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      光電器件的制作方法

      文檔序號(hào):7205670閱讀:397來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:光電器件的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種具有功能層的光電器件。
      技術(shù)背景 本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)DE 10 2008 013 031. 1的優(yōu)先權(quán),其公開內(nèi)容通
      過(guò)引用結(jié)合于此。印刷文件WO 99/27554描述了一種半導(dǎo)體器件。具有功能層的光電器件-例如發(fā)光二極管、發(fā)射紅外線的發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光 二極管(OLED)、有機(jī)太陽(yáng)能電池或有機(jī)光電探測(cè)器-的效率和使用壽命可能由于出現(xiàn)短路 而顯著地降低。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式的任務(wù)是,提供一種具有到功能層的電流引線的光電器 件,該電流弓I線包含短路保護(hù)。該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電器件來(lái)解決。光電器件的其他擴(kuò)展方案和 改進(jìn)方案是其他權(quán)利要求的主題,并且進(jìn)一步地從下文中的描述和附圖中得知。本專利權(quán) 利要求的公開內(nèi)容明確地通過(guò)引用結(jié)合到本說(shuō)明書中。根據(jù)實(shí)施方式,一種具有短路保護(hù)的光電器件包括-具有多個(gè)段的第一電極層,所述多個(gè)段被彼此分離地布置,-第一電極層上的功能層,該功能層運(yùn)行時(shí)發(fā)射電磁射線,-功能層上的第二電極層,-電流引線和多個(gè)電連接,其中,-分別有所述多個(gè)電連接之中的至少一個(gè)被布置在第一電流引線與第一電極層的 多個(gè)段中的至少一個(gè)之間,以用于電接觸第一電極層,-電流引線具有第一橫截面并且所述多個(gè)電連接的每一個(gè)具有第二橫截面,-第二橫截面小于第一橫截面,以及_所述多個(gè)電連接被實(shí)施為熔斷器。第一層被布置或涂覆在第二層“上”或“之上”可以在此和在下文表示,第一層直 接地以直接的機(jī)械和/或電接觸的方式被布置或涂覆在第二層上。另外也可以表示,第一 層間接地被布置或涂覆在第二層上或在第二層之上。那樣的話,在此可以在第一層與第二 層之間布置或涂覆另外的層。名稱“電磁射線”、“射線”或“光”可以在此和在下文中表示具有在紅外至紫外波 長(zhǎng)范圍中的至少一個(gè)波長(zhǎng)或光譜分量的電磁輻射。在此,尤其可以表示紅外電磁射線、可見 電磁射線和/或紫外電磁輻射?!岸鄠€(gè)”可以在此和在下文中表示例如連接或段的大于或等于2的數(shù)量。
      這里所描述的光電器件具有短路保護(hù)并且與公知的具有短路保護(hù)的光電器件相比基本上避免了由于短路造成的光電器件的故障。在此,由短路造成的光電器件的故障可以通過(guò)如下方式被基本上避免在電流引 線與第一電極層的多個(gè)段中的至少一個(gè)之間分別布置所述電連接中的至少一個(gè)。在此,每 個(gè)單個(gè)的電連接被實(shí)施為熔斷器,使得所述電連接可以在短路的情況下被熔斷。尤其是所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)的每個(gè)-該電連接被布置在第一電極層的 一個(gè)段與電流引線之間-與該段和電流引線以導(dǎo)電的方式連接。在光電器件的正常運(yùn)行 時(shí),可以通過(guò)電流引線、所述多個(gè)電連接中的每一個(gè)并且通過(guò)第一電極層的分別被分配給 所述電連接的段形成電流路徑。在此,第一橫截面和第二橫截面表示電流弓丨線和所述多個(gè)電連接的與光電器件正 常運(yùn)行時(shí)的電流路徑相垂直的相應(yīng)橫截面。在常規(guī)的光電器件中,由于未定義的粒子負(fù)荷或所謂的“針孔(pin-hole) ”-例如 微通道而產(chǎn)生短路,該短路阻止光電器件的射線發(fā)射或者至少大大地降低該光電器件的效 率。如果在光電器件中在兩個(gè)導(dǎo)電部件之間-例如在兩個(gè)電極之間存在短路,則所輸送的 電功率的大部分幾乎在無(wú)電阻的情況下作為通過(guò)短路的損耗功率被耗散。由于歐姆電阻大 大地降低,可以通過(guò)短路連接流過(guò)高電流,該電流在電壓同時(shí)大大降低的情況下通常是工 作電流的多倍。因?yàn)槎搪返母怕孰S著光電器件的面積增大而顯著地上升,因此常規(guī)器件中發(fā)生短 路可阻止到更大面積的器件的過(guò)度。通過(guò)第一電極層具有多個(gè)彼此分離地布置的段,可能 的是,以大面積的形式-例如作為大面積的照明裝置、諸如發(fā)光瓦(Leuchtkachel)-來(lái)運(yùn)行 這里所描述的光電器件,其中所述器件的特點(diǎn)在于提高的壽命和改善的效率。此外,第一電極層的分段布置與可熔化電連接的連接使得能夠?qū)⒍搪肪植康叵拗?在分別受短路影響的段。在第一電極層的一個(gè)段與第二電極層之間發(fā)生短路的情況下,被 布置在該段與電流引線之間的至少一個(gè)電連接可以通過(guò)短路造成的高電流被熔斷。通過(guò)熔 斷該電連接,僅僅第一電極層的該有缺陷的段與有效電路分離。相應(yīng)的段與電流引線之間 的電連接的電阻變得無(wú)限大,而具有所分配的完好電連接的段繼續(xù)保持為可投入使用的。 