FR2906379A1 - Affichage ayant une fonction de detection multi-tactile et d'eclairage peripherique infrarouge. - Google Patents

Abstract

Ecran d'affichage à détection tactile comportant un substrat transparent supérieur (41), un substrat inférieur (42) opposé au substrat supérieur (41) et une source de lumière infrarouge (IRS) configurée de façon à éclairer une portion du substrat transparent supérieur (41). Une couche de conversion de lumière (CONV) est disposée entre le substrat supérieur et inférieur (41, 42) et est configurée de façon à convertir la lumière infrarouge reçue par le substrat transparent supérieur (41) en lumière visible. Un transistor à couches minces de pixel sur le substrat inférieur (42) est configuré de façon à activer une électrode de pixel (PXLE), et un transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS) est configuré de façon à détecter la lumière visible fournie par la couche de conversion de lumière (CONV). Un signal de détection de lumière est sorti en réponse à l'activation du transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS).

Description

AFFICHAGE AYANT UNE FONCTION DE DETECTION MULTIùTACTILE ET D'ECLAIRAGE

PERIPHERIQUE INFRAROUGE ARRIEREùPLAN Domaine de l'invention La présente invention concerne un affichage, et plus particulièrement un affichage capable d'une détection multiùtactile, et son procédé d'excitation. Description de la technique apparentée En général, un panneau tactile est un type d'interface utilisateur qui peut être fixé à une surface d'un dispositif d'affichage, où une caractéristique électrique est modifiée au niveau d'une zone tactile où un doigt d'un utilisateur ou un autre instrument vient en contact avec le panneau tactile de façon à détecter sa zone tactile. L'application pour des panneaux tactiles s'étend à de petits terminaux portables, un équipement de bureau et analogues. Si deux ou plusieurs touchers sont générés simultanément, le panneau tactile pourrait mal fonctionner ou l'un quelconque des touchers peut être sélectionné par un programme préréglé. Les figures 1 à 3 représentent des dispositifs multiùtactiles connus qui ont tenté de surmonter les limites des systèmes de reconnaissance multiùtactiles.

On se réfère à la figure 1 sur laquelle le dispositif multiùtactile de la technique apparentée comporte une plaque acrylique transparente 11, les premier à quatrième réseaux de diodes électroluminescentes infrarouges ou IR (IRLED) 12A à 12D, et des premier à quatrième réseaux de photodétecteurs infrarouges ou IR (IRPD) 12A à 12D. Les réseaux IRLED et les réseaux IRPD 12A à 12D comportent une pluralité de diodes électroluminescentes IR 13 et une pluralité de photodétecteurs IR 14. La figure 2 montre qu'une main de l'utilisateur ou un stylo est directement en contact avec la plaque acrylique transparente 11. Les réseaux IRLED et IRPD 12A à 12D sont agencés de façon à être tournés vers une surface latérale de la plaque acrylique transparente 11.

Une lumière infrarouge est rayonnée depuis le réseau IRLED 13 à travers la plaque acrylique transparente 11. La lumière infrarouge est reçue par le réseau IRPD 14 correspondant. Dans cet état, si une main ou un stylo est en contact avec la plaque acrylique transparente Il, la lumière infrarouge est diffusée et n'est pas reçue au niveau du réseau IRPD 14 correspondant sur la zone de contact (tactile). Par consé- quent, le dispositif multiùtactile de la figure 1 peut reconnaître un emplacement tactile erroné. Un dispositif multiùtactile de la technique apparentée sur la figure 1 a pour avantage d'être mince. Cependant, le dispositif multiùtactile de la technique appa- V }IIRSCHGBREVETSVBre' cts,2680016880-070726-textepourdepot_doc - 27 juillet 2007 - 118 2906379 2 rentée est désavantageux du fait que la reconnaissance multiûtactile est imprécise en raison d'un éclairage direct par une lumière infrarouge. En outre, la surface d'affichage utile est réduite par la zone occupée par les réseaux IRLED et IRPD 12A à 12D.

5 Les figures 2 et 3 représentent un dispositif multiûtactile de type projecteur. Le dispositif muftiûtactile comporte un module de caméra et de projecteur 30, qui sont situés au niveau d'une portion arrière de la plaque acrylique transparente 11. Si un doigt de l'utilisateur est en contact avec un point arbitraire sur la plaque acrylique transparente 11, un rayon infrarouge est diffusé par le doigt ou un autre 10 objet. Le rayon infrarouge diffusé est incident sur le module de caméra et de projecteur 30. Ce rayon infrarouge diffusé SIR est détecté de sorte que le dispositif multitactile de type projecteur puisse détecter une zone multiûtactile. Cependant, du fait que la distance entre la plaque acrylique transparente 1 l et le module de caméra et de projecteur 30 est relativement longue, le dispositif mufti 15 tactile de la figure 2 et de la figure 3 occupe un large espace. Par ailleurs, étant donné que le dispositif multiûtactile de la figure 2 et de la figure 3 affiche une image au moyen d'un projecteur, le type de dispositif d'affichage et la conception du dispositif d'affichage sont limités. De plus, la durée de vie de l'objectif de projection est limitée.

20 Les dispositifs multiûtactiles des figures 1 à 3 transmettent des signaux du module de caméra et de projecteur 30 à un ordinateur externe via un câble, et traitent les signaux au moyen d'un ordinateur externe. Ainsi, le système est complexe, l'espace occupé par les composants est important, et une voie de transmission de signaux est relativement longue.

