显示装置和制造这种装置的方法

技术领域

本公开一般涉及图像显示装置领域，并且更具体地针对结合了发光功能和光学捕获功能的交互式图像显示装置、以及制造这种装置的方法。

背景技术

例如，在本申请人先前提交的专利申请WO2017089676、EP3401958和WO2018185433中，已经提供了图像显示装置，其包括在同一转移基底上布置成阵列的多个基本(elementary)单片电子芯片或微芯片。基本芯片被刚性地组装到转移基板上，并且连接到转移基板的电连接元件以控制它们。每个芯片包括一个或多个发光二极管(LED)以及用于控制所述一个或多个LED的集成电路，并且每个芯片对应于所述装置的一个像素。该集成控制电路包括与所述一个或多个LED相对的连接表面，该连接表面包括多个旨在连接到转移基板以控制微芯片的电连接区域。转移基板包括连接表面，对于每个微芯片，该连接表面包括多个旨在分别与微芯片的电连接区域相连接的电连接区域。芯片以其连接表面面对转移基板的连接表面的方式被转移到转移基板上并且接合到转移基板，以将每个微芯片的电连接区域连接到转移基板的相应电连接区域。

这种类型的显示装置特别适于形成具有大表面积的显示屏幕，例如计算机、电视、触摸板等的屏幕。

这里更具体地考虑组合了发光功能和光学捕获功能的交互式图像显示装置的形成。更具体地，这里考虑这样一种交互式图像显示装置的形成，该交互式图像显示装置组合了用于显示图像的可见光发射的功能和用于检测应用的光(例如红外线)的发射接收的功能。

发明内容

一个实施例提供了一种装置，包括：

-转移基板，其包括电连接元件；

-多个第一基本单片芯片，其接合并电连接到所述转移基板，每个第一基本芯片包括至少一个LED和用于控制所述至少一个LED的一个集成电子电路，所述装置还包括与所述第一基本芯片中的至少一个相关联的第二基本芯片，所述第二基本芯片包括接合并电连接到所述转移基板的垂直腔面发射激光二极管，所述第一基本芯片包括用于控制所述激光二极管的集成电子电路。

根据一个实施例，所述装置还包括多个光电检测器、以及与每个光电检测器相关联的用于从电连接到所述转移基板的所述光电检测器进行读取的集成电子电路。

根据一个实施例，每个光电检测器与第一基本芯片相关联，用于从所述光电检测器进行读取的所述电子电路集成到所述第一基本芯片。

根据一个实施例，每个光电检测器包括有机光敏层。

根据一个实施例，每个光电检测器包括无机光电二极管，例如基于III-V型半导体材料，例如基于砷化铟镓或者基于非晶硅。

根据一个实施例，每个光电检测器包括基质层，所述基质层例如由树脂制成，其中并入有量子点。

根据一个实施例，每个光电检测器包括CMOS技术的硅光电二极管、雪崩光电二极管、或者使得能够通过光飞行时间的直接或间接测量来获取与所述装置和所观察场景之间的距离相关的信息的检测装置。

根据一个实施例，所述激光二极管适于以所述光电检测器的响应波长范围进行发射，例如以红外线发射。

根据一个实施例，在每个第一基本芯片中，用于控制所述至少一个LED的电子电路和用于控制所述激光二极管的电子电路包括形成在单晶硅层内部和顶部上的MOS晶体管。

根据一个实施例，在每个第一基本芯片中，所述至少一个LED是无机LED，例如为氮化镓的。

根据一个实施例，在每个第一基本芯片中，所述至少一个LED适于发射可见光。

根据一个实施例，每个第一基本芯片包括适于控制第二基本芯片的激光二极管的集成电子电路，并且所述第二基本芯片的数量小于所述第一基本芯片的数量，从而特定的第一基本芯片的激光二极管控制电路未连接到激光二极管。

