專(zhuān)利名稱(chēng)：具有半導(dǎo)體元件的傳感器矩陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半導(dǎo)體元件的傳感器矩陣，包括片狀載體層、第一電極排列結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)第二電極排列結(jié)構(gòu)，以及元件排列結(jié)構(gòu)，元件排列結(jié)構(gòu)被放置在第一電極元件 上并且配備有多個(gè)半導(dǎo)體元件，并且半導(dǎo)體元件配備有有機(jī)半導(dǎo)體材料，第一電極排列結(jié) 構(gòu)被布置在載體層的表面上。本發(fā)明還涉及制造傳感器矩陣的過(guò)程，包括步驟把第一電極 排列結(jié)構(gòu)印刷到載體層的表面上；把元件排列結(jié)構(gòu)印刷到第一電極排列結(jié)構(gòu)上；并且把接 觸部分的至少一部分印刷到元件排列結(jié)構(gòu)上。
背景技術(shù)：
矩陣或柵格式排列的元件或傳感器必須提供有能量并且必須把識(shí)別的測(cè)量值或 參數(shù)從傳感器和/或元件傳送到外部，例如傳送到讀出裝置。借助已知裝置，源極和漏極通 常被布置在傳感器與元件之間的載體層上，由于典型的高集成度，通常只為它們提供了極 小的空間。如果傳感器例如被布置成幾何柵格形式，則通常使用柵格式排列的供電電極和 讀出電極；電極通常被稱(chēng)為列電極和行電極。為了能夠訪問(wèn)矩陣排列的各個(gè)元件，需要額外 的可選擇性控制的開(kāi)關(guān)裝置，從而例如把一個(gè)元件電連接到至少一個(gè)列電極和行電極。尤 其對(duì)于具有極高元件密度的傳感器矩陣來(lái)說(shuō)，已知裝置具有以下不足，供電電極和讀出電 極必須以密集地封裝方式布置在載體層上。由于電極之間的最小距離的原因，來(lái)自電極的 信號(hào)很容易彼此干擾，特別地，所謂的串?dāng)_是可能的。在此情況下，將由一個(gè)電極測(cè)量或采 集的信號(hào)受到來(lái)自另一電極(特別是相鄰電極)的信號(hào)的影響或失真。借助采集光學(xué)信號(hào) 的傳感器排列，這種情況會(huì)引起采集圖像不可用，這是因?yàn)榇當(dāng)_會(huì)導(dǎo)致采集到的外形的模 糊。特別地，已知實(shí)施例總存在不足。在需要采集參數(shù)的高分辨率的情況下，由于受影響信 號(hào)的特點(diǎn)的原因，受影響信號(hào)電平會(huì)發(fā)生局部受限的巨大差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)矩陣式或柵格式元件排列結(jié)構(gòu)從而減小串?dāng)_問(wèn)題并且同 時(shí)可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的構(gòu)造和制造。本發(fā)明的目的是如下實(shí)現(xiàn)的，把第二電極排列結(jié)構(gòu)布置在頂層的表面上并且把頂 層布置在載體層上，其中第一電極排列結(jié)構(gòu)和第二電極排列結(jié)構(gòu)彼此面對(duì)面并且第二電極 排列結(jié)構(gòu)與元件排列結(jié)構(gòu)至少部分地導(dǎo)線性接觸。該實(shí)施例具有特別的優(yōu)勢(shì)，元件排列結(jié)構(gòu)通過(guò)第一電極排列結(jié)構(gòu)和第二電極排列 結(jié)構(gòu)的電接觸意味著更多的空間可用并且由此明顯減小電極排列結(jié)構(gòu)之間串?dāng)_的危害。該實(shí)施例還具有以下優(yōu)勢(shì)，根據(jù)需要每一個(gè)上面布置其他層或組件的載體層和頂 層可以彼此單獨(dú)制造并且根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣通過(guò)元件排列結(jié)構(gòu)與第二電極排列結(jié) 構(gòu)至少部分地導(dǎo)電型接觸而形成。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，部件載體層和頂層不僅指單獨(dú)部件，還指施加到單獨(dú)部件上的所 有其他層或組件。這樣，載體層例如還包括施加的第一電極排列結(jié)構(gòu)和元件排列結(jié)構(gòu)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這樣，在其他有利實(shí)施例的描述中施加了哪個(gè)部件是清楚的。特別有利的是一個(gè)實(shí)施例，其中傳感器矩陣是彈性可變形或可再成形的。一方面， 該實(shí)施例使得傳感器矩陣應(yīng)用到不平坦表面或者動(dòng)態(tài)可變形表面上。另外，該實(shí)施例能使 用例如可以形成載體層和/或頂層的制造過(guò)程和方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，彈性可 變形或可再成形的外形保持在專(zhuān)用材料邊界，使得變形不會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的材料損壞。
