CN113632159A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
显示装置具有:基板;多个像素,设置于基板;以及多个第一无机发光元件和多个第二无机发光元件,设置于多个像素的每一个,第一无机发光元件射出可见光区域的第一光,第二无机发光元件射出红外光区域的第二光。第一无机发光元件和第二无机发光元件分别具有阳极端子和阴极端子,在多个第二无机发光元件中,向射出第二光的光源用的第二无机发光元件的阳极端子供给第一电位,向阴极端子供给具有比第一电位低的电位的第二电位。在多个第二无机发光元件中,向输出与所照射的第二光对应的信号的检测用的第二无机发光元件的阳极端子供给第二电位,向阴极端子供给第一电位。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置。
背景技术
近年来,使用微小尺寸的发光二极管(微型LED(micro LED))作为显示元件的显示器备受关注(例如,参照专利文献1)。多个发光二极管与阵列基板(在专利文献1中为驱动背板)连接,阵列基板具备用于驱动发光二极管的像素电路(在专利文献1中为电子控制电路)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2017-529557号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在使用发光二极管的显示器中,期望具备检测与手指等被检测体的接近相关的信息(例如悬停检测)、用于个人认证的生物体信息(例如指纹检测、静脉图案检测)等各种信息的传感器。但是,在将来自发光二极管的可见光区域的光用于生物体信息检测的情况下,根据被检测体的种类,生物体信息的检测有可能变得困难。
本发明的目的在于提供一种能够良好地检测生物体信息的显示装置。
用于解决问题的技术方案
本发明的一个方式的显示装置具有:基板;多个像素,设置于所述基板;以及多个第一无机发光元件和多个第二无机发光元件,设置于多个所述像素的每一个,所述第一无机发光元件照射可见光区域的第一光,所述第二无机发光元件照射红外光区域的第二光。
附图说明
图1是示意性地示出第一实施方式的显示装置的俯视图。
图2是示出包括多个像素的像素组的俯视图。
图3是示出多个像素组的俯视图。
图4是示出驱动第一发光元件的像素电路的电路图。
图5是示出驱动光源用的第二发光元件的像素电路的电路图。
图6是出示驱动检测用的第二发光元件的像素电路的电路图。
图7是图1的VII-VII’剖视图。
图8是示出多个像素和阴极电极的俯视图。
图9是示出在第二实施方式的显示装置中驱动第二无机发光元件的像素电路的电路图。
图10是用于说明第一检测模式和第二检测模式的说明图。
图11是示出第二检测模式的多个第二发光元件的排列的俯视图。
图12是用于说明第一检测模式的检测期间与第二检测模式的检测期间的关系的一个例子的说明图。
图13是示出第三实施方式的显示装置的剖视图。
图14是示出第四实施方式的显示装置的剖视图。
图15是示出第五实施方式的显示装置的多个像素组的俯视图。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下的实施方式所记载的内容限定。此外,在以下所记载的构成要素中,包含本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的构成要素。进而,以下所记载的构成要素可以适当组合。另外,公开只不过是一个例子,对于本领域技术人员而言,在保持发明的主旨的情况下适当地改变、能够容易想到的方案当然也包括在本发明的范围内。此外,为了使说明更加清楚,与实际的方式相比,附图有时示意地表示各部分的宽度、厚度、形状等,但只不过是一个例子,并不限定本发明的解释。此外,在本说明书和各图中,对于与关于已经出现的图已经说明了的要素相同的要素标记相同的符号,并适当省略详细说明。
第一实施方式
图1是示意性地示出第一实施方式的显示装置的俯视图。如图1所示,显示装置1包括阵列基板2、像素组Pix、驱动电路12、驱动IC(Integrated Circuit:集成电路)210以及阴极布线14。阵列基板2是用于驱动各像素组Pix的驱动电路基板,也被称为背板或有源矩阵基板。阵列基板2具有基板10、多个晶体管、多个电容器以及各种布线等。
如图1所示,显示装置1具有显示区域AA和周边区域GA。显示区域AA与多个像素组Pix重叠地配置,是用于显示图像的区域。周边区域GA是不与多个像素组Pix重叠的区域,配置在显示区域AA的外侧。
多个像素组Pix在基板10的显示区域AA中沿第一方向Dx和第二方向Dy排列。在本说明书中,第一方向Dx和第二方向Dy是与基板10的表面平行的方向。第一方向Dx与第二方向Dy正交。但是,第一方向Dx也可以与第二方向Dy非正交地交叉。第三方向Dz是与第一方向Dx和第二方向Dy正交的方向。第三方向Dz例如对应于基板10的法线方向。另外,以下,俯视观察表示从第三方向Dz观察时的位置关系。
驱动电路12设置在基板10的周边区域GA中。驱动电路12是基于来自驱动IC210的各种控制信号来驱动多个栅极线(例如,发光控制扫描线BG、复位控制扫描线RG、初始化控制扫描线IG以及写入控制扫描线SG(参照图4))的电路。驱动电路12依次或同时选择多条栅极线,并向所选择的栅极线供给栅极驱动信号。由此,驱动电路12选择与栅极线连接的多个像素组Pix。
驱动IC210是控制显示装置1的显示的电路。驱动IC210以COG(Chip On Glass,晶玻接装)方式安装于基板10的周边区域GA。但不限于此,驱动IC210也可以以COF(Chip OnFilm,覆晶薄膜)方式安装在与基板10的周边区域GA连接的布线基板上。另外,布线基板例如是柔性印刷基板或刚性基板。
阴极布线14设置在基板10的周边区域GA中。阴极布线14以包围显示区域AA的多个像素组Pix和周边区域GA的驱动电路12的方式设置。多个发光元件5的阴极与共用的阴极布线14电连接,被供给固定电位(例如,接地电位)。更具体而言,发光元件5的阴极端子53(参照图7)经由阴极电极22与阴极布线14连接。另外,也可以是,阴极布线14的一部分具有狭缝,在基板10上由两个不同的布线形成。
图2是示出包括多个像素的像素组的俯视图。如图2所示,一个像素组Pix包括多个像素20。例如,像素组Pix具有第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B。第一像素20R显示作为第一颜色的原色的红色。第二像素20G显示作为第二颜色的原色的绿色。第三像素20B显示作为第三颜色的原色的蓝色。以下,在不需要分别区分第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B的情况下,称为像素20。
