CN115797982A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种显示装置。所述显示装置包括：基底；多个发光单元，设置在基底上，并且发射光；堤层，设置在基底上，并且分隔多个发光单元；多个光感测单元，设置在基底上，并且感测入射光；以及遮光层，设置在堤层上，并且包括与光感测单元中的每个叠置的遮光开口。遮光开口的至少一部分与堤层叠置。

Description

显示装置

本申请要求于2021年9月9日在韩国知识产权局提交的美国临时申请No.10-2021-0120390的优先权，该美国临时申请的内容通过引用全部包含于此。

技术领域

公开的实施例涉及一种显示装置。

背景技术

随着信息导向的社会发展，对显示装置的各种需求不断增加。例如，显示装置用于诸如智能电话、数码相机、膝上型计算机、导航装置、智能手表和智能电视的各种电子装置。显示装置包括诸如液晶显示装置、场发射显示装置、有机发光显示装置的平板显示装置。

正在进行针对将可以识别触摸或指纹的传感器集成到这样的显示装置中的研究和开发。为了提高识别指纹的准确度，每个光感测单元上的光入射区域(或光入射区)应当变窄。然而，如果所述区变窄，则遮光层的开口和光传感器的尺寸减小，因此会减少由光传感器接收的光的量。

发明内容

公开的实施例提供了一种包括指纹传感器的显示装置，所述指纹传感器可以在保持指纹感测的准确度的同时为光传感器传递足够量的光。

根据公开的实施例，显示装置包括基底；多个发光单元，设置在基底上，并且发射光；堤层，设置在基底上，并且分隔多个发光单元；多个光感测单元，设置在基底上，并且感测入射光；以及遮光层，设置在堤层上，并且包括与光感测单元中的每个叠置的遮光开口。遮光开口的至少一部分与堤层叠置。

多个发光单元可以包括：第一发光单元，设置在多个光感测单元中的一个的一侧；以及第二发光单元，设置在多个光感测单元中的所述一个的相对侧，并且遮光开口定位为与第一发光单元相邻。

遮光层还可以包括：第一发光开口，与第一发光单元叠置；以及第二发光开口，与第二发光单元叠置。

第一发光开口与遮光开口之间的最小距离被限定为第一距离，并且第二发光开口与遮光开口之间的最小距离被限定为第二距离。第一距离与第二距离不同。

第一距离与第二距离之间的差可以大于光感测单元中的一个的中心和与光感测单元中的所述一个叠置的遮光开口的中心之间的距离。

光感测单元中的一个的中心和与光感测单元中的所述一个叠置的遮光开口的中心之间的距离可以是光感测单元中的所述一个的长度的至少一半。

显示装置还可以包括：发射层，设置在发光单元中的每个中；光电转换层，设置在光感测单元中的每个中；以及共电极，设置在发射层和所述光电转换层上。

根据公开的另一实施例，显示装置包括基底；多个发光单元，设置在基底上，并且发射光；堤层，设置在基底上，并且分隔多个发光单元；多个光感测单元，设置在基底上，并且感测入射光；以及遮光层，设置在堤层上，并且包括与光感测单元中的每个叠置的遮光开口。多个发光单元包括：第一发光单元，设置在多个光感测单元中的光感测单元的一侧；以及第二发光单元，设置在多个光感测单元中的所述光感测单元的相对侧，并且遮光开口定位为与第一发光单元相邻。

遮光层还可以包括：第一发光开口，与第一发光单元叠置；以及第二发光开口，与第二发光单元叠置。第一发光开口与遮光开口之间的最小距离与第二发光开口与遮光开口之间的最小距离不同。

第一发光单元和第二发光单元可以交替布置，并且光感测单元中的每个设置在第一发光单元与第二发光单元之间。

第一发光单元和第二发光单元可以发射相同颜色的光。

遮光开口可以包括与光感测单元中的一个叠置的第一遮光开口和第二遮光开口。

根据公开的另一实施例，一种显示装置包括基底；发光元件，设置在基底上，并且包括发射光的多个发光单元；第一电极，设置在基底上；堤层，设置在基底上，并且包括使第一电极的至少一部分暴露的开口；光电转换层，设置在被开口暴露的第一电极上；以及遮光层，设置在光电转换层上，并且包括第一遮光开口。第一遮光开口与堤层叠置。

遮光层还可以包括与第一遮光开口相邻的第二遮光开口。

光电转换层可以包括与第一电极叠置的第一光感测单元和第二光感测单元。第一光感测单元与第一遮光开口叠置，并且第二光感测单元与第二遮光开口叠置。

显示装置还可以包括：分隔堤层，覆盖第一电极的上表面的一部分，并且分隔第一光感测单元和第二光感测单元。光电转换层在第一光感测单元和第二光感测单元中设置在第一电极的上表面上。

多个发光单元可以包括：第一发光单元，与第一光感测单元相邻；以及第二发光单元，与第二光感测单元相邻。第一遮光开口和第二遮光开口定位为比第二发光单元靠近第一发光单元。

遮光层还可以包括：第一发光开口，与第一发光单元叠置；以及第二发光开口，与第二发光单元叠置。第一发光开口与第一遮光开口之间的最小距离与第二发光开口与第二遮光开口之间的最小距离不同。

第一发光单元和第二发光单元可以交替布置，并且第一光感测单元和第二光感测单元设置在第一发光单元与第二发光单元之间。

第一遮光开口可以与堤层叠置，并且第二遮光开口与分隔堤层叠置。

根据公开的实施例，遮光开口设置为与光感测单元的一侧相邻，并且可以增加从手指全反射并且穿过遮光开口而入射在光感测单元上的光的比率。由于在保持光感测单元上的光入射区域(或光入射区)的同时，可以通过光传感器接收足够量的光，因此可以提高指纹感测的准确度。

附图说明

图1是根据公开的实施例的显示装置的平面图。

图2是根据公开的实施例的显示装置的框图。

图3示出了根据实施例的显示装置的光感测单元上的光入射区域。

图4是根据实施例的显示装置的光感测单元上的光入射区在一方向上的长度与光感测单元宽度的曲线图。

图5是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的布局的平面图。

图6是沿着图5的线I-I'截取的剖视图。

图7是图6的显示面板的示意性剖视图。

图8示出了图7的剖面中的入射光。

图9示出了根据实施例的光的入射范围。

图10是根据公开的实施例的由显示面板的光传感器接收的光的量与光的入射角的曲线图。

图11是根据公开的实施例的显示装置的像素和光传感器的电路图。

图12是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的平面图。

图13是沿着图12的线III-III'截取的剖视图。

图14是图13的显示面板的示意性剖视图。

图15是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的平面图。

图16是沿着图15的线IV-IV'截取的显示面板的示意性剖视图。

图17是根据公开的实施例的显示面板的像素和光传感器的平面图。

图18是沿着图17的线V-V'截取的剖视图。

图19是图18的显示面板的示意性剖视图。

图20示出了图19中所示的示例中的入射光。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本公开的实施例，在附图中示出了实施例。提供实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且实施例将向本领域技术人员全面地传达发明的范围。

还将理解的是，当层被称为“在”另一层或基底“上”时，所述层可以直接在另一层或基底上，或者也可以存在中间层。在整个说明书中，相同的附图标记可以指示相同的组件。

在下文中，将参照附图描述公开的实施例。

图1是根据公开的实施例的显示装置的平面图。

在图1中，限定了第一方向X、第二方向Y和第三方向Z。第一方向X指与显示装置1的第一侧平行的方向，诸如当从顶部观察时显示装置1的水平方向。第二方向Y指与显示装置1的同显示装置1的第一侧相交的第二侧平行的方向，诸如当从顶部观察时显示装置1的竖直方向。在以下描述中，为了便于说明，当从顶部观察时，第一方向X上的第一侧指示右侧，第一方向X上的第二侧指示左侧，第二方向Y上的第一侧指示上侧，第二方向Y上的第二侧指示下侧。第三方向Z指显示装置1的与由第一方向X和第二方向Y限定的平面垂直的厚度方向。然而，在实施例中所指的方向是相对方向，并且实施例不限于所提到的方向。

参照图1，在实施例中，显示装置1可以是包括显示屏幕的各种电子装置中的任何一种。显示装置1的示例包括但不限于移动电话、智能电话、平板PC、移动通信终端、电子记事本、电子书、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、超级移动PC(UMPC)、电视机、游戏机、手表型电子装置、头戴式显示器、个人计算机监视器、膝上型计算机、车辆仪表组、数码相机、摄像机、室外广告牌、电子广告牌、医疗设备、检查装置、诸如冰箱或洗衣机的包括显示区域的各种家用电器中的任何一种或物联网(IoT)装置等。下方将描述的显示装置1的示例包括但不限于智能电话、平板PC、膝上型计算机等。

