CN111353370A - 带有光学扫描仪的显示器中的串扰减少 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

带有光学扫描仪的显示器中的串扰减少
技术领域
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。
背景技术
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。
发明内容
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层的存在的负面影响。关于扫描技术的更多细节将在下面进一步给出。
在一些实施例中，在步骤(b)中，控制器可以被进一步被配置成选择区域内的像素的第一真子集，以使得被开启的像素分开达阈值距离。
在一些实施例中，阈值距离可以作为至少一个覆盖层的组合厚度除以多个像素的像素间距的函数来给出。
在一些实施例中，阈值距离可以对应于每n个像素之间的距离，其中n由(至少一个覆盖层的)组合厚度除以像素间距与1到5之间的值的乘积给出。写为数学等式，阈值距离(其可以定义上述区域的大小)可以与以下成比例：“至少一层覆盖层的组合厚度”除以“n倍的像素间距”，其中n为介于1到5之间的(整数)值。这样的策略的示例将稍后在文中参考示例性实施例进行描述。
在一些实施例中，多个像素可以包括至少两种颜色的像素。控制器可以被配置成执行步骤(a)至(e)，使得针对每种颜色创建多个图像帧的集合。这可导致例如所必需的扫描的次数加倍。然而，不同颜色在例如手指中的吸收可能有所不同，并且所得到的图像帧的不同集合可以提供附加细节，这些附加细节可以提供例如附加的安全特征。
在一些实施例中，该至少两种颜色可包括红色和绿色。红色和绿色在例如手指中的吸收可能受到例如手指中血液的氧含量的强烈影响。
在一些实施例中，显示器可进一步包括用于检测被放置在显示器的区域中的对象的出现的装置。对象优选地可以是显示器的用户的手指或其他指关节。用于检测对象的出现的装置可例如使用电容性感测或其他合适的技术。
在一些实施例中，多个图像帧的组合可以包括基于区域内在进行测量的一个或多个光电检测器与区域内所开启的像素之间的距离来一起加权每个图像帧中的光电检测器数据。
在一些实施例中，(被用于一个或多个隔膜的)光吸收材料可以包括黑矩阵抗蚀剂。
在一些实施例中，一个或多个隔膜可以是成环形的。还设想使用在其中提供至少一个孔口的其他合适形状。
在一些实施例中，至少一个封装层可以具有在1μm至50μm之间的厚度。
在一些实施例中，显示器可包括附加的封装层。可以在多个像素和多个光电检测器之间提供附加封装层，以使得多个光电检测器被布置成比多个像素更远离基板(例如，在分开的平面/层中)。这样的布置可提供如上面讨论的相同益处，但是却例如使得在同一阵列中驱动例如OPD和发射器(像素)的一些设计挑战分开来。这样的布置还可例如被实现在LCD显示器内。
根据本公开的第二方面，提供了一种操作显示器(有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器，诸如本文中参考第一方面所描述的显示器)的方法。显示器可以包括在基板上分开布置的(薄膜发射器LED类型的)多个像素、被布置在多个像素之间(其中术语“在……之间”将如稍早在本文中描述的进行解释)的多个薄膜光电检测器/光电二极管(至少在光学范围内工作)，覆盖多个像素和多个光电检测器的封装层，被设置在封装层上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的可见光吸收材料的一个或多个隔膜，以及对可见光透明且设置在封装层和一个或多个隔膜上的至少一个覆盖层。该方法可以包括：(a)关闭位于与放置在显示器上的对象(诸如举例而言，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；(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的图像。
根据本公开的第三方面，提供了一种制造显示器(有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器，诸如上面参考第一方面所描述的显示器)的方法。该方法可包括：在基板上提供(薄膜发射器LED类型的)多个像素和多个薄膜光电检测器(不一定都在同一层或同一平面内)，以使得多个像素彼此分开且使得多个光电检测器被设置在多个像素之间(其中，再一次地，“在……之间”将如稍早在本文中描述的进行解释)；提供覆盖多个像素和多个光电检测器的封装层；在封装层上提供可见光吸收材料的一个或多个隔膜，该一个或多个隔膜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；以及在封装层和一个或多个隔膜上提供至少一个覆盖层。
