CN118159060A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个实施方式公开一种显示装置,包括:显示面板,被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素和设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及对应于所述第二显示区设置的传感器,其中所述显示面板包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,所述第二像素包括多个子像素,其中在一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成有空间,并且通过所述抗反射层改变经由所述空间朝向所述传感器传播的光的路径。因此,所述显示装置可使抵达传感器的光量最小化。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2022年12月5日提交的韩国专利申请No.10-2022-0167293的优先权和权益,其全部公开内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
实施方式涉及一种显示装置。具体地,实施方式涉及一种通过设置在显示面板中的光路改变结构来使朝向传感器传播的光的影响最小化的显示装置。
背景技术
根据发光层的材料,电致发光显示装置可分类为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵有机发光显示装置包括自身产生光的有机发光二极管(OLED),并且在高响应速率、高发光效率、高亮度和大视角方面具有优势。在有机发光显示装置中,在每个像素处形成OLED。有机发光显示装置具有高响应速率、高发光效率、高亮度和大视角,并且能够以完美黑色(perfect black)或接近完美的黑色呈现黑色灰度,由此实现高对比度和高颜色再现率。
正在改进移动终端的多媒体功能。例如,摄像机基本内置到智能电话中,摄像机的分辨率日益增加到传统数码相机的水平。但是,智能电话的前置摄像机限制了屏幕设计,由此使得难以设计屏幕。为了减小由摄像机占据的空间,对于智能电话采用了包括切口(notch)或钻孔(pubch hole)的屏幕设计,但是由于切口或钻孔,屏幕尺寸仍然受到限制,从而难以实现全屏显示。
为了实现全屏显示,提出了在显示面板的屏幕内提供具有低分辨率像素的成像区,并且将诸如摄像机和各种传感器之类的电子组件在显示面板的下方设置到与成像区相对的位置中。在此,每个像素可包括多个子像素。
但是,存在穿过子像素之间的空间的光会影响摄像机和各种传感器的问题。例如,在摄像机的情形下,存在由于光而出现图像串扰失真的问题。此外,在红外传感器的情形下,存在由于光而在识别物体(比如人脸)时出现错误的问题。
因此,需要一种结构上得到改进的显示装置,以最小化由于穿过像素之间的空间的光对各种传感器带来的影响。
发明内容
根据本发明的实施方式提供一种显示装置,其通过设置在显示面板中的各种光路改变结构来使不利地影响传感器的光的流入(inflow)最小化。
实施方式提供一种显示装置,其通过提供用于光路改变结构的各种设计标准来调节光对传感器的影响。
实施方式要解决的目的不限于上述目的,所属领域的普通技术人员根据下文描述将清楚地理解上文未描述的目的。
上述目的通过一种显示装置来实现,所述显示装置被配置为包括:显示面板,所述显示面板被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素以及设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及对应于所述第二显示区设置的传感器,其中所述显示面板可包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,所述第二像素可包括多个子像素,其中在所述多个子像素中的一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成有空间,并且通过所述抗反射层可改变经由所述空间朝向所述传感器传播的光的路径。
上述目的通过一种显示装置来实现,所述显示装置被配置为包括:显示面板,所述显示面板被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素以及设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及对应于所述第二显示区设置的传感器,其中所述显示面板可包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,所述第二像素可包括多个子像素以及设置在所述子像素之间的像素限定膜,所述像素限定膜可被设置为与所述抗反射层交叠。
根据本发明的实施方式,可通过设置在显示面板中的各种光路改变结构,使引入到传感器的光最少化。
实施方式可提供用于各种光路改变结构的设计标准。例如,考虑到形成在子像素中的光以及在光和传感器之间的影响,实施方式可提供用于光路改变结构的厚度、形状等的各种设计标准。因此,实施方式可调节光对传感器的影响。
实施方式可通过使光对传感器的影响最小化来增强传感器的性能,并且实现传感器的低功率驱动。
实施方式的各种有用优点和效果不限于上述内容,并且将根据具体实施方式的描述更容易地理解。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方式的显示装置的概念图;
图2A至2D是图解根据本发明一个实施方式的显示面板的第二显示区的各种布置位置和形状的图;
图3是根据本发明实施方式的显示面板的示意性剖视图;
图4是图解在根据本发明一个实施方式的显示面板的第一显示区中布置的像素的图;
图5A是图解在根据本发明一个实施方式的显示面板的第二显示区中设置的像素和光透射区的图;
图5B是图5A中的部分A的放大图;
图6是图解根据本发明实施方式的显示面板和显示面板驱动器的图;
图7是图解像素电路的一个示例的电路图;
图8是详细图解在根据本发明一个实施方式的显示面板中的第一显示区中设置的像素区的剖面结构的剖视图;
图9是图解在根据本发明一个实施方式的显示装置中的第二显示区中设置的光透射区和像素区的剖面结构的图;
图10是示意性图解根据比较例的显示装置的像素区的图;
图11是示意性图解根据第一实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;
图12是图解根据第一实施方式在光路改变结构和像素组之间的布置关系的图;
图13是示出通过设置在根据第一实施方式的光路改变结构中的抗反射层的折射率和厚度改变的每个波长的阻挡率(blocking rate)的图表;
图14是图解根据实施方式的显示装置的子像素和边界线之间的布置关系的图;
图15是示意性图解根据第二实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;
图16是示出基于设置在根据第二实施方式的光路改变结构中的抗反射层和连接层的厚度的红外线阻挡率的图表;
图17是示意性图解根据第三实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;
图18A和18B是图解根据第三实施方式在光路改变结构和像素组之间的布置关系的图;
图19是示出通过设置在根据第三实施方式的光路改变结构中的透镜层改变的每个波长的阻挡率的图表;
图20是示出通过被设置为根据第三实施方式的光路改变结构的透镜层而获得的红外线阻挡率的图表;以及
图21是示出基于设置在根据第三实施方式的光路改变结构中的透镜层的相对于宽度的厚度,抵达光学装置的光量的图。
具体实施方式
本发明的优点和特征及其实现方法将通过以下参照附图描述的实施方式变得更清楚。然而,本发明不限于本文公开的实施方式,而是可以以各种不同的形式实施。提供实施方式是为了使得本发明的公开内容完整并将本发明的范围充分传达给所属领域的普通技术人员。请注意,本发明的范围仅由权利要求书来限定。
为了描述本发明的实施方式而在附图中公开的形状、尺寸、比例、角度、数量等是示例,本发明不限于例示的项目。相似的参考标记通篇表示相似的元件。此外,在描述本发明时,如果确定对相关已知技术的详细描述可不必要地模糊本发明的主题,将省略其详细描述。
当在本说明书中提及“包括”、“具有”、“包含”等时,可添加其他部分,除非使用了“仅”。在单数形式表达组件的情形下,其包括复数形式,除非有另外具体指明。
在解释组分时,即使没有单独描述,组分也被解释为包括误差范围。
