显示设备的制作方法

本申请要求于2018年2月13日提交至韩国知识产权局(kipo)的第10-2018-0017681号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明的示例性实施方式的方面涉及显示设备。

背景技术：

发光二极管(在下文中称为led)即使在不利的环境条件下也展现出相对良好的耐久性，并且在寿命和亮度方面具有优良的性能。

近年来，已经积极进行了对于将led应用于各种显示设备的研究。

作为该研究的一部分，正在研发用于利用无机晶体结构(例如，其中生长出基于氮化物的半导体的结构)以微米级或纳米级来制造超小型杆状led的技术。例如，杆状led可制造成足够小以构成自发射显示设备的像素等。

技术实现要素：

本发明的一个或多个实施方式提供包括杆状led并且具有改善的触摸识别率的显示设备。

根据本发明的实施方式，显示设备包括衬底和位于衬底的显示区域中的多个像素。所述像素中的每个包括第一子像素和第二子像素，且第一子像素和第二子像素中的每个具有用于发射光的发光区域。第一子像素包括位于发光区域中并且配置为发射可见光的第一发光元件。第二子像素包括位于发光区域中并且配置为发射红外光的第二发光元件以及配置为接收从第二发光元件发射的红外光以检测用户的触摸的光接收元件。第二子像素中的第二发光元件和光接收元件彼此光耦合从而形成光耦合器。

第二发光元件可包括配置为发射红外光的杆状发光二极管，且光接收元件可包括配置为接收红外光的光电二极管。

第一发光元件可发射红色光、绿色光、蓝色光和白色光之一的光。

第一子像素和第二子像素中的每个可包括位于衬底上的晶体管。

晶体管可包括：半导体层，位于衬底上；栅电极，位于半导体层上并且栅电极和半导体层之间具有栅极绝缘层；以及连接至半导体层的源电极和漏电极。

光接收元件可配置为检测从第二发光元件发射的、从用户的手指反射的红外光，并且可将所检测的红外光转换成电信号。

第二子像素还可包括用于接收光接收元件的电信号的读取线。

第一发光元件、第二发光元件和光接收元件中的每个可包括：掺杂有第一导电掺杂剂的第一导电半导体层；掺杂有第二导电掺杂剂的第二导电半导体层；以及位于第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层。

第一发光元件和第二发光元件中的每个可包括具有圆柱形柱形状或多边形柱形状、具有微米级或纳米级尺寸的发光二极管。

显示设备还可包括：位于衬底、第二发光元件和光接收元件上的绝缘层；以及位于绝缘层上的保护层。

显示设备还可包括位于第二子像素中的绝缘层上的光阻挡图案。光阻挡图案可具有暴露绝缘层的与第二发光元件对应部分的第一开口以及暴露绝缘层的与光接收元件对应的部分的第二开口。

光阻挡图案可阻挡从第二发光元件发射的红外光入射到邻近于第二子像素的第一子像素上。

显示设备还可包括位于保护层上的光提取层，并且光提取层可配置为会聚入射到光接收元件上的光。

光提取层可包括与光接收元件对应的镜头部分。

显示设备还可包括位于第二子像素中的保护层上的光阻挡图案。光阻挡图案可具有暴露保护层的与第二发光元件对应的部分的第一开口以及暴露保护层的与光接收元件对应的部分的第二开口。

光阻挡图案可不位于第一子像素中。

第二发光元件和光接收元件中的每个可在纵向方向上具有第一端部和第二端部。第二发光元件的第二端部和光接收元件的第一端部可在衬底上彼此面对。

显示设备还可包括：第1-1电极，位于衬底上并且邻近于第二发光元件的第一端部；第二电极，位于与第1-1电极相同的平面上并且位于第二发光元件的第二端部和光接收元件的第一端部之间；第1-2电极，位于与第二电极相同的平面上并且邻近于光接收元件的第二端部；第1-1接触电极，电连接至第1-1电极和第二发光元件的第一端部；第1-2接触电极，电连接至第1-2电极和光接收元件的第二端部；以及第二接触电极，电连接至第二发光元件的第二端部和光接收元件的第一端部。

第二接触电极可位于与第1-1接触电极和第1-2接触电极不同的层中。

当在平面图中观察时，光阻挡图案可与第1-1接触电极、第1-2接触电极和第二接触电极重叠。

显示设备还可包括：第1-1电极，位于衬底上并且邻近于第二发光元件的第一端部；第2-1电极，位于与第1-1电极相同的平面上并且邻近于第二发光元件的第二端部；第2-2电极，位于与第2-1电极相同的平面上并且邻近于光接收元件的第一端部；第1-2电极，位于与第2-2电极相同的平面上并且邻近于光接收元件的第二端部；第1-1接触电极，电连接至第1-1电极和第二发光元件的第一端部；第1-2接触电极，电连接至第1-2电极和光接收元件的第二端部；第2-1接触电极，电连接至第二发光元件的第二端部和第2-1电极；以及第2-2接触电极，电连接至光接收元件的第一端部和第2-2电极。

第2-1接触电极和第2-2接触电极可在衬底上彼此间隔开并且位于同一层上。

根据本发明的另一实施方式，显示设备包括：衬底，具有显示区域和非显示区域；多个像素，位于衬底的显示区域中。像素中的每个包括第一子像素至第四子像素，并且第一子像素至第四子像素中的每个具有用于发射光的发光区域。第一子像素至第三子像素中的每个包括位于相应的发光区域中并且配置为发射可见光的第一发光元件，并且第四子像素包括位于发光区域中并且配置为发射红外光的第二发光元件以及配置为接收从第二发光元件发射的红外光以检测用户的触摸的光接收元件。显示设备还包括：绝缘层，位于第一发光元件、第二发光元件和光接收元件上；以及光阻挡图案，位于第四子像素中的绝缘层上并且具有暴露绝缘层的与第二发光元件对应的部分的第一开口以及暴露绝缘层的与光接收元件对应的部分的第二开口。第二发光元件和光接收元件彼此光耦合以形成光耦合器。

第二发光元件可包括配置为发射红外光的杆状发光二极管，且光接收元件可包括配置为接收红外光的光电二极管。

光阻挡图案可阻挡从第二发光元件发射的红外光入射到邻近于第四子像素的第一子像素至第三子像素上。

光阻挡图案可不设置在第一子像素至第三子像素中。

附图说明

附图示出本发明的示例性实施方式，并且与说明书一起描述本发明的方面和特征，其中，附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且并入本说明书中且构成本说明书的一部分。

图1是示出根据本发明的实施方式的杆状发光二极管的立体图。

图2a和图2b是示出根据本发明的实施方式的发光设备的单元发光区域的电路图。

图3是示出包括图1中所示的杆状发光二极管的发光设备的单元发光区域的平面图。

图4是沿着图3的线i-i′截取的剖视图。

图5是根据本发明的实施方式的包括图1中所示的杆状led作为发光源的显示设备的示意性平面图。

图6是示出图5中所示的一个像素中所包括的第一子像素至第四子像素的示意性平面图。

图7是示出图6中所示的第四子像素中所包括的光耦合器的示意性电路图。

图8是沿着图6的线ii-ii′和iii-iii′截取的剖视图。

图9至图16是依次示出制造图8中所示的第四子像素的方法的剖视图。

图17是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。

图18是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。

图19是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。

具体实施方式

现将详细地参考在附图中示出且在下文描述的本发明的各种示例(或示例性)实施方式。本发明的实施方式可以以诸多不同的形式进行各种修改。因此，这些示例性实施方式不旨在将本发明限制为特定的实施模式，并且要理解，不脱离本发明的精神和技术范围的全部改变、等同和替换被本发明所涵盖。

在所有不同的附图和本发明的实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。为了例示的清楚，可能放大附图中元件的尺寸。应理解，虽然本文可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不背离本发明的情况下，下面讨论的第一元件可称为第二元件。类似地，第二元件也可称为第一元件。在本公开中，除非上下文清楚地另行指出，否则单数形式旨在还包括复数形式。

还应理解，术语“包含”、“包括”、“具有”等当在该说明书中使用时指出所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在，但是不排除一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。此外，当第一部件(诸如层、膜、区域或板)设置在第二部件上时，第一部件可不仅直接位于第二部件上，而且第三部件可插入它们之间。当叙述第一部件(诸如层、膜、区域或板)形成在第二部件上时，第二部件的在其上形成有第一部件的表面不限于第二部件的上表面，而是可包括其它表面，诸如第二部件的侧表面或下表面。当第一部件(诸如层、膜、区域或板)位于第二部件下方时，第一部件可不仅直接地在第二部件下方，而且第三部件可插入它们之间。

应理解，当元件或层被称为在另一元件或层上、连接至或联接至另一元件或层时，它可直接在所述另一元件或层上、连接或联接至所述另一元件或层，或者还可存在一个或多个介于中间的元件或层。当元件或层被称为直接在另一元件或层上、直接连接至或直接联接至另一元件或层时，不存在介于中间的元件或层。例如，当第一元件被称为联接或连接至第二元件时，第一元件可直接联接或连接至第二元件，或者第一元件可经由一个或多个介于中间的元件间接地联接或连接至第二元件。在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。

如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。此外，当描述本发明的实施方式时，“可”的使用涉及“本发明的一个或多个实施方式”。诸如“中至少之一”的表述在处于元件列表之后时修饰整个元件列表，而不修饰列表中的个别元件。另外，术语“示例性”旨在表示示例或例示。如本文所使用的那样，可认为术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用(used)”分别与术语“利用(utilize)”、“利用(utilizing)”和“利用(utilized)”同义。

为了便于描述，本文可使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或另一特征(多个特征)的关系。应理解，除了附图中所描绘的定向之外，空间相对术语还旨在涵盖设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将定向成位于所述其它元件或特征的“上方”或“之上”。因此，术语“在……下方”可涵盖上方和下方两个定向。设备可另行定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文所使用的空间相对描述语应相应地解释。

图1是示出根据本发明的实施方式的杆状发光二极管的立体图。在图1中，示出具有圆柱形柱形状的杆状发光二极管ld，但是本发明不限于此。

参考图1，根据本发明的实施方式的杆状发光二极管ld可包括第一导电半导体层11、第二导电半导体层13和设置在第一导电半导体层11与第二导电半导体层13之间的有源层12。例如，杆状发光二极管ld可形成为这样的层压件，在所述层压件中，第一导电半导体层11、有源层12和第二导电半导体层13相继地堆叠。在以下实施方式中，将杆状发光二极管ld称为“杆状ledld”。

根据本发明的实施方式，杆状ledld可具有沿着一个方向延伸的杆形状。当杆状ledld的延伸方向是纵向方向时，杆状ledld可沿着延伸方向具有一个端部和另一端部。根据本发明的实施方式，第一导电半导体层11和第二导电半导体层13中的一个可设置在杆状ledld的一个端部处，且第一导电半导体层11和第二导电半导体层13中的另一个可设置在杆状ledld的另一端部处。

在本发明的实施方式中，杆状ledld可具有圆柱形柱形状，但是本发明不限于此。术语“杆状”可包括沿着纵向方向延伸且具有大于1的纵横比的杆形状或棒形状，诸如圆柱形柱、多边形柱等。例如，杆状ledld的长度可大于其直径。

例如，杆状ledld可制造成具有小的尺寸，例如，具有近似微米级或纳米级的直径和/或长度。根据本发明的实施方式的杆状ledld的尺寸不限于此，并且可根据杆状ledld所应用到的显示设备而改变。

第一导电半导体层11可包括n型半导体层。例如，第一导电半导体层11可包括以下半导体材料之一，包括铟铝镓氮化物(inalgan)、镓的氮化物(gan)、铝镓氮化物(algan)、铟镓氮化物(ingan)、铝的氮化物(aln)、铟的氮化物(inn)等，并且第一导电半导体层11可掺杂有第一导电掺杂剂，诸如硅(si)、锗(ge)、锡(sn)等。然而，第一导电半导体层11不限于此，并且第一导电半导体层11可包括各种其它合适的材料。

有源层12可设置在第一导电半导体层11上，并且可具有单个或多个量子阱结构。有源层12可包括algan、inalgan等。

根据本发明的实施方式，掺杂有导电掺杂剂的包覆层可设置在有源层12的上部分和/或下部分上。包覆层可包括algan、inalgan等。

当跨杆状ledld施加(例如，施加至其两端)超过阈值电压的电场时，有源层12中生成电子-空穴对使得杆状ledld发射光。

第二导电半导体层13可设置在有源层12上，并且可包括与第一导电半导体层11类型不同的半导体层。例如，第二导电半导体层13可包括p型半导体层。第二导电半导体层13可包括以下半导体材料中至少之一，包括：inalgan、gan、algan、ingan、aln和inn，并且第二导电半导体层13可掺杂有第二导电掺杂剂，诸如镁(mg)等。第二导电半导体层13不限于此，并且第二导电半导体层13可包括各种其它合适的材料。

根据本发明的实施方式，杆状ledld可包括设置在第一导电半导体层11、有源层12和第二导电半导体层13中的每个的上部分和/或下部分上的磷光体层、有源层、半导体层和电极层中至少之一。

此外，杆状ledld还可包括绝缘层14。绝缘层14可设置在第一导电半导体层11、有源层12和第二导电半导体层13的一部分上。例如，绝缘层14可设置在除了杆状ledld的两端之外的部分处，使得杆状ledld的两端暴露。

在图1中，绝缘层14的一部分示为被移除，但是这仅用于例示。在某些实施方式中，杆状ledld的全部侧表面(例如，整个侧表面)可被绝缘层14覆盖(或围绕)。

绝缘层14可设置成覆盖(或围绕)第一导电半导体层11、有源层12和/或第二导电半导体层13的外表面的至少一部分。例如，绝缘层14可设置成至少围绕有源层12的外表面。

绝缘层14可包括透明绝缘材料。例如，绝缘层14可包括从由硅的氧化物(例如，sio2)、硅的氮化物(例如，si3n4)、铝的氧化物(例如，al2o3)和钛的氧化物(例如，tio2)组成的群组中选择的至少一种绝缘材料。然而，本发明不限于此，并且可使用各种其它合适的绝缘材料。

当绝缘层14设置在杆状ledld上时，有源层12可不与第一电极和/或第二电极(下文待进一步描述)短路。此外，杆状ledld中的表面缺陷可通过绝缘层14减少或最少化，从而杆状ledld的寿命和效率方面可得到改善。当多个杆状ledld设置成彼此邻近时，绝缘层14可防止在杆状ledld之间发生不期望的短路。

杆状ledld可用作用于各种显示设备的发光源。例如，杆状ledld可用作照明设备或自发射显示设备的发光源。

图2a和图2b是示出根据本发明的实施方式的发光设备的单元发光区域的电路图。

具体地，图2a和图2b示出有源矩阵(例如，有源型)发光显示面板的像素的示例。在本发明的实施方式中，单元发光区域可包括一个像素。

参考图2a，像素pxl可包括杆状ledld和连接至杆状ledld的像素电路144。

杆状ledld的第一电极(例如，阳电极)可经由像素电路144连接至第一电源elvdd，并且杆状ledld的第二电极(例如，阴电极)可连接至第二电源elvss。

第一电源elvdd和第二电源elvss可具有不同的电压电平。例如，第二电源elvss可具有比第一电源elvdd的电压电平低出至少杆状ledld的阈值电压的电压电平。

杆状ledld可发射具有与受像素电路144控制的驱动电流对应的亮度的光。

虽然图2a示出像素pxl仅包括一个杆状ledld的实施方式，但是本发明不限于此。例如，像素pxl可包括彼此平行地连接的多个杆状ledld。

根据本发明的实施方式，像素电路144可包括第一晶体管m1和第二晶体管m2以及存储电容器cst。然而，像素电路144的结构不限于图2a中所示的实施方式。

第一晶体管m1(例如，开关晶体管)的第一电极可连接至数据线dj，且第一晶体管m1的第二电极可连接至第一节点n1。第一晶体管m1的第一电极和第二电极可为不同的电极。例如，第一电极可以是源电极，且第二电极可以是漏电极。此外，第一晶体管m1的栅电极可连接至扫描线si。

第一晶体管m1可在从扫描线si供应具有能够使第一晶体管m1导通的电压(例如，低电压)的扫描信号时被导通，并且可将数据线dj和第一节点n1电连接。相应帧的数据信号被供应至数据线dj，使得数据信号传输至第一节点n1。与传递至第一节点n1的数据信号对应的电压充电到存储电容器cst中。

第二晶体管m2(例如，驱动晶体管)的第一电极可连接至第一电源elvdd，且第二晶体管m2的第二电极可连接至杆状ledld的第一电极。第二晶体管m2的栅电极可连接至第一节点n1。第二晶体管m2可与第一节点n1的电压对应地来控制供应至杆状ledld的驱动电流的量。

存储电容器cst的一个电极可连接至第一电源elvdd，且存储电容器cst的另一电极可连接至第一节点n1。存储电容器cst可加载与供应至第一节点n1的数据信号对应的电压，并且可维持所加载的电压直到供应下一帧的数据信号。

为了方便，图2a将像素电路144示为具有相对简单的结构，该结构包括用于向像素pxl传送数据信号的第一晶体管m1、用于存储数据信号的存储电容器cst以及用于将与数据信号对应的驱动电流供应至杆状ledld的第二晶体管m2。然而，本发明不限于此，并且像素电路144的结构可进行各种适当修改。例如，像素电路144还可包括晶体管元件和/或其它电路元件，晶体管元件诸如用于补偿第二晶体管m2的阈值电压的晶体管元件、用于初始化第一节点n1的晶体管元件、用于控制杆状ledld的发光时间的晶体管元件，其它电路元件诸如用于使第一节点n1处的电压升压的升压电容器。

如图2a中所示，像素电路144中所包括的晶体管(例如第一晶体管m1和第二晶体管m2)全部是p型晶体管，但是本发明不限于此。在其它实施方式中，像素电路144中所包括的第一晶体管m1和第二晶体管m2中至少之一可替换为n型晶体管。

参考图2b，根据本发明的实施方式，第一晶体管m1和第二晶体管m2可实现为n型晶体管。除了一些组件的连接由于晶体管类型的改变而改变之外，图2b中所示的像素电路144在配置和操作方面与

图2a中所示的像素电路144类似。因此，将省略其重复的详细描述。

图3是示出包括图1中所示的杆状ledld的发光设备的单元发光区域的平面图，以及图4是沿着图3的线i-i′截取的剖视图。

在图3中，虽然为了方便例示将杆状ledld示为在水平方向上对齐，但是杆状ledld的布置不限于此。例如，杆状ledld可在第一电极和第二电极之间的倾斜方向上对齐。

在图3中，单元发光区域可以是发光显示面板的包括一个像素px的像素区域。此外，虽然图3示出在单元发光区域中设置一个杆状ledld的实施方式，但是本发明不限于此。例如，可在单元发光区域中设置多个杆状ledld。

参考图1至图4，根据本发明的实施方式的发光设备可包括衬底sub、分隔壁pw、第一电极el1和第二电极el2、杆状ledld以及第一接触电极cne1和第二接触电极cne2。

衬底sub可包括绝缘材料，诸如玻璃、有机聚合物、石英等。此外，衬底sub可由柔性材料制成，从而是可弯曲或可折叠的，并且可具有单层结构或多层结构。

例如，衬底sub可包括从由聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三醋酸纤维素以及醋酸丙酸纤维素构成的群组中选择的至少一种材料。然而，衬底sub可进行各种适当改变。

分隔壁pw可设置在衬底sub上并且可限定发光设备的发光区域。彼此邻近的两个分隔壁pw可在衬底sub上彼此间隔开某一距离(例如，预定距离)。例如，两个相邻的分隔壁pw可在衬底sub上间隔开杆状ledld的长度或更远。分隔壁pw可以是包括无机材料或有机材料的绝缘材料，但是本发明不限于此。分隔壁pw可具有与杆状ledld对应的开口。

第一电极el1和第二电极el2可设置在分隔壁pw上。当在平面图中观察时，第一电极el1和第二电极el2可设置在衬底sub上并且在杆状ledld插置于其间的情况下彼此间隔开。第一电极el1和第二电极el2可设置在同一平面上，并且可具有相同的高度(例如，衬底sub上方的同一高度)。当第一电极el1和第二电极el2具有相同的或基本相同的高度(例如，衬底sub上方相同的或基本相同的高度)时，杆状ledld可更稳定地连接至第一电极el1和第二电极el2。

第一电极el1和第二电极el2可包括导电材料。导电材料可包括：金属，诸如银(ag)、镁(mg)、铝(al)、铂(pt)、钯(pd)、金(au)、镍(ni)、钕(nd)、铱(ir)、铬(cr)或其合金；导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、锌的氧化物(zno)或铟锡锌氧化物(itzo)；导电聚合物，诸如pedot等。此外，第一电极el1和第二电极el2中的每个可形成为单层，但是本发明不限于此。在一些实施方式中，第一电极el1和第二电极el2中的每个可形成为多种金属、合金、导电氧化物和/或导电聚合物堆叠的多层结构。第一电极el1和第二电极el2不限于上述材料。例如，第一电极el1和第二电极el2可由具有恒定或基本恒定的反射率的导电材料制成，使得从杆状ledld的所有侧(例如，两端)发射的光在显示图像的方向上(例如，前方)传播。

为了便于例示，图4示出第一电极el1和第二电极el2直接地设置在包括分隔壁pw的衬底sub上。然而，本发明不限于此。例如，在第一电极el1和第二电极el2与衬底sub之间可进一步设置用于驱动作为无源矩阵发光设备或有源矩阵发光设备的发光设备的组件。当发光设备作为有源矩阵被驱动时，可在第一电极el1和第二电极el2与衬底sub之间设置信号线、绝缘层和/或晶体管。

信号线可包括扫描线、数据线、电力线等。晶体管可连接至信号线并且可包括栅电极、半导体层、源电极和漏电极。

晶体管的源电极和漏电极之一可连接至第一电极el1和第二电极el2之一，且数据线的数据信号可通过晶体管施加至第一电极el1和第二电极el2之一。信号线、绝缘层和/或晶体管可设置成各种适合的数量和形状。

在本发明的实施方式中，第一电极el1可连接至第一连接线cnl1。第一连接线cnl1可与第一电极el1一体地设置，并且当在平面图中观察时可沿着第一方向dr1延伸。当发光设备作为有源矩阵发光设备被驱动时，第一连接线cnl1电连接至晶体管的一个电极从而将第一电极el1和晶体管电连接。

第二电极el2可连接至第二连接线cnl2。第二连接线cnl2可与第二电极el2一体地设置，并且可沿着第一方向dr1延伸。第二连接线cnl2可通过接触开口(例如，接触孔)电连接至驱动电压线dvl。因此，驱动电压线dvl的信号可通过第二连接线cnl2施加到第二电极el2。当在平面图中观察时，驱动电压线dvl可沿着第二方向dr2延伸。

杆状ledld可在衬底sub上设置于第一电极el1和第二电极el2之间。通过在第一电极el1和第二电极el2之间形成的电场可致使杆状ledld自对齐。杆状ledld可具有在第一方向dr1上延伸(例如，在第一方向dr1上对齐)的杆形状。

杆状ledld可包括第一导电半导体层11、有源层12和第二导电半导体层13。杆状ledld可沿着第一方向dr1具有第一端部ep1和第二端部ep2。第一导电半导体层11和第二导电半导体层13之一可设置在第一端部ep1处，且第一导电半导体层11和第二导电半导体层13中的另一者可设置在第二端部ep2处。

第一绝缘层ins1可设置在杆状ledld上以覆盖杆状ledld的上表面的一部分。杆状ledld的第一端部ep1和第二端部ep2可暴露于外部(例如，通过第一绝缘层ins1暴露)。

第一接触电极cne1可设置在第一电极el1上从而将第一电极el1和杆状ledld的第一端部ep1电连接和/或物理连接。

第一接触电极cne1可包括透明导电材料，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)或铟锡锌氧化物(itzo)，以透射从杆状ledld发射的光，但是本发明不限于此。第一接触电极cne1可覆盖第一电极el1并且当在平面图中观察时可与第一电极el1重叠。此外，第一接触电极cne1可与杆状ledld的第一端部ep1部分地重叠。

第二绝缘层ins2可设置在第一接触电极cne1上从而覆盖第一接触电极cne1。第二绝缘层ins2防止第一接触电极cne1暴露于外部，由此减少或防止第一接触电极cne1的腐蚀。第二绝缘层ins2可包括无机绝缘材料和有机绝缘材料之一。

第二接触电极cne2可设置在第二电极el2上从而将第二电极el2与杆状ledld的第二端部ep2电连接和/或物理连接。

第二接触电极cne2可由与第一接触电极cne1相同的或基本相似的材料形成，但是本发明不限于此。第二接触电极cne2可覆盖第二电极el2，并且当在平面图中观察时可与第二电极el2重叠。此外，第二接触电极cne2可与杆状ledld的第二端部ep2部分地重叠。

第三绝缘层ins3可设置在第二接触电极cne2上从而覆盖第二接触电极cne2。第三绝缘层ins3防止第二接触电极cne2暴露于外部，从而减少或防止第二接触电极cne2的腐蚀。第三绝缘层ins3可包括无机绝缘材料和有机绝缘材料之一。

保护层oc可设置在第三绝缘层ins3上。保护层oc可以是使由位于下方的组件导致的表面粗糙平坦的平坦化层。此外，保护层oc可以是减少或防止氧气和水分穿透到杆状ledld中的封装层。

如上所述，杆状ledld的第一端部ep1可接触第一电极el1，且杆状ledld的第二端部ep2可接触第二电极el2。例如，杆状ledld的第一导电半导体层11可接触第一电极el1，并且杆状ledld的第二导电半导体层13可接触第二电极el2。

因此，杆状ledld的第一导电半导体层11和第二导电半导体层13可分别通过第一电极el1和第二电极el2接收电压。

当超过阈值电压的电场施加至杆状ledld的第一端部ep1和第二端部ep2时，杆状ledld由于在有源层12中生成的电子-空穴对而发射光。

图5是根据本发明的实施方式的包括图1中所示的杆状ledld作为发光源的显示设备的示意性平面图。

参考图1和图5，根据本发明的实施方式的显示设备可包括衬底sub、设置在衬底sub上的像素pxl、设置在衬底sub上以驱动像素pxl的驱动单元(例如，驱动器)以及用于将像素pxl和驱动单元连接的线部分。

衬底sub可包括显示区域da和非显示区域nda。显示区域da可以是设置用于显示图像的像素pxl的区域。非显示区域nda可以是设置用于驱动像素pxl的驱动单元和用于将像素pxl和驱动单元连接的线部分的一部分的区域。

像素pxl可设置在衬底sub的显示区域da中。像素pxl中的每个可设置为用于显示图像的最小单元。像素pxl中的每个可包括发射白光和/或彩色光的发光元件。每个像素pxl可发射具有红色、绿色和蓝色之一的光，但是本发明不限于此。例如，每个像素pxl可发射具有青色、品红色、黄色和白色之一的光。

像素pxl可排列成包括在第一方向dr1上延伸的行和在与第一方向dr1交叉的第二方向dr2上延伸的列的矩阵形式。然而，像素pxl的排列形式不特别限定，并且像素pxl可排列成各种合适的形式。

驱动单元可通过线部分将信号供应至每个像素pxl以控制像素pxl的操作。

驱动单元可包括用于通过扫描线向像素pxl提供扫描信号的扫描驱动器sdv、用于通过发光控制线向像素pxl提供发光控制信号的发光驱动器edv、用于通过数据线向像素pxl提供数据信号的数据驱动器ddv以及时序控制器。时序控制器可控制扫描驱动器sdv、发光驱动器edv和数据驱动器ddv。

图6是示出图5中所示的一个像素中所包括的第一子像素至第四子像素的示意性平面图。图7是示出图6中所示的第四子像素中所包括的光耦合器的示意性电路图。图8是沿着图6的线ii-ii′和iii-iii′截取的剖视图。

在图6中，杆状ledld示为在水平方向上对齐，但是杆状led的布置不限于此。此外，在图6和图8中，杆状ledld可设置在第一子像素至第四子像素中的每个中。

为了方便例示，图6中未示出连接至杆状ledld的晶体管和连接至晶体管的信号线。

在描述本发明的以下实施方式时，为了避免多余的描述，主要描述与上述实施方式的差异。在以下实施方式中未进行特别描述的部件和/或配置与上述实施方式中的部件和/或配置相同或基本相似。相同的标记表示相同的组成元件，且相似的标记表示相似的组成元件。在图6中，单元发光区域可以是包括具有第一子像素至第四子像素的一个像素的像素区域。

参考图1至图8，根据本发明的实施方式的一个像素pxl可包括设置在衬底sub上的第一子像素sp1、第二子像素sp2、第三子像素sp3和第四子像素sp4/ssp。

第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3可以是(或可形成)像素pxl的用于显示图像的像素区域，并且第四子像素sp4/ssp可以是用于检测用户的指纹或用户的触摸的感测区域。

为了方便，将首先描述第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3，并且之后将描述第四子像素sp4/ssp。

第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3中的每个可形成在衬底sub上，并且可包括像素电路部分pcl和显示元件层dpl。

衬底sub可包括绝缘材料，诸如玻璃、有机聚合物、石英等。此外，衬底sub可由柔性材料制成，从而是可弯曲或可折叠的，并且可具有单层结构或多层结构。

像素电路部分pcl可包括设置在衬底sub上的缓冲层bfl、设置在缓冲层bfl上的晶体管t以及驱动电压线dvl。

缓冲层bfl可防止或减少杂质扩散到晶体管t中。缓冲层bfl可设置为单层，但是在其它实施方式中可设置为多层。当缓冲层bfl设置为多层时，每个层可由相同的材料形成，或者层可由不同的材料形成。根据衬底sub的材料和工艺条件，在一些实施方式中可省略缓冲层bfl。

