CN103713778B - 用于光控显示装置的彩膜基板及制备方法、光控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于光控显示装置的彩膜基板及制备方法、光控显示装置，涉及显示领域，能够通过激光笔等光源对显示屏进行遥感操控。本发明所述用于光控显示装置的彩膜基板，包括：基板，设置在所述基板上的彩膜层，还包括：用于激光定位的光控电路单元，所述光控电路单元包括：驱动电极；第一光敏半导体和第二光敏半导体；隔着第一绝缘层彼此交错的第一光控感应线和第二光控感应线，所述第一光控感应线通过所述第一光敏半导体连接到所述驱动电极，所述第二光控感应线通过所述第二光敏半导体连接到所述驱动电极。本发明适用于某些特殊环境下，需要远距离对显示屏进行操控的应用场景。

Description

用于光控显示装置的彩膜基板及制备方法、光控显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种用于光控显示装置的彩膜基板及制备方法、光控显示装置。

背景技术

触摸显示屏作为一种特殊的计算机外设，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式；它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。

但在某些特殊环境下，如化学生产车间等一些对人体危害较大的场所，需要能够通过激光笔等激光源对显示屏进行遥感操控，在该种应用场景下现有触摸显示屏并不能满足实际需要。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于光控显示装置的彩膜基板及制备方法、光控显示装置，能够通过激光笔等光源对显示屏进行遥感操控。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种用于光控显示装置的彩膜基板，包括：基板，设置在所述基板上的彩膜层，还包括：用于激光定位的光控电路单元，所述光控电路单元包括：

驱动电极；第一光敏半导体和第二光敏半导体；隔着第一绝缘层彼此交错的第一光控感应线和第二光控感应线，所述第一光控感应线通过所述第一光敏半导体连接到所述驱动电极，所述第二光控感应线通过所述第二光敏半导体连接到所述驱动电极。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一光敏半导体和所述第二光敏半导体同层设置；且，

所述第一光敏半导体和所述第二光敏半导体均位于所述驱动电极上，在底部与所述驱动电极相连。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，彩膜基板，还包括：

第二绝缘层，覆盖在所述第一光敏半导体及所述第二光敏半导体上；

所述第一光控感应线、所述第一绝缘层和所述第二光控感应线依次设置在所述第二绝缘层上；所述第一光控感应线通过贯穿第二绝缘层的第一过孔，与所述第一光敏半导体相连；所述第二光控感应线通过贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的第二过孔，与所述第二光敏半导体相连。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述彩膜层设置在所述第二光控感应线的上方。

结合第一方面的上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一光敏半导体和第二光敏半导体均为掺杂的非晶硅PN结二极管。

结合第一方面可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述驱动电极为公共电极。

结合第一方面可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述彩膜层包括：黑矩阵和由所述黑矩阵分隔开的彩膜色块。

第二方面，本发明实施例还提供一种光控显示装置，包括：任一项所述的彩膜基板。

第三方面，本发明实施例还提供一种彩膜基板的制备方法，包括：

在基板上形成一层透明导电膜作为驱动电极；

在形成有透明导电膜的基板上形成光敏半导体膜，并通过构图工艺形成第一光敏半导体和第二光敏半导体；

在形成有透明导电膜、第一和第二光敏半导体的基板上，形成第二绝缘层及贯穿第二绝缘层的第一过孔；

形成第一光控感应线，所述第一光控感应线通过所述第一过孔与所述第一光敏半导体相连；

在完成上述步骤的基板上，形成第一绝缘层以及贯穿第一、第二绝缘层的第二过孔；

形成第二光控感应线，所述第二光控感应线通过所述第二过孔与所述第二光敏半导体相连。

结合第三方面，在第三方面的一种可能的实现方式中，所述形成第二光控感应线之后，还包括：制作黑矩阵和彩膜色块，形成彩膜层。

本发明实施例提供一种用于光控显示装置的彩膜基板及其制备方法、光控显示装置，设置有用于激光定位的光控电路单元，所述光控电路单元中第一、第二光控感应线彼此交叉，且均通过光敏半导体（第一、第二光敏半导体的统称）连接到驱动电极，当一定强度和特定波长的光照射到光敏半导体时，光敏半导体处于导体状态，由于驱动电极和第一、第二光控感应线间存在压差从而产生电流，这种电流信号能很快的被外围芯片捕获到，继而根据第一、第二光控感应线的坐标就能确定出被光照射的部位，从而实现通过激光笔等光源对显示屏进行远距离遥感操控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种用于光控显示装置的彩膜基板的平面结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种用于光控显示装置的彩膜基板的截面结构示意图；