因此,可以附加地防止缺陷的增長(zhǎng)以及所謂“針孔”的退化影響超出受短路影響的段,其中 所述缺陷例如是不發(fā)射的面積-諸如所謂的“暗點(diǎn)(dark spot)”或“黑點(diǎn)(black spot)”。此外,光電器件的可熔斷的電連接與常規(guī)的光電器件相比具有相對(duì)于電流引線減 小的橫截面。相對(duì)于電流引線降低的橫截面附加地有利于熔斷電連接。所述多個(gè)電連接的第二橫截面可以對(duì)于所有多個(gè)電連接都是相同的??商娲诖?地,所述多個(gè)電連接中的至少兩個(gè)的第二橫截面或者所有所述多個(gè)電連接的第二橫截面是 不同的。但是在此,所有所述多個(gè)電連接的橫截面都小于電流引線的第一橫截面。此外,第二橫截面可以與第一橫截面相比減小到1/10。這尤其可以表示,所述多 個(gè)電連接中的每一個(gè)的第二橫截面與電流引線相比可以至少被減小到1/10。此外,所述 多個(gè)電連接中的每一個(gè)的橫截面可以優(yōu)選地至少被減小到1/100、更優(yōu)選地至少被減小到 1/500、以及特別優(yōu)選地至少被減小到1/1000。第二橫截面與第一橫截面相比越小,則電連 接在短路的情況下就可以越快地被熔斷。此外,較大的第二橫截面可以導(dǎo)致電連接的電阻較小。因此,根據(jù)電連接的實(shí)施方式,第二橫截面可以是第一橫截面的1/10至1/100或1/100至1/500或者1/500至1/1000,其中邊界值分別被包含在內(nèi)。有利地,每個(gè)電連接都可以被實(shí)施為縮頸(Einschnurtog)或具有至少一個(gè)縮頸, 其中在此所述縮頸可以在正常運(yùn)行時(shí)沿著電流路徑延伸到電連接的整個(gè)伸展上或者只延 伸到電連接的一部分上。通過(guò)將電連接實(shí)施為縮頸或利用縮頸來(lái)實(shí)施電連接,可以在短路 的情況下附加地增強(qiáng)電連接的熔斷,由此對(duì)于減小的第二橫截面來(lái)說(shuō)在縮頸的范圍內(nèi)存在 比電流引線內(nèi)和可能在電連接的其余部分內(nèi)相對(duì)更高的電流密度。在此,電流引線的第一橫截面通過(guò)要接觸的電連接的數(shù)目來(lái)確定。電流引線的 第一橫截面尤其是可以被確定為使得該橫截面足以通過(guò)電連接中的至少相應(yīng)一個(gè)給第一 電極層供電。在此,該電流引線具有優(yōu)選地為10 μ m2至1000 μ m2、更優(yōu)選地為25μπι2至 750 μ m2、并且特別優(yōu)選地為50 μ m2至500 μ m2的第一橫截面,其中邊界值分別被包含在內(nèi)。此外,電流引線和所述多個(gè)電連接可以以一體化的方式來(lái)構(gòu)造。這意味著,電流引 線和所述多個(gè)電連接可以連續(xù)地和/或單件式地被實(shí)施。電流引線和所述多個(gè)電連接的一 體化實(shí)施可以使得能夠在一個(gè)工藝步驟中進(jìn)行電流弓I線和所述多個(gè)電連接的涂覆。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,所述多個(gè)電連接和電流引線由不同的材料構(gòu)成。此外,為了構(gòu)造所述多個(gè)電連接可以提供例如導(dǎo)電材料,所述導(dǎo)電材料可以選自 Ag、Gu, Zn、Sn或合金或這些材料以可變百分比組成的混合物。如果所述多個(gè)電連接和電流引線由不同的材料構(gòu)成,則這可以表示,所述多個(gè)電 連接和電流引線不是一體化地、連續(xù)地或單件式地被實(shí)施。然而該實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)所述 多個(gè)電連接包含具有與電流引線相比具有較低熔點(diǎn)并且因此在短路情況下有利于熔斷電 連接的材料。此外,所述多個(gè)電連接可以具有大于或等于150°C并且小于或等于1100°C的熔 點(diǎn)。在此,可以優(yōu)選地為所述多個(gè)電連接選擇如下的導(dǎo)電材料所述導(dǎo)電材料具有800°c至 1500°C之間、250°C至800°C之間、以及特別優(yōu)選地100°C至250°C之間的熔點(diǎn),其中邊界值 分別被包含在內(nèi)。在此可能有利的是,除了已經(jīng)提及的用于所述多個(gè)電連接的具有相對(duì)高 熔點(diǎn)的材料以外,也可以使用具有相對(duì)低熔點(diǎn)的材料,例如銦或鋁。銦或鋁的相對(duì)低的熔點(diǎn) 可以使得所述多個(gè)電連接易于在短路情況下熔斷。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,光電器件包括襯底,在該襯底上布置有第一電極層的多個(gè) 段、功能層和第二電極層。在此,襯底可以是透明的或者是半透明的、撓性的或無(wú)彈性的,并 且例如包括玻璃、石英、硅、塑料、陶瓷或電路板或它們的組合。塑料材料的示例是聚酯碳酸 酯、聚醚砜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚乙烯對(duì)苯二酸酯和聚酰亞胺。此外,襯底可以被構(gòu)造為使得該襯底包括兩個(gè)主表面和兩個(gè)側(cè)表面,其中主表面 具有比側(cè)表面更大的伸展。因此,主表面特別適合于布置段和光電器件的其他層。在另一個(gè)實(shí)施方式中,電流引線、多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段被布置在襯 底的一個(gè)、即同一主表面上。這可以表示,電流引線、多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段可 以彼此相鄰地布置。