KR20160147705A - 광전자 소자 장치, 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법 및 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상이한 실시 예들에서 제공되어 있는 광전자 소자 장치(100)와 관련이 있으며, 상기 광전자 소자 장치(100)는 전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 설계되어 있는 선형 조절기(linear controller)(124), 상기 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있는 광전자 소자(110), 및 상기 전류(Ⅰ)를 온도차(temperature difference)로 변환할 목적으로 설계되어 있는 전열 변환기(electrothermal converter)(120)를 포함하고, 이때 상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자에 열적으로 결합 되어 있고, 그리고 이때 상기 광전자 소자(110) 및 상기 전열 변환기(120)는 상기 선형 조절기(124)에 전기적으로 직렬 결합 되어 있다.
Description
상이한 실시 예들에는 광전자 소자 장치, 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법 및 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법이 제공되어 있다.
종래의 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)는 기판 위에 애노드 및 캐소드, 그리고 상기 애노드와 캐소드 사이에 유기 기능성 층 시스템을 포함한다. 상기 유기 기능성 층 시스템은 그 내부에서 전자기 방사선이 발생하는 하나 또는 다수의 이미터 층, 각각 전하 캐리어 쌍을 발생하기 위한 2개 또는 그 이상의 전하 캐리어 쌍-발생 층("charge generating layer", CGL), 그리고 전류 흐름을 조정하기 위한 하나 또는 그 이상의 전자 차단 층(정공 운반 층(들)("hole transport layer", HTL)로도 언급됨) 및 하나 또는 그 이상의 정공 차단 층(전자 운반 층(들)("electron transport layer", ETL)로도 언급됨)으로 이루어진 하나 또는 그 이상의 전하 캐리어 쌍-발생 층 구조물을 포함할 수 있다.
큰 온도 범위를 갖는 적용 예에 OLED를 사용하기 위한 현재의 제한 인자는 작동 수명이다. 상기 작동 수명은 온도 증가에 의해 강하게 감소하는데, 빈번하게는 예를 들어 OLED 온도가 25℃에서 50℃로 상승하는 경우 3배만큼, 그리고 50℃에서 75℃로 상승하는 경우 추가로 2배 내지 3배만큼 감소한다. 종래의 OLED의 경우, 작동 수명은 사전 결정된 주변 온도에서 유기 기능성 층 시스템 및 인캡슐레이션의 최적화에 의해 증가할 수 있다. 예를 들어 OLED의 자체 발열을 위해서는 OLED의 디자인, 예컨대 옆면 대 발광면의 비(ratio)가 중요할 수 있다. 마찬가지로 다른 부품들에 OLED가 열적으로 결합하는 상황은 상기 OLED의 방열을 야기할 수 있는데, 다시 말해 상기 OLED에서 발생하는 열의 일부가 방출될 수 있다. 종래의 방법에서는 OLED가 펠티에 소자(peltier element)에 의해 능동적(active)으로 냉각된다. 그러나 펠티에 소자는 통상적으로 항상 추가의 전력 소비재이다.
종래의 OLED의 전류-전압-특성 곡선(I-U-특성 곡선)은 강하게 온도 의존적이다. 사전 결정된 전류 밀도 또는 휘도를 갖는 OLED를 작동하기 위해서는 상이한 온도에서 상이한 전압이 필요하다. 그에 따라 종래의 OLED의 경우, 순방향 바이어스(forward bias)가 주변 온도에 의해 강하게 변동한다. 실온 또는 더 높은 온도에서의 작동과 비교하여 OLED는 낮은 온도에서 정격 전류를 위해 비교적 높은 전압을 필요로 한다. 자동차 분야에서 발광 다이오드의 전류 조절을 위해서는 클록 제어된 스위치 모드 전원 장치(switch mode power supplies, SMPS) 및 선형 조절기(linear controller)가 사용된다. 따라서 큰 온도 범위에서의 적용 예, 예컨대 자동차 분야에서의 적용 예를 위해서는 선형 조절기 사용시 전체 온도 범위에 대해 OLED를 통해 강하하는 최대 전압이 유도된다.
도 5에 도해 되어 있는 바와 같이, 선형 조절기(504)를 구비한 회로의 경우, OLED(502)를 통해 강하하는 최대 전압(UOLED)은 직류 전압으로서 유도된다. 상기 OLED(502)가 필요하지 않은 전압(Ureg)(Ureg = Uin - UOLED)은 상기 선형 조절기(504)에서 강하한다. 상기 선형 조절기(504)는 조절된 변동 가능한 저항으로서 작용한다. 선형 조절기의 입력 전압은 통상적으로, 낮은 온도에서 여전히 전류가 OLED에 전달될 정도로 높게 설계되어 있다. 그러나 OLED의 온도가 높으면, 선형 조절기에서 입력부와 OLED 사이의 매우 높은 전압차가 선형 조절기의 폐열의 형태로 보상된다. 그에 따라 상기 OLED(502)의 주변 온도가 높은 경우, 선형 조절기(504)에서 많은 열이 발생한다. 다시 말해, 상기 OLED(502)가 필요한 최대 전력과 특정 온도에서 필요한 전력 사이의 전압차(Ureg)는 상기 선형 조절기(504)를 통해 강하하여 폐열로 변환된다. 선형 조절기(504)가 사용된 경우, 입력 전압(Uin)은 항상 부하 전류(IOLED), 예컨대 OLED-정격 전류를 위해 필요한 순방향 바이어스(UOLED)보다 크다. 입력 전압(Uin)과 (O)LED-전압(UOLED) 사이의 차이(Ureg)는 선형 조절기에서 강하하여, 흐르는 정격 전류(IOLED)에 의해 선형 조절기(504)의 열 출력으로 변환된다. 효율을 상승시키기 위해, 이와 같은 전압차는 최소가 되어야 한다. 주어진 입력 전압(Uin)에서 OLED-전압(UOLED)의 허용 오차는 가급적 좁은 경계 안에 유지되어야 한다. 상기 OLED-전압(UOLED)의 허용 오차는 예를 들어 온도 의존적이고, 노화 및/또는 제조와 관계될 수 있다. 이와 같은 사실은 상기 선형 조절기(504)의 회로 기판상에 열적 문제들을 야기하거나, 또는 상기 선형 조절기(504)의 방열시 더 큰 복잡성을 요구할 수 있는데, 예컨대 더 큰 냉각 몸체를 요구할 수 있다. 큰 전압 범위로 인해 전체 조명 장치의 효율은 특히 높은 온도에서 낮다.
따라서 통상적으로 드라이버 개발 분야에서는 장애가 많고 비싼 스위치 모드 전원 장치 기술을 이용한다. 이 경우, OLED가 필요한 최대 전압을 통해 놓이는 직류 전압은 특정 클록 주파수(clock frequency)를 갖는 스위치에 의해 교류 전압으로 변환된다. 상기 교류 전압은 재차 정류되어 상기 OLED에 인가된다. 상기 클록 주파수 및 스위칭 시간(스위치 개방/폐쇄)에 의해 상기 직류 전압은 상기 OLED에 대해 변동될 수 있다. 상기 전압은 적은 손실로 변동될 수 있으며, 이는 높은 효율을 야기한다. 그러나 상기 OLED에서 전압은 순 직류 전압이 아니라, 오히려 전압 변동 또는 전류 변동(ripple)을 포함하는데, 이와 같은 변동들은 상기 OLED에서 바람직하지 않다. 클록 제어된 직류 전압이 교류 전압으로 변환됨으로써, 추가로 고주파 전자기 방사선이 발생한다. 이와 같은 고주파 전자기 방사선은 다른 적용 예들을 방해할 수 있으며, 따라서 복잡하게 측정되고 그리고 복잡하게 장해 억제된다. 계속해서 클록 제어된 전압 조절기의 경우, 선형 조절기의 경우보다 OLED, 회로 및 디자인에서 더 높은 복잡성이 요구된다.
선형 조절기(504)를 구비한 회로는 상기 클록 제어된 전압 조절기와 비교하여 간단하고, 비용 저렴하며, 장애에 대해 안정적이고, 방해가 되는 전자기장이 발생하지 않는다. 그러나 상기 선형 조절기(504)는 스위치 모드 전원 장치보다 낮은 효율을 갖는다. 하지만, 클록 제어된 스위치 모드 전원 장치는 현저히 더 강한 전자기 고주파 장해(electromagnetic interference, EMI)를 갖는다. 상기 스위치 모드 전원 장치는 적용 예와 관련하여 일반적으로 개발 복잡하게 그리고 비용 소모적으로 감쇠되거나 또는 장해 억제된다.
상이한 실시 형태들에서는 광전자 소자 장치, 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법 및 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법이 제공되고, 상기 실시 형태들에 의해 OLED의 작동 수명을 큰 온도 사용 범위에서 비용 저렴하게 높일 수 있다. 광전자 소자 장치의 선형 조절기에서 강하하는 전압의 온도 의존성은 감소함으로써, 결과적으로 상기 선형 조절기의 발열이 감소한다. 일반적으로 선형 조절기에서 "허비된" 에너지는 광전자 소자의 냉각을 위해 사용된다. 계속해서 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자의 인캡슐레이션 구조물이 단순화될 수 있는데, 이때 상기 인캡슐레이션 구조물의 커버, 예컨대 커버 유리 또는 인캡슐레이션 커버가 전열 변환기(electrothermal converter), 예컨대 펠티에 소자에 의해 대체된다. 수명, 에너지 효율, 비용, 전자기 고주파 장해의 우선 순위화/비교 검토에 따라서 광전자 소자의 선형 조절이 재차 기술적으로 의미 있어진다.
상이한 실시 형태들에서는 광전자 소자 장치가 제공된다. 상기 광전자 소자 장치는 전류를 제공할 목적으로 설계되어 있는 선형 조절기, 상기 전류를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있는 광전자 소자 및 전열 변환기를 포함한다. 상기 전열 변환기는 상기 광전자 소자에 열적으로 결합 되어 있다. 상기 광전자 소자, 상기 전열 변환기 및 상기 선형 조절기는 서로 전기적으로 직렬 접속되어 있다.
일 형성 예에서는 선형 조절기가 세로 방향 조절기일 수 있거나 이와 같은 세로 방향 조절기를 포함할 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자가 기판 및 상기 기판상의 전기 활성 영역을 포함할 수 있으며, 이때 상기 전기 활성 영역은 전류를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자가 전기 활성 영역 상에 또는 위에 추가로 인캡슐레이션 구조물을 포함할 수 있으며, 이때 상기 인캡슐레이션 구조물은 상기 전기 활성 영역에 유해한 물질의 침투 확산으로부터 상기 전기 활성 영역을 보호하도록 형성되어 있다.
추가의 일 형성 예에서는 인캡슐레이션 구조물이 전열 변환기를 포함할 수 있거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 될 수 있고, 그리고/또는 기판이 전열 변환기를 포함할 수 있거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자가 유기 발광 다이오드일 수 있거나 유기 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 전열 변환기가 펠티에 소자를 포함할 수 있거나 펠티에 소자와 같이 형성될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 전열 변환기가 열 분산 구조물을 포함할 수 있거나 이와 같은 열 분산 구조물에 열적으로 결합 될 수 있다. 상기 열 분산 구조물은 광전자 소자를 등지도록 배치될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 전열 변환기가 하나 또는 다수의 전열 변환기를 포함할 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 전열 변환기가 광전자 소자 상에 형성될 수 있다. 대안적으로 광전자 소자가 전열 변환기 상에 형성될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자와 전열 변환기 사이에 추가로 열 전도 구조물이 배치될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자가 열 전도 구조물에 의해 전열 변환기에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 결합 될 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 광전자 소자 장치가 추가로 스위치-스위칭 회로를 포함할 수 있고, 상기 스위치-스위칭 회로는 사전 결정된 작동 파라미터 달성시 전열 변환기의 전기적 연결을 위해 형성되어 있다. 상기 사전 결정된 작동 파라미터는 예를 들어 적용 예에 대해 특수하게 선택될 수 있다.
작동 파라미터는, 예를 들어 작동 파라미터 세트로서 하나 또는 다수의 작동 파라미터일 수 있거나 하나 또는 다수의 작동 파라미터를 포함할 수 있다. 작동 파라미터는 값, 극성 부호 및 단위를 포함하고 간단하게 작동 파라미터로 언급된다. 예를 들어 작동 파라미터는 광전자 소자, 전열 변환기 및/또는 광전자 소자 장치의 온도 값을 갖는 온도일 수 있거나 상기 온도값을 갖는 온도를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 작동 파라미터는 광전자 소자 및/또는 전열 변환기를 통한 전압 강하(voltage drop)일 수 있거나 상기 전압 강하를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 작동 파라미터는 광전자 소자 및/또는 전열 변환기를 통해 흐르는 전류일 수 있거나 또는 상기 전류를 포함할 수 있다.
추가의 일 형성 예에서는 스위치-스위칭 회로가 검출기-스위칭 회로를 포함할 수 있으며, 이때 상기 검출기-스위칭 회로는 작동 파라미터를 검출하기 위해 형성되어 있는데, 예를 들어 광전자 소자의 온도, 예컨대 광전자 소자 장치의 온도를 검출하기 위해 형성되어 있다. 상기 검출기-스위칭 회로는 전기 접속 가능한 스위치에 결합 되어 있음으로써, 상기 스위치는 사전 결정된 작동 파라미터에 대한 측정된 작동 파라미터의 비교 결과를 기초로 전열 변환기의 연결을 전환(switch)한다.
상이한 실시 형태들에서는 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 전류를 제공할 목적으로 설계되어 있는 선형 조절기의 제공 단계를 포함한다. 계속해서 상기 방법은 상기 전류를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있거나 형성되는 광전자 소자의 형성 단계를 포함한다. 계속해서 상기 방법은 전열 변환기의 형성 단계를 포함한다. 상기 전열 변환기는 상기 광전자 소자에 열적으로 결합 된다. 상기 광전자 소자, 상기 전열 변환기 및 상기 선형 조절기는 서로 전기적으로 직렬 접속된다.
