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DE69413436T2 - Herstellungsverfahren eines Musters von einem elektrisch leitfähigen Polymer auf einer Substratoberfläche und Metallisierung eines solchen Musters - Google Patents

Herstellungsverfahren eines Musters von einem elektrisch leitfähigen Polymer auf einer Substratoberfläche und Metallisierung eines solchen Musters

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DE69413436T2
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Musters aus einem elektrisch leitenden Polymer auf einer Substratoberfläche, wobei eine Lösung, aus der das leitende Polymer gebildet wird, als Flüssigkeitsschicht auf der Substratoberfläche angebracht wird, wonach die Flüssigkeitsschicht getrocknet und danach mustermäßig belichtet und daraufhin unter Bildung des Musters aus elektrisch leitendem Polymer erhitzt wird.
  • Organische Polymere sind im Allgemeinen elektrische Isolatoren und werden deswegen als Isolationsmaterial bei elektrischen und elektronischen Elementen verwendet. Es ist bekannt, daß wenn das Polymer ein polykonjugiertes Bindungssystem aufweist, bestehend aus einer Kette von Doppelbindungen, Dreifachbindungen, aromatischen oder hetero-aromatischen Ringen, das Polymer elektrisch leitend werden kann. Diese Leitfähigkeit wird als Eigenleitung bezeichnet. Beispiele derartiger Polymere sind Polyazetylen und Polypyrrol. Die Leitfähigkeit dieser Polymere ist im Allgemeinen gering, weil diese Polymere Halbleiter sind mit einem ziemlich großen Bandabstand von 1,5-4 eV. Die Leitfähigkeit läßt sich dadurch steigern, daß das Polymer beispielsweise (elektro)chemisch oxydiert wird als Dotierung bezeichnet, wobei p- Leiter gebildet werden. Geeignete Dotierungsmittel zum Erhalten der p-Leitfähigkeit sind beispielsweise I&sub2;, AsF&sub5;, SbF&sub5;, HBF&sub4;, Perchlorate, Sulfonate, SO&sub3; und FeCl&sub3;. Durch diese Dotierung entstehen positive Ladungsträger auf Polymerketten, wobei diese Ladungen durch negativ geladene Gegenionen ausgeglichen werden.
  • Polymere sind im Allgemeinen preisgünstig und lassen sich außerdem mit einfachen Techniken, wie im Zerstäubungsverfahren, auf einem Substrat anbringen, wodurch leitende Polymere zum Gebrauch in leitenden und halbleitenden Strukturen in (integrierten) elektronischen Schaltungen, Printplatten, antistatischen Deckschichten und elektromagnetischen Schutzschichten interessant sind. Zur Verwirklich ung vollständiger organischer Elektronik ist die Verfügbarkeit von Verbindungsspuren auf Basis leitender Polymere eine Anforderung.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Musters aus einem elektrisch leitenden Polymer ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A-399299 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Gemisch aus einem konjugierten Polymer, wie Polyanilin, einem strahlungsempfindlichen Oniumsalz und einem Lösungsmittel auf einer Substratoberfläche angebracht. Nach Erhitzung wird die Substratoberfläche mustermäßig mit beispielsweise UV-Licht bestrahlt und abermals erhitzt. Ein Beispiel eines Oniumsalzes ist beispielsweise Triphenylsulfoniumhexafluoroantimonat. Durch Bestrahlung erzeugt das Oniumsalz freie Säure, die das Polymer unter Bildung eines leitenden Polymers mit negativen Ionen als Gegenionen protoniert. Das bekannte Verfahren ist ein positiver Prozeß; die belichteten Teile der Polymerschicht werden elektrisch leitend, während die nicht-belichteten Teile nach wie vor elektrisch nicht-leitend sind. Die nicht-belichteten Teile werden durch Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt.
  • Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist, daß die spezifische Leitfähigkeit des gebildeten leitenden Polymers zu niedrig ist um als Verbindungsspuren in elektrischen Schaltungsanordnungen verwendet zu werden. Die erwähnten maximalen Leitfähigkeiten betragen 0,01-0,1 S/cm. Diese spezifische Leitfähigkeit ist ebenfalls zu niedrig um Polymerschichten zum Herstellen von Printplatten mit einer üblichen geringen Schichtdicke gewünschtenfalls galvanisch mit einer Metallschicht aus beispielsweise Kupfer anwachsen zu lassen.
