DE60203195T2

DE60203195T2 - Matrixadressierbare optoelektronische vorrichtung und elektrodenmittel darin

Info

Publication number: DE60203195T2
Application number: DE60203195T
Authority: DE
Inventors: Gude Hans GUDESEN; I. Geirr LEISTAD; Per-Erik Nordal
Original assignee: Thin Film Electronics ASA
Current assignee: Ensurge Micropower ASA
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-01
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2022-11-02
Also published as: NO316632B1; KR100633960B1; EP1444696A1; RU2004116273A; NO20015622L; CA2466682C; AU2002339756B2; RU2272336C2; WO2003043013A1; ES2237699T3; CN1589477A; JP2005509909A; KR20050042257A; DE60203195D1; CA2466682A1; ATE290712T1; NO20015622D0; EP1444696B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung, die ein Funktionsmedium in Form eines optoelektronisch aktiven Materials aufweist, das in einer globalen Schicht sandwichartig zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodeneinrichtung mit jeweils parallelen streifenartigen Elektroden vorgesehen ist, wobei die Elektroden der zweiten Elektrodeneinrichtung unter einem Winkel zu den Elektroden der ersten Elektrodeneinrichtung orientiert sind, wobei Funktionselemente in Volumen des aktiven Materials gebildet sind, die an jeweiligen Überlappungen zwischen den Elektroden der ersten Elektrodeneinrichtung und den Elektroden der zweiten Elektrodeneinrichtung definiert sind, um ein matrix-adressierbares Array mit den in Kontakt mit dem aktiven Material befindlichen Elektroden zu bilden, wobei ein Funktionselement in dem aktiven Material durch Anlegen einer Spannung an die das Element bildenden, sich kreuzenden Elektroden aktiviert werden kann, um ein licht-emittierendes, lichtabsorbierendes, reflektierendes oder polarisierendes Pixel in einer Displayeinheit zu bilden, oder alternativ durch einfallendes Licht ein Pixel in einem optischen Detektor zu bilden und eine Spannung über die sich an dem Pixel kreuzenden Elektroden auszugeben, wobei das aktive Material in jedem Fall als ein anorganisches oder organisches Material gewählt und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Funktion imstande ist, entweder Licht zu emittieren, absorbieren, reflektieren oder polarisieren, wenn es von einer angelegten Spannung aktiviert wird, oder eine Spannung oder einen Strom auszugeben, wenn es von einfallendem Licht stimuliert wird, oder beides zu tun, wobei die Adressierung eines Pixels in jedem Fall in einem matrix-adressierenden Schema erfolgt und wobei die Elektroden von mindestens einer von den Elektrodeneinrichtungen aus einem transparenten oder durchscheinenden Material bestehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Elektrodeneinrichtung zur Verwendung in der matrix-adressierbaren optoelektronischen Vorrichtung, die eine Dünnschicht-Elektrodenschicht mit Elektroden in Form von parallelen streifenartigen elektrischen Leitern aufweist, wobei die Elektrodenschicht auf einer isolierenden Oberfläche einer Rückwandleiterplatte vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Vorrichtungen und Einrichtungen, die Funktionselemente in einem planaren Array aufweisen, wobei die Funktionselemente adressiert werden über jeweils eine erste Elektrodeneinrichtung mit parallelen, streifenartigen Elektroden, die an einer Seite davon in Kontakt mit den Funktionselementen angeordnet sind, und eine andere Elektrodeneinrichtung mit gleichartigen Elektroden, die jedoch senkrecht zu den Elektroden der ersten Einrichtung orientiert und in Kontakt mit der gegenüberliegenden Seite des Funktionselements vorgesehen sind. Dadurch wird etwas gebildet, was als eine matrix-adressierbare Vorrichtung bezeichnet wird. Diese matrix-adressierbaren Vorrichtungen können z. B. Funktionselemente in Form von Logikzellen, Speicherzellen oder im Fall der vorliegenden Erfindung Pixel in einem Display oder Fotodetektor aufweisen. Die Funktionselemente können eine oder mehrere aktive Schalteinrichtungen aufweisen, und in diesem Fall wird die matrix-adressierbare Vorrichtung als eine aktive matrix-adressierbare Vorrichtung bezeichnet, oder die Funktionselemente können nur aus passiven Einrichtungen, z. B. Widerstands- oder kapazitiven Einrichtungen bestehen, und in diesem Fall wird die matrix-adressierbare Vorrichtung als eine passive matrix-adressierbare Vorrichtung bezeichnet.
Man geht davon aus, daß die letztere Vorrichtung eine hocheffiziente Art der Adressierung bietet, beispielsweise im Fall von Speichereinrichtungen, da keine Schaltelemente, d. h. Transistoren, in Speicherzellen erforderlich sind. Es ist dann erwünscht, eine möglichst hohe Speicherdichte zu erzielen, aber heutige Entwurfsregeln, die für den Zellbereich eine niedrigere Grenze vorgeben, begrenzen auch deren Füllfaktor, d. h. den Bereich des aktiven Materials der matrix-adressierbaren Vorrichtung, der tatsächlich für deren Funktionselemente genutzt werden kann.
Eine bekannte passive matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung ist in 1a gezeigt und weist eine im wesentlichen planare globale Schicht aus optoelektronisch aktivem Material 3 auf, die sandwichartig zwischen einer ersten Elektrodeneinrichtung EM1, die parallele streifenartige Elektroden 1 einer Breite w und in einem Abstand d voneinander hat, und einer gleichartigen zweiten Elektrodeneinrichtung EM2, die parallele streifenartige Elektroden 2 der gleichen Breite w aufweist, vorgesehen ist, wobei jedoch die Elektroden 2 senkrecht zu den Elektroden 1 der ersten Elektrodeneinrichtung EM1 angeordnet sind. In der globalen Schicht aus aktivem Material 3 definiert die Überlappung zwischen den Elektroden 1, 2 der jeweiligen Elektrodeneinrichtungen ein Pixel 5 in dem aktiven Material 3. Durch Anlegen von Spannung an die Elektroden 1, 2, die sich an dieser Stelle kreuzen, emittiert das Pixel 5 beispielsweise Licht, wenn die Vorrichtung als Display ausgebildet ist, und durch Anlegen von einfallendem Licht an das Pixel wird ein detektierbarer Strom an die Elektroden 1, 2 ausgegeben, wenn die Vorrichtung als Fotodetektor ausgebildet ist.
