电容式传感器的传感单元的制作方法_3

文档序号:9417041阅读:来源:国知局
地,在感测电极14与控制电路11之间设置类似的第一开关单元Kl也是可以的。
[0088]更优选地,所述传感电路15进一步包括第二开关单元K2。所述第二开关单元K2用于控制是否传输第一参考信号给第三控制电极C3、以及控制是否传输第二参考信号给第四控制电极C4。由于差分对管D与感测电极14相关联,因此,第二控制单元K2对应控制是否传输参考信号给所述感测电极14。
[0089]优选地,所述第二开关单元K2包括第五晶体管T5和第六晶体管T6。
[0090]所述第五晶体管T5包括第五控制电极C5、第九传输电极S9、和第十传输电极S10。其中,第五控制电极C5用于响应一扫描信号而对应控制第九传输电极S9与第十传输电极SlO是否导通。第九传输电极S9用于接收第一参考信号。第十传输电极SlO连接第三控制电极C3。
[0091]所述第六晶体管T6包括第六控制电极C6、第^ 传输电极S11、和第十二传输电极S12。其中,第六控制电极C6用于响应一扫描信号而对应控制第^^一传输电极Sll与第十二传输电极S12是否导通。第十一传输电极用于接收第二参考信号。第十二传输电极S12连接第四控制电极C4。
[0092]可变更地,在其它实施方式中,所述第二开关单元K2也可设置在控制电路11中,而非传感单元131中。另外,第二开关单元K2并非限定包括第五晶体管T5和第六晶体管T6,也可为包括其它合适类型的开关元件。
[0093]更优选地,所述传感电路15进一步包括第一补偿单元Ml和第二补偿单元M2。所述第一补偿单元Ml设置在第十传输电极SlO与第三控制电极C3之间,用于补偿第五晶体管T5关闭时第十传输电极SlO与第三控制电极C3之间的电压。所述第二补偿单元M2设置在第十二传输电极S12与第四控制电极C4之间,用于补偿第六晶体管T6关闭时第十二传输电极S12与第四控制电极C4之间的电压。
[0094]优选地,所述第一补偿单元Ml包括第七晶体管T7。所述第七晶体管T7包括第七控制电极C7、第十三传输电极S13、和第十四传输电极S14。其中,第七控制电极C7用于响应一扫描信号而控制第十三传输电极S13和第十四传输电极S14是否导通。第十三传输电极S13连接第十传输电极S10。第十四传输电极S14连接第三控制电极C3。第十三传输电极S13和第十四传输电极S14短接。
[0095]所述第二补偿单元M2包括第八晶体管T8。所述第八晶体管T8包括第八控制电极C8、第十五传输电极S15、和第十六传输电极S16。其中,第八控制电极C8用于响应一扫描信号而控制第十五传输电极S15和第十六传输电极S16是否导通。第十五传输电极S15连接第十二传输电极S12。第十六传输电极S16连接第四控制电极C4。第十五传输电极S15和第十六传输电极S16短接。
[0096]第七晶体管T7用于和第五晶体管T5交替导通,导通的第七晶体管T7在第五晶体管T5截止时补偿第三控制电极C3与第十传输电极SlO之间的电压;第八晶体管T8用于和第六晶体管T6交替导通,导通的第八晶体管T8在第六晶体管T6截止时补偿第四控制电极C4与第十二传输电极S12之间的电压。
[0097]需要说明的是,此处描述第七晶体管T7与第八晶体管T8导通与否,是指第七控制电极C7与第八控制电极C8分别响应扫描信号而对应分别控制第七晶体管T7与第八晶体管T8导通,而非第七晶体管T7的第十三传输电极S13和第十四传输电极S14短接而在第十三传输电极S13和第十四传输电极S14之间导通、非第八晶体管T8的第十五传输电极S15和第十六传输电极S16短接而在第十五传输电极S15和第十六传输电极S16之间导通。
[0098]可变更地,在其它实施方式中,所述第一补偿单元Ml与第二补偿单元M2可被省略。另外,所述第一补偿单元Ml与第二补偿单元M2并非限定分别包括第七晶体管T7与第八晶体管T8,也可包括其它合适类型的开关元件。
[0099]为了避免漏电流,对于传感电路15中的部分或全部晶体管,以第一晶体管Tl为例,可进一步包括与各晶体管相串联的晶体管,如图6所示。
