(57)【要約】  本発明は、静脈認識技術のためのディテクタ配列に関し、ディテクタ配列は、放射線の吸収体を含む。本発明はさらに、ディテクタ配列を含むセキュリティーシステムならびに静脈認識のための方法に関する。
2017506426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静脈パターン認識のためのディテクタ配列であって、該配列は、放射線を吸収することが可能である吸収体を含み、ここで、該吸収体は、整数個の有機光起電力セルを含む有機光起電力センサである、前記配列。
【請求項２】
放射線が０．７μｍから３．０μｍの範囲における波長を有する、請求項１に記載のディテクタ配列。
【請求項３】
有機光起電力センサが少なくとも１００個の有機光起電力セルを含む、請求項１または２に記載のディテクタ配列。
【請求項４】
各有機光起電力セルが光活性層を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のディテクタ配列。
【請求項５】
各有機光起電力セルが光活性層を含み、該光活性層は、電子受容体材料および電子供与体材料を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のディテクタ配列。
【請求項６】
各有機光起電力セルが光活性層を含み、該光活性層は、金属酸化物、グラフェン、フラーレン、無機ナノ粒子、オキサジアゾール、ディスコチック液晶、カーボンナノロッド、無機ナノロッド、電子の受容もしくは安定性アニオンの形成が可能である部分を含有するポリマー、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される電子受容体材料を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のディテクタ配列。
【請求項７】
各有機光起電力セルが光活性層を含み、該光活性層は、ポリマー、金属酸化物、ドーパントを含む金属酸化物、金属フタロシアニン、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される電子供与体材料を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のディテクタ配列。
【請求項８】
配列が、放射線を発することが可能であるエミッタをさらに含み、ここで、吸収体は、該エミッタによって発される放射線を吸収することが可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のディテクタ配列。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のディテクタ配列を含む、セキュリティーシステム。
【請求項１０】
セキュリティーシステムがアクセス制御システムである、請求項９に記載のセキュリティーシステム。
【請求項１１】
静脈パターン認識のための、請求項１〜８のいずれか一項に記載のディテクタ配列の使用。
【請求項１２】
静脈パターン認識のための方法であって、
（ａ）ディテクタ配列の近傍において静脈を含む物体を置くことであって、該ディテクタ配列は、放射線を吸収することが可能である吸収体を含む；
（ｂ）静脈を含む該物体を経て放射線を吸収体へ透過させること；および
（ｃ）透過放射線中の空間的な変動を検知すること、それによって静脈を含む該物体のマップを入手すること、
のステップを含み、ここで、該吸収体は、整数個の有機光起電力セルを含む有機光起電力センサである、前記方法。
【請求項１３】
（ｄ）ステップ（ｃ）中に入手されるマップから静脈パターンを発生させること、
のステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ディテクタ配列が請求項２〜８におけるようにさらに定義される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
ステップ（ａ）中におけるディテクタ配列が、放射線を発することが可能であるエミッタをさらに含み、および、ステップ（ｂ）中における該放射線が、静脈を含む物体を経て該エミッタから吸収体へ透過される、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
（ａ）有機光起電力センサを生産すること；および
（ｂ）ディテクタ配列の中へ該有機光起電力センサを統合すること
のステップを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のディテクタ配列を生産するための方法。
【請求項１７】
ステップ（ｂ）中に電子部品が、有機光起電力セル上へ重ねられ、または、該電子部品が、個別のピクセルとの接続を達成するために上部電極へ直接適用されてもよい、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、静脈認識技術のためのディテクタ配列に関し、ディテクタ配列は、放射線の吸収体を含む。本発明はさらに、ディテクタ配列を含むセキュリティーシステムならびに静脈認識のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景および先行技術の記載
バイオメトリク認識、または単にバイオメトリクスは、個人識別のための特色のある解剖学上および行動学上の特性または識別子（identifiers）（例として指紋もしくは掌紋、顔、虹彩、または声）の使用を伴い、伝統的なトークンベースの方法（例として鍵またはＩＤカード）および知識ベースの方法（例としてパスワードまたはＰＩＮ）と比較して、より高いセキュリティーおよび利便性を提供する。前記特性または識別子は、置き忘れ、偽造、または共有をすることが難しいからである。
【０００３】
指静脈認証技術は、バイオメトリクス内で、顔、虹彩、指紋および掌紋などの他のバイオメトリク特質と比較して潜在的にずっと安全な認識システムとして認知されてきた。これは、指静脈パターンがヒトの皮膚の下に隠され、指紋または虹彩スキャニングと違って改造または欺罔が不可能だからである。指静脈パターンが各人間に特有であり、個人の検証のために使用され得ることは、証明された事実である（例えば T. Yanagawa, S. Aoki, T. Ohyama, Human Finger Vein Images Are Diverse and its Patterns Are Useful for Personal Identification；Kyushu University MHF Preprint Series: Kyushu, Japan, 2007; pp. 1を参照）。静脈直径は、天気、物理的条件等における揺らぎによって一時的に変わるかもしれないが、静脈分布（vein distribution）パターンは、なお人に特有のままであり、同じ人のために以前の日に保存された原型パターンと合致し得る（例えば N. Miura, A. Nagasaka, T. Miyatake, Extraction of Finger-Vein Patterns Using Maximum Curvature Points in Image Profiles. IEICE Trans. Inform. Syst. 2007, E90-D, p.1185を参照）。指紋検知と対照的に、指静脈パターンは、皮膚へのいずれの外傷の場合にもなお測定され得る。指静脈認識は、非侵襲的および非接触の技術であり、それゆえに利用者にとってより受け入れ可能である。この技術は、例えば虹彩スキャンのための場合と比べて、直面する心理的抵抗はずっと少ない。そのうえ、他のバイオメトリク識別子と違い、指静脈パターンスキャンは、生きている人においてのみ同定される。静脈認識のために必要とされるデバイスは、例えば掌ベースの検証のために使用されるデバイスと比較して、非常にコンパクトおよび小さいものであり得る。
【０００４】
