TWI819969B - 不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置 - Google Patents
不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI819969B TWI819969B TW112106325A TW112106325A TWI819969B TW I819969 B TWI819969 B TW I819969B TW 112106325 A TW112106325 A TW 112106325A TW 112106325 A TW112106325 A TW 112106325A TW I819969 B TWI819969 B TW I819969B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- unit pixels
- display device
- screen display
- full
- Prior art date
Links
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 86
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K59/879—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
- G06F21/31—User authentication
- G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
- G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
- G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
- H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/80—Constructional details
- H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K59/873—Encapsulations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Control Of El Displays (AREA)
Abstract
一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，包括水氧阻絕層、保護面板、單位像素、光屏蔽層及透鏡。當全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，該等單位像素的至少一者界定為發光元件，該等單位像素的至少一者界定為感測元件，感測元件具有感光區。發光元件發射入射光，入射光穿過水氧阻絕層並藉由該等透鏡的至少一者向外發散，向外發散的入射光穿過保護面板以後被待測物反射，反射光穿過保護面板以後進入該等透鏡的至少一者，該等透鏡的至少一者將反射光匯聚，匯聚的反射光沿著聚集光徑穿過水氧阻絕層以後由感光區接收並轉換成影像電訊號。
Description
本發明是有關一種全面屏顯示裝置，特別是一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置。
隨著手機技術的推陳出新及手機用戶需求的不斷提高，為了達到更佳的用戶體驗，智慧型手機的顯示螢幕已朝向全面屏設計發展。為了提供解鎖辨識，屏下光學式指紋或掌紋辨識是目前市面上常見的使用方案。不僅在智慧型手機的應用領域，還包括大樓指紋或掌紋辨識系統和企業出勤指紋或掌紋辨識系統等，都可以使用光學式指紋或掌紋辨識作為應用。
目前的屏下光學指紋或掌紋辨識都是以鏡頭式為主。將光學鏡頭模組放置在有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode, OLED）的螢幕下方，以偵測按壓在螢幕上的指紋或掌紋變化。
然而，鏡頭式的屏下光學指紋或掌紋辨識必須放置於顯示螢幕下方，透過像素間的透光縫隙，感測反射自手指或手掌的光線。隨著有機發光二極體的演進，螢幕解析度的提升導致螢幕透光度下降以及大範圍的指紋或掌紋辨識的發展方向，習知的鏡頭式的屏下光學指紋或掌紋辨識已經無法滿足需求。
本發明的主要目的在於提供一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，能夠提供半屏或全屏的大面積光學生物特徵辨識技術，以實現滿屏生物特徵按壓的功能。
本發明的另一目的在於提供一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，能夠提高訊號雜訊比（signal-to-noise ratio, SNR）。
為了達成前述的目的，本發明提供一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，包括一水氧阻絕層、一保護面板、複數個單位像素、一光屏蔽層以及複數個透鏡。該保護面板設置於該水氧阻絕層的上方。該等單位像素設置於該水氧阻絕層的下方。該光屏蔽層設置在該水氧阻絕層的一第一表面上，並且具有複數個開口，該等開口暴露出該等單位像素的各者的至少部分區域。該等透鏡設置在該水氧阻絕層的該第一表面上，並且位於該等開口中。其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，該等單位像素的至少一者界定為一發光元件，該等單位像素的至少一者界定為一感測元件，界定為該感測元件的單位像素具有一感光區。其中，界定為該發光元件的單位像素發射一入射光，該入射光穿過該水氧阻絕層並且藉由該等透鏡的至少一者向外發散，向外發散的入射光穿過該保護面板以後被一待測物反射以產生一反射光，該反射光穿過該保護面板以後進入該等透鏡的至少一者，該等透鏡的至少一者將該反射光匯聚，匯聚的反射光沿著該等透鏡的至少一者的一聚集光徑穿過該水氧阻絕層以後由該感光區接收並且轉換成一影像電訊號。
在一些實施例中，各該透鏡為一微透鏡或一超透鏡。
在一些實施例中，該感光區的一尺寸透過以下條件獲得：（1）該微透鏡的曲面為球面、非球面或非對稱自由曲面，或者，該超透鏡包括奈米微結構；(2)
×0.001mm<D<
×1000mm；(3)
×0.001mm<
H<
×10mm；(4)0.00005<
<0.99995；(5)
×0.001÷
<
R<
×1000mm；以及(6)Z2
Z1；其中，A為各該單位像素的一尺寸，
B為該感光區的一尺寸，D為該水氧阻絕層的一厚度，H為各該微透鏡的一高度，R為各該微透鏡的曲率，Z1為各該微透鏡的一直徑，Z2為各該開口的一直徑。
在一些實施例中，所述的全面屏顯示裝置進一步包括一光吸收層，該光吸收層設置在界定為該感測元件的單位像素與該水氧阻絕層之間，該光吸收層開設一通孔，該感光區位於該通孔的下方，該光吸收層不吸收界定為該感測元件的單位像素的放光波長。
在一些實施例中，該通孔配置於該等透鏡的其中之一的一聚焦光徑上且位於該光吸收層的中央，且該感光區位於界定為該感測元件的單位像素的中央。
在一些實施例中，各該透鏡為一微透鏡或一超透鏡，該感光區的一尺寸與該通孔的一孔徑透過以下條件獲得：(1)該微透鏡的曲面為球面、非
球面或非對稱自由曲面，或者，該超透鏡包括奈米微結構；(2)
×0.001mm<
D<
×1000mm；(3)
×0.001mm<H<
×10mm；(4)
0.00005<
<0.99995；(5)
×0.001÷
<R<
×1000mm；以
及(6)Z2
Z1；其中，A為各該單位像素的一尺寸，B為該感光區的一尺寸及該通孔的一孔徑，D為該水氧阻絕層的一厚度，H為各該微透鏡的一高度，R為各該微透鏡的曲率，Z1為各該微透鏡的一直徑，Z2為各該開口的一直徑。
在一些實施例中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素為該等藍光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等紅光單位像素，無作用的單位像素為該等綠光單位像素。
在一些實施例中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為該發光元件的單位像素為該等藍光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等綠光單位像素，無作用的單位像素為該等紅光單位像素。
在一些實施例中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為該發光元件的單位像素為該等綠光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等紅光單位像素，無作用的單位像素為該等藍光單位像素。
在一些實施例中，所述的全面屏顯示裝置進一步包括一有機發光二極體，該有機發光二極體設置於該水氧阻絕層的一第二表面或其下方並且包括該等單位像素。
本發明的功效在於，本發明的全面屏顯示裝置能夠藉由透鏡將反射光匯聚到感光區，同時界定為感測元件的單位像素不放光，使得感光區的尺寸大小的差異能夠阻絕生物特徵的串擾，藉以得到清晰的生物特徵影像。藉此，本發明的全面屏顯示裝置能夠提供半屏或全屏的大面積光學生物特徵辨識技術，以實現滿屏生物特徵按壓的功能。
再者，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，除了界定為感測元件的單位像素的放光波長以外，外界的雜散光的波長和界定為發光元件的單位像素的訊號光波長皆會被光吸收層所吸收，降低外界的雜散光和界定為發光元件的單位像素的訊號光反射和漫射的串擾。因此，只有匯聚的反射光會沿著透鏡的聚焦光徑通過光吸收層的通孔集中在感光區上，藉以提高訊號雜訊比（signal-to-noise ratio, SNR）。
以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
圖1是本發明的第一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本發明提供一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，包括一水氧阻絕層10、一保護面板20、複數個單位像素31、32、33、一光屏蔽層40以及複數個透鏡51、52、53。保護面板20設置於水氧阻絕層10的上方。該等單位像素31、32、33設置於水氧阻絕層10的下方。光屏蔽層40設置在水氧阻絕層10的一第一表面11上並且具有複數個開口41，該等開口41暴露出該等單位像素31、32、33的各者的至少部分區域。該等透鏡51、52、53設置在水氧阻絕層10的第一表面11上，並且位於該等開口41中。
當本發明的全面屏顯示裝置作為顯示螢幕時，該等單位像素31、32、33發射一入射光，入射光穿過水氧阻絕層10並且藉由該等透鏡51、52、53向外發散，向外發散的入射光穿過保護面板20向外射出，達到全面屏顯示的功效。
圖2是本發明的第一實施例進行生物特徵辨識的示意圖。如圖2所示，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，單位像素32界定為一發光元件，單位像素31界定為一感測元件，界定為感測元件的單位像素31具有一感光區311。界定為發光元件的單位像素32發射一入射光，入射光穿過水氧阻絕層10並且藉由透鏡52向外發散，向外發散的入射光穿過保護面板20以後被一待測物100反射以產生一反射光，反射光穿過保護面板20以後進入透鏡51，透鏡51將反射光匯聚，匯聚的反射光沿著透鏡51的一聚集光徑511穿過水氧阻絕層10以後由感光區311接收並且轉換成一影像電訊號。
圖2顯示的待測物100為手指，因而生物特徵為指紋。在一些實施例中，待測物100也可以是手掌，因而生物特徵可以是靜脈或掌紋。
光屏蔽層40能夠屏蔽外界的雜散光，且光屏蔽層40可由任何能夠屏蔽光的材質形成。舉例來說，所述屏蔽光的材質可包括吸光材質，但不以此為限。舉例來說，光屏蔽層40的材質可包括黑色油墨或黑色光阻。此外，光屏蔽層40可由印刷的方式形成在表面上。然而，光屏蔽層40的材質、顏色及其形成於表面上的方式可依需求改變，而不限於上述。
如圖1所示，在第一實施例中，各透鏡51、52、53為一微透鏡（Micro Lens）。在一些實施例中，各透鏡51、52、53也可以是一超透鏡（Meta Lens）。微透鏡和超透鏡都具有將入射光向外發散以及將反射光匯聚等功能，二者的作用原理為眾所周知的通常知識，故不予贅述。
如圖1所示，感光區311的尺寸透過以下條件獲得：（1）微透鏡的曲面為球面、非球面或非對稱自由曲面，或者，超透鏡包括奈米微結構（圖未示）；（2）
；（3）
；（4）
；（5）
；以及（6）
。其中，A為各單位像素的一尺寸，B為感光區311的一尺寸，D為水氧阻絕層10的一厚度，H為各微透鏡的一高度，R為各微透鏡的曲率，Z1為各微透鏡的一直徑，Z2為各開口41的一直徑。藉由上述條件，感光區311具有較小的尺寸。
更明確地說，感光區311的尺寸大小與串擾（cross talk）的影響有很大的關係，原則上感光區311的尺寸愈小（例如，感光區311的尺寸小於單位像素的尺寸的1/10），串擾的影響愈小，再配合透鏡51將反射光匯聚在感光區311中，因此界定為發光元件的單位像素32的訊號光能量並不會因為感光區311的尺寸較小而減少，反而同時可以達到更好阻絕串擾的效果。重要的是，感光區311的尺寸愈小，更不會影響到界定為感測元件的單位像素31在正常顯示下的顏色及可視角。
如圖1所示，在第一實施例中，本發明的全面屏顯示裝置進一步包括一有機發光二極體30，有機發光二極體30設置於水氧阻絕層10的一第二表面12並且包括該等單位像素31、32、33。
圖3是本發明的第一實施例的有機發光二極體30的剖面圖。如圖3所示，在第一實施例中，有機發光二極體30進一步包括一基板34、一像素電路35、一平坦化介電層36、一阻隔井37及一封裝層38，且各單位像素31、32、33包括一陽極301、一電洞傳輸層302、一發光層303、一電子傳輸層304以及一陰極305。基板34例如但不限於玻璃基板、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）基板、烯烴聚合物（COP）基板、透明聚醯亞胺（CPI）基板、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）基板、聚碳酸酯（PC）基板、聚醚碸（PES）基板、或偏光膜。像素電路35設置在基板34上，耦接該等單位像素31、32、33，並且用以控制該等單位像素31、32、33。平坦化介電層36設置於該等單位像素31、32、33的底部與像素電路35之間。平坦化介電層36上具有事先以黃光蝕刻製程製作的一阻隔井37（bank），並且該等單位像素31、32、33的陽極301藉由穿過阻隔井37之間的一導孔連接至對應的像素電路35。封裝層38設置於該等單位像素31、32、33的頂部，封裝層38可以是無機封裝材料的單層、無機封裝材料的多層堆疊或成對的無機封裝材料與有機封裝材料的堆疊。無機封裝材料例如但不限於氮化矽（SiN
x）、氧化矽（SiO
x）、氮氧化矽（SiON
x）、氧化鋁（AlO
x）或氧化鈦（TiO
x）。
在第一實施例中，該等單位像素31、32、33包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素。當本發明的全面屏顯示裝置作為顯示螢幕時，該等紅光單位像素發射紅光入射光（波長介於620 nm至750 nm之間），該等藍光單位像素發射藍光入射光（波長介於430 nm至495 nm之間），該等綠光單位像素發射綠光入射光（波長介於495 nm至570 nm之間）。紅光入射光、藍光入射光和綠光入射光穿過水氧阻絕層10並且分別藉由該等透鏡51、52、53向外發散，向外發散的紅光入射光、藍光入射光和綠光入射光穿過保護面板20向外射出，達到全面屏顯示的功效。
如圖2所示，在第一實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素，無作用的單位像素33則為該等綠光單位像素（即，處於關閉狀態，不發射入射光，也不接收反射光）。
圖4是有機發光二極體30的主體材料的吸收光譜和放光光譜的曲線圖。如圖4所示，一般的有機發光二極體30使用螢光材料或磷光材料作為發光層的主體材料，當主體材料的特性為材料內部的分子吸收比自身能量還要高的輻射能時，電子從基態（ground state）被激發至能量較高的激發態（excited state），然後電子再由激發態衰退 （decay）至基態以產生放光。
可以理解的是，根據上述的吸收光譜和放光光譜，在第一實施例中，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素的原因在於，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素，且保證該等紅光單位像素的感光區311的主體材料內部的分子吸收比自身能量還要高的輻射能，從而產生相對應的影像電訊號，然而本發明不限於此。
在一些實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等綠光單位像素，無作用的單位像素33則為該等紅光單位像素。可以理解的是，根據上述的吸收光譜和放光光譜，在此實施例中，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素的原因在於，界定為感測元件的單位像素31為該等綠光單位像素，且保證該等綠光單位像素的感光區311的主體材料內部的分子吸收比自身能量還要高的輻射能，從而產生相對應的影像電訊號，然而本發明不限於此。
在一些實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等綠光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素，無作用的單位像素33則為該等藍光單位像素。可以理解的是，根據上述的吸收光譜和放光光譜，在此實施例中，界定為發光元件的單位像素32為該等綠光單位像素的原因在於，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素，且保證該等紅光單位像素的感光區311的主體材料內部的分子吸收比自身能量還要高的輻射能，從而產生相對應的影像電訊號，然而本發明不限於此。
圖5是本發明的第二實施例的結構示意圖，圖6是本發明的第二實施例的有機發光二極體30的俯視圖。如圖5及圖6所示，第二實施例與第一實施例的結構差異在於：其一，有機發光二極體30設置於水氧阻絕層10的下方；其二，本發明的全面屏顯示裝置進一步包括一光吸收層60，光吸收層60設置在界定為感測元件的單位像素31與水氧阻絕層10之間，光吸收層60開設一通孔61，通孔61配置於透鏡51的一聚焦光徑511上且位於光吸收層60的中央；其三，感光區311位於界定為感測元件的單位像素31的中央且位於通孔61的下方；以及其四，光吸收層60不吸收界定為感測元件的單位像素31的放光波長。
當本發明的全面屏顯示裝置界定為顯示螢幕時，單位像素31的放光波長能夠穿過光吸收層60。因此，光吸收層60不會影響本發明的全面屏顯示裝置的全面屏顯示的功效。
圖7是本發明的第二實施例進行生物特徵辨識的示意圖。如圖7所示，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，除了界定為感測元件的單位像素31的放光波長以外，外界的雜散光的波長和界定為發光元件的單位像素32的訊號光波長皆會被光吸收層60所吸收，降低外界的雜散光和界定為發光元件的單位像素32的訊號光反射和漫射的串擾。因此，只有匯聚的反射光會沿著透鏡51的聚焦光徑511通過光吸收層60的通孔61集中在感光區311上，藉以提高訊號雜訊比（signal-to-noise ratio, SNR）。
如圖5所示，感光區311的尺寸與通孔61的孔徑透過以下條件獲得：（1）微透鏡的曲面為球面、非球面或非對稱自由曲面，或者，超透鏡包括奈米微結構（圖未示）；（2）
；（3）
；（4）
；（5）
；以及（6）
。其中，A為各單位像素的一尺寸，B為感光區311的一尺寸及通孔的一孔徑，D為水氧阻絕層10的一厚度，H為各微透鏡的一高度，R為各微透鏡的曲率，Z1為各微透鏡的一直徑，Z2為各開口41的一直徑。藉由上述條件，感光區311具有較小的尺寸，通孔61具有較小的孔徑，且感光區311的尺寸與通孔61的孔徑相等。
更明確地說，感光區311的尺寸大小以及通孔61的孔徑大小皆與串擾（cross talk）的影響有很大的關係，原則上感光區311的尺寸愈小且通孔61的孔徑愈小（例如，感光區311的尺寸及通孔61的孔徑皆小於界定為感測元件的單位像素31的尺寸的1/10），串擾的影響愈小，再配合透鏡51將反射光匯聚在感光區311中，因此界定為發光元件的單位像素32的訊號光能量並不會因為感光區311的尺寸較小且通孔61的孔徑較小而減少，反而同時可以達到更好阻絕串擾的效果。重要的是，感光區311的尺寸愈小且通孔61的孔徑愈小，更不會影響到界定為感測元件的單位像素31在正常顯示下的顏色及可視角。
如圖5所示，在第二實施例中，光吸收層60實質上設置在界定為感測元件的單位像素31與水氧阻絕層10之間，光吸收層60不吸收界定為感測元件的單位像素31的放光波長。換言之，界定為感測元件的單位像素31的放光波長能夠穿過光吸收層60。
如圖7所示，在第二實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素31，無作用的單位像素33為該等綠光單位像素33（即，處於關閉狀態，不發射入射光，也不接收反射光）。是以，外界的雜散光的波長和藍光波長皆會被光吸收層60所吸收，降低外界的雜散光和藍光波長的反射和漫射的串擾。再者，光吸收層60不吸收紅光波長，從而紅光波長能夠穿過光吸收層60。
在一些實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等藍光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等綠光單位像素，無作用的單位像素33則為該等紅光單位像素。是以，外界的雜散光的波長和藍光波長皆會被光吸收層60所吸收，降低外界的雜散光和藍光波長的反射和漫射的串擾。再者，光吸收層60不吸收綠光波長，從而綠光波長能夠穿過光吸收層60。
在一些實施例中，當本發明的全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為發光元件的單位像素32為該等綠光單位像素，界定為感測元件的單位像素31為該等紅光單位像素，無作用的單位像素33則為該等藍光單位像素。是以，外界的雜散光的波長和綠光波長皆會被光吸收層60所吸收，降低外界的雜散光和綠光波長的反射和漫射的串擾。再者，光吸收層60不吸收紅光波長，從而紅光波長能夠穿過光吸收層60。
如圖5及圖6所示，較佳地，通孔61位於光吸收層60的中央，且感光區311位於界定為感測元件的單位像素31的中央且位於通孔61的下方。更明確地說，通孔61的位置恰好位在匯聚的反射光的投射路徑上，從而能夠將匯聚的反射光集中在感光區311上。
較佳地，光吸收層60的材料可為染料（organic dye）或顏料（pigment）。
綜上所述，本發明的全面屏顯示裝置能夠藉由透鏡51將反射光匯聚到感光區311，同時界定為感測元件的單位像素31不放光，使得感光區311的尺寸大小的差異能夠阻絕生物特徵的串擾，藉以得到清晰的生物特徵影像。藉此，本發明的全面屏顯示裝置能夠提供半屏或全屏的大面積光學生物特徵辨識技術，以實現滿屏生物特徵按壓的功能。
以上所述者僅為用以解釋本發明的較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的發明精神下所作有關本發明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護的範疇。
10:水氧阻絕層
11:第一表面
12:第二表面
20:保護面板
30:有機發光二極體
301:陽極
302:電洞傳輸層
303:發光層
304:電子傳輸層
305:陰極
31,32,33:單位像素
311:感光區
34:基板
35:像素電路
36:平坦化介電層
37:阻隔井
38:封裝層
40:光屏蔽層
41:開口
51,52,53:透鏡
511:聚焦光徑
60:光吸收層
61:通孔
100:待測物
A:單位像素的尺寸
B:感光區的尺寸（通孔的孔徑）
D:水氧阻絕層的厚度
H:微透鏡的高度
R:微透鏡的曲率
Z1:微透鏡的直徑
Z2:開口的直徑
圖1是本發明的第一實施例的結構示意圖。
圖2是本發明的第一實施例進行生物特徵辨識的示意圖。
圖3是本發明的第一實施例的有機發光二極體的剖面圖。
圖4是有機發光二極體的主體材料的吸收光譜和放光光譜的曲線圖。
圖5是本發明的第二實施例的結構示意圖。
圖6是本發明的第二實施例的有機發光二極體的俯視圖。
圖7是本發明的第二實施例進行生物特徵辨識的示意圖。
10:水氧阻絕層
11:第一表面
12:第二表面
20:保護面板
30:有機發光二極體
31,32,33:單位像素
311:感光區
40:光屏蔽層
41:開口
51,52,53:透鏡
511:聚集光徑
A:單位像素的尺寸
B:感光區的尺寸
D:水氧阻絕層的厚度
H:微透鏡的高度
R:微透鏡的曲率
Z1:微透鏡的直徑
Z2:開口的直徑
Claims (10)
- 一種不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置，包括： 一水氧阻絕層； 一保護面板，設置於該水氧阻絕層的上方； 複數個單位像素，設置於該水氧阻絕層的下方； 一光屏蔽層，設置在該水氧阻絕層的一第一表面上，並且具有複數個開口，該等開口暴露出該等單位像素的各者的至少部分區域；以及 複數個透鏡，設置在該水氧阻絕層的該第一表面上，並且位於該等開口中； 其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，該等單位像素的至少一者界定為一發光元件，該等單位像素的至少一者界定為一感測元件，界定為該感測元件的單位像素具有一感光區；以及 其中，界定為該發光元件的單位像素發射一入射光，該入射光穿過該水氧阻絕層並且藉由該等透鏡的至少一者向外發散，向外發散的入射光穿過該保護面板以後被一待測物反射以產生一反射光，該反射光穿過該保護面板以後進入該等透鏡的至少一者，該等透鏡的至少一者將該反射光匯聚，匯聚的反射光沿著該等透鏡的至少一者的一聚集光徑穿過該水氧阻絕層以後由該感光區接收並且轉換成一影像電訊號。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，其中，各該透鏡為一微透鏡或一超透鏡。
- 如請求項2所述的全面屏顯示裝置，其中，該感光區的一尺寸透過以下條件獲得：（1）該微透鏡的曲面為球面、非球面或非對稱自由曲面，或者，該超透鏡包括奈米微結構；(2)×0.001mm<D<
×1000mm；(3)
×0.001mm<H<
×10mm；(4) 0.00005<
<0.99995；(5)
×0.001÷
<R<
×1000mm； 以及(6)Z2
Z1；其中，A為各該單位像素的一尺寸，B為該感光區的一尺寸，D為該水氧阻絕層的一厚度，H為各該微透鏡的一高度，R為各該微透鏡的曲率，Z1為各該微透鏡的一直徑，Z2為各該開口的一直徑。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，進一步包括一光吸收層，該光吸收層設置在界定為該感測元件的單位像素與該水氧阻絕層之間，該光吸收層開設一通孔，該感光區位於該通孔的下方，該光吸收層不吸收界定為該感測元件的單位像素的放光波長。
- 如請求項4所述的全面屏顯示裝置，其中，該通孔配置於該等透鏡的其中之一的一聚焦光徑上且位於該光吸收層的中央，且該感光區位於界定為該感測元件的單位像素的中央。
- 如請求項4或5所述的全面屏顯示裝置，其中，各該透鏡為一微透鏡或一超透鏡，該感光區的一尺寸與該通孔的一孔徑透過以下條件獲得：(1)該微透鏡的曲面為球面、非球面或非對稱自由曲面， 或者，該超透鏡包括奈米微結構；(2)×0.001mm<D<
× 1000mm；(3)
×0.001mm<H<
×10mm；(4) 0.00005<
<0.99995；(5)
×0.001÷
×1000mm； 以及(6)Z2
Z1；其中，A為各該單位像素的一尺寸，B為該感光區的一尺寸及該通孔的一孔徑，D為該水氧阻絕層的一厚度，H為各該微透鏡的一高度，R為各該微透鏡的曲率，Z1為各該微透鏡的一直徑，Z2為各該開口的一直徑。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，其中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為該發光元件的單位像素為該等藍光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等紅光單位像素，無作用的單位像素為該等綠光單位像素。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，其中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為該發光元件的單位像素為該等藍光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等綠光單位像素，無作用的單位像素為該等紅光單位像素。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，其中，該等單位像素包括複數個紅光單位像素、複數個藍光單位像素及複數個綠光單位像素；其中，當該全面屏顯示裝置進行生物特徵辨識時，界定為該發光元件的單位像素為該等綠光單位像素，界定為該感測元件的單位像素為該等紅光單位像素，無作用的單位像素為該等藍光單位像素。
- 如請求項1所述的全面屏顯示裝置，進一步包括一有機發光二極體，該有機發光二極體設置於該水氧阻絕層的一第二表面或其下方並且包括該等單位像素。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202263431332P | 2022-12-09 | 2022-12-09 | |
| US63/431,332 | 2022-12-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI819969B true TWI819969B (zh) | 2023-10-21 |
| TW202424908A TW202424908A (zh) | 2024-06-16 |
Family
ID=89858079
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112106325A TWI819969B (zh) | 2022-12-09 | 2023-02-21 | 不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置 |
| TW112111770A TWI832739B (zh) | 2022-12-09 | 2023-03-28 | 單位像素具有收發光線功能的全面屏顯示裝置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112111770A TWI832739B (zh) | 2022-12-09 | 2023-03-28 | 單位像素具有收發光線功能的全面屏顯示裝置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20240194128A1 (zh) |
| CN (2) | CN118175890A (zh) |
| TW (2) | TWI819969B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170364763A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device supporting fingerprint verification function and method for operating the same |
| TWI688889B (zh) * | 2019-01-14 | 2020-03-21 | 群光電子股份有限公司 | 指紋辨識裝置 |
| TW202143103A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-16 | 采鈺科技股份有限公司 | 光學成像裝置 |
| CN215867958U (zh) * | 2020-09-08 | 2022-02-18 | 神盾股份有限公司 | 生物特征感测装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3440594A4 (en) * | 2017-01-04 | 2019-09-25 | Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. | ENHANCING OPTICAL DETECTION PERFORMANCE OF OPTICAL SENSOR MODULE SUB-SCREEN FOR DIGITAL FOOTPRINT DETECTION ON SCREEN |
| CN111586267A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-25 | 深圳阜时科技有限公司 | 光学感测装置和电子设备 |
| TWI752802B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-01-11 | 友達光電股份有限公司 | 指紋感測模組及指紋辨識裝置 |
| CN114823742A (zh) * | 2021-01-27 | 2022-07-29 | 群创光电股份有限公司 | 感测装置以及电子装置 |
-
2023
- 2023-02-21 CN CN202310143435.0A patent/CN118175890A/zh active Pending
- 2023-02-21 TW TW112106325A patent/TWI819969B/zh active
