JP7019577B2 - 上部透明電極を有する光電子アレイデバイス - Google Patents
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Description
・半透明とするのに十分なほど薄い金属層(例えば、2nmのCa~10nmのAg)、しかしながら、得られる透過率はあまり満足がいくものではなく、通常60%未満である
・湿式処理によって堆積されたITO(インジウム-スズ酸化物)、しかしながら、得られる抵抗率はあまりにも高すぎる(約1MΩ/□)
・有機導体PEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホナート))、それが高い透過率(80%以上)を維持することが望ましい場合、抵抗率は高いままである(少なくとも50Ω/□)。
- その表面の1つで、いわゆる下部電極のマトリクスアレイを支持する、電気絶縁性基板と、
- 下部電極の上記マトリクスアレイの上方に配置されたアクティブ構造であって、上記構造は光を検出するのに適している、アクティブ構造と、
- 上記アクティブ構造の上方に位置する少なくとも1つのいわゆる上部電極であって、上記上部電極はアクティブ構造によって放出されるまたは検出される光に対して透過的である、少なくとも1つのいわゆる上部電極と、
を備えるマトリクスアレイ光電子デバイスであって、
上記アクティブ構造の介在なしで基板によって支持され少なくとも1つの垂直相互接続によって上記上部電極に接続される、少なくとも1つの導電素子を同様に備え、上記導電素子は上記上部電極の電気抵抗率よりも低い電気抵抗率を有し、
上記または各上記垂直相互接続は、上部電極と少なくとも上記垂直相互接続に最も近い下部電極との間に、上記アクティブ構造が上記光を検出することを可能にする電位差を印加することによって、アクティブ構造を通した上記下部電極への寄生電荷の注入を防止する電位障壁が出現するように、選択された値の仕事関数を有する材料から形成される、
マトリクスアレイ光電子デバイスである。
- アクティブ構造STAがフォトダイオードを形成し、上部電極ESがこのフォトダイオードのアノードである場合、垂直相互接続とアクティブ構造との間の電位障壁は、上部電極が負にバイアスされて暗所にあるとき相互接続から多層構造への電子の注入を防止するのに十分大きくなければならない。
- アクティブ構造STAがフォトダイオードを形成し、上部電極ESがこのフォトダイオードのカソードである場合、垂直相互接続とアクティブ構造との間の電位障壁は、上部電極が正にバイアスされて暗所にあるとき相互接続から多層構造への正孔の注入を防止するのに十分大きくなければならない。
- 素子C2は、下部電極EIと、または列および行導体と、直接電気的に接触してはならない、および
- 上部電極ESは、下部電極EIと、または列および行導体と、直接電気的に接触してはならない。
- アクティブ構造STAがフォトダイオードを形成し、上部電極ESがこのフォトダイオードのアノードである場合、素子C2とアクティブ構造との間の電位障壁は、上部電極が負にバイアスされて暗所にあるとき相互接続から多層構造への電子の注入を防止するのに十分大きくなければならない。
- アクティブ構造STAがフォトダイオードを形成し、上部電極ESがこのフォトダイオードのカソードである場合、素子C2とアクティブ構造との間の電位障壁は、上部電極が正にバイアスされて暗所にあるとき相互接続から多層構造への正孔の注入を防止するのに十分大きくなければならない。
Claims (22)
- - 電気絶縁性基板(S)の表面の1つで、第1の電極(EI)のマトリクスアレイ(MEI)を支持する、電気絶縁性基板(S)と、
- 前記第1の電極のマトリクスアレイの上方に配置され、光を検出するアクティブ構造(STA)と、
- 前記アクティブ構造の上方に位置する少なくとも1つの第2の電極(ES)であって、前記第2の電極は前記アクティブ構造によって検出される前記光に対して透過的である、少なくとも1つの第2の電極(ES)と、
を備えるマトリクスアレイ光電子デバイスであって、
前記マトリクスアレイ光電子デバイスは、前記アクティブ構造の介在なしで前記基板によって支持され少なくとも1つの垂直相互接続(IV)によって前記第2の電極に接続される、少なくとも1つの導電素子(C2)をさらに備え、前記導電素子は前記第2の電極の電気抵抗率よりも低い電気抵抗率を有することと、
前記少なくとも1つの垂直相互接続は、前記第2の電極と少なくとも前記垂直相互接続に最も近い前記第1の電極との間に、前記アクティブ構造が前記光を検出することを可能にする電位差を印加することによって、前記アクティブ構造を通した前記第1の電極への寄生電荷の注入を防止する電位障壁が前記垂直相互接続および前記アクティブ構造の間に出現するように、選択された値の仕事関数を有する材料から形成されることと、