这样的制造方法可能是有益的，因为其与用于制造普通显示器(不带光电检测器)的现有方法很好地相符合，尤其是上面提到的有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器(例如，AMOLED显示器)。
本公开涉及本文中提到的特征的所有可能的组合，包括上面列出的特征以及将在下面参考不同实施例描述的其他特征。本文中描述的任何实施例可以与同样在本文中描述的其他实施例相组合，并且本公开还涉及所有这样的组合。例如，本文中参考根据第一方面的显示器所指定的所有限制也可适用于根据第二和第三方面的方法中的一者或两者(和/或可与根据第二和第三方面的方法中的一者或两者相组合)，且反之亦然。下面将借助于示例性实施例来描述本公开的各种实施例的其他目的和优点。
附图说明
下面将参考附图描述示例性实施例，其中：
图1a示意性地解说了根据本公开的显示器的一实施例的截面；
图1b示意性地解说了根据本公开的显示器的一实施例的截面和部件；
图2示意性地解说了根据本公开的显示器的一实施例的截面；
图3示意性地解说了根据本公开的显示器的一实施例的顶视图；以及
图4a-4c示意性地解说了根据本公开的操作显示器的方法的一实施例的步骤。
在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记将被用于相同要素。除非明确相反地指出，否则附图仅示出了解说示例实施例所必需的这样的要素，而为了清楚起见，可以省略或仅暗示其他要素。如在附图中所解说的，要素和特征的尺寸可能出于解说的目的而被夸大，并因而被提供以解说实施例的总体结构。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述根据本公开的显示器和各种方法的示例性实施例。附图示出了当前优选的实施例，但是不论如何，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例；相反，这些实施例是为了透彻性和完整性而被提供的，并且将本公开的范围完全地传达给技术人员。
参考图1a、1b、2和3，现在将更详细地描述根据本公开的显示器的各种实施例。
图1a示意性地解说了显示器100的一实施例的截面。显示器包括基板110，其上设置有多个像素(例如，AMOLED像素或其他基于薄膜发射器LED的像素)120。像素120彼此分离，并且采取有机光电检测器(OPD)130的形式的多个光电检测器(在图1a中仅示出一个OPD)被布置在像素120之间。虽然本文参考附图描述的实施例将包括这样的OPD，但是设想了除了可以使用OPD之外，根据本公开的显示器的其他实施例可以使用其他形式的薄膜光电检测器，诸如举例而言，那些基于量子点、钙钛矿和/或非晶硅的薄膜光电检测器。在如图1a所解说的显示器100中，像素120和OPD 130被设置在显示器的同一层中。为了封装像素120和OPD 130，显示器100包括被设置在像素120和OPD 130上的封装层140。为了进一步保护显示器100，耐刮擦玻璃层160形式的覆盖层被设置在封装层140上。
隔膜150被设置在封装层140上(并且还被覆盖层160包围)。隔膜150具有相对于OPD 130居中的孔口152，使得光可以在其朝向OPD 130的途中通过孔口152。取决于显示器的确切目的，像素120可以具有不同的颜色(诸如红色、蓝色和绿色)或具有相同的颜色。如果多种颜色被使用，则可以设想以不同颜色的重复图案布置像素120，以及例如将OPD 130每n个像素地插在像素120之间。例如，可以设想OPD 130左侧的两个像素120(如图1a所解说)是例如红色和绿色像素，并且OPD 130右侧的第一像素120是蓝色像素。最右边的像素120可以是属于像素群组的下一个迭代的另一红色像素。像素和OPD的其他合适的布置也可以被设想。像素120可以例如不产生它们自己的光，而是包括使用例如普通白光作为光源的滤色器(诸如在例如AMOLED电视机中)。以任何方式，在本公开的含义内，与普通光源组合的此类滤色器仍被称为“像素”。
显示器100还可以包括控制器(未示出)，该控制器可以被连接到多个像素120和OPD 130。控制器可以例如被配置成打开和关闭特定像素，以及从OPD接收和记录数据。
图1b进一步解说了显示器100的功能性，并且示意性地解说了显示器100的一较大部分的截面。手指170形式的对象被放置在显示器100上的覆盖层160上。应当注意，手指170仅用于解说性目的，并且不必相对于各个层、像素和OPD的大小和间隔按比例绘制。
