光電子デバイス
【課題】光電子デバイスを提供する。
【解決手段】光電子デバイスは半導体材料からなる基板（６，７）と基板上または内に配置されたスマートピクセルのアレイとを含む。各スマートピクセルは有機発光材料の少なくとも一層（１２）を含み、さらに基板から隔てた側の上で有機層と接触する光透過電極（１３）を含んでいる。スマートピクセルは画像の感知、処理、通信およびディスプレイを含む機能の範囲の一つ以上を可能とする。
【解決手段】光電子デバイスは半導体材料からなる基板（６，７）と基板上または内に配置されたスマートピクセルのアレイとを含む。各スマートピクセルは有機発光材料の少なくとも一層（１２）を含み、さらに基板から隔てた側の上で有機層と接触する光透過電極（１３）を含んでいる。スマートピクセルは画像の感知、処理、通信およびディスプレイを含む機能の範囲の一つ以上を可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は電気的刺激の元で発光することが知られているある有機材料を含んでいる。この材料は低分子または高分子材料（高分子発光ダイオードＰＬＥＤにおける）とすることができる。これらの材料は実際にデバイスを製作するのに異なるプロセスを必要とする。低分子材料は蒸着により基板上に堆積され、高分子はスピンコーティング、プリント、ドクターブレーディング、またはリール−ツー−リール（reel-to-reel）プロセスにより溶液から基板上に吐出される。典型的な高分子ＬＥＤでは、高分子層がスピンコーティングによりＩＴＯ（indium tin oxide）被覆ガラス上に堆積される。続いて熱処理により残留溶媒を追い払い、高分子層の頂面上に反射性金属電極が蒸発される。透明であるＩＴＯが他方の電極を形成し、電極間に電圧が印加されると高分子はＩＴＯ被覆ガラスを介して発光する。発光の電流および電圧制御は知られている。
【０００３】
いくつかの異なる透明および非透明表面上にアレイを作り込むための材料およびプロセスの両タイプが使用されている。フルカラーディスプレイを生成する既知の方法は高分子溶液のインクジェットプリントと低分子材料の蒸着とを含んでいる。他の既知の方法は個別の吸収フィルタまたは色変化媒体フィルタを取り付けた単色ディスプレイの使用を含んでいる。両材料共ホトレジスト技術とコンパチブルであるように見えるが、実際上、この処理によりデバイスの効率および寿命は受け入れられないレベルまで低減されてしまう。低分子を微細キャビティ内に堆積させることにより、低分子に対する高精細カラーおよび単色ディスプレイが例証されている。EP-0,774,787では、この方法によりＣＭＯＳ基板上にフルカラーＯＬＥＤアレイが作り込まれている。ダイオードアレイ用ドライバは基板内に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】EP-0,774,787
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さまざまなタイプの液晶ディスプレイが結晶性シリコン（ＬＣＯＳ）およびpolysilicon on glass等の他のシリコン材料上に作り込まれている。シリコン材料は基板だけでなくアクティブマトリクス駆動回路も提供する。同様に、真空蛍光ディスプレイは結晶性シリコン上に作り込まれている。
【０００６】
ＣＭＯＳまたはbi-ＣＭＯＳ等の非透明基板上へのＯＬＥＤアレイの製作は、発光および観察できるように有機層の頂部上に（少なくとも、半）透明電極を作り込む必要があるため、妨げられる。有機層上に直接indium tin oxideを堆積させるとデバイス性能が受け入れられないほど劣化することがある。もう一つ考慮すべき点は、微細電子製作装置と完全にコンパチブルとなるように、基板と直接接触する金属電極材料を慎重に選択する必要があることである。
【０００７】
電子ディスプレイは、実際上、電子情報がディスプレイ上に与えられ、ピクセル単位で光情報に変換されるピクセル化光電子デバイスである。スマートピクセルアレイ（ＳＰＡ）は各ピクセルが同じアレイまたは別のアレイ内の他のピクセルと電気的および／または光学的手段により通信する能力を有する光電子ピクセルのアレイである（セルまたはユニットとも呼ばれる）。通信の構成（どのセルが他のどのセルとどの手段によりどの方向に通信するか）は通常ＳＰＡに与えられる光または電気信号によりダイナミックにプログラムすることができる。しばしば、同じ基板上のピクセルアレイ内の通信は電子的手段により行われ、別々のアレイ内または別々すなわち隔てた基板上のピクセル間の通信は光学的手段により行われる。
【０００８】
過去において、ＳＰＡは例えば結晶性シリコン上の液晶、モノリシックIII/V族半導体、およびフリップチップ技術によるＣＭＯＳシリコンに固着されるIII/V族半導体等の技術において実現されている。
【０００９】
ＳＰＡは、例えば、画像処理、電気通信交換および光電子ニューラルネットワーク等の多様な分野で使用されてきている。
ＳＰＡ間の光通信はしばしば可視波長以外の光または電磁放射を使用して実施される。例えば、電気通信システムに使用されるＳＰＡはしばしば赤外波長を使用する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、半導体材料からなる基板およびその基板上または内に配置されたスマートピクセルアレイを含む光電子デバイスが提供され、各スマートピクセルは有機発光材料の少なくとも一層、およびその基板から隔てた側で有機層と接触する（少なくとも、半）透明電極を含んでいる。
【００１１】
好ましくは、特にデバイスがディスプレイを形成する場合には、電極は導電性高分子を含み、好ましくは、基板の表面は研磨または平滑化されて平坦な表面を作り出す。
【００１２】
基板は非晶質、多結晶質または単結晶質シリコンからなることができる。あるいは、基板はガラスまたはサファイヤ層上に重なる非晶質、多結晶質または単結晶質シリコン層を含むことができる。好ましくは、基板の研磨または平滑化は各ＯＬＥＤスマートピクセルの電極、すなわち有機、材料を堆積する前に遂行される。アレイのスマートピクセルは異なる、類似または同一とすることができ、あるいはアレイは異なる、類似または同一スマートピクセルの任意の２つまたは３つ全てを含むことができる。物理的に類似または同一のアレイ内のピクセルは同じまたは異なる機能を実施するように一度だけまたはダイナミックにプログラムすることができる。
【００１３】
好ましくは、スマートピクセルは同じサイズでありカルテシアン格子上に正方格子として配置することができる。六角格子またはリング上の六角ピクセル、および極または放射格子上の楔形ピクセルも本発明の実施例として実現可能である。
【００１４】
アレイの各スマートピクセルは下記のタスクの１つ、いくつかまたは全てを実施することができる。
・ ピクセル内で情報を電子的に処理する、
・ ピクセル内に情報を格納する、
・ アクティブ回路の一部を形成する導電層により同じアレイ内の一つ以上の他のピクセルへ電気信号を送信する、または電気的あるいは光学的チップツーチップ配線（ＰＣＢ上の銅トラック、リボンケーブルや光ファイバー内のワイヤ等）において従来使用される手段により一つ以上の他のアレイ内の一つ以上のピクセルへ電気信号を送信する、
・ アクティブ回路の一部を形成する導電層により同じアレイ内の一つ以上の他のピクセルからの電気信号を受信する、または電気的あるいは光学的チップツーチップ配線（ＰＣＢ上の銅トラック、リボンケーブルや光ファイバー内のワイヤ等）において従来使用される手段により一つ以上の他のアレイ内の一つ以上のピクセルへの電気信号を受信する、
・ 自由空間内または光システム中を伝播する光波により同じアレイまたは別のアレイ内の一つ以上の他のピクセルに光信号を送信する、
・ ＬＥＤ、微細キャビティＬＥＤ、レーザダイオードまたは吸収シフト機構を利用する有機変調器等の有機発光器の場合には、オフチップ通信用に電気信号を光信号に変換する、
・ 自由空間内または光システム中を伝播する光波により同じアレイまたは別のアレイ内の一つ以上の他のピクセルから光信号を受信する。
【００１５】
上記プロセスは単独に、いくつかまたは全てを同時に、逐次に、交互にまたは任意の他の組合せにより実施することができる。
【００１６】
ピクセルにより受信される光信号は変換手段、例えば、下記の１つにより電気信号に変換されるようにすることができる。
・ アクティブ基板内で（各々が）アクティブ回路内の適切な増幅回路に電気的に接続された、一つ以上のＰＮ接合ダイオード、ＰＩＮダイオード、ホトトランジスタ、光導電体または一つ以上の他の感光素子またはそれらのある組合せ、