상이한 형성 예들에서는 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법이 광전자 소자 장치의 특징들을 포함할 수 있고, 그리고 광전자 소자 장치는 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법의 특징들을 포함할 수 있는데, 이때 상기 특징들은 각각 바람직하게 적용 가능하다는 것을 전제로 한다.
상이한 실시 형태들에서는 상기 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따른 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 광전자 소자의 작동 파라미터의 검출 단계를 포함한다. 계속해서 상기 방법은 상기 검출된 작동 파라미터와 사전 결정된 작동 파라미터의 비교 단계를 포함한다. 계속해서 상기 방법은 상기 비교 단계의 결과를 기초로 하는 스위치 상태의 변경 단계 또는 유지 단계를 포함한다.
일 형성 예에서는 비교 단계가 측정된 작동 파라미터와 사전 결정된 작동 파라미터의 차이의 검출 단계를 포함할 수 있다.
일 형성 예에서는 전환이 온도차의 극성 부호 교체를 기초로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 도면들에 나타나 있고 다음에서 더 상세하게 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치들의 개략도이고,
도 2a 내지 도 2c는 광전자 소자 장치의 상이한 실시 예들의 개략도이며,
도 3은 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법의 개략도이고,
도 4는 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법의 개략도이며, 그리고
도 5는 종래의 광전자 소자 장치의 개략도이다.
도 1a 내지 도 1c는 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치들의 개략도이고,
도 2a 내지 도 2c는 광전자 소자 장치의 상이한 실시 예들의 개략도이며,
도 3은 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법의 개략도이고,
도 4는 상이한 실시 예들에 따른 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법의 개략도이며, 그리고
도 5는 종래의 광전자 소자 장치의 개략도이다.
다음에서 기술되는 상세 설명은 첨부된 도면들을 참조하며, 상기 도면들은 이와 같은 상세 설명의 부분을 형성하고, 그리고 상기 도면들에서는 도해를 목적으로, 본 발명이 실시될 수 있는 특수한 실시 형태들이 도시되어 있다. 이와 같은 관점에서, 예컨대 "위", "아래", "앞", "뒤", "전방", "후방" 등과 같은 방향 용어는 기술된 도면(들)의 배향을 기준으로 사용된다. 실시 형태들의 구성 소자들이 다수의 상이한 배향으로 위치 설정될 수 있기 때문에, 상기 방향 용어는 도해를 목적으로 이용되며 어떠한 방식으로도 제한되어 있지 않다. 본 발명의 보호 범위에서 벗어나지 않으면서, 다른 실시 형태들이 이용될 수 있고 구조적인 또는 논리적인 변경이 실시될 수 있는 것으로 간주된다. 특별히 다르게 제시되어 있지 않은 한, 본 출원서에 기술된 상이한 예시적인 실시 형태들의 특징들은 서로 조합될 수 있는 것으로 간주된다. 따라서 다음에서 기술되는 상세 설명은 제한하는 개념으로 간주되지 않으며, 그리고 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 규정된다.
이와 같은 상세 설명의 범주에서 "연결된", "접속된" 그리고 "결합 된"의 용어들은 직접적인 및 간접적인 연결, 직접적인 또는 간접적인 접속 그리고 직접적인 또는 간접적인 결합을 기술할 목적으로 사용된다. 도면들에서는 바람직한 경우에 한해서, 동일한 또는 유사한 소자들에 동일한 도면 부호들이 제공된다.
상이한 실시 형태들에서는 광전자 소자들이 제공되며, 이때 하나의 광전자 소자는 하나의 광학 활성 영역을 포함한다. 상기 광학 활성 영역은 이러한 광학 활성 영역에 인가된 전압에 의해 전자기 방사선을 방출할 수 있다. 상이한 실시 형태들에서 광전자 소자는, 전자기 방사선이 X-선, UV-선(A-C), 가시광선 및/또는 적외선(A-C)을 포함하는 파장 범위를 갖도록 형성되어 있다.
광전자 소자는 예를 들어 발광 다이오드(light emitting diode, LED)로서, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)로서, 발광 트랜지스터로서, 또는 유기 발광 트랜지스터, 예컨대 유기 전계효과 트랜지스터(organic field effect transistor, OFET) 및/또는 유기 전자 장치로서 형성될 수 있다. 계속해서 전자기 방사선을 방출하는 다수의 소자가 예를 들어 공동의 하우징 내에 수용되도록 제공될 수 있다. 광전자 소자는 유기 기능성 층 시스템을 포함할 수 있는데, 상기 유기 기능성 층 시스템은 동의어로 유기 기능성 층 구조물로 언급된다. 상기 유기 기능성 층 구조물은 유기물 또는 유기 혼합물을 포함할 수 있거나 상기 유기물 또는 유기 혼합물로 형성될 수 있고, 상기 유기물/유기 혼합물은 예를 들어 제공된 전류로부터 전자기 방사선을 방출할 목적으로 설계되어 있다.
유기 발광 다이오드는 소위 탑-이미터(top emitter) 및/또는 소위 바톰-이미터(bottom emitter)로서 형성될 수 있다. 바톰-이미터의 경우, 전자기 방사선이 전기 활성 영역으로부터 캐리어를 통해 방출된다. 탑-이미터의 경우, 전자기 방사선이 캐리어를 통해서가 아닌, 전기 활성 영역의 상부면으로부터 방출된다.
탑-이미터 및/또는 바톰-이미터는 광학적으로 투명하게 또는 광학적으로 반투명하게 형성될 수 있는데, 예를 들어 후속하여 기술되는 모든 층들 또는 구조물들은 흡수된 또는 방출된 전자기 방사선과 관련하여 투명하거나 또는 반투명하며, 혹은 투명하게 또는 반투명하게 형성될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자 장치(100)가 광전자 소자(110) 및 전열 변환기(120)를 포함한다. 상기 광전자 소자(110)는 상기 전열 변환기(120)에 열적으로 결합 되어 있고(예를 들어 도 1a에서 공동 경계면(106)에 의해 도해 됨), 그리고 전기적으로 결합 되어 있다(예를 들어 도 1a에서 전기 연결부(108)에 의해 도해 됨).
예를 들어 도 1c에 도해 되어 있는 바와 같이, 광전자 소자(110), 전열 변환기(120) 및 선형 조절기(124)는 서로 전기적으로 직렬 접속되어 있다.
광전자 소자(110)를 전류(Ⅰ)로 작동하기 위해서는 작동 전압(U1)이 사용된다. 예를 들어 도 1b에서 전압-온도-다이어그램(118)에 도해 되어 있는 바와 같이, 전열 변환기(120)를 전류(Ⅰ)로 작동하기 위해서는 작동 전압(U2)이 사용된다. 출력 전압(UA)은 광전자 소자(110) 및 전열 변환기(120)의 접속부들(102, 104)을 통해 강하하며, 이때:
(1) UA = U1 + U2.
예를 들어 도 1b, 도 1c에 도해 되어 있는 바와 같이, 광전자 소자 장치(100)에는 전기 에너지원(126)으로부터 전기 입력 전압(Uin)이 제공된다. 입력 전압(Uin)과 출력 전압(UA)의 전압차는 작동 중에 전압(U3)으로서 선형 조절기(124)를 통해 강하한다:
(2) U3 = Uin - UA.
선형 조절기(124)를 통해서는 작동 중에 상기 조절기(124)의 형성 예에 따라서 최소 전압(U3(minimum)), 예컨대 1.5V가 강하한다. 이와 같은 최소 전압은 상기 선형 조절기(124)에 연결되어 있는 부하(UA)와 무관하다. 광전자 소자(110)를 작동하기 위해서는 상기 광전자 소자(110)에 대해 허용 가능한 최대 온도에서, 예컨대 4V 내지 5V의 범위 내의 최소 전압(Umin)이 필요하다.
예를 들어 도 1b에 도해 되어 있는 바와 같이, 작동 전압들(U1, U2)은 광전자 소자 장치(100)의 온도(T), 예를 들어 광전자 소자(110) 및 전열 변환기(120)의 온도(T)에 의존한다.
에너지원(126)은 선형 조절기(124)를 구비한 회로 내에서 Tmin 내지 Tmax, 예컨대 -40℃ 내지 +85℃의 주변 온도 범위에 대해 전압(Uin)을 제공하며, 상기 전압은 예를 들어 온도 범위 내에서 일정하다. 위에서 이미 (2)에 기술된 바와 같이, 전압차는 전압(U3)으로서 선형 조절기(124)를 통해 폐열의 형태로 강하하며, 조절기 범위로도 언급될 수 있다. 상기 주변 온도 범위는 소자 장치의 외부 주변의 온도 범위이다. 대안적으로, 광전자 소자가 광전자 소자 장치의 추가 구성 소자들로부터 열적으로 분리되어 있는 경우에 또는 그 반대로 구성 소자들이 광전자 소자로부터 열적으로 분리되어 있는 경우에 주변 온도 범위는 소자 외부 주변의 온도 범위이다.
광전자 소자 장치(100)는 상이한 실시 예들에서 선형 조절기(124)를 포함한다. 상기 선형 조절기(124)는 전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 설계되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 선형 조절기(124)가 세로 방향 조절기이거나 이와 같은 세로 방향 조절기를 포함한다. 상기 세로 방향 조절기는 설정 가능한 전류 조절기, 예컨대 2-단자-전류원 및/또는 정전류 조절기이고, 그리고/또는 설정 가능한 전압 조절기이며, 이러한 전류 조절기 또는 전압 조절기를 포함하거나 상기 전류 조절기 또는 전압 조절기와 같이 구성되어 있다. 추가적으로 선형 조절기(124)는 가로 방향 조절기를 포함할 수 있다. 예를 들어 스위치-스위칭 회로는 예를 들어 아래에서 상세하게 기술된 바와 같이, 전류의 일부가 전열 변환기를 스쳐 지나가서 예컨대 추가의 전열 변환기 또는 추가의 소자로 안내되도록 하기 위해 가로 방향 조절기를 포함할 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자 장치(100)가 전기 에너지원(126)을 포함한다. 선형 조절기(124)는 상기 전기 에너지원(126)에 전기적으로 결합 됨으로써, 상기 선형 조절기(124)는 전류(Ⅰ)를 제공한다.
상기 전기 에너지원(126)은, 예를 들어 대략 -40℃ 내지 대략 +85℃의 광전자 소자 장치(100)의 온도 범위 내에서 상기 전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 형성되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110)가 상기 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 설계되어 있는 전자 발광 물질을 갖는 유기 기능성 층 구조물(212)을 포함한다.
상이한 실시 예들에서는 전자기 방사선이 가시광선 또는 적외선이거나 이와 같은 가시광선 또는 적외선을 포함한다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자의 작동 수명이 작동 중에 상기 광전자 소자의 능동 냉각 공정에 의해 증가한다. 상기 능동 냉각 공정은 상이한 실시 예들에서 특히 전열 변환기(120)에 의해 구현된다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 펠티에 소자이거나 이와 같은 펠티에 소자를 포함한다.
상이한 실시 예들에서는, 전열 변환기(120)가 작동 중에 제 1 온도를 갖는 제 1 표면 및 제 2 온도를 갖는 제 2 표면을 포함하도록, 전열 변환기(120)가 형성되어 있고 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되어 있으며, 이때 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 낮고, 이때 상기 제 2 온도에 대한 상기 제 1 온도의 차이가 온도차이다. 상이한 실시 예들에서는 제 1 표면 또는 제 2 표면이 광전자 소자(110)에 결합 되어 있다. 상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)의 냉각 및/또는 가열을 위해 배치되어 있다.
전열 변환기(120), 예컨대 펠티에 소자에 의해, 큰 온도 범위(Tmax - Tmin ＞ ~ 50℃) 내에서 작동될 수 있는 광전자 소자(110)의 작동 수명이 증가할 수 있는데, 예를 들어 몇몇 ㎠ 내지 예컨대 약 16㎠의 광학 활성면을 갖는 예를 들어 경제적 관점 및 디자인 기술적 관점에 기초한 자동차 분야의 OLED의 작동 수명이 증가할 수 있다. 그에 따라 추가적으로 선형 조절기(124)의 전력 손실(U3 · I)은 감소할 수 있고, 그 결과 상기 선형 조절기의 발열 및 열적 부하가 감소한다. 예를 들어 도 1c에 도해 되어 있는 회로에서 전열 변환기(120)는 통상적으로 선형 조절기(124)에서 변환된 에너지의 일부를 광전자 소자의 냉각을 위해 사용할 수 있다. 광전자 소자(110)는 더 낮은 온도에서 더 긴 수명을 갖는다. 그에 따라 광전자 소자 장치(100)의 전력 총계가 동일한 경우, 광전자 소자(110)의 작동 수명은 전열 변환기(120)에 의한 냉각 공정에 의해 증가할 수 있다. 다른 말로 하면: 일반적으로 선형 조절기(124)에서 "허비된" 에너지는 광전자 소자(110)의 냉각 공정을 위해 사용되고, 그에 따라 상기 광전자 소자(110)의 작동 수명을 높인다. 그뿐만 아니라, 광전자 소자(110)의 방열은 선형 조절기(124)의 발열을 줄이는데, 그 이유는 상기 선형 조절기(124)를 통한 전압 강하(U3)가 전열 변환기(120)를 통한 전압 강하(U2)만큼 감소하기 때문이다. 따라서 작동 수명을 늘리기 위해서 이미 제공될 전기 에너지를 초과하는 전기 에너지는 전혀 필요하지 않거나 소비되지 않는다. 그에 따라 수명, 에너지 효율, 비용 및 전자기 고주파 장해의 우선 순위화/비교 검토에 따라서 선형 조절이 일반적으로 재차 광전자 소자의 적용 예에 대해 기술적으로 의미 있어질 수 있다.
