具有圖像拾取功能的顯示設備和雙向通信系統的製作方法
2023-10-08 19:44:29 1
專利名稱：具有圖像拾取功能的顯示設備和雙向通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有圖像拾取功能的顯示設備，能夠顯示圖像並同時獲得目標的圖像。更具體地說，本發明涉及一種具有圖像拾取功能的顯示設備，能夠獲得作為目標的用戶的圖像並同時顯示圖像。此外，本發明還涉及一種雙向通信系統，它能夠獲得作為目標的用戶的圖像並同時顯示其他用戶的圖像。
背景技術：
近年來，隨著電信網絡的進步，諸如可視電話系統和視頻會議這樣所謂的雙向通信系統也得到了很大發展，在這樣的系統中通信雙方可以在通信同時相互看到對方的圖像。
根據該雙向通信系統，能夠獲得一個用戶(目標)的圖像並同時顯示另一方的圖像。
例如，公開了(例如參見專利文獻1)一個具有特殊屏幕以及圖像拾取設備和投影顯示設備的圖像拾取和顯示設備(拍攝設備)，該屏幕能根據光的入射角度而變得透明或不透明，該圖像拾取設備和投影顯示設備都位於該屏幕的背後。根據這樣的圖像拾取和顯示設備，當位於屏幕不透明方向的投影顯示設備將通信雙方的圖像投影時，雙方可以捕捉彼此的視線。
然而，根據專利文獻1，它需要特殊的屏幕和圖像拾取設備及投影顯示設備，這將導致設備龐大而笨重。因此，這樣的設備不能應用於可攜式電子設備。
同時，還公開了(例如參見專利文獻2)一種通信雙方在通信同時可以捕獲彼此視線的雙向通信系統。該雙向通信系統包括顯示面板，具有用於顯示另一方圖像的監視屏幕；位置說明符，用於說明用戶關於該監視屏幕的位置；圖像拾取單元，用於對該用戶成像；和支撐機構，用於在用戶和監視屏幕之間放置該圖像拾取單元。特別地，該圖像拾取單元位於與該位置說明符所規定的位置對應的區域內，並由視差角來確定，可以判斷在該視差角內通信雙方視線相遇，這意味著該圖像拾取單元位於阻礙另一方一部分監視器畫面的特定位置上。
然而，根據專利文獻2的雙向通信系統的問題在於，作為圖像拾取部分的攝像機以投影的方式放置在整個監視器屏幕(顯示屏幕)上，這將擋住用戶的視線，因為該攝像機部分地妨礙了監視器圖像並因而遮擋了部分畫面。
此外，還公開了(例如參見專利文獻3)具有圖像拾取功能的顯示設備，能夠在顯示圖像的同時獲得目標圖像，並保證觀看該顯示圖像的用戶的目光相遇。該顯示設備包括，具有顯示屏幕的顯示面板、形成在顯示屏幕上的一個針孔部分，和使用該針孔部分作為光路的圖像拾取單元。根據該結構，可以在顯示面板上顯示圖像，同時對作為目標的用戶進行成像。
然而，根據專利文獻3的具有圖像拾取功能的顯示設備，由於在顯示屏幕上形成了針孔，即使該針孔直徑很小，也使顯示屏幕變得不完整，從而妨礙了高清晰度和高品質的顯示。此外，當顯示屏幕很小，例如手機屏幕的情況下，由於針孔直徑的減小有一定限制，由該針孔而引起的像素缺陷相對較大。因此，不可能完全消除用戶不舒適的感覺。
公開號為Hei 6-30406的日本專利(第2頁，圖2)[專利文獻2]公開號為Hei 9-130768的日本專利(第10-11頁，圖1)[專利文獻3]公開號為Hei 2001-231019的日本專利(第7-8頁，圖5)發明內容考慮到上述問題，本發明提供了一種具有圖像拾取功能的小型而輕便的顯示設備和一種雙向通信系統，該系統能夠獲得作為目標的用戶的圖像並同時顯示另一圖像，並且不會通過下面的方式來降低圖像質量，這樣放置攝像機，該攝像機會阻礙顯示屏幕上的圖像或者會形成導致圖像部分缺陷的針孔。
同樣，本發明提供了一種具有圖像拾取功能的小型而輕便的顯示設備，和一種雙向通信系統，該系統能夠顯示圖像並獲取作為目標的用戶圖像，同時保證觀看該顯示圖像的用戶的視線相遇。
本發明提供了一種具有圖像拾取功能的顯示設備，包括圖像拾取單元和顯示面板，該顯示面板能夠至少透射可見光，並且其中的發光像素以電壓或電流可控的方式來排列。
通過控制每個像素的發光以便使用戶能夠看到圖像，該顯示面板能夠顯示多種圖像，例如靜止圖像或運動圖像。利用其諸如亮度和照明周期之類的發射可由電壓或電流控制的單元可以形成上述像素。更優選地，該像素可以利用下述發光單元來形成，該發光單元包括一對透光電極和夾在它們之間的發光材料。優選地，該發光材料是能夠產生電致發光的材料，而且能夠使其他相關材料也夾在該對電極之間。
作為應用於本發明的顯示面板，可以使用其各個發光單元都包括一對電極和夾在它們之間的發光材料的一個顯示面板，這些發光單元在至少透射可見光的透光平面襯底上排列成一個矩陣。通過在該平面襯底上形成該顯示面板，可以實現更薄和更輕的設備。
該像素所發出的光包含可見光頻譜內的光。可以通過排列發出相同色光的像素，或者通過排列發出指定區域內的指定色的光的像素來形成該顯示面板，即所謂的區域彩色顯示面板。並且，還可以通過排列發出多種色光的像素來形成顯示面板，從而執行多種顏色的顯示。可替換地，可以通過排列發白光的像素來形成該顯示面板。也可以形成這樣的顯示面板，使得用戶能夠通過彩色層(濾色器)來識別像素的發光。
