CN112438713A - 显示设备 - Google Patents

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CN112438713A CN202010830057.XA CN202010830057A CN112438713A CN 112438713 A CN112438713 A CN 112438713A CN 202010830057 A CN202010830057 A CN 202010830057A CN 112438713 A CN112438713 A CN 112438713A
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light
pressure sensor
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洪元基
朴昭熙
西门禧
李玹准
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Abstract

本申请涉及显示设备。该显示设备包括显示图像的显示面板以及包括压力传感器和脉搏波传感器的血压测量模块,其中,压力传感器配置成感测施加到显示面板的压力,脉搏波传感器包括光学传感器,并且脉搏波传感器配置成使用从显示面板的像素发射的光来产生脉搏波信号。

Description

显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月3日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第10-2019-0108654号韩国专利申请的优先权和权益,所述韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本公开涉及显示设备,并且更具体地涉及具有血压测量功能的显示设备。
背景技术
显示设备是显示图像的设备,并且不仅已经用于电视和监视器,而且还用于便携式智能电话、平板个人计算机(PC)等。在便携式显示设备的情况下,在显示设备中提供了各种功能。各种功能的示例是相机、指纹传感器等。
同时,近年来,随着对医疗保健行业的关注,已经开发了用于更方便地获取与健康有关的生物统计信息的方法。例如,这些方法包括尝试将使用示波方法的传统血压测量设备改变为便携式电子产品。这是因为电子血压测量设备需要它自己的独立光源、传感器和显示器,并且不方便单独携带电子血压测量设备。
发明内容
本公开的实施方式的一个或多个方面涉及其中集成有血压测量模块的显示设备。
应当注意,本公开的目的不限于上述目的,并且本公开的其他目的对于本领域的技术人员将从以下描述中显而易见。
根据本公开的示例性实施方式,显示设备包括:显示面板,用于显示图像;以及血压测量模块,包括压力传感器和脉搏波传感器,其中,压力传感器配置成感测施加到显示面板的压力,脉搏波传感器包括光学传感器,并且脉搏波传感器配置成使用从显示面板的像素发射的光来产生脉搏波信号。
在示例性实施方式中,压力传感器和光学传感器在厚度方向上与显示面板重叠。
在示例性实施方式中,压力传感器和光学传感器在厚度方向上彼此重叠。
在示例性实施方式中,光学传感器在显示面板下方,并且压力传感器是透明的且在显示面板和光学传感器之间。
在示例性实施方式中,光学传感器在显示面板下方,并且压力传感器是透明的且在显示面板上方。
在示例性实施方式中,显示设备包括显示区域和非显示区域,并且压力传感器和光学传感器在显示区域中。
在示例性实施方式中,光学传感器在显示面板外侧,并且压力传感器在厚度方向上与显示面板重叠。
在示例性实施方式中,光学传感器与压力传感器重叠。
在示例性实施方式中,光学传感器不与压力传感器重叠,并且在水平方向上定位在距压力传感器约30mm的距离内。
在示例性实施方式中,血压测量模块还包括控制部分,该控制部分配置成使用由压力传感器感测的压力信号和从脉搏波传感器接收的脉搏波信号来测量血压。
在示例性实施方式中,血压测量模块配置成同时测量显示面板上方的多个点处的血压。
在示例性实施方式中,显示面板包括多个像素电极和公共电极,公共电极包括光透射开口,并且光学传感器与光透射开口重叠。
在示例性实施方式中,压力传感器包括力传感器、间隙电容器或应变仪。
在示例性实施方式中,显示设备还包括在显示面板上方的窗构件。
在示例性实施方式中,窗构件包括具有约0.2mm或更小的厚度的玻璃或具有约0.1mm或更小的厚度的透明聚合物。
根据本申请的示例性实施方式,显示设备包括:显示面板,包括显示区域,该显示区域包括显示光透射区域和仅显示区域;压力传感器,在厚度方向上与显示面板重叠;以及光学传感器,设置在显示面板下方并与显示面板的显示光透射区域重叠,其中,显示光透射区域包括多个第一像素和光透射部分,仅显示区域包括多个第二像素,光透射部分具有比第一像素中的每个和第二像素中的每个的透光率高的透光率,并且显示光透射区域具有比仅显示区域的透光率高的透光率。
在示例性实施方式中,压力传感器在厚度方向上与光学传感器重叠,或者在水平方向上定位在距光学传感器约30mm的距离内。
在示例性实施方式中,压力传感器是透明的并且在光学传感器和显示面板之间。
在示例性实施方式中,光学传感器可以使用从显示面板的像素发射的光。
在示例性实施方式中,显示面板包括多个像素电极和公共电极,像素电极中的每个在显示光透射区域和仅显示区域中,公共电极在仅显示区域中的整个表面上,并且公共电极在显示光透射区域的区域中并限定光透射开口。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的示例性实施方式,本公开的以上和其他方面和特征将变得更加清楚,在附图中:
图1是根据一个示例性实施方式的显示设备的示意性立体图;
图2是根据一个示例性实施方式的包括在显示设备中的血压测量模块的示意图;
图3至图6是根据一个或多个示例性实施方式的脉搏波传感器的示意图;
图7是示出根据一个示例性实施方式的在显示设备中测量血压的状态的示意性立体图;
图8是示出根据一个示例性实施方式的在显示设备中测量血压的方法的流程图;
图9是示出根据另一示例性实施方式的在显示设备中测量血压的状态的示意性立体图;
图10是根据一个示例性实施方式的压力传感器的示意性布局;
图11是图10的压力传感器的剖视图;
图12是根据另一示例性实施方式的压力传感器的示意性布局;
图13是图12的压力传感器的剖视图;
图14是根据又一示例性实施方式的压力传感器的剖视图;
图15是根据又一示例性实施方式的压力传感器的示意性布局;
图16是示出根据一个示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图17是示出根据另一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图18是示出根据又一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图19是示出根据再一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图20是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图21是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图22是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图;
图23至图28是根据一个或多个示例性实施方式的显示设备的布局;
图29是根据又一示例性实施方式的显示设备的立体图;
图30是根据再一示例性实施方式的显示设备的立体图;
图31是图30的显示设备的分解图;
图32是根据还一示例性实施方式的显示设备的立体图;
图33是示出图32的显示设备被折叠的状态的立体图;
图34是示出根据一个示例性实施方式的显示设备的压力传感器中的压力和电阻之间的关系的曲线图;
图35是根据一个示例性实施方式的显示面板的显示区域的平面布局;
图36是图35的显示面板的剖视图;
图37是根据一个示例性实施方式的显示设备的一个像素的电路图;
图38是根据一个示例性实施方式的显示面板的显示光透射区域和仅显示区域的平面布局;
图39是示出根据一些示例性实施方式的显示面板的像素和光透射部分的剖视图;以及
图40是根据另一示例性实施方式的显示面板的像素和光透射部分的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的实施方式。然而,本发明可以以不同的形式来实施,并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。相反,提供这些实施方式使得本公开将是透彻和完整的,并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
如本文中所使用的,单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。
将进一步理解,当在本说明书中使用时,术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
如本文中所使用的,当在元素列表之后时,诸如“…中的至少一个”、“…中的一个”和“选自…”的表述修饰整个列表的元素而不修饰列表中的单独元素。
如本文中所使用的,术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
此外,当描述本公开的实施方式时,“可”的使用是指“本公开的一个或多个实施方式”。
如本文中所使用的,诸如“平面图”的短语可以指从顶部或从正交于显示设备的显示区域(或显示平面)的方向的视图。
为易于描述,可在本文中使用空间相对术语,诸如“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“底部”、“顶部”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。应当理解,除了图中描绘的定向之外,空间相对术语旨在包含设备在使用或操作中的不同定向。例如,如果图中的设备被翻转,则被描述为在其他元件或特征“下方”的元件将随之被定向在其他元件或特征“上方”或“之上”。因此,示例性术语“下方”可以包含上方和下方两种定向。设备可以另行定向(旋转90度或处于其他定向),并且本文中使用的空间相对描述语应相应地进行解释。
如本文中所使用的,术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似术语而不是用作程度术语,并且旨在为将由本领域普通技术人员认识到的测量值或计算值中的固有偏差留有余量。
