CN219843924U - 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:基体层,包括发光区域、感测区域以及设置在发光区域与感测区域之间的非发光区域;发光元件,设置在发光区域中;光学感测元件,设置在感测区域中;盖层,设置在发光元件和光学感测元件上并且与发光区域、感测区域和非发光区域叠置;无机层,设置在盖层上并且包括与感测区域叠置的第一开口;以及薄膜封装层,设置在无机层上并且包括第一封装无机层、设置在第一封装无机层上的封装有机层和设置在封装有机层上的第二封装无机层。在显示装置中,在无机层中形成与光学感测元件对应的开口,光学感测元件接收穿过无机层的开口的反射光。光感测元件接收的反射光的量不会因无机层而损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种显示装置。更具体地,本实用新型涉及一种能够识别生物特征信息的显示装置。
背景技术
通常,显示装置提供与用户通信的各种功能(诸如显示图像以向用户提供信息或感测用户输入)。近年来,显示装置一直在开发中以包括用于感测用户的生物特征信息的各种功能。
为了感测用户的生物特征信息,已经使用了各种方法(诸如感测电极之间的电容变化的电容方法、使用光学传感器感测入射光的光学方法以及使用压电材料感测振动的超声波方法)。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种显示装置,显示装置包括:基体层,包括发光区域、感测区域以及设置在发光区域与感测区域之间的非发光区域;发光元件,设置在发光区域中;光学感测元件,设置在感测区域中;盖层,设置在发光元件和光学感测元件上并且与发光区域、感测区域和非发光区域叠置;无机层,设置在盖层上并且包括与感测区域叠置的第一开口;以及薄膜封装层,设置在无机层上并且包括第一封装无机层、设置在第一封装无机层上的封装有机层和设置在封装有机层上的第二封装无机层。
在本实用新型的实施例中,盖层和无机层的厚度满足以下等式1:其中,λ表示可见光的波长,T1表示盖层的厚度,T2表示无机层的厚度,n1表示盖层在λ波长处的折射率,并且n2表示无机层在λ波长处的折射率。
在本实用新型的实施例中,无机层包括铋。
在本实用新型的实施例中,盖层包括有机材料。
在本实用新型的实施例中,盖层包括α-NPD、NPB、TPD、m-MTDATA、Alq3、CuPc、TPD15(N4,N4,N4',N4'-四(联苯-4-基)联苯-4,4'-二胺)、TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺)、环氧树脂或丙烯酸酯树脂。
在本实用新型的实施例中,显示装置还包括设置在薄膜封装层上的输入感测电极。
在本实用新型的实施例中,输入感测电极包括与发光区域和感测区域叠置的第二开口。
在本实用新型的实施例中,显示装置还包括设置在输入感测电极上并与非发光区域叠置的光阻挡图案。
在本实用新型的实施例中,光阻挡图案包括与第二开口叠置的第三开口。
在本实用新型的实施例中,第一开口与第三开口之中的对应的第三开口叠置,并且当在平面中观看时,对应的第三开口设置在第一开口内部。
在本实用新型的实施例中,显示装置还包括设置在输入感测电极上的光吸收层,其中,光吸收层吸收具有从约490nm至约505nm的范围的波长的光和具有从约585nm至约600nm的范围的波长的光。
在本实用新型的实施例中,光吸收层与发光区域、感测区域和非发光区域叠置。
在本实用新型的实施例中,光吸收层包括基体树脂和与基体树脂混合的染料或颜料。
在本实用新型的实施例中,第一封装无机层经由第一开口与盖层接触。
在本实用新型的实施例中,盖层包括与第一开口叠置的第四开口。
在本实用新型的实施例中,发光元件包括第一颜色发光元件、第二颜色发光元件和第三颜色发光元件,其中,一个第一颜色发光元件、两个第二颜色发光元件和一个第三颜色发光元件形成单位发光元件,并且两个光学感测元件设置为对应于单位发光元件。
在本实用新型的实施例中,发光元件包括第一颜色发光元件、第二颜色发光元件和第三颜色发光元件,并且光学感测元件设置在由一个第一颜色发光元件、两个第二颜色发光元件和一个第三颜色发光元件限定的区域的中心处。
根据本实用新型的实施例,显示装置包括:基体层,包括发光区域、感测区域以及设置在发光区域与感测区域之间的非发光区域;发光元件,设置在发光区域中并且包括第一电极、设置在第一电极上的第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的发光层;光学感测元件,设置在感测区域中并且包括第一光学感测电极、设置在第一光学感测电极上的第二光学感测电极以及设置在第一光学感测电极与第二光学感测电极之间的光电转换层;有机层,设置在发光元件的第二电极和光学感测元件的第二光学感测电极上,并且与发光区域、感测区域和非发光区域叠置;无机层,设置在有机层上并且包括与感测区域叠置的第一开口;以及薄膜封装层,设置在无机层上并且包括第一封装无机层、设置在第一封装无机层上的封装有机层和设置在封装有机层上的第二封装无机层,其中,由无机层反射的第一反射光与由发光元件的第二电极或光学感测元件的第二光学感测电极反射的第二反射光相消干涉。
在本实用新型的实施例中,无机层包括铋。
在本实用新型的实施例中,显示装置还包括设置在薄膜封装层上的光吸收层,其中,光吸收层吸收具有从约490nm至约505nm的范围的波长的光和具有从约585nm至约600nm的范围的波长的光。
在显示装置中,在无机层中形成与光学感测元件对应的开口,光学感测元件接收穿过无机层的开口的反射光。光感测元件接收的反射光的量不会因无机层而损失。
附图说明
通过参照附图详细描述本实用新型的实施例,本实用新型的上面和其它特征将变得更加明显,在附图中:
图1是根据本实用新型的实施例的显示装置的透视图;
图2是根据本实用新型的实施例的显示装置的剖视图;
图3是根据本实用新型的实施例的显示装置的框图;
图4是根据本实用新型的实施例的显示区域的一部分的放大平面图;
图5A是根据本实用新型的实施例的发光元件与像素驱动电路之间的连接关系以及光学感测元件与传感器驱动电路之间的连接关系的平面图;
图5B是根据本实用新型的实施例的图5A中所示的发光元件与像素驱动电路之间的连接关系以及光学感测元件与传感器驱动电路之间的连接关系的电路图;
图5C是根据本实用新型的实施例的图5B中所示的传感器的读出时序的波形图;
图6A是根据本实用新型的实施例的红色像素和传感器的电路图;
图6B是示出图6A的红色像素和传感器的操作的波形图;
图7是根据本实用新型的实施例的显示面板的剖视图;
图8A、图8B和图8C是沿着图4和图5A的线I-I'截取的显示装置的剖视图;
图9是光吸收层的透射率作为波长的函数的曲线图;
图10A是根据本实用新型的实施例的输入传感器的平面图;并且
图10B是图10A的输入传感器的一部分的放大平面图。
具体实施方式
在本公开中,将理解的是,当元件(或区域、层或部分)被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,该元件(或区域、层或部分)可以直接在所述另一元件或层上、直接连接或直接结合到所述另一元件或层,或者可以存在居间元件或层。
在整个说明书中,同样的标记可以指同样的元件。在附图中,示出了各种厚度、长度和角度,并且尽管所示的布置确实表示本实用新型的实施例,但是将理解的是,在本实用新型的精神和范围内,各种厚度、长度和角度的修改可以是可能的,并且本实用新型不必限于所示的具体厚度、长度和角度。如在此所使用的,术语“和/或”可以包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
将理解的是,尽管在此可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如,在不脱离本实用新型的教导的情况下,下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。如在此所使用的,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“该(所述)”也旨在包括复数形式。
为了易于描述,在此可以使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下(下部)”、“在……上方”、“上(上部)”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是,空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中的除了附图中所描绘的方位之外的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为“在”其它组件或特征“下方”或“下面”的组件将被定向为“在”其它组件或特征“上方”。
在下文中,将参照附图描述本实用新型的实施例。
图1是根据本实用新型的实施例的显示装置DD的透视图。图2是根据本实用新型的实施例的显示装置DD的剖视图。
参照图1和图2,显示装置DD可以具有矩形形状,该矩形形状具有沿第一方向DR1的长边和沿与第一方向DR1交叉的第二方向DR2的短边。然而,显示装置DD的形状不应该限于矩形形状,并且显示装置DD可以具有各种形状(诸如圆形形状、多边形形状等)。例如,显示装置DD可以具有带有倒圆(圆形)拐角的矩形形状。
显示装置DD可以响应于电信号而被激活。显示装置DD可以应用于各种电子装置。例如,显示装置DD可以应用于电子装置(诸如智能手表、平板计算机、笔记本计算机、计算机或智能电视等)。
在下文中,基本上垂直于由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面的法线方向被称为第三方向DR3。在以下描述中,表达“当在平面中观看时”或“在平面上”可以意味着在第三方向DR3上观看的状态。
显示装置DD的上表面可以被限定为显示表面IS,并且可以基本上平行于由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面。由显示装置DD产生的图像IM可以通过显示表面IS提供给用户。
显示装置DD的显示表面IS可以被划分成透射区域TA和边框区域BZA。图像IM可以通过透射区域TA显示。用户可以通过透射区域TA观看图像IM。在本实施例中,透射区域TA可以具有带有倒圆(圆形)顶点的四边形形状。然而,这仅是一个示例,并且透射区域TA可以具有各种形状,并且不应该具体地限于此。
边框区域BZA可以与透射区域TA相邻。边框区域BZA可以具有预定的颜色。边框区域BZA可以至少部分地围绕透射区域TA。因此,透射区域TA的形状可以由边框区域BZA限定,然而,这仅是一个示例。根据本实用新型的实施例,边框区域BZA可以仅与透射区域TA的一侧相邻地设置,或者可以被省略。
显示装置DD可以感测从外部施加到其的外部输入。外部输入可以包括从外部提供的各种外部输入。例如,外部输入可以包括当以预定的距离靠近或接近显示装置DD时施加的外部输入(例如,悬停输入)以及由用户的身体(例如,用户的手指US_F)或由附加装置(例如,有源笔、数字转换器等)的触摸输入。此外,外部输入可以包括各种形式(诸如力、压力、温度或光)。
