显示装置及扫描影像的方法与流程

本发明涉及一种显示装置及扫描影像的方法。

背景技术：

目前，许多需要验证身分的场所，如机场、金融机构、私人企业等常会于出入口处设置用于验证身分的机器。举例来说，机场的海关设置有用于扫描护照的装置，用于确认旅客的各人信息。常见的扫描装置通常会有一个扫描平台以及显示器，将欲扫描的物件置于扫描平台上，接着依照显示器上显示操作信息进行操作。

技术实现要素：

本发明提供一种显示装置，整合了扫描影像以及显示影像的功能。

本发明提供一种扫描影像的方法，将扫描影像的功能整合于显示面板中。

本发明的至少一实施例提供一种显示装置，包括第一基板、红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、多个感光装置以及第二基板。红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素，位于第一基板的第一侧上。多个感光装置位于第一基板的第一侧上。各感光装置分别重叠于红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素中的至少一者。各感光装置包括主动元件以及感光元件。主动元件位于第一基板上。感光元件电性连接至主动元件。第二基板重叠于第一基板。

本发明的至少一实施例提供一种显示装置，包括第一基板、像素、第一感光装置、第二感光装置、以及第二基板。像素位于第一基板上。像素包括第一子像素、第二子像素以及第三子像素。第一感光装置，重叠于第一子像素以及第二子像素。第二感光装置，重叠于第三子像素。第二感光装置的面积不同于第一感光装置的面积。第二基板重叠于第一基板。

本发明的至少一实施例提供一种显示装置，包括第一基板、像素、多个感光装置以及第二基板。像素位于第一基板上。像素包括第一子像素、第二子像素以及第三子像素。多个感光装置重叠于第一子像素、第二子像素以及第三子像素。第二基板重叠于第一基板。一种扫描影像的方法包括：提供显示装置。将物件置于显示装置上。开启第一子像素，且显示装置发出第一色光，第一色光被物件反射后由感光装置中的至少一者接收并转换为第一灰阶信号。开启第二子像素，且显示装置发出第二色光，第二色光被物件反射后由感光装置中的至少一者接收并转换为第二灰阶信号。开启第三子像素，且显示装置发出第三色光，第三色光被物件反射后由感光装置中的至少一者接收并转换为第三灰阶信号。将第一灰阶信号乘上第一常数以获取第一颜色数据。将第二灰阶信号乘上第二常数以获取一第二颜色数据。将第三灰阶信号乘上第三常数以获取第三颜色数据。组合第一颜色数据、第二颜色数据以及第三颜色数据以获取物件的影像。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。