  • Es ist u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren zu schaffen zum herstellen eines elektrisch leitenden Polymermusters, wobei dieses Verfahren ein negativer prozeß ist, wobei die spezifische Leitfähigkeit der leitenden Teile des Polymermusters über 0,1 S/cm beträgt und die spezifische Leitfähigkeit der übrigen ("nicht-leitenden") Teile des Polymermusters um mindestens einen Faktor 104 niedriger liegt und wobei das leitende Polymermuster auf galvanischem Weg mit einer Metallschicht verstärkt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung erfüllt durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, wobei dieses Verfahren das Kennzeichen aufweist, daß die Lösung zugleich ein Oxidationsmittel und eine Base aufweist und daß in den nichtbelichteten Teilen leitendes Polymer und in den belichteten Teilen nicht-leitendes Polymer gebildet wird. In diesem Zusammenhang wird unter nicht-leitendem Polymer ein Polymer verstanden, dessen speizifische Leitfähigkeit um mindestens einen Faktor 104 niedriger liegt als die spezifische Leitfähigkeit des leitenden Polymers. Durch das Vorhandensein eines Oxidationsmittels werden die spezifischen Leitfähigkeiten der gebildeten Polymere höher als ohne Verwendung eines Oxidationsmittels. Lösungen, die Monomere oder nicht-dotierte Oligomere oder Polymere enthalten und außerdem zur Dotierung verwendete typische Oxidationsmittel, wie Fe(III)-Salze, sind jedoch unstabil. Beim Mischen der genannten Bestandteile werden in der Lösung instantan dotierte Polymere gebildet, wodurch die Bildung eines leitenden Polymermusters auf einem Substrat unmöglich geworden ist. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Reaktionsgeschwindigkeit der Polymerisationsreaktion und/oder der Dotierungsreaktion durch Hinzufügung geringer Mengen einer Base zu der Lösung verringert wird. Je nach der Konzentration der Base kann die Reaktion bei Raumtemperatur völlig unterdrückt werden. Bei einer zweckmäßigen Basenkonzentration können Lösungen, in denen die Monomere, Oligomere oder Polymere und ein geeignetes Oxidationsmittel vorhanden sind, wenigstens bei Raumtemperatur während etwa 12 Stunden stabil sein; es findet keine Polymerisation statt. Mit diesen stabilen Lösungen lassen sich auf einem Substrat in beispielsweise einem Schleuderbedeckungsverfahren dünne Schichten anbringen. Nach Erhitzung der Schicht wird ein elektrisch leitendes Polymer gebildet. Wenn die schleuderbedeckte Schicht aus Monomeren oder Oligomeren vor der Erhitzung beispielsweise UV-Licht ausgesetzt wird, wird nach der Erhitzung überraschenderweise ein nicht-leitendes Polymer gebildet. Bei teilweiser Belichtung der schleuderbedeckten Schicht entsteht nach Erhitzung leitendes Polymer in den nicht-belichteten Gebieten und nicht-leitendes Polymer in den belichteten Gebieten (d. h. eine spezifische Leitfähigkeit um mindestens einen Faktor 104 niedriger) in den belichteten Gebieten. Mustermäßige Belichtung über beispielsweise eine Maske ergibt nach diesem Verfahren leitende Polymermuster in den nicht-belichteten Gebieten nebst Gebieten aus isolierendem Polymer in den belichteten Gebieten. Der auf diese Weise durchgeführte Prozeß ist dadurch ein negativer Prozeß: die belichteten Gebiete werden nicht-leitend. Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen leitenden Polymer musters ist keine einzelne Photoresistschicht erforderlich, wie bei anderen bekannten Verfahren. Weil die leitenden und nicht-leitenden Gebiete der Polymerschicht in einer Ebene liegen ist für die weitere Abarbeitung beispielsweise einer elektronischen Schaltungsanordnung keine weitere Glättungsschicht erforderlich.