显示装置DD可以感测从外部施加到其的用户的生物特征信息。显示装置DD可以包括设置在显示表面IS中的生物特征信息感测区域,以感测用户的生物特征信息。生物特征信息感测区域可以设置在透射区域TA的整个部分中,或者可以设置在透射区域TA的一部分中。作为示例,图1示出了其中透射区域TA的整个部分用作生物特征信息感测区域的结构。
显示装置DD可以包括窗WM、显示模块DM和壳体EDC。在本实用新型的所呈现实施例中,窗WM和壳体EDC可以彼此结合以形成显示装置DD的外观。窗WM和壳体EDC彼此连接以形成其中可以设置有显示装置DD的组件的内部空间。
窗WM的前表面可以提供显示装置DD的显示表面IS。窗WM可以包括光学透明的绝缘材料。例如,窗WM可以包括玻璃材料或塑料材料。窗WM可以具有单层结构或多层结构。作为示例,窗WM可以包括通过粘合剂彼此结合的多个塑料膜或者玻璃基底和通过粘合剂结合到玻璃基底的塑料膜。
显示模块DM可以包括显示面板DP和输入传感器ISL。显示面板DP可以响应于电信号而显示图像IM,并且输入传感器ISL可以感测从外部施加到其的外部输入。外部输入可以以各种形式提供。
根据本实用新型的实施例的显示面板DP可以是发光型显示面板,然而,本实用新型不应该具体地限于此。例如,显示面板DP可以是有机发光显示面板或无机发光显示面板。有机发光显示面板的发光层可以包括有机发光材料。无机发光显示面板的发光层可以包括无机发光材料(例如,量子点或量子棒)。在下文中,有机发光显示面板将被描述为显示面板DP的代表性示例。
参照图2,显示面板DP可以包括基体层BL、像素层PXL和薄膜封装层TFE。例如,显示面板DP可以是柔性显示面板,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。作为示例,显示面板DP可以是相对于折叠轴折叠的可折叠的显示面板或者可以是刚性显示面板。
基体层BL可以包括合成树脂层。例如,合成树脂层可以是聚酰亚胺类树脂层,然而,用于合成树脂层的材料不应该具体地限于此。此外,基体层BL可以包括玻璃基底、金属基底或有机/无机复合材料基底。
像素层PXL可以设置在基体层BL上。像素层PXL可以包括电路层DP_CL和元件层DP_ED。电路层DP_CL可以设置在基体层BL与元件层DP_ED之间。电路层DP_CL可以包括电路元件和至少一个绝缘层。在下文中,包括在电路层DP_CL中的绝缘层被称为中间绝缘层。中间绝缘层可以包括至少一个中间无机层和至少一个中间有机层。电路元件可以包括例如像素驱动电路和传感器驱动电路。像素驱动电路可以包括在显示图像的像素中的每个中,并且传感器驱动电路可以包括在识别外部信息的传感器中的每个中。外部信息可以是生物特征信息。作为示例,传感器可以是指纹识别传感器、接近传感器和虹膜识别传感器。此外,传感器可以是以光学方式识别生物特征信息的光学传感器。电路层DP_CL还可以包括连接到像素驱动电路和/或传感器驱动电路的信号线。
元件层DP_ED可以包括包含在像素中的每个中的发光元件和包含在传感器中的每个中的光学感测元件。作为示例,光学感测元件可以是光电二极管。光学感测元件可以是感测由用户的指纹反射的光或响应于光的传感器。稍后将详细描述电路层DP_CL和元件层DP_ED。
薄膜封装层TFE可以封装元件层DP_ED。薄膜封装层TFE可以包括例如至少一个有机层和至少一个无机层。
输入传感器ISL可以设置在显示面板DP上。输入传感器ISL可以设置在薄膜封装层TFE上。例如,输入传感器ISL可以直接设置在薄膜封装层TFE上。输入传感器ISL可以通过连续工艺形成在显示面板DP上。例如,粘合构件可以不设置在输入传感器ISL与显示面板DP之间。
输入传感器ISL可以感测外部输入(例如,用户的触摸),可以将外部输入转换为预定的输入信号,并且可以将输入信号施加到显示面板DP。输入传感器ISL可以包括多个输入感测电极(在下文中,被称为感测电极)以感测外部输入。感测电极可以通过互电容方法或自电容方法感测外部输入。显示面板DP可以从输入传感器ISL接收输入信号,并且可以产生与输入信号对应的图像。
显示模块DM还可以包括抗反射层CFL。抗反射层CFL可以吸收从显示装置DD的外部入射到其的自然光,或者可以吸收自然光的特定波长范围内的光,并且因此,可以减少外部光的反射量。作为示例,抗反射层CFL可以设置在输入传感器ISL上,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。稍后将详细描述抗反射层CFL。
显示装置DD还可以包括粘合层AL。窗WM可以通过粘合层AL附着到输入传感器ISL。例如,粘合层AL可以包括光学透明粘合剂(OCA)、光学透明粘合树脂(OCR)或压敏粘合剂(PSA)。
壳体EDC可以结合到窗WM。壳体EDC和结合到壳体EDC的窗WM可以提供预定的内部空间。显示模块DM可以容纳在内部空间中。壳体EDC可以包括具有相对高的刚性的材料。例如,壳体EDC可以包括玻璃、塑料或金属材料或者由它们的组合构成的多个框架和/或板。壳体EDC可以稳定地保护容纳在内部空间中的显示装置DD的组件免受外部冲击的影响。电池模块可以设置在显示模块DM与壳体EDC之间,以供应用于显示装置DD的整体操作的电源。
图3是根据本实用新型的实施例的显示装置DD的框图。
参照图3,显示装置DD可以包括显示面板DP、驱动控制器100和驱动电路。作为示例,驱动电路可以包括数据驱动器200、扫描驱动器300、光发射驱动器350、电压产生器400和读出电路500。例如,电压产生器400和读出电路500可以与驱动控制器100以单个驱动芯片实现;然而,本实用新型不限于此。
驱动控制器100可以接收图像信号RGB和控制信号CTRL。驱动控制器100可以将图像信号RGB的数据格式转换为适合于数据驱动器200与驱动控制器100之间的接口的数据格式,以产生图像数据信号DATA。驱动控制器100可以产生第一控制信号SCS、第二控制信号ECS、第三控制信号DCS和第四控制信号RCS。
数据驱动器200可以从驱动控制器100接收第三控制信号DCS和图像数据信号DATA。数据驱动器200可以将图像数据信号DATA转换为数据信号,并且可以将数据信号输出到稍后描述的多条数据线DL1至DLm。数据信号可以是与图像数据信号DATA的灰度值对应的模拟电压。
扫描驱动器300可以从驱动控制器100接收第一控制信号SCS。扫描驱动器300可以响应于第一控制信号SCS而将扫描信号输出到扫描线。
电压产生器400可以产生操作显示面板DP的电压。在本实施例中,电压产生器400可以产生第一驱动电压ELVDD、第二驱动电压ELVSS、第一初始化电压VINT1和第二初始化电压VINT2。
显示面板DP可以包括与透射区域TA(参照图1)对应的显示区域DA和与边框区域BZA(参照图1)对应的非显示区域NDA。
显示面板DP可以包括多个像素PX和多个传感器FX。多个像素PX可以设置在显示区域DA中,并且多个传感器FX可以设置在显示区域DA中。作为示例,传感器FX中的每个可以设置在彼此相邻的两个像素PX之间。像素PX和传感器FX可以在第一方向DR1和第二方向DR2上彼此交替地布置,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。例如,两个或更多个像素PX可以设置在传感器FX之中的在第一方向DR1上彼此相邻的两个传感器FX之间,或者两个或更多个像素PX可以设置在传感器FX之中的在第二方向DR2上彼此相邻的两个传感器FX之间。
显示面板DP可以包括初始化扫描线SIL1至SILn、补偿扫描线SCL1至SCLn、写入扫描线SWL1至SWLn、黑色扫描线SBL1至SBLn、光发射控制线EML1至EMLn、数据线DL1至DLm和读出线RL1至RLh。初始化扫描线SIL1至SILn、补偿扫描线SCL1至SCLn、写入扫描线SWL1至SWLn、黑色扫描线SBL1至SBLn和光发射控制线EML1至EMLn可以在第二方向DR2上延伸。初始化扫描线SIL1至SILn、补偿扫描线SCL1至SCLn、写入扫描线SWL1至SWLn、黑色扫描线SBL1至SBLn和光发射控制线EML1至EMLn可以在第一方向DR1上布置,并且可以在第一方向DR1上彼此间隔开。数据线DL1至DLm和读出线RL1至RLh可以在第一方向DR1上延伸,并且可以在第二方向DR2上彼此间隔开地布置。
像素PX可以电连接到初始化扫描线SIL1至SILn、补偿扫描线SCL1至SCLn、写入扫描线SWL1至SWLn、黑色扫描线SBL1至SBLn、光发射控制线EML1至EMLn和数据线DL1至DLm。例如,像素PX中的每个可以电连接到四条扫描线。然而,连接到像素PX中的每个的扫描线的数量不应该限于此或由此限制。
传感器FX可以电连接到写入扫描线SWL1至SWLn和读出线RL1至RLh。传感器FX中的每个可以电连接到一条扫描线,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。连接到传感器FX中的每个的扫描线的数量可以变化。作为示例,读出线RL1至RLh的数量可以对应于数据线DL1至DLm的数量的一半(1/2),然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。此外,读出线RL1至RLh的数量可以对应于数据线DL1至DLm的数量的1/4或1/8。
扫描驱动器300可以设置在显示面板DP的非显示区域NDA中。扫描驱动器300可以从驱动控制器100接收第一控制信号SCS。响应于第一控制信号SCS,扫描驱动器300可以将初始化扫描信号输出到初始化扫描线SIL1至SILn,并且可以将补偿扫描信号输出到补偿扫描线SCL1至SCLn。此外,响应于第一控制信号SCS,扫描驱动器300可以将写入扫描信号输出到写入扫描线SWL1至SWLn,并且可以将黑色扫描信号输出到黑色扫描线SBL1至SBLn。此外,扫描驱动器300可以包括第一扫描驱动器和第二扫描驱动器。第一扫描驱动器可以输出初始化扫描信号和补偿扫描信号,并且第二扫描驱动器可以输出写入扫描信号和黑色扫描信号。
光发射驱动器350可以设置在显示面板DP的非显示区域NDA中。光发射驱动器350可以从驱动控制器100接收第二控制信号ECS。光发射驱动器350可以响应于第二控制信号ECS而将光发射控制信号输出到光发射控制线EML1至EMLn。根据本实用新型的实施例,扫描驱动器300可以连接到光发射控制线EML1至EMLn。在这种情况下,可以省略光发射驱动器350,并且扫描驱动器300可以将光发射控制信号输出到光发射控制线EML1至EMLn。
读出电路500可以从驱动控制器100接收第四控制信号RCS。读出电路500可以响应于第四控制信号RCS而从读出线RL1至RLh接收感测信号。读出电路500可以处理来自读出线RL1至RLh的感测信号,并且可以将处理的感测信号S_FS提供到驱动控制器100。驱动控制器100可以基于感测信号S_FS来识别生物特征信息。
图4是根据本实用新型的实施例的显示区域DA的一部分的放大平面图。
图4示出了重复地布置在显示区域DA中的单位区域RPU。单位像素和至少一个传感器FX可以设置在单位区域RPU中的每个中。单位像素可以是像素组,并且像素组可以以多个设置并且可以重复地布置。
