CN109360838B - 一种感控显示面板及感控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种感控显示面板及感控显示装置，涉及显示技术领域。本发明通过在显示区设置多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，第一像素包括近红外发光子像素，第二像素包括近红外接收子像素，通过近红外发光子像素发射近红外光，当外部物体靠近感控显示面板时，近红外接收子像素接收外部物体反射回来的近红外光，以检测外部物体的位置。通过将近红外发射器集成到第一像素中，作为近红外发光子像素，将近红外接收器集成到第二像素中，作为近红外接收子像素，基于近红外发光子像素和近红外接收子像素，可检测外部物体的位置及移动轨迹，从而可实现手势感应、眼球控制等感控交互功能，且不占用额外的空间。

Description

一种感控显示面板及感控显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种感控显示面板及感控显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，越来越多的附加功能被集成到显示装置中，从最初的按键式手机，到如今的智能触控手机，人机交互方式发生了天翻地覆的变化，而感控交互方式很有可能成为下一代人机交互方式。

现有的感控交互方式主要包括声控、光传感等，而采用近红外发射和近红外接收的感控交互方式，主要应用于距离传感器上。

但是，在显示装置中，采用近红外发射和近红外接收进行距离检测的距离传感器，作为单独的模块，需要占用一定的空间，且仅能实现距离检测这个单一功能。

发明内容

本发明提供一种感控显示面板及感控显示装置，以解决现有的显示装置中，采用近红外发射和近红外接收进行距离检测的距离传感器，需要占用一定的空间，且仅能实现距离检测这个单一功能的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种感控显示面板，包括：位于显示区的多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，所述第一像素包括至少一个显示发光子像素和近红外发光子像素，所述第二像素包括至少一个显示发光子像素和近红外接收子像素；

所述近红外发光子像素，被配置为发射近红外光；

所述近红外接收子像素，被配置为接收外部物体反射回来的近红外光，以检测所述外部物体的位置。

优选地，所述近红外发光子像素包括有机发光二极管，所述有机发光二极管包括层叠设置的阳极、空穴传输层、电子阻挡层、近红外发光层、空穴阻挡层、电子传输层和阴极。

优选地，所述近红外发光子像素还包括像素驱动电路，所述像素驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和存储电容；

所述第一晶体管的栅极与复位信号线连接，所述第一晶体管的第一极与初始信号线连接，所述第一晶体管的第二极与所述第三晶体管的栅极连接；

所述第二晶体管的栅极与栅线连接，所述第二晶体管的第一极与所述第三晶体管的第二极连接，所述第二晶体管的第二极与所述第一晶体管的第二极连接；

所述第三晶体管的第一极与所述第四晶体管的第二极连接；

所述第四晶体管的栅极与所述栅线连接，所述第四晶体管的第一极与数据线连接；

所述第五晶体管的栅极与发光控制线连接，所述第五晶体管的第一极与第一电压信号线连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极连接；

所述第六晶体管的栅极与所述发光控制线连接，所述第六晶体管的第一极与所述第三晶体管的第二极连接，所述第六晶体管的第二极与所述阳极连接；

所述第七晶体管的栅极与所述复位信号线连接，所述第七晶体管的第一极与所述初始信号线连接，所述第七晶体管的第二极与所述阳极连接；

所述阴极与第二电压信号线连接；

所述存储电容的第一端与所述第一电压信号线连接，所述存储电容的第二端与所述第一晶体管的第二极连接；

其中，所述第一像素中的所述至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素的复位信号线、栅线、初始信号线、第一电压信号线、第二电压信号线和发光控制线，分别与所述近红外发光子像素的复位信号线、栅线、初始信号线、第一电压信号线、第二电压信号线和发光控制线连接；所述近红外发光子像素连接的数据线与所述第一像素中的所述至少一个显示发光子像素分别连接的数据线同层设置。

优选地，所述近红外接收子像素包括PN结半导体、供压信号线、感控信号线和滤光膜；

所述PN结半导体中的N型半导体与所述供压信号线连接，所述PN结半导体中的P型半导体与所述感控信号线连接；

所述滤光膜设置在所述PN结半导体的受光面的一侧。

优选地，所述近红外接收子像素还包括依次形成在衬底上的缓冲层、栅绝缘层、层间介质层、平坦层和像素界定层；

所述PN结半导体形成在所述缓冲层上，所述供压信号线形成在所述层间介质层上，所述感控信号线形成在所述平坦层上。

优选地，所述滤光膜设置在所述PN结半导体的受光面上，且在所述滤光膜对应的位置处，形成有贯穿所述像素界定层、所述平坦层、所述层间介质层和所述栅绝缘层的过孔。

优选地，所述滤光膜设置在所述像素界定层上，且所述滤光膜在所述PN结半导体上的正投影覆盖所述PN结半导体。

优选地，所述供压信号线为所述第二像素中的所述至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素连接的第一电压信号线。

优选地，所述多个像素区域呈阵列排布，在每个像素区域中，所述第一像素的数量为1，所述第二像素的数量大于2，且所述第一像素和所述第二像素呈阵列排布。

优选地，每个像素区域还包括第三像素，所述第三像素包括所述至少一个显示发光子像素；

所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素的尺寸相同，且所述第一像素中相邻子像素之间的间距和所述第二像素中相邻子像素之间的间距小于所述第三像素中相邻子像素之间的间距。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种感控显示装置，包括上述的感控显示面板。

