光傳感器及使用該光傳感器的有機發光顯示器的製作方法
2023-07-07 16:56:36
專利名稱:光傳感器及使用該光傳感器的有機發光顯示器的製作方法
技術領域：
0001
本發明涉及有機發光顯示器。特別地，本發明涉及一種具有能夠向其提供改進亮度控制的光傳感器的有機發光顯示器。
背景技術：
0002
通常，有機發光顯示器是一個平板顯示設備，其中可以施加電壓到多個夾置在兩電極、即陽極和陰極之間的層，從而結合電子和空穴以形成圖像。更具體來說，常規有機發光顯示器可以包括空穴注入層、空穴傳輸層、至少一個有機發光層、電子注入層以及電子傳輸層。因此，空穴可從陽極電極注入到空穴注入層並且通過空穴傳輸層傳輸進入有機發光層。類似地，電子可從陰極電極注入到電子注入層並且通過電子傳輸層傳輸到有機發光層。傳輸的空穴和電子可以在有機發光層中互相結合而形成激子，從而發出可見光。
0003
常規有機發光顯示器的有機發光層隨著時間的推移將會劣化，從而降低顯示亮度。換句話說，一旦有機發光層劣化，有機發光層的發光亮度將會偏離所需要的亮度值，從而降低有機發光顯示器圖像的質量及其整個壽命。已經有嘗試通過於其中合併光二極體來改進有機發光顯示設備的亮度，從而來自光二極體的恆定電信號會觸發有機發光顯示器的恆定亮度，而不管有機發光層的劣化狀況。然而，常規光二極體可能具有有限的電信號輸出，從而限制了亮度控制效率，即減小了亮度調節範圍。
0004
綜上所述，需要一種有機發光顯示設備，具有能夠通過有效電信號控制其亮度的光二極體。
發明內容
0005
因而本發明旨在提供一種光傳感器，一種有機發光顯示器和使用其的電子裝置，它們基本上克服了現有技術中一個或多個缺點。
0006
因此，本發明的一個特徵是提供一種光傳感器，其能夠經多個光二極體向其提供電信號來控制有機發光二極體的亮度。
0007
本發明的另一個特徵是提供一種有機發光顯示器，其具有能夠提供改進的對其的亮度控制的光傳感器。
0008
本發明的再一個特徵是提供一種電子裝置，其具有一有機發光顯示器，該有機發光顯示器具有能夠提供改進的亮度控制的光傳感器。
0009
通過提供包括多個相互並聯的光二極體的光傳感器，可以實現本發明至少上述的一個或其他的特徵和優點。該多個光二極體可以吸收外部光並且輸出對應的電信號。
0010
每個光二極體是PIN光二極體。另外，每個PIN光二極體包括一個位於N型摻雜區和P型摻雜區之間的本徵區。或者，每個光二極體是一個PN二極體。每個PN光二極體包括鄰近於P型摻雜區的N型摻雜區，其中N型摻雜區和P型摻雜區在同一個平面。
0011
在本發明的另一個方面，提供了一種有機發光顯示器，包括基底、位於基底上的薄膜電晶體、與該薄膜電晶體電連接的有機發光二極體以及具有多個相互並聯的光二極體的光傳感器。
0012
光傳感器可以設置於基底上的非像素區。此外，光傳感器能夠接收來自有機光二極體的光並且產生對應的電信號。而且，該多個光二極體能夠吸收外部光並且輸出對應的電信號。
0013
每個光二極體都是一個PIN光二極體。此外，每個PIN光二極體可包括在N型摻雜區和P型摻雜區之間一個本徵區。或者，每個光二極體可以是一個PN二極體。每個PN光二極體可包括一個鄰近於P型摻雜區的N型摻雜區。
0014
在本發明的又一方面，提供了一種可攜式電子設備，包括一個有機發光二極顯示器設備，該顯示器設備具有基底、薄膜電晶體、與薄膜電晶體電連接的有機發光二極體以及具有多個相互並聯的光二極體的光傳感器。
0015
通過參照附圖詳細描述其說明性實施例，使本發明的上述或其他特徵和優點對本領域技術人員更加清楚，其中
0016
圖1顯示根據本發明一說明性實施例的光傳感器的平面0017
圖2顯示具有如圖1所示的光傳感器的有機發光顯示器的橫截面0018
圖3顯示具有如圖1所示的光傳感器的有機發光顯示器的平面
0019
圖4顯示根據本發明另一說明性實施例的光傳感器的平面0020
圖5顯示具有如圖4所示的光傳感器的有機發光顯示器的橫截面0021