1b zeigt die bekannte Vorrichtung von 1a in einem Schnitt entlang der Linie X-X, wodurch das Layout der Elektroden 1, 2 und der globalen Schicht des sandwichartigen aktiven Materials 3 sowie die Positionen der Pixel 5 sichtbar gemacht werden. Das aktive Material 3 der globalen Schicht hat gewöhnlich solche Eigenschaften, daß das Anlegen der Spannung an sich kreuzende Elektroden 1, 2 nur das Pixel 5 an der Kreuzungsstelle und keine benachbarten Pixel oder Zellen an den Elektrodenkreuzungspunkten in der Umgebung der Kreuzungsstelle beeinflußt. Das kann erreicht werden, indem das aktive Material mit einer anisotropen Leiteigenschaft versehen wird, so daß eine elektrische Leitung nur in einer zu der Oberfläche des aktiven Materials senkrechten Richtung und zwischen den überlappenden Elektroden stattfinden kann, wobei kein Strom durch die globale Schicht zu den anderen Pixel fließt. Größe und Dichte der Pixel 5 sind abhängig von einer durch den Prozeß vorgegebenen kleinsten Merkmalsgröße, die in dem Herstellungsprozeß erreicht werden kann. Wenn beispielsweise Elektroden als Metallisierung aufgebracht werden, die anschließend in einem mikrofotolithografischen Prozeß unter Verwendung von mikrofotolithografischen Masken und beispielsweise Ätzen strukturiert werden, sind solche Merkmalsgrößen abhängig von der durch den Prozeß vorgegebenen kleinsten Merkmalsgröße f, die von der Maske definiert werden kann, und ihr Wert ist wiederum abhängig von der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Anders ausgedrückt, ist diese Merkmalsgröße f gewöhnlich innerhalb des Umfangs der heutigen Technologie auf etwa 0,15 bis 0,2 μm begrenzt, und somit liegen die Breite w der Elektroden 1, 2 und die Abstände zwischen ihnen ungefähr in dieser Größenordnung.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß der Wert 2f gewöhnlich als Rastermaß bezeichnet wird und daß die maximale Anzahl Leitungen pro Längeneinheit, wie sie mit der Fertigungstechnologie nach dem Stand der Technik erzielbar ist, durch den Faktor ¼f und dementsprechend die maximale Anzahl von Merkmalsgrößen pro Flächeneinheit durch den Faktor ¼f² gegeben ist. Wenn also die in 1 gezeigte Fläche 4 betrachtet wird, ist ersichtlich, daß die Größe eines Pixel 5 durch f² gegeben ist, wie aus 1 c hervorgeht, welche die Fläche 4 im Detail zeigt. Jedes Pixel 5 benötigt eine nutzbare Fläche entsprechend der Fläche 4, deren Größe 4f² ist, mit anderen Worten viermal so groß wie die Fläche f² des Pixel ist. Diese Überlegung zeigt, daß die Matrix in 1a einen Füllfaktor von 0,25, d. h. f²/4f², hat. Der Nutzungsgrad der durch die Schicht 3 gegebenen Fläche ist also niedrig. Um einen höheren Füllfaktor oder eine höhere Dichte von Pixel 5 in der globalen Schicht zu erhalten, wäre es vorteilhaft, entweder den Füllfaktor zu steigern oder eine höhere Auflösung in den durch den Prozeß vorgegebenen Merkmalsgrößen der Matrix zu erzielen, z. B. in dem Bereich unter 0,1 μm. Dadurch kann zwar vielleicht die Gesamtzahl von Pixel in einer gleichartigen Fläche gesteigert werden, es wäre jedoch dadurch nicht möglich, einen höheren Füllfaktor zu garantieren.
Angesichts der obigen Überlegungen ist es eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steigerung des Füllfaktors in einer matrix-adressierbaren optoelektronischen Vorrichtung der eingangs genannten Art auf einen Wert zu ermöglichen, der Eins angenähert ist, und eine maximale Nutzung der nutzbaren Fläche zu erzielen, die durch die globale Schicht des aktiven Materials 3 in solchen Vorrichtungen geboten wird, ohne durch die tatsächliche oder praktikable Größe der durch den Prozeß vorgegebenen minimalen Merkmalsgröße f beschränkt zu sein, da der Füllfaktor durch die Verringerung in f nicht beeinflußt wird, obwohl natürlich eine solche Verringerung dazu dient, die maximale Anzahl Pixel zu erhöhen, die in einer globalen Schicht aus dem aktiven Material 3 erhalten werden kann.
Die obigen Aufgaben sowie weitere Merkmale und Vorteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer matrix-adressierbaren optoelektronischen Vorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Elektroden jeder Elektrodeneinrichtung in einer jeweiligen Elektrodenschicht vorgesehen sind, daß die Elektroden in den Elektrodeneinrichtungen alle ungefähr die gleiche Breite 2 haben, daß Elektroden jeder Elektrodeneinrichtung gegenseitig durch eine isolierende Dünnschicht mit einer Dicke δ elektrisch isoliert sind, wobei der Wert von δ ein Bruchteil der Breite w ist, und daß der minimale Wert von w mit einer durch den Prozeß vorgegebenen minimalen Merkmalsgröße f vergleichbar ist, wobei der Füllfaktor des Pixel in dem optoelektronisch aktiven Material relativ dazu nahe 1 ist und die Anzahl der Pixel einem Maximum nahekommt, das durch die Gesamtfläche A des zwischen den Elektrodeneinrichtungen sandwichartig angeordneten aktiven Materials und der Merkmalsgröße f definiert ist, wobei das Maximum somit durch A/f² definiert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist das optoelektronisch aktive Material ein anisotrop leitendes organisches Material, wobei Diodendomänen die Elektroden der Elektrodeneinrichtungen kontaktieren, und das organisch leitende Material kann dann bevorzugt ein konjugiertes lichtemittierendes und/oder fotoelektrisches Polymer sein, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als ein Display oder als ein Fotodetektor oder beides betrieben werden kann.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung können die Diodendomänen imstande sein, Licht zu emittieren, wenn sie von einer angelegten Spannung stimuliert werden, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als ein Display betrieben werden kann, oder die Diodendomänen können imstande sein, einen Strom oder eine Spannung auszugeben, wenn sie von einfallendem Licht stimuliert werden, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als Fotodetektor betrieben werden kann.