[0100]所述传感电路15中的第一至第八晶体管Tl?T8采用薄膜晶体管、双极性三极管、和金属氧化物半导体场效应管中的任意一种、或任意几种的组合。
[0101]所述薄膜晶体管包括N型薄膜晶体管、P型薄膜晶体管中的任意一种、或二种的组入口 ο
[0102]所述薄膜晶体管包括非晶硅薄膜晶体管、低温多晶硅薄膜晶体管、高温多晶硅薄膜晶体管、金属氧化物薄膜晶体管中的任意一种、或任意几种的组合。
[0103]当传感电路15中的一晶体管采用薄膜晶体管时,所述薄膜晶体管的栅极用作控制电极,源极与漏极分别用作传输电极;当传感电路15中的一晶体管采用双极性三极管时,所述双极性三极管的基极用作控制电极,集电极与发射极分别用作传输电极;当传感电路15中的一晶体管采用金属氧化物半导体场效应管时,所述金属氧化物半导体场效应管的栅极用作控制电极,源极与漏极分别用作传输电极。
[0104]请再一并参阅图2和图3,所述电容式传感器13进一步包括多个扫描线群组G1、多个信号线群组G2、和多条参考信号线R。其中,所述扫描线群组Gl用于传输扫描线信号给所述多个传感单元131。所述信号线群组G2用于在所述多个传感单元131与所述控制电路11之间传输电流信号。所述多条参考信号线R用于传输第一参考信号和第二参考信号给所述多个传感单元131。
[0105]一信号线群组G2连接至少二传感单元131。一扫描线群组Gl连接至少二传感单元131。优选地,在本实施方式中,每一信号线群组G2连接一列传感单元131。不同列传感单元131连接不同信号线群组G2。相邻二列传感单元131之间设置一信号线群组G2。
[0106]所述信号线群组G2包括第一信号线G21、第二信号线G22、和第三信号线G23。对于每一信号线群组G2:所述第一信号线G21、第二信号线G22、和第三信号线G23沿列方向延伸,且所述第一信号线G21、第二信号线G22、和第三信号线G23沿行方向依次排布。进一步地,同一列的传感单元131的第一晶体管Tl的第一传输电极SI连接同一第一信号线G21。同一列的传感单元131的第三晶体管T3的第六传输电极S6连接同一第二信号线G22。同一列的传感单元131的第四晶体管的第八传输电极S8连接同一第三信号线G23。所述第一信号线G21进一步用于与电流源111连接,传输所述第一恒定直流信号。所述第二信号线G22与所述第三信号线G23进一步用于与一处理电路113连接。所述第二信号线G22与所述第三信号G23在所述传感单元131与所述处理电路113之间并行传输电流信号。当有手指接近或触摸感测电极14而引起参考信号的变化时,所述第二信号线G22与所述第三信号G23在所述传感单元131与所述处理电路113之间并行传输第二交流信号;当未有手指接近或触摸感测电极14时,所述第二信号线G22与所述第三信号G23在所述传感单元131与所述处理电路113之间并行传输第二恒定直流信号。
[0107]所述扫描线群组Gl包括第一扫描线G11、第二扫描线G12、第三扫描线G13、和第四扫描线G14。第一扫描线Gll与第二扫描线G12绝缘交叉排布。在本实施方式中,所述第二扫描线G12、第三扫描线G13、和第四扫描线G14均沿行方向延伸,所述第一扫描线Gll沿列方向延伸。具体地,同一列的传感单元131的第一晶体管Tl的第一控制电极Cl连接同一第一扫描线GlI。同一行的传感单元131的第二晶体管T2的第二控制电极C2连接同一第二扫描线G12。同一行的传感单元131的第五晶体管T5的第五控制电极C5连接同一第三扫描线G13。同一行的传感单元131的第七晶体管T7的第七控制电极C7连接同一第四扫描线G14。同一行的传感单元131的第八晶体管T8的第八控制电极C8连接同一第四扫描线 G14。
[0108]优选地,同一行的传感单元131的第五晶体管T5的第五控制电极C5与第六晶体管T6的第六控制电极C6短接并连接至同一第三扫描线G13。同一行的传感单元131的第七晶体管T7的第七控制电极C7与第八晶体管T8的第八控制电极C8短接并连接至同一第四扫描线G14。
[0109]所述第一扫描线G11、第二扫描线G12、第三扫描线G13、和第四扫描线G14进一步与一扫描驱动电路115连接,接收来自所述扫描驱动电路115的扫描信号。
[0110]可变更地,在其它实施方式中,同一行的传感单元131的第一晶体管Tl的第一控制电极Cl连接第二扫描线G12,同一列的传感单元131的第二晶体管T2的第二控制电极C2连接第一扫描线GlI。又或者,第一扫描线Gll与第二扫描线G12的位置互换,同一行的传感单元131的第一晶体管Tl的第一控制电极Cl连接第一扫描线Gl I,同一列的传感单元131的第二晶体管T2的第二控制电极C2连接第二扫描线G12。
[0111]由于第一扫描线Gll与第二扫描线G12绝缘交叉设置,因此,根据第一扫描线Gll与第二扫描线G12的位置关系,所述控制电路11即可获知各传感单元131的位置。另外,通过设置二级开关,所述控制电路11也有利于对所述多个传感单元131进行分块扫描。
[0112]所述多条参考信号线R沿行方向延伸。所述第九传输电极S9连接一参考信号线R0所述第十传输电极SlO连接一参考信号线R。优选地,同一行传感单元131的第九传输电极S9与第十传输电极SlO相短接并连接至同一参考信号线R,相应地,第三控制电极C3接收的第一参考信号与第四控制电极C4接收的第二参考信号相同。相对地,当同一行传感单元131的第九传输电极S9与第十传输电极SlO连接不同参考信号线R时,第三控制电极C3接收的第一参考信号与第四控制电极C4接收的第二参考信号可选择略微不同,但二者仍视为相同。所述多条参考信号线R进一步用于与一参考信号产生电路117连接,接收来自所述参考信号产生电路117的第一参考信号与第二参考信号。
[0113]在本实施方式中,同一行的传感单元131连接一扫描线群组Gl中的第二扫描线G12、第三扫描线G13、和第四扫描线G14、以及参考信号线R。相邻二行传感单元131之间设置一扫描线群组Gl中的第二扫描线G12、第三扫描线G13、和第四扫描线G14、以及参考信号线R。
[0114]请参阅图7,图7为手指F触摸图1所示电容式传感器13的示意图。请同时一并参阅图1与图2,所述感测电极14设置在比所述传感电路15更接近手指F的位置。在本实施方式中,所述传感电路15设置在所述感测电极14与所述基板130之间,且所述传感电路15的结构中设置接触孔(见下述),所述感测电极15通过所述接触孔与所述第三控制电极C3连接。优选地,所述感测电极14与接地线133相配合基本完全覆盖传感电路15、扫描线群组G1、参考信号线R、以及信号线群组G2,从而避免当目标物体触摸传感电路15、扫描线群组G1、参考信号线R、或信号线群组G2时而引起对感测信号的干扰。另外,所述各传感单元131的感测电极14优选为同层共面。
[0115]请参阅图8至图11,图8至图11中主要示出电容式传感器13的一传感单元131的第三晶体管T3与感测电极14的剖面结构示意图。其中,图8示出的第三晶体管T3为低温多晶硅薄膜晶体管。所述低温多晶硅薄膜晶体管为单顶栅薄膜晶体管。所述传感电路15包括在基板130上形成第一绝缘层141,形成在第一绝缘层141上的有源沟道142和143、源极144、和漏极145,形成在有源沟道142和143、源极144、和漏极145上的第二绝缘层146,形成在第二绝缘层146上的栅极147,形成在栅极147上的第三绝缘层148,贯穿第三绝缘层148直至栅极147上方的接触孔(未标示),和形成在所述第三绝缘层148上方的感测电极14。所述感测电极14通过所述接触孔与所述栅极147连接。其中,第三晶体管T3包括有源沟道142和143、源极144、漏极145、第二绝缘层146、和栅极147。
[0116]图9示出的第三晶体管T3为底栅型薄膜晶体管。所述传感电路15包括在基板130上形成第一绝缘层141,形成在第一绝缘层141上的栅极147以及与栅极147连接的一引线L,形成在栅极14
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