계속해서 전열 변환기는 인캡슐레이션 구조물, 예컨대 스크래칭 보호부로서 작용할 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 클록 제어된 전압 조절기 및/또는 전류 조절기가 선형 조절기(124) 대신에 사용될 수 있다. 그럼으로써 선형 조절기(124)의 경우에서와 같이 광전자 소자(110)의 작동 수명이 증가할 수 있다. 직렬 회로에 의해 전열 변환기(120)의 전력 공급을 위한 자체 조절 회로는 생략된다. 상기 클록 제어된 전압 조절기 및/또는 전류 조절기는 회로 내 큰 추가 복잡성 없이 광전자 소자(110)를 위해 함께 사용될 수 있지만, 이때 전열 변환기(120)는 클록 제어된 전류 조절기에서 추가적인 전력을 요구할 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 열 분산 구조물을 포함하거나 이와 같은 열 분산 구조물에 열적으로 결합 되어 있다. 상기 열 분산 구조물은 예를 들어 광전자 소자(110)를 기준으로 등지도록 배치되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 열 분산 구조물이 능동 열 분산 구조물, 예컨대 열 전도 파이프, 팬(fan) 및/또는 추가의 전열 변환기(120)이다.
상이한 실시 예들에서는 열 분산 구조물이 수동(passive) 열 분산 구조물, 예컨대 냉각 몸체이다.
상이한 실시 예들에서는 열 분산 구조물이 제 1 표면 및 제 2 표면을 포함하고, 이때 상기 제 1 표면 및/또는 상기 제 2 표면은 상기 열 분산 구조물의 열 교환을 위해 형성되어 있는데, 예를 들어 서로 열적으로 분리되어 있지 않다. 상기 열 분산 구조물의 제 1 표면은 예를 들어 전열 변환기(120)의 제 2 표면에 열적으로 결합 될 수 있고, 그리고 상기 열 분산 구조물의 제 2 표면은 광전자 소자 장치(100)로부터 열적으로 분리될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 하나 또는 다수의 전열 변환기(120)를 포함한다. 상이한 실시 예들에서는 하나의 전열 변환기(120)가 하나 또는 다수의 펠티에 소자를 포함한다.
상이한 실시 예들에서는, 추가의 전열 변환기(120)가 대략 제 2 온도를 갖는 제 3 표면 및 제 3 온도를 갖는 제 4 표면을 포함하도록, 적어도 하나의 추가 전열 변환기(120)가 제 1 전열 변환기(120)에 열적으로 결합 되어 있으며, 이때 제 1 온도에 대한 상기 제 3 온도의 온도차 값은 제 1 온도에 대한 상기 제 2 온도의 온도차 값보다 크다.
상이한 실시 예들에서는 추가의 전열 변환기(120)가 제 1 전열 변환기(120)에 전기적으로 직렬 결합 되어 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 (상기) 추가의 전열 변환기(120)는 제 1 전열 변환기(120)에 전기적으로 병렬 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110) 상에 형성되어 있다. 대안적으로 광전자 소자(110)가 전열 변환기(120) 상에 형성되어 있다.
또한, 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110)와 전열 변환기(120) 사이에 열 전도 구조물이 형성되어 있다. 예를 들어 도 1a에서 접촉부(106)에 의해 도해 되어 있는 바와 같이, 상기 광전자 소자(110)는 예를 들어 상기 열 전도 구조물에 의해 상기 전열 변환기(120)에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 열 전도 구조물이 열 전도 페이스트이거나 이와 같은 열 전도 페이스트를 포함한다.
상이한 실시 예들에서는 열 전도 페이스트가 열 전도 접착층으로서 형성되어 있고, 광전자 소자(110)는 상기 열 전도 접착층에 의해 전열 변환기(120)에 연결되어 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 열 전도 구조물은 열 전도성 박막이거나 이와 같은 열 전도성 박막을 포함하는데, 예를 들어 금속 함유 박막이거나 이와 같은 금속 함유 박막을 포함한다.
상이한 실시 예들에서는, 전열 변환기(120)와 광전자 소자(110) 사이에 공기 틈 또는 진공이 형성되도록 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)에 대해 간격을 두고 배치되어 있는데, 예를 들어 1㎛보다 작은 간격, 예컨대 0.5㎛보다 작은 간격, 예컨대 0.1㎛보다 작은 간격을 두고 배치되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110) 및 전열 변환기(120)가 선형 조절기(124)에 전기적으로 직렬 결합 되어 있다. 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자 장치(100)가 전기 와이어 연결부를 포함하고, 이때 광전자 소자(110)와 전열 변환기는 상기 와이어 연결부에 의해 전기적으로 결합 되어 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 광전자 소자(110)와 전열 변환기는 공동의 전기 전도성 층을 포함하고 이와 같은 전기 전도성 층에 의해, 예를 들어 공동 전극에 의해 전기적으로 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자 장치가 스위치-스위칭 회로(122)를 포함하고, 예를 들어 도 1b에 도해 되어 있는 바와 같이, 상기 스위치-스위칭 회로는 사전 결정된 작동 파라미터 달성시, 예컨대 사전 결정된 온도(T*) 달성시 전열 변환기(120)의 전기적 연결을 위해 형성되어 있다. 사전 결정된 온도(T*)는 상이한 실시 예들에서 전열 변환기(120)가 연결되는 온도이다. 예를 들어 도 1b에서 T*에서 불연속적인 UA에 의해 도해 되어 있는 바와 같이, 예를 들어 연결 이후에 UA는 곧 U1일 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 작동 파라미터가 예컨대 작동 파라미터 세트로서 하나 또는 다수의 작동 파라미터이거나 이와 같은 하나 또는 다수의 작동 파라미터를 포함한다. 예를 들어 작동 파라미터는 광전자 소자, 전열 변환기 및/또는 광전자 소자 장치의 온도, 그리고/또는 소자 장치의 주변 온도일 수 있거나 상기 온도 및/또는 주변 온도를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 작동 파라미터는 광전자 소자 및/또는 전열 변환기를 통한 전압 강하일 수 있거나 상기 전압 강하를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 작동 파라미터는 광전자 소자 및/또는 전열 변환기를 통해 흐르는 전류일 수 있거나 상기 전류를 포함할 수 있다. 상이한 실시 예들에서는 스위치-스위칭 회로(122)는 검출기-스위칭 회로, 예컨대 제어 전자 장치를 포함한다. 상기 검출기-스위칭 회로는 적어도 하나의 작동 파라미터를 검출할 목적으로 형성되어 있다. 상기 검출기-스위칭 회로는 예를 들어 선형 조절기(124) 및/또는 광전자 소자(110), OLED를 통한 전압 강하를 검출할 수 있는데, 예를 들어 측정할 수 있으며, 그리고/또는 온도를 측정할 수 있다. 검출된 작동 파라미터, 예를 들어 검출 또는 측정된 온도, 검출 또는 측정된 전압 및/또는 검출 또는 측정된 전류에 따라서, 상기 검출기-스위칭 회로는 예를 들어 로직-스위칭 회로에 의해 전열 변환기(120)가 접속 또는 연결되어야 하는지 결정할 수 있다.
측정된 작동 파라미터가 사전 결정된 작동 파라미터에 도달하는 경우, 예를 들어 상회(exceed)하거나 하회(fall below)하는 경우, 스위치-스위칭 회로(122)는 직접 전환되도록 형성될 수 있다. 예를 들어 광전자 소자(100)의 측정된 온도가 사전 결정된 온도(T*)에 도달하는 경우, 예를 들어 상회하거나 하회하는 경우, 스위치-스위칭 회로는 예컨대 온도 스위치로서, 예를 들어 바이메탈 스위치(bimetal switch) 또는 서미스터(thermistor)의 형태로 형성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로 스위치-스위칭 회로(122)는 전기적으로 접속 가능한 스위치(S), 예를 들어 트랜지스터, 사이리스터(thyristor), 예컨대 열적으로 접속 가능한 사이리스터를 포함할 수 있고, 그리고/또는 예컨대 로직-스위칭 회로를 구비한 통합된 회로를 포함할 수 있다.
스위치-스위칭 회로(122)는 전기적으로 접속 가능한 스위치(S)에서 검출기-스위칭 회로를 포함할 수 있다. 상기 검출기-스위칭 회로는 적어도 하나의 작동 파라미터, 예를 들어 적어도 광전자 소자(110)의 온도(T), 예컨대 광전자 소자 장치(100)의 온도(T)를 검출할 목적으로 형성되어 있다. 스위치(S)가 사전 결정된 작동 파라미터에 대한 검출된 작동 파라미터의 비교 결과를 기초로, 예를 들어 온도(T) 대 사전 결정된 온도(T*)의 비를 기초로 전열 변환기의 연결을 전환하도록 상기 검출기-스위칭 회로는 전기적으로 접속 가능한 스위치(S)에 결합 되어 있다. 예를 들어 스위치(S)는 사전 결정된 온도(T*)에 대한 온도(T)의 온도차를 검출함으로써 연결을 전환할 수 있다. 상기 온도차의 검출은 예를 들어 통합된 스위칭 회로 내에서 이루어질 수 있다. 사전 결정된 작동 파라미터는 상기 통합된 스위칭 회로에 결합 되어 있는 전기 저장기 내에 또는 상기 통합된 스위칭 회로의 입력부에 제공될 수 있다.
적어도 하나의 제 1 작동 파라미터 및 제 2 작동 파라미터를 포함하는 작동 파라미터 세트에서 스위치(S)가 전환되어야 하는지 결정하는 경우에 상기 제 1 작동 파라미터가 상기 제 2 작동 파라미터보다 더 높은 중요도를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 작동 파라미터가 사전 결정된 작동 파라미터에 도달하고, 상기 제 2 작동 파라미터는 도달하지 못한 경우에 스위치(S)는 전환될 수 있다. 상기 중요도는 예를 들어 로직-스위칭 회로에 의해, 예컨대 순번에 의해 구현될 수 있는데, 예를 들어 작동 파라미터가 검출되는 검출기-루프에 의해 구현될 수 있다.
펠티에 소자는 예를 들어 작은 표면들, 예컨대 몇몇 ㎠의 표면적을 갖는 표면들의 냉각에 적합하다. 광전자 소자(110)의 능동 냉각 공정을 위해서는 전력이 필요함으로써, 그 결과 전체 광전자 소자 장치(100)의 전력 효율은 감소할 수 있다. 전열 변환기(120)는 상이한 실시 예들에서 선형 조절기(124)와 함께 광전자 소자(110)에 전기적으로 직렬 접속되어 있다. 그럼으로써 상기 광전자 소자(110)의 작동 전류(Ⅰ)는 상기 전열 변환기(120)를 통해 흐른다. 예컨대 펠티에 소자 형태의 전열 변환기(120)는 상이한 실시 예들에서 제 1 온도를 갖는 제 1 표면 및 제 2 온도를 갖는 제 2 표면을 포함하고, 이때 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 낮고, 그리고 이때 열 흐름이 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 이루어질 수 있도록 상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면에 열적으로 결합 되어 있다. 광전자 소자(110)의 냉각을 위해서는 상기 제 1 표면이 상기 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되어 있다. 광전자 소자(110)의 가열을 위해서는 상기 제 2 표면이 상기 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 제 1 표면, 다시 말해 냉각 측면을 구비한 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되어 있는데, 예를 들어 상기 광전자 소자 상에 열 전도성 접착 물질에 의해 접착되어 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 광전자 소자(110)에 전열 변환기(120)의 제 1 표면이 열적으로 결합 되어 있는지 또는 제 2 표면이 열적으로 결합 되어 있는지의 선택이, 예를 들어 스위치-스위칭 회로의 하나 또는 다수의 스위치에 의해, 예컨대 상기 전열 변환기(120)를 통해 흐르는 전류 방향을 설정함으로써 전기적으로 이루어질 수 있다. 상기 목적을 위해, 상기 스위치-스위칭 회로(122)는 예를 들어 스위치-어레인지먼트(switch arrangement)를 포함할 수 있는데, 상기 스위치-어레인지먼트에 의해 직렬 회로 내에서 상기 전열 변환기(120)를 통해 흐르는 전류 방향이 설정될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)의 인캡슐레이션 구조물(228)의 일부로서, 예컨대 커버로서 형성되어 있다.
예를 들어 도 1b에 도해 되어 있는 바와 같이, 온도가 높은 경우에 광전자 소자(110)에서 전압 강하(U1)는 비교적 작다. 예를 들어 도 1c에 도해 되어 있는 바와 같이, 전열 변환기(120)를 통해 강하하는 전압(U2)은 회로 내에서 선형 조절기(124)의 출력부(102)에서 전압(UA)을 높이고, 그에 따라 예를 들어 Uin - U1(Tmax) 범위에서 Uin - UA(Tmax) 범위로 상기 선형 조절기(124)의 조절기 범위 또는 온도 상승을 줄인다. Uin과 U1(Tmin) 또는 Uin과 UA(Tmin) 사이의 전압은 부하와 무관하게 작동 중에 선형 조절기(124)를 통해 상기 선형 조절기(124)의 구조적 형상에 따라 강하하는 전압이며, 예컨대 ~1.5V의 드롭아웃-전압(dropout voltage)으로도 언급된다.
전열 변환기(120)에서 강하하는 전압(U2)은 선형 조절기(124)를 구비한 드라이버 내 변동 가능한 저항에서 강하하는, 다시 말해 열로 변환될 수 있는 전압(U3)보다 작거나 같다. 따라서 전열 변환기(120), 예컨대 펠티에 소자는 광전자 소자 장치의 상이한 실시 예들에서 추가적인 전력 소비재가 아닐 수 있는데, 그 이유는 상기 전열 변환기(120)가 오로지 그 밖에 폐열로 변환될 전압(U3)만을 소비하거나 또는 부분적으로 소비하기 때문이다.
전열 변환기(120)는 상이한 실시 예들에서, 높은 전압(U1)이 광전자 소자(110)를 통해 강하하는 낮은 온도(T ＜ T*)에서 스위치(S)를 구비한 스위치-스위칭 회로(122)에 의해 연결될 수 있다. 이 경우, T*는 상기 전열 변환기(120)가 연결되는 사전 결정된 온도일 수 있다. 상기 사전 결정된 온도(T*)는 광전자 소자(110), 전열 변환기(120)의 형성 예에 의존할 수 있는데, 예를 들어 상기 광전자 소자 및 전열 변환기의 냉각 전력 또는 가열 전력에 의존할 수 있고, 그리고/또는 상기 전열 변환기(120)와 상기 광전자 소자(110)의 열적 결합 및/또는 상기 광전자 소자의 주변에 의존할 수 있다. 상기 사전 결정된 온도(T*)는 예를 들어, UA(T ＜ T*)가 U1(T ＜ T*)에 대해 작거나 같도록, 또는 Uin에 대해 작거나 같도록 선택될 수 있다.
전열 변환기(120)의 연결 이후에, 이와 같은 전열 변환기는 더 이상 광전자 소자(110)를 냉각하지 않는데, 그 이유는 예를 들어 냉각 공정이 더 이상 요구되지 않기 때문이며, 그에 따라 선형 조절기(124)에 의해 유도되는 추가적인 전압 강하도 야기되지 않는다. 따라서, 예를 들어 T ＜ T*에 대해 UA가 U1의 파형을 따르는 도 1b에 도해 되어 있는 바와 같이, 선형 조절기(124)의 출력부(102)에서의 최대 전압이 T ＜ T*에 대해 광전자 소자를 위해 제공될 수 있다.
그럼으로써, 전열 변환기(120)를 갖지 않는 광전자 소자 장치(100)와 관련하여, 광전자 소자 장치(100)를 작동하기 위해 예를 들어 전열 변환기(120)를 작동하기 위한 추가적인 전력이 필요하지 않다.
도해를 목적으로 일 실시 예에는 광전자 소자(110)가 적층된 적색 유기 발광 다이오드(110)로 형성되어 있다. 대략 2500cd/㎡의 전형적인 휘도를 위해서는 전류 밀도가 약 15mA/㎠이다. 필요한 전류 밀도는 실제로 온도 의존적이며, 그 결과 예를 들어 16㎠ 크기의 OLED(110)는 약 0.25A의 전류(Ⅰ)를 요구한다. 상기 OLED(110)는 예를 들어 휘도에 의해 사전 결정된 전류 밀도에서 도 1b에서 개략적으로 도해 된 작동 전압(U1)의 온도 의존성을 갖는다. 상기 OLED(110)의 온도(T)의 변화로 인한 작동 전압(U1)의 백분율 변화는 실질적으로 유기 기능성 층 구조물(212)의 형성 예와 무관한데, 예를 들어 유기 기능성 층 구조물(212)이 얼마나 많은 유기 기능성 층 구조물-유닛(216, 220)을 포함하는지, 예컨대 하나, 두 개 또는 그 이상의 적층된 유기 기능성 층 구조물-유닛을 포함하는지와 무관하거나, 혹은 상기 OLED(110)에 의해 방출된 광이 어떤 색상을 갖는지와 무관하다.
예를 들어 도 1c에서 도해 되어 있는 바와 같이, 전압(UA)은 선형 조절기(124)에서 설정된 전류(Ⅰ)가 직렬 회로 내에서 흐르도록 조절된다. 전압(Uin - UA = U3)은 선형 조절기(124)에서 강하하여 열로 변환된다.
OLED를 Tmin, 예컨대 -40℃에서 여전히 전류(Ⅰ)로 작동할 수 있기 위해서는 Tmin에서 전압(Uin = U1(Tmin) + U3(~min.) = 9.5V + 1.5V = 11V)이 필요하다. 이 경우, U3(minimum) = 1.5V은 예컨대 부하와 무관하게 작동 중에 선형 조절기(124)를 통해 강하하는 전압이다.
T ＞ Tmin, 예컨대 실온 (RT)/+25℃에서 OLED(110)가 작동하는 경우에 상기 OLED는 ~ 6V의 순방향 바이어스(U1(RT))를 갖고, 이와 같은 방식으로 고정된 전압 Uin = 11V의 경우에 선형 조절기(124)에서 예컨대 11V - 약 6V = ~5V의 전압(U3(RT))이 강하한다. 따라서 본 예시에서 실온에서 전체 전력의 5/11가 선형 조절기(124)에서 열로 변환되고, 그리고 단지 전체 전력의 6/11만이 전자기 방사선으로 변환되도록 OLED(110) 내에 제공된다. 전압이 Uin = 11V인 경우에 동일한 온도에서 펠티에 소자는 OLED(110)의 냉각을 위해 전압(U2 = Uin - U1 - U3 = 약 11V - 6V - 1.5V = 3.5V)을 이용할 수 있다. 낮은 온도(T ＜ T*)에서는 OLED(110)에서 작동 전압이 최대일 수 있다. 상이한 실시 예들에서는 이와 같은 온도에서 펠티에 소자가 작동되지 않고 그리고/또는 스위치(S)에 의해 연결되지 않는다. 높은 온도에서는 OLED(110)가 더 낮은 작동 전압(U1)을 필요로 한다. 전압(Uin - U1(T ＞ Tmin))은 OLED(110)를 작동하기 위해 필요하지 않고 펠티에 소자를 작동하기 위해 이용될 수 있다. 상기 펠티에 소자는 OLED(110) 및 선형 조절기(124)의 작동 온도를 낮추는데, 그 이유는 U3가 펠티에 소자에 의해 감소하기 때문이며, 그에 따라 광전자 소자 장치(100)의 작동 수명은 증가할 수 있다. OLED(110)를 위한 작동 전압(U1)은 온도(T ＞ Tmin)가 상승함에 따라 감소하는 반면, 펠티에 소자의 작동 전압(U2)은 온도가 상승함에 따라 증가한다. 전류 세기는 OLED(110)의 적용 예에 의해 사전 결정되어 있는데, 예를 들어 적용 예에 대해 특수한 OLED(110)의 휘도에 의해 사전 결정되어 있다. 그럼으로써 직렬 회로 내에서 유도될 전압 범위는 감소할 수 있다. 다른 말로 하면: 조절기 범위는 감소할 수 있고, 그에 따라 더 작은 조절기 범위를 갖는 선형 조절기(124)가 사용될 수 있다.
다른 말로 하면:
예를 들어 -40℃ 내지 +80℃의 전체 온도 범위에서 OLED를 사용하기 위해, 예컨대 11V의 전압(Uin)이 준비될 수 있다.
50℃에서는 OLED가 예를 들어 대략 5.5V의 전압을 필요로 한다. 예를 들어 펠티에 소자로 형성되어 있는 전열 변환기(120)에 대하여, 상기 펠티에 소자는 OLED의 냉각을 위해 Uin - U1 - U3, 예컨대 = 대략 11V - 5.5 V - 1.5V = 대략 4V를 이용할 수 있다.
냉각 전력을 제공한 이후에(도해 되어 있지 않음), 다시 말해 펠티에 소자의 냉각 측면 및 가열 측면의 온도차 함수(△T(℃))로 냉각 측면에서 제거된 열(OC(W))은 0.25A 내지 대략 5V의 전류에서 열이 예컨대 종래의 단순한 펠티에 소자로부터 방출될 수 있다는 것을 명백하게 보여준다. 이 경우, 펠티에 소자에서 전압 강하는 1.5V보다 작다. OLED는 직접 이와 같은 단순한 펠티에 소자를 이용하여, 주변 온도가 50℃인 경우에 주변 온도보다 대략 5℃ 아래의 온도로 냉각될 수 있다.
OLED의 작동에 의한 열 도입은 대략 I·U = 5.5V·0.25A = 1.3W이다. 그에 따라 펠티에 소자의 냉각 전력은 상기 OLED의 자체 발열을 보상하고 심지어 상기 OLED의 자체 발열을 추가로 냉각시키기에 아직 충분하다.
진홍색 광을 방출하는 OLED들 및 적층되지 않은 OLED들은 위의 예시에서와 동일한 2500cd/㎡의 휘도에 대해, 25℃에서 예컨대 대략 30mA/㎠ 내지 40mA/㎠의 더 높은 전류 세기를 갖는 전류(I) 및 4V 내지 5V를 필요로 한다. 그에 따라 이와 같은 16㎠ 크기의 OLED(110)는 대략 예컨대 0.5A의 전류 세기를 갖는 전류를 필요로 한다. 50℃에서는 위의 예시에서와 동일한 펠티에 소자가 대략 Uin - U1 - U3 = 약 1.5 ·4.5V - 4V - 1.5V = 1.25V를 사용할 수 있다. 상기 더 높은 전류에 의해 상기 펠티에 소자로부터 더 높은 열량이 방출될 수 있고, 그리고 상기 OLED(110)는 상기 예시에서보다 더 낮은 온도로 냉각될 수 있다.
직렬 회로에서 전류가 높으면 높을수록, 펠티에 소자들은 전열 변환기(120)로서 광전자 소자(110)를 냉각시키기에 더 적합해진다. 펠티에 소자들의 이와 같은 특성은 OLED들에 이상적인데, 그 이유는 예를 들어 짙은 색조를 위해, 예컨대 진홍색을 위해 요구되는 더 높은 전류에 의해 더 높은 전력 또한 공급되어 그에 따라 열로 변환되기 때문이다. 그에 따라 전열 변환기(120)를 구비한 광전자 소자 장치(100)는, 광전자 소자(110)가 높은 강도로 작동되는 적용 예들에 특히 적합하다. 자동차 분야에서는 이와 같은 적용 예들이, 예를 들어 미등(rear light)보다 더 높은 휘도로 작동되는 브레이크 등(brake light)과 같은 예컨대 신호등들이다. 이 경우, 상기 더 높은 전류는 펠티에 소자에 의해 효율적인 냉각 공정을 구현한다. 이와 같은 상대적으로 높은 전류 밀도에서 광전자 소자(110)의 더 강한 자체 발열로 인해, 상기 광전자 소자(110)의 냉각은 예를 들어 작동 수명과 관련하여 중요하다.
예를 들어 도 2A에 개략적으로 도해 되어 있는 바와 같이, 광전자 소자(110)는 상이한 실시 예들에서 기판(230), 상기 기판(230) 상의 전기 활성 영역(206) 및 상기 전기 활성 영역(206) 위의 그리고 주변의 인캡슐레이션 구조물(228)을 포함한다.
상기 기판(230)은 캐리어(202) 및 제 1 배리어 층(204)을 포함할 수 있다.
상기 캐리어(202)는 유리, 석영 및/또는 반도체 재료를 포함하거나 상기 유리, 석영 및/또는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐리어는 플라스틱 박막 또는 하나 또는 다수의 플라스틱 박막을 포함하는 적층물을 포함하거나 상기 플라스틱 박막 또는 플라스틱 박막 적층물로 형성될 수 있다. 플라스틱은 하나 또는 다수의 폴리올레핀(예컨대 높은 또는 낮은 밀도의 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP))을 포함하거나 상기 폴리올레핀으로 형성될 수 있다. 또한, 플라스틱은 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티롤(PS), 폴리에스테르 및/또는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰(PES) 및/또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 포함하거나 상기 물질들로 형성될 수 있다. 상기 캐리어(202)는 예를 들어 구리, 은, 금, 백금, 철과 같은 금속, 예를 들어 강철과 같은 금속 화합물을 포함하거나 상기 금속 또는 금속 화합물로 형성될 수 있다.
상기 캐리어(202)는 불투명하게, 반투명하게 또는 심지어 투명하게 구현될 수 있다. 상기 캐리어(202)는 미러 구조물의 일부일 수 있거나 이와 같은 미러 구조물을 형성할 수 있다. 상기 캐리어(202)는 예를 들어 박막으로서, 기계적으로 강성의 영역 및/또는 기계적으로 연성의 영역을 포함하거나 상기 강성의 영역 및/또는 연성의 영역으로 형성될 수 있다. 상기 캐리어(202)는 전자기 방사선을 위한 도파관(waveguide)으로서 형성될 수 있는데, 예를 들어 광전자 소자(200)의 방출 또는 흡수된 전자기 방사선에 대해 투명 또는 반투명할 수 있다.
상기 제 1 배리어 층(204)은 다음의 재료들: 산화알루미늄, 산화아연, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화하프늄, 산화탄탈, 산화란탄늄, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 알루미늄 도핑 된 산화아연, 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드), 나일론 66 중 하나의 재료 그리고 상기 재료들의 혼합물들 및 합금들을 포함하거나 상기 재료들 중 하나의 재료, 상기 재료들의 혼합물들 및 합금들로 형성될 수 있다.
상기 제 1 배리어 층(204)은 다음의 방법들: 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD), 예컨대 플라즈마 강화 원자층 증착법(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD) 또는 플라즈마 없는 원자층 증착법(Plasma-less Atomic Layer Deposition, PLALD), 화학 기상 증착법(Chamical Vapor Deposition, CVD), 예컨대 플라즈마 강화 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 또는 플라즈마 없는 기상 증착법(Plasma-less Chemical Vapor Deposition, PLCVD) 중 하나의 방법에 의해 형성될 수 있거나, 대안적으로 다른 적합한 증착법들에 의해 형성될 수 있다.
다수의 부분 층을 포함하는 제 1 배리어 층(204)의 경우, 모든 부분 층들은 원자층 증착법에 의해 형성될 수 있다. 단지 ALD-층들만을 포함하는 층 시퀀스는 "나노 적층물"로 언급될 수도 있다.
다수의 부분 층을 포함하는 제 1 배리어 층(204)의 경우, 상기 제 1 배리어 층(204)의 하나 또는 다수의 부분 층은 원자층 증착법과 다른 증착법에 의해, 예컨대 기상 증착법에 의해 증착될 수 있다.
상기 제 1 배리어 층(204)은 대략 0.1㎚(원자층) 내지 대략 1000㎚의 층 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어 일 형성 예에 따라 대략 10㎚ 내지 대략 100㎚의 층 두께, 예컨대 일 형성 예에 따라 대략 40㎚의 층 두께를 가질 수 있다.
상기 제 1 배리어 층(204)은 하나 또는 다수의 고굴절 재료를 포함할 수 있는데, 예를 들어 높은 굴절률, 예컨대 적어도 2의 굴절률을 갖는 하나 또는 다수의 재료를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어 상기 캐리어(202)가 밀폐형으로 형성되어 있는 경우를 위해, 예컨대 유리, 금속, 금속 산화물을 포함하거나 상기 유리, 금속, 금속 산화물로 형성되어 있는 경우를 위해, 상이한 실시 예들에서 제 1 배리어 층(204)은 완전히 생략될 수 있는 것으로 간주된다.