該實(shí)施例并不排除載體層和/或頂層配備剛性材料。根據(jù)另一實(shí)施例，頂層例如 可以配備印刷電路板，其中在該實(shí)施例中，在頂層上布置了載體層。第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)配備至少一個(gè)導(dǎo)電電極的實(shí)施例具 有以下優(yōu)勢(shì)，能通過(guò)電極排列結(jié)構(gòu)的適當(dāng)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)分辨力的目標(biāo)選擇。例如，可以通過(guò)不 同數(shù)量或不同結(jié)構(gòu)化的第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)的電極同時(shí)以多個(gè)分 辨率進(jìn)行測(cè)量。而且，元件排列結(jié)構(gòu)的元件可以具有兩個(gè)電接觸點(diǎn)的特征，并且由于該有利實(shí)施 例，電接觸是可行的。根據(jù)另一實(shí)施例，第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)的電極配備有帶狀 電極。帶狀電極的優(yōu)勢(shì)在于，由于在載體層表面和垂直于軸向延伸方向上的特定寬度，容易 獲得期望的分辨率。特別地，可以調(diào)整電極寬度專(zhuān)門(mén)適合于將要應(yīng)用的半導(dǎo)體元件。可以 在例如將要布置半導(dǎo)體元件的任何部分上專(zhuān)門(mén)加寬窄帶電極。該實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于帶狀電 極僅僅占據(jù)傳送電信號(hào)所需的最小表面積。另一有利實(shí)施例是這樣的實(shí)施例，其中以電磁輻射檢測(cè)器和/或作為電磁輻射源 的形式提供半導(dǎo)體元件。這種選擇能夠在根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣中使用大量不同的電子 半導(dǎo)體元件。在其他有利實(shí)施例中，針對(duì)所有元件排列結(jié)構(gòu)可以使用本發(fā)明中所述的排列，其 中電子元件必須電接觸，造成最小可能的相互影響，該排列例如需要用于漏電極。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，以光電二極管或CCD組件的形式提供電磁輻射檢測(cè)器。在另 一特別有利實(shí)施例中，輻射檢測(cè)器例如是具有有機(jī)光電檢測(cè)器的有機(jī)半導(dǎo)體元件。另一同 樣有利實(shí)施例是這樣的實(shí)施例，其中電磁輻射源配備有OLED。導(dǎo)電接觸區(qū)域至少在部分中被應(yīng)用到半導(dǎo)體元件的實(shí)施例具有以下優(yōu)勢(shì)，針對(duì)每 個(gè)半導(dǎo)體元件來(lái)說(shuō)，提供了至少一個(gè)唯一識(shí)別的部分，設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生導(dǎo)電接觸。例如通過(guò)金屬提供這種導(dǎo)電區(qū)域，但是另一實(shí)施例也是可行的，其中通過(guò)導(dǎo)電透 明或半透明材料，例如銦錫氧化物(ITO)來(lái)提供接觸區(qū)域。特別地，可以使用所有的TCO(透 明導(dǎo)電氧化物)以及所有的導(dǎo)電聚合物來(lái)提供接觸區(qū)域。該接觸區(qū)域還可以作為例如為半 導(dǎo)體元件提供增強(qiáng)的機(jī)械保護(hù)的手段。另一有利實(shí)施例是在元件排列結(jié)構(gòu)上至少部分地設(shè)置保護(hù)層的實(shí)施例。該實(shí)施例 能夠密封半導(dǎo)體元件和元件排列結(jié)構(gòu)免于受到環(huán)境影響。該保護(hù)層還可以作為選擇性地改 變根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣相對(duì)于例如其彈性的機(jī)械特性的手段。例如，載體層和/頂層 可以配備有薄膜狀材料并且傳感器矩陣的彈性可以被選擇作為保護(hù)層的機(jī)械特性的函數(shù)。 在另外的有利實(shí)施例中，保護(hù)層還可以具有特別的表面特性，例如有利地簡(jiǎn)化對(duì)附加層的 應(yīng)用。還可以選擇該保護(hù)層使得它很大程度上穿透載體層或頂層的各種表面結(jié)構(gòu)，使得載 體層上頂部的排列不會(huì)引起電極排列結(jié)構(gòu)的任何不期望的變形。
如果保護(hù)層不導(dǎo)電，那么在有利的方式下不需要第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電 極排列結(jié)構(gòu)額外的電絕緣。電絕緣保護(hù)層具有在元件排列結(jié)構(gòu)中提供單獨(dú)半導(dǎo)體元件的可 靠電絕緣的另外的優(yōu)勢(shì)。特別有利的實(shí)施例之一是載體層和/或頂層是透明或半透明的，優(yōu)選的是處于可 見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的實(shí)施例。由于根據(jù)另一有利實(shí)施例，半導(dǎo)體元件可以提供有例如優(yōu)選地 在可見(jiàn)光范圍內(nèi)工作的電磁輻射檢測(cè)器或輻射源，所以所要保護(hù)的實(shí)施例能夠不受妨礙地 把電磁輻射入射到半導(dǎo)體元件或從半導(dǎo)體元件發(fā)射電磁輻射。該實(shí)施例另一優(yōu)勢(shì)在于，它 能夠使得根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣容易結(jié)合到其他裝置中。