CN101859593A - 一种具有显示屏的u盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有显示屏的U盘，包括微处理器和数据存储模块，其中还包括显示屏、显示模块以及电源，所述显示模块的一端与所述微处理器相连接，用于接收来自所述微处理器的数据并将其发送给显示屏；所述显示屏与所述显示模块相连接，用于接收所述显示模块所发送的数据，并将其显示出来；所述电源与所述微处理器、数据存储模块以及所述显示模块的另一端相连接，用于向所述显示模块、微处理器以及所述数据存储模块供电。本发明便于使用者在身边不具有电脑等显示设备时，较容易地查看到U盘内存储内容。

Description

一种具有显示屏的U盘

技术领域

本发明涉及一种U盘，尤其涉及一种具有显示屏的U盘。

背景技术

随着电脑等电子产品的普及，U盘作为一种数据储存及传输的工具，被广泛使用。在现有技术中，U盘一般是通过插接于电脑上或其它电子产品上，以获得电源来使用，比如通过在电脑上的操作进行数据传输及存储，通过电脑显示其存储的文件信息等。显然，U盘必须结合其它设备使用，这就给使用者在使用上带来一定的局限性，尤其当U盘持有者在身边不具有电脑却很想获得U盘内信息内容的时候。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种在单独状态下，即脱离其它电源设备时，能显示其中所存储的信息的U盘。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明，提供一种U盘，包括微处理器和数据存储模块，其中，还包括显示屏、显示模块以及电源，

所述显示模块的一端与所述微处理器相连接，用于接收来自所述微处理器的数据并将其发送给显示屏；

所述显示屏与所述显示模块相连接，用于接收所述显示模块所发送的数据，并将其显示出来；

所述电源与所述微处理器、数据存储模块以及所述显示模块的另一端相连接，用于向所述显示模块、微处理器以及所述数据存储模块供电。

在所述U盘中，所述显示屏包括有机发光二极管显示屏或液晶显示屏。

在所述U盘中，所述有机发光二极管显示屏采用低温多晶硅薄膜作为基板。

在所述U盘中，所述低温多晶硅薄膜从下而上包括衬底、第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

在所述U盘中，所述低温多晶硅薄膜从下而上包括衬底、具有凹槽结构的第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

在所述U盘中，所述低温多晶硅薄膜自下而上地包括：衬底、阻挡层和具有连续晶畴的多晶硅层。

在所述U盘中，所述电源包括太阳能电池。所述太阳能电池优选为薄膜太阳能电池。所述薄膜太阳能电池包括非晶硅薄膜太阳能电池或多晶硅薄膜太阳能电池。

在所述U盘中，所述薄膜太阳能电池与所述低温多晶硅薄膜制作于同一衬底的上下表面上。

在上述技术方案中，所述U盘还包括操作模块及输入装置，所述操作模块的一端与输入装置相连接，用于接收所述输入装置的输入信息，所述操作模块的另一端与所述微处理器相连接，用于向微处理器发送所接收的输入信息。

在上述技术方案中，所述U盘还包括感触模块及触摸屏，所述感触模块的一端与所述触摸屏相连接，用于感知触摸屏的输入信息，其另一端与所述微处理器相连接，用于将感知到的信息传送给所述微处理器。

与现有技术相比，本发明的U盘具有以下优点：

1、在脱机状态下能够对U盘中的文件进行操作，使用更加方便；

2、使用太阳能电池供电避免对环境造成污染，节约能源。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的U盘的正面立体示意图；

图2为图1所示U盘的背面立体示意图；

图3为本发明实施例的U盘的内部电路框图；

图4为具有触摸屏的显示屏部分的电路框图；

图5a为根据本发明一实施例的U盘的低温多晶硅薄膜制造过程中，于衬底上形成第一阻挡层后的多层膜的横截面示意图；

图5b根据本发明一实施例的U盘的低温多晶硅薄膜制造过程中，在衬底上形成第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层、非晶硅层及金属吸收层之后的多层膜的横截面示意图；