显示装置1包括显示面板10、面板驱动器20和电路板30。

显示面板10包括有效区域AAR和无效区域NAR。有效区域AAR包括显示图像的显示区域DA。有效区域AAR与显示区域DA完全叠置。显示图像的多个像素PX布置在显示区域DA中。像素PX中的每个包括发光元件。

有效区域AAR还包括光感测区域PSA。光感测区域PSA是光敏区域，并且感测入射光、波长等。光感测区域PSA与显示区域DA叠置。根据公开的实施例，当从顶部观察时，光感测区域PSA与显示区域DA相同并且与显示区域DA完全叠置。根据实施例，光感测区域PSA仅设置在有效区域AAR的一部分中。例如，光感测区域PSA仅设置在用于指纹识别的有限区域中。在该示例中，光感测区域PSA与显示区域DA的一部分叠置，但不与显示区域DA的其他部分叠置。

光感测区域PSA包括对光有反应的多个光传感器PS。光传感器PS中的每个包括光电转换元件。

无效区域NAR围绕有效区域AAR。面板驱动器20设置在无效区域NAR中。面板驱动器20驱动多个像素PX和/或多个光传感器PS。面板驱动器20输出驱动显示面板10的信号和电压。面板驱动器20被实现为集成电路(IC)并且被安装在显示面板10上。在无效区域NAR中进一步设置在面板驱动器20与有效区域AAR之间传输信号的信号线。例如，面板驱动器20可以安装在电路板30上。

使用各向异性导电膜(ACF)将电路板30附着到显示面板10的一端。电路板30的引线电连接到显示面板10的垫(pad，又称为“焊盘”或“焊垫”)。电路板30可以是柔性印刷电路板(FPCB)或诸如膜上芯片(COF)的柔性膜。

图2是根据公开的实施例的显示装置的框图。

参照图2，在实施例中，设置在显示面板10的有效区域AAR中的多个像素PX和多个光传感器PS由面板驱动器20驱动。

在显示面板10的有效区域AAR中，设置有连接到多个像素PX和多个光传感器PS的扫描线SL、连接到多个像素PX的数据线DL以及连接到多个光传感器PS的感测线RL和复位线RSTL。

面板驱动器20包括：扫描驱动器22，连接到扫描线SL；数据驱动器23，连接到数据线DL；电源单元24，供应电源电压；以及时序控制器21，控制扫描驱动器22和数据驱动器23的驱动时序。面板驱动器20连接到像素PX以调节光发射的量，并且驱动像素PX以显示图像。

另外，面板驱动器20包括连接到感测线RL的指纹感测单元(FPS单元)25和连接到复位线RSTL的复位信号生成单元(RSTSG单元)26。面板驱动器20从光传感器PS中的每个接收电流以感测外部输入。

扫描驱动器22基于从时序控制器21接收的扫描驱动起始信号将扫描信号GW(图11中所示)顺序地供应到连接到扫描线SL的像素PX。像素PX中的每个的开关晶体管响应于扫描信号GW而导通。扫描驱动器22还响应于来自时序控制器21的感测驱动起始信号根据在感测线RL中流动的电流来感测指纹感测信号LD(图11中所示)。例如，光传感器PS的感测晶体管基于指纹感测信号LD而导通。

数据驱动器23基于从时序控制器21接收的数据驱动起始信号将用于像素PX的数据信号DATA(图11中所示)供应到数据线DL。

电源单元24将电源电压供应到每个像素PX和/或每个光传感器PS。电源电压包括第一电源电压VDD、第二电源电压VSS和初始化电压VINT。第一电源电压VDD是驱动发光元件和光电转换元件的高电平电压，第二电源电压VSS是驱动发光元件和光电转换元件的低电平电压。也就是说，第一电源电压VDD具有比第二电源电压VSS高的电平。

指纹感测单元25通过感测线RL感测由光传感器PS中的每个生成的光电流。指纹感测单元25基于从光传感器PS中的每个接收的光电流来生成指纹感测数据，并且将其传输到主处理器。主处理器对指纹感测数据进行分析，并且通过与预定的指纹进行比较来确定指纹感测数据是否与用户的指纹相同。

复位信号生成单元26基于从时序控制器21接收的复位控制信号生成复位信号RST(图11中所示)，并且复位信号RST被顺序地输出到复位线RSTL。复位信号RST被顺序地供应到连接到复位线RSTL的光传感器PS。

根据公开的实施例，扫描线SL连接到多个像素PX和多个光传感器PS两者。多个像素PX和多个光传感器PS可以基于相同的扫描信号而导通/截止。因此，在显示图像的同时可以光学地感测指纹的图案。然而，实施例不限于此。在实施例中，包括扫描线SL、数据线DL和感测线RL的信号线的类型和布局根据像素PX和多个光传感器PS如何被驱动而变化。

在下文中，将描述确定根据实施例的显示装置的光感测单元上的光入射区的因素。

图3示出了根据实施例的显示装置的光感测单元上的光入射区域。图4是根据实施例的显示装置的光感测单元上的光入射区在一方向上的长度与光感测单元宽度的曲线图。

参照图3和图4，每个光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR越小，其中获取指纹F(图7中所示)的区可以越小。当用于获取指纹F的区减小时，可以更准确地检测指纹F的脊R(图7中所示)或谷V(图7中所示)，使得感测指纹的准确度提高。

光感测单元RA上的光入射区域LR由以下的线在其处与覆盖窗500(图6中所示)的上表面相交的点确定。这些线包括将光感测单元RA的上表面的第一顶点PRA1与遮光开口OP_LSa的第一顶点POP1连接的线、将光感测单元RA的上表面的第二顶点PRA2与遮光开口OP_LSa的第二顶点POP2连接的线、将光感测单元RA的上表面的第三顶点PRA3与遮光开口OP_LSa的第三顶点POP3连接的线以及将光感测单元RA的上表面的第四顶点PRA4与遮光开口OP_LSa的第四顶点POP4连接的线。

因此，光入射区域LR在光感测单元RA上的位置根据光感测单元RA的宽度W_RA、遮光层LS(图6中所示)的遮光开口OP_LSa的宽度W_OP、遮光层LS与覆盖窗500之间的距离L以及遮光层LS与光传感器PS之间的距离l而变化。

例如，光感测单元RA的宽度W_RA越小，光感测单元RA上的光入射区域LR可以越小。例如，遮光开口OP_LSa的宽度W_OP越小，光感测单元RA上的光入射区域LR可以越小。另外，遮光层LS与覆盖窗500之间的距离L越小，光感测单元RA上的光入射区域LR可以越小。遮光层LS与光传感器PS之间的距离l越大，光感测单元RA上的光入射区域LR可以越小。

参照图4的曲线图，例如，当光感测单元RA的宽度W_RA为10μm或5μm时的光感测单元RA上的光入射区域LR的在一方向上的长度LR_L小于当光感测单元RA的宽度W_RA为15μm时的光感测单元RA上的光入射区域LR的在一方向上的长度LR_L。另外，当遮光开口OP_LSa的宽度W_OP为8μm或6μm时的光感测单元RA上的光入射区域LR的在一方向上的长度LR_L小于当遮光开口OP_LSa的宽度W_OP为10μm时的光感测单元RA上的光入射区域LR的在一方向上的长度LR_L。例如，在光感测单元RA上的光入射区域LR的在一方向上的尺寸或长度LR_L随着光感测单元RA的宽度W_RA基本上线性地增加。

随着光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP减小，光感测单元RA上的光入射区域LR的尺寸减小，使得感测指纹的准确度提高。然而，由光传感器PS接收的光的量可能减少。

在根据实施例的显示装置1中，在保持光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP的同时，遮光开口OP_LSa定位为与光感测单元RA的一侧相邻。以这种方式，可以增加从指纹F全反射并且穿过遮光开口OP_LSa而入射在光感测单元RA上的光的比率，使得可以接收足够量的光。例如，显示装置1可以实现在保持光感测单元RA上的光入射区域LR的同时确保高强度的接收光。例如，显示装置1可以实现具有高指纹感测准确度和增加的接收光强度。

