CN110164946A - 显示基板及制造方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示基板及制造方法、显示装置，属于显示技术领域，其可至少部分解决现有的显示基板对其自身亚像素亮度的检测的灵敏度和信噪比较低的问题。本发明的显示基板，包括基底，在基底上设置有第一晶体管，第一晶体管包括沿远离基底方向依次叠置的有源层、第一栅绝缘层、顶栅极，在顶栅极的背向基底一侧还设置有与顶栅极接触的光敏结构，在光敏结构背向基底一侧还设置有与光敏结构接触的传感器电极，顶栅极、光敏结构、传感器电极形成光电检测器件，在传感器电极背向基底一侧依次设置有钝化层和像素电极，传感器电极、钝化层、像素电极与传感器电极相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

Description

显示基板及制造方法、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示基板、一种显示装置、一种显示基板的制造方法。

背景技术

现有OLED显示基板中的像素电路中会增加检测电路，该检测电路用于检测单个亚像素的发光的亮度，进而该OLED显示基板的外接驱动电路能够根据检测到的亚像素的亮度与该亚像素预期发出的亮度进行比较，进而据此对显示数据进行补偿。通常的设置方法是将光敏二极管(其中包含PIN结)设置在亚像素的像素电极的侧后方(以该OLED显示基板的基底位于下方为参照)，有机发光层发出的光会有极少量的部分倾斜地射向该光敏二极管，从而依靠光敏二极管检测出该亚像素的实际光强。

现有技术的方案中，光敏二极管能够检测到的光的强度非常弱，导致检测的灵敏度和信噪比都比较低。

发明内容

本发明至少部分解决现有的OLED显示基板中对亚像素的光强的检测灵敏度和信噪比都比较低的问题，提供一种显示基板、一种显示装置、一种显示基板的制造方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示基板，包括基底，在所述基底上设置有第一晶体管，所述第一晶体管包括沿远离所述基底方向依次叠置的有源层、第一栅绝缘层、顶栅极，在所述顶栅极的背向所述基底一侧还设置有与所述顶栅极接触的光敏结构，在所述光敏结构背向所述基底一侧还设置有与所述光敏结构接触的传感器电极，所述顶栅极、所述光敏结构、所述传感器电极形成光电检测器件，在所述传感器电极背向所述基底一侧依次设置有钝化层和像素电极，所述传感器电极、所述钝化层、所述像素电极与所述传感器电极相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

可选地，所述光敏结构为PN结、PIN结、光电导、肖特基势垒中的任意一项。

可选地，所述第一晶体管还包括设置在所述基底与所述有源层之间的沿远离所述基底的方向依次叠置的底栅极和第二栅绝缘层。

可选地，在所述像素电极远离所述基底一侧还依次设置有有机发光层和对侧电极，所述像素电极与所述传感器电极相对的区域以外的区域为反光结构，所述对侧电极为透明电极。

可选地，在所述像素电极远离所述基底一侧还依次设置有有机发光层和对侧电极，所述像素电极为透光电极，所述对侧电极为反光电极。

可选地，在所述基底上还设置有第二晶体管，所述第二晶体管包括有源层、第一栅绝缘层、顶栅极，所述第二晶体管的有源层与所述第一晶体管的有源层同层设置，所述第二晶体管的第一栅绝缘层与所述第一晶体管的第一栅绝缘层同层设置，所述第二晶体管的顶栅极与所述第一晶体管的顶栅极同层设置，所述第二晶体管还包括与所述其有源层电连接的第一极和第二极，所述第二晶体管的第二极通过过孔结构与所述像素电极电连接。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，包括上述的显示基板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示基板的制造方法，包括：在基底上形成第一晶体管的步骤，其中，在所述基底上依次形成叠置的有源层、第一栅绝缘层、顶栅极；在所述顶栅极的背向所述基底一侧形成与所述顶栅极接触的光敏结构；在所述光敏结构背向所述基底一侧形成与所述光敏结构接触的传感器电极，所述顶栅极、所述光敏结构、所述传感器电极形成光电监测器件；在所述传感器电极背向所述基底一侧依次形成钝化层和像素电极，所述传感器电极、所述钝化层、所述像素电极与所述传感器电极相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

可选地，所述光敏结构为PN结、PIN结、光电导、肖特基势垒中的任意一项。

可选地，所述在基底上形成第一晶体管的步骤中，在所述基底上依次形成叠置的底栅极、第二栅绝缘层，所述有源层、所述第一栅绝缘层、所述顶栅极。

可选地，还包括：在所述像素电极远离所述基底一侧依次形成有机发光层和对侧电极，所述像素电极与所述传感器电极相对的区域以外的区域为反光结构，所述对侧电极为透明电极。

可选地，还包括：在所述像素电极远离所述基底一侧依次形成有机发光层和对侧电极，所述像素电极为透光电极，所述对侧电极为反光电极。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种显示基板的结构示意图；

图2为图1所示显示基板中检测电路部分的等效电路图；

图3为本发明的实施例的显示基板的制造方法的流程图；

图4a-图4d为本发明的实施例的显示基板在制造的不同阶段的结构示意图；

其中，附图标记为：10、基底；111、191、有源层；112、第一栅绝缘层；113、192、顶栅极；114、第二栅绝缘层；115、底栅极；116、第一层间介质层；119、第二层间介质层；117、193、第一极；118、194、第二极；12、光敏结构；13、传感器电极；14、钝化层；15、像素电极；15a、透明部；16、像素界定层；17、对侧电极；18、支撑柱；H1、第一过孔；H2、第二过孔；20、遮光层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

在本发明中，“构图工艺”是指形成具有特定的图形的结构的步骤，其可为光刻工艺，光刻工艺包括形成材料层、涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤中的一步或多步；当然，“构图工艺”也可为压印工艺、喷墨打印工艺等其它工艺。

实施例1：

参照图1和图2，本实施例提供一种显示基板，包括基底10，在基底10上设置有第一晶体管，第一晶体管包括沿远离基底10方向依次叠置的有源层111、第一栅绝缘层112、顶栅极113，在顶栅极113的背向基底10一侧还设置有与顶栅极113接触的光敏结构12，在光敏结构12背向基底10一侧还设置有与光敏结构12接触的传感器电极13，顶栅极113、光敏结构12、传感器电极13形成光电检测器件，在传感器电极13背向基底10一侧依次设置有钝化层14和像素电极15，传感器电极13、钝化层14、像素电极15与传感器电极13相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

当然，第一晶体管通常还包括第一极117和第二极118(即源漏两极)。光敏结构12例如是PN结、PIN结、光电导或肖特基势垒。它们都能与顶栅极113和传感器电极13配合形成光电检测器件。举例而言，当光敏结构12为PN结或PIN结时，该光电检测器件为光敏二极管。

一种可能的等效电路图可参照图2。图2示出的是一个PMOS管的顶栅极113与光敏二极管的阴极共用(相当于靠近顶栅极113的PN结或PIN结为N型掺杂区)的情况。当然图1所示的显示基板中，第一晶体管与该二极管结构的等效电路也可以是一个NMOS管的顶栅极113与光敏二极管的阳极。当然，该光敏二极管优选工作在截至状态。当然，为形成有效的光电检测的等效电路，本领域技术人员对光敏结构12的极性做出适应性的设计。在此不再一一介绍。

结合图2，以下以第一晶体管为PMOS管，第一晶体管的顶栅极113与PIN结的N型掺杂区接触为例说明该等效电路的工作原理。

向传感器电极13提供负偏压，使该光敏二极管工作在截至状态，对第一晶体管的第一极117和第二极118施加固定的电压。当光线照射在光敏结构12上时会产生光生载流子，进而导致传感器电极13与顶栅极113之间的电压差发生变化，由于顶栅极113的电压发生变化，第一晶体管的第一极117和第二极118之间的导通程度发生变化，进而造成第一晶体管的第一极117和第二极118之间的电流发生变化，通过外接电路检测这种电流的变化既能反推出当前照射到光敏结构12的光的强弱，进而反推出对应的亚像素的实际发光强度，进而根据该亚像素的预期发光强度对显示数据进行补偿。

注意到像素电极15的背向基底10的一侧通常会设置有机发光层。有机发光层发出的光会有部分通过像素电极15的透明部15a(当然像素电极15也可能全部都是透明电极)直接照射到光敏结构12上。这样光敏结构12实际接收到的光的强度会更大，也就更有利于产生更大的检测信号，从而有利于提高检测的灵敏度和信噪比。

可选地，第一晶体管还包括设置在基底10与有源层111之间的沿远离基底10的方向依次叠置的底栅极115和第二栅绝缘层114。

即第一晶体管同时具有顶栅极113和底栅极115。对底栅极115施加不同的偏压能够实现对第一晶体管阈值电压的调整的效果。从而使得第一晶体管可以对相同的栅电压的变化产生更大的电流的变化量。从而有利于进一步提高检测的信噪比和灵敏度。

可选地，在像素电极15远离基底10一侧还依次设置有有机发光层和对侧电极17，像素电极15与传感器电极13相对的区域以外的区域为反光结构，对侧电极17为透明电极。

即在这种实施方式中，该显示基板为顶发射型的显示基板。具体图1示出的即使这种结构。

即具体地，该显示基板为OLED显示基板，像素电极15、有机发光层、对侧电极17三者等效为发光二极管结构。有机发光层具体可以包括载流子复合发光层，进一步还可以包括电子传输层、空穴传输层等。

可选地，在像素电极15远离基底10一侧还依次设置有有机发光层和对侧电极17，像素电极15为透光电极，对侧电极17为反光电极。

当然，显示基板也可以是底发射型的显示基板。同样能实现有机发光层发出的光直接照射在光敏结构12上的的方案，从而提高亚像素亮度检测的灵敏度和信噪比。

可选地，在基底10上还设置有第二晶体管，第二晶体管包括有源层191、第一栅绝缘层112、顶栅极192，第二晶体管的有源层191与第一晶体管的有源层111同层设置，第二晶体管的第一栅绝缘层112与第一晶体管的第一栅绝缘层112同层设置，第二晶体管的顶栅极192与第一晶体管的顶栅极113同层设置，第二晶体管还包括与其有源层191电连接的第一极193和第二极194，第二晶体管的第二极194通过过孔结构与像素电极15电连接。

即在基底10上制造第一晶体管的同时可以同步制造第二晶体管。第二晶体管具体用于驱动像素电极15，从而实现对亚像素亮度的控制。

显示基板中其他结构可按照现有技术进行配置。详细可参照实施例3部分的介绍。

实施例2：

本实施例提供一种显示装置，其包括实施例1的显示基板。

具体的，该显示装置可为有机发光二极管(OLED)显示面板、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。

该显示装置能够实现对其自身的亚像素亮度更加准确和更加精确地检测，从而对亚像素亮度的补偿也更加准确和更加精确。

实施例3：

参照图3并结合图4a-图4d以及图1，本实施例提供一种显示基板的制造方法，包括以下步骤。

步骤S1、在基底10上形成第一晶体管的步骤，其中，在基底10上依次形成叠置的有源层111、第一栅绝缘层112、顶栅极113。

步骤S2、在顶栅极113的背向基底10一侧形成与顶栅极113接触的光敏结构12。

步骤S3、在光敏结构12背向基底10一侧形成与光敏结构12接触的传感器电极13，顶栅极113、光敏结构12、传感器电极13形成光电监测器件。

步骤S4、在传感器电极13背向基底10一侧依次形成钝化层14和像素电极15，传感器电极13、钝化层14、像素电极15与传感器电极13相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

可选地，光敏结构12为PN结、PIN结、光电导、肖特基势垒中的任意一项。

可选地，在步骤S1中，在基底10上依次形成叠置的底栅极115、第二栅绝缘层114，有源层111、第一栅绝缘层112、顶栅极113。

可选地，还包括：在像素电极15远离基底10一侧依次形成有机发光层和对侧电极17，像素电极15与传感器电极13相对的区域以外的区域为反光结构，对侧电极17为透明电极。

可选地，还包括：在像素电极15远离基底10一侧依次形成有机发光层和对侧电极17，像素电极15为透光电极，对侧电极17为反光电极。

需要说明的是实施例1与实施例3可相互参照。以下为一个详细的制造过程的介绍。

第一步，依次在硬质或柔性的基底10上形成遮光层20、第一晶体管的底栅极115、第二栅绝缘层114、第一晶体管的有源层111和第二晶体管的有源层191、第一晶体管的顶栅极113和第二晶体管的顶栅极192、第一层间介质层116。完成后的产品形态参见图4a。其中部分结构的形成过程需要使用构图工艺。在该步骤中还形成连通至第一晶体管的有源层111和第二晶体管的有源层191的第一过孔H1，用于后续步骤中形成源极和漏极。

第二步，利用构图工艺形成第一晶体管的第一极117和第二极118以及第二晶体管的第一极193和第二极194的图案。

第三步，利用构图工艺在第一晶体管的顶栅极113上形成光敏结构12。具体例如是形成一个PN结或PIN结，其中P型掺杂区和N型掺杂区的位置本领域技术人员可根据实际需要进行设定。该步骤完成后的产品形态参见图4b。

第四步，形成覆盖各第一极117、193和各第二极118、194以及光敏结构12的第二层间介质层119，并形成连通至第二晶体管的第二极194的第二过孔H2，以及连通至光敏结构12的过孔，利用构图工艺形成连接光敏结构12的传感器电极13。该步骤完成后的产品形态参见图4c。

第五步，形成覆盖传感器电极13的平坦化层14。平坦化层14的材料例如是硅的氧化物等透明材料。形成连通至第二晶体管的第二极194的过孔，随后利用构图工艺形成像素电极15的图案。在这个具体的例子中，像素电极15由3个子层构成，依次为氧化铟锡材料层、银材料层、氧化铟锡材料层，其中银材料层具有一段空缺(即用于形成透光部)，银材料层用于实现对光的反射，从而实现顶发射型OLED的出光方式。该步骤完成后的产品形态参见图4d。

第六步，依次形成像素界定层16、支撑柱18、有机发光层、对侧电极17。该步骤可按照现有技术实施。其中对侧电极17通常可设置为公共阴极。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示基板，包括基底，其特征在于，在所述基底上设置有第一晶体管，所述第一晶体管包括沿远离所述基底方向依次叠置的有源层、第一栅绝缘层、顶栅极，在所述顶栅极的背向所述基底一侧还设置有与所述顶栅极接触的光敏结构，在所述光敏结构背向所述基底一侧还设置有与所述光敏结构接触的传感器电极，所述顶栅极、所述光敏结构、所述传感器电极形成光电检测器件，在所述传感器电极背向所述基底一侧依次设置有钝化层和像素电极，所述传感器电极、所述钝化层、所述像素电极与所述传感器电极相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述光敏结构为PN结、PIN结、光电导、肖特基势垒中的任意一项。

3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一晶体管还包括设置在所述基底与所述有源层之间的沿远离所述基底的方向依次叠置的底栅极和第二栅绝缘层。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，在所述像素电极远离所述基底一侧还依次设置有有机发光层和对侧电极，所述像素电极与所述传感器电极相对的区域以外的区域为反光结构，所述对侧电极为透明电极。

5.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，在所述基底上还设置有第二晶体管，所述第二晶体管包括有源层、第一栅绝缘层、顶栅极，所述第二晶体管的有源层与所述第一晶体管的有源层同层设置，所述第二晶体管的第一栅绝缘层与所述第一晶体管的第一栅绝缘层同层设置，所述第二晶体管的顶栅极与所述第一晶体管的顶栅极同层设置，所述第二晶体管还包括与所述其有源层电连接的第一极和第二极，所述第二晶体管的第二极通过过孔结构与所述像素电极电连接。

6.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-5任意一项所述的显示基板。

7.一种显示基板的制造方法，其特征在于，包括：

在基底上形成第一晶体管的步骤，其中，在所述基底上依次形成叠置的有源层、第一栅绝缘层、顶栅极；

在所述顶栅极的背向所述基底一侧形成与所述顶栅极接触的光敏结构；

在所述光敏结构背向所述基底一侧形成与所述光敏结构接触的传感器电极，所述顶栅极、所述光敏结构、所述传感器电极形成光电监测器件；

在所述传感器电极背向所述基底一侧依次形成钝化层和像素电极，所述传感器电极、所述钝化层、所述像素电极与所述传感器电极相对的至少部分区域内的电极材料三者为透明结构。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述光敏结构为PN结、PIN结、光电导、肖特基势垒中的任意一项。

9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在基底上形成第一晶体管的步骤中，在所述基底上依次形成叠置的底栅极、第二栅绝缘层，所述有源层、所述第一栅绝缘层、所述顶栅极。

10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，还包括：

在所述像素电极远离所述基底一侧依次形成有机发光层和对侧电极，所述像素电极与所述传感器电极相对的区域以外的区域为反光结构，所述对侧电极为透明电极。