像素20分别具有第一发光元件5VL和阳极电极21。进一步地,一个像素组Pix具有第二发光元件5IR。第一发光元件5VL射出可见光区域的第一光。第一光的波长区域例如为380nm以上且780nm以下左右。第二发光元件5IR射出红外光区域的第二光。第二光的波长区域例如为800nm以上且950nm以下左右。另外,在以下的说明中,在不需要区分第一发光元件5VL和第二发光元件5IR而进行说明的情况下,仅表示为发光元件5。此外,第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B分别配置有第一发光元件5VL-R、第一发光元件5VL-G以及第一发光元件5VL-B。另外,在以下的说明中,在不需要区分第一发光元件5VL-R、第一发光元件5VL-G、第一发光元件5VL-B而进行说明的情况下,仅表示为第一发光元件5VL。
在第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B中,显示装置1通过对每个第一发光元件5VL-R、5VL-G、5VL-B射出不同的光(例如,红色、绿色、蓝色的光)来显示图像。此外,显示装置1能够基于从第二发光元件5IR射出的第二光来检测手指(Fin)、手掌等被检测体的生物体信息。生物体信息例如是指纹、手指(Fin)、手掌的血管图像(静脉图案)、脉搏波、脉搏、血氧浓度等。
发光元件5分别设置在多个像素组Pix中。发光元件5是在俯视观察时具有几μm以上、300μm以下左右的大小的无机发光二极管(LED:Light Emitting Diode)芯片,一般而言,一个芯片尺寸为100μm以上的元件是迷你LED(mini LED),几μm以上且小于100μm的尺寸的元件是微型LED(micro LED)。在本发明中,能够使用任意尺寸的LED,只要根据显示装置1的画面尺寸(一个像素的大小)分开使用即可。在各像素中具备微型LED的显示装置1也被称为微型LED显示装置。另外,微型LED的微型并不限定发光元件5的大小。
如图2所示,在一个像素组Pix中,第一像素20R和第二发光元件5IR在第一方向Dx上排列。此外,第一像素20R和第三像素20B在第二方向Dy上排列。第二像素20G和第二发光元件5IR在第二方向Dy上排列。另外,第一颜色、第二颜色、第三颜色分别不限于红色、绿色、蓝色,能够选择补色等任意颜色。另外,多个第一发光元件5VL也可以射出四种颜色以上的不同的光。此外,多个像素20和第二发光元件5IR的配置并不限定于图2所示的结构。例如,第二发光元件5IR也可以与第二像素20G或第三像素20B在第一方向Dx上相邻。此外,第一像素20R、第二像素20G、第三像素20B以及第二发光元件5IR也可以按该顺序在第一方向Dx上反复排列。
图3是示出多个像素组的俯视图。如图3所示,多个像素组Pix排列成矩阵状。多个第二发光元件5IR具有光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S。光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S具有相同的结构,例如是pn结二极管结构或者pin结二极管结构。光源用的第二发光元件5IR-L被正向偏压驱动时射出第二光。检测用的第二发光元件5IR-S被反向偏压驱动时输出与所照射的第二光对应的信号。
多个像素组Pix-1、Pix-3、Pix-5、Pix-7、Pix-9具有光源用的第二发光元件5IR-L。多个像素组Pix-2、Pix-4、Pix-6、Pix-8具有检测用的第二发光元件5IR-S。即,具有光源用的第二发光元件5IR-L的像素组Pix和具有检测用的第二发光元件5IR-S的像素组Pix在第一方向Dx和第二方向Dy上交替地排列。
通过这样的结构,从光源用的第二发光元件5IR-L射出的红外光区域的第二光在手指(Fin)等的表面或内部反射。检测用的第二发光元件5IR-S通过检测被反射的第二光,能够检测指纹或静脉图案等生物体信息。光源用的第二发光元件5IR-L的数量和检测用的第二发光元件5IR-S的数量以一对一的关系配置。因此,显示装置1能够实现检测的高精细化。
另外,光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S的配置并不限定于图3所示的例子。可以对一个光源用的第二发光元件5IR-L设置多个检测用的第二发光元件5IR-S,也可以对一个检测用的第二发光元件5IR-S设置多个光源用的第二发光元件5IR-L。此外,在多个像素组Pix中,也可以存在不具有第二发光元件5IR的像素组Pix。
图4是示出驱动第一发光元件的像素电路的电路图。图4所示的像素电路PIC分别设置在第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B。像素电路PIC设置在基板10上,是将驱动信号(电流)供给到第一发光元件5VL的电路。另外,在图4中,关于像素电路PIC的说明能够应用于第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B各自所具有的像素电路PIC。
如图4所示,像素电路PIC包括第一发光元件5VL、五个晶体管以及两个电容器。具体而言,像素电路PIC包括发光控制晶体管BCT、初始化晶体管IST、写入晶体管SST、复位晶体管RST以及驱动晶体管DRT。一部分晶体管也可以被相邻的多个像素20共享。
像素电路PIC所具有的多个晶体管分别由n型TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶体管)构成。但是,不限于此,各晶体管也可以分别由p型TFT构成。
发光控制扫描线BG与发光控制晶体管BCT的栅极连接。初始化控制扫描线IG与初始化晶体管IST的栅极连接。写入控制扫描线SG与写入晶体管SST的栅极连接。复位控制扫描线RG与复位晶体管RST的栅极连接。
发光控制扫描线BG、初始化控制扫描线IG、写入控制扫描线SG以及复位控制扫描线RG分别与设置于周边区域GA的驱动电路12(参照图1)连接。驱动电路12分别向发光控制扫描线BG、初始化控制扫描线IG、写入控制扫描线SG以及复位控制扫描线RG供给发光控制信号Vbg、初始化控制信号Vig、写入控制信号Vsg以及复位控制信号Vrg。
驱动IC210(参照图1)以时分方式向第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B各自的像素电路PIC供给影像信号Vsig。在第一像素20R、第二像素20G以及第三像素20B的各列与驱动IC210之间设置有多路复用器等开关电路。影像信号Vsig经由影像信号线L2供给到写入晶体管SST。此外,驱动IC210经由复位信号线L3将复位电源电位Vrst供给到复位晶体管RST。驱动IC210经由初始化信号线L4将初始化电位Vini供给到初始化晶体管IST。
发光控制晶体管BCT、初始化晶体管IST、写入晶体管SST以及复位晶体管RST作为选择两个节点间的导通和非导通的开关元件发挥功能。驱动晶体管DRT作为根据栅极和漏极之间的电压来控制流过第一发光元件5VL的电流的电流控制元件发挥功能。
第一发光元件5VL的阴极(阴极端子53-VL)与阴极电源线L10-VL连接。此外,第一发光元件5VL的阳极(阳极端子52-VL)经由驱动晶体管DRT和发光控制晶体管BCT与阳极电源线L1-VL(第一电源线)连接。向阳极电源线L1-VL供给阳极电源电位PVDD-VL。向阴极电源线L10-VL供给阴极电源电位PVSS-VL。阳极电源电位PVDD-VL是比阴极电源电位PVSS-VL高的电位。阴极电源线L10-VL包括阴极布线14。
