(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体構成要素を有するマトリックスセンサ（１）であって、薄板からなる支持層（３）と、第１電極装置（４）と、少なくとも一つの第２電極装置（１０）と、構成要素装置（６）とを具備し、前記構成要素装置（６）が前記第１電極装置（４）上に配設されると共に、格子状パターンで配置された複数の半導体構成要素（１３）の形で設けられ、前記半導体構成要素（１３）が有機半導体材料から作られたものであって、電磁放射線検出器の形で設けられており、前記第１電極装置（４）が前記支持層（３）の表面（２）上に配設されている、マトリックスセンサ（１）において、前記第２電極装置（１０）が頂層（９）の表面（８）上に印刷されて、前記頂層（９）が前記支持層（３）の上に配設されること、前記第１電極装置（４）及び前記第２電極装置（１０）が互いに向き合っていて、前記第２電極装置（１０）が前記構成要素装置（６）と少なくとも一部の区域で導電性接触をしていること、前記第１電極装置（４）及び／又は前記第２電極装置（１０）が少なくとも一つの導電性電極の形で設けられること、並びに
該マトリックスセンサが、
前記半導体構成要素（１３）の少なくとも部分に付着された導電性接触区域部（１４）と、
前記接触区域部（１４）に接触するように、前記第２電極装置（１０）の前記導電性電極（１１）上に配設されている導電性接触点（１２）と、をさらに具備することを特徴とする、マトリックスセンサ（１）。
【請求項２】
弾性的に変形及び復元可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマトリックスセンサ。
【請求項３】
前記第１電極装置（４）及び／又は前記第２電極装置（１０）の前記電極が帯状電極（５、１１）の形で設けられることを特徴とする、請求項１に記載のマトリックスセンサ。
【請求項４】
保護層が前記構成要素装置（６）上の少なくとも一部の区域に配設されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項５】
前記保護層が非導電性であることを特徴とする、請求項４に記載のマトリックスセンサ。
【請求項６】
前記支持層（３）及び／又は前記頂層（９）が透明または半透明であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項７】
前記第１電極装置（４）及び／又は前記第２電極装置（１０）が、透明または半透明の電極（５、１１）の形で設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項８】
前記第１電極装置（４）及び／又は前記第２電極装置（１０）の前記電極が少なくとも部分で電気的に絶縁している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項９】
前記構成要素装置（６）の前記複数の半導体構成要素（１３）が、互いに電気的に絶縁されて前記第１電極装置（４）上に配設されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１０】
前記第１電極装置（４）及び前記第２電極装置（１０）の前記帯状電極（５、１１）は、それらの縦の延長が互いに回転ずれを生じているように配置されていることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１１】
前記支持層（３）及び／又は頂層（９）が、少なくとも部分（２０）で互いに結合されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１２】
相互接続部（１７）をとおして前記第１電極装置（４）及び／又は前記第２電極装置（１０）に電気的に接続される読出し装置（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１３】
前記第１電極装置（４）が、前記支持層（３）の前記表面（２）に印刷されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１４】
前記接触点（１２）が前記第２電極装置（１０）上に印刷されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のマトリックスセンサ。
【請求項１５】
ａ）支持層（３）の表面（２）に第１電極装置（４）を印刷する段階と、
