WO2023063510A1 - 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2023063510A1
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light emitting
transparent
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정병성
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경북대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to an organic light emitting diode display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a hybrid organic light emitting diode display panel in which a solar cell is embedded in a display panel in a unit of pixel itself and a method for manufacturing the same will be.
  • OLED display is a display device implemented using organic light-emitting diodes made of organic compounds that emit light in response to current. (LCD; Liquid Crystal Display), it is wider, has excellent color reproducibility, and is thin, so it has many advantages such as freedom of deformation, so it is in the limelight.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • Conventional OLED displays need to supply power separately from the outside or use a separately built-in battery to drive the display panel, and the power efficiency increase of the OLED display has reached its limit.
  • the present invention provides a hybrid organic light emitting diode display panel in which a solar cell is embedded in a display panel in units of pixels to charge power from solar energy while viewing the display panel, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention is to provide a transparent organic light emitting diode display panel and a manufacturing method thereof capable of implementing a window-type transparent display panel having high transmittance by including a pixel transparent window in a pixel layout.
  • the present invention is to provide an organic light emitting diode display panel capable of implementing a mirror display panel by including a pixel mirror window in a pixel layout and a manufacturing method thereof.
  • a plurality of pixels are arranged in a predetermined first arrangement structure on a substrate, and for each pixel, an organic light emitting diode, a driving thin film transistor for driving the organic light emitting diode, and the above an organic light emitting diode panel provided with a pixel light emitting unit including a switching thin film transistor for switching a driving thin film transistor; and a plurality of pixel solar cells arranged on the substrate in the first array structure to correspond to the plurality of pixels, wherein each pixel solar cell corresponds to the pixel light emitting unit in a one-to-one correspondence within a pixel area set in a pixel unit.
  • a solar cell disposed thereon; includes.
  • the plurality of pixel light emitting units provided in the plurality of pixels and the plurality of pixel solar cells may be arranged to have the same arrangement period.
  • the pixel light emitting unit may be disposed in a first area within the pixel area, and the pixel solar cell may be disposed in a second area corresponding to a corner area within the pixel area.
  • the second area may be an area that does not overlap with the first area on a plane of the hybrid organic light emitting diode display panel.
  • the driving thin film transistor includes a first channel layer on the substrate, a first gate layer formed to be insulated on the first channel layer, and a first drain electrode and a first source electrode electrically connected to the first channel layer.
  • the pixel solar cell includes a first electrode layer on the substrate, a first semiconductor layer stacked on the first electrode layer, a second semiconductor layer stacked on the first semiconductor layer in a heterojunction structure, and a second semiconductor layer stacked on the second semiconductor layer.
  • a stacked second electrode layer may be included.
  • the switching thin film transistor includes a second channel layer on the substrate, a second gate layer formed to be insulated on the second channel layer, and a second drain electrode and a second source electrode electrically connected to the second channel layer.
  • the first channel layer and the first semiconductor layer may be formed of the same first semiconductor material corresponding to any one of a first type of an N-type and a P-type.
  • the second channel layer and the second semiconductor layer may be formed of the same second semiconductor material corresponding to a second type of the other of N-type and P-type.
  • a hybrid organic light emitting diode display panel includes a plurality of pixel transparent windows arranged in the first array structure to correspond to the plurality of pixels on the substrate, and the pixel light emitting unit in the pixel area.
  • a transparent window in which each pixel transparent window is arranged to correspond one-to-one with; may further include.
  • the plurality of pixel light emitting units and the plurality of pixel transparent windows may be arranged to have the same arrangement period, and the pixel transparent windows may be disposed in a third area within the pixel area.
  • the third area may be an area that does not overlap the first area and the second area on a plane of the hybrid organic light emitting diode display panel.
  • the driving thin film transistor includes a first insulating layer stacked on the first channel layer, a first interlayer insulating layer covering the first gate layer, a second insulating layer stacked on the first interlayer insulating layer, and the first insulating layer.
  • a second interlayer insulating layer formed on the two insulating layers may be further included.
  • the second channel layer is stacked on the first interlayer insulating layer, the second gate layer is formed on the second insulating layer, and the second interlayer insulating layer is formed to cover the second gate layer.
  • the pixel transparent window includes a first transparent insulating layer laminated on the substrate, a first transparent interlayer insulating layer laminated on the first transparent insulating layer, and a second transparent insulating layer laminated on the first transparent interlayer insulating layer. , and a second transparent interlayer insulating layer laminated on the second transparent insulating layer.
  • the first insulating layer and the first transparent insulating layer are made of the same first insulating material
  • the second insulating layer and the second transparent insulating layer are made of the same second insulating material
  • the first interlayer insulating layer is made of the same second insulating material.
  • the first transparent interlayer insulating layer may be made of the same third insulating material
  • the second interlayer insulating layer and the second transparent interlayer insulating layer may be made of the same fourth insulating material.
  • a hybrid organic light emitting diode display panel includes a plurality of pixel mirror windows made of a reflective material and arranged on the substrate in the first array structure to correspond to the plurality of pixels, and the pixel area It may further include a mirror window in which each pixel mirror window is disposed so as to correspond one-to-one with the pixel light emitting unit.
  • the plurality of pixel light emitting units and the plurality of pixel mirror windows may be arranged to have the same arrangement period, and the pixel mirror windows may be disposed in a fourth area within the pixel area.
  • the fourth area may be an area that does not overlap the first area and the second area on a plane of the hybrid organic light emitting diode display panel.
  • a hybrid organic light emitting diode display panel manufacturing method includes forming an organic light emitting diode panel such that a plurality of pixels are arranged in a first array structure on a substrate; and forming a solar cell such that a plurality of pixel solar cells are arranged on the substrate in the first array structure to correspond to the plurality of pixels.
  • the forming of the organic light emitting diode panel may include providing a pixel light emitting unit including an organic light emitting diode for each pixel, a driving thin film transistor for driving the organic light emitting diode, and a switching thin film transistor for switching the driving thin film transistor. It may include forming a panel.
  • the forming of the solar cell may include forming the solar cell such that each pixel solar cell is disposed in a one-to-one correspondence with the pixel light emitting unit in a pixel area set in a pixel unit.
  • Forming the organic light emitting diode panel may include forming the driving thin film transistor on the substrate.
  • Forming the driving thin film transistor may include stacking a first channel layer on the substrate; forming a first gate layer to be insulated on the first channel layer; and forming a first drain electrode and a first source electrode to be electrically connected to the first channel layer.
  • Forming the solar cell may include stacking a first electrode layer on the substrate; stacking a first semiconductor layer on the first electrode layer; stacking a second semiconductor layer in a heterojunction structure on the first semiconductor layer; and stacking a second electrode layer on the second semiconductor layer.
  • the forming of the organic light emitting diode panel may further include forming the switching thin film transistor on the substrate.
  • Forming the switching thin film transistor may include stacking a second channel layer on the substrate; forming a second gate layer to be insulated on the second channel layer; and forming a second drain electrode and a second source electrode to be electrically connected to the second channel layer.
  • the stacking of the first channel layer and the stacking of the first semiconductor layer may be performed simultaneously, and the stacking of the second channel layer and the stacking of the second semiconductor layer may be performed simultaneously.
  • a plurality of pixel transparent windows are formed on the substrate in the first array structure to correspond to the plurality of pixels, and the pixel light emitting unit is formed in the pixel area.
  • Forming a transparent window by arranging each pixel transparent window to correspond one-to-one with the pixel; may further include.
  • Forming the driving thin film transistor may include stacking a first insulating layer on the first channel layer; depositing a first interlayer insulating layer covering the first gate layer; stacking a second insulating layer on the first interlayer insulating layer; and stacking a second interlayer insulating layer on the second insulating layer.
  • Forming the transparent window may include stacking a first transparent insulating layer on the substrate; laminating a first transparent interlayer insulating layer on the first transparent insulating layer; laminating a second transparent insulating layer on the first transparent interlayer insulating layer; and stacking a second transparent interlayer insulating layer on the second transparent insulating layer.
  • the step of laminating the first insulating layer and the step of laminating the first transparent insulating layer are performed simultaneously, and the step of laminating the second insulating layer and the step of laminating the second transparent insulating layer are performed simultaneously,
  • the step of laminating the first interlayer insulating layer and the step of laminating the first transparent interlayer insulating layer are performed simultaneously, and the step of laminating the second interlayer insulating layer and the step of laminating the second transparent interlayer insulating layer are can be performed simultaneously.
  • a plurality of pixel mirror windows are formed on the substrate in the first array structure to correspond to the plurality of pixels, and the pixel light emitting unit is formed in the pixel area.
