KR20200051518A - 발광 다이오드 및 그 제조 방법, 어레이 기판 및 디스플레이 패널 - Google Patents

발광 다이오드 및 그 제조 방법, 어레이 기판 및 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 개시내용은 발광 다이오드에 관한 것이다. 발광 다이오드는 제1 투명 전극 층; 제1 투명 전극 층 상의 발광 층; 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 발광 층의 표면 상의 반사 전극 층, 및 제2 투명 전극 층을 포함한다. 반사 전극 층은 투과 홀을 포함할 수 있다. 제2 투명 전극 층은 투과 홀을 덮거나 채울 수 있다. 투과 홀은 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 제2 투명 전극 층을 통과시키도록 구성될 수 있다.

Description

발광 다이오드 및 그 제조 방법, 어레이 기판 및 디스플레이 패널
본 개시내용은 디스플레이 기술에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 발광 다이오드 및 그 제조 방법, 어레이 기판, 및 디스플레이 패널에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD) 장치들과 같은 다른 디스플레이 장치들과 비교하여, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 장치들은 백라이트를 요구하지 않는 자체-방출(self-emitting) 장치들이다. 빠른 응답, 더 넓은 시야각, 높은 밝기, 더 선명한 컬러 렌더링, 및 더 얇고 더 가볍다는 장점들을 갖기 때문에, OLED 디스플레이 장치들은 디스플레이 분야에서 광범위한 응용을 발견하였다.
본 개시내용은 발광 다이오드에 관한 것이다. 발광 다이오드는 투과 홀(transmission hole)을 갖는 반사 전극 층을 포함할 수 있다. 투과 홀을 덮거나 채우기 위한 제2 투명 전극 층이 형성된다. 발광 다이오드의 픽셀 영역으로부터의 광은 투과 홀을 통과하고 제2 투명 전극 층을 통해 투과하여 감광성 센서에 도달할 수 있다. 감광성 센서는 각각의 픽셀 영역으로부터 방출된 광의 강도를 실시간으로 감지할 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 하나의 예는 발광 다이오드이다. 발광 다이오드는 제1 투명 전극 층, 제1 투명 전극 층 상의 발광 층, 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 발광 층의 표면 상의 반사 전극 층 - 반사 전극 층은 투과 홀을 포함함 - 및 투과 홀을 덮고 및/또는 채우는 제2 투명 전극 층을 포함할 수 있다. 투과 홀은 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 제2 투명 전극 층을 통해 투과하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용의 다른 예는 어레이 기판이다. 어레이 기판은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 및 발광 다이오드를 구동하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예는 디스플레이 패널이다. 디스플레이 패널은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예는 발광 다이오드를 제조하는 방법이다. 발광 다이오드를 제조하는 방법은 제1 투명 전극 층을 형성하는 단계, 제1 투명 전극 층 상에 발광 층을 형성하는 단계, 발광 층 상에 반사 전극 층을 형성하는 단계, 반사 전극 층 내에 투과 홀을 형성하는 단계, 및 투과 홀을 덮고 및/또는 채우기 위한 제2 투명 전극 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 투과 홀은 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 제2 투명 전극 층을 통해 투과하도록 구성된다.
본 발명으로 간주되는 주제는 특히 명세서의 끝부분에 있는 청구항들에서 특별하게 지적되고 명백하게 청구된다. 본 발명의 전술한 그리고 다른 목적들, 특징들, 및 이점들은 첨부한 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀의 상대적인 위치를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀의 상대적인 위치들을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 구조를 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 감광성 센서의 구조를 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 제조 방법의 흐름도이다.
본 개시내용은 본 개시내용의 기술적 해결책들의 본 기술분야의 통상의 기술자에 의한 더 나은 이해를 제공하기 위해 첨부 도면들 및 실시예들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 본 개시내용의 설명 전체에 걸쳐서, 도 1 내지 도 10을 참조한다. 도면들을 참조할 때, 전체에 걸쳐서 도시된 유사한 구조체들 및 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다.
전자 보상 구조들 및 방법들은 큰 크기의 유기 발광 다이오드(OLED) 패널에서 종종 채용된다. 그러나, 이러한 구조들 및 방법들은 OLED 내의 박막 트랜지스터들(TFT)의 특징들(characters)로 인한 비정상적인 디스플레이만을 보상할 수 있고, OLED 내의 방출 층들의 재료들의 노화(aging)로 인한 비정상적인 디스플레이를 보상할 수 없다.
