Подложка матрицы и способ ее изготовления, дисплейная панель, дисплейное устройство и электронное устройство
Настоящее изобретение относится к подложке матрицы и способу ее изготовления, к дисплейной панели, дисплейному устройству и электронному устройству. Подложка матрицы содержит основу, тонкопленочный транзистор, расположенный на поверхности основы в первой области, фотоэлектрический датчик, расположенный на поверхности основы во второй области, предназначенный для идентификации по отпечатку пальца, и пассивирующий слой, расположенный на поверхности как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы. В соответствии с техническими решениями настоящего изобретения, размещая фотоэлектрический датчик на основе подложки матрицы, можно сделать фотоэлектрический датчик частью подложки матрицы. В дисплейном устройстве, изготовленном с использованием такой подложки матрицы, для идентификации по отпечатку пальца можно помещать палец в положение, соответствующее второй области подложки матрицы. Это устраняет необходимость установки в дисплейном устройстве дополнительного датчика идентификации по отпечатку пальца, чем упрощается операция изготовления, улучшается стабильность и единство всей конструкции. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящая патентная заявка основана на патентной заявке Китая № 201610827550X, поданной 14 сентября 2016 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки и по которой испрашивается приоритет.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в общем, относится к области визуального отображения, и, более конкретно, к подложке матрицы, дисплейной панели, дисплейному устройству, способу изготовления подложки матрицы и электронному устройству.
Уровень техники
В интеллектуальных терминалах применяют разнообразные операции шифрования/расшифровки, и все большее внимание привлекает использование для этой цели отпечатков пальцев, которые есть у каждого человека, но у разных людей разные. Соответственно, модули идентификации по отпечатку пальца все чаще встраивают в интеллектуальные терминалы.
В настоящее время модуль идентификации по отпечатку пальца в интеллектуальном терминале (к примеру, в телефоне) размещают, как правило, двумя способами: сзади интеллектуального терминала или спереди интеллектуального терминала. Модуль идентификации по отпечатку пальца, располагаемый сзади, обычно размещают в верхней и средней области корпуса терминала, а модуль идентификации по отпечатку пальца, располагаемый спереди, объединяют с клавишей перехода на начальный экран (клавишей «HOME»).
Однако какой бы из перечисленных способов не использовался, приходится изготавливать отдельный модуль идентификации по отпечатку пальца, а затем размещать этот модуль в интеллектуальном терминале, что представляет собой сложную производственную операцию.
Раскрытие изобретения
Для устранения указанного недостатка известного уровня техники настоящее изобретение предлагает подложку матрицы, дисплейную панель, дисплейное устройство, способ изготовления подложки матрицы и электронное устройство.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается подложка матрицы. Эта подложка матрицы содержит основу; тонкопленочный транзистор, расположенный на поверхности основы в первой области; фотоэлектрический датчик, расположенный на поверхности основы во второй области, предназначенный для идентификации по отпечатку пальца; и пассивирующий слой, расположенный на поверхности как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы.
В качестве одной из возможностей подложка матрицы дополнительно содержит плоский слой, расположенный на поверхности пассивирующего слоя с противоположной стороны от тонкопленочного транзистора.
В качестве одной из возможностей фотоэлектрический датчик содержит по меньшей мере один элемент из числа фотодиода, фототриода и фототранзистора.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается дисплейная панель. Эта дисплейная панель содержит указанную подложку матрицы.
В качестве одной из возможностей дисплейная панель дополнительно содержит цветную пленочную подложку, расположенную с противоположной стороны от подложки матрицы, причем в цветной пленочной подложке размещена по меньшей мере одна черная матрица, помещенная напротив фотоэлектрического датчика; и жидкокристаллический слой, расположенный между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается дисплейное устройство. Это дисплейное устройство содержит вышеописанную дисплейную панель и дополнительно содержит модуль фоновой подсветки, расположенный на поверхности подложки матрицы с противоположной стороны от цветной пленочной подложки; и модуль восприятия прикосновения, расположенный на поверхности цветной пленочной подложки с противоположной стороны от подложки матрицы или расположенный между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит управляющую микросхему, электрически соединенную с тонкопленочным транзистором, фотоэлектрическим датчиком и модулем восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, передает в управляющую микросхему сигнал управления с целью управления фотоэлектрическим датчиком и тонкопленочным транзистором, соответствующим фотоэлектрическому датчику, для обеспечения начала работы.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит линию данных и электрод пиксела. Тонкопленочный транзистор электрически соединен с линией данных и электродом пиксела, и линия данных передает сигнал данных через тонкопленочный транзистор на электрод пиксела. Управляющая микросхема при приеме сигнала управления модифицирует сигнал данных, переданный через линию данных, соответствующую фотоэлектрическому датчику, так что свет, излученный из модуля фоновой подсветки, после прохождения через дисплейную панель становится монохроматическим или белым.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит модуль определения состояния, выполненный с возможностью определения рабочего состояния дисплейного устройства и передачи определенного таким образом рабочего состояния в модуль восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, определяет, находится ли дисплейное устройство в состоянии готовности к идентификации по отпечатку пальца, и, если дисплейное устройство находится в состоянии готовности к идентификации по отпечатку пальца, то модуль восприятия прикосновения передает в управляющую микросхему сигнал управления.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит первую микросхему, электрически соединенную с фотоэлектрическим датчиком и модулем восприятия прикосновения; и вторую микросхему, электрически соединенную с тонкопленочным транзистором и модулем восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, передает сигналы управления, соответственно, в первую микросхему и во вторую микросхему, так что первая микросхема управляет фотоэлектрическим датчиком для обеспечения начала работы, а вторая микросхема управляет тонкопленочным транзистором, соответствующим фотоэлектрическому датчику, для обеспечения начала работы.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления подложки матрицы. Этот способ включает: формирование тонкопленочного транзистора на поверхности основы в первой области посредством операции формирования рельефа; формирование фотоэлектрического датчика на поверхности основы во второй области для идентификации по отпечатку пальца посредством операции формирования рельефа; и формирование пассивирующего слоя на поверхности как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы.
