광전 소자(OPTOELECTRONIC COMPONENT)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년04월11일
(11) 등록번호 10-1611629
(24) 등록일자 2016년04월05일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 23/62 (2006.01) H01L 33/62 (2010.01)
H01L 51/52 (2006.01) H05B 33/06 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2010-7020355
(22) 출원일자(국제) 2009년03월05일
심사청구일자 2013년12월06일
(85) 번역문제출일자 2010년09월10일
(65) 공개번호 10-2010-0123718
(43) 공개일자 2010년11월24일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2009/000313
(87) 국제공개번호 WO 2009/109183
국제공개일자 2009년09월11일
(30) 우선권주장
10 2008 013 031.1 2008년03월07일 독일(DE)
(56) 선행기술조사문헌
US20040262711 A1
US20030010985 A1
WO2005078691 A2
(73) 특허권자
오스람 오엘이디 게엠베하
독일 레겐스부르크 베르너베르크슈트라쎄 2 (우:
93049)
(72) 발명자
포프, 마이클
독일, 80538 뮌헨, 레이트모르스트라베 50
(74) 대리인
김태홍, 김진회
전체 청구항 수 : 총 15 항 심사관 : 정구원
(54) 발명의 명칭 광전 소자
(57) 요 약
본 발명은 단락 방지 퓨즈를 구비한 광전 소자로서 - 상호 분리되어 배치되는 복수 개의 세그먼트들(11, 12)을
갖는 제1 전극층(1)과, - 동작 중에 전자기 복사를 방출하는 제1 전극층(1) 위에 배치되는 기능층(2)과, - 상기
기능층(2) 위에 배치되는 제2 전극층(3)과, - 전원 공급 유닛(4)과 그리고 복수 개의 전기 연결부들(51, 52)을
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도1a
등록특허 10-1611629
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포함하고, 여기서, - 상기 복수 개의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부(51, 52)가 각각 상기
제1 전원 공급 유닛(4)과 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수 개의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도 하나의 세그먼트
(11, 12) 사이에 상기 제1 전극층(1)의 전기적 접촉을 위해 배치되고, - 상기 전원 공급 유닛(4)은 제1 횡단면을
구비하고, 상기 복수 개의 전기 연결부들(51, 52) 중 각각의 전기 연결부(51, 52)가 제2 횡단면을 구비하고, -
상기 제2 횡단면은 상기 제1 횡단면보다 작고, 그리고 - 상기 전기 연결부들(51, 52)은 퓨즈로서 형성되는 광전
소자에 관한 것이다.
등록특허 10-1611629
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명 세 서
청구범위
청구항 1
단락 방지 퓨즈를 구비한 광전 소자에 있어서,
상호 분리되어 배치되는 복수의 세그먼트들(11, 12)을 구비한 제1 전극층(1);
동작 시 전자기 복사를 방출하며 상기 제1 전극층(1) 상에 배치되는 기능층(2);
상기 기능층(2) 상에 배치되는 제2 전극층(3);
전원 공급 유닛(4); 및
복수의 전기 연결부들(51, 52)을 포함하며,
상기 복수의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부 각각은 상기 전원 공급 유닛(4)과 상기 제1
전극층(1)의 복수의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도 하나의 세그먼트 사이에서 상기 제1 전극층(1)의 전기 접촉
을 위해 배치되고,
상기 광전 소자는 기판(6)을 포함하고, 상기 기판(6)의 주요 표면 위에 상기 전원 공급 유닛(4), 상기 복수의
전기 연결부들(51, 52), 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼트들(11, 12), 상기 기능층(2) 및 상기 제2
전극층(3)이 배치되고, 상기 기판(6)에서 상기 복수의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나에 인접하여 캐비
티(7)가 배치되고,
상기 전원 공급 유닛(4)은 제1 횡단면을 구비하고, 복수의 전기 연결부들(51, 52) 각각이 제2 횡단면을 구비하
며,
상기 제2 횡단면은 상기 제1 횡단면보다 작고,
상기 복수의 전기 연결부들(51, 52)은 퓨즈로서 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 제2 횡단면은 상기 제1 횡단면에 비해 적어도 1/10로 축소되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 3
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전원 공급 유닛(4)과 상기 복수의 전기 연결부(51, 52)는 일체형으로 형성되거나, 상기 전원 공급 유닛
(4)과 상기 복수의 전기 연결부들(51, 52)은 상이한 물질들로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 4
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 전기 연결부들(51, 52)은 상기 기판(6)을 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 5
제4항에 있어서,
상기 기판(6)은 복수의 개구부들(511, 512)을 구비하고, 상기 복수의 개구부들(511, 512) 각각에서 상기 복수의
전기 연결부들(51, 52) 중 하나가 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 6
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제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부 상에 배치되는 절연층(8)을 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 7
제6항에 있어서,
상기 복수의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부는, 단락 발생시 상기 복수의 전기 연결부들
(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부가 용융되도록 형성되고,
상기 절연층(8)은 상기 복수의 전기 연결부들(51, 52) 중 적어도 하나를 절연하도록 구성되는 것을 특징으로 하
는 광전 소자.
청구항 8
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기능층(2)은 무기 또는 유기 물질들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 9
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기능층(2)은 서로 분리되어 배치된 적어도 2 개의 세그먼트들(21, 22)을 포함하고,
상기 기능층(2)의 세그먼트(21, 22)는 각각 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수 의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도
하나의 세그먼트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 10
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기능층(2)은 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도 두 개의 세그먼트 상에 연
속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 11
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도 2 개의 세그먼트들은 상호 병렬 연결되는 것
을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 12
제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 전류 확산층(91, 92, 93)을 더 포함하고, 상기 전류 확산층(91, 92, 93)은 상기 복수의 전기 연
결부들(51, 52) 중 적어도 하나의 전기 연결부와 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼트들(11, 12) 중 적
어도 하나의 세그먼트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 13
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 전극층(3)은 적어도 2 개의 세그먼트들(31, 32)을 포함하고,
상기 적어도 2 개의 세그먼트들(31, 32) 중 하나의 세그먼트는 각각 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼
트들(11, 12) 중 적어도 하나의 세그먼트 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 14
제1항 또는 제2항에 있어서,
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상기 제2 전극층(3)은 상기 제1 전극층(1)의 상기 복수의 세그먼트들(11, 12) 중 적어도 2 개의 세그먼트(11,
12) 상에 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
청구항 15
제6항에 있어서,
상기 절연층(8)은 가융성 물질 및 유동성 물질 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 하나의 기능층을 구비한 광전 소자에 관한 것이다.[0001]
배 경 기 술
본 특허 출원은 독일 특허 10 2008 013 031.1을 기초로 우선권을 주장하며, 그리하여 그 개시 내용은 참조로 도[0002]
입된다.
