KR20240089231A

KR20240089231A - 편광기가 없는 led 디스플레이들

Info

Publication number: KR20240089231A
Application number: KR1020247014580A
Authority: KR
Inventors: 청-치 우; 포-주이 첸; 호앙 얀 린; 구오-동 수; 웨이-카이 리; 치-주이 장; 완-우 린; 병 성 곽; 로버트 잔 비서
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-06-20
Also published as: TW202433744A; WO2023059457A1; CN118056485A; US20230105225A1; TW202332031A; US20240284703A1; JP2024538678A; US11968856B2; TWI843221B

Abstract

예시적인 서브픽셀 구조들은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 방출된 광의 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는 지향성 발광 다이오드 구조를 포함한다. 서브픽셀 구조는 발광 다이오드 구조로부터 제1 거리에 위치된 렌즈를 더 포함하고, 렌즈는 발광 다이오드 구조로부터의 방출된 광을 집속하도록 성형된다. 서브픽셀 구조는 또한, 렌즈로부터 제2 거리에 위치된 패터닝된 광 흡수 배리어를 더 포함한다. 패터닝된 광 흡수 배리어는 배리어에 개구부를 한정하고, 렌즈에 의해 집속된 광의 초점은 개구부 내에 위치된다. 서브픽셀 구조들은 픽셀 구조 내에 포함될 수 있고, 픽셀 구조들은 편광기 층이 없는 디스플레이 내에 포함될 수 있다.

Description

편광기가 없는 LED 디스플레이들

본 출원은, 2021년 10월 4일자로 출원되고 발명의 명칭이 "POLARIZER-FREE LED DISPLAYS"인 미국 정식 출원 번호 17/493,508의 이익 및 그에 대한 우선권을 주장하며, 상기 미국 정식 출원의 내용은 그 전체가 모든 목적을 위해 본원에 참조로 포함된다.

본 기술은 발광 다이오드(LED) 구조들 및 제조 프로세스들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 기술은 LED 디스플레이들 및 그 제조 방법들에 관한 것이다.

수백만 개의 미크론 크기의 픽셀들로 만들어진 발광 다이오드(LED) 디스플레이 디바이스들은 복잡하게 패터닝된 물질 층들을 기판 표면들 상에 생성하는 제조 프로세스들에 의해 가능하게 된다. 패터닝된 물질을 기판 상에 생성하는 것은, 물질들의 증착 및 제거를 위한 제어된 방법들을 필요로 한다. 그러나, 새로운 디바이스 설계들의 경우, 매우 정밀한 치수들을 갖는 고품질 물질 층들을 생성하는 것이 난제일 수 있다.

따라서, LED 디스플레이 디바이스들을 위한 고품질 물질들 및 구조들을 생성하기 위해 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다. 이러한 그리고 다른 필요들이 본 기술에 의해 해결된다.

본 기술은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 방출된 광의 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는 지향성 발광 다이오드 구조를 포함하는 서브픽셀 구조의 실시예들을 포함한다. 서브픽셀 구조는 발광 다이오드 구조로부터 제1 거리에 위치된 렌즈를 더 포함하고, 렌즈는 발광 다이오드 구조로부터의 방출된 광을 집속하도록 성형된다. 서브픽셀 구조는 또한, 렌즈로부터 제2 거리에 위치된 패터닝된 광 흡수 배리어를 더 포함한다. 패터닝된 광 흡수 배리어는 배리어에 개구부를 한정하고, 렌즈에 의해 집속된 광의 초점은 개구부 내에 위치된다.

추가적인 실시예들에서, 발광 서브픽셀 구조는 편광기 층이 없다. 추가의 실시예들에서, 패터닝된 광 흡수 배리어의 개구부를 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상인 시야각을 특징으로 한다. 더 추가의 실시예들에서, 발광 다이오드 구조와 렌즈 사이의 제1 거리는 렌즈와 패터닝된 광 흡수 배리어 사이의 제2 거리보다 크다. 또 추가적인 실시예들에서, 렌즈는 약 10 ㎛ 이상인 직경을 특징으로 한다. 더 많은 실시예들에서, 패터닝된 광 흡수 배리어에 한정된 개구부는 약 10 ㎛ 이하의 폭을 특징으로 한다. 또한 더 많은 실시예들에서, 패턴 광 흡수 배리어는 약 1 ㎛ 이하인 두께를 특징으로 한다. 더 추가의 실시예들에서, 발광 다이오드 구조는 유기 발광 다이오드 구조를 포함한다.

본 기술은 또한, 발광 다이오드 구조들의 군을 더 포함하는 발광 층을 포함하는 발광 픽셀 구조의 실시예들을 포함한다. 발광 픽셀 구조는 또한, 배리어에 개구부들의 군을 더 포함하는 패터닝된 광 흡수 배리어를 포함할 수 있다. 개구부들 각각은 패터닝된 광 흡수 배리어를 통해 발광 다이오드 구조들 중 하나로부터 방출된 광의 투과를 허용한다. 발광 픽셀 구조는 발광 층과 패터닝된 광 흡수 배리어 사이에 위치된 렌즈 층을 더 포함할 수 있다. 렌즈 층은 렌즈들의 군을 포함할 수 있고, 렌즈들은 발광 다이오드 구조들로부터 방출된 광을 패터닝된 광 흡수 배리어의 개구부들 내로 집중시키도록 성형된다. 발광 픽셀 구조는 또한, 편광기 층이 없다.

추가적인 실시예들에서, 발광 다이오드 구조들 각각은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 방출된 광의 반치전폭(FWHM)을 특징으로 할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 발광 픽셀 구조를 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상인 시야각을 특징으로 할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 발광 픽셀 구조는 편광 층을 갖는 발광 픽셀 구조보다 약 50% 이상 더 밝다. 또 추가적인 실시예들에서, 렌즈 층의 렌즈들 각각은 렌즈의 초점 대 렌즈의 직경의 비율이 약 1:1 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 발광 다이오드 구조들의 군은 유기 발광 다이오드 구조들을 포함할 수 있다.

