KR20220129146A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220129146A
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electrode
light emitting
unit pixel
area
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강동진
이창희
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면, 발광 소자들을 갖는 제1단위화소 및 상기 발광 소자들과 광검출 소자를 갖는 제2단위화소를 구비하고, 상기 발광 소자들 각각은, 제1전극, 상기 제1전극과 대향하는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고, 상기 광검출 소자는, 제3전극, 상기 제3전극과 대향하는 제4전극, 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 위치하는 활성층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광검출 소자를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
디스플레이 장치 중 표시영역이 차지하는 면적을 확대하면서, 디스플레이 장치에 접목 또는 연계하는 다양한 기능들이 추가되고 있다. 면적을 확대하면서 다양한 기능을 추가하기 위한 방안으로서 표시영역 내측에 이미지 디스플레이뿐만 아니라 다양한 기능을 수행할 수 있는 영역을 갖는 디스플레이 장치의 연구가 계속되고 있다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치에는 광검출 소자를 구비함에 따라 발광영역의 면적이 감소하거나, 광검출 소자의 센싱 감도가 떨어지는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발광영역의 면적의 감소를 최소화하도록 배치되며 센싱 감도가 향상된 광검출 소자를 구비하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 발광 소자들을 갖는 제1단위화소 및 상기 발광 소자들과 광검출 소자를 갖는 제2단위화소를 구비하고, 상기 발광 소자들 각각은, 제1전극, 상기 제1전극과 대향하는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고, 상기 광검출 소자는, 제3전극, 상기 제3전극과 대향하는 제4전극, 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 위치하는 활성층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2단위화소는 제2-1단위화소와 제2-2단위화소를 포함하고, 상기 제2-1단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함하고, 상기 제2-2단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제2파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1파장대역은 630nm 내지 850nm이고, 상기 제2파장대역은 495nm 내지 570nm일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 평면도 상에서 상기 제1단위화소의 면적은 상기 제2단위화소의 면적과 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1단위화소 및 상기 제2단위화소 각각은 제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고, 평면도 상에서 상기 제1단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적은 상기 제2단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적보다 넓을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 활성층은 벌크 이종접합(Bulk Heterojunction; BHJ) 구조를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1전극과 상기 제3전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하고, 상기 제2전극과 상기 제4전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2전극과 상기 제4전극은 일체(一體)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 발광 소자들 각각은, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제1공통층 및 상기 제2전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제2공통층 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 광검출 소자는, 상기 제3전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제3공통층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제4공통층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1공통층과 상기 제3공통층은 일체이고, 상기 제2공통층과 상기 제4공통층은 일체일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 발광 소자들을 갖는 제1단위화소 및 상기 발광 소자들과 광검출 소자를 갖는 제2단위화소를 구비하고, 상기 발광 소자들 각각은, 제1전극, 상기 제1전극과 대향하는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고, 상기 광검출 소자는, 제3전극, 상기 제3전극과 대향하는 제4전극, 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 위치하는 활성층 및 상기 제4전극 상에 위치하는 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2단위화소는 제2-1단위화소와 제2-2단위화소를 포함하고, 상기 제2-1단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함하고, 상기 제2-2단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제2파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1파장대역은 630nm 내지 850nm이고, 상기 제2파장대역은 495nm 내지 570nm일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 평면도 상에서 상기 제1단위화소의 면적은 상기 제2단위화소의 면적과 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1단위화소 및 상기 제2단위화소 각각은 제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고, 평면도 상에서 상기 제1단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적은 상기 제2단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적보다 넓을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 활성층은 벌크 이종접합(Bulk Heterojunction; BHJ) 구조를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1전극과 상기 제3전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하고, 상기 제2전극과 상기 제4전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2전극과 상기 제4전극은 일체(一體)일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 발광 소자들 각각은, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제1공통층 및 상기 제2전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제2공통층 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 광검출 소자는, 상기 제3전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제3공통층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제4공통층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1공통층과 상기 제3공통층은 일체이고, 상기 제2공통층과 상기 제4공통층은 일체일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광영역의 면적의 감소를 최소화하도록 배치되며 센싱 감도가 향상된 광검출 소자를 구비하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 디스플레이 패널의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1단위화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1단위화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2단위화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어느 하나의 부화소의 등가회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광검출 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광검출 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광검출 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2단위화소의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2단위화소의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예들에 따른 광검출 소자가 작동하는 모습을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 명세서에서 “A 및/또는 B”은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 빛을 방출하는 표시영역(DA) 및 빛을 방출하지 않는 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 구비하는 기판(100)은 표시영역(DA)에 대응하는 영역과 주변영역(PA)에 대응하는 영역을 구비할 수 있다.
표시영역(DA)에는 x축 방향으로 연장된 스캔라인(SL) 및 y축 방향으로 연장된 데이터라인(DL)이 교차하는 지점에 단위화소(P)들이 위치할 수 있다. 각 단위화소(P)는 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결된 화소회로 및 화소회로에 연결된 표시요소를 구비할 수 있다. 여기서 단위화소(P)는 복수개의 부화소(SP, 도 5 참조)들을 갖는 단위화소를 의미할 수 있다. 디스플레이 장치(1)에 구비된 각 단위화소(P)는 소정의 색상의 빛을 방출할 수 있는 표시요소로서 발광 소자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 단위화소(P)가 갖는 부화소(SP)들 각각은 발광 소자를 포함할 수 있다.
한편, 도 1에서는 표시영역(DA)이 사각형인 디스플레이 장치(1)를 도시하고 있으나, 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원형 또는 다각형 등 임의의 형상으로 형성될 수 있다.
주변영역(PA)은 표시영역(DA)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 주변영역(PA)은 표시영역(DA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 주변영역(PA)에는 표시영역(DA)에 인가할 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들이 위치할 수 있다. 또한, 주변영역(PA)에는 표시영역(DA) 내로 인가되는 전기적 신호를 제어하기 위한 회로부의 일부가 위치할 수 있다.