晶体管t可电连接至显示元件层dpl中所包括的杆状ledld的一部分以驱动杆状ledld。晶体管t可包括半导体层scl、栅电极ge、源电极se和漏电极de。

半导体层scl可设置在缓冲层bfl上。半导体层scl可包括与源电极se接触的源极区以及与漏电极de接触的漏极区。源极区和漏极区之间的区域可以是沟道区。半导体层scl可以是包括多晶硅、非晶硅、氧化物半导体等(或由其制成)的半导体图案。沟道区可以是不掺杂有杂质的半导体图案，并且可以是本征半导体。源极区和漏极区可为掺杂有杂质的半导体图案。

栅电极ge可设置在半导体层scl上并且栅极绝缘层gi插置于栅电极ge和半导体层scl之间。

晶体管t的源电极se和漏电极de中的每个可通过穿透第一层间绝缘层ild1和第二层间绝缘层ild2以及栅极绝缘层gi的接触开口(例如，接触孔)连接至半导体层scl的源极区或漏极区。

钝化层psv可设置在晶体管t上。

驱动电压线dvl可设置在第一层间绝缘层ild1或第二层间绝缘层ild2上，并且当在平面图中观察时可沿着第二方向dr2延伸。驱动电压线dvl可通过穿过钝化层psv的接触开口(例如，接触孔)电连接至显示元件层dpl。

显示元件层dpl可包括设置在钝化层psv上的杆状ledld。每个杆状ledld可包括第一导电半导体层11、第二导电半导体层13以及设置在第一导电半导体层11和第二导电半导体层13之间的有源层12。此外，每个杆状ledld可沿着第一方向dr1具有第一端部ep1和第二端部ep2。第一导电半导体层11和第二导电半导体层13中的一个可设置在第一端部ep1处，且第一导电半导体层11和第二导电半导体层13中的另一个可设置在第二端部ep2处。

在本发明的实施方式中，设置在第一子像素sp1中的杆状ledld可发射红光，设置在第二子像素sp2中的杆状ledld可发射绿光，且设置在第三子像素sp3中的杆状ledld可发射蓝光，但是本发明不限于此。例如，设置在第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3中的每个中的杆状ledld可发射白光或蓝光。因此，第一至第三子像素sp1、sp2和sp3中的每个可包括用于发射一种颜色的光的颜色转换层。

在本发明的实施方式中，设置在第一子像素sp1中的杆状ledld可发射红光，设置在第二子像素sp2中的杆状ledld可发射绿光，并且设置在第三子像素sp3中的杆状ledld可发射蓝光。

此外，显示元件层dpl还可包括分隔壁pw、第一电极el1和第二电极el2、第一接触电极cne1和第二接触电极cne2以及第一连接线cnl1和第二连接线cnl2。

分隔壁pw可设置在钝化层psv上，并且可分隔第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3中的每个中的发光区域ema。分隔壁pw可包括与第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3中的每个中所包括的杆状ledld对应的开口。

第一绝缘层ins1可设置在衬底sub和分隔壁pw上。第一绝缘层ins1可覆盖第一至第三子像素sp1、sp2和sp3中的每个中所设置的杆状ledld中的每个的上表面的一部分。杆状ledld中的每个的第一端部ep1和第二端部ep2可通过(或经由)第一绝缘层ins1暴露于外部。

第一电极el1可设置在分隔壁pw上。第一电极el1可邻近于相应杆状ledld的第一端部ep1或第二端部ep2设置，并且可通过第一接触电极cne1电连接至相应的杆状ledld。第一电极el1可通过接触开口电连接至驱动电压线dvl。

当在平面图中观察时，第一电极el1可包括分支到第二电极el2的左侧和右侧的第1-1电极el1_1和第1-2电极el1_2。因此，第1-1电极el1_1和第1-2电极el1_2以及第二电极el2可交替地布置在衬底sub上。第1-1电极el1_1和第1-2电极el1_2可连接至第一连接线cnl1。

第一连接线cnl1可向第一电极el1施加电压从而使相应的杆状ledld对齐(例如，使杆状ledld在第一电极el1和第二电极el2之间对齐)。

第二电极el2可邻近于相应杆状ledld的第一端部ep1和第二端部ep2之一设置，并且可通过第二接触电极cne2电连接至相应的杆状ledld。第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3中的每个中所包括的第二电极el2可通过第二连接线cnl2电连接至彼此。

第二电极el2可电连接至晶体管t以通过晶体管t接收信号。

第二连接线cnl2可向第二电极el2施加电压从而使相应的杆状ledld对齐。

在本发明的实施方式中，第一电极el1和第一连接线cnl1可一体地设置，并且第二电极el2和第二连接线cnl2可一体地设置。

第一电极el1、第二电极el2、第一连接线cnl1和第二连接线cnl2可包括相同的或基本相似的材料。例如，第一电极el1、第二电极el2、第一连接线cnl1和第二连接线cnl2可包括导电材料。

导电材料可包括：金属，诸如ag、mg、al、pt、pd、au、ni、nd、ir、cr或其合金；导电氧化物，诸如铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)、锌的氧化物(zno)或铟锡锌氧化物(itzo)；导电聚合物，诸如pedot等。

此外，第一电极el1、第二电极el2、第一连接线cnl1和第二连接线cnl2中的每个可形成为单层，但是本发明不限于此。在其它实施方式中，第一电极el1、第二电极el2、第一连接线cnl1和第二连接线cnl2中的每个可形成为多种材料(诸如金属、合金、导电氧化物和导电聚合物)堆叠的多层结构。

在本发明的实施方式中，设置在第一至第三子像素sp1、sp2和sp3中的每个中的杆状ledld可包括设置在第1-1电极el1_1和第二电极el2之间的第一杆状ledld1以及设置在第二电极el2和第1-2电极el1_2之间的第二杆状ledld2。

第一杆状ledld1的第一端部ep1可邻近于第1-1电极el1_1设置，且第一杆状ledld1的第二端部ep2可邻近于第二电极el2的一侧设置。第二杆状ledld2的第一端部ep1可邻近于第二电极el2的另一侧设置，且第二杆状ledld2的第二端部ep2可邻近于第1-2电极el1_2设置。

用于将第一电极el1和相应的杆状ledld电连接和/或物理连接的第一接触电极cne1可设置在第一电极el1上。当在平面图中观察时，第一接触电极cne1可包括与第1-1电极el1_1重叠的第1-1接触电极cne1_1以及与第1-2电极el1_2重叠的第1-2接触电极cne1_2。

第一杆状ledld1的第一端部ep1可通过第1-1接触电极cne1_1连接至第1-1电极el1_1。因此，施加至驱动电压线dvl的电压可通过第1-1电极el1_1和第1-1接触电极cne1_1施加到第一杆状ledld1的第一端部ep1。

第二杆状ledld2的第二端部ep2可通过第1-2接触电极cne1_2电连接至第1-2电极el1_2。因此，施加至驱动电压线dvl的电压可通过第1-2电极el1_2和第1-2接触电极cne1_2施加到第二杆状ledld2的第二端部ep2。

第二绝缘层ins2可设置在衬底sub和第一接触电极cne1上。第二绝缘层ins2可以是包括无机材料的无机绝缘层或包括有机材料的有机绝缘层。

用于将第二电极el2和相应的杆状ledld电连接和/或物理连接的第二接触电极cne2可设置在第二电极el2上。当在平面图中观察时，第二接触电极cne2可与第二电极el2重叠。

第一杆状ledld1的第二端部ep2可通过第二接触电极cne2连接至第二电极el2。因此，晶体管t的电压可通过第二电极el2和第二接触电极cne2施加到第一杆状ledld1的第二端部ep2。

因此，第一杆状ledld1的第一端部ep1和第二端部ep2可通过第1-1电极el1_1和第二电极el2接收电压(例如，预定电压)，并且第一杆状ledld1可发射光。

第二杆状ledld2的第一端部ep1可通过第二接触电极cne2连接至第二电极el2。因此，晶体管t的电压可通过第二电极el2和第二接触电极cne2施加到第二杆状ledld2的第一端部ep1。

因此，第二杆状ledld2的第一端部ep1和第二端部ep2可通过第二电极el2和第1-2电极el1_2接收电压(例如，预定电压)，并且第二杆状ledld2可发射光。

第三绝缘层ins3可设置在衬底sub和第二接触电极cne2上。第三绝缘层ins3可覆盖第二接触电极cne2(例如，第二接触电极cne2可设置在第三绝缘层ins3下方)使得第二接触电极cne2不暴露于外部。

保护层oc可设置在第三绝缘层ins3上。

接下来，将描述第四子像素sp4/ssp。在第四子像素sp4/ssp的以下描述中，为了避免描述的重复，可能省略或简化与第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3的部件和/或配置相同或基本相似的部件和/或配置的重复的描述。

在本发明的实施方式中，第四子像素sp4/ssp可包括设置在衬底sub上的发光元件ld和光接收元件pd。此外，第四子像素sp4/ssp可包括用于驱动发光元件ld和光接收元件pd的晶体管t。

第四子像素sp4/ssp可具有与发光元件ld对应的发光区域ema、排除发光区域ema(或除其之外)的非发光区域nema、与光接收元件pd对应的感测区域sa以及排除感测区域sa(或除其之外)的非感测区域nsa。非感测区域nsa可以是非发光区域nema，且非发光区域nema可以是非感测区域nsa。

发光元件ld可以是发射红外光的杆状led。例如，发光元件ld可包括砷化镓(gaas)红外发光二极管。发光元件ld可包括第一导电半导体层11、第二导电半导体层13和有源层12。发光元件ld可沿着第一方向dr1具有第一端部ep1和第二端部ep2。

发光元件ld可电连接至晶体管t和驱动电压线dvl。

例如，发光元件ld的第一端部ep1可通过第四子像素sp4/ssp的第1-1接触电极cne1_1电连接至第四子像素sp4/ssp的第1-1电极el1_1。第1-1电极el1_1电连接至驱动电压线dvl，使得施加至驱动电压线dvl的电压最终施加至发光元件ld的第一端部ep1。

发光元件ld的第二端部ep2可通过第四子像素sp4/ssp的第二接触电极cne2电连接至第四子像素sp4/ssp的第二电极el2。第二电极el2电连接至第四子像素sp4/ssp的晶体管t，使得晶体管t的电压最终施加至发光元件ld的第二端部ep2。

发光元件ld可发射具有与施加至第一端部ep1和第二端部ep2的电压对应的强度的红外光。

当在平面图中观察时，第1-1接触电极cne1_1可与第1-1电极el1_1和发光元件ld的第一端部ep1重叠，且第二接触电极cne2可与第二电极el2和发光元件ld的第二端部ep2重叠。

光接收元件pd可检测从发光元件ld发射的红外光。光接收元件pd可包括硅雪崩光电二极管、pin型二极管、硫化镉、硒化镉等，但是本发明不限于此。在其它实施方式中，光接收元件pd可包括光电检测器晶体管。

光接收元件pd可沿着第一方向dr1具有第一端部ep1和第二端部ep2。

光接收元件pd的第一端部ep1可通过第二接触电极cne2电连接至第二电极el2的另一侧。第二电极el2可电连接至第四子像素sp4/ssp的晶体管t。因此，晶体管t的电压可最终施加至光接收元件pd的第一端部ep1。

光接收元件pd的第二端部ep2可通过第四子像素sp4/ssp的第1-2接触电极cne1_2电连接至第四子像素sp4/ssp的第1-2电极el1_2。第1-2电极el1_2可电连接至驱动电压线dvl。因此，施加至驱动电压线dvl的电压可最终施加至光接收元件pd的第二端部ep2。

光接收元件pd可由施加至第一端部ep1和第二端部ep2的电压驱动以检测从发光元件ld发射的红外光，并且可将所检测的红外光转换成电信号。

当在平面图中观察时，第二接触电极cne2可与第二电极el2和光接收元件pd的第一端部ep1重叠，并且第1-2接触电极cne1_2可与第1-2电极el1_2和光接收元件pd的第二端部ep2重叠。

当用户的手部、物体等定位在显示设备上时，从发光元件ld发射的红外光可被用户的手部或物体反射。

所反射的红外光(在下文中称为“反射光”)可入射到光接收元件pd上并且可被光接收元件pd检测到。反射光可通过光接收元件pd转换成电信号，并且电信号可通过连接至光接收元件pd的读取线rl传输至外部感测电路。

读取线rl可沿着第二方向dr2延伸，并且可将光接收元件pd和外部感测电路电连接。外部感测电路可通过从读取线rl获得的电信号确认用户的指纹信息和/或触摸位置信息。

从发光元件ld发射的红外光可不影响显示设备的图像质量。例如，与可见光相比，红外光具有高反射率和方向性。因此，当用户的手部定位在显示设备上时，从发光元件ld发射的红外光可比可见光相对多地被反射，并且可入射到光接收元件pd上。

第三绝缘层ins3可设置在发光元件ld和光接收元件pd上。

在本发明的实施方式中，第四子像素sp4/ssp还可包括光阻挡图案blp。

光阻挡图案blp可设置在第三绝缘层ins3上。光阻挡图案blp可具有用于将与发光元件ld对应的第三绝缘层ins3暴露于外部的第一开口op1以及用于将与光接收元件pd对应的第三绝缘层ins3暴露于外部的第二开口op2。

光阻挡图案blp可阻挡或主要阻挡从发光元件ld发射的红外光行进到邻近于第四子像素sp4/ssp的子像素。例如，从发光元件ld发射的红外光可通过光阻挡图案blp被阻挡或基本被阻挡以免行进至不与发光元件ld对应的另一区域。

此外，光阻挡图案blp可配置成使得从发光元件ld发射的红外光经过(例如，仅经过)第一开口op1。

当用户的手部等定位在显示设备上时，已经经过第一开口op1的红外光可被用户的手部反射，并且可入射至(例如，可经过)第二开口op2。光接收元件pd接收入射至第二开口op2的红外光。光接收元件pd将所接收的红外光转换成电信号，并且通过读取线rl将电信号传输至感测电路。

如上所述，在第四子像素sp4/ssp中，发光元件ld和光接收元件pd可设置在相同的平面上，例如钝化层psv，并且发光元件ld和光接收元件pd可光耦合以具有单向性从而形成光耦合器。

光耦合器可具有如图7中所示的电路配置。例如，光耦合器可具有包括输入端子100、发光元件ld、光接收元件pd和输出端子200的电路配置。输入端子100和输出端子200可彼此电绝缘。

发光元件ld可设置在输入端子100和输出端子200之间，并且可发射具有与形成在输入端子100和输出端子200之间的电场对应的强度的红外光。

光接收元件pd被形成在输入端子100和输出端子200之间的电场驱动。光接收元件pd检测从发光元件ld发射的红外光并且将红外光转换成电信号。电信号可通过输出端子200传输至读取线rl。

具有如上所述的电路配置的光耦合器的发光元件ld和光接收元件pd之间的光耦合可致使从发光元件ld发射的红外光被用户的手部反射并且入射到(例如，直接入射到)光接收元件pd上。因此，入射到光接收元件pd上的光的强度相对地增大，并且光接收元件pd的灵敏度可进一步提高。

因此，包括光接收元件pd的第四子像素sp4/ssp中的触摸识别率可提高。

图9至图16是依次示出制造图8中所示的第四子像素的方法的剖视图。

参考图8和图9，可在衬底sub上形成晶体管t和覆盖晶体管t的钝化层psv。

晶体管t可包括设置在衬底sub的缓冲层bfl上的半导体层scl、设置在半导体层scl上的栅电极ge以及连接至半导体层scl的源电极se和漏电极de，其中，栅极绝缘层gi插置于半导体层scl与栅电极ge之间。

参考图8和图10，可在钝化层psv上形成分隔壁pw。可在包括分隔壁pw的衬底sub上形成第1-1电极el1_1、第1-2电极el1_2和第二电极el2。第1-1电极el1_1和第1-2电极el1_2可设置在相应的分隔壁pw上。可在第1-1电极el1_1和第1-2电极el1_2之间设置第二电极el2。

参考图8和图11，当在第1-1电极el1_1和第二电极el2之间施加电场时，发光元件ld可分散在衬底sub上。此外，当在第二电极el2和第1-2电极el1_2之间施加电场时，光接收元件pd可分散在衬底sub上。

作为使发光元件ld和光接收元件pd分散在衬底sub(其上形成有第1-1电极el1_1、第1-2电极el1_2和第二电极el2)上的方法的非限制性示例，可使用喷墨印刷法。然而，本发明不限于此。

由于在设置发光元件ld时在第1-1电极el1_1和第二电极el2之间形成的电场，发光元件ld可自对齐。例如，当电压(例如，预定电压)施加至第1-1电极el1_1和第二电极el2时，在第1-1电极el1_1和第二电极el2之间形成电场并且发光元件ld可在第1-1电极el1_1和第二电极el2之间自对齐。

由于在设置光接收元件pd时在第1-2电极el1_2和第二电极el2之间形成的电场，光接收元件pd可自对齐。例如，当电压(例如，预定电压)施加至第1-2电极el1_2和第二电极el2时，在第1-2电极el1_2和第二电极el2之间形成电场并且光接收元件pd可在第1-2电极el1_2和第二电极el2之间自对齐。

参考图8和图12，可在衬底sub(在该衬底sub上，发光元件ld和光接收元件pd已对齐)的整个表面上涂覆绝缘材料层，且可通过掩模工艺形成覆盖发光元件ld的第二端部ep2和光接收元件pd的第一端部ep1的第一绝缘图案ins1′。发光元件ld的第一端部ep1和光接收元件pd的第二端部ep2可暴露于外部(例如，可通过第一绝缘图案ins1′暴露)。

接下来，可在包括第一绝缘图案ins1′的衬底sub上形成第1-1接触电极cne1_1和第1-2接触电极cne1_2。

第1-1接触电极cne1_1可覆盖第1-1电极el1_1和发光元件ld的第一端部ep1，并且可电连接至第1-1电极el1_1和发光元件ld的第一端部ep1中的每个。第1-1接触电极cne1_1可将第1-1电极el1_1与发光元件ld的第一端部ep1电连接和/或物理连接。

第1-2接触电极cne1_2可覆盖第1-2电极el1_2和光接收元件pd的第二端部ep2，并且可电连接至第1-2电极el1_2和光接收元件pd的第二端部ep2中的每个。第1-2接触电极cne1_2可将第1-2电极el1_2与光接收元件pd的第二端部ep2电连接和/或物理连接。

参考图8和图13，可在包括第1-1接触电极cne1_1和第1-2接触电极cne1_2的衬底sub的整个表面上涂覆绝缘材料层，并且可通过掩模工艺形成暴露第二电极el2、发光元件ld的第二端部ep2和光接收元件pd的第一端部ep1的第二绝缘层ins2。可通过掩模工艺图案化绝缘材料层和第一绝缘图案ins1′，从而形成暴露发光元件ld的第二端部ep2、第二电极el2和光接收元件pd的第一端部ep1的第二绝缘层ins2和第一绝缘层ins1。

参考图8和图14，可在包括第二绝缘层ins2的衬底sub上形成第二接触电极cne2。第二接触电极cne2可覆盖第二电极el2、发光元件ld的第二端部ep2和光接收元件pd的第一端部ep1。

第二接触电极cne2可连接至发光元件ld的第二端部ep2和第二电极el2中的每个，并且可将发光元件ld的第二端部ep2与第二电极el2电连接和/或物理连接。此外，第二接触电极cne2可连接至光接收元件pd的第一端部ep1和第二电极el2中的每个，并且可将光接收元件pd的第一端部ep1与第二电极el2电连接和/或物理连接。

发光元件ld的第二端部ep2和光接收元件pd的第一端部ep1可通过第二接触电极cne2电连接至彼此。在本发明的实施方式中，发光元件ld和光接收元件pd可在从发光元件ld的第二端部ep2朝向光接收元件pd的第一端部ep1延伸的方向上光耦合。换言之，在第四子像素sp4/ssp中，发光元件ld和光接收元件pd可形成光耦合器。

参考图8和图15，可在包括第二接触电极cne2的衬底sub的整个表面上形成第三绝缘层ins3。第三绝缘层ins3可覆盖第二接触电极cne2使得第二接触电极cne2可不受腐蚀。

接下来，可在第三绝缘层ins3上形成光阻挡图案blp。光阻挡图案blp可具有用于暴露第三绝缘层ins3的与发光元件ld对应的部分的第一开口op1以及用于暴露第三绝缘层ins3的与光接收元件pd对应的部分的第二开口op2。

参考图8和图16，可在包括光阻挡图案blp的衬底sub的整个表面上形成保护层oc。

保护层oc可覆盖光阻挡图案blp使得光阻挡图案blp可不受腐蚀。此外，保护层oc可使由于设置在保护层oc下方的位于下方的组件而粗糙的表面平坦。此外，保护层oc可防止或减少氧气和水分从外部渗透到发光元件ld和光接收元件pd中。

图17是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。在本发明的下述实施方式中，为了避免冗余的描述，将主要描述与上述实施方式不同的部件和/或配置形式。在以下实施方式中没有特别描述的部件和/或配置与上述实施方式中相同的或基本相似的部件和/或配置对应。例如，相同的标号表示相同的组成元件，且相似的标号表示相似的组成元件。

除了显示元件层中所包括的光阻挡图案设置在保护层上之外，图17中所示的显示设备的配置可与包括图6和图8中所示的第四子像素的显示设备基本相同或相似。

参考图6、图8和图17，根据本发明的另一实施方式的显示设备可包括衬底sub、设置在衬底sub上的像素电路部分pcl以及设置在像素电路部分pcl上的显示元件层dpl。

显示元件层dpl可包括形成光耦合器的发光元件ld和光接收元件pd。在本发明的实施方式中，发光元件ld可以是发射红外光的杆状led。光接收元件pd可以是接收从发光元件ld发射的且被用户的手部或物体反射的红外光的光电二极管。