本文中所记载的任何数值范围旨在包括包含在所记载范围内的具有相同的数值精度的所有子范围。例如,“1.0至10.0”的范围旨在包括所记载的最小值1.0与所记载的最大值10.0之间(且包含本数)的所有子范围,也就是说,具有等于或大于1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值,诸如例如2.4至7.6。本文中所记载的任何最大数值限制旨在包括包含在其中的所有更低的数值限制,并且本说明书中所记载的任何最小数值限制旨在包括包含在其中的所有更高的数值限制。因此,申请人保留修改包括权利要求在内的本说明书的权利,以清楚地叙述包含在本文中所明确记载的范围内的任何子范围。
如本文中所使用的,术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用(used)”可被认为分别与术语“利用(utilize)”、“利用(utilizing)”和“利用(utilized)”同义。
还应当理解,当层被称为“在”另一层或衬底“上”时,它可以直接在另一层或衬底上,或者也可以存在居间层。相反,当元件被称为“直接在”另一元件“上”时,不存在居间元件。
在全部附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且可以省略对其的冗余描述。
除非另有定义,否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解,术语,诸如在常用词典中定义的那些术语,应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义,并且不应当以理想化或过分正式的意义进行解释,除非在本文中明确地如此定义。
图1是根据一个示例性实施方式的显示设备的示意性立体图。
参照图1,显示设备10显示视频或静止图像。显示设备10可以包括显示面板DPN。显示面板DPN的示例包括诸如有机发光显示(OLED)面板、无机电致发光(EL)显示面板、量子点发光显示(QLED)面板、微发光显示(微LED)面板、纳米LED面板、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示(FED)面板和阴极射线管(CRT)显示面板的自发射显示面板以及诸如液晶显示(LCD)面板和电泳显示(EPD)面板的光接收显示面板。在下文中,OLED面板将被描述为显示面板DPN的示例,并且应用于示例性实施方式的OLED面板将被简单地称为显示面板DPN,除非需要特殊分类。然而,示例性实施方式不限于OLED面板,并且可以应用上面列出的或本领域中已知的其他合适的显示面板。
显示设备10还可以包括触摸构件。触摸构件可以与显示面板DPN集成(例如,可以是与显示面板DPN集成的单片结构),或者可以设置为与显示面板DPN分离的面板。除了显示面板DPN和触摸构件之外,显示设备10还可以包括传感器、各种控制器、壳体和/或其他组件。包括配置成显示图像或视频的显示区域DPA的任何合适的设备可以被解释为对应于显示设备10,而不管设备的主要用途、任何附加功能、名称和/或其他方面如何。显示设备10的示例可以包括但不限于智能电话、移动电话、平板个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、电视、游戏机、腕表型电子设备、头戴式显示器、PC的显示屏、笔记本计算机、汽车导航系统、汽车仪表板、数码相机、摄像机、外部广告牌、电子标志牌、各种医疗设备、各种检查设备、诸如包括显示部的冰箱、洗衣机等的各种家用电器、物联网(IoT)设备等。
显示设备10可以包括显示区域DPA和非显示区域NDA。显示区域DPA可以是作为其中显示图像的区域的有效区域,并且非显示区域NDA可以是作为其中不显示图像的区域的非有效区域。显示区域DPA可以具有矩形平面形状,但是本公开不限于此,并且显示区域DPA可以具有各种平面形状,诸如正方形形状、菱形形状、圆形形状和椭圆形形状。非显示区域NDA可以设置在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以完全或部分地围绕显示区域DPA。信号线可以设置在非显示区域NDA中,信号通过信号线施加到显示区域DPA或者在显示区域DPA中检测到的信号通过信号线传输。作为非有效区域的非显示区域NDA可以对应于显示设备10的边框区域。尽管在附图(例如,图1)中将非显示区域NDA示出为设置在具有矩形形状的显示区域DPA的所有侧部周围,但是本公开不限于此,并且非显示区域NDA可以不设置在显示区域DPA的一些侧部周围,或者可以示出为以非显示区域NDA弯曲到显示区域DPA的后表面且在厚度方向上与显示区域DPA重叠的方式在平面图中被省略。
显示区域DPA包括多个像素PX。像素PX以矩阵形式布置。像素PX中的每个可以包括发射区域(例如,参见图39的“EMA”)。发射区域例如是其中设置有机发光层以实际发光的区域,并且发射区域的平面尺寸可以小于像素PX中的每个的平面尺寸(例如,参见图39的“PX”和“EMA”)。像素PX中的每个中不设置发光材料(即,有机发光层)的区域可以被限定为非发射区域(例如,参见图39的“NEA”)。配置成驱动像素PX的电路或线可以设置在非发射区域中,但是本公开不限于此。
像素PX可以包括第一颜色像素、第二颜色像素和第三颜色像素。第一颜色像素可以是红色像素,第二颜色像素可以是绿色像素,并且第三颜色像素可以是蓝色像素。在一个示例性实施方式中,像素PX的排列可以是条纹布置,在条纹布置中,相同颜色的像素沿着第一方向(列延伸方向)布置,并且红色像素、绿色像素和蓝色像素按照红色像素、绿色像素和蓝色像素的顺序沿着第二方向(行延伸方向)交替布置,但是像素PX的布置不限于所示的示例。在一个示例性实施方式中,像素PX的布置可以是
Figure BDA0002637612030000091
(
Figure BDA0002637612030000092
是韩国共和国的三星显示有限公司的注册商标)布置,在
Figure BDA0002637612030000093
布置中,像素PX中的每一个形成为菱形形状,并且红色像素和蓝色像素围绕绿色像素径向布置。在一个示例性实施方式中,除了红色像素、绿色像素和蓝色像素之外,像素PX还可以包括白色像素。
在一个示例性实施方式中,显示区域DPA和/或非显示区域NDA可以包括提供光感测路径的光透射部分。下面将更详细地给出光透射部分的描述。
显示设备10还可以包括压力传感器PRS。压力传感器PRS可以(例如,在厚度方向上)与显示区域DPA至少部分地重叠。也就是说,压力传感器PRS可以至少部分地设置在显示区域DPA中。
作为示例,整个压力传感器PRS可以与显示区域DPA重叠。作为另一示例,压力传感器PRS的一部分可以与显示区域DPA重叠,而另一部分可以与非显示区域NDA重叠。在一个示例性实施方式中,压力传感器PRS可以设置在显示设备10的整个显示区域DPA中,使得整个显示区域DPA可以与压力传感器PRS重叠。在另一示例性实施方式中,压力传感器PRS可以仅设置在显示设备10的一部分中,使得显示区域DPA的一部分可以不与压力传感器PRS重叠。
显示设备10可以包括使用光学传感器OPS和上述压力传感器PRS的血压测量模块。参考图2更详细地描述血压测量模块。
图2是根据一个示例性实施方式的包括在显示设备10中的血压测量模块的示意图。
参照图2,血压测量模块BPM包括脉搏波测量部分PWMP、压力感测部分PRSP和控制部分CTLP。
压力感测部分PRSP测量由对象OBJ(参见图3)施加的压力。对象OBJ是人体的一部分,并且可以包括但不限于手指、手掌、手腕、脚趾等。为了测量血压,显示设备10可能需要由对象OBJ逐渐加压(例如,逐渐增加压力)或逐渐减压(例如,逐渐降低压力)和/或维持在恒定压力,并且这里,压力感测部分PRSP可以确定是否施加压力,并且测量压力的大小、压力变化率等。由压力感测部分PRSP测量的压力信号可用于确定测量脉搏波的有效时间,并用于区分收缩血压和舒张血压。
压力感测部分PRSP可以包括压力传感器PRS。可应用的压力传感器PRS的示例可以包括力传感器、应变仪、间隙电容器等。下面将更详细地给出其描述。
脉搏波测量部分PWMP可以包括脉搏波传感器。脉搏波传感器可以包括光源和用作光接收元件的光学传感器。图3至图6中示出了脉搏波传感器的示例。
图3至图6是根据一个或多个示例性实施方式的脉搏波传感器的示意图。
参照图3至图6,脉搏波传感器可以包括接收从对象OBJ反射或散射的光的光学传感器OPS(或光接收元件)。光学传感器OPS可以包括例如光电二极管、光电晶体管、互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)图像传感器等。在一个示例性实施方式中,显示设备10的相机可以应用作(或用作)光学传感器OPS,但是本公开不限于此,并且与相机分离的光学传感器OPS可以设置成接收从对象OBJ反射或散射的光。
脉搏波传感器还可以包括光源。光源可以提供检查光。检查光的波长可以是红外波长、可见光波长、可见红色波长、可见绿色波长、可见蓝色波长等。光源可以包括例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光二极管(LD)、量子点(QD)、磷光体和自然光中的至少一种。
如图3中所示,从显示区域DPA的像素PX发射的光可以用作检查光,并且在这种情况下,脉搏波传感器的光源可以包括显示面板DPN的像素PX和/或包括在像素PX中的发光层。在图3的示例性实施方式的情况下,可以通过使用显示面板DPN的发光层作为光源而不设置单独的光源来简化显示设备10的结构。
在另一示例性实施方式中,如图4中所示,外部光可以用作检查光。在这种情况下,脉搏波传感器的光源可以包括自然光和/或在显示设备10所处的区域中的光。
在又一示例性实施方式中,如图5中所示,提供检查光的光源可以与包括在接近传感器PMS或包括在显示设备10中的另一合适的传感器中的光源共享。
在再一示例性实施方式中,如图6中所示,显示设备10的脉搏波传感器还可以包括LED光源(LED)或专用于脉搏波测量的LD光源。
参照图2,脉搏波测量部分PWMP使用光源和脉搏波传感器测量来自对象OBJ的光学体积描记术(PPG)信号(在下文中,称为“脉搏波信号”)。PPG信号具有反映根据心脏跳动在外周部分处的血管体积变化的波形。在心脏的收缩阶段中(或期间)(即,当心肌收缩并将血液从腔室泵入动脉时的心跳阶段),从心脏的左心室排出的血液被移动到外周组织,从而导致动脉侧处的血容量增加。此外,在心脏的收缩阶段中,红细胞携带更多的氧血红蛋白到外周组织。在心脏的舒张阶段中(或期间)(即,当心肌松弛并允许腔室充满血液时的心跳阶段),血液部分地从外周组织吸入或充满心脏。当光照射到外周血管时,照射的光被外周组织吸收。这里,光吸收率取决于血细胞比容(即,红细胞体积与血液总体积的比)和血液体积。光吸收率可以在心脏的收缩阶段处具有最大值,并且在心脏的舒张阶段处具有最小值。脉搏波信号反映光吸收率在心脏的收缩阶段处的最大值和光吸收率在心脏的舒张阶段处的最小值。此外,脉搏波信号显示出根据心跳周期振动或波动的现象。因此,脉搏波信号可以反映根据心跳的血压变化,并且因此可以用于血压测量。
控制部分CTLP可以由能够计算的设备(诸如微处理器)来配置。在一个或多个示例性实施方式中,控制部分CTLP包括能够计算的设备,诸如微处理器。控制部分CTLP可以使用由压力感测部分PRSP感测的压力信号和由脉搏波测量部分PWMP接收的脉搏波信号来测量血压。