在下文中，将详细描述根据实施例的显示面板的结构。

图5是根据另一实施例的显示面板的像素和光传感器的布局的平面图。图6是沿着图5的线I-I'截取的剖视图。图7是图6的显示面板的示意性剖视图。图8示出了图7中所示的剖面中的入射光。图9示出了根据实施例的光的入射范围。

参照图5和图6，在实施例中，设置在显示面板10中的多个像素PX中的每个包括多个子像素SPX。子像素SPX中的每个包括在显示区域DA中的发射光的发光单元EMA。多个发光单元EMA中的每个包括被堤层BK的开口暴露的像素电极AE，所暴露的像素电极AE和发射层EML在所述开口处彼此叠置。

另外，多个光传感器PS设置在与显示区域DA叠置的光感测区域PSA中。多个光传感器PS中的每个包括在光感测区域PSA中感测光的光感测单元RA。光感测单元RA包括被堤层BK的开口暴露的第一电极E1，所暴露的第一电极E1和光电转换层PEL在所述开口处彼此叠置。

在下文中，将描述多个子像素SPX与多个光传感器PS之间的布置关系。

设置在显示面板10中的多个子像素SPX中的每个包括绿色发光单元G、红色发光单元R和蓝色发光单元B。发光单元EMA以矩阵布置。

根据公开的实施例，绿色发光单元G在第一方向X上布置并且形成第一行，而红色发光单元R和蓝色发光单元B在第一方向X上交替布置并且形成与第一行相邻的第二行。第一行的像素PX相对于第二行的像素PX在第一方向X上交错。第一行中的绿色发光单元G的数量是第二行中的红色发光单元R或蓝色发光单元B的数量的两倍。第一行和第二行可以重复布置直到第n行。

另外，蓝色发光单元B和红色发光单元R在第二方向Y上交替布置并且形成第一列，而绿色发光单元G在第二方向Y上布置并间隔开并且形成与第一列相邻的第二列。红色发光单元R和蓝色发光单元B在与第二列相邻的第三列中交替布置，绿色发光单元G在与第三列相邻的第四列中在第二方向Y上布置并间隔开。发光单元EMA可以以这种方式重复布置直到第n列。

不同的发光单元EMA具有不同的面积。例如，绿色发光单元G的面积小于红色发光单元R的面积和蓝色发光单元B的面积。尽管当从顶部观察时，发光单元EMA可以具有矩形形状或正方形形状，但公开的实施例不限于此。在其他实施例中，发光单元EMA具有诸如八边形、圆形或菱形的其他形状。

当多个光传感器PS设置在与显示区域DA叠置的光感测区域PSA中时，光感测单元RA设置在绿色发光单元G之间。

例如，绿色发光单元G和光感测单元RA在绿色行(例如，第一行)中在第一方向X上交替布置。红色发光单元R和蓝色发光单元B在红-蓝行(例如，第二行)中在第一方向X上交替布置。

参照图5和图7，在实施例中，遮光层LS包括分别设置在光感测单元RA和发光单元EMA上并分别与光感测单元RA和发光单元EMA叠置的遮光开口OP_LSa和发光开口OP_LSb。遮光开口OP_LSa与光感测单元RA中的每个叠置，并且允许入射在光感测单元RA上的反射光L21和L22(图8中所示)在第三方向Z上穿过其。另外，发光开口OP_LSb与发光单元EMA中的每个叠置，并且允许从发光单元EMA发射的光L11和L12(图8中所示)在第三方向Z上穿过其。遮光开口OP_LSa在第一方向X上的宽度小于发光开口OP_LSb在第一方向X上的宽度。尽管在以下描述中，发光开口OP_LSb与发光单元EMA具有基本上相同的宽度，但实施例不限于此，并且发光开口OP_LSb可以具有大于发光单元EMA的宽度的宽度。例如，遮光层LS不与发光单元EMA叠置。

遮光开口OP_LSa定位为与光感测单元RA中的每个的一侧相邻。该一侧可以是但不限于第一方向X或第二方向Y上的一侧。光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2间隔开距离Wc。光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc可以是光感测单元RA的长度的至少一半。

因此，遮光开口OP_LSa的至少一部分与光感测单元RA中的每个叠置，但遮光开口OP_LSa的至少另一部分与堤层BK叠置。例如，遮光开口OP_LSa的至少另一部分不与光感测单元RA叠置。

根据实施例，在每个子像素SPX中的绿色发光单元G、红色发光单元R和蓝色发光单元B之中，设置在光感测单元RA的在第一方向X上的一侧的发光单元被称为第一发光单元EMA1，而设置在光感测单元RA的在第一方向X上的相对侧的发光单元被称为第二发光单元EMA2。其他发光单元称为第三发光单元EMA3。

与第二发光单元EMA2相比，遮光开口OP_LSa定位为靠近第一发光单元EMA1。

遮光层LS的发光开口OP_LSb还包括与第一发光单元EMA1叠置的第一发光开口OP_LSb1和与第二发光单元EMA2叠置的第二发光开口OP_LSb2。

第一发光开口OP_LSb1与遮光开口OP_LSa之间的最小距离被限定为第一距离W_E1，第二发光开口OP_LSb2与遮光开口OP_LSa之间的最小距离被限定为第二距离W_E2。第一距离W_E1与第二距离W_E2不同。更具体地，第一距离W_E1小于第二距离W_E2。

另外，第一距离W_E1与第二距离W_E2之间的差大于光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc。例如，第一距离W_E1与第二距离W_E2之间的差大于光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc的两倍。然而，公开的实施例不限于此。

在显示装置1中，遮光开口OP_LSa定位为与光感测单元RA中的每个的一侧相邻，并且从指纹F全反射并且穿过遮光开口OP_LSa而入射在光感测单元RA上的光的比率增加。因此，显示装置1中的所接收的光的强度增加。

将参照图6描述每个像素PX和发光单元EMA以及每个光传感器PS和光感测单元RA的剖面。

参照图6，在实施例中，显示面板10包括：基底SUB；薄膜晶体管层100，设置在基底SUB上；发光元件层200，设置在薄膜晶体管层100上；封装层300，设置在发光元件层200上；遮光层LS，设置在封装层300上；覆层400，覆盖遮光层LS；以及覆盖窗500，设置在覆层400上。

基底SUB支撑设置在基底SUB上的层。基底SUB由诸如聚合物树脂的绝缘材料制成。聚合物材料的示例包括聚醚砜(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)或其组合。

薄膜晶体管层100设置在基底SUB上。薄膜晶体管层100包括第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2、第一感测晶体管LT1、缓冲层110、栅极绝缘层121、层间介电膜122和平坦化层130等。

缓冲层110设置在基底SUB上。缓冲层110包括氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和氮氧化硅中的至少一种。

第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2和第一感测晶体管LT1由薄膜晶体管形成，并且设置在缓冲层110上。

多个薄膜晶体管TFT1、TFT2和LT1分别包括：半导体层A1、A2和LA1；栅极绝缘层121，设置在缓冲层110的一部分上并覆盖半导体层A1、A2和LA1；栅电极G1、G2和LG1，设置在栅极绝缘层121上；层间介电膜122，设置在栅极绝缘层121上并覆盖栅电极G1、G2和LG1；以及源电极S1、S2和LS1及漏电极D1、D2和LD1，设置在层间介电膜122上。

半导体层A1、A2和LA1分别形成第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2和第一感测晶体管LT1的沟道。半导体层A1、A2、LA1包括多晶硅。根据实施例，半导体层A1、A2和LA1包括单晶硅、低温多晶硅、非晶硅和氧化物半导体中的至少一种。氧化物半导体包括例如包含铟、锌、镓、锡、钛、铝、铪(Hf)、锆(Zr)和镁(Mg)等中的一种或更多种的二元化合物(AB_x)、三元化合物(AB_xC_y)和四元化合物(AB_xC_yD_z)中的至少一种。半导体层A1、A2和LA1中的每个包括沟道区以及掺杂有杂质的源区和漏区。

栅极绝缘层121设置在缓冲层110上并覆盖半导体层A1、A2和LA1。栅极绝缘层121使第一栅电极G1与第一半导体层A1电绝缘，使第二栅电极G2与第二半导体层A2电绝缘，并且使第一感测栅电极LG1与第一感测半导体层LA1电绝缘。栅极绝缘层121由诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)或金属氧化物等的绝缘材料制成。