  • Geeignete Monomere für das erfindungsgemäße Verfahren sind aromatische Verbindungen, wie Anilin und heterozyklische Verbindungen, wie beispielsweise Pyrrol, Furan und Thiophen. Die Monomere können zur Steigerung der Löslichkeit und zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit beispielsweise durch Alkyl- oder Alkoxygruppen ersetzt sein. Ein Beispiel einer derartigen Verbindung ist beispielsweise 3- Dodecylthiophen. Geeignete Oligomere sind beispielsweise Terthiophen und α,α'- gekoppeltes Undecathiophen, substituiert mit vier Dodecyl-Nebenketten, in der Literatur bezeichnet als T&sub1;&sub2;d&sub4;(2, 5, 8, 11), d. h. 12 Thiophenringe (T&sub1;&sub2;) mit 4 Dedecyl-Seitenketten (d&sub4;) an den Ringen 2, 5, 8 und 11. Oligomere von Thiophen sind leichter dotierbar als Thiophen selber. Geeignete Polymere für das erfindungsgemäße Verfahren sind beispielsweise ggf. substituiertes Polyanilin und Polythiophen.
  • Geeignete Oxidationsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren sind beispielsweise lösliche Fe(III)-Salze, wie Tris(toluolsulfonat)Fe(III), Cu(II)-Salze, wie Cu(BF&sub4;)&sub2;, Ce(IV) und Cr(III)-Salze. Ein geeignetes organisches Oxidationsmittel ist beispielsweise 2,3-Dichloro-5,6-dizyanoparabenzochinon (DDQ). Die Wahl des Oxidationsmittels ist abhängig von dem Redoxpotential des verwendeten Monomers, Oligomers bzw. Polymers. Damit die Polymerisations/Dotierungsreaktion bei Raumtemperatur untedrückt werden kann, dürfen die Redoxpotentiale des Oxidationsmittels und des Monomers, Oligomers bzw. Polymers nicht weit auseinander liegen.
  • Geeignete lösliche Basen für dieses Verfahren sind beispielsweise Imidazol, Dizyklohexylamin und 1,8-Diazabizyklo[5.4.0]undec-7-en (DBU).
  • Eine geeignete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Kennzeichen auf, daß als Monomer 3,4-Äthylendioxythiophen verwendet wird. Eine Lösung von 3,4-Äthylendioxythiophen (EDOT), einer geeigneten Menge Base und eines FE(III)-Salzes als Oxidationsmittel ist bei Raumtemperatur stabil. Im Schleuderbedeckungsverfahren kann eine Schicht dieser Lösung auf einem Substrat angebracht werden. Durch Erhitzung auf etwa 110ºC kommt die Polymerisationsreak tion auf Gang, wodurch in den nicht-belichteten Gebieten ein leitendes Polymer gebildet wird mit einer hohen spezifischen Leitfähigkeit von 300 S/cm und wodurch nicht-leitendes Polymer (spezifische Leitfähigkeit 10&supmin;³ S/cm) in den mit tiefem UV- Licht belichteten Gebieten gebildet wird. Nach Belichtung und Erhitzung der Schicht, wird die Schicht extrahiert mit beispielsweise Methanol oder 1-Butanol. Durch diese Extraktion wird das reduzierte Oxidationsmittel, beispielsweise das gebildete Fe(II)- Salz aus der Schicht entfernt.
  • Die genannte Leitfähigkeit und die Leitfähigkeitsdifferenz belichteter und nichtbelichteter Gebiete um einen Faktor von mindestens 104 reichen zum Gebrauch als Verbindungsspuren und zur einfachen galvanischen Verstärkung mit einer Metallschicht. Schichten aus leitendem Poly-3,4-Äthylendioxythiophen sind stabil bei Belichtung mit UV-Licht (λ > 300 nm). Die Temperaturstabilität dieses leitenden Polymers ist um viele Male besser als andere bekannte leitende Polymere. Außerdem absorbiert dieses leitende Polymer kaum sichtbares Licht, wodurch dieses Polymer als transparenter Leiter geeignet ist. Die Äthylengruppe von EDOT kann mit den obengenannten Alkyl- oder Alkoxygruppen substituiert werden. Auch Oligomere von EDOT, ggf. substituiert, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, wie das Tetramer von EDOT-C&sub6;H&sub1;&sub3;.
