用于显示和感测图像的设备制造技术

用于显示和感测图像的设备包括显示基板（10）和多个电致发光像素（30）。多个像素控制小芯片（20、20A）和一个或更多个传感器小芯片（20、20A、20B）被固定到显示区域中的显示基板（10）的器件侧（9）。透明盖（40）与显示基板（10）的器件侧（9）隔开并固定到显示基板（10）的器件侧（9），并且多个成像透镜（42）形成在透明盖（40）上或透明盖（40）内，每个成像透镜（42）与传感器小芯片（20、20A、20B）中的图像传感器阵列（23、23A、23B）隔开并且对应于图像传感器阵列（23、23A、23B），以在对应的图像传感器阵列（23、23A、23B）上形成成像平面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于显示和感测图像的设备相关申请的交叉引用参考Winters等人在2008年8月14日提交的名称为“OLEDdevicewithembeddedchipdriving”的共同受让的未决美国专利申请序列号12/191,478，以及在2009年10月29日提交的名称为“ACTIVEMATRIXELECTROLUMINESCENTDISPLAYWITHSEGMENTEDELECTRODE”的共同受让的未决美国专利申请序列号12/608,049，其内容在此通过引用并入本文中。
本专利技术涉及用于提供图像显示功能和图像拍摄功能的集成了拍摄和显示的设备。
技术介绍
平板显示装置广泛地与便携式装置中的计算装置结合使用，并用于娱乐装置，例如电视机。这种显示器件典型地采用分布于基板上的多个像素来显示图像。每个像素包含数个一般称为子像素的不同颜色的发光元件，典型地为发红光、绿光和蓝光，以表示每个图像元素。本文中并未区分像素和子像素；所有发光元件都被称为像素。已知有多种平板显示技术，例如等离子显示器、液晶显示器以及发光二极管显示器。平板显示装置可用于视频通信系统。通常市售的系统采用具有成像装置(诸如数字相机)的显示器，所述成像装置位于显示器中心的上方或下方，与类似的远程系统通信。每个成像系统形成坐在显示器前的人的图像。麦克风同时记录语音。图像和语音例如经由因特网、计算机网络、或者电话网络发送到远程系统，在远程系统处，在显示器上显示图像，并且在扬声器上提供语音。这样，两个(或者更多个)个体可以在一对显示器上同时看见彼此，并且从彼此远离的不同位置可视且可听地彼此通信。这种视频交互增强了通信。在视频通信系统中期望具有位于个人凝视的点处的成像装置，从而具有眼神接触的印象。然而，这是困难的，因为通信中的人在与相隔很远的人讲话时将会注视显示器，因而给出该人没有注视他或她正在通话的人的印象。这个问题在例如共同受让的US2008/0106628和US2008/0106629中得到解决，其中，在显示器中设置透明开口并且将一个或更多个数字相机设置在显示器后方，使得凝视方向被导向显示器的人也将凝视至少一个相机，给出与相隔很远的人进行眼神接触的印象。类似地，US7,034,866描述一种具有穿插的显示和相机元件的组合的显示器相机。US5,340,978描述了一种LCD板和固态图像传感器。US7,535,468公开了一种具有与图像感测元件集成的显示元件的集成感测显示器。US2009/0146967公开了一种显示设备，其包括显示部；光照射部；多个光汇聚透镜；以及多个光接收元件。WO2004/107301公开了与显示器像素混合的微透镜。在这些不同公开中，图像传感器通常位于显示器后方，被形成得相对厚、集成的结构，该结构具有必须被组装成相对复杂结构的多个单独元件。在一些情况下，所采用的数字相机相对厚以提供适当长的光轴以提供较高的成像。在其它情况下，透镜元件被设置得非常接近于成像元件或者设置在成像元件上，这会使得拍摄的图像的质量劣化。在其它情况下，设置相对少的图像感测元件，降低了所形成的图像的分辨率。因此，相关技术拍摄和显示系统通常遭受降低的图像质量(例如，分辨率和锐度)的问题或厚度超过可能期望的问题。包含形成发光元件的发光材料的薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中具有很多优点并且在光学系统中有用。例如，有机LED彩色显示器包括有机LED发光元件的阵列。另选地，可采用无机材料，并且无机材料可包括磷光晶体或者多晶半导体矩阵中的量子点。