JP2021021930A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開口を含まなくても表示装置の後ろの様子を見ることができる表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態は表示装置である。上記表示装置の１つは表示基板と、上記表示基板の一面上に配置された複数の表示画素を含む発光素子層と、上記発光素子層上に配置される色変換素子層と、上記表示基板の他面に付着された一面を有するセンシング基板と、上記センシング基板の他面上に配置され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする複数のセンサ画素を含むセンシング素子層と、上記センシング素子層上に配置され、複数のマイクロレンズを含む光屈折層と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に関する。

表示装置のうち有機発光表示装置は、電子と正孔の再結合によって光を発生する有機発光ダイオードを利用して画像を表示する。即ち、有機発光表示装置は自発光方式のディスプレイであり、速い応答速度を有するとともに低い消費電力で駆動されるため、次世代ディスプレイとして脚光を浴びている。

また、上記有機発光表示装置はバックライトユニットを備える必要がないため、非表示状態で画面を介してディスプレイの背景が透けて見える透明表示装置を実現することができる。

しかし、有機発光表示装置は自発光方式で駆動されるため、開口を含む従来の透明表示装置に用いられる場合、ブラックの表現が難しいという短所がある。即ち、有機発光表示装置におけるブラックは、該当表示画素の有機発光ダイオードをオフさせて表現するが、従来の透明表示装置に用いられると、開口によって透明表示装置の後ろの背景が透過されて視認される問題が発生し得る。

即ち、従来の透明表示装置は、有機発光表示装置の後ろの様子を見たくないとき、隠すことができない、または、私生活が露出する恐れがある。

米国特許出願公開第２０１８／０２９３０３９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２９２９６７Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２９２８８６Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２９０５８４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８８５１８Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８８３３３Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０８８Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０８７Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０７９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０７７Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０７６Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８７０７５Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８６１３１Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８４９３２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８４５４０Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８４５３２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８４４５２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８４３４２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８２３５７Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８２３５６Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８１６８９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８１６７１Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２８１３０９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７７７７６Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７７７７５Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７７７７４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７７７７３Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７７５９２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７５４６４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７４８５２Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２７２２２４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２６８７５４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２６８５６８Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２６８２１８Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０２６７７６６Ａ１号明細書 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本発明が解決しようとする課題は、開口を含まなくても表示装置の後ろの様子を見ることができる表示装置を提供することである。

本発明が解決しようとする他の課題は、完全なブラックを表現しながらも後ろの様子を見ることができる表示装置を提供することである。

本発明の課題は、以上で述べた課題に限定されず、本明細書等で、述べられていない他の技術的課題は以下の記載から通常の技術者には明確に理解できるであろう。

上記課題を解決するための本発明の一実施形態による表示装置は、表示基板と、上記表示基板の一面上に配置され、複数の表示画素を含む発光素子層と、上記表示基板の他面に付着された一面を有するセンシング基板と、上記センシング基板の他面上に配置され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする複数のセンサ画素を含むセンシング素子層と、上記センシング素子層上に配置され、複数のマイクロレンズを含む光屈折層と、を含む。

上記表示装置は、上記発光素子層上に配置される色変換素子層をさらに含み、上記色変換素子層は量子ドットを含む波長変換パターン及びカラーフィルタを含んでもよい。

上記表示基板及び上記センシング基板はそれぞれ可撓性基板であってもよい。

上記表示装置は、上記発光素子層上に配置される第１封止層と、上記センシング素子層と上記光屈折層の間に配置される第２封止層と、をさらに含み、上記第１封止層及び上記第２封止層はそれぞれ順に積層された第１無機膜、有機膜、及び第２無機膜を含んでもよい。

上記表示基板及び上記センシング基板のうち少なくとも１つは不透明基板であってもよい。

上記各表示画素は有機発光ダイオードを含み、上記各センサ画素はフォトダイオードを含んでもよい。

上記各表示画素の上記有機発光ダイオードは青色光を放出することができる。

上記有機発光ダイオードと上記フォトダイオードは同じ工程で形成されてもよい。

上記表示装置は、上記各表示画素と上記各センサ画素を制御する制御部をさらに含んでもよい。

上記制御部は、上記各センサ画素からデコードされた映像データに対して色処理を行い、映像変換及び画質改善のうち少なくとも１つの機能を行うイメージプロセッサを含んでもよい。

上記複数のセンサ画素は、赤色光をセンシングする第１光電変換素子、緑色光をセンシングする第２光電変換素子、及び青色光をセンシングする第３光電変換素子を含んでもよい。

上記第１光電変換素子はフタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）を含み、上記第２光電変換素子はホウ素サブフタロシアニンクロリド（ｂｏｒｏｎ ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）またはＮ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（Ｎ、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）を含み、上記第３光電変換素子はトリアリールアミン（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅｓ）またはオキサジアゾール含有オリゴアリール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｌｉｇｏａｒｙｌｓ）を含んでもよい。

上記光屈折層の１つのマイクロレンズは、上記センシング素子層の何れか１つの光電変換素子と重畳してもよい。

上記表示装置は、上記センシング素子層と上記光屈折層の間に配置された色変換フィルタをさらに含んでもよい。

上記複数のセンサ画素は全て１つの色の光を吸収してもよい。

上記色変換フィルタは、赤色の第１カラーフィルタ、緑色の第２カラーフィルタ、及び青色の第３カラーフィルタを含んでもよい。

上記複数のマイクロレンズは、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）方式、高熱モールディング（ｈｏｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）方式、またはプリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式により製造されてもよい。

上記各センサ画素は有機ＣＭＯＳイメージセンサの光検知素子を含んでもよい。

上記課題を解決するための本発明の他の実施形態による表示装置は、一面に複数の表示画素により定義される複数の色領域を含む表示面と、他面に複数のセンシング画素により定義される複数の吸収領域を含むセンシング面と、を含み、上記各表示画素は発光素子を含み、上記各センシング画素は光電変換素子を含み、上記複数の表示画素の個数と上記複数のセンシング画素の個数が同じである。

上記複数の表示画素は上記複数のセンシング画素と１対１マッチングされるが、上記複数のセンシング画素のうち一センシング画素が収集したイメージ色は、上記一センシング画素とマッチングされる上記複数の表示画素のうち一表示画素を介して発光することができる。

上記表示面は表示領域及び上記表示領域を取り囲む非表示領域を含み、上記表示領域は上記複数の色領域からなる発光領域及び上記各色領域を区分する非発光領域を含んでもよい。

上記表示領域内の上記表示装置を透過する物理的な開口を含まなくてもよい。

上記センシング面の面積は上記表示面の面積より小さくてもよい。

上記複数の色領域は、面積が互いに異なる赤色の第１色領域、緑色の第２色領域、及び青色の第３色領域を含んでもよい。

上記各吸収領域の面積は互いに同じであるが、上記各色領域の面積と比べて同一または小さくてもよい。

上記課題を解決するための本発明のさらに他の実施形態による表示装置は、両面型ベース基板と、上記ベース基板の一面上に配置される発光素子層と、上記発光素子層上に配置される色変換素子層と、上記ベース基板の他面上に配置され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする複数のセンサ画素を含むセンシング素子層と、上記センシング素子層上に配置され、複数のマイクロレンズを含む光屈折層と、を含む。

その他の実施形態の具体的な事項は、例えば、以下において説明される詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の一実施形態によると、表示装置は完全なブラックを表現しながらも後ろの様子を見ることができる。

本発明の一実施形態による効果は以上で例示した内容によって限定されず、更なる様々な効果が本明細書に含まれている。

一実施形態による表示装置の前面が見えるように示した斜視図である。 一実施形態による表示装置の前面が見えるように示した斜視図である。 一実施形態による表示装置の背面が見えるように示した斜視図である。 一実施形態による表示装置を概略的に示すブロック図である。 一実施形態による表示装置の表示部を概略的に示すブロック図である。 一実施形態による表示装置の表示面を示す平面図である。 一実施形態による表示装置の受光部を概略的に示すブロック図である。 図７の一センシング画素の等価回路図である。 一実施形態による表示装置のセンシング面を示す平面図である。 一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 図６のＩ１−Ｉ１’線に沿って切開した表示部の断面図である。 図１１の有機発光ダイオードを拡大した断面図である。 図１１に示した有機発光ダイオードの変形例を示す断面図である。 図１１に示した有機発光ダイオードの他の変形例を示す断面図である。 図９のＩ２−Ｉ２’線に沿って切開した受光部の断面図である。 図９のＩ３−Ｉ３’線に沿って切開した受光部の断面図である。 一実施形態によるマイクロレンズを製造する様々な方法を示した断面図である。 一実施形態によるマイクロレンズを製造する様々な方法を示した断面図である。 一実施形態によるマイクロレンズを製造する様々な方法を示した断面図である。 他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 他の実施形態による表示装置の受光部の断面図である。 さらに他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 さらに他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 さらに他の実施形態による一吸収領域の理解を助けるための斜視図である。 さらに他の実施形態による表示装置の受光部の断面図である。 本発明による表示装置の他の適用例を示した。 本発明による表示装置の他の適用例を示した。 さらに他の実施形態による表示装置の前面が見えるように示した斜視図である。 図２８の表示装置の概略的な断面図である。 図２９の表示部の断面図である。

本発明の利点及び特徴、そしてこれらを達成する方法は、添付の図面とともに詳細に後述される実施形態を参照すると明確になるであろう。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態に具現されてよく、本実施形態は本発明の開示が明確になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を明確に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義される。

素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と称されるときは、他の素子の真上、または中間に他の層または他の素子を介在した場合を全て含む。明細書の全体において、同じ参照符号は同じ構成要素を指すものとする。

第１、第２などは様々な構成要素を記述するために使用されるが、これらの構成要素は当該用語によって限定されないことは言うまでもない。当該用語は、１つの構成要素を他の構成要素と区別するためだけに用いられる。従って、以下に記載される第１構成要素は、本発明の技術的課題の範囲内で第２構成要素であることもできる。単数の表現は文脈上明らかに違う意味を持たない限り、複数の表現を含む。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図面上の同じ構成要素については、同一または類似する参照符号を使用する。

図１及び図２は、一実施形態による表示装置の前面が見えるように示した斜視図である。図３は、一実施形態による表示装置の背面が見えるように示した斜視図である。

図１は表示装置のイメージセンサが作動する場合の斜視図であり、図２は表示装置のイメージセンサが作動しない場合の斜視図である。図１及び図２は、説明の便宜上、表示装置とは関係のない物体を示し、上記物体は表示装置の背面の前に位置することを例示した。

図１〜図３を参照すると、表示装置１は、表示部１０と、表示部１０の背面に配置された受光部２０と、を含む。

表示装置１は、表示部１０の表示面ＩＳを介して映像を表示することができる。

以下では、表示装置１としてテレビジョンを例に挙げて説明する。但し、表示装置１はスマートフォン、タブレットＰＣ、携帯電話、ビデオ電話、電子ブックリーダー、デスクトップＰＣ、ラップトップＰＣ、ネットブック、ワークステーション、サーバー、ＰＤＡ、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、ＭＰ３プレーヤー、医療機器、カメラまたはウェアラブルなどのように一面に表示面ＩＳが適用された電子機器であれば、本発明を適用することができる。

表示面ＩＳの法線方向で表示方向が定義されることができる。図面上の表示面ＩＳは表示部１０の前面に位置する面であり、第１方向ＤＲ１及び第１方向ＤＲ１と交差する第２方向ＤＲ２が定義する平面形状で示した。また、表示方向は第３方向ＤＲ３であると図示した。しかし、これは例示的に過ぎず、他の実施形態の表示装置１は、表示面ＩＳが曲がった形状を有するように具現されてもよく、この場合、表示方向は様々な方向を有することもできる。