优选地，所述感控显示装置还包括感控识别模块；

所述感控识别模块与近红外接收子像素的感控信号线连接，被配置为根据所述感控信号线发送的信号的强度，确定外部物体的位置。

优选地，所述感控显示装置还包括放大器；

所述放大器分别与所述近红外接收子像素的感控信号线以及所述感控识别模块连接，被配置为对所述感控信号线发送的信号的强度进行放大。

优选地，所述感控显示装置还包括驱动芯片，且所述感控识别模块集成在所述驱动芯片上。

优选地，所述感控显示装置还包括电路板，且所述感控识别模块设置在所述电路板上。

优选地，所述感控显示装置还包括感控信号供压器；

所述感控信号供压器与近红外接收子像素的供压信号线连接，被配置为向所述供压信号线提供反向电压。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

通过在显示区设置多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，第一像素包括近红外发光子像素，第二像素包括近红外接收子像素，通过近红外发光子像素发射近红外光，当外部物体靠近感控显示面板时，近红外发光子像素发射的近红外光会被外部物体反射至近红外接收子像素，近红外接收子像素接收外部物体反射回来的近红外光，以检测外部物体的位置。通过将近红外发射器集成到感控显示面板的第一像素中，作为近红外发光子像素，将近红外接收器集成到感控显示面板的第二像素中，作为近红外接收子像素，基于近红外发光子像素和近红外接收子像素，可检测外部物体的位置及移动轨迹，从而可实现手势感应、眼球控制等感控交互功能，且不占用额外的空间。

附图说明

图1示出了本发明实施例的一种感控显示面板的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的第一像素的结构示意图；

图3示出了本发明实施例的第二像素的结构示意图；

图4示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的有机发光二极管的结构示意图；

图5示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的驱动电路的电路图；

图6示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的驱动电路的工作时序图；

图7示出了本发明实施例的第一像素的线路连接示意图；

图8示出了本发明实施例的近红外发光子像素的剖视图；

图9示出了本发明实施例的近红外接收子像素的结构示意图；

图10示出了本发明实施例的第一种近红外接收子像素的剖视图；

图11示出了本发明实施例的第二种近红外接收子像素的剖视图；

图12示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体时，光刻胶涂覆后的结构示意图；

图13示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体时，曝光显影后的结构示意图；

图14示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体时，刻蚀后的结构示意图；

图15示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体时，掺杂空穴的结构示意图；

图16示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体时，光刻胶剥离后的结构示意图；

图17示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体时，光刻胶涂覆后的结构示意图；

图18示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体时，曝光显影后的结构示意图；

图19示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体时，刻蚀后的结构示意图；

图20示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体时，掺杂电子的结构示意图；

图21示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体时，光刻胶剥离后的结构示意图；

图22示出了本发明实施例的第二像素的线路连接示意图；

图23示出了本发明实施例的第一像素和第三像素的排布结构示意图；

图24示出了本发明实施例的第二像素和第三像素的排布结构示意图；

图25示出了本发明实施例的感控显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例的一种感控显示面板的结构示意图，图2示出了本发明实施例的第一像素的结构示意图，图3示出了本发明实施例的第二像素的结构示意图。

本发明实施例提供了一种感控显示面板，包括位于显示区的多个像素区域10，每个像素区域10包括第一像素11和第二像素12，第一像素11包括至少一个显示发光子像素和近红外发光子像素114，第二像素12包括至少一个显示发光子像素和近红外接收子像素124。

近红外发光子像素114，被配置为发射近红外光；近红外接收子像素124，被配置为接收外部物体反射回来的近红外光，以检测外部物体的位置。

如图2所示，第一像素11包括的显示发光子像素的个数为3个，分别为第一子像素111、第二子像素112、第三子像素113；如图3所示，第二像素12包括的显示发光子像素的个数也为3个，分别为第一子像素121、第二子像素122、第三子像素123。当然，可以理解的是，本发明实施例中第一像素11和第二像素12包括的显示发光子像素的个数不局限于3个，只要大于或等于一个即可，例如还可以为4个等。

其中，当第一像素11和第二像素12包括的显示发光子像素的个数为3个时，第一像素11中的第一子像素111可以为红色子像素，第一像素11中的第二子像素112可以为绿色子像素，第一像素11中的第三子像素113可以为蓝色子像素，第二像素12中的第一子像素121为红色子像素，第二像素12中的第二子像素122为绿色子像素，第二像素12中的第三子像素123可以为蓝色子像素；当第一像素11和第二像素12包括的显示发光子像素的个数为4个时，第一像素11中的第一子像素111可以为红色子像素，第一像素11中的第二子像素112可以为绿色子像素，第一像素11中的第三子像素113可以为蓝色子像素，第一像素11还包括第四子像素，第四子像素可以为白色子像素，第二像素12中的第一子像素121为红色子像素，第二像素12中的第二子像素122为绿色子像素，第二像素12中的第三子像素123可以为蓝色子像素，第二像素12还包括第四子像素，第四子像素可以为白色子像素。

