使用有金属栅格透明电极的光电检测器元件和使用其的非触摸式用户界面装置的制作方法

本发明涉及使用有能够同时实现较高的可见光透射率和特别是近红外波长区域中较高的外部量子效率的金属栅格透明电极的光电检测器元件和使用有该光电检测器元件的非触摸式用户界面装置。

背景技术：

1、触摸面板等对被触摸的情况进行检测的触摸式用户界面被广泛实用化在例如智能电话、智能手表、笔记本电脑、atm、kiask、使用有电子纸的电子书籍终端等中。触摸式用户界面具备设置在显示器等显示体上的透明的触摸面板。

2、近年来，从用户体验的进一步扩大、公共的卫生意识的提高以及静电的应对等观点出发，代替触摸式用户界面，非触摸式用户界面受到关注，正在全力地推进研究开发。作为用于实现非触摸式用户界面的一例，例如提出了将来自激光指示器等光源的光、来自例如手指等指示部件的反射光用作光输入信号，并且将具有由一维或二维排列的光电检测器构成的光电检测器阵列的透明的传感器面板或传感器片设置在显示器等显示体上，检测光输入信号的位置，由此进行例如画面的输入操作。

3、非专利文献1公开了一种每个单位像素安装有有机光电检测器元件的有机光电检测器阵列，该有机光电检测器元件是利用光刻技术将能够对具有500nm～600nm的波长区域的光进行检测的非透明的有机光电转换层图案化为具有10μm×10μm的尺寸的岛状而成的。通过将各有机光电转换层图案化为微小的岛状，能够增加可见光透射率较高的开口部的面积率，因此，能够同时实现在可见光区域中高达70％这样的透射率和可见光的检测。

4、现有技术文献

5、非专利文献

6、非专利文献1：h.akkerman et al.、integration of large area opticalimagers for biometric recognition and touch in displays、j.soc.inf.display.、2021年5月、p.1-13

7、非专利文献2：peter van de weijer et al.，high-performance thin-filmencapsulation for organic light-emitting diodes，org.electron.，2017年5月，vol.44，p.94-98

8、非专利文献3：p.e.malinowski et al.，organic photo-lithography fordisplays with integrated fingerprint scanner，j.soc.inf.display.，50(1)，1007-1010(2019).https：//doi.org/10.1002/sdtp.13097

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而，非专利文献1所公开的有机光电检测器元件的有效传感器面积为100μm2而较小。因此，检测电流i也微小。因此，从实际使用环境中的sn比的观点出发，难以将非专利文献1所公开的由有机光电检测器元件构成的光电检测器阵列用于非触摸式用户界面。另外，非专利文献1所公开的有机光电检测器元件在阴极使用有非透明的金属的固态膜，若为了提高sn比而增大有效传感器面积，则会损害视觉辨识光透射率。

3、于是，本发明的目的在于，提供能够在维持较高的透明性的同时提高光检测性的光电检测器元件和使用有该光电检测器元件的非触摸式用户界面装置。

4、用于解决问题的方案

5、即，本发明如下所述。

6、一种光电检测器元件，其具备：金属栅格透明电极，其为第1电极；透明电极，其为第2电极，该第2电极与所述金属栅格透明电极相对；以及子像素，其包含至少1个光电转换层且位于所述金属栅格透明电极与所述透明电极之间，其中，所述金属栅格透明电极具备透明基材和导电性图案，该导电性图案具有设置在所述透明基材上的金属布线，所述子像素在至少一部分具备子传感器区域，从上表面投影时的设有所述子传感器区域的区域与设有所述金属布线的区域在至少一部分重叠。

7、根据所述光电检测器元件，其中，在将stce-unit设为所述导电性图案的重复单元面积且将ssub-sensor设为所述子传感器区域的面积时，ssub-sensor/stce-unit为1以上。

8、另外，根据所述光电检测器元件，其特征在于，所述光电检测器元件的从上表面投影时的所述子传感器区域中的至少一部分在至少任意一个方向上与沿相同方向延伸的所述金属布线中的两根以上的所述金属布线重叠。

9、根据所述光电检测器元件，其中，在所述金属栅格透明电极与所述透明电极之间设置具有开口部的绝缘层，所述子像素配置为在从层叠方向的上表面投影至表面上时覆盖所述开口部，所述子传感器区域相当于在从层叠方向的上表面投影至表面上时所述子像素和所述开口部重叠的区域。

10、根据所述光电检测器元件，其中，从上表面投影时的设有所述子像素的区域的形状为选自由正方形、长方形、大致正方形、大致长方形组成的组中的至少一种以上形状。

11、根据所述光电检测器元件，其具备包含隔开间隔地设置的多个所述子像素的子像素阵列。

12、根据所述光电检测器元件，其中，所述子像素阵列具备由所述子像素沿着所述子像素阵列的平行平面中的两个正交坐标轴等间隔地二维排列而成的图案。

13、根据所述光电检测器元件，其中，在将ssubopd设为所述子像素的面积时，ssubopd为25μm2以上且10000μm2以下。

14、根据所述光电检测器元件，其中，所述光电检测器元件在780nm～1200nm的近红外波长区域中的至少一部分的波长下的外部量子效率为15％以上，包含所述子传感器区域的区域中的光电检测器元件的层叠方向上的可见光透射率为50％以下。