電流引線、多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段的相鄰布置在此和在下 文中可以表示,電流引線和多個(gè)電連接和/或多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段可以布置 為彼此直接接觸,使得電流引線、多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段分別直接地彼此鄰接。此外,也可以表示間接的接觸,其中另外的段和/或?qū)颖徊贾迷陔娏饕€和所述多個(gè)電連接之間和/或所述多個(gè)電連接和第一電極層的多個(gè)段之間。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,電流引線和第一電極層的多個(gè)段可以被布置在襯底的不同 主表面上。這可以表示,例如電流引線被布置在襯底的第一主表面上并且第一電極層的多 個(gè)段被布置在襯底的第二主表面上。因此為了通過(guò)所述電連接的至少相應(yīng)一個(gè)電接觸第一 電極層的多個(gè)段,所需要的是,多個(gè)電連接被形成在襯底中并且延伸穿過(guò)該襯底。為此,可以在襯底中以優(yōu)選規(guī)則的布置形成例如多個(gè)開口,其中在所述開口中可 以分別布置所述多個(gè)電連接之一。所述開口可以具有規(guī)則地或不規(guī)則地形成的橫截面。在 規(guī)則的實(shí)施方式中,所述開口例如可以具有多邊形、圓形或橢圓形的橫截面。在此,所述開 口可以被構(gòu)造為彼此相同或不同并且此外也例如可以具有從上述形狀過(guò)渡到其他形狀的 橫截面。此外,光電器件可以包括空腔,該空腔在襯底中被布置為與所述多個(gè)電連接中的 至少一個(gè)相鄰。該空腔特別適于在短路的情況下收集所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)的熔化 的材料。為此,該空腔例如可以作為凹陷被形成在襯底中,其中在所述凹陷之上布置有電連 接。因此,該空腔可以用作用于所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)的熔化材料的儲(chǔ)集池。此外,襯底可以具有多個(gè)空腔,其中所述多個(gè)電連接中的每一個(gè)都可以布置在所 述多個(gè)空腔中的一個(gè)之上。除此之外,襯底可以具有連續(xù)的空腔,其中在該連續(xù)的空腔之上 布置有所述多個(gè)電連接中的至少兩個(gè)或者全部所述多個(gè)電連接。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,光電器件可以在所述多個(gè)電連接至少之一上具有絕緣層。 在此,所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)可以被實(shí)施為使得所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)在短 路情況下熔化并且所述絕緣層適于分別使所述多個(gè)電連接之一絕緣。在此,所述絕緣層可 以被實(shí)施為具有可熔化的和/或松散的材料的電介質(zhì)并且因此適于分別將所述多個(gè)電連 接中的一個(gè)絕緣,所述材料例如-光刻膠,_熱塑性材料,該材料例如可以選自丙烯腈_丁二烯_苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、 聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)或選自含賽璐珞 的塑料,-聚酰亞胺,-金屬氧化物和/或半金屬氧化物,-金屬氮化物和/或半金屬氮化物,-金屬氧氮化物和/或半金屬氮氧化物,例如二氧化硅或氮化硅。因此在短路情況下,一方面,所述電連接中的每一個(gè)以及包圍該電連接的絕緣層 是可熔化的。在此,根據(jù)優(yōu)選的布置,空腔被布置為與每一個(gè)所述電連接分別相鄰,使得該 電連接的熔化的材料可以被收集在該空腔中。被布置在每一個(gè)電連接上的絕緣層同樣可以 由于短路而熔化或松散,使得熔化或松散的絕緣材料首先被布置在熔化的電連接的區(qū)域內(nèi) 并且隨后同樣可以被該空腔收集。在此,可以進(jìn)行相應(yīng)電連接的材料與絕緣材料的充分混 合。但是優(yōu)選地,絕緣材料以超過(guò)相應(yīng)電連接的量存在,使得在該兩種材料充分混合之后可 以通過(guò)后續(xù)流入或后續(xù)松散進(jìn)入空腔中的絕緣材料使電連接的材料額外地飽和。在繼續(xù)的 飽和的過(guò)程中,絕緣材料可以覆蓋相應(yīng)電連接的材料,由此可以產(chǎn)生絕緣層對(duì)相應(yīng)電連接 的絕緣效果。
      此外,功能層可以包括至少兩個(gè)段,所述兩個(gè)段彼此分離地布置,其中功能層的段 分別被布置在第一電極層的多個(gè)段中的至少一個(gè)段之上。這例如可以表示,功能層的所述 至少兩個(gè)段也可以單獨(dú)地被第一電極層的多個(gè)段中的至少一個(gè)段電接觸。此外,這可以表示,功能層的彼此分離的段可同時(shí)運(yùn)行。在此,功能層的至少兩個(gè) 段可以發(fā)射至少兩個(gè)不同頻譜的光,使得通過(guò)頻譜疊加生成白光。在此,功能層或功能層的每個(gè)段包括具有至少一個(gè)發(fā)光層的多層的功能層疊層。此外,功能層或功能層的每個(gè)段例如可以具有選自下列η導(dǎo)通和ρ導(dǎo)通層的至少 一個(gè)或多個(gè)層所述η導(dǎo)通和ρ導(dǎo)通層諸如電子注入層、電子傳輸層、空穴阻擋層、電子阻擋 層、空穴傳輸層和空穴注入層。