25 RESUME Un écran d'affichage à détection tactile comporte un substrat transparent supérieur, un substrat inférieur opposé au substrat supérieur et une source de lumière infrarouge configurée pour éclairer une portion du substrat transparent supérieur. Une couche de conversion de lumière est disposée entre le substrat supérieur et infé- 30 rieur et est configurée de façon à convertir la lumière infrarouge reçue par le substrat transparent supérieur en lumière visible. Un transistor à couches minces de pixel sur le substrat inférieur est configuré de façon à activer une électrode de pixel, et un transistor à couches minces détecteur de lumière est configuré pour détecter la lumière visible fournie par la couche de conversion de lumière. Un signal de détec- 35 tion de lumière est sorti en réponse à l'activation du transistor à couches minces détecteur de lumière.

101IRSCH6ABREVETS1Brevets,26800`:26880-070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 2/18 2906379 3 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention ressortira de la description détaillée suivante des modes de réalisation avec référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en plan représentant de manière simplifiée un dispositif 5 multiûtactile ; les figures 2 et 3 représentent un dispositif multiûtactile apparenté ; la figure 4 est. une vue en coupe représentant un affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon un mode de réalisation ; la figure 5 est une vue en coupe représentant un fonctionnement de l'affichage 10 ayant une fonction de détection multiûtactile sur la figure 4 ; la figure 6 est une vue en plan d'un sousûpixel où un transistor TFT destiné à détecter une lumière est formé ; la figure 7 est une vue en coupe prise le long de la ligne û ' et û' de la figure 6 ; la figure 8 est une vue en plan représentant une matrice à fond noir et une zone 15 exposée au niveau du sousûpixel de la figure 7 ; la figure 9 est un schéma de circuit équivalent du sousûpixel de la figure 6 ; la figure 10 est un schéma de principe représentant l'affichage ayant une fonction de détection multiûtactile et un affichage ayant un circuit d'excitation ; et la figure 11 est un organigramme représentant un traitement d'une image 20 tactile. DESCRIPTION DETAILLEE On se réfère à la figure 4 sur laquelle un affichage ayant une fonction de détection multiûtactile comporte un panneau d'affichage 40, une source de lumière infra-rouge IRS, et une unité de rétroéclairage 50. Le panneau d'affichage 40 a une couche 25 de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV et un transistor à couches minces (TFT) destiné à détecter une lumière TFTSS. La source de lumière infrarouge IRS rayonne une lumière infrarouge vers le panneau d'affichage 40. L'unité de rétroéclairage 50 rayonne une lumière visible vers le panneau d'affichage 40. Le panneau d'affichage 40 comporte un substrat transparent supérieur 41, un 30 substrat transparent inférieur 42, et une couche de cristaux liquides LC. Le substrat transparent supérieur 41 a des filtres colorés RCF, GCF et BCF, et une couche de conversion de lumière infrarouge en lumière visible CONV. Le substrat transparent inférieur 42 a un transistor TFT de pixel et un transistor TFT destinés à détecter une lumière TFTSS et qui sélectionnent un pixel. La couche de cristaux liquides LC est 35 formée entre le substrat transparent supérieur 41 et le substrat transparent inférieur 42. Le substrat transparent supérieur 41 peut être formé à partir d'un substrat plastique transparent, tel qu'une plaque acrylique, un substrat de verre et analogues. ',Ji1RSCH6,BREb'ETSVBre,ets268006880-070726-lextepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 3/18 2906379 4 Cependant, le substrat de verre est plus économique du fait qu'une plaque plastique ou acrylique présente un large angle de diffusion de lumière lorsqu'elle est touchée, est relativement épaisse, et est facile à rayer ou endommager. Les filtres colorés RCF, GCF et BCF, la couche de conversion de rayon infra-5 rouge en rayon visible CONV et une matrice à fond noir sont formés sur le substrat transparent supérieur 41 du panneau d'affichage 40. Un émetteur source de lumière infrarouge IRS génère une lumière infrarouge, et est disposé à l'opposé d'une surface latérale du substrat transparent supérieur 41 du panneau d'affichage 40 de façon à rayonner une lumière infrarouge à travers le 10 substrat transparent supérieur 41. La source de lumière infrarouge IRS peut être une diode électroluminescente infrarouge. Lorsqu'une main de l'utilisateur ou un objet opaque vient en contact avec le substrat transparent supérieur 41, la lumière infrarouge est diffusée. La couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV convertit la lumière infra- 15 rouge diffusée en lumière ayant une longueur d'onde visible, qui est adaptée par le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. La couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV peut être formée à partir de tout matériau quelconque capable de convertir une lumière infrarouge en lumière visible. Par exemple, la couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV peut 20 comporter du phtalocyanine de titanyle TiOPc. Le phtalocyanine de titanyle TiOPc convertit une lumière proche infrarouge en lumière ayant une longueur d'onde de lumière bleue. Une électrode commune est opposée à une électrode de pixel avec la couche de cristaux liquides LC entre elles. L'électrode commune est alimentée avec une tension 25 commune et est formée sur le substrat transparent supérieur 41 selon un mode de réalisation nématique en hélice (TN) et un mode alignement vertical (VA). L'électrode commune est formée sur le substrat transparent inférieur 42 dans un mode commutation dans le plan (IPS) et un mode commutation de champ de frange (FFS). Un