CN112083593A - 显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板及显示装置，该显示面板包括阵列基板、对置基板以及阵列基板与对置基板之间的液晶层，在显示面板出光侧，阵列基板位于对置基板的上方，阵列基板内设置有感光器件，感光器件接收环境光的路径避开显示面板中的色阻层设置，感光器件在接收外界的红外线时不受色阻层的影响，提高了光感层的灵敏度，可消除显示屏上红斑的现象，从而提高显示面板的显示品质。

Description

显示面板及显示装置
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及显示装置。
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，有潜在的应用价值。
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，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，例如，远程光互动，白板教育，新型显示技术等。如图1所示，红外感控显示面板100包括阵列基板101、液晶层102和彩膜基板，阵列基板101表面设置有光感传感器1011，彩膜基板包括衬底1031、位于衬底1031表面的蓝色色阻1032、绿色色阻1033以及红色色阻1034，当红外发射管发出红光104，红光104经过蓝色色阻1032和绿色色阻1033时，部分红光104被吸收，只有红色色阻1034上的红光1041全部到达光感传感器1011上，导致光感传感器1011检测的范围比较小，因此光感传感器1011的灵敏度较差。如图2所示，红光入射后，蓝色色阻1032、绿色色阻1033不允许红光入射，红光仅能透过红色色阻1034，对应红色色阻1034上方的显示屏105上出现红斑1051，红斑1051的形状呈长方形，在屏幕上形成亮点，导致图像失真。
综上所述，需要设计一种新的显示面板，来解决现有技术中光感传感器集成在阵列基板一侧侧设计，光感传感器采集的红外线范围较小，且穿透红色色阻后的红外线在屏幕形成光斑，导致屏幕图像失真，影响显示屏显示品质。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，能够解决现有技术中光感传感器集成在阵列基板一侧侧设计，光感传感器采集的红外线范围较小，且穿透红色色阻后的红外线在屏幕形成光斑，导致屏幕图像失真，影响显示屏显示品质。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种显示面板，包括阵列基板、对置基板以及所述阵列基板与所述对置基板之间的液晶层，在所述显示面板出光侧，所述阵列基板位于所述对置基板的上方，所述阵列基板内设置有感光器件，所述感光器件接收环境光的路径避开所述显示面板中的色阻层设置。
根据本发明一优选实施例，所述阵列基板为COA型阵列基板，所述色阻层设置在所述阵列基板内，位于所述感光器件下方。
根据本发明一优选实施例，所述阵列基板包括衬底、位于所述衬底上第一介质层、位于所述第一介质层上的色阻层和位于色阻层两侧遮光层、位于所述色阻层上的像素电极，位于所述像素电极上的第二介质层、位于所述第二介质层上的源极和漏极、位于所述源极和所述漏极上的有源层、位于所述有源层上的栅绝缘层、位于所述栅绝缘层上栅极、位于所述栅极上的封装盖板。
根据本发明一优选实施例，所述遮光层包括第一遮光层和第二遮光层，所述源极包括第一源极和第二源极，所述漏极包括第一漏极和第二漏极，所述有源层包括第一有源层和第二有源层，所述栅极包括第一栅极和第二栅极；其中，所述第一遮光层、所述第一源极、所述第一漏极、所述第一有源层以及所述第一栅极形成所述光感器件，所述第二遮光层、所述第二源极、所述第二漏极、所述第二有源层以及所述第二栅极形成驱动TFT。
根据本发明一优选实施例，所述第一栅极为光感层，所述第一栅极包括光敏电阻。
根据本发明一优选实施例，所述光敏电阻包括硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅以及硫化铋的至少之一，所述光敏电阻的光谱峰值为520nm至600nm范围内。
根据本发明一优选实施例，所述第一栅极还包括第一感应电极和第二感应电极，所述光敏电阻位于所述第一感应电极和所述第二感应电极之间。
根据本发明一优选实施例，所述感光器件与触控电路电性连接，所述感光器件将红外光转换为电流信号，所述触控电路将该电流信号传递给触控芯片。
根据本发明一优选实施例，所述阵列基板为非COA型阵列基板，所述色阻层设置在所述对置基板内。
依据上述显示面板，本发明实施例提供一种显示装置，包括上述显示面板，所述显示装置还包括背光源，所述背光源贴合于所述显示面板的对置基板一侧设置。
