WO2024046915A1 - Imaging device - Google Patents

Imaging device Download PDF

Info

Publication number
WO2024046915A1
WO2024046915A1 PCT/EP2023/073407 EP2023073407W WO2024046915A1 WO 2024046915 A1 WO2024046915 A1 WO 2024046915A1 EP 2023073407 W EP2023073407 W EP 2023073407W WO 2024046915 A1 WO2024046915 A1 WO 2024046915A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semi
opaque
layer
sensor
level
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/073407
Other languages
French (fr)
Inventor
Benjamin BOUTHINON
Fabien GEOFFRAY
Original Assignee
Isorg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isorg filed Critical Isorg
Publication of WO2024046915A1 publication Critical patent/WO2024046915A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14678—Contact-type imagers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors

Definitions

  • the present description generally concerns imaging systems and, more particularly, devices combining a display function via a display screen and an acquisition function via an image sensor.
  • imagers or image sensors have already been proposed comprising photodetectors based on organic active layers associated with display devices.
  • One embodiment overcomes all or part of the drawbacks of known systems.
  • One embodiment provides an imaging device comprising:
  • a semi-opaque level presenting a transmittance visible radiation less than 10% and a transmittance of near infrared radiation greater than 1%, between respective active layers of the screen and the sensor.
  • the semi-opaque level is located between the screen and the sensor.
  • the semi-opaque level is integrated into the display screen.
  • the semi-opaque level is integrated into the sensor.
  • said semi-opaque level includes an angular filter.
  • the display device further comprises a light source emitting at least in the near infrared.
  • said source is on one of the lateral sides of the device, emits parallel to a plane in which the device fits, and is associated with a textured waveguide.
  • the light source and the textured waveguide are under the image sensor.
  • the device comprises in order:
  • an image sensor consisting of a substrate surmounted by photodetectors made of organic semiconductor materials
  • the device further comprises a semi-opaque layer on or under, and in contact with the angular filter.
  • the device further comprises, between the angular filter and the organic emissive layer, a textured waveguide and a semi-opaque layer.
  • the semi-opaque level filters visible radiation at more than 99.5 b and allows at least 1% of the radiation to pass in the near infrared.
  • Figure 1 is a very schematic sectional view of layers or levels constituting a display device
  • Figure 2 is a very schematic sectional view, more detailed than that of Figure 1;
  • Figure 3 is a very schematic and simplified sectional view of one embodiment of an imaging device
  • Figure 4 is a very schematic sectional view of an embodiment of the device of Figure 3;
  • Figure 5 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
  • Figure 6 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • Figure 7 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • Figure 8 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • Figure 9 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
  • Figure 10 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • a layer or film is said to be opaque to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or film is less than 10%.
  • a layer or film is said to be transparent to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or film is greater than 10%, preferably greater than 50%.
  • all the elements of the optical system which are opaque to radiation have a transmittance which is less than half, preferably less than a fifth, more preferably less than a tenth, of the lowest transmittance of the elements of the optical system transparent to said radiation.
  • “useful radiation” refers to the electromagnetic radiation passing through the optical system in operation.
  • an optical element formed on one face of a support whose maximum dimension, measured parallel to said face, is greater than 1 pm and less than 1 mm is called "micrometric-sized optical element".
  • each optical element of micrometric size corresponds to a lens of micrometric size, or microlens, composed of two diopters.
  • these embodiments can also be implemented with other types of micrometric-sized optical elements, each micrometric-sized optical element being able to correspond, for example, to a micrometric-sized Fresnel lens, to a micrometer-sized gradient index lens or to a micrometer-sized diffraction grating.
  • visible light is electromagnetic radiation whose wavelength is between 400 nm and 700 nm
  • green light is electromagnetic radiation whose wavelength is between 400 nm and 600 nm, more preferably between 470 nm and 600 nm.
  • Infrared radiation is electromagnetic radiation whose wavelength is between 700 nm and 1 mm. In infrared radiation, we distinguish in particular near-infrared radiation whose wavelength is between 700 nm and 1.7 pm, more preferably between 850 nm and 940 nm.
  • FIG. 1 is a very schematic sectional view of layers or levels constituting a display device.
  • a display screen without polarizer as illustrated in Figure 1 and of the type to which the embodiments described apply, successively comprises a layer or coverage level 1 (Coverage layer or " Cover layer”), an emissive layer or emissive level 2 (Emitting layer) and an opaque layer or level 3 (Opaque layer).
  • a layer or coverage level 1 Crossage layer or " Cover layer”
  • emissive layer or emissive level 2 emitting layer
  • Opaque layer opaque layer or level 3
  • the corresponding level can in practice consist of several stacked layers.
  • Figure 2 is a very schematic sectional view, more detailed than that of Figure 1.
  • the transparent covering layer or level 1 is for example made of glass and/or based on plastic film and has a thickness of a few tens to a few hundred microns, for example of the order of 300 pm.
  • layer 1 successively comprises, from the upper face, a protective film 12 (Protective Film) with hard coating (“protective film with Hard Coating or HC”) having a thickness of the order of 90 pm, a plastic film 14 (Plastic film or “Plastic film”) and an ultra-thin glass 16 (Ultrathin glass or “Ultra thin glass”), the layers 14 and 16 having for example a cumulative thickness of the order of 230 p.m.
  • the emissive layer 2 is an OLED display screen based on organic emissive diodes, formed on a rigid substrate (for example in glass) or flexible (for example in polyamide - PI ) .
  • Layer 2 includes color filters and a black matrix in such a way that the transparency in the visible is reduced (the transparency in the visible is for example less than 0.5%) as well as in the near infrared (the transparency in the near infrared is for example less than 3%).
  • the thickness of the OLED screen 2 is for example a few hundred microns, for example between approximately 100 and approximately 250 pm, for example of the order of 250 pm.
  • the opaque layer or level 3 is made up of one or more opaque layers in the visible and near infrared (the transparency in the visible and near infrared is for example less than 0.5%) whose thickness is from a few tens to a few hundred microns, for example of the order of 300 pm.
  • layer 3 comprises a black layer 32 (Black layer) on a rigid black layer (Rigid black layer).
  • a display device without a polarizer of the type illustrated in Figure 2
  • the structure of the device is presented in the form of stacks of layers. Note, however, that some of these layers can be engraved locally depending on their function, in particular due to the pixelated nature of the sensor and the display.
  • the stacks described correspond to the useful part of the screen and the sensor and, preferably, to levels which, although comprising locally (per pixel, sub-pixel or group of pixels) patterns, extend over this entire useful part of the device.
  • the embodiments described provide for replacing the opaque layer 3 with a semi-opaque level which will be detailed below and to associate the whole with an infrared image sensor in organic technology.
  • a device according to the embodiments described remains devoid of polarizer and is therefore intended for polarizer-free screen applications (known as “pol-less”).
  • the embodiments described take advantage of the fact that certain layers of an organic sensor have, independently of their ability to detect radiation in the visible, an ability to allow sufficient infrared radiation to pass through to excite the organic photodetectors of the sensor. . More particularly, the inventors have noted that the detection capacity of organic sensors in the near infrared (more particularly in wavelengths between 840 and 950 nm) is sufficient for a weak radiation passing through a semi-opaque layer ( opaque in the visible but not completely in the infrared) can be used to form an infrared image.
  • Figure 3 is a very schematic and simplified sectional view of one embodiment of an imaging device.
  • the opaque layer 3 of a display device of the type illustrated in Figures 1 and 2 is replaced by a semi-opaque level 4 and the assembly is integrated into, or attached to , an organic image acquisition device, or is integrated into, or attached to, a display screen.
  • the imaging device successively comprises, from a face intended to be observed by a user, a cover layer 1 of the type described above, an OLED screen 2 of the type described above, a level semi-opaque level 4 (Semi-opaque level), an organic sensor 5 (Organic sensor), and a support 6 (Support) of the entire imaging device.
  • the organic sensor 5 is typically made up of organic semiconductor layers constituting organic photodetectors and a substrate carrying the electronic components (transistor level) for controlling and interpreting the photodetectors.
  • the semi-opaque level 4 is made up of material (x) preserving a transmission of less than 10%, preferably less than 0.5% in the visible, that is to say opaque in the visible , while maximizing near-infrared transmission with a transmission greater than 1%, preferably greater than 10%, preferably greater than 50%.
  • the semi-opaque level 4 consists of a layer or a multilayer having a transparency of less than 0.5% in the visible (opaque in the visible, that is to say filtering at less than 99.5% of visible radiation) and greater than approximately 1% in the near infrared.
  • This level 4 can, alternatively, be integrated into the organic sensor.
  • the support 6 constitutes the support element of the entire device. It may be, depending on the applications, a plate or localized elements for fixing the imaging device to the system into which it is integrated (for example a mobile phone or a tablet). [0057] In the figures which follow, for simplicity, the support 6 is not shown.
  • Figure 4 is a very schematic sectional view of an embodiment of the device of Figure 3.
  • the organic sensor 5 is schematically constituted by a substrate 52 (Sensor substrate) on which the organic photodetectors are produced or attached, symbolized in the form of an organic semiconductor layer or level 54 (Organic semiconductor or “Organic semiconductor”).
  • the semi-opaque level 4 is made up of an angular filter 42 (Angular filter) which generally equips an organic sensor.
  • Angular filter angular filter
  • Such an angular filter has, as far as the sensor is concerned, the role of avoiding cross-talk phenomena between the pixels of the organic sensor, as well as of improving the sharpness of an image of 'an object placed on the screen.
  • a filter is for example made up of pillars or walls laterally separating the pixels from each other, or of a matrix of holes (“pinholes”) made in an opaque plate.
  • the gap between the walls is then filled with a semi-opaque material.
  • the angular filter 42 plays both the role of the angular filter of the image and level sensor protecting the display screen from reflection coming from lower levels.
  • the imaging device further comprises one or more light sources 7 (NIR LED) emitting at least, preferably exclusively, near-infrared radiation. This radiation is intended to be emitted towards the outside of the device on the cover layer 1 side so as to be reflected on surfaces close to or distant from the imaging device, these reflections then being captured by the organic sensor 5 after passing through the display device and the semi-opaque layer.
  • NIR LED light sources 7
  • the light source 7 is located in the upper part of the device, that is to say at a level above the display screen. It is possible, for example, to integrate, into the cover layer 1, a textured waveguide directing, towards the outside of the device, radiation emitted horizontally or laterally by the source 7 from one or more sides of the device.
  • Figure 5 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • the semi-opaque level 4 is here made up of the angular filter 42 and a layer of a semi-opaque material 44 (semi-opaque layer or “Semi opaque layer”). ) .
  • a semi-opaque material 44 semi-opaque layer or “Semi opaque layer”.
  • the use of an additional semi-opaque layer depends on the application and, in particular, on the nature of the angular filter.
  • the order of the angular filter 42 and the semi-opaque layer 44 in the stack depends on the application. For example, if the angular filter 42 is, from the point of view of the manufacturing process, integrated into the organic optical sensor 5, it will be preferred that the semi-opaque layer 44 is between the display screen and the sensor 5.
  • Figure 6 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • the near-infrared light source 7 is located at the level of the support 6.
  • the latter is, for example, arranged to integrate emitters (in the infrared or near-infrared ) in the matrix arrangement of the pixels or is textured in the manner of a waveguide to return infrared radiation directed parallel to the plane in which the substrate 52 fits towards the external surface of the device on the display screen side.
  • the substrate 52 is then, for example, transparent or etched.
  • Figure 7 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • This embodiment is a combination of the embodiments of Figure 4 and 6.
  • the light source(s) 7 are at the level of the substrate 52 .
  • Figure 8 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • the light source 7 is placed between the image sensor and the display screen. More precisely, we provide: under the display screen (under the emissive layer or OLED screen 2), a semi-opaque layer 44; on the image sensor (on the semiconductor layer of organic materials 54) an angular filter 42; and between layers 42 and 44, a textured waveguide layer 72 (textured wave guide) illuminated laterally by a light source 7 comprising at least one near-infrared radiation.
  • An advantage of this embodiment is that it is particularly suitable for superimposing an infrared sensor and a display screen without it being necessary to modify neither one nor the other. Only the intermediate elements between the two are to be provided if they are not already, for some (for example the angular filter on the sensor side), integrated into the corresponding device.
  • Figure 9 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • a textured waveguide 72 is provided under the sensor substrate.
  • Such an embodiment is intended for applications in which the substrate 52 of the sensor allows at least near-infrared radiation to pass. Consequently, the radiation intended to be emitted outside from the covering layer 1 can come from the rear of the imaging device. Indeed, as the semi-opaque level (in the example of Figure 9, the angular filter 42 of the image sensor) lets near infrared radiation pass, it is not problematic to provide the associated light source 7 to a textured waveguide under the entire device, in practice, between the substrate 52 (then transparent) of the sensor and the support (6, Figure 3) of the device.
  • Figure 10 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
  • the semi-opaque level 4 comprises, between the screen display and the image sensor, in order, a layer 42 of semi-opaque material (x) and an angular filter 44.
  • textured waveguides are described in document WO 2022/112369 (B20175). We can draw inspiration from this for the implementation of embodiments providing textured waveguides to return a radiation emitted in a plane parallel to those in which the layers of the device are made.
  • angular filters are described in document WO 2022/128873 (B20690). We can take inspiration from this for the production of the angular filter of the imaging device described by adapting this angular filter so that it filters visible radiation. For example, we could plan to fill the orifices of the angular filter with a semi-opaque material.
  • the semi-opaque layer 44 can be produced from a matrix arrangement respecting the arrangement of the pixels and comprising zones absorbing visible radiation and allowing at least 2% of near-infrared radiation to pass through, or a uniform layer allowing infrared radiation to pass through. Examples of opaque matrix network structures are described in document EP 3442025 (in particular in Figure 10) and those skilled in the art will be able to draw inspiration from them for the production of the embodiments described.
  • An advantage of the structures described in the present description is that they retain the entire structure of the emissive layer of the OLED screen 2.
  • the display screen can therefore, if necessary, be manufactured separately then be reported on the underlying stack of the infrared sensor.
  • the assembly is manufactured by successive deposits with the formation of suitable patterns.
  • Another advantage of the embodiments described is that it makes it possible to associate an OLED display screen with an infrared image sensor, by associating with one and/or the other a semi-layer. opaque fulfilling the role of the anti-reflection layer.
  • the semi-opaque layer, filtering visible radiation, is therefore between active layers respective of the screen and the sensor (integrated into the screen or the sensor or between the two).
  • the source 7 of infrared radiation is under the display device, this source preferably does not emit visible radiation in order to avoid an effect similar to the reflections that we wish to avoid .
  • the source 7 of infrared radiation is designed to emit only in the infrared, preferably only in the near infrared.
  • a display device can serve as a fingerprint sensor integrated, preferably, under the entire surface of a display screen.
  • the semi-opaque level provided that it is located between the emissive layer and the organic semiconductor layer of the sensor, can be composed of different layers, or even air gaps, which are usually found on the screen side display or image sensor side.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

The present invention relates to an imaging device comprising a non-polarising display screen (1, 2), an organic infrared image sensor (5) under the display screen and a semi-opaque layer having a visible light transmittance of less than 10% and an infrared light transmittance greater than 1% between the respective active layers of the screen and the sensor.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Dispositif imageur Imaging device
La présente demande revendique la priorité de la demande de brevet FR 22/08685, déposée le 30 août 2022 et ayant pour titre "Dispositif imageur", dont le contenu est incorporé par référence dans les limites autorisées par la loi. This application claims the priority of patent application FR 22/08685, filed on August 30, 2022 and having the title “Imaging device”, the content of which is incorporated by reference within the limits authorized by law.
Domaine technique Technical area
[0001] La présente description concerne de façon générale les systèmes imageur et, plus particulièrement, les dispositifs combinant une fonction d'affichage via un écran d'affichage et une fonction d'acquisition via un capteur d'images. [0001] The present description generally concerns imaging systems and, more particularly, devices combining a display function via a display screen and an acquisition function via an image sensor.
Technique antérieure Prior art
[0002] On connaît de nombreux systèmes ou dispositifs mixtes, ayant des fonctions d'affichage ou projection d'images et d'acquisition ou détection d'images. [0002] Numerous mixed systems or devices are known, having image display or projection and image acquisition or detection functions.
[0003] Parmi ces systèmes, on a déjà proposé des imageurs ou capteurs d' images comportant des photodétecteurs à base de couches actives organiques associés à des dispositifs d' affichage . [0003] Among these systems, imagers or image sensors have already been proposed comprising photodetectors based on organic active layers associated with display devices.
Résumé de l'invention Summary of the invention
[0004] Il existe un besoin d'amélioration des systèmes imageur associant écran d'affichage et matrice de photodétecteurs . [0004] There is a need to improve imaging systems combining display screen and photodetector matrix.
[0005] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des systèmes connus. [0005] One embodiment overcomes all or part of the drawbacks of known systems.
[0006] Un mode de réalisation prévoit un dispositif imageur comportant : [0006] One embodiment provides an imaging device comprising:
- un écran d'affichage sans polariseur ; - a display screen without polarizer;
- un capteur d' images infrarouge en technologie organique sous l'écran d'affichage ; et - an infrared image sensor in organic technology under the display screen; And
- un niveau semi-opaque, présentant une transmittance du rayonnement visible inférieur à 10% et une transmittance du rayonnement proche infrarouge supérieure à 1%, entre des couches actives respectives de l'écran et du capteur. - a semi-opaque level, presenting a transmittance visible radiation less than 10% and a transmittance of near infrared radiation greater than 1%, between respective active layers of the screen and the sensor.
[0007] Selon un mode de réalisation, le niveau semi-opaque est situé entre l'écran et le capteur. [0007] According to one embodiment, the semi-opaque level is located between the screen and the sensor.
[0008] Selon un mode de réalisation, le niveau-semi-opaque est intégré à l'écran d'affichage. [0008] According to one embodiment, the semi-opaque level is integrated into the display screen.
[0009] Selon un mode de réalisation, le niveau-semi-opaque est intégré au capteur. [0009] According to one embodiment, the semi-opaque level is integrated into the sensor.
[0010] Selon un mode de réalisation, ledit niveau semi-opaque comporte un filtre angulaire. According to one embodiment, said semi-opaque level includes an angular filter.
[0011] Selon un mode de réalisation, le dispositif afficheur comporte en outre une source de lumière émettant au moins dans le proche infrarouge. [0011] According to one embodiment, the display device further comprises a light source emitting at least in the near infrared.
[0012] Selon un mode de réalisation, ladite source est sur un des côtés latéraux du dispositif, émet parallèlement à un plan dans lequel s'inscrit le dispositif, et est associée à un guide d'ondes texturé. [0012] According to one embodiment, said source is on one of the lateral sides of the device, emits parallel to a plane in which the device fits, and is associated with a textured waveguide.
[0013] Selon un mode de réalisation, la source de lumière et le guide d'ondes texturé sont sous le capteur d'images. [0013] According to one embodiment, the light source and the textured waveguide are under the image sensor.
[0014] Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte dans l'ordre : [0014] According to one embodiment, the device comprises in order:
- un capteur d'images constitué d'un substrat surmonté de photodétecteurs en matériaux semiconducteurs organiques ; - an image sensor consisting of a substrate surmounted by photodetectors made of organic semiconductor materials;
- un filtre angulaire ; - an angular filter;
- une couche émissive en diodes émissives organiques ;- an emissive layer made of organic emissive diodes;
- une couche de couverture. - a covering layer.
[0015] Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre une couche semi-opaque sur ou sous, et en contact avec le filtre angulaire. [0016] Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte en outre, entre le filtre angulaire et la couche émissive organique, un guide d'ondes texturé et une couche semi-opaque. [0015] According to one embodiment, the device further comprises a semi-opaque layer on or under, and in contact with the angular filter. [0016] According to one embodiment, the device further comprises, between the angular filter and the organic emissive layer, a textured waveguide and a semi-opaque layer.
[0017] Selon un mode de réalisation, le niveau semi-opaque filtre le rayonnement visible à plus de 99,5 b et laisse passer au moins 1 % du rayonnement dans le proche infrarouge . [0017] According to one embodiment, the semi-opaque level filters visible radiation at more than 99.5 b and allows at least 1% of the radiation to pass in the near infrared.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0018] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0018] These characteristics and advantages, as well as others, will be explained in detail in the following description of particular embodiments given on a non-limiting basis in relation to the attached figures, among which:
[0019] la figure 1 est une vue en coupe très schématique de couches ou niveaux constituant un dispositif d'affichage ; [0019] Figure 1 is a very schematic sectional view of layers or levels constituting a display device;
[0020] la figure 2 est une vue en coupe très schématique plus détaillée que celle de la figure 1 ; [0020] Figure 2 is a very schematic sectional view, more detailed than that of Figure 1;
[0021] la figure 3 est une vue en coupe très schématique et simplifiée d'un mode de réalisation d'un dispositif imageur ; [0021] Figure 3 is a very schematic and simplified sectional view of one embodiment of an imaging device;
[0022] la figure 4 est une vue en coupe très schématique d'un mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; [0022] Figure 4 is a very schematic sectional view of an embodiment of the device of Figure 3;
[0023] la figure 5 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; [0023] Figure 5 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
[0024] la figure 6 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; [0024] Figure 6 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
[0025] la figure 7 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; [0025] Figure 7 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
[0026] la figure 8 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; [0026] Figure 8 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3;
[0027] la figure 9 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3 ; et [0028] la figure 10 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0027] Figure 9 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3; And [0028] Figure 10 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
Description des modes de réalisation Description of embodiments
[0029] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. The same elements have been designated by the same references in the different figures. In particular, the structural and/or functional elements common to the different embodiments may have the same references and may have identical structural, dimensional and material properties.
[0030] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, l'électronique de commande et de lecture ou interprétation du dispositif décrit n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les circuits électroniques de commande et de lecture usuels. [0030] For the sake of clarity, only the steps and elements useful for understanding the embodiments described have been represented and are detailed. In particular, the control and reading or interpretation electronics of the device described have not been detailed, the embodiments described being compatible with the usual electronic control and reading circuits.
[0031] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. Unless otherwise specified, when we refer to two elements connected to each other, this means directly connected without intermediate elements, and when we refer to two elements connected (in English "coupled") to each other, this means means that these two elements can be connected or be linked through one or more other elements.
[0032] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un système dans une position normale d'utilisation. [0033] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % ou 10 degrés près, de préférence à 5 % ou 5 degrés près. [0032] In the description which follows, when reference is made to absolute position qualifiers, such as the terms "front", "rear", "top", "bottom", "left", "right", etc., or relative, such as the terms "above", "below", "superior", "lower", etc., or to qualifiers of orientation, such as the terms "horizontal", "vertical", etc. ., unless otherwise specified, reference is made to the orientation of the figures or to a system in a normal position of use. Unless otherwise specified, the expressions "approximately", "approximately", "substantially", and "of the order of" mean within 10% or 10 degrees, preferably within 5% or 5 degrees.
[0034] Sauf précision contraire, les expressions "l'ensemble des éléments", "tous les éléments", "chaque élément", signifient entre 95 % et 100 % des éléments. Dans la suite de la description, sauf précision contraire, une couche ou un film est dit opaque à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est inférieure à 10 %. Dans la suite de la description, sauf précision contraire, une couche ou un film est dit transparent à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est supérieure à 10 %, de préférence supérieure à 50 %. Selon un mode de réalisation et sauf précision contraire, pour un même système optique, tous les éléments du système optique qui sont opaques à un rayonnement ont une transmittance qui est inférieure à la moitié, de préférence inférieure au cinquième, plus préférentiellement inférieure au dixième, de la transmittance la plus faible des éléments du système optique transparents audit rayonnement. Dans la suite de la description, on appelle "rayonnement utile" le rayonnement électromagnétique traversant le système optique en fonctionnement. Dans la suite de la description, on appelle "élément optique de taille micrométrique" un élément optique formé sur une face d'un support dont la dimension maximale, mesurée parallèlement à ladite face, est supérieure à 1 pm et inférieure à 1 mm. Unless otherwise specified, the expressions "all of the elements", "all the elements", "each element", mean between 95% and 100% of the elements. In the remainder of the description, unless otherwise specified, a layer or film is said to be opaque to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or film is less than 10%. In the remainder of the description, unless otherwise specified, a layer or film is said to be transparent to radiation when the transmittance of the radiation through the layer or film is greater than 10%, preferably greater than 50%. According to one embodiment and unless otherwise specified, for the same optical system, all the elements of the optical system which are opaque to radiation have a transmittance which is less than half, preferably less than a fifth, more preferably less than a tenth, of the lowest transmittance of the elements of the optical system transparent to said radiation. In the remainder of the description, “useful radiation” refers to the electromagnetic radiation passing through the optical system in operation. In the remainder of the description, an optical element formed on one face of a support whose maximum dimension, measured parallel to said face, is greater than 1 pm and less than 1 mm, is called "micrometric-sized optical element".
[0035] Des modes de réalisation de systèmes optiques vont maintenant être décrits pour des systèmes optiques comprenant une matrice d'éléments optiques à taille micrométrique dans le cas où chaque élément optique à taille micrométrique correspond à une lentille à taille micrométrique, ou microlentille, composée de deux dioptres. Toutefois, il est clair que ces modes de réalisation peuvent également être mis en oeuvre avec d'autres types d'éléments optiques de taille micrométrique, chaque élément optique de taille micrométrique pouvant correspondre, par exemple, à une lentille de Fresnel de taille micrométrique, à une lentille à gradient d'indice de taille micrométrique ou à un réseau de diffraction de taille micrométrique. [0035] Embodiments of optical systems will now be described for optical systems comprising a matrix of optical elements of micrometric size in the case where each optical element of micrometric size corresponds to a lens of micrometric size, or microlens, composed of two diopters. However, it is clear that these embodiments can also be implemented with other types of micrometric-sized optical elements, each micrometric-sized optical element being able to correspond, for example, to a micrometric-sized Fresnel lens, to a micrometer-sized gradient index lens or to a micrometer-sized diffraction grating.
[0036] Dans la suite de la description, on appelle lumière visible un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nm et 700 nm, et, dans cette plage, lumière verte un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 400 nm et 600 nm, plus préférentiellement entre 470 nm et 600 nm. On appelle rayonnement infrarouge un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1 mm. Dans le rayonnement infrarouge, on distingue notamment le rayonnement proche-inf rarouge dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1,7 pm, plus préférentiellement entre 850 nm et 940 nm . [0036] In the remainder of the description, visible light is electromagnetic radiation whose wavelength is between 400 nm and 700 nm, and, in this range, green light is electromagnetic radiation whose wavelength is between 400 nm and 600 nm, more preferably between 470 nm and 600 nm. Infrared radiation is electromagnetic radiation whose wavelength is between 700 nm and 1 mm. In infrared radiation, we distinguish in particular near-infrared radiation whose wavelength is between 700 nm and 1.7 pm, more preferably between 850 nm and 940 nm.
[0037] Parmi les dispositifs d'affichage, certains sont équipés de polariseurs afin d'éviter les réflexions susceptibles de se produire sur des couches inférieures du dispositif intégrant l'écran et qui perturbent le confort visuel (perception humaine dans le visible) . [0037] Among the display devices, some are equipped with polarizers in order to avoid reflections likely to occur on lower layers of the device integrating the screen and which disrupt visual comfort (human perception in the visible).
[0038] D'autres dispositif d'affichage sont équipés, à la place de ces polariseurs, de couches opaques (avec une transparence inférieure à 0,5 % dans le visible) , ajoutées aux composants optiques pour masquer les réflexions des rayonnements, provenant de l'extérieur ou émis par la couche émissive du dispositif d'affichage, pouvant se produire sur les couches inférieures. [0039] La figure 1 est une vue en coupe très schématique de couches ou niveaux constituant un dispositif d'affichage. Other display devices are equipped, in place of these polarizers, with opaque layers (with a transparency of less than 0.5% in the visible), added to the optical components to mask the reflections of the radiation, coming from from the outside or emitted by the emissive layer of the display device, which may occur on the lower layers. [0039] Figure 1 is a very schematic sectional view of layers or levels constituting a display device.
[0040] De façon simplifiée, un écran d'affichage sans polarisateur , tel qu' illustré en figure 1 et du type auquel s'appliquent les modes de réalisation décrits, comporte successivement une couche ou niveau de couverture 1 (Couche de couverture ou « Cover layer ») , une couche émissive ou niveau émissif 2 (Couche émissive ou « Emitting layer ») et une couche ou niveau opaque 3 (Couche opaque ou « Opaque layer ») . Bien que l'on fasse référence à une « couche », le niveau correspondant peut être constitué en pratique de plusieurs couches empilées. [0040] In a simplified manner, a display screen without polarizer, as illustrated in Figure 1 and of the type to which the embodiments described apply, successively comprises a layer or coverage level 1 (Coverage layer or " Cover layer"), an emissive layer or emissive level 2 (Emitting layer) and an opaque layer or level 3 (Opaque layer). Although we refer to a “layer”, the corresponding level can in practice consist of several stacked layers.
[0041] La figure 2 est une vue en coupe très schématique plus détaillée que celle de la figure 1. [0041] Figure 2 is a very schematic sectional view, more detailed than that of Figure 1.
[0042] La couche ou niveau 1 de couverture transparente est par exemple en verre et/ou à base de film plastique et présente une épaisseur de quelques dizaines à quelques centaines de microns, par exemple de l'ordre de 300 pm. Dans l'exemple de la figure 2, la couche 1 comporte successivement, depuis la face supérieure, un film protecteur 12 (Film protecteur) avec revêtement dur (« protective film with Hard Coating ou HC ») ayant une épaisseur de l'ordre de 90 pm, un film plastique 14 (Film plastique ou « Plastic film ») et un verre ultra-mince 16 (Verre ultramince ou « Ultra thin glass ») , les couches 14 et 16 ayant par exemple une épaisseur cumulée de l'ordre de 230 pm. The transparent covering layer or level 1 is for example made of glass and/or based on plastic film and has a thickness of a few tens to a few hundred microns, for example of the order of 300 pm. In the example of Figure 2, layer 1 successively comprises, from the upper face, a protective film 12 (Protective Film) with hard coating (“protective film with Hard Coating or HC”) having a thickness of the order of 90 pm, a plastic film 14 (Plastic film or “Plastic film”) and an ultra-thin glass 16 (Ultrathin glass or “Ultra thin glass”), the layers 14 and 16 having for example a cumulative thickness of the order of 230 p.m.
[0043] La couche émissive 2 (Ecran OLED ou « OLED display ») est un écran d'affichage OLED à base de diodes émissives organiques, formé sur un substrat rigide (par exemple en verre) ou flexible (par exemple en polyamide - PI) . La couche 2 inclut des filtres de couleur et une matrice noire ("black matrix") de telle façon que la transparence dans le visible est réduite (la transparence dans le visible est par exemple inférieure à 0,5%) ainsi que dans le proche infrarouge (la transparence dans le proche infrarouge est par exemple inférieure à 3%) . L'épaisseur de l'écran OLED 2 est par exemple de quelques centaines de microns, par exemple comprise entre environ 100 et environ 250 pm, par exemple de l'ordre de 250 pm. [0043] The emissive layer 2 (OLED screen or “OLED display”) is an OLED display screen based on organic emissive diodes, formed on a rigid substrate (for example in glass) or flexible (for example in polyamide - PI ) . Layer 2 includes color filters and a black matrix in such a way that the transparency in the visible is reduced (the transparency in the visible is for example less than 0.5%) as well as in the near infrared (the transparency in the near infrared is for example less than 3%). The thickness of the OLED screen 2 is for example a few hundred microns, for example between approximately 100 and approximately 250 pm, for example of the order of 250 pm.
[0044] La couche ou niveau opaque 3 est constitué d'une ou plusieurs couches opaques dans le visible et le proche infrarouge (la transparence dans le visible et le proche infrarouge est par exemple inférieure à 0,5 %) dont l'épaisseur est de quelques dizaines à quelques centaines de microns, par exemple de l'ordre de 300 pm. Dans l'exemple de la figure 2, la couche 3 comporte une couche noire 32 (Couche noire ou « Black layer ») sur une couche noire rigide (Couche noire rigide ou « Rigid black layer ») . The opaque layer or level 3 is made up of one or more opaque layers in the visible and near infrared (the transparency in the visible and near infrared is for example less than 0.5%) whose thickness is from a few tens to a few hundred microns, for example of the order of 300 pm. In the example of Figure 2, layer 3 comprises a black layer 32 (Black layer) on a rigid black layer (Rigid black layer).
[0045] Typiquement, un dispositif d'affichage sans polariseur, du type de celui illustré en figure 2 ne peut pas recouvrir un capteur d'images car la couche opaque 3, utile pour éviter les réflexions et ne pas perturber l'affichage, ne laisse pas passer de rayonnement vers le capteur. [0045] Typically, a display device without a polarizer, of the type illustrated in Figure 2, cannot cover an image sensor because the opaque layer 3, useful for avoiding reflections and not disturbing the display, does not does not allow any radiation to pass towards the sensor.
[0046] Selon les modes de réalisation décrits, on prévoit de modifier la structure de l'empilement du dispositif imageur afin de permettre l'association d'un écran d'affichage sans polariseur avec un capteur d'images de type particulier. According to the embodiments described, it is planned to modify the structure of the stack of the imaging device in order to allow the association of a display screen without a polarizer with an image sensor of a particular type.
[0047] Dans les modes de réalisation exposés par la suite, la structure du dispositif est présentée sous la forme d'empilements de couches. On notera cependant que certaines de ces couches peuvent être gravées localement selon leur fonction, en particulier en raison de la nature pixélisée du capteur et de l'afficheur. Les empilements décrits correspondent à la partie utile de l'écran et du capteur et, de préférence, à des niveaux qui, bien que comportant localement (par pixel, sous pixel ou groupe de pixels) des motifs, s'étendent sur toute cette partie utile du dispositif. [0047] In the embodiments explained below, the structure of the device is presented in the form of stacks of layers. Note, however, that some of these layers can be engraved locally depending on their function, in particular due to the pixelated nature of the sensor and the display. The stacks described correspond to the useful part of the screen and the sensor and, preferably, to levels which, although comprising locally (per pixel, sub-pixel or group of pixels) patterns, extend over this entire useful part of the device.
[0048] En reprenant l'exemple de la figure 1, les modes de réalisation décrits prévoient de remplacer la couche opaque 3 par un niveau semi-opaque qui sera détaillée ci-après et d'associer le tout à un capteur d'images infrarouge en technologie organique. Un dispositif selon les modes de réalisation décrits reste dépourvu de polariseur et est donc destiné à des applications d'écran sans polariseur (dits « pol-less ») . [0048] Taking the example of Figure 1, the embodiments described provide for replacing the opaque layer 3 with a semi-opaque level which will be detailed below and to associate the whole with an infrared image sensor in organic technology. A device according to the embodiments described remains devoid of polarizer and is therefore intended for polarizer-free screen applications (known as “pol-less”).
[0049] Les modes de réalisation décrits tirent profit du fait que certaines couches d'un capteur organique présentent, indépendamment de leur capacité à détecteur le rayonnement dans le visible, une capacité à laisser passer suffisamment de rayonnement infrarouge pour exciter les photodétecteur organiques du capteur. Plus particulièrement, les inventeurs ont constaté que la capacité de détection des capteurs organiques dans le proche infrarouge (plus particulièrement dans des longueurs d'onde comprises entre 840 et 950 nm) est suffisante pour qu'un faible rayonnement traversant une couche semi-opaque (opaque dans le visible mais pas totalement dans l'infrarouge) soit exploitable pour former une image infrarouge . [0049] The embodiments described take advantage of the fact that certain layers of an organic sensor have, independently of their ability to detect radiation in the visible, an ability to allow sufficient infrared radiation to pass through to excite the organic photodetectors of the sensor. . More particularly, the inventors have noted that the detection capacity of organic sensors in the near infrared (more particularly in wavelengths between 840 and 950 nm) is sufficient for a weak radiation passing through a semi-opaque layer ( opaque in the visible but not completely in the infrared) can be used to form an infrared image.
[0050] La figure 3 est une vue en coupe très schématique et simplifiée d'un mode de réalisation d'un dispositif imageur. [0050] Figure 3 is a very schematic and simplified sectional view of one embodiment of an imaging device.
[0051] Selon ce mode de réalisation, la couche opaque 3 d'un dispositif d'affichage du type de celui illustré aux figures 1 et 2 est remplacée par un niveau semi-opaque 4 et l'ensemble est intégré à, ou rapporté sur, un dispositif organique d'acquisition d'images, ou est intégré à, ou rapporté sous, un écran d'affichage. [0052] Dans l'exemple de la figure 3, le dispositif imageur comporte successivement, depuis une face destinée à être observée par un utilisateur, une couche de couverture 1 du type décrit précédemment, un écran OLED 2 du type décrit précédemment, un niveau semi-opaque 4 (Niveau semi-opaque ou « Semi-opaque level ») , un capteur organique 5 (Capteur organique ou « Organic sensor ») , et un support 6 (Support) de l'ensemble du dispositif imageur. According to this embodiment, the opaque layer 3 of a display device of the type illustrated in Figures 1 and 2 is replaced by a semi-opaque level 4 and the assembly is integrated into, or attached to , an organic image acquisition device, or is integrated into, or attached to, a display screen. [0052] In the example of Figure 3, the imaging device successively comprises, from a face intended to be observed by a user, a cover layer 1 of the type described above, an OLED screen 2 of the type described above, a level semi-opaque level 4 (Semi-opaque level), an organic sensor 5 (Organic sensor), and a support 6 (Support) of the entire imaging device.
[0053] Le capteur organique 5 est typiquement constitué de couches semiconductrices organiques constituant des photodétecteurs organiques et d'un substrat portant les composant électroniques (niveau des transistors) de commande et d'interprétation des photodétecteurs. The organic sensor 5 is typically made up of organic semiconductor layers constituting organic photodetectors and a substrate carrying the electronic components (transistor level) for controlling and interpreting the photodetectors.
[0054] De préférence, le niveau semi-opaque 4 est constitué de matériau (x) préservant une transmission inférieure à 10%, de préférence inférieure à 0,5% dans le visible, c'est-à-dire opaque dans le visible, tout en maximisant la transmission dans le proche infrarouge avec une transmission supérieure à 1%, de préférence supérieure à 10%, de préférence supérieure à 50%. [0054] Preferably, the semi-opaque level 4 is made up of material (x) preserving a transmission of less than 10%, preferably less than 0.5% in the visible, that is to say opaque in the visible , while maximizing near-infrared transmission with a transmission greater than 1%, preferably greater than 10%, preferably greater than 50%.
[0055] De préférence, le niveau semi-opaque 4 est constitué d'une couche ou d'un multicouches présentant une transparence inférieure à 0,5 % dans le visible (opaque dans le visible, c'est-à-dire filtrant au moins 99,5% du rayonnement visible) et supérieure à environ 1 % dans le proche infrarouge. Ce niveau 4 peut, en variante, être intégré au capteur organique. [0055] Preferably, the semi-opaque level 4 consists of a layer or a multilayer having a transparency of less than 0.5% in the visible (opaque in the visible, that is to say filtering at less than 99.5% of visible radiation) and greater than approximately 1% in the near infrared. This level 4 can, alternatively, be integrated into the organic sensor.
[0056] Le support 6 constitue l'élément support de l'ensemble du dispositif. Il peut s'agir, selon les applications, d'une plaque ou d'éléments localisés de fixation du dispositif imageur au système auquel il est intégré (par exemple un téléphone mobile ou une tablette) . [0057] Dans les figures qui suivent, pour simplifier, le support 6 n'est pas représenté. The support 6 constitutes the support element of the entire device. It may be, depending on the applications, a plate or localized elements for fixing the imaging device to the system into which it is integrated (for example a mobile phone or a tablet). [0057] In the figures which follow, for simplicity, the support 6 is not shown.
[0058] La figure 4 est une vue en coupe très schématique d'un mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0058] Figure 4 is a very schematic sectional view of an embodiment of the device of Figure 3.
[0059] Le capteur organique 5 est schématiquement constitué d'un substrat 52 (Substrat capteur ou « Sensor substrate ») sur lequel sont réalisés ou rapportés les photodétecteurs organiques, symbolisés sous la forme d'une couche ou niveau semiconducteur organique 54 (Semiconducteur organique ou « Organic semiconductor ») . [0059] The organic sensor 5 is schematically constituted by a substrate 52 (Sensor substrate) on which the organic photodetectors are produced or attached, symbolized in the form of an organic semiconductor layer or level 54 (Organic semiconductor or “Organic semiconductor”).
[0060] Selon ce mode de réalisation, le niveau semi-opaque 4 est constitué d'un filtre angulaire 42 (Filtre angulaire ou « Angular filter ») qui équipe généralement un capteur organique. Un tel filtre angulaire a, pour ce qui concerne le capteur, pour rôle d'éviter les phénomènes de diaphonie (« cross-talk » en anglais) entre les pixels du capteur organique, ainsi que d'améliorer la netteté d'une image d'un objet posé sur l'écran. Un tel filtre est par exemple constitué de piliers ou murs séparant latéralement les pixels entre eux, ou d'une matrice de trous ("pinholes") réalisée dans une plaque opaque. De préférence, l'intervalle entre les murs est alors rempli d'un matériau semi-opaque. Ainsi, le filtre angulaire 42 joue à la fois le rôle du filtre angulaire du capteur d'images et de niveau protégeant l'écran d'affichage de réflexion provenant des niveaux inférieurs. According to this embodiment, the semi-opaque level 4 is made up of an angular filter 42 (Angular filter) which generally equips an organic sensor. Such an angular filter has, as far as the sensor is concerned, the role of avoiding cross-talk phenomena between the pixels of the organic sensor, as well as of improving the sharpness of an image of 'an object placed on the screen. Such a filter is for example made up of pillars or walls laterally separating the pixels from each other, or of a matrix of holes ("pinholes") made in an opaque plate. Preferably, the gap between the walls is then filled with a semi-opaque material. Thus, the angular filter 42 plays both the role of the angular filter of the image and level sensor protecting the display screen from reflection coming from lower levels.
[0061] Le dispositif imageur comporte en outre une ou plusieurs sources de lumière 7 (LED NIR) émettant au moins, de préférence exclusivement, un rayonnement dans le proche infrarouge. Ce rayonnement est destiné à être émis vers l'extérieur du dispositif côté couche de couverture 1 de façon à être réfléchi sur des surfaces proches ou distantes du dispositif imageur, ces réflexions étant ensuite captées par le capteur organique 5 après avoir traversé le dispositif d'affichage et la couche semi-opaque. [0061] The imaging device further comprises one or more light sources 7 (NIR LED) emitting at least, preferably exclusively, near-infrared radiation. This radiation is intended to be emitted towards the outside of the device on the cover layer 1 side so as to be reflected on surfaces close to or distant from the imaging device, these reflections then being captured by the organic sensor 5 after passing through the display device and the semi-opaque layer.
[0062] Dans le mode de réalisation de la figure 4, la source de lumière 7 est située en partie haute du dispositif, soit à un niveau au-dessus de l'écran d'affichage. On pourra, par exemple, intégrer, à la couche de couverture 1, un guide d'ondes texturé orientant, vers l'extérieur du dispositif, un rayonnement émis horizontalement ou latéralement par la source 7 depuis un ou plusieurs côtés du dispositif. [0062] In the embodiment of Figure 4, the light source 7 is located in the upper part of the device, that is to say at a level above the display screen. It is possible, for example, to integrate, into the cover layer 1, a textured waveguide directing, towards the outside of the device, radiation emitted horizontally or laterally by the source 7 from one or more sides of the device.
[0063] La figure 5 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0063] Figure 5 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
[0064] Par rapport au mode de réalisation de la figure 4, le niveau semi-opaque 4 est ici constitué du filtre angulaire 42 et d'une couche en un matériau semi-opaque 44 (Couche semi- opaque ou « Semi opaque layer ») . Le recours à une couche semi-opaque supplémentaire dépend de l'application et, notamment, de la nature du filtre angulaire. De même, l'ordre du filtre angulaire 42 et de la couche semi-opaque 44 dans l'empilement dépend de l'application. Par exemple, si le filtre angulaire 42 est, du point de vue du processus de fabrication, intégré au capteur optique organique 5, on préférera que la couche semi-opaque 44 soit entre l'écran d'affichage et le capteur 5. [0064] Compared to the embodiment of Figure 4, the semi-opaque level 4 is here made up of the angular filter 42 and a layer of a semi-opaque material 44 (semi-opaque layer or “Semi opaque layer”). ) . The use of an additional semi-opaque layer depends on the application and, in particular, on the nature of the angular filter. Likewise, the order of the angular filter 42 and the semi-opaque layer 44 in the stack depends on the application. For example, if the angular filter 42 is, from the point of view of the manufacturing process, integrated into the organic optical sensor 5, it will be preferred that the semi-opaque layer 44 is between the display screen and the sensor 5.
[0065] Des exemples de structures de source de lumière associées à des guides d'ondes intégré dans une couche de couverture d'un capteur d'images, qui peut ici se transposer à la couche de couverture de l'écran d'affichage, sont décrits dans le document WO 2018/162842 (B16100) . On pourra s'en inspirer pour la mise en œuvre des modes de réalisation des figures 4 et 5. [0065] Examples of light source structures associated with waveguides integrated into a cover layer of an image sensor, which can here be transposed to the cover layer of the display screen, are described in document WO 2018/162842 (B16100). We can draw inspiration from this for the implementation of the embodiments of Figures 4 and 5.
[0066] La figure 6 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0067] Par rapport au mode de réalisation de la figure 5, la source de lumière proche infrarouge 7 est située au niveau du support 6. Ce dernier est, par exemple, agencé pour intégrer des émetteurs (dans l'infrarouge ou le proche infrarouge) dans l'agencement matriciel des pixels ou est texturé à la manière d'un guide d'ondes pour renvoyer un rayonnement infrarouge dirigé parallèlement au plan dans lequel s'inscrit le substrat 52 vers la surface externe du dispositif côté écran d'affichage. Le substrat 52 est alors, par exemple, transparent ou gravé. [0066] Figure 6 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3. [0067] Compared to the embodiment of Figure 5, the near-infrared light source 7 is located at the level of the support 6. The latter is, for example, arranged to integrate emitters (in the infrared or near-infrared ) in the matrix arrangement of the pixels or is textured in the manner of a waveguide to return infrared radiation directed parallel to the plane in which the substrate 52 fits towards the external surface of the device on the display screen side. The substrate 52 is then, for example, transparent or etched.
[0068] La figure 7 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0068] Figure 7 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
[0069] Ce mode de réalisation est un mixte des modes de réalisation de figure 4 et 6. En d'autres termes, par rapport au mode de réalisation de la figure 4, la ou les sources de lumière 7 sont au niveau du substrat 52. [0069] This embodiment is a combination of the embodiments of Figure 4 and 6. In other words, compared to the embodiment of Figure 4, the light source(s) 7 are at the level of the substrate 52 .
[0070] La figure 8 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0070] Figure 8 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
[0071] Selon ce mode de réalisation, la source de lumière 7 est placée entre le capteur d'images et l'écran d'affichage. Plus précisément, on prévoit : sous l'écran d'affichage (sous la couche émissive ou écran OLED 2) , une couche 44 semi-opaque ; sur le capteur d'images (sur la couche semiconductrice en matériaux organiques 54) un filtre angulaire 42 ; et entre les couches 42 et 44, une couche guide d'ondes texturé 72 (Guide d'ondes texturé ou « textured wave guide ») éclairée latéralement par une source de lumière 7 comportant au moins un rayonnement dans le proche infrarouge. [0071] According to this embodiment, the light source 7 is placed between the image sensor and the display screen. More precisely, we provide: under the display screen (under the emissive layer or OLED screen 2), a semi-opaque layer 44; on the image sensor (on the semiconductor layer of organic materials 54) an angular filter 42; and between layers 42 and 44, a textured waveguide layer 72 (textured wave guide) illuminated laterally by a light source 7 comprising at least one near-infrared radiation.
[0072] Un avantage de ce mode de réalisation est qu'il est particulièrement adapté à la superposition d'un capteur infrarouge et d'un écran d'affichage sans qu'il soit nécessaire de modifier ni l'un ni l'autre. Seuls les éléments intermédiaires entre les deux sont à prévoir s'ils ne sont pas déjà, pour certains (par exemple la filtre angulaire côté capteur) , intégrés au dispositif correspondant. [0072] An advantage of this embodiment is that it is particularly suitable for superimposing an infrared sensor and a display screen without it being necessary to modify neither one nor the other. Only the intermediate elements between the two are to be provided if they are not already, for some (for example the angular filter on the sensor side), integrated into the corresponding device.
[0073] La figure 9 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0073] Figure 9 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
[0074] Selon ce mode de réalisation, on prévoit un guide d'ondes texturé 72 sous le substrat du capteur. Un tel mode de réalisation est destiné à des applications dans lesquelles le substrat 52 du capteur laisse passer au moins le rayonnement proche infrarouge. Par conséquent, le rayonnement destiné à être émis à l'extérieur depuis la couche de couverture 1 peut provenir de l'arrière du dispositif imageur. En effet, comme le niveau semi-opaque (dans l'exemple de la figure 9, le filtre angulaire 42 du capteur d'images) laisse passer le rayonnement proche infrarouge, il n'est pas gênant de prévoir la source de lumière 7 associée à un guide d'ondes texturé sous l'ensemble du dispositif, en pratique, entre le substrat 52 (alors transparent) du capteur et le support (6, figure 3) du dispositif. [0074] According to this embodiment, a textured waveguide 72 is provided under the sensor substrate. Such an embodiment is intended for applications in which the substrate 52 of the sensor allows at least near-infrared radiation to pass. Consequently, the radiation intended to be emitted outside from the covering layer 1 can come from the rear of the imaging device. Indeed, as the semi-opaque level (in the example of Figure 9, the angular filter 42 of the image sensor) lets near infrared radiation pass, it is not problematic to provide the associated light source 7 to a textured waveguide under the entire device, in practice, between the substrate 52 (then transparent) of the sensor and the support (6, Figure 3) of the device.
[0075] la figure 10 est une vue en coupe très schématique d'un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 3. [0075] Figure 10 is a very schematic sectional view of another embodiment of the device of Figure 3.
[0076] Ce mode de réalisation est un mixte entre les modes de réalisation des figures 6 et 9. En d'autres termes, par rapport au mode de réalisation de la figure 9, le niveau 4 semi-opaque comporte, entre l'écran d'affichage et le capteur d'images, dans l'ordre, une couche 42 en matériau (x) semi- opaque et un filtre angulaire 44. [0076] This embodiment is a combination of the embodiments of Figures 6 and 9. In other words, compared to the embodiment of Figure 9, the semi-opaque level 4 comprises, between the screen display and the image sensor, in order, a layer 42 of semi-opaque material (x) and an angular filter 44.
[0077] Des exemples de guide d'ondes texturés sont décrits dans le document WO 2022/112369 (B20175) . On pourra s'en inspirer pour la mise en œuvre des modes de réalisation prévoyant des guides d'ondes texturés pour renvoyer un rayonnement émis dans un plan parallèle à ceux dans lesquels sont réalisées les couches du dispositif. [0077] Examples of textured waveguides are described in document WO 2022/112369 (B20175). We can draw inspiration from this for the implementation of embodiments providing textured waveguides to return a radiation emitted in a plane parallel to those in which the layers of the device are made.
[0078] Des exemples de filtres angulaires sont décrits dans le document WO 2022/128873 (B20690) . On pourra s'en inspirer pour la réalisation du filtre angulaire du dispositif imageur décrit en adaptant ce filtre angulaire afin qu' il filtre le rayonnement visible. Par exemple, on pourra prévoir de combler les orifices du filtre angulaire par un matériau semi-opaque. [0078] Examples of angular filters are described in document WO 2022/128873 (B20690). We can take inspiration from this for the production of the angular filter of the imaging device described by adapting this angular filter so that it filters visible radiation. For example, we could plan to fill the orifices of the angular filter with a semi-opaque material.
[0079] La couche semi-opaque 44 peut être réalisé à partir d'un agencement matriciel respectant l'agencement des pixels et comportant des zones absorbant le rayonnement visible et laissant passer au moins 2 % de rayonnement dans le proche infrarouge, ou d'une couche uniforme laissant passer le rayonnement infrarouge. Des exemples de structures à réseau matriciel opaque sont décrits dans le document EP 3442025 (en particulier à sa figure 10) et la personne du métier pourra s'en inspirer pour la réalisation des modes de réalisation décrits . [0079] The semi-opaque layer 44 can be produced from a matrix arrangement respecting the arrangement of the pixels and comprising zones absorbing visible radiation and allowing at least 2% of near-infrared radiation to pass through, or a uniform layer allowing infrared radiation to pass through. Examples of opaque matrix network structures are described in document EP 3442025 (in particular in Figure 10) and those skilled in the art will be able to draw inspiration from them for the production of the embodiments described.
[0080] Un avantage des structures décrites dans la présente description est qu'elles conservent l'intégralité de la structure de la couche émissive de l'écran OLED 2. L'écran d'affichage peut donc le cas échéant être fabriqué de façon séparée puis être rapporté sur l'empilement sous-jacent du capteur infrarouge. De préférence, l'ensemble est toutefois fabriqué par dépôts successifs avec formation des motifs adaptés . [0080] An advantage of the structures described in the present description is that they retain the entire structure of the emissive layer of the OLED screen 2. The display screen can therefore, if necessary, be manufactured separately then be reported on the underlying stack of the infrared sensor. Preferably, however, the assembly is manufactured by successive deposits with the formation of suitable patterns.
[0081] Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'il permettre d'associer un écran d'affichage OLED à un capteur d'images infrarouge, en associant à l'un et/ou à l'autre une couche semi-opaque remplissant le rôle de la couche anti réflexion. La couche semi opaque, filtrant le rayonnement visible, est donc entre des couches actives respectives de l'écran et du capteur (intégrée à l'écran ou au capteur ou entre les deux) . [0081] Another advantage of the embodiments described is that it makes it possible to associate an OLED display screen with an infrared image sensor, by associating with one and/or the other a semi-layer. opaque fulfilling the role of the anti-reflection layer. The semi-opaque layer, filtering visible radiation, is therefore between active layers respective of the screen and the sensor (integrated into the screen or the sensor or between the two).
[0082] Dans les modes de réalisation où la source 7 de rayonnement infrarouge est sous le dispositif d'affichage, cette source n'émet préférentiellement pas de rayonnement dans le visible afin d'éviter un effet similaire aux réflexions que l'on souhaite éviter. De préférence, quel que soit le mode de réalisation, la source 7 de rayonnement infrarouge est prévue pour n'émettre que dans l'infrarouge, de préférence que dans le proche infrarouge. [0082] In the embodiments where the source 7 of infrared radiation is under the display device, this source preferably does not emit visible radiation in order to avoid an effect similar to the reflections that we wish to avoid . Preferably, whatever the embodiment, the source 7 of infrared radiation is designed to emit only in the infrared, preferably only in the near infrared.
[0083] Un dispositif afficheur selon les modes de réalisation écrits peut servir de capteur d'empreintes digitales intégré, de préférence, sous toute la surface d'un écran d'affichage. [0083] A display device according to the written embodiments can serve as a fingerprint sensor integrated, preferably, under the entire surface of a display screen.
[0084] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, le niveau semi-opaque, pourvu qu'il soit situé entre la couche émissive et la couche semiconducteur organique du capteur, peut être composé de différents couches, voire d'intervalles d'air, que l'on retrouve habituellement côté écran d'affichage ou côté capteur d'images. [0084] Various embodiments and variants have been described. Those skilled in the art will understand that certain features of these various embodiments and variations could be combined, and other variations will become apparent to those skilled in the art. In particular, the semi-opaque level, provided that it is located between the emissive layer and the organic semiconductor layer of the sensor, can be composed of different layers, or even air gaps, which are usually found on the screen side display or image sensor side.
[0085] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, le choix des matériaux parmi ceux indiqués est à la portée de la personne du métier en fonction de l'application visée. [0085] Finally, the practical implementation of the embodiments and variants described is within the reach of those skilled in the art based on the functional indications given above. In particular, the choice of materials among those indicated is within the reach of those skilled in the art depending on the intended application.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif imageur comportant : un écran d'affichage sans polariseur (1, 2) ; un capteur d'images infrarouge (5) en technologie organique sous l'écran d'affichage ; et un niveau semi-opaque, présentant une transmittance du rayonnement visible inférieure à 10% et une transmittance du rayonnement proche infrarouge supérieure à 50%, entre des couches actives respectives de l'écran et du capteur. 1. Imaging device comprising: a display screen without polarizer (1, 2); an infrared image sensor (5) in organic technology under the display screen; and a semi-opaque level, having a visible radiation transmittance of less than 10% and a near-infrared radiation transmittance of greater than 50%, between respective active layers of the screen and the sensor.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le niveau semi-opaque est situé entre l'écran (1, 2) et le capteur2. Device according to claim 1, in which the semi-opaque level is located between the screen (1, 2) and the sensor
(5) . (5).
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le niveau-semi-opaque est intégré à l'écran d'affichage (1, 2) . 3. Device according to claim 1, wherein the semi-opaque level is integrated into the display screen (1, 2).
4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le niveau-semi-opaque est intégré au capteur (1, 2) . 4. Device according to claim 1, in which the semi-opaque level is integrated into the sensor (1, 2).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit niveau semi-opaque (4) comporte un filtre angulaire (44) . 5. Device according to any one of claims 1 to 4, wherein said semi-opaque level (4) comprises an angular filter (44).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre une source de lumière (7) émettant au moins dans le proche infrarouge. 6. Device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a light source (7) emitting at least in the near infrared.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ladite source (7) est sur un des côtés latéraux du dispositif, émet parallèlement à un plan dans lequel s'inscrit le dispositif, et est associée à un guide d'ondes texturé (72) . 7. Device according to claim 6, in which said source (7) is on one of the lateral sides of the device, emits parallel to a plane in which the device fits, and is associated with a textured waveguide (72) .
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la source de lumière (7) et le guide d'ondes texturé (72) sont sous le capteur d'images. 8. Device according to claim 7, wherein the light source (7) and the textured waveguide (72) are under the image sensor.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant dans l'ordre : 9. Device according to any one of claims 1 to 8, comprising in order:
- un capteur d'images (5) constitué d'un substrat (52) surmonté de photodétecteurs en matériaux semiconducteurs organiques (54) ; - an image sensor (5) consisting of a substrate (52) surmounted by photodetectors made of organic semiconductor materials (54);
- un filtre angulaire (42) ; - an angular filter (42);
- une couche émissive (2) en diodes émissives organiques ; et - an emissive layer (2) made of organic emissive diodes; And
- une couche de couverture (1) . - a covering layer (1).
10. Dispositif selon la revendication 9, comportant en outre une couche (44) semi-opaque sur ou sous, et en contact avec le filtre angulaire (42) . 10. Device according to claim 9, further comprising a semi-opaque layer (44) on or under, and in contact with the angular filter (42).
11. Dispositif selon les revendications 8 et 10, comportant en outre, entre le filtre angulaire (42) et la couche émissive organique (2) , un guide d'ondes texturé (72) et une couche semi-opaque (44) . 11. Device according to claims 8 and 10, further comprising, between the angular filter (42) and the organic emissive layer (2), a textured waveguide (72) and a semi-opaque layer (44).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le niveau semi-opaque filtre le rayonnement visible à plus de 99,5 % et laisse passer au moins 1 % du rayonnement dans le proche infrarouge. 12. Device according to any one of claims 1 to 11, in which the semi-opaque level filters visible radiation by more than 99.5% and allows at least 1% of the radiation to pass in the near infrared.
PCT/EP2023/073407 2022-08-30 2023-08-25 Imaging device WO2024046915A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2208685 2022-08-30
FR2208685A FR3139236A1 (en) 2022-08-30 2022-08-30 Imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024046915A1 true WO2024046915A1 (en) 2024-03-07

Family

ID=85036951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/073407 WO2024046915A1 (en) 2022-08-30 2023-08-25 Imaging device

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3139236A1 (en)
WO (1) WO2024046915A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018162842A1 (en) 2017-03-06 2018-09-13 Isorg Image acquisition system
EP3442025A1 (en) 2017-08-11 2019-02-13 Isorg Display system comprising an image sensor
FR3113430A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-18 Isorg Image acquisition system
WO2022112369A1 (en) 2020-11-26 2022-06-02 Isorg Waveguide
US20220180653A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-09 Isorg Device comprising an optical sensor
FR3117614A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-17 Isorg Optical angle filter
FR3117654A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-17 Isorg Image acquisition device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018162842A1 (en) 2017-03-06 2018-09-13 Isorg Image acquisition system
US20200380282A1 (en) * 2017-03-06 2020-12-03 Isorg Image acquisition system
EP3442025A1 (en) 2017-08-11 2019-02-13 Isorg Display system comprising an image sensor
US20220180653A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-09 Isorg Device comprising an optical sensor
FR3113430A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-18 Isorg Image acquisition system
WO2022112369A1 (en) 2020-11-26 2022-06-02 Isorg Waveguide
FR3117654A1 (en) * 2020-12-14 2022-06-17 Isorg Image acquisition device
FR3117614A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-17 Isorg Optical angle filter
WO2022128873A1 (en) 2020-12-15 2022-06-23 Isorg Optical angular filter

Also Published As

Publication number Publication date
FR3139236A1 (en) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3070094B1 (en) DISPLAY SYSTEM COMPRISING AN IMAGE SENSOR
EP3824326B1 (en) Optical system and process for manufacturing same
FR3063596A1 (en) SYSTEM FOR ACQUIRING IMAGES
EP3441859B1 (en) Display and detection system
FR2751434A1 (en) MICROLENCH LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
EP3949358A1 (en) Device comprising an optical sensor
WO2024046915A1 (en) Imaging device
WO2021165089A1 (en) Structure of an angular filter on a cmos sensor
WO2017108881A1 (en) Oled-illuminated print sensor
WO2022038034A1 (en) Image acquisition device
EP4264341A1 (en) Optical angular filter
WO2022038032A1 (en) System for acquiring images
WO2022038033A1 (en) System for acquiring images
EP3949359B1 (en) Device comprising an optical sensor
EP2895938A1 (en) Non-contact user interface system
FR3100767A1 (en) Angular filter
WO2021116231A1 (en) Optical filter suitable for correcting the electronic noise of a sensor
FR3087939A1 (en) LIGHT SENSOR
WO2023117548A1 (en) Method for manufacturing a colour filter
WO2023165852A1 (en) Infrared filter
WO2023088633A1 (en) Optical angular filter and method for manufacturing such a filter
FR3117615A1 (en) Optical angle filter
FR3117611A1 (en) Optical angle filter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23757963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1