根據(jù)另一有利實(shí)施例，第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)是透明或半 透明的。該實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)還在于，它能夠不受阻礙地透入光或反射光。在此，光指的是位 于光學(xué)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的任何范圍的電磁輻射，尤其包括可見(jiàn)光范圍。透明或半透明的電極排 列結(jié)構(gòu)可以通過(guò)TCO(透明導(dǎo)電氧化物)，諸如像銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)、錫氧化 物(SnxO)來(lái)提供，但是具有來(lái)自包括導(dǎo)電聚合物，諸如PEDOT (聚(3，4_乙烯二氧噻吩) poly (3,4ethylenedioxythiophene)) ,PANI (聚苯胺)的組中的材料的實(shí)施例也是可行的。 諸如具有小于30nm厚度的金層的薄金屬層也是良好的導(dǎo)電體并且也是半透明的。至少部分實(shí)現(xiàn)為電絕緣的第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)的電極具 有特別的優(yōu)勢(shì)，它們可以被布置在彼此之上，而不存在短路的風(fēng)險(xiǎn)?？梢圆捎檬┘拥诫姌O的 絕緣層的形式來(lái)提供電絕緣，這樣每個(gè)電極都是電絕緣。電極排列結(jié)構(gòu)還可以包括交替排 列的電極與絕緣層。這樣，獲得了具有彼此絕緣的電極的分層的排列。在第一電極排列結(jié)構(gòu)上彼此電絕緣布置元件排列結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體元件的實(shí)施例 能夠插入幾個(gè)半導(dǎo)體元件，每一個(gè)都具有自身的功能，不存在短路的風(fēng)險(xiǎn)。該實(shí)施例具有其 他優(yōu)勢(shì)，它還減小了單獨(dú)的半導(dǎo)體元件之間、尤其是采集到的測(cè)量值的任何相互影響。根據(jù)另一有利實(shí)施例，第一電極排列結(jié)構(gòu)和第二電極排列結(jié)構(gòu)的帶狀電極被布置 成它們的縱向延伸交替地偏移。優(yōu)選地，帶狀電極彼此偏移90 °，這具有特殊的優(yōu)勢(shì)或者產(chǎn) 生柵格式排列的列電極和行電極。該實(shí)施例的其他優(yōu)勢(shì)在于交替的排列減小了電極排列結(jié) 構(gòu)之間的相互影響。在第二電極排列結(jié)構(gòu)的電極上至少部分地布置導(dǎo)電接觸點(diǎn)的實(shí)施例具有優(yōu)勢(shì)，它 具有清楚限定的部分，其中在第二電極排列結(jié)構(gòu)與元件排列結(jié)構(gòu)之間存在電接觸。如果第二電極排列結(jié)構(gòu)的接觸點(diǎn)與元件排列結(jié)構(gòu)上的半導(dǎo)體元件或者半導(dǎo)體元 件上的接觸面電接觸，那么就得到特別有利的實(shí)施例。利用該實(shí)施例，在限定的部分發(fā)生半 導(dǎo)體元件的電接觸。特別地，這保證了不會(huì)與另外的半導(dǎo)體元件發(fā)生無(wú)意識(shí)的電接觸。特別地，該實(shí)施例能分別制造載體層和頂層，包括所有額外施加的層。利用限定的 電接觸點(diǎn)，載體層上的頂層的排列提供了可靠的電接觸。由于載體層和頂層彼此至少部分連接的事實(shí)，從而得到?jīng)Q定性的優(yōu)勢(shì)。利用該實(shí) 施例，兩個(gè)彼此單獨(dú)制造的子元件連接到一起形成特殊用途的傳感器矩陣，并且由于對(duì)這 些實(shí)施例的上述改進(jìn)，在第二電極排列結(jié)構(gòu)與元件排列結(jié)構(gòu)之間建立限定的電接觸。為了估計(jì)從半導(dǎo)體元件采集的測(cè)量值，如果提供讀出裝置，其電連接到第一電極排列結(jié)構(gòu)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)，那么這是有利的。因此，有利地是，選擇獨(dú)立的半導(dǎo)體 元件以及所選的元件與外部估計(jì)裝置的電連接的任務(wù)由讀出裝置承擔(dān)。由于根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣至多包括許多單獨(dú)的半導(dǎo)體元件，所以該實(shí)施例特別有利，這是因?yàn)檎缢?保護(hù)的，只有相當(dāng)少量的互連必須從傳感器矩陣引導(dǎo)到外部估計(jì)裝置。第一電極排列結(jié)構(gòu)被印刷到載體層的表面和/或元件排列結(jié)構(gòu)和/或接觸部分上的預(yù)先施加的層上的實(shí)施例具有特別的優(yōu)勢(shì)，可以特別成本有效和高效地制造所要保護(hù)的 傳感器矩陣。使用印刷過(guò)程，例如來(lái)自包括墨水噴射、平面印刷、凹版印刷或屏幕印刷過(guò)程 的組中的過(guò)程來(lái)施加層的其他優(yōu)勢(shì)在于，該過(guò)程不需要復(fù)雜的工作環(huán)境。另外，印刷過(guò)程允 許特別簡(jiǎn)單、快速和靈活地對(duì)將要制造的電極排列結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪裁或替代。