ｂ）電磁放射線検出器として格子状パターンで配置された複数の半導体構成要素（１３）を具備する構成要素装置（６）を前記第１電極装置（４）上に印刷する段階と、
ｃ）接触区域部（１４）を前記構成要素装置（６）の前記半導体構成要素（１３）上に少なくとも部分的に印刷する段階と、を含むマトリックスセンサ（１）の製造方法であって、
ｄ）第２電極装置（１０）が頂層（９）の表面（８）に印刷され、
ｅ）接触点（１２）が前記第２電極装置（１０）上に少なくとも部分的に印刷され、
ｆ）前記頂層（９）が前記支持層（３）の上に配設され、その結果前記第２電極装置（１０）の前記接触点（１２）が、前記構成要素装置（６）の前記半導体構成要素（１３）の前記接触区域部（１４）に電気的に接触し、
該製造方法が、さらに
ｇ）前記頂層（９）を前記支持層（３）に結合する段階を含む、マトリックスセンサ（１）の製造方法。
【請求項１６】
前記頂層（９）と前記支持層（３）とを結合するために、前記頂層と前記支持層との間の空間（２１）に真空が生み出されることを特徴とする、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記支持層（３）と前記頂層（９）とが、接着性結合剤を使って少なくとも部分で互いに結合されることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記支持層（３）と前記頂層（９）とが、熱的工程によって少なくとも部分で互いに結合されることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記支持層（３）と前記頂層（９）とが、連続供給工程によって互いに結合されることを特徴とする、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記複数の半導体構成要素（１３）の一部が、電磁放射線源として設けられることを特徴とする、請求項１に記載のマトリックスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体構成要素を有するマトリックスセンサに関するものであり、前記マトリックスセンサは、薄板からなる支持層と、第１電極装置と、少なくとも一つの第２電極装置と、構成要素装置であって、第１電極装置上に配設され且つ複数の半導体構成要素で具体化された構成要素装置とを具備しており、前記半導体構成要素は有機半導体材料で具体化されており、及び前記第１電極装置は支持層の表面上に配置されている。本発明は、マトリックスセンサを製造する方法にも関係しており、前記方法は、第１電極装置を支持層の表面に印刷する段階と、構成要素装置を第１電極装置上に印刷する段階と、接触区域を構成要素装置上に少なくとも部分的に印刷する段階とを含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
マトリクス状又は格子状配置にある構成要素又はセンサは、エネルギーを供給されなければならず、また確認された測定値又はパラメータをセンサ及び／又は構成要素から外部、例えば読出し装置へ送信しなければならない。公知の装置にあっては、ソース電極及びドレイン電極は、典型的にはセンサと構成要素との間の支持層上に配置されており、そこでは典型的に高い集積密度に起因して、それらが利用できる空間は通常は非常に小さい空間だけである。センサが例えば幾何学的な格子内に配置されたなら、供給及び読出し電極の格子状配置が典型的に用いられ、つまり電極はそのとき行列電極と典型的に呼ばれる。マトリクス状配置の個々の構成要素にアクセスすることを可能にするために、追加の選択的に制御可能な開閉装置が必要とされるが、これは例えば一つの構成要素を少なくとも一つの行及び列電極に電気的に接続するためである。特に、非常に高い構成要素密度を有するマトリックスセンサのために、公知の装置は、供給及び読出し電極が支持層上に非常に密集して詰め込まれなければならないという欠点を有している。電極間の最小限の距離のために、電極からの信号が互いに干渉することが容易であり、特に所謂クロストークが起こり得る。この場合、一つの電極によって計測又は獲得されるべき信号が、他の特に隣の電極からの信号により影響を受けるか又は歪ませられる。光信号を獲得するセンサ装置にあっては、この状況は、獲得された画像が使用できないという結果になる、というのもクロストークが、獲得された輪郭をぼやけさせるからである。特に公知の具体例は、獲得されたパラメータの高い分解能が求められる状況、及び影響された信号の性質のために影響された信号レベルの局部的に制限された大きな差異が発生し得る状況では、常に不利である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、クロストークの問題が減少し、同時に単純化された構造及び生産が可能であるように、マトリクス状又は格子状の構成要素装置を改良することである。