В качестве одной из возможностей указанный способ изготовления дополнительно включает формирование плоского слоя на поверхности пассивирующего слоя с противоположной стороны от тонкопленочного транзистора.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предлагается электронное устройство. Это устройство содержит процессор; и память, хранящую команды, исполняемые процессором. Указанное электронное устройство дополнительно содержит дисплейное устройство, содержащее подложку матрицы. Эта подложка матрицы содержит основу; тонкопленочный транзистор, расположенный на поверхности основы в первой области; фотоэлектрический датчик, расположенный на поверхности основы во второй области, предназначенный для идентификации по отпечатку пальца; и пассивирующий слой, расположенный на поверхности как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы.
Технические решения, предлагаемые вариантами осуществления настоящего изобретения, могут дать следующий технический результат.
Как можно понять из вышеописанных вариантов осуществления изобретения, настоящее изобретение дает возможность встраивания фотоэлектрического датчика в подложку матрицы путем размещения этого фотоэлектрического датчика на основе подложки матрицы. В дисплейном устройстве, изготовленном с использованием указанной подложки матрицы, для идентификации по отпечатку пальца можно помещать палец в положение, соответствующее второй области подложки матрицы. Это устраняет необходимость установки в дисплейном устройстве дополнительного датчика идентификации по отпечатку пальца, чем упрощается операция изготовления, улучшается стабильность и единство всей конструкции.
Следует понимать, что как вышеприведенное общее описание, так и нижеследующее подробное описание предлагаются лишь в качестве примера, служат лишь для пояснения и не ограничивают настоящее изобретение.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи, включенные в настоящий документ и составляющие его часть, иллюстрируют варианты осуществления, соответствующие настоящему изобретению, и вместе с настоящим описанием служат для пояснения принципов настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 2 представляет собой схему, иллюстрирующую принцип идентификации по отпечатку пальца в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 3 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру еще одной подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 4 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру дисплейной панели в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 5 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру еще одной дисплейной панели в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 6 представляет собой обобщенную схему, иллюстрирующую способ изготовления подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 7 представляет собой обобщенную схему, иллюстрирующую еще один способ изготовления подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Фиг. 8 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую дисплейное устройство в соответствии с примерным вариантом осуществления.
Осуществление изобретения
Далее подробно рассматриваются некоторые примерные варианты осуществления, иллюстрируемые сопровождающими чертежами. Нижеследующее описание ссылается на сопровождающие чертежи, в которых на разных чертежах одинаковые номера ссылочных обозначений представляют одинаковые или подобные элементы, если не указано иное. Реализации, приведенные в нижеследующем описании вариантов осуществления, не представляют все варианты осуществления, соответствующие настоящему изобретению. Напротив, они представляют собой лишь примеры устройств и способов, соответствующих аспектам, относящимся к настоящему изобретению, изложенному в прилагаемой формуле изобретения.
Фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 1, подложка матрицы содержит основу 1, тонкопленочный транзистор 2 и фотоэлектрический датчик 3.
В варианте осуществления материалом основы может быть стекло. Однако если подложку матрицы делают пригодной для гибкого дисплейного устройства, то материалом основы может быть гибкий пластик.
Тонкопленочный транзистор 2 расположен в первой области на поверхности основы 1.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, тонкопленочный транзистор 2 может содержать такие компоненты, как, например, затвор 21, активный слой 22, исток 23, сток 24 и т.д. Между затвором 21 и активным слоем 22 может находиться подзатворный изолирующий слой 5.
Во второй области на поверхности основы 1 расположен фотоэлектрический датчик 3, предназначенный для идентификации по отпечатку пальца.
В варианте осуществления фотоэлектрический датчик могут формировать на основе посредством той же операции, которая использовалась для формирования тонкопленочного транзистора, к примеру, посредством операции формирования рельефа.
В варианте осуществления структура фотоэлектрического датчика не ограничена структурой, показанной на фиг. 1, а положение фотоэлектрического датчика не ограничено положением, показанным на фиг. 1 и также не ограничено непосредственным формированием этого датчика на основе, как это показано на фиг. 1. Например, фотоэлектрический датчик могут формировать на тонкопленочном транзисторе. Иными словами, фотоэлектрический датчик могут формировать одновременно с формированием истока и стока или после этого. В этом случае между первой областью и второй областью может быть область перекрытия.
Фиг. 2 представляет собой схему, иллюстрирующую принцип идентификации по отпечатку пальца в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 2, фотоэлектрический датчик может быть компонентом типа фотодиода, фототриода, фототранзистора и т.д. Когда пользователь прижимает палец к поверхности экрана, свет, излученный из источника света, может после прохождения через призмы и т.п. падать на папиллярный узор пальца. Поскольку высоты впадин и возвышений на папиллярном узоре пальца различны, возвышения имеют плотный контакт с экраном, а между впадинами и экраном имеются воздушные промежутки. Поэтому свет, после падения отраженный от впадин и возвышений, будет отличаться. Соответственно, свет, падающий на фотоэлектрический датчик после прохождения через объектив, тоже будет разным. Фотоэлектрический датчик может формировать сигнал отклика, соответствующий различию между указанными видами света, и на основании этого сигнала определять распределение впадин и возвышений папиллярного узора пальца, тем самым определяя отпечаток пальца пользователя.
На поверхности как тонкопленочного транзистора 2, так и фотоэлектрического датчика 3 с противоположной стороны от основы 1 расположен пассивирующий слой 4.
В варианте осуществления пассивирующий слой может быть изготовлен из изолирующего материала, например, оксида кремния, нитрида кремния и т.д.
В этих вариантах осуществления путем размещения фотоэлектрического датчика на основе подложки матрицы можно сделать фотоэлектрический датчик частью подложки матрицы. В дисплейном устройстве, изготовленном с использованием такой подложки матрицы, для идентификации по отпечатку пальца можно помещать палец в положение, соответствующее второй области подложки матрицы. Это устраняет необходимость установки в дисплейном устройстве дополнительного датчика идентификации по отпечатку пальца, чем упрощается операция изготовления, улучшается стабильность и единство всей конструкции.
Фиг. 3 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру еще одной подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 3, в данной структуре, построенной на основе варианта осуществления, показанного на фиг. 1, подложка матрицы дополнительно содержит плоский слой 6, сформированный на поверхности пассивирующего слоя 4 с противоположной стороны от тонкопленочного транзистора 2.
Пассивирующий слой 4, показанный на фиг. 1, представляет собой идеальный слой, в котором верхняя поверхность пассивирующего слоя 4 является относительно плоской. В реальности, как показано на фиг. 3, верхняя поверхность пассивирующего слоя 4 не плоская, поскольку расположенные под пассивирующим слоем 4 тонкопленочный транзистор и фотоэлектрический датчик выступают над основой. Путем формирования на пассивирующем слое 4a плоского слоя 6 верхняя поверхность всей структуры может быть сделана относительно плоской, что упрощает формирование на ней других структур.
В качестве одной из возможностей фотоэлектрический датчик содержит по меньшей мере один элемент из следующих: фотодиод, фототриод, фототранзистор.
В соответствии с практическими потребностями пользователь может выбирать фотодиод и/ или фототриод в качестве фотоэлектрического датчика для регистрации отпечатка пальца.
Настоящее изобретение, кроме того, предлагает дисплейную панель, содержащую вышеописанную подложку матрицы.
Фиг. 4 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру дисплейной панели в соответствии с примерным вариантом осуществления. На фиг. 4 структуры тонкопленочного транзистора 2 и фотоэлектрического датчика 3 показаны упрощенно. Дисплейная панель содержит вышеописанную подложку матрицы и дополнительно содержит цветную пленочную подложку и жидкокристаллический слой 8.
Цветная пленочная подложка расположена со стороны, противоположной подложке матрицы. В этой цветной пленочной подложке размещена черная матрица 7, помещенная напротив фотоэлектрического датчика 3.
Жидкокристаллический слой 8 расположен между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой.
В варианте осуществления цветная пленочная подложка содержит не только черную матрицу, но и по меньшей мере одну область цветовой фильтрации, расположенную между элементами черной матрицы. Каждая область цветовой фильтрации заполнена светофильтрующим материалом для соответствующего цвета. Например, может быть предусмотрена красная область цветовой фильтрации, зеленая область цветовой фильтрации и синяя область цветовой фильтрации. Кроме того, может быть предусмотрена белая область цветовой фильтрации.