图5c为图5a的多层膜的局部放大图；

图5d为图5b所示的多层膜在加热晶化期间的横截面示意图；

图5e为根据本发明一实施例的U盘的低温多晶硅薄膜在加热晶化后并将金属吸附层去除后的多晶硅薄膜的横截面示意图；

图6为根据本发明另一实施例的U盘的低温多晶硅薄膜制备方法的流程图；

图7a为根据本发明另一实施例的U盘的低温多晶硅薄膜在第一次退火过程后的晶体薄膜表面沉积金属吸收层后的截面图。

具体实施方式

参照图1所示，为根据本发明的优选实施例的U盘的正面立体示意图。该U盘包括壳体1、USB接口4和设置在第一表面11上的显示屏2，其用于使用户能够直接查看需要显示的信息，优选地，壳体1上还设有诸如键盘5的输入装置，以便于用户操作。图2为根据本发明的优选实施例的U盘的背面立体示意图。如图所示，在与第一表面11相对设置的第二表面12上设置有太阳能电池3，其用于将所接收到的太阳能转化为电能向U盘供电。该U盘还包括设置在壳体1内的电路板(未示出)。

图3为图1所示的U盘的内部结构框图。如图所示，包括USB接口、微处理器、数据存储模块、显示及操作模块和太阳能电池。其中，显示模块的一端与微处理器相连接，用于接收来自微处理器的数据，其另一端与显示屏相连接，用于显示所接收到的数据。操作模块的一端与键盘相连接，用于接收来自键盘的输入信息，其另一端与微处理器相连接，用于将所接收到的输入信息转发给微处理器。所述太阳能电池与显示模块、操作模块、微处理器和数据存储模块分别相连接，用于向它们供电。

本发明工作原理为：当通过USB接口将U盘与诸如电脑的电子产品或其他设备相连接时，通过USB接口模块、微处理器及数据存储模块能够实现U盘与电脑或所述其他设备的数据交换，即完成一般U盘功能；当U盘处于脱机状态时，在光照或日光灯下，太阳能电池能够供电给U盘内的各个模块，此时，U盘的显示屏能够自动显示其中所存储的信息，例如关于文件夹名称的列表，随后用户可以通过键盘向微处理器输入诸如查看或删除文件等的指令，随后操作模块将该输入信息发送到微处理器，微处理器再将该输入信息发送给数据存储模块，最终通过显示模块将具体信息或数据显示在显示屏上，从而在脱机状态下实现用户对U盘所存储的内容的操作。这种在脱机状态下能够显示文件的U盘避免了使用者因身边不具有电脑，无法及时查看U盘内文件或对U盘内容进行删除等操作，大大方便了使用者的使用。

在上述实施例中，操作模块仅便于使用者更加方便的操作，因此如果没有该操作模块，同样能够实现本发明目的。

作为另一种优选的实现方式，上述U盘还包括感触模块和触摸屏。在一个实施例中，将感触模块设置在壳体内，触摸屏设置在显示屏之上，使其成为具有触摸功能的显示屏。用户可以通过触摸屏对U盘进行操作，从而使输入更加方便。该具有触摸屏的显示部分的电路原理图如图4所示，包括与触摸屏相连的感触模块、与显示屏相连的显示模块，且所述感触模块及所述显示屏模块均与上述微处理器相连。感触模块用来感知触摸屏的输入，并将其转化为对应的信号而传送给所述微处理器，所述微处理器控制所述显示模块，将U盘中的内容通过显示屏显示出来。

在上述实施例中，太阳能电池仅为一种优选的实现方式，在本发明的其他实施例中，还可以使用诸如干电池、锂离子电池的其他类型电源来替代。当采用太阳能电池供电时，壳体优选由透明材料制成，使得光能透过壳体，被所述太阳能电池所吸收。

