KR20220152591A - 전자 장치 - Google Patents

전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220152591A
KR20220152591A KR1020210058996A KR20210058996A KR20220152591A KR 20220152591 A KR20220152591 A KR 20220152591A KR 1020210058996 A KR1020210058996 A KR 1020210058996A KR 20210058996 A KR20210058996 A KR 20210058996A KR 20220152591 A KR20220152591 A KR 20220152591A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
light
disposed
transport region
Prior art date
Application number
KR1020210058996A
Other languages
English (en)
Inventor
최민수
윤석규
유병욱
추창웅
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020210058996A priority Critical patent/KR20220152591A/ko
Priority to US17/652,771 priority patent/US20220359628A1/en
Priority to CN202210486488.8A priority patent/CN115312567A/zh
Priority to EP22172029.5A priority patent/EP4086971A1/en
Publication of KR20220152591A publication Critical patent/KR20220152591A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • H01L27/3225—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • H01L27/323—
    • H01L27/3237—
    • H01L51/0046—
    • H01L51/0072—
    • H01L51/4253—
    • H01L51/5004—
    • H01L51/5036—
    • H01L51/5056—
    • H01L51/5072—
    • H01L51/5253—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K65/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element and at least one organic radiation-sensitive element, e.g. organic opto-couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/311—Phthalocyanine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/40—Interrelation of parameters between multiple constituent active layers or sublayers, e.g. HOMO values in adjacent layers

Abstract

일 실시예의 전자 장치는 베이스층, 및 개구부가 정의된 화소 정의막 및 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층을 포함하고, 발광 소자 및 수광 소자는 각각 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 배치된 전자 수송 영역, 및 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극을 포함하는 것이다. 또한, 일 실시예에서 발광 소자는 정공 수송 영역과 전자 수송 영역 사이에 배치된 발광층을 포함하고, 수광 소자는 정공 수송 영역과 전자 수송 영역 사이에 배치되고 입사된 광을 전기적 신호로 변환하는 수광층, 및 수광층과 전자 수송 영역 사이에 배치되고 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 포함하여 우수한 광전 효율 특성을 나타낼 수 있다.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 액티브 영역에 수광 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
영상 정보를 제공하기 위하여 다양한 형태의 전자 장치가 사용되고 있으며, 이러한 전자 장치는 사용자의 입력을 감지하는 등 사용자와 유기적으로 소통할 수 있는 다양한 기능을 제공한다. 특히 최근의 전자 장치들은 외부에서 제공되는 외부 입력을 감지하기 위한 기능을 함께 포함하고 있다.
외부 입력 인식 방식으로는 전극들 사이에 형성된 정전용량 변화를 감지하는 정전용량 방식, 광 센서를 이용하여 입사되는 광을 감지하는 광 방식, 압전체 등을 활용하여 진동을 감지하는 초음파 방식 등이 있다. 한편, 광 방식의 센서를 포함하는 경우 수광 소자의 감도를 개선하기 위해 수광된 광을 전기적 신호로 변환시키는 효율을 증가시키는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 수광 소자에서의 효율이 개선된 전자 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예는 베이스층; 및 상기 베이스층 상에 배치되고, 개구부가 정의된 화소 정의막, 및 상기 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층; 을 포함하고, 상기 발광 소자 및 상기 수광 소자는 각각 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역; 상기 정공 수송 영역 상에 배치된 전자 수송 영역; 및 상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 을 포함하는 전자 장치를 제공한다. 일 실시예에서 상기 발광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 발광층을 포함하고, 상기 수광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치되고 입사된 광을 전기적 신호로 변환하는 수광층, 및 상기 수광층과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치되고 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 포함한다.
상기 n-도펀트 재료는 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함할 수 있다.
상기 n-도펀트 재료는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함할 수 있다.
상기 n-도펀트 재료는 Ca, Yb, K, Cs, Rb, 또는 Li를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 전자 추출층을 미포함하는 것일 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전자 주입층을 포함하고, 상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 것일 수 있다.
상기 수광층은 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하고, 상기 억셉터 화합물은 풀러렌 유도체 또는 PTCDI (perylene tetracarboxylic diimide)　유도체를 포함할 수 있다.
상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물을 포함할 수 있다.
상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료로 구성된 단일 재료층이거나, 또는 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물로 구성된 복합 재료층일 수 있다.
상기 도너 화합물은 프탈로시아닌계 화합물 또는 페릴렌계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 표시 소자층은 상기 발광층과 상기 전자 수송 영역 사이, 및 상기 전자 추출층과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 상기 n-도펀트를 미포함하는 것일 수 있다.
상기 수광층 하부에 배치된 상기 정공 수송 영역은 상기 발광층 하부에 배치된 상기 정공 수송 영역과 동일한 재료로 형성된 것일 수 있다.
상기 수광층 상부에 배치된 상기 전자 수송 영역은 상기 발광층 상에 배치된 상기 전자 수송 영역과 동일한 재료로 형성된 것일 수 있다.
일 실시예는 평면 상에서 서로 이격된 적색 발광 영역, 녹색 발광 영역, 청색 발광 영역, 및 수광 영역으로 구분되는 표시 모듈을 포함하고, 상기 표시 모듈은 베이스층; 상기 베이스층 상에 배치되고, 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 표시 소자층; 및 상기 표시 소자층 상에 배치된 입력 감지층; 을 포함하며, 상기 표시 소자층은 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역; 상기 정공 수송 영역 상에 배치된 전자 수송 영역; 및 상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 을 포함하는 전자 장치를 제공한다. 상기 발광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 발광층을 포함하고, 상기 수광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 수광층, 및 상기 수광층 상에 배치되고 상기 발광층과 비중첩하는 전자 추출층을 포함한다.
상기 전자 추출층은 n-도펀트 재료를 포함할 수 있다.
상기 전자 추출층은 일함수가 3.0 eV 이하인 금속, 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함하는 금속 화합물, HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물, 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기물을 포함하는 복합 화합물을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전자 주입층을 포함하고, 상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 것일 수 있다.
상기 수광층은 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하고, 상기 억셉터 화합물은 풀러렌 유도체 또는 PTCDI (perylene tetracarboxylic diimide)　유도체를 포함할 수 있다.
상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료만을 포함하거나, 또는 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 적색 발광 영역에 대응하는 적색 발광 소자, 상기 청색 발광 영역에 대응하는 청색 발광 소자, 및 상기 녹색 발광 영역에 대응하는 녹색 발광 소자를 포함할 수 있다.
일 실시예는 베이스층; 상기 베이스층 상에 배치되고, 서로 이격된 발광전극 및 수광전극을 포함하는 제1 전극; 상기 베이스층 상에 배치되고, 상기 발광전극 및 상기 수광전극 각각을 노출시키는 제1 및 제2 개구부가 정의된 화소 정의막; 상기 제1 개구부 내에서 상기 발광전극 상에 배치된 발광층; 상기 제2 개구부 내에서 상기 수광전극 상에 배치된 수광층; 상기 제2 개구부 내에서 상기 수광층 상에 배치된 전자 추출층; 상기 발광전극과 상기 발광층 사이, 및 상기 수광전극과 상기 수광층 사이에 배치된 정공 수송 영역; 상기 화소 정의막, 상기 발광층, 및 상기 수광층 전체와 중첩하는 전자 수송 영역; 상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 및 상기 제2 전극 상에 배치된 봉지층; 을 포함하는 전자 장치를 제공한다.
상기 전자 추출층은 n-도펀트 재료를 포함할 수 있다.
상기 n-도펀트 재료는 일함수가 3.0 eV 이하인 금속, 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층 상에 배치된 전자 주입층을 포함하고, 상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 것일 수 있다.
상기 전자 수송 영역과 상기 발광층 사이 및 상기 전자 수송 영역과 상기 전자 추출층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하고, 상기 버퍼층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 것일 수 있다.
상기 정공 수송 영역은 상기 화소 정의막, 상기 발광층, 및 상기 수광층 전체와 중첩하는 것일 수 있다.