따라서, 도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 발광 다이오드의 개략적인 구조를 도시한다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(10)는 제1 투명 전극 층(200), 제1 투명 전극 층(200) 상에 형성된 발광 층(500), 제1 투명 전극 층(200)과 반대편에 있는 발광 층(500)의 표면 상에 형성된 반사 전극 층(300)을 포함한다. 반사 전극 층은 투과 홀(600)을 포함한다. 발광 다이오드(10)는 투과 홀(600)을 덮고 및/또는 채우기 위한 제2 투명 전극 층(400)을 추가로 포함한다. 투과 홀(600)은 발광 층(500)으로부터 방출된 광을 투과시켜서 제2 투명 전극 층(400)을 통해 투과하도록 구성된다. 즉, 발광 층(500)으로부터 방출된 광은 투과 홀(600)을 통과하고, 이어서 제2 투명 전극 층(400)에 도달한 다음, 제2 투명 전극 층(400)을 통해 투과한다.
일부 실시예에서, 도 1의 점선 원으로 도시된 바와 같이, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300) 내에 형성된다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 부분적으로 관통한다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 완전히 관통한다.
일부 실시예에서, 발광 다이오드는 반사 전극 층(300)과 발광 층(500) 사이의 전자 수송 층(electron transport layer)(ETL) 및 전자 주입 층(electron injection layer)(EIL); 및 제1 투명 전극 층(200)과 발광 층(500) 사이의 정공 수송층(hole transport layer)(HTL) 및 정공 주입층(hole injection layer)(HIL)과 같은 다른 층들(도면에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 관통하고, 발광 층(500)과 물리적으로 접촉한다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 관통하고, EIL과 같은 가장 가까운 층과 물리적으로 접촉한다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀 영역은 하나의 투과 홀(600)을 갖는다. 일부 실시예에서, 픽셀 영역들 중 적어도 하나의 픽셀 영역은 복수의 투과 홀(600)을 갖는다. 일부 실시예에서, 일부 픽셀 영역들 각각은 하나의 투과 홀을 갖고, 일부 픽셀 영역들 각각은 복수의 투과 홀을 갖는다.
투과 홀의 하나의 기능은 발광 층(500)으로부터 방출된 광을 제2 투명 전극 층(400)으로 투과시키는 것이다. 투과 홀이 반사 전극 층(300) 내로 관통하는 범위 또는 깊이에 관하여 제한이 없다. 투과 홀의 깊이는 반사 전극 층의 두께의 50%, 65%, 75%, 85%, 90%, 99%, 또는 100%일 수 있다. 예를 들어, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 100% 관통할 수 있다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600)은 발광 층과 대면하는 또는 발광 층과 반대편에 있는 표면으로부터 반사 전극 층의 두께의 약 99%, 90%-98%, 85%-89%, 75%-84%, 65%-74%, 또는 50%-64%의 깊이까지 반사 전극 층(300)을 관통할 수 있다. 투과 홀이 반사 전극 층(300)을 관통하지 않는 경우, 투과 홀은 발광 층과 대면하는 또는 발광 층과 반대편에 있는 반사 전극 층의 표면에 개구(opening)를 가질 수 있다. 복수의 픽셀 영역 내의 모든 투과 홀들 각각은 반사 전극 층(300) 내부에 동일하거나 상이한 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 투과 홀(600)은 반사 전극 층(300)을 관통하는 복수의 서브-홀들(sub-holes)(601)을 포함한다. 일부 실시예에서, 서브-홀들(601)은 반사 전극 층(300)을 부분적으로 관통한다. 일부 실시예에서, 서브-홀들(601)은 반사 전극 층(300)을 완전히 관통한다.
일부 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사 전극 층(300)은 복수의 서브-홀(601)을 포함할 수 있고, 픽셀 영역들 중 적어도 하나의 픽셀 영역은 복수의 서브-홀(601)을 갖는다. 일부 실시예에서, 일부 픽셀 영역들은 각각 하나의 투과 홀(600)을 갖고, 일부 픽셀 영역들은 각각 복수의 서브-홀(601)을 갖는다. 일부 실시예에서, 픽셀 영역들 각각은 복수의 서브-홀(601)을 갖는다. 일부 실시예에서, 일부 픽셀 영역들 각각은 하나의 투과 홀(600)을 갖고, 일부 픽셀 영역들 각각은 복수의 서브-홀(601)을 갖고, 일부 픽셀 영역들 각각은 복수의 투과 홀(600)을 갖는다.
