CN108376695B - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板和显示装置，显示面板包括：基板；主动开关，主动开关设置于基板上，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关，主动开关包括铟镓锌氧化物层；像素，像素设置于基板上，像素与第一主动开关耦接，像素包括量子点发光二极管；光传感器，光传感器设置于基板上，光传感器与第二主动开关耦接，光传感器包括量子点光传感层。量子点光传感层内通常含有制造光传感器例如光电二极管的材料，同时量子点光传感层具有光谱可调性以及环境稳定性。铟镓锌氧化物层解决了面板的均匀性的问题。它的驱动电压低，省电节能。合理利用器件提高显示品味、提升用户的视觉体验。

Description

一种显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板和显示装置。
背景技术
现有的显示器一般都基于主动开关进行控制，具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，主要包括液晶显示器、OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示器、QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes)显示器、等离子显示器等、从外观结构来看，既有平面型显示器、也有曲面型显示器。
对于液晶显示器，包括液晶面板及背光模组(Backlight Module)两大部分，液晶显示器的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，并在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。
对于OLED显示器，采用机发光二极管自发光来进行显示，具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。
QLED显示器结构与OLED技术非常相似，主要区别在于QLED的发光中心由量子点(Quantum dots)物质构成。其结构是两侧电子(Flectron)和空穴(Hole)在量子点层中汇聚后形成光子(Exciton)，并且通过光子的重组发光。
然而，随着液晶显示器(LCD)产品的逐步发展，如何让LCD具备更加优异的性能成为人们思考和改进的方向，例如，如何更好的利用量子点技术。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种调节效果更佳的显示面板。
为解决上述问题，本发明提供一种显示面板。
一种显示面板，所述显示面板包括：
基板；
主动开关，所述主动开关设置于所述基板上，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关，所述主动开关包括铟镓锌氧化物层；
像素，所述像素设置于所述基板上，所述像素与所述第一主动开关耦接，所述像素包括量子点发光二极管；
光传感器，所述光传感器设置于所述基板上，所述光传感器与所述第二主动开关耦接，所述光传感器包括量子点光传感层；
其中，所述主动开关包括在所述基板上依次排布的栅极层、栅极绝缘层、所述铟镓锌氧化物层、蚀刻阻障层、金属层、像素电极层。
其中，所述光传感器为PIN型光电二极管。PIN型光电二极管包括从所述基板方向起依次排布的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
其中，所述量子点发光二极管包括从所述基板方向起依次排布的阴极层、量子点层、阳极层。这里是量子点发光二极管(QLED)的一种具体结构。
其中，所述量子点发光二极管设置在所述蚀刻阻障层的上方，所述量子点层设置于所述金属层与所述像素电极层之间，所述像素电极层用作所述量子点层的阳极，所述金属层用作所述量子点层的阴极。作为像素的QLED与主动开关的耦接通过金属层与像素电极层的运用形式实现，一个主动开关可以与一个对应的像素耦接，合理利用，发挥两器件正常功用的同时减小占用空间、节省成本。
其中，所述蚀刻阻障层上设置有过孔，所述金属层经过所述过孔与所述铟镓锌氧化物层连接。这里是主动开关上铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，IGZO)层以及蚀刻阻障(Etch Stop Layer，ESL)层的设置。
