本發明專利技術提供一種顯示裝置、其操作方法及制造在顯示裝置中的光學感測陣列的方法。該顯示裝置包括：像素陣列，包括多個像素，每個像素包括多個子像素；黑矩陣，位于子像素之間；以及在黑矩陣處的光學感測陣列，該光學感測陣列包括行導體以及在交叉區域處交叉行導體的列導體。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術的實施例涉及一種嵌入在顯示器中的光學感測陣列以及用于操作該光學感測陣列的方法。
技術介紹
顯示裝置已經變得日益流行，并被廣泛地使用，諸如在蜂窩電話、計算機監視器、電視機、平板等中。這些顯示裝置可以是任何類型的顯示器，包括有機發光顯示器(0LED)、液晶顯示器(LCD)等。具體地，包括光學傳感器的顯示裝置已經被發展來例如感測用戶與顯示裝置的交互作用(interact1n)(例如，經由用戶的手指或經由觸控筆(stylus)的使用與顯示裝置的交互作用)、感測環境光、掃描文件等。然而，一般而言，這些嵌入的光學傳感器被制造為形成在與顯示發射元件相同的有源區中(例如，在顯示裝置的像素區域的像素處)。因此，光學傳感器的孔(即，顯示區域的涉及光感測的部分)以占用顯示器有源區為代價形成，該顯示器有源區產生、反射和/或透射光以產生將被顯示裝置的使用者看見的圖像。因此，已經難以在實現可見的明亮且電力效率高的顯示器的同時，實現足夠大的光學傳感器孔徑以有效地感測光。此外，隨著高分辨率顯示器發展，這個問題被惡化，因為顯示器表面的不涉及生成圖像或感測光的部分不與顯示器表面的生成圖像或感測光的部分同等地按比例縮小。也就是說，因為單位面積的點(dot)減少，非有源區部分通常按比例增長較大，從而減少可用于光學傳感器和顯示發射元件兩者的有源區。另外，常規光學傳感器不是波長選擇的，因此除了對來自感測的興趣物這樣的特定源的光信號起反應之外，還對其它光信號起反應，諸如包括在與環境光相應的噪聲(即，環境光噪聲)中的光信號。因而，過多的信號處理和電力被用來從環境光噪聲提取感測的興趣物的信號。而且，當地址線被光學傳感器和顯示元件共享時，傳感器的讀取和顯示元件的寫入的過程不能同時發生，導致顯示裝置內的低效率的處理。可選地，當顯示裝置對光學傳感器和顯示元件采用分開的地址控制線、機構和信號時，顯示器表面的分配給雙尋址功能的區域增加，從而從顯示元件占用額外的有源區。此外，采用常規光學傳感器的顯示裝置可能引起顯示發射元件和光學傳感器之間的串擾。也就是說，來自顯示元件的光會被光學傳感器不期望地感測到，導致不正確的光學讀取和/或增加從環境光噪聲或從顯示元件發射的光提取感測的興趣物的信號的處理。
技術實現思路
本專利技術的實施例的方面針對一種嵌入在顯示裝置中的光學感測陣列、操作該光學感測陣列的方法以及制造該光學感測陣列的方法。本專利技術的實施例提供不與顯示裝置的顯示發射元件共享相同的有源區的光學感測陣列，從而允許光學傳感器具有更大的面積而不從發光顯示元件奪取區域。本專利技術的實施例還提供對選擇波長范圍的光敏感的光學傳感器，從而減小用于從環境光噪聲提取感測的興趣物這樣的特定源的光信號的信號處理電力。另外，本專利技術的實施例提供具有高的量子效率的光學感測陣列。本專利技術的實施例還提供獨立于顯示元件尋址線操作的光學感測陣列，從而允許顯示裝置更快速且更有效率地操作。根據本專利技術的實施例，提供一種顯示裝置，該顯示裝置包括:像素陣列，包括多個像素，每個像素包括多個子像素；顯示區域的黑色部分或非有源部分，被稱為黑矩陣，位于子像素之間；以及在黑矩陣處的光學感測陣列，光學感測陣列包括行導體以及在交叉區域處交叉行導體的列導體。光學感測陣列還可以包括在交叉區域處耦接到行導體并耦接到列導體的感測二極管，其中感測二極管配置為響應于入射在感測二極管上的光而產生電流。光學感測陣列還可以包括阻擋二極管，該阻擋二極管在交叉區域處耦接到行導體并耦接到列導體，并與感測二極管串聯耦接。阻擋二極管的陰極可以面對感測二極管的陰極。感測二極管的陽極可以耦接到列導體。阻擋二極管的陽極可以耦接到行導體。行導體可以耦接到開關，該開關可以配置為將耦接到行導體的阻擋二極管和感測二極管耦接到電壓源，使得阻擋二極管被正向偏置，并使得感測二極管被反向偏置。感測二極管可以配置為當行導體經由開關耦接到電壓源時產生與入射在感測二極管上的光成比例的電流。列導體可以耦接到電流傳感器，其中電流傳感器配置為具有可忽略的電阻。當行導體經由開關耦接到電壓源時，由感測二極管產生的電流可以穿過經由列導體耦接到感測二極管的電流傳感器。光學感測陣列可以對于像素陣列的每四個像素包括一個感測二極管和一個阻擋二極管。顯示裝置還可以包括在感測二極管上的部分光通濾波器，其中部分光通濾波器配置為吸收一波長范圍的光從而阻擋該波長范圍的光到達感測二極管，并配置為允許其余波長范圍的光到達感測二極管。顯示裝置還可以包括鄰近光學感測陣列的光發射陣列，其中光發射陣列配置為產生在光的所述其余波長范圍中的光。感測二極管可以包括量子點膜層。光學感測陣列可以位于黑矩陣內。在本專利技術的另一實施例中，提供一種在顯示裝置的黑矩陣上制造光學感測陣列的方法，該方法包括:在黑矩陣上形成部分光通濾波器；在部分光通濾波器上形成透明電極；以及在透明電極上形成量子點膜。該方法還可以包括在量子點膜上形成金屬導體。該方法還可以包括:在部分光通濾波器上形成光屏蔽；以及在透明電極、量子點膜和光屏蔽上形成絕緣體。在本專利技術的另一實施例中，提供一種操作顯示裝置的方法，該顯示裝置包括黑矩陣和位于黑矩陣處的光學感測陣列，該方法包括:施加跨過感測二極管和耦接到感測二極管的阻擋二極管的電壓，使得感測二極管被反向偏置，并使得阻擋二極管被正向偏置；響應于入射在感測二極管上的光而產生電流；以及使用電流傳感器測量所產生的電流。該方法還可以包括將測量的電流作為信息輸出到顯示裝置。【附圖說明】通過參照附圖詳細描述本專利技術的示范性實施例，本專利技術的實施例的以上和其它方面將變得更加明顯，附圖中:圖1示出矩陣顯示裝置的常規像素陣列的俯視圖，矩陣顯示裝置包括但不限于例如有機發光二極管矩陣或液晶顯示器矩陣；圖2A是根據本專利技術的實施例的光學感測陣列的示意圖；圖2B是根據本專利技術的另一實施例的光學感測陣列的示意圖；圖2C是根據本專利技術的另一實施例的光學感測陣列的示意圖；圖3示出根據本專利技術的實施例的圖2A所示的感測二極管的操作的圖形表示；圖4A示出圖2A所示的感測二極管的沿線IV-1V截取的截面圖；圖4B示出根據本專利技術的實施例的圖2A所示的感測二極管的操作；圖5是根據本專利技術的實施例的當一行光學感測陣列耦接到電壓源時圖2A所示的光學感測陣列的示意圖；圖6A是根據本專利技術的實施例的圖5所示的電流傳感器的示意圖；圖6B是根據本專利技術的另一實施例的圖5所示的電流傳感器的示意圖；圖7是根據本專利技術的實施例的光學感測陣列和集成電路之間的互連的示意圖；圖8示出根據本專利技術的實施例的光學感測陣列的行和列的俯視圖；圖9示出圖2A所示的光學感測陣列的阻擋二極管和感測二極管的沿線IX-1X截取的截面圖；圖10A、10B、10C、10D、10E、10F和10G示出根據本專利技術的實施例的制造光學感測陣列的方法；圖11A示出根據本專利技術的實施例的顯示裝置的像素區域的俯視圖；圖11B是根據本專利技術的實施例的圖11A所示的顯示裝置的像素區域的局部示意圖；以及圖12是根據本專利技術的實施例的光學感測陣列的傳感器的靈敏度的極坐標圖。【具體實施方式】在下文，將參照附圖更充分地描述本專利技術的實施方式，附圖中示出了本專利技術的示范性實施例。然而，如本領域技術人員將認識到的，所描述的實施例可接受各種修改和可選當前第1頁1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種顯示裝置，包括：像素陣列，包括多個像素，每個所述像素包括多個子像素；黑矩陣，位于所述子像素之間；以及在所述黑矩陣處的光學感測陣列，所述光學感測陣列包括行導體以及在交叉區域交叉所述行導體的列導體。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：RI麥卡特尼，
申請(專利權)人：三星顯示有限公司，
類型：發明
國別省市：韓國;KR
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