KR20170110589A - 플렉시블 박막 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

플렉시블 박막 전자 디바이스는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들(10) - 셀들은 제1 전극층(13), 제2 전극층(17), 및 전극층들(13, 17) 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들(15)을 포함함 - 이 제공된 웹으로부터 절단된 모듈(200)을 포함하고, 모듈(200)은 하나 이상의 에지 부분들(22)을 포함하고, 제1 전극층(13)의 에지 및 제2 전극층(17)의 에지가 각각 웹의 에지와 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉시블 박막 전자 디바이스{A FLEXIBLE, THIN FILM ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 하나 이상의 전기적 셀들이 제공된 롤(roll)로부터 모듈을 절단함으로써 형성될 수도 있는 타입의 플렉시블 박막 전자 디바이스뿐만 아니라, 그 제조를 위한 방법과 관련된다.
그것은 특히, 배타적이지는 않지만, 모듈이 대면적 솔라 셀(solar cell) 또는 대면적 조명 타일(lighting tile)을 제공하는 박막 전자 디바이스와 관련된다.
플렉시블 박막 솔라 모듈들의 제조는, 복수의 광기전 셀(photovoltaic cell)들이 그것들이 서로 공간적으로 분리되고 그렇게 제공된 웹(web)이 광기전 셀들 중 하나를 각각 포함하는 복수의 시트(sheet)들(또는 모듈들)로 절단되도록, 웹의 롤의 길이를 따라(즉, 웹 방향으로) 제공되는 롤-투-시트(roll-to-sheet) 프로세스에 의해 종종 수행된다.
이 프로세스에서, 복수의 분리된 광기전 셀들은 웹 방향을 따라 웹 상의 개별 영역들에서 복수의 분리된 하부 전극들을 제공함으로써 형성된다.
하부 전극들은 예를 들어, 스크린 인쇄(screen printing), 잉크-젯 인쇄(ink-jet printing), 그라비어 인쇄(gravure printing), 또는 간헐적 인쇄(intermittent printing)와 같은 인쇄 기법들을 이용하여, 또는 마스크를 이용한 진공 증착에 의해 증착될 수도 있다.
그러나, 바람직하게는, 복수의 분리된 하부 전극들은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 연속적인 하부 전극층의 진공 증착에 의해, 그리고 웹 방향에 따른 에칭에 의해 또는 기계적 또는 레이저 스크라이빙(scribing)에 의해 그 층을 패터닝함으로써 제공된다.
패터닝 후에는, 하부 전극들의 각각의 상부에 하나의 이상의 활성층들과, 하나 이상의 활성층들의 각각의 상부에 상부 전극을 제공하는 것이 뒤따를 수도 있다. 그러나, 상부 전극은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 연속적인 상부 전극층일 수도 있다.
물론, 패터닝은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 각각, 하부 전극층 상부에 하나 이상의 활성층들과, 하나 이상의 활성층들 상부에 상부 전극층을 제공한 후에 수행될 수도 있다.
그 경우, 패터닝은 웹의 길이를 따라 분리된 하부 전극들 대신에 또는 그뿐만 아니라, 웹의 길이를 따라 분리된 상부 전극들을 제공할 수도 있다.
여하튼, 롤로부터의 시트들의 절단은 분리된 하부 전극들 및/또는 상부 전극들 사이의 갭들에서 있고, 개별적인 시트들은 백킹 시트(backing sheet)와 커버 시트 사이의 라미네이팅(laminating)에 의해 산소 및/또는 물의 침입에 대항하여 디바이스를 보호하기 위하여 통상적으로 캡슐화(encapsulate)된다.
하나의 경우에 있어서, 연속적인 상부 전극은 열 증발(thermal evaporation)에 의해 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 제공되고, 복수의 상부 전극들은 레이저 스크라이빙에 의해 웹 방향을 따라 형성된다. 스크라이빙은 웹의 방향을 가로질러 병렬 라인들에서 전극 재료를 제거함으로써 상부 전극들의 공간적 및 전기적 분리를 제공한다. 롤로부터의 시트들의 절단은 병렬 라인들 사이의 영역에서 수행되고, 그 후에, 캡슐화가 뒤따른다.
물론, 하나 이상의 활성층들은 광활성층(photoactive layer)을 포함하고, 각각의 셀은 실질적으로 투명한 적어도 하나의 전극을 가진다. 광활성층과 투명한 전극층 사이의 하나 이상의 활성층들은 또한 실질적으로 투명하다.
제조는 다수의 병렬 광기전 셀들을 가지는 솔라 모듈을 전형적으로 제공한다. 이 광기전 셀들은 웹 방향에 걸친 모든 광기전 셀들이 전기적 직렬로 접속되도록, 공간적으로 분리된 광기전 셀들과 유사한 방식으로 웹의 폭을 가로질러(즉, 웹 방향을 가로질러) 형성된다.
하나의 배열에서, 각각의 광기전 셀의 상부 전극은 접속된 셀들 사이에서 전기적 전도를 제공하기 위하여 인접한 광기전 셀의 하부 전극과 접촉한다. 버스 바(bus bar)들은 웹의 절단 이전에, 또는 그 캡슐화 전에 또는 후에 시트에 고정함으로써, 접속된 셀들의 최초 및 최후에 인접한 웹 상에 또한 제공된다.
상기 설명된 방법들은 이 디바이스들의 제조를 다소 비신축적이면서 고가로 되게 하는 다수의 단점들을 겪는다.
하나의 단점은 모듈의 길이가 분리된 하부 전극들 및/또는 상부 전극들 사이에 제공된 갭들에 의해 롤 상에서 정의된다는 것이다. 절단 및 캡슐화 후에, 특정한 모듈의 길이는 변경될 수 없고, 모듈의 설치는 그 미리 결정된 이용으로 한정된다.
추가의 단점은 상부 전극들의 인쇄가 적절한 잉크의 선택에 의해 복잡하게 된다는 것이다. 이용가능한 잉크들은 너무 두껍고 및/또는 너무 고비용인 것의 어느 하나인 층들을 전형적으로 제공한다. 그것들은 여하튼, 완전히 제거하기가 어려운 용매에 종종 기초하고, 이것은 디바이스 성능과 타협할 수 있다. 또한, 그것들은 디바이스로의 산소 및/또는 수분의 침입에 대한 임의의 장벽을 전형적으로 제공하지 않는다.
