显示器、显示设备和操作显示器的方法技术

一种显示器包括具有包括多个第一显示子像素的有源显示区域(DA)的显示基板(DS)。收发器电路(TC)被设置成在第一操作模式或第二操作模式中驱动显示器。第一显示子像素包括微型发光二极管和/或谐振腔发光器件。在第一操作模式中，收发器电路(TC)向第一显示子像素提供正向偏置，使得第一显示子像素能够操作来发射光。在第二操作模式中，收发器电路(TC)向第一显示子像素提供反向偏置，使得第一显示子像素能够操作来检测光。能够操作来检测光。能够操作来检测光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示器、显示设备和操作显示器的方法
[0001]本专利申请要求欧洲专利申请20192155.8的优先权，其公开内容通过引用结合于此。


[0002]本公开涉及显示器、显示设备和操作显示器的方法。

技术介绍

[0003]平板显示技术被用于各种应用中，例如移动设备、可穿戴设备、汽车设备等。当前发展的焦点在于制造具有更高像素密度、改善的对比度和更好的能量效率的显示器。现代设备开始利用新兴的微型发光器件(微型LED)技术来形成所述显示器的像素元件。此外，现代显示器还聚焦于集成光发射器，诸如红外光发射器，以便提供应用所需的照明，诸如，例如接近感测和生物特征认证。这些应用可以通过采用用于感测反射光的独立光学成像模块来实现。因此，微型LED和激光器出现在最先进和下一代显示器中。
[0004]为了实现感测功能，通常通过环境光传感器、接近传感器或作为成像传感器在显示器后实现传感器。该额外的传感器需要额外的空间、成本和组装工作，并且增加了显示器的整体堆叠高度。例如，对于移动设备、可穿戴设备和智能眼镜来说，这可能是挑战。此外，成像或传感器设备通常需要与显示器同步。
[0005]本公开的一个目的是提供具有改进的感测和检测功能的显示器、显示设备和操作显示器的方法。
[0006]这些目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求中描述了进一步的发展和实施例。
[0007]应当理解，关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与本文描述的其他特征结合使用，并且也可以与任何其他实施例的一个或多个特征结合使用，或者与任何其他实施例的任何组合结合使用，除非被描述为替代。此外，在不脱离所附权利要求中限定的显示器、显示设备和操作显示器的方法的范围的情况下，也可以采用下面没有描述的等同物和修改。

技术实现思路

[0008]以下内容涉及显示器领域的改进概念。该概念基于这样的观察，即微型发光二极管和/或激光器(诸如，垂直腔面发射激光器(VCSEL))根据它们的偏置，可以交替用作检测器和发射器。例如，所述二极管或发光器件的反向偏置允许使用LED的斯塔克效应和激光器(诸如，垂直腔面发射激光器，VCSEL)的量子限制斯塔克效应进行有效的光电(photo)检测。
[0009]所提出的概念建议驱动显示器，例如微型LED显示器或包括VCSEL的微型LED显示器，以在一种操作模式中发射光。在另一种操作模式中，可以通过显示子像素(例如，微型LED、谐振腔LED或激光器，诸如VCSEL)的反向偏置来实现感测功能。这意味着同一个设备可以用作发射器和接收器。因此，显示器形成电光换能器，其由包括收发器电路的收发器芯片
电驱动。因此，感测功能可以被包括在显示器中，而不需要额外的传感器芯片。
[0010]在至少一个实施例中，显示器包括具有包括多个第一显示子像素的有源显示面积或有源区域的显示基板。收发器电路被设置成在第一操作模式或第二操作模式中驱动显示器。第一显示子像素包括微型发光二极管和/或谐振腔发光器件。
[0011]例如，显示基板可以是硅基板，例如硅晶片或硅晶片的切割芯片，包括具有用于操作像素的电路(诸如，读出电路和/或驱动电路的部件)的功能层。显示基板也可以是不同的材料，例如FR4或聚酰亚胺。例如，可以直接在蓝宝石上生长InGaN基LED和微型LED，然后转移它们。
[0012]为了形成显示图像，第一显示子像素设置在显示基板的表面上，从而形成有源显示区域的至少一部分。术语“有源显示区域”表示借助于显示子像素，显示器的所述部分能够发射和/或感测入射到有源显示区域上的光。
[0013]在至少一个实施例中，显示器包括另外多个显示子像素，表示为第二显示子像素。第二显示子像素包括微型发光二极管，微型LED。为了形成显示图像，第二显示子像素也设置在显示基板的表面上，从而形成有源显示区域的至少一部分。
[0014]有源显示区域由可以是不同类型的显示子像素形成。术语第一显示子像素类型和第二显示子像素类型用于通过属性和/或设计来区分显示子像素。这样，不同类型的显示器可以使用通用术语来限定。例如，每个显示子像素，即第一类型和第二类型的显示子像素，包括例如RGB颜色或IR的某种发光元件。然而，每个第一显示子像素包括微型LED或谐振腔发光器件，而第二显示子像素可以包括微型LED。此外，每个第一显示子像素可以被提供有反向偏置，使得至少这些像素能够操作来检测光。从某种意义上说，下面讨论的不同类型的显示器建立在这个一般概念的基础上，并且可以或可以不将属性和/或设计的附加特征归因于显示子像素，这从下面的公开内容中将是清楚的。如果没有另外说明，术语“显示子像素”可以用于通过设计(微型LED和/或谐振腔发光器件)或者通过驱动给定的显示子像素，将特征或功能归于显示子像素(第一显示子像素和第二显示子像素)。
[0015]微小型LED或简称为微型LED是基于传统技术的，例如用于形成氮化镓基LED。但是，微型LED的特点是占地面积小得多。例如，每个微型LED的尺寸可以小到5微米。微型LED使得显示器能够在显示层(即显示基板的表面)上具有较高的像素密度或较低的有源元件密度，同时保持特定的像素亮度或照度。后一方面允许在显示器的像素层中放置额外的有源部件，从而允许额外的功能和/或更紧凑的设计。与OLED相比，微型LED具有显著更高的发光亮度，因此比传统LED具有更高的能效。这使得对比度接近无穷大。此外，与OLED不同，微型LED不会出现屏幕老化(burn
‑
in)效应。
[0016]谐振腔发光器件可以被认为是类似于发光二极管的半导体器件，其能够操作来基于谐振过程发射光。在这个过程中，谐振腔发光器件可以直接将电能转换成光，例如，当直接用电流泵浦以产生放大的自发发射时。然而，不是产生受激发射，而是仅产生自发发射，例如，垂直于半导体表面的自发发射被放大。当反向偏置谐振发光器件，例如，诸如VCSEL或谐振腔LED时，建立谐振光电探测器。
[0017]收发器电路被设置成例如在第一操作模式和第二操作模式中控制第一显示子像素和第二显示子像素两者。除了驱动显示子像素以形成显示图像之外，收发器电路还被配置为驱动至少第一显示子像素用于检测目的。
[0018]例如，位于离显示器表面一定距离处或在显示器表面上的物体被来自第二显示子像素的光照射。从物体反射回显示器的光可以被第一显示子像素检测到。通常，在这种情况下驱动例如作为光电探测器操作的显示子像素包括读出由这些显示子像素产生的光电信号。检测到的光可以是由显示子像素发射并通过反射指向其他显示子像素的光或者是在显示器的环境中发射的光，例如环境光。例如，收发器电路通过驱动方案或通过专用操作模式来操作显示器。
[0019]在至少一个实施例中，在第一操作模式中，收发器电路向第一显示子像素提供正向偏置。这样，第一显示子像素能够操作来发射光。至少在第二操作模式中，收发器电路向第一显示子像素提供反向偏置。这样，至少第一显示子像素能够操作来检测光。操作模式的顺序可以由驱动方案来确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种显示器，包括：
‑
具有包括多个第一显示子像素的有源显示区域(DA)的显示基板(DS)，
‑
收发器电路(TC)，被设置成在第一操作模式或第二操作模式中驱动所述显示器；其中：
‑
所述第一显示子像素包括微型发光二极管和/或谐振腔发光器件；
‑
在所述第一操作模式中，所述收发器电路(TC)向所述第一显示子像素提供正向偏置，使得所述第一显示子像素能够操作来发射光，并且
‑
在所述第二操作模式中，所述收发器电路(TC)向所述第一显示子像素提供反向偏置，使得所述第一显示子像素能够操作来检测光。2.根据权利要求1所述的显示器，其中
‑
所述显示器包括多个第二显示子像素，
‑
所述第二显示子像素包括微型发光二极管，微型LED，
‑
所述收发器电路(TC)在所述第一操作模式和所述第二操作模式两者中向所述第二显示子像素提供相同的偏置，和/或
‑
在所述第一操作模式中，所述收发器电路(TC)向所述第二显示子像素提供正向偏置，使得被提供正向偏置的所述第二显示子像素能够操作来发射光，并且在所述第二操作模式中，向所述第二显示子像素提供反向偏置，使得被提供反向偏置的所述第二显示子像素能够操作来检测光。3.根据权利要求2所述的显示器，其中，在所述第一操作模式和所述第二操作模式两者期间，所述第二显示子像素作为光的发射器或检测器操作。4.根据权利要求2或3中一项所述的显示器，其中
‑
所述收发器电路(TC)通过可选择的电连接而电连接到所述第一显示像素和/或所述第二显示像素，
‑
所述收发器电路(TC)包括输入端子，用于接收一个或多个选择信号以分别选择可选择的电连接，并且
‑
所述收发器电路(TC)根据所述一个或多个选择信号经由所选择的电连接提供正向偏置、反向偏置或相同的偏置。5.根据权利要求2至4中一项所述的显示器，其中
‑
所述有源显示区域(DA)包括多个像素，并且
‑
所述像素由至少一个第一显示子像素和至少一个第二显示子像素形成。6.根据权利要求5所述的显示器，其中
‑
所述像素包括至少两个第一显示子像素和至少一个第二显示子像素，
‑
所述至少一个第二显示子像素包括微型发光二极管，并且
‑
所述至少两个第一显示子像素包括微型发光二极管和谐振腔发光器件。7.根据权利要求5或6所述的显示器，其中所述显示子像素的发射和检测特性分别由发射光谱和吸收光谱限定，并且所述像素包括：
‑
具有第一光谱特性的至少一个第一显示子像素，以及
‑
具有不同于所述第一光谱特性的第二光谱特性的至少一个第二显示子像素；和/或
‑
所述像素包括具有零光谱位移的发射光谱和吸收光谱的至少一个第一显示子像素。
8.根据权利要求7所述的显示器，其中
‑
所述像素包括至少三个微型发光二极管，
‑
具有所述第一光谱特性的第一微型发光二极管，被配置作为第一显示子像素，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：