본 기술은 발광 픽셀들을 형성하는 방법들의 실시예들을 더 포함한다. 방법들은 기판 상에 발광 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 발광 층은 발광 다이오드 구조들의 군을 포함한다. 방법들은 또한, 발광 층 위에 렌즈 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 렌즈 층은 발광 다이오드 구조들로부터 방출된 광을 집중시키도록 작동가능한 렌즈들의 군을 포함하고, 렌즈 층은 발광 층으로부터 제1 거리에 위치된다. 방법들은 패터닝된 광 흡수 배리어를 렌즈 층 위에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 패터닝된 광 흡수 배리어는 발광 다이오드 구조들의 군으로부터의 광을 배리어를 통해 투과시키기 위해 배리어에 개구부들의 군을 한정하고, 렌즈 층으로부터 제2 거리에 위치될 수 있다. 발광 픽셀들에서, 발광 층과 렌즈 층 사이의 제1 거리는 렌즈 층과 패터닝된 광 흡수 배리어 사이의 제2 거리보다 더 클 수 있다.

추가적인 실시예들에서, 패터닝된 광 흡수 배리어는 광 흡수 물질의 층을 렌즈 층 위에 증착시킴으로써 형성될 수 있고, 광 흡수 물질의 층은 약 2 ㎛^-1 이상의 광학 밀도를 특징으로 할 수 있다. 패터닝된 광 흡수 배리어를 만들기 위해 광 흡수 물질의 층에 개구부들이 형성될 수 있다. 개구부들은 약 1 ㎛ 이하의 폭을 가질 수 있다. 추가의 실시예들에서, 발광 다이오드 구조들 각각은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는 지향성 광을 방출하도록 작동가능할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 발광 픽셀을 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상인 시야각을 특징으로 할 수 있다. 또 추가적인 실시예들에서, 발광 픽셀은 편광기 층이 없고, 발광 픽셀은 편광기 층을 갖는 발광 픽셀보다 약 50% 이상 더 밝다. 더 많은 실시예들에서, 발광 픽셀은 유기 발광 픽셀을 포함할 수 있다.

그러한 기술은 종래의 LED 픽셀들 및 그러한 픽셀들로 만들어진 디스플레이들에 비해 많은 이익들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 서브픽셀들 및 픽셀들의 실시예들은, 디스플레이에 편광기 층을 포함할 필요성을 제거한다. 편광기 층들은 픽셀들에 의해 생성되는 광의 60%만큼을 차단할 수 있으며, 따라서 편광기 층이 없는 픽셀 구조는 편광기 층을 갖는 픽셀 구조보다 최대 60% 더 밝을 수 있다. 추가의 실시예들에서, 본 서브픽셀들 및 픽셀들은, 넓은 시야각에 걸쳐 지향성 광을 확산시킬 수 있는, 고도의 지향성 발광 다이오드 구조들 및 렌즈-및-핀홀 조합을 포함한다. 이는, 이미지의 시야각을 바람직하지 않게 작은 정도로 제한하지 않고서, 발광 다이오드 구조들에 의해 방출되는 광이, 디스플레이된 이미지에 더 많이 포함되는 것을 허용한다. 이러한 실시예들 및 다른 실시예들은, 자신들의 많은 장점들 및 특징들과 함께, 이하의 설명 및 첨부 도면들과 함께 더 상세히 설명된다.

본 명세서의 나머지 부분들 및 도면들을 참조하여, 개시된 기술의 속성 및 장점들의 추가의 이해가 실현될 수 있다.
도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 처리 시스템의 일 실시예의 상면도를 도시한다.
도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, LED 반도체 디바이스들을 형성하는 방법에서의 예시적인 작동들을 도시한다.
도 3은 본 기술의 실시예들에 따른 반도체 LED 서브픽셀 구조의 단면도들을 도시한다.
도 4는 본 기술의 추가적인 실시예들에 따른 반도체 LED 픽셀 구조의 단면도를 도시한다.
도면들 중 몇몇은 개략도들로서 포함된다. 도면들은 예시적인 목적들을 위한 것이며, 축척을 고려했다고 구체적으로 언급되지 않는 한, 축척을 고려하지 않은 것임을 이해해야 한다. 추가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있고, 예시적인 목적들을 위해 과장된 성분을 포함할 수 있다.
첨부 도면들에서, 유사한 구성요소들 및/또는 피쳐들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 구성요소들은, 유사한 구성요소들을 구별하는 문자를 참조 라벨 뒤에 둠으로써 구별될 수 있다. 제1 참조 라벨만이 본 명세서에 사용되는 경우, 본 설명은, 문자에 관계없이, 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 구성요소들 중 임의의 구성요소에 적용가능하다.

LED 디스플레이는 전원에 의해 공급되는 전류를 디스플레이 상에 이미지를 형성하는 방출된 광으로 변환할 수 있는 발광 다이오드 구조들의 어레이를 포함한다. 전류로부터, 방출된 광으로의 에너지 경로는, 전자들, 정공들, 및 다른 전하 캐리어들이 LED의 활성 영역 내로 통과하는 동안의 에너지의 손실(즉, 주입 효율), 및 비-방사성 경로들로의 전류 에너지의 전달(즉, 내부 양자 효율)을 포함하는, 많은 비생산적 출구들을 포함한다. 많은 경우들에서, 가장 큰 에너지 손실들은, LED 구조들에 의해 생성된, 광선들이 잘못된 방향으로 이동하거나 잘못된 위상을 갖기 때문에 생산적으로 사용될 수 없는(즉, 추출 효율) 광으로부터 발생한다. 많은 상이한 방향들로 광을 방출하는 종래의 LED 구조들을 낮은 지향성을 갖는다고 말한다. 낮은 지향성을 특징으로 하는 LED 구조들은, 디스플레이 상에 이미지를 생성하는 것을 돕는 유용한 방향으로 방출되는 광의 더 낮은 백분율을 갖는다.

낮은 지향성을 갖는 LED 구조들은 또한, 하나의 픽셀로부터의 미광이, 인접한 서브픽셀의 방출된 광과 중첩되고 간섭하므로 서브픽셀들 사이에 더 많은 광학적 누화를 가질 수 있다. 많은 종래의 LED 구조들에서, 시준되지 않은 광이 디스플레이 표면에 도달하는 것을 차단하기 위해 구조들 상에 편광기 층을 배치함으로써 광학적 누화가 감소된다. 편광기 층은 또한, 디스플레이에 의해 반사되는, 외부 환경으로부터의 주변 광의 상당한 부분을 차단할 수 있다. 이러한 반사된 주변 광은 디스플레이의 LED 구조들에 의해 방출되는 유효 광과 외부 환경으로부터의 반사된 주변 광 사이의 주변 콘트라스트 비를 감소시킬 수 있다. 디스플레이에 의해 반사되는 주변 광을 감소시키고 디스플레이의 주변 콘트라스트 비를 증가시키기 위해, 편광기 층이 디스플레이 내에 포함된다. 많은 유형들의 OLED 디스플레이들을 포함하는 많은 유형들의 LED 디스플레이들에서, 편광기 층이 없는 경우의 주변 콘트라스트 비는 밝은 관측 환경들, 예컨대, 외부 일광 환경에서 디스플레이가 시청불가능할 정도로 너무 낮을 수 있다.