US 2004/0184641、US 7,957,563 B2、US 8,155,402およびUS 8,223,199中に開示されるいくつかの例示的な指静脈検知システムは、図１に示される。典型的に、光源、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せられる近赤外（ＮＩＲ）領域中の光は、対象の指を経て透過させられる（transmitted）。指を横切る透過光中の空間的な変動は、通常、ＮＩＲ光のための高感度を有するカメラまたは画像センサなどの撮像システムでマッピングされる。血管は、指中の他の色素および組織と比較してより多くのＮＩＲ光を優先的に吸収する。それゆえに静脈は、キャプチャされる画像中に、周辺の組織と比べて著しく暗く現れる。明るさと暗さとの間の差異によって発生するパターンは、血管パターンを形成する。そして後処理アルゴリズム（post-processing algorithms）は、背景ノイズを除去するためにキャプチャされる画像に適用され、パターンマッチングのための後の検索用にいくつかのデータベース中に保存され得る、高いコントラストの静脈パターンを発生させる。
【０００５】
他の検知技術と同様に、４つの主要なステップは、画像取得、前処理、特徴抽出およびマッチングである。多くの仕事が、最後の３つの分野において実行されてきた。本願は、第１の分野である画像キャプチャの部分に焦点を当てる。
【０００６】
スペクトルの可視部分は、ヘモグロビン、ミオグロビン、およびメラニンなどの、ヒトの指の内側の様々な組織色素中に吸収される。より長い赤外線の波長は、組織中の水への吸収によって強く減衰される。しかしながら、ＮＩＲの波長では、ヘモグロビンは、組織中の他のタンパク質よりも高い吸光度を提示する。それゆえにＮＩＲ光透過は、対象の指中のヘモグロビン、したがって血管パターンの位置を選択的にマッピングするために使用され得る。これは、良いＮＩＲディテクタが求められることを暗に示す。
【０００７】
ＮＩＲディテクタのための最も多く用いられる選択は、光学イメージングシステムである。これらは、通常、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサのいずれかで作られる。両方の型のセンサは、入射光を電荷に変換し、電気信号へと処理するという同じタスクを実施する。ＮＩＲ波長スペクトルにおけるシステムの感度をより高くするために、フィルタは、可視光をブロックするイメージングピクセルマトリクス（imaging pixel matrix）の前に置かれ、ＮＩＲ光が通ることのみを可能にする。このイメージング方法は、例えば装置がよく制御された照明条件（屋内など）の下で使用されなければならず、例えば対象者の指など、スキャンされる物体の非常に正確な位置付けを必要とするなど、装置の使用法にかなりの制限を課す。
【０００８】
これらの条件を満たすこと失敗すると、ディテクタの中へのアンビエント光の漏れという結果になり得、画質に対して深刻な悪い結果を与え得る。雲のない晴れた日に、アンビエント光のＮＩＲ成分は、静脈検知装置中の光源のＮＩＲ成分よりもずっと強くなり得る。この明るい背景光が検知システムの中へ流れる場合、指の輪郭の外側にある（したがって、減衰されていない光を受ける）ピクセルのいくつかの輝度は、最大レベルで飽和されるだろう。最終的な全体的な画像中には、所望のターゲットエリア（指内の特徴）の外側にある非常に高い強度の、場所を特定された領域があるだろう。画像の残りは、相対的に暗く、それゆえに質の悪い画像コントラストに悩まされるだろう。イメージングシステムは、指内の血管パターンとしての、明るい光と暗い光との間の非常にわずかな差異の画像を発生させるように設計される。したがって、飽和したピクセルの存在は、重大な情報の損失につながり、イメージングシステムは、血管分布の信頼できるマッピングを生成することができないだろう。
【０００９】
加えて、いくつかのＣＣＤセンサは、明るい光の存在中のブルーミング現象にも悩まされ得、キャプチャされる画像中の明るい縦の筋につながり、再び情報のかなりの損失という結果になる。
【００１０】
この情報の損失は、文献中に記載されるたいていの指静脈検知技術中の深刻な欠点である。これは、ディテクタ配列の中へ漏れるいくつかの背景光がある場合でさえ、イメージングセンサの使用に関するいくつかの特許がある一方で、十分な光が所望のターゲットエリアからキャプチャされることをなお確実にしながら、「強烈な（intense）」アンビエント光を遮断するために、カメラにおける暴露時間、シャッターの大きさまたはオートゲインの複雑な実行時最適化を伴う。これは、受け入れ可能な画像がキャプチャされるまでずっと、指を何度も露光することが必要とされるだろう。計算の複雑性もまた、画像の後処理をし、それをデータベース中に保存された原型の指静脈パターンと合致させるために、ずっと高い。これは、お金、エネルギーおよび時間の点で、個人の検証におけるコストの全体的な増加につながる。以下に記載される我々の新規なアプローチは、この問題をなくし、装置の動作コストを著しく低減する助けとなるだろう。
【発明の概要】
【００１１】
発明の概要
本願の発明者はいま、驚くべきことに、先行技術の上の不利な点が、本願のディテクタ配列によって是正され得ることを発見した。
それゆえに本願は、静脈パターン認識のためのディテクタ配列を提供し、前述の配列は、放射線を吸収することが可能である吸収体を含み、ここで、吸収体は、有機光起電力セル（organic photovoltaic cell）である。
それに加えて、本願は、上のディテクタ配列を含むセキュリティーシステムを提供する。
【００１２】
本願はまた、
（ａ）ディテクタ配列の近傍に静脈を含む物体を置くことであって、前述のディテクタ配列は、放射線を吸収することが可能である吸収体を含む；
（ｂ）静脈を含む物体を経て放射線を前述の吸収体へ透過させること；および
（ｃ）透過放射線中の空間的な変動を検知し、それによって静脈を含む物体のマップを入手すること、
のステップを含み、ここで、吸収体は、有機光起電力セルである、静脈パターン認識のための方法を提供する。
【００１３】
さらに、本願は、上のディテクタ配列を生産するための方法を提供し、前述の方法は、
（ａ）有機光起電力センサを生産すること；および
（ｂ）ディテクタ配列の中へ前述の有機光起電力センサを統合すること
のステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図面の簡単な説明
【図１】図１ａは、静脈検知システムの例を示し、ここで、光源３は、指の上にあり、イメージングシステム４は、指の下にある。  図１ｂは、静脈検知システムの例を示し、ここで、光源１１４は、指に並んであり、イメージングシステム１１２は、指の下にある。  図１ｃは、静脈検知システムの例を示し、ここで、光源３は、指の横にあり、イメージングシステムは、指の下にある。  図１ｄは、静脈検知システムの例を示し、ここで、光源７２およびイメージングシステム３２は、指の下にある。
【００１５】
【図２】図２は、順バイアス（高負荷線）、ゼロバイアス（低負荷線）および逆バイアス（逆電圧が適用される負荷線）での有機光起電力センサの動作を図示する。
【図３】図３は、例示的な有機光起電力セル３００の略横断面図である。
【図４】図４は、例のセンサデバイスについて得られる電流：電圧曲線を示す。
【００１６】
発明の詳細な説明
本願の目的のために、用語「近赤外」は、「ＮＩＲ」として略して書かれてもよく、別に示されない限り、０．７μｍから３．０μｍの波長を備える放射線を表示するために使用される。
本願の目的のために、用語「血管」および「静脈」は、同義的に使用される。
本発明の目的のために、「光起電力センサ」は、整数個の光起電力セルを含み、マトリクス中に配置される「ピクセル」としても参照され得、それによって前述のマトリクス中の位置による入射放射線強度のマッピングを可能にする。
【００１７】