其中，所述量子点光传感层包括介孔框架，所述介孔框架为自组装介孔氧化硅框架，所述介孔框架内设置有孔洞，所述孔洞内设置有有机模板，所述有机模板与所述孔洞的内壁之间设置有缝隙；所述缝隙内设置有所述量子点。其中，所述量子点发光层包括介孔框架，所述介孔框架为自组装介孔氧化硅框架，所述介孔框架内设置有孔洞，所述孔洞内设置有有机模板，所述有机模板与所述孔洞的内壁之间设置有缝隙；所述缝隙内设置有所述量子点。利用介孔框架内设置量子点，调整与控制量子点的大小与其排布的均匀性，进而调节因量子点大小不同而具有不同发光颜色的发光二极管，便能实现主动发光显示面板中不同发光颜色的光的调控均匀性，提升显示品味与用户的视觉体验。此为一种具体的二氧化硅框架结构，采用孔洞结构方便采用自组装分子模板溶液氧化物的实施。分子模板有很好的定型效果，可以让量子点较为均匀地散布于有机模板与所述孔洞的内壁之间设置的缝隙内。羟基通过范德华力与量子点采用的材料结合，以便在介孔框架形成了量子点。
其中，所述孔洞的直径大小为2-7纳米。这里是孔洞大小的具体设置实施方式。
其中，所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁，所述孔壁的厚度为1-2纳米。这里是孔壁的一种材料选择以及厚度的一种设置实施方式。
本发明的另一个目的在于提供一种调节效果更佳的显示面板。
一种显示面板，所述显示面板包括：
基板；
主动开关，所述主动开关设置于所述基板上，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关，所述主动开关包括铟镓锌氧化物层；
像素，所述像素设置于所述基板上，所述像素与所述第一主动开关耦接，所述像素包括量子点发光二极管；
光传感器，所述光传感器设置于所述基板上，所述光传感器与所述第二主动开关耦接，所述光传感器包括量子点光传感层；
其中，所述量子点发光二极管包括从所述基板方向起依次排布的阴极层、量子点薄膜、阳极层；
其中，所述主动开关包括在所述基板上依次排布的栅极层、栅极绝缘层、所述铟镓锌氧化物层、蚀刻阻障层、金属层、像素电极层；
所述量子点发光二极管设置在所述蚀刻阻障层的上方，所述量子点薄膜设置于所述金属层与所述像素电极层之间，所述像素电极层用作所述量子点薄膜的阳极，所述金属层用作所述量子点薄膜的阴极。
本发明的另一个目的在于提供一种调节效果更佳的显示装置。
一种显示装置，包括：控制部件，以及上述的显示面板。
本发明中量子点光传感层内通常含有制造光传感器例如光电二极管的材料，同时量子点光传感层具有光谱可调性以及环境稳定性。铟镓锌氧化物层作为主动开关中的沟道层，铟镓锌氧化物的形态是非晶的，解决了了晶粒大小来限制面板的均匀性的问题。同时它的驱动电压很低，可以小于1V，省电节能。合理利用器件提高显示品味、提升用户的视觉体验。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明一个实施例显示面板的结构示意图；
图2是本发明一个实施例显示面板的介孔框架的结构示图；
图3是本发明一个实施例显示面板中介孔材料的形成步骤示图；
图4是本发明实施例显示装置的示意图。
其中，10、基板；23、阴极层；24、量子点层；25、阳极层；3、介孔框架；31、孔洞；32、孔壁；4、钝化层；51、栅极层；52、栅极绝缘层层；53、铟镓锌氧化物层；54、蚀刻阻障层；55、金属层；56、像素电极层；100、显示装置；200、控制部件；300、显示面板。
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是耦接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
下面参考附图1至图4实施例进一步详细描述本发明的显示面板及显示装置。
作为本发明的一个实施例，如图1所示(包括钝化层4)，所述显示面板包括：
基板10；
主动开关，所述主动开关设置于所述基板10上，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关，所述主动开关包括铟镓锌氧化物层53；
像素，所述像素设置于所述基板10上，所述像素与所述第一主动开关耦接，所述像素包括量子点发光二极管；
光传感器，所述光传感器设置于所述基板上，所述光传感器与所述第二主动开关耦接，所述光传感器包括量子点光传感层。