表示面ＩＳの法線方向、即ち、表示部１０の厚さ方向は第３方向ＤＲが指し示す。各部材の前面（または上面）と背面（または下面）は第３方向ＤＲ３によって区分される。しかし、第１〜第３方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３が指し示す方向は相対的な概念であって、他の方向に変わることができる。以下、第１〜第３方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３は、第１〜第３方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３がそれぞれ指し示す方向であり、同じ図面符号を参照する。

一実施形態において、表示部１０は量子ドット有機発光表示パネルで構成されてもよい。但し、これに限定されず、表示部１０は、表示パネルとして一般的な有機発光（ＯＬＥＤ）表示パネル、液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、マイクロＬＥＤ表示パネル（ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、プラズマ表示パネル（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、電気泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、ＭＥＭＳ表示パネル（ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）、及びエレクトロウェッティング表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などを適用してもよい。

表示部１０において、表示面ＩＳは画像が表示される領域である表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡに隣接する非表示領域ＮＤＡと、を含んでもよい。表示領域ＤＡはそれぞれの発光素子によって定義され、それぞれ定められた色の光を発光する領域である複数の色領域（ＬＡ１１など、図６を参照）を含んでもよい。

非表示領域ＮＤＡは画像が表示されない領域である。表示領域ＤＡは四角状であってもよい。非表示領域ＮＤＡは平面上において表示領域ＤＡを取り囲むように配置されてもよい。但し、実施形態はこれに限定されるものではなく、表示領域ＤＡの形状と非表示領域ＮＤＡの形状は相対的にデザインされてもよい。

例示的な実施形態として、表示装置１は、表示領域ＤＡ内の表示装置１の後ろの様子が透過される物理的な開口を含まなくてもよい。即ち、表示領域ＤＡ内の表示装置１の前面から背面を貫通する穴を含まなくてもよい。但し、実施形態はこれに限定されない。

表示装置１は、受光部２０のセンシング面ＳＳを介して表示装置１の後ろに位置した物体１０００ａのイメージをセンシングすることができる。即ち、受光部２０は、センシング面ＳＳを介してセンシング面ＳＳの法線方向で定義されるセンシング方向に位置した物体１０００ａをイメージ化１０００ｂすることができる。一実施形態において、センシング面ＳＳは表示面ＩＳに対向することができる。

センシング面ＳＳは、物体１０００ａのイメージをセンシングする領域であるセンシング領域ＳＡと、センシング領域ＳＡに隣接する非センシング領域ＮＳＡと、を含んでもよい。センシング領域ＳＡはそれぞれのイメージセンシング素子によって定義され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする領域である複数の吸収領域（ＳＡ１１など、図９を参照）を含んでもよい。一実施形態において、イメージセンシング素子は後述する光電変換素子であってもよく、例えば、光電変換素子はフォトダイオード状で具現されてもよい。

非センシング領域ＮＳＡはイメージセンシング素子が配置されない領域である。センシング領域ＳＡは四角状であってもよい。非センシング領域ＮＳＡは平面上においてセンシング領域ＳＡを取り囲むように配置されてもよい。但し、実施形態はこれに限定されず、センシング領域ＳＡの形状と非センシング領域ＮＳＡの形状は相対的にデザインされてもよい。

受光部２０は表示装置１の背面から見えるイメージをセンシングし、これを表示部１０に出力することができる。即ち、表示装置１は、表示方向と反対のセンシング方向に位置した物体１０００ａをセンシングして表示面ＩＳにこれを出力することができる。

一実施形態において、受光部２０の平面上における面積は、表示部１０の平面上における面積と同一または小さくてもよい。例えば、受光部２０は、表示部１０の背面の少なくとも一部領域と重畳する。本明細書において、「重畳する」というときは、他の定義がない限り、二つの構成が表示装置１の厚さ方向（図面における第３方向ＤＲ３）に重畳（ｏｖｅｒｌａｐ）することを意味する。また、センシング領域ＳＡの面積は、表示領域ＤＡの面積と同一または小さくてもよい。

表示装置１は、イメージセンシング素子が作動状態１ａまたは非作動状態１ｂであってもよい。イメージセンシング素子が作動状態１ａである場合、表示装置１はセンシング方向に位置した物体１０００ａをセンシングしてイメージ化し、これを表示部１０に表示することができる。即ち、ユーザが表示装置１の背面の背景を認知するように映像を提供することができる。

イメージセンサが非作動状態１ｂである場合、表示装置１はセンシング方向に位置した物体１０００ａを表示部１０に出力しなくてもよい。即ち、ユーザは、表示装置１によって隠された表示装置１の後ろの背景を直接認知することができない。

次に、図４〜図１２を参照して表示装置１をより詳細に説明する。まず、図４〜図９を参照して表示装置１の駆動方法について説明する。

図４は一実施形態による表示装置を概略的に示すブロック図である。図５は一実施形態による表示装置の表示部を概略的に示すブロック図である。図６は一実施形態による表示装置の表示面を示す平面図である。図７は一実施形態による表示装置の受光部を概略的に示すブロック図である。図８は図７の一センシング画素の等価回路図である。図９は一実施形態による表示装置のセンシング面を示す平面図である。

図４〜図９を参照すると、本発明の一実施形態による表示装置１は、表示部１０、受光部２０、及び制御部３０を含む。制御部３０は表示部１０と受光部２０をそれぞれ制御する。詳しくは、制御部３０は表示部１０の表示画素ＰＸａと受光部２０のセンシング画素ＰＸｂを制御する。

一実施形態において、制御部３０は、イメージプロセッサ、タイミングコントローラなどの機能を行うハードウェア及び／またはソフトウェアを含んでもよい。イメージプロセッサは、受光部２０の例示的なｍ行ｎ列のセンシング画素ＰＸｂ（ｍ、ｎ）からデコードされた映像データに対して色処理を行い、映像変換及び画質改善のうち少なくとも１つの機能を行うことができる。タイミングコントローラは、入力データをデータ駆動部１２で利用できるように変換（または変調）し、表示部１０内の走査駆動部１１及びデータ駆動部１２を制御することができる。また、タイミングコントローラは、受光部２０の行デコーダ２２及び列デコーダ２７にタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）信号及び制御信号を提供する。

表示部１０は、走査線ＳＬ１〜ＳＬｉ（ｉは２以上の自然数）及びデータ線ＤＬ１〜ＤＬｊ（ｊは２以上の自然数）によって区画された領域に位置する単位表示画素ＰＸａを含む画素部１３と、走査線ＳＬ１〜ＳＬｉに走査信号を順に供給する走査駆動部１１と、データ信号を上記走査信号が供給される度にデータ線ＤＬ１〜ＤＬｊに供給するデータ駆動部１２と、を含んでもよい。

上記画素部１３は、表示画素ＰＸａの電源として第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳの供給を受け、上記第１電源ＥＬＶＤＤ及び第２電源ＥＬＶＳＳの供給を受けた表示画素ＰＸａのそれぞれは、走査信号が供給されるとき、データ信号の供給を受け、供給されたデータ信号に対応する輝度の光を生成する。

明確に図示してはいないが、一実施形態において、画素部１３はそれぞれ赤色、緑色、青色の光を発光する第１表示画素、第２表示画素及び第３表示画素を含んでもよい。第１表示画素、第２表示画素、第３表示画素は、それぞれ赤色、緑色、青色の光を発光する色領域を定義することができる。

表示領域ＤＡは発光領域及び非発光領域ＮＬＡを含む。発光領域は表示領域ＤＡにおいて光が透過されてユーザに視認される領域と定義される。発光領域は複数の色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊを含んでもよい。複数の色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊは行列状に配列されてもよい。例えば、複数の色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊはｉ行ｊ列状に配列されることができる。以下、例示的な色領域として、１行１列の色領域である第１色領域ＬＡ１１、１行２列の色領域である第２色領域ＬＡ１２、１行３列の色領域である第３色領域ＬＡ１３を基準として説明する。

但し、いくつかの実施形態において、白色光を発光する領域をさらに含んでもよい。他の実施形態において、複数の色領域は、赤色光を発光する領域、緑色光を発光する領域、及び青色光を発光する領域の代わりにシアン（ｃｙａｎ）、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）色を発光する領域を含んでもよい。以下では、表示装置１の発光領域がそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を発光する第１色領域ＬＡ１１、第２色領域ＬＡ１２及び第３色領域ＬＡ１３を含む場合を例に挙げて説明する。但し、第１色領域ＬＡ１１、第２色領域ＬＡ１２及び第３色領域ＬＡ１３の色の種類及び配置順序はこれに限定されないことは言うまでもない。

一実施形態において、各色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊは１つの表示画素ＰＸａを備えることができる。例えば、表示部１０は、第１色領域ＬＡ１１で赤色の表示画素ＰＸａを備え、第２色領域ＬＡ１２で緑色の表示画素ＰＸａを備え、第３色領域ＬＡ１３で青色の表示画素ＰＸａを備えることができる。

本明細書において、青色光は約４５０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の波長範囲を有する光に該当し、緑色光は約４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長範囲を有する光に該当し、赤色光は約６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲を有する光のことである。

第１色領域ＬＡ１１、第２色領域ＬＡ１２及び第３色領域ＬＡ１３は、列方向及び／または行方向に沿って交互に配列されてもよい。

本明細書において、列方向とは、第２方向ＤＲ２であり、図面上の縦方向を意味する。行方向とは、第１方向ＤＲ１であり、図面上の横方向を意味する。即ち、列方向は行方向と交差する方向である。

一実施形態において、各色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊは四角状であってもよい。また、一実施形態では、各色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊのサイズは互いに異なってもよい。この場合、第３色領域ＬＡ１３のサイズは第１色領域ＬＡ１１よりサイズが大きく、第１色領域ＬＡ１１のサイズは第２色領域ＬＡ１２のサイズより大きくてもよい。但し、各色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊの形状及びサイズはこれに限定されるものではない。

非発光領域ＮＬＡは、表示領域ＤＡにおいて複数の色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊを区別するための領域と定義される。即ち、非発光領域ＮＬＡは光を放出しない領域であってもよい。非発光領域ＮＬＡは各色領域ＬＡ１１〜ＬＡｉｊを取り囲む形態であってもよい。

センシング面ＳＳは、複数の吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊと非センシング領域ＮＳＡを含んでもよい。吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊは後述するセンシング画素ＰＸｂによって定義されることができる。各吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊには１つのセンシング画素ＰＸｂが備えられてもよい。

吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊはｉ行ｊ列状に配列されてもよい。一実施形態において、各吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊの面積は同じであってもよいが、常にこれに限定されるものではない。他の実施形態では、吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊはセンシングする色に応じて面積が異なってもよい。

非センシング領域ＮＳＡはセンシング画素ＰＸｂが配置されない領域と定義される。非センシング領域ＮＳＡは吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊを取り囲んでもよい。

受光部２０は、光電変換素子を含むセンシング画素ＰＸｂが２次元的に配列されて成るアクティブセンシング画素ＡＰＳアレイ２１、行デコーダ（ｒｏｗ ｄｅｃｏｄｅｒ）２２、行ドライバ（ｒｏｗ ｄｒｉｖｅｒ）２３、相関二重サンプラー（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｅｒ、ＣＤＳ）２４、アナログデジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＡＤＣ）２５、ラッチ部（ｌａｔｃｈ）２６、列デコーダ（ｃｏｌｕｍｎ ｄｅｃｏｄｅｒ）２７などを含む。