此外,像素电路PIC包括电容器Cs1和电容器Cs2。电容器Cs1是形成在驱动晶体管DRT的栅极与源极之间的保持电容器。电容器Cs2是形成在驱动晶体管DRT的源极和第一发光元件5VL的阳极与阴极电源线L10-VL之间的附加电容器。
显示装置1进行从第一行像素20到最后一行像素20的驱动,并执行显示一帧的图像的帧周期。
在复位期间,根据发光控制扫描线BG和复位控制扫描线RG的电位,发光控制晶体管BCT关断(非导通状态),复位晶体管RST接通(导通状态)。由此,驱动晶体管DRT的源极被固定为复位电源电位Vrst。复位电源电位Vrst是复位电源电位Vrst与阴极电源电位PVSS的电位差比第一发光元件5VL开始发光的电位差小的电位。
接着,根据初始化控制扫描线IG的电位,初始化晶体管IST接通。驱动晶体管DRT的栅极经由初始化晶体管IST被固定为初始化电位Vini。此外,驱动电路12使发光控制晶体管BCT接通,使复位晶体管RST关断。当驱动晶体管DRT的源极电位变为(Vini-Vth)时,驱动晶体管关断,并且每个像素20的驱动晶体管DRT的阈值电压Vth的偏差被抵消。
接着,在影像信号写入动作期间,发光控制晶体管BCT关断,初始化晶体管IST关断,写入晶体管SST接通。影像信号Vsig被输入到驱动晶体管DRT的栅极。
接着,在发光动作期间,发光控制晶体管BCT接通,写入晶体管SST关断。从阳极电源线L1-VL经由发光控制晶体管BCT向驱动晶体管DRT供给阳极电源电位PVDD。驱动晶体管DRT将与栅极源极间的电压对应的电流供给到第一发光元件5VL。第一发光元件5VL以与该电流对应的亮度发光。
另外,上述图4所示的像素电路PIC的结构只是一个例子,可以适当变更。例如,一个像素20中的布线的数量和晶体管的数量也可以不同。
图5是示出驱动光源用的第二发光元件的像素电路的电路图。如图5所示,像素电路PIC-IRL具有阳极电源线L1-IRL、阴极电源线L10-IRL以及电流控制电路55。经由阳极电源线L1-IRL向光源用的第二发光元件5IR-L的阳极端子52-IRL供给阳极电源电位PVDD-IRL(第一电位)。经由阴极电源线L10-IRL向光源用的第二发光元件5IR-L的阴极端子53-IRL供给阴极电源电位PVSS-IRL(第二电位)。由此,光源用的第二发光元件5IR-L被正向偏压驱动。
在阳极电源线L1-IRL上连接有电流控制电路55。电流控制电路55是用于控制供给到光源用的第二发光元件5IR-L的驱动信号(电流)的电路。电流控制电路55例如能够采用与图4所示的像素电路PIC相同地具备多个晶体管的电路结构。但是,向电流控制电路55供给检测控制用的信号来代替影像信号Vsig。第二发光元件5IR-L射出红外光的第二光,不出射图像显示用的第一光。此外,供给到光源用的第二发光元件5IR-L的阳极电源电位PVDD-IRL和阴极电源电位PVSS-IRL分别可以是与图4所示的像素电路PIC中的阳极电源电位PVDD-VL和阴极电源电位PVSS-VL共同的电位,也可以是不同的电位。换言之,与第二发光元件5IR-L连接的阳极电源线L1-IRL也可以是与连接在第一发光元件5VL上的阳极电源线L1-VL不同的布线。此外,与第二发光元件5IR-L连接的阴极电源线L10-IRL也可以是与连接在第一发光元件5VL上的阴极电源线L10-VL不同的布线。
图6是出示驱动检测用的第二发光元件的像素电路的电路图。如图6所示,像素电路PIC-IRS具有阳极电源线L1-IRS、阴极电源线L10-IRS、第三开关元件SW3、第四开关元件SW4、电容器Ca以及信号输出线Lout。经由阴极电源线L10-IRS向检测用的第二发光元件5IR-S的阳极端子52-IRS供给阴极电源电位PVSS-IRS(第二电位)。经由阳极电源线L1-IRS向检测用的第二发光元件5IR-S的阴极端子53-IRS供给阳极电源电位PVDD-IRS(第一电位)。由此,检测用的第二发光元件5IR-S被反向偏压驱动。
向电容器Ca供给基准电位VR。基于来自驱动IC210的控制信号,当第三开关元件SW3接通、第四开关元件SW4关断时,检测用的第二发光元件5IRS与电容器Ca连接。由此,与所照射的第二光对应的电流从第二发光元件5IR-S流向电容器Ca。其结果,在电容器Ca中蓄积电荷。
基于来自驱动IC210的控制信号,当第三开关元件SW3关断、第四开关元件SW4接通时,电容器Ca与信号输出线Lout连接。根据蓄积在电容器Ca中的电荷,电流流过信号输出线Lout。显示装置1具有与信号输出线Lout连接的检测电路56。检测电路56是检测与照射在各个检测用的第二发光元件5IR-S上的第二光的光量对应的信号的电路。检测电路56可以包含于驱动IC210,也可以包含于在与基板10连接的布线基板上设置的IC。
另外,供给到检测用的第二发光元件5IR-S的阳极电源电位PVDD-IRS和阴极电源电位PVSS-IRS分别可以是与图4所示的像素电路PIC中的阳极电源电位PVDD-VL和阴极电源电位PVSS-VL共同的电位,也可以是不同的电位。此外,在第一发光元件5VL的阴极端子53-VL和检测用的第二发光元件5IR-S的阴极端子53-IRS连接于共用的阴极电极22-VL的情况下,向检测用的第二发光元件5IR-S的阴极端子53-IRS供给图4所示的阴极电源电位PVSS-VL作为第一电位。在该情况下,向检测用的第二发光元件5IR-S的阳极端子52-IRS供给比阴极电源电位PVSS-VL低的电位作为第二电位即可。换言之,与第二发光元件5IR-S连接的阳极电源线L1-IRS也可以是与连接在第一发光元件5VL上的阳极电源线L1-VL不同的布线。此外,与第二发光元件5IR-S连接的阴极电源线L10-IRS也可以是与连接在第一发光元件5VL上的阴极电源线L10-VL不同的布线。
接着,对显示装置1的剖面结构进行说明。图7是图1的VII-VII’剖视图。如图7所示,在显示装置1中,发光元件5设置在阵列基板2上。在图7中,示出了第一发光元件5VL-R和光源用的第二发光元件5IR-L的剖面结构,但关于第一发光元件5VL-R的说明也能够适用于第一发光元件5VL-G、5VL-B。
阵列基板2具有基板10、阳极电极21、对置电极24、连接电极24a、各种晶体管、各种布线以及各种绝缘膜。基板10是绝缘基板,例如可以使用石英玻璃、无碱玻璃等玻璃基板、或者聚酰亚胺等树脂基板。另外,阳极电极21包含阳极电极21-VL、阳极电极21-IRL以及阳极电极21-IRS,在以下的说明中,在不需要特别区分的情况下,仅记载为阳极电极21。此外,在不需要区分阳极电极21-IRL和阳极电极21-IRS的情况下,仅记载为与第二发光元件IR连接的阳极电极21-IR。
另外,在本说明书中,在与基板10的表面垂直的方向上,将从基板10朝向发光元件5的方向称为“上侧”或简称为“上”。此外,将从发光元件5朝向基板10的方向称为“下侧”或简称为“下”。此外,在表现在某结构体上配置其他结构体的方式时,在仅表述为“上”的情况下,只要没有特别说明,则包括以与某结构体接触的方式在正上方配置其他结构体的情况、以及在某结构体的上方经由另一结构体配置其他结构体的情况这两者。
