特開 2022-17150 マイクロ発光ダイオードディスプレイパネル、マイクロ発光ダイオードディスプレイ装置、および指紋識別方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022017150

(43)【公開日】2022-01-25

(54)【発明の名称】マイクロ発光ダイオードディスプレイパネル、マイクロ発光ダイオードディスプレイ装置、および指紋識別方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/12 20060101AFI20220118BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20220118BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20220118BHJP

   G06F 3/042 20060101ALI20220118BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

H01L31/12 E

H01L33/48

G06F3/041 412

G06F3/042 472

G06T1/00 400G

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020183513

(22)【出願日】2020-11-02

(31)【優先権主張番号】16/926,902

(32)【優先日】2020-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】507296388

【氏名又は名称】采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１２，Ｄｕｓｉｎｇ Ｒｄ．１， Ｈｓｉｎｃｈｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ，Ｈｓｉｎ－Ｃｈｕ Ｃｉｔｙ，Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100105946

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 富彦

(72)【発明者】

【氏名】謝 錦全

(72)【発明者】

【氏名】毛 新惟

【テーマコード（参考）】

5B047

5F142

5F889

【Ｆターム（参考）】

5B047AA25

5B047AA27

5B047BB01

5B047BC01

5B047BC04

5B047BC12

5B047CB22

5F142BA32

5F142CB23

5F142CD02

5F142CG32

5F142DB02

5F142DB18

5F142DB22

5F142DB24

5F142GA01

5F889AA10

5F889AB01

5F889AC16

5F889CA06

5F889FA06

5F889FA10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】指紋検出機能付きマイクロＬＥＤディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】マイクロＬＥＤディスプレイ装置は、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０、読み出し回路、およびコントローラを含む。マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０は、基板４０、および基板上に配置された駆動層４１を含む。駆動層は、マイクロＬＥＤ、およびフォトセンサを含む。マイクロＬＥＤがユーザの指に光を放射したとき、フォトセンサが感知信号を生成する。コントローラは、出力信号に従って指紋判定動作を実行して、指の指紋を検出する。
【選択図】図４Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板、および
前記基板上に配置された駆動層を含み、
前記駆動層は、
マイクロＬＥＤ、および
フォトセンサを含み、
前記マイクロＬＥＤがユーザの指に光を放射したとき、前記フォトセンサが感知信号を生成するマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項2】

前記駆動層上に配置されたカバーガラス、および
前記カバーガラスと前記駆動層との間に配置され、前記フォトセンサの上に配置された導光板を含む導光層をさらに含む請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項3】

前記マイクロＬＥＤは、第１の半導体層上に形成される発光層を含み、
前記フォトセンサは、第２の半導体層に形成され、
前記第２の半導体層は、前記第１の半導体層の上に形成され、
前記マイクロＬＥＤは、表示信号を受信し、前記表示信号に従って発光するように構成される請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項4】

前記マイクロＬＥＤは、第１の半導体層上に形成される発光層を含み、
前記フォトセンサは、金属層、ゲート絶縁層、活性層、および電極層を含み、
前記マイクロＬＥＤは、表示信号を受信し、前記表示信号に従って発光するように構成される請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項5】

前記マイクロＬＥＤは、第１の半導体層上に形成される発光層を含み、
前記フォトセンサは第2の半導体層に形成され、
前記マイクロＬＥＤは、表示信号を受信し、前記表示信号に従って発光するように構成される請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項6】

前記駆動層は、
表示信号を前記マイクロＬＥＤに送信するように構成され、金属層、ゲート絶縁層、活性層、第１の電極層を含み、前記マイクロＬＥＤは前記第1の電極層上に形成される、第1のトランジスタ、
前記マイクロＬＥＤと第1のスイッチの上に形成された透明フィルム、および
前記透明フィルム上に形成され、且つ前記フォトセンサに結合され、金属層、ゲート絶縁層、活性層、第２の電極層を含む第２のトランジスタをさらに含み、
前記フォトセンサは前記第２の電極層上に形成される請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項7】

前記駆動層は、
表示信号を前記マイクロＬＥＤに送信するように構成され、金属層、ゲート絶縁層、活性層、第１の電極層を含み、前記マイクロＬＥＤは前記第1の電極層上に形成される、第1のトランジスタ、および
前記フォトセンサに結合され、前記金属層、前記ゲート絶縁層、前記活性層、前記第１の電極層を含む第２のトランジスタをさらに含み、
前記フォトセンサは前記第１の電極層上に形成される請求項１に記載のマイクロＬＥＤディスプレイパネル。