还可采用其它有机或者无机材料薄膜以控制向发光薄膜材料的电荷注入、输送、或者阻挡，并且是本领域已知的。材料利用封装盖层或者板被布置在电极之间的基板上。当电流流过发光材料时，光从像素发射出来。发射的光的频率取决于所使用的材料的性质。在这种显示器中，可透过基板(底发射器)或透过封装盖(顶发射器)或两者发光。LED装置可包括构图的发光层，其中在图案中采用不同材料以当电流经过这些材料时发射不同颜色的光。另选地，可采用单个发光层(例如，白光发射器)与滤色器一起形成全彩色显示器。还已知采用不包括滤色器的白子像素。已经提出了一种设计，该设计采用无构图的白光发射器以及包括红、绿、蓝滤色器和子像素以及不滤色的白子像素的四色像素以提高器件效率。已知的两种用以控制平板显示器件的像素的不同方法：有源矩阵控制和无源矩阵控制。在有源矩阵控制中，控制元件分布在平板基板上。典型地，每个子像素由一个控制元件控制，并且每个控制元件包括至少一个晶体管。例如，在单个有源矩阵有机发光(OLED)显示器件中，每个控制元件包括两个晶体管(一个选择晶体管和一个供电晶体管)以及一个用于存储确定子像素亮度的电荷的电容器。每个发光元件典型地采用一个独立的控制电极和一个公共电极。现有技术有源矩阵控制元件典型地包括通过光刻工艺而形成晶体管和电容器的薄膜半导体材料，例如硅。薄膜硅可为非晶或多晶。由非晶或多晶硅制成的薄膜晶体管相对较大，且性能比由结晶硅片制成的传统晶体管要低。此外，该薄膜装置典型地表现出局部或大面积的不均匀性，导致采用该材料的显示器件中的明显的不均匀性，并且其制造工艺成本高。Matsumura等人于美国2006/0055864中讨论了与液晶显示器共同使用的结晶硅基板。Matsumura描述了一种将由第一半导体基板制成的像素控制装置选择性地转移且附加于第二平面显示基板上的方法。并示出该像素控制装置内的线路互联以及从总线和控制电极到像素控制装置的连接。文章“Ahemisphericalelectroniceyecamerabasedoncompressiblesiliconoptoelectronics”in"Nature"vol.454August2008p.748描述了一种基于单个晶体硅的高性能、半球电子眼相机。然而，这些公开未提供集成的图像拍摄和显示设备。WO2010046643描述了使用小芯片的光学传感器。因此，存在提高包括具有改进的成像性能的、在紧凑和鲁棒的结构中包含有源矩阵发光元件的集成图像拍摄和显示设备的性能的需要。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于显示和感测图像的设备，该设备包括：a)显示基板，其具有位于所述显示基板的器件侧的显示区域；b)多个像素，所述多个像素位于所述显示基板的所述器件侧的所述显示区域中，每个像素包括控制电极、与所述控制电极隔开的透明电极、以及位于所述控制电极与所述透明电极之间的至少一个发光材料层；c)多个像素控制小芯片，每个像素控制小芯片与至少一个像素关联并具有独立于所述显示基板的小芯片基板，所述小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的器件侧并固定到所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧，每个像素控制小芯片具有至少一个连接焊盘和至少一个像素控制电路；d)其中，每个像素控制电路通过所述连接焊盘中的一个电连接到关联的像素的所述控制电极，以驱动所述控制电极使所述发光材料透过所述透明电极发射光；e)一个或者更多个传感器小芯片，每个传感器小芯片具有独立于所述显示基板的小芯片基板，所述小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧并且固定到所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧，每个传感器小芯片具有至少一个连接焊盘和用于感测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示和感测图像的设备，该设备包括：a）显示基板，其具有位于所述显示基板的器件侧的显示区域；b）多个像素，所述多个像素位于所述显示基板的所述器件侧的所述显示区域中，每个像素包括控制电极、与所述控制电极隔开的透明电极、以及位于所述控制电极与所述透明电极之间的至少一个发光材料层；c）多个像素控制小芯片，每个像素控制