JP2002522890A - 光電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電子部品およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 電気的連結のための、第１の電極（３０２）並びに第２の電極（３０２）、及び電極間に光電子的に活性な物質（３０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１００４）を含む少なくとも１つの画素を含む光電子部品であって、前記光電子的に活性な物質は、光電子特性に影響を与える物質が化学的に付加されたハイブリッドゾル−ゲルガラスである。この部品は、第１の電極上に光電子的に活性なハイブリッドゾル−ゲルを塗布する工程と、照射によりハイブリッドゾル−ゲルを硬化する工程、および光電子的に活性なハイブリッドゾル−ゲルガラス（３０４）上に第２の電極を形成する工程により製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、電磁波と相互作用を及ぼし合う部品、およびそのような部品の製造
方法に関する。本発明の装置は、特に、光を発し、および検出する有機半導体装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

有機発光微細画素からなり、ゾル−ゲルガラス材料を用いる発光ダイオード（
ＬＥＤ）構造は、低電圧で動作し、種々の光波長を採用する、軽量な、効率のよ
い装置および部品を製造するために使用することが出来る。有機電気発光部品は
、典型的には、２つの電極の間に位置する半導体膜の積層構造に基づいている。
周知のように、そのような膜は、電磁波を発するようにされ得る、様々な半導体
有機材料から製造され得る。有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）の製造に使用され得
る半導体有機材料は、ポリマーおよび分子を含み、そこでは、分子軌道の構造が
、電子をより高い励起状態に励起することを可能とし、それは、その後、電磁波
の形で放電される。

【０００３】 半導体有機材料としては、芳香基を含む幾つかの化合物、および無機イオンと
の錯体、例えば、トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ
３）、トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）ユーロピウム（Ｅｕｑ３）、トリ
ス−（８−ヒドロキシキノリナト）ガリウム（Ｇａｑ３）、Ｎ−Ｎ’−ジフェニ
ル−Ｎ−Ｎ−ビス−（３−メチルフェニル）１，１’−ビスフェニル−４，４−
ジアミン（ＴＰＤ）、５，６，１１，１２−テトラフェニレン−ナフタセン（ル
ブレン）、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン
（ＰＰＣＰ）、２−（−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３
，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、トリス（ｐ−トチル）アモン（ＴＴＡ）等
がある。

【０００４】 ＯＬＥＤの製造に適切なポリマーとして、ポリ［２−メトキシー５−（２−エ
チルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン（ＭＥＨ＋ＰＰＶ）、ポリ
（３−アルキルチオフェン）（Ｐ３ＡＴ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）
、ポリ（シアンフタリリデン）（ＰＣＰ）、ポリ［ｐ−フェニレン−２，６−ベ
ンゾビス（オキサゾール）］（ＰＢＯ）、ポリ［（１−ドデシルオキシ−４−メ
チル−１，３−フェニレン−（２，５−テルチエニレン）（ｍＰＴＴｈ）、ポリ
アセチレン（ＰＡ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリチオフェン（ＰＴ）、ポ
リピロール（Ｐｐｈ）等のような、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）およ
びその誘導体がある。

【０００５】 分子軌道の構造が化合物の励起および電磁波の形で励起状態の放出を可能とす
る他の型の化合物は、ＯＬＥＤの製造に用いることが出来る。そのような化合物
の例として、フレーレン（Ｃ６０）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等がある。

【０００６】 一般に使用される光電子的に活性な半導体分子は、ＴＰＤおよびＡｌｑ３であ
り、分子間の結合は、電気発光に基づくＬＥＤとして動作する。従来技術の画素
ＬＥＤは、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような、ガラス基板上に位
置する電極上の画素のための位置に、電極が気相または液相の形でゾル−ゲルガ
ラスにより被覆されるように、最初にゾル−ゲルガラスから形成することにより
製造される。ゾル−ゲルガラスは、その後、安定化されおよび／または硬化され
、ガラスが画素を除く全電極を覆うように、その最終形態にされる。画素に設け
られ、ゾル−ゲルガラスに囲まれた、典型的にはミクロンオーダーの深さを有す
る空の凹部には、ＴＰＤとＡｌｑ３の間の結合のような、半導体物質の結合が形
成されている。その後、典型的には気相で、全面または半導体結合を含む少なく
とも画素に、第２の電極が成長される。この第２の電極は、必要ならば基板に支
持されてもいる。そのような部品は、例えば、本明細書の一部をなす、Organic
light emitting micro-pixels on hybrid sol-gel glass arrays, by Rantala e
t al (Proceedings of Finish Optics Days p 42, 1998, ISBN 951-42-4944-5)
に記載されている。制御バイアス電圧が電極に印加されると、好ましくは低い仕
事関数を有する第１の電極から電子が注入され、好ましくは高い仕事関数を有す
る第２の電極から正孔が注入される。電子および正孔が再結合するとき、発光材
料として使用された有機半導体は、励起された状態に移行し、それが放出される
ときに電磁波を発する。このように、ＬＥＤはＴＰＤおよびＡｌｑ３分子のよう
な使用された有機半導体材料により決定された波長を発し、この波長は通常、電
磁波の光帯域、即ち、紫外−可視光−赤外域にある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

