CN114203758A - 微型led显示器中的嵌入式光学传感器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及微型LED显示器中的嵌入式光学传感器。本发明公开了一种微型发光二极管(LED)显示器，该微型LED显示器包括多个微型LED像素元件和与微型LED像素元件集成的多个光学传感器。透明导体层设置在微型LED像素元件和光学传感器上方。

Description

微型LED显示器中的嵌入式光学传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年9月2日提交的名称为“EMBEDDED OPTICAL SENSORS IN AMICRO-LED DISPLAY”的美国临时申请63/073,885号的权益，其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本说明书整体涉及传感器技术，并且更具体地涉及微型发光二极管(微型LED)显示器中的嵌入式光学传感器。
背景技术
微型发光二极管(微型LED)是在由不同颜色(诸如红色、绿色和蓝色)的微观LED阵列组成的显示器中使用的技术。与有机LED(OLED)和量子点LED(QLED)显示技术相比，微型LED被一些人认为是用于超大(例如，146英寸)微型LED电视(TV)原型的卓越技术。类似于OLED，微型LED是一种发射显示器技术，其中图像元素(也称为像素)也是光源。这意味着发射显示器技术不需要单独的背光源层，这允许显示器比液晶显示器(LCD)薄。与OLED不同，微型LED不需要使其甚至更薄的封装层。QLED不是发射显示器类型，因为LED仅用于照亮量子点。OLED和微型LED两者均具有快速响应时间。
与OLED不同，微型LED并非由有机化合物制成，而是由已收缩的更传统的基于氮化镓铟(InGaN)的LED制成。InGaN LED的使用导致微型LED显示器具有更大的亮度而不劣化和老化，这在OLED和QLED显示器的正面上是可能的。虽然LED背光显示器(通常称为LED显示器)可对LED进行区域调光以实现更好的对比度，但它们不具有真实发射显示器技术诸如OLED和微型LED的固有高对比度或响应时间。
附图说明
本主题技术的一些特征在所附权利要求书中被示出。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。
图1是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有嵌入式光学传感器的示例性微型发光二极管(微型LED)显示器的截面的剖视图的示意图。
图2是示出根据本主题技术的一个或多个方面的微型LED的共享驱动器和微型LED显示器的嵌入式光学传感器的示意图。
图3A、图3B和图3C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于将光学传感器嵌入微型LED显示器内的各种示例性配置的示意图。
图4A、图4B和图4C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有用于将光学传感器嵌入微型LED显示器内的各种位置的示例性方案的示意图。
图5A和图5B分别是示出根据本主题技术的一个或多个方面的光学传感器嵌入的微型LED显示器的应用的示例的表格和图表。
图6A、图6B和图6C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于光学传感器嵌入的微型LED显示器的光学传感器的示例性材料选择的光学特性的图表。
图7是示出用于本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的示例性读出电路的示意图。
图8A、图8B和图8C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于光学传感器嵌入的微型LED显示器的准直方案的示例的示意图。
图9是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有嵌入式有机光电探测器(OPD)的微型LED显示器的示例性结构的示意图。
图10A和图10B是示出用于形成微型LED显示器的过程的示例的示意图。
图11A和图11B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于将OPD与微型LED显示器集成的过程的示例的示意图。
图12A、图12B、图12C和图12D是示出根据本主题技术的一个或多个方面的光学传感器和微型LED显示器的不同集成选项的示例的示意图。
图13是示出其中利用本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的无线通信设备的示例的示意图。