本明細書中に使用されるとおり、用語「ポリマー」は、高い相対分子質量の分子を意味すると理解されるだろうし、その構造は、本質的に、低い相対分子質量の分子から実際にまたは概念的に由来する単位の、多数の反復を含む（Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291）。用語「オリゴマー」は、中間相対分子質量の分子を意味すると理解されるだろうし、その構造は、本質的に、より低い相対分子質量の分子から実際にまたは概念的に由来する、小さな複数の単位を含む（Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291）。本明細書中に使用されるとおりの好ましい意味において、ポリマーは、＞１を有する、例として少なくとも２反復単位、好ましくは≧５反復単位、の化合物を意味すると理解されるだろうし、オリゴマーは、＞１および＜１０、好ましくは＜５、の反復単位を備える化合物を意味すると理解されるだろう。
【００１８】
さらに、本明細書中に使用されるとおり、用語「ポリマー」は、反復単位（分子の最小の構成単位）の１以上の別個の型の骨格（「主鎖」としても参照される）を包含し、および、通例知られている用語「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」および同種のものを含めている分子を意味すると理解されるだろう。さらに、ポリマーという用語は、ポリマー自身に加えて、開始剤、触媒およびかかるポリマーの合成に付帯する他の要素からの残余を含めており、ここでかかる残余は、そこへ共有結合的に取り込まれないものとして理解されるということが理解されるだろう。さらに、かかる残余および他の要素は、普通、後の重合（polymerization）精製処理の間に除去される一方で、管（vessel）の間、または、溶媒もしくは分散媒の間に移されるとき、一般にポリマーを備えたままであるように、典型的にポリマーと混合され、または、入り混じらされる（co-mingled）。
【００１９】
本明細書中に使用されるとおり、用語「反復単位(repeat unit)」、「繰り返し単位（repeating unit）」および「単量体単位（monomeric unit）」は、互換的に使用され、その反復が規則性高分子、規則性オリゴマー分子、規則性ブロックまたは規則性鎖を構成する最小の構成単位である構成繰り返し単位（ＣＲＵ）を意味すると理解されるだろう（Pure Appl. Chem., 1996, 68, 2291）。本明細書中にさらに使用されるとおり、用語「単位」は、それ自体繰り返し単位であり得、または、構成繰り返し単位を形成する他の単位と一緒にあり得る、構造単位を意味すると理解されるだろう。
【００２０】
本明細書中に使用されるとおり、用語「小分子」は、典型的に、それによってポリマーを形成するように反応され得る反応基を含有せず、および、単量体形において使用されるように指定される、単量体化合物を意味すると理解されるだろう。これとは対照的に、用語「モノマー」は、別の説明がされていない限り、それによってポリマーを形成するように反応され得る１以上の反応性官能基を有する、単量体化合物を意味すると理解されるだろう。
【００２１】
本明細書中に使用されるとおり、用語「供与体（donor）」もしくは「供与すること（donating）」 および「受容体（acceptor）」もしくは「受容すること（accepting）」は、それぞれ、電子供与体または電子受容体を意味すると理解されるだろう。「電子供与体」は、他の化合物または化合物の原子の他の群へ電子を供与する化学物質を意味すると理解されるだろう。「電子受容体」は、他の化合物または化合物の原子の他の群からそれへ移される電子を受容する化学物質を意味すると理解されるだろう。International Union of Pure and Applied Chemistry, Compendium of Chemical Technology, Gold Book, Version 2.3.2, 19 August 2012, pages 477 and 480も参照。
【００２２】
本明細書中に使用されるとおり、用語「ｎ型」または「ｎ型半導体」は、伝導電子密度が移動正孔（mobile hole）密度を超過している外因性半導体を意味すると理解され、および、用語「ｐ型」または「ｐ型半導体」は、移動正孔密度が伝導電子密度を超過している、外因性半導体を意味すると理解されるだろう（J. Thewlis, Concise Dictionary of Physics, Pergamon Press, Oxford, 1973も参照）。
【００２３】
概説するならば、本発明は、静脈パターン認識のためのディテクタ配列に関し、前述の配列は、吸収体を含む。吸収体は、放射線を吸収することが可能である。前述の放射線は、例えば、アンビエントであってもよく、または、エミッタが存在する場合、エミッタによって発されてもよい。したがって、静脈パターン認識のための好ましいディテクタ配列は、放射線を発することが可能であるエミッタ、および、エミッタによって発される放射線を吸収することが可能である吸収体を含む。
【００２４】
好ましくは、本願のディテクタ配列中に使用される吸収体は、整数個の有機光起電力セル（「ピクセル」）を含む有機光起電力センサである。前述の有機光起電力センサ中に含まれる有機光起電力セルの数は、前述のディテクタ配列の意図される適用のために求められる解像度および質に依存するだろう。例えば、有機光起電力センサは、少なくとも１００、少なくとも１０００または少なくとも１０，０００でさえの、マトリクス状に配置される有機光起電力セルを有してもよい。ディテクタ配列の規定の大きさのために、有機光起電力セルの数の増加が、最終的に入手されるデータの解像度における、それゆえに質における増加という結果になるだろうことは明らかである。有機光起電力センサ中に含まれる有機光起電力セルの最大数が特に限定されない一方で、それにもかかわらず有機光起電力センサが多くとも１，０００，０００、より好ましくは多くとも５００，０００、さらにより好ましくは多くとも１００，０００、および最も好ましくは多くとも５０，０００の有機光起電力セルを含むことは、好ましい。
【００２５】
各有機光起電力セルは、入射光子を電子に変換することが可能であり、本願の場合における入射光子は、アンビエントであってもよく、または−エミッタが存在する場合−エミッタから由来してもよく、そして電子は、収集され得、電子の数は、記録され得る。
【００２６】
本願の目的のために使用される放射線の種類は、それが静脈を通過するビームと静脈を通過しないビームとの間の差異を示すことが可能でありさえすればあまり限定されない。しかしながら、本明細書中に使用される放射線が０．７μｍから３．０μｍの範囲における波長を有すること（「ＮＩＲ」）は、好ましい。
【００２７】
近赤外放射線（ＮＩＲ）の選択は、特に有利である。近赤外放射線が静脈、すなわち血管の豊富な物体の領域を経て通されるとき、透過放射線は、血中ヘモグロビンによる吸収によって強く減衰される。その結果、透過放射線のこの特定のスポットの吸収体に到達するのは無視し得る量であり、これは、有機光起電力センサの対応する領域中に低い電流が作り出されることを意味する。対照的に、周辺の、すなわち血管がない領域を経て透過される放射線のより大きな量は、吸収体の対応する領域中に作り出されている、より高い電流という結果になるだろう。そこにおいて発生する短絡電流は、直接、その上に入射する光に比例するので、有機光起電力セルは、この適用において特に有用である。有機光起電力センサの異なる領域からの電流中の変動は、血管（静脈）パターンのグレースケール画像を発生させるように使用され得る。キャプチャされる画像中の暗い領域は、血管を表すため、特別の興味の対象となるであろう。後処理アルゴリズムを使用する物体の輪郭の決定に続いて、その外側の領域は、除かれ得る。