在基板10上设置有底涂层膜31。底涂层膜31、绝缘膜32、33、34以及绝缘膜36、37是无机绝缘膜,例如是氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)等。
驱动晶体管DRT设置在底涂层膜31上。另外,在图7中,示出了多个晶体管中的驱动晶体管DRT和写入晶体管SST,但像素电路PIC所包含的发光控制晶体管BCT、初始化晶体管IST以及复位晶体管RST也具有与驱动晶体管DRT相同的层叠结构。此外,与光源用的第二发光元件5IR-L连接的电流控制电路55所包含的驱动晶体管DRT-IRL也是与连接在第一发光元件5VL-R上的驱动晶体管DRT相同的结构。而且,与第二发光元件5IR连接的开关元件SW1、SW2、SW3、SW4也是与连接在第一发光元件5VL上的驱动晶体管DRT相同的结构。此外,在周边区域GA中,设置有驱动电路12中所包含的晶体管Tr。另外,在以下的说明中,在不需要区分第一发光元件5VL的驱动晶体管DRT-IV和光源用的第二发光元件5IR-L的驱动晶体管DRT-VL而进行说明的情况下,仅表示为驱动晶体管DRT。
驱动晶体管DRT包括半导体层25、第一栅电极26、第二栅电极27、源电极28以及漏电极29。第一栅电极26设置在底涂层膜31上。绝缘膜32覆盖第一栅电极26并设置在底涂层膜31上。半导体层25设置在绝缘膜32上。半导体层25例如可以使用多晶硅。但是,半导体层25不限于此,也可以是微晶氧化物半导体、非晶氧化物半导体、低温多晶硅等。
绝缘膜33覆盖半导体层25并设置在绝缘膜32上。第二栅电极27设置在绝缘膜33上。在半导体层25中,在被第一栅电极26和第二栅电极27夹着的部分设置有沟道区域25a。另外,作为驱动晶体管DRT,仅示出n型TFT,但也可以同时形成p型TFT。
此外,第一布线27a与第二栅电极27设置于同一层。第一栅电极26、第二栅电极27以及第一布线27a例如由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或者它们的合金膜构成。驱动晶体管DRT是设置有第一栅电极26和第二栅电极27的双栅结构。但是,不限于此,驱动晶体管DRT可以是仅设置有第一栅电极26的底栅结构,也可以是仅设置有第二栅电极27的顶栅结构。
源电极28和漏电极29经由设置在绝缘膜33、34上的接触孔与半导体层25连接。源电极28和漏电极29例如由钛和铝的层叠结构即TiAlTi或TiAl的层叠膜构成。
电容器Cs1由隔着绝缘膜34而对置的第一布线27a和源电极28形成。此外,电容器Cs1还包括由隔着绝缘膜32而对置的半导体层25和第一布线27a形成的电容器。
另外,在图7中,对像素电路PIC、像素电路PIC-IRL以及像素电路PIC-IRS所包含的多个晶体管中的驱动晶体管DRT的结构进行了说明,但写入晶体管SST等的像素电路PIC等所包含的晶体管以及设置于周边区域GA的晶体管Tr也是与驱动晶体管DRT相同的剖面结构,省略详细的说明。
绝缘膜35覆盖驱动晶体管DRT并设置在绝缘膜34上。绝缘膜35可以使用感光性丙烯酸等有机材料。绝缘膜35是平坦化膜,能够使由驱动晶体管DRT或各种布线形成的凹凸平坦化。
在绝缘膜35上依次层叠对置电极24、绝缘膜36、阳极电极21、绝缘膜37。对置电极24例如由ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)等具有透光性的导电性材料构成。连接电极24a与对置电极24设置于同一层。连接电极24a在接触孔的底部与源电极28连接。
阳极电极21经由设置在绝缘膜36上的接触孔与连接电极24a和源电极28电连接。由此,阳极电极21与驱动晶体管DRT电连接。阳极电极21例如为钼(Mo)、铝(Al)的层叠结构。另外,阳极电极21也可以是包含钼、钛中的任意一种以上的金属或合金、或者透光性导电材料。
在隔着绝缘膜36而对置的阳极电极21与对置电极24之间形成电容器Cs2。绝缘膜37覆盖阳极电极21的周缘部,使相邻的像素20的阳极电极21绝缘。
绝缘膜37在与阳极电极21重叠的位置具有用于安装发光元件5的开口。考虑到发光元件5的安装工序中的安装偏移量等,绝缘膜37的开口的大小为面积比发光元件5大的开口。另外,阳极端子52包括阳极端子52-VL、阳极端子52-IRL以及阳极端子52-IRS,在以下的说明中,在不需要特别区分的情况下,仅记载为阳极端子52。另外,在不需要区分阳极端子52-IRL和阳极端子52-IRS的情况下,仅记载为阳极端子52-IR。此外,阴极端子53包含阴极端子53-VL、阴极端子53-IRL以及阴极端子53-IRS,在以下的说明中,在不需要特别区分的情况下,仅记载为阴极端子53。另外,在不需要区分阴极端子53-IRL和阴极端子53-IRS的情况下,仅记载为阴极端子53-IR。
第一发光元件5VL以阳极端子52-VL与阳极电极21-VL接触的方式安装。阳极电极21-VL向第一发光元件5VL的阳极端子52-VL供给阳极电源电位PVDD-VL。此外,光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S也以阳极端子52-IRL、52-IRS分别与阳极电极21-IRL、21-IRS接触的方式安装。检测用的第二发光元件5IR-S也可以与光源用的第二发光元件5IR-L反向地安装。即,也可以以阴极端子53与阳极电极21接触的方式安装,被反向偏压驱动。
发光元件5具有半导体层51、阳极端子52以及阴极端子53。半导体层51可以采用层叠有n型包覆层、活性层以及p型包覆层的结构。半导体层51例如可以使用氮化镓(GaN)、铝铟镓磷(AlInGaP)或铝镓砷(AlGaAs)或镓砷磷(GaAsP)、砷化镓(GaAs)等化合物半导体。对于每个第一发光元件5VL和第二发光元件5IR,半导体层51也可以使用不同的材料。此外,为了高效率化,也可以采用使由若干原子层构成的阱层和势垒层周期性地层叠而成的多量子阱结构(MQW结构)作为活性层。
在多个发光元件5之间设置有元件绝缘膜38。元件绝缘膜38由树脂材料形成。元件绝缘膜38至少覆盖发光元件5的侧面,在发光元件5的阴极端子53上未设置元件绝缘膜38。元件绝缘膜38平坦地形成,以使元件绝缘膜38的上表面和阴极端子53的上表面形成为同一平面。但是,元件绝缘膜38的上表面的位置也可以与阴极端子53的上表面的位置不同。
阴极电极22覆盖多个发光元件5和元件绝缘膜38并与多个发光元件5电连接。更具体而言,阴极电极22遍及元件绝缘膜38的上表面、第一发光元件5VL和第二发光元件5IR的阴极端子53的上表面而设置。阴极电极22例如可以使用ITO等具有透光性的导电性材料。由此,能够将来自发光元件5的出射光高效地取出到外部。另外,也可以是,在检测用的第二发光元件5IR-S中,在阳极端子52-IRS上连接阴极电极22-IRS,在阴极端子53-IRS上连接阳极电极21-IRS。另外,阴极电极22包含阴极电极22-VL、阴极电极22-IRL以及阴极电极22-IRS,在以下的说明中,在不需要特别区分的情况下,仅记载为阴极电极22。此外,在不需要区分阴极电极22-IRL和阴极电极22-IRS的情况下,仅记载为与第二发光元件IR连接的阴极电极22-IR。阴极电极22由隔着绝缘层层叠的多个导电层构成,阴极电极22-VL和阴极电极IRL由不同的导电层形成,也可以电绝缘。
