CN117480530A - 显示面板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种显示面板，包括显示区域，显示区域至少包括第一区域与第二区域，第一区域与第二区域包括阵列式排布的第一GaN基LED单元；第一区域与第二区域包括显示状态与红外识别状态，在显示状态，第一区域与第二区域的第一GaN基LED单元用于显示可见光画面；在红外识别状态，第一区域的第一GaN基LED单元用于发出红外光，第二区域的第一GaN基LED单元用于感光红外光。本发明的显示面板，使用GaN基材料制作LED单元，GaN基LED单元作为像素单元，不但可发出可见光，具有可见光显示功能，还能发出红外光与感光红外光，用于红外识别。可避免在显示面板上开槽安装红外识别装置，即避免占用显示区域，实现全面屏。
Description
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种显示面板。
随着显示技术的快速发展，用户对屏幕占比的要求越来越高，由于屏幕上方需要安装摄像头、人脸识别装置、指纹识别装置等元件，因此现有技术中屏幕上方通常会开设一些槽用于安装上述元件，例如苹果手机iphoneX的前刘海区域，影响了屏幕的整体一致性，全面屏显示受到业界越来越多的关注。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种显示面板，以解决相关技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供一种显示面板，包括显示区域，所述显示区域至少包括第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域包括阵列式排布的第一GaN基LED单元；所述第一区域与所述第二区域包括显示状态与红外识别状态，在所述显示状态，所述第一区域与所述第二区域的所述第一GaN基LED单元用于显示可见光画面；在所述红外识别状态，所述第一区域的第一GaN基LED单元用于发出红外光，所述第二区域的第一GaN基LED结构用于感光红外光。
可选地，所述第一区域还包括可见光成像状态，在所述可见光成像状态，所述第一区域的所述第一GaN基LED结构用于感光可见光。
可选地，每一所述第一GaN基LED单元包括多个第一GaN基LED结构，每一所述第一GaN基LED结构包括上下堆叠设置的第一红光感光及发光层、第一绿光感光及发光层、第一蓝光感光及发光层以及红外感光及发光层；所述第一红光感光及发光层、所述第一绿光感光及发光层、所述第一蓝光感光及发光层以及所述红外感光及发光层的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
可选地，所述第一红光感光及发光层中In的组分范围为0.4～0.6；
所述第一绿光感光及发光层中In的组分范围为0.2～0.3；
所述第一蓝光感光及发光层中In的组分范围为0.01～0.1；
所述红外感光及发光层中In的组分范围为0.7～0.9。
可选地，所述显示面板包括基底，所述基底具有多个第一电荷存储区；每一所述第一GaN基LED单元包括多个第一GaN基LED结构，所述第二区域的每一所述第一GaN基LED结构电连接一个所述第一电荷存储区，用于存储产生的感光电荷。
可选地，所述基底上具有多个第一晶体管，至少一个所述第一晶体管的源区或漏区为所述第一电荷存储区；所述基底与所述第二区域的所述第一GaN基LED结构之间具有第一子金属互连层，所述第一子金属互连层的第一金属互连结构用于电连接多个所述第一晶体管。
可选地，所述多个第一晶体管至少形成第一感光处理电路，所述第一感光处理电路检测由所述第二区域的所述第一GaN基LED结构产生的感光电信号；
若所述第一感光处理电路从所述第一GaN基LED结构中检测到的感光电信号不大于第五阈值，则存储为红外光入射信号。
可选地，所述第一子金属互连层中具有第一导电插塞，所述第一导电插塞的第一端连接所述第二区域的所述第一GaN基LED结构，第二端电连接一个所述第一电荷存储区。
可选地，所述多个第一晶体管至少还形成第一显示驱动电路，所述第一显示驱动电路的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，所述第一显示驱动电路的输出端和所述第一金属互连结构相连，所述红色显示驱动信号、所述绿色显示驱动信号以及所述蓝色显示驱动信号经由所述第一金属互连结构传递至所述第二区域的所述第一GaN基LED结构。
可选地，所述第一显示驱动电路与所述第一感光处理电路在同一时刻择一与所述第一金属互连结构连接。
可选地，所述基底上具有多个第二晶体管，所述基底与所述第一区域的所述第一GaN基LED单元之间具有第二子金属互连层，所述第二子金属互连层的第二金属互连结构用于电连接多个所述第二晶体管。
可选地，每一所述第一GaN基LED单元包括多个第一GaN基LED结构；所述多个第二晶体管至少形成红外发射电路，所述红外发射电路的输入端用于接收红外发射信号，所述红外发射电路的输出端和所述第二金属互连结构相连，所述红外发射信号经由所述第二金属互连结构传递至所述第一区域的所述第一GaN基LED结构。