또 다른 단점은 롤로부터 절단된 개별적인 시트들의 라미네이션(lamination)이 특화되고 고가인 시트 투 시트(sheet to sheet)(또는 시트 투 롤 투 시트(sheet to roll to sheet)) 라미네이션 장비를 요구한다는 것이다.
배경 정보는 US5637537, US5385848, 및 US5202271에서 발견될 수 있다.
본 발명은 절단이 상부 전극과 하부 전극 둘 다를 절단하는 웹 상의 위치에서 모듈이 롤로부터 절단될 수도 있는 개선된 제조의 방법을 제공함으로써 이 단점들을 극복하는 것을 일반적으로 추구한다.
본 발명은 롤 투 롤 캡슐화를 제공함으로써 개별적인 시트들을 캡슐화하기 위한 특화된 장비에 대한 필요성을 회피하는 것을 또한 추구한다.
따라서, 제1 양태에서, 본 발명은, 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 전기적 셀들 - 각각의 셀은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 이 제공된 웹으로부터 절단된 모듈을 포함하는 플렉시블 박막 전자 디바이스를 제공하고, 여기서, 모듈은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하고, 제1 전극층의 에지(edge) 및 제2 전극층의 에지가 각각 웹의 에지와 실질적으로 일치한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자들은 이러한 웹이 롤로서, 또는 길이로서, 또는 롤 또는 길이로부터 자체적으로 절단되었던 모듈로서 제공될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
디바이스의 길이는 절단 시에 선택될 수 있다는 것이 또한 인식될 것이다. 그리고, 디바이스의 형상은 웹의 형상에 의해 기술되지 않는다. 모듈은 특히, 임의의 2 차원 형상으로 절단될 수도 있고, 부분들은 모듈 자체로부터 또한 절단될 수 있다.
일 실시예에서, 디바이스는 2 개 이상의 상기 에지 부분들을 가지는 모듈을 포함할 수도 있다.
디바이스는 특히, 직선형이고, 서로에 대해 실질적으로 반대인 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는 모듈을 포함할 수도 있다.
대안적으로, 디바이스는 원형인 모듈을 포함할 수도 있다. 원형 모듈은 단일의 상기 에지 부분을 가질 수도 있거나, 그것은 서로 실질적으로 동심일 수도 있거나 동심이 아닐 수도 있는 2 개의 상기 에지 부분들을 가질 수도 있다.
일부 실시예들에서, 모듈의 에지 부분들은 1 μm 내지 2 cm 사이, 예를 들어, 5 μm 내지 1.5 cm 사이, 또는 10 μm 내지 1.0 cm 사이, 또는 10 μm 내지 0.1 cm 사이, 그리고 바람직하게는 10 μm 내지 500 μm 사이의 정도까지 에지로부터 안쪽으로 확장한다.
디바이스는 적어도 하나의 전극층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화(fragment)됨으로써, 디바이스의 주요한 부분(major portion)을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 포함할 수도 있다.
실시예들에서, 전극층들 중 하나 또는 둘 다의 에지 부분들 중 적어도 하나는 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하기 위하여 절단되고 단편화된 에지 부분의 전체를 따라 확장하는 국소화된 단편화를 포함하는 절단되고 단편화된 에지 부분이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 디바이스는 모듈의 적어도 하나의 층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 모듈의 또 다른 층으로부터 디라미네이팅(delaminate)됨으로써, 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 단편화는 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 모듈의 절단 에지의 전체 또는 주요부를 따라 확장한다. 유사하게, 디라미네이션(delamination)은 모듈의 절단 에지의 전체 또는 주요부를 따라 확장한다.
여하튼, 단편화 및/또는 디라미네이션은 바람직하게는 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 전기적 션트(shunt)들에 대한 높은 저항을 제공한다.
디바이스는 제1 전극층 및 제2 전극층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 각각 단편화되는 모듈을 포함할 수도 있다.
모듈의 층들 중 임의의 것이 인접한 층으로부터 디라미네이팅될 수도 있지만, 모듈은 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 인접한 활성층으로부터 디라미네이팅되는 하나를 초과하는 전극층을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
현재 설명된 디바이스는 진공에서 또는 불활성 분위기에서의 확장된 이용을 위하여 특히 적당하다. 그러나, 그것은 공기 중에서의 확장된 이용을 위하여 캡슐화되는 것이 바람직하다.
따라서, 디바이스는 웹에 라미네이팅된 커버 시트가 추가로 제공되었던 웹으로부터 절단된 모듈을 포함할 수도 있고, 여기서, 웹 및 커버 시트는 각각 디바이스로의 산소 및 물의 침입에 대한 장벽을 제공한다.
대안적으로, 디바이스는 전극층들 및 하나 이상의 활성층들이 그 사이에 끼워지는 백킹 시트 및 커버 시트가 추가로 제공되었던 웹으로부터 절단된 모듈을 포함할 수도 있고, 여기서, 백킹 시트 및 커버 시트는 각각 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입에 대한 장벽을 제공한다.
여하튼, 디바이스는 상기 에지 부분들의 에지를 밀봉함으로써 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위하여, 그것이 웹으로부터 절단된 후에 밀봉 수단이 추가로 제공되는 모듈을 포함하는 것이 바람직하다. 밀봉 수단은 그 수명 동안에 모듈의 추가의 디라미네이션을 또한 금지할 수도 있다.
밀봉 수단은 예를 들어, 에지를 따라, 그리고 모듈의 상부 및 하부 표면 상에 부착되는 밀봉 화합물, 시트, 또는 테이프를 포함할 수도 있다. 그것은 추가적으로 또는 대안적으로, 모듈의 에지를 따라 확장하고, 모듈의 상부 및 하부 표면과 밀봉 방식으로 계합하는 계합 부재들을 가지는 탄성 세장형 부재(resilient elongate member)를 포함할 수도 있다.
물론, 디바이스는 커버 시트와 상부 전극층 사이에 제공된 접착층 및/또는 백킹 시트와 웹 사이에 제공된 접착층을 포함하는 모듈을 또한 포함할 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 접착층들 중 하나 또는 둘 다는 변형가능하고, 특히, 모듈이 웹으로부터 절단될 때에 소성 변형된다.