を特徴とする、マトリクスアレイ光電子デバイス。 - 前記第1の電極は、0.25mm2以下の面積のピクセルを画定する、請求項1に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記垂直相互接続は、前記アクティブ構造を貫通する、請求項1または2に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記第1の電極のマトリクスアレイの内部に位置している基板領域に配置される、請求項3に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 各前記第1の電極に電気的に接続されて隣接している薄膜トランジスタ(TFT)をさらに備え、前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記薄膜トランジスタの上方に配置されるが、前記トランジスタと直接電気的に接続されていない、請求項4に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記第1の電極中の開口部(O)に配置され、前記開口部は、前記第1の電極の面積の10%以下の面積を有する、請求項4に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記マトリクスアレイの少なくとも1つの前記第1の電極に取って代わる、請求項4に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記第1の電極は、前記基板上に堆積される第1の誘電体層(CDI)によって支持されるのに対して、前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記第1の誘電体層の下方に配置される、請求項4に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記基板の周辺領域に配置され、前記周辺領域は、前記第1の電極のマトリクスアレイの外部に位置している、請求項3に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記垂直相互接続は、前記垂直相互接続に接続する前記導電素子を前記アクティブ構造から分離するように、前記導電素子よりも大きい横方向の広がりを有する、請求項3~9のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記アクティブ構造から分離するように、第2の誘電体層(CD1、CD2)で覆われ、当該第2の誘電体層が前記垂直相互接続(IV)により貫通されている、請求項3~9のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記電位差が前記第2の電極と前記第1の電極との間に印加されるとき前記垂直相互接続と前記アクティブ構造との間に電位障壁を出現させるように選択された値の仕事関数を有する材料から形成される、請求項3~9のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記基板の周辺領域に配置され、前記周辺領域は前記第1の電極のマトリクスアレイの外部に位置しており、前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記アクティブ構造によって覆われず、前記マトリクスアレイの少なくとも1つの縁部を縁取るバスを形成する、請求項1または2に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記基板の周辺領域に配置され、前記周辺領域は前記第1の電極のマトリクスアレイの外部に位置しており、前記少なくとも1つの前記導電素子の少なくとも1つは、前記アクティブ構造によって覆われず、前記マトリクスアレイの2つの連続的な縁部を縁取るバスを形成する、請求項1または2に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記導電素子(C21、C22、C23)は、前記第1の電極のマトリクスアレイを少なくとも部分的に取り囲む、請求項13または14に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記1つまたは複数の垂直相互接続および前記バスは、前記バスと前記第2の電極との間の電気抵抗が20Ω以下であるように寸法を決定される、請求項13~15のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 他のバス(BI)によって互いに接続された複数の前記導電素子(C2)を備える、請求項1~16のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記アクティブ構造は、前記第1の電極のマトリクスアレイの上方に連続的に延在し、少なくとも1つの有機材料を含有する少なくとも1つの層を備える、請求項1~17のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記第2の電極は、PEDOTに基づいている、請求項18に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記少なくとも1つの前記垂直相互接続は、前記第2の電極と同じ材料でできている、請求項1~19のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- 前記アクティブ構造は、前記第2および第1の電極と相互に作用してフォトダイオードデバイスを形成し、したがって光検出器のマトリクスアレイを作成する、光変換構造である、請求項1~20のいずれか一項に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
- X線撮像素子を形成するように、シンチレータ材料でできた層(SC)を同様に備え、前記層は前記第2の電極の上方に固定される、請求項21に記載のマトリクスアレイ光電子デバイス。
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