선행기술인 WO 1999/27554는 반도체 소자를 개시한다.[0003]
예컨대 기능층들을 구비한 LED, 적외선 방출 LED, 유기 LED(OLED), 유기 태양 전지 또는 유기 광 검출기와 같은[0004]
광전 반도체 소자의 효율 및 수명은 단락(short circuit)의 발생에 의해 현저하게 감소될 수 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 적어도 일 실시예의 과제는 기능층들에 전류를 공급하는 전원 공급 유닛을 구비하고 단락 방지 퓨즈[0005]
를 포함하는 광전 소자를 제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
이러한 과제는 청구항 제1항에 따른 광전 소자에 의해 달성된다. 광전 소자의 추가적인 실시예 및 개선된 실시[0006]
예는 추가적인 청구항의 대상이며, 다음의 설명 및 도면에서 설명된다. 특허 청구항의 개시 내용은 이와 더불어
본문에 참조로 도입된다.
일 실시예에 따라 단락 보호 장치를 구비한 광전 소자는, [0007]
- 상호 분리되어 배치되는 복수 개의 세그먼트들을 구비하는 제1 전극층,[0008]
- 동작 중 전자기 복사를 방출하며 제1 전극층 위에 배치되는 기능층, [0009]
- 기능층 위의 제2 전극층, [0010]
- 전류 공급 장치 및 복수 개의 전기 연결부를 포함하며, 여기서,[0011]
- 복수 개의 전기 연결부 중 적어도 각 하나가 제1 전원 공급 유닛과 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트 중 적어[0012]
도 하나 사이에 제1 전극층의 전기 접촉을 위해 배치되고,
- 전원 공급 유닛은 제1 횡단면을 보유하고, 복수 개의 전기 연결부 각각은 제2 횡단면을 보유하고,[0013]
- 제2 횡단면은 제1 횡단면보다 작고, 그리고[0014]
- 복수 개의 전기 연결부들은 퓨즈들로서 형성된다.[0015]
제1 층이 제2 층 "위" 또는 "위쪽에" 배치 또는 제공된다는 것은 본 명세서에서 제1층이 바로 직접적으로 기계[0016]
적 및/또는 전기적 접촉으로 배치 또는 제공된다는 것을 의미할 수 있다. 또한 제1 층이 제2 층 위 혹은 위쪽에
간접적으로 배치 또는 제공될 수도 있다. 이때 추가적인 층들이 제1 및 제2 층 사이에 배치 또는 제공될 수 있
다.
용어 "전자기 복사", "복사", 또는 "광"은 본 부분에서 그리고 다음에서 적어도 하나의 파장 혹은 스펙트럼 구[0017]
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성 요소를 구비하며 적외선 영역에서부터 자외선 영역 내에 속하는 전자기 복사를 의미할 수 있다. 이와 관련하
여 특히 적외선 전자기 복사, 가시 광선 전자기 복사, 자외선 전자기 복사라고 칭해질 수 있다.
"복수 개"는 본 명세서에서 예컨대 연결부 또는 세그먼트의 개수를 나타내며, 그 개수는 둘 또는 그 이상이다.[0018]
본 명세서에서 설명되는 광전 소자는 단락 방지 퓨즈를 구비하며, 개시된 단락 방지 퓨즈를 구비한 광전 소자들[0019]
에 비해 단락의 결과로 인한 광전 소자의 고장을 포괄적으로 방지할 수 있다.
단락에 의한 광전 소자의 고장은 전원 공급 유닛과 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 하나의 세그[0020]
먼트 사이에 각각 전기 연결부의 하나가 배치됨으로써 포괄적으로 방지될 수 있다. 각각의 개별적인 전기 연결
부는 퓨즈로 형성되고, 그 결과 각 연결부는 단락의 경우에 용융되어 끊어진다.
특히 제1 전극층의 세그먼트와 전원 공급 유닛 사이에 배치되는 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나의 각[0021]
연결부는 세그먼트 및 전원 공급 유닛과 전기적으로 전도되어 연결된다. 광전 소자의 정상 동작 시에 전원 공급
유닛, 복수 개의 전기 연결부 각각, 그리고 각각 전기 연결부에 할당되는 제1 전극층의 세그먼트를 통해 전류
경로가 형성될 수 있다.
제1 횡단면 및 제2 횡단면이란 광전 소자의 정상 동작 시에 전류 경로에 대해 수직 방향인 전원 공급 유닛과 복[0022]
수 개의 전기 연결부의 각각의 횡단면 표면을 지칭한다.
종래의 광전 소자에서는 단락들이 규정되지 않은 입자 부하(particle load) 또는 예컨대 마이크로 채널[0023]
(microchannel)과 같은 이른바 "핀 홀(pin-holes)"을 바탕으로 발생할 수 있고, 이 단락은 광전 소자의 복사 방
출을 방해하거나 혹은 그 효율을 적어도 강하게 감소시킨다. 광전 소자 내에서 전기적으로 전도되는 2개의 구성
요소들 사이에, 예컨대 2 개의 전극층들 사이에 단락이 있으면, 공급된 전력의 대부분이 거의 저항없이 단락을
지나 손실 전력으로서 소산된다. 현저하게 낮아진 옴 저항에 의해 단락 연결을 지나서 높은 전류가 흐를 수 있
고, 이 전류는 대부분 동작 전류의 수 배에 달하고 동시에 전압은 현저하게 떨어진다.
단락의 가능성은 광전 소자가 넓은 평면을 구비한 경우 현저하게 높아지므로, 종래 소자들에서 단락의 출현은[0024]
넓은 소자로의 전환을 방해할 수 있다. 제1 전극층이 상호 분리 배치되는 복수 개의 세그먼트들을 구비함으로써
본 명세서에서 설명되는 광전 소자가 광범위하게, 예컨대 조명 타일과 같은 광범위한 조명 장치로서 동작될 수
있고, 이때, 소자는 증가된 수명 및 개선된 효율을 특징으로 한다.
또한 제1 전극층의 세그먼트화된 배치로 인해 가융성 전기 연결부와 관련하여 단락이 관련되는 각각의 세그먼트[0025]
에서 단락을 국지적으로 제한하는 것이 가능하다. 제1 전극층과 제2 전극층의 세그먼트 사이에 단락이 출현하는
경우, 세그먼트와 전원 공급 유닛 사이에 배치되는 적어도 하나의 전기 연결부가 단락을 조건으로 하는 높은 전
류에 의해 용융된다. 전기 연결부가 끊어짐으로써 오로지 제1 전극층의 결함있는 세그먼트만이 활동 중인 전기
회로로부터 분리된다. 세그먼트가 할당된 손상되지 않은 전기 연결부로 계속 동작 준비가 되어 있는 동안은, 해
당 세그먼트와 전원 공급 유닛 사이의 전기 연결부의 저항은 무한히 크다. 또한 예컨대 방출하지 않는 표면, 이
른바 "다크 스팟"(dark spots) 또는 "블랙 스팟" (black spots) 같은 결함 부위의 확대 및 이른바 "핀 홀"에
의한 영향이 단락과 관련된 세그먼트를 지나서 방지될 수 있다.
이를 넘어서 광전 소자의 가융성 전기 연결부는 종래의 광전 소자와 비교할 시에 전기 공급 유닛에 비해 축소된[0026]
횡단면을 구비한다. 전원 공급 유닛에 비해 축소된 횡단면은 추가적으로 전기 연결부의 용융에 유리하다.
복수 개의 전기 연결부들의 제2 횡단면은 복수 개의 모든 전기 연결부들에 있어 동일하다. 이에 대해 대안적으[0027]
로 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 2 개 연결부의 제2 횡단면 혹은 복수 개의 모든 전기 연결부들의 제2 횡
단면은 상이할 수 있다. 그러나 복수 개의 모든 전기 연결부의 횡단면은 전원 공급 유닛의 제1 횡단면보다 더욱
작다.