상기 활성 영역(206)은 전기 활성 영역(206) 및/또는 광학 활성 영역(206)이다. 상기 활성 영역(206)은 예를 들어 광전자 소자(110)를 작동하기 위한 전류가 흐르고 그리고/또는 전자기 방사선이 발생 및/또는 흡수되는 광전자 소자(110)의 영역이다. 상기 전기 활성 영역(206)은 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있다.
상기 전기 활성 영역(206)은 제 1 전극(210), 유기 기능성 층 구조물(212) 및 제 2 전극(214)을 포함할 수 있다.
상기 유기 기능성 층 구조물(212)은 하나, 두 개 또는 그 이상의 기능성 층 구조물-유닛 및 상기 층 구조물-유닛들 사이에 하나, 두 개 또는 그 이상의 중간층 구조물을 포함할 수 있다. 상기 유기 기능성 층 구조물(212)은 예를 들어 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216), 중간층 구조물(218) 및 제 2 유기 기능성 층 구조물-유닛(220)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(204)은 애노드 또는 캐소드로서 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 다음의 전기 전도성 재료들: 금속, 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO), 예를 들어 전도성 폴리머와 결합 되어 있는 금속 나노 와이어들 및 금속 나노 입자들, 예컨대 Ag로 이루어진 조직망, 예를 들어 전도성 폴리머와 결합 되어 있는 탄소-나노 튜브로 이루어진 조직망, 그래핀 입자들 및 그래핀 층들, 반전도성 나노 와이어들로 이루어진 조직망, 전기 전도성 폴리머, 전이 금속 산화물 중 하나의 재료 및/또는 상기 재료들의 합성물을 포함하거나 상기 재료들 중 하나의 재료 및/또는 상기 재료들의 합성물로 형성될 수 있다. 금속 또는 금속을 포함하는 제 1 전극(210)은 다음의 재료들: Ag, Pt, Au, Mg, Al, Ba, In, Ca, Sm, 또는 Li 중 하나의 재료 및 이와 같은 재료들의 화합물, 조합물들 또는 합금들을 포함하거나 상기 재료들 중 하나의 재료 및 이와 같은 재료들의 화합물들, 조합물들 또는 합금들로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(210)은 투명 전도성 산화물로서 다음의 재료들: 예를 들어 금속 산화물, 예컨대 산화아연, 산화주석, 산화카드뮴, 산화티타늄, 산화인듐 또는 인듐 주석 산화물(ITO) 중 하나의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어 ZnO, SnO2 또는 In2O3와 같은 2성분 금속 산소 화합물들 이외에, 예를 들어 AlZnO, Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12와 같은 3성분 금속 산소 화합물들, 혹은 상이한 투명 전도성 산화물들의 혼합물들이 TCO 그룹에 속하고, 그리고 상이한 실시 예들에서 사용될 수 있다. 계속해서 TCO는 화학량적 조성에 반드시 상응할 필요가 없고, 또한 p-도핑 또는 n-도핑 될 수 있거나, 혹은 정공 전도성(p-TCO) 또는 전자 전도성(n-TCO)을 가질 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 하나의 층을 포함하거나, 동일한 재료 또는 상이한 재료의 다수의 층이 적층된 층 스택을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(210)은 TCO 층 상에 금속 층이 결합 된 층 스택 또는 역으로 금속 층 상에 TCO 층이 결합 된 층 스택에 의해 형성될 수 있다. 일 예시는 인듐 주석 산화물 층(ITO) 상에 제공되어 있는 은 층(ITO 상의 Ag) 또는 ITO-Ag-ITO 다중 층들이다.
상기 제 1 전극(204)은 예를 들어 10㎚ 내지 500㎚, 예컨대 25㎚ 내지 250㎚, 예컨대 50㎚ 내지 100㎚의 범위 내에 층 두께를 가질 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 제 1 전위가 인가될 수 있는 제 1 전기 접속부를 포함할 수 있다. 상기 제 1 전위는 에너지원, 예컨대 전류원 또는 전압원에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 상기 제 1 전위는 전기 전도성 캐리어(202)에 인가될 수 있고, 상기 제 1 전극(210)은 상기 캐리어(202)를 통해 간접적으로 전기 공급될 수 있다. 상기 제 1 전극은 예를 들어 대지 전위 또는 사전 결정된 다른 기준 전위일 수 있다.
도 2a에는 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216) 및 제 2 유기 기능성 층 구조물-유닛(220)을 구비한 광전자 소자(110)가 도시되어 있다. 그러나 상이한 실시 예들에서는 유기 기능성 층 구조물(212)이 하나 또는 두 개 이상의 유기 기능성 층 구조물을 포함하는데, 예를 들어 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 심지어 그 이상의, 예컨대 15개 또는 그 이상의, 예컨대 70개의 유기 기능성 층 구조물을 포함한다.
상기 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216) 및 선택적인 추가 유기 기능성 층 구조물들은 동일하게 또는 상이하게 형성될 수 있는데, 예를 들어 동일한 또는 상이한 이미터 재료를 포함할 수 있다. 상기 제 2 유기 기능성 층 구조물-유닛(220) 또는 추가의 유기 기능성 층 구조물-유닛들은 다음에 기술된 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216)의 형성 예들 중 하나의 형성 예와 같이 형성될 수 있다.
상기 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216)은 정공 주입 층, 정공 운반 층, 이미터 층, 전자 운반 층 및 전자 주입 층을 포함할 수 있다.
유기 기능성 층 구조물-유닛(212)에는 하나 또는 다수의 언급된 층이 제공될 수 있고, 이때 동일한 층들은 물리적 접촉부를 가질 수 있거나, 단지 서로 전기적으로 연결될 수 있거나, 또는 심지어 서로 전기적으로 절연되도록 형성될 수 있는데, 예를 들어 나란히 형성될 수 있다. 언급된 층들의 개별 층들은 선택적일 수 있다.
상기 정공 주입 층은 상기 제 1 전극(210) 상에 또는 위에 형성될 수 있다. 상기 정공 주입 층은 다음의 재료들: HAT-CN, Cu(Ⅰ)pFBz, MoOx, WOx, VOx, ReOx, F4-TCNQ, NDP-2, NDP-9, Bi(Ⅲ)pFBz, F16CuPc; NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 베타-NPB N, N'-비스(나프탈렌-2-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 스피로-TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 스피로-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-스피로); DMFL-TPD N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌); DMFL-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌); DPFL-TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌); DPFL-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌); 스피로-TAD (2, 2', 7, 7'-테트라키스(n, n-디페닐아미노)-9, 9'-스피로비플루오렌); 9, 9-비스[4-(N, N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌; 9, 9-비스[4-(N, N-비스-나프탈렌-2-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌; 9, 9-비스[4-(N, N'-비스-나프탈렌-2-일-N, N'-비스-페닐-아미노)-페닐]-9H-플루오르; N, N' 비스(페난트렌-9-일)-N, N'비스(페닐)-벤지딘; 2, 7-비스[N, N-비스(9, 9-스피로-비플루오렌-2-일)-아미노]-9, 9-스피로-비플루오렌; 2, 2'-비스[N, N-비스(비페닐-4-일)아미노]9, 9-스피로-비플루오렌; 2, 2'-비스(N, N-디-페닐-아미노)9, 9-스피로-비플루오렌; 디-[4-(N, N-디톨일-아미노)-페닐]시클로헥산; 2, 2', 7, 7'-테트라(N, N-디-톨일)아미노-스피로-비플루오렌; 및/또는 N, N, N', N'-테트라-나프탈렌-2-일-벤지딘 중 하나 또는 다수의 재료를 포함하거나, 혹은 상기 재료들 중 하나 또는 다수의 재료로 형성될 수 있다.
상기 정공 주입 층은 대략 10㎚ 내지 대략 1000㎚의 범위, 예컨대 대략 30㎚ 내지 대략 300㎚의 범위, 예컨대 대략 50㎚ 내지 대략 200㎚의 범위 내에서 층 두께를 가질 수 있다.
상기 정공 주입 층 상에 또는 위에는 정공 운반 층이 형성될 수 있다. 상기 정공 운반 층은 다음의 재료들: NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 베타-NPB N, N'-비스(나프탈렌-2-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 스피로-TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘); 스피로-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-스피로); DMFL-TPD N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌); DMFL-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌); DPFL-TPD (N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌); DPFL-NPB (N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌); 스피로-TAD (2, 2', 7, 7'-테트라키스(n, n-디페닐아미노)-9, 9'-스피로비플루오렌); 9, 9-비스[4-(N, N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌; 9, 9-비스[4-(N, N-비스-나프탈렌-2-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌; 9, 9-비스[4-(N, N'-비스-나프탈렌-2-일-N, N'-비스-페닐-아미노)-페닐]-9H-플루오르; N, N' 비스(페난트렌-9-일)-N, N'비스(페닐)-벤지딘; 2, 7-비스[N, N-비스(9, 9-스피로-비플루오렌-2-일)-아미노]-9, 9-스피로-비플루오렌; 2, 2'-비스[N, N-비스(비페닐-4-일)아미노]9, 9-스피로-비플루오렌; 2, 2'-비스(N, N-디-페닐-아미노)9, 9-스피로-비플루오렌; 디-[4-(N, N-디톨일-아미노)-페닐]시클로헥산; 2, 2', 7, 7'-테트라(N, N-디-톨일)아미노-스피로-비플루오렌; 및 N, N, N', N'-테트라-나프탈렌-2-일-벤지딘, 삼차 아민, 카르바졸 유도체, 전도성 폴리아닐린 및/또는 폴리에틸렌디옥시티오펜 중 하나 또는 다수의 재료를 포함하거나, 혹은 상기 재료들 중 하나 또는 다수의 재료로 형성될 수 있다.
상기 정공 운반 층은 대략 5㎚ 내지 대략 50㎚의 범위, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 30㎚의 범위 내에서 층 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어 층 두께가 대략 20㎚이다.
상기 정공 운반 층 상에 또는 위에는 이미터 층이 형성될 수 있다. 모든 유기 기능성 층 구조물-유닛들(216, 220)은 각각 예를 들어 형광성 이미터(fluorescent emitter) 및/또는 인광성 이미터(phosphorescent emitter)를 구비한 하나 또는 다수의 이미터 층을 포함할 수 있다.
이미터 층은 유기 폴리머, 유기 올리고머, 유기 단량체, 유기 비폴리머 소분자("small molecules") 또는 이와 같은 재료들의 조합물을 포함할 수 있거나 상기 재료들 또는 이와 같은 재료들의 조합물들로 형성될 수 있다.
상기 광전자 소자(110)는 이미터 층 내에 비폴리머 이미터로서 다음의 재료들: 폴리플루오렌, 폴리티오펜 및 폴리페닐렌의 유도체들(예컨대 2-치환된 또는 2, 5-치환된 폴리-p-페닐렌비닐렌)과 같은 유기 화합물들 또는 유기 금속 화합물들 그리고 금속 복합물들, 예컨대 청색 인광성 FIrPic (비스(3, 5-디플루오로-2-(2-피리딜)페닐-(2-카복시피리딜)-이리듐 Ⅲ), 녹색 인광성 Ir(ppy)3 (트리스(2-페닐피리딘)이리듐 Ⅲ), 적색 인광성 Ru (dtb-bpy)3*2(PF6) (트리스[4, 4'-디-테르트-부틸-(2, 2')-비피리딘]루테늄(Ⅲ)복합물) 그리고 청색 형광성 DPAVBi (4, 4-비스[4-(디-p-톨일아미노)스티릴]비페닐), 녹색 형광성 TTPA (9, 10-비스[N, N-디-(p-톨일)-아미노]안트라센) 및 적색 형광성 DCM2 (4-디시아노메틸렌)-2-메틸-6-줄롤리딜-9-에닐-4H-피란) 중 하나 또는 다수의 재료를 포함하거나 상기 재료들 중 하나 또는 다수의 재료로 형성될 수 있다.
이와 같은 비폴리머 이미터들은 예를 들어 열 증착법에 의해 증착될 수 있다. 또한, 예를 들어 스핀-온 증착법(spin-on deposition)(스핀 코팅으로도 언급됨)과 같은 예컨대 습식 화학 공정에 의해 증착될 수 있는 폴리머 이미터들이 사용될 수 있다.
상기 이미터 재료들은 적합한 방식으로 매트릭스 재료 내에 매립될 수 있는데, 예컨대 기술적 세라믹스(technical ceramics) 또는 폴리머 내에, 예컨대 에폭시드 내에, 혹은 실리콘 내에 매립될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 이미터 층이 대략 5㎚ 내지 대략 50㎚의 범위, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 30㎚의 범위 내에서 층 두께를 갖는데, 예를 들어 층 두께가 대략 20㎚이다.
상기 이미터 층은 단색 또는 다색(예컨대 청색 및 황색 또는 청색, 녹색 및 적색) 방출 이미터 재료들을 포함할 수 있다. 대안적으로 상기 이미터 층은 상이한 색상의 광을 방출하는 다수의 부분 층을 포함할 수 있다. 상이한 색상들을 혼합함으로써, 백색 색인상을 갖는 광이 방출될 수 있다. 대안적으로 이와 같은 층들에 의해 발생한 1차 방사선의 빔 경로 내에 변환기 재료가 배치될 수 있고, 상기 변환기 재료는 1차 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하고 그리고 다른 파장의 2차 방사선을 방출함으로써, 결과적으로 (아직 백색이 아닌) 1차 방사선으로부터 1차 방사선과 2차 방사선의 조합에 의해 백색 색인상이 주어진다.
상기 유기 기능성 층 구조물-유닛(216)은 정공 운반 층으로 구현되어 있는 하나 또는 다수의 이미터층을 포함할 수 있다.
계속해서 상기 유기 기능성 층 구조물-유닛(216)은 전자 운반 층으로 구현되어 있는 하나 또는 다수의 이미터 층을 포함할 수 있다.
상기 이미터 층 상에 또는 위에는 전자 운반 층이 형성될 수 있는데, 예를 들어 증착될 수 있다.
전자 운반 층은 다음의 재료들: NET-18; 2, 2', 2''-(1, 3, 5-벤지네트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸); 2-(4-비페닐일)-5-(4-테르트-부틸페닐)-1, 3, 4-옥사디아졸, 2, 9-디메틸-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린(BCP); 8-히드록시퀴놀리놀라토-리튬, 4-(나프탈렌-1-일)-3, 5-디페닐-4H-1, 2, 4-트리아졸; 1, 3-비스[2-(2, 2'-비피리딘-6-일)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]벤젠; 4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린(BPhen); 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-테르트-부틸페닐-1, 2, 4-트리아졸; 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄; 6, 6'-비스[5-(비페닐-4-일)-1, 3, 4-옥사디아조-2-일]-2, 2'-비피리딜; 2-페닐-9, 10-디(나프탈렌-2-일)-안트라센; 2, 7-비스[2-(2, 2'-비피리딘-6-일)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]-9, 9-디메틸플루오렌; 1, 3-비스[2-(4-테르트-부틸페닐)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]벤젠; 2-(나프탈렌-2-일)-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린; 2, 9-비스(나프탈렌-2-일)-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린; 트리스(2, 4, 6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란; 1-메틸-2-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)-1H-이미다조[4, 5-f][1, 10]페난트롤린; 페닐-디피레닐포스핀 옥시드; 나프탈린테트라카복실산디안히드리드 또는 그 이미드; 페릴렌테트라카복실산디안히드리드 또는 그 이미드; 및 실라시클로펜타디엔 단위의 실롤에 기초하는 물질들 중 하나 또는 다수의 재료를 포함하거나, 또는 상기 재료들 중 하나 또는 다수의 재료로 형성될 수 있다.
상기 전자 운반 층은 대략 5㎚ 내지 대략 50㎚의 범위, 예컨대 대략 10㎚ 내지 대략 30㎚의 범위 내에서 층 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어 층 두께가 대략 20㎚이다.
상기 전자 운반 층 상에 또는 위에는 전자 주입 층이 형성될 수 있다. 상기 전자 주입 층은 다음의 재료들: NDN-26, MgAg, Cs2CO3, Cs3PO4, Na, Ca, K, Mg, Cs, Li, LiF; 2, 2', 2''-(1, 3, 5-벤지네트릴)-트리스(1-페닐-1-H-벤지미다졸); 2-(4-비페닐일)-5-(4-테르트-부틸페닐)-1, 3, 4-옥사디아졸, 2, 9-디메틸-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린(BCP); 8-히드록시퀴놀리놀라토-리튬, 4-(나프탈렌-1-일)-3, 5-디페닐-4H-1, 2, 4-트리아졸; 1, 3-비스[2-(2, 2'-비피리딘-6-일)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]벤젠; 4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린(BPhen); 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-테르트-부틸페닐-1, 2, 4-트리아졸; 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄; 6, 6'-비스[5-(비페닐-4-일)-1, 3, 4-옥사디아조-2-일]-2, 2'-비피리딜; 2-페닐-9, 10-디(나프탈렌-2-일)-안트라센; 2, 7-비스[2-(2, 2'-비피리딘-6-일)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]-9, 9-디메틸플루오렌; 1, 3-비스[2-(4-테르트-부틸페닐)-1, 3, 4-옥사디아조-5-일]벤젠; 2-(나프탈렌-2-일)-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린; 2, 9-비스(나프탈렌-2-일)-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린; 트리스(2, 4, 6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란; 1-메틸-2-(4-(나프탈렌-2-일)페닐)-1H-이미다조[4, 5-f][1, 10]페난트롤린; 페닐-디피레닐포스핀 옥시드; 나프탈린테트라카복실산디안히드리드 또는 그 이미드; 페릴렌테트라카복실산디안히드리드 또는 그 이미드; 및 실라시클로펜타디엔 단위의 실롤에 기초하는 물질들 중 하나 또는 다수의 재료를 포함하거나, 또는 상기 재료들 중 하나 또는 다수의 재료로 형성될 수 있다.
상기 전자 주입 층은 대략 5㎚ 내지 대략 200㎚의 범위, 예컨대 대략 20㎚ 내지 대략 50㎚의 범위 내에서 층 두께를 가질 수 있는데, 예를 들어 층 두께가 대략 30㎚이다.
두 개 또는 그 이상의 유기 기능성 층 구조물-유닛(216, 220)을 구비한 유기 기능성 층 구조물(212)의 경우, 제 2 유기 기능성 층 구조물-유닛(220)이 제 1 유기 기능성 층 구조물-유닛(216) 위에 또는 옆에 형성될 수 있다. 상기 유기 기능성 층 구조물-유닛들(216, 220) 사이에 전기적으로는 중간층 구조물(218)이 형성될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 중간층 구조물(218)이 예를 들어 제 1 전극(210)의 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따른 중간 전극(218)으로 형성되어 있다. 중간 전극(218)은 외부 전압원에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 외부 전압원은 상기 중간 전극(218)에 예컨대 제 3 전위를 제공할 수 있다. 그러나 상기 중간 전극(218)은 외부 전기 접속부를 포함하지 않을 수 있는데, 이때 예를 들어 상기 중간 전극(218)은 아직 결정되지 않은 전위를 갖는다.
상이한 실시 예들에서는 중간층 구조물(218)이 전하 캐리어 쌍-발생 층 구조물(218)(charge generation layer, CGL)로 형성되어 있다. 전하 캐리어 쌍-발생 층 구조물(218)은 하나 또는 다수의 전자 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층 및 하나 또는 다수의 정공 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층을 포함할 수 있다. 상기 전자 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층(들) 및 정공 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층(들)은 각각 매트릭스 내 고유 전도성 물질(intrinsic conducting material) 또는 도펀트로 형성될 수 있다. 상기 전하 캐리어 쌍-발생 층 구조물(218)은 상기 전자 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층(들) 및 정공 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층(들)의 에너지 레벨(energy level)과 관련하여, 하나의 전자 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층과 하나의 정공 전도성 전하 캐리어 쌍-발생 층의 경계면에 전자와 정공의 분리 공정이 이루어질 수 있도록 형성되어야 한다. 또한, 상기 전하 캐리어 쌍-발생 층 구조물(218)은 이웃한 층들 사이에 확산 배리어를 포함할 수 있다.
모든 유기 기능성 층 구조물-유닛들(216, 220)은 예를 들어 대략 최대 3㎛, 예컨대 대략 최대 1㎛, 예컨대 대략 최대 300㎚의 층 두께를 가질 수 있다.
상기 광전자 소자(110)는 예를 들어 상기 하나 또는 다수의 이미터 층 상에 또는 위에, 혹은 상기 전자 운반 층(들) 상에 또는 위에 선택적으로 추가의 유기 기능성 층들을 포함할 수 있다. 상기 추가의 유기 기능성 층들은 예를 들어 상기 광전자 소자(110)의 기능성 및 그에 따라 효율을 추가로 향상시키는 내부 또는 외부 커플링/디커플링 구조물들일 수 있다.
상기 유기 기능성 층 구조물(212) 상에 또는 위에, 혹은 경우에 따라 상기 하나 또는 다수의 추가 유기 기능성 층 구조물 및/또는 유기 기능성 층들 상에 또는 위에는 제 2 전극(214)이 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극(214)은 상기 제 1 전극(210)의 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따라 형성될 수 있고, 이때 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(214)은 동일하게 또는 상이하게 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극(214)은 애노드, 즉 정공 주입 전극으로 형성될 수 있거나 캐소드, 즉 전자 주입 전극으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극(214)은 제 2 전위가 인가될 수 있는 제 2 전기 접속부를 포함할 수 있다. 상기 제 2 전위는 제 1 전위 및/또는 선택적인 제 3 전위와 동일한 또는 다른 에너지원으로부터 제공될 수 있다. 상기 제 2 전위는 상기 제 1 전위 및/또는 선택적인 제 3 전위와 상이할 수 있다. 상기 제 2 전위의 값은, 상기 제 1 전위에 대해 차이가 대략 1.5Ⅴ 내지 대략 20Ⅴ의 범위, 예컨대 대략 2.5Ⅴ 내지 대략 15Ⅴ의 범위, 예컨대 대략 3Ⅴ 내지 대략 12Ⅴ의 범위 내에서 값을 갖도록 정해질 수 있다.
상기 인캡슐레이션 구조물(228)은 활성 영역(206)에 유해한 물질의 침투 확산으로부터 상기 활성 영역(206)을 보호하도록 형성되어 있다. 상기 인캡슐레이션 구조물(228)은 예를 들어 제 2 배리어 층(208), 통합 연결 층(222) 및 커버(224)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 배리어 층(208)은 상기 제 2 전극(214) 상에 형성될 수 있다.
상기 제 2 배리어 층(208)은 박막 인캡슐레이션(thin film encapsulation, TFE)으로 언급될 수도 있다. 상기 제 2 배리어 층(208)은 상기 제 1 배리어 층(204)의 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따라 형성될 수 있다.
또한, 상이한 실시 예들에서는 제 2 배리어 층(208)이 완전히 생략될 수 있는 것으로 간주된다. 이와 같은 형성 예에서는 광전자 소자(110)가 예를 들어 추가의 인캡슐레이션 구조물을 포함할 수 있고, 그 결과 제 2 배리어 층(208), 예컨대 커버(224), 예컨대 공동 유리 인캡슐레이션(cavity glass encapsulation) 또는 금속 인캡슐레이션은 선택적일 수 있다.
또한, 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(200) 내에 추가로 하나 또는 다수의 커플링/디커플링 층이 형성될 수 있는데, 예를 들어 캐리어(202) 상에 또는 위에 외부 디커플링 박막(도시되지 않음)이 형성되거나 광전자 소자(200)의 층 횡단면 내에 내부 디커플링 층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 커플링/디커플링 층은 매트릭스 및 매트릭스 내에 분산된 산란 중심들을 포함할 수 있고, 이때 상기 커플링/디커플링 층의 평균 굴절률은 전자기 방사선을 제공하는 층의 평균 굴절률보다 크거나 작다. 또한, 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110) 내에 추가로 (예컨대 상기 제 2 배리어 층(208)과 조합된) 하나 또는 다수의 비반사 층이 제공될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 제 2 배리어 층(208) 상에 또는 위에, 예를 들어 접착제 또는 래커로 이루어진 통합 연결 층(222)이 제공되어 있다. 상기 통합 연결층(222)에 의해 상기 커버(224)가 상기 제 2 배리어 층(208) 상에 통합 연결될 수 있는데, 예컨대 접착될 수 있다.
투명한 재료로 이루어진 통합 연결 층(222)은 예를 들어 전자기 방사선을 산란시키는 입자, 예컨대 광 산란 입자를 포함할 수 있다. 그럼으로써 상기 통합 연결 층(222)은 산란 층으로 작용할 수 있고, 그리고 색조 각(hue angle)의 뒤틀림을 개선하고 디커플링 효율을 향상시킬 수 있다.
광 산란 입자로, 예를 들어 금속 산화물, 예컨대 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2), 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 인듐-아연-산화물(IZO), 산화갈륨(Ga2Ox), 산화알루미늄 또는 산화티타늄으로 이루어진 유전체성 산란 입자가 제공될 수 있다. 상기 통합 연결 층(222)의 매트릭스의 유효 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 경우에 한해서, 다른 입자도 적합할 수 있는데, 예컨대 기포, 아크릴레이트 또는 유리 버블(glass bubble)이 적합할 수 있다. 또한, 예를 들어 금, 은과 같은 금속들의 금속 나노 입자, 철-나노 입자 등이 광 산란 입자로 제공될 수 있다.
상기 통합 연결 층(222)은 1㎛보다 두꺼운 층 두께를 가질 수 있는데, 예컨대 수 ㎛의 층 두께를 가질 수 있다. 상이한 실시 예들에서는 통합 연결 층(222)이 적층물-접착 물질을 포함하거나 이와 같은 적층물-접착 물질이다.
상기 통합 연결 층(222)은 상기 커버(224)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 접착 물질을 포함하도록 설계될 수 있다. 이와 같은 접착 물질은 예를 들어 대략 1.3의 굴절률을 갖는 예컨대 아크릴레이트와 같은 저굴절 접착 물질일 수 있다. 그러나 상기 접착제 물질은 예컨대 비산란성 고굴절 입자를 포함하고, 대략 유기 기능성 층 구조물(212)의 평균 굴절률에 상응하는 층 두께 평균의 굴절률, 예컨대 대략 1.7 내지 대략 2.0의 범위 내에 굴절률을 갖는 고굴절 접착 물질일 수도 있다. 계속해서 접착제 층 시퀀스를 형성하는 다수의 상이한 접착 물질이 제공될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는, 예를 들어 습식 화학 공정 동안에 전기적으로 불안정한 재료들을 보호할 목적으로 제 2 전극(214)과 통합 연결 층(222) 사이에 추가로 전기 절연 층(도시되지 않음)이 형성되어 있거나 형성되는데, 예를 들어 대략 300㎚ 내지 대략 1.5㎛의 범위, 예컨대 대략 500㎚ 내지 대략 1㎛의 범위 내에 층 두께를 갖는 예컨대 SiN이 형성되어 있거나 형성된다.
상이한 실시 예들에서는, 예를 들어 커버(224), 예컨대 플라즈마 사출 성형법에 의해 형성되는 유리로 이루어진 커버(224)가 제 2 배리어 층(208) 상에 직접 형성되어 있는 경우에 통합 연결 층(222)은 선택적이다.
또한, 상기 전기 활성 영역(206) 상에 또는 위에는 소위 게터-층(getter layer) 또는 게터-구조(getter structure), 예를 들어 가로 방향으로 구조화된 게터-층이 배치될 수 있다(도시되지 않음).
상기 게터-층은 상기 전기 활성 영역(206)에 유해한 물질들을 흡수 및 저지하는 재료를 포함하거나 상기 재료로 형성될 수 있다. 게터-층은 예를 들어 제올라이트-유도체를 포함하거나 상기 제올라이트-유도체로 형성될 수 있다. 상기 게터-층은 광학 활성 영역 내에서 방출 및/또는 흡수되는 전자기 방사선에 대해 반투명하게, 투명하게 또는 불투명하게 형성될 수 있다.
상기 게터-층은 대략 1㎛보다 두꺼운 층 두께, 예컨대 수 ㎛의 층 두께를 가질 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 게터-층이 적층물-접착 물질 포함하거나 통합 연결 층(222) 내에 매립되어 있다.
상기 통합 연결 층(222) 상에 또는 위에는 커버(224)가 형성될 수 있다. 상기 커버(224)는 상기 통합 연결 층(222)에 의해 상기 전기 활성 영역(206)에 통합 연결될 수 있고 이와 같은 전기 활성 영역을 유해한 물질들로부터 보호할 수 있다. 상기 커버(224)는 예를 들어 유리 커버(224), 금속 박막 커버(224) 또는 밀봉된 플라스틱 박막 커버(224)일 수 있다. 상기 유리 커버(224)는 예를 들어 종래의 유리 납땜 공정에 의한 프릿-결합(영문: glass frit bonding/glass soldering/seal glass bonding)에 의해 유기 광전자 소자(200)의 구조적인 가장자리 영역들 내에서 상기 제 2 배리어 층(208) 또는 상기 전기 활성 영역(206)에 통합 연결될 수 있다.
상기 커버(224) 및/또는 상기 통합 연결 층(222)은 (예컨대 633㎚의 파장에서) 1.55의 굴절률을 가질 수 있다.
예를 들어 도 2a에서 화살표 232에 의해 도해 되어 있는 바와 같이, 상이한 실시 예들에서는 인캡슐레이션 구조물(228)이 전열 변환기(120)를 포함하거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 기판(230)이 전열 변환기(120)를 포함하거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 되어 있다. 또한, 예를 들어 도 2a에서 화살표 234에 의해 도해 되어 있는 바와 같이, 광전자 소자(110)는 상이한 실시 예들에서 전기 활성 영역(206) 상에 또는 위에 인캡슐레이션 구조물(228)을 포함한다.
광전자 소자(110), 전열 변환기(120) 및 선형 조절기(124)의 전기적 결합 또는 직렬연결은 예를 들어 광전자 소자 장치 내의 광학 활성 영역 내에서 또는 상에서 이루어질 수 있는데, 예를 들어 상기 광전자 소자(110)의 가장자리 영역 내에서 예컨대 하나 또는 다수의 관통 홀 및/또는 와이어 연결부에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들어 도 2b, 도 2c에 도해 되어 있는 바와 같이, 상이한 실시 예들에서는 직렬 회로 내에서 광전자 소자 장치의 개별 소자들의 순서가 교체될 수 있다.
예를 들어 도 2b에 도해 되어 있는 바와 같이, 일 실시 예에서는 광전자 소자(110)가 에너지원(126)과 전열 변환기(120) 사이에 전기적으로 배치되어 있고, 그리고 상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자(110)와 선형 조절기(124) 사이에 배치되어 있다. 대안적으로, 예를 들어 도 2c에 도해 되어 있는 바와 같이 선형 조절기(124)는 에너지원(126)과 광전자 소자(110) 사이에 전기적으로 배치되어 있고, 그리고 상기 광전자 소자(110)는 상기 선형 조절기(124)와 전열 변환기(120) 사이에 배치되어 있다.
예를 들어 도 3에 개략적으로 도해 되어 있는 바와 같이, 상이한 실시 예들에서는 광전자 소자 장치(100)를 제조하기 위한 방법(300)이 제공된다.
상기 방법(300)은 상이한 실시 예들에서 선형 조절기(124)의 제공 단계(302)를 포함한다. 상기 선형 조절기(124)는 전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 설계되어 있다.
상이한 실시 예들에서는 선형 조절기(124)가 세로 방향 조절기(124)이거나 이와 같은 세로 방향 조절기를 포함한다. 상기 세로 방향 조절기는 설정 가능한 전류 조절기 및/또는 설정 가능한 전압 조절기이거나, 이와 같은 전류 조절기 및/또는 전압 조절기를 포함하거나, 또는 상기 전류 조절기 및/또는 전압 조절기와 같이 구성되어 있다. 또한, 상기 선형 조절기(124)는 상이한 실시 예들에서 가로 방향 조절기를 포함할 수 있다.
또한, 상이한 실시 예들에서는 전기 에너지원(126)이 제공되고, 이때 선형 조절기(124)가 전류(Ⅰ)를 제공하도록 상기 선형 조절기(124)는 상기 전기 에너지원에 전기적으로 결합 된다. 상기 전기 에너지원은, 예를 들어 Tmin 내지 Tmax, 예컨대 대략 -40℃ 내지 대략 +85℃의 광전자 소자 장치(110)의 온도 범위 내에서 예를 들어 전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 형성되어 있다.
상기 방법(300)은 상이한 실시 예들에서 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있거나 형성되는 광전자 소자(110)의 형성 단계(302)를 포함한다. 상기 광전자 소자(110)의 형성 단계(304)는 상이한 실시 예들에서 광전자 소자(110)의 제공 단계일 수 있다.
상기 광전자 소자(110)의 형성 단계(304)는 상이한 실시 예들에서 기판(202, 230)의 제공 단계를 포함한다. 상기 기판(202, 230) 상에는, 예를 들어 위에서 기술된 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따른 전기 활성 영역(206)이 형성된다. 상기 전기 활성 영역(206)은 전류를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성된다. 상이한 실시 예들에서는 기판(202, 230)이 전열 변환기(120)를 포함하거나, 상기 기판(202, 230)이 전열 변환기(120)이거나 또는 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 되는데, 예를 들어 열 전도성 접착 물질, 예컨대 열 전도성 페이스트에 의해 접착된다.
상기 광전자 소자(110)의 형성 단계(304)는 상이한 실시 예들에서 인캡슐레이션 구조물(228)의 형성 단계를 포함한다. 상기 인캡슐레이션 구조물(228)은 전기 활성 영역(206)에 유해한 물질의 침투 확산으로부터 상기 전기 활성 영역(206)을 보호하도록 형성된다. 예를 들어 도 2a에서 화살표 232에 의해 도해 되어 있는 바와 같이, 상이한 실시 예들에서는 인캡슐레이션 구조물(228)이 전열 변환기(120)를 포함하거나, 인캡슐레이션 구조물(228)의 커버(224)가 전열 변환기(120)이거나 또는 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 된다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110)가 기술된 형성 예들 중 하나의 형성 예에 따른 유기 기능성 층 구조물(212)을 갖도록 형성되고, 이때 상기 유기 기능성 층 구조물(212)은 전계 발광 물질(electroluminescence material)에 의해 형성된다. 상기 전계 발광 물질은 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 설계되어 있다. 상기 전자기 방사선은 가시광선 또는 적외선이거나 이와 같은 가시광선 또는 적외선을 포함한다.
상기 방법(300)은 상이한 실시 예들에서 전열 변환기(120)의 형성 단계(306)를 포함한다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 펠티에 소자를 포함하거나 펠티에 소자와 같이 형성된다. 상기 전열 변환기(120)의 형성 단계(306)는 상이한 실시 예들에서 전열 변환기(120)의 제공 단계일 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 작동 중에 제 1 온도를 갖는 제 1 표면 및 제 2 온도를 갖는 제 2 표면을 포함하도록 상기 전열 변환기(120)가 형성되고 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되며, 이때 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 낮고, 이때 상기 제 2 온도에 대한 상기 제 1 온도의 차이가 온도차이다. 상기 열적 결합은, 예를 들어 물리적 접촉의 형태로 상기 제 1 표면 또는 상기 제 2 표면과 상기 광전자 소자(110)의 결합일 수 있다. 상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자(110)의 냉각 및/또는 가열을 위해, 예를 들어 기판(230) 또는 인캡슐레이션 구조물(228) 상에 배치된다. 상기 온도차는 상기 광전자 소자(110)와 상기 전열 변환기(120)의 열적 결합에 의해 상기 광전자 소자(110)의 냉각 또는 가열을 야기할 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 열 분산 구조물을 갖도록 형성되거나, 이와 같은 열 분산 구조물에 열적으로 결합 되거나 또는 이와 같은 열 분산 구조물을 포함한다. 상기 열 분산 구조물은, 예를 들어 가열 전력 또는 냉각 전력을 강화하기 위해, 예를 들어 상기 광전자 소자(110)를 등지도록 배치될 수 있다. 상기 열 분산 구조물은 능동 열 분산 구조물, 예컨대 열 전도 파이프, 팬 및/또는 추가의 전열 변환기(120)일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 열 분산 구조물은 수동 열 분산 구조물이거나 수동 열 분산 구조물을 포함할 수 있는데, 예컨대 냉각 몸체이거나 냉각 몸체를 포함할 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 열 분산 구조물이 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖도록 형성되거나 형성되어 있다. 상기 열 분산 구조물의 제 1 표면 및 제 2 표면은 상기 열 분산 구조물의 열 교환을 위해 형성되어 있다. 상기 제 1 표면은 전열 변환기(120)에 열적으로 결합 되어 있거나 열적으로 결합 된다. 상기 제 2 표면은 광전자 소자 장치(100)로부터 열적으로 분리되도록 배치될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 하나 또는 다수의 전열 변환기(120)를 갖도록 형성된다. 전열 변환기(120)는 하나 또는 다수의 펠티에 소자를 포함하거나 하나 또는 다수의 펠티에 소자와 같이 형성될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는, 추가 전열 변환기(120)가 대략 제 2 온도를 갖는 제 3 표면 및 제 3 온도를 갖는 제 4 표면을 포함하도록 적어도 하나의 추가 전열 변환기(120)가 제 1 전열 변환기(120)에 열적으로 결합 되어 있거나 열적으로 결합 되고, 이때 제 1 온도에 대한 상기 제 3 온도의 온도차 값은 제 1 온도에 대한 상기 제 2 온도의 온도차 값보다 크다. 다른 말로 하면: 상기 추가 전열 변환기(120)는 상기 제 1 전열 변환기(120)의 냉각 전력 또는 가열 전력을 강화하도록 배치될 수 있다.
상기 추가 전열 변환기(120)는 상기 제 1 전열 변환기(120)에 대해 전기적으로 직렬로 결합 될 수 있다. 대안적으로 추가 전열 변환기(120)는 제 1 전열 변환기에 대해 전기적으로 병렬로 결합 될 수 있다.
상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 된다. 상이한 실시 예들에서는 전열 변환기(120)가 광전자 소자 상에 형성된다. 대안적으로 또는 추가적으로 광전자 소자(110)가 전열 변환기(120) 상에 형성된다. 상이한 실시 예들에서는 방법(300)이 광전자 소자(110)와 전열 변환기(120) 사이에 열 전도 구조물의 형성 단계를 포함하는데, 예를 들어 광전자 소자(110)를 갖는 열 전도 구조물의 형성 단계, 배치 단계 및/또는 연결 단계, 그리고 상기 열 전도 구조물 상에 전열 변환기(120)의 형성 단계, 배치 단계 및/또는 연결 단계를 포함한다. 열 전도 구조물은 예를 들어 광전자 소자(110)가 전열 변환기(120)보다 더 작은 열적으로 결합 가능한 표면을 갖는 형성 예에서 제공될 수 있다. 이와 같은 형성 예에서는 상기 열 전도 구조물이 광전자 소자(110)의 열적으로 결합 가능한 표면의 열을 전열 변환기(120)의 열적으로 결합 가능한 표면으로 분산시킬 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 광전자 소자(110)가 열 전도 구조물에 의해 전열 변환기(120)에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 결합 된다.
상이한 실시 예들에서는 열 전도 구조물이 열 전도 페이스트이거나 상기 열 전도 페이스트로 형성되어 있다. 상기 열 전도 페이스트는 열 전도 접착층으로 형성될 수 있거나 열 전도 접착층을 포함할 수 있고, 그리고 광전자 소자(110)는 상기 열 전도 접착층에 의해 전열 변환기에 연결될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 열 전도 구조물은 열 전도성 박막이거나 열 전도성 박막을 포함할 수 있는데, 예컨대 금속 함유 박막, 예컨대 금속 코팅 박막 또는 금속 박막이거나 금속 함유 박막, 금속 코팅 박막 또는 금속 박막을 포함할 수 있다.
대안적으로 전열 변환기(120)와 광전자 소자(110) 사이에 공기 틈 또는 진공이 형성되도록, 그리고 상기 전열 변환기(120)가 상기 공기 틈 또는 상기 진공을 통해 상기 광전자 소자(110)에 열적으로 결합 되도록, 상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자(110)에 대해 간격을 두고 배치되고, 이때 예를 들어 상기 간격은 작은데, 예컨대 1㎛보다 작고, 예컨대 0.5㎛보다 작으며, 예컨대 0.1㎛보다 작다.
상기 광전자 소자(110), 상기 전열 변환기(120) 및 상기 선형 조절기(124)는 전기적으로 서로 직렬 접속되도록 형성 및 접속된다. 상이한 실시 예들에서는 전기적으로 서로 직렬 접속되는 단계가 전기 와이어 연결부(wire bonding)의 형성 단계를 포함한다. 예를 들어 광전자 소자(110)와 전열 변환기는 와이어 연결부에 의해 전기적으로 결합 될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 광전자 소자(110)와 전열 변환(120)는 공동의 전기 전도성 층을 갖도록 형성될 수 있고, 이와 같은 공동의 전기 전도성 층, 예컨대 공동의 전극에 의해 전기적으로 결합 될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 전열 변환기의 형성 단계(306)가 스위치-스위칭 회로(122)의 형성 단계를 포함할 수 있다. 상기 스위치-스위칭 회로(122)는 사전 결정된 작동 파라미터 달성시, 예를 들어 광전자 소자, 광전자 소자 장치 및/또는 전열 변환기와 관련하여 사전 결정된 온도, 사전 결정된 전압 강하 및/또는 사전 결정된 전류에 상회하거나 하회하는 경우, 상기 전열 변환기(120)의 전기적 연결을 위해 형성되어 있다.