웹은 변형가능하고, 특히, 절단 동안에 소성 변형되는 것이 또한 바람직하다.
일 실시예에서, 하나 이상의 활성층들은 광활성층 또는 발광층을 포함한다. 물론, 정공-주입층들, 전자-주입층들, 정공-수송층들, 전자-수송층들, 또는 재결합층들과 같은 다른 활성층들이 또한 존재할 수도 있다.
이 실시예에서, 상부 전극층 및/또는 하부 전극층은 실질적으로 투명해야 하고, 투명 전극층과 광활성 또는 발광층 사이의 하나 이상의 활성층들은 또한 실질적으로 투명해야 한다.
그러나, 상부 전극층은 불투명하고 하부 전극층은 투명한 것이 바람직하다.
디바이스는 특히, 솔라 모듈 또는 조명 모듈을 포함할 수도 있다. 그것은 단일의 대면적 광기전 또는 발광 셀을 포함하는 웹의 길이로부터 절단되는 (조명 타일로서 더욱 일반적으로 알려진) 대면적 솔라 모듈 또는 대면적 조명 모듈일 수도 있다.
디바이스의 각각의 다양한 층들의 재료 및 두께는 모듈의 에지 부분들에서, 전극층들 둘 다의 절단과, 특히, 전극층들 중 하나 또는 둘 다의 단편화, 또는 인접한 층으로부터의 하나 이상의 층들의 디라미네이션을 허용하도록 선택될 것이다. 그러나, 재료 및 두께는 플렉시블 박막 전자 디바이스들에 대해 기존의 것일 수도 있다.
제2 양태에서, 본 발명은 플렉시블 박막 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법을 제공하고, 이 방법은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 을 제공하는 단계를 포함하고, 하나 이상의 에지 부분들을 포함하는 모듈을 형성하기 위하여 웹과 전극층들을 절단하는 것을 특징으로 하며, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지와 실질적으로 일치한다.
본 기술 분야의 통상의 기술자들은 이러한 웹으로부터 모듈을 절단하는 것이 웹의 롤로부터 절단하는 것, 또는 웹의 길이로부터 절단하는 것, 또는 롤 또는 길이로부터 자체적으로 절단되었던 모듈로부터 절단하는 것을 포함할 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
방법은 디바이스를 위한 길이가 절단 시에 선택되는 것을 허용한다는 것이 또한 인식될 것이다. 그리고, 그것은 웹의 형상에 의해 기술되지 않는 디바이스를 위한 형상을 추가적으로 허용한다.
절단은 임의의 2 차원 형상으로 모듈을 제공할 수도 있고, 모듈 자체로부터 부분들을 절단하는 것을 포함할 수도 있다.
절단은 2 개 이상의 상기 에지 부분들을 포함하는 모듈을 제공할 수도 있다.
일 실시예에서, 절단은, 직선형이고, 서로에 대해 실질적으로 반대인 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는 모듈을 제공한다.
또 다른 실시예에서, 절단은 원형인 모듈을 제공한다. 절단된 원형 모듈은 단일의 상기 에지 부분을 가질 수도 있거나, 그것은 서로 실질적으로 동심일 수도 있거나 동심이 아닐 수도 있는 2 개의 상기 에지 부분들을 가질 수도 있다.
여하튼, 절단은 적어도 하나의 전극층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화됨으로써, 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 제공할 수도 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 절단은 모듈의 적어도 하나의 층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 모듈의 또 다른 층으로부터 디라미네이팅됨으로써, 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 제공할 수도 있다.
바람직하게는, 단편화는 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 모듈의 절단 에지의 전체 또는 주요부를 따라 확장한다. 유사하게, 디라미네이션은 모듈의 절단 에지의 전체 또는 주요부를 따라 확장한다.
일 실시예에서, 방법은 제1 전극층 및 제2 전극층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 각각 단편화되는 모듈을 제공한다.
방법은 모듈의 임의의 층이 인접한 층으로부터 디라미네이팅된다는 것을 규정할 수도 있지만, 그것은 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 인접한 활성층으로부터 디라미네이팅되는 하나를 초과하는 전극층을 제공하지 않는 것이 바람직하다.
일부 실시예들에서, 절단은 적어도 하나의 전극이 단편화되고 및/또는 디라미네이팅되는 에지 부분들이 1 μm 내지 2 cm 사이, 예를 들어, 5 μm 내지 1.5 cm 사이, 또는 10 μm 내지 1.0 cm 사이, 또는 10 μm 내지 0.1 cm 사이, 그리고 바람직하게는 10 μm 내지 500 μm 사이의 정도까지 에지로부터 안쪽으로 확장한다는 것을 규정한다.
바람직한 실시예에서, 방법은 절단 전에 웹을 라미네이팅함으로써 커버 시트를 제공하는 단계를 더 포함하고, 여기서, 웹 및 커버 시트는 각각 디바이스로의 산소 및 물의 침입에 대한 장벽을 제공한다.
또 다른 실시예에서, 방법은 절단 전에 백킹 시트 및 커버 시트를 웹에 제공함으로써, 전극층들 및 하나 이상의 활성층들을 그 사이에 끼우는 단계를 더 포함하고, 여기서, 백킹 시트 및 커버 시트는 각각 디바이스로의 산소 및 물의 침입에 대한 장벽을 제공한다.
이 실시예들에서, 절단은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하는 모듈을 제공할 수도 있고, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 각각 웹의 에지 및 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치한다.
바람직하게는, 방법은 상기 에지 부분들에서 에지들을 밀봉함으로써 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위한 밀봉 수단을 모듈에 제공하는 단계를 더 포함한다.
방법은 상부 전극과 커버 시트 사이의 접착층 및/또는 웹과 백킹 시트 사이의 접착층을 제공하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
특히, 방법은 이 접착층들 중 하나 또는 둘 다가 변형가능하고 웹의 절단에 의해 소성 변형된다는 것을 규정할 수도 있다. 그것은 웹이 변형가능하고 절단 동안에 소성 변형되는 것을 또한 규정할 수도 있다.
절단은 특히, 임의의 적당한 기법에 의해 수행될 수도 있지만, 절단 기법은 상기 하나 이상의 에지 부분들에서, 모듈의 다른 층들로부터의 적어도 하나의 전극층의 단편화, 및/또는 적어도 하나의 층의 디라미네이션으로 귀착되는 것이 바람직하다.
