens zwei elektrischen
Funktionsschichten im Querschnitt durch das Substrat gesehen im elektronischen Bauelement mindestens eine dritte elektrische Funktionsschicht mindestens im Flächenbereich F angeordnet werden. Die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten befinden sich somit nicht in direktem Kontakt zueinander.
Dabei hat es sich bewährt, wenn die mindestens eine dritte elektrische Funktionsschicht senkrecht zur Oberfläche des Substrats gesehen den Flächenbereich F allseitig überragt, wobei eine dritte Längendimension der mindestens einen dritten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und in Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm länger, vorzugsweise um mehr als lmm länger, ausgebildet wird als die Längendimension des Flächenbereichs F in Relativ- Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats und wobei eine dritte Breitendimension der dritten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm breiter, vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats.
Vorzugsweise wird die erste elektrische Funktionsschicht als eine oder mehrere, insbesondere organische, Elektrode (n) ausgebildet .
Als leitfähige „organische" Materialien werden hier alle Arten von organischen, metallorganischen und anorganischen Kunststoffen angesehen, die im Englischen mit „plastics" bezeichnet werden. Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn auf organisches Material als Kohlenstoff enthaltendes Material ist demnach nicht vorgesehen, sondern es ist vielmehr auch an den Einsatz von beispielsweise Silikonen gedacht. Weiterhin soll der Begriff keinerlei 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.
Als elektrisch leitfähige organische Materialien haben sich unter anderem Polyanilin oder Polypyrrol bewährt. Als Elektrodenschicht für die erste elektrische Funktionsschicht eigenen sich aber auch aufgedampfte oder gesputterte Metallschichten, beispielsweise aus mindestens einem der Materialien Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Platin, Titan oder ähnlichem. Diese werden dann vorzugsweise mittels Laser oder Ätzen strukturiert.
Befindet sich die zweite elektrische Funktionsschicht in direktem Kontakt zur ersten elektrischen Funktionsschicht, dann hat es sich bewährt, wenn die zweite elektrische
Funktionsschicht als, insbesondere organische, elektrische Isolationsschicht oder, insbesondere organische, Halbleiterschicht ausgebildet wird. Als organisches Isolationsmaterial hat sich unter anderem Polyvinylphenol bewährt. Als organisches Halbleitermaterial eignet sich beispielsweise Polythiophen.
Werden die erste und die zweite elektrische Funktionsschicht beabstandet voneinander angeordnet, so hat es sich bewährt, wenn die zweite elektrische Funktionsschicht als eine oder mehrere, insbesondere organische, Elektrode (n) ausgebildet wird. Als elektrisch leitfähige Materialien sind dabei ebenfalls die bereits oben für die als Elektrode ausgebildete erste elektrische Funktionsschicht genannten Materialien verwendbar .
Vorzugsweise wird als elektronisches Bauelement ein Feldeffekttransistor, ein Kondensator, eine Diode oder ein Bauelement mit mindestens einem Via, jeweils insbesondere mit mindestens einer organischen elektrischen Funktionsschicht, ausgebildet. Unter einem Via wird eine Öffnung, üblicherweise senkrecht zur Substratebene, verstanden, über welche eine elektrische Verbindung zwischen nicht direkt miteinander in Kontakt stehenden elektrischen Funktionsschichten eines Funktionsschichtstapels hergestellt wird. Auch bei der Ausbildung von Vias, beispielsweise über ein Ätzverfahren unter Einsatz einer Strukturierungsschicht , kann es zu Versetzungen der oben beschriebenen Art kommen, wobei eine Abweichung der Lage eines Vias von der idealen Position gemäß Layout über das erfindungsgemäße Verfahren ausgeglichen werden kann.
Die Figuren Ia bis 3b sollen die Erfindung beispielhaft erläutern. So zeigt:
Figur Ia eine Draufsicht auf ein beschichtetes Substrat,
Figur Ib einen Querschnitt A - A' durch das beschichtete Substrat gemäß Figur Ia,
Figur 2a eine Draufsicht auf ein weiteres beschichtetes Substrat ,
Figur 2b einen Querschnitt B - B' durch das beschichtete
Substrat gemäß Figur 2a,
Figur 3a eine Draufsicht auf ein weiteres beschichtetes
Substrat, und
Figur 3b einen Querschnitt C - C durch das beschichtete
Substrat gemäß Figur 3a.
