專利名稱：顯示裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，該顯示裝置具有至少一個(gè)傳感器，該至少一個(gè)傳感器用于檢測(cè)從顯示裝置的至少一個(gè)顯示區(qū)域發(fā)射并進(jìn)入所述顯示裝置的視角的光的性質(zhì)，該性質(zhì)諸如強(qiáng)度、顏色和/或色點(diǎn)(colour point)。本發(fā)明還涉及此顯示裝置的用途。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)施中，放射學(xué)在診斷過(guò)程中起關(guān)鍵作用。因此，利用類似于液晶顯示裝置(LCD裝置)的顯示裝置的高質(zhì)量醫(yī)療成像比以往任何時(shí)候都重要。另外，顯示裝置通常設(shè)置有傳感器和耦合于傳感器的控制器裝置。一種類型的傳感器耦合至LCD裝置的背光裝置，該背光裝置例如包括發(fā)光二極管(LED)。它旨在穩(wěn)定背光裝置的輸出，該背光裝置的輸出由于其中使用LED而固有地變化。W02008/050262公開(kāi)了用于基于LED的背光的此傳感器的一個(gè)示例。此處的背光裝置設(shè)置有透明外耦合板，該透明外耦合板覆蓋背光裝置的發(fā)射光的表面。在該外耦合板中限定了諸如棱鏡槽之類的結(jié)構(gòu)，以將光引導(dǎo)至傳感器所在的側(cè)面。具體而言，外耦合板被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)光傳播，并將光引導(dǎo)至側(cè)面。這提供該背光裝置的光輸出的改進(jìn)的均勻性。然而，僅背光的穩(wěn)定不足以獲得諸如可應(yīng)用于醫(yī)療成像應(yīng)用的高質(zhì)量顯示系統(tǒng)。此外，當(dāng)考慮顯示器前側(cè)的此外耦合板時(shí)，光傳播是不需要的。EP1274066B1公開(kāi)了其中在顯示器前側(cè)應(yīng)用感測(cè)的顯示裝置。在此，使用光導(dǎo)(例如波導(dǎo)或光纖)來(lái)將光輸出的一部分引導(dǎo)至顯示器視角之外的傳感器。來(lái)自包括多個(gè)像素的顯示區(qū)域的光被插入光導(dǎo)中，例如被插入光纖的一端或插入連續(xù)波導(dǎo)中。由此，顯示器上被阻擋而不能透光的區(qū)域受限。具體地，如EP1274066中所公開(kāi)，可使與光導(dǎo)的軸成大角度傳播的光線離開(kāi)該結(jié)構(gòu)，同時(shí)環(huán)境光無(wú)法進(jìn)入該光導(dǎo)。借助該小接受角，無(wú)須遮蔽即可避免環(huán)境光進(jìn)入該光電二極管傳感器。然而，需要進(jìn)一步改進(jìn)此傳感器系統(tǒng)，即傳感器和光導(dǎo)。EP1274066中所示的一種實(shí)現(xiàn)方式是光纖的末端平行于顯示器的輸出表面，且光纖彎曲。然而，這不是最實(shí)用的實(shí)現(xiàn)方式。W02004/023443中公開(kāi)了在顯示器前側(cè)具有波導(dǎo)的另一此解決方案。該波導(dǎo)具體包括被相對(duì)較低折射率材料包圍的相對(duì)較高折射率材料。傳感器在波導(dǎo)的一個(gè)邊處。或者， 該波導(dǎo)可在四個(gè)方向上延伸，且這些傳感器可存在于四條邊上。該解決方案旨在(參見(jiàn)示例3)用于IOX 10無(wú)源矩陣OLED顯示器的校準(zhǔn)測(cè)量，在該顯示器中依次打開(kāi)每個(gè)像素。然而，本發(fā)明的目的是提供能用于實(shí)時(shí)測(cè)量(例如當(dāng)顯示器在使用時(shí))的傳感器系統(tǒng)。因此，W02004023443的解決方案看起來(lái)不適合。該解決方案對(duì)從環(huán)境接收光敏感， 因此整體信噪比將非常低。因此，本發(fā)明的目的是提供一種顯示裝置，該顯示裝置具有適于實(shí)時(shí)感測(cè)(例如當(dāng)該顯示器在使用時(shí))的傳感器，且具有高信噪比，以及不會(huì)干擾顯示器所發(fā)射的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括設(shè)置有多個(gè)像素的至少一個(gè)顯示區(qū)域。對(duì)于每個(gè)顯示區(qū)域，存在至少部分透明的傳感器，用于檢測(cè)從所述顯示區(qū)域發(fā)射進(jìn)入顯示裝置的視角的光的性質(zhì)。該傳感器位于所述顯示裝置的在所述顯示區(qū)域前側(cè)的前部中。利用位于顯示區(qū)域前側(cè)且在視角內(nèi)的至少部分透明的傳感器已獲得了令人吃驚的良好結(jié)果。顯示圖像的預(yù)期干擾傾向于至少基本不存在。由于光向傳感器中的直接進(jìn)入耦合(incoupling)，在無(wú)耦合構(gòu)件的情況下獲得了向傳感器的適當(dāng)透射。此透明傳感器適于應(yīng)用于覆蓋構(gòu)件的內(nèi)表面。該透明覆蓋構(gòu)件可在制造傳感器時(shí)用作襯底。具體地，玻璃或類似無(wú)機(jī)襯底具有足以承受氣相沉積的操作溫度的熱穩(wěn)定性，而氣相沉積是沉積構(gòu)成傳感器的層的優(yōu)選方式。具體示例包括化學(xué)氣相沉積(CVD)和其中任一種類型，諸如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積 (MOCVD)、熱氣相沉積。然而，尤其是在使用諸如印刷和涂覆之類的低溫沉積技術(shù)時(shí)，可替代地使用聚合物襯底。作為制造技術(shù)，不排除組裝。在本發(fā)明的適當(dāng)實(shí)施例中，該器件還包括至少部分透明的電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體用于傳導(dǎo)來(lái)自所述視角內(nèi)的所述傳感器的測(cè)量信號(hào)以傳輸?shù)娇刂破髦?。諸如氧化銦錫和聚(3， 4-亞乙基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)聚合物(通常稱為PEDOTPSQ之類的大致透明導(dǎo)體材料本身是已知的。在一個(gè)最適合的實(shí)施例中，傳感器設(shè)置有透明電極，該透明電極通過(guò)所述導(dǎo)體被限定于一層中。這減少了會(huì)固有地導(dǎo)致附加電阻和界面的層的數(shù)量，附加電阻和界面會(huì)輕微地干擾顯示圖像。優(yōu)選地，該傳感器包括有機(jī)光導(dǎo)體。在過(guò)去數(shù)十年來(lái)，此有機(jī)材料已是高級(jí)研究的對(duì)象。有機(jī)光導(dǎo)體可被具體化為單層、雙層以及多層結(jié)構(gòu)。它們可在本顯示裝置中被有利地應(yīng)用。具體而言，在覆蓋構(gòu)件內(nèi)表面上的存在允許有機(jī)材料存在于封閉和可控的環(huán)境中，例如在覆蓋構(gòu)件與顯示器之間的空間中。例如，可存在吸氣器以減少濕氣的不利影響。此外， 在將覆蓋組件組裝到顯示器時(shí)，可在所述空間中應(yīng)用真空條件或預(yù)定義氣氛(例如純氮)。包括有機(jī)光導(dǎo)體的傳感器還適當(dāng)?shù)匕ǖ谝缓偷诙姌O，該第一和第二電極有利地彼此毗鄰定位。彼此毗鄰的位置(優(yōu)選限定在一層內(nèi))允許相互叉合的指狀電極的設(shè)計(jì)。 由此，光導(dǎo)體中產(chǎn)生的任何電荷被適當(dāng)?shù)貍鬏斨吝@些電極。優(yōu)選地，每個(gè)電極的指的數(shù)量大于50，更優(yōu)選大于100，例如在250-2000的范圍內(nèi)。一種優(yōu)選類型的光傳感器是其中有機(jī)光導(dǎo)體是具有激子產(chǎn)生層和電荷輸運(yùn)層的雙層結(jié)構(gòu)的光傳感器，所述電荷輸運(yùn)層與第一和第二電極接觸。此雙層結(jié)構(gòu)例如可從應(yīng)用物理快報(bào)(Applied Phys Letters) 93 Q008)，63305獲知，該文獻(xiàn)通過(guò)引用包含于此?；蛘?，可使用經(jīng)減薄的硅光電二極管。當(dāng)將硅減薄至微米范圍厚度時(shí)，它至少部分地變得光學(xué)透明。通過(guò)用諸如聚酰亞胺之類的聚合物材料來(lái)密封此器件，可獲得此器件的穩(wěn)定性。經(jīng)密封器件的整體厚度通常處于3-30微米量級(jí)。該技術(shù)例如可從R. Dekker等人的 “用于紙內(nèi)芯片應(yīng)用的 10 μ m厚RF-ID標(biāo)簽(A IOym thick RF-ID tag for chip-in-paper applications) "(IEEE BCTM會(huì)議論文集2005，18-21)獲知，該文獻(xiàn)通過(guò)引用結(jié)合于此。在此技術(shù)中制造的光電二極管可借助粘合劑來(lái)組裝至覆蓋構(gòu)件。可涂敷導(dǎo)電粘合劑。或者， 可通過(guò)電極的適當(dāng)定位，通過(guò)電容耦合來(lái)安排傳輸。