【０００４】
本発明の目的は、第２電極装置が頂層の表面に配置されると共に、頂層が支持層の上に配置され、その場合第１及び第２電極装置が互いに向き合い、第２電極装置が、少なくとも部分で構成要素装置と導電性接触をすることにおいて解決される。
【０００５】
この実施形態は、特に第１及び第２電極装置をとおした構成要素装置の電気的接触が、より大きな空間を利用可能であることを意味し、その結果電極装置間のクロストークの危険性が著しく低減されるという利点を有する。
【０００６】
前記実施形態は、支持層及び頂層にして、必要に応じてさらに別の層又は要素がそれら各々の上に配置される支持層及び頂層が、互いに別々に製造されることが可能であるという利点、及び本発明によるマトリックスセンサが、少なくとも部分での第２電極装置に対する構成要素装置の導電性接触によって形成されるという更なる利点を有する。
【０００７】
説明を単純にするために、特徴の支持層及び頂層は、個々の部分だけを指すのではなく、それらに付着される全ての更なる層又は要素も指す。このように、支持層は、例えば付着された第１電極装置及び構成要素装置も具備する。本技術分野に知識を有する者には、どの特徴が、有利な更なる実施形態の説明で適用されるかはこのように明確である。
【０００８】
マトリックスセンサが弾性的に変形及び復元可能である実施形態は特に有利である。この実施形態は、一方でマトリックスセンサが平坦ではない表面に又は動的に変形可能な表面に適用されることを可能にする。さらに、この実施形態は、例えば支持層及び／又は頂層を整形できる生産工程及び方法を用いることを可能にする。弾性的に変形及び復元可能な整形が材料固有の限界内に留まり、その結果変形によって材料の不可逆的な損傷がもたらされないことは当業者には理解されるであろう。
【０００９】
この実施形態は、支持層及び／又は頂層が剛性材料で具体化されることを排除しない。さらに別の実施形態によると、頂層は例えば印刷回路基板で具体化されることが可能であり、その実施形態では支持層は頂層上に配置される。
【００１０】
第１及び／又は第２電極装置が各々少なくとも一つの導電性電極で具体化される一実施形態は、それが電極装置の適切な実施形態をとおして分解能の目標性能の選択を可能にするという利点を有する。例えば、第１及び／又は第２電極装置の異なる数量又は異なる構造をとおして、同時に複数の分解能で計測することが可能である。
【００１１】
また、構成要素装置の構成要素は３以上の電気接触点を特色とすることができ、また電気接触はこの有利な実施形態の結果として可能である。
【００１２】
さらに別の実施形態によると、第１及び／又は第２電極装置の電極は、帯状電極として具体化される。帯状電極の利点は、支持層の表面の方向における特定の幅にしてその縦の延長に対して垂直な特定の幅の故に、それは所望の分解能の獲得を容易に可能にする。特に、付着されるべき半導体構成要素に特に適するように電極の幅を調節することが可能である。例えば半導体構成要素が配置される任意の区域において薄い帯状電極を特別に広くすることが可能である。この実施形態の利点は、電気信号を伝送するのに必要な最小限の面積だけを帯状電極が占めることである。
【００１３】
他の有利な実施形態は、半導体構成要素が電磁放射線検出器の形で及び／又は電磁放射線源として設けられる実施形態である。このオプションは、本発明によるマトリックスセンサにおいて複数の異なる電子半導体構成要素を使用することを可能にする。
【００１４】
他の有利な実施形態では、本発明で記載された装置を、電子構成要素が電気的に接触されなければならない全ての構成要素装置に用いることが可能であり、結果として相互影響の可能性が最小となり、このことは例えばドレイン電極に必要とされる。
【００１５】
好適な実施形態によると、電磁放射線検出器が、フォトダイオード又はＣＣＤ素子の形で備えられる。他の特に有利な実施形態では、前記放射線検出器は、例えば有機光検出器を備える有機半導体構成要素である。他の同様に有利な実施形態は、電磁放射線源がＯＬＥＤで具体化される実施形態である。
【００１６】
導電性接触領域が少なくとも部分で半導体構成要素に付着される実施形態は、それが、少なくとも一つの独自に識別される区域にして導電性接触を生み出すようにデザインされた区域を各半導体構成要素に対して提供するという利点を有する。
