CN108615734B - 显示面板及其制作方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及显示面板及其制作方法、显示装置。所述显示面板，包括：显示结构及光电感测元件，所述显示结构上的显示区域设有凹槽，所述光电感测元件嵌设于所述凹槽中。通过本发明提供的方案，能够将光电感测元件集成到显示面板的显示区，且不会增大显示面板的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及其制作方法、显示装置。
背景技术
环境光传感器(Ambient light sensors，ALS)可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，降低产品的功耗。现有技术中光电感测器件位于显示面板之外，与显示面板为分立的***，由光电器件提供商和显示面板提供商分别提供，光电感测器件模块与显示面板分别通过独立的电路路径与控制中心相连，这种外挂式的连接方式对位难、引线复杂，会引起装配尺寸和装备公差，进而影响显示器件的显示面积。
将环境光传感器整合于平面显示器中为目前显示技术的一种新提案，其主要是在平面显示器中内建光电传感器，藉以检测环境光线的强弱。现有技术中为防止面板背光光源对光电感测器件的干扰，光电感测器件与显示面板是完全分立的，光电感测器件一般都会先进行封装，然后将整个功能模块独立安装于显示面板之外，因此可视和操作的屏幕显示区域是有限的，而且，封装好的光电感测器件模块增加了整个***的纵向尺寸，不符合显示器件的轻薄化趋势。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种显示面板及其制作方法、显示装置，以解决将光电感测元件集成到显示面板中引起的显示面板的厚度增大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明首先提供了一种显示面板，包括：
显示结构及光电感测元件，所述显示结构上的显示区域设有凹槽，所述光电感测元件嵌设于所述凹槽中。
优选地，所述显示结构包括阵列基板及设于所述阵列基板上的平坦层，所述凹槽开设于所述平坦层上。
优选地，所述显示结构包括像素驱动电路及设于所述像素驱动电路上的平坦层，所述凹槽开设于所述平坦层上。
具体地，所述平坦层上还设有便于所述光电感测元件与其他部件电性连接的过孔。
具体地，所述光电感测元件包括环境光传感器和/或距离传感器。
相应地，本发明还提供了一种显示面板的制作方法，该制作方法用于制作上述任一技术方案所述的显示面板，包括：
在显示结构的显示区域形成凹槽；
在所述凹槽中嵌设所述光电感测元件。
优选地，在显示结构的显示区域形成凹槽的步骤，包括：
在显示区域的阵列基板上形成开设有凹槽的平坦层。
优选地，在显示结构的显示区域形成凹槽的步骤，包括：
在显示区域的像素驱动电路上形成开设有凹槽的平坦层。
具体地，在所述凹槽中嵌设所述光电感测元件的步骤，包括：在硅基上形成光电感测元件；将所述光电感测元件嵌入到所述凹槽中。
具体地，所述显示面板的制作方法还包括：
在所述平坦层上形成过孔；
在所述平坦层上形成导电层，所述导电层用于通过所述过孔实现所述光电感测元件与其他部件的电连接。
进一步地，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一技术方案所述的显示面板。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
本发明提供的显示面板，将光电感测元件嵌设于显示区域的凹槽中，实现将光电感测元件集成到所述显示面板的显示区域中，有利于减小显示面板上非显示区域的面积，提高增大显示面板上显示区域面积的可能性，同时将光电感测元件嵌设于显示结构的凹槽中，能够减小集成光电感测元件对整个显示面板厚度的影响。
本发明提供的显示面板，将光电感测元件集成到显示面板的显示区域，与外挂式光电感测元件相比，减少光电感测元件与其他部件进行信号传输的外部引线的数量，降低引线连接的复杂度。
本发明提供的显示面板，通过在平坦层上开设过孔，能够使光电感测元件与其他部件能够更加便捷地通过开设的过孔进行信号的传递，降低信号在长线传输过程中的功耗。而且，通过平坦层上开设的过孔能够将光电感测元件检测到的光强信号变化及时反馈输出，可以有效降低屏幕的能耗，达到省电的效果。
另外，本发明提供的显示装置是在显示面板的基础上进行改进的，因此，所述显示装置自然继承了显示面板的全部优点。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例提供的显示面板结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的显示面板在显示区域内的部分结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的显示面板的另一状态示意图；
图4为本发明另一实施例提供的显示面板在显示区域内的部分结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的显示面板的另一状态示意图；
图6为本发明实施例提供的显示面板的制作方法的流程示意图。
附图标记：
10-显示结构、200-阵列基板、30-光电感测元件、40-层间绝缘层、50-第一导电层、60-平坦层、70-第二导电层、100-衬底基板、80-像素驱动电路。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明首先提供了一种显示面板，其结构示意图如图1所示，包括：显示结构10及光电感测元件30，所述显示结构10上的显示区域设有凹槽，所述光电感测元件30嵌设于所述凹槽中。
所述显示结构10上包括显示区域和非显示区域。所述显示结构可以是像素驱动电路80及设于其上层的平坦层60或阵列基板200及设于其上层的平坦层60等用于形成光电感测元件30的结构。所述光电感测元件30可以作为环境光传感器或距离传感器使用，也可以是合并了环境光传感器与距离传感器的功能的集成元件。当光电感测元件30作为环境光传感器使用时，用于将采集到的光信号转换成电信号并传送给与之相连的部件，如主控模块，所述主控模块根据环境光传感器传送的电信号控制背光模组的背光亮度，使显示画面的亮度最佳化，所述光电感测元件30作为环境光传感器时，包括：光电二极管、光电三极管、光电晶体管中的至少一种。
进一步地，所述显示结构10上还设有第二导电层70，所述第二导电层便于嵌设于所述凹槽内的光电感测元件30与其他部件之间的电性连接。所述其他部件包括：主控模块或其他需要光电感测元件30检测的光强信号作为输入的部件。
所述凹槽的位置优选不影响光电感测元件30检测环境光光强的位置，所述凹槽的形状及尺寸视实际情况调整，优选为预先根据显示面板的显示性能确定的优化参数，所述凹槽的尺寸可以使所述光电感测元件30刚好嵌入其中，所述凹槽的形状可以为便于光电感测元件30嵌入的倒梯形，如图1所示。
将光电感测元件30嵌入显示区域的凹槽中，一方面，能够实现将光电感测元件30集成在显示面板上，同时降低光电感测元件30与其他部件之间进行信号传输过程中的功耗，降低连接光电感测元件30与其他部件进行连接的引线复杂度，另一方面，将光电感测元件30嵌设于显示结构的凹槽中，避免直接将光电感测元件30集成在显示面板上对显示面板纵向尺寸的影响，能够解决因集成光电感测元件引起的显示面板厚度增大问题。将光电感测元件30嵌入显示区域的凹槽中，与将所述光电感测元件30设于非显示区域相比，有利于减小非显示区域所必需的面积，有利于进一步减小非显示区域，增大实现全面屏显示的概率。
一种实施例中，所述显示结构包括阵列基板200及设于所述阵列基板200上的平坦层60，所述凹槽开设于阵列基板200的平坦层60上。本实施例提供的显示面板在显示区域内的部分结构示意图如图2所示，所述显示面板包括：阵列基板200、依次层叠于所述阵列基板上的平坦层60及第二导电层70，所述平坦层60上开设有凹槽，所述凹槽内嵌设有光电感测元件30，所述第二导电层70连接所述光电感测元件30与其他部件。本实施例提供的显示面板在另一状态下的示意图如图3所示，所述阵列基板200包括：衬底基板100，在衬底基板100上依次设置的第一有源层、覆盖所述第一有源层的栅极绝缘层、栅极金属层、覆盖栅极金属层的层间绝缘层40、第一导电层50，所述第一导电层50通过贯穿层间绝缘层40和栅极绝缘层的过孔与第一有源层电性连接。设于所述栅极金属层上的层间绝缘层40能够保护栅极金属层免受其他相邻层的污染与损坏，所述层间绝缘层40可以是氧化硅、氮化硅及有机材料等绝缘材料。所述层间绝缘层40上还设有平坦层60，所述平坦层60覆盖所述第一导电层50。所述平坦层60上开设有凹槽，所述平坦层上开设的凹槽的形状与尺寸可以视实际情况设置，优选为预先根据显示面板的显示性能确定的优化参数，所述凹槽的形状可以是倒梯形、矩形等便于光电感测元件30嵌入的形状。
所述第二导电层70用于连接光电感测元件30与其他部件，实现所述光电感测元件与其他部件之间的信号传输通路，所述其他部件包括：主控模块或其他需要光电感测元件30检测的光强信号的模块。
所述平坦层60上还设有便于所述光电感测元件30与其他部件电性连接的过孔，所述平坦层上的第二导电层70通过所述过孔将光电感测元件30测得的光强信号传递给与光电感测元件30建立连接的部件。
本发明实施例将光电感测元件30集成到显示面板的显示区域，光电感测元件30与其他部件的信号传输大多通过内部引线，无需复杂的外接导线即可实现将光电感测元件30测得的光强变化信号传递给其他部件，降低显示器件中外部引线的复杂度。
将所述凹槽设于阵列基板200上的平坦层60中，相比于将凹槽开设于其他层，如第一有源层或层间绝缘层40，所述平坦层60有更好的包覆性，能够使嵌设于凹槽中的光电感测元件30具有更好的稳定性和电学性能。
在另一实施例中，所述显示结构包括像素驱动电路80及设于所述像素驱动电路80上的平坦层60，所述凹槽开设于所述平坦层60上。
本实施例提供的显示面板在显示区域内的部分结构示意图如图4所示，所述显示面板包括：衬底基板100、设于所述衬底基板100上的像素驱动电路80、层叠于所述像素驱动电路80远离衬底基板一面的平坦层60及平坦层60上的第二导电层70，所述平坦层60上开设有凹槽，所述凹槽内嵌有光电感测元件30，所述第二导电层70连接所述光电感测元件30与其他部件。
所述像素驱动电路80包括驱动多个子像素的薄膜晶体管、像素电极和公共电极等结构，在像素驱动电路80上设置开设有凹槽的平坦层60，所述平坦层60优选采用无机材料，能够改善材料之间由于应力导致的器件不稳定性，提高了器件的稳定性。所述平坦层60上开设的凹槽，其形状与尺寸优选如上一实施例所述的凹槽。同样地，平坦层60上还设有过孔，本实施例中，所述过孔便于所述光电感测元件30与像素驱动电路80进行电性连接。
所述第二导电层70通过贯穿平坦层60的过孔连接光电感测元件30与其他部件，实现所述光电感测元件与其他部件之间的信号传输通路。所述其他部件包括主控模块、像素驱动电路80等。本实施例提供的显示面板在另一状态下的示意图如图5所示。
将凹槽设于像素驱动电路80上的平坦层60中，实现将凹槽内的光电感测元件30集成于显示面板的显示区域中，且所述像素驱动电路80和光电感测元件30能够更加便捷地通过设置的过孔进行信号的传输，降低信号在长线传输过程中的功耗，同时减少外接引线的数量，降低引线复杂度。
相应地，本发明还提供了一种显示面板的制作方法，用于制作上述任一技术方案所述的显示面板，其流程示意图如图6所示，包括：
S61，在显示结构的显示区域形成凹槽；
所述显示结构上设有显示区域和非显示区域，所述显示结构可以是像素驱动电路及设于其上层的平坦层或阵列基板及设于其上层的平坦层等用于形成光电感测元件的结构。按照凹槽的预设参数对显示区域的显示结构进行曝光显影，形成凹槽，所述预设参数包括凹槽的尺寸及形状，该预设参数优选为预先根据显示面板的显示性能确定的优化参数，所述凹槽的位置优选不影响光电感测元件检测环境光光强的位置，如形成在阵列基板之上的平坦层上。
所述凹槽形成于显示区域内，能够将原本并未集成到显示面板的外挂器件内嵌于所述凹槽内，实现将外挂器件集成于显示面板上，而且，将所述外挂器件集成于所述凹槽中，有利于降低因集成外挂器件对显示面板纵向尺寸的影响。
S62，在所述凹槽中嵌设所述光电感测元件。
本实施例提供了两种方式实现将光电感测元件嵌设于所述凹槽中，包括：在所述凹槽中形成所述光电感测元件，或者预先在基底上形成所述光电感测元件再转移到所述凹槽中。
在所述凹槽中形成光电感测元件，使用薄膜技术用硅或有机半导体制造光电感测元件，制造过程包括：在凹槽中形成依次层叠的光电感测元件的各层。一种实施例中，所述光电感测元件包括：电极层、薄膜晶体管层、光电感测层，优选采用沉积的方式在凹槽中形成依次层叠的电极层、薄膜晶体管层、光电感测层。
在所述凹槽中直接形成光电感测元件能够提高光电感测元件与凹槽的贴合度，避免了因光电感测元件外挂引起的光电感测元件与外部封装层之间的配合公差问题，有利于降低封装难度。
预先在基底上形成所述光电感测元件再转移到凹槽中，所述基底是供光电感测元件形成的基底，优选硅基基底，预先在基底上形成所述光电感测元件的步骤，包括：在硅基上依次沉积光电感测元件的各层，剥离所述硅基及形成的光电感测元件，将所述光电感测元件转置于所述凹槽中。
本实施例提供的在凹槽外预先形成光电感测元件的方法，可以不必在形成显示结构后再制作光电感测元件，降低显示面板制作工艺及制作时间对光电感测元件制作的影响，可以在制作显示面板其他器件层的同时制作光电感测元件，再对形成有凹槽的显示面板与光电感测元件进行组装，提高显示面板的制作效率。
所述显示面板的制作方法还包括：S63，在所述显示结构上形成连接所述光电感测元件与其他部件的第二导电层。
所述第二导电层穿过平坦层上开设的过孔与其他部件建立连接，所述其他部件包括：主控模组、像素驱动电路等需要与所述光电感测元件建立连接的部件。
所述光电感测元件可以作为环境光传感器或距离传感器使用，也可以是合并了环境光传感器与距离传感器功能的集成元件。当光电感测元件作为环境光传感器使用时，可在显示装置运作时检测环境光的亮度变化而改变背光模组的背光亮度，使显示画面的亮度最佳化，所述光电感测元件作为环境光传感器时，包括：光电二极管、光电三极管、光电晶体管中的至少一种。
光电感测元件用作环境光传感器时，采集光强信号并将其转换成电信号传输到主控模块，主控模块根据电信号调整显示器件的驱动电流，进而调整显示器件的输出，以便调整环境光照。光电感测元件的制作方法及制作材料可以与显示结构相同以便简化处理过程和制作工序。
一种实施例中，在显示结构的显示区域形成凹槽的步骤包括：在显示区域的阵列基板上形成开设有凹槽的平坦层。
具体地，在衬底基板上依次形成层叠的第一有源层、栅极绝缘层、栅极金属层、层间绝缘层。位于显示区上的层间绝缘层上还设有第一导电层，所述第一导电层贯穿所述层间绝缘层，连接至位于衬底基板上的源极和漏极，形成电性接触，在所述层间绝缘层上形成开设有凹槽的平坦层，所述平坦层覆盖所述第一导电层，所述凹槽用于后续光电感测元件的嵌入。
在所述层间绝缘层上形成平坦层，形成方式包括：沉积、蒸镀、溅射等。优选地，采用沉积的方式，利用掩膜版在层间绝缘层上形成具有凹槽的平坦层，在所述平坦层上形成过孔，所述过孔的位置优选设在距离凹槽最近的平坦层的边缘位置，所述过孔便于凹槽内的光电感测元件与其他部件的电性连接。值得说明的是，所述平坦层上的过孔的形成与平坦层的形成可以采用同一道工艺，也可以在形成平坦层之后再形成所述过孔。
进一步地，在所述平坦层上形成第二导电层。所述第二导电层通过贯穿平坦层的过孔连接光电感测元件与其他部件，建立光电感测元件与其他部件之间的信号传输通路，所述其他部件如主控模块等。
将所述凹槽设于平坦层上，相比于将凹槽开设于其他层，如第一有源层或层间绝缘层，所述平坦层有更好的包覆性，能够使嵌设于凹槽中的光电感测元件具有更好的稳定性和电学性能。
将凹槽形成于阵列基板之上的平坦层，能够外挂式的光电感测元件集成在阵列基板的凹槽中，有利于降低非显示区域的面积，简化了封装工艺，提高了整体显示面板的结构稳定性和集成度。
另一实施例中，在显示结构的显示区域形成凹槽的步骤包括：在显示区域的像素驱动电路上形成开设有凹槽的平坦层。
具体地，在衬底基板上形成像素驱动电路，优选采用沉积的方式在像素驱动电路上形成具有凹槽的平坦层，所述凹槽的形状与尺寸优选如前述预设参数。同样地，通过曝光显影在像素驱动电路上方的所述平坦层中形成过孔，用于通过所述过孔便于所述光电感测元件与其他部件的电性连接，所述其他部件包括主控模块、所述像素驱动电路等需要光电感测元件采集的光强信号作为输入的部件。
所述过孔的位置优选设在距离凹槽最近的平坦层的边缘位置，所述过孔便于凹槽内的光电感测元件与其他部件的电性连接。所述平坦层上的过孔的形成与平坦层的形成可以采用同一道工艺，也可以在形成平坦层之后再形成所述过孔。本实施例优选采用一道工艺制作平坦层及平坦层上的过孔，简化制作工艺和生产过程。
进一步地，在所述平坦层上形成第二导电层。所述第二导电层通过贯穿平坦层的过孔连接光电感测元件与其他部件，建立光电感测元件与其他部件之间的信号传输通路。
在像素驱动电路之上的平坦层中形成凹槽，光电感测元件集成于显示面板的显示区域的凹槽内，有利于提高所述像素驱动电路和光电感测元件进行信号传递的便捷性，降低信号在长线传输过程中的功耗。
更进一步地，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一技术方案所述的显示面板。
所述显示装置可以为电子纸、OLED面板、AMOLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
所述显示装置是在上述显示面板的基础上进行改进的，因此，所述显示装置自然继承了所述显示面板的全部优点。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种显示面板，其特征在于，包括：
显示结构及光电感测元件，所述显示结构上的显示区域设有凹槽，所述光电感测元件嵌设于所述凹槽中，所述光电感测元件包括环境光传感器和/或距离传感器；所述显示结构包括阵列基板及设于所述阵列基板上的平坦层，所述凹槽开设于所述平坦层上；所述阵列基板包括：衬底基板、在衬底基板上依次设置的第一有源层、覆盖第一有源层的层间绝缘层，所述层间绝缘层上还设有平坦层。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述平坦层上还设有便于所述光电感测元件与其他部件电性连接的过孔。
3.一种显示面板的制作方法，该制作方法用于制作如权利要求1至2中任一项所述的显示面板，其特征在于，包括：
在显示结构的显示区域形成凹槽；其中，所述在显示结构的显示区域形成凹槽的步骤，包括：在显示区域的阵列基板上形成开设有凹槽的平坦层；
在所述凹槽中嵌设所述光电感测元件，所述光电感测元件包括环境光传感器和/或距离传感器；所述阵列基板包括：衬底基板、在衬底基板上依次设置的第一有源层、覆盖第一有源层的层间绝缘层，所述层间绝缘层上还设有平坦层。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在所述凹槽中嵌设所述光电感测元件的步骤，包括：
在硅基上形成光电感测元件；将所述光电感测元件嵌入到所述凹槽中。
5.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述平坦层上形成过孔；
在所述平坦层上形成导电层，所述导电层用于通过所述过孔实现所述光电感测元件与其他部件的电连接。
6.一种显示装置，其特征在于，包括上述权利要求1至2中任一项所述的显示面板。
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