  • the method may further include forming mirror windows made of a reflective material so that each pixel mirror window is disposed in a one-to-one correspondence with the pixel mirror windows.
  • a solar cell is built into the display panel in units of pixels, so that power can be charged from sunlight energy while viewing the display panel, maximizing the energy efficiency of the organic light emitting diode display panel. can do.
  • a transparent organic light emitting diode display panel capable of implementing a window-type transparent display panel having high transmittance by including a pixel transparent window in a pixel layout and a manufacturing method thereof are provided.
  • a mirror type (mirror type) organic light emitting diode display panel capable of implementing a mirror display panel by including a pixel mirror window in a pixel layout and a manufacturing method thereof are provided.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a hybrid organic light emitting diode display panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 are views for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are cross-sectional views of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a pixel light emitting unit constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a pixel light emitting unit constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 13 .
  • 15 to 20 are diagrams for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment shown in FIG. 14 .
  • 21 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 21 .
  • 23 to 28 are diagrams for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment shown in FIG. 22 .
  • 29 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 29 .
  • directional terms such as upper side, lower side, one side, and the other side are used in relation to the orientation of the disclosed drawings. Since components of embodiments of the present invention may be positioned in a variety of orientations, directional terms are used for purposes of illustration and not limitation.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • 1 is a schematic plan view of a hybrid organic light emitting diode display panel according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 3 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a hybrid organic light emitting diode display panel 10 has a plurality of pixels 100 arranged on a substrate 110 in a predetermined first arrangement structure.
  • Each (100) may include a solar cell in which the pixel solar cell 300 is disposed.
  • a pixel light emitting unit 200 may be provided for each pixel 100 .
  • the pixel light emitting unit 200 may include a red light emitting pixel 202 , a green light emitting pixel 204 , and a blue light emitting pixel 206 .
  • a detailed description of a configuration well known in the art with respect to the pixel light emitting unit 200 may be omitted.
  • the pixel light emitting unit 200 includes organic light emitting diodes (OLEDs) 230, a driving thin film transistor 210 that drives the organic light emitting diode 230, and a switching device that switches the driving thin film transistor 210.
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • a thin film transistor 220 may be included.
  • the plurality of pixel solar cells 300 may be arranged on the substrate 110 in the same first arrangement structure as the plurality of pixel light emitting units 200 to correspond to the plurality of pixels 10 .
  • the first array structure may be a matrix structure arranged in units of a plurality of rows and units of a plurality of columns.
  • Each pixel solar cell 300 may be disposed in a one-to-one correspondence with the pixel light emitting unit 200 in a pixel area set in a pixel unit.
  • the plurality of pixel light emitting units 200 and the plurality of pixel solar cells 300 provided in the plurality of pixels 100 may be arranged to have the same arrangement period.
  • the pixel light emitting unit 200 may be disposed in a first area within a pixel area corresponding to a single pixel.
  • the pixel solar cell 300 may be disposed in a second area corresponding to a corner area within a pixel area set in pixel units.
  • the second area where the pixel solar cell 300 is disposed is an area that does not overlap with the first area where the pixel light emitting unit 200 is formed on the plane of the hybrid organic light emitting diode display panel, for example, R/G/B pixels. It may be at the bottom of or adjacent to the region.
  • the driving thin film transistor 210 is formed on the substrate 110 and the first channel layer 211 formed on the buffer layer 120 on the substrate 110, the first insulating layer 212, and the first channel layer 211.
  • a first gate layer 213 formed to be insulated, a first interlayer insulating layer 214 covering the first gate layer 213, an insulating layer 215 formed on the first interlayer insulating layer 214, and 1 may include first drain/source electrodes 216 and 217 electrically connected to the channel layer 211 .
  • the substrate 110 may be, for example, a glass substrate or a polyimide substrate, but is not limited thereto.
  • the buffer layer 120 may be made of a material such as SiNx, SiOx, or SiONx, but is not limited thereto.
  • the buffer layer 120 may be variously implemented as a single buffer layer, a double buffer layer, or three or more buffer layers.
  • the switching thin film transistor 220 includes a substrate 110 and a second channel layer 221 formed on the buffer layer 120 on the substrate 110, an insulating layer 225 formed on the second channel layer 221, A second gate layer 222 formed on the insulating layer 225 to be insulated from the second channel layer 221, and second drain/source electrodes 223 and 224 electrically connected to the second channel layer 221 ) may be included.
  • the pixel solar cell 300 includes a first electrode layer 310 stacked on a substrate 110, a first semiconductor layer 320 stacked on the first electrode layer 310, and a heterogeneous layer on the first semiconductor layer 320. It may include a second semiconductor layer 330 stacked in a junction structure, and a second electrode layer 340 stacked on the second semiconductor layer 330 .
  • a metal electrode that is stable even after annealing at a temperature of about 450° C. after crystallization by Excimer Laser Annealing (ELA), such as Ti or Mo, may be used.
  • the first channel layer 211 of the driving thin film transistor 210 constituting the pixel light emitting unit 200 and the first semiconductor layer 320 of the pixel solar cell 300 are either N-type or P-type. It may be made of the same first semiconductor material corresponding to the first type. In the illustrated example, the first channel layer 211 and the first semiconductor layer 320 are made of a P-type polycrystalline silicon semiconductor material doped with B, Al, or Ga.
  • the second channel layer 221 of the driving thin film transistor 210 constituting the pixel light emitting unit 200 and the second semiconductor layer 330 of the pixel solar cell 300 are of the other one of N-type and P-type. It may be made of the same second semiconductor material corresponding to the second type. In the illustrated example, the second channel layer 221 and the second semiconductor layer 330 are made of an N-type IGZO oxide semiconductor material.
  • the P-type semiconductor layer may be formed of, for example, an a-Si material doped with boron, and a doping material may be implanted after deposition using a chemical vapor deposition (CVD) method, or a- It may be formed by a method such as ELA-treating the Si material and then doping it with boron.
  • CVD chemical vapor deposition
  • FIG. 4 and 5 are views for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to an embodiment of the present invention.
  • the step of stacking the first channel layer 211 of the pixel light emitting unit and the pixel configuration The step of stacking the first semiconductor layer 320 on the first electrode layer 310 of the battery may be performed simultaneously.
  • a first channel layer 211, a first insulating layer 212, a first gate layer 213, and a first interlayer insulating layer 214 of a pixel light emitting part are stacked on a substrate 110.
  • the step of stacking the second channel layer 221 of the pixel light emitting unit and the step of stacking the second semiconductor layer 330 on the first semiconductor layer 320 of the pixel solar cell may be performed simultaneously.
  • the same material used for the two channel layers which are the semiconductor layers of the driving TFT 210 and the switching TFT 220 of the pixel light emitting unit, is changed to the N-type semiconductor material and the P-type semiconductor material of the pixel solar cell 300. It can be applied to form a hybrid P-N junction.
  • the second electrode layer 340 corresponding to the upper electrode of the pixel solar cell is patterned simultaneously when forming the drain/source electrodes of the driving TFT 210 and the switching TFT 220, thereby simplifying the process.
  • the pixel solar cell structure is patterned at the same time to form the first channel layer 211 of the pixel light emitting part and the first semiconductor layer 320 of the pixel solar cell.
  • the second channel layer 221 of the pixel light emitting part and the second semiconductor layer 330 of the pixel solar cell can be formed at the same time, simplifying the process of forming the pixel solar cell and reducing the process cost and time. can do.
  • the switching thin film transistor 220 is formed after forming the driving thin film transistor 210
  • the driving thin film transistor 210 is formed after forming the switching thin film transistor 220 first, or driving It is also possible to simultaneously form the thin film transistor 210 and the switching thin film transistor 220 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • an intrinsic poly-Si layer 350 is formed between the first semiconductor layer 320 and the second semiconductor layer 330 of the pixel solar cell 300. It is different from the above-described embodiment in that it has an N-i-P heterojunction structure.
  • both the second channel layer 221 and the second semiconductor layer 330 are made of N-type poly-Si semiconductor material, and the pixel solar cell 300 is It is different from the above-described embodiment in that it has an N-i-P homojunction structure.
  • both the first channel layer 211 and the first semiconductor layer 320 are made of a P-type oxide semiconductor material, and the pixel solar cell 300 has an oxide P-i-N homojunction structure. There is a difference from the described embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a unit pixel of a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown in FIG. 9 is the embodiment described above in that the pixel solar cell 300 is composed of a plurality of pixel solar cells including a first pixel solar cell 302 and a second pixel solar cell 304. There is a difference with Since the first pixel solar cell 302 and the second pixel solar cell 304 are the same as the pixel solar cells shown in FIGS. 2 and 6, respectively, overlapping descriptions are omitted.
  • the organic light emitting diode 230 constituting the pixel light emitting unit 200 includes a planarization layer 231 formed on the driving thin film transistor 210 and the switching thin film transistor 220, and a first drain of the driving thin film transistor 210. It may include pixel electrodes 232 and 233 connected to the electrode or the first source electrode, and a pixel define layer (PDL) 234 formed on the planarization layer 231 .
  • PDL pixel define layer
  • the buffer layer 120 includes a first buffer layer 122 and a second buffer layer 124 stacked on each other, and the driving thin film transistor 210 has a first buffer layer 122 on the first buffer layer 122 . It is different from the above-described embodiment in that it further includes a blocking metal layer 126 and the switching thin film transistor 220 further includes a second blocking metal layer 128 on the first buffer layer 122 .
  • one of the channel layer of the driving TFT 210 and the channel layer of the switching TFT 220 may be made of a P-type semiconductor material, and the other may be made of an N-type semiconductor material.
  • one of a plurality of semiconductor layers stacked on top and bottom may be made of a P-type semiconductor material, and the other may be made of an N-type semiconductor material.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a pixel light emitting unit constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • the side surface between the substrate 110 corresponding to the lower substrate and the upper substrate 250 is sealed by the sealing unit 240 made of a sealant in each pixel unit. encapsulation) structure.
  • the upper substrate 250 may be, for example, a glass or polyimide substrate.
  • An organic light emitting diode light emitting layer 235 may be formed on the planarization layer 231 .
  • An upper electrode for applying power or ground for example, a cathode electrode or an anode electrode, may be formed on the light emitting layer 235 .
  • the planarization layer 231 may be formed of, for example, an OC organic layer or an inorganic layer such as polyimide (PI) or polyamide (PA).
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a pixel light emitting unit constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown in FIG. 12 has a side thin film encapsulation structure 262 for encapsulating the side surface of the pixel light emitting unit 200 in units of pixels and a thin film encapsulation for the upper surface of the pixel light emitting unit 200 (thin film encapsulation).
  • the structure 264 has a structure in which an encapsulation portion 260 that suppresses external moisture permeation is formed, and a protective window layer 270 is formed on the encapsulation portion 260 .
  • the encapsulation unit 260 may have, for example, a thin film encapsulation structure of inorganic film/monomer/inorganic film.
  • FIG. 13 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 13 .
  • the hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention is similar to the previously described embodiment in that it further includes a transparent window including a plurality of pixel transparent windows 400. There is a difference. Since the pixel light emitting unit 200 and the pixel solar cell 300 have been described in the above-described embodiment, overlapping descriptions will be omitted and the pixel transparent window 400 will be mainly described.
  • the plurality of pixel transparent windows 400 may be arranged on the substrate 110 in the same first arrangement structure as the pixel light emitting unit 200 to correspond to the plurality of pixels 100 .
  • Each pixel transparent window 400 may be disposed in a one-to-one correspondence with the pixel light emitting unit 200 within a pixel area defined on a pixel basis.
  • the plurality of pixel light emitting units 200 and the plurality of pixel transparent windows 400 may be arranged to have the same arrangement period.
  • the pixel transparent window 400 may be disposed in a third area within a pixel area defined per pixel.
  • the third area where the pixel transparent window 400 is disposed does not overlap with the first area where the pixel light emitting unit 200 is disposed and the second area where the pixel solar cell 300 is disposed on the plane of the hybrid organic light emitting diode display panel. It may be an area that does not exist.
  • Transmittance of the pixel transparent window 400 may be improved by etching and removing all other metal films except for the inorganic film.
  • the driving thin film transistor 210 includes a first interlayer insulating layer 218 covering the first gate layer 213, a second insulating layer 214 stacked on the first interlayer insulating layer 218, and a second insulating layer.
  • a second interlayer insulating layer 219 formed on (214) may be further included.
  • the second channel layer 221 is stacked on the first interlayer insulating layer 218, the second gate layer 222 is formed on the second insulating layer 214, and the second interlayer insulating layer 219 is It may be formed to cover the second gate layer 222 .
  • the pixel transparent window 400 includes a first transparent insulating layer 410 stacked on the substrate 110 and the buffer layer 120, and a first transparent interlayer insulating layer 420 stacked on the first transparent insulating layer 410. , a second transparent insulating layer 430 stacked on the first transparent insulating interlayer 420, and a second transparent insulating layer 440 stacked on the second transparent insulating layer 430. .
  • the first transparent insulating layer 410, the first transparent insulating interlayer 420, the second transparent insulating layer 430, and the second transparent insulating layer 440 are each independently made of a single film of SiOx, SiNx, or SiONx. or a double layer (eg, SiOx/SiNx, SiNx/SiOx, SiONx/SiNx, etc.) or a triple layer (eg, SiNx/SiOx/SiNx, SiOx/SiNx, etc.) or a combination of SiOx, SiNx and/or SiONx /SiOx, SiONx/SiOx/SiNx, other combinations), etc. may be formed of laminated films.
  • the first insulating layer 212 of the driving thin film transistor 210 and the first transparent insulating layer 410 of the pixel transparent window 400 may be made of the same first insulating material.
  • the second insulating layer 214 of the pixel light emitting unit 200 and the second transparent insulating layer 430 may be made of the same second insulating material.
  • the first interlayer insulating layer 218 of the pixel light emitting unit 200 and the first transparent interlayer insulating layer 420 of the pixel transparent window 400 may be made of the same third insulating material.
  • the second interlayer insulating layer 219 of the pixel light emitting unit 200 and the second transparent interlayer insulating layer 440 of the pixel transparent window 400 may be made of the same fourth insulating material.
  • FIG. 15 to 20 are diagrams for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment shown in FIG. 14 .
  • the step of stacking the first channel layer 211 of the pixel light emitting unit and the pixel configuration The step of stacking the first semiconductor layer 320 on the first electrode layer 310 of the battery may be performed simultaneously.
  • stacking the first insulating layer 212 covering the first channel layer 211 on the substrate 110 and the buffer layer 120, and the first transparent insulating layer 410 of the pixel transparent window The step of laminating may be performed simultaneously.
  • the step of stacking the first interlayer insulating layer 218 on the first insulating layer 212 of the pixel light emitting unit, and the step of stacking the first transparent insulating layer 410 of the pixel transparent window 400 The step of depositing the first transparent interlayer insulating layer 420 on may be performed simultaneously.
  • stacking the second channel layer 221 on the first interlayer insulating layer 218 of the pixel light emitting unit, and the second semiconductor layer on the first semiconductor layer 320 of the pixel solar cell ( 330) may be formed simultaneously.
  • the step of depositing the transparent insulating layer 430 may be performed simultaneously.
  • the step of stacking the second interlayer insulating layer 219 on the second insulating layer 214 of the pixel light emitting unit and the step of stacking the second insulating layer 219 on the second transparent insulating layer 430 of the pixel transparent window 400 may be performed simultaneously.
  • a process for forming the pixel solar cell and the pixel transparent window can be simplified and process cost and time can be reduced.
  • 21 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 22 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 21 .
  • the hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention further includes a plurality of pixel mirror windows 500 made of a reflective material such as Ag having excellent reflectivity. It is different from the above-described embodiment in that it is included. Since the pixel light emitting unit 200 and the pixel solar cell 300 have been described in the above-described embodiment, overlapping descriptions will be omitted and the pixel mirror window 500 will be mainly described.
  • the plurality of pixel mirror windows 500 may be arranged on the substrate 110 in the same first arrangement structure as the pixel light emitting unit 200 to correspond to the plurality of pixels 100 .
  • Each pixel mirror window 500 may be disposed in a one-to-one correspondence with the pixel light emitting unit 200 within a pixel area defined in a pixel unit.
  • the plurality of pixel light emitting units 200 and the plurality of pixel mirror windows 500 may be arranged to have the same arrangement period.
  • the pixel mirror window 500 may be disposed in a fourth area within a pixel area defined per pixel.
  • the fourth area where the pixel mirror window 500 is disposed does not overlap with the first area where the pixel light emitting unit 200 is disposed and the second area where the pixel solar cell 300 is disposed on the plane of the hybrid organic light emitting diode display panel. It may be an area that does not exist.
  • the pixel mirror window 500 includes a first transparent insulating layer 510 stacked on the substrate 110 and the buffer layer 120, and a first transparent interlayer insulating layer 520 stacked on the first transparent insulating layer 510.
  • the second transparent insulating layer 530 stacked on the first transparent interlayer insulating layer 520
  • the second transparent interlayer insulating layer 540 stacked on the second transparent insulating layer 530
  • the second transparent interlayer A reflective layer 550 made of a reflective material stacked on the insulating layer 540 may be included.
  • the first insulating layer 212 of the driving thin film transistor 210 and the first transparent insulating layer 510 of the pixel mirror window 500 may be made of the same first insulating material.
  • the second insulating layer 214 of the pixel light emitting unit 200 and the second transparent insulating layer 530 of the pixel mirror window 500 may be made of the same second insulating material.
  • the first interlayer insulating layer 218 of the pixel light emitting unit 200 and the first transparent interlayer insulating layer 520 of the pixel mirror window 500 may be made of the same third insulating material.
  • the second interlayer insulating layer 219 of the pixel light emitting unit 200 and the second transparent interlayer insulating layer 540 of the pixel mirror window 500 may be made of the same fourth insulating material.
  • the reflective layer 550 may be finally laminated with an Ag-based material having high reflectivity on top of the inorganic film layer to implement a mirror effect.
  • FIG. 23 to 28 are diagrams for explaining a method of manufacturing a hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment shown in FIG. 22 .
  • the step of stacking the first channel layer 211 of the pixel light emitting unit and the pixel configuration The step of stacking the first semiconductor layer 320 on the first electrode layer 310 of the battery may be performed simultaneously.
  • stacking the first insulating layer 212 covering the first channel layer 211 on the substrate 110 and the buffer layer 120, and the first transparent insulating layer 510 of the pixel mirror window The step of laminating may be performed simultaneously. Further, referring to FIG. 25 , the step of stacking the first interlayer insulating layer 218 on the first insulating layer 212 of the pixel light emitting unit, and the step of stacking the first transparent insulating layer 510 of the pixel mirror window 500 The step of depositing the first transparent interlayer insulating layer 520 on may be performed simultaneously.
  • stacking the second channel layer 221 on the first interlayer insulating layer 218 of the pixel light emitting unit, and the second semiconductor layer on the first semiconductor layer 320 of the pixel solar cell ( 330) may be formed simultaneously. Further, referring to FIG. 27 , stacking a second insulating layer 214 on the first interlayer insulating layer 218 of the pixel light emitting unit, and stacking the second insulating layer 214 on the first transparent interlayer insulating layer 520 of the pixel mirror window. The stacking of the transparent insulating layer 530 may be performed simultaneously.
  • the step of stacking the second interlayer insulating layer 219 on the second insulating layer 214 of the pixel light emitting unit, and the step of stacking the second transparent insulating layer 530 of the pixel mirror window 500 may be performed simultaneously. In this way, since the pixel light emitting unit, the pixel solar cell, and the pixel mirror window are formed at the same time, the process for forming the pixel solar cell and the pixel mirror window can be simplified and the process cost and time can be reduced.
  • FIG. 29 is a plan view schematically illustrating a single pixel constituting a hybrid organic light emitting diode display panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of a single pixel of the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of FIG. 29 .
  • the hybrid organic light emitting diode display panel according to another embodiment of the present invention includes a pixel light emitting unit 200, a pixel solar cell 300, a pixel transparent window 400 for each pixel, and It is different from the above-described embodiment in that all pixel mirror windows 500 are included. Since the pixel light emitting unit 200, the pixel solar cell 300, the pixel transparent window 400, and the pixel mirror window 500 have been described through the above-described embodiments, duplicate descriptions will be omitted.
  • a display can be implemented by a plurality of pixel light emitting units 200 of a hybrid organic light emitting diode display panel, and a digital play panel having both mirror characteristics and transparent window characteristics is provided. It is possible to collect sunlight energy by two pixel solar cells.
  • the hybrid organic light emitting diode display panel according to the embodiment of the present invention as described above can be applied to various display panels such as an OLED display, a flexible OLED display, a rollable OLED display, and a TFT-LCD.

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Abstract

디스플레이 패널 내에 화소 단위로 태양 전지가 자체적으로 내장되어 디스플레이 패널 시청과 동시에 태양광 에너지로부터 전력 충전이 가능한 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법이 개시된다. 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 기판 상에 복수개의 화소가 배열되고, 화소마다 유기발광다이오드를 구동하는 구동 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 발광부가 마련되는 유기발광다이오드 패널; 및 기판 상에 복수개의 화소와 대응하도록 배열되는 복수개의 화소 태양전지를 포함하고, 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 화소 발광부와 대응하도록 화소 태양전지가 배치되는 태양 전지를 포함한다.

Description

하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법
본 발명은 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 패널 내에 화소 단위로 태양 전지(solar cell)가 자체적으로 내장되어 있는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED; Organic Light-Emitting Diode) 디스플레이는 전류에 반응하여 빛을 발산하는 유기 화합물로 이루어지는 유기발광다이오드를 이용하여 구현되는 디스플레이 장치로, 백라이트 장치가 필요 없고 빛의 표현 범위가 액정디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display) 보다 넓고 색 재현성이 우수하며, 얇아서 변형이 자유로운 등의 여러 가지 장점을 가지고 있어 각광 받고 있다. 종래의 OLED 디스플레이는 디스플레이 패널의 구동을 위해 외부에서 별도로 전력을 공급해야 하거나 별도로 내장된 배터리를 이용하여 전력을 공급해야 하며, OLED 디스플레이의 전력 효율 증대에 한계에 도달해 있는 상황이다.
본 발명은 디스플레이 패널 내에 화소 단위로 태양 전지(solar cell)가 자체적으로 내장되어 디스플레이 패널 시청과 동시에 태양광 에너지로부터 전력 충전이 가능한 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 화소 레이아웃 내에 화소 투명창을 포함하여 투과율이 높은 창문형 투명 디스플레이 패널을 구현할 수 있는 투명 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 화소 레이아웃 내에 화소 거울창을 포함하여 미러 디스플레이 패널을 구현할 수 있는 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 기판 상에 소정의 제1 배열 구조로 복수개의 화소가 배열되고, 각 화소마다 유기발광다이오드와 상기 유기발광다이오드를 구동하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터를 스위칭하는 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 발광부가 마련되는 유기발광다이오드 패널; 및 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 태양전지를 포함하고, 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 태양전지가 배치되는 태양 전지;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 상기 복수개의 화소에 마련되는 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 태양전지가 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열될 수 있다.
상기 화소 발광부는 상기 화소 영역 내의 제1 영역에 배치되고, 상기 화소 태양전지는 상기 화소 영역 내의 모서리 영역에 해당하는 제2 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 구동 박막트랜지스터는 상기 기판 상의 제1 채널층, 상기 제1 채널층 상에 절연되게 형성되는 제1 게이트층, 및 상기 제1 채널층에 전기적으로 연결되는 제1 드레인 전극과 제1 소스 전극을 포함할 수 있다.
상기 화소 태양전지는 상기 기판 상의 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 적층되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 상에 이종 접합 구조로 적층되는 제2 반도체층 및 상기 제2 반도체층 상에 적층되는 제2 전극층을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 기판 상의 제2 채널층, 상기 제2 채널층 상에 절연되게 형성되는 제2 게이트층, 및 상기 제2 채널층에 전기적으로 연결되는 제2 드레인 전극과 제2 소스 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 채널층과 상기 제1 반도체층은 N-형 및 P-형 중 어느 하나의 제1 형에 해당하는 동일한 제1 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제2 채널층과 상기 제2 반도체층은 N-형 및 P-형 중 다른 하나의 제2 형에 해당하는 동일한 제2 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 투명창을 포함하고, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 투명창이 배치되는 투명창;을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 투명창은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열되고, 상기 화소 투명창은 상기 화소 영역 내의 제3 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
상기 구동 박막트랜지스터는 상기 제1 채널층 상에 적층되는 제1 절연층, 상기 제1 게이트층을 덮는 제1 층간 절연층, 상기 제1 층간 절연층 상에 적층되는 제2 절연층, 및 상기 제2 절연층 상에 형성되는 제2 층간 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 채널층은 상기 제1 층간 절연층 상에 적층되고, 상기 제2 게이트층은 상기 제2 절연층 상에 형성되고, 상기 제2 층간 절연층은 상기 제2 게이트층을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 화소 투명창은 상기 기판 상에 적층되는 제1 투명 절연층, 상기 제1 투명 절연층 상에 적층되는 제1 투명 층간 절연층, 상기 제1 투명 층간 절연층 상에 적층되는 제2 투명 절연층, 및 상기 제2 투명 절연층 상에 적층되는 제2 투명 층간 절연층을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층과 상기 제1 투명 절연층은 동일한 제1 절연 물질로 이루어지고, 상기 제2 절연층과 상기 제2 투명 절연층은 동일한 제2 절연 물질로 이루어지고, 상기 제1 층간 절연층과 상기 제1 투명 층간 절연층은 동일한 제3 절연 물질로 이루어지고, 상기 제2 층간 절연층과 상기 제2 투명 층간 절연층은 동일한 제4 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 반사 물질로 이루어지고 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 거울창을 포함하고, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 거울창이 배치되는 거울창;을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 거울창은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열되고, 상기 화소 거울창은 상기 화소 영역 내의 제4 영역에 배치될 수 있다. 상기 제4 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법은 기판 상에 제1 배열 구조로 복수개의 화소가 배열되도록 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계; 및 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 태양전지가 배열되도록 태양 전지를 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 각 화소마다 유기발광다이오드와 상기 유기발광다이오드를 구동하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터를 스위칭하는 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 발광부가 마련되도록 상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지를 형성하는 단계는 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 태양전지가 배치되도록 상기 태양 전지를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 상기 구동 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제1 채널층을 적층하는 단계; 상기 제1 채널층 상에 절연되도록 제1 게이트층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 채널층에 전기적으로 연결되도록 제1 드레인 전극과 제1 소스 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지를 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제1 전극층을 적층하는 단계; 상기 제1 전극층 상에 제1 반도체층을 적층하는 단계; 상기 제1 반도체층 상에 이종 접합 구조로 제2 반도체층을 적층하는 단계; 및 상기 제2 반도체층 상에 제2 전극층을 적층하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 상기 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제2 채널층을 적층하는 단계; 상기 제2 채널층 상에 절연되게 제2 게이트층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 채널층에 전기적으로 연결되도록 제2 드레인 전극과 제2 소스 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 채널층을 적층하는 단계와 상기 제1 반도체층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고, 상기 제2 채널층을 적층하는 단계와 상기 제2 반도체층을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법은 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 투명창을 형성하되, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 투명창을 배치하여 투명창을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 제1 채널층 상에 제1 절연층을 적층하는 단계; 상기 제1 게이트층을 덮는 제1 층간 절연층을 적층하는 단계; 상기 제1 층간 절연층 상에 제2 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 제2 절연층 상에 제2 층간 절연층을 적층하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 투명창을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 제1 투명 절연층을 적층하는 단계; 상기 제1 투명 절연층 상에 제1 투명 층간 절연층을 적층하는 단계; 상기 제1 투명 층간 절연층 상에 제2 투명 절연층을 적층하는 단계; 및 상기 제2 투명 절연층 상에 제2 투명 층간 절연층을 적층하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층을 적층하는 단계와 상기 제1 투명 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고, 상기 제2 절연층을 적층하는 단계와 상기 제2 투명 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고, 상기 제1 층간 절연층을 적층하는 단계와 상기 제1 투명 층간 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고, 상기 제2 층간 절연층을 적층하는 단계와 상기 제2 투명 층간 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법은 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 거울창을 형성하되, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 거울창이 배치되도록 반사 물질로 이루어지는 거울창을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 디스플레이 패널 내에 화소 단위로 태양 전지(solar cell)가 자체적으로 내장되어 디스플레이 패널 시청과 동시에 태양광 에너지로부터 전력 충전이 가능하며, 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 화소 레이아웃 내에 화소 투명창을 포함하여 투과율이 높은 창문형 투명 디스플레이 패널을 구현할 수 있는 투명 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 화소 레이아웃 내에 화소 거울창을 포함하여 미러 디스플레이 패널을 구현할 수 있는 미러형(거울형) 유기발광다이오드 디스플레이 패널 및 그 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 대략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 화소 발광부의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 화소 발광부의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 14는 도 13의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다.
도 15 내지 도 20은 도 14에 도시된 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 22는 도 21의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다.
도 23 내지 도 28은 도 22에 도시된 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 30은 도 29의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 대략적인 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널(10)은 기판(110) 상에 소정의 제1 배열 구조로 복수개의 화소(100)가 배열되는 유기발광다이오드 패널(20)과, 유기발광다이오드 패널(20)의 복수개의 화소(100)에 마련된 구동 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터를 제어하기 위한 제어부(30, 40), 및 기판(110) 상에 각 화소(100)마다 화소 태양전지(300)가 배치되는 태양 전지(solar cell)를 포함할 수 있다.
유기발광다이오드 패널은 각 화소(100)마다 화소 발광부(200)가 마련될 수 있다. 실시예에서, 화소 발광부(200)는 적색 발광 화소(202)와, 녹색 발광 화소(204), 및 청색 발광 화소(206)를 포함할 수 있다. 화소 발광부(200)에 관하여 당업계에서 잘 알려진 구성에 대하여는 상세한 설명이 생략될 수 있다.
화소 발광부(200)는 유기발광다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diodes)(230)와, 유기발광다이오드(230)를 구동하는 구동 박막트랜지스터(210), 및 구동 박막트랜지스터(210)를 스위칭하는 스위칭 박막 트랜지스터(220)를 포함할 수 있다.
복수개의 화소 태양전지(300)는 기판(110) 상에 복수개의 화소(10)와 대응하도록 복수개의 화소 발광부(200)와 동일한 제1 배열 구조로 배열될 수 있다. 제1 배열 구조는 복수개의 행 단위와 복수개의 열 단위로 배열되는 매트릭스 구조일 수 있다.
각 화소 태양전지(300)는 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 화소 발광부(200)와 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 복수개의 화소(100)에 마련되는 복수개의 화소 발광부(200)와 복수개의 화소 태양전지(300)는 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열될 수 있다.
화소 발광부(200)는 단일 화소에 해당하는 화소 영역 내의 제1 영역에 배치될 수 있다. 화소 태양전지(300)는 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내의 모서리 영역에 해당하는 제2 영역에 배치될 수 있다. 화소 태양전지(300)가 배치되는 제2 영역은 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 화소 발광부(200)가 형성된 제1 영역과 중첩되지 않는 영역으로, 예를 들어, R/G/B 화소의 하단이나 인접한 영역일 수 있다.
구동 박막트랜지스터(210)는 기판(110)과 기판(110) 상의 버퍼층(120) 상에 형성되는 제1 채널층(211), 제1 절연층(212), 제1 채널층(211) 상에 절연되게 형성되는 제1 게이트층(213), 제1 게이트층(213)을 덮는 제1 층간 절연층(214), 제1 층간 절연층(214) 상에 형성되는 절연층(215), 및 제1 채널층(211)에 전기적으로 연결되는 제1 드레인/소스 전극(216, 217)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 예를 들어, 유리(glass) 기판 또는 폴리이미드(Polyimide) 기판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼층(120)은 SiNx, SiOx, SiONx 등의 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼층(120)은 단일 버퍼층이나 이중 버퍼층 또는 삼중 이상의 버퍼층으로 다양하게 구현될 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(220)는 기판(110)과 기판(110) 상의 버퍼층(120) 상에 형성되는 제2 채널층(221), 제2 채널층(221) 상에 형성되는 절연층(225), 절연층(225) 상에 제2 채널층(221)과 절연되게 형성되는 제2 게이트층(222), 및 제2 채널층(221)에 전기적으로 연결되는 제2 드레인/소스 전극(223, 224)을 포함할 수 있다.
화소 태양전지(300)는 기판(110) 상에 적층되는 제1 전극층(310), 제1 전극층(310) 상에 적층되는 제1 반도체층(320), 제1 반도체층(320) 상에 이종 접합 구조로 적층되는 제2 반도체층(330), 및 제2 반도체층(330) 상에 적층되는 제2 전극층(340)을 포함할 수 있다. 제1 전극층(310)은 Ti, Mo 등과 같이, ELA(Excimer Laser Annealing) 결정화 후 약 450℃ 온도의 어닐링에서도 안정한 금속 전극이 사용될 수 있다.
화소 발광부(200)를 구성하는 구동 박막트랜지스터(210)의 제1 채널층(211)과 화소 태양전지(300)의 제1 반도체층(320)은 N-형 및 P-형 중 어느 하나의 제1 형에 해당하는 동일한 제1 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 도시된 예에서, 제1 채널층(211)과 제1 반도체층(320)은 B, Al, Ga 등이 도핑된 P-형 폴리-실리콘(P-type polycrystalline Silicon) 반도체 물질로 이루어진다.
화소 발광부(200)를 구성하는 구동 박막트랜지스터(210)의 제2 채널층(221)과 화소 태양전지(300)의 제2 반도체층(330)은 N-형 및 P-형 중 다른 하나의 제2 형에 해당하는 동일한 제2 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 도시된 예에서, 제2 채널층(221)과 제2 반도체층(330)은 N-형 IGZO 산화물 반도체 물질로 이루어진다.
N-형 반도체층은 예를 들어, In:Ga:Zn = 1:1:1인 a-IGZO 물질을 스퍼터링하여 형성될 수 있다. P-형 반도체층은 예를 들어, 보론(Boron) 도핑된 a-Si 물질로 이루어질 수 있으며, 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 방식으로 성막 후 도핑 물질을 주입(implant)하거나, a-Si 물질을 ELA 처리한 후 보론을 도핑하는 등의 방법으로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 4를 참조하면, 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 화소 태양전지의 제1 전극층(310)이 적층된 후, 화소 발광부의 제1 채널층(211)을 적층하는 단계와 화소 태양전지의 제1 전극층(310) 상에 제1 반도체층(320)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판(110) 상에 화소 발광부의 제1 채널층(211), 제1 절연층(212), 제1 게이트층(213), 및 제1 층간 절연층(214)이 적층된 후, 화소 발광부의 제2 채널층(221)을 적층하는 단계와 화소 태양전지의 제1 반도체층(320) 상에 제2 반도체층(330)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
이때, 화소 발광부의 구동 박막트랜지스터(210)와 스위칭 박막트랜지스터(220)의 반도체층인 두 채널층에 사용되는 동일 재료를 화소 태양전지(300)의 N-형 반도체 물질 및 P-형 반도체 물질로 적용하여 하이브리드 P-N 접합(Junction)을 형성할 수 있다. 한편, 화소 태양전지의 상부 전극에 해당하는 제2 전극층(340)은 구동 박막트랜지스터(210)와 스위칭 박막트랜지스터(220)의 드레인/소스 전극을 형성할 때 동시에 패터닝함으로써 공정 단순화가 가능하다.
이와 같이 화소 발광부의 구동 박막트랜지스터(210)와 스위칭 박막트랜지스터의 패터닝 공정에서 동시에 화소 태양전지 구조를 패터닝하여 화소 발광부의 제1 채널층(211)과 화소 태양전지의 제1 반도체층(320)을 동시에 형성하고, 화소 발광부의 제2 채널층(221)과 화소 태양전지의 제2 반도체층(330)을 동시에 형성할 수 있으며, 화소 태양전지를 형성하기 위한 공정을 간소화하고 공정 비용 및 시간을 단축할 수 있다.
이상에서는 구동 박막트랜지스터(210)를 형성한 후 스위칭 박막 트랜지스터(220)를 형성하는 실시예에 대해 설명하였으나, 스위칭 박막트랜지스터(220)를 먼저 형성한 후 구동 박막 트랜지스터(210)를 형성하거나, 구동 박막트랜지스터(210)와 스위칭 박막 트랜지스터(220)를 동시에 형성하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다. 도 6에 도시된 실시예는 화소 태양전지(300)의 제1 반도체층(320)과 제2 반도체층(330) 사이에 순수 폴리-실리콘층(intrinsic poly-Si layer)(350)가 형성되어 N-i-P 이종접합(Hetero junction) 구조를 가지는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다. 도 7에 도시된 실시예는 제2 채널층(221)과 제2 반도체층(330)이 모두 N-형 폴리-실리콘(N-type Poly-Si) 반도체 물질로 이루어져 화소 태양전지(300)가 N-i-P 동질접합(Homo junction) 구조를 가지는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 도 8에 도시된 실시예는 제1 채널층(211)과 제1 반도체층(320)이 모두 P-형 산화물 반도체 물질로 이루어져 화소 태양전지(300)가 산화물 P-i-N 동질접합 구조를 가지는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다. 도 9에 도시된 실시예는 화소 태양전지(300)가 제1 화소 태양전지(302), 및 제2 화소 태양전지(304)를 포함하는 복수개의 화소 태양전지로 구성되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 제1 화소 태양전지(302)와 제2 화소 태양전지(304)는 각각 도 2, 도 6에 도시된 화소 태양전지와 같으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
화소 발광부(200)를 구성하는 유기발광다이오드(230)는 구동 박막트랜지스터(210)와 스위칭 박막트랜지스터(220) 상에 형성되는 평탄화층(231)과, 구동 박막트랜지스터(210)의 제1 드레인 전극 또는 제1 소스 전극에 연결되는 화소 전극(232, 233), 및 평탄화층(231) 상에 형성되는 화소 정의층(PDL; Pixel Define Layer)(234)을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단위 화소 단면도이다. 도 10에 도시된 실시예는 버퍼층(120)이 서로 적층되는 제1 버퍼층(122)과 제2 버퍼층(124)을 포함하고, 구동 박막트랜지스터(210)가 제1 버퍼층(122) 상에 제1 블로킹 금속층(126)을 더 포함하고, 스위칭 박막트랜지스터(220)가 제1 버퍼층(122) 상에 제2 블로킹 금속층(128)을 더 포함하는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.
상술한 실시예에서 구동 박막트랜지스터(210)의 채널층과 스위칭 박막트랜지스터(220)의 채널층 중 어느 하나는 P-형 반도체 물질로 이루어지고, 다른 하나는 N-형 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 화소 태양전지(300)는 상하 적층된 복수의 반도체층 중 어느 하나는 P-형 반도체 물질로 이루어지고, 다른 하나는 N-형 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 화소 발광부의 단면도이다. 도 11에 도시된 실시예는 각 화소 단위로 하부 기판에 해당하는 기판(110)과 상부 기판(250) 사이의 측면부가 봉지재(sealant)로 이루어지는 실링부(240)에 의해 실링되는 봉지(Glass Encapsulation) 구조를 갖는다. 상부 기판(250)은 예를 들어, 유리 또는 폴리이미드 기판이 사용될 수 있다.
평탄화층(231) 상에는 유기발광다이오드 발광층(235)이 형성될 수 있다. 발광층(235) 상에는 전원 또는 접지 인가를 위한 상부 전극, 예를 들어 캐소드(Cathode) 전극 또는 어노드(Anode) 전극이 형성될 수 있다. 평탄화층(231)은 예를 들어, 폴리이미드(PI) 또는 폴리아미드(PA) 등의 OC 유기막 또는 무기막으로 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 화소 발광부의 단면도이다. 도 12에 도시된 실시예는 각 화소 단위로 화소 발광부(200)의 측면을 봉지하는 측면 박막 봉지 구조(262)와 화소 발광부(200)의 상면을 봉지하도록 상면 박막 봉지(Thin Film Encapsulation) 구조(264)로 외부 투습을 억제하는 봉지부(260)가 형성되고, 봉지부(260) 상에 보호 윈도우층(270)이 형성되는 구조를 갖는다. 봉지부(260)는 예를 들어, 무기막/모노머(Monomer)/무기막의 박막 봉지 구조로 이루어질 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 14는 도 13의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 복수개의 화소 투명창(400)을 포함하는 투명창을 더 포함하는 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 화소 발광부(200)와 화소 태양전지(300)는 앞서 설명한 실시예에서 설명한 바 있으므로, 중복되는 설명을 생략하고, 화소 투명창(400)에 대해 중점적으로 설명한다.
복수개의 화소 투명창(400)은 기판(110) 상에 복수개의 화소(100)와 대응하도록 화소 발광부(200)와 동일한 제1 배열 구조로 배열될 수 있다. 각 화소 투명창(400)은 화소 단위로 정의되는 화소 영역 내에 화소 발광부(200)와 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 복수개의 화소 발광부(200)와 복수개의 화소 투명창(400)은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열될 수 있다.
화소 투명창(400)은 화소 단위로 정의되는 화소 영역 내의 제3 영역에 배치될 수 있다. 화소 투명창(400)이 배치되는 제3 영역은 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 화소 발광부(200)가 배치되는 제1 영역 및 화소 태양전지(300)가 배치되는 제2 영역과 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 화소 투명창(400)은 무기막만 남기고 나머지 금속막은 모두 에칭(etching)하여 제거함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다.
구동 박막트랜지스터(210)는 제1 게이트층(213)을 덮는 제1 층간 절연층(218), 제1 층간 절연층(218) 상에 적층되는 제2 절연층(214), 및 제2 절연층(214) 상에 형성되는 제2 층간 절연층(219)을 더 포함할 수 있다. 제2 채널층(221)은 제1 층간 절연층(218) 상에 적층되고, 제2 게이트층(222)은 제2 절연층(214) 상에 형성되며, 제2 층간 절연층(219)은 제2 게이트층(222)을 덮도록 형성될 수 있다.
화소 투명창(400)은 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 적층되는 제1 투명 절연층(410), 제1 투명 절연층(410) 상에 적층되는 제1 투명 층간 절연층(420), 제1 투명 층간 절연층(420) 상에 적층되는 제2 투명 절연층(430), 및 제2 투명 절연층(430) 상에 적층되는 제2 투명 층간 절연층(440)을 포함할 수 있다.
제1 투명 절연층(410), 제1 투명 층간 절연층(420), 제2 투명 절연층(430), 제2 투명 층간 절연층(440)은 각각 독립적으로 SiOx, SiNx 또는 SiONx의 단일막으로 이루어지거나, SiOx, SiNx 및/또는 SiONx을 조합한 2중막(예를 들어, SiOx/SiNx, SiNx/SiOx, SiONx/SiNx 등) 또는 3중막(예를 들어, SiNx/SiOx/SiNx, SiOx/SiNx/SiOx, SiONx/SiOx/SiNx, 기타 조합) 등의 형태로 적층된 막으로 이루어질 수 있다.
구동 박막트랜지스터(210)의 제1 절연층(212)과 화소 투명창(400)의 제1 투명 절연층(410)은 동일한 제1 절연 물질로 이루어질 수 있다. 화소 발광부(200)의 제2 절연층(214)과 제2 투명 절연층(430)은 동일한 제2 절연 물질로 이루어질 수 있다.
화소 발광부(200)의 제1 층간 절연층(218)과 화소 투명창(400)의 제1 투명 층간 절연층(420)은 동일한 제3 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 화소 발광부(200)의 제2 층간 절연층(219)과 화소 투명창(400)의 제2 투명 층간 절연층(440)은 동일한 제4 절연 물질로 이루어질 수 있다.
도 15 내지 도 20은 도 14에 도시된 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 15를 참조하면, 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 화소 태양전지의 제1 전극층(310)이 적층된 후, 화소 발광부의 제1 채널층(211)을 적층하는 단계와 화소 태양전지의 제1 전극층(310) 상에 제1 반도체층(320)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
도 16을 참조하면, 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 제1 채널층(211)을 덮는 제1 절연층(212)을 적층하는 단계와, 화소 투명창의 제1 투명 절연층(410)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도 17을 참조하면, 화소 발광부의 제1 절연층(212) 상에 제1 층간 절연층(218)을 적층하는 단계와, 화소 투명창(400)의 제1 투명 절연층(410) 상에 제1 투명 층간 절연층(420)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
도 18을 참조하면, 화소 발광부의 제1 층간 절연층(218) 상에 제2 채널층(221)을 적층하는 단계와, 화소 태양전지의 제1 반도체층(320) 상에 제2 반도체층(330)을 적층하는 단계는 동시에 형성될 수 있다. 또한, 도 19를 참조하면, 화소 발광부의 제1 층간 절연층(218) 상에 제2 절연층(214)을 적층하는 단계와, 화소 투명창의 제1 투명 층간 절연층(420) 상에 제2 투명 절연층(430)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
또한, 도 20을 참조하면, 화소 발광부의 제2 절연층(214) 상에 제2 층간 절연층(219)을 적층하는 단계와, 화소 투명창(400)의 제2 투명 절연층(430) 상에 제2 투명 층간 절연층(440)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 이와 같이 화소 발광부와 화소 태양전지 및 화소 투명창이 동시에 형성되어 화소 태양전지 및 화소 투명창을 형성하기 위한 공정을 간소화하고 공정 비용 및 시간을 단축할 수 있다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 22는 도 21의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다. 도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 Ag 등의 반사율이 우수한 반사 물질로 이루어지는 복수개의 화소 거울창(500)을 포함하는 거울창을 더 포함하는 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 화소 발광부(200)와 화소 태양전지(300)는 앞서 설명한 실시예에서 설명한 바 있으므로, 중복되는 설명을 생략하고, 화소 거울창(500)에 대해 중점적으로 설명한다.
복수개의 화소 거울창(500)은 기판(110) 상에 복수개의 화소(100)와 대응하도록 화소 발광부(200)와 동일한 제1 배열 구조로 배열될 수 있다. 각 화소 거울창(500)은 화소 단위로 정의되는 화소 영역 내에 화소 발광부(200)와 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 복수개의 화소 발광부(200)와 복수개의 화소 거울창(500)은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열될 수 있다.
화소 거울창(500)은 화소 단위로 정의되는 화소 영역 내의 제4 영역에 배치될 수 있다. 화소 거울창(500)이 배치되는 제4 영역은 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 화소 발광부(200)가 배치되는 제1 영역 및 화소 태양전지(300)가 배치되는 제2 영역과 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
화소 거울창(500)은 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 적층되는 제1 투명 절연층(510), 제1 투명 절연층(510) 상에 적층되는 제1 투명 층간 절연층(520), 제1 투명 층간 절연층(520) 상에 적층되는 제2 투명 절연층(530), 제2 투명 절연층(530) 상에 적층되는 제2 투명 층간 절연층(540), 및 제2 투명 층간 절연층(540) 상에 적층되는 반사 물질로 이루어지는 반사층(550)을 포함할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(210)의 제1 절연층(212)과 화소 거울창(500)의 제1 투명 절연층(510)은 동일한 제1 절연 물질로 이루어질 수 있다. 화소 발광부(200)의 제2 절연층(214)과 화소 거울창(500)의 제2 투명 절연층(530)은 동일한 제2 절연 물질로 이루어질 수 있다.
화소 발광부(200)의 제1 층간 절연층(218)과 화소 거울창(500)의 제1 투명 층간 절연층(520)은 동일한 제3 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 화소 발광부(200)의 제2 층간 절연층(219)과 화소 거울창(500)의 제2 투명 층간 절연층(540)은 동일한 제4 절연 물질로 이루어질 수 있다. 반사층(550)은 무기막층의 상부에 최종적으로 고반사율을 나타내는 Ag 계 물질 등으로 적층되어 미러(Mirror) 효과를 구현할 수 있다.
도 23 내지 도 28은 도 22에 도시된 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 23을 참조하면, 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 화소 태양전지의 제1 전극층(310)이 적층된 후, 화소 발광부의 제1 채널층(211)을 적층하는 단계와 화소 태양전지의 제1 전극층(310) 상에 제1 반도체층(320)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
도 24를 참조하면, 기판(110)과 버퍼층(120) 상에 제1 채널층(211)을 덮는 제1 절연층(212)을 적층하는 단계와, 화소 거울창의 제1 투명 절연층(510)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도 25를 참조하면, 화소 발광부의 제1 절연층(212) 상에 제1 층간 절연층(218)을 적층하는 단계와, 화소 거울창(500)의 제1 투명 절연층(510) 상에 제1 투명 층간 절연층(520)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
도 26을 참조하면, 화소 발광부의 제1 층간 절연층(218) 상에 제2 채널층(221)을 적층하는 단계와, 화소 태양전지의 제1 반도체층(320) 상에 제2 반도체층(330)을 적층하는 단계는 동시에 형성될 수 있다. 또한, 도 27을 참조하면, 화소 발광부의 제1 층간 절연층(218) 상에 제2 절연층(214)을 적층하는 단계와, 화소 거울창의 제1 투명 층간 절연층(520) 상에 제2 투명 절연층(530)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
또한, 도 28을 참조하면, 화소 발광부의 제2 절연층(214) 상에 제2 층간 절연층(219)을 적층하는 단계와, 화소 거울창(500)의 제2 투명 절연층(530) 상에 제2 투명 층간 절연층(540)을 적층하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 이와 같이 화소 발광부와 화소 태양전지 및 화소 거울창이 동시에 형성되어 화소 태양전지 및 화소 거울창을 형성하기 위한 공정을 간소화하고 공정 비용 및 시간을 단축할 수 있다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 구성하는 단일 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 30은 도 29의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 단일 화소 단면도이다. 도 29 및 도 30을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 각 화소 마다 화소 발광부(200)와 화소 태양전지(300), 화소 투명창(400), 및 화소 거울창(500)을 모두 포함하는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 화소 발광부(200), 화소 태양전지(300), 화소 투명창(400), 및 화소 거울창(500)은 앞서 설명한 실시예들을 통해 설명한바 있으므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 29 및 도 30의 실시예에 의하면, 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 복수개의 화소 발광부(200)에 의해 디스플레이 구현이 가능하고 거울 특성과 투명창 특성을 모두 가지는 디지플레이 패널이 제공됨과 동시에 복수개의 화소 태양전지에 의해 태양광 에너지를 수집하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널은 OLED 디스플레이, 플렉서블(Flexible) OLED 디스플레이, 롤러블(Rollable) OLED 디스플레이, TFT-LCD 등의 다양한 디스플레이 패널에 적용 가능하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다.
저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 기판 상에 소정의 제1 배열 구조로 복수개의 화소가 배열되고, 각 화소마다 유기발광다이오드와 상기 유기발광다이오드를 구동하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터를 스위칭하는 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 발광부가 마련되는 유기발광다이오드 패널; 및
    상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 태양전지를 포함하고, 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 대응하도록 각 화소 태양전지가 배치되는 태양 전지;를 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 화소에 마련되는 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 태양전지는 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열되는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화소 발광부는 상기 화소 영역 내의 제1 영역에 배치되고,
    상기 화소 태양전지는 상기 화소 영역 내의 모서리 영역에 해당하는 제2 영역에 배치되고,
    상기 제2 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역과 중첩되지 않는 영역인 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구동 박막트랜지스터는 상기 기판 상의 제1 채널층, 상기 제1 채널층 상에 절연되게 형성되는 제1 게이트층, 및 상기 제1 채널층에 전기적으로 연결되는 제1 드레인 전극과 제1 소스 전극을 포함하고,
    상기 화소 태양전지는 상기 기판 상의 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 적층되는 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 상에 이종 접합 구조로 적층되는 제2 반도체층 및 상기 제2 반도체층 상에 적층되는 제2 전극층을 포함하고,
    상기 제1 채널층과 상기 제1 반도체층은 N-형 및 P-형 중 어느 하나의 제1 형에 해당하는 동일한 제1 반도체 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 기판 상의 제2 채널층, 상기 제2 채널층 상에 절연되게 형성되는 제2 게이트층, 및 상기 제2 채널층에 전기적으로 연결되는 제2 드레인 전극과 제2 소스 전극을 포함하고,
    상기 제2 채널층과 상기 제2 반도체층은 N-형 및 P-형 중 다른 하나의 제2 형에 해당하는 동일한 제2 반도체 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 투명창을 포함하고, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 투명창이 배치되는 투명창;을 더 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 투명창은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열되고,
    상기 화소 투명창은 상기 화소 영역 내의 제3 영역에 배치되고,
    상기 제3 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 중첩되지 않는 영역인 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 구동 박막트랜지스터는 상기 제1 채널층 상에 적층되는 제1 절연층, 상기 제1 게이트층을 덮는 제1 층간 절연층, 상기 제1 층간 절연층 상에 적층되는 제2 절연층, 및 상기 제2 절연층 상에 형성되는 제2 층간 절연층을 더 포함하고,
    상기 제2 채널층은 상기 제1 층간 절연층 상에 적층되고,
    상기 제2 게이트층은 상기 제2 절연층 상에 형성되고,
    상기 제2 층간 절연층은 상기 제2 게이트층을 덮도록 형성되고,
    상기 화소 투명창은 상기 기판 상에 적층되는 제1 투명 절연층, 상기 제1 투명 절연층 상에 적층되는 제1 투명 층간 절연층, 상기 제1 투명 층간 절연층 상에 적층되는 제2 투명 절연층, 및 상기 제2 투명 절연층 상에 적층되는 제2 투명 층간 절연층을 포함하고,
    상기 제1 절연층과 상기 제1 투명 절연층은 동일한 제1 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제2 절연층과 상기 제2 투명 절연층은 동일한 제2 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제1 층간 절연층과 상기 제1 투명 층간 절연층은 동일한 제3 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제2 층간 절연층과 상기 제2 투명 층간 절연층은 동일한 제4 절연 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  9. 청구항 4에 있어서,
    반사 물질로 이루어지고 상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 배열되는 복수개의 화소 거울창을 포함하고, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 거울창이 배치되는 거울창;을 더 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수개의 화소 발광부와 상기 복수개의 화소 거울창은 서로 동일한 배열 주기를 가지도록 배열되고,
    상기 화소 거울창은 상기 화소 영역 내의 제4 영역에 배치되고,
    상기 제4 영역은 상기 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널의 평면 상에서 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 중첩되지 않는 영역인 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널.
  11. 청구항 1의 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널을 제조하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법으로서,
    기판 상에 제1 배열 구조로 복수개의 화소가 배열되도록 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 태양전지가 배열되도록 태양 전지를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 각 화소마다 유기발광다이오드와 상기 유기발광다이오드를 구동하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터를 스위칭하는 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 발광부가 마련되도록 상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 태양 전지를 형성하는 단계는 화소 단위로 설정되는 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 대응하도록 각 화소 태양전지가 배치되도록 상기 태양 전지를 형성하는 단계를 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 상기 구동 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계는:
    상기 기판 상에 제1 채널층을 적층하는 단계;
    상기 제1 채널층 상에 절연되도록 제1 게이트층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 채널층에 전기적으로 연결되도록 제1 드레인 전극과 제1 소스 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 태양 전지를 형성하는 단계는:
    상기 기판 상에 제1 전극층을 적층하는 단계;
    상기 제1 전극층 상에 제1 반도체층을 적층하는 단계;
    상기 제1 반도체층 상에 이종 접합 구조로 제2 반도체층을 적층하는 단계; 및
    상기 제2 반도체층 상에 제2 전극층을 적층하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 채널층과 상기 제1 반도체층은 N-형 및 P-형 중 어느 하나의 제1 형에 해당하는 동일한 제1 반도체 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 유기발광다이오드 패널을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 상기 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는:
    상기 기판 상에 제2 채널층을 적층하는 단계;
    상기 제2 채널층 상에 절연되게 제2 게이트층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 채널층에 전기적으로 연결되도록 제2 드레인 전극과 제2 소스 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 채널층과 상기 제2 반도체층은 N-형 및 P-형 중 다른 하나의 제2 형에 해당하는 동일한 제2 반도체 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 채널층을 적층하는 단계와 상기 제1 반도체층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고,
    상기 제2 채널층을 적층하는 단계와 상기 제2 반도체층을 적층하는 단계는 동시에 수행되는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 투명창을 형성하되, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 투명창을 배치하여 투명창을 형성하는 단계;를 더 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계는:
    상기 제1 채널층 상에 제1 절연층을 적층하는 단계;
    상기 제1 게이트층을 덮는 제1 층간 절연층을 적층하는 단계;
    상기 제1 층간 절연층 상에 제2 절연층을 적층하는 단계; 및
    상기 제2 절연층 상에 제2 층간 절연층을 적층하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제2 채널층은 상기 제1 층간 절연층 상에 적층되고,
    상기 제2 게이트층은 상기 제2 절연층 상에 형성되고,
    상기 제2 층간 절연층은 상기 제2 게이트층을 덮도록 형성되고,
    상기 투명창을 형성하는 단계는:
    상기 기판 상에 제1 투명 절연층을 적층하는 단계;
    상기 제1 투명 절연층 상에 제1 투명 층간 절연층을 적층하는 단계;
    상기 제1 투명 층간 절연층 상에 제2 투명 절연층을 적층하는 단계; 및
    상기 제2 투명 절연층 상에 제2 투명 층간 절연층을 적층하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 절연층과 상기 제1 투명 절연층은 동일한 제1 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제2 절연층과 상기 제2 투명 절연층은 동일한 제2 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제1 층간 절연층과 상기 제1 투명 층간 절연층은 동일한 제3 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제2 층간 절연층과 상기 제2 투명 층간 절연층은 동일한 제4 절연 물질로 이루어지는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 절연층을 적층하는 단계와 상기 제1 투명 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고,
    상기 제2 절연층을 적층하는 단계와 상기 제2 투명 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고,
    상기 제1 층간 절연층을 적층하는 단계와 상기 제1 투명 층간 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되고,
    상기 제2 층간 절연층을 적층하는 단계와 상기 제2 투명 층간 절연층을 적층하는 단계는 동시에 수행되는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 복수개의 화소와 대응하도록 상기 제1 배열 구조로 복수개의 화소 거울창을 형성하되, 상기 화소 영역 내에 상기 화소 발광부와 일대일 대응하도록 각 화소 거울창이 배치되도록 반사 물질로 이루어지는 거울창을 형성하는 단계;를 더 포함하는 하이브리드 유기발광다이오드 디스플레이 패널 제조 방법.
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