圖6顯示具有如圖4所示的光傳感器的有機發光顯示器的平面0022
圖7顯示具有根據本發明一實施例的有機發光顯示器設備的可攜式電子裝置的透視圖。
具體實施方式
0023
韓國專利申請No.10-2005-0127228，2005年12月21日向韓國知識產權局遞交，名稱是「具有一光二極體的有機發光顯示器」，和韓國專利申請No.10-2006-0109487，2006年11月7日向韓國知識產權局遞交，名稱是「光二極體以及具有光二極體的有機發光顯示裝置」，其全文通過引用併入文中。
0001
下面將參照顯示本發明示例性實施例的附圖更加詳細地說明本發明。但是，本發明可以表現為不同的形式，並不應當解釋為這裡提出的實施例。提供這些實施例而是使得本公開完全和徹底，並充分將本發明的範圍傳達給本領域的技術人員。
0024
在圖中，為了清楚起見，層和區的尺寸會被誇大。也可以這樣理解，當一個層或者一個元件被提及在另一層、元件或基底「上」時，它可以是直接位於另一層、元件或基底上，或者也可出現插入層或元件。進一步地，可以理解為，當一層或一元件被提及在另一層或元件「下」時，它可以是直接位於下面，或者也可以出現一個或更多插入層或元件。另外，也可以理解為，當一層或者一個元件被提及在兩個層或者元件「之間」時，它可以是在兩個層或元件之間的僅有層或元件，或者可以出現一個或多個插入層或元件。全文中，相似的附圖標記表示相似的元件。
0025
在下文中參照附圖1更詳細地說明根據本發明的光傳感器的實施例。如圖1所示，根據本發明實施例的光傳感器230可包括多個光二極體230A，即至少兩個光二極體230A。每個光二極體230A可以具有第一區域231和第二區域232，這樣的第一和第二區域231和232可彼此相鄰。
0026
特別地，每個光二極體230A可由非晶矽形成和通過預定熱處理、即一些由本領域技術人員確定的非晶矽材料的適當熱處理來結晶以形成多晶矽。接下來，高濃度N型雜質離子可注入到第一區域231的多晶矽中231中以形成N型摻雜區231，高濃度P型雜質離子注入第二區域232的多晶矽中以形成P型摻雜區232。因此，每個光二極體230A可以是PN型光二極體，即一N型摻雜區231和一P型摻雜區，且N型摻雜區231和P型摻雜區232設置在同一個平面上，相互相鄰。
0027
通常，當電流密度是恆定的時候，流經光二極體的電流量可與電二極體的面積成比例。換句話說，根據下面的等式(1)，光二極體的面積越大，通過它的電流量就越高。
Id＝J×A (1)其中，Id是電流，J是電流密度，A是光二極體的面積。然而，有機發光顯示中光二極體的形成會限制它的面積。
0028
因此，光傳感器230的多個光二極體230A可互相併聯，這樣光傳感器230的總面積以及通過的電流都可增加，而通過每個單個光二極體230A的電流值保持恆定。光二極體這樣的結構可通過光傳感器230方便電流控制，從而提高由光傳感器230產生的電信號的控制、即輸出電流或電壓的範圍。特別地，當施加陽極電壓到光二極體230A的P型摻雜區232，施加陰極電壓到光二極體230A的N型摻雜區231時，它們之間的結可能完全耗盡，使得響應通過耗盡區表面的入射光產生電荷。多個光二極體230A可以相對產生的電荷並與光密度成比例地輸出電信號。
0029
參照附圖2-3詳細描述有機發光顯示器中光傳感器230的實施例。如圖2-3所示，有機發光顯示器20可包括基底200、薄膜電晶體220、有機發光二極體250以及光傳感器230。
0030
基底200可以由任意絕緣材料製成，例如本領域技術人員確定的玻璃、塑料、矽、合成樹脂，等等。優選基底可以是透明的，例如玻璃基底。另外，基底200可被形成以在其中具有像素區A和非像素區B，如圖2-3所示，這樣像素區A可包括能夠顯示圖像的基底200中心區，例如包括有機發光二極體250的區域，非像素區B可包括圍繞著像素區域A不能顯示圖像的基底200外圍區域，例如像素區域A以外的區域。
0031