此外，显示元件层dpl还可包括设置在发光元件ld和光接收元件pd上从而覆盖发光元件ld和光接收元件pd的保护层oc。

光阻挡图案blp可设置在保护层oc上。光阻挡图案blp可具有暴露保护层oc的与发光元件ld对应的部分的第一开口op1以及暴露保护层oc的与光接收元件pd对应的部分的第二开口op2。

光阻挡图案blp可防止或基本防止从发光元件ld发射的红外光行进至除了第四子像素sp4/ssp之外的其它子像素sp1、sp2和sp3。此外，光阻挡图案blp可允许从发光元件ld发射的红外光经过(例如，仅经过)第一开口op1。当用户的手部等定位在显示设备上时，已经经过第一开口op1的红外光可被用户的手部反射并且可入射至第二开口op2。光接收元件pd接收入射至第二开口op2的红外光。光接收元件pd将所接收的红外光转换成电信号并且通过读取线rl将电信号传输至感测电路。

当保护层oc上设置有光阻挡图案blp时，可在光阻挡图案blp上设置钝化层以保护光阻挡图案blp。

图18是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。在本发明的下述实施方式中，为了避免冗余的描述，将主要描述与上述实施方式不同的部件和/或配置。在以下实施方式中没有特别描述的部件和/或配置与上述实施方式中相同的或基本相似的部件和/或配置对应。例如，相同的标号表示相同的组成元件，且相似的标号表示相似的组成元件。

除了显示元件层中所包括的保护层上还设置有光提取层之外，图18中所示的显示设备的配置可与包括图6和图8中所示的第四子像素的显示设备基本相同或相似。

参考图6、图8和图18，根据本发明的另一实施方式的显示设备可包括衬底sub、设置在衬底sub上的像素电路部分pcl以及设置在像素电路部分pcl上的显示元件层dpl。

显示元件层dpl可包括形成光耦合器的发光元件ld和光接收元件pd。在本发明的实施方式中，发光元件ld可以是发射红外光的杆状led。光接收元件pd可以是接收从发光元件ld发射的被用户的手部或物体反射的红外光的光电二极管。

此外，显示元件层dpl可包括光阻挡图案blp，该光阻挡图案blp具有暴露第三绝缘层ins3的与发光元件ld对应的部分的第一开口op1以及暴露第三绝缘层ins3的与光接收元件pd对应的部分的第二开口op2。保护层oc可设置在光阻挡图案blp上。

在本发明的实施方式中，显示元件层dpl还可包括设置在保护层oc上的光提取层lel。光提取层lel可包括与第二开口op2对应的镜头部分lsp。当已经经过第一开口op1的红外光被用户的手部反射并且入射至第二开口op2时，镜头部分lsp可聚集(或会聚)入射至第二开口op2的红外光。入射到光接收元件pd上的光的强度可通过镜头部分lsp相对地增大，并且光接收元件pd的灵敏度可提高。

镜头部分lsp可具有球形形状、半球形形状、超半球形形状、凹面形状、凸面形状、多边形形状等。然而，镜头部分lsp的形状可根据设置在光接收元件pd和镜头部分lsp之间(例如，设置在二者之间的空间中)的保护层oc和第三绝缘层ins3的折射率来进行各种适当改变。此外，镜头部分lsp的曲率可根据相距光接收元件pd的距离等适当地改变。

图19是沿着图6的线iii-iii′截取的剖视图并且示出根据本发明的另一实施方式的显示设备。在本发明的下述实施方式中，为了避免冗余的描述，将主要描述与上述实施方式不同的部件和/或配置。在以下实施方式中没有特别描述的部件和/或配置与上述实施方式中相同的或基本相似的部件和/或配置对应。例如，相同的标号表示相同的组成元件，且相似的标号表示相似的组成元件。

除了在显示元件层中发光元件的第二端部和光接收元件的第一端部连接至不同的第二接触电极之外，图19中所示的显示设备的配置可与包括图6和图8中所示的第四子像素的显示设备基本相同或相似。

参考图6、图8和图19，根据本发明的另一实施方式的显示设备可包括衬底sub、设置在衬底sub上的像素电路部分pcl以及设置在像素电路部分pcl上的显示元件层dpl。

显示元件层dpl可包括形成光耦合器的发光元件ld和光接收元件pd。在本发明的实施方式中，发光元件ld可以是发射红外光的杆状led。光接收元件pd可以是接收从发光元件ld发射的且被用户的手部或物体反射的红外光的光电二极管。

显示元件层dpl可包括在钝化层psv上彼此间隔开且以发光元件ld插置于其间的第1-1电极el1_1和第2-1电极el2_1。第1-1电极el1_1可邻近于发光元件ld的第一端部ep1设置，并且第2-1电极el2_1可邻近于发光元件ld的第二端部ep2设置。

第1-1接触电极cne1_1可设置在第1-1电极el1_1和发光元件ld的第一端部ep1上，并且第2-1接触电极cne2_1可设置在第2-1电极el2_1和发光元件ld的第二端部ep2上。第1-1接触电极cne1_1可将发光元件ld的第一端部ep1与第1-1电极el1_1电连接和/或物理连接。第2-1接触电极cne2_1可将发光元件ld的第二端部ep2与第2-1电极el2_1电连接和/或物理连接。

此外，显示元件层dpl可包括在钝化层psv上彼此间隔开且以发光元件ld插置于其间的第2-2电极el2_2和第1-2电极el1_2。第2-2电极el2_2可邻近于光接收元件pd的第一端部ep1设置，并且第1-2电极el1_2可邻近于光接收元件pd的第二端部ep2设置。

第1-2接触电极cne1_2可设置在第1-2电极el1_2和光接收元件pd的第二端部ep2上，并且第2-2接触电极cne2_2可设置在第2-2电极el2_2和光接收元件pd的第一端部ep1上。第1-2接触电极cne1_2可将光接收元件pd的第二端部ep2和第1-2电极el1_2电连接和/或物理连接。第2-2接触电极cne2_2可将光接收元件pd的第一端部ep1和第2-2电极el2_2电连接和/或物理连接。

如上所述，发光元件ld的第一端部ep1可电连接至第1-1电极el1_1，且发光元件ld的第二端部ep2可电连接至第2-1电极el2_1。光接收元件pd的第一端部ep1可电连接至第2-2电极el2_2，并且光接收元件pd的第二端部ep2可电连接至第1-2电极el1_2。

在本发明的实施方式中，第2-1电极el2_1和第2-2电极el2_2可设置在相同的平面上，诸如钝化层psv，并且可彼此间隔开某一距离(例如，预定距离)，并且可通过第三绝缘层ins3彼此电绝缘。

从发光元件ld发射的红外光的强度可受施加至第1-1电极el1_1和第2-1电极el2_1的电压控制。此外，用于读取入射到光接收元件pd上的红外光的灵敏度可受施加至第1-2电极el1_2和第2-2电极el2_2的电压控制。

因此，发光元件ld和光接收元件pd可在第四子像素sp4/ssp中被独立地驱动。

根据本发明的实施方式，光耦合器设置在子像素中并且可提高显示设备的触摸识别率。

根据本发明的实施方式的显示设备可实现为各种电子设备。例如，显示设备可应用于电视、笔记本、移动电话、智能电话、智能平板(pd)、pmp、pda、导航设备、各种可穿戴设备(诸如智能手表)等。

如上所述，已经在详细描述和附图中公开了本发明的示例性实施方式。要理解，本文使用的术语是出于描述本发明的目的，并且不应用于限制如权利要求及其等同中所阐述的本发明的范围。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种修改和等同的实施方式是可行的。因此，本发明的范围应通过在所附权利要求及其等同中阐述的技术特征确定。