주변영역(PA)은 일측에 패드영역(미도시)을 포함할 수 있다. 패드영역 상에는 복수의 패드들을 포함하는 패드부가 배치될 수 있다. 패드부에 포함된 복수의 패드들 각각은 인쇄회로기판의 패드들과 전기적으로 연결됨으로써 인쇄회로기판을 통해 입력되는 신호를 전달 받을 수 있다. 이를 위해 패드부는 복수의 패드들을 포함할 수 있다. 복수의 패드들은 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판 등과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 디스플레이 패널의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 취한 디스플레이 패널(10)의 단면도에 대응한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(10)의 표시영역(DA)은 발광영역(EA) 및 센싱영역(SA)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(10)이 구비하는 기판(100)은 발광영역(EA)에 대응하는 영역과 센싱영역(SA)에 대응하는 영역을 구비할 수 있다.
발광영역(EA)은 발광 소자(ED)가 배치되어 외부로 광을 방출하는 영역이다. 일 실시예로, 발광영역(EA)은 제1색의 광을 방출하는 제1색 발광영역(EA1), 제2색의 광을 방출하는 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색의 광을 방출하는 제3색 발광영역(EA3)을 포함할 수 있다. 여기서 제1색은 청색, 제2색은 녹색, 제3색은 적색일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 제1색은 적색, 제2색은 녹색, 제3색은 청색일 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
센싱영역(SA)은 광검출 소자(PD)가 배치되어 내부로 유입되는 광을 센싱하는 영역일 수 있다. 일 실시예로, 센싱영역(SA)은 표시영역(DA)에서 센싱 기능을 수행하는 영역에 한하여 선택적으로 구비될 수 있다. 예컨대, 센싱영역(SA)은 접촉 상태의 대상물을 센싱하는 영역, 비접촉 상태의 대상물을 센싱하는 영역, 생체정보를 센싱하는 영역 등일 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 기판(100), 기판(100) 상의 표시층(DISL), 터치스크린층(TSL) 및 광학기능층(OFL)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리, 금속 또는 유기물과 같이 다양한 소재를 포함할 수 있다. 선택적 실시예로서, 기판(100)은 플렉서블 소재를 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 초박형 플렉서블 유리(예컨대, 수십~수백㎛의 두께) 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 기판(100)이 고분자 수지를 포함하는 경우, 기판(100)은 폴리이미드(polyimide)를 포함할 수 있다. 또는, 기판(100)은 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenene napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate), 또는/및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등을 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 표시층(DISL)이 위치할 수 있다. 표시층(DISL)은 화소회로(PC)들을 포함하는 회로층, 발광 소자(ED)들과 광검출 소자(PD)들을 포함하는 표시요소층 및 표시요소층을 덮는 봉지층(ECL)을 포함할 수 있다. 기판(100)과 표시층(DISL) 사이 및 표시층(DISL) 내에는 절연층들(IL, IL')이 배치될 수 있다.
회로층의 화소회로(PC)들 중 일부는 발광 소자(ED)와 전기적으로 연결되고, 나머지 일부는 광검출 소자(PD)와 전기적으로 연결될 수 있다. 화소회로(PC)들 각각은 적어도 하나의 박막트랜지스터(TFT)를 포함한다. 화소회로(PC)가 발광 소자(ED) 또는 광검출 소자(PD)와 전기적으로 연결된다는 것은, 화소회로(PC)가 포함하는 박막트랜지스터(TFT)가 발광 소자(ED) 또는 광검출 소자(PD)와 전기적으로 연결된다는 것으로 이해될 수 있다. 발광 소자(ED)와 전기적으로 연결된 박막트랜지스터(TFT)는 발광영역(EA)의 발광을 제어하고, 광검출 소자(PD)와 전기적으로 연결된 박막트랜지스터(TFT)는 센싱영역(SA)의 센싱을 제어할 수 있다.
표시요소층의 발광 소자(ED)들은 발광영역(EA)들에 대응하여 배치될 수 있다. 일 실시예로, 발광 소자(ED)는 제1색 발광영역(EA1)에 대응하는 제1발광 소자(ED1), 제2색 발광영역(EA2)에 대응하는 제2발광 소자(ED2) 및 제3색 발광영역(EA3)에 대응하는 제3발광 소자(ED3)를 포함할 수 있다.
발광 소자(ED)는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode), 무기발광 다이오드(inorganic light emitting diode), 초소형 발광 다이오드(micro LED), 양자점 발광 다이오드(quantum dot emitting diode)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 발광 소자(ED)가 유기발광 다이오드를 포함하는 경우를 예시적으로 설명한다.
발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)는 봉지층(ECL)으로 덮어 보호될 수 있다. 봉지층(ELC)은 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)가 외부로부터의 수분이나 산소 등에 의해 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 일 실시예로, 봉지층(ECL)은 적어도 하나의 유기봉지층과 적어도 하나의 무기봉지층을 포함할 수 있다. 예컨대, 봉지층(ECL)은 제1무기봉지층(131), 유기봉지층(132) 및 제2무기봉지층(133)을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(131) 및 제2무기봉지층(133)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 트라이산질화규소 등을 포함할 수 있다. 제1무기봉지층(131)은 그 하부의 구조물을 따라 형성되기에 상면이 평탄하지 않으므로, 제1무기봉지층(131)을 덮도록 유기봉지층(132)을 형성하여 상면이 평탄하도록 한다. 유기봉지층(132)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
터치스크린층(TSL)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 터치전극 및 터치전극과 연결된 터치 배선들을 포함할 수 있다. 터치스크린층(TSL)은 자기 정전 용량 방식 또는 상호 정전 용량 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다.
터치스크린층(TSL)은 봉지층(ECL) 상에 형성될 수 있다. 또는, 터치스크린층(TSL)은 터치 기판 상에 별도로 형성된 후 광학 투명 접착제(OCA)와 같은 점착층을 통해 봉지층(ECL) 상에 결합될 수 있다. 일 실시예로서, 터치스크린층(TSL)은 봉지층(ECL) 바로 위에 직접 형성될 수 있으며, 이 경우 점착층은 터치스크린층(TSL)과 봉지층(ECL) 사이에 개재되지 않을 수 있다.