polariseur qui sélectionne une polarisation linéaire, et un film d'alignement 30 qui détermine une préûinclinaison d'une molécule de cristaux liquides, sont formés au niveau de chacun parmi les substrats transparents supérieur/inférieur 41 et 42 du panneau d'affichage 40. Une pluralité de lignes de données et une pluralité de lignes de grille se croisent les unes les autres sur le substrat transparent inférieur 42. Une pluralité de 35 lignes d'alimentation en tension d'excitation, qui sont parallèles aux lignes de grille, et une pluralité de lignes de lecture, qui croisent des lignes de grille et les lignes d'alimentation en tension d'excitation, sont formées sur le substrat transparent inférieur 42. Les transistors TFT destinés à sélectionner un pixel sont formés au niveau '. AfIRSCH6jBREVETSBrevets`26800`,26880-070726-teztepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 4.'I8 2906379 5 de l'intersection des lignes de données et des lignes de grille. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS est formé au niveau de l'intersection des lignes d'alimentation en tension d'excitation et des lignes de lecture. Les transistors TFT sont connectés à une électrode de pixel. Les transistors TFT destinés à sélectionner 5 un pixel alimentent en tension de données de la ligne de données à l'électrode de pixel en réponse à un signal de balayage provenant de la ligne de grille. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS est un capteur optique, qui détecte une quantité de lumière visible convertie par la couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV située à proximité de la zone tactile. Le l0 transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS est un transistor TFT en silicium amorphe ou un transistor TFT en polysilicium, qui a la même structure que le transistor TFT destiné à sélectionner un pixel, et est formé sur le substrat transparent inférieur 42. Il n'est pas nécessaire d'avoir un transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS pour chaque pixel. Ainsi, il peut n'y avoir qu'un seul transistor TFT 15 destiné à détecter une lumière TFTSS pour chaque N nombre de pixels, où le nombre N est un paramètre de conception sélectionné. Le nombre de pixels entre chaque transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS peut être ajusté. L'unité de rétroéclairage 50 est positionnée sous le panneau d'affichage 40 opposé au substrat transparent inférieur 42. L'unité de rétroéclairage 50 est une unité 20 de rétroéclairage de type périphérique ou une unité de rétroéclairage de type direct. La figure 5 représente un fonctionnement multiùtactile d'un affichage à cristaux liquides ayant une fonction de détection multiùtactile. Si un doigt de l'utilisateur ou un objet opaque vient en contact avec le substrat transparent supérieur 41 du panneau d'affichage 40 lorsque la source de lumière 25 infrarouge IRS est activée, la réfringence entre le substrat transparent supérieur 41 et un matériau en contact sur celuiùci est modifié au niveau de la surface de contact. En conséquence, une lumière infrarouge est diffusée au niveau de la surface de contact et est réfléchie vers le substrat transparent inférieur 42. La lumière infrarouge réfléchie est convertie en lumière visible par la couche 30 de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV, qui irradie ensuite une couche semiùconductrice du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS, qui est formée sur le substrat transparent inférieur 42. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS génère un courant photoélectrique, qui est reçu au niveau de la couche semiùconductrice. Le courant photoélectrique est sorti via la 35 ligne de lecture. Le circuit de traitement de signal numérique analyse le courant photoélectrique. En conséquence, une valeur de coordonnées d'une zone tactile est calculée, et le circuit de traitement de signal numérique reconnaît une pluralité de .J-iIRSCH6ABREVE7SQBrevets'26800'.268&Y070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007- 5118 2906379 6 zones tactiles. Dans le même temps, une image tactile d'une zone tactile est affichée au niveau du panneau d'affichage 40. Les figures 6 à 9 sont des schémas destinés à expliquer une structure et un fonctionnement d'un sousûpixel sur lequel le transistor TFT destiné à détecter une 5 lumière TFTSS est formé. On se réfère aux figures 6 et 7 sur lesquelles le substrat transparent inférieur 42 du panneau d'affichage 40 comporte une ligne de grille (ou une ligne de balayage) GL, une ligne de données DL, un premier transistor TFT TFT1, une électrode de pixel PXLE, une ligne de lecture ROL, des première et seconde lignes d'alimentation 10 VL1 et VL2 en tension d'excitation, un transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS, et un second transistor TFT TFT2. La ligne de grille GL et la ligne de données DL se croisent l'une l'autre avec un film d'isolation de grille 101 entre elles. Le premier transistor TFT TFT1 est formé au niveau de l'intersection de la ligne de grille GL et de la ligne de données DL. L'électrode de pixel PXLE est formée au 15 niveau d'une zone de cellule définie par la ligne de grille GL et la ligne de données DL. La ligne de lecture ROL est formée parallèlement à la ligne de données DL ayant l'électrode de pixel PXLE entre elles. Les première et seconde lignes d'alimentation VL 1 et VL2 en tension d'excitation sont formées parallèlement à la 20 ligne de grille GL pour alimenter en première et seconde tensions d'excitation. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS est formé au niveau de l'inter-section de la première ligne d'alimentation VL1 en tension d'excitation et de la ligne de lecture ROL. Le second transistor TFT TFT2 est formé au niveau de l'intersection de la ligne de grille GL et de la ligne de lecture ROL.