불행하게도, LED 디스플레이에서 광학적 누화를 감소시키고 주변 콘트라스트 비를 증가시키기 위해 편광기 층을 사용할 때 큰 트레이드오프가 존재한다. 편광기 층은 LED 구조들에 의해 방출되는 광의 60%만큼을 차단하고, 이미지의 현저하게 더 어두운 디스플레이를 초래한다. 이는 디스플레이의 밝기를 감소시킬 뿐만 아니라, 편광기 층으로부터 오는 주변 콘트라스트 비의 이득들을 저하시켜, 디스플레이로부터의 외부 주변 광의 반사율을 감소시킨다. 밝기의 손실을 보상하는 것은, 편광기 층들을 사용하는 LED 디스플레이들의 경우, 다른 문제들 중에서도, 실질적으로 더 낮은 양자 효율들(예를 들어, 벽-플러그 효율)을 초래한다.

LED 구조들의 효율들을 개선하기 위한 하나의 접근법은 구조들에 의해 방출되는 광의 지향성을 증가시키는 것이었다. LED 구조에 의해 방출되는 광의 더 많은 부분이 디스플레이 상에 이미지를 형성하는 쪽으로 지향될 때, 편광기 층에 의해 차단되는 광을 보상하는 데 필요한 추가 전력이 더 적다. LED에 의해 방출되는 광이 고도로 지향성일 때, 인접한 서브픽셀들 사이의 광학적 누화는 본질적으로 더 낮고, 주변 콘트라스트 비는 외부 주변 광에 대한 방출된 광의 강도의 증가로 인해 증가된다. 이는, 디스플레이에서의 편광기 층에 대한 필요성을 감소시킨다. 불행하게도, 방출된 광의 지향성과 그의 시야각 사이에는 또한 트레이드오프가 있다: 고도의 지향성 광은 전형적으로, 디스플레이를 0 ° 경사각 외의 각도들로부터 보기 어렵게 할 수 있는 좁은 시야각을 갖는다. 따라서, 많은 고도의 지향성 LED 구조들은 더 적은 지향성 광을 방출하는 종래의 LED 구조들보다 더 밝은 이미지들을 생성할 수 있지만, 이미지들은 더 좁은 시야각을 갖는다.

본 기술의 실시예들은, 렌즈-및-핀홀 구조를 디스플레이의 서브픽셀들 및 픽셀들 내에 포함시켜, 고도의 지향성 광과 좁은 시야각들 사이의 트레이드오프를 해결한다. 실시예들에서, LED 구조에 의해 방출되는 고도의 지향성 광은 렌즈를 통해, 패터닝된 광 흡수 층에 의해 한정되는 개구부 내로 집속된다. 렌즈의 초점은 개구부에 있고, 그 지점으로부터, 광은 상당히 더 넓은 발산 각도로 개구부를 빠져나간다. 실시예들에서, 개구부로부터 방출되는 광은 약 45 ° 이상의 시야각을 특징으로 한다.

LED 구조에 의해 방출되는 초기 광이 고도로 지향성이기 때문에, 인접한 서브픽셀들에 의해 생성되는 광학적 누화가 낮고, 심지어 편광기 층이 없어도 주변 콘트라스트 비가 높다. 본 기술의 실시예들은, 편광기 층을 사용하는 비교가능한 LED 디스플레이들에 의해 생성된 이미지들과 비교하여, 디스플레이된 이미지들의 밝기를 약 50% 이상만큼 증가시키기 위해, 편광기 층이 없다.

도 1은, 본 기술의 일부 실시예들에 따른 증착, 식각, 베이킹, 및 경화 챔버들의 처리 시스템(100)의 일 실시예의 상면도를 도시한다. 도면에서, 전방 개구부 통합 포드들(102)의 쌍이, 다양한 크기들의 기판들을 공급하며, 이 기판들은, 탠덤 섹션들(109a-c)에 위치된 기판 처리 챔버들(108a-f) 중 하나 내에 배치되기 전에, 로봇 암들(104)에 의해 수용되고 저압 유지 영역(106) 내에 배치된다. 제2 로봇 암(110)은, 기판 웨이퍼들을 유지 영역(106)으로부터 기판 처리 챔버들(108a-f)로 그리고 되돌려 수송하는 데 사용될 수 있다. 각각의 기판 처리 챔버(108a-f)는, 건식 식각 프로세스들, 주기적 층 증착 프로세스들, 원자 층 증착 프로세스들, 금속-유기 화학 기상 증착 프로세스들을 포함하는 화학 기상 증착 프로세스들, 식각 프로세스들, 사전 세정 프로세스들, 화학적 기계적 연마 프로세스들을 포함하는 평탄화 프로세스들, 어닐링 프로세스들, 플라즈마 처리 프로세스들, 탈기 프로세스들, 배향 프로세스들, 및 다른 반도체 제조 프로세스들에 추가하여, 본원에 설명된 물리 기상 증착 프로세스들을 포함하는 다수의 기판 처리 작동들을 수행하도록 구비될 수 있다.

