带有光学扫描仪的显示器中的串扰减少制造技术

提供了一种有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器(100)，包括基板(110)、在该基板上彼此分开布置的薄膜发射器LED类型的多个像素(120)、被布置在诸像素之间的多个薄膜光电检测器(130)、覆盖诸像素和光电检测器的封装层(140)、被设置在封装层上并且包括各自居中在多个光电检测器中的相应一个光电检测器上的多个孔口(152)的可见光吸收材料的一个或多个隔膜(150)、以及对可见光透明且被设置在封装层和一个或多个隔膜上的至少一个覆盖层(160)。还提供了这样的显示器的操作和制造方法。

【技术实现步骤摘要】
带有光学扫描仪的显示器中的串扰减少
本公开涉及显示器和光学扫描仪的领域。更具体而言，本公开涉及这种光学扫描仪在有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器内的集成。
技术介绍
通过在显示器中的各像素之间集成光学检测器(诸如光电二极管)，可以将显示器修改为既用作图像显示设备又用作光学扫描仪。已经针对LCD显示器和AMOLED显示器两者做出了尝试。通过允许由显示器的像素发射的光对被放置在显示器上的对象(诸如举例而言，用户的手指)的反射，并且通过使用光学检测器检测反射光，对象的图像可以被生成。对所生成的图像的进一步分析可以例如允许显示器用作指纹传感器，并允许例如通过用户简单地将一个或多个手指放在显示器上来解锁电话。为了保护显示器免受刮擦或其他物理作用力，对显示器而言可能需要包括至少一个外部保护层(诸如保护性玻璃层)。被用于例如触摸感测或偏振的其他层也可能被需要，并且这些附加层的组合的厚度可能对作为光学扫描仪的显示器的性能产生负面影响。另外，光检测器的集成可能需要改变现有的显示器制造方法，从而导致增加的复杂度和增加的成本两者。基于上述内容，因此需要一种将光学扫描仪集成在显示器内的改进方式。
技术实现思路
为了至少部分地满足上述需求，本公开寻求提供如独立权利要求中所定义的改进的显示器、改进的操作显示器的方法以及改进的制造显示器的方法。在从属权利要求中定义了显示器和方法的进一步的实施例。根据本公开的第一方面，提供了一种显示器。显示器可包括基板。显示器可以包括在基板上彼此分开布置的多个像素。显示器可以是有源矩阵薄膜发射器LED(发光二极管)类型，并且像素可以是对应的类型。显示器/像素的示例可以包括：例如在有源矩阵OLED显示器(AMOLED显示器)中使用的有机LED(OLED)；例如在有源矩阵PeLED显示器(AMPeLED显示器)中使用的钙钛矿LED(PeLED)；以及例如在有源矩阵电发射或电致发光QD-LED显示器(AMQLED显示器)中使用的量子点LED(QLED或QD-LED)。显示器可以包括多个薄膜光电检测器/光电二极管，该多个薄膜光电检测器/光电二极管对例如在大约380至1000nm范围内的光敏感(包括可见光范围和较低的近红外范围的一部分)并且被配置成例如提供指示落在检测器上的光量的信号和/或至少指示光是否落在所考虑的检测器上的信号。光电检测器可以例如是有机光电检测器(OPD)。还设想使用基于例如量子点、钙钛矿和/或非晶硅的其他薄膜光电检测器。光电检测器可以被布置在多个像素之间。在此，“在……之间”并不一定意味着光电检测器和像素都被布置在同一平面内。相反，像素和光电检测器可以例如被布置在不同的平面中，但是使得OPD(如果被布置在更靠近例如显示器的查看者的平面中)对查看者而言不会阻挡像素。显示器可以包括封装层，该封装层可以覆盖多个像素和多个光电检测器(并保护例如通常敏感的像素不受湿气或其他环境影响)。该显示器可以包括一个或多个可见光吸收材料的隔膜(diaphragm)。在本公开内，“可见光”旨在包括在大约380至1000nm的范围内的光，即可见光范围以及较低的近红外范围的一部分。该一个或多个隔膜可以被布置/设置在封装层上，并且包括多个孔口，每个孔口居中在多个光电检测器中的相应一个光电检测器上。在此，“隔膜”可以被解释为一对象，该对象覆盖一区域并且阻止光从中穿过，除了通过由孔提供的开口之外。设想了可以提供多个隔膜，每个隔膜为相应的光电检测器提供这种覆盖/屏蔽。还设想使用仅一个或几个隔膜，但是其中隔膜接着包括多个孔口以使得单个隔膜可以为不止一个光电检测器提供这种覆盖/屏蔽。显示器可以进一步包括至少一个覆盖层。该至少一个覆盖层(例如，保护性玻璃层)可以对可见光透明并且被设置在封装层和一个或多个隔膜上。通过将光电检测器集成在显示器的像素之间，显示器既可用于发射光(以显示图像)，又可用作光学扫描仪(以捕捉被放置在显示器上的对象的图像)。例如，光电检测器可以向显示器提供指纹传感器功能性。这可以允许显示器用作指纹传感器，该指纹传感器可以用于例如解锁使用显示屏的电话或类似设备。由像素发射的光可以例如从被放置在显示器上的对象(例如，手指)反射，并且反射光可以由光电检测器检测和记录。该至少一个覆盖层可以用于例如保护显示器免受例如刮擦或物理冲击，和/或用作偏振器，和/或在显示器是其中用户可以使用例如触控笔或手指以便在显示器上执行各种移动和/或点击的触敏显示器的情况下提供例如触摸感测。至少一个覆盖层的厚度可以例如在0.1至1mm之间，并且可以对应于像素的间距(即，像素之间的间隔)的倍数。然而，这样的厚度可能在显示器内引入光学串扰，其中某个光电检测器对反射光的检测不仅受到仅源自最近邻像素的光的影响，而且还受到源自较远像素的光的影响。这种光学串扰可能使由光电检测器记录的图像模糊，和/或例如提供图像分辨率的不必要降低。通过在封装层上提供一个或多个隔膜，由每个光电检测器接收的光可以被“锥化”。换句话说，一个或多个隔膜可以通过阻挡来自更远像素的光(即，与来自最近邻像素的光相比具有不同入射角的光)来帮助减少光学串扰的影响。换言之，一个或多个隔膜可以帮助减小到达光电检测器的光锥的接收角，使得在反射在要被扫描的对象(例如，放在显示器上的手指)上之后，由与某个光电检测器相毗邻的像素发出的光优先于源自任何其他像素的光被捕捉。另外，可以使用仍然与制造有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器的现有工艺很好地相符合的工艺来制造根据本公开的显示器。例如，通过在封装层的顶部上而不是例如在封装层内和/或直接在光电检测器其本身上提供一个或多个隔膜，可以提供一个或多个隔膜而不损坏光电检测器和/或像素(诸如举例而言，AMOLED像素)，因为已被提供的封装层可以保护光电检测器和像素。一个或多个隔膜可以例如用已在电视屏幕的生产期间使用过的类似工艺来被添加作为滤色器抗蚀剂。在一些实施例中，显示器可以进一步包括控制器。控制器可以被配置成用于控制(至少包括开启和关闭)多个像素并且从多个光电检测器接收数据。控制器可以进一步被配置成执行至少以下步骤：(a)关闭位于与放置在显示器上的对象(诸如手指)的出现相对应的区域内的像素；(b)仅开启该区域内像素的第一真子集(即小于整个数量的个数)；(c)通过使用该区域内的一个或多个光电检测器测量来自该区域内的像素的第一真子集的反射光的光电检测器数据来记录第一图像帧；(d)对该区域内的像素的至少一个附加的、不同的(即，对于与先前像素不同的至少一些像素)真子集重复至少步骤(b)和(c)，以创建与第一图像帧一起形成多个图像帧的至少一个附加图像帧；以及(e)通过组合该多个图像帧来创建被放置在显示器上的对象图像。控制器所执行的各步骤(即扫描技术)可以帮助进一步增加从来自同一像素的像素反射检测到的信号对比从来自邻近的各像素的像素反射检测到的信号之间的信号强度中的差异。这可以例如从甚至在如上面所描述添加一个或多个隔膜之后仍存在的更远的像素中移除基本信号，并且有助于进一步减少上面提到的光学串扰的影响以及源自至少一个覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器(100)，包括：/n基板(110)；/n在所述基板上彼此分开布置的薄膜发射器LED类型的多个像素(120)；/n被布置在所述多个像素之间的多个薄膜光电检测器(130)；/n覆盖所述多个像素和所述多个光电检测器的封装层(140)；/n可见光吸收材料的一个或多个隔膜(150)，所述一个或多个隔膜(150)被设置在所述封装层上，并且包括多个孔口(152)，每个孔口(152)居中在所述多个光电检测器中的相应一个光电检测器上，以及/n至少一个覆盖层(160)，所述至少一个覆盖层(160)对可见光透明且被设置在所述封装层和所述一个或多个隔膜上。/n