可选地，所述多个第二晶体管至少还形成第二显示驱动电路，所述第二显示驱动电路的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，所述第二显示驱动电路的输出端和所述第二金属互连结构相连，所述红色显示驱动信号、所述绿色显示驱动信号以及所述蓝色显示驱动信号经由所述第二金属互连结构传递至所述第二区域的所述第一GaN基LED结构。
可选地，所述第二显示驱动电路与所述红外发射电路在同一时刻择一与所述第二金属互连结构连接。
可选地，所述显示面板包括基底，所述基底具有多个第二电荷存储区；每一所述第一GaN基LED单元包括多个第一GaN基LED结构，所述第一区域的每一所述第一GaN基LED结构电连接一个所述第二电荷存储区，用于存储产生的感光电荷。
可选地，所述多个第二晶体管至少形成第二感光处理电路，所述第二感光处理电路检测由所述第一区域的所述第一GaN基LED结构产生的感光电信号；
若所述第二感光处理电路从所述第一GaN基LED结构中检测到的感光电信号大于第六阈值，则存储为蓝光入射信号；
若所述第二感光处理电路从所述第一GaN基LED结构中检测到的感光电信号大于第七阈值不大于第六阈值，则存储为绿光入射信号；
若所述第二感光处理电路从所述第一GaN基LED结构中检测到的感光电信号大于第八阈值不大于第七阈值，则存储为红光入射信号。
可选地，所述第二子金属互连层中具有第二导电插塞，所述第二导电插塞的第一端连接所述第一区域的所述第一GaN基LED结构，第二端电连接一个所述第二电荷存储区。
可选地，所述显示区域还包括第三区域，所述第三区域包括阵列式排布的第二GaN基LED单元；所述第三区域包括显示状态与可见光识别状态，在所述显示状态，所述第二GaN基LED单元用于显示可见光画面，在所述可见光识别状态，部分数目的所述第二GaN基LED单元用于照明，其余数目的所述第二GaN基LED单元用于感光可见光。
可选地，每一第二GaN基LED单元包括多个第二GaN基LED结构；每一所述第二GaN基LED结构包括上下堆叠设置的第二红光感光及发光层、 第二绿光感光及发光层以及第二蓝光感光及发光层；所述第二红光感光及发光层、所述第二绿光感光及发光层以及所述第二蓝光感光及发光层的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
可选地，所述第二红光感光及发光层中In的组分范围为0.4～0.6；
所述第二绿光感光及发光层中In的组分范围为0.2～0.3；
所述第二蓝光感光及发光层中In的组分范围为0.01～0.1。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)使用GaN基材料制作第一区域与第二区域的LED单元，该GaN基LED单元作为像素单元，不但可以发出可见光，具有可见光显示功能，还能发出红外光与感光红外光，用于红外识别。可避免在显示面板上开槽安装红外识别装置，即避免占用显示区域，实现全面屏。
该红外识别例如但不限于为人脸等包含深度信息的三维场景识别。
2)可选方案中，第一区域还包括可见光成像状态，在可见光成像状态，第一区域的第一GaN基LED单元用于感光可见光。可避免在显示面板上开槽安装摄像头，即避免占用显示区域，实现全面屏。
3)可选方案中，显示区域还包括第三区域，第三区域包括阵列式排布的第二GaN基LED单元；第三区域包括显示状态与可见光识别状态，在显示状态，第二GaN基LED单元用于显示可见光画面，在可见光识别状态，部分数目的第二GaN基LED单元用于照明，其余数目的第二GaN基LED单元用于感光可见光。可避免在显示面板上开槽安装可见光识别装置，即避免占用显示区域，实现全面屏。
该可见光识别例如但不限于为指纹识别。
图1是本发明第一实施例的显示面板的俯视图；
图2是图1中的第二区域的截面结构示意图；
图3是图1中的第一区域的截面结构示意图；
图4是本发明第二实施例的显示面板的第一区域的截面结构示意图；
图5是本发明第三实施例的显示面板的俯视图；
图6是图5中的第三区域的截面结构示意图。
为方便理解本发明，以下列出本发明中出现的所有附图标记：
显示面板1、2 显示区域1s
第一区域1a 第二区域1b
第一GaN基LED单元11 第一GaN基LED结构111
第一红光感光及发光层111a 第一绿光感光及发光层111b
第一蓝光感光及发光层111c 红外感光及发光层111d
基底10 第一遮光结构112
第一电荷存储区101a 第一晶体管102
第一子金属互连层14a 第一金属互连结构141
第一导电插塞142 第一感光处理电路131
第一显示驱动电路151 第二晶体管103
第二子金属互连层14b 第二金属互连结构143
红外发射电路16 第二显示驱动电路152
透镜结构12 第二电荷存储区101b
第二感光处理电路132 第二导电插塞144
第三区域1c 第二GaN基LED单元17
第二红光感光及发光层171a 第二绿光感光及发光层171b
第二蓝光感光及发光层171c 第二遮光结构122
第三电荷存储区101c 第三晶体管104
第三子金属互连层14c 第三金属互连结构145
第三感光处理电路133 第三导电插塞146
第三显示驱动电路153