기판 처리 챔버들(108a-f)은 물질 막을 기판 또는 웨이퍼 상에 증착, 어닐링, 경화 및/또는 식각하기 위한 하나 이상의 시스템 구성요소를 포함할 수 있다. 일 구성에서, 처리 챔버들의 2개의 쌍들(예를 들어, 108c-d 및 108e-f)은 기판 상에 물질을 증착시키는 데 사용될 수 있고, 처리 챔버들의 제3 쌍(예를 들어, 108a-b)은 증착된 막들을 평탄화, 어닐링, 경화, 또는 처리하는 데 사용될 수 있다. 다른 구성에서, 챔버들의 3개의 쌍들 전부(예를 들어, 108a-f)가 기판 상에 막을 증착 및 경화 둘 다를 하도록 구성될 수 있다. 설명되는 프로세스들 중 하나 이상의 프로세스는 상이한 실시예들에 도시된 제조 시스템으로부터 분리된 추가적인 챔버들에서 수행될 수 있다. 물질 막들을 위한 증착, 식각, 어닐링, 및 경화 챔버들의 추가적인 구성들이 시스템(100)에 의해 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 추가적으로, 특정 작동들 중 임의의 작동을 수행하기 위한 챔버들을 포함할 수 있는 임의의 개수의 다른 처리 시스템들이 본 기술과 함께 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 언급된 유지 및 전달 영역들과 같은 다양한 섹션들에서 진공 환경을 유지하면서 다수의 처리 챔버들에 대한 액세스를 제공할 수 있는 챔버 시스템들은, 개별 프로세스들 사이에서 특정 진공 환경을 유지하면서 다수의 챔버들에서 작동들이 수행되는 것을 허용할 수 있다.

시스템(100), 또는 더 구체적으로는, 시스템(100) 또는 다른 처리 시스템들 내에 포함된 챔버들은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 서브픽셀들 및 픽셀들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 픽셀을 형성하는 방법(200)에서의 예시적인 작동들을 도시한다. 방법(200)은, 예를 들어, 하나 이상의 처리 챔버, 예컨대, 시스템(100)에 포함된 챔버들에서 수행될 수 있다. 방법(200)은, 방법의 개시 전에, 전공정 처리, 증착, 식각, 연마, 세정, 또는 설명된 작동들 전에 수행될 수 있는 임의의 다른 작동들을 포함하는 하나 이상의 작동을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 방법은, 본 기술에 따른 방법들의 일부 실시예들과 구체적으로 연관될 수 있거나 연관되지 않을 수 있는 다수의 선택적 작동들을 포함할 수 있다.

도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 발광 픽셀 구조들을 형성하는 방법(200)에서의 예시적인 작동들을 도시한다. 방법(200)은 도 3에 도시된 서브픽셀 구조(300) 및 도 4에 도시된 픽셀 구조(400)를 만드는 데 사용될 수 있다. 방법(200)은 작동(205)에서 발광 구조를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 작동(205)은 서브픽셀(300)에 유기 발광 다이오드(OLED) 구조(302)를 형성하고 픽셀(400)에 발광 구조들(404, 406, 및 408)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 작동(205)은, 제1(예를 들어, 바닥) 전극 층(312), 유기 층들(314, 316, 318)의 군, 및 제2(예를 들어, 최상부) 전극 층(320)을 포함하는, OLED 구조(302)의 층들이 상부에 형성되는 기판(310)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, OLED 구조(302)는 제1 전극(312)과 제2 전극(320) 사이의 유동 전하 캐리어들(예를 들어, 전자들 및 정공들)에 따라 방출 유기 층(예를 들어, 유기 층(316))으로부터 광을 생성하도록 설계된다. 방출 유기 층(316)에 의해 방출된 광은 가시 스펙트럼의 일부에서의 피크 파장 강도를 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, 방출 유기 층(316)은, 다른 피크 파장 강도들 중에서도, 약 620 nm 내지 750 nm(적색 광), 약 495 nm 내지 약 570 nm(녹색 광), 또는 약 450 nm 내지 495 nm(청색 광)의 피크 파장 강도를 특징으로 할 수 있다. 방출 유기 층(316)은, 전하 캐리어들에 의해 활성화된 후에 광을 방출하는 층의 유기 분자들의 유형들 및 양들에 의존하는 피크 파장 강도를 갖는 광을 생성하도록 작동가능하다.

추가적인 실시예들에서, OLED 구조(302)의 기판(310)은 산화규소(유리로 또한 알려짐), 플라스틱, 금속 포일, 예컨대, 다른 금속 포일들 중에서 알루미늄 또는 구리 포일, 및 유기 중합체들, 예컨대, 다른 유기 중합체들 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 또는 폴리이미드(PI) 중 하나 이상으로 만들어질 수 있다. 추가의 실시예들에서, 기판(310)은 디스플레이 디바이스 상에 이미지들을 생성하기 위한 하나 이상의 제어 디바이스 구조를 포함하는 평면 기판 층일 수 있다. 실시예들에서, 제어 디바이스 구조들은 디바이스 층들, 예컨대, 다른 종류들의 층들 중에서도, 버퍼 층들, 층간 유전체 층들, 절연 층들, 활성 층들, 및 전극 층들을 포함할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 제어 디바이스 구조들은 백플레인 회로들을 구동하는 하나 이상의 유형의 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 기판(310)은 OLED 구조(302)의 방출 유기 층(316)에 의해 생성된 광의 파장들에 대해 투명할 수 있다.

추가의 실시예들에서, 제1 전극 층(312)은 기판(310)의 표면과 접촉할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 제1 전극 층(312)은 하나 이상의 유형의 전기 전도성 물질로 만들어진 전기 전도성 층일 수 있다. 실시예들에서, 제1 전극 층(312)은 적어도 하나의 물질, 예컨대, 전도성 산화물 또는 금속으로 만들어질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 전도성 산화물들은, 다른 전도성 산화물들 중에서도, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 플루오린 도핑된 산화주석(FTO), 및 도핑된 산화아연을 포함할 수 있다. 또한 추가적인 실시예들에서, 금속들은, 다른 금속들 중에서도, 은, 금, 마그네슘, 알루미늄, 구리 및 주석을 포함할 수 있다.

더 많은 실시예들에서, 유기 층들(314, 316, 및 318)의 군은 OLED 구조(302)의 제1 전극 층(312) 상에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 유기 층들은 정공 수송 층(314), 방출 층(316), 및 전자 수송 층(318)을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 정공 수송 층(314)은 양으로 바이어싱된 애노드 전극으로서 작용할 수 있는 제1 전극 층(312)과 접촉할 수 있다. 제1 전극 층(312)에서 발생하는 양으로 대전된 정공들은 정공 수송 층(314)을 통해 방출 층(316) 내로 수송될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 전자 수송 층(318)은, 음으로 바이어싱된 캐소드 전극으로서 작용할 수 있는 제2 전극 층(320)과 접촉할 수 있다. 제2 전극 층(320)에서 발생하는 음으로 대전된 전자들은 전자 수송 층(318)을 통해 방출 층(316) 내로 수송될 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 정공들 및 정공들 및 전자 수송 층들(314 및 318)을 통해 이동하는 전자들은 광을 방출하기 위해 방출 층의 발광 화합물들을 활성화시키는 전하 전달 경로를 통해 방출 층(316)에서 재결합할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 유기 층들의 군은 또한, 제1 전극 층(312)과 정공 수송 층(314) 사이에 위치된 정공 주입 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 유기 층들의 군은 제2 전극 층(320)과 전자 수송 층(318) 사이에 위치된 전자 주입 층(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.