具体实施方式
下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，本主题技术不限于本文所述的具体细节，并且可在没有一个或多个具体细节的情况下来实践。在一些情况下，以框图形式示出了结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。
本主题技术涉及具有嵌入式光学传感器的微型发光二极管(LED)显示器。在一些方面，本主题技术的嵌入式光学传感器可嵌入与红-绿-蓝(RGB)像素相同的平面处的微型LED面板上。在本主题技术的其他方面，嵌入式光学传感器可集成在与微型驱动器相同的平面处的微型LED面板内部或者集成在微型LED面板下方。
本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器可用于多种应用，诸如环境光感测(ALS)、指纹感测和接近感测。在一些具体实施中，在反向偏置下的微型LED芯片或基于硅的p-i-n半导体(PIN)光电探测器可用于实现本主题技术的嵌入式光学传感器。在一个或多个具体实施中，嵌入式光学传感器可基于有机光电探测器(OPD)、专用硅基光电探测器、基于量子点(QD)或量子膜(QF)的光学传感器。
本主题技术的嵌入式光学传感器的光谱响应波长取决于所使用的材料，并且可覆盖可见光、近红外(IR)和短波IR(SWIR)，尤其是当使用QD时。嵌入式光学传感器可使用不同的读出电路诸如3T像素、直接注入像素或电流跨阻抗放大器(CTIA)读出电路来读出。嵌入式光准直器可通过在整个显示器上添加附加黑色矩阵(BM)层或使用一个或多个QD聚焦层来实现，如本文更详细地讨论。
图1是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有嵌入式光学传感器的示例性微型LED显示器100的截面的剖视图的示意图。图1所示的微型LED显示器100的截面的剖视图包括有机传感器110、微型LED 120、钝化层130和透明导电层140以及导线112和122。有机传感器110与微型LED 120集成在衬底上，并且使用钝化层130与微型LED 120隔离。透明导电层140可以是为微型LED 120和有机传感器110提供接触的氧化铟锡(ITO)层。导线112和122分别是有机传感器110和微型LED 120的驱动器端子，其可以由导电迹线实现。
图2是示出根据本主题技术的一个或多个方面的微型LED 220的共享驱动电路202和微型LED显示器的嵌入式光学传感器210的示意图。本主题技术的有利特征在于，单个微型驱动器诸如共享驱动电路202(下文称为驱动器202)可用于驱动嵌入式光学传感器210和微型LED 220两者的电流。在一些方面，驱动器202可以是无源或有源矩阵驱动器，其可以驱动显示器的微型LED阵列和光学传感器。嵌入式光学传感器210和微型LED 220经由导体212和222耦接到驱动器202，这些导体与图1的导线112和122相同。在一些方面，微型LED(例如，红色微型LED)可被反向偏置并用作光电探测器。
图3A、图3B和图3C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于将光学传感器嵌入微型LED显示器内的各种示例性配置300A、300B和300C的示意图。图3A的配置300A表示显示器300的部分302。在配置300A中，一个或多个光学感测元件310位于由微型LED显示器的四个RGB像素块304(304-1、304-2、304-3和304-4)围绕的区域中。每个RGB像素块304包括未使用的主RGB像素组和冗余RGB像素组。在一些具体实施中，图3A所示的尺寸d1和d2为约78μm。
图3B的配置300B表示图3A的显示器300的部分302。在配置300B中，光学感测元件阵列310位于在微型LED显示器的四个RGB像素块304(304-1、304-2、304-3和304-4)上方的区域中。每个RGB像素块302包括主RGB像素组和冗余RGB像素组。在一些具体实施中，图3B所示的尺寸d1和d2为约78μm。
图3C的配置300C表示图3A的显示器300的部分302。在配置300C中，感测元件310(310-1、310-2、310-3和310-4)在与微型LED显示器的四个RGB像素块304(304-1、304-2、304-3和304-4)相邻的区域中交错。每个RGB像素块304包括主RGB像素组和冗余RGB像素组。