当记录从手指170反射的光的数据时，OPD 130可以接收既源自最近邻像素(诸如像素120)又源自更远的像素(诸如像素122)的反射光。隔膜150可限制OPD 130上的入射光的所允许的角度，使得来自最近邻像素的光优选于源自更远像素的光。这在图1b中由光束180和182例示，其中源自附近像素120的光束180被允许到达OPD 130，而源自较远像素122的光束182被隔膜150阻挡。换句话说，隔膜150和对应的孔口限定锥体154，以使得具有适合于该锥体154内的入射角的光束被允许到达OPD 130，而具有在锥体154外部的入射角的光束被隔膜150阻挡。
图2示意性地解说了显示器200的另一实施例的截面。显示器200包括基板210。在该实施例中，与参考图1a描述的显示器100相比，像素220和OPD 230被设置在分开的层中。除了封装层240(其覆盖OPD 230)之外，在OPD 230和像素230之间还提供了附加的封装层242。可以设想，封装层240和附加封装层242形成单个封装层的一部分。隔膜250被设置在OPD 230上方的封装层240上，其中隔膜250的孔口252如前所述在相应的OPD 230上方居中。如果从上方(即，从与基板210的延伸平面成法向的角度)查看，则OPD 230仍被布置在像素220之间。显示器200以及不同层中的像素220和OPD 230的配置仍可以解决与例如参考图1a描述的显示器100相同的挑战。然而，将像素220和OPD 230分离到分开的层中例如可以使得在同一阵列中例如驱动OPD和像素的一些设计挑战分开来。还设想了图2所示的显示器200的配置也可以用LCD显示器来实现。
图3示意性地解说了从上方查看的显示器300的一实施例。显示器300包括基板(未示出)，其上布置有多个像素320和多个OPD 330。像素320彼此分开地布置，并且OPD 330被布置在像素320之间。在显示器300中，三个像素(在此分别标记为与红色、绿色和蓝色像素相对应的“r”、“g”和“b”)和一个OPD 330一起限定了单位单元302。单位单元302被重复以形成重复的像素和OPD的完整图案，如图3所示。在每个单位单元302中，在每个OPD 330的上方提供具有孔口352的隔膜350并且孔口352以OPD 330为中心。还设想了像素和OPD的其他配置以及对应的隔膜。
如本文中稍早描述的，如参考图1a、1b、2和3描述的所有显示器100、200和300还可以包括被连接到像素和OPD的控制器(未示出)，以使得像素可以被单独地开启和关闭，并使得来自OPD的数据可以根据需要来被接收、记录和处理。
参考图4a至4c，现在将更详细地描述操作显示器(诸如上面描述的显示器)的方法的一实施例。
图4a显示了方法步骤S401，其中，在包括多个像素420和OPD 430(如本文中稍早所描述的那样被布置)的显示器上，对象(例如手指)的出现已经在显示器的区域470中被检测到。在步骤S401中，位于区域470内的像素420被关闭，如由表示像素420的框中的叉所指示。隔膜未被示出，并且OPD由完全填充的框430表示。应当注意，如将参考图4a至图4c描述的示例仅出于解说的目的，并且相对于例如手指的可能区域的像素的例如大小/数目在现实世界中可以有所不同。
图4b显示了下一步骤S402，其中像素的子集被开启。在图4b所示的实施例中，该子集中所开启的像素被选择为使得它们全部被分开大约阈值距离d。如本文中稍早描述的，距离d可以例如取决于存在于显示器顶部的(保护性)覆盖层的厚度，并且取决于显示器的像素间距(即，各个个体像素之间的间隔)。在图4b所解说的示例中，距离d的大小大约等于4个像素之间的距离，即像素间距的三倍。更现实世界的示例可包括例如500μm厚的盖玻璃(覆盖层)和50μm像素间距。每个子集中的像素可接着被选择为使得例如每5个或每10个像素被同时地开启。更一般地，设想了可以使用例如公式“透明覆盖/顶部/保护层的厚度”除以“n倍像素间距”来选择每个真子集中被开启的像素的间隔，其中n是介于例如1到5之间的整数。在导致每5个或每10个像素被开启的给定示例中，整数n接着被相应地选择为n＝2或n＝1。
还设想了可以使用不同的技术来选择被开启的像素的子集。
在步骤S402中，来自被激活/开启的(诸)像素的光由区域470内的OPD来记录。换句话说，仅区域470内的所有像素的真子集被开启，并且来自区域470内的像素的该真子集的反射光的OPD数据由区域470内的OPD来记录。如本文中稍早描述的，“真”子集意指该子集不包括区域470内的所有像素。由区域470内的OPD记录的OPD数据被用来构造/记录第一图像帧。