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明第一实施例的显示面板的俯视图。图2是图1中的第二区域的截面结构示意图；图3是图1中的第一区域的截面结构示意图。
参照图1至图3所示，显示面板1包括：显示区域1s，显示区域1s至少包括第一区域1a与第二区域1b，第一区域1a与第二区域1b包括阵列式排布的第一GaN基LED单元11；第一区域1a与第二区域1b包括显示状态与红外识别状态，在显示状态，第一区域1a与第二区域1b的第一GaN基LED单元11用于显示可见光画面；在红外识别状态，第一区域1a的第一GaN基LED单元11用于发出红外光，第二区域1b的第一GaN基LED单元11用于感光红外光。
该红外识别例如但不限于为人脸等包含深度信息的三维场景识别。
参照图2与图3所示，每一第一GaN基LED单元11包括多个第一GaN基LED结构111，每一第一GaN基LED结构111可以包括上下堆叠设置的第一红光感光及发光层111a、第一绿光感光及发光层111b、第一蓝光感光及发光层111c以及红外感光及发光层111d；第一红光感光及发光层111a、第一绿光感光及发光层111b、第一蓝光感光及发光层111c以及红外感光及发光层111d的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
第一GaN基LED结构111可以设置在基底10上。基底10可以为单晶硅衬底。
本实施例中，在背离基底10方向，每一第一GaN基LED结构111依次包括：第一蓝光感光及发光层111c、第一绿光感光及发光层111b、第一红光感光及发光层111a以及红外感光及发光层111d。上述设置方式的好处之一是：在感光状态，可以防止红外光与红光在穿过各感光层及发光层时衰减过快。
相邻第一GaN基LED结构111之间可以设置有第一遮光结构112。在基底10上外延生长第一蓝光感光及发光层111c、第一绿光感光及发光层111b、第一红光感光及发光层111a以及红外感光及发光层111d之前，可以先在基底10上方形成多个第一遮光结构112。第一遮光结构112的材料可以为金属钼、金属钼的合金、金属铝或金属铝的合金。为防止相邻感光及发光层串扰，第一遮光结构112的侧壁可以设置绝缘侧墙(spacer)。绝缘侧墙的材质例如为氮化硅或二氧化硅。
红外感光及发光层111d的In的组分可以大于第一红光感光及发光层111a的In的组分，第一红光感光及发光层111a的In的组分可以大于第一绿光感光及发光层111b的In的组分，第一绿光感光及发光层111b的In的组分可以大于第一蓝光感光及发光层111c的In的组分。
第一红光感光及发光层111a中In的组分范围可以为0.4～0.6，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～720nm；发光波长范围也可以为400nm～720nm。
第一绿光感光及发光层111b中In的组分范围可以为0.2～0.3，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～600nm；发光波长范围也可以为400nm～600nm。
第一蓝光感光及发光层111c中In的组分范围可以为0.01～0.1，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～500nm；发光波长范围也可以为400nm～500nm。
红外感光及发光层111d中In的组分范围为0.7～0.9，产生感光电流所需的光的波长范围可以为800nm～950nm；发光波长范围也可以为800nm～950nm。
需要说明的是，第一红光感光及发光层111a中In的组分是指：In的物质的量占第一红光感光及发光层111a中所有带正电荷的元素的物质的量之和的百分比。例如：第一红光感光及发光层111a的材料为InGaN，In的组分是指：In的物质的量占In的物质的量与Ga的物质的量之和的百分比；第一红光感光及发光层111a的材料为InAlGaN，In的组分是指：In的物质的量占In的物质的量、Al的物质的量与Ga的物质的量之和的百分比。
第一绿光感光及发光层111b中In的组分是指：In的物质的量占第一绿光感光及发光层111b中所有带正电荷的元素的物质的量之和的百分比。
第一蓝光感光及发光层111c中In的组分是指：In的物质的量占第一蓝光感光及发光层111c中所有带正电荷的元素的物质的量之和的百分比。
红外感光及发光层111d中In的组分是指：In的物质的量占红外感光及发光层111d中所有带正电荷的元素的物质的量之和的百分比。
此外，本实施例中，各数值范围均包括端点值。
如此，对于第一区域1a与第二区域1b的每个第一GaN基LED结构111，若驱动电压不大于第一阈值，则红外感光及发光层111d发射红外光；
若驱动电压大于第一阈值不大于第二阈值，则第一红光感光及发光层111a发射红光；
若驱动电压大于第二阈值不大于第三阈值，则第一绿光感光及发光层111b发射绿光；
若驱动电压大于第三阈值不大于第四阈值，则第一蓝光感光及发光层111c发射蓝光。
第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于第三阈值，第三阈值小于第四阈值。
若红外光照射，仅红外感光及发光层111d能产生感光电信号。
因而，即使每个第一GaN基LED结构111的结构一样，仍可通过驱动电压大小调节发光颜色，以及通过感光电信号判断是否有红外光照射。
本实施例中，参照图2所示，基底10具有多个第一电荷存储区101a。第一电荷存储区101a可以为浮动扩散区(Floating Diffusion，简称FD)，例如形成在p型阱内的n型轻掺杂区可作为浮动扩散区。
第二区域1b的每一第一GaN基LED结构111电连接一个第一电荷存储区101a，用于存储产生的感光电荷。
本实施例中，基底10上具有多个第一晶体管102，至少一个第一晶体管102的源区或漏区为第一电荷存储区101a；基底10与第二区域1b的第一GaN基LED结构111之间具有第一子金属互连层14a，第一子金属互连层14a的第一金属互连结构141用于电连接多个第一晶体管102。
第一晶体管102中的某些晶体管形成第一感光处理电路131，第一感光处理电路131检测由第一GaN基LED结构111的产生的感光电信号；若检测 到的感光电信号不大于第五阈值，则存储为红外光入射信号。
此外，其它第一晶体管102可以包括：第一转移晶体管、第一复位晶体管、第一源跟随晶体管与第一行选择晶体管。第一转移晶体管的源极通过第一金属互连结构141电连接到一个第一GaN基LED结构111，漏极为浮动扩散区，因而第一转移晶体管用于将光电电荷从一个第一GaN基LED结构111转移到浮动扩散区。第一复位晶体管的源极为浮动扩散区，漏极通过第一金属互连结构141电连接到电源电压线，因而第一复位晶体管用于将浮动扩散区重设到电源电压VDD。通过第一金属互连结构141，第一源跟随晶体管的栅极电连接到浮动扩散区，源极电连接到电源电压VDD，漏极电连接到第一行选择晶体管的源极。通过第一金属互连结构141，第一行选择晶体管的栅极电连接到行扫描线，用于响应地址信号而将第一源跟随晶体管的漏极电压输出。上述源极与漏极可根据电流流向而交换。
第一行选择晶体管的漏极可连接至第一感光处理电路131的输入端。
此外，参照图2所示，第一子金属互连层14a中具有第一导电插塞142，第一导电插塞142的第一端连接第二区域1b的一个第一GaN基LED结构111，第二端电连接第一电荷存储区101a。且，第一导电插塞142的第一端连接在一个第一GaN基LED结构111的底壁。
其它实施例中，第一导电插塞142的第一端可以连接在第一GaN基LED结构111的侧壁。研究表明，含In的GaN基材料感光层在平面内流动的电流大于在厚度方向流动的电流，因而，第一导电插塞142连接在各个第一GaN基LED结构111的侧壁可提高转移的光电电荷数量。
优选地，第一导电插塞142的第一端所连接的第一GaN基LED结构111侧壁靠近第一遮光结构112。
多个第一晶体管102至少还形成第一显示驱动电路151，第一显示驱动电路151的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色 显示驱动信号，第一显示驱动电路151的输出端和第一金属互连结构141相连，红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号经由第一金属互连结构141传递至第二区域1b的第一GaN基LED结构111。
第一显示驱动电路151与第一感光处理电路131在同一时刻择一与第一金属互连结构141连接，用于使第二区域1b处于显示状态或红外识别状态。
参照图3所示，基底10上具有多个第二晶体管103，基底10与第一区域1a的第一GaN基LED结构111之间具有第二子金属互连层14b，第二子金属互连层14b的第二金属互连结构143用于电连接多个第二晶体管103。
多个第二晶体管103至少形成红外发射电路16，红外发射电路16的输入端用于接收红外发射信号，红外发射电路16的输出端和第二金属互连结构143相连，红外发射信号经由第二金属互连结构143传递至第一区域1a的第一GaN基LED结构111。红外发射电路16用于实现第一区域1a的第一GaN基LED结构111在红外识别状态发射红外光。
多个第二晶体管103至少还形成第二显示驱动电路152，第二显示驱动电路152的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，第二显示驱动电路152的输出端和第二金属互连结构143相连，红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号经由第二金属互连结构143传递至第二区域1b的第一GaN基LED结构111。第二显示驱动电路152用于实现第一区域1a的第一GaN基LED结构111在显示状态发可见光。
第二显示驱动电路152与红外发射电路16在同一时刻择一与第二金属互连结构143连接，用于使第一区域1a处于显示状态或红外识别状态。
显示面板1中，除了第一区域1a与第二区域1b，其它区域也可以设置有阵列式排布的第一GaN基LED单元11，每一第一GaN基LED单元11包括多个第一GaN基LED结构111。在显示状态时，显示面板1所有区域的所 有第一GaN基LED结构111可以共同显示一幅可见光画面。