图4A、图4B和图4C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有用于将光学传感器410嵌入微型LED显示器400内的各种位置的示例性方案400A、400B和400C的示意图。微型LED显示器400包括显示面板402、微型LED面板404和微型驱动层406。显示面板402包括通过光学透明粘合剂(OCA)层404附接到偏振层的覆盖玻璃。显示面板402经由OCA层耦接到微型LED面板404。微型LED面板404设置在微型驱动层406上并且包括类似于图3的RGB像素块304的RGB像素块阵列。
在图4A的方案400A中，光学传感器410嵌入与RGB像素相同的平面处的微型LED面板404中。光学传感器410在微型LED面板404内的分布可分别基于图3A、图3B和图3C的配置300A、300B和300C，但不限于这些配置，并且可基于其他配置。在方案400A中，可通过避免金属迹线和BM阻塞来实现较少的电屏蔽和期望的光透射(例如，32％)。在方案400A中，光学传感器410的高度的示例性值为约3.5μm。
在图4B的方案400B中，光学传感器410嵌入在RGB像素的平面下方的微型驱动层406中。光学传感器410在微型驱动层406内的分布可基于微型驱动器之间的可用自由空间。关于电屏蔽和光透射，方案400B可能不提供方案400A的有利特征。在方案400A中，光学传感器410的高度的示例性值可为约8.5μm。
在图4C的方案400C中，光学传感器410嵌入在微型驱动层406下方的层408中。与方案400B相比，方案400C可提供相同或更低的电透射和光透射。尽管方案400C导致微型LED显示器400的高度增加，但对光学传感器410的高度没有限制。
图5A和图5B分别是示出根据本主题技术的一个或多个方面的光学传感器嵌入的微型LED显示器的应用的示例的表格500A和图表500B。图5A的表格500A包括应用列502、目标列504、波长列506和指定对显示器的潜在添加的列508。应用列502示出了本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的各种应用，包括环境光感测、触摸感测、悬停感测、接近感测、指纹感测、健康感测和成像。每个应用的可实现目标在该应用的对应行中描述。波长列506为每个应用指定对应的操作波长。最后，列508示出了对显示设备的潜在添加，诸如具有各种特性的光电探测器。
图5B的图表500B示出了本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器在二维空间的四个区域中的不同应用。这两个维度是每个应用的色度要求以及该应用所需的感测分辨率。图表500B是不需加以说明的。
图6A、图6B和图6C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于光学传感器嵌入的微型LED显示器的光学传感器的示例性材料选择的光学特性的曲线图600A、600B和600C的图表。图6A的图表600A与用于实现嵌入式光学传感器(例如，图4A、图4B和图4C的410)的微型LED选项相关联。图表600A包括曲线图602、604和606，这些曲线图分别示出了光的红色分量、绿色分量和蓝色分量的量子效率(QE)相对于波长(单位为μm)的变化。图表600A指示微型LED选项实现绿色分量和蓝色分量的最高QE。微型LED可用于指纹感测，并且不需要到微型驱动器的附加焊盘。
图6B的图表600B与用于实现嵌入式光学传感器(例如，图4A、图4B和图4C的410)的硅光电二极管(PD)选项相关联。图表600B包括曲线图612、614和616，这些曲线图分别示出了光的红色分量、绿色分量和蓝色分量的QE相对于波长(单位为μm)的变化。图表600B还包括曲线图610，其为添加光的红色分量、绿色分量和蓝色分量的QE的总和曲线图。图表600B指示Si PD选项实现绿色分量和蓝色分量的最高QE。Si PD易于与读出集成电路集成以实现整体式解决方案。
图6C的图表600C与用于实现嵌入式光学传感器(例如，图4A、图4B和图4C的410)的OPD选项相关联。图表600C包括曲线图620和622，这些曲线图分别示出了在约-2.5V下空穴注入层(HIL)选项和电子注入层(EIL)选项的QE相对于波长(单位μ为m)的变化。图表600C指示OPD选项实现EIL的最高QE并且可覆盖更长的波长范围。OPD可在显示面板中实现，但如果暴露于过量的光和湿气，则可能易受劣化的影响。
在一些方面，QD或QF光电二极管可用作光学传感器。这些光电二极管在可见光、NIR和SWIR波长区域中是可调谐的。然而，这些光电二极管的问题是在暴露于过量的光和湿气的情况下的可靠性和劣化以及过程整合。
图7是示出用于本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的示例性读出电路700的示意图。读出电路700包括电容性互阻抗放大器(CTIA)702、开关704、电容器C和浮动扩散(FD)存储装置706。用作电荷信号的感测节点的FD存储装置706连接到待读出的光学传感器710的阴极端子。光学传感器710是本主题技术的嵌入式光学传感器。CTIA 702经由电压源VSS偏置并且响应于FD存储装置706的电流信号而提供输出电压信号Vout，该FD存储装置继而响应于来自光学传感器710的信号。
图8A、图8B和图8C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于光学传感器嵌入的微型LED显示器的准直方案800A、800B和800C的示例的示意图。在准直方案800A中，示出了用于指纹感测的微型LED显示器800，并且微型LED用于像素和光学感测两者。微型LED显示器800包括覆盖玻璃802、偏振层804、微透镜806、扩散层808、BM层820(820-1和820-2)以及微型LED 810(810-1、810-2、810-3和810-4)。BM层820-1是微型LED平面中的下层，并且BM层820-2形成在偏振层804下方。BM层820的功能是准直来自手指的不同区域的散射光线(例如，830-1和830-2)并分别聚焦到像素微型LED 810-1和810-4上，然后防止它们到达光学传感器810-2和810-3。BM层准直器也可用于接近传感器应用。
在图8B的准直方案800B中，准直由针孔掩模832提供，该针孔掩模在光电二极管830的顶部上形成，并且由透明间隔部840和微透镜850覆盖。微透镜850可将入射光线840-1聚焦到针孔掩模832的针孔上，并且阻止入射光线840-2和840-3到达针孔，如图8B所示。
图8C的准直方案800C类似于准直方案800B，不同的是微透镜850替换为第二针孔掩模832-2，该第二针孔掩模可通过使用第二金属层来实现并且设置在透明间隔部840的顶部上。第一针孔掩模832-1可由第一金属层实现并且设置在光电二极管830上，并且与第二针孔掩模832-2一起形成准直器。
图9是示出根据本主题技术的一个或多个方面的具有嵌入式OPD的微型LED显示器900的示例性结构的示意图。微型LED显示器900是基于薄膜晶体管(TFT)的显示器，并且包括TFT层902、数据连接器层904、偏置连接器层906、像素908、无源层910、有源层912、顶部电极(HIL电极)914和保护层916。图9所示的所有尺寸值均为示例性值并且可根据工艺和设计而改变。在微型LED显示器900中，有源层为光感测层，该光感测层可为OPD层，并且集成在微型LED面板内。
图10A和图10B是示出用于形成微型LED显示器1000的过程1000A的示例的示意图。微型LED显示器1000包括各向异性导电膜(ACF)1020、RGB像素1022、无源层1024、ITO层1026、扩散层1028和BM层1030。过程1000A包括用于形成不具有光学传感器的微型LED显示器1000的步骤。过程1000A从操作步骤1002开始，该操作步骤是用于形成ACF层1020和RGB像素1022的BM4 ITO工艺。在下一个工艺步骤1004中，使用合适的沉积(涂覆)技术然后进行平版印刷来形成无源层1024。在工艺步骤1006中，通过使用沉积和平版印刷来形成ITO层1026。在工艺步骤1008中，使用沉积技术和平版印刷技术来提供扩散层1028。最后，在工艺步骤1010处，通过使用合适的沉积和平版印刷工艺来形成BM层1030。
图11A和图11B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的用于将OPD与微型LED显示器集成的过程1100A的示例的示意图。过程1100A是过程1000A的继续以制造OPD传感器嵌入的微型LED显示器1100，该OPD传感器嵌入的微型LED显示器包括与OPD传感器模块1110集成的图10B的微型LED显示器1000。OPD传感器模块1110包括OPD传感器1112以及对应的EIL层和HIL层。过程1000A包括工艺步骤1102、1104、1106和1108。在工艺步骤1102中，制造衬底以形成EIL、OPD传感器1112和HIL。在工艺步骤1104中，使用合适的沉积技术和平版印刷，形成EIL层和OPD传感器1112。接下来，在工艺步骤1106处，涂覆HIL层并使其图案化。最后，在工艺步骤1108中，使用钝化层1120封装OPD传感器嵌入的微型LED显示器1100。
图12A、图12B、图12C和图12D是示出根据本主题技术的一个或多个方面的光学传感器和微型LED显示器的不同集成选项1200A、1200B、1200C和1200D的示例的示意图。在图12A所示的集成选项1200A中，起始管芯包括RGB像素1204和OPD 1210。在该选项中，OPD阴极是BM4ITO 1202。在图12B所示的集成选项1200B中，起始管芯包括RGB像素1204和钝化层1212，并且在涂覆钝化层1212之后沉积OPD 1210。在该选项中，OPD阴极是BM4 ITO 1202。在图12C所示的集成选项1200C中，起始管芯包括RGB像素1204、钝化层1212和ITO层1214，并且在涂覆ITO层1214之后沉积OPD 1210。在该选项中，OPD阴极是ITO层1214。在图12D所示的集成选项1200D中，起始管芯包括RGB像素1204、钝化层1212、ITO层1214和扩散层1216，并且在涂覆扩散层1216之后沉积OPD 1210。在该选项中，OPD阴极是ITO层1214。这些选项中的每一者具有其对应的优点和缺点。这些选项的优点的示例包括：集成选项1200A需要较少的掩模层；集成选项1200B需要较少的掩模层，并且钝化层1212的均匀度受到最小影响；集成选项1200C对显示层具有最小影响并且对OPD工艺的改变最小；并且，类似地，集成选项1200D对显示层具有最小影响并且对OPD工艺的改变最小。
图13是示出其中利用本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的无线通信设备1300的示例的示意图。在一个或多个具体实施中，无线通信设备1300可为智能电话或智能手表。无线通信设备1300可包括射频(RF)天线1310、双工器1312、接收器1320、发射器1330、基带处理模块1340、存储器1350、处理器1360、本振发生器(LOGEN)1370和显示器1380。在本主题技术的各种实施方案中，图13中所表示的一个或多个框可被集成在一个或多个半导体衬底上。例如，框1320至1370可在单个芯片或单个片上系统中来实现，或者可在多芯片的芯片组中来实现。
接收器1320可包括合适的逻辑电路和/或代码，该逻辑电路和/或代码能够操作以接收和处理来自RF天线1310的信号。接收器1320例如能够操作以放大和/或降频转换接收的无线信号。在本主题技术的各种实施方案中，接收器1320能够操作以消除接收信号中的噪声并且可在宽范围的频率之上为线性的。这样，接收器1320可适于根据多种无线标准、Wi-Fi、WiMAX、蓝牙和各种蜂窝标准来接收信号。在本主题技术的各种实施方案中，接收器1320可不需要任何SAW滤波器以及很少或完全不需要片外分立部件，诸如大电容器和电感器。
发射器1330可包括合适的逻辑电路和/或代码，该逻辑电路和/或代码能够操作以处理和传输来自RF天线1310的信号。发射器1330例如能够操作以将基带信号升频转换为RF信号并放大RF信号。在本主题技术的各种实施方案中，发射器1330能够操作以升频转换并放大根据多种无线标准处理的基带信号。此类标准的示例可包括Wi-Fi、WiMAX、蓝牙和各种蜂窝标准。在本主题技术的各种实施方案中，发射器1330能够操作以提供信号以供一个或多个功率放大器进一步放大。
双工器1312可在发射频段中提供隔离以避免接收器1320的饱和或损坏接收器1320的部件并使接收器1320的一个或多个设计需求放宽。此外，双工器1312可使接收频段中的噪声衰减。双工器能够在各种无线标准的多个频带中操作。
基带处理模块1340可包括能够操作以执行基带信号处理的合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码。基带处理模块1340可例如分析接收信号，并且生成用于配置无线通信设备1300的各种部件诸如接收器1320的控制和/或反馈信号。基带处理模块1340能够操作以根据一个或多个无线标准来对数据进行编码、解码、转码、调制、解调、加密、解密、加扰、解扰和/或以其他方式处理数据。
处理器1360可包括可使得处理数据和/或控制无线通信设备1300的操作的合适的逻辑部件、电路和/或代码。就这一点而言，处理器1360可使得向无线通信设备1300的各个其他部分提供控制信号。处理器1360还可控制无线通信设备1300的各部分之间的数据传输。另外，处理器1360可使得实现操作系统或以其他方式执行代码以管理无线通信设备1300的操作。
存储器1350可包括可使得存储各种类型的信息的合适的逻辑部件、电路和/或代码，诸如接收的数据、生成的数据、代码和/或配置信息。存储器1350可包括例如RAM、ROM、闪存和/或磁性存储装置。在本主题技术的各种实施方案中，存储在存储器1350中的信息可用于配置接收器1320和/或基带处理模块1340。
LOGEN 1370可包括能够操作以生成一个或多个频率的一个或多个振荡信号的合适的逻辑部件、电路、接口和/或代码。LOGEN 1370能够操作以生成数字信号和/或模拟信号。这样，LOGEN 1370能够操作以生成一个或多个时钟信号和/或正弦信号。振荡信号的特性诸如频率和占空比可基于来自例如处理器1360和/或基带处理模块1340的一个或多个控制信号来确定。
在操作中，处理器1360可基于根据期望接收信号的无线标准来配置无线通信设备1300的各种部件。无线信号可经由RF天线1310接收，放大并且由接收器1320降频转换。基带处理模块1340可执行基带信号的噪声估计和/或噪声消除、解码和/或解调。这样，接收信号中的信息可被适当地恢复和利用。例如，该信息可为待呈现给无线通信设备的用户的音频和/或视频、待存储到存储器1350的数据、和/或影响和/或启用无线通信设备1300的操作的信息。基带处理模块1340可根据各种无线标准来对待由发射器1330传输的音频、视频和/或控制信号进行调制、编码并执行其他处理。
显示器1380可以是如上所述的本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器。本主题技术的光学传感器嵌入的微型LED显示器的使用不限于无线通信设备，并且所公开的显示技术可用于具有显示器的任何电子设备，诸如膝上型计算机或其他电子设备。
在一个或多个具体实施中，在通过模数转换器(ADC)(例如，通信设备1300的ADC)转换为数字信号之后，处理器1360可处理来自与本主题技术的微型LED显示器集成的光学传感器的传感器信号。
先前的描述被提供以使得本领域的技术人员能够实践本文所述的各个方面。这些方面的各种修改对本领域的技术人员而言是显而易见的，并且本文所限定的通用原则可应用于其他方面。因此，本权利要求书并非旨在受限于本文所示的方面，而是旨在使得全部范围与语言权利要求书一致，其中对奇异值中的元素的引用并非旨在意味着“一个和仅一个”，而是指“一个或多个”，除非被具体指出。除非另外特别说明，否则术语“一些”是指一个或多个。男性的代名词(例如，他的)包括女性和中性(例如，她的和它的)，并且反之亦然。标题和子标题(如果有的话)仅为了方便起见而使用并且不限制本主题公开。
谓词字词“被配置为”、“可操作以”以及“被编程以”并不意味着对某一主题进行任何特定的有形或无形的修改而是旨在可互换使用。例如，部件或被配置为监视和控制操作的处理器也可能意味着处理器被编程以监视和控制操作或者处理器能够操作以监视和控制操作。同样，被配置为执行代码的处理器可解释为被编程以执行代码或能够操作以执行代码的处理器。
短语诸如“方面”不意味此方面对本主题技术是必需的或者此方面应用于本主题技术的所有配置。与一个方面相关的公开可应用于所有配置，或者一个或多个配置。短语诸如“方面”可指一个或多个方面，并且反之亦然。短语诸如“配置”不意味此配置对本主题技术是必需的或者此配置应用于本主题技术的所有配置。与配置相关的公开可应用于所有配置或者一个或多个配置。短语诸如“配置”可指一个或多个配置，并且反之亦然。
字词“示例”在本文用于意指“用作示例或者例示”。本文作为“示例”所述的任何方面或者设计不一定被理解为比其他方面或者设计优选或者有利。
本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的贯穿本公开描述的各个方面的元素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在被权利要求书所涵盖。此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。根据35U.S.C.§112第六段的规定，不需要解释任何权利要求元素，除非使用短语“用于……的装置”明确陈述了该元素，或者就方法权利要求而言，使用短语“用于……的步骤”陈述了该元素。此外，术语“包括”、“具有”等在一定程度上用于说明书或权利要求中，这样的术语旨在以类似于术语“包括”当用作过渡字词用于权利要求中时“包括”被解释的方式包含在内。

Claims (21)

1.一种微型发光二极管(LED)显示器，所述微型LED显示器包括：
多个微型LED像素元件；
多个光学传感器，所述多个光学传感器与所述多个微型LED像素元件集成；和
透明导体层，所述透明导体层设置在所述多个微型LED像素元件和所述多个光学传感器上方。
2.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个微型LED像素元件中的微型LED像素元件和所述多个光学传感器中的光学传感器共享微型驱动电路，所述微型驱动电路被配置为为所述微型LED像素元件提供电流并且为所述光学传感器提供偏置电压和读出电路。
3.根据权利要求1所述的微型LED显示器，所述微型LED显示器还包括钝化层，所述钝化层将所述多个微型LED像素元件中的微型LED像素元件与所述多个光学传感器中的光学传感器隔离。
4.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器中的至少一组光学传感器设置在四个红-绿-蓝(RGB)像素元件块之间，其中每个RGB像素块包括主RGB像素元件组和冗余RGB像素元件组。
5.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器中的至少一组光学传感器设置在四个RGB像素元件块的一侧上，其中每个RGB像素块包括主RGB像素元件组和冗余RGB像素元件组。
6.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器中的光学传感器设置在RGB像素元件块的一侧上，其中所述RGB像素块包括主RGB像素元件组和冗余RGB像素元件组。
7.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器嵌入所述微型LED显示器的微型LED面板中，并且其中所述微型LED面板包括所述多个微型LED像素元件。
8.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器嵌入所述微型LED显示器的微型驱动层中，并且其中所述微型驱动层包括多个微型驱动电路。
9.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器嵌入所述微型LED显示器的传感器层中，并且其中所述传感器层设置在微型驱动层下方，并且其中所述微型驱动层包括多个微型驱动电路。
10.根据权利要求1所述的微型LED显示器，其中所述多个光学传感器中的光学传感器使用选项列表中的一个选项来实现，所述选项列表包括有机光电二极管(OPD)、Si PD、微型LED、专用硅基光电探测器或量子点(QD)材料。
11.根据权利要求1所述的微型LED显示器，所述微型LED显示器还包括多个准直器，其中所述多个准直器中的准直器由通过透明间隔层分开的两个针孔形成，所述两个针孔由两个黑色矩阵(BM)层形成。
12.根据权利要求1所述的微型LED显示器，所述微型LED显示器还包括多个准直器，其中所述多个准直器中的准直器由针孔和微透镜形成，所述针孔由针孔掩模层形成，所述微透镜通过透明间隔层与所述针孔掩模层分开。
13.一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；和
微型LED显示器，所述微型LED显示器包括：
多个微型LED像素元件；
多个光学传感器，所述多个光学传感器与所述多个微型LED像素元件集成；
透明导体层，所述透明导体层设置在所述多个微型LED像素元件和所述多个光学传感器上方；和
读出电路，所述读出电路由所述处理器控制并且被配置为读出所述多个光学传感器。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述多个光学传感器中的至少一组光学传感器设置在四个RGB像素元件块之间或一侧上。
15.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述多个光学传感器中的光学传感器使用选项列表中的一个选项来实现，所述选项列表包括OPD、Si PD、微型LED、专用硅基光电探测器或QD材料。
16.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述多个光学传感器嵌入所述微型LED显示器的微型LED面板或微型驱动层中，并且其中所述微型LED面板包括所述多个微型LED像素元件，并且所述微型驱动层包括多个微型驱动电路。
17.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述多个光学传感器嵌入在微型驱动层下方的传感器层中，并且其中所述微型驱动层包括多个微型驱动电路。
18.根据权利要求13所述的电子设备，所述电子设备还包括多个准直器，其中所述多个准直器中的准直器由通过透明间隔层分开的两个针孔形成，所述两个针孔由两个BM层形成，或者所述准直器由针孔和微透镜形成，所述针孔由针孔掩模层形成，所述微透镜通过透明间隔层与所述针孔掩模层分开。
19.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；
微型LED面板，所述微型LED面板包括多个微型LED像素元件；
微型驱动层，所述微型驱动层包括多个驱动电路；和
多个光学传感器，所述多个光学传感器嵌入所述微型LED面板或所述微型驱动层中的一者中。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中所述多个光学传感器中的至少一组光学传感器设置在四个RGB像素元件块之间或一侧上，并且其中所述多个光学传感器中的光学传感器使用选项列表中的一个选项来实现，所述选项列表包括OPD、Si PD、微型LED或QD材料。
21.根据权利要求19所述的显示装置，其中所述微型LED像素元件中的至少一些微型LED像素元件被配置为用作光电探测器。
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