該實(shí)施例 還能夠例如在連續(xù)饋送過(guò)程連續(xù)制造傳感器矩陣。其他優(yōu)勢(shì)是這樣的實(shí)施例，其中第二電極排列結(jié)構(gòu)被印刷在頂層的表面上并且接 觸點(diǎn)被印刷在第二電極排列結(jié)構(gòu)上。已經(jīng)描述通過(guò)印刷制造的多個(gè)層的有利特性。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下過(guò)程解決的，其中第二電極排列結(jié)構(gòu)被印刷在頂層的表 面上并且接觸點(diǎn)被印刷在第二電極排列結(jié)構(gòu)上的至少部分上，并且頂層被布置在載體層 上，使得第二電極排列結(jié)構(gòu)的接觸點(diǎn)與元件排列結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體元件的接觸部分電接觸， 并且頂層連接到載體層。該實(shí)施例的特別優(yōu)勢(shì)在于，載體層和頂層可以彼此單獨(dú)制造，并且可以在所要求 保護(hù)的過(guò)程步驟中隨后彼此連接，并且第二電極排列結(jié)構(gòu)的接觸點(diǎn)形成與元件排列結(jié)構(gòu)的 導(dǎo)電接觸。已經(jīng)描述了使用印刷過(guò)程制造電路或元件的優(yōu)勢(shì)。實(shí)質(zhì)上，將要制造的印刷的結(jié) 構(gòu)可以容易地適合不同的要求。如果為了粘合蓋層和載體層，在蓋層與載體層之間的空間形成真空，那么蓋層和 載體層可以無(wú)需外力介入的情況下彼此連接。利用頂層和載體層表面的有利選擇的特性， 它們將在返回到正常氣壓之后保持彼此連接。特別地，該實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于兩層都可以容 易地適合現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。根據(jù)另一有利實(shí)施例，還可以采用剛性印刷電路板的形式提供載體層或頂層。通 過(guò)在中間空間創(chuàng)建真空，蓋層或載體層可以特別完好地裝配到現(xiàn)有的表面結(jié)構(gòu)上，從而在 第二電極排列結(jié)構(gòu)與元件排列結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生良好電接觸。如所請(qǐng)求保護(hù)的那樣，通過(guò)至少部分施加粘性粘合劑把載體層連接到頂層。通過(guò) 把粘合劑僅施加到某些部分能產(chǎn)生載體層與頂層的充分連接，而不會(huì)明顯降低傳感器矩陣 的靈活性。把載體層與頂層至少部分連接的熱處理具有以下優(yōu)勢(shì)，它實(shí)現(xiàn)材料的緊密連接并 且由此可以提供極高的機(jī)械柔性。借助加熱連接工具，例如壓印機(jī)，這些處理也是可行的， 從而對(duì)物理活動(dòng)變量的吸收使得材料的內(nèi)部受熱，從而把載體層接合到頂層。例如，這可以 通過(guò)使用超聲或高頻粘接處理來(lái)執(zhí)行。把載體層和頂層連接的一個(gè)特別有利的方法是在連續(xù)工作不斷進(jìn)給處理期間彼 此連接到兩層。該有利實(shí)施例實(shí)現(xiàn)連續(xù)的并且由此特別成本有效而快速制造根據(jù)本發(fā)明的 傳感器矩陣。特別地，對(duì)傳感器矩陣的不停的制造，例如，針對(duì)特定應(yīng)用來(lái)說(shuō)可以在其他處 理步驟中封裝在滾輪上。


下面將參考在附圖中例舉的實(shí)施例示例具體描述本發(fā)明。附圖示出了圖1為根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣的截面圖；圖2為示出載體層和頂層的傳感器矩陣的分解俯視圖；圖3為傳感器矩陣的截面圖，其中載體層和頂層彼此連接；圖4為用于連續(xù)制造根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣的裝置的示例。
具體實(shí)施例方式首先，應(yīng)當(dāng)指出，不同實(shí)施例中描述的相同部件用相同的參考數(shù)字和相同的元件 名稱(chēng)表示，并且全部說(shuō)明書(shū)的公開(kāi)可以根據(jù)采用相同參考數(shù)字或相同元件名稱(chēng)的相同部件 的含義來(lái)改變順序。而且，為了說(shuō)明的目的而選擇的位置(諸如上方、下方、側(cè)方等)涉及 專(zhuān)門(mén)描述的附圖并且可以在描述另一位置時(shí)根據(jù)新位置的含義可以進(jìn)行調(diào)換。根據(jù)例舉和 描述的不同實(shí)施例的單獨(dú)特征或特征的組合可以解釋為獨(dú)立的有創(chuàng)造性的技術(shù)方案或者 本發(fā)明本身提出的技術(shù)方案。圖1以分解截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣1。第一電極排列結(jié)構(gòu)4被施 加到載體層3的表面2上。以幾個(gè)帶狀電極5彼此電絕緣的形式提供第一電極排列結(jié)構(gòu)4。放置在第一電極 排列結(jié)構(gòu)4的電極5上的是元件排列結(jié)構(gòu)6。元件排列結(jié)構(gòu)6包括彼此電絕緣的幾個(gè)元件 7。這些元件7中的每一個(gè)都至少包括一個(gè)半導(dǎo)體元件和導(dǎo)電接觸部分。