そして明暗パターンは、例えば、Yang Jinfeng et al., Scattering removal for finger-vein image restoration, Sensors 12(3) (2012) p. 3627；Yun-Xin Wang et al., Proceedings of SPIE (2009), 7512 (Optoelectronic Information Security), 751204/1-751204/8；CN 101789076 A；N. Miura et al., Extraction of Finger-Vein Patterns Using Maximum Curvature Points in Image Profiles. IEICE Trans. Inform. Syst. 2007, E90-D, p. 1185；Jinfeng Yang and Xu Li, 2010 International Conference on Pattern Recognition, p. 1148；Gongping Yang et al., Finger Vein Recognition Based on a Personalized Best Bit Map, Sensors 2012, 12, 1738-1757；Yu Cheng-Bo et al., Finger-vein image recognition combining modified Hausdorff distance with minutiae feature matching, Computational life sciences (2009), 1(4), p. 280； CN102214297(A)；またはKR20110078231(A)中に開示されるとおり、知られているアルゴリズムを使用して発生させられ得る。
【００２８】
有機光起電力センサは、例えば部屋の光または拡散した曇りの（「外側の」）条件の下など、低光条件の下でも良く機能するため、この適用において有利に使用される（例えばR. Steim et al, Solar Energy Materials & Solar Cells 95 (2011) 3256-3261を参照）。加えて、有機光起電力セルは、約３２，０００から１３０，０００ｌｘ照度に対応する、少なくとも１．２サン（Sun）ＡＭ１．５Ｇの強度（およそ１２０ｍＷ／ｃｍ２）までの短絡電流と入射光強度との間の直線関係を提示する（例えばMaurano et al, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5947-5957を参照）。これとは対照的に、シリコンベースのフォトダイオードは、逆バイアス条件にもよるが、一般に、約１０４ｌｘに対応する、０．１から１０ｍＷ／ｃｍ２での飽和限度を示す傾向があり、したがって画像取得の間に検知チャンバに入る背景光の量を最小化する必要性を示す。
【００２９】
有機光起電力センサは、図２に図示されるとおり、順バイアスモード中の、ゼロバイアスでの、および逆バイアス中のフォトダイオードとして使用できる。これは、具体的な位置中のディテクタ配列に求められる性能への簡易な適合をも可能にする。光伝導性モード（第３象限、逆バイアス）において操作されるとき、出力電流は、負荷抵抗の広い範囲で、照明強度に直線的に比例する。この設計は、高速反応という利益を受ける一方で、増加した暗（漏れ）電流によって増加したノイズに悩まされる。ゼロバイアス（低い負荷線）での操作の場合、電圧は、入射照明に直線的に依存し、漏電のほぼ完全な除去によって低いノイズを有する。最後に、暗電流もまた、光起電力モード（第４象限、高い負荷線、順バイアス）中の操作の場合に最小であり、光発生電圧は、入射光強度の対数関数である。それゆえに、バイアス条件に依存して、短絡電流、または、有機光起電力センサからの直接の電圧のいずれかを測定することが可能である。これは、データ取得のために求められるエレクトロニクスの複雑さを低減する。材料および製造コストの節約に加えて、これは、全体的な吸収体エリアが、エレクトロニクスのために失われる空間を最小とし、有機光起電力セル（「ピクセル」）がほとんどを占めるように構成され、したがって、より良い画像キャプチャリングを提供することを意味する。究極的に、操作バイアスの最終的な選択は、静脈検知装置中のセンサの最終的な実行に依存する。
【００３０】
それゆえに、有機光起電力センサを使用する静脈認識装置は、従来のイメージングシステムと対照的に、屋内または屋外の条件において使用され得る。背景アンビエント光もまた、光源を補うために使用され得る。光源へ供給される電力は、十分な背景光の存在中に低減され得、または、スイッチオフさえされ得、したがって、それはエネルギー節約の「グリーン」技術になる。シリコンフォトダイオードと比較すると、有機光起電力センサは、動作温度への、性能特性の無視し得る依存のみを有するという追加の利点を提供する。この温度依存は、シリコンフォトダイオードが光起電力モード中での動作を稀にしか行わない理由である。これによって、ＯＰＶセンサを使用する場合には、環境上の条件が広い範囲の下で、信頼できる画像取得を可能にする。
【００３１】
本願のディテクタ配列はまた、エミッタ（存在する場合）、吸収体およびスキャンされることになる静脈を含む物体の間の、相対的な配置の点において高い柔軟性を可能にする。図１ａから１ｄに図示されるとおり、光源は、物体および放射線吸収体の上に、それらに並んで、またはそれらの下に、置かれ得る。各場合において、イメージングシステムは、高いコントラストおよび信号ノイズ比を備える物体の静脈パターンをキャプチャするだろう。光源は、ディテクタ配列からのある程度の角度および距離の範囲を以て置かれ得る。有機光起電力セルが拡散したおよび斜めの光の下で良く働くことは確認済であり、その性能は、著しくは変わらないだろう。しかしながら、有機光起電力センサの直接上に光源を位置付けること、および、エミッタと吸収体との間にスキャンされる物体を置くことは、推奨されることである。なぜなら、光が普通に、スキャンされる物体上への入射である場合、吸収体に達する透過光は、スキャンされる物体中の組織によって散乱されることは著しく少ないだろうからである。これは、最終的に高いコントラストの画像を発生させるために求められる後処理の努力を低減する。しかしながら、いくつかの例において、ディテクタからいくらか離れた距離および角度にセンサを置くことは、最終製品によっては、有利であろうし、。有機光起電力センサは、いずれの場合においても良い結果を示すだろう。
【００３２】
そのうえ、有機光起電力センサおよびセルは、シリコンベースのセンサと比較して、材料ならびに生産コストがより低いという利点を提供する。完全な有機光起電力セルスタックは、溶液処理可能であり、ロールツーロール（roll-to-roll）処理中に、大きな面積のシート上に印刷され得ることが示された（例えばF.C. Krebs et al, J. Mater. Chem., 2009, 19, 5442-5451；およびF.C. Krebs et al, Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 394-412を参照）。
【００３３】
本願の有機光起電力センサ中に使用される有機光起電力セルの型は、特に限定されず、例えばポリマーもしくは小分子またはその両方に基づいてもよい。色素増感太陽電池（ＤＳＳＣｓ）を使用することもまた可能である。有機光起電力セルおよび有機光起電力センサの構造は、異なってもよく、上記の全体的な機能および有利な特徴は、各場合へ適用可能である。
【００３４】
図３は、選択的な基板３１０、電極３２０、正孔輸送（hole transport）（または電子ブロッキング）層３３０、光活性層３４０（例えば電子受容体材料および電子供与体材料を含有する）、電子伝達体（electron carrier）（または正孔ブロッキング）層３５０、電極３６０、および選択的な基板３７０を包含する、例示的な有機光起電力セル３００の横断面図を示す。代替的に、層３３０は、電子輸送（または正孔ブロッキング）層であり得、および、層３５０は、正孔輸送（または電子ブロッキング）層であり得る。全体的なスタックは、柔軟な、または、硬い筐体内に、封入されてもよい。
【００３５】