【請求項8】

マイクロＬＥＤディスプレイ装置であって、
複数の第１の駆動信号を提供するように構成された第１のゲートドライバ、
複数の表示信号を提供するように構成されたソースドライバ、
複数の第２の駆動信号を提供するように構成された第２のゲートドライバ、および
前記複数の第１の駆動信号、前記複数の表示信号、および前記複数の第２の駆動信号によって制御されたマイクロＬＥＤディスプレイパネルを含み、前記マイクロＬＥＤディスプレイパネルは、
基板、および
前記基板上に配置され、複数のセルを含む駆動層を含み、
各セルは、前記複数の第１の駆動信号の１つ、前記複数の表示信号の１つ、および前記複数の第２の駆動信号の１つを受信し、各セルは、
マイクロＬＥＤ、および
光を検出し、前記検出した光に従って感知信号を生成するように構成されたフォトセンサ、
前記マイクロＬＥＤディスプレイパネルに結合され、前記感知信号に従って出力信号を生成するように構成された読み出し回路、および
前記第１のゲートドライバ、前記ソースドライバ、および前記第２のゲートドライバを制御し、且つ前記出力信号に従って指紋判定動作を実行するように構成されたコントローラを含み、
前記マイクロＬＥＤの少なくとも１つがユーザの指に光を放射したとき、前記フォトセンサの少なくとも１つは、前記指からの反射光に従って前記対応する感知信号を生成し、前記コントローラは、前記出力信号に従って指紋判定動作を実行して、前記指の指紋を検出するマイクロＬＥＤディスプレイ装置。

【請求項9】

マイクロＬＥＤパネルは複数のセルを含み、各セルはマイクロＬＥＤを含むマイクロＬＥＤパネル用の指紋識別方法であって、
指が前記マイクロＬＥＤディスプレイパネルの領域に接近したときに応じて、前記マイクロＬＥＤディスプレイパネル上の前記指の位置を取得するステップ、
前記マイクロＬＥＤディスプレイパネルの前記領域にある前記セルのマイクロＬＥＤを駆動して発光させるステップ、
前記マイクロＬＥＤによって放射された光に応じて前記指の指紋を取得するステップ、および
前記取得した指紋が所定のパターンと一致するか否かを判定するステップを含む指紋識別方法。

【請求項10】

前記取得した指紋が前記所定のパターンに一致することに応じて、特定の機能を実行するステップをさらに含む請求項９に記載の指紋識別方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ装置に関するものであり、特に、指紋検出機能付きマイクロＬＥＤディスプレイ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

携帯用電子機器および電子取引の開発に伴い、個人識別および個人情報セキュリティがますます重要になっている。人間の指紋の一意性と不変性により、指紋識別技術は優れた安全性と高い信頼性を提供する。指紋識別機能付きの従来の電子機器には、指紋検出用の特定のパネルがある。特定のパネルの配置は、電子機器の大きさを増加させる。また、特定のパネルは入力インターフェースとして機能できない。指紋識別機能を備えた他のいくつかの従来の電子装置では、光電子感知パネルがディスプレイパネル上に配置される。しかしながら、ディスプレイパネルから放射された光は、光電子感知パネルによって遮断される可能性があり、その結果、ディスプレイパネルの輝度が低くなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

指紋検出機能付きマイクロＬＥＤディスプレイ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイパネルの例示的な実施形態が提供される。マイクロＬＥＤディスプレイパネルは、基板および駆動層を含む。駆動層は、基板上に配置される。駆動層は、マイクロＬＥＤとフォトセンサを含む。マイクロＬＥＤがユーザの指に光を放射したとき、フォトセンサが感知信号を生成する。

【0005】

マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ装置の例示的な実施形態が提供される。マイクロＬＥＤディスプレイ装置は、第１のゲートドライバ、ソースドライバ、第２のゲートドライバ、マイクロＬＥＤディスプレイパネル、読み出し回路、およびコントローラを含む。第１のゲートドライバは、複数の第１の駆動信号を提供するように構成される。ソースドライバは、複数の表示信号を提供するように構成される。 第２のゲートドライバは、複数の第２の駆動信号を提供するように構成される。マイクロＬＥＤディスプレイパネルは、複数の第１の駆動信号、複数の表示信号、および複数の第２の駆動信号によって制御される。マイクロＬＥＤディスプレイパネルは、基板および駆動層を含む。 駆動層は、基板上に配置される。駆動層は複数のセルを含む。 各セルは、複数の第１の駆動信号の１つ、複数の表示信号の１つ、および複数の第２の駆動信号の１つを受信する。各セルは、マイクロＬＥＤおよびフォトセンサを含む。フォトセンサは、光を検出し、検出した光に従って感知信号を生成するように構成される。読み出し回路は、マイクロＬＥＤディスプレイパネルに結合され、感知信号に従って出力信号を生成するように構成される。コントローラは、第１のゲートドライバ、ソースドライバ、および第２のゲートドライバを制御し、且つ出力信号に従って指紋判定動作を実行するように構成される。マイクロＬＥＤの少なくとも１つがユーザの指に光を放射したとき、フォトセンサの少なくとも１つは、指からの反射光に従って対応する感知信号を生成し、且つコントローラは、出力信号に従って指紋判定動作を実行して、指の指紋を検出する。

