CN117917776A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置包括:基底;第一发光部至第三发光部,在所述基底上;光感测部,在所述基底上,并且配置为感测入射光;光阻挡层,具有与所述光感测部重叠的光阻挡开口;第一滤色器,在所述第一发光部上,并且配置为透射所述第一光,并阻挡所述第二光和所述第三光;第二滤色器,在所述第二发光部上,与所述光阻挡开口重叠,并且配置为透射所述第二光,并阻挡所述第一光和所述第三光;第三滤色器,在所述第三发光部上,并且配置为透射所述第三光,并阻挡所述第一光和所述第二光;和第一光阻挡图案,在所述第二滤色器上,并且与所述光阻挡开口的一部分重叠。
Description
技术领域
本公开涉及一种显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展,对显示图像的显示装置的需求正在迅速增加。这些显示装置现在广泛用于诸如智能电话、数码相机、笔记本计算机、导航装置、智能手表和智能电视机的各种电子装置中。包括液晶显示装置、场发射显示装置和有机发光显示装置的平板显示装置是最常用的显示技术中的一些。
近来,将触摸识别或指纹识别传感器集成到显示装置中的研究和开发已经出现了激增。为了增强指纹感测的准确度,应当最小化作为使光到达每个光感测部的区的光学孔的尺寸。因此,正在进行各种研究以减小光学孔的面积,诸如减小光阻挡层中的开口的面积或者调节开口和每个光感测部之间的距离。
发明内容
本公开的实施例提供了一种可以通过减小光学孔的面积来提高指纹感测的准确度的显示装置。
根据本公开的实施例,提供了一种显示装置,所述显示装置包括:基底;第一发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第一光;第二发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第二光;第三发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第三光;光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;光阻挡层,具有与所述光感测部重叠的光阻挡开口;第一滤色器,设置在所述第一发光部上,并且所述第一滤色器配置为透射所述第一光,并阻挡所述第二光和所述第三光;第二滤色器,设置在所述第二发光部上,所述第二滤色器与所述光阻挡开口重叠,并且所述第二滤色器配置为透射所述第二光,并阻挡所述第一光和所述第三光;第三滤色器,设置在所述第三发光部上,并且所述第三滤色器配置为透射所述第三光,并阻挡所述第一光和所述第二光;和第一光阻挡图案,设置在所述第二滤色器上并且与所述光阻挡开口的部分重叠。
所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器或所述第三滤色器由相同的材料制成。
所述第一光阻挡图案在第一方向上延伸,并且在与所述第一方向交叉的第二方向上突出。
所述显示装置还包括:第二光阻挡图案,设置在所述第一光阻挡图案上,所述第二光阻挡图案与所述第一光阻挡图案重叠,并且与所述光阻挡开口的一部分重叠。
所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器由相同的材料制成,并且所述第二光阻挡图案与所述第三滤色器由相同的材料制成。
所述第一光是红色波长带的光,并且所述第二光是蓝色波长带的光。
所述显示装置还包括:堤层,设置在所述基底上并且将所述第一发光部、所述第二发光部、所述第三发光部和所述光感测部分离,其中,所述光阻挡开口的一部分与所述堤层重叠,并且所述第一光阻挡图案与所述堤层重叠。
所述光阻挡开口的不与所述第一光阻挡图案重叠的部分是光学孔,并且所述光学孔的宽度小于所述光阻挡开口的宽度并且大于所述光感测部的宽度。
所述光学孔的所述宽度是所述光感测部的所述宽度的10/7倍到2倍。
所述光阻挡层还包括:第一发光开口,与所述第一发光部重叠;和第二发光开口,与所述第二发光部重叠,其中,所述第一发光开口和所述光阻挡开口之间的最小距离小于所述第一发光开口和所述第一光阻挡图案之间的最小距离。
所述第一发光开口的中心和所述光阻挡开口的中心之间的距离大于所述第一发光开口的所述中心和所述光感测部的中心之间的距离。
所述显示装置还包括:发光层,在所述第一发光部、所述第二发光部和所述第三发光部中的每一者中设置在所述基底上;光电转换层,在所述光感测部中设置在所述基底上;和公共电极,设置在所述发光层和所述光电转换层上,其中,所述光电转换层与所述光阻挡开口重叠。
根据本公开的实施例,提供了一种显示装置,所述显示装置包括:基底;多个发光部,设置在所述基底上并且配置为发射光;多个光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;光阻挡层,设置在所述多个光感测部上并且具有与所述多个光感测部中的每一者重叠的光阻挡开口;和第一光阻挡图案,设置在所述光阻挡层上,其中,所述多个发光部包括:第一发光部,设置为在第一方向上与所述多个光感测部中的任意一者的第一侧相邻;和第二发光部,设置为在所述第一方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的第二侧相邻,其中,所述光阻挡开口的中心和所述第一发光部的中心之间的第一距离小于所述光阻挡开口的所述中心和所述第二发光部的中心之间的第二距离,并且所述第二距离大于所述第一光阻挡图案的中心和所述第一发光部的所述中心之间的第三距离。
所述第一光阻挡图案与所述光阻挡开口的部分重叠,并且不与所述多个光感测部中的每一者重叠。
所述光阻挡开口的所述中心和所述多个光感测部中的所述每一者的中心之间的第四距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的宽度。
所述第四距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的所述宽度的4/7。
所述第一光阻挡图案的所述中心和所述光阻挡开口的所述中心之间的第五距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的宽度。
所述显示装置还包括:第三发光部,设置为在与所述第一方向交叉的第二方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的所述第一侧相邻;和第四发光部,设置为在所述第二方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的所述第二侧相邻,其中,所述光阻挡开口的所述中心和所述第三发光部的中心之间的距离小于所述光阻挡开口的所述中心和所述第四发光部的中心之间的距离,并且所述第一光阻挡图案在所述第二方向上与所述光阻挡开口的部分重叠。
根据本公开的实施例,提供了一种显示装置,所述显示装置包括:基底;第一发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第一光;第二发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第二光;第三发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第三光;光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;光阻挡层,具有与所述光感测部重叠的光阻挡开口;第一滤色器,设置在所述第一发光部上,并且所述第一滤色器配置为透射所述第一光,并阻挡所述第二光和所述第三光;第二滤色器,设置在所述第二发光部上,所述第二滤色器与所述光阻挡开口重叠,并且所述第二滤色器配置为透射所述第二光,并阻挡所述第一光和所述第三光;第三滤色器,设置在所述第三发光部上,并且所述第三滤色器配置为透射所述第三光,并阻挡所述第一光和所述第二光;第一光阻挡图案,设置在所述光阻挡层上并且与所述光阻挡开口的部分重叠;和第二光阻挡图案,设置在所述第一光阻挡图案上并且与所述第一光阻挡图案重叠。
所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器由相同的材料制成,并且所述第二光阻挡图案与所述第三滤色器由相同的材料制成。
在根据本公开的实施例的显示装置中,可以通过将光阻挡开口的中心放置为与光感测部的第一侧相邻并将光阻挡图案放置为与光感测部的第二侧相邻来减小光学孔的面积。这种方式使显示装置中的光学孔的尺寸减小,从而提高指纹感测的准确度。
附图说明
从下面结合附图对实施例的描述中,本公开的以上和/或其他特征将变得显而易见和更容易理解,其中:
图1是根据本公开的实施例的显示装置的平面图;
图2是根据实施例的显示装置的框图;
图3示出了根据实施例的入射在显示装置的光感测部上的光的区的示例;
图4是示出根据实施例的入射在显示装置的光感测部上的光的区相对于显示装置的光感测部的宽度的图;
图5是根据本公开的实施例的显示面板的像素、光传感器和滤色器的平面布局图;
图6是根据实施例的显示面板的像素和光传感器的平面布局图;
图7是图6的区域Z1的放大平面图;
图8是图5的区域Z2的放大平面图;
图9是沿着图8的线II-II'截取的截面图;
图10是示出根据本公开的实施例的光感测部、光阻挡开口和光学孔的示意图;
图11是图9的区域A的放大图;
图12和图13是示出根据本公开的实施例的光感测部、光阻挡开口和光学孔的截面图;
图14示出了根据实施例的入射在显示装置的光感测部上的光的区的示例;
图15是示出滤色器的透光率的曲线图;
图16是根据实施例的显示装置的像素和光感测部的电路图;
图17是根据本公开的实施例的像素和光传感器的截面图;
图18是根据本公开的实施例的像素和光传感器的截面图;并且
图19、图20、图21、图22、图23和图24是根据本公开的实施例的显示面板的像素和光传感器的平面布局图。
具体实施方式
将参照附图在下文中更充分地描述本公开。然而,本公开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例。
将理解的是,当层或基底被称为在另一层或基底“上”时,所述层或基底可以直接在所述另一层或基底上,或者也可以存在居间层。在整个说明书中,相同的附图标记可以指示相同的组件。
还将理解的是,尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。例如,下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。类似地,第二元件也可以被命名为第一元件。
本公开的各种实施例的特征中的每一者可以部分地或整体地组合或彼此组合,并且可以在技术上进行各种互锁和驱动。每个实施例可以彼此独立地实现,或者可以联合在一起实现。
在下文中,将参照附图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1的平面图。
在图1中,示出了第一方向X、第二方向Y和第三方向Z。当在平面图中观察时,第一方向X可以是平行于显示装置1的一侧的方向,例如,显示装置1的水平方向。当在平面图中观察时,第二方向Y可以是平行于显示装置1的与上述一侧接触的另一侧的方向,例如,显示装置1的竖直方向。为了便于描述,在第一方向X上的一侧是指在平面图中的右方向,在第一方向X上的另一侧是指在平面图中的左方向,在第二方向Y上的一侧是指在平面图中的向上方向,并且在第二方向Y上的另一侧是指在平面图中的向下方向。第三方向Z可以是显示装置1的厚度方向。然而,实施例中提到的方向应当理解为相对方向,并且实施例不限于所提到的方向。
除非另有定义,否则本文中基于第三方向Z使用的术语“上”、“上表面”和“前表面”是指显示面板10的显示表面侧,并且术语“下”、“下表面”和“后表面”是指显示面板10的与显示表面侧相背的一侧。