더 많은 실시예들에서, 유기 층(314)은, 다른 유기 화합물들 중에서도, N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB)을 포함할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 유기 층(314)은 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 150 nm 이하, 약 120 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 75 nm 이하, 약 50 nm 이하, 또는 그 미만의 0이 아닌 두께를 특징으로 할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 유기 층(316)은, 다른 유기 화합물들 중에서도, 4,4'-비스(N-카르바졸릴)-1,1'-비페닐(CBP)을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 유기 층(516)은 약 50 nm 이하, 약 40 nm 이하, 약 30 nm 이하, 약 20 nm 이하, 약 10 nm 이하, 또는 그 미만의 0이 아닌 두께를 특징으로 할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 유기 층(318)은, 다른 유기 화합물들 중에서도, 2,2',2''-(1,3,5-벤진트리일)-트리스(1-페닐-1-H-벤즈이미다졸)(TPBi)을 포함할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 유기 층(318)은 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 140 nm 이하, 약 120 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 75 nm 이하, 약 50 nm 이하, 약 20 nm 이하, 또는 그 미만의 0이 아닌 두께를 특징으로 할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 정공 주입 층은, 다른 유기 화합물들 중에서도, 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌(HATCN)을 포함할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 전자 주입 층은, 다른 종류들의 층들 중에서도, 플루오린화리튬(LiF) 층, 및 마그네슘 은(Mg:Ag) 층을 포함할 수 있다.

실시예들에서, OLED 구조(302)는 기판(310), 유기 층들(314, 316, 및 318), 및 전극 층들(312, 320) 중 하나 이상에서의 주름진 표면들을 특징으로 할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 주름진 표면들은 증가된 지향성 및 증가된 단색성을 갖는 광의 방출을 바이어싱하기 위해 방출 층(316)의 도파로 공동의 치수들에 결합되는 높이 및 주기성을 갖는 파동 패턴을 특징으로 할 수 있다. 실시예들에서, OLED 구조(302)에 의해 방출된 고도의 지향성 광은 작은 발산 각도(예를 들어, 도 4의 발산 각도(θ))를 특징으로 할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 고도의 지향성 광은 약 10 ° 이하, 약 9 ° 이하, 약 8 ° 이하, 약 7 ° 이하, 약 6 ° 이하, 약 5 ° 이하, 약 4 ° 이하, 약 3 ° 이하, 약 2 ° 이하, 약 1 ° 이하, 또는 그 미만의 발산 각도를 특징으로 할 수 있다. 추가의 실시예들에서, OLED 구조(302)에 의해 방출된 고도의 단색 광은 약 150 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 75 nm 이하, 약 50 nm 이하, 또는 그 미만의 반치전폭(FWHM) 분포를 특징으로 할 수 있다.

실시예들에서, OLED 구조(302)와 같은 발광 구조들의 군은 발광 층 내에 형성될 수 있다. 도 4는 픽셀(400)에서 기판(402) 상의 발광 층 내에 형성된 발광 구조들(404, 406, 및 408)을 도시한다. 추가적인 실시예들에서, 발광 층은 약 2개 이상의 발광 구조들, 약 3개 이상의 발광 구조들, 약 5개 이상의 발광 구조들, 약 10개 이상의 발광 구조들, 약 20개 이상의 발광 구조들, 약 30개 이상의 발광 구조들, 약 40개 이상의 발광 구조들, 약 50개 이상의 발광 구조들, 약 100개 이상의 발광 구조들, 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 발광 구조들 각각은 약 100 ㎛ 이하, 약 90 ㎛ 이하, 약 80 ㎛ 이하, 약 70 ㎛ 이하, 약 60 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하, 약 40 ㎛ 이하, 약 30 ㎛ 이하, 약 20 ㎛ 이하, 약 10 ㎛ 이하, 또는 그 미만의 폭을 특징으로 할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 발광 구조들은, 약 100 ㎛ 이하, 약 75 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하, 약 40 ㎛ 이하, 약 30 ㎛ 이하, 약 20 ㎛ 이하, 약 10 ㎛ 이하, 약 5 ㎛ 이하, 또는 그 미만의 에지-대-에지 거리만큼 서로 분리될 수 있다.

방법(200)은 작동(210)에서 발광 구조들 상에 하나 이상의 중간 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 중간 층들(324, 328)이 발광 구조(302) 상에 형성된다. 도 4에서, 중간 층들(401, 403)은 발광 구조들(404, 406, 및 408)을 색 필터들(410, 412, 및 414) 및 패터닝된 광 흡수 배리어(421)로부터 분리시킨다. 실시예들에서, 발광 구조들 상에 형성된 중간 층들의 개수는 약 1개 이상, 약 2개 이상, 약 3개 이상, 약 4개 이상, 약 5개 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 추가의 실시예들에서, 하나 이상의 중간 층에 의해 생성되는 패터닝된 광 흡수 배리어와 발광 층 사이의 거리는 약 50 ㎛ 이상, 약 60 ㎛ 이상, 약 70 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 90 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 120 ㎛ 이상, 약 150 ㎛ 이상, 약 180 ㎛ 이상, 약 200 ㎛ 이상, 또는 그 초과일 수 있다.

추가적인 실시예들에서, 작동(210)에서 형성된 하나 이상의 중간 층은 박막 캡슐화(TFE) 및 하나 이상의 유기 층을 포함하는 다층 구조의 형성을 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 중간 층들(304)은 유전체 층들과 유기 층들의 조합을 포함하는 다층 구조로서 특징지어질 수 있다. 실시예들에서, 중간 층들(304)은 유전체 층들 및 유기 층들을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 유전체 층들은, 다른 유전체 산화물 물질들 중에서도, 하나 이상의 유전체 물질, 예컨대, 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 및 산화알루미늄을 포함할 수 있다. 또 추가적인 실시예들에서, 유기 층들은 아크릴 중합체들을 포함할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 중간 층들은 높은 굴절률 및 낮은 굴절률을 갖는 층들 사이에서 교번할 수 있다. 실시예들에서, 유전체 층들은, 약 1.6 이상, 약 1.7 이상, 약 1.8 이상, 또는 그 초과의 굴절률들을 특징으로 할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 유기 층들은 약 1.5 이하, 약 1.4 이하, 약 1.3 이하, 또는 그 미만의 굴절률들을 특징으로 할 수 있다.