투과 홀(600) 및 서브-홀들(601)의 하나의 기능은 발광 층(500)으로부터 방출된 광을 제2 투명 전극 층(400)으로 투과시키는 것이다. 서브-홀들이 반사 전극 층을 관통하는 범위에 관하여 제한이 없다. 예를 들어, 서브-홀들(601)은 반사 전극 층(300)을 100% 관통할 수 있다. 일부 실시예에서, 서브-홀의 깊이는 반사 전극 층의 두께의 약 50%, 65%, 75%, 85%, 90%, 95%, 98%, 또는 100%일 수 있다. 모든 서브-홀들 각각은 반사 전극 층 내부에 동일하거나 상이한 깊이를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 투과 홀은 발광 층과 대면하는 또는 발광 층과 반대편에 있는 반사 전극 층(300)의 표면 상에 형성된 홈(groove)일 수 있다. 다시 말해서, 홈은 반사 전극 층(300)을 관통하지 않고, 홈의 바닥(bottom)으로부터 반사 전극 층(300)의 반대편의 표면까지의 거리가 존재한다. 반사 전극 층(300)의 반대편의 표면은 홈이 형성되는 반사 전극 층(300)의 표면과 반대편에 있는 표면이다. 거리는 투과 홀의 기능을 실현하기에 충분히 작아야 한다. 일부 실시예에서, 홈은 반사 전극 층(300)을 관통한다.
일부 실시예에서, 도 1의 점선 원으로 도시된 바와 같이, 제2 투명 전극 층(400)은 투과 홀(600) 내부에 채워지고, 반사 전극 층(300)의 적어도 일부를 덮기 위해 투과 홀(600) 외부로 더 연장된다. 일부 실시예에서, 제2 투명 전극 층(400)은 투과 홀(600)을 제외한 연속 층이고, 제2 투명 전극 층(400)은 반사 전극 층(300)과 등각(conformal)이다. 일부 실시예에서, 투과 홀(600) 내부의 제2 투명 전극 층(400)의 부분이 반사 전극 층(300)의 측면 표면과 접촉한다. 일부 실시예에서, 제2 투명 전극 층(400)은 투과 홀(600) 내부에만 있고 반사 전극 층(300)의 측면 표면과 접촉한다. 일부 실시예에서, 발광 다이오드는 투과 홀 내부의 투명 전도성 재료를 추가로 포함하고, 제2 투명 전극 층(400)은 투명 전도성 재료와 접촉한다. 예를 들어, 투명 전도성 재료는 투과 홀(600)을 완전히 채울 수 있다. 일부 실시예에서, 투명 전도성 재료는 투과 홀(600)의 깊이의 99%, 90%-98%, 85%-89%, 75%-84%, 65%-74%, 또는 50%-64%의 높이까지 투과 홀(600)을 채울 수 있다. 투명 전도성 재료가 투과 홀을 채울 때, 투명 전도성 재료 상에 제2 투명 전극 층(400)이 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드는 복수의 픽셀 영역 및 인접한 픽셀 영역들 사이의 복수의 인터-픽셀 영역(inter-pixel region)을 각각 정의하기 위한 픽셀 정의 층(103)을 추가로 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 직사각형은 픽셀 영역을 나타내고, 복수의 픽셀 영역 각각은 하나의 투과 홀을 갖는다. 일부 실시예에서, 복수의 픽셀 영역 중 적어도 하나의 픽셀 영역은 투과 홀을 갖는다. 일부 실시예에서, 픽셀 영역에서의 투과 홀의 면적(area)은 대응하는 픽셀 영역의 면적의 약 0.5% 내지 10%, 또는 약 1% 내지 9%, 또는 약 2% 내지 8%, 또는 약 3% 내지 7%, 또는 약 4% 내지 6%, 또는 약 5%이다. 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀의 면적은 동일하거나 상이할 수 있다. 투과 홀의 면적은 반사 전극 층의 표면에 평행한 평면에서의 투과 홀의 단면의 면적을 지칭한다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀의 상대적인 위치는 실질적으로 동일하다. 투과 홀은 픽셀 영역의 임의의 위치에 위치할 수 있고, 투과 홀의 면적이 픽셀 영역의 면적에 비해 너무 작기 때문에 투과 홀의 위치에 관하여 제한이 없다. 일부 실시예에서, 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀의 상대적인 위치는 동일하다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀 영역은 투과 홀을 갖고, 즉, 반사 전극 층은 복수의 투과 홀을 갖고, 각각의 투과 홀은 하나의 픽셀 영역에 위치한다.