单位像素可以包括第一颜色像素PX-R、两个第二颜色像素PX-G1和PX-G2以及第三颜色像素PX-B。在本实施例中,第一颜色可以是红色。此外,第二颜色可以是绿色,并且第三颜色可以是蓝色。在本实施例中,第一颜色像素PX-R可以产生红色源光(在下文中,被称为红光)。此外,第二颜色像素PX-G1和PX-G2可以产生绿色源光(在下文中,被称为绿光),并且第三颜色像素PX-B可以产生蓝色源光(在下文中,被称为蓝光)。
红光可以具有等于或大于约580nm并且等于或小于约675nm的波长,并且中心波长范围可以等于或大于约610nm并且等于或小于约645nm。绿光可以具有等于或大于约510nm并且等于或小于约570nm的波长,并且中心波长范围可以等于或大于约515nm并且等于或小于约545nm。蓝光可以具有等于或大于约410nm并且等于或小于约480nm的波长,并且中心波长范围可以等于或大于约440nm并且等于或小于约460nm。在本实施例中,中心波长范围可以是其中放置有峰值波长的范围。
在本实施例中,两个传感器FX可以设置在单位区域RPU中的每个中。第一颜色像素PX-R可以包括第一颜色发光元件。此外,两个第二颜色像素PX-G1和PX-G2中的每个可以包括第二颜色发光元件,并且第三颜色像素PX-B可以包括第三颜色发光元件。
图4示出了第一颜色发光元件的第一发光区域LA-R、第二颜色发光元件的第二发光区域LA-G1和LA-G2以及第三颜色发光元件的第三发光区域LA-B。在第一发光区域LA-R、第二发光区域LA-G1和LA-G2以及第三发光区域LA-B之中,第三发光区域LA-B具有最大的尺寸(例如,平面面积),并且第二发光区域LA-G1和LA-G2具有最小的尺寸(例如,平面面积)。此外,图4中示出了两个传感器FX的光学感测元件的感测区域SA。一个第一颜色发光元件、两个第二颜色发光元件和一个第三颜色发光元件可以限定单位发光元件,并且一个第一发光区域LA-R、两个第二发光区域LA-G1和LA-G2以及一个第三发光区域LA-B可以限定单位发光区域。
在第二方向DR2上布置的单位区域RPU可以具有彼此相同的像素布置,并且第一颜色像素PX-R和第三颜色像素PX-B的位置可以在沿第一方向DR1布置的单位区域RPU中的每个中改变。在单位区域RPU之中,第一类型单位区域可以与第二类型单位区域沿着第一方向DR1交替地布置。
参照单位区域RPU中的每个,第二发光区域LA-G1和LA-G2可以在第二方向DR2上彼此对准。第二发光区域LA-G1和LA-G2的中心点GC1和GC2可以在第二方向DR2上彼此对准。在第一方向DR1上,感测区域SA中的每个可以与第二发光区域LA-G1和LA-G2之中的对应的第二发光区域对准。在第一方向DR1上,感测区域SA的中心点OC可以与第二发光区域LA-G1和LA-G2的中心点GC1和GC2对准。
在第二方向DR2上,第一发光区域LA-R、第三发光区域LA-B和感测区域SA可以彼此对准。在第二方向DR2上,第一发光区域LA-R的中心点RC、第三发光区域LA-B的中心点BC和感测区域SA的中心点OC可以彼此对准。一个感测区域SA可以设置在第一发光区域LA-R与第三发光区域LA-B之间,并且第一发光区域LA-R和第三发光区域LA-B中的一个可以设置在彼此相邻的两个感测区域SA之间。
参照图4,感测区域SA中的每个可以设置在由第一发光区域LA-R、第三发光区域LA-B和两个第二发光区域LA-G1和LA-G2限定的区域的中心处而与单位区域RPU的类型无关。例如,中心可以在第一发光区域LA-R与第三发光区域LA-B之间。感测区域SA中的每个可以在第二方向DR2上设置在第一发光区域LA-R与第三发光区域LA-B之间,并且可以在第一方向DR1上设置在两个第二发光区域LA-G1之间或两个第二发光区域LA-G2之间。
图5A是根据本实用新型的实施例的发光元件与像素驱动电路之间的连接关系以及光学感测元件与传感器驱动电路之间的连接关系的平面图。图5B是图5A中所示的发光元件与像素驱动电路之间的连接关系以及光学感测元件与传感器驱动电路之间的连接关系的电路图。图5C是根据本实用新型的实施例的图5B中所示的传感器的读出时序的波形图。
在下文中,第一颜色像素PX-R可以是红色像素。第二颜色像素PX-G1和PX-G2可以是绿色像素,并且第三颜色像素PX-B可以是蓝色像素。此外,第一颜色发光元件可以是红色发光元件ED_R。第二颜色发光元件可以是绿色发光元件ED_G1和ED_G2,并且第三颜色发光元件可以是蓝色发光元件ED_B。此外,第一发光区域LA-R、第二发光区域LA-G1和LA-G2以及第三发光区域LA-B可以分别是红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和LA-G2以及蓝色发光区域LA-B。
参照图5A,红色发光元件ED_R的第一电极R_AE和红色发光层R_EL可以对应于图4中所示的红色发光区域LA-R。第一绿色发光元件ED_G1的第一电极G1_AE和绿色发光层G1_EL可以对应于第二发光区域LA-G1和LA-G2中的一个,并且第二绿色发光元件ED_G2的第一电极G2_AE和发光层G2_EL可以对应于第二发光区域LA-G1和LA-G2中的另一个。蓝色发光元件ED_B的第一电极B_AE和蓝色发光层B_EL可以对应于第三发光区域LA-B。第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1和光电转换层O_RL1可以对应于单位区域RPU内的两个感测区域SA中的一个,并且第二光学感测元件OPD2的第一电极O_AE2和光电转换层O_RL2可以对应于两个感测区域SA中的另一个。
红色像素PX-R的像素驱动电路R_PD、第一绿色像素PX-G1的像素驱动电路G1_PD、第二绿色像素PX-G2的像素驱动电路G2_PD、蓝色像素PX-B的像素驱动电路B_PD和传感器驱动电路O_SD可以设置在单位区域RPU中。
发光元件ED_R、ED_G1、ED_G2和ED_B的第一电极R_AE、G1_AE、G2_AE和B_AE中的每个可以电连接到像素驱动电路R_PD、G1_PD、G2_PD和B_PD之中的对应的像素驱动电路。例如,红色发光元件ED_R可以电连接到像素驱动电路R_PD。例如,红色发光元件ED_R的第一电极R_AE可以经由接触孔连接到对应的像素驱动电路R_PD。
传感器FX可以包括第一光学感测元件OPD1、第二光学感测元件OPD2和传感器驱动电路O_SD。在本实施例中,第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2可以电连接到一个传感器驱动电路O_SD。传感器FX还可以包括将第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2彼此电连接的路由线RW。第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1可以经由路由线RW连接到第二光学感测元件OPD2的第一电极O_AE2,并且第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1可以经由接触孔连接到传感器驱动电路O_SD。根据本实用新型的实施例,第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2可以连接到彼此不同的传感器驱动电路O_SD。该情况与其中两个传感器FX设置在一个单位区域RPU中的结构相同。
图5B示意性地示出了写入扫描线SWL1至SWL4、读出线RL1和RL2和数据线DL1至DL8与像素PX-R、PX-G1、PX-G2和PX-B以及传感器FX之间的连接关系。将基于在第二方向DR2上布置的第一单位区域RPU1和第二单位区域RPU2而进行描述。
像素PX-R、PX-G1、PX-G2和PX-B中的每个可以连接到四条扫描线,例如,写入扫描线、补偿扫描线、初始化扫描线和黑色扫描线。为了便于解释和清楚起见,图5B仅示出了四条扫描线之中的一条扫描线(例如,写入扫描线)。
图5B示出了写入扫描线SWL1至SWLn(参照图3)之中的四条写入扫描线SWL1至SWL4、数据线DL1至DLm(参照图3)之中的八条数据线DL1至DL8以及读出线RL1至RLh(参照图3)之中的两条读出线RL1和RL2。
布置在第一单位区域RPU1中的像素PX-R、PX-G1、PX-G2和PX-B可以连接到第一写入扫描线SWL1和第一数据线DL1至第四数据线DL4。布置在第二单位区域RPU2中的像素PX-R、PX-G1、PX-G2和PX-B可以连接到第一写入扫描线SWL1和第五数据线DL5至第八数据线DL8。设置在第一单位区域RPU1中的传感器FX可以连接到第一写入扫描线SWL1和第一读出线RL1,并且设置在第二单位区域RPU2中的传感器FX可以连接到第一写入扫描线SWL1和第二读出线RL2。
参照图5B和图5C,在写入扫描信号SW1至SWn之中的施加到对应的写入扫描线SWL1至SWL4的写入扫描信号SW1至SW4的激活时段SP期间,传感器驱动电路O_SD可以将第一感测信号FS1和第二感测信号FS2分别输出到第一读出线RL1和第二读出线RL2。
图6A是根据本实用新型的实施例的红色像素PX-R和传感器FX的电路图,并且图6B是示出图6A的红色像素PX-R和传感器FX的操作的波形图。
图6A示出了图3中所示的像素PX之中的红色像素PX-R的等效电路图。由于像素PX可以具有彼此基本上相同的电路结构,因此将基于红色像素PX-R进行电路结构的描述,并且将省略其它像素的细节。此外,图6A示出了图3中所示的传感器FX中的一个传感器FX的等效电路图。由于传感器FX可以具有彼此基本上相同的电路结构,因此将详细描述一个传感器FX的电路结构,并且将省略其它传感器的描述。
参照图6A,红色像素PX-R可以连接到第i数据线DLi、第j初始化扫描线SILj、第j补偿扫描线SCLj、第j写入扫描线SWLj、第j黑色扫描线SBLj和第j光发射控制线EMLj。
像素驱动电路R_PD可以包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和第五晶体管T5、第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2以及一个电容器Cst。第一晶体管T1至第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2中的至少一个可以是包括低温多晶硅(LTPS)半导体层的晶体管。第一晶体管T1至第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2中的一些晶体管可以是P型晶体管,并且其它晶体管可以是N型晶体管。作为示例,第一晶体管T1、第二晶体管T2和第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2中的每个可以是PMOS晶体管,并且第三晶体管T3和第四晶体管T4中的每个可以是NMOS晶体管。在下文中,将基于PMOS晶体管描述第一晶体管T1、第二晶体管T2和第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2的源极、漏极和栅极,并且将基于NMOS晶体管描述第三晶体管T3和第四晶体管T4的源极、漏极和栅极。
