CN111956236A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示装置包括显示面板、感光元件、共振波导光学元件以及感测光源。显示面板包括彩色滤光片。彩色滤光片具有滤光区以及围绕滤光区的黑色矩阵区。共振波导光学元件设置于黑色矩阵区并具有复数个光栅。感光元件设置对准共振波导光学元件。共振波导光学元件的光栅位于共振波导光学元件相对感光元件的一侧上。感测光源设置朝向待测物发射感测光束。感测光束供待测物反射而通过共振波导光学元件而为感光元件接收。如此，能够实现显示与血糖侦测。

Description

显示装置

技术领域

本揭露有关于一种显示装置。

背景技术

血糖侦测为现代重要的健康监控手段。现今血糖侦测的方法，主要为创伤式的血糖侦测。病患需要忍受扎针带来的痛苦，待血液流出后，采集血液置入检测仪器，以获得血糖的相关数据。

为改善创伤式的血糖侦测，一些非创伤式的血糖侦测提出，包括结合了近红外光学技术的感测方式，其原理是利用近红外光对病患皮肤的反射，从反射光强度变化，读出血糖值。这些非创伤式的血糖侦测多需搭配特定设备，使用上略有不便。因此，如何将非创伤式的血糖侦测技术有效地结合至行动装置，以便利地实现血糖侦测，是所属领域技术人员所欲解决的问题之一。

发明内容

为达上述目标，本揭露提供一种显示装置。

根据本揭露之一实施方式，一种显示装置包括显示面板、感光元件、感测光源以及共振波导光学元件。显示面板包括侦测区并具有彩色滤光片。彩色滤光片在侦测区具有滤光区以及围绕滤光区的黑色矩阵区。共振波导光学元件设置于黑色矩阵区并具有复数个光栅。感光元件设置对准共振波导光学元件。共振波导光学元件的光栅位于共振波导光学元件相对感光元件的一侧上。感测光源设置朝向待测物发射感测光束。感测光束供待测物反射而通过共振波导光学元件而为感光元件接收。

在一些实施方式中，彩色滤光片进一步具有画素区。画素区至少其中之一设置于侦测区。

在一或多个实施方式中，感光元件进一步包括交错介电结构。光栅位于交错介电结构上。交错介电结构具有彼此交错堆叠的一或多个第一介电层与一或多个第二介电层。第一介电层使用不同于一或多个第二介电层的材料。

在一些实施方式中，第一介电层与第二介电层的总层数介于二层至七层之间。

在一些实施方式中，第一介电层与第二介电层的总层数为二层。共振波导光学元件在1500 nm至1700nm的第一波长范围具有穿透率峰值，穿透率峰值的半高宽大于50nm。

在一些实施方式中，交错介电结构的一或多个第一介电层进一步包括基底层。基底层的厚度大于其他第一介电层与第二介电层任意其中之一的厚度。基底层位于交错介电结构相对光栅的第二侧。

在一些实施方式中，基底层以外的一或多个第一介电层具有相同的厚度。第二介电层具有相同的厚度。

在一些实施方式中，光栅于交错介电结构上彼此平行排列。

在一或多个实施方式中，显示结构的感光元件为对准共振波导光学元件设置的薄膜电晶体感测器。

在一或多个实施方式中，如前所述的显示装置进一步包括缓冲膜层。缓冲膜层填充共振波导光学元件与位在彩色滤光片上的保护盖板之间。

在一些实施方式中，显示面板进一步包括液晶配向膜。液晶配向膜位于液晶层与彩色滤光片之间。共振波导光学元件设置于液晶配向膜上并为缓冲膜层覆盖。

在一或多个实施方式中，感测光源为近红外光源。近红外光源包括宽度大于共振波导光学元件并设置于其下的一近红外光发光二极体光源，或是设置于显示装置相对二边缘的二个近红外光灯条。

综上所述，本揭露的显示装置整合显示面板以及感测光源、感光元件以及共振波导光学元件，能够实现血糖侦测的效果。而本揭露的显示装置能够应用在例如手机等行动装置上，便利地实现血糖侦测功能。