픽셀 영역들 각각에서의 투과 홀의 위치 또는 상대적인 위치는 각각의 투과 홀이 각각의 픽셀 영역의 매우 작은 면적을 점유하기 때문에 특별한 요건을 갖지 않는다. 일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀(600)의 상대적인 위치는 동일하다. 즉, 복수의 픽셀 영역에서의 모든 투과 홀은 제1 방향 또는 제2 방향으로 직선을 따라 배열된다. 일부 실시예에서, 복수의 픽셀 영역 각각에서의 투과 홀(600)의 상대적인 위치는 실질적으로 동일하다. 즉, 복수의 픽셀 영역에서의 모든 투과 홀들의 중심들은 제1 방향 또는 제2 방향으로 실질적으로 직선을 따라 배열된다. 본 명세서에서 사용되는 "실질적으로"는 직선이 투과 홀들 각각의 적어도 일부를 통과하는 것을 의미한다.
일부 실시예에서, 제1 방향은 행 방향이고, 제2 방향은 열 방향이다. 일부 실시예에서, 픽셀 영역들은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 방향 및 제2 방향과 함께 어레이로 배열된다. 각각의 픽셀 영역은 투과 홀을 가지며, 대응하는 픽셀 영역에 위치된 각각의 투과 홀의 상대적인 위치는 동일하거나 실질적으로 동일하다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드는 감광성 센서(700)를 포함하고, 감광성 센서(700)는 반사 전극 층(300) 내의 투과 홀(600)로부터 투과된 광의 강도의 변화들을 감지하도록 구성된다. 투과 홀의 존재 때문에, 발광 층(500)으로부터 방출된 광은 투과 홀(600)을 통과하고 나서 제2 투명 전극 층(400)을 통해 투과하여 감광성 센서(700)에 도달한다. 투과 홀의 치수 또는 크기는 감광성 센서의 감광성 능력 및/또는 검출 정확도 요건에 관련된다. 투과 홀의 형상에 관하여 제한이 없고, 예를 들어, 반사 전극 층에 수직인 평면에서의 투과 홀의 단면은 직사각형 또는 사다리꼴일 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 감광성 센서(700)는 제1 투명 전극 층(200)과 반대편에 있는 제2 투명 전극 층(400)의 측면 상에 형성된다. 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서의 정사 투영(orthographic projection)은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드는 반사 전극 층(300)과 반대편에 있는 제2 투명 전극 층(400)의 측면 상에 평탄화 층(102)을 추가로 포함한다. 감광성 센서(700)는 제2 투명 전극 층(400)과 반대편에 있는 평탄화 층(102)의 표면 상에 형성된다. 일부 실시예에서, 감광성 센서(700)는 도 1에 도시된 바와 같이 평탄화 층(102) 상에 형성된 홈 상에 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 완전히 중첩된다.
감광성 센서와 투과 홀 사이의 위치 관계는, 감광성 센서가 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화를 감지할 수 있는 한, 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 중첩되지 않는다. 일부 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 감광성 센서는 반사 전극 층(300)에 대면하는 평탄화 층의 측면, 또는 평탄화 층(102)과 반사 전극 층(300) 사이의 임의의 위치에 위치할 수 있다. 발광 다이오드는 광 반사 요소(800)를 추가로 포함한다. 광 반사 요소(800)는 감광성 센서 내로 광을 반사시키는 기능을 갖는 층, 패턴, 또는 입자들일 수 있다. 광 반사 요소(800)는 감광성 센서(700) 내로 광을 반사시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 투명 전극 층(200) 상의 광 반사 요소(800)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 광 반사 요소(800)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 완전히 중첩된다.