一般に、使用の間、光は、基板３１０の表面に衝突し得、基板３１０、電極３２０および正孔（または電子）輸送層３３０を通過する。そして光は、光活性層３４０と相互作用し、電子が電子供与体材料（例えば共役ポリマー）から電子受容体材料（例えば置換フラーレン）へ移されることを引き起こす。そして電子受容体材料は、電子輸送層３５０（または３３０）を経て電極３６０（または３２０）へ電子を透過し、電子供与体材料は、正孔伝達体層３３０（または３５０）を経て電極３２０（または３６０）へ正孔を移す。電極３２０および３６０は、電子が電極３２０から負荷を経て電極３６０へ通るように、外部負荷を経由して電気接続中にある。
【００３６】
基板３１０が存在する場合、例えば透明材料で形成されてもよい。本明細書中にて参照されるとおり、透明材料は、光起電力セル３００中に一般に使用される厚さで、光起電力セルの動作中に使用される波長または波長の範囲での入射光の少なくとも約６０％（例として少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％）を透過させる材料である。基板３１０が形成され得る例示的な材料は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、高分子炭化水素、セルロース系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルおよびポリエーテルケトンを包含する。ある態様において、ポリマーは、フッ素化ポリマーであり得る。いくつかの態様において、ポリマー材料の組み合わせが使用される。ある態様において、基板３１０の異なる領域は、異なる材料で形成され得る。
【００３７】
基板３１０が存在する場合、また、不透明材料であってもよい。例示的な不透明材料は、例えば鋼箔またはアルミニウム箔などの金属箔である。
【００３８】
一般に、基板３１０は、柔軟な、完全には硬くない、または硬いもの（例としてガラス）であり得る。いくつかの態様において、基板３１０は、約５，０００ｍＰａ未満（例として約１，０００ｍＰａ未満または約５００ｍＰａ未満）の曲げ弾性率を有する。ある態様において、基板３１０の異なる領域は、柔軟な、完全には硬くない、または柔軟でない（例として１以上の柔軟な領域および１以上の完全には硬くない異なる領域、１以上の柔軟な領域および１以上の柔軟でない異なる領域）ものであり得る。
【００３９】
典型的に、基板３１０は、少なくとも約１ミクロン（例として少なくとも約５ミクロンまたは少なくとも約１０ミクロン）および／または多くとも約５，０００ミクロン（例として多くとも約２，０００ミクロン、多くとも約１，０００ミクロン、多くとも約５００ミクロン、多くとも約３００ミクロン、多くとも約２００ミクロン、多くとも約１００ミクロン、または多くとも約５０ミクロン）の厚さを有する。
【００４０】
一般に、基板３１０は、着色または非着色であり得る。いくつかの態様において、基板３１０の１以上の部分は、着色である一方で、基板３１０の１以上の異なる部分は、非着色である。
【００４１】
基板３１０は、１つの平面表面（例としてそれ上に光が衝突する表面）、２つの平面表面（例としてそれ上に光が衝突する表面および反対表面）、または平面でない表面を有し得る。基板３１０の平面でない表面は、例えば、曲がっていても、または、段になっていてもよい。いくつかの態様において、基板３１０の平面でない表面は、パターン化される（例として、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズまたはレンチキュラープリズムを形成するようにパターン化されたステップを有する）。
【００４２】
電極３２０は、一般に導電性材料で形成される。例示的な導電性材料は、導電性金属、導電性合金、導電性ポリマー、導電性金属酸化物、およびこれらのいずれの組み合わせも包含する。例示的な導電性金属は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、白金およびチタンを包含する。例示的な導電性合金は、ステンレス鋼（例として３３２ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼）、金の合金、銀の合金、銅の合金、アルミニウムの合金、ニッケルの合金、パラジウムの合金、白金の合金およびチタンの合金を包含する。例示的な導電性ポリマーは、ポリチオフェン（例としてドープポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ドープＰＥＤＯＴ））、ポリアニリン（例としてドープポリアニリン）、ポリピロール（例としてドープポリピロール）を包含する。例示的な導電性金属酸化物は、酸化インジウムスズ、フッ素化スズ酸化物、酸化スズおよび酸化亜鉛を包含する。いくつかの態様においては、導電性材料の組み合わせが使用される。
【００４３】
いくつかの態様において、電極３２０は、メッシュ電極を包含し得る。メッシュ電極の例は、U.S.特許出願公開第2004-0187911号および第2006-0090791号中に記載される。
【００４４】
いくつかの態様において、上記の導電性材料のいずれの組み合わせも、電極３２０を形成するために使用され得る。
【００４５】
さらに好ましくは、ＯＰＶまたは有機光ディテクタ（ＯＰＤ）デバイスは、活性層と第１電極または第２電極との間に、例えば亜鉛スズ酸化物（ＺＴＯ）、ＭｏＯｘ、ＮｉＯｘなどの金属酸化物、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの共役ポリマー電解質、例えばポリトリアリールアミン（ＰＴＡＡ）などの共役ポリマー、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）（１，１’−ビフェニル）−４，４’ジアミン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などの有機化合物などの材料を含む、正孔輸送層および／または電子ブロッキング層３３０として作動する、または代替的に、例えばＺｎＯｘ、ＴｉＯｘなどの金属酸化物、例えばＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦなどの塩、例えばポリ［３−（６−トリメチルアンモニウムヘキシル）チオフェン］、ポリ（９，９−ビス（２−エチルヘキシル）−フルオレン］−ｂ−ポリ［３−（６−トリメチルアンモニウムヘキシル）チオフェン］、またはポリ［（９，９−ビス（３’−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピル）−２，７−フルオレン）−alt−２，７−（９，９−ジオクチルフルオレン）］などの共役ポリマー電解質、または例えばトリス（８−キノリノラト）−アルミニウム（III）（Ａｌｑ３）、４、７−ジフェニル−１、１０−フェナントロリンなどの有機化合物などの材料を含む、正孔ブロッキング層および／または電子輸送層として作動する、１以上の追加のバッファ層を含む。
【００４６】
光活性層３４０は、一般に電子受容体材料および電子供与体材料を含む。電子供与体材料および電子受容体材料はまた、ナノチューブ、ナノワイヤ、または自己組織化した相互接続ネットワーク（self-assembled interconnected networks）などの制御された微細構造の形態中に存在してもよい。そのうえ、光活性層３４０はまた、例えばラジカル捕捉剤、酸化防止剤、ゲッター／乾燥剤、およびＵＶ吸収体からなる群から選択されるいずれの１以上などのさらなる成分を含んでもよい。代替的に、光活性層３４０は、それぞれの分離層中に電子受容体材料および電子供与体材料を含んでもよく、すなわち、光活性層３４０は、２つの隣接した層を含み、その１つは、本質的に、電子供与体材料からなり、その他は、本質的に、電子受容体材料からなる。
【００４７】