第二電極排列結(jié) 構(gòu)10被施加到頂層9的表面8上。第二電極排列結(jié)構(gòu)10包括幾個(gè)彼此電絕緣的帶狀電極 11。放置每個(gè)單獨(dú)的帶狀電極11使得施加到電極的接觸點(diǎn)12在載體層3和頂層9連接時(shí) 與元件7的導(dǎo)電接觸部分精確接觸。載體層3優(yōu)選地是例如具有有機(jī)材料(如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)或聚合物聚 鄰苯二甲酸酯(PEN))的柔性薄膜狀材料。這種類(lèi)型的載體層的優(yōu)勢(shì)在于它是彈性可變形 和再成形的，并且假定本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到最大允許張力。在載體層3的表面上，通過(guò)印 刷工藝(例如墨水噴射、平板印刷、凹版印刷或屏幕印刷工藝)施加多個(gè)帶狀電極。施加到 電極排列結(jié)構(gòu)4的元件排列結(jié)構(gòu)6優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為多個(gè)光敏傳感器，例如多個(gè)CCD傳感器。特 別地，然而，許多不同的半導(dǎo)體元件能適于制造元件排列結(jié)構(gòu)。特別地，根據(jù)本發(fā)明的傳感 器矩陣可以用于所有已知的元件排列結(jié)構(gòu)，其中以柵格式圖案布置多個(gè)半導(dǎo)體元件并且要 求對(duì)采集的測(cè)量值具有最小相互影響，尤其是存在相互影響的風(fēng)險(xiǎn)的情況。如果元件排列結(jié)構(gòu)6提供有在光學(xué)方面對(duì)光學(xué)影響活躍或敏感的半導(dǎo)體元件，那 么在第一電極排列結(jié)構(gòu)4是透明或半透明時(shí)是有利的。電極5可以通過(guò)TCO(透明導(dǎo)電氧 化物)(諸如銦錫氧化物(ITO))構(gòu)成，還具有至多30nm厚的金屬層(如、金)，由此得到導(dǎo) 電的半透明電極。第二電極排列結(jié)構(gòu)10的電極11彼此電絕緣。例如通過(guò)向每個(gè)電極施加電絕緣層 可以實(shí)現(xiàn)電絕緣。還可以優(yōu)選地采用印刷工藝把電極施加到頂層9的表面8，使得電絕緣層 被印刷到每個(gè)電極上，并且導(dǎo)電層與電絕緣層共同形成分層結(jié)構(gòu)。然而每個(gè)電極的至少一部 分沒(méi)有覆蓋電絕緣層，這是因?yàn)樵谶@部分上，施加了導(dǎo)電接觸點(diǎn)12，優(yōu)選地又采用印刷工藝。
由于傳感器矩陣的適當(dāng)布局和印刷工藝的目標(biāo)控制，第二電極排列結(jié)構(gòu)10和特別是施加到第二電極排列結(jié)構(gòu)10的接觸點(diǎn)12被精確定位，使得在載體層3和頂層9的隨 后連接中，接觸部分與元件7連接。這種方式的特別優(yōu)勢(shì)在于載體層和頂層可以彼此單獨(dú) 制造，特別地，它們可以由兩個(gè)不同的制造商來(lái)制造。為了實(shí)現(xiàn)柔性和彈性可變形和再成形傳感器矩陣，頂層也是由彈性材料，如PET 或PEN制成。在另一有利實(shí)施例中，頂層9還可以由剛性平坦材料，如印刷電路板制成。借 助這樣的實(shí)施例，載體層3連接到施加到其上的第一電極排列結(jié)構(gòu)4，元件排列結(jié)構(gòu)6連接 到載體層9，并且柔性和彈性可變形和再成形載體層可以容易地適于表面8和施加到其上 的那些層的表面結(jié)構(gòu)。載體層和頂層可以借助施加到表面2、8的某些表面的粘性粘合劑連接起來(lái)。通過(guò) 在載體層和頂層之間形成封閉的空間并且隨后在該空間內(nèi)形成低壓，還可以牢固地連接這兩層。圖2示出了載體層3和頂層9的平面圖，其中為了簡(jiǎn)化表示，以分解方式示出了根 據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣1。第一電極排列結(jié)構(gòu)4被施加到載體層3的表面2。以帶狀電極5彼此電絕緣的方 式提供第一電極排列結(jié)構(gòu)4，元件排列結(jié)構(gòu)6被施加到該帶狀電極。元件排列結(jié)構(gòu)6的半導(dǎo) 體元件13彼此電絕緣地布置在電極5上并且在它們表面上具有導(dǎo)電接觸部分14。電極經(jīng) 由導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)15連接到讀出裝置16。第二電極排列結(jié)構(gòu)10被施加到頂層9的表面8， 并且以彼此電絕緣的多個(gè)帶狀電極11的形式提供電極排列結(jié)構(gòu)10。施加到每個(gè)帶狀電極 11的部分是導(dǎo)電接觸點(diǎn)12。例如電極可以通過(guò)彼此電絕緣的互連結(jié)構(gòu)12連接到接觸區(qū)域 18，并且為了簡(jiǎn)化示圖，僅示意性地示出了互連結(jié)構(gòu)17。當(dāng)載體層連接到頂層時(shí)，接觸區(qū)域 18于讀出裝置16的接觸區(qū)域19導(dǎo)電接觸，并且由此在第二電極排列結(jié)構(gòu)10于讀出裝置 16之間形成連接。在另一實(shí)施例中，讀出裝置還可以被設(shè)置的頂層9上，這樣，載體層和頂 層的讀出裝置例如通過(guò)可拆卸接觸裝置可以連接到外部估計(jì)單元。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣1的截面以及圖2所示的部分，另外該部分 包括彼此連接的載體層和頂層。