또한 제2 횡단면은 적어도 제1 횡단면에 비해 1/10로 축소될 수 있다. 이는 특히 복수 개의 전기 연결부 각각의[0028]
제2 횡단면이 전기 공급 유닛에 비해 적어도 1/10로 축소될 수 있다는 의미이다. 또한 복수 개의 각각의 전기
연결부의 횡단면은 바람직하게 적어도 1/100, 더욱 바람직하게는 적어도 1/500 그리고 특별히 바람직하게는 적
어도 1/1000로 축소될 수 있다. 제2 횡단면이 제1 횡단면에 비해 작아지면 작아질수록, 단락의 경우에 전기 연
결부가 더욱 신속하게 용융될 수 있다.
또한 상대적으로 더욱 큰 제2 횡단면은 전기 연결부에 의해 상대적으로 더욱 작은 전기 저항을 가질 수 있다.[0029]
따라서 전기 연결부들의 각 실시예에 따라 제2 횡단면은 제1 횡단면보다 1/10 내지 1/100, 또는 1/100 내지
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1/500, 또는 1/500 내지 1/1000로 작아질 수 있고, 이때 경계치는 각각 포함된다.
바람직하게 각각의 전기 연결부들은 목부(neck)로 형성되거나 또는 목부를 구비할 수 있으며, 이때 목부는 정상[0030]
동작 시에 전기 연결부의 전체 신장부를 지나서 전류 경로를 따라 연장되거나 또는 전기 연결부의 일부만을 지
나서 연장될 수 있다. 감소된 제2 단면을 통해 목부 영역에는 전원 공급 유닛 및 경우에 따라 전기 연결부의 나
머지 부분보다 비교적 더욱 높은 전류 밀도가 있으므로, 전기 연결부가 목부로 형성되거나 또는 목부를 구비함
으로써 단락의 경우에 전기 연결부의 용융이 추가적으로 촉진될 수 있다.
전기 공급 유닛의 제1 횡단면은 접촉되어야 할 전기 연결부들의 개수에 의해 계산된다. 특히 전원 공급 유닛의[0031]
제1 횡단면은, 제1 전극층의 전원 공급을 위한 횡단면이 전기 연결부 중 적어도 각각 하나를 초과하여 충분하도
록 계산된다. 전원 공급 유닛은 바람직하게 10μm
2
내지 1000μm
2
, 더욱 바람직하게 25μm
2
내지 750μm
2
그리고
특별히 바람직하게 50μm
2
내지 500μm
2
의 범위를 가지며, 이때, 경계치는 각각 포함된다.
또한 전원 공급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들은 일체형으로 형성될 수 있다. 이는 전원 공급 유닛과 복수 개[0032]
의 전기 연결부들이 결합되거나 그리고/또는 단일 부재로 형성될 수 있다는 의미이다. 전원 공급 유닛과 복수
개의 전기 연결부들을 일체형으로 형성하는 것은 전기 공급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들을 하나의 공정 단
계에서 공급하는 것을 가능하게 한다.
추가적인 실시예에 따라 전원 공급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들은 상이한 물질들로 형성될 수 있다.[0033]
또한 복수 개의 전기 연결부들의 형성을 위해 예컨대 전도성 물질들이 제공될 수 있고, 이 전도성 물질들은 Ag,[0034]
Cu, Zn, Sn 중 선택되거나 또는 이들을 가변적인 백분율 비율로 혼합한 것에서부터 선택될 수 있다.
복수 개의 전기 연결부들과 전원 공급 유닛이 상이한 물질들로 형성되면, 복수 개의 전기 연결부들과 전원 공급[0035]
유닛은 일체형으로 결합되거나 또는 하나의 부재로 형성되지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 그러나 이러한 구
조로 인해 복수 개의 전기 연결부가 전기 공급 유닛에 비해 더욱 낮은 녹는점을 구비하고 그럼으로써 단락의 경
우에 전기 연결부의 용융이 촉진될 수 있는 하나의 물질을 포함하는 것이 가능하다.
또한 복수 개의 전기 연결부들은 150℃ 이상과 1,100℃ 이하 사이에서 녹는점을 가질 수 있다. 이때, 바람직하[0036]
게 복수 개의 전기 연결부들을 위해 전도성 물질들이 선택될 수 있고, 이 전도성 물질들은 800℃ 내지 1,500℃,
250℃ 내지 800℃, 특히 바람직하게 100℃ 내지 250℃에서 녹는점을 갖고, 경계치는 각각 포함된다. 이때 복수
개의 전기 연결부들을 위해 이미 언급한 비교적 높은 녹는점을 갖는 물질들 외에, 예컨대 인듐, 알루미늄과 같
이 비교적 낮은 녹는점을 구비한 물질들을 이용하는 것도 이점일 수 있다. 인듐 또는 알루미늄의 비교적 낮은
녹는점은 단락의 경우에 복수 개의 전기 연결부들의 끊어짐을 용이하게 할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라 광전 소자는 제1 전극의 복수 개의 세그먼트, 기능층 및 제2 전극층이 배치되는 기판을[0037]
포함한다. 기판은 투명하거나 반투명하거나 유연하거나 또는 유연하지 않을 수 있고, 예컨대 유리, 석영, 실리
콘, 플라스틱, 세라믹 또는 회로 기판을 포함할 수 있고 또는 그것들의 조합을 포함할 수 있다. 플라스틱 물질
들에 대한 예로는 폴리에스테르 카보네이트, 폴리에테르 술포네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리이미드가
있다.
또한 기판은 2 개의 주요 표면 및 2 개의 측면 표면을 포함하도록 형성될 수 있고, 이때 주요 표면은 측면 표면[0038]
보다 더욱 큰 신장부를 갖는다. 따라서 주요 표면은 특히 광전 소자의 세그먼트 및 추가적인 층들을 배치하기에
적합하다.
추가적인 실시예에서는 전원 공급 유닛과, 복수 개의 전기 연결부와, 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트가 기판[0039]
의 하나의, 즉 동일한 주요 표면 위에 배치될 수 있다. 이는 전원 공급 유닛과, 복수 개의 전기 연결부들과 그
리고 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들이 상호 인접하여 배치될 수 있다는 것을 의미한다. 전원 공급 유닛과,
복수 개의 전기 연결부들과 그리고 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들의 인접한 배치는 본 명세서에서 전원 공
급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들 그리고/또는 복수 개의 전기 연결부들과 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트
들이 상호 직접 접촉하여 배치될 수 있으며, 그럼으로써 전원 공급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들과 그리고
제1 전극층의 복수 개의 세그먼트는 각각 상호 직접 인접한다는 것을 의미한다.
또한 전원 공급 유닛과 복수 개의 전기 연결부들 그리고/또는 복수 개의 전기 연결부들과 제1 전극층의 복수 개[0040]
의 세그먼트들 사이에 추가적인 세그먼트들 및/또는 층들이 배치되는 경우는 간접적인 접촉으로 지칭될 수
있다.