전단 절단(shear cutting)은 이 목적을 위하여 적당하고, 예를 들어, 회전식 블레이드 절단기에 의해, 가위에 의해 또는 기요틴(guillotine)에 의해, 스탬핑(stamping) 또는 펀칭 아웃(punching out)에 의해, 또는 칼 절단에 의해 달성될 수 있다. 특히, 펀칭(punching) 기법들은 하나 이상의 에지 부분들에서, 모듈의 다른 층들로부터의 적어도 하나의 전극층의 단편화, 및/또는 적어도 하나의 층의 디라미네이션을 야기한다.
일 실시예에서, 절단은 제1 방향에서 웹으로부터 모듈을 절단하는 것, 및 제1 방향과는 반대인 제2 방향에서 모듈의 부분을 절단하는 것을 포함할 수도 있다.
전단 절단에서, 절단 블레이드들의 형상 및 형태는 절단 디바이스의 절단 블레이드들, 또는 절단 블레이드 및 일부 다른 부분에 의해 지지되지 않는 웹의 일부 또는 측부와 비교하여, 절단 디바이스의 절단 블레이드들, 또는 절단 블레이드 및 일부 다른 부품 사이에서 지지되는 웹의 일부 또는 측부에서 상이한 인장 응력(tensile stress)들을 제공할 수도 있다.
인장 응력들은 제1 에지 부분에서의 적어도 하나의 전극층의 단편화가 제2 에지 부분에서의 적어도 하나의 전극층의 단편화보다 실질적으로 더 큰 모듈을 생성할 수도 있다.
제2 방향과는 반대인 제2 방향에서 모듈의 부분을 절단함으로써, (더 높은 전기적 션트 저항을 가지는) 더욱 효율적인 모듈이 획득될 수도 있다.
물론, 제2 방향에서의 절단은 제1 방향에서의 절단과 동시에 또는 이에 후속하여 수행될 수도 있다.
모듈의 이중 절단 및 모듈의 부분의 폐기는, 절단이 웹의 예리한 굽힘, 또는 국소화된 가열, 또는 음파파쇄(sonication)를 후행하거나 선행함으로써, 절단 후에 상기 하나 이상의 에지 부분들에 대응하는 웹의 부분들에서 적어도 하나의 층의 단편화 및/또는 디라미네이션을 도입할 때에 회피될 수도 있다.
그 경우, 어느 절단 기법이 채택되는지는 특히 중요하지 않다. 레이저 절단은 예를 들어, 전단 절단 기법 대신에 이용될 수도 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 활성층들은 광활성층 또는 발광층을 포함한다. 물론, 그것들은 정공-주입층, 전자-주입층, 정공-수송층, 전자-수송층, 또는 재결합층과 같은 다른 활성층들을 또한 포함할 수도 있다.
이 실시예에서, 방법은 전극층들 중 적어도 하나가 실질적으로 투명하고 투명한 전극층과 광활성 또는 발광층 사이의 하나 이상의 활성층들이 또한 실질적으로 투명하다는 것을 규정해야 한다.
방법은 솔라 모듈 또는 발광 모듈을 포함하는 디바이스를 제공할 수도 있다. 그것은 특히, 절단이 대면적 솔라 모듈 또는 (조명 타일로서 더욱 일반적으로 알려진) 대면적 발광 모듈을 형성하도록, 오직 복수의 대면적 광기전 또는 발광 셀들을 웹에 제공하는 것을 포함할 수도 있다.
물론, 웹으로부터의 절단은 웹의 제공 직후에, 또는 심지어 웹을 제공하는 것들과 동일한 부지(premise)들 상에서 발생할 필요가 없다.
그러므로, 제3 양태에서, 본 발명은 하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤을 제공하고, 이 롤은 웹을 포함하고, 이 웹에는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 임의적으로, 웹 상의 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공되어 있음으로써, 모듈은 그것이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록 그렇게 제공된 웹으로부터 절단될 수 있으며, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지 및 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치한다.
롤에는 일시적 또는 영구적 밀봉 수단이 제공될 수도 있음으로써, 웹 또는 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지할 수도 있다.
일시적 밀봉 수단은 예를 들어, 패키징, 그리고 특히, 진공 패키징일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 그렇게 제공된 웹은 어디를 절단할 것인지를 표시하기 위한 인덴트(indent)들 또는 다른 가시적 마크들을 포함할 수도 있다. 가시적 마크들은 절단 후의 모듈의 하나 이상의 에지 부분들에 대응하는 부분들에서 웹의 예리한 굽힘에 의해, 또는 가열에 의해 형성될 수도 있다.
발명의 제3 양태의 다른 실시예들은 발명의 제1 및/또는 제2 양태들에 대하여 설명된 것들로부터 명백할 것이다.
제4 양태에서, 본 발명은 부품들의 키트를 제공하고, 이 부품들의 키트는 하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤 - 이 롤은 웹을 포함하고, 이 웹에는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 임의적으로, 웹 상의 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공되어 있음 -; 및 모듈이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록, 그렇게 제공된 웹으로부터 모듈을 절단하기 위한 절단 도구를 포함하고, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지 및 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치한다.
바람직한 실시예에서, 절단 도구는, 절단 동안에 웹의 양쪽 측부들이 지지됨으로써, 절단에 의해 형성된 모듈들에서의 상기 하나 이상의 에지 부분들에 대응하는 웹의 부분들에서의 적어도 하나의 전극층의 단편화 또는 디라미네이션을 보장하는 것을 보장한다는 것을 규정하는 전단 절단 도구이다.
일 실시예에서, 예를 들어, 웹에 커버 시트가 제공되지 않을 때, 롤에는 일시적 또는 영구적 밀봉 수단이 제공될 수도 있음으로써, 웹 또는 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지할 수도 있다.
일시적 밀봉 수단은 예를 들어, 패키징, 그리고 특히, 진공 패키징일 수도 있다.
발명의 제4 양태의 다른 실시예들은 발명의 제1 및/또는 제2 양태들에 대하여 설명된 것들로부터 명백할 것이다.
본 발명은 표준 장비에 의해 수행될 수 있는 롤 상의 라미네이션을 포함하는 롤-투-시트 프로세스에 의한 솔라 모듈들 또는 조명 모듈들의 제조를 가능하게 한다.