상기 전열 변환기(120)가 하나, 두 개 또는 다수의 전열 변환기(120), 예를 들어 하나, 두 개 또는 그 이상의 펠티에 소자를 구비한 경우, 상기 스위치-스위칭 회로는 하나, 두 개 또는 그 이상의 전열 변환기(120)를 연결하기 위해 설계되어 있는 하나, 두 개 또는 그 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어 스위치-스위칭 회로(124)는 사전 결정된 상이한 작동 파라미터에서 두 개 또는 그 이상의 전열 변환기를 연결하기 위해 형성될 수 있다.
예를 들어 광전자 소자의 사전 결정된 온도(T*)에 도달하는 경우에 전환되는 제 1 스위치 및 광전자 소자를 통한 사전 결정된 전압 강하에 도달하는 경우에 전환되는 제 2 스위치가 형성될 수 있다.
예를 들어 광전자 소자의 사전 결정된 제 1 온도(T*)에 도달하는 경우에 전환되는 제 1 스위치 및 광전자 소자의 사전 결정된 제 2 온도에 도달하는 경우에 전환되는 제 2 스위치가 형성될 수 있다.
상기 제 1 스위치는 예를 들어 제 1 전열 변환기, 예컨대 제 1 펠티에 소자의 연결을 위해 설계될 수 있다. 상기 제 2 스위치는 예를 들어 제 2 전열 변환기의 연결을 위해 설계될 수 있다. 대안적으로 제 2 스위치가 예를 들어 제 1 전열 변환기의 연결을 위해 설계될 수도 있다.
그럼으로써, 예를 들어 두 개 또는 그 이상의 스위치가 사전 결정된 작동 파라미터 범위에 대해 설계될 수 있으며, 이때 하나 또는 다수의 전열 변환기에 전류가 공급된다. 대안적으로 또는 추가적으로 두 개 또는 그 이상의 스위치는 스위치의 사전 결정된 상이한 스위칭 기준들에 대해 설계될 수 있다. 예를 들어 광전자 소자와 관련하여, 사전 결정된 온도 또는 사전 결정된 전압 강하 달성시 전열 변환기의 연결을 위해 설계되어 있는 스위치 전환이 있다. 예를 들어 광전자 소자 장치 부재의 노화에 따른 그리고 온도에 따른 저항이 있는 경우를 위해 두 개 또는 그 이상의 스위치가 사전 결정된 상이한 스위칭 기준들에 대해 설계될 수 있다.
그럼으로써, 예를 들어 광전자 소자(110)의 더 높은 온도들에서, 예를 들어 위에서 기술된 바와 같이 서로 열적으로 결합 되어 있고 서로 전기적으로 직렬 접속되어 있는 2개 또는 그 이상의 전열 변환기(120)를 이용하여, 예를 들어 동일한 전류 세기에서 상기 광전자 소자(110)의 냉각 공정이 강화될 수 있고, 그리고 선형 조절기(124)의 발열이 감소할 수 있다. 상기 스위치-스위칭-회로(122)는 개별 전열 변환기들(120) 또는 전열 변환기들(120)의 그룹이 낮은 온도들에서 연결되도록 형성될 수 있다. 그럼으로써, 예를 들어 2개 또는 그 이상의 전열 변환기(120)를 통한 전압 강하(U2)가 Uin - UA - U3(minimum)에 의해 이용 가능한 전압보다 큰 상황이 방지될 수 있다.
상이한 실시 예들에서는 스위치-스위칭 회로(122), 예컨대 스위치(S)가 사전 결정된 작동 파라미터에서 직접 전환되도록 상기 스위치-스위칭 회로(122)가 형성된다. 예를 들어 스위치(S) 또는 스위치-스위칭 회로(124)는 작동 파라미터로서 사전 결정된 온도(T*)에서, 예를 들어 바이메탈 스위치 또는 서미스터 형태의 온도 스위치로 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 스위치-스위칭 회로(122)는 전기 접속 가능한 스위치, 예를 들어 트랜지스터 또는 사이리스터를 갖도록 형성되는데, 예컨대 작동 파라미터로서 사전 결정된 온도(T*)에서 열적으로 접속 가능한 사이리스터를 갖도록 형성된다.
상이한 실시 예들에서는 스위치-스위칭 회로(122)가 검출기-스위칭 회로를 갖도록 형성된다. 상기 검출기-스위칭 회로는, 예를 들어 광전자 소자(110), 광전자 소자 장치(100) 및/또는 전열 변환기(120)의 작동 파라미터를 검출할 목적으로 형성된다. 상기 검출기-스위칭 회로는, 스위치(S)가 사전 결정된 작동 파라미터에 대한 측정된 작동 파라미터의 비교 결과를 기초로 스위치 전환하도록, 예를 들어 전열 변환기(120)의 연결을 전환하도록 스위치-스위칭 회로(122)의 전기 접속 가능한 스위치(S)에 결합 된다.
상기 전열 변환기의 연결은 예를 들어 검출될 전자기 방사선과 결부될 수 있다. 예를 들어 작동 파라미터는 광전자 소자(110)를 통해 흐르는 전류, 예컨대 전류 세기 또는 전류 밀도일 수 있다. 검출된 전자기 방사선의 휘도는 예를 들어 노화로 인해 감소할 수 있다. 사전 결정된 휘도를 갖는 전자기 방사선을 검출하기 위한 사전 결정된 전류와 관련하여 검출된 전류가 너무 낮은 경우, 예를 들어 소자를 통한 상기 사전 결정된 전류를 구현하기 위해, 그리고 상기 사전 결정된 전자기 방사선을 검출하기 위해 스위치는 전열 변환기(120)를 연결할 수 있다. 사전 결정된 전자기 방사선, 예를 들어 시간 평균적(time-averaged) 휘도를 설정하기 위해, 또는 전열 변환기의 냉각 전력을 설정하기 위해, 상기 전열 변환기의 연결은 예를 들어 클록 제어될 수 있는데, 예컨대 펄스 변조될 수 있다.
예를 들어 도 4에 도해 되어 있는 바와 같이, 상이한 실시 예들에서는 위에서 기술된 광전자 소자(100)를 작동하기 위한 방법(400)이 제공된다.
방법(400)은, 예를 들어 광전자 소자(110)의 작동 파라미터, 예컨대 위에서 기술된 작동 파라미터의 검출 단계(402)를 포함하는데, 예를 들어 광전자 소자(110)의 온도(T)의 검출 단계, 예컨대 광전자 소자(110)의 온도(T)의 측정 단계를 포함한다.
계속해서 상기 방법은 검출된 작동 파라미터와 사전 결정된 작동 파라미터의 비교 단계(404)를 포함하는데, 예를 들어 측정된 온도와 사전 결정된 온도(T*)의 비교 단계를 포함한다.
상이한 실시 예들에서는 상기 비교 단계(404)가 사전 결정된 작동 파라미터에 대한 검출된 작동 파라미터의 차이, 혹은 역으로 검출된 작동 파라미터에 대한 사전 결정된 작동 파라미터의 차이의 차이 값 및/또는 극성 부호의 검출 단계를 포함한다. 예를 들어 검출된 온도(T)와 사전 결정된 온도(T*)의 온도 값의 비교 단계를 포함한다.
계속해서 상기 방법은, 예를 들어 위에 기술되어 있는 바와 같이, 상기 비교 단계의 결과를 기초로 스위치-스위칭 회로의 전열 변환기(120)의 연결을 위한 스위치(S)의 상태의 변경 단계(410) 또는 유지 단계(408)를 포함하는데, 예를 들어 스위치(S)의 개방 단계, 폐쇄 단계, 개방 유지 단계 또는 폐쇄 유지 단계를 포함한다.
상기 방법(400)은 연속적으로 또는 시간 간격을 두고 반복될 수 있다.
상이한 실시 형태들에서는 광전자 소자 장치, 광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법 및 광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법이 제공되고, 이와 같은 장치 및 방법에 의해 OLED, 예컨대 몇몇 ㎠의 표면적을 갖는 자동차 분야-적용예들에서의 OLED의 작동 수명은 큰 온도 사용 범위 내에서 비용 저렴하게 증가할 수 있다. 계속해서 OLED의 전력 소비의 온도 의존성이 감소하거나 보상될 수 있다. 상기 목적을 위해, OLED는 예를 들어 더 높은 온도들에서의 작동시 이와 같은 OLED에 직렬 접속된 펠티에 소자에 의해 냉각될 수 있다. 상기 펠티에 소자는 OLED-전압의 온도 의존성을 적어도 부분적으로 보상할 수 있다. 그럼으로써 계속해서 더 작은 조절 범위를 갖는 더 비용 저렴한 선형 조절기가 사용될 수 있다. 선형 조절기를 대신하는 클록 제어된 스위치 모드 전원 장치의 경우, 광전자 소자와 전열 변환기의 직렬 회로에 의해 상기 전열 변환기를 위한 자체 전류원이 생략될 수 있다. 계속해서, 클록 제어된 스위치 모드 전원 장치에서 이러한 클록 제어된 스위치 모드 전원 장치의 최대 조절 범위(동적 범위)가 바람직하게 감소한다. 그에 따라 더 비용 저렴한 소자 장치가 구현될 수 있다.
Claims (15)
- 광전자 소자 장치(100)로서,
전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 설계되어 있는 선형 조절기(linear controller)(124),
상기 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있는 광전자 소자(110) 및
전열 변환기(electrothermal converter)(120)를 포함하고,
이때 상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자에 열적으로 결합 되어 있고, 그리고
이때 상기 광전자 소자(110), 상기 전열 변환기(120) 및 상기 선형 조절기(124)는 서로 전기적으로 직렬 접속되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 선형 조절기(124)는 세로 방향 조절기이거나 이와 같은 세로 방향 조절기를 포함하는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광전자 소자(110), 바람직하게는 유기 발광 다이오드(110)는 기판(202, 230) 및 상기 기판(202, 230) 상의 전기 활성 영역(206)을 포함하고, 이때 상기 전기 활성 영역(206)은 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 광전자 소자(110)는 추가로 상기 전기 활성 영역(206) 상에 또는 위에 인캡슐레이션 구조물(228)을 포함하고, 이때 상기 인캡슐레이션 구조물(228)은 상기 전기 활성 영역(206)에 유해한 물질의 침투 확산으로부터 상기 전기 활성 영역(206)을 보호하도록 형성되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 인캡슐레이션 층(228)이 상기 전열 변환기(120)를 포함하거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 되어 있고, 그리고/또는 상기 기판(202, 230)이 상기 전열 변환기(120)를 포함하거나 이와 같은 전열 변환기에 열적으로 결합 되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열 변환기(120)는 펠티에 소자(peltier element)를 포함하거나 펠티에 소자와 같이 형성되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열 변환기(120)는 열 분산 구조물을 포함하거나 이와 같은 열 분산 구조물에 열적으로 결합 되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열 변환기(120)는 하나 또는 다수의 전열 변환기(120)를 포함하는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전열 변환기(120)가 상기 광전자 소자(110) 상에 형성되어 있거나, 또는 상기 광전자 소자(110)가 상기 전열 변환기(120) 상에 형성되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광전자 소자와 상기 전열 변환기(120) 사이에 추가로 열 전도 구조물을 포함하는,
광전자 소자 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 광전자 소자(110)는 상기 열 전도 구조물에 의해 상기 전열 변환기(120)에 열적으로 그리고/또는 전기적으로 결합 되어 있는,
광전자 소자 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
사전 결정된 작동 파라미터 달성시 상기 전열 변환기(120)의 전기적 연결을 위해 형성되어 있는 스위치-스위칭 회로(122)를 추가로 포함하고, 이때 상기 작동 파라미터는
상기 광전자 소자(110) 또는 상기 광전자 소자 장치(100)의 온도(T*),
상기 광전자 소자(110) 및/또는 상기 전열 변환기(120)를 통한 전압 강하(voltage drop) 및/또는
상기 광전자 소자(110) 및/또는 상기 전열 변환기(120)를 통해 흐르는 전류인,
광전자 소자 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 스위치-스위칭 회로(122)는 검출기-스위칭 회로를 포함하고, 이때 상기 검출기-스위칭 회로는 적어도 상기 광전자 소자(110), 바람직하게는 상기 광전자 소자 장치(100)의 작동 파라미터를 검출하기 위해 형성되어 있으며, 이때 상기 검출기-스위칭 회로는, 스위치(S)가 사전 결정된 작동 파라미터에 대한 측정된 작동 파라미터의 비교 결과를 기초로 상기 전열 변환기(120)의 연결을 전환(switch)하도록 상기 스위치-스위칭 회로(122)의 전기 접속 가능한 스위치(S)에 결합 되어 있는,
광전자 소자 장치. - 광전자 소자 장치(100)를 제조하기 위한 방법(300)으로서,
전류(Ⅰ)를 제공할 목적으로 설계되어 있는 선형 조절기(124)의 제공 단계(302),
상기 전류(Ⅰ)를 전자기 방사선으로 변환할 목적으로 형성되어 있거나 형성되는 광전자 소자(110)의 형성 단계(304) 및
전열 변환기(120)의 형성 단계(306)를 포함하고,
이때 상기 전열 변환기(120)는 상기 광전자 소자에 열적으로 결합 되고, 그리고
이때 상기 광전자 소자(110), 상기 전열 변환기(120) 및 상기 선형 조절기(124)는 서로 전기적으로 직렬 접속되는,
광전자 소자 장치를 제조하기 위한 방법. - 제 12 항 또는 제 13 항에 따른 광전자 소자 장치(100)를 작동하기 위한 방법(400)으로서,
광전자 소자(110)의 작동 파라미터의 검출 단계(402),
측정된 작동 파라미터와 사전 결정된 작동 파라미터의 비교 단계(404) 및
상기 비교 단계의 결과를 기초로 하는 스위치(S)의 상태의 변경 단계(410) 또는 유지 단계(408)를 포함하는,
광전자 소자 장치를 작동하기 위한 방법.
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