CN116156942A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种显示装置,所述显示装置包括:多个常规显示像素;至少一个升压显示像素,比所述多个常规显示像素具有更高的最大亮度;以及至少一个光接收像素,设置为邻近于所述升压显示像素。所述常规显示像素、所述至少一个升压显示像素和所述至少一个光接收像素中的每一者包括第一电极、第二电极以及介于所述第一电极与所述第二电极之间的有效层。所述常规显示像素的所述第一电极、所述升压显示像素的所述第一电极和所述光接收像素的所述第一电极设置在同一层中。所述常规显示像素的所述第二电极、所述升压显示像素的所述第二电极和所述光接收像素的所述第二电极彼此一体地连接。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种显示装置。更具体地,本公开涉及一种能够测量血压的显示装置。
背景技术
作为用于显示图像的装置的显示装置不仅正被用作电视机(TV)或监视器而且正被用作便携式智能电话或平板个人计算机(PC)。特别地,便携式显示装置是配备有诸如相机和指纹传感器等的功能的多种功能的显示装置。
同时,随着最近对医疗保健行业的关注,正在开发用于容易地获取生物特征信息的各种方法。例如,正在尝试用易于携带的简单的电子产品代替传统的示波式血压测量装置。然而,大多数电子血压测量装置需要它们自己的光源、传感器和显示器,并且携带它们相当不方便。
发明内容
本公开的实施例提供了一种显示装置,其中,光源和光接收单元设置为邻近于彼此。
本公开的实施例提供一种显示装置,所述显示装置包括:多个常规显示像素;至少一个升压显示像素,比所述多个常规显示像素具有更高的最大亮度;以及至少一个光接收像素,设置为邻近于所述至少一个升压显示像素。所述多个常规显示像素、所述至少一个升压显示像素和所述至少一个光接收像素中的每一个包括第一电极、第二电极以及介于所述第一电极与所述第二电极之间的有效层。所述多个常规显示像素中的每一个的所述第一电极、所述至少一个升压显示像素的所述第一电极和所述至少一个光接收像素的所述第一电极设置在同一层中。所述多个常规显示像素中的每一个的所述第二电极、所述至少一个升压显示像素的所述第二电极和所述至少一个光接收像素的所述第二电极彼此一体地连接。
所述至少一个升压显示像素的所述最大亮度可以是所述多个常规显示像素的所述最大亮度的1.5倍或更大。
所述多个常规显示像素可以包括发射红色光的红色常规显示像素、发射绿色光的绿色常规显示像素和发射蓝色光的蓝色常规显示像素。所述至少一个升压显示像素可以发射绿色波长或更长的光。
所述红色常规显示像素、所述绿色常规显示像素和所述蓝色常规显示像素可以在行方向和列方向上交替地布置。所述至少一个升压显示像素可以发射红色光或绿色光,并且可以代替与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的至少一个常规显示像素。
所述至少一个升压显示像素可以发射红色光或绿色光。
所述至少一个升压显示像素可以比与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的所述至少一个常规显示像素具有更大的发射面积。
所述至少一个升压显示像素的发光层可以比与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的所述至少一个常规显示像素的发光层更厚。
所述至少一个升压显示像素的发光层可以包括第一发光材料。与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的所述至少一个常规显示像素可以包括第二发光材料。所述第一发光材料可以比所述第二发光材料具有更高的发射效率。
所述第二发光材料可以比所述第一发光材料具有更高的颜色再现性。
所述显示装置可以进一步包括:常规显示像素电路,驱动所述多个常规显示像素;和升压显示像素电路,驱动所述至少一个升压显示像素。所述常规像素电路可以比所述升压显示像素电路包括更多的晶体管。
本公开的实施例提供一种显示装置,所述显示装置包括:基底,包括具有多个像素的显示区域;多个第一电极,在所述基底上设置在所述多个像素中;第二电极,面对所述多个第一电极;以及多个有效层,在所述多个第一电极与所述第二电极之间设置在所述多个像素中。所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的常规显示发光层。所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的具有比所述常规显示发光层更高的发射亮度的升压显示发光层。所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的光电转换层。
所述升压显示发光层的最大亮度可以是所述常规显示发光层的最大亮度的1.5倍或更大。
所述显示区域可以包括设置有包括所述升压显示发光层的所述像素的升压显示像素区域和设置有包括所述光电转换层的所述像素的光接收像素区域。所述升压显示像素区域和所述光接收像素区域可以设置为邻近于彼此。
所述光接收像素区域可以围绕所述升压显示像素区域。
所述显示区域可以包括升压显示像素/光接收像素区域,在所述升压显示像素/光接收像素区域处,包括所述升压显示发光层的所述像素和包括所述光电转换层的所述像素可以交替地布置为邻近于彼此。
所述显示装置可以进一步包括:压力感测构件,设置在所述基底的底部表面上或所述第二电极的顶表面上。
本公开的实施例提供一种显示装置,所述显示装置包括:显示单元,包括多个常规显示像素、比所述多个常规显示像素具有更高的最大亮度的至少一个升压显示像素以及至少一个光接收像素;传感器单元,包括压力传感器;以及控制单元。所述控制单元包括:发射驱动模块,控制所述多个常规显示像素和所述至少一个升压显示像素发射光或者不发射光并且控制将由所述多个常规显示像素和所述至少一个升压显示像素发射的光的量;光接收数据确定模块,从所述至少一个光接收像素接收电信号并且基于所接收的所述电信号确定光接收数据;脉搏波信号生成模块,基于所述光接收数据产生脉搏波信号;压力数据确定模块,从所述压力传感器接收电信号并且基于所接收的所述电信号确定压力数据;以及血压测量模块,基于所述脉搏波信号和所述压力数据测量血压。
在血压测量模式下,所述发射驱动模块可以控制所述至少一个升压显示像素以所述至少一个升压显示像素的最大亮度发射光。
在常规显示模式下,所述发射驱动模块可以基于所述多个常规显示像素的灰度级控制将由所述多个常规显示像素发射的光的量。
在所述常规显示模式下,所述发射驱动模块可以根据对应于所述至少一个升压显示像素的位置的灰度数据控制将由所述至少一个升压显示像素发射的光的量。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的实施例,本公开的以上和其它特征将变得更加显而易见,在附图中:
图1是根据本公开的实施例的显示装置的透视图;
图2是沿图1的线II-II'截取的截面图;
图3是图1的显示装置的框图;
图4是图1的显示装置的截面图;
图5是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图;
图6是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图;
图7是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图;
图8示出了根据本公开的实施例的通过显示装置的发光操作和光接收操作测量血压的方法;
图9A是示出脉搏波信号随按压时间的变化的曲线图;
图9B是示出压力随按压时间的变化的曲线图;
图9C是示出脉搏波信号相对于压力的变化的曲线图;
图10是示出各种显示像素的亮度相对于电流的量的变化的曲线图;
图11是根据本公开的实施例的显示层的像素的布局图;
图12是根据本公开的实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图;
图13是根据本公开的另一实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图;
图14是根据本公开的另一实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图;
图15是根据本公开的实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图;
图16是根据本公开的另一实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图;
图17是根据本公开的另一实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图;
图18是示出根据本公开的实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图;
图19是示出根据本公开的另一实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图;
图20是示出根据本公开的另一实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图;
图21是示出根据本公开的实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的截面图;
图22是根据本公开的实施例的显示装置的平面图;
图23是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图;
图24是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图;
图25是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图;以及
图26是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图。
具体实施方式
在下文中,现在将参照附图更充分地描述本公开,在附图中示出了各种实施例。然而,本公开可以以许多不同的形式实现,并且不应被解释为局限于本文中所阐述的实施例。而是,提供这些实施例使得本公开将是透彻的和完整的,并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。同样的附图标记始终指代同样的元件。
还将理解的是,当元件、层或基底被称为“在”另一元件、层或基底“上”时,所述元件、层或基底能够直接在所述另一元件、层或基底上,或者也可以存在居间元件、层或基底。相反,当元件、层或基底被称为“直接在”另一元件、层或基底“上”时,不存在居间元件、层或基底。
将理解的是,尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区、层和/或部分,但是这些元件、组件、区、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区、层或部分与另一元件、组件、区、层或部分区分开。因此,在不脱离本文中的教导的情况下,下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区”、“第一层”或“第一部分”可以被称为“第二元件”、“第二组件”、“第二区”、“第二层”或“第二部分”。
本文中使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的,而不意图是限制性的。如本文中所使用的,除非内容另外明确指出,否则单数形式“一个”、“一种”和“所述(该)”意图包括复数形式,包括“至少一个(种)”。“或”表示“和/或”。“A和B中的至少一个(种)”表示“A和/或B”。如本文中所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意组合和所有组合。将进一步理解的是,当在本说明书中使用时,术语包括(“comprises”和/或“comprising”)或者包含(“includes”和/或“including”)说明存在所陈述的特征、区、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、区、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