방법(200)은 추가적으로, 작동(215)에서 중간 층들 사이에 또는 중간 층들 위에 렌즈들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 렌즈들은 서브픽셀(300)의 렌즈(326) 및 픽셀(400)의 렌즈들(416, 418, 및 420)을 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 렌즈들은 발광 구조들로부터 제1 거리(예를 들어, 도 4의 거리 "d1")에 형성될 수 있다. 실시예들에서, 제1 거리는 약 100 ㎛ 이하, 약 90 ㎛ 이하, 약 80 ㎛ 이하, 약 70 ㎛ 이하, 약 60 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 렌즈들은 원형 또는 타원형 형상을 갖는 평면(수평으로 또한 알려짐) 베이스를 가질 수 있다. 또한 추가적인 실시예들에서, 렌즈들은 약 100 ㎛ 이하, 약 75 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하, 약 25 ㎛ 이하, 약 10 ㎛ 이하, 약 5 ㎛ 이하, 또는 그 미만인 수평 직경을 특징으로 할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 렌즈들은 약 10 ㎛ 이하, 약 9 ㎛ 이하, 약 8 ㎛ 이하, 약 7 ㎛ 이하, 약 6 ㎛ 이하, 약 5 ㎛ 이하, 약 4 ㎛ 이하, 약 3 ㎛ 이하, 약 2 ㎛ 이하, 약 1 ㎛ 이하, 또는 그 미만인 수직 높이를 특징으로 할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 렌즈들은, 렌즈가 집속하고 있는 방출된 광을 제공하는 발광 구조의 폭에 걸쳐 있는 수평 직경을 가질 수 있다.

실시예들에서, 렌즈들은 발광 구조로부터의 광을, 패터닝된 광 흡수 층에 의해 한정되는 개구부 내에 위치된 초점에 집속하도록 성형될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 이러한 초점은 렌즈의 베이스와 개구부 사이의 제2 거리(예를 들어, 도 4의 거리 "d2")에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 제2 거리는 약 1 ㎛ 이상, 약 5 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 20 ㎛ 이상, 약 30 ㎛ 이상, 약 40 ㎛ 이상, 약 50 ㎛ 이상, 약 60 ㎛ 이상, 약 70 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 90 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 제2 거리는 렌즈의 직경과 대략 동일할 수 있다.

추가의 실시예들에서, 렌즈들은 주변 물질들, 예컨대, 렌즈들과 접촉하는 중간 층들의 물질들보다 높은 굴절률을 갖는 물질들로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 렌즈들은, 약 0.2 이상, 약 0.3 이상, 약 0.4 이상, 약 0.5 이상 또는 그 초과의 양만큼 주변 물질들의 굴절률들보다 큰 굴절률을 특징으로 할 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 렌즈들은, 약 1.5 이상, 약 1.6 이상, 약 1.7 이상, 약 1.8 이상, 또는 그 초과인 굴절률을 특징으로 할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 렌즈들은 유기 중합체, 및 유기 수지, 또는 무기 유전체 물질, 예컨대, 산화규소로 만들어질 수 있다.

추가적인 실시예들에서, 렌즈들은 발광 구조로부터 방출된 광을, 패터닝된 광 흡수 층에 한정된 개구부 내의 초점 상에 집속하도록 성형되고 위치될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 초점은 개구부를 빠져나가는 광의 임계 시야각(예를 들어, 도 4의 시야각(Φ))을 제공하기 위해 개구부에 위치될 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 개구부를 빠져나가는 광은 약 10 ° 이상, 약 15 ° 이상, 약 20 ° 이상, 약 25 ° 이상, 약 30 ° 이상, 약 35 ° 이상, 약 40 ° 이상, 약 45 ° 이상, 약 50 ° 이상, 약 55 ° 이상, 약 60 ° 이상, 약 65 ° 이상, 약 70 ° 이상, 약 75 ° 이상, 약 80 ° 이상, 약 85 ° 이상, 약 90 ° 이상, 또는 그 초과인 시야각을 특징으로 할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 본 기술의 실시예들에서의 렌즈-및-개구부 설계는 발광 구조들에 의해 초기에 방출된 고도의 지향성 광의 시야각을 확장시킬 수 있다.

방법(200)은 작동(215)에서 중간 층들 위에 색 필터들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 색 필터들은 서브픽셀(300)의 색 필터(326) 및 픽셀(400)의 색 필터들(410, 412, 및 414)을 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 색 필터들은 근접하여 위치된 발광 구조의 광을 투과시키고 다른 파장들의 광의 투과를 차단하도록 작동가능할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 색 필터들은 패터닝된 광 흡수 층(예를 들어, 층(330, 421))과 접촉할 수 있다. 또한 추가적인 실시예들에서, 각각의 색 필터는 패터닝된 광 흡수 층에 의해 한정되는 개구부의 폭에 걸쳐 있을 수 있다.

방법(200)은 작동(220)에서 중간 층들 상에 패터닝된 광 흡수 층을 형성하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 패터닝된 광 흡수 층은, 발광 구조들로부터의 광의 일부가 광 흡수 층을 통해 이동하는 것을 허용하는 개구부들의 군을 층에 한정한다. 실시예들에서, 이러한 개구부들은 패터닝된 광 흡수 층(330)의 개구부(332) 및 패터닝된 광 흡수 층(421)의 개구부들을 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 패터닝된 광 흡수 층은 하나 이상의 발광 픽셀의 색 필터들 및 중간 층들 상에 광 차단 물질을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 또한 추가적인 실시예들에서, 광 차단 물질은 약 1 ㎛ 이상, 약 2.5 ㎛ 이상, 약 5 ㎛ 이상, 약 7.5 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 또는 그 초과의 두께를 갖는 블랭킷 광 차단 층으로서 증착될 수 있다. 더 많은 실시예들에서, 증착된 광 차단 물질은 패터닝된 광 흡수 층에 개구부들을 형성하기 위해 포토리소그래피 방식으로 패터닝될 수 있다. 실시예들에서, 각각, 개구부들(332)과 발광 구조(302) 및 개구부들 각각과 발광 구조들(404, 406 및 408)의 정렬에서 보이는 바와 같이, 개구부들 각각은 발광 구조와 정렬될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 개구부들과 발광 구조들의 정렬은 개구부의 중심 위치와 발광 구조의 중심 위치의 수직 정렬을 특징으로 할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 광 흡수 층 내에 패터닝된 개구부들은, 다른 형상들 중에서도, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 및 사다리꼴과 같은 하나 이상의 형상을 포함할 수 있다.