【技术特征摘要】
20181220 EP 18214746.21.一种有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器(100)，包括：
基板(110)；
在所述基板上彼此分开布置的薄膜发射器LED类型的多个像素(120)；
被布置在所述多个像素之间的多个薄膜光电检测器(130)；
覆盖所述多个像素和所述多个光电检测器的封装层(140)；
可见光吸收材料的一个或多个隔膜(150)，所述一个或多个隔膜(150)被设置在所述封装层上，并且包括多个孔口(152)，每个孔口(152)居中在所述多个光电检测器中的相应一个光电检测器上，以及
至少一个覆盖层(160)，所述至少一个覆盖层(160)对可见光透明且被设置在所述封装层和所述一个或多个隔膜上。


2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，进一步包括：
控制器，所述控制器用于控制所述多个像素并从所述多个光电检测器接收数据，并且被配置成执行以下步骤：
a)关闭位于与被放置在所述显示器上的对象的出现相对应的区域内的像素；
b)仅开启所述区域内的像素的第一真子集；
c)通过使用所述区域内的一个或多个光电检测器测量来自所述区域内的像素的所述第一真子集的反射光的光电检测器数据来记录第一图像帧；
d)对所述区域内的像素的至少一个附加的、不同真子集重复至少步骤b)和c)，以创建至少一个附加图像帧，该至少一个附加图像帧与所述第一图像帧一起形成多个图像帧；以及
e)通过组合所述多个图像帧来创建被放置在所述显示器上的所述对象的图像。


3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，在步骤(b)中，所述控制器被进一步被配置成选择所述区域内的像素的所述第一真实子集，以使得所开启的像素分开达阈值距离。


4.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述阈值距离作为所述至少一个覆盖层的组合厚度除以所述多个像素的像素间距的函数来给出。


5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述阈值距离对应于每n个像素之间的距离，其中n由所述组合厚度除以所述像素间距与1至5之间的值的乘积来被给出。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的显示器，其特征在于，所述多个像素包括至少两种颜色的像素，并且其中所述控制器被配置成执行步骤a)至e)，以使得所述多个图像帧的集合针对每种颜色来被创建。


7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，所述至少两种颜色包括红色和绿色。


8.根据前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，进一步包括用于检测所述显示器的区域上的所述对象的出现...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·斯台德，D·钱斯，J·吉诺，P·玛丽诺斯奇，
申请(专利权)人：IMEC非营利协会，
类型：发明
国别省市：比利时;BE