Figur Ia zeigt eine Draufsicht auf ein Substrat 1 aus PET- Folie, welches mit drei elektrischen Funktionsschichten 2, 3, 4 zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, hier einer Diode, auf der Oberfläche des Substrats 1 bedruckt wurde. Senkrecht zur Oberfläche des Substrats 1 gesehen sind die elektrischen Funktionsschichten 2, 3, 4 übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordnet . Die elektrische Funktionsschicht 2 bildet dabei eine erste elektrische Funktionsschicht aus, wobei eine erste Längendimension L1 der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats 1 und in Relativ-
Bewegungsrichtung des Substrats 1 während des Bedrückens (in Figur Ia durch einen Pfeil links im Bild gekennzeichnet) um etwa 25μm länger ausgebildet wird als eine Längendimension LF des Flächenbereichs F in Druckrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die erste elektrische
Funktionsschicht ist aus elektrisch leitendem Material, hier Kupfer, als Elektrode ausgebildet. Die elektrische Funktionsschicht 3 bildet eine zweite elektrische Funktionsschicht, die durch eine dritte elektrische Funktionsschicht 4 aus Poly3alkylthiphene von der ersten Funktionsschicht beabstandet ist. Die zweite elektrische Funktionsschicht ist aus Silber gebildet. Die zweite elektrische Funktionsschicht ist so ausgebildet worden, dass eine zweite Breitendimension B2 der zweiten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats 1 und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens etwa 50μm breiter ausgebildet ist als eine Breitendimension BF des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die zur elektrischen Kontaktierung der ersten und zweiten elektrischen
Funktionsschichten selbstverständlich erforderlichen elektrisch leitenden Zuleitungen oder Bahnen wurden nicht dargestellt .
Figur Ia zeigt den Idealfall gemäß dem Drucklayout für das elektronische Bauelement, bei welchem die erste elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert ist, dass ein erster Flächenschwerpunkt der ersten elektrischen Funktionsschicht und ein Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen übereinander liegen und die zweite elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert ist, dass ein zweiter Flächenschwerpunkt der zweiten elektrischen Funktionsschicht und der Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen ebenfalls übereinander liegen. In der Praxis ist dies allerdings aufgrund der beim Strukturieren auftretenden Abweichungen nicht der Fall.
Der in Figur Ia gezeigte Schichtaufbau ist tolerant gegenüber einer solchen Abweichung beziehungsweise Versetzung der ersten Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung und/oder einer Abweichung beziehungsweise Versetzung der zweiten Funktionsschicht senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung im Hinblick auf den dargestellten Idealfall gemäß dem Layout.
Figur Ib zeigt einen Querschnitt A - A' durch das bedruckte Substrat aus Figur Ia, wobei das Substrat 1 und die darauf gedruckten elektrischen Funktionsschichten 2, 3, 4 zu erkennen sind. Dabei bildet die elektrische Funktionsschicht 2 die erste elektrische Funktionsschicht, die elektrische Funktionsschicht 3 die zweite elektronische Funktionsschicht und die elektrische Funktionsschicht 4 eine dritte elektrische Funktionsschicht .
Figur 2a zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres bedrucktes Substrat 1 aus PET-Folie, welches mit drei elektrischen Funktionsschichten 2', 3', 4' zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, hier eines Kondensators, auf der Oberfläche des Substrats 1 bedruckt ist . Senkrecht zur Oberfläche des Substrats 1 gesehen sind die elektrischen Funktionsschichten 2', 3', 4' übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordnet. Die elektrische Funktionsschicht 2' bildet dabei eine erste elektrische Funktionsschicht aus, wobei eine erste Längendimension L1 der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats 1 und in Relativ-Bewegungsrichtung des Substrats 1 während des Bedrückens des Substrats 1 (in Figur 2a durch einen Pfeil links im Bild gekennzeichnet) um etwa lmm länger ausgebildet wird als eine Längendimension LF des Flächenbereichs F in Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die erste elektrische Funktionsschicht ist aus elektrisch leitendem Material, hier Kupfer, als Elektrode ausgebildet. Die elektrische Funktionsschicht 3' bildet eine weitere elektrische Funktionsschicht, die durch eine dritte elektrische Funktionsschicht 4' aus elektrisch isolierendem Polymer von der ersten Funktionsschicht beabstandet ist. Die weitere elektrische Funktionsschicht ist als Silberelektrode ausgebildet .
Die erste elektrische Funktionsschicht ist so ausgebildet worden, dass eine erste Breitendimension Bi der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des
Substrats 1 und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung etwa 600μm breiter ausgebildet ist als eine Breitendimension BF des Flächenbereichs F senkrecht zur Druckrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die zur elektrischen Kontaktierung der ersten und weiteren elektrischen Funktionsschicht erforderlichen elektrisch leitenden Zuleitungen oder Bahnen wurden nicht dargestellt.
Figur 2a zeigt den Idealfall gemäß dem Drucklayout für das elektronische Bauelement, bei welchem die erste elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert ist, dass ein erster Flächenschwerpunkt der ersten elektrischen Funktionsschicht und ein Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen übereinander liegen und die dritte sowie die weitere elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert sind, dass deren jeweiliger Flächenschwerpunkt und der Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen ebenfalls übereinander liegen. In der Praxis ist dies allerdings aufgrund der beim Drucken auftretenden Abweichungen nicht der Fall . Der in Figur 2a gezeigte Schichtaufbau ist tolerant gegenüber einer solchen Abweichung beziehungsweise Versetzung der ersten Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung und/oder einer Abweichung beziehungsweise Versetzung der ersten Funktionsschicht senkrecht zur Relativ- Bewegungsrichtung im Hinblick auf den dargestellten Idealfall gemäß dem Drucklayout .
Figur 2b zeigt einen Querschnitt B - B' durch das bedruckte Substrat 1 aus Figur 2a, wobei das Substrat 1 und die darauf gedruckten elektrischen Funktionsschichten 2', 3', 4' zu erkennen sind. Dabei bildet die elektrische Funktionsschicht 2' die erste elektrische Funktionsschicht, die elektrische Funktionsschicht 3" bildet die weitere elektrische
Funktionsschicht und die elektrische Funktionsschicht 4' bildet die dritte elektrische Funktionsschicht.
Figur 3a zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres bedrucktes Substrat 1 aus PET-Folie, welches mit zwei elektrischen
Funktionsschichten 2, 3 als Vorstadium zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, hier beispielsweise eines organischen Feldeffekt-Transistors (OFET) , auf der Oberfläche des Substrats 1 bedruckt ist . Senkrecht zur Oberfläche des Substrats 1 gesehen sind die elektrischen Funktionsschichten 2, 3 übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F (begrenzt durch eine fettgedruckte Line) überlappend angeordnet. Die elektrische Funktionsschicht 2 bildet dabei eine erste elektrische Funktionsschicht aus, wobei eine erste Längendimension L1 der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats 1 und in einer Relativ- Bewegungsrichtung des Substrats 1 während des Bedrückens des Substrats 1 (in Figur 3a durch einen Pfeil links im Bild gekennzeichnet) um etwa lmm länger ausgebildet wird als eine Längendimension LF des Flächenbereichs F in Relativ- Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die erste elektrische Funktionsschicht ist aus halbleitenden Material, hier Polyalkylthiophen, ausgebildet. Die elektrische Funktionsschicht 3 bildet eine weitere elektrische
Funktionsschicht. Die weitere elektrische Funktionsschicht ist aus Silber gebildet und in Form von zwei Kammstrukturen, die die Source- und Drain-Elektroden des OFET ausbilden sollen, gestaltet. Nachdem die elektrische Funktionsschicht 3 hier eine unregelmäßige Form besitzt, wird der Flächenbereich F in diesem Fall so definiert, dass die maximalen äußeren Abmessungen (in Relativ-Bewegungsrichtung und senkrecht dazu) der elektrischen Funktionsschicht 3 den Umfang des Flächenbereichs F vorgeben, obwohl innerhalb des so definierten Flächenbereichs F nicht an jeder Stelle eine Überlappung der beiden elektrischen Funktionsschichten vorliegt. Diese Definition des Flächenbereichs F ist hier zweckmäßig, da es beim Bedrucken der Kammstruktur mit der ersten Funktionsschicht darauf ankommt, die Kammstruktur vollständig zu bedecken.