Фиг. 5 представляет собой схему, иллюстрирующую структуру еще одной дисплейной панели в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 5, дисплейная панель может содержать множество линий данных и множество затворных линий. Затворные линии и линии данных пересекаются и определяют множество субпикселов. На фиг. 5 символами R, G, B обозначены, соответственно, красные, зеленые, синие субпикселы. В структуре, показанной на фиг. 5, черную матрицу (не показанную на фиг. 5), можно разместить в положениях, в которых находятся линии данных, затворные линии и/или тонкопленочный транзистор. Соответственно, фотоэлектрический датчик (не показанный на фиг. 5) также можно разместить в этих положениях, чтобы черная матрица делала его незаметным.
В варианте осуществления, чтобы снизить влияние сигнала сканирования на затворе тонкопленочного транзистора на жидкий кристалл, черную матрицу можно расположить соответственно тонкопленочному транзистору. В этом случае фотоэлектрический датчик можно размещать над тонкопленочным транзистором, т.е. так, чтобы положения тонкопленочного транзистора, фотоэлектрического датчика и черной матрицы соответствовали друг другу. В варианте осуществления фотоэлектрический датчик, хотя он может быть изготовлен с использованием прозрачного материала, все равно будет снижать светопропускание в соответствующих ему областях и влиять на апертурное отношение дисплейной панели. При соответствующем размещении фотоэлектрического датчика и черной матрицы области, соответствующие черной матрице, из-за ее наличия становятся непрозрачными. Таким образом, светопропускание не снизится, даже если в этих областях разместить фотоэлектрические датчики. Соответственно, апертурное отношение дисплейной панели может быть увеличено по сравнению с размещением фотоэлектрических датчиков в других местах.
Настоящее изобретение, кроме того, предлагает дисплейное устройство, содержащее вышеописанную дисплейную панель и дополнительно содержащее модуль фоновой подсветки и модуль восприятия прикосновения.
Модуль фоновой подсветки расположен на поверхности подложки матрицы с противоположной стороны от цветной пленочной подложки.
В варианте осуществления модуль фоновой подсветки может содержать светопроводящую пластину и световую полосу, расположенную на поверхности светопроводящей пластины. Свет, излученный из световой полосы, падает на светопроводящую пластину, посредством преломления и отражения в светопроводящей пластине превращается в свет, испускаемый из источника света, распределенного по площади, и затем падающий на дисплейную панель.
Модуль восприятия прикосновения располагается на поверхности цветной пленочной подложки, противоположной подложке матрицы, или между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой.
В варианте осуществления модуль восприятия прикосновения может быть конденсатором с самоиндукцией или конденсатором с взаимной индукцией. Когда модуль восприятия прикосновения расположен на поверхности цветной пленочной подложки, обращенной наружу от подложки матрицы, его структурой может быть структура OGS (One Glass Structure, структура с одним стеклом), например, модуль восприятия прикосновения располагается на защитном стекле с внешней стороны цветной пленочной подложки). Если же модуль восприятия прикосновения располагается между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой, то его структурой может быть структура On Cell («на ячейке»; например, модуль восприятия прикосновения располагается между поляризатором на поверхности цветной пленочной подложки и основой) или структура In Cell ( «в ячейке»; к примеру, модуль восприятия прикосновения располагается на подложке матрицы). Пользователь может выбирать конкретную структуру модуля восприятия прикосновения в соответствии с практическими потребностями.
В качестве одной из возможностей вышеописанное дисплейное устройство дополнительно содержит управляющую микросхему.
Управляющая микросхема электрически соединена с тонкопленочным транзистором, фотоэлектрическим датчиком и модулем восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, передает в управляющую микросхему сигнал управления с целью управления фотоэлектрическим датчиком и тонкопленочным транзистором, соответствующим фотоэлектрическому датчику, для обеспечения начала работы.
В варианте осуществления управляющая микросхема может содержать первую интегральную схему, вторую интегральную схему и генератор сигнала, электрически соединенный с этими двумя интегральными схемами, соответственно.
Генератор сигнала электрически соединен с модулем восприятия прикосновения и при приеме сигнала управления из модуля восприятия прикосновения формирует и передает сигнал запуска в первую интегральную схему и во вторую интегральную схему. Первая интегральная схема может быть электрически соединена с тонкопленочным транзистором через затворную линию и при приеме сигнала запуска может передавать на затвор тонкопленочного транзистора сигнал сканирования, обеспечивая тем самым начало работы тонкопленочного транзистора. Вторая интегральная схема при приеме сигнала запуска может через проводник, соединенный с указанным фотоэлектрическим датчиком, управлять фотоэлектрическим датчиком для обеспечения начала работы. Указанным образом при прикосновении пользователя к месту, соответствующему фотоэлектрическому датчику, запускается идентификация отпечатка пальца пользователя.
В варианте осуществления тонкопленочный транзистор и фотоэлектрический датчик могут быть соединены с одной управляющей микросхемой. Эта управляющая микросхема может передавать сигнал сканирования в тонкопленочный транзистор и определять индивидуальную информацию отпечатка пальца на основании электрического сигнала из фотоэлектрического датчика. Таким образом, первый проводник, соединенный с тонкопленочным транзистором, и второй проводник, соединенный с фотоэлектрическим датчиком, могут идти из одной микросхемы. Это упрощает параллельное размещение первого проводника и второго проводника и исключает пересечение первого проводника и второго проводника, тем самым снижая сложность разводки проводников.
Указанной управляющей микросхемой может быть микросхема COG (Chip On Glass, микросхема на стекле). Иными словами, управляющая микросхема формируется непосредственно на основе подложки матрицы, что снижает объем дисплейного устойства, в который помещается подложка матрицы.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит линию данных и электрод пиксела. Тонкопленочный транзистор электрически соединен с линией данных и электродом пиксела, и линия данных передает сигнал данных через тонкопленочный транзистор на электрод пиксела. Управляющая микросхема при приеме сигнала управления модифицирует сигнал данных, переданный через линию данных, соответствующую фотоэлектрическому датчику, так что свет, излученный из модуля фоновой подсветки, после прохождения через дисплейную панель становится монохроматическим или белым.
В варианте осуществления линия данных может быть электрически соединена с истоком тонкопленочного транзистора, а электрод пиксела может быть электрически соединен со стоком тонкопленочного транзистора через сквозное отверстие в пассивирующем слое. Таким образом, когда тонкопленочный транзистор задействован (конкретно, включен), сигнал данных с линии данных может передаваться на электрод пиксела через исток, активный слой и сток тонкопленочного транзистора.
В варианте осуществления свет, регистрируемый фотоэлектрическим датчиком, падает из светопроводящей пластины на дисплейную панель, затем через дисплейную панель на палец, и отражается от пальца на фотоэлектрический датчик. Если свет от дисплейной панели, падающий на палец, не белый, а представляет собой иную смесь света разных цветов, то из-за спектрального воздействия материала дисплейной панели на эту смесь света разных цветов на разные области фотоэлектрического датчика может попадать отраженный свет разных цветов. Поскольку токи, индуцируемые в фотоэлектрическом датчике светом разных цветов, различаются, фотоэлектрический датчик создает нестабильный ток, что влияет на результат идентификации.
Если свет от дисплейной панели, падающий на палец, представляет собой белый свет, то свет, в итоге попадающий на фотоэлектрический датчик, все так же смешан в белый свет даже после спектрального воздействия материала в дисплейной панели. Если свет от дисплейной панели, падающий на палец, представляет собой монохроматический свет, то при его прохождении указанное спектральное воздействие не оказывает влияния, и свет, в итоге попадающий на фотоэлектрический датчик, остается монохроматическим светом.
Таким образом, путем модификации сигнала данных при приеме сигнала управления управляющая микросхема может изменять напряжение на электроде пиксела с целью изменения преломления жидкого кристалла в месте расположения фотоэлектрического датчика, в результате чего в этом месте включаются и красные, и зеленые, и синие субпикселы. Соответственно, весь белый свет, падающий из модуля фоновой подсветки на дисплейную панель, имеет возможность выйти наружу, оставаясь белым светом и после прохождения дисплейной панели. Далее, свет, отраженный от пальца пользователя, и свет, падающий на фотоэлектрический датчик, все так же представляют собой белый свет. Как вариант, можно включать только субпиксел одного цвета (к примеру, красный субпиксел), чтобы белый свет имел возможность проходить только через площадь красного субпиксела и отфильтровываться красным светофильтрующим материалом, оставляющим возможность выйти наружу только для красного света. В этом случае свет, излучаемый из дисплейной панели, представляет собой монохроматический красный свет. Кроме того, и свет, отраженный от пальца пользователя, и свет, падающий на фотоэлектрический датчик, тоже представляют собой красный свет.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит модуль определения состояния, выполненный с возможностью определения рабочего состояния дисплейного устройства и передачи определенного таким образом рабочего состояния в модуль восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, определяет, находится ли дисплейное устройство в состоянии готовности к идентификации по отпечатку пальца, и, если дисплейное устройство находится в состоянии готовности к идентификации по отпечатку пальца, то модуль восприятия прикосновения передает в управляющую микросхему сигнал управления.
Так как фотоэлектрический датчик размещен на подложке матрицы (то есть в области отображения дисплейной панели), прикосновение пользователя к зоне, соответствующей фотоэлектрическому датчику, может иметь место даже при выполнении действия, не требующего идентификации по отпечатку пальца. Если при этом будет включаться фотоэлектрический датчик, то будет бесполезно тратиться энергия.
В варианте осуществления путем дополнительного определения рабочего состояния дисплейного устройства при касании пользователя в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, может определяться, находится ли дисплейное устройство в состоянии готовности к идентификации по отпечатку пальца. Состоянием готовности к идентификации по отпечатку пальца может быть состояние с заблокированным экраном, состояние подтверждения платежа с использованием отпечатка пальца и т.д. При пребывании дисплейного устройства в таком состоянии может быть определено, что выполненная пользователем операция касания места, соответствующего фотоэлектрическому датчику, требует идентификации по отпечатку пальца, и только в этом случае может включаться фотоэлектрический датчик. Это дает возможность рационально предотвратить бесполезную трату энергии и избежать потерь, вызванных частым включением и выключением фотоэлектрического датчика.
В качестве одной из возможностей дисплейное устройство дополнительно содержит первую микросхему, электрически соединенную с фотоэлектрическим датчиком и модулем восприятия прикосновения; и вторую микросхему, электрически соединенную с тонкопленочным транзистором и модулем восприятия прикосновения. Модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, передает сигналы управления, соответственно, в первую микросхему и во вторую микросхему, в результате чего первая микросхема управляет фотоэлектрическим датчиком для обеспечения начала работы, а вторая микросхема управляет тонкопленочным транзистором, соответствующим фотоэлектрическому датчику, для обеспечения начала работы.
В данном варианте осуществления одна микросхема передает сигнал сканирования в тонкопленочный транзистор, а другая микросхема обрабатывает электрический сигнал из фотоэлектрического датчика. Указанная структура, по сравнению с вариантом осуществления, в котором одна управляющая микросхема не только передает сигнал сканирования в тонкопленочный транзистор, но и обрабатывает электрический сигнал из фотоэлектрического датчика, проще и легче в изготовлении, поскольку первая микросхема и вторая микросхема выполняют только соответствующую часть функций.
Подключать ли тонкопленочный транзистор и фотоэлектрический датчик к отдельным микросхемам или к одной общей микросхеме, определяется в зависимости от конкретной задачи.
Соответственно вариантам реализации вышеописанных подложек матрицы, настоящее изобретение, кроме того, предлагает варианты способа изготовления подложек матрицы.
Фиг. 6 представляет собой обобщенную схему, иллюстрирующую способ изготовления подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 6, этот способ изготовления содержит следующие шаги.
На шаге S61 на поверхности основы в первой области посредством операции формирования рельефа формируется тонкопленочный транзистор.
На шаге S62 на поверхности основы во второй области посредством операции формирования рельефа формируется фотоэлектрический датчик для идентификации по отпечатку пальца.
На шаге S63 поверх как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы формируется пассивирующий слой.
В варианте осуществления, если на основе также формируется фотоэлектрический датчик, то шаг S61 и шаг S62 могут выполняться одновременно. Иными словами, фотоэлектрический датчик формируется одновременно с тонкопленочным транзистором. Если фотоэлектрический датчик формируется над тонкопленочным транзистором, то шаг S61 может быть выполнен перед шагом S62. Кроме того, над тонкопленочным транзистором может дополнительно располагаться изолирующий слой, предназначенный для изоляции истока и стока тонкопленочного транзистора от фотоэлектрического датчика.
Фиг. 7 представляет собой обобщенную блок-схему, иллюстрирующую еще один способ изготовления подложки матрицы в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг. 7, этот способ изготовления основан на варианте осуществления, показанном на фиг. 6, и дополнительно содержит шаг S64.
На шаге S64 на поверхности пассивирующего слоя с противоположной стороны от тонкопленочного транзистора формируется плоский слой.
Что касается способа изготовления в вышеприведенных вариантах осуществления, конкретные приемы для реализации отдельных шагов были подробно описаны в вариантах осуществления соответствующей подложки матрицы и здесь подробно рассматриваться не будут.
Фиг. 8 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую дисплейное устройство 800 в соответствии с примерным вариантом осуществления. Устройством 800 может быть, например, мобильный телефон, компьютер, цифровой радиотерминал, устройство обмена сообщениями, игровая консоль, планшет, медицинское устройство, оборудование для упражнений, карманный персональный компьютер и т.п.
Как показано на фиг. 8, устройство 800 может содержать один или более следующих компонентов: обрабатывающий компонент 802, память 804, питающий компонент 806, мультимедийный компонент 808, аудиокомпонент 810, интерфейс 812 ввода/вывода, сенсорный компонент 814 и связной компонент 818. Устройство 800 может дополнительно содержать подложку матрицы. Эта подложка матрицы содержит: основу; тонкопленочный транзистор, размещенный на одной поверхности основы; фотоэлектрический датчик, размещенный на поверхности указанного тонкопленочного транзистора со стороны, противоположной основе, используемый для идентификации по отпечатку пальца; и пассивирующий слой, размещенный в области тонкопленочного транзистора, не занятой фотоэлектрическим датчиком, и на поверхности фотоэлектрического датчика со стороны, противоположной тонкопленочному транзистору.
Обрабатывающий компонент 802, в основном, управляет работой устройства 600 в целом, например, операциями, связанными с отображением, телефонными вызовами, передачей данных, работой камеры и записью. Обрабатывающий компонент 802 может содержать один или более процессоров 820, выполненных с возможностью исполнения команд. Кроме того, обрабатывающий компонент 802 может содержать один или более модулей, выполненных с возможностью обеспечения взаимодействия между обрабатывающим компонентом 802 и другими компонентами. Например, обрабатывающий компонент 802 может содержать мультимедийный модуль, выполненный с возможностью обеспечения взаимодействия между мультимедийным компонентом 808 и обрабатывающим компонентом 802.
Память 804 выполнена с возможностью хранения данных различных типов с целью обеспечения выполнения операций на устройстве 800. В число примеров таких данных входят команды каких-либо прикладных программ или способов, выполняемых на устройстве 800, контактные данные, данные телефонной книги, сообщения, изображения, видеоданные и т.д. Память 804 может быть реализована с использованием любого типа долговременного или недолговременного запоминающего устройства или их сочетания, например, статического запоминающего устройства с произвольным доступом (Static Random-Access Memory, SRAM), электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, EEPROM), стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (Erasable Programmable Read-Only Memory, EPROM), программируемого постоянного запоминающего устройства (Programmable Read-Only Memory, PROM), постоянного запоминающего устройства (Read-Only Memory, ROM), магнитной памяти, флэш-памяти, магнитного диска или оптического диска.
Питающий компонент 806 обеспечивает питанием различные компоненты устройства 800. Питающий компонент 806 может содержать систему управления питанием, один или несколько источников питания и другие компоненты, имеющие отношение к генерированию питания, управлению питанием и распределению питания в устройстве 800.
Мультимедийный компонент 808 содержит экран, реализующий интерфейс вывода между устройством 800 и пользователем. В некоторых вариантах осуществления изобретения этот экран может содержать жидкокристаллический дисплей (ЖКД) и сенсорную панель (СП). Если экран содержит сенсорную панель, то данный экран может быть реализован как сенсорный экран, выполненный с возможностью приема сигналов от пользователя. Сенсорная панель содержит один или несколько сенсорных датчиков, выполненных с возможностью восприятия прикосновений, проводок и фигур движения на сенсорной панели. Сенсорные датчики могут воспринимать не только границу области прикосновения или проводки, но также и период времени и давление, имеющие отношение к данному прикосновению или движению. В некоторых вариантах осуществления изобретения мультимедийный компонент 808 содержит переднюю камеру и/или заднюю камеру. Когда устройство 800 находится в рабочем режиме, например, в режиме фотосъемки или в режиме видеосъемки, передняя камера и/или задняя камера могут получать извне мультимедийные данные. И передняя камера, и задняя камера может быть системой с ненастраиваемым объективом или может иметь техническую возможность фокусировки и оптической трансфокации.
Аудиокомпонент 810 выполнен с возможностью вывода и/или приема аудиосигналов. Например, аудиокомпонент 810 содержит микрофон (MIC), выполненный с возможностью приема внешнего аудиосигнала, когда устройство 800 находится в рабочем режиме, например, в режиме вызова, в режиме записи и в режиме распознавания голоса. Принятый аудиосигнал может быть затем сохранен в памяти 804 или передан посредством связного компонента 818. В некоторых вариантах осуществления изобретения аудиокомпонент 810 дополнительно содержит акустический излучатель, выполненный с возможностью вывода аудиосигналов.
Интерфейс 812 ввода/вывода обеспечивает взаимосвязь между обрабатывающим компонентом 802 и периферийными интерфейсными модулями, например, клавиатурой, чувствительным к нажатию колесиком, кнопками и т.п. В число указанных кнопок могут входить кнопка возврата в исходное состояние, кнопка регулировки громкости, кнопка запуска и кнопка блокировки, но приведенный перечень не накладывает никаких ограничений.
Сенсорный компонент 814 содержит один или более датчиков для предоставления информации о состояниях различных аспектов устройства 800. Например, сенсорный компонент 814 может определять открытое/закрытое состояние устройства 800, относительное расположение компонентов, например, дисплея и клавиатуры, устройства 800, изменение положения устройства 800 или компонента устройства 800, наличие или отсутствие контакта между пользователем и устройством 800, ориентацию или ускорение/замедление устройства 800, изменение температуры устройства 800. Сенсорный компонент 814 может содержать датчик приближения, выполненный с возможностью обнаружения присутствия близко расположенных объектов при отсутствии какого-либо физического контакта. Сенсорный компонент 814 также может содержать датчик света, например, датчик изображения типа КМОП (комплементарные структуры металл-оксид-полупроводник) или ПЗС (прибор с зарядовой связью) для использования в прикладных программах получения изображений. В некоторых вариантах осуществления изобретения сенсорный компонент 814 также может содержать акселерометрический датчик, гироскопический датчик, магнитный датчик, датчик давления или температурный датчик.
Связной компонент 818 выполнен с возможностью осуществления проводной или беспроводной связи между устройством 800 и другими устройствами. Устройство 800 выполнено с возможностью осуществления доступа к беспроводной сети с использованием некоторого стандарта связи, например, WiFi, 2G, 3G или их сочетания. В одном предлагаемом в качестве примера варианте осуществления связной компонент 818 принимает широковещательный сигнал или информацию, связанную с широковещательной передачей, из внешней системы управления, использующей широковещательную передачу, через широковещательный канал. В одном предлагаемом в качестве примера варианте осуществления связной компонент 818 дополнительно содержит модуль беспроводной связи ближнего радиуса действия (Near Field Communication, NFC) для осуществления связи на небольших расстояниях. Этот модуль ближней связи может быть реализован, например, на основе технологии радиочастотной идентификации (Radio-frequency Identification, RFID), инфракрасной передачи данных (Infrared Data Association, IrDA), сверхширокополосной технологии (Ultra Wide Band, UWB), технологии Bluetooth (BT) и других технологий.
В примерных вариантах осуществления устройство 800 может быть осуществлено с использованием одной или более специализированных интегральных схем, цифровых сигнальных процессоров, цифровых устройств обработки сигнала, программируемых логических устройств, программируемых матриц логических элементов, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров или других электронных компонентов.
В примерных вариантах осуществления также предусмотрен долговременный машиночитаемый носитель информации, содержащий команды, например, занесенные в память 804, которые могут быть исполнены процессором 820 устройства 800. Этим долговременным машиночитаемым носителем информации может быть, например, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), диск CD-ROM, магнитная лента, гибкий магнитный диск, оптическое запоминающее устройство и т.п.
Другие варианты осуществления настоящего изобретения должны быть очевидны специалисту в данной области техники из рассмотрения настоящего описания и практического использования раскрытого здесь изобретения. Настоящая заявка подразумевает охват всех разновидностей, использований или адаптаций настоящего изобретения, следующих из его общих принципов, и включает такие отклонения от настоящего изобретения, полагая их относящимися к известной или общепринятой практике в данной области техники. Предполагается, что настоящее раскрытие и примеры должны рассматриваться лишь в качестве иллюстрации, а подлинный объем и сущность настоящего изобретения указываются прилагаемой формулой изобретения.
Должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено конкретной конструкцией, описанной выше и показанной на сопровождающих чертежах, и что без выхода за пределы объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные модификации и изменения. Подразумевается, что объем изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.
1. Дисплейное устройство, содержащее дисплейную панель, которая содержит подложку матрицы, при этом подложка матрицы содержит основу; тонкопленочный транзистор, расположенный на поверхности основы в первой области; фотоэлектрический датчик, расположенный на поверхности основы во второй области, предназначенный для идентификации по отпечатку пальца; и пассивирующий слой, расположенный на поверхности как тонкопленочного транзистора, так и фотоэлектрического датчика с противоположной стороны от основы;
модуль фоновой подсветки, расположенный на поверхности подложки матрицы с противоположной стороны от цветной пленочной подложки;
модуль восприятия прикосновения, расположенный на поверхности цветной пленочной подложки, с противоположной стороны от подложки матрицы или расположенный между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой;
первую микросхему, электрически соединенную с фотоэлектрическим датчиком и модулем восприятия прикосновения; и
вторую микросхему, электрически соединенную с тонкопленочным транзистором и модулем восприятия прикосновения,
причем модуль восприятия прикосновения при регистрации сигнала прикосновения в месте, соответствующем фотоэлектрическому датчику, передает сигналы управления соответственно в первую микросхему и во вторую микросхему, так что первая микросхема управляет фотоэлектрическим датчиком для обеспечения начала работы, а вторая микросхема управляет тонкопленочным транзистором, соответствующим фотоэлектрическому датчику, для обеспечения начала работы.
2. Дисплейное устройство по п. 1, отличающееся тем, что подложка матрицы дополнительно содержит плоский слой, расположенный на поверхности пассивирующего слоя с противоположной стороны от тонкопленочного транзистора.
3. Дисплейное устройство по п. 1, отличающееся тем, что фотоэлектрический датчик содержит по меньшей мере один элемент из числа фотодиода, фототриода и фототранзистора.
4. Дисплейное устройство по п. 1, отличающееся тем, что дисплейная панель дополнительно содержит цветную пленочную подложку, расположенную с противоположной стороны от подложки матрицы, причем в цветной пленочной подложке размещена по меньшей мере одна черная матрица, помещенная напротив фотоэлектрического датчика; и
жидкокристаллический слой, расположенный между подложкой матрицы и цветной пленочной подложкой.
5. Электронное устройство, содержащее
процессор; и
память, хранящую команды, исполняемые процессором;
причем электронное устройство дополнительно содержит дисплейное устройство по любому из пп. 1-4.
