CN116391257A - 显示装置 - Google Patents

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CN116391257A CN202180074578.XA CN202180074578A CN116391257A CN 116391257 A CN116391257 A CN 116391257A CN 202180074578 A CN202180074578 A CN 202180074578A CN 116391257 A CN116391257 A CN 116391257A
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金垣来
李昇凡
金永勋
杨允植
刘承哲
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Abstract

根据本公开的实施方式的显示装置包括：面板，其包括发光区和至少一个非发光区；发光器件，其设置在所述发光区中并且包括第一电极、发光堆叠体和第二电极；光转换器，其分隔所述发光区的开口并且包括光转换材料；以及覆盖层，其设置在所述第二电极上。光转换器包括光转换层和光放大器。

Description

显示装置
技术领域
本公开涉及一种显示装置，特别是涉及一种具有新型触控感测元件的显示装置，其发出近红外光以感测触摸。
本申请要求2020年11月02日提交的韩国专利申请第10-2020-0144527号的权益，其全部内容为了所有目的通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
背景技术
随着信息时代的不断发展，视觉上显示电学信息信号的显示技术的领域已经快速发展，并且响应于此，开发出具有变得更薄更轻且消耗更低功率的优异性能的各种显示装置。
这种显示装置的具体实例包括液晶显示装置(LCD)、有机发光显示装置(OLED)、量子点显示装置等。
显示装置可以包括显示面板和用于提供各种功能的多个部件。例如，在现有的显示装置中，在显示面板上设置有薄膜式触控面板，或者安置用于指纹识别的单独的传感器，使得它们占用显示面板的后侧或部分空间，从而使得它们具有绝对需要的功能来输入用户通过显示装置的屏幕想要的期望命令或者执行用户识别功能。
对于触控面板或指纹传感器功能的正常操作，必须在显示装置中布置各种走线和处理器。集成显示装置的这种触摸屏存在其厚度增加的问题。
随着显示装置的性能提升和显示装置的小型化，显示装置的简化成为产品设计的重要课题。由于所谓的轻薄化已经成为产品设计中的主要课题，因此需要取代触控面板或指纹传感器的构造，以极大地节省空间。
发明内容
技术问题
本发明的实施方式是为了解决上述问题。本发明的目的在于减少智能设备中用于布置触控面板和指纹识别传感器的空间。首先，当通常在显示面板上添加作为显示装置的一部分的单独的面板并且用户以触摸的形式在触摸面板上执行一系列命令时，触摸面板对此进行识别，并且因此使得不需要单独的键盘或鼠标。这种触摸面板已被开发为必不可少地应用于便携式、移动或可穿戴设备。然而，随着显示装置逐渐发展，研究一直致力于减少触控面板体积和重量的方法。已经不断地研究和开发一种方法，在该方法中，触摸面板设置在显示装置内，而不是设置在显示装置上的单独的触摸面板。而且，指纹识别传感器已经持续开发用于显示装置的安全性。例如，当显示装置处于锁定状态时，可以通过识别用户的指纹将显示装置转换为打开状态。这样的指纹识别可以采用多种方式，例如不仅显示装置中从锁定状态到打开状态的转换，还可以最终确认移动支付或命令执行等，从而指纹识别已被开发为基本功能。出于指纹识别的目的，可以在显示装置上设置单独的超声波或红外传感器，并且通常设置在显示面板的背面，即屏幕的相对于用户的相对侧，从而电池或通信的空间可能受到限制。当用于触控面板或指纹识别的传感器通过使用现有结构设置在显示面板内时，显示装置可以轻量化和更薄。
有机发光显示装置的显示面板具有其中子像素直接发射红光、绿光和蓝光的RGB方法，或具有其中子像素发射白光并且每个子像素具有红色、绿色和蓝色滤色器的WRGB方法。
在RGB方法和WRGB方法各自中，当子像素发光时，光泄漏到相邻像素的区域，使得可以发生颜色混合。特别地，在WRGB的情况下，光泄漏到相邻子像素的区域，使得颜色混合很可能通过滤色器发生。可能需要添加用于吸收这种泄漏光的结构。通过吸收泄漏光而发射具有不同波长的不可见光，从而可能存在防止与相邻子像素颜色混合的效果。
技术方案
一个实施方式是一种显示装置，其包括：面板，所述面板包括发光区和至少一个非发光区；发光器件，所述发光器件设置在发光区中；光转换器，所述光转换器设置在非发光区中；以及覆盖层，所述覆盖层设置在第二电极上。发光器件可以包括第一电极、发光堆叠体和第二电极。光转换器可以包括光转换层和光放大层。光转换器可以包含光转换材料。
另一个实施方式是一种显示装置，包括：基板；设置在基板上的晶体管；设置在晶体管上的有机发光二极管；设置在有机发光二极管上的覆盖层；设置在覆盖层上的封装部；设置在封装部上的盖板玻璃；以及设置为围绕有机发光二极管的近红外转换器。有机发光二极管可以包括第一电极、发光堆叠体和第二电极。近红外转换器可以包括光转换层和光放大器。覆盖层可以延伸到光转换层的顶部。
在具体实施方式和附图中包括实施方式的其他细节。
技术效果
根据本实施方式，面板阵列包括将可见光转换成近红外光的光转换结构。面板阵列包括检测转换的近红外光的反射光的近红外光接收器。由于不需要提供包括触控电极、触控线、走线和触控板的触控面板部，因此，显示装置的制作工艺更加简单。由于未设置触控面板部分，因此可以显著降低显示装置的工艺成本。
此外，在传统的显示装置中，为了防止由于触控电极和第二电极之间的寄生电容引起的触摸灵敏度降低，封装部的厚度必须设计为等于或大于几微米或更大。然而，由于本公开实施方式的有机发光二极管不包括包含触控电极的触控面板，因此可以减小显示装置的厚度。
此外，为了获得关于触摸的信息，根据本公开的实施方式的有机发光二极管能够不仅保持显示装置的发光，而且能够同时检测触摸，而无需麻烦的操作来关闭显示装置的光发射。
此外，根据本公开的实施方式的显示装置能够不仅通过使用人类不能感知的近红外波长的光来最小化视觉感觉效应，而且还能够通过具有与用于有机发光二极管发射的晶体管相同的结构和配置的近红外光接收器来检测具有近红外波长的反射或散射光。
另外，由于近红外的波长比可见光的波长大，所以近红外的散射或反射比可见光少，有利于获得关于如虹膜或视网膜等图像的深度信息。
根据本实施方式，面板阵列包括将可见光转换成近红外的光转换结构。面板阵列包括检测转换的近红外的反射光的近红外光接收器。因此，不需要提供包括指纹传感器、用于指纹传感器的贴附结构以及布线设置的指纹识别器，使得显示装置的制作工艺更加简单。由于不提供指纹识别器，因此可以显著降低显示装置的工艺成本。
可以从本公开获得的有利效果不限于上述效果。此外，本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中清楚地理解其他未提及的效果。
由于在技术问题、技术方案和有益效果中描述的本公开的前述内容不规定权利要求的本质特性，因此权利要求的范围不受在本公开的内容中描述的事项的限制。
附图说明
图1显示根据本公开的实施方式的显示面板的整个表面；
图2a至图2b是显示通过放大图1的“A”部分的有源区的像素区域的平面图；
图3是沿着图2a至图2b的线I-I’截取的子像素的截面图；
图4是显示通过放大图3的“B”部分的近红外转换器的光转换的截面图；
图5是显示入射在近红外转换器上的可见光被转换成近红外并且被发射的光谱变化的曲线图；
图6a至图6b显示通过虚拟地配置子像素的横截面来执行可见光发射和近红外转换的实验而获得的模拟结果；
图7显示当手指在图3的结构中在显示装置表面上发生触摸时，在近红外光接收器中收集近红外并且感测触摸的过程；
图8是近红外转换器和近红外光接收器中谐振设计的厚度控制的模拟图；和
图9显示可用于近红外转换器的光转换材料的化学式。
具体实施方式
通过参照以下详细描述的实施方式以及附图，用于实现本公开的特征、优点和方法将变得更加明显。然而，本公开不限于以下公开的实施方式并且以不同和各种形式实现。实施方式带来了本发明的完整公开，并且提供其仅是为了使本领域技术人员完全理解本公开的范围。本公开仅由所附权利要求的范围限定。
由于在附图中公开的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比例、角度、数量等是说明性的，因此本公开不限于所示的细节。贯穿本公开的相同附图标记对应于相同的元件。此外，在本公开的整个说明书中，当可以使本公开的主题不清楚时，将省略对本文中并入的已知技术的详细描述。除非使用术语“仅”，否则可以添加本公开中提及的术语，诸如“包括”、“具有”、“组成”等。除非另外明确提及，否则以单数形式表示的组分包括其复数形式的表达。
在构造组件中，被解释为包括误差范围，除非另有明确提及。
在描述位置关系时，当描述两个部分的位置关系时，例如，“在……上”、“在……上方”、“在……下方”、“临近”等，只要不使用术语"直接"或"立即"，一个或多个其他部分可以被置于所述两个部分之间。
关于与时间关系有关的描述，例如，当描述诸如“在……之后”、“在……之后”、“下一个”、“在……之前”等的前后关系时，除非使用“立即”或“直接”，否则也可以包括非连续情况。
虽然诸如第一和第二等术语可以用于描述各种组件，但是组件不受上述术语限制。术语仅用于将一个组件与其他组件区分开。因此，下面要描述的第一组件可以是本公开的精神内的第二组件。
在描述本公开的组件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将一个组件与其他组件区分开，并且组件的本质、顺序或数量等不受这些术语的限制。当认为组件“连接”、“耦合”或“接驳”到另一组件时，应当理解，不仅组件可以直接连接或接驳到该另一组件，而且另一组件可以“***”在相应组件之间，或者每个组件可以通过其它组件“连接”、“耦合”或“接驳”。
在本说明书中，“显示装置”可以包括窄意义的显示装置，例如包括显示面板的液晶模组(LCM)和用于驱动显示面板的驱动单元、有机发光模块(OLED模块)和量子点模块。此外，显示装置可以包括膝上型计算机、电视和计算机监视器，它们是包括LCM、OLED模块、QD模块等的完整产品或最终产品；包括汽车显示器或其他类型的车辆的设备显示器；以及成套电子设备、成套设备或成套装置，例如移动电子设备，例如智能电话或电子平板等。
相应地，本说明书中的显示装置可以包括诸如LCM、OLED模块、QD模块等窄意义的显示装置本身，以及为终端用户设备或包括LCM、OLED模块、QD模块等的应用产品的成套设备。