일 실시예는 수광 소자의 수광층 상부에 전자추출층을 포함하여 수광층에서 생성된 전자의 이동을 용이하게함으로써 광전 효율이 개선된 전자 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 전자 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예의 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예의 전자 장치의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부에 대한 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7a는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 7b는 일 실시예에 따른 수광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8b는 일 실시예에 따른 수광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치"된다는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다. 본 명세서에서 "상에 배치되는" 것은 어느 하나의 부재의 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 나타내는 것일 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 분해사시도이다. 도 3은 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시예의 전자 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(ED)는 휴대폰, 태블릿, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서는 전자 장치(ED)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
전자 장치(ED)는 액티브 영역(ED-AA)을 통해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 액티브 영역(ED-AA)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다. 액티브 영역(ED-AA)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면의 적어도 일 측으로부터 벤딩된 곡면을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 액티브 영역(ED-AA)은 상기 평면만을 포함할 수도 있고, 액티브 영역(ED-AA)은 상기 평면의 적어도 2개 이상, 예를 들어 4 개의 측면으로부터 각각 벤딩된 4개의 곡면들을 더 포함할 수도 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향축(DR1) 내지 제4 방향축(DR4)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 또한 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 제1 내지 제4 방향으로 설명될 수 있으며, 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다.
본 명세서에서는 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향축(DR3)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 제4 방향축(DR4) 방향은 제1 방향축(DR1) 방향 및 제2 방향축(DR2) 방향 사이의 방향일 수 있다.
전자 장치(ED)의 두께 방향은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향인 제3 방향축(DR3)과 나란한 방향일 수 있다. 본 명세서에서, 전자 장치(ED)를 구성하는 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)을 기준으로 정의될 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 제공되는 영상(IM)은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다. 도 1에서 영상(IM)의 일 예로 시계창 및 아이콘들이 도시되었다. 영상(IM)이 표시되는 면은 전자 장치(ED)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 윈도우 부재(WM)의 전면과 대응될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함한다. 일 실시예의 전자 장치(ED)는 액티브 영역(ED-AA)을 통해 사용자의 입력을 감지하고, 감지된 입력 신호에 반응할 수 있다. 또한, 제공되는 전자 장치(ED)의 디자인에 따라 전자 장치(ED)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력도 감지할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
예를 들어, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 외부에서 인가되는 사용자의 지문(FG) 등의 생체 정보를 감지할 수 있다. 전자 장치(ED)의 액티브 영역(ED-AA)에는 지문 인식 영역이 제공될 수 있다. 지문 인식 영역은 액티브 영역(ED-AA)의 모든 영역에 제공되거나, 또는 액티브 영역(ED-AA)의 일부 영역에 제공될 수 있다. 한편, 지문 인식 영역은 사용자의 생체 정보뿐 아니라 외부에서 제공되는 입력을 감지하는 외부 입력 인식 영역일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM), 윈도우 부재(WM), 및 하우징(HAU)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우 부재(WM)와 하우징(HAU)은 결합되어 전자 장치(ED)의 외관을 구성할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)으로 구분될 수 있다. 액티브 영역(AA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 상술한 바와 같이 액티브 영역(AA)은 영상을 표시하거나 외부 입력을 감지하는 부분일 수 있다.
주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)의 적어도 일 측에 인접하여 위치하는 영역일 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2등에 도시된 것과 달리 일 실시예에서 주변 영역(NAA) 중 일부는 생략될 수 있다. 주변 영역(NAA)에는 액티브 영역(AA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B, 도 5) 및 수광 소자(OPD, 도 5)를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B, 도 5)의 동작을 통해 영상을 표시하고, 수광 소자(OPD, 도 5)의 동작을 통해 외부 입력을 감지하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 입력 감지층(ISL)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 표시 모듈(DM)은 반사 방지 부재(RP)를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 반사 방지 부재(RP)는 입력 감지층(ISL) 상에 배치될 수 있다. 또한, 입력 감지층(ISL)이 생략될 경우 반사 방지 부재(RP)는 표시 패널(DP) 상부에 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 표시 소자층(EDL)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 회로층(DP-CL), 회로층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(EDL), 및 표시 소자층(EDL) 상에 배치된 봉지층(TFL)을 포함할 수 있다. 봉지층(TFL)은 표시 소자층(EDL)을 커버하는 것일 수 있다.
한편, 일 실시예의 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우 부재(WM)를 더 포함할 수 있다. 윈도우 부재(WM)는 윈도우(WP)와 접착층(AP)을 포함할 수 있고, 접착층(AP)은 표시 모듈(DM)과 윈도우(WP) 사이에 배치될 수 있다. 접착층(AP)은 광학 투명 접착 필름(OCA, optically clear adhesive film) 또는 광학 투명 접착 수지층(OCR, optically clear adhesive resin layer)일 수 있다. 한편, 일 실시예에서 접착층(AP)은 생략될 수도 있다.
윈도우(WP)는 표시 모듈(DM)의 외측 전체를 커버하는 것일 수 있다. 윈도우 (WP)는 표시 모듈(DM)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 윈도우(WP)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 윈도우(WP)는 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WP)는 강화 처리된 강화 유리 기판일 수 있다. 윈도우(WP)는 전자 장치(ED)의 최상부 층에 해당할 수 있다.
또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 윈도우 부재(WM)는 투과부(TA) 및 베젤부(BZA)로 구분될 수 있다. 투과부(TA)는 표시 모듈(DM)의 액티브 영역(AA)에 대응하는 부분이고, 베젤부(BZA)는 표시 모듈(DM)의 주변 영역(NAA)에 대응하는 부분일 수 있다.
투과부(TA) 및 베젤부(BZA)를 포함한 윈도우 부재(WM)의 전면은 전자 장치(ED)의 전면에 해당한다. 사용자는 전자 장치(ED)의 전면에 해당하는 투과부(TA)를 통해 제공되는 이미지를 시인할 수 있다.
베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 베젤부(BZA)는 투과부(TA)에 인접하며, 투과부(TA)를 에워쌀 수 있다 다만, 실시예가 도시된 것에 한정되는 것은 아니며 베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 일 부분이 생략될 수도 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 베젤부(BZA)를 통해 시인되는 전자 장치(ED)의 일 부분은 투과부(TA)를 통해 시인되는 부분에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮을 수 있다. 또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 베젤부(BZA)는 소정의 컬러를 갖는 것으로 시인되는 부분일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에서 반사 방지 부재(RP)는 컬러 필터층을 포함하거나 또는 편광층을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 반자 방지 부재(RP)는 외부로부터 입사되는 외부광의 반사율을 감소시키거나, 또는 외부로부터 입사되는 광의 일부를 흡수하여 차단하는 것일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)에 포함된 입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 2의 DD' 영역을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 II-II'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 액티브 영역(AA) 내에 배치된 복수 개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)을 포함하는 것일 수 있다. 표시 모듈(DM)은 적색광을 방출하는 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색광을 방출하는 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색광을 방출하는 청색 발광 영역(PXA-B)을 포함할 수 있다. 또한, 외부 물체에서 반사되어 입사되는 광을 수광하여 센싱하는 수광 영역(IPA)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 사이, 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA) 사이에는 비발광 영역(NPXA)이 배치될 수 있다. 각각의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B), 및 발광 영역(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA)은 비발광 영역(NPXA)으로 서로 구분될 수 있다. 비발광 영역(NPXA)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA) 각각을 에워쌀 수 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 서로 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 발광 영역들의 면적은 서로 상이할 수 있다. 이때 면적은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 상에서 보았을 때의 면적을 의미할 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 동일한 면적을 가지거나, 또는 도 4에서 도시된 것과 다른 면적 비율로 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)이 제공될 수 있다. 한편, 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 적색광, 녹색광, 청색광 이외의 다른 색의 광을 발광하는 것이거나 도시된 형태와 다른 평면 형상을 갖는 것일 수 있다.
한편, 일 실시예에서 평면 상에서의 수광 영역(IPA)의 면적은 적색 발광 영역(PXA-R), 청색 발광 영역(PXA-B) 및 녹색 발광 영역(PXA-G) 각각의 면적보다 작은 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 수광 영역(IPA)의 면적은 적색 발광 영역(PXA-R), 청색 발광 영역(PXA-B) 및 녹색 발광 영역(PXA-G) 중 어느 하나의 발광 영역의 면적과 동일하거나, 클 수 있다.
도 4를 참조하면, 적색 발광 영역들(PXA-R)은 제1 방향축(DR1)을 따라 이격되어 배열되어 제1 그룹(PXG1)을 구성할 수 있다. 녹색 발광 영역들(PXA-G)과 수광 영역들(IPA)은 제1 방향축(DR1)을 따라 번갈아 배열되어 제2 그룹(PXG2)을 구성할 수 있다. 또한, 청색 발광 영역들(PXA-B)은 제1 방향축(DR1)을 따라 이격되어 배열되어 제3 그룹(PXG3)을 구성할 수 있다.
제1 그룹(PXG1) 내지 제3 그룹(PXG3)은 제2 방향축(DR2) 방향으로 순서대로 배열되어 배치될 수 있다. 제1 그룹(PXG1) 내지 제3 그룹(PXG3) 각각은 복수로 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 일 실시예에서, 제2 방향축(DR2)을 따라 제1 그룹(PXG1), 제2 그룹(PXG2), 제3 그룹(PXG3), 및 제2 그룹(PXG2)이 하나의 반복 단위를 이루며, 이러한 반복 단위들이 제2 방향축(DR2) 방향으로 반복되어 배열될 수 있다.
일 실시예에서 하나의 녹색 발광 영역(PXA-G)은 하나의 적색 발광 영역(PXA-R) 또는 하나의 청색 발광 영역(PXA-B)으로부터 제4 방향축(DR4) 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 제4 방향축(DR4) 방향은 제1 방향축(DR1) 방향 및 제2 방향축(DR2) 방향 사이의 방향일 수 있다.
또한, 일 실시예에서 수광 영역(IPA)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각으로부터 이격되어 있으며, 적색 발광 영역(PXA-R) 및 청색 발광 영역(PXA-B) 사이에서 제2 방향축(DR2) 방향으로 이격되어 배치된 것일 수 있다. 수광 영역(IPA)은 녹색 발광 영역(PXA-G)과 제1 방향축(DR1)을 따라 하나씩 번갈아 가며 배열된 것일 수 있다.
도 4에 도시된 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 구조는 펜타일(PENTILE®) 구조라 명칭될 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 전자 장치에서의 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 구조는 도 4에 도시된 배열 구조에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시예에서 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 제1 방향축(DR1) 또는 제2 방향축(DR2)을 따라, 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)이 순차적으로 번갈아 가며 배열되는 스트라이프 구조를 가질 수도 있다. 또한, 스트라이프 배열 구조에서, 수광 영역(IPA)은 녹색 발광 영역(PXA-G)과 동일한 행 또는 동일한 열을 이루어 하나의 스트라이프 배열을 이룰 수 있다. 하지만, 일 실시예에서 수광 영역(IPA)과 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 형태 및 수광 영역(IPA)과 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배치 비율 등은 상술한 배열 형태와 다를 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일 부분에 대한 단면도이다. 도 5의 단면도는 도 4에 도시된 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)의 일부를 예시적으로 나타낸 것이다. 즉, 도 5는 일 실시예에 따른 전자 장치(ED, 도 3)의 일부를 나타낸 단면도이다.
일 실시예의 전자 장치는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 포함할 수 있다. 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 전기적 신호에 따라 광을 발생시키는 것일 수 있다. 또한, 수광 소자(OPD)는 광 신호를 수광하여 전기적 신호로 변환하는 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치는 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 표시 소자층(EDL), 표시 소자층(EDL) 상에 배치된 입력 감지층(ISL), 및 입력 감지층(ISL) 상에 배치된 반사 방지 부재(RP)를 포함할 수 있다. 표시 소자층(EDL)은 화소 정의막(PDL), 및 화소 정의막(PDL)으로 구분되는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 반사 방지 부재(RP)는 컬러 필터층(CFL) 및 유기 평탄층(OCL)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)을 포함하는 것일 수 있다. 또한 수광 소자(OPD)는 순차적으로 적층된 제1 전극(AE), 정공 수송 영역(HTR), 수광층(OPL), 전자 추출층(EEBL), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 수광 소자(OPD)에 포함된 수광층(OPL)은 입사된 광을 전기적 신호로 변환하는 광활성층일 수 있다. 수광 소자(OPD)는 제공된 광을 전자와 정공으로 분리하여 각 전극 측으로 전달할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전자 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 6에서는발광 소자 및 수광 소자의 동작 형태를 간략히 도시하였다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)에서 표시 소자층(EDL)에 포함된 발광 소자(ED-G)에 방출된 광(OT-L)은 외부 물체(예를 들어, 본 실시예에서 지문(FG))에서 반사되어 반사광(IP-L)으로 표시 소자층(EDL)에 포함된 수광 소자(OPD)로 입사될 수 있다. 수광 소자(OPD)로 입사되는 반사광(IP-L)은 가시광 영역의 광일 수 있다. 수광 소자(OPD)는 입사된 광을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환하여 외부 입력을 인지하여 전자 장치(ED)의 구동 상태를 변화시킬 수 있다.
즉, 발광 소자(ED-G)에서 방출되고, 외부 물체에서 반사되어 입사되는 광은 수광 소자(OPD)로 입사되며, 입사된 광에 의해 수광 소자(OPD)의 수광층(OPL)에서 정공과 전자가 분리되어 각 전극측(AE, CE)으로 전달되게 된다. 이에 따라, 광신호가 전기적 신호로 변환되게 된다.
도 5를 다시 참조하면, 일 실시예에서 전자 추출층(EEBL)은 수광층(OPL) 상부에 배치된 것일 수 있다. 예를 들어, 전자 추출층(EEBL)은 수광층(OPL) 상에 직접 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)는 전자 추출층(EEBL)을 포함하여 수광층(OPL)에서 형성된 전자의 이동을 용이하게 할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)는 수광층(OPL)과 전자 수송 영역(ETR) 사이에 배치된 전자 추출층(EEBL)을 포함하여 수광된 광을 전기적 신호로 변환하는 광전 효율이 증가된 특징을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서 전자 추출층(EEBL)은 수광 소자(OPD)에 포함되고, 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)에 미포함되는 것일 수 있다. 전자 추출층(EEBL)은 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)과 비중첩하는 것일 수 있다.
전자 추출층(EEBL)은 수광층(OPL) 상부에 배치되며, n-도펀트 재료를 포함하는 것일 수 있다. 전자 추출층(EEBL)은 수광층(OPL) 상에 직접 배치되는 것일 수 있다. 전자 추출층(EEBL)은 하나의 층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 즉, 전자 추출층(EEBL)은 n-도펀트 재료를 포함하는 하나의 층, 또는 n-도펀트 재료를 포함하는 서로 다른 복수의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다.
전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료는 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 전자 추출층(EEBL)은 일함수가 3.0 eV 이하인 금속, 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함하는 금속 화합물, HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물, HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기물과 무기 화합물의 유무기 복합 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서 전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료는 Ca, Yb, K, Cs, Rb, 또는 Li을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 전자 추출층(EEBL)은 n-도펀트 재료로 Ca, Yb, K, Cs, Rb, 또는 Li, 또는 이들을 포함하는 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 예를 들어, Li을 포함하는 화합물은 LiF 또는 LiQ 등을 포함할 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, n-도펀트 재료로 KI를 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예에서 전자 추출층(EEBL)은 상술한 재료 한정되지 않으며, 상술한 재료 이외에 일함수가 3.0 eV 이하의 조건을 만족하는 금속 재료, 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상의 조건을 만족하는 유기 화합물을 n-도펀트 재료로 포함할 수 있다.
일 실시예의 전자 장치에서 수광 소자(OPD)는 수광층(OPL) 상부에 전자 추출층(EEBL)을 포함하고, 전자 추출층(EEBL)에 일함수가 3.0 eV 이하인 금속 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하여 수광층(OPL)에서 생성된 전자가 전자 수송 영역(ETR)측으로 용이하게 전달되도록 할 수 있다. 즉, 일 실시예에서는 전자 추출층(EEBL)에 일함수가 3.0 eV 이하인 금속 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하여 전자 추출층(EEBL)에 인접한 전자 수송 영역(ETR)의 정공이 전자 추출층(EEBL) 측으로 이동되도록 하여, 전자 추출층(EEBL)을 통해 전자 수송 영역(ETR)으로 전달되는 전자의 이동을 보다 용이하게 할 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에서의 수광 소자(OPD)는 우수한 광전 효율을 나타낼 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치는 표시 모듈(DM)에 베이스층(BS)을 포함한다. 베이스층(BS)은 표시 소자층(EDL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 고분자기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
베이스층(BS)은 다층구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)은 합성수지층, 접착층, 및 합성수지층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드(polyimide)계 수지를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 합성수지층은 아크릴(acrylate)계 수지, 메타크릴(methacrylate)계 수지, 폴리아이소프렌(polyisoprene)계 수지, 비닐(vinyl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 셀룰로오스(cellulose)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 페릴렌(perylene)계 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 "~~계" 수지는 "~~"의 작용기를 포함하는 것을 의미한다.
회로층(DP-CL)은 베이스층(BS) 상에 배치된다. 회로층(DP-CL)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 코팅, 또는 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 베이스층(BS) 위에 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝(patterning)될 수 있다. 이 후, 회로층(DP-CL)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
표시 소자층(EDL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 표시 소자층(EDL)은 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)를 포함한다. 예를 들어, 표시 소자층(EDL)에 포함된 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 유기 발광 소자, 퀀텀닷 발광 소자, 마이크로 엘이디(micro LED) 발광 소자, 또는 나노 엘이디(nano LED) 발광 소자를 포함하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)는 전기적 신호에 따라 광이 발생되거나 광량이 제어될 수 있다면 다양한 실시예들을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 수광 소자(OPD)는 외부 물체에 의해 반사된 광을 수광하여 인식하는 광 센서일 수 있다. 구체적으로 수광 소자(OPD)는 외부 물체에 의해 반사된 가시광선 영역의 광을 인식하는 광 센서일 수 있다. 일 실시예에서 수광 소자(OPD)는 지문, 정맥 등의 사용자의 신체 부위에서 반사된 광을 인식하여 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 생체 인식 센서일 수 있다.
표시 소자층(EDL)은 개구부들(OP-E, OP-I)이 정의된 화소 정의막(PDL)을 포함하며, 화소 정의막(PDL)을 기준으로 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)가 분리되어 구분될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B)의 구성이 배치된 제1 개구부(OP-E) 및 수광 소자(OPD)의 구성이 배치된 제2 개구부(OP-I)가 정의될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 베이스층(BS) 상에 배치되는 것일 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치되며, 개구부(OP-E, OP-I)에서 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)의 상부면 일부를 노출시킬 수 있다. 본 실시예에서 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 수광 영역(IPA)은 개구부(OP-E, OP-I)에서 노출된 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B, AE)의 영역에 대응하게 정의되었다.
일 실시예에서 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지 이외에 무기물을 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함하여 형성되거나, 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하여 형성될 수 있다. 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하여 형성된 화소 정의막(PDL)은 블랙화소정의막을 구현할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 형성 시 흑색 안료 또는 흑색 염료로는 카본 블랙 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 화소 정의막(PDL)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)은 각각 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B), 제2 전극(CE), 및 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B)은 제1 개구부(OP-E)에서 노출될 수 있다. 본 명세서에서 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)을 구성하는 제1 전극(AE-R, AE-G, AE-B)은 발광전극으로 명칭될 수 있다.
일 실시예에서 표시 소자층(EDL)은 적색 발광 영역(PXA-R)에 대응하여 배치되고 적색광을 방출하는 적색 발광 소자(ED-R), 녹색 발광 영역(PXA-G)에 대응하여 배치되고 녹색광을 방출하는 녹색 발광 소자(ED-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)에 대응하여 배치되고 청색광을 방출하는 청색 발광 소자(ED-B)를 포함할 수 있다. 적색 발광 소자(ED-R)는 마주하는 제1 전극(AE-R)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-R)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 적색 발광층(EML-R)을 포함한다. 녹색 발광 소자(ED-G)는 마주하는 제1 전극(AE-G)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-G)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 녹색 발광층(EML-G)을 포함하고, 청색 발광 소자(ED-B)는 마주하는 제1 전극(AE-B)과 제2 전극(CE), 및 제1 전극(AE-B)과 제2 전극(CE) 사이에 배치된 청색 발광층(EML-B)을 포함한다.
수광 소자(OPD)는 제1 전극(AE), 제2 전극(CE), 수광층(OPL), 및 전자 추출층(EEBL)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(AE)은 제2 개구부(OP-I)에서 노출될 수 있다. 본 명세서에서 수광 소자(OPD)를 구성하는 제1 전극(AE)은 수광전극으로 명칭될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 각각 발광 소자와 수광 소자의 단면을 예시적으로 나타낸 것이다. 도 7a는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이고, 도 7b는 일 실시예에 따른 수광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 7a에서 나타낸 일 실시예에 따른 발광 소자(ED-D)는 도 5에서의 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 각각을 대표하도록 도시한 것이다. 도 5에서 도시된 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 각각은 도 7a에서 도시하여 나타낸 발광 소자(ED-D)의 구성에 있어서 발광층의 구성에 있어서만 차이가 있다.
도 7a를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(ED-D)는 순차적으로 적층된 제1 전극(AE-ED), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 것일 수 있다.
도 7b를 참조하면, 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)는 순차적으로 적층된 제1 전극(AE), 정공 수송 영역(HTR), 수광층(OPL), 전자 추출층(EEBL), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)을 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하고, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 포함하는 것일 수 있다. 전자 추출층(EEBL)은 수광층(OPL)과 전자 수송층(ETL) 사이에 배치된 것일 수 있다.
도 7a 및 도 7b에서 도시된 발광 소자(ED-D) 및 수광 소자(OPD)에서 제1 전극(AE-ED, AE)은 금속재료, 금속합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(AE-ED, AE)은 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 전극(AE-ED, AE)은 화소 전극 또는 감지 전극일 수 있다. 제1 전극(AE-ED, AE)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(AE-ED, AE)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(AE-ED, AE)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(AE-ED, AE)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(AE-ED, AE)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, W 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다.
제2 전극(CE)은 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(CE)은 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(AE-ED, AE)이 애노드인 경우 제2 전극(CE)은 캐소드일 수 있고, 제1 전극(AE-ED, AE)이 캐소드인 경우 제2 전극(CE)은 애노드일 수 있다.
제2 전극(CE)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(CE)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(CE)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 제2 전극(CE)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(CE)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, Yb, W 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, AgMg, AgYb, 또는 MgYb)을 포함할 수 있다.
한편, 일 실시예의 발광 소자(ED-D) 및 수광 소자(OPD)에 포함된 제1 전극(AE-ED, AE)은 반투과형 전극 또는 반사형 전극이고, 제2 전극(CE)은 투과형 전극, 반투과형 전극일 수 있다. 즉, 일 실시예에서 투과형 또는 반투과형의 제2 전극(CE)을 포함하여, 외부 물체로부터 반사된 광이 수광 소자(OPD)로 용이하게 전달될 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 즉, 도시된 바와 달리 정공 수송 영역(HTR)은 복수의 층으로 구분되지 않고 하나의 층으로 제공될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 정공 수송 영역(HTR)은 순차적으로 적층된 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나 정공 수송 영역(HTR)은 정공 버퍼층(미도시), 발광 보조층(미도시), 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N1,N1'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diyl)bis(N1-phenyl-N4,N4-di-m-tolylbenzene-1,4-diamine)), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris[N(2-naphthyl)-N-phenylamino]-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수 있다.