【００１７】
この接触領域は例えば金属によって提供され得るが、接触領域が例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のような導電性で透明又は半透明の材料によって提供される他の実施形態が可能である。特に、全ての導電性ポリマーのみならず全てのＴＣＯ（透明導電性酸化物）も接触領域を提供するために用いられ得る。接触領域は、例えば半導体構成要素に対する機械的保護を増大させる手段として機能することも可能である。
【００１８】
他の有利な実施形態では、保護層が少なくとも部分で構成要素装置の上に配設される。この実施形態は、半導体構成要素および構成要素装置を周囲の影響に対して密封することを可能にする。この保護層は、本発明によるマトリックスセンサの例えばその弾性に関する機械的特性を選択的に変える手段として機能することもある。例えば、支持層及び／又は頂層は、フィルム状材料で具体化されることが可能であり、またマトリックスセンサの弾性は、保護層の機械的特性の関数として選択されることが可能である。他の有利な実施形態では、保護層は、例えば追加の層の付着を有利に単純化する特別な表面特性を有することもある。保護層は、それが支持層又は頂層のさまざまな表面構造を大きく補うように選択されることも可能であり、その結果支持層の上への頂層の配置が、電極装置のどんな望まれない変形という結果も招くことはない。
【００１９】
保護層が非導電性であるなら、有利な様態では第１及び／又は第２電極装置の追加の電気絶縁は必要とされない。電気絶縁保護層は、構成要素装置における個々の半導体構成要素の確実な電気絶縁を提供するという更なる利点を有する。
【００２０】
支持層及び／又は頂層が、好適には可視光波長領域において透明又は半透明である実施形態は特に有利である。他の有利な実施形態によると、半導体構成要素は、例えば可視光領域で好適に機能的な電磁放射線検出器又は放射線源を備えるので、主張された前記実施形態は、半導体構成要素に対する若しくは半導体構成要素からの電磁放射線の妨害されない侵入又は放出を可能にする。前記実施形態は、本発明によるマトリックスセンサが他の装置に容易に一体化されることを可能にするという利点を有する。
【００２１】
他の有利な実施形態によると、第１及び／又は第２の電極装置は透明または半透明である。この実施形態は、妨害されない光の侵入又は放出を可能にすることにおいても有利である。ここで光とは、光波長域内にあって特に可視光域を含む任意の範囲の電磁放射線を指している。透明又は半透明の電極装置は、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎｘＯ）のようなＴＣＯ（透明導電性酸化物）によって提供され得るが、例えばＰＥＤＯＴ（ポリ（３、４エチレンジオキシチオフェン））、ＰＡＮＩ（ポリアニリン）のような導電性高分子材料から構成されるグループからの材料を有する実施形態も可能である。例えば層厚さ３０ｎｍ未満の金の層のような薄い金属層も良好な導電体であって半透明でもある。
【００２２】
少なくとも部分で電気絶縁しているものとして具体化された第１及び／又は第２電極装置の複数の電極は、電気的短絡の危険性なしにそれらが互いの頂部に配置され得るという特別な利点を有している。電気絶縁は、電極に付着された絶縁層の形で備えられ、このようにして各電極は電気的に絶縁される。電極装置は、電極と絶縁層の交互配置を含むこともある。このようにして層状配置が、互いに電気絶縁された電極とともに得られる。
【００２３】
構成要素装置内の半導体構成要素が互いに電気絶縁されて第１電極装置上に配置される実施形態は、各々がそれ自身の機能を備えるいくつかの半導体構成要素を電気的短絡の危険性なしに挿入することを可能にする。この実施形態は、個々の半導体構成要素の特に獲得された測定値の間の相互の影響を最小限に抑えるという更なる利点も有している。
【００２４】
他の有利な実施形態によると、第１及び第２電極装置の帯状電極は、それらの縦の延長が回転で互いにずれるように配設されている。好適には、帯状電極は互いに９０度だけずれており、これは格子状行列配置の電極を生み出すという特別な利点を有する。前記実施形態は、回転された配置が電極装置間の相互の影響を低減するという他の利点を有している。
【００２５】
導電性接触点が少なくとも部分で第２電極装置の電極上に配置される実施形態は、電気的接触が第２電極装置と構成要素装置との間に存在するところの明瞭に確定された区域をそれが有するという利点を有する。