・ （各々が）アクティブ回路内の適切な増幅回路の入力に電気的に接続された、アクティブ回路上の層内に形成された一つ以上の有機ホトダイオード、ホトトランジスタ、または他の感光素子、
・ 各々がアクティブ回路内の適切な増幅回路の入力に電気的に接続される上記半導体感光または有機感光構造。
【００１７】
ピクセル内の電気信号は好ましくはアクティブ回路内の一つ以上のドライバ回路により光信号に変換され、その（各々の）出力がアクティブ回路上の層内に形成された一つ以上の有機発光ダイオード構成の下側に直列または並列接続される。有機発光ダイオードの頂部側は好ましくはスマートピクセルアレイ内のいくつかまたは全ての有機発光ダイオードに対して共通の電極に接続される。この共通電極は好ましくは金属であり基板と接触している。金属と透明電極との相対仕事関数に応じて、いずれかが陽極として働き他方が陰極を構成することができる。
【００１８】
一実施例では、スマートピクセルはマイクロシステム集積、コンピュータ配線、データコムまたはテレコム応用に対するオンおよびオフチップ光電子通信リンクを形成するように構成される。例えば、スマートピクセルはチップ−ツー−チップ通信のデータボトルネックを軽減させ、光クロック分布をシステムに同期させあるいは電気信号に対する変換がスマートピクセルにおいて実施される光ディスクまたは光メモリへの直接チップアクセスを許可することができる。
【００１９】
ピクセル構成はデータバァッファリング機能と多重化および多重分離化機能とを提供しデータプロトコルを処理することができる。有機ホトダイオードまたはホトトランジスタは光信号をオンチップ通信用電気信号に変換することができる。空間、時間または波長多重化により並列通信リンクを提供することができる。波長多重化は異なる色の光を優先的に発光および／または吸収する異なるピクセルにより提供することができる。例えば、恐らくは稀土類金属のドーピングと共に、選択された波長において狭幅ソースを与えるように微細キャビティ構造を利用することができる。ドーピング、微細構造、または印加電圧を必要に応じてピクセル毎に波長を変えるように選択することができる。また、狭幅ホトルミネセントを、色変換構造と共に、有機発光デバイスを利用することができる。
【００２０】
光電子通信リンクはポイント−ツー−ポイント、マルチキャストまたは同報とすることができる。リンクはスタティック（固定）またはダイナミック（変更可能）とすることができる。送信元から受信先へ光を転送するのに光ファイバー、光導波路または自由空間のマイクロオプティクス／オプティクスを使用することができる。有機光電子デバイスは微細構造として光結合を容易にすることができる。有機または無機材料のパッシブまたはアクティブ光導波路構造を同じ基板上でスマートピクセルと集積することができる。
【００２１】
一実施例では、スマートピクセルはイメージセンサおよび／またはディスプレイとして構成される。スマートピクセル上に入射する紫外線から赤外線の波長範囲内の広帯域または狭帯域光はデジタル表現に変換してピクセル内に格納することができる。画像エンハンスメント、等化またはデータ暗号化等の局所化された画像処理操作を実施することができる。次に、データをディスプレイされた画像の形式で光学的に出力するか、あるいは光または電気通信信号としてどこかへ送ることができる。例えば、赤外画像を可視色でディスプレイするように変換することができる。
【００２２】
一実施例では、スマートピクセルはイメージセンサおよび／またはプリンタとして構成される。ピクセルアレイ上の記憶装置から感光膜まで画像を転送するのに光信号を使用することができる。
【００２３】
有機発光材料は好ましくは高分子であるが、単量体または遷移金属キレートとすることができる。発光材料は別として、ピクセル要素内の有機層は電子輸送材料層、正孔輸送材料層、保護キャップ材料層および導電性高分子材料層を含むことができる。
【００２４】
導電性高分子だけでなく、（少なくとも、半）透明電極はさらに基板から最も遠い有機層上に堆積された、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）あるいは他の透明または半透明金属酸化物あるいは低または高仕事関数金属、あるいは導電性エポキシ樹脂の層を含むことができる。あるいは、ＩＴＯ、導電性高分子、または（少なくとも、半）透明電極を構成する層の少なくとも一つが被覆されたガラスまたはプラスチックシートをこの電極の前記最も遠い層または別の層に固着して電極を完了し酸素および水の浸入に対するバリアとして働くことができる。デバイスの表面はもう一つの高分子またはガラス層でカプセル化して完了することができる。
【００２５】
好ましい導電性高分子はBayer AG社からＰＥＤＯＴの商標で市販されているポリ（エチレンジオキシチオフェン）である。他の分子的に変えられたポリ（チオフェン）も導電性であり、ポリアニリンのエマラルディン塩と同様に使用することができる。ＰＥＤＯＴのある滑らかな基板への粘着性を改善するために、非導電性高分子、好ましくはポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）、との高分子ブレンドを作ることができる。例えば、体積比１０（ＰＶＡ）：６のＰＥＤＯＴを含むＰＶＡの９ｗｔ％溶液を使用することができる。得られる膜またはその導電率にあまり差を生じることなく、広範な分子量のＰＶＡを使用することができる。
【００２６】
さらにもう一つの実施例では、金属電極は複数の金属層、例えば基板上に堆積されたアルミニウムのような仕事関数のより高い金属、および仕事関数のより高い金属上に堆積されたカルシウム等の仕事関数のより低い金属、からなることができる。別の例では、アルミニウム等の安定な金属の頂部上にもう一つの導電性高分子層がある。好ましくは、電極はまた各ピクセルの後ろでミラーとして働き、基板の平坦化された表面上に堆積されるか、あるいはその中に沈められる。しかしながら、各ピクセル間に光吸収黒色層または反射構造があることがある。
【００２７】
使用できる高仕事関数金属にはタングステン、ニッケル、コバルト、プラチナ、パラジウムおよびそれらの合金、および恐らくはニオビウム、セレン、金、クロム、タンタル、ハフニウム、テクネチウムおよびそれらの合金が含まれる。
基板はデータドライバ、データ変換器および画像を生成するようなピクセルのアレイをアドレスする情報を処理する走査ドライバも提供することができる。
【００２８】
本発明に従って光電子デバイスを作る方法では、有機デバイスは、半導体回路基板上に直接集積され、真空蒸着、プリント、ステンシルまたはスピンコーティング方法により形成され、あるいはフリップチップまたはウエーハボンディング方法を使用して個別に形成されてハイブリッド化されることができる。これらのプロセスは低温（＜１００℃）とすることができかつ完全密封カプセル化してデバイス寿命および性能を最大限とすることができる。
【００２９】
本方法のさらにもう一つの実施例では、底部導電性高分子層の選択的領域は適切な水溶液に曝して非導電性とされ、その水溶液はピクセル電極の底部コンタクトとして働く導電性ピクセルパッドのアレイを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を使用して実現することができるスマートピクセルの図である。
【図２】本発明の実施例に従ったスマートピクセルの断面図である。
【図３】本発明の実施例に従った平坦化された基板の単一ピクセルの断面図である（高分子ＬＥＤは図示せず）。
【図４】堆積された高分子ＬＥＤを示す代替基板の断面図である。
【図５】高分子ＬＥＤのアレイの部分側面図である。
【実施例】
【００３１】
図１は光受信器において光信号を受信し電気受信器２において電気信号を受信することができるスマートピクセルを示す。受信信号はプロセッサ３内で処理されそこでデータは選択的に格納することができる。光信号は光送信器４から送信され電気信号は電気送信器５から送信される。
【００３２】
本発明のアレイ内の各スマートピクセルは図２に例示することができる。ピクセルは、底部から頂部にかけて、下記の要素を含んでいる、パッシブ基板６、アクティブ基板７、アクティブ電子デバイス８、回路電気配線９、有機導電性の発光／光検出層へのパッド接続１０、導電性、有機導電性、正孔輸送、電子輸送、および有機発光または光検出、の非特異の二連の層１１，１２、および透明電極を形成する透明導電層１３。一方の一連の層１１は少なくとも一つの光検出層を含み、他方の一連の層１２は少なくとも一つの発光層を含んでいる。プラズマ化誘電体１４がアクティブ基板７を被覆することができる。
【００３３】
例えばＣＭＯＳ技術を使用して、半導体基板内にアクティブマトリクス回路が作り込まれると、基板の表面を平坦化することができる。この平坦化は集積回路の製作技術の一部または後のカスタム化ステップとして行われる。
【００３４】
図３に示すように、平坦化はアクティブ基板７の表面上に誘電体１４、例えば高分子材料、を堆積することにより有効となる。絶縁領域を生成するためにパターン化されることができる導電性高分子を、この目的のために、替わりに使用することができる。一方の一連の層１１を回路内の適切なポイントに接続するために、アルミニウムとすることができる、金属ミラー／電極３４が次に堆積され、金属導電性ビア３６により回路への接続が確立される。ＣＭＯＳ回路のメタライズされた部分は３８で示される。
【００３５】
図４は電極／ミラー３４が誘電体表面内に堆積される、すなわち完全平坦化が達成される、別の構成を示す。
【００３６】
図４はデバイス構造を達成することができる一つの方法も示している。一連の層１１が堆積され、導電性高分子と任意にＩＴＯとを含む透明導電層４３により内面が被覆されたガラス板４２で被覆することによりディスプレイが封止される。
【００３７】
図５は一連の堆積層の特定例を含む別のデバイス構造を示す。簡単にするために、図５にはスマートピクセルの代わりに通常のピクセルが示されているが、本例は本発明に従ってスマートピクセルを形成するのに同等に応用することができる。基板３２上に、順次、平坦化されたアルミニウム電極／ミラー３４、任意に電子または正孔輸送層４４、発光高分子４６、および透明電極４８が堆積される。透明電極は例えば、適当に透明となる厚さの、高仕事関数金属の薄層４９、導電性高分子層５０およびＩＴＯ層５１からなることができる。側面も含めてアレイの全ＬＥＤを封止するカプセル化層／バリヤ５２がディスプレイ構造のこの例を完了させ、それら３ピクセルが図５に示されている。
【００３８】
図５に示すディスプレイの製作において、平坦な金属ミラー３４がミラー間の間隙を最小にして各ピクセルの大部分の面積を覆うように基板３２（好ましくは、ＣＭＯＳまたはbi-ＣＭＯＳバックプレーン）の表面に被せられる。グローバルおよびローカル平坦化を向上させるために化学機械研磨を使用することができる。
【００３９】
高分子と関連する材料との層を、集積回路層のパターニングに使用されるホトレジスト塗布用に現在使用されている装置を使用する自動化された技術で、堆積することができる。それにより各層に対する精密な制御と均一な厚さとが得られる。あるいは、高分子層をインクジェットプリントすることができる。稀土類キレートを真空蒸着することができる。
【００４０】
カプセル化層５２は各ピクセル内の透明電極への接続を行った後で被せられる。カプセル化、および恐らくはピクセルの組み立て、は部分真空下の清浄な乾燥状態、あるいは適切な不活性または制御された雰囲気内で実施される。
【００４１】
本発明のディスプレイはロバストであり、有機ＬＥＤはうまく保護されるが、製作およびカプセル化は単純化されている。熱として発生される電力は管理できなければならないが、各要素を駆動するのに使用される電流または電圧を低減することにより減少させることができる。電流ルーティング問題が生じる場合には、シリコンチップ上で多数の電源ボンドパッドを使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に従ったデバイスは下記のいずれかを実現するのに使用することができる。
・ 光電子ディスプレイ
・ ニューラルネットワークとデジタル並列網とを含む光電子計算システム
・ データコム／テレコム、光バックプレーンおよびチップ−ツー−チップ（インターおよびイントラ）配線における電気／電子領域と光領域との間の光電子インターフェイス
・ データコム／テレコムと光バックプレーンと計算配線とに対する光電子クロスコネクト、スイッチ、バァッファ、アッド／ドロップマルチプレクサ
・ デジタル写真とホトリソグラフィと材料処理とに対するスマートセンサおよび／またはプリンタ
・ パターン認識、圧縮データ、イメージエンハンスメント、スマートレゾルーション、スマートゲイン、スマート色変換等の統合機能を有するスマートセンサおよび／またはディスプレイ。
【００４３】
本明細書における動詞“含む（to comprise）”の全ての形式は“からなるまたは含む（to consist of or include）”を意味する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は電気的刺激の元で発光することが知られているある有機材料を含んでいる。この材料は低分子または高分子材料（高分子発光ダイオードＰＬＥＤにおける）とすることができる。これらの材料は実際にデバイスを製作するのに異なるプロセスを必要とする。低分子材料は蒸着により基板上に堆積され、高分子はスピンコーティング、プリント、ドクターブレーディング、またはリール−ツー−リール（reel-to-reel）プロセスにより溶液から基板上に吐出される。典型的な高分子ＬＥＤでは、高分子層がスピンコーティングによりＩＴＯ（indium tin oxide）被覆ガラス上に堆積される。続いて熱処理により残留溶媒を追い払い、高分子層の頂面上に反射性金属電極が蒸発される。透明であるＩＴＯが他方の電極を形成し、電極間に電圧が印加されると高分子はＩＴＯ被覆ガラスを介して発光する。発光の電流および電圧制御は知られている。
【０００３】
いくつかの異なる透明および非透明表面上にアレイを作り込むための材料およびプロセスの両タイプが使用されている。フルカラーディスプレイを生成する既知の方法は高分子溶液のインクジェットプリントと低分子材料の蒸着とを含んでいる。他の既知の方法は個別の吸収フィルタまたは色変化媒体フィルタを取り付けた単色ディスプレイの使用を含んでいる。両材料共ホトレジスト技術とコンパチブルであるように見えるが、実際上、この処理によりデバイスの効率および寿命は受け入れられないレベルまで低減されてしまう。低分子を微細キャビティ内に堆積させることにより、低分子に対する高精細カラーおよび単色ディスプレイが例証されている。EP-0,774,787では、この方法によりＣＭＯＳ基板上にフルカラーＯＬＥＤアレイが作り込まれている。ダイオードアレイ用ドライバは基板内に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】EP-0,774,787
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さまざまなタイプの液晶ディスプレイが結晶性シリコン（ＬＣＯＳ）およびpolysilicon on glass等の他のシリコン材料上に作り込まれている。シリコン材料は基板だけでなくアクティブマトリクス駆動回路も提供する。同様に、真空蛍光ディスプレイは結晶性シリコン上に作り込まれている。
【０００６】
ＣＭＯＳまたはbi-ＣＭＯＳ等の非透明基板上へのＯＬＥＤアレイの製作は、発光および観察できるように有機層の頂部上に（少なくとも、半）透明電極を作り込む必要があるため、妨げられる。有機層上に直接indium tin oxideを堆積させるとデバイス性能が受け入れられないほど劣化することがある。もう一つ考慮すべき点は、微細電子製作装置と完全にコンパチブルとなるように、基板と直接接触する金属電極材料を慎重に選択する必要があることである。
【０００７】
電子ディスプレイは、実際上、電子情報がディスプレイ上に与えられ、ピクセル単位で光情報に変換されるピクセル化光電子デバイスである。スマートピクセルアレイ（ＳＰＡ）は各ピクセルが同じアレイまたは別のアレイ内の他のピクセルと電気的および／または光学的手段により通信する能力を有する光電子ピクセルのアレイである（セルまたはユニットとも呼ばれる）。通信の構成（どのセルが他のどのセルとどの手段によりどの方向に通信するか）は通常ＳＰＡに与えられる光または電気信号によりダイナミックにプログラムすることができる。しばしば、同じ基板上のピクセルアレイ内の通信は電子的手段により行われ、別々のアレイ内または別々すなわち隔てた基板上のピクセル間の通信は光学的手段により行われる。
【０００８】
過去において、ＳＰＡは例えば結晶性シリコン上の液晶、モノリシックIII/V族半導体、およびフリップチップ技術によるＣＭＯＳシリコンに固着されるIII/V族半導体等の技術において実現されている。
【０００９】
ＳＰＡは、例えば、画像処理、電気通信交換および光電子ニューラルネットワーク等の多様な分野で使用されてきている。
ＳＰＡ間の光通信はしばしば可視波長以外の光または電磁放射を使用して実施される。例えば、電気通信システムに使用されるＳＰＡはしばしば赤外波長を使用する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、半導体材料からなる基板およびその基板上または内に配置されたスマートピクセルアレイを含む光電子デバイスが提供され、各スマートピクセルは有機発光材料の少なくとも一層、およびその基板から隔てた側で有機層と接触する（少なくとも、半）透明電極を含んでいる。
【００１１】
好ましくは、特にデバイスがディスプレイを形成する場合には、電極は導電性高分子を含み、好ましくは、基板の表面は研磨または平滑化されて平坦な表面を作り出す。
【００１２】
基板は非晶質、多結晶質または単結晶質シリコンからなることができる。あるいは、基板はガラスまたはサファイヤ層上に重なる非晶質、多結晶質または単結晶質シリコン層を含むことができる。好ましくは、基板の研磨または平滑化は各ＯＬＥＤスマートピクセルの電極、すなわち有機、材料を堆積する前に遂行される。アレイのスマートピクセルは異なる、類似または同一とすることができ、あるいはアレイは異なる、類似または同一スマートピクセルの任意の２つまたは３つ全てを含むことができる。物理的に類似または同一のアレイ内のピクセルは同じまたは異なる機能を実施するように一度だけまたはダイナミックにプログラムすることができる。
【００１３】
好ましくは、スマートピクセルは同じサイズでありカルテシアン格子上に正方格子として配置することができる。六角格子またはリング上の六角ピクセル、および極または放射格子上の楔形ピクセルも本発明の実施例として実現可能である。
【００１４】
アレイの各スマートピクセルは下記のタスクの１つ、いくつかまたは全てを実施することができる。
・ ピクセル内で情報を電子的に処理する、
・ ピクセル内に情報を格納する、
・ アクティブ回路の一部を形成する導電層により同じアレイ内の一つ以上の他のピクセルへ電気信号を送信する、または電気的あるいは光学的チップツーチップ配線（ＰＣＢ上の銅トラック、リボンケーブルや光ファイバー内のワイヤ等）において従来使用される手段により一つ以上の他のアレイ内の一つ以上のピクセルへ電気信号を送信する、
・ アクティブ回路の一部を形成する導電層により同じアレイ内の一つ以上の他のピクセルからの電気信号を受信する、または電気的あるいは光学的チップツーチップ配線（ＰＣＢ上の銅トラック、リボンケーブルや光ファイバー内のワイヤ等）において従来使用される手段により一つ以上の他のアレイ内の一つ以上のピクセルへの電気信号を受信する、
・ 自由空間内または光システム中を伝播する光波により同じアレイまたは別のアレイ内の一つ以上の他のピクセルに光信号を送信する、
・ ＬＥＤ、微細キャビティＬＥＤ、レーザダイオードまたは吸収シフト機構を利用する有機変調器等の有機発光器の場合には、オフチップ通信用に電気信号を光信号に変換する、
・ 自由空間内または光システム中を伝播する光波により同じアレイまたは別のアレイ内の一つ以上の他のピクセルから光信号を受信する。
【００１５】
上記プロセスは単独に、いくつかまたは全てを同時に、逐次に、交互にまたは任意の他の組合せにより実施することができる。
【００１６】
ピクセルにより受信される光信号は変換手段、例えば、下記の１つにより電気信号に変換されるようにすることができる。
・ アクティブ基板内で（各々が）アクティブ回路内の適切な増幅回路に電気的に接続された、一つ以上のＰＮ接合ダイオード、ＰＩＮダイオード、ホトトランジスタ、光導電体または一つ以上の他の感光素子またはそれらのある組合せ、
・ （各々が）アクティブ回路内の適切な増幅回路の入力に電気的に接続された、アクティブ回路上の層内に形成された一つ以上の有機ホトダイオード、ホトトランジスタ、または他の感光素子、
・ 各々がアクティブ回路内の適切な増幅回路の入力に電気的に接続される上記半導体感光または有機感光構造。
【００１７】
ピクセル内の電気信号は好ましくはアクティブ回路内の一つ以上のドライバ回路により光信号に変換され、その（各々の）出力がアクティブ回路上の層内に形成された一つ以上の有機発光ダイオード構成の下側に直列または並列接続される。有機発光ダイオードの頂部側は好ましくはスマートピクセルアレイ内のいくつかまたは全ての有機発光ダイオードに対して共通の電極に接続される。この共通電極は好ましくは金属であり基板と接触している。金属と透明電極との相対仕事関数に応じて、いずれかが陽極として働き他方が陰極を構成することができる。
【００１８】
一実施例では、スマートピクセルはマイクロシステム集積、コンピュータ配線、データコムまたはテレコム応用に対するオンおよびオフチップ光電子通信リンクを形成するように構成される。例えば、スマートピクセルはチップ−ツー−チップ通信のデータボトルネックを軽減させ、光クロック分布をシステムに同期させあるいは電気信号に対する変換がスマートピクセルにおいて実施される光ディスクまたは光メモリへの直接チップアクセスを許可することができる。
【００１９】
ピクセル構成はデータバァッファリング機能と多重化および多重分離化機能とを提供しデータプロトコルを処理することができる。有機ホトダイオードまたはホトトランジスタは光信号をオンチップ通信用電気信号に変換することができる。空間、時間または波長多重化により並列通信リンクを提供することができる。波長多重化は異なる色の光を優先的に発光および／または吸収する異なるピクセルにより提供することができる。例えば、恐らくは稀土類金属のドーピングと共に、選択された波長において狭幅ソースを与えるように微細キャビティ構造を利用することができる。ドーピング、微細構造、または印加電圧を必要に応じてピクセル毎に波長を変えるように選択することができる。また、狭幅ホトルミネセントを、色変換構造と共に、有機発光デバイスを利用することができる。
【００２０】
光電子通信リンクはポイント−ツー−ポイント、マルチキャストまたは同報とすることができる。リンクはスタティック（固定）またはダイナミック（変更可能）とすることができる。送信元から受信先へ光を転送するのに光ファイバー、光導波路または自由空間のマイクロオプティクス／オプティクスを使用することができる。有機光電子デバイスは微細構造として光結合を容易にすることができる。有機または無機材料のパッシブまたはアクティブ光導波路構造を同じ基板上でスマートピクセルと集積することができる。
【００２１】
一実施例では、スマートピクセルはイメージセンサおよび／またはディスプレイとして構成される。スマートピクセル上に入射する紫外線から赤外線の波長範囲内の広帯域または狭帯域光はデジタル表現に変換してピクセル内に格納することができる。画像エンハンスメント、等化またはデータ暗号化等の局所化された画像処理操作を実施することができる。次に、データをディスプレイされた画像の形式で光学的に出力するか、あるいは光または電気通信信号としてどこかへ送ることができる。例えば、赤外画像を可視色でディスプレイするように変換することができる。
【００２２】
一実施例では、スマートピクセルはイメージセンサおよび／またはプリンタとして構成される。ピクセルアレイ上の記憶装置から感光膜まで画像を転送するのに光信号を使用することができる。
【００２３】
有機発光材料は好ましくは高分子であるが、単量体または遷移金属キレートとすることができる。発光材料は別として、ピクセル要素内の有機層は電子輸送材料層、正孔輸送材料層、保護キャップ材料層および導電性高分子材料層を含むことができる。
【００２４】
導電性高分子だけでなく、（少なくとも、半）透明電極はさらに基板から最も遠い有機層上に堆積された、例えばＩＴＯ（indium tin oxide）あるいは他の透明または半透明金属酸化物あるいは低または高仕事関数金属、あるいは導電性エポキシ樹脂の層を含むことができる。あるいは、ＩＴＯ、導電性高分子、または（少なくとも、半）透明電極を構成する層の少なくとも一つが被覆されたガラスまたはプラスチックシートをこの電極の前記最も遠い層または別の層に固着して電極を完了し酸素および水の浸入に対するバリアとして働くことができる。デバイスの表面はもう一つの高分子またはガラス層でカプセル化して完了することができる。
【００２５】
好ましい導電性高分子はBayer AG社からＰＥＤＯＴの商標で市販されているポリ（エチレンジオキシチオフェン）である。他の分子的に変えられたポリ（チオフェン）も導電性であり、ポリアニリンのエマラルディン塩と同様に使用することができる。ＰＥＤＯＴのある滑らかな基板への粘着性を改善するために、非導電性高分子、好ましくはポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）、との高分子ブレンドを作ることができる。例えば、体積比１０（ＰＶＡ）：６のＰＥＤＯＴを含むＰＶＡの９ｗｔ％溶液を使用することができる。得られる膜またはその導電率にあまり差を生じることなく、広範な分子量のＰＶＡを使用することができる。
【００２６】
さらにもう一つの実施例では、金属電極は複数の金属層、例えば基板上に堆積されたアルミニウムのような仕事関数のより高い金属、および仕事関数のより高い金属上に堆積されたカルシウム等の仕事関数のより低い金属、からなることができる。別の例では、アルミニウム等の安定な金属の頂部上にもう一つの導電性高分子層がある。好ましくは、電極はまた各ピクセルの後ろでミラーとして働き、基板の平坦化された表面上に堆積されるか、あるいはその中に沈められる。しかしながら、各ピクセル間に光吸収黒色層または反射構造があることがある。
【００２７】
使用できる高仕事関数金属にはタングステン、ニッケル、コバルト、プラチナ、パラジウムおよびそれらの合金、および恐らくはニオビウム、セレン、金、クロム、タンタル、ハフニウム、テクネチウムおよびそれらの合金が含まれる。
基板はデータドライバ、データ変換器および画像を生成するようなピクセルのアレイをアドレスする情報を処理する走査ドライバも提供することができる。
【００２８】
本発明に従って光電子デバイスを作る方法では、有機デバイスは、半導体回路基板上に直接集積され、真空蒸着、プリント、ステンシルまたはスピンコーティング方法により形成され、あるいはフリップチップまたはウエーハボンディング方法を使用して個別に形成されてハイブリッド化されることができる。これらのプロセスは低温（＜１００℃）とすることができかつ完全密封カプセル化してデバイス寿命および性能を最大限とすることができる。
【００２９】
本方法のさらにもう一つの実施例では、底部導電性高分子層の選択的領域は適切な水溶液に曝して非導電性とされ、その水溶液はピクセル電極の底部コンタクトとして働く導電性ピクセルパッドのアレイを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を使用して実現することができるスマートピクセルの図である。
【図２】本発明の実施例に従ったスマートピクセルの断面図である。
【図３】本発明の実施例に従った平坦化された基板の単一ピクセルの断面図である（高分子ＬＥＤは図示せず）。
【図４】堆積された高分子ＬＥＤを示す代替基板の断面図である。
【図５】高分子ＬＥＤのアレイの部分側面図である。
【実施例】
【００３１】
図１は光受信器において光信号を受信し電気受信器２において電気信号を受信することができるスマートピクセルを示す。受信信号はプロセッサ３内で処理されそこでデータは選択的に格納することができる。光信号は光送信器４から送信され電気信号は電気送信器５から送信される。
【００３２】
本発明のアレイ内の各スマートピクセルは図２に例示することができる。ピクセルは、底部から頂部にかけて、下記の要素を含んでいる、パッシブ基板６、アクティブ基板７、アクティブ電子デバイス８、回路電気配線９、有機導電性の発光／光検出層へのパッド接続１０、導電性、有機導電性、正孔輸送、電子輸送、および有機発光または光検出、の非特異の二連の層１１，１２、および透明電極を形成する透明導電層１３。一方の一連の層１１は少なくとも一つの光検出層を含み、他方の一連の層１２は少なくとも一つの発光層を含んでいる。プラズマ化誘電体１４がアクティブ基板７を被覆することができる。
【００３３】
例えばＣＭＯＳ技術を使用して、半導体基板内にアクティブマトリクス回路が作り込まれると、基板の表面を平坦化することができる。この平坦化は集積回路の製作技術の一部または後のカスタム化ステップとして行われる。
【００３４】
図３に示すように、平坦化はアクティブ基板７の表面上に誘電体１４、例えば高分子材料、を堆積することにより有効となる。絶縁領域を生成するためにパターン化されることができる導電性高分子を、この目的のために、替わりに使用することができる。一方の一連の層１１を回路内の適切なポイントに接続するために、アルミニウムとすることができる、金属ミラー／電極３４が次に堆積され、金属導電性ビア３６により回路への接続が確立される。ＣＭＯＳ回路のメタライズされた部分は３８で示される。
【００３５】
図４は電極／ミラー３４が誘電体表面内に堆積される、すなわち完全平坦化が達成される、別の構成を示す。
【００３６】
図４はデバイス構造を達成することができる一つの方法も示している。一連の層１１が堆積され、導電性高分子と任意にＩＴＯとを含む透明導電層４３により内面が被覆されたガラス板４２で被覆することによりディスプレイが封止される。
【００３７】
図５は一連の堆積層の特定例を含む別のデバイス構造を示す。簡単にするために、図５にはスマートピクセルの代わりに通常のピクセルが示されているが、本例は本発明に従ってスマートピクセルを形成するのに同等に応用することができる。基板３２上に、順次、平坦化されたアルミニウム電極／ミラー３４、任意に電子または正孔輸送層４４、発光高分子４６、および透明電極４８が堆積される。透明電極は例えば、適当に透明となる厚さの、高仕事関数金属の薄層４９、導電性高分子層５０およびＩＴＯ層５１からなることができる。側面も含めてアレイの全ＬＥＤを封止するカプセル化層／バリヤ５２がディスプレイ構造のこの例を完了させ、それら３ピクセルが図５に示されている。
【００３８】
図５に示すディスプレイの製作において、平坦な金属ミラー３４がミラー間の間隙を最小にして各ピクセルの大部分の面積を覆うように基板３２（好ましくは、ＣＭＯＳまたはbi-ＣＭＯＳバックプレーン）の表面に被せられる。グローバルおよびローカル平坦化を向上させるために化学機械研磨を使用することができる。
【００３９】
高分子と関連する材料との層を、集積回路層のパターニングに使用されるホトレジスト塗布用に現在使用されている装置を使用する自動化された技術で、堆積することができる。それにより各層に対する精密な制御と均一な厚さとが得られる。あるいは、高分子層をインクジェットプリントすることができる。稀土類キレートを真空蒸着することができる。
【００４０】
カプセル化層５２は各ピクセル内の透明電極への接続を行った後で被せられる。カプセル化、および恐らくはピクセルの組み立て、は部分真空下の清浄な乾燥状態、あるいは適切な不活性または制御された雰囲気内で実施される。
【００４１】
本発明のディスプレイはロバストであり、有機ＬＥＤはうまく保護されるが、製作およびカプセル化は単純化されている。熱として発生される電力は管理できなければならないが、各要素を駆動するのに使用される電流または電圧を低減することにより減少させることができる。電流ルーティング問題が生じる場合には、シリコンチップ上で多数の電源ボンドパッドを使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に従ったデバイスは下記のいずれかを実現するのに使用することができる。
・ 光電子ディスプレイ
・ ニューラルネットワークとデジタル並列網とを含む光電子計算システム
・ データコム／テレコム、光バックプレーンおよびチップ−ツー−チップ（インターおよびイントラ）配線における電気／電子領域と光領域との間の光電子インターフェイス
・ データコム／テレコムと光バックプレーンと計算配線とに対する光電子クロスコネクト、スイッチ、バァッファ、アッド／ドロップマルチプレクサ
・ デジタル写真とホトリソグラフィと材料処理とに対するスマートセンサおよび／またはプリンタ
・ パターン認識、圧縮データ、イメージエンハンスメント、スマートレゾルーション、スマートゲイン、スマート色変換等の統合機能を有するスマートセンサおよび／またはディスプレイ。
【００４３】
本明細書における動詞“含む（to comprise）”の全ての形式は“からなるまたは含む（to consist of or include）”を意味する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ回路（８）を提供する基板（７）と、回路電気配線（９）と、複数のパッド接続（１０）とを順に含む光電子デバイスであって、
該光電子デバイスは、更に、