發(fā)光層可以例如包括常規(guī)的ρη結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)(SQW結(jié)構(gòu))或多量 子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))、發(fā)光或熒光材料,其中通過(guò)在發(fā)光層中的電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生電 致發(fā)光。功能層可以具有有機(jī)和/或無(wú)機(jī)材料。有機(jī)材料可以包括有機(jī)聚合物或有機(jī)小分子。優(yōu)選地,有機(jī)聚合物完全或部分地 包括共軛聚合物。適合的有機(jī)聚合物材料以每種可能的組合包括下列材料中的至少一個(gè)聚(聚對(duì) 苯乙炔)(PPV)、聚(2-甲氧基-5 (2-乙基)己氧基對(duì)苯乙炔)(MEH-PPV)、至少一個(gè)PPV衍 生物(例如二烷氧或二烷基衍生物)聚芴和/或具有共聚物的聚芴段、PPV和同族的共聚 物、聚(2,7-(9,9_ 二正辛基芴)-(1,4_苯基-((4-仲丁苯基)亞氨基)-1,4_苯基)(TFB)、 聚(2,7-(9,9_ 二正辛基芴)-(1,4_苯基-((4-甲苯基)亞胺基)-1,4_苯基-((4-甲苯 基)亞胺基)-1,4_苯基))(PFM)、聚(2,7-(9,9-二正辛基芴)-(1,4-苯基-((4-甲苯基) 亞胺基)-1,4_ 苯基))(PFM0)、聚(2,7-(9,9_ 二正辛基芴)(F8)、聚(2,7-(9,9-二正辛基 芴)-3,6_苯并噻二唑)(F8BT)或者聚(9,9-二辛基芴)。替代于聚合物,也可以在有機(jī)功能層中使用有機(jī)小分子。這樣的小分子的示例 例如是鋁_3 (8羥基喹啉)(Alq3)、鋁-1,3-雙(N,N-二甲基氨基苯基)_1,3,4_惡二唑 (0XD-8)、鋁-氧-雙(2-甲基-8-喹啉)、鋁-雙(2-甲基-8-羥基喹啉)、鈹-雙(羥基苯 并喹啉)(BEQ. Sub. 2)、雙(二苯乙烯基)二亞苯基(DPVBI)和芳基胺-取代聯(lián)苯乙烯(DSA 胺)。此外,功能層可以包含無(wú)機(jī)材料,例如III/V族化合物半導(dǎo)體-如基于氮化物和/或 磷化物化合物半導(dǎo)體的材料。“基于氮化物化合物半導(dǎo)體”在這種情形下表示,功能層包括氮化物-III/V族化合 物半導(dǎo)體材料、優(yōu)選地為AlnGamIni_n_mN,其中0彡η彡1,0彡m彡1并且n+m彡1。在此,該 材料不必一定具有數(shù)學(xué)上準(zhǔn)確地根據(jù)上述公式的組成。更確切地說(shuō),該材料可以具有一種 或多種摻雜物以及附加的成份,所述摻雜物和成份基本上不改變AlnGamIni_n_mN材料的特征 性的物理特性。然而為簡(jiǎn)單起見,上述公式只包括晶格的基本成分(Al、Ga、In、N),即使這 些成本也可以部分地被少量的其他物質(zhì)替代。“基于磷化物化合物半導(dǎo)體”在這種情形下表示,功能層包括磷化物-III/V族化合 物半導(dǎo)體材料、優(yōu)選地為AlnGamIni_n_mP,其中0彡η彡1,0彡m彡1并且n+m彡1。此外,功能層也可以附加地或可替代地具有基于AlGaAs或II/VI族化合物半導(dǎo)體 材料的半導(dǎo)體材料。
      根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,功能層也可以連續(xù)地布置在第一電極層的多個(gè)段中的至少 兩個(gè)段之上。這使得能夠大面積地并且由此低成本地涂覆功能層。此外,第一電極層的多個(gè)段中的至少兩個(gè)彼此并聯(lián)。與第一電極層的段的串聯(lián)不 同,第一電極層的多個(gè)段中的至少兩個(gè)段的這種并聯(lián)使得能夠添加另外的單個(gè)段以及例如 通過(guò)短路來(lái)使得停止運(yùn)行而不影響第一電極層的其他段的功能。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式,光電器件此外可以包括電流擴(kuò)展層,該電流擴(kuò)展層被布置 在所述多個(gè)電連接中的至少一個(gè)與第一電極層的多個(gè)段的至少一個(gè)之間。這樣的電流擴(kuò) 展層例如可以在電連接之后為了電流擴(kuò)展而被加寬并且例如包括透明的導(dǎo)電氧化物(TCO) 或者由透明的導(dǎo)電氧化物組成。透明的導(dǎo)電氧化物可以包括金屬氧化物,例如氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鈦、氧 化銦或銦錫氧化物(ITO)。除了二元金屬氧化合物-例如Zn0、Sn02或In2O3以外,三元金屬 氧化合物 _ 例如 Zn2Sn04、CdSn03、ZnSn03、MgIn204、GaIn03、Zn2In205 或 In4Sn3O12-或不同的透 明導(dǎo)電氧化物的混合物也屬于TCO組。此外,TCO不必一定對(duì)應(yīng)于化學(xué)計(jì)量的組成,并且也 可以是P摻雜或η摻雜的。此外,第二電極層可以具有至少兩個(gè)段,并且所述至少兩個(gè)段的每一個(gè)可以被布 置在第一電極層的多個(gè)段中的至少一個(gè)段之上。這可以表示,第二電極層以所述至少兩個(gè) 段之一被布置在第一電極層的至少兩個(gè)段之上??商娲?,根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例也可能的是,將第二電極層連續(xù)地布置在第一電極 層的多個(gè)段中的至少兩個(gè)段之上。這可以表示,第二電極層也可以有利地被大面積地涂覆 在第一電極層的多個(gè)段之上。在此,光電器件可以被實(shí)施為發(fā)光器件-如發(fā)光二極管、發(fā)射紅外線的發(fā)光二極 管、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、有機(jī)太陽(yáng)能電池或有機(jī)光電探測(cè)器,所述發(fā)光器件具有所謂的 頂部發(fā)射器和/或所謂的底部發(fā)射器形式的發(fā)光功能層。