所述主动开关包括在所述基板上依次排布的栅极层51、栅极绝缘层52、所述铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，IGZO)层53、蚀刻阻障(Etch Stop Layer，ESL)层54、金属层55、像素电极层56。通过光传感器采集环境光亮度，将光信号转化为电信号，通过信号处理器控制，达到调节显示亮度的目的。量子点光传感层内通常含有制造光传感器例如光电二极管的材料，同时量子点光传感层具有光谱可调性以及环境稳定性。铟镓锌氧化物层作为主动开关中的沟道层，铟镓锌氧化物的形态是非晶的，解决了了晶粒大小来限制面板的均匀性的问题。同时它的驱动电压很低，可以小于1V，省电节能。合理利用器件提高显示品味、提升用户的视觉体验。
作为本发明的又一个实施例，如图1-3所示，所述显示面板包括：基板10；主动开关，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关，所述主动开关设置于所述基板10上，所述主动开关包括铟镓锌氧化物层53；像素，所述像素设置于所述基板10上，所述像素与所述第一主动开关耦接，所述像素包括量子点发光二极管；光传感器，所述光传感器设置于所述基板10上，所述光传感器与所述第二主动开关耦接，所述光传感器包括量子点光传感层。所述量子点发光二极管包括从所述基板10方向起依次排布的阴极层23、量子点层24、阳极层25。所述主动开关包括在所述基板上依次排布的栅极层51、栅极绝缘层52、所述铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，IGZO)层53、蚀刻阻障(Etch Stop Layer，ESL)层54、金属层55、像素电极层56；所述量子点发光二极管设置在所述蚀刻阻障层54的上方，所述量子点层24设置于所述金属层55与所述像素电极层56之间，所述像素电极层56用作所述量子点层24的阳极，所述金属层55用作所述量子点层24的阴极。
量子点光传感层内通常含有制造光传感器例如光电二极管的材料，同时量子点光传感层具有光谱可调性以及环境稳定性。铟镓锌氧化物层作为主动开关中的沟道层，铟镓锌氧化物的形态是非晶的，解决了了晶粒大小来限制面板的均匀性的问题。同时它的驱动电压很低，可以小于1V，省电节能。合理利用器件提高显示品味、提升用户的视觉体验。作为像素的QLED与主动开关的耦接通过金属层55与像素电极层56的运用形式实现，一个主动开关可以与一个对应的像素耦接，合理利用，发挥两器件正常功用的同时减小占用空间、节省成本。所述蚀刻阻障层54上设置有过孔，所述金属层55经过所述过孔与所述铟镓锌氧化物层53连接。
其中，所述量子点层24包括依次排布的空穴注射层、空穴传输层、量子点发光层、电子传输层、电子注射层，所述空穴注射层设置在靠近所述基板10一侧，所述电子注射层设置在远离所述基板10一侧。由Charge injection而来，首先，当施加一个正外向偏压，空穴和电子客服界面能障，经由阳极和阴极注入，分别进入空穴传输层的价带能级和电子传输层的导能带；然后，空穴和电子因外部的驱动下，经空穴传输层和电子传输层的传输到达发光层量子点，此时因为界面的能阶差，使得界面会有电荷的累积；最后，当电子、空穴在量子点呢你再结合后，形成一激发子，次激发态在一般的环境中是不稳定的，能量将以光或者热的形式释放出来而回到稳定的基态，因此电致发光是一个电流驱动的现象。
如图2所示，所述量子点光传感层24包括介孔框架3，所述介孔框架3为自组装介孔氧化硅框架，所述介孔框架3内设置有孔洞31，所述孔洞31内设置有有机模板，所述有机模板与所述孔洞31的内壁之间设置有缝隙；所述缝隙内设置有所述量子点。其中，所述量子点发光层包括介孔框架3，所述介孔框架3为自组装介孔氧化硅框架，所述介孔框架3内设置有孔洞31，所述孔洞31内设置有有机模板，所述有机模板与所述孔洞31的内壁之间设置有缝隙；所述缝隙内设置有所述量子点。利用介孔框架3内设置量子点，调整与控制量子点的大小与其排布的均匀性，进而调节因量子点大小不同而具有不同发光颜色的发光二极管，便能实现主动发光显示面板中不同发光颜色的光的调控均匀性，提升显示品味与用户的视觉体验。此为一种具体的二氧化硅框架结构，采用孔洞31结构方便采用自组装分子模板溶液氧化物的实施。分子模板有很好的定型效果，可以让量子点较为均匀地散布于有机模板与所述孔洞31的内壁之间设置的缝隙内。羟基通过范德华力与量子点采用的材料结合，以便在介孔框架3形成了量子点。所述孔洞31的直径大小为2-7纳米；所述孔洞31的内壁为二氧化硅孔壁32，所述孔壁32的厚度为1-2纳米。
其中，所述量子点采用III-V族化合物半导体材料纳米材料，所述III-V族化合物半导体材料包括砷化镓；