图4c显示了下一步骤S403，其中该区域内的像素的一不同的子集被开启。在如图4b中所解说的区域内的像素的该不同子集在此是通过开启与先前被开启的像素相邻的像素来被选择的，但是使得所开启的像素仍然分开大约距离d。区域470内的OPD接着记录新的OPD数据，以便构造/记录第二图像帧。
设想了该方法可接着通过选择区域470内的像素的新的真子集、以类似的方式逐步地继续开启(和关闭)像素，直到例如区域470中的所有像素都已被开启过至少一次。对于每个步骤，附加的图像帧可以被构造/记录，并且多个图像帧可以被形成。
在其他实施例中，并且如上面描述的，可以设想增加所开启的像素之间的距离。例如，该距离可以被增加，以使得在每个重复/步骤期间，仅每第5个或每第10个像素被开启。随着被开启的像素之间的距离增加，较浅光线的消除可被改善。同时，假定区域470内的所有像素要在该方法完成之前被打开至少一次，则增加所开启的像素之间的距离可以提供较慢的扫描和较高的计算要求以便获得所有图像帧。
在其他实施例中，针对开启和关闭像素的不同策略可以被使用。例如，使用具有以矩形图案布置的6x6像素的区域可以包括首先打开每第三行中的每第三个像素。这将包括首先打开例如行1和4的每一者中的像素1和4。对于下一个图像帧，可以逐行移动所开启的像素，使得现在仍旧在行1和4的每一者中的像素2和5转而被开启。在下一个图像帧中，所开启的像素可以是仍旧在行1和4的每一者中的像素3和6，使得行1和4的每一者中的所有像素现在都已被打开一次。然后，可以通过首先打开行2和5的每一者中的像素1和4等等，并以打开行4和6的每一者中的像素4和6收尾来对其余的行重复此过程。在该区域中的每个像素已被打开一次之前，总共将需要捕捉9个图像帧。
如果改为例如打开每第二行中的每第二个像素，则在该区域中的每个像素已被打开一次之前将仅需要捕捉4个图像帧。与其中仅每第三行中的每第三个像素被同时开启的示例相比，这虽然更快，但是在消除浅光线方面并不提供相同的改进。同样，打开每第6行中的每第6个像素(对应于一次仅打开区域中的单个像素)将需要记录总共36个图像帧，但允许在消除浅光线方面的更进一步的改善。
一旦所有图像帧已被获得，该方法可以因通过组合在各个迭代期间获得的多个图像帧来创建被放置在显示器上的对象的图像(例如，指纹图像)而继续进行。图像帧的组合可以例如包括取决于从被用来记录数据的OPD到在OPD记录该数据的时间期间在该区域中被开启了的一个或多个像素的距离来对每个图像帧数据进行加权。虽然所提出的方法将需要记录多个图像，但是开启和关闭各个个体像素可以增加从来自同一像素的反射检测到的光与从来自更远像素的反射检测到的光之间的信号强度中的差异，并由此进一步减少显示器(当被用作光学扫描仪时)中的光学串扰的影响。
在其他实施例中，设想了该方法还可以包括将不同像素的不同颜色纳入考虑。例如，该方法可以包括首先仅使用绿色像素来记录图像，继之以创建相同的图像，不过利用的却是被激活的红色像素。如本文中稍早描述的，例如手指中红光和绿光的吸收可能在很大程度上取决于血液中的氧含量，且因此光学扫描仪的附加安全特征可被实现。
本公开还提出了一种用于制造显示器(例如，如本文多个实施例中所描述的显示器)的方法。这样的方法可以应用于有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器(例如，AMOLED显示器)，并且可以包括在基板上提供薄膜发射器LED类型的多个像素和多个OPD，以使得像素彼此分离并且使得OPD被布置在诸像素之间(至少如由查看者从正常视角看显示器时所见到的)。亦如本文中所描述的，像素和OPD不必一定位于同一平面中。设想了OPD可以比像素更远离基板，并且被布置在它们自己的平面中。
在将像素和OPD提供在基板上之后，可以通过一个或多个封装层来封装像素和OPD。可以例如使用诸如在基于OLED的显示器的生产期间已使用过的薄膜封装(TFE)技术来执行封装。为了避免损坏像素(或OPD)，这样的技术可具有有限的温度容差/预算(例如，<110℃)。
为了限制光学串扰的影响，本公开的方法提出了在封装层的顶部上添加/提供可见光吸收材料的一个或多个隔膜，并且在对应的OPD上方居中地设置孔口。可以例如使用诸如在OLED TV制造期间所使用的滤色器(光致抗蚀剂)工艺来添加隔膜(其可以是例如黑矩阵抗蚀剂的)，以供在封装(白色)OLED的TFE的顶部上添加滤色器。通过在封装层的顶部上提供隔膜，所提出的方法可以遵守像素/OPD上的温度限制，并避免损坏封装层下方的像素和/或OPD的风险，尤其是在显示器/像素为例如AMOLED/OLED类型或类似产品的情况下。