此外,在本文中可以使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语以描述如附图中所示的一个元件与另一(另一些)元件的关系。将理解的是,除了附图中描绘的方位之外,相对术语还旨在涵盖装置的不同方位。例如,如果在一幅附图中装置被翻转,则描述为在其它元件“下”侧的元件随后将被定向为在其它元件“上”侧。因此,取决于附图的具体方位,术语“下”能够涵盖“下”和“上”两种方位。类似地,如果在一幅附图中装置被翻转,则描述为“在”其它元件“下方”或“之下”的元件随后将被定向为“在”其它元件“上方”。因此,术语“在……下方”或“在……之下”能够涵盖上方和下方两种方位。
考虑到讨论中的测量和与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性),如本文中所使用的“大约”或“近似”包括所陈述的值,并且意指在由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内。
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)具有与由本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。将进一步理解的是,除非在本文中明确地如此定义,否则诸如在通用词典中定义的术语的术语应当被解释为具有与它们在相关领域的背景和本公开中的含义相一致的含义,而将不以理想化的或过于形式化的含义来解释所述术语。
本文中参照作为理想化的实施例的示意图的截面图来描述实施例。这样,预计到由于例如制造技术和/或公差引起的示图的形状的变化。因此,本文中描述的实施例不应当被解释为局限于如本文中示出的区的具体形状,而是将包括例如由于制造引起的形状的偏差。例如,示出或描述为平坦的区通常可以具有粗糙的和/或非线性的特征。此外,示出的尖角可以被倒圆。因此,在附图中示出的区在本质上是示意性的,并且它们的形状并不意图示出区的精确形状,且不意图限制本权利要求的范围。
在下文中,将参照附图详细描述本公开的实施例。
图1是根据本公开的实施例的显示装置的透视图。图2是沿图1的线II-II'截取的截面图。
参考图1和图2,显示装置10显示运动图像或静止图像。显示装置10的示例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)、电视机、游戏机、腕表型电子装置、头戴式显示器、PC监视器、笔记本计算机、汽车导航系统、汽车仪表板、数码相机、摄像机、电子广告牌、各种医疗装置、各种检查装置、有显示单元的家用电器(诸如冰箱和洗衣机)以及物联网(IoT)装置。
显示装置10可以包括显示区域DPA和非显示区域NDA。在平面图中,显示区域DPA可以具有矩形形状,但是本公开不限于此。可替代地,在平面图中,显示区域DPA可以具有各种其它形状,诸如正方形形状、菱形形状、圆形形状或椭圆形形状。非显示区域NDA可以设置在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以围绕整个显示区域DPA或显示区域DPA的部分。用于将信号施加到显示区域DPA或传输从显示区域DPA检测到的信号的信号线可以设置在非显示区域NDA中。非显示区域NDA可以对应于显示装置10的边框。图1和图2示出了非显示区域NDA设置为围绕具有矩形形状的整个显示区域DPA,但是本公开不限于此。可替代地,非显示区域NDA可以不设置在显示区域DPA的侧边中的一些侧边上,或者可以朝向显示区域DPA的后表面弯折以在厚度方向上与显示区域DPA重叠,在这种情况下,非显示区域NDA可以在平面图中不出现。
显示装置10可以包括显示面板100,显示面板100提供用于形成图像的光。显示面板100的示例可以包括诸如有机发光二极管(OLED)显示面板、无机电致发光(EL)显示面板、量子点电动力学(QED)显示面板、微型发光二极管(微型LED)显示面板、纳米发光二极管(纳米LED)显示面板、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示(FED)面板或阴极射线管(CRT)显示面板的自发射显示面板和诸如液晶显示(LCD)面板或电泳显示(EPD)面板的光接收显示面板。在下文中,显示面板100将被描述为是例如OLED显示面板,在下文中OLED显示面板将被简称为显示面板100,但是本公开不限于此。也就是说,各种其它显示面板也可以适用于显示装置10。
显示面板100向外部提供光的方向可以是显示面板100的厚度方向。取决于显示面板100提供光的方向,显示面板100可以被分类为前显示面板、后显示面板或双面显示面板。这里,术语“前”可以指提供光的元件(例如,发光元件)相对于显示面板100的基底110(参见图4)定位的方向,并且术语“后”可以指与定位发光元件的方向相反的方向。
在显示面板100是前显示面板的情况下,显示面板100可以向显示面板100的厚度方向上的一侧(例如,在向上方向上)提供光,并且用户可以能够从显示面板100的顶表面看到由显示面板100显示的图像。在显示面板100是后显示面板的情况下,显示面板100可以向显示面板100的厚度方向上的另一侧(例如,在向下方向上)提供光,并且用户可以能够从显示面板100的底部表面看到由显示面板100显示的图像。在显示面板100是前显示面板的情况下,显示图像的光不穿透定位有基底110的区域。相反,在显示面板100是后显示面板的情况下,显示图像的光能够通过显示面板100的顶表面和底部表面两者被看到。显示面板100被示出为是前显示面板,但是本公开不限于此。
显示装置10可以进一步包括设置在显示面板100上方的窗构件200和设置在显示面板100下方的盖构件300。在平面图中,窗构件200和盖构件300可以具有比显示面板100更大的尺寸。
窗构件200可以设置在显示面板100的顶表面上,光从显示面板100的顶表面发射。窗构件200可以保护显示面板100。窗构件200可以由透明材料形成并且因此可以在向上方向上透射从显示面板100发射的光。窗构件200可以包括例如钢化玻璃、超薄钢化玻璃或透明塑料作为窗基体210,但是本公开不限于此。
窗构件200可以进一步包括印刷层220,印刷层220设置在窗基体210上。印刷层220可以具有彩色或诸如黑色、灰色或白色的无彩色。印刷层220可以阻挡光并且可以主要设置在非显示区域NDA中。在平面图中,非显示区域NDA的多个边缘中的所有边缘或至少一些边缘可以由印刷层220限定。
盖构件300可以从显示面板100下方保护显示面板100。盖构件300可以包括底部部分310和侧壁部分320,侧壁部分320沿底部部分310的边缘设置。由底部部分310和侧壁部分320限定的空间可以用作用于在其中容纳显示面板100的空间。电池或包括集成电路(IC)的印刷电路板(PCB)可以设置在显示面板100与盖构件300之间。
窗构件200和盖构件300可以一起形成显示装置10的外部。由于显示装置10中的盖构件300的位置与用于形成图像的光发射的方向无关,因此与窗构件200不同,盖构件300可以由不透明材料形成。盖构件300可由金属材料或塑料材料形成,但是本公开不限于此。
盖构件300的侧壁部分320可以经由接合层400附接并接合到窗构件200的底部表面或侧面。在这种情况下,显示面板100可以完全地接纳在完全地接合在一起的窗构件200和盖构件300之间的空间中,并且显示装置10的外观可以由盖构件300、窗构件200和/或接合层400限定。接合层400可以包括粘胶带、粘合树脂或可固化树脂。可替代地,接合层400可以包括防水胶带和/或防水树脂,并且因此可以向显示装置10提供防水功能。
虽然没有具体地说明,但是模制框架可以进一步设置在盖构件300与窗构件200之间。
图3是图1的显示装置的框图。
参考图3,显示装置10(参见图1)可以包括显示单元DPU、感测单元SNU和控制单元CTU。
显示单元DPU可以包括显示像素模块DPU_1和DPU_2和光接收模块DPU_3。
显示像素模块DPU_1和DPU_2可以包括常规(normal)显示像素模块DPU_1和升压显示像素模块DPU_2,常规显示像素模块DPU_1包括多个常规显示像素,升压显示像素模块DPU_2包括一个或多个升压显示像素。升压显示像素比常规显示像素具有更高的最大亮度。具有相对高的最大亮度的升压显示像素不仅与常规显示像素一起显示图像,而且增加入射在光接收模块DPU_3上的光的量,以改善经由光接收模块DPU_3感测的精度。这里,术语“最大亮度”不表示基于发光二极管(LED)的理论最大亮度,而是表示在常规驱动条件下能够达到的实际最大亮度。
光接收模块DPU_3可以包括至少一个单元光接收模块。尽管未示出,但是在平面图中,单元光接收模块可以定位在常规显示像素与升压显示像素之间。单元光接收模块可以接收在与从显示像素模块DPU_1和DPU_2输出光的方向相反的方向上入射的光,并且可以产生具有在单元光接收模块中反射的入射光的量的电数据。
显示单元DPU的显示像素模块DPU_1和DPU_2和光接收模块DPU_3可以全部合并到显示面板100(参见图2)中并且设置在显示面板100中。
在显示单元DPU的显示像素模块DPU_1和DPU_2不仅包括常规显示像素而且包括升压显示像素的情况下,可以不提供用于测量血压的附加光源。此外,在显示单元DPU的升压显示像素与光接收模块DPU_3一起合并到显示面板100中的情况下,能够通过减少入射在光接收模块DPU_3上的光的路径来增加接收的光的量。此外,通过在电路层中布置显示像素模块DPU_1和DPU_2的常规显示像素和升压显示像素以及光接收模块DPU_3的光接收像素,能够共享其中设置有每个像素的薄膜晶体管的电路层和其中设置有每个像素的发光元件的层,并且结果,能够改善显示装置10的制造效率。稍后将详细描述常规显示像素模块DPU_1的常规显示像素和升压显示像素模块DPU_2的升压显示像素以及光接收模块DPU_3的光接收像素。
感测单元SNU可以包括触摸传感器SNU_1和压力传感器SNU_2。触摸传感器SNU_1可以感测来自用户的触摸输入,并且压力传感器SNU_2可以感测施加到显示装置10的压力的大小。
触摸传感器SNU_1和压力传感器SNU_2中的每一者可以提供为一个层或多个层,并且可以与显示面板100一体地形成。可替代地,触摸传感器SNU_1和压力传感器SNU_2中的每一者可以提供为单独的膜或面板,并且之后可以附接到显示面板100。触摸传感器SNU_1和压力传感器SNU_2可以合并到单个构件中,或者可以提供单个感测层以执行触摸传感器SNU_1和压力传感器SNU_2中的每一者的功能。
控制单元CTU可以驱动和控制显示单元DPU和感测单元SNU。另外,控制单元CTU可以接收并解释从显示单元DPU和/或从感测单元SNU感测的信息,并且可以将解释的结果作为数据提供到显示单元DPU,使得可以经由显示单元DPU显示数据。
控制单元CTU可以包括一个或多个IC。例如,控制单元CTU可以提供为至少一个IC芯片。控制单元CTU可以经由线或经由通信网络电连接到显示面板100和/或传感器。控制单元CTU的至少部分可以提供为驱动芯片并且可以直接附接在显示面板100上。
在下文中将描述根据本公开的实施例的显示装置的截面结构。
图4是图1的显示装置的截面图。
参考图3和图4,显示装置10可以包括设置在显示面板100的一个表面上的窗构件200、设置在显示面板100与窗构件200之间的透明接合层500、附接到显示面板100的底部表面的压力感测构件700以及安装在显示面板100的表面上的驱动IC 600。
显示单元DPU和触摸传感器SNU_1可以定位在显示面板100中。具体地,显示面板100可以包括基底110、设置在基底110上的显示层120以及设置在显示层120上的触摸层130。显示单元DPU可以提供在显示层120中,并且触摸传感器SNU_1可以提供在触摸层130中。
基底110可以具有柔性。基底110可以是可弯折的、可折叠的和可拉伸的。基底110可以弯折以使一个端部部分面向基底110的底部。诸如驱动IC 600的驱动单元可以设置在弯折的基底110的端部部分上。驱动IC 600可以安装在弯折的基底110的一个表面上。驱动IC 600可以经由各向异性导电膜或经由超声波接合直接附接到基底110的表面。能够通过在向下方向上弯折设置有驱动单元的区域来减小非显示区域NDA(参见图1)的尺寸。
显示层120设置在基底110上。显示层120可以包括电路层以及设置在电路层上的发光层和光接收层。电路层接收来自控制单元CTU的驱动信号并控制发光层的发射的量和发射的持续时间。此外,电路层传输由光接收层产生的电荷。控制单元CTU的部分可以安装在基底110的一个表面上作为驱动IC 600,但是本公开不限于此。
触摸层130设置在显示层120上。触摸层130识别来自例如用户的触摸输入。由于触摸层130定位在显示层120的发射路径上,触摸层130可以具有预定水平的透明度以避免遮挡显示面板100的显示屏幕或者以不降低显示面板100的亮度。
触摸层130可以包括一个或多个触摸电极并且可以进一步包括一个或多个绝缘膜。触摸电极可以包括导电材料。导电材料可以包括诸如铝(Al)、钛(Ti)或镁(Mg)的不透明的低电阻金属、诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锡锌(ITZO)的透明导电氧化物或者诸如导电聚合物(例如,聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT))、金属纳米线或石墨烯的透明导电材料。在触摸电极包括不透明材料的情况下,触摸电极可以布置成网格形状并且因此可以保证作为整体的透明度。在触摸电极包括透明材料的情况下,触摸电极可以形成为诸如菱形形状的平面形状。然而,触摸电极的材料和形状不被特别地限制。
透明绝缘材料可以用作触摸层130的绝缘膜的材料。
触摸电极可以直接形成在显示层120上。这里,触摸电极可以直接设置在显示层120上而没有任何粘合层介于触摸电极与显示层120之间,或者在触摸电极与显示层120之间存在诸如绝缘膜的另一层。
透明接合层500设置在触摸层130上,并且窗构件200设置在透明接合层500上。窗构件200可以经由透明接合层500耦接到显示面板100。诸如光学透明粘合剂(OCA)或光学透明树脂(OCR)的光学透明材料可以用作透明接合层500的材料,但是本公开不限于此。可替代地,压敏粘合剂(PSA)、粘合剂或可以确保预定水平的透明度的另一树脂也可以用作透明接合层500的材料。
压力感测构件700可以包括压力传感器SNU_2。压力传感器SNU_2可以包括一个或多个压力感测电极并且可以进一步包括绝缘膜。压力传感器SNU_2可以以力传感器、应变仪或间隙电容器的形式提供,但是本公开不限于此。
压力感测构件700可以设置在显示面板100的底部表面上。也就是说,压力感测构件700可以设置在基底110的底部表面上。压力感测构件700可以感测施加到显示装置10的压力。当用户在显示装置10的最上表面(例如,窗构件200的顶表面)上进行触摸时,可以通过触摸层130感测来自用户的触摸输入的触摸坐标,并且可以通过压力感测构件700感测触摸输入的压力。由压力感测构件700感测的压力可以与触摸输入一起用作一种类型的用户输入。另外,压力感测构件700可以与显示单元DPU的光接收模块DPU_3一起用于测量用户的血压。稍后将描述使用压力感测构件700和光接收模块DPU_3测量用户的血压的方法。
压力感测构件700可以提供为面板或膜,并且可以经由诸如PSA的接合层附接到显示面板100的底部表面。由于压力感测构件700不定位在来自显示层120的光的发射路径上,因此压力感测构件700不需要是透明的。
显示装置10可以进一步包括缓冲构件800。缓冲构件800可以具有弹性并且可以吸收外部冲击。由于外部冲击能够被缓冲构件800吸收,因此能够防止对显示装置10的损坏。缓冲构件800可以附接到压力感测构件700的底部表面。缓冲构件800可以由聚氨酯形成,但是本公开不限于此。缓冲构件800可以提供为膜。
可替代地,缓冲构件800和压力感测构件700相对于彼此的位置可以改变。具体地,缓冲构件800可以附接到显示面板100的底部表面,并且压力感测构件700可以附接到缓冲构件800的底部表面。在这种情况下,由于来自用户的通过窗构件200的顶表面的按压事件被缓冲构件800吸收,因此可能无法精确地检测压力。另外,在显示面板100的基底110具有柔性的情况下,需要用于维持基底110的形状并增强基底110的强度的支撑构件(参见图5的“810”),并且仅缓冲构件800不足以执行这样的功能。然而,在这种情况下,显示装置10的总厚度可能增加,并且可能难以精确地检测压力。
相反,如图4中所示,在压力感测构件700介于显示面板100与缓冲构件800之间的情况下,因为在来自窗构件200的顶表面的压力的传输路径上不存在缓冲构件800,所以能够精确地检测压力。压力感测构件700可以比缓冲构件800具有更低的弹性并且可以比缓冲构件800具有更大的刚度和机械强度。在压力感测构件700具有大约30μm的厚度的情况下,压力感测构件700可以帮助维持柔性的基底110的形状,而不需要附加的支撑构件。因此,能够降低可能由提供附加的支撑构件招致的成本,能够减小显示装置10的厚度,并且能够提高压力的检测的精度。
图5是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图。
参考图5,显示装置11与图4的显示装置10的不同之处在于,压力感测构件700设置在显示面板100的顶表面上并且支撑构件810设置在显示面板100的底部表面与缓冲构件800之间。
具体地,压力感测构件700设置在显示面板100与窗构件200之间。压力感测构件700设置在显示面板100的触摸层130上。透明接合层500和窗构件200设置在压力感测构件700上。
压力感测构件700可以提供为面板或膜或者提供为压力感测层。在压力感测构件700提供为面板或膜的情况下,压力感测构件700可以经由诸如OCA的透明接合层(未示出)附接在显示面板100上。
在压力感测构件700提供为压力感测层的情况下,压力感测层的压力感测电极可以直接形成在触摸层130上。在这种情况下,压力感测构件700可以与显示层120和触摸层130一起嵌入显示面板100中。
压力感测构件700可以定位在来自显示层120的光的发射路径上。因此,压力感测构件700可以具有预定水平的透明度以避免遮挡显示面板100的显示屏幕或者以不降低显示面板100的亮度。为了实现这一点,压力感测构件700的压力感测电极可以包括可以包含于触摸电极中的透明导电材料或者布置成网格形状的低电阻金属。然而,压力感测电极的材料不被特别地限制。
在图5的实施例中,像在图4的实施例中一样,缓冲构件800可以设置在显示面板100的底部表面上,并且支撑构件810可以进一步设置在显示面板100的底部表面与缓冲构件800之间。支撑构件810可以支撑具有柔性的基底110的刚性。支撑构件810可以包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚碳酸酯(PC)膜或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜的聚合物膜。支撑构件810可以进一步包括散热层、电磁波屏蔽层和/或光阻挡层。
由于压力感测构件700定位在显示面板100上,因此能够缩短经由窗构件200的压力的传输路径。因此,能够改善压力感测构件700的压力感测灵敏度。
可替代地,压力感测构件700可以设置在显示层120与触摸层130(或者膜型触摸传感器或面板型触摸传感器)之间。
图6是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图。
参考图6,显示装置12与显示装置11的不同之处在于,提供了合并图5中所示的触摸层130和压力感测构件700的触摸/压力感测层135。也就是说,压力感测构件700可以不设置在透明接合层500与显示面板100之间。触摸/压力感测层135不仅可以包括触摸电极,而且可以包括压力感测电极。在触摸/压力感测层135中,触摸电极在厚度方向上可以不与压力感测电极重叠。例如,一个或多个触摸电极可以执行压力感测电极的功能。在另一示例中,在平面图中,触摸电极和压力感测电极彼此分离,但是可以共享形成电极和布线的一个或多个导电层。例如,压力感测电极可以由与形成触摸电极或触摸电极的布线的导电层定位在同一层上的导电层形成。类似地,压力感测电极的布线也可以由与形成触摸电极或触摸电极的布线的导电层定位在同一层上的导电层形成。
由于图5中所示的触摸层130和压力感测构件700被合并到触摸/压力感测层135中,因此能够减小显示装置12的厚度。
图7是根据本公开的另一实施例的显示装置的截面图。
参考图7,显示装置13的显示面板100可以包括刚性的第一基底111。
显示面板100包括由诸如玻璃的刚性材料形成的第一基底111,并且显示层120设置在第一基底111上。由诸如玻璃的刚性材料形成的第二基底112设置在显示层120上。第二基底112可以面对第一基底111并且可以经由密封构件115沿第二基底112的边缘接合到第一基底111。第一基底111的一个端部部分可以从第二基底112的一个端部部分向外突出,并且驱动IC 600可以安装在第一基底111的一个端部部分的一个表面上。
触摸层130可以提供在第二基底112的一个表面上,并且透明接合层500和窗构件200顺序地堆叠在触摸层130上。
压力感测构件700可以附接到第一基底111的底部表面,并且缓冲构件800可以设置在压力感测构件700的底部表面上。
虽然没有具体地示出,但是压力感测构件700可以如图5中所示设置在显示面板100上,或者可以如图6中所示与触摸层130一起被合并。
参考图3至图7,显示装置10、11、12和13不仅能够显示图像,而且能够用于检测触摸输入和测量压力。另外,由于显示面板100的显示层120包括显示像素模块DPU_1和DPU_2和光接收模块DPU_3,因此显示面板100的显示层120能够用于识别用户的指纹。例如,响应于用户用手指触摸窗构件200,从显示像素模块DPU_1和DPU_2发射的光可以从用户的手指反射,并且之后可以被光接收模块DPU_3接收。由于指纹的脊和谷具有不同的反射率,因此能够基于入射在光接收模块DPU_3的单元光接收模块中的每一个上的光的量来估计指纹的形状。
此外,显示装置10、11、12和13能够用于测量用户的血压。在下文中,将描述如何使用显示装置测量血压。
图8示出了根据本公开的实施例的通过显示装置的发光操作和光接收操作测量血压的方法。图9A是示出脉搏波信号随按压时间的变化的曲线图。图9B是示出压力随按压时间的变化的曲线图。图9C是示出脉搏波信号相对于压力的变化的曲线图。
图8示出了三个常规显示像素NPX和一个升压显示像素BPX。单元光接收模块可以与显示像素模块DPU_1和DPU_2(参见图3)中的每一者的显示像素NPX和BPX具有类似的配置和堆叠结构。单元光接收模块也可以被称为光接收像素APX。
三个常规显示像素NPX(即,第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B)发射不同颜色的光。例如,第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B可以分别发射红色光、绿色光和蓝色光。多个第一常规显示像素NPX_R、多个第二常规显示像素NPX_G和多个第三常规显示像素NPX_B可以被提供,并且在平面图中,可以交替地布置成行和列。通过组合从相邻的常规显示像素NPX(参见图11的点DOT)发射的多束光,能够实现各种颜色。
升压显示像素BPX发射特定波长的光。由升压显示像素BPX发射的光的波长可以比蓝色光的波长更长,并且可以与绿色光的波长相同或比绿色光的波长更长。例如,升压显示像素BPX可以发射绿色光、红色光或红外光。在升压显示像素BPX发射与常规显示像素NPX相同的颜色的光的情况下,由升压显示像素BPX发射的光的波长可以与由常规显示像素NPX发射的光的波长相同或不同。
在提供多个升压显示像素BPX的情况下,所有的多个升压显示像素BPX可以发射相同颜色的光。可替代地,多个升压显示像素BPX可以包括显示两种或更多种不同的颜色的升压显示像素BPX,诸如显示红色光的升压显示像素BPX和显示绿色光的升压显示像素BPX。
由升压显示像素BPX发射的光的最大亮度可以比常规显示像素NPX的最大亮度更高。由升压显示像素BPX发射的光可以在感测经由光接收像素APX的光时使用。另外,由升压显示像素BPX发射的光可以用于与常规显示像素NPX一起显示图像,但是本公开不限于此。可替代地,由升压显示像素BPX发射的光可以专门地用于感测。
光接收像素APX可以设置为邻近于升压显示像素BPX,并且可以与显示像素NPX和BPX具有类似的堆叠结构。光接收像素APX可以设置为邻近于升压显示像素BPX。光接收像素APX可以将接收的光的量转换为电信号。
由光接收像素APX接收的光可以包括源自升压显示像素BPX的光、源自常规显示像素NPX的光和/或从外部入射的外部光,而不管显示像素NPX和BPX如何。由于在血压测量过程或指纹感测过程期间,用户的手指OBJ位于窗构件200(参见图2)的顶表面附近,因此外部光的影响被限制,并且由光接收像素APX接收的大部分光可能源自显示像素NPX和BPX。由于升压显示像素BPX设置为邻近于光接收像素APX并且比常规显示像素NPX具有更高的亮度,因此从升压显示像素BPX发射并且之后从手指OBJ反射的光可能在确定由光接收像素APX接收的光的量中起主要作用。
显示像素NPX和BPX和光接收像素APX中的每一者包括第一电极ANO、第二电极CAT以及介于第一电极ANO与第二电极CAT之间的有效层NEML、BEML或LEC。第一电极ANO、有效层NEML、BEML或LEC和第二电极CAT可以形成二极管。
显示像素NPX和BPX和光接收像素APX的第一电极ANO彼此分离。显示像素NPX和BPX和光接收像素APX的第二电极CAT可以是共同连接到显示像素NPX和BPX和光接收像素APX的公共电极。第一常规显示像素NPX_R的有效层NEML_R可以是红色发光层,第二常规显示像素NPX_G的有效层NEML_G可以是绿色发光层,并且第三常规显示像素NPX_B的有效层NEML_B可以是蓝色发光层。升压显示像素BPX的有效层BEML可以是红色发光层。光接收像素APX的有效层LEC可以是光电转换层LEC。有效层NEML可以是常规显示像素NPX的常规发光层NEML。有效层BEML可以是升压显示像素BPX的升压发光层BEML。
像素NPX、BPX和APX的第一电极ANO设置在电路层121上。堤层BNK可以提供在像素NPX、BPX和APX之间以划分像素NPX、BPX和APX。
驱动像素NPX、BPX和APX的像素电路CUI设置在电路层121中。像素电路CUI可以连接到像素NPX、BPX和APX的第一电极ANO。像素电路CUI可以包括晶体管。
连接到第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B的第一电极ANO的像素电路CUI可以全部具有相同的结构。连接到升压显示像素BPX的第一电极ANO的像素电路CUI可以与连接到第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B的第一电极ANO的像素电路CUI具有相同的结构或不同的结构,并且可以比连接到第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B的第一电极ANO的像素电路CUI包括更少的晶体管。连接到光接收像素APX的第一电极ANO的像素电路CUI可以与连接到常规显示像素NPX的第一电极ANO和升压显示像素BPX的第一电极ANO的像素电路CUI具有不同的结构。包括在连接到光接收像素APX的第一电极ANO的像素电路CUI中的晶体管的数量可以小于包括在连接到常规显示像素NPX的第一电极ANO的多个像素电路CUI中的每一个中的晶体管的数量,但是本公开不限于此。
尽管像素电路CUI对于常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX可以具有不同的结构,但是多个像素电路CUI中的每一个的晶体管可以共享相同的材料层。因此,多个像素电路CUI中的每一个的晶体管可以具有基本上相同的堆叠结构而不管它们的功能如何,但是本公开不限于此。电路层121的像素电路CUI可以包括使用多晶硅作为半导体层的P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管和使用氧化物半导体作为半导体层的N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。
控制单元CTU可以包括发射驱动模块EMD、压力数据确定模块PDD、光接收数据确定模块ADD、脉搏波信号生成模块PSG和血压测量模块BPD。
发射驱动模块EMD可以经由像素电路CUI控制常规显示像素NPX和/或升压显示像素BPX是否发射光以及发射光的量。在常规显示模式下,发射驱动模块EMD可以基于常规显示像素NPX的灰度级控制将由常规显示像素NPX发射的光的量。发射驱动模块EMD可以控制升压显示像素BPX在常规显示模式下不发射光,或者可以基于用于升压显示像素BPX的位置的灰度数据控制升压显示像素BPX发射的光的量。在血压测量模式下,发射驱动模块EMD控制升压显示像素BPX以其最大亮度发射光。在血压测量模式下,可以基于常规显示像素NPX的灰度级控制常规显示像素NPX发射的光的量,或者可以控制常规显示像素NPX以其最大亮度发射光。
压力数据确定模块PDD基于从压力感测构件700接收的电信号确定用于施加的压力的大小的压力数据。
光接收数据确定模块ADD基于从光接收像素APX接收的电信号确定用于由光接收像素APX收集的光的量的光接收数据。
脉搏波信号生成模块PSG接收光接收数据并基于光接收数据生成光电容积脉搏波(PPG)信号。可以基于光接收数据生成PPG信号,PPG信号是示出在脉动期间在外周区中的血管容积的变化的波形。
具体地,参考图8和图9A,在人心脏的收缩期期间,从人心脏的左心室泵送的血液移动到外周组织,并且动脉侧上的血容量增加。此外,在人心脏的收缩期期间,红细胞将更多的氧合血红蛋白带到外周组织。在人心脏的舒张期期间,存在从外周组织朝向人心脏的部分抽血。因此,如果来自像素NPX、BPX和APX的光照射到外周血管上,则光可能被外周组织吸收。光吸收取决于血细胞比容和血容量。光吸收可以在人心脏的收缩期期间被最大化并且可以在人心脏的舒张期期间被最小化。由于光吸收与入射光的量成反比,因此可以基于对应于入射在光接收像素APX上的光的量的光接收数据估计光吸收,并且可以基于估计的光吸收生成图9A的PPG信号。
PPG信号反映了在人心脏的收缩期期间的最大光吸收,并且反映了在人心脏的舒张期期间的最小光吸收。此外,PPG信号根据心跳的周期波动。由于PPG信号反映了心跳之间的血压变化,因此能够使用PPG信号测量血压。
为了测量与心跳同步的血压,不仅需要PPG信号,而且需要压力数据。参考图8和图9B,当用户将手指OBJ放置为与显示装置10(参见图1)接触并将手指OBJ从显示装置10分离时,施加到压力感测构件700的压力(或接触压力)逐渐地增加,达到其最大值,并且之后逐渐地减小。当接触压力增加时,血管收缩,导致血流量小或为零。当接触压力降低时,血管扩张并且血液再次开始流动。接触压力的进一步降低导致较大的血流量。由于由光接收像素APX吸收的光的量的变化与血流的变化成比例,并且光接收像素APX接收与从入射光的总量中减去由手指OBJ吸收的光的量一样多的光时,由光接收像素APX接收的光的量的变化反映血流的变化。因此,能够基于来自光接收像素APX的光接收数据检测与心跳同步的血流变化。如图9C中所示,血压测量模块BPD可以基于PPG信号的峰值与滤波后的PPG信号的峰值之间的时间差估计目标区域的血压。在血压估计值之中,最大的血压估计值可以被确定为收缩血压,并且最小的血压估计值可以被确定为舒张血压。此外,可以使用血压估计值来估计诸如平均血压的其它血压。
为了准确地测量血压,优选地,更多的光被光接收像素APX接收。由于从显示像素NPX和BPX发射的相当大量的光被外周组织吸收,因此由光接收像素APX接收的光的量可能仅占从显示像素NPX和BPX发射的光的量的一部分。因此,由于低的信噪比(SNR),可能难以仅基于由光接收像素APX接收的光的量精确地测量血压。然而,由于提供设置在光接收像素APX附近并且具有相对高的亮度的升压显示像素BPX,能够提供相对相当大量的光作为用于血压测量的来源。因此,能够改善光接收像素APX的SNR,并且结果,能够改善血压测量的精度。
参考图8,附图标记122表示定位有发光层和光接收层的区域。
图10是示出各种显示像素的亮度相对于电流的量的变化的曲线图。
升压显示像素BPX(参见图8)与常规显示像素NPX(参见图8)的区别在于,升压显示像素BPX比常规显示像素NPX具有高得多的最大亮度。显示像素的亮度与在发光层中流动的电流的量大致成比例。
参考图10,显示像素的发射亮度曲线可以包括过渡时段T和饱和时段S。显示像素可以具有预定的阈值电流ith,并且当电流开始流动超过阈值电流ith时,显示像素进入显示像素的发射的量根据电流的量i增加的过渡时段T。当电流的量i达到最大有效电流的量时,显示像素进入显示像素的发射亮度不显著地增加的饱和时段S。在饱和时段S期间,显示像素可以具有理论最大发射亮度。
显示像素的阈值电流ith的大小、显示像素的在过渡时段T期间的发射亮度曲线的斜率、显示像素的最大有效电流的量和/或显示像素的理论最大发射亮度可以依据显示像素的发光材料的类型或显示像素的面积而变化。
图10示出了发射像素A、B和C全部具有相同的阈值电流ith的示例。参考图10,发射像素A(即“发射像素EMX_A”)在过渡时段EMX_A(T)期间具有斜率(m1)(其中,m1是正数),并且在电流的量i1处,发射像素A进入饱和时段EMX_A(S)并且具有最大亮度L1。发射像素B(即“发射像素EMX_B”)在过渡时段EMX_B(T)期间具有斜率(m1),并且在电流的量i2(其中,i2>i1)处,发射像素B进入饱和时段EMX_B(S)并且具有最大亮度L3(其中,L3>L1)。发射像素C(即“发射像素EMX_C”)在过渡时段EMX_C(T)期间具有斜率(m2)(其中,m2>m1),并且在电流的量i1处,发射像素C进入饱和时段EMX_C(S)并且具有最大亮度L2(其中,L3>L2>L1)。
通过使用相对于电流值具有不同的亮度的这些发射像素,能够实现比常规显示像素NPX具有更高的最大发射亮度的升压显示像素BPX。例如,发射像素A(即“发射像素EMX_A”)可以作为常规显示像素NPX应用,并且发射像素B或C(即“发射像素EMX_B”或“发射像素EMX_C”)可以作为升压显示像素BPX应用,从而设计比常规显示像素NPX具有更高的最大发射亮度的升压显示像素BPX。在另一示例中,发射像素C可以作为常规显示像素NPX应用,并且比发射像素C具有更高的最大亮度的发射像素B可以作为升压显示像素BPX应用。
可替代地,不一定具有高的理论最大发射亮度的发射像素可以作为升压显示像素BPX应用。例如,发射像素A(即“发射像素EMX_A”)可以作为常规显示像素NPX和升压显示像素BPX两者应用,并且不同的像素电路CUI(参见图8)可以应用于常规显示像素NPX和升压显示像素BPX,使得施加到升压显示像素BPX的最大电流量可以变得大于施加到常规显示像素NPX的最大电流量。在该示例中,能够将升压显示像素BPX的实际最大亮度控制为高于常规显示像素NPX的实际最大亮度。类似地,具有相对高的理论最大发射亮度的发射像素B(即“发射像素EMX_B”)或C(即“发射像素EMX_C”)可以作为常规显示像素NPX应用,并且发射像素A可以作为升压显示像素BPX应用。即使在这种情况下,也可以通过用像素电路CUI不同地控制要施加的最大电流量来将升压显示像素BPX的最大亮度设定为高于常规显示像素NPX的最大亮度。
增加显示像素NPX和BPX的最大亮度可能导致功耗和产生的热的量增加。然而,在选择性地提高仅升压显示像素BPX的最大亮度的情况下,与提高所有显示像素NPX和BPX的最大亮度的情况相比,能够抑制功耗和产生的热的量的增加。
此外,由于升压显示像素BPX设置在光接收像素APX(参见图8)附近,因此升压显示像素BPX的数量少于常规显示像素NPX的数量。因此,虽然提高了升压显示像素BPX的最大亮度,但是能够适当地限制功耗和产生的热的量的增加。在提高常规显示像素NPX的最大亮度的情况下,由常规显示像素NPX显示的本征颜色可能不期望地改变。相反,在选择性地提高仅升压显示像素BPX的最大亮度的情况下,即使使用升压显示像素BPX来形成显示屏幕,也能够最小化图像质量的劣化,因为升压显示像素BPX仅占整个显示区域DPA(参见图1)的一部分。
升压显示像素BPX的最大亮度可以是常规显示像素NPX的最大亮度的大约1.5倍至大约10倍。这里,常规显示像素NPX可以是红色常规显示像素NPX_R(参见图8)和绿色常规显示像素NPX_G(参见图8)。如果升压显示像素BPX的最大亮度是常规显示像素NPX的最大亮度的大约1.5倍或更大,则能够改善光接收像素APX的SNR。考虑到功耗和升压显示像素BPX的可见度,升压显示像素BPX的最大亮度可以被控制为常规显示像素NPX的最大亮度的大约10倍或更小。
常规显示像素NPX依据施加到常规显示像素NPX上的数据在上至其最大亮度的亮度范围内发射光。升压显示像素BPX还可以在上至其最大亮度的亮度范围内发射光,并且在血压测量模式期间可以以其最大亮度发射光以提高光接收像素APX的SNR。因此,在血压测量模式期间,升压显示像素BPX可以比常规显示像素NPX具有高达至少大约10倍的亮度。
存在确定每个显示像素的最大亮度的因素,诸如发射面积、发射体积、驱动电流和发射效率。具有相对高的最大亮度的升压显示像素BPX可以比常规显示像素NPX具有更大的发射面积,比常规显示像素NPX包括更厚的发光层,比常规显示像素NPX具有更高的驱动电流,或者包括具有比常规显示像素NPX的发射效率更高的发射效率的发光层。在下文中将描述用于允许升压显示像素BPX具有相对高的最大亮度的各种实施例。
在下文中将描述常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX的布局。
图11是根据本公开的实施例的显示层的像素的布局图。
图11示出了常规显示像素NPX(参见图8)、升压显示像素BPX(参见图8)和光接收像素APX(参见图8)的有效区域的布局。这里,常规显示像素NPX和升压显示像素BPX的有效区域可以是发光层的通过堤层BNK的开口暴露的发光区域,并且光接收像素APX的有效区域可以是光电转换层的通过堤层BNK的开口暴露的发光区域。
参考图8和图11,常规显示像素NPX可以包括第一常规显示像素NPX_R、第二常规显示像素NPX_G和第三常规显示像素NPX_B。这里,第一常规显示像素NPX_R可以是但不限于发射具有大约600nm至大约750nm的主波长的红色光的红色常规显示像素,第二常规显示像素NPX_G可以是但不限于发射具有大约480nm至大约560nm的主波长的绿色光的绿色常规显示像素,并且第三常规显示像素NPX_B可以是但不限于发射具有大约370nm至大约460nm的主波长的蓝色光的蓝色常规显示像素。升压显示像素BPX可以是发射红色光的红色升压显示像素,像第一常规显示像素NPX_R一样具有相同的波长的范围,但是本公开不限于此。
为了方便起见,第一常规显示像素NPX_R的有效区域在下文中将被称为第一常规有效区域NPA_1,第二常规显示像素NPX_G的有效区域在下文中将被称为第二常规有效区域NPA_2,第三常规显示像素NPX_B的有效区域在下文中将被称为第三常规有效区域NPA_3,升压显示像素BPX的有效区域在下文中将被称为升压有效区域BPA,并且光接收像素APX的有效区域在下文中将被称为光接收有效区域APA。
多个第一常规有效区域NPA_1中的每一个可以大于多个第二常规有效区域NPA_2中的每一个,并且可以小于多个第三常规有效区域NPA_3中的每一个。升压有效区域BPA可以大于与升压有效区域BPA发射相同的颜色的光的多个第一常规有效区域NPA_1中的每一个和作为常规显示像素NPX的有效区域之中的最大有效区域的多个第三常规有效区域NPA_3中的每一个。
多个第一常规有效区域NPA_1中的每一个和多个第三常规有效区域NPA_3中的每一个可以大致具有八边形形状并且可以在行方向(或第一方向D1)上交替地布置。多个第二常规有效区域NPA_2中的每一个可以大致具有八边形形状或六边形形状并且可以布置在第一方向D1上。第一常规有效区域NPA_1和第三常规有效区域NPA_3交替地布置的行和第二常规有效区域NPA_2布置的行在列方向(或第二方向D2)上交替地布置。
第一常规有效区域NPA_1和第三常规有效区域NPA_3可以在第二方向D2上交替地布置。第二常规有效区域NPA_2可以设置在第一常规有效区域NPA_1与第三常规有效区域NPA_3之间。第二常规有效区域NPA_2的数量可以是单位区域(即,点DOT)中的第三常规有效区域NPA_3的数量的两倍,但是本公开不限于此。第二常规有效区域NPA_2可以被分类为在第二斜线方向(或第四方向D4)上比在第一斜线方向(或第三方向D3)上更长的第一类型第二常规有效区域NPA_2和在第三方向D3上比在第四方向D4上更长的第二类型第二常规有效区域NPA_2,并且第一类型第二常规有效区域NPA_2和第二类型第二常规有效区域NPA_2可以在第一方向D1和第二方向D2上交替地布置。
作为形成图像并且能够显示颜色的最小单元的多个点DOT中的每一个可以由一个第一常规有效区域NPA_1、一个第三常规有效区域NPA_3和两个邻近的第二常规有效区域NPA_2限定并且可以具有通过连接第一常规有效区域NPA_1、第三常规有效区域NPA_3和两个邻近的第二常规有效区域NPA_2的中心获得的菱形形状。第一常规有效区域NPA_1、第二常规有效区域NPA_2和第三常规有效区域NPA_3可以被简称为显示有效区域NPA_1、NPA_2和NPA_3。多个显示有效区域NPA_1、NPA_2和NPA_3中的每一个可以由四个邻近的点DOT共享。
光接收有效区域APA可以设置在显示有效区域NPA_1、NPA_2和NPA_3之间。例如,光接收有效区域APA可以设置在第一常规有效区域NPA_1和第三常规有效区域NPA_3在第一方向D1上彼此邻近的行与两个邻近的第二常规有效区域NPA_2在第二方向D2上布置的列之间的交点处。
升压有效区域BPA可以设置在第一常规有效区域NPA_1的位置处以代替第一常规有效区域NPA_1。例如,升压有效区域BPA可以设置在第一方向D1上最靠近光接收有效区域APA的第一常规有效区域NPA_1的位置处。在另一示例中,不仅最靠近光接收有效区域APA的第一常规有效区域NPA_1,而且光接收有效区域APA周围的其它第一常规有效区域NPA_1可以用升压有效区域BPA代替。
由于提供一个或多个升压有效区域BPA来代替同样数量的第一常规有效区域NPA_1,因此第一常规有效区域NPA_1的数量可以减少与升压有效区域BPA的数量一样多。如果在不具有升压有效区域BPA的显示区域中,第一常规有效区域NPA_1的数量与第三常规有效区域NPA_3的数量相同,则在具有升压有效区域BPA的显示区域中,第一常规有效区域NPA_1的数量和升压有效区域BPA的数量的和可以与第三常规有效区域NPA_3的数量相同。
在显示模式下,像第一常规有效区域NPA_1一样,升压有效区域BPA可以发射各种等级的红色光以配置显示屏幕。在血压测量模式下,升压有效区域BPA可以以其最大亮度发射光,而不管升压有效区域BPA的相邻的显示有效区域NPA_2和NPA_3的灰度级如何。
图11示出了升压有效区域BPA和第一常规有效区域NPA_1两者发射相同颜色的光的示例,但是本公开不限于此。可替代地,可以提供多个升压有效区域BPA,并且多个升压有效区域BPA中的一些或全部可以与第二常规有效区域NPA_2发射相同的颜色的光。在这种情况下,在第二方向D2上邻近于光接收有效区域APA的两个邻近的第二常规有效区域NPA_2可以用升压有效区域BPA代替,并且它们各自的相邻的第二常规有效区域NPA_2也可以用升压有效区域BPA代替。
升压有效区域BPA与显示有效区域NPA_1、NPA_2和NPA_3布置在相似的位置处,并且比显示有效区域NPA_1、NPA_2和NPA_3具有更高的最大亮度。在下文中将参照图12、图13、图14、图15、图16和图17描述如何用升压有效区域BPA选择性地实现高的最大亮度。
图12是根据本公开的实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图,并且将第一常规有效区域和升压有效区域的形状示出为铺设在彼此之上。
参考图12,邻近于光接收有效区域APA的升压有效区域BPA可以比多个第一常规有效区域NPA_1中的每一个具有更大的尺寸。有效区域越大,有效发射区域越大,并且最大亮度越高。因此,尽管升压有效区域BPA和第一常规有效区域NPA_1的发光层由相同的材料形成并且具有相同的厚度,但是升压有效区域BPA的最大亮度可以比第一常规有效区域NPA_1的最大亮度更高。升压有效区域BPA的最大亮度可以是第一常规有效区域NPA_1的最大亮度的两倍,并且升压有效区域BPA的尺寸可以设定为是第一常规有效区域NPA_1的尺寸的两倍。
在平面图中,升压有效区域BPA可以与第一常规有效区域NPA_1具有基本上相同的形状,并且可以是与第一常规有效区域NPA_1的图形相似的图形。升压有效区域BPA可以在第一方向D1和第二方向D2两个方向上大于第一常规有效区域NPA_1,并且升压有效区域BPA与第一常规有效区域NPA_1之间的在第一方向D1和第二方向D2上的长度差可以基本上相同。然而,本公开不限于此。可替代地,升压有效区域BPA可以比第一常规有效区域NPA_1具有更大的尺寸,但是可以与第一常规有效区域NPA_1具有不同的平面形状。
图13是根据本公开的另一实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图。
图13示出了第一常规有效区域NPA_1与升压有效区域BPA具有基本上相同的尺寸和形状的示例。根据图13的实施例,由于升压有效区域BPA的发光层的发射效率大于第一常规有效区域NPA_1的发光层的发射效率,因此升压有效区域BPA能够比第一常规有效区域NPA_1实现更高的最大亮度。
具体地,发光材料具有其自身的发射效率。一种发光材料的发射效率可能低于另一种发光材料的发射效率。换句话说,在过渡时段期间,一种发光材料的发射亮度曲线的斜率可以小于另一种发光材料的发射亮度曲线的斜率。此外,一些发光材料可以比其它发光材料具有更准确的颜色再现性。如果发光材料A具有相对低的发射效率但适合用于实现优异的颜色再现性并且发光材料B比发光材料A具有高达两倍的发射效率但是具有差的颜色再现性,则发光材料A可以应用于第一常规有效区域NPA_1的发光层以提供优异的图像质量,并且发光材料B可以应用于升压有效区域BPA的发光层,使得升压有效区域BPA可以比第一常规有效区域NPA_1具有高达两倍的最大亮度。
图14是根据本公开的另一实施例的比较第一常规有效区域和升压有效区域的形状的示意性平面图。
图14示出了升压有效区域BPA被划分为能够单独地驱动的多个子区域BPA_a和BPA_b的示例。参考图14,升压有效区域BPA可以包括邻近于彼此的第一子区域BPA_a和第二子区域BPA_b。具有相对低的发射效率的图13的发光材料A可以应用于第一子区域BPA_a,并且具有相对高的发射效率的图13的发光材料B可以应用于第二子区域BPA_b。第一子区域BPA_a和第二子区域BPA_b可以由单独的像素电路CUI单独地驱动。升压有效区域BPA的最大亮度可以是第一子区域BPA_a和第二子区域BPA_b的最大亮度的和。
包括第一子区域BPA_a和第二子区域BPA_b的升压有效区域BPA能够满足显示模式和血压测量模式两者所需的所有条件。例如,能够通过在显示模式期间主要驱动适合用于颜色再现性的第一子区域BPA_a并在血压测量模式期间驱动第二子区域BPA_b以以其最大亮度发射光来提高入射在光接收有效区域APA上的光的量。
图15是根据本公开的实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图。
图15示出了升压显示像素BPX的升压发光层BEML的厚度d2大于第一常规显示像素NPX_R的发光层(例如,有效层NEML_R)的厚度d1的示例。参考图15,由于升压显示像素BPX的升压发光层BEML的厚度d2大于第一常规显示像素NPX_R的发光层(例如,有效层NEML_R)的厚度d1,因此升压显示像素BPX可以比第一常规显示像素NPX_R具有更大的发射体积,并且因此可以比第一常规显示像素NPX_R具有更高的最大亮度。因此,尽管升压显示像素BPX和第一常规显示像素NPX_R的有效区域在平面图中具有相同的尺寸,并且升压显示像素BPX和第一常规显示像素NPX_R的发光层由相同的材料形成,但是升压显示像素BPX能够比第一常规显示像素NPX_R具有更高的最大亮度。
图16是根据本公开的另一实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图。
参考图16,升压显示像素BPX可以包括堆叠的多个第一发光层BEML1和第二发光层BEML2。有助于第一发光层BEML1和第二发光层BEML2之间的电荷的转移的层(例如,电荷产生层CGL)可以介于第一发光层BEML1与第二发光层BEML2之间,但是本公开不限于此。由于第一发光层BEML1和第二发光层BEML2两者有助于光的发射,因此与升压显示像素BPX仅包括一个发光层的情况相比,具有第一发光层BEML1和第二发光层BEML2的升压显示像素BPX的最大亮度可以增加。例如,尽管第一发光层BEML1和第二发光层BEML2与第一常规显示像素NPX_R的发光层具有相同的材料和相同的体积,但是升压显示像素BPX可以比第一常规显示像素NPX_R具有高达两倍的最大亮度。第一发光层BEML1可以包括图13的发光材料A,并且第二发光层BEML2可以包括图13的发光材料B。
图17是根据本公开的另一实施例的比较第一常规显示像素和升压显示像素的形状的示意性截面图。
图17的实施例与图16的实施例的不同之处在于,升压显示像素BPX的多个第一发光层BEML1和第二发光层BEML2在第一电极ANO之上通过堤层BNK彼此分离。图17的实施例与图16的实施例的不同之处在于,第一发光层BEML1和第二发光层BEML2设置在相同的第一电极ANO上。
根据图17的实施例,由于第一发光层BEML1和第二发光层BEML2两者有助于光的发射,因此通过控制第一发光层BEML1和第二发光层BEML2的发光材料的尺寸和类型,升压显示像素BPX的最大亮度能够被设定为比第一常规显示像素NPX_R的最大亮度更高。
图18是示出根据本公开的实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图。在下文中将参照图18描述显示装置的像素电路。
参考图18,常规显示像素NPX可以连接到第k显示初始化线GILk、第k显示写入线GWLk和第k显示控制线GCLk(其中,k是正整数)。此外,常规显示像素NPX可以连接到第一驱动电压所供应到的第一电压线VDL1、接地电压或低于第一驱动电压的参考电压所供应到的参考电压线VSL以及初始化电压所供应到的初始化电压线VIL。
常规显示像素NPX可以包括常规显示像素电路和升压显示像素电路。常规显示像素电路可以包括驱动晶体管DT1、开关元件和电容器CST1。开关元件可以包括第一晶体管至第六晶体管ST1、ST2、ST3、ST4、ST5和ST6。升压显示像素电路可以包括驱动晶体管DT2、开关晶体管SW和电容器CST2。
驱动晶体管DT1可以包括栅极电极、第一电极和第二电极。驱动晶体管DT1根据施加到栅极电极的数据电压控制漏极-源极电流或驱动电流(Ids)。流经驱动晶体管DT1的沟道的驱动电流(Ids)可以与阈值电压(Vth)与电压(Vgs)之间的差的平方成比例,电压(Vgs)是驱动晶体管DT1的第一电极和栅极电极之间的电压,如等式(1)所示:Ids=k’×(Vgs–Vth)2
其中,k’是由驱动晶体管DT1的由结构和物理特性确定的比例系数,Vgs是驱动晶体管DT1的第一电极和栅极电极之间的电压,并且Vth是驱动晶体管DT1的阈值电压。
常规发光元件NED根据驱动电流(Ids)发射光。驱动电流(Ids)越大,由常规发光元件NED发射的光的量越大。
常规发光元件NED可以是包括设置在常规发光元件NED的阳极和阴极之间的有机发光层的OLED。可替代地,常规发光元件NED可以是包括设置在常规发光元件NED的阳极和阴极之间的无机半导体的无机发光元件。可替代地,常规发光元件NED可以是包括设置在常规发光元件NED的阳极和阴极之间的量子点发光层的量子点发光元件。可替代地,常规发光元件NED可以是包括设置在常规发光元件NED的阳极和阴极之间的微型LED的微型发光元件。
常规发光元件NED的阳极可以连接到第四晶体管ST4的第一电极和第六晶体管ST6的第二电极,并且常规发光元件NED的阴极可以连接到参考电压线VSL。寄生电容器Cel可以形成在常规发光元件NED的阳极和阴极之间。
第一晶体管ST1由来自第k显示初始化线GILk的初始化扫描信号导通,以将驱动晶体管DT1的栅极电极连接到初始化电压线VIL。因此,来自初始化电压线VIL的初始化电压可以施加到驱动晶体管DT1的栅极电极。第一晶体管ST1的栅极电极可以连接到第k显示初始化线GILk,第一晶体管ST1的第一电极可以连接到驱动晶体管DT1的栅极电极,并且第一晶体管ST1的第二电极可以连接到初始化电压线VIL。
第二晶体管ST2由来自第k显示写入线GWLk的显示写入信号导通,以将驱动晶体管DT1的第一电极连接到第(j+1)数据线DLj+1。结果,来自第(j+1)数据线DLj+1的数据电压可以施加到驱动晶体管DT1的第一电极。第二晶体管ST2的栅极电极可以连接到第k显示写入线GWLk,第二晶体管ST2的第一电极可以连接到驱动晶体管DT1的第一电极,并且第二晶体管ST2的第二电极可以连接到第(j+1)数据线DLj+1。
第三晶体管ST3由来自第k显示写入线GWLk的显示写入信号导通,以连接驱动晶体管DT1的栅极电极和第二电极。结果,驱动晶体管DT1可以作为二极管操作。第三晶体管ST3的栅极电极可以连接到第k显示写入线GWLk,第三晶体管ST3的第一电极可以连接到驱动晶体管DT1的第二电极,并且第三晶体管ST3的第二电极可以连接到驱动晶体管DT1的栅极电极。
第四晶体管ST4由来自第k显示控制线GCLk的显示控制信号导通,以将常规发光元件NED的阳极连接到初始化电压线VIL。来自初始化电压线VIL的初始化电压可以施加到常规发光元件NED的阳极。第四晶体管ST4的栅极电极可以连接到第k显示控制线GCLk,第四晶体管ST4的第一电极可以连接到常规发光元件NED的阳极,并且第四晶体管ST4的第二电极可以连接到初始化电压线VIL。
第五晶体管ST5由来自第k发射线ELk的发射信号导通,以将驱动晶体管DT1的第一电极连接到第一电压线VDL1。第五晶体管ST5的栅极电极可以连接到第k发射线ELk,第五晶体管ST5的第一电极可以连接到第一电压线VDL1,并且第五晶体管ST5的第二电极可以连接到驱动晶体管DT1的第一电极。
第六晶体管ST6设置在驱动晶体管DT1的第二电极与常规发光元件NED的阳极之间。第六晶体管ST6可以由来自第k发射线ELk的发射控制信号导通,以将驱动晶体管DT1的第二电极连接到常规发光元件NED的阳极。第六晶体管ST6的栅极电极可以连接到第k发射线ELk,第六晶体管ST6的第一电极可以连接到驱动晶体管DT1的第二电极,并且第六晶体管ST6的第二电极可以连接到常规发光元件NED的阳极。
当第五晶体管ST5和第六晶体管ST6两者导通时,驱动晶体管DT1的驱动电流(Ids)可以根据施加到驱动晶体管DT1的数据电压流到常规发光元件NED。
电容器CST1形成在驱动晶体管DT1的栅极电极与第一电压线VDL1之间。电容器CST1的第一电容器电极可以连接到驱动晶体管DT1的栅极电极,并且电容器CST1的第二电容器电极可以连接到第一电压线VDL1。
如果第一晶体管ST1至第六晶体管ST6和驱动晶体管DT1的第一电极是源极电极,则第一晶体管ST1至第六晶体管ST6和驱动晶体管DT1的第二电极可以是漏极电极。可替代地,如果第一晶体管ST1至第六晶体管ST6和驱动晶体管DT1的第一电极是漏极电极,则第一晶体管ST1至第六晶体管ST6和驱动晶体管DT1的第二电极可以是源极电极。
第一晶体管至第六晶体管ST1、ST2、ST3、ST4、ST5和ST6和驱动晶体管DT1的有源层可以由多晶硅、非晶硅和氧化物半导体中的一种形成。图6示出了第一晶体管至第六晶体管ST1、ST2、ST3、ST4、ST5和ST6和驱动晶体管DT1形成为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),但是本公开不限于此。可替代地,第一晶体管至第六晶体管ST1、ST2、ST3、ST4、ST5和ST6和驱动晶体管DT1可以形成为N型MOSFET。还可替代地,第一晶体管至第六晶体管ST1、ST2、ST3、ST4、ST5和ST6中的至少一者可以形成为N型MOSFET。
升压显示像素BPX可以与常规显示像素NPX具有相同的像素配置。例如,升压显示像素BPX可以具有有“7T1C”(7个晶体管和1个电容器)配置的像素电路。然而,在升压显示像素BPX以其最大灰度级驱动以以其最大亮度发射光的情况下,升压显示像素BPX可以比常规显示像素NPX具有更简单的像素电路。例如,升压显示像素BPX可以比常规显示像素NPX包括更少的晶体管。当升压显示像素BPX具有简化的像素电路时,能够改善用于电路层的空间使用,并且结果,升压显示像素BPX能够适当地响应高分辨率。图18的升压显示像素BPX具有有“2T1C”(2个晶体管和1个电容器)配置的像素电路。
如图18中所示,升压显示像素BPX可以连接到第k显示写入线GWLk、第一驱动电压所供应到的第一电压线VDL1以及接地电压或低于第一驱动电压的参考电压所供应到的参考电压线VSL。
驱动晶体管DT2连接在第一电压线VDL1与升压发光元件BED的阳极之间,并且控制在升压发光元件BED中流动的驱动电流。升压发光元件BED的阴极连接到参考电压线VSL。开关晶体管SW由来自第k显示写入线GWLk的显示写入信号导通,以将驱动晶体管DT2的栅极电极连接到第j数据线DLj。电容器CST2连接在驱动晶体管DT2的第一电极和栅极电极之间。
光接收像素APX可以连接到第p感测扫描线FSLp(其中,p是正整数)和第q感测线RLq(其中,q是正整数)。光接收像素APX可以附加地连接到参考电压线VSL。
光接收像素APX可以包括第一感测晶体管RT1和光接收元件PD。
光接收元件PD可以是包括阳极、光电转换层和阴极的光电二极管。光接收元件PD的阳极(在下文中,感测阳极)可以连接到第一感测晶体管RT1的第一电极,并且光接收元件PD的阴极可以连接到参考电压线VSL。
第一感测晶体管RT1由来自第p感测扫描线FSLp的扫描信号导通,以将光接收元件PD的感测阳极连接到第q感测线RLq。结果,来自光接收元件PD的感测阳极的电压可以施加到第q感测线RLq。第一感测晶体管RT1的栅极电极可以连接到第p感测扫描线FSLp,第一感测晶体管RT1的第一电极可以连接到光接收元件PD的感测阳极,并且第一感测晶体管RT1的第二电极可以连接到第q感测线RLq。
如上所述,常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX共享相当数量的线。因此,能够简化整个显示装置的电路结构。另外,由于常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX中的每一者的晶体管和二极管由形成相同的层的材料形成,因此能够促进集成,并且能够改善工艺效率。
此外,由于与常规显示像素NPX不同,升压显示像素BPX具有其自身独特的像素电路,因此在血压测量模式期间,升压显示像素BPX能够以其最大亮度发射光,而不管常规显示像素NPX的灰度级如何。
图19是示出根据本公开的另一实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图。
图19的实施例与图18的实施例的不同之处在于,升压显示像素BPX的多个升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1和BEDn连接到单个驱动晶体管DT2。升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1、BEDn彼此并联连接。升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1和BEDn可以设置在不同的升压显示像素BPX中。
在升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1和BEDn为了测量血压以它们的最大亮度发射光的情况下,升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1和BEDn的发射数据可以全部相同。因此,在如图18中所示当数据信号被施加到升压发光元件BED所连接到的每条数据线时与如图19中所示当多个升压发光元件BED1、BED2、……、BEDn-1和BEDn并联连接并且数据信号经由一个像素电路施加时之间基本上没有不同之处。图19的实施例能够简化像素电路,降低制造成本,并且提高集成度。
图20是示出根据本公开的另一实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的电路图。
图20的实施例与图18的实施例的不同之处在于,升压显示像素BPX连接到第二驱动电压所供应到的第二电压线VDL2。
第二驱动电压可以比来自常规显示像素NPX所连接到的第一电压线VDL1的第一驱动电压更高。由于经由单独的驱动线向升压显示像素BPX比向第一常规显示像素NPX提供更高的电压,因此相比于常规显示像素NPX,在升压显示像素BPX中能够容易地产生更高的驱动电流,并且结果,相比于常规显示像素NPX,能够从升压显示像素BPX获得更高的发射亮度。
图21是示出根据本公开的实施例的显示装置的常规显示像素、升压显示像素和光接收像素的截面图。
参考图21,电路层设置在基底110上,发光层和光接收层设置在电路层上,并且触摸层130(也参见图4和图5)设置在发光层和光接收层上。
电路层包括薄膜晶体管TFT、电容器CST和各种线。薄膜晶体管TFT包括栅极电极、半导体层SCT、源极电极和漏极电极。电容器CST包括第一电极和第二电极。可以使用同一层中的半导体层SCT、多个导电层GM1、GM2、SD1、SD2和SD3以及多个绝缘层BUF、GI1、GI2、ILD1、PASS、PLN、ILD2和ILD3形成常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX的薄膜晶体管TFT、电容器CST和各种线。
电路层包括形成薄膜晶体管TFT的沟道的半导体层SCT以及形成电极和线的导电层GM1、GM2、SD1、SD2和SD3以及绝缘层BUF、GI1、GI2、ILD1、PASS、PLN、ILD2和ILD3。
例如,薄膜晶体管TFT的栅极电极和电容器CST的第一电极可以由第一导电层GM1形成。例如,提供各种扫描信号的线可以由第二导电层GM2形成。例如,电容器CST的第二电极可以由第二导电层GM2形成。例如,薄膜晶体管TFT的源极电极和漏极电极可以由第三导电层SD1形成。图18、图19和图20中的任意一幅图的第j数据线DLj和第(j+1)数据线DLj+1、第一电压线VDL1、第二电压线VDL2和初始化电压线VIL可以由第三导电层SD1、第四导电层SD2和第五导电层SD3中的至少一者形成。将发光元件或光接收元件的第一电极连接到薄膜晶体管TFT的漏极电极的连接电极可以由第四导电层SD2和第五导电层SD3中的至少一者形成。
第一导电层GM1和第二导电层GM2可以是包括选自钼(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)之中的至少一种金属的单层膜或多层膜。第三导电层SD1、第四导电层SD2和第五导电层SD3可以包括选自Al、Mo、Pt、Pd、Ag、Mg、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Ca、Ti、Ta、W和Cu之中的至少一种金属并且可以形成为具有诸如Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo、Mo/AlGe/Mo或Ti/Cu的堆叠结构。第一导电层GM1和第二导电层GM2可以由相同的材料形成,并且第三导电层SD1、第四导电层SD2和第五导电层SD3可以由相同的材料形成,但是可以与第一导电层GM1和第二导电层GM2包括不同的材料。电路层中的导电层的数量不被特别地限制,而是可以变化。
绝缘层BUF、GI1、GI2、ILD1、PASS、PLN、ILD2和ILD3可以介于导电层GM1、GM2、SD1、SD2和SD3与半导体层SCT之中的相近两层之间。绝缘层BUF、GI1、GI2、ILD1、PASS、PLN、ILD2和ILD3可以包括:缓冲层BUF,覆盖基底110并且设置在基底110与半导体层SCT之间;第一栅极绝缘层GI1,介于半导体层SCT与第一导电层GM1之间;第二栅极绝缘层GI2,介于第一导电层GM1与第二导电层GM2之间;第一层间绝缘层ILD1,设置在第二导电层GM2上;钝化层PASS,设置在第三导电层SD1上;平坦化层PLN,设置在钝化层PASS上;第二层间绝缘层ILD2,设置在第四导电层SD2上;以及第三层间绝缘层ILD3,设置在第五导电层SD3上。绝缘层BUF、GI1、GI2、ILD1、PASS、PLN、ILD2和ILD3可以形成为无机膜(诸如SiN膜、SiO膜或SiON膜)、形成为有机膜、形成为有机/无机膜或者形成为无机膜和有机膜的堆叠。
发光层和光接收层设置在电路层上。具体地,常规显示像素NPX的发光元件、升压显示像素BPX的发光元件和光接收像素APX的光接收元件设置在电路层上。
常规显示像素NPX的发光元件包括第一电极ANO、第二电极CAT以及介于第一电极ANO与第二电极CAT之间的常规发光层NEML。常规发光层NEML可以包括有机发光材料,但是本公开不限于此。可替代地,常规发光层NEML可以包括无机发光材料。空穴注入/传输层ITR1可以介于常规显示像素NPX的第一电极ANO和常规发光层NEML之间,并且电子注入/传输层ITR2可以介于常规显示像素NPX的常规发光层NEML和第二电极CAT之间。
升压显示像素BPX的发光元件包括第一电极ANO、第二电极CAT以及介于第一电极ANO与第二电极CAT之间的升压发光层BEML。升压发光层BEML可以包括有机发光材料,但是本公开不限于此。可替代地,升压发光层BEML可以包括无机发光材料。空穴注入/传输层ITR1可以介于升压显示像素BPX的第一电极ANO和升压发光层BEML之间,并且电子注入/传输层ITR2可以介于升压显示像素BPX的升压发光层BEML和第二电极CAT之间。
光接收像素APX的光接收元件包括第一电极ANO、第二电极CAT以及介于第一电极ANO与第二电极CAT之间的光电转换层LEC。光电转换层LEC可以包括有机光电转换材料,但是本公开不限于此。可替代地,光电转换层LEC可以包括无机光电转换材料。空穴注入/传输层ITR1可以介于光接收像素APX的第一电极ANO和光电转换层LEC之间,并且电子注入/传输层ITR2可以介于光接收像素APX的光电转换层LEC和第二电极CAT之间。
常规显示像素NPX的发光元件的第一电极ANO、升压显示像素BPX的发光元件的第一电极ANO以及光接收像素APX的光接收元件的第一电极ANO可以设置在同一层中。常规显示像素NPX的发光元件的第一电极ANO、升压显示像素BPX的发光元件的第一电极ANO以及光接收像素APX的光接收元件的第一电极ANO可以由相同的材料形成在第三层间绝缘层ILD3上。堤层BNK设置在第一电极ANO上。暴露第一电极ANO的多个开口限定在堤层BNK中,并且诸如常规发光层NEML、升压发光层BEML和光电转换层LEC的有效层设置在由开口暴露的第一电极ANO上。常规显示像素NPX的发光元件的第二电极CAT、升压显示像素BPX的发光元件的第二电极CAT以及光接收像素APX的光接收元件的第二电极CAT可以作为一体的公共电极共享。常规显示像素NPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1、升压显示像素BPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1以及光接收像素APX的光接收元件的空穴注入/传输层ITR1可以由相同的材料形成在同一层上并且可以通过相同的工艺同时制造,并且常规显示像素NPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2、升压显示像素BPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2以及光接收像素APX的光接收元件的电子注入/传输层ITR2可以由相同的材料形成在同一层上并且可以通过相同的工艺同时制造。由于常规显示像素NPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1、升压显示像素BPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1以及光接收像素APX的光接收元件的空穴注入/传输层ITR1共享相同的材料,因此常规显示像素NPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1、升压显示像素BPX的发光元件的空穴注入/传输层ITR1以及光接收像素APX的光接收元件的空穴注入/传输层ITR1能够通过单一工艺同时形成。类似地,由于常规显示像素NPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2、升压显示像素BPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2以及光接收像素APX的光接收元件的电子注入/传输层ITR2共享相同的材料,因此常规显示像素NPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2、升压显示像素BPX的发光元件的电子注入/传输层ITR2以及光接收像素APX的光接收元件的电子注入/传输层ITR2能够通过单一工艺同时形成。因此,能够改善工艺效率。
覆盖膜CAP可以设置在常规显示像素NPX的发光元件的第二电极CAT、升压显示像素BPX的发光元件的第二电极CAT以及光接收像素APX的光接收元件的第二电极CAT上,并且多个薄膜封装层TFE1、TFE2和TFE3可以设置在覆盖膜CAP上。薄膜封装层TFE1、TFE2和TFE3可以包括形成为诸如SiN膜、SiO膜或SiON膜的无机膜的第一封装膜TFE1、设置在第一封装膜TFE1上并且包括有机膜的第二封装膜TFE2以及设置在第二封装膜TFE2上并且形成为诸如SiN膜、SiO膜或SiON膜的无机膜的第三封装膜TFE3。
触摸层130可以包括基体层BAS、设置在基体层BAS上的第一触摸导电层TE1、设置在第一触摸导电层TE1上的第一触摸绝缘膜TIL1、设置在第一触摸绝缘膜TIL1上的第二触摸导电层TE2以及覆盖第二触摸导电层TE2的第二触摸绝缘膜TIL2。触摸层130设置在薄膜封装层TFE1、TFE2和TFE3上。
升压显示像素BPX设置为邻近于光接收像素APX。升压显示像素BPX的布置可以取决于光接收像素APX的布置。在下文中将参考图22至图24描述升压显示像素区域BPXR和光接收像素区域APXR的各种布局。
图22是根据本公开的实施例的显示装置的平面图。
参考图22,升压显示像素区域BPXR设置在显示区域DPA的部分中,并且光接收像素区域APXR设置在升压显示像素区域BPXR的一侧上(例如,在右侧上)。升压显示像素区域BPXR和光接收像素区域APXR可以具有矩形形状或条形形状。
光接收像素区域APXR可以包括一个或多个光接收像素APX(参见图21)。光接收像素区域APXR可以进一步包括常规显示像素NPX(参见图21)。
升压显示像素区域BPXR可以包括一个或多个升压显示像素BPX(参见图21)。升压显示像素区域BPXR可以仅由升压显示像素BPX组成,但是本公开不限于此。可替代地,升压显示像素区域BPXR不仅可以包括升压显示像素BPX,而且可以包括常规显示像素NPX。在升压显示像素BPX和常规显示像素NPX共存于升压显示像素区域BPXR中的情况下,升压显示像素BPX可以显示特定颜色,并且因此可以代替对应于特定颜色的常规显示像素NPX。例如,在升压显示像素BPX是红色升压显示像素BPX的情况下,绿色常规显示像素NPX和蓝色常规显示像素NPX可以提供在升压显示像素区域BPXR中,但是红色常规显示像素NPX可以不设置在升压显示像素区域BPXR中。然而,本公开不限于此。可替代地,与升压显示像素BPX显示相同的颜色的常规显示像素NPX也可以提供在升压显示像素区域BPXR中。
在如图22中所示,升压显示像素区域BPXR设置为邻近于光接收像素区域APXR的情况下,从升压显示像素BPX发射的光很可能入射在光接收像素APX上,并且结果,能够改善光接收效率。
图23是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图。
图23的实施例与图22的实施例的不同之处在于,光接收像素区域APXR设置为围绕升压显示像素区域BPXR。参考图23,在平面图中,升压显示像素区域BPXR可以具有圆形形状,并且在平面图中,光接收像素区域APXR可以具有圆环形状以围绕升压显示像素区域BPXR。在图23的实施例中,由于从升压显示像素BPX(参见图21)发射的光很可能入射在光接收像素APX(参见图21)上,因此能够提供优异的光接收效率。
可替代地,升压显示像素区域BPXR可以设置为围绕光接收像素区域APXR。
图24是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图。
图24的实施例与图22的实施例的不同之处在于,多个光接收像素区域APXR被提供并且设置在升压显示像素区域BPXR的四个侧上(例如,在左侧、右侧、上侧和下侧上)。参考图24,由于光接收像素区域APXR设置为邻近于升压显示像素区域BPXR的所有四个侧,因此能够提供优异的光接收效率。
图25是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图。
图25的实施例与图22、图23和图24的实施例的不同之处在于,升压显示像素/光接收像素区域BAPXR设置在显示区域DPA的部分中。参考图25,升压显示像素BPX和光接收像素APX交替地布置在升压显示像素/光接收像素区域BAPXR中以邻近于彼此。尽管未具体地示出,但是常规显示像素NPX(参见图21)可以进一步设置在升压显示像素/光接收像素区域BAPXR中,在这种情况下,常规显示像素NPX、升压显示像素BPX和光接收像素APX可以交替地布置。
由于升压显示像素BPX和光接收像素APX交替地布置为邻近于彼此,因此能够最小化升压显示像素BPX与光接收像素APX之间的距离。因此,能够提供优异的光接收效率。
图26是根据本公开的另一实施例的显示装置的平面图。
图26的实施例与图25的实施例的不同之处在于,升压显示像素/光接收像素区域BAPXR形成为占大部分显示区域DPA(例如,显示区域DPA的至少80%)。尽管在本文中没有示出,但是常规显示像素NPX(参见图21)也可以设置在升压显示像素/光接收像素区域BAPXR中,使得也可以执行常规显示操作。
由于升压显示像素BPX和光接收像素APX交替地布置为邻近于彼此,因此能够提供优异的光接收效率。此外,由于提供了宽的升压显示像素/光接收像素区域BAPXR,因此能够进一步促进血压测量。
在根据实施例的显示装置中,血压测量模块能够被合并到显示装置中而无需添加任何复杂的结构。另外,由于提供了比常规显示像素具有更高的最大亮度的升压显示像素,因此能够改善光接收元件的信噪比(SNR)。
虽然已经参照本公开的实施例具体地示出和描述了本公开,但是本领域普通技术人员将理解的是,在不脱离如由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。在本文中描述的本公开的实施例应当仅以描述性的意义考虑而不用于限制的目的。
Claims (20)
1.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
多个常规显示像素;
至少一个升压显示像素,比所述多个常规显示像素具有更高的最大亮度;以及
至少一个光接收像素,设置为邻近于所述至少一个升压显示像素,
其中,
所述多个常规显示像素、所述至少一个升压显示像素和所述至少一个光接收像素中的每一个包括第一电极、第二电极以及介于所述第一电极与所述第二电极之间的有效层,
所述多个常规显示像素中的每一个的所述第一电极、所述至少一个升压显示像素的所述第一电极和所述至少一个光接收像素的所述第一电极设置在同一层中,并且
所述多个常规显示像素中的每一个的所述第二电极、所述至少一个升压显示像素的所述第二电极和所述至少一个光接收像素的所述第二电极彼此一体地连接。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述至少一个升压显示像素的最大亮度是所述多个常规显示像素的最大亮度的1.5倍或更大。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其中,
所述多个常规显示像素包括发射红色光的红色常规显示像素、发射绿色光的绿色常规显示像素和发射蓝色光的蓝色常规显示像素,并且
所述至少一个升压显示像素发射绿色波长或更长的光。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,
所述红色常规显示像素、所述绿色常规显示像素和所述蓝色常规显示像素在行方向和列方向上交替地布置,并且
所述至少一个升压显示像素发射红色光或绿色光,并且代替与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的至少一个常规显示像素。
5.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述至少一个升压显示像素发射红色光或绿色光。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述至少一个升压显示像素比与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的至少一个常规显示像素具有更大的发射面积。
7.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述至少一个升压显示像素的发光层比与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的至少一个常规显示像素的发光层更厚。
8.根据权利要求5所述的显示装置,其中,
所述至少一个升压显示像素的发光层包括第一发光材料,
与所述至少一个升压显示像素发射相同的颜色的光的至少一个常规显示像素包括第二发光材料,并且
所述第一发光材料比所述第二发光材料具有更高的发射效率。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述第二发光材料比所述第一发光材料具有更高的颜色再现性。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示装置进一步包括:
常规显示像素电路,用于驱动所述多个常规显示像素;和
升压显示像素电路,用于驱动所述至少一个升压显示像素,
其中,所述常规像素电路比所述升压显示像素电路包括更多的晶体管。
11.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
基底,包括具有多个像素的显示区域;
多个第一电极,在所述基底上设置在所述多个像素中;
第二电极,面对所述多个第一电极;以及
多个有效层,在所述多个第一电极与所述第二电极之间设置在所述多个像素中,
其中,
所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的常规显示发光层,
所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的比所述常规显示发光层具有更高的发射亮度的升压显示发光层,并且
所述多个像素中的一些包括作为所述有效层的光电转换层。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中,所述升压显示发光层的最大亮度是所述常规显示发光层的最大亮度的1.5倍或更大。
13.根据权利要求11所述的显示装置,其中,
所述显示区域包括设置有包括所述升压显示发光层的所述像素的升压显示像素区域和设置有包括所述光电转换层的所述像素的光接收像素区域,并且
所述升压显示像素区域和所述光接收像素区域设置为邻近于彼此。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中,在平面图中,所述光接收像素区域围绕所述升压显示像素区域。
15.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述显示区域包括升压显示像素/光接收像素区域,在所述升压显示像素/光接收像素区域处,包括所述升压显示发光层的所述像素和包括所述光电转换层的所述像素交替地布置为邻近于彼此。
16.根据权利要求11所述的显示装置,其中,所述显示装置进一步包括:
压力感测构件,设置在所述基底的底部表面上或所述第二电极的顶表面上。
17.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
显示单元,包括多个常规显示像素、比所述多个常规显示像素具有更高的最大亮度的至少一个升压显示像素以及至少一个光接收像素;
传感器单元,包括压力传感器;以及
控制单元,
其中,所述控制单元包括:发射驱动模块,配置为控制所述多个常规显示像素和所述至少一个升压显示像素发射光或者不发射光并且控制将由所述多个常规显示像素和所述至少一个升压显示像素发射的光的量;光接收数据确定模块,配置为从所述至少一个光接收像素接收电信号并且基于所接收的所述电信号确定光接收数据;脉搏波信号生成模块,配置为基于所述光接收数据产生脉搏波信号;压力数据确定模块,配置为从所述压力传感器接收电信号并且基于所接收的所述电信号确定压力数据;以及血压测量模块,配置为基于所述脉搏波信号和所述压力数据测量血压。
18.根据权利要求17所述的显示装置,其中,在血压测量模式下,所述发射驱动模块控制所述至少一个升压显示像素以最大亮度发射光。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中,在常规显示模式下,所述发射驱动模块基于所述多个常规显示像素的灰度级控制将由所述多个常规显示像素发射的光的量。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,在所述常规显示模式下,所述发射驱动模块根据对应于所述至少一个升压显示像素的位置的灰度数据控制将由所述至少一个升压显示像素发射的光的量。
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