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다른 실시예에 따라 전원 공급 유닛 및 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들은 기판의 상이한 주요 표면들에 배[0041]
치될 수 있다. 이는 예컨대 전원 공급 유닛은 기판의 제1 주요 표면 위에, 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들
은 기판의 제2 주요 표면 위에 배치된다는 것을 의미할 수 있다. 따라서 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들이
각각 하나의 전기 연결부와 전기 접촉되기 위해서 복수 개의 전기 연결부들이 기판 내에 형성되고 이 기판을 지
나서 연장되어야 하는 것이 요구될 수 있다.
이를 위해 기판에는, 바람직한 규칙적 배열로 예컨대 복수 개의 개구부들이 형성될 수 있고, 상기 개구부들에는[0042]
복수 개의 전기 연결부들 중 각각 하나가 배치될 수 있다. 이러한 개구부들은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형
성된 횡단면을 구비할 수 있다. 규칙적인 구조에서 개구부들은 예컨대 다변형의, 원형의 또는 타원형의 횡단면
을 보유할 수 있다. 개구부들은 상호 동일하게 또는 상이하게 형성될 수 있고, 또한 예컨대 상기 언급된 형태
중 하나의 형태에서 다른 형태로 전환되는 횡단면도 구비할 수 있다.
또한 광전 소자는 캐비티를 포함할 수 있고, 이 캐비티는 기판에서 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나에[0043]
인접하여 배치된다. 특히 이 캐비티는 단락의 경우 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나의 가융성 물질을
수용하기에 적합하다. 이를 위해 캐비티는 예컨대 기판에서 만곡부로 형성될 수 있고, 이 만곡부 위쪽에 전기
연결부가 배치된다. 그 결과 캐비티는 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나의 전기 연결부의 가융성 물질을
위해 저장부로서 이용된다.
또한 기판은 복수 개의 캐비티를 구비할 수 있고, 이때, 복수 개의 전기 연결부들의 각각이 복수 개의 캐비티들[0044]
중 하나의 캐비티 위쪽에 배치될 수 있다. 그것을 넘어서 기판은 연결되는 캐비티를 구비할 수 있고, 이 캐비티
위쪽에 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 2 개의 전기 연결부들이 또는 그 중 모두가 배치된다.
추가적인 실시예에 따라 광전 소자는 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나의 전기 연결부 위에 절연층을 구[0045]
비할 수 있다. 이 때, 복수 개의 전기 연결부들 중 적어도 하나의 전기 연결부는 복수 개의 전기 연결부들 중
적어도 하나의 전기 연결부가 단락 시에 용융되고, 그리고 이 절연층은 복수 개의 전기 연결부들 중 각각의 전
기 연결부를 절연하기에 적합하도록 형성될 수 있다. 이때, 절연층은 유전체로서 가융성 및/또는 유동성 물질,
예컨대
- 포토 레지스트, [0046]
- 예컨대 아크릴로니트릴-부타디엔- 스티렌(ABS), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리[0047]
프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화바이닐(PVC) 또는 셀룰로이드 함유 플라스틱 중에서 선택될 수 있는 열
가소성 물질,
- 폴리이미드, [0048]
- 금속 산화물 및/또는 반금속 산화물 [0049]
- 금속 질화물 및/또는 반금속 질화물 [0050]
- 예컨대 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 금속 옥시나이트라이드 및/또는 반금속 옥시나이트라이드를 포[0051]
함하여 형성될 수 있고, 그 결과 복수 개의 전기 연결부들 중 각각 하나의 전기 연결부를 절연하기에 적합하다.
따라서 단락의 경우에 각각 하나의 전기 연결부에 대해 이 전기 연결부를 둘러싸는 절연층이 용융될 수 있다.[0052]
이때 바람직한 배치에 따라 각각의 캐비티는 각각의 전기 연결부에 인접하여 배치되고, 그럼으로써 전기 연결부
의 가융성 물질이 캐비티 내에 수용될 수 있다. 각각 하나의 전기 연결부 위에 배치되는 절연층은 단락으로 인
해 또한 용융되거나 또는 유동성일 수 있고, 그럼으로써 용융되는 또한 흐르는 절연 물질이 우선은 용융되는 전
기 연결부의 영역에 수용되고 이어서 또한 캐비티에 의해 수용될 수 있다. 이때 각각 하나의 전기 연결부의 물
질이 절연 물질과 혼합될 수 있다. 그러나 바람직하게 절연 물질은 각각 하나의 전기 연결부에 비해 양적으로
초과되며, 그럼으로써 두 물질이 혼합된 이후에 흐르는 또는 떨어지는 절연 물질에 의해 캐비티에서 전기 절연
부의 물질이 증대된 포화 상태에 이를 수 있다. 포화 상태가 진행되면서 절연 물질은 각각 하나의 전기 연결부
의 물질을 덮을 수 있고, 그럼으로써 절연층의 절연 효과가 각각 전기 연결부에 대해 나타날 수 있다.
또한 기능층은 상호 분리되어 배치되는 적어도 2 개의 세그먼트들을 포함할 수 있다.[0053]
이 때, 기능층의 세그먼트 각각은 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 하나의 세그먼트 상에 배치된다. 이는[0054]
예컨대 기능층의 적어도 2 개의 세그먼트들이 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 하나의 세그먼트들
을 지나 개별적으로 전기적으로 접촉될 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
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또한 기능층의 상호 분리되는 세그먼트들이 동일한 시점에 동작될 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 기능[0055]
층의 적어도 2개의 세그먼트들이 적어도 2개의 상이한 스펙트럼으로 광을 방출할 수 있고, 그럼으로써 스펙트럼
의 중첩에 의해 백색광이 생성된다.
이때 기능층 혹은 기능층의 각각의 세그먼트는 적어도 하나의 광을 방출하는 층을 구비하는 기능층들의 다층 스[0056]
택(multilayer stack)을 포함할 수 있다.
또한 기능층 혹은 기능층의 각각의 세그먼트는 n형 전도층 및 p형 전도층, 예컨대 전자 주입층들, 전자 수송층[0057]
들, 홀 차단층들, 전자 차단층들, 홀 수송층들 및 홀 주입층들 중 선택되는 적어도 하나의 또는 복수 개의 층들
을 구비할 수 있다.
발광 층은 예컨대 종래의 pn접합, 이중 이종 접합 구조, 단일 양자 우물 구조(SQW structure) 또는 다중 양자[0058]
우물 구조(MQW structure), 발광 또는 형광 물질을 포함할 수 있다.
이 때, 전자 발광은 전자와 홀의 재조합을 통해 발광층 내에서 생성된다. [0059]
기능층은 유기 및/또는 무기 물질들을 보유할 수 있다.[0060]
유기 물질은 유기 폴리머 또는 유기 소분자를 포함할 수 있다. 바람직하게는 유기 폴리머는 완전하게 또는 부분[0061]
적으로 공액 폴리머(conjugated polymer)를 포함한다.