【００２６】
第２電極装置の接触点が、構成要素装置における半導体構成要素又は半導体構成要素上の接触表面と導電性接触をするなら、特に有利な実施形態が獲得される。この実施形態にあっては、半導体構成要素の電気的接触が確定された区域で生じる。特にこれは、意図されない電気的接触が追加の半導体構成要素に対してなされないことを保障する。
【００２７】
特にこの実施形態は、支持層と頂層とが、追加として付着された層を含んで別々に生産される事を可能にする。確定された電気接触点とともに、支持層の上への頂層の配置が信頼性のある電気接触点を提供する。
【００２８】
支持層と頂層とが少なくとも部分で互いに結合されるという事実に起因して決定的な利点が得られる。この実施形態にあっては、互いに別々に製造された二つのサブコンポーネントが共に結合されて機能的なマトリックスセンサになり、及びこれら実施形態に対する説明された改良の結果として、確定された電気的接触が第２電極装置と構成要素装置との間に確立される。
【００２９】
半導体構成要素で獲得された測定値を評価するために、第１及び／又は第２電極装置に電気的に接続された読出し装置が備えられるなら有利である。個別の半導体構成要素を選択する仕事、及び選択された構成要素を外部の評価装置に電気的に接続することは、読出し装置によってこのように有利に引き取られる。本発明によるマトリックスセンサが、多くとも数個の個別の半導体構成要素を具備することから、この実施形態は特に有利である、というのも主張されるように非常に少数の相互接続だけで、マトリックスセンサから外部の評価装置へつながるに違いないからである。
【００３０】
第１電極装置が、支持層の表面及び／又は構成要素装置及び／又は接触区域の予め付着された層の上に印刷される実施形態は、請求されたマトリックスセンサが特に高い費用効果及び効率で製造されるという特別な利点を有する。層を付着させるために、例えばインクジェット、フラット印刷、グラビア印刷、又はスクリーン印刷工程を含むグループからの工程のような印刷工程を使う他の利点は、この工程が複雑な作業環境を必要としないことである。さらに、印刷工程は、作り出されるべき電極装置の構造の特に単純で早く柔軟な修整又は変更を可能にする。この実施形態は、例えば連続供給工程においてマトリックスセンサの連続生産を可能にもする。
【００３１】
第２電極装置が頂層の表面に印刷されて、第２電極装置上に接触点が印刷される実施形態も有利である。印刷によって作り出された層の有利な特性は既に説明された。
【００３２】
本発明の目的は、第２電極装置が頂層の表面に印刷されて、接触点が第２電極装置上に少なくとも部分的に印刷されて、第２電極装置の接触点が構成要素装置における半導体構成要素の接触区域に電気的に接触するように、頂層が支持層の上に配置されて、頂層が支持層に結合されるという工程をとおしても解決される。
【００３３】
この実施形態の特別な利点は、支持層及び頂層が互いに別々に製造可能であって、請求された製法において次に互いに結合され得ること、並びに第２電極装置の接触点が構成要素装置との導電性接触を生み出すことである。
【００３４】
電子回路又は電子構成要素を作り出すために印刷工程を用いる利点は既に説明された。作り出される印刷構造が異なる要求に対して容易に修整可能であることが極めて重要である。
【００３５】
カバー層と支持層とを結合するために、カバー層と支持層との間の空間に真空が生み出されるなら、カバー層と支持層は、外力の介在なしに互いに結合されることが可能である。頂層と支持層の表面の好適に選択された特性によって、それらは通常の大気圧に戻った後も互いに結合されたままであろう。特に、この実施形態は、両方の層が既存の構造に容易に適合するという利点を有する。
【００３６】
他の有利な実施形態によると、支持層及び頂層は、例えば堅い印刷回路基板の形で提供されてもよい。中間の空間に真空を生み出すことによって、カバー層又は支持層は既存の表面構造の上に特にうまく適合することができ、それにより第２電極装置と構成要素装置との間の良好な電気的接触という結果になる。
【００３７】
請求されているように、支持層は、接着性結合剤を少なくとも部分的に塗布することによって頂層に結合される。結合剤を特定の区域にだけ塗布することは、マトリックスセンサの柔軟性を大きく低下させることなく、支持層の頂層への十分な結合を生み出すだろう。
【００３８】