以上所述仅系用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本揭露之具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。

附图说明

本揭露的优点与图式，应由接下来列举的实施方式，并参考附图，以获得更好的理解。这些图式的说明仅仅是列举的实施方式，因此不该认为是限制了个别实施方式，或是限制了发明申请专利范围的范围。

图1根据本揭露之一实施方式绘示设置于一行动装置之一显示装置的一示意顶视图；

图2根据本揭露之一实施方式绘示图1的显示装置的一示意剖面图；

图3A根据本揭露之一实施方式示意地绘示感测光源的设置；

图3B根据本揭露之另一实施方式示意地绘示感测光源的设置；

图4根据本揭露之一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一立体图；

图5A根据本揭露之一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；

图5B绘示图5A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率；

图6A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；

图6B绘示图6A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率；

图7A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；

图7B绘示图7A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率；

图8A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；

图8B绘示图8A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率；

图9A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；

图9B绘示图9A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率；

图10A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件的一剖面图；以及

图10B绘示图10A的共振波导光学元件对应不同波长的穿透率。

附图标记：

100:显示装置 110:显示面板

113:背光模组 116:透明基板

119:画素电极 120:共电极

122:液晶层 123:液晶

125:液晶配向膜 127:彩色滤光片

128:黑色矩阵区 131:滤光区

134:保护盖板 140:薄膜电晶体

150:共振波导光学元件 152:光栅

155:交错介电结构 160:第一介电层

161:基底层 163:第二介电层

170:感测光源 180:缓冲膜层

200,200’:行动装置 300:待测物

W:宽度 T:厚度

P:周期长度 SR:侦测区

HB,H1,H2:厚度

具体实施方式

下文系举实施例配合所附图式进行详细说明，但所提供之实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作之描述非用以限制其执行之顺序，任何由元件重新组合之结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同之符号标示来说明。

另外，在全篇说明书与申请专利范围所使用之用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露之内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露之用词，将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露之描述上额外的引导。

在本文中，「第一」、「第二」等等用语仅是用于区隔具有相同技术术语的元件或操作方法，而非旨在表示顺序或限制本揭露。

此外，「包含」、「包括」、「提供」等相似的用语，在本文中都是开放式的限制，意指包含但不限于。

进一步地，在本文中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则「一」与「该』可泛指单一个或多个。将进一步理解的是，本文中所使用之「包含」、「包括」、「具有」及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、元件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件，与/或其中之群组。

为实现方便检测血糖的功能，本揭露提供一种显示装置。显示装置能够用于例如手机等行动装置上，其可以兼具触控与显示的功能。同时，在不影响显示功能的前提下，本揭露的显示装置进一步整合血糖检测用的元件，藉以实现血糖的检测。

请先参照图1。图1根据本揭露之一实施方式绘示设置于一行动装置200之一显示装置 100的一示意顶视图。

在图1中，行动装置200例如为手机，但并不以此为限。如此，使用者用于检测血糖之待测物300如图所示，例如为手指。

如图1所示，显示装置100包括侦测区SR。当欲检测血糖时，则使用者可将手指(待测物300)置于侦测区SR。实现血糖检测功能的元件，均设置于侦测区SR。在本实施方式中，侦测区SR仅占显示装置100的局部，而侦测区SR以外则仅有一般的画素(pixel)，藉以发挥正常的显示功能。一些实施方式中，侦测区SR内整合到部分的画素，以在不进行血糖检测时，发挥正常的显示功能。

具体而言，在一些实施方式中，通过本揭露之显示装置100来检测血糖的流程如下：首先，使用者通过界面或应用程式启动行动装置200的血糖检测功能。随后，行动装置200的显示功能关闭，这对应到显示装置100上用于显示的画素关闭。接着，侦测区SR内的血糖检测用的元件才启动。使用者便可以如图1所示，将手指(待测物300)置于侦测区SR，进行血糖的测量。如此，显示装置100的血糖检测与显示功能能够互不干扰。

为进一步说明显示装置100的结构，从而阐述其血糖检测与显示功能的实现，请参照图 2。图2根据本揭露之一实施方式绘示图1的显示装置100的一示意剖面图。应留意到，为了简单说明的目的，图2仅绘示显示装置100的侦测区SR中的局部剖面，所绘示的各个物件的尺寸仅为示意。而为了简单说明的目的，图2仅绘示出一组对准的共振波导光学元件150 与可感光的薄膜电晶体140。在一些实施方式中，如前所述，侦测区SR内可以进一步包括多个其他用于显示的画素，同样为了简单说明的目的而未绘示。

图2所绘示的显示装置100之局部中，包括用于实现显示功能的显示面板110，以及其他整合于显示面板110内用于实现血糖检测功能的元件。具体而言，在本实施方式中，显示装置100包括显示面板110、具有感光功能的薄膜电晶体140以及共振波导(resonantwaveguide) 光学元件150。背光模组113进一步包含感测光源170。为了简单说明的目的并示意地凸显感测光源170，背光模组113的具体结构未绘示于图上。

如此，能够实现非侵入式的血糖检测功能。举例而言，感测光源170可以发射出红外线，供手指(待测物300)反射。由于血液中的葡萄糖会吸收特定波长的红外线，这使得反射回来的光束能够携带血糖的资讯，从而实现非侵入的血糖检测功能。

具体而言，如图2所示，在本实施方式中，显示装置100包括背光模组113以及堆叠于其上的显示面板110。显示面板110由下而上依序堆叠包括透明基板116(例如可为玻璃基板)、画素电极119、液晶层122(包括多个排列的液晶123，如图2所示)、液晶配向膜125、共电极120、彩色滤光片127以及保护盖板134(例如可为保护用的玻璃等透明材质)。液晶层122设置于透明基板116上。画素电极119则位于透明基板116之上。液晶配向膜125设置位于液晶层122与彩色滤光片127之间。薄膜电晶体140连接画素电极119。在一些实施方式中，于保护盖板134以下，可进一步整合用于触控的透明电极。

如此，薄膜电晶体140用以充电画素电极119。背光模组113提供光源。随后，通过画素电极119、液晶配向膜125与共电极120，能够调整液晶层122，经彩色滤光片127的滤光区131而呈现例如红、绿、蓝的颜色，从而实现显示功能。

在本实施方式中，如图2所示，彩色滤光片127于侦测区SR中，包括滤光区131以及围绕滤光区131的黑色矩阵区128。在图2中，仅示意的绘示其中彩色滤光片127的局部，并且彩色滤光片127的一个滤光区131为黑色矩阵区128围绕。背光模组113所发出的光经过滤光区131后，将呈现为单一色光，例如红光、绿光或蓝光。多个不同颜色的滤光区131 将能够实现显示的功能。黑色矩阵区128实质设置在显示装置100的彩色滤光片127的多个不同的滤光区131之间，黑色矩阵区128能够避免非预期的光的泄漏。在一些实施方式中，画素电极119例如是透明的氧化铟锡(ITO)薄膜。

而在本实施方式中，显示装置100进一步将用于血糖检测的元件(包括具有感光功能的薄膜电晶体140、共振波导光学元件150以及感测光源170等)都整合于显示面板110或背光模组113中。而如图1所示，这些用于血糖检测的元件整合于侦测区SR中。

在一些实施方式中，彩色滤光片127上进一步包括多个画素区。这些画素区纯粹用于显示，仅能够发出包括红光、绿光与蓝光，而不具备血糖检测的功能。在一些实施方式中，于侦测区SR以外的彩色滤光片127仅有单纯功能的画素区。而在一些实施方式中，在侦测区SR内，彩色滤光片127也单纯用于显示的画素区。换言之，彩色滤光片127的多个画素区中，至少有一个或以上的画素区是设置位在侦测区SR中，使得侦测区SR通过画素区以及被黑色矩阵区128围绕的滤光区131实现显示的功能。

回到图2。在本实施方式中，使用具感光功能的薄膜电晶体140。在本实施方式中，薄膜电晶体140为一个对准共振波导光学元件150设置的薄膜电晶体感测器，而具有感光的功能。整合感光功能与控制画素电极119的薄膜电晶体140能够节省显示装置100整体的厚度。而在一些其他的实施方式中，也可以分开设置用于控制薄膜电晶体以及感光元件。

进一步地，如图2所示，在本实施方式中，用于血糖检测的元件设置如下。

检测用的感测光源170设置于背光模组113上。具体而言，在本实施方式中，感测光源 170为近红外(near infrared,NIR)光源，包括整合于同一晶片上的近红外光发光二极体。详细而言，血液中的葡萄糖会吸收波长为1500nm至1700nm的近红外光，因此在本实施方式中，得选用波长为1500nm至1700nm的近红外光发光二极体作为感测光源170。

薄膜电晶体140设置于透明基板116上。如前所示，本实施方式的薄膜电晶体140兼具感光与供画素电极119充电的功能。

共振波导光学元件150是位于黑色矩阵区128，并设置在液晶配向膜125上。更具体而言，在本实施方式中，于彩色滤光片127中，黑色矩阵区128是围绕滤光区131，而与滤光区131齐平，并且黑色矩阵区128具有开孔，共振波导光学元件150则设置位于黑色矩阵区 128的开孔内。因此，共振波导光学元件150设置于具感光功能的薄膜电晶体140与保护盖板134之间，而共振波导光学元件150实质对准具感光功能的薄膜电晶体140设置。换言之，于显示面板110由下而上依序堆叠的方向上，共振波导光学元件150对准薄膜电晶体140，而共振波导光学元件150的垂直投影能够与共振波导光学元件150重叠。

共振波导光学元件150是用于滤光，使得仅有部分波长的光能够穿透。具体而言，本实施方式的共振波导光学元件150，系设计仅能使波长为1500nm至1700nm的近红外光通过。由于血液中葡萄糖仅吸收波长为1500nm至1700nm的近红外光，血糖资讯将隐含在波长为 1500nm至1700nm的近红外光中，藉由共振波导光学元件150过滤出1500nm至1700nm 的近红外光予感光的薄膜电晶体140检测，将可避免其他不相关波长的光的干扰，精确所获得之血糖资讯。所获得的血糖资讯，例如是每单位体积的血液量下，所包含的葡萄糖重量，单位例如是mg/dL。

如图2所示，在本实施方式中，共振波导光学元件150包括复数光栅152以及交错介电结构155。光栅152设置位于交错介电结构155，即光栅152位于共振波导光学元件150相邻于保护盖板134的一侧。交错介电结构155可以包含交错堆叠的介电层。经设计，通过光栅152与交错介电结构155，能够使得特定波长的光穿过交错介电结构155的穿透率增加，从而发挥滤光的效果。具体细节，请见后续之讨论。

如此，当显示装置100要执行血糖检测的功能，近红外光感测光源170发射感测光束，感测光束抵达手指(待测物300)而反射并携带血糖资讯，随后通过共振波导光学元件150滤光，而为具感光功能的薄膜电晶体140所接收，获得血糖资讯。薄膜电晶体140包括双闸极光敏 a-Si:H薄膜电晶体(Dual-Gate Photosensitive a-Si:H TFT)。在一些实施方式中，薄膜电晶体140 的材料可以包括砷化镓铟(InGaAs)。

在本实施方式中，显示装置100进一步包括缓冲膜层180。如图2所示，缓冲膜层180设置于保护盖板134下，并且缓冲膜层180实质填充于共振波导光学元件150与保护盖板134之间。如此，在本实施方式中，共振波导光学元件150实质设置于液晶配向膜125上，并为缓冲膜层180覆盖，避免共振波导光学元件150与保护盖板134直接接触而损害。在一些实施方式中，缓冲膜层180的材料可以使用PL层(Planarization layer)或光阻剂做为缓冲与平坦化。

在图2中，当开启显示装置100的血糖检测功能时，关闭背光模组113的可见光的光源，来防止杂讯产生，只开启作为感测光源170的近红外光发光二极体当做检测的光源。共振波导光学元件150会让反射的近红外光通过。反之。当未检测血糖时，背光模组113的可见光源开启，感测光源170的近红外光关闭，共振波导光学元件150会尽量阻挡可见光，防止薄膜电晶体140被可见光影响而产生光漏电流，并进而可以正常显示画面。在一些实施方式中，背光模组113的可见光的光源包括可以发出红光、绿光与/或蓝光的发光二极体。

图3A根据本揭露之一实施方式示意地绘示感测光源170的设置。为了简单说明的目的，图3A仅示意的绘示出背光模组113以及设置于其上的感测光源170的位置，而显示面板110 以及其他的元件被省略。

如图3A所示，感测光源170可以是整合多个近红外光发光二极体的发光二极体晶片。近红外发光二极体晶片作为近红外光发光二极体光源，而位于共振波导光学元件下方。实际上，在一些实施方式中，近红外发光二极体晶片的宽度大于共振波导光学元件，近红外发光二极体晶片的发光面积是大于显示装置100中的单一个画素，也就是单一个近红外光发光二极体能够有足够的发光面积。在一些实施方式中，多个近红外光发光二极体可以不整合于同一个近红外光发光二极体晶片，而直接设置位于背光模组113上，或是直接整合在背光模组 113中。在一些实施方式中，单一个近红外光发光二极体的宽度可以大于单一个画素区。因此，如图2所示感测光源170不会为薄膜电晶体140与共振波导光学元件150完全阻挡，所发射的感测光束能够抵达手指(待测物300)，获得血糖资讯而为具感光功能的薄膜电晶体140 所接收。因在侦测区SR黑色矩阵区128设置共振波导光学元件150而不影响滤光区131的滤光图案设置，因此侦测区SR也可以正常显示画面，即，不开启用于血糖检测的近红外光源，只开启可见光源，显示装置100即可显示画面。

在一些实施方式中，也可以不限定侦测区SR，在其他可视区域上的任一画素区的黑色矩阵区，也都可以设置有共振波导光学元件，并设置相应的感测光源与感光元件。

图3B根据本揭露之另一实施方式示意地绘示感测光源170’的设置。如图3B所示，行动装置200’上设置显示装置100’。在显示装置100’中，于显示装置100’的相对二边缘设置感测光源170’，在本实施例中为二个近红外光灯条。更具体而言，在本实施例中，感测光源170’的二个近红外光灯条设置在行动装置200’的相对二边框上，对应到显示装置100’的背光模组113的相对二边缘上，如同直下式背光设置光源的方式。但本揭露并不以此实施例限制近红外光条的数量。为了简单说明的目的，图3B仅示意地绘示背光模组113，以及位于背光模组 113上方的感测光源170’。为了简单说明的目的并示意地凸显感测光源170’，背光模组113 的具体结构未绘示于图上。在显示装置100’中，感测光源170’位在薄膜电晶体与共振波导光学元件下方。相似地，显示装置100’的薄膜电晶体与共振波导光学元件位于侦测区SR(图未示)，因此不会阻挡到感测光源170’发射出的感测光束。

为进一步说明本揭露的共振波导光学元件150，请参照图4。图4根据本揭露之一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件150的一立体图。

如图4所示，共振波导光学元件150包括交错介电结构155与复数个光栅152。

光栅152设置于交错介电结构155上，并沿y轴方向彼此平行排列。如图所示，这些光栅152以周期长度P彼此平行排列。每一个光栅152具有宽度W以及厚度T。

在图4中，交错介电结构155包括第一介电层160以及第二介电层163。第一介电层160 以及第二介电层163沿z轴方向彼此交错堆叠。第一介电层160作为基底层161。基底层161 为位于相对光栅152的一侧，并设置与液晶配向膜125连接(如图2所示)。由于基底层161 需要较佳的平坦性，因此基底层161具有较大的厚度HB。第二介电层163的厚度H2则小于第一介电层160的基底层161的厚度HB。

同时参照图2与图4。当感测光源170发射感测光束而为待测物300反射后，反射的感测光束将穿过共振波导光学元件150。此时，反射的感测光束，将从光栅152上，以不同角度从光栅152入射进共振波导光学元件150。随后，反射的感测光束将经历第一介电层160以及第二介电层163的折射，最后才为具感光功能的薄膜电晶体140所接收。

共振波导光学元件150的反射于折射条件，可以通过修改光栅152具有宽度W以及厚度T、光栅152的周期长度P、基底层161的厚度HB与第二介电层163的厚度HB来调整。平行排列的光栅152，可以排除部分入射角度偏差较大的反射，而光栅152、第一介电层160 以及第二介电层163经设计，能够使特定波长具较佳穿透率。至特定波长以外的其他波长的光，则因不符所设计的反射与折射条件，穿透率将显著减少。

请参照图5A与图5B。图5A根据本揭露之一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件150的一剖面图。图5B绘示图5A的共振波导光学元件150对应不同波长的穿透率。图5A绘示类似于图4的共振波导光学元件150，其交错介电结构155包括第一介电层160的基底层161以及第二介电层163。换言之，图5A绘示仅有二层的介电层的共振波导光学元件150。

光栅152之间以周期长度P平行排列，并具有厚度T与宽度W。第一介电层160的基底层161具有厚度HB。第二介电层163具有厚度H2。通过电脑模拟，可以设置周期长度P、厚度T、宽度W、厚度HB以及厚度H2，使得图5A的共振波导光学元件150在特定波长的穿透率较佳。

第一介电层160与第二介电层163的材料包含但不限于氧化硅(例如：SiO₂)与氮化硅(例如：Si₃N₄)。在本实施方式中，第一介电层160的材料选用氧化硅(SiO₂)，与第二介电层163 选用氮化硅(Si₃N₄)。

光栅152的材料包含但不限于铝。在本实施方式中，光栅152的材料选用为铝。

在图5A所绘示的共振波导光学元件150，较佳地设置光栅152的宽度W为0.7μm，光栅152的周期长度P为1.2μm，光栅152的厚度T为0.1μm，第一介电层160的基底层161 的厚度HB为0.6μm，第二介电层163的厚度H2为0.43μm。

如此，当感测光束L如图5A所示，从光栅152上方入射图5A的共振波导光学元件150，通过电脑模拟即可获得如图所框示处、针对不同波长的穿透率的关系图。应留意到，图5A 仅是示意地绘示反射回来的感测光束L。感测光束L的入射方向，应理解为是从光栅152上方的一个面光源(对应到如图2所示的手指)所发出，而可以具偏离z轴方向的其他入射方向，也都包含在穿透率的模拟中。如此，依据以上参数设置，可以模拟出图5B。图5B绘示出共振波导光学元件150对应不同波长的穿透率。

如前所述，血液中的葡萄糖会吸收波长范围在1500nm至1700nm的近红外光。在图5B中，由于上述参数所设置的反射与折射条件，在1200nm波长以上有共振现象，而存在有离散分布的数个大于40％穿透率的穿透率峰值，且在对葡萄糖较灵敏的1500nm至1700nm 的波长范围内，有接近80％穿透率峰值的出现，穿透率峰值发生处的波长接近1500nm，而穿透率峰值的半高宽(对应40％穿透率之最大与最小波长之差)约为200nm(即约1500nm至1700nm的波长范围)。相对的，在300nm至1200nm的波长范围，穿透率小于50％，更具体地，穿透率大致小于等于40％。

如此，通过图5A所示，仅有二层介电层的共振波导光元件使得对葡萄糖较灵敏的1500 nm至1700nm波长范围近红外光最高能够有接近80％的穿透率，而对于1500nm至1700nm 波长范围外的穿透率则大致小于等于40％，显著地实现过滤出特定波长范围的光的效果。

在图5A所绘示的共振波导光学元件150的交错介电结构155中，仅包括有二层的介电层，但本揭露并不以此为限。具体而言，本揭露的共振波导光学元件150，所使用用的介电层可以是二层、三层、四层、五层、六层与七层。

请参照图6A与图6B。图6A根据本揭露之另一实施方式示意地绘示设置于一共振波导光学元件150的一剖面图，图6B绘示图6A的共振波导光学元件150对应不同波长的穿透率。

图6A绘示的共振波导光学元件与图5A的差异，在于图6A绘示的共振波导光学元件150具有三层的介电层。如图6A所示，共振波导光学元件150的交错介电结构155包括彼此交错堆叠的第一介电层160与第二介电层163，其中最底层的第一介电层160为具有较大厚度HB的基底层161。

在本实施方式中，第一介电层160的材料选用氧化硅SiO₂，与第二介电层163选用氮化硅Si₃N₄，光栅152的材料选用为铝。

在图6A所绘示的共振波导光学元件150，基于电脑模拟，较佳地设置光栅152的宽度 W为0.65μm，光栅152的周期长度P为1.2μm，光栅152的厚度T为0.1μm，第一介电层 160的基底层161的厚度HB为0.6μm，基底层161以外的第一介电层160的厚度H1为0.25 μm，第二介电层163的厚度H2为0.43μm。通过这些参数的设置，可以获得图6A的共振波导光学元件150的穿透率与波长的关系，如图6B所示。

在图6B中，由于上述参数所设置的反射与折射条件，在1200nm波长以上，也有共振现象，而存在有离散分布的数个大于40％穿透率的穿透率峰值，且在对葡萄糖较灵敏的1500 nm至1700nm的波长范围内，有接近80％穿透率峰值的出现，穿透率峰值发生处的波长接近 1500nm，而穿透率峰值的半高宽(对应40％穿透率之最大与最小波长之差)约为50nm。相对的，在300nm至1200nm的波长范围，穿透率大致都小于等于40％。

因此，图6A所绘示，三层介电层的共振波导光学元件150，也能够发挥滤光的效果。

三层以上介电层的共振波导光学元件150，请参照图7A、图8A、图9A与图10A，根据本揭露的多个不同实施方式示意地绘示设置于多个共振波导光学元件150的剖面图。图7A、图8A、图9A与图10A分别绘示包括四层、五层、六层与七层介电层的共振波导光学元件。而图7B、图8B、图9B与图10B则分别绘示图7A、图8A、图9A与图10A之共振波导光学元件150相应的穿透率与波长的关系。

在图7A、图8A、图9A与图10A绘的多个共振波导光学元件150中，交错介电结构155均包括彼此交错堆叠的第一介电层160与第二介电层163，其中最底层的第一介电层160为具有较大厚度HB的基底层161。光栅152则平行排列于最顶的第二介电层163上。第一介电层160的材料均选用氧化硅SiO₂，与第二介电层163均选用氮化硅Si₃N₄，光栅152的材料均选用为铝。

在图7A、图8A、图9A与图10A中，基于电脑模拟，能更较佳地相同的参数，包括设置光栅152的宽度W均为0.65μm，光栅152的周期长度P均为1.2μm，光栅152的厚度T 均为0.1μm，第一介电层160的基底层161的厚度HB均为0.6μm，基底层161以外的第一介电层160的厚度H1均为0.25μm，以及第二介电层163的厚度H2均为0.43μm。通过这些参数的设置，可以获得如图7B、图8B、图9B与图10B的穿透率与波长的关系。如图所示，穿透率在高于1200nm以上的波长范围，会具有较佳穿透率，且在接近1500nm的波长会有穿透率峰值，并具有约为50nm的半高宽。1200nm波长以下的穿透率，则接近或是小于40％。

综上，介电层层数为二至七层的共振波导光学元件150，其穿透率波峰位在1500nm至 1700nm，并且穿透率波峰的半高宽大于50nm。介电层层为数二的共振波导光学元件150，其穿透率波峰的半高宽能够大于200nm，而能发挥极佳滤波效果。因此，介电层层数为二至七层的共振波导光学元件150，均能够发挥滤光的效果，均能够对1500nm至1700nm的波长有显著的筛选性质。而这些具有过滤特定波长光效果的共振波导光学元件150，都能用设置于如图2所示的显示装置100中，从而过滤出包括血糖检测资讯的1500nm至1700nm近红外光，排除其他波长的干扰。

在上述的参数设置中，是以1500nm为最高穿透率(穿透率波峰)为目标。而各个第一介电层160与第二介电层163，这些介电层的厚度(包括厚度H1、厚度H2与厚度HB)还可以有增加或减少50nm的空间，这样的共振光学波导元件，也都能够发挥类似的滤光功能。

综上所述，本揭露提供一种整合血糖检测功能的显示装置。显示装置可以通过近红外光源来实现非侵入式的血糖检测，并且通过整合于内部的共振波导光学元件过滤出包含血糖资讯的特定波长的近红外光。共振波导光学元件可包括由光栅以及二至七层介电层所组成的交错介电结构，使穿透率峰值及其半高宽的波长范围，能够对应到血液中葡萄糖所能吸收的波长波段，使所能检测到的血糖资讯是更为精准。

虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭露之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭露之保护范围当视后附之权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，包括侦测区并具有彩色滤光片，其中所述彩色滤光片在所述侦测区具有滤光区以及围绕所述滤光区的黑色矩阵区；

共振波导光学元件，设置于所述黑色矩阵区并具有复数个光栅；以及

感光元件，设置对准所述共振波导光学元件，其中所述光栅位于所述共振波导光学元件相对所述感光元件的一侧上；以及

感测光源，设置朝向待测物发射感测光束，所述感测光束供所述待测物反射通过所述共振波导光学元件为所述感光元件接收。

2.如权利要求1所述之显示装置，其特征在于，其中所述彩色滤光片进一步具有复数个画素区，所述画素区至少其中之一设置于所述侦测区。

3.如权利要求1所述之显示装置，其特征在于，所述共振波导光学元件进一步包括交错介电结构，所述光栅位于所述交错介电结构相对所述感光元件的第一侧上，所述交错介电结构具有彼此交错堆叠的一或多个第一介电层与一或多个第二介电层，所述一或多个第一介电层与所述一或多个第二介电层使用不同的材料。

4.如权利要求3所述之显示装置，其特征在于，所述一或多个第一介电层与所述一或多个第二介电层的总层数介于二层至七层之间。

5.如权利要求4所述之显示装置，其特征在于，所述一或多个第一介电层与所述一或多个第二介电层的总层数为二层，所述共振波导光学元件在1500nm至1700nm的第一波长范围具有穿透率峰值，所述穿透率峰值的一半高宽大于50nm。

6.如权利要求3所述之显示装置，其特征在于，所述交错介电结构的所述一或多个第一介电层进一步包括基底层，所述基底层的厚度大于其他所述一或多个第一介电层与所述一或多个第二介电层任意其中之一的厚度，所述基底层位于所述交错介电结构相对所述光栅的第二侧。

7.如权利要求6所述之显示装置，其特征在于，所述基底层以外的所述一或多个第一介电层具有相同的厚度，所述一或多个第二介电层具有相同的厚度。

8.如权利要求3所述之显示装置，其特征在于，所述光栅于所述交错介电结构上彼此平行排列。

9.如权利要求1所述之显示装置，其特征在于，所述感光元件为薄膜电晶体感测器，所述薄膜电晶体感测器对准所述共振波导光学元件设置。

10.如权利要求1所述之显示装置，其特征在于，所述显示面板进一步包括缓冲膜层，其中所述缓冲膜层填充所述共振波导光学元件与位在所述彩色滤光片上的保护盖板之间。

11.如权利要求10所述之显示装置，其特征在于，所述显示面板进一步包括液晶层与液晶配向膜，所述液晶配向膜位于所述液晶层与所述彩色滤光片之间，所述共振波导光学元件设置于所述液晶配向膜上并为所述缓冲膜层覆盖。

12.如权利要求1所述之显示装置，其特征在于，所述感测光源为近红外光源，所述近红外光源包括宽度大于所述共振波导光学元件并设置于所述共振波导光学元件下的近红外光发光二极体光源，或是设置于所述显示装置相对二边缘的二个近红外光灯条。

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