광학기능층(OFL)은 반사 방지층을 포함할 수 있다. 반사 방지층은 외부에서 디스플레이 장치(1) 을 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다. 일 실시예로, 광학기능층(OFL)은 편광 필름일 수 있다. 다른 실시예로, 광학기능층(OFL)은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함하는 필터 플레이트로 구비될 수 있다.
한편, 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)는 다양한 전자기기 및/또는 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 여기서 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)를 구비하는 전자기기 및/또는 디스플레이 장치는 동영상이나 정지 영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또한, 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)를 구비하는 전자기기 및/또는 디스플레이 장치는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 사용될 수 있다. 또한, 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)를 구비하는 전자기기 및/또는 디스플레이 장치는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 제1단위화소를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2단위화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
디스플레이 장치가 구비하는 기판(100, 도 1 참조) 상에는 복수의 단위화소(P, 도 1 참조)들이 배치된다. 단위화소(P)는 제1단위화소(P1) 및 제2단위화소(P2)를 포함할 수 있다. 제1단위화소(P1)는 복수개의 발광영역(EA)들을 포함하고 센싱영역(SA)은 포함하지 않는 단위화소이고, 제2단위화소(P2)는 복수개의 발광영역(EA)들과 함께 센싱영역(SA)도 포함하는 단위화소이다. 일 실시예로, 평면도 상에서 제1단위화소(P1)의 면적과 제2단위화소(P2)의 면적은 동일할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1단위화소(P1)는 복수개의 부화소들을 구비한다. 부화소들의 면적은 부화소들 각각이 구비하는 발광영역(EA)의 면적으로 정의될 수 있다. 또한, 발광영역들 각각은 화소정의막(209)의 화소개구에 의해서 정의될 수 있다. 구체적으로, 화소정의막(209)은 평면도 상에서 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되되 발광영역들과 중첩하는 화소개구를 가짐으로써, 발광영역들을 정의할 수 있다. 일 실시예로, 제1단위화소(P1)는 제1색 발광영역(EA1), 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색 발광영역(EA3)을 포함할 수 있다. 화소정의막(209)은 제1색 발광영역(EA1), 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색 발광영역(EA3) 각각과 중첩하는 화소개구를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2단위화소(P2)는 복수개의 부화소들과 센싱부를 구비한다. 부화소들의 면적은 부화소들 각각이 구비하는 발광영역(EA)의 면적으로 정의되고, 센싱부의 면적은 센싱부가 구비하는 센싱영역(SA)의 면적으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 화소정의막(209)은 평면도 상에서 기판(100)을 전면적으로 덮도록 배치되되 발광영역들과 중첩하는 화소개구를 가짐으로써, 발광영역들을 정의할 수 있다. 일 실시예로, 제1단위화소(P1)는 제1색 발광영역(EA1), 제2색 발광영역(EA2), 제3색 발광영역(EA3) 및 센싱영역(SA)을 포함할 수 있다. 화소정의막(209)은 제1색 발광영역(EA1), 제2색 발광영역(EA2), 제3색 발광영역(EA3) 및 센싱영역(SA) 각각과 중첩하는 화소개구를 가질 수 있다.
부화소의 발광영역(EA) 및 센싱부의 센싱영역(SA)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 이와 관련하여 도 3a 내지 도 4에서는 부화소의 발광영역(EA) 및 센싱부의 센싱영역(SA)의 꼭지점이 라운드진 사각형 형상으로 구비된 경우를 도시하고 있으나 이제 제한되는 것은 아니다. 부화소의 발광영역(EA) 및 센싱부의 센싱영역(SA)은 원형, 타원형, 다각형, 꼭지점이 라운드진 다각형 등 임의의 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 부화소 및 센싱부의 배치, 즉, 발광영역(EA) 및 센싱영역(SA)의 배치에도 제한이 없다. 예컨대, 발광영역(EA) 및 센싱영역(SA)은 스트라이프 구조, 펜타일 구조, 모자익 구조, 델타 구조 등 다양한 구조로 배치될 수 있다.
또한, 발광영역(EA)의 면적 및 센싱영역(SA)의 면적도 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1단위화소(P1)의 면적 중 제2색 발광영역(EA2)이 차지하는 면적은 제1색 발광영역(EA1)이 차지하는 면적 및 제3색 발광영역(EA3)이 차지하는 면적과 대비하여 상대적으로 넓게 구비될 수 있다. 이때, 상대적으로 넓게 구비된 제2색 발광영역(EA2)은 도 3a와 같이 1개의 발광영역으로 구비되거나, 도 3b와 같이 2개의 발광영역으로 구비될 수 있다. 이러한 제1색 발광영역(EA1), 제2색 발광영역(EA2) 및 제3색 발광영역(EA3) 각각의 면적의 대소 관계는 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 제2단위화소(P2)에서는 제1단위화소(P1)에서 상대적으로 넓게 구비된 발광영역의 면적을 축소하여 센싱영역(SA)을 배치할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 구체적인 예로, 도 3b와 같이, 제1단위화소(P1)가 다른 발광영역들과 대비하여 상대적으로 넓은 면적을 차지하고 2개의 발광영역으로 구비된 제2색 발광영역(EA2)들을 구비할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제2단위화소(P2)는 2개의 제2색 발광영역(EA2)들 중 1개의 제2색 발광영역(EA2)만을 구비하고, 나머지 제2색 발광영역(EA2)이 차지하던 공간에 제2색 발광영역(EA2) 대신 센싱영역(SA)을 구비할 수 있다. 이 경우, 제2단위화소(P2)의 제2색 발광영역(EA2)의 면적은 제1단위화소(P1)의 제2색 발광영역(EA2)의 면적보다 넓을 수 있다.