在描述位置关系的情形下,例如,如果两部分的位置关系被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“在……之后”等,则一个或多个部分可位于这两个部分之间,除非明确使用了术语“直接”或“紧接”。
在描述实施方式时,使用第一、第二等来描述各种组件,但这些组件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。因此,在本发明的技术精神内,下文提及的第一组件可以是第二组件。
在整个说明书中,相同的参考数字指代相同的组件。
各实施方式的每一个的特征可整体上或者部分地彼此结合或组合,各种技术互锁和驱动是可能的,每个实施方式可彼此独立实施,或者彼此结合地实施。
近来,作为视觉信息传输机制的显示装置的重要性在面向信息的社会中进一步增强,并且正在对显示装置进行改进以满足诸如低功耗、小厚度、轻重量、高清晰度、高效率等之类的需求。
根据本发明一个实施方式的显示装置可通过基于设置在显示面板内部的光路改变结构使进入到传感器的不利地影响传感器的光量最少化,改进传感器的性能。因此,作为改进所述传感器的性能的结果,所述显示装置实现低功率操作。
在这种情形下,显示装置可提供用于关于控制光对传感器的影响的各种光路改变结构的设计标准。例如,显示装置可给出影响光路改变结构的各种因素(厚度、几何结构、折射率等)以及能够使不利地影响传感器的光量最少化的这些因素的实施方式。
图1是根据本发明一个实施方式的显示装置的概念图,图2A至2D是图解根据本发明一个实施方式的显示面板的第二显示区的各种布置位置和形状的图,图3是根据本发明实施方式的显示面板的示意性剖视图,图4是图解在根据本发明一个实施方式的显示面板的第一显示区中布置的像素的图。
参照图1,根据本发明一个实施方式的显示装置包括:显示面板100;光学装置200;以及外壳(case),显示面板100的整个前表面可被实现为显示区。因此,显示装置可实现全屏显示。此外,光学装置200可包括图像传感器(或摄像机)、接近度传感器(proximitysensor)、白色光照明装置、用于人脸识别的光学装置等。
显示区可包括第一显示区DA和第二显示区CA。在此,第一显示区DA和第二显示区CA输出图像,但是可具有不同的分辨率。
例如,设置在第二显示区CA中的多个第二像素的分辨率可低于设置在第一显示区DA中的多个第一像素的分辨率。由于设置在第二显示区CA中的多个第二像素的分辨率降低,所以可尽可能多地将足够量的光注入到设置在第二显示区CA中的传感器201和202中。但是,不必限于此;如果第二显示区CA具有足够的光透射率或者可实现适当的噪声补偿算法,则第一显示区DA的分辨率和第二显示区CA的分辨率可相同。
第二显示区CA可以是其中设置有传感器201和202的区域。由于第二显示区CA是与各种传感器交叠的区域,所以其比输出大部分图像的第一显示区DA具有更小的面积。
传感器201和202可包括图像传感器、接近度传感器、照度传感器、手势传感器、运动传感器、指纹识别传感器和生物传感器中的至少之一。举例来说,第一传感器201可以是红外传感器,第二传感器202可以是捕捉图像或视频的图像传感器,但不限于此。
参照图2A至2D,第二显示区CA可设置在光入射的各种位置处。举例来说,第二显示区CA可设置在显示区的左上侧,如图2A所示。此外,如图2B所示,第二显示区CA可设置在显示区的右上侧。此外,如图2C所示,第二显示区CA可整个设置在显示区的顶部上。此外,如图2D所示,第二显示区CA的宽度可进行各种修改。但是,第二显示区CA的位置不必限于图2A至2D所示的位置。例如,第二显示区CA可设置在显示区的中心或下端中。
下文中,第一显示区DA可被描述为显示区,第二显示区CA可被描述为成像区。
参照图3和图4,显示区DA和成像区CA可包括其中设置有多个像素的像素阵列,其中向多个像素写入像素数据。成像区CA的每英寸像素数(PPI)可低于显示区DA的每英寸像素数,以便确保成像区CA的光透射率。
显示区DA的像素阵列可包括其中设置有具有高PPI的多个像素的像素区(第一像素区)。此外,成像区CA的像素阵列可包括像素区(第二像素区),其中具有相对较低PPI的多个像素组(pixel group)通过光透射区彼此间隔地设置。在成像区CA中,外部光可经由具有高光透射率的光透射区穿过显示面板100,并且可透射到显示面板100的后表面上的传感器。
由于显示区DA和成像区CA包括像素,所以输入图像可再现在显示区DA和成像区CA上。
显示区DA和成像区CA的每个像素可包括具有不同颜色以实现彩色图像的子像素。子像素可包括红色子像素(下文称为“R子像素”)、绿色子像素(下文称为“G子像素”)和蓝色子像素(下文称为“B子像素”)。尽管未在图中示出,但是每个像素P可进一步包括白色子像素(下文称为“W子像素”)。此外,每个子像素可包括像素电路和发光器件OLED。在此,子像素可称为第一子像素、第二子像素和第三子像素。
成像区CA可包括像素,像素可通过在显示模式中写入输入图像的像素数据来显示输入图像。在这种情形下,由于光学装置200设置在显示面板100的后表面上并与成像区CA交叠,所以屏幕的显示区不会受到光学装置200的限制。因此,本发明的显示装置通过扩大屏幕的显示区可实现全屏显示,并且可提高屏幕设计的自由度。
摄像机模块可被设置为光学装置200,摄像机模块可在成像模式中捕捉外部图像并且输出照片或运动图像数据。摄像机模块的透镜可面对成像区CA。此外,外部光可经由成像区CA入射到摄像机模块的透镜,并且透镜可将光会聚到图中省略的图像传感器上。因此,摄像机模块可通过在成像模式中捕捉外部图像来输出照片或运动图像数据。
此外,设置为光学装置200的摄像机模块可以是包括红外传感器201的红外摄像机。在此,红外摄像机捕捉聚焦在人脸上的红外波长的点束(dot beam)。此外,红外摄像机可通过将穿过显示面板100的红外波长的光转换成电信号并将电信号转换成数字数据来产生面部图案数据(facial pattern data)。因此,当从红外照射仪照射的红外线照射到用户脸上并且通过红外摄像机来接收从脸反射的红外线时,主机系统的生物认证模块处理用户认证。在这种情形下,红外照射仪通过使用产生红外(IR)闪光的泛光照射仪(floodilluminator),即使在暗环境下也能实现人脸识别。
同时,为了确保光透射率,相比显示区DA,一些像素可从成像区CA去除。此外,用于由于去除的像素而补偿设置在成像区CA中的像素的亮度和颜色坐标的画面质量补偿算法可应用于显示装置。
在本发明中,低分辨率像素可设置在成像区CA中。因此,因为屏幕的显示区不会由于摄像机模块受到限制,所以可实现全屏显示。
显示面板100具有在X轴方向上的宽度、在Y轴方向上的长度以及在Z轴方向上的厚度。在此,根据显示装置的应用领域,显示面板100的宽度和长度可被设置为各种设计值。此外,X轴方向可指宽度方向或水平方向,Y轴方向可指长度方向或垂直方向,Z轴方向可指垂直方向、堆叠方向或厚度方向。在此,X轴方向、Y轴方向和Z轴方向可彼此垂直,但是也可指彼此不垂直的不同方向。因此,X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的每一个可被描述为第一方向、第二方向和第三方向的其中之一。此外,在X轴方向和Y轴方向上延伸的平面可指水平面。
显示面板100可包括设置在基板10上的电路层12以及设置在电路层12上的发光元件层14。此外,显示面板100可包括:设置在发光元件层14上的封装层16;设置在封装层16上的触摸传感器层18;以及设置在触摸传感器层18上的滤色器层20。
基板10可由绝缘材料或具有柔性的材料形成。例如,基板10可由玻璃、金属或塑料制成,但不限于此。
电路层12可包括:连接至诸如数据线、栅极线和电源线之类的布线的像素电路;连接至栅极线的栅极驱动器;等等。此外,电路层12可包括利用薄膜晶体管(TFT)实现的晶体管以及诸如电容器等之类的电路元件。在此,电路层12的布线和电路元件可利用多个绝缘层、通过插入在其间的绝缘层分离的两个或更多个金属层、以及包括半导体层材料的有源层实现。
发光元件层14可包括通过像素电路驱动的发光元件。在此,发光元件可利用有机发光二极管(OLED)实现。OLED可包括形成在阳极和阴极之间的有机化合物层。有机化合物层包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL),但不限于此。当电压被施加给OLED的阳极和阴极时,穿过空穴传输层(HTL)的空穴和穿过电子传输层(ETL)的电子可迁移到发光层(EML),以形成激子并且从发光层(EML)发射可见光。
发光元件层14可进一步包括设置在像素上以选择性地透射红色、绿色和蓝色波长的滤色器阵列。