例如,在用户用他或她的手指触摸显示设备10并且然后从显示设备10移除手指的过程中,施加到压力传感器PRS的压力(接触压力)发生变化(即,压力逐渐增加以达到最大值,并且然后逐渐减小)。当接触压力增加时,血管可收缩,从而导致血流减少或变为零。当接触压力降低时,血管可扩张,从而导致血流增加或变得大于零(即,从而导致血液再次流动)。当接触压力进一步降低时,血流变得更大。因为由脉搏波传感器吸收的光的量与血流的变化成比例并且由脉搏波传感器检测到的(或接收到的)透射光被减去由手指吸收的光的量,所以透射光的光量的变化反映了血流的变化。因此,脉搏波传感器可以通过测量光量来检测与心跳同步的血容量的变化,并且因此,控制部分CTLP可以基于与检测到的脉搏波信号的峰值对应的时间点和与滤波后的脉搏波的峰值对应的时间点之间的时间差来估计对象的一部分的血压。在估计的血压中,具有最大幅度的血压可以被估计为收缩血压,并且具有最小幅度的血压可以被估计为舒张血压。此外,可以使用估计的、测量的或确定的血压来估计或计算其他类型的血压(例如,其他类型的数据),诸如平均血压。
图7是示出根据一个示例性实施方式的在显示设备中测量血压的状态的示意性立体图。图8是示出根据一个示例性实施方式的在显示设备中测量血压的方法的流程图。
参照图7和图8,当发生触摸事件时,显示设备10识别触摸事件。当实验对象用他或她的身体的一部分(例如,图7中所示的对象OBJ)触摸显示设备10的一个点SER时,可以发生触摸事件。可以由显示设备10的触摸构件和/或压力传感器PRS来执行触摸事件的识别。
触摸事件可以是在触摸模式或血压测量模式中公共地施加的(或在触摸模式或血压测量模式期间公共地出现)。因此,可以预先设置显示设备10是在触摸模式中还是在血压测量模式中驱动触摸事件。例如,想要测量他或她的血压的用户可以通过在用户输入触摸(例如,用对象OBJ触摸显示设备10)之前通过显示设备10的程序或应用将操作模式设置为血压测量模式来预先确定随后发生的触摸事件是用于血压测量的。
在一个或多个示例性实施方式中,显示设备10可以通过掌握触摸事件的位置和压力来自动切换到血压测量模式,而不需要用户的单独模式确定操作(例如,不需要来自用户的输入)。例如,当触摸事件发生的位置是与血压测量位置无关的位置(例如,显示设备10的不能用作血压测量位置或不旨在测量血压的位置)时,显示设备10可以在触摸模式中操作,并且当发生触摸事件的位置是与触摸输入无关的位置(例如,显示设备10的旨在仅用作血压测量位置的位置)且与血压测量位置对应的位置时,显示设备10可以在血压测量模式中操作。此外,当发生触摸事件的位置是与触摸输入和血压测量位置两者对应的位置(例如,触摸输入和血压测量位置是相同的位置)时,显示设备10可以通过在等待要选择的操作模式之后(例如,用户还没有选择操作模式)接收的由压力传感器PRS的按压力分析(例如,测量所施加的压力的属性,诸如由按压力施加的持续时间和/或力)自动切换到血压测量模式来操作。在一个或多个示例性实施方式中,在已经施加设定的持续时间的按压力和/或施加一定量的力之后,显示设备10可以切换到血压测量模式,但是本公开不限于此。例如,本领域的普通技术人员将理解,可以使用基于按压力或持续时间的任何属性的任何合适的触发机制。
接下来,当用户逐渐增加并且然后逐渐减小接触压力时,在相应的过程中,压力传感器PRS测量压力的变化,同时通过脉搏波传感器收集通过由对象OBJ反射或散射的光感测到的光学信息。
随后,控制部分CTLP根据从压力传感器PRS获得的压力变化和从脉搏波传感器获得的感测的光信息产生脉搏波信号,并基于脉搏波信号提取血压。所测量的血压可以通过显示设备10的显示区域DPA显示。
上述血压测量模块BPM和测量血压的方法仅是示例性的,并且在2018年7月5日公开的第10-2018-0076050号韩国专利公布、2017年5月10日公开的第10-2017-0049280号韩国专利公布、2019年4月19日公开的第10-2019-0040527号韩国专利公布等中公开了其他各种方法,并且在以上专利公布中的每一个中所公开的全部内容通过引用并入并整合到本文中,如同在本说明书中完全公开一样。
图9是示出根据另一示例性实施方式的在显示设备中测量血压的状态的示意性立体图。图9的示例性实施方式示出了显示设备10可以并行(例如,同时)执行多个血压测量。
参照图9,显示设备10可以测量两个或更多个点SER处的血压。也就是说,显示设备10可以执行多个血压测量。在一个示例性实施方式中,可以在多个点SER中的每一个上分别设置压力传感器PRS和光学传感器OPS。在另一示例性实施方式中,可以通过使一个压力传感器PRS和一个光学传感器OPS覆盖宽的区域来测量血压,并且可以通过感测相应的区域内的多个点SER处的压力和脉搏波信号来测量血压。在这种情况下,可以通过触摸构件和/或压力传感器PRS来配置其中产生多个触摸事件的点。在一个或多个示例性实施方式中,覆盖宽的区域的一个压力传感器PRS和一个光学传感器OPS可以在相应的区域内的多个点SER之间区分开,以并行(例如,同时)执行多个血压测量。
例如,可以对同一用户的不同手指执行多次血压测量。例如,作为对象OBJ的右手手指和左手手指可以并行(例如,同时)(例如,在两个或更多个点SER处)触摸显示设备10的触摸构件和/或压力传感器PRS,并且可以测量相应的手指的每个脉搏波信号。此外,还可以测量一只手的多个手指的脉搏波信号。例如,如图9中所示,一只手的所有手指可以触摸显示设备10的触摸构件和/或压力传感器PRS,并且可以从触摸显示设备10的触摸构件和/或压力传感器PRS的每个手指测量脉搏波信号。如上所述,当从相同的用户获得多个血压测量结果时,可以对结果进行平均以估计和输出平均收缩血压和/或舒张血压,或者可以对每个部分的血压进行划分和估计。
可以利用多个血压测量来并行(例如,同时)测量多个用户的手指的血压。在这种情况下,可以区分和输出为每个用户测量的血压。
在下文中,将更详细地描述根据一个或多个示例性实施方式的压力传感器PRS的结构。
图10是根据一个示例性实施方式的压力传感器的示意性布局。图11是图10的压力传感器的剖视图。图10和图11示例性地示出了根据一个或多个示例性实施方式的作为压力传感器的示例的力传感器的结构。
参照图10和图11,压力传感器可以包括第一电极SE1、第二电极SE2和设置在第一电极SE1和第二电极SE2之间的压力感测层30。
第一电极SE1和第二电极SE2中的每一个可以由导电材料制成。例如,第一电极SE1和第二电极SE2中的每一个可以由诸如银(Ag)或铜(Cu)的金属、诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锌锡(IZTO)的透明导电氧化物、碳纳米管、导电聚合物等制成。第一电极SE1和第二电极SE2中的一个可以是驱动电极,并且另一个可以是感测电极。
压力感测层30可以包括压敏材料。压敏材料可以包括诸如镍、铝、锡和铜的金属纳米颗粒和/或碳。压敏材料可以以颗粒的形式设置在聚合物树脂中,但是本公开不限于此。压力感测层30的压敏材料随着施加到其的压力增加而具有低电阻,并且因此可以感测是否施加压力且可以通过第一电极SE1和第二电极SE2通过测量压力感测层30的电阻来感测压力的大小。压力感测层30可以形成为透明的或不透明的。
在一个或多个示例性实施方式中,多个第一电极SE1可以布置成线型,并且多个第二电极SE2可以布置成线型。例如,多个第一电极SE1可以在彼此平行的同时在第一方向D1上延伸,并且多个第二电极SE2可以在与第一方向D1相交的第二方向D2上延伸。在一个或多个示例性实施方式中,第二方向D2垂直于或正交于第一方向D1。多个第一电极SE1和多个第二电极SE2在多个第一电极SE1和多个第二电极SE2彼此重叠(或交叉)的部分处具有多个重叠区域(例如,如图10和图11的实施方式中所示)。重叠区域可以具有矩阵布置(例如,如图10的实施方式中所示)。重叠区域中的每个可以成为压力感测单元。也就是说,压力感测层30可以设置在重叠区域中的每个中,使得可以在相应的位置处执行压力感测。
在一个示例性实施方式中,压力传感器可以包括彼此面对的两个传感器衬底。传感器衬底中的每个可以包括衬底21或22。第一传感器衬底的第一衬底21和第二传感器衬底的第二衬底22中的每一个可以包括基于聚乙烯的材料、基于聚酰亚胺的材料、基于聚碳酸酯的材料、基于聚砜的材料、基于聚丙烯酸酯的材料、基于聚苯乙烯的材料、基于聚氯乙烯的材料、基于聚乙烯醇的材料、基于聚降冰片烯的材料和/或基于聚酯的材料。在一个示例性实施方式中,第一衬底21和第二衬底22可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或聚酰亚胺膜构成。
第一电极SE1、第二电极SE2和压力感测层30可以包括在第一传感器衬底或第二传感器衬底中。例如,第一电极SE1和压力感测层30可以包括在第一传感器衬底中,并且第二电极SE2可以包括在第二传感器衬底中。第一电极SE1可以设置在第一衬底21的面对第二衬底22的一个表面上或者设置在该表面处。第二电极SE2可以设置在第二衬底22的面对第一衬底21的一个表面上或设置在该表面处。在一个或多个示例性实施方式中,第一电极SE1和第二电极SE2设置在不同的层处(例如,第一电极SE1设置在第二电极SE2下方的层处)。在一个或多个示例性实施方式中,压力感测层30可以设置在第二电极SE2上。第一传感器衬底和第二传感器衬底可以使用联接层40彼此联接。联接层40可以沿着每个传感器衬底的边缘设置,但是本公开不限于此。在一个或多个示例性实施方式中,如图11中所示,联接层40与压力感测层30、第一电极SE1和/或第二电极SE2间隔开。
在另一示例性实施方式中,第一电极SE1、第二电极SE2和压力感测层30可以包括在一个传感器衬底中。例如,第一电极SE1可以设置在第一衬底21的一个表面上,压力感测层30可以设置在第一电极SE1上,并且第二电极SE2可以设置在压力感测层30上。
包括上述力传感器的压力传感器可以形成为透明的或不透明的。在透明压力传感器的情况下,显而易见的是,第一衬底21和第二衬底22由透明材料制成,并且同样地,第一电极SE1和第二电极SE2可以由透明导电材料制成,并且压力感测层30可以由透明材料制成。在不透明压力传感器的情况下,可以从多种材料中选择电极或压敏材料,而不管透明度如何(即,材料可以是不透明的、透明的或具有介于不透明与透明之间的一定程度的透明度)。
图12是根据另一示例性实施方式的压力传感器的示意性布局。图13是图12的压力传感器的剖视图。图12和图13示例性地示出了根据一个或多个示例性实施方式的力传感器的另一结构。
参照图12和图13,根据示出的示例性实施方式的压力传感器与参照图10和图11所描述的示例性实施方式的压力传感器的不同之处在于第一电极SE1和第二电极SE2设置在相同的层上。具体地,例如,第一电极SE1和第二电极SE2设置在第一衬底21的一个表面上。第一电极SE1和第二电极SE2设置成彼此相邻。第一电极SE1和第二电极SE2可以各自包括多个分支部分,并且可以具有其中分支部分交替布置的梳状电极的形式。压力感测层30形成在第二衬底22上并设置在第一电极SE1和第二电极SE2上方。