【0006】

マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）パネル用の指紋識別方法の例示的な実施形態が提供される。マイクロＬＥＤパネルは複数のセルを含み、各セルはマイクロＬＥＤを含む。指紋識別方法は、指がマイクロＬＥＤディスプレイパネルの領域に接近したときに応じて、マイクロＬＥＤディスプレイパネル上の指の位置を取得するステップ、マイクロＬＥＤディスプレイパネルの領域にあるセルのマイクロＬＥＤを駆動して発光させるステップ、マイクロＬＥＤによって放射された光に応じて指の指紋を取得するステップ、および取得した指紋が所定のパターンと一致するか否かを判定するステップを含む。

【0007】

詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本発明は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明及び例を読むことで、より完全に理解することができる。

【図1】図１は、マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ装置の例示的な実施形態を示している。

【図2】図２は、セルの回路構造の１つの例示的な実施形態を示している。

【図3】図３は、セルの回路構造のもう１つの例示的な実施形態を示している。

【図4A】図４Ａは、マイクロＬＥＤディスプレイパネルの例示的な実施形態の断面図を示している。

【図4B】図４Ｂは、例示的な実施形態による、導光層上の導光板を示す概略図である。

【図5】図５は、マイクロＬＥＤパネルの駆動層の１つの例示的な実施形態の断面図を示している。

【図6】図６は、マイクロＬＥＤパネルの駆動層のもう１つの例示的な実施形態の断面図を示している。

【図7】図７は、マイクロＬＥＤパネルの駆動層のもう1つの例示的な実施形態の断面図を示している。

【図8】図８は、指紋識別方法の例示的な実施形態のフローチャートを示している。

【発明を実施するための形態】

【0009】

上述の説明では、本発明を実施するベストモードを開示している。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のものであり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参考にして決定される。

【0010】

図１は、マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ装置の例示的な実施形態を示している。図１に示されるように、マイクロＬＥＤディスプレイ装置１は、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０、コントローラ１１、ゲートドライバ１２と１３、ソースドライバ１４、および読み出し回路１５を含む。マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０は、行および列上に配置されてアレイを形成する複数のセル１００を含む。各セル１００は、マイクロＬＥＤ（図２に示されるマイクロＬＥＤ２２または図３に示されるマイクロＬＥＤ３２など）およびフォトセンサ（図２に示されるフォトセンサ２３または図３に示されるフォトセンサ３３など）を含む。ソースドライバ１４は、複数のデータ線ＤＬを介して表示信号Ｓ１４をそれぞれ提供し、同じ列のセルは同じデータ線ＤＬに結合される。ゲートドライバ１３は、複数のワード線ＷＬを介してマイクロＬＥＤディスプレイパネル１０に駆動信号Ｓ１３をそれぞれ提供し、同じ行のセルは同じワード線ＷＬに結合される。読み出し回路１５は複数のビット線ＢＬを介してマイクロＬＥＤディスプレイパネル１０に結合され、同じ列のセルは同じビット線に結合される。コントローラ１１は、アドレス信号ＡＤＤ１０に従ってゲートドライバ１２およびソースドライバ１４を制御して、駆動信号Ｓ１２のタイミングおよび表示信号Ｓ１４のタイミングを決定する。コントローラ１１は、アドレス信号ＡＤＤ１１に従ってゲートドライバ１３を制御して、駆動信号Ｓ１３のタイミングも決定する。読み出し回路１５は、ビット線ＢＬを介してセル１００によって生成された感知信号Ｓ１００を受信し、受信した感知信号Ｓ１００に従って出力信号Ｓ１５を生成する。１つの感知信号は、対応するセルによって感知された光のレベルを示す。読み出し回路１５は、出力信号Ｓ１５をコントローラ１１に送信する。コントローラ１１は、出力信号Ｓ１５に従って、指紋判定動作またはタッチ判定動作を実行することができる。