従来技術の装置の問題は、部品の弱い安定性であり、それは、例えば電極材料
の弱い接着性から生ずる。他の問題は、複雑な製造プロセスである。

【０００８】 本発明の目的は、上述の問題を避ける部品およびその製造方法を提供すること
にある。これは、電気的カップリングのための第１および第２の電極、および電
極間の光電子的に活性な物質を含む光電子部品により達成される。本発明の部品
において、光電子的に活性な物質は、光電子特性に影響を与える物質および感放
射性ポリマー物質が化学的に付加されたハイブリッドゾル−ゲルであり、光電子
的に活性な物質は、ＵＶ線、Ｘ線、電子線、および化学的処理を用いて硬化され
、パターン化される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この問題は、少なくとも第１の電極並びに第２の電極、及び電極間に光電子的
に活性な物質を用いる、光電子部品を製造する方法により解決され得る。本発明
の製造方法は、光電子特性に影響を与える物質および感放射性ポリマー物質をゾ
ル−ゲルに化学的に付加することにより、光電子的に活性な物質を製造する工程
−このようにしてゾル−ゲルはハイブリッドゾル−ゲルに変換される‐と、前記
第１の電極上に光電子的に活性なハイブリッドゾル−ゲルを塗布する工程と、Ｕ
Ｖ線、Ｘ線、電子線、および化学的処理の少なくとも１つを用いて、前記ハイブ
リッドゾル−ゲルを硬化する工程、および前記光電子的に活性なハイブリッドゾ
ル−ゲル上に前記第２の電極を形成する工程を具備する。

【００１０】 本発明の部品およびその製造方法は、幾つかの利点を有する。このプロセスは
、経済的で制御し易い公知の製造技術のみに基づくため、簡単である。例えば、
金属の表面に常に酸化物が形成され、それらはゾル−ゲル物質中に強固な結合を
形成する。そのため、部品は安定であり、耐久性がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】

本発明の装置は、有機物質に基づくＬＥＤおよびダイオード型検出器に特に適
切であるが、しかし、それらに限定されるものではない。本発明の発光部品は、
例えば時計、テレビジョン、モバイルホーン、カメラに用いられる様々なディス
プレイ（透明ディスプレイもまた）に、および産業における品質管理に適用する
ことが出来る。

【００１２】 ここで、本発明の装置がベースとするゾル−ゲル物質について、より詳細に説
明する。ゾル−ゲル物質は、ゼラチン化されて連続液相（ゲル）を形成する、コ
ロイド懸濁液（ゾル）を製造することにより得られた無機ネットワークを含む。
そのようなコロイドの合成に有用な出発物質は、様々な反応性配位子により囲ま
れた金属またはメタロイドを含む。金属アルコキシドは、水と容易に反応するの
で広く用いられている。最も一般的に用いられる金属アルコキシドとしては、テ
トラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）およびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）のよ
うなアルコキシシランがある。アルミネート、チタネート、ボーレート、ゲルマ
ニウムアルコキシド、およびジルコニウムアルコキシド、およびその組合せのよ
うな他のアルコキシドもまた、用いることが出来る。二酸化珪素は、本発明にお
いて有利なキャリア物質である。