정공 수송층(HTL)은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 등을 포함할 수도 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)은 상술한 재료 이외에 공지의 정공 주입층 재료 또는 공지의 정공 수송층 재료를 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자(ED-D)에서 발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(ED-D)에서 발광층(EML)은 유기 발광 재료를 포함하는 것이거나, 또는 퀀텀닷 재료를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 유기 발광 재료로 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 플루오란텐 유도체, 크리센 유도체, 디하이드로벤즈안트라센 유도체, 또는 트리페닐렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 일 실시예의 발광 소자(ED-D)에서 발광층(EML)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 도펀트 재료로 유기 형광 도펀트 재료, 유기 인광 도펀트 재료, 열활성 지연 형광 도펀트 재료, 또는 유기 금속 착체의 인광 도펀트 재료 등을 포함할 수 있다.
한편, 발광층(EML)은 호스트 물질로 DPEPO(Bis[2-(diphenylphosphino)phenyl] ether oxide), CBP(4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl), mCP(1,3-Bis(carbazol-9-yl)benzene), PPF (2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzo[b,d]furan), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine) 및 TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole-2-yl)benzene) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(N-vinylcarbazole), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene), TBADN(2-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), CP1(Hexaphenyl cyclotriphosphazene), UGH2 (1,4-Bis(triphenylsilyl)benzene), DPSiO3 (Hexaphenylcyclotrisiloxane), DPSiO4 (Octaphenylcyclotetra siloxane), PPF(2,8-Bis(diphenylphosphoryl)dibenzofuran) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 발광층(EML)은 공지의 도펀트 재료로, 스티릴 유도체(예를 들어, 1, 4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi)), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1, 1-dipyrene, 1, 4-dipyrenylbenzene, 1, 4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene) 등을 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 예를 들어, 이리듐(Ir), 백금(Pt), 오스뮴(Os), 금(Au), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb) 또는 툴륨(Tm)를 포함하는 금속 착체를 인광 도펀트 물질로 포함할 수 있다. 구체적으로, FIrpic(iridium(III) bis(4,6-difluorophenylpyridinato-N,C2')picolinate), Fir6(Bis(2,4-difluorophenylpyridinato)-tetrakis(1-pyrazolyl)borate iridium(Ⅲ)), 또는 PtOEP(platinum octaethyl porphyrin)가 인광 도펀트로 사용될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5에서 도시된 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)에 따라 발광 재료가 달라질 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)에 따라 도펀트 재료가 달라질 수 있다.
도 7b를 참조하면 수광 소자(OPD)는 정공 수송 영역(HTR) 상에 배치된 수광층(OPL)을 포함한다. 수광층(OPL)은 광을 수신하여 전기적 신호로 변환하는 수광 물질을 포함하는 것일 수 있다.
수광층(OPL)은 유기 수광 물질을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에서 수광층(OPL)은 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 수광층(OPL)은 억셉터 화합물로 풀러렌(fullerene) 유도체, PTCDI (perylene tetracarboxylic diimide)　유도체, 또는 PTCDA (perylene tetracarboxylic dianhydride)　유도체 등을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에서 수광층(OPL)은 도너 화합물로 프탈로시아닌계 화합물, 페릴렌계 화합물, 또는 스쿠아레인 염료(Squaraine dye) 화합물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 수광층(OPL)은 도너 화합물로 SubPc(Subphthalocyanine), ZnPc(Zinc phthalocyanine), DTDCTB(Ditolyaminothienyl-benzothiadiazole-dicyanovinylene), PbPc(lead phthalocyanine), DBP(5,10,15,20-Tetraphenyl bisbenz[5,6]indeno[1,2,3-cd:1′,2′,3′-lm]perylene), 또는 CuPc(copper phthalocyanine) 등을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)에서 수광층(OPL)은 유기 고분자 물질 등을 수광 물질로 포함할 수 있으며, 예를 들어, 수광층(OPL)은 공액 고분자(conjugated polymer)를 포함할 수 있다. 수광층(OPL)은 티오펜계 공액 고분자, 벤조디티오펜계 공액 고분자, 티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(TPD)계 공액 고분자, 디케토-피롤-피롤(DPP)계 공액 고분자, 벤조티아디아졸(BT)계 공액 고분자 등을 포함할 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 발광 소자(ED-D) 및 수광 소자(OPD)를 구성하는 전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)을 포함하는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 영역(ETR)은 단일층의 구조를 갖는 것일 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은 정공 저지층(미도시) 등을 더 포함할 수도 있다.
발광 소자(ED-D)에서 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 배치되고, 수광 소자(OPD)에서 전자 수송 영역(ETR)은 전자 추출층(EEBL) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 수송층(ETL)은 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송층(ETL)은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazol-1-yl)phenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), BmPyPhB(1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 수광 소자(OPD)에서, 전자 수송층(ETL)과 전자 추출층(EEBL)은 서로 다른 재료를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 수광 소자(OPD)에서 전자 수송층(ETL)을 구성하는 재료와 전자 추출층(EEBL)을 구성하는 재료는 서로 상이한 것일 수 있다. 구체적으로, 전자 수송층(ETL)은 전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료를 포함하지 않는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 전자 주입층(EIL)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI, CuI, KI와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또한 상기의 할로겐화 금속과 란타넘족 금속의 공증착 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 주입층(EIL)은 공증착 재료로 KI:Yb, RbI:Yb 등을 포함할 수 있다. 한편, 전자 주입층(EIL)은 Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 LiQ 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(metal stearate)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 추출층(EEBL)은 n-도펀트 재료를 포함하는 층이거나 도는 n-도펀트 재료와 수광층(OPL)의 억셉터 화합물을 포함하는 층일 수 있다. 예를 들어, 전자 추출층(EEBL)은 n-도펀트 재료 중 선택되는 하나의 물질을 포함하여 단일 물질로 구성된 단일 재료층이거나, 또는 억셉터 물질과 n-도펀트 재료를 포함하는 복합 재료층일 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에서 수광 소자(OPD)는 수광층(OPL)과 전자 추출층(EEBL) 사이에 억셉터 물질을 포함하는 억셉터층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 각각 발광 소자와 수광 소자의 단면을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 8a는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이고, 도 8b는 일 실시예에 따른 수광 소자를 나타낸 단면도이다. 도 8a에 도시된 일 실시예에 따른 발광 소자(ED-D)는 도 7a에 도시된 발광 소자와 비교하여 보조층(HEL) 및 버퍼층(BFL)을 더 포함하는 것에서 차이가 있다. 또한, 도 8b에 도시된 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)는 도 7b에 도시된 수광 소자와 비교하여 보조층(HEL) 및 버퍼층(BFL)을 더 포함하는 것에서 차이가 있다. 도 8a에 도시된 발광 소자(ED-D)와 도 8b에 도시된 수광 소자(OPD)는 도 5에 도시된 표시 모듈(DM)의 표시 소자층(EDL)의 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)과 수광 소자(OPD)의 일 실시예에 해당하는 것일 수 있다.
도 8a를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(ED-D)는 제1 전극(AE-ED), 정공 수송 영역(HTR), 보조층(HEL), 발광층(EML), 버퍼층(BFL), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)이 적층된 구조를 갖는 것일 수 있다. 도 8b를 참조하면, 일 실시예에 따른 수광 소자(OPD)는 제1 전극(AE), 정공 수송 영역(HTR), 보조층(HEL), 수광층(OPL), 전자 추출층(EEBL), 버퍼층(BFL), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(CE)이 적층된 구조를 갖는 것일 수 있다.
보조층(HEL)은 정공 수송 영역(HTR)에 사용된 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조층(HEL)은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diplienyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), CzSi(9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole), CCP(9-phenyl-9H-3,9'-bicarbazole), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), 또는 mDCP(1,3-bis(1,8-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)benzene)등을 포함할 수 있다.
또한, 보조층(HEL)은 p-도펀트 재료를 포함하는 것일 수 있다. 보조층(HEL)은 일함수가 5eV 이상의 금속 재료를 포함하거나, 또는 LUMO 준위가 -5eV 이하인 유기 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자(ED-D)에서 보조층(HEL)은 발광 보조층으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED-D)에서 보조층(HEL)은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)에서 방출되는 광의 파장에 따라 보조층(HEL)은 서로 다른 두께로 조정되어 제공될 수 있다.
수광 소자(OPD)에서 보조층(HEL)은 수광층(OPL)에서 형성된 정공의 이동을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 보조층(HEL)은 p-도펀트 재료를 포함하여 수광층(OPL)에서 형성된 정공이 제1 전극(AE) 측으로 전달되는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 일 실시예의 발광 소자(ED-D) 및 수광 소자(OPD)에서 버퍼층(BFL)은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예의 수광 소자(OPD)에서 버퍼층(BFL)은 전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료를 미포함하는 것일 수 있다.
다시 도 5를 다시 참조하면, 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)은 제1 개구부(OP-E) 내에 각각 분리되어 형성될 수 있다. 또한, 수광 소자(OPD)의 수광층(OPL) 및 전자 추출층(EEBL)은 제2 개구부(OP-I) 내에 분리되어 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 일 실시예에서 정공 수송 영역(HTR)은 각 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 또는 수광 소자(OPD)의 수광층(OPL) 상에 배치되며, 화소 정의막(PDL)으로 구분되어 제공되는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에서 전자 수송 영역(ETR)은 하나의 공통층으로 제공되는 것일 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD) 전체에 공통층으로 제공될 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은 화소 정의막(PDL), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 수광층(OPL) 전체와 중첩하는 것일 수 있다.
일 실시예는 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD) 상에 배치된 봉지층(TFL)을 포함할 수 있다. 봉지층(TFL)은 적어도 하나의 무기층 및 적어도 하나의 유기층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지층(TFL)은 순차적으로 적층된 무기층, 유기층, 및 무기층을 포함할 수 있으나, 봉지층(TFL)을 구성하는 층들이 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 상에 배치된 입력 감지층(ISL)을 포함하는 것일 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 표시 소자층(EDL) 상에 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
입력 감지층(ISL)은 연속된 공정을 통해 표시 패널(DP) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 입력 감지층(ISL)은 표시 패널(DP) 위에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에 제 3의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에는 별도의 접착부재가 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 입력 감지층(ISL)은 봉지층(TFL) 상에 직접 배치될 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 감지층(ISL)과 표시 패널(DP) 사이에 접착부재(미도시)가 더 배치될 수 있다. 입력 감지층(ISL)은 하부 절연층(IS-IL1), 제1 도전층(IS-CL1), 층간 절연층(IS-IL2), 제2 도전층(IS-CL2), 및 상부 절연층(IS-IL3)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 하부 절연층(IS-IL1) 및 상부 절연층(IS-IL3) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 단층구조를 갖거나, 제3 방향축(DR3) 방향을 따라 적층된 다층구조를 가질 수 있다. 다층구조의 도전층은 투명 도전층들과 금속층들 중 적어도 두 층 이상을 포함할 수 있다. 다층구조의 도전층은 서로 다른 금속을 포함하는 금속층들을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), PEDOT, 금속 나노 와이어, 그라핀을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 3층의 금속층 구조, 예컨대, 티타늄/알루미늄/티타늄의 3층 구조를 가질 수 있다. 상대적으로 내구성이 높고 반사율이 낮은 금속을 상/하층에, 전기전도율이 높은 금속을 내층에 적용할 수 있다.
제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2) 각각은 복수 개의 도전패턴들을 포함한다. 이하, 제1 도전층(IS-CL1)은 제1 도전패턴들을 포함하고, 제2 도전층(IS-CL2)은 제2 도전패턴들을 포함하는 것으로 설명된다. 제1 도전패턴들과 제2 도전패턴들 각각은 감지전극들 및 이에 연결된 신호라인들을 포함할 수 있다. 제1 도전패턴들 및 제2 도전패턴들은 후술하는 차광부(BM)에 중첩하게 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2)과 중첩하여 제1 도전층(IS-CL1) 및 제2 도전층(IS-CL2)에 의한 외부광 반사를 방지한다.
하부 절연층(IS-IL1), 층간 절연층(IS-IL2), 및 상부 절연층(IS-IL3) 각각은 무기막 또는 유기막을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 하부 절연층(IS-IL1) 및 층간 절연층(IS-IL2)은 무기막일 수 있다. 또한, 상부 절연층(IS-IL3)은 유기막을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 표시 모듈(DM)은 표시 패널(DP) 상에 배치된 반사 방지 부재(RP)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 반사 방지 부재(RP)는 입력 감지층(ISL) 상에 직접 배치될 수 있다. 반사 방지 부재(RP)는 컬러 필터층(CFL) 및 유기 평탄층(OCL)을 포함할 수 있다.
컬러 필터층(CFL)은 필터부들(CF) 및 차광부(BM)를 포함할 수 있다. 필터부들(CF)은 적색 필터부(CF-R), 녹색 필터부(CF-G), 및 청색 필터부(CF-B)를 포함하는 것일 수 있다. 적색 필터부(CF-R), 녹색 필터부(CF-G), 및 청색 필터부(CF-B)는 각각 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)에 대응하여 위치하는 부분일 수 있다. 또한, 녹색 필터부(CF-G)는 수광 영역(IPA)에 중첩하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 녹색 필터부(CF-G)는 녹색 발광 소자(ED-G) 및 수광 소자(OPD)와 중첩하는 것일 수 있다.
적색 필터부(CF-R)는 적색광을 투과시키고, 녹색 필터부(CF-G)는 녹색광을 투과시키며, 청색 필터부(CF-B)는 청색광을 투과시키는 것일 수 있다. 적색 필터부(CF-R), 녹색 필터부(CF-G), 및 청색 필터부(CF-B) 각각은 고분자 감광수지와 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 적색 필터부(CF-R)는 적색 안료 또는 염료를 포함하고, 녹색 필터부(CF-G)는 녹색 안료 또는 염료를 포함하며, 청색 필터부(CF-B)는 청색 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 청색 필터부(CF-B)는 안료 또는 염료를 포함하지 않는 것일 수 있다. 청색 필터부(CF-B)는 고분자 감광수지를 포함하고 안료 또는 염료를 미포함하는 것일 수 있다. 청색 필터부(CF-B)는 투명한 것일 수 있다. 청색 필터부(CF-B)는 투명 감광수지로 형성된 것일 수 있다.
차광부(BM)는 입력 감지층(ISL) 상에 배치되고 이웃하는 필터부들(CF)의 경계에 중첩하는 것일 수 있다. 이웃하는 필터부들(CF)의 엣지는 서로 중첩하는 것일 수 있다. 예를 들어, 차광부(BM) 상에 녹색 필터부(CF-G)와 적색 필터부(CF-R)가 중첩하여 배치되고, 또는 차광부(BM) 상에 녹색 필터부(CF-G)와 청색 필터부(CF-B)가 중첩하여 배치되는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 컬러 필터부들(CF-R, CF-G, CF-B) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 유기 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 차광부(BM)는 화소 정의막(PDL)과 중첩하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이, 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 수광 영역(IPA)을 구분하는 화소 정의막(PDL)과 중첩하는 것일 수 있다.
유기 평탄층(OCL)은 컬러 필터층(CFL) 상에 배치되는 것일 수 있다. 유기 평탄층(OCL)은 컬러 필터층(CFL) 상에 배치되어 컬러 필터부들(CF-R, CF-G, CF-B)를 보호하고 컬러 필터층(CFL) 상면을 평탄화하는 것일 수 있다. 유기 평탄층(OCL)은 아크릴 수지, 또는 에폭시 수지 등과 같은 유기 재료를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치는 표시 소자층에 발광 소자와 수광 소자를 포함하고, 수광 소자의 수광층 상에 배치되고 발광 소자의 발광층과는 비중첩하는 전자 추출층을 포함하여 수광 소자의 효율이 개선된 특징을 나타낼 수 있다. 즉, 일 실시예의 전자 장치는 전자 추출층에 일함수가 3.0 eV 이하인 금속 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하는 n-도펀트 재료를 포함하여 수광층에서의 전자 추출이 용이하게 일어나도록 할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 전자 장치는 전자 수송 영역의 전자 수송층과 구별되는 전자 추출층을 수광 소자에 포함하여 향상된 수광 소자 효율을 나타낼 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 전자 장치의 일부에 대한 단면을 나타낸 도면이고, 도 10은 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면을 나타낸 도면이다. 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하는 일 실시예에 대한 설명에 있어서, 도 1 내지 도 8b 등을 참조하여 설명한 부분과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며 차이점을 위주로 설명한다.
도 9에서 도시된 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 도 6에서 도시된 실시예와 비교하여 발광 소자(ED-G)와 수광 소자(OPD)가 버퍼층(BFL)을 더 포함하는 것에서 차이가 있다. 도 9를 참조하면, 일 실시예에서 버퍼층(BFL)은 발광층(EML-G) 및 전자 추출층(EEBL) 상에 제공될 수 있다.
버퍼층(BFL)은 공통층으로 제공될 수 있다. 즉, 일 실시예에서 버퍼층(BFL)은 발광 소자(ED-G) 및 수광 소자(OPD) 전체에 공통층으로 제공될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 화소 정의막(PDL), 발광층(EML), 및 수광층(OPL) 전체와 중첩하는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 수광 소자(OPD)에 포함된 전자 추출층(EEBL)은 n-도펀트 재료를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 버퍼층(BFL)은 전자 추출층(EEBL)에 포함된 n-도펀트 재료를 포함하지 않는 것일 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 모듈을 나타낸 단면도이다. 도 10에 도시된 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM-a)은 도 5에서 도시하여 설명한 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)과 비교하여 발광 소자(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)의 구성에 있어서 일부 차이가 있다.
도 10을 참조하면, 도 5에 도시된 일 실시예와 비교하여 정공 수송 영역(HTR)이 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD) 전체에 공통층으로 배치된 것에서 차이가 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-G) 및 수광 영역(IPA)에 대응하여 패턴닝되지 않고, 화소 정의막(PDL), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 수광층(OPL) 전체와 중첩하는 공통층으로 제공될 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 일 실시예에서 표시 소자층(EDL)은 캡핑층(CPL)을 더 포함할 수 있다. 캡핍층(CPL)은 발광 소자들(ED-R, ED-G, ED-B) 및 수광 소자(OPD)의 제2 전극(CE) 상에 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 제2 전극(CE) 및 봉지층(TFL) 사이에 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 화소 정의막(PDL), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 수광층(OPL) 전체와 중첩하는 공통층으로 제공될 수 있다.
캡핑층(CPL)은 다층 또는 단층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑층(CPL)은 유기층 또는 무기층일 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)이 무기물을 포함하는 경우, 무기물은 LiF 등의 알칼리금속 화합물, MgF2 등의 알칼리토금속 화합물, SiON, SiNX, SiOy 등을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 캡핑층(CPL)이 유기물을 포함하는 경우, 유기물은 α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol-9-yl) triphenylamine) 등을 포함하거나, 에폭시 수지, 또는 메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 9 및 도 10에서 도시된 일 실시예에서도 수광 소자는 수광층 상에 배치되고, n-도펀트 재료를 포함한 전자 추출층을 포함하여 우수한 효율을 나타낼 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수광 소자에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
(수광 소자의 제작)
ITO가 패터닝된 유리 기판을 세정하고, WO3(텅스텐 옥사이드)를 50Å 두께로 증착하여 정공 주입층을 형성하였다. 다음으로 300Å 두께로 NPB를 증착하여 정공 수송층을 형성하였다.
정공 수송층 상에 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하는 수광층을 형성하였다. 실시예 1 내지 실시예 8 등의 실시예들에서는 수광층 상에 전자 추출층을 형성하였다.
실시예 1 내지 실시예 8 등에서는 전자 추출층 상에 순차적으로 버퍼층 및 전자 수송층을 형성하였고, 비교예 1-1 내지 비교예 1-4에서는 수광층 상에 버퍼층 및 전자 수송층을 순차적으로 형성하였다. 비교예 2-1 내지 비교예 2-4에서는 수광층 상에 순차적으로 억셉터층, 버퍼층 및 전자 수송층을 형성하였다.버퍼층은 TSPO1을 50Å 두께로 증착하여 형성하였고, TSPO1에 Rb2CO3을 10% 도핑하여 버퍼층 상에 300Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 이후 LiF를 10 Å 두께로 증착하여 전자 주입층을 형성하였다. 다음으로 Al을 1000Å의 두께로 제공하여 제2 전극을 형성하였다. 실시예들 및 비교예들에서 사용된 도너 화합물, 억셉터 화합물, 및 n-도펀트 재료는 아래 표 1에 나타내었다.
구분 명칭 화합물명
도너 화합물 D-1 SubPc(Subphthalocyanine)
D-2 ZnPc(Zinc phthalocyanine)
D-3 DTDCTB(Ditolyaminothienyl-benzothiadiazole-dicyanovinylene)
억셉터 화합물 A-1 Fullerene C70
A-2 Fullerene C60
n-도펀트 n-1 Yb
n-2 LiQ
n-3 KI
(수광 소자의 특성 평가)
표 2에서는 실시예 1 내지 실시예 8, 비교예 1-1 내지 비교예 1-4, 및 비교예 2-1 내지 비교예 2-4의 수광 소자의 평가 결과를 나타내었다. 표 2에서는 제작된 수광 소자에서 사용된 도너 화합물, 억셉터 화합물, 및 n-도펀트 재료의 조합을 나타내었다. 표 2에서의 도너 화합물 및 억셉터 화합물은 수광층에 사용된 것이고, n-도펀트 재료는 전자 추출층에 사용된 것이다. 또한, 비교예 2-1 내지 비교예 2-4에서는 표 1에서 제시된 억셉터 화합물로 억셉터층을 형성하였다.
표 2에서는 n-도펀트 재료의 일함수 값과 제시된 재료의 조합으로 제작된 수광 소자의 효율 평가 결과를 나타내었다. 일함수는 UPS(Ultraviolet photoelectron spectroscopy)로 측정되었다. 수광 소자의 효율을 -3eV의 전압 제공시의 변환 효율을 나타내었다. 표 2에서 수광 소자의 효율(EQEmax)은 광전 변환 효율로 전체가 변환되는 경우에서 100%를 기준으로 한 상대적인 효율을 나타내었다.
구분 도너 화합물 억셉터 화합물 n-도펀트 일함수(eV) EQEmax
(%)
실시예 1 D-1 A-1 n-1 2.6 79
실시예 2 D-1 A-1 n-2 2.9 75
실시예 3 D-1 A-1 n-3 2.3 80
실시예 4 D-2 A-1 n-1 2.6 65
실시예 5 D-2 A-2 n-1 2.6 64
실시예 6 D-3 A-1 n-2 2.9 72
실시예 7 D-3 A-2 n-2 2.9 69
실시예 8 D-3 A-2 n-1 2.6 66
비교예 1-1 D-1 A-1 - - 40
비교예 1-2 D-2 A-1 - - 31
비교예 1-3 D-1 A-2 - - 38
비교예 1-4 D-3 A-2 - - 25
비교예 2-1 D-1 A-1 - - 38
비교예 2-2 D-2 A-1 - - 30
비교예 2-3 D-1 A-2 - - 39
비교예 2-4 D-3 A-2 - - 29
표 2의 결과를 참조하면, 수광 소자의 수광층 상에 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 포함하는 실시예들의 경우 전자 추출층을 포함하지 않는 비교예들과 비교하여 우수한 수광 소자 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 일 실시예의 전자 장치는 표시 소자층에 발광 소자 및 수광 소자를 모두 포함하고, 수광 소자의 수광층 상에 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 포함하여 수광 소자에서의 전자 추출을 용이하게 하여 우수한 수광 소자 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예의 전자 장치는 전자 수송층과 구분되며, n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 수광 소자에 포함하여, 효율이 개선된 수광 소자 특성을 나타낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ED : 전자 장치 BS : 베이스층
EDL : 표시 소자층 ED-R, ED-G, ED-B : 발광 소자
OPD : 수광 소자 OPL : 수광층
EEBL : 전자 추출층

Claims (27)

  1. 베이스층; 및
    상기 베이스층 상에 배치되고, 개구부가 정의된 화소 정의막, 및 상기 화소 정의막으로 구분되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 표시 소자층; 을 포함하고,
    상기 발광 소자 및 상기 수광 소자는 각각
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 배치된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 을 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 발광층을 포함하고,
    상기 수광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치되고 입사된 광을 전기적 신호로 변환하는 수광층, 및 상기 수광층과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치되고 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 추출층을 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 n-도펀트 재료는 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 n-도펀트 재료는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하는 전자 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 n-도펀트 재료는 Ca, Yb, K, Cs, Rb, 또는 Li를 포함하는 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 전자 추출층을 미포함하는 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전자 주입층을 포함하고,
    상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 전자 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수광층은 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하고,
    상기 억셉터 화합물은 풀러렌 유도체 또는 PTCDI (perylene tetracarboxylic diimide)　유도체를 포함하는 전자 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물을 포함하는 전자 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료로 구성된 단일 재료층이거나, 또는 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물로 구성된 복합 재료층인 전자 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 도너 화합물은 프탈로시아닌계 화합물 또는 페릴렌계 화합물을 포함하는 전자 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 소자층은 상기 발광층과 상기 전자 수송 영역 사이, 및 상기 전자 추출층과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하는 전자 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 버퍼층은 상기 n-도펀트를 미포함하는 전자 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 수광층 하부에 배치된 상기 정공 수송 영역은 상기 발광층 하부에 배치된 상기 정공 수송 영역과 동일한 재료로 형성된 전자 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 수광층 상부에 배치된 상기 전자 수송 영역은 상기 발광층 상에 배치된 상기 전자 수송 영역과 동일한 재료로 형성된 전자 장치.
  15. 평면 상에서 서로 이격된 적색 발광 영역, 녹색 발광 영역, 청색 발광 영역, 및 수광 영역으로 구분되는 표시 모듈을 포함하고,
    상기 표시 모듈은
    베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치되고, 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 표시 소자층; 및
    상기 표시 소자층 상에 배치된 입력 감지층; 을 포함하며,
    상기 표시 소자층은
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 배치된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 을 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 발광층을 포함하고,
    상기 수광 소자는 상기 정공 수송 영역과 상기 전자 수송 영역 사이에 배치된 수광층, 및 상기 수광층 상에 배치되고 상기 발광층과 비중첩하는 전자 추출층을 포함하는 전자 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 일함수가 3.0 eV 이하인 금속, 일함수가 3.0 eV 이하인 금속을 포함하는 금속 화합물, HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물, 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기물을 포함하는 복합 화합물을 포함하는 전자 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전자 주입층을 포함하고,
    상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 전자 장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 수광층은 도너 화합물 및 억셉터 화합물을 포함하고,
    상기 억셉터 화합물은 풀러렌 유도체 또는 PTCDI (perylene tetracarboxylic diimide)　유도체를 포함하는 전자 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 상기 n-도펀트 재료만을 포함하거나, 또는 상기 n-도펀트 재료 및 상기 억셉터 화합물을 포함하는 전자 장치.
  21. 제 15항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 적색 발광 영역에 대응하는 적색 발광 소자, 상기 청색 발광 영역에 대응하는 청색 발광 소자, 및 상기 녹색 발광 영역에 대응하는 녹색 발광 소자를 포함하는 전자 장치.
  22. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치되고, 서로 이격된 발광전극 및 수광전극을 포함하는 제1 전극;
    상기 베이스층 상에 배치되고, 상기 발광전극 및 상기 수광전극 각각을 노출시키는 제1 및 제2 개구부가 정의된 화소 정의막;
    상기 제1 개구부 내에서 상기 발광전극 상에 배치된 발광층;
    상기 제2 개구부 내에서 상기 수광전극 상에 배치된 수광층;
    상기 제2 개구부 내에서 상기 수광층 상에 배치된 전자 추출층;
    상기 발광전극과 상기 발광층 사이, 및 상기 수광전극과 상기 수광층 사이에 배치된 정공 수송 영역;
    상기 화소 정의막, 상기 발광층, 및 상기 수광층 전체와 중첩하는 전자 수송 영역;
    상기 전자 수송 영역 상에 배치된 제2 전극; 및
    상기 제2 전극 상에 배치된 봉지층; 을 포함하는 전자 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 전자 추출층은 n-도펀트 재료를 포함하는 전자 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 n-도펀트 재료는 일함수가 3.0 eV 이하인 금속, 또는 HOMO 준위가 -3.0 eV 이상인 유기 화합물을 포함하는 전자 장치.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역은 전자 수송층, 및 상기 전자 수송층 상에 배치된 전자 주입층을 포함하고,
    상기 전자 수송층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 전자 장치.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역과 상기 발광층 사이 및 상기 전자 수송 영역과 상기 전자 추출층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하고,
    상기 버퍼층은 상기 n-도펀트 재료를 미포함하는 전자 장치.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은 상기 화소 정의막, 상기 발광층, 및 상기 수광층 전체와 중첩하는 전자 장치.
KR1020210058996A 2021-05-07 2021-05-07 전자 장치 KR20220152591A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210058996A KR20220152591A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 전자 장치
US17/652,771 US20220359628A1 (en) 2021-05-07 2022-02-28 Electronic device
CN202210486488.8A CN115312567A (zh) 2021-05-07 2022-05-06 电子设备
EP22172029.5A EP4086971A1 (en) 2021-05-07 2022-05-06 Electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210058996A KR20220152591A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 전자 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220152591A true KR20220152591A (ko) 2022-11-17

Family

ID=81585725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210058996A KR20220152591A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 전자 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220359628A1 (ko)
EP (1) EP4086971A1 (ko)
KR (1) KR20220152591A (ko)
CN (1) CN115312567A (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108385A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Works, Ltd. 有機薄膜太陽電池
JP5558446B2 (ja) * 2011-09-26 2014-07-23 株式会社東芝 光電変換装置及びその製造方法
KR20200080484A (ko) * 2018-12-26 2020-07-07 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20220117756A (ko) * 2021-02-17 2022-08-24 삼성전자주식회사 센서 내장형 표시 패널 및 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN115312567A (zh) 2022-11-08
US20220359628A1 (en) 2022-11-10
EP4086971A1 (en) 2022-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102567176B1 (ko) 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR102543330B1 (ko) 발광 소자, 표시 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP2022188146A (ja) 発光装置、電子機器および照明装置
KR102390516B1 (ko) 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP2016127287A (ja) 発光素子、発光装置、表示装置、及び電子機器
KR20180011134A (ko) 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR20160110173A (ko) 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP2023181340A (ja) 発光装置、モジュール及び電子機器
KR20200080484A (ko) 표시 장치
KR20220051879A (ko) 표시 장치
WO2022023864A1 (ja) 発光デバイス、発光装置、発光モジュール、電子機器、及び、照明装置
WO2021260494A1 (ja) 正孔注入層用複合材料、光デバイス、装置、モジュール、電子機器、及び、照明装置
CN219628273U (zh) 显示装置
KR20220152591A (ko) 전자 장치
US20220190052A1 (en) Display device
EP4185085A1 (en) Light receiving element and electronic device including the same
US20240107783A1 (en) Electronic device
KR102663473B1 (ko) 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
US20230039703A1 (en) Display device
KR20230037109A (ko) 전자 장치
KR20220099147A (ko) 발광 소자, 이를 포함하는 표시 장치, 그 발광 소자의 제조 방법
CN113948659A (zh) 显示装置
KR20230113463A (ko) 표시 장치 및 그 표시 장치의 제조 방법
KR20220141371A (ko) 표시 장치
KR20220034948A (ko) 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination