CN114188378A - 一种阵列基板、显示面板以及显示装置 - Google Patents

一种阵列基板、显示面板以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种阵列基板、显示面板以及显示装置；阵列基板包括衬底和驱动电路层，驱动电路层形成在衬底一侧，图案化形成像素驱动电路和光控传感器电路，其中，像素驱动电路用于驱动子像素发光，光控传感器电路用于将交互光线的光强信号转换为电信号。本申请通过将光控传感器电路与像素驱动电路集成在同一驱动电路层中，以交互光线的光强信号为操控源，通过光控传感器电路将交互光线的光强信号转换为电信号，实现了交互光线与显示面板间精确的远程交互。

Description

一种阵列基板、显示面板以及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板、显示面板以及显示装置。
背景技术
在当前交互式显示技术中，触控式显示技术存在无法远程交互的问题，而通过摄像头进行动作捕捉分析可以实现远程交互，但这种方法识别的精准度较低，会造成响应不灵敏、误操作等严重影响用户体验的现象。
因此，当前显示技术中存在远程交互的精准度较低的技术问题，需要改进。
发明内容
本申请实施例提供一种阵列基板、显示面板以及显示装置，用于缓解当前显示技术中存在远程交互的精准度较低的技术问题。
本申请提供一种阵列基板，包括：
衬底；
驱动电路层，形成在所述衬底一侧，所述驱动电路层图案化形成像素驱动电路和光控传感器电路，所述像素驱动电路用于驱动子像素发光，所述光控传感器电路用于将交互光线的光强信号转换为电信号。
在本申请的阵列基板中，所述光控传感器电路包括光感晶体管、第一开关晶体管和第一存储电容，所述像素驱动电路包括驱动晶体管、第二开关晶体管和第二存储电容，在远离所述衬底的方向上，所述驱动电路层包括叠层设置的遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第一金属层、层间介质层、第二金属层、第一钝化层，所述遮光层图案化形成所述第一存储电容的第一极板，所述第一金属层图案化形成所述第二存储电容的第一极板、所述光感晶体管、所述第一开关晶体管、所述驱动晶体管以及所述第二开关晶体管的栅极，所述第二金属层图案化形成所述第一存储电容的第二极板、所述光感晶体管、所述第一开关晶体管、所述驱动晶体管以及所述第二开关晶体管的源极和漏极。
在本申请的阵列基板中，所述驱动电路层还包括设置在所述第一钝化层远离所述衬底一侧的导电层，所述导电层图案化形成第一电源信号线，所述第一电源信号线与所述光感晶体管的栅极连接，所述第一电源信号线的材料为透明金属氧化物半导体材料。
在本申请的阵列基板中，所述第一金属层还图案化形成多条第一扫描信号线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极连接同一条第一扫描信号线。
在本申请的阵列基板中，所述第一金属层还图案化形成多条第一扫描信号线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极连接不同的第一扫描信号线。
在本申请的阵列基板中，所述第二金属层还图案化形成多条第二电源信号线，所述驱动晶体管的第一电极与所述光感晶体管的第一电极连接同一条第二电源信号线。
在本申请的阵列基板中，所述阵列基板包括阵列设置的多个子像素组，所述子像素组包括N个子像素，对应每个子像素组所述像素驱动电路和所述光控传感器电路的设置数量比为N：1。
在本申请的阵列基板中，所述子像素组的面积不小于所述交互光线形成的光斑的面积。
同时，本申请提供一种显示面板，包括阵列基板和光源，所述阵列基板为上述任一项所述的阵列基板。
此外，本申请还提供一种显示装置，包括显示面板和驱动芯片，所述显示面板为上述任一项所述的显示面板。
有益效果：本申请提供一种阵列基板、显示面板以及显示装置；阵列基板包括衬底和驱动电路层；驱动电路层形成在衬底一侧，图案化形成像素驱动电路和光控传感器电路，像素驱动电路用于驱动子像素发光，光控传感器电路用于将交互光线的光强信号转换为电信号。本申请通过将光控传感器电路与像素驱动电路集成在同一驱动电路层中，实现了集成式电荷侦测型的有源矩阵触控面板，并以交互光线的光强信号为操控源，通过光控传感器电路将交互光线的光强信号转换为电信号，由于同一时刻仅会有一个交互光线照射，在被照射到区域的光控传感器电路会产生电信号，在未被照射到区域的光控传感器电路不会产生电信号，因此可以准确的判断交互光线所照射的位置，最后由光控传感器电路对产生的电信号进行处理，并传送至后台服务器，再由后台服务器将处理后的信号传送至对应的像素驱动电路，即能实现了交互光线与显示面板间精确的远程交互。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的阵列基板的膜层结构示意图。