支持層を頂層へ少なくとも部分で結合するための熱的工程は、材料の非常に直接的な結合という結果になり、従って非常に高い機械的柔軟性を提供することができる。例えば押し型のような加熱結合工具と共に前記工程は可能であり、これにより物理的に活動的な変動の吸収が材料の内部の加熱を引き起こし、それにより支持層と頂層とを接合する。例えば、これは、超音波又は高周波結合法を用いて実施可能である。
【００３９】
支持層を頂層に結合するための一つの有利なやり方は、連続的に稼働している連続供給工程の間に前記二つのものを互いに結合することである。この有利な実施形態は、本発明によるマトリックスセンサの連続的で及びしたがって特に費用効果が高く速い生産を可能にする。特に、マトリックスセンサの絶え間のない生産が可能であり、それは、例えば特定の用途のための他の処理段階においてロールにまとめられることが可能である。
【００４０】
本発明は、添付の図面に示された実施例を参照して、より詳細に以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明によるマトリックスセンサの断面図である。
【図２】支持層と頂層を示すマトリックスセンサの分解平面図である。
【図３】マトリックスセンサの断面図であり、そこでは支持層及び頂層が互いに結合されている。
【図４】本発明によるマトリックスセンサの連続生産のための装置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
最初に、異なる実施形態に記載された同一の部分が同一の参照符号及び同一の構成要素名称で表示されること、並びに明細書を通してなされた開示が、同一の参照符号又は同一の構成要素名称を保持する同一部分に、意味の点に関して移動され得ることが指摘されるべきである。さらに、例えば頂部、底部、及び側面等のような記載の目的のために選択された位置は、具体的に記載された図面に関係し、及び他の位置が記載されたとき意味の点に関して新しい位置に移動され得る。個別の特徴又は図解されて説明された異なる実施形態からの組み合わされた特徴は、独立の創意に富む解決法又は発明によって提案された解決法として解釈されてよい。
【００４３】
図１は、本発明によるマトリックスセンサ１を分解断面図で示している。第１電極装置４が支持層３の一方の表面２に付着されている。
【００４４】
第１電極装置４は、互いに電気絶縁された数本の帯状電極５の形で設けられている。構成要素装置６が第１電極装置４の電極５上に配設されている。構成要素装置６は、互いに電気絶縁された数個の構成要素７を具備している。これらの構成要素７の各々は、少なくとも一つの半導体構成要素と導電性接触区域とを具備している。第２電極装置１０が、頂層９の一方の表面８に付着されている。第２電極装置１０は、互いに電気絶縁された数本の帯状電極１１を具備している。各個々の帯状電極１１は、支持層３と頂層９とが結合されたときに、該電極に付着された接触点１２が構成要素７の導電性接触区域に正確に接触するように配設されている。
【００４５】
支持層３は、好適には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のような有機材料を有する柔軟でフィルム状の材料である。このタイプの支持層の利点は、それが弾性的に変形可能及び復元可能であること、並びに本技術分野に知識を有する者が最大許容ひずみを知っていると想定されることである。支持層３の表面２上に、複数の帯状電極が、例えばインクジェット、フラット印刷、グラビア印刷、又はスクリーン印刷工程のような印刷工程によって付着される。電極装置４に付着された構成要素装置６は、好適には例えば複数のＣＣＤセンサのような複数の光電性センサで具体化される。しかしながら、特に、いくつかの異なる半導体構成要素が前記構成要素装置を作り出すのに適しているだろう。複数の半導体構成要素が格子状パターンで配置されて、特に相互影響のリスクがあるなら獲得された測定値の最小限の相互影響が求められる全ての知られた構成要素装置に、本発明によるマトリックスセンサは特に使用され得る。
【００４６】
支持層３及び第１電極装置４が透明又は半透明であって、光学的に活性であるか又は光学的作用に対して反応する半導体構成要素を構成要素装置６が備えるなら、それは役に立つ。電極５は、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のようなＴＣＯ（透明導電性酸化物）によって形成され得るが、厚さ３０ｎｍまでの例えば金のような金属の層を有することもあり、それにより導電性で半透明の電極という結果となる。
【００４７】