- 2023-03-28 TW TW112111770A patent/TWI832739B/zh active
- 2023-03-28 CN CN202310310234.5A patent/CN118175871A/zh active Pending
- 2023-10-25 US US18/494,558 patent/US20240194128A1/en active Pending
- 2023-11-06 US US18/502,727 patent/US20240193984A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170364763A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device supporting fingerprint verification function and method for operating the same |
| TWI688889B (zh) * | 2019-01-14 | 2020-03-21 | 群光電子股份有限公司 | 指紋辨識裝置 |
| TW202143103A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-16 | 采鈺科技股份有限公司 | 光學成像裝置 |
| CN215867958U (zh) * | 2020-09-08 | 2022-02-18 | 神盾股份有限公司 | 生物特征感测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240193984A1 (en) | 2024-06-13 |
| CN118175871A (zh) | 2024-06-11 |
| TWI832739B (zh) | 2024-02-11 |
| TW202424713A (zh) | 2024-06-16 |
| CN118175890A (zh) | 2024-06-11 |
| US20240194128A1 (en) | 2024-06-13 |
| TW202424908A (zh) | 2024-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12094914B2 (en) | Biometric sensor and methods thereof | |
| CN207586941U (zh) | 一种检测装置及终端设备 | |
| WO2021072753A1 (zh) | 指纹检测装置和电子设备 | |
| US11514707B2 (en) | Optical sensor and methods of making the same | |
| WO2021036100A1 (zh) | 指纹识别装置和电子设备 | |
| US11861928B2 (en) | Optical sensor and methods of making the same | |
| CN109801569A (zh) | 一种阵列基板、其制作方法及显示装置 | |
| WO2019148798A1 (en) | Pattern identification device and display apparatus | |
| WO2022016547A1 (zh) | 指纹识别装置和电子设备 | |
| WO2020177151A1 (zh) | 指纹输入装置和显示装置 | |
| CN114625264A (zh) | 显示装置 | |
| WO2020177147A1 (zh) | 指纹输入装置和显示装置 | |
| TWI764608B (zh) | 一種顯示裝置及其影像感測方法 | |
| WO2021238492A1 (zh) | 纹路识别装置及其制造方法 | |
| CN213659463U (zh) | 指纹识别装置和电子设备 | |
| TWI819969B (zh) | 不同單位像素收發光線的全面屏顯示裝置 | |
| WO2021258941A1 (zh) | 纹路识别装置以及电子装置 | |
| TWI758093B (zh) | 生物特徵辨識裝置 | |
| WO2022174448A1 (zh) | 显示基板及显示装置 | |
| WO2022041145A1 (zh) | 指纹识别装置及电子设备 | |
| US20240074293A1 (en) | Display substrate and display device | |
| CN218977193U (zh) | 一种显示面板、识别装置和电子设备 | |
| WO2022099562A1 (zh) | 指纹识别装置和电子设备 | |
| CN114664914A (zh) | 一种显示面板 | |
| CN112380983A (zh) | 指纹识别装置和电子设备 |