導電性層と、有機導電性層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、有機発光層とからなる第１の一連の層（１１）であって、ひとつの前記パッド接続（１０）上に配置される前記第１の一連の層（１１）と、
導電性層と、有機導電性層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、有機発光層とからなる第２の一連の層（１２）であって、他のひとつの前記パッド接続（１０）上に配置される前記第２の一連の層（１２）と、
透明電極を形成する透明導電層（１３）と、を含むことによって、スマートピクセルのアレイを提供し、
各スマートピクセルは、前記アクティブ回路の一部を含む前記光電子デバイス。
【請求項２】
請求項１記載のデバイスであって、前記基板は半導体層を含む前記デバイス。
【請求項３】
請求項２記載のデバイスであって、前記基板はシリコン層を含む前記デバイス。
【請求項４】
請求項３記載のデバイスであって、前記シリコン層は絶縁材料層上に重なる前記デバイス。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、基板の表面が平滑化または研磨されて、平坦な表面を作り出す前記デバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは前記ピクセル内に情報を電子的に処理することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは前記ピクセル内に情報を格納することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、一つ以上の他のピクセルに対して情報を送受信する前記アレイのスマートピクセルを介して、電気的手段を含む前記デバイス。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、一つ以上の他のピクセルに対して情報を送受信する前記アレイのスマートピクセルを介して、光学的手段を含む前記デバイス。
【請求項１０】
請求項８または９記載のデバイスであって、前記一つ以上の他のピクセルは別のアレイ内にある前記デバイス。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは光信号を電気信号に変換することができる変換手段を含むスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１２】
請求項１１記載のデバイスであって、前記変換手段はＰＮ接合ダイオードとＰＩＮダイオードとホトトランジスタと光導電体との少なくとも一つを含む前記デバイス。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のデバイスであって、前記変換手段は前記アクティブ回路内にある前記デバイス。
【請求項１４】
請求項１１または１２記載のデバイスであって、前記変換手段は基板上に形成された少なくとも一つの有機層を含む前記デバイス。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは電気信号を光信号に変換することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１６】
請求項１５記載のデバイスであって、電気信号を光信号に変換することができる前記スマートピクセルは基板上の層内に形成された有機発光ダイオードの構成に接続された前記デバイス。
【請求項１７】
請求項１５記載のデバイスであって、電気信号を光信号に変換することができる前記スマートピクセルは基板上の層内に形成された有機光変調器または増幅器の構成に接続された前記デバイス。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは電気信号の制御下で光を修正または増幅することができる前記スマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルの少なくとも一つのアクティブ回路部は、データバァッファリングと多重化と多重分離化とデータプロトコル処理とから選択される機能を提供するようにされた前記デバイス。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、空間と時間と波長多重化との一つにより提供される並列通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２１】
請求項２０記載のデバイスであって、異なるピクセルが、波長多重化を生じるために異なる色の光を、優先的に発光および／または吸収する前記デバイス。
【請求項２２】
請求項２１記載のデバイスであって、選択された波長の狭帯域ソースを提供する微細キャビティピクセル構造を含む前記デバイス。
【請求項２３】
請求項２２記載のデバイスであって、前記構造はピクセルからピクセルへ前記波長を変えるように別々にドープされる前記デバイス。
【請求項２４】
請求項２３記載のデバイスであって、狭帯域ホトルミネセント色変換ピクセル構造を含む前記デバイス。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、ポイント−ツー−ポイント光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２６】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、マルチキャスト光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２７】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、同報光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２８】
請求項２５，２６または２７に記載のデバイスであって、前記光電子通信リンクは変更可能である前記デバイス。
【請求項２９】
請求項２５から２８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、同じ基板上に前記スマートピクセルと共に集積された光導波路構造を含む前記デバイス。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはインテリジェントイメージセンサとして構成される前記デバイス。
【請求項３１】
請求項３０記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはその上に入射する光をデジタル表現に変換して、該表現を格納するようにされている前記デバイス。
【請求項３２】
請求項１から３１のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはイメージエンハンスメント、等化またはデータ暗号化等の局所化された画像処理操作を実施するようにされている前記デバイス。
【請求項３３】
請求項１から３２のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはインテリジェント画像ディスプレイとして構成された前記デバイス。
【請求項３４】
請求項１から３３のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはプリンタとして構成され、ピクセルアレイ上の記憶装置から感光膜へ画像を転送するのに光信号が使用される前記デバイス。
【請求項３５】
請求項１から３４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は高分子を含む前記デバイス。
【請求項３６】
請求項１から３５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は単量体を含む前記デバイス。
【請求項３７】
請求項１から３６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は遷移金属キレートを含む前記デバイス。
【請求項３８】
請求項１から３７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルは電子輸送材料層と正孔輸送材料層と保護キャップ材料層と導電性高分子材料層とから選択される少なくとも更に一層を含む前記デバイス。
【請求項３９】
請求項１から３８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層と接触する光透過電極を含む前記デバイス。