적합한 유기 폴리머 물질들은 다음 물질들 중 적어도 하나를 각각 가능한 조합의 형태로 포함한다.[0062]
폴리 (p-phenylenevinylenes) (PPV), 폴리 (2-methoxy- 5 (2 -ethyl) hexyloxyphenylenevinylenes) (MEH-[0063]
PPV), 적어도 하나의 PPV-유도체 (예컨대 디알콕시 또는 디알킬 유도체) 폴리플루오렌 및/또는 코폴리머를 포함
하는 폴리플루오렌 세그먼트, PPVs 및 유사 코폴리머, 폴리 (2,7- (9, 9-di-N-octylfluoren) - (1 , 4-
Phenylene- ( (4- secbutylphenyl) imino) -1 , 4-phenylene) (TFB), 폴리(2 , 7- (9 , 9-di-N-
octylfluoren) - (1,4-phenylene- ( (4-methylphenyl) imino) -1,4- phenylene- ( (4-methylphenyl) imino)
-1, 4-phenylene) ) (PFM) , 폴리(2, 7- (9, 9-di-N-octylfluoren) - (1, 4-phenylene- ( (4- methoxyphenyl)
imino) -1,4-phenylene) ) (PFMO), 폴리 (2 , 7- (9, 9-di- N-octylfluoren) (F8) , 폴리 (2 , 7 (9, 9-di-N-
octylfluoren) -3 , 6- benzothiadiazol) (F8BT) , 또는 폴리 (9 , 9-dioctylfluoren).
폴리머들에 대해 대안적으로 유기 소분자도 유기 기능층에 이용될 수 있다. 다음은 그러한 소분자의 예시이다.[0064]
Aluminium tris (8-hydroxychinolin) (AIq3), Aluminium- 1, 3 -bis (N,N-dimethylaminophenyl) -1, 3 ,4-
oxydazol (OXD-8) , Aluminium-oxo-bis (2-methyl-8-chinolin), Aluminium- bis (2-methyl-8-
hydroxychinolin), Beryllium-bis (hydroxybenzochinolin) (BEQ . Sub.2 ), Bis (diphenylvinyl) biphenylen
(DPVBI) 및 Arylamin- substituted Distyrylarylene (DSA-Amine). 또한 기능층은 무기 물질들, 예컨대 질화물
계 화합물 반도체 및/또는 인화물계 화합물 반도체를 기반으로 하는 III/V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다.
"질화물계 화합물 반도체를 기반으로 한다"는 것은 당해 맥락에서 기능층이 III/V족 질화물계 화합물 반도체 물[0065]
질, 바람직하게 AlnGamIn1-n-mN을 포함한다는 의미이며, 이때, O≤ n ≤1, 0 ≤ m ≤ 1 및 n m ≤ 1이다. 이와
관련하여 이러한 물질이 상기 공식에 따라 반드시 수학적으로 정확한 조합을 구비하지 않아도 된다. 오히려
AlnGamIn1-n- mN 물질의 특징적인 물리적 특성을 본질적으로 변경하지 않는 하나의 또는 복수 개의 도펀트와 추가
적인 성분들을 구비할 수 있다. 그러나 편의상 상기 공식은 결정 격자의 본질적인 성분(Al, Ga, In, N)만을 포
함하나, 이러한 성분들은 부분적으로 경미한 양의 추가적인 재료에 의해 대체될 수 있다.
"인화물계 화합물 반도체를 바탕으로 한다"는 것은 본 맥락에서, 기능층이 인화물계 III/V족 화합물 반도체 물[0066]
질, 바람직하게는AlnGamIn1-n-mN을 포함하고, 이때, O ≤n≤, 0 ≤ m ≤ l 및 n m ≤1이다.
또한 기능층은 추가적으로 또는 선택적으로 AlGaAs을 기반으로 하는 반도체 물질 또는 또는 II/VI족 화합물 반[0067]
도체 물질을 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라 기능층은 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 2 개의 세그먼트들 위쪽에 배[0068]
치될 수 있다. 이로 인해 넓은 기능층과 따라서 비용면에서 저렴한 기능층을 제공하는 것이 가능해진다.
또한 제1 기능층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 2 개의 세그먼트들은 상호 병렬 연결될 수 있다. 제1 전극[0069]
층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 2 개의 세그먼트들의 이러한 병렬 연결로 인해 제1 전극층의 세그먼트들
의 직렬 연결에 반해 계속적으로 개별 세그먼트들을 추가할 수 있고 혹은 제1 전극층의 그 이외의 세그먼트들의
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기능성에 영향을 끼치지 않으면서 예컨대 단락에 의한 동작 정지가 가능하다.
다른 실시예에 따라 광전 소자는 또한 전류 확산층을 포함할 수 있고, 이 전류 확산층은 복수 개의 전기 연결부[0070]
들 중 적어도 하나의 전기 연결부와 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 하나의 세그먼트 사이에 배
치된다. 그러한 전류 확산층은 예컨대 전기 연결부에 인접하여 전류 확산을 위해 확장될 수 있고 예컨대 투명
전도성 산화물(TCO)을 포함하거나 또는 그러한 것으로 구성될 수 있다.
투명 전도성 산화물은 금속 산화물, 예컨대 산화 아연, 산화 제2 주석, 산화 카드뮴, 산화 티타늄, 산화 인듐[0071]
또는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함할 수 있다. 2원 금속-산소 화합물, 예컨대 ZnO, SnO2 또는 또는 Ir-203 외
에 예컨대 Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12 과 같은 3원 금속-산소 산화물 또
는 다양한 투명 전도성 산화물의 혼합물이 TCO 그룹에 속한다. 또한 TCO는 반드시 화학량론적 구성과 일치하는
것은 아니며 p 도핑 또는 n 도핑될 수 있다.
또한 제2 전극층은 적어도 2 개의 세그먼트들을 보유할 수 있고 적어도 2 개의 세그먼트들 중 각각 하나의 세그[0072]
먼트가 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 하나의 세그먼트 위쪽에 배치될 수 있다. 이는 적어도 2
개의 세그먼트들 중 하나를 갖는 제2 전극층이 제1 전극층의 적어도 2 개의 세그먼트들 위쪽에 배치된다는 의미
이다.
대안적으로 다른 실시예에 따라 제2 전극층이 제1 전극층의 복수 개의 세그먼트들 중 적어도 2 개의 세그먼트들[0073]
위쪽에 결합하는 형식으로 배치되는 것도 가능하다. 이는 제2 전극층이 바람직하게 제1 전극층의 복수 개의 세
그먼트들 위쪽에 배치될 수 있다는 의미이다.
이 때, 광전 소자는 LED, 적외선 방출 LED, 유기 LED(OLED), 유기 태양 전지 또는 유기 광검출기와 같은 발광[0074]
소자로서 이른바 상부 이미터(top-emitter) 및/또는 이른바 하부 이미터(bottom-emitter) 형태의 발광 기능층을
포함하여 형성될 수 있다.
상부 이미터 구조에서 바람직하게는 제2 전극층이 전자기 복사의 적어도 일부를 위해 투명성 또는 적어도 반투[0075]
명성을 보유할 수 있다.
또한 상부 이미터 구조에서 제2 전극층은 예컨대 폴리머 필름으로 형성될 수 있는 광 분산층 또는 분산 박막[0076]
(diffusion foil)을 구비할 수 있다. 또한 분산 필름 또는 광분산 필름에 분산 입자가 첨가될 수 있다. 특히 분
산 입자는 예컨대 금속 산화물 또는 알루미늄 산화물과 같은 금속 산화물과 금강사 및/또는 유리 입자를 포함할
수 있다. 이 때, 분산 입자는 1μm 미만의 직경 또는 입자 크기에서부터 10 μm 의 크기까지 또는 100μm 의 크
기까지 보유할 수 있다.