ＡＰＳアレイ２１は２次元的に配列された複数の単位センシング画素ＰＸｂを含む。一実施形態において、センシング画素ＰＸｂは吸収領域ＳＡ１１〜ＳＡｉｊの配列形態に対応してｉ行ｊ列状に配列されてもよい。

複数のセンシング画素ＰＸｂは、光学映像を電気的な出力信号に変換する役割をする。ＡＰＳアレイ２１は、行ドライバ２３から行選択信号、リセット信号、電荷転送信号などの複数の駆動信号を受信して駆動される。また、変換された電気的な出力信号は、垂直信号線を介して相関二重サンプラー２４に提供される。

行ドライバ２３は、行デコーダ２２でデコードされた結果に応じて複数の単位センシング画素ＰＸｂを駆動するための複数の駆動信号をＡＰＳアレイ２１に提供する。通常、行列状にセンシング画素ＰＸｂが配列された場合には、各行毎に駆動信号を提供する。

相関二重サンプラー２４は、アクティブセンシング画素ＡＰＳアレイ２１に形成された出力信号を、垂直信号線を介して受信して、保持（ｈｏｌｄ）及びサンプリングする。即ち、特定のノイズレベル（ｎｏｉｓｅ ｌｅｖｅｌ）と上記出力信号による信号レベルを二重でサンプリングし、ノイズレベルと信号レベルの差に相当する差異レベルを出力する。

アナログデジタルコンバータ２５は、差異レベルに該当するアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。

ラッチ部２６はデジタル信号をラッチ（ｌａｔｃｈ）し、ラッチされた信号は列デコーダ２７でデコード結果に応じて順に映像信号処理部（図示は省略）に出力される。

各センシング画素ＰＸｂは、光電変換素子ＰＤ、フローティング拡散領域ＦＡ、電荷転送素子ＥＴ、ドライブ素子ＤＥ、リセット素子ＲＥ、選択素子ＳＥを含む。これらの機能については、例示的なｍ行ｎ列のセンシング画素ＰＸｂ（ｍ、ｎ）を例に挙げて説明する。

光電変換素子ＰＤは入射光を吸収して光量に対応する電荷を蓄積する。例えば、光電変換素子ＰＤとしてフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトゲート、またはこれらの組み合わせが適用されてもよく、本実施形態では、フォトダイオードとしてピンドフォトダイオード（ｐｉｎｎｅｄ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）が例示されている。

各光電変換素子ＰＤは、蓄積された電荷をフローティング拡散領域ＦＡに転送する各電荷転送素子ＥＴとカップリングされる。フローティング拡散領域（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）ＦＡは電荷を電圧に変換する領域であって、寄生キャパシタンスを有するため、電荷が蓄積して保存される。

ソースフォロワ増幅器として例示されているドライブ素子ＤＥは、各光電変換素子ＰＤに蓄積された電荷が伝達されたフローティング拡散領域ＦＡの電気的ポテンシャルの変化を増幅し、これを出力線Ｖｏｕｔに出力する。

リセット素子ＲＥはフローティング拡散領域ＦＡを周期的にリセットさせる。リセット素子ＲＥは、所定のバイアスを印加するリセット線ＲＸ（ｍ）により提供されるバイアスによって駆動される１つのＭＯＳトランジスタからなってもよい。リセット線ＲＸ（ｍ）により提供されるバイアスによってリセット素子ＲＥがターンオンされると、リセット素子ＲＥのドレインに提供される所定の電気的ポテンシャル、例えば、電源電圧ＶＤＤがフローティング拡散領域ＦＡに伝達される。

選択素子ＳＥは、行単位で読み取るセンシング画素ＰＸｂ（ｍ、ｎ）を選択する役割をする。選択素子ＳＥは、行選択線ＳＥＬ（ｍ）により提供されるバイアスによって駆動される１つのＭＯＳトランジスタからなってもよい。行選択線ＳＥＬ（ｍ）により提供されるバイアスによって選択素子ＳＥがターンオンされると、選択素子ＳＥのドレインに提供される所定の電気的ポテンシャル、例えば、電源電圧ＶＤＤがドライブ素子ＤＥのドレイン領域に伝達される。

電荷転送素子ＥＴにバイアスを印加する転送線ＴＸ（ｍ）、リセット素子ＲＥにバイアスを印加するリセット線ＲＸ（ｍ）、選択素子ＳＥにバイアスを印加する行選択線ＳＥＬ（ｍ）は、行方向に実質的に互いに平行に延長されて配列されてもよい。

一方、実施形態において、センシング画素ＰＸｂの個数と表示画素ＰＸａの個数は同じであってもよい。例えば、センシング画素ＰＸｂが構成する行列は、表示画素ＰＸａがｉ行ｊ列状であることに対応してｉ行ｊ列状であってもよい。また、センシング画素ＰＸｂは、表示画素ＰＸａに１対１マッチングされてもよい。即ち、例示的なｍ行ｎ列のセンシング画素ＰＸｂが収集したイメージ色は、例示的なｍ行ｎ列の表示画素ＰＸａを介して発光することができる。

センシング画素ＰＸｂの個数と表示画素ＰＸａの個数がマッチングするように表示装置１を構成し、表示装置１は表示装置１の背面から見える背景に対して倍率に合うように映像を提供することができる。

次いで、図１０〜図１６を参照して表示装置１の構造について説明する。

図１０は一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。図１１は図６のＩ１−Ｉ１’線に沿って切開した表示部の断面図である。図１２は図１１の有機発光ダイオードを拡大した断面図である。図１３は図１１に示した有機発光ダイオードの変形例を示す断面図である。図１４は図１１に示した有機発光ダイオードの他の変形例を示す断面図である。図１５は図９のＩ２−Ｉ２’線に沿って切開した受光部の断面図である。図１６は図９のＩ３−Ｉ３’線に沿って切開した受光部の断面図である。

図１０を参照すると、表示部１０の表示基板１０ａと受光部２０のセンシング基板２０ａは、接着層４０を介して対向するように配置されてもよい。

表示部１０は表示基板１０ａを含み、表示方向を基準として表示基板１０ａの一面上に順に配置された第１回路層１０ｂ、発光素子層１０ｃ、第１封止層１０ｄ、及び色変換素子層１０ｅを含んでもよい。

受光部２０はセンシング基板２０ａを含み、センシング方向を基準としてセンシング基板２０ａの一面上に順に配置された第２回路層２０ｂ、センシング素子層２０ｃ、第２封止層２０ｄ、及び光屈折層２０ｅを含んでもよい。

接着層４０は、対向する表示基板１０ａの他面とセンシング基板２０ａの他面を互いに付着させる。一実施形態において、接着層４０はシリコン系接着剤であってもよい。接着層４０は不透明な素材を使用してもよい。但し、実施形態に応じて透明な素材の接着層４０が使用されることもある。

本明細書において、一面と他面は対向する相対的な面を指し示すものであり、用語に限定されるものではない。

以下では、説明の便宜上、図１０と同じ素子に対して異なる図面符号を付した。

まず、図１１を参照して表示部１０の積層構造について説明する。

表示部１０は、表示基板１０１と、表示基板１０１上に配置される複数のスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３と、複数のスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３上に配置される複数の有機発光ダイオード３１０と、複数の有機発光ダイオード３１０上に配置される封止層４００と、を含む。

表示基板１０１は、剛性（ｒｉｇｉｄ）基板または可撓性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板であってもよい。ここで、表示基板１０１が剛性基板である場合は、ガラス基板、石英基板、ガラスセラミック基板、及び結晶質ガラス基板の何れか１つであってもよい。表示基板１０１が可撓性基板である場合には、高分子有機物を含むフィルム基板及びプラスチック基板の何れか１つであってもよい。また、表示基板１０１は、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ、Ｆｉｂｅｒ ｇｌａｓｓ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃ）を含んでもよい。表示基板１０１は表示部１０の下部基板であってもよい。一実施形態において、表示基板１０１は不透明基板であってもよい。

表示基板１０１上には第１バッファ層２０１が配置される。第１バッファ層２０１は表示基板１０１の表面を平滑にし、水分または外気の浸透を防止する機能をする。第１バッファ層２０１は無機膜であってもよい。第１バッファ層２０１は単一膜または多層膜であってもよい。

第１バッファ層２０１上には複数のスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３が配置される。ここで、各スイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３は薄膜トランジスタであってもよい。図面に示された各スイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３は薄膜トランジスタのうち駆動トランジスタであってもよい。

各スイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３は、第１スイッチング素子ＴＲ１、第２スイッチング素子ＴＲ２、及び第３スイッチング素子ＴＲ３を含んでもよい。各スイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３は、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３毎に１つ以上備えられてもよい。例えば、第１スイッチング素子ＴＲ１は第１色領域ＬＡ１１に備えられ、第２スイッチング素子ＴＲ２は第２色領域ＬＡ１２に備えられ、第３スイッチング素子ＴＲ３は第３色領域ＬＡ１３に備えられてもよい。

各スイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３は、それぞれ半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を含んでもよい。具体的に説明すると、第１バッファ層２０１上に半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３が配置される。半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３は非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）、ポリシリコン（ｐｏｌｙ ｓｉｌｉｃｏｎ）、低温ポリシリコン（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｏｌｙ ｓｉｌｉｃｏｎ）及び有機半導体を含んでもよい。他の実施形態では、半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３は酸化物半導体であってもよい。明確に図示してはいないが、半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３はチャネル領域と、チャネル領域の両側に配置され、不純物がドープされたソース領域及びドレイン領域を含んでもよい。

半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３上にはゲート絶縁膜２１１が配置される。ゲート絶縁膜２１１は無機膜であってもよい。ゲート絶縁膜２１１は単一膜または多層膜であってもよい。

ゲート絶縁膜２１１上にはゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が配置される。ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は導電性を有する金属物質からなってもよい。例えば、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）を含んでもよい。ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は単一膜または多層膜であってもよい。

ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３上には層間絶縁膜２１２が配置される。層間絶縁膜２１２は無機膜であってもよい。層間絶縁膜２１２は単一膜または多層膜であってもよい。

層間絶縁膜２１２上にはソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が配置される。ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は導電性を有する金属物質からなる。例えば、ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）を含んでもよい。

ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、層間絶縁膜２１２及びゲート絶縁膜２１１を貫通するコンタクトホールを介して半導体層Ａ１、Ａ２、Ａ３のソース領域とドレイン領域にそれぞれ電気的に接続されてもよい。

別に図示してはいないが、表示装置１は、表示基板１０１上にストレージキャパシタ及びスイッチトランジスタをさらに含んでもよい。

ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、及び層間絶縁膜２１２上に保護層２２０が配置される。ここで、保護層２２０はスイッチング素子ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３を含む回路部を覆うように配置される。保護層２２０はパッシベーション膜または平坦化膜であってもよい。パッシベーション膜はＳｉＯ２、ＳｉＮｘなどを含んでもよく、平坦化膜はアクリル、ポリイミドのような材質を含んでもよい。保護層２２０はパッシベーション膜と平坦化膜の両方を含んでもよい。この場合、ソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、及び層間絶縁膜２１２上にパッシベーション膜が配置され、パッシベーション膜上に平坦化膜が配置されることができる。保護層２２０の上面は平坦であることができる。

第１バッファ層２０１ないし保護層２２０は、図１０の第１回路層１０ｂに対応することができる。

保護層２２０上に複数の有機発光ダイオード３１０が配置されてもよい。上述したように、各有機発光ダイオード３１０は、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３毎に配置されてもよい。即ち、表示画素ＰＸａ（図５を参照）は、それぞれ有機発光ダイオード３１０を含んでもよい。以下では、各有機発光ダイオード３１０の構成要素について詳しく説明する。

図１２をともに参照すると、保護層２２０上に複数の第１画素電極３１１が配置される。各第１画素電極３１１は各色領域毎に配置された画素電極であってもよい。また、複数の第１画素電極３１１は有機発光ダイオード３１０のアノード（ａｎｏｄｅ）電極であってもよい。

各第１画素電極３１１は、保護層２２０を貫通するビアホールを介して表示基板１０１に配置されたドレイン電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３（またはソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）と電気的に接続されてもよい。

複数の第１画素電極３１１は仕事関数が高い物質を含んで形成されてもよい。複数の第１画素電極３１１は、インジウム−スズ−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｕｉｍ Ｏｘｉｄｅ：Ｉｎ２Ｏ３）などを含んでもよい。

一実施形態では、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３において、各第１画素電極３１１が平面上で占める面積は同じであってもよいが、これに限定されるものではない。

複数の第１画素電極３１１上には画素定義膜３３０が配置される。画素定義膜３３０は各第１画素電極３１１の少なくとも一部を露出する開口部を含む。一実施形態では、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３において各開口部の幅は異なってもよい。例えば、第２色領域ＬＡ１２の開口部、第１色領域ＬＡ１１の開口部、及び第３色領域ＬＡ１３の開口部は、順にさらに狭い幅を有してもよい。即ち、画素定義膜３３０により露出された各第１画素電極３１１の面積は、第３色領域ＬＡ１３、第１色領域ＬＡ１１、及び第２色領域ＬＡ１２の順に広くなってもよい。

画素定義膜３３０は有機物質または無機物質を含んでもよい。一実施形態において、画素定義膜３３０は、フォトレジスト、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン化合物、ポリアクリル系樹脂などの材料を含んでもよい。

画素定義膜３３０により露出された各第１画素電極３１１上には有機発光層３２０が配置されてもよい。例えば、有機発光層３２０は、第１正孔輸送層ＨＴＬ１、第１発光層ＥＬ１１、及び第１電子輸送層ＥＴＬ１が順に配置された形態であってもよい。一実施形態では、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３の有機発光層３２０は全て青色の有機発光層３２０であってもよいが、これに限定されない。

第１電子輸送層ＥＴＬ１上には第２画素電極３１２が配置される。第２画素電極３１２は、各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３の区分なく表示基板１０１の全体にわたって配置された共通電極であってもよい。また、第２画素電極３１２は有機発光ダイオード３１０のカソード電極であってもよい。

第２画素電極３１２は仕事関数が低い物質を含んで形成されてもよい。第２画素電極３１２は、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、ＢａＦ、Ｂａまたはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物など）を含んでもよい。第２画素電極３１２は補助電極をさらに含んでもよい。上記補助電極は上記物質が蒸着されて形成された膜、及び上記膜上に透明金属酸化物、例えば、インジウム−スズ−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）、インジウム−スズ−亜鉛−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）などを含んでもよい。

表示装置１が前面発光型である場合、第２画素電極３１２として仕事関数が小さい導電層を薄膜に形成し、その上部に透明な導電膜、例えば、インジウム−スズ−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）層、インジウム−亜鉛−酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）層、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）層、酸化インジウム（Ｉｎｄｕｉｍ Ｏｘｉｄｅ：Ｉｎ２Ｏ３）層などを積層することができる。

各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３において、上述した第１画素電極３１１、第１正孔輸送層ＨＴＬ１、第１発光層ＥＬ１１及び第１電子輸送層ＥＴＬ１及び第２画素電極３１２は、１つの有機発光ダイオード３１０を構成することができる。

有機発光ダイオード３１０の素子の種類及び積層順序は図面に示されたものに限定されない。有機発光ダイオード３１０として様々な変形実施形態が表示装置１に適用されてもよく、これについては図１３及び図１４で後述する。

第１画素電極３１１ないし第２画素電極３１２は、図１０の発光素子層１０ｃに対応することができる。

第２画素電極３１２上に第１封止層４００が配置される。ここで、第１封止層４００は図１０の第１封止層１０ｄに対応することができる。

第１封止層４００は無機膜及び／または有機膜を含む。第１封止層４００は複数の積層膜を含んでもよい。第１封止層４００は、 第２画素電極３１２上に順に積層された第１無機膜４１０、有機膜４２０及び第２無機膜４３０を含む多層膜からなってもよい。

第１無機膜４１０及び第２無機膜４３０は、シリコンオキサイド（ＳｉＯｘ）、シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮｘ）からなる群より選択された何れか１つ以上を含んでもよい。

有機膜４２０は、エポキシ、アクリレートまたはウレタンアクリレートからなる群より選択された何れか１つを含んでもよい。

以下、図１０の色変換素子層１０ｅに対応する構成要素についてより詳しく説明する。

色変換素子層１０ｅは、第１封止層４００上に順に積層された第２バッファ層５０１、ブラックマトリックス５２１、第１色変換フィルタ、第１キャッピング層５１１、第２色変換フィルタ、第２キャッピング層５１２、オーバーコート層５１３、パッシベーション層５１４、及び蓋膜５５０を含む。また、色変換素子層１０ｅは、第１色変換フィルタと同じ層に形成される光透過パターン５３３をさらに含んでもよい。

色変換素子層１０ｅによって各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３を含む発光領域及び非発光領域ＮＬＡが定義されることができる。

第２バッファ層５０１は第１封止層４００上に配置される。第２バッファ層５０１は第１封止層４００の表面を平滑にし、第１封止層４００の内部への水分や外気の浸透を防止する機能をする。第２バッファ層５０１は無機膜であってもよい。第２バッファ層５０１は単一膜または多層膜であってもよい。他の実施形態では、第２バッファ層５０１は省略されてもよい。

他の実施形態では、第１封止層４００と第２バッファ層５０１の間に別の充填物質が配置されてもよい。また、さらに他の実施形態では、第１封止層４００の上面と後述する第１色変換フィルタの下面は直接接するように配置されてもよい。

ブラックマトリックス５２１は第２バッファ層５０１上に配置される。ブラックマトリックス５２１は各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３の境界に沿って配置され、光の透過を遮断することができる。ブラックマトリックス５２１は画素定義膜３３０に重畳されてもよい。ブラックマトリックス５２１は各色領域ＬＡ１１、ＬＡ１２、ＬＡ１３が定義されることができる開口部を含んでもよい。

ブラックマトリックス５２１の材料は光を遮断することができれば、特に制限されない。一実施形態において、ブラックマトリックス５２１は感光性組成物、有機物または金属性物質などで形成されてもよい。一実施形態として、感光性組成物はバインダー樹脂、重合性モノマー、重合性オリゴマー、顔料、分散剤などを含んでもよい。金属性物質はクロムなどを含んでもよい。

第１色変換フィルタは第２バッファ層５０１及びブラックマトリックス５２１上に配置される。第１色変換フィルタはブラックマトリックス５２１の開口部と重畳されてもよい。

一実施形態において、第１色変換フィルタはカラーフィルタ５４０であってもよい。カラーフィルタ５４０は特定色の光を選択的に透過するが、他の色の光を吸収して進行を遮断することができる。カラーフィルタ５４０を通過した光は、赤色（ｒｅｄ）、緑色（ｇｒｅｅｎ）、及び青色（ｂｌｕｅ）の三原色などの基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうち１つを表示することができる。但し、上記カラーフィルタ５４０を通過した光の表示色は、基本色に限定されるものではなく、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイト（ｗｈｉｔｅ）系の色の何れか１つを表示することもできる。

本実施形態において、第１色変換フィルタは、赤色の第１カラーフィルタ５４１、緑色の第２カラーフィルタ５４２及び青色の第３カラーフィルタ５４３を含むものを例に挙げて説明する。

第１カラーフィルタ５４１は第１色領域ＬＡ１１に配置されてもよい。第１カラーフィルタ５４１は第１色の光を透過するが、第２色の光及び第３色の光を吸収して遮断することができる。ここで、第１色は赤色、第２色は緑色、第３色は青色であってもよい。即ち、第１カラーフィルタ５４１は赤色カラーフィルタであってもよく、赤色の色剤（ｒｅｄ ｃｏｌｏｒａｎｔ）を含んでもよい。赤色カラーフィルタは赤色光を透過するが、緑色光及び青色光を吸収して遮断することができる。

第２カラーフィルタ５４２は第２色領域ＬＡ１２に配置されてもよい。第２カラーフィルタ５４２は第２色の光を透過するが、第１色の光及び第３色の光を吸収して遮断することができる。即ち、第２カラーフィルタ５４２は緑色カラーフィルタであってもよく、緑色の色剤（ｇｒｅｅｎ ｃｏｌｏｒａｎｔ）を含んでもよい。緑色カラーフィルタは緑色光を透過するが、赤色光及び青色光を吸収して遮断することができる。

第３カラーフィルタ５４３は第３色領域ＬＡ１３に配置されてもよい。第３カラーフィルタ５４３は第３色の光を透過するが、第１色の光及び第２色の光を吸収して遮断することができる。即ち、第３カラーフィルタ５４３は青色カラーフィルタであってもよく、青色の色剤（ｂｌｕｅ ｃｏｌｏｒａｎｔ）を含んでもよい。青色カラーフィルタは青色光を透過するが、赤色光及び緑色光を吸収して遮断することができる。

カラーフィルタは外光を相当なレベルで吸収するため、偏光板などをさらに配置しなくても外光の反射を減少させることができる。

一実施形態において、各カラーフィルタ間の境界部分は非発光領域ＮＬＡに位置することができる。即ち、各カラーフィルタ間の境界部分はブラックマトリックス５２１と重畳されることができる。

第１キャッピング層５１１は第１色変換フィルタ上に配置される。第１キャッピング層５１１は、外部から水分や空気などの不純物が浸透して第１色変換フィルタなどを損傷させること、または、汚染させることを抑制することができる。また、第１キャッピング層５１１は、各カラーフィルタに含まれた色剤（ｃｏｌｏｒａｎｔ）が他の構成に拡散することを抑制することができる。

いくつかの実施形態において、第１キャッピング層５１１は無機物質からなってもよい。例えば、第１キャッピング層５１１は、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物及びシリコン酸窒化物などを含んで形成されてもよい。

第２色変換フィルタ及び光透過パターン５３３は第１キャッピング層５１１上に配置される。第２色変換フィルタ及び光透過パターン５３３の厚さは約２μｍ以上約２０μｍ以下であってもよい。

第２色変換フィルタは波長変換パターン５３０であってもよい。波長変換パターン５３０は、入射光のピーク波長を他の特定ピーク波長の光に変換して出射することができる。波長変換パターン５３０を通過した光は、赤色、緑色、青色の三原色などの基本色の何れか１つを表示することができる。但し、上記波長変換パターン５３０は光の表示色が基本色に限定されるものではなく、シアン、マゼンタ、イエロー、及びホワイト系の色の何れか１つを表示することもできる。

本実施形態において、波長変換パターン５３０は互いに異なる第１波長変換パターン５３１及び第２波長変換パターン５３２を含むものを例を挙げて説明する。

第１波長変換パターン５３１は第１色領域ＬＡ１１に配置されてもよい。例示的な実施形態において、第１波長変換パターン５３１は青色光を約６１０ｎｍ以上約６５０ｎｍ以下の範囲である赤色光に変換して出射することができる。第１波長変換パターン５３１は、第２色領域ＬＡ１２及び第３色領域ＬＡ１３には配置されなくてもよい。

第１波長変換パターン５３１は第１ベース樹脂５３１１及び第１ベース樹脂５３１１内に分散された第１波長変換物質５３１３を含んでもよく、第１ベース樹脂５３１１内に分散された第１散乱体５３１５をさらに含んでもよい。

第１ベース樹脂５３１１は光透過率が高く、第１波長変換物質５３１３及び第１散乱体５３１５に対する分散特性に優れた材料であれば特に制限されない。例えば、第１ベース樹脂５３１１は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、カルド系樹脂またはイミド系樹脂などの有機材料を含んでもよい。

第１波長変換物質５３１３は、入射光のピーク波長を他の特定ピーク波長に変換することができる。第１波長変換物質５３１３の例としては、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ、ＱＤ）、量子棒または蛍光体などが挙げられる。量子ドットは電子が伝導帯から価電子帯に転移しながら特定波長の光を放出する粒子状物質であってもよい。

上記量子ドットは半導体ナノ結晶物質であってもよい。量子ドットは、その組成及びサイズに応じて特定のバンドギャップを有し、光を吸収してから固有の波長を有する光を放出することができる。量子ドットの半導体ナノ結晶の例としては、ＩＶ族系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系ナノ結晶、またはこれらの組み合わせなどが挙げられる。

例えば、ＩＶ族系ナノ結晶としては、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、または炭化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ、ＳｉＣ）、ケイ素−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）などの二元化合物などが挙げられるが、本発明はこれに制限されない。

また、ＩＩ−ＶＩ族系化合物ナノ結晶としては、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ及びこれらの混合物などの二元化合物、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳ及びこれらの混合物などの三元化合物、またはＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ及びこれらの混合物などの四元化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。

また、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物ナノ結晶としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びこれらの混合物などの二元化合物、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ及びこれらの混合物などの三元化合物、またはＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ及びこれらの混合物などの四元化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。

ＩＶ−ＶＩ族系ナノ結晶には、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ及びこれらの混合物などの二元化合物、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ及びこれらの混合物などの三元化合物、またはＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ及びこれらの混合物などの四元化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。

量子ドットは、上述したナノ結晶を含むコア及びコアを取り囲むシェルを含むコアシェル構造を有することができる。量子ドットのシェルは、コアの化学的変性を防止して半導体特性を保持するための保護層の役割及び／または量子ドットの電気泳動特性を付与するためのチャージ層（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｌａｙｅｒ）の役割を行うことができる。上記シェルは単一層または多重層であってもよい。量子ドットのシェルの例としては、金属または非金属の酸化物、半導体化合物、またはこれらの組み合わせなどを挙げることができる。

例えば、上記金属または非金属の酸化物としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＭｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＣｕＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＣｏＯ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＮｉＯなどの二元化合物、またはＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＣｏＦｅ_２Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４、ＣｏＭｎ_２Ｏ_４などの三元化合物が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。

また、上記半導体化合物としては、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂなどが挙げられるが、本発明はこれに限定されない。

第１波長変換物質５３１３が放出する光は、約４５ｎｍ以下、または約４０ｎｍ以下、または約３０ｎｍ以下の発光波長スペクトル半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）を有することができ、これにより、表示装置が表示する色の色純度と色再現性を向上させることができる。また、第１波長変換物質５３１３が放出する光は、入射光の入射方向に関係なく様々な方向に向かって放出されることができる。これにより、表示装置の側面視認性を向上させることができる。

有機発光ダイオード３１０から提供された放出光Ｌの一部は、第１波長変換物質５３１３によって赤色光に変換されず、第１波長変換パターン５３１を透過して放出されることができる。第１波長変換パターン５３１によって変換されずに第１カラーフィルタ５４１に入射した成分は、第１カラーフィルタ５４１によって遮断されることができる。一方、第１波長変換パターン５３１によって変換された赤色光は、第１カラーフィルタ５４１を透過して外部に出射されることができる。これにより、第１色領域ＬＡ１１から外部に出射される第１出射光Ｌ１は赤色光であることができる。

第１散乱体５３１５は第１ベース樹脂５３１１と異なる屈折率を有し、第１ベース樹脂５３１１と光学界面を形成することができる。例えば、第１散乱体５３１５は光散乱粒子であってもよい。第１散乱体５３１５は透過光の少なくとも一部を散乱させることができる材料であれば特に制限されないが、例えば、金属酸化物粒子または有機粒子であってもよい。上記金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを例示することができ、上記有機粒子材料としては、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂などを例示することができる。第１散乱体５３１５は、第１波長変換パターン５３１を透過する光の波長を実質的に変換させないながら、入射光の入射方向とは関係なくランダムな方向に光を散乱させることができる。これにより、第１波長変換パターン５３１を透過する光の経路の長さを増加させることができ、第１波長変換物質５３１３による色変換効率を増加させることができる。

いくつかの実施形態において、第１波長変換パターン５３１の厚さは３μｍ以上１５μｍ以下であってもよい。第１波長変換パターン５３１に含まれた第１波長変換物質５３１３の含量は１０％以上６０％以下であってもよい。また、第１波長変換パターン５３１に含まれた第１散乱体５３１５の含量は２％以上１５％以下であってもよい。

第２波長変換パターン５３２は第２色領域ＬＡ１２に配置されてもよい。例示的な実施形態では、第２波長変換パターン５３２は青色光を約５１０ｎｍ以上約５５０ｎｍ以下の範囲である緑色光に変換して出射することができる。第２波長変換パターン５３２は、第１色領域ＬＡ１１及び第３色領域ＬＡ１３は配置されなくてもよい。

第２波長変換パターン５３２は、第２ベース樹脂５３２１及び第２ベース樹脂５３２１内に分散された第２波長変換物質５３２３を含んでもよく、第２ベース樹脂５３２１内に分散された第２散乱体５３２５をさらに含んでもよい。

第２ベース樹脂５３２１は光透過率が高く、第２波長変換物質５３２３及び第２散乱体５３２５に対する分散特性に優れた材料であれば特に制限されない。例えば、第２ベース樹脂５３２１は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、カルド系樹脂またはイミド系樹脂などの有機材料を含んでもよい。

第２波長変換物質５３２３の例としては、量子ドット、量子棒または蛍光体などが挙げられる。その他、第２波長変換物質５３２３に対するより具体的な説明は、第１波長変換物質５３１３の説明で述べた内容と実質的に同一または類似するため、省略する。

第１波長変換物質５３１３及び第２波長変換物質５３２３は、全ての量子ドットからなってもよい。このような場合、第１波長変換物質５３１３をなす量子ドットの直径は、第２波長変換物質５３２３をなす量子ドットの直径より大きくてもよい。例えば、第１波長変換物質５３１３の量子ドットのサイズは約５５Å以上６５Å以下であってもよい。また、第２波長変換物質５３２３の量子ドットのサイズは約４０Å以上５０Å以下であってもよい。

第１波長変換パターン５３１及び第２波長変換パターン５３２を透過した光は、偏光が解消された非偏光（ｕｎｐｏｌａｒｉｚｅｄ）状態であってもよい。非偏光光とは、特定方向の偏光成分のみで構成されていない光、即ち、特定方向のみに偏光されていない光、言い換えると、ランダム化された偏光（ｒａｎｄｏｍ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）成分からなる光を意味する。非偏光光の例としては、自然光（ｎａｔｕｒａｌ ｌｉｇｈｔ）を挙げることができる。

第２散乱体５３２５は第２ベース樹脂５３２１と異なる屈折率を有し、第２ベース樹脂５３２１と光学界面を形成することができる。例えば、第２散乱体５３２５は光散乱粒子であってもよい。その他、第２散乱体５３２５に対する具体的な説明は、第１散乱体５３１５の説明と実質的に同一または類似するため、省略する。

第２波長変換パターン５３２に含まれた第２波長変換物質５３２３の含量は１０％以上６０％以下であってもよい。また、第２波長変換パターン５３２に含まれた第２散乱体５３２５の含量は２％以上１５％以下であってもよい。

第２波長変換パターン５３２には有機発光ダイオード３１０から放出された放出光Ｌが提供されてもよく、第２波長変換物質５３２３は有機発光ダイオード３１０から提供された放出光Ｌを緑色光に変換して放出することができる。

有機発光ダイオード３１０から提供された放出光Ｌの一部は、第２波長変換物質５３２３によって緑色光に変換されず、第２波長変換パターン５３２を透過して放出されることができ、これは第２カラーフィルタ５４２によって遮断されることができる。一方、放出光Ｌのうち第２波長変換パターン５３２によって変換された緑色光は、第２カラーフィルタ５４２を透過して外部に出射される。これにより、第２色領域ＬＡ１２から外部に出射される第２出射光Ｌ２は緑色光であることができる。

光透過パターン５３３は第３色領域ＬＡ１３内に位置し、第１色領域ＬＡ１１及び第２色領域ＬＡ１２に位置しなくてもよい。光透過パターン５３３はおおよそ入射光をそのまま透過させることができる。

光透過パターン５３３は、第３ベース樹脂５３３１及び第３ベース樹脂５３３１内に分散された第３散乱体５３３５をさらに含んでもよい。

第３ベース樹脂５３３１は光透過率が高い有機材料からなってもよく、第１ベース樹脂５３１１と同じ物質からなるか、第１ベース樹脂５３１１の構成物質として例示された物質のうち少なくとも１つを含んでもよい。

第３散乱体５３３５は第３ベース樹脂５３３１と異なる屈折率を有し、第３ベース樹脂５３３１と光学界面を形成することができる。例えば、第３散乱体５３３５は光散乱粒子であってもよい。第３散乱体５３３５は、透過光の少なくとも一部を散乱させることができる材料であれば特に制限されないが、例えば、金属酸化物粒子または有機粒子であってもよい。上記金属酸化物としては、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または酸化スズ（ＳｎＯ_２）などを例示することができ、上記有機粒子材料としては、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂などを例示することができる。第３散乱体５３３５は、光透過パターン５３３を透過する光の波長を実質的に変換させないながら、入射光の入射方向とは関係なくランダムな方向に光を散乱させることができる。これにより、光透過パターン５３３を透過する光の側面視認性を向上させることができる。

有機発光ダイオード３１０から提供された放出光Ｌは、光透過パターン５３３及び第３カラーフィルタ５４３を透過して外部に出射される。即ち、第３色領域ＬＡ１３から出射される第３出射光Ｌ３は、有機発光ダイオード３１０から放出された青色光である放出光Ｌと同じ波長を有することができる。

第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３は、平面上において互いに離隔して形成されてもよい。これにより、第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３にそれぞれ含まれた物質が互いに混合されないことができる。離隔された第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３の間に離隔空間が形成されることができる。

第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３上に第２キャッピング層５１２が配置されてもよい。第２キャッピング層５１２は、第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３をカバーすることができる。第２キャッピング層５１２は、第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３の間に離隔空間を含んで配置されてもよい。上記離隔空間において、第２キャッピング層５１２は第１キャッピング層５１１と直接接することができる。

第２キャッピング層５１２は、第１キャッピング層５１１とともに第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３を密封することができ、これにより、外部から水分または空気などの不純物が浸透して第１波長変換パターン５３１、第２波長変換パターン５３２、及び光透過パターン５３３を損傷させること、または、汚染させることを抑制することができる。第２キャッピング層５１２は後述する屋根層に対応することができる。

第２キャッピング層５１２は無機物からなってもよい。第２キャッピング層５１２は、第１キャッピング層５１１と同じ物質からなるか、第１キャッピング層５１１の説明で述べた物質のうち少なくとも１つを含んでもよい。

