[发明专利]用于触摸感测的像素内滤光传感器技术

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月19日提交的美国临时申请No.61/477,007的权益，该申请通过全部援引通用地纳入于此。

技术领域

本公开涉及用于触摸感测的像素内滤光传感器技术。

背景技术

具有集成光电传感器的液晶显示器（LCD）正在开发中，以便在纤细形状因子内且低成本地实现触摸输入能力。将氢化非晶硅（a-Si:H）光电二极管或光电晶体管结合到薄膜晶体管（TFT）衬底内的像素内传感器（SIP）LCD先前已由他人（例如Abileah和Den Boer）公开。这些设备结构利用TFT板中已经存在的a-Si:H层。这一设计的潜在缺点在于，触摸信号——信噪比（SNR）可能受到可见环境光强度和所显示的图像的严重影响，因为来自所显示的图像的可见光可以从滤色器衬底中的各个光学层反射回LCD TFT衬底。这可能导致不可预测的操作以及错误触摸。另外，可能不存在清晰触摸阈值点——触摸可在手指没有触摸显示器的情况下被记录。

发明内容

描述了涉及用于触摸感测的像素内滤光传感器技术的各技术。

在一方面，触敏显示设备包括：红外光源；波导，被配置成接收由光源所发射的红外光并且导致至少某些接收到的红外光在波导内经历全内反射；以及相对于波导放置以便在触摸输入被提供时接触波导的抑制层。抑制层被配置成导致抑制接收到的红外光在波导内在抑制层与波导之间的接触点处的全内反射，使得接收到的红外光在波导内经历全内反射的某些在接触点处从波导逃逸。触敏显示设备还包括像素内传感器显示器，像素内传感器显示器被配置成显示通过波导以及抑制层可感知的图像并且包括各光电传感器。各光电传感器具备与图像中每一像素对应的一个光电传感器，并且被配置成感测在接触点处从波导逃逸的至少某些红外光。

各实现可包括以下特征中的一个或多个。例如，这些光电传感器中的每一个可能对红外光敏感，而相比于红外光而言对可见光较不敏感。在这一示例中，这些光电传感器中的每一个可对红外光敏感，而对可见光不敏感。

这些光电传感器中的每一个可以包括被配置成吸收可见光并且透射红外光的第一层，以及被配置成感测透射过第一层的红外光的第二层。这些光电传感器中的每一个可以包括被配置成吸收其波长在400和700纳米之间的光并且透射其波长长于700纳米的光的第一层，以及被配置成感测透射过第一层的其波长在700和880纳米之间的光的第二层。

这些光电传感器中的每一个可以包括氢化硅锗合金（a-SiGe:H）。这些光电传感器中的每一个可以包括微晶硅。这些光电传感器中的每一个可以包括具有1.7至1.8eV有效带隙的第一层，以及被配置成感测透射过第一层的光的第二层。

这些光电传感器中的每一个可以包括其厚度为约0.2至0.5微米并且包括高掺杂p型非晶硅的第一层，以及配置成感测透射过第一层的光并且包括氢化硅锗合金（a-SiGe:H）和微晶硅中的至少一者的第二层。这些光电传感器中的每一个可以包括其厚度为约0.2至0.5微米并且包括高掺杂n型非晶硅的第一层，以及配置成感测透射过第一层的光并且包括氢化硅锗合金（a-SiGe:H）和微晶硅中的至少一者的第二层。

在某些示例中，这些光电传感器中的每一个可以包括包含三元合金的第一层，以及被配置成感测透射过第一层的光并且包括氢化硅锗合金（a-SiGe:H）和微晶硅中的至少一者的第二层。在这些示例中，三元合金可以包括锗氮比（a-SiGeN），锗氧比（a-SiGeO），锗碳比（a-SiGeC:H），或a-SiGeN:H层。

在某些实现中，抑制层可以是易弯曲抑制层，该易弯曲抑制层相对于波导来放置以便在易弯曲抑制层物理变形时易弯曲抑制层能够接触波导。在这些实现中，易弯曲抑制层可以被配置成在易弯曲抑制层物理变形至接触波导时，导致抑制接收到的红外光在波导内在易弯曲抑制层与波导之间的接触点处的全内反射，以使得在波导内经历全内反射的接收到的红外光中的某些在接触点处从波导逃逸。此外，在这些实现中，波导可以接触像素内传感器显示器。

在一些示例中，波导可以是易弯曲波导，抑制层可以相对于易弯曲波导来放置，以便在易弯曲波导物理变形时抑制层能够接触易弯曲波导，并且抑制层可被配置成在易弯曲波导物理变形至接触抑制层时导致抑制接收到的红外光在易弯曲波导内在抑制层与易弯曲波导之间的接触点处的全内反射，以使得在易弯曲波导内经历全内反射的接收到的红外光中的某些在接触点处从易弯曲波导逃逸。在这些示例中，抑制层可以接触像素内传感器显示器。