在本发明实施例中，在第一像素11中设置近红外发光子像素114来发射近红外光，在第二像素12中设置近红外接收子像素124，当有外部物体靠近感控显示面板时，近红外发光子像素114发射的近红外光会被外部物体反射至近红外接收子像素124，近红外接收子像素124接收外部物体反射回来的近红外光，根据接收到的近红外光的强度大小，以检测外部物体的位置，当没有外部物体靠近感控显示面板时，近红外发光子像素114发射的近红外光不会被近红外接收子像素124接收到。

需要说明的是，图1中仅示出了一种感控显示面板的示例性结构示意图，每个像素区域包括1个第一像素11，以及围绕第一像素11的8个第二像素12，当然，第一像素11和第二像素12的个数以及排布方式还可以有其他方式，且感控显示面板中的像素区域10的个数和尺寸，可根据感控显示面板的尺寸及分辨率进行分割。

具体的，多个像素区域10呈阵列排布，在每个像素区域10中，第一像素11的数量为1，第二像素12的数量大于2，且第一像素11和第二像素12呈阵列排布。

通过将每个像素区域10中的第一像素11的数量设置为1，每个像素区域10中的第二像素12的数量设置成大于2，且第一像素11和第二像素12呈阵列排布，使得通过近红外发光子像素114和红外接收子像素124可以准确检测到外部物体的移动轨迹。

比如，在每个像素区域10中，第一像素11的数量为1，第二像素12的数量为3，且多个像素区域10呈阵列排布，第一像素11位于每个像素区域10的右下角，而每个像素区域10的左上角、左下角和右上角均分布有第二像素12。

参照图4，示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的有机发光二极管的结构示意图。

在本发明实施例中，近红外发光子像素114包括有机发光二极管，有机发光二极管包括层叠设置的阳极1141、空穴传输层1142、电子阻挡层1143、近红外发光层1144、空穴阻挡层1145、电子传输层1146和阴极1147。

通过在阳极1141和阴极1147之间施加电压，由阳极1141提供空穴，经空穴传输层1142和电子阻挡层1143进入近红外发光层1144，而阴极1147提供电子，经电子传输层1146和空穴阻挡层1145进入近红外发光层1144，在近红外发光层1144中电子和空穴形成激子，激子退激辐射发出特定波长的近红外光。

此外，为了驱动近红外发光子像素114中的有机发光二极管发射近红外光，还需要在红外发光子像素114中设置像素驱动电路。

参照图5，示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的驱动电路的电路图。

在本发明实施例中，近红外发光子像素114还包括像素驱动电路，像素驱动电路包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7和存储电容C1。

第一晶体管T1的栅极与复位信号线Reset连接，第一晶体管T1的第一极与初始信号线Init连接，第一晶体管T1的第二极与第三晶体管T3的栅极连接；第二晶体管T2的栅极与栅线Gate连接，第二晶体管T2的第一极与第三晶体管T3的第二极连接，第二晶体管T2的第二极与第一晶体管T1的第二极连接；第三晶体管T3的第一极与第四晶体管T4的第二极连接；第四晶体管T4的栅极与栅线Gate连接，第四晶体管T4的第一极与数据线Data连接；第五晶体管T5的栅极与发光控制线EM连接，第五晶体管T5的第一极与第一电压信号线VDD连接，第五晶体管T5的第二极与第三晶体管T3的第一极连接；第六晶体管T6的栅极与发光控制线EM连接，第六晶体管T6的第一极与第三晶体管T3的第二极连接，第六晶体管T6的第二极与阳极1141连接；第七晶体管T7的栅极与复位信号线Reset连接，第七晶体管T7的第一极与初始信号线Init连接，第七晶体管T7的第二极与阳极1141连接；阴极1147与第二电压信号线VSS连接；存储电容C1的第一端与第一电压信号线VDD连接，存储电容C1的第二端与第一晶体管T1的第二极连接。

其中，第一像素11中的至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM，分别与近红外发光子像素114的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM连接；近红外发光子像素114连接的数据线Data与第一像素11中的至少一个显示发光子像素分别连接的数据线Data同层设置。

图5中N-I(Near Infrared，近红外光)表示OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)是近红外发光子像素114的有机发光二极管，其具体结构可以参照图4。

参照图6，示出了本发明实施例的近红外发光子像素中的驱动电路的工作时序图。

在初始化阶段t1，复位信号线Reset输入的复位信号为高电平，栅线Gate输入的栅极信号为低电平，发光控制线EM输入的发光控制信号也为低电平，使得第一晶体管T1和第七晶体管T7打开，第一晶体管T1根据初始信号线Init输入的初始信号对第一电容C1的第二端进行初始化，同时将第三晶体管T3打开，为后续的数据写入做准备；第七晶体管T7根据初始信号线Init输入的初始信号对近红外发光子像素114的有机发光二极管的阳极进行初始化，中和阳极上存储的载流子，以提高近红外发光子像素114的有机发光二极管的对比度。

在数据写入阶段t2，复位信号线Reset输入的复位信号为低电平，栅线Gate输入的栅极信号为高电平，发光控制线EM输入的发光控制信号为低电平，使得第二晶体管T2和第四晶体管T4打开，由于第三晶体管T3处于打开状态，将数据线Data输入的数据信号写入存储电容C1的第二端。

在发光控制阶段t3，复位信号线Reset输入的复位信号为低电平，栅线Gate输入的栅极信号为低电平，发光控制线EM输入的发光控制信号为高电平，使得第五晶体管T5和第六晶体管T6打开，将第一电压信号线VDD提供的空穴注入到近红外发光层1144，与第二电压信号线VSS提供的电子在近红外发光层1144复合形成激子，激子退激辐射发出近红外光。

其中，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7均为N型晶体管，第一极为漏极，第二极为源极。

参照图7，示出了本发明实施例的第一像素的线路连接示意图。

当第一像素11包括的显示发光子像素的个数为3个，分别为第一子像素111、第二子像素112、第三子像素113，且第一子像素111为R(红色)子像素，第二子像素112为G(绿色)子像素，第三子像素113为B(蓝色)子像素时，为了尽可能减少近红外发光子像素114的占用空间，将近红外发光子像素114的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM，与第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素中的任意一个子像素的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM分别共用，也就是说，第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素中的任意一个子像素的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM，分别与近红外发光子像素114的复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM连接。

例如，第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素中的任意一个子像素为B子像素，B子像素的复位信号线Reset与近红外发光子像素114的复位信号线Reset连接，B子像素的栅线Gate与近红外发光子像素114的栅线Gate连接，B子像素的初始信号线Init与近红外发光子像素114的初始信号线Init连接，B子像素的第一电压信号线VDD与近红外发光子像素114的第一电压信号线VDD连接，B子像素的第二电压信号线VSS与近红外发光子像素114的第二电压信号线VSS连接，B子像素的发光控制线EM与近红外发光子像素114的发光控制线EM连接。

由于需要考虑第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素在显示时，其对应的数据线Data输入的数据信号为变化量，所以近红外发光子像素114的数据线Data不能与第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素共用，需要设置单独的数据线Data(N-I)，为近红外发光子像素114提供稳定的数据信号。

同时，为了减小制作工艺的复杂度，将近红外发光子像素114连接的数据线Data与第一像素11中的R子像素、G子像素和B子像素分别连接的数据线Data同层设置，一次制作工艺即可完成近红外发光子像素114、R子像素、G子像素和B子像素的数据线Data的制作。

参照图8，示出了本发明实施例的近红外发光子像素的剖视图。

首先，在衬底1148上形成柔性层1149，在柔性层1149形成缓冲层，主要针对柔性基板，而对于一般的刚性基板，直接在衬底1148上形成缓冲层，该缓冲层包括第一缓冲层1150和第二缓冲层1151，第一缓冲层1150的材料为氮化硅SiNx，第二缓冲层1151的材料为氧化硅SiOx；接着，在缓冲层上采用构图工艺形成多晶硅1152，然后，沉积第一栅绝缘层1153，在第一栅绝缘层1153上采用构图工艺形成第一栅极1154，接着依次沉积第二栅绝缘层1155、第二栅极1156和层间介质层1157，其中，第一栅绝缘层1153的材料为氧化硅，第二栅绝缘层1155的材料为氮化硅，层间介质层1157的材料为氮化硅或氧化硅；然后，在第一栅极1154对应的位置处，形成贯穿层间介质层1157、第二栅极1156和第二栅绝缘层1155的过孔，在层间介质层1157上采用构图工艺形成源漏电极1158，相应的，在第一栅极1154对应的位置处，源漏电极1158会通过过孔与第一栅极1154连接；接着，继续沉积平坦层1159，采用构图工艺形成像素界定层1160；最后，在像素界定层1160的开口区域内，形成近红外发光子像素114的有机发光二极管，具体包括层叠设置的阳极1141、空穴传输层1142、电子阻挡层1143、近红外发光层1144、空穴阻挡层1145、电子传输层1146和阴极1147。

其中，源漏电极1158的材料为Ti/Al/Ti，具体的构图工艺包括：溅射成膜、PR(Photo Resist，光刻胶)涂覆、曝光、显影、刻蚀和剥离等；近红外发光层1144的材料为近红外有机发光材料，在制作过程中，需要单独制作近红外发光层1144，增加一道Mask(掩膜板)工艺，具体的工艺与R/G/B子像素中的发光层的工艺类似。

需要说明的是，图8中除有机发光二极管外的其余结构，都是为了形成图5中的驱动电路，例如，第一栅极1154和第二栅极1156构成了图5中的存储电容C1，同时，由于存储电容C1的第二端还与第三晶体管T3的栅极连接，因此，第一栅极1154同时作为第三晶体管T3的栅极，而与第一栅极1154连接的源漏电极1158同时作为第三晶体管T3的源极和第二晶体管T2的漏极，而形成在层间介质层1157上的其他位置处的源漏电极1158，作为数据线Data、第一电压信号线VDD等的走线，而图5中的第一晶体管T1、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6和第七晶体管T7未在图8中示出。

参照图9，示出了本发明实施例的近红外接收子像素的结构示意图。

在本发明实施例中，近红外接收子像素124包括PN结半导体1241、供压信号线1242、感控信号线1243和滤光膜1244；PN结半导体1241中的N型半导体与供压信号线1242连接，PN结半导体1241中的P型半导体与感控信号线1243连接；滤光膜1244设置在PN结半导体1241的受光面的一侧。

其中，当供压信号线1242提供稳定的反向电压时，向PN结半导体1241施加一定的反向电压，PN结半导体1241会具有很小的反向电流，可称为暗电流，当近红外发光子像素114发射出近红外光，被外部物体反射，经过滤光膜1244照射至PN结半导体1241上，由于光生载流子的作用，反向电流剧增，反向电流经过感控信号线1243送到感控识别模块21，通过感控识别模块21根据接收到的反向电流的强度大小，分析外部物体的位置。

其中，滤光膜1244仅透过近红外光，滤除除近红外光以外的其他光线，避免其他光线照射到PN结半导体1241，影响外部物体的识别准确性。

参照图10，示出了本发明实施例的第一种近红外接收子像素的剖视图，图11示出了本发明实施例的第二种近红外接收子像素的剖视图。

如图10和图11所示，近红外接收子像素124还包括依次形成在衬底1245上的缓冲层、栅绝缘层、层间介质层1251、平坦层1252和像素界定层1253；PN结半导体1241形成在缓冲层上，供压信号线1242形成在层间介质层1251上，感控信号线1243形成在平坦层1252上。

其中，1246为柔性层，在柔性基板上可设置柔性层1246，对于刚性基板该层可以去除，近红外接收子像素124中的缓冲层包括第一缓冲层1247和第二缓冲层1248，在第二缓冲层1248上形成PN结半导体1241，第一缓冲层1247的材料为氮化硅，第二缓冲层1248的材料为氧化硅，近红外接收子像素124中的栅绝缘层包括第一栅绝缘层1249和第二栅绝缘层1250，第一栅绝缘层1249的材料为氧化硅，第二栅绝缘层1250的材料为氮化硅，层间介质层1251的材料为氮化硅或氧化硅。

在层间介质层1251上形成供压信号线1242，在平坦层1252上形成感控信号线1243；其中，供压信号线1242与数据线同层设置，感控信号线1243的材料为Ti/Al/Ti，为了节省布线空间，将感控信号线1243设置在平坦层1252上，与数据线非同层设置。

如图10所示，滤光膜1244设置在PN结半导体1241的受光面上，且在滤光膜1244对应的位置处，形成有贯穿像素界定层1253、平坦层1252、层间介质层1251和栅绝缘层的过孔。

具体的制作方法为：在衬底1245上形成柔性层1246，在柔性层1246上依次沉积第一缓冲层1247和第二缓冲层1248，在第二缓冲层1248上形成PN结半导体1241，在PN结半导体1241的受光面上形成滤光膜1244，然后，依次沉积第一栅绝缘层1249、第二栅绝缘层1250和层间介质层1251，在PN结半导体1241中的N型半导体对应的位置处，形成贯穿层间介质层1251、第二栅绝缘层1250、第一栅绝缘层1249和滤光膜1244的第一过孔，然后，在层间介质层1251形成供压信号线1242，该供压信号线1242通过第一过孔与PN结半导体1241中的N型半导体连接；接着，形成平坦层1252，在PN结半导体1241中的P型半导体对应的位置处，形成贯穿平坦层1252、层间介质层1251、第二栅绝缘层1250、第一栅绝缘层1249和滤光膜1244的第二过孔，然后，在平坦层1252上形成感控信号线1243，该感控信号线1243通过第二过孔与PN结半导体1241中的P型半导体连接；最后，在平坦层1252上形成像素界定层1253，并将PN结半导体1241和滤光膜1244上的其他膜层全部挖空，在滤光膜1244对应的位置处，形成有贯穿像素界定层1253、平坦层1252、层间介质层1251、第二栅绝缘层1250和第一栅绝缘层1249的过孔。

图10所示的近红外接收子像素124的结构，由于光直接照在滤光膜1244上，减小光在膜层之间的衰减，提高近红外接收子像素124的灵敏度。

如图11所示，滤光膜1244设置在像素界定层1253上，且滤光膜1244在PN结半导体1241上的正投影覆盖PN结半导体1241。

具体的制作方法为：在衬底1245上形成柔性层1246，在柔性层1246上依次沉积第一缓冲层1247和第二缓冲层1248，在第二缓冲层1248上形成PN结半导体1241，然后，依次沉积第一栅绝缘层1249、第二栅绝缘层1250和层间介质层1251，在PN结半导体1241中的N型半导体对应的位置处，形成贯穿层间介质层1251、第二栅绝缘层1250和第一栅绝缘层1249的第一过孔，然后，在层间介质层1251形成供压信号线1242，该供压信号线1242通过第一过孔与PN结半导体1241中的N型半导体连接；接着，形成平坦层1252，在PN结半导体1241中的P型半导体对应的位置处，形成贯穿平坦层1252、层间介质层1251、第二栅绝缘层1250和第一栅绝缘层1249的第二过孔，然后，在平坦层1252上形成感控信号线1243，该感控信号线1243通过第二过孔与PN结半导体1241中的P型半导体连接；最后，在平坦层1252上形成像素界定层1253，并在像素界定层1253上形成滤光膜1244。

由于直接在像素界定层1253上形成滤光膜1244，工艺复杂度低，成本低，生产效率高。

需要说明的是，图10和图11的PN结半导体1241中的箭头表示反向电流的传输方向，当近红外光照射在PN结半导体1241上时，反向电流剧增，从PN结半导体1241流至感控信号线1243。

下面具体介绍PN结半导体1241的主要形成过程：

参照图12至图16，示出了本发明实施例形成PN结半导体中的N型半导体的结构示意图，图17至图21，示出了本发明实施例形成PN结半导体中的P型半导体的结构示意图。

首先，在衬底1245上形成缓冲层1260，该缓冲层1260包括第一缓冲层1247和第二缓冲层1248，在缓冲层1260上形成多晶硅1261，接着沉积栅绝缘层1262，该栅绝缘层1262包括第一栅绝缘层1249和第二栅绝缘层1250，在栅绝缘层1262上形成栅极1263。

为简化PN结半导体1241的形成过程，将缓冲层1260和栅绝缘层1262简化成一层，可以理解的是，缓冲层1260包括图10或图11中的第一缓冲层1247和第二缓冲层1248，栅绝缘层1262包括图10或图11中的第一栅绝缘层1249和第二栅绝缘层1250。

如图12所示，在栅极1263上涂覆光刻胶1264；如图13所示，采用曝光、显影等工艺，去除栅极1263上的部分光刻胶1264，形成空穴掺杂区域；如图14所示，刻蚀掉空穴掺杂区域的栅极1263；如图15所示，在空穴掺杂区域注入空穴，如掺杂磷；如图16所示，去除栅极1263上剩余的光刻胶1264，则可形成N型半导体。

如图17所示，在栅极1263上继续涂覆光刻胶1264，该光刻胶1264覆盖空穴掺杂区域和栅极1263；如图18所示，采用曝光、显影等工艺，去除栅极1263上的光刻胶1264，形成电子掺杂区域；如图19所示，刻蚀掉电子掺杂区域的栅极1263；如图20所示，在电子掺杂区域注入电子，如掺杂硼；如图21所示，去除掉栅绝缘层1262上剩余的光刻胶1264，则可形成P型半导体，最终实现将多晶硅1261转化形成PN结半导体1241。

参照图22，示出了本发明实施例的第二像素的线路连接示意图。

在本发明实施例中，供压信号线1242为第二像素12中的至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素连接的第一电压信号线VDD。

其中，当第二像素12包括的显示发光子像素的个数为3个，分别为第一子像素121、第二子像素122、第三子像素123，第二像素12中的第一子像素121可以为R子像素，第二像素12中的第二子像素122可以为G子像素，第二像素12中的第三子像素123可以为B子像素，R子像素、G子像素和B子像素均连接有复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM，而对于近红外接收子像素124，无需连接复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第二电压信号线VSS和发光控制线EM，只需设置供压信号线1242和感控信号线1243。供压信号线1242可以为R子像素、G子像素和B子像素中的任意一个子像素连接的第一电压信号线VDD，由第一电压信号线VDD向PN结半导体1241提供反向电压，或者，单独设置一信号线，由单独设置的信号线提供一直流电压，以向PN结半导体1241提供反向电压。

需要说明的是，当供压信号线1242为单独设置的信号线时，如图9所示，供压信号线1242需要连接至感控信号供压器22，由感控信号供压器22为供压信号线1242提供反向电压。

参照图23，示出了本发明实施例的第一像素和第三像素的排布结构示意图，图24示出了本发明实施例的第二像素和第三像素的排布结构示意图。

在本发明实施例中，每个像素区域10还包括第三像素13，第三像素13包括至少一个显示发光子像素；第一像素11、第二像素12和第三像素13的尺寸相同，且第一像素11中相邻子像素之间的间距和第二像素12中相邻子像素之间的间距小于第三像素13中相邻子像素之间的间距。

例如，第三像素13包括的显示发光子像素的个数为3个，分别为第一子像素、第二子像素和第三子像素，第三像素13中的第一子像素可以为R子像素，第三像素13中的第二子像素可以为G子像素，第三像素13中的第三子像素可以为B子像素。

图23中的第三像素13分别位于第n-1行和第n+1行，第一像素11位于第n行，图24中的第三像素13也分为位于第n-1行和第n+1行，第二像素12位于第n行。

第一像素11中的N-I表示近红外发光子像素114，由图23可看出，近红外发光子像素114的数据线Data N-I不与第一像素11中的R子像素的数据线Data R、G子像素的数据线Data G和B子像素的数据线Data B共用。

第二像素12中的Receiver表示近红外接收子像素124，由图24可看出，近红外接收子像素124的供压信号线可以为第二像素12中的B子像素的第一电压信号线VDD，而近红外接收子像素124的感控信号线需要单独设计。

为了避免异行像素的数量不同，可将第一像素11、第二像素12和第三像素13的尺寸设置相同，由于在第一像素11中增加了近红外发光子像素114，在第二像素12中增加了近红外接收子像素124，因此，需要将第一像素11和第二像素12中相邻子像素之间的间距设置成小于第三像素13中相邻子像素之间的间距；同时，还可适当减小近红外发光子像素114中的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)的尺寸。