Die vorstehenden Ziele sowie weitere Merkmale und Vorteile werden auch gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Elektrodeneinrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dünnschicht-Elektrodenschicht aufweist: einen ersten Satz der streifenartigen Elektroden mit einer Breite w_a und einer Dicke h_a die auf der Rückwandleiterplatte vorgesehen sind, wobei die Elektroden des ersten Satzes um eine Distanz d voneinander beabstandet sind, die gleich oder größer als w_a ist, einen zweiten Satz der streifenartigen Elektroden mit einer Breite w_b und einer Dicke h_b, die in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden des ersten Satzes vorgesehen und gegenüber diesen durch eine Dünnschicht elektrisch isoliert sind, die aus einem elektrisch isolierenden Material mit der Dicke δ besteht und sich mindestens entlang den Seitenrändern der parallelen Elektroden erstreckt und eine isolierende Wand mit der Dicke δ dazwischen bildet, wobei der Wert von δ im Vergleich mit dem Wert von entweder w_a oder w_b klein ist, wobei die Zwischenraumdistanz d zwischen den Elektroden des ersten Satzes w_b + 2δ ist, und daß die Elektrodenschicht mit Elektroden und der isolierenden Dünnschicht eine globale planare Schicht in der Elektrodeneinrichtung an deren Rückwandleiterplatte bildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Elektrodeneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die isolierenden Wände zwischen den Elektroden des ersten Satzes und den Elektroden des zweiten Satzes Bereiche der Dünnschicht aus Isoliermaterial, die in einer Schicht vorgesehen sind, welche die Seitenränder der Elektroden des ersten Satzes bis zu der oberen Oberfläche davon sowie die Rückwandleiterplatte in den Zwischenräumen zwischen dem erstgenannten bedeckt, und die Elektroden des zweiten Satzes sind in Ausnehmungen zwischen den Wandbereichen der isolierenden Dünnschicht und oberhalb eines Bereichs davon vorgesehen, der die Rückwandleiterplatte bedeckt, wobei die Elektroden des zweiten Satzes mit dem oberen Rand der isolierenden Wände sowie der oberen Oberfläche der Elektroden des ersten Satzes bündig sind, wobei die Elektroden des zweiten Satzes die Höhe h_b = h_a – δ haben, und die Elektrodenschicht mit Elektroden und Isoliermaterial bilden eine globale planare Schicht mit Dicke h_a in der Elektrodeneinrichtung an deren Rückwandleiterplatte.
Bei mindestens einer der Elektrodeneinrichtungen gemäß der Erfindung müssen die Elektroden sowie die Rückwandleiterplatte aus einem transparenten oder durchscheinenden Material hergestellt sein, wenn die Elektrodeneinrichtungen in der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden. Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert; die Zeichnungen zeigen in:
1a–c eine bekannte matrix-adressiexbare optoelektronische Vorrichtung als Beispiel eines herkömmlich erzielbaren Füllfaktors bei solchen Vorrichtungen, wie oben ausgeführt wird;
2a eine Draufsicht auf eine matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung gemäß der Erfindung;
2b einen Schnitt entlang der Linie X-X in 2a;
2c ein Detail von 2a, wobei der mit der vorliegenden Erfindung erzielbare Füllfaktor veranschaulicht ist;
3 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Elektrodeneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Elektrodeneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 schematisch einen Querschnitt durch lichtemittierende Pixel, wie sie in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
6 schematisch einen Querschnitt durch ein lichtdetektierendes Pixel, wie es in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
7 schematisch die Struktur eines bevorzugten optoelektronisch aktiven Materials, wie es in dem Pixel in 5 und in 6 verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf die 2a, 2b und 2c folgt nun eine Erörterung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche die Elektrodeneinrichtung der Erfindung aufweist. Aus dieser Erörterung wird dann ersichtlich, wie die Elektrodeneinrichtung gemäß der Erfindung es ermöglicht, daß der Füllfaktor in einer Vorrichtung dieser Axt Eins angenähert wird. Eine strukturell gleichartige Vorrichtung, die jedoch als eine matrix-adressierbare ferroelektrische Speichereinrichtung konfiguriert ist, ist beispielsweise Gegenstand der eigenen veröffentlichten Internationalen Patentanmeldung WO03/041084.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in 2a in einer Ausführungsform in Draufsicht gezeigt, die auf eine passive matrix-adressierbare Konfiguration beschränkt ist, wobei ein optoelektronisch aktives Material 3 in einer globalen Schicht aufgebracht und sandwichartig zwischen zwei der Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Die erste Elektrodeneinrichtung EM1, die jede der in den 3 oder 4 gezeigten Ausführungsformen sein könnte, ist mit der zweiten Elektrodeneinrichtung EM2 identisch, die jedoch mit den parallelen streifenartigen Elektroden 2 versehen ist, die unter einem Winkel orientiert und bevorzugt senkrecht zu den entsprechenden Elektroden 1 in der Elektrodeneinrichtung EM1 sind, wie gezeigt ist. Wo die Elektroden 1, 2 sich überkreuzen, ist ein Pixel 5 in dem dazwischen befindlichen optoelektronisch aktiven Material 3 definiert. Das Pixel 5 kann ein halbleitendes anorganisches oder organisches Material sein, das imstande ist, Licht zu emittieren oder einen Fotostrom zu erzeugen, wenn es geeignet stimuliert wird, z. B. durch eine angelegte Spannung im ersteren Fall oder durch einfallendes Licht im letzteren Fall. Am meisten bevorzugt ist das optoelektronisch aktive Material ein konjugiertes Polymer mit einer anisotropen elektrischen Leitfähigkeit, so daß der Leitvorgang nur zwischen sich überlappenden Elektroden 1, 2 und senkrecht zu der Ebene der Schicht aus aktivem Material 3 stattfindet. Die Treiber-, Fühler- und Steuerschaltkreise sind der Klarheit halber in 2a nicht gezeigt, könnten bei in der Praxis verwendeten Ausführungsformen aber in CMOS-Technologie auf Siliziumbasis implementiert und in der Rückwandleiterplatte 7 vorgesehen sein, wenn diese aus dem gleichen Material hergestellt ist. Alle Elektroden 1, 2 würden dann geeignet trassiert und mit den Schaltkreisen verbunden werden, wie dem Fachmann wohlbekannt ist.
