CN109755332B - 一种感光器、面板和感光器的制程方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感光器、面板和感光器的制程方法。所述感光器包括感光层，所述感光层包括设置有多个孔洞的主体；以及包括至少两种感光波段不同的感光材料的客体；所述感光材料填充在所述主体的孔洞中。相对于只有一种感光波段固定的感光材料来说，其感光波段的范围更广，适应性更好，提高了感光器的灵敏度；感光材料的感光波段的范围不同，可以更针对性的适应具体的环境光要求感光。

Description

一种感光器、面板和感光器的制程方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种感光器、面板和感光器的制程方法。
背景技术
感光器主要用于对光线进行感应,感光器内设置有感光材料,在外界光照射后,感光器对应产生与光强对应的感应电压。随着显示技术的发展，尤其是智能手机的普及，感光器可以进一步集成在诸如电视或手机的显示面板中，基于主动开关进行控制，读出对应位置的光线强度，可以适用于触控，指纹检测等应用。
但现有的感光器尤其是显示面板领域中的感光器容易感光灵敏度不够，适应性不够好，反应延迟缓慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种感光器、面板和感光器的制程方法，适应性更好，提高了感光器的灵敏度。
本发明公开了一种感光器，所述感光器包括感光层，所述感光层包括：主体，包括多个孔洞；客体，包括至少两种感光波段不同的感光材料；所述感光材料填充在所述主体的孔洞中。
可选的，所述感光材料包括含硅感光材料和含锗感光材料。
可选的，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝1：(0.1～0.2)。
可选的，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量的为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝1：(0.5～0.7)。
可选的，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量的为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝(0.1～0.3)：1。
本发明还公开了一种面板，包括：多个如上所述的感光器；多个主动开关；多条栅线，与多个所述主动开关连接；以及与多条所述栅线交错设置的多条数据线，；所述主动开关的输入端与所述感光器的输出端连接，所述主动开关的控制端与对应的所述栅线连接；所述主动开关的输出端与对应的所述数据线连接；其中，当所述主动开关的控制端打开的时候，所述主动开关的输出端输出所述感光器的感应电压到所述面板的数据线。
可选的，所述感光器设置在相对于所述主动开关靠近待检测的光的一侧。
可选的，所述感光器与所述主动开关重叠设置。
本发明还公开了一种感光器的制程方法，其特征在于，包括步骤：形成有多个孔洞的主体；客体填充进主体的孔洞中；其中，所述客体包括至少两种感光波段不同的感光材料。
可选的，所述客体填充进主体的孔洞中的步骤包括；选择硅烷及锗烷；用高密度等离子体化学气相淀积技术(HDP-CVD)制备形成含硅感光材料以及含锗感光材料。
相对于只有一种感光波段固定的感光材料来说的方案来说，本申请使用至少两种感光波段不同的感光材料以感光，可感光的波段的范围更广，适应性更好，提高了感光器的灵敏度；另外，至少两种感光材料，就可调节两种感光波段不同的感光材料的配比比例，不同配比比例混合后的感光材料的感光波段的范围不同，可以更针对性的适应具体的环境光要求感光，感光材料设置在孔洞中，带有孔洞的主体可以保证感光材料的稳定性。
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是本发明的一实施例的一种感光器的示意图；
图2是本发明的一实施例的感光层的示意图；
图3是本发明的一实施例的感光材料的示意图；
图4是本发明的另一实施例的一种面板的示意图；
图5是本发明的另一实施例的感光器与主动开关连接的示意图；
图6是本发明的一实施例的感光层形成的示意图；
图7是本发明的一实施例的制程方法的示意图；
图8是本发明的另一实施例的制程方法的示意图。
其中，100、面板；110、主动开关；120、感光器；130、感光层；131、主体；1311、孔洞；132、客体；1321、感光材料；140、第一电极；150、第二电极；160、第一封装层；170、第二封装层；180、软性基板；190、栅线；200、数据线；600、束胶；610、束胶棒；620、六角矩阵；630、中间相。
具体实施方式
需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，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；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能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。
另外，“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的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指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申请的限制。
此外，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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参考附图和可选的实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，本发明实施例公布了一种感光器120，，感光器120包括感光层130，，感光层130包括设置有多个孔洞1311的主体131；以及至少包含两种感光波段不同的感光材料1321的客体132；感光材料1321填充在主体131的孔洞1311中。
本方案中，感光材料1321设置在孔洞1311中，带有孔洞1311的主体131可以保证感光材料1321的稳定性；由于使用至少两种感光波段不同的感光材料1321以感光，相对于只有一种感光波段固定的感光材料1321来说，其感光波段的范围更广，适应性更好，提高了感光器120的灵敏度；主体131主要由介孔二氧化硅构成，二氧化硅稳定性强，且不吸收光，避免主体131吸收光导致客体132无法吸收到更强的光，导致感光器120的灵敏度下降；另外，至少两种感光材料1321，就可调节两种感光波段不同的感光材料1321的配比比例，不同配比比例混合后的感光材料1321的感光波段的范围不同，可以更针对性的适应具体的环境光要求感光。
在一实施例中，感光器120还包括设置在感光层上下的第一电极140和第二电极150；第一电极140和第二电极150中的一个或两个为透明电极，即第一电极或第二电极为透明电极，或者说第一电极和第二电极同时为透明电极。本方案中，在感光层130上下设置两个电极,在光射入感光层130的时候形成感应电动势,产生感应电流进入电路,对显示屏的亮度作出调节反应，实现光电转换。
在一实施例中，感光材料1321包括但不仅限于含硅(Si)感光材料1321和含锗(Ge)感光材料1321。
本方案中，选择含硅感光材料1321和含锗感光材料1321填充进主体131的孔洞1311中，相对于其他感光材料来说，一般含硅感光材料和含锗感光材料的感光能力强，而且含硅感光材料和含锗感光材料的感光波段不同，差异大，如单晶硅或者纳米硅的能带隙在1.12ev左右，主要吸收波长较短的光，单晶锗或者纳米锗能带隙在0.67ev左右，主要吸收波长较长的光，如此结合可以感应光波长的范围更大。
在一实施例中，含硅感光材料1321中的硅的摩尔量(物质的量)为X，是含锗感光材料1321中的锗的摩尔量(物质的量)为Y，含硅和锗感光材料可以表示为SixGey,该X和Y满足如下公式：X:Y＝1：(0.1～0.2)。本方案中，不同配比比例混合后的感光材料1321的感光波段的范围不同，可以更针对性的适应具体的环境光要求感光，SixGey中，X:Y＝1：(0.1～0.2)感光材料以硅为主，设置如此比例主要可以针对蓝光，另外掺杂适量比例的的锗，硅变成了非单晶硅，能带隙的值提高到1.7eV至2.7eV之间，可以吸收更纯的蓝光，做出快速反应，感应灵敏度增加，另外如果锗超过0.2后，那么吸收的蓝光的纯度会下降，那么对于专门感测蓝光的感光器的灵敏度会下降。
我们知道蓝光波长一般在476nm-495nm之间，绿光波长495nm—570nm，红光波长在620nm-750nm，对于光波波长介于红光波长和蓝光波长的绿光，X和Y调整的比例为X:Y＝1：(0.5～0.7)，我们知道硅偏向于吸收波长较短的光，而锗偏向于吸收波长较长的光，针对环境光为绿光的环境下，主要还是以硅为主，当锗比例超过0.7后，那么感光会偏向绿光中较大波长的绿光，会影响对于更纯的绿光的感光，感光器中SixGey的比例X:Y＝1：(0.5～0.7)对于环境光为纯绿光的感光效果更好。
另外，SixGey中，X和Y还可以满足如下公式：X:Y＝(0.1～0.3)：1，本方案以较容易吸收红光的锗材料为主，这样的方案针对的是在环境光为红光的条件下,可以吸收更纯的红光，做出快速反应，提高感应器的灵敏度，如果硅的比例超过0.3，那么会偏向于吸收红光中波长较小的红光，因为吸收的红光不纯，那么感光器的感光能力下降，当然如果比例小于0.1，则吸收的红光可能都是红光中波长较长的红光，可能是超出感光器的感光范围。
如图4所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种面板100，包括多个上述的感光器120，以及多个主动开关110；多条栅线190，多条数据线200；主动开关110的输入端与感光器120的输出端连接，主动开关110的控制端与面板100对应的栅线190连接；主动开关110的输出端与对应的数据线200连接；其中，当主动开关110的控制端打开的时候，主动开关110的输出端输出感光器120的感应电压到面板100的数据线200。
本方案中，感光器应用在面板100内，面板100可以是指纹面板、掌纹面板也可以是TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display)显示器或者OLED(OrganicLight-Emitting Diode)显示器，主动开关110的输入端(D)与感光器120的输出端连接，当感光器120接收到光的感应时，会产生感应电压，主动开关110的控制端与面板100对应的栅线190连接；主动开关110的输出端(S)与对应的数据线200连接；当主动开关110的控制端(G)打开的时候，主动开关110的输出端输出感光器120的感应电压到面板100的数据线200，可以迅速的做出反应。
主动开关110一般为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，当然也可以是其他具有相同功能的电路或者元件。
在一实施例中，感光器120设置在相对于主动开关110靠近待检测的光的一侧。本方案中，感光器120在主动开关110的上方，靠近待检测的光的一侧，这样与面板100接收外界入射光线的一面更近，那么接收的光更强，感光器120的灵敏度更高。
在一实施例中，如图5所示，感光器120与主动开关110重叠设置垂直串接在一起。感光器120设置在主动开关110的正上方，在面板100表面入射的光的方向与主动开关110重叠设置，垂直串接，相对于感光器120与主动开关110平铺设置的方案来说，感光器120与主动开关110占用的空间更少，提高了面板100的开口率。
在一实施例，如图5所示，感光器120包括设置在感光器120靠近外界光入射方向一侧的第一封装层160，以及设置在主动开关110远离外界光入射方向一侧的第二封装层170；第一电极140设置在感光层130与第一封装层160之间，第二电极150设置在感光层130与主动开关110之间；第一电极140为透明电极，第二电极150为透明电极(如氧化铟锡)。当然，所述的第二电极为不透明电极，如金属材料，也是可以的。本方案中，为了防止第一电极140与第二电极150受到外界腐蚀的影响，设置封装层进行保护，第一电极为透明电极，第二电极为不透明电极，第一电极为透明电极，不会影响外界射入的光的反应，第二电极为金属层，可以降低电阻率，且不影响对外界光的感应。
在一实施例中，第二封装层170远离薄膜晶体管的一端设置有软性基板180，软性基板180可以是半结晶热塑性聚合物，如聚酯(PET)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)，PET和PEN作为柔性衬底中的软性基板展现了一些重要的特性，包括固有的良好透明性，简单的加工过程，良好的力学性能，较高的阻隔氧气和水汽渗透性能，软性基板也可以是非结晶高玻璃化转变温度(Tg)聚合物(如PI)，此类材料具有良好的热稳定性，较好的力学性能和化学性能，但是透明度低，价格也比较贵。本方案中，软性基板180具有耐高温的特性，一般靠近背光源的地方因为光线比较强烈，温度也会比较高，故设置软性基板180保护整个封装层以及主动开关110等器件。
主动开关一般为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，另外我们在制作TFT时一般运用4Mask(光罩)技术形成，在制作感光器的时候一般采用上述步骤和方法，TFT与感光器可以设置在同一层，当然也可以设置在不同层，可以根据不同的使用环境的需求进行不同设置，另外在上述面板制程时，可以先形成TFT，也可以先形成感光器，或者也可以先形成感光器，再形成TFT，具体也可以参考制程上的一些步骤适当调整以达到最优的效果。
如图6所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种感光器120的制程方法，包括步骤：
S71：形成有多个孔洞1311的主体131；
S72：客体132填充进主体131的孔洞1311中；
其中，客体132包括至少两种感光波段不同的感光材料1321。
主体131主要由介孔二氧化硅构成，二氧化硅稳定性强，且不吸收光，避免主体131吸收光导致客体132无法吸收到更强的光，从而使感光器120的灵敏度下降，另外我们在选取至少两种不同的感光材料1321形成客体132后，可主要通过分子组装技术填充进主体131孔洞1311中，这样可以使孔洞1311排列更有规则，孔洞1311大小一致，均匀吸收光，对光的感应更精确。
在一实施例中，客体132填充进主体131的孔洞1311中的步骤包括；选择硅烷(SiH4)及锗烷(GeH4)；运用高密度等离子体化学气相淀积技术(HDP-CVD)制备形成含硅的感光材料1321以及含锗的感光材料1321。
本方案中，高密度等离子体化学气相淀积技术，采用SiH4和GeH4，可以直接在所述的具有多个孔洞的主体中填充形成纳米级别的含硅感光材料和含锗感光材料，排列紧凑规则,增强稳定性,更好的吸收光波。
如图7和图8所示，在本发明的另一实施例中，还公开了一种感光器120的制程方法，制程方法包括：
S151：将感光材料1321加工成表面活性剂束胶600；
S152：将束胶600形成束胶棒610；
S153：将胶束棒610按六角形排列形成六角矩阵620；
S154：将六角矩阵620根通过硅凝胶自组装机制形成中间相630；
S155：将中间相630烘熔形成填充感光材料1321的介孔二氧化硅形成感光层130。
需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。
本发明的技术方案可以广泛用于各种显示面板，如扭曲向列型(TwistedNematic，TN)显示面板、平面转换型(In-Plane Switching，IPS)显示面板、垂直配向型(Vertical Alignment，VA)显示面板、多象限垂直配向型(Multi-Domain VerticalAlignment，MVA)显示面板，当然，也可以是其他类型的显示面板，如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板，均可适用上述方案。
以上内容是结合具体的可选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 (9)

1.一种感光器，其特征在于，所述感光器包括感光层，所述感光层包括：
主体，包括多个孔洞；
客体，包括至少两种感光波段不同的感光材料；所述感光材料填充在所述主体的孔洞中；
所述感光材料包括含硅感光材料和含锗感光材料；
其中，所述主体包括介孔二氧化硅。
2.如权利要求1所述的一种感光器，其特征在于，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝1：(0.1～0.2)。
3.如权利要求1所述的一种感光器，其特征在于，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量的为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝1：(0.5～0.7)。
4.如权利要求1所述的一种感光器，其特征在于，所述含硅感光材料中的硅的摩尔量为X，所述含锗感光材料中的锗的摩尔量的为Y，该X和Y满足如下公式：
X:Y＝(0.1～0.3)：1。
5.一种面板，其特征在于，包括：
多个如权利要求1至4所述的感光器；
多个主动开关；
多条栅线，与多个所述主动开关连接；
多条数据线，与多条所述栅线交错设置；
所述主动开关的输入端与所述感光器的输出端连接，所述主动开关的控制端与对应的所述栅线连接；所述主动开关的输出端与对应的所述数据线连接；
其中，当所述主动开关的控制端打开的时候，所述主动开关的输出端输出所述感光器的感应电压到所述面板的数据线。
6.如权利要求5所述的一种面板，其特征在于，所述感光器设置在相对于所述主动开关靠近待检测的光的一侧。
7.如权利要求5或6所述的一种面板，其特征在于，所述感光器与所述主动开关重叠设置。
8.一种感光器的制程方法，其特征在于，包括步骤：
形成有多个孔洞的主体；
客体填充进主体的孔洞中；
其中，所述客体包括至少两种感光波段不同的感光材料；
所述感光材料包括含硅感光材料和含锗感光材料；所述主体包括介孔二氧化硅。
9.如权利要求8所述的一种感光器的制程方法，其特征在于，所述客体填充进主体的孔洞中的步骤包括；
选择硅烷及锗烷；
用高密度等离子体化学气相淀积技术制备形成含硅感光材料以及含锗感光材料；
或者，所述客体填充进主体的孔洞中的步骤包括：
将感光材料加工成表面活性剂束胶；
将束胶形成束胶棒；
将胶束棒按六角形排列形成六角矩阵；
将六角矩阵根通过硅凝胶自组装机制形成中间相；
将中间相烘熔形成填充感光材料的介孔二氧化硅形成感光层。
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