在頂部發(fā)射器配置中,第二電極層可以有利地具有對(duì)至少部分電磁射線的透明性 或者至少半透明性。此外,第二電極層可以在頂部發(fā)射器配置中具有光散射層或者散射膜,該光散射 層或者散射膜例如可以實(shí)施為聚合物膜。此外,散射膜或光散射層可以混入散射顆粒。該 散射顆粒尤其是可以包括例如金屬氧化物,諸如氧化鈦或氧化鋁_如金剛砂和/或玻璃顆 粒。在此,該散射顆粒可以具有從小于Iym至 ομπι量級(jí)或者至100 μ m量級(jí)的直徑或顆 粒尺寸??商娲睾?或附加地,底部發(fā)射器配置中的光散射層或散射膜也可以被涂覆在 透明的襯底上。在底部發(fā)射器配置中,第一電極層可以有利地具有對(duì)至少部分電磁射線的透明性 或至少半透明性。可以被實(shí)施為陽(yáng)極并且因此用作逸出功大于4. 5eV的空穴注入材料的透明的第 一電極層可以例如具有如上文所述的透明的導(dǎo)電氧化物或由透明的導(dǎo)電氧化物組成。可替 代地和/或附加地也可以考慮其他的陽(yáng)極材料,例如-金屬,如鉬、金、鈀或銦,-金屬氧化物,如氧化鉛、氧化錫或銦錫氧化物(ITO),
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      _ 石墨,_摻雜的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體,如硅、鍺或砷化鎵,以及-摻雜的導(dǎo)電聚合物,如聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。在可替代的配置中,第一電極層也可以被實(shí)施為陰極??梢员粚?shí)施為陰極并且因此用作逸出功相對(duì)小的電子注入層的透明的第二電極 層例如可以被形成為包括電荷注入層和導(dǎo)電層的多層結(jié)構(gòu)。該電荷注入層可以包含鈣或鋇 或它們的混合物,而該導(dǎo)電層可以包含鋁、銀、鎂、金、銅或它們的混合物。在可替代的配置 中,第二電極層也可以被實(shí)施成陽(yáng)極。


      光電器件的其他優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)選實(shí)施方式和擴(kuò)展方案從下面并且結(jié)合附圖所闡述的實(shí) 施例中得出。圖IA和IB以俯視圖(圖1A)和截面圖(圖1B)示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光電器件 的示意圖,圖2示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意性截面圖,圖3示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意性截面圖,圖4A和4B以俯視圖(圖4A)和截面圖(圖4B)示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器 件的示意圖,圖5至7示出根據(jù)另外的實(shí)施例的光電器件的示意圖。
      具體實(shí)施例方式圖IA以俯視圖示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意圖。圖IB示出光電器件在 圖IA中標(biāo)出的截面平面AA中的示意性截面圖。在此,圖IA和IB以及所有其他的圖示出 在實(shí)施方式中具有有機(jī)功能層的光電器件。然而,圖IA至7所述的光電器件的實(shí)施方式 也有可能具有一個(gè)或多個(gè)功能層,這些功能層附加地或可替代地包含無(wú)機(jī)材料,例如III/V 族化合物半導(dǎo)體。根據(jù)圖1A,光電器件具有襯底6,該襯底6具有第一電極層1,第一電極層1具有兩 個(gè)段11、12,這兩個(gè)段11、12彼此分離地布置在襯底6的主表面上。在第一電極層1的各個(gè) 段11、12上布置有機(jī)功能層2,該有機(jī)功能層2在運(yùn)行時(shí)發(fā)射電磁射線。此外,在有機(jī)功能 層2上布置有第二電極層3。該有機(jī)功能層2和第二電極層3分別連續(xù)地布置在第一電極 層1的兩個(gè)段11、12之上,其中為了表明布置,段11、12和層2、3在圖IA中沒(méi)有被重疊地 示出。在此,第一電極層1的兩個(gè)段11、12被彼此并聯(lián)并且第一電極層1的每個(gè)段11、12 分別通過(guò)電連接51、52與電流引線4連接。此外替代于所示的實(shí)施例,段11和/或段12 可以通過(guò)一個(gè)以上的電連接51或52與電流引線4以導(dǎo)電的方式連接。電流引線4具有第一橫截面。此外,電連接51、52分別實(shí)施為熔斷器并且分別具 有第二橫截面,該第二橫截面相對(duì)于電流引線4的第一橫截面被減小。如果例如在第一電 極層1的段11和第二電極層3之間存在短路,則接觸段11的電連接51熔斷。通過(guò)減小電 連接51的第二橫截面有利于電連接51的熔斷。