Wie erwähnt, ist das aktive Material 3 sandwichartig zwischen den Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 vorgesehen, was am besten in 2b zu sehen ist, die einen Schnitt durch die Vorrichtung von 2a entlang der Linie X-X zeigt. An der Überlappung oder den Kreuzungspunkten der Elektroden 1, 2 ist in dem aktiven Material 3, d. h. dem lichtemittierenden oder lichtleitfähigen Material, ein Pixel 5 definiert. Da die Elektroden 1, 2 in den jeweiligen Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 sowieso nur durch eine sehr dünne Wand 6a aus Isoliermaterial getrennt sind, deren Dicke δ nur ein winziger Bruchteil der Breite w der Elektroden 1, 2 ist und die am meisten bevorzugt einer durch den Prozeß vorgegebenen oder durch den Prozeß definierbaren minimalen Merkmalsgröße f entspricht, ist ersichtlich, daß die Elektrodeneinrichtungen EM gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steigerung des Füllfaktors in Richtung Eins zulassen. Es ist zu beachten, daß in Bezug auf alternierende Elektroden in den Elektrodeneinrichtungen EM1; 2 die Elektroden ε_a, ε_b in jedem Fall unterschiedliche Breiten w_a, w_b haben können, aber da w_a ~ w_b, können ihre Breiten in der Praxis als ungefähr den gleichen Wert w aufweisend angesehen werden.
Das ist am besten zu sehen bei Betrachtung eines planaren Schnitts 4 in 2c, der vier Pixel 5₁ bis 5₄ aufweist. Die von den isolierenden Wänden 6a zwischen den Elektroden und von den Elektroden selber eingenommene Fläche definiert die Fläche der Pixel 5₁ ... 5₄ in jeder Elektrodeneinrichtung EM1, EM2 als 4f² + 8fδ + 4δ². Das bedeutet, daß dann, wenn δ nur ein winziger Bruchteil entweder von f oder von der Breite w der Elektroden 1, 2 ist, der Füllfaktor in der Vorrichtung gemäß der Erfindung Eins angenähert ist, was bedeutet, daß nahezu 100% der Fläche des zwischen den Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 sandwichartig vorgesehenen aktiven Materials 3 von den Pixel 5 eingenommen wird, deren mittlere Größe f² ist. Wenn beispielsweise f ~ w mit Eins vorgegeben ist und δ = 0,01 f, dann ist die Fläche des planaren Abschnitts 4 + 8·0,01 + 0,0004 ~ 4,08, und der Füllfaktor wird zu 4/4,08 = 0,98, d. h. zu einem Füllfaktor von 98%. Die maximale Anzahl Pixel 5 in der Matrix, wenn die Fläche des zugänglichen aktiven Materials 3A ist, ist dann nahe A/f² in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn beispielsweise die angewandte Entwurfsregel f = 0,2 μm vorgibt und eine Fläche A des aktiven Materials 3 10⁶ μm ist, könnten 0,98·10⁶/0,2² = 24,5·10⁶ adressierbare Pixel 5 vorgesehen sein, was eine Pixeldichte von ungefähr 25·10⁶/mm² bedeutet. Dagegen sind die im Stand der Technik bekannten Elektroden um eine Distanz d getrennt, die durch den kleinsten durch den Prozeß vorgegebenen Merkmalswert f definiert ist, und der in 2c gezeigte planare Abschnitt 4 enthält nur ein Pixel 5, und der Füllfaktor ist dementsprechend 0,25 oder 25%, wobei die maximale Anzahl Pixel, die dann erhältlich ist, natürlich ¼ der Anzahl ist, die mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.
Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung entsprechend den 2a–c als eine Displayvorrichtung konfiguriert ist, wäre das aktive Material 3 dann zur Abgabe von Licht imstande, wenn es durch eine Spannung stimuliert wird, die an die jeweiligen sich kreuzenden Elektroden 1, 2 der Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 angelegt wird, und das an einer Überlappung zwischen jeweiligen Elektroden 1, 2 definierte Pixel wäre nun natürlich ein Pixel in dem Display. Da der Füllfaktor selbstverständlich in jedem Fall Eins angenähert ist, ist es möglich, ein Display mit hoher Auflösung zu erhalten, wobei nahezu die vollständige Fläche A des Displays den Pixel zur Verfügung steht. Außerdem ermöglicht eine Steigerung des Füllfaktors von etwa 0,25 in Richtung 1 ein Display mit einer entsprechend gesteigerten Oberflächenhelligkeit. Da die Pixel an wenigstens einer Seite des Displays zur Außenseite orientiert sein müssen, bedeutet das, daß wenigstens die Elektroden 1, 2 in einer der Elektrodeneinrichtungen EM1, EM2 transparent oder durchscheinend sein müssen, und das gleiche gilt natürlich für das Material von einer der Rückwandleiterplatten 7. In 2b könnte die Rückwandleiterplatte 7 mit Schaltkreisen zum Ansteuern, Erfassen und Steuern realisiert sein, wie gesagt wurde, wogegen eine entgegengesetzte Rückwandleiterplatte 7', die durch einen gestrichelten Umriß dargestellt ist, sowie die Elektroden 2 für optische Strahlung transparent oder durchscheinend sein müssen. Auch das in der isolierenden Dünnschicht G verwendete Isoliermaterial könnte in solchen Fällen transparent oder durchscheinend sein, und die Elektroden 2 könnten beispielsweise, wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen, das in lichtemittierenden Einrichtungen allgemein verwendet wird.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Elektrodeneinrichtung EM ist in 3 gezeigt. Dabei weist die Elektrodeneinrichtung EM eine Vielzahl von streifenartigen Elektroden ε_a, ε_b auf, die auf einer Rückwandleiterplatte 7 vorgesehen sind. Die Elektroden ε_a können als zu einem ersten Satz von Elektroden gehörend betrachtet werden, die aus einer aufgebrachten globalen Schicht von Elektrodenmaterial gebildet sind, die anschließend in einem mikrofotolithografischen Schritt unter Anwendung einer geeigneten Maske strukturiert wurde, während die Elektroden ε_b zwischen den ersteren als zu einem zweiten Satz von Elektroden gehörend betrachtet werden, die nach dem Aufbringen des isolierenden Wandbereichs 6a und in den Ausnehmungen zwischen den Elektroden ε_a die in den Strukturierungsschritten derselben erzeugt wurden, aufgebracht werden. Die Distanz zwischen zwei Elektroden ε_a ist d, die Breite der Elektroden ε_a ist w_a die Breite der Elektroden ε_b ist w_b. Die Werte w_a, w_b und die Distanz d haben ungefähr gleiche Größe, deren Minimum durch die durch den Prozeß vorgegebene kleinste Merkmalsgröße f gegeben ist, die in dem Strukturierungsprozeß zur Erzeugung der Elektroden ε_a erzielbar ist. Gleichzeitig ist die Dicke δ der isolierenden Wandbereiche 6a zwischen den Elektroden ε_a, ε_b nicht durch f begrenzt und kann eine Dicke bis hinab auf einen Nanometerwert haben, wobei die einzige Vorgabe ist, daß eine isolierende Dünnschicht gebildet wird, um elektrische Ausfälle und Durchbrüche zwischen den Elektroden ε_a, ε_b zu verhindern. Anders ausgedrückt: Unter der Voraussetzung, daß die Oberfläche der Rückwandleiterplatte 7, die wie erforderlich die Grenzfläche mit den Elektroden bildet, ebenfalls elektrisch isolierend ist, sind sämtliche parallelen streifenartigen Elektroden ε_a, ε_b gegenseitig elektrisch isoliert. Es ist zu beachten, daß eine Höhe von sowohl ε_a als auch ε_b sowie des isolierenden Wandbereichs 6a h ist und die Gleichung d = w_b + 2δ gilt. Unter der Voraussetzung, daß die Distanz d zwischen den Elektroden mit w_a + 2d gewählt wird, ist die Breite w_a; w_b der Elektroden ε_a; ε_b die gleiche und ist gleich dem Wert w, und somit haben alle Elektroden ε_a, ε_b die gleiche Querschnittsfläche und, wenn sie aus dem gleichen leitfähigen Material ε hergestellt sind, auch die gleichen Leitfähigkeitseigenschaften.