第一薄膜晶体管TFT1的第一栅电极G1、第二薄膜晶体管TFT2的第二栅电极G2和第一感测晶体管LT1的第一感测栅电极LG1设置在栅极绝缘层121上。栅电极G1、G2和LG1分别设置在半导体层A1、A2和LA1的沟道区上方的栅极绝缘层121上，并且与沟道区叠置。

层间介电膜122设置在栅极绝缘层121上并覆盖栅电极G1、G2和LG1。层间介电膜122包括诸如氧化硅(SiO_x)、氮化硅(SiN_x)、氮氧化硅、氧化铪或氧化铝的无机绝缘材料。另外，层间介电膜122可以包括多个绝缘膜，并且还可以包括在绝缘膜之间形成电容器的第二电极的导电层。

源电极S1、S2和LS1以及漏电极D1、D2和LD1设置在层间介电膜122上。第一薄膜晶体管TFT1的第一源电极S1通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一半导体层A1的源区。第二薄膜晶体管TFT2的第二源电极S2通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第二半导体层A2的源区。第一感测薄膜晶体管LT1的第一感测源电极LS1通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一感测半导体层LA1的源区。类似地，第一薄膜晶体管TFT1的第一漏电极D1通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一半导体层A1的漏区。第二薄膜晶体管TFT2的第二漏电极D2通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第二半导体层A2的漏区。第一感测薄膜晶体管LT1的第一感测漏电极LD1通过穿透层间介电膜122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一感测半导体层LA1的漏区。源电极S1、S2和LS1以及漏电极D1、D2和LD1包括铝(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。

平坦化层130设置在层间介电膜122上并覆盖源电极S1、S2和LS1以及漏电极D1、D2和LD1。平坦化层130由有机绝缘材料等制成。平坦化层130具有平坦的上表面，并且包括分别使漏电极D1、D2和LD1暴露的接触孔。

发光元件层200设置在平坦化层130上。发光元件层200包括发光元件EL、光电转换元件PD和堤层BK。发光元件EL包括像素电极AE、发射层EML和共电极CE。光电转换元件PD包括第一电极E1、光电转换层PEL和共电极CE。

发光元件EL的像素电极AE设置在平坦化层130上。像素电极AE针对每个像素PX而设置。像素电极AE通过穿透平坦化层130的接触孔连接到第一薄膜晶体管TFT1的第一源电极S1或第一漏电极D1，并且连接到第二薄膜晶体管TFT2的第二源电极S2或第二漏电极D2。

发光元件EL的像素电极AE可以具有但不限于钼(Mo)、钛(Ti)、铜(Cu)或铝(Al)的单层结构，或者可以具有多层膜的叠层，诸如包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In₂O₃)以及银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、铅(Pb)、金(Au)或镍(Ni)的ITO/Mg、ITO/MgF₂、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO的多层结构。

光电转换元件PD的第一电极E1也设置在平坦化层130上。第一电极E1针对光传感器PS中的每个而设置。第一电极E1通过穿透平坦化层130的接触孔连接到第一感测晶体管LT1的第一感测源电极LS1或第一感测漏电极LD1。

光电转换元件PD的第一电极E1可以具有但不限于钼(Mo)、钛(Ti)、铜(Cu)或铝(Al)的单层结构，或者ITO/Mg、ITO/MgF₂、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO的多层结构。

堤层BK设置在平坦化层130、像素电极AE和第一电极E1上。堤层BK包括与像素电极AE叠置且使像素电极AE暴露的开口。被暴露的像素电极AE和发射层EML在其处彼此叠置的区域被限定为包括第一发光单元EMA1和第二发光单元EMA2的多个发光单元EMA。另外，堤层BK包括与第一电极E1叠置且使第一电极E1暴露的开口。使第一电极E1暴露的开口提供了其中形成有光传感器PS中的每个的光电转换层PEL的空间，并且被暴露的第一电极E1和光电转换层PEL在其处彼此叠置的区域被限定为光感测单元RA。

堤层BK包括诸如聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)的有机绝缘材料。在实施例中，堤层BK包括诸如氮化硅的无机材料。

发射层EML设置在发光元件EL的被堤层BK的开口暴露的像素电极AE上。发射层EML包括高分子量材料或低分子量材料，并且在每个像素PX中从子像素SPX发射红光、绿光和蓝光中的一种。从发射层EML发射的光有助于形成图像或用作入射在光传感器PS上的光源。

当发射层EML由有机材料形成时，空穴注入层和空穴传输层设置在每个发射层EML下面，并且电子注入层和电子传输层设置在每个发射层EML上方。这些可以具有包括有机材料的单层或多层结构。

在第一方向X上设置在光感测单元RA的一侧的发光元件EL的第一发光单元EMA1发射第一光，并且在第一方向X上设置在光感测单元RA的相对侧的发光元件EL的第二发光单元EMA2发射第二光。第一光和第二光可以均是但不限于绿光。

光电转换层PEL设置在光电转换元件PD的被堤层BK的开口暴露的第一电极E1上。光电转换层PEL生成与入射光的强度成比例的光电荷。入射光可以是从发射层EML发射并反射到光电转换层PEL中的光，或者可以是从外部接收的光。在光电转换层PEL中生成并累积的电荷被转换为感测所需的电信号。当光电转换元件PD被暴露于外部光时，光电转换层PEL生成与暴露于其的光的强度成比例的光电荷。

光电转换层PEL包括电子供体和电子受体。电子供体响应于光而生成供体离子，电子受体响应于光而生成受体离子。当光电转换层PEL由有机材料形成时，电子供体包括但不限于诸如亚酞菁(SubPc)或磷酸二丁酯(DBP)的化合物。电子受体包括但不限于诸如富勒烯、富勒烯衍生物或苝二酰亚胺的化合物。

可选择地，当光电转换层PEL由无机材料形成时，光电转换元件PD是p-n结或pin型光电晶体管。例如，光电转换层PEL具有其中n型半导体层、i型半导体层和p型半导体层彼此顺序堆叠的结构。

当光电转换层PEL由有机材料形成时，空穴注入层和空穴传输层设置在每个光电转换层PEL下面，并且电子注入层和电子传输层设置在每个光电转换层PEL上方。这些可以具有包括有机材料的单层或多层结构。

光感测单元RA是接收光的区域，所述光与从作为光源的相邻的发光元件EL的发光单元EMA发射的光具有相同的波长。

尽管在前面的描述中在其处设置有发射层EML和光电转换层PEL的区域分别与发光单元EMA和光感测单元RA的区域基本上相同，但是发射层EML可以除覆盖发光单元EMA之外还覆盖堤层BK，光电转换层PEL可以除覆盖光感测单元RA之外还覆盖堤层BK。

共电极CE设置在发射层EML、光电转换层PEL和堤层BK上。共电极CE设置为遍及多个子像素SPX和光传感器PS，使得其覆盖发射层EML、光电转换层PEL和堤层BK。共电极CE包括具有低逸出功的导电材料，诸如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg、Ag、Pt、Pd、Ni、Au、Nd、Ir、Cr、BaF或Ba，或者其化合物或混合物(诸如Ag和Mg的混合物)。可选择地，共电极CE包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化锌(ZnO)等的透明金属氧化物。

尽管实施例不限于此，但光电转换元件PD和发光元件EL共享设置在光电转换层PEL和发射层EML上的共电极CE。

封装层300设置在发光元件层200上。封装层300包括防止氧或水分渗透到发射层EML和光电转换层PEL中的每个中的至少一个无机膜。另外，封装层300包括保护发射层EML和光电转换层PEL免受诸如灰尘的颗粒影响的至少一个有机膜。例如，封装层300具有其中第一无机膜、有机膜和第二无机膜彼此顺序堆叠的结构。第一无机膜和第二无机膜包括其中彼此交替堆叠的氮化硅层、氧氮化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层中的一个或更多个无机膜的多个膜。有机膜是丙烯酰树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂中的一种。

遮光层LS设置在封装层300上。在实施例中，当在封装层300上进一步设置触摸层时，遮光层LS可以设置在封装层300与触摸层之间，或者可以设置在触摸层上。遮光层LS的位置没有特别限制，只要其设置在封装层300上即可。

遮光层LS由阻挡来自发光元件EL的光发射的材料制成。遮光层LS使用吸收可见光的材料(诸如金属或包括颜料(诸如炭黑或染料)的树脂)形成黑矩阵。在实施例中，遮光层LS具有红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的堆叠结构。因此，遮光层LS可以防止子像素SPX之间的颜色混合。