在本发明实施例中，通过在显示区设置多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，第一像素包括近红外发光子像素，第二像素包括近红外接收子像素，通过近红外发光子像素发射近红外光，当外部物体靠近感控显示面板时，近红外发光子像素发射的近红外光会被外部物体反射至近红外接收子像素，近红外接收子像素接收外部物体反射回来的近红外光，以检测外部物体的位置。通过将近红外发射器集成到感控显示面板的第一像素中，作为近红外发光子像素，将近红外接收器集成到感控显示面板的第二像素中，作为近红外接收子像素，基于近红外发光子像素和近红外接收子像素，可检测外部物体的位置及移动轨迹，从而可实现手势感应、眼球控制等感控交互功能，且不占用额外的空间。

实施例二

本发明实施例提供了一种感控显示装置，包括上述的感控显示面板。

参照图25，示出了本发明实施例的感控显示装置的结构示意图。

其中，感控显示装置还包括感控识别模块21；感控识别模块21与近红外接收子像素的感控信号线1243连接，被配置为根据感控信号线1243发送的信号的强度，确定外部物体的位置。

以图25所示的像素排布方式为例，说明本发明检测外部物体的位置和移动轨迹的原理：

每个像素区域10包括1个第一像素11和8个第二像素12，为简化其结构示意图，仅示出第一像素11中的近红外发光子像素114和第二像素12中的近红外接收子像素124。

近红外发光子像素114向外发射近红外光，当无外部物体时，8个近红外接收子像素124不会接收到近红外发光子像素114发射的近红外光，但当有外部物体靠近感控显示装置时，近红外发光子像素114发射的近红外光会被外部物体反射至近红外接收子像素124，近红外接收子像素124根据接收到的近红外光的强度大小，产生不同强度的反向电流，并通过感控信号线1243发送至感控识别模块21。当外部物体越靠近感控显示装置时，近红外接收子像素124产生的反向电流越大，当外部物体越远离感控显示装置时，近红外接收子像素124产生的反向电流越小。

可将每个顶角的近红外接收子像素124与相邻的两个近红外接收子像素124看成一组，例如，将1、2和4看成一组，3、2和5看成一组，6、4和7看成一组，8、5和7看成一组。

当外部物体Ponit 1移动至Ponit 2时，则一个小组中的1、2和4各自接收到的近红外光的强度发生变化，则产生的反向电流也发生变化，感控识别模块21根据这个3个近红外接收子像素124发送的反向电流的变化关系，确定外部物体的移动轨迹；当外部物体Ponit1移动至Ponit 3时，由小组1、2和4接收近红外光变为小组3、2和5来接收近红外光，近红外接收子像素124中的3、2和5根据各自接收到的近红外光的强度大小，产生不同的反向电流，并发送至感控识别模块21，感控识别模块21根据不同近红外接收子像素124发送的反向电流的大小，确定外部物体的移动轨迹。

因此，基于上述检测外部物体的位置和移动轨迹的原理，当外部物体为手或眼球等时，相应就可实现手势感应、眼球控制等感控交互功能。

在本发明一种优选的实施例中，感控显示装置还包括放大器；放大器分别与近红外接收子像素124的感控信号线1243以及感控识别模块21连接，被配置为对感控信号线1243发送的信号的强度进行放大。

为了保证感控识别模块21可以接收到较强的电流信号，因此，在感控信号线1243与感控识别模块21之间增加一放大器，对感控信号线1243发送的反向电流进行放大处理。

在本发明一种实施例中，感控显示装置还包括驱动芯片20，且感控识别模块21集成在驱动芯片20上。

该驱动芯片20主要用于对感控显示装置进行驱动显示，如向第一像素11和第三像素13中的所有子像素，以及第二像素12中的第一子像素121、第二子像素122和第三子像素123提供驱动信号，包括向复位信号线Reset、栅线Gate、初始信号线Init、第一电压信号线VDD、第二电压信号线VSS和发光控制线EM提供信号等。

为了简化感控显示装置的结构，将感控识别模块21集成在驱动芯片20上。

在本发明实施例中，感控显示装置还包括感控信号供压器22；感控信号供压器22与近红外接收子像素124的供压信号线1242连接，被配置为向供压信号线1242提供反向电压。

如图9所示，供压信号线1242还可以为单独设置的信号线，需要由感控信号供压器22为供压信号线1242提供反向直流电压，因此，也可以将感控信号供压器22设置在驱动芯片20上。

在本发明另一种实施例中，感控显示装置还包括电路板，且感控识别模块21设置在电路板上。

在感控显示装置中，额外再设置一电路板，将感控识别模块21设置在电路板上，当然，在感控显示装置中，还包括原有的用于对感控显示装置进行驱动显示的驱动芯片，这种制作方法较为简单。

在本发明实施例中，感控显示装置包括感控显示面板，通过在显示区设置多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，第一像素包括近红外发光子像素，第二像素包括近红外接收子像素，通过近红外发光子像素发射近红外光，当外部物体靠近感控显示面板时，近红外发光子像素发射的近红外光会被外部物体反射至近红外接收子像素，近红外接收子像素接收外部物体反射回来的近红外光并产生反向电流，并发送至感控识别模块，通过感控识别模块检测外部物体的位置。通过将近红外发射器集成到感控显示面板的第一像素中，作为近红外发光子像素，将近红外接收器集成到感控显示面板的第二像素中，作为近红外接收子像素，基于近红外发光子像素和近红外接收子像素，可检测外部物体的位置及移动轨迹，从而可实现手势感应、眼球控制等感控交互功能，且不占用额外的空间。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种感控显示面板及感控显示装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种感控显示面板，通过近红外光进行外部物体的位置及移动轨迹检测，其特征在于，包括：位于显示区的多个像素区域，每个像素区域包括第一像素和第二像素，所述第一像素包括至少一个显示发光子像素和近红外发光子像素，所述第二像素包括至少一个显示发光子像素和近红外接收子像素；所述近红外发光子像素和所述近红外接收子像素设置在两个不同的像素中；