Bei der Ausführungsform der Elektrodeneinrichtung EM gemäß der Erfindung, die in 4 gezeigt ist, werden die Elektroden ε_a wie vorher in einem Strukturierungsschritt aus einer global aufgebrachten Elektrodenmaterialschicht gebildet, und dann wird die isolierende Dünnschicht 6 global aufgebracht und bedeckt das Substrat 7 und die Elektroden ε_a. Ein leitendes Material wird nunmehr aufgebracht und füllt die Ausnehmungen und bedeckt die isolierende Schicht 6b an deren Unterseite zwischen den Elektroden ε_a, und in einem anschließenden Planarisierungsschritt wird der Bereich der isolierenden Dünnschicht 6, der die Elektroden ε_a bedeckt, sowie überschüssiges Elektrodenmaterial, das aus dem Aufbringen von Elektroden ε_b resultiert, entfernt, so daß die Elektroden ε_a, ε_b in der Oberfläche der Elektrodenschicht und bündig mit dem oberen Rand des Wandbereichs 6a der isolierenden Dünnschicht 6 exponiert bleiben. Alle Elektroden ε_a, ε_b haben dann freiliegende obere Oberflächen und können mit jedem darüber aufgebrachten optoelektronisch aktiven Material 3 einen ohmschen Widerstand bilden, aber je nach Fall kann eine kapazitive Kopplung erhalten werden, wenn das aktive Material ein Dielektrikum ist, beispielsweise ein Flüssigkristallmaterial, und in diesem speziellen Fall könnten selbst die oberen Oberflächen der Elektroden 1, 2 mit der isolierenden Dünnschicht 6 bedeckt sein. Das gilt natürlich für die obige Ausführungsform. Die Überlegungen hinsichtlich der kleinsten Breite w_a, w_b der Elektroden ε_a, ε_b gelten auch in diesem Fall. Ferner ist ersichtlich, daß die Höhe h_a einer Elektrode ε_a von der Höhe h_b einer Elektrode ε_b um den Betrag δ entsprechend der Dicke δ des Bereichs 6b der das Substrat 7 bedeckenden Dünnschicht 6 verschieden ist. Dies bedeutet wie vorher, daß die Distanz d zwischen den Elektroden ε_a in dem Strukturierungsprozeß vergrößert werden muß, um Elektroden ε_a, ε_b mit gleichem Querschnitt zu erhalten, falls das erwünscht ist, um beispielsweise die gleiche Leitungskapazität zu erzielen, wenn die Elektroden ε_a, ε_b aus Leitermaterial mit derselben Leitfähigkeit hergestellt sind.
Die Planarisierung der Elektrodenschicht der Elektrodeneinrichtungen EM gemäß der Erfindung kann bei beiden Ausführungsformen gemäß den 3, 4 durch irgendwelche geeigneten Maßnahmen wie z. B. chemomechanisches Polieren, gesteuertes Ätzen oder einen gesteuerten Mikroabtragungsprozeß erfolgen. In bezug auf Einzelheiten der Herstellung der Ausführungsformen der Elektrodeneinrichtungen gemäß der Erfindung, wie sie in den 3 und 4 gezeigt sind, und Verfahren zu ihrer Herstellung kann auf die oben erwähnte veröffentlichte Internationale Patentanmeldung WO03/041084 verwiesen werden.
Was die Elektrodenmaterialien für die Elektrodeneinrichtungen EM betrifft, wie sie in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden, könnten sie, wie gesagt, jedes geeignete leitende Material sein, z. B. Metalle wie Titan oder Aluminium, die gewöhnlich in elektronischen Einrichtungen verwendet werden. Die Elektrodenmaterialien können auch organische Materialien, beispielsweise leitende Polymere sein, müssen dann aber mit dem Prozeß kompatibel sein, der zum Bilden der isolierenden Dünnschicht angewandt wird, oder mit jedem Prozeß, der zum Entfernen von Bereichen davon angewandt wird. Außerdem ist ersichtlich, daß die Elektroden von mindestens einer der Elektrodeneinrichtungen EM für optische Strahlung transparent oder durchscheinend sein müssen, wie erwähnt wurde, um die Funktion der Vorrichtung als Display oder Fotodetektor zuzulassen.