第一電極排列結(jié)構(gòu)4以多個(gè)帶狀電極5的形式被施加到載 體層3的表面2上。元件排列結(jié)構(gòu)6被施加到第一電極排列結(jié)構(gòu)4，以幾個(gè)半導(dǎo)體元件13 的形式提供了該元件排列結(jié)構(gòu)6。導(dǎo)電接觸部分14被施加到每個(gè)半導(dǎo)體元件13的至少某 些部分。第二電極排列結(jié)構(gòu)10以多個(gè)帶狀電極11的形式被施加到頂層9的表面8上，并 且各個(gè)帶狀電極11彼此電絕緣。施加到電極11的是導(dǎo)電接觸點(diǎn)12，其建立了與元件7的 接觸部分14的導(dǎo)電接觸。為了簡(jiǎn)化示圖，在附圖中沒(méi)有示出電連接結(jié)構(gòu)17。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解如何把 互連結(jié)構(gòu)施加并設(shè)置到頂層9上，從而在第二電極排列結(jié)構(gòu)10的電極11與接觸區(qū)域之間 創(chuàng)建導(dǎo)電連接。例如可以通過(guò)把載體層和頂層在接觸區(qū)域20中彼此模壓來(lái)連接這兩層，并且在 空間21中產(chǎn)生了低壓。利用表面2和8的接觸區(qū)域20中的適當(dāng)選擇的表面特性，隨后使 得兩層牢固地彼此相連。如果有必要，可以在接觸區(qū)域20中的表面涂敷粘合劑，例如粘性 粘合劑，從而加強(qiáng)兩層的連接。還可以在不影響空間21中的印刷條件的情況下在多個(gè)接觸 區(qū)域20中的至少部分地連接載體層和蓋層。例如，通過(guò)熱或電磁輻射啟動(dòng)的處理可以用來(lái)連接這兩層，并且電聲連接處理也是可行的。例如對(duì)于功能測(cè)試來(lái)說(shuō)，如果僅想要載體層和頂層的臨時(shí)連接，那么其他實(shí)施例 也是可行的。如圖所示，頂層9適于載體層3的表面結(jié)構(gòu)。例如，以印刷電路板的形式提供頂層 9時(shí)，載體層3還可以適于頂層9的表面結(jié)構(gòu)。利用根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣的有利特性， 由此可以彼此獨(dú)立地制造頂層和載體層，載體層和頂層兩者可以彼此最優(yōu)地加以調(diào)整。圖4示出了用于把載體層3和頂層9連接的裝置的示例。在第一工序，第一電極 排列結(jié)構(gòu)4以及元件排列結(jié)構(gòu)6被施加到載體層3。通過(guò)進(jìn)給器裝置22提供載體層。在前 一工序，第二電極排列結(jié)構(gòu)10以及接觸點(diǎn)12還可以施加到頂層9并且也是通過(guò)進(jìn)給器裝 置23提供。
連接裝置24使得載體層3與頂層9相接觸，并且粘合劑25例如在接觸區(qū)域20中 在載體層3與頂層9之間建立連接。在附圖中，示出了用于連接兩個(gè)薄膜層。在另一有利實(shí)施例中，例如還可以以印刷 電路板的形式提供兩層中的一層，這一層連接到頂層或載體層。然而，根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣并不限于例舉的實(shí)施例，特別地，本發(fā)明包括所有 實(shí)施例，其中，優(yōu)選為柵格式排列的多個(gè)半導(dǎo)體元件必須相接觸。在實(shí)際描述中給出的有關(guān)數(shù)值范圍的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)解釋為表示它們包括任何和 所有局部范圍，例如，范圍1-10應(yīng)當(dāng)理解為表示它包括從下限1到上限10的所有局部范 圍，即，所有局部范圍從大于或等于下限1到小于或等于下限10，例如，1-1. 7，或3. 2-8. 1， 或 5. 5-10。作為示例例舉的實(shí)施例代表根據(jù)本發(fā)明的傳感器矩陣的可能的設(shè)計(jì)變型，并且應(yīng) 當(dāng)指出，在這一時(shí)期，本發(fā)明并非特別限制于特別例舉的設(shè)計(jì)變型，相反，單獨(dú)的設(shè)計(jì)變型 可以用于不同的彼此結(jié)合中，并且這些可能的變型落入在所披露的技術(shù)指教給出的技術(shù)領(lǐng) 域中的技術(shù)人員所觸及的范圍。因此，可以通過(guò)將所述和例舉的設(shè)計(jì)變型的單獨(dú)細(xì)節(jié)相結(jié) 合得到的所有想到的設(shè)計(jì)變型都是可行的并且落入本發(fā)明的范圍。出于形式的原因，為了更好地理解傳感器矩陣的構(gòu)造，傳感器矩陣及其元件可以 部分地不按比例示出和/或放大和/或縮小。在說(shuō)明書(shū)中可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明提出的獨(dú)立技術(shù)方案的主要目的。圖1到圖4所示的單獨(dú)實(shí)施例可以被解釋為由本發(fā)明自身提出的獨(dú)立技術(shù)方案。 可以在對(duì)這些附圖的具體描述中發(fā)現(xiàn)本發(fā)明提出的目的和技術(shù)方案。附圖標(biāo)記列表1傳感器矩陣2 表面3載體層4第一電極排列結(jié)構(gòu)5 電極6元件排列結(jié)構(gòu)7 表面8 元件
9 頂層10第二電極排列結(jié)構(gòu)11 電極12接觸點(diǎn)13半導(dǎo)體元件14接觸部分，接觸區(qū)域15互連結(jié)構(gòu)