25 Le substrat transparent inférieur 42 du panneau d'affichage 40 comporte un premier condensateur de stockage Cstl et un second condensateur de stockage Cst2. Le premier condensateur de stockage Cstl est connecté électriquement à la seconde ligne d'alimentation VL2 en tension d'excitation entre le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS et le second transistor TFT TFT2. Le second condensa- 30 teur de stockage Cst2 est formé au niveau d'une zone de chevauchement de l'élec- trode de pixel PXLE et de la ligne de grille GL de préûétage. Le premier transistor TFT TFT1 comporte une électrode grille GE, une électrode source SE, une électrode drain DE, et une couche active 102. L'électrode grille GE est connectée à la ligne de grille GL. L'électrode source SE est connectée à la 35 ligne de données DL. L'électrode de drain DE est connectée à l'électrode de pixel PXLE. La couche active 102 est chevauchée par l'électrode grille GE et forme un canal entre l'électrode source SE et l'électrode drain DE. gHIRSCH6',BREV ETSVBrevets.266OO.) 6880-0707261extepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 6 18 2906379 7 La couche active 102 est chevauchée par la ligne de données DL, l'électrode source SE, et l'électrode drain DE. Une couche de contact ohmique 103, qui établit un contact ohmique avec la ligne de données DL, l'électrode source SE, et l'électrode drain DE, est formée sur la couche active 102. La couche active 102 est formée à 5 partir d'une couche semiûconductrice de silicium amorphe ou de polysilicium. Cette couche active 102 et une couche de contact ohmique 103 sont imprimées comme une impression semiûconductrice prédéterminée SCP. Le premier transistor TFT TFT1 est mis sous tension au moyen d'une haute tension d'un signal de grille (ou un signal de balayage) avec lequel la ligne de grille 10 GL est alimentée pour fournir une tension de données de la ligne de données DL à l'électrode de pixel PXLE. Une haute tension de grille est une tension supérieure et une tension de seuil du premier transistor TFT TFT1. A l'inverse, une basse tension logique d'un signal de grille est une tension inférieure à une tension de seuil du premier transistor TFT TFT1.

15 L'électrode de pixel PXLE est une électrode transparente, telle qu'en oxyde d'indiumûétain ITOä et est connectée via un premier trou de contact 109, qui passe à travers un film protecteur 104, à l'électrode drain DE du premier transistor TFT TFT1. Une différence de potentiel est générée entre l'électrode de pixel PXLE et une électrode commune. L'électrode commune est formée au niveau du substrat transpa- 20 rent supérieur 41 ou du substrat transparent inférieur 42. Les molécules de cristaux liquides sont mises en rotation en raison de la différence de potentiel entre elles pour modifier la réfringence d'une lumière, qui est émise par l'unité de rétroéclairage 50. Le second condensateur de stockage Cst2 est formé par la ligne de grille GL de préûétage et l'électrode de pixel PXLE, qui se chevauchent l'une l'autre avec le film 25 d'isolation de grille 101 et le film protecteur 104 disposés entre elles. Le film d'isolation de grille 101 et: le film protecteur 104 sont situés entre la ligne de grille GL et l'électrode de pixel PXLE. Le second condensateur de stockage Cst2 maintient une tension de l'électrode de pixel PXLE jusqu'à ce que la prochaine tension de données charge l'électrode de pixel PXLE.

30 Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS est un transistor TFT qui produit une circulation de courant photoélectrique via un canal situé entre une électrode source et une électrode drain lorsqu'il est irradié par une lumière infra-rouge. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS comporte l'électrode grille GE, la couche active 102, l'électrode source SE et l'électrode drain 162. L'élec- 35 trode grille GE est solidaire avec la seconde ligne d'alimentation VL2 en tension d'excitation. La couche active 102 chevauche l'électrode grille GE avec le film d'isolation de grille 101 contre elle. L'électrode source SE est connectée à la première '''.HIRSCH6'.BREVETSVBrevets\26800A26880-070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 7;18 2906379 8 ligne d'alimentation VL1 en tension d'excitation sur la couche active 102. L'électrode drain 162 est opposée à l'électrode source SE sur la couche active 102. La couche active 102 est formée à partir d'un matériau semiûconducteur, tel que du silicium amorphe ou du polysilicium, au moyen du même procédé que celui 5 utilisé pour former les premier et second transistors TFT TFT1 et TFT2. La couche active 102 est formée de manière simultanée avec les transistors TFT TFT1 et TFT2. La couche de contact ohmique 103, qui établit un contact ohmique avec l'électrode source SE et l'électrode drain DE, est formée sur la couche active 102. Une électrode source du transistor TFT destinée à détecter une lumière TFTSS est connectée 10 électriquement via un second trou de contact 107, qui passe à travers le film protecteur 104 et le film d'isolation de grille 101, pour exposer une partie de la première ligne d'alimentation VL1 en tension d'excitation, et une impression d'électrode transparente 108, qui est formée au niveau du second trou de contact 107, à la première ligne d'alimentation en tension d'excitation.