根据一个实施例，所述第二基本芯片包括分别耦接到所述激光二极管的阳极区和阴极区的两个金属连接区域，所述两个金属连接区域经由所述转移基板的导电互连元件连接到所述第一基本芯片的相应两个金属连接区域。

附图说明

上述特征和优点以及其它特征和优点将参考附图在通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的其余公开部分中详细描述，其中：

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G、图1H、图1I和图1J是示出根据实施例的制造交互式显示装置的基本像素芯片的方法的示例的连续步骤的截面图；

图2是示意性地且部分地示出根据实施例的交互式显示装置的转移基板的示例的俯视图；

图3A、图3B和图3C是示出根据实施例的制造交互式显示装置的方法的示例的连续步骤的截面图；

图4是根据实施例的交互式显示装置的示例的简化俯视图。

具体实施方式

在各个附图中，相似特征已由相似标号标示。具体地，在各个实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的标号，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料性质。

为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解所描述的实施例有用的步骤和元件。具体地，没有详细描述所描述的交互式显示装置的各种可能的应用，所描述的实施例与集成了光发射-接收功能的发射型显示装置的所有或大多数已知的应用兼容，例如运动检测、面部识别、身份证明等的应用。

除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，这表示除导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且提及耦接在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其它元件耦接。

在下面的描述中，当提及诸如术语“边缘”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等限定绝对位置的术语、或者诸如术语“之上”、“之下”、“上方”、“下方”等限定相对位置的术语、或者诸如术语“水平”、“垂直”等限定方向的术语，除非另有说明，否则其指的是附图中的取向。

除非另有说明，否则表达“约”、“近似”、“基本上”和“大约”表示正或负10％，优选正或负5％。

根据实施例的一个方面，提供了一种图像显示装置，其包括在同一转移基板上布置成阵列的多个基本单片电子芯片。如在本申请人先前提交的专利申请WO2017089676、EP3401958和WO2018185433中所描述的示例中，基本芯片被刚性地组装到转移基板并连接到转移基板的电连接元件。每个芯片包括一个或多个LED以及用于控制所述一个或多个LED的电路，并且每个芯片对应于显示装置的一个像素。所述控制电路包括与所述一个或多个LED相对的连接表面，该连接表面包括多个旨在连接到转移基板以控制微芯片的电连接区域(也称为端子或焊盘)。转移基板包括连接表面，对于每个微芯片，该连接表面包括多个旨在分别与微芯片的电连接区域相连接的电连接区域(也称为端子或焊盘)。芯片以其连接表面面对转移基板的连接表面的方式被转移到转移基板上并接合到转移基板，以将每个微芯片的电连接区域连接到转移基板的相应电连接区域。

根据实施例的一个方面，图像显示装置还包括光辐射(例如红外线)的发射-接收功能，该功能使得能够检测装置环境的元素或变化。

为此，该装置包括多个光电检测器，例如有机光电检测器，这些光电检测器例如布置成行和列的阵列，定义了图像传感器。

显示装置还包括一个或多个垂直腔面发射激光二极管，也称为VCSEL，其适于在光敏检测器的响应波长范围内发射。

VCSEL例如在显示装置的像素的基本芯片的外部，并且布置在装置的转移基板上，与基本像素芯片在转移基板的同一侧上。VCSEL例如连接到转移基板的电连接端子以用于它们的控制。

作为示例，该装置的每一装置基本像素芯片包括布置在所述基本像素芯片附近的一个VCSEL二极管。换句话说，显示装置的基本像素芯片阵列和VCSEL二极管阵列是相同尺寸和相同间距的交错阵列。

光电检测器例如也在显示装置的基本像素芯片的外部，并且布置在装置的转移基板上，与基本像素芯片在转移基板的同一侧上。光电检测器例如连接到转移基板的电连接端子以用于它们的读取。

作为示例，该装置的每一装置基本像素芯片包括布置在所述基本像素芯片附近的一个光电检测器。换句话说，显示装置的基本像素芯片阵列和光电检测器阵列是具有相同尺寸和相同间距的交错阵列。

根据实施例的一个方面，显示装置的每个基本像素芯片集成了用于控制该装置的相应VCSEL二极管(即，在像素阵列中的相同位置的VCSEL二极管)的电子电路。该装置的每个基本像素芯片为此包括两个连接端子，这两个连接端子经由转移基板的导电迹线分别耦接(例如连接)到VCSEL二极管的两个电极。

显示装置的每个基本像素芯片还可以集成用于读取表示由该装置的相应光电检测器(即，在像素阵列中的相同位置的光电检测器)接收的光强度的电信号的电子电路。在这种情况下，装置的每个基本像素芯片为此包括连接端子，该连接端子经由转移基板的导电迹线单独地连接到相关联的光电检测器的电极。

下面将结合附图进一步详细描述这种交互式显示装置的实施例的示例。

图1A至图1J是示出制造装置的基本像素芯片的方法的示例的截面图。

图1A包括示意性地示出控制结构的视图(a)，该控制结构包括第一衬底101，在第一衬底101内部和顶部上形成了多个例如相同或相似的、分别对应于装置的未来基本像素芯片的集成控制电路的基本集成控制电路103。

在所示示例中，衬底101是SOI(“绝缘体上半导体”)类型的衬底，其包括例如由硅制成的半导体支撑衬底101a、布置在支撑衬底101a的顶部上并与其上表面接触的例如由氧化硅制成的绝缘层101b、以及布置在绝缘层101b的顶部上并与其上表面接触的例如由单晶硅制成的上半导体层101c。

在该示例中，基本控制电路103形成在衬底101的上半导体层101c的内部和顶部上。每个基本控制电路103例如包括多个MOS晶体管(在图1A至1I中未详细示出)。基本控制电路103例如以CMOS(“互补金属氧化物半导体”)技术形成。每个基本控制电路103可以包括适于对装置的未来基本像素芯片的(多个)LED的光发射进行控制的电路、以及适于对与装置的未来基本像素芯片相关联的VCSEL二极管的光发射进行控制的控制电路。每个基本控制电路103还可以包括用于从与装置的未来基本像素芯片相关联的光电检测器进行读取的电路。

在该示例中，每个基本控制电路103在其上表面侧包括一个或多个金属连接焊盘105a、105b。作为示例，焊盘105a、105b与覆盖了衬底101的上半导体层103c的上表面的互连叠层(图中未详细示出)的例如由氧化硅制成的上绝缘层的上表面侧齐平。因此，在该示例中，视图(a)的控制结构的上表面是包括了金属区(焊盘105a、105b)和绝缘区的交替件的平坦表面。

作为示例，每个基本控制电路103包括用于装置的未来基本像素芯片的每个LED的特定金属焊盘105a，其旨在连接到LED的阳极区并且使得能够单独地控制所述LED的光发射。每个基本控制电路103还可以包括金属焊盘105b，其旨在连接到装置的未来基本像素芯片的每个LED的阴极区。在基本芯片包括多个LED的情况下，阴极触点可以对芯片的所有LED共用。因此，基本控制电路103可以包括单个金属焊盘105b。

作为示例，该装置的每个基本像素芯片包括三个适于分别发射蓝光、绿光和红光的可单独控制的LED。在这种情况下，每个基本控制电路103可以包括旨在分别连接到这三个LED的阳极区的三个不同的金属焊盘105a、和旨在共同连接到这三个LED的阴极区的单个金属焊盘105b。在图1A中，每一电子电路仅示出了两个金属焊盘105a和一个金属焊盘105b。

图1A还包括非常示意性地示出包括第二衬底111的结构的视图(b)，第二衬底111具有搁置其上表面上的有源LED叠层113。有源LED叠层113例如是无机LED的叠层，例如基于一种或多种III-V型半导体材料，例如基于氮化镓。衬底111例如由蓝宝石制成或由硅制成。

有源LED叠层113例如以从衬底111的上表面起的顺序包括：形成阴极层的N型掺杂半导体层、有源层、和形成阳极层的P型掺杂半导体层(图中未详细示出的层)。有源层例如包括由第一半导体材料制成的量子阱层和由第二半导体材料制成的势垒层的交替件，该交替件定义了多个量子阱的叠层。

有源叠层113可以通过外延生长形成在衬底111的上表面上。作为变型，有源叠层113通过外延生长形成在生长衬底(未示出)上，随后转移到衬底111的上表面上。

在这个阶段，叠层113还没有被构造成单独的LED。换句话说，叠层113的各层均在衬底111的整个上表面上以基本上均匀的厚度连续地延伸。

图1B包括示出在图1A的视图(a)的控制结构的顶部上沉积金属层107并与其上表面接触的步骤的视图(a)。在该示例中，层107在图1A的视图(a)的控制结构的互连叠层的整个上表面上以基本上均匀的厚度连续地延伸。因此，层107将控制结构的所有金属焊盘105a、105b彼此连接。

图1B还包括示出在图1A的视图(b)的结构的有源LED叠层113的顶部上沉积金属层115并与其上表面接触的步骤的视图(b)。金属层115可以是单层或多个金属层的叠层。优选地，金属层115在其上表面侧包括由与层107相同的材料制成的层。

图1C示出了在将有源LED叠层113和金属层115转移并接合到图1B的视图(a)的结构上的步骤结束时获得的结构。

在图1C中，图1B的视图(a)的结构的取向保持不变。但是，图1B的视图(b)的结构的各元件相对于图1B的取向是相反的。

在该步骤期间，通过使用衬底111作为把手，将图1B的视图(b)的结构转移到图1B的视图(a)的结构的上表面上。金属层115的下表面(在图1C的取向中对应于图1B的取向中的上表面)被接合到金属层107的上表面。该接合例如通过将层115的下表面直接接合或分子接合到层107的上表面而获得，即，在这两个层之间没有附加材料。

随后，例如通过研磨和/或化学蚀刻去除衬底111，以使得可访问有源LED叠层113的上表面(即，在该示例中，有源LED叠层113的半导体阴极层的上表面)。

图1D示出形成沟槽121的步骤，沟槽121在有源LED叠层中从其上表面垂直延伸，并且在叠层113中横向界定了与装置的未来基本芯片的各个LED相对应的多个岛123。例如通过等离子体蚀刻来形成沟槽121。在图1D的示例中，沟槽121终止于金属层115的上表面上。在俯视图(未示出)中，沟槽121形成将基本二极管123彼此横向地隔开的栅格。

图1E示出了例如通过使用与先前步骤中使用的相同的蚀刻掩模(未示出)来将沟槽121垂直延伸通过金属层107和115的后续步骤。在该步骤结束时，沟槽121出现在覆盖了衬底101的上表面的互连叠层的上表面上。

在该步骤结束时层107和115的叠层保留在每个LED 123下方的部分形成了LED的阳极。所述阳极通过其下表面与下面的基本控制电路103的金属连接焊盘105a的上表面接触。因此，每个LED的阳极各自连接到基本控制电路103的金属连接焊盘105a。

在该示例中，进一步将沟槽121形成在每个金属连接焊盘105b的前面，以使得可访问焊盘105b的上表面。

图1E进一步示出了将LED 123的各侧面钝化的后续步骤。为此，通过保形沉积方法在该结构的上表面上沉积由电绝缘材料(例如氧化硅或氮化硅)制成的层125。随后，层125覆盖LED 123的上表面和侧面，以及金属层107和115位于LED 123下方的部分的侧面，并且在沟槽121的底部，层125覆盖了覆盖衬底101的互连叠层的上表面。随后，实施垂直各向异性蚀刻步骤以去除层125的水平部分，仅保留该层的垂直部分，从而覆盖LED 123的各侧面以及金属层107和115位于LED 123下方的部分的侧面。

图1F示出用金属127填充沟槽121的后续步骤。作为示例，初始以大于沟槽121的深度的厚度在该结构的整个上表面上沉积金属127，以完全填充沟槽121。随后，例如通过化学机械抛光来实施平坦化步骤，以使得可访问LED 123的上表面。因此，获得基本上平坦的上表面，该上表面具有LED 123的阴极半导体区、LED的垂直绝缘区125、以及填充沟槽121并与之齐平的金属区127。在俯视图(未示出)中，金属区127形成将各LED 123彼此横向分隔开的导电栅格。金属区127在沟槽121的底部电连接到金属焊盘105b，并且定义了该结构的所有LED 123共同的阴极触点金属化件。

图1G示出将对显示装置的LED的发射波长透明的导电层129沉积到该结构的上表面上的后续步骤。例如，层129在图1F的结构的整个上表面上以基本上均匀的厚度连续地延伸。层129例如由透明导电氧化物制成，例如铟锡氧化物(ITO)。作为变型，层129可以是足够薄从而透明的金属层，例如厚度小于80nm的银层。

层129通过其下表面与LED 123的半导体阴极区的上表面接触，并且定义了LED123的公共阴极。层129还通过其下表面与金属区127的上表面接触。因此，层129将每个LED123的半导体阴极区电连接到该结构的公共阴极触点金属化件127。

图1H示出将图1G的结构转移到临时支撑衬底140上的后续步骤。在图1H中，该结构的取向与图1G的取向相反。将临时支撑衬底接合到导电层129的与衬底101相对的表面，即，其在图1H的取向中的下表面(对应于其在图1G的取向中的上表面)。临时支撑衬底140例如是由硅制成的衬底。临时支撑衬底140与导电层129的接合可以借助粘合剂接合层或通过直接接合获得。

图1H进一步示出例如通过研磨和/或化学蚀刻从初始SOI结构移除支撑衬底101a的后续步骤，以使得可访问SOI结构的绝缘层101b的上表面。

应当注意，所描述的实施例不限于衬底101是SOI型衬底的上述示例。作为变型，衬底101可以是固体半导体衬底，例如由硅制成。在这种情况下，在图1A的步骤中，衬底101可以例如通过研磨从其背面(在图1H的取向中的上表面)打薄。随后，可以在打薄的衬底的上表面上沉积例如由氧化硅制成的钝化绝缘层，代替SOI衬底的层101b。作为变型，可以省略层101b。

图1I示出了在层101b和101c中形成触点开口以及在所述开口内部和顶部上形成触点金属化件131的步骤结束时获得的结构。触点金属化件131使得能够在布置在半导体层101c的下表面侧上的互连叠层的金属层级(未在附图中详细示出)上获得电触点。金属化件131例如电连接到控制电路的晶体管，这些晶体管本身电连接或耦接到LED的连接金属化件105a、105b。

金属化件131形成该装置的未来基本像素芯片的连接端子，其旨在连接到该装置的转移基板的相应连接端子。

图1J示出了在该装置的基本像素芯片的单体化(singulation)步骤结束时获得的结构。为此，从该结构的上表面沿着切割线形成垂直延伸穿过层101b、101c、127和129的沟槽151。在该示例中，沟槽出现在临时支撑衬底140的上表面上。在俯视图中，沟槽151形成连续的栅格，其横向地界定多个基本像素芯片153，例如相同或相似的基本像素芯片153，每个基本像素芯片153包括基本控制电路103和一个或多个LED 123。沟槽151例如通过等离子体蚀刻形成。

应当注意，在结合图1A至1J描述的示例中，各基本LED 123由相同的有源LED叠层形成，并且全部以相同的波长发射。在基本芯片153各自包括多个LED 123的情况下，例如在沉积导电阴极层129之后且接合临时支撑衬底140之前，可以提供在每个芯片的不同LED123上形成有差异的光转换元件的步骤。为了简化，附图中没有详细示出转换元件的形成。这些元件的形成在本领域技术人员阅读了本公开的能力范围内。作为变型，每个基本芯片可以包括适于分别在不同波长范围中发射的不同性质的LED 123，在这种情况下，可以省略转换元件。

基本像素芯片153旨在被转移到显示装置的转移基板200上，如将在下文中结合图3A至3C更详细地描述的。

图2是显示装置的转移基板200的实施例的示例的简化和局部视图。

转移基板200例如包括由绝缘材料(例如玻璃或塑料)制成的支撑板或片201。作为变型，支撑板或片201包括覆盖有绝缘材料层的导电支撑件(例如，金属的)。转移基板还包括形成在支撑板201的上表面上的电连接元件，特别是导电迹线和导电区域。这些电连接元件例如通过在支撑板201的上表面上印刷一系列导电和绝缘层级而形成。电连接元件例如通过喷墨印刷型的沉积或印刷方法、丝网印刷、凹版印刷、真空沉积或任何其它适合的方法形成。

在所示示例中，转移基板200包括由绝缘层级(图中未示出)分隔开的两个导电金属层级M1和M2、以及通过该绝缘层级连接这两个金属层级的金属通孔V。在本实施例中，转移基板200还包括形成在上金属层级M2上的金属连接区域，旨在连接到该装置的基本像素芯片153的相应连接区域131。

显示装置(未示出)的有源控制电路(适于经由转移基板的电连接元件对该装置的基本芯片供电和控制)例如在转移基板200的外围处连接到转移基板的电连接元件。

在所示示例中，转移基板的制造包括以下三个连续的沉积步骤。

在第一沉积步骤期间，在支撑板201的上表面上形成基本上平行于显示装置的列的方向(图2的取向中的垂直方向)的多个导电迹线。更具体地，在该示例中，在第一沉积步骤期间，对于显示装置的每个列，形成沿着显示装置的列的基本上整个长度延伸的四个导电迹线C1、C2、C3和C4。迹线C1旨在传送信号DATA-L，用于设置由列的各基本芯片153的LED123发射的光强度。应当注意，在该示例(非限制性的)中，不同颜色(红、绿、蓝)的强度设置信号经由迹线C1顺序地传输。作为未示出的变型，可以提供多个不同的迹线以在每个基本芯片的不同端子上并行地传输用于设置不同颜色的强度的信号。迹线C2旨在传送信号DATA-V，用于设置由列的各像素的VCSEL二极管发射的光强度。迹线C3旨在传送代表列中各像素的光电检测器所接收的光强度的信号DATA-S。迹线C4旨在将高电源电势VDD分配给不同的基本像素芯片153。

在该第一沉积步骤期间形成的导电元件定义了转移基板的第一导电层级M1。

在第二沉积步骤期间，第一导电层级覆盖有绝缘材料(图中未示出)，以允许随后在迹线C1、C2、C3和C4上方延伸的导电迹线的沉积，而不会与迹线C1、C2、C3和C4产生短路。

在第三沉积步骤期间，在支撑板201的上表面上形成多个基本上平行于显示装置的行方向的导电迹线。更具体地，在该示例中，在第三沉积步骤期间，对于显示装置的每个行，印刷了沿着显示装置的各迹线的基本上整个长度延伸的三个导电迹线L1、L2和L3。迹线L1旨在传送用于选择相应像素行的信号SEL-L。迹线L2旨在传送用于选择相应行的VCSEL二极管的信号SEL-V。迹线L3旨在传送用于选择相应光电检测器行的信号SEL-S。

在该示例中，在第三沉积步骤期间，对于该装置的每个像素，进一步印刷了金属区EL1，其定义显示装置的光电检测器的下电极。

在该第三沉积步骤期间印刷的导电元件定义了转移基板的第二导电层级M2。

在第三沉积步骤之后，对于每个像素，在金属层级M2的导电区域上形成十个金属区域P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9和P10，其旨在分别接收该像素的基本芯片153的十个不同连接区域131。对于每个像素，在金属层级M2的导电区域上进一步形成两个金属区域P11和P12，其旨在分别接收该像素的VCSEL二极管的两个不同连接区域。区域P6、P7和P8分别连接到该像素的导电迹线L1、L2和L3。区域P9连接到该像素的电极EL1。区域P5和P10分别连接到该像素的区域P11和P12。上述连接由在金属层级M2中形成的两个导电元件形成，并且可能由通孔V(在第二和第三沉积步骤之间开口)和在金属层级M1中形成的导电元件形成。

图3A至图3C是示出根据实施例的制造交互式显示装置的方法的示例的连续步骤的截面图。

图4是在图3A至图3C的方法结束时获得的该装置的简化俯视图。

图3A和3B更具体地示出了将基本像素芯片153共同转移到转移基板200上的步骤。

基本芯片153初始地接合到临时支撑衬底140的表面。包括临时支撑衬底140和基本芯片153的结构例如通过结合图1A至1J描述的类型的方法形成。在所示示例中，该结构相对于图1J的取向翻转，即，基本芯片153布置在临时支撑衬底140的下表面侧。

为了简化，在图3A至图3C中，示意性地示出了基本芯片153和转移基板200，并且相对于图1J和图2的表示省略了许多元件。

通过使用临时支撑衬底140作为把手(图3A)，将各基本芯片153共同转移到转移基板200的连接表面(即，在图3A和图3B的取向中转移基板200的上表面)的前面。

随后，将位于所述芯片的下表面侧的基本芯片153的连接端子131放置成与转移基板200的相应连接区域P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P 8、P9和P10接触，并且接合到所述连接区域P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9和P10。基本芯片153的连接端子131与转移基板的连接区域的接合例如通过直接接合、通过热压、通过焊接、借助于先前形成在端子131上的金属微结构(例如微柱)、或者通过任何其它适合的接合和连接方法来执行。

一旦通过它们的连接端子131接合到转移基板200，基本芯片153就与临时支撑衬底140分离，并且临时支撑衬底140被去除(图3B)，以使得可访问LED123的发射表面(未在图3A至图3C中详细示出)。

转移基板200上的基本芯片153的间距可以大于临时支撑衬底140上的基本微芯片153的间距。优选地，转移基板200上的基本芯片153的间距是临时支撑衬底140上的基本微芯片153的间距的倍数。在这种情况下，如图3A和图3B所示，在每次转移时仅从支撑衬底140取样芯片153的一部分。其他芯片153保持牢固地附接到临时支撑衬底140，并且可以在另一共同转移步骤期间使用以填充转移基板200的另一部分或另一转移基板。

在将基本芯片153转移和接合到转移基板200上的步骤之前或之后，该方法还包括：将与基本芯片153不同的基本VCSEL二极管芯片223(见图4；图3A至图3C中未示出)转移和接合到相同转移基板200上的步骤。VCSEL二极管223的每个基本芯片例如包括单个VCSEL二极管。VCSEL二极管223的每个基本芯片例如包括两个金属电连接区域，这两个金属电连接区域布置在其面对转移基板的表面(称为连接表面)的一侧上，并且旨在接合和电连接到转移基板200的相应金属连接区域P11和P12。VCSEL二极管223的每个基本芯片例如仅包括连接到转移基板200的两个金属区域，它们分别连接到VCSEL二极管的阳极区和阴极区。

每个基本VCSEL二极管芯片包括布置在芯片的与其连接表面相对的一侧上的光发射表面。连接表面和发射表面例如平行于转移基板200的连接表面。作为示例，每个VCSEL二极管包括布置在两个反射结构(例如布拉格反射镜)之间的发射有源层。芯片223的VCSEL二极管例如是Hui Li等人的题为“Vertical-cavity surface-emitting lasers foroptical interconnects(用于光学互连的垂直腔面发射激光器)”的文章中所描述的类型。

基本VCSEL二极管芯片223例如通过共同转移方法来转移并接合到转移基板200，例如类似于结合图3A和图3B描述的基本像素芯片153的共同转移方法。

作为变型，例如通过自动拾取和放置方法，将基本VCSEL二极管芯片223单独地转移和接合到转移基板200。

图3C示出在将所有基本芯片153和基本VCSEL二极管芯片223(图中未示出)接合到转移基板200上之后的装置。

图3C还示出在每个像素中在像素的电极EL1的顶部上并与其上表面接触地沉积光敏有机层203的一部分(例如，对红外线或近红外线敏感)的后续步骤。层203的该部分例如通过局部印刷方法沉积，例如通过丝网印刷或通过狭缝模具式涂布(slot-die coating)方法沉积。在每个像素中，有机层部分203例如在像素的电极EL1的整个上表面上延伸。

图3C还示出在每个像素中在像素的光敏有机层部分203的顶部上并与其上表面接触地沉积上电极EL2的后续步骤。电极EL2例如在像素的光敏有机层部分203的整个上表面上延伸。电极EL2对于层203的响应波长是透明的。作为示例，电极EL2由透明导电氧化物(例如ITO)制成。在该示例中，在每个像素中，层EL1、203和EL2的叠层形成光电检测器211。电极EL1和EL2例如分别对应于光电检测器的阴极和阳极。

电极EL2可以通过模板局部地沉积。例如，上电极EL2对于该装置的所有像素是公共的。例如，在俯视图中，电极EL2形成对该装置的所有像素的光敏层部分203进行覆盖的连续栅格，例如，诸如图4的简化俯视图中所示。公共电极EL2随后可以连接到在像素阵列的外围施加固定偏置电势的节点。

作为变型，光电检测器211可以在基本芯片153和223到转移基板200的转移和接合步骤之前形成，或者在基本芯片153的转移和接合步骤与基本芯片223到转移基板200的接合步骤之间形成。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些各种实施例和变型的某些特征，并且本领域技术人员可以想到其他变型。具体地，所描述的实施例不限于结合图1A至图1J、图2、图3A至图3C和图4所描述的基本像素芯片和转移基板的实施例的具体示例。

此外，所描述的实施例不限于装置的光电检测器是有机光电二极管的上述特定情况。作为变型，所述装置的有机光电检测器可以用无机光电检测器代替，例如基于III-V型半导体材料，例如基于砷化铟镓或者基于非晶硅。在另一变型中，光电检测器211可以由例如由树脂制成的基质层形成，其中并入有量子点。作为变型，光电检测器可以是以CMOS技术由硅制成的光电二极管、例如SPAD(“单光子雪崩二极管”)类型的雪崩光电二极管、或者使得能够检测到由场景反向散射的光信号的任何其它检测装置，例如使得能够例如通过光的飞行时间的直接或间接测量来获取与装置和所观察的场景之间的距离相关的信息。

此外，所描述的实施例不限于上文所描述的其中用于从每个光电检测器211进行读取的电子电路集成到相应像素的基本芯片153中的具体示例。作为变型，用于从光电检测器进行读取的电子电路可以集成在不同的芯片中。在这种情况下，光电检测器211可以不连接到像素的基本芯片153。作为示例，光电检测器211和用于从光电检测器211进行读取的电子电路可以集成在不同于芯片153和223的同一单片芯片中，接合并电连接到转移基板200的相应电连接区域。在另一变型中，每个光电检测器211可以集成到像素的相应基本芯片153。

此外，所描述的实施例不限于上文所描述的其中该装置包括一个基本VCSEL二极管芯片223以及每一可见基本像素芯片153一个光电检测器211的具体示例。作为变型，基本VCSEL二极管芯片223的数量可以小于基本芯片153的数量。在这种情况下，在特定的基本芯片153中，不使用VCSEL二极管的控制电路。类似地，光电检测器211的数量可以小于基本芯片153的数量。

此外，所描述的实施例不限于应用于交互式显示装置的上述示例，而是可以更一般地应用于具有能够利用对VCSEL型发射单元的使用的LED的其他发射装置。

最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。