例如,第一晶体管T1至第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2中的至少一个可以是包括至少一个氧化物半导体层的晶体管。作为示例,第三晶体管T3和第四晶体管T4中的每个可以是氧化物半导体晶体管,并且第一晶体管T1、第二晶体管T2和第五晶体管T5中的每个以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2中的每个可以是硅晶体管。
像素驱动电路R_PD的电路结构不应该限于图6A中所示的实施例。图6A中所示的像素驱动电路R_PD仅是示例,并且可以改变像素驱动电路R_PD的电路结构。作为示例,第一晶体管T1至第五晶体管T5中的全部以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2可以是P型晶体管或N型晶体管。
第j初始化扫描线SILj、第j补偿扫描线SCLj、第j写入扫描线SWLj、第j黑色扫描线SBLj和第j光发射控制线EMLj可以分别将第j初始化扫描信号SIj、第j补偿扫描信号SCj、第j写入扫描信号SWj、第j黑色扫描信号SBj和第j光发射控制信号EMj传输到红色像素PX-R。第i数据线DLi可以将第i数据信号Di传输到红色像素PX-R。第i数据信号Di可以具有与输入到显示装置DD(参照图3)的图像信号RGB(参照图3)对应的电压电平。
第一驱动电压线VL1和第二驱动电压线VL2可以分别将第一驱动电压ELVDD和第二驱动电压ELVSS传输到红色像素PX-R。此外,第一初始化电压线VL3和第二初始化电压线VL4可以分别将第一初始化电压VINT1和第二初始化电压VINT2传输到红色像素PX-R。
第一晶体管T1可以连接在第一驱动电压ELVDD施加到其的第一驱动电压线VL1与红色发光元件ED_R之间。第一晶体管T1可以包括通过第一光发射控制晶体管ET1连接到第一驱动电压线VL1的源极、通过第二光发射控制晶体管ET2连接到红色发光元件ED_R的第一电极R_AE(参照图5A)的漏极和连接到电容器Cst的一端(例如,第一节点N1)的栅极。第一晶体管T1可以根据第二晶体管T2的开关操作经由第i数据线DLi接收第i数据信号Di,并且可以将驱动电流Id供应到红色发光元件ED_R。
第二晶体管T2可以连接在数据线DLi与第一晶体管T1的源极之间。第二晶体管T2可以包括连接到数据线DLi的源极、连接到第一晶体管T1的源极的漏极和连接到第j写入扫描线SWLj的栅极。第二晶体管T2可以响应于通过第j写入扫描线SWLj施加到其的写入扫描信号SWj而导通,并且可以将从第i数据线DLi提供的第i数据信号Di传输到第一晶体管T1的源极。
第三晶体管T3可以连接在第一晶体管T1的漏极与第一节点N1之间。第三晶体管T3可以包括连接到第一晶体管T1的栅极的源极、连接到第一晶体管T1的漏极的漏极和连接到第j补偿扫描线SCLj的栅极。第三晶体管T3可以响应于通过第j补偿扫描线SCLj施加到其的第j补偿扫描信号SCj而导通,并且可以将第一晶体管T1的漏极和栅极彼此连接,因此,第一晶体管T1可以以二极管构造连接。
第四晶体管T4可以连接在第一初始化电压VINT1施加到其的第一初始化电压线VL3与第一节点N1之间。第四晶体管T4可以包括连接到传输第一初始化电压VINT1的第一初始化电压线VL3的源极、连接到第一节点N1的漏极和连接到第j初始化扫描线SILj的栅极。第四晶体管T4可以响应于通过第j初始化扫描线SILj施加到其的第j初始化扫描信号SIj而导通。导通的第四晶体管T4可以将第一初始化电压VINT1供应到第一节点N1,以使第一晶体管T1的栅极的电位(即,第一节点N1的电位)初始化。
第一光发射控制晶体管ET1可以包括连接到第一驱动电压线VL1的源极、连接到第一晶体管T1的源极的漏极和连接到第j光发射控制线EMLj的栅极。第二光发射控制晶体管ET2可以包括连接到第一晶体管T1的漏极的源极、连接到红色发光元件ED_R的第一电极R_AE(参照图5A)的漏极和连接到第j光发射控制线EMLj的栅极。第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2可以响应于通过第j光发射控制线EMLj施加到其的第j光发射控制信号EMj而基本上同时导通。通过导通的第一光发射控制晶体管ET1提供的第一驱动电压ELVDD可以由以二极管构造的第一晶体管T1补偿,然后可以供应到红色发光元件ED_R。
第五晶体管T5可以包括连接到第二初始化电压VINT2施加到其的第二初始化电压线VL4的漏极、连接到第二光发射控制晶体管ET2的漏极的源极和连接到第j黑色扫描线SBLj的栅极。第二初始化电压VINT2可以具有等于或低于第一初始化电压VINT1的电压电平的电压电平。
如上面所描述的,电容器Cst的一端可以连接到第一晶体管T1的栅极,并且电容器Cst的另一端可以连接到第一驱动电压线VL1。红色发光元件ED_R的第二电极(或例如,阴极)可以连接到传输第二驱动电压ELVSS的第二驱动电压线VL2。第二驱动电压ELVSS可以具有比第一驱动电压ELVDD的电压电平低的电压电平。作为示例,第二驱动电压ELVSS可以具有比第一初始化电压VINT1和第二初始化电压VINT2中的每个的电压电平低的电压电平。
参照图6A和图6B,第j光发射控制信号EMj可以在非发光时段NEP期间具有高电平。第j初始化扫描信号SIj可以在非发光时段NEP内被激活。当具有高电平的第j初始化扫描信号SIj在第j初始化扫描信号SIj的激活时段AP1(在下文中,被称为第一激活时段)期间通过第j初始化扫描线SILj而被提供时,第四晶体管T4可以响应于具有高电平的第j初始化扫描信号SIj而导通。第一初始化电压VINT1可以通过导通的第四晶体管T4施加到第一晶体管T1的栅极,并且第一节点N1可以被初始化为第一初始化电压VINT1。因此,第一激活时段AP1可以是红色像素PX-R的初始化时段。
然后,当第j补偿扫描信号SCj被激活并且具有高电平的第j补偿扫描信号SCj在第j补偿扫描信号SCj的激活时段AP2(在下文中,被称为第二激活时段)期间通过第j补偿扫描线SCLj而被提供时,第三晶体管T3可以导通。第一晶体管T1可以通过第三晶体管T3以二极管构造连接,并且可以被正向偏置。第一激活时段AP1可以不与第二激活时段AP2叠置。
第j写入扫描信号SWj可以在第二激活时段AP2内被激活。第j写入扫描信号SWj可以在激活时段AP4(在下文中,被称为第四激活时段)期间具有低电平。在第四激活时段AP4期间,第二晶体管T2可以响应于具有低电平的第j写入扫描信号SWj而导通。然后,从通过第i数据线DLi提供的第i数据信号Di的减小了第一晶体管T1的阈值电压(Vth)的补偿电压“Di-Vth”可以施加到第一晶体管T1的栅极。也就是说,第一晶体管T1的栅极的电位可以是补偿电压“Di-Vth”。第四激活时段AP4可以与第二激活时段AP2叠置。第二激活时段AP2的持续时间可以大于第四激活时段AP4的持续时间。
第一驱动电压ELVDD和补偿电压“Di-Vth”可以分别施加到电容器Cst的两端,并且电容器Cst可以充入有与电容器Cst的两端之间的电压差对应的电荷。第j补偿扫描信号SCj的高电平时段可以被称为红色像素PX-R的补偿时段。
此外,第j黑色扫描信号SBj可以在第j补偿扫描信号SCj的第二激活时段AP2内被激活。第j黑色扫描信号SBj可以在激活时段AP3(在下文中,被称为第三激活时段)期间具有低电平。在第三激活时段AP3期间,第五晶体管T5可以响应于通过第j黑色扫描线SBLj向其施加的具有低电平的第j黑色扫描信号SBj而导通。驱动电流Id的一部分可以经由第五晶体管T5被旁路作为旁路电流Ibp。第三激活时段AP3可以与第二激活时段AP2叠置。第二激活时段AP2的持续时间可以大于第三激活时段AP3的持续时间。第三激活时段AP3可以在第四激活时段AP4之前,并且可以不与第四激活时段AP4叠置。
在其中红色像素PX-R显示黑色图像的情况下,即使第一晶体管T1的最小驱动电流作为驱动电流Id流动,红色发光元件ED_R也发射光,因此红色像素PX-R可能无法适当地显示黑色图像。因此,根据本实用新型的实施例的红色像素PX-R的第五晶体管T5可以将第一晶体管T1的最小驱动电流的一部分分配到另一电流路径作为旁路电流Ibp,而不是分配到红色发光元件ED_R的电流路径。在这种情况下,第一晶体管T1的最小驱动电流可以是在第一晶体管T1的栅极-源极电压(Vgs)小于阈值电压(Vth)并且第一晶体管T1截止的条件下流到第一晶体管T1的电流。以这种方式,当在第一晶体管T1截止的条件下流到第一晶体管T1的最小驱动电流(例如,小于约10pA的电流)传输到红色发光元件ED_R时,可以显示具有黑色灰度的图像。在其中红色像素PX-R显示黑色图像的情况下,旁路电流Ibp相对于最小驱动电流的影响相对较大,然而,在其中显示图像(诸如正常图像或白色图像)的情况下,旁路电流Ibp相对于驱动电流Id的影响可以忽略。因此,当显示黑色图像时,从驱动电流Id减小了通过第五晶体管T5旁路的旁路电流Ibp的量的电流(即,发光电流Ied)可以提供到红色发光元件ED_R,因此,可以清楚地显示黑色图像。因此,红色像素PX-R可以使用第五晶体管T5显示准确的黑色灰度图像,结果,可以改善对比度。
此外,从第j光发射控制线EMLj提供的第j光发射控制信号EMj的电平可以从高电平改变为低电平。第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2可以响应于具有低电平的第j光发射控制信号EMj而导通。结果,驱动电流Id可以由于第一晶体管T1的栅极的电压与第一驱动电压ELVDD之间的电压差而产生。此外,驱动电流Id可以经由第二光发射控制晶体管ET2供应到红色发光元件ED_R,因此,发光电流Ied可以流过红色发光元件ED_R。
再次参照图6A,传感器FX可以连接到读出线RL1至RLh之中的第d读出线RLd、第j写入扫描线SWLj和复位控制线RCL。
传感器FX可以包括包含至少一个光学感测元件(例如,OPD1和OPD2)的光检测单元LSUb以及传感器驱动电路O_SD。彼此并联连接的两个光学感测元件OPD1和OPD2示出为代表性示例。第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2的第一电极可以连接到第一感测节点SN1,并且第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2的第二电极可以连接到传输第二驱动电压ELVSS的第二驱动电压线VL2。
传感器驱动电路O_SD可以包括三个晶体管ST1、ST2和ST3。三个晶体管ST1至ST3可以分别是复位晶体管ST1、放大晶体管ST2和输出晶体管ST3。复位晶体管ST1、放大晶体管ST2和输出晶体管ST3中的至少一个可以是氧化物半导体晶体管。作为示例,复位晶体管ST1可以是氧化物半导体晶体管,并且放大晶体管ST2和输出晶体管ST3可以是硅晶体管,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,至少复位晶体管ST1和输出晶体管ST3可以是氧化物半导体晶体管,并且放大晶体管ST2可以是硅晶体管。
此外,复位晶体管ST1、放大晶体管ST2和输出晶体管ST3中的至少一个可以是P型晶体管,并且其它晶体管可以是N型晶体管。作为示例,放大晶体管ST2和输出晶体管ST3可以是PMOS晶体管,并且复位晶体管ST1可以是NMOS晶体管,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,复位晶体管ST1、放大晶体管ST2和输出晶体管ST3中的全部可以是N型晶体管或P型晶体管。在下文中,将基于PMOS晶体管描述放大晶体管ST2和输出晶体管ST3的源极、漏极和栅极,并且将基于NMOS晶体管描述复位晶体管ST1的源极、漏极和栅极。
例如,在复位晶体管ST1、放大晶体管ST2和输出晶体管ST3之中,复位晶体管ST1可以是与红色像素PX-R的第三晶体管T3和第四晶体管T4相同类型的晶体管。作为另一示例,放大晶体管ST2和输出晶体管ST3可以是与红色像素PX-R的第一晶体管T1、第二晶体管T2和第五晶体管T5以及第一光发射控制晶体管ET1和第二光发射控制晶体管ET2相同类型的晶体管。
传感器驱动电路O_SD的电路结构不应该限于图6A中所示的电路结构。图6A中所示的传感器驱动电路O_SD仅是示例,并且传感器驱动电路O_SD的电路结构可以以各种方式改变。
复位晶体管ST1可以包括经由复位电压线VL5接收复位电压Vrst的源极、连接到第一感测节点SN1的漏极和接收复位控制信号RST的栅极。复位晶体管ST1可以响应于复位控制信号RST而将第一感测节点SN1的电位复位到复位电压Vrst。复位控制信号RST可以是通过复位控制线RCL提供的信号,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。此外,复位控制信号RST可以是通过第j补偿扫描线SCLj提供的第j补偿扫描信号SCj。例如,复位晶体管ST1可以接收通过第j补偿扫描线SCLj提供的第j补偿扫描信号SCj作为复位控制信号RST。作为示例,至少在复位控制信号RST的激活时段期间,复位电压Vrst可以具有比第二驱动电压ELVSS的电压电平低的电压电平。复位电压Vrst可以是保持在比第二驱动电压ELVSS的电压电平低的电压电平处的DC电压。
放大晶体管ST2可以包括接收感测驱动电压SLVD的源极、连接到第二感测节点SN2的漏极和连接到第一感测节点SN1的栅极。放大晶体管ST2可以根据第一感测节点SN1的电位而导通,并且可以将感测驱动电压SLVD施加到第二感测节点SN2。作为示例,感测驱动电压SLVD可以是第一驱动电压ELVDD以及第一初始化电压VINT1和第二初始化电压VINT2中的一个。当感测驱动电压SLVD是第一驱动电压ELVDD时,放大晶体管ST2的源极可以电连接到第一驱动电压线VL1。当感测驱动电压SLVD是第一初始化电压VINT1时,放大晶体管ST2的源极可以电连接到第一初始化电压线VL3,并且当感测驱动电压SLVD是第二初始化电压VINT2时,放大晶体管ST2的源极可以电连接到第二初始化电压线VL4。
输出晶体管ST3可以包括连接到第二感测节点SN2的源极、连接到第d读出线RLd的漏极和通过第j写入扫描线SWLj接收输出控制信号的栅极。输出晶体管ST3可以响应于输出控制信号而将感测信号FSd施加到第d读出线RLd。输出控制信号可以是通过第j写入扫描线SWLj提供的第j写入扫描信号SWj。例如,输出晶体管ST3可以接收通过第j写入扫描线SWLj提供的第j写入扫描信号SWj作为输出控制信号。
传感器FX的第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2可以在发光元件ED_R、ED_G1、ED_G2和ED_B(参照图5A)的发光时段期间暴露于光。光可以从发光元件ED_R、ED_G1、ED_G2和ED_B中的至少一个发射。
当用户的手指US_F(参照图1)触摸显示表面IS(参照图1)时,光学感测元件OPD1和OPD2可以产生与由用户的指纹的脊或用户的指纹的脊之间的谷反射的光对应的光电荷,并且所产生的光电荷可以累积在第一感测节点SN1中。放大晶体管ST2可以是源随放大器,源随放大器产生与输入到放大晶体管ST2的栅极的第一感测节点SN1的电荷的量成比例的源-漏电流。
在第四激活时段AP4(参照图6B)期间,具有低电平的第j写入扫描信号SWj可以经由第j写入扫描线SWLj施加到输出晶体管ST3。当输出晶体管ST3响应于具有低电平的第j写入扫描信号SWj而导通时,与流过放大晶体管ST2的电流对应的感测信号FSd可以输出到第d读出线RLd。
当在复位时段RSP(参照图5C)期间具有高电平的复位控制信号RST通过复位控制线RCL被提供时,复位晶体管ST1可以导通。复位时段RSP可以被限定为复位控制线RCL的激活时段(即,高电平时段)。此外,当复位晶体管ST1是PMOS晶体管时,具有低电平的复位控制信号RST可以在复位时段RSP期间施加到复位控制线RCL。在复位时段RSP期间,第一感测节点SN1可以被复位到与复位电压Vrst对应的电位。作为示例,复位电压Vrst可以具有比第二驱动电压ELVSS的电压电平低的电压电平。
然后,当复位时段RSP结束时,第一光学感测元件OPD1和第二光学感测元件OPD2可以产生与提供到其的光对应的光电荷,并且所产生的光电荷可以累积在第一感测节点SN1中。
图7是根据本实用新型的实施例的显示面板DP的剖视图。图8A至图8C是沿着图4和图5A的线I-I'截取的显示装置DD的剖视图。图9是光吸收层LAL的透射率作为波长的函数的曲线图。
参照图7,显示面板DP可以包括基体层BL、电路层DP_CL、元件层DP_ED和薄膜封装层TFE。电路层DP_CL、元件层DP_ED和薄膜封装层TFE可以设置在基体层BL上。
基体层BL可以包括例如合成树脂层。合成树脂层可以包括可热固化树脂。例如,合成树脂层可以包括聚酰亚胺类树脂,然而,用于合成树脂层的材料不应该具体地限于此。合成树脂层可以包括例如丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚异戊二烯类树脂、乙烯基类树脂、环氧类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂、纤维素类树脂、硅氧烷类树脂、聚酰胺类树脂和苝类树脂中的至少一种。根据本实用新型的实施例,基体层BL可以包括玻璃基底、金属基底或有机/无机复合材料基底。
例如,至少一个无机层可以设置在基体层BL的上表面上。无机层可以包括例如氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锆和氧化铪中的至少一种。无机层可以以多层形成。无机层可以形成阻挡层BRL和/或缓冲层BFL。根据本实用新型的实施例,缓冲层BFL和阻挡层BRL可以选择性地设置在基体层BL上。
阻挡层BRL可以防止外来物质从外部进入。阻挡层BRL可以包括例如氧化硅层和氮化硅层。根据本实用新型的实施例,阻挡层BRL可以包括与氮化硅层交替地堆叠的氧化硅层。
缓冲层BFL可以设置在阻挡层BRL上。缓冲层BFL可以增大基体层BL与半导体图案之间或基体层BL与导电图案之间的粘合性。根据本实用新型的实施例,缓冲层BFL可以包括氧化硅层和氮化硅层。氧化硅层和氮化硅层可以彼此交替地堆叠。
半导体图案可以设置在缓冲层BFL上。在下文中,设置在缓冲层BFL上的半导体图案被称为第一半导体图案。例如,半导体图案可以直接设置在缓冲层BFL上。第一半导体图案可以包括例如硅半导体。第一半导体图案可以包括例如多晶硅,然而,它不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,第一半导体图案可以包括非晶硅。
图7仅示出了第一半导体图案的一部分,并且第一半导体图案还可以设置在其它区域中。第一半导体图案可以根据其是否掺杂或者其掺杂有N型掺杂剂还是P型掺杂剂而具有不同的电性质。第一半导体图案可以包括掺杂区和非掺杂区。掺杂区可以掺杂有N型掺杂剂或P型掺杂剂。P型晶体管可以包括掺杂有P型掺杂剂的掺杂区,并且N型晶体管可以包括掺杂有N型掺杂剂的掺杂区。
掺杂区可以具有比非掺杂区的导电率大的导电率,并且可以基本上用作电极或信号线。非掺杂区可以基本上对应于晶体管的沟道区。例如,第一半导体图案的一部分可以是晶体管的沟道区。此外,第一半导体图案的另一部分可以是晶体管的源极或漏极,并且第一半导体图案的其它部分可以是连接电极或连接信号线。
如图7中所示,第一晶体管T1的源极S1、沟道区A1和漏极D1可以由第一半导体图案形成。源极S1和漏极D1可以设置在沟道区A1的相对侧。
图7示出了由半导体图案形成的信号传输区域CSL的一部分。当在平面中观看时,信号传输区域CSL可以连接到第二光发射控制晶体管ET2(参照图6A)的漏极。
第一绝缘层10可以设置在缓冲层BFL上。第一绝缘层10可以公共地与像素PX(参照图3)叠置并且可以覆盖第一半导体图案。第一绝缘层10可以是例如无机层和/或有机层,并且可以具有单层结构或多层结构。第一绝缘层10可以包括例如氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮氧化硅、氧化锆和氧化铪中的至少一种。在本实施例中,第一绝缘层10可以具有氧化硅层的单层结构。不仅第一绝缘层10而且稍后描述的电路层DP_CL的其它绝缘层可以是无机层和/或有机层,并且可以具有单层结构或多层结构。无机层可以包括上述材料中的至少一种,然而,它不应该限于此或由此限制。
第一晶体管T1的栅极G1可以设置在第一绝缘层10上。栅极G1可以是金属图案的一部分。第一晶体管T1的栅极G1可以与第一晶体管T1的沟道区A1叠置。第一晶体管T1的栅极G1可以在掺杂第一半导体图案的工艺中用作掩模。
第二绝缘层20可以设置在第一绝缘层10上并且可以覆盖栅极G1。第二绝缘层20可以公共地与像素PX(参照图3)叠置。第二绝缘层20可以是例如无机层和/或有机层,并且可以具有单层结构或多层结构。在本实施例中,第二绝缘层20可以具有氧化硅层的单层结构。
上电极UE可以设置在第二绝缘层20上。上电极UE可以与栅极G1叠置。上电极UE可以是金属图案的一部分或掺杂的半导体图案的一部分。栅极G1的一部分和与栅极G1的一部分叠置的上电极UE可以形成电容器Cst(参照图6A)。根据本实用新型的实施例,可以省略上电极UE。
根据本实用新型的实施例,第二绝缘层20可以用绝缘图案代替。上电极UE可以设置在绝缘图案上。上电极UE可以在由第二绝缘层20形成绝缘图案的工艺中用作掩模。
第三绝缘层30可以设置在第二绝缘层20上以覆盖上电极UE。第三绝缘层30可以具有氧化硅层的单层结构。半导体图案可以设置在第三绝缘层30上。在下文中,设置在第三绝缘层30上的半导体图案被称为第二半导体图案。例如,第二半导体图案可以直接设置在第三绝缘层30上。第二半导体图案可以包括例如金属氧化物。氧化物半导体可以包括例如结晶的或非结晶的氧化物半导体。作为示例,氧化物半导体可以包括金属(诸如锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)、钛(Ti)等)的金属氧化物,或者金属(诸如锌(Zn)、铟(In)、镓(Ga)、锡(Sn)、钛(Ti)等)及其氧化物的混合物。氧化物半导体可以包括例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌铟(ZIO)、氧化铟(InO)、氧化钛(TiO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化锌锡(ZTO)等。