  • Die spezifische Leitfähigkeit des leitenden Polymermusters und die Leitfähigkeitsdifferenz zwischen belichteten und nicht-belichteten Gebieten um einen Faktor von mindestens 104 sind derart, daß dieses Muster in einem galvanischen Bad mit einer Matellschicht angewachsen werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dadurch durchaus zum Herstellen von Metallspuren auf isolierenden Substratoberflächen, wie Prinplatten. Die anzubringende Metallschicht kann beispielsweise aus Silber, Kupfer, Nickel oder Chrom sein. Dazu können die handelsüblichen galvanischen Bäder einfacher Zusammensetzung benutzt werden. Dadurch wird die Verwendung stromloser Metallisierungsbäder umgangen. Stromlose Metallisierungsbäder weisen den Nachteil auf, daß teure Edelmetalle (oft Palladium) erforderlich sind zum Aktivieren der Substratoberfläche und daß die üblichen Metallisierungsbäder leicht unstabil werden. Außerdem werden oft giftige Reduktionsmittel in den Bädern verwendet, wie Formaldehyd. Ein weiterer Nachteil der handelsüblichen stromlosen Me thoden ist, daß die Aktivierung nicht selektiv ist, wodurch die abgelagerte einheitliche Metallschicht hinterher auf photolithographischem Weg und durch eine chemische Ätzbehandlung gemustert werden soll, was ein aufwendiges Verfahren ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auf einfache Weise auf galvanischem Weg leitende Metallmuster aus beispielsweise Kupfe auf einem elektrisch isolierenden Substrat angebracht werden. Als Substrat können Kunststoffe, Glas, Quarz und Keramik verwendet werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 die Strukturformel von 3,4-Äthylendioxythiophen (EDOT),
  • Fig. 2 die Strukturformel des Tetramers von EDOT-C&sub6;H&sub1;&sub3;, und
  • Fig. 3 die Formel von Imidazol.
  • Ausführungsbeispiel 1.
  • 0,35 mmol 3,4-Äthylendioxythiophen (EDOT, Lieferant Bayer AG, Formel siehe Fig. 1) werden mit einer Lösung von 0,81 mmol Tris(toluolsulfonat)- Fe(III) und 0,25 mmol Imidazol (Formel siehe Fig. 3) in 1,5 g 1-Butanol gemischt. Die erhaltene Lösung ist bei Raumtemperatur etwa 12 Stunden lang stabil. Nach Filtrierung durch ein 0,5 um Filter wird die Lösung im Schleuderbedeckungsverfahren auf einem Siliziumsubstrat angebracht. Die erhaltene Schicht wird 3 Minuten lang bei 50ºC getrocknet. Die getrocknete Schicht wird über eine Maske mustermäßig mit UV- Licht belichtet (&lambda; < 300 nm) mit Hilfe einer Hg-Lampe und danach 1 Minute lang auf 110ºC erhitzt. Nach Abkühlung wird das gebildete Fe(II)-Salz aus der Schicht mit Hilfe von 1-Butanol extrahiert. Nach Extraktion beträgt die mittlere Schichtdicke 650 Å. Die nicht-belichteten Teile der Schicht bilden ein Spurenmuster mit einer Spurbreite bis 1 um und enthalten elektrisch leitende Poly-3,4-Äthylendioxythiophen mit einer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von 300 S/cm. Die belichteten Teile der Schicht enthalten ein nicht-leitendes Polymer mit einer spezifischen Leitfähigkeit von nur 10&supmin;²-10&supmin;&sup4; S/cm. Diese Ausführungsform des Verfahrens ist also ein negativer Prozeß.
  • Das leitende sowie das nicht-leitende Polymer sind transparent für sichtbares Licht; diese Ausführungsform der Erfindung liefert also transparente Leiter. An Ort und Stelle dotiertes leitendes Polymer wird von Gebieten nicht-leitenden Polymers umgeben, wodurch weitere Glättungsschritte überflüssig sind. Die leitenden Muster sind in UV-Licht (&lambda; > 300 nm) stabil und sind außerdem thermisch stabiler als die bisher bekannten leitenden Polymere. Nach 3 stundiger Erhitzung bei 100ºC ist die spezifische Leitfähigkeit 200 S/cm, während bei Erhitzung während derselben Zeit bei 150ºC die spezifische Leitfähigkeit nur bis auf 50 S/cm gesunken ist. Das leitende Polymer beispielsweise des Thiophen-oligomers T&sub1;&sub2; ist bereits nach 1 Minute Erhitzung auf 110ºC völlig ent-dotiert.