Die erste elektrische Funktionsschicht ist so ausgebildet worden, dass eine erste Breitendimension Bi der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats 1 und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung etwa lmm breiter ausgebildet ist als eine Breitendimension BF des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats 1. Die zur elektrischen Kontaktierung der ersten und weiteren elektrischen Funktionsschichten gegebenenfalls erforderlichen elektrisch leitenden Zuleitungen oder Bahnen wurden nicht dargestellt.
Figur 3a zeigt den Idealfall gemäß dem Drucklayout für das elektronische Bauelement, bei welchem die erste elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert ist, dass ein erster Flächenschwerpunkt der ersten elektrischen Funktionsschichc und ein Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen übereinander liegen und die weitere elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F derart positioniert ist, dass deren Flächenschwerpunkt und der Flächenschwerpunkt SF des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat 1 gesehen ebenfalls übereinander liegen. In der Praxis wird dies allerdings aufgrund der beim Drucken auftretenden Abweichungen nicht der Fall sein. Der in Figur 3a gezeigte Schichtaufbau ist tolerant gegenüber einer solchen Abweichung beziehungsweise Versetzung der ersten Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung und/oder einer Abweichung beziehungsweise Versetzung der ersten Funktionsschicht senkrecht zur Relativ- Bewegungsrichtung im Hinblick auf den dargestellten Idealfall gemäß dem Drucklayout .
Figur 3b zeigt einen Querschnitt C - C durch das bedruckte Substrat 1 aus Figur 3a, wobei das Substrat 1 und die darauf gedruckten elektrischen Funktionsschichten 2, 3 zu erkennen sind. Dabei bildet die elektrische Funktionsschicht 2 die erste elektrische Funktionsschicht und die elektrische Funktionsschicht 3 eine weitere elektrische Funktionsschicht.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Figurendarstellungen Ia bis 3b den Grundgedanken der Erfindung lediglich beispielhaft erläutern und dass sich für den Fachmann aus dem GesamtZusammenhang viele weitere Möglichkeiten ergeben, das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Bildung von elektrischen Funktionsschichten anderer elektrischer Bauelemente in kontinuierlichen Prozessen einzusetzen, ohne dabei den Erfindungsgegenstand zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements auf einer Oberfläche eines Substrats (1), wobei das elektronische Bauelement mit, senkrecht zur Oberfläche des Substrats (1) gesehen, mindestens zwei übereinander und zumindest in einem Flächenbereich F überlappend angeordneten elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3", 4, 4') ausgebildet wird, wobei die mindestens zwei elektrischen
Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') auf dem Substrat (1) direkt oder indirekt in einem kontinuierlichen Prozess strukturiert werden, wobei das Substrat (1) relativ zu einer Strukturierungseinheit bewegt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass a) eine erste elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') so strukturiert wird, dass eine erste Längendimension (Li) der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und in einer Relativ- Bewegungsrichtung des Substrats (1) relativ zu der Strukturierungseinheit um mindestens 5μm länger, vorzugsweise um mehr als lmm länger, ausgebildet wird als eine Längendimension (LF) des Flächenbereichs F in Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats (1) , und / oder dass b) eine erste elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') so strukturiert wird, dass eine erste Breitendimension (Bi) der ersten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und senkrecht zu einer Relativ-Bewegungsrichtung des Substrats (1) relativ zu der Strukturierungseinheit um mindestens 5μm breiter.. vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension (BF) des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats (1) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste Längendimension (L1) der ersten elektrischen Funktionsschicht in Relativ-Bewegungsrichtung um 50 bis 500μm länger ausgebildet wird als die Längendimension (LF) des Flächenbereichs F in Relativ-Bewegungsrichtung.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F in einem Layout derart positioniert wird, dass ein erster Flächenschwerpunkt der ersten elektrischen Funktionsschicht und ein Flächenschwerpunkt (SF) des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat (1) gesehen übereinander liegen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für Fall a) eine zweite elektrische Funktionsschicht der mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') so strukturiert wird, dass eine zweite Breitendimension (B2) der zweiten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm breiter, vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension (BF) des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats (1) .
5. Verfahren nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite elektrische Funktionsschicht im Hinblick auf den Flächenbereich F in einem Layout derart positioniert wird, dass ein zweiter Flächenschwerpunkt der zweiten elektrischen Funktionsschicht und der Flächenschwerpunkt (Sp) des Flächenbereichs F senkrecht zum Substrat (1) gesehen übereinander liegen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als kontinuierlicher Prozess ein Druckprozess , wie ein Tiefdruck-, Hockdruck-, Flachdruck-, Durchdruck-, oder Tampondruck-Verfahren, ein Laserstrukturierungsverfahren, ein Photolithographie-Strukturierungsverfahren oder
Tintenstrahl-Strukturierungsverfahren eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Relativ-Geschwindigkeit des Substrats (1) gegenüber der Strukturierungseinheit im kontinuierlichen Prozess im Bereich von 0,5 bis 200 m/min, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 m/min, gewählt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Substrat (1) ein flexibles Substrat, insbesondere eine langgestreckte Kunststoff-Folie, welche gegebenenfalls mehrschichtig ist, eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Dicke des Substrats (1) im Bereich von 6μm bis
200μm, vorzugsweise im Bereich von 12μm bis 50μm, gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das flexible Substrat während des kontinuierlichen Prozesses von Rolle zu Rolle transportiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') mit jeweils einer Schichtdicke im Bereich von lnm bis lOOμm, vorzugsweise im Bereich von lOnm bis 300nm, ausgebildet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') im Querschnitt durch das Substrat (1) gesehen im elektronischen Bauelement direkt aneinander angrenzend angeordnet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den mindestens zwei elektrischen Funktionsschichten (2, 2', 3, 3', 4, 4') im Querschnitt durch das Substrat (1) gesehen im elektronischen Bauelement mindestens eine dritte elektrische Funktionsschicht mindestens im Flächenbereich F angeordnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mindestens eine dritte elektrische Funktionsschicht senkrecht zur Oberfläche des Substrats (1) gesehen den Flächenbereich F allseitig überragt, wobei eine dritte Längendimension der mindestens einen dritten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und in Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm länger, vorzugsweise um mehr als lmm länger, ausgebildet wird als die Längendimension (LF) des Flächenbereichs F in Relativ- Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und wobei eine dritte Breitendimension der dritten elektrischen Funktionsschicht parallel zur Oberfläche des Substrats (1) und senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung um mindestens 5μm breiter, vorzugsweise um mehr als lmm breiter, ausgebildet wird als eine Breitendimension (BF) des Flächenbereichs F senkrecht zur Relativ-Bewegungsrichtung und parallel zur Oberfläche des Substrats (1) .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste elektrische Funktionsschicht als eine oder mehrere, insbesondere organische, Elektrode (n) ausgebildet wird .
16. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite elektrische Funktionsschicht als, insbesondere organische, elektrische Isolationsschicht oder, insbesondere organische, Halbleiterschicht ausgebildet wird.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite elektrische Funktionsschicht als eine oder mehrere, insbesondere organische, Elektrode (n) ausgebildet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als elektronisches Bauelement ein Feldeffekttransistor, ein Kondensator, eine Diode oder ein Bauelement enthaltend mindestens ein Via, jeweils insbesondere mit mindestens einer organischen elektrischen Funktionsschicht, ausgebildet wird .
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