此外，在一些情况下，包括显示面板和驱动单元的LCM、OLED模块和QD模块可以在窄意义上表示为“显示装置”，并且作为包括LCM、OLED模块和QD模块的完整产品的电子设备也可以被表示为与“显示装置”不同的“成套设备”。例如，在窄意义上的显示装置可以包括液晶显示(LCD)面板、有机发光显示器(OLED)面板或量子点显示面板、以及作为用于驱动显示面板的控制器的源PCB，并且该成套装置还可以包括成套PCB，该成套PCB是电连接到源PCB并控制整个成套装置的成套控制器。
诸如液晶显示面板、有机发光二极管(OLED)显示面板、量子点(QD)显示面板、电致发光显示面板等所有类型的显示面板均可作为本实施方式使用的显示面板。此外，根据本说明书实施方式的显示装置中使用的显示面板的形状或尺寸不受限制。
更具体地，当显示面板为有机发光二极管(OLED)显示面板时，显示面板可以包括多条栅极线和数据线，以及形成在栅极线和数据线交叉处的像素。此外，显示面板可以包括阵列，该阵列包括用于选择性地向每个像素施加电压的薄膜晶体管、阵列上的有机发光器件(OLED)层、以及设置在阵列上以覆盖有机发光器件层的封装基板或封装层等。封装层可以保护薄膜晶体管、有机发光器件层等免受外界影响，并且可以防止水汽或氧气渗入有机发光器件层。此外，形成在阵列上的层可以包括无机发光层，例如纳米尺寸的材料层或量子点等。
图1显示可以引入显示装置中的示例性有机发光二极管(OLED)显示面板100。
参照图1，有机发光显示面板100可以包括有源区AA和围绕有源区AA的非有源区NA。用于发光的子像素可以设置在有源区AA中，并且用于子像素发光的栅极驱动器GIP可以设置在非有源区NA中。此外，可以在有机发光显示面板100上设置各种信号布线、数据驱动器和平板PAD。
图2a至图2b显示作为图1的显示面板100的有源区AA的一部分的放大部分“A”，并且显示设置在有源区A中的子像素的平面形状。
参照图2a，多个子像素501、502、503和504设置在有源区AA中，并且设置用于驱动子像素的晶体管120。参照图2a，对于多个子像素，红色子像素501、白色子像素504、绿色子像素502和蓝色子像素503可以以规则的间隔顺序地布置。用于驱动子像素的晶体管120可以分别设置在子像素的一端，并且该子像素布置可以称为WRGB类型。在WRGB类型的情况下，近红外转换器174可以设置在子像素和子像素之间，并且近红外(NIR)光接收器160可以设置在晶体管120附近。虽然近红外转换器174设置在晶体管120上，但是近红外转换器174可以在近红外光接收器160附近移除(参见图3)。
参照图2b，子像素可以具有八边形或圆形形状，并且红色子像素501、绿色子像素502、蓝色子像素503和第二红色子像素501’可以被布置成相对于中心点形成菱形或四边形形状。子像素的这种布置可以被称为Pentile型。尽管在图2b中设置第二红色子像素501’，但是可以附加地设置绿色子像素代替该红色子像素。尽管在图2a中显示用于驱动每个子像素的晶体管，但是在图2b中省略了晶体管。将顶表面发射型应用到Pentile型显示装置，使得晶体管可以设置在子像素下方。当从显示装置的顶部观看晶体管时，这些晶体管可能由于被构成子像素的阳极阻挡而不可见。每个子像素可以包括阳极，并且有机发光材料可以填充在每个子像素的阳极区域中。这里，光转换器174可以设置为覆盖阳极的边角，并且仅阳极的中间区域与有机发光堆叠体接触，使得光转换器174起到限定子像素的发光区的作用。可以在设置有光转换器174的区域的一部分中设置列间隔件。列间隔件可以设置为在整个显示面板100中具有恒定的密度。当执行沉积工艺以形成有机发光堆叠体时，列间隔件用于支撑覆盖或开放将为每个子像素设置有机层的位置的掩模，使得掩模不直接接触显示面板100。
近红外光接收器160可以设置在子像素与子像素之间，并且可以在设置近红外光接收器160的位置处移除光转换器174。
图3显示沿图2a的线I-I’截取的子像素的横截面结构。
根据本公开的有机发光二极管显示器100通过包括有机发光二极管130的单位像素显示图像。
每个子像素包括像素驱动电路和与像素驱动电路连接的有机发光二极管130。像素驱动电路包括开关晶体管、驱动晶体管和存储电容。此外，像素驱动电路可以包括三个以上晶体管和一个或多个电容器。
当扫描信号被提供给扫描线时，开关晶体管导通，并将提供给数据线的数据信号提供给驱动晶体管的栅极和存储电容。
响应于提供给栅极的数据信号，驱动晶体管通过控制从高电压(VDD)电源线提供给有机发光二极管130的电流来控制有机发光二极管130的发光量。此外，即使当开关晶体管关断时，驱动晶体管也通过在存储电容器中充电的电压来供应恒定电流，直到提供下一帧的数据信号，使得有机发光二极管130维持光发射。
参照图3，可以提供基板110和多缓冲层111。驱动晶体管120可以包括设置在多缓冲层111上的半导体层124、用于与栅极122绝缘的栅绝缘层112、以及形成在下层间绝缘层113和栅极112上并与半导体层124接触的源极126和漏极128。下层间绝缘层113可以设置在栅极122上。这里，半导体层124可以由非晶半导体材料、多晶半导体材料和氧化物半导体材料中的至少一种形成。
多缓冲层111可以延迟穿透到基板110中的湿气或氧的扩散，并且可以通过交替地堆叠硅氮化物(SiNx)和硅氧化物(SiOx)至少一次来形成。
驱动晶体管120的半导体层124可以由多晶半导体层形成，并且半导体层124可以包括沟道区、源极区和漏极区。
由于多晶半导体材料的迁移率高于非晶半导体材料和氧化物半导体材料的迁移率，因此多晶半导体材料具有低能耗和优异的可靠性。由于这些优点，多晶半导体层可以用于驱动晶体管120中。
栅极122可以设置在栅极绝缘层112上并且可以设置为与半导体层124重叠。
栅极122可形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)及铜(Cu)或其合金中的任一个制成的单层或多层，且不限于此。
源极126及漏极128可形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)及铜(Cu)或其合金中的任一个制成的单层或多层，且不限于此。
上层间绝缘层114和平坦化层115可以设置在下层间绝缘层113和源极126和漏极128上。上层间绝缘层114可以由硅氮化物(SiNx)和硅氧化物(SiOx)形成，平坦化层115可以由光丙烯酸树脂(Photo Acryl)或有机材料形成。可以在上层间绝缘层114和平坦化层115中形成通孔，并可以设置与穿过通孔露出的漏极128电连接的第一电极132。
有机发光二极管130包括第一电极132、形成在第一电极132上的发光堆叠体134以及形成在发光堆叠体134上的第二电极136。
NIR转换器174可经设置以覆盖第一电极132的外部部分，且可在第一电极132的中心中形成开口。
设置在第一电极132的外部部分的NIR转换器174可以具有矩阵形平面。
有机发光二极管130的发光堆叠体134可在由NIR转换器174分隔的开口中与第一电极132接触。发光堆叠体134可以通过在第一电极132上将空穴相关层、有机发光层和电子相关层以所列出的顺序或以其相反顺序堆叠来形成，并且发光堆叠体134可以包括彼此相对并间插有电荷生成层的第一发光堆叠体、第二发光堆叠体和第三发光堆叠体。在这种情况下，第二发光堆叠体和第三发光堆叠体中的任一个的有机发光层生成蓝光，并且第二发光堆叠体和第三发光堆叠体中的另一个的有机发光层生成黄绿色光，使得可以通过第二发光堆叠体和第三发光堆叠体生成白光。在本说明书中，虽然已经描述了发光堆叠体134具有串联(Tandem)结构，但是可以应用RGB单独发光型而不限于此。
由于从发光堆叠体134产生的白光入射在位于发光堆叠体134上方或下方的滤色器150上，因此可以形成彩色图像。第二电极136设置来面向第一电极132，其中发光堆叠体134插置在两者中间，且第二电极136连接到低电压(VSS)供应线。
出于保护第二电极136下方的有机层和电极的目的，为了提高光提取效率或进行颜色校正，可以在第二电极136上包括覆盖层118。覆盖层118可以由下文将要描述的电子传输层和空穴传输层的主体材料中的任何一种形成。
封装部140使外部湿气或氧气向位于封装部140内的有机发光二极管130中的渗透最小化。为此，封装部140可以包括封装层，例如第一无机层142和第二无机层146或有机层144。
第一无机层142形成在有机发光二极管130上，第一无机层142由可在低温下沉积的无机绝缘材料形成，例如硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)、硅氧氮化物(SiON)或氧化铝(Al2O3)。因此，由于在低温气氛下沉积第一无机层142，因此可以使在第一无机层142的沉积工艺期间易受高温气氛影响的对发光堆叠体134的损坏最小化。
有机层144作为缓冲层，用于根据有机发光显示装置的弯曲降低各层之间的应力，提高平坦化性能。此外，有机层144覆盖在形成第一无机层142时可以引入的异物(颗粒)，因此，第二无机层146均匀地形成在第一无机层142和有机层144上。因此，可以进一步改善封装部140的封装功能。
有机层144由有机绝缘材料形成，例如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯或硅氧碳化物(SiOC)。有机层144可以形成为在有源区内具有均匀的厚度或者具有从有源区的中心到边缘减小的厚度。
第二无机层146形成在形成有有机层144的第一无机层142上。第二无机层146分别覆盖有机层144和第一无机层142的顶面和侧面。因此，第二无机层146最小化或阻止外部湿气或氧气渗透到第一无机层142和有机层144中。第二无机层146由无机绝缘材料形成，例如硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)、硅氧氮化物(SiON)或氧化铝(Al2O3)。
彩色滤色器150形成于封装部140上，且阻挡层154设置于彩色滤色器150之间。阻挡层154用于分隔每个子像素区域并防止相邻子像素区域之间的光学干涉和光泄漏。阻挡层154可以由高电阻黑色绝缘材料形成。
此外，可以在滤色器150和阻挡层154上形成光学透明层(OC)152和盖板玻璃。其上形成有彩色滤色器150和阻挡层154的基板110可以通过光学透明层152进行平坦化。
近红外光接收器160设置在与用于有机发光二极管130的发光的晶体管相同的平面上，并且以相同的工艺制造为具有相同的配置，从而不需要用于制造近红外光接收器160的附加工艺。
在另一个实施方式中，近红外光接收器160可以包括近红外光接收层161，其接收具有近红外(NIR)波长的光，并且可以分别包括在近红外光接收层161上方和下方的透射电极163和164以及反射电极162。
反射电极162防止入射光透射和丢失。反射电极162可以由与上述栅极122或第一电极132相同的材料形成。透射电极163可以是用于吸收尽可能多的近红外(NIR)的透射电极，并且可以由ITO、IZO、AlTO、碳纳米管、石墨烯或银纳米颗粒形成。
近红外光接收器160可以由适于接收具有近红外(NIR)波长的光的材料形成，并且具体地，可以通过使用选自由金属酞菁、金属双连二硫醇(bisdithiolene)和方酸菁(squaraine)组成的组中的任何一种形成。
根据本公开实施方式的近红外转换器174可以替换起到分隔像素的发光区的作用的堤坝，并且可以将有机发光二极管130发出的白光或彩色光转换为近红外(NIR)光。近红外放大器172可以设置在近红外转换器174下方。近红外放大器172可以与近红外转换器174间隔一定距离设置，并且可以放大通过转换从有机发光二极管130发射的白光或彩色光获得的近红外(NIR)。此外，可以不需要提供下述触控面板，其不仅包括将白光或彩色光转换为近红外(NIR)光的有机发光二极管130和接收近红外(NIR)光的近红外光接收器160，而且还包括触控电极、触控线、走线和触摸板。此外，可以不需要提供用于指纹识别的指纹传感器、粘合剂和显示面板100下方的布线。
图4是显示根据本公开的实施方式的图3的“B”部分的截面图。
参照图4，当从有机发光二极管130发射的白光W入射到近红外转换层174上时，近红外(NIR)可以由近红外转换层174内的光转换材料发射。从近红外转换层174发出的近红外(NIR)可以从近红外转换层174向上发射，并可以发射至近红外转换层174下方的近红外放大器172。
平坦化层115可以设置在近红外转换层174和近红外放大器172之间，并且可以设置成使近红外转换层174和近红外放大器172之间保持恒定距离。
近红外放大器172可以反射从近红外转换层174发射的近红外(NIR)。近红外放大器172可以由与上述第一电极132相同的材料形成，使得入射光不被透射。然而，近红外放大器172不限于此。
作为有机发光二极管130的一部分的第二电极136和覆盖层118可以设置在近红外转换层174上，并且从近红外转换层174发射的近红外(NIR)可以通过第二电极136和覆盖层118的反射率和折射率部分地反射到近红外放大器172。当从第二电极136或覆盖层118反射的近红外(NIR)和从近红外放大器172反射的近红外(NIR)在近红外转换层174附近相遇时，可以发生放大。出于放大近红外(NIR)的目的，可以应用用于控制放置在近红外转换层174和近红外放大器172之间的平坦化层115的厚度的谐振设计。
当白光W被近红外转换层174吸收时，白光W不会传播到其他相邻的子像素，并且防止其他子像素发光的效果从而降低混色。
图5是显示从根据本公开的显示装置发射的光的光谱的曲线图。参照图5，关于从本公开实施方式的显示装置发出的白光，可以看出，从有机发光二极管130发出的白光的波长为380nm至700nm，白光通过近红外转换层174转换为波长为780nm至990nm的近红外(NIR)。
图6a至图6b显示根据本公开的实施方式的通过对有机发光二极管130和近红外转换层174进行光学模拟而获得的模拟结果。光学模拟利用计算机编程来形成虚拟2D或3D结构并输入每个结构的属性，从而观察即使在不存在实际产品的情况下的产品运行期间可能发生的光学现象，并且反映产品设计中的实验结果。该方法被广泛使用。
参照图6a至图6b，构成近红外转换层174和有机发光二极管130的第一电极132、发光堆叠体134和第二电极136设置在虚拟2D空间中。构成封装层140的第一无机层142和第二无机层146或有机层144设置在有机发光二极管130上。彩色滤色器150可以设置在封装层140上。
图6a显示有机发光二极管130开始发光并发射白光。在此，可以看出，大部分白光向上扩散，即朝向滤色器150，然而，部分白光横向扩散。此外，可以发现，在设置在有机发光二极管130上的第二无机层146和滤色器150之间的界面处发生光折射，并且折射光向下到达近红外转换器174。
图6b显示从有机发光二极管130发射的白光的一部分，其横向扩散，并且在第二无机层146和彩色滤色器150之间的界面处折射并被近红外转换层174吸收的光被转换，因此，发射近红外(NIR)。这里，近红外(NIR)具有比白光的波长小得多的波长，并且可以看出近红外(NIR)向上发射，即，朝向滤色器150。从近红外转换层174发出的近红外(NIR)的发射宽度可以小于在近红外转换层174的上表面上的近红外转换层174的发射宽度。随着更接近滤色器150，近红外(NIR)的宽度可以大于近红外转换层174的宽度。与从有机发光二极管130发射的白光相比，从近红外转换层174发射的近红外(NIR)具有的特征在于其具有改善的朝向滤色器150的直线度。这是由于图4中提到的近红外放大器172放大的效果，并且减小了由于谐振(微腔)的相长干涉引起的波形输出，因此可以改善直线度。
图7为显示根据本公开实施方式的显示装置中感测到触控的截面图。
参照图7，当手指放置在根据本公开实施方式的有机发光显示装置上时，从有机发光二极管发射的近红外(NIR)照射到手指，并且具有近红外(NIR)波长的光的波长不同于可见光的波长。因此，人无法识别具有近红外(NIR)波长的光，使得具有近红外(NIR)波长的反射或散射光可由近红外光接收器160接收且在最小化视觉感觉效应的同时被检测。
在近红外光接收器160中，为了顺利接收近红外(NIR)，可以去除存在于相邻的有机发光二极管130区域中的平坦化层115和近红外转换器174。去除设置有近红外光接收器160的区域上的平坦化层115和近红外转换器174的原因在于，可以将近红外(NIR)被平坦化层115和近红外转换器174的折射率折射或散射从而使得近红外光接收器160不接收到近红外(NIR)的现象最小化。
当用户触摸显示装置时，由最近的近红外转换器174生成的近红外(NIR)被反射并前进到显示面板100的内部，其一部分可以入射在相邻的近红外光接收器160上。入射的近红外(NIR)到达近红外光接收器160的光吸收层161，并且在光吸收层161中可能发生由光吸收层161吸收近红外(NIR)的光电效应。
光电效应是由于光的波性质和粒子性质之间的粒子性质而发生的现象，并且意味着当光被施加到金属时从金属发射电子。从金属发射的电子称为光电子，并且由于因电压变化导致电子和电流在金属中流动而在金属中改变电压的现象称为光电效应。光电效应在现实生活中的各种方式应用，尤其是在自动门或室内照明中，其通过使用红外传感器来检查物体的存在。通过这种光电效应，感测光吸收层161中的电流流动，从而感测光吸收层161的附近区域被触摸。
前面的描述仅描述了手指的触摸，并且显示装置可以应用于指纹、虹膜、视网膜、面部等。特别地，由于近红外(NIR)具有比可见光更大的波长，近红外(NIR)比可见光更少地散射或反射，因此有利于获得诸如指纹、虹膜、视网膜、面部等的图像方面的深度信息。
根据本公开实施方式的显示装置能够通过在近红外放大器172与第二电极136之间或者在近红外放大器172与设置在第二电极136上的覆盖层118之间的厚度控制，使谐振效应(相长干涉，由附图中的星号指示)最大化，从而使得在近红外光接收器160中收集更多的发射的近红外(NIR)，并且可以改善触摸的感测性能。
另外，为了获得关于触摸的信息，根据本公开的实施方式的显示装置能够在不需要麻烦的关闭显示装置的光发射操作的情况下在维持显示装置的光发射的同时感测触摸。
图8为本公开实施方式的显示装置中谐振设计的厚度控制的模拟图。
根据本公开的实施方式的显示装置显示通过将从近红外转换层174中的有机发光二极管130发射的白光转换成而产生的近红外(NIR)的波长以何种形式谐振。转换的近红外(NIR)的一部分向上发射，但可由设置于近红外转换层174上的第二电极136及覆盖层118反射或可在第二电极136与覆盖层118之间的界面处反射。一些转换的近红外(NIR)从近红外转换器174下方发射且可由近红外放大器172反射。当由第二电极136和覆盖层118反射或在第二电极136和覆盖层118之间的界面处反射的近红外(NIR)遇到由近红外放大器172反射的近红外(NIR)时，可能发生相长干涉。此外，由手指触摸反射的近红外(NIR)也可以在近红外光接收器160中谐振。反射的近红外(NIR)被近红外光接收器160的光吸收层161部分地吸收，并且被二次反射，然后可以被第二电极136和覆盖层118三次反射，或者在第二电极136和覆盖层118之间的界面处三次反射。当二次反射的近红外(NIR)和三次反射的近红外(NIR)相遇时可能发生相长干涉。由于近红外转换层174附近的相长干涉，为了感测触摸而发射的近红外(NIR)变得更强，并且由于近红外光接收器160中的相长干涉，可以改善感测触摸的准确度。
Figure BDA0004209216920000131
这里，“厚度TR”可以表示从近红外放大器172的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的厚度，以及从光吸收层161的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的厚度。“nTR”表示从近红外放大器172的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的折射率，以及从光吸收层161的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的折射率，也就是说，设置在发生谐振的部分中的透明层的折射率。“λNIR”表示近红外(NIR)的波长，并且“m”是作为谐振顺序的1至5的自然数。
例如，假设“m”为1，并假设从近红外放大器172的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的透明层的折射率“nTR”为1.7，并且假设近红外(NIR)的波长为1500nm，则根据上面的等式1，厚度为1.275μm(1275nm)。如果从近红外放大器172的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的距离被设计为1.275μm，则近红外(NIR)的波长的共振效应可以被最大化，并且在近红外光接收器160的顶部处接收到大量近红外(NIR)，使得可以改善近红外(NIR)的感测。
相应地，在根据本公开实施方式的显示装置中，近红外放大器172的顶部到第二电极136的底部或到覆盖层118的底部的厚度可以为1.275μm至6.375μm，具体地，当m＝1时，厚度可以是1.275μm，当m＝2时，厚度可以是2.550μm，当m＝3时，厚度可以是3.825μm，当m＝4时，厚度可以是5.100μm，并且当m＝5时，厚度可以是6.375μm。
同时，如上所述，用于保护有机发光二极管130以及用于控制从近红外放大器172到第二电极136或到覆盖层118的厚度的封装部140可以用作用于感测近红外(NIR)的谐振区域中的有机材料。
具体地，上述厚度不依赖于有机发光二极管130的面积，并且也可以利用封装部140的厚度。厚度可以根据构成封装部140的材料的平坦度特性的变化和在有机发光二极管下方的区域中的基板(包括钝化层(PAS层))的设计(例如，掩模堆叠的变化、通过干法蚀刻或湿法蚀刻的高度调整)而变化。
此外，在具有触控面板部的传统显示装置中，为了防止触控电极与第二电极136之间的寄生电容，封装部140的厚度必须维持等于或大于几微米或更大(5μm)。然而，在本公开中，由于不提供包括触控电极的触控面板，因此可以进一步减小显示装置的厚度。
图9显示可以应用于近红外转换层174的材料的化学式。
参照图9，化学式1显示用镧系络合物和多核金属络合物掺杂聚-N-乙烯基咔唑的聚合物基质而获得的材料。这里，n是1以上的整数。
Figure BDA0004209216920000151
化学式2显示镧系络合物，其可以是下面的三(乙酰丙酮)(单菲啰啉)铒(Er(acac)3(phen))。
Figure BDA0004209216920000152
另一种镧系元素络合物可以显示在化学式3或以下化学式4中。在化学式3中，x为3或6，La3+为选自由Yb3+、Nd3+和Er3+组成的组的任意一种。化学式4中的La3+选自由Yb3+、Nd3+和Er3+组成的组中的任意一种。
Figure BDA0004209216920000161
多核金属络合物可以是化学式5的铜酞菁(CuPhthalocyanine)。
Figure BDA0004209216920000162
第二发光堆叠体240和第三发光堆叠体250分别包括发光材料层EML2和EML3，并且每个发光材料层可以通过用掺杂剂掺杂主体来形成。发光材料层发射不同的颜色。掺杂剂材料可以基于主体材料以约1重量％至30重量％的比率添加。
化学式1至5的材料被布置成构成近红外转换层174并吸收可见光以发射近红外。这里，近红外转换层174中的相应材料的总比率可以限制在总固体的最大10％以内。近红外转换层174的大部分可以由基于有机物的光丙烯酸树脂类材料制成，近红外转换层174中包括少量的光转换材料以形成近红外转换层174。
根据本说明书实施方式的显示装置包括液晶显示装置(LCD)、场发射显示装置(FED)、有机发光显示装置(OLED)和量子点显示装置。
根据本说明书实施方式的显示装置可以包括膝上型计算机、电视机和计算机监视器，它们是包括LCM、OLED模块、QD模块等的完整产品或最终产品；设备显示器，其中包括汽车显示器或其他类型的车辆，以及成套电子设备，成套设备或成套装置，如移动电子设备，例如，智能手机，电子平板，或类似设备。
根据本说明书实施方式的显示装置可以描述如下。
根据本说明书实施方式的显示装置包括：面板，其包括发光区和至少一个非发光区；发光器件，其设置在发光区中并且包括第一电极、发光堆叠体和第二电极；光转换器，其分隔发光区的开口并且包括光转换材料；以及覆盖层，其设置在第二电极上。光转换器包括光转换层和光放大器。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，光转换层可以覆盖第一电极的边缘，发光堆叠体和第二电极可以以彼此重叠的方式设置在光转换层上。
根据本说明书实施方式的显示装置还可以包括位于光转换层和光放大器之间的平坦化层，光转换层可以设置在光放大器上，然后它们彼此重叠。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，光转换材料可以是吸收可见光区域的光并发射近红外区域中的光的材料。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，近红外可以具有780nm至990nm的波长。
根据本说明书实施方式的显示装置还可以包括设置在光转换器附近的光接收器。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，光接收器可以不与光转换层、平坦化层和光放大器中的至少一个重叠。
根据本说明书实施方式的显示装置，光接收器还可以包括反射电极和光吸收层。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，第二电极和覆盖层在光转换层上方延伸，并且从光转换层发射的近红外区域的光的一部分从第二电极和覆盖层之间的界面反射，从而可以发生相长干涉。
根据本发明的实施方式的显示装置包括：基板；设置在基板上的晶体管；设置在晶体管上的有机发光二极管；设置在有机发光二极管上的覆盖层；设置在覆盖层上的封装部；设置在封装部上的盖板玻璃；以矩阵形式设置并分隔开口的近红外转换器。有机发光二极管包括第一电极、发光堆叠体和第二电极。近红外转换器包括光转换层和光放大器，并且覆盖层延伸至光转换层的顶部。
根据本说明书实施方式的显示装置可以具有如下特征，光转换层可以包括光转换材料，并且光转换材料吸收可见区域的光并发射近红外区域中的光。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，可以在光放大器的顶部反射从光转换层发射的近红外区域的光。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，从设置在光转换层上的覆盖层的底表面反射的近红外区域中的光的一部分遇到从光放大器的顶表面反射的近红外区域中的光，从而可以发生相长干涉。
根据本说明书实施方式的显示装置还可以包括与近红外转换器相邻设置的近红外光接收器。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，晶体管可以包括半导体层、栅极、源极和漏极，近红外光接收器可以包括光吸收层、透明电极和反射电极。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，从盖板玻璃外侧的物体反射的近红外可以入射到近红外光接收器的光吸收层上，并且可以检测到光吸收层的电流变化。
在根据本说明书实施方式的显示装置中，覆盖层可以延伸到近红外光接收器的顶表面，近红外的一部分可以从光吸收层反射，并且从光吸收层反射的近红外的一部分可以从覆盖层的底表面反射，从而可以发生相长干涉。
在本公开的所描述实施方式中描述的特征、结构和效果等包括在本公开的至少一个实施方式中，并且不一定限于一个实施方式。此外，在本公开的至少一个实施方式中提供的特征、结构、效果等可以在实施方式所属领域的技术人员在其他实施方式中组合或修改。因此，与组合和修改相关的内容应当被解释为包括在本公开的范围内。
以上描述的本公开不限于上述实施方式和附图，并且本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节的各种改变。因此，本公开的范围由所附权利要求的范围描述，并且从权利要求及其等同物的含义和范围导出的所有替代、修改和变型应当被解释为包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种显示装置，其包括：
面板，所述面板包括发光区和至少一个非发光区；
发光器件，所述发光器件设置在所述发光区中并且包括第一电极、发光堆叠体和第二电极；
光转换器，所述光转换器分隔所述发光区的开口并且包含光转换材料；和
覆盖层，所述覆盖层设置在所述第二电极上，
其中所述光转换器包括光转换层和光放大器。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光转换层覆盖所述第一电极的边缘，并且所述发光堆叠体和所述第二电极以彼此重叠的方式设置在所述光转换层上。
3.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括位于所述光转换层与所述光放大器之间的平坦化层，其中所述光转换层设置于所述光放大器上并且它们彼此重叠。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述光转换材料是吸收可见光区域中的光并且发射近红外区域中的光的材料。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述近红外的波长为780nm至990nm。
6.根据权利要求3所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在所述光转换器附近的光接收器。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述光接收器不与所述光转换层、所述平坦化层和所述光放大器中的至少一个重叠。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述光接收器还包括反射电极和光吸收层。
9.根据权利要求4所述的显示装置，
其中，所述第二电极和所述覆盖层在所述光转换层上方延伸，
并且其中从所述光转换层发射的近红外区域的光的一部分从所述第二电极与所述覆盖层之间的界面反射，从而发生相长干涉。
10.一种显示装置，其包括：
基板；
设置于所述基板上的晶体管；
设置在所述晶体管上的有机发光二极管；
设置在所述有机发光二极管上的覆盖层；
设置于所述覆盖层上的封装部；
设置在所述封装部上的盖板玻璃；和
近红外转换器，所述近红外转换器以矩阵的形式设置并分隔开口，
其中所述有机发光二极管包括第一电极、发光堆叠体和第二电极，
并且其中所述近红外转换器包括光转换层和光放大器，并且所述覆盖层延伸至所述光转换层的顶部。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中所述光转换层包含光转换材料，且其中所述光转换材料吸收可见光区域中的光并发射近红外区域中的光。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中从所述光转换层发射的近红外区域中的光从所述光放大器的顶表面反射。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，从设置在所述光转换层上的所述覆盖层的底表面反射的近红外区域中的光的一部分遇到从所述光放大器的顶表面反射的近红外区域中的光，从而发生相长干涉。
14.根据权利要求11所述的显示装置，所述显示装置还包括邻近于所述近红外转换器设置的近红外光接收器。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述晶体管包括半导体层、栅极、源极和漏极，并且其中所述近红外光接收器包括光吸收层、透明电极和反射电极。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，从所述盖板玻璃外的物体反射的近红外入射到所述近红外光接收器的光吸收层上，并且检测所述光吸收层的电流变化。
17.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述覆盖层延伸至所述近红外光接收器的顶表面，其中所述近红外的一部分从所述光吸收层反射，并且从所述光吸收层反射的所述近红外的一部分从所述覆盖层的底表面反射，从而发生相长干涉。
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