  • Ausführungsbeispiel 2.
  • Es wird eine Lösung zubereitet, bestehend aus 0,055 mmol des Tetramers von EDOT-C&sub6;H&sub1;&sub3; (Formel siehe Fig. 2), 0,037 mmol 1,4-Benzochinon, 0,163 mmol Ortho-Nitrobenzyltosylat in 1,5 g Tetrahydrofuran. Die Lösung wird im Schleuderverfahren auf einem Substrat angebracht und 1 Minute lang beio 90ºC getrocknet. Die Schicht wird mit einem UV-Licht (&lambda;< 300 nm) mustermäßig belichtet. Nach 2 minutiger Erhitzung bei 140ºC beträgt die spezifische Leitfähigkeit der nicht-belichteten Gebiete 10 5/cm, während die belichteten Gebiete nach wie vor elektrisch isolierend sind (Widerstand > 10&sup9;; spezifische Leitfähigkeit 10&supmin;&sup5; 5/cm). Leitende Polymermuster mit einer Linienbreite von S um sind nach diesem Verfahren erzielbar.
  • Ausführungsbeispiel 3.
  • Es wird eine Lösung zubereitet, bestehend aus 0,35 mmol 3,4- Äthylendioxythiophen, 0,25 mmol Imidazol und 0,81 mmol Tris(toluolsulfonat)Fe(III) in 1,5 g 1-Butanol. Nach Filtrierung über ein 0,5 um Filter wird die Lösung im Schleuderverfahren auf einem geperlten PMMA (Polymethylmethacrylat) Substrat angebracht. Die erhaltene Schicht hat eine Dicke von etwa 1 um. Teile der Schicht werden mit einem Tief-UV-Licht (&lambda; < 300 nm) belichtet. Danach wird die Schicht durch Erhitzung auf 110ºC während einer Minite zu 3,4-Äthylendioxythiophen polymerisiert. Nach Abkühlung wird die Schicht mit 1-Butanol extrahiert, wodurch die Schichtdicke auf 700-1000 Å abnimmt. Die nicht-belichteten Teile der Schicht haben einen Widerstand von 0,4 kOhm/. Die belichteten Teile der Schicht haben eine um mindestens 10&sup4; niedrigere Leitfähigkeit. Die Schicht wird danach bei Raumtemperatur in einem wässerigen Kupferbad, das 0,5 molares CuSO&sub4; und 0,5 molares H&sub2;SO&sub4; enthält, verkupfert. Die Stromdichte beträgt 0,1 A/cm. Kupfer wird nur auf den leitendenen (also nicht-belichteten) Teilen der Polymerschicht abgelagert. Die Haftung der Kupferschicht an der Polymerschicht ist ausgezeichnet.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich in einer Polymerschicht leitende Polymermuster herstellen, wobei die spezifische Leitfähigkeit der leitenden Teile des Polymermusters mindestens 0,1 S/cm beträgt und außerdem ein Faktor 10&sup4; höher ist als die spezifische Leitfähigkeit der nicht-leitenden Teile. Nach der Erfindung kann auf galvanischem Weg das leitende Polymermuster unter Bildung eines entsprechenden Metallmusters mit einer Metallschicht versehen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dadurch insbesondere zur additiven Herstellung von Metallmustern und bildet dadurch eine günstige alternative Form stromloser Metallisierung.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Musters aus einem elektrisch leitenden Polymer auf einer Substratoberfläche, wobei eine Lösung, aus der das leitende Polymer gebildet wird, als Flüssigkeitsschicht auf der Substratoberfläche angebracht wird, wonach die Flüssigkeitsschicht getrocknet und danach mustermäßig belichtet und daraufhin unter Bildung des Musters aus elektrisch leitendem Polymer erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zugleich ein Oxidationsmittel und eine Base aufweist und daß in den nicht-belichteten Teilen leitendes Polymer und in den belichteten Teilen nicht-leitendes Polymer gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Poly-3,4- Äthylendioxythiophen verwendet wird als das Polymer, das aus 3,4-Äthylendioxythiophenmonomeren in der Lösung hervorgeht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel ein Fe(III)-Salz verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Base Imidazol verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anbringen einer Metallschicht auf dem leitenden Polymermuster ein Metallisierungsbad verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer, Silber, Nickel oder Chrom als Metallschicht verwendet wird.