第２電極装置１０の複数の電極１１は互いに電気絶縁されている。この電気絶縁は、例えば電極の各々に対して電気絶縁層を付着させることにより獲得される。好適には印刷工程により電気絶縁層が各々の電極上に印刷されて、導電性電極と電気絶縁層とが重層構造を共に形成するように、頂層９の表面８に対して前記電極を付着させることも可能である。しかしながら、各々の電極の少なくとも一つの区画が電気絶縁層によって覆われない、というのもこの区画には導電性接触点１２が、やはり好適には印刷工程によって付着されるからである。
【００４８】
マトリックスセンサの適切な配置及び印刷工程の目標制御に起因して、第２電極装置１０及び特にそれに印刷された接触点１２は正確に位置決めされ、その結果その後の支持層３と頂層９との結合において接触区域が構成要素７に接続する。これの特別な利点は、支持及び頂層を互いに別々に製造できること、並びに特にそれらを二つの異なる製造者によって製造できることである。
【００４９】
柔軟で弾性的に変形及び復元可能なマトリックスセンサを獲得するために、頂層は、例えばＰＥＴ又はＰＥＮのような弾性材料からも作られる。他の有利な実施形態では、頂層９は、例えば印刷回路基板のような堅く平らな材料から作られることもある。そのような実施形態にあっては、支持層３はそれに付着された第１電極装置４に接続され、及び構成要素装置６は支持層９に接続され、及び柔軟で弾性的に変形及び復元可能な支持層は表面８の表面構造並びにそれに付着された層に容易に適合されることができる。
【００５０】
支持層及び頂層は、表面２及び８の特定の区画に塗布される接着性結合剤によって結合され得る。支持層と頂層との間に密閉された空気隙間を生み出して、その後、前記隙間内の空気圧力を減圧することによって、前記二つの層を永久的に結合することも可能である。
【００５１】
図２は、本発明によるマトリックスセンサ１について、単純化した表現のための分解様式で示された支持３及び頂層９の平面図である。
【００５２】
第１電極装置４が支持層３の表面２に付着されている。第１電極装置４は、互いに電気絶縁された複数の帯状電極５の形で備えられており、前記帯状電極５に構成要素装置６が付着されている。構成要素装置６の複数の半導体構成要素１３は、互いに電気絶縁されて、電極５上に配置され、またその表面に導電性接触区域１４を有している。前記電極は、導電性相互接続部１５を介して読出し装置１６に接続されている。第２電極装置１０は頂層９の表面８に付着されており、及び第２電極装置１０は互いに電気絶縁された複数の帯状電極１１の形で備えられる。導電性接触点１２が各帯状電極１１の部分に付着されている。前記電極は、互いに電気絶縁された相互接続部１２によって例えば接触領域１８に接続されており、前記相互接続部１７は図を単純化するためにただ模式的に示されている。支持層が頂層に結合されるとき、接触領域１８は、読出し装置１６の接触領域１９に導電性接触し、その結果第２電極装置１０と読出し装置１６との間の接続を生み出す。他の実施形態では、読出し装置は頂層９上に配設されることもあり、その場合には支持層の読出し装置及び頂層は、例えば取外し可能な接触デバイスによって外部の評価ユニットに接続されることが可能である。
【００５３】
図３は、図２に示される切断面に沿う断面図であるが、支持及び頂層が互いに結合されている、本発明によるマトリックスセンサ１の断面図である。複数の帯状電極５の形をした第１電極装置４が支持層３の表面２に付着されている。構成要素装置６が、第１電極装置４に付着され、前記構成要素装置６は数個の半導体構成要素１３の形で備えられている。導電性接触区域１４が、半導体構成要素１３の少なくとも一部の区域に付着されている。複数の帯状電極１１の形をした第２電極装置１０が頂層９の表面８に付着されており、また個々の帯状電極１１は互いに電気絶縁されている。導電性接触点１２が帯状電極１１に付着されており、前記導電性接触点１２は構成要素７の接触区域１４との導電性接触を確立する。
【００５４】
図を単純化するために、電気的相互接続部１７は図に描かれていない。本技術分野に知識を有する者は、第２電極装置１０の電極１１と前記接触領域との間に導電性接続を生み出すために、前記相互接続部がどのように頂層９に付着されてその上に配設されるかを理解するだろう。
【００５５】
