[發明專利]顯示器和用于制造顯示器的方法

在審

• 申請號: 202180047580.8
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN115812250A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 延斯·霍弗里希特;科爾內留-米哈伊·托貝斯庫
• 申請（專利權）人: AMS國際有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

一種顯示器，包括具有表面的顯示襯底(10)，通過在顯示襯底的表面上設置多個發光顯示子像素和多個光捕獲子像素，在顯示襯底上形成像素。每個發光顯示子像素包括micro?LED(12)，每個光捕獲子像素包括微型光電二極管(13)。像素(11)分布在顯示襯底(10)的活動顯示區域上。像素(11)的至少一部分包括光捕獲子像素和至少一個發光顯示子像素。

本公開涉及顯示器，具體地，涉及micro-LED顯示器以及用于制造這種顯示器的方法。

在諸如移動設備、可穿戴設備、汽車設備等各種應用中使用的平板顯示器技術的當前發展的重點在于制造具有更高像素密度、更高對比度和更好能效的顯示器。現代設備開始利用新興的微型光發射設備(micro-LED)技術來形成所述顯示器的像素元件。

此外，現代顯示器的發展重點還在于集成紅外光發射器，以提供應用所需的照明，例如，接近傳感和生物特征認證。這些應用通過使用單獨的光學成像模塊來實現以用于傳感反射光。然而，這些模塊不僅需要設備內的額外空間，這可能是極其有限的資源，而且集成單獨的模塊通常會導致更高的生產工作量和成本。為了在實現傳感能力和提供成本和空間保守的解決方案之間找到折衷，光學成像能力通常限于顯示表面的小部分。

本發明的目的是提供一種具有收發器能力的顯示器和電子傳感設備的改進概念，其克服了基于單獨模塊和/或有限活動區域的現有解決方案的局限性。

這些目的通過獨立權利要求的主題實現。從屬權利要求中描述了另外的發展和實施例。

改進的概念基于在顯示器內具有集成的傳感元件的micro-LED顯示器的構思。傳感元件能夠實現為能夠以與micro-LED的制造相比類似的方式制造的微型光電二極管。此外，相同的封裝和組裝工藝步驟能夠與micro-LED共享。將光發射和光檢測的功能結合在單一設備或部件中，使得顯示器能夠為具有各種類型傳感能力的移動設備實現更緊湊的屏幕。因此，改進的概念為下一代移動設備的發射和傳感元件的真正無縫集成鋪平了道路。

特別地，根據改進概念所述的顯示器包括顯示襯底、多個像素和多個發光顯示子像素。每個發光顯示子像素包括微型發光二極管micro-LED，并且被配置為發射用于形成顯示圖像的一部分的光。該顯示器還包括多個光捕獲子像素，其中，每個光捕獲子像素包括微型光電二極管，并且被配置為接收由發光顯示子像素的至少一部分發射并通過反射返回的光。

所述多個發光顯示子像素和所述多個光捕獲子像素設置在顯示襯底的表面上。所述多個發光顯示子像素和所述多個光捕獲子像素形成分布在顯示襯底的活動顯示區域或活動區域上的像素。此外，像素的至少一部分包括光捕獲子像素和至少一個發光顯示子像素。

顯示襯底能夠是硅襯底，例如硅晶片或硅晶片的切片芯片，或藍寶石襯底，包括具有用于操作像素的電路的功能層，例如讀出電路和/或驅動電路的部件。顯示襯底也能夠是不同的材料，例如FR4或聚酰亞胺。

為了形成顯示圖像，像素由設置在顯示襯底的表面上的發光子像素組成。例如，每個像素包括RGB顏色中的每個的發光子像素。其中，每個發光子像素包括至少一個micro-LED。這些微型LED基于常規技術，例如用于形成氮化鎵基LED。然而，micro-LED的特征在于占用面積小得多，因此能夠在保持特定像素密度的同時，在顯示層(即，顯示襯底的表面)上實現具有較高的像素密度或較低的有源元件群體密度的顯示器。后一方面允許在顯示器的像素層中放置附加有源部件，從而允許附加功能和/或更緊湊的設計。

優于OLED，micro-LED通過與OLED相比具有明顯更高的發光亮度，與傳統LED相比具有更高的能效。這實現了接近無限的對比度。此外，與OLED不同，micro-LED不會顯示屏幕老化效應。