参照图1,显示装置1的示例可以包括提供显示屏的各种电子装置。显示装置1的示例可以包括但不限于移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、移动通信终端、电子笔记本、电子书、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、超移动PC(UMPC)、电视机、游戏机、腕表型电子装置、头戴式显示器、PC的监视器、笔记本计算机、汽车仪表板、数码相机、摄像机、户外广告牌、电子显示板、各种医疗装置、各种检查装置、包括显示区域的各种家用电器(诸如冰箱和洗衣机)以及物联网(IoT)装置。下面将要描述的显示装置1的代表性示例可以是但不限于智能电话、平板PC或笔记本计算机。
显示装置1可以包括显示面板10、面板驱动电路20、电路板30、读出电路(也称为“读出IC”)40和控制器50(参见图2)。
显示装置1包括具有有源区域AAR和非有源区域NAR的显示面板10。有源区域AAR包括用于显示图像的显示区域。在一些情况下,有源区域AAR可以完全与显示区域重叠。用于显示图像的多个像素PX(参见图2)可以设置在显示区域中。每个像素PX可以包括发光元件EL(参见图9)。
此外,有源区域AAR包括指纹感测区域,所述指纹感测区域设计为对光作出反应并检测入射光的量或波长。指纹感测区域可以与显示区域重叠。例如,指纹感测区域可以位于有源区域AAR内的指纹识别所需的特定区域中。在这种情况下,指纹感测区域可以与显示区域的一部分重叠,但是可以不与显示区域的其他部分重叠。在另一示例中,指纹感测区域可以是与有源区域AAR完全相同的区域。在这种情况下,整个有源区域AAR可以用作用于指纹感测的区域。对光作出反应的多个光传感器PS(参见图2)可以设置在指纹感测区域中。光传感器PS中的每一者可以包括感测入射光并将入射光转换成电信号的光电转换器PD(参见图9)。
非有源区域NAR设置在有源区域AAR周围。非有源区域NAR可以是边框区域。非有源区域NAR可以围绕有源区域AAR的所有的侧(图1中的四个侧),但是本公开不限于此。例如,可以在少于有源区域AAR的所有侧周围设置非有源区域NAR。
面板驱动电路20可以设置在非有源区域NAR中。面板驱动电路20可以驱动像素PX和/或光传感器PS。面板驱动电路20可以输出用于驱动显示面板10的信号和电压。面板驱动电路20可以形成为集成电路并安装在显示面板10上。在非有源区域NAR中,还可以设置用于在面板驱动电路20和有源区域AAR之间传输信号的信号布线。在另一示例中,面板驱动电路20可以安装在电路板30上。
此外,用于将信号传输到有源区域AAR的信号布线或读出电路40可以设置在非有源区域NAR中。读出电路40可以经由信号布线连接到每个光传感器PS,并且可以接收流经每个光传感器PS的电流以感测用户的指纹输入。换句话说,读出电路40可以通过接收流经每个光传感器PS的电流来感测用户的指纹输入。读出电路40可以形成为集成电路并使用薄膜覆晶(COF)方法附接到显示电路板上。然而,本公开不限于此,并且读出电路40也可以使用玻璃覆晶(COG)方法、塑料覆晶(COP)方法或超声波接合方法附接到显示面板10的非有源区域NAR上。
电路板30可以使用各向异性导电膜(ACF)附接到显示面板10的一端。电路板30的引导布线可以电连接到显示面板10的焊盘部。电路板30可以是诸如柔性印刷电路板或覆晶薄膜的柔性膜。
图2是根据实施例的显示装置1的框图。
参照图1和图2,设置在显示面板10的有源区域AAR中的像素PX和光传感器PS可以由面板驱动电路20来驱动。
面板驱动电路20包括用于驱动像素PX的数据驱动器22、用于驱动像素PX和光传感器PS的扫描驱动器23以及用于控制数据驱动器22和扫描驱动器23的驱动时序的时序控制器21。此外,面板驱动电路20还可以包括电源单元24和发射控制驱动器(也称为“发射驱动器”)25。
时序控制器21接收从显示装置1外部供应的图像信号。时序控制器21可以将图像数据DATA和数据控制信号DCS输出到数据驱动器22。此外,时序控制器21可以产生用于控制扫描驱动器23的操作时序的扫描控制信号SCS和用于控制发射控制驱动器25的操作时序的发射控制驱动信号ECS。例如,时序控制器21可以产生扫描控制信号SCS和发射控制驱动信号ECS,并且可以经由扫描控制布线将扫描控制信号SCS输出到扫描驱动器23,并经由发射控制驱动布线将发射控制驱动信号ECS输出到发射控制驱动器25。
数据驱动器22可以将图像数据DATA转换成模拟数据电压,并将模拟数据电压输出到数据布线DL。扫描驱动器23可以根据扫描控制信号SCS产生扫描信号,并将扫描信号依次输出到扫描布线SL。
电源单元24可以产生驱动电压ELVDD(参见图16)并将驱动电压ELVDD供应到电源电压布线VL,并且可以产生公共电压ELVSS(参见图16)并将公共电压ELVSS供应到电源电压布线VL。电源电压布线VL可以包括驱动电压布线和公共电压布线。驱动电压ELVDD可以是用于驱动发光元件和光电转换器的高电位电压,并且公共电压ELVSS可以是用于驱动发光元件和光电转换器的低电位电压。换句话说,驱动电压ELVDD可以具有比公共电压ELVSS的电位高的电位。
发射控制驱动器25可以根据发射控制驱动信号ECS产生发射控制信号,并将发射控制信号依次输出到发射控制布线EMCL。尽管发射控制驱动器25示出为与扫描驱动器23分离,但是本公开不限于此,并且发射控制驱动器25也可以包括在扫描驱动器23中。
读出电路40可以经由读出布线ROL连接到每个光传感器PS,并且可以接收流经每个光传感器PS的电流以感测用户的指纹输入。读出电路40可以根据由每个光传感器PS感测的电流的幅值来产生指纹感测数据,并将指纹感测数据传输到控制器50。换句话说,读出电路40可以基于由每个光传感器PS感测的电流产生指纹感测数据,并且然后将该数据传送到控制器50。控制器50可以从读出电路40接收指纹感测数据。控制器50可以分析指纹感测数据,并且通过将指纹感测数据与预设指纹进行比较来确定指纹感测数据是否与用户的指纹相匹配。当预设指纹和从读出电路40传输的指纹感测数据相同时,可以执行预设功能。
显示面板10还包括多个像素PX、多个光传感器PS、连接到像素PX和光传感器PS的多条扫描布线SL、连接到像素PX的多条数据布线DL和多条发射控制布线EMCL以及连接到光传感器PS的多条读出布线ROL。
像素PX中的每一者可以连接到扫描布线SL中的至少任意一条、数据布线DL中的任意一条、发射控制布线EMCL中的至少一条以及电源电压布线VL。
光传感器PS中的每一者可以连接到扫描布线SL中的任意一条、读出布线ROL中的任意一条以及电源电压布线VL。
扫描布线SL可以将扫描驱动器23连接到像素PX和光传感器PS。扫描布线SL可以将从扫描驱动器23输出的扫描信号提供给像素PX和光传感器PS。
数据布线DL可以将数据驱动器22连接到像素PX。数据布线DL可以将从数据驱动器22输出的图像数据提供给像素PX。
发射控制布线EMCL可以将发射控制驱动器25连接到像素PX。发射控制布线EMCL可以将从发射控制驱动器25输出的发射控制信号提供给像素PX。
读出布线ROL可以将光传感器PS连接到读出电路40。读出布线ROL可以将根据从光传感器PS中的每一者输出的光电流产生的感测电流提供给读出电路40。因此,读出电路40可以检测用户的指纹。
多个电源电压布线VL可以将电源单元24连接到像素PX和光传感器PS。电源电压布线VL可以将从电源单元24接收的驱动电压ELVDD或公共电压ELVSS提供给像素PX和光传感器PS。
图3示出了根据实施例的入射在显示装置1(参见图1)的光感测部RA上的光的区的示例。图4是示出根据实施例的入射在显示装置1(参见图1)的光感测部RA上的光的区相对于显示装置1的光感测部RA的宽度的图。
参照图3和图4,随着入射在每个光感测部RA上的光的区(或面积)LR减小,用于获取指纹F(参见图14)的区域可以减小。随着获取指纹F的区域减小,可以准确地感测指纹F的脊RR(参见图14)或谷V(参见图14),从而改善指纹感测的准确度。
入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以由连接光感测部RA的上表面的第一顶点PRA1和光学孔LH的第一顶点POP1的线、连接光感测部RA的上表面的第二顶点PRA2和光学孔LH的第二顶点POP2的线、连接光感测部RA的上表面的第三顶点PRA3和光学孔LH的第三顶点POP3的线以及连接光感测部RA的上表面的第四顶点PRA4和光学孔LH的第四顶点POP4的线与盖窗500(参见图9)的上表面相交的点来设定。此外,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以由连接光感测部RA的上表面的顶点和光阻挡开口OP_P的顶点的线与盖窗500的上表面相交的点来设定。
因此,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以根据光感测部RA的宽度W_RA、光阻挡层LS(参见图9)的光阻挡开口OP_P的宽度W_OP、光学孔LH的宽度W_LH、光学孔LH和盖窗500之间的距离L以及光学孔LH和光传感器PS之间的距离l而变化。
例如,随着光感测部RA的宽度W_RA减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小。在另一示例中,随着光学孔LH的宽度W_LH减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小。在另一示例中,随着光阻挡开口OP_P的宽度W_OP减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小。此外,随着光学孔LH和盖窗500之间的距离L减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小,并且随着光学孔LH和光传感器PS之间的距离l增大,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小。此外,随着光阻挡层LS和盖窗500之间的距离减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小,并且随着光阻挡层LS和光传感器PS之间的距离增大,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以减小。
参照图4的图,随着光感测部RA的宽度W_RA减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR(或者在一个方向上的长度W_LR)也可以减小。例如,当光感测部RA的宽度W_RA为7μm或5μm时入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR的长度W_LR可以小于当光感测部RA的宽度W_RA为8μm时入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR的长度W_LR。此外,随着光学孔LH的宽度W_LH减小,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR(或在一个方向上的长度W_LR)也可以减小。例如,当第一宽度W1大于第二宽度W2并且第二宽度W2大于第三宽度W3时,当光学孔LH的宽度W_LH是第二宽度W2时的指纹感测区域LR的长度W_LR可以小于当光学孔LH的宽度W_LH是第一宽度W1时的指纹感测区域LR的长度W_LR。此外,当光学孔LH的宽度W_LH是第三宽度W3时的指纹感测区域LR的长度W_LR可以小于当光学孔LH的宽度W_LH是第二宽度W2时的指纹感测区域LR的长度W_LR。此外,当光学孔LH的宽度W_LH是第二宽度W2时的指纹感测区域LR的长度W_LR可以小于当光学孔LH的宽度W_LH是第一宽度W1时的指纹感测区域LR的长度W_LR。换句话说,随着光学孔LH的宽度W_LH增大,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR的长度W_LR可以增大。