在顯示裝置的至少一個(gè)顯示區(qū)域中限定的顯示器可以是常規(guī)技術(shù)的，諸如具有背光(例如基于發(fā)光二極管(LED))的液晶裝置(LCD)，或諸如有機(jī)發(fā)光(OLED)顯示器之類的電致發(fā)光裝置。該顯示裝置還適當(dāng)?shù)匕娮域?qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制器，該控制器接收在至少一個(gè)傳感器中產(chǎn)生的光測(cè)量信號(hào)，并基于所接收的光測(cè)量信號(hào)控制電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括設(shè)置有多個(gè)像素的至少一個(gè)顯示區(qū)域。對(duì)于每個(gè)顯示區(qū)域，設(shè)置了至少一個(gè)傳感器和至少部分透明的光耦合器件。至少一個(gè)傳感器被設(shè)計(jì)用于檢測(cè)從所述顯示區(qū)域射入顯示裝置的視角的光的性質(zhì)。該傳感器位于視角外，或至少部分位于視角外。至少部分透明的光耦合器件位于所述顯示裝置的前部。它包括光導(dǎo)構(gòu)件，該光導(dǎo)構(gòu)件用于將從所述顯示區(qū)域發(fā)射的光的至少一部分引導(dǎo)至相應(yīng)傳感器。耦合器件還包括進(jìn)入耦合構(gòu)件，該進(jìn)入耦合構(gòu)件用于將光耦合到光導(dǎo)構(gòu)件中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)由顯示裝置的至少一個(gè)顯示區(qū)域射入所述顯示裝置的視角的光的諸如強(qiáng)度或顏色之類的性質(zhì)，而不限制所述顯示裝置上的視圖。使用進(jìn)入耦合構(gòu)件解決了平行于前表面的不干擾顯示圖像的波導(dǎo)與足夠高以允許實(shí)時(shí)測(cè)量的信噪比之間的明顯矛盾。附加優(yōu)點(diǎn)是最終在進(jìn)入耦合構(gòu)件處或之中出現(xiàn)的任何散射被限制于顯示圖像的前表面上的少數(shù)位置。優(yōu)選地，光導(dǎo)構(gòu)件位于與顯示裝置的前表面平行的平面內(nèi)。適當(dāng)?shù)?，該進(jìn)入耦合構(gòu)件是用于將光橫向耦合到耦合器件的光導(dǎo)構(gòu)件的進(jìn)入耦合構(gòu)件。其結(jié)果是基本為平面的進(jìn)入耦合構(gòu)件。這具有對(duì)所顯示圖像干擾最少的優(yōu)點(diǎn)。此外，該耦合器件可被嵌入在層或板內(nèi)。它可在顯示器制造之后被組裝至顯示器的覆蓋構(gòu)件即前玻璃板，例如通過(guò)插入或傳遞模塑?；蛘?，該覆蓋構(gòu)件被用作用于限定耦合構(gòu)件的襯底。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，多個(gè)光導(dǎo)構(gòu)件被安排為獨(dú)立光導(dǎo)構(gòu)件或光導(dǎo)構(gòu)件束的一部分。當(dāng)垂直于前表面且垂直于光導(dǎo)構(gòu)件的主延伸部觀察時(shí)，光導(dǎo)構(gòu)件設(shè)置有圓形或矩形截面形狀是合適的?？蛇m合地制造具有此截面的光導(dǎo)，且該光導(dǎo)還限制輻照的散射。在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，此光導(dǎo)構(gòu)件位于第一和第二顯示區(qū)域之間。這進(jìn)一步降低了散射的風(fēng)險(xiǎn)。 如果光導(dǎo)構(gòu)件被限定在覆蓋構(gòu)件中或覆蓋構(gòu)件上，則尤其可使用位于第一與第二顯示區(qū)域之間的此位置。此覆蓋構(gòu)件通常是透明襯底，例如玻璃或聚合物材料。在任一上述實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)的傳感器或多個(gè)傳感器位于顯示裝置的前邊處。該實(shí)施例的進(jìn)入耦合構(gòu)件可存在于光導(dǎo)構(gòu)件上部，或有效地位于光導(dǎo)構(gòu)件內(nèi)部。 位于光導(dǎo)內(nèi)部的此位置的一個(gè)示例是該進(jìn)入耦合構(gòu)件和光導(dǎo)構(gòu)件具有共面底面。該進(jìn)入耦合構(gòu)件然后可在光導(dǎo)構(gòu)件之上延伸，或保持在光導(dǎo)構(gòu)件頂面之下，或與此頂面共面。此外， 該進(jìn)入耦合構(gòu)件可具有與光導(dǎo)構(gòu)件的接口，或可與此光導(dǎo)構(gòu)件成為整體。在一個(gè)具體實(shí)施例中，進(jìn)入耦合構(gòu)件或每個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件是錐形的。本文中的進(jìn)入耦合構(gòu)件具有尖端和底面。該底面優(yōu)選具有圓形或橢圓形狀。該尖端優(yōu)選面向顯示區(qū)域。該進(jìn)入耦合構(gòu)件可被形成為橫向突出的進(jìn)入耦合構(gòu)件。更優(yōu)選地，它由兩個(gè)橫向共軸對(duì)準(zhǔn)的錐體劃界，所述錐體具有共有頂點(diǎn)和不同的頂角。頂角之差Δ α = α 1-α2小于全內(nèi)反射(TIR)的臨界角(Θ。)的倍值，S卩Δα <2 θ。。特別地，進(jìn)入耦合構(gòu)件或每個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件無(wú)縫地隱入耦合器件的引導(dǎo)構(gòu)件。進(jìn)入耦合構(gòu)件或每個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件以及引導(dǎo)構(gòu)件或每個(gè)引導(dǎo)構(gòu)件適合整體地形成。在替代實(shí)施例中，進(jìn)入耦合構(gòu)件或每個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件是衍射光柵。該衍射光柵允許有限波長(zhǎng)集合的輻照透過(guò)光導(dǎo)構(gòu)件。不同波長(zhǎng)(例如不同顏色)可與具有相互不同光柵周期的光柵進(jìn)入耦合。波長(zhǎng)范圍優(yōu)選被選擇以最充分地表示光強(qiáng)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，存在錐形進(jìn)入耦合構(gòu)件和衍射光柵作為進(jìn)入耦合構(gòu)件。這兩個(gè)不同的進(jìn)入耦合構(gòu)件可耦合至一個(gè)共同的光導(dǎo)構(gòu)件或不同的光導(dǎo)構(gòu)件(每個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件對(duì)應(yīng)一個(gè)光導(dǎo)構(gòu)件)，且通常引導(dǎo)至不同傳感器。通過(guò)在一個(gè)共同的光導(dǎo)構(gòu)件上使用不同類型的第一和第二進(jìn)入耦合構(gòu)件，可增加至少某些波長(zhǎng)的光提取，從而進(jìn)一步提高信噪比。此外，由于進(jìn)入耦合構(gòu)件的不同操作，傳感器可檢測(cè)更特定的變化。通過(guò)分別與第一和第二光導(dǎo)構(gòu)件組合使用不同類型的第一和第二進(jìn)入耦合構(gòu)件， 可將不同類型的進(jìn)入耦合構(gòu)件應(yīng)用于不同類型的測(cè)量。例如，諸如錐形進(jìn)入耦合構(gòu)件之類的一種類型可應(yīng)用于輝度測(cè)量，而以下討論的衍射光柵或磷光體可應(yīng)用于顏色測(cè)量。替代地，諸如錐形進(jìn)入耦合構(gòu)件之類的一種類型可用于相對(duì)測(cè)量，而諸如衍射光柵之類的另一類型用于絕對(duì)測(cè)量。在該實(shí)施例中，一個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件(加上光導(dǎo)構(gòu)件和傳感器)可比另一進(jìn)入耦合構(gòu)件耦合至較大的像素集合。例如，一個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件耦合至包括像素集合的顯示區(qū)域，而另一個(gè)進(jìn)入耦合構(gòu)件耦合至一組顯示區(qū)域。在另一實(shí)施例中，該進(jìn)入耦合構(gòu)件還包括變換器，用于將從顯示區(qū)域發(fā)射的光的波長(zhǎng)變換至感測(cè)波長(zhǎng)。該變換器例如基于磷光體。此類磷光體被適當(dāng)?shù)鼐植客糠笤趯?dǎo)光構(gòu)件上部。替代地，該磷光體可被結(jié)合到導(dǎo)光構(gòu)件的材料中。它還可被涂敷在另一進(jìn)入耦合構(gòu)件的上部(例如衍射光柵或錐形構(gòu)件或另一進(jìn)入耦合構(gòu)件的上部或其中)。該感測(cè)波長(zhǎng)適當(dāng)?shù)厥羌t外范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。該范圍具有感測(cè)波長(zhǎng)的光不再可見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)。因此向光導(dǎo)構(gòu)件中的進(jìn)入耦合和通過(guò)光導(dǎo)構(gòu)件的輸運(yùn)不可見(jiàn)。換言之，使得光的任何散射不可見(jiàn)，由此防止對(duì)顯示器所發(fā)射的圖像的干擾。例如，此類散射可在光波長(zhǎng)變換之后直接出現(xiàn)，即在光從磷光體再發(fā)射時(shí)出現(xiàn)。感測(cè)波長(zhǎng)最適合是近紅外范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，例如0. 7 與1. 0微米之間，更具體是在0. 8與0. 9微米之間。此波長(zhǎng)可適當(dāng)?shù)乇皇袌?chǎng)上可買到的光檢測(cè)器檢測(cè)到，該光檢測(cè)器例如是基于硅的檢測(cè)器。用于此變換的合適的磷光體例如是錳激活的硫化鋅磷光體。此類磷光體可發(fā)射3 微米區(qū)內(nèi)的發(fā)光，其中錳濃度大于2%。對(duì)此的光吸收測(cè)量顯示出0.80微米處的最大值以及0. 74微米和0. 84微米處的子帶，該發(fā)光被該區(qū)內(nèi)的輻照所激發(fā)。其它稀土摻雜的硫化鋅磷光體也可用于紅外(IR)發(fā)射。示例為諸如J. Appl. Phys. 94 0003)，3147中所公開(kāi)的 ZnS:ErF3和ZnS:NdF3薄膜磷光體，該文獻(xiàn)通過(guò)引用結(jié)合于此。另一示例是SiS = TmxA^，其中χ在100與IOOOppm之間，且y在10與IOOppm之間，如US4499005所公開(kāi)。該顯示裝置還適當(dāng)?shù)匕娮域?qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制器，該控制器接收至少一個(gè)傳感器中產(chǎn)生的光測(cè)量信號(hào)，并基于所接收的光測(cè)量信號(hào)控制電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在顯示裝置的至少一個(gè)顯示區(qū)域中限定的顯示器可以是常規(guī)技術(shù)的，諸如具有背光(例如基于發(fā)光二極管(LED))的液晶裝置(LCD)，或諸如有機(jī)發(fā)光(OLED)顯示器之類的電致發(fā)光裝置。代替作為前述透明傳感器解決方案的替代物，除了此傳感器解決方案之外，可應(yīng)
7用具有耦合構(gòu)件和傳感器的本傳感器解決方案。該組合增強(qiáng)了感測(cè)解決方案，且不同類型的傳感器解決方案分別具有它們的優(yōu)點(diǎn)。此處的一個(gè)傳感器解決方案比另一傳感器解決方案可耦合至更大的像素集合。雖然上述描述提到具有相應(yīng)傳感器解決方案的至少一個(gè)顯示區(qū)域的存在，但具有傳感器的顯示區(qū)域的數(shù)量?jī)?yōu)選大于一個(gè)，例如兩個(gè)、四個(gè)、八個(gè)或任何多個(gè)。優(yōu)選顯示器的每個(gè)顯示區(qū)域設(shè)置有傳感器解決方案，但不是必須的。例如，可對(duì)一組顯示區(qū)域中的僅一個(gè)顯示區(qū)域設(shè)置傳感器解決方案。在根據(jù)本發(fā)明的另一方面中，提供了所述顯示裝置用于感測(cè)光性質(zhì)同時(shí)顯示圖像的用途。最適合地，對(duì)輝度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。例如，當(dāng)顯示器未處于顯示模式時(shí)，可以校準(zhǔn)模式執(zhí)行對(duì)顏色(色度)方面的檢測(cè)。然而，不排除色度檢測(cè)也可在顯示模式下實(shí)時(shí)進(jìn)行。相對(duì)于基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量是合適的?？蓪⒃摶鶞?zhǔn)選擇為顯示器的測(cè)試圖像或起始圖像。對(duì)于在進(jìn)行圖像顯示同時(shí)的適當(dāng)實(shí)時(shí)感測(cè)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對(duì)所感測(cè)值的進(jìn)一步處理。其中，顯示區(qū)域中顯示的圖像用于對(duì)相應(yīng)感測(cè)值或多個(gè)感測(cè)值的處理。所考慮的圖像方面具體包括其光性質(zhì)，更優(yōu)選是各像素發(fā)射的光性質(zhì)或其平均。此類光性質(zhì)的一個(gè)示例是輝度值，為清楚起見(jiàn)將在下文中使用該輝度值?？蓪?duì)諸如色度、顏色變化、顏色平衡之類的其它光性質(zhì)進(jìn)行相同或相似的處理。一種算法可基于提供給顯示器的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電平來(lái)限定每個(gè)顯示區(qū)域的那些輝度值的平均值。當(dāng)與像素或像素組的實(shí)際光發(fā)射相比時(shí)，代替理論上在所使用的顯示區(qū)域所發(fā)射的光，其結(jié)果是更難測(cè)量稍后所發(fā)射光的實(shí)際非理想性。在限定平均值時(shí)，可考慮光在角范圍上以特定強(qiáng)度發(fā)射。更具體地，可考慮輝度分布。所計(jì)算的平均值可被認(rèn)為是理想發(fā)射輝度。然后將傳感器所感測(cè)到的輝度值與所述理想發(fā)射輝度比較。適當(dāng)?shù)?，傳感器所感測(cè)的輝度值是在與基準(zhǔn)值的所述比較之前或所述比較之后。與所發(fā)射的輝度值和基準(zhǔn)值的比較的兩個(gè)步驟提供感測(cè)結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)控制器將此類感測(cè)結(jié)果與閾值的較低值或較高值比較。如果感測(cè)結(jié)果在值的接受范圍之外，則它將被檢查或修正。進(jìn)行檢查的一種可能是通過(guò)控制器計(jì)算顯示區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)感測(cè)結(jié)果并進(jìn)行比較。如果一個(gè)顯示區(qū)域的感測(cè)值的多于一臨界數(shù)在接受范圍之外，則該顯示區(qū)域的輝度設(shè)定需要被修正，以使其在接受范圍之內(nèi)。臨界數(shù)例如是10之外的7。例如，如果感測(cè)值8、9或10在接受范圍之外，則控制器采取行動(dòng)。否則，如果在接受范圍之外的感測(cè)值的數(shù)字高于監(jiān)測(cè)值但不高于臨界值，則控制器可決定繼續(xù)監(jiān)測(cè)。為了平衡處理效果，控制器可決定不連續(xù)檢查所有的感測(cè)結(jié)果，但依次進(jìn)行檢查。 此外，該比較過(guò)程可被排定為相對(duì)低優(yōu)先級(jí)，以使它僅在處理器空閑時(shí)執(zhí)行。在另一實(shí)施例中，此類感測(cè)結(jié)果被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在監(jiān)測(cè)周期的末尾，可評(píng)估感測(cè)結(jié)果的此集合。一種合適的評(píng)估是，根據(jù)控制器所指定的設(shè)定，查明所感測(cè)的輝度值是否系統(tǒng)性地高于或低于已發(fā)射的值。如果此系統(tǒng)差存在，則可相應(yīng)調(diào)整控制器所指定的設(shè)定。 為了提高感測(cè)結(jié)果集合的可靠性，可將某些感測(cè)結(jié)果留在集合外，諸如例如上值和下值。此外，它可以是所看到的與某個(gè)顯示器設(shè)定相對(duì)應(yīng)的值。例如，僅看到與高輝度設(shè)定相對(duì)應(yīng)的感測(cè)值。這適于驗(yàn)證顯示器在高輝度設(shè)定下的特性是否與在其它設(shè)定下的特性相似，其它設(shè)定例如是低輝度設(shè)定。替代地，可評(píng)估所感測(cè)的某些輝度設(shè)定的值，因?yàn)檫@些值對(duì)于檢查輝度設(shè)定最可靠。代替高和低值，本領(lǐng)域技術(shù)人員可關(guān)心當(dāng)發(fā)射主要為綠色圖像時(shí)的輝度與當(dāng)發(fā)射主要為黃色圖像時(shí)的輝度之間的關(guān)系。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可關(guān)心受監(jiān)測(cè)的顯示區(qū)域的基本所有像素具有相似或相同輝度值的設(shè)定下的輝度與所述像素具有相互不同輝度值的設(shè)定下的輝度之間的關(guān)系。另外的計(jì)算可基于所述感測(cè)值的集合。例如，代替僅確定所感測(cè)值與設(shè)定之差，可檢查其導(dǎo)數(shù)。然后這可用于查看該差是增加還是減少。此外，確定此導(dǎo)數(shù)的時(shí)間尺度可以比絕對(duì)差的時(shí)間尺度更小或更大，優(yōu)選更大。不排除將平均值用于確定時(shí)間上的導(dǎo)數(shù)。另一用途是將不同顯示區(qū)域的感測(cè)值集合相互比較。以此方式，可計(jì)算顯示器發(fā)射度(輝度)的均勻性。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，將顯示設(shè)定和感測(cè)值的存儲(chǔ)用于所述處理和計(jì)算。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)一種高效的存儲(chǔ)協(xié)議。重申上述說(shuō)明是針對(duì)輝度的示例給出，但它可等效地應(yīng)用于其它光性質(zhì)。如上所制出，將初始感測(cè)值適當(dāng)?shù)嘏c基準(zhǔn)值比較，以用于校準(zhǔn)目的。該校準(zhǔn)通常對(duì)每個(gè)顯示區(qū)域執(zhí)行。在使用具有背光的顯示器的情況下，校準(zhǔn)通常包括打開(kāi)和關(guān)閉一個(gè)顯示區(qū)域以及適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)周圍顯示區(qū)域的背光。在使用無(wú)背光的顯示器的情況下，校準(zhǔn)通常包括關(guān)閉顯示區(qū)域和適當(dāng)?shù)闹車T顯示區(qū)域內(nèi)的顯示。該校準(zhǔn)例如在顯示器啟動(dòng)時(shí)第一次執(zhí)行。隨后它可對(duì)顯示區(qū)域重復(fù)。實(shí)時(shí)使用期間的不干擾觀看者的校準(zhǔn)時(shí)刻包括例如圖像的第一塊與第二塊之間的短過(guò)渡周期。在消費(fèi)顯示器的情況下，此類過(guò)渡周期例如是新和常規(guī)節(jié)目(諸如每日新聞)的通知。在專業(yè)顯示器的情況下，諸如用于醫(yī)療用途的顯示器，此過(guò)渡周期例如是檢查第一醫(yī)療圖像(X射線、MRI等)與第二醫(yī)療圖像之間的周期。控制器將知道或可確定此過(guò)渡周期。如上所討論，可應(yīng)用不同類型的進(jìn)入耦合構(gòu)件以用于感測(cè)不同的光性質(zhì)?？蓡为?dú)感測(cè)的典型光性質(zhì)包括輝度分布、色度強(qiáng)度。雖然在權(quán)利要求書(shū)中將上述方法表達(dá)為使用上述傳感器解決方案，但應(yīng)理解該方法也可應(yīng)用于顯示器的任何其它傳感器，該任何其它傳感器可用于實(shí)時(shí)測(cè)量。一般地說(shuō)，一種評(píng)估由傳感器確定的至少一個(gè)值的方法包括以下步驟通過(guò)以下步驟提供感測(cè)結(jié)果通過(guò)將傳感器所確定的指定顯示區(qū)域的值與所述顯示區(qū)域?qū)?yīng)于傳感器確定所基于的時(shí)刻的(平均)顯示設(shè)定比較計(jì)算設(shè)定無(wú)關(guān)的傳感器值，以及通過(guò)與基準(zhǔn)值比較來(lái)校準(zhǔn)由傳感器所確定的所述值或所述設(shè)定無(wú)關(guān)的傳感器值評(píng)估感測(cè)結(jié)果和/或評(píng)估感測(cè)結(jié)果集合，以限定顯示評(píng)估參數(shù)；如果顯示評(píng)估參數(shù)在接受范圍之外，則修改顯示設(shè)定和/或連續(xù)監(jiān)測(cè)所述顯示區(qū)域。如本文中所使用的平均顯示設(shè)定更優(yōu)選是如上所討論的理想發(fā)射輝度。參照下文中所述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將顯而易見(jiàn)且得到闡述。附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有傳感器系統(tǒng)的顯示裝置的示意圖2示出圖1所示的傳感器系統(tǒng)的耦合器件；圖3示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的用于顯示裝置的傳感器系統(tǒng)的垂直截面；圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有傳感器系統(tǒng)的顯示裝置的水平截面圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的具有傳感器系統(tǒng)的顯示裝置的側(cè)視圖。說(shuō)明性實(shí)施例描述將相關(guān)于特定實(shí)施例并參考特定附圖描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而僅限于所附權(quán)利要求。所描述的附圖僅僅是示意性而不是限制性的。在附圖中，出于說(shuō)明目的，一些元件的大小可被放大并且不按比例繪制。此外，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)第一、第二和第三等用于區(qū)別類似元件，而不一定用于描述先后或時(shí)間順序?？梢岳斫?，在適當(dāng)情況下如此使用的這些術(shù)語(yǔ)可互換，并且本文所述的本發(fā)明實(shí)施方式能夠以不同于本文所述或所示的其它順序來(lái)操作。而且，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的術(shù)語(yǔ)頂部、底部、之上、之下等等用于描述性目的， 而不一定用于描述相對(duì)位置?？梢岳斫?，在適當(dāng)情況下如此使用的這些術(shù)語(yǔ)可互換，并且本文所述的本發(fā)明實(shí)施方式能夠以不同于本文所述或所示的其它方向來(lái)操作。注意，權(quán)利要求書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于其后所列出的裝置；它并不排除其它元件或步驟。因此，“一種設(shè)備，包括裝置A和B”這樣的表述的范圍不應(yīng)當(dāng)限于僅包括組件A和B的設(shè)備。它是指相對(duì)于本發(fā)明，該設(shè)備僅有的相關(guān)組件是A和 B0類似地，應(yīng)注意如權(quán)利要求書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)“耦合”不應(yīng)當(dāng)被解釋為僅限于直接連接。因此，表述“裝置A耦合至裝置B”的范圍不應(yīng)受限于裝置A的輸出直接連接至裝置 B的輸入的裝置或系統(tǒng)。它表示在A的輸出與B的輸入之間存在路徑，該路徑可以是包括其它裝置或手段的路徑。還注意到，如本申請(qǐng)通篇中使用的術(shù)語(yǔ)“至少部分透明”指的是對(duì)所有波長(zhǎng)部分透明、對(duì)所有波長(zhǎng)完全透明、對(duì)波長(zhǎng)范圍完全透明或?qū)ΣㄩL(zhǎng)范圍部分透明的物體。通常，它指的是光學(xué)透明性，例如對(duì)可見(jiàn)光的透明性。部分透明在本文中被理解為通過(guò)部分透明構(gòu)件示出的圖像的強(qiáng)度和/或分辨率由于所述部分透明構(gòu)件而被降低的性質(zhì)。部分透明具體指的是輸入光強(qiáng)的減少至多50%、更優(yōu)選至多25%、更優(yōu)選至多10%、或甚至至多5%。典型地，這些構(gòu)件被選擇為基本透明，即減少至多10%。本文所引用的術(shù)語(yǔ)“光導(dǎo)”指的是可按預(yù)定方向引導(dǎo)光的任何結(jié)構(gòu)。光導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是波導(dǎo)，例如具有為引導(dǎo)光而優(yōu)化的結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)。典型地，此結(jié)構(gòu)設(shè)置有充分反射光且沒(méi)有顯著衍射和/或散射的表面。這些表面可彼此成約90或180度角。另一實(shí)施例例如是光纖。棱鏡結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是較不有利的，因?yàn)樗鼈儍A向于散射任何發(fā)射光，且由此導(dǎo)致對(duì)所發(fā)射圖像的可見(jiàn)干擾。此外，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“顯示器”指的是功能顯示器。例如，在液晶顯示器的情況下，這是設(shè)置有有源矩陣或無(wú)源矩陣尋址的疊層。該功能顯示器被劃分成顯示區(qū)域。圖像可在一個(gè)或多個(gè)顯示區(qū)域中顯示。如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“顯示裝置”指的是完整裝置， 包括傳感器、光導(dǎo)構(gòu)件以及進(jìn)入耦合構(gòu)件。適當(dāng)?shù)?，該顯示裝置還包括控制器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及顯示裝置的適當(dāng)操作所需的任何其它電子電路。圖1示出被形成為液晶顯示裝置(LCD裝置)2的顯示裝置1。替代地，該顯示裝置被形成為等離子體顯示裝置或任何其它類型的發(fā)射光的顯示裝置。顯示裝置1的顯示器3 被分成顯示區(qū)域5的多個(gè)組4，其中每個(gè)顯示區(qū)域5包括多個(gè)像素。該示例的顯示裝置3包括顯示區(qū)域5的八個(gè)組4，在此示例中，每個(gè)組4包括十個(gè)顯示區(qū)域5。每個(gè)顯示區(qū)域5適于向顯示裝置的視角中發(fā)射光，以向顯示裝置1前側(cè)的觀察者顯示圖像。圖1進(jìn)一步示出具有傳感器陣列7的傳感器系統(tǒng)6，該傳感器陣列7包括傳感器9 的八個(gè)組8。所述組8中的每一個(gè)包括例如十個(gè)傳感器9 (各個(gè)傳感器9在圖3、4和5中示出)，且對(duì)應(yīng)于顯示區(qū)域5的組4中的一個(gè)組。傳感器9中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)相應(yīng)的顯示區(qū)域5。傳感器系統(tǒng)6進(jìn)一步包括用于具有相應(yīng)傳感器9的顯示區(qū)域5的耦合裝置10。每個(gè)耦合裝置10包括光導(dǎo)構(gòu)件12和進(jìn)入耦合構(gòu)件13，該進(jìn)入耦合構(gòu)件13用于將光耦合到光導(dǎo)構(gòu)件12中，如圖2所示。圖2所示的該進(jìn)入耦合構(gòu)件13是錐形的，具有尖端和底面。應(yīng)理解，進(jìn)入耦合構(gòu)件13的尖端面向顯示區(qū)域5。然后從顯示區(qū)域5發(fā)射并到達(dá)進(jìn)入耦合構(gòu)件13的光在進(jìn)入耦合構(gòu)件13的表面處折射。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)入耦合構(gòu)件13被形成為橫向突出進(jìn)入耦合構(gòu)件14，該橫向突出進(jìn)入耦合構(gòu)件14被兩個(gè)橫向同軸對(duì)準(zhǔn)錐體15、16所劃界，所述錐體15、16具有共有頂點(diǎn)和不同的頂角α 1、α 2。劃界進(jìn)入耦合構(gòu)件13的錐體 15、16的直徑d等于或幾乎等于光導(dǎo)構(gòu)件12的寬度。所述光最初從顯示區(qū)域5發(fā)射(箭頭 18)到顯示裝置1的視角中。該最初發(fā)射光的方向垂直于光導(dǎo)構(gòu)件12的縱軸19的準(zhǔn)線。 所有光導(dǎo)構(gòu)件12在顯示裝置1的一條邊21處在與傳感器陣列7公共的平面20內(nèi)平行延伸。所述邊21和傳感器陣列7在顯示裝置1的視角之外。替代地，可利用衍射光柵作為進(jìn)入耦合構(gòu)件13。在此，該光柵設(shè)置有間距，也稱為光柵的周期。該間距為耦合光的波長(zhǎng)的量級(jí)，具體在500nm與2μπι之間。在另一實(shí)施例中， 使用磷光體。磷光體的大小可小于要檢測(cè)的光的波長(zhǎng)。光導(dǎo)構(gòu)件12可替代地連接至一個(gè)單傳感器9。所有單個(gè)顯示區(qū)域5可通過(guò)時(shí)序檢測(cè)模式來(lái)檢測(cè)。例如，光導(dǎo)構(gòu)件12被形成為透明或幾乎透明光纖22 (或微觀光導(dǎo)體)，該透明或幾乎透明光纖22吸收顯示裝置1的特定顯示區(qū)域5所發(fā)射的光的僅小部分。光纖22應(yīng)當(dāng)小到使得觀察者不會(huì)注意到它們，但也要大到足以傳輸可測(cè)量的光量。由于光導(dǎo)構(gòu)件和進(jìn)入耦合結(jié)構(gòu)引起的光減少對(duì)于任一顯示區(qū)域5約為5%。如下文所討論，可應(yīng)用波導(dǎo)來(lái)代替光纖。顯示裝置1的大部分是用諸如玻璃板23之類的前透明板構(gòu)成的，該玻璃板23在顯示裝置1的前部25擔(dān)當(dāng)透明介質(zhì)Μ。利用前部25的其它透明介質(zhì)Μ，可使其它顯示裝置1粗糙。適當(dāng)?shù)?，光?dǎo)構(gòu)件12被形成為諸如玻璃之類的透明襯底上的層。例如，適合于形成光導(dǎo)構(gòu)件12的材料是PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)。這樣的材料例如可從Rohm&Haas公司買到，其商品名為L(zhǎng)ightlink ，產(chǎn)品型號(hào)為XP-5202A波導(dǎo)包層和XP-6701A波導(dǎo)芯。適當(dāng)?shù)?，波?dǎo)具有2-10微米量級(jí)的厚度，以及微米到毫米量級(jí)的寬度。典型地，波導(dǎo)包括限定在一個(gè)或多個(gè)包覆層之間的芯層。例如，芯層被夾置在第一和第二包覆層之間。該芯層將光有效地傳輸?shù)絺鞲衅髦小Ｐ緦优c包覆層之間的界面限定波導(dǎo)的表面，反射在該波導(dǎo)表面處發(fā)生，以按照所需方向?qū)Ч?。進(jìn)入耦合構(gòu)件13被適當(dāng)?shù)叵薅ㄒ詫⒐庵匾龑?dǎo)到波導(dǎo)的芯層中。替代地，被形成為具有較高折射率的光纖22的平行耦合器件10被埋入介質(zhì)M
11中，特別是埋入前玻璃板23中。在每個(gè)區(qū)域5之上，耦合器件10被構(gòu)造在預(yù)定義引導(dǎo)構(gòu)件 12上，以使來(lái)自該區(qū)域5的光能被輸運(yùn)顯示裝置的邊21。在邊21處，傳感器陣列7捕獲顯示裝置1上的每個(gè)顯示區(qū)域5的光。該陣列7當(dāng)然需要與平面20中的光纖22相同的間距。 雖然在此提到光纖作為示例，但也可替代地應(yīng)用諸如波導(dǎo)之類的另一光導(dǎo)構(gòu)件。在圖1中，耦合器件10被顯示為具有不同長(zhǎng)度。實(shí)際上，可能存在全長(zhǎng)度耦合器件10。其中進(jìn)入耦合構(gòu)件13存在于目的區(qū)域5處，用于將光(最初從相應(yīng)顯示區(qū)域5發(fā)射到顯示裝置1的視角的光)進(jìn)入耦合到耦合器件10的光導(dǎo)構(gòu)件12中。之后，光從光導(dǎo)構(gòu)件12的端部被耦合到顯示裝置1的邊21處的傳感器陣列的相應(yīng)傳感器9中。傳感器9優(yōu)選僅測(cè)量來(lái)自耦合器件10的光。此外，測(cè)量耦合器件10中的光性質(zhì)與周圍的前玻璃板23中的光性質(zhì)之差。測(cè)量方法的該組合導(dǎo)致最高準(zhǔn)確度。例如，該性質(zhì)可以是強(qiáng)度或顏色。在一種方法中，每個(gè)耦合器件10傳輸代表來(lái)自顯示裝置1的預(yù)定區(qū)域5的光的光。將顯示器3設(shè)定為全白或使用從一個(gè)區(qū)域跳躍至另一區(qū)域5的白點(diǎn)給予對(duì)每個(gè)區(qū)域5 中的光輸出的準(zhǔn)確測(cè)量。然而，通過(guò)該方法，不可能執(zhí)行連續(xù)測(cè)量而不讓觀察者注意到。在該情況下，應(yīng)當(dāng)取決于圖像信息、像素的輻照模式以及像素相對(duì)于耦合器件11的位置來(lái)計(jì)算相關(guān)輸出光性質(zhì)，例如顏色或輝度。圖像信息決定相關(guān)的光性質(zhì)的值，例如特定區(qū)域5 (例如顯示器3 的像素)出來(lái)多少光或光的顏色?？紤]在平行于前玻璃板23 (特別是由熔融二氧化硅制成的板2 的平面內(nèi)的成形為束(即具有矩形橫截面)的光纖22的示例。為了引導(dǎo)光通過(guò)光纖22，光必須在傳導(dǎo)模式之一下傳輸。對(duì)于來(lái)自光纖22之外或來(lái)自板23之外的光，該光難以被耦合到傳導(dǎo)模式之一中。為了進(jìn)入傳導(dǎo)模式中，需要光纖22的局部改動(dòng)。這樣的局部改動(dòng)可以不同的方式獲得，但在此情況下，有比僅獲得光纖22內(nèi)部的光內(nèi)更重要的要求。為了準(zhǔn)確測(cè)量，重要的是僅來(lái)自特定方向(從相應(yīng)顯示區(qū)域5引導(dǎo)到顯示裝置的視角)的光進(jìn)入相應(yīng)耦合器件10(光纖2 。來(lái)自顯示裝置1外部的光(“噪聲”光)將不會(huì)干擾測(cè)量。此外，重要的是，在插入光導(dǎo)構(gòu)件(例如光纖或波導(dǎo))時(shí)，所顯示的圖像幾乎不、基本不或完全不被干擾。根據(jù)本發(fā)明，將進(jìn)入耦合構(gòu)件13用于將光耦合到導(dǎo)光構(gòu)件中。該進(jìn)入耦合構(gòu)件13 是具有有限尺寸的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被局部應(yīng)用在與顯示區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置。該進(jìn)入耦合構(gòu)件 13的表面積通常比顯示區(qū)域的表面積小得多，例如是顯示區(qū)域的至多1%，更優(yōu)選是顯示區(qū)域的至多0. 1%。適當(dāng)?shù)?，進(jìn)入耦合構(gòu)件被設(shè)計(jì)成橫向突出，即它將光引向橫向方向。此外，進(jìn)入耦合構(gòu)件可被設(shè)計(jì)成在其表面區(qū)域的至少一部分中對(duì)落在其上的光的至少一部分光學(xué)透明。以此方式，與進(jìn)入耦合構(gòu)件的位置相對(duì)應(yīng)的圖像的那部分仍被透射至觀察者。例如，如果進(jìn)入耦合構(gòu)件的區(qū)域中的至少30%入射光被透過(guò)，則人眼將自動(dòng)修正進(jìn)入耦合構(gòu)件的區(qū)域與相鄰區(qū)域中的圖像之間的輕微強(qiáng)度差。因此，它將不是可見(jiàn)的。已觀察到，為清楚起見(jiàn)，進(jìn)入耦合構(gòu)件的此部分透明性是高度優(yōu)選的，但不認(rèn)為是必須的。替代地，進(jìn)入耦合構(gòu)件可被定位于與顯示區(qū)域的小部分相對(duì)應(yīng)的位置。此類小部分例如在顯示區(qū)域的邊區(qū)域中，或在第一和第二毗鄰像素之間的區(qū)域中。如果進(jìn)入耦合構(gòu)件相對(duì)較小，例如是顯示區(qū)域的至多0. 1%，則這是尤其可行的。在另一實(shí)施例中，進(jìn)入耦合構(gòu)件設(shè)置有圓形、橢圓形底面，或設(shè)置有圓形邊。進(jìn)入耦合構(gòu)件的底面通常是位于觀看者一側(cè)的那部分。因此，它最可見(jiàn)。通過(guò)使用無(wú)尖銳邊或轉(zhuǎn)角的底面，可降低該可見(jiàn)性，且防止在此尖銳邊上的任何散射。難以實(shí)現(xiàn)完美的隔離，但利用包括圖2所示耦合器件10的傳感器系統(tǒng)6，可實(shí)現(xiàn)非常好的信噪比(SNR)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)9的側(cè)視圖。本實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)包括排列成具有行和列的矩陣的透明傳感器33。該傳感器33被實(shí)現(xiàn)為疊層，該疊層包括襯底39上的兩個(gè)不同層37、38中的平行帶36的兩組34、35，該襯底39優(yōu)選為前玻璃板 23。中間層40被置于不同組35、36的帶36之間。第一組34的帶(列)垂直于第二組35 的帶(行)延伸。傳感器系統(tǒng)6將顯示區(qū)域分成不同區(qū)，每個(gè)區(qū)自身具有通過(guò)透明電極連接的光傳感器9。用于透明電極的合適的材料例如是ITO(銦錫氧化物)和聚-3，4_亞乙基二氧噻吩聚苯乙烯酸(在本領(lǐng)域中稱為PED0T-PSS)。該傳感器陣列7可附連至前部玻璃，或?qū)盈B在顯示裝置2 (例如IXD)的前玻璃板23上。中間層40優(yōu)選是有機(jī)光導(dǎo)體，且可以是單層、雙層或多層結(jié)構(gòu)。更適當(dāng)?shù)?，中間層 40包括激子產(chǎn)生層(EGL)和電荷輸運(yùn)層(CTL)。電荷輸運(yùn)層(CTL)與第一和第二透明電極接觸，在該第一和第二透明電極之間可施加電壓差。CTL的厚度可以例如在25至IOOnm (例如50歷)的范圍中。EGL層可具有5至50nm量級(jí)的厚度，例如20nm厚度。用于EGL的材料適當(dāng)?shù)厥且阎米魈?yáng)能電池中的光吸收材料的材料。例如，它可以是二萘嵌苯衍生物。一個(gè)具體示例是3，4，9，10- 二萘嵌苯四羧酸二苯并咪唑(PTCBI)。用于CTL的材料通常是ρ型有機(jī)半導(dǎo)體材料。各個(gè)示例在有機(jī)晶體管和用于有機(jī)發(fā)光二極管的空穴輸運(yùn)材料的領(lǐng)域是已知的。示例包括并五苯、聚-3-己基噻吩(Ρ3ΗΤ)、2-甲氧基、5-(2’ -乙基-己氧基)_1， 4-亞苯基亞乙烯(MEH-PPV)、N，N，- 二(3-甲基苯基)-N，N，- 二苯基-1，1，- 二苯基-4， 4’-二胺(TPD)?？商娲卦诓煌旌衔镏惺褂眯》肿雍途酆衔锇雽?dǎo)體的混合物。用于CTL 和EGL的材料優(yōu)選選擇成使軌道能級(jí)(HOMO、LUM0)適當(dāng)?shù)仄ヅ洌允辜ぷ釉趦蓪拥慕缑嫣庪x解。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)層(CSL)可存在于CTL與EGL之間。可使用各種材料作為電荷存儲(chǔ)層，例如基于低分子有機(jī)材料和粘合劑。此類材料例如可從US6617604中獲知， 該專利文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。根據(jù)本發(fā)明，利用至少部分透明的電極材料。例如，該材料是ΙΤ0。替代地，可將諸如ITO或PED0T:PSS之類的透明導(dǎo)體與金屬層組合，該金屬層充分薄成至少部分地透明。合適的金屬例如是Au、Mo、Cr。此薄金屬層的合適厚度具體在納米量級(jí)，例如小于2nm厚度。 當(dāng)使用ITO代替金時(shí)，發(fā)明人未預(yù)期該結(jié)構(gòu)可良好工作以用于高端顯示器中的輝度監(jiān)測(cè)。代替使用雙層結(jié)構(gòu)，還可使用單層結(jié)構(gòu)。在所引用的文章中也利用僅CTL來(lái)測(cè)試了該配置。此外，在該文章中，電極是Au，而我們制作了利用ITO電極的實(shí)施例，以能創(chuàng)造 (半)透明傳感器。此外，我們創(chuàng)造了具有諸如PTCDA之類的其它有機(jī)層和ITO電極的實(shí)施例。有機(jī)光導(dǎo)體可以是經(jīng)圖案化的層或可以是覆蓋整個(gè)顯示器的單個(gè)薄板。在后一種情況下，顯示區(qū)域5中的每一個(gè)將具有它自己的電極集合，但它們將共享公共的有機(jī)光敏層(單層或多層)。覆蓋整個(gè)顯示器的單個(gè)薄板所增加的優(yōu)點(diǎn)在于，有機(jī)層的可能的顏色吸收率在顯示器上將是均勻的。在若干有機(jī)材料島分散在顯示器上的情況下，輝度和或顏色的不均勻難以補(bǔ)償。在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，電極設(shè)置有指狀的延伸部。第一和第二電極的延伸部?jī)?yōu)選形成叉合圖案。指的數(shù)量可以在2與5000之間，更優(yōu)選在250與2500之間，適當(dāng)?shù)卦?00 與1000之間。單個(gè)透明傳感器的表面積可為平方微米的量級(jí)，但優(yōu)選為平方毫米的量級(jí)， 例如在1與1000平方毫米之間。一種適當(dāng)?shù)男螤罾缡?500X 10微米大小，但也不排除例如4X6微米的大小。連同所述進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)方式，在具有所述電極的襯底上制造該傳感器是最適合的。 其中的中間層40在所述電極上方或下方。換言之，雖然圖5示出了包括第一和第二電極層 (列和帶)的設(shè)計(jì)，但單個(gè)電極層可能足夠。然而，觀察到具有第一和第二電極以及中間層的傳感器可能在較高水平上以矩陣排列，以用于適當(dāng)?shù)膶ぶ泛妥x出，如本鄰域普通技術(shù)人員已知。更適當(dāng)?shù)?，該中間層在提供電極之后沉積。該襯底可設(shè)置有平坦化層。任選地，可在光傳感器的輸出處設(shè)置晶體管，尤其用于放大經(jīng)由導(dǎo)體傳送至控制器的信號(hào)。更適當(dāng)?shù)兀糜袡C(jī)晶體管。可利用與光檢測(cè)器的電極材料相同的電極材料來(lái)限定電極。替代地，尤其在晶體管的適當(dāng)?shù)碾[藏位置的情況下，可利用金電極。適當(dāng)?shù)貞?yīng)用具有底柵結(jié)構(gòu)、并五苯半導(dǎo)體和聚對(duì)二甲苯電介質(zhì)的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件結(jié)構(gòu)。切入聚對(duì)二甲苯中的通孔允許光導(dǎo)體進(jìn)入叉合電極結(jié)構(gòu)。中間層40可被圖案化成受限于一個(gè)顯示區(qū)5、一組顯示區(qū)5或顯示區(qū)5內(nèi)的某些像素。替代地，中間層基本未圖案化。然后，透明傳感器的任何顏色吸收率在顯示器上將是均勻的。替代地，中間層40可包括納米顆?；蛭⒘?，這些納米顆粒或微粒為有機(jī)或無(wú)機(jī)的，且溶解或散布在有機(jī)層中。另一替代方案是包括不同有機(jī)材料的組合的中間層40。因?yàn)橛袡C(jī)光敏顆粒通常呈現(xiàn)強(qiáng)的波長(zhǎng)相關(guān)光敏吸收系數(shù)，所以此構(gòu)造會(huì)導(dǎo)致顏色較少的透射譜。它還可用于改進(jìn)整個(gè)可見(jiàn)譜上的檢測(cè)，或用于改進(jìn)特定波長(zhǎng)范圍的檢測(cè)。適當(dāng)?shù)兀@示區(qū)域5中可存在一個(gè)以上透明傳感器。另外的傳感器可用于改進(jìn)測(cè)量，但也可提供不同的特定顏色測(cè)量。此外，通過(guò)用透明傳感器覆蓋幾乎全部前表面，由于至少部分透明傳感器中的吸收引起的發(fā)射光強(qiáng)的任何降低將更不顯著，甚至不可見(jiàn)。通過(guò)構(gòu)造如圖5所示的傳感器9，透明傳感器30的傳感器表面將被自動(dòng)劃分成不同區(qū)。特定區(qū)對(duì)應(yīng)于特定顯示區(qū)域5，優(yōu)選對(duì)應(yīng)于像素，且可通過(guò)將電場(chǎng)置于其列和行上來(lái)對(duì)該特定區(qū)尋址。在給定時(shí)刻在電路中流動(dòng)的電流代表流經(jīng)該區(qū)的光子電流。該傳感器系統(tǒng)6無(wú)法區(qū)分電流的方向。因此，流經(jīng)透明傳感器30的電流可以是顯示區(qū)域5的像素或外部光。因此，適當(dāng)?shù)乩貌换顒?dòng)的背光裝置執(zhí)行基準(zhǔn)測(cè)量。適當(dāng)?shù)兀撏该鱾鞲衅鞔嬖谟谇安Ａc顯示器之間的前部中。該前玻璃提供保護(hù)以避免外部濕氣(例如濺在前玻璃上的水，使用清潔材料等)。此外，它提供保護(hù)以避免對(duì)傳感器的可能外部損傷。為了使前玻璃與顯示器之間的所述腔中存在的任何濕氣的不利影響最少，傳感器的密封是優(yōu)選的。圖3示出與用于后方檢測(cè)的傳感器系統(tǒng)6有關(guān)的本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖3是顯示器3的光學(xué)疊層的簡(jiǎn)化表示，該顯示器3包括在顯示裝置1的前部25中的(從左至右)漫射片、若干準(zhǔn)直器箔、雙亮度增強(qiáng)膜(DBEF)以及LED顯示器元件。在顯示器3的背側(cè)26(左側(cè))，添加了傳感器系統(tǒng)6的傳感器9，以測(cè)量顯示區(qū)域5中的所有光。背光裝置 27位于傳感器9與顯示器3的疊層之間。傳感器9反凹陷在外殼元件(未示出)中，因此僅與前表面觀接近正交、垂直的光被檢測(cè)到。圖3中所示的傳感器系統(tǒng)6可用于執(zhí)行用于檢測(cè)例如從液晶顯示裝置2 (IXD裝置)的至少一個(gè)顯示區(qū)域5發(fā)射進(jìn)入所述顯示裝置2的視角的光的強(qiáng)度或顏色等光性質(zhì)的有利方法，其中所述LCD裝置2包括用于對(duì)顯示器3照明的背光裝置27，該顯示器3被形成為顯示裝置2的液晶顯示構(gòu)件，該方法包括以下步驟-關(guān)閉背光裝置27，-檢測(cè)至少一個(gè)選定顯示區(qū)域5所發(fā)射的光以及-打開(kāi)背光裝置27。存在三種可能的方式來(lái)檢測(cè)至少一個(gè)選定顯示區(qū)域5所發(fā)射的光一種非常有挑戰(zhàn)性的方法是使用飛行時(shí)間原理，并僅測(cè)量顯示裝置1的前部25處的起偏器-空氣(未示出)界面處相互作用的光子。第二方法使用在顯示器3前部形成為反射鏡觀的光學(xué)器件 10來(lái)獲得相同結(jié)果，但要測(cè)量的輝度更高。第三種方法包括估算從背光裝置27的背光腔逃逸出的能量。圖4示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的具有傳感器系統(tǒng)6的顯示裝置1的水平截面圖。本實(shí)施例是掃描傳感器系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)6被實(shí)現(xiàn)為位于顯示裝置1的前部25的固態(tài)掃描傳感器系統(tǒng)。在此示例中，顯示裝置1是液晶顯示器，但這不是必須的。該實(shí)施例有效地提供進(jìn)入耦合構(gòu)件。其中(波導(dǎo)、光纖)創(chuàng)建的該襯底或結(jié)構(gòu)可被用作光導(dǎo)構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，該固態(tài)掃描傳感器系統(tǒng)是可切換反射鏡。由此，光可被重引導(dǎo)至朝向傳感器的方向。以此方式，該固態(tài)掃描系統(tǒng)將進(jìn)入耦合構(gòu)件和光導(dǎo)構(gòu)件二者集成。在一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例中，固態(tài)掃描傳感器系統(tǒng)基于鈣鈦礦晶體或多晶材料，尤其是基于鈦酸鋯酸鉛的材料家族。此類材料的典型示例包括鋯鈦酸鉛(PZT)、鑭摻雜的鋯鈦酸鉛 (PLZT)、鈦酸鉛(PT)、鈦酸鋇(BaTiCXB)、鈦酸鋇鍶(BaSrTiCXB)。此類材料可進(jìn)一步用稀土材料摻雜，且可通過(guò)化學(xué)氣相沉積、通過(guò)溶膠-凝膠工藝提供，以及作為待燒結(jié)的顆粒。該材料的許多變體可從電容器、致動(dòng)器以及微致動(dòng)器(MEMQ的鄰域獲知。在一個(gè)示例中，利用PLZT?？上蚯安ＡО?3添加附加層四，該附加層四可以是傳感器系統(tǒng)6的光學(xué)器件10。該層是諸如氧化錫之類的導(dǎo)電透明層，例如優(yōu)選是被至少一個(gè)透明隔離層30劃分成線電極的幾0層^KITO 銦錫氧化物)。該隔離層30僅為幾微米(ym)厚，且以角β放置。該隔離層30是任何合適的透明絕緣層，一個(gè)示例是PLZT層 (PLZT 鑭摻雜的鋯鈦酸鉛)。該絕緣層優(yōu)選具有與包圍該絕緣層的導(dǎo)電層或?qū)щ妼拥闹辽僖粋€(gè)區(qū)域的折射率相似的折射率，例如它們的折射率差為5%或更小。例如，PLZT層的折射率與ITO層四的折射率幾乎相同。絕緣層31是電一光可切換反射鏡31，用于將從顯示區(qū)域5發(fā)射的光的至少一部分偏轉(zhuǎn)至相應(yīng)的傳感器9，且通過(guò)電壓驅(qū)動(dòng)。該絕緣層可以是至少一個(gè)ITO子層和至少一個(gè)玻璃或IPMRA子層的組件。在另一示例中，制造了四層結(jié)構(gòu)。從襯底開(kāi)始，提供了例如康寧玻璃襯底、第一透明電極層。例如，這是30nm厚的ΙΤ0。在該層上生長(zhǎng)了鈣鈦礦層，在此示例中該層是通過(guò) CVD工藝生長(zhǎng)的。該層厚度約為1微米。可利用成核層來(lái)優(yōu)化鈣鈦礦層的沉積以及不需要具有相同組分的若干后續(xù)層的沉積。在鈣鈦礦層之上設(shè)置例如IOOnm厚度的另一電極層。在一個(gè)適當(dāng)?shù)氖纠?，該電極層被圖案化為指狀。在該電極層中可限定一個(gè)以上電極。隨后，沉積聚合物。添加該聚合物以為ITO指圖案作掩模。當(dāng)對(duì)此結(jié)構(gòu)在底電極與PZT上方的指之間施加電壓時(shí)，每個(gè)指下方的PZT的折射率將改變。該折射率改變將導(dǎo)致衍射圖案的出現(xiàn)。上電極的指圖案優(yōu)選被選擇成使具有相同周期的衍射圖案會(huì)使光衍射至?xí)诓Ａc空氣的下一界面處發(fā)生全內(nèi)反射的方向。然后光通過(guò)玻璃襯底被引導(dǎo)至傳感器。由此， 可實(shí)現(xiàn)將高于零的衍射級(jí)耦合到玻璃中并保留在玻璃中。任選地，可在襯底中或直接在襯底上應(yīng)用特定導(dǎo)光結(jié)構(gòu)(例如波導(dǎo))。雖然將理解在此使用ITO是高度有利的，但觀察到本發(fā)明的該實(shí)施例不限于使用 ITO電極。也可使用其它透明材料。此外，也可應(yīng)用部分透明材料，尤其是用于指狀電極圖案。此外，不排除設(shè)計(jì)一種替代的電極圖案，通過(guò)該電極圖案可切換鈣鈦礦層，以使衍射到襯底或另一光導(dǎo)構(gòu)件中。該固態(tài)掃描傳感器系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)部件，從而在耐久度方面是有優(yōu)勢(shì)的。另一好處是該固態(tài)掃描傳感器系統(tǒng)可被制造得非常薄，且在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生灰塵。一替代解決方案可以是使用反射表面或反射鏡觀掃描(通過(guò))顯示器3，從而在傳感器陣列7的方向上反射光?？墒褂媚苁构庀騻鞲衅骰蚨鄠€(gè)傳感器偏轉(zhuǎn)、反射、彎曲、散射或衍射的其它光學(xué)器件。傳感器陣列7可以是光電二極管陣列32，可不具有或具有用于測(cè)量光的強(qiáng)度或顏色的濾光器。根據(jù)反射鏡位置來(lái)捕獲和任選地存儲(chǔ)測(cè)得的光產(chǎn)生顯示器3所發(fā)射的輸出的準(zhǔn)確的光性質(zhì)圖，例如顏色或輝度圖。通過(guò)使檢測(cè)器陣列9本身在不同顯示區(qū)域5上通過(guò)， 可實(shí)現(xiàn)可比擬的結(jié)果。已在附圖和上文的描述中對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明和描述，這些說(shuō)明和描述旨在被認(rèn)為是說(shuō)明性的或者示例性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。通過(guò)對(duì)附圖、公開(kāi)內(nèi)容以及所附權(quán)利要求的研究，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在實(shí)施所要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)可理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書(shū)中，不定冠詞“一 (a)”或“一(an)”并不排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中描述了特定措施的事實(shí)并不意味著這些措施的組合不能用于產(chǎn)生良好效果。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)解釋為范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括設(shè)置有多個(gè)像素的至少一個(gè)顯示區(qū)域(5)，以及用于每個(gè)顯示區(qū)域( 的至少部分透明的傳感器(9)，所述傳感器(9)用于檢測(cè)從所述顯示區(qū)域( 發(fā)射到顯示裝置(1)的視角中的光的性質(zhì)，其中傳感器(9)位于所述顯示裝置的在所述顯示區(qū)域前側(cè)的前部。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，還包括至少部分透明的電導(dǎo)體，所述電導(dǎo)體用于傳導(dǎo)來(lái)自所述視角內(nèi)的所述傳感器的測(cè)量信號(hào)以傳輸至控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述傳感器包括有機(jī)光導(dǎo)體。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述有機(jī)光導(dǎo)體是具有激子產(chǎn)生層和電荷輸運(yùn)層的雙層結(jié)構(gòu)，所述電荷輸運(yùn)層與第一和第二電極接觸。
5.如權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于，所述傳感器包括至少部分透明的電極。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述至少部分透明的電極包括導(dǎo)電氧化物。
7.—種顯示裝置，包括設(shè)置有多個(gè)像素的至少一個(gè)顯示區(qū)域(5)，且具有用于每個(gè)顯示區(qū)域(5)的至少一個(gè)傳感器(9)，用于檢測(cè)從所述顯示區(qū)域( 發(fā)射到顯示裝置(1)的視角中的光的性質(zhì)，傳感器(9)位于或至少部分位于所述視角之外；至少部分透明的光耦合器件(10)，所述光耦合器件(10)位于所述顯示裝置的前部，且包括光導(dǎo)構(gòu)件(12)，所述光導(dǎo)構(gòu)件(12)用于引導(dǎo)從所述顯示區(qū)域(5)發(fā)射到相應(yīng)傳感器 (9)中的光的至少一部分，其中所述耦合器件(10)還包括進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件(1 用于將光耦合到光導(dǎo)構(gòu)件(12)中。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)構(gòu)件在與顯示裝置(1)的前表面平行的平面(20)中延伸，且其中進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)是用于將光橫向耦合到耦合器件(11)的光導(dǎo)構(gòu)件(12)的進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的顯示裝置，其特征在于，當(dāng)在垂直于前表面且垂直于光導(dǎo)構(gòu)件的主延伸部的平面中觀察時(shí)，所述光導(dǎo)構(gòu)件設(shè)置有球形或矩形的橫截面形狀。
10.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件是錐形的。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)被形成為橫向突出的進(jìn)入耦合構(gòu)件(14)，且由兩個(gè)橫向共軸對(duì)準(zhǔn)的錐體(15、16)所劃界，所述錐體 (15,16)具有共有頂點(diǎn)(17)和不同的頂角(α ，α 2)。
12.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)是衍射光柵。
13.如權(quán)利要求7、10-12中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件 (13)還將從顯示區(qū)域發(fā)射的光的波長(zhǎng)變換成感測(cè)波長(zhǎng)。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其特征在于，所述感測(cè)波長(zhǎng)在紅外范圍內(nèi)，具體是在0.7與300微米之間。
15.如權(quán)利要求13或14所述的顯示裝置，其特征在于，所述進(jìn)入耦合構(gòu)件設(shè)置有用于所述變換的磷光體。
16.如權(quán)利要求7到15中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于，所述耦合器件(10)是覆蓋構(gòu)件的一部分，所述覆蓋構(gòu)件具有內(nèi)表面和與內(nèi)表面相反的外表面，所述內(nèi)表面面向至少一個(gè)顯示區(qū)域，其中所述耦合器件存在于所述內(nèi)表面處。
17.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的顯示裝置的用途，用于同時(shí)顯示圖像并感測(cè)至少一個(gè)顯示區(qū)域中的光性質(zhì)。
18.如權(quán)利要求17所述的用途，其特征在于，所述光性質(zhì)是輝度，且顏色測(cè)量由顯示裝置的至少一個(gè)傳感器在校準(zhǔn)模式下感測(cè)。
全文摘要
顯示裝置(5)包括具有至少一個(gè)傳感器(9)的傳感器系統(tǒng)(6)，用于檢測(cè)從顯示裝置(1)的至少一個(gè)顯示區(qū)域(5)發(fā)射到顯示裝置(1)的視角中的光的強(qiáng)度或顏色。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)(6)還包括至少部分透明的傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，該傳感器系統(tǒng)包括至少一個(gè)光耦合器件(10)，該至少一個(gè)光耦合器件(10)包括光導(dǎo)構(gòu)件(12)和進(jìn)入耦合構(gòu)件(13)，用于將從顯示區(qū)域(5)發(fā)射的光的至少一部分引導(dǎo)或?qū)?例如偏轉(zhuǎn)、反射、彎曲、散射、衍射)到相應(yīng)的傳感器(9)中，其中所述傳感器(9)位于或至少部分位于顯示裝置(1)的視角之外。
文檔編號(hào)H01L27/32GK102308249SQ201080007199
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者A·韋特賽朋斯, W·沃斯頓鮑弗司 申請(qǐng)人:巴科股份有限公司