15 L'électrode drain DE du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS, une électrode supérieure 106 du premier condensateur de stockage Cstl, et l'électrode source SE du second transistor TFT et TFT2, sont intégrées Ies unes aux autres à partir du même métal pour être électriquement connectées les unes aux autres. Le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS détecte une lumière 20 infrarouge qui est réfléchie depuis un doigt ou un objet opaque. Le premier condensateur de stockage Cstl comporte une première électrode inférieure de stockage 105 et une première électrode supérieure de stockage 106. La première électrode inférieure de stockage 105 est solidaire avec l'électrode grille GE du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. La première électrode supé- 25 rieure de stockage 106 est chevauchée par la première électrode inférieure de stockage 105 avec le film d'isolation de grille 101 entre elles, et est connectée à l'électrode drain DE du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. Le premier condensateur de stockage Cstl stocke une charge électrique d'un courant photoélectrique qui est généré depuis le transistor TFT destiné à détecter une lumière 30 TFTSS. Le second transistor TFT TFT2 comporte l'électrode grille GE, l'électrode source SE, l'électrode drain DE, et la couche active 102. L'électrode grille GE est formée sur le substrat transparent inférieur 42. L'électrode source SE est connectée à la première électrode supérieure de stockage 106. L'électrode drain DE est opposée à 35 l'électrode source SE avec un canal entre elles. La couche active 102 chevauche l'électrode grille GE, qui est connectée à la ligne de grille GL, et forme un canal entre l'électrode source SE et l'électrode drain DE. La couche active 102 est formée à partir d'un matériau semiûconducteur, tel que du silicium amorphe ou du polysilicium, etc. ';OIIRSCH6,BREVETSU3revets\2680006880-070726-textepourdepot-doc - 27 juillet 2007 - 8'10 2906379 9 La couche de contact ohmique 103, qui établit un contact ohmique avec l'électrode source SE et l'électrode drain DE, est formée sur la couche active 102. Un second transistor TFT TFT2 est mis sous tension au moyen d'une haute tension de grille provenant de la ligne de grille GL pour alimenter en charge électrique, qui 5 charge le premier condensateur de stockage Cst, la ligne de lecture ROL. Les zones autres que le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS et l'électrode de pixel PXLE à l'intérieur de la zone de pixel, sont protégées par une matrice à fond noir BM, qui est formée au niveau du substrat transparent supérieur 41, tel que représenté sur la figure 8. Par conséquent, une lumière visible, qui est 10 réfléchie par le matériau en contact avec le substrat transparent supérieur 41, est reçue uniquement par le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. Un fonctionnement de ce sousûpixel sera décrit conjointement avec la figure 9. Une lumière infrarouge est rayonnée dans la couche active 102 du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. A cet instant, une première tension 15 d'excitation V1 d'environ 10 V est appliquée à l'électrode source SE du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS depuis la première ligne d'alimentation VL1 en tension d'excitation, et une seconde tension d'excitation V2 d'environ 0 V à 10 V est appliquée à l'électrode grille du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS provenant de la seconde ligne d'alimentation VL2 en tension d'exci-20 tation. Un courant photoélectrique "i" circule de l'électrode source SE à l'électrode drain 162 via la couche active 102 conformément à une intensité de la lumière infra-rouge. Le courant photoélectrique i circule de l'électrode drain DE à la première électrode supérieure de stockage 106 et du fait que la première électrode inférieure 25 de stockage 105 est connectée à l'électrode grille GE du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS, le courant photoélectrique charge le premier condensateur de stockage Cstl. Une charge maximale du premier condensateur de stockage Cst1 correspond à une différence de tension entre l'électrode source SE et l'électrode grille GE.

30 Si une haute tension de grille alimente l'électrode grille GE du second transistor TFT TFT2 lorsque le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS détecte une lumière visible et que le premier condensateur de stockage Cstl se charge, le second transistor TF'T TFT2 est mis sous tension et la charge électrique, qui a chargé le premier condensateur de stockage Cst1, alimente un circuit intégré de lecture (non 35 représenté) via la combinaison de l'électrode source SE du second transistor TFT TFT2, un canal de la couche active 102, l'électrode drain DE, et la ligne de lecture ROL. IMIRSCH6IBREV ETSBrevets'26800'26880-070726-textepourdepot_doc - 27 juillet 2007 - 9/ 18 2906379 10 La figure 10 représente l'affichage à cristaux liquides selon un mode de réalisation. L'affichage à cristaux liquides comporte un circuit intégré de données 71, un circuit intégré de grille 72, un circuit intégré de lecture 73, une carte numérique 74, 5 et une carte de circuit imprimé système 75. Le circuit intégré de données 71 est connecté à la ligne de données DL du panneau d'affichage 40 pour alimenter en tension de données les lignes de données DL. Le circuit intégré de grille 72 est connecté aux lignes de grille G 1 à Gn du panneau d'affichage 40 pour alimenter séquentiellement en impulsion de grille ou l0 impulsion de balayage les lignes de grille G1 à Gn. Le circuit intégré de lecture 73 est connecté aux lignes de lecture ROL du panneau d'affichage 40 pour amplifier une charge électrique provenant des lignes de lecture ROL afin de produire un signal de tension. La carte numérique 74 commande les circuits intégrés 71, 72 et 73. La carte de circuit imprimé système 75 est connectée à la carte numérique 74.

15 Le circuit intégré de données 71 convertit des données vidéo numériques, qui sont entrées depuis un dispositif de commande de rythme, en tensions de données analogiques. Les tensions de données analogiques alimentent les lignes de données DL du panneau d'affichage 40 en réponse à un signal de commande de rythme, qui est appliqué par le dispositif de commande de rythme. Des tensions de données 20 analogiques avec lesquelles la ligne de données DL estalimentée sont sélectionnées parmi des tensions de compensation du rayonnement gamma correspondant à des valeurs de niveau de gris des données vidéo numériques. Le circuit intégré de grille 72 génère une impulsion de grille pour alimenter séquentiellement en impulsion de grille les lignes de grille G1 à Gn en réponse à un 25 signal de commande de rythme délivré par le dispositif de commande de rythme de la carte numérique 74. Le circuit intégré de lecture 73 comporte un amplificateur de tension, et convertit et amplifie une charge électrique en une tension pour alimenter la carte numérique 74.