在示出的示例性实施方式的情况下,第一电极SE1和第二电极SE2在厚度方向上彼此不重叠,而是设置成在平面图中彼此相邻(例如,如图13的实施方式中所示)。当施加压力时,电流可以通过在第一电极SE1和第二电极SE2上方的压力感测层30在彼此相邻的第一电极SE1和第二电极SE2之间流动。对于测量剪切应力,上述结构可以是有利的。
图14是根据又一示例性实施方式的压力传感器的剖视图。图14示例性地示出了作为压力传感器的示例的间隙电容器。
参照图14,根据示出的示例性实施方式的压力传感器可以包括第一电极SE1、第二电极SE2和设置在第一电极SE1和第二电极SE2之间的介电常数改变材料层31。除了在第一电极SE1和第二电极SE2之间设置介电常数改变材料层31而不是设置压力感测层30之外,根据示出的示例性实施方式的压力传感器可以具有与根据参考图10和图11描述的示例性实施方式的压力传感器基本上相似的结构。
介电常数改变材料层31是其介电常数根据所施加的压力而变化的材料,并且可以应用本领域中已知的各种材料。因为介电常数改变材料层31的介电常数根据所施加的压力而变化,所以可以通过测量第一电极SE1和第二电极SE2之间的电容值来测量所施加的压力的大小。
包括上述间隙电容器的压力传感器可以形成为透明的或不透明的。在透明压力传感器的情况下,第一电极SE1和第二电极SE2可以由透明导电材料制成,并且介电常数改变材料层31也可以由透明材料制成。在不透明压力传感器的情况下,电极或介电常数改变材料可以从多种材料中选择,而不管透明度如何(即,材料可以是不透明的、透明的或具有介于不透明与透明之间的一定程度的透明度)。
图15是根据又一示例性实施方式的压力传感器的示意性布局。图15示出了作为压力传感器的示例的应变仪。
参照图15,压力传感器可以包括应变感测电极SE_STR。应变感测电极SE_STR可以由形成在第一衬底(例如,图11中的“21”)上的导电层的图案形成。绝缘膜或第二衬底(例如,参见图11的“22”)可设置在应变感测电极SE_STR上,但是本公开不限于此。
应变感测电极SE_STR的形状随着施加到其的压力而改变。当应变感测电极SE_STR的形状改变时,其电阻值也改变。因此,可以通过测量跨过应变感测电极SE_STR的电阻值来测量压力的大小。
为了最大化或增加电阻值根据压力的变化,在平面图中,应变感测电极SE_STR可以具有包括多个弯曲部分的卷绕形状。例如,如图15中所示,应变感测电极SE_STR可以具有龙卷形状,在该龙卷形状中,应变感测电极SE_STR延伸到第一方向D1的一侧且弯折成延伸到第二方向D2的另一侧,并且然后被再次弯折成延伸到第一方向D1的另一侧且再次弯折成延伸到第二方向D2的一侧,并且重复该过程。在一个或多个示例性实施方式中,应变感测电极SE_STR包括连续电极,该连续电极包括通过一个或多个拐角部分彼此附接的多个直的部分,其中,多个直的部分中的每一个与多个直的部分中的另一个平行或基本上平行。在一个或多个示例性实施方式中,多个直的部分中的每一个大致在第一方向D1或第二方向D2上延伸,其中,第一方向D1垂直于或正交于第二方向D2。作为另一示例,应变感测电极SE_STR可以具有锯齿形形状。然而,应当理解,应变感测电极SE_STR的平面形状不限于附图中所示的形状,并且可以以本领域普通技术人员所理解的各种方式进行适当的修改。
包括上述应变仪的压力传感器可以形成为透明的、不透明的或者具有介于不透明与透明之间的一定程度的透明度。在透明压力传感器的情况下,应变感测电极SE_STR可以由透明导电材料制成,并且在不透明压力传感器的情况下,应变感测电极SE_STR的材料可以从各种材料中选择,而不管透明度如何(即,材料可以是不透明的、透明的或具有介于不透明与透明之间的一定程度的透明度)。
在下文中,将更详细地描述显示面板DPN与显示设备中的传感器PRS和OPS之间的各种布置关系。
图16是示出根据一个示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图16,显示设备可以包括显示面板DPN、设置在显示面板DPN上方的压力传感器PRS、设置在压力传感器PRS上方的窗构件WD以及设置在显示面板DPN下方的光学传感器OPS。显示面板DPN、压力传感器PRS、窗构件WD和光学传感器OPS可以在其厚度方向上彼此重叠。图16的示例性实施方式示出了显示面板DPN、压力传感器PRS、窗构件WD和光学传感器OPS具有相同的宽度,其侧表面彼此对齐,并且其整个表面彼此重叠的情况,但是本公开不限于此,并且在一个或多个示例性实施方式中,在平面图中,一些构件可以从其他构件的侧表面突出。
显示面板DPN的发光方向可以是向上的方向。窗构件WD设置在显示面板DPN上方,所述上方是显示面板DPN的显示表面所面对的方向。窗构件WD可以由诸如玻璃、薄膜或超薄玻璃的透明材料或诸如透明聚酰亚胺的透明聚合物制成。
压力传感器PRS可以设置在显示面板DPN和窗构件WD之间。压力传感器PRS可以至少部分地设置在显示区域DPA中。在这种情况下,为了不干扰从显示面板DPN输出的光,可以应用透明压力传感器作为压力传感器PRS。如上所述,透明压力传感器可以通过用透明材料形成构成压力传感器PRS的电极、敏感材料、改性材料等中的全部来实现。
光学传感器OPS设置在显示面板DPN下方。光学传感器OPS可以至少部分地设置在显示区域DPA中。光学传感器OPS接收从窗构件WD上的对象OBJ反射的光。因此,需要在从窗构件WD到光学传感器OPS的部分中确保光感测路径,并且除了窗构件WD和压力传感器PRS之外,设置在光感测路径的中间的显示面板DPN也可以包括光透射部分(例如,参见图36中的“TA”)。显示面板DPN的光透射部分可以通过显示光透射区域(例如,参见图35中的“DPA_T”)来实现。下面将描述显示面板DPN形成显示光透射区域的详细结构。
图17是示出根据另一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图17,根据示出的示例性实施方式的显示设备与参照图16所述的示例性实施方式的显示设备的不同之处在于,压力传感器PRS设置在显示面板DPN和光学传感器OPS之间。
在一个或多个示例性实施方式中,窗构件WD设置在(例如,直接设置在)显示面板DPN上。压力传感器PRS设置在显示面板DPN下方。光学传感器OPS设置在压力传感器PRS下方。光学传感器OPS和压力传感器PRS可以至少部分地设置在显示区域DPA中。
光学传感器OPS接收从窗构件WD上的对象OBJ反射的光。在示出的示例性实施方式的情况下,因为光学传感器OPS设置在相对最下面的部分处,所以显示面板DPN和压力传感器PRS可以设置在通向光学传感器OPS的光感测路径上。因此,在示出的示例性实施方式的情况下,可以应用包括光透射部分的显示面板DPN和透明的压力传感器PRS。
图18是示出根据又一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图18,根据示出的示例性实施方式的显示设备与参照图17描述的示例性实施方式的显示设备的不同之处在于,光学传感器OPS设置在显示面板DPN下方,并且压力传感器PRS设置在光学传感器OPS下方。
具体地,光学传感器OPS和压力传感器PRS顺序地设置在显示面板DPN下方。例如,光学传感器OPS设置在显示面板DPN和压力传感器PRS之间。光学传感器OPS接收从窗构件WD上的对象OBJ反射的光,并且放置在光感测路径上的显示面板DPN可以包括光透射部分。同时,压力传感器PRS设置在光学传感器OPS下方,并且不设置在显示面板DPN的光输出路径或光学传感器OPS的光感测路径上。因此,在示出的示例性实施方式的情况下,可以应用不透明的压力传感器PRS。然而,本公开不限于此,并且即使在示出的示例性实施方式的情况下,也可以应用透明的压力传感器PRS。
图19是示出根据再一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图19,根据示出的示例性实施方式的显示设备示出了显示面板DPN和光学传感器OPS可以在厚度方向上彼此不重叠。
具体地,光学传感器OPS设置在显示面板DPN外侧。由于堆叠结构(例如,如图19的实施方式中所示),光学传感器OPS和显示面板DPN可以设置在大致相同的层上或设置在大致相同的层处,但是本公开不限于此。压力传感器PRS和窗构件WD依次设置在显示面板DPN和光学传感器OPS上方。压力传感器PRS和窗构件WD中的每一个在厚度方向上与显示面板DPN和光学传感器OPS重叠。压力传感器PRS可以包括第一区域和第二区域,在第一区域中,压力传感器PRS与显示面板DPN重叠,在第二区域中,压力传感器PRS与光学传感器OPS重叠。压力传感器PRS的第一区域和第二区域可以(例如,在如图19的实施方式中所示的厚度方向上)彼此不重叠。压力传感器PRS的第一区域可以形成为透明的,以便不干扰从显示面板DPN输出的光,并且压力传感器PRS的第二区域可以放置在用于光学传感器OPS感测光的光感测路径上,并且因此可以形成为透明的。因此,可以应用完全透明的包括第一区域和第二区域的透明的压力传感器PRS作为压力传感器PRS。
同时,在示出的示例性实施方式的情况下,因为显示面板DPN在厚度方向上不与光学传感器OPS重叠,所以显示面板DPN不放置在光学传感器OPS的光感测路径上。因此,显示面板DPN可以不包括用于光感测的单独的光透射部分。
图20是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图20,根据示出的示例性实施方式的显示设备与参照图19描述的示例性实施方式的显示设备类似,其中光学传感器OPS设置在显示面板DPN外侧,但是与参照图19描述的示例性实施方式的显示设备的不同之处在于压力传感器PRS设置在光学传感器OPS和显示面板DPN下方。窗构件WD设置在光学传感器OPS和显示面板DPN上方。
在示出的示例性实施方式的情况下,压力传感器PRS不设置在显示面板DPN的光输出路径和光学传感器OPS的光感测路径上。从显示面板DPN输出的光可以通过窗构件WD发射到外部。此外,从窗构件WD反射的感测光可以通过窗构件WD到达光学传感器OPS。因此,显示面板DPN不需要包括用于保证光感测路径的光透射部分。此外,压力传感器PRS设置在显示设备的相对低的部分处,并且因此不位于显示面板DPN的光输出路径或光学传感器OPS的光感测路径上。因此,在示出的示例性实施方式的情况下,可以应用不透明的压力传感器PRS。
图21是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。
参照图21,根据示出的示例性实施方式的显示设备与参照图20描述的示例性实施方式的显示设备类似,其中光学传感器OPS设置在显示面板DPN外侧,并且压力传感器PRS设置在显示面板DPN下方,但是与参照图20描述的示例性实施方式的显示设备的不同之处在于压力传感器PRS在厚度方向上不与光学传感器OPS重叠。