阴极电极22经由设置于显示区域AA的外侧的接触孔H11与设置于阵列基板2侧的阴极布线14连接。具体而言,接触孔H11设置在元件绝缘膜38和绝缘膜35上,在接触孔H11的底面设置有阴极布线14。阴极布线14设置在绝缘膜34上。即,阴极布线14与源电极28、漏电极29设置于同一层,由相同的材料形成。阴极电极22从显示区域AA到周边区域GA连续地设置,在接触孔H11的底部与阴极布线14连接。
在阴极电极22上设置有黑色部件23。黑色部件23例如是由光的反射率比阳极电极21小的材料构成的低反射膜。黑色部件23可以使用被着色为黑色的树脂材料、碳或因薄膜干涉而呈现黑色的金属或金属氧化物。
在黑色部件23上,在与第一发光元件5VL重叠的区域设置有第二开口OP2。即,在第二开口OP2,在第一发光元件5VL的上侧,阴极电极22与粘接层85接触。在第二开口OP2的周边部分,设置在阴极电极22上的黑色部件23与粘接层85接触。从第一发光元件5VL射出的光通过第二开口OP2向显示面侧行进,作为显示图像显示。
此外,从第一发光元件5VL向侧方或下侧射出的光被阵列基板2的各种布线反射。在阵列基板2反射的光被黑色部件23遮挡,能够抑制反射光向显示面侧射出。此外,从显示面入射的外部光被黑色部件23吸收,抑制了向阵列基板2的侵入。由此,能够抑制反射光被观察者看到。因此,显示装置1能够抑制像素20间的光的混色、非意图的不需要的光从显示面射出,因此能够抑制显示图像的品质降低。
在与第二发光元件5IR重叠的区域中,在阴极电极22上设置有第一开口OP1,在黑色部件23上设置有第二开口OP2。第二开口OP2设置在与第一开口OP1重叠的区域中。阴极电极22与阴极端子53的周缘部分连接。粘接层85沿着由第一开口OP1和第二开口OP2形成的台阶而设置,在第二发光元件5IR的上侧,阴极端子53与粘接层85接触。
通过这样的结构,从光源用的第二发光元件5IR-L射出的红外光区域的第二光通过第一开口OP1和第二开口OP2向显示面侧行进而不经由阴极电极22和黑色部件23。此外,被手指(Fin)等反射的第二光通过第一开口OP1和第二开口OP2入射到检测用的第二发光元件5IR-S。由此,与红外光区域的第二光通过由ITO等形成的阴极电极22而从光源用的第二发光元件5IR-L射出的情况相比,能够抑制入射到手指(Fin)的第二光的强度降低。或者,在检测用的第二发光元件5IR-S中,与第二光通过阴极电极22入射的情况相比,能够抑制入射到检测用的第二发光元件5IR-S的第二光的强度降低。
在阴极电极22和黑色部件23上,隔着粘接层85设置有圆偏光板7。换言之,在与基板10垂直的方向上,多个发光元件5设置在基板10与圆偏光板7之间。圆偏光板7例如具备:直线偏光板;以及1/4相位差板(也称为1/4波长板),其设置在直线偏光板的一面侧。与直线偏光板相比,1/4相位差板设置在更靠近基板10的位置。
例如,外部光(入射光)通过直线偏光板,从而变为直线偏振光。直线偏振光通过1/4相位差板,从而变为圆偏振光。圆偏振光被检测电极Rx、阵列基板2的布线反射,成为与入射光反向的圆偏振光(反射光)。反射光再次通过1/4相位差板,从而成为与入射时正交的直线偏振光,被直线偏光板吸收。由此,在显示装置1中,抑制了外部光的反射。
图8是示出多个像素和阴极电极的俯视图。另外,在图8中,用斜线表示黑色部件23。如图8所示,黑色部件23遍及相邻的多个像素20之间连续地设置。在设置有第二开口OP2的区域中,分别设置有第一发光元件5VL-R、5VL-G、5VL-B和第二发光元件5IR。俯视观察时的第二开口OP2的面积大于各发光元件5的面积。俯视观察时的第二开口OP2的面积至少大于各发光元件5的上表面的面积。
此外,在与第二发光元件5IR重叠的区域中,俯视观察时的第二开口OP2的面积大于阴极电极22的第一开口OP1的面积。换言之,第二开口OP2在第一方向Dx上的宽度大于第一开口OP1在第一方向Dx上的宽度。此外,第二开口OP2在第二方向Dy上的宽度大于第一开口OP1在第二方向Dy上的宽度。
通过这样的结构,能够提高从光源用的第二发光元件5IR-L射出的第二光的取出效率。此外,被手指(Fin)反射的第二光按多个检测用的第二发光元件5IR-S的每一个被分离而入射,因此能够抑制像素20间的串扰。因此,显示装置1能够实现检测的高精细化。
另外,显示装置1的结构可以适当变更。例如,也可以不设置图7、图8所示的阴极电极22的第一开口OP1,而在第二发光元件5IR的上表面连续地设置阴极电极22。
如以上说明的那样,显示装置1具有:基板10;多个像素组Pix(像素);以及多个第一发光元件5VL(第一无机发光元件)和多个第二发光元件5IR(第二无机发光元件),其设置在多个像素组Pix的每一组上。第一发光元件5VL和第二发光元件5IR分别具有阳极端子52和阴极端子53。第一发光元件VL射出可见光区域的第一光,第二发光元件5IR射出红外光区域的第二光。
由此,显示装置1通过从第二发光元件5IR射出红外光区域的第二光,能够基于第二光来进行生物体信息的检测。与进行图像的显示的多个第一发光元件5VL分开地设置有第二发光元件5IR,红外光区域的第二光不会被观察者看到,因此显示装置1能够抑制由生物体信息的检测引起的显示图像的品质降低。
此外,除了从第二发光元件5IR射出的第二光以外,显示装置1还可以将从第一发光元件5VL射出的可见光的第一光用于生物体信息的检测。例如,显示装置1能够在检测指纹时照射第一光,在检测静脉图案时照射第二光。由此,显示装置1能够良好地检测各种生物体信息。
第二实施方式
图9是示出在第二实施方式的显示装置中驱动第二无机发光元件的像素电路的电路图。另外,在以下的说明中,对与在上述实施方式中说明的结构相同的结构要素标记相同的符号,并省略重复的说明。
在第一实施方式中,对于多个第二发光元件5IR,说明了按每个像素组Pix使驱动不同的情况。即,在第一实施方式中,说明了按每个像素组Pix配置光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S的情况。不限于此,在第二实施方式的显示装置1A中,对于一个第二发光元件5IR,能够以时分方式使驱动不同。
如图9所示,像素电路PIC-IR具有阳极电源线L1-IR、阴极电源线L10-IR、电源线切换电路57以及检测切换电路58。电源线切换电路57具有第一开关元件SW1和第二开关元件SW2。阳极电源线L1-IR向第二发光元件5IR供给阳极电源电位PVDD-IR(第一电位)。阴极电源线L10-IR向第二发光元件5IR供给阴极电源电位PVSS-IR(第二电位)。第一开关元件SW1切换阳极电源线L1-IR和阴极电源线L10-IR与第二发光元件5IR的阳极端子52的连接。第二开关元件SW2切换阳极电源线L1-IR和阴极电源线L10-IR与第二发光元件5IR的阴极端子53-IR的连接。另外,检测切换电路58的第三开关元件SW3、第四开关元件SW4以及电容器Ca的结构与图6所示的像素电路PIC-IRS相同。