대안적으로 그리고/또는 추가적으로 광 분산층 또는 분산 필름이 하부 이미터 구조에서 투명한 기판 위에도 제[0077]
공될 수 있다.
상부 이미터 구조에서 바람직하게 제2 전극층이 전자기 복사의 적어도 일부를 위해 투명성 또는 적어도 반투명[0078]
성을 보유할 수 있다.
양극으로서 형성될 수 있고 따라서 4.5 eV보다 더욱 큰 일함수를 구비한 홀 주입 물질로서 이용될 수 있는 투명[0079]
제1 전극층은 예컨대 앞서 이미 설명된 투명 전도성 산화물을 포함할 수 있거나 또는 투명 전도성 산화물로 이
루어질 수 있다. 대안적으로 그리고/또는 추가적으로 다음과 같은 다른 양극 물질들도 생각해 볼 수 있다.
- 플래티늄, 금, 팔라듐 또는 인듐과 같은 금속[0080]
- 산화납, 산화 제2 주석, 인듐-주석 산화물(ITO)과 같은 금속 산화물[0081]
- 흑연,[0082]
- 실리콘, 게르마늄 또는 갈륨 비소와 같은 도핑된 무기 반도체, 그리고[0083]
- 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜과 같은 도핑된 전도성 폴리머 [0084]
대안적 구성에서 제1 전극층은 또한 음극으로도 형성될 수 있다.[0085]
음극으로 형성되고 그리하여 비교적 근소한 일함수를 구비하는 전자 주입층으로 이용되는 투명 제2 전극층은 전[0086]
하 주입층과 전도층을 포함하여, 예컨대 다층 구조로 형성될 수 있다. 전하 주입층은 칼슘 또는 바륨 또는 이들
의 혼합을 포함할 수 있고, 반면 전도층은 알루미늄, 은, 마그네슘, 금, 동 또는 이들의 혼합을 포함할 수
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있다. 대안적 구성에서 제2 전극층은 또한 양극으로도 형성될 수 있다.
도면의 간단한 설명
광전 소자의 그 밖의 효과 및 바람직한 실시예와 개선된 실시예는 이하 도면과 관련되어 설명되는 실시예에서[0087]
나타난다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 광전 소자를 평면도(도 1a)와 단면도(도 1b)로 도시한 개략도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 다른 실시예에 따른 광전 소자를 평면도(도 4a)와 단면도(도 4b)로 도시한 개략도이다.
도 5에서 도 7은 그 외 실시예들에 따른 광전 소자의 개략도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
도 1a는 일 실시예에 따른 광전 소자를 개략도로 도시하고 있다. 도 1b는 도 1a에서 표시된 절단면의 광전 소자[0088]
를 개략적 단면도로 도시하고 있다.
이때, 도 1a 및 도 1b 그리고 그 외의 모든 도면들은 유기 기능층을 구비하는 구조의 광전 소자를 도시하고 있[0089]
다. 그러나 도 1a에서부터 도 7에 설명되는 광전 소자의 구조는 추가적으로 또는 대안적으로 예컨대 III/V족 화
합물 반도체와 같은 무기 물질들을 포함하는 하나의 또는 복수 개의 기능층들을 보유하는 것도 가능하다.
도 1a에 따라 광전 소자는 기판(6)의 주요 표면 위에서 상호 분리되어 배치되는 2개의 세그먼트(11, 12)를 갖는[0090]
제1 전극층(1)을 포함하는 기판(6)을 구비한다. 제1 전극층(1)의 각각의 세그먼트(11, 12) 위에 하나의 유기 기
능층(2)이 배치되고, 이 유기 기능층은 동작 중에 전자기 복사를 방출한다. 또한 유기 기능층(2) 위에 제2 전극
층(3)이 배치된다. 유기 기능층(2)과 제2 전극층(3)은 각각 제1 전극층(1)의 2 개의 세그먼트들(11, 12) 위쪽에
서 연결되어 배치되고, 이때, 세그먼트들(11, 12)와 층들(2, 3)은 그 배치를 명확하게 설명하기 위하여 도 1a에
서 중첩되지 않게 도시되어 있다.
이 때, 제1 전극층(1)의 2 개의 세그먼트들(11, 12)은 상호 병렬 연결되고, 제1 전극층(1)의 세그먼트들(11,[0091]
12) 각각은 각각의 전기 연결부(51, 52)를 통해 전원 공급 유닛(4)과 연결된다. 또한 세그먼트(11) 및/또는 세
그먼트(12)는 도시된 실시예에 대해 대안적으로 하나 이상의 전기 연결부(51 혹은 51)를 통해 전원 공급 유닛
(4)과 전기적으로 전도되어 연결될 수 있다.
전원 공급 유닛(4)은 제1 횡단면을 구비한다. 또한 전기 연결부들(51, 52)은 각각 퓨즈로 형성되고 각각 제2 횡[0092]
단면을 구비하며, 이 횡단면은 전원 공급 유닛(4)의 제1 횡단면에 비해 감소된다. 예컨대 제1 전극층(1)과 제2
전극층(3)의 세그먼트(11) 사이에 단락이 있다면, 이 세그먼트(11)와 접촉하는 전기 연결부(51)가 용융될 수 있
다. 전기 연결부(51)의 용융은 전기 연결부(51)의 감소된 제2 횡단면에 의해 촉진된다.
전기 연결부들(51, 52)과 전원 공급 유닛(4)은 일측으로는 일체형으로 형성될 수 있고 또는 대안적으로는 도 1b[0093]
에 도시된 바와 같이 인접하여 배치되는 2 개의 전기 전도성 소자로 형성될 수 있다. 전원 공급 유닛(4)과 전기
연결부들(51, 52)이 일체형으로 형성되지 않으면, 전기 연결부들(51, 52)과 전원 공급 유닛(4)이 상이한 물질들
로 형성되도록 제공된다.
이때, 전기 연결부들(51, 52)을 위해 일반적인 부분에 설명된 바와 같이, 15O℃ 내지 1100℃에서 녹는점을 갖는[0094]
물질들이 선택될 수 있다. 전기 연결부들(51, 52)의 형성을 위해서는 단락의 경우에 전기 연결부들(51, 52)의
용융를 용이하게 하기 위하여 그 외 일반적인 부분에서 설명된 물질들에 비해 더욱 낮은 녹는점을 구비한 예컨
대 인듐 또는 알루미늄과 같은 물질들이 바람직하다.
도 2는 다른 실시예에 따라 2 개의 세그먼트들(21, 22)을 포함하는 유기 기능층(2)을 구비한 광전 소자를 개략[0095]
적 단면도로 도시하고 있다. 유기 기능층(2)의 2 개의 세그먼트들(21, 22)들은 상호 분리되어 배치되고, 이 때,
유기 기능층(2)의 세그먼트(21, 22) 각각은 제1 전극층(1)의 세그먼트(11, 12)에 각각 배치된다.
