CN112510110A - 感光器件及显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种感光器件及显示面板，所述感光器件包括基底和感光功能层，所述感光功能层包括薄膜晶体管层和量子点层，其中所述量子点层被配置为在一外部光的激发下发射出激发光；本发明所述感光器件提高了感光器件光生电流的转化率、光感测功能的稳定性和通用性。

Description

感光器件及显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种感光器件及显示面板。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)因具有轻、薄、小等特点，同时功耗低、无辐射、制造成本相对较低，在目前平板显示行业应用较为广泛。为拓宽液晶显示器商用及家用功能，现将诸多功能集成在显示器中，如色温感测、激光感测或气体感测等，以提高液晶显示器可应用场景。但诸多集成功能均处在新开发阶段，尚有较多工艺制程及相关设计需要完善，以便提高多种集成功能液晶显示器性能。
目前，为了使得显示器具有光源感测及画面转换的功能，通常需要将捕捉光源并转换成电信号，然后将电信号传输给显示器，显示器依据所述电信号进行画面转换，得以实现外部光源操控显示器的功能。
当采用感光薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)作为完成上述光源控制屏幕功光电转换元件时，感光TFT的有源层在接受光照射时产生光生载流子，其栅极，源极，漏极在被施加合适的电压时，即可产生电流，实现光生电功能，进一步将电流信号转给具有显示功能的屏幕，使得屏幕相应位置出现颜色变化，完成光源控制屏幕功能。
然而，当感光TFT的有源层材料或厚度不同时，每种材料在不同膜厚时对不同波长的光源具有不同吸收强度和吸收能力。例如，当有源层主体材料为a-Si材料时，有源层膜厚由50nm-1um变化时，对应波长300-1100nm吸收强度及吸收能力发生变化，为了使得a-Si材料有源层对光源吸收率达到最高，使得光生电流最大，需要选用使该a-Si材料有源层膜厚下，对应吸收强度最高的光源波长进行照射光源感测TFT，以实现光源感测TFT最大光源转换电流效率。
但若要实现上述效果，需要在有源层不同膜厚时，更换不同波长的光源，例如选用不同波长的激光笔，从而造成了成本增加，并使得感光TFT的通用性较低，限制了感光TFT的使用及发展。
因此，亟需提供一种感光器件及显示面板，以解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种感光器件及显示面板，其中所述感光功能层包括量子点层和薄膜晶体管层，从而能利用量子点层将外部光转换为使薄膜晶体管层的吸收强度最高的预设波长范围内的光，从而提高了薄膜晶体管层的光生电流的转化率，还提高了薄膜晶体管层的光感测功能的稳定性和通用性。
为了实现上述目的，本发明所述感光器件及显示面板采取了以下技术方案。
本发明提供一种感光器件，所述感光器件包括一基底和位于所述基底上的一感光功能层，所述感光功能层包括一薄膜晶体管层和一量子点层，其中所述量子点层被配置为在一外部光的激发下发射出激发光。
进一步，所述薄膜晶体管层位于所述量子点层背离所述基底的表面上，并且所述薄膜晶体管层被配置为用于吸收入射至其表面的所述外部光或所述激发光进行光电转换动作。
进一步，所述薄膜晶体管层位于所述量子点层和所述基底之间，并且所述薄膜晶体管层被配置为用于吸收入射至其表面的所述外部光或所述激发光进行光电转换动作。
进一步，在所述基底在其朝向或背离所述感光功能层的表面上设置有一遮光层。
进一步，所述薄膜晶体管层包括非晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管中的至少一种。
进一步，所述量子点层包括一黏胶层以及填充于所述黏胶层中的量子点。
进一步，所述量子点层被配置为在外部光的激发下发射出预设波长范围内的所述激发光；所述薄膜晶体管层对所述激发光的吸收强度最高。
进一步，所述薄膜晶体管层包括：栅极，设置于所述基底或所述量子点层上；第一绝缘层，位于所述栅极上并覆盖所述栅极、以及所述基底或所述量子点层；有源层，位于所述第一绝缘层上并覆盖所述第一绝缘层；源极和漏极，设置于所述有源层上并分别位于所述有源层的相对的两个边缘区域；第二绝缘层，设置于所述源极和所述漏极上并覆盖所述源极、所述漏极和所述有源层；以及，第一电极和第二电极，设置于所述第二绝缘层上并分别位于所述第二绝缘层的对应所述源极和所述漏极的区域内，并且所述第二电极电性连接于所述漏极。