第２キャッピング層５１２の厚さは約１０００Å以上２００００Å以下であってもよい。いくつかの実施形態において、第２キャッピング層５１２の厚さは約４０００Åであってもよい。第２キャッピング層５１２は単一膜からなってもよいが、これに限定されるものではない。

オーバーコート層５１３は第２キャッピング層５１２上に配置される。オーバーコート層５１３は第２キャッピング層５１２を平坦化しながら、複数の波長変換パターン及び光透過パターンを保護する役割を担うことができる。オーバーコート層５１３は、通常、アクリル系エポキシ材料が多く使用されるが、これに限定されない。

パッシベーション層５１４はオーバーコート層５１３上に配置される。発光領域はパッシベーション層５１４によってカバーされてもよい。パッシベーション層５１４は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）などの無機絶縁物を含んでもよい。

図１０に別に図示してはいないが、表示部１０は、色変換素子層１０ｅ上に配置される上部基板５６０をさらに含んでもよい。

一実施形態において、上部基板５６０はパッシベーション層５１４上に配置されてもよい。上部基板５６０は光透過性を有する材質からなってもよい。上部基板５６０は、剛性基板または可撓性基板であってもよい。一実施形態において、上部基板５６０はウィンドウ部材または封止基板であってもよい。

上部基板５６０が剛性基板である場合、ガラス基板、石英基板、ガラスセラミック基板及び結晶質ガラス基板の何れか１つであってもよい。上部基板５６０が可撓性基板である場合、高分子有機物を含むフィルム基板及びプラスチック基板の何れか１つであってもよい。また、上部基板５６０は、ガラス繊維強化プラスチックを含んでもよい。

次いで、上述した有機発光ダイオード３１０の様々な変形実施形態について説明する。

図１３を参照すると、有機発光層３２０＿１は、第１発光層ＥＬ１１上に位置する第１電荷生成層ＣＧＬ１１と、第１電荷生成層ＣＧＬ１１上に位置する第２発光層ＥＬ１２と、をさらに含んでもよく、第１電荷輸送層ＥＴＬ１は第２発光層ＥＬ１２上に位置してもよい。

第１電荷生成層ＣＧＬ１１は隣接する各発光層に電荷を注入する役割をすることができる。第１電荷生成層ＣＧＬ１１は、第１発光層ＥＬ１１と第２発光層ＥＬ１２の間で電荷の均衡を調整する役割をすることができる。いくつかの実施形態において、第１電荷生成層ＣＧＬ１１はｎ型電荷生成層及びｐ型電荷生成層を含んでもよい。上記ｐ型電荷生成層は上記ｎ型電荷生成層上に配置されてもよい。

第２発光層ＥＬ１２はこれに限定されないが、第１発光層ＥＬ１１と同様に青色光を発光することができる。第２発光層ＥＬ１２は、第１発光層ＥＬ１１と同じピーク波長または異なるピーク波長の青色光を発光することができる。他の実施形態において、第１発光層ＥＬ１１と第２発光層ＥＬ１２は異なる色の光を発光することができる。即ち、第１発光層ＥＬ１１は青色光を発光し、第２発光層ＥＬ１２は緑色光を発光することができる。

上述した構造の有機発光層３２０＿１は２つの発光層を含むことにより、図５の構造に比べて発光効率及び寿命が改善されることができる。

一方、図１４を参照すると、有機発光層３２０＿２が３つの発光層ＥＬ１１、ＥＬ１２、ＥＬ１３と、これらの間に介在された２つの電荷生成層ＣＧＬ１１、ＣＧＬ１２と、を含んでもよいことが例示されている。図１３に示されたように、有機発光層３２０＿２は、第１発光層ＥＬ１１上に位置する第１電荷生成層ＣＧＬ１１と、第１電荷生成層ＣＧＬ１１上に位置する第２発光層ＥＬ１２と、第２発光層ＥＬ１２上に位置する第２電荷生成層ＣＧＬ１２と、第２電荷生成層ＣＧＬ１２上に位置する第３発光層ＥＬ１３と、をさらに含んでもよい。第１電荷輸送層ＥＴＬ１は第３発光層ＥＬ１３上に位置してもよい。

第３発光層ＥＬ１３は、第１発光層ＥＬ１１及び第２発光層ＥＬ１２と同様に青色光を発光することができる。一実施形態において、第１発光層ＥＬ１１、第２発光層ＥＬ１２、第３発光層ＥＬ１３はそれぞれ青色光を発光するが、波長のピークが全て同じであっても、一部は異なってもよい。他の実施形態において、第１発光層ＥＬ１１、第２発光層ＥＬ１２、第３発光層ＥＬ１３の発光色は異なってもよい。例えば、各発光層が青色または緑色を発光するか、各発光層が赤色、緑色、青色を発光することにより、全体的にホワイト光を放出することもできる。

次いで、図１５及び図１６を参照して、受光部２０の積層構造について説明する。図１５及び図１６において、素子または層が他の素子または層の「上に配置」されると称するときは、図１０を基準として他の素子の背面またはセンシング方向に積層されたことを意味する。以下では、説明の便宜上、図１０と同じ素子に対して異なる図面符号を付した。

センシング基板６０１は剛性基板であっても可撓性基板であってもよい。センシング基板６０１の材料は表示基板１０１において例示された材料から選択されてもよい。また、一実施形態として、センシング基板６０１は不透明基板であってもよい。表示基板１０１及びセンシング基板６０１のうち少なくとも１つが不透明基板であってもよい。

センシング基板６０１上に絶縁構造体７００が配置されてもよい。

吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３に形成され、順に積層された多層のセンシング配線７３１、７３２、７３３を含む金属配線層７３０と、非センシング領域ＮＳＡに形成された複数のセンシング回路７１０、７２０が絶縁構造体７００に介在されることができる。複数のセンシング回路７１０、７２０のそれぞれは、複数の配線７１１、７１３、７１５、７１７、７２１と、複数の配線７１１、７１３、７１５、７１７、７２１を接続する配線コンタクト７１２とを含んでもよい。

また、センシング回路７１０、７２０は受光部２０のＡＰＳを駆動する駆動回路であってもよく、例えば、図７の制御部３０、行デコーダ２２、行ドライバ２３、相関二重サンプラー２４、アナログデジタルコンバータ２５、ラッチ部２６、列デコーダ２７に関連する回路であってもよい。

図１６において、非センシング領域ＮＳＡに第１回路７１０及び第２回路７２０が形成され、第１回路が第１〜第４配線７１１、７１３、７１５、７１７と、配線を接続する配線コンタクト７１２とを含む構造を図示したが、これは例示的なものであり、回路の構造はこれに限定されない。

絶縁構造体７００、金属配線層７３０及びセンシング回路７１０、７２０がなす積層構造は、図１０の第２回路層２０ｂに対応することができる。

図１５には図示していないが、センシング基板６０１と絶縁構造体７００を接着するために、センシング基板６０１と絶縁構造体７００の間には接着膜が介在されてもよい。センシング基板６０１がシリコン基板である場合、接着膜は、例えば、シリコン酸化膜であってもよい。

絶縁構造体７００上に配置されるセンシング素子層２０ｃには、各吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３を区分する素子分離構造体８１２が含まれてもよい。例えば、素子分離構造体８１２は、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）またはＬＯＣＯＳ（ＬＯＣａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）であってもよい。

センシング素子層２０ｃは様々な種類の基板の形態であってもよい。例えば、第１導電型（例えば、Ｐ型）または第２導電型（例えば、Ｎ型）バルク基板であるか、第１導電型バルク基板に第１導電型または第２導電型エピ層を成長させて使用すること、または、第２導電型バルク基板に第１導電型または第２導電型エピ層を成長させて使用することができる。

また、センシング素子層２０ｃは、いくつかの実施形態において、半導体基板の他に有機（ｏｒｇａｎｉｃ）プラスチック基板などを使用してもよい。図１５に示されたセンシング素子層２０ｃは研磨工程を通じてバルク基板が全て除去され、エピ層だけが残っている場合であるが、本発明はこれに限定されず、必要に応じて、バルク基板の一部を残してもよい。残されたセンシング素子層２０ｃの厚さは、例えば、約３μｍ以上約５μｍ以下であってもよい。

各吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３のセンシング素子層２０ｃ内には複数の光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂ、フローティング拡散領域８２３が形成されており、センシング素子層２０ｃの下部に複数のゲート７４０が配置されてもよい。ゲート７４０は、例えば、電荷転送素子のゲート、リセット素子のゲート、ドライブ素子のゲート等であってもよい。

一実施形態として、光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂはフォトダイオード状で具現されてもよい。図１５には、光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂの例として、ピンドフォトダイオードを示した。即ち、光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂは、第２導電型（例えば、Ｎ型）の不純物領域８２１と、第１導電型（例えば、Ｐ型）８２２の不純物領域と、を含んでもよい。

一実施形態として、光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂは有機発光ダイオードと同じ方式の工程により形成されてもよい。例えば、上記工程は、蒸着またはソリューション工程であってもよい。

一実施形態において、センシング素子層２０ｃは赤色光をセンシングする第１光電変換素子８２０Ｒと、緑色光をセンシングする第２光電変換素子８２０Ｇと、青色光をセンシングする第３光電変換素子８２０Ｂと、を含んでもよい。上記センシングに関する過程は、各光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂ毎に定められた色の光を吸収する方式を含んでもよい。

第１光電変換素子８２０Ｒは赤色光をセンシングする物質を含んでもよい。第１光電変換素子８２０Ｒの代表的な物質としてフタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）を例に挙げることができる。第２光電変換素子８２０Ｇは緑色光をセンシングする物質を含んでもよい。第２光電変換素子８２０Ｇの代表的な物質としてホウ素サブフタロシアニンクロリド（ｂｏｒｏｎ ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）またはＮ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）を例に挙げることができる。第３光電変換素子８２０Ｂは青色光をセンシングする物質を含んでもよい。第３光電変換素子８２０Ｂの代表的な物質としてトリアリールアミン（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅｓ）またはオキサジアゾール含有オリゴアリール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｌｉｇｏａｒｙｌｓ）を例に挙げることができる。

但し、センシング素子層２０ｃは赤色光、緑色光、及び青色光をセンシングする光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂを含むことに制限されない。他の実施形態において、白色光をセンシングする光電変換素子をさらに含んでもよい。さらに他の実施形態において、センシング素子層２０ｃは第１光電変換素子８２０Ｒ、第２光電変換素子８２０Ｇ及び第３光電変換素子８２０Ｂの代わりにシアン、マゼンタ、イエローの光をセンシングする光電変換素子を含んでもよい。

非センシング領域ＮＳＡにおいて、センシング素子層２０ｃ上に複数の上部パッド、例えば、第１上部パッド８５１及び第２上部パッド８５２と、センシング素子層２０ｃを貫通するコンタクトホール、例えば、第１コンタクトホール８４１及び第２コンタクトホール８４２と、が形成されている。上部パッド８５１、８５２は、センシング素子層２０ｃの下部に形成されたセンシング回路７１０、７２０と対応するセンシング素子層２０ｃの上部に形成される。即ち、第１上部パッド８５１は第１回路７１０と重畳するように、第２上部パッド８５２は第２回路７２０と重畳するようにセンシング素子層２０ｃの上部に配置される。

コンタクトホール８４１、８４２はセンシング素子層２０ｃの上部と下部を貫通し、絶縁構造体内のセンシング回路７１０、７２０を露出させる。第１コンタクトホール８４１は第１回路７１０を露出させ、第２コンタクトホール８４２は第２回路７２０を露出させることができ、例えば、それぞれのセンシング回路７１０、７２０の最上部に位置する第１配線７１１、７２１を露出させることができる。