发光元件层14可被保护膜覆盖,保护膜可被封装层覆盖。在此,保护膜可具有其中交替堆叠有机膜和无机膜的结构。在这种情形下,无机膜可阻挡湿气或氧气的渗透。此外,有机膜可使无机膜的表面平坦化。当有机膜和无机膜堆叠成多层时,湿气或氧气的移动路径长于单层时的移动路径,从而可有效地阻挡影响发光元件层14的湿气/氧气的渗透。
封装层16覆盖发光元件层14以密封电路层12和发光元件层14。在此,封装层16可具有其中有机膜和无机膜交替堆叠的多绝缘膜(multi-insulation film)结构。在这种情形下,无机膜阻挡湿气或氧气的渗透。此外,有机膜将无机膜的表面平坦化。当有机膜和无机膜堆叠成多层时,湿气或氧气的移动路径长于单层时的移动路径,从而可有效地阻挡影响发光元件层14的湿气/氧气的渗透。
触摸传感器层18可包括基于触摸输入之前和之后的电容变化来感测触摸输入的电容触摸传感器。触摸传感器层18可包括形成触摸电容器的电容的绝缘膜和金属布线图案。绝缘膜可将金属布线图案交叉的部分绝缘,并且将触摸传感器层的表面平坦化。
在图中省略的偏振板可粘附在触摸传感器层18上。偏振板可通过转换由电路层12的金属图案反射的外部光的偏振来改善可视性和对比度。在此,偏振板可被实现为线性偏振板和相位延迟膜接合在一起的偏振板或者可被实现为圆偏振板。此外,在图中省略的玻璃盖(cover glass)可粘附在偏振板上。
滤色器层20可形成在触摸传感器层18上。
滤色器层20可包括红色、绿色和蓝色滤色器。此外,滤色器层20可进一步包括黑色矩阵图案。滤色器层20可吸收从电路层12反射的光的一些波长,以代替偏振板的作用并且提高色纯度。在本实施方式中,具有比偏振板的光透射率更高的光透射率的滤色器层20可应用于显示面板100,以改进显示面板100的光透射率并且改进显示面板100的厚度和柔性。在图中省略的玻璃盖可粘附在滤色器层20上。
滤色器层20可包括覆盖滤色器和黑色矩阵图案的有机膜。有机膜的延伸部分可覆盖位于显示面板100的边框区,即,边缘区中的其余无机膜或基板10。
参照图4,显示区DA可包括以矩阵形式布置的单位像素PIX1和PIX2。单位像素PIX1和PIX2的每一个可被实现为其中三基色的R、G和B子像素被构造为一个像素的真实型(real-type)像素。在此,设置在显示区中的第一像素和第二像素可通过组合单位像素PIX1和PIX2形成。
单位像素PIX1和PIX2的每一个可进一步包括在图中省略的W子像素。此外,可通过使用子像素渲染(rendering)算法将两个子像素配置为一个像素。例如,第一单位像素PIX1可由R和G子像素构成,第二单位像素PIX2可由B和G子像素构成。在单位像素PIX1和PIX2的每一个中的不充分的颜色呈现可通过彼此相邻的像素之间的相应颜色数据的平均值而得到补偿。
图5A是图解在根据本发明一个实施方式的显示面板的第二显示区中设置的像素和光透射区的图;图5B是图5A中的部分A的放大图。
参照图5A和5B,多个光透射区AG可设置在多个第二像素之间。具体地,成像区CA可包括以预定距离分隔开的像素组PG以及设置在彼此相邻的像素组PG之间的光透射区AG。外部光可经由光透射区AG由摄像机模块的透镜接收。像素组PG可在像素区内彼此分隔开。
光透射区AG可包括不具有金属并且具有高光透射率的透明材料,从而光可以最小的光损耗入射。光透射区AG可由透明绝缘材料制成并且不包括金属布线或像素。因此,成像区CA的光透射率可随着光透射区AG的变大而提高。
一个或两个像素可包括在像素组PG中。像素组的每个像素可包括两个至四个子像素。例如,像素组中的一个像素可包括R、G和B子像素或者两个子像素,并且可进一步包括W子像素。
在光透射区AG之间的距离可小于在像素组PG之间的间距(节距)。在子像素之间的间距可小于在像素组PG之间的间距。
光透射区AG的形状被例示为圆形,但不限于此。例如,光透射区AG可被设计为诸如圆形、椭圆形和多边形之类的各种形状。
在光透射区AG中的所有金属电极材料可被去除。因此,像素的布线TS可设置在光透射区AG的外部。因此,光可经由光透射区AG有效地入射。但是,不必限于此,金属电极材料可保留在光透射区AG的一些区域中。
图6是图解根据本发明实施方式的显示面板和显示面板驱动器的图。
参照图6,显示装置可包括具有设置在屏幕上的像素阵列的显示面板100、显示面板驱动器等。
显示面板100的像素阵列可包括:数据线DL;与数据线DL交叉的栅极线GL;以及连接至数据线DL和栅极线GL并且布置成矩阵形式的像素P。像素阵列可进一步包括诸如图7所示的VDD线PL1、Vini线PL2和VSS线PL3之类的电源布线。
像素阵列可划分为如图3所示的电路层12和发光元件层14。此外,触摸传感器阵列可设置在发光元件层14上。在此,像素阵列的每个像素可包括如上所述的两个至四个子像素。每个子像素可包括设置在电路层12上的像素电路。
在显示面板100上的再现输入图像的屏幕可包括显示区DA和成像区CA。
显示区DA和成像区CA的每个子像素可包括像素电路。像素电路可包括:用于向发光元件OLED提供电流的驱动元件;用于采样驱动元件的阈值电压并且切换像素电路的电流路径的多个开关元件;用于保持驱动元件的栅极电压的电容器;等等。在这种情形下,像素电路可设置在发光元件的下方。
成像区CA可包括设置在像素组之间的光透射区AG以及设置在成像素CA下方的摄像机模块。摄像机模块可使用图像传感器在成像模式中对经由成像区CA入射的光进行光电转换,将从图像传感器输出的图像的像素数据转换成数字数据,并输出捕捉的图像数据。
显示面板驱动器可将输入图像的像素数据写入到像素P中。像素P可被解释为包括多个子像素的像素组。
显示面板驱动器可包括将像素数据的数据电压提供给数据线DL的数据驱动器以及将栅极脉冲依次提供给栅极线GL的栅极驱动器120。此外,数据驱动器可集成到驱动IC300中。此外,显示面板驱动器可进一步包括在图中省略的触摸传感器驱动器。
驱动IC 300可接合在显示面板100上。驱动IC 300从主机系统200接收输入图像的像素数据和时序信号,将像素数据的数据电压提供给像素,并且使数据驱动器和栅极驱动器120同步。
驱动IC 300可经由数据输出通道连接至数据线DL,以向数据线DL提供像素数据的数据电压。驱动IC 300可经由栅极时序信号输出通道输出用于控制栅极驱动器120的栅极时序信号。
栅极驱动器120可包括与像素阵列一起形成在显示面板100的电路层上的移位寄存器。栅极驱动器120的移位寄存器可在时序控制器的控制下向栅极线GL依次提供栅极信号。栅极信号可包括扫描脉冲和发光信号的EM脉冲。
主机系统400可利用应用处理器(AP)来实现。主机系统400可经由移动行业处理器接口(MIPI)将输入图像的像素数据传输给驱动IC 300。主机系统400可经由印刷电路例如柔性印刷电路(FPC)连接至驱动IC 300。
同时,显示面板100可利用可应用于柔性显示器的柔性面板来实现。
柔性面板可由所谓的“塑料OLED面板”制成。塑料OLED面板可包括背板以及粘附在背板上的有机薄膜上的像素阵列。触摸传感器阵列可形成在像素阵列上。
背板可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。像素阵列和触摸传感器阵列可形成在有机薄膜上。背板可阻挡朝向有机薄膜的湿气渗透,从而像素阵列不会暴露到湿气中。
有机薄膜可以是聚酰亚胺(PI)基板。多层缓冲膜可利用绝缘材料(未示出)形成在有机薄膜上。此外,电路层12和发光元件层14可堆叠在有机薄膜上。
在本发明的显示装置中,设置在电路层12上的像素电路和栅极驱动器可包括多个晶体管。晶体管可利用包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(TFT)、包括低温多晶硅(LTPS)的LTPS TFT等实现。此外,每个晶体管可被实现为p沟道TFT或n沟道TFT。
晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是向晶体管提供载流子的电极。晶体管中的载流子可从源极开始流动。漏极是用于将载流子从晶体管释放到外部的电极。
在晶体管中,载流子从源极流到漏极。在n沟道晶体管的情形下,载流子是电子,由此源极电压低于漏极电压,从而电子从源极流到漏极。在n沟道晶体管中,电流从漏极流到源极。
在p沟道晶体管(PMOS)的情形下,载流子是空穴,由此源极电压高于漏极电压,从而空穴从源极流到漏极。在p沟道晶体管中,由于空穴从源极流到漏极,所以电流从源极流到漏极。应注意,晶体管的源极和漏极在位置上不固定。例如,源极和漏极根据施加的电压可互换。因此,不会通过晶体管的源极和漏极施加限制。在下文描述中,晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