如上所述,为了在血压测量模块中使用压力传感器PRS和光学传感器OPS,期望在识别到对象OBJ的压力的状态下感测从对象OBJ反射的光。为了精确地感测对象OBJ的压力,压力传感器PRS可以定位成靠近对象OBJ的触摸点。当压力传感器PRS和光学传感器OPS在厚度方向上彼此重叠时,可以容易地测量触摸点处的压力,并且即使压力传感器PRS和光学传感器OPS彼此不重叠,当压力传感器PRS相对于光学传感器OPS在水平方向上定位在约50mm、优选地约30mm的距离内时,也可以获得有效的压力信息。因此,如图21中所示,通过以非重叠的方式布置光学传感器OPS和压力传感器PRS,并且将光学传感器OPS和压力传感器PRS之间的水平间隔距离调整到约50mm或约30mm以内,可以将传感器PRS和OPS用于血压测量模块。
图22是示出根据还一示例性实施方式的显示设备中的显示面板和传感器之间的堆叠关系的示意性剖视图。图22示出了其中触摸构件TSP设置为单独的构件而不是安装成包括在显示面板DPN中的情况。
参照图22,触摸构件TSP设置在显示面板DPN上方,压力传感器PRS设置在触摸构件TSP上方,并且窗构件WD设置在压力传感器PRS上方。触摸构件TSP可以设置成刚性面板、柔性面板或膜类型。光学传感器OPS设置在显示面板DPN下方。所示的示例性实施方式与参照图16描述的示例性实施方式的不同之处在于,触摸构件TSP设置在显示面板DPN和压力传感器PRS之间。在一个或多个示例性实施方式中,与所示出的图22的示例性实施方式不同,压力传感器PRS可以设置在显示面板DPN上,并且触摸构件TSP可以设置在压力传感器PRS上方。此外,参照图17至图21描述的示例性实施方式也可以被修改为具有如示出的示例性实施方式中那样的、触摸构件TSP设置在显示面板DPN和窗构件WD之间的结构,并且在参考图19描述的示例性实施方式的情况下,触摸构件TSP可以设置在压力传感器PRS上方或下方。
图23至图28是根据一个或多个示例性实施方式的显示设备的布局。图23至图28示出了可应用的显示面板DPN以及传感器PRS和OPS的各种平面布置。
参照图23至图28,压力传感器PRS和光学传感器OPS相对于显示设备中的显示面板DPN可以具有各种平面布置(例如,平面图中的布置)。
例如,如图23中所示,压力传感器PRS和光学传感器OPS中的每一个在平面图中可以具有与显示面板DPN基本相同的尺寸,并且可以(例如,在厚度方向上)彼此重叠。以上参考图16至图18描述的示例性实施方式可以具有这种平面布置,但是本公开不限于此。在一个或多个示例性实施方式中,压力传感器PRS和光学传感器OPS可以完全覆盖显示面板DPN的显示区域DPA,但是在平面图中可以在非显示区域NDA中彼此突出或凹陷。在一个或多个示例性实施方式中,压力传感器PRS和/或光学传感器OPS在整个显示区域DPA中重叠,但是可以在整个非显示区域NDA中不重叠。
作为另一示例,如图24中所示,压力传感器PRS在平面图中可以具有与显示面板DPN的尺寸基本相等的尺寸,但是光学传感器OPS可以设置成仅与显示面板DPN的一些区域重叠。例如,如附图中所示,光学传感器OPS可以设置成与显示面板DPN的显示区域DPA的一些区域重叠,或者与非显示区域NDA的一些区域重叠。当与参考图16至图18描述的示例性实施方式中的显示面板DPN或压力传感器PRS相比光学传感器OPS在平面图中具有相对小的尺寸(或较小的尺寸)时,参考图16至图18描述的示例性实施方式可以具有与图24相同的平面布置。
作为又一示例,如图25中所示,光学传感器OPS在平面图中具有与显示面板DPN的尺寸基本上相等的尺寸,但是压力传感器PRS的尺寸小于显示面板DPN的尺寸,并且设置成仅与显示面板DPN的一些区域重叠。在一个或多个示例性实施方式中,如附图中所示,压力传感器PRS可以设置成与显示面板DPN的显示区域DPA的一些区域重叠或者与非显示区域NDA的一些区域重叠。当与参照图16至图18描述的示例性实施方式中的显示面板DPN或光学传感器OPS相比压力传感器PRS具有相对小的尺寸时,参照图16至图18描述的示例性实施方式可以具有与图25相同的平面布置。
作为再一示例,如图26中所示,压力传感器PRS和光学传感器OPS的尺寸可以小于显示面板DPN的尺寸,并且可以设置成仅与显示面板DPN的一些区域重叠。在一个或多个示例性实施方式中,如附图中所示,压力传感器PRS和光学传感器OPS可以设置成与显示面板DPN的显示区域DPA的一些区域重叠或者与非显示区域NDA的一些区域重叠。在图26中,压力传感器PRS和光学传感器OPS示出为具有相同的尺寸(例如,在平面图中相同的尺寸)并且彼此完全重叠,但是本公开不限于此,并且这两者中的任一个可以大于另一个。当与参照图16至图18描述的示例性实施方式中的显示面板DPN相比压力传感器PRS和光学传感器OPS具有相对小的尺寸时,参照图16至图18描述的示例性实施方式可以具有与图26相同的平面布置。
作为还一示例,如图27中所示,光学传感器OPS可以设置在显示面板DPN的一侧的外侧,并且可以不与显示面板DPN重叠,并且压力传感器PRS可以设置成覆盖显示面板DPN和光学传感器OPS两者。参照图19和图20描述的示例性实施方式可以具有这样的平面布置。
作为再一示例,如图28中所示,压力传感器PRS在平面图中可以具有与显示面板DPN的尺寸基本上相等的尺寸,并且光学传感器OPS可以沿着显示面板DPN的一侧设置,并且可以不与显示面板DPN和压力传感器PRS重叠。参照图21描述的示例性实施方式可以具有这样的平面布置。在示出的示例性实施方式的情况下,压力传感器PRS和光学传感器OPS彼此不重叠,但是如上所述,通过将光学传感器OPS定位在距离压力传感器PRS约50mm或更小且优选地约30mm或更小的距离处,可以获得用于血压测量的有效压力信息。
图29是根据又一示例性实施方式的显示设备的立体图。参照图29,它示出了根据示出的示例性实施方式的显示设备的一些边缘可以具有弯曲表面。
参照图29,显示设备的长边边缘可以具有在后表面方向上凸弯曲的弯曲表面。具有弯曲表面的边缘(在下文中,称为弯曲边缘CEG)可以包括显示区域DPA,但是弯曲边缘CEG的至少一些区域可以包括非显示区域NDA。在一些示例性实施方式中,压力传感器PRS可以设置成与弯曲边缘CEG重叠。压力传感器PRS可以不与显示设备的平坦表面部分FLT重叠,或者可以仅设置到弯曲边缘CEG和平坦表面部分FLT之间的边界附近。光学传感器OPS设置成与压力传感器PRS重叠或相邻。具体地,光学传感器OPS可以与弯曲边缘CEG重叠,或者可以定位在距弯曲边缘CEG和平坦表面部分FLT之间的边界约50mm或约30mm以内的距离处。
图30是根据再一示例性实施方式的显示设备的立体图。图31是图30的显示设备的分解图。参照图30和图31描述的示例性实施方式示出了显示设备可以被应用作立体显示设备。
参照图30和图31,显示设备可以包括位于不同平面上的多个显示表面DPS1、DPS2、DPS3、DPS4和DPS5。在具有矩形长方体形状的显示设备中,第一显示表面DPS1可以设置在显示设备的一个表面(上表面)上,第二显示表面DPS2和第三显示表面DPS3可以设置在显示设备的分别邻近显示设备的长边的侧表面上,并且第四显示表面DPS4和第五显示表面DPS5可以设置在显示设备的分别邻近显示设备的短边的侧表面上。在一个示例性实施方式中,第一显示表面DPS1是平坦表面,并且第二显示表面DPS2至第五显示表面DPS5具有垂直于第一显示表面DPS1的平坦表面。然而,本公开不限于此,并且第二显示表面DPS2至第五显示表面DPS5可以具有与垂直于第一显示表面DPS1的角度不同的角度,或者可以具有诸如图29的弯曲边缘CEG的弯曲表面形状。
压力传感器PRS和光学传感器OPS可以以适当的方式不同地设置在显示设备中。作为专用于立体显示设备中的非限制性示例,压力传感器PRS和光学传感器OPS可以设置成与第二显示表面DPS2至第五显示表面DPS5中的至少一个相邻。在这种情况下,压力传感器PRS和光学传感器OPS可以设置成面对显示设备的侧表面。
图32是根据还一示例性实施方式的显示设备的立体图。图33是示出图32的显示设备被折叠的状态的立体图。图32和图33示出了显示设备可以是可折叠显示设备。在本说明书中使用的术语“可折叠显示设备”是指能够折叠的显示设备,并且被解释为包括能够具有折叠状态和非折叠状态两者的设备以及处于固定折叠状态中的设备。此外,折叠状态通常包括以约180°的角度折叠,但本公开不限于此,并且即使当折叠角度大于或小于180°,例如折叠角度大于90°且小于180°或大于120°且小于180°时,该状态也可以被理解为折叠状态。此外,当显示设备处于弯曲离开非折叠状态的状态中时,即使当没有完全执行折叠时,也可以将其称为折叠状态。例如,当最大折叠角度为90°或更大时,即使当显示设备以90°或更小的角度弯曲时,这也可以被表示为处于折叠状态中以与非折叠状态区分开。当折叠时,曲率半径可以是约5mm或更小,并且优选地,曲率半径可以在约1mm至约2mm的范围内,或者曲率半径可以是约1.5mm,但是本公开不限于此。
参照图32和图33,显示设备可以基于折叠线FDA(或折叠轴)折叠。折叠线FDA在平面图中可以具有在一个方向上延伸的直线形状。尽管在附图中示出了折叠线FDA平行于显示设备的短边延伸的情况,但是本公开不限于此,并且折叠线FDA可以平行于显示设备的长边,或者可以相对于短边和长边倾斜。
在一个示例性实施方式中,显示设备的折叠线FDA可以固定在特定位置处。在显示设备中,可以在特定位置处设置一条或多条折叠线FDA。在另一示例性实施方式中,未在显示设备中指定折叠线FDA的位置,并且折叠线FDA的位置可以自由地设置在各种合适的区域中。
显示设备可以基于折叠线FDA划分成第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2。第一非折叠区域NFA1可以位于折叠线FDA的一侧上,并且第二非折叠区域NFA2可以位于折叠线FDA的另一侧上。当折叠线FDA固定在特定位置处时,第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2可以被指定为其中不执行折叠的区域。指定的第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2可以具有相同的宽度,但是本公开不限于此。当未指定折叠线FDA时,第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2可以根据设置折叠线FDA的位置而具有不同的面积。
显示设备的显示区域DPA可以设置在第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2两者中。此外,显示区域DPA也可以位于与第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2之间的边界对应的折叠线FDA上。也就是说,不管非折叠区域NFA1和NFA2之间的边界、折叠线FDA等如何,显示设备的显示区域DPA可以连续地或大致连续地设置。然而,本公开不限于此,并且显示区域DPA可以设置在第一非折叠区域NFA1中,但是可以不设置在第二非折叠区域NFA2中,或者显示区域DPA可以设置在第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2中,但是非显示区域NDA可以设置在折叠线FDA中。