上部パッド８５１、８５２は、センシング素子層２０ｃの上部からコンタクトホール８４１、８４２の内部まで形成されてセンシング回路７１０、７２０と電気的に接続される。ここで、上部パッド８５１、８５２はコンタクトホール８４１、８４２の一部だけを充填してセンシング回路７１０、７２０と接触するか、またはコンタクトホール８４１、８４２を完全に充填してセンシング回路７１０、７２０と接触することができる。図１５には、センシング回路７１０、７２０の最上部に位置する第１配線７１１、７２１と上部パッド８５１、８５２が接触して、センシング回路７１０、７２０と上部パッド８５１、８５２が電気的に接続される場合を示した。上部パッド８５１、８５２は、後にワイヤボンディング（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）などの方法で外部回路と接続されてもよい。

センシング素子層２０ｃ上に第２封止層８３０が配置されてもよい。一実施形態において、第２封止層８３０は第１封止層４００と同じ積層構造であってもよい。即ち、第２封止層８３０は、順に積層された無機膜、有機膜及び無機膜を含む多層膜からなることができる。

第２封止層８３０上に反射防止膜９１０が配置されてもよい。反射防止膜９１０は、フォト工程で使用する光の波長によって物質／厚さが変わってもよい。例えば、反射防止膜９１０として、約５０以上２００Å以下の厚さのシリコン酸化膜と約３００以上５００Å以下の厚さのシリコン窒化膜を積層して使用してもよい。

反射防止膜９１０上に第３バッファ層９３０が配置されてもよい。第３バッファ層９３０は、上部パッド８５１、８５２を形成するためのパターニング工程でセンシング素子層２０ｃが損傷することを防止するためのものである。例えば、第３バッファ層９３０としては、約３０００以上８０００Å以下の厚さのシリコン酸化膜を使用することができる。

第３バッファ層９３０上に複数のマイクロレンズ９４０が配置されてもよい。一実施形態において、１つの吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３当たりに１つのマイクロレンズ９４０が配置されてもよい。即ち、１つのマイクロレンズ９４０は１つの光電変換素子（８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂの何れか１つ）と重畳されてもよい。マイクロレンズ９４０は光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂ以外の領域に入射する光の経路を変更させて光電変換素子８２０Ｒ、８２０Ｇ、８２０Ｂに光を集光させる。

例えば、マイクロレンズ９４０は、ＴＭＲ系樹脂またはＭＦＲ系樹脂からなってもよい。

反射防止膜９１０とマイクロレンズ９４０の間には平坦化層９２０が形成されてもよく、これはオーバーコート層であってもよい。平坦化層９２０は熱硬化性樹脂からなってもよい。

反射防止膜９１０ないしマイクロレンズ９４０がなす積層構造は、図１０の光屈折層２０ｅに対応することができる。

次いで、図１７〜図１９を通じてマイクロレンズ９４０を製造する方法について説明する。

図１７〜図１９は、一実施形態によるマイクロレンズを製造する様々な方法を示した断面図である。

図１７〜図１９を参照すると、マイクロレンズ９４０は、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）方式、高熱モールディング（ｈｏｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）方式、またはプリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式により製造することができる。

まず、フォトレジスト方法について説明する。

図１７の（ａ）のように、透光部と非透光部を含むマスク１１００を感光性樹脂９４０ａ上に、マイクロレンズ９４０が形成される部分に非透光部が重畳するようにし、その他は透光部が重畳するように固定させる。本実施形態では、感光性樹脂９４０ａがポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｔｙｐｅ）型である場合を例示するが、これに限定されない。

図１７の（ｂ）のように、露光工程を経た感光性樹脂９４０ａはレンズが形成される部分９４０ｂに区分されることができる。

図１７の（ｃ）のように、例えば、研磨などの成形過程を経てマイクロレンズ９４０を形成することができる。

次に、高熱モールディング（ｈｏｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）方式について説明する。

図１８の（ａ）のように、下部金型１２００ａに高分子物質９４０ａを形成する。マイクロレンズ９４０の形状を決めるパターンを含む上部金型１２００ｂを高分子物質上に固定する。

図１８の（ｂ）のように、上部金型１２００ｂと下部金型１２００ａに熱を加え、外部から圧力をかけて圧着させると、上部金型１２００ｂのパターンに対応する形状通りに変形された高分子物質９４０ｃが図１８の（ｃ）のように成形されることができる。

図１８の（ｃ）のように、後処理工程などの過程を経てマイクロレンズ９４０＿１を形成することができる。

図１９のように、第３バッファ層９３０上に樹脂９４０ｄを含むノズル１３００を固定し、第３バッファ層９３０上にプリンティングしてマイクロレンズ９４０を形成することができる。

次いで、他の実施形態による表示装置について説明する。以下では、図１〜図１９と図面上の同じ構成要素に対する説明は省略し、同一または類似する参照符号を使用した。

図２０は他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。図２１は他の実施形態による表示装置の受光部の断面図である。

図２０及び図２１を参照すると、本実施形態による表示装置２は、図１０及び図１５の実施形態による表示装置１と比較して、光電変換素子８２０が異なる色の光を吸収することに制限されず、第３色変換フィルタ８４０をさらに含む点において相違する。

各吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３に配置された全ての光電変換素子８２０は、全ての色の光、または、おおよそすべての色の光をセンシングすることができる。

一方、受光部２０は、センシング素子層２０ｃと第２封止層２０ｄの間に配置される第３色変換フィルタ８４０をさらに含んでもよい。一実施形態として、第３色変換フィルタ８４０はカラーフィルタであってもよい。

一実施形態において、第３色変換フィルタ８４０は、隣接する吸収領域ＳＡ１１、ＳＡ１２、ＳＡ１３に異なる色のカラーフィルタが配置される形態であってもよい。本実施形態において、第３色変換フィルタ８４０は、第１吸収領域ＳＡ１１に重畳するように配置された赤色の第４カラーフィルタ８４１と、第２吸収領域ＳＡ１２に重畳するように配置された緑色の第５カラーフィルタ８４２と、第３吸収領域ＳＡ１３に重畳するように配置された青色の第６カラーフィルタ８４３と、を含むものを例示した。

これにより、第１吸収領域ＳＡ１１に配置された光電変換素子８２０は赤色光をセンシングし、第２吸収領域ＳＡ１２に配置された光電変換素子８２０は緑色光をセンシングし、第３吸収領域ＳＡ１３に配置された光電変換素子８２０は青色光をセンシングすることができる。

図２２はさらに他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。

図２２を参照すると、本実施形態による表示装置３は、図１０の実施形態による表示装置１と比較して、表示基板１０ａとセンシング基板２０ａを接着して構成せず、１つの両面型ベース基板５０を含むという点において相違する。

表示装置３は両面型ベース基板５０を含んでもよい。一実施形態として、剛性基板または可撓性基板であってもよい。両面型ベース基板５０は上述した表示基板１０１で例示した基板の何れか１つであってもよい。

両面型ベース基板５０の一面上に表示部１０＿１の第１回路層１０ｂないし色変換素子層１０ｅが順に配置され、他面上に受光部２０＿１の第２回路層２０ｂないし光屈折層２０ｅが順に配置されてもよい。

このため、表示装置３の厚さが図１０の実施形態に比べて薄くなることができる。

図２３はさらに他の実施形態による表示装置の概略的な断面図である。図２４はさらに他の実施形態による一吸収領域の理解を助けるための斜視図である。図２５はさらに他の実施形態による表示装置の受光部の断面図である。

図２３〜図２５を参照すると、本実施形態による表示装置４は、図１０及び図１５の実施形態による表示装置１と比較して、一吸収領域ＳＡ＿１で複数のイメージセンシング素子を含む点において相違する。

一実施形態として、受光部６０は有機ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。

有機ＣＭＯＳイメージセンサはイメージセンシング素子であり、光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒ、転送トランジスタ（図示は省略）及び電荷貯蔵所１５５５が集積されている半導体センシング基板６０１＿１と、下部絶縁層１５６０と、色フィルタ層１５７０と、上部絶縁層１５８０と、光電素子１６００と、を含む。

半導体センシング基板６０１＿１はシリコン基板であってもよく、光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒ、転送トランジスタ（図示は省略）及び電荷貯蔵所１５５５が集積されている。一実施形態として、光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒはフォトダイオードであってもよい。

一実施形態として、有機ＣＭＯＳイメージセンサは一吸収領域ＳＡ＿１において複数のセンシング画素が備えられてもよい。光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒ、転送トランジスタ及び／または電荷貯蔵所１５５５は各センシング画素ＰＸｂ毎に集積されていてもよく、一例として図示されているように、光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒは青色のセンシング画素及び赤色のセンシング画素に含まれてもよく、電荷貯蔵所１５５５は緑色のセンシング画素に含まれてもよい。

光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒは光をセンシングし、センシングした情報は転送トランジスタによって伝達されてもよく、電荷貯蔵所１５５５は光電素子１６００と電気的に接続されており、電荷貯蔵所１５５５の情報は転送トランジスタによって伝達されてもよい。

図面上には、光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒが並んで配列された構造を例示したが、これに限定されず、青色光検知素子１５５０Ｂ及び赤色光検知素子１５５０Ｒが垂直に積層されていてもよい。

図示してはいないが、また、半導体センシング基板６０１＿１上に金属配線（図示は省略）及びパッド（図示は省略）が配置されてもよい。金属配線及びパッドは信号遅延を減らすために、低比抵抗を有する金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（ｇ）及びこれらの合金からなってもよいが、これに限定されない。しかし、上記構造に限定されず、金属配線及びパッドが光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒの下部に位置することもできる。

金属配線及びパッド上に下部絶縁層１５６０が配置されてもよい。下部絶縁層１５６０は酸化ケイ素及び／または窒化ケイ素のような無機絶縁物質またはＳｉＣ、ＳｉＣＯＨ、ＳｉＣＯ及びＳｉＯＦのような低誘電率（ｌｏｗ Ｋ）物質からなってもよい。下部絶縁層１５６０は電荷貯蔵所１５５５を露出させるトレンチを有する。トレンチは充填材で満たされていてもよい。

下部絶縁膜１５６０上には色フィルタ層１５７０が形成されている。色フィルタ層１５７０は、青色のセンシング画素に形成されて青色光を選択的に透過する青色フィルタ１５７０Ｂと、赤色のセンシング画素に形成されて赤色光を選択的に透過する赤色フィルタ１５７０Ｒと、を含む。他の実施形態では、上記青色フィルタ１５７０Ｂと赤色フィルタ１５７０Ｒの代わりにシアンフィルタとイエローフィルタが配置されてもよい。本実施形態では、緑色フィルタを備えていない例について説明するが、場合によって、緑色フィルタを備えてもよい。

色フィルタ層１５７０は場合によって省略されてもよく、一例として、青色光検知素子１５５０Ｂと赤色光検知素子１５５０Ｒが垂直に積層されている構造では、青色光検知素子１５５０Ｂと赤色光検知素子１５５０Ｒが積層深さに応じて各波長領域の光を選択的に吸収及び／または検知することができるため、色フィルタ層１５７０を備えなくてもよい。

色フィルタ層１５７０上には上部絶縁層１５８０が形成されている。上部絶縁層１５８０は色フィルタ層１５７０による段差を除去し平坦化する。上部絶縁層１５８０及び下部絶縁層１５６０は、パッドを露出させる接触口（図示は省略）と、緑色のセンシング画素の電荷貯蔵所１５５５を露出させる貫通口１５８５と、を有する。