栅极脉冲在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压被设置为高于晶体管的阈值电压,栅极截止电压被设置为低于晶体管的阈值电压。
晶体管响应于栅极导通电压而导通,但是可响应于栅极截止电压而截止。在n沟道晶体管的情形下,栅极导通电压可以是栅极高电压VGH,栅极截止电压可以是栅极低电压VGL。在p沟道晶体管的情形下,栅极导通电压可以是栅极低电压VGL,栅极截止电压可以是栅极高电压VGH。
像素电路的驱动元件可利用晶体管来实现。驱动元件的电特性在所有像素之中都应当是均匀的,但是由于工艺变化和元件特性变化,在像素之间可存在差异,并且差异可随着显示驱动时间的流逝而改变。
为了补偿驱动元件的电特性变化,显示装置可包括内部补偿电路和外部补偿电路。内部补偿电路可添加到每个子像素中的像素电路,以对驱动元件的根据驱动元件的电特性而变化的阈值电压(Vth)和/或迁移率(μ)进行采样,并且对于变化进行实时补偿。
外部补偿电路可将经由与每个子像素连接的感测线感测的驱动元件的阈值电压和/或迁移率传输给外部补偿部。外部补偿电路的补偿部可通过反映出感测结果来调制输入图像的像素数据,由此补偿驱动元件的电特性变化。
根据外部补偿驱动元件的电特性而变化的像素电压可被感测,在外部电路中的基于感测电压的输入图像的数据可被调制,从而可补偿在像素之间驱动元件的电特性偏差。
图7是图解像素电路的一个示例的电路图。
图7所示的像素电路可等同地应用于显示区DA和成像区CA的像素电路。
参照图7,像素电路可包括:发光元件OLED;用于向发光元件OLED提供电流的驱动元件DT;以及用于通过使用多个开关元件M1至M6来采样驱动元件DT的阈值电压Vth并且通过驱动元件DT的阈值电压Vth来补偿驱动元件DT的栅极电压的内部补偿电路。驱动元件DT和开关元件M1至M6的每一个可被实现为p沟道TFT。
发光元件OLED可包括形成在阳极和阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)、电子注入层(EIL)等,但不限于此。当电压被施加给OLED的阳极和阴极时,穿过空穴传输层(HTL)的空穴和穿过电子传输层(ETL)的电子迁移到发光层(EML)以形成激子,并且从发光层(EML)发射可见光。
发光元件OLED的阳极可连接至第四节点n4,第四节点n4位于第四开关元件M4和第六开关元件M6之间。第四节点n4可连接至发光元件OLED的阳极、第四开关元件M4的第二电极以及第六开关元件M6的第二电极。发光元件OLED的阴极可连接至被施加低电位电源电压VSS的VSS线PL3。发光元件OLED可利用根据驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs流动的电流Ids而发光。发光元件OLED的电流路径可通过第三开关元件M3和第四开关元件M4进行切换。
存储电容器Cst1可连接在VDD线PL1和第二节点n2之间。通过驱动元件DT的阈值电压Vth而得到补偿的数据电压Vdata可充入存储电容器Cst中。由于每个子像素中的数据电压Vdata通过驱动元件DT的阈值电压Vth而得到补偿,所以子像素中驱动元件DT的特性偏差可得到补偿。
第一开关元件M1可响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通,以连接第二节点n2和第三节点n3。第二节点n2可连接至驱动元件DT的栅极、存储电容器Cst1的第一电极以及第一开关元件M1的第一电极。第三节点n3可连接至驱动元件DT的第二电极、第一开关元件M1的第二电极以及第四开关元件M4的第一电极。第一开关元件M1的栅极连接至第一栅极线GL1以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第一开关元件M1的第一电极可连接至第二节点n2,第一开关元件M1的第二电极可连接至第三节点n3。
第一开关元件M1在一个帧周期内的仅一个非常短的水平时段(1H)(其中第N扫描脉冲SCAN(N)被产生为栅极导通电压VGL)期间导通,并且在接近一个帧周期的时间内保持截止状态。为此,在第一开关元件M1的截止状态中可产生漏电流。
第二开关元件M2可响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL导通,以将数据电压Vdata提供给第一节点n1。第二开关元件M2的栅极连接至第一栅极线GL1,以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第二开关元件M2的第一电极可连接至第一节点n1。第二开关元件M2的第二电极可连接至被施加数据电压Vdata的数据线DL。第一节点n1可连接至第二开关元件M2的第一电极、第三开关元件M3的第二电极以及驱动晶体管DT的第一电极。
第三开关元件M3可响应于发光信号EM(N)的栅极导通电压VGL而导通,以将VDD线PL1连接至第一节点n1。第三开关元件M3的栅极可连接至第三栅极线GL3以接收发光信号EM(N)。第三开关元件M3的第一电极可连接至VDD线PL1。第三开关元件M3的第二电极可连接至第一节点n1。
第四开关元件M4可响应于发光信号EM(N)的栅极导通电压VGL而导通,以将第三节点n3连接至发光元件OLED的阳极。第四开关元件M4的栅极连接至第三栅极线GL3,以接收发光信号EM(N)。第四开关元件M4的第一电极可连接至第三节点n3,其第二电极可连接至第四节点n4。
第五开关元件M5可响应于第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通,以将第二节点n2连接至Vini线PL2。第五开关元件M5的栅极连接至第二栅极线GL2以接收于第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)。第五开关元件M5的第一电极可连接至第二节点n2,其第二电极可连接至Vini线PL2。
第六开关元件M6可可响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通,以将Vini线PL2连接至第四节点n4。第六开关元件M6的栅极连接至第一栅极线GL1,以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第六开关元件M6的第一电极可连接至Vini线PL2,其第二电极可连接至第四节点n4。
驱动元件DT可通过根据栅极-源极电压Vgs调节流经发光元件OLED的电流Ids来驱动发光元件OLED。驱动元件DT可包括连接至第二节点n2的栅极、连接至第一节点n1的第一电极以及连接至第三节点n3的第二电极。
图8是在根据本发明一个实施方式的显示面板中的第一显示区中设置的像素区的剖面结构的详细剖视图;图9是示出在根据本发明一个实施方式的显示装置中的第二显示区中设置的光透射区和像素区的剖面结构的图。
图8是图解在根据本发明一个实施方式的显示装置中像素区的剖面结构的图。在此,应注意,像素区的剖面结构不限于图8所示。在图8中,TFT表示像素电路的驱动元件DT。具体地,TFT1是作为设置在显示区中的LTPS TFT之一的第一TFT,TFT2是作为设置在显示区中的氧化物TFT之一的第二TFT。
参照图8,连接至像素电路的多个子像素电路和布线设置在显示面板100的显示区DA中。在此,显示区的像素电路包括:驱动红色发光元件的红色子像素的像素电路;驱动绿色发光元件的绿色子像素的像素电路;以及驱动蓝色发光元件的蓝色子像素的像素电路。此外,显示区可沿着显示面板100的X轴方向分离成多个电路区。
基板PI可包括第一基板PI1和第二基板PI2。此外,无机膜IPD可形成在第一基板PI1和第二基板PI2之间。在这种情形下,无机膜IPD阻挡湿气渗透。在此,由于基板PI可由聚酰亚胺形成,所以其可称为PI基板,第一基板PI1和第二基板PI2可称为第一PI基板和第二PI基板。
第一缓冲层BUF1可形成在第二基板PI2上。第一缓冲层BUF1可由其中堆叠有两个或更多个氧化物层SiO2和氮化物层SiNx的多层绝缘层形成。第一半导体层形成在第一缓冲层BUF1上。第一半导体层可包括在光刻工艺中图案化的多晶硅半导体层。第一半导体层可包括形成第一TFT TFT1中的半导体沟道的多晶硅有源图案ACT1。
第一栅极绝缘层GI1沉积在第一缓冲层BUF1上以覆盖第一半导体层的有源图案ACT1。第一栅极绝缘层GI1包括无机绝缘材料层。第一金属层形成在第一栅极绝缘层GI1上。第一金属层通过第一栅极绝缘层GI1与第一半导体层绝缘。
第一金属层包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第一金属层可包括第一TFT TFT1的栅极GE1和位于第二TFT TFT2下方的光屏蔽图案BSM。
