WO2002078052A2 - Gerät mit zumindest zwei organischen elektronischen bauteilen und verfahren zur herstellung dazu - Google Patents

Gerät mit zumindest zwei organischen elektronischen bauteilen und verfahren zur herstellung dazu Download PDF

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    • H05K1/189—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit

Definitions

  • the invention relates to a device with at least two electronic components, which comprise at least one organic functional layer, and a manufacturing method therefor.
  • a device e.g. a display with at least one organic functional layer, which is controlled by external conventional electronics (that is to say using silicon-containing semiconductor materials).
  • external conventional electronics that is to say using silicon-containing semiconductor materials.
  • a solar cell / photocell with at least one organic functional layer is also known, but the
  • the disadvantage is that, like the displays, it has to be controlled via conventional electronics.
  • a disadvantage of the previously known devices with at least two electronic components is that they comprise components made from conventional silicon semiconductor technology, which, compared to the organic electronic components, are considerably more complex in terms of process costs and production.
  • the object of the present invention is therefore to develop a complex, i.e. To provide at least two electronic components comprising device that is simple and inexpensive to manufacture, so that use as a disposable product is economical.
  • the invention relates to a device with at least two electronic organic components, the two components each comprising at least one organic functional layer and being functionally connected directly or indirectly.
  • the invention furthermore relates to a method for producing a device having at least two electronic electronic devices.
  • ganic components wherein the electronic organic components can be produced by printing, spraying, coating, embossing, imprinting, heating and / or irradiating a substrate.
  • the substrate is either coated or uncoated during manufacture. If it is coated, a functional layer can be produced by irradiation. Functional layers can be produced on the uncoated substrate by printing and / or embossing and knife application of a functional polymer, etc.
  • An electronic organic component is a component with at least one organic functional layer, which means that it has at least one crucial electronic component, such as. B. comprises the semiconducting and / or the conductive layer of organic material.
  • organic material and / or “organic” here encompasses all types of organic, organometallic and / or inorganic plastics which, for example, be called "plastics". These are all types of substances with the exception of the semiconductors that form the classic diodes (germanium, silicon) and the typical metallic conductors. A restriction in the dogmatic sense to organic material as carbon-containing material is therefore not provided, but rather is also due to the widespread use of e.g. Silicones thought. Furthermore, the term should not be subject to any restriction with regard to the large molecules, in particular to polymeric and / or oligomeric materials, but it is also entirely possible to use "small molecules”.
  • FIG. 1 shows a top view of a pocket calculator
  • FIG. 2 shows a cross section of a pocket calculator
  • Figure 3 shows a circuit for an optocoupler
  • Figure 4 shows a cross section through an optocoupler.
  • the calculator 1 can be seen as a device in an overall view from above.
  • the following electronic organic components are combined in this device: the organic display 2, which fulfills the monitor function of the calculator 1, and an organic energy store 3, such as an organic solar cell unit and / or battery, which supplies the energy for the calculator 1.
  • the calculator 1 has a keyboard 4, which works, for example, via organic electronics 6, for example pressure sensors, which are attached under the respective keys and therefore cannot be seen here.
  • the parts / components listed so far are here on a single substrate 5, which e.g. can be a flexible substrate like a film.
  • a pocket calculator 1 is produced, for example, using large-area processes in which various organic components are applied to a substrate by printing, spraying, spin coating or the like in a continuous process.
  • the substrates can be drawn over a plurality of rollers connected in series until the functional layers of the individual organic components are completely applied.
  • the occupied Substrates then only have to be cut before a single device such as a calculator 1 is manufactured.
  • the three components display 2, organic energy store 3 and keyboard 4 are functionally connected so that the calculator 1 shows the results requested on the display 2 during operation by actuating the keyboard 4 with the aid of the energy provided by the energy store 3.
  • Figure 2 shows the calculator 1 in cross section.
  • the substrate 5, on which the organic display 2, the organic energy store 3 and the keyboard 4, with organic electronics 6 underneath, is applied, can be seen below. All components can be produced by simply printing on the substrate. Thus, a possibility for an inexpensive manufacture of these devices and an application as disposable products is realistic.
  • Figure 3 shows a circuit for an optocoupler. You can see the contacts or connections 8,9,12 and 17 that
  • Driver electronics 10 the light-emitting diode 11, a transparent, isolating separating layer 13 through which the light beam 14 penetrates, a receiving diode (light detector) 15 which is separated from the light-emitting diode 11 by the separating layer 13 and finally the evaluation electronics 16.
  • Figure 4 shows the same optocoupler in cross section.
  • the light-emitting diode 11 with the driver electronics 10 is located on a substrate 18, which can also be a flexible substrate, on which there is a cover layer 19 (optional) on which the insulating, transparent separating layer 13 is located, which in turn, as it were, as a substrate for the receiving diode 15 and the evaluation electronics 16 is used.

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Calculators And Similar Devices (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit zumindest zwei elektronischen Bauteilen, die zumindest eine organische Funktionsschicht umfassen, sowie ein Herstellungsverfahren dazu. Das Gerät umfasst im Gegensatz zu den bekannten Geräten zumindest zwei Bauteile aus organischem Material und ist deshalb wesentlich billiger und unkomplizierter in der Herstellung als die bisher bekannten Geräte, bei denen immer eine Kombination von organischen mit herkömmlichen elektronischen Bauteilen vorliegt. Hier kann unter Umständen auf herkömmliche Silizum-Halbleitertechnologie vollständig verzichtet werden.

Description

Beschreibung
Gerät mit zumindest zwei organischen elektronischen Bauteilen und Verfahren zur Herstellung dazu
Die Erfindung betrifft ein Gerät mit zumindest zwei elektronischen Bauteilen, die zumindest eine organische Funktionsschicht umfassen, sowie ein Herstellungsverfahren dazu.
Bekannt ist ein Gerät, wie z.B. ein Display mit zumindest einer organischen Funktionsschicht, das durch eine externe konventionelle (d.h. unter Verwendung von Silizium-haltigen Halbleitermaterialien funktionierende) Elektronik angesteuert wird. Es ist auch eine Solarzelle/Photozelle mit zumindest einer organischen Funktionsschicht bekannt, die jedoch den
Nachteil hat, dass sie, wie die Displays, über konventionelle Elektronik angesteuert werden muss.
Nachteilig an den bisher bekannten Geräten mit zumindest zwei elektronischen Bauteilen ist, dass sie Bauteile aus herkömmlicher Silizium-Halbleitertechnologie umfassen, die im Vergleich zu den organischen elektronischen Bauteilen wesentlich aufwendiger in den Prozesskosten und in der Herstellung sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein komplexes, d.h. zumindest zwei elektronische Bestandteile umfassendes Gerät zur Verfügung zu stellen, das einfach und preiswert herstellbar ist, so dass eine Verwendung als Einwegprodukt wirtschaftlich ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät mit zumindest zwei elektronischen organischen Bauteilen, wobei die beiden Bauteile jeweils zumindest eine organische FunktionsSchicht umfassen und funktionell direkt oder indirekt verbunden sind.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gerätes mit zumindest zwei elektronischen or- ganischen Bauteilen, wobei die elektronischen organischen Bauteile durch Bedrucken, Besprühen, Beschichten, Prägen, Imprint, Erwärmen und/oder Bestrahlen eines Substrates herstellbar sind.
Das Substrat ist bei der Herstellung entweder beschichtet oder unbeschichtet. Wenn es beschichtet ist, dann kann eine Funktionsschicht durch Bestrahlen hergestellt werden. Auf dem unbeschichteten Substrat können Funktionsschichten durch Be- drucken und/oder Prägen und Einrakeln eines Funktionspolymers etc. hergestellt werden.
Als elektronisches organisches Bauteil wird ein Bauteil mit zumindest einer organischen Funktionsschicht bezeichnet, das heißt, das es zumindest einen entscheidenden elektronischen Bestandteil, wie z. B. die halbleitende und/oder die leitende Schicht aus organischem Material umfasst .
Der Begriff "organisches Material" und/oder "organisch" um- fasst hier alle Arten von organischen, metallorganischen und/oder anorganischen Kunststoffen, die im Englischen z.B. mit "plastics" bezeichnet werden. Es handelt sich um alle Arten von Stoffen mit Ausnahme der Halbleiter, die die klassischen Dioden bilden (Germanium, Silizium) und der typischen metallischen Leiter. Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn auf organisches Material als Kohlenstoff-enthaltendes Material ist demnach nicht vorgesehen, vielmehr ist auch an den breiten Einsatz von z.B. Siliconen gedacht. Weiterhin soll der Term keinerlei Beschränkung im Hinblick auf die Molekül- große, insbesondere auf polymere und/oder oligomere Materialien unterliegen, sondern es ist durchaus auch der Einsatz von "small molecules" möglich.
Als „funktioneil direkt" wird hier eine Verbindung zweier Module bezeichnet, die ohne zwischengeschaltetes weiteres Modul besteht und als „funktionell indirekt" eine, bei der andere Module zwischengeschaltet sind. Beispielsweise sind
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darstellen, sondern es ist insbesondere an eine Kombination zweier an sich eigenständiger Geräte dergleichen organischen Halbleitertechnologie gedacht.
Im folgenden wird die Erfindung noch anhand von vier Figuren, die beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beschreiben, erläutert:
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Taschenrechner, Figur 2 zeigt einen Querschnitt eines Taschenrechners,
Figur 3 zeigt eine Schaltung für einen Optokoppler und
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Optokoppler.
In Figur 1 ist als Gerät der Taschenrechner 1 in einer Ge- samtansicht von oben zu sehen. In diesem Gerät sind folgende elektronische organische Bauteile kombiniert: Das organische Display 2, das die Monitorfunktion des Taschenrechners 1 erfüllt und ein organischer Energiespeicher 3 wie eine organische Solarzelleneinheit und/oder Batterie, die die Energie für den Taschenrechner 1 liefert.
Weiterhin hat der Taschenrechner 1 eine Tastatur 4, die beispielsweise über organische Elektronik 6, beispielsweise Drucksensoren funktioniert, die unter den jeweiligen Tasten angebracht und deshalb hier nicht zu sehen sind. Die bisher aufgezählten Bauteile/Komponenten befinden sich hier auf einem einzigen Substrat 5, das z.B. ein flexibles Substrat wie eine Folie sein kann.
Die Herstellung eines Taschenrechners 1 erfolgt beispielsweise über großflächige Prozesse, in denen auf einem Substrat verschiedene organische Bauteile durch Bedrucken, Besprühen, spin coating oder ähnliches in einem kontinuierlichen Verfahren aufgebracht werden. Die Substrate können dabei im ein- fachsten Fall über mehrere hintereinandergeschaltete Walzen gezogen werden, bis die Funktionsschichten der einzelnen organischen Bauteile vollständig aufgebracht sind. Die belegten Substrate müssen dann nur noch geschnitten werden, bevor ein einzelnes Geräte wie ein Taschenrechner 1 gefertigt ist.
Die drei Bauteile Display 2, organischer Energiespeicher 3 und Tastatur 4 sind funktionell verbunden damit der Taschenrechner 1 im Betrieb über Betätigung der Tastatur 4 mit Hilfe der vom Energiespeicher 3 zur Verfügung gestellten Energie angeforderte Resultate auf dem Display 2 zeigt.
Figur 2 zeigt den Taschenrechner 1 im Querschnitt. Zu sehen ist unten das Substrat 5, auf dem das organische Display 2 der organische Energiespeicher 3 und die Tastatur 4, mit darunter liegender organischer Elektronik 6 aufgebracht ist. Alle Bauteile können durch einfaches Bedrucken des Substrates erzeugt werden. Somit ist eine Möglichkeit für eine preiswerte Herstellung dieser Geräte und eine Anwendung als Einwegprodukte realistisch.
Figur 3 zeigt eine Schaltung für einen Optokoppler. Zu sehen sind die Kontakte oder Anschlüsse 8,9,12 und 17, die
Treiberelektronik 10, die Leuchtdiode 11, eine transparente, isolierende Trennschicht 13, durch die der Lichtstrahl 14 dringt, eine Empfangsdiode (Lichtdetektor) 15, die von der Leuchtdiode 11 durch die Trennschicht 13 getrennt ist und schließlich die Auswerteelektronik 16.
Figur 4 zeigt denselben Optokoppler im Querschnitt. Auf einem Substrat 18, das auch ein flexibles Substrat sein kann, befindet sich die Leuchtdiode 11 mit der Treiberelektronik 10, darauf eine Deckschicht 19 (fakultativ) auf der sich die isolierende, transparente Trennschicht 13 befindet, die ihrerseits sozusagen als Substrat für die Empfangsdiode 15 und die Auswerteelektronik 16 dient.
Alle Komponenten der gezeigten Geräte können z.B. durch einfaches Bedrucken, Besprühen und/oder Beschichten etc. mit organischem Material hergestellt werden. P> H in O LΠ
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Claims

Patentansprüche
1. Gerät mit zumindest zwei elektronischen organischen Bauteilen, wobei die beiden Bauteile jeweils zumindest eine or- ganische FunktionsSchicht umfassen und funktionell direkt oder indirekt verbunden sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Bauteile auf einem Substrat aufgebracht sind.
3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Substrat ein flexibles Substrat ist.
4. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bauteile verkapselt sind.
5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die funktioneile Verbindung über Leiterbahnen mit organischer Elektronik stattfindet.
6. Verfahren zur Herstellung eines Gerätes mit zumindest zwei elektronischen organischen Bauteilen, wobei die elektronischen organischen Bauteile durch Bedrucken, Besprühen, Beschichten, Prägen und/oder Einrakeln, Imprint, Erwärmen und/oder Bestrahlen eines Substrates herstellbar sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Herstellung in einem kontinuierlichen Prozess erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem die Herstellung großflächig erfolgt.
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