더 많은 실시예들에서, 광 차단 물질은 유기 중합체 매트릭스와 광 흡수 화합물, 예컨대, 광 흡수 안료 또는 카본 블랙의 조합을 포함할 수 있다. 또한 더 많은 실시예들에서, 패터닝된 광 흡수 층은 약 2.0 ㎛^-1 이상, 약 2.25 ㎛^-1 이상, 약 2.5 ㎛^-1 이상, 약 2.75 ㎛^-1 이상, 약 3.0 ㎛^-1 이상, 약 3.25 ㎛^-1 이상, 약 3.5 ㎛^-1 이상, 약 3.75 ㎛^-1 이상, 약 4.0 ㎛^-1 이상, 또는 그 초과의 광학 밀도를 특징으로 할 수 있다.

추가의 실시예들에서, 작동(225)에서 패터닝된 광 흡수 층을 형성하는 단계는 또한, 증착된 그대로의 광 차단 물질의 층에 개구부들을 형성하는 단계를 포함한다. 실시예들에서, 개구부들은 패터닝된 광 흡수 층의 전체 폭에 대해 작은 폭들을 갖는 "핀홀" 개구부들로서 특징지어질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 개구부들은 약 10 ㎛ 이하, 약 5 ㎛ 이하, 약 2.5 ㎛ 이하, 약 1 ㎛ 이하, 약 0.5 ㎛ 이하, 또는 그 미만의 폭들을 특징으로 할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 개구부들의 폭 대 렌즈의 직경의 비율은 약 1:5 이하, 약 1:10 이하, 약 1:15 이하, 약 1:20 이하, 약 1:25 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 개구부들은, 다른 형상들 중에서도, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 및 사다리꼴일 수 있다.

방법(200)은 작동(230)에서 패터닝된 광 흡수 층 상에 커버 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 커버 층은 반사 방지 층 및 정전기 방지 층을 포함하는 하나 이상의 종류의 층을 포함할 수 있다.

방법(200)은 또한, 작동(235)에서 발광 픽셀들을 디스플레이 내에 포함하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 작동(235)은 발광 픽셀들 각각의 개별 서브픽셀들을 활성화하기 위한 제어 디바이스들을 포함하는 백플레인 기판 상에 발광 픽셀들의 매트릭스를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 작동은 발광 픽셀들의 매트릭스 상에 디스플레이 스크린을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 디스플레이는, 다른 종류의 디스플레이들 중에서도, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰, 태블릿, 또는 소비자 전자 디바이스의 스크린 디스플레이일 수 있다.

서브픽셀(300) 및 픽셀(400)을 만들기 위한 방법(200)과 같은 본 기술의 실시예들은, 편광기 층을 사용하는 종래의 디스플레이에 비해 증가된 추출 효율 및 더 높은 주변 콘트라스트 비를 갖는 편광기 층 없는 디스플레이의 구성요소들을 만들기 위한 작동들을 포함한다. 실시예들에서, 본 기술의 픽셀들은 편광기 층에 의해 어두워진 픽셀들로 생성된 동일한 이미지보다 상당히 더 밝은 디스플레이 이미지들을 생성할 수 있다. 추가의 실시예들에서, 본 기술의 편광기 층 없는 픽셀들을 포함하는 디스플레이들은, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 약 40% 이상, 약 45% 이상, 약 50% 이상, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 또는 편광기 층을 갖는 비교가능한 디스플레이를 초과하는 증가된 밝기를 특징으로 할 수 있다. 더 추가의 실시예들에서, 본 기술의 편광기 층 없는 픽셀들을 포함하는 디스플레이들은 약 10% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상, 약 35% 이상, 약 40% 이상, 약 45% 이상, 약 50% 이상, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 100% 이상, 또는 그 초과의 증가된 주변 콘트라스트 비를 특징으로 할 수 있다.

앞의 설명에서, 설명의 목적들을 위해, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 다수의 세부사항들이 열거되었다. 그러나, 특정 실시예들은 이러한 세부사항들 중 일부가 없이, 또는 추가적인 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.

몇몇 실시예들을 개시하였지만, 실시예들의 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 사용될 수 있음을 관련 기술분야의 통상의 기술자들이 인식할 것이다. 추가적으로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해, 다수의 잘 알려진 프로세스들 및 요소들은 설명되지 않았다. 이에 따라, 위의 설명은 본 기술의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 추가적으로, 방법들 또는 프로세스들은 순차적이거나 단계들로서 설명될 수 있지만, 작동들은 동시에 또는 나열된 것과 상이한 순서들로 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

값들의 범위가 제공되는 경우, 맥락이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 그 범위의 상한과 하한 사이에서 하한의 단위의 최소 분율(smallest fraction)까지, 각각의 중간 값이 또한 구체적으로 개시된다는 점을 이해해야 한다. 언급된 범위의 임의의 언급된 값들 또는 언급되지 않은 중간 값들과, 그 언급된 범위의 임의의 다른 언급된 값 또는 중간 값 사이의 임의의 더 좁은 범위가 포함된다. 그러한 더 작은 범위들의 상한 및 하한은 그 범위에 독립적으로 포함되거나 제외될 수 있고, 더 작은 범위들에, 상한 및 하한 중 어느 한쪽이 포함되거나, 상한 및 하한 양쪽 모두가 포함되거나, 상한 및 하한 양쪽 모두가 포함되지 않는 각각의 범위는 또한, 언급된 범위의 임의의 구체적으로 제외된 한계치를 조건으로 하여 본 기술 내에 포함된다. 언급된 범위가 한계치들 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 포함하는 경우, 그러한 포함된 한계치들 중 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 제외한 범위들이 또한 포함된다.