이를 통해 센싱영역(SA)을 배치하기 위한 별도의 공간을 확보할 필요없이, 동일한 면적의 단위화소 내에 발광영역(EA)들과 센싱영역(SA)을 동시에 구비할 수 있다. 또한, 센싱영역(SA)을 포함하는 제2단위화소(P2)는 전술한 바와 같이 표시영역(DA, 도 1 참조)에서 센싱 기능을 수행하는 부분에 선택적으로 배치되는 바, 센싱영역(SA) 배치로 인한 발광영역(EA)의 면적 감소 및 데드스페이스 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어느 하나의 부화소의 등가회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위화소(P, 도 1 참조)가 갖는 부화소(SP)들 각각은 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)에 연결된 발광 소자(ED)를 포함할 수 있다.
화소회로(PC)는 제1박막트랜지스터(T1), 제2박막트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 각 부화소(SP)는 발광 소자(ED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인(DL)으로부터 입력된 데이터 전압을 제1박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
제1박막트랜지스터(T1)는 구동 박막트랜지스터로서, 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 발광 소자(ED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 발광 소자(ED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 발광 소자(ED)의 제2전극(예, 캐소드)은 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
한편, 도 5에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터(T1, T2)와 1개의 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 화소회로(PC)가 포함하는 박막트랜지스터의 개수 및 커패시터의 개수는 화소회로(PC)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 화소회로(PC)는 전술한 2개의 박막트랜지스터 외에 4개 또는 5개 또는 그 이상의 박막트랜지스터들을 더 포함할 수 있다. 또한, 전술한 스토리지 커패시터(Cst) 외에 1개 이상의 커패시터를 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 방명의 일 실시예에 따른 발광 소자(ED)는 제1전극(221), 제2전극(223) 및 제1전극(221)과 제2전극(223) 사이에 위치하는 중간층(222)을 가질 수 있다.
발광 소자(ED)의 제1전극(221)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 일 실시예로, 제1전극(221)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등을 포함하는 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
또한, 제1전극(221)은 단일층을 갖는 단층 구조 또는 적층된 복수의 층들을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제1전극(221)은 ITO층들과 그 사이에 금속층이 개재된 다층 구조를 가질 수 있다. 구체적인 예로, 제1전극(221)은 ITO층/Ag층/ITO층의 3층 구조를 가질 수 있다.
발광 소자(ED)의 제2전극(223)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2전극(223)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막을 포함할 수 있다. 또한, 제2전극(223)은 금속 박막 외에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막을 더 포함할 수 있다.
발광 소자(ED)의 중간층(222)은 제1전극(221)과 제2전극(223) 사이에 개재되는 층으로서, 제1전극(221)과 제2전극(223) 사이에 개재된 단일층 및/또는 복수의 층들을 포함할 수 있다. 중간층(222)이 포함하는 층들은 유기물을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 필요에 따라 중간층(222)은 각종 유기물 외에, 유기금속 화합물과 같은 금속-함유 화합물, 양자점과 같은 무기물 등을 더 포함할 수 있다.
중간층(222)은 발광층(Emission Layer, 222b)을 포함한다. 발광층(222b)은 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 이러한 발광층(222b)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함하는 유기 발광층일 수 있다. 예컨대, 발광층(222b)은 유기 발광층으로서, 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum), PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 물질, 또는 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 발광층(222b)은 호스트(host) 물질 및 도펀트(dopant) 물질을 포함할 수 있다. 도펀트 물질은 특정 색을 발광하는 물질로서, 발광 재료를 포함할 수 있다. 발광 재료는 인광 도펀트, 형광 도펀트 및 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 호스트 물질은 발광층(222b)의 주재료로서, 도펀트 물질이 발광할 수 있도록 도움을 주는 물질이다.
중간층(222)은 제1전극(221)과 발광층(222b) 사이에 개재된 정공 수송 영역(hole transport region) 및 발광층(222b)과 제2전극(223) 사이에 개재된 전자 수송 영역(electron transport region)을 더 포함할 수 있다.
정공 수송 영역은, 단일 물질로 이루어진 단일층을 갖는 단층 구조, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층을 갖는 단층 구조 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층들을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 정공 수송 영역에는 제1공통층(222a)이 배치될 수 있다.
제1공통층(222a)은, 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 전자 저지층(EBL: Electron Blocking Layer) 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1공통층(222a)은, 단일층을 갖는 단층 구조를 갖거나, 제1전극(221)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/전자 저지층(EBL), 정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL) 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL) 등의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1공통층(222a)은 m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB(NPD), β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화된-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid (폴리아닐린/캠퍼술폰산)), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트))), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트))) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자 수송 영역은, 단일 물질로 이루어진 단일층을 갖는 단층 구조, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층을 갖는 단층 구조 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층들을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 전자 수송 영역에는 제2공통층(222c)이 배치될 수 있다.
제2공통층(222c)은, 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 정공 저지층(HBL: Hole Blocking Layer) 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2공통층(222c)은, 단일층을 갖는 단층 구조를 갖거나, 발광층(222b)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 등의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2공통층(222c)은 BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3, BAlq, TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole) 및 NTAZ 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
이러한 발광 소자(ED)의 중간층(222)은 진공 증착 방법 또는 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄 방법, 레이저열전사방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 광검출 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광검출 소자(PD)는 제3전극(410), 제4전극(450), 제3전극(410)과 제4전극(450) 사이에 위치하는 활성층(430) 및 제4전극(450)과 활성층(430) 사이에 위치하는 컬러필터층(440)을 가질 수 있다.
광검출 소자(PD)의 제3전극(410)은 발광 소자(ED)의 제1전극(221)과 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제3전극(410)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 일 실시예로, 제3전극(410)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등을 포함하는 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
또한, 제3전극(410)은 단일층을 갖는 단층 구조 또는 적층된 복수의 층들을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제3전극(410)은 ITO층들과 그 사이에 금속층이 개재된 다층 구조를 가질 수 있다. 구체적인 예로, 제3전극(410)은 ITO층/Ag층/ITO층의 3층 구조를 가질 수 있다.
광검출 소자(PD)의 제4전극(450)은 발광 소자(ED)의 제2전극(223)과 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 광검출 소자(PD)의 제4전극(450)과 발광 소자(ED)의 제2전극(223)은 일체(一體)로 구비될 수 있다.
예컨대, 제4전극(450)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 제4전극(450)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막을 포함할 수 있다. 또한, 제4전극(450)은 금속 박막 외에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막을 더 포함할 수 있다.
광검출 소자(PD)의 활성층(430)은 외부에서 빛을 받아 엑시톤(exciton)을 생성한 후 생성된 엑시톤을 정공과 전자로 분리하는 층이다. 활성층(430)은 벌크 이종접합(Bulk Heterojunction; BHJ) 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 활성층(430)은 p형 유기 반도체 및 n형 유기 반도체를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 활성층(430)은 p형 유기 반도체를 포함한 p형 반도체층 및 n형 유기 반도체를 포함한 n형 반도체층을 포함하고, 상기 p형 반도체층과 상기 n형 반도체층이 PN 접합(PN junction)을 형성할 수 있다.
상기 p형 유기 반도체는 전자 도너로 작용하고, 상기 n형 유기 반도체는 전자 억셉터로 작용하기 때문에, 이들 층의 계면에서 발생하는 광유도 전하 분리에 의하여 엑시톤이 정공 및 전자로 효율적으로 분리될 수 있다. 더불어, 상기 활성층(430)이 p형 반도체층과 n형 반도체층으로 분리됨에 의해, 계면에서 생성된 정공 및 전자의 포획 및 이동이 용이할 수 있다.
다른 실시예로, 활성층(430)은 p형 유기 반도체와 n형 유기 반도체가 혼합된 혼합층일 수 있다. 이 경우, 활성층(430)은 상기 p형 유기 반도체와 상기 n형 유기 반도체를 공증착하여 형성할 수 있다. 활성층(430)이 혼합층일 경우, 엑시톤이 도너-억셉터 인터페이스로부터의 확산 길이 내에 생성될 수 있으므로, 광검출 소자(PD)의 외부 양자 효율이 향상될 수 있다.
상기 p형 유기 반도체는 전자를 공급하는 전자 도너 로서 작용하는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 p형 유기 반도체는 보론 서브프탈로시아닌 클로라이드(SubPc), 구리(II)프탈로시아닌(CuPc) 또는 테트라페닐디벤조페리플란텐(DBP)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 n형 유기 반도체는 전자를 수용하는 전자 억셉터로서 작용하는 화합물일 수 있다. 예를 들어, 상기 n형 유기 반도체는 C60 풀러렌 또는 C70 풀러렌일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광검출 소자(PD)의 제3전극(410)과 활성층(430) 사이에는 제3공통층(420a)이 배치될 수 있다. 제3공통층(420a)은 전술한 발광 소자(ED)의 제1공통층(222a)과 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 광검출 소자(PD)의 제3공통층(420a)과 발광 소자(ED)의 제1공통층(222a)은 일체로 구비될 수 있다.
제3공통층(420a)은 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 전자 저지층(EBL: Electron Blocking Layer) 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제3공통층(420a)은, 단일층을 갖는 단층 구조를 갖거나, 제3전극(410)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/전자 저지층(EBL), 정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL) 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층(EBL) 등의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3공통층(420a)은 m-MTDATA, TDATA, 2-TNATA, NPB(NPD), β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, 메틸화된-NPB, TAPC, HMTPD, TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine (4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민)), Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid (폴리아닐린/도데실벤젠술폰산)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid (폴리아닐린/캠퍼술폰산)), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트))), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate) (폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트))) 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 7b에 도시된 바와 같이, 광검출 소자(PD)는 제4전극(450)과 활성층(430) 사이에 위치하는 제4공통층(420b)을 더 포함할 수 있다. 제4공통층(420b)은 전술한 발광 소자(ED)의 제2공통층(222c)과 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 광검출 소자(PD)의 제4공통층(420b)과 발광 소자(ED)의 제2공통층(222c)은 일체로 구비될 수 있다.
제4공통층(420b)은, 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 정공 저지층(HBL: Hole Blocking Layer) 중에서 선택된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제4공통층(420b)은, 단일층을 갖는 단층 구조를 갖거나, 활성층(430)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL), 정공 저지층(HBL)/전자 수송층(ETL)/전자 주입층(EIL), 등의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제4공통층(420b)은 BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), Alq3, BAlq, TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole) 및 NTAZ 중에서 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
광검출 소자(PD)의 컬러필터층(440)은 사전 설정된 파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 층이다. 컬러필터층(440)에 의해 광검출 소자(PD)로 유입되는 광 중 특정한 파장대역에 속하는 파장의 광만 활성층(430)에 도달할 수 있게 되어, 광검출 소자(PD)의 센싱 감도가 향상될 수 있다. 구체적으로, 광검출 소자(PD)가 제1파장대역에 속하는 광을 인식하여 소정의 기능을 수행하는 경우, 컬러필터층(440)은 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함할 수 있다. 마찬가지로 광검출 소자(PD)가 제2파장대역 또는 제3파장대역에 속하는 광을 인식하여 소정의 기능을 수행하는 경우, 컬러필터층(440)은 제2파장대역에 속하는 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층 또는 제3파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제3색 컬러필터층을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제1파장대역은 630nm 내지 850nm이고, 제2파장대역은 495nm 내지 570nm이고, 제3파장대역은 450nm 내지 495nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 컬러필터층(440)이 선택적으로 통과시키는 파장대역은 센싱영역(SA)에서 수행되는 센싱 기능의 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 컬러필터층(440)이 선택적으로 통과시키는 파장대역은 광검출 소자(PD)가 배치된 영역에 따라 상이할 수 있다. 구체적으로, 제2단위화소(P2, 도 4 참조)는 표시영역 내에서 서로 상이한 영역에 배치되는 제2-1단위화소 및 제2-2단위화소를 포함할 수 있다. 이때, 제2-1단위화소에 배치된 광검출 소자(PD)의 컬러필터층(440)과 제2-2단위화소에 배치된 광검출 소자(PD)의 컬러필터층(440)은 서로 상이한 파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시킬 수 있다. 예컨대, 제2-1단위화소에 배치된 광검출 소자(PD)는 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함하고, 제2-2단위화소에 배치된 광검출 소자(PD)는 제2파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층을 포함할 수 있다.
이를 통해 표시영역에는 서로 상이한 센싱 기능을 수행하는 센싱영역들이 구비될 수 있는 바, 이를 구비하는 전자기기 또는 디스플레이 장치는 멀티 센싱 기능을 수행할 수 있다. 이뿐만 아니라 서로 다른 기능을 수행하는 센싱영역들을 형성하기 위해서 컬러필터층만 달리하면 되므로, 서로 다른 기능의 센싱영역들을 형성하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. 광검출 소자(PD)가 수행할 수 있는 다양한 센싱 기능들에 대한 상세한 설명은 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 후술한다.
컬러필터층(440)은 제4전극(450)의 하부 또는 제4전극(450)의 상부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7a 및 도 7b는 컬러필터층(440)이 제4전극(450) 하부에서 제4전극(450)과 활성층(430) 사이에 위치하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 컬러필터층(440)은 발광 소자(ED, 도 6 참조)의 제2전극(223, 도 6 참조) 및 광검출 소자(PD)의 제4전극(450)이 형성되기 전에 형성될 수 있다. 도 7c는 컬러필터층(440)이 제4전극(450) 상에 위치하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 컬러필터층(440)은 발광 소자(ED)의 제2전극(223) 및 광검출 소자(PD)의 제4전극(450)이 형성된 후에 형성될 수 있다.
한편, 전술한 광검출 소자(PD)의 활성층(430) 및/또는 컬러필터층(440)은 잉크젯 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 이를 통해 단위화소 내에 광검출 소자(PD)를 형성하기 위한 별도의 증착 공정을 수행할 필요가 없게 되어 공정의 효율성이 향상될 수 있다. 이뿐만 아니라 서로 다른 기능을 수행하는 센싱영역들을 형성하기 위해서 컬러필터층만 달리하면 되므로, 서로 다른 기능의 센싱영역들을 형성하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD), 즉, 발광영역 및 센싱영역을 포함하는 단위화소를 형성하는 공정에 있어서 광검출 소자(PD)가 갖는 구성들 중 발광 소자(ED)의 구성과 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하는 구성들은 하나의 공정으로 동시에 형성할 수 있다. 예컨대, 광검출 소자(PD)의 제3전극(410), 제4전극(450), 제3공통층(420a) 및 제4공통층(420b)은 각각 발광 소자(ED)의 제1전극(221), 제2전극(223), 제1공통층(222a) 및 제2공통층(222c)을 형성하는 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
반면에, 광검출 소자(PD)가 갖는 구성들 중 발광 소자(ED)의 구성과 층 구조 및 물질이 상이한 구성들은 발광 소자(ED)의 구성들을 형성하는 공정 단계들 사이에 별도의 증착 공정 대신 잉크젯 공정을 통해 형성할 수 있다. 예컨대, 광검출 소자(PD)의 활성층(430) 및 컬러필터층(440)은 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예들에 따른 제2단위화소의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도들이다. 도 8a 및 도 8b는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 취한 디스플레이 패널(10)의 단면도에 대응한다. 이하, 도면 상 동일한 부재번호는 동일한 구성 요소를 나타내는 바, 전술한 내용과 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 기판(100) 상에는 버퍼층(201)이 위치할 수 있다. 버퍼층(201)은 기판(100)의 하부로부터의 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100)의 상면의 평활성을 높일 수 있다. 버퍼층(201)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 유기물 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(100)과 버퍼층(201) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다.
버퍼층(201) 상에는 박막트랜지스터(TFT)가 위치할 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 게이트전극(GE)이 게이트절연층(203)을 가운데 두고 반도체층(Act) 상에 배치된 탑 게이트 타입을 도시하였으나, 선택적 실시예에서, 박막트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트 타입일 수 있다.
반도체층(Act)은 버퍼층(201) 상에 위치할 수 있다. 반도체층(Act)은 채널영역과, 채널영역의 양 옆에 불순물이 도핑된 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 이때, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 반도체층(Act)은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 구체적인 예로, 반도체층(Act)은 인듐(In), 갈륨(Ga), 스탄눔(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 세슘(Cs), 세륨(Ce) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(Act)은 Zn 산화물계 물질로, Zn 산화물, In-Zn 산화물, Ga-In-Zn 산화물 등을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(Act)은 ZnO에 인듐(In), 갈륨(Ga), 스탄눔(Sn)과 같은 금속이 함유된 IGZO(In-Ga-Zn-O), ITZO(In-Sn-Zn-O), 또는 IGTZO(In-Ga-Sn-Zn-O) 반도체일 수 있다.
게이트전극(GE)은 반도체층(Act)과 적어도 일부가 중첩되도록 반도체층(Act) 상부에 위치한다. 구체적으로, 게이트전극(GE)은 반도체층(Act)의 채널영역과 중첩할 수 있다. 이러한 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 다양한 도전성 물질을 포함할 수 있으며 다양한 층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 게이트전극(GE)은 Mo층과 Al층을 포함하거나, Mo층/Al층/Mo층의 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 게이트전극(GE)은 금속 물질을 덮는 ITO층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이의 게이트절연층(203)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 게이트절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 컨택홀을 통해서 반도체층(Act)의 소스영역 및 드레인영역에 접속될 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 다양한 도전성 물질을 포함하며 다양한 층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 Ti층과 Al층을 포함하거나, Ti층/Al층/Ti층의 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 금속 물질을 덮는 ITO층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다.
층간절연층(205)은 각각 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또한, 층간절연층(205)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
한편, 이와 같이 무기물을 포함하는 게이트절연층(203) 및 층간절연층(205)은 CVD(Chemical vapor deposition) 또는 ALD(Atomic layer deposition) 등을 통해 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
박막트랜지스터(TFT)는 유기절연층(207)으로 커버될 수 있다. 예컨대, 유기절연층(207)은 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 덮을 수 있다. 유기절연층(207)은 표시영역(DA)과 표시영역(DA) 외측의 주변영역(PA, 도 1 참조)에 걸쳐 기판(100) 상부에 배치될 수 있다. 유기절연층(207)은 평탄화 절연층으로서, 상면이 대략 편평한 면을 포함할 수 있다. 이러한 유기절연층(207)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등과 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기절연층(207)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
유기절연층(207) 상에는 발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)가 위치할 수 있다. 발광 소자(ED)는 제1전극(221), 제1공통층(222a), 발광층(222b), 제2공통층(222c) 및 제2전극(223)을 포함할 수 있고, 광검출 소자(PD)는 제3전극(410), 제3공통층(420a), 활성층(430), 제4공통층(420b), 컬러필터층(440) 및 제4전극(450)을 포함할 수 있으며, 구성들 각각에 대한 설명은 전술한 내용과 중복되므로 생략한다.
한편, 광검출 소자(PD)의 제3공통층(420a) 및 제4공통층(420b) 중 일부는 생략될 수 있다. 또한, 도 8a에 도시된 바와 같이, 광검출 소자(PD)의 컬러필터층(440)은 제4전극(450) 하부, 즉, 제4전극(450)과 활성층(430) 사이에 위치할 수 있다. 이와 달리, 도 8b에 도시된 바와 같이, 광검출 소자(PD)의 컬러필터층(440)은 제4전극(450) 상부에 위치할 수 있다.
화소정의막(209)은 제1전극(221) 및 제3전극(410)의 가장자리를 커버하며 유기절연층(207) 상에 배치될 수 있다. 화소정의막(209)은 제1전극(221) 및 제3전극(410) 각각의 상면의 적어도 일부를 노출시키는 화소개구를 포함한다. 이를 통해 화소정의막(209)은 발광영역(EA) 및 센싱영역(SA)을 정의할 수 있다. 또한, 화소정의막(209)은 제1전극(221)의 가장자리와 제2전극(223) 사이의 거리 및 제3전극(410)의 가장자리와 제4전극(450) 사이의 거리를 증가시킴으로써 제1전극(221)의 가장자리 및 제3전극(410)의 가장자리에서 아크(arc) 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이러한 화소정의막(209)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
발광 소자(ED) 및 광검출 소자(PD)는 봉지층(ECL)을 통해 덮일 수 있다. 봉지층(ECL)은 제1무기봉지층(310), 제1무기봉지층(310)을 덮는 유기봉지층(320) 및 유기봉지층(320)을 덮는 제2무기봉지층(330)을 포함할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예들에 따른 광검출 소자가 작동하는 모습을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(10) 및 커버 윈도우(20)를 구비할 수 있다.
커버 윈도우(20)는 디스플레이 패널(10)을 커버하여 보호하는 역할을 할 수 있다. 커버 윈도우(20)는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 커버 윈도우(20)는 예를 들어, 유리나 플라스틱을 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 실시예로, 커버 윈도우(20)는 생략될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 발광 소자들(ED1, ED2, ED3) 및 광검출 소자(PD)를 포함할 수 있다.
발광 소자들(ED1, ED2, ED3)은 서로 상이한 광을 방출할 수 있다. 예컨대, 제1발광 소자(ED1)는 적색 파장대역에 속하는 광을, 제2발광 소자(ED2)는 녹색 파장대역에 속하는 광을, 제3발광 소자(ED3)는 청색 파장대역에 속하는 광을 방출할 수 있다.
광검출 소자(PD)는 사전 설정된 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층(440, 도 7a 참조)을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 9a 및 도 9b의 광검출 소자(PD)는 녹색 파장대역에 속하는 광, 즉, 495nm 내지 570nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비하고, 도 9c의 광검출 소자(PD)는 적색 파장대역에 속하는 광, 즉, 630nm 내지 850nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비할 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 장치(1)에 접촉되어 있는 대상물, 예컨대 손가락의 지문을 센싱하는 기능을 가질 수 있다. 발광 소자에서 방출된 광 중 사용자의 지문에서 반사된 반사광의 적어도 일부가 광검출 소자(PD)로 재입사됨으로써 광검출 소자(PD)가 그 반사광을 검출할 수 있다. 손가락의 지문 패턴 중에서 융선은 커버 윈도우(20)의 상면과 밀착되므로, 광검출 소자(PD)는 사용자의 지문 패턴, 예컨대 융선의 이미지 정보를 획득할 수 있다.
한편, 도 9a에서는 광검출 소자(PD)가 녹색 파장대역에 속하는 광, 즉, 495nm 내지 570nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비하고, 녹색 파장대역에 속하는 광을 방출하는 제2발광 소자(ED2)에서 방출된 광을 이용하여 디스플레이 장치(1)에 접촉된 대상물에 대한 정보를 얻는 예를 도시하고 있으나 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 광검출 소자(PD)가 적색 파장대역에 속하는 광, 즉, 630nm 내지 850nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비하고, 적색 파장대역에 속하는 광을 방출하는 제1발광 소자(ED1)에서 방출된 광을 이용하여 정보를 얻는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 광검출 소자(PD)가 청색 파장대역에 속하는 광, 즉, 450nm 내지 495nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비하고, 청색 파장대역에 속하는 광을 방출하는 제3발광 소자(ED3)에서 방출된 광을 이용하여 정보를 얻는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 관련하여 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 구비하는 광검출 소자(PD)는 생체정보 센싱 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 광검출 소자(PD)는 적색 파장대역에 속하는 광, 즉, 630nm 내지 850nm 범위의 파장대역에 속하는 광만 통과시키는 컬러필터층을 구비하고, 적색 파장대역에 속하는 광을 방출하는 제1발광 소자(ED1)에서 방출된 광을 이용하여 사용자의 생체정보를 얻을 수 있다. 예컨대, 광검출 소자(PD)는 혈중 산호포화도 및 맥파 등을 센싱하는 광투과식 센서 역할을 수행할 수 있다.
또한, 도 9c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 장치(1)에 접촉해 있지 않은 대상물을 센싱하는 기능을 가질 수 있다.
지금까지는 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 디스플레이 장치를 제조하기 위한 디스플레이 장치 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1: 디스플레이 장치
10: 디스플레이 패널
100: 기판
221: 제1전극
222: 중간층
222a: 제1공통층
222c: 제2공통층
223: 제2전극
410: 제3전극
420a: 제3공통층
420b: 제4공통층
430: 활성층
440: 컬러필터층
450: 제4전극
ED: 발광 소자
PD: 광검출 소자
EA: 발광영역
SA: 센싱영역

Claims (20)

  1. 발광 소자들을 갖는 제1단위화소; 및
    상기 발광 소자들과 광검출 소자를 갖는 제2단위화소를 구비하고,
    상기 발광 소자들 각각은,
    제1전극, 상기 제1전극과 대향하는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고,
    상기 광검출 소자는,
    제3전극, 상기 제3전극과 대향하는 제4전극, 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 위치하는 활성층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단위화소는 제2-1단위화소와 제2-2단위화소를 포함하고,
    상기 제2-1단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함하고,
    상기 제2-2단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제2파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1파장대역은 630nm 내지 850nm이고,
    상기 제2파장대역은 495nm 내지 570nm인, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    평면도 상에서 상기 제1단위화소의 면적은 상기 제2단위화소의 면적과 동일한, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1단위화소 및 상기 제2단위화소 각각은 제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고,
    평면도 상에서 상기 제1단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적은 상기 제2단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적보다 넓은, 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은 벌크 이종접합(Bulk Heterojunction; BHJ) 구조를 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제3전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하고,
    상기 제2전극과 상기 제4전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2전극과 상기 제4전극은 일체(一體)인, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자들 각각은, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제1공통층 및 상기 제2전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제2공통층 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 광검출 소자는, 상기 제3전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제3공통층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제4공통층 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1공통층과 상기 제3공통층은 일체이고,
    상기 제2공통층과 상기 제4공통층은 일체인, 디스플레이 장치.
  11. 발광 소자들을 갖는 제1단위화소; 및
    상기 발광 소자들과 광검출 소자를 갖는 제2단위화소를 구비하고,
    상기 발광 소자들 각각은,
    제1전극, 상기 제1전극과 대향하는 제2전극 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하고,
    상기 광검출 소자는,
    제3전극, 상기 제3전극과 대향하는 제4전극, 상기 제3전극과 상기 제4전극 사이에 위치하는 활성층 및 상기 제4전극 상에 위치하는 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2단위화소는 제2-1단위화소와 제2-2단위화소를 포함하고,
    상기 제2-1단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제1파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제1색 컬러필터층을 포함하고,
    상기 제2-2단위화소가 갖는 상기 광검출 소자의 상기 컬러필터층은 제2파장대역에 속하는 파장의 광만 통과시키는 제2색 컬러필터층을 포함하는, 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1파장대역은 630nm 내지 850nm이고,
    상기 제2파장대역은 495nm 내지 570nm인, 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    평면도 상에서 상기 제1단위화소의 면적은 상기 제2단위화소의 면적과 동일한, 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1단위화소 및 상기 제2단위화소 각각은 제1색 발광영역, 제2색 발광영역 및 제3색 발광영역을 포함하고,
    평면도 상에서 상기 제1단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적은 상기 제2단위화소의 상기 제2색 발광영역의 면적보다 넓은, 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 활성층은 벌크 이종접합(Bulk Heterojunction; BHJ) 구조를 포함하는, 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제3전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하고,
    상기 제2전극과 상기 제4전극은 동일한 층 상에 위치하며 동일한 물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2전극과 상기 제4전극은 일체(一體)인, 디스플레이 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 발광 소자들 각각은, 상기 제1전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제1공통층 및 상기 제2전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 제2공통층 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 광검출 소자는, 상기 제3전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제3공통층 및 상기 제4전극과 상기 활성층 사이에 위치하는 제4공통층 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1공통층과 상기 제3공통층은 일체이고,
    상기 제2공통층과 상기 제4공통층은 일체인, 디스플레이 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11309355B2 (en) * 2019-04-26 2022-04-19 Innolux Corporation Display device
KR20230011539A (ko) * 2021-07-13 2023-01-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 광 검출기 및 이를 포함하는 전자 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7570292B2 (en) * 2004-03-19 2009-08-04 Fujifilm Corporation Photoelectric conversion film, photoelectric conversion element, imaging element, method of applying electric field thereto and electric field-applied element
US9836165B2 (en) * 2014-05-16 2017-12-05 Apple Inc. Integrated silicon-OLED display and touch sensor panel
JP7245611B2 (ja) * 2017-07-04 2023-03-24 三星電子株式会社 近赤外線有機光センサが組み込まれた有機発光ダイオードパネル及びこれを含む表示装置
FR3082025B1 (fr) * 2018-06-04 2021-07-16 Isorg Dispositif combinant capteur d'images et un écran d'affichage organiques aptes a la détection d'empreintes digitales
CN113348387A (zh) * 2019-01-18 2021-09-03 株式会社半导体能源研究所 显示装置及电子设备
KR102698884B1 (ko) * 2019-05-13 2024-08-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 제조방법
JP7374635B2 (ja) * 2019-07-12 2023-11-07 キヤノン株式会社 発光装置
JP7490657B2 (ja) * 2019-08-08 2024-05-27 株式会社半導体エネルギー研究所 電子機器
CN115461870B (zh) * 2019-10-23 2024-09-17 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示装置及使用显示装置进行检测的方法

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