在将第二发光元件5IR用作光源的情况下,第一开关元件SW1基于来自驱动IC210的控制信号,使阳极电源线L1-IR与第二发光元件5IR的阳极端子52-IR成为连接状态。换言之,第一开关元件SW1使阴极电源线L10-IR和第二发光元件5IR的阳极端子52-IR成为非连接状态。
此外,第二开关元件SW2基于来自驱动IC210的控制信号,使阴极电源线L10-IR与第二发光元件5IR的阴极端子53-IR成为连接状态。换言之,第二开关元件SW2使阳极电源线L1-IR与第二发光元件5IR的阴极端子53-IR成为非连接状态。
由此,第二发光元件5IR向阳极端子52-IR供给阳极电源电位PVDD-IR(第一电位),向阴极端子53-IR供给阴极电源电位PVSS-IR(第二电位)。即,第二发光元件5IR被正向偏压驱动,经由电流控制电路55被供给驱动信号(电流)。第二发光元件5IR通过从电流控制电路55供给的电流射出第二光。
在该情况下,检测切换电路58的第三开关元件SW3关断,来自第二发光元件5IR的电流不流过电容器Ca和检测电路56。由此,第二发光元件5IR作为光源用的第二发光元件5IR-L而动作。
在将第二发光元件5IR用作检测用传感器的情况下,第一开关元件SW1基于来自驱动IC210的控制信号,使阴极电源线L10-IR与第二发光元件5IR的阳极端子52-IR成为连接状态。换言之,第一开关元件SW1使阳极电源线L1-IR和第二发光元件5IR的阳极端子52-IR成为非连接状态。
此外,第二开关元件SW2基于来自驱动IC210的控制信号,使阳极电源线L1-IR与第二发光元件5IR的阴极端子53-IR成为连接状态。换言之,第二开关元件SW2使阴极电源线L10-IR和第二发光元件5IR的阴极端子53-IR成为非连接状态。
由此,第二发光元件5IR向阴极端子53-IR供给阳极电源电位PVDD-IR(第一电位),向阳极端子52-IR供给阴极电源电位PVSS-IR(第二电位)。即,第二发光元件5IR被反向偏压驱动,向检测切换电路58输出与所照射的第二光对应的电流。检测切换电路58通过上述的动作,将来自第二发光元件5IR的电流输出到检测电路56。由此,第二发光元件5IR作为检测用的第二发光元件5IR-S而动作。
第二实施方式的显示装置1A能够通过像素电路PIC-IR的第一开关元件SW1和第二开关元件SW2的动作,以时分方式将单一的第二发光元件5IR切换为光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S。
图10是用于说明第一检测模式和第二检测模式的说明图。图11是示出第二检测模式的多个第二发光元件的排列的俯视图。如图10所示,显示装置1A能够以时分方式切换第一检测模式M1和第二检测模式M2并执行。在第一检测模式M1和第二检测模式M2中,光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S的数量不同。
第一检测模式M1是检测与显示面接触或接近的手指(Fin)的生物体信息的检测动作。在第一检测模式M1中,从光源用的第二发光元件5IR-L射出的出射光Li被与显示面接触或接近的手指(Fin)反射。检测用的第二发光元件5IR-S通过检测反射光Lr,能够检测手指(Fin)的生物体信息。第二检测模式M2是检测离开显示面的非接触状态的手指(Fin)的检测动作。在第二检测模式M2下,从光源用的第二发光元件5IR-L射出的出射光Li被从显示面离开的位置的手指(Fin)反射。检测用的第二发光元件5IR-S通过检测反射光Lr,来检测非接触状态的手指(Fin)的位置、姿势。第二检测模式M2也被称为悬停检测。
在第一检测模式M1中,各像素组Pix的像素电路PIC-IR驱动各第二发光元件IR,由此,例如,成为图3所示的光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S的配置关系。在图3所示的第一检测模式M1中,光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S交替地排列。由此,显示装置1A能够减小检测用的第二发光元件5IR-S的配置间隔,能够高精细地检测指纹、静脉图案等生物体信息。
在第二检测模式M2中,各像素组Pix的像素电路PIC-IR驱动各第二发光元件IR,由此,例如,如图11所示,包围一个光源用的第二发光元件5IR-L的周围而配置多个检测用的第二发光元件5IR-S。在图11中,像素组Pix-5具有光源用的第二发光元件5IR-L,像素组Pix-1到像素组Pix-4以及像素组Pix-6到像素组Pix-9具有检测用的第二发光元件5IR-S,即,在图11中,相对于一个光源用的第二发光元件5IR-L设置八个检测用的第二发光元件5IR-S。换言之,在第二检测模式M2中,检测用的第二发光元件5IR-S的数量相对于光源用的第二发光元件5IR-L的数量的比例大于第一检测模式M1。
由此,如图10所示,在第二检测模式M2中,手指(Fin)位于从显示装置1A的显示面离开的位置,即使在从手指(Fin)反射的反射光Lr的强度较小的情况下,也能够通过比第一检测模式M1多的检测用的第二发光元件5IR-S检测反射光Lr。由此,能够整体提高检测用的第二发光元件5IR-S的检测灵敏度,能够良好地进行悬停检测。
此外,显示装置1A能够按每个像素组Pix切换光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S。即,并不限于图3和图11所示的配置关系,能够提高光源用的第二发光元件5IR-L与检测用的第二发光元件5IR-S的配置的自由度。显示装置1A也可以根据检测的各种生物体信息,使光源用的第二发光元件5IR-L与检测用的第二发光元件5IR-S的比例不同。此外,显示装置1A也可以在显示区域AA中的与手指(Fin)重叠的区域中,驱动光源用的第二发光元件5IR-L和检测用的第二发光元件5IR-S,在不与手指(Fin)重叠的像素组Pix中,停止第二发光元件5IR的驱动。
图12是用于说明第一检测模式的检测期间与第二检测模式的检测期间的关系的一个例子的说明图。显示装置1A也可以以时分方式任意配置第一检测模式M1和第二检测模式M2。
例如,如图12所示,显示装置1A也可以在非显示期间ND反复执行第二检测模式M2,在帧周期1F中交替地执行第一检测模式M1和第二检测模式M2。非显示期间ND是使第一发光元件5VL为非点亮状态(OFF),并停止图像的显示的期间。非显示期间ND例如包括显示装置1A的电源停止的期间、在规定的期间没有输入操作的情况下停止显示的睡眠模式的期间。
显示装置1A在非显示期间ND执行第二检测模式M2。具体而言,显示装置1A点亮光源用的第二发光元件5IR-L,基于来自检测用的第二发光元件5IR-S的信号,检测手指(Fin)的接近。在不存在手指(Fin)的情况下,显示装置1A继续非显示期间ND,在手指(Fin)为接近状态的情况下,显示装置1A执行进行图像的显示的帧周期1F。
在帧周期1F中,显示装置1A点亮第一发光元件5VL来进行图像的显示。光源用的第二发光元件5IR-L射出红外光区域的第二光,因此能够在与帧周期1F重叠的期间进行第一检测模式M1和第二检测模式M2的检测。在该情况下,从光源用的第二发光元件5IR-L射出的第二光不会被观察者看到,因此能够抑制显示图像的品质降低。