在一个示例性实施方式中,压力传感器和光学传感器可以设置在第一非折叠区域NFA1或第二非折叠区域NFA2中。然而,本公开不限于此,并且压力传感器和/或光学传感器可以与对应于第一非折叠区域NFA1和第二非折叠区域NFA2之间的边界的折叠线FDA重叠。当压力传感器和光学传感器具有如图23中所示的平面布置时,压力传感器和光学传感器可以设置在第一非折叠区域NFA1、折叠线FDA和第二非折叠区域NFA2中的全部中。
显示设备可以通过折叠使得显示表面在面对内部的同时彼此面对的内折叠方法折叠或者可以通过折叠使得显示表面面对外部(例如,彼此背对)的外折叠方法折叠。显示设备可以仅通过内折叠方法和外折叠方法中的一种(例如,单向折叠)来折叠,或者可以执行内折叠和外折叠两者(例如,双向折叠)。在其中执行内折叠和外折叠两者的显示设备的情况下,可以基于相同或单条折叠线FDA来执行内折叠和外折叠,或者显示设备可以包括执行不同类型的折叠的多条折叠线FDA,诸如内折叠专用折叠线和外折叠专用折叠线。例如,显示设备围绕内折叠专用折叠线和外折叠专用折叠线朝向不同的方向折叠。
在一个示例性实施方式中,显示面板DPN和堆叠在显示面板DPN上的层、面板和衬底具有它们自己的柔性特性(例如,是柔性的),使得相应的构件可以全部折叠,并且因此显示设备可以折叠。在一些示例性实施方式中,显示面板DPN或堆叠在显示面板DPN上的构件中的至少一些可以具有基于折叠线FDA分离的形状。在这种情况下,位于非折叠区域NFA1或NFA2中的分离的构件可以不具有柔性特性。
同时,图32中所示的显示设备还可以包括窗构件。应用于可折叠显示设备的窗构件可以由可折叠材料制成。例如,窗构件可以包括其本身具有柔性特性(例如,是柔性的)的诸如透明聚酰亚胺的聚合物,或者可以由超薄玻璃制成,使得窗构件可以折叠。在超薄玻璃的情况下,超薄玻璃可具有约0.2mm或更小、优选地约0.1mm或更小、以及更优选地约0.07mm或更小的厚度。即使在聚酰亚胺的情况下,聚酰亚胺也可以以约0.1mm或约0.05mm或更小的薄厚度施加以减小折叠应力。
如上所述,因为具有薄厚度的窗构件被应用到可折叠显示设备,所以可以更精确地感测压力。参考图34对其进行详细描述。
图34是示出根据一个示例性实施方式的显示设备的压力传感器中的压力和电阻之间的关系的曲线图。图34示出了根据显示设备的压力测量电阻的结果,在该显示设备中,具有约0.2mm的厚度的超薄玻璃被应用为窗构件,并且力传感器设置在显示面板下方作为压力传感器。在图34中,X轴表示压力,并且Y轴表示由力传感器测量的电阻的倒数的相对大小。
参照图34,电阻的倒数随着压力的增加而趋于增加。即,随着压力增加,电阻降低。同时,在没有超过阈值的情况下,由于压力引起的电阻变化与加压并行(例如,同时)发生。因此,对于在约0gf至约400gf的范围内的每一个压力,可以根据电阻的相应倒数的相对值精确地估计相应的压力。当转换为血压时,约0gf至约400gf的压力对应于约0mHg至约300mHg,并且因此,可以覆盖血压测量所需的所有压力范围。
在上述显示设备中,压力传感器PRS(参见图1)可以安装在显示面板DPN(参见图1)上,联接到显示面板DPN,或者设置成与显示面板DPN一体。压力传感器PRS可以通过包括树脂层、粘合剂层等的联接层附接到显示面板DPN。在一些示例性实施方式中,压力传感器PRS也可以集成到显示面板DPN中。例如,压力传感器PRS可以形成(例如,直接形成)在显示面板DPN上,或者可以以芯片、印刷电路板、膜等的形式安装在显示面板DPN上。配置成驱动压力传感器PRS的压力驱动部分可以设置在压力传感器PRS内部,但是可以以单独的驱动集成电路(IC)的形式安装在显示面板DPN或连接到显示面板DPN的印刷电路板上。作为另一示例,压力驱动部分可以以与血压测量模块的控制部分集成的芯片的形式设置,或者可以以设置在显示面板DPN中的诸如数据驱动器IC或触摸驱动器IC的驱动部分的形式提供。
在下文中,将更详细地描述显示面板DPN的光透射部分TA(参见图36)的结构。如上所述,在根据一些示例性实施方式的显示设备中,显示面板DPN放置在光学传感器OPS(参见图1)的光感测路径上,并且可以包括光透射部分TA以充分确保由光学传感器OPS接收的光量。光透射部分TA可以通过将显示面板DPN的一些区域的结构形成为不同于其他区域的结构来获得。
图35是根据一个示例性实施方式的显示面板的显示区域的平面布局。图36是图35的显示面板的剖视图。
参照图35和图36,显示面板DPN的显示区域DPA可以包括光透射部分TA。显示面板DPN的显示区域DPA可以包括作为包括光透射部分TA的第一显示区域的显示光透射区域DPA_T。显示光透射区域DPA_T是其中像素PX的发射区域(例如,图39中的“EMA”)与光透射部分TA混合的区域。显示光透射区域DPA_T的光透射部分TA是本身不发光而是可以在其厚度方向上透射光的区域。光可以包括具有可见光波长的光以及具有近红外波长和/或红外波长的光。透射通过光透射部分TA的光还可以包括具有近紫外波长和/或紫外波长的光。
一个显示光透射区域DPA_T可以包括彼此分离的多个光透射部分TA。像素PX的发射区域可以设置在光透射部分TA之间。在显示光透射区域DPA_T中,像素PX的发射区域和光透射部分TA可能无法在视觉上区分开。显示光透射区域DPA_T的光透射部分TA是本身不发射光而是可以在其厚度方向上透射光的区域。光可以包括具有可见光波长的光以及具有近红外波长和/或红外波长的光。透射通过光透射部分TA的光还可以包括具有近紫外波长和/或紫外波长的光。
显示面板DPN的显示区域DPA还可以包括作为不包括光透射部分TA的第二显示区域的仅显示区域DPA_D。也就是说,显示面板DPN的显示区域DPA可以被分成显示光透射区域DPA_T和仅显示区域DPA_D。
显示区域DPA可以包括一个显示光透射区域DPA_T,或者还可以包括彼此分开的多个显示光透射区域DPA_T。仅显示区域DPA_D可以设置在显示光透射区域DPA_T周围。仅显示区域DPA_D可以部分地或完全地围绕显示光透射区域DPA_T。仅显示区域DPA_D和显示光透射区域DPA_T可以彼此相邻,并且可以连续地或大致连续地设置,而没有单独的物理区别。在一个示例性实施方式中,仅显示区域DPA_D和显示光透射区域DPA_T可能无法在视觉上区分开,但是本公开不限于此。
对显示区域DPA内的显示光透射区域DPA_T的布置区域没有限制。例如,显示光透射区域DPA_T可以设置在显示区域DPA的与非显示区域NDA间隔开的中央区域中。作为另一示例,显示光透射区域DPA_T可以设置在显示区域DPA的边缘周围,并且设置成与非显示区域NDA接触或靠近非显示区域NDA。
仅显示区域DPA_D或显示光透射区域DPA_T的非发射区域(例如,图39中的“NEA”)也是本身不发光的区域,但是光透射部分TA的透光率大于非发射区域(例如,图39中的“NEA”)的透光率。这里,透光率是穿过每个区域的光的透射率,并且透光率指的是在每个区域的厚度方向上行进的光的透射率。因此,包括光透射部分TA的显示光透射区域DPA_T的透光率大于仅显示区域DPA_D的透光率。
如上所述,显示光透射区域DPA_T可以用作光感测路径。血压测量模块的光学传感器OPS可以设置成与显示光透射区域DPA_T重叠。
此外,显示光透射区域DPA_T可以用作除血压测量模块之外的其他光学构件的光学路径。例如,相机、红外接近传感器、虹膜识别传感器、指纹传感器等可以设置成与显示光透射区域DPA_T重叠,以获得其操作所需的光。上述血压测量模块的光学传感器OPS和其余传感器也可以由一个公共构件或不同的独立构件来实现。当多个构件用于光感测时,相应的构件可以设置成彼此相邻或者在不同的位置处彼此间隔开。多个独立构件可以一起布置在一个分组的显示光透射区域DPA_T中,或者可以分别设置在彼此分离的显示光透射区域DPA_T中。
在上述传感器中,取决于传感器的类型,每个传感器所需的光量可以是不同的。当多个传感器需要不同的光量时,相应的显示光透射区域DPA_T的孔径比(光透射部分TA与总面积的比)和光透射部分TA的透光率也可以相应地调整。例如,可以通过调整光透射部分TA的面积与显示光透射区域DPA_T的总面积的比或者在光透射部分TA的厚度方向上调整堆叠结构或材料来控制穿过光透射部分TA的光的透射率,从而可以适当地或合适地设计每单位面积的透光率和整个显示光透射区域DPA_T的总透光量(平均透光率×面积)。
图37是根据一个示例性实施方式的显示设备的一个像素的电路图。
参考图37,像素电路可以包括第一晶体管TR1、第二晶体管TR2、电容器Cst和有机发光二极管OLED。扫描线SL、数据线DL和第一电源电压线ELVDDL连接到每个像素电路。
第一晶体管TR1可以是驱动晶体管,并且第二晶体管TR2可以是开关晶体管。尽管第一晶体管TR1和第二晶体管TR2两者在附图中被示出为p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管,但是如本领域普通技术人员所理解的,在对其他电路元件进行适当的改变的情况下,第一晶体管TR1和第二晶体管TR2中的任何一个或两个可以是n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。
第一晶体管TR1的第一电极(源电极)连接到第一电源电压线ELVDDL,并且第一晶体管TR1的第二电极(漏电极)连接到有机发光二极管OLED的阳极电极。第二晶体管TR2的第一电极(源电极)连接到数据线DL,并且第二晶体管TR2的第二电极(漏电极)连接到第一晶体管TR1的栅电极。电容器Cst连接在第一晶体管TR1的栅电极和第一电极之间。有机发光二极管OLED的阴极电极接收第二电源电压ELVSS。第二电源电压ELVSS可以低于从第一电源电压线ELVDDL提供的第一电源电压。
第二晶体管TR2可响应于施加到扫描线SL的扫描信号而输出施加到数据线DL的数据信号。电容器Cst可以充入与从第二晶体管TR2接收的数据信号对应的电压。第一晶体管TR1可以根据存储在电容器Cst中的电荷来控制流过有机发光二极管OLED的驱动电流。
图37的等效电路仅仅是一个示例性实施方式,并且像素电路可以包括更多数量的晶体管和/或电容器。例如,在其他实施方式中,像素电路可以包括7个晶体管。
图38是根据一个示例性实施方式的显示面板的显示光透射区域和仅显示区域的平面布局。
参照图38,显示光透射区域DPA_T包括多个像素PX和多个光透射部分TA。光透射部分TA和像素PX被混合(例如,在显示光透射区域DPA_T中彼此相邻)。尽管光透射部分TA可以与每一个像素PX混合,但是多个像素PX(例如,四个像素)可以集中在单元组(在下文中,称为“第一单元像素组UPG1”)中,并且光透射部分TA可以设置在第一单元像素组UPG1之间。四个像素PX可以包括例如红色像素、绿色像素、蓝色像素和绿色像素,但是本公开不限于此。
第一单元像素组UPG1和与第一单元像素组UPG1相邻的光透射部分TA的组合面积可以基本上等于仅显示区域DPA_D中的八个像素PX的面积。当限定使得四个像素PX还在仅显示区域DPA_D中形成单元组(在下文中,称为“第二单元像素组UPG2”)时,显示光透射区域DPA_T的第一单元像素组UPG1和一个光透射部分TA的组合面积可以基本上等于仅显示区域DPA_D的两个第二单元像素组UPG2的组合面积。