图3为本发明实施例二中阵列基板的平面结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的彩膜基板的制备方法流程图。

附图标记

10-基板，11-驱动电极，121-第一光敏半导体，122-第二光敏半导体，

13-第二绝缘层，14-第一光控感应线，15-第一绝缘层，16-第二光控感应线，

17-黑矩阵，18-色阻块，19-隔垫物，141-第一光控感应引线，

161-第二光控感应引线，111-驱动引线，151-第一引线孔，

152-第二引线孔，20-阵列基板，21-数据线，22-栅线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所述的“第一”，“第二”仅便于在叙述中进行区分，并不具有数量上的意义。

实施例一

本发明实施例提供一种用于光控显示装置的彩膜基板，如图1和图2所示，包括：基板10，设置在基板10上的彩膜层，本实施例所述彩膜基板还包括：还包括：用于激光定位的光控电路单元，所述光控电路单元包括：驱动电极11；第一光敏半导体121和第二光敏半导体122；隔着第一绝缘层15彼此交叉的第一光控感应线14和第二光控感应线16，第一光控感应线14通过第一光敏半导体121连接到驱动电极11，第二光控感应线16通过第二光敏半导体122连接到驱动电极11。

本实施例中的驱动电极11，一般为形成于基板10上的透明导电膜，驱动电极11输入驱动电压信号。当然，也可以利用现有彩膜基板上已有的透明导电膜（ITO，Indium Tin Oxides），一种可选的实施方式中，驱动电极11和公共电极可以共用一层ITO，这时驱动电压即为公共电压。所述的第一光控感应线14和第二光控感应线16隔着第一绝缘层15彼此交叉，其形成过程可参照现有触摸屏的触控发射线和触控感应线，其制备材料可以是铝、钼、铜（Al/Mo/Cu）等金属材料或是ITO。

本实施例所述的光敏半导体（第一光敏半导体121和第二光敏半导体122的统称），又称光敏电阻，常用制造材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料，这些材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性，一般可分为三种：紫外光敏材料、红外光敏材料、和可见光敏材料。光敏半导体的工作原理是基于内光电效应，当光敏半导体受到光的照射时，半导体内激发出电子-空穴对，参与导电，使电路中电流增强，光敏半导体处于导通状态；当入射光消失后，由光子激发产生的电子-空穴对将复合，光敏半导体的阻值也就恢复原值。

本实施例所述光控电路单元，其中的光敏半导体一端连接到光控感应线（第一光控感应线14或第二光控感应线16），另一端连接到驱动电极11，当一定强度和特定波长的光照射到光敏半导体时，光敏半导体处于导体状态，由于驱动电极11和第一光控感应线14（光控感应线X）、驱动电极11和第二光控感应线16（光控感应线Y）存在的压差而产生电流，这种电流信号能很快的被外围芯片（图中未示出）捕获到，从而根据X和Y的坐标就能定出被光照射的部位，能够利用激光笔等光源对显示屏进行遥感操控。其中，光敏半导体的数目、分布面积可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不加限定。第一光敏半导体和第二光敏半导体在保证绝缘的前提下其间距尽可能减小，具体间距取值与感应点面积及操控光斑的面积设计要求有关。

本发明实施例对彩膜基板各膜层具体的设置方式不做限定，可以是本领域技术人员所熟知的任意实现方式，只需满足光敏半导体不被遮挡既可。

一种可选地具体实施方式中，驱动电极11设置在基板10上；驱动电极11之上设置第一光敏半导体121和第二光敏半导体122，第一光敏半导体121和第二光敏半导体122同层设置；且，在底部与驱动电极11相连；第二绝缘层13覆盖在第一光敏半导体121及第二光敏半导体122之上；第一光控感应线14、第一绝缘层15和第二光控感应线16依次设置在第二绝缘层13上，第一光控感应线14通过贯穿第二绝缘层13的第一过孔，与第一光敏半导体121相连，第二光控感应线16通过贯穿第一绝缘层15和第二绝缘层13的第二过孔，与第二光敏半导体122相连。在设置有上述膜层的基板表面，即第二光控感应线16所在层的上方设置彩膜层，其中，彩膜层一般包括黑矩阵17和由黑矩阵17分隔开的色阻块18，通常情况下为红/绿/蓝色阻块（R/G/B）。在彩膜层中黑矩阵17的上方还设置有隔垫物19。

其中，第一光控感应线14和第二光控感应线16隔着第一绝缘层15彼此交叉，优选地，如图1所示，第一光控感应线14和第二光控感应线16分布在黑矩阵17的遮挡位置，即像素的边缘。用于连接第一光控感应线14和驱动电极11的第一光敏半导体121，以及用于连接第二光控感应线16和驱动电极11的第二光敏半导体122，均可设置在像素的一边角区域，而彩膜层在与该边角区域对应的地方（即第一光敏半导体121和第二光敏半导体122的上方）留白，不涂敷色胶，其余区域仍然涂敷色胶形成色阻块18，如图1中所示，第一光敏半导体121和第二光敏半导体122可对应设置在蓝像素B的上部。

其中优选地，所述第一、第二光敏半导体为掺杂的非晶硅PN结二极管。

另外，需要说明的是，如图2所示，在彩膜基板边缘还设置有贯穿第一绝缘层15的第一引线孔151，贯穿第一绝缘层15和第二绝缘层13的第二引线孔152，第一光控感应线14自第一引线孔151引出，形成第一光控感应引线141（光控感应线X pad）；第二光控感应线16直接在基板边缘形成第二光控感应引线161（光控感应线Y pad）；驱动电极11第二引线孔152引出，形成驱动引线111（驱动pad）。第一光控感应引线141和第二光控感应引线161与外围芯片相连，驱动引线111输入驱动电压（如果驱动电极11和公共电极公用一层ITO，驱动引线111则输入公共电压VCOM）。

本实施例所述用于光控显示装置的彩膜基板，设置有用于激光定位的光控电路单元，可接收激光笔等激光源对显示屏进行遥感操控。而且，本实施例将光控电路做在彩膜上，第一、第二光控感应线位于黑矩阵的遮挡位置，能够增大像素的开口率，并降低工艺难度，提升工艺良率。

实施例二

本发明实施例还提供一种光控显示装置，其包括实施例一中所述的任意一种彩膜基板。该光控显示装置包括：彩膜基板和阵列基板20，所述阵列基板20如图3所示，包括：由栅线22和数据线21限定的数个像素单元，每个像素单元内形成有薄膜晶体管和像素电极；所述彩膜基板如图2所示，包括：用于激光定位的光控电路单元、彩膜色块（R/G/B）18、黑矩阵BM17和隔垫物19，所述光控电路单元包括:驱动电极11；第一光敏半导体121和第二光敏半导体122；隔着第一绝缘层15彼此交叉的第一光控感应线14和第二光控感应线16，第一光控感应线14通过第一光敏半导体121连接到驱动电极11，第二光控感应线16通过第二光敏半导体122连接到驱动电极11。

所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。所述显示装置可接收激光笔等激光源对显示屏进行遥感操控，同时还能够增大像素的开口率，并降低工艺难度，提升工艺良率。

实施例三

本发明实施例提供一种彩膜基板的制备方法，所述彩膜基板适用于光控显示装置，该方法包括如图4所示的步骤，为便于理解，形成彩膜基板的下述步骤可参照图2所示：

S101、在基板上形成一层透明导电膜作为驱动电极；所述透明导电膜可输入驱动电压，作为激光定位单元的驱动电极11。

S102、在形成有透明导电膜的基板上形成光敏半导体膜，并通过构图工艺形成第一光敏半导体121和第二光敏半导体122。

S103、在形成有透明导电膜、第一和第二光敏半导体的基板上，形成第二绝缘层13及贯穿第二绝缘层的第一过孔。

S104、形成第一光控感应线14，第一光控感应线14通过第一过孔与第一光敏半导体121相连。

S105、在完成上述步骤的基板上，形成第一绝缘层以及贯穿第一、第二绝缘层的第二过孔。

S106、形成第二光控感应线16，第二光控感应线16通过第二过孔与第二光敏半导体122相连。

本实施例彩膜基板的形成工艺与传统的彩膜形成工艺不同，首先，在基板上形成一层ITO作为驱动电极11，如图2中11所示，该层ITO还可与传统彩膜基板上的公共电极公用；其次，再在基板上形成一层光敏半导体薄膜，经刻蚀形成第一、第二光敏半导体，如图2中121和122所示，所述第一、第二光敏半导体可为一种掺杂的a-Si PN节二极管；其次，在彩膜基板上形成一层有机绝缘膜（即第二绝缘层13），作用是将驱动电极11与第一光控感应线14绝缘开，该有机绝缘膜可为一种PR（感光树脂）材料，直接经过曝光和显影即可形成如图2中13所示的结构。其次，再形成一层导电膜，经刻蚀形成第一光控感应线14，结构如图4中14所示，其中导电膜材料可以是Al/Mo/Cu等金属材料或是ITO；然后，在基板上形成一层有机绝缘膜（绝缘层15），作用是将第一光控感应线14和第二光控感应线16绝缘，并在第一、第二光敏半导体处分别形成过孔，作用是使第一光控感应线14和第一光敏半导体121接触，第二光控感应线16和第二光敏半导体122接触；然后再在基板上形成一层导电膜，导电膜材料可以是Al/Mo/Cu等金属材料或是ITO，导电膜经刻蚀形成第二光控感应线16；最后，再按照传统的彩膜成膜工艺形成黑矩阵17（BM）、彩膜色块18（R/G/B）和隔垫物19（PS）。

光控显示装置的阵列基板，可采用传统的阵列（array）工艺完成，如图3所示。先采用本实施例所述方法制成彩膜基板，然后与图3所示阵列基板进行对盒，继续后继工序，形成具有激光定位功能的光控显示装置。

本发明所述光控显示装置适用于一些不能或不方便通过直接触控显示屏进行操作的场景，如化学生产车间等一些对人体危害较大的场所等，或者，利用显示屏进行授课、演讲时。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于光控显示装置的彩膜基板，包括：基板，设置在所述基板上的彩膜层，其特征在于，还包括：用于激光定位的光控电路单元，所述光控电路单元包括：

驱动电极；

第一光敏半导体和第二光敏半导体；

隔着第一绝缘层彼此交叉的第一光控感应线和第二光控感应线，所述第一光控感应线通过所述第一光敏半导体连接到所述驱动电极，所述第二光控感应线通过所述第二光敏半导体连接到所述驱动电极；

所述第一光敏半导体和所述第二光敏半导体同层设置；且，

所述第一光敏半导体和所述第二光敏半导体均位于所述驱动电极上，在底部与所述驱动电极相连；

所述彩膜基板还包括：

第二绝缘层，覆盖在所述第一光敏半导体及所述第二光敏半导体上；

所述第一光控感应线、所述第一绝缘层和所述第二光控感应线依次设置在所述第二绝缘层上；所述第一光控感应线通过贯穿第二绝缘层的第一过孔，与所述第一光敏半导体相连；所述第二光控感应线通过贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的第二过孔，与所述第二光敏半导体相连；

所述第一光控感应线和所述第二光控感应线的材料是金属材料；或，所述第一光控感应线和所述第二光控感应线的材料是ITO。

2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，

所述彩膜层设置在所述光控电路单元的上方。

3.根据权利要求1-2任一项所述的彩膜基板，其特征在于，

所述第一光敏半导体和第二光敏半导体均为掺杂的非晶硅PN结二极管。

4.根据权利要求1-2任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述驱动电极为公共电极。

5.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜层包括：黑矩阵和由所述黑矩阵分隔开的彩膜色块。

6.一种光控显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-5任一项所述的彩膜基板。

7.一种彩膜基板的制备方法，其特征在于，包括：

在基板上形成一层透明导电膜作为驱动电极；

在形成有透明导电膜的基板上形成光敏半导体膜，并通过构图工艺形成第一光敏半导体和第二光敏半导体；

在形成有透明导电膜、第一和第二光敏半导体的基板上，形成第二绝缘层及贯穿第二绝缘层的第一过孔；

形成第一光控感应线，所述第一光控感应线通过所述第一过孔与所述第一光敏半导体相连；

在形成有第一光控感应线的基板上，形成第一绝缘层以及贯穿第一、第二绝缘层的第二过孔；

形成第二光控感应线，所述第二光控感应线通过所述第二过孔与所述第二光敏半导体相连。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述形成第二光控感应线之后，还包括：

制作黑矩阵和彩膜色块，形成彩膜层。