在图12中,在帧周期1F中,交替地执行第一检测模式M1和第二检测模式M2,但并不限定于此。第一检测模式M1和第二检测模式M2的配置能够适当地改变。例如,显示装置1A也可以每隔规定期间反复执行第二检测模式M2的检测,在检测到手指(Fin)的接近或者接触的情况下,转移到第一检测模式M1的检测来进行生物体信息的检测。
第三实施方式
图13是示出第三实施方式的显示装置的剖视图。如图13所示,在第三实施方式的显示装置1B中,在第二发光元件5IR的上侧设置聚光透镜81。更具体而言,聚光透镜81在阴极电极22和黑色部件23的上侧设置在与第二发光元件5IR的阴极端子53-IR重叠的区域中,并且设置为覆盖阴极电极22的第一开口OP1和黑色部件23的第二开口OP2。聚光透镜81的下表面在第二开口OP2的周缘部分与黑色部件23、阴极电极22-IR以及阴极端子53-IR接触。粘接层85覆盖聚光透镜81并设置在阴极电极22-IR和黑色部件23上。
从光源用的第二发光元件5IR-L射出的第二光通过聚光透镜81向显示面侧行进。由此,能够抑制从光源用的第二发光元件5IR-L射出的第二光的扩散,提高第三方向Dz上的第二光的强度。其结果,在第二检测模式M2下,光源用的第二发光元件5IR-L能够良好地将第二光照射到离开的位置的手指(Fin)。
此外,在第一发光元件5VL的上侧且不与第一发光元件5VL重叠的区域设置有结构体82。结构体82在不与第二开口OP2重叠的区域中设置在黑色部件23上。结构体82的高度与聚光透镜81的高度相同。在一个像素组Pix中,能够抑制设置有第二发光元件5IR的区域与设置有第一发光元件5VL的像素20的区域的高度差。由此,通过设置结构体82,能够缓和由聚光透镜81与阴极电极22和黑色部件23形成的台阶。
此外,结构体82例如也可以由被着色为黑色的树脂材料等黑色部件构成。在该情况下,从各第一发光元件5VL射出的第一光中的、沿倾斜方向射出的第一光被结构体82吸收。由此,显示装置1B能够抑制各像素20的光的混色,能够抑制显示图像的品质降低。
另外,结构体82只要能够缓和由聚光透镜81形成的台阶即可,对俯视观察时的形状、数量、配置没有特别限定。可以为每个像素20配置多个结构体82,也可以以包围像素20的方式配置壁状的结构体82。
第四实施方式
图14是示出第四实施方式的显示装置的剖视图。如图14所示,第四实施方式的显示装置1C还具备第二检测装置6。第二检测装置6经由粘接层85粘接在阴极电极22和黑色部件23上。此外,在第二检测装置6上,经由粘接层86粘接有圆偏光板7。即,第二检测装置6设置在第一发光元件5VL和第二发光元件5IR的上侧,在第三方向Dz上,按照阵列基板2、第一发光元件5VL和第二发光元件5IR、第二检测装置6、圆偏光板7的顺序层叠。
第二检测装置6例如是具有多个电极的静电电容方式的触摸面板。或者,第二检测装置6例如也可以是带触摸传感器的膜。第二检测装置6具有传感器基板60、多个电极(多个驱动电极Tx和多个检测电极Rx)以及绝缘膜61、62。在第三方向Dz上,依次层叠有传感器基板60、驱动电极Tx、绝缘膜61、检测电极Rx以及绝缘膜62。
传感器基板60是具有能够透过可见光的透光性的基板,例如是玻璃基板。或者,传感器基板60也可以是由聚酰亚胺等树脂构成的透光性的树脂基板或树脂膜。第二检测装置6是具有透光性的传感器。
驱动电极Tx是ITO等具有透光性的导电体,配置在显示区域AA中。驱动电极Tx经由设置于周边区域GA的布线TXL与显示装置1C的端子部连接。驱动电极Tx经由端子部被供给第二驱动信号。
检测电极Rx例如由金属细线构成。检测电极Rx在俯视观察时与驱动电极Tx交叉地设置。检测电极Rx经由配置在与布线TXL不同的层中的其他布线与显示装置1C的端子部连接。另外,驱动电极Tx和检测电极Rx可以由ITO等具有透光性的导电体构成,驱动电极Tx和检测电极Rx也可以由金属细线构成。此外,驱动电极Tx和检测电极Rx也可以构成为包含黑色的导电体。在该情况下,驱动电极Tx和检测电极Rx能够抑制外部光的反射。
第二检测装置6的检测电极Rx基于向驱动电极Tx供给的第二驱动信号,输出随着手指(Fin)等外部物体的接近或接触而变化的第二检测信号。另外,第二检测装置6并不限定于互电容式触摸检测。第二检测装置6也可以执行自电容式触摸检测。在该情况下,第二检测装置6具有检测电极Sx来代替驱动电极Tx和检测电极Rx,向检测电极Sx供给第二驱动信号,并从检测电极Sx输出第二检测信号。换言之,检测电极Sx兼有驱动电极Tx和检测电极Rx两者的功能。另外,检测电极Sx例如是配置成矩阵状的电极,由透光性导电体或金属材料形成。
检测电极Rx和驱动电极Tx设置在不与第二发光元件5IR重叠的位置。第二发光元件5IR设置在与设置于驱动电极Tx的第三开口OP3重叠的位置。由此,与在第二发光元件5IR上设置有检测电极Rx和驱动电极Tx的情况相比,能够抑制从第二发光元件5IR射出的红外光区域的第二光的强度的降低。此外,能够抑制从第二发光元件5IR射出的红外光区域的第二光被检测电极Rx反射而返回到阵列基板2侧。
此外,检测电极Rx和驱动电极Tx优选设置在也不与第一发光元件5VL重叠的位置。在该情况下,能够抑制从第一发光元件5VL射出的可见光区域的第一光的强度的降低、在检测电极Rx处的反射。由此,显示装置1C能够抑制显示图像的品质降低。
第五实施方式
图15是示出第五实施方式的显示装置的多个像素组的俯视图。如图15所示,第五实施方式的显示装置1D具有多个光电转换元件PD。多个光电转换元件PD输出与分别照射的红外光区域的第二光对应的信号。多个光电转换元件PD例如是Si光电二极管或CMOS图像传感器。多个光电转换元件PD例如由与图6所示的像素电路PIC-IRS相同的电路驱动,将与第二光对应的信号输出到检测电路56。
在本实施方式中,第二发光元件5IR均被正向偏压驱动,作为光源用的第二发光元件5IR-L而动作。在多个像素组Pix中,像素组Pix-1、Pix-3、Pix-5、Pix-7、Pix-9具有第二发光元件5IR。此外,在多个像素组Pix中,像素组Pix-2、Pix-4、Pix-6、Pix-8具有光电转换元件PD。即,第二发光元件5IR和光电转换元件PD在第一方向Dx和第二方向Dy上交替地排列。
在本实施方式中,除了第一发光元件5VL以外,还具有第二发光元件5IR和光电转换元件PD。因此,显示装置1D能够抑制由第一发光元件5VL引起的显示图像的品质降低,并且能够通过第二发光元件5IR和光电转换元件PD良好地进行生物体信息的检测、悬停检测。
另外,第二发光元件5IR和光电转换元件PD的配置并不限于图15所示的例子。可以对一个第二发光元件5IR设置多个光电转换元件PD,也可以对一个光电转换元件PD设置多个第二发光元件5IR。
此外,光电转换元件PD不限于与第二发光元件5IR相同的设置在阵列基板2上的结构。光电转换元件PD可以设置在与阵列基板2不同的其他基板上,也可以配置在与第二发光元件5IR不同的层中。例如,光电转换元件PD设置在显示装置1D的基板10的下侧,接收被手指(Fin)反射并透过显示装置1D的第二光。此外,光电转换元件PD不限于在红外光区域具有受光灵敏度的元件,也可以在可见光区域具有受光灵敏度。