Es versteht sich zwar, daß die Breite w der Elektroden der Elektrodeneinrichtungen EM gemäß der Erfindung einen kleinsten Wert hat, der durch den durch den Prozeß vorgegebenen kleinsten Merkmalswert f definiert ist, aber natürlich ist es zuerst einmal die Breite der Elektroden ε_a des ersten Satzes, die durch Strukturierung gebildet werden müssen, sowie die Distanz zwischen ihnen, die so eingeschränkt ist. Die Elektroden ε_b können mit Prozessen aufgebracht werden, die nicht durch eine Entwurfsregel, die auf den Strukturierungsprozeß anwendbar ist, eingeschränkt sind. Das gleiche gilt natürlich für das Aufbringen der isolierenden Dünnschicht, das beispielsweise durch Oxidation, Aufdampfen oder Aufsprühen oder Sputtern auf nahezu monoatomare Dimensionen erfolgen kann. Die einzige Bedingung ist, daß die erforderliche elektrische Isolierung zwischen den benachbarten Elektroden ε_a und ε_b in den jeweiligen Sätzen s von Elektroden in den Elektrodeneinrichtungen EM erhalten wird. Ferner liegt zwar f bei herkömmlichen mikrofotolithografischen Prozessen gewöhnlich in dem Bereich von 0,2 μm oder etwas weniger, aber andere derzeit etablierte oder in der Entwicklung befindliche Technologien lassen Merkmale im Nanobereich zu, d. h. Elektrodenbreiten bis zu wenigen zehn Nanometer und beispielsweise die Anwendung der chemomechanischen Bearbeitung im Nanobereich zur Erzielung der erforderlichen Planarisierung, was in jedem Fall Elektrodeneinrichtungen EM mit einer hochplanaren oberen Oberfläche ergeben würde, wobei alle Bestandteile, d. h. Elektroden ε_a ε_b sowie die isolierende Dünnschicht 6 in der oberen Oberfläche bündig sind.
Die Verwendung der Elektrodeneinrichtungen EM in der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit dem aktiven Medium, das sandwichartig von zwei der erfindungsgemäßen Elektrodeneinrichtungen umgeben ist, und mit den parallelen streifenartigen Elektroden, die gegenseitig unter einem Winkel und bevorzugt senkrecht orientiert sind, um ein matrix-adressiexbares Display oder einen Fotodetektor zu bilden, ermöglicht im allgemeinen einen an Eins angenäherten Füllfaktor und eine maximale Anzahl von definierbaren Pixel, und zwar nur eingeschränkt durch die anwendbare Entwurfsregel für den Strukturierungsprozeß der Elektroden.
5 zeigt schematisch die Struktur eines einzigen Pixel in einer Ausführungsform, bei der die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Display ist. Zwischen einer Elektrode 1 der ersten Elektrodeneinrichtung EM1 und einer Elektrode 2 der zweiten Elektrodeneinrichtung EM2 ist ein optoelektronisch aktives Material 3 vorgesehen, das lichtemittierende Domänen 10 bevorzugt in Form von lichtemittierenden Polymerdioden aufweist. Die lichtemittierenden Polymerdioden 10 erhalten eine Arbeitsspannung V_E über die Elektroden 1, 2, die mit einer Energieversorgung 8 verbunden sind. Es versteht sich, daß die Elektroden 1, 2 natürlich Teil der streifenartigen Elektroden 1; 2 von jeder der Elektrodeneinrichtungen EM1; EM2 sind, so daß die Elektrode 2 jedenfalls bevorzugt senkrecht zu der Elektrode 1 orientiert ist. Die lichtemittierenden Dioden 10 könnten wellenlängenabstimmbar sein, und in diesem Fall enthält das aktive Material 3 lichtemittierende Dioden, wobei die Wellenlänge durch Variieren der Spannung V_E abgestimmt wird, wie beispielsweise in der veröffentlichten Internationalen Patentanmeldung WO95/031515 beschrieben wird.
Es ist zu beachten, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch ein nicht-emittierendes Display sein könnte, d. h. ein Display, bei dem die Pixel in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung Licht reflektieren, absorbieren oder polarisieren können. Das ist der Fall, wenn das optoelektronisch aktive Material ein Flüssigkristallmaterial ist, und solche Displays sind natürlich im Stand der Technik wohlbekannt; durch Verwendung der Elektrodeneinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung erzielen sie jedoch die gleichen Vorteile wie Ausführungsformen mit lichtemittierenden Pixel. Da das Flüssigkristallmaterial ein Dielektrikum ist, ist zu beachten, daß kontaktierende obere Oberflächen der Elektroden der Elektrodeneinrichtungen dann tatsächlich mit der isolierenden Dünnschicht 6 bedeckt sein können, wie bereits gesagt wurde. In dieser Hinsicht kann auf die bereits zitierte veröffentlichte Internationale Patentanmeldung verwiesen werden, in der relevante alternative Ausführungsformen der Elektrodeneinrichtungen angegeben sind.
6 zeigt schematisch ein Pixel 5 in einer Ausführungsform, wobei die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Fotodetektor ist. Das optoelektronisch aktive Material 3 gleicht dem lichtemittierenden Material der Ausführungsform in 5 und ist sandwichartig zwischen Elektroden 1, 2 vorgesehen und auf gleiche Weise orientiert. Wenn das aktive Material 3 durch einfallendes Licht stimuliert wird, um einen Strom oder eine Spannung zu erzeugen, geben die Elektroden 1, 2 eine Signalspannung V_D an einen Leseverstärker 9 ab.
Es ist natürlich ersichtlich, daß mindestens eine der Elektroden 1, 2 in den 5 oder 6 transparent sein muß, und dasselbe gilt für die Rückwandleiterplatte (nicht gezeigt) 7, auf der die Elektrode vorgesehen ist. Was das optoelektronisch aktive Material 3 betrifft, so kann dieses, wie gesagt, entweder lichtemittierende Dioden oder fotoelektrische Dioden sein, und besonders bevorzugt sind organische Dioden dieser Art auf der Basis von konjugierten Polymeren, die, wie bereits gesagt, in der veröffentlichten Internationalen Patentanmeldung WO95/031515 beschrieben werden. Es ist zu beachten, daß solche lichtemittierenden Polymerdioden wellenlängenabstimmbar sein und Licht auf mehreren Wellenlängen emittieren können durch Ändern der Arbeitsspannung der Diode. Wenn solche Dioden auch lichtelektrische Eigenschaften haben und somit zur Anwendung in einem Detektorpixel gemäß 6 geeignet sind, ist zu beachten, daß ihre Wellenlänge mit der höchsten Empfindlichkeit von der Emissions-Spitzenwellenlänge verschieden ist und zu kürzeren Wellenlängen hin als diejenigen der optischen Emission verlagert ist. Diese Erscheinung wird als Stokes-Shift bezeichnet, was dem Fachmann wohlbekannt ist. Die Dioden des optoelektronisch aktiven Materials können als Polymerdünnschicht mit Domänen von konjugierten Polymeren und mit einer Dicke von einigen zehn Nanometer und noch weniger hergestellt werden. Die Größe der Einzeldioden darf nicht viel größer sein.
Ein Pixel kann eine Anzahl von physisch getrennten lichtemittierenden oder lichtabsorbierenden Domänen 10, 10' enthalten, wie 7 zeigt, die als schematischer Querschnitt durch ein Einzelpixel 5 in der Vorrichtung gemäß der Erfindung betrachtet werden kann. Natürlich bildet die Schicht 3 aus aktivem Material darin einen Teil einer globalen Schicht, wobei die Domänen 10, 10' jeweils nur eine Art von lichtemittierendem Polymer oder lichtabsorbierendem Polymer mit unterschiedlichen emittierenden oder absorbierenden Wellenlängenbändern sind. Ferner kann die konjugierte Polymerdünnschicht anisotrop elektrisch leitend sein, und somit fließt ein an die Schicht aus aktivem Material, die zwischen den Elektroden 1, 2 sandwichartig vorgesehen ist, angelegter Strom nur zwischen den Elektroden, die jedes separate Pixel definieren, und nicht in der Transversalrichtung. Zur Erzielung der vollen Wirkung der Lichtemission oder eines Fotovoltaikeffekts sollten alle Domänen 10, 10', ob sie nun lichtemittierend oder lichtabsorbierend sind, die Elektroden 1, 2 kontaktieren, und es ist ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Elektrodeneinrichtungen EM gemäß der Erfindung, wobei der Füllfaktor an Eins angenähert ist, dies tatsächlich der Fall ist, so daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung entweder ein Display mit maximaler Oberflächenhelligkeit oder einen Fotodetektor mit maximaler Empfindlichkeit bereitstellen kann. Außerdem ist auch ersichtlich, daß der erhaltene hohe Füllfaktor dadurch, daß die Dicke δ des isolierenden Materials 6 nur ein winziger Bruchteil der Elektrodenbreite w ist, eine sehr hohe Pixeldichte und eine effektive Pixelfläche zuläßt, die der Gesamtfläche A der globalen Schicht aus aktivem Material 3 angenähert ist. Auch die Auflösung oder der Grad der Pixellierung, d. h. der Anzahl Pixel, die in der Vorrichtung erhalten werden können, erreicht das Maximum, das durch die Größe des durch den Prozeß vorgegebenen minimalen Merkmalswerts f zugelassen wird. Insgesamt dient jede der vorstehenden Überlegungen dazu, die radikale Steigerung der Leistungsfähigkeit zu betonen, die mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielbar ist, ob sie nun als Display oder als optischer Detektor ausgebildet ist.
Wenn sie als Display ausgebildet ist, kann sie sowohl ein Schwarzweiß- als auch ein Farbdisplay sein. Im letzteren Fall könnte das aktive Material Diodendomänen 10, 10' aufweisen, die auf verschiedenen Wellenlängen in Abhängigkeit von der angelegten Arbeitsspannung V_E emittieren. Beispielsweise würde eine Erhöhung von V_E die Hauptemission in Richtung zu kürzeren Wellenlängen verlagern unter der Voraussetzung, daß die Diodendomänen 10, 10' ihre Spitzenemission beispielsweise im roten und blauen Bereich des optischen Strahlungsspektrums haben. Anders ausgedrückt, wird die Wellenlängenabstimmung eines Einzelpixel in diesem Fall erhalten durch Ändern der daran angelegten Spannung V_E über die das Pixel kontaktierenden Elektroden 1, 2.
Ebenfalls wie bereits gesagt könnte das aktive Material ein Flüssigkristallmaterial sein, und in diesem Fall könnten die Pixel natürlich bei Stimulierung reflektierend, lichtabsorbierend oder polarisierend sein, wie das im Stand der Technik wohlbekannt ist.
Bei Ausbildung als optischer Detektor könnte die Vorrichtung vorteilhaft als Detektor einer optoelektronischen Kamera verwendet werden und könnte umgekehrt eine Farbkamera aktivieren mit Diodendomänen 10, 10', die unterschiedliche Wellenlängenempfindlichkeit haben und einen Antwortstrom oder eine Spannung V_D mit Komponenten in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichts erzeugen. Die hohe Auflösung, d. h. der hohe Grad der Pixellierung der Vorrichtung der Erfindung, ist dann mit dem eines herkömmlichen fotografischen Films vergleichbar, der in einem Format von 24 × 36 mm mehr als 3·10⁷ Pixel in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Emulsion haben kann, so daß eine lineare Auflösung in der Größenordnung von 5 μm erzielt wird. Bei Skalierung eines optischen Detektors gemäß der Erfindung in bezug auf seinen Pixellierungsgrad würde ein 1,2 × 1,2 mm Detektorchip, der mit f = 0,20 μm ausgelegt ist, die gleiche Leistung wie das Filmformat von 24 × 36 mm ergeben. Wenn jedoch die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als optischer Detektor in einer elektronischen Kamera verwendet wird, sollte bedacht werden, daß die effektive Pixelgröße mit der Wellenlänge λ des einfallenden Lichts kompatibel sein muß, d. h. mindestens ½λ, mit anderen Worten für den Bereich von Ultraviolett bis zum nahen Infrarot, ungefähr 0,1 μ bis 1,0 μ. Das bedeutet natürlich, daß die effektive Fläche des aktiven Materials und die Größe des Detektors entsprechend eingestellt sein müssen, um eine Auflösung zu erzielen, die mit derjenigen von verfügbaren fotografischen Emulsionen vergleichbar ist.