由于光透射部分TA所占据的面积,所以在相同的面积的情况下,显示光透射区域DPA_T可以具有比仅显示区域DPA_D更小(或更少)数量的像素PX或更小尺寸的像素PX。换句话说,因为显示光透射区域DPA_T除了像素PX之外还容纳光透射部分TA,所以相比于显示光透射区域DPA_T的等同的单位区域,仅显示区域DPA_D的单位区域可以具有更多的用于像素PX的可用空间。如上所述,当显示光透射区域DPA_T的第一单元像素组UPG1和一个光透射部分TA的组合面积等于或基本上等于仅显示区域DPA_D的两个第二单元像素组UPG2的组合面积时,显示光透射区域DPA_T可以在相同的面积中表现出仅显示区域DPA_D的分辨率的大约一半。
由显示光透射区域DPA_T中的第一单元像素组UPG1和光透射部分TA形成的行和列的平均宽度可以分别基本上等于由仅显示区域DPA_D中的第二单元像素组UPG2形成的行和列的平均宽度,但是本公开不限于此。显示光透射区域DPA_T中的第一单元像素组UPG1和光透射部分TA可以沿着第二方向D2(行延伸方向)交替地布置在一行中。在彼此相邻的行中,第一单元像素组UPG1和光透射部分TA可以沿着第一方向D1(列延伸方向)交替地布置在显示光透射区域DPA_T中。
显示光透射区域DPA_T中的第一单元像素组UPG1和光透射部分TA的相对尺寸可以根据设置成与显示光透射区域DPA_T重叠的传感器所需的光量以适当的方式进行各种修改。在需要足够量的光的一个示例性实施方式中,光透射部分TA的尺寸可以大于显示光透射区域DPA_T的第一单元像素组UPG1的尺寸。在这种情况下,显示光透射区域DPA_T中的每个像素PX的尺寸可以小于仅显示区域DPA_D中的每个像素PX的尺寸。在一个示例性实施方式中,光透射部分TA在第二方向D2上的宽度可以大于第一单元像素组UPG1在第二方向D2上的宽度。
在一个示例性实施方式中,阴极电极可以不设置在整个显示区域DPA(参见图35)中的光透射部分TA中。例如,阴极电极可以设置在除了光透射部分TA之外的整个剩余显示区域DPA中。也就是说,光透射部分TA可以由是否设置有阴极电极来限定。当基于阴极电极(例如,阴极电极在平面图中的位置)观察时,光透射部分TA可以对应于阴极电极孔。
在一个或多个示例性实施方式中,在光透射部分TA以外的区域中,阴极电极可以由多个电极层形成。例如,可以为每个单元像素组设置单独的阴极电极图案,并且阴极电极图案可以通过在彼此相邻的单元像素组的边界处彼此重叠或接触而彼此电连接。这种结构可为两次或更多次沉积阴极电极的结果。
设置在仅显示区域DPA_D中的每个第二单元像素组UPG2中的第二阴极电极图案CTP2可以各自具有矩形形状。彼此相邻的第二阴极电极图案CTP2可以在其边缘部分处彼此重叠。
同时,设置在显示光透射区域DPA_T中的每个第一单元像素组UPG1中的第一阴极电极图案CTP1可以各自具有“I”形状,基于第二方向D2上的宽度,“I”形状具有窄的中央部分和在第一方向D1上的两个较长端。第一阴极电极图案CTP1在第一方向D1上的两端可以包括从中央部分突出的突出部CTP_PT。第一阴极电极图案CTP1的中央部分在第二方向D2上的宽度可以小于第二阴极电极图案CTP2在第二方向D2上的宽度,并且第一阴极电极图案CTP1的两端在第二方向D2上的宽度可以基本上等于第二阴极电极图案CTP2在第二方向D2上的宽度,但是本公开不限于此。在显示光透射区域DPA_T中,位于第一阴极电极图案CTP1的两端处的突出部CTP_PT可以与另一第一阴极电极图案CTP1的突出部CTP_PT重叠,该另一第一阴极电极图案CTP1与第一阴极电极图案CTP1对角地相邻。
薄膜晶体管以及电力线或数据线可以不设置在显示光透射区域DPA_T的光透射部分TA中。在第一方向D1上延伸的数据线和电力线可以延伸成绕过光透射部分TA。此外,与显示区域DPA的其他区域相比,还可以从光透射部分TA部分地去除(或部分地省略)绝缘膜。光透射部分TA的透射率根据光透射部分TA的堆叠结构而变化,并且因此考虑到所需透射率、工艺效率、光透射部分TA的平面尺寸等,可以设计各种堆叠结构。在下文中,将通过显示面板DPN的截面结构详细描述像素PX和光透射部分TA的结构。
图39是示出根据一些示例性实施方式的显示面板的像素和光透射部分的剖视图。
在图39中,在图37的两个晶体管中,第一晶体管TR1以薄膜晶体管的形式示出,而未示出第二晶体管TR2。
首先,将参考图39详细描述像素PX的截面结构。显示面板DPN(参见图1)可以包括衬底100、缓冲层105、半导体层110、第一绝缘层121、第一导电层130、第二绝缘层122、第二导电层140、第三绝缘层123、第三导电层150、第四绝缘层124、第四导电层160、第五绝缘层125、第五导电层170、包括配置成暴露第五导电层170的开口的像素限定膜126、设置在像素限定膜126的开口中的有机层190以及设置在像素限定膜126和有机层190上的第六导电层180。上述层中的每一个可以由单个膜形成,或者也可以由包括多个膜的堆叠膜形成。还可以在上述层之间设置另一层。
衬底100支承设置在其上的各个层。衬底100可以由诸如聚合物树脂的绝缘材料制成。聚合物材料的示例可以包括聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PA)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基化物、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、三乙酸纤维素(CAT)、乙酸丙酸纤维素(CAP)或其组合。衬底100可以是可弯曲、可折叠或可卷曲的柔性衬底。在一个或多个示例性实施方式中,形成柔性衬底的材料可以包括PI,但是本公开不限于此。
缓冲层105设置在衬底100上。缓冲层105可以防止或基本上防止杂质离子的扩散,防止或基本上防止湿气或环境空气的渗透,并执行表面平坦化功能。缓冲层105可以包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等。可以根据衬底100的类型、工艺条件等省略缓冲层105。
半导体层110设置在缓冲层105上。半导体层110形成像素PX的薄膜晶体管的沟道。半导体层110可以包括多晶硅。然而,本公开不限于此,并且半导体层110可以包括单晶硅、低温多晶硅、非晶硅或氧化物半导体。氧化物半导体可以包括包含铟、锌、镓、锡、钛、铝、铪(Hf)、锆(Zr)、镁(Mg)等的二元化合物(ABx)、三元化合物(ABxCy)或四元化合物(ABxCyDz)。
第一绝缘层121可以是具有栅极绝缘功能的栅极绝缘膜。第一绝缘层121可以包括硅化合物、金属氧化物等。例如,第一绝缘层121可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、氧化锆、氧化钛等。这些可以单独使用或彼此组合使用。第一绝缘层121可以是单个膜或包括不同材料的堆叠膜的多层膜。
第一绝缘层121设置在半导体层110上,并且可以大致设置在衬底100的整个表面上。在一个或多个示例性实施方式中,第一绝缘层121覆盖衬底100的大部分表面。
第一导电层130设置在第一绝缘层121上。第一导电层130可以是第一栅极导电层。第一导电层130可以包括像素PX的薄膜晶体管的栅电极131、连接到栅电极131的扫描线以及第一存储电容器电极132。
第一导电层130可以包括选自钼(Mo)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的至少一种金属。第一导电层130可以是单个膜或多层膜。
第二绝缘层122可以设置在第一导电层130上。第二绝缘层122可以是层间绝缘膜。第二绝缘层122可以包括诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氧化钽和/或氧化锌的无机绝缘材料。
第二导电层140设置在第二绝缘层122上。第二导电层140可以是第二栅极导电层。第二导电层140可以包括第二存储电容器电极140。第二导电层140可以包括选自钼(Mo)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的一种或多种金属。第二导电层140可以由与第一导电层130相同的材料制成,但是本公开不限于此。第二导电层140可以是单个膜或多层膜。
第三绝缘层123设置在第二导电层140上。第三绝缘层123可以是层间绝缘膜。第三绝缘层123可以包括诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氧化钽或氧化锌的无机绝缘材料或者诸如丙烯酸树脂(基于聚丙烯酸酯的树脂)、环氧树脂、酚醛树脂、基于聚酰胺的树脂、基于聚酰亚胺的树脂、基于不饱和聚酯的树脂、基于聚苯醚的树脂、基于聚苯硫醚的树脂或苯并环丁烯(BCB)的有机绝缘材料。第三绝缘层123可以是单个膜或包括不同材料的堆叠膜的多层膜。
第三导电层150设置在第三绝缘层123上。第三导电层150可以是第一源极/漏极导电层。第三导电层150可以包括像素PX的薄膜晶体管的第一电极151和第二电极152。薄膜晶体管的第一电极151和第二电极152可以通过穿过(或穿透)第三绝缘层123、第二绝缘层122和第一绝缘层121的接触孔电连接到半导体层110的源区和漏区。像素PX的第一电源电压电极153也可以包括在第三导电层150中。
第三导电层150可以包括选自铝(Al)、钼(Mo)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的一种或多种金属。第三导电层150可以是单个膜或多层膜。例如,第三导电层150可以具有Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo、Mo/AlGe/Mo、Ti/Cu等的堆叠结构。
第四绝缘层124设置在第三导电层150上。第四绝缘层124覆盖第三导电层150。第四绝缘层124可以是通孔层。第四绝缘层124可以包括有机绝缘材料,诸如丙烯酸树脂(基于聚丙烯酸酯的树脂)、环氧树脂、酚醛树脂、基于聚酰胺的树脂、基于聚酰亚胺的树脂、基于不饱和聚酯的树脂、基于聚苯醚的树脂、基于聚苯硫醚的树脂和/或苯并环丁烯(BCB)。
第四导电层160设置在第四绝缘层124上。第四导电层160可以是第二源极/漏极导电层。第四导电层160可以包括数据线、连接电极162和像素PX的第一电源电压线161和163。第一电源电压线161可以通过穿过像素PX中的第四绝缘层124的接触孔电连接到像素PX的薄膜晶体管的第一电极151。连接电极162可以通过穿过第四绝缘层124的接触孔电连接到像素PX的薄膜晶体管的第二电极152。第一电源电压线163也可以通过穿过第四绝缘层124的接触孔电连接到第一电源电压电极153。
第四导电层160可以包括选自铝(Al)、钼(Mo)、铂(Pt)、钯(Pd)、银(Ag)、镁(Mg)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、钙(Ca)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)和铜(Cu)中的至少一种金属。第四导电层160可以是单个膜或多层膜。第四导电层160可以由与第三导电层150相同的材料制成,但是本公开不限于此。