在本文中，隔膜和对应的OPD之间的距离可以例如为与像素间距的量级相同。隔膜的形式和尺寸、和/或孔口的大小可例如被选择为使得隔膜基本上不降低显示器光发射效率。在一些实施例中，隔膜优选地使得其吸收所有入射光(除被允许穿过孔口的光之外)。在其他实施例中，隔膜可被允许反射入射光的至少一部分。
总而言之，所提出的显示器及其操作和制造方法提供了一种解决方案，其中光学串扰的影响可被减小，同时与被用于例如制造AMOLED显示器的早已可用的工艺很好地相符合。另外，就串扰减少而言如将隔膜定位在封装层顶部上(而不是例如直接定位在像素/OPD上)可能不是最优的，因为(从远离所考虑的OPD的像素反射的光、或在例如覆盖层上被内部地反射的光的)非常浅的光线仍可能被允许到达所考虑的OPD，所以使用如本文中先前描述的扫描技术的所提出的操作显示器的方法可以进一步补偿并减小此类浅光线的负面影响。
虽然上面以特定组合描述了诸特征和元素，但是每个特征或元素可以被单独使用而无需其他特征和元素，或者以带有或不带有其他特征和元素的各种组合来被使用。这同样适用于诸方法和各个方法步骤，诸方法和各个方法步骤在没有另外明确指出的情况下可以被单独使用或以其他顺序相组合地使用。
附加地，通过对附图、公开以及所附权利要求书的研究，技术人员在实施所要求保护的发明时可理解和实现所公开实施例的其他变型。即使已主要参考有限数目的示例/实施例描述了本公开的发明构思，本领域技术人员也容易领会，在所附权利要求书所限定的发明构思的范围内，除上面公开的示例以外的其他示例同样是可能的。
在权利要求中，单词“包括”不排除其他要素，并且不定冠词一(“a”或“an”)不排除复数。在互不相同的从属权利要求中记载某些特征的纯粹事实并不指示这些特征的组合不能被用来获益。

Claims (15)

1.一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的装置，所述对象优选是所述显示器的用户的手指或其他指关节。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的显示器，其特征在于，所述的组合所述多个图像帧包括：基于所述区域内在进行测量的一个或多个光电检测器与所述区域内所开启的像素之间的距离来一起加权每个图像帧中的光电检测器数据。
10.根据前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，所述光吸收材料包括黑矩阵抗蚀剂。
11.根据前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，所述一个或多个隔膜是成环形的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，所述至少一个封装层具有在1μm至50μm之间的厚度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的显示器，其特征在于，附加封装层被设置在所述多个像素和所述多个光电检测器之间，以使得所述多个光电检测器被布置成比所述多个像素更远离所述基板。
14.一种操作有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器的方法，所述有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器包括在基板上分开布置的多个薄膜发射器LED类型的像素、被布置在所述多个像素之间的多个薄膜光电检测器、覆盖所述多个像素和所述多个光电检测器的封装层，被设置在所述封装层上且包括各自居中在所述多个光电检测器中的相应一个光电检测器上的多个孔口的可见光吸收材料的一个或多个隔膜，以及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的至少一个覆盖层，所述方法包括：
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。
15.一种制造有源矩阵薄膜发射器LED类型的显示器的方法，包括以下步骤：
在基板上提供薄膜发射器LED类型的多个像素和多个薄膜光电检测器，使得所述多个像素彼此分离，并且使得所述多个光电检测器被设置在所述多个像素之间；
提供覆盖所述多个像素和所述多个光电检测器的封装层；
在所述封装层上提供可见光吸收材料的一个或多个隔膜，所述一个或多个隔膜包括各自居中在所述多个光电检测器中的相应一个光电检测器上的多个孔口；以及
在所述封装层和所述一个或多个隔膜上提供至少一个覆盖层。
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