所述近红外发光子像素，被配置为发射近红外光；

所述近红外接收子像素，被配置为接收外部物体反射回来的近红外光，以检测所述外部物体的位置；

所述近红外接收子像素包括PN结半导体、供压信号线、感控信号线和滤光膜；

所述PN结半导体中的N型半导体与所述供压信号线连接，所述PN结半导体中的P型半导体与所述感控信号线连接；

所述滤光膜设置在所述PN结半导体的受光面的一侧；

所述近红外接收子像素还包括依次形成在衬底上的缓冲层、栅绝缘层、层间介质层、平坦层和像素界定层；

所述PN结半导体形成在所述缓冲层上，所述供压信号线形成在所述层间介质层上，所述感控信号线形成在所述平坦层上；

所述近红外发光子像素包括有机发光二极管和像素驱动电路，

所述第一像素中的所述至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素的复位信号线、栅线、初始信号线、第一电压信号线、第二电压信号线和发光控制线，分别与所述近红外发光子像素的复位信号线、栅线、初始信号线、第一电压信号线、第二电压信号线和发光控制线连接；

所述近红外发光子像素连接的数据线与所述第一像素中的所述至少一个显示发光子像素分别连接的数据线同层设置。

2.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，所述有机发光二极管包括层叠设置的阳极、空穴传输层、电子阻挡层、近红外发光层、空穴阻挡层、电子传输层和阴极。

3.根据权利要求2所述的感控显示面板，其特征在于，所述像素驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和存储电容；

所述第一晶体管的栅极与复位信号线连接，所述第一晶体管的第一极与初始信号线连接，所述第一晶体管的第二极与所述第三晶体管的栅极连接；

所述第二晶体管的栅极与栅线连接，所述第二晶体管的第一极与所述第三晶体管的第二极连接，所述第二晶体管的第二极与所述第一晶体管的第二极连接；

所述第三晶体管的第一极与所述第四晶体管的第二极连接；

所述第四晶体管的栅极与所述栅线连接，所述第四晶体管的第一极与数据线连接；

所述第五晶体管的栅极与发光控制线连接，所述第五晶体管的第一极与第一电压信号线连接，所述第五晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极连接；

所述第六晶体管的栅极与所述发光控制线连接，所述第六晶体管的第一极与所述第三晶体管的第二极连接，所述第六晶体管的第二极与所述阳极连接；

所述第七晶体管的栅极与所述复位信号线连接，所述第七晶体管的第一极与所述初始信号线连接，所述第七晶体管的第二极与所述阳极连接；

所述阴极与第二电压信号线连接；

所述存储电容的第一端与所述第一电压信号线连接，所述存储电容的第二端与所述第一晶体管的第二极连接。

4.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，所述滤光膜设置在所述PN结半导体的受光面上，且在所述滤光膜对应的位置处，形成有贯穿所述像素界定层、所述平坦层、所述层间介质层和所述栅绝缘层的过孔。

5.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，所述滤光膜设置在所述像素界定层上，且所述滤光膜在所述PN结半导体上的正投影覆盖所述PN结半导体。

6.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，所述供压信号线为所述第二像素中的所述至少一个显示发光子像素中的任意一个显示发光子像素连接的第一电压信号线。

7.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，所述多个像素区域呈阵列排布，在每个像素区域中，所述第一像素的数量为1，所述第二像素的数量大于2，且所述第一像素和所述第二像素呈阵列排布。

8.根据权利要求1所述的感控显示面板，其特征在于，每个像素区域还包括第三像素，所述第三像素包括所述至少一个显示发光子像素；

所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素的尺寸相同，且所述第一像素中相邻子像素之间的间距和所述第二像素中相邻子像素之间的间距小于所述第三像素中相邻子像素之间的间距。

9.一种感控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的感控显示面板。

10.根据权利要求9所述的感控显示装置，其特征在于，所述感控显示装置还包括感控识别模块；

所述感控识别模块与近红外接收子像素的感控信号线连接，被配置为根据所述感控信号线发送的信号的强度，确定外部物体的位置。

11.根据权利要求10所述的感控显示装置，其特征在于，所述感控显示装置还包括放大器；

所述放大器分别与所述近红外接收子像素的感控信号线以及所述感控识别模块连接，被配置为对所述感控信号线发送的信号的强度进行放大。

12.根据权利要求10所述的感控显示装置，其特征在于，所述感控显示装置还包括驱动芯片，且所述感控识别模块集成在所述驱动芯片上。

13.根据权利要求10所述的感控显示装置，其特征在于，所述感控显示装置还包括电路板，且所述感控识别模块设置在所述电路板上。

14.根据权利要求9所述的感控显示装置，其特征在于，所述感控显示装置还包括感控信号供压器；

所述感控信号供压器与近红外接收子像素的供压信号线连接，被配置为向所述供压信号线提供反向电压。

Images