본원 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 맥락이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 복수 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "픽셀"에 대한 언급은 복수의 그러한 픽셀들을 포함하고, "층"에 대한 언급은, 하나 이상의 층 및 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 그의 등가물들에 대한 언급을 포함하는 것 등이다.

또한, "포함"이라는 단어는, 본 명세서 및 이하의 청구항들에서 사용될 때, 언급된 특징들, 정수들, 구성요소들, 또는 작동들의 존재를 명시하도록 의도되지만, 이는 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 구성요소들, 작동들, 작용들, 또는 군들의 추가 또는 존재를 배제하지 않는다.

Claims

발광 서브픽셀 구조로서,
약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 방출된 광의 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는 지향성 발광 다이오드 구조;
상기 발광 다이오드 구조로부터 제1 거리에 위치된 렌즈 - 상기 렌즈는 상기 발광 다이오드 구조로부터의 방출된 광을 집속하도록 성형됨 -; 및
상기 렌즈로부터 제2 거리에 위치된 패터닝된 광 흡수 배리어 - 상기 패터닝된 광 흡수 배리어는 상기 배리어에 개구부를 한정하고, 상기 렌즈에 의해 집속된 광의 초점은 상기 개구부 내에 위치됨 -
를 포함하는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 발광 서브픽셀 구조는 편광기 층이 없는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 패터닝된 광 흡수 배리어의 상기 개구부를 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상인 시야각을 특징으로 하는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 발광 다이오드 구조와 상기 렌즈 사이의 상기 제1 거리는 상기 렌즈와 상기 패터닝된 광 흡수 배리어 사이의 상기 제2 거리보다 큰, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 렌즈는 약 10 ㎛ 이상인 직경을 특징으로 하는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 패터닝된 광 흡수 배리어에 한정된 상기 개구부는 약 1 ㎛ 이하의 폭을 특징으로 하는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 패터닝된 광 흡수 배리어는 약 10 ㎛ 이하인 두께를 특징으로 하는, 발광 서브픽셀 구조.
제1항에 있어서,
상기 발광 다이오드 구조는 유기 발광 다이오드 구조를 포함하는, 발광 서브픽셀 구조.
발광 픽셀 구조로서,
발광 다이오드 구조들의 군을 포함하는 발광 층;
개구부들의 군을 배리어에 포함하는 패터닝된 광 흡수 배리어 - 상기 개구부들 각각은 상기 패터닝된 광 흡수 배리어를 통해 상기 발광 다이오드 구조들 중 하나로부터 방출된 광의 투과를 허용함 -; 및
상기 발광 층과 상기 패터닝된 광 흡수 배리어 사이에 위치된 렌즈 층 - 상기 렌즈 층은 렌즈들의 군을 포함하고, 상기 렌즈들은 상기 발광 다이오드 구조들로부터 방출된 광을 상기 패터닝된 광 흡수 배리어의 개구부들 내로 집중시키도록 성형됨 -
을 포함하고,
상기 발광 픽셀은 편광기 층이 없는, 발광 픽셀 구조.
제9항에 있어서,
상기 발광 다이오드 구조들 각각은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 방출된 광의 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는, 발광 픽셀 구조.
제9항에 있어서,
상기 발광 픽셀 구조를 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상인 시야각을 특징으로 하는, 발광 픽셀 구조.
제9항에 있어서,
상기 발광 픽셀 구조는 편광 층을 갖는 발광 픽셀 구조보다 약 50% 이상 더 밝은, 발광 픽셀 구조.
제9항에 있어서,
상기 렌즈들 각각은 상기 렌즈의 초점 대 상기 렌즈의 직경의 비율이 약 1:1 이하인 것을 특징으로 하는, 발광 픽셀 구조.
제9항에 있어서,
상기 발광 다이오드 구조들의 군은 유기 발광 다이오드 구조들을 포함하는, 발광 픽셀 구조.
발광 픽셀을 형성하기 위한 처리 방법으로서,
발광 층을 기판 상에 형성하는 단계 - 상기 발광 층은 발광 다이오드 구조들의 군을 포함함 -;
렌즈 층을 상기 발광 층 위에 형성하는 단계 - 상기 렌즈 층은 상기 발광 다이오드 구조들로부터 방출된 광을 집중시키도록 작동가능한 렌즈들의 군을 포함하고, 상기 렌즈 층은 상기 발광 층으로부터 제1 거리에 위치됨 -; 및
패터닝된 광 흡수 배리어를 상기 렌즈 층 위에 형성하는 단계 - 상기 패터닝된 광 흡수 배리어는 상기 배리어를 통해 상기 발광 다이오드 구조들의 군으로부터의 광을 투과시키기 위해 상기 배리어에 개구부들의 군을 한정하고, 상기 패터닝된 광 흡수 배리어는 상기 렌즈 층으로부터 제2 거리에 위치되고, 또한 상기 발광 층과 상기 렌즈 층 사이의 상기 제1 거리는 상기 렌즈 층과 상기 패터닝된 광 흡수 배리어 사이의 상기 제2 거리보다 큼 -
를 포함하는, 발광 픽셀 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 패터닝된 광 흡수 배리어는:
광 흡수 물질의 층을 상기 렌즈 층 위에 증착시키는 단계 - 상기 광 흡수 물질의 층은 약 2 ㎛^-1 이상의 광학 밀도를 특징으로 함 -; 및
상기 패터닝된 광 흡수 배리어를 만들기 위해 상기 광 흡수 물질의 층에 상기 개구부들을 형성하는 단계 - 상기 개구부들은 약 1 ㎛ 이하의 폭을 가짐 - 에 의해 형성되는, 발광 픽셀 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 발광 다이오드 구조들 각각은 약 10 ° 이하의 발산 각도를 갖는 반치전폭(FWHM)을 특징으로 하는 지향성 광을 방출하도록 작동가능한, 발광 픽셀 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 발광 픽셀을 빠져나가는 광은 약 45 ° 이상의 시야각을 특징으로 하는, 발광 픽셀 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 발광 픽셀은 편광기 층이 없고, 상기 발광 픽셀은 편광기 층을 갖는 발광 픽셀보다 약 50% 이상 더 밝은, 발광 픽셀 처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 발광 픽셀은 유기 발광 픽셀을 포함하는, 발광 픽셀 처리 방법.