【００１３】 本発明では、ホトリソグラフィーに供され得る感光性ゾル−ゲル物質は、本発
明に従って、選択された金属アルコキシドまたはメタロイドまたはその混合物お
よび不飽和有機ポリマーの加水分解および縮合により製造される。このことは、
本明細書の一部をなす「Passive and Active Sol-Gel Materials and Devices b
y Andrews, M. P. et al. in SPIE vol. CR68, SOL-GEL and Polymer Photonic
Devices, Najafi. S. I., and Andrews, M. P. (eds.), pp. 253-285(1997)」に
記載されている。有機ポリマーは、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
のような、光により架橋され得る他の適切な材料と置換することが出来る。得ら
れたハイブリッド物質に対し、水素結合、ファンデルワールス力、共有結合、ま
たは適切な窒素原子のような適切な結合分子または原子のような化学結合により
、有機半導体物質が結合される。ハイブリッド物質への有機半導体物質の結合は
、電子と正孔が物質の結合部だけでなくハイブリッド物質全体において結合する
ので、かなり大きな再結合を可能とする。より低い電流密度で十分な発光が得ら
れるので、このことは特に高い量子効率、および装置のより長い有効寿命をもた
らす。

【００１４】 一方、周囲のハイブリッド物質は、感受性の高い有機半導体物質を湿度や酸化
から保護する。光活性半導体物質が化学的無機物質フレームに結合するとき、こ
の物質は再結晶に対し非常に安定であろう。更に、ハイブリッド物質は、種々の
物質、特に金属中への拡散を非常に効果的に妨げることが知られている。このよ
うに、ハイブリッドゾル−ゲルフレームは、拡散を妨げる。

【００１５】 本発明に使用されたハイブリッドゾル−ゲル技術は、通常の有機ＬＥＤに対す
るかなりの他の利点を有している。即ち、このプロセスは、通常のリソグラフィ
ープロセスに充分に匹敵する。そのため、大量生産に適切でもあり、微細ＬＥＤ
画素の製造を可能とする。微細画素化は、個々の発光領域の分離を可能とし、そ
のため、マトリックス構造の製造は、容易となる。その後、マトリックス構造は
、現在使用されている液晶ディスプレイとディスプレイ発光との組合せに替わる
高解像度ディスプレイを製造するために使用され得る。

【００１６】 発光する光の波長は、マトリックス画素に使用される物質の選択により調整す
ることが出来、カラーマトリックスディスプレイは、このようにして可能である
。マトリックス構造はまた、マトリックスの個々のそれぞれの画素が分離された
ユニットとして動作するので、装置をより信頼性の高いものとする。そのため、
典型的には有機ＬＥＤが欠陥品となるときに生ずる融合鎖反応は、装置の全体構
造では生じず、個々の微細画素に限定され、一方、マトリックスの他の部分は損
傷しないままである。そのような反応では、分解が物質内で連鎖反応のように波
及するように、活性分子の分解は、活性分子を破壊するラジカルを形成する。単
一の微細画素の破壊により生ずる損傷は、裸眼では検出することが出来ない。同
じことは、検出器の構造にあてはまる。

【００１７】 ハイブリッド物質はドープされ得るので、即ち、様々な所望の分子がそれに添
加され得るので、白色光を含む所望の色の光を発する組合せを得るために、マト
リックスに、様々な波長の光を発する有機半導体分子を添加することも可能であ
る。画素を囲む受動ハイブリッド物質は、ガラスに似ており、そのため透明であ
る。画素から発する光は受動領域を伝搬することが出来、それは光の拡散を生じ
、そのため、バックライトを提供するために別の拡散手段は必要ではない。それ
に対応して、受動領域は、クロストークが生じず、かつ光の拡散効果が検出され
得ないように、不透明とされるか、または充分に広くされ得る。

【００１８】 微細画素を製造するプロセスは、有機半導体がドープされたハイブリッド物質
が半導体電極物質上に、または、それに対応して金属電極上に、低温（０〜２０
０℃）で成長される、通常のホトリソグラフィープロセスに基づいている。所望
のパターンは、ＵＶ光およびコンタクトマスクを用いてハイブリッド物質上でエ
ッチングされ、その後、電極物質の１つが１つの電極として加えられる。他の透
明電極は、ＩＴＯまたはハイブリッドゾル−ゲル物質により構成することが出来
る。

【００１９】 ハイブリッド物質の拡散防止特性および化学的、熱的および機械的ストレスの
高い許容度により、ゾル−ゲル物質上に成長された電極は、ホトリソグラフィー
、化学的および／またはドライエッチング技術等によりパターン化され得る。こ
のように、ここの画素が別々のユニットとして制御され得る配線を形成すること
が可能であり、それによって能動ディスプレイ構造が生成される。配線密度を減
少させるために、発光物質を成長させる前に、対向電極をパターン化することも
出来る。

【００２０】 有機ダイオードの光電子的活性物質が、例えば図１Ａ〜１Ｃを参照して以下に
説明される。図１Ａは、６つのベンゼン環１００を含むＴＰＤを示す。鎖の端部
に位置するベンゼン環の対は、窒素原子（Ｎ）により鎖に結合されている。ＴＰ
Ｄ分子の反応部は、ＣＨ_３ 基からなる。

【００２１】 図１Ｂは、窒素および酸素結合（Ｎ，Ｏ）によりアルミニウム（Ａｌ）に結合
された３つのキノリン分子を含むＡｌｑ３を示す。Ａｌｑ３ｈａ，ＯＬＥＤ部品
において、電子キャリアとして動作する。

【００２２】 図１Ｃは、無機および有機成分を含むハイブリッドゾル−ゲル物質を示す。無
機キャリア物質は、例えば、二酸化物形のＳｉであり、有機物質は、 ポリマー１０２および／または上述の半導体有機物質１０４であり、それは二酸
化珪素の４つの酸素結合の２つを置換している。このように、ゾル−ゲル物質は
、キャリア物質（例えば二酸化珪素）および光電子的に活性な分子１０４を含む
。ハイブリッドゾル−ゲル物質はまた、硬化およびパターニングを促進させるポ
リマー１０２を含む。シリコン以外の他のキャリア物質としては、アルミニウム
、ゲルマニウム、およびチタンがある。光電子的に活性な物質である有機半導体
物質は、水素結合、ファンデルワールス力、共有結合、または適切な結合分子の
ような化学結合により、ハイブリッド物質に結合される。

【００２３】 Ａｌｑ３のような有機分子構造は、ダイオードの光学的動作を提供する。ポリ
マーは順に、電極上に均一に広がり得るように、ハイブリッドゾル−ゲルをゲラ
チン化する。本発明において有用なポリマーとしては、励起され得る上述のポリ
マーがある。他の有用なポリマーとしては、アクリル酸およびメタクリル酸のポ
リマー等がある。

【００２４】 塗布は、例えば、スピン、スプレー、浸漬によるそれ自体公知の方法で実施さ
れる。使用されたポリマーが好ましくは紫外光に感受性を有する場合、ハイブリ
ッドゾル−ゲルは紫外光によりパターン化および硬化され得る。ゾル−ゲルおよ
びハイブリッドゾル−ゲルは、Ｘ線または電子線によりパターン化および硬化さ
れ得る。硬化したゾル−ゲルは、エッチングまたは機械的加工によりパターン化
され得る。

【００２５】 図２Ａ〜２Ｃは、従来技術のＯＬＥＤマトリックスを示す。図２Ａは、基板２
０２、電極２０４、および光電子的に不活性なゾル−ゲル膜２０６を示す。ゾル
−ゲル物質２０６は、薄膜として電極２０４上に塗布される。光電子的に不活性
なゾル−ゲル物質は、光電子的に活性な分子１０４を欠いている。電極２０４は
、例えばＩＴＯ膜であり、それは広い光波長範囲で透明である。ＩＴＯ電極は、
ポリアニリンのような、他の従来技術の導電性透明電極と置換することが出来る
。基板２０２は、例えばガラスである。或いは、様々なプラスチックおよびセラ
ミック物質のような、他の適切な基板材料を用いることも出来る。図２Ｂでは、
通常、ＵＶ照射により所望の態様でゾル−ゲル膜をパターン化および硬化するた
めに、ゾル−ゲル膜２０６がホトマスク２０８により被覆されている。露光後、
ゾル−ゲル膜の未露光の部分は容易に 除去することが出来、一方、ゾル−ゲル膜２０６の露光部は、ガラス質層として
の電極２０４に付着する。図２Ｃでは、ゾル−ゲル膜２０６には、マスク２０８
に対応してパターニングが施される。このように、従来技術の装置は、ＯＬＥＤ
部品を囲む光電子的に不活性なゾル−ゲル物質を利用する。しかし、従来技術は
、光電子部品自体、この場合マトリックス画素、の製造にゾル−ゲル物質を使用
することを示していない。

【００２６】 図３Ａは、本発明による、ＯＬＥＤのような光電子部品の構造を一般的に示し
ている。検出器として使用される本発明の装置は、同様の構造を有している。図
３は、第１の電極３０２、光電子的に活性なゾル−ゲル物質の層３０４、および
第２の電極３１０を含む、１つの部品、またはアレイの１つの画素、またはマト
リックス構造を示す。光電子的に活性なゾル−ゲルは、２つの部分を含む。第１
の部分３０６では、例えば有機Ａｌｑ３分子は、ゾル−ゲル物質に化学的に加え
られており、第２の部分では、例えばＴＰＤ分子は、ゾル−ゲル物質に化学的に
加えられている。しかし、１つだけの光電子的に活性な有機分子がゾル−ゲル物
質３０４に加えられることも可能である。ダイオード型の光電子的動作を確実に
するためには、第１の層３０６がドープされてｐ−型層（過剰の正孔を含む）と
され、第２の層３０８がドープされてｎ−型層（過剰の電子）とされることが重
要である。動作に必要な電場は、電源により電極３０２および３１０に連結され
、光電子的動作が開始する。部品がＬＥＤであるとき、ＬＥＤは、色分子により
決定された波長で光放射を行う。部品がダイオード検出器であるとき、部品を通
過する電流の量は、部品に加えられる光放射に従って変化し、即ち、部品は受け
る光を検出する。検出器として動作する部品は、色分子により決定された光の範
囲に特に感受性がある。ＰＩＮダイオードおよびアバランシェダイオードの両方
の提供が可能である。部品（または画素）のサイズは、製造技術により制限され
る。例えば、ホトリソグラフィープロセスでは、ＵＶ線の波長は最小のサイズを
決定する。部品は、好ましくは、波長が４０ｎｍ〜１ｍｍを変化する光の領域に
おいて動作するが、実際の動作範囲は、使用される半導体物質により決定される
。そのため、本発明における光電子的動作範囲は、より広い帯域の電磁波により
構成することも出来る。

【００２７】 図３Ｂは、ゾル−ゲル物質を備えた半導体装置におけるｐ−型およびｎ−型接
合の形成を示す。特に、検出器は、ｐ−型およびｎ−型接合の間のアンドープ層
を含む。ドープ領域の形は、大きく変化し得る。最も小さいｐ−型またはｎ−型
ドープ領域は、１つの分子のみからなる。

【００２８】 図４は、本発明による部品のより詳細な構造を示す。この部品は、第１の電極
４０２、増倍層４０４、Ａｌｑ３ゾル−ゲル層４０６、ＴＰＤゾル−ゲル層４０
８、第２の電極４１０および基板４１２を含む。例えばフッ化リチウムからなる
増倍層４０４の機能は、量子効率を増加させ、ＬＥＤ動作の輝度を改善すること
である。ＴＰＤ層４０８等は、発光物質が生成される基板上に均一層として形成
され得る。この例では、第１の電極は単一部品または画素の構造を支持する、薄
いアルミニウムシートである。支持はまた、基板４１２として動作するガラスプ
レートにより提供される。

【００２９】 図５Ａ〜５Ｃは、マルチ画素部品の製造を示す。この例では、３つの異なる波
長で動作する画素が用いられる。図５Ａでは、例えば赤色光により動作する１つ
または幾つかの画素５０４が、リソグラフィープロセスによるような、それ自体
公知の方法で、光電子的に活性なゾル−ゲル物質から、強固な基板上に置かれた
支持金属電極または導電性膜のような電極５０２上に形成される。本発明の部品
は、リソグラフィープロセスに充分に共存できるので、その利点は、この部品が
大量生産に非常に適することである。他の波長で動作する画素は、その後、それ
に対応するようにして形成され得る。図５Ｂでは、例えば緑色光により動作する
１つまたは幾つかの画素５０６が、電極５０２上に形成されている。図５Ｃでは
、例えば青色光により動作する１つまたは幾つかの画素５０６が、電極５０２上
に形成されている。画素が形成された時、それらは光電子的に不活性なゾル−ゲ
ル物質により側部が囲まれており、その後、画素の光電子的動作を制御するため
に、画素上に電極が形成されている。しかし、必要な膜がどの順序で形成される
かは本発明に必須ではなく、自由に選択することが出来る。画素５０４，５０６
，５０８は、例えばＵＶ線、Ｘ線、又は電子線照射により硬化され、パターン化
され得る。電極は、例えば液相法、気相法（蒸着、スパッタリング）、接触圧力
法、電極の導電性ペイントまたは塗布により、それ自体公知の態様で形成され得
る。画素が発光マイクロＬＥＤであるとき、例えばカラーテレビジョンの平面デ
ィスプレイを形成することが可能である。従って、動作する画素が検出器である
とき、そのようなマトリックスは例えばカラーテレビカメラの一部であり得る。

【００３０】 図６Ａは、ＯＬＥＤ画素マトリックスのコントロールを示す。図６Ａにおいて
、光電子的に活性なゾル−ゲル膜は、２つのニッケル電極構造の間に位置してい
る。この配置において、ゾル−ゲル膜は、必ずしも画素化される必要はなく、均
一な、分割されない膜であり得る。制御電力が電極６０２および６０４に連結さ
れる時、電極６０２および６０４の接合におけるゾル−ゲルペイントは光学的に
活性化される。問題の部品がＬＥＤであるならば、ゾル−ゲルペイントは光を発
する。一方、それが検出器であるとき、ゾル−ゲルペイントは光を検出するダイ
オードである。

【００３１】 図６Ｂは、画素グループが制御電力源を分担するＯＬＥＤ画素マトリックスを
示す。この例では、画素マトリックスは４つの画素を有するグループ６０８およ
び６１２を含む。グループ中の画素は、例えば青色画素Ｂ、赤色画素Ｒ、および
緑色画素Ｇである。それぞれの画素グループは、直流または数ボルトと数十ボル
トとの間を変化する交流を供給する、別の電力源６１０および６１４により活性
化される。画素グル−プ６０８が活性化されたとき、それは動作に応じて、青色
、赤色または緑色光を発するか又は受ける。

【００３２】 図７は、画素または画素グループ７０２からの放射が、好ましくは画素または
マトリックスに組み立てられた光学部品に向けられる、本発明の装置を示す。光
学部品の制御なしに放射する画素ダイオードは、すべての用途に望ましくない（
例えば、キャッシュマシーンでは、ディスプレイの視野角は、通常、狭くあるべ
きである）Lambertianエミッターである。例えば、画素７０６により伝達された
光線は、好ましくは、レンズにより収束される。レンズは、例えばバイナリーレ
ンズ、マルチレベル回折レンズ、または屈折レンズであり得る。画素７０８によ
り伝達された光線は、順に、レンズで平行光線にされる。レンズおよび他の光学
部品はまた、検出器として使用された画素の動作に影響を与える。

【００３３】 図８は、光電子部品８００が光ファイバー８０８に接続されている状態を示す
。これは、例えば、光電子部品８００のゾル−ゲルＬＥＤ構造８０４により生じ
た発光が、電極８０２および８０６を持たない光電子部品８００の端部から光フ
ァイバー８０８に伝えられるようにして達成される。

【００３４】 図９は、電極９０２並びに９０２およびゾル−ゲルＬＥＤ構造９０４を含む、
本発明のＯＬＥＤを示す。上部電極９０２は、例えばＯＬＥＤ部品の構造を支持
する不透明金属電極であり、下部電極９０６は、好ましくは透明ガラスまたはプ
ラスチックシート（図示せず）である、透明ＩＴＯ電極である。このように、Ｌ
ＥＤ９０４により生じた放射は、主として下部電極９０６を通して検出される。

【００３５】 図１０は、本発明の部品の包装形態を示す。この構造は、第１の電極１００２
、光電子的活性層１００４、第２の電極１００６、第１の接触配線１００８、第
２の接触電極１０１０、および光電子的不活性カプセル１０１２を含み、このカ
プセル１０１２は、例えばゾル−ゲルガラス、プラスチック、または光学エポキ
シから作ることが出来る。カプセル１０１２は、電極１０１２並びに１００６お
よびゾル−ゲルダイオード構造を殆ど機密に保護する。本発明の装置のアレイお
よびマトリックスも同様に包装され得る。

【００３６】 以上、添付図面による実施例を参照して、本発明について説明したが、本発明
は、それに限定されず、請求の範囲に開示された発明思想の範囲内で幾つかの形
で修正可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 光電子的に活性なＴＰＤ物質の化学構造を示す図。

【図１Ｂ】 光電子的に活性なＡｌｑ３物質の化学構造を示す図。

【図１Ｃ】 一例としてのハイブリッドゾル−ゲルを示す図。

【図２Ａ】 有機ＬＥＤからなるマトリックスの従来の製造技術を示す図。

【図２Ｂ】 有機ＬＥＤからなるマトリックスの従来の製造技術を示す図。

【図２Ｃ】 有機ＬＥＤからなるマトリックスの従来の製造技術を示す図。

【図３Ａ】 有機ダイオードの構造を示す図。

【図３Ｂ】 有機ダイオードのドープ領域を示す図。

【図４】 有機ダイオードの構造を非常に詳細に示す図。

【図５Ａ】 マルチ画素ダイオードの製造を示す図。

【図５Ｂ】 マルチ画素ダイオードの製造を示す図。

【図５Ｃ】 マルチ画素ダイオードの製造を示す図。

【図５Ｄ】 マルチ画素ダイオードの製造を示す図。

【図６Ａ】 電極により画素化されたマトリックスを示す図。

【図６Ｂ】 画素グループの制御を示す図。

【図７】 それぞれの画素がレンズにより覆われているＬＥＤマトリックスを示す図。

【図８】 光線が光ファイバーに接続されているＬＥＤを示す図。

【図９】 １つの電極が不透明であるＬＥＤを示す図。

【図１０】 カプセル化によるＬＥＤの保護を示す図。

【符号の説明】 １０２…感放射性ポリマー物質 １０４…光電子特性に影響を与える物質 ３０２，４０２，８０２，９０２，１００２…第２の電極 １０，４１０，８０６，９０６，１００６…第１の電極 ０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１００４…光電子的に活性な物質。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｖｕｏｒｉｍｉｅｈｅｎｔｉｅ ５， Ｆ ＩＮ−02044 ＶＴＴ， Ｆｉｎｌａｎｄ (72)発明者 ランタラ、ジュハ フィンランド国、エフアイエヌ−90900 キーミンキ、ビータンクジャ ２・エー・ ２ (72)発明者 バハカンガス、ジョウコ フィンランド国、エフアイエヌ−90520 オウル、カプテーニンティエ ７ (72)発明者 カリオジャ、ペンッティ フィンランド国、エフアイエヌ−90230 オウル、ラムサンティエ 36−38・エーエ ス・１ Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB18 BA04 BA06 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01 4J035 AA01 AB07 AB10 LA05 LB20 【要約の続き】

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的連結のための、第１の電極（３１０，４１０，８０６，９０６，１００
   ６）並びに第２の電極（３０１，４０２，８０２，９０２，１００２）、及び電
   極間に光電子的に活性な物質（３０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１０
   ０４）を含む少なくとも１つの画素を含む光電子部品であって、前記光電子的に
   活性な物質（３０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１００４）は、光電子
   特性に影響を与える物質（１０４）及び感放射性ポリマー物質（１０２）が化学
   的に結合されたハイブリッドゾル−ゲルであり、前記光電子的に活性な物質（３
   ０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１００４）は、ＵＶ線、Ｘ線、電子線
   照射、および化学的処理の少なくとも１つを用いて硬化され、パターン化される
   ことを特徴とする光電子部品。
2. 【請求項２】 光の照射により硬化およびパターン化するために、感光性ポリマー（１０２）
   がハイブリッドゾル−ゲル物質に化学的に結合されていることを特徴とする請求
   項１に記載の光電子部品。
3. 【請求項３】 前記光電子特性に影響を与える物質（１０４）は、有機半導体であることを特
   徴とする請求項１に記載の光電子部品。
4. 【請求項４】 前記有機半導体は、Ａｌｑ３等であることを特徴とする請求項３に記載の光電
   子部品。
5. 【請求項５】 前記光電子部品は、ダイオード型半導体装置であることを特徴とする請求項１
   に記載の光電子部品。
6. 【請求項６】 前記光電子的に活性な物質（３０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１０
   ０４）は、幾つかの画素（５０４，５０６，５０８）に設けられていることを特
   徴とする請求項１に記載の光電子部品。
7. 【請求項７】 前記光電子部品は、光放射源であることを特徴とする請求項１に記載の光電子
   部品。
8. 【請求項８】 前記光電子部品は、光放射のための検出器であることを特徴とする請求項１に
   記載の光電子部品。
9. 【請求項９】 前記光電子部品は、一列に少なくとも２つの画素（５０４，５０６，５０８）
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電子部品。
10. 【請求項１０】 前記光電子部品は、一列を越える列に画素（５０４，５０６，５０８）を含む
    ことを特徴とする請求項９に記載の光電子部品。
11. 【請求項１１】 前記光電子部品は、画素（５０４，５０６，５０８）の光動作面上に位置する
    光学部品を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電子部品。
12. 【請求項１２】 前記画素（５０４，５０６，５０８）の光動作面上に位置する光学部品は、レ
    ンズであることを特徴とする請求項１１に記載の光電子部品。
13. 【請求項１３】 前記画素（５０４，５０６，５０８）の光動作面上に位置する光学部品は、光
    ファイバーあることを特徴とする請求項１に記載の光電子部品。
14. 【請求項１４】 前記部品は、光電子的に不活性なゾル−ゲル物質（１０１２）等によるカプセ
    ル化を通して保護されることを特徴とする請求項１に記載の光電子部品。
15. 【請求項１５】 少なくとも１つの電極（９０６）は、前記部品により使用された放射の領域に
    おいて透明であり、前記部品と光学的に相互作用する放射は、透明電極（９０６
    ）を通過するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の光電子部品。
16. 【請求項１６】 前記電極は不透明であり、前記部品は、電極を持たない１つのみ又は幾つかの
    側部から放射を伝達または受けるように配置されることを特徴とする請求項１に
    記載の光電子部品。
17. 【請求項１７】 前記部品は、ディスプレイユニットとして使用されることを特徴とする請求項
    １に記載の光電子部品。
18. 【請求項１８】 前記部品は、バックライトとして使用されることを特徴とする請求項１に記載
    の光電子部品。
19. 【請求項１９】 少なくとも第１の電極（３１０，４１０，８０６，９０６，１００６）並びに
    第２の電極（３０１，４０２，８０２，９０２，１００２）、及び電極間に光電
    子的に活性な物質（３０４，４０６，４０８，８０４，９０４，１００４）を用
    いる、光電子部品を製造する方法において、 光電子特性に影響を与える物質（１０４）および感放射性ポリマー物質をゾル
    −ゲルに化学的に付加することにより、光電子的に活性な物質（３０４，４０６
    ，４０８，８０４，９０４，１００４）を製造する工程−このようにしてゾル−
    ゲルはハイブリッドゾル−ゲルに変換される‐と、 前記第１の電極上に光電子的に活性なハイブリッドゾル−ゲルを塗布する工程
    と、 ＵＶ線、Ｘ線、電子線、および化学的処理を用いて、前記ハイブリッドゾル−
    ゲルを硬化する工程、および 前記光電子的に活性なハイブリッドゾル−ゲル上に前記第２の電極を形成する
    工程 を具備することを特徴とする光電子部品を製造する方法。
20. 【請求項２０】 前記ハイブリッドゾル−ゲルをパターン化することにより、前記光電子部品に
    画素（５０４，５０６，５０８）を形成することを特徴とする請求項１９に記載
    の製造方法。
21. 【請求項２１】 スピン塗布、スプレー、浸漬等により、電極上にハイブリッドゾル−ゲルを塗
    布することを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記第２の電極は、液相法、気相法、接触重量法、導電性ペイント、電極の塗
    布等により形成されることを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
23. 【請求項２３】 第１の電極（５１０）上および画素の周囲にゾル−ゲルを塗布し、硬化するこ
    とにより、電極接触領域を除く、部品における画素（５０４，５０６，５０８）
    のすべての面が、光電子的に不活性なゾル−ゲル（５１０）により保護されるこ
    とを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
24. 【請求項２４】 種々の波長で動作する動作する幾つかの画素（５０４，５０６，５０８）が形
    成されるとき、光電子的に活性なゾル−ゲルが塗布され、数回硬化され、様々な
    波長で動作する光電子的に活性なゾル−ゲル物質が、塗布および硬化の様々な繰
    り返しで使用されることを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
25. 【請求項２５】 光電子部品の光動作を光ファイバー（８０８）に接続することを特徴とする請
    求項１９に記載の製造方法。
26. 【請求項２６】 光電子部品（８００）の光動作を光学部品（７０４）に接続することを特徴と
    する請求項１９に記載の製造方法。
27. 【請求項２７】 光電子的に不活性なゾル−ゲル物質（１０１２）によりカプセル化を通して保
    護することを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。