图2a是依照本发明的一实施例的一种像素与感光装置的俯视图。

图2b是依照本发明的一实施例的一种黑矩阵以及第一至第三色滤光元件的俯视图。

图2c是依照本发明的一实施例的一种显示面板的剖面示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。

图4是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。

图5a是依照本发明的一实施例的一种感测器面板的俯视图。

图5b是依照本发明的一实施例的一种显示面板的俯视图。

图5c是依照本发明的一实施例的一种显示面板的剖面示意图。

图6是依照本发明的一实施例的一种像素与感光装置的俯视图。

图7是本发明的一些实施例中，感光装置的外部量子转换效率(externalquantumefficiency,eqe％)与波长的关系示意图。

图8是依照本发明的一实施例的一种显示装置在扫描时的信号时序图。

附图标记说明：

1、2、3：显示装置

10、10a：显示面板

20：背光模块

30：感测器面板

100：第一基板

102、202、502：第一侧

104、204、504：第二侧

110：像素

120：感光装置

120a：第一感光装置

120b：第二感光装置

130：下偏光片

200：第二基板

210：上偏光片

222：第一色滤光元件

224：第二色滤光元件

226：第三色滤光元件

300：液晶层

400：物件

500：第三基板

510：保护层

a：开关元件

bm：黑矩阵

c1：共用电极

ch1、ch2：通道

cl：共用信号线

clm：准直结构

d1、d2、d2a、d2b：漏极

dl1、数据线

dr1：第一方向

dr2：第二方向

dsr：显示区

e1、e1a、e1b：第一电极

e2、e2a、e2b：第二电极

g1、g2、g2a、g2b：栅极

gi、gi1：栅极绝缘层

i1：第一绝缘层

i2：第二绝缘层

i3：第三绝缘层

i4：第四绝缘层

l、la、lb：感光元件

lb：第三色光

lg：第二色光

lr：第一色光

o1、o2：开口

ocl：欧姆接触层

op：开口区

pe：像素电极

st：狭缝

s1、s2、s2a、s2b：源极

scr：扫描区

sl1、sl2：扫描线

sp1：第一子像素

sp2：第二子像素

sp3：第三子像素

sr：感光层

t：主动元件

th：通孔

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。

请参考图1，显示装置1包含显示面板10以及背光模块20。显示面板10包含第一基板100、多个像素110、多个感光装置120以及第二基板200。在本实施例中，显示面板10还包含液晶层300、准直结构clm、上偏光片210以及下偏光片130。

第一基板100具有第一侧102以及相对于第一侧102的第二侧104，其中第一基板100的第二侧104朝向背光模块20。

像素110位于第一基板100的第一侧102上。各像素110包括第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3。在本实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别包括第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226，且第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3各自包括开关元件a以及像素电极(图1未绘出)。

感光装置120位于第一基板100上。在本实施例中，感光装置120、第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3皆位于第一基板100的第一侧102上。在本实施例中，各感光装置120分别重叠于红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素中的至少一者。举例来说，各感光装置120分别重叠于第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226。在本实施例中，感光装置120的数量等于第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3的总数，但本发明不以此为限。在其他实施例中，感光装置120的数量不等于第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3的总数。下偏光片130位于第一基板100的第二侧104上。

第二基板200重叠于第一基板100。第二基板200具有第一侧202以及相对于第一侧202的第二侧204，其中第二基板200的第二侧204朝向第一基板100。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226位于第二基板200的第二侧204上。在一些实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226分别为红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件，且第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别为红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素。在本实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226中的每一者重叠于对应的一个感光装置120。

在本实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226形成于第二基板200的第二侧204上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226形成于第一基板100的第一侧102上以构成彩色滤光层于像素阵列上(colorfilteronarray,coa)的结构。此外，在一些实施例中，在上述第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226之间还包括黑矩阵(blackmatrix,bm)。

上偏光片210位于第二基板200的第一侧202上。准直结构clm位于第二基板200的第一侧202上，且重叠于像素110以及感光装置120。在一些实施例中，准直结构clm上具有多个通孔(未绘出)。准直结构clm有助于使光线在通过准直结构clm后沿着垂直第二基板200的表面的方向前进。准直结构clm除了能防偷窥外，还能限缩进入感光装置的反射光的角度，以防止来自邻近的其他像素的反射光进入感光装置120，造成串扰(crosstalk)。

在本实施例中，将物件400置于显示装置1上以扫描物件400。在本实施例中，显示装置1重叠于物件400的区域为扫描区scr，显示装置1未重叠于物件400的区域为显示区dsr。在执行扫描功能的过程中，显示区dsr可用于显示操作信息或其他信息。在执行扫描功能的过程中，显示区dsr中的感光装置120不执行信号处理，扫描区scr中的感光装置120执行信号处理。扫描区scr的尺寸可依据物件400的尺寸而进行调整。

扫描物件400的方法包括开启第一子像素sp1，光线从背光模块20发出并经过第一子像素sp1，使显示装置1发出第一色光lr(例如红光)，第一色光lr被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第一灰阶信号gs1；开启第二子像素sp2，光线从背光模块20发出并经过第二子像素sp2，使显示装置1发出第二色光lg(例如绿光)，第二色光lg被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第二灰阶信号gs2；开启第三子像素sp3，光线从背光模块20发出并经过第三子像素sp3，使显示装置1发出第三色光lb(例如蓝光)，第三色光lb被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第三灰阶信号gs3。

在一些实施例中，同时开启第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别在不同的时间开启。在其他实施例中，同时开启第一子像素sp1以及第三子像素sp3，且在开启第一子像素sp1以及第三子像素sp3时不开启第二子像素sp2。

将第一灰阶信号gs1乘上第一常数η1以获取第一颜色数据(例如获得红色的深浅)；将第二灰阶信号gs2乘上第二常数η2以获取第二颜色数据(例如获得绿色的深浅)；将第三灰阶信号gs3乘上第三常数η3以获取第三颜色数据(例如获得蓝色的深浅)。接着组合第一颜色数据、第二颜色数据以及第三颜色数据以获取该物件的影像，在一些实施例中，影像为彩色影像。第一常数η1、第二常数η2以及第三常数η3会根据感光装置120选用的材料的收光波段所对应的能量以及感光装置120的外部量子转换效率而有所不同。前述对应的能量指的是进入子像素的光经过滤光元件后到达感光装置的光波长对应的电磁波能量。

虽然在本实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3并非自发光元件，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3为自发光元件(例如微型发光二极管或有机发光二极管)，且显示装置不需要设置背光模块。

图2a是依照本发明的一实施例的一种像素与感光装置的俯视图，为了方便说明，图2a省略示出了部分结构。图2b是依照本发明的一实施例的一种黑矩阵以及第一至第三色滤光元件的俯视图。图2c是依照本发明的一实施例的一种显示面板的剖面示意图。图2c例如是图2a线a-a’的剖面示意图。图2a中的第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3具有类似的结构，在图2c中以第一子像素sp1为例进行说明。

请参考图2a至图2c，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3各自包括开关元件a以及电性连接至开关元件a的像素电极pe。开关元件a位于第一基板100的第一侧102上。

在本实施例中，开关元件a包括栅极g1、通道ch1、源极s1以及漏极d1。栅极g1与扫描线sl1电性连接。通道ch1位于栅极g1的上方，且通道ch1与栅极g1之间夹有栅极绝缘层gi。源极s1以及漏极d1位于通道ch1的上方，且源极s1与数据线dl1电性连接。在一些实施例中，源极s1与通道ch1之间以及漏极d1与通道ch1之间还具有欧姆接触层ocl，但本发明不以此为限。上述的开关元件a是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。根据其他实施例，上述的开关元件a也可是以顶部栅极型薄膜晶体管。

第一绝缘层i1覆盖开关元件a。共用电极c1(图2a省略绘出)位于第一绝缘层i1上。第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3的共用电极c1彼此相连。第二绝缘层i2覆盖共用电极c1。像素电极pe位于第二绝缘层i2上，且通过通孔th而电性连接至漏极d1，其中通孔th贯穿第一绝缘层i1以及第二绝缘层i2。像素电极pe具有重叠于开口区op的多个狭缝st，且像素电极pe重叠于共用电极c1。像素电极pe的材料例如包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。

感光装置120位于第一基板100的第一侧102上。各感光装置120包括主动元件t以及感光元件l。主动元件t位于第一基板100的第一侧102上。

在本实施例中，主动元件t包括栅极g2、通道ch2、源极s2以及漏极d2。栅极g2与扫描线sl2电性连接。通道ch2位于栅极g2的上方，且通道ch2与栅极g2之间夹有栅极绝缘层gi。源极s2以及漏极d2位于通道ch2的上方，且源极s2与数据线dl2电性连接。在一些实施例中，源极s2与通道ch2之间以及漏极d2与通道ch2之间还具有欧姆接触层ocl，但本发明不以此为限。上述的主动元件t是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。根据其他实施例，上述的主动元件t也可是以顶部栅极型薄膜晶体管。

共用信号线cl位于第一基板100的第一侧102上。在本实施例中，共用信号线cl、栅极g1、扫描线sl1、栅极g2与扫描线sl2属于相同导电层，且材料例如包括金属、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或其他合适的材料或是金属材料与其他导材料的堆叠层。共用信号线cl、扫描线sl1与扫描线sl2实质上沿着第一方向dr1延伸。栅极绝缘层gi覆盖共用信号线cl。

感光元件l位于栅极绝缘层gi上方，且重叠于共用信号线cl。感光元件l包括第一电极e1、第二电极e2以及感光层sr。第一电极e1电性连接至主动元件t的漏极d2。在本实施例中，第一电极e1、源极s1、漏极d1、数据线dl1、源极s2、漏极d2与数据线dl2属于相同导电层，且材料例如包括金属、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或其他合适的材料或是金属材料与其他导材料的堆叠层。数据线dl1与数据线dl2实质上沿着第二方向dr2延伸。

第一绝缘层i1覆盖主动元件t，并具有重叠第一电极e1的开口o1。感光层sr位于开口o1中，并接触第一电极e1。感光层sr的材料例如包括富硅氧化层(silicon-richoxide)，但本发明不以此为限。在其他实施例中，感光层sr包括p型半导体、本质半导体以及n型半导体的堆叠层。第二电极e2位于感光层sr上，并接触感光层sr。在本实施例中，多个第二电极e2彼此相连，且沿着第一方向dr1延伸。在本实施例中，第二电极e2与共用电极c1属于相同导电层，且材料例如包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。在本实施例中，第二电极e2覆盖主动元件t，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第二电极e2未覆盖主动元件t。

液晶层300、开关元件a、主动元件t、感光元件l位于第一基板100与第二基板200之间。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226位于第二基板200上，且分别为红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件。在本实施例中，三个感光元件l分别重叠于红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件。在其他实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226形成于于第一基板100的第一侧102上以构成彩色滤光层于像素阵列上(colorfilteronarray,coa)的结构。在一些实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226之间还包括黑矩阵bm。在一些实施例中，黑矩阵bm在垂直第二基板200的方向上重叠于扫描线sl1、扫描线sl2、数据线dl1、数据线dl2、开关元件a以及主动元件t。光线可以穿过黑矩阵bm的开口而抵达感光层sr以及开口区op。

在本实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3各自包括开关元件a以及电性连接至开关元件a的像素电极pe，且第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别包括第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226重叠于开关元件a以及像素电极pe。

图3是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。在此必须说明的是，图3的实施例沿用图1的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图3的显示装置2与图1的显示装置1的差异在于：显示装置2的准直结构clm设置于第一基板100与背光模块20之间。在本实施例中，准直结构clm设置于下偏光片130上。

图4是依照本发明的一实施例的一种显示装置的剖面示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图1的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图4的显示装置3与图1的显示装置1的主要差异在于：显示装置3的感光装置120未设置于第一基板100与第二基板200之间。

请参考图4，显示装置3包含显示面板10a、背光模块20以及感测器面板30。显示面板10a包含第一基板100、多个像素110以及第二基板200。在本实施例中，显示面板10a还包含液晶层300、准直结构clm、下偏光片130、第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226。感测器面板30包括第三基板500、多个感光装置120、保护层510以及上偏光片210。

第一基板100具有第一侧102以及相对于第一侧102的第二侧104，其中第一基板100的第二侧104朝向背光模块20。

像素110位于第一基板100的第一侧102上。各像素110包括第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3。在本实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别包括第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226，且第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3各自包括开关元件a以及像素电极(图1未绘出)。下偏光片130位于第一基板100的第二侧104上。

第二基板200重叠于第一基板100。第二基板200具有第一侧202以及相对于第一侧202的第二侧204，其中第二基板200的第二侧204朝向第一基板100。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226位于第二基板200的第二侧204上。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226分别为红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件，且第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别为红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素。

在本实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226形成于第二基板200的第二侧204上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226形成于第一基板100的第一侧102上以构成彩色滤光层于像素阵列上(colorfilteronarray,coa)的结构。此外，在一些实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226之间还包括黑矩阵(blackmatrix,bm)。

准直结构clm位于第二基板200的第一侧202上。在一些实施例中，准直结构clm上具有多个通孔(未绘出)。准直结构clm有助于使光线在通过准直结构clm后沿着垂直第二基板200的表面的方向前进。准直结构clm除了能防偷窥外，还能限缩进入感光装置的反射光的角度，防止来自邻近的其他像素的反射光进入感光装置120，造成串扰(crosstalk)。

第三基板500重叠于第二基板200。第三基板500具有第一侧502以及相对于第一侧502的第二侧504，其中第三基板500的第二侧504朝向第二基板200的第一侧202。感光装置120位于第三基板500的第一侧502。在本实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3中的每一者重叠于对应的一个感光装置120，但本发明不以此为限。在一些实施例中，一个感光装置120重叠于第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3中的两者以上。

保护层510覆盖感光装置120。上偏光片210位于保护层510上。

在本实施例中，将物件400置于显示装置3上以扫描物件400。在本实施例中，重叠于物件400的区域为扫描区scr，未重叠于物件400的区域为显示区dsr。在执行扫描功能的过程中，显示区dsr可用于显示操作信息或其他信息。在执行扫描功能的过程中，显示区dsr中的感光装置120不执行信号处理，扫描区scr中的感光装置120执行信号处理。扫描区scr的尺寸可依据物件400的尺寸而进行调整。

扫描物件400的方法包括开启第一子像素sp1，光线从背光模块20发出并经过第一子像素sp1，使显示装置3发出第一色光lr(例如红光)，第一色光lr被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第一灰阶信号gs1；开启第二子像素sp2，光线从背光模块20发出并经过第二子像素sp2，使显示装置3发出第二色光lg(例如绿光)，第二色光lg被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第二灰阶信号gs2；开启第三子像素sp3，光线从背光模块20发出并经过第三子像素sp3，使显示装置3发出第三色光lb(例如蓝光)，第三色光lb被物件400反射后由感光装置120中的至少一者接收并转换为第三灰阶信号gs3。

在一些实施例中，同时开启第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3分别在不同的时间开启。在其他实施例中，同时开启第一子像素sp1以及第三子像素sp3，且在开启第一子像素sp1以及第三子像素sp3时不开启第二子像素sp2。

将第一灰阶信号gs1乘上第一常数η1以获取第一颜色数据(例如获得红色的深浅)；将第二灰阶信号gs2乘上第二常数η2以获取第二颜色数据(例如获得绿色的深浅)；将第三灰阶信号gs3乘上第三常数η3以获取第三颜色数据(例如获得蓝色的深浅)。接着组合第一颜色数据、第二颜色数据以及第三颜色数据以获取该物件的影像。在一些实施例中，影像为彩色影像。第一常数η1、第二常数η2以及第三常数η3会根据感光装置120选用的材料所对应的收光波段的能量以及感光装置120的外部量子转换效率而有所不同。

图5a是依照本发明的一实施例的一种感测器面板的俯视图，为了方便说明，图5a省略示出了部分结构。图5b是依照本发明的一实施例的一种显示面板的俯视图。图5c是依照本发明的一实施例的一种显示面板的剖面示意图。图5c例如是图5a以及图5b线b-b’的剖面示意图。图5a中的第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3具有类似的结构，在图5c中以第一子像素sp1为例进行说明。

请参考图5a至图5c，显示面板10a的第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3各自包括开关元件a以及电性连接至开关元件a的像素电极pe。开关元件a位于第一基板100的第一侧102上。

在本实施例中，开关元件a包括栅极g1、通道ch1、源极s1以及漏极d1。栅极g1与扫描线sl1电性连接。通道ch1位于栅极g1的上方，且通道ch1与栅极g1之间夹有栅极绝缘层gi。源极s1以及漏极d1位于通道ch1的上方，且源极s1与数据线dl1电性连接。在一些实施例中，源极s1与通道ch1之间以及漏极d1与通道ch1之间还具有欧姆接触层ocl，但本发明不以此为限。上述的开关元件a是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。根据其他实施例，上述的开关元件a也可是以顶部栅极型薄膜晶体管。

第一绝缘层i1覆盖开关元件a。共用电极c1位于第一绝缘层i1上。第二绝缘层i2覆盖共用电极c1。像素电极pe位于第二绝缘层i2上，且通过通孔th而电性连接至漏极d1，其中通孔th贯穿第一绝缘层i1以及第二绝缘层i2。像素电极pe具有重叠于开口区op的多个狭缝st，且像素电极pe重叠于共用电极c1。像素电极pe与共用电极c1的材料例如包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。

液晶层300、开关元件a、主动元件t、感光元件l位于第一基板100与第二基板200之间。第一色滤光元件222、第二色滤光元件224以及第三色滤光元件226位于第二基板200上，且分别为红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件。

第三基板500位于第二基板200上。准直结构clm位于第三基板500与第二基板200之间。

感光装置120位于第三基板500的第一侧502上。各感光装置120包括主动元件t以及感光元件l。主动元件t位于第三基板500的第一侧502上。

在本实施例中，主动元件t包括栅极g2、通道ch2、源极s2以及漏极d2。栅极g2与扫描线sl2电性连接。通道ch2位于栅极g2的上方，且通道ch2与栅极g2之间夹有栅极绝缘层gi1。源极s2以及漏极d2位于通道ch2的上方，且源极s2与数据线dl2电性连接。在一些实施例中，源极s2与通道ch2之间以及漏极d2与通道ch2之间还具有欧姆接触层ocl，但本发明不以此为限。上述的主动元件t是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。根据其他实施例，上述的主动元件t也可是以顶部栅极型薄膜晶体管。

在一些实施例中，开关元件a与主动元件t在垂直第一基板100的方向上重叠，扫描线sl1与扫描线sl2在垂直第一基板100的方向上重叠，数据线dl1与数据线dl2在垂直第一基板100的方向上重叠，借此提升各子像素的开口率。

共用信号线cl位于第三基板500的第一侧502上。栅极绝缘层gi1覆盖共用信号线cl。在本实施例中，共用信号线cl、栅极g2与扫描线sl2属于相同导电层，且材料例如包括金属、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或其他合适的材料或是金属材料与其他导材料的堆叠层。共用信号线cl与扫描线sl2实质上沿着第一方向dr1延伸。

感光元件l位于栅极绝缘层gi1上方，且重叠于共用信号线cl。感光元件l包括第一电极e1、第二电极e2以及感光层sr。第一电极e1电性连接至主动元件t的漏极d2。在本实施例中，第一电极e1、源极s2、漏极d2与数据线dl2属于相同导电层，且材料例如包括金属、合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物或其他合适的材料或是金属材料与其他导材料的堆叠层。数据线dl2实质上沿着第二方向dr2延伸。

第三绝缘层i3覆盖主动元件t，并具有重叠第一电极e1的开口o2。感光层sr位于开口o2中，并接触第一电极e1。感光层sr的材料例如包括富硅氧化层(silicon-richoxide)，但本发明不以此为限。在其他实施例中，感光层sr包括p型半导体、本质半导体以及n型半导体的堆叠层。第二电极e2位于感光层sr上，并接触感光层sr。在本实施例中，多个第二电极e2彼此相连，且沿着第一方向dr1延伸。在本实施例中，第二电极e2的材料例如包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层。在本实施例中，第二电极e2覆盖主动元件t，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第二电极e2未覆盖主动元件t。

第四绝缘层i4位于第二电极e2以及第三绝缘层i3上。保护层510位于第四绝缘层i4上，且覆盖感光装置120。上偏光片210位于保护层510上。在本实施例中，黑矩阵bm位于保护层510上，且上偏光片210位于黑矩阵bm以及保护层510上。

在本实施例中，三个感光元件l分别重叠于第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3，但本发明不以此为限。在其他实施例中，一个感光元件l重叠于第一子像素sp1以及第二子像素sp2，另一个感光元件l重叠于第三子像素sp3。在其他实施例中，一个感光元件l重叠于第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3。

图6是依照本发明的一实施例的一种像素与感光装置的俯视图。在此必须说明的是，图6的实施例沿用图5a和图5b的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图6的实施例与图5a的实施例的主要差异在于：在图6的显示装置中，第一感光装置120a重叠于第一色滤光元件222以及第二色滤光元件224，且第二感光装置120b重叠于第三色滤光元件226。为方便说明，图6省略示出黑矩阵、子像素的开关元件a、像素电极pe、扫描线sl1以及数据线dl1。

在本实施例中，显示装置包括第一基板、像素110、第一感光装置120a、第二感光装置120b以及第二基板。像素110位于第一基板上，且包括第一子像素sp1、第二子像素sp2、第三子像素sp3。第一子像素sp1、第二子像素sp2、第三子像素sp3各自包括开关元件以及电性连接至开关元件的像素电极，且第一子像素sp1、第二子像素sp2、第三子像素sp3分别包括第一色滤光元件222、第二色滤光元件224、第三色滤光元件226。主动元件位于第一基板的第一侧。

第一感光装置120a重叠于第一子像素sp1以及第二子像素sp2。第二感光装置120b重叠于第三子像素sp3。第二基板重叠于第一基板。

在本实施例中，第一感光装置120a包括主动元件ta以及感光元件la。

主动元件ta包括栅极g2a、通道ch2a、源极s2a以及漏极d2a。栅极g2a与扫描线sl2a电性连接。通道ch2a位于栅极g2a的上方，且通道ch2a与栅极g2a之间夹有栅极绝缘层。源极s2a以及漏极d2a位于通道ch2a的上方，且源极s2a与数据线dl2电性连接。在一些实施例中，源极s2a与通道ch2a之间以及漏极d2a与通道ch2a之间还具有欧姆接触层，但本发明不以此为限。

感光元件la位于栅极绝缘层上方，且重叠于共用信号线cl。感光元件la包括第一电极e1a、第二电极e2a以及感光层(未绘出)。第一电极e1a电性连接至主动元件ta的漏极d2a。

在本实施例中，第二感光装置120b包括主动元件tb以及感光元件lb。

主动元件tb包括栅极g2b、通道ch2b、源极s2b以及漏极d2b。栅极g2b与扫描线sl2b电性连接。通道ch2b位于栅极g2b的上方，且通道ch2b与栅极g2b之间夹有栅极绝缘层。源极s2b以及漏极d2b位于通道ch2b的上方，且源极s2b与数据线dl2电性连接。在一些实施例中，源极s2b与通道ch2b之间以及漏极d2b与通道ch2b之间还具有欧姆接触层，但本发明不以此为限。上述的主动元件ta与主动元件tb是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。根据其他实施例，上述的主动元件ta与主动元件tb也可是以顶部栅极型薄膜晶体管。

感光元件lb位于栅极绝缘层上方，且重叠于共用信号线cl。感光元件lb包括第一电极e1b、第二电极e2b以及感光层(未绘出)。第一电极e1b电性连接至主动元件tb的漏极d2b。第二电极e2a与第二电极e2b彼此相连，且沿着第一方向dr1延伸。

第二感光装置lb的面积不同于第一感光装置la的面积。在本实施例中，感光元件la的面积大于感光元件lb的面积。在本实施例中，感光元件la的感光层的面积大于感光元件lb的感光层的面积。在一些实施例中，感光元件la的感光层的面积约等于第一电极e1a与第二电极e2a的重叠面积，且感光元件lb的感光层的面积约等于第一电极e1b与第二电极e2b的重叠面积。

图7是本发明的一些实施例中，感光装置的外部量子转换效率(externalquantumefficiency,eqe％)与波长的关系示意图。在一些实施例中，感光元件对红光与绿光的感受度较差，因此，针对红光与绿光需要较大的收光面积以感测更多光。

在图6的实施例中，第一色滤光元件222、第二色滤光元件224、第三色滤光元件226分别为红色滤光元件、绿色滤光元件以及蓝色滤光元件。换句话说，在本实施例中，红色子像素与绿色子像素共用一个第一感光装置120a，蓝色子像素则单独使用第二感光装置120b。

图8是依照本发明的一实施例的一种显示装置在扫描时的信号时序图。

请参考图6与图8，dgn代表显示装置中第一子像素sp1、第二子像素sp2以及第三子像素sp3的扫描线上的信号。在dgn的第n～n+3帧中，开启第一子像素sp1以及第三子像素sp3并关闭第二子像素sp2，此时显示装置的扫描区发出第一色光与第三色光(红光与蓝光)。

sgn代表显示装置中第一感光装置120a以及第二感光装置120b的扫描线上的信号。在sgn的第m帧中第一色光被物件反射后由第一感光装置120a接收并转换为红色灰阶信号。第三色光被物件反射后由第二感光装置120b接收并转换为蓝色灰阶信号。

在dgn的第n+4～n+7帧中，开启第二子像素sp2并关闭第一子像素sp1以及第三子像素sp3，此时显示装置的扫描区发出第二色光(绿光)。

在sgn的第m+1帧中第二色光被物件反射后由第一感光装置120a接收并转换为绿色灰阶信号。第三色光被物件反射后由第二感光装置120b不接收信号。

最后各自运算前述红色灰阶信号、绿色灰阶信号以及蓝色灰阶信号(例如分别乘上第一常数、第二常数以及第三常数)，以获取红色数据、绿色数据以及蓝色数据。最后组合红色数据、绿色数据以及蓝颜色数据以获取物件的影像。

综上所述，本发明将显示功能与彩色扫描功能整合于同一装置中，且在显示面板的同一个表面同时距有扫描物件以及显示画面的功能。此外，本发明通过运算将灰阶信号转换为颜色数据，再结合不同的颜色数据以获得彩色影像。