Claims

Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung, die ein Funktionsmedium (3) in Form eines optoelektronisch aktiven Materials aufweist, das in einer globalen Schicht sandwichartig zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrodeneinrichtung (EM1, EM2) mit jeweils parallelen streifenartigen Elektroden (1; 2) vorgesehen ist, wobei die Elektroden (2) der zweiten Elektrodeneinrichtung (EM2) unter einem Winkel zu den Elektroden (1) der ersten Elektrodeneinrichtung (EM1) orientiert sind, wobei Funktionselemente (5) in Volumen des aktiven Materials (3) gebildet sind, die an jeweiligen Überlappungen zwischen den Elektroden (1) der ersten Elektrodeneinrichtung (EM1) und den Elektroden (2) der zweiten Elektrodeneinrichtung (EM2) definiert sind, um ein matrix-adressierbares Array mit den in Kontakt mit dem aktiven Material (3) befindlichen Elektroden (1, 2) zu bilden, wobei ein Funktionselement (5) in dem aktiven Material durch Anlegen einer Spannung an die das Element bildenden, sich kreuzenden Elektroden (1, 2) aktiviert werden kann, um ein lichtemittierendes, lichtabsorbierendes, reflektierendes oder polarisierendes Pixel in einer Displayeinheit zu bilden, oder alternativ durch einfallendes Licht einen Pixel in einem optischen Detektor zu bilden und eine Spannung über die sich an dem Pixel kreuzenden Elektroden (1, 2) auszugeben, wobei das aktive Material (3) in jedem Falle als ein anorganisches oder organisches Material gewählt und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Funktion imstande ist, entweder Licht zu emittieren, absorbieren, reflektieren oder polarisieren, wenn es von einer angelegten Spannung aktiviert wird, oder eine Spannung oder einen Strom auszugeben, wenn es von einfallendem Licht stimuliert wird, oder beides zu tun, wobei die Adressierung eines Pixels (5) in jedem Fall in einem matrix-adressierenden Schema erfolgt und wobei die Elektroden (1; 2) von mindestens einer von den Elektrodeneinrichtungen (EM1; EM2) aus einem transparenten oder durchscheinenden Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (1; 2) jeder Elektrodeneinrichtung (EM1; EM2) in einer jeweiligen Elektrodenschicht vorgesehen sind, dass die Elektroden (1; 2) in den Elektrodeneinrichtungen (EM1; EM2) alle ungefähr die gleiche Breite w haben; dass Elektroden (1; 2) jeder Elektrodeneinrichtung (EM1, EM2) gegenseitig durch eine isolierende Dünnschicht (6) mit einer Dicke δ elektrisch isoliert sind, wobei der Wert von δ ein Bruchteil der Breite w ist, und dass der minimale Wert von w mit einer durch den Prozeß vorgegebenen minimalen Merkmalgröße f vergleichbar ist, wobei der Füllfaktor des Pixels (5) in dem optoelektronisch aktiven Material (3) relativ dazu nahe 1 ist und die Anzahl der Pixel (5) einem Maximum nahekommt, das durch die Gesamtfläche A des zwischen den Elektrodeneinrichtungen (EM1; EM2) sandwichartig angeordneten aktiven Materials (3) und der Merkmalsgröße f definiert ist, wobei das Maximum somit durch A/f² definiert ist.
Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronisch aktive Material (3) ein anisotrop leitendes organisches Material ist, wobei Diodendomänen (10) die Elektroden (1, 2) der Elektrodeneinrichtungen (EM1, EM2) kontaktieren.
Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische leitende Material (3) ein konjugiertes lichtemittierendes und/oder photoelektrisches Polymer ist, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als ein Display oder als ein Photodetektor oder beides betrieben werden kann.
Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodendomänen (10) imstande sind, Licht zu emittieren, wenn sie von einer angelegten Spannung stimuliert werden, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als ein Display betrieben werden kann.
Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diodendomänen (10) imstande sind, einen Strom oder eine Spannung auszugeben, wenn sie von einfallendem Licht stimuliert werden, wobei die matxix-adressierbare Vorrichtung als Photodetektor betrieben werden kann.
Matrix-adressierbare optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronisch aktive Material (3) ein Flüssigkristallmaterial ist, wobei die matrix-adressierbare Vorrichtung als ein Display mit reflektierenden, absorbierenden oder polarisierenden Pixeln (5) betrieben werden kann.
Elektrodeneinrichtung (EM) zur Verwendung in der matrix-adressierbaren optoelektronischen Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Dünnschicht-Elektrodenschicht mit Elektroden (ε_a, ε_b) in Form von parallelen streifenartigen elektrischen Leitern aufweist, wobei die Elektrodenschicht auf einer isolierenden Oberfläche einer Rückwandleiterplatte (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschicht-Elektrodenschicht aufweist: einen ersten Satz der streifenartigen Elektroden (ε_a) mit einer Breite w_a und einer Dicke h_a, die auf der Rückwandleiterplatte (7) vorgesehen sind, wobei die Elektroden (ε_a) des ersten Satzes um eine Distanz d voneinander beabstandet sind, die gleich oder größer als w_a ist, einen zweiten Satz der streifenartigen Elektroden (ε_b) mit einer Breite w_b und einer Dicke h_b, die in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden (ε_a) des ersten Satzes vorgesehen und gegenüber diesen durch eine Dünnschicht (6) elektrisch isoliert sind, die aus einem elektrisch isolierendem Material mit Dicke δ besteht und sich mindestens entlang den Seitenrändern der parallelen Elektroden (ε_a, ε_b) erstreckt und eine isolierende Wand (6a) mit Dicke δ dazwischen bildet, wobei der Wert von δ im Vergleich mit dem Wert von entweder w_a oder w_b klein ist, wobei die Zwischenraumdistanz d zwischen den Elektroden (ε_a) des ersten Satzes w_b + 2δ ist, und dass die Elektrodenschicht mit Elektroden (ε_a, ε_b) und der isolierenden Dünnschicht (6) eine globale planare Schicht in der Elektrodeneinrichtung (EM) an deren Rückwandleiterplatte (7) bildet.
Elektrodeneinrichtung (EM) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Wände (6a) zwischen den Elektroden (ε_a) des ersten Satzes und den Elektroden (ε_b) des zweiten Satzes Bereiche der Dünnschicht (6) aus Isoliermaterial bilden, die in einer Schicht vorgesehen sind, welche die Seitenränder der Elektroden (ε_a) des ersten Satzes bis zu der oberen Oberfläche davon sowie die Rückwandleiterplatte (7) in den Zwischenräumen zwischen dem erstgenannten bedeckt, und dass die Elektroden (ε_b) des zweiten Satzes in Ausnehmungen zwischen den Wandbereichen (6a) der isolierenden Dünnschicht (6) und oberhalb eines Bereichs (6b) davon vorgesehen sind, der die Rückwandleiterplatte (7) bedeckt, wobei die Elektroden (ε_b) des zweiten Satzes mit dem oberen Rand der isolierenden Wände (6a) sowie der oberen Oberfläche der Elektroden (ε_a) des ersten Satzes bündig sind, wobei die Elektroden (ε_b) des zweiten Satzes die Höhe h_b = h_a – δ haben, und dass die Elektrodenschicht mit Elektroden (ε_a, ε_b) und Isoliermaterial (6) eine globale planare Schicht mit Dicke h_a in der Elektrodeneinrichtung (EM) an dessen Rückwandleiterplatte (7) bilden.
Elektrodeneinrichtung (EM) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (ε_a, εb) sowie die Rückwandleiterplatte (7) aus einem transparenten oder durchscheinenden Material hergestellt sind.