图7仅示出了第二半导体图案的一部分,并且第二半导体图案还可以设置在其它区域中。第二半导体图案可以包括根据金属氧化物是否被还原而彼此区分的多个区域。其中金属氧化物被还原的区域(在下文中,被称为还原区域)可以具有比其中金属氧化物未被还原的区域(在下文中,被称为非还原区域)的导电率高的导电率。还原区域可以基本上用作电极或信号线。非还原区域可以基本上对应于晶体管的沟道。例如,第二半导体图案的一部分可以是晶体管的沟道区,而第二半导体图案的另一部分可以是晶体管的源极或漏极。
参照图7,第三晶体管T3的源极S3、沟道区A3和漏极D3可以由第二半导体图案形成。源极S3和漏极D3可以包括由金属氧化物半导体还原的金属。源极S3和漏极D3可以具有从第二半导体图案的上表面到底表面的预定的厚度,并且可以包括包含还原金属的金属层。
第四绝缘层40可以设置在第三绝缘层30上并且可以覆盖第二半导体图案。在本实施例中,第四绝缘层40可以具有氧化硅层的单层结构。第三晶体管T3的栅极G3可以设置在第四绝缘层40上。栅极G3可以是金属图案的一部分。第三晶体管T3的栅极G3可以与第三晶体管T3的沟道区A3叠置。
根据本实用新型的实施例,第四绝缘层40可以用绝缘图案代替。第三晶体管T3的栅极G3可以设置在绝缘图案上。在本实施例中,当在平面中观看时,栅极G3可以具有与绝缘图案的形状基本上相同的形状,然而,本实用新型不限于此。为了便于解释,示出了一个栅极G3,然而,第三晶体管T3可以包括两个栅极。
第五绝缘层50可以设置在第四绝缘层40上以覆盖栅极G3。第五绝缘层50可以包括氧化硅层和氮化硅层。根据本实用新型的实施例,第五绝缘层50可以包括与氮化硅层交替地堆叠的氧化硅层。
第四晶体管T4(参照图6A)的源极和漏极可以与第三晶体管T3的源极S3和漏极D3通过同一工艺形成。此外,传感器FX(参照图6A)的复位晶体管ST1(参照图6A)的源极和漏极以及输出晶体管ST3(参照图6A)的源极和漏极可以与第三晶体管T3的源极S3和漏极D3通过同一工艺基本上同时形成。
至少一个绝缘层可以设置在第五绝缘层50上。第六绝缘层60和第七绝缘层70可以设置在第五绝缘层50上。第六绝缘层60和第七绝缘层70中的每个可以是例如有机层,并且可以具有单层结构或多层结构。例如,第六绝缘层60和第七绝缘层70中的每个可以具有聚酰亚胺类树脂层的单层结构,然而,它们不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,第六绝缘层60和第七绝缘层70中的每个可以包括丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚异戊二烯类树脂、乙烯基类树脂、环氧类树脂、氨基甲酸乙酯类树脂、纤维素类树脂、硅氧烷类树脂、聚酰胺类树脂和苝类树脂中的至少一种。
第一连接电极CNE10可以设置在第五绝缘层50上。第一连接电极CNE10可以通过穿透第一绝缘层10至第五绝缘层50的第一接触孔CH1连接到信号传输区域CSL,并且第二连接电极CNE20可以通过穿透第六绝缘层60的接触孔CH-60连接到第一连接电极CNE10。根据本实用新型的实施例,可以省略第五绝缘层50、第六绝缘层60和第七绝缘层70中的至少一个。
元件层DP_ED可以包括红色发光元件ED_R和像素限定层PDL。红色发光元件ED_R的第一电极R_AE可以设置在第七绝缘层70上。红色发光元件ED_R的第一电极R_AE可以经由穿透第七绝缘层70的接触孔CH-70连接到第二连接电极CNE20。
红色发光元件ED_R的第一电极R_AE的至少一部分可以通过像素限定层PDL的开口OP暴露。像素限定层PDL的开口OP可以限定红色发光区域LA-R。红色发光区域LA-R可以对应于第一电极R_AE的暴露的部分,并且非发光区域NLA可以与红色发光区域LA-R相邻。
空穴控制层HCL可以公共地设置在红色发光区域LA-R和非发光区域NLA中。诸如空穴控制层HCL的公共层可以公共地形成在像素PX中。空穴控制层HCL可以包括空穴传输层和空穴注入层。
红色发光层R_EL可以设置在空穴控制层HCL上。红色发光层R_EL可以仅设置在与开口OP对应的区域中。红色发光层R_EL可以单独地形成在像素PX中的每个中。
在本实施例中,图案化的红色发光层R_EL示出为代表性示例,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。公共发光层可以公共地设置在像素PX中。在这种情况下,公共发光层可以产生白光或蓝光。
电子控制层ECL可以设置在红色发光层R_EL上。电子控制层ECL可以包括电子传输层和电子注入层。红色发光元件ED_R的第二电极R_CE可以设置在电子控制层ECL上。电子控制层ECL和第二电极R_CE可以公共地设置在像素PX中。根据本实用新型的实施例,当与图7中所示的结构相比时,红色发光元件ED_R的堆叠结构可以具有垂直反转(例如,倒置)的结构。
元件层DP_ED还可以包括盖层CPL和低反射无机层LRL。盖层CPL可以在后续工艺(例如,等离子体工艺)期间防止第二电极R_CE被损坏。盖层CPL可以包括例如无机层和有机层中的至少一个。
作为有机层的盖层CPL可以包括例如α-NPD、NPB、TPD、m-MTDATA、Alq3、CuPc、TPD15(N4,N4,N4',N4'-四(联苯-4-基)联苯-4,4'-二胺)、TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺)等,或者可以包括环氧树脂或丙烯酸酯树脂(诸如甲基丙烯酸酯),然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,盖层CPL可以包括以下化合物P1至化合物P5中的至少一种化合物。
此外,作为有机层的盖层CPL可以具有等于或大于约1.5的折射率。作为有机层的盖层CPL可以具有在从约1.5至约2.2的范围内的折射率。例如,作为有机层的盖层CPL可以相对于具有等于或大于约550nm且等于或小于约660nm的波长范围的光具有等于或大于约1.5的折射率。
作为无机层的盖层CPL可以包括例如碱金属化合物(诸如LiF)、碱土金属化合物(诸如MgF2、SiON、SiNx、SiOy)等。盖层CPL可以包括有机层和设置在有机层上的无机层。
低反射无机层LRL可以设置在盖层CPL上。低反射无机层LRL可以减少显示面板DP中的外部光的反射。入射到显示面板DP中的自然光NL可以被低反射无机层LRL反射,可以被盖层CPL反射,并且可以被第二电极R_CE反射。被低反射无机层LRL反射的光可以被称为第一反射光RL10。被盖层CPL反射的光可以被称为第二反射光RL20,并且被第二电极R_CE反射的光可以被称为第三反射光RL30。
在其中盖层CPL的厚度和低反射无机层LRL的厚度被设定为满足以下等式1的情况下,第三反射光RL30可以与第一反射光RL10和第二反射光RL20中的至少一者相消干涉。
等式1
在等式1中,λ表示可见光的波长,T1表示盖层CPL的厚度,T2表示低反射无机层LRL的厚度,n1表示盖层CPL在λ波长处的折射率,并且n2表示低反射无机层LRL在λ波长处的折射率。λ波长可以被设定为在可见光的波长之中被用户的眼睛良好感知的波长。例如,λ波长可以是电磁波谱的可见光波长范围内的波长。盖层CPL的厚度和折射率以及低反射无机层LRL的厚度和折射率可以根据期望的波长来确定。
在假设第一反射光RL10与第二反射光RL20之间相对于第三反射光RL30的相位差为约180度作为产生消光干涉的条件下,设定等式1。为了确保即使它们没有完全抵消也有效地使第三反射光RL30与第一反射光RL10和第二反射光RL20中的至少一者发生相消干涉,第一反射光RL10与第二反射光RL20之间相对于第三反射光RL30的相位差为约180度(例如,约160度至约200度)。例如,T1和T2可以具有比满足等式1的值更宽范围内的值。
低反射无机层LRL可以包括铋,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。低反射无机层LRL包括用于形成具有满足等式1的折射率和厚度的无机层的无机材料就足够了。
低反射无机层LRL可以包括具有等于或大于约1.0的折射率且等于或大于约0.5的光吸收系数的无机材料。低反射无机层LRL可以通过热沉积工艺形成,并且可以包括具有等于或小于约1000℃的熔点的无机材料。低反射无机层LRL可以包括例如铋(Bi)和镱(Yb)中的至少一种。用于低反射无机层LRL的材料可以包括例如铋(Bi)、镱(Yb)或者Yb和Bi的化合物(YbxBiy)。
薄膜封装层TFE可以设置在低反射无机层LRL上。薄膜封装层TFE可以覆盖多个像素PX。薄膜封装层TFE可以包括彼此顺序地堆叠的第一封装无机层EIOL1、封装有机层EOL和第二封装无机层EIOL2。第一封装无机层EIOL1和第二封装无机层EIOL2可以包括无机材料,并且可以保护元件层DP_ED免受例如湿气和氧的影响。第一封装无机层EIOL1和第二封装无机层EIOL2可以包括例如氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和/或氧化铝层,然而,本实用新型不应该具体地限于此。封装有机层EOL可以包括例如丙烯酸类有机材料,并且可以保护元件层DP_ED免受诸如灰尘颗粒的外来物质的影响。
在图8A至图8C中,为了清楚起见,简单地示出了电路层DP_CL,但是电路层DP_CL与参照图7描述的电路层DP_CL相同。参照图8A至图8C,像素限定层PDL的第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3可以分别暴露红色发光元件ED_R的第一电极R_AE的部分、第一绿色发光元件ED_G1的第一电极G1_AE的部分和蓝色发光元件ED_B的第一电极B_AE的部分。此外,像素限定层PDL的第四开口OP4可以暴露第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1的至少一部分。第一电极O_AE1的通过第四开口OP4暴露的部分可以被限定为感测区域SA。
根据本实用新型的实施例,像素限定层PDL还可以包括黑色材料。像素限定层PDL还可以包括黑色有机染料/颜料(诸如炭黑或苯胺黑)。像素限定层PDL可以通过将蓝色有机材料与黑色有机材料混合来形成。像素限定层PDL还可以包括拒液有机材料。
如图8A中所示,非发光区域NLA可以与红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和蓝色发光区域LA-B以及感测区域SA相邻。红色发光层R_EL、绿色发光层G1_EL和蓝色发光层B_EL可以分别设置在红色发光元件ED_R的第一电极R_AE、第一绿色发光元件ED_G1的第一电极G1_AE和蓝色发光元件ED_B的第一电极B_AE上。在本实施例中,图案化的红色发光层R_EL、图案化的绿色发光层G1_EL和图案化的蓝色发光层B_EL示出为代表性示例,然而,一个发光层可以公共地设置在红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和蓝色发光区域LA-B以及非发光区域NLA中。在这种情况下,发光层可以产生白光或蓝光。此外,发光层可以具有称为串联的多层结构。
红色发光层R_EL、绿色发光层G1_EL和蓝色发光层B_EL中的每个可以包括低分子量有机材料或高分子量有机材料作为发光材料。根据本实用新型的实施例,红色发光层R_EL、绿色发光层G1_EL和蓝色发光层B_EL中的每个可以包括量子点作为发光材料。量子点的核可以选自于II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素、IV族化合物及它们的组合。
光电转换层O_RL1可以设置在第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1上。光电转换层O_RL1可以包括例如有机光敏材料(例如,光敏半导体材料)。第二电极层可以公共地设置在红色发光层R_EL、绿色发光层G1_EL和蓝色发光层B_EL以及光电转换层O_RL1上。第二电极层可以包括红色发光元件ED_R的第二电极R_CE、第一绿色发光元件ED_G1的第二电极G1_CE和蓝色发光元件ED_B的第二电极B_CE以及第一光学感测元件OPD1的第二电极O_CE1。
因此,可以在第一光学感测元件OPD1的第一电极O_AE1和第二电极O_CE1之间形成预定的电场。光电转换层O_RL1可以产生与入射到其的光对应的电信号。光电转换层O_RL1可以吸收入射到其的光的能量并且可以产生电荷。
由光电转换层O_RL1产生的电荷可以引起在第一电极O_AE1与第二电极O_CE1之间形成的电场的改变。由光电转换层O_RL1产生的电荷的量可以根据光是否入射到第一光学感测元件OPD1中以及入射到第一光学感测元件OPD1中的光的量和强度而改变。因此,可以改变形成在第一电极O_AE1与第二电极O_CE1之间的电场。根据本实用新型的实施例的第一光学感测元件OPD1可以基于第一电极O_AE1与第二电极O_CE1之间的电场的改变来获得用户的指纹信息。
盖层CPL和低反射无机层LRL可以设置在第二电极层上。根据本实施例,盖层CPL可以与红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和蓝色发光区域LA-B、感测区域SA以及非发光区域NLA叠置。
低反射无机层LRL可以设置在盖层CPL上,并且可以与红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和蓝色发光区域LA-B以及非发光区域NLA叠置。低反射无机层LRL可以设置有与感测区域SA对应的开口L-OP。例如,开口L-OP与感测区域SA叠置。开口L-OP可以具有比感测区域SA的尺寸大的尺寸。
薄膜封装层TFE可以设置在元件层DP_ED上,并且可以经由开口L-OP设置在盖层CPL上。例如,设置在薄膜封装层TFE的最低位置处的层(即,图7中所示的第一封装无机层EIOL1)可以经由开口L-OP与盖层CPL接触。
输入传感器ISL可以设置在薄膜封装层TFE上。例如,输入传感器ISL可以直接设置在薄膜封装层TFE上。输入传感器ISL可以包括第一导电层ICL1、第一层间绝缘层IL、第二导电层ICL2和第二层间绝缘层PL。第一导电层ICL1可以设置在薄膜封装层TFE上。例如,第一导电层ICL1可以直接设置在薄膜封装层TFE上。图8A至图8C示出了其中第一导电层ICL1直接设置在薄膜封装层TFE上的结构,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。例如,输入传感器ISL还可以包括设置在第一导电层ICL1与薄膜封装层TFE之间的基体绝缘层。在这种情况下,薄膜封装层TFE可以被基体绝缘层覆盖,并且第一导电层ICL1可以设置在基体绝缘层上。作为示例,基体绝缘层可以包括无机层。
第一层间绝缘层IL可以覆盖第一导电层ICL1。第一层间绝缘层IL可以包括例如无机层。第二导电层ICL2可以设置在第一层间绝缘层IL上。第一导电层ICL1和第二导电层ICL2可以包括多个导电图案。在下文中,第一导电层ICL1被称为第一导电图案,并且第二导电层ICL2被称为第二导电图案。第一导电图案ICL1和第二导电图案ICL2可以形成感测电极。这将在稍后详细描述。
在本实施例中,输入传感器ISL可以包括第一导电层ICL1和第二导电层ICL2,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,输入传感器ISL可以仅包括第一导电层ICL1和第二导电层ICL2中的一个。感测电极可以具有单层结构。
第二层间绝缘层PL可以设置在第二导电层ICL2上。第二层间绝缘层PL可以包括例如有机绝缘材料。第二层间绝缘层PL可以保护第一导电层ICL1和第二导电层ICL2免受外来物质的影响。
参照图8A,抗反射层CFL可以设置在第二层间绝缘层PL上。例如,抗反射层CFL可以直接设置在第二层间绝缘层PL上。抗反射层CFL可以包括光阻挡图案BM。光阻挡图案BM可以设置在第二层间绝缘层PL上并且可以与非发光区域NLA叠置。光阻挡图案BM可以包括黑色材料。例如,光阻挡图案BM可以包括黑色有机染料/颜料(诸如炭黑或苯胺黑)。光阻挡图案BM可以覆盖设置在其下面的结构,并且可以吸收从外部入射到其的自然光。
第一开口B-OP1、第二开口B-OP2、第三开口B-OP3和第四开口B-OP4可以通过光阻挡图案BM限定,以分别对应于像素限定层PDL的第一开口OP1、第二开口OP2、第三开口OP3和第四开口OP4。例如,光阻挡图案BM的第一开口B-OP1、第二开口B-OP2、第三开口B-OP3和第四开口B-OP4可以分别与像素限定层PDL的第一开口OP1、第二开口OP2、第三开口OP3和第四开口OP4叠置。光阻挡图案BM的第一开口B-OP1、第二开口B-OP2和第三开口B-OP3可以分别限定红色像素区域PXA-R、绿色像素区域PXA-G1和蓝色像素区域PXA-B。
其中设置有光阻挡图案BM的区域可以是非像素区域NPXA。光阻挡图案BM可以在非像素区域NPXA中与第一导电层ICL1和第二导电层ICL2叠置。
红光、绿光和蓝光可以分别通过红色像素区域PXA-R、绿色像素区域PXA-G1和蓝色像素区域PXA-B行进到外部。红色像素区域PXA-R、绿色像素区域PXA-G1和蓝色像素区域PXA-B中的每个可以具有比像素限定层PDL的第一开口OP1、第二开口OP2和第三开口OP3之中的对应的开口的尺寸大的尺寸,以增大发光效率。
光阻挡图案BM的第四开口B-OP4可以提供有效感测区域ESA。有效感测区域ESA可以具有比感测区域SA的尺寸小的尺寸。这将在稍后详细描述。
抗反射层CFL可以包括光吸收层LAL。光吸收层LAL可以设置在第二层间绝缘层PL上并且可以覆盖光阻挡图案BM。图9示出了穿过光吸收层LAL的自然光的透射率作为波长的函数。光吸收层LAL可以用作吸收特定波段内的光的带通滤波器。
光吸收层LAL可以透射上面描述的红色源光、绿色源光和蓝色源光,并且可以吸收在红色源光与绿色源光之间的波长范围内的光以及在绿色源光与蓝色源光之间的波长范围内的光。例如,光吸收层LAL可以吸收具有从约490nm至约505nm的波长的光和具有从约585nm至约600nm的波长的光。
光吸收层LAL可以包括基体树脂和与基体树脂混合的染料或颜料。光吸收层LAL可以包括吸收具有从约490nm至约505nm的波长的光的第一染料或第一颜料。光吸收层LAL可以包括吸收具有从约585nm至约600nm的波长的光的第二染料或第二颜料。
参照图8B,当显示装置DD操作时,红色发光元件ED_R、第一绿色发光元件ED_G1和蓝色发光元件ED_B中的每个可以发射源光。红色发光元件ED_R可以发射红色波段内的红光。第一绿色发光元件ED_G1可以发射绿色波段内的绿光,并且蓝色发光元件ED_B可以发射蓝色波段内的蓝光。
由设置在第一光学感测元件OPD1周围或与第一光学感测元件OPD1相邻的发光元件产生的源光可以被在窗WM的上表面上的用户的指纹反射。第一光学感测元件OPD1可以接收穿过有效感测区域ESA的反射光RL。
根据本实用新型的实施例,红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一个可以设置为与第四开口B-OP4叠置。在这种情况下,滤色器可以选择性地将红色反射光、绿色反射光和蓝色反射光之中的仅一种反射光提供到第一光学感测元件OPD1。
有效指纹区域EPA可以限定在窗WM的上表面中,以对应于一个第一光学感测元件OPD1。有效指纹区域EPA可以被限定为其中当用户的手指触摸窗WM的上表面时产生或反射通过有效感测区域ESA到达第一光学感测元件OPD1的有效的反射光RL的区域。
反射光RL可以包括关于指纹的信息(例如,关于指纹的脊或脊之间的谷的信息)。从有效指纹区域EPA外部的区域反射的光可以不穿过第四开口B-OP4,结果,第一光学感测元件OPD1可以仅获得关于与有效指纹区域EPA叠置的指纹的信息。
随着有效感测区域ESA的尺寸减小,有效指纹区域EPA的尺寸可以减小。随着第四开口B-OP4的剖面中的尺寸或长度减小,有效感测区域ESA的剖面中的尺寸或长度可以减小。
反射光RL可以穿过低反射无机层LRL的开口L-OP。因此,可以防止反射光RL从低反射无机层LRL反射,并且可以防止提供到第一光学感测元件OPD1的反射光RL的量的减少。
参照图8C,盖层CPL可以设置有通过其限定的开口C-OP,以对应于低反射无机层LRL的开口L-OP(例如,与低反射无机层LRL的开口L-OP叠置)。反射光RL可以穿过低反射无机层LRL的开口L-OP和盖层CPL的开口C-OP。因此,可以防止反射光RL从盖层CPL反射,并且可以防止提供到第一光学感测元件OPD1的反射光RL的量的减少。
图10A是根据本实用新型的实施例的输入传感器ISL的平面图。图10B是图10A的输入传感器ISL的部分AA的放大平面图。
参照图10A,输入传感器ISL可以包括第一感测区域I-DA和与第一感测区域I-DA相邻的非感测区域I-NDA。第一感测区域I-DA和非感测区域I-NDA可以分别对应于图3中所示的显示区域DA和非显示区域NDA。
输入传感器ISL可以包括设置在第一感测区域I-DA中并且在彼此交叉的同时彼此绝缘的第一电极E1-1至E1-5和第二电极E2-1至E2-4。输入传感器ISL可以包括第一信号线SL1和第二信号线SL2。第一信号线SL1可以设置在非感测区域I-NDA中并且可以电连接到第一电极E1-1至E1-5,并且第二信号线SL2可以设置在非感测区域I-NDA中并且可以电连接到第二电极E2-1至E2-4。第一电极E1-1至E1-5、第二电极E2-1至E2-4、第一信号线SL1和第二信号线SL2可以通过参照图8A和图8B描述的第一导电图案ICL1和第二导电图案ICL2的组合来限定。
第一电极E1-1至E1-5和第二电极E2-1至E2-4中的每者可以包括彼此交叉的多条导电线。导电线可以形成多个开口,并且第一电极E1-1至E1-5和第二电极E2-1至E2-4中的每者可以具有网格形状。
第一电极E1-1至E1-5和第二电极E2-1至E2-4中的一者可以具有一体形状。在本实施例中,第一电极E1-1至E1-5可以具有一体形状。第一电极E1-1至E1-5可以包括感测部分SP1和中间部分CP1。参照图8A和图8B描述的第二导电图案ICL2的一部分可以对应于第一电极E1-1至E1-5。
第二电极E2-1至E2-4中的每个可以包括感测图案SP2和桥接图案CP2(或被称为连接图案)。桥接图案CP2通过接触孔CH-I连接相邻的感测图案SP2。接触孔CH-I穿过图8A中所示的第一层间绝缘层IL。在本实施例中,桥接图案CP2可以由图8A和图8B中所示的第一导电图案ICL1形成,并且第一电极E1-1至E1-5和感测图案SP2可以由第二导电图案ICL2形成,然而,它们不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,第一电极E1-1至E1-5和感测图案SP2可以由图8A和图8B中所示的第一导电图案ICL1形成,并且桥接图案CP2可以由图8A和图8B中所示的第二导电图案ICL2形成。
第一信号线SL1和第二信号线SL2中的一条可以从外部电路接收传输信号以感测外部输入,并且第一信号线SL1和第二信号线SL2中的另一条可以将第一电极E1-1至E1-5与第二电极E2-1至E2-4之间的电容的变化作为接收信号施加到外部电路。
参照图8A和图8B描述的第二导电图案ICL2的一部分可以对应于第一信号线SL1和第二信号线SL2。第一信号线SL1和第二信号线SL2可以具有多层结构,并且可以包括第一层线和第二层线。第一层线可以由第一导电图案ICL1形成,并且第二层线可以由第二导电图案ICL2形成。第一层线和第二层线可以经由穿透第一层间绝缘层IL的接触孔彼此连接。
图10B示出了单位区域RPU的红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1、蓝色发光区域LA-B和感测区域SA以及光阻挡图案BM(参照图8B和图8C)的分别对应于红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1、蓝色发光区域LA-B和感测区域SA的第一开口B-OP1、第二开口B-OP2、第三开口B-OP3和第四开口B-OP4。当在平面中观看时,红色发光区域LA-R、绿色发光区域LA-G1和蓝色发光区域LA-B可以分别设置在第一开口B-OP1、第二开口B-OP2和第三开口B-OP3内部。
当在平面中观看时,第四开口B-OP4可以设置在感测区域SA内部。此外,当在平面中观看时,感测区域SA可以设置在低反射无机层LRL的开口L-OP内部。例如,当在平面中观看时,低反射无机层LRL的开口L-OP可以具有与感测区域SA的形状对应的形状。在本实施例中,低反射无机层LRL的开口L-OP可以具有四边形形状。然而,本实用新型不限于此。例如,当在平面中观看时,低反射无机层LRL的开口L-OP可以具有与感测区域SA的形状不同的形状。
图10B的感测部分SP1表示图10A中所示的第一电极E1-1至E1-5和第二电极E2-1至E2-4,并且将参照图10B的感测部分SP1详细描述第一电极E1-1至E1-5的形状和第二电极E2-1至E2-4的形状。
感测部分SP1可以包括多个线部分。当在平面中观看时,线部分可以与光阻挡图案BM叠置。
感测部分SP1可以包括第一线部分CL1。如图10B中所示,第一线部分CL1可以形成与光阻挡图案BM的第四开口B-OP4对应的开口M-OP4(在下文中,被称为第四开口)。当在平面中观看时,感测部分SP1的第四开口M-OP4可以形成在光阻挡图案BM的第四开口B-OP4外部。例如,感测部分SP1的第四开口M-OP4可以大于光阻挡图案BM的第四开口B-OP4。
第一线部分CL1可以设置在光阻挡图案BM的第四开口B-OP4与第一开口B-OP1、第二开口B-OP2和第三开口B-OP3中的每个之间。第一线部分CL1可以限定矩形闭合线形状。第一线部分CL1的在第一方向DR1上延伸的两个部分可以分别设置在第四开口B-OP4与第一开口B-OP1之间以及第四开口B-OP4与第三开口B-OP3之间。第一线部分CL1的在第二方向DR2上延伸的两个部分可以分别设置在第四开口B-OP4与一个第二开口B-OP2之间以及第四开口B-OP4与另一第二开口B-OP2之间。
参照图10B,线部分还可以包括第二线部分CL2和第三线部分CL3。当在平面中观看时,第二线部分CL2可以与光阻挡图案BM叠置,并且可以设置在第一开口B-OP1与第二开口B-OP2之间。当在平面中观看时,第三线部分CL3可以与光阻挡图案BM叠置,并且可以设置在第二开口B-OP2与第三开口B-OP3之间。两个第二线部分CL2可以从第一线部分CL1延伸,并且两个第三线部分CL3可以从第一线部分CL1延伸。两个第二线部分CL2可以从位于第一线部分CL1的第一对角线上的两个顶点(或与两个顶点相邻的部分)在彼此相反的方向上延伸。两个第三线部分CL3可以从位于第一线部分CL1的第二对角线上的两个顶点在彼此相反的方向上延伸。
第二线部分CL2中的一个可以从第一线部分CL1在与第一方向DR1和第二方向DR2交叉的第二交叉方向CDR2上延伸。在图10B中,两个第二线部分CL2在同一条线上彼此不对准,并且布置为彼此略微偏移或未对准,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,两个第二线部分CL2可以在同一条线上对准。第三线部分CL3中的一个可以从第一线部分CL1在与第一方向DR1、第二方向DR2和第二交叉方向CDR2交叉的第一交叉方向CDR1上延伸。在图10B中,两个第三线部分CL3在同一条线上彼此不对准,并且布置为彼此略微偏移或未对准,然而,本实用新型不应该限于此或由此限制。根据本实用新型的实施例,两个第三线部分CL3可以在同一条线上对准。
根据本实施例,两个第一线部分CL1、两个第二线部分CL2和两个第三线部分CL3可以设置在光阻挡图案BM的第一开口B-OP1周围。两个第一线部分CL1可以在第二方向DR2上彼此间隔开地设置且第一开口B-OP1置于其间。两个第二线部分CL2可以在第一交叉方向CDR1上彼此间隔开地设置且第一开口B-OP1置于其间。两个第三线部分CL3可以在第二交叉方向CDR2上彼此间隔开地设置且第一开口B-OP1置于其间。
第二线部分CL2和第三线部分CL3可以与其周围的发光区域LA-R、LA-G1和LA-B间隔开地设置。第二线部分CL2和第三线部分CL3可以不与其周围的发光区域LA-R、LA-G1和LA-B叠置。
两个第四线部分CL4可以进一步设置在第一开口B-OP1周围。两个第四线部分CL4可以在第一方向DR1上彼此间隔开地设置且第一开口B-OP1置于其间。第四线部分CL4中的每个可以设置在第二线部分CL2与同第二线部分CL2相邻的第三线部分CL3之间。根据本实用新型的实施例,可以省略第四线部分CL4,并且第二线部分CL2可以直接连接到第三线部分CL3。
两个第一线部分CL1、两个第二线部分CL2、两个第三线部分CL3和两个第四线部分CL4可以形成与光阻挡图案BM的第一开口B-OP1对应的开口M-OP1(在下文中,被称为第一开口)。类似于感测部分SP1的第一开口M-OP1,与第三开口B-OP3对应的开口M-OP3(在下文中,被称为第三开口)可以由两个第一线部分CL1、两个第二线部分CL2、两个第三线部分CL3和两个第四线部分CL4形成。
两个第一线部分CL1、两个第二线部分CL2和两个第三线部分CL3可以设置在光阻挡图案BM的第二开口B-OP2周围。两个第一线部分CL1可以在第一方向DR1上彼此间隔开地设置且第二开口B-OP2置于其间。两个第二线部分CL2可以在第一交叉方向CDR1上彼此间隔开地设置且第二开口B-OP2置于其间。两个第三线部分CL3可以在第二交叉方向CDR2上彼此间隔开地设置且第二开口B-OP2置于其间。两个第一线部分CL1、两个第二线部分CL2和两个第三线部分CL3可以形成与光阻挡图案BM的第二开口B-OP2对应的开口M-OP2(在下文中,被称为第二开口)。
因此,第一线部分CL1可以公共地形成第四开口M-OP4以及第一开口M-OP1、第二开口M-OP2和第三开口M-OP3中的每个。第二线部分CL2和第三线部分CL3中的每个可以公共地形成第一开口M-OP1、第二开口M-OP2和第三开口M-OP3之中的彼此相邻的两个开口。
尽管已经参照本实用新型的实施例描述了本实用新型,但是本领域普通技术人员将理解的是,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (10)
1.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括:
基体层,包括发光区域、感测区域以及设置在所述发光区域与所述感测区域之间的非发光区域;
发光元件,设置在所述发光区域中;
光学感测元件,设置在所述感测区域中;
盖层,设置在所述发光元件和所述光学感测元件上并且与所述发光区域、所述感测区域和所述非发光区域叠置;
无机层,设置在所述盖层上并且包括与所述感测区域叠置的第一开口;以及
薄膜封装层,设置在所述无机层上并且包括第一封装无机层、设置在所述第一封装无机层上的封装有机层和设置在所述封装有机层上的第二封装无机层。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述盖层和所述无机层的厚度满足以下等式1:其中,λ表示可见光的波长,T1表示所述盖层的厚度,T2表示所述无机层的厚度,n1表示所述盖层在所述λ波长处的折射率,并且n2表示所述无机层在所述λ波长处的折射率。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括设置在所述薄膜封装层上的输入感测电极。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述输入感测电极包括与所述发光区域和所述感测区域叠置的第二开口。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括设置在所述输入感测电极上并与所述非发光区域叠置的光阻挡图案。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,所述光阻挡图案包括与所述第二开口叠置的第三开口。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述第一开口与所述第三开口之中的对应的第三开口叠置,并且当在平面中观看时,所述对应的第三开口设置在所述第一开口内部。
8.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括设置在所述输入感测电极上的光吸收层,其中,所述光吸收层吸收具有从490nm至505nm的范围的波长的光和具有从585nm至600nm的范围的波长的光。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其特征在于,所述光吸收层与所述发光区域、所述感测区域和所述非发光区域叠置。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述第一封装无机层经由所述第一开口与所述盖层接触。
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