有機發光顯示器20的薄膜電晶體220可以通過經例如雷射照射將非晶矽層結晶成低溫多晶矽(LTPS)，形成在基底200上的像素區A中。薄膜電晶體220可包括半導體層221、具有預定圖案的柵極222以及源/漏極223，其中柵絕緣層221a可設置在半導體層221和半導體層221上的柵極222之間，並內介電層222a設置在柵極222和源/漏極223之間。如圖2所示，柵絕緣層221a可沉積在基底200上面並且在半導體層221和光二極體220之上，這樣，柵絕緣層221a的一部分可以設置在基底200上，位於薄膜電晶體220的半導體層221和光傳感器230之間以分離於其間。源/漏極223可設置在內介電層222a上，並經由穿過柵絕緣層221a與內介電層222a形成的接觸孔123a來與半導體層221的兩側電連接。
0032
有機發光顯示設備20的有機發光二極體250可以形成在基底200上，並包括第一電極層251、第二電極層253和位於在它們之間的光發射層252。有機發光二極體250可經孔電連接到薄膜電晶體220，即源極和漏極223的任一個。
0033
有機發光二極體250的第一電極層251可由適當透明導體製成，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)，等等。有機發光二極體250的第二電極層253可以形成在第一電極層251上。有機發光二極體250的光發射層252可以分別形成在第一電極層251和第二電極層253之間。特別地，光發射層252可以形成為部分暴露第一電極層251。更進一步的，光發射層252包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和電子注入層。從而，當分別從第一和第二電極層251和253注入的空穴和電子在其中配對時，光發射層252能夠產生光。
0034
有機發光顯示設備20的光傳感器230可以是一些合適的能夠接收光信號並將光信號轉換為例如是電流或者電壓的電信號的光傳感器。例如，光傳感器是一個具有光檢測功能的半導體裝置，例如多個在其中的結處具有光檢測功能的光二極體。換句話說，因為通過吸收光子來產生電子或空穴，所以，多個光二極體的傳導率會相對其中檢測的光信號來調製，作為光傳感器的多個光二極體可以相對與光變化相關的的流入其中的電流變化，將光信號轉換成電信號。
0035
從而，光傳感器230與前面相對圖1描述的光傳感器230的相同，因此關於N型摻雜區231和P型摻雜區232的詳細的結構和功能這裡不再重複。光傳感器230可包括多個光二極體230A，由基底200上非像素區B中的非晶矽形成，如圖2-3所示，並通過預定熱處理、即本領域技術人員確定的任何對非晶矽材料合適的熱處理而結晶成多晶矽。
0036
特別地，多個光二極體230A的形成根據空間可被限制在非像素區B中。因此，根據本發明的說明性實施例，多個光二極體230A可互相併聯，如圖3所示，從而提供通過每個光二極體230A的恆定電流值，同時具有增大的光傳感器230的面積和電流。例如，相互並聯並具有總面積W×L的多個光二極體230A可以包括n個單獨的光二極體230A，而每個單獨的光二極體230A的面積會是W/n×L。
0037
光傳感器230吸收有機發光二極體250發射出的光並將它轉換為電信號。特別地，光傳感器230吸收的光、即有機發光二極體250的實際亮度值，可以與預定亮度基準值相比較。任何實際亮度值與預定亮度基準值的偏差可由光傳感器230通過電信號來控制，從而有利於從有機發光二極體250輸出恆定的亮度、即由光發射層252產生的光。
0038
例如，光傳感器230產生的電信號可以輸入比較器，用於比較實際亮度值與預定亮度基準值。更具體來說，當從光傳感器230輸出的電信號、即表示實際亮度值的信號，低於預定亮度基準值時，比較器可以產生一控制信號來提高有機發光二極體250的光發射層252發射的光的亮度。同樣，當光傳感器230輸出的電信號高於預定的亮度基準值時，比較器通過產生一控制信號來降低有機發光二極體250的光發射層252發射的光的亮度。或者，由光傳感器230相對從有機發光二極體250吸收的光量而產生的電信號、即電流或電壓，可被提供給控制器，這樣控制器可輸出相應的控制信號用於相對從其中發射的光來控制光發射層252的亮度。因而，光傳感器230可以維持有機發光二極體250的光發射層252中產生的光的恆定亮度。
