指纹感测单元和包括该指纹感测单元的显示装置的制作方法

本发明的示例性实施例涉及一种指纹感测单元以及一种包括该指纹感测单元的显示装置。

背景技术：

近来，显示装置基于其发光方案而被分为液晶显示(“lcd”)装置、有机发光二极管(“oled”)显示装置、等离子体显示面板(“pdp”)显示装置或电泳显示装置。

随着时间过去，除了显示图像的功能之外，各种功能也已被添加到显示装置。例如，一些显示装置可以具有触摸感测功能和指纹识别功能。

指纹感测可以被分为例如电容型、光学型、热学型或超声型。电容型是使用感测电极通过基于指纹的脊和谷之间的距离感测电容差异来识别指纹的方法。

指纹感测单元包括用于在显示装置的显示区域中识别指纹的多条布线。指纹感测单元也设置在显示装置的显示区域中。另外，会发生可见地识别多条布线的摩尔现象，并且会发生因多条布线的外部光反射。

技术实现要素：

根据本发明的示例性实施例，指纹感测单元包括：基底；扫描线，设置在基底上并且沿第一方向延伸；共电源线，设置在基底上并且沿与第一方向交叉的第二方向延伸；薄膜晶体管，连接到扫描线和共电源线；感测电极，连接到薄膜晶体管；第一透镜，设置在感测电极上并且在远离感测电极的方向上突出；以及第一光阻挡层，设置在感测电极上并且围绕第一透镜。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜可以具有从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜可以包括与感测电极叠置的多个透镜。

在本发明的示例性实施例中，第一光阻挡层可以与扫描线、共电源线、薄膜晶体管和感测电极中的至少一部分叠置。

根据本发明的示例性实施例，显示装置包括显示单元以及设置在显示单元上的指纹感测单元。指纹感测单元包括：基底，具有第一表面和与第一表面背对的第二表面；扫描线，设置在基底的第一表面上，扫描线沿第一方向延伸；共电源线，设置在基底的第一表面上，共电源线沿与第一方向交叉的第二方向延伸；薄膜晶体管，连接到扫描线和共电源线；感测电极，连接到薄膜晶体管；第一透镜，设置在感测电极上并且在远离感测电极的方向上突出；以及第一光阻挡层，设置在感测电极上并且围绕第一透镜。显示单元包括：基体基底；有机发光元件，设置在基体基底上；薄膜封装层，设置在有机发光元件上；第二透镜，设置在薄膜封装层上并且在远离薄膜封装层的方向上突出；以及第二光阻挡层，设置在薄膜封装层上并且围绕第二透镜。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜可以与第二透镜叠置。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜可以具有与第二透镜的形状基本相同的形状。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜和第二透镜中的每个可以具有从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜可以包括多个第一透镜，第二透镜可以包括多个第二透镜，其中，所述多个第一透镜和所述多个第二透镜与感测电极叠置。

在本发明的示例性实施例中，第一光阻挡层和第二光阻挡层中的每个可以与扫描线、共电源线、薄膜晶体管和感测电极中的至少一部分叠置。

在本发明的示例性实施例中，有机发光元件可以包括：第一电极；有机发光层，设置在第一电极上；以及第二电极，设置在有机发光层上。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜和第二透镜中的每个可以与第一电极叠置。

在本发明的示例性实施例中，显示单元还可以包括像素限定层，像素限定层设置在基体基底上并且包括暴露第一电极的至少一部分的开口。

在本发明的示例性实施例中，第一透镜和第二透镜中的每个可以具有比像素限定层的开口的面积大的面积。

在本发明的示例性实施例中，指纹感测单元还可以包括设置在基底的第二表面上并且在远离基底的方向上突出的第三透镜。

在本发明的示例性实施例中，第三透镜可以与第一透镜和第二透镜叠置，并且具有从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。

在本发明的示例性实施例中，显示装置还可以包括设置在显示单元和指纹感测单元之间的填充件。

在本发明的示例性实施例中，填充件可以具有从大约1.40至大约1.60的范围内的折射率。

在本发明的示例性实施例中，显示装置还可以包括：窗，设置在指纹感测单元上；以及粘合剂层，设置在指纹感测单元和窗之间。

在本发明的示例性实施例中，粘合剂层可以具有从大约1.40至大约1.60的范围内的折射率。

附图说明

通过在结合附图考虑时参照下面的详细描述，随着本发明及其许多附加方面变得更好理解，将容易获得对本发明及其许多附加方面的更完整的理解，在附图中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的电路图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的一部分的平面图；

图3是沿图2的线i-i'截取的剖视图；

图4是沿图2的线ii-ii'截取的剖视图；

图5是放大图3的区域a的剖视图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的一部分的平面图；

图7是沿图6的线iii-iii'截取的剖视图；

图8是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的透视图；

图9是沿图8的线iv-iv'截取的剖视图；

图10是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的多个第一电极和多个开口的平面图；

图11是示出根据本发明的示例性实施例的多个开口、多个第一透镜、多个第二透镜、多个感测电极和光阻挡层的平面图；

图12是示出根据本发明的示例性实施例的多个开口、多个第一透镜、多个第二透镜、感测电极和光阻挡层的平面图；以及

图13是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明的范围不限于下面的示例性实施例，而是可以以各种不同的形式实现。将理解的是，相同的附图标记可以指相同的组件。

在附图中，为了清楚，会夸大元件的尺寸。换言之，由于为了清楚会夸大附图中的组件的尺寸和厚度，因此本发明的下面的示例性实施例不限于此。当元件、层、区域或板被称为“在”另一元件、层、区域或板“上”时，该元件、层、区域或板可以直接在所述另一元件、层、区域或板上，或者其间可以存在中间元件、层、区域或板。

为了易于描述，这里可以使用空间相对术语“在……下方”、“在……之下”、“下”、“在……上方”、“上”等，来描述如附图中所示的一个元件或组件与另一元件或组件之间的关系。将理解的是，除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语意在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中所示的装置被翻转的情况下，位于另一装置“下方”或“之下”的装置可以位于另一装置“上方”。因此，在示例中，说明性术语“在……下方”可以包括上方和下方(或之下)的两种方位。该装置也可以在另一方向上(例如，旋转90度或在其它方位)定位，因此可以根据方位不同地解释空间相对术语。

将理解的是，当元件被称为“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到所述另一元件或者可以存在中间元件。

将理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”或“第三”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，下面讨论的“第一元件”可以被称为“第二元件”或“第三元件”，并且“第二元件”和“第三元件”可以被同样地命名。

在下文中，将参照图1至图5描述根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的电路图。

参照图1，根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元包括多个薄膜晶体管t1、t2和t3、连接到多个薄膜晶体管t1、t2和t3的多条布线sln-1、sln、pl和ol以及参考电容器cr。

多个薄膜晶体管t1、t2和t3包括第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3。

第一薄膜晶体管t1的第一栅电极g1连接到第一扫描线sln-1，第一薄膜晶体管t1的第一源电极s1连接到共电源线pl，第一薄膜晶体管t1的第一漏电极d1连接到第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3。

第二薄膜晶体管t2的第二栅电极g2连接到第二扫描线sln，第二薄膜晶体管t2的第二源电极s2连接到共电源线pl，第二薄膜晶体管t2的第二漏电极d2连接到第三薄膜晶体管t3的第三源电极s3。

第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3连接到第一薄膜晶体管t1的第一漏电极d1，第三薄膜晶体管t3的第三源电极s3连接到第二薄膜晶体管t2的第二漏电极d2，第三薄膜晶体管t3的第三漏电极d3连接到输出线ol。

如上所述，指纹感测单元包括用于向第一薄膜晶体管t1的第一栅电极g1传输第一扫描信号的第一扫描线sln-1、用于向第二薄膜晶体管t2的第二栅电极g2传输第二扫描信号的第二扫描线sln、用于向第一薄膜晶体管t1的第一源电极s1和第二薄膜晶体管t2的第二源电极s2传输驱动电压的共电源线pl以及用于向感测驱动器传输流经第三薄膜晶体管t3的驱动电流id的输出线ol。

参考电容器cr包括连接到第二扫描线sln的一个电极(例如，第一电极)ce1以及连接到第一薄膜晶体管t1的第一漏电极d1、第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3和感测电极se的另一电极(例如，第二电极)ce2。

在下文中，将通过示例的方式来描述指纹感测单元的驱动。

首先，当第一扫描信号传输到第一扫描线sln-1并且驱动电压施加到共电源线pl时，第一薄膜晶体管t1导通。作为示例，第一扫描信号可以是脉冲信号。例如，第一扫描信号可以对应于保持在高电压处的信号的低电压切换时间段，或者可以对应于保持在低电压处的信号的高电压切换时间段。

当第一薄膜晶体管t1导通时，共电源线pl的驱动电压通过第一薄膜晶体管t1传输到第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3和参考电容器cr的第二电极ce2。因此，电压施加到第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3和参考电容器cr的第二电极ce2，第三薄膜晶体管t3导通。

当第二扫描信号传输到第二扫描线sln并且驱动电压施加到共电源线pl时，第二薄膜晶体管t2导通。与第一扫描信号相似，第二扫描信号可以是脉冲信号。

当第二薄膜晶体管t2导通并且栅极电压vg施加到第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3时，驱动电流id流经第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3。在本实施例中，栅极电压vg根据在做出触摸或指纹接触时形成的指纹电容器cf的指纹电容而变化。例如，第三栅电极g3的栅极电压vg根据指纹电容器cf的指纹电容和参考电容器cr的参考电容之间的电容耦合而变化。另外，流经第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3的驱动电流id根据第三栅电极g3的栅极电压vg而变化。

输出线ol向感测驱动器传输驱动电流id。感测驱动器可以根据驱动电流id流经第三薄膜晶体管t3之后的改变量来检测是否发生触摸输入、确定触摸坐标、指纹的脊和谷。

然而，根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的结构不限于此。指纹感测单元可以包括多个薄膜晶体管、一个或更多个电容器以及包括一条或更多条扫描线和一条或更多条电源线的布线。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的一部分的平面图，图3是沿图2的线i-i'截取的剖视图，图4是沿图2的线ii-ii'截取的剖视图。

参照图2、图3和图4，根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元10包括基底110。指纹感测单元10还包括设置在基底110上的第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3、第一扫描线sln-1、第二扫描线sln、共电源线pl、输出线ol、感测电极se、缓冲层120、第一绝缘层il1、第二绝缘层il2、第三绝缘层il3、第一透镜130和第一光阻挡层150。在本实施例中，第一薄膜晶体管t1包括第一栅电极g1、第一源电极s1、第一漏电极d1和第一有源层a1，第二薄膜晶体管t2包括第二栅电极g2、第二源电极s2、第二漏电极d2和第二有源层a2，第三薄膜晶体管t3包括第三栅电极g3、第三源电极s3、第三漏电极d3和第三有源层a3。

基底110可以是具有柔性特性的塑料膜。例如，基底110可以包括聚酰亚胺。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，基底110可以包括诸如玻璃或石英的绝缘材料。基底110可以包括从具有相对高的机械强度、热稳定性、透明度、表面光滑度、易于处理并且防水的材料中选择的材料。

缓冲层120设置在基底110上。缓冲层120可以防止杂质的渗透，并且可以使表面平坦化，缓冲层120可以包括能够提供上述功能的各种材料。例如，缓冲层120可以包括氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)和氮氧化硅(sioxny)中的一种。然而，可以省略缓冲层120。

第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3设置在缓冲层120上。第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3包括半导体材料。第一有源层a1包括第一源区、第一漏区以及设置在第一源区和第一漏区之间的第一沟道区。第二有源层a2包括第二源区sa2、第二漏区da2以及设置在第二源区sa2和第二漏区da2之间的第二沟道区ca2。第三有源层a3包括第三源区sa3、第三漏区da3以及设置在第三源区sa3和第三漏区da3之间的第三沟道区ca3。

第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3可以包括非晶硅、多晶硅或氧化物半导体等。氧化物半导体可以包括基于钛(ti)、铪(hf)、锆(zr)、铝(al)、钽(ta)、锗(ge)、锌(zn)、镓(ga)、锡(sn)和铟(in)的氧化物中的至少一种，或者其诸如铟-镓-锌氧化物(ingazno4)、铟-锌氧化物(zn-in-o)、锌-锡氧化物(zn-sn-o)、铟-镓氧化物(in-ga-o)、铟-锡氧化物(in-sn-o)、铟-锆氧化物(in-zr-o)、铟-锆-锌氧化物(in-zr-zn-o)、铟-锆-锡氧化物(in-zr-sn-o)、铟-锆-镓氧化物(in-zr-ga-o)、铟-铝氧化物(in-al-o)、铟-锌-铝氧化物(in-zn-al-o)、铟-锡-铝氧化物(in-sn-al-o)、铟-铝-镓氧化物(in-al-ga-o)、铟-钽氧化物(in-ta-o)、铟-钽-锌氧化物(in-ta-zn-o)、铟-钽-锡氧化物(in-ta-sn-o)、铟-钽-镓氧化物(in-ta-ga-o)、铟-锗氧化物(in-ge-o)、铟-锗-锌氧化物(in-ge-zn-o)、铟-锗-锡氧化物(in-ge-sn-o)、铟-锗-镓氧化物(in-ge-ga-o)、钛-铟-锌氧化物(ti-in-zn-o)和/或铪-铟-锌氧化物(hf-in-zn-o)的复合氧化物。在第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3包括氧化物半导体的情况下，可以附加地设置单独的保护层以保护氧化物半导体免受诸如高温的外部环境因素的影响。

第一源区与第一漏区间隔开并且第一沟道区置于第一源区与第一漏区之间，第二源区sa2与第二漏区da2间隔开并且第二沟道区ca2置于第二源区sa2与第二漏区da2之间，第三源区sa3与第三漏区da3间隔开并且第三沟道区ca3置于第三源区sa3与第三漏区da3之间。例如，第一源区、第二源区sa2、第三源区sa3、第一漏区、第二漏区da2和第三漏区da3可以通过用n型杂质或p型杂质掺杂半导体材料而形成。

第一绝缘层il1设置在第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3上。第一绝缘层il1可以是栅极绝缘层。第一绝缘层il1可以包括氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)和氮氧化硅(sioxny)中的一种。

第一栅电极g1、第二栅电极g2和第三栅电极g3设置在第一绝缘层il1上。第一栅电极g1、第二栅电极g2和第三栅电极g3分别与第一有源层a1、第二有源层a2和第三有源层a3叠置。例如，第一栅电极g1、第二栅电极g2和第三栅电极g3可以分别与第一沟道区、第二沟道区ca2和第三沟道区ca3叠置。

另外，第一扫描线sln-1、第二扫描线sln和参考电容器cr的第一电极ce1可以设置在第一绝缘层il1上。第一扫描线sln-1和第二扫描线sln设置在基底110上，并且沿第一方向d1延伸。参考电容器cr的第一电极ce1可以与第二栅电极g2一体地形成。例如，第一电极ce1和第二栅电极g2可以由基本相同的材料形成。然而，本发明不限于此。

第二绝缘层il2设置在第一栅电极g1、第二栅电极g2、第三栅电极g3、第一扫描线sln-1、第二扫描线sln和参考电容器cr的第一电极ce1上。第二绝缘层il2可以是有机绝缘层或者诸如氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)和/或氮氧化硅(sioxny)的无机绝缘层。

第一源电极s1、第二源电极s2、第三源电极s3、第一漏电极d1、第二漏电极d2和第三漏电极d3设置在第二绝缘层il2上。第一源电极s1通过贯穿第一绝缘层il1和第二绝缘层il2的第一接触孔ch1接触第一有源层a1的第一源区。第一漏电极d1通过贯穿第一绝缘层il1和第二绝缘层il2的第二接触孔ch2接触第一有源层a1的第一漏区。第二源电极s2通过在第一绝缘层il1和第二绝缘层il2中限定的第三接触孔ch3接触第二有源层a2的第二源区sa2。第二漏电极d2通过贯穿第一绝缘层il1和第二绝缘层il2的第四接触孔ch4接触第二有源层a2的第二漏区da2。第三源电极s3通过贯穿第一绝缘层il1和第二绝缘层il2的第五接触孔ch5接触第三有源层a3的第三源区sa3。第三漏电极d3通过贯穿第一绝缘层il1和第二绝缘层il2的第六接触孔ch6接触第三有源层a3的第三漏区da3。

另外，共电源线pl、输出线ol和桥接电极be可以设置在第二绝缘层il2上。共电源线pl和输出线ol设置在基底110上，并且沿与第一方向d1交叉的第二方向d2延伸。桥接电极be通过贯穿第二绝缘层il2的第七接触孔ch7接触第三栅电极g3。

第三绝缘层il3设置在第一源电极s1、第二源电极s2、第三源电极s3、第一漏电极d1、第二漏电极d2、第三漏电极d3、共电源线pl、输出线ol和桥接电极be上。第三绝缘层il3可以保护第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3免受例如杂质的影响，并且可以使其上表面平坦化。

第三绝缘层il3可以是有机绝缘层或者诸如氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)和/或氮氧化硅(sioxny)的无机绝缘层。例如，第三绝缘层il3可以包括光敏聚合物树脂。

感测电极se设置在第三绝缘层il3上。感测电极se通过贯穿第三绝缘层il3的第八接触孔ch8接触第一薄膜晶体管t1的第一漏电极d1，感测电极se通过贯穿第三绝缘层il3的第九接触孔ch9接触连接到第三薄膜晶体管t3的第三栅电极g3的桥接电极be。

参考电容器cr的第二电极ce2设置在第三绝缘层il3上。参考电容器cr的第二电极ce2可以与感测电极se一体地形成。例如，参考电容器cr的第二电极ce2与感测电极se可以使用基本相同的材料在基本同一工艺中形成。

感测电极se与参考电容器cr的第二电极ce2可以包括金属或透明导电氧化物(tco)。例如，感测电极se和参考电容器cr的第二电极ce2可以包括铝基金属(诸如铝(al)或铝合金)、银基金属(诸如银(ag)或银合金)、铜基金属(诸如铜(cu)或铜合金)和/或钼基金属(诸如钼(mo)或钼合金)。另外，感测电极se与参考电容器cr的第二电极ce2可以包括透明导电氧化物(tco)，例如，氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)和氧化锌(zno)中的至少一种。另外，感测电极se与参考电容器cr的第二电极ce2可以包括例如碳纳米管(cnt)和/或石墨烯。另外，感测电极se与参考电容器cr的第二电极ce2中的每个可以具有多层结构。然而，本发明不限于此，例如，感测电极se与第二电极ce2可以均是单层结构。

第一透镜130设置在感测电极se上。第一透镜130具有在远离感测电极se的方向上突出的凸起表面。例如，第一透镜130可以在远离感测电极se的上部的向上方向上突出。第一透镜130具有从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。例如，第一透镜130可以具有大约1.65的折射率。

第一透镜130可以包括例如聚合物有机材料。聚合物有机材料可以包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和聚乙烯中的至少一种。例如，第一透镜130可以是包括丙烯酸衍生物的丙烯酸透镜或包括高折射率纳米颗粒的高折射率透镜。另外，第一透镜130可以是滤色器。然而，本发明的示例性实施例不限于此，第一透镜130可以包括各种材料。

第一透镜130可以对应于将在下面描述的显示装置的发光区域。例如，第一透镜130可以与显示装置的发光区域叠置。尽管第一透镜130被示出为在平面上具有圆形形状，但是本发明的示例性实施例不限于此，第一透镜130可以在平面上具有椭圆形形状、多边形形状和/或不规则形状(诸如部分多边形且部分圆形的形状)。

例如，第一透镜130的直径可以在从大约10μm至大约100μm的范围内，第一透镜130的高度可以在从大约0.5μm至大约10μm的范围内。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，考虑到显示装置的尺寸或分辨率等，可以不同地设计第一透镜130的直径和高度。

第一光阻挡层150设置在感测电极se和第三绝缘层il3上。第一光阻挡层150设置为在平面上围绕第一透镜130。第一光阻挡层150可以与第一透镜130的至少一部分叠置。例如，第一光阻挡层150可以包括与第一透镜130叠置的开口。作为另外的示例，第一光阻挡层150可以设置在感测电极se的一部分上。

第一光阻挡层150也称为黑矩阵，并且可以提供发光区域。第一光阻挡层150可以包括诸如氧化铬(crox)的金属或不透明的有机膜材料。

由于根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元10包括设置在感测电极se上的第一透镜130，所以可以增大包括指纹感测单元10的显示装置的发光效率。另外，由于根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元10包括围绕第一透镜130的第一光阻挡层150，所以可以基本防止外部光反射。因此，可以省略用于防止外部光的反射的单独的偏振板，可以通过减小显示装置的厚度来基本防止摩尔现象，这将在下面详细描述。

图5是放大图3的区域a的剖视图。

参照图5，指纹170包括脊171和谷172，从而造成距感测电极se的距离差异。例如，脊171和感测电极se之间的距离小于谷172和感测电极se之间的距离。这样的距离差异可以导致脊171和感测电极se之间的指纹电容cf_ridge与谷172和感测电极se之间的指纹电容cf_valley之间的差异。

如上所述，第三栅电极g3的基于指纹电容器cf的指纹电容和参考电容器cr的参考电容之间的电容耦合的栅极电压vg根据指纹电容器cf的指纹电容的差异而变化。另外，流经第二薄膜晶体管t2和第三薄膜晶体管t3的驱动电流id根据第三栅电极g3的栅极电压vg而变化。感测驱动器可以根据驱动电流id的改变量来检测触摸输入是否发生、确定触摸坐标、指纹的脊和谷。

在下文中，将参照图6和图7描述根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元。为了方便起见，可以省略对可与本发明的示例性实施例的组件类似的组件的描述。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元的一部分的平面图，图7是沿图6的线iii-iii'截取的剖视图。

参照图6和图7，根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元11包括与感测电极se叠置的多个第一透镜131。多个第一透镜131中的每个具有在远离感测电极se的方向上突出的凸起表面。多个第一透镜131中的每个可以对应于显示装置的发光区域。因此，根据显示装置的发光区域的面积，多个第一透镜131中的每个第一透镜可以具有彼此不同的尺寸。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，多个第一透镜131可以具有彼此相同的尺寸。多个第一透镜131中的每个被示出为在平面上具有圆形形状。然而，本发明的示例性实施例不限于此，多个第一透镜131中的每个可以在平面上具有椭圆形形状、多边形形状和/或不规则形状。

多个第一透镜131中的每个的折射率在从大约1.60至大约1.80的范围内。例如，多个第一透镜131中的每个具有大约1.65的折射率。另外，多个第一透镜131中的每个的直径可以在从大约10μm至大约100μm的范围内，多个第一透镜131中的每个的高度可以在从大约0.5μm至大约10μm的范围内。然而，本发明的示例性实施例不限于此，考虑到显示装置的尺寸或分辨率等，可以不同地设计多个第一透镜131的直径和高度。

第一光阻挡层151设置在感测电极se和第三绝缘层il3上。第一光阻挡层151设置为在平面上围绕多个第一透镜131。第一光阻挡层151可以与多个第一透镜131的至少一部分叠置。例如，第一光阻挡层151可以覆盖多个第一透镜131中的每个第一透镜的至少一部分，并且可以包括暴露多个第一透镜131中的每个第一透镜的至少一部分的多个开口。

由于根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元11包括设置在感测电极se上的多个第一透镜131，所以可以增大包括指纹感测单元11的显示装置的发光效率。另外，由于根据本发明的示例性实施例的指纹感测单元11包括围绕第一透镜131的第一光阻挡层151，所以可以基本防止外部光反射。因此，可以省略用于防止外部光的反射的单独的偏振板，可以通过减小显示装置的厚度来基本防止摩尔现象，这将在下面详细描述。

在下文中，将参照图8至图11描述根据本发明的示例性实施例的显示装置。为了方便起见，可以省略对可与本发明的上述示例性实施例的组件类似的组件的描述。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的透视图，图9是沿图8的线iv-iv'截取的剖视图，图10是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的多个第一电极和多个开口的平面图，图11是示出根据本发明的示例性实施例的多个开口、多个第一透镜、多个第二透镜、多个感测电极和光阻挡层的平面图。

参照图8，显示装置包括指纹感测单元10、显示单元20和窗30。在本实施例中，尽管指纹感测单元10和显示单元20被示出为彼此分开，但指纹感测单元10和显示单元20可以一体地形成。例如，将在指纹感测单元10具有指纹感测单元10直接设置在显示单元20上的盒上结构的前提下描述显示装置。然而，本发明的示例性实施例不限于此，指纹感测单元10可以具有指纹感测单元10形成在显示单元20中的盒内结构。另外，显示装置可以是有机发光二极管(“oled”)显示装置，但是本发明的示例性实施例不限于此，例如，显示装置可以是液晶显示(“lcd”)装置。

将在指纹感测单元10是图1至图5中示出的指纹感测单元10的假设下描述指纹感测单元10。换句话说，指纹感测单元10包括基底110、设置在基底110上的第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3、第一扫描线sln-1、第二扫描线sln、共电源线pl、输出线ol、感测电极se、缓冲层120、第一绝缘层il1、第二绝缘层il2、第三绝缘层il3、第一透镜130和光阻挡层150。

显示单元20可以被划分为显示区域da和非显示区域nda。显示单元20包括在显示区域da中以矩阵形式布置的多个像素px。多个像素px可以具有四边形形状。例如，多个像素px可以具有基本菱形形状，但是本发明的示例性实施例不限于此，多个像素px可以具有各种形状，诸如基本圆形形状或基本多边形形状。

指纹感测单元10设置在显示单元20上。指纹感测单元10包括用于检测触摸输入是否发生、触摸坐标、指纹的脊和谷的多个感测电极se。例如，如图8中所示，指纹感测单元10可以包括设置在与显示单元20叠置的基底110的整个表面上的多个感测电极se。因此，可以在显示装置的整个表面上感测触摸或指纹。

窗30设置在指纹感测单元10上。窗30可以保护指纹感测单元10和显示单元20免受外部划痕。窗30可以被划分为透射区域ta和非透射区域nta。透射区域ta可以被定位为对应于显示单元20的显示区域da，非透射区域nta可以被定位为对应于显示单元20的非显示区域nda。例如，透射区域ta可以与显示区域da叠置，非透射区域nta可以与非显示区域nda叠置。作为另外的示例，非透射区域nta可以位于窗30的边缘处。此外，非透射区域nta可以至少部分地围绕透射区域ta。

窗30可以包括玻璃、蓝宝石、金刚石、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和聚碳酸酯(pc)中的至少一种。因此，用户可以通过窗30的透射区域ta观看从显示单元20发射的光。

参照图9，显示单元20包括基体基底210、驱动电路单元230、像素限定层290、oled(有机发光二极管，作为有机发光元件的示例)310、薄膜封装层320、第二透镜330和第二光阻挡层350。

缓冲层220设置在基体基底210上。缓冲层220可以防止不期望的元素的渗透并使缓冲层220下面的表面平坦化，缓冲层220可以包括能够执行上述功能的各种材料。例如，缓冲层220可以包括氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)和氮氧化硅(sioxny)中的至少一种。然而，可以省略缓冲层220。

驱动电路单元230设置在缓冲层220上。驱动电路单元230对应于包括多个薄膜晶体管tr和电容器cp的部分，并驱动oled310。另外，驱动电路单元230包括沿一个方向设置的栅极线以及与栅极线绝缘并与栅极线交叉的数据线271和共电源线272。oled310根据从驱动电路单元230接收的驱动信号发射光以显示图像。

根据本发明的示例性实施例的显示装置可以具有两个薄膜晶体管tr和一个电容器cp设置在一个像素px中的2tr-1cap结构或者可以具有在一个像素px中包括三个或更多个薄膜晶体管tr和两个或更多个电容器cp的各种结构。

电容器cp包括一对电极258和278，并且绝缘夹层245置于所述一对电极258和278之间。在本实施例中，绝缘夹层245可以是介电元件。可以通过电容器cp中累积的电荷和两个电极258和278之间的电压来确定电容器cp的电容。

薄膜晶体管tr包括半导体层232、栅电极255、源电极276和漏电极277。半导体层232可以通过栅极绝缘层240与栅电极255绝缘。薄膜晶体管tr向第一电极311施加用于选择的像素px中的oled310的有机发光层312的驱动电力以发射光。在本实施例中，栅电极255连接到电容器cp的一个电极(例如，第一电极)258，源电极276和电容器cp的另一电极(例如，第二电极)278中的每个连接到共电源线272，漏电极277通过贯穿平坦化层246的接触孔连接到oled310的第一电极311。

平坦化层246设置在绝缘夹层245上。平坦化层246包括绝缘材料并且可以保护驱动电路单元230。平坦化层246和绝缘夹层245可以包括基本相同的材料。

第一电极311设置在平坦化层246上。第一电极311可以是像素电极并且可以是阳极。第一电极311具有导电性并可以且是例如透射电极、透反电极和反射电极中的一种。

当第一电极311是透射电极时，第一电极311可以包括透明导电氧化物(tco)。例如，氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)和氧化铟锡锌(itzo)中的至少一种可以用作tco。当第一电极311是透反电极或反射电极时，第一电极311可以包括ag、mg、al、pt、pd、au、ni、nd、ir、cr和cu中的至少一种。

像素限定层290可以设置在平坦化层246上并且可以划分发光区域。在本实施例中，发光区域也可以被称为像素区域。像素限定层290可以包括聚合物有机材料。例如，像素限定层290可以包括聚酰亚胺(pi)类树脂、聚丙烯酸树脂、pet树脂和pen树脂中的至少一种。

像素限定层290可以包括开口295，第一电极311的至少一部分通过开口295被像素限定层290暴露。第一电极311与像素限定层290的至少一部分叠置并且被开口295部分地暴露。开口295可以是与第一电极311叠置而不与像素限定层290叠置的区域。开口295可以对应于发光区域。另外，像素限定层290在开口295处接触第一电极311的边界是开口295的边缘291。

参照图10，像素限定层290包括分别对应于多个像素px的多个开口295。多个像素px包括用于发射红光的红色像素r、用于发射绿光的绿色像素g和用于发射蓝光的蓝色像素b。在本实施例中，红色像素r的oled310包括红光发射层，绿色像素g的oled310包括绿光发射层，蓝色像素b的oled310包括蓝光发射层。然而，本发明的示例性实施例不限于此，多个像素px可以包括各自发射具有青色、品红色或黄色的光的像素。

多个开口295的边缘291可以在平面上各自具有与第一电极311的形状类似的形状。例如，如图10中所示，开口295的边缘291和第一电极311中的每个可以在平面上具有类似于菱形的基本八边形形状。

在本实施例中，多个第一电极311中的每个可以分别对应于红色像素r、绿色像素g和蓝色像素b，并且可以在平面上具有彼此不同的尺寸。类似地，多个开口295中的每个可以分别对应于红色像素r、绿色像素g和蓝色像素b，并且可以在平面上具有彼此不同的尺寸。例如，如图10中所示，对应于红色像素r的开口295和第一电极311的尺寸可以分别大于对应于绿色像素g的开口295和第一电极311的尺寸，并且可以分别小于或基本等于对应于蓝色像素b的开口295和第一电极311的尺寸。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，开口295和第一电极311中的每个可以具有各种尺寸。

另外，根据本发明的示例性实施例的显示装置可以具有pentile结构。例如，如图11中所示，对应于绿光发射层的多个第一电极311可以在第n行中以预定距离彼此分开地设置，对应于红光发射层的第一电极311和对应于蓝光发射层的第一电极311可以交替地设置在与第n行相邻的第n+1行中。类似地，对应于绿光发射层的多个第一电极311可以在与第n+1行相邻的第n+2行中以预定距离彼此分开地设置，对应于红光发射层的第一电极311和对应于蓝光发射层的第一电极311可以交替地设置在与第n+2行相邻的第n+3行中。

另外，对应于设置在第n行中的多个绿光发射层的第一电极311可以与对应于设置在第n+1行中的多个红光发射层和蓝光发射层的第一电极311交替地设置。例如，对应于红光发射层和蓝光发射层的第一电极311可以交替地设置在第m列中，对应于多个绿光发射层的第一电极311可以在与第m列相邻的第m+1列中以预定距离彼此分开地设置。类似地，对应于红光发射层和蓝光发射层的第一电极311可以交替地设置在与第m+1列相邻的第m+2列中，对应于多个绿光发射层的第一电极可以在与第m+2列相邻的第m+3列中以预定距离彼此分开地设置。例如，多个第一电极311可以以上述结构重复地设置在基底110上。

有机发光层312设置在第一电极311上。例如，有机发光层312设置在暴露第一电极311的开口295处。作为另外的示例，有机发光层312可以设置在包括开口295的像素限定层290上。例如，有机发光层312可以设置在像素限定层290的侧壁上。

有机发光层312包括发光材料。另外，有机发光层312可以包括主体和发光掺杂剂。可以使用已知材料以已知方法制造有机发光层312。例如，可以通过各种方法(诸如真空沉积方法、旋涂方法、浇铸方法、朗缪尔-布洛杰特(langmuir-blodgett，lb)方法、喷墨印刷方法、激光印刷方法或激光诱导热成像(liti)方法等)形成有机发光层312。

第二电极313设置在有机发光层312上。第二电极313可以是共电极并且可以是阴极。第二电极313可以是例如透射电极、透反电极或反射电极。

当第二电极313是透射电极时，第二电极313可以包括li、ca、lif/ca、lif/al、al、mg、baf、ba、ag和cu中的至少一种。例如，第二电极313可以包括ag和mg的混合物。当第二电极313是透反电极或反射电极时，第二电极313可以包括ag、mg、al、pt、pd、au、ni、nd、ir、cr、li、ca、lif/ca、lif/al、mo、ti和cu中的至少一种。另外，除了透反电极或反射电极之外，第二电极313还可以包括透明导电层，透明导电层包括例如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)和/或氧化铟锌锡(izto)。

虽然未示出，但是空穴注入层(hil)和空穴传输层(htl)中的至少一个可以设置在第一电极311和有机发光层312之间，电子传输层(etl)和电子注入层(eil)中的至少一个可以设置在有机发光层312和第二电极313之间。

例如，当oled310是顶发射型时，第一电极311可以是反射电极，第二电极313可以是透射电极或透反电极。作为另外的示例，当oled310是底发射型时，第一电极311可以是透射电极或透反电极，第二电极313可以是反射电极。根据本发明的示例性实施例，oled310可以是顶发射型，第一电极311可以是反射电极，第二电极313可以是透反电极。

薄膜封装层320设置在第二电极313上以保护oled310。薄膜封装层320可以基本防止诸如湿气、氧的外部空气或其它环境元素渗透到oled310中。

薄膜封装层320包括至少一个无机层321和323以及与至少一个无机层321和323交替地布置的至少一个有机层322。参照图9，根据本发明的示例性实施例的薄膜封装层320被示出为包括两个无机层321和323以及一个有机层322，但是本发明的示例性实施例不限于此。

无机层321和323包括al2o3、tio2、zro、sio2、alon、aln、sion、si3n4、zno和ta2o5中的一种或更多种无机材料。可以通过诸如化学气相沉积(cvd)方法或原子层沉积(ald)方法的方法形成无机层321和323。然而，本发明的示例性实施例不限于此，可以通过相关领域的技术人员已知的各种方法形成无机层321和323。

有机层322可以包括聚合物类材料。聚合物类材料的示例可以包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和聚乙烯。可以通过热沉积工艺形成有机层322。在不会损伤oled310的温度范围内执行用于形成有机层322的热沉积工艺。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，可以通过相关领域的技术人员已知的各种方法形成有机层322。

具有高密度的薄膜的无机层321和323可以基本防止或有效地减少湿气、氧或其它环境元素的渗透。通过无机层321和323可以防止湿气和氧渗透到oled310中。

可以通过有机层322阻挡已经穿过无机层321和323的湿气和氧。与无机层321和323相比，有机层322会具有相对低的防渗透效率。然而，除了防湿气渗透功能之外，有机层322还可以用作缓冲层以减小无机层321和323中的一个和无机层321和323中的另一个之间的应力。此外，由于有机层322具有平坦化的特性，因此薄膜封装层320的最上表面可以通过有机层322平坦化。

第二透镜330设置在薄膜封装层320上。第二透镜330具有在远离薄膜封装层320的方向上突出的凸起表面。例如，第二透镜330可以在远离薄膜封装层320的上表面的向上方向上突出。第二透镜330具有例如从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。例如，第二透镜330可以具有大约1.65的折射率。

第二透镜330可以包括例如聚合物有机材料。聚合物有机材料可以包括例如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和聚乙烯中的至少一种。例如，第二透镜330可以是包括丙烯酸衍生物的丙烯酸透镜或包括高折射率纳米颗粒的高折射率透镜。另外，第二透镜330可以是滤色器。然而，本发明的示例性实施例不限于此，第二透镜330可以包括各种材料。

第二透镜330与oled310的第一电极311叠置。例如，第二透镜330位于第一电极311上且位于像素限定层290的开口295处。另外，第二透镜330与第一透镜130叠置。例如，第一透镜130、第二透镜330和第一电极311彼此叠置并且均设置在oled310的发光区域中。

参照图11，第二透镜330可以在平面上具有与第一透镜130的形状基本相同的形状。例如，第一透镜130和第二透镜330可以在平面上具有圆形形状。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，第一透镜130和第二透镜330可以在平面上具有椭圆形形状、多边形形状和不规则形状。

另外，第一透镜130和第二透镜330中的每个在平面上具有比开口295的面积大的面积。因此，可以防止从oled310发射的光l1被指纹感测单元10的第一光阻挡层150吸收，从而使光损失基本最小化。第二透镜330的直径可以在从大约10μm至大约100μm的范围内，第二透镜330的高度可以在从大约0.5μm至大约10μm的范围内。然而，本发明的示例性实施例不限于此，考虑到显示装置的尺寸和分辨率等，可以不同地设计第二透镜330的直径和高度。

第二光阻挡层350设置在薄膜封装层320上。第二光阻挡层350设置为在平面上围绕第二透镜330。第二光阻挡层350可以与第二透镜330的至少一部分叠置。

第二光阻挡层350可以被称为黑矩阵，并且可以提供发光区域。第二光阻挡层350可以包括诸如氧化铬(crox)的金属或不透明的有机膜材料。

指纹感测单元10设置在包括基体基底210、驱动电路单元230、像素限定层290、oled310、薄膜封装层320、第二透镜330和第二光阻挡层350的显示单元20上。

如上所述，指纹感测单元10包括基底110、设置在基底110上的第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3、第一扫描线sln-1、第二扫描线sln、共电源线pl、输出线ol、感测电极se、缓冲层120、第一绝缘层il1、第二绝缘层il2、第三绝缘层il3、第一透镜130和第一光阻挡层150。

填充件340设置在指纹感测单元10和显示单元20之间。例如，填充件340可以设置为直接接触显示单元20的第二透镜330、第二光阻挡层350以及指纹感测单元10的基底110。作为另外的示例，填充件340可以设置在基底110的下表面与第二光阻挡层350和第二透镜330的上表面之间。填充件340可以包括例如聚合物的有机材料。

填充件340具有比第二透镜330的折射率小的折射率。填充件340可以具有例如从大约1.40至大约1.60的范围内的折射率。例如，第二透镜330可以具有大约1.65的折射率，填充件340可以具有大约1.45的折射率。从oled310发射的光l1可以在具有相对高折射率的第二透镜330和具有相对低折射率的填充件340之间的界面处被折射。

因此，可以增加从oled310发射的光l1的线性。另外，由于可以防止从oled310发射的光l1通过指纹感测单元10的第一光阻挡层150被吸收，所以可以使光损失最小化，并且可以增大显示装置的发光效率。

粘合剂层420设置在指纹感测单元10和窗30之间。粘合剂层420可以包括光学透明粘合剂(oca)以防止光的亮度降低。另外，粘合剂层420可以包括透明聚合物树脂，该透明聚合物树脂是粘性的并且可以通过光或热固化。例如，粘合剂层420可以包括通过光照射而固化的光固化树脂。

粘合剂层420具有小于第一透镜130的折射率的折射率。粘合剂层420可以具有例如从大约1.40至大约1.60的范围内的折射率。例如，第一透镜130可以具有大约1.65的折射率，粘合剂层420可以具有大约1.45的折射率。在第二透镜330和填充件340之间的界面处折射并入射到指纹感测单元10的光l1可以在具有相对高折射率的第一透镜130与具有相对低折射率的粘合剂层420之间的界面处被再次折射。因此，可以增大从oled310发射的光l1的聚光效率。

另外，由于根据本发明的示例性实施例的显示装置包括在发光区域中彼此叠置的第一透镜130和第二透镜330，所以第一光阻挡层150和第二光阻挡层350的面积可以基本被最大化。因此，可以省略用于防止外部光的反射的单独的偏振板，通过减小显示装置的厚度可以基本防止摩尔现象。

在下文中，将参照图12描述根据本发明的示例性实施例的显示装置。为了方便起见，可以省略对可与本发明的示例性实施例的组件类似的组件的描述。

图12是示出根据本发明的示例性实施例的多个开口、多个第一透镜、多个第二透镜、感测电极以及光阻挡层的平面图。

参照图12，不同于根据本发明的示例性实施例的感测电极se，根据本发明的示例性实施例的感测电极se'可以与多个第一透镜130和多个第二透镜330叠置。换句话说，不同于一个感测电极se与一个第一透镜130和一个第二透镜330叠置的本发明的示例性实施例，根据本发明的示例性实施例的一个感测电极se'可以与多个第一透镜130和多个第二透镜330叠置。

因此，可以减小连接到感测电极se'的多条布线的面积。另外，由于可以减小指纹感测单元10的布线区域，所以可以使外部光的通过布线的反射最小化，并且可以提高显示装置的显示质量。

在下文中，将参照图13描述根据本发明的示例性实施例的显示装置。为了便于解释，可以省略对可与本发明的示例性实施例的构造类似的构造的描述。

图13是示出根据本发明的示例性实施例的显示装置的剖视图。

参照图13，根据本发明的示例性实施例的显示装置还包括设置在基底110的下表面上的第三透镜430。换言之，第一透镜130可以设置在基底110的第一表面s01上，第三透镜430可以设置在基底110的与基底110的第一表面s01背对的第二表面s02上。第三透镜430具有在远离基底110且朝向显示单元20的方向上突出的凸起表面。例如，第三透镜430可以在远离基底110的第二表面s02的方向上突出并且可以面对第二透镜330。第三透镜430具有例如从大约1.60至大约1.80的范围内的折射率。例如，第三透镜430可以具有大约1.65的折射率。

第三透镜430可以包括例如聚合物有机材料。聚合物有机材料可以包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和聚乙烯中的至少一种。例如，第三透镜430可以是包括丙烯酸衍生物的丙烯酸透镜或包括高折射率纳米颗粒的高折射率透镜。另外，第三透镜430可以是滤色器。然而，本发明的示例性实施例不限于此，第三透镜430可以包括各种材料。

第三透镜430与oled310的第一电极311叠置，例如，第三透镜430位于第一电极311上且位于像素限定层290的开口295处。另外，第三透镜430与第一透镜130和第二透镜330中的每个叠置。例如，第一透镜130、第二透镜330、第三透镜430和第一电极311彼此叠置并且均设置在oled310的发光区域中。

第三透镜430可以在平面上具有与第一透镜130和第二透镜330的形状基本相同的形状。例如，第一透镜130、第二透镜330和第三透镜430中的每个可以在平面上具有圆形形状。然而，本发明的示例性实施例不限于此，例如，第一透镜130、第二透镜330和第三透镜430中的每个可以在平面上具有椭圆形形状、多边形形状和不规则形状。

另外，第一透镜130、第二透镜330和第三透镜430在平面上具有比开口295的面积大的面积。因此，可以防止从oled310发射的光l2通过指纹感测单元10的第一光阻挡层150被吸收，从而使光损失最小化。第三透镜430的直径可以在例如从大约10μm至大约100μm的范围内，第三透镜430的高度可以在例如从大约0.5μm至大约10μm的范围内。然而，本发明的示例性实施例不限于此，考虑到显示装置的尺寸或分辨率等，可以不同地设计第三透镜430的直径和高度。

填充件340设置在指纹感测单元10和显示单元20之间。例如，填充件340可以设置为直接接触显示单元20的第二透镜330和第二光阻挡层350以及指纹感测单元10的基底110和第三透镜430。填充件340可以包括例如聚合物的有机材料。

填充件340具有比第三透镜430的折射率小的折射率。填充件340可以具有例如从大约1.40至大约1.60的范围内的折射率。例如，第三透镜430可以具有大约1.65的折射率，填充件340可以具有大约1.45的折射率。从oled310发射的光l2可以在具有相对低折射率的填充件340与具有相对高折射率的第三透镜430之间的界面处被折射。

因此，可以增加从oled310发射的光l2的线性。另外，由于可以防止从oled310发射的光l2通过指纹感测单元10的第一光阻挡层150被吸收，所以可以使光损失最小化，并且可以增大显示装置的发光效率。

如上所述，根据本发明的一个或更多个示例性实施例，指纹感测单元和包括指纹感测单元的显示装置包括设置在显示装置的发光区域中的多个透镜，因此可以提高显示装置的显示质量。

虽然已经参照本发明的示例性实施例示出并描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来说将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其形成在形式和细节上的各种改变。