      電連接51、52以及電流引線4可以以一體化的方式構(gòu)造,或者可替代地如圖IB所 示的那樣由兩個(gè)相鄰地布置的導(dǎo)電元件構(gòu)成。如果電流引線4和電連接51、52不是以一體 化的方式構(gòu)造,則適合于用不同的材料來(lái)形成電連接51、52以及電流引線4。在此,可以為電連接51、52選擇例如在發(fā)明內(nèi)容部分所描述的材料,這些材料具 有大于或等于150°C并且小于或等于1100°C的熔點(diǎn)。在此,為了形成電連接51、52,優(yōu)選例 如銦或鋁的材料,這些材料相對(duì)于在發(fā)明內(nèi)容部分所描述的其他材料具有較低的熔點(diǎn),使 得易于在短路的情況下熔斷電連接51、52。圖2以示意性截面圖示出根據(jù)另一實(shí)施例的光電器件,該光電器件具有包括兩個(gè) 段21、22的有機(jī)功能層2。在此,有機(jī)功能層2的兩個(gè)段21、22彼此分離地布置,其中有機(jī) 功能層2的段21、22分別被布置在第一電極層1的段11、12上。如圖2所示出的那樣,第二電極層3連續(xù)地布置在第一電極層1的兩個(gè)段11、12 之上??商娲?,第二電極層3同樣可以具有至少兩個(gè)段31、32,其中第二電極層3的各個(gè) 段分別被布置在第一電極層1的段11、12之上。圖3以示意性截面圖示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件。在此,該光電器件可以 如根據(jù)圖IA和2的實(shí)施例那樣被實(shí)施。這里所示的光電器件的襯底6具有空腔7,在該空腔7之上布置有多個(gè)電連接中的 電連接52。此外,光電器件具有絕緣層8,該絕緣層8涂覆在電連接52上。在此,空腔7作 為襯底6中的凹陷與電連接52相鄰地布置??梢栽谝r底中連續(xù)地形成空腔作為用于所有多個(gè)電連接5的熔化材料的儲(chǔ)集池。 可替代地,也可以在襯底6中為每個(gè)電連接5分別形成與相應(yīng)的電連接5相鄰的空腔7??涨?和絕緣層8也可以作為光電器件的特征分別單獨(dú)地在光電器件中使用。附加地,絕緣層8也包圍電流引線4。如果在這樣構(gòu)造的光電器件上在第一電極 層1的段12與第二電極層3之間存在短路,則電連接52的熔化材料可以被優(yōu)選地形成為 儲(chǔ)集池的空腔7收集?,F(xiàn)在,在電連接52的被釋放的空間中同樣可以擠入絕緣層8的熔化 材料。在空腔7中可能首先發(fā)生絕緣材料8和電連接52的材料的混合。由于絕緣材料在量上超過(guò)電連接52的材料的部分,可以通過(guò)絕緣層8的材料的后 續(xù)流動(dòng)使電連接52的材料飽和。由于通過(guò)絕緣材料8使電連接52的材料飽和,電連接52 的材料可以被絕緣材料8覆蓋,這就是要實(shí)現(xiàn)的絕緣層8相對(duì)于電連接52的絕緣效應(yīng)。圖4A在示意圖中以俯視圖示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件。在此,該光電器件 具有電流擴(kuò)展層91、92、93,該電流擴(kuò)展層91、92、93分別被布置在電連接51、52、53與第一 電極層的段11、12、13之間并且同樣地被絕緣層8包圍。電流擴(kuò)展層91、92、93為了電流擴(kuò) 展也可以被加寬,以便改善對(duì)第一電極層的段11、12、13的供電。此外,該光電器件具有空腔7,該空腔7作為襯底6中的凹陷與電連接51、52、53 相鄰地布置并且在襯底中連續(xù)地形成為用于所有多個(gè)電連接51、52、53的熔化材料的儲(chǔ)集 池。可替代地,也可以為電連接51、52、53中的每一個(gè)分別在襯底6中形成與各個(gè)電連接 51、52、53相鄰的空腔7。圖4B示出圖4A的光電器件在圖4A中標(biāo)出的截面平面BB中的示意性截面圖。電流擴(kuò)展層93被布置第一電極層13和電連接53之間。如在圖4B中所示出的那 樣,空腔7也可以在襯底6中延伸超過(guò)電連接53的區(qū)域。在此,空腔7在襯底6中的水平伸展以及垂直伸展取決于要收集的電連接5和絕緣層8的熔化材料的量。此外如在圖4A中所示出的那樣,可以在襯底6中形成連續(xù)的空腔7作為用于所有 多個(gè)電連接51、52、53的熔化材料的儲(chǔ)集池??商娲?,也可以為電連接51、52、53中的每 一個(gè)分別在襯底6中形成與各個(gè)電連接51、52、53相鄰的空腔7??涨?、絕緣層8和電流擴(kuò)展層9也可以作為光電器件的特征在各光電器件中單獨(dú) 地使用。圖5以俯視圖示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意圖。在示出有機(jī)功能層2 的兩個(gè)段21、22布置在第一電極層1的三個(gè)段11、12、13之上的實(shí)施例中,有機(jī)功能層2的 兩個(gè)段21、22由于當(dāng)前可用的陰影掩模技術(shù)(Schattenmaskierungstechnik)的典型不精 確性而被移位地布置。在常規(guī)的借助陰影掩模技術(shù)結(jié)構(gòu)化地涂覆有機(jī)功能層的方法中,出于安全原因, 有機(jī)功能層2的段21、22以彼此之間至少200 μ m的間隔被涂覆。這對(duì)應(yīng)于目前掩模技術(shù) 的最大不精確性,由此發(fā)光面積下降到總面積的80%以下。通過(guò)第一電極層1的段11、12、 13以及布置多個(gè)電連接51、52、53,可以更小地選擇間隔并且因此實(shí)現(xiàn)更大的發(fā)光面積,由 此能夠補(bǔ)償這樣的生產(chǎn)誤差。此外,有機(jī)功能層2的段21純示例性地在第一電極層1的段11的范圍內(nèi)具有缺 陷20,該缺陷20由于短路導(dǎo)致電連接51的熔斷并且導(dǎo)致有缺陷的段11與其余的電路絕 緣。此外,通過(guò)電連接52和通過(guò)第一電極層1的段12來(lái)保證對(duì)段21的繼續(xù)供電,其中由 于有機(jī)功能層21的小的橫向?qū)щ娐识鴰缀醪粫?huì)再出現(xiàn)通過(guò)缺陷20的電流。雖然電磁射線 的發(fā)射由于段21被減小,但是可以通過(guò)多個(gè)電連接51、52、53有效地防止光電器件在這樣 的短路情況下的完全故障。圖6示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意性截面圖。在此,電流引線4布置在襯底6的主表面上??商娲兀娏饕€4也可以形成為 非透明的,也就是不透明的導(dǎo)電襯底。在該電流引線4之上布置有電連接51、52。