第五绝缘层125设置在第四导电层160上。第五绝缘层125覆盖第四导电层160。第五绝缘层125可以是通孔层。第五绝缘层125可以包括与上述第四绝缘层124相同的材料,或者可以包括从构成第四绝缘层124的例示材料中选择的至少一种材料。可以省略第四导电层160,并且可以由第三导电层150执行相同的功能。
第五导电层170设置在第五绝缘层125上。作为像素电极的阳极电极可以由第五导电层170形成。阳极电极可以通过穿过第五绝缘层125的接触孔电连接到由第四导电层160形成的连接电极162,并且可以通过连接电极162连接到薄膜晶体管的第二电极152。阳极电极可以与像素PX的发射区域EMA至少部分地重叠。
第五导电层170可具有但不限于通过堆叠具有高功函数的材料层和反射材料层形成的堆叠膜结构,其中,具有高功函数的材料层由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)和氧化铟(In2O3)中的一者制成,且反射材料层由选自银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、铅(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)、钙(Ca)及其混合物中的一者制成。具有高功函数的材料层可以设置在反射材料层上以靠近于有机层190。第五导电层170可具有ITO/Mg、ITO/MgF、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO的多层结构,但是本公开不限于此。
像素限定膜126可以设置在第五导电层170上。像素限定膜126可以与像素PX的非发射区域NEA至少部分地重叠。像素限定膜126可具有或限定配置成暴露第五导电层170的开口。像素限定膜126可以包括诸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化钛、氧化钽或氧化锌的无机绝缘材料和/或诸如丙烯酸树脂(基于聚丙烯酸酯的树脂)、环氧树脂、酚醛树脂、基于聚酰胺的树脂、基于聚酰亚胺的树脂、基于不饱和聚酯的树脂、基于聚苯醚的树脂、基于聚苯硫醚的树脂或苯并环丁烯(BCB)的有机绝缘材料。像素限定膜126可以是单个膜或包括不同材料的堆叠膜的多层膜。
有机层190设置在像素限定膜126的开口(即,由像素限定膜126限定的开口)中。有机层190可以包括有机发光层、空穴注入/传输层和电子注入/传输层。有机层190可以(例如,在厚度方向上)与发射区域EMA重叠。
第六导电层180设置在像素限定膜126和有机层190上。作为公共电极的阴极电极可以由第六导电层180形成。阴极电极不仅可以设置在像素PX的发射区域EMA中,而且可以设置在像素PX的非发射区域NEA中(如图39至图40中所示)。也就是说,阴极电极可以设置在每个像素PX的整个表面上。第六导电层180可以包括具有低功函数的材料层,该材料层由选自Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg、Ag、Pt、Pd、Ni、Au、Nd、Ir、Cr、BaF、Ba和其化合物或混合物(例如,Ag和Mg的混合物)中的一种制成。第六导电层180还可以包括设置在具有低功函数的材料层上的透明金属氧化物层。
在一个示例性实施方式中,封装膜可以设置在第六导电层180上。封装膜可以包括无机膜。在一个示例性实施方式中,封装膜可以包括第一无机膜、在第一无机膜上方的有机膜以及在有机膜上方的第二无机膜。
在下文中,将更详细地描述光透射部分TA的截面结构。光透射部分TA具有其中在像素PX的堆叠结构中去除(或从像素PX的堆叠结构中省略)一些层的结构。因为光透射部分TA是不发光的区域,所以在一个或多个示例性实施方式中可以省略与阳极电极、有机发光层、阴极电极等对应的层。由于省略层,所以光透射部分TA可以具有比像素PX的透射率更高的透射率。
例如,作为阴极电极的第六导电层180不设置在光透射部分TA中。阴极电极是公共电极,并且第六导电层180设置在像素PX的整个区域中。然而,在光透射部分TA中去除(或从光透射部分TA中省略)第六导电层180以形成光透射开口OP。光透射开口OP可以由第六导电层180限定。在顶部发射型面板中,阴极电极透射一定量的光,但是反射或吸收大量的光。作为阴极电极的第六导电层180不设置在光透射部分TA中,从而与像素PX的非发射区域NEA相比可以确保更高的透射率。
此外,作为阳极电极的第五导电层170可以不设置在光透射部分TA中。在顶部发射型面板中,阳极电极包括如上所述的反射材料层,并且因为第五导电层170本身不设置在光透射部分TA中,所以光可以在光透射部分TA的厚度方向上透射。此外,因为有机层190不设置在光透射部分TA中,所以可以保持较高的透射率。此外,半导体层或其他导电层可以不设置在光透射部分TA中。
因此,如图39中所示,光透射部分TA的示例性堆叠结构可以包括衬底100、缓冲层105、第一绝缘层121、第二绝缘层122、第三绝缘层123、第四绝缘层124、第五绝缘层125和像素限定膜126。
图40是根据另一示例性实施方式的显示面板的像素和光透射部分的剖视图。图40示出了可以从图39的结构中省略光透射部分TA的绝缘膜。
也就是说,如图40中的虚线所示,在光透射部分TA中,可以全部去除(或省略)像素限定膜126、第五绝缘层125、第四绝缘层124、第三绝缘层123、第二绝缘层122、第一绝缘层121和缓冲层105,并且可以暴露衬底100的表面。光透射开口OP可以由第六导电层180、像素限定膜126、第五绝缘层125、第四绝缘层124、第三绝缘层123、第二绝缘层122、第一绝缘层121和缓冲层105限定。在光透射部分TA中,仍然可以不去除(或省略)衬底100。也就是说,衬底100可以与光透射部分TA重叠,并且在光透射部分TA中可以不具有通孔。如上所述,在参照图40描述的示例性实施方式的情况下,与参照图39描述的示例性实施方式相比,通过进一步去除一个或多个绝缘层(例如,与图39的实施方式相比,在图40的实施方式的情况下的多个绝缘层),可以进一步改善光透射部分TA的透射率。
作为另一示例,在光透射部分TA中,可以去除(或省略)像素限定膜126、第五绝缘层125、第四绝缘层124、第三绝缘层123、第二绝缘层122、第一绝缘层121和缓冲层105中的一些部分。例如,可以去除(或省略)与通孔层对应的第四绝缘层124和定位在第四绝缘层124上方的所有层以形成光透射开口OP,但是本公开不限于此。
在根据一个示例性实施方式的显示设备中,血压测量模块可以集成到显示设备中,而不添加复杂的组件。
根据本公开的示例性实施方式的效果不受以上例示的内容的限制,并且更多的各种效果包括在本说明书中。
在结束详细描述时,本领域的技术人员将理解,在基本上不脱离本发明的原理的情况下,可以对实施方式进行许多变化和修改。因此,所公开的本发明的实施方式仅在一般性和描述性意义上使用,而不是出于限制的目的。虽然已经参考本发明的一些示例性实施方式具体示出和描述了本发明,但是本领域的普通技术人员将理解,在不脱离如所附权利要求及其等同中所阐述的本发明的精神和范围的情况下,可以在本发明中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (21)

1.显示设备,包括:
显示面板,用于显示图像;以及
血压测量模块,包括压力传感器和脉搏波传感器部分,
其中,所述压力传感器配置成感测施加到所述显示面板的压力,
其中,所述脉搏波传感器部分配置成使用从所述显示面板的像素发射的光来产生脉搏波信号。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其中,所述脉搏波传感器部分包括光学传感器。
3.根据权利要求2所述的显示设备,其中,所述压力传感器和所述光学传感器在厚度方向上与所述显示面板重叠。
4.根据权利要求3所述的显示设备,其中,所述压力传感器和所述光学传感器在所述厚度方向上彼此重叠。
5.根据权利要求4所述的显示设备,其中,所述光学传感器在所述显示面板下方,以及其中,所述压力传感器是透明的并且在所述显示面板与所述光学传感器之间。
6.根据权利要求4所述的显示设备,其中,所述光学传感器在所述显示面板下方,以及其中,所述压力传感器是透明的并且在所述显示面板上方。
7.根据权利要求3所述的显示设备,其中,所述显示设备包括显示区域和非显示区域,以及其中,所述压力传感器和所述光学传感器在所述显示区域中。
8.根据权利要求2所述的显示设备,其中,所述光学传感器在所述显示面板外侧,且所述压力传感器在厚度方向上与所述显示面板重叠。
9.根据权利要求8所述的显示设备,其中,所述光学传感器与所述压力传感器重叠。
10.根据权利要求8所述的显示设备,其中,所述光学传感器不与所述压力传感器重叠,并且在水平方向上定位在距所述压力传感器30mm的距离内。
11.根据权利要求1所述的显示设备,其中,所述血压测量模块还包括控制部分,所述控制部分配置成利用由所述压力传感器感测的压力信号和从所述脉搏波传感器部分接收的所述脉搏波信号来测量血压。
12.根据权利要求10所述的显示设备,其中,所述血压测量模块配置成在所述显示面板上方的多个点处同时测量血压。
13.根据权利要求2所述的显示设备,其中,所述显示面板包括多个像素电极和公共电极,所述公共电极包括光透射开口,以及
其中,所述光学传感器与所述光透射开口重叠。
14.根据权利要求1所述的显示设备,其中,所述压力传感器包括力传感器、间隙电容器或应变仪。
15.根据权利要求1所述的显示设备,还包括位于所述显示面板上方的窗构件。
16.根据权利要求15所述的显示设备,其中,所述窗构件包括具有0.2mm或更小的厚度的玻璃或具有0.1mm或更小的厚度的透明聚合物。
17.显示设备,包括:
显示面板,包括显示区域,所述显示区域包括显示光透射区域和仅显示区域;
压力传感器,在厚度方向上与所述显示面板重叠;以及
光学传感器,位于所述显示面板下方并且与所述显示面板的所述显示光透射区域重叠,
其中,所述显示光透射区域包括多个第一像素和光透射部分,
其中,所述仅显示区域包括多个第二像素,
其中,所述光透射部分的透光率高于所述第一像素中的每一个和所述第二像素中的每一个的透光率,以及
其中,所述显示光透射区域的透光率高于所述仅显示区域的透光率。
18.根据权利要求17所述的显示设备,其中,所述压力传感器在所述厚度方向上与所述光学传感器重叠,或者在水平方向上定位在距所述光学传感器30mm的距离内。
19.根据权利要求18所述的显示设备,其中,所述压力传感器是透明的,并且位于所述光学传感器和所述显示面板之间。
20.根据权利要求18所述的显示设备,其中,所述光学传感器利用从所述显示面板的像素发射的光。
21.根据权利要求17所述的显示设备,其中,所述显示面板包括多个像素电极和公共电极,所述像素电极中的每一个在所述显示光透射区域和所述仅显示区域中,所述公共电极在所述仅显示区域中的整个表面上,且所述公共电极在所述显示光透射区域的区域中并且限定光透射开口。
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