본 발명의 일부 실시예는 하부 발광 다이오드(bottom light emitting diode)와 같은 발광 다이오드를 위한 보상 디바이스를 제공한다. 하부 발광 다이오드 내의 반사 전극 층은 투과 홀을 포함한다. 하부 발광 다이오드는 투과 홀을 덮거나 채우기 위한 제2 투명 전극 층을 추가로 포함할 수 있다. 하부 발광 다이오드의 픽셀 영역으로부터의 광은 투과 홀을 통과하고 제2 투명 전극 층을 통해 투과하여 감광성 센서에 도달할 수 있다. 감광성 센서는 각각의 픽셀 영역으로부터 방출된 광의 강도를 실시간으로 감지할 수 있다. 광 강도의 변화들에 기초한 신호들이 수집된 후에, 각각의 픽셀의 방출 광의 강도가 검출되거나 결정될 수 있다. 광 강도가 낮거나 신호들이 변화된 경우, 하부 발광 다이오드의 광은 검출된 신호들에 기초하여 보상될 수 있다. 따라서, 실시간으로 광학 보상(optical compensation)은 신호들 및/또는 광 강도의 변화에 기초하여 실현될 수 있다. 이것은, 전자 보상에 비해 발광 다이오드의 광을 보상하는 직접적인 방법이다. 보상 디바이스는 실시간으로 발광 층의 재료 노화로 인한 광 강도의 변화의 보상을 실현할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예는 어레이 기판을 제공한다. 어레이 기판은 위의 실시예들 중 어느 하나의 발광 다이오드를 포함한다. 일부 실시예에서, 어레이 기판은 발광 다이오드를 구동하기 위한 TFT를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 도 1 내지 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, TFT는 게이트 전극(203), 소스 전극(201) 및 드레인 전극(202), 게이트 절연 층(204), 및 활성 층(205)을 포함한다. 어레이 기판은 차폐 층(shielding layer)(108), 버퍼 층(107), 층간 유전체 층(inter-layer dielectric layer)(106), 수지 층(104), 패시베이션 층(passivation layer)(105), 및 컬러 필터 층(color filter layer)(603)과 같은 기능 층들을 추가로 포함할 수 있다. 드레인 전극(202)은 제1 투명 전극 층(200)에 전기적으로 결합된다. 일부 실시예에서, 어레이 기판은 OLED 어레이 기판일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200)은 애노드 층일 수 있고, 반사 전극 층(300)은 캐소드 층일 수 있다. 애노드 층은 드레인 전극(202)에 전기적으로 결합된다.
본 개시내용의 다른 예는 디스플레이 패널(20)을 제공한다. 디스플레이 패널(20)은 본 개시내용의 위의 실시예들 중 어느 하나에 따른 발광 다이오드를 포함한다. 일부 실시예에서, 디스플레이 패널(20)은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 어레이 기판을 포함한다.
일부 실시예에서, 감광성 센서(700)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같은 발광 다이오드(10)의 일부이다.
일부 실시예에서, 감광성 센서(700)는 디스플레이 패널(20)의 일부로서 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(20)은 제1 기판(100), 제2 기판(101) 및 감광성 센서(700)를 포함한다. 감광성 센서(700)는 반사 전극 층(300) 내의 투과 홀(600)로부터 투과된 광의 강도의 변화들을 감지하도록 구성된다. 제1 투명 전극 층(200), 발광 층(500), 반사 전극 층(300) 및 제2 투명 전극 층(400)은 제1 기판(100)과 제2 기판(101) 사이에 배치된다. 일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 감광성 센서(700)는 제1 기판(100)과 반대편에 있는 제2 기판(101)의 측면 상에 있고, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서(700)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널은 제2 기판(101)과 반대편에 있는 감광성 센서(700)의 측면 상의 제3 기판(302)을 추가로 포함한다. 감광성 센서(700)는 제2 기판(101)과 제3 기판(302) 사이에 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서(700)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 완전히 중첩된다. 제조 프로세스에서, 감광성 센서는 제3 기판(302) 상에 형성될 수 있다. 제3 기판 및 감광성 센서는 발광 다이오드에 부착되어 디스플레이 패널 또는 장치를 형성한다.
일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 감광성 센서(700)는 제1 기판(100)과 반대편에 있는 제2 기판(101)의 측면 상에 있고, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서(700)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드는 감광성 센서(700)를 덮기 위해 제2 기판(101)과 반대편에 있는 감광성 센서(700)의 측면 상의 보호 층(301)을 추가로 포함한다. 감광성 센서(700)는 제2 기판(101)과 보호 층(301) 사이에 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서(700)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 완전히 중첩된다. 제조 프로세스에서, 감광성 센서는 발광 다이오드 상에 형성될 수 있고, 그 후 보호 층은 감광성 센서를 덮기 위해 형성되어, 디스플레이 패널 또는 장치를 형성한다.
감광성 센서와 투과 홀 사이의 위치 관계는, 감광성 센서가 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화를 감지할 수 있는 한, 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 감광성 센서의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 중첩되지 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 감광성 센서는 투과 홀에 직접 대응하는 위치 외의 임의의 위치에 있을 수 있다. 발광 다이오드는 광 반사 요소(800)를 추가로 포함할 수 있다. 광 반사 요소(800)는 감광성 센서 내로 광을 반사시키는 기능을 갖는 층, 패턴, 또는 입자들일 수 있다. 광 반사 요소(800)는 감광성 센서(700) 내로 광을 반사시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 투명 전극 층(200) 상의 광 반사 요소(800)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 제1 투명 전극 층(200) 상의 광 반사 요소(800)의 정사 투영은 제1 투명 전극 층(200) 상의 투과 홀(600)의 정사 투영과 완전히 중첩된다. 감광성 센서(700)는 광을 수신하기 위해 광 반사 요소(800)와 대면하는 감지 표면을 갖는다.
일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널은 감광성 센서(700)로부터의 신호들을 검출하기 위해 감광성 센서(700)에 결합된 검출기를 포함한다. 신호들은 발광 층의 광의 강도의 변화들에 기초한다.
일부 실시예에서, 디스플레이 패널은 검출기에 의해 검출된 신호들에 기초하여 발광 층을 보상하기 위한 회로를 포함한다.
본 개시내용의 다른 예는 디스플레이 장치를 제공한다. 장치는 본 개시내용의 위의 실시예들 중 어느 하나에 따른 위의 발광 다이오드를 포함한다. 일부 실시예에서, 디스플레이 장치는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 어레이 기판을 포함한다. 일부 실시예에서, 디스플레이 장치는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 장치는 전자 종이 디스플레이, 이동 전화, 태블릿 컴퓨터, TV 세트, 디스플레이, 노트북 컴퓨터, 디지털 포토 프레임, 내비게이션 디바이스 등과 같은 디스플레이 기능을 갖는 임의의 제품 또는 컴포넌트일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 발광 다이오드와 같은 발광 다이오드를 갖는 디스플레이 장치, 디스플레이 패널 및 어레이 기판을 위한 보상 디바이스를 개시한다. 하부 발광 다이오드 내의 반사 전극 층은 투과 홀을 포함한다. 투과 홀을 덮거나 채우기 위한 제2 투명 전극 층이 형성된다. 하부 발광 다이오드의 픽셀 영역으로부터의 광은 투과 홀을 통과하고 제2 투명 전극 층을 통해 투과하여 감광성 센서에 도달할 수 있다. 감광성 센서는 각각의 픽셀 영역으로부터 방출된 광의 강도를 실시간으로 감지할 수 있다. 광 강도의 변화들에 기초한 신호들이 수집된 후에, 각각의 픽셀로부터 방출된 광의 강도가 검출되거나 결정될 수 있다. 광 강도가 낮거나 신호들이 변화되는 경우, 하부 발광 다이오드의 광이 보상될 수 있다. 실시간으로 광학 보상은 신호들 및/또는 광 강도의 변화에 기초하여 실현될 수 있다. 이것은, 전자 보상에 비해 발광 다이오드의 광을 보상하는 직접적인 방법이다. 보상 디바이스는 실시간으로 발광 층의 재료 노화에 대한 보상을 실현할 수 있다.
본 개시내용의 다른 예는 발광 다이오드를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제조 방법은 다음의 단계들(102-110)을 포함한다:
단계 102는 제1 투명 전극 층을 형성하는 단계를 포함하고;
단계 104는 제1 투명 전극 층 상에 발광 층을 형성하는 단계를 포함하고;
단계 106은 발광 층 상에 반사 전극 층을 형성하는 단계를 포함하고;
단계 108은 반사 전극 층 내에 투과 홀을 형성하는 단계를 포함하고;
단계 110은 투과 홀을 덮거나 채우기 위한 제2 투명 전극 층을 형성하는 단계를 포함한다.
투과 홀은 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 제2 투명 전극 층을 통해 투과하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 반사 전극 층 내의 투과 홀은, 저온에서의 건식 에칭과 같은, 반사 전극 층 내에 비아 홀(via hole)을 에칭하는 것을 포함하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 단계 106 및 단계 108은, 예를 들어, 발광 층 상에 투과 홀을 갖는 반사 전극 층을 인쇄함으로써, 하나의 프로세스에서 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 투과 홀은 하부 발광 다이오드의 캐소드 층에 형성된다. 캐소드 층은 알루미늄(Al)으로 만들어지고, 약 150 nm의 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 단계 106은 발광 층 상에 Al 층을 형성하고 Al 층을 에칭하여 Al 층을 관통하는 비아 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 단계 110에서, 비아 홀을 덮고 및/또는 채우기 위해 ITO 층이 형성된다.
일부 실시예에서, 단계 108은 반사 전극 층을 관통하는 투과 홀을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 단계 108은 반사 전극 층을 관통하는 복수의 서브-홀을 형성하여 투과 홀을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 단계 108은 반사 전극 층 상에 홈을 형성하여 투과 홀을 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드의 제조 방법은 단계 112를 추가로 포함한다:
단계 112는 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 제2 투명 전극 층의 측면 상에 감광성 센서를 형성하는 단계를 포함하고, 여기서, 감광성 센서는 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화를 감지하도록 구성된다.
본 개시내용의 다른 예는 디스플레이 패널 내의 발광 다이오드의 광을 보상하는 방법을 제공한다. 보상 방법은 단계들(200-206)을 포함한다:
단계 200은 센서에 의해 투과 홀 및 제2 투명 전극 층을 통해 투과된 광을 감지하는 단계를 포함하고;
단계 202는 센서로부터 신호들을 검출하는 단계를 포함하고;
단계 204는 센서의 신호들에 기초하여 보상된 값을 계산하는 단계를 포함하고;
단계 206은 보상된 값에 기초하여 발광 다이오드의 광을 보상하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 보상 방법은 CCD(Charge Coupled Device)에 의해 픽셀 이미지를 조정하여 모든 픽셀로부터 방출된 광이 감마 곡선을 따르는 것을 확실히 하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 보상 방법은 감광성 센서를 조정하여 센서의 값들을 0 내지 255의 그레이 값들에 대응시키고 그 값들을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 센서의 값들은 센서로부터의 신호들에 기초한다. 집적 회로(IC)가 값들을 저장하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 보상 방법은 발광 다이오드의 턴 온 및/또는 오프 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드의 턴 온 동안, 소수의 고정된 그레이 값들 및/또는 소수의 고정된 그레이 값들에 대응하는 소수의 고정된 디스플레이 밝기 값들이 랜덤하게 선택된다. 센서는 광을 검출하고, 센서의 값들을 생성한 다음, 생성된 센서의 값들을 저장된 값들과 비교할 수 있다. 발광 다이오드에 입력된 데이터 신호는 비교의 결과에 따라 조정될 수 있다. 감마 곡선은 OLED의 노화로 인해 시프트(shift)될 것이다. 비교의 결과가 밝기가 너무 강하다는 것을 나타내면, 밝기 값이 감소될 수 있다. 이어서 센서는 이미지를 디스플레이하는 동안 다시 발광 다이오드의 광을 검출하고 다시 비교를 수행하고 나서, 그에 따라 다시 보상한다. 전체 보상 프로세스는 허용가능한 범위 내에서 시프트하는 감마 곡선을 확실히 하기 위해 실시간 조정을 실현할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드들 각각은 하부 방출 타입(bottom emitting type)이다. 감광성 센서들(700)은 제3 기판(302) 상에 형성된다. 제3 기판(302) 및 감광성 센서들(700)은 발광 층과 반대편에 있는 제2 기판의 측면에 부착된다. 각각의 서브-픽셀은 광을 감지하기 위한 감광성 센서를 갖는다. 일부 실시예에서, 감광성 센서들은 특정 간격으로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 3개의 서브-픽셀마다 감광성 센서를 갖는다. 감광성 센서는 3개의 서브-픽셀 중 임의의 것 위에 배치될 수 있다. 감광성 센서는 이 서브-픽셀로부터의 광을 검출하고, 검출된 광을 3개의 서브-픽셀을 포함하는 픽셀의 대표로서 사용할 수 있다.
감광성 센서의 구조는 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 감광성 센서는 PIN 접합 및 TFT를 포함한다. PIN 접합은 전원 단자 VSS에 결합된 제1 단부 및 TFT의 제1 전극에 결합된 제2 단부를 갖는다. TFT의 제2 전극은, 추가 처리를 위해 PIN 접합으로부터 판독 라인(readline)으로 신호를 전송하기 위해 판독 라인에 결합된다.
본 개시내용의 원리 및 실시예는 명세서에서 제시된다. 본 개시내용의 실시예들의 설명은 본 개시내용의 방법 및 그것의 핵심 아이디어를 이해하는 데 도움을 주기 위해서만 사용된다. 한편, 본 기술분야의 통상의 기술자에 대하여, 본 개시내용은 본 개시내용의 범위에 관련되고, 기술적 실시예는 기술적 특징들의 특정 조합으로 제한되지 않고, 또한 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고 기술적 특징들 또는 기술적 특징들의 등가 특징들을 조합함으로써 형성되는 다른 기술적 실시예들을 포함해야 한다. 예를 들어, 기술적 실시예들은 본 개시내용에 개시된 바와 같은 전술한 특징들(그러나 이에 제한되지 않음)을 유사한 특징들로 대체함으로써 획득될 수 있다.

Claims (20)

  1. 발광 다이오드로서,
    제1 투명 전극 층;
    상기 제1 투명 전극 층 상의 발광 층;
    상기 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 상기 발광 층의 표면 상의 반사 전극 층 - 상기 반사 전극 층은 투과 홀(transmission hole)을 포함함 - ; 및
    상기 투과 홀을 덮고 및/또는 채우는 제2 투명 전극 층
    을 포함하고;
    상기 투과 홀은 상기 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 상기 제2 투명 전극 층을 통해 투과하도록 구성되는, 발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투과 홀은 상기 반사 전극 층을 관통하는, 발광 다이오드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투과 홀은 상기 반사 전극 층을 관통하는 복수의 서브-홀(sub-hole)을 포함하는, 발광 다이오드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투과 홀은 상기 반사 전극 층 내의 홈(groove)에 있는, 발광 다이오드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 투명 전극 층은 상기 투과 홀 내부에 있는, 발광 다이오드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투과 홀 내부의 투명 전도성 재료를 추가로 포함하고, 상기 제2 투명 전극 층은 상기 투명 전도성 재료 및 상기 투과 홀을 덮는, 발광 다이오드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 투명 전극 층은 상기 투과 홀을 덮고, 상기 반사 전극 층의 적어도 일부를 덮도록 더 연장되는, 발광 다이오드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 픽셀 영역의 표면에 평행한 평면에서의 상기 투과 홀의 단면의 면적은 상기 픽셀 영역의 면적의 약 0.5% 내지 약 10%인, 발광 다이오드.
  9. 제8항에 있어서, 복수의 픽셀 영역 각각에서의 상기 투과 홀의 상대적인 위치는 실질적으로 동일한, 발광 다이오드.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화들을 감지하도록 구성되는 감광성 센서(photosensitive sensor)를 추가로 포함하는, 발광 다이오드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 감광성 센서는 상기 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 상기 제2 투명 전극 층의 측면 상에 있고, 상기 제1 투명 전극 층 상의 상기 감광성 센서의 정사 투영(orthographic projection)은 상기 제1 투명 전극 층 상의 상기 투과 홀의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩되는, 발광 다이오드.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 발광 다이오드 및 상기 발광 다이오드를 구동하는 박막 트랜지스터를 포함하는, 어레이 기판.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서, 상기 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화들을 감지하도록 구성되는 감광성 센서를 추가로 포함하는, 디스플레이 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 기판; 및
    제2 기판
    을 추가로 포함하고;
    상기 제1 투명 전극 층, 상기 발광 층, 상기 반사 전극 층 및 상기 제2 투명 전극 층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 있고;
    상기 감광성 센서는 상기 제1 기판과 대면하는 상기 제2 기판의 측면 상에 있고;
    상기 제1 투명 전극 층 상의 상기 감광성 센서의 정사 투영은 상기 제1 투명 전극 층 상의 상기 투과 홀의 정사 투영과 적어도 부분적으로 중첩되는, 디스플레이 패널.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 기판과 반대편에 있는 상기 감광성 센서의 측면 상의 제3 기판 또는 보호 층을 추가로 포함하는, 디스플레이 패널.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 센서에 결합되어 상기 감광성 센서로부터 신호들을 검출하는 검출기를 추가로 포함하고, 상기 신호들은 상기 발광 층으로부터의 광의 강도의 변화들에 기초하는, 디스플레이 패널.
  18. 제17항에 있어서, 상기 검출기에 의해 검출된 신호들에 기초하여 상기 발광 층을 보상하도록 구성되는 회로를 추가로 포함하는, 디스플레이 패널.
  19. 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서,
    제1 투명 전극 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 투명 전극 층 상에 발광 층을 형성하는 단계;
    상기 발광 층 상에 반사 전극 층을 형성하는 단계;
    상기 반사 전극 층 내에 투과 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 투과 홀을 덮고 및/또는 채우기 위한 제2 투명 전극 층을 형성하는 단계
    를 포함하고;
    상기 투과 홀은 상기 발광 층으로부터 방출된 광을 투과시켜서 상기 제2 투명 전극 층을 통해 투과하도록 구성되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극 층과 반대편에 있는 상기 제2 투명 전극 층의 측면 상에 감광성 센서를 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 감광성 센서는 상기 투과 홀로부터 투과된 광의 강도의 변화들을 감지하도록 구성되는, 방법.
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