電子受容体材料の例は、金属酸化物、グラフェン、フラーレン、無機ナノ粒子、オキサジアゾール、ディスコチック液晶、カーボンナノロッド、無機ナノロッド、電子の受容または安定性アニオン（例としてＣＮ群を含有するポリマーまたはＣＦ３群を含有するポリマー）の形成が可能である部分（moiety）を含有するポリマー、およびそのいずれの組み合わせからなる群から選択されてもよい。いくつかの態様において、電子受容体材料は、置換フラーレンでもよい（例として、例えばG. Yu et al., Science 1995, Vol. 270, p. 1789 ff中に開示されるとおり、および、以下に示される構造を有する、「ＰＣＢＭ−Ｃ６０」または「Ｃ６０ＰＣＢＭ」としても知られているインデン−Ｃ６０−フラーレンビサダクトまたは（６，６）−フェニル−酪酸メチルエステルデリバチゼドメタノＣ６０フラーレン）、または例としてＣ６１フラーレン群、Ｃ７０フラーレン群、もしくはＣ７１フラーレン群を備える構造類似化合物、あるいは有機ポリマーでもよい（例えばK.M. Coakley and M.D. McGehee, Chem. Mater. 2004, 16, 4533を参照）。好適な金属酸化物は、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）、亜鉛スズ酸化物（ＺＴＯ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）、酸化ニッケル（ＮｉＯｘ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）または硫化カドミウム（ＣｄＳ）からなるリストから選択されてもよい。いくつかの態様において、電子受容体材料の組み合わせは、光活性層３４０中に使用され得る。
【化１】
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【００４８】
好ましくは、電子受容体材料は、例えばＰＣＢＭ−Ｃ６０、ＰＣＢＭ−Ｃ７０、ＰＣＢＭ−Ｃ６１、ＰＣＢＭ−Ｃ７１、ビス−ＰＣＢＭ−Ｃ６１、ビス−ＰＣＢＭ−Ｃ７１、ＩＣＭＡ−Ｃ６０（１’，４’−ジヒドロ−ナフト［２’，３’：１，２］［５，６］フラーレン−Ｃ６０）、ＩＣＢＡ−Ｃ６０、ｏＱＤＭ−Ｃ６０（１'，４'−ジヒドロ−ナフト［２'，３'：１，９］［５，６］フラーレン−Ｃ６０−Ｉｈ）、ビス−ｏＱＤＭ−Ｃ６０、グラフェンなどのフラーレンもしくは置換フラーレン、例えばＺｎＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺＴＯ、ＭｏＯｘ、ＮｉＯｘなどの金属酸化物、または、例えばＣｄＳｅもしくはＣｄＳなどの量子ドットからなる群から選択される。
【００４９】
電子供与体材料の例は、ポリマー、金属酸化物、ドーパントを含む金属酸化物およびそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。好適なポリマーの例は、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリカルバゾール、ポリビニルカルバゾール、ポリフェニレン、ポリフェニルビニレン、ポリシラン、ポリチエニレンビニレン、ポリイソチアナフタネン、ポリシクロペンタジチオフェン、ポリシラシクロペンタジチオフェン、ポリシクロペンタジチアゾール、ポリチアゾロチアゾール、ポリチアゾール、ポリベンゾチアジアゾール、ポリ（チオフェンオキシド）、ポリ（シクロペンタジチオフェンオキシド）、ポリチアジアゾロキノキサリン、ポリベンゾイソチアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリチエノチオフェン、ポリ（チエノチオフェンオキシド）、ポリジチエノチオフェン、ポリ（ジチエノチオフェンオキシド）、ポリフルオレン、ポリテトラヒドロイソインドール、およびそのコポリマーなどの共役ポリマーである。いくつかの態様において、電子供与体材料は、ポリチオフェン（例としてポリ（３−ヘキシルチオフェン））、ポリシクロペンタジチオフェン、およびそのコポリマーからなる群から選択され得る。好適な金属酸化物の例は、銅酸化物、ストロンチウム銅酸化物およびストロンチウム酸化チタン、または、ドーパントを含む金属酸化物を包含する。その例は、ｐ−ドープ酸化亜鉛またはｐ−ドープ酸化チタンを包含する。有用なドーパントの例は、フッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物の塩または酸を包含する。ある態様において、電子供与体材料の組み合わせは、光活性層３４０中に使用され得る。
【００５０】
光活性層３４０中の使用のために好適な他のポリマーの例は、例えばU.S.特許第7,781,673号および第7,772,485号、PCT出願第PCT/US2011/020227号、およびU.S.出願公開第2010-0224252号、第2010-0032018号、第2008-0121281号、第2008-0087324号、第2007-0020526号、および第2007-0017571号中に記載されている。
【００５１】
代替的に、小分子ベースの有機光起電力センサのために、ポリマーベースのバルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）（または光活性） 層３４０は、小分子供与体（例えば金属フタロシアニンなどの、例としてＣｕＰｃ、ＺｎＰｃまたはＳｕｂＰｃ）、および、ＰＣ６１ＢＭなどの小分子受容体の同時蒸発される層または溶液処理される層と取り換えられ、一方で残りの層は、上記と同じでもよい。
【００５２】
選択的に、光起電力セル３００は、正孔ブロッキング層３５０を包含し得る。正孔ブロッキング層は、電子を電極３６０へ輸送し、実質的に電極３６０への正孔の輸送をブロックする、光起電力セル３００中に一般に使用される厚さの材料で一般に形成される。それから正孔ブロッキング層が形成され得る材料の例は、ＬｉＦ、金属酸化物（例として酸化亜鉛または酸化チタン）、およびアミン（例として第一級アミン、第二級アミン、または第三級アミン）を包含する。正孔ブロッキング層中の使用のために好適なアミンの例は、例えばU.S.出願公開第2008-0264488号、今はU.S.特許第8,242,356号、中に記載されている。
【００５３】
いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、光起電力セル３００がアミンで作られる正孔ブロッキング層を包含するとき、正孔ブロッキング層は、ＵＶ光へ曝されることなく、光活性層３４０と電極３６０との間でのオーミック接触（ohmic contact）の形成を容易にし得、それによって、ＵＶ暴露に起因する光起電力セル３００への損傷を低減するということが信じられている。
【００５４】
いくつかの態様において、正孔ブロッキング層３５０は、少なくとも約１ｎｍ（例として少なくとも約２ｎｍ、少なくとも約５ｎｍ、または少なくとも約１０ｎｍ）および／または多くとも約５０ｎｍ（例として多くとも約４０ｎｍ、多くとも約３０ｎｍ、多くとも約２０ｎｍ、または多くとも約１０ｎｍ）の厚さを有し得る。
【００５５】
電極３６０は、一般に、電極３２０に関する上記の１以上の導電性材料などの導電性材料で形成される。いくつかの態様において、電極３６０は、導電性材料の組み合わせで形成される。ある態様において、電極３６０は、メッシュ電極で形成され得る。好ましくは、電極３６０は、銀で形成される。
【００５６】
基板３７０は、基板３１０と同一または異なり得る。いくつかの態様において、基板３７０は、ガラスまたは上記の基板３１０中に使用されるポリマーなどの１以上の好適なポリマーで形成され得る。
【００５７】
ある態様が開示されている一方で、他の態様もまた可能である。
【００５８】
いくつかの態様において、光起電力セル３００は、下部電極（すなわち電極３２０）としてのカソード、および、上部電極（すなわち電極３６０）としてのアノードを包含する。いくつかの態様において、光起電力セル３００は、下部電極としてのアノード、および、上部電極としてのカソードを包含し得る。
【００５９】
いくつかの態様において、基板３１０および３７０の１つは、透明であり得る。他の態様において、基板３１０および３７０の両方は、透明であり得る。
【００６０】
いくつかの態様において、上で開示される正孔伝達体層はまた、２つの光起電力セルが共通の電極を共有するシステム中に使用され得る。かかるシステムは、タンデム光起電力セルとしても知られている。例示的なタンデム光起電力セルは、例としてU.S.出願公開第2009-0211633号、第2007-0181179号、第2007-0246094号、および第2007-0272296号中に記載されている。