【0011】

図２は、セルの回路構造の１つの例示的な実施形態を示している。実施形態によれば、図１のセル１００のそれぞれは、 図２に示されたセル１００Ａの回路構造を有する。図２に示すように、セル１００Ａは、スイッチ２０と２１、マイクロＬＥＤ２２、およびフォトセンサ２３を含む。実施形態では、フォトセンサ２３は、フォトダイオード２３０により実現される。スイッチ２０は、トランジスタ２００を含む。トランジスタ２００のゲート電極は、対応するスキャン線ＳＬに結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、対応するデータ線ＤＬに結合され、且つその出力端子（ドレインまたはソース）は、マイクロＬＥＤ２２のアノードに結合される。マイクロＬＥＤ２２のカソードは、接地ＧＮＤに結合される。スイッチ２１は、トランジスタ２１０を含む。トランジスタ２１０のゲート電極は、対応するワード線ＷＬに結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、フォトダイオード２３０のカソードに結合され、且つその出力電極（ドレインまたはソース）は、対応するビット線ＢＬに結合される。

【0012】

図３は、セルの回路構造のもう1つの例示的な実施形態を示している。実施形態によれば、図１のセル１００のそれぞれは、 図３に示されたセル１００Ｂの回路構造を有する。図３に示すように、セル１００Ｂは、スイッチ３０と３１、マイクロＬＥＤ３２、およびフォトセンサ３３を含む。実施形態では、フォトセンサ３３は、フォトダイオード３３０により実現される。スイッチ３０は、トランジスタ３００と３０１を含む。トランジスタ３００のゲート電極は、対応するスキャン線ＳＬに結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、対応するデータ線ＤＬに結合され、且つその出力端子（ドレインまたはソース）は、ノードＮ３０に結合される。トランジスタ３０１のゲート電極はノードＮ３０に結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、ノードＮ３０および供給電力Ｖｄｄに結合され、且つその出力端子（ドレインまたはソース）は、マイクロＬＥＤ３２のアノードに結合される。マイクロＬＥＤ３２のカソードは、接地ＧＮＤに結合される。スイッチ３１は、トランジスタ３１０～３１２を含む。トランジスタ３１０のゲート電極は、リセット信号ＲＳＴを受信し、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、リセット電圧Ｖｒｓｔを受け、且つその出力電極（ドレインまたはソース）は、フローティングノードＮ３１でフォトダイオード３３０のカソードに結合される。フォトダイオード３３０のアノードは接地ＧＮＤに結合される。トランジスタ３１１のゲート電極は、フローティングノードＮ３１に結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は供給電力Ｖｄｄに結合され、その出力電極（ドレインまたはソース）はノードＮ３２に結合される。トランジスタ３１２のゲート電極は、対応するワード線ＷＬに結合され、その入力電極（ソースまたはドレイン）は、ノードＮ３２に結合され、且つその出力電極（ドレインまたはソース）は、対応するビット線ＢＬに結合される。

【0013】

上述の実施形態によれば、セルのマイクロＬＥＤ２２／３２がユーザの指に光を放射したとき、セルのフォトセンサ２３／３３は、指からの反射光を感知し、対応する感知信号Ｓ１００は、反射光に従って、フォトセンサ２３／３３およびスイッチ２１／３１の動作を介して生成される。従って、いくつかのセルが指に光を放射したとき、指からの各反射光に応じてこれらのセルが生成した感知信号Ｓ１００は、指の指紋を示すことができる。読み出し回路１５は、セルからの感知信号Ｓ１００に従って出力信号Ｓ１５を生成し、コントローラ１１は、出力信号Ｓ１５に従って指紋判定動作を実行して、指の指紋を判定し、指紋を識別する。

【0014】

図４Ａは、図１に示された断面線Ａ－Ａに沿ったマイクロＬＥＤディスプレイパネル１０の例示的な実施形態の断面図を示している。図４Ａに示されるように、ＬＥＤディスプレイパネル１０は、基板４０、駆動層４１、導光層４２、およびカバーガラス４３を含む。基板４０は、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０用に提供される。駆動層４１は、基板４０上に形成される。図２の実施形態では、各セル１００のスイッチ２０と２１、マイクロＬＥＤ２２、およびフォトセンサ２３は、駆動層４１に形成される。図３の実施形態では、各セル１００のスイッチ３０と３１、マイクロＬＥＤ３２、およびフォトセンサ３３は、駆動層４１に形成される。導光層４２は、駆動層４１上に形成される。導光層４２は、複数の導光板を含み、各導光板は、１つのセルのフォトセンサと重なる。カバーガラス４３は、導光層４２上に形成される。マイクロＬＥＤディスプレイ装置１が動作するとき、ユーザのタッチペンまたは指がカバーガラス４３の外側にタッチまたは接触し、タッチ判定動作または指紋判定動作をすることができる。

【0015】

図５は、マイクロＬＥＤパネル１０の駆動層４１の１つの例示的な実施形態の断面図を示している。駆動層４１を説明するために、図５は基板４０および導光層４２も示す。また、図５は、１つのセル１００の駆動層４１の断面図のみを示している。その他のセルの断面図は、図５に示された断面図と同じである。図５に示すように、金属層５０は、基板４０上に形成される。本実施形態では、基板４０は、領域４００～４０３に分割される。ゲート絶縁層５１は、基板４０上に形成される。ゲート絶縁層５１の部分５１Ａは、金属層５０を覆う。活性層５２は、ゲート絶縁層５１の部分５１Ａの上に形成される。電極層５３は、基板４０と接触したゲート絶縁層５１の一部の上、且つさらに活性層５２上に形成される。電極層５３は、基板４０の領域４０１と４０２にそれぞれ対応する２つの部分５３Ａと５３Ｂを含む。図５に示すように、電極層５３の部分５３Ａは、活性層５２を覆う。絶縁層５４は、電極層５３の部分５３Ａの上に形成される。半導体層５５は、電極層５３の部分５３Ｂの上に形成される。次いで、平坦化層５６は、基板４０上に形成され、電極層５３の部分５３Ｂ、絶縁層５４、および半導体層５５を覆う。

【0016】

図５に示すように、透明膜５７は、平坦化層５６の平面側に形成される。本実施形態では、透明膜５７は、領域５７０～５７２に分割される。金属層５８は、透明膜５７上に形成される。ゲート絶縁層５９は、透明膜５７上に形成される。ゲート絶縁層５９の部分５９Ａは、金属層５８を覆う。活性層６０は、ゲート絶縁層５９の部分５９Ａの上に形成される。電極層６１は、平坦化層５６と接触したゲート絶縁層５９の一部の上、且つさらに活性層６０上に形成される。電極層６１は、透明層５７の領域５７０と５７１にそれぞれ対応する２つの部分６１Ａと６１Ｂを含む。図５に示すように、電極層６１の部分６１Ａは、活性層６０を覆う。絶縁層６２は、電極層６１の部分６１Ａの上に形成される。半導体層６３は、電極層６１の部分６１Ｂの上に形成される。次いで、平坦化層６４は、平坦化層５６上に形成され、電極層６１、絶縁層６２、および半導体層６３を覆う。導光層４２の導光板４２０は、半導体層６３と重なる。

【0017】

図２の実施形態では、マイクロＬＥＤ２２は、半導体層５５上に形成された発光層５５０を含み、金属層５０、活性層５２、および電極層５３の部分５３Ａは、マイクロＬＥＤ２２に結合されたスイッチ２０のトランジスタ２００を形成する。半導体層６３は、フォトセンサ２３のフォトダイオード２３０を含む。金属層５８、活性層６０、および電極層６１の部分６１Ａは、スイッチ２１のトランジスタ２１０を形成する。図５に示すように、導光板４２０と各セルの半導体層６３との間の配置に従って、マイクロＬＥＤパネル１０に入射する光は、導光板４２０を介してフォトダイオード２３０に導かれることができる。

【0018】

図６は、マイクロＬＥＤパネル１０の駆動層４１のもう１つの例示的な実施形態の断面図を示している。駆動層４１を説明するために、図６は基板４０およびカバーガラス４２も示している。また、図６は、１つのセル１００の駆動層４１の断面図のみを示している。その他のセルの断面図は、図６に示された断面図と同じである。この実施形態では、基板４０は、４つの部分４０Ａ～４０Ｄに分割される。図６に示されるように、金属層６５は、基板４０の上に形成される。金属層６５は、基板４０の領域４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃにそれぞれ対応する３つの部分６５Ａ、６５Ｂ、および６５Ｃを含む。ゲート絶縁層６６は、基板４０上に形成される。ゲート絶縁層６６は、基板４０の領域４０Ａ、４０Ｂ、および４０Ｃにそれぞれ対応する部分６６Ａ、６６Ｂ、および６６Ｃを含むいくつかの部分を含む。ゲート絶縁層６６の部分６６Ａは、金属層６５の部分６５Ａを覆う。ゲート絶縁層６６の部分６６Ｂは、金属層６５の部分６５Ｂを覆う。ゲート絶縁層６６の部分６６Ｃは、金属層６５の部分６５Ｃを覆う。活性層６７は、ゲート絶縁層６６上に形成される。具体的には、活性層６７の部分６７Ａは、ゲート絶縁層６６の部分６６Ａの上に形成され、活性層６７の部分６７Ｂは、ゲート絶縁層６６の部分６６Ｂの上に形成され、且つ活性層６７の部分６７Ｃは、ゲート絶縁層６６の部分６６Ｃの上に形成される。電極層６８は、基板４０と接触したゲート絶縁層６６の一部の上、且つさらに活性層６７上に形成される。図６に示すように、電極層６８の部分６８Ａは、活性層６７の部分６７Ａを覆い、電極層６８の部分６８Ｂは、活性層６７の部分６７Ｂを覆い、且つ電極層６８の部分６８Ｃは、活性層６７の部分６７Ｃを覆う。絶縁層６９は、電極層６８の部分６８Ａ、６８Ｂ、および６８Ｃの上に形成される。半導体層７０は、電極層６８の部分６８Ｄに形成される。平坦化層７１は、基板４０上に形成され、且つ電極層６８の部分６８Ｄ、絶縁層６９、および半導体層７０を覆う。

【0019】

電極層６８の部分６８Ａは、互いに分離された２つのセクション（ｓｅｃｔｉｏｎ）６８ＡＬと６８ＡＲに分割される。電極層６８の部分６８Ｂは、互いに分離されたセクション６８ＢＬと６８ＢＲに分割される。電極層６８の部分６８Ｃは、互いに分離された２つのセクション６８ＣＬと６８ＣＲに分割される。セクション６８ＢＬはセクション６８ＡＲと接続される。 セクション６８ＣＬはセクション６８ＢＲと接続される。セクション６８ＣＲは、電極層６８のセクション６８Ｄと接続される。

【0020】

図３の実施形態では、マイクロＬＥＤ３２は、半導体層７０上に形成された発光層７００を含み、金属層６５の部分６５Ｃ、活性層６７の部分６７Ｃ、および電極層６８の部分６８Ｃは、マイクロＬＥＤ３２に結合されたスイッチ３０のトランジスタ３０１を形成する。金属層６５の部分６５Ａ、ゲート絶縁層６６の部分６６Ａ、活性層６７の部分６７Ａ、および電極層６８の部分６８Ａは、金属層６５の部分６５Ａを電極６８の部分６８Ａのセクション６８ＡＬと金属線で接続することにより、フォトセンサ３０のフォトダイオード３３０を形成する。金属層６５の部分６５Ｂ、活性層６７の部分６７Ｂ、および電極層６８の部分６８Ｂは、スイッチ３１のトランジスタ３１１を形成する。図６に示すように、各セルの導光板４２０の配置に従って、マイクロＬＥＤパネル１０に入射した光は、導光板４２０を介してフォトダイオード３３０に導かれることができる。

【0021】

図７は、マイクロＬＥＤパネル１０の駆動層４１のもう1つの例示的な実施形態の断面図を示している。駆動層４１を説明するために、図７は、基板４０およびカバーガラス４２も示している。また、図７は、１つのセル１００の駆動層４１の断面図のみを示している。他のセルの断面図は、図７に示される断面図と同じである。この実施形態では、基板４０は、４つの部分４０Ａ～４０Ｄに分割される。図７に示されるように、金属層７２は、基板４０の上に形成される。金属層７２は、基板４０の領域４０Ｂおよび４０Ｃにそれぞれ対応する２つの部分７２Ａおよび７２Ｂを含む。ゲート絶縁層７３は、基板４０上に形成される。ゲート絶縁層７３は、基板４０の領域４０Ｂおよび４０Ｃにそれぞれ対応する部分７３Ａおよび７３Ｂを含むいくつかの部分を含む。ゲート絶縁層７３の部分７３Ａは、金属層７２の部分７２Ａを覆う。ゲート絶縁層７３の部分７３Ｂは、金属層７２の部分７２Ｂを覆う。活性層７４は、ゲート絶縁層７３上に形成される。具体的には、活性層７４の部分７４Ａは、ゲート絶縁層７３の部分７３Ａの上に形成され、且つ活性層７４の部分７４Ｂは、ゲート絶縁層７３の部分７３Ｂの上に形成される。電極層７５は、基板４０と接触したゲート絶縁層７３の一部の上、且つさらに活性層７４上に形成される。図７に示すように、電極層７５の部分７５Ｂは、活性層７４の部分７４Ａを覆い、且つ電極層７５の部分７５Ｂは、活性層７４の部分７４Ｂを覆う。絶縁層７６は、電極層７５の部分７５Ｂおよび７５Ｃの上に形成される。半導体層７７は、電極層７５の部分７５Ａに形成される。半導体層７８は、電極層７５の部分７５Ｄに形成される。平坦化層７９は、基板４０上に形成され、且つ電極層７５の部分７５Ａと７５Ｄ、絶縁層７６、および半導体層７７と７８を覆う。

【0022】

電極層７５の部分７５Ｂは、互いに分離された２つのセクション７５ＢＬと７５ＢＲに分割される。電極層７５の部分７５Ｃは、互いに分離されたセクション７５ＣＢＬと７５ＣＢＲに分割される。セクション７５ＢＬは、電極層７５の部分７５Ａと接続される。セクション７５ＣＬは、セクション７５ＢＲと接続される。セクション７５ＣＲは、電極層７５の部分７５Ｄと接続される。

【0023】

図３の実施形態では、マイクロＬＥＤ３２は、半導体層７８上に形成された発光層７８０を含み、金属層７２の部分７２Ｂ、活性層７４の部分７４Ｂ、および電極層７５の部分７５Ｃは、マイクロＬＥＤ３２に結合されたスイッチ３０のトランジスタ３０１を形成する。半導体層７７は、フォトダイオード３３０を含む。金属層７２の部分７２Ａ、活性層７４の部分７４Ａ、および電極層７５の部分７５Ｂは、スイッチ３１のトランジスタ３１１を形成する。図７に示すように、各セルの導光板４２０の配置に従って、マイクロＬＥＤパネル１０に入射した光は、導光板４２０を介してフォトダイオード３３０に導かれることができる。

【0024】

上述の実施形態によれば、マイクロＬＥＤ、マイクロＬＥＤ用のスイッチ、フォトセンサ、およびフォトセンサ用のスイッチは、同じ基板上に形成される。言い換えれば、本実施形態で提供されるマイクロＬＥＤパネル１０は、同一基板４０上に形成されたマイクロＬＥＤ、マイクロＬＥＤ用のスイッチ、フォトセンサ、およびフォトセンサ用のスイッチを含む。マイクロＬＥＤのサイズが小さいため、マイクロＬＥＤパネル１０は、タッチ入力イベントを検出するためのタッチパネルとしてだけでなく、指紋を検出するための識別パネルとしても機能することができる。また、マイクロＬＥＤパネル１０は、ゲートドライバ１４および読み出し回路１５の動作により、マルチフィンガー識別を提供する。

【0025】

上述の実施形態では、図４Ｂに示されるように、導光層４２内に形成された導光板４２０がある。導光板の位置を明確に示すために、図４Ｂはセル１００Ａ／１００Ｂのフォトセンサ２３／３３およびカバーガラス４３も示し、５つのフォトセンサ２３／３３および５つの導光板４２０が説明用に示される。図４Ｂでは、フォトセンサは、図５の半導体層６３に形成された図２のフォトダイオード２３０、図６の領域４０Ａに形成された図３のフォトダイオード３３０、または図７の半導体層７７に形成された図３のフォトダイオード３３０を含むことができる。図４Ｂおよび図５～図７に示すように、導光板４２０は、フォトダイオード２３０、３３０上にそれぞれ配置される。言い換えれば、各導光板４２０は、１つのフォトダイオード２３０、３３０上に配置され、これにより、導光板４２０は、マイクロＬＥＤパネル１０に入射する光４４を対応するフォトダイオード２３０、３３０に導くことができる。例えば、マイクロＬＥＤ２２／３２がユーザの指４５に光４４Ａを放射したとき、指４５からの反射光４４Ｂは、対応する導光板４２０を介してフォトダイオード４１０に導かれる。

【0026】

図８は、指紋識別方法の例示的な実施形態のフローチャートを示している。指紋認証方法は、図２に示される回路構成を有するセルを用いて説明される。図８に示すように、マイクロＬＥＤディスプレイ装置１が用いられる電子機器が待機モードのとき、全てのセルのマイクロＬＥＤ２２は発光せず、フォトセンサ２３はマイクロＬＥＤディスプレイ装置１の周囲光を検出し、検出された周囲光に応じて、対応する感知信号Ｓ１００を生成するように動作する（ステップＳ８０）。待機モードでは、ユーザの指がマイクロＬＥＤディスプレイパネル１０に接近したとき、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０の指に近い領域でフォトセンサによって検出される光は少なくなる。従って、コントローラ１１は、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０上の指の位置を取得するために、感知信号Ｓ１００から導出された出力信号Ｓ１５に従って、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０のどの領域がより少ない光によって放射されたかを判定することができる（ステップＳ８１）。指の位置を取得した後、コントローラ１１は、ゲートドライバ１２およびソースドライバ１４を制御して、マイクロＬＥＤディスプレイパネル１０の所定の領域のマイクロＬＥＤ２２を駆動して発光させる（ステップＳ８２）。指からの反射光はフォトセンサ２３の少なくとも１つに送られ、出力信号Ｓ１５は反射光に応じて生成される。そして、コントローラ１１は、読み出し回路１５からの出力信号Ｓ１５に従って、指の指紋を取得する（ステップＳ８３）。言い換えれば、コントローラ１１は、マイクロＬＥＤ２２によって放射された光に応じて指の指紋を取得する。また、コントローラ１１は、出力信号Ｓ１５に従って指紋判定動作を実行し、取得した指紋が所定のパターンと一致するか否かを判定することにより、ユーザを特定する（ステップＳ８４）。検出された指紋が所定のパターンと一致するとコントローラ１１が判定した場合、識別は成功し、且つコントローラ１１は特定の機能を実行し、例えば、コントローラ１１は、電子機器のウェイクアップ動作を有効、および／または電子機器の特定のアプリケーションを有効にする（ステップＳ８５）。検出された指紋が所定のパターンと一致しないとコントローラ１１が判定した場合、識別は成功せず、方法はステップＳ８２に戻る。本実施形態では、電子機器は、携帯電話、ラップトップ、タブレット、デジタルカメラ、または識別機能を有する任意の電子機器であることができる。ステップＳ８０で検出された周囲光は、通常のタッチ判定動作中に生成される出力信号Ｓ１５のベースラインとなるため、タッチ判定がマイクロＬＥＤディスプレイ装置１の周囲光の影響を受けないことができ、よってタッチ判定の精度を高める。