布置在電 流引線4上的電連接51、52在襯底6的開口 511、512中形成并且分別與第一電極層1的段 11、12之一接觸,其中所述開口 511、512被構(gòu)造為貫穿孔(Via(通孔))。第一電極層1的 段11、12布置在襯底6的第一主表面上,而電流引線4布置在襯底6的第二主表面上,其中 襯底6的第一主表面和第二主表面彼此不同并且背朝彼此??商娲?,在電流引線4被形 成為襯底的情況下,電連接51、52也可以被形成在絕緣層8中而不是形成在襯底6中。此外,電連接51、52可以由易熔的導(dǎo)電材料構(gòu)成,并且在高熱負(fù)荷的情況下、例如 在短路情況下可以熔化。電連接51、52可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝被涂覆。第一電極層1的段11、12被以結(jié)構(gòu)化的方式、例如通過(guò)軟噴鍍(Soft -Sputtern) 或汽化滲鍍涂覆到電連接51、52上。附加地可以在電連接51、52與第一電極層1的段11、 12之間涂覆電流擴(kuò)展層。在第一電極層1上涂覆有機(jī)功能層2。如圖6所示,第一電極層1和有機(jī)功能層2 被布置成段11、12以及21、22。通過(guò)襯底6的突起61實(shí)現(xiàn)第一電極層1、有機(jī)功能層2以 及電流擴(kuò)展層9的分段,該突起61延伸穿過(guò)第一電極層1和有機(jī)功能層2。此外,在有機(jī)功能層2上涂覆有第二電極3,該第二電極3為了頂部發(fā)射器配置中 的光發(fā)射有利地由透明材料形成。在第二電極層3上附加地以結(jié)構(gòu)化的方式布置有用于電
      12流引導(dǎo)的上部觸頭10,這些上部觸頭10例如可以用作為的接合線的觸頭。圖7以俯視圖示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的光電器件的示意圖,該光電器件具有整面 涂覆的有機(jī)功能層2,該有機(jī)功能層2被布置在第一電極層1(未示出)的多個(gè)段上。在此,第一電極層1的多個(gè)段被多個(gè)電連接接觸,其中示例性地標(biāo)出電連接51、 52、53、54、55、56、57、58。在此,在所示的實(shí)施例中,多個(gè)電連接中的每一個(gè)都正好被分配給 第一電極層1的一個(gè)段,使得第一電極層1正好具有與所存在的電連接一樣多的段。替代于此地,也可以分別給多個(gè)電連接-諸如兩個(gè)、三個(gè)或更多相鄰的電連接-分 配第一電極層1的一個(gè)段。這可以表示,第一電極層1的段分別通過(guò)多個(gè)電連接以導(dǎo)電的 方式與電流引線4連接。在由于有機(jī)功能層2的缺陷20導(dǎo)致短路的情況下,作為損耗功率的功率由于低的 電阻而流經(jīng)電連接56和第一電極層1的與電連接56以導(dǎo)電方式連接的段,其中該段最靠 近短路。該電連接56被熔斷并且形成無(wú)窮大的電阻。由于有機(jī)功能層2的小的橫向?qū)щ?率和與此相聯(lián)系的提高的電阻,相鄰的電連接55承擔(dān)比首先被熔斷的電連接56明顯較小 的電流。盡管如此,相鄰的電連接上的電流密度仍然可能大得使得相鄰的電連接55同樣 熔斷。在此,與缺陷20相鄰的電連接57、58被繼續(xù)熔斷,直到有機(jī)功能層2中的電阻由于 小的橫向?qū)щ娐首兊么蟮檬沟米柚蛊渌娺B接的熔斷。電流可以經(jīng)過(guò)未被由缺陷20造成的短路直接影響的電連接51、52、53、54繼續(xù)流 動(dòng)。因?yàn)橛袡C(jī)功能層2的水平伸展比其層厚度大,所以垂直于功能層2的延伸平面穿過(guò)有 機(jī)功能層2的電阻小于沿著延伸平面的電阻,也就是小于橫向?qū)щ娐省R虼丝赡艿氖?,只有很少的電連接55、56、57、58被熔斷并且僅僅在光電器件的小 區(qū)域內(nèi)沒(méi)有射線被發(fā)射,而光電器件的其余部分通過(guò)第一電極層1的分段而繼續(xù)保持有效 運(yùn)行。在圖IA至7中示出的實(shí)施例和特征可以被任意改變。本發(fā)明不通過(guò)根據(jù)實(shí)施例的描述而限于該描述。更確切地說(shuō),本發(fā)明包括每個(gè)新 特征和特征的每種組合,這尤其是包括權(quán)利要求中的特征的每種組合,即使這些特征或特 征的組合本身沒(méi)有在權(quán)利要求或?qū)嵤├斜幻鞔_說(shuō)明時(shí)也是如此。
      1權(quán)利要求
      一種具有短路保護(hù)的光電器件,包括 具有多個(gè)段(11、12)的第一電極層(1),所述多個(gè)段(11、12)被彼此分離地布置, 在所述第一電極層(1)上的功能層(2),所述功能層(2)在運(yùn)行時(shí)發(fā)射電磁射線, 在所述功能層(2)上的第二電極層(3), 電流引線(4),以及 多個(gè)電連接(51、52),其中 分別有所述多個(gè)電連接(51、52)中的至少一個(gè)被布置在所述第一電流引線(4)與所述第一電極層(1)的所述多個(gè)段(11、12)中的至少一個(gè)之間,以用于電接觸所述第一電極層(1), 所述電流引線(4)具有第一橫截面并且所述多個(gè)電連接(51、52)中的每一個(gè)具有第二橫截面, 所述第二橫截面小于所述第一橫截面,以及 所述多個(gè)電連接(51、52)被實(shí)施為熔斷器。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電器件,其中-所述第二橫截面與所述第一橫截面相比被至少減小到1/10。
      3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中_所述電流引線(4)和所述多個(gè)電連接(51、52)被一體化地構(gòu)造,或者所述電流引線 (4)和所述多個(gè)電連接(51、52)由不同的材料構(gòu)成。