【００６１】
上記は、図３中に模式的に図示されるとおり例示的な有機光起電力セルを指す一方で、上記が図３中に示されるものとは異なる層中の順序を備える有機光起電力セルに同様に良く適用することは明らかである。
【００６２】
好適な有機光起電力セルの一般的な記載はまた、例えばWaldauf et al., Appl. Phys. Lett., 2006, 89, 233517中に見られ得る。
【００６３】
光起電力セル３００中の層３２０、３３０、３４０、および３６０の各々を準備する方法は、例えば適用、求められる解像度および製造コストに依存して、所望のとおり変わり得る。いくつかの態様において、層３２０、３３０、３４０、または３６０は、例えばスクリーン印刷またはインクジェット印刷などのよく知られている印刷技術の範囲から例えば選ばれる、気相ベースの塗装処理または液体ベースの塗装処理によって準備され得る。デバイスの液体（溶液）塗装は、真空蒸着（vacuum deposition）技術より望ましい。溶液成膜（solution deposition）法は、特に好ましい。好ましい成膜技術は、これらのみに限定されず、浸漬塗装、回転塗装、インクジェット印刷、ノズル印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、ドクターブレード塗装、ローラー印刷、逆ローラー印刷、オフセットリソグラフィ印刷、乾燥オフセットリソグラフィ印刷、フレキソ印刷、ウェブ印刷、スプレー塗装、カーテン塗装、ブラシ塗装、スロット色素塗装またはパッド印刷を包含する。ＯＰＶデバイスおよびモジュールの製作のために、柔軟な基板と両立するエリア印刷方法、例えばスロット色素塗装、スプレー塗装および同種のものは、好ましい。
【００６４】
高い解像度の層およびデバイスを準備する必要があるとき、インクジェット印刷は、特に好ましい。本発明の選択される定式化は、インクジェット印刷または微少分注によってあらかじめ製作されたデバイス基板に適用されてもよい。Aprion、Hitachi-Koki、InkJet Technology、On Target Technology、Picojet、Spectra、Trident、Xaarによって供給されるなどの、しかしそれらに限定されない、好ましい工業用圧電印字ヘッドは、基板へ有機半導体層を適用するために使用されてもよい。加えて、Brother、Epson、Konica、Seiko Instruments Toshiba TECによって製造されるものなどの準工業用ヘッド、または、MicrodropおよびMicrofabによって生産されるものなどの単一ノズル微少ディスペンサが、使用されてもよい。
【００６５】
いくつかの態様において、層（例として層３２０、３３０、３４０、または３６０）が無機半導体材料を包含するとき、液体ベースの塗装処理は、（１）分散体（dispersion）を形成するために溶媒（例として水性溶媒または無水アルコール）と無機半導体材料を混合すること、（２）基板上に分散体を塗装すること、および（３）塗装される分散体を乾燥させることによって、実行され得る。
【００６６】
一般に、有機半導体材料を含有する層（例として層３２０、３３０、３４０、または３６０）を準備するために使用される液体ベースの塗装処理は、無機半導体材料を含有する層を準備するために使用されるものと同じまたは異なり得る。いくつかの態様において、有機半導体材料を包含する層を準備するために、液体ベースの塗装処理は、溶液または分散体を形成するために溶媒（例として有機溶媒）と有機半導体材料を混合すること、基板上に溶液または分散体を塗装すること、および塗装された溶液または分散体を乾燥させることによって、実行され得る。
【００６７】
いくつかの態様において、光起電力セル３００は、ロールツーロール処理などの連続の製造処理中に準備され得、それによって、製造コストが著しく低減する。ロールツーロール処理の例は、例えば、共有の U.S.特許第7,476,278号および第8,129,616号中に記載されている。
【００６８】
有機光起電力セル３００の製作は、例えば以下のとおり進み得る：
【００６９】
基板は、柔軟な基板（ＰＥＮ、ＰＥＴなど）またはガラスなどの硬い基板でもよい。透明な電極３２０は、この基板に適用されてもよい。これは典型的に、受け入れ可能な伝導性を提供する酸化インジウムスズ（ＩＴＰ）またはフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）を層に飛沫させることによって達成されてもよい。１つの態様において、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの正孔輸送層（ＨＴＬ）は、例えば回転塗装、ドクターブレード塗装、蒸発または印刷によって、伝導性基板上に適用されてもよい。そしてハロゲン化または非ハロゲン化溶媒中の、Ｐ３ＨＴなどの有機供与体材料、および、ＰＣ６１ＢＭなどの有機受容体材料を含む定式化は、好ましい塗装方法を使用して適用されてもよく、選択的に焼きなまし（annealing）ステップが続き、それによってランダムに組織化されたバルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）層を形成する。好ましくは、選択的な焼きなましステップは、アンビエント温度より高い温度で実施される。これに、蒸発または溶液ベースの処理を経由して塗装されるＣａまたはＬｉＦなどの電子輸送層 （ＥＴＬ）の成膜が続いてもよい。最終的に、デバイスは、上に金属電極を堆積させることによって、例えばシャドーマスクを経た蒸発によって、または印刷によって、完成させてもよい。
【００７０】
色素増感太陽電池（ＤＳＳＣ）の生産中に、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２またはＺｎＯなどの半導性金属酸化物のペーストは、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）などの透明な伝導性酸化物上に適用されてもよい。例えばこれは、スクリーン印刷、ロールツーロール塗装などの、よく知られている印刷技術のいずれを使用してなされてもよい。そして金属酸化物は、光吸収色素で増感されてもよい。好んで使用される色素は、ルテニウムベースのＮ３色素（シス−ビス（イソチオシアネート）−ビス（２，２¢−ビピリジル−４，４¢−ジ−カルボキシラト）ルテニウム（II））である。代替的に、色素の場所は、ペロブスカイトによって、例えばＣｎＨ２ｎ＋１であるＲ；Ｉ、ＢｒまたはＣｌであるＸ；およびＰｂまたはＳｎであるＢを備える、一般式（ＲＮＨ３）ＢＸ３の有機金属三ハロゲン化ペロブスカイトによって取られてもよい。かかるペロブスカイトは、例えばM. Liu et al. in Nature, 19 September 2013, Vol. 501, pages 395-398によって開示されている。これに続いて、正孔輸送材料（ＨＴＭ）（例えば２，２’，７，７’−テトラキス−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−メトキシフェニルアミン）９，９’−スピロ−ビフルオレン、それはスピロ−ＯＭｅＴＡＤとして参照されてもよい）または電解質（例えばＩ−／I３−レドックス対）は、基板上へ塗装されてもよい。最終的に、金属電極は、蒸発または印刷を経由して上に塗装されてもよい。ＨＴＭまたは電解質は、真空ベースの埋め戻し（back-filling）を使用して、金属電極を塗装する前かまたは蒸発の後のいずれかで適用され得る。
【００７１】
それによって有機光起電力セルがディテクタ配列中へ統合される方法は、特に限定されず、通例採用されるもののいずれでもあり得る。例えば有機光起電力セルは、別に製作され得、ラミネート加工および／またはカプセル化を含むステップを包含し、次に電子部品は、個別のピクセルとの接続が達成されるように重ねられてもよい。代替的に、電子部品は、上部電極の成膜の後、例えば塗装、印刷または他のいずれの好適な方法によっても直接、適用されてよい。