15、根据所述光电检测器元件，其中，在将ttce设为所述金属布线的厚度且将topd设为所述子传感器区域的膜厚时，ttce为30nm以上且200nm以下，(topd-ttce)为50nm以上且500nm以下。

16、根据所述光电检测器元件，其中，在将wtce设为所述金属栅格透明电极的金属布线的线宽且将gtce设为沿相同方向延伸的相邻的所述金属布线之间的间隙时，wtce为0.25μm以上且5.0μm以下，gtce为45μm以下，且(gtce/wtce)为1.0以上。

17、根据所述光电检测器元件，其中，在将atce设为所述导电性图案的开口率时，(gtce·atce)为0.25μm·％以上且45μm·％以下。

18、根据所述光电检测器元件，其中，所述导电性图案的开口率atce为25％以上且小于100％。

19、根据所述光电检测器元件，其中，所述光电转换层为有机光电转换层。

20、根据所述光电检测器元件，其中，在将egopt设为光学带隙时，所述有机光电转换层具备本体异质结结构，该本体异质结结构至少具有egopt为1.65ev以下的有机施体材料和egopt为1.65ev以下的有机受体材料。

21、根据所述光电检测器元件，其中，所述有机受体材料是选自由ieico-4f、ieico-4cl、ieico、dtpc-dfic、dci-2、cotic-4f、pdttic-4f、dtpc-ic、6tic-4f、coi8dfic、foic、f8ic、f10ic、siotic-4f、p3组成的非富勒烯受体材料组中的至少一种以上材料。

22、根据所述光电检测器元件，其中，所述有机施体材料是选自由ptb7-th(别名：pce-10)、pdtp-dfbt、pdpp3t、pdpp3t-o14、pdpp3t-o16、pdpp3t-o20、pdpp3t-c20、pdpp4t、dpptfqxt、dpptqxt、dppbtqxbt、dppbtffqxbt、flp030(商品名)、pbdtt-sedpp、pbdtt-dpp、pbdtt-fdpp、pdpp2t-tt(ptt-dtdpp)、pcdtbt、pcpdtbt、pcpdtfbt、si-pcpdtbt组成的组中的至少一种以上材料。

23、根据所述光电检测器元件，其中，所述金属布线包含金属和所述金属的氧化物。

24、根据所述光电检测器元件，其中，所述导电性图案具备网格图案。

25、另外，本发明为一种光电检测器阵列，其排列有两个以上的包含所述光电检测器元件的像素。

26、根据所述光电检测器阵列，其具备布线部，该布线部具有设置在所述透明基材上且与所述导电性图案电连接的第2导电性图案，对每个所述像素设置所述布线部，在将awire设为所述第2导电性图案的开口率时，-10％≤(awire-atce)≤10％。

27、根据所述光电检测器阵列，其具有集电部，该集电部具有设置在所述透明基材上且与所述第2导电性图案电连接的第3导电性图案，在将γpad设为每单位面积的所述第3导电性图案的占有面积率时，γpad为50％以上且小于100％。

28、根据所述光电检测器阵列，其具备设置在所述透明基材上且与所述导电性图案电绝缘的虚设图案。

29、根据所述光电检测器阵列，其中，在将adummy设为所述虚设图案的开口率时，-10％≤(adummy-atce)≤10％。

30、根据所述光电检测器阵列，其具备：虚设子像素阵列，其具备多个虚设子像素，该虚设子像素包含设置在所述金属栅格透明电极上的绝缘层；和设置在所述绝缘层上的所述光电转换层；以及子像素阵列，其具备多个所述子像素，从上表面投影时的所述虚设子像素阵列和所述子像素阵列为相同图案结构。

31、根据所述光电检测器阵列，其中，所述光电检测器阵列的像素尺寸为1mm2以上且25mm2以下。

32、根据所述光电检测器阵列，其中，所述光电检测器阵列的像素密度为2ppi以上且15ppi以下。

33、根据所述光电检测器阵列，其中，所述光电检测器阵列具备由所述像素沿着所述光电检测器阵列的平行平面中的两个正交坐标轴等间隔地二维排列而成的图案。

34、另外，一种非触摸式用户界面装置，其具备用于配置在显示器或显示体的画面上的所述光电检测器阵列，该非触摸式用户界面装置使用所述光电检测器阵列的所述光电检测器元件将照射到所述光电检测器阵列的光输入信号转换为电输出信号，由此进行照射有所述光输入信号的位置检测，该非触摸式用户界面装置构成为能够通过所述位置检测来对所述显示器或所述显示体的画面进行输入操作。

35、根据所述非触摸式用户界面装置，其中，所述光输入信号包含780nm～1200nm的近红外波长区域中的至少一部分的波长的光。

36、根据所述非触摸式用户界面装置，其中，所述光输入信号被进行频率调制，调制频率为0.5khz以上且20khz以下。

37、根据所述非触摸式用户界面装置，其中，所述光输入信号为从激光指示器发出的光信号。

38、根据所述非触摸式用户界面装置，其中，所述光输入信号为来自指示部件的反射光。

39、根据所述非触摸式用户界面装置，其中，所述光输入信号是使所述指示部件接触在空间中形成的面状的投射光束而产生的来自所述指示部件的反射光。

40、发明的效果

41、根据本发明，能够提供具有较高的透明性和较高的光检测性的光电检测器元件和使用有该光电检测器元件的非触摸式用户界面装置。