第一层间绝缘层ILD1形成在第一栅极绝缘层GI1上以覆盖第一金属层的图案。第一层间绝缘层ILD1包括无机绝缘材料。第二缓冲层BUF2形成在第一层间绝缘层ILD1上。第二缓冲层BUF2包括单层或者多层无机绝缘材料。
第二半导体层包括形成第二TFT TFT2中的半导体沟道的氧化物半导体图案ACT2。第二栅极绝缘层GI2沉积在第二缓冲层BUF2上以覆盖第二半导体层的有源图案ACT2。第二栅极绝缘层GI2包括单层或多层无机绝缘材料。第二金属层形成在第二栅极绝缘层GI2上。第二金属层通过第二栅极绝缘层GI2与第二半导体层绝缘。
第二金属层包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者其中堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第二金属层包括第二TFT TFT2的栅极GE2和下电容器电极CE1。
第二层间绝缘层ILD2形成在第二栅极绝缘层GI2上以覆盖第二金属层的图案。第二层间绝缘层ILD2包括单层或多层无机绝缘材料。第三金属层形成在第二层间绝缘层ILD2上。第三金属层通过第二层间绝缘层ILD2与第二金属层绝缘。
第三金属层包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者其中堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第三金属层包括上电容器电极CE2。像素电路的电容器(Cst)由上电容器电极CE2、下电容器电极CE1以及其间的介电层,即,第二层间绝缘层ILD2构成。
覆盖第三金属层的图案的第三层间绝缘层ILD3形成在第二层间绝缘层ILD2上。第三层间绝缘层ILD3包括单层或多层无机绝缘材料。第四金属层形成在第三层间绝缘层ILD3上。第四金属层通过第二栅极绝缘层GI2与第二半导体层绝缘。
第四金属层SD1包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者其中堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第四金属层包括第一TFT TFT1的第一电极E11和第二电极E12以及第二TFT TFT2的第一电极E21和第二电极E22。第一TFT TFT1的第一电极E11和第二电极E12经由穿过绝缘层GI1、ILD1、BUF2、GI2、ILD2和ILD3的第一接触孔连接至第一有源图案ACT1。第二TFT TFT2的第一电极E21和第二电极E22经由穿过绝缘层GI2、ILD2和ILD3的第二接触孔连接至第二有源图案ACT2。第二TFT TFT2的第一电极E21可经由穿过绝缘层ILD1、BUF2、GI2、ILD2和ILD3的第三接触孔连接至光屏蔽图案BSM。在此,由于在具有较大电压差的栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动的电压,在第四金属层的金属图案E11至E22中可产生强电场。
第一平坦化层PLN1覆盖第四金属层的金属图案E11至E22。第一平坦化层PLN1利用有机绝缘材料厚厚地覆盖电路层12的显示区DA。当第一平坦化层PLN1涂覆在电路层12上时,有机绝缘材料流到显示面板100的边缘,并且覆盖在边框区(BZ)中的电路层12的侧表面。
第五金属层形成在第一平坦化层PLN1上。第五金属层通过第一平坦化层PLN1与第四金属层绝缘。第五金属层包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者其中堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第五金属层包括将发光元件连接至第二TFT TFT2的金属图案SD2。金属图案SD2经由穿透第一平坦化层PLN1的第四接触孔连接至第二TFT TFT2的第二电极E22。
第二平坦化层PLN2形成在第一平坦化层PLN1上以覆盖第五金属层的金属图案。第二平坦化层PL2利用有机绝缘材料厚厚地覆盖电路层12的显示区DA。第六金属层形成在第二平坦化层PLN2上。第二平坦化层PLN2将其上形成有第六金属层的表面平坦化。
第六金属层包括在光刻工艺中图案化的单个金属层或者其中堆叠有两个或更多个金属层的金属图案。第六金属层的图案包括发光元件的阳极AND。阳极AND经由穿透第二平坦化层PLN2的第五接触孔与连接至像素电路的第二TFT TFT2的金属图案SD2接触。
在发光元件层14中,堤部BNK形成在第二平坦化层PLN2上以覆盖阳极AND的边缘。在这种情形下,堤部BNK形成为分隔发光区(或开口区)的图案,其中光从每个像素经由发光区(或开口区)传播到外部。因此,堤部BNK可称为像素限定膜。堤部BNK可通过包括具有光敏性的有机绝缘材料在光刻工艺中被图案化。此外,具有预定高度的间隔部(spacer)SPC可形成在堤部BNK上。在这种情形下,堤部BNK和间隔部SPC可利用相同的有机绝缘材料一体地形成。此外,间隔部SPC确保在精细金属掩模(FMM)和阳极AND之间的间隙,从而在由有机化合物形成的发光器件的沉积工艺期间FMM不会与阳极AND接触。
用作发光元件的阴极CAT的第七金属层形成在利用堤部BNK和有机化合物层EL实现的发光元件上。第七金属层连接在显示区DA中的子像素之间。在此,有机化合物层EL可称为发光层或电致发光层。
封装层16包括覆盖发光元件的阴极CAT的多个绝缘层。多个绝缘层包括:覆盖阴极CAT的第一无机绝缘层PAS1;覆盖第一无机绝缘层PAS1的较厚的有机绝缘层PCL;以及覆盖有机绝缘层PCL的第二无机绝缘层PAS2。
触摸传感器层18包括:覆盖第二无机绝缘层PAS2的第三缓冲层BUF3;形成在第三缓冲层BUF3上的传感器电极布线TE1至TE3;以及覆盖传感器电极布线TE1至TE3的有机绝缘层PAC。
参照图9,第二显示区可包括像素区和光透射区。此外,第二显示区的像素区具有与图8所示的像素区相同的结构。但是,第二显示区的像素区与第一显示区的像素区的不同之处在于,其包括设置在电路层12的平坦化层和发光元件层14的阳极AND之间的抗反射层ARL1。在此,设置在抗反射层ARL1下方的平坦化层可以是第二平坦化层PLN2。
光透射区AG可包括不具有金属而具有高光透射率的透明媒介,从而光可以最小的光损耗入射。光透射区AG可由不包括金属布线或像素的透明绝缘材料形成。例如,相比像素区,诸如阳极AND和阴极CAT之类的金属布线可不设置在光透射区AG中。此外,有机化合物层EL可设置在光透射区AG中。
图10是示意性图解根据比较例的显示装置的像素区的图。图10是示出影响光学装置200的传感器201和202的光的光路径的图,其中基板10和电路层12的部分被省略。此外,图10所示的箭头可表示光路径。
参照图10,根据比较例的显示装置可包括第二显示区的像素区以及与第二显示区对应设置的光学装置200的传感器201和202,并且第二显示区的像素区可包括:分隔发光元件的堤部BNK;彼此分隔且彼此相邻设置的发光元件的阳极AND;以及设置在阳极AND下方的平坦化层PLN。由于阳极AND彼此分隔,所以在水平面上在阳极AND之间可形成空间S。空间S可形成在一个子像素的阳极和与这一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间。在这种情形下,空间S可被设置为在Z轴方向上与传感器201和202交叠。
在发光元件层14中产生的光通过空间S影响设置在平坦化层PLN下方的光学装置200的传感器201和202。例如,在图像传感器的情形下,由于光,在图像中可出现串扰失真。可选地,在红外传感器的情形下,由于光,在识别物体(比如人脸)时可出现错误。
具体地,以第一入射角θ1入射在堤部BNK上的光以第二出射角θ2在与堤部BNK之间的界面处发生折射。此外,通过堤部BNK折射的光经由平坦化层PLN入射到光学装置200的传感器201和202。在此,第一入射角θ1和第二出射角θ2由于折射率差异而不同。在这种情形下,堤部BNK的折射率可与平坦化层PLN的折射率相同。例如,堤部BNK的折射率和平坦化层PLN的折射率的值n可以是1.5。此外,有机化合物层EL的折射率可以是1.8。因此,通过堤部BNK折射的光通过空间S影响光学装置200的传感器201和202。
因此,根据本发明实施方式的显示装置可包括设置在第二显示区CA中以使抵达光学装置200的光的影响最小化的光路改变结构。因此,根据本发明实施方式的显示装置可通过经由光路改变结构使光对光学装置的影响最小化来改进传感器202和202的性能,并实现传感器的低功率驱动。
因此,根据本发明实施方式的显示装置给出改进光透射率特性的光路改变结构的各种实施方式,由此使第二显示区CA中抵达光学装置200的光的影响最小化。
下文中,将描述根据本发明实施方式的显示装置的各种实施方式。
图11是示意性图解根据第一实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;图12是示出根据第一实施方式在光路改变结构和像素组之间的布置关系的图。图11是基板10和电路层12的部分被省略以显示出抵达传感器的光的光路径的图。此外,图11所示的箭头可表示光路径。
参照图10至12,将根据第一实施方式的显示装置和根据比较例的显示装置相比较,根据第一实施方式的显示装置的不同之处在于:相对于平坦化层PLN具有不同折射率的抗反射层ARL1设置在平坦化层PLN和发光元件的阳极AND之间。
因此,根据第一实施方式的显示装置可通过抗反射层ARL1反射和折射经由空间S朝向光学装置200传播的光,从而使抵达光学装置200的光的影响最小化。
参照图11和12,根据第一实施方式的显示装置可包括第二显示区的像素区以及与第二显示区对应设置的光学装置200的传感器201和202,并且提供相对于平坦化层PLN具有不同折射率的抗反射层ARL1作为根据第一实施方式的光路改变结构,由此使抵达光学装置200的光的影响最小化。
根据第一实施方式的显示装置可包括:分隔发光元件的堤部BNK;彼此分隔且彼此相邻设置的发光元件的阳极AND;设置在阳极AND下方的平坦化层PLN;以及设置在平坦化层PLN和发光元件的阳极AND之间的抗反射层ARL1。此外,由于阳极AND被设置为彼此分隔,所以在水平面上在阳极AND之间可形成空间S,堤部BNK可设置在空间S中,空间S可被设置为与堤部BNK交叠,如图11所示。在这种情形下,空间S和堤部BNK可被设置为在Z轴方向上与抗反射层ARL1交叠。在此,在相同层上彼此相邻设置的阳极AND可称为第一阳极(AND1)和第二阳极(AND2)。
抗反射层ARL1可被形成为与表示第二像素的一个像素组PG具有相同的尺寸,并且抗反射层ARL1的区域对应于一个像素区PG的边界线BL,如图12所示。
因此,由于抗反射层ARL1具有与在Z轴方向上形成边界的平坦化层PLN和堤部BNK不同的折射率,所以经由空间S入射到抗反射层ARL1的光的一部分可被反射或折射。因此,经由空间S朝向光学装置200传播的光的路径通过抗反射层ARL1发生改变,由此使抵达光学装置200的光的影响最小化。在此,抗反射层ARL1的折射率大于堤部BNK和平坦化层PLN的折射率。例如,当堤部BNK的折射率和平坦化层PLN的折射率的值n是1.5时,抗反射层ARL1的折射率的值n等于或大于1.8。此外,抗反射层ARL1的折射率可等于有机化合物层EL的折射率,或者大于有机化合物层EL的折射率。
下文中,参照图11,将描述经由空间S朝向光学装置200传播的光的光路径。
由于有机化合物层EL和堤部BNK的折射率对于每种材料是不同的,所以以第一入射角θ1入射在堤部BNK上的光以第二出射角θ2在有机化合物层EL和堤部BNK之间的分界面处发生折射。
此外,以第二入射角θ2经由空间S入射在抗反射层ARL1上的光的一部分通过抗反射层ARL1被反射,并且另一部分以第三出射角θ3在堤部BNK和抗反射层ARL1的分界面处被反射,并入射到抗反射层ARL1中。
此外,以第三入射角θ3入射在平坦化层PLN上的光的一部分通过平坦化层PLN被反射,并且另一部分以第四出射角θ4在堤部BNK、抗反射层ARL1和平坦化层PLN的分界面处被反射。此外,又一部分的光在抗反射层ARL1的内部通过阳极AND和上述分界面被反射和消散。
因此,实质上抵达光学装置200的光可通过抗反射层ARL1被最少化。
同时,根据抗反射层ARL1的折射率和厚度,可调节经由空间S朝向光学装置200传播的光的阻挡率。例如,抗反射层ARL1可被形成为具有预定的厚度T1和折射率,从而可调节通过子像素照射的光的阻挡率。也就是说,抗反射层ARL1的折射率可被表示为根据第一实施方式的光路改变结构的第一因子(factor),抗反射层ARL1的厚度T1可被表示为第二因子。
图13是示出通过设置在根据第一实施方式的光路改变结构中的抗反射层的折射率和厚度改变的每个波长的阻挡率的图表。
参照图13,根据抗反射层ARL1的折射率,对于每个波长的阻挡率不同。因此,根据第一实施方式的显示装置可考虑到抵达光学装置200的波长的影响来调节抗反射层ARL1的折射率。也就是说,由于光的每个波长的影响根据设置在光学装置200中的传感器的类型而不同,考虑到这一点,可调节抗反射层ARL1的折射率。例如,在红外传感器的情形下,由于红色光的影响较大,考虑到这一点,可调节抗反射层ARL1的折射率。在此,抗反射层ARL1可由能够形成高折射率的透明材料形成,并且可由硅氮氧化物(SiON)、硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)、钛氧化物(TiOx)、锆氧化物(ZrOx)和锡氧化物(SnOx)中的一种或多种化合物形成。
此外,根据抗反射层ARL1的厚度T1,对于每个波长的阻挡率不同。因此,根据第一实施方式的显示装置可考虑到抵达光学装置200的波长的影响来调节抗反射层ARL1的厚度T1。也就是说,由于光的每个波长的影响根据设置在光学装置200中的传感器的类型而不同,考虑到这一点,可调节抗反射层ARL1的厚度T1。例如,在红外传感器的情形下,由于红色光的影响较大,考虑到这一点,可调节抗反射层ARL1的厚度T1。
此外,根据实施方式的显示装置可通过给出边界线与子像素之间的布置关系来优化抗反射层ARL1的区域的面积。
图14是图解根据实施方式的显示装置的子像素和边界线之间的布置关系的图。
参照图12和14,作为设置在第二显示区中的像素组PG的第二像素可包括多个子像素。在此,多个子像素可包括作为第一子像素的红色子像素R、作为第二子像素的绿色子像素G和作为第三子像素的蓝色子像素B。
多个子像素的每一个可被设置为彼此分隔,并且可设置在抗反射层ARL1上。
如图14所示,彼此相邻设置的红色子像素R和绿色子像素G可被设置为通过第一距离d1彼此分隔。此外,彼此相邻设置的绿色子像素G和蓝色子像素B可被设置为通过第二距离d2彼此分隔。在这种情形下,第一距离d1可以是子像素之间的最小距离。
此外,考虑到被设置为与空间S交叠的堤部BNK的布置,多个子像素的每一个可被设置为与边界线BL分隔。在这种情形下,子像素之间的最小距离可等于边界线BL与子像素之间的分隔距离d3。
图15是示意性图解根据第二实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;图16是示出基于被设置为根据第二实施方式的光路改变结构的抗反射层和连接层的厚度的红外线阻挡率的图表。此外,图15所示的箭头可表示光路径。
参照图15,将根据第一实施方式的显示装置与根据第二实施方式的显示装置进行比较,根据第二实施方式的显示装置的不同之处在于,其进一步包括设置在空间S中并且由与抗反射层ARL1相同的材料形成的连接层ARL2。
因此,根据第二实施方式的显示装置可通过抗反射层ARL1和连接层ARL2反射和折射经由空间S朝向光学装置200传播的光,由此使抵达光学装置200的光的影响最小化。在这种情形下,根据第二实施方式的显示装置可通过连接层ARL2增加抗反射层ARL1的厚度T1,以调节朝向光学装置200传播的光的阻挡率。
根据第二实施方式的显示装置可包括:分隔发光元件的堤部BNK;彼此分隔设置且彼此相邻设置以形成空间S的发光元件的阳极AND;设置在阳极AND下方的平坦化层PLN;设置在平坦化层PLN和发光元件的阳极AND之间的抗反射层ARL1;以及设置在空间S中的连接层ARL2,并且根据第二实施方式显示装置可提供相对于平坦化层PLN具有不同折射率的抗反射层ARL1和连接层ARL2作为根据第二实施方式的光路改变结构,由此使抵达光学装置200的光的影响最小化。
在此,连接层ARL2可从抗反射层ARL1的上部朝向堤部BNK延伸,以填充空间S。因此,可确认,基于连接层ARL2的厚度T2的红外线阻挡率相比图13所示的红外线阻挡率提高(参见图13和图16)。
因此,根据形成抗反射层ARL1和连接层ARL2的厚度,调节朝向光学装置200传播的光的阻挡率。
同时,作为示例,连接层ARL2被填入整个空间S中,但不必限于此。例如,连接层ARL2可被填入空间S的仅一部分中。因此,还可通过调节连接层ARL2的厚度T2来调节红外线阻挡率。
图17是示意性图解根据第三实施方式在光路改变结构和光路径之间的关系的图;图18A和18B是图解根据第三实施方式在光路改变结构和像素组之间的布置关系的图,其中图18A是为每个子像素设置透镜层的图,图18B是仅在红色子像素中设置透镜层的图。此外,图17中所示的箭头可表示光路径。