随着光学孔LH的宽度W_LH减小,信噪比可以增大。信噪比是信号的电平与噪声信号的电平的比率。随着信噪比的增大,信号中的噪声比例可以减小。例如,参照在图4中光感测部RA的宽度W_RA是7μm的情况,当光学孔LH具有第一宽度W1时,可以获得第一信噪比SNR1。此外,当光感测部RA的宽度W_RA是7μm并且光学孔LH具有第二宽度W2时,可以获得第二信噪比SNR2。此外,当光感测部RA的宽度W_RA是7μm并且光学孔LH具有第三宽度W3时,可以获得第三信噪比SNR3。在这种情况下,由于第二宽度W2小于第一宽度W1,因此第二信噪比SNR2可以大于第一信噪比SNR1。此外,由于第三宽度W3小于第二宽度W2,因此第三信噪比SNR3可以大于第二信噪比SNR2。例如,第一信噪比SNR1可以是2∶1,第二信噪比SNR2可以是2.5∶1,并且第三信噪比SNR3可以是3∶1。总之,随着光学孔LH的宽度W_LH减小,信噪比可以增大,并且指纹感测的准确度可以增大。
总之,随着光感测部RA的宽度W_RA和光学孔LH的宽度W_LH减小,信噪比可以增大,从而提高指纹感测的准确度。然而,在这种情况下,由光传感器PS接收的光的量可能减少。
为了提高指纹感测的准确度并确保由光传感器PS接收到足够的光的量,需要保证光学孔LH的适当的宽度W_LH。例如,在图4中光感测部RA的宽度W_RA是7μm的情况下,当光学孔LH的宽度W_LH具有第二宽度W2时,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR的长度W_LR可以是390μm。在这种情况下,第二宽度W2可以大于10μm且小于15μm。可替代地,第二宽度W2可以是10μm至14μm。换句话说,当光学孔LH的宽度W_LH为10μm至14μm时,光传感器PS可以接收足够的光的量,并且可以提高指纹感测的准确度。
在根据本实施例的显示装置1中,在光感测部RA的宽度W_RA和光阻挡开口OP_P的宽度W_OP保持恒定的同时,光阻挡开口OP_P可以设置为与光感测部RA的一侧相邻,并且光学孔LH可以设置为与光感测部RA的另一侧相邻。因此,在由指纹F全反射之后经由光学孔LH入射在光感测部RA上的光的比率可以增大,从而确保接收的光的量。这个特征可以促进实现提供高指纹感测准确度和增大的接收的光的量的显示装置。
图5是根据本公开的实施例的显示面板10的像素PX、光传感器PS(参见图2)和滤色器CF的平面布局图。图6是根据实施例的显示面板10的像素PX和光传感器PS(参见图2)的平面布局图。图7是图6的区域Z1的放大平面图。图8是图5的区域Z2的放大平面图。
参照图5至图8,包括在显示面板10中的多个像素PX中的每一者可以包括在有源区域AAR中发射光的多个发光部EMA(第一发光部EMA1至第四发光部EMA4)。发光部EMA中的每一者可以是其中像素电极AE(参见图9)在截面中由堤层160(参见图9)的开口暴露的区域以及其中暴露的像素电极AE和发光层EML(参见图9)在截面中彼此重叠的区域。
此外,多个光传感器PS可以设置在像素PX的有源区域AAR中。光传感器PS可以分别包括在有源区域AAR中感测光的多个光感测部RA。光感测部RA中的每一者可以是其中光传感器PS的第一电极E1(参见图9)由堤层160的开口暴露的区域以及其中暴露的第一电极E1和光电转换层PEL(参见图9)彼此重叠的区域。
第一发光部EMA1可以发射第一颜色光或红光,并且第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以发射第二颜色光或绿光。此外,第三发光部EMA3可以发射第三颜色光或蓝光。然而,本公开不限于此。
像素PX中的每一者可以包括一个第一发光部EMA1、一个第二发光部EMA2、一个第三发光部EMA3和一个第四发光部EMA4以表达白色灰度级,但是每个像素PX的配置不限于此。一个像素PX可以经由从一个第一发光部EMA1、一个第二发光部EMA2、一个第三发光部EMA3和一个第四发光部EMA4发射的光的组合来表达白色灰度级。
在实施例中,第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以沿着第二方向Y布置在第一列中,并且第一发光部EMA1和第三发光部EMA3可以沿着第二方向Y交替地布置在与第一列相邻的第二列中。第一列中的第二发光部EMA2和第四发光部EMA的数量可以是第二列中的第一发光部EMA1或第三发光部EMA3的数量的两倍。第一列和第二列的布置可以重复直到第n列。
此外,第三发光部EMA3和第一发光部EMA1可以沿着第一方向X交替布置在第一行中,并且第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以沿着第一方向X以预定间隔布置在相邻的第二行中。第一发光部EMA1和第三发光部EMA3可以沿着第一方向X交替地布置在相邻的第三行中,并且第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以沿着第一方向X以预定间隔布置在相邻的第四行中。发光部EMA的布置可以重复直到第n行。
每个发光部EMA的面积可以是不同的。例如,第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以小于第一发光部EMA1和第三发光部EMA3。每个发光部EMA在平面图中可以是矩形或正方形。然而,本公开不限于此,并且每个发光部EMA可以具有圆形、或者诸如八边形或菱形的其他多边形形状。
当多个光传感器PS设置在与显示区域DA重叠的光感测区域中时,每个光感测部RA可以设置在第二发光部EMA2和第四发光部EMA4之间。
每个光感测部RA可以邻近第一发光部EMA1至第四发光部EMA4。例如,每个光感测部RA可以设置于在第二方向Y上彼此邻近的第二发光部EMA2和第四发光部EMA4之间,并且可以设置于在第一方向X上彼此邻近的第一发光部EMA1和第三发光部EMA3之间。例如,第二发光部EMA2、第四发光部EMA4和光感测部RA可以沿着第二方向Y交替布置在第一列中,并且第一发光部EMA1和第三发光部EMA3可以沿着第二方向Y交替布置在与第一列相邻的第二列中。换句话说,第二发光部EMA2、第四发光部EMA4和光感测部RA可以沿着第二方向Y交替地布置在奇数列中,并且第一发光部EMA1和第三发光部EMA3可以沿着第二方向Y交替地布置在偶数列中。
每个光感测部RA可以吸收从相邻的第二发光部EMA2或第四发光部EMA4发射的绿色波长带的第二光,并将第二光转换成电信号,但是本公开不限于此。另一方面,每个光感测部RA可以将红色波长的光或蓝色波长的光识别为噪声信号。
滤色器CF可以设置在发光部EMA1至EMA4上。此外,滤色器CF可以包括第一滤色器CF1、第二滤色器CF2和第三滤色器CF3。
第一滤色器CF1可以在第一发光部EMA1中设置在光阻挡层LS(参见图9)上。第一滤色器CF1可以选择性地透射第一颜色的光(例如,红光)并阻挡或吸收第二颜色的光(例如,绿光)和第三颜色的光(例如,蓝光)。例如,第一滤色器CF1可以是红色滤色器,并且可以包括红色着色剂。
第二滤色器CF2可以在第二发光部EMA2、第四发光部EMA4和光感测部RA中设置在光阻挡层LS(参见图9)上。第二滤色器CF2可以选择性地透射第二颜色的光(例如,绿光)并阻挡或吸收第一颜色的光(例如,红光)和第三颜色的光(例如,蓝光)。例如,第二滤色器CF2可以是绿色滤色器,并且可以包括绿色着色剂。
第三滤色器CF3可以在第三发光部EMA3中设置在光阻挡层LS(参见图9)上。第三滤色器CF3可以选择性地透射第三颜色的光(例如,蓝光)并阻挡或吸收第一颜色的光(例如,红光)和第二颜色的光(例如,绿光)。例如,第三滤色器CF3可以是蓝色滤色器,并且可以包括蓝色着色剂。
滤色器CF可以吸收从显示装置1(参见图1)的外部引入的光中的一些以减少由于外部光引起的反射光。因此,滤色器CF可以防止由于外部光的反射而导致的颜色失真。
图6和图7是没有滤色器CF和光阻挡图案SPT的平面图。将参照图6和图7详细描述光感测部RA和光阻挡开口OP_P。
进一步参照图6和图7,与每个发光部EMA重叠的发光开口OP_E可以提供在发光部EMA上。发光开口OP_E可以与每个发光部EMA重叠,以使从发光部EMA发射的光在第三方向Z上穿过发光开口OP_E。例如,与第一发光部EMA1重叠的第一发光开口OP_E1可以提供在第一发光部EMA1上,并且第一发光开口OP_E1可以使从第一发光部EMA1发射的光在第三方向Z上穿过第一发光开口OP_E1。第二发光开口OP_E2、第三发光开口OP_E3和第四发光开口OP_E4的描述与第一发光开口OP_E1的描述基本相同,并且因此它们的描述将被省略。例如,与第二发光部EMA2重叠的第二发光开口OP_E2可以提供在第二发光部EMA2上,并且第二发光开口OP_E2可以使从第二发光部EMA2发射的光在第三方向Z上穿过第二发光开口OP_E2。
每个发光开口OP_E的宽度可以大于每个发光部EMA的宽度。例如,第一发光开口OP_E1的在第一方向X上的第一宽度可以大于第一发光部EMA1的在第一方向X上的第一宽度。此外,第一发光开口OP_E1的在第二方向Y上的第二宽度可以大于第一发光部EMA1的在第二方向Y上的第二宽度。因此,每个发光开口OP_E的部分可以与发光部EMA重叠,并且每个发光部EMA的整体可以与发光开口OP_E重叠。第二发光开口OP_E2、第三发光开口OP_E3和第四发光开口OP_E4的宽度的描述与第一发光开口OP_E1的宽度的描述基本相同,并且因此它们的描述将被省略。
与每个光感测部RA重叠的光阻挡开口OP_P可以提供在光感测部RA上,并且与光阻挡开口OP_P重叠的光学孔LH(参见图8)可以提供在光阻挡开口OP_P上。光阻挡开口OP_P和光学孔LH可以与每个光感测部RA重叠,以使入射在光感测部RA上的光在第三方向Z上穿过光阻挡开口OP_P和光学孔LH。
每个光阻挡开口OP_P的宽度可以大于每个光感测部RA的宽度。例如,每个光阻挡开口OP_P的在第一方向X上的第一宽度W_P1可以大于每个光感测部RA的在第一方向X上的第一宽度W_R1。此外,每个光阻挡开口OP_P的在第二方向Y上的第二宽度W_P2可以大于每个光感测部RA的在第二方向Y上的第二宽度W_R2。因此,每个光感测部RA的整体可以与光阻挡开口OP_P重叠。换句话说,每个光感测部RA的全部可以经由光阻挡开口OP_P暴露。
光阻挡开口OP_P可以设置为与每个光感测部RA的一侧相邻。该一侧可以是但不限于在与第一方向X和第二方向Y交叉的第一斜线方向DR1上的一侧。光阻挡开口OP_P可以与每个光感测部RA间隔开从光感测部RA的中心C4到光阻挡开口OP_P的中心C1的第一斜线距离DC1。因此,光阻挡开口OP_P的至少一部分可以与每个光感测部RA重叠,但是光阻挡开口OP_P的至少另一部分可以与堤层160(参见图9)重叠。换句话说,光阻挡开口OP_P的第一部分可以与每个光感测部RA重叠,并且光阻挡开口OP_P的第二部分可以不与每个光感测部RA重叠。
因此,光阻挡开口OP_P可以设置为距第一发光部EMA1比距第三发光部EMA3近。此外,光阻挡开口OP_P可以设置为距第四发光部EMA4比距第二发光部EMA2近。例如,当光阻挡开口OP_P和第一发光部EMA1之间的最小距离是第一最小距离DM_1时,并且当光阻挡开口OP_P和第三发光部EMA3之间的最小距离是第二最小距离DM_2时,第一最小距离DM_1可以小于第二最小距离DM_2。此外,光阻挡开口OP_P和第二发光部EMA2之间的最小距离可以大于光阻挡开口OP_P和第四发光部EMA4之间的最小距离。
进一步参照图8,光学孔LH可以通过位于每个光感测部RA的一侧上的光阻挡图案SPT形成在光阻挡开口OP_P上。光阻挡图案SPT可以设置为在第一斜线方向DR1上与光阻挡开口OP_P的一侧相邻。因此,光阻挡图案SPT的一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的另一部分可以不与光阻挡开口OP_P重叠。此外,光学孔LH的所有可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的一部分可以不与光学孔LH重叠。