      4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中-所述光電器件包括襯底(6),在所述襯底(6)上布置有所述第一電極層(1)的多個(gè)段 (11、12)、所述功能層(2)和所述第二電極層(3),并且其中_所述電流引線(4)、所述多個(gè)電連接(51、52)和所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、 12)被布置在所述襯底(6)的主表面上,其中所述電連接(51、52)尤其是延伸穿過(guò)所述襯底 (6)。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電器件,其中-所述襯底(6)具有多個(gè)開口(511、512),其中在所述多個(gè)開口(511、512)的每個(gè)開口 中分別布置有所述多個(gè)電連接(51、52)之一。
      6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光電器件,進(jìn)一步包括-空腔(7),所述空腔(7)在所述襯底(6)中被布置為與所述多個(gè)電連接(51、52)中的 至少一個(gè)相鄰。
      7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,進(jìn)一步包括-在所述多個(gè)電連接(51、52)中的至少一個(gè)上的絕緣層(8)、尤其是由能熔化的和/或 松散的材料制成的絕緣層。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電器件,其中-所述多個(gè)電連接(51、52)中的至少一個(gè)被實(shí)施為使得在短路情況下所述多個(gè)電連接 (51,52)中的至少一個(gè)熔化,以及-所述絕緣層(8)適于使所述多個(gè)電連接(51、52)中的至少一個(gè)絕緣。
      9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中-所述功能層具有無(wú)機(jī)或有機(jī)的材料。
      10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中-所述功能層(2)至少包括兩個(gè)段(21、22),所述段(21、22)被彼此分離地布置,以及-所述功能層(2)的段(21、22)分別被布置在所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12) 中的至少一個(gè)上。
      11.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的光電器件,其中-所述功能層(2)被連續(xù)地布置在所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12)中的至少兩 個(gè)上。
      12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中-所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12)中的至少兩個(gè)段彼此并聯(lián)。
      13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,進(jìn)一步包括-至少一個(gè)電流擴(kuò)展層(91、92、93),所述電流擴(kuò)展層(91、92、93)被布置在所述多個(gè)電 連接(51、52、53)中的至少一個(gè)與所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12、13)中的至少一個(gè) 之間。
      14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光電器件,其中-所述第二電極層(3)具有至少兩個(gè)段(31、32),以及-所述至少兩個(gè)段(31、32)之一分別被布置在所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12) 中的至少一個(gè)之上。
      15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的光電器件,其中-所述第二電極層(3)被連續(xù)地布置在所述第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12)中的至 少兩個(gè)之上。
      全文摘要
      說(shuō)明有一種具有短路保護(hù)的光電器件,包括-具有多個(gè)段(11,12)的第一電極層(1),所述多個(gè)段彼此分離地布置,-在該第一電極層(1)上的功能層(2),該功能層在運(yùn)行時(shí)發(fā)射電磁射線,-在該功能層(2)上的第二電極層(3),-電流引線(4)和多個(gè)電連接(51、52),其中-所述多個(gè)電連接(51、52)中的至少相應(yīng)一個(gè)被布置在第一電流引線(4)與第一電極層(1)的多個(gè)段(11、12)中的至少一個(gè)之間,以用于電接觸第一電極層(1),-電流引線(4)具有第一橫截面并且所述多個(gè)電連接(51、52)的每一個(gè)具有第二橫截面,-第二橫截面小于第一橫截面,以及-電連接(51、52)被實(shí)施為熔斷器。
      文檔編號(hào)H01L51/52GK101960640SQ200980108123
      公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
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