그것은 모듈의 길이 및 형상이 절단 시에 결정되기 때문에 높은 신축도(degree of flexibility)를 또한 가능하게 한다. 모듈의 길이 및 형상의 선택은 디바이스가 특정 이용 또는 로케이션에 조정되거나, 설치 시에 특정 이용 또는 로케이션에 구비되는 것을 가능하게 한다.
그것은 웹의 결함있는 섹션들이 용이하게 제거될 수 있다는 것을 또한 규정하고, 따라서, 종래 기술의 프로세스들과 비교하여 모듈들의 더 높은 수율을 제공한다.
그것은 (적어도) 전극층들의 패터닝에 대한 필요성을 제거한다는 점에서, 기존의 방법들과 비교하여 모듈의 제조에 있어서 더 적은 단게들을 추가로 제공한다.
발명의 제5 양태에서, 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 전기적 셀들 - 각각의 셀은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 이 제공된 웹으로부터 절단된 모듈을 포함하는 플렉시블 박막 전자 디바이스가 제공되고, 여기서, 모듈은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하고 - 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 각각 웹의 에지와 실질적으로 일치함 -, 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉함으로써 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위한 밀봉 수단을 포함한다.
유리하게도, 하나 이상의 에지 부분들이 이하에서 설명된 바와 같이 전극층들 사이에 임의의 전기적 단락들을 포함하지 않으므로, 디바이스의 캡슐화 및 밀봉은 웹으로부터 모듈을 절단한 직후에 수행될 수도 있다.
디바이스의 밀봉 수단은 그 수명 동안에 모듈의 추가의 디라미네이션을 또한 금지할 수도 있다.
발명의 제6 양태에서, 플렉시블 박막 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 을 제공하는 단계를 포함하고, 하나 이상의 에지 부분들을 포함하는 모듈을 형성하기 위하여 웹과 전극층들을 절단하는 것 - 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지와 실질적으로 일치함 -, 및 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉함으로써 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위한 밀봉 수단을 제공하는 것을 특징으로 한다.
발명의 제7 양태에서, 하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤이 제공되고, 이 롤은 웹을 포함하고, 이 웹에는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 임의적으로, 웹 상의 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공되어 있음으로써, 모듈은 그것이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록 그렇게 제공된 웹으로부터 절단될 수 있고, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지 및 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하고, 여기서, 모듈은 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위하여 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉하기 위한 밀봉 수단을 포함한다.
발명의 제8 양태에서, 본 발명은 부품들의 키트를 제공하고, 이 부품들의 키트는 하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤 - 이 롤은 웹을 포함하고, 이 웹에는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 임의적으로, 웹 상의 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공되어 있음 -; 및 모듈이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록, 그렇게 제공된 웹으로부터 모듈을 절단하기 위한 절단 도구를 포함하고, 제1 전극층의 에지 및 제2 전극층의 에지가 웹의 에지 및 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하고, 모듈은 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위하여 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉하기 위한 밀봉 수단을 포함한다.
상기 설명된 특징들 및 실시예들은 제5, 제6, 제7, 및 제8 양태들에 동일하게 적용한다.
본 발명은 첨부 도면들에서 예시된 바와 같은 다음의 실시예들을 참조하여 이제부터 상세하게 설명될 것이고:
도 1은 그 내부의 전형적인 광기전 셀을 도시하는 솔라 모듈의 일부의 단면도이고;
도 2는 복수의 이러한 광기전 셀들이 모듈의 폭을 가로질러 전기적 직렬로 접속되는 종래 기술의 솔라 모듈을 도시하는 평면도이고;
도 3은 도 2의 솔라 모듈에서 광기전 셀들을 접속시키는 전극들의 배열을 도시하는 단면도이고;
도 4는 광기전 셀들이 제공된 웹의 롤로부터의 도 2의 모듈들의 절단을 예시하는 개략도이고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 롤을 절단함으로써 획득된 솔라 모듈의 평면도들을 도시하고;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 롤을 절단함으로써 획득된 솔라 모듈의 평면도를 도시하고;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 모듈의 에지 부분들에서의 전극층들의 단편화를 예시하는 일부 단면도를 도시하는 스케치이고;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 모듈의 에지 부분들에서의 전극층의 단편화를 예시하는 상면도를 도시하는 스케치이고;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 모듈의 에지 부분들 내에서의 디라미네이션을 예시하는 일부 단면도를 도시하는 스케치이고;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 웹의 롤로부터의 모듈의 이중 절단을 예시하는 방식이고;
도 11은 도 2의 모듈을 절단함으로써 획득된 솔라 모듈의 에지 부분에서의 전극의 단편화를 표시하는, 주사 전자 현미경법(scanning electron microscopy)(SEM)에 의해 획득된 사진들을 도시하고;
도 12는 도 9의 솔라 모듈의 에지 부분의 현미경 이미지이고;
도 13은 도 2의 모듈을 절단함으로써 형성된 솔라 모듈들에서의 열 손실들을 도시하는 서모그래픽 이미지(thermographic image)이다.
이제부터 도 1을 참조하면, 전형적인 박막 광기전 디바이스는 기판 재료의 투명층(11) 상에 구축되는 박막층들의 "적층체(stack)"(10)를 포함한다.
적층체는 기판층 상에 제공된, 산소 및/또는 물에 대해 실질적으로 불침투성인 투명한 장벽층(12), 장벽층 상에 제공된 투명한 하부 전극층(13), 하부 전극층 상에 제공된 (정공-주입 또는 전자-주입층과 같은) 투명한 계면층(14), 계면층 상에 제공된 광활성 재료의 층(15), 광활성 재료의 층 상에 제공된 추가의 계면층(16), 및 추가의 계면층 상에 제공된 상부 전극층(17)을 포함한다.
추가의 계면층(16) 및 상부 전극층(17)은 투명할 수도 있거나 투명하지 않을 수도 있다.
기판 재료(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), PET)는 바람직하게는, 산소 및/또는 물에 대해 또한 불침투성인 커버 시트(도시되지 않음)로 라미네이팅함으로써 적층체의 캡슐화를 가능하게 하기 위하여 웹 방향을 따라 다른 층들을 지나서 확장한다. 커버 시트는 투명할 수도 있거나 투명하지 않을 수도 있다.
도 2는 6개의 이러한 적층체들(10)이 기판 재료 및 투명한 커버 시트 내에서 캡슐화되는 솔라 모듈(18)을 도시한다. 각각의 적층체는 모듈의 길이의 일부를 따라 확장하고, 적층체들은 모듈의 폭을 가로질러 전기적 직렬로 접속된다. 버스 바들(19)은 접속된 적층체들의 최초 및 최후에 인접하게, 그리고 모듈의 길이의 일부를 따라 제공된다. 버스 바들은 기판 재료 및 커버 시트 내에서 또한 캡슐화된다.
도 3은 적층체들(10)이 모듈의 폭을 가로질러 전기적 직렬로 접속된다는 것을 규정하는 도 2의 모듈(장벽 및 계면층들이 도시되지 않음)에서 전극층들의 배열을 도시한다.
상부 전극층(17)은 그것이 하부 전극층(13)과 오프셋되고 접촉하여 그것이 이웃하는 하부 전극층과 중첩하도록 만들어진다. 중첩하는 전극층들은 적층체를 포함하는 주요한 부분, 및 상부 전극 및 하나 이상의 활성층들을 오직 포함하는 소수 부분(minor portion)을 정의하기 위하여, 하나 이상의 활성층들을 함께 둘러싼다.
도 4는 웹 방향을 따라 복수의 분리된 적층체들, 및 웹 방향을 가로질러 복수의 접속된 적층체들이 제공된 롤로부터의 도 2의 솔라 모듈들(18)의 절단을 예시한다.
모듈들은 분리된 적층체들 사이의 갭들(20)에서 롤로부터 절단된다.
모듈들이 절단된 후, 적층체는 시트 투 시트 라미네이션 장비(도시되지 않음)를 이용하여 커버 시트로 웹을 라미네이팅함으로써 캡슐화된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 직사각형 솔라 모듈(200)을 도시한다. 접속된 적층체들(10)의 각각은 모듈(200)의 길이의 실질적으로 전체를 가로질러 확장한다. 모듈(200)에는, 모듈의 에지들(우측 및 좌측 측부)을 밀봉하기 위한 밀봉 수단이 제공된다.
도 5의 솔라 모듈들(200)의 절단은 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 확장하는 적층체가 제공된 롤로부터이고, 복수의 접속된 이러한 적층체들은 웹의 폭의 주요부를 가로질러 확장한다.
적층체의 다양한 층들은 복수의 공간적으로 분리된 적층체들을 제공하기 위하여 웹 방향을 따라 정렬하거나 에칭하는 절차들에 대한 필요성 없이 서로의 상부 상에서 간단하게 제공될 수 있으므로, 이러한 롤의 제조는 특히 유리하다.
모듈들(200)은 상부 전극층 및 하부 전극층을 가로질러 롤로부터 절단된다.
절단 후에, 모듈의 상부 전극층 및 하부 전극층의 각각의 횡방향 에지는 웹의 횡방향 에지와 일치한다.
예를 들어, 닙 롤러(nip roller)를 이용한 라미네이션에 의한 절단 전에, 롤에는 커버 시트(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
그 경우, 절단 후에, 모듈의 상부 전극층 및 하부 전극층의 각각의 횡방향 에지들은 웹 및 커버 시트 둘 다의 횡방향 에지와 일치한다.
물론, 뒤에 남아 있는 롤에 대하여 마찬가지이지만, 나머지 롤로부터의 또 다른 모듈의 후속 절단은 분리된 적층체들 사이의 갭에서, 또는 상부 전극층 및 하부 전극층을 가로질러 웹을 절단할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 직사각형 대면적 솔라 모듈(21)을 도시한다. 모듈은 길이의 실질적으로 전체를 따라, 그리고 모듈의 폭의 주요부를 가로질러 확장하는 단일 적층체(10)를 포함한다.
이론에 의해 한정되는 것을 희망하지 않으면서, 모듈의 절단은 모듈의 에지 부분들에서, 전극층들 중 하나 또는 둘 다의 국소화된 단편화, 및/또는 인접한 층으로부터의 적어도 하나의 층의 국소화된 디라미네이션을 수반한다.
도 7은 하부 전극층(13) 및 상부 전극층(17)의 국소화된 단편화를 도시한다. 볼 수도 있는 바와 같이, 단편화는 에지 부분(22)으로 구속되고, 모듈의 주요한 부분(23)에서 나타나지 않는다.
도 8은 에지 부분에서의 상부 전극층(17)의 단편화의 또 다른 도면을 도시한다. 단편화는 절단에 의해 생성되는 (요철형으로서 도시된) 절단 에지의 전체를 따라 확장한다.
에지 부분에서의 단편화는, 기판(11) 및/또는 접착층의 소성 변형으로부터 기인하는 절단 에지에서의 전극층들 사이의 임의의 접촉이 솔라 모듈의 전기적 단락으로 이어지지 않는다는 것을 의미한다.
도 9는 절단 모듈 내의 인접한 층들의 국소화된 디라미네이션을 도시한다. 볼 수도 있는 바와 같이, 디라미네이션은 에지 부분(22)으로 구속되고, 모듈의 주요한 부분(23)에서 나타나지 않는다.
에지 부분에서의 디라미네이션은, 절단으로부터 기인하고, 그렇지 않을 경우에 접촉할 수도 있는 (이빨들로서 여기에서 도시된) 요철형 에지들이 서로와의 접촉을 넘어서는 정도까지, 하부 및 상부 전극층들(13 및 17)의 절단 에지들이 분리된다는 것을 의미한다.
도 10은 도 6에서 도시된 것과 유사한 효율적인 솔라 모듈을 획득하기 위하여 회전식 절단기로 이용될 수도 있는 절단 단계들을 예시하는 웹의 롤의 일부의 평면도를 도시한다.
모듈(21)은 제1 방향에서 회전식 절단기를 이용하여 롤 웹을 가로질러 절단함으로써 롤로부터 우선 절단된다(A). 모듈(21)에서의 전극층들의 단편화가 롤에서의 전극층들의 단편화보다 덜 고가이므로, 분리된 모듈(21)은 모듈의 에지 부분에서의 적어도 하나의 전극층의 단편화를 보장하기 위하여, 제1 방향에 대한 반대 방향에서 회전식 절단기를 이용하여 웹을 가로질러 절단된다. 물론, 이중 절단은 절단 웹 및 적층체의 작은 부분이 폐기된다는 것을 의미한다(B).
절단의 효과는, 도 2에서 도시된 것과 유사한 솔라 모듈들이 전극층들을 포함하는 부분에서 모듈의 폭을 가로질러 회전식 블레이드 절단기에 의해 절단되는 실험들에서 볼 수 있다.
제1 모듈은, 아연 산화물 나노입자 기반 전자 수송층(30 nm 두께), 그 다음으로, P3HT:PCBM 광활성층(300 nm 두께), 그 다음으로, PEDOT:PSS 계면층(100 nm 두께), 및 최종적으로 증발된 은(silver) 상부 전극층(100 nm)을 증착함으로써 투명한 인듐 주석 산화물층(125 μm 두께)이 제공된 투명한 PET 웹 상에 형성되는, 반전된 아키텍처를 가지는 적층체들을 포함한다.
제2 모듈은 제1과 유사하지만, 적층체들을 커버하는 장벽 시트(3M으로부터 입수가능한 UBF9L 울트라-장벽 필름; 약 100 μm 두께)를 포함한다. 장벽 시트가 탄성 접착제(약 100 μm 두께)를 이용하여 적층체들 상부에, 그리고 웹 상에 라미네이팅되기 전에, 접촉 테이프는 적층체들에 제공된다. 접촉 테이프는 전기적 측정들이 모듈 상에서 행해질 수 있도록 디바이스로부터 확장한다.
제3 모듈은 제2와 유사하지만, 동일한 탄성 접착제를 이용하여 기판에 라미네이팅된 추가적인 장벽 시트(3M으로부터 입수가능한 UBF9L 울트라-장벽 필름, 약 100 μm 두께)를 포함한다. 장벽 시트들이 적층체들 상부에, 그리고 웹 상에 라미네이팅되기 전에, 접촉 테이프는 적층체들에 제공된다. 접촉 테이프는 전기적 측정들이 모듈 상에서 행해질 수 있도록 디바이스로부터 확장한다.
표 I는 이 모듈들, 및 이 모듈들을 절반으로 절단함으로써 획득된 솔라 모듈들의 (200 룩스에서의) 낮은 광 조명 하에서의 개방 회로 전압들(Voc)을 도시한다.
[표 I]
Figure pct00001
각각의 모듈의 절단은 은 측부 업(silver side up) 및 은 측부 다운(silver side down)에서 수행되었다. 미절단 모듈과 비교한 절단 모듈들 중 하나 또는 다른 것에서의 전압 강하는 전기적 단락(또는 "션트")으로 인해 열악한 성능을 표시한다.
볼 수도 있는 바와 같이, 2 개의 절단 모듈들은 서로와 비교한 성능에서의 차이를 나타낸다. 차이는 절단 블레이드의 형상 및 구성에 대응한다. 절단 동안에 절단기의 베드 상에서 유지되거나 지지되는 모듈의 측부에 대응하는 절단 모듈(절단-후 A)은 절단 동안에 절단기의 베드 상에서 유지되거나 지지되지 않는 모듈의 측부에 대응하는 절단 모듈(절단-후 B)보다 더욱 양호한 성능을 나타낸다.
제1 절단-후 A-모듈은 제1 모듈이 은 측부 업에서 절단될 때에 제1 모듈보다 더 높은 전압을 나타내는 반면, 제1 절단-후 B-모듈은 더 낮은 전압을 나타낸다.
제2 절단-후 A-모듈은 그것이 은 측부 업에서 절단될 때에 제2 모듈과 유사하거나 더 높은 전압을 나타내는 반면, 제2 절단-후 B-모듈은 전압을 나타내지 않거나 오직 낮은 전압을 나타낸다.
제3 절단-후 A-모듈은 그것이 은 측부 업에서 절단될 때에 제3 모듈보다 더 높은 전압을 나타내는 반면, 제3 절단-후 B-모듈은 전압을 전혀 나타내지 않는다.
그러므로, 모든 경우들에는, 절단-후 A-모듈은 열화 또는 임의의 측정된 단락의 징후 없이 기능하는 반면, 절단-후 B-모듈은 일부 단락의 징후를 전형적으로 나타낸다.
전극층들의 단편화 및/또는 디라미네이션에 대한 추가의 증거는 주사 전자 현미경법 및 광 현미경법으로부터 얻어질 수 있다.
도 11은 (상이한 배율들에서) 모듈의 에지 부분에서의 전극층의 이미지들뿐만 아니라, 제3 절단-후 A-모듈의 에지의 주사 전자 현미경법 이미지를 도시한다.
볼 수도 있는 바와 같이, 하부 전극층은 에지 부분에서 그 기저층들로부터 디라미네이팅되었고, 이 부분에서의 전극층의 단편화가 또한 발생하였다.
도 12는 제3 모듈을 절단함으로써 획득된 절단-후 A-모듈(이미지의 하부 부분) 및 절단-후 B-모듈(이미지의 상부 부분)의 에지 부분들의 현미경 이미지를 도시한다.
볼 수도 있는 바와 같이, 절단-후 A-모듈의 에지 부분에서의 은 전극층의 상당한 단편화가 있고, 절단-후 B-모듈의 에지 부분에서의 임의의 단편화가 거의 없다.
이미지는 단편화가 절단-후 A-모듈의 절단 에지의 실질적으로 전체를 따라 확장한다는 것을 특히 강조표시하는 라인 작도에 의해 동반된다.
도 13은 제3 모듈의 절단에 의해 획득된 절단-후 A-모듈(이미지의 하부 부분) 및 절단-후 B-모듈(이미지의 상부 부분)의 서모그래픽(IR) 이미지를 도시한다.
볼 수도 있는 바와 같이, (밝게 조명된) 절단-후 B-모듈로부터의 상당한 열 발산이 있지만, 절단-후 A-모듈로부터의 열 발산은 없다.
절단-후 A-모듈로부터 열 발산의 부재는 전기적 션트의 부재와, 결과적으로, 그 모듈에서의 전극층들 중 적어도 하나의 단편화를 강력하게 시사한다.
물론, 여기에서 설명된 솔라 모듈들은 접속된 적층체들을 포함할 필요가 없고, 도 5 내지 6 및 도 8은 특히, 대면적 광기전 셀이 복수의 접속된 적층체들 대신에 제공되는 모듈들을 도시하는 것으로 고려될 수 있다.
본 발명은 도면들에서 예시되는 어떤 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었다. 그러나, 상세하게 설명되거나 도면들에서 예시되지 않은 다른 실시예들이 본 발명의 범위 내에 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (35)

  1. 플렉시블 박막 전자 디바이스로서, 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들이 제공된 상기 웹으로부터 절단된 모듈을 포함하고 - 상기 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 상기 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 -, 상기 모듈은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하고, 상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 각각 상기 웹의 에지와 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 전극층은 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화(fragment)됨으로써, 상기 디바이스의 주요한 부분(major portion)을 가로질러 전기적 단락을 방지하는, 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 층은 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 인접한 층으로부터 디라미네이팅됨(delaminated)으로써, 상기 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는, 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전극층들 둘 다는 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화되는, 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈은 2 개 이상의 상기 에지 부분들을 포함하는, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모듈은 직선형이고, 서로에 대해 실질적으로 대향하는 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는, 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 모듈은 원형이고, 서로와 실질적으로 동심인 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는, 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 부분들은 1 μm 내지 2 cm 정도까지 안쪽으로 확장하는, 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈은 웹으로부터 형성되며, 상기 웹에는 상기 하나 이상의 셀들 및 상기 웹을 라미네이팅하는 커버 시트가 제공되어 있고, 상기 모듈은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하고, 상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 각각 상기 웹의 에지 및 상기 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하는, 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉함으로써 상기 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위한 밀봉 수단을 포함하는, 디바이스.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 변형가능한 접착층은 전극층들 중 적어도 하나와 상기 커버 시트 사이에, 또는 상기 웹과 상기 전극층들 사이에 제공되는, 디바이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 시트 및 상기 웹 중 적어도 하나 및 상기 전극층들 중 적어도 하나는 투명한, 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 활성층들은 광활성층을 포함하는, 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 솔라 모듈 또는 조명 타일인, 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 대면적 솔라 모듈 또는 조명 타일인, 디바이스.
  16. 플렉시블 박막 전자 디바이스를 제조하기 위한 방법으로서, 웹의 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들을 제공하는 단계를 포함하고 - 상기 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 상기 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 -, 하나 이상의 에지 부분들을 포함하는 모듈을 형성하기 위하여 상기 웹과 둘 다의 상기 전극층들을 절단하는 것 - 상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 상기 웹의 에지와 실질적으로 일치함 - 을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 절단은 적어도 하나의 전극층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화됨으로써, 상기 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 제공하는, 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 절단은, 적어도 하나의 층이 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 인접한 층으로부터 디라미네이팅됨으로써, 상기 디바이스의 주요한 부분을 가로질러 전기적 단락을 방지하는 모듈을 제공하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 절단은, 상기 전극층들 둘 다가 상기 하나 이상의 에지 부분들에서 단편화되는 모듈을 제공하는, 방법.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단은, 2 개 이상의 상기 에지 부분들을 포함하는 모듈을 제공하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 절단은, 직선형이고, 서로에 대해 실질적으로 대향하는 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는 모듈을 제공하는, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 절단은, 원형이고, 서로와 실질적으로 동심인 2 개의 상기 에지 부분들을 가지는 모듈을 제공하는, 방법.
  23. 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 부분들은 1 μm 내지 20 cm 정도까지 안쪽으로 확장하는, 방법.
  24. 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 전극들을 커버하는 커버 시트를 제공하고, 상기 절단은 하나 이상의 에지 부분들을 포함하는 모듈을 제공하고, 상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 각각 상기 웹의 에지 및 상기 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하는, 방법.
  25. 제16항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 부분들의 상기 에지들을 밀봉함으로써 상기 디바이스로의 산소 및/또는 물의 침입을 방지하기 위한 밀봉 수단을 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단은, 회전식 블레이드 절단기에 의해, 가위에 의해 또는 기요틴(guillotine)에 의해, 스탬핑(stamping) 또는 펀칭 아웃(punching out)에 의해, 또는 칼 절단에 의해 수행되는, 방법.
  27. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단은, 제1 방향에서의 절단과, 그 다음으로, 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향에서의 절단을 포함하는, 방법.
  28. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 전에, 상기 절단 후의 상기 하나 이상의 에지 부분들에 대응하는 부분들에서의 상기 웹의 예리한 굽힘, 가열, 또는 음파파쇄가 수행되는, 방법.
  29. 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단 후에 상기 하나 이상의 에지 부분들의 예리한 굽힘, 가열, 또는 음파파쇄가 수행되는, 방법.
  30. 제16항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 시트 및 상기 웹 중 적어도 하나 및 상기 전극층들 중 적어도 하나는 투명한, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 하나 이상의 활성층들은 광활성층을 포함하는, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 디바이스는 솔라 모듈 또는 발광 다이오드인, 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 디바이스는 대면적 솔라 모듈 또는 조명 타일인, 방법.
  34. 하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤(roll)로서,
    상기 롤은 웹을 포함하고, 상기 웹에는 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 상기 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 상기 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 선택적으로, 상기 웹 상의 상기 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공됨으로써, 상기 제공된 웹으로부터 모듈이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록 절단될 수 있고, 상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 상기 웹의 에지 및 상기 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하는, 웹의 롤.
  35. 부품들의 키트로서,
    하나 이상의 플렉시블 박막 전자 디바이스들을 제공하는 웹의 롤 - 상기 롤은 웹을 포함하고, 상기 웹에는, 그 길이의 실질적으로 전체를 따라 하나 이상의 셀들 - 상기 셀들은 제1 전극층, 제2 전극층, 및 상기 전극층들 사이에 제공된 하나 이상의 활성층들을 포함함 - 및 선택적으로, 상기 웹 상의 셀들을 커버하는 커버 시트가 제공됨 -; 및
    상기 제공된 웹으로부터 모듈이 하나 이상의 에지 부분들을 포함하도록 상기 모듈을 절단하기 위한 절단 도구를 포함하고,
    상기 제1 전극층의 에지 및 상기 제2 전극층의 에지가 상기 웹의 에지 및 상기 커버 시트의 에지와 실질적으로 일치하는, 부품들의 키트.
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