CN112214137B - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种显示面板及显示装置，该显示面板包括：基板、自电容触控传感模块、光控传感模块和盖板。其中，自电容触控传感模块包括多个第一方向电极和多个第二方向电极，第一方向电极沿第一方向延伸，第二方向电极沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。光控传感模块与自电容触控传感模块相邻设置。本申请采用自电容触控传感模块和光控传感模块集成于显示屏之中，相较于互电容触控传感模块，可实现更高的扫描频率和较高的抗噪性能，有利于将触控和光控传感器集成在大尺寸的显示屏之中。并且可以有效的解决互电容触控传感器与光控传感器集成的信号串扰的问题。

Description

一种显示面板及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，将传感器集成在显示面板之中也是一种趋势，比如目前所采用的触摸和光传感器都是将传感器贴合在显示屏的外面，但这样会导致显示面板的光效下降和成本的上升。目前，将传感器集成在显示面板内，可以有效的改善光效的损失和成本的上升。

随着大尺寸显示技术的发展及在各领域的广泛应用，将各种传感器集成在显示面板之中也是一个待发展的主流趋势，特别是触控传感器和光传感器。但是将光控传感器和触控传感器同步集成，互电容光控传感器的电极对触控接受电极之间存在寄生电容，会影响触控传感器的正常工作，也就是光控传感器对触控传感器的信号串扰的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种显示面板及显示装置，集成自电容触控传感模块与光控传感模块，能够有效的解决互电容模式触控传感器与光控传感器集成的信号串扰的问题。

本申请提供一种显示面板，包括：

基板，所述基板包括相对设置的第一面和第二面；

自电容触控传感模块，所述自电容触控传感模块设置在所述第一面上；其中，所述自电容触控传感模块包括多个第一方向电极和多个第二方向电极，所述第一方向电极沿第一方向延伸，所述第二方向电极沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交；

光控传感模块，所述光控传感模块设置在所述第一面上，所述光控传感模块与所述自电容触控传感模块相邻设置；

盖板，所述盖板设置在所述自电容触控传感模块与所述光控传感模块远离所述第一面的一侧。

在一些实施例中，还包括沿第一面向盖板方向依次层叠设置的栅极绝缘层、第一钝化层、有机平坦层以及光学胶层，所述第一方向电极和所述第二方向电极设置在所述栅极绝缘层或所述第一钝化层的相同层内。

在一些实施例中，所述第一方向电极和所述第二方向电极均设置在所述第一钝化层内。

在一些实施例中，所述第一方向电极和所述第二方向电极均设置在所述栅极绝缘层内。

在一些实施例中，所述第一方向电极之间或所述第二方向电极之间通过透明导电材料桥接

在一些实施例中，还包括沿第一面向盖板方向依次层叠设置的栅极绝缘层、第一钝化层、有机平坦层以及光学胶层，所述第一方向电极和所述第二方向电极设置在所述栅极绝缘层或所述第一钝化层的不同层内。

在一些实施例中，所述第一方向电极设置在所述栅极绝缘层内，所述第二方向电极设置在所述第一钝化层内。

在一些实施例中，还包括第二钝化层，所述第二钝化层设置在光学胶层与所述盖板之间，所述第一方向电极设置在所述第一钝化层内，所述第二方向电极设置在所述第二钝化层内。

在一些实施例中，所述第一方向电极包括沿第一方向排布的第一多边形走线，所述第二方向电极包括沿第二方向排布的第二多边形走线，所述第一多边形走线与所述第二多边形走线相交处形成电容节点。

本申请提供一种显示装置，包括显示器和显示面板，所述显示器为液晶显示器、有机电致发光显示器、量子点发光显示器、Mini-发光二极管显示器或Micro-发光二极管显示器，所述显示面板为以上所述的显示面板。

本申请实施例所提供的显示面板，包括基板、自电容触控传感模块、光控传感模块和盖板。基板包括相对设置的第一面和第二面。自电容触控传感模块设置在所述第一面上；其中，自电容触控传感模块包括多个第一方向电极和多个第二方向电极，第一方向电极沿第一方向延伸，第二方向电极沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。光控传感模块设置在所述第一面上，光控传感模块与自电容触控传感模块相邻设置。盖板设置在自电容触控传感模块与光控传感模块远离第一面的一侧。本申请采用自电容触控传感模块和光控传感模块集成于显示屏之中，相较于互电容触控传感模块，可实现更高的扫描频率和较高的抗噪性能，有利于将触控和光控传感器集成在大尺寸的显示屏之中。并且可以有效的解决互电容触控传感器与光控传感器集成的信号串扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本申请实施例提供的显示面板的第一种膜层结构示意图；