图2为本申请实施例提供的光控传感器电路的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的像素驱动电路的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的像素排布示意图。
图5为本申请实施例提供的交互光线形成的光斑与子像素组的位置关系示意图。
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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请实施例提供一种阵列基板、显示面板以及显示装置，用于缓解当前显示技术中存在远程交互的精准度较低的技术问题。
如图1所示，图1为本申请实施例提供的阵列基板的膜层结构示意图。阵列基板包括：
衬底100；
驱动电路层，形成在衬底100一侧，驱动电路层图案化形成像素驱动电路10和光控传感器电路20，像素驱动电路10用于驱动子像素发光，光控传感器电路20用于将交互光线的光强信号转换为电信号。
具体地，衬底100可以为刚性基板或柔性基板；衬底100为刚性基板时，可包括玻璃基板等硬性基板；所述衬底100为柔性基板时，可包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)薄膜、超薄玻璃薄膜等柔性基板，采用柔性基板作衬底100可以制作柔性显示面板，以实现显示面板的弯折、卷曲等特殊性能。
像素驱动电路10用于驱动子像素发光。其中，子像素在显示面板中呈阵列排布，每个子像素的大小和形状相同，每个子像素都由一个像素驱动电路10进行驱动，在显示阶段进行显示画面，在侦测阶段，像素驱动电路10对晶体管的阈值电压进行侦测，并根据侦测到的阈值电压进行数据信号的补偿，以使得各子像素正常发光。
光控传感器电路20用于将交互光线的光强信号转换为电信号。其中，交互光线由交互光源照射得到，交互光源通常为激光笔，也可以是其他可以发出交互光线的装置；可选的，每个光控传感器电路20对应一个或者多个子像素(也即一个或者多个像素驱动电路10)设置，光控传感器电路20的大小可根据照射至显示面板的交互光线形成的光斑大小决定，当光控传感器电路20对应子像素的数量越少时，感应的精度越高，交互效果越好。
像素驱动电路10和光控传感器电路20集成设置在同一驱动电路层中，实现了集成式电荷侦测型的有源矩阵触控面板，以交互光源为操控源，通过光控传感器电路20将交互光源照射出的交互光线的光强信号转换为电信号，由于同一时刻仅会有一个交互光线照射，在被照射到区域的光控传感器电路20会产生电信号，在未被照射到区域的光控传感器电路20不会产生电信号，因此可以准确的判断交互光线所照射的位置，最后由光控传感器电路20对产生的电信号进行处理，并传送至后台服务器，再由后台服务器将处理后的信号传送至对应的像素驱动电路10，即能实现了交互光线与显示面板间精确的远程交互。
在一种实施例中，如图2所示，图2为本申请实施例提供的光控传感器电路20的结构示意图，光控传感器电路20包括光感晶体管T5、第一开关晶体管T1和第一存储电容C1，还包括第三存储电容C3和放大器A1。其中，光感晶体管T5的栅极与第一电源信号线SVGG连接，光感晶体管T5的第一电极与第二电源信号线SVDD连接，第一存储电容C1通过第一点N1和第二点N2与光感晶体管T5连接，第一开关晶体管T1的第一电极通过第二点N点与光感晶体管T5的第二电极连接，第一开关晶体管T1的第二电极与放大器A1的反向输入端连接，放大器A1的同相输入端与参考电压Vref连接，放大器A1的输出端与读出电路Readout连接；第一开关晶体管T1在第一电极和第二电极导通时，光感晶体管T5感光后产生的光电流可以被读出和处理，第一存储电容C1的作用是暂存由外界光信号导致光感晶体管T5特性改变后的其漏极电量。
如图3所示，图3为本申请实施例提供的像素驱动电路10的结构示意图，像素驱动电路10包括驱动晶体管T3、第二开关晶体管T2和第二存储电容C2，还包括感测晶体管T4和发光器件D1。其中，第二开关晶体管T2的第一电极与数据线Data连接，第二开关晶体管T2的第二电极与第三点N3连接，驱动晶体管T3的栅极与第三点N3连接，驱动晶体管T3的第一电极与第二电源信号线SVDD连接，驱动晶体管T3的第二电极与发光器件D1连接，发光器件D1的阳极与第四点N4连接，阴极与第三电源信号线EVSS连接，第二存储电容C2通过第三点N3和第四点N4与驱动晶体管T3连接，用于存储驱动晶体管T3的阈值电压。需要说明的是，图3所示的像素驱动电路10是以3T1C的像素驱动电路举例，本申请的方法对其他类型的5T1C、7T1C等像素驱动电路均试用。
具体地，在远离衬底100的方向上，驱动电路层包括叠层设置的遮光层110、缓冲层120、有源层130、栅极绝缘层140、第一金属层150、层间介质层160、第二金属层170、第一钝化层180。其中，遮光层110图案化形成第一存储电容C1的第一极板(图中未示出)，第一金属层150图案化形成第二存储电容C2的第一极板(图中未示出)、光感晶体管T5的栅极152、第一开关晶体管T1的栅极153、驱动晶体管T3的栅极(图中未示出)以及第二开关晶体管T2的栅极151，第二金属层170图案化形成第一存储电容C1的第二极板(图中未示出)、光感晶体管T5、第一开关晶体管T1、驱动晶体管T3以及第二开关晶体管T2的源极和漏极。通过将遮光层110、第一金属层150以及第二金属层170图案化形成第一存储电容和第二存储电容的两个极板，解决了自电容出线过多的技术问题。
在一种实施例中，驱动电路层还包括设置在第一钝化层180远离衬底100一侧的导电层210，导电层210图案化形成第一电源信号线SVGG，第一电源信号线SVGG与光感晶体管T5的栅极152连接，第一电源信号线SVGG的材料为透明金属氧化物半导体材料。由于光照需要由上而下照射，因此，光控传感器电路20中光感晶体管T5的栅极需要做特殊设计，从金属换成透明的金属氧化物半导体，并用透明金属氧化物半导体材料作第一电源信号线SVGG，最后用金属进行走线。
具体地，该阵列基板还包括设置于第一钝化层180远离衬底100一侧的平坦化层190、设置在平坦化层190远离衬底100一侧的第三金属层200、设置在第三金属层200远离衬底100一侧的导电层210、设置在导电层210远离衬底100一侧的第二钝化层300，以及设置在第二钝化层300远离衬底100一侧的黑色矩阵层310。其中，第三金属层200可以为金属加金属氧化物半导体形成的夹层结构。在像素驱动电路10中，导电层210与第三金属层200可以配合形成由金属氧化物半导体/金属/金属氧化物半导体的三层夹层结构的导电电极。
需要说明的是，本申请提供的阵列基板的膜层结构与当前显示技术中的阵列基板的膜层结构相比，并无新增的光罩数。因此，本申请提供的阵列基板相较于当前显示技术而言，节省了材料，但具备了精准的远程交互功能。
在一种实施例中，第一金属层150还图案化形成多条第一扫描信号线(图中未示出)，第一开关晶体管T1的栅极153与第二开关晶体管T2的栅极151连接同一条第一扫描信号线。
此外，第一金属层150还图案化形成多条第一扫描信号线(图中未示出)，第一开关晶体管T1的栅极153与第二开关晶体管T2的栅极151也可连接不同的第一扫描信号线，形成相互独立的线路。
在一种实施例中，第二金属层170还图案化形成多条第二电源信号线SVDD，驱动晶体管T3的第一电极与光感晶体管T5的第一电极连接同一条第二电源信号线SVDD。其中，第一电极可以是晶体管的源极或者漏极。
需要说明的是，各晶体管的第一电极和第二电极，其中一者为源极，另一者为漏极，第一电源信号线SVDD为电源高电位信号线，第三电源信号线EVSS为电源低电位信号线。
在一种实施例中，阵列基板包括阵列设置的多个子像素组，子像素组包括N个子像素，对应每个子像素组像素驱动电路10和光控传感器电路20的设置数量比为N：1。具体地，如图4所示，图4为本申请实施例提供的像素排布示意图，以子像素组50为例，子像素组50中包括4个子像素，分别为子像素501、子像素502、子像素503以及子像素504，该子像素组50中，各个子像素都需要一个像素驱动电路10驱动，而该子像素组50中只需要一个光控传感器电路20，因此在如图4所示的像素排布示意图中，子像素组50的像素驱动电路10和光控传感器电路20的设置数量比为4：1。具体的，子像素组中子像素的个数由子像素的宽度、子像素与子像素之间的距离以及交互光源所形成的光斑的直径决定。例如，假设交互光源所形成的光斑的直径为2mm，子像素的宽度为0.5mm，且子像素与子像素之间的距离也为0.5mm，则4*0.5mm＝2mm，可以得到如图4所示的子像素组50。
在一种实施例中，子像素组的面积不小于交互光线形成的光斑的面积。如图5所示，图5为本申请实施例提供的交互光线形成的光斑与子像素组的位置关系示意图，此时交互光线所形成的光斑60的直径恰好等于子像素组50的宽度，此时子像素组50的面积大于交互光线形成的光斑60的面积。当子像素组的面积小于交互光线形成的光斑的面积时，交互光线可能会同时照射至几个相邻的子像素组，则在这几个子像素组中的光控传感器电路20内均会产生电信号，因此在处理电信号时，无法准确判断此时的交互光线所照射的位置，会降低远程交互的精准性。
本申请还提供一种显示面板，包括阵列基板和光源，阵列基板为上述任一实施例中的阵列基板。该显示面板可以为OLED、Mini/Micro-LED显示面板。其中，目前的直显式Mini-LED显示面板由于工艺等影响，暂无交互的功能，而Mini-LED显示器一般显示面积较大，更需要精确的远程交互功能，因此，通过采用本申请提供的阵列基板，将光控传感器电路与像素驱动电路集成在同一驱动电路层中，即可实现交互光线与显示面板间精确的远程交互。
本申请还提供一种显示装置，包括显示面板和驱动芯片，显示面板为上述实施例中的显示面板。
根据以上实施例可知：
本申请提供一种阵列基板、显示面板以及显示装置；阵列基板包括衬底和驱动电路层；驱动电路层形成在衬底一侧，图案化形成像素驱动电路和光控传感器电路，像素驱动电路用于驱动子像素发光，光控传感器电路用于将交互光线的光强信号转换为电信号。本申请通过将光控传感器电路与像素驱动电路集成在同一驱动电路层中，实现了集成式电荷侦测型的有源矩阵触控面板，并以交互光线的光强信号为操控源，通过光控传感器电路将交互光线的光强信号转换为电信号，由于同一时刻仅会有一个交互光线照射，在被照射到区域的光控传感器电路会产生电信号，在未被照射到区域的光控传感器电路不会产生电信号，因此可以准确的判断交互光线所照射的位置，最后由光控传感器电路对产生的电信号进行处理，并传送至后台服务器，再由后台服务器将处理后的信号传送至对应的像素驱动电路，即能实现了交互光线与显示面板间精确的远程交互。
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。
以上对本申请实施例所提供的一种阵列基板、显示面板以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申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底；
驱动电路层，形成在所述衬底一侧，所述驱动电路层图案化形成像素驱动电路和光控传感器电路，所述像素驱动电路用于驱动子像素发光，所述光控传感器电路用于将交互光线的光强信号转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述光控传感器电路包括光感晶体管、第一开关晶体管和第一存储电容，所述像素驱动电路包括驱动晶体管、第二开关晶体管和第二存储电容，在远离所述衬底的方向上，所述驱动电路层包括叠层设置的遮光层、缓冲层、有源层、栅极绝缘层、第一金属层、层间介质层、第二金属层、第一钝化层，所述遮光层图案化形成所述第一存储电容的第一极板，所述第一金属层图案化形成所述第二存储电容的第一极板、所述光感晶体管、所述第一开关晶体管、所述驱动晶体管以及所述第二开关晶体管的栅极，所述第二金属层图案化形成所述第一存储电容的第二极板、所述光感晶体管、所述第一开关晶体管、所述驱动晶体管以及所述第二开关晶体管的源极和漏极。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述驱动电路层还包括设置在所述第一钝化层远离所述衬底一侧的导电层，所述导电层图案化形成第一电源信号线，所述第一电源信号线与所述光感晶体管的栅极连接，所述第一电源信号线的材料为透明金属氧化物半导体材料。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层还图案化形成多条第一扫描信号线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极连接同一条第一扫描信号线。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层还图案化形成多条第一扫描信号线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极连接不同的第一扫描信号线。
6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第二金属层还图案化形成多条第二电源信号线，所述驱动晶体管的第一电极与所述光感晶体管的第一电极连接同一条第二电源信号线。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括阵列设置的多个子像素组，所述子像素组包括N个子像素，对应每个子像素组所述像素驱动电路和所述光控传感器电路的设置数量比为N：1。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述子像素组的面积不小于所述交互光线形成的光斑的面积。
9.一种显示面板，其特征在于，包括阵列基板和光源，所述阵列基板为权利要求1至8任一项所述的阵列基板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括显示面板和驱动芯片，所述显示面板为权利要求9所述的显示面板。
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