更优选地，太阳能电池可以采用薄膜太阳能电池，包括单晶硅薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池或多晶硅薄膜太阳能电池。其中，当所述太阳能电池为非晶硅薄膜太阳能电池时，其与单晶硅太阳能电池相比具有以下优点：(1)非晶硅的光吸收系数大，因而作为太阳能电池时，薄膜所需厚度相对其他材料如砷化镓时，要小得多；(2)相对于单晶硅，非晶硅薄膜太阳能电池制造工艺简单，制造过程能量消耗少；(3)可实现大面积化及连续的生产；(4)可以采用玻璃或不锈钢等材料作为衬底，因而容易降低成本；(5)可以做成叠层结构，提高效率。当所述太阳能电池为多晶硅薄膜太阳能电池时，其具有以下优点：(1)由于多晶硅(poly-Si)薄膜是由许多大小不等、具有不同晶面取向的小晶粒构成的，它在长波段具有高光敏性，对可见光能有效吸收，且具有与晶体硅一样的光照稳定性，因此为高效、低耗的最理想的光伏器件材料；(2)因多晶硅薄膜太阳能电池兼具单晶硅和多晶硅体电池的高转换效率和长寿命等优点，同时材料制备工艺相对简单，具有单晶硅的高迁移率及非晶硅材料成本低的优点；(3)使用的硅材料远较单晶硅少，又无效率衰退问题，且多晶硅薄膜太阳电池是将多晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，用相对薄的晶体硅层作为太阳电池的激活层，不仅保持了晶体硅太阳电池的高性能和稳定性，而且材料的用量大幅度下降，明显地降低了电池成本。因此采用非晶硅、多晶硅薄膜太阳能电池为优选。

在上述实施例中，所述显示屏包括液晶显示屏或有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)显示屏。在本发明的一个实施例中，优选采用有机发光二极管显示屏(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，该显示屏采用由低温多晶硅薄膜制成的薄膜晶体管(thin filmtransistor，简称TFT)作为基板。更优选地，该低温多晶硅薄膜包括以下三种：

A.第一种低温多晶硅薄膜自下而上地包括衬底、第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

其中，第一阻挡层也称第一隔离层，其主要作用是为了防止衬底中的杂质在后续加热过程中向涂布在第一阻挡层上的薄膜中扩散，其还用于增加衬底的厚度及硬度，从而便于对其进行处理。一般地，所述第一阻挡层可以由具有阻挡性能的金属、碳化硅、硅的氧化物或硅的氮化物来替代，厚度可以在0.1-1.0微米之间，在一个实施例中，所述第一阻挡层是低温氧化硅或氮氧化硅，厚度为1.0微米；

位于第一阻挡层上的金属诱导层含有以下金属材料中的任意一种或几种：Ni、Ai、Ti、Ag、Au、Co、Sb、Pb和Cu，厚度在100-900纳米之间，在一个实施例中，金属诱导层是含有0.01％-0.1％的镍或含镍物质；

位于金属诱导层上的第二阻挡层的材料及厚度与第一阻挡层的材料及厚度可以相同；

位于第二阻挡层上的多晶硅层是由非晶硅薄膜晶化而来，所述多晶硅层厚度一般在1-100纳米。

B.第二种低温多晶硅薄膜自下而上地包括衬底、具有凹槽结构的第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

该第二种低温多晶硅薄膜与所述第一种低温多晶硅薄膜的主要区别点在于，所述第一阻挡层202设有凹槽结构。具体如下：

在上述步骤1)基础上将所述第一阻挡层202刻蚀成具有凹槽结构。具体地，在所述第一阻挡层202的与所述衬底201相对的表面上刻蚀出多个凹槽。图5a为刻蚀第一阻挡层202后的多层膜横截面示意图。如图所示，包括衬底201和涂布在衬底201上的第一阻挡层202，其中该第一阻挡层202包括多个凹槽2021和位于凹槽之间的凸起部分2022。在一个实施例中，相邻两个凸起部分2022之间的间距可以为10-100微米，凸起部分2022的高度为1-5纳米。凸起部分2022的截面优选为矩形或梯形形状，当截面为矩形时，优选宽为1.5-3.0微米；当截面为梯形时，该梯形的上底宽度为0.5-3.0微米，下底宽度为0.5-6.0微米。