如上所述，遮光层LS具有多个发光开口OP_LSb1和OP_LSb2以及使光透射的多个遮光开口OP_LSa。第一发光开口OP_LSb1与第一发光单元EMA1叠置，并且使来自设置在第一发光单元EMA1中的发光元件EL的在第三方向Z上发射的光穿过。第二发光开口OP_LSb2与第二发光单元EMA2叠置，并且使来自设置在第二发光单元EMA2中的发光元件EL的在第三方向Z上发射的光穿过。另外，多个遮光开口OP_LSa中的每个与光感测单元RA叠置，以允许在与第三方向Z相反的方向上入射在光电转换元件PD上的光穿过其。

遮光层LS被覆层400覆盖。覆层400由可以使光透射的材料制成。覆层400在遮光层LS之上提供平坦表面。覆层400可以由但不限于丙烯酸环氧树脂制成。

覆盖窗500设置在覆层400上。覆盖窗500保护显示装置1的构造。覆盖窗500可以由玻璃或塑料制成。当覆盖窗500包括玻璃时，使用具有0.1mm或以下的厚度的柔性超薄玻璃(UTG)。另外，偏振片可以设置在覆盖窗500与覆层400之间。

参照图8和图7，在实施例中，手指的指纹F包括以独特图案交替的脊R和谷V。当指纹F与覆盖窗500的上表面接触时，指纹F的脊R与覆盖窗500的上表面接触，而指纹F的谷V不与覆盖窗500的上表面接触。也就是说，覆盖窗500的上表面与定位有谷V的空气接触。

当指纹F与覆盖窗500的上表面接触时，从发光元件EL输出的光可以从指纹F的脊R和谷V反射。由于指纹F的折射率与空气的折射率不同，所以从指纹F的脊R反射的光的量与从谷V反射的光的量不同。因此，可以基于反射光(即，入射在光电转换元件PD上的光)的强度的差异来确定指纹F的脊R和谷V。由于光电转换元件PD根据光的差异来输出电信号，因此可以识别手指的指纹F的图案。

光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR在一方向上的长度LR_L可以比指纹F的脊R和谷V之间的距离FP短。该方向可以是但不限于第一方向X或第二方向Y。

从发光元件EL发射的光穿过覆盖窗500并通过覆盖窗500的上表面出射。

在从发光元件EL发射的光L11和L12之中，光L11和L12中的至少一些从覆盖窗500的上表面与空气之间的界面或者从覆盖窗500的上表面与指纹F的脊R之间的界面朝向光电转换元件PD反射，从而形成相应的反射光L21和L22。当从发光元件EL发射且入射在界面上的光的入射角等于或大于临界角时，光从覆盖窗500的上表面全反射。从发光元件EL发射且入射在界面上的光的入射角是指由与覆盖窗500的上表面垂直的法线n与入射光形成的角。

临界角根据覆盖窗500的折射率以及与覆盖窗500的上表面接触的介质、空气或指纹F的折射率而变化。例如，当覆盖窗500的折射率具有1.4至1.6的值并且与覆盖窗500的上表面接触的介质是空气时，临界角的范围为35°至50°。

在图8中，在实施例中，第一全反射角θi1是临界角，第二全反射角θi2是在光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR内的最大全反射角。在这种情况下，第一全反射角θi1小于第二全反射角θi2。另外，第一入射角θj在从遮光开口OP_LSa入射在光感测单元RA上的光的负(-)方向上(例如，在从图8中从左上到右下的方向上)具有最大绝对值。

从发光元件EL发射的具有第一全反射角θi1的光L11在覆盖窗500的界面处被全反射。反射光L21入射在光感测单元RA上。另外，从发光元件EL发射的具有第二全反射角θi2的光L12在覆盖窗500的界面处被全反射。反射光L22入射在光感测单元RA上。

在这种情况下，由以第一入射角θj入射的光和以第二全反射角θi2反射的反射光L22来确定光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L。

特别地，光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR接收大量的光，其中以第一全反射角θi1和第二全反射角θi2全反射的光被收集。

例如，当与第二发光开口OP_LSb2相比，遮光开口OP_LSa设置为靠近第一发光开口OP_LSb1时，在覆盖窗500的界面处被全反射为反射光L21和L22的光L11和L12的量增加。例如，从发光元件EL发射的并且以大于临界角的角入射在界面上的光L11和L12的量增加。

即使在这种情况下，如图9所示，光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP是恒定的，因此由反射光L21和反射光L22限定的光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L也是恒定的。

在根据公开的实施例的显示装置1中，即使在不减小光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP的情况下，也可以在可以将指纹F的脊R和谷V区分开的光感测单元RA上保持最小的光入射区域LR。因为被全反射并入射在光感测单元RA上的光的量增加，所以显示装置1可以接收大量的光。

图10是根据公开的实施例的由显示面板的光传感器接收的光的强度与光的入射角的曲线图。

在图10中，x轴表示从发光元件EL发射的光入射在覆盖窗500与空气之间的界面上或覆盖窗500与脊R之间的界面上的入射角，y轴表示从发光元件EL发射的光在界面处被全反射的比率。

参照图10，在实施例中，当从发光元件EL发射且入射在覆盖窗500的界面或上表面上的光的入射角超过30°时，在覆盖窗500的界面或上表面处被全反射的光的强度增加。也就是说，图10示出了全反射临界角为30°的示例。特别地，以44°或更大的入射角入射在覆盖窗500的界面或上表面上的所有光被反射。

从发光元件EL发射且到达界面的光的量随着界面上的入射角增大而减小。例如，以44°的入射角到达界面的光的量是以0°的入射角到达界面的光的量的近似20％。

然而，由于当入射角为44°或更大时所有的光被全反射，所以在44°或更大的入射角时，入射在光传感器PS上的光的量增加。

在下文中，将结合表1详细描述可以利用全反射的光来增加入射在光传感器PS上的光的量的设计。

表1

从表1可以看出，入射角以光感测单元RA的宽度W_RA和光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L的函数而给出，随着光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc从0μm变化为6.5μm，接收的光的量增加。

当光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc为0μm时，仅当光感测单元RA的宽度W_RA为13μm或更大时，从发光元件EL发射的光的入射角超过约为35°至50°的全反射临界角。另一方面，当光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2之间的距离Wc为近似6.5μm时，具有超过全反射临界角的入射角的反射光的量增加。

例如，具有超过临界角的入射角的入射光或反射光在覆盖窗500的界面处被全反射，并且随着全反射的入射光的量增加，由光传感器PS接收的光的量增加。即使在这种情况下，光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR也保持用于准确地感测指纹的最小值。

图11是根据公开的实施例的显示装置的像素和光传感器的电路图。

参照图11，在实施例中，显示面板10包括控制由多个像素PX发射的光的量的显示驱动器电路DC_PX。面板驱动器20将驱动信号或驱动电压传输到显示驱动器电路DC_PX中的与多个像素PX中的每个相关的一个或更多个晶体管和各种信号线。

显示面板10也包括对由光传感器PS接收的光的量进行控制的感测驱动器电路DC_PS。面板驱动器20将驱动信号或驱动电压传输到感测驱动器电路DC_PS中的与多个光传感器PS中的每个相关的一个或更多个晶体管和各种信号线，并且基于入射到光传感器PS的光接收电感测信号。

显示驱动器电路DC_PX和感测驱动器电路DC_PS可以单独形成为多个集成电路，或者可以形成为如图11中所示的单个集成电路。

显示驱动器电路DC_PX包括发光元件EL、电容器Cst、第一晶体管T1和第二晶体管T2。显示驱动器电路DC_PX接收数据信号DATA、第一扫描信号GW、第一电源电压ELVDD和第二电源电压ELVSS。通过数据线DL从数据驱动器23接收数据信号DATA，通过扫描线SL从扫描驱动器22接收第一扫描信号GW。

发光元件EL是包括阳极电极、阴极电极和设置在阳极电极与阴极电极之间的发射层EML的有机发光二极管。发光元件EL的阳极电极连接到第一晶体管T1。发光元件EL的阴极电极连接到第二电源电压ELVSS端子以接收第二电源电压ELVSS。发光元件EL的阳极电极与图6的像素电极AE对应，其阴极电极与图6的共电极CE对应。

电容器Cst连接在第一晶体管T1的栅电极与第一电源电压ELVDD端子之间。电容器Cst包括：电容器第一电极，连接到第一晶体管T1的栅电极；以及电容器第二电极，连接到第一电源电压ELVDD端子。