16讀出裝置17互連結(jié)構(gòu)18接觸區(qū)域19接觸區(qū)域20接觸區(qū)域21 空間22用于載體層的進(jìn)給器裝置23用于載體層的進(jìn)給器裝置24連接裝置25粘合劑
權(quán)利要求
一種具有半導(dǎo)體元件的傳感器矩陣(1)，包括片狀載體層(3)、第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和至少一個(gè)第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)、以及元件排列結(jié)構(gòu)(6)，其中元件排列結(jié)構(gòu)(6)被設(shè)置在第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)上并且以多個(gè)半導(dǎo)體元件(13)的形式被提供，半導(dǎo)體元件(13)由有機(jī)半導(dǎo)體材料制成，并且第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)被設(shè)置在載體層(3)的表面(2)上，其特征在于第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)被布置在頂層(9)的表面(8)上，頂層(9)被設(shè)置在載體層(3)之上，第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)彼此面對(duì)面，并且第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)與元件排列結(jié)構(gòu)(6)至少在某些部分上導(dǎo)電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器矩陣，其特征在于，所述傳感器矩陣是彈性可變形和 可再成形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器矩陣，其特征在于，以至少一個(gè)導(dǎo)電電極的形式提 供第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器矩陣，其特征在于，以帶狀電極(5、11)的形式提供第 一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)的電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，以電磁輻射檢測(cè)器的形 式提供半導(dǎo)體元件(13)和/或半導(dǎo)體元件(13)被提供作為電磁輻射源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，導(dǎo)電接觸區(qū)域(14)被 施加到半導(dǎo)體部件(13)的至少部分中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，保護(hù)層被設(shè)置在元件排 列結(jié)構(gòu)(6)之上的至少某些部分上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，所述保護(hù)層不導(dǎo)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，所述載體層(3)和/或 頂層(9)是透明或半透明的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，以透明或半透明電極 (5,11)的形式提供第一電極排列結(jié)構(gòu)⑷和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3到10中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，第一電極排列結(jié)構(gòu) (4)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)的電極至少在部分上電絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，元件排列結(jié)構(gòu)(6)的 半導(dǎo)體元件(13)被彼此電絕緣地設(shè)置在第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求4到12中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，布置第一電極排列結(jié) 構(gòu)(4)和第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)的帶狀電極(5、11)，使得帶狀電極的縱向延伸彼此旋轉(zhuǎn)地 偏移。