然后在所述第一阻挡层202基础上形成金属诱导层203、第二阻挡层204、非晶硅层205以及金属吸收层206，图5b为在衬底201上形成第一阻挡层202、诱导金属层203、第二阻挡层204、非晶硅层205及金属吸收层206之后的多层膜横截面示意图，其中，所述金属诱导层203的厚度应低于5纳米，以保证金属诱导层203本身具有随所述第一阻挡层202起伏变化的凹凸结构。应该使涂布后的所述第二阻挡层204完全覆盖所述金属诱导层203，优选地，所述第二阻挡层204与所述非晶硅层205的接触平面为平坦的。金属诱导层203的这种凹凸结构有利于在金属诱导层203和非晶硅层205之间形成不一致的距离，从而更有助于控制金属诱导层中金属扩散的方向及速率。如图5c所示，将从金属诱导层203的凹槽2021到第二阻挡层204的上表面(即与非晶硅膜接触的那个表面)的距离定义为a，将从金属诱导层203的凸起部分2022到第二阻挡层204的上表面的距离定义为b。在一个实施例中，a大约为3.0-4.0微米，b大约为1.0-2.0微米。

然后对上述多层膜进行退火处理。图5d为图5b所示的多层膜在退火过程中的非晶硅进化为多晶硅的横截面示意图。从图中可以看出，在退火过程中金属诱导层203中诸如镍源的金属不断向非晶硅薄膜205中扩散(如黑色向上箭头所示)，如前面所述，由于在金属诱导层203和非晶硅层205之间存在不一致的间距，在第一阻挡层102凸起部分2022的镍首先到达非晶硅层205，形成多晶硅晶核并在该处形成诱导多晶硅区(即非晶硅层205中的深色区域)，然后以该处为中心向与第一阻挡层凹处对应的非晶硅横向晶化(如黑色横向箭头所示)形成横向晶化区。最后镍源层逐渐消耗，从阻挡层扩散到非晶硅层中，从而为多晶硅诱导源的镍则不断作为诱导前锋推进至诸如磷硅玻璃的金属吸收层被吸附。由于金属吸附层在退火处理前即被涂布在非晶硅层上，所以仅仅需要一次退火处理即可完成晶化及金属吸附的过程，从而缩短了整个方法的操作时间。最终，去除金属吸附层后的产物横截面示意图如图5e所示。

C.第三种多晶硅薄膜材料自下而上地包括：衬底、阻挡层和具有连续晶畴的多晶硅层；其中，所述多晶硅层的厚度为10-500纳米，所述多晶硅层中的晶粒均匀分布；其中，所述多晶硅层是通过在非晶硅薄膜上的覆盖层光刻诱导口、在所述诱导口使金属诱导薄膜和所述非晶硅薄膜接触并经过两次退火晶化形成的多晶硅层。

图6示出所述第三种多晶硅薄膜材料的一实施例的制备方法的流程图，该方法包括：在衬底211上沉积氧化硅或氮化硅阻挡层212，并沉积非晶硅薄膜213(步骤301)；在非晶硅薄膜213上形成一层氧化硅或氮化硅覆盖层214，并在覆盖层214上刻蚀诱导口(步骤302)；在覆盖层214上形成一层金属诱导薄膜215，使该金属诱导薄膜在诱导口处与非晶硅薄膜接触(步骤303)；进行第一步退火过程，在诱导口下方的非晶硅薄膜中得到多晶硅岛300(步骤304)；在金属诱导薄膜215上沉积金属吸收层216，然后进行第二次退火过程，形成晶粒均匀分布的晶化的非晶硅薄膜(步骤305)；去除金属吸收层和覆盖层(步骤306)。图7a示出根据本发明的实施例的多晶硅薄膜在第一次退火过程后晶体薄膜表面沉积金属吸收层的结构。

综上所述，第二种低温多晶硅薄膜同所述第一种低温多晶硅薄膜均能实现如下有益效果：由于所述金属诱导层位于非晶硅层之下并位于两层阻挡层间，这对于缩短热处理时间、提高晶粒尺寸、控制诱导金属往非晶硅层扩散启到了关键作用，同时避免了金属诱导层暴露在空气中被污染的可能，提高了多晶硅薄膜的质量，进而使得所述显示屏的性能得到提高。此外，所述第二种多晶硅薄膜及其制备方法还能实现如下有益效果：1)制备的晶体晶粒尺寸取决于凸起间的距离且成正比关系(此根据大量的实验数据可得)，完全可以根据凸起间距的设计制备范围内任何尺寸的晶粒，这样完全可以把薄膜晶体管制备在晶粒中，相当于单晶体的性能，极大的改善漏电流、载流子迁移率等性能。相比，可以解决现有方法制备多晶硅材料的过程中，镍源过于丰富，晶核比较密集，限制了晶体的长大的缺陷；2)完全晶化的时间取决于凸起的高度，因此能较好地控制晶化时间，解决了现有技术中诱导金属随机分布，完全晶化时间无法控制的问题；3)众所周知，残余金属的存在会极大的增加漏电流，特别是对于薄膜晶体管TFT来说，其有源沟道不能存在大量的金属残余，否则会严重影响器件的稳定性。而第二种制备多晶硅过程中，只有在凸起处的镍源最先扩散形成晶核，其它区域只在补充用，因此可以降低镍量的使用，并且，随着晶化过程的完成，镍源都随诱导峰推移至对撞晶界处，避开了器件材料区域镍残余的堆积。

所述第三种多晶硅薄膜的制备中包括晶化与有针对性的吸除过程，其中：(1)在非晶硅表面形成微量镍源，使用诱导口预先控制成核点的位置；(2)经第一步退火，在诱导口处形成多晶硅斑；(3)在上述薄膜表面，沉积磷硅玻璃(PSG)薄膜，并进行第二次退火，完成整个多晶硅薄膜的晶化过程。PSG薄膜边吸收诱导口处的镍晶体边生长，在诱导口周围晶化过程中需要消耗镍的地方能很好地保护起来而不被PSG吸收。因此，这样的晶化过程，不存在如传统金属诱导横向晶化法(MILC)中的诱导口的明显高镍含量的区间，在缩短工艺时间的同时，给获得具有连续晶畴的多晶硅薄膜。从而进一步使得整个多晶硅薄膜的任何区域都可以作为高质量TFT的有源层，消除了晶化过程衬底收缩造成的对位板错位问题。另外，所述第三种多晶硅薄膜的制备，还对晶核定位的诱导口进行优化设计形成诸如正六角形的蜂巢晶体薄膜。由于诱导口的分布为规则重复分布，形成的晶畴形状与尺寸相同，可准确控制晶化过程，具有晶化时间的高可控性和工艺过程的高稳定性，适合于工业化生产要求。

优选地，当上述低温多晶硅薄膜采用石英或玻璃的透明材料作为衬底时，显示屏发出的光可以到达所述太阳能电池，以供所述太阳能电池转化为电能。

优选地，当使用薄膜太阳能电池作为电源供电时，将薄膜太阳能电池与显示屏制作于同一衬底上，不仅可以节省材料，同时可以有效地减少薄膜太阳能电池与显示屏占用U盘的体积，进而利于U盘向小型化方向发展。因此，根据本发明，提供一种将所述薄膜太阳能电池3与所述显示屏2制作于同一衬底上的制备方法的实施例，该方法包括如下步骤：

1)：在透明衬底的上下两表面先后制备出非晶硅薄膜；

2)：将透明衬底的上表面的非晶硅薄膜晶化为低温多晶硅薄膜；

3)：在低温多晶硅薄膜上制作有机发光二极管；

4)：在透明衬底的下表面的非晶硅薄膜上制备太阳能薄膜电池或太阳能薄膜叠层电池；

5)：对有机发光二极管显示屏和太阳能薄膜电池采用双玻璃或多层薄膜密封封装。

在本发明的其他实施例中，所述步骤1)可以采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺或者低压化学气相沉积(LPCVD)或者液相外延法(LPE)或者溅射沉积法，在透明衬底的两面先后制备出非晶硅薄膜；