或者，所述量子点采用氮化镓纳米材料；
或者，所述量子点采用铟镓锌氧化物纳米材料；
或者，所述量子点采用硅纳米材料；
或者，所述量子点采用锗纳米材料；所述量子点采用上述纳米材料的任意组合或者采用任一一种上述纳米材料。
其中，所述有机模板采用III-V族化合物半导体材料，所述III-V族化合物半导体材料包括砷化镓；或者，所述有机模板采用氮化镓；或者，所述有机模板采用硅；或者，所述有机模板采用锗；或者，所述有机模板采用锗化硅；所述有机模板采用上述材料的任意组合或者采用任一一种上述材料。
所述量子点的半径小于或等于激子波尔半径。由于半径小于或等于材料的激子波尔半径，量子点有着非常显著的量子限域效应。在物理尺寸较小的量子点内，由于载流子在各方向上的运动都受到局限，原本连续的能带结构会变成准分立的能级，使得材料有效带隙增大，进而辐射出能量更高、波长更短的光子。不难看出，对于同一种材料的量子点，随着物理尺寸的不断缩小，其发射光谱就可以实现红光到蓝光的过渡，这也造就了量子点最引人注目的特性——光谱可调性。除此之外，量子点发射光谱半峰宽较窄，有着良好的色纯度和色饱和度。并且量子点是一种无机半导体材料，具有有机发色团无法企及的环境稳定性。量子点采用GaAs等III-V以及GaN、Si、Ge、SiGe作为客体是的羟基(-OH)功能组在孔洞31表面转变成介孔氧化硅的构架部分。
如图3所示，采用溶胶-凝胶法将无机香料Si(OR)4转换成Si(OR)3Si-OH，另一方面，将表面活性剂胶束通过自组装技术排列成六角形胶束棒，将六角形胶束棒和Si(OR)3Si-OH通过协同装配技术自组装，形成有机/无机混杂的介孔结构材料，然后通过干燥和煅烧形成介孔材料。
具体的，所述光传感器为PIN型光电二极管。PIN型光电二极管包括从所述基板方向起依次排布的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
具体的，主动开关可采用薄膜晶体管。
作为本发明的又一个实施例，参考图4，本实施方式公开一种显示装置100。该显示装置100包括控制部件200，以及本发明所述的显示面板300，以上以显示面板为例进行详细说明，需要说明的是，以上对显示面板结构的描述同样适用于本发明实施例的显示装置中。其中，当本发明实施例的显示装置为液晶显示器时，液晶显示器包括有背光模组，背光模组可作为光源，用于供应充足的亮度与分布均匀的光源，本实施例的背光模组可以为前光式，也可以为背光式，需要说明的是，本实施例的背光模组并不限于此。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括：
基板；
主动开关，所述主动开关设置于所述基板上，所述主动开关包括第一主动开关和第二主动开关；
像素，所述像素设置于所述基板上，所述像素与所述第一主动开关耦接，所述像素包括量子点发光二极管；
光传感器，所述光传感器设置于所述基板上，所述光传感器与所述第二主动开关耦接，所述光传感器包括量子点光传感层；
其中，所述主动开关包括在所述基板上依次排布的栅极层、栅极绝缘层、铟镓锌氧化物层、蚀刻阻障层、金属层、像素电极层；
所述量子点光传感层包括介孔框架，所述介孔框架为自组装介孔氧化硅框架，所述介孔框架内设置有孔洞，所述孔洞内设置有有机模板，所述有机模板与所述孔洞的内壁之间设置有缝隙；所述缝隙内设置有量子点；所述量子点的半径小于或等于激子波尔半径。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述光传感器为PIN型光电二极管。
3.如权利要求1-2任一所述的显示面板，其特征在于，所述量子点发光二极管包括从所述基板方向起依次排布的阴极层、量子点薄膜、阳极层。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述蚀刻阻障层上设置有过孔，所述金属层经过所述过孔与所述铟镓锌氧化物层连接。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的直径大小为2-7纳米。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的内壁为二氧化硅孔壁，所述孔壁的厚度为1-2纳米。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
控制部件，以及如权利要求1-6任一所述的显示面板。
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