0039
根據本發明一實施例的有機發光顯示裝置20，也可以包括一平坦層240。該平坦層240通過沉積一層氧化物、例如二氧化矽(SiO2)或者氮化物、例如氮化矽(SiNx)而形成在薄膜電晶體220上。特別地，平坦層240可設置在薄膜電晶體220與有機發光二極體250之間，為了提供有機發光二極體250的第一電極層251與薄膜電晶體220之間的連接，蝕刻平坦層240的一部分來暴露源/漏極223。
0040
根據本發明實施例的有機發光顯示裝置20，也可以包括一像素限定層260。該像素限定層260可形成在平坦層240上，這樣像素限定層260可以包括一開口部分(未顯示)，使得至少部分地暴露有機發光二極體250的第一電極層251。特別地，像素限定層260設置在有機發光二極體250的第一電極層251和第二電極層253之間。像素限定層260可以由一有機絕緣材料製成，例如丙烯酸有機化合物、聚醯胺、聚醯亞胺等。
0041
根據本發明實施例的有機發光顯示裝置20，也可以包括位於基底200上的緩衝層210。該緩衝層210可由單層二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成，或者該緩衝層210可具有多層結構。緩衝層210可以使後續處理過程中雜質擴散入薄膜電晶體220和光二極體230中最小化。
0042
如圖4所示，根據本發明的另一說明性實施例中，光傳感器330可包括多個互相併聯的光二極體330A，並且具有第一區域331、第二區域333，以及本徵區332，從而第一區域331、第二區域333以及本徵區332可形成在一平面上並相互相鄰，即PIN型光二極體。特別地，本徵區332可設置在第一區域331和第二區域333之間。光傳感器330可以相對圖1前面描述的光傳感器230相類似的方式形成，因此，關於形成N型和P型雜質區的詳細描述、即對應第一區域331和第二區域333的摻雜區域，不再重複。
0043
光傳感器330的每個光二極體330A的本徵區332由N摻雜區331和P摻雜區333之間的多晶矽形成，這樣雜質就不會注入其中。因此，當陽極電壓施加到的P型摻雜區333，陰極電壓施加到每個光二極體330A的N型摻雜區331時，每個相應的本徵區332可變得完全耗盡，從而吸收內部或外部的光。本徵區332可相對通過其表面吸收的光而產生電荷，隨後將電荷轉換成電信號。試圖不受理論所限制，認為本徵區332可增加每個光二極體330A的耗盡層的厚度，從而減小其電容。與常規光傳感器相比，這種每個光二極體330A電容的減小可提高操作的速度並且降低其能量消耗。另外，與常規光傳感器相比，光傳感器330可具有一較低的暗電流，即光傳感器沒有暴露於光時的電流。
0044
將參照圖5-6詳細描述有機發光顯示器的光傳感器330的說明性實施例。如圖5-6所示，有機發光顯示器30可以包括具有像素區C和非像素區D的基底300、位於基底300的像素區C上的薄膜電晶體320、與薄膜電晶體320電連接的有機發光二極體350，和具有多個位於基底300的非像素區D的光二極體330A的光傳感器330。至少兩個光二極體330A可互相併聯在一起，如圖6所示。
0045
有機發光顯示器300還可包括沉積在基底300上的緩衝層310、沉積在有機發光二極體350和薄膜電晶體320之間的平坦層340以及像素限定層360。
0046
基底300、薄膜電晶體320、有機發光二極體350、緩衝層310、平坦層340以及像素限定層360的結構可與前面圖2-3描述的的基底200、薄膜電晶體220、有機發光二極體250、緩衝層210、平坦層240和像素限定區260的相應結構相類似，因此後文不再重複詳細描述。類似地，光傳感器330的結構可與前面圖4描述的光傳感器330相同，故不再贅述其結構和操作。