30 La carte numérique 74 est connectée aux circuits intégrés 71, 72 et 73 via un câble 76 et un circuit d'interface, et comporte le dispositif de commande de rythme, un inverseur, et un convertisseur CCûCC. L'inverseur excite une source de lumière de l'unité de rétroéclairage. Le convertisseur CCûCC génère des tensions d'excitation pour le panneau à cristaux liquides, à savoir, une tension de compensation du rayon- 35 nement gamma, une haute tension de grille, et une basse tension de grille. La carte numérique 74 génère des signaux de puissance d'excitation et de commande de rythme des circuits intégrés, et alimente en données vidéo numériques d'une image d'arrièreûplan et en données vidéo numériques d'une image tactile. '\}1IRSCH6'.BREVETSBrevets',2680026880-070726-textepourdepoI ioc - 27 juillet 2007 - 10118 2906379 11 L'image d'arrièreûplan et les données vidéo numériques sont entrées depuis un circuit de traitement d'images tactiles numériques dans le circuit intégré de données 71 pour exciter et commander les circuits intégrés, ce qui affiche de ce fait des images d'arrièreûplan et tactiles sur le panneau d'affichage 40.

5 La carte de circuit imprimé système 75 est connectée à la carte numérique 74 via le câble 76 et le circuit d'interface, et comporte un circuit qui traite des signaux numériques provenant d'une source vidéo externe, tel qu'un circuit de réception de radiodiffusion, un CD, ou un DVD, etc. La carte numérique 74 ou une carte de circuit imprimé système 75 comporte en 10 outre un circuit de traitement d'images tactiles numériques qui traite une image tactile. Le circuit de traitement d'images tactiles numériques reconnaît un signal de détection tactile de lumière infrarouge, qui est entré via un réseau TFT destiné à détecter une lumière TFTSS, comme un type d'image plutôt qu'une coordonnée. Par ailleurs, le circuit de traitement d'images tactiles numériques analyse un dessin d'une 15 image tactile pour détecter un centre tactile ou un centre d'un doigt parmi de multiples images de doigt tactile, de façon à générer des données d'images tactiles à afficher au niveau du panneau d'affichage 40. La figure 11 est un organigramme représentant un algorithme de fonctionne-ment d'un circuit de traitement d'images tactiles numériques qui est monté dans la 20 carte numérique 74 ou la carte de circuit imprimé système 75. Des valeurs de référence préréglées pour chaque zone tactile sont préréglées sur la base d'un niveau de bruit blanc et d'un écart du transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS. Les valeurs de référence sont stockées dans le circuit de traitement d'images tactiles numériques. Par ailleurs, une valeur de seuil, qui est 25 appliquée lors d'un calcul des coordonnées pour chaque zone tactile, est stockée dans le circuit de traitement d'images tactiles numériques. Si un signal numérique d'une image tactile est entré dans le circuit de traitement d'images tactiles numériques, le circuit de traitement d'images tactiles numériques fait correspondre des valeurs de référence au signal numérique entré pour extraire des données d'images tactiles de 30 plus d'une valeur de référence (SI et S2). Ensuite, le circuit de traitement d'images tactiles numériques lisse les données d'images tactiles, qui sont extraites dans l'étape S2, de façon à relier de multiples zones tactiles et détecter un bord des images tactiles (S3). Ensuite, le circuit de traitement d'images tactiles numériques compare des 35 signaux des images tactiles, qui sont détectés dans l'étape S3, avec une valeur de seuil pour rechercher des signaux ayant une valeur supérieure à la valeur de seuil (S4). RHIRSCH6\AREVETS:S3recet\2680C'26880-070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - I I/18 2906379 12 Enfin, le circuit de traitement d'images tactiles numériques divise les zones tactiles des signaux, qui ont une valeur supérieure à la valeur de seuil, et met à disposition un identifiant (ID) cible concernant les zones tactiles, puis calcule une coordonnée centrale de chaque zone tactile au moyen d'un identifiant (ID) cible des 5 zones tactiles (S5 et S6). Tel que décrit ciûdessus, I'affichage ayant la fonction de détection multiûtactile comporte une couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible CONV et le transistor TFT destiné à détecter une lumière TFTSS pour détecter de multiples zones tactiles de l'affichage. L'affichage est également relativement mince. 1 o Bien que la présente invention ait été expliquée au moyen des modes de réalisation représentés sur les dessins décrits ciûdessus, l'homme du métier comprendra que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, mais plutôt que divers changements ou modifications de cellesûci sont possibles sans s'éloigner de l'esprit de l'invention. Par conséquent, la portée de l'invention devra être uniquement déter- 15 minée selon les revendications annexées et leurs équivalents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ciûdessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. VdiIRSCH6ABREVETSVBrevets'~26800`,26880-070726-textepourdepot doc - 27 juillet 2007 - 12!18

Claims (25)

REVENDICATIONS

1. Ecrari d'affichage à détection tactile comprenant : - un substrat transparent supérieur (41) ; - un substrat inférieur (42) opposé au substrat supérieur (41) ; - une source de lumière infrarouge (IRS) configurée de façon à éclairer une portion de substrat transparent supérieur (41) ; - une couche de conversion de lumière (CONV) disposée entre les substrats supérieur et inférieur (41, 42) configurée pour convertir la lumière infrarouge reçue par le substrat transparent supérieur (41) en lumière visible ; - une zone de pixel sur le substrat inférieur (42) ayant un transistor à couches minces (TFT) configuré de façon à activer une électrode de pixel (PXLE) ; et - un transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS) dans la zone de pixel, configuré pour détecter la lumière visible fournie par la couche de conver- Sion de lumière (CONV) et sortir un signal de détection de lumière en réponse à celleûci.

2. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 1, dans lequel le substrat transparent supérieur (41) est configuré pour empêcher la lumière infrarouge d'atteindre la couche de conversion de lumière (CONV) si aucun objet ne vient en contact avec une surface du substrat transparent supérieur (41) ; et dans lequel le substrat transparent supérieur (41) est configuré de façon à diriger une portion de la lumière infrarouge vers la couche de conversion de lumière (CONV) lorsqu'un objet vient en contact avec la surface du substrat transparent supé- rieur (41) amenant la lumière infrarouge à être diffusée.

3. Ecrari d'affichage à détection tactile selon la revendication 2, comprenant en outre un circuit de traitement de signal en communication avec le signal de détection de lumière configuré pour mettre en corrélation le signal de détection de lumière avec un ou plusieurs emplacements sur la surface du substrat transparent supérieur (41) en contact avec l'objet.

4. Ecrari d'affichage à détection tactile selon la revendication 1, comprenant en outre une matrice (BM) de zones de pixels ayant chacune un transistor à couches minces de pixel configuré pour activer une électrode de pixel (PXLE) correspondante.

5. Ecrari d'affichage à détection tactile selon la revendication 4, dans lequel chaque zone de pixel comprend en outre un transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS). /11IRSCH6'BREV'ETS'Bre,ets.J6800` 26880-070726-textepourdepot. doc - 27 juillet 2007 - 13/18 2906379 14

6. Ecrarl d'affichage à détection tactile selon la revendication 4, dans lequel certaines des zones de pixels comportent un transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS).

7. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 1, compre-5 nant en outre un second transistor à couches minces (TFT2) en communication avec le transistor à détection de lumière (TFTSS).

8. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 7, dans lequel le second transistor à couches minces (TFT2) facilite la sortie du signal de détection de lumière. 10

9. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 8, comprenant en outre une ligne de grille (GL) connectée au transistor à couches minces de pixel respectif et au transistor à détection de lumière (TFTSS) respectif pour faciliter une identification des emplacements de pixels là où les transistors à détection de lumière (TFTSS) ont reçu la lumière visible. 15

10. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 8, comprenant en outre une ligne de données (DL) connectée au transistor à couches minces de pixel respectif, dans lequel l'activation aussi bien de la ligne de données (DL) que de la ligne de grille (GL) active l'électrode de pixel (PXLE) correspondante.

11. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 10, 20 comprenant en outre une matrice (BM) de zones de pixels, chaque zone de pixel ayant un transistor à couches minces de pixel, et certaines des zones de pixels ayant un transistor à couches minces à détection de lumière (TFTSS), dans lequel l'identification des lignes de grille et de données (GL, DL) qui activent un transistor à couches minces de pixel sélectionné facilitent l'identification d'un transistor à détec- 25 Lion de lumière (TFTSS) actif correspondant.

12. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 11, comprenant en outre un circuit de traitement d'images configuré de façon à analyser les emplacements dune pluralité de transistors à détection de lumière (TFTSS) actifs sur la base des lignes de grille et de données (GL, DL) des transistors à couches 30 minces de pixel correspondants pour détecter un ou plusieurs centres tactiles.

13. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 12, dans lequel le circuit de traitement d'images est configuré de façon à identifier une limite associée aux centres tactiles.

14. Ecran d'affichage à détection tactile selon la revendication 1, dans 35 lequel la source de lumière infrarouge (IRS) éclaire le substrat transparent supérieur (41) le long d'un ou plusieurs de ces bords.

15. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile, comprenant : " lIRSCH6 BREV ETS\Brevets\26800'\'26880-070726-texicpourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 14/18 2906379 15 - une source de lumière infrarouge (IRS) qui rayonne une lumière infrarouge ; et - un panneau d'affichage (40) qui comporte un premier substrat transparent qui guide la lumière infrarouge, une couche de conversion de rayon infrarouge en rayon 5 visible (CONV) formée sur le premier substrat transparent pour convertir la lumière infrarouge du premier substrat transparent en un rayon visible, et un capteur optique situé sous le premier substrat transparent pour détecter le rayon visible.

16. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 15, comprenant en outre : 10 - une unité de rétroéclairage (50) située sous le panneau d'affichage (40) pour rayonner une lumière vers le panneau d'affichage (40).

17. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 15, dans lequel le panneau d'affichage (40) comporte : - un second substrat transparent sur lequel le capteur optique est formé ; et 15 - une couche de cristaux liquides (LC) formée entre les substrats transparents.

18. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 17, dans lequel le second substrat transparent comporte : -une pluralité de lignes de données (DL) auxquelles une tension de données est délivrée ; 20 - une pluralité de lignes de grille (GL) croisées par les lignes de données (DL), et alimentées séquentiellement par une impulsion de balayage ; - une pluralité de lignes de lecture (ROL) parallèles aux lignes de données (DL) configurées pour sortir un signal de détection de rayons infrarouges correspondant à une lumière infrarouge réfléchie depuis le premier substrat transparent ; 25 - une électrode de pixel (PXLE) formée au niveau d'une zone de pixel définie par la ligne de données (DL), la ligne de grille (GL), et la ligne de lecture (ROL) ; une pluralité de premiers transistors à couches minces (TFT1) formés au niveau d'une partie de croisement des lignes de grille (GL), configurés de façon à alimenter en tension de données l'électrode de pixel (PXLE) en réponse à l'impulsion 30 de balayage ; - une pluralité de premières lignes d'alimentation (VL1) en tension d'excitation parallèles aux lignes de grille (GL) pour alimenter en tension d'excitation de haut niveau le capteur optique ; - une pluralité de secondes lignes d'alimentation (VL2) en tension d'excitation 35 parallèles aux lignes de grille (GL) et aux premières lignes d'alimentation en tension d'excitation, pour alimenter en tension d'excitation de bas niveau le capteur de rayons infrarouges ; \HIRSCH6ABREVETS Bresets',26800. 26880-070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 15/18 2906379 16 - un premier condensateur de stockage (Cstl) chargeant une charge électrique à partir du capteur optique ; - un second condensateur de stockage (Cst2) formé entre l'électrode de pixel (PXLE) et la ligne de grille (GL) pour maintenir une tension de l'électrode de pixel 5 (PXLE) ; et - une pluralité de seconds transistors à couches minces (TFT2) formés au niveau d'une partie de croisement des lignes de grille (GL) et des lignes de lecture (ROL), et en communication avec le premier condensateur de stockage (Cst1) pour alimenter en charge électrique provenant d'un premier condensateur de stockage 10 (Cstl) les lignes de lecture (ROL) en réponse à l'impulsion de balayage.

19. Affichage ayant une fonction de détection multiùtactile selon la revendication 18, dans lequel le capteur optique comprend : - un transistor à couches minces (TFT) excité par la tension d'excitation de haut niveau et la tension d'excitation de bas niveau pour amener une circulation de 15 courant entre son électrode source (SE) et son électrode drain (DE).

20. Affichage ayant une fonction de détection multiùtactile selon la revendication 19, dans lequel le capteur optique comporte : - une électrode grille (GE) formée solidairement avec la seconde ligne d'alimentation (VL2) en tension d'excitation ; 20 - une couche semiùconductrice chevauchant l'électrode grille (GE) avec un film d'isolation (101) entre elles ; - une électrode source (SE) connectée à la première ligne d'alimentation (VL1) en tension d'excitation sur la couche semiùconductrice ; et - une électrode drain (DE) opposée à l'électrode source (SE) sur la couche 25 semiùconductrice.

21. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 18, dans lequel le premier substrat transparent comporte en outre : - des filtres colorés rouge, vert, et bleu (RCF, GCF, BCF) formés au niveau de la même couche que la couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible 30 (CONV) ; et - une matrice à fond noir (BM) qui est formée au niveau d'une limite entre les zones de pixels et au niveau d'une zone correspondant aux premier et second transistors à couches minces (TFT1, TFT2) pour protéger une lumière infrarouge qui est incidente dans les premier et second transistors à couches minces (TFTI, TFT2). 35

22. Affichage ayant une fonction de détection multiùtactile selon la revendication 18, comportant en outre : - une pluralité de circuits intégrés de données (71) connectés aux lignes de données (DL) pour convertir des données vidéo numériques d'images tactiles géné-VVi1RSCH61.BREV ETSVBrevets,26800,26880-070726-textepourdcpot.doc 27 juillet 2007 - 16/18 2906379 17 rées par un toucher physique venant en contact avec le panneau d'affichage (40), en tension de données à délivrer aux lignes de données (DL) ; - une pluralité de circuits intégrés de grille (72) connectés aux lignes de grille (GL) pour alimenter séquentiellement en impulsion de balayage les lignes de grille 5 (GL) ; -un circuit intégré de lecture (73) connecté aux lignes de lecture (ROL) pour amplifier une charge électrique provenant des lignes de lecture (ROL), afin de sortir de ce fait une tension amplifiée ; - une carte numérique (74) configurée pour commander les circuits intégrés 10 (72) et les données vidéo numériques de l'image tactile ; et - une carte de circuit imprimé système (75) connectée à la carte numérique (74).

23. Affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 22, dans lequel la carte numérique (74) pour la carte de circuit imprimé 15 système (75) comporte un circuit de traitement d'images tactiles numériques configuré pour analyser un dessin des images tactiles afin de détecter un centre des images tactiles.

24. Procédé d'excitation d'un affichage ayant une fonction de détection multiûtactile comprenant les étapes consistant à : 20 - irradier un premier substrat transparent au moyen d'une lumière infrarouge ; -convertir la lumière infrarouge réfléchie depuis une surface du premier substrat transparent en un rayon visible au moyen d'une couche de conversion de rayon infrarouge en rayon visible (CONV) formée sur le premier substrat transparent ; et

25 - détecter le rayon visible au moyen d'un capteur optique situé sous le premier substrat transparent. 25. Procédé destiné à exciter l'affichage ayant une fonction de détection multiûtactile selon la revendication 24, comportant les étapes consistant à : - irradier un panneau d'affichage (40) au moyen d'une lumière générée par une 30 unité de rétroéclairage (50) située sous le panneau d'affichage (40) ; et - afficher une image tactile de la surface du premier substrat transparent sur le panneau d'affichage (40). V`HIRSCH6,BREVETS`Brevets'226800'16880-070726-textepourdepot.doc - 27 juillet 2007 - 17'18