小芯片与至少一个像素关联并且具有独立于所述显示基板的小芯片基板，所述小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧上方并且附接到所述显示基板的所述器件侧，每个像素控制小芯片具有至少一个连接焊盘和至少一个像素控制电路；d）其中，每个像素控制电路通过所述连接焊盘中的一个电连接到所关联的像素的所述控制电极，以驱动所述控制电极使所述发光材料透过所述透明电极发射光；e）一个或更多个传感器小芯片，每个传感器小芯片具有独立于所述显示基板的小芯片基板，每个传感器小芯片的小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧上方，并且附接到所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧，每个传感器小芯片具有至少一个连接焊盘和用于感测图像并形成感测的图像信号的图像传感器阵列；以及f）透明盖，其与所述显示基板的所述器件侧分开并且固定到所述显示基板的所述器件侧，在所述透明盖上或所述透明盖中形成多个成像透镜，每个成像透镜与图像传感器阵列隔开并且对应于所述图像传感器阵列以在对应的图像传感器阵列上形成成像平面。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 US 13/150,8071.一种用于显示和感测图像的设备，该设备包括：a)显示基板，其具有位于所述显示基板的器件侧的显示区域；b)多个像素，所述多个像素位于所述显示基板的所述器件侧的所述显示区域中，每个像素包括控制电极、与所述控制电极隔开的透明电极、以及位于所述控制电极与所述透明电极之间的至少一个发光材料层；c)多个像素控制小芯片，每个像素控制小芯片与至少一个像素关联并且具有独立于所述显示基板的小芯片基板，所述小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧上方并且附接到所述显示基板的所述器件侧，每个像素控制小芯片具有至少一个连接焊盘和至少一个像素控制电路；d)其中，每个像素控制电路通过所述连接焊盘中的一个电连接到所关联的像素的所述控制电极，以驱动所述控制电极使所述发光材料透过所述透明电极发射光；e)一个或更多个传感器小芯片，每个传感器小芯片具有独立于所述显示基板的小芯片基板，每个传感器小芯片的小芯片基板位于所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧上方，并且附接到所述显示区域中的所述显示基板的所述器件侧，每个传感器小芯片具有至少一个连接焊盘和用于感测图像并形成感测的图像信号的图像传感器阵列；以及f)透明盖，其与所述显示基板的所述器件侧分开并且固定到所述显示基板的所述器件侧，在所述透明盖上或所述透明盖中形成多个成像透镜，每个成像透镜与图像传感器阵列隔开并且对应于所述图像传感器阵列以在对应的图像传感器阵列上形成成像平面，其中，来自周围环境的光被聚焦到所述传感器小芯片上。2.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个像素控制小芯片还包括传感器小芯片。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器小芯片中的至少一个横向地设置在所述像素控制小芯片中的两个或更多个之间。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述透明盖具有顶侧和与所述顶侧相背的比所述顶侧更接近所述传感器小芯片的底侧，所述设备还包括位于所述透明盖的所述顶侧或位于所述透明盖的所述底侧的其中形成有成像透镜的第一膜。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述透明盖具有顶侧和与所述顶侧相背的比所述顶侧更接近所述传感器小芯片的底侧，所述设备还包括位于所述盖的与所述第一膜相背侧上的其中形成有成像透镜的第二膜。6.根据权利要求1所述的设备，其中，像素控制小芯片的数量不同于传感器小芯片的数量。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·库克，A·D·阿诺德，M·E·米勒，J·W·哈默，
申请(专利权)人：全球OLED科技有限责任公司，
类型：
国别省市：