0047
根據相對圖1-6前面描述的實施例的有機發光顯示裝置，可以用於任一可攜式裝置，例如可攜式電話、數字相機、電視、尋像型和即視型視頻帶式記錄器、汽車導航設備、尋呼機、電子記事本、電子計算器、字處理器、工作站、可視電話、POS終端以及任一具有觸控螢幕的裝置。
0048
特別地，如圖7所示，可攜式電話400可包括具有如前面圖1和4所描述的光傳感器(未顯示)的有機發光顯示屏410、多個操作按鈕420、一個接收孔430以及一個發送孔440。
0049
根據本發明圖7所示的可攜式電話400的實施例是比較有利的，因為在顯示屏410中使用的光傳感器最小化了對安置用於安裝空間的特殊開口部分的需要。更進一步地，可攜式電話400的光傳感器能夠檢測其中吸收的內部/外部光的精確量，這樣所顯示的圖像可具有根據周圍光的增強亮度控制。
0050
根據本發明，光傳感器的具有多個互相併聯的光二極體的結構會有利於提高有機發光層的亮度控制。特別地，通過光傳感器、即多個光二極體的電流值，可以被增大以補償有機發光層的材料惡化並且提供恆定亮度。而且，可以改進光傳感器的集成率，以提高整體設計的有效性。
0051
文中公開了本發明說明性實施例，儘管使用了特殊的術語，但它們被使用並僅被解釋為普通的描述性意義，而不是出於限制的目的。因此，本領域的技術人員將理解到，可以在不背離本發明所附的權利要求
書的精神和範圍的前提下，可在形式和細節上進行各種改變。
權利要求
1.一種光傳感器，包括多個相互並聯的光二極體。
2.如權利要求
1所述的光傳感器，其中每個光二極體是PIN光二極體。
3.如權利要求
2所述的光傳感器，其中每個PIN光二極體包括位於N型摻雜區和P型摻雜區之間的本徵區。
4.如權利要求
1所述的光傳感器，其中每個光二極體是PN二極體。
5.如權利要求
4所述的光傳感器，其中每個PN光二極體包括與P型摻雜區相鄰的N型摻雜區，其中所述N型摻雜區和所述P型摻雜區位於相同平面上。
6.如權利要求
1所述的光傳感器，其中所述多個光二極體能夠吸收外部光並輸出對應的電信號。
7.一種有機發光顯示器，包括具有像素區和非像素區的基底；位於所述基底上的薄膜電晶體；電連接到所述薄膜電晶體的有機發光二極體；以及具有多個相互並聯的光二極體的光傳感器。
8.如權利要求
7所述的有機發光顯示器，其中所述光傳感器設置在所述基底的所述非像素區上。
9.如權利要求
7所述的有機發光顯示器，其中所述光傳感器能夠接收來自所述有機發光二極體的光並產生對應的電信號。
10.如權利要求
7所述的有機發光顯示器，其中所述多個光二極體能夠吸收外部光並輸出對應的電信號。
11.如權利要求
7所述的有機發光顯示器，其中每個光二極體是PIN光二極體。
12.如權利要求
10所述的有機發光顯示器，其中每個PIN光二極體包括位於N型摻雜區和P型摻雜區之間的本徵區。
13.如權利要求
7所述的有機發光顯示器，其中每個光二極體是PN二極體。
14.如權利要求
13所述的有機發光顯示器，其中每個PN光二極體包括與P型摻雜區相鄰的N型摻雜區。
15.一種可攜式電子裝置，包括具有基底的有機發光顯示器、薄膜電晶體、與所述薄膜電晶體電連接的有機發光二極體以及具有多個相互並聯的光二極體的光傳感器。
專利摘要
一種有機發光顯示器，包括基底、位於基底上的薄膜電晶體、與該薄膜電晶體電連接的有機發光二極體以及具有多個相互並聯的光二極體的光傳感器。
文檔編號H01L27/28GK1992296SQ200610064065
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月20日
發明者梁善芽, 吳允哲, 李垠姃, 姜垣錫, 樸惠香, 崔炳德 申請人:三星Sdi株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan