KR101660795B1 - Pn 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치 - Google Patents

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박상준
송진동
양승현
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Abstract

투명한 PN 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치가 제공된다. 이러한 PN 접합 소자는, 지지 기판, 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층, 투명 전극층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 카퍼클로라이드 박막층은 상기 지지 기판 상에 형성되어, P형 반도체층으로 동작한다. 상기 투명 전극층은 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부의 일부 영역에 형성되어, N형 반도체층으로 동작한다. 상기 제1 전극은 상기 투명 전극층에 의해 커버되지 않은, 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성된다. 상기 제2 전극은 투영 전극층 상부에 형성된다. 또한, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.

Description

PN 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치{PN JUNCTION DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 PN 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치에 관한 것으로, 보다 상세히 가시광선에 대해 투명한 PN 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치에 관한 것이다.
오늘날 수많은 전자기기들이 사용되어지고 있다. 특히, 영화나 드라마 등에서 투명한 디스플레이 등이 사용되고 있으며, 점차로 대중화될 전망이다. 이러한 투명한 전자장치를 구현하기 위해서는 기본 소자로 사용되는 투명 PN 접합 소자가 필수적이다.
이러한 기술중, 대한민국 특허공개 10-2011-0072231호, "단극성 수직형 투명 다이오드"에는, 기판, 하부 전극, ZnO 박막, ZnMgO 박막 및 상부 전극이 순서대로 적층되어 이루어진 단극성 수직형 투명 다이오드가 개시되어 있다.
또한, 대한민국 특허공개 10-2011-0014326호, "태양전지를 구비한 투명 유기발광다이오드 디스플레이 장치 및 그 제조 방법"에는, 투명 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 및 구동 회로를 포함하는 디스플레이부와, 상기 투명 유기발광다이오드 디스플레이 직하단에 형성되어, 빛을 전기로 변환시켜 기기의 전력을 보조하는 태양전지 및 상기 투명 유기발광다이오드 디스플레이와 상기 태양전지 사이에 형성되어 절연 기능을 수행하고, 상기 태양전지 상부에 도달하는 빛의 투과도를 조절하는 투명 중간층을 포함하는 투명 유기발광다이오드 디스플레이 장치가 개시되어 있다.
이와 같이, 투명한 전자소자 및 투명한 소자를 통해 구현되는 다양한 기술개발이 요구되어 지고 있다.
대한민국 특허공개 10-2011-0072231호 대한민국 특허공개 10-2011-0014326호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이와 같이, 투명한 PN 접합 소자 및 이를 이용한 전자장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 의한 PN 접합 소자는, 지지 기판, 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층, 투명 전극층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 카퍼클로라이드 박막층은 상기 지지 기판 상에 형성되어, P형 반도체층으로 동작한다. 상기 투명 전극층은 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부의 일부 영역에 형성되어, N형 반도체층으로 동작한다. 상기 제1 전극은 상기 투명 전극층에 의해 커버되지 않은, 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성된다. 상기 제2 전극은 투영 전극층 상부에 형성된다.
예컨대, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 기판은 글래스 기판, 쿼츠 기판, 알루미나 기판, 실리콘 기판, 갈륨비소 기판 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 카퍼클로라이드 박막층 및 상기 투명 전극층의 일부를 노출시키도록 상기 카퍼클로라이드 박막층 및 상기 투명 전극층을 커버하는 패시베이션층을 더 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 패시베이션층을 통해서 노출된 카퍼클로라이드 박막층 및 투명 전극층에 각각 형성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양전지는, 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하게 배치된 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 다수개가 직렬로 연결된 태양전지셀을 포함한다. 상기 태양전지 셀은 P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층 및 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층을 포함한다.
예컨대, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 태양전지는, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하며, 상기 태양전지 셀을 보호하는 봉지재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양전지는, 다수의 화소들로 구성되는 평판표시장치로서, 상기 각각의 화소들은, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 발광 소자를 포함한다. 상기 스위칭 트랜지스터는 스캔 신호의 인가 여부에 따라서, 온(On)/오프(Off) 된다. 상기 구동 트랜지스터는 상기 스위칭 트랜지스터가 온(On) 되는 경우, 화소 신호가 인가된다. 상기 발광 소자는 상기 구동 트랜지스터에 의해 구동되어 발광한다. 이때, 상기 발광 소자는, P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층 및 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층을 포함한다.
예컨대, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 각각의 화소들은 한 프레임 동안 상기 발광 소자의 발광을 유지시키기 위한 저장 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 각각의 화소들은 상기 투명 전극층 상부에 형성된 형광체층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층과, 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층으로 구성되는 PN 접합 소자는 자외선 영역의 밴드갭을 가짐으로써, 양호한 성능의 가시광에 투명한 전자소자를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 PN접합 소자를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 PN접합 소자를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 PN접합 소자를 적용한 태양전지의 예시적인 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치의 회로도이다.
도 5는 도 4에서 도시된 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치를 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 막(또는 층) "위에 형성된다", "상에 형성된다"는 의미는 접촉되도록 직접 형성되는 것 이외에, 그 사이에 다른 막 또는 다른 층이 형성될 수도 있음을 의미하여, 막 또는 층 위에 "직접 형성된다"는 의미는 그 사이에 다른 층이 개재되지 못함을 의미한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 PN접합 소자를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 PN접합 소자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예들에 의한 PN 접합 소자는, 지지 기판(110), 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층(120), 투명 전극층(130), 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)을 포함한다.
상기 지지 기판(110)은 글래스 기판, 쿼츠 기판, 알루미나 기판, 실리콘 기판, 갈륨비소 기판 중 어느 하나일 수 있다.
상기 카퍼클로라이드 박막층(120)은 상기 지지 기판(110) 상에 형성되어, P형 반도체층으로 동작한다. 도시되진 않았으나, 상기 지지 기판(110) 상에, 양질의 격자구조를 갖는 카퍼클로라이드 박막층(120)을 성장시키기 위한 버퍼층을 더 포함하고, 상기 버퍼층(도시안됨) 상부에 상기 카퍼클로라이드 박막층(120)을 형성할 수도 있다. 상기 버퍼층(도시안됨)은 예컨대, 카퍼클로라이드 또는 투명 단결정 실리콘층으로 구성될 수 있다.
아래의 [표 1]에서 도시된 것과 같이 구리블렌드 I-VII 화합물 반도체는 실리콘과 격자상수가 유사하여 양질의 박막형성이 가능하다. 보다 바람직하게, n-형 반도체층(110)은 버퍼층의 (111) 면 위에 형성될 수 있다.
격자상수(옹스트롬) 밴드갭 에너지 (eV)
Si 5.43 1.1 (indirect)
CuCl 5.42 3.399
CuBr 5.68 2.91
CuI 6.05 2.95
사파이어와 같은 더 값비싼 종래 기판 재료와 비교하여, 상대적으로 저렴한 글래스 기판에 실리콘 버퍼층을 구성하고, 카퍼클로라이드를 형성하면 격자상수가 유사하여 양질의 카퍼클로라이드 박막층을 형성할 수 있다.
또한, 실리콘이 다이아몬드 구조를 갖는 것으로 알려져 있는 한편, 카퍼클로라이드(CuCl)는 다이아몬드 구조와 동등한 징크블렌드(zincblende) 구조를 갖는다. 특히, 실리콘 기판의 (111) 면은, 기판 상에 스택 (stack) 될 수도 있는, CuCl의 결정 구조에 적합하다.
Ⅰ- Ⅶ 화합물 반도체는 상대적으로 큰 여기자 결합 에너지 (exciton binding energy), 예를 들면, Ⅲ 족 질화물의 것들에 비해 적어도 2배 더 큰 여기자 결합 에너지를 가질 수 있는데 이로 인해서 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 [표 1]에서 도시된 Ⅰ- Ⅶ 화합물 반도체중에서 커퍼클로라이드를 PN 접합 소자로 채용하는데, 그 이유는 CuBr 및 CuI는 밴드갭 에너지가 가시광선 영역에 존재하게 되므로, 가시광선 영역의 일부의 파장의 빛을 흡수함으로써, 완전한 투명 소자로 활용되기에는 부적합하다.
상기 투명 전극층(130)은 상기 카퍼클로라이드 박막층(120) 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작한다. 예컨대, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(140)은 상기 카퍼클로라이드 박막층(120) 상부에 형성되고, 상기 제2 전극(150)은 상기 투명 전극층 상부에 형성된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 PN접합 소자는, 도 1에서 도시된 실시예에서 상기 카퍼클로라이드 박막층(120) 및 상기 투명 전극층(130)의 일부를 노출시키도록 상기 카퍼클로라이드 박막층(120) 및 상기 투명 전극층(130)을 커버하는 패시베이션층(160)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 전극(140) 및 상기 제2 전극(150)은 상기 패시베이션층(160)을 통해서 노출된 카퍼클로라이드 박막층(120) 및 투명 전극층(130)에 각각 형성될 수 있다.
이러한 PN 접합 소자는, 양자 효율이 우수하고, 또한, 자외선 영역대의 밴드갭 에너지를 가짐으로써, 양질의 투명화를 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 PN접합 소자를 적용한 태양전지의 예시적인 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양전지(300)는, 제1 기판(310), 상기 제1 기판(310)에 대향하게 배치된 제2 기판(320) 및 상기 제1 기판(310)과 상기 제2 기판(320) 사이에, 다수개가 직렬로 연결된 태양전지셀을 포함한다. 상기 태양전지(300)는, 상기 제1 기판(310)과 상기 제2 기판(320)을 접착하며, 상기 태양전지 셀을 보호하는 봉지재(340)를 더 포함할 수 있다.
상기 태양전지 셀은 P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층(120) 및 상기 카퍼클로라이드 박막층(120) 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층(130)을 포함한다. 예컨대, 상기 투명 전극층(130)은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
상기 태양전지 셀들을 직렬로 연결하기 위해서, 상기 태양전지(300)는 연결구조체(330)를 더 포함한다.
보다 상세히, 상기 제1 기판(310)는 예컨대, 투명기판으로서, 글래스 기판이 사용될 수 있다. 상기 제1 기판(310)에는 상기 투명 전극층(130)이 형성되며, 그 상부에 카퍼클로라이드 박막층(120)이 형성된다. 이때, 상기 카퍼클로라이드 박막층(120)은 서로 어긋나도록 형성될 수 있으며, 이를 통해서, 연결구조체(330)는 이웃하는 태양전지 셀의 투명 전극층(130)과 카퍼클로라이드 박막층(120)을 연결한다.
이러한 태양전지(300)는 앞서 살펴본 바와 같이, P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층의 밴드갭이 자외선 영역이므로, 가시광선에 투명하며, 자외선에 의해서 전력을 생성하므로, 채광창에 활용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치의 회로도이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치는 다수의 화소들(PX)로 구성되는 평판표시장치로서, 상기 각각의 화소들(PX)은, 도 4에서 도시된 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(s-TFT), 구동 트랜지스터(d-TFT) 및 발광 소자(PN-d)를 포함한다. 또한, 상기 각각의 화소들(PX)은 한 프레임 동안 상기 발광 소자(PN-d)의 발광을 유지시키기 위한 저장 캐패시터(Cs)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 다수의 화소들(PX)은 행방향 및 열방향을 따라서, 매트릭스 형상으로 배치될 수 있다.
예컨대, 구동전압(Vcc)과 캐소드 전압(Vcath)의 차(Vcc-Vcath)는 대략 20V로 고정될 수 있으며, 회로요소의 크기는 60Hz의 프레임 속도로 고정될 수 있다.
상기 스위칭 트랜지스터(s-TFT)는 스캔 신호(Vscan)의 인가 여부에 따라서, 온(On)/오프(Off) 된다. 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)는 상기 스위칭 트랜지스터(s-TFT)가 온(On) 되는 경우, 화소 신호(Vsig)가 인가된다. 상기 발광 소자(PN-d)는 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)에 의해 구동되어 발광한다. 이때, 상기 발광 소자(PN-d)는, P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층 및 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층을 포함한다. 예컨대, 상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함할 수 있다.
이를 위하여, 스위칭 트랜지스터(s-TFT)의 게이트 전극은 상기 스캔 신호(Vscan)가 인가되고, 상기 스캔 신호(Vscan)의 드레인 전극은 스캔 신호(Vscan)가 인가된다. 상기 스위칭 트랜지스터(s-TFT)의 소오스 전극은 구동 트랜지스터(d-TFT)의 게이트 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)의 드레인 전극은 구동전압(Vcc)과 전기적으로 연결되고, 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)의 소오스 전극은 발광 소자(PN-d)의 애노드 전극와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(PN-d)의 캐소드 전극은 캐소드 전압(Vcath)과 연결된다. 한편, 저장 캐패시터(Cs)의 제1 전극은 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)의 게이트 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 저장 캐패시터(Cs)의 제2 전극은 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)의 드레인 전극과 연결될 수 있다.
따라서, 스캔 신호(Vscan)가 스위칭 트랜지스터(s-TFT)의 게이트 전극에 인가되고, 화소 신호(Vsig)가 스위칭 트랜지스터(s-TFT)의 드레인 전극에 인가되면, 상기 화소 신호(Vsig)는 구동 트랜지스터(d-TFT)의 게이트 전극에 인가되어 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)를 턴온하며, 그에 따라서, 전류가 구동전압(Vcc)과 캐소드 전압(Vcath) 사이를 흐르게 되어 상기 발광 소자(PN-d)를 구동시킨다.
한편, 이러한 구성은 예시적인 것일 뿐, 상기 발광 소자(PN-d)를 채용하는 화소(PX)를 구동하기 위한 임의의 회로로 구성될 수도 있다.
도 5는 도 4에서 도시된 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 평판표시장치의 화소는 복수개의 박막 트랜지스터를 포함하며, 복수개의 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터(120)는 기판(100)상에 배치된 게이트 전극(521), 소오스 전극(522), 드레인 전극(523) 및 반도체층(524)을 포함한다. 도 5에서 구동 트랜지스터(d-TFT)만 개시되어 있으나 다른 스위칭 트랜지스터도 동일한 구조를 가질 수 있다.
또한, 구동 트랜지스터(d-TFT)는 게이트 절연막(513) 및 층간 절연막(515)을 더 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(d-TFT)의 구조는 상기 도 5에 개시된 형태에 한정되지 않으며, 다른 형태로 구성될 수도 있다. 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)와 제 1 기판(100) 사이에 버퍼층(511) 더 배치될 수 있다. 버퍼층(511)은 유기막으로 이루어질 수도 있다.
구동 트랜지스터(d-TFT) 상에, 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)와 같은 구동소자를 절연 및 보호하는 평탄화막(517)이 배치된다. 평탄화막(517)은 무기막으로 이루어질 수도 있고 유기막으로 이루어질 수도 있다.
상기 평탄화막(517)상에 제 1 전극(200)이 형성된다. 상기 제1 전극(200)은 상기 구동 트랜지스터(d-TFT)의 소오스 전극(522)와 전기적으로 연결된다.
제 1 전극(200)들 사이에 화소 정의막(PDL: pixel defining layer, 590)이 형성된다. 상기 화소정의막(590)은 절연성을 갖는 재료로 형성되어, 상기 제 1 전극(520)상에 화소 영역을 정의한다. 상기 화소정의막(590)은 제 1 전극(520)의 단부를 덮을 수 있다.
상기 화소정의막(590) 사이로 노출된 상기 제 1 전극(200) 상에는 카퍼클로라이드 박막층(530)이 상기 화소정의막(590)의 정의된 화소들마다 독립적으로 형성된다. 또한, 상기 카퍼클로라이드 박막층(530) 상부에는 제2 전극층(540)이 형성된다. 상기 제2 전극층(540)은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함하는 투명전극층으로 구성된다. 도4에서 살펴본 바와 같이 캐소드 전압(Vcath)은 각 화소마다 공통전압을 인가할 수 있으므로, 상기 제2 전극층(540)은 도 5에서 도시된 바와 같이, 화소정의막(590)에 의해 분리되지 않도록 형성될 수 있다.
앞선 도 1에 대한 설명에서 살펴본 바와 같이, 상기 카퍼클로라이드 박막층(530)과 투명전극층인 상기 제2 전극층(540)은 자외선 영역의 밴드갭을 가지므로, 상기 카퍼클로라이드 박막층(530)과 투명전극층인 상기 제2 전극층(540) 사이에서는 자외선 영역의 광이 발생된다.
따라서, 이를 가시광선으로 전환시키기 위해서 상기 발광 소자(PN-d)는 형광체층(550)을 더 포함한다. 상기 형광체층(550)은 동일한 파장의 가시광선을 발광하는 하나의 형광체층(550)으로 형성될 수도 있고, 컬러이미지를 표현하기 위해서, 도시된 바와 같이 레드 형광체층(R), 그린 형광체층(G) 및 블루 형광체층(B)을 형성할 수도 있다.
동일한 파장의 가시관성을 발광하는 형광체층(550)인 경우에는 상기 화소정의막(590)에 의해 구분되지 않고, 상기 제2 전극층(540)과 같이 단일막으로 형성할 수도 있으나, 레드 형광체층(R), 그린 형광체층(G) 및 블루 형광체층(B)을 형성하는 경우에는 상기 화소정의막(590)에 의해 구분되어지도록 형성한다.
이와 같이, 본 발명에 의한 P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층과, 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층으로 구성되는 PN 접합 소자는 자외선 영역의 밴드갭을 가짐으로써, 양호한 성능의 가시광에 투명한 전자소자를 구현할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: PN 접합소자
110: 투명기판 120: 카퍼클로라이드 박막층
130:투명전극층 140: 제1 전극
150: 제2 전극 160: 패시베이션층
300: 태양전지
310: 제1 기판 320: 제2 기판
330: 연결구조체 340: 봉지재
500: 평판표시장치
510: 기판 511: 버퍼층
513: 게이트 절연막 515: 층간 절연막
517: 평탄화막
522: 드레인 전극 521: 게이트 전극
542: 반도체층 523: 소오스 전극
530: 카퍼클로라이드 박막층 540: 제2 전극층
550: 형광체층
s-TFT: 스위칭 트랜지스터 d-TFT: 구동 트랜지스터
Cs: 저장 캐패시터 PN-d: 발광소자

Claims (11)

  1. 지지 기판;
    상기 지지 기판 상에 형성되어, P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층;
    상기 카퍼클로라이드 박막층 상부의 일부 영역에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층;
    상기 투명 전극층에 의해 커버되지 않은, 상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성된 제1 전극; 및
    상기 투명 전극층 상부에 형성된 제2 전극;
    을 포함하는 PN 접합 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함하는 것을 특징으로 하는 PN 접합 소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 기판은 글래스 기판, 쿼츠 기판, 알루미나 기판, 실리콘 기판, 갈륨비소 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 PN 접합 소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 카퍼클로라이드 박막층 및 상기 투명 전극층의 일부를 노출시키도록 상기 카퍼클로라이드 박막층 및 상기 투명 전극층을 커버하는 패시베이션층을 더 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 패시베이션층을 통해서 노출된 카퍼클로라이드 박막층 및 투명 전극층에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 PN 접합 소자.
  5. 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하게 배치된 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 다수개가 직렬로 연결된 태양전지 셀;
    을 포함하고,
    상기 태양전지 셀은.
    P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층; 및
    상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접착하며, 상기 태양전지 셀을 보호하는 봉지재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  8. 다수의 화소들로 구성되는 평판표시장치로서,
    상기 각각의 화소들은,
    스캔 신호의 인가 여부에 따라서, 온(On)/오프(Off) 되는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스위칭 트랜지스터가 온(On) 되는 경우, 화소 신호가 인가되는 구동 트랜지스터; 및
    상기 구동 트랜지스터에 의해 구동되어 발광하는 발광 소자;
    를 포함하고,
    상기 발광 소자는,
    P형 반도체층으로 동작하는 카퍼클로라이드(CuCl) 박막층; 및
    상기 카퍼클로라이드 박막층 상부에 형성되어, N형 반도체층으로 동작하는 투명 전극층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO) 또는 인듐징크옥사이드(IZO)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 각각의 화소들은 한 프레임 동안 상기 발광 소자의 발광을 유지시키기 위한 저장 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 각각의 화소들은 상기 투명 전극층 상부에 형성된 형광체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
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