제2 전극층(3)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전극층(1)의 2 개의 세그먼트들(11, 12) 위쪽에 결합되어 배치된[0096]
다. 대안적으로 제2 전극층(3)은 또한 2 개의 세그먼트들(31, 32)을 구비할 수 있고, 이 때, 제2 전극층(3)의
세그먼트들 각각은 제1 전극층(1)의 각각의 세그먼트(11, 12)에 배치된다.
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도 3은 다른 실시예에 따른 광전 소자를 개략적 단면도로 도시하고 있다. 이 광전 소자는 도 1a 또는 도 2에 따[0097]
른 실시예들의 경우와 같이 형성될 수 있다.
해당 도면에 도시된 광전 소자의 기판(6)은 캐비티(7)를 구비하며, 이 캐비티 위쪽에 복수 개의 전기 연결부들[0098]
중 하나의 전기 연결부(52)가 배치된다.
또한 광전 소자는 이 전기 연결부(52)에 제공되는 절연층(8)을 구비한다. 이때, 캐비티(7)는 만곡부로서 기판[0099]
(6)에서 전기 연결부(52)에 인접하여 배치된다.
캐비티는 복수 개의 모든 전기 연결부(5)의 가융성 물질을 위한 저장부로서 기판에 형성된다. 대안적으로 전기[0100]
연결부(5) 각각을 위해서 각각 캐비티(7)가 각각의 전기 연결부(5)에 인접하여 기판에(6) 형성될 수 있다.
캐비티(7) 및 절연층(8)은 광전 소자의 특징으로서 각각 단독으로 하나의 광전 소자 내에서 이용될 수 있다.[0101]
추가적으로 절연층(8)은 전원 공급 유닛(4)을 둘러싼다. 그런 형식으로 형성된 광전 소자에서 제1 전극층(1)과[0102]
제2 전극층(3) 사이의 세그먼트(12) 사이에 단락이 있으면, 전기 연결부(52)의 녹는 물질이 바람직하게 저장부
로 형성되는 캐비티(7)에 수용된다. 그런 다음 전기 연결부(52)의 노출된 공간으로 또한 절연층(8)의 가융성 물
질이 유입된다. 캐비티(7) 내에서 우선은 전기 연결부(52)와 절연 물질의 물질 혼합이 일어나게 된다.
전기 연결부(52)의 물질에 비해 절연물질의 비율이 양적으로 우세한 결과 전기 연결부(52)의 물질이 추후에 흘[0103]
러들어오는 절연층(8)의 물질에 의해 포화될 수 있다. 전기 연결부(52) 물질이 절연 물질에 의해 포화 상태에
이른 결과 전기 연결부(52)의 물질이 절연 물질에 의해 덮이게 될 수 있다. 이것이 전기 연결부(52)에 대해 달
성되어야 할 절연층(8)의 절연 효과이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 광전 소자를 개략적 평면도로 도시하고 있다. 이 때, 광전 소자는 전류 확산층(91,[0104]
92, 93)을 구비하고, 이 전류 확산층은 각각 전기 연결부(51, 52, 53) 및 각각 제1 전극층의 세그먼트들(11,
12, 13)에 배치되고 또한 절연층(8)에 의해 둘러싸인다. 전류 확산층(91, 92, 93)은 제1 전극층의 세그먼트들
(11, 12, 13)에 전류 공급이 향상되도록 전류 확산을 위해 확장될 수 있다.
또한 광전 소자는 캐비티(7)를 구비하되, 이 캐비티는 만곡부로서 기판(6)에서 전기 연결부들(51, 52, 53)에 인[0105]
접하여 배치되고, 연결되어 복수 개의 모든 전기 연결부들(51, 52, 53)의 용융되는 물질들을 위한 저장부로서
기판에 형성된다. 대안적으로 각각의 전기 연결부들(51, 52, 53)을 위해서 각각의 캐비티(7)가 각각의 전기 연
결부(51, 52, 53)에 인접하여 기판에(6) 형성될 수 있다.
도 4b는 도 4a에서 표시된 절단면 B-B의 광전 소자를 개략적 단면도로 도시하고 있다.[0106]
전류 확산층(93)은 제1 전극층의 세그먼트(13)과 전기 연결부(53) 사이에 배치된다. 도 4b에 도시된 바와 같이[0107]
캐비티(7)는 기판(6)에서 전기 연결부(53)의 영역을 지나서 연장된다. 이때, 수평 방향의, 또한 수직 방향의 캐
비티(7)의 신장은 기판(6)에서 전기 연결부(5)와 절연층(8)의 수용되어야 할 가융성 물질의 양에 좌우된다.
또한 도 4a에 도시된 바와 같이, 연결되는 캐비티(7)는 복수 개의 모든 전기 연결부들(51, 52, 53)의 용융되는[0108]
물질을 위한 저장부로서 기판(6)에 형성된다. 대안적으로 각각의 전기 연결부들(51, 52, 53)을 위해서 각각의
캐비티(7)가 각각의 전기 연결부(51, 52, 53)에 인접하여 기판에(6) 형성될 수 있다.
캐비티(7)와 절연층(8)과 전류 확산층(9)은 광전 소자의 특징으로서 각각 단독으로 하나의 광전 소자 내에서 이[0109]
용될 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 광전 소자를 개략적 평면도로 도시하고 있다. 제1 전극층(1)의 3 개의 세그먼트들[0110]
(11, 12, 13) 위쪽에 유기 기능층(2)의 2 개의 세그먼트들(21, 22)의 배치를 도시하는 본 실시예에서, 유기 기
능층(2)의 세그먼트들(22, 21) 2 개가 현재 처리 가능한 쉐이드 마스킹(shade masking) 기술의 전형적인 오류를
바탕으로 변위되어 배치된다.
쉐이드 마스킹 기술에 의해 유기 기능층들을 스트럭처링하여 제공하기 위한 종래의 방법에서는 유기 기능층(2)[0111]
의 세그먼트들(21, 22)이 안전을 위해 적어도 상호 200μm의 이격 간격을 두고 제공된다. 이는 현재의 마스킹
기술의 가장 큰 오류와 상응하며, 그에 의해 광표면이 전체 표면의 80%로 감소된다. 제1 전극층(1)의 세그먼트
들(11, 12, 13)과 복수 개의 전기 연결부들(51, 52, 53)의 배치에 의해 이격 간격이 더욱 작게 선택될 수 있고
그와 더불어 더욱 큰 광 표면이 달성되며, 그 결과 그와 같은 제조 오류가 보상될 수 있다.
또한 순전히 예시로 유기 기능층(2)의 세그먼트(21)는 제1 전극층(1)의 세그먼트(11) 영역 내에 결함(20)을 가[0112]
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지며, 이 결함은 단락을 바탕으로 전기 연결부(51)의 용융 및 그 외 회로로부터 결함있는 세그먼트(11)의 절연
을 야기한다. 세그먼트(21)의 계속적인 전류 공급은 또한 전기 연결부(52) 및 제1 전극층의 세그먼트(12)에 의
해 보장되고, 이때, 유기 기능층(2)의 근소한 횡방향 전도성을 바탕으로 결함(20)에 의한 전류 흐름은 거의 나
타날 수 없다. 세그먼트(21)에 의한 전자기 복사의 방출이 감소되었다 할지라도, 그러한 단락의 경우에 광전 소
자의 전체 고장은 복수 개의 전기 연결부들(51, 52, 53)에 의해 분명하게 저지된다.
도 6은 다른 실시예에 따른 광전 소자의 개략적 단면도이다.[0113]
이 때, 전원 공급 유닛(4)은 기판(6)의 주요 표면 위에 배치된다. 대안적으로 전원 공급 유닛(4)도 불투명하게,[0114]
즉 유백색의 전도성 기판으로 형성될 수 있다. 전원 공급 유닛(4) 위쪽에 전기 연결부들(51, 52)이 배치된다.
전원 공급 유닛(4) 위에 배치되는 전기 연결부들(51, 52, 53)은 관통홀(Vias)로 형성되는, 기판(6)의 개구부들
(511, 512) 내에 형성되고, 각각 제1 전극층(1)의 세그먼트들(11, 12) 중 하나와 접촉한다. 제1 전극층(1)의 세
그먼트들(11, 12)은 기판(6)의 제1 주요 표면 위에 배치되고, 전원 공급 유닛(4)은 기판(6)의 제2 주요 표면 위
에 배치되며, 이때, 기판(6)의 제1 및 제2 주요 표면은 서로 상이하게 그리고 서로 반대 방향을 향한다. 전기
연결부들(51, 52)은 전원 공급 유닛(4)이 기판으로서 형성되는 경우에 대안적으로 기판(6) 대신 절연층(8)에 형
성될 수 있다.
전기 연결부들(51, 52)은 또한 쉽게 용융되는 전도성 물질로 형성될 수 있고, 높은 열적 부하의 경우에 예컨대[0115]
단락 시에 용융될 수 있다. 전기 연결부들(51, 52)은 표준 리소그라피 공정에 의해 제공될 수 있다.
전기 연결부들(51, 52) 위에 제1 전극층(1)의 세그먼트들(11, 12)이 예컨대 소프트 스퍼터링(soft sputtering)[0116]
또는 증착에 의해 스트럭처링 되어 제공된다. 추가적으로 전기 연결부들(51, 52)과 제1 전극층(1)의 세그먼트들
(11, 12) 사이에 전류 확산층이 제공될 수 있다.
제1 전극층(1) 위에 유기 기능층(2)이 제공된다. 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전극층(1)과 유기 기능층(2)이[0117]
세그먼트들(11, 12) 또는 세그먼트들(21, 22)에 배치된다. 제1 전극층(1)과 유기 기능층(2)과 그리고 전류 확산
층(9)의 세그먼트화는 기판(6)의 연장부(61)에 의해 달성되며, 이 연장부는 제1 전극층(1)과 유기 기능층(2)을
지나서 연장된다.
유기 기능층(2) 위에 또한 제2 전극층(3)이 제공되고, 이 제2 전극층(3)은 상부 이미터 구조에서 발광을 위해[0118]
바람직하게 투명한 물질로 형성된다. 제2 전극층(3) 위에는 추가적으로 전류 전도를 위해 상부 접촉부(10)가 구
조화되어 되어 배치되고, 이 접촉부(10)는 예컨대 본딩 와이어(bonding wire)를 위한 접촉부로서 이용될 수 있
다.
도 7은 다른 실시예에 따라 광전 소자를 완전히 편평하게 제공되는 유기 기능층(2)과 함께 개략적인 평면도로[0119]
도시하고 있다. 이 유기 기능층(2)은 제1 전극층(1)의 복수 개의 세그먼트들(미도시) 위에 배치된다.
이 때, 제1 전극층(1)의 복수 개의 세그먼트는 복수 개의 전기 연결부들에 의해 접촉되고, 예시로 전기적 연결[0120]
부들(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58)이 표시되어 있다. 도시된 실시예에서 각각의 전기적 연결부들에 정확하
게 제1 전극층(1)의 하나의 세그먼트가 할당되고, 그럼으로써 제1 전극층(1)은 바로 전기 연결부들의 개수와 같
은 개수의 세그먼트를 구비한다.
대안적으로 또한 각각 복수 개의 전기 연결부들에, 예컨대 2 개, 3 개, 또는 그 이상 인접하게 되는 전기 연결[0121]
부들에 제1 전극층(1)의 하나의 세그먼트가 할당될 수 있다. 이는 제1 전극층(1)의 세그먼트가 각각 복수 개의
전기 연결부들을 지나 전기적으로 전도되어 전원 공급 유닛(4)과 연결될 수 있다는 의미이다.
유기 기능층(2)의 결함(20)에 의한 단락의 경우에 손실 전력으로서 전력은 경미한 저항을 바탕으로 그와 같은[0122]
전기 연결부(56) 및 전기 연결부(56)와 전기적으로 전도되고, 단락과 가장 근접한 제1 전극층(1)의 세그먼트를
지나서 흐른다. 이러한 전기 연결부(56)는 용융되고, 무한히 높은 저항을 형성하게 된다. 인접하는 전기 연결부
(55)에는 유기 기능층(2)의 근소한 횡방향 전도성을 바탕으로 그리고 그와 연결되는 증가된 저항을 바탕으로 최
초에 용융된 전기 연결부(56)보다 분명하게 더욱 낮은 전류가 부하된다.
그럼에도 불구하고 인접하는 전기 연결부에서 전류 밀도는 인접하는 전기 연결부(55)가 용융될 만큼 충분히 클[0123]
수 있다. 이때 결함(20)에 인접하는 전기 연결부들(57, 58)은, 유기 기능층(2)의 저항이 근소한 횡방향 전도성
을 바탕으로 그 외 전기 연결부들의 용융이 일어나지 않을 만큼만 커지도록 계속 용융된다.
결함(20)을 조건으로 하는 단락에 직접 관련되지 않는 전기 연결부들(51, 52, 53, 54)을 지나서 계속 전류가 흐[0124]
를 수 있다. 유기 기능층(2)이 자체의 층 두께보다 더욱 크게 수평 방향으로 신장되므로, 기능층(2)의 연장면에
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대해 수직방향으로 유기 기능층(2)을 지나는 전기 저항이 연장면을 따르는 전기 저항, 즉 횡방향 전도 저항보다
근소하다.
그럼으로써 매우 적은 수의 전기 연결부들(55, 56, 57, 58)만이 용융되고, 광전 소자의 작은 영역에서만 복사가[0125]
방출되지 않을 수 있으며, 반면 광전 소자의 나머지 부분은 제1 전극층(1)의 세그먼트화에 의해 계속적으로 기
능성이 유지된다.
도 1a부터 도 7에 도시된 실시예들 및 특징들은 임의로 변경될 수 있다.[0126]
본 발명은 실시예들을 이용한 설명들을 통해 당해 특허 명세서에 제한되지 않는다. 오히려 본 발명은 각각의 신[0127]
규한 특성들 및 특성들의 각각의 조합을 포함하며, 특히 이러한 특징 또는 특징들의 조합이 그 자체로 본 특허
청구의 범위 혹은 실시예에 명백하게 제시되지 않는다 하더라도, 특히 특징들의 각각의 조합은 특허 청구의 범
위에 포함되어 있다.
도면
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도면1b
도면2
도면3
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도면4a
도면4b
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도면5
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도면6
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도면7
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