光阻挡图案SPT可以在第一方向X上延伸并在第二方向Y上突出。例如,光阻挡图案SPT可以在第一方向X上延伸以覆盖光阻挡开口OP_P,并且可以在第二方向Y上突出以覆盖光阻挡开口OP_P。换句话说,光阻挡图案SPT可以具有形状。然而,本公开不限于此,并且光阻挡图案SPT也可以具有与光阻挡开口OP_P重叠的各种形状。
因此,光学孔LH可以设置为与每个光感测部RA的一侧相邻。该一侧可以是在与第一方向X和第二方向Y交叉的第一斜线方向DR1上的一侧。换句话说,光学孔LH可以设置在与每个光感测部RA的一侧相邻设置的光阻挡开口OP_P的另一侧上。因此,光学孔LH的至少一部分可以与每个光感测部RA重叠,但是光学孔LH的至少另一部分可以与堤层160重叠。换句话说,光学孔LH的至少另一部分可以不与每个光感测部RA重叠。
光学孔LH可以设置为距第一发光部EMA1比距第三发光部EMA3近。此外,光学孔LH可以设置为距第四发光部EMA4比距第二发光部EMA2近。例如,当光学孔LH和第一发光部EMA1之间的最小距离是第三最小距离DM_3时,并且当光学孔LH和第三发光部EMA3之间的最小距离是第四最小距离DM_4时,第三最小距离DM_3可以小于第四最小距离DM_4。此外,光学孔LH和第二发光部EMA2之间的最小距离可以大于光学孔LH和第四发光部EMA4之间的最小距离。稍后将参照图9至图11详细描述光感测部RA、光阻挡开口OP_P和光学孔LH。
在当前实施例中,在显示装置1中,通过将光阻挡开口OP_P放置为与每个光感测部RA的一侧相邻并将光阻挡图案SPT放置在光阻挡开口OP_P的一侧上来形成光学孔LH。因此,可以减小光学孔LH的面积,从而提高显示装置1的指纹感测准确度。
图9是沿着图8的线II-II'截取的截面图。图10是示出根据本公开的实施例的光感测部RA、光阻挡开口OP_P和光学孔LH(参见图8)的示意图。图11是图9的区域A的放大图。图12和图13是示出根据本公开的实施例的光感测部RA、光阻挡开口OP_P和光学孔LH的截面图。
现在将参照图9至图13描述包括发光部EMA(参见图8)的每个像素PX(参见图2)和包括光感测部RA的每个光传感器PS(参见图2)的详细截面图。
参照图9和图10,显示面板10可以包括基底SUB、设置在基底SUB上的薄膜晶体管层100、设置在薄膜晶体管层100上的发光元件层200、设置在发光元件层200上的封装层300、设置在封装层300上的光阻挡层LS、覆盖光阻挡层LS的平坦化层400以及设置在平坦化层400上的盖窗500。
基底SUB支撑设置在基底SUB上的每个层。基底SUB可以由诸如聚合物树脂的绝缘材料制成。聚合物树脂可以是例如聚醚砜(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)、聚烯丙基酯(polyallylate)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)或它们的组合。
薄膜晶体管层100可以设置在基底SUB上。薄膜晶体管层100可以包括第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2、作为薄膜晶体管形成的第一感测晶体管LT1、缓冲层110、栅极绝缘层121、层间绝缘层122和平坦化层130。
缓冲层110设置在基底SUB上。缓冲层110可以包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或氮氧化硅。
第一薄膜晶体管TFT1、第二薄膜晶体管TFT2和作为薄膜晶体管形成的第一感测晶体管LT1可以设置在缓冲层110上。
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可以分别包括:半导体层A1、A2和LA1;设置在半导体层A1、A2和LA1的部分上的栅极绝缘层121;在栅极绝缘层121上的栅极电极G1、G2和LG1;覆盖半导体层A1、A2和LA1以及栅极电极G1、G2和LG1的层间绝缘层122;以及在层间绝缘层122上的源极电极S1、S2和LS1以及漏极电极D1、D2和LD1。
半导体层A1、A2和LA1可以分别形成第一薄膜晶体管TFT1的沟道、第二薄膜晶体管TFT2的沟道和作为薄膜晶体管形成的第一感测晶体管LT1的沟道。半导体层A1、A2和LA1可以包括多晶硅。在实施例中,半导体层A1、A2和LA1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例如包含铟(In)、锌(Zn)、镓(Ga)、锡(Sn)、钛(Ti)、铝(Al)、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)。半导体层A1、A2和LA1中的每一者可以包括掺杂有杂质的沟道区、源极区和漏极区。
栅极绝缘层121设置在半导体层A1、A2和LA1上。栅极绝缘层121将第一栅极电极G1与第一半导体层A1电绝缘,将第二栅极电极G2与第二半导体层A2电绝缘,并且将第一感测栅极电极LG1与第一感测半导体层LA1电绝缘。栅极绝缘层121可以由诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或金属氧化物的绝缘材料制成。
第一薄膜晶体管TFT1的第一栅极电极G1、第二薄膜晶体管TFT2的第二栅极电极G2和第一感测晶体管LT1的第一感测栅极电极LG1设置在栅极绝缘层121上。栅极电极G1、G2和LG1可以形成在半导体层A1、A2和LA1的沟道区上方,换句话说,栅极电极G1、G2和LG1可以分别在与沟道区重叠的位置处形成在栅极绝缘层121上。
层间绝缘层122可以设置在栅极电极G1、G2和LG1上。层间绝缘层122可以包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅、氧化铪或氧化铝的无机绝缘材料。此外,层间绝缘层122可以包括多个绝缘层,并且还可以包括绝缘层之间的导电层以形成电容器第二电极。
源极电极S1、S2和LS1以及漏极电极D1、D2和LD1设置在层间绝缘层122上。第一薄膜晶体管TFT1的第一源极电极S1可以经由穿透层间绝缘层122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一半导体层A1的源极区。第二薄膜晶体管TFT2的第二源极电极S2可以经由穿透层间绝缘层122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第二半导体层A2的源极区。第一感测晶体管LT1的第一感测源极电极LS1可以经由穿透层间绝缘层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的源极区。类似地,第一薄膜晶体管TFT1的第一漏极电极D1可以经由穿透层间绝缘层122和栅极绝缘层121的接触孔电连接到第一半导体层A1的漏极区,等等。源极电极S1、S2和LS1以及漏极电极D1、D2和LD1中的每一者可以包括从铝(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)中选择的一种或多种金属。
平坦化层130可以形成在层间绝缘层122上,以覆盖源极电极S1、S2和LS1以及漏极电极D1、D2和LD1中的每一者。平坦化层130可以由有机绝缘材料制成。平坦化层130可以具有平坦的表面,并且可以包括暴露源极电极S1、S2或LS1和漏极电极D1、D2或LD1中的任意一者的接触孔。
发光元件层200可以设置在平坦化层130上。发光元件层200可以包括发光元件EL、光电转换器PD和堤层160。发光元件EL中的每一者可以包括像素电极AE、发光层EML和公共电极CE,并且光电转换器PD可以包括第一电极E1、光电转换层PEL和公共电极CE。
每个发光元件EL的像素电极AE可以设置在平坦化层130上。可以为每个像素PX提供像素电极AE。像素电极AE可以经由穿透平坦化层130的接触孔连接到第一薄膜晶体管TFT1的第一源极电极S1或第一漏极电极D1,并且可以经由穿透平坦化层130的接触孔连接到第二薄膜晶体管TFT2的第二源极电极S2或第二漏极电极D2。
每个发光元件EL的像素电极AE可以具有但不限于钼(Mo)、钛(Ti)、铜(Cu)或铝(Al)的单层结构或者层叠结构(例如,包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)和银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、铅(Pd)、金(Au)或镍(Ni)的ITO/Mg、ITO/MgF2、ITO/Ag或ITO/Ag/ITO的多层结构)。
光电转换器PD的第一电极E1也可以设置在平坦化层130上。可以为每个光传感器PS提供第一电极E1。第一电极E1可以经由穿透平坦化层130的接触孔连接到第一感测晶体管LT1的第一感测源极电极LS1或第一感测漏极电极LD1。
光电转换器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160可以设置在像素电极AE和第一电极E1上。堤层160可以包括形成在与像素电极AE重叠的每个区域中的开口,以暴露像素电极AE。其中暴露的像素电极AE和发光层EML彼此重叠的多个区域可以被称为包括第一发光部EMA1和第三发光部EMA3的多个发光部EMA(参见图8)。此外,堤层160可以包括形成在与第一电极E1重叠的区域中的开口,以暴露第一电极E1。暴露第一电极E1的开口可以提供其中形成每个光传感器PS的光电转换层PEL的空间,并且其中暴露的第一电极E1和光电转换层PEL彼此重叠的区域可以被称为光感测部RA。
堤层160可以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。在另一示例中,堤层160可以包括诸如氮化硅的无机材料。
发光层EML可以设置在由堤层160的开口暴露的每个发光元件EL的像素电极AE上。发光层EML可以包括高分子材料或低分子材料,并且可以在每个像素PX中发射红光、绿光或蓝光。从发光层EML发射的光可以有助于图像显示,或者可以用作入射在光传感器PS上的光的光源。
当发光层EML由有机材料制成时,空穴注入层和空穴传输层可以设置在每个发光层EML下面,并且电子注入层和电子传输层可以堆叠在每个发光层EML上。上述的多个层中的每一者可以是包括有机材料的单层或多层。
设置在光感测部RA的在第一方向X上的一侧上的发光元件EL的第一发光部EMA1可以发射第一光,并且设置在光感测部RA的在第一方向X上的另一侧上的发光元件EL的第三发光部EMA3可以发射第二光。第一光可以用作蓝色波长的光的光源,并且第二光可以用作红色波长的光的光源。然而,本公开不限于此。
光电转换层PEL可以设置在光电转换器PD的由堤层160的开口暴露的第一电极E1上。光电转换层PEL可以产生与入射光成比例的光电荷。入射光可以是从发光层EML发射并且然后被反射之后进入光电转换层PEL的光,或者可以是从外部提供而不首先穿过发光层EML的光。在光电转换层PEL中产生和累积的电荷可以转换成感测所需的电信号。当光电转换器PD暴露于外部光时,光电转换层PEL可以产生与光电转换器PD所暴露于的光的量成比例的光电荷。
光电转换层PEL可以包括电子供体材料和电子受体材料。电子供体材料可以响应光产生供体离子,并且电子受体材料可以响应光产生受体离子。当光电转换层PEL由有机材料制成时,电子供体材料可以包括但不限于诸如亚酞菁(SubPc)或磷酸二丁酯(DBP)的化合物。电子受体材料可以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。
另一方面,当光电转换层PEL由无机材料制成时,光电转换器PD可以是PN型光晶体管或PIN型光晶体管。例如,光电转换层PEL可以具有其中N型半导体层、I型半导体层和P型半导体层依次堆叠的结构。
当光电转换层PEL由有机材料制成时,空穴注入层和空穴传输层可以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可以堆叠在每个光电转换层PEL上。上述的多个层中的每一者可以是包括有机材料的单层或多层。