【0027】

本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の特許請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。

【符号の説明】

【0028】

１ マイクロ発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ装置
１０ マイクロＬＥＤディスプレイパネル
１１ コントローラ
１２、１３ ゲートドライバ
１４ ソースドライバ
１５ 読み出し回路
２０、２１ スイッチ
２２ マイクロＬＥＤ
２３ フォトセンサ
３０、３１ スイッチ
３２ マイクロＬＥＤ
３３ フォトセンサ
４０ 基板
４０Ａ～４０Ｄ 基板の４つの部分
４１ 駆動層
４２ 導光層
４３ カバーガラス
４４Ａ 光
４４Ｂ 反射光
４５ 指
５０ 金属層
５１ ゲート絶縁層
５１Ａ ゲート絶縁層の部分
５２ 活性層
５３ 電極層
５３Ａ、５３Ｂ 電極層５３の２つの部分
５４ 絶縁層
５５ 半導体層
５６ 平坦化層
５７ 透明膜
５８ 金属層
５９ ゲート絶縁層
５９Ａ ゲート絶縁層５９の部分
６０ 活性層
６１ 電極層
６１Ａ、６１Ｂ 電極層６１の２つの部分
６２ 絶縁層
６３ 半導体層
６４ 平坦化層
６５ 金属層
６５Ａ～６５Ｃ 金属層６５の３つの部分
６６ ゲート絶縁層
６６Ａ～６６Ｃ ゲート絶縁層の３つの部分
６７ 活性層
６７Ａ～６７Ｃ 活性層６７の３つの部分
６８ 電極層
６８Ａ～６８Ｄ 電極層６８の４つの部分
６８ＡＬ、６８ＡＲ 部分６８Ａの２つのセクション
６８ＢＬ、６８ＢＲ 部分６８Ｂの２つのセクション
６８ＣＬ、６８ＣＲ 部分６８Ｃの２つのセクション
６９ 絶縁層
７０ 半導体層
７１ 平坦化層
７２ 金属層
７２Ａ、７２Ｂ 金属層７２の２つの部分
７３ ゲート絶縁層
７３Ａ、７３Ｂ ゲート絶縁層７３の２つの部分
７４ 活性層
７４Ａ、７４Ｂ 活性層７４の２つの部分
７５ 電極層
７５Ａ～７５Ｄ 電極層７５の４つの部分
７５ＢＬ、７５ＢＲ 部分７５Ｂの２つのセクション
７５ＣＬ、７５ＣＲ 部分７５Ｃの２つのセクション
７６ 絶縁層
７７、７８ 半導体層
７９ 平坦化層
１００、１００Ａ、１００Ｂ 画素ユニット
２００、２１０ トランジスタ
２３０ フォトダイオード
３００、３０１ トランジスタ
３１０～３１２ トランジスタ
３３０ フォトダイオード
４００～４０３ 基板４０の３つの領域
４２０ 導光板
５５０ 発光層
５７０～５７２ 透明膜５７の３つの領域
７００、７８０ 発光層
ＡＤＤ１０、ＡＤＤ１１ アドレス信号
ＢＬ ビット線
ＤＬ データ線
ＧＮＤ 接地
Ｎ３０ ノード
Ｎ３１ フローティングノード
Ｎ３２ ノード
ＲＳＴ リセット信号
Ｓ１２ 駆動信号
Ｓ１３ 駆動信号
Ｓ１４ 表示信号
Ｓ１５ 出力信号
Ｓ１００ 感知信号
ＳＬ スキャン線
Ｖｄｄ 供給電力
Ｖｒｓｔ リセット電圧
ＷＬ ワード線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】