優選地，作為構成發光單元的元件的該電極對分層和夾在它們之間的發光材料是利用透光材料形成的，或者具有足夠的厚度以維持透射。例如，作為形成電極對的材料，可以使用包括氧化銦，氧化鋅，或氧化錫(ITO，ITSO，IZO或ZnO)的透光導電薄膜材料；包括鹼金屬或鹼土金屬，銀，其他金屬材料的鋁；或包括鹼金屬或鹼土金屬的有機化合物。優選地，利用上述材料形成的電極對足夠薄以便透射可見光(100nm或更小，在使用金屬材料的情況下優選地為20-50nm)。
根據本發明，利用透明導電薄膜材料來形成構成發光單元的電極對的其中一個電極，並利用上述金屬材料來形成另一電極，從而可以控制每個電極的薄膜厚度，並且可以控制從每個電極發射出的光的比率不相同。也就是，利用透明導電薄膜材料形成的電極能夠以高於利用金屬材料形成的另一電極的亮度而發光。
通過在具有透光性的襯底上形成上述具有透光性的發光單元，根據本發明提供了能夠透射可見光的自發光顯示面板。
根據本發明的圖像拾取單元位於用戶不能直接看到的顯示面板背後。該圖像拾取單元可通過該顯示面板來獲得目標的圖像。也就是，該圖像拾取單元被這樣放置，從而可以通過接收穿過該顯示面板或者穿過該顯示面板及安裝該顯示面板的襯底的光來獲得目標的圖像。
作為圖像拾取單元，可以使用包括光接收部分的攝像機，該光接收部分是利用CCD(電荷耦合器件)類型或CMOS(互補MOS)類型的光傳感器形成的。雖然該圖像拾取單元位於顯示面板的背後，但光接收部分的光傳感器並不必要求面對作為目標的用戶。可替換地，該圖像拾取單元可以具有這樣的結構，其中外部光通過諸如透鏡或鏡面等光學系統進入光傳感器。
根據本發明，通過利用發光單元來形成透光顯示面板，從發光單元發出的光可以發射到圖像拾取單元所位於的一側以及用戶所看到的一側。在此情況下，該圖像拾取單元被裝備有校正單元和另一校正單元是優選的，在該校正單元中根據顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差，在該另一校正單元中可以從圖像中消除由於在顯示面板上反射的光而導致的眩光(glare)。
在利用透明導電薄膜材料形成構成發光單元的電極對的其中一個電極並利用上述金屬材料來形成另一電極，並且控制每個電極的薄膜厚度的情況下，當使用其中控制從發光單元的每個電極發出的光的比率不相同時，該圖像拾取單元放置於利用金屬材料形成的電極一側是優選的。
根據上述結構，可以獲得作為目標的用戶圖像，並同時在顯示屏上顯示用戶面對顯示屏時現看的另一圖像。也就是，可以同時進行圖像的顯示和另一圖像的拾取，並保證觀看顯示圖像的用戶的視線相遇。特別地，當雙方使用類似的雙向通信設備時，他們在通信的同時可以捕獲對方的視線。
根據本發明，將圖像拾取單元放置於顯示面板的背後，從而使該圖像拾取單元位於用戶的光學視軸線的範圍內。用戶可以觀看顯示屏上顯示的圖像，同時被圖像拾取單元攝取他自己的圖像，並實現他的視線與該圖像拾取設備相聚焦。這裡，術語「光學視軸線」包括與視軸線相同方向的矢量線，「使某人的視線與圖像拾取設備聚焦」包括使某人的視線與對方的視線在視軸線通過反射、折射進行光學轉換後相交的情況。例如，包括用戶的視線通過反射面上的光反射與對方視線相交的情況。
本發明的雙向通信系統包括本發明中可獲得圖像的上述顯示設備，並且它能夠在對目標用戶進行成像的同時還顯示另一方的圖像。
根據本發明的雙向通信系統，雙方可通過有線傳輸或無線傳輸進行通信，同時能夠在顯示屏上看到對方的圖像。此外，該雙向通信系統包括本發明的上述可獲得圖像的顯示設備，並且至少其中一方需要配備具有圖像拾取功能的顯示設備，該顯示設備能夠獲得作為目標的用戶的圖像，同時在顯示屏上顯示另一方的圖像。此外，該顯示屏可顯示另一方那邊的圖像、文本、圖形、和圖形符號。
圖1A和1B各示出了本發明的可視電話系統。
圖2A到2C各示出了本發明的可攜式電話。
圖3A到3D各示出了本發明的可攜式電話。
圖4A到4B各示出了本發明的可攜式電話。
圖5示出了本發明的雙面發光面板的截面結構。
圖6A和6B各示出了本發明的雙面發光面板的截面結構，圖6C示出了本發明的可攜式電話的像素。
圖7A示出了本發明的可視電話系統，圖7B示出了本發明中用於校正的流程圖。
具體實施例方式下文中參照附圖所描述的是本發明的實施模式。應當注意相同的元件以與第一實施模式相同的標號來表示，並且將不再贅述。
本實施模式所描述的是作為具有圖像拾取功能的顯示設備的一個例子的可視電話系統。
圖1A示出了一可視電話系統的透視圖，該系統包括顯示面板(雙面發光面板)10，和位於顯示面板10背後的圖像拾取單元11。顯示面板10的第一顯示屏12可顯示另一方的圖像。雖然第一顯示屏12和位於第一顯示屏相反側的第二顯示屏都可顯示圖像，但在本實施模式使用第一顯示屏12來顯示圖像。當使用第二顯示屏顯示圖像時，優選地應該提供一個用於轉換圖像的電路。
用戶13面對第一顯示屏12，並觀看其上顯示的另一方圖像以便捕獲他的視線。圖像拾取單元11包括放置於用戶13的視軸線上的圖像拾取透鏡14。此時需要將圖像拾取單元11放置於能夠對用戶13成像的距離內，並對用戶13聚焦。
圖1B示出了可視電話系統的頂部示意圖，該系統包括顯示面板10，圖像拾取單元11，和第一顯示屏12。當用戶13面對第一顯示屏12時，另一方可將他的視線聚焦在圖像拾取單元11所拍攝的圖像上。
通過使用這樣的可視電話系統，用戶可以與另一方進行通信並同時捕獲對方的視線。此外，由於圖像拾取單元沒有位於顯示面板的前面，因此用戶可以在與對方進行通信的同時，使他的視線以自然的方式與對方的視線相遇。特別地，即使當擴大可視電話系統的顯示面板時，也不要求將該圖像拾取單元放置於顯示屏的前面，從而可以將該圖像拾取單元放置在能夠使雙方的視線彼此相遇的區域中。
根據本實施模式的具有圖像拾取功能的顯示設備，當使用通過排列發光像素而形成的透光顯示面板，或使用在其中至少一個電極可發射光的襯底上形成可以向外透射光的、每個都包括一對電極和夾在它們之間的發光材料的發光單元的顯示面板時，能夠實現相對於傳統設備具有更薄和更輕的設備。具體來說，可以使用這樣的顯示面板，其中在至少透射可見光的平面襯底上以矩陣形式排列有多個發光單元，該發光單元包括一對電極和夾在它們之間的發光材料。
以這種方式，在製造顯示面板和圖像拾取單元分離放置的可視電話系統的情況下，可以利用反射鏡根據用戶的使用來設計圖像拾取單元的位置。
雖然此實施模式示出了顯示面板和圖像拾取單元分離放置的可視電話系統，但是也可以將它們集成在一起。
此外，通過在用戶方和另一方各設置一個這樣的可視電話系統，從而通過有線或無線通信線路將它們連接起來，可以構建一個雙向通信系統。
應當注意，在此實施模式中，圖像拾取單元的圖像拾取透鏡並不需要設置在用戶的視軸線上，可以將其這樣放置，使得在視軸線上的光通過反射，折射等等進行光學轉換後用戶的視線與另一方的視線相遇。例如，通過將諸如鏡面這樣的反射鏡放置在顯示面板和圖像拾取單元之間，用戶和另一方可以在通信的同時捕獲彼此的視線。
在本實施模式中描述的是作為具有圖像拾取功能的顯示設備的一個例子的可攜式電話系統。
圖2A示出了顯示面板的放大圖，圖2B示出了便攜電話的透視圖，和圖2C示出了可攜式電話的整體視圖。
圖2A中所示的顯示面板100集成了像素部分101，作為驅動電路部分的信號驅動電路部分102和掃描驅動電路部分103。信號驅動電路部分102和掃描驅動電路部分103通過連接端105，ACF(各向異性導電薄膜)，或例如輸入信號的FPC(柔性印刷電路)板106連接到外部電路。該外部電路包括電源電路，控制器等等。
顯示面板100可以是有源矩陣類型或無源矩陣類型。在無源矩陣顯示面板的情況下，相比於有源矩陣顯示面板更容易增加孔徑比，從而可提供更高的透光性。
由於顯示面板中的發光單元包括一對電極具有透光性的第一電極和第二電極(分別對應於發光單元的陰極和陽極)，從而可以減少外部光的反射。因此，可以將該顯示面板與圓偏振片放置在一起，以避免外部光的散射。然而，根據顯示面板的結構，需要阻止外部光的反射。在該情況下，可以設置圓偏振片。
通過將該面板設置在可攜式電話的殼體內，如本實施模式所示，該顯示面板的後側可以是黑色或其相近的顏色，從而即使在執行黑屏顯示的情況下(在輸入OFF信號的情況下)也可以實現高對比度的清晰的黑屏顯示。
此外，也可以根據需要在顯示面板上設置一個偏振片。例如，在對線性偏振光使用一對偏振片的情況下，當以正交偏振(crossedniclos)的狀態設置偏振片時，不可能看到顯示面板後面的東西(例如其他用戶)。然而，若將它們的光軸稍微移動一點放置以便脫離正交偏振的狀態，則顯示面板後面的東西就可以被看到了。更優選地，可以設置一個用於改變這對偏振片角度的單元，從而可以根據需要而調整偏振片。可替換地，也可以在雙面發光面板的任一側或兩側設置偏振片或圓偏振片。
並且，也可以設置一個用於減少(由於光在顯示面板上的反射而引起的)眩光的防眩光部件，減少眩光是通過通過如下方式進行的在面板表面上形成片刻的凸凹形狀以漫射反射的光，或者通過熱處理形成一個抗反射層。此外，也可以進行一個硬化層處理以防止外部震動或刮傷。
圖2B示出了圖2A所示的顯示面板100的背面，其中圖像拾取單元111位於用戶的視軸線上。
圖像拾取單元111位於第一殼體112的預定位置上。作為圖像拾取單元111，可以使用包括由CCD(電荷耦合器件)類型或CMOS(互補MOS)類型光傳感器形成的光接收部分的攝像機。在第一殼體112或第三殼體115中的配線板上(用於形成印刷電路板之類的板)，安裝有用於控制圖像拾取單元和晶片元件(電阻，電容，線圈等等)的集成電路元件。此外，該配線板上還安裝有圖像處理電路等等。在外部還設置有用於驅動該顯示面板的電路。圖像處理電路包括用於校正圖像的色彩和亮度偏差的電路，用於從圖像中消除透光的偏差成分。特別地，可以參照實施模式7所述的方法來執行該校正。
雖然信號驅動電路和掃描驅動電路可以被整體集成在圖2A所示的襯底上，但也可以從外部將IC晶片和配線板上的信號驅動電路及掃描驅動電路連接起來。
顯示面板100被夾在第一殼體112和第二殼體114之間，從而可以固定在殼體中。在第二殼體114上形成有音頻輸出部分113。
如圖2C所示，第三殼體115包括操作鍵116，音頻輸入部分117等等。第三殼體115通過鉸鏈被連接到顯示面板一側上的第一和第二殼體112、114。
根據本實施模式的可攜式電話，將圖像拾取單元111放置於顯示面板100的背後，從而在用戶面對顯示面板時使圖像拾取透鏡處於用戶(用戶方和另一方)的光學視軸線上。結果，他們可以在通信的同時捕獲對方的視線。不言而喻，一個光學系統可以構成為圖像拾取單元，其中適當地結合有諸如透鏡和鏡面等光學元件。
本實施模式中將描述可攜式電話的一個例子，該可攜式電話安裝有雙面發光顯示面板和圖像拾取單元。
圖3A示出根據本實施模式的可攜式電話的第二殼體；圖3B示出沿線A-A』的截面圖。圖3C示出根據本實施模式的可攜式電話的第一殼體；圖3D示出沿線A-A』的截面圖。
圖3A和3B示出包括第二殼體114的雙面發光顯示面板100的例子，該顯示面板100具有多個透光像素、鏡面120、安裝有IC等的配線板(電路板123)。即，圖像拾取裝置111位於配線板上，圖像拾取裝置111中的透鏡面向鏡面120。這樣，鏡面120就可以對經過雙面發光顯示面板100的用戶等的圖像進行反射。這意味著，要求鏡面120同時對經過雙面發光顯示面板100的圖像拾取裝置111的成像範圍和用戶的範圍進行反射。因此，將鏡面120置於圖像拾取裝置111的透鏡的延長線和用戶延長線的交叉點，從而使其可以相對於透鏡延長線傾斜30到80度，該用戶延長線可以例如是用戶的視軸線的延長線。此時，利用透鏡會聚的光線，可以將用戶的圖像反射在鏡面120上。因此，鏡面120可以更加靠近雙面發光顯示面板100來放置，從而實現可攜式電話的小型化。
優選地，鏡面120可旋轉。即，可通過置於配線板123上的開關電路來控制鏡面120，從而可以按照電或電磁方式切換圖像拾取單元111的光路。用戶也可以利用置於殼體表面上的開關來切換。
優選地，鏡面120的可旋轉角度至少可以接收透射通過雙面發光顯示面板100的光以及發射到圖像拾取單元的光。例如，可以將該角度設定為相對於雙面發光顯示面板100為45度，相對於圖像拾取單元111的延長線為45度。通過使用這樣布置的鏡面120，可以反射從雙面發射板100發射出的光，從而利用圖像拾取單元111得到圖像。通過利用具有透光面板100、鏡面120和圖像拾取裝置111的蜂窩電話，雙方可以在彼此看到對方圖像的情況下進行通話。
圖3C和3D示出雙面發光顯示面板的一個例子，其中利用開關使鏡面120面向與圖3B所示不同的一側。在該模式下，不僅執行可以顯示兩側圖像的雙向通信，而且也執行圖像拾取，因此，該模式最好是數字攝像機模式。在數字攝像機模式中，可以攝入圖像拾取屏幕121上的圖像。此時，鏡面120處於例如相對於圖像拾取屏幕121為45度的角度，即相對於透鏡延長線為45度。
應當注意根據本發明也可以將雙面發光顯示面板100用作圖像拾取屏幕。
通過提供用於切換圖像拾取光路的機構，還可以將其作為攝像機來使用，該攝像機可以對第一殼體112側和第二殼體114側的靜態圖像或動態圖像進行成像。
本實施模式中描述了一種可攜式電話，它安裝了雙面發光顯示面板且具有與實施模式3中不同的功能。
圖4A示出安裝有一讀取單元(條形碼讀取器)的可攜式電話，該讀取單元可以作為用於讀取例如條形碼的數據的單元。圖4A示出可可攜式電話的背面。第一殼體112包括雙面發光顯示面板100、置於雙面發光顯示面板100背面上的圖像拾取單元111、和利用鉸鏈與第一殼體112連接的第三殼體115。該可攜式電話還包括用於輸入將被讀取的數據的讀取單元，該數據可以例如是條形碼150的數據。在這種情況下，當條形碼150暴露於雙面發光顯示面板100的顯示屏幕時，就可以通過圖像拾取單元對其讀取。由於雙面發光顯示面板100具有透光性，因此可以利用圖像拾取單元來輸入數據。
將要被讀取的數據並不局限於條形碼，它可以使可以光讀取的任何信號，例如文本、符號、圖形、密碼和圖案。另外，如圖4B所示，例如指紋或掌紋等的生物數據也可以被讀取。圖4B所示的可攜式電話包括具有雙面發光顯示面板100的第二殼體114、置於雙面發光顯示面板111背面上的圖像拾取單元111、和利用鉸鏈與第一殼體112連接的第三殼體115。第三殼體115包括操作鍵116、音頻輸入部分117等。通過將例如指紋或掌紋靠近雙面發光顯示面板100的顯示屏幕，可以讀取它們的生物數據。在這種情況下，即使在黑暗中，也利用雙面發光顯示面板100的一部分或全部來作為光源，由圖像拾取單元111進行讀取。
以這種方式，通過在可攜式電話中提供讀取數據的功能，可以實現更高的保密性，從而防止可攜式電話的非授權使用。另外，與利用密碼等的識別系統相比，可以實現更精確的識別。這樣，在使用本實施模式中的可攜式電話作為金融系統的情況下，可以提高保密性和可靠性。
本實施模式中描述的是可以應用於實施模式1-4中的雙面發光顯示面板的結構。
圖5示出雙面發光顯示面板的像素部分的截面圖。根據本實施模式，具有在絕緣襯底上形成的多晶薄膜的薄膜電晶體(TFT)被用作驅動電晶體，但是，它也可以是具有非晶矽薄膜的薄膜電晶體或者具有單晶矽薄膜的MOS管。另外，雖然在本實施模式中使用P溝道電晶體作為驅動電晶體，但是很明顯也可以使用N溝道電晶體。
如圖5所示，在具有絕緣表面的襯底300上所形成的驅動TFT包括源極區域和漏極區域的雜質區域，這些區域中的每一個都在其半導體薄膜中摻入了例如硼等雜質元素。對於這種半導體薄膜，可以使用經過雷射輻射結晶、熱結晶或利用例如鎳或鈦等金屬元素進行催化而實現結晶的薄膜。在該半導體薄膜上，柵極電極和柵極線(掃描線)穿過柵極絕緣薄膜形成，正好位於柵極電極下面的半導體薄膜的部分作為溝道形成區域。然後，形成第一絕緣薄膜，使其覆蓋該柵極電極，在雜質區域中形成接觸孔。在該接觸孔中形成的配線作為源極配線(信號線)和漏極配線。該信號線輸入視頻信號，根據該信號，從光發射單元發射出光。形成第一電極311，從而使其與漏極電極電連接。然後，形成第二絕緣薄膜從而使其覆蓋第一電極311，通過第二絕緣薄膜形成一個孔，使其穿過各第一電極311。在該孔中形成一個層312，該層312包括電致發光層(下稱為電致發光層(EL層))。然後形成第二電極313，它覆蓋該EL層312和第二絕緣層。這樣，就形成了發光像素，可以通過向第一和第二電極施加電壓或電流來控制該發光像素。
在EL層312中，從陽極側順序層疊有(空穴注射層)、HTL(空穴傳輸層)、EML(發光層)、ETL(電子傳輸層)、和EIL(電子注射層)。通常，將CuPc用於HIL，á-NPD用於HTL，BCP用於ETL，BCP:Li用於EIL。
另外，在執行全色顯示的情況下，利用沉積掩模或噴墨印刷，可以通過汽相澱積選擇性地沉積分別發出紅(R)、綠(G)、藍(B)光的材料，形成EL層312。特別是，將CuPc或PEDOT用於HIL，á-NPD用於HTL，BCP或Alq3用於RTL，BCP:Li或CaF2用於EIL。對於EML，可以使用例如Alq3，該Alq3中摻雜有對應RGB各色的雜質(DCM等用於R，DMQD等用於G)。應當注意本發明並不局限於前述EL層的層疊結構。
EL層312的特殊層疊結構如下例如在形成用於發射紅光的EL層312的情況下，可以順序沉積厚度為30nm的CuPC和厚度為60nm的á-NPD來作為HIL和HTL。然後，利用相同的掩膜，順序沉積作為紅色EML且厚度為40nm並摻入DCM2和紅熒烯的Alq3，作為ETL且厚度為40nm的BCP，作為EIL且厚度為1nm並摻入Li的BCP。例如，在形成用於發射綠光的有機化合物層312的情況下，順序沉積厚度為30nm的CuPc和厚度為60nm的á-NPD來作為HIL和HTL。然後，利用相同的掩膜，順序沉積作為綠色EML且厚度為40nm並摻入香豆素545T的Alq3，作為ETL且厚度為40nm的BCP，作為EIL且厚度為1nm並摻入Li的BCP。例如，在形成用於發射藍光的有機化合物層312的情況下，順序沉積厚度為30nm的CuPc和厚度為60nm的á-NPD來作為HIL和HTL。然後，利用相同的掩膜，順序沉積作為藍色EML且厚度為10nm的雙[2-(2-羥苯基)-苯唑(benzoxazolato)]鋅Zn(PBO)2，作為ETL且厚度為40nm的BCP，作為EIL且厚度為1nm並摻入Li的BCP。
如上所述，對於整個像素部分，可以同時使用CuPc和á-NPD來形成各種顏色的EL層312。另外，按照在形成紅色EML後移去掩膜以形成綠色EML，然後再次移去該掩膜以形成藍色EML的方式，可以使用同一掩膜來形成不同顏色的彩色RML。對於各顏色，可以適當地確定EML的層疊順序。
另外，在發射白光的情況下，可以通過另外提供彩色濾光器或彩色濾光器和顏色轉換層，來執行全彩色顯示。可以在該彩色濾光器和顏色轉換層在第二襯底上形成之後，將它們附著(attached)上去。
可以利用具有透光性的材料形成第一和第二電極311和313。另外，可以通過考慮第一和第二電極的功函，來選擇形成該第一和第二電極的材料。在本實施模式中，假設第一和第二電極分別為陽極和陰極。
作為形成陽極電極的材料，使用具有較大功函(4.0eV或更多)的金屬、合金、導電化合物或它們的混合物等是優選的。特別是，可以使用氧化銦錫(ITO)、2-20％的氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合而成的氧化銦鋅(IZO)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、氮化物金屬材料(TiN)等。
作為形成陰極電極的材料，使用具有較小功函(3.8eV或更小)的金屬、合金、導電化合物或它們的混合物等是優選的。例如，可以使用屬於周期表第一組或第二組的元素，即例如Li和Cs的鹼金屬，和例如Mg、Ca和Sr的鹼土金屬，包括這些元素的合金(Mg:Ag，Al:Li)，包括這些元素的化學化合物(LiF，CsF，CaF2)以及包括稀土元素金屬的過渡金屬。但是，由於陽極和陰極要求具有透光性，因此需要利用這些金屬或包括這些金屬的合金來形成陽極和陰極，並使它們與例如ITO(包括合金)的金屬層疊。這些陽極和陰極可以利用汽相澱積、濺射法等形成。
根據上述的像素結構，第一電極或第二電極都可以被用作陽極或陰極。例如，驅動TFT 301可能具有N類型極性，第一電極為陰極，第二電極為陽極。
然後，通過濺射或CVD等來沉積包括氮的鈍化薄膜314從而防止潮溼和氧化。可以在此時存在的空間中填充氮或乾燥劑。另外，也可以利用第一、第二或其它電極來覆蓋顯示面板的側表面。然後，將密封襯底315附著到其上。
另外，當執行更清晰的黑暗顯示時，提供偏振片或圓形偏振片是優選的。由於例如圖像拾取設備需要具有足夠的透光性來識別用戶，因此可以將偏振片或圓形偏振片布置在雙面發光顯示面板的兩側。還可以將第一偏振片或第二偏振片布置在雙面發射顯示設備的各顯示屏幕上。但是，這需要在第一偏振片和第二偏振片的布置能使它們的光軸(吸收軸和透射軸)以某種方式移動從而實現正交偏振，從而使圖像拾取設備具有足夠的透光性來識別用戶，同時使雙面發光顯示面板執行黑色顯示的情況下。
如上所述，本發明的雙面發光顯示面板可以包括全部具有透明性的第一電極311和第二電極313。圖像拾取單元被置於用戶的光學視軸線上。它也可以相對於該雙面發光顯示面板位於用戶的相對側，和位於該雙面發光顯示面板的第一顯示面板(顯示屏幕)或第二顯示面板(顯示屏幕)的任意側。因此，雙方可以在捕獲對方視線的同時進行通信。另外，可以在雙面發光顯示面板上顯示圖像的同時，實現成像。
根據圖5所示的像素結構，可以通過該發光層向兩側(第一和第二顯示屏幕)發射光。這樣，就可以將圖像拾取單元布置在雙面發光顯示面板的第一顯示屏幕側，同時使用戶位於第二顯示屏幕側，反之亦然，也可以使用戶位於第一顯示屏幕側而使圖像拾取單元位於第二顯示屏幕側。根據本實施模式，當用戶位於第二顯示屏幕側時，需要提供用於反轉所顯示的圖像的電路。在這種情況下，應當將圖像拾取單元布置為可以使雙方的視線可以相遇，因此，不需要將圖像拾取單元布置在經過雙面發光顯示面板的用戶視軸線上。例如，可以通過布置反光器例如鏡面，來使雙方的視線可以相遇。
另外，由於光是向兩側發射的，因此圖像的顏色和亮度會有偏差，這會妨礙圖像拾取單元得到用戶的良好和清晰的圖像。在這種情況下，可以將由顯示在雙面發光顯示面板上的圖像數據所減去的數據輸入到圖像拾取單元。由於雙面發光顯示面板上的圖像數據存儲在視頻存儲器中，因此可以執行校正從而從圖像拾取單元的輸入存儲器中減去雙面發光顯示面板上的圖像數據。例如，實施模式7中將描述所執行的校正。
通過利用使用了如上所述可以獲取圖像的雙面發光顯示面板的顯示設備，雙方可以在捕獲對方視線的同時進行通信。另外，利用這種可以獲取圖像的顯示設備，可以實現雙向通信系統。
本實施模式將參照圖6A-6C來描述不同於實施模式5的另一種顯示面板結構。
圖6A示出雙面發光顯示面板的像素結構，其中一個像素，即第二絕緣薄膜的一個孔包括第一區域和第二區域，第一區域包括發光層而第二區域不包括發光層。
具有透光性的第一電極403與包括第一區域中的發光層的EL層404接觸，且與形成在絕緣表面400上的P溝道驅動TFT 401電連接。在EL層404上，可以沉積具有透光性的第二電極405。電流在第一電極403和第二電極405之間流動，EL層404向如箭頭所示的兩個方向發出光。
當如上所述向兩側發射光時，可以通過使用透光導電薄膜，形成第一和第二電極403和405，該透光導電薄膜例如ITO或金屬或包括實施模式5中所屬元素的合金，從而使該第一和第二電極足夠薄以便能透過光。
提供惰性層406以便可以使EL層404防止潮溼和氧化是優選的，並在此時存在的空間中填入氮或放入乾燥劑。然後，密封襯底407被附著上去從而形成像素。
可以按照與實施模式5相似的方式形成EL層404、驅動電晶體TFT401、第一電極403和第二電極405。雖然由於第一電極403具有透光性，因此可以使其形成在第一和第二區域上，但是至少應當使其形成在第一區域上。同時，由於有機化合物層404為彩色層，因此該有機化合物層404僅應當形成在第一區域中的第一電極403上。例如，在通過汽相澱積形成EL層404的情況下，可以設計金屬掩膜的孔徑大小，從而使EL層僅在第一電極403上形成。
圖6B示出一種像素結構，其中光僅能向頂側發射，這不同於圖6A所示的結構。在第一區域中包括發光層的EL層504與第一電極503連接，該第一電極503與P溝道驅動TFT 501連接。由於光僅向上側發射，因此第一電極503不需要具有透光性，它可用作驅動TFT 501的源極配線或漏極配線。在使用第一電極503作為驅動TFT 501的源極配線或漏極配線的情況下，優選地使用層疊薄膜，它包括包含鈦的第一金屬層、包含氮化鈦或氮化鎢的第二金屬層、包含鋁的第三金屬層和包含氮化鈦的第四金屬層。
由於第一電極不具有透光性，因此它不能形成在第二區域中。包括發光層的EL層504也不形成在第二區域中。然後，在第二區域上形成具有透光性的第二電極505。
提供鈍化薄膜506從而防止EL層504潮溼或氧化是優選的，並在此時存在的空間中填入氮或乾燥劑。然後，密封襯底507被附著上去從而形成像素。
電流在第一電極503和第二電極505之間流動，有機化合物層504發出光。此時，包括金屬材料的第一電極503反射光，同時第二電極505透射光，這樣，就實現了光在第一區域向第二電極505側發射，同時在第二區域沒有光發射。
可以按照與實施模式5相似的方式形成第一電極503、EL層504、第二電極505中的每一個。但是，對於圖6B所示的像素結構，要求第二電極505具有透光性。因此，通過使用厚度很小的透光材料或金屬、或者包括它們的合金，並在其上層疊透光材料，可以形成第二電極505。另外，由於光僅能向第二電極505側發射，因此可以使第一電極503具有比第二電極505更小的透光性。
下面將對圖6B所示的像素結構進行描述，但是，第一電極503比第二電極505的透光性更大，第二電極不在第二區域中形成，光發射方向可以反轉。在這種情況下，第一電極503可以在第二區域中形成。
根據圖6B所示的像素結構，從EL層504發出的光不進入圖像拾取設備，因此幾乎不會導致顏色和亮度的偏差。
圖6C示出具有本實施模式像素結構的像素部分的放大圖。圖6A和6B均示出了具有發光區域和透光區域的像素結構。雖然在紅(R)、綠(G)、藍(B)各像素中，發光區域和透光區域可以按照相同的排列方式布置。但是它們優選地按照圖6C所示交替布置。
與實施模式5相比，如圖6C所示，利用像素中的第一區域來顯示圖像，同時外部光線在第二區域中透射，這樣會導致光發射面積減少一半。考慮到這一問題，可以在圖6B所示的第一區域中，在光發射方向的相對側提供包括金屬的反射膜或包括彩色樹脂的薄膜。特別是，該反射薄膜優選地具有凹凸，從而可以有效地利用所發射的光。
由於根據本實施模式圖像拾取裝置利用不發射光且具有較大透光性的區域來執行圖像拾取，因此圖像拾取單元可以更高精度地識別用戶。
下面將參照圖7A和7B來說明用於校正由實施模式1-6中描述的圖像拾取單元所捕獲的圖像的方法。
圖7A示出圖像拾取設備701、顯示面板(例如，雙面發光顯示面板)705、校正A和校正B，在校正A中可以根據面板的透光性來校正圖像的顏色和亮度偏差，在校正B中可以從圖像中消除由面板上反射的光所導致的眩光。
圖7B示出雙方之間的雙向通信系統的流程圖。下面將描述雙方中每一個都具有相同的雙向通信設備的情況。
在雙向通信中，雙方通過圖像拾取設備701a和701b、通信電路702a和702b、圖像處理電路706a和706b、面板外部電路704a和704b、面板705a和705b、和通信電路702a和702b互相通信。圖像處理電路706a和706b中的每一個都具有執行校正A的功能和執行校正B的功能，這些功能都由面板外部電路704a和704b來控制。
圖像拾取設備701a和701b中的每一個都通過面板705a和705b來獲取雙方的圖像。此時，執行校正A，在校正A中對應於面板的透光性校正圖像的顏色和亮度偏差。同樣，也執行校正B，從而從圖像中消除由於面板上反射光而導致的眩光。因此，可以完成雙方的校正後圖像。或者校正A或者校正B可以在先執行，他們也可以同時執行。另外，也可利用相同的校正電路來執行校正A和校正B。用於執行校正A的電路既可以位於通信電路702a和702b與面板外部電路704a和704b之間，也可以位於面板外部電路704a和704b與顯示面板705a和705b之間。另外，除了執行校正B的功能之外，還可以執行用於根據透鏡或聚焦來處理圖像的功能，其中可以對光發射的分量進行過濾，例如模糊和收縮。
通過通信電路702a和702b來傳輸如此校正後的圖像。
將從通信電路702a和702b傳輸出的圖像分別輸入到面板外部電路704a和704b，然後將其顯示在顯示面板705a和705b上。特別是，可以將校正後圖像a和b輸入到位於顯示面板705a和705b中的信號線上。
利用上述校正後圖像a和b，可以高精度地執行通信。
本實施模式中用於校正圖像的方法可以與實施模式1-6中任何一個自由結合。
前述實施模式中描述了包括發光像素的顯示面板。但是，本發明並不局限於此，它還可用於任何透光顯示面板。因此，例如可以使用具有透光性的液晶顯示面板。對於具有透光性的液晶顯示面板，可以使用透光液晶顯示面板或半透光顯示面板。
為了得到更高的透光性，在顯示面板中並不提供偏振片或僅提供具有孔隙的偏振片。偏振片上所形成的孔隙通常形成於像素的一部分中或位於點陣圖形的全部像素中。在半透明液晶面板中，該孔隙可形成於偏振片中且在像素電極中用該孔隙來調節。例如，對於圖3A-3D，包括具有孔隙的偏振片的透光液晶顯示面板可被用作雙面發光顯示面板100，同時使用不具有偏振片的透光液晶顯示面板作為圖像拾取屏幕121。
另外，這種透光液晶顯示面板也可與雙面發光顯示面板結合。例如，對於圖3A-3D，雙面發光顯示面板100可與透光液晶顯示面板結合以實現可攜式電話，該透光液晶顯示面板不包括偏振片等且可用作圖像拾取屏幕121。
根據本發明，在不使用複雜光學系統和具有較長光路徑的光學系統的情況下，通過安裝雙面發光顯示面板和圖像拾取單元，可以提供具有圖像拾取功能的小型、輕型顯示設備。即，根據本發明的結構，當用戶面對顯示屏幕時，在顯示該用戶可看到的圖像的同時，可以獲取該作為目標的用戶的圖像。即，在執行圖像顯示和圖像拾取的同時，保證正在觀看所顯示圖像的用戶視線聚焦。特別是，當用戶和另一方都使用類似的雙向通信設備時，他們可以在進行通信的同時捕獲對方的視線。而且，本發明提供了具有圖像拾取功能的顯示設備和雙向通信系統，該雙向通信系統可以同時顯示圖像和對作為目標的用戶圖像進行成像，同時保證正在現看所顯示圖像的用戶視線聚焦。
權利要求
1.一種顯示設備，包括顯示面板，其中排列了具有透光性的發光像素；和圖像拾取設備，放置在該顯示面板的一側，其中，該圖像拾取設備可通過該顯示面板獲得目標的圖像。
2.如權利要求1所述的顯示設備，其中，該發光像素可產生電致發光。
3.如權利要求1所述的顯示設備，其中，該顯示設備執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
4.一種顯示設備，包括顯示面板，其中在透光襯底上形成有每一個都夾在一對透光電極之間的發光單元；和圖像拾取設備，放置在該顯示面板的背面。
5.如權利要求4所述的顯示設備，其中，該發光單元可產生電致發光。
6.如權利要求4所述的顯示設備，其中，該顯示設備執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
7.一種顯示設備，包括顯示面板，其中在透光襯底上排列有發光單元，該發光單元可透射可見光並將光至少發射到該顯示面板的正面；和圖像拾取設備，被放置在該顯示面板的背面。
8.如權利要求7所述的顯示設備，其中，該發光單元可產生電致發光。
9.如權利要求7所述的顯示設備，其中，該顯示設備執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
10.一種雙向通信系統，包括顯示面板，其中排列了具有透光性的發光像素；和圖像拾取設備，放置在該顯示面板的一側，其中，該圖像拾取設備可通過該顯示面板獲得第一用戶的圖像，並同時在該顯示面板上顯示第二用戶的圖像。
11.如權利要求10所述的雙向通信系統，其中，該發光像素可產生電致發光。
12.如權利要求10所述的雙向通信系統，其中，該雙向通信系統執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
13.一種雙向通信系統，包括顯示面板，其中在透光襯底上形成有每一個都夾在一對透光電極之間的發光單元；和圖像拾取設備，放置在該顯示面板的背面，其中，該圖像拾取設備可通過該顯示面板獲得第一用戶的圖像，並同時在該顯示面板上顯示第二用戶的圖像。
14.如權利要求13所述的雙向通信系統，其中，該發光像素可產生電致發光。
15.如權利要求13所述的雙向通信系統，其中，該雙向通信系統執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
16.一種雙向通信系統，包括顯示面板，其中在透光襯底上排列有發光單元，該發光單元可透射可見光並將光至少發射到該顯示面板的正面；和圖像拾取設備，放置在該顯示面板的背面，其中，該圖像拾取設備可通過該顯示面板獲得第一用戶的圖像，並同時在該顯示面板上顯示第二用戶的圖像。
17.如權利要求16所述的雙向通信系統，其中，該發光像素可產生電致發光。
18.如權利要求16所述的雙向通信系統，其中，該雙向通信系統執行第一校正，其中對應於該顯示面板的透光性來校正圖像的色彩和亮度偏差；和第二校正，其中從圖像中消除由該顯示面板上反射的光導致的眩光。
全文摘要
提供了一種具有新穎結構的顯示設備和圖像拾取設備的雙向通信設備。具體地說，提供了一種具有顯示設備和圖像拾取設備的雙向通信系統。該具有圖像拾取功能的顯示設備包括圖像拾取單元和顯示面板，其中排列了發光單元，該發光單元至少能夠透射可見光，並通過電壓或電流來控制。無需使用複雜的光學系統或很長光路的光學系統，就可實現小型而輕便的設備，從而雙方可以在通信的同時捕獲彼此的視線。
文檔編號H04N7/14GK1574904SQ20041004957
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月17日 優先權日2003年6月17日
發明者宮川惠介 申請人:株式會社半導體能源研究所