在以上的说明中,在标记为阳极端子52、阴极端子53的部分中,发光元件5的连接方向以及电压的施加方向并不限于说明书中的记载,也可以反转。此外,在图7、图13和图14中,示出了发光元件5的一个电极位于下侧、另一个电极位于上侧的结构,但也可以是两者都位于下侧即与阵列基板2相对的一侧的结构。即,在显示装置1中,并不限于在发光元件5的上部与阴极电极22连接的面朝上结构,也可以是发光元件5的下部与阳极电极21和阴极电极22连接的所谓的面朝下结构。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不限定于这样的实施方式。在实施方式中公开的内容只不过是一个例子,在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。在不脱离本发明主旨的范围内进行的适当的变更当然也属于本发明的技术范围。在不脱离上述各实施方式以及各变形例的主旨的范围内,可以进行构成要素的各种省略、置换以及变更中的至少一种。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D…显示装置;2…阵列基板;5…发光元件;5VL、5VL-R、5VL-G、5VL-B…第一发光元件;5IR…第二发光元件;5IR-L…光源用的第二发光元件;5IR-S…检测用的第二发光元件;6…第二检测装置;7…圆偏光板;10…基板;12…驱动电路;20…像素;21、21-VL、21-IRL、21-IRS…阳极电极;22、22-VL、22-IRL、22-IRS…阴极电极;23…黑色部件;51…半导体层;52、52-VL、52-IRL、52-IRS…阳极端子;53、53-VL、53-IRL、53-IRS…阴极端子;60…传感器基板;81…聚光透镜;82…结构体;L1-VL、L1-IRL、L1-IRS…阳极电源线;L10-VL、L10-IRL、L10-IRS…阴极电源线;OP1…第一开口;OP2…第二开口;Pix…像素组;Rx…检测电极;SW1…第一开关元件;SW2…第二开关元件;Tx…驱动电极;PD…光电转换元件。
Claims (14)
1.一种显示装置,具有:
基板;
多个像素,设置于所述基板;以及
多个第一无机发光元件和多个第二无机发光元件,设置于多个所述像素的每一个,
所述第一无机发光元件射出可见光区域的第一光,
所述第二无机发光元件射出红外光区域的第二光。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第一无机发光元件和所述第二无机发光元件分别具有阳极端子和阴极端子,
在多个所述第二无机发光元件中,向射出所述第二光的光源用的第二无机发光元件的所述阳极端子供给第一电位,
向所述光源用的第二无机发光元件的所述阴极端子供给具有比所述第一电位低的电位的第二电位。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中,
在多个所述第二无机发光元件中,向输出与所照射的所述第二光对应的信号的检测用的第二无机发光元件的所述阳极端子供给所述第二电位,
向所述检测用的第二无机发光元件的所述阴极端子供给所述第一电位。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述第一无机发光元件和所述第二无机发光元件分别具有阳极端子和阴极端子,
所述显示装置具有:
第一电源线,向所述第二无机发光元件供给第一电位;
第二电源线,向所述第二无机发光元件供给具有比所述第一电位低的电位的第二电位;
第一开关元件,切换所述第一电源线及所述第二电源线与所述第二无机发光元件的所述阳极端子的连接;以及
第二开关元件,切换所述第一电源线及所述第二电源线与所述第二无机发光元件的所述阴极端子的连接。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,
通过所述第一开关元件和所述第二开关元件的动作,
单一的所述第二无机发光元件以时分方式切换为射出所述第二光的光源用的第二无机发光元件和输出与所照射的所述第二光对应的信号的检测用的第二无机发光元件。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中,
所述显示装置具有所述光源用的第二无机发光元件和所述检测用的第二无机发光元件的数量不同的第一检测模式和第二检测模式,
在所述第一检测模式中,所述光源用的第二无机发光元件和所述检测用的第二无机发光元件交替地排列,
在所述第二检测模式中,所述检测用的第二无机发光元件的数量相对于所述光源用的第二无机发光元件的数量的比例大于所述第一检测模式。
7.根据权利要求3或5所述的显示装置,其中,
所述显示装置具有检测电路,所述检测电路检测根据照射到所述检测用的第二无机发光元件的光而输出的信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示装置,具有:
元件绝缘膜,设置在多个所述第一无机发光元件与多个所述第二无机发光元件之间,覆盖多个所述第一无机发光元件和多个所述第二无机发光元件各自的至少侧面;以及
阴极电极,设置为覆盖多个所述第一无机发光元件、多个所述第二无机发光元件以及所述元件绝缘膜,并且与多个所述第一无机发光元件和多个所述第二无机发光元件连接,
所述阴极电极在与多个所述第二无机发光元件重叠的区域设置有第一开口。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,
在所述阴极电极上设置有黑色部件,
所述黑色部件在与所述第一开口重叠的区域具有第二开口。
10.根据权利要求9所述的显示装置,其中,
在从与所述基板垂直的方向俯视观察时,所述第二开口的面积大于所述第一开口的面积。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的显示装置,其中,
在所述第二无机发光元件的上侧设置有聚光透镜。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中,
所述聚光透镜设置在与多个所述第一无机发光元件和多个所述第二无机发光元件连接的阴极电极的上侧,
在所述第一无机发光元件的上侧且不与所述第一无机发光元件重叠的区域中,设置有具有与所述聚光透镜相同高度的结构体。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的显示装置,其中,
所述显示装置具有静电电容方式的检测装置,所述检测装置设置在多个所述第一无机发光元件和多个所述第二无机发光元件的上侧且具有多个电极,
多个所述电极设置在不与所述第二无机发光元件重叠的区域。
14.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述显示装置还具有多个光电转换元件,所述多个光电转换元件输出与所照射的所述第二光对应的信号。
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