支持層と頂層は、例えば接触領域２０において前記二つの層を互いに対して押圧することによって結合され、及び減圧された空気圧力が空間２１内に生み出される。表面２及び８の接触領域２０において適切に選択された表面特性によって、両方の層は互いに半永久的に結合される。前記二つの層の結合を補強するために、必要に応じて例えば接着性結合剤のような結合剤が接触領域２０の表面に塗布されてよい。空間２１内の印刷状況に影響を及ぼすことなく、支持層とカバー層を複数の接触領域２０における少なくとも部分で結合することも可能である。例えば、熱的又は電磁気的放射により稼動される工程が前記二つの層を結合するために用いられることが可能であり、また電気音響結合工程も可能である。
【００５６】
例えば機能試験のために、支持層と頂層との一時的な結合が求められる場合、他の実施形態が可能である。
【００５７】
図に示されるように、頂層９は支持層３の表面構造に順応させられている。例えば頂層９が印刷回路基板の形で提供されたなら、支持層３が頂層９の表面構造に順応させられることも可能である。本発明によるマトリックスセンサの有利な特性によって、頂層及び支持層は互いに別々に作り出されることが可能であり、支持層及び頂層の両方は互いに最適に調節され得る。
【００５８】
図４は、支持層３を頂層９に結合するための装置の例を示している。第１電極装置４及び構成要素装置６が、第１加工段階で支持層３に付着される。支持層は供給装置２２によって供給される。
【００５９】
先行した加工段階において、第２電極装置１０及び接触点１２も頂層９に付着され、及び供給装置２３によって供給され得る。
【００６０】
結合装置２４は、支持層３を頂層９との接触に持ち込み、及び結合剤２５が例えば接触領域２０における支持層３と頂層９との間の結合を生み出す。
【００６１】
図では、二つのフィルム状の層を結合するための装置が示されている。他の有利な実施形態では、前記二つの層の一方が例えば印刷回路基板の形で提供されてもよく、前記印刷回路基板は頂層又は支持層に結合される。
【００６２】
しかしながら、本発明によるマトリックスセンサは、説明された実施形態に限定されるものではなく、特に本発明は、好適に格子状配置にある複数の半導体構成要素が接触されなければならない全ての実施形態を包含している。
【００６３】
実質的な記載で与えられた値の範囲に関する全ての図は、それらが任意の及び全ての部分範囲を含む意味として解釈されるべきである。例えば範囲１から１０は、それが下限の１から始まって上限の１０までの全ての部分範囲を含む意味として理解されるべきである。即ち全ての部分範囲は、例えば１から１．７、又は３．２から８．１、又は５．５から１０のように、下限の１以上から始まり、上限の１０以下で終わる。
【００６４】
例として示された実施形態は、本発明によるマトリックスセンサの可能なデザインの別形を表しており、本発明は具体的に示されたデザインの別形に限定されるのではないことが指摘されるべきであり、代わりに個々のデザインの別形は互いに異なる組合せで使用されてよいこと、及びこれら可能な変形物が、開示された技術的教示が与えられるこの技術分野において知識を有する者の能力範囲内にあることが指摘されるべきである。従って、説明されて図解されたデザインの別形の個々の詳細を組み合わせることによって獲得され得る全ての考えられるデザインの別形が可能であり、また本発明の範囲に含まれる。
【００６５】
書式の問題として、本マトリックスセンサの構造のよりよい理解のために、それ及びその構成要素は、縮尺に従わずに及び／又は拡大されて及び／又は縮小されて部分的に図解されるだろう。
【００６６】
本発明により提案された独立の解決法の根本的な目的は本明細書に見出されるだろう。
【００６７】
図１〜４に図解された個々の実施形態は、本来的に本発明により提案された独立の解決法として解釈され得る。本発明によって提案された目的及び解決法は、これら図面の詳細な記載に見出されるだろう。
【符号の説明】
【００６８】
１    マトリックスセンサ
２    表面
３    支持層
４    第１電極装置
５    電極
６    構成要素装置
７    表面
８    構成要素
９    頂層
１０    第２電極装置
１１    電極
１２    接触点
１３    半導体構成要素
１４    接触区域、接触領域
１５    相互接続部
１６    読出し装置
１７    相互接続部
１８    接触領域
１９    接触領域
２０    接触領域
２１    空間
２２    支持層用供給装置
２３    支持層用供給装置
２４    結合装置
２５    結合剤
【図１】
0005632285.tif 000002
【図２】
0005632285.tif 000003
【図３】
0005632285.tif 000004
【図４】
0005632285.tif 000005