有益效果：本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，该显示面板包括阵列基板、对置基板以及阵列基板与对置基板之间的液晶层，在显示面板出光侧，阵列基板位于对置基板的上方，阵列基板内设置有感光器件，感光器件接收环境光的路径避开显示面板中的色阻层设置，感光器件在接收外界的红外线时不受色阻层的影响，提高了光感层的灵敏度，可消除显示屏上红斑的现象，从而提高显示面板的显示品质。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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他的附图。
图1为现有技术中的一种光感显示面板结构示意图。
图2为现有技术中的一种光感显示面板中光感位置出现光斑示意图。
图3为本发明实施例提供一种显示面板的结构示意图。
图4为本发明实施例提供一种显示面板中部分感光器件结构示意图。
图5为本发明实施例提供一种显示面板中部分驱动TFT结构示意图。
图6为本发明实施例提供一种显示面板中的感光器件中的一种栅极结构示意图。
图7为本发明实施例提供一种显示面板中的感光器件中的另一种栅极结构示意图。
图8为本发明实施例提供一种触控电路的电路连接示意图。
图9为本发明实施例提供一种显示装置的结构示意图。
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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对现有技术中光感传感器集成在阵列基板一侧侧设计，光感传感器采集的红外线范围较小，且穿透红色色阻后的红外线在屏幕形成光斑，导致屏幕图像失真，影响显示屏显示品质，本发明能够解决该缺陷。
本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，该显示面板包括阵列基板、对置基板以及阵列基板与对置基板之间的液晶层，在显示面板出光侧，阵列基板位于对置基板的上方，阵列基板内设置有感光器件，感光器件接收环境光的路径避开显示面板中的色阻层设置，感光器件在接收外界的红外线时不受色阻层的影响，提高了光感层的灵敏度，可消除显示屏上红斑的现象，从而提高显示面板的显示品质。
如图3、图4和图5所示，本发明实施例提供一种显示面板的膜层结构示意图，该显示面板200包括阵列基板、对置基板以及位于阵列基板和对置基板之间的液晶层202。在显示面板200出光方向上，阵列基板位于对置基板上方，阵列基板优选为COA型阵列基板，色阻层2033设置在阵列基板内，且位于感光器件2037下方。
阵列基板包括衬底2031、位于衬底2031上第一介质层2032、位于第一介质层2032上的色阻层2033和位于色阻层2033两侧遮光层2035、位于色阻层2033上的像素电极2034，位于像素电极2034上的第二介质层2036、位于第二介质层2036上的感光器件2037和驱动TFT2038、以及位于感光器件2037和驱动TFT2038上的封装盖板2039。感光器件2037和驱动TFT2038为同层设置，优选为顶栅薄膜晶体管。
如图4和图5所示，第二介质层2036上设置有源极和漏极、位于源极和漏极上的有源层、位于有源层上的栅绝缘层、位于栅绝缘层上栅极；遮光层2035包括第一遮光层20351和第二遮光层20352，栅极包括第一栅极20371和第二栅极20381；栅绝缘层包括第一栅绝缘层20372和第二栅绝缘层20382；有源层包括第一有源层20373和第二有源层20383；源极包括第一源极20374和第二源极20384，漏极包括第一漏极20375和第二漏极20385；其中，第一遮光层20351、第一栅极20371、第一栅绝缘层20372、第一有源层20373、第一源极20374以及第一漏极20375形成光感器件2037，第二遮光层20352、第二栅极20381、第二栅绝缘层20382、第二有源层20383、第二源极20384以及第二漏极20385形成驱动TFT2038。液晶层202包括液晶2022和间隔柱2021，对置基板包括玻璃基板2011、位于玻璃基板2011上的公共电极2012以及位于公共电极2012上的透明聚酰亚胺薄膜2013，公共电极2012与像素电极2034形成电场，该电场驱动液晶层202中液晶2022偏转。
其中，像素电极2034与驱动TFT2038的第二源极20384电性连接，光感器件2037和驱动TFT2038均为触控电路中的薄膜晶体管，同时驱动TFT2038也为液晶面板中的像素电路的驱动薄膜晶体管，第一遮光层30351和第二遮光层30352优选为黑色矩阵。
色组层2033包括间隔设置的蓝色色阻20331、绿色色阻20332和红色色阻20333，当外界红外线入射显示面板表面时，光感器件2037在色组层3033上方，可以直接接收红外线，不受蓝色色阻30331、绿色色阻30332和红色色阻30333的影响，提高了光感器件2037的灵敏度，可消除显示屏上红斑的现象，从而提高显示面板的显示品质。
如图4和图6所示，部分感光器件2037的结构膜层如下，包括第一栅极20371、位于第一栅极20371下方的第一栅绝缘层20372、位于第一栅绝缘层20372下方的第一有源层20373、以及贴合于第一有源层20373两侧的第一源极20374和第一漏极20375。为了实现感光器件2037能够接收红外光，并将红外光的转化可以识别的信号源，第一栅极20371为光感层，接收外界的红外线，第一栅极20371的材质优选采用光敏电阻制备的金属图案，该金属图案至少包括硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅以及硫化铋中一种或一种以上组合金属材料，光敏电阻的光谱峰值为520nm至600nm范围内。如图7所示，在另一种实施例中第一栅极20371采用叠加膜层，包括第一感应电极203711、第二感应电极203713、以及位于第一感应电极203711和第二感应电极203713之间的光敏间隔物203712，光敏间隔物203712采用硫化镉或硒化镉制备而成。
感光器件2037具体制备方法如下；衬底优选为透明盖板，采用硫酸或清水清洗后，在衬底上制备第一栅极20371，该第一栅极20371作为光敏触控层，在衬底上沉积SiN层和SiO层叠加层，该叠加层覆盖栅极20371，经过曝光、湿蚀刻、光阻剥离过程，完成整个第一栅绝缘层20372制备，在第一栅绝缘层20372上制备有第一有源层20375，第一有源层20375的材料为铟镓锌氧化物、铟锌锡氧化物、以及铟镓锌锡氧化物中的一种或一种以上材料。利用黄光制程对第一有源层20375进行图案化处理。本实施例中，第一有源层20375的厚度为5～500纳米，第一有源层20375沉积完成后，再进行退火处理，可以在400℃干燥空气氛围下退火处理约0.5小时。退火处理完成后，采用草酸作为刻蚀液的湿法蚀刻工艺或干法刻蚀工艺对第一有源层20375进行刻蚀，经过蚀刻制程后，第一有源层20375的整层金属氧化物薄膜将图案化，形成岛状的金属氧化物半导体层；在第一有源层20375表面两侧分别制备第一源极20374和第一漏极20375，第一源极20374贴合于第一有源层的源极掺杂区表面且电性连接，第一漏极20375贴合于第一有源层的漏极掺杂区表面且电性连接，待感光器件2037制备完成后，将感光器件2037反向设置在第二绝缘层2032中。
当红外线照射第一栅极20371时，由于第一栅极20371中光敏材料的电阻会发生变化，继而在第一栅极20371上覆着电荷量会发生变化，对第一有源层20373的沟道区产生的电场力会发生变化，从第一源极20374和第一漏极20375之间的流过的电流会发生变化，由此可知，本发明将外界接收的红外线转化为可测量的电流值，然后利用积分电路将微弱的电流信号转化、放大和累积的电流差值，并发送给相应的触控芯片，以此来实现远程触控，可应用于投影仪、手机、电脑、手环、游戏机中，具体的触控驱动电路参考图8。
依据上述显示面板，本发明实施例还提供一种触控电路。如图8所示，触控电路包括感光器件2037、驱动TFT2038、复位TFT204、存储电容Cst、积分器205以及触控芯片206，其中，感光器件2037的栅极与第四电压V4电性连接，感光器件2037的源极与第三电压V3电性连接，感光器件2037的漏极与驱动TFT2038的源极电性连接；存储电容Cst的两个极板分别与感光器件2037的栅极和漏极电性连接，驱动TFT2038的栅极与第二电压V2电性连接，驱动TFT2038的漏极与积分器205的输入端电性连接，积分器205的输出端与触控芯片206电性连接，复位TFT204的栅极与第一电压电性V1连接，复位TFT204的源极和漏极分别与积分器205的输入端和输出端电性连接。感光器件2037、驱动TFT2038、复位TFT204、存储电容Cst、以及积分器205均设置有接地端子GND，积分电路204包括放大器、连接放大器输出端的调节电阻R1、以及位于连接放大器输出端和输入端之间的反馈电容C1。
本实施例中的感光器件2037、驱动TFT2038、复位TFT204、存储电容Cst、以及积分器205均设置有接地端子。感光器件2037包括衬底以及位于衬底上的光敏感应电极层，光敏感应电极层在光照条件下，能够改变流经第一感应电极以及第二感应电极的至少之一的电流值，改变光敏感应电极层的阻抗，继而改变感光器件2037中栅极表面的覆着的电荷量，影响流经沟道区两侧的电流值，积分电路204检测该电流值，通过放大器将检测的电流值放大n倍，然后将放大n倍的电流值发送给触控芯片206。
本发明实施例的触控电路工作原理图，如下：在初始化阶段，第一电压V1、第二电压V2以及第四电压V4均为低电平，感光器件2037、驱动TFT2038、复位TFT204打开，感光器件2037根据第三电压V3输入的初始信号对存储电容Cst进行初始化；在感测阶段，感光器件2037接收到红外光，第四电压V4和第一电压V1均为高电平，开关TFT201和复位TFT204断开，第二电压V2为低电平，感光器件2037打开，感光器件2037将接收的红外线转化为变化的电流信号，并将该电流信号存储到存储电容Cst中；在信号输出阶段，第四电压V4和第一电压V1均为高电平，感光器件2037和复位TFT204断开，第二电压V2为低电平，开关TFT201打开，积分器205将存储电容Cst中电子累积至反馈电容中，积分器205输出电压随反馈上累计的电子变化而变化，并将该累计的电子变化产生的电流信号发送到触控芯片206中，判断显示面板上光照的位置。
在另一实施例中的阵列基板为非COA型阵列基板，色阻层设置在对置基板内，其他结构跟图3类似。此处不再赘述。
如图9所示，依据上述显示面板200，本申请还提供一种显示装置300，包括上述实施例中的显示面板200。显示装置300还包括背光源301，背光源301贴合于显示面板200的对置基板一侧设置，背光源301的种类较多，这里不再描述具体结构。背光源301出射垂直光线302，垂直光线302穿过对置基板进入液晶层302，经过液晶层302折射后，穿过阵列基板后，在显示屏上显示相应的图片、文字或动画。
本发明实施例提供一种显示面板及显示装置，该显示面板包括阵列基板、对置基板以及阵列基板与对置基板之间的液晶层，在显示面板出光侧，阵列基板位于对置基板的上方，阵列基板内设置有感光器件，感光器件接收环境光的路径避开显示面板中的色阻层设置，感光器件在接收外界的红外线时不受色阻层的影响，提高了光感层的灵敏度，可消除显示屏上红斑的现象，从而提高显示面板的显示品质。
综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括阵列基板、对置基板以及所述阵列基板与所述对置基板之间的液晶层，在所述显示面板出光侧，所述阵列基板位于所述对置基板的上方，所述阵列基板内设置有感光器件，所述感光器件接收环境光的路径避开所述显示面板中的色阻层设置。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板为COA型阵列基板，所述色阻层设置在所述阵列基板内，位于所述感光器件下方。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括衬底、位于所述衬底上第一介质层、位于所述第一介质层上的色阻层和位于色阻层两侧遮光层、位于所述色阻层上的像素电极，位于所述像素电极上的第二介质层、位于所述第二介质层上的源极和漏极、位于所述源极和所述漏极上的有源层、位于所述有源层上的栅绝缘层、位于所述栅绝缘层上栅极、位于所述栅极上的封装盖板。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述遮光层包括第一遮光层和第二遮光层，所述源极包括第一源极和第二源极，所述漏极包括第一漏极和第二漏极，所述有源层包括第一有源层和第二有源层，所述栅极包括第一栅极和第二栅极；其中，所述第一遮光层、所述第一源极、所述第一漏极、所述第一有源层以及所述第一栅极形成所述光感器件，所述第二遮光层、所述第二源极、所述第二漏极、所述第二有源层以及所述第二栅极形成驱动TFT。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第一栅极为光感层，所述第一栅极包括光敏电阻。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述光敏电阻包括硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅以及硫化铋的至少之一，所述光敏电阻的光谱峰值为520nm至600nm范围内。
7.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第一栅极还包括第一感应电极和第二感应电极，所述光敏电阻位于所述第一感应电极和所述第二感应电极之间。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述感光器件与触控电路电性连接，所述感光器件将红外光转换为电流信号，所述触控电路将该电流信号传递给触控芯片。
9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述阵列基板为非COA型阵列基板，所述色阻层设置在所述对置基板内。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意项所述的显示面板，所述显示装置还包括背光源，所述背光源贴合于所述显示面板的对置基板一侧设置。
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GR01 Patent grant
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