第一晶体管T1是驱动晶体管，第二晶体管T2是开关晶体管。晶体管中的每个包括栅电极、源电极和漏电极。源电极和漏电极中的一个是第一电极，另一个是第二电极。在以下描述中，为了便于说明，描述了漏电极是第一电极并且源电极是第二电极的示例。

第一晶体管T1是驱动晶体管并生成驱动电流。第一晶体管T1的栅电极连接到电容器第一电极，其第二电极连接到第一电源电压ELVDD端子，并且其第一电极连接到发光元件EL的阳极电极。电容器第二电极连接到第一晶体管T1的第二电极。在图6的剖视图中，第一晶体管T1设置在薄膜晶体管层100中，并且可以与第一薄膜晶体管TFT1或第二薄膜晶体管TFT2对应。

第二晶体管T2是开关晶体管，并且包括：栅电极，连接到第一扫描信号GW端子；第二电极，连接到数据信号DATA端子；以及第一电极，连接到第一晶体管T1的栅电极并通过电容器Cst连接到第一晶体管T1的第二电极。第二晶体管T2响应于第一扫描信号GW而导通，并且执行将数据信号DATA传输到第一晶体管T1的第二电极和栅电极的开关操作。第二晶体管T2可以设置在诸如包括第一薄膜晶体管TFT1的薄膜晶体管层100中。

电容器Cst被充入有与从第二晶体管T2接收的数据信号DATA对应的电压。第一晶体管T1控制流入到发光元件EL中的与存储在电容器Cst中的电荷的量成比例的驱动电流。

然而，上述构造仅仅是说明性的，并且实施例不限于此。在实施例中，显示驱动器电路DC_PX还包括补偿第一晶体管T1的阈值电压偏差的补偿电路。

感测驱动器电路DC_PS包括感测晶体管LT1、复位晶体管LT2和光电转换元件PD。另外，感测驱动器电路DC_PS还包括在感测晶体管LT1与光电转换元件PD之间并且在复位晶体管LT2与光电转换元件PD之间的感测节点LN。感测驱动器电路DC_PS接收指纹扫描信号LD、指纹感测信号RX和复位信号RST。通过扫描线SL从扫描驱动器22接收指纹扫描信号LD，但不限于此。通过感测线RL从指纹感测单元25接收指纹感测信号RX。通过复位线RSTL从复位信号生成单元26接收复位信号RST。

光电转换元件PD可以是包括阳极电极、阴极电极和设置在阳极电极与阴极电极之间的光电转换层PEL的有机发光二极管或光电晶体管。光电转换元件PD的阳极电极连接到感测节点LN。光电转换元件PD的阴极电极连接到第二电源电压ELVSS端子以接收第二电源电压ELVSS。光电转换元件PD的阳极电极与图6的第一电极E1对应，其阴极电极与图6的共电极CE对应。

光电转换元件PD在其被暴露于外部光时生成光电荷。所生成的光电荷积聚在光电转换元件PD的阳极电极中。电连接到阳极电极的感测节点LN处的电压升高。当指纹感测信号RX端子连接到光电转换元件PD时，电流由于积聚有电荷的感测节点LN处的电压与感测线RL的电压之间的电压差而流动。

感测晶体管LT1具有：栅电极，连接到指纹扫描信号LD端子；第二电极，连接到感测节点LN；以及第一电极，连接到指纹感测信号RX端子。感测晶体管LT1响应于指纹扫描信号LD而导通，并且将从光电转换元件PD接收的电流传输到指纹感测信号RX端子。如图6中所示，感测晶体管LT1与薄膜晶体管层100的第一感测晶体管LT1对应。

复位晶体管LT2具有：栅电极，连接到复位信号RST端子；第二电极，连接到第一电源电压ELVDD端子；以及第一电极，连接到感测节点LN。当复位晶体管LT2响应于复位信号RST而导通时，感测节点LN和光电转换元件PD的阳极电极被复位为第一电源电压ELVDD。

尽管附图中的晶体管是NMOS晶体管，但实施例不限于此，并且在一些实施例中，晶体管中的一些或全部被实现为PMOS晶体管。

在下文中，将参照图12至图14描述根据实施例的显示装置。图12是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的布局的平面图。图13是沿着图12的线III-III'截取的剖视图。图14是图13的显示面板的示意性剖视图。

图12至图14的实施例与上述实施例的不同之处在于，设置在显示装置1的显示面板10中的绿色发光单元G、红色发光单元R、蓝色发光单元B和光感测单元RA具有不同的布局。

根据公开的实施例，绿色发光单元G、红色发光单元R、蓝色发光单元B和光感测单元RA以矩阵重复布置。蓝色发光单元B在第二方向Y上布置并间隔开，并且形成第一列，而绿色发光单元G和红色发光单元R在第二方向Y上交替布置，并且形成与第一列相邻的第二列。发光单元EMA以这种方式重复布置直到第n列。

布置在显示面板10中的绿色发光单元G、红色发光单元R和蓝色发光单元B的组合形成单个单位像素。

不同的发光单元EMA具有不同的面积。例如，蓝色发光单元B的面积大于绿色发光单元G的面积和红色发光单元R的面积。尽管当从顶部观察时，发光单元EMA具有矩形形状或正方形形状，但公开的实施例不限于此。它们可以具有诸如八边形、圆形或菱形的其他形状。

当光传感器PS设置在与显示区域DA叠置的光感测区域PSA中时，蓝色发光单元B在第二方向Y上以彼此间隔开预定距离的列布置，绿色发光单元G、红色发光单元R和光感测单元RA在第二方向Y上以该顺序重复地布置在其他列中。例如，在一个第二列中，绿色发光单元G、红色发光单元R和光感测单元RA在第二方向Y上以此顺序重复布置。

具有发光开口OP_LSb1和OP_LSb2以及遮光开口OP_LSa的遮光层LS设置在发光单元EMA和光感测单元RA上。

如图14中所示，发光开口OP_LSb1和OP_LSb2使从发光元件EL发射的光L13和L14在第三方向Z上穿过发光开口OP_LSb1和OP_LSb2与发光单元EMA叠置的区域。遮光开口OP_Lsa使反射光L23和L24(由穿过发光开口OP_LSb1和OP_LSb2的光L13和L14在覆盖窗500的上表面处反射而生成)在第三方向Z上穿过遮光开口OP_LSa与光感测单元RA叠置的区域。

遮光开口OP_LSa定位为与每个光感测单元RA的一侧相邻。光感测单元RA的中心C1与遮光开口OP_LSa的中心C2间隔开距离Wc。因此，与绿色发光单元G相比，遮光开口OP_LSa设置为靠近红色发光单元R。红色发光单元R与光感测单元RA形成相同的单位像素，而绿色发光单元G与光感测单元RA形成不同的单位像素。然而，公开的实施例不限于此。

遮光层LS的第一发光开口OP_LSb1与红色发光单元R叠置，第二发光开口OP_LSb2与绿色发光单元G叠置。

第一发光开口OP_LSb1与遮光开口OP_LSa之间的最小距离被限定为第一距离W_E1，第二发光开口OP_LSb2与遮光开口OP_LSa之间的最小距离被限定为第二距离W_E2。第一距离W_E1与第二距离W_E2不同。更具体地，第一距离W_E1短于第二距离W_E2。

另外，由于距离Wc，遮光开口OP_LSa的至少一部分在第三方向Z上与堤层BK叠置。例如，遮光开口OP_LSa的至少一部分不与光感测单元RA叠置。

参照图13，在实施例中，发射层EML设置在发光元件EL的被堤层BK的开口暴露的像素电极AE上。发射层EML包括高分子量材料或低分子量材料，并且分别从每个像素PX中的子像素SPX发射红光、绿光和蓝光中的一种。从发射层EML发射的光有助于图像显示或用作用于光传感器PS的光源。

例如，当发射层EML发射红光时，暴露的像素电极AE和发射层EML在其处彼此叠置的区域被称为红色发光单元R。例如，当发射层EML发射绿光时，暴露的像素电极AE和发射层EML在其处彼此叠置的区域被称为绿色发光单元G。

参照图14，在实施例中，增加了具有超过全反射临界角的角的光的量，该角由从发光元件EL发射的光和与覆盖窗500的界面正交的法线n形成。

例如，第三全反射角θi3是临界角，第四全反射角θi4是在光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR内的最大全反射角。第三全反射角θi3小于第四全反射角θi4。另外，第一入射角θj指从遮光开口OP_LSa入射在光感测单元RA上的光的在负(-)方向上具有最大绝对值的入射角。

从发光元件EL发射并具有第三全反射角θi3的光L13在覆盖窗500的界面处被全反射，从而形成反射光L23。反射光L23入射在光感测单元RA上。另外，从发光元件EL发射并具有第四全反射角θi4的光L14在覆盖窗500的界面处被全反射，从而形成反射光L24。反射光L24入射在光感测单元RA上。

在这种情况下，通过以第一入射角θj入射的光和以第四全反射角θi4反射的反射光L24来确定光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L。

特别地，光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR可以实现大量的接收光，其中以第三全反射角θi3和第四全反射角θi4的全反射光被收集。

如上所述，在根据实施例的其中遮光开口OP_LSa定位在光感测单元RA的一侧的显示装置1中，在保持光感测单元RA上的光入射区域LR的同时，以全反射角入射在光电转换元件PD上的光的量增加。

另外，甚至在不减小光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP的情况下，也保持了在可以将指纹F的脊R和谷V区分开的光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR，从而提高了指纹感测的准确度。

在下文中，将参照图15至图16描述根据实施例的显示装置。图15是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的布局的平面图。图16是沿着图15的线IV-IV'截取的图15的显示面板的示意性剖视图。

根据实施例的显示装置1与图12至图14的显示装置1的不同之处在于，与光感测单元RA相邻的遮光层LS包括多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2。

多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2与单个光感测单元RA叠置。多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2沿着第一方向X定位。

当遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2沿着第一方向X定位时，第一遮光开口OP_LSa1与第一发光开口OP_LSb1之间的距离等于第二遮光开口OP_LSa2与第一发光开口OP_LSb1之间的距离。另外，第一遮光开口OP_LSa1与第二发光开口OP_LSb2之间的距离等于第二遮光开口OP_LSa2与第二发光开口OP_LSb2之间的距离。

根据实施例的显示装置1包括与单个光感测单元RA叠置的多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2，因此多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2中的每个的宽度小于一个遮光开口的宽度。由于遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2中的每个的宽度小，所以可以抑制不从发光单元EMA发射但入射在光电转换元件PD的噪声光的影响。

在根据实施例的显示装置1中，从覆盖窗500的上表面全反射并入射在光电转换元件PD上的光的量可以增加，并且光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L是恒定的，这增加了指纹感测的准确度。另外，由于抑制了噪声光的影响，因此可以实现更精确的感测灵敏度。

在下文中，将参照图17至图20描述根据实施例的显示装置。图17是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的布局的平面图。图18是沿着图17的线V-V'截取的剖视图。图19是图18的显示面板的示意性剖视图。图20是图19中所示的示例中的入射光的剖视图。

根据实施例的显示装置1与图5至图8的显示装置1的不同之处在于，发光单元EMA的布局不同，并且与光感测单元RA叠置的遮光层LS包括多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2。

参照图17，在实施例中，绿色发光单元G、红色发光单元R、蓝色发光单元B和光感测单元RA以矩阵重复布置。蓝色发光单元B在第二方向Y上布置并间隔开，并且形成第一列，而绿色发光单元G和红色发光单元R在第二方向Y上交替布置，并且形成与第一列相邻的第二列。

在附图中，矩形形状的蓝色发光单元B的较长边与第二方向Y平行。矩形形状的绿色发光单元G的较长边与第一方向X平行，矩形形状的红色发光单元R的较长边与第二方向Y平行。例如，绿色发光单元G的较长边和红色发光单元R的较短边彼此面对。然而，发光单元EMA的布局的实施例不限于此。

不同的发光单元EMA具有不同的面积。例如，蓝色发光单元B的面积大于绿色发光单元G的面积和红色发光单元R的面积。然而，公开的实施例不限于此。

当光传感器PS设置在与显示区域DA叠置的光感测区域PSA中时，蓝色发光单元B在第二方向Y上布置在第一列中并且彼此间隔开预定距离，绿色发光单元G、红色发光单元R和光感测单元RA在第二方向Y上在第二列中以此顺序重复地布置。例如，绿色发光单元G设置在第二列中，光感测单元RA和红色发光单元R并排设置在绿色发光单元G的下侧，且光感测单元RA和红色发光单元R的较长边彼此面对。

遮光层LS设置在光感测单元RA上。光感测单元RA可以包括在第二方向Y上彼此相邻的第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2。遮光层LS包括与第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2叠置的多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2。例如，多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2包括第一遮光开口OP_LSa1和第二遮光开口OP_LSa2。第一遮光开口OP_LSa1可以与第一光感测单元RA1叠置，第二遮光开口OP_LSa2可以与第二光感测单元RA2叠置。多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2在光感测单元RA上在第二方向Y上彼此相邻，但公开的实施例不限于此。

遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2与每个光感测单元RA的一侧相邻。例如，第一遮光开口OP_LSa1与第一光感测单元RA1的在第二方向Y上的一侧相邻，第二遮光开口OP_LSa2与第二光感测单元RA2的在第二方向Y上的一侧相邻。

第一光感测单元RA1的中心C1与第一遮光开口OP_LSa1的中心C2间隔开距离Wc。另外，第二遮光开口OP_LSa2的中心C2和第二光感测单元RA2的中心C1彼此间隔开距离Wc。

第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2的中心C1分别与第一遮光开口OP_LSa1和第二遮光开口OP_LSa2的对应的中心C2等距间隔开。

因此，第一遮光开口OP_LSa1的至少一部分与每个第一光感测单元RA1叠置，第一遮光开口OP_LSa1的至少另一部分与堤层BK叠置，图18中所示。另外，第二遮光开口OP_LSa2的至少一部分与每个第二光感测单元RA2叠置，第二遮光开口OP_LSa2的至少另一部分与分隔堤层BKa叠置，图18中所示。

根据实施例，在每个子像素SPX中的绿色发光单元G、红色发光单元R和蓝色发光单元B中，设置在光感测单元RA的在第二方向Y上的一侧的发光单元被称为第一发光单元EMA1，而设置在光感测单元RA的在第二方向Y上的相对侧的发光单元被称为第二发光单元EMA2。

遮光层LS的第一发光开口OP_LSb1与第一发光单元EMA1叠置，第二发光开口OP_LSb2与第二发光单元EMA2叠置。

由于距离Wc，第一遮光开口OP_LSa1定位为与第一发光单元EMA1相邻，第二遮光开口OP_LSa2定位为与第二发光单元EMA2相邻。另外，第一发光开口OP_LSb1与第一遮光开口OP_LSa1之间的最小距离被限定为第一距离W_E1，第二发光开口OP_LSb2与第二遮光开口OP_LSa2之间的最小距离被限定为第二距离W_E2。第一距离W_E1与第二距离W_E2不同。更具体地，第一距离W_E1比第二距离W_E2短。与第二发光单元EMA2相比，第一遮光开口OP_LSa1和第二遮光开口OP_LSa2可以定位为靠近第一发光单元EMA1。

参照图18至图20，在实施例中，发光元件层200包括光电转换元件PD、发光元件EL和堤层BK。光电转换元件PD包括：第一电极E1，电连接到薄膜晶体管层100；光电转换层PEL，设置在第一电极E1上；以及共电极CE，设置在光电转换层PEL上。

在根据实施例的显示装置1中，分隔堤层BKa进一步覆盖光电转换元件PD的第一电极E1的上表面的一部分。

分隔堤层BKa与第一电极E1的上表面的一部分叠置，堤层BK与第一电极E1的两个侧表面叠置。堤层BK和分隔堤层BKa形成使第一电极E1暴露的多个开口。开口提供其中形成有光电转换层PEL的空间，并且暴露的第一电极E1和光电转换层PEL在其处彼此叠置的区域被限定为第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2。例如，分隔堤层BKa覆盖第一电极E1的上表面的一部分，并且分隔第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2。

第一光感测单元RA1与第一遮光开口OP_LSa1部分地叠置，第二光感测单元RA2与第二遮光开口OP_LSa2部分地叠置。

分隔堤层BKa与堤层BK通过同一工艺形成。堤层BK和分隔堤层BKa在第一电极E1上方同时被图案化。因此，分隔堤层BKa和堤层BK包括相同的材料。

分隔堤层BKa设置在第一电极E1的上表面上，并且分隔与多个遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2的数量相同的数量的光感测单元RA1和RA2。例如，由于分隔堤层BKa分隔光电转换元件PD的光感测单元RA，因此可以调节穿过第一遮光开口OP_LSa1并入射在光电转换元件PD上的入射光，使得其仅入射在第一光感测单元RA1上。另外，可以调节穿过第二遮光开口OP_LSa2并入射在光电转换元件PD上的入射光，使得其仅入射在第二光感测单元RA2上。