参照图17以及图18A和18B,将根据第二实施方式的显示装置和根据第三实施方式的显示装置相比较,根据第三实施方式的显示装置的不同之处在于:其进一步包括设置在连接层ARL2的上部上的透镜层ARL3。
因此,根据第三实施方式的显示装置可通过抗反射层ARL1、连接层ARL2和透镜层ARL3反射和折射朝向光学装置200传播的光,从而使抵达光学装置200的光的影响最小化。在这种情形下,根据第三实施方式的显示装置可通过透镜层ARL3增加抗反射层ARL1和连接层ARL2的厚度T1+T2,以调节朝向光学装置200传播的光的阻挡率。此外,根据第三实施方式的显示装置可通过透镜层ARL3的形状来使入射到透镜层ARL3中的光的折射角最小化,从而可引发光在抗反射层ARL1的内部全反射并且使光受限在抗反射层ARL1的内部。
根据第三实施方式的显示装置可包括:分隔发光元件的堤部BNK;彼此分隔设置且彼此相邻设置以形成空间S的发光元件的阳极AND;设置在阳极AND下方的平坦化层PLN;设置在平坦化层PLN和发光元件的阳极AND之间的抗反射层ARL1;设置在空间S中的连接层ARL2;以及设置在连接层ARL2的上部上的透镜层ARL3,并且根据第三实施方式的显示装置可提供相对于平坦化层PLN具有不同折射率的抗反射层ARL1、连接层ARL2和透镜层ARL3作为根据第三实施方式的光路改变结构,由此使抵达光学装置200的光的影响最小化。在这种情形下,透镜层ARL3可被设置为与连接层ARL2交叠。
在此,由于与连接层ARL2一体形成的透镜层ARL3设置在堤部BNK的内部并且从连接层ARL2的上部突出,所以抗反射层ARL1和连接层ARL2的厚度T1+T2可增加。在这种情形下,透镜层ARL3可被形成为具有预定厚度。
因此,根据通过抗反射层ARL1、连接层ARL2和透镜层ARL3形成的厚度T1+T2+T3,调节朝向光学装置200传播的光的阻挡率。
透镜层ARL3可被设置为与子像素相距预定分隔距离,并且可沿着多个子像素的至少之一的圆周(circumference)设置,或者可沿着每个子像素的圆周设置。
具体地,由于对于每个子像素形成的光的波长不同,考虑到对于每个波长的阻挡率,可在多个子像素的其中之一中形成透镜层ARL3。可选地,透镜层ARL3可沿着每个子像素的圆周设置,并且对于每个子像素可具有不同的形状。
同时,考虑到抵达光学装置200的光的影响,透镜层ARL3可形成为各种形状。
由于根据透镜层ARL3的形状来改变光路径,所以透镜层ARL3的形状可被表示为光路改变结构的影响光路改变的第三因子。
参照图17,透镜层ARL3可被形成为具有其中心厚度大于边缘厚度的半球形剖面。因此,透镜层ARL3可被形成为具有预定的厚度T3和宽度W以及弯曲的上表面,并且可沿着图18A和18B所示的子像素的圆周设置。在此,透镜层ARL3的宽度W可等于空间S的宽度并且可小于堤部BNK的宽度。
下文中,参照图17,将描述通过根据第三实施方式的光路改变结构朝向光学装置200传播的光的光路径。
由于有机化合物层EL和堤部BNK的折射率对于每种材料是不同的,所以以第一入射角θ1入射在堤部BNK上的光以第二出射角θ2在有机化合物层EL与堤部BNK之间的分界面处发生折射。
此外,在堤部BNK的分界面处折射的光以第五出射角θ5在堤部BNK和透镜层ARL3之间的分界面处被折射。在此,第五出射角θ5可通过透镜层ARL3的形状和折射率进行调节。
此外,以第五出射角θ5折射的光的一部分通过平坦化层PLN被反射,另一部分在堤部BNK、抗反射层ARL1和平坦化层PLN的分界面处以第四出射角θ4被反射。此外,光的又一部分在抗反射层ARL1的内部通过阳极AND和上述分界面被反射和消散。
因此,根据第三实施方式的显示装置可通过透镜层ARL3的形状使入射到透镜层ARL3的光的折射角最小化,并且可调节光路径,从而使光在抗反射层ARL1的内部被全反射和受限。
图19是示出通过被设置为根据第三实施方式的光路改变结构的透镜层改变的每个波长的阻挡率的图表;图20是示出通过被设置为根据第三实施方式的光路改变结构的透镜层而获得的红外线阻挡率的图表。
参照图13和19,根据透镜层ARL3的存在与否,对于每个波长的阻挡率是不同的。因此,根据第三实施方式的显示装置可通过考虑到抵达光学装置200的波长的影响利用透镜层ARL3的布置来调节光路径,并且可确认:对于每个波长的阻挡率可如图19所示提高。
也就是说,由于根据设置在光学装置200中的传感器的类型,每个波长的光的影响是不同的,考虑到这一点,可对于每个子像素选择透镜层ARL3的布置。
如图18B所示,当透镜层ARL3仅设置在红色子像素R周围时,可确认:基于透镜层ARL3的红外线阻挡率相比图16所示的红外线阻挡率提高(参见图16和20)。在红外传感器的情形下,由于红色光的影响较大,考虑到这一点,透镜层ARL3可仅设置在红色子像素R周围。
此外,根据第三实施方式的显示装置可通过调节透镜层ARL3的相对于宽度W的厚度T3来调节抵达光学装置200的光的量。在这种情形下,透镜层ARL3的厚度T3被形成为小于宽度W。
图21是示出基于被设置为根据第三实施方式的光路改变结构的透镜层的相对于宽度的厚度,抵达光学装置的光量的图。
参照图21,根据第三实施方式的显示装置可调节透镜层ARL3的相对于宽度W的厚度T3。例如,基于根据未应用透镜层ARL3的第一实施方式的显示装置,由于随着透镜层ARL3的相对于宽度W的厚度T3(T3/W)减小,抵达光学装置200的光的量(或者抵达透镜层ARL3的下部的光的量)减小,所以光学装置200的性能得到改进。具体地,透镜层ARL3的相对于宽度W的厚度T3越小,入射到透镜层ARL3中的光的折射角越小。结果,由于在抗反射层ARL1的内部被全反射和受限的光的量增大,所以抵达光学装置200的光的量减小。
因此,根据第三实施方式的显示装置可通过调节透镜层ARL3的相对于宽度W的厚度T3来改进光学装置200的性能。
同时,在根据第三实施方式的显示装置中,作为示例,抗反射层ARL1、连接层ARL2和透镜层ARL3形成为一体,但不必限于此。例如,透镜层ARL3可作为具有与抗反射层ARL1和连接层ARL2的折射率不同的折射率的单独材料而提供。因此,根据实施方式的显示装置可通过与抗反射层ARL1和连接层ARL2具有不同折射率的透镜层ARL3来调节抵达光学装置200的光的量。具体地,单独提供的透镜层ARL3的折射率大于抗反射层ARL1的折射率。
上述本发明的实施方式简要说明如下。
根据本发明实施方式的显示装置包括:显示面板,所述显示面板具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素以及设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及对应于所述第二显示区设置的传感器,其中所述显示面板包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,其中所述第二像素包括多个子像素,其中在所述多个子像素中的一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成有空间,并且通过所述抗反射层改变经由所述空间朝向所述传感器传播的光的路径。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述第二像素包括设置在所述子像素之间的像素限定膜,所述像素限定膜被设置为与所述抗反射层交叠。
根据本发明实施方式的显示装置可包括:显示面板,所述显示面板被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素以及设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及对应于所述第二显示区设置的传感器,其中所述显示面板可包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,所述第二像素可包括多个子像素以及设置在所述子像素之间的像素限定膜,所述像素限定膜可被设置为与所述抗反射层交叠。
在根据本发明实施方式的显示装置中,在设置在相同层上的多个子像素中的一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成的空间可被设置为与所述像素限定膜交叠。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述抗反射层的折射率可大于所述平坦化层的折射率。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述抗反射层可被形成为具有预定厚度,经由所述空间朝向所述传感器传播的光的阻挡率可根据所述抗反射层的厚度被调节。
在根据本发明实施方式的显示装置中,可进一步包括设置在所述空间中的连接层。