【請求項４０】
請求項４０記載のデバイスであって、前記光透過電極は前記有機層の前記基板から隔てた側にある前記デバイス。
【請求項４１】
請求項４０記載のデバイスであって、前記光透過電極は導電性高分子を含む前記デバイス。
【請求項４２】
請求項４１記載のデバイスであって、前記導電性高分子は分子的に変えられたポリ（チオフェン）である前記デバイス。
【請求項４３】
請求項４２記載のデバイスであって、前記導電性高分子はポリ（エチレンジオキシチオフェン）である前記デバイス。
【請求項４４】
請求項４３記載のデバイスであって、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）はポリ（ビニルアルコール）がブレンドされた前記デバイス。
【請求項４５】
請求項４１から４４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記光透過電極は、更に、前記基板から最も隔てた前記ピクセルの前記有機層上に、indium tin oxideと、もう一つの光透過金属または金属酸化物と、導電性エポキシ樹脂と、から選択される更に一つの層を含む前記デバイス。
【請求項４６】
請求項１から４５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記デバイスの前記表面上に少なくとも一つの有機カプセル化層を含む前記デバイス。
【請求項４７】
請求項１から４６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記基板上に堆積された、アルミニウムと、タングステンと、ニッケルと、コバルトと、プラチナと、パラジウムと、ニオビウムと、セレンと、金と、クロムと、タンタルと、ハフニウムと、テクネチウムおよびそれらの合金と、indium tin oxideと、から選択された、高仕事関数と、光透過と、導電性材料と、から形成された電極を含む前記デバイス。
【請求項４８】
請求項１から４７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記安定な金属上に重なる導電性高分子層を有する安定な金属電極を含む前記デバイス。
【請求項４９】
請求項４７または４８記載のデバイスであって、前記電極は各ピクセルの後ろでミラーとして作用するようにされている前記デバイス。
【請求項５０】
請求項１から４９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記基板は画像を生成するように前記ピクセルのアレイをアドレスする情報を処理する回路を有する前記デバイス。
【請求項５１】
請求項１記載のデバイスであって、前記有機層は前記基板上に直接集積される前記デバイス。
【請求項５２】
請求項１記載のデバイスであって、前記有機層は個別に形成されてハイブリッド化される前記デバイス。
【請求項５３】
請求項１記載のデバイスであって、前記水溶液は前記光透過ピクセル電極の底部コンタクトとして働く導電性ピクセルパッドのアレイを形成する前記デバイス。
【請求項５４】
請求項５１，５２または５３記載のデバイスであって、indium tin oxideと、導電性高分子と、少なくとも一層の光透過電極と、の一つが被覆されたガラスまたはプラスチックシートがピクセルの基板から最も隔てた前記有機層または前記電極のもう一つの層に固着されて、酸素または水の浸入に対する障壁として働く前記デバイス。
【請求項１】
アクティブ回路（８）を提供する基板（７）と、回路電気配線（９）と、複数のパッド接続（１０）とを順に含む光電子デバイスであって、
該光電子デバイスは、更に、
導電性層と、有機導電性層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、有機発光層とからなる第１の一連の層（１１）であって、ひとつの前記パッド接続（１０）上に配置される前記第１の一連の層（１１）と、
導電性層と、有機導電性層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、有機発光層とからなる第２の一連の層（１２）であって、他のひとつの前記パッド接続（１０）上に配置される前記第２の一連の層（１２）と、
透明電極を形成する透明導電層（１３）と、を含むことによって、スマートピクセルのアレイを提供し、
各スマートピクセルは、前記アクティブ回路の一部を含む前記光電子デバイス。
【請求項２】
請求項１記載のデバイスであって、前記基板は半導体層を含む前記デバイス。
【請求項３】
請求項２記載のデバイスであって、前記基板はシリコン層を含む前記デバイス。
【請求項４】
請求項３記載のデバイスであって、前記シリコン層は絶縁材料層上に重なる前記デバイス。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、基板の表面が平滑化または研磨されて、平坦な表面を作り出す前記デバイス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは前記ピクセル内に情報を電子的に処理することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは前記ピクセル内に情報を格納することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、一つ以上の他のピクセルに対して情報を送受信する前記アレイのスマートピクセルを介して、電気的手段を含む前記デバイス。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、一つ以上の他のピクセルに対して情報を送受信する前記アレイのスマートピクセルを介して、光学的手段を含む前記デバイス。
【請求項１０】
請求項８または９記載のデバイスであって、前記一つ以上の他のピクセルは別のアレイ内にある前記デバイス。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは光信号を電気信号に変換することができる変換手段を含むスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１２】
請求項１１記載のデバイスであって、前記変換手段はＰＮ接合ダイオードとＰＩＮダイオードとホトトランジスタと光導電体との少なくとも一つを含む前記デバイス。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のデバイスであって、前記変換手段は前記アクティブ回路内にある前記デバイス。
【請求項１４】
請求項１１または１２記載のデバイスであって、前記変換手段は基板上に形成された少なくとも一つの有機層を含む前記デバイス。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは電気信号を光信号に変換することができるスマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１６】
請求項１５記載のデバイスであって、電気信号を光信号に変換することができる前記スマートピクセルは基板上の層内に形成された有機発光ダイオードの構成に接続された前記デバイス。
【請求項１７】
請求項１５記載のデバイスであって、電気信号を光信号に変換することができる前記スマートピクセルは基板上の層内に形成された有機光変調器または増幅器の構成に接続された前記デバイス。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記アレイは電気信号の制御下で光を修正または増幅することができる前記スマートピクセルを含む前記デバイス。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルの少なくとも一つのアクティブ回路部は、データバァッファリングと多重化と多重分離化とデータプロトコル処理とから選択される機能を提供するようにされた前記デバイス。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、空間と時間と波長多重化との一つにより提供される並列通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２１】
請求項２０記載のデバイスであって、異なるピクセルが、波長多重化を生じるために異なる色の光を、優先的に発光および／または吸収する前記デバイス。
【請求項２２】
請求項２１記載のデバイスであって、選択された波長の狭帯域ソースを提供する微細キャビティピクセル構造を含む前記デバイス。
【請求項２３】
請求項２２記載のデバイスであって、前記構造はピクセルからピクセルへ前記波長を変えるように別々にドープされる前記デバイス。
【請求項２４】
請求項２３記載のデバイスであって、狭帯域ホトルミネセント色変換ピクセル構造を含む前記デバイス。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、ポイント−ツー−ポイント光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２６】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、マルチキャスト光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２７】
請求項１から２４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、同報光電子通信リンクを含む前記デバイス。
【請求項２８】
請求項２５，２６または２７に記載のデバイスであって、前記光電子通信リンクは変更可能である前記デバイス。
【請求項２９】
請求項２５から２８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、同じ基板上に前記スマートピクセルと共に集積された光導波路構造を含む前記デバイス。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはインテリジェントイメージセンサとして構成される前記デバイス。
【請求項３１】
請求項３０記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはその上に入射する光をデジタル表現に変換して、該表現を格納するようにされている前記デバイス。
【請求項３２】
請求項１から３１のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはイメージエンハンスメント、等化またはデータ暗号化等の局所化された画像処理操作を実施するようにされている前記デバイス。
【請求項３３】
請求項１から３２のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはインテリジェント画像ディスプレイとして構成された前記デバイス。
【請求項３４】
請求項１から３３のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルはプリンタとして構成され、ピクセルアレイ上の記憶装置から感光膜へ画像を転送するのに光信号が使用される前記デバイス。
【請求項３５】
請求項１から３４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は高分子を含む前記デバイス。
【請求項３６】
請求項１から３５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は単量体を含む前記デバイス。
【請求項３７】
請求項１から３６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層は遷移金属キレートを含む前記デバイス。
【請求項３８】
請求項１から３７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記スマートピクセルは電子輸送材料層と正孔輸送材料層と保護キャップ材料層と導電性高分子材料層とから選択される少なくとも更に一層を含む前記デバイス。
【請求項３９】
請求項１から３８のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記有機層と接触する光透過電極を含む前記デバイス。
【請求項４０】
請求項４０記載のデバイスであって、前記光透過電極は前記有機層の前記基板から隔てた側にある前記デバイス。
【請求項４１】
請求項４０記載のデバイスであって、前記光透過電極は導電性高分子を含む前記デバイス。
【請求項４２】
請求項４１記載のデバイスであって、前記導電性高分子は分子的に変えられたポリ（チオフェン）である前記デバイス。
【請求項４３】
請求項４２記載のデバイスであって、前記導電性高分子はポリ（エチレンジオキシチオフェン）である前記デバイス。
【請求項４４】
請求項４３記載のデバイスであって、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）はポリ（ビニルアルコール）がブレンドされた前記デバイス。
【請求項４５】
請求項４１から４４のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記光透過電極は、更に、前記基板から最も隔てた前記ピクセルの前記有機層上に、indium tin oxideと、もう一つの光透過金属または金属酸化物と、導電性エポキシ樹脂と、から選択される更に一つの層を含む前記デバイス。
【請求項４６】
請求項１から４５のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記デバイスの前記表面上に少なくとも一つの有機カプセル化層を含む前記デバイス。
【請求項４７】
請求項１から４６のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記基板上に堆積された、アルミニウムと、タングステンと、ニッケルと、コバルトと、プラチナと、パラジウムと、ニオビウムと、セレンと、金と、クロムと、タンタルと、ハフニウムと、テクネチウムおよびそれらの合金と、indium tin oxideと、から選択された、高仕事関数と、光透過と、導電性材料と、から形成された電極を含む前記デバイス。
【請求項４８】
請求項１から４７のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記安定な金属上に重なる導電性高分子層を有する安定な金属電極を含む前記デバイス。
【請求項４９】
請求項４７または４８記載のデバイスであって、前記電極は各ピクセルの後ろでミラーとして作用するようにされている前記デバイス。
【請求項５０】
請求項１から４９のいずれかひとつに記載のデバイスであって、前記基板は画像を生成するように前記ピクセルのアレイをアドレスする情報を処理する回路を有する前記デバイス。
【請求項５１】
請求項１記載のデバイスであって、前記有機層は前記基板上に直接集積される前記デバイス。
【請求項５２】
請求項１記載のデバイスであって、前記有機層は個別に形成されてハイブリッド化される前記デバイス。
【請求項５３】
請求項１記載のデバイスであって、前記水溶液は前記光透過ピクセル電極の底部コンタクトとして働く導電性ピクセルパッドのアレイを形成する前記デバイス。
【請求項５４】
請求項５１，５２または５３記載のデバイスであって、indium tin oxideと、導電性高分子と、少なくとも一層の光透過電極と、の一つが被覆されたガラスまたはプラスチックシートがピクセルの基板から最も隔てた前記有機層または前記電極のもう一つの層に固着されて、酸素または水の浸入に対する障壁として働く前記デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−４０４１（Ｐ２０１０−４０４１Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２９１２（Ｐ２００９−１４２９１２）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【分割の表示】特願２００２−５３５１７２（Ｐ２００２−５３５１７２）の分割
【原出願日】平成１３年１０月１０日（２００１．１０．１０）
【出願人】（５０１４３５９７８）マイクロエミッシブ ディスプレイズ リミティド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【分割の表示】特願２００２−５３５１７２（Ｐ２００２−５３５１７２）の分割
【原出願日】平成１３年１０月１０日（２００１．１０．１０）
【出願人】（５０１４３５９７８）マイクロエミッシブ ディスプレイズ リミティド (2)
【Ｆターム（参考）】
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