本发明提供一种显示面板，所述显示面板包括任一项所述的感光器件。
本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括任一项所述的感光器件，或者包括所述的显示面板。
本发明所述感光器件及显示面板具有以下有益效果:
本发明所述感光器件通过采用由量子点层和薄膜晶体管层构成的感光功能层，使外部光源激发量子点发射预设波长范围内的光，使得薄膜晶体管层的光吸收度最大，进而提高薄膜晶体管层光生电流转化率；通过在基底的表面上设置一遮光层，本发明所述感光器件能更好的阻挡基底背面光源对感光器件的影响，提高光感测的准确性和灵敏度；本发明所述感光器件能避免感光器件对不同波长光源的光吸收强度不同的技术问题，提高感光器件对多种波长光源的通用性和适用范围。
本发明所述显示面板通过采用本发明所述感光器件，能实现光源感测和画面转换功能。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明所述感光器件的第一实施例的结构示意图。
图2为本发明所述感光器件的第二实施例的结构示意图。
图3为本发明所述感光器件的第三实施例的结构示意图。
图4为本发明所述感光器件的第四实施例的结构示意图。
图5为本发明所述薄膜晶体管一实施例的结构图。
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。
本发明提供一种感光器件，所述感光器件包括一基底100和位于所述基底100上的感光功能层200，所述感光功能层200包括一薄膜晶体管层210以及一量子点层220。
其中：所述量子点层220被配置为在一外部光的照射下发射出激发光。所述薄膜晶体管层210被配置为用于依据其吸收的入射至其表面上的所述外部光或所述激发光生进行光电转换动作，具体地讲，所述薄膜晶体管层210被配置为用于在一外部电路的配合下依据所述薄膜晶体管层210吸收的所述外部光或所述激发光生成光感测信号。具体实施时，所述光感测信号可以为光生电流信号。
具体地，所述量子点层220被配置为在所述外部光的照射下激发出预设波长范围内的激发光，所述薄膜晶体管层210对所述预设波长范围内的激发光的吸收强度最高。
至此，本发明所述感光器件通过采用薄膜晶体管层210和量子点层220，能提高光生电流的转化率；并且，本发明所述感光器件可以通过对所述量子点层220进行配置，以使的所述量子点层220在外部光的照射下激发出所述感光单元210吸收度最高的预设波长范围的激发光，以防止所述感光器件受不同波长的光源的影响造成的吸收强度不同的问题，从能提高感光器件的通用性和稳定性。此外，本发明所述感光器件还克服现有感光TFT所面临的光吸收强度或光生电流效率，受感光TFT内部结构或膜层影响以及光源波长影响较大的问题，提高了感光器件的稳定性和适配性，开拓了感光TFT的使用及发展范围。
如图1所示，所述基底100为可以由诸如玻璃材料、石英、金属材料或包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚酰亚胺等的塑胶材料中合适的材料形成。
在一优选实施例中，所述基底100为阵列基板或彩膜基板。通过将感光器件集成于阵列基板或彩膜基板上，能将感光器件集成于显示面板或显示装置内，以使得显示面板或显示装置本身具有光照强度的检测的功能，从而能在提高显示面板或显示装置光照强度的检测灵敏度的同时，减少增设或外置光传感器或光敏元件，节省电子设备内部的空间，节省成本。
如图1所示，所述薄膜晶体管层210位于所述基底100的表面上，并且所述薄膜晶体管层210被配置在用于在一外部电路的配合下依据其吸收的入射至所述薄膜晶体管层210的所述外部光或由所述量子点层220发射的所述激发光生成光感测信号。
具体地，所述薄膜晶体管层210包括非晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管中的至少一种。也就是说，所述薄膜晶体管层210包括至少一或者多个薄膜晶体管T，所述薄膜晶体管T可以为非晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管。
图5为本发明所述薄膜晶体管一实施例的结构图。以下将结合图5，详细描述本发明所述薄膜晶体管T的结构。
如图5所示，所述薄膜晶体管T包括栅极211、第一绝缘层212、有源层222、源极214、漏极215、第二绝缘层216、第一电极217和第二电极218。
如图5所示，所述栅极211设置所述基底100的表面上；所述第一绝缘层212设置于所述栅极211的上并覆盖所述栅极211以及所述基板110；所述有源层222设置于所述第一绝缘层212上并覆盖所述第一绝缘层212；所述源极214和所述漏极215，均设置于所述有源层222上并分别位于所述有源层222的相对的两个边缘区域；所述第二绝缘层216设置于所述源极214和所述漏极215上并覆盖所述源极214、所述漏极215和所述有源层222；所述第一电极217和所述第二电极218，设置于所述第二绝缘层216上并分别位于所述第二绝缘层216的对应所述源极214和所述漏极215的区域内并且所述第二电极218电性连接于所述漏极215。
可选地，有源层222为非晶硅层或氧化物层。非晶硅层或氧化物层对光照敏感，具有良好的感光作用。
其中，所述第一电极217和/或所述第二电极218用于多个所述薄膜晶体管T之间的电性连接，以将一薄膜晶体管T的漏极215的信号传输到其他薄膜晶体管T上。例如，在一优选实施例中，可以将一薄膜晶体管T的第一电极217与另一薄膜晶体管T的第二电极218电性连接。
在其他实施例中，所述第一电极217和/或所述第二电极218还能用于与一外部电路的电性连接，以将所述以将所述薄膜晶体管T的漏极215的信号传输到所述外部电路中。在具体实施时，所述外部电路，可以为但不限于，一检测电路或信号放大电路。
具体地，所述第一电极217和所述第二电极218均为透明电极。具体地，所述第一电极217和所述第二电极218用于与对应的电极电连接，同时实现透光作用。
在具体实施时，所述第一电极217和所述第二电极218由可用于制作透明电极的材料制成。所述用于制作透明电极的材料，可以为但不限于，铟锡氧化物或铟锌氧化物。例如，在本实施例中，所述第一电极217和所述第二电极218均为ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)。
需要指出的是，图4仅为所述薄膜晶体管的示意性结构图。在具体实施时，所述薄膜晶体管T还可以采用其它结构或类型的薄膜晶体管。例如，所述薄膜晶体管T可以为顶栅型IGZO(Indium Gallium Zinc 0xide，铟镓锌氧化物)TFT、顶栅型IGZTO(Indium GalliumZinc Ti Oxide，铟镓锌钛氧化物)TFT、或者BCE(Back Channel Etched，背沟道刻蚀型)型IGZO TFT。
另外，还需要指出的是，本发明并未限定所述薄膜晶体管层210具有的薄膜晶体管T的数量或所述薄膜晶体管T之间的连接关系。例如，所述薄膜晶体管层210可以仅包括一个薄膜晶体管T，还可以包括两个或者多个薄膜晶体管T。
再例如，在所述薄膜晶体管层210层中，可以为每一薄膜晶体管T单独地设置，还可以为两个或者多个所述薄膜晶体管T按照层级结构设置。比如，可以按照将一薄膜晶体管T的漏极电性连接另一薄膜晶体管T的栅极的层级结构设置，以有效的提升了所述薄膜晶体管层210整体对于环境光的响应，进而扩展了所述感光器件的可应用的范围。
如图1所示，所述量子点层220位于所述薄膜晶体管层210远离所述基底100的表面上，所述量子点层220被配置为受一外部光的照射激发出激发光。通过量子点层220，能利用所述量子点层220在被光照射时能激发出光的性能，提高感光器件整体的光吸收能力和光检测能力。
其中，量子点作为新型发光材料，它具有在光源照射时发射出激发光的半峰宽较窄且波长范围较集中并且对光的吸收范围较宽且较强等特点，从而能通过调整量子点材料的类型和尺寸将所述外部光转换为使得所述薄膜晶体管层210的吸收度最大的预设波长范围内的光，以能克服薄膜晶体管层210受其本身结构或环境的影响造成的对不同波长的光源的吸收度不同的问题。
至此，在图1所示感光器件中，当所述外部光由所述量子点层220背离所述基底100的表面入射至所述感光器件时，所述外部光首先会激发所述量子点层210发射激发光；然后，所述激发光、以及未被所述量子点层220吸收的外部光会穿透所述量子点层220入射至所述薄膜晶体管层210；所述薄膜晶体管层210吸收入射至其表面的光进行光电转换动作。
通过将量子点层220设置于所述薄膜晶体管层210背离所述基底100的表面上，能使将入射至感光器件的全部或大部分所述外部光转换为使所述薄膜晶体管层210的吸收强度最大的预设波长范围内的光，从而能提高所述感光器件的光生电流效率，还能提高感光器件的稳定性和通用性。
具体地，所述量子点层220被配置为在所述外部光的照射下激发出预设波长范围内的激发光，所述薄膜晶体管层210对所述激发光的吸收强度最高。
在一优选实施例中，所述量子点层220包括一黏胶层221以及填充于所述黏胶层中的量子点222。
在本实施例中，所述黏胶层221采用光刻胶。在其他实施例，所述黏胶层221还可以采用其它黏结剂材料，例如但不限于，水凝胶、光学胶或树脂中的一种或几种。
具体地，所述量子点222为油溶性或水溶性。所述量子点222的形态为球状、或棒状、或纤维状。所述量子点222包括发光核与包裹于所述发光核外的无机保护壳层，所述发光核的红光材料包括CdSe(Cadmium Selenide，硒化镉)及InAs(Indium Arsenide，砷化铟)中的一种或多种；所述发光核的绿光材料包括InP(Indium Phosphid，磷化铟)及Cd2SSe(Cadmium Sulfoselenide，硫(化)硒化镉)中的一种或多种；所述无机保护壳层包括CdS(Cadmium Sulfide，硫化镉)、ZnSe(Zinc Selenide，硒化锌)、ZnS(Zinc Sulphur，硫化锌)及ZnO(Zinc Oxide，氧化锌)中的一种或多种。
在具体实施时，可以依据所述薄膜晶体管层210对应的吸收度最大的波长范围，设置或调整所述量子点222的材料或尺寸。
所述量子点层220可以为单层设置的膜层结构，还可以为多层层叠的膜层结构。也就是说，本发明所述感光器件并未限定所述量子点层220的具体结构或厚度。在具体实施时，只要保障所述量子层220能将更多外部光转换为预设波长范围光并将所述预设波长范围的光提供给薄膜晶体管层210即可，或者说只要有助于提高所述薄膜晶体管层210的光生电流的效率即可。
如图1所示，在本实施例中，所述量子点层220为单层膜层结构。
图2为本发明所述感光器件的第二实施例的结构示意图。如图2所示，与图1所示感光器件相比，在本实施例所述感光器件中，所述量子点层220设置于所述薄膜晶体管层210与所述基底100之间。详细地说，如图2所示，在本实施例中，所述量子点层220位于所所述基底100的表面上，所述薄膜晶体管层210位于所述量子点层220背离所述基底100的表面上。
通过将量子点层220设置于所述薄膜晶体管层210和所述基底100之间，背离所述基底100的表面上，使将入射至感光器件的全部或大部分所述外部光转换为使所述薄膜晶体管层210的吸收强度最大的预设波长范围内的光，从而能提高所述感光器件的光生电流效率，还能提高感光器件的稳定性和通用性。
例如，如图2所示，在本实施例中，所述薄膜晶体管层210位于基底100上，所述量子点层220位于所述薄膜晶体管层210的背离所述基底100的表面上。
请继续参考图2,在本实施中，所述外部光由所述薄膜晶体管层210背离所述基底100的表面入射至所述感光器件；至少部分未被所述薄膜晶体管层210吸收的所述外部光能入射至所述量子点层220，所述量子点层220在入射至其表面的外部光的激发下发射出激发光，所述激发光能照射至所述薄膜晶体管层210；所述薄膜晶体管层210吸收所述外部光和所述激发光进行光电转换动作。
图3为本发明所述感光器件的第三实施例的结构示意图。如图3所示，与图1所示感光器件相比，本实施例所述感光器件具有以下区别特征：(1)所述基底100朝向所述感光功能层200的表面上设置一遮光层110；(2)所述量子点层220设置于所述薄膜晶体管层210与所述遮光层110之间。
通过在所述基底100朝向所述量子点层210的表面上设置遮光层110，能阻挡基底100背面的光源对薄膜晶体管层210或量子点层220的影响，防止其它的光源影响感光器件的检测灵敏性和准确性。
例如，如图3所示，在本实施例中，所述遮光层110位于所述基底100和所述量子点层220之间，所述薄膜晶体管层210位于所述量子点层220背离所述遮光层110的表面上。
请继续参考图3,在本实施中，所述外部光由所述薄膜晶体管层210背离所述基底100的表面入射至所述感光器件；至少部分未被所述薄膜晶体管层210吸收的所述外部光能入射至所述量子点层220，所述量子点层220在入射至其表面的外部光的激发下发射出激发光，所述激发光在所述遮光层的阻挡作用下能大部分甚至全部照射至所述薄膜晶体管层210；所述薄膜晶体管层210吸收所述外部光和所述激发光进行光电转换动作。
很显然地，在本实施中，所述遮光层110能阻挡所述量子点层220发射的激发光由所述基底100穿出，还能阻挡由所述基底100远离所述遮光层110一侧入射的光线。
在具体实施时，所述遮光层110采用黑色光刻胶制成。在其他实施例中，所述遮光层110还能采用添加有炭黑的树脂。也就是说，本发明所述感光器件并未限定所述遮光140的材料。
图4为本发明所述感光器件的第四实施例的结构示意图。如图4所示，与图1所示感光器件相比，本实施例所述感光器件具有以下区别特征：(1)所述基底100背离所述感光功能层200的表面上设置一遮光层110；(2)所述量子点层220设置于所述薄膜晶体管层210与所述基底100之间。
此时，所述遮光层110同样地能防止所述量子点层220发射的激发光由所述基底100穿出，还能防止外部光线由所述基底100进入所述感光功能层200。也就是说，通过在所述基底100背离所述量子点层210的表面上设置遮光层110，同样能防止其它的光源影响感光器件的检测灵敏性和准确性。
同样地，所述遮光层110的材料，可以为但不限于，黑色光刻胶或添加有炭黑的树脂。
本发明还提供一种显示面板，所述显示面板包括至少一感光器件，所述感光器件为本发明所述感光器件。其中所述感光器件的具体结构请参考上文，此处不再赘述。
本发明所述显示面板通过设置感光器件，具有检测背光源和外界的光照强度的功能，无需外置光传感器，从而在提高移动终端等电子设备光照强度的检测灵敏度的同时，减少电子设备增设其他光传感器或光敏元件，节省电子设备内部的空间，节省成本。
本发明还提供一种显示装置，所述显示装置包括本发明所述显示面板，或者本发明所述感光器件。其中所述显示面板或所述感光器件的结构请参考上文，此处不再赘述。
本发明所述显示装置通过设置感光薄膜晶体管，具有检测背光源和外界的光照强度的功能，无需外置光传感器，从而在提高移动终端等电子设备光照强度的检测灵敏度的同时，减少电子设备增设其他光传感器或光敏元件，节省电子设备内部的空间，节省成本。
本发明涉及的一种感光器件及显示面板，其中所述感光器件通过增设量子点层，能将外部光转换层预设波长范围内的光，从而提高薄膜晶体管层210的光生电流效率较，如此使得本发明所述感光器件能克服现有的薄膜晶体管或由薄膜晶体管集成的感光器件存在的通用性较低的问题，促进了由薄膜晶体管集成的感光器件的使用及发展。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的一种感光器件及显示面板进行了详细介绍，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技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种感光器件，所述感光器件包括一基底和位于所述基底上的一感光功能层，其特征在于，所述感光功能层包括一薄膜晶体管层和一量子点层，其中所述量子点层被配置为在一外部光的激发下发射出激发光。
2.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管层位于所述量子点层背离所述基底的表面上，并且所述薄膜晶体管层被配置为用于吸收入射至其表面的所述外部光或所述激发光进行光电转换动作。
3.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管层位于所述量子点层和所述基底之间，并且所述薄膜晶体管层被配置为用于吸收入射至其表面的所述外部光或所述激发光进行光电转换动作。
4.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，在所述基底朝向或背离所述感光功能层的表面上设置有一遮光层。
5.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管层包括非晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管中的至少一种。
6.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述量子点层包括一黏胶层以及填充于所述黏胶层中的量子点。
7.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，所述量子点层被配置为在外部光的激发下发射出预设波长范围内的所述激发光；
所述薄膜晶体管层对所述激发光的吸收强度最高。
8.如权利要求1至7中任一项所述的感光器件，其特征在于，所述薄膜晶体管层包括：
栅极，设置于所述基底或所述量子点层上；
第一绝缘层，位于所述栅极上并覆盖所述栅极、以及所述基底或所述量子点层；
有源层，位于所述第一绝缘层上并覆盖所述第一绝缘层；
源极和漏极，设置于所述有源层上并分别位于所述有源层的相对的两个边缘区域；
第二绝缘层，设置于所述源极和所述漏极上并覆盖所述源极、所述漏极和所述有源层；以及，
第一电极和第二电极，设置于所述第二绝缘层上并分别位于所述第二绝缘层的对应所述源极和所述漏极的区域内，并且所述第二电极电性连接于所述漏极。
9.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-8中任一项所述的感光器件。
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