光电转换层PEL设置在光电转换元件PD的被分隔堤层BKa和堤层BK暴露的第一电极E1上。光入射在第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2上，而没有光入射在第一电极E1的未被分隔堤层BKa暴露的部分上。

共电极CE设置在光电转换层PEL上。共电极CE遍及多个子像素SPX和光传感器PS设置，并且除了光电转换层PEL之外还覆盖发射层EML和堤层BK。

光电转换元件PD和发光元件EL共享设置在光电转换层PEL和发射层EML上的共电极CE，然而，公开的实施例不限于此。

图20示出了当从多个发光单元EMA中的一个发射的光L15从覆盖窗500的界面被反射时，第一遮光开口OP_LSa1使反射光L25透射。被第一遮光开口OP_LSa1透射的反射光L25入射在设置在第一光感测单元RA1中的光电转换层PEL上。另外，第二遮光开口OP_LSa2使从多个发光单元EMA中的一个输出并从覆盖窗500的界面反射朝向设置在第二光感测单元RA2中的光电转换层PEL的光透射。

光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR的长度LR_L由穿过第一遮光开口OP_LSa1而入射的反射光确定。例如，第一光感测单元RA1上的光入射区域LR的长度LR_L由具有第一入射角θj的光和具有第五全反射角θi5的反射光L25确定。

这里，第一入射角θj指从遮光开口OP_LSa入射在光感测单元RA上的在负(-)方向上具有最大绝对值的光的入射角。例如，第六全反射角θi6是临界角，第五全反射角θi5是光感测单元RA上的光入射区域LR内的最大全反射角。第五全反射角θi5大于第六全反射角θi6。

另外，第二光感测单元RA2上的光入射区域LR的长度LR_L由穿过第二遮光开口OP_LSa2而入射的反射光确定。因此，包括第一光感测单元RA1和第二光感测单元RA2的一个光电转换元件PD上的光入射区域LR的长度LR_L由穿过第一遮光开口OP_LSa1而入射的反射光和穿过第二遮光开口OP_LSa2而入射的反射光确定。

特别地，光感测单元RA上的光入射区域(或光入射区)LR可以实现大量的接收光，其中以全反射角的全反射光被收集。

当遮光开口OP_LSa1和OP_LSa2定位为与每个光感测单元RA的一侧相邻时，以全反射角入射在光电转换元件PD上的光的量增加，同时保持光感测单元RA上的光入射区域LR的在该方向上的长度LR_L。

因此，能够保持光感测单元RA的宽度W_RA和遮光开口OP_LSa的宽度W_OP，并且能够将指纹F的脊R和谷V区分开，从而可以提高指纹感测的准确度。

公开的各种实施例的特征可以部分地或全部地组合。如本领域技术人员将清楚理解的，技术上各种交互和操作是可能的。可以单独地或组合地实践各种实施例。

在总结详细描述时，本领域技术人员将理解的是，在基本上不脱离公开的原理的情况下，可以对实施例进行许多变化和修改。因此，公开的实施例仅在一般和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：

基底；

多个发光单元，设置在所述基底上，并且发射光；

堤层，设置在所述基底上，并且分隔所述多个发光单元；

多个光感测单元，设置在所述基底上，并且感测入射光；以及

遮光层，设置在所述堤层上，并且包括与所述多个光感测单元中的每个叠置的遮光开口，

其中，所述遮光开口的至少一部分与所述堤层叠置。

2.根据权利要求1所述的显示装置，

其中，所述多个发光单元包括：第一发光单元，设置在所述多个光感测单元中的一个的一侧；以及第二发光单元，设置在所述多个光感测单元中的所述一个的相对侧，并且

所述遮光开口定位为与所述第一发光单元相邻。

3.根据权利要求2所述的显示装置，

其中，所述遮光层还包括：第一发光开口，与所述第一发光单元叠置；以及第二发光开口，与所述第二发光单元叠置。

4.根据权利要求3所述的显示装置，

其中，所述第一发光开口与所述遮光开口之间的最小距离被限定为第一距离，并且所述第二发光开口与所述遮光开口之间的最小距离被限定为第二距离，并且

所述第一距离与所述第二距离不同。

5.根据权利要求4所述的显示装置，

其中，所述第一距离与所述第二距离之间的差大于所述多个光感测单元中的一个的中心和与所述光感测单元中的所述一个叠置的遮光开口的中心之间的距离。

6.根据权利要求2所述的显示装置，

其中，所述多个光感测单元中的一个的中心和与所述多个光感测单元中的所述一个叠置的遮光开口的中心之间的距离是所述多个光感测单元中的所述一个的长度的至少一半。

7.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括：

发射层，设置在所述多个发光单元中的每个中；

光电转换层，设置在所述多个光感测单元中的每个中；以及

共电极，设置在所述发射层和所述光电转换层上。

8.一种显示装置，所述显示装置包括：

基底；

多个发光单元，设置在所述基底上，并且发射光；

堤层，设置在所述基底上，并且分隔所述多个发光单元；

多个光感测单元，设置在所述基底上，并且感测入射光；以及

遮光层，设置在所述堤层上，并且包括与所述多个光感测单元中的每个叠置的遮光开口，

其中，所述多个发光单元包括：第一发光单元，设置在所述多个光感测单元中的光感测单元的一侧；以及第二发光单元，设置在所述多个光感测单元中的所述光感测单元的相对侧，并且

所述遮光开口定位为与所述第一发光单元相邻。

9.根据权利要求8所述的显示装置，

其中，所述遮光层还包括：第一发光开口，与所述第一发光单元叠置；以及第二发光开口，与所述第二发光单元叠置，并且

所述第一发光开口与所述遮光开口之间的最小距离与所述第二发光开口与所述遮光开口之间的最小距离不同。

10.根据权利要求8所述的显示装置，

其中，所述第一发光单元和所述第二发光单元交替布置，并且所述多个光感测单元中的每个设置在所述第一发光单元与所述第二发光单元之间。

11.根据权利要求8所述的显示装置，

其中，所述第一发光单元和所述第二发光单元发射相同颜色的光。

12.根据权利要求8所述的显示装置，

其中，所述遮光开口包括与所述多个光感测单元中的一个叠置的第一遮光开口和第二遮光开口。

13.一种显示装置，所述显示装置包括：

基底；

发光元件，设置在所述基底上，并且包括发射光的多个发光单元；

第一电极，设置在所述基底上；

堤层，设置在所述基底上，并且包括使所述第一电极的至少一部分暴露的开口；

光电转换层，设置在被所述开口暴露的所述第一电极上；以及

遮光层，设置在所述光电转换层上，并且包括第一遮光开口，

其中，所述第一遮光开口与所述堤层叠置。

14.根据权利要求13所述的显示装置，

其中，所述遮光层还包括与所述第一遮光开口相邻的第二遮光开口。

15.根据权利要求14所述的显示装置，

其中，所述光电转换层包括与所述第一电极叠置的第一光感测单元和第二光感测单元，

所述第一光感测单元与所述第一遮光开口叠置，并且

所述第二光感测单元与所述第二遮光开口叠置。

16.根据权利要求15所述的显示装置，所述显示装置还包括：

分隔堤层，覆盖所述第一电极的上表面的一部分，并且分隔所述第一光感测单元和所述第二光感测单元，

其中，所述光电转换层在所述第一光感测单元和所述第二光感测单元中设置在所述第一电极的所述上表面上。

17.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述多个发光单元包括：

第一发光单元，与所述第一光感测单元相邻；以及

第二发光单元，与所述第二光感测单元相邻，

其中，与所述第二发光单元相比，所述第一遮光开口和所述第二遮光开口定位为靠近所述第一发光单元。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，所述遮光层还包括：

第一发光开口，与所述第一发光单元叠置；以及

第二发光开口，与所述第二发光单元叠置，并且

其中，所述第一发光开口与所述第一遮光开口之间的最小距离与所述第二发光开口与所述第二遮光开口之间的最小距离不同。

19.根据权利要求17所述的显示装置，

其中，所述第一发光单元和所述第二发光单元交替布置，并且

所述第一光感测单元和所述第二光感测单元设置在所述第一发光单元与所述第二发光单元之间。

20.根据权利要求16所述的显示装置，

其中，所述第一遮光开口与所述堤层叠置，并且

所述第二遮光开口与所述分隔堤层叠置。

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