第一GaN基LED单元11远离基底10的一侧设置有透镜结构12。透镜结构12包括多个透镜，每个第一GaN基LED结构111上方设置一透镜。
本实施例中，第一GaN基LED单元11位于基底10上方而不是平摊于基底10的表面，因而，可以为第一电荷存储区101a和存储电容提供大的设计空间，从而获得更大的满井容量，带来高动态范围的提升，并天然具备全局快门的设计条件。
图4是本发明第二实施例的显示面板的第一区域的截面结构示意图。
参照图4与图3所示，本实施例二的显示面板与实施例一的显示面板1大致相同，区别仅在于：第一区域1a还包括可见光成像状态，在可见光成像状态，第一区域1a的第一GaN基LED单元用于感光可见光。
如此，对于每个第一GaN基LED结构111，若蓝光照射，第一红光感光及发光层111a、第一绿光感光及发光层111b、第一蓝光感光及发光层111c以及红外感光层111d均能产生感光电信号。若绿光照射，第一红光感光及发光层111a、第一绿光感光及发光层111b以及红外感光及发光层111d能产生感光电信号。若红光照射，第一红光感光层111a以及红外感光层111d能产生感光电信号。若红外光照射，仅红外感光及发光层111d能产生感光电信号。换言之，对于同一第一GaN基LED结构111，蓝光照射产生的感光电信号大于绿光照射产生的感光电信号，绿光照射产生的感光电信号大于红光照射产生的感光电信号，红光照射产生的感光电信号大于红外光照射产生的感光电信号。因而，即使每个第一GaN基LED结构111的结构一样，仍可通过感光电信号的大小区分照射光的颜色与亮度。
具体地，基底10具有多个第二电荷存储区101b；所述第一区域1a的每一第一GaN基LED结构111电连接一个第二电荷存储区101b，用于存储产生的感光电荷。
多个第二晶体管103至少形成第二感光处理电路132，第二感光处理电路132检测由第一区域1a的第一GaN基LED结构111产生的感光电信号；
若第二感光处理电路132从第一GaN基LED结构111中检测到的感光电信号大于第六阈值，则存储为蓝光入射信号；
若所述第二感光处理电路132从第一GaN基LED结构111中检测到的感光电信号大于第七阈值不大于第六阈值，则存储为绿光入射信号；
若第二感光处理电路132从第一GaN基LED结构111中检测到的感光电信号大于第八阈值不大于第七阈值，则存储为红光入射信号。
第六阈值大于第七阈值，第七阈值大于第八阈值。
第二感光处理电路132、第二显示驱动电路152与红外发射电路16在同一时刻择一与第二金属互连结构143连接，用于使第一区域1a处于可见光成像状态、显示状态或红外识别状态。可见光成像状态例如但不限于为摄像头采集图像。
第二子金属互连层14b中具有第二导电插塞144，第二导电插塞144的第一端连接第一区域1a的第一GaN基LED结构111，第二端电连接一个第二电荷存储区101b。且，第二导电插塞144的第一端连接在一个第一GaN基LED结构111的底壁。
其它实施例中，第二导电插塞144的第一端可以连接在第一GaN基LED结构111的侧壁。研究表明，含In的GaN基材料感光层在平面内流动的电流大于在厚度方向流动的电流，因而，第二导电插塞144连接在各个第一GaN基LED结构111的侧壁可提高转移的光电电荷数量。
优选地，第二导电插塞144的第一端所连接的第一GaN基LED结构111侧壁靠近第一遮光结构112。
图5是本发明第三实施例的显示面板的俯视图。图6是图5中的第三区域的截面结构示意图。
参照图5、图6、图1、图2与图3所示，本实施例三的显示面板2与实施例一、二的显示面板1大致相同，区别仅在于：显示区域1s还包括第三区域1c，第三区域1c包括阵列式排布的第二GaN基LED单元17；第三区域1c包括显示状态与可见光识别状态，在显示状态，第二GaN基LED单元17用于显示可见光画面，在可见光识别状态，部分数目的第二GaN基LED单元17用于照明，其余数目的第二GaN基LED单元17用于感光可见光。
感光可见光例如但不限于为指纹识别。
用于照明的第二GaN基LED单元17与用于感光可见光的第二GaN基LED单元17优选交替分布。
参照图5所示，每一第二GaN基LED单元17包括多个第二GaN基LED结构171，每一第二GaN基LED结构171可以包括上下堆叠设置的第二红光感光及发光层171a、第二绿光感光及发光层171b以及第二蓝光感光及发光层171c；第二红光感光及发光层171a、第二绿光感光及发光层171b以及第二蓝光感光及发光层171c的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
第二GaN基LED结构171也可以设置在基底10上。
本实施例中，在背离基底10方向，每一第二GaN基LED结构171依次包括：第二蓝光感光及发光层171c、第二绿光感光及发光层171b以及第二红光感光及发光层171a。上述设置方式的好处之一是：在感光状态，可以防止红光在穿过各感光层及发光层时衰减过快。
相邻第二GaN基LED结构171之间也可以设置有第二遮光结构122。第二遮光结构122的材料可以为金属钼、金属钼的合金、金属铝或金属铝的合金。此外，第二遮光结构122与第二GaN基LED结构171之间可以设置有绝缘侧墙。
