CN113488507A - 一种显示面板、显示模组及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种显示面板、显示模组及电子设备。其中显示面板包括衬底基板以及位于衬底基板上的显示功能膜层和至少一个光传感器;显示功能膜层至少包括层叠设置的半导体层和多层金属电极层,且半导体层具有第一P型轻掺杂区和第一P型重掺杂区;光传感器的第一掺杂区和/或第二掺杂区与第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同;这样可以在形成第一P型重掺杂区时通同时形成光传感器中的掺杂区,从而避免增加额外的掺杂工艺;光传感器的输入电极和输出电极均与多层金属电极层中的至少一层金属电极层同层设置,这样可以在形成金属电极层时,同时形成输入电极和输出电极的图形,不需要增加额外的Mask工艺。因此可以降低显示面板的成本。

Description

一种显示面板、显示模组及电子设备
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种显示面板、显示模组及电子设备。
背景技术
光传感器是利用光电器件的光电转换功能,将感光面上的光信号转换为与光信号成相 应比例关系的电信号。目前,光传感器已经被广泛应用于各种电子设备。例如在手机中, 利用光传感器可以检测当前环境的光照条件,以此来调节显示屏幕的亮度,使人眼感觉舒 适而不刺眼;同时光传感器也可以检测某一特定波长(红光/绿光/蓝光/红外/紫外等)的光, 以此来实现更多的功能及应用,譬如色温检测、接近光检测、紫外线强度检测等。
目前,在全面屏的超高屏占比的趋势下,独立的光传感器由于传感器和芯片是设置在 一起的,体积较大,无法放置于显示屏幕的边缘区域,因此一般采用如图1所示的屏下放 置光传感器的结构。但是在该结构中,由于屏幕遮挡会极大降低光透过率,因此需要更灵 敏的光传感器。
为此,相关技术中提出了将PIN结构的光传感器集成在显示屏内的方案,以此来降低 光传感器上方膜层数量,以提升光传感器出光的透过率。其中,屏内集成的PIN结构如图2 所示,显示面板的衬底基板1上设置半导体材料层,通过对半导体材料层进行掺杂形成P型重掺杂区(P+)、N型重掺杂区(N+)以及本征感光区(I)。其中P+区和N+区分别与金 属电极2和3相连,分别用作信号读出以及偏置电压输入;栅电极4位于金属电极2和3 的上方,由于外部光线需要透过栅电极4照射至I区,因此栅电极4采用透明导电材料制备。 但是在该相关技术中,形成PIN结构需要在现有显示面板制作工艺的基础上增加4道Mask 工艺,分别为:形成P+区为一道,形成N+区为一道,形成I区为一道,形成栅电极为一道, 因此屏内集成PIN结构会使显示面板成本显著提高。
发明内容
本申请提供一种显示面板、显示模组及电子设备,用于降低显示面板的成本。
第一方面,本申请实施例提供了一种显示面板,包括相对设置的显示基板和对向基板; 其中,所述显示基板包括衬底基板以及位于所述衬底基板上的显示功能膜层和至少一个光 传感器;所述显示功能膜层至少包括层叠设置的半导体层和多层金属电极层,且所述半导 体层具有第一P型轻掺杂区和第一P型重掺杂区;所述光传感器包括输入电极、输出电极 以及与所述半导体层同层设置的沟道区、第一掺杂区和第二掺杂区;所述第一掺杂区和所 述第二掺杂区分别位于所述沟道区的两侧,且所述输入电极与所述第一掺杂区电连接,所 述输出电极与所述第二掺杂区电连接。其中,所述第一掺杂区与所述第一P型重掺杂区的 材质相同、掺杂浓度相同;或者,所述第二掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、 掺杂浓度相同;或者,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均与所述第一P型重掺杂区的材 质相同、掺杂浓度相同;所述输入电极和所述输出电极均与所述多层金属电极层中的至少 一层金属电极层同层设置。
在本申请实施例提供的上述显示面板中,所述光传感器包括输入电极、输出电极以及 与所述半导体层同层设置的沟道区、第一掺杂区和第二掺杂区。所述输入电极和所述输出 电极均与显示功能膜层中所述多层金属电极层中的至少一层金属电极层同层设置,这样可 以在形成所述多层金属电极层时,同时形成所述输入电极和所述输出电极的图形,这样只 需要在形成金属电极层的图形时改变一下Mask工艺中的构图图案,不需要增加额外的Mask 工艺。另外,所述光传感器中的两个掺杂区和中至少一个掺杂区与显示功能膜层中的第一P 型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同,这样可以在形成第一P型重掺杂区时通同时形成 所述光传感器中的掺杂区,从而避免增加额外的掺杂工艺。这样本申请的显示面板最多只 有在形成沟道区和掺杂区时需要额外增加2道Mask工艺,相比相关技术中需要额外增加4 道Mask工艺,可以减少至少2道Mask工艺,因此可以降低显示面板的成本。
需要说明的是,本申请中显示功能膜层中的所述多层金属电极层一般包括源电极所在 的层、漏电极所在的层、栅电极所在层等,在此不作限定。本申请中的输入电极可以是与 该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,也可以是输入电极设置为多层,每一 层均与该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置;同理,输出电极可以是与该多 层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,也可以是输出电极设置为多层,每一层均 与该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,在此不作限定。只要保证本申请中 光传感器中输入电极和输出电极与显示功能膜层中的金属电极层采用同一Mask工艺形成 即可。
为了进一步降低成本,可以将所述光传感器的沟道区与所述第一P型轻掺杂区的材质 相同、掺杂浓度相同,这样可以在形成显示功能膜层中的第一P型轻掺杂区时同时形成所 述光传感器中的沟道区,从而避免增加额外的掺杂工艺,从而降低成本。
当然在具体实施时,所述光传感器的沟道区的材质也可以为本征半导体材料,在此不 作限定。
在本申请中,当所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均与所述第一P型重掺杂区的材质 相同、掺杂浓度相同时,可以在形成显示功能膜层中的第一P型重掺杂区时同时形成的光 传感器中的两个掺杂区,从而避免增加额外的掺杂工艺。
当然,在具体实施时,当所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中只有一个掺杂区与所述 第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同时,另一掺杂区可以设置为N型掺杂区,即 当所述第一掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同时,所述第二掺杂 区为N型掺杂区;或当所述第二掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同,所述第一掺杂区为N型掺杂区。
需要说明的是,在本申请中,所述光传感器中可以不设置栅电极,也可以设置栅电极, 在此不作限定。
示例性的,所述光传感器还可以包括与所述多层金属电极层中其中一层金属电极层同 层设置的至少一个栅电极,这样可以在形成金属电极层时仅改变Mask工艺中的构图图案就 能同时形成栅电极,不需要增加额外的Mask工艺。并且所述至少一个栅电极在所述沟道区 的正投影与所述沟道区部分重叠,这样可以保证光线可以照射至所述光传感器的沟道区。
在本申请中,光传感器中设置栅电极相比不设置栅电极,可以减小沟道区的宽度,降 低沟道区的电阻,从而增大感光电流,进而提高光传感器的感光效率。
在具体实施,当光传感器中设置有至少一个栅电极时,本申请对各栅电极的位置不作 限定,只要保证各栅电极与沟道区存在重叠区域即可。本申请可以通过改变栅电极上的电 位调节输出电极在光传感器不受光照时输出的初始电流,以及调整输出电极在光传感器受 到光照时输出的感应电流。
可选地,在本申请中,当所述光传感器中包括一个所述栅电极时,所述栅电极可以设 置于靠近所述输出电极的一侧。
本申请提供的光传感器(也称光敏二极管)的工作原理为:当没有光照时,沟道区的 反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入沟道区后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子-空穴对,称为光生载流子。它们在反向电压作用下进行漂移运动,从而使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。当光传感器工作时,主要是沟道区无遮挡的区域(耗尽区) 处形成电子-空穴对,吸收的光强不同,形成的电子-空穴对的浓度也不同。光照越强,电子 -空穴对的浓度越高,耗尽区等效电阻越小,输出的电流信号越大,通过对输出的电流信号进行处理即可获得光照强度。
本申请的光传感器由于耗尽区电阻较大,尤其在不照射光时暗电流(漏电流)小,因 此具有高灵敏度特点。并且,通过调节栅电极的电位以及输入电极和输出电极两端的跨压 大小可以进一步调整暗电流的大小。
在实际应用中,本申请实施例提供的显示面板中的光传感器可以用于检测环境光的强 度,也可以用于检测某一特定波长(例如红光/绿光/蓝光/红外光/紫外线)的光的强度,以 此来实现一些特定的功能。以通过检测环境光来实现调节屏幕亮度为例,调节原理可以是: 光传感器感应周围环境的光强,将光信号转换为电信号输出,输出的电信号经IC处理将电 流模拟信号转换为数字信号,而后将这个数字信号上报,经过算法乘以对应的系数,会得 到一个亮度值,亮度值与屏幕的调光阶数是对应的,经过判断确定屏幕是否需要进行调光, 如果需要调光,驱动芯片输出相应的驱动电流,从而实现显示屏不同亮度的调节。
在具体实施,显示面板可以包括显示区域和非显示区域,其中显示区域设置有显示用 的像素,非显示区域一般设置有驱动电路和走线。光传感器可以设置在显示区域,也可以 设置于非显示区域,在此不作限定。
在具体实施时,所述显示基板可以包括多个所述光传感器;多个所述光传感器可以均 位于所述非显示区域;或多个所述光传感器也可均位于所述显示区域;当然也可以是多个 所述光传感器中一部分所述光传感器位于所述非显示区域,另一部分所述光传感器位于所 述显示区域,在此不作限定。
在实际应用中,本申请也可以通过在显示区域内设置呈矩阵排列的多个光传感器,通 过检测各光传感器的光强,可以实现触控功能。或者,通过在指纹识别区设置多个光传感 器,通过感测指纹触碰处指纹谷和脊的相对光强来实现指纹识别功能。或者,也可以在显 示面板的相对的两侧分别设置至少一个光传感器,以左侧和右侧为例,通过检测两侧光传 感器输出信号的时序先后可以实现手势识别功能。
第二方面,本申请实施例还提供了一种显示模组,所述显示模组可以包括依次层叠设 置的显示面板、偏光片和盖板层,所述显示面板可以为第一方面提供的显示面板,由于本 申请实施例提供的显示面板相比相关技术可以降低成本,因此本申请实施例提供的显示模 组同样可以降低成本。
可选地,在所述显示模组中,所述显示面板具有显示区域和非显示区域;所述显示面 板的所述非显示区域设置有多个所述光传感器,所述显示模组还包括位于所述显示面板和 所述盖板层之间的遮光油墨层和至少一个滤光膜。所述遮光油墨层在所述显示面板的正投 影覆盖所述非显示区域,每一所述滤光膜在所述显示面板的正投影均位于所述非显示区域 内,且每一所述滤光膜对应至少一个所述光传感器。
所述遮光油墨层用于遮挡显示面板的非显示区域;所述遮光油墨层具有至少一个第一 开口以及与每一所述滤光膜分别对应的至少一个第二开口,且每一所述第一开口对应至少 一个所述光传感器。所述滤光膜在所述显示面板的正投影覆盖与该滤光膜对应的所述至少 一个第二开口在所述显示面板的正投影,且所述滤光膜在所述显示面板的正投影与所述第 一开口在所述显示面板的正投影不重叠。
可选地,所述至少一个滤光膜可以包括至少一个黄色滤光膜、至少一个青色滤光膜以 及至少一个品红色滤光膜。所述遮光油墨层具体具有至少一个第一开口以及与每一所述黄 色滤光膜对应的至少一个第二开口,与每一所述青色滤光膜对应的至少一个第二开口,与 每一所述品红色滤光膜对应的至少一个第二开口。所述黄色滤光膜在所述显示面板的正投 影覆盖与该黄色滤光膜对应的所述至少一个第二开口在所述显示面板的正投影,所述青色 滤光膜在所述显示面板的正投影覆盖与该青色滤光膜对应的所述至少一个第二开口在所述 显示面板的正投影,所述品红色滤光膜在所述显示面板的正投影覆盖与该品红色滤光膜对 应的所述至少一个第二开口在所述显示面板的正投影,且所述黄色滤光膜、所述滤光膜以 及所述品红色滤光膜在所述显示面板的正投影均与所述第一开口在所述显示面板的正投影 不重叠。在具体实施时,所述滤光膜和所述遮光油墨层可以同层设置,当然,所述滤光膜 和所述遮光油墨层也可以设置在不同层,在此不作限定。
示例性的,可以以每4个光传感器为一组检测单元,非显示区域可以设置至少一组所 述检测单元,针对每一所述检测单元,其中一个光传感器对应一个第一开口,另外三个光 传感器对应三个第二开口,三个第二开口分别对应一个黄色滤光膜、一个品红色滤光膜和 一个青色滤光膜。其中,黄色滤光膜可以使黄色的光透过,品红色滤光膜可以使品红色的 光透光,青色滤光膜可以使青色的光透过。从而可以通过检测环境光中黄色光、青色光、品红色光以及白色光(即从第一开口透过的光)的强度来计算环境光中的B(蓝光)、G(绿光)、 R(红光)以及NIR(红外光)的强度值。
进一步地,还可以通过B(蓝光)、G(绿光)和R(红光)的强度值实现环境的色温检测功能。
将本申请通过检测环境光中黄色光、青色光、品红色光以及白色光的强度来计算环境 光中的B(蓝光)、G(绿光)和R(红光)的强度值,与直接检测环境光中的B(蓝光)、G(绿光)和 R(红光)的强度值相比,本申请的低照度检测能力能提升至2倍以上。因此,本申请通过采 用黄色、青色和品红色替代红色、蓝色和绿色作为环境色温的测量通道,可以实现进光量 提升2倍及以上,进而提高显示模组在低照度下的感应能力。
另外,本申请还可以减少制作红外光通道,从而减小光传感器数量、减少制作红外光 滤光膜的工序、节省芯片模数转换通道数量,进而降低显示模组的制作复杂度和成本。
可选地,所述显示模组还可以包括分别位于所述偏光片两侧的第一四分之一波长延迟 层和第二四分之一波长延迟层。当外部环境光经过偏光片之后成为线性偏振光,而线性偏 振光经显示面板背板反射后再照射至偏光片需要2次经过第二四分之一波长延迟层,从而 使线性偏振光的偏振方向与偏光片的偏振方向垂直,从而反射回来的线性偏振光不能通过 偏振片,进而降低显示模组的反射率;同理显示面板发出的光经偏光片转换为线性偏振光 之后,经物体(如人脸)反射后的反射光同样需要2次经过第一四分之一波长延迟层,从 而使线性偏振光的偏振方向与偏光片的偏振方向垂直,不能通过偏振片,从而避免显示面 板发的光经物体反射后照射在至光传感器上,从而导致测量值偏离真实环境造成测量误差。
示例性的,所述显示模组还可以包括位于所述显示面板与盖板层之间的触摸层。在具 体实施时,触摸层可以设置在显示面板和偏光片之间,在此不作限定。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,可以包括第二方面提供的显示模组。 由于该电子设备解决问题的原理与前述一种显示模组相似,因此该电子设备的实施可以参 见前述显示模组的实施,重复之处不再赘述。
在具体实施时,本申请中的电子设备可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测当 前环境的光照条件,以此来调节显示面板的屏幕的亮度,使人眼感觉舒适而不刺眼,同时 降低显示屏幕功耗。例如电子设备为手机,平板,便携式电脑,显示器和电视等。该电子 设备还可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测某一特定波长(例如红光/绿光/蓝光/ 红外光/紫外线),以此来实现更多的功能及应用,例如,色温检测、接近光检测、紫外线强 度检测等。例如手机、平板、手表、电脑、监控屏、电视等通过感测外界环境光中特定波长的光(例如紫外光/红外光)从而实现特定功能,例如红外感测可用于接近感应,紫外感测可以实现UV指数传感器。
附图说明
图1为相关技术提供的显示面板中光传感器的位置示意图;
图2为相关技术提供的显示面板中光传感器的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图;
图4为本申请实施例提供的另一应用场景的示意图;
图5为本申请实施例提供的又一应用场景的示意图;
图6为本申请一种实施例提供的LCD面板的结构示意图;
图7为本申请一种实施例提供的AMOLED显示面板的结构示意图;
图8为本申请一种实施例提供的显示面板的结构示意图;
图9为本申请另一实施例提供的显示面板的结构示意图;
图10为本申请又一实施例提供的显示面板的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的光传感器的工作原理示意图;
图12为本申请实施例提供的光传感器的等效电路示意图;
图13为本申请一种实施例提供的显示面板的局部结构示意图;
图14为本申请另一种实施例提供的显示面板的局部结构示意图;
图15为本申请又一种实施例提供的显示面板的局部结构示意图;
图16为本申请根据光传感器调节显示面板显示亮度的工作原理示意图;
图17为本申请又一种实施例提供的显示面板的结构示意图;
图18为本申请又一种实施例提供的显示面板的结构示意图;
图19为本申请又一种实施例提供的显示面板的结构示意图;
图20为图19所示显示面板中光传感器的输出信号的时序图;
图21为本申请一种实施例提供的显示模组的剖面结构示意图;
图22为本申请实施例提供的一种显示模组的俯视结构示意图;
图23为图22所示的显示模组沿AA’方向的剖面结构示意图;
图24为图22所示的显示模组沿BB’方向的一种剖面结构示意图;
图25为图22所示的显示模组沿BB’方向的另一种剖面结构示意图;
图26为本申请实施例提供的滤光膜的透光率与波长的曲线示意图;
图27为本申请一种实施例提供的显示模组的结构示意图;
图28为本申请又一种实施例提供的显示模组的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步 地详细描述。
为了方便理解本申请实施例提供的显示面板,下面首先介绍一下其应用场景。
本申请可以应用于将光传感器与显示面板相结合的任意电子设备。其中一种应用场景: 电子设备可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测当前环境的光照条件,以此来调节 显示面板的屏幕的亮度,使人眼感觉舒适而不刺眼,同时降低显示屏幕功耗。例如电子设 备为如图3所示的手机,图4所示的平板,便携式电脑,显示器和电视等。另一方应用场 景:电子设备可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测某一特定波长(例如红光/绿光/ 蓝光/红外光/紫外线),以此来实现更多的功能及应用,例如,色温检测、接近光检测、紫 外线强度检测等。例如手机、平板、如图5所示的手表、电脑、监控屏、电视等通过感测外界环境光中特定波长的光(例如紫外光/红外光)从而实现特定功能,例如红外感测可用于接近感应,紫外感测可以实现UV指数传感器。
但是,在相关技术中提出的将光传感器集成在屏内的显示面板中,光传感器为PIN结 构,参见图2,在制作时,通过对显示面板的衬底基板1上半导体材料层掺杂形成进行PIN结构的P型重掺杂区(P+)、N型重掺杂区(N+)以及本征感光区(I)。其中P+区和N+区 分别与金属电极2和3相连,分别用作信号读出以及偏置电压输入;栅电极4位于金属电 极2和3的上方,由于外部光线需要透过栅电极4照射至I区,因此栅电极4采用透明导电 材料制备。但是在该相关技术中,形成PIN结构需要在现有显示面板制作工艺的基础上增 加4道Mask工艺,分别为:形成P+区为一道,形成N+区为一道,形成I区为一道,形成 栅电极为一道,因此屏内集成PIN结构会使显示面板成本显著提高。
为此,本申请实施例提供了一种屏内集成有光传感器的显示面板,通过改变屏内光传 感器的结构来用于降低显示面板的制作成本。
为了便于理解本申请技术方案,下面将结合附图和具体实施方式对本申请所提供的柔 性屏进行具体说明。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申 请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、 “一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解,在本申请以下各实施例中,“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表 示可以存在三种关系;例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独 存在B的情况,其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种 “或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个 或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的 不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在 另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所 有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
为了便于理解本申请提供的屏内集成有光传感器的显示面板,下面首先介绍一下传统 的显示面板的结构。
在传统的显示面板中,主要包括显示基板和对向基板,其中显示基板主要包括衬底基 板和设置在衬底基板上的显示功能膜层。其中显示功能膜层是由好多膜层组成的。不同类 型、不同功能的显示面板,其内显示功能膜层不相同。下面以显示面板为液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)面板或有源矩阵有机发光二极管(Active MatrixOrganic Light Emitting Diode,AMOLED)显示面板为例进行说明。
参见图6,图6为本申请一种实施例提供的LCD面板的结构示意图。在LCD面板10中,主要包括衬底基板11、电路膜层12、像素电极层13、下配向膜层14、液晶层15、上 配向膜层16、公共电极层17、彩色滤光层18和对向基板19等。衬底基板11和对向基板 12可以采用透明材质形成,例如玻璃等。其中,电路膜层12、像素电极层13、下配向膜层 14、液晶层15、上配向膜层16、公共电极层17和彩色滤光层18可以统称为显示功能膜层。 这里需要说明的一点是不同类型的LCD面板中显示功能膜层的结构也是有可能不相同的, 图6只是其中一种LCD面板的示例。
在LCD面板中,电路膜层12中主要设置有薄膜场效应晶体管(Thin FilmTransistor, TFT)和各种走线。示例性的,如图6所示,电路膜层12可以包括半导体层121、第一绝 缘层122、栅电极123、第二绝缘层124、源电极125和漏电极126;其中半导体层121的材质可以是非晶硅/多晶硅/氧化物等半导体材料。通过对半导体层121进行不同材料、不同浓度的掺杂可以形成TFT的电极接触区和沟道区,其中电极接触区一般为P型重掺杂区 (P+),沟道区一般为P型轻掺杂区(P-)。TFT的源电极125和漏电极126分别与电极接 触区电连接。
参见图7,图7为本申请一种实施例提供的AMOLED显示面板的结构示意图。在AMOLED显示面板20中,主要包括衬底基板21、电路膜层22、阳极层23、像素限定层 24、发光层25、阴极层26和对向基板27等。衬底基板11和对向基板12可以采用透明材 质形成,可以是例如玻璃等的刚性基板,也可以是诸如聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等的柔 性基板,在此不作限定。其中,电路膜层22、阳极层23、像素限定层24、发光层25和阴 极层26可以统称为显示功能膜层。这里同样需要说明的一点是不同类型的AMOLED显示 面板中显示功能膜层的结构也是有可能不相同的,图7只是其中一种OLED自发彩色光的 AMOLED显示面板的示例,例如,在有些AMOLED显示面板中,如果发光层发的光是白 光,一般在发光层上方还设置有彩色滤光层,在此不作赘述。
在AMOLED显示面板中,电路膜层22中同样主要设置有TFT和各种走线。示例性的,如图7所示,电路膜层22可以包括半导体层221、第一绝缘层222、栅电极223、第二绝缘 层224、源电极225和漏电极226;其中半导体层221的材质可以是非晶硅/多晶硅/氧化物 等半导体材料。通过对半导体层221进行不同材料、不同浓度的掺杂可以形成TFT的电极 接触区和沟道区,其中电极接触区一般为P型重掺杂区(P+),沟道区一般为P型轻掺杂区 (P-)。TFT的源电极225和漏电极226分别与电极接触区电连接。
在上述LCD面板和AMOLED显示面板中都设置有具有TFT的电路膜层,正是基于上述显示面板中均设置有半导体层以及位于半导体层中的不同的掺杂区,本申请可以在显示面板中集成光传感器时尽可能的采用现有显示面板的Mask工艺来形成,从而减少增加的Mask工艺数量。下面以显示面板为LCD面板或AMOLED显示面板为例,说明本申请提供 的屏内集成有光传感器的显示面板。
参见图8,图8为本申请一种实施例提供的屏内集成有光传感器的显示面板的结构示意 图。在本申请实施例提供的显示面板30中,包括相对设置的显示基板31和对向基板32; 其中,所述显示基板31包括衬底基板310以及位于所述衬底基板310上的显示功能膜层(图 中未示出)和至少一个光传感器PD;所述显示功能膜层可以至少包括层叠设置的半导体层 和多层金属电极层,且所述半导体层具有第一P型轻掺杂区(P-)和第一P型重掺杂区(P+); 所述光传感器PD可以包括输入电极01、输出电极02以及与所述半导体层同层设置的沟道 区03、第一掺杂区04和第二掺杂区05;所述第一掺杂区04和所述第二掺杂区05分别位于所述沟道区03的两侧,且所述输入电极01与所述第一掺杂区04电连接,所述输出电极 02与所述第二掺杂区05电连接。其中,所述第一掺杂区04与所述第一P型重掺杂区(P+) 的材质相同、掺杂浓度相同;或者,所述第二掺杂区05与所述第一P型重掺杂区(P+)的 材质相同、掺杂浓度相同;或者,所述第一掺杂区04和所述第二掺杂区05均与所述第一P 型重掺杂区(P+)的材质相同、掺杂浓度相同;所述输入电极01和所述输出电极02可以 均与所述多层金属电极层中的至少一层金属电极层同层设置,图8中以所述输入电极01和 所述输出电极02均与所述多层金属电极层中的其中一层金属电极层同层设置为例进行示意。
在本申请实施例提供的上述显示面板中,所述光传感器PD包括输入电极01、输出电 极02以及与所述半导体层同层设置的沟道区03、第一掺杂区04和第二掺杂区05。所述输入电极01和所述输出电极02均与显示功能膜层中所述多层金属电极层中的至少一层金属电极层同层设置,这样可以在形成所述多层金属电极层时,同时形成所述输入电极01和所述输出电极02的图形,这样只需要在形成金属电极层的图形时改变一下Mask工艺中的构图图案,不需要增加额外的Mask工艺。另外,所述光传感器PD中的两个掺杂区04和05 中至少一个掺杂区与显示功能膜层中的第一P型重掺杂区(P+)的材质相同、掺杂浓度相 同,这样可以在形成第一P型重掺杂区(P+)时通同时形成所述光传感器中的掺杂区,从 而避免增加额外的掺杂工艺。这样本申请的显示面板最多只有在形成沟道区和掺杂区时需 要额外增加2道Mask工艺,相比相关技术中需要额外增加4道Mask工艺,可以减少至少 2道Mask工艺,因此可以降低显示面板的成本。
需要说明的是,本申请中显示功能膜层中的所述多层金属电极层可以包括源电极所在 的层、漏电极所在的层、栅电极所在层等,在此不作限定。本申请中的输入电极可以是与 该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,也可以是输入电极设置为多层,每一 层均与该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置;同理,输出电极可以是与该多 层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,也可以是输出电极设置为多层,每一层均 与该多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置,在此不作限定。只要保证本申请中 光传感器中输入电极和输出电极与显示功能膜层中的金属电极层采用同一Mask工艺形成 即可。
为了进一步降低成本,可以将所述光传感器的沟道区与所述第一P型轻掺杂区(P-)的 材质相同、掺杂浓度相同,这样可以在形成显示功能膜层中的第一P型轻掺杂区(P-)时同 时形成所述光传感器中的沟道区,从而避免增加额外的掺杂工艺,从而降低成本。在具体 实施时,沟道区的掺杂浓度可以设置在1x1013个/cm3以下,在此不作限定。
当然在具体实施时,所述光传感器的沟道区的材质也可以为本征半导体材料(I),在此 不作限定。
在本申请中,当所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均与所述第一P型重掺杂区(P+) 的材质相同、掺杂浓度相同时,可以在形成显示功能膜层中的第一P型重掺杂区(P+)时同时形成的光传感器中的两个掺杂区,从而避免增加额外的掺杂工艺。在具体实施时,第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂浓度可以设置在1x1013个/cm3以上,在此不作限定。
当然,在具体实施时,当所述第一掺杂区和所述第二掺杂区中只有一个掺杂区与所述 第一P型重掺杂区(P+)的材质相同、掺杂浓度相同时,另一掺杂区可以设置为N型掺杂区,即当所述第一掺杂区与所述第一P型重掺杂区(P+)的材质相同、掺杂浓度相同时, 所述第二掺杂区为N型掺杂区(N+);或当所述第二掺杂区与所述第一P型重掺杂区(P+) 的材质相同、掺杂浓度相同,所述第一掺杂区为N型掺杂区(N+)。
需要说明的是,在本申请中,所述光传感器中可以不设置栅电极,也可以设置栅电极, 在此不作限定。
示例性的,参见图9和图10,所述光传感器PD还可以包括与所述多层金属电极层中其中一层金属电极层同层设置的至少一个栅电极06,例如图9中以1个栅电极为例进行示意,图10中以两个栅电极为例进行示意,这样可以在形成金属电极层时仅改变Mask工艺 中的构图图案就能同时形成栅电极06,不需要增加额外的Mask工艺。并且所述至少一个 栅电极06在所述沟道区03的正投影与所述沟道区03部分重叠,这样可以保证光线可以照 射至所述光传感器PD的沟道区03。
在本申请中,光传感器中设置栅电极相比不设置栅电极,可以减小沟道区的宽度,降 低沟道区的电阻,从而增大感光电流,进而提高光传感器的感光效率。
在具体实施,当光传感器中设置有至少一个栅电极时,本申请对各栅电极的位置不作 限定,只要保证各栅电极与沟道区存在重叠区域即可。本申请可以通过改变栅电极上的电 位调节输出电极在光传感器不受光照时输出的初始电流,以及调整输出电极在光传感器受 到光照时输出的感应电流。
可选地,在本申请中,参见图9,当所述光传感器PD中包括一个所述栅电极06时,所述栅电极06可以设置于靠近所述输出电极02的一侧。
在具体实施时,显示面板中还可以包括位于半导体层和金属电极层之间以及不同金属 电极层之间的绝缘层,绝缘层的材质可以为氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或者二者的组 合,在此不作限定。例如,在图8中,绝缘层311位于沟道区03(半导体层所在层)和输 入电极01(一层金属电极层所在层)之间,在图9和图10中,绝缘层11位于沟道区03(半 导体层所在层)和栅电极06(一层金属电极层所在层)之间,以及位于栅电极06(一层金 属电极层所在层)和输入电极01(另一层金属电极层所在层)之间。
下面以显示面板中的多层金属电极层包括第一金属电极层和第二金属电极层为例,对 本申请进行详细说明。需要说明的是,下述实施例中仅是为了更好的解释本申请技术方案, 但不限制本申请的保护范围。
在具体实施时,第二金属电极层一般用于形成TFT的栅电极,第一金属电极层用于形 成TFT的源电极和漏电极,第二金属电极层可以设置在第一金属电极层和半导体层之间, 当然,在有些实施例中,也可以是第二金属电极层位于第一金属电极层上方,本申请对此 不作限定。
示例性,以第二金属电极层位于第一金属电极层和半导体层之间为例,继续参见图9 和图10,在栅电极06(即第二金属电极层所在层)和输入电极01(及第一金属电极层所在 之间以及在输入电极01和沟道区03之间均设置有绝缘层311。
参见图11,本申请提供的光传感器(也称光敏二极管)的工作原理为:当没有光照时, 沟道区的反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子 进入沟道区后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子- 空穴对,称为光生载流子。它们在反向电压作用下进行漂移运动,从而使反向电流明显变 大,光的强度越大,反向电流也越大。当光传感器工作时,主要是沟道区无遮挡的区域(耗 尽区)处形成电子-空穴对,吸收的光强不同,形成的电子-空穴对的浓度也不同,等效电路 图如图12所示,当光照射时,光照越强,电子-空穴对的浓度越高,耗尽区等效电阻越小, 输出的电流信号越大,通过对输出的电流信号进行处理即可获得光照强度。
本申请的光传感器由于耗尽区电阻较大,尤其在不照射光时暗电流(漏电流)小,因 此具有高灵敏度特点。并且,通过调节栅电极的电位以及输入电极和输出电极两端的跨压 大小可以进一步调整暗电流的大小。
下面结合制作方法详细说明本申请提供的显示面板。
示例一、
参加图13,所述光传感器PD包括输入电极01、输出电极02以及与所述半导体层312同层设置的沟道区03、第一掺杂区04、第二掺杂区05以及至少一个栅电极06,当然也可 以不包括栅电极06,其中图13中以1个栅电极为例进行示意。所述输入电极01和所述输 出电极02均与所述第一金属电极层313同层设置,至少一个栅电极06与所述第二金属电 极层314同层设置,所述第一掺杂区04可与所述第一P型重掺杂区(P+)的材质相同、掺 杂浓度相同,所述第二掺杂区可为N型掺杂区(N+),所述沟道区03可与所述第一P型轻 掺杂区(P-)的材质相同、掺杂浓度相同。
以图13所示的光传感器PD为例,所述光传感器PD的制备方法可以包括以下步骤:
步骤S101、在衬底基板上310形成半导体层312,采用一道Mask工艺对半导体层312进行P型轻掺杂,形成TFT的沟道区T03以及所述光传感器PD的沟道区03。
其中,半导体层的材质可以是非晶硅、多晶硅、氧化物等半导体材料,在此不作限定。
步骤S102、依次形成第一绝缘层311a和第二金属电极层314,采用一道Mask工艺对第二金属电极层314进行构图形成TFT的栅电极T06和沟道遮挡层,以TFT的栅电极T06 和沟道遮挡层作为遮挡对半导体层312进行P型重掺杂,形成TFT的电极接触区T04和T05 以及光传感器PD的第一掺杂区04。
步骤S103、采用一道Mask工艺对沟道遮挡层进行构图形成光传感器PD的栅电极06。
步骤S104、采用一道Mask工艺对半导体层312进行N型掺杂,形成光传感器PD的 第二掺杂区05。
步骤S105、依次形成第二绝缘层311b和第一金属电极层313,采用一道Mask工艺对第一金属电极层313进行构图形成TFT的源电极T01和漏电极T02以及光传感器PD的输 入电极01和输出电极02。
在该显示面板中,形成感光器件PD需要在原有显示面板工艺的基础上额外增加步骤 S103和步骤S104,因此需要增加2道Mask工艺。相比相关技术中需要额外增加4道Mask工艺相比,本申请可以减少2道Mask工艺,从而可以降低生产成本。
示例二、
参加图14,所述光传感器PD包括输入电极01、输出电极02以及与所述半导体层312同层设置的沟道区03、第一掺杂区04、第二掺杂区05以及至少一个栅电极06,当然也可 以不包括栅电极06,其中图14中以1个栅电极为例进行示意。所述输入电极01和所述输 出电极02均与所述第一金属电极层313同层设置,至少一个栅电极06与所述第二金属电 极层314同层设置,所述第一掺杂区04和所述第二掺杂区05均可与所述第一P型重掺杂 区(P+)的材质相同、掺杂浓度相同,所述沟道区03的材料可为半导体本征材料。
以图14所示的光传感器PD为例,所述光传感器PD的制备方法可以包括以下步骤:
步骤S201、在衬底基板上310形成半导体层312,采用一道Mask工艺对半导体层312进行P型轻掺杂形成TFT的沟道区T03,采用另一道Mask工艺形成半导体本征材料即所述 光传感器PD的沟道区03。
其中,半导体层的材质可以是非晶硅、多晶硅、氧化物等半导体材料,在此不作限定。
步骤S202、依次形成第一绝缘层311a和第二金属电极层314,采用一道Mask工艺对第二金属电极层314进行构图形成TFT的栅电极T06和沟道遮挡层,以TFT的栅电极T06 和沟道遮挡层作为遮挡对半导体层312进行P型重掺杂,形成TFT的电极接触区T04和T05 以及光传感器PD的第一掺杂区04和第二掺杂区05。
步骤S203、采用一道Mask工艺对沟道遮挡层进行构图形成光传感器PD的栅电极06。
步骤S204、依次形成第二绝缘层311b和第一金属电极层313,采用一道Mask工艺对第一金属电极层313进行构图形成TFT的源电极T01和漏电极T02以及光传感器PD的输 入电极01和输出电极02。
在该显示面板中,形成感光器件PD需要在原有显示面板工艺的基础上额外增加步骤 S201中形成所述光传感器PD的沟道区03的一道Mask工艺,以及步骤S204中的一道Mask工艺。相比相关技术中需要额外增加4道Mask工艺相比,可以减少2道Mask工艺,从而 降低生产成本。
示例三、
参加图15,所述光传感器PD包括输入电极01、输出电极02以及与所述半导体层312同层设置的沟道区03、第一掺杂区04、第二掺杂区05以及至少一个栅电极06,当然也可 以不包括栅电极06,其中图15中以1个栅电极为例进行示意。所述输入电极01和所述输 出电极02均与所述第一金属电极层313同层设置,至少一个栅电极06与所述第二金属电 极层314同层设置,所述第一掺杂区04和所述第二掺杂区05均可与所述第一P型重掺杂 区(P+)的材质相同、掺杂浓度相同,所述沟道区03可与所述第一P型轻掺杂区(P-)的 材质相同、掺杂浓度相同。
以图15所示的光传感器PD为例,所述光传感器PD的制备方法可以包括以下步骤:
步骤S301、在衬底基板上310形成半导体层312,采用一道Mask工艺对半导体层312进行P型轻掺杂,形成TFT的沟道区T03以及所述光传感器PD的沟道区03。
其中,半导体层的材质可以是非晶硅、多晶硅、氧化物等半导体材料,在此不作限定。
步骤S302、依次形成第一绝缘层311a和第二金属电极层314,采用一道Mask工艺对第二金属电极层314进行构图形成TFT的栅电极T06和沟道遮挡层,以TFT的栅电极T06 和沟道遮挡层作为遮挡对半导体层312进行P型重掺杂,形成TFT的电极接触区T04和T05 以及光传感器PD的第一掺杂区04和第二掺杂区05。
步骤S303、采用一道Mask工艺对沟道遮挡层进行构图形成光传感器PD的栅电极06。
步骤S304、依次形成第二绝缘层311b和第一金属电极层313,采用一道Mask工艺对第一金属电极层312进行构图形成TFT的源电极T01和漏电极T02以及光传感器PD的输 入电极01和输出电极02。
在该显示面板中,形成感光器件PD仅需要在原有显示面板工艺的基础上额外增加步骤 S303,因此需要增加一道Mask工艺。相比相关技术中需要额外增加4道Mask工艺相比,可以减少3道Mask工艺,从而极大的降低生产成本。另外,由于该光传感器中沟道区为P 型轻掺杂区,相比沟道区为半导体本征材料,可以降低沟道区的阻抗,从而提高感光电流, 进而提高光传感器的感光效率。
分别检测上述三个实施例的显示面板中光传感器的量子效率(External QuantumEfficiency,EQE)和相关技术提供的PIN结构的光传感器的EQE,EQE是指器件对光敏感 性的精确测量,检测结果如下表1所示:
Figure BDA0002999922160000121
表1
由表1可知,本申请实施例中光传感器的EQE普遍比相关技术中的光传感器高,且示 例三的光传感器,通过调节栅电极的电位,EQE可以提升至20%以上。
在实际应用中,本申请实施例提供的显示面板中的光传感器可以用于检测环境光的强 度,也可以用于检测某一特定波长(例如红光/绿光/蓝光/红外光/紫外线)的光的强度,以 此来实现一些特定的功能。以通过检测环境光来实现调节屏幕亮度为例,调节原理如图16 所示:光传感器感应周围环境的光强,将光信号转换为电信号输出,输出的电信号经IC处 理将电流模拟信号转换为数字信号,而后将这个数字信号上报,经过算法乘以对应的系数, 会得到一个亮度值,亮度值与屏幕的调光阶数是对应的,经过判断确定屏幕是否需要进行 调光,如果需要调光,驱动芯片输出相应的驱动电流,从而实现显示屏不同亮度的调节。
在具体实施,参见图17和图18,显示面板30可以包括显示区域A1和非显示区域A2,其中显示区域A1设置有显示用的像素(图中未视出),非显示区域A2一般设置有驱动电路和走线(图中未视出)。光传感器PD可以设置在显示区域A1,也可以设置于非显示区域 A2,在此不作限定。当光传感器PD位于非显示区域A2时,可以设置在非显示区域A2内 没有驱动电路的位置,在此不作限定。
在具体实施时,如图17所示,所述显示基板可以包括多个所述光传感器PD;多个所述光传感器PD可以均位于所述非显示区域A2;或如图18所示,多个所述光传感器PD也 可均位于所述显示区域A1;当然也可以是多个所述光传感器PD中一部分所述光传感器PD 位于所述非显示区域A2,另一部分所述光传感器PD位于所述显示区域A1,在此不作限定。
在实际应用中,本申请也可以通过在显示区域内设置呈矩阵排列的多个光传感器,通 过检测各光传感器的光强,可以实现触控功能。或者,通过在指纹识别区设置多个光传感 器,通过感测指纹触碰处指纹谷和脊的相对光强来实现指纹识别功能。或者,也可以如图 19所示,在显示面板30的相对的两侧分别设置至少一个光传感器PD,图中以左侧L和右 侧R为例,通过检测两侧光传感器PD输出信号的时序先后可以实现手势识别功能。例如,当两侧光传感器PD输出信号的时序如图20所示时,图20中,L表示左侧光传感器PD的 输出信号,R表示右侧光传感器PD的输出信号,左侧光传感器PD的输出信号先变小,右 侧光传感器PD的输出信号后变小,表示左边先被遮挡,右边后被遮挡,从而手势是从左向 右。
图21为本申请一种实施例提供的显示模组的剖面结构示意图。参见图21,本申请实施 例提供的显示模组100可以包括依次层叠设置的显示面板30、偏光片110和盖板层120, 所述显示面板30可以为本申请实施例提供的上述任一种显示面板,由于本申请实施例提供 的显示面板30相比相关技术可以降低成本,因此本申请实施例提供的显示模组同样可以降 低成本。
示例性的,在具体实施时,如图21所示,所述盖板层120可以通过光学透明胶130与所述偏光片110粘合,在此不作限定。
参见图22至图25,图22为本申请实施例提供的一种显示模组的俯视结构示意图;图 23为图22所示的显示模组沿AA’方向的剖面结构示意图;图24为图22所示的显示模组沿BB’方向的一种剖面结构示意图;图25为图22所示的显示模组沿BB’方向的另一种剖面结构示意图。在所述显示模组100中,所述显示面板30具有显示区域A1和非显示区域A2; 所述显示面板30的所述非显示区域A2设置有多个所述光传感器PD,所述显示模组100还 包括位于所述显示面板30和所述盖板层120之间的遮光油墨层140和至少一个滤光膜。可 选地,所述至少一个滤光膜可以包括至少一个黄色滤光膜Y、至少一个青色滤光膜C以及 至少一个品红色滤光膜M。所述遮光油墨层140在所述显示面板30的正投影覆盖所述非显 示区域A2,每一所述滤光膜Y、C和M在所述显示面板30的正投影均位于所述非显示区 域A2内。每一所述滤光膜可以对应至少一个所述光传感器PD,例如图24和图25中,每 一所述黄色滤光膜Y可以对应至少一个所述光传感器PD,每一所述青色滤光膜C可以对应 至少一个所述光传感器PD,每一所述品红色滤光膜M可以对应至少一个所述光传感器PD, 图24和图25均以一个所述滤光膜对应一个所述光传感器为例进行示意。
遮光油墨层140用于遮挡显示面板30的非显示区域A2;所述遮光油墨层140具有至少一个第一开口V1以及与每一所述滤光膜分别对应的至少一个第二开口,例如与每一所述黄色滤光膜Y对应的至少一个第二开口V2,与每一所述青色滤光膜C对应的至少一个第二开口V2,与每一所述品红色滤光膜M对应的至少一个第二开口V2。每一所述第一开口V1 可以对应至少一个所述光传感器PD。
具体如图24所示,所述滤光膜Y、C和M在所述显示面板30的正投影覆盖与所述滤光膜对应的所述至少一个第二开口V2在所述显示面板30的正投影,例如所述黄色滤光膜 Y在所述显示面板30的正投影覆盖与该黄色滤光膜Y对应的所述至少一个第二开口V2在 所述显示面板30的正投影,所述青色滤光膜C在所述显示面板30的正投影覆盖与该青色 滤光膜C对应的所述至少一个第二开口V2在所述显示面板30的正投影,所述品红色滤光 膜M在所述显示面板30的正投影覆盖与该品红色滤光膜M对应的所述至少一个第二开口 V2在所述显示面板30的正投影,且所述滤光膜Y、C和M在所述显示面板30的正投影与 所述第一开口V1在所述显示面板30的正投影不重叠。这里的“不重叠”是指两个区域不 具有任何重叠区域。
在具体实施时,如图25所示,所述滤光膜Y、C和M和所述遮光油墨层140可以同层设置,当然也可以如图24所示,所述滤光膜Y、C和M和所述遮光油墨层140设置在不同 层,在此不作限定。
示例性的,参见图24和图25,可以以每4个光传感器PD为一组检测单元P100,非显示区域A2可以设置至少一组所述检测单元P100,针对每一所述检测单元P100,其中一个 光传感器PD对应一个第一开口V1,另外三个光传感器PD对应三个第二开口V2,三个第 二开口V2分别对应一个黄色滤光膜Y、一个品红色滤光膜M和一个青色滤光膜C。其中, 黄色滤光膜Y可以使黄色的光透过,品红色滤光膜M可以使品红色的光透光,青色滤光膜 C可以使青色的光透过,三种滤光膜的透光率与波长的曲线图可以参见图26。从而可以通 过检测环境光中黄色光、青色光、品红色光以及白色光(即从第一开口V1透过的光)的强 度来计算环境光中的B(蓝光)、G(绿光)、R(红光)以及NIR(红外光)的强度值。其中,计 算公式可以如下:
B=W-Y (1)
G=W-M (2)
R=W-C (3)
I=(Y+M+C)-2W
=(G+R+I)+(B+R+I)+(B+G+I)-2×(B+G+R+I) (4)
其中,上述公式(1)至(4)中的B表示蓝光的强度,G表示绿光的强度,R表示红 光的强度,W表示白色光的强度,Y表示黄色光的强度,M表示品红色光的强度,C表示 青色光的强度,I表示红外光的强度。
进一步地,还可以通过B(蓝光)、G(绿光)和R(红光)的强度值实现环境的色温检测功能。
其中,环境光的色度值x和y的计算公式可符合如下公式:
x=X/(X+Y+Z) (5)
y=Y/(X+Y+Z) (6)
Figure BDA0002999922160000151
Figure BDA0002999922160000152
Figure BDA0002999922160000153
其中,公式(7)中L1(λ)表示红光的强度值,R(λ)表示红光的波长,EQE1(λ) 表示红光的EQE,公式(8)中L2(λ)表示绿光的强度值,G(λ)表示绿光的波长,EQE2 (λ)表示绿光的EQE,公式(9)中L3(λ)表示蓝光的强度值,B(λ)表示蓝光的波 长,EQE3(λ)表示蓝光的EQE。
将本申请通过检测环境光中黄色光、青色光、品红色光以及白色光的强度来计算环境 光中的B(蓝光)、G(绿光)和R(红光)的强度值,与直接检测环境光中的B(蓝光)、G(绿光)和 R(红光)的强度值相比,低照度检测能力的比值如下表2所示:
CMY:RGB* 太阳光谱 星光光谱
C:R 2 2.5
M:G 2.1 4.4
Y:B 2.6 11.7
表2
在表2中,CMY表示无红外滤光膜的数据,RGB*表示现有技术中有红外滤光膜的数据。由上表可知,本申请的低照度检测能力能提升至2倍以上。因此,本申请通过采用C/M/Y替代R/G/B作为环境色温的测量通道,可以实现进光量提升2倍及以上,进而提高显示模 组在低照度下的感应能力。
另外,本申请通过采用C/M/Y替代R/G/B作为环境色温的测量通道,可以减少制作红 外光通道,从而减小光传感器数量、减少制作红外光滤光膜的工序以及节省芯片模数转换 通道数量,进而降低显示模组的制作复杂度和成本。
参见图27,可选地,所述显示模组100还可以包括分别位于所述偏光片110两侧的第 一四分之一波长延迟层150和第二四分之一波长延迟层160。当外部环境光OP1经过偏光片110之后成为线性偏振光,而线性偏振光经显示面板30背板反射后再照射至偏光片110需要2次经过第二四分之一波长延迟层160,从而使线性偏振光的偏振方向与偏光片110的偏振方向垂直,从而反射回来的线性偏振光不能通过偏振片110,进而降低显示模组的反射率;同理显示面板30发出的光OP2经偏光片110转换为线性偏振光之后,经物体(如人脸) 反射后的反射光OP3同样需要2次经过第一四分之一波长延迟层150,从而使线性偏振光 的偏振方向与偏光片110的偏振方向垂直,不能通过偏振片110,从而避免显示面板30发 的光经物体反射后照射在至光传感器PD上,从而导致测量值偏离真实环境造成测量误差。
进一步地,当所述显示模组检测的环境由纯黑环境变为光照度为02Lx时的环境时,光 传感器的输出信号就可以发生显著的变化,因此,所述显示模组可以将低照度检测能力提 升至0.2lx。
示例性的,参见图28,所述显示模组还可以包括位于所述显示面板30与盖板层120之 间的触摸层170。在具体实施时,触摸层170可以设置在显示面板30和偏光片110之间,在此不作限定。
本申请还提供了一种电子设备,包本申请实施例提供的上述任一种显示模组。由于该 电子设备解决问题的原理与前述一种显示模组相似,因此该电子设备的实施可以参见前述 显示模组的实施,重复之处不再赘述。
在具体实施时,本申请中的电子设备可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测当 前环境的光照条件,以此来调节显示面板的屏幕的亮度,使人眼感觉舒适而不刺眼,同时 降低显示屏幕功耗。例如电子设备为如图3所示的手机,图4所示的平板,便携式电脑,显示器和电视等。该电子设备还可以利用集成在显示面板内的光传感器来检测某一特定波长(例如红光/绿光/蓝光/红外光/紫外线),以此来实现更多的功能及应用,例如,色温检测、 接近光检测、紫外线强度检测等。例如手机、平板、如图5所示的手表、电脑、监控屏、 电视等通过感测外界环境光中特定波长的光(例如紫外光/红外光)从而实现特定功能,例 如红外感测可用于接近感应,紫外感测可以实现UV指数传感器。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范 围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内, 则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种显示面板,其特征在于,包括相对设置的显示基板和对向基板;其中:
所述显示基板包括衬底基板以及位于所述衬底基板上的显示功能膜层和至少一个光传感器;
所述显示功能膜层至少包括层叠设置的半导体层和多层金属电极层,且所述半导体层具有第一P型轻掺杂区和第一P型重掺杂区;
所述光传感器包括输入电极、输出电极以及与所述半导体层同层设置的沟道区、第一掺杂区和第二掺杂区;
所述第一掺杂区和所述第二掺杂区分别位于所述沟道区的两侧,且所述输入电极与所述第一掺杂区电连接,所述输出电极与所述第二掺杂区电连接;
所述第一掺杂区和/或所述第二掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同;
所述输入电极和所述输出电极分别与所述多层金属电极层中的至少一层金属电极层同层设置。
2.如权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述光传感器的沟道区与所述第一P型轻掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同。
3.如权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述光传感器的沟道区的材质为本征半导体材料。
4.如权利要求1-3任一项所述的显示面板,其特征在于,所述第一掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同时,所述第二掺杂区为N型掺杂区;或
所述第二掺杂区与所述第一P型重掺杂区的材质相同、掺杂浓度相同时,所述第一掺杂区为N型掺杂区。
5.如权利要求1-4任一项所述的显示面板,其特征在于,所述光传感器还包括与所述多层金属电极层中的其中一层金属电极层同层设置的至少一个栅电极,且所述至少一个栅电极在所述沟道区的正投影与所述沟道区部分重叠。
6.如权利要求5所述的显示面板,其特征在于,所述光传感器包括一个所述栅电极,且所述栅电极位于靠近所述输出电极一侧。
7.如权利要求1-6任一项所述的显示面板,其特征在于,所述显示面板具有显示区域和非显示区域,且所述显示基板包括多个所述光传感器;
多个所述光传感器均位于所述非显示区域;或
多个所述光传感器均位于所述显示区域;或
多个所述光传感器中一部分所述光传感器位于所述非显示区域,另一部分所述光传感器位于所述显示区域。
8.一种显示模组,其特征在于,包括依次层叠设置的显示面板、偏光片和盖板层,所述显示面板为如权利要求1-7任一项所述的显示面板。
9.如权利要求8所述的显示模组,其特征在于,所述显示面板具有显示区域和非显示区域,所述显示面板的所述非显示区域设置有多个所述光传感器;
所述显示模组还包括位于所述显示面板和所述盖板层之间的遮光油墨层和至少一个滤光膜;
所述遮光油墨层在所述显示面板的正投影覆盖所述非显示区域,每一所述滤光膜在所述显示面板的正投影均位于所述非显示区域内,且每一所述滤光膜至少对应至少一个所述光传感器;
所述遮光油墨层具有至少一个第一开口以及与每一所述滤光膜分别对应的至少一个第二开口,且每一所述第一开口对应至少一个所述光传感器;
所述滤光膜在所述显示面板的正投影覆盖与所述滤光膜对应的所述至少一个第二开口在所述显示面板的正投影,且所述滤光膜在所述显示面板的正投影与所述第一开口在所述显示面板的正投影不重合。
10.如权利要求9所述的显示模组,其特征在于,所述至少一个滤光膜包括至少一个黄色滤光膜、至少一个青色滤光膜以及至少一个品红色滤光膜。
11.如权利要求9所述的显示模组,其特征在于,所述滤光膜和所述遮光油墨层同层设置。
12.如权利要求8-11任一项所述的显示模组,其特征在于,所述显示模组还包括分别位于所述偏光片两侧的第一四分之一波长延迟层和第二四分之一波长延迟层。
13.如权利要求8-12任一项所述的显示模组,其特征在于,所述显示模组还包括位于所述显示面板与所述盖板层之间的触摸层。
14.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求8-13任一项所述的显示模组。
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