14.根據(jù)權(quán)利要求3到13中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，導(dǎo)電接觸點(diǎn)(12)至 少在部分中被布置在第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)的電極(11)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感器矩陣，其特征在于，接觸點(diǎn)(12)以導(dǎo)電方式接觸元 件排列結(jié)構(gòu)(6)的半導(dǎo)體元件(13)或者布置在半導(dǎo)體元件(13)上的接觸表面(14)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到15中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，載體層(3)和/或頂 層(9)至少在部分(20)中彼此相連。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，提供讀出裝置(16)， 所述讀出裝置通過(guò)互連結(jié)構(gòu)(17)電連接到第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和/或第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到17中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，第一電極排列結(jié)構(gòu) (4)在載體層(3)的表面(2)上和/或元件排列結(jié)構(gòu)(6)上和/或接觸部分(14)上被印刷 到已經(jīng)施加的層上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18中之一所述的傳感器矩陣，其特征在于，第二電極排列結(jié)構(gòu) (10)被印刷在頂層(9)的表面(8)上，并且接觸點(diǎn)(12)被印刷到第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)上。
20. 一種用于制造傳感器矩陣(1)的方法，包括步驟a)把第一電極排列結(jié)構(gòu)⑷印刷到載體層⑶的表面⑵上；b)把包括多個(gè)半導(dǎo)體元件(13)的元件排列結(jié)構(gòu)(6)印刷到第一電極排列結(jié)構(gòu)⑷上；c)把接觸部分(14)至少部分地印刷到元件排列結(jié)構(gòu)(6)的半導(dǎo)體元件(13)上，其中d)把第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)印刷到頂層(9)的表面(8)上；e)把接觸點(diǎn)(12)至少部分地印刷到第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)上；f)把頂層(9)設(shè)置在載體層(3)之上，使得第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)的接觸點(diǎn)(12)與 元件排列結(jié)構(gòu)(6)中的半導(dǎo)體元件(13)的接觸部分(14)電接觸；g)把頂層(9)連接到載體層(3)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，連接頂層(9)和載體層(3)，在頂層和 載體層之間的空間(21)中形成真空。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其特征在于，使用粘性粘合劑把載體層(3)和 頂層(9)至少部分地彼此相連。
23.根據(jù)權(quán)利要求20到22中之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)熱處理方式把載體層 (3)和頂層(9)至少部分地彼此相連。
24.根據(jù)權(quán)利要求20到23中之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)連續(xù)進(jìn)給方法把載體 層⑶和頂層(9)彼此相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有半導(dǎo)體元件的傳感器矩陣(1)和制造這種器件的過(guò)程，其中傳感器矩陣包括片狀載體層(3)、第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和至少一個(gè)第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)以及元件排列結(jié)構(gòu)(6)。第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)被放置在載體層(3)的表面(2)上，并且元件排列結(jié)構(gòu)(6)以多個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體元件(7)的形式被放置在第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)上。第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)被布置在頂層(9)的表面(8)上，并且頂層(9)被布置在載體層(3)之上，使得第一電極排列結(jié)構(gòu)(4)和第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)彼此面對(duì)面，并且第二電極排列結(jié)構(gòu)(10)與元件排列結(jié)構(gòu)(6)至少部分地導(dǎo)電性接觸。
文檔編號(hào)H01L27/30GK101803027SQ200880106860
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者F·帕丁內(nèi)爾 申請(qǐng)人:納米識(shí)別技術(shù)股份公司