上部絶縁層１５８０上には上述した光電素子１６００が形成されている。光電素子１６００は、上述したように、第１電極１５１０、活性層１５３０及び第２電極１５２０を含む。

第１電極１５１０と第２電極１５２０は両方とも透明電極であってもよく、活性層１５３０は上述した通りである。活性層１５３０は緑色波長領域の光を選択的に吸収及び／または検知することができ、緑色のセンシング画素の色フィルタに代替することができる。

第２電極１５２０側から入射した光は活性層１５３０で緑色波長領域の光が主に吸収されて光電変換されることができ、残りの波長領域の光は第１電極１５１０を通過して光検知素子１５５０Ｂ、１５５０Ｒにセンシングされることができる。

上記のように、緑色波長領域の光を選択的に吸収及び／または検知する光電素子が積層された構造を有することにより、イメージセンサのサイズを減らして小型化した受光部６０を具現することができる。

図２６及び図２７は本発明による表示装置の他の適用例を示す。

本発明による表示装置５は、図２６のようにウェアラブル装置に適用されてもよい。図２６にはウェアラブル装置としてＡＲ−Ｇｌａｓｓを例示した。ＡＲ−Ｇｌａｓｓのレンズは表示部１０及び受光部２０を含み、表示部１０と受光部２０の間に介在されたバッテリー７０をさらに含んでもよい。表示部１０、受光部２０及びバッテリー７０はフレーム８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）によって固定されてもよい。

また、本発明による表示装置６は、図２７のように自動車フレームの少なくとも一部に適用されてもよい。図２７には、自動車のＡフィラー（Ａ−ｐｉｌｌａｒ）９０に本発明の表示装置６が適用されることを例示した。自動車のＡフィラー９０に本発明の表示装置６が適用されることで運転者の視界確保に役立つことができる。

図２８はさらに他の実施形態による表示装置の前面が見えるように示した斜視図である。図２９は図２８の表示装置の概略的な断面図である。図３０は図２９の表示部の断面図である。

図２８〜図３０を参照すると、本実施形態による表示装置７は、図１、図１０及び図１１の実施形態と比較して、表示部１０＿２にタッチモジュール１０ｆをさらに含む点において相違する。

一実施形態として、タッチモジュール１０ｆは第１封止層１０ｄと色変換素子層１０ｅの間に配置されてもよい。タッチモジュール１０ｆは複数の検知電極１１１２を含んでもよい。

検知電極１１１２は、ユーザの身体によるタッチ（ｔｏｕｃｈ）、ホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）、ジェスチャー（ｇｅｓｔｕｒｅ）、近接有無などを検知することができる。検知電極１１１２は、抵抗膜方式（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）、静電容量方式（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）、電磁誘導方式（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｙｐｅ、ＥＭ）、光検知方式（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｙｐｅ）などの様々な方法によって異なる形状で構成されてもよい。例えば、検知電極１１１２が静電容量方式で構成される場合、検知電極１１１２は自己静電容量方式（ｓｅｌｆ−ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）、相互静電容量方式（ｍｕｔｕａｌ−ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）などで構成されてもよい。

検知電極１１１２が自己静電容量方式で構成される場合、それぞれの検知電極１１１２は独立して駆動し、それぞれの検知電極１１１２とユーザの身体が形成する静電容量に対応する検知信号が対応する接続配線（図示は省略）に提供されてもよい。

検知電極１１１２が相互静電容量方式で構成される場合、第１検知電極１１１２＿１に対応する接続配線を介してセンシング信号が受信され、第１検知電極１１１２＿１と相互静電容量を形成する第２検知電極１１１２＿２に対応する接続配線を介して駆動信号が送信されることができる。明確に図示してはいないが、外側に位置する各検知電極１１１２は対応する接続配線に直接接続されてもよい。ユーザの身体が近接する場合、第１検知電極１１１２＿１と第２検知電極１１１２＿２の間の相互静電容量が変化することができ、これによる検知信号の差によってユーザのタッチ有無を検知することができる。

一実施形態として、検知電極１１１２は菱形の板状電極であってもよい。この場合、検知電極１１１２は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などのような透明な導電性物質を含んでもよい。

但し、検知電極１１１２はこの形状に制限されず、他の実施形態ではメッシュ状であってもよい。この場合、検知電極１１１２は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジウム（Ｎｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）から選択された１つ以上の金属を含んでもよい。

第１封止層１０ｄ上にタッチバッファ層１１０１が配置されてもよい。タッチバッファ層１１０１は第１封止層１０ｄの表面を平滑にし、水分または外気の浸透を防止する機能をする。タッチバッファ層１１０１は無機膜であってもよい。タッチバッファ層１１０１は単一膜または多層膜であってもよい。

タッチバッファ層１１０１上にブリッジ電極１１１１が形成されてもよい。ブリッジ電極１１１１は隣接する第１検知電極１１１２＿１または隣接する第２検知電極１１１２＿２を電気的に接続する機能を行うことができる。ブリッジ電極１１１１は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジウム（Ｎｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）から選択された１つ以上の金属を含んでもよい。

ブリッジ電極１１１１上に第１タッチ絶縁層１１２１が配置されてもよい。第１タッチ絶縁層１１２１は、ブリッジ電極１１１１の少なくとも一部を露出するコンタクトホールを含んでもよい。

第１タッチ絶縁層１１２１上に検知電極１１１２が配置されてもよい。第１検知電極１１１２＿１は平面上において第１方向ＤＲ１に延長するように配置され、第２検知電極１１１２＿２は平面上において第２方向ＤＲ２に延長するように配置されることができる。第１検知電極１１１２＿１と第２検知電極１１１２＿２は交差し、互いに同じ層に配置されるため、ショート防止のために２つの検知電極１１１２の何れか１つはブリッジ電極１１１１を介して電気的に接続されてもよい。

検知電極１１１２上に第２タッチ絶縁層１１３１が配置されてもよい。第１タッチ絶縁層１１２１及び第２タッチ絶縁層１１３１は、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物、アルミニウム酸化物、タンタル酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物などを含んでもよい。これらは単独で、または互いに組み合わさって使用されてもよい。第１タッチ絶縁層１１２１及び第２タッチ絶縁層１１３１は、単一膜または異なる物質の積層膜からなる多層膜であってもよい。

以上、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明のその技術的課題や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できることが理解できるだろう。従って、上述した実施形態は全ての面において例示的なものであり、限定的ではないと理解すべきである。

１、２、３、４、５、６ 表示装置
１０ 表示部
１０ａ、１０１ 表示基板
１０ｂ 第１回路層
１０ｃ 発光素子層
１０ｄ、４００ 第１封止層
１０ｅ 色変換素子層
１１ 走査駆動部
１２ データ駆動部
２０ 受光部
２０ａ、６０１ センシング基板
２０ｂ 第２回路層
２０ｃ センシング素子層
２０ｄ、８３０ 第２封止層
２０ｅ 光屈折層
２１ ＡＰＳアレイ
２２ 行デコーダ
２３ 行ドライバ
２４ 相関二重サンプラー
２５ アナログデジタルコンバータ
２６ ラッチ部
２７ 列デコーダ
３０ 制御部
４０ 接着層

Claims (26)

1. 表示基板と、
   前記表示基板の一面上に配置され、複数の表示画素を含む発光素子層と、
   前記表示基板の他面に付着された一面を有するセンシング基板と、
   前記センシング基板の他面上に配置され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする複数のセンサ画素を含むセンシング素子層と、
   前記センシング素子層上に配置され、複数のマイクロレンズを含む光屈折層と、を含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記発光素子層上に配置される色変換素子層をさらに含み、
   前記色変換素子層は量子ドットを含む波長変換パターン及びカラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示基板及び前記センシング基板はそれぞれ可撓性基板であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記発光素子層上に配置される第１封止層と、
   前記センシング素子層と前記光屈折層の間に配置される第２封止層と、をさらに含み、
   前記第１封止層及び前記第２封止層はそれぞれ順に積層された第１無機膜、有機膜、及び第２無機膜を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記表示基板及び前記センシング基板のうち少なくとも１つは不透明基板であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記各表示画素は有機発光ダイオードを含み、
   前記各センサ画素はフォトダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記各表示画素の前記有機発光ダイオードは青色光を放出することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記有機発光ダイオードと前記フォトダイオードは同じ工程で形成されることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
9. 前記各表示画素と前記各センサ画素を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 前記制御部は、前記各センサ画素からデコードされた映像データに対して色処理を行い、映像変換及び画質改善のうち少なくとも１つの機能を行うイメージプロセッサを含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 前記複数のセンサ画素は、赤色光をセンシングする第１光電変換素子、緑色光をセンシングする第２光電変換素子、及び青色光をセンシングする第３光電変換素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. 前記第１光電変換素子はフタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）を含み、
    前記第２光電変換素子はホウ素サブフタロシアニンクロリド（ｂｏｒｏｎ ｓｕｂｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）またはＮ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（Ｎ、Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）を含み、
    前記第３光電変換素子はトリアリールアミン（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅｓ）またはオキサジアゾール含有オリゴアリール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｏｌｉｇｏａｒｙｌｓ）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記光屈折層の１つのマイクロレンズは、前記センシング素子層の何れか１つの光電変換素子と重畳することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
14. 前記センシング素子層と前記光屈折層の間に配置された色変換フィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
15. 前記複数のセンサ画素は全て１つの色の光を吸収することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記色変換フィルタは、赤色の第１カラーフィルタ、緑色の第２カラーフィルタ、及び青色の第３カラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記複数のマイクロレンズは、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）方式、高熱モールディング（ｈｏｔ ｍｏｌｄｉｎｇ）方式、またはプリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式により製造されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
18. 前記各センサ画素は有機ＣＭＯＳイメージセンサの光検知素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
19. 一面に複数の表示画素により定義される複数の色領域を含む表示面と、
    他面に複数のセンシング画素により定義される複数の吸収領域を含むセンシング面と、を含み、
    前記各表示画素は発光素子を含み、
    前記各センシング画素は光電変換素子を含み、
    前記複数の表示画素の個数と前記複数のセンシング画素の個数が同じであることを特徴とする表示装置。
20. 前記複数の表示画素は前記複数のセンシング画素と１対１マッチングされるが、
    前記複数のセンシング画素のうち一センシング画素が収集したイメージ色は、前記一センシング画素とマッチングされる前記複数の表示画素のうち一表示画素を介して発光することを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
21. 前記表示面は、表示領域及び前記表示領域を取り囲む非表示領域を含み、
    前記表示領域は、前記複数の色領域からなる発光領域及び前記各色領域を区分する非発光領域を含むことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
22. 前記表示領域内の前記表示装置を透過する物理的な開口を含まないことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
23. 前記センシング面の面積は前記表示面の面積より小さいことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
24. 前記複数の色領域は、面積が互いに異なる赤色の第１色領域、緑色の第２色領域、及び青色の第３色領域を含むことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
25. 前記各吸収領域の面積は互いに同じであるが、前記各色領域の面積に比べて同一または小さいことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
26. 両面型ベース基板と、
    前記両面型ベース基板の一面上に配置される発光素子層と、
    前記発光素子層上に配置される色変換素子層と、
    前記両面型ベース基板の他面上に配置され、それぞれ定められた色の光を吸収してセンシングする複数のセンサ画素を含むセンシング素子層と、
    前記センシング素子層上に配置され、複数のマイクロレンズを含む光屈折層と、を含むことを特徴とする表示装置。
    

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