图2为本申请实施例提供的自电容触控传感模块的一种简化电路图；

图3为本申请实施例提供的显示面板的第二种膜层结构示意图；

图4为本申请实施例提供的显示面板的第三种膜层结构示意图；

图5为本申请实施例提供的显示面板的第四种膜层结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光控传感模块的一种等效电路示意图；

图7为本申请实施例提供的显示面板的一种等效电路示意图；

图8为本申请实施例提供的显示装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

本申请实施例提供一种显示面板及显示装置，以下对显示面板做详细介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例中的显示面板10的第一种膜层结构示意图。其中，显示面板10包括基板101、自电容触控传感模块102、光控传感模块103和盖板104，基板101具有相对设置的第一面101a和第二面101b。自电容触控传感模块102设置在第一面101a上，其中，自电容触控传感模块102包括多个第一方向电极102a和多个第二方向电极102b，第一方向电极102a沿第一方向延伸，第二方向电极102b沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相交。

本申请实施例提供的显示面板10同步集成光控传感模块103和自电容触控传感模块102，相较于单一功能的触控传感或者光控传感，可实现短程触控，远程光控的功能。并且相较于互电容触控传感器，本申请实施例提供的显示面板10可实现更高的扫描频率和较高的抗噪性能，还能解决互电容触控传感器与光控传感器信号串扰的问题。另外，本申请实施例提供的显示面板10在面板内集成了光控和触控传感，可以有效的改善光效的损失和成本的上升。

需要说明的是，第一面101a可以为基板101的上表面，第二面101b可以为基板101的下表面。当然，第一面101a也可以为基板101的下表面，第二面101b可以为基板101的上表面。本申请实施例中不做特殊说明的情况下，默认为第一面101a为基板101的上表面，第二面101b为基板101的下表面。

其中，显示面板10还包括沿第一面101a向盖板104方向依次层叠设置的栅极绝缘层105、第一钝化层106、有机平坦层107以及光学胶层108，第一方向电极102a和第二方向电极102b设置在栅极绝缘层105或第一钝化层106的不同层内。

其中，第一方向电极102a设置在栅极绝缘层105内，第二方向电极102b设置在第一钝化层106内。这种设置方式能够增大第一方向电极102a和第二方向电极102b之间的距离，减小寄生电容。

其中，自电容触控传感模块102还包括电容C，电容C为第一方向电极102a与第二方向电极102b之间的重合区域，图1中未示出。

其中，光控传感模块103还包括栅极层103a、半导体层103b、源漏极层103c、遮光层103d以及透明导电层103e。具体地，栅极层103a设置在栅极绝缘层105内，半导体层103b和源漏极层103c设置在第一钝化层106内，遮光层103d设置在光学胶层108内，第一钝化层106和有机平坦层107上设置有通孔，透明导电层103e设置在光学胶层108内并通过通孔与源漏极层103c连接。图中以光控传感模块103包括两个薄膜晶体管(TFT,Thin FilmTransistor)为示例进行说明，遮光层103d对应其中一个薄膜晶体管的正投影进行设置，该TFT作为开关TFT进行工作，另一个TFT没有受到遮光层103d的遮挡则作为光感TFT进行工作。光控传感模块103还可以根据光控传感或显示面板的具体需求设置为三个薄膜晶体管、四个薄膜晶体管或五个薄膜晶体管。透明导电层103e为外围绑定走线。外围绑定走线的具体设置是本领域技术人员所熟知的技术手段，在此不再赘述。

其中，第一方向电极102a与栅极层103a同步设置，第二方向电极102b与源漏极层103c同步设置。这样能够减少制程工艺步骤，提高生产效率，节约成本。

其中，半导体层103b采用的材料为氢化非晶硅(α-Si:H)。α-Si:H材料的光吸收率高、电阻温度系数较大，并且其禁带宽度可控，可大面积低温成膜，生产工艺较简单。

其中，光控传感模块103还包括电容C，电容C为栅极层103a与半导体层103b之间的重合区域，图1中未示出。受到光照刺激时，光感TFT中的α-Si:H会产生载流子，而通过储存电容C收集，然后通过开光TFT进行控制，经放大器处理及集成电路(IC,IntegratedCircuit)检测到，进而进行光控传感。

其中，本申请实施例采用有机平坦层107。有机平坦层107(PFA)具有低介电特性、良好的流平性和透气性，还能降低寄生电容。

其中，本申请实施例提供的自电容触控传感模块102采用metalmesh的走线方式，通常是在两层导电材料涂层上蚀刻出不同的导电线路模块，即本申请实施例中的第一方向电极102a和第二方向电极102b。第一方向电极102a和第二方向电极102b蚀刻的图形相互垂直，蚀刻的图形可以是菱形。由于第一方向电极102a和第二方向电极102b架构在不同层，其相交处形成一电容节点。在工作时，第一方向电极102a可以当成驱动线，第二方向电极102b当成是侦测线。当电流经过驱动线中的一条走线时，如果外界有电容变化的信号，那么就会引起另一方向电极走线上电容节点的变化。侦测电容值的变化可以通过与之相连的回路测量得到，再经由控制器转为数字讯号让计算机做运算处理取得位置，进而达到定位的目的。采用metalmesh的走线方式，自电容触控传感模块能够实现低电阻、高透过率、高稳定性，并且metalmesh的走线方式其膜层更薄，能使自电容触控传感模块具有弯折性，适应柔性面板的发展需求。

具体地，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的自电容触控传感模块102的一种简化电路图。第一方向电极102a包括沿第一方向排布的第一多边形走线Tx，102b第二方向电极包括沿第二方向排布的第二多边形走线Ty，第一多边形走线Tx与第二多边形走线Ty相交处形成电容节点。当受到手指触摸时，触摸位置的第一方向电极102a和第二方向电极102b与手指电容耦合后分别与地形成电容的两极，其触控位置的坐标主要是通过交替的扫描第一方向电极102a和第二方向电极102b，例如，可先扫描完成第一方向电极102a，然后再逐一扫描第二方向电极102b。

需要说明的是，第一方向为沿x轴延伸的方向，第二方向为沿y轴延伸的方向。当然第一方向也可以为沿y轴延伸的方向，第二方向为沿x轴延伸的方向。在本实施例不作说明的情况下，默认第一方向为沿x轴延伸的方向，第二方向为沿y轴延伸的方向。

其中，自电容触控传感模块102的扫描周期为第一方向电极102a扫描时间与第二方向电极102b扫描时间的和。对于互电容触控传感器，相同的通道数下，其对应的扫描周期为第一方向电极102a扫描时间与第二方向电极102b扫描时间的乘积。因此，本申请采用自电容触控传感模块还可以缩短扫描周期，加快扫描速度，提高触控传感效率。

其中，显示面板10还包括沿第一面101a向盖板104方向依次层叠设置的栅极绝缘层105、第一钝化层106、有机平坦层107以及光学胶层108，第一方向电极102a和第二方向电极102b设置在栅极绝缘层105或第一钝化层106的相同层内。

其中，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的显示面板10的第二种膜层结构示意图。第一方向电极102a和第二方向电极102b均设置在第一钝化层106内。其中，第一方向电极102a之间或第二方向电极102b之间通过透明导电材料102c桥接。

其中，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的显示面板10的第三种膜层结构示意图。第一方向电极102a和第二方向电极102b均设置在栅极绝缘层105内。其中，第一方向电极102a之间或第二方向电极102b之间通过透明导电材料102c桥接。

其中，透明导电材料102c采用的材料包括铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟镓锌锡氧化物(IGZTO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)或锑锡氧化物(ATO)中的任一种。以上材料具有很好的导电性和透明性，并且厚度较小，不会影响显示面板10的整体厚度。

当第一方向电极102a和第二方向电极102b设置在栅极绝缘层105或第一钝化层106的相同层内时，同层设置的第一方向电极102a和第二方向电极102b为相互绝缘，为形成电容节点，在第一方向电极102a连续设置时，则在第二方向电极102b之间通过透明导电材料桥接，同样的，在第二方向电极102b连续设置时，则在第一方向电极102a之间通过透明导电材料桥接，进而实现自电容触控传感。

其中，请参阅图5，图5是本申请实施例提供的显示面板10的第四种膜层结构示意图。显示面板10还包括第二钝化层109，第二钝化层109设置在光学胶层108与盖板104之间，第一方向电极102a设置在第一钝化层106内，第二方向电极102b设置在第二钝化层109内。或第一方向电极102a设置在栅极绝缘层105内，第二方向电极102b设置在第二钝化层109内。

本申请提供的实施例将第一方向电极102a和第二方向电极102b置于相同或不同的膜层，第一方向电极102a和第二方向电极102b之间的寄生电容不同。将第一方向电极102a和第二方向电极102b置于不同层，能够通过调节第一方向电极102a和第二方向电极102b之间的距离d调节第一方向电极102a和第二方向电极102b之间的寄生电容。d增大及介电常数变大，都有利于寄生电容改善。不同的d大小能够适应不同尺寸的显示面板10。第一方向电极102a和第二方向电极102b同层设置只需在其中一个方向电极间进行桥接，可降低显示面板10的厚度，有利于实现面板的弯折，可适用于柔性显示面板中的传感器集成应用。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的光控传感模块103的一种等效电路示意图。图6中以两个薄膜晶体管一个电容(2T1C)的设置方式为示例进行说明。其中，开关薄膜晶体管T2的栅极连接本行栅极扫描信号Gate1，开关薄膜晶体管T2的第一端连接下一行数据信号Data2，开关薄膜晶体管T2的第二端连接第一节点N1；光感薄膜晶体管T1的栅极连接下一行栅极扫描信号Gate2，光感薄膜晶体管T1的第一端连接第一节点N1，光感薄膜晶体管T1的第二端连接本行数据信号Data1；电容C的第一端连接第一节点N1，电容C的第二端连接下一行栅极扫描信号Gate2。

请参阅图7，图7是本申请实施例提供的显示面板10的一种等效电路示意图。自电容触控传感模块102中的第一方向电极102a的第一多边形走线Tx、第二方向电极102b的第一多边形走线Ty与光控传感模块103的走线交错设置。图7中是为了体现自电容触控传感模块102和光控传感模块103的走线在面板内交错设置，但电容触控传感模块102和光控传感模块103的走线实际互不干扰，互相独立不连接，图7中仅为示意。本申请实施例实现了整面的自电容触控传感和光控传感集成，一方面可以节省面板表面的空间，另一方面可以有效的解决传感器集成时信号串扰的问题。

本申请提供一种显示装置100，图8为本申请实施例中显示装置100的一种结构示意图。其中，显示装置100包括以上所述的显示面板10和显示器20，显示器20为液晶显示器、有机电致发光显示器、量子点发光显示器、Mini-发光二极管显示器或Micro-发光二极管显示器，显示装置100还可以包括其他装置。图8中以液晶显示器作为示意，液晶显示器与显示面板10通过光学胶108贴合。其中，液晶显示器可以为COA或者Non-COA的架构，其显示模式可以为垂直配向型(VA,Vertical Alignment)、面内转换型(IPS,In-plane Switching)、扭曲向列型(TN,Twisted Nematic)或面内开关型(FFS,Fringe Field Switching)。本申请实施例中显示器20和其他装置及其装配是本领域技术人员所熟知的相关技术，在此不做过多赘述。

本申请实施例提供的显示装置100，包括显示面板10和显示器20。同步集成光控和触控的显示装置100，相较于单一功能的触控传感或者光控传感，可实现短程触控，远程光控的功能，有利于提升液晶显示器的复合功能。并且本申请实施例的显示面板10采用自电容触控传感器和光控传感器集成于显示屏之中，相较于互电容触控传感模块，可实现更高的扫描频率和较高的抗噪性能，可以有效的解决互电容触控传感器与光控传感器集成的信号串扰的问题。并且将自电容触控传感器和光控传感器集成于显示面板内，可有效的改善光效的损失和成本的上升。

以上对本申请实施例提供显示面板及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，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申请的限制。

Claims (4)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

基板，所述基板包括相对设置的第一面和第二面；

自电容触控传感模块，所述自电容触控传感模块设置在所述第一面上；其中，所述自电容触控传感模块包括多个第一方向电极和多个第二方向电极，所述第一方向电极沿第一方向延伸，所述第二方向电极沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相交；

光控传感模块，所述光控传感模块设置在所述第一面上，所述光控传感模块与所述自电容触控传感模块相邻设置；

盖板，所述盖板设置在所述自电容触控传感模块与所述光控传感模块远离所述第一面的一侧；

所述自电容触控传感模块包括沿第一面向所述盖板方向依次层叠设置的栅极绝缘层、第一钝化层、有机平坦层、光学胶层和第二钝化层；

所述第一方向电极设置在所述第一钝化层靠近所述基板的一侧，所述第二方向电极设置在所述第二钝化层靠近所述盖板的一侧。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一方向电极包括沿第一方向排布的第一多边形走线，所述第二方向电极包括沿第二方向排布的第二多边形走线，所述第一多边形走线与所述第二多边形走线相交处形成电容节点。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述光控传感模块包括开关薄膜晶体管、光感薄膜晶体管和电容；

所述开关薄膜晶体管的栅极连接本行栅极扫描信号，所述开关薄膜晶体管的第一端连接下一行数据信号，所述开关薄膜晶体管的第二端连接第一节点；所述光感薄膜晶体管的栅极连接下一行栅极扫描信号，所述光感薄膜晶体管的第一端连接所述第一节点，所述光感薄膜晶体管的第二端连接本行数据信号；所述电容的第一端连接所述第一节点，所述电容的第二端连接所述下一行栅极扫描信号。

4.一种显示装置，其特征在于，包括显示器和显示面板，所述显示器为液晶显示器、有机电致发光显示器、量子点发光显示器、Mini-发光二极管显示器或Micro-发光二极管显示器，所述显示面板为权利要求1至3任一项所述的显示面板。

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