光感测部RA可以是接收与作为光源的相邻发光元件EL的发光部EMA发射的光具有相同波长的光的区域。换句话说,光感测部RA可以接收具有与由相邻发光部EMA发射的光匹配的波长的光。
在本说明书中,其中设置发光层EML和光电转换层PEL的区域分别与发光部EMA和光感测部RA基本相同。然而,发光层EML也可以延伸到发光部EMA之外以覆盖堤层160,并且光电转换层PEL也可以延伸到光感测部RA之外以覆盖堤层160。
公共电极CE可以设置在发光层EML、光电转换层PEL和堤层160上。公共电极CE可以设置为遍及多个像素PX和多个光传感器PS,以覆盖发光层EML、光电转换层PEL和堤层160。公共电极CE可以包括具有低功函数的导电材料,诸如Li、Ca、LiF、Al、Mg、Ag、Pt、Pd、Ni、Au、Nd、Ir、Cr、BaF2、Ba或它们的化合物或混合物(例如,Ag和Mg的混合物),或者具有诸如LiF/Ca或LiF/Al的多层结构材料。可替代地,公共电极CE可以包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化锌(ZnO)的透明金属氧化物。
光电转换器PD和每个发光元件EL可以共享设置在光电转换层PEL和发光层EML上的公共电极CE,但是本公开不限于此。
封装层300可以设置在发光元件层200上。封装层300可以包括至少一个无机层,以防止氧或湿气渗透到发光层EML和光电转换层PEL中的每一者中。此外,封装层300可以包括至少一个有机层,以保护发光层EML和光电转换层PEL中的每一者免受诸如灰尘的异物的影响。例如,封装层300可以形成为其中第一无机层、有机层和第二无机层依次堆叠的结构。第一无机层和第二无机层中的每一者可以形成为其中从氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层中选择的一个或多个无机层交替堆叠的多层。有机层可以是诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂或聚酰亚胺树脂的有机层。
光阻挡层LS可以设置在封装层300上。作为另一示例,当在封装层300上还设置触摸层时,光阻挡层LS可以设置在封装层300和触摸层之间,或者可以设置在触摸层上。光阻挡层LS的位置不受限制,只要光阻挡层LS设置在封装层300上即可。
光阻挡层LS可以使用阻挡从发光元件EL发射的光的材料。光阻挡层LS可以通过使用吸收可见光的材料(例如,金属材料)或者通过使用包括颜料(例如,炭黑)或染料的树脂材料来形成黑矩阵。在另一示例中,光阻挡层LS可以具有红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器的堆叠结构。因此,光阻挡层LS可以防止像素PX之间的颜色混合。
如上所述,光阻挡层LS可以具有光所穿过的多个发光开口OP_E(参见图5)和多个光阻挡开口OP_P。第三发光开口OP_E3可以与第三发光部EMA3重叠,以使从第三发光部EMA3的发光元件EL发射的光在第三方向Z上穿过第三发光开口OP_E3。第一发光开口OP_E1可以与第一发光部EMA1重叠,以使从第一发光部EMA1的发光元件EL发射的光在第三方向Z上穿过第一发光开口OP_E1。此外,光阻挡开口OP_P中的每一者可以与光感测部RA重叠,以使在与第三方向Z相反的方向上将要入射在光电转换器PD上的光穿过光阻挡开口OP_P中的所述每一者。
进一步参照图10,光阻挡开口OP_P的一部分可以与光感测部RA重叠。例如,光阻挡开口OP_P的至少一部分可以与每个光感测部RA重叠,但是光阻挡开口OP_P的至少另一部分可以与堤层160重叠。换句话说,光阻挡开口OP_P的至少另一部分可以不与每个光感测部RA重叠。
光阻挡开口OP_P可以设置为距第一发光部EMA1比距第三发光部EMA3近。例如,当在截面中光阻挡开口OP_P的第一中心C1和第一发光部EMA1的第二中心C2之间的距离是第一距离D1时,并且当在截面中光阻挡开口OP_P的第一中心C1和第三发光部EMA3的第三中心C3之间的距离是第二距离D2时,第一距离D1可以小于第二距离D2。此外,光阻挡开口OP_P可以设置为距第一发光开口OP_E1比距第三发光开口OP_E3近。
换句话说,光阻挡开口OP_P可以设置为与光感测部RA的一侧相邻。例如,光阻挡开口OP_P可以设置为在第一方向X上与第一发光部EMA1相邻。此外,当在截面中光阻挡开口OP_P的第一中心C1和光感测部RA的第四中心C4之间的距离是第四距离D4时,光阻挡开口OP_P可以在第一方向X上与光感测部RA间隔开第四距离D4。因此,第四距离D4可以是第一距离D1和第二距离D2之间的差的一半。可替代地,第四距离D4可以是光感测部RA的宽度的1/7至4/7。可替代地,当光感测部RA的宽度为6μm至8μm时,第四距离D4可以为1μm至4μm。
光阻挡层LS可以由滤色器CF覆盖。滤色器CF可以选择性地透射、吸收或阻挡光。滤色器CF中的每一者可以是包括染料或颜料的树脂材料。滤色器CF可以包括从诸如SiO2、TiO2、ZrO2、Ta2O5、HfO2、Al2O3、ZnO、Y2O3、BeO、MgO、PbO2、WO3、VOX、SiNX、AlN、ZnS、CdS、SiC、SiCN、MgF2、CaF2、NaF、BaF2、PbF2、LiF、LaF3、GaP和AlOx的电介质中选择的至少一种的多个多层结构。
滤色器CF可以对应于光感测部RA、第三发光部EMA3和第一发光部EMA1。此外,滤色器CF可以覆盖光阻挡层LS的上表面的一部分。例如,滤色器CF可以在光感测部RA、第三发光部EMA3和第一发光部EMA1的区域中设置在封装层300上,并且可以在其他区域中设置在光阻挡层LS上。
滤色器CF可以包括第一滤色器CF1、第二滤色器CF2和第三滤色器CF3。
第一滤色器CF1可以在第一发光部EMA1中设置在光阻挡层LS上。第一滤色器CF1可以选择性地透射第一颜色的光(例如,红光)并阻挡或吸收第二颜色的光(例如,绿光)和第三颜色的光(例如,蓝光)。例如,第一滤色器CF1可以是红色滤色器,并且可以包括红色着色剂。
第二滤色器CF2可以在第二发光部EMA2、第四发光部EMA4和光感测部RA中设置在光阻挡层LS上。第二滤色器CF2可以选择性地透射第二颜色的光(例如,绿光)并阻挡或吸收第一颜色的光(例如,红光)和第三颜色的光(例如,蓝光)。例如,第二滤色器CF2可以是绿色滤色器,并且可以包括绿色着色剂。因此,第二滤色器CF2可以吸收或阻挡第一颜色的光和第三颜色的光,以防止从外部看到反射光。
第三滤色器CF3可以在第三发光部EMA3中设置在光阻挡层LS上。第三滤色器CF3可以选择性地透射第三颜色的光(例如,蓝光)并阻挡或吸收第一颜色的光(例如,红光)和第二颜色的光(例如,绿光)。例如,第三滤色器CF3可以是蓝色滤色器,并且可以包括蓝色着色剂。
光阻挡图案SPT可以设置在滤色器CF上。光阻挡图案SPT可以包括第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2。第一光阻挡图案SPT1可以设置在第二滤色器CF2上,并且第二光阻挡图案SPT2可以设置在第一光阻挡图案SPT1上。
第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以彼此重叠。第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以彼此直接接触。第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以与光阻挡开口OP_P重叠。例如,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的另一部分可以与光阻挡层LS重叠。换句话说,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以在第三方向Z上依次设置为与光阻挡开口OP_P部分重叠。
光阻挡图案SPT可以与滤色器CF由相同的材料制成。例如,第一光阻挡图案SPT1可以与第三滤色器CF3由相同的材料制成,并且第二光阻挡图案SPT2可以与第一滤色器CF1由相同的材料制成。然而,本公开不限于此,并且光阻挡图案SPT还可以包括从诸如SiO2、TiO2、ZrO2、Ta2O5、HfO2、Al2O3、ZnO、Y2O3、BeO、MgO、PbO2、WO3、VOX、SiNX、eNX、AlN、ZnS、CdS、SiC、SiCN、MgF2、CaF2、NaF、BaF2、PbF2、LiF、LaF3、GaP和AlOx的电介质中选择的至少一种的多个多层结构。
第一光阻挡图案SPT1与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系以及第二光阻挡图案SPT2与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系基本相同。因此,下面将描述光阻挡图案SPT与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系。
光阻挡图案SPT可以设置在光阻挡开口OP_P和第一发光部EMA1之间。例如,当在截面中光阻挡图案SPT的第五中心C5和第一发光部EMA1的第二中心C2之间的距离是第三距离D3时,并且当在截面中光阻挡图案SPT的第五中心C5和第三发光部EMA3的第三中心C3之间的距离是第五距离D5时,第五距离D5可以大于第三距离D3。此外,由于光阻挡图案SPT设置在光阻挡开口OP_P和第一发光部EMA1之间,因此第三距离D3可以小于第一距离D1,并且第五距离D5可以大于第二距离D2。换句话说,光阻挡图案SPT可以设置为距第一发光部EMA1比距第三发光部EMA3近。
因此,在截面中,光阻挡图案SPT的第五中心C5可以与光阻挡开口OP_P的第一中心C1间隔开,使得光阻挡图案SPT与第一发光部EMA1相邻。例如,当在截面中光阻挡图案SPT的第五中心C5和光阻挡开口OP_P的第一中心C1之间的距离是第六距离D6时,第六距离D6可以小于第一距离D1。此外,第六距离D6可以等于第五距离D5和第二距离D2之间的差,并且第六距离D6可以等于第一距离D1和第三距离D3之间的差。因此,光阻挡图案SPT的第五中心C5可以与光阻挡开口OP_P的第一中心C1间隔开第六距离D6。换句话说,光阻挡图案SPT的一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的另一部分可以与光阻挡层LS重叠。例如,光阻挡图案SPT的第一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的第二部分可以与光阻挡层LS重叠。
因此,光学孔LH可以由光阻挡图案SPT和光阻挡层LS的光阻挡开口OP_P形成。换句话说,光学孔LH可以与光感测部RA重叠,以使在与第三方向Z相反的方向上将要入射在光电转换器PD上的光穿过光学孔LH。此外,光学孔LH可以与每个光阻挡开口OP_P重叠,以使将要入射在光感测部RA上的光穿过光学孔LH。
进一步参照图11至图13,还参照图9,光感测部RA可以与光阻挡开口OP_P重叠。例如,光阻挡开口OP_P的第一部分可以与光感测部RA重叠,并且光阻挡开口OP_P的第二部分可以不与光感测部RA重叠。换句话说,光阻挡开口OP_P的第二部分可以与堤层160重叠。
因此,光阻挡开口OP_P的宽度可以大于光感测部RA的宽度。例如,在图11的截面图中,光阻挡开口OP_P的第一边缘可以与光感测部RA的第一边缘间隔开第一分离距离DD1。此外,光阻挡开口OP_P的第二边缘可以与光感测部RA的第二边缘间隔开第二分离距离DD2。在这种情况下,光阻挡开口OP_P的宽度可以是光感测部RA的宽度的10/7倍至15/7倍。可替代地,当光感测部RA的宽度是6μm至8μm时,光阻挡开口OP_P的宽度可以是14μm至16μm。此外,第一分离距离DD1可以小于光感测部RA的宽度,并且第一分离距离DD1小于第二分离距离DD2。然而,本公开不限于此,并且如图12的实施例中那样,第一分离距离DD1也可以不存在。换句话说,光感测部RA的一侧和光阻挡开口OP_P的一侧可以在第一方向X上彼此对齐。