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5549851A (en) * 1994-01-25 1996-08-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Conductive polymer composition
DE19507413A1 (de) * 1994-05-06 1995-11-09 Bayer Ag Leitfähige Beschichtungen
US6022669A (en) * 1995-05-02 2000-02-08 Symetrix Corporation Method of fabricating an integrated circuit using self-patterned thin films
DE19524132A1 (de) * 1995-07-03 1997-01-09 Bayer Ag Kratzfeste leitfähige Beschichtungen
WO1997018944A1 (en) * 1995-11-22 1997-05-29 The Government Of The United States Of America, Represented By The Secretary Of The Navy Patterned conducting polymer surfaces and process for preparing the same and devices containing the same
JP4509228B2 (ja) 1997-08-22 2010-07-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 有機材料から成る電界効果トランジスタ及びその製造方法
AU733522B2 (en) 1998-01-28 2001-05-17 Thin Film Electronics Asa A method for generating electrical conducting and/or semiconducting structures in three dimensions, a method for erasing the same structures and an electric field generator/modulator for use with the method for generating
DE19841804A1 (de) * 1998-09-12 2000-03-16 Bayer Ag Leiterbahnen aus Polyalkylendioxythiophen
WO2001020691A1 (en) 1999-09-10 2001-03-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Conductive structure based on poly-3,4-alkenedioxythiophene (pedot) and polystyrenesulfonic acid (pss)
EP1085319B1 (de) * 1999-09-13 2005-06-01 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Vorrichtung auf Basis von organischem Material zur Erfassung eines Probenanalyts
TW525402B (en) 2001-01-18 2003-03-21 Semiconductor Energy Lab Process for producing a light emitting device
US6720198B2 (en) * 2001-02-19 2004-04-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and manufacturing method thereof
SG143946A1 (en) 2001-02-19 2008-07-29 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and method of manufacturing the same
DE10124631C1 (de) * 2001-05-18 2002-11-21 Atotech Deutschland Gmbh Verfahren zum direkten elektrolytischen Metallisieren von elektrisch nichtleiteitenden Substratoberflächen
JP2003046257A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Toppan Forms Co Ltd 導電性高分子を用いた多層回路を備えたプリント配線紙
US6649327B2 (en) * 2001-10-25 2003-11-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of patterning electrically conductive polymers
US7695875B2 (en) * 2002-02-05 2010-04-13 Koninklijke Philips Electronics Photo-sensitive composition
SG130013A1 (en) * 2002-07-25 2007-03-20 Semiconductor Energy Lab Method of fabricating light emitting device
US7118836B2 (en) * 2002-08-22 2006-10-10 Agfa Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
US7026079B2 (en) * 2002-08-22 2006-04-11 Agfa Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
AU2002333685A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-11 Agfa-Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer
WO2004026002A1 (en) * 2002-09-11 2004-03-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting apparatus and fabrication method of the same
DE10244197A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-08 Infineon Technologies Ag Zusammensetzung, die eine elektrisch leitfähige Lackschicht bildet und ein Verfahren zur Strukturierung eines Fotoresists unter Verwendung der Lackschicht
US8062734B2 (en) * 2003-04-28 2011-11-22 Eastman Kodak Company Article comprising conductive conduit channels
DE10324533A1 (de) * 2003-05-28 2004-12-16 H.C. Starck Gmbh Stabile Lösungen von organischen halbleitenden Verbindungen
FR2858222A1 (fr) * 2003-07-16 2005-02-04 Oreal Composition comprenant un polymere conducteur et un agent oxydant,procede de deformation permanente la mettant en oeuvre
US7083885B2 (en) * 2003-09-23 2006-08-01 Eastman Kodak Company Transparent invisible conductive grid
US7320813B2 (en) * 2003-12-15 2008-01-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Synthesis of highly conducting and transparent thin polymer films
US7449758B2 (en) * 2004-08-17 2008-11-11 California Institute Of Technology Polymeric piezoresistive sensors
JP2006185673A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Fujikura Ltd 電子デバイスの製造方法
JP2006185675A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Fujikura Ltd 電子デバイスおよびその製造方法
JP4583917B2 (ja) * 2004-12-27 2010-11-17 株式会社フジクラ 電子デバイスの製造方法および透明導電回路基板の製造方法
WO2006070801A1 (ja) 2004-12-27 2006-07-06 Fujikura Ltd. 電子デバイスおよびその製造方法
JP2008532206A (ja) * 2004-12-30 2008-08-14 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 照射を使用するデバイスのパターニング
JP5241997B2 (ja) * 2005-03-08 2013-07-17 信越ポリマー株式会社 導電性高分子溶液および導電性塗膜
WO2006103605A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing an electrophoretic display device and an electrophoretic display device
KR100608533B1 (ko) 2005-05-13 2006-08-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 전기 전도성이 우수한 고분자 수지 및 그 제조방법
ES2272172B1 (es) * 2005-07-29 2008-04-01 Consejo Superior Investig. Cientificas Procedimiento para la obtencion de patrones en un sustrato organico conductor y material de naturaleza organica asi obtenido.
US7888427B2 (en) * 2005-08-01 2011-02-15 Plextronics, Inc. Latent doping of conducting polymers
US20070085061A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Elder Delwin L Conductivity enhancement of conductive polymers by solvent exposure
GB0523437D0 (en) 2005-11-17 2005-12-28 Imp College Innovations Ltd A method of patterning a thin film
KR101465929B1 (ko) * 2006-09-29 2014-11-26 쯔루미소다 가부시끼가이샤 도전성 고분자용 에칭액 및 도전성 고분자를 패터닝하는 방법
US8066840B2 (en) * 2007-01-22 2011-11-29 Solopower, Inc. Finger pattern formation for thin film solar cells
CN101883811B (zh) * 2007-12-07 2013-04-24 爱克发-格法特公司 对日光暴露的稳定性得到改进的层配置
EP2224795A1 (de) * 2009-02-26 2010-09-01 ZYRUS Beteiligungsgesellschaft mbH & Co. Patente I KG Verfahren zur Herstellung einer Metallstruktur auf einem Substrat
KR20130030494A (ko) * 2011-09-19 2013-03-27 삼성전기주식회사 도금패턴 및 그 제조방법
EP2602357A1 (de) 2011-12-05 2013-06-12 Atotech Deutschland GmbH Neuartiges Haftmittel zur Metallisierung von Substratoberflächen
EP2644744A1 (de) 2012-03-29 2013-10-02 Atotech Deutschland GmbH Verfahren zur Förderung der Haftung zwischen dielektrischen Substraten und Metallschichten
KR101294229B1 (ko) * 2012-12-10 2013-08-07 와이엠티 주식회사 인쇄회로기판의 쓰루 홀 또는 비아 홀 내벽에 전도성폴리머층을 형성하는 방법
US8709194B1 (en) * 2013-02-25 2014-04-29 Eastman Kodak Company Assembling an electrode device
WO2015062068A1 (zh) * 2013-11-01 2015-05-07 深圳市海富莱电子有限公司 一种形成导电功能图案的图形化方法与应用
DE102015103651B4 (de) * 2015-03-12 2017-11-16 Osram Oled Gmbh Verfahren zur Herstellung von elektrisch leitenden Strukturen und organische Leuchtdiode
WO2016148249A1 (ja) * 2015-03-17 2016-09-22 国立大学法人東北大学 電極素子及び電極の生産方法、並びに、当該電極を用いる測定システムの作製
WO2017092923A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Mycronic AB Method and system for manufacturing a workpiece using a polymer layer
US20240254317A1 (en) * 2021-05-31 2024-08-01 Tayca Corporation Dopant solution for conductive polymer, monomer liquid for producing conductive polymer, conductive composition and method for producing same, and electrolytic capacitor and method for producing same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306443A (en) * 1989-03-27 1994-04-26 Nippon Soda Co., Ltd. Method for the preparation of conductive polymer film
US5198153A (en) * 1989-05-26 1993-03-30 International Business Machines Corporation Electrically conductive polymeric

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Publication number Publication date
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JPH06318775A (ja) 1994-11-15
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DE69413436D1 (de) 1998-10-29
US5447824A (en) 1995-09-05

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