第二红光感光及发光层171a的In的组分可以大于第二绿光感光及发光层171b的In的组分，第二绿光感光及发光层171b的In的组分可以大于第二蓝光感光及发光层171c的In的组分。
第二红光感光及发光层171a中In的组分范围可以为0.4～0.6，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～720nm；发光波长范围也可以为400nm～720nm。
第二绿光感光及发光层171b中In的组分范围可以为0.2～0.3，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～600nm；发光波长范围也可以为400nm～600nm。
第二蓝光感光及发光层171c中In的组分范围可以为0.01～0.1，产生感光电流所需的光的波长范围可以为400nm～500nm；发光波长范围也可以为400nm～500nm。
本实施例中，参照图6所示，基底10具有多个第三电荷存储区101c。第三电荷存储区101c可以为浮动扩散区(Floating Diffusion，简称FD)，例如形成在p型阱内的n型轻掺杂区可作为浮动扩散区。
用于感光可见光的第二GaN基LED结构171电连接一个第三电荷存储区101c，用于存储产生的感光电荷。
基底10上具有多个第三晶体管104。基底10与第三区域1c的第二GaN基LED结构171之间具有第三子金属互连层14c，第三子金属互连层14c的第三金属互连结构145用于电连接多个第三晶体管104。
第三晶体管104中的某些晶体管形成第三感光处理电路133，第三感光处理电路133检测由第二GaN基LED结构171的产生的感光电信号；
若第三感光处理电路133从第二GaN基LED结构171中检测到的感光电信号大于第九阈值，则存储为蓝光入射信号；
若第三感光处理电路133从第二GaN基LED结构171中检测到的感光 电信号大于第十阈值不大于第九阈值，则存储为绿光入射信号；
若第三感光处理电路133从第二GaN基LED结构171中检测到的感光电信号大于第十一阈值不大于第十阈值，则存储为红光入射信号；
第九阈值大于第十阈值，第十阈值大于第十一阈值。
换言之，对于同一第二GaN基LED结构171，蓝光照射产生的感光电信号大于绿光照射产生的感光电信号，绿光照射产生的感光电信号大于红光照射产生的感光电信号。因而，即使每个第二GaN基LED结构171的结构一样，仍可通过感光电信号的大小区分照射光的颜色与亮度。
此外，其它第三晶体管104可以包括：第二转移晶体管、第二复位晶体管、第二源跟随晶体管与第二行选择晶体管。第二转移晶体管的源极通过第三金属互连结构145电连接到一个第二GaN基LED结构171，漏极为浮动扩散区，因而第二转移晶体管用于将光电电荷从一个第二GaN基LED结构171转移到浮动扩散区。第二复位晶体管的源极为浮动扩散区，漏极通过第三金属互连结构145电连接到电源电压线，因而第二复位晶体管用于将浮动扩散区重设到电源电压VDD。通过第三金属互连结构145，第二源跟随晶体管的栅极电连接到浮动扩散区，源极电连接到电源电压VDD，漏极电连接到第二行选择晶体管的源极。通过第二金属互连结构143，第二行选择晶体管的栅极电连接到行扫描线，用于响应地址信号而将第二源跟随晶体管的漏极电压输出。上述源极与漏极可根据电流流向而交换。
需要说明的是，第二行选择晶体管中的“第二”是用于区别第一行选择晶体管，并非指第二行GaN基LED结构所连接的选择晶体管。
第二行选择晶体管的漏极可连接至第三感光处理电路133的输入端。
此外，参照图6所示，第三子金属互连层14c中具有第三导电插塞146，第三导电插塞146的第一端连接第三区域1c的一个用于感光可见光的第二GaN基LED结构171，第二端电连接第三电荷存储区101c。且，第三导电插 塞146的第一端连接在一个第二GaN基LED结构171的底壁。
其它实施例中，第三导电插塞146的第一端可以连接在第二GaN基LED结构171的侧壁。研究表明，含In的GaN基材料感光层在平面内流动的电流大于在厚度方向流动的电流，因而，第三导电插塞146连接在各个第二GaN基LED结构171的侧壁可提高转移的光电电荷数量。
多个第三晶体管104至少还形成第三显示驱动电路153，第三显示驱动电路153的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，第三显示驱动电路153的输出端和第三金属互连结构145相连，红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号经由第三金属互连结构145传递至第三区域1c的第二GaN基LED结构171。第三显示驱动电路153用于实现第三区域1c的第二GaN基LED结构171在显示状态发可见光。显示状态发可见光时，红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号对应的发光亮度相同，混合形成白光时，为照明作用。
第三显示驱动电路153与第三感光处理电路133在同一时刻择一与第三金属互连结构145连接，用于使第三区域1c处于显示状态或可见光识别状态。
该可见光识别例如但不限于为指纹识别。
第二GaN基LED单元17远离基底10的一侧也设置有透镜结构12。透镜结构12包括多个透镜，每个第二GaN基LED结构171上方设置一透镜。
显示面板2中，除了第一区域1a、第二区域1b与第三区域1c，其它区域也可以设置有阵列式排布的第二GaN基LED单元17，每一第二GaN基LED单元17包括多个第二GaN基LED结构171。在显示状态时，显示面板1所有区域的所有第一GaN基LED结构111与第二GaN基LED结构171可以共同显示一幅可见光画面。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (20)
- 一种显示面板，其特征在于，包括显示区域(1s)，所述显示区域(1s)至少包括第一区域(1a)与第二区域(1b)，所述第一区域(1a)与所述第二区域(1b)包括阵列式排布的第一GaN基LED单元(11)；所述第一区域(1a)与所述第二区域(1b)包括显示状态与红外识别状态，在所述显示状态，所述第一区域(1a)与所述第二区域(1b)的所述第一GaN基LED单元(11)用于显示可见光画面；在所述红外识别状态，所述第一区域(1a)的第一GaN基LED单元(11)用于发出红外光，所述第二区域(1b)的第一GaN基LED单元(11)用于感光红外光。
- 根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一区域(1a)还包括可见光成像状态，在所述可见光成像状态，所述第一区域(1a)的所述第一GaN基LED单元(11)用于感光可见光。
- 根据权利要求1或2所述的显示面板，其特征在于，每一所述第一GaN基LED单元(11)包括多个第一GaN基LED结构(111)，每一所述第一GaN基LED结构(111)包括上下堆叠设置的第一红光感光及发光层(111a)、第一绿光感光及发光层(111b)、第一蓝光感光及发光层(111c)以及红外感光及发光层(111d)；所述第一红光感光及发光层(111a)、所述第一绿光感光及发光层(111b)、所述第一蓝光感光及发光层(111c)以及所述红外感光及发光层(111d)的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
- 根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一红光感光及发光层(111a)中In的组分范围为0.4～0.6；所述第一绿光感光及发光层(111b)中In的组分范围为0.2～0.3；所述第一蓝光感光及发光层(111c)中In的组分范围为0.01～0.1；所述红外感光及发光层(111d)中In的组分范围为0.7～0.9。
- 根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括基底(10)，所述基底(10)具有多个第一电荷存储区(101a)；每一所述第一GaN基LED单元(11)包括多个第一GaN基LED结构(111)，所述第二区域(1b)的每一所述第一GaN基LED结构(111)电连接一个所述第一电荷存储区(101a)，用于存储产生的感光电荷。
- 根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述基底(10)上具有多个第一晶体管(102)，至少一个所述第一晶体管(102)的源区或漏区为所述第一电荷存储区(101a)；所述基底(10)与所述第二区域(1b)的所述第一GaN基LED结构(111)之间具有第一子金属互连层(14a)，所述第一子金属互连层(14a)的第一金属互连结构(141)用于电连接多个所述第一晶体管(102)。
- 根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述多个第一晶体管(102)至少形成第一感光处理电路(131)，所述第一感光处理电路(131)检测由所述第二区域(1b)的所述第一GaN基LED结构(111)产生的感光电信号；若所述第一感光处理电路(131)从所述第一GaN基LED结构(111)中检测到的感光电信号不大于第五阈值，则存储为红外光入射信号。
- 根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述第一子金属互连层(14a)中具有第一导电插塞(142)，所述第一导电插塞(142)的第一端连接所述第二区域(1b)的所述第一GaN基LED结构(111)，第二端电连接一个所述第一电荷存储区(101a)。
- 根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述多个第一晶体管(102)至少还形成第一显示驱动电路(151)，所述第一显示驱动电路(151)的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，所述第一显示驱动电路(151)的输出端和所述第一金属互连结构(141)相连，所述红色显示驱动信号、所述绿色显示驱动信号以及所述蓝色显示驱动信号经由所述第一金属互连结构(141)传递至所述第二区域(1b)的所述 第一GaN基LED结构(111)。
- 根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述第一显示驱动电路(151)与所述第一感光处理电路(131)在同一时刻择一与所述第一金属互连结构(141)连接。
- 根据权利要求1或2所述的显示面板，其特征在于，所述基底(10)上具有多个第二晶体管(103)，所述基底(10)与所述第一区域(1a)的所述第一GaN基LED单元(11)之间具有第二子金属互连层(14b)，所述第二子金属互连层(14b)的第二金属互连结构(143)用于电连接多个所述第二晶体管(103)。
- 根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，每一所述第一GaN基LED单元(11)包括多个第一GaN基LED结构(111)；所述多个第二晶体管(103)至少形成红外发射电路(16)，所述红外发射电路(16)的输入端用于接收红外发射信号，所述红外发射电路(16)的输出端和所述第二金属互连结构(143)相连，所述红外发射信号经由所述第二金属互连结构(143)传递至所述第一区域(1a)的所述第一GaN基LED结构(111)。
- 根据权利要求12所述的显示面板，其特征在于，所述多个第二晶体管(103)至少还形成第二显示驱动电路(152)，所述第二显示驱动电路(152)的输入端用于接收红色显示驱动信号、绿色显示驱动信号以及蓝色显示驱动信号，所述第二显示驱动电路(152)的输出端和所述第二金属互连结构(143)相连，所述红色显示驱动信号、所述绿色显示驱动信号以及所述蓝色显示驱动信号经由所述第二金属互连结构(143)传递至所述第二区域(1b)的所述第一GaN基LED结构(111)。
- 根据权利要求13所述的显示面板，其特征在于，所述第二显示驱动电路(152)与所述红外发射电路(16)在同一时刻择一与所述第二金属互连结构(143)连接。
- 根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括基底(10)，所述基底(10)具有多个第二电荷存储区(101b)；每一所述第 一GaN基LED单元(11)包括多个第一GaN基LED结构(111)，所述第一区域(1a)的每一所述第一GaN基LED结构(111)电连接一个所述第二电荷存储区(101b)，用于存储产生的感光电荷。
- 根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，所述多个第二晶体管(103)至少形成第二感光处理电路(132)，所述第二感光处理电路(132)检测由所述第一区域(1a)的所述第一GaN基LED结构(111)产生的感光电信号；若所述第二感光处理电路(132)从所述第一GaN基LED结构(111)中检测到的感光电信号大于第六阈值，则存储为蓝光入射信号；若所述第二感光处理电路(132)从所述第一GaN基LED结构(111)中检测到的感光电信号大于第七阈值不大于第六阈值，则存储为绿光入射信号；若所述第二感光处理电路(132)从所述第一GaN基LED结构(111)中检测到的感光电信号大于第八阈值不大于第七阈值，则存储为红光入射信号。
- 根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，所述第二子金属互连层(14b)中具有第二导电插塞(144)，所述第二导电插塞(144)的第一端连接所述第一区域(1a)的所述第一GaN基LED结构(111)，第二端电连接一个所述第二电荷存储区(101b)。
- 根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示区域(1s)还包括第三区域(1c)，所述第三区域(1c)包括阵列式排布的第二GaN基LED单元(17)；所述第三区域(1c)包括显示状态与可见光识别状态，在所述显示状态，所述第二GaN基LED单元(17)用于显示可见光画面，在所述可见光识别状态，部分数目的所述第二GaN基LED单元(17)用于照明，其余数目的所述第二GaN基LED单元(17)用于感光可见光。
- 根据权利要求18所述的显示面板，其特征在于，每一第二GaN基LED单元(17)包括多个第二GaN基LED结构(171)，每一所述第二GaN基LED结构(171)包括上下堆叠设置的第二红光感光及发光层(171a)、第二绿光感光及发光层(171b)以及第二蓝光感光及发光层(171c)；所述第二 红光感光及发光层(171a)、所述第二绿光感光及发光层(171b)以及所述第二蓝光感光及发光层(171c)的材料都为含In的GaN基材料，且其中In的组分大小不同，在用于感光时，根据接收到的光的波长不同产生或不产生感光电荷，在用于发光时，根据施加电压的大小不同产生不同波长和亮度的光。
- 根据权利要求19所述的显示面板，其特征在于，所述第二红光感光及发光层(171a)中In的组分范围为0.4～0.6；所述第二绿光感光及发光层(171b)中In的组分范围为0.2～0.3；所述第二蓝光感光及发光层(171c)中In的组分范围为0.01～0.1。
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