光阻挡图案SPT的第一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠。例如,光阻挡图案SPT的第一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的第二部分可以与光阻挡层LS重叠。因此,其中光阻挡开口OP_P和光阻挡图案SPT彼此不重叠的区域(或长度)可以是光学孔LH(或光学孔LH的宽度)。
因此,光学孔LH可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且可以不与光阻挡图案SPT重叠。此外,光学孔LH的宽度可以小于光阻挡开口OP_P的宽度。在图11的截面图中,光学孔LH的第一边缘可以与光阻挡开口OP_P的第一边缘相邻。此外,光学孔LH的第二边缘可以与光阻挡开口OP_P的第二边缘间隔开第三分离距离DD3。换句话说,光阻挡图案SPT可以与光阻挡开口OP_P重叠第三分离距离DD3,并且光学孔LH可以不与光阻挡开口OP_P重叠第三分离距离DD3。在这种情况下,第三分离距离DD3可以是光感测部RA的宽度的1/7至5/7。可替代地,第三分离距离DD3可以是1μm至5μm。
光感测部RA可以与光学孔LH重叠。例如,光学孔LH的第一部分可以与光感测部RA重叠,并且光学孔LH的第二部分可以不与光感测部RA重叠。换句话说,光学孔LH的第二部分可以与堤层160重叠。
因此,光学孔LH的宽度可以大于光感测部RA的宽度。例如,在图11的截面图中,光学孔LH的第一边缘可以与光感测部RA的第一边缘间隔开第一分离距离DD1。此外,光学孔LH的第二边缘可以与光感测部RA的第二边缘间隔开第四分离距离DD4。在这种情况下,光学孔LH的宽度可以是光感测部RA的宽度的10/7倍至2倍。可替代地,当光感测部RA的宽度为6μm至8μm时,光学孔LH的宽度可以为10μm至14μm。然而,本公开不限于此,并且如图12的实施例中那样,第一分离距离DD1也可以不存在。例如,光感测部RA的一侧和光阻挡开口OP_P的一侧可以在第一方向X上彼此对齐。即使在这种情况下,光阻挡图案SPT也可以与光阻挡开口OP_P重叠第三分离距离DD3。可替代地,如图13的实施例中,当第一分离距离DD1存在时,第四分离距离DD4可以大于第三分离距离DD3。在当前的实施例中,由于光阻挡图案SPT设置在光阻挡开口OP_P的第二侧上,因此光学孔LH的宽度可以小于光阻挡开口OP_P的宽度,并且光学孔LH的宽度可以大于光感测部RA的宽度。
返回参照图9,光阻挡层LS可以由平坦化层400覆盖。平坦化层400可以包括具有优异透光率的材料。平坦化层400可以使光阻挡层的顶部平坦化。平坦化层400可以包括但不限于有机材料。
盖窗500可以设置在平坦化层400上。盖窗500可以是设置在平坦化层400上的保护构件,以保护显示装置1的元件。盖窗500可以是玻璃或塑料。当盖窗500包括玻璃时,它可以应用为具有0.1mm或更小的厚度的超薄玻璃(UTG)以具有柔性特性。此外,偏振板可以设置在盖窗500和平坦化层400之间。
图14示出了根据实施例的入射在显示装置1(参见图1)的光感测部RA上的光的区的示例。图15是示出滤色器的透光率的曲线图。
参照图14,手指的指纹F由具有特定图案的脊RR和脊RR之间的谷V组成。当指纹F与盖窗500的上表面接触时,指纹F的脊RR与盖窗500的上表面接触,但是指纹F的谷V不与盖窗500的上表面接触。换句话说,盖窗500的上表面接触谷V中的空气。
当指纹F与盖窗500的上表面接触时,从发光元件EL输出的光可以由指纹F的脊RR和谷V反射。这里,由于指纹F的折射率和空气的折射率是不同的,因此由指纹F的脊RR反射的光的量和由谷V反射的光的量可能不同。因此,指纹F的脊RR和谷V可以基于反射的光的量的差异(换言之,入射在光电转换器PD上的光的量的差异)来检测。由于光电转换器PD根据光的量的差异输出电信号,因此可以识别手指的指纹图案。
在这种情况下,在一个方向上入射在光感测部RA上的光的区(或面积)(也称为“指纹感测区域”)LR(参见图3)的长度LR_L可以小于指纹F的脊RR和谷V之间的距离。该一个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发射的光可以穿过盖窗500并经由盖窗500的上表面出射到外部。
从发光元件EL发射的光的至少一部分具有朝向光电转换器PD的第一反射光LL1。从发光元件EL发射的光的至少一部分在盖窗500的上表面和空气之间的界面处或者在盖窗500的上表面和指纹F的脊RR之间的界面处反射,并且第一反射光LL1朝向光电转换器PD行进。在这种情况下,第一反射光LL1可以具有反射角AN1或AN2。反射角AN1或AN2等于从发光元件EL发射的光入射在上述界面上的角(换句话说,由盖窗500的上表面和入射光形成的角)。
在图14中,第一反射角AN1和第二反射角AN2是入射在光感测部RA上的光的区(或面积)LR中的最大反射角。从发光元件EL发射的光可以在盖窗500的界面处全反射。具有第一反射角AN1的第一反射光LL1可以入射在光感测部RA上。此外,从发光元件EL发射的光可以在盖窗500的界面处全反射。光中的具有第二反射角AN2的第二反射光LL2可以入射在光感测部RA上。
在这种情况下,入射在光感测部RA上的光的区(或面积)LR的在一个方向上的长度LR_L可以由以第一反射角AN1反射的第一反射光LL1和以第二反射角AN2反射的第二反射光LL2来确定。
进一步参照图15,还参照图13和图14,第一光阻挡图案SPT1可以与红色滤色器R由相同的材料制成,并且第二光阻挡图案SPT2可以与蓝色滤色器B由相同的材料制成。例如,当第二滤色器CF2由绿色滤色器G制成时,第一滤色器CF1可以由红色滤色器R制成,并且第一光阻挡图案SPT1也可以由红色滤色器R制成。第一光阻挡图案SPT1可以选择性地透射红光并阻挡或吸收绿光和蓝光。此外,第三滤色器CF3可以由蓝色滤色器B制成,并且第二光阻挡图案SPT2也可以由蓝色滤色器B制成。第二光阻挡图案SPT2可以选择性地透射蓝光并阻挡或吸收红光和绿光。
因此,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光可以由光阻挡图案SPT来阻挡。例如,当第一光阻挡图案SPT1由红色滤色器R制成并且第二光阻挡图案SPT2由蓝色滤色器B制成时,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光必须穿过光阻挡图案SPT以前进到光学孔LH。在这种情况下,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光的红光分量和蓝光分量可以被反射或吸收,而没有穿过光阻挡图案SPT。此外,当反射光穿过第二滤色器CF2时,反射光的绿光分量可以由光阻挡图案SPT阻挡或吸收。换句话说,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光可以不入射在光感测部RA上。此外,具有比第一反射光LL1的反射角小的反射角的反射光可以不入射在光感测部RA上。例如,具有比第一反射光LL1的反射角小的反射角的反射光可以被反射或吸收,而不穿过光阻挡层LS。
在根据实施例的显示装置1(参见图1)中,光阻挡开口OP_P设置为与光感测部RA的一侧相邻,并且光阻挡图案SPT设置为与光感测部RA的一侧相邻。因此,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR可以经由光阻挡图案SPT来调节。因此,可以减小光学孔LH的面积,并且可以提高显示装置1的指纹感测准确度。
图16是根据实施例的显示装置1(参见图1)的像素PX和光感测部RA的电路图。
参照图16,还参照图2,显示面板10(参见图1)可以包括用于控制从多个像素PX中的每一者发射的光的量的显示电路单元PDU。面板驱动电路20可以将驱动信号或驱动电压施加到包括在与像素PX中的每一者对应的显示电路单元PDU中的一个或多个晶体管和各种信号线。
显示面板10也可以包括用于控制由多个光传感器PS中的每一者接收的光的量的监视电路单元SDU。面板驱动电路20可以将驱动信号或驱动电压施加到包括在与光传感器PS中的每一者对应的监视电路单元SDU中的一个或多个晶体管和各种信号线,并且可以接收从光传感器PS中的每一者入射的光作为感测信号(其为电信号)。
显示电路单元PDU和监视电路单元SDU可以各自形成为集成电路,或者可以集成到如图16中所示的一个集成电路中。
像素PX可以包括发光元件EL和显示电路单元PDU。显示电路单元PDU可以包括电容器Cst、第一晶体管ST1和第二晶体管ST2。显示电路单元PDU可以接收数据信号DATA、第一扫描信号、第一电源电压ELVDD(也被称为驱动电压)和第二电源电压ELVSS(也被称为公共电压)。数据信号DATA可以经由连接到数据布线DL的数据驱动器22来提供,并且第一扫描信号可以经由连接到扫描布线SL的扫描驱动器23来提供。
发光元件EL可以是包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的发光层EML(参见图9)的有机发光二极管。发光元件EL的阳极连接到第一晶体管ST1。发光元件EL的阴极连接到第二电源电压端子,以接收第二电源电压ELVSS。
电容器Cst连接在第一晶体管ST1的栅极电极和第一电源电压端子之间,以接收第一电源电压ELVDD。电容器Cst包括连接到第一晶体管ST1的栅极电极的电容器第一电极和连接到第一电源电压端子的电容器第二电极。
第一晶体管ST1可以是驱动晶体管,并且第二晶体管ST2可以是开关晶体管。驱动晶体管和开关晶体管中的每一者可以包括栅极电极、源极电极和漏极电极。源极电极和漏极电极中的任意一者可以是第一电极,并且另一者可以是第二电极。为了便于描述,下面将描述漏极电极是第一电极并且源极电极是第二电极的情况作为示例。
作为驱动晶体管,第一晶体管ST1可以产生驱动电流。第一晶体管ST1具有连接到电容器第一电极的栅极电极、连接到第一电源电压端子的第一电极和连接到发光元件EL的阳极的第二电极。电容器第二电极连接到第一晶体管ST1的栅极电极。在截面图中,第一晶体管ST1可以设置在薄膜晶体管层100(参见图9)上。
作为开关晶体管,第二晶体管ST2具有连接到第一扫描信号端子的栅极电极、连接到数据信号端子的第一电极和连接到第一晶体管ST1的栅极电极的第二电极。第二晶体管ST2可以根据第一扫描信号而导通,以执行用于将数据信号DATA传输到第一晶体管ST1的栅极电极的开关操作。第二晶体管ST2可以设置在薄膜晶体管层100上。
电容器Cst可以用与从第二晶体管ST2接收的数据信号DATA对应的电压来充电。第一晶体管ST1可以根据存储在电容器Cst中的电荷的量来控制流经发光元件EL的驱动电流。
然而,这仅是示例,并且显示电路单元PDU也可以构造为还包括补偿第一晶体管ST1的阈值电压偏差(ΔVth)的补偿电路。
光传感器PS可以包括光电转换器PD和监视电路单元SDU。监视电路单元SDU可以包括感测晶体管LT1和复位晶体管LT2。此外,监视电路单元SDU还可以包括在感测晶体管LT1、复位晶体管LT2和光电转换器PD之间的感测节点LN。监视电路单元SDU可以接收指纹扫描信号、指纹感测信号和复位信号。指纹扫描信号可以经由指纹扫描线LD来提供,但是本公开不限于此。指纹感测信号可以经由连接到读出布线ROL的读出电路40来提供。复位信号可以经由连接到复位信号线RSTL的复位信号发生器来提供。
光电转换器PD可以是包括阳极、阴极和设置在阳极和阴极之间的光电转换层PEL(参见图9)的有机发光二极管或光晶体管。光电转换器PD的阳极连接到感测节点LN。光电转换器PD的阴极可以连接到第二电源电压端子,以接收第二电源电压ELVSS。光电转换器PD的阳极可以与图9的第一电极E1对应,并且阴极可以与图9的公共电极CE对应。
光电转换器PD可以在当暴露于外部光时产生光电荷,并且产生的光电荷可以累积在光电转换器PD的阳极中。在这种情况下,电连接到光电转换器PD的阳极的感测节点LN的电压可以增大。当读出布线ROL连接到光电转换器PD时,由于其中累积有电荷的感测节点LN的电压和读出布线ROL的电压之间的差,电流可以流动。
感测晶体管LT1可以具有连接到指纹扫描线LD的栅极电极、连接到感测节点LN的第一电极和连接到读出布线ROL的第二电极。感测晶体管LT1可以根据指纹扫描信号而导通,并且可以将流经光电转换器PD的电流传输到读出布线ROL。
复位晶体管LT2可以具有连接到复位信号线RSTL的栅极电极、连接到第一电源电压端子的第一电极和连接到感测节点LN的第二电极。在复位晶体管LT2导通的情况下,感测节点LN和光电转换器PD的阳极可以重置为第一电源电压ELVDD。
尽管在图16中示出了显示电路单元PDU中的每个晶体管是NMOS晶体管的情况,但是显示电路单元PDU中的晶体管中的一些或所有也可以提供为PMOS晶体管。此外,尽管在图16中示出了监视电路单元SDU中的每个晶体管是PMOS晶体管的情况,但是监视电路单元SDU中的晶体管中的一些或所有也可以提供为NMOS晶体管。
图17是根据本公开的实施例的像素和光传感器的截面图。
除光阻挡图案SPT之外,图17的实施例与图9至图13的实施例基本相同,并且因此将省略其描述。
参照图17,光阻挡图案SPT可以设置在第二滤色器CF2上。光阻挡图案SPT可以包括第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2。第二光阻挡图案SPT2可以设置在第二滤色器CF2上,并且第一光阻挡图案SPT1可以设置在第二光阻挡图案SPT2上。换句话说,第二光阻挡图案SPT2和第一光阻挡图案SPT1可以依次设置在第二滤色器CF2上。例如,第二光阻挡图案SPT2可以与第二滤色器CF2和第一光阻挡图案SPT1直接接触。
第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以彼此重叠。第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以与光阻挡开口OP_P(参见图14)重叠。例如,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的第一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的第二部分可以与光阻挡层LS重叠。换句话说,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以在第三方向Z上依次设置为与光阻挡开口OP_P部分重叠。
光阻挡图案SPT可以与滤色器CF由相同的材料制成。例如,第一光阻挡图案SPT1可以与第三滤色器CF3由相同的材料制成,并且第二光阻挡图案SPT2可以与第一滤色器CF1由相同的材料制成。例如,第一光阻挡图案SPT1可以与红色滤色器R由相同的材料制成,并且第二光阻挡图案SPT2可以与蓝色滤色器B由相同的材料制成。例如,当第二滤色器CF2由绿色滤色器G制成时,第一滤色器CF1可以由红色滤色器R制成,并且第一光阻挡图案SPT1也可以由红色滤色器R制成。第一光阻挡图案SPT1可以选择性地透射红光并阻挡或吸收绿光和蓝光。此外,第三滤色器CF3可以由蓝色滤色器B制成,并且第二光阻挡图案SPT2也可以由蓝色滤色器B制成。第二光阻挡图案SPT2可以选择性地透射蓝光并阻挡或吸收红光和绿光。
因此,具有比第二反射光LL2(参见图14)的反射角小的反射角的反射光可以由光阻挡图案SPT来阻挡。例如,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光必须穿过光阻挡图案SPT以前进到光学孔LH(参见图13)。当第一光阻挡图案SPT1由红色滤色器R制成并且第二光阻挡图案SPT2由蓝色滤色器B制成时,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光可以依次穿过第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2。当反射光穿过第一光阻挡图案SPT1时,反射光的绿光分量或蓝光分量由第一光阻挡图案SPT1反射或吸收。反射光的红光分量可以穿过第一光阻挡图案SPT1。然后,当反射光穿过第二光阻挡图案SPT2时,反射光的红光分量或绿光分量由第二光阻挡图案SPT2反射或吸收。反射光的蓝光分量可以穿过第二光阻挡图案SPT2。换句话说,反射光的红光分量和蓝光分量可以由光阻挡图案SPT阻挡或吸收,而不穿过光阻挡图案SPT。此外,当反射光穿过第二滤色器CF2时,反射光的绿光分量可以由光阻挡图案SPT阻挡或吸收。换句话说,具有比第二反射光LL2的反射角小的反射角的反射光可以不入射在光感测部RA上。
第一光阻挡图案SPT1与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系以及第二光阻挡图案SPT2与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系与图9至图13的实施例的布置关系基本相同,并且因此将省略其描述。
而且在当前实施例中,光阻挡开口OP_P设置为与光感测部RA的一侧相邻,并且光阻挡图案SPT设置为与光感测部RA的一侧相邻。因此,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR(参见图3)可以经由光阻挡图案SPT来调节。因此,可以减小光学孔LH(参见图3)的面积,并且可以提高显示装置1(参见图1)的指纹感测准确度。
图18是根据本公开的实施例的像素和光传感器的截面图。
除了第二滤色器CF2和光阻挡图案SPT之外,图18的实施例与图9至图13的实施例基本相同,并且因此将省略其描述。
参照图18,第二滤色器CF2可以不设置在光感测部RA上。换句话说,可以在滤色器CF中形成开口。
在光阻挡层LS上可以存在其中不设置第二滤色器CF2的区域。例如,第二滤色器CF2可以不设置在光感测部RA上。换句话说,第二滤色器CF2可以在第三方向Z上不与光感测部RA重叠。因此,第二滤色器CF2可以不与光感测部RA和光阻挡开口OP_P(参见图14)重叠,并且可以不与光学孔LH(参见图13)重叠。此外,第二滤色器CF2可以覆盖光阻挡层LS的上表面的一部分。第二滤色器CF2可以选择性地透射第二颜色的光(例如,绿光)并阻挡或吸收第一颜色的光(例如,红光)和第三颜色的光(例如,蓝光)。例如,第二滤色器CF2可以是绿色滤色器,并且可以包括绿色着色剂。因此,第二滤色器CF2可以吸收或阻挡第一颜色的光和第三颜色的光,以防止从外部看到反射光。
光阻挡图案SPT可以设置在光阻挡层LS上。例如,光阻挡图案SPT的第一部分可以设置在光阻挡层LS上,并且光阻挡图案SPT的第二部分可以设置在封装层300上。换句话说,光阻挡图案SPT可以与光阻挡层LS部分重叠。此外,光阻挡图案SPT可以不与第二滤色器CF2重叠。光阻挡层LS上的光阻挡图案SPT可以与第二滤色器CF2的一部分接触。
光阻挡图案SPT可以包括第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2。第一光阻挡图案SPT1可以设置在光阻挡层LS上,并且第二光阻挡图案SPT2可以设置在第一光阻挡图案SPT1上。
第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以彼此重叠。第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以与光阻挡开口OP_P重叠。例如,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的第一部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2的第二部分可以与光阻挡层LS重叠。换句话说,第一光阻挡图案SPT1和第二光阻挡图案SPT2可以在第三方向Z上依次设置为与光阻挡开口OP_P部分重叠。
光阻挡图案SPT可以与滤色器CF由相同的材料制成。例如,第一光阻挡图案SPT1可以与第三滤色器CF3由相同的材料制成,并且第二光阻挡图案SPT2可以与第一滤色器CF1由相同的材料制成。第一光阻挡图案SPT1与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系以及第二光阻挡图案SPT2与光感测部RA和光阻挡开口OP_P的布置关系与图9至图13的实施例的布置关系基本相同,并且因此将省略其描述。
而且在当前实施例中,光阻挡开口OP_P设置为与光感测部RA的一侧相邻,并且光阻挡图案SPT设置为与光感测部RA的一侧相邻。因此,入射在光感测部RA上的指纹感测区域LR(参见图3)可以经由光阻挡图案SPT来调节。因此,可以减小光学孔LH(参见图3)的面积,并且可以提高显示装置1(参见图1)的指纹感测准确度。
图19至图24是根据本公开的实施例的显示面板10的像素PX和光传感器PS(参见图2)的平面布局图。
除像素PX、光传感器PS和光阻挡图案SPT的形状之外,图19至图24的实施例与图9至图13的实施例基本相同,并且因此将省略其描述。
参照图19至图24,还参照图5和图9,包括在显示面板10中的多个像素PX中的每一者可以包括在有源区域AAR中发射光的多个发光部EMA(EMA1至EMA4)。发光部EMA中的每一者可以是其中像素电极AE在截面中由堤层160的开口暴露的区域以及其中暴露的像素电极AE和发光层EML在截面中彼此重叠的区域。
此外,多个光传感器PS可以设置在像素PX的有源区域AAR中。光传感器PS可以分别包括在有源区域AAR中感测光的多个光感测部RA。光感测部RA中的每一者可以是其中光传感器PS的第一电极E1由堤层160的开口暴露的区域以及其中暴露的第一电极E1和光电转换层PEL彼此重叠的区域。
第一发光部EMA1可以发射第一颜色光或红光,并且第二发光部EMA2和第四发光部EMA4可以发射第二颜色光或绿光。此外,第三发光部EMA3可以发射第三颜色光或蓝光。然而,本公开不限于此。在实施例中,基本如图5至图9的实施例中那样,发光部EMA(EMA1至EMA4)布置为行和列,并且因此发光部EMA的布置的描述将被省略。
参照图19和图20,发光部EMA和光感测部RA中的每一者在平面图中可以是六边形的。可替代地,如在图21和图22的情况中,发光部EMA和光感测部RA中的每一者在平面图中可以是八边形的。可替代地,如在图23和图24的情况中,发光部EMA和光感测部RA中的每一者在平面图中可以是圆形的。
与每个发光部EMA重叠的发光开口OP_E可以提供在发光部EMA上。发光开口OP_E可以与每个发光部EMA重叠,以使从发光部EMA发射的光在第三方向Z上穿过发光开口OP_E。例如,与第一发光部EMA1重叠的第一发光开口OP_E1可以提供在第一发光部EMA1上,并且第一发光开口OP_E1可以使从第一发光部EMA1发射的光在第三方向Z上穿过第一发光开口OP_E1。第二发光开口OP_E2、第三发光开口OP_E3和第四发光开口OP_E4的描述与第一发光开口OP_E1的描述基本相同,并且因此它们的描述将被省略。
每个发光开口OP_E在平面图中可以是六边形的。可替代地,如在图21和图22的情况中,每个发光开口OP_E在平面图中可以是八边形的。可替代地,如在图23和图24的情况中,每个发光开口OP_E在平面图中可以是圆形的。此外,每个发光开口OP_E的宽度可以大于每个发光部EMA的宽度。例如,第一发光开口OP_E1的第一侧的宽度可以大于第一发光部EMA1的第一侧的宽度。此外,第一发光开口OP_E1的第二侧的宽度可以大于第一发光部EMA1的第二侧的宽度。因此,每个发光开口OP_E的部分可以与发光部EMA重叠,并且每个发光部EMA的整体可以与发光开口OP_E重叠。第二发光开口OP_E2、第三发光开口OP_E3和第四发光开口OP_E4的宽度的描述与第一发光开口OP_E1的宽度的描述基本相同,并且因此它们的描述将被省略。
与每个光感测部RA重叠的光阻挡开口OP_P可以提供在光感测部RA上,并且与光阻挡开口OP_P重叠的光学孔LH(参见图3)可以提供在光阻挡开口OP_P上。光阻挡开口OP_P和光学孔LH可以与每个光感测部RA重叠,以使入射在光感测部RA上的光在第三方向Z上穿过光阻挡开口OP_P和光学孔LH。每个光阻挡开口OP_P在平面图中可以是六边形的。每个光阻挡开口OP_P的宽度可以大于每个光感测部RA的宽度。例如,每个光阻挡开口OP_P的在第一方向X上的一侧的宽度可以大于每个光感测部RA的在第一方向X上的一侧的宽度。因此,每个光感测部RA的整体可以与光阻挡开口OP_P重叠。
每个光阻挡开口OP_P在平面图中可以是六边形的。可替代地,如在图21和图22的情况中,每个光阻挡开口OP_P在平面图中可以是八边形的。可替代地,如在图23和图24的情况中,每个光阻挡开口OP_P在平面图中可以是圆形的。此外,光阻挡开口OP_P可以设置为与每个光感测部RA的一侧相邻。该一侧可以是但不限于在与第一方向X和第二方向Y交叉的第一斜线方向DR1上的一侧。因此,光阻挡开口OP_P的至少一部分可以与每个光感测部RA重叠,但是光阻挡开口OP_P的至少另一部分可以与堤层160重叠。换句话说,光阻挡开口OP_P的至少另一部分可以不与每个光感测部RA重叠。因此,光阻挡开口OP_P可以设置为距第一发光部EMA1比距第三发光部EMA3近。此外,光阻挡开口OP_P可以设置为距第四发光部EMA4比距第二发光部EMA2近。
光学孔LH可以通过位于每个光感测部RA的一侧上的光阻挡图案SPT形成在光阻挡开口OP_P上。光阻挡图案SPT可以设置为在第一斜线方向DR1上与光阻挡开口OP_P的一侧相邻。因此,光阻挡图案SPT的部分可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡图案SPT的另一个部分可以不与光阻挡开口OP_P重叠。此外,光学孔LH的整体可以与光阻挡开口OP_P重叠,并且光阻挡开口OP_P的部分可以不与光学孔LH重叠。此外,光学孔LH在平面图中可以是六边形的。可替代地,如在图21和图22的情况中,光学孔LH在平面图中可以是八边形的。可替代地,如在图23和图24的情况中,光学孔LH在平面图中可以是圆形的。
光阻挡图案SPT可以围绕每个光感测部RA。例如,光阻挡图案SPT的形状可以是六边形形状的一部分。光阻挡图案SPT可以覆盖每个光阻挡开口OP_P,使得光学孔LH在平面图中具有六边形形状。然而,本公开不限于此。当光学孔LH在平面图中具有六边形形状时,光阻挡图案SPT也可以具有各种形状。可替代地,如在图21和图22的情况中,光阻挡图案SPT可以覆盖每个光阻挡开口OP_P,使得光学孔LH在平面图中具有八边形形状。可替代地,如在图23和图24的情况中,光阻挡图案SPT可以覆盖每个光阻挡开口OP_P,使得光学孔LH在平面图中具有圆形形状。
因此,光学孔LH可以设置为与每个光感测部RA的一侧相邻。该一侧可以是在与第一方向X和第二方向Y交叉的第一斜线方向DR1上的一侧。换句话说,光学孔LH可以设置在与每个光感测部RA的一侧相邻设置的光阻挡开口OP_P的另一侧上。因此,光学孔LH的至少一部分可以与每个光感测部RA重叠,但是光学孔LH的至少另一部分可以与堤层160重叠。换句话说,光学孔LH的至少另一部分可以不与每个光感测部RA重叠。
而且在当前实施例中,光阻挡开口OP_P设置为与每个光感测部RA的一侧相邻,并且光阻挡图案SPT设置为与每个光感测部RA的一侧相邻。因此,入射在每个光感测部RA上的指纹感测区域LR(参见图3)可以经由光阻挡图案SPT来调节。因此,可以减小光学孔LH的面积,并且可以提高显示装置1(参见图1)的指纹感测准确度。
在结束详细描述时,本领域技术人员将认识到,在实质上不脱离本公开的范围的情况下,可以对本文中公开的实施例进行许多变化和修改。因此,所公开的实施例仅用于描述性的意义,而不是为了限制的目的。
Claims (20)
1.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
基底;
第一发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第一光;
第二发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第二光;
第三发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第三光;
光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;
光阻挡层,具有与所述光感测部重叠的光阻挡开口;
第一滤色器,设置在所述第一发光部上,并且所述第一滤色器配置为透射所述第一光并且阻挡所述第二光和所述第三光;
第二滤色器,设置在所述第二发光部上,所述第二滤色器与所述光阻挡开口重叠,并且所述第二滤色器配置为透射所述第二光并且阻挡所述第一光和所述第三光;
第三滤色器,设置在所述第三发光部上,并且所述第三滤色器配置为透射所述第三光并且阻挡所述第一光和所述第二光;以及
第一光阻挡图案,设置在所述第二滤色器上并且与所述光阻挡开口的一部分重叠。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器或所述第三滤色器由相同的材料制成。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案在第一方向上延伸,并且在与所述第一方向交叉的第二方向上突出。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述显示装置还包括:第二光阻挡图案,设置在所述第一光阻挡图案上,所述第二光阻挡图案与所述第一光阻挡图案重叠并且与所述光阻挡开口的一部分重叠。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器由相同的材料制成,并且所述第二光阻挡图案与所述第三滤色器由相同的材料制成。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述第一光是红色波长带的光,并且所述第二光是蓝色波长带的光。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示装置还包括:堤层,设置在所述基底上并且将所述第一发光部、所述第二发光部、所述第三发光部和所述光感测部分离,
其中,所述光阻挡开口的一部分与所述堤层重叠,并且所述第一光阻挡图案与所述堤层重叠。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述光阻挡开口的不与所述第一光阻挡图案重叠部分是光学孔,并且
所述光学孔的宽度小于所述光阻挡开口的宽度,并且大于所述光感测部的宽度。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述光学孔的所述宽度是所述光感测部的所述宽度的10/7倍至2倍。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述光阻挡层还包括:
第一发光开口,与所述第一发光部重叠;和
第二发光开口,与所述第二发光部重叠,
其中,所述第一发光开口和所述光阻挡开口之间的最小距离小于所述第一发光开口和所述第一光阻挡图案之间的最小距离。
11.根据权利要求10所述的显示装置,其中,所述第一发光开口的中心和所述光阻挡开口的中心之间的距离大于所述第一发光开口的所述中心和所述光感测部的中心之间的距离。
12.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示装置还包括:
发光层,在所述第一发光部、所述第二发光部和所述第三发光部中的每一者中设置在所述基底上;
光电转换层,在所述光感测部中设置在所述基底上;以及
公共电极,设置在所述发光层和所述光电转换层上,
其中,所述光电转换层与所述光阻挡开口重叠。
13.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
基底;
多个发光部,设置在所述基底上并且配置为发射光;
多个光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;
光阻挡层,设置在所述多个光感测部上并且具有与所述多个光感测部中的每一者重叠的光阻挡开口;和
第一光阻挡图案,设置在所述光阻挡层上,
其中,所述多个发光部包括:
第一发光部,设置为在第一方向上与所述多个光感测部中的任意一者的第一侧相邻;和
第二发光部,设置为在所述第一方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的第二侧相邻,
其中,所述光阻挡开口的中心和所述第一发光部的中心之间的第一距离小于所述光阻挡开口的所述中心和所述第二发光部的中心之间的第二距离,并且
所述第二距离大于所述第一光阻挡图案的中心和所述第一发光部的所述中心之间的第三距离。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案与所述光阻挡开口的一部分重叠,并且不与所述多个光感测部中的每一者重叠。
15.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述光阻挡开口的所述中心和所述多个光感测部中的所述每一者的中心之间的第四距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的宽度。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其中,所述第四距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的所述宽度的4/7。
17.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案的所述中心和所述光阻挡开口的所述中心之间的第五距离小于所述多个光感测部中的所述每一者的宽度。
18.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述显示装置还包括:
第三发光部,设置为在与所述第一方向交叉的第二方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的所述第一侧相邻;和
第四发光部,设置为在所述第二方向上与所述多个光感测部中的所述任意一者的所述第二侧相邻,
其中,所述光阻挡开口的所述中心和所述第三发光部的中心之间的距离小于所述光阻挡开口的所述中心和所述第四发光部的中心之间的距离,并且
所述第一光阻挡图案在所述第二方向上与所述光阻挡开口的一部分重叠。
19.一种显示装置,其中,所述显示装置包括:
基底;
第一发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第一光;
第二发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第二光;
第三发光部,设置在所述基底上并且配置为发射第三光;
光感测部,设置在所述基底上并且配置为感测入射光;
光阻挡层,具有与所述光感测部重叠的光阻挡开口;
第一滤色器,设置在所述第一发光部上,并且所述第一滤色器配置为透射所述第一光并且阻挡所述第二光和所述第三光;
第二滤色器,设置在所述第二发光部上,所述第二滤色器与所述光阻挡开口重叠,并且所述第二滤色器配置为透射所述第二光并且阻挡所述第一光和所述第三光;
第三滤色器,设置在所述第三发光部上,并且所述第三滤色器配置为透射所述第三光并且阻挡所述第一光和所述第二光;
第一光阻挡图案,设置在所述光阻挡层上并且与所述光阻挡开口的一部分重叠;以及
第二光阻挡图案,设置在所述第一光阻挡图案上并且与所述第一光阻挡图案重叠。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,所述第一光阻挡图案与所述第一滤色器由相同的材料制成,并且所述第二光阻挡图案与所述第三滤色器由相同的材料制成。
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