【００７２】
有機光起電力センサはまた、従来のシリコンシステムよりもずっと薄くてもよい。これらのすべては、モバイルフォンまたはＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）などのモバイル携帯用デバイス中にバイオメトリク検知スキームを取り込むとき、極度に望ましい特徴である。
【００７３】
いくつかの態様において、本願のディテクタ配列は、セキュリティーシステム中に含まれる。例えば、セキュリティーシステムは、アクセス制御システムであってもよい。用語「アクセス制御」は、非常に広い意味において使用され、および、「制御されたアクセス」が与えられる必要のあるいずれの状況にも適用してよい。例えばこれは、職場または私的住居などの制限されたエリアへの、しかしまた、数例のみを挙げれば、銀行口座またはコンピュータネットワークへの、アクセスのための場合であってもよい。
【００７４】
本願で開示されるディテクタ配列は、静脈パターンの認識のために特に良く適合される。よって、本願はまた、静脈パターン認識中の、上で定義されるディテクタ配列の使用または使用方法に関する。
【００７５】
本発明に従って、静脈を含む物体は、上に定義されるとおり吸収体を含むディテクタ配列の近傍において置かれる。そして放射線は、静脈を含む物体を経て吸収体へ透過される。エミッタが存在する場合、静脈を含む物体は、上で定義されるとおりエミッタおよび吸収体を含むディテクタ配列の近傍において置かれ、そして放射線は、静脈を含む物体を経てエミッタから吸収体へ透過される。吸収体中に、別の有機光起電力セルの各々（「ピクセル」）は、入射光強度に比例的な電流を作り出し、それによって透過放射線中の空間的な変動の検知を可能にし、次にそれは、静脈を含む物体のマップを入手するために使用され得る。好ましくは、続くステップ中に、よく知られているアルゴリズムは、前述のマップから静脈パターンを発生させるために使用される。そして選択的に、この静脈パターンは、静脈パターンのライブラリに対して調べられる。肯定的な合致が発見される場合、例えば制限されるエリアまたはコンピュータ端末へのアクセスを与えることなどのアクションが結果となってもよい。
【００７６】
したがって、一般の形態において、本願の静脈パターン認識のための方法は、（ａ）ディテクタ配列の近傍においてスキャンされる物体を置くこと、（ｂ）前述の物体を経て放射線を透過させること、および（ｃ）スキャンされるエリア中のそれぞれの位置に依存して、入ってくる放射線強度を検知すること、というステップを含む。
【００７７】
好ましくは、前述の方法のステップ（ａ）は、この適用において先に定義されるとおりディテクタ配列の近傍において静脈を含む物体を置くことというステップを含む。
【００７８】
好ましくは、前述の方法のステップ（ｂ）は、静脈を含む物体を経てエミッタから放射線を吸収体へ透過させるステップを含む。本願の目的のために用語「放射線を透過させること」は、アンビエント放射線が前述の物体を経て通ることを包含することを意味することが、注記される。
【００７９】
好ましくは、前述の方法のステップ（ｃ）は、透過放射線中の空間的な変動を検知し、それによって静脈を含む物体のマップを入手するステップを含む。
【００８０】
選択的に、前述の方法は、さらにステップ（ｃ）中に入手される前述のマップから静脈パターンを発生させるステップ（ｄ）を含んでもよい。
【００８１】
文脈が明らかに別段に示唆しない限り、本明細書中に使用されるとおり、本明細書中の用語の複数の形態は、単数の形態を包含するものとして解釈されることになり、逆も同様である。
【００８２】
本明細書の記載および請求項を通して、言葉「を含む」および「を含有する」、および、例えば「を含むこと」および「を含む」という言葉の変動は、「を包含するが、それに限定されない」を意味し、他の部品を排除するように意図されない（かつ排除しない）。
【００８３】
発明の前述の態様への変動は、それでも発明の範囲内に収まりながらなされ得ると評価されるだろう。本明細書中に開示される各特徴は、別段に述べられていない限り、同じ、同等または類似の目的の役目を果たす代替の特徴によって置き換えられてもよい。したがって、別段に述べられていない限り、開示される各特徴は、一般的な一連の同等または類似の特徴の１つの例のみである。
【００８４】
本明細書中に開示される特徴のすべては、かかる特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除き、いずれの組み合わせにおいて組み合わされてもよい。特に、発明の好ましい特徴は、発明のすべての側面に適用可能であり、いずれの組み合わせ中に使用されてもよい。同様に、必須でない組み合わせ中に記載される特徴は、別に（組み合わせ中でなく）使用されてもよい。
【００８５】
例
続く例は、非限定的なやり方において本発明の利点を示すものである。
【００８６】
シンプルなセンサデバイスは、図３に図示されるとおり、有機光起電力セル３００を使用して製作された。４０ｎｍの厚さを有する炭酸セシウムベースの電子輸送層３５０は、ガラス基板３７０上へ、上部電極３６０としての透明な伝導性酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を備えてスピンコートされた。そして光活性層３４０は、電子輸送層３５０上へ堆積させられた。前述の光活性層は、可視およびＮＩＲ領域中に吸収する光活性ポリマーの混合物を含み、前述のポリマーは、主としてベンゾジチオフェンおよび２，１，３−ベンゾチアジアゾール単位、および１：１．５の重量配分比におけるＰＣＢＭ−Ｃ７１を含むコポリマーであった。そして、１０ｎｍ未満の厚みである電子ブロッキング層３３０は、光活性層上へ回転塗装された。下部電極３２０は、銀の１０ｎｍの厚みの層によって形成された。性能は、いずれのカプセル化もしていないデバイスについて測定された。
【００８７】
電流：電圧特性は、デバイスのＩＴＯ／ガラス側からの入射である、９５０ｎｍでのＬＥＤからの低強度の光を照らすことによって測定された。電圧は、−５Ｖと＋５Ｖとの間でスキャンされ、結果としての電流は、Keithleyソースメーター装置（ＳＭＵ）を使用して測定された。それぞれの曲線は、暗い条件の下で取られた実線、および、光条件の下で取られた鎖線で図４に示される。結果は、光／暗い感度が２桁以上であり、実用のために十分であると考慮されることを明らかに示す。
【００８８】
本願の例は、静脈検知システムのための効果的な画像キャプチャリングデバイスとしての有機光起電力センサの実行可能性を明らかに示す。例えば人工または天然の光であり得る光源と、センサとの間に指が置かれるときの例において、光のＮＩＲ部分は、いずれの血を運ぶ静脈によっても吸収されるだろう。結果として、いずれのＮＩＲ光もセンサに到達しないだろう、および、結果としてのセンサ反応は、「ブロックされた光（暗い）」というラベル付きの、図４中の黒の実線のものである。対照的に、静脈なしの指の領域を経て通るいずれの光も、結果としての曲線が「光を備える」というラベル付きの、図４中の鎖線として示されるように、ＮＩＲ光がセンサに達することを可能にするだろう。「光を備える」反応と「ブロックされた光（暗い）」反応との間の差異は、光および暗い画像マップを発生させるために十分であり、静脈の非存在または存在のそれぞれに対応する。単一の有機光起電力セルを備える有機光起電力センサのために、図４中に示される結果が入手されたことは、注記される。しかしながら、これは、有機光ディテクタピクセルの二次元配列を作り出すために容易に適用され得、それは、光源とセンサ配列との間に置かれる例えば人体、特に例えば手のいずれの部分中の静脈パターンの画像も正確に作り出すことを可能にするだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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