所述步骤2)优选可以采用之前所述的三种低温多晶硅薄膜的制备方法；

所述步骤3)进一步包括：

步骤3a)：在低温多晶硅薄膜上加工TFT有源岛图案，沉积栅氧化层，形成栅电极；

步骤3b)：N、P型掺杂源被离子注入到有源层中，并形成重掺杂的源漏区；

步骤3c)：用激光，闪灯等快速退火方式活化掺杂层，沉积绝缘层，开栅、源、漏电极的接触孔；

步骤3d)：采用真空溅射方法制备透明导电薄膜，透明导电薄膜通过接触孔与源、漏极相连接；并且采用光刻胶脱模方法光刻成像素图像；

步骤3e)：用旋转涂覆法制备绝缘层，光刻露出6)中所述的透明导电膜；

步骤3f)：以透明导电薄膜为阳极，用真空蒸镀方法制备有机发光二极管和它的金属阴极；

优选地，在所述步骤4)后，还包括以下步骤：采用埋层电极、表面钝化、密栅工艺、优化背电场或者接触电极等来减少光生载流子的复合损失，提高载流子的收集效率，从而提高太阳电池的效率。

本发明通过在壳体上设有显示屏，同时通过太阳能电池吸收光能给所述壳体及所述显示屏供电，使得使用者即使在身边不具有电脑等显示插接设备时，依然可以通过所述U盘上的显示屏看到其内存储的相关内容，以方便使用者的使用，此外，通过太阳能电池吸收光能以供电，避免了普通电池只能使用一次，需要经常置换的缺点，如此也避免了大量废弃的普通电池给环境造成的污染，有利于节省能源，同时可避免充电电池需要经常充电带来的不便。

尽管参照上述的实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说应该理解，所述太阳能电池、键盘、USB接口和显示屏的大小、形状及布局为示意性的，可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (12)

1.一种具有显示屏的U盘，包括微处理器和数据存储模块，其特征在于，还包括显示屏、显示模块以及电源，

所述显示模块的一端与所述微处理器相连接，用于接收来自所述微处理器的数据并将其发送给显示屏；

所述显示屏与所述显示模块相连接，用于接收所述显示模块所发送的数据，并将其显示出来；

所述电源与所述微处理器、数据存储模块以及所述显示模块的另一端相连接，用于向所述显示模块、微处理器以及所述数据存储模块供电。

2.如权利要求1所述的U盘，其特征在于，所述显示屏包括有机发光二极管显示屏或液晶显示屏。

3.如权利要求2所述的U盘，其特征在于，所述有机发光二极管显示屏采用低温多晶硅薄膜作为基板。

4.如权利要求3所述的U盘，其特征在于，所述低温多晶硅薄膜从下而上包括衬底、第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

5.如权利要求3所述的U盘，其特征在于，所述低温多晶硅薄膜从下而上包括衬底、具有凹槽结构的第一阻挡层、金属诱导层、第二阻挡层和多晶硅层。

6.如权利要求3所述的U盘，其特征在于，所述低温多晶硅薄膜自下而上地包括：衬底、阻挡层和具有连续晶畴的多晶硅层。

7.如权利要求1至6中任一项所述的U盘，其特征在于，所述电源包括太阳能电池。

8.如权利要求7所述的U盘，其特征在于，所述太阳能电池为薄膜太阳能电池。

9.如权利要求8所述的U盘，其特征在于，所述薄膜太阳能电池包括非晶硅薄膜太阳能电池或多晶硅薄膜太阳能电池。

10.如权利要求9所述的U盘，其特征在于，所述薄膜太阳能电池与所述低温多晶硅薄膜制作于同一衬底的上下表面上。

11.如权利要求1所述的U盘，其特征在于，还包括操作模块及输入装置，所述操作模块的一端与输入装置相连接，用于接收所述输入装置的输入信息，所述操作模块的另一端与所述微处理器相连接，用于向微处理器发送所接收的输入信息。

12.如权利要求1所述的U盘，其特征在于，还包括感触模块及触摸屏，所述感触模块的一端与所述触摸屏相连接，用于感知触摸屏的输入信息，其另一端与所述微处理器相连接，用于将感知到的信息传送给所述微处理器。

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