在根据本发明实施方式的显示装置中,可进一步包括设置在所述连接层的上部上的透镜层。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述抗反射层、所述连接层和所述透镜层可形成为一体。
在根据本发明实施方式的显示装置中,朝向所述传感器传播的光的阻挡率可根据通过所述抗反射层、所述连接层和所述透镜层所形成的厚度被调节。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述透镜层可沿着所述多个子像素的至少之一的圆周设置。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述透镜层可被形成为具有半球形剖面。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述透镜层可被形成为具有小于宽度的厚度,抵达所述传感器的光的量可随着所述透镜层的相对于宽度的厚度的减小而减小。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述透镜层可设置在所述像素限定膜的内部。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述多个子像素可包括第一子像素、第二子像素和第三子像素,所述透镜层可沿着所述第一子像素的圆周设置。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述传感器可以是红外传感器,所述第一子像素可以是红色子像素。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述透镜层的折射率可不同于所述抗反射层的折射率。
在根据本发明实施方式的显示装置中,所述第二像素可包括表示像素组的边界线,所述边界线可与所述抗反射层的区域相同,并且所述多个子像素的每一个可被设置为与所述边界线分隔。
在根据本发明实施方式的显示装置中,在彼此相邻设置的子像素之间的最小距离可等于在所述边界线和所述子像素之间的分隔距离。
本发明要实现的目的、用于实现目的方式以及上述本发明的效果不指明权利要求书的必要特征,因此,权利要求书的范围不受本发明具体描述的限制。
尽管参照附图更详细地描述了本发明的实施方式,但本发明不限于此,在不背离本发明的技术构思的情况下可以以诸多不同的形式实施本发明。因此,仅是为了例示的目的提供了本发明中公开的实施方式,这些实施方式并不旨在限制本发明的技术构思。本发明的技术构思的范围不限于此。因此,应当理解,上述实施方式在所有方面都是例示性的,并不限制本发明。应当基于所附的权利要求书解释本发明的保护范围,其等同范围内的所有技术构思都应当解释为落入本发明的范围内。
附图标记说明:
100:显示面板
200:光学装置
300:驱动IC
400:主机系统
AND:阳极
ARL1:抗反射层
ARL2:连接层
ARL3:透镜层
BNK:堤部
PLN:平坦化层
PLN1:第一平坦化层
PLN2:第二平坦化层
S:空间
Claims (25)
1.一种显示装置,包括:
显示面板,所述显示面板被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素和设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及
对应于所述第二显示区设置的传感器,
其中所述显示面板包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,
所述第二像素包括多个子像素,
其中在所述多个子像素中的一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成有空间,
通过所述抗反射层改变经由所述空间朝向所述传感器传播的光的路径。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述第二像素包括设置在所述子像素之间的像素限定膜,
所述像素限定膜被设置为与所述抗反射层交叠。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中所述像素限定膜的折射率和所述平坦化层的折射率相同。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述抗反射层的折射率等于或大于所述发光元件层的有机化合物层的折射率。
5.一种显示装置,包括:
显示面板,所述显示面板被配置为具有其中设置有多个第一像素的第一显示区以及其中设置有多个第二像素和设置在所述第二像素之间的光透射区的第二显示区;以及
对应于所述第二显示区设置的传感器,
其中所述显示面板包括:基板;设置在所述基板上的电路层;设置在所述电路层上的发光元件层;以及设置在所述电路层的平坦化层和所述发光元件层的阳极之间的抗反射层,
所述第二像素包括多个子像素以及设置在所述子像素之间的像素限定膜,
所述像素限定膜被设置为与所述抗反射层交叠。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中在设置在相同层上的多个子像素中的一个子像素的阳极和与所述一个子像素彼此相邻设置的另一子像素的阳极之间形成的空间被设置为与所述像素限定膜交叠。
7.根据权利要求2或6所述的显示装置,其中所述抗反射层的折射率大于所述平坦化层的折射率。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其中所述抗反射层被形成为具有预定厚度,
经由所述空间朝向所述传感器传播的光的阻挡率根据所述抗反射层的厚度被调节。
9.根据权利要求7所述的显示装置,还包括设置在所述空间中的连接层。
10.根据权利要求9所述的显示装置,还包括设置在所述连接层的上部上的透镜层。
11.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述抗反射层、所述连接层和所述透镜层形成为一体。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中朝向所述传感器传播的光的阻挡率根据通过所述抗反射层、所述连接层和所述透镜层所形成的厚度被调节。
13.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述透镜层沿着所述多个子像素的至少之一的圆周设置。
14.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述透镜层被形成为具有半球形剖面。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其中所述透镜层被形成为具有小于宽度的厚度,
抵达所述传感器的光的量随着所述透镜层的相对于宽度的厚度的减小而减小。
16.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述透镜层设置在所述像素限定膜的内部。
17.根据权利要求16所述的显示装置,其中所述多个子像素包括第一子像素、第二子像素和第三子像素,
所述透镜层沿着所述第一子像素的圆周设置。
18.根据权利要求17所述的显示装置,其中所述传感器是红外传感器,所述第一子像素是红色子像素。
19.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述透镜层的折射率不同于所述抗反射层的折射率。
20.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述第二像素包括表示像素组的边界线,
所述抗反射层的区域对应于所述边界线,
所述多个子像素的每一个被设置为与所述边界线分隔。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其中在彼此相邻设置的子像素之间的最小距离等于在所述边界线和所述子像素之间的分隔距离。
22.根据权利要求10所述的显示装置,其中所述透镜层的宽度等于所述空间的宽度并且小于所述像素限定膜的宽度。
23.根据权利要求10所述的显示装置,其中通过所述透镜层的形状来使入射到所述透镜层中的光在所述抗反射层的内部全反射并且受限在所述抗反射层的内部。
24.根据权利要求9所述的显示装置,其中所述连接层从所述抗反射层的上部朝向所述像素限定膜延伸,以填充所述空间。
25.根据权利要求19所述的显示装置,其中所述透镜层的折射率大于所述抗反射层的折射率。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication |