显示面板、显示屏及电子设备的制作方法

文档序号:29058303发布日期:2022-02-26 01:34阅读:81来源:国知局
显示面板、显示屏及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备领域,尤其涉及一种显示面板、显示屏及电子设备。


背景技术:

2.目前,诸如智能手表、智能手环、手机等电子设备通常具有环境光检测功能,其中环境光检测功能的一个主要应用是通过检测环境光亮度,实现对屏幕亮度的自动调节,让用户有很好的体验。环境光检测功能还用于光强检测、触摸控制等场景下。
3.而环境光检测主要依赖于在电子设备的显示面板下方放置光传感器(例如环境光传感器,atmosphere light sensor,als)。通常als放置在显示面板下方,环境中的光线可以通过显示面板上的盖板的可视区域(view area,va)以及显示面板的显示区域(active area,aa,可操作区域或显示区域)被als接收,从而进行环境光检测。
4.然而,由于als需要设置在显示面板的下方,因此造成模组的厚度较高。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种显示面板、显示屏及电子设备,可以降低显示屏的模组厚度,简化产品的结构工业设计。
6.第一方面,提供一种显示面板。该显示面板包括:显示区域aa以及位于显示区域周围的非显示区域na;显示面板可以为圆形,当然也可是其他例如多边形、椭圆形等其他异形的显示面板;非显示区域na设置有外围电路,显示区域aa设置有阵列分布的像素单元;其中,在非显示区域na上,显示区域aa与外围电路之间设置有光传感器;光传感器包括沿显示区域与外围电路的分界线延伸分布的多个第一感光器件。在该方案中,由于将光传感器集成在了显示面板上,因此当该显示面板被装配为显示屏时,可以降低显示屏的模组厚度,进而降低使用该显示屏的电子设备的产品厚度。此外,光线可以穿过显示屏的盖板后直接到达显示面板上的光传感器,而不用穿过显示面板后到达光传感器,降低了对光传感器的灵敏性的要求,并且,由于光传感器的多个感光器件采用沿显示区域aa与外围电路的分界线延伸分布的方式设置在显示面板上,对于保护显示面板的盖板及遮光油墨层的工业设计无特殊要求,例如,在显示面板上通常设置有保护显示面板的盖板,并且为了外观美观,通常在显示面板与盖板之间设置有遮挡显示面板的非显示区域的遮光油墨层,为了降低光传感器对显示面板开口率的影响,通常光传感器不能设置在显示区域,然而如果将光传感器设置在非显示区域,通常需要对遮光油墨层的形状进行对应的耦合设计,以将光传感器的遮光油墨层去除或者设计为过滤指定光线波段的油墨材料,这样一者提高了遮光油墨层与光传感器的耦合对位精度的需求,并且影响了产品的外观工业设计。然而,遮光油墨层与显示面板的显示区域之间存在间隙,这样,在设置盖板时,只需要将采用沿显示区域aa与外围电路的分界线延伸分布的多个感光器件从上述的间隙漏出即可,无需特殊的设置遮光油墨层的形状,这样产品的结构简单,并且能够直接兼容目前盖板以及遮光油墨层的外观设计。
7.在一种可能的实现方式中,显示面板上设置有盖板,其中盖板与显示面板之间包
括遮光油墨层;遮光油墨层在显示面板上的投影位于非显示区域;其中,多个第一感光器件分布于遮光油墨层在所述显示面板上的投影区域与显示区域之间。这样,由于多个第一感光器件分布于可视区域va,可视区域va未被遮光油墨层遮挡,因此环境光线可以通过盖板照射到多个第一感光器件,从而实现环境光的检测。
8.在一种可能的实现方式中,显示面板上设置有盖板,其中盖板与显示面板之间包括滤光油墨层;滤光油墨层覆盖显示区域与所述外围电路之间的区域,滤光油墨层吸收紫外光波段的光线。由于滤光油墨层吸收紫外光波段的光线,因此环境光中的紫外光波段的光线将被吸收,透过该滤光油墨层的光线可以包含可见光波段(例如400nm至700nm的波长范围)以及其他光波段(例如红外光波段)的光线,从而可以实现对环境光中的可见光以及其他光波段的光线的检测。其中,滤光油墨层可以沿显示区域aa与外围电路之间的区域设置一周,这样也可以尽量降低滤光油墨层对产品外观工业设计的影响,并且无需考虑与多个第一感光器件的耦合对位,降低装配难度。
9.在一种可能的实现方式中,所述显示面板上设置有盖板,其中所述盖板与所述显示面板之间包括遮光油墨层;遮光油墨层在显示面板上的投影位于非显示区域;其中,多个第一感光器件分布于遮光油墨层在显示面板上的投影区域,其中,遮光油墨层透射紫外光波段的光线。由于滤光油墨层透射紫外光波段的光线,从而可以实现对环境光中的紫外光波段的光线的检测。
10.在一种可能的实现方式中,多个第一感光器件分布于遮光油墨层在所述显示面板上的投影区域内靠近显示区域的一侧。
11.在一种可能的实现方式中,光传感器还包括多个第二感光器件,显示面板上设置有盖板,其中盖板与显示面板之间包括遮光油墨层;遮光油墨层在显示面板上的投影位于非显示区域;多个第二感光器件分布于遮光油墨层在显示面板上的投影区域。其中,滤光油墨层可以透射紫外光波段的光线时,多个第二感光器件可以实现对环境光中的紫外光波段的光线的检测。此外,该多个第二感光器件可以对遮光油墨层下的暗环境的光强进行检测,以对沿显示区域aa与外围电路的分界线延伸分布第一感光器件的检测结果提供对比参照。
12.在一种可能的实现方式中,多个第二感光器件沿非显示区域远离显示区域的边界呈带状延伸分布。
13.在一种可能的实现方式中,多个第一感光器件并联连接,并且多个第一感光器件在延伸分布的方向上形成至少一排。
14.在一种可能的实现方式中,多个第二感光器件并联连接,并且多个第二感光器件在延伸分布的方向上形成至少一排。
15.第二方面,提供一种显示屏,包括如第一方面的显示面板,以及设置在显示面板上的盖板。
16.第三方面,提供一种电子设备,包括如第二方面的显示屏,以及与显示屏连接的pcb。
17.其中,第二方面以及第三方面中任一种可能实现方式中所带来的技术效果可参见上述第一方面的不同的实现方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本技术实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
19.图1为本技术的实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
20.图2为本技术的实施例提供的一种智能手表的结构示意图;
21.图3为本技术的实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
22.图4为本技术的实施例提供如图3所示的显示屏的装配结构示意图;
23.图5为本技术的实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
24.图6为本技术的另一实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
25.图7为本技术的实施例提供如图6所示的显示屏在aa’处的剖面结构示意图;
26.图8为本技术的另一实施例提供如图6所示的显示屏在aa’处的剖面结构示意图;
27.图9为本技术的另一实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
28.图10为本技术的实施例提供如图9所示的显示屏在aa’处的剖面结构示意图;
29.图11为本技术的又一实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
30.图12为本技术的再一实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
31.图13为本技术的实施例提供如图12所示的显示屏在aa’处的剖面结构示意图;
32.图14为本技术的另一实施例提供的一种显示屏的结构示意图;
33.图15为本技术的实施例提供如图14所示的显示屏在aa’处的剖面结构示意图;
34.图16为本技术的实施例提供的一种感光器件的排列方式示意图;
35.图17为本技术的另一实施例提供的一种感光器件的排列方式示意图;
36.图18为本技术的实施例提供的一种感光器件结构示意图;
37.图19为本技术的实施例提供的一种包含感光器件的电路的结构示意图;
38.图20为本技术的另一实施例提供的一种包含感光器件的电路的结构示意图;
39.图21为本技术的另一实施例提供的一种感光器件的结构示意图;
40.图22为本技术的实施例提供的一种lcd面板的结构示意图;
41.图23为本技术的实施例提供的一种amoled显示面板的结构示意图;
42.图24为本技术的又一实施例提供的一种感光器件的结构示意图;
43.图25为本技术的实施例提供的一种感光器件的原理示意图;
44.图26为本技术的实施例提供的一种感光器件的等效电路示意图;
45.图27为本技术的实施例提供的一种感光器件的连接关系示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。
47.以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述方便,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,除非另有说明,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”的含义是两个或两个以上。“和/或”,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
input/output,gpio)接口,用户标识模块(subscriber identity module,sim)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,usb)接口等。
58.充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过usb接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为电子设备供电。
59.电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,显示屏191,摄像头190,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
60.电子设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
61.天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
62.移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2g/3g/4g/5g等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括一个或多个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,lna)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
63.调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170a,受话器170b等)输出声音信号,或通过显示屏191显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器110,与移动通信模块150或其他功能模块设置在同一个器件中。
64.无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wireless local area networks,wlan)(如无线保真(wireless fidelity,wi-fi)网络),蓝牙(bluetooth,bt),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,gnss),调频(frequency modulation,fm),近距离无线通信技术(near field communication,nfc),红外技术(infrared,ir)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成一个或多个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调
频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
65.在一些实施例中,电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,gsm),通用分组无线服务(general packet radio service,gprs),码分多址接入(code division multiple access,cdma),宽带码分多址(wideband code division multiple access,wcdma),时分码分多址(time-division code division multiple access,td-scdma),长期演进(long term evolution,lte),bt,gnss,wlan,nfc,fm,和/或ir技术等。所述gnss可以包括全球卫星定位系统(global positioning system,gps),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,glonass),北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system,bds),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system,qzss)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,sbas)。
66.电子设备100通过gpu,显示屏191,以及应用处理器等实现显示功能。gpu为图像处理的微处理器,连接显示屏191和应用处理器。gpu用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个gpu,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
67.显示屏191用于显示图像,视频等。显示屏191包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,lcd),有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode,amoled),柔性发光二极管(flex light-emitting diode,fled),miniled,microled,micro-oled,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,qled)等。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或n个显示屏191,n为大于1的正整数。
68.电子设备100可以通过isp,摄像头190,视频编解码器,gpu,显示屏191以及应用处理器等实现拍摄功能。
69.isp用于处理摄像头190反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给isp处理,转化为肉眼可见的图像。isp还可以对图像的噪点,亮度,肤色进行算法优化。isp还可以对拍摄场景的曝光,色温等参数优化。在一些实施例中,isp可以设置在摄像头190中。
70.摄像头190用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,ccd)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,cmos)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给isp转换成数字图像信号。isp将数字图像信号输出到dsp加工处理。dsp将数字图像信号转换成标准的rgb,yuv等格式的图像信号。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或n个摄像头190,n为大于1的正整数。
71.外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如micro sd卡,实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
72.内部存储器121可以用于存储一个或多个计算机程序,该一个或多个计算机程序
包括指令。处理器110可以通过运行存储在内部存储器121的上述指令,以实施各种功能应用和数据处理等。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统;该存储程序区还可以存储一个或多个应用程序(比如图库、联系人等)等。存储数据区可存储电子设备101使用过程中所创建的数据(比如照片,联系人等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,ufs)等。在另一些实施例中,处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令,来使得电子设备100执行各种功能应用和数据处理。
73.电子设备100可以通过音频模块170,扬声器170a,受话器170b,麦克风170c,耳机接口170d,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
74.音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块170可以设置于处理器110中,或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
75.扬声器170a,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备100可以通过扬声器170a收听音乐,或收听免提通话。
76.受话器170b,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备100接听电话或语音信息时,可以通过将受话器170b靠近人耳接听语音。
77.麦克风170c,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风170c发声,将声音信号输入到麦克风170c。电子设备100可以设置一个或多个麦克风170c。在另一些实施例中,电子设备100可以设置两个麦克风170c,除了采集声音信号。还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,电子设备100还可以设置三个,四个或更多麦克风170c,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
78.耳机接口170d用于连接有线耳机。耳机接口170d可以是usb接口130,也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform,omtp)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the usa,ctia)标准接口。
79.传感器模块180可以包括压力传感器,陀螺仪传感器,气压传感器,磁传感器,加速度传感器,距离传感器,接近光传感器,指纹传感器,温度传感器,触摸传感器,环境光传感器(即本技术的实施例提供的光传感器),骨传导传感器等。
80.触摸传感器,也称“触控器件”。触摸传感器可以设置于显示屏191,由触摸传感器与显示屏191组成触摸屏,也称“触控屏”。触摸传感器用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器,以确定触摸事件类型。可以通过显示屏提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中,也可以设置有多个触摸传感器形成的触控传感器阵列的触控面板以外挂形式设置于显示面板的表面。在另一些实施例中,触摸传感器也可以与显示屏191所处的位置不同。本技术的实施例中对触控传感器的形式不做限定,例如可以是电容、或压敏电阻等器件。
81.另外,上述电子设备中还可以包括按键、马达、指示器以及用户标识模块
(subscriber identification module,sim)卡接口等一种或多种部件,本技术实施例对此不做任何限制。
82.参照图2所示,以圆形的智能手表的显示屏为例,通常显示屏191设置于手表的外框21与底盖(图2中未示出)之间。如图3、图4所示,显示屏包括显示面板31,显示面板31包括显示区域(active area,aa)和位于该显示区域aa周边的非显示区域na(也称作边框)。通常,显示面板31的出光方向还设置有盖板,其中盖板与显示面板31之间包括遮光油墨层,其中遮光油墨层在显示面板31上的投影位于非显示区域na;这样从盖板外侧观看,遮光油墨层将非显示区域遮挡,盖板包含可以看到显示区域aa的可视区域(view area,va)和油墨区域(即遮光油墨层在盖板上对应的区域),由于盖板和显示面板存在对位精度并且可视区域va需要将显示区域aa全部暴露,因此可视区域va通常大于显示区域aa,即油墨区域与显示区域aa之间存在间隙,如图3所示的可视区域va和显示区域aa。该显示区域aa设置有阵列分布的多个像素单元组成的像素阵列。此外,显示区域aa包括纵横交叉设置的驱动线路,该驱动线路包括扫描线scan及数据线data,其中,像素单元设置在扫描线scan和数据线data交叉的位置,并且一个像素单元连接一个数据线data以及至少一条扫描线scan。显示屏还包括附晶薄膜(chin on film,cof,即带有芯片的柔性电路薄膜,简称附晶薄膜,也称覆晶薄膜)32及柔性基板(flexible printed circuit,fpc,或柔性电路板)33。
83.其中,像素阵列中的任一像素单元的一条驱动线路连接显示面板31的一条扇出线路;显示面板31上设置有连接端311,连接端311包括显示面板31的多条扇出线路的端子(pin,或引脚),其中,cof32及fpc33设置于显示面板31的背面,并且显示面板31的连接端311弯折至显示面板31的背面并对应与cof32的连接端321连接。其中,可以采用fof(filmon film,膜对膜)工艺将连接端311的端子与连接端321的端子一一键合,连接端311与连接端321中的各个端子以一对一的形式依次键合在一起,从而实现显示面板31的连接端311与cof32的连接端321的异向导电膜绑定(bonding)连接。
84.此外,cof32上设置有显示驱动电路322,显示驱动电路322可以为显示驱动芯片(display driver integrated circuit,ddic)。在此情况下,cof32的连接端321中的端子通过cof32上的线路与ddic的管脚电性连接。cof32的连接端323与fpc33的连接端331bonding连接,cof32的连接端323的端子与ddic的管脚电性连接,fpc33的另一组连接端332通过连接器与电子设备的pcb印刷电路板(printed circuit board,pcb)连接,fpc33的连接端331的端子通过fpc33上的线路与另一组连接端332的端子连接。印刷电路板(printed circuit board,pcb)(或者驱动电路板、驱动系统板)上安装有应用处理器(application processor,ap)(例如cpu)、电源管理芯片(power ic)等。印刷电路板、与cof32以及fpc32均设置于显示面板背面手表的外框21与底盖之间。在一些示例中,显示驱动电路322也可以集成到显示面板的边框(na区域)上,当然,这将不利于降低显示面板的边框宽度。
85.这样一来,ap为ddic和显示面板31提供显示数据,用以展示实际的图像信息;power ic为ddic和显示面板31提供工作电压。fpc33为pcb和ddic之间提供信号传输连接路径。ddic负责接收pcb传输的信号并将信号按照特定的时序控制输送给显示面板31。例如ap输出的显示数据通过ddic后,转换成扫描信号和数据电压vdata传输至各条驱动线路所耦接的像素单元中,以驱动像素单元发光。
86.目前,诸如上述的智能手表、智能手环、手机等电子设备通常具有环境光检测功能,其中环境光检测功能的一个主要应用是通过检测环境光亮度,实现对屏幕亮度的自动调节,让用户有很好的体验。环境光检测功能还用于光强检测、触摸控制等场景下。而环境光检测主要依赖于在电子设备的显示面板下方放置环境光传感器(atmosphere light sensor,als)。如图5所示,显示屏包含显示面板和盖板,显示面板下方有油墨区,油墨区在显示面板上的投影位置恰好覆盖显示面板上的驱动电路。通常als放置在显示面板下方,环境中的光线可以通过显示面板上的盖板的可视区域(view area,va)以及显示面板的显示区域(active area,aa,可操作区域或显示区域)到达als的感光区被als接收,从而进行环境光检测,但是在该结构中,由于als需要设置在显示面板的下方,因此造成模组的厚度较高;此外,由于显示面板的遮挡会极大降低光透过率,因此需要更灵敏的光传感器。
87.为解决上述问题,参照图6和图7(图6中aa’处的截面图)所示,提供一种显示屏,其中该显示屏中包含一种屏内集成有光传感器的显示面板41,该显示面板41包括显示区域aa和非显示区域na(或者边框)。其中,非显示区域na位于显示区域aa的周围(图6中是以圆形的显示面板为例,当然也可是其他例如多边形、椭圆形等其他异形的显示面板)。在非显示区域na中设置有外围电路411(其中该外围电路可以包括上述的扇出线路以及显示驱动电路,当然在一些窄边框产品中,也可以将显示驱动电路放置在cof上),在显示区域aa内设置有阵列分布的像素单元。其中,在该非显示区域na上,显示区域aa与外围电路之间设置有光传感器412;该光传感器412包括沿显示区域aa与外围电路411的分界线延伸分布的多个感光器件412-n。其中需要说明的是,感光器件412-n通过非显示区域na的扇出线路与pcb连接(具体的扇出线路可以是通过显示面板41与pcb之间的柔性基板连接),其中,pcb上设置有用于处理感光器件的信号或者向感光器件提供信号的芯片或电路。其中,在该方案中,由于将光传感器412集成在了显示面板41上,因此当该显示面板41被装配为显示屏时,可以降低显示屏的模组厚度,进而降低使用该显示屏的电子设备的产品厚度。此外,光线可以穿过盖板后直接到达显示面板41上的光传感器412,而不用穿过显示面板41后到达光传感器412,降低了对光传感器412的灵敏性的要求,并且,由于光传感器412的多个感光器件412-n采用沿显示区域aa与外围电路411的分界线延伸分布的方式设置在显示面板41上,对于保护显示面板41的盖板42及遮光油墨层43的工业设计无特殊要求,例如,在显示面板41上通常设置有保护显示面板的盖板42,并且为了外观美观,通常在显示面板41与盖板42之间设置有遮挡显示面板41的非显示区域na的遮光油墨层43,为了降低光传感器412对显示面板41开口率的影响,通常光传感器412不能设置在显示区域aa,然而如果将光传感器412设置在非显示区域na,通常需要对遮光油墨层43的形状进行对应的耦合设计,以将光传感器412的遮光油墨层43去除或者设计为过滤指定光线波段的油墨材料,这样一者提高了遮光油墨层43与光传感器412的耦合对位精度的需求,并且影响了产品的外观工业设计。然而如上所述,遮光油墨层43与显示面板41的显示区域aa之间存在间隙。这样,在设置盖板42时,只需要将采用沿显示区域aa与外围电路411的分界线延伸分布的多个感光器件412-n从上述的间隙漏出即可,无需特殊的设置遮光油墨层43的形状,这样产品的结构工业设计简单,并且能够直接兼容目前盖板42以及遮光油墨层43的外观设计。
88.在一种实施例中,在该显示面板41上还设置有盖板42,盖板42与显示面板41之间包括遮光油墨层43,结合图6以及图7所示,其中显示面板41包括显示区域aa和非显示区域
na,非显示区域na设置有外围电路411和光传感器412(包括多个感光器件412-n)。其中,遮光油墨层43在显示面板41上的投影位于非显示区域na。在盖板42上,遮光油墨层43在盖板42的投影区域以外的区域为可视区域va。其中,多个感光器件412-n分布于遮光油墨层43在显示面板41上的投影区域与显示区域aa之间。这样,由于多个感光器件412-n分布于可视区域va,可视区域va未被遮光油墨层43遮挡,因此环境光线可以通过盖板42照射到多个感光器件412-n,从而实现环境光的检测。
89.进一步的,如图8所示,显示面板41上设置有盖板42,其中盖板42与显示面板41之间还包括滤光油墨层44,滤光油墨层44吸收紫外光波段的光线,滤光油墨层44覆盖显示区域aa与外围电路411之间的区域,即多个感光器件412-n所在的区域。由于滤光油墨层44吸收紫外光波段的光线,因此环境光中的紫外光波段的光线将被吸收,透过该滤光油墨层44的光线可以包含可见光波段(例如400nm至700nm的波长范围)以及其他光波段(例如红外光波段)的光线,从而可以实现对环境光中的可见光以及其他光波段的光线的检测。其中,滤光油墨层44可以沿显示区域aa与外围电路411之间的区域设置一周,这样也可以尽量降低滤光油墨层44对产品外观工业设计的影响,并且无需考虑与多个感光器件412-n的耦合对位,降低装配难度。
90.在另一种示例中,如图9和图10所示,其中图10为图9中aa’处的截面图。显示面板41上设置有盖板42,其中盖板42与显示面板41之间包括遮光油墨层43,其中遮光油墨层43在显示面板41上的投影位于非显示区域na;其中,光传感器412的多个感光器件412-n分布于遮光油墨层43在显示面板41上的投影区域,其中,遮光油墨层43透射紫外光波段的光线。由于滤光油墨层透射紫外光波段的光线,从而可以实现对环境光中的紫外光波段的光线的检测。当然,如图9和图10所示,该多个感光器件412-n可以分布于遮光油墨层43在显示面板41上的投影区域内靠近显示区域aa的一侧。其中,参照图11所示,显示面板41上可以同时分布有用于对环境光中的可见光以及其他光波段的光线的检测的感光器件412-n以及用于紫外光波段的光线的检测的感光器件412-n。
91.此外,如图12和图13所示,其中图13为图12中aa’处的截面图。该多个感光器件412-n感光器件也可以分布于遮光油墨层43在显示面板41上的投影区域内远离显示区域aa的一侧。
92.为了对遮光油墨层43下的暗环境的光强进行检测,以对沿显示区域aa与外围电路411的分界线延伸分布感光器件412-n的检测结果提供对比参照。参照图14和图15所示,其中光传感器412还包括多个感光器件412-i,显示面板41上设置有盖板42,其中盖板42与显示面板41之间包括遮光油墨层43,其中遮光油墨层43在显示面板41上的投影位于非显示区域na;多个感光器件412-i分布于遮光油墨层43在显示面板41上的投影区域。并且,图14和图15所示的上述多个感光器件412-i在非显示区域na中远离显示区域aa的边界呈带状延伸分布。当然多个感光器件412-i不局限于图示的结构,可以更多或更少,也可以靠近显示区域aa,多个感光器件412-i在非显示区域na的任何位置任何排列均属于本技术的保护范围。由于多个感光器件412-i被遮光油墨层43遮挡,因此从盖板42并不能观察到,因此并不影响产品的工业设计。多个感光器件412-i沿非显示区域na远离显示区域aa的边界呈带状延伸分布。
93.图16和图17提供了本技术的实施例的多个感光器件的排列方式,本技术的多个感
光器件并联连接,并且多个感光器件在延伸分布的方向上形成至少一排。图16展示了本技术的实施例中的多个感光器件可以在延伸分布的方向上排列为一排排列,图17了本技术的实施例中的多个感光器件可以在延伸分布的方向上排列为两排排列。其中并联的方式可以使得各个感光器件检测的光电流直接叠加,从而提高光线强度检测的精度,当然,可以根据实际设置需求的检测精度设计感光器件的数量,这里不做限定。其中图16以及图17是以感光器件为两端口器件为例,其中感光器件的输入端连接扇出线路1、感光器件的输出端连接扇出线路2。
94.上述的感光器件可以是光敏电阻、光敏二极管等感光器件中的任意一个。
95.其中,感光器件可以为光敏电阻,如图18所示的光敏电阻结构示意图,光敏电阻包括光电导体以及设置在光电导体两端的两个电极,这两个电极没有极性差别,即光敏电阻左右两边电极正接反接均可以正常工作,这样扇出线路1和扇出线路2分别连接光敏电阻的两个电极。光敏电阻的又称光导管,为纯电阻元件,其工作原理是基于光电导效应,当没有光照时,通过光电导体的电阻很大,反向电流很小,称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入光电导体后,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,成为自由电子,同时产生空穴,电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强,光生电子—空穴对就越多,阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后,流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失,电子—空穴对逐渐复合,电阻也逐渐恢复原值,电流也逐渐减小。如图19和图20提供了两种检测光敏电阻在光照后输出电压u0的变化。两图中的ei为初始电压,ra是光敏电阻,rb普通电阻,u0代表检测到的电信号电压值,其中图19提供的光照强度与电压值u0成正比的电路连接方式,即光照越强,光敏电阻的阻值ra越小,则电路中的电流i越大,电压u0值越大;图20提供的光照强度与电压值u0成反比的电路连接方式,即光照越强,光敏电阻的阻值ra越小,则电路中的电流i越大,电压u0值越小。
96.该感光器件可以为光敏二极管,光敏二极管也叫光电二极管,如图21所示的光敏二极管结构示意图。光敏二极管的核心部件就是一个pn结,在没有光照射时,光敏二极管反向电阻很大反向电流很小,光敏二极管处于截止状态。反向电流也叫做暗电流。受光照射时,pn结附近受光子轰击,吸收其能量而产生电子-空穴对,从而使p区和n区的少数载流子浓度大大增加,因此在外加反向偏压和内电场的作用下,p区的少数载流子渡越阻挡层进入n区,n区的少数载流子渡越阻挡层进入p区,从而使通过pn结的反向电流大为增加,这就形成了光电流在本技术的实施例中,扇出线路1和扇出线路2分别连接pn结的p区和n区。
97.为了减少制作工艺,可以复用传统的显示面板中tft的制作工艺形成上述的感光器件,其中,显示面板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多个膜层组成的。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,
98.lcd)面板或有源矩阵有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode,amoled)显示面板为例进行说明。
99.图22为本技术一种实施例提供的lcd面板的结构示意图。在lcd面板中,主要包括衬底基板61、电路膜层62、像素电极层63、下配向膜层64、液晶层65、上配向膜层66、公共电极层67、彩色滤光层68和对向基板69等。衬底基板61和对向基板62可以采用透明材质形成,
例如玻璃等。其中,电路膜层62、像素电极层63、下配向膜层64、液晶层65、上配向膜层66、公共电极层67和彩色滤光层68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22只是其中一种lcd面板的示例。
100.在lcd面板中,电路膜层62中主要设置有薄膜场效应晶体管(thin film transistor,tft)和各种走线。示例性的,如图22所示,电路膜层62可以包括半导体层621、第一绝缘层622、栅电极623、第二绝缘层624、源电极625和漏电极626;其中半导体层621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621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625和漏电极626分别与电极接触区电连接。
101.参见图23,图23为本技术一种实施例提供的amoled显示面板的结构示意图。在amoled显示面板中,主要包括衬底基板71、电路膜层72、阳极层73、像素限定层74、发光层75、阴极层76和对向基板77等。衬底基板71和对向基板72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72、阳极层73、像素限定层74、发光层75和阴极层76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23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。
102.在amoled显示面板中,电路膜层72中同样主要设置有tft和各种走线。示例性的,如图23所示,电路膜层72可以包括半导体层721、第一绝缘层722、栅电极723、第二绝缘层724、源电极725和漏电极726;其中半导体层721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721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725和漏电极726分别与电极接触区电连接。
103.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,本技术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掩膜(mask)工艺来形成,从而减少增加的mask工艺数量。
104.其中,结合图22和图23所示,感光器件的输入电极以及输出电极可以采用与源电极625和漏电极626(源电极725和漏电极726)同层的第一金属层通过一次mask工艺制作;当感光器件包含栅极时,该栅极可以与栅电极623(或栅电极723)同层的第二金属层通过一次mask工艺制作;感光器件的沟道可以采用与半导体层621(或半导体层721)同层的材料层制作,并且当输入电极以及输出电极下方包含电极接触区时,也可以采用源电极625和漏电极626(源电极725和漏电极726)的电极接触区的制作工艺对输入电极以及输出电极下方的半导体层掺杂形成。具体的,参照图24所示,提供的一种感光器件,包括沟道、设置于沟道两端的输入电极和输出电极;其中,输入电极可以通过扇出线路连接至vcc,输出电极可以通过扇出线路连接至vout。参见图25所示,本技术提供的感光器件(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。此外,为了进一步调整暗电流的大小,可以在沟道上设置一个或多个栅极,通常栅极与沟道之间设置有绝缘层,栅极可以通过扇出线路连接至vg,以向栅极提供电压。这样,当感光器件工作时,主要是沟道区未被栅极遮挡的区域(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26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。本技术的实施例提供的感光器件由于耗尽区电阻(等效电阻)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,通过调节栅极的电压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。此外,结合图27所示,感光器件为包含输入电极、输出电极以及栅极的三端口器件时,其并联方式为,多个感光器件(1-n)的输入电极通过同一扇出线路连接至vcc,多个感光器件(1-n)的输出电极通过同一扇出线路连接至vout,多个感光器件(1-n)的栅极通过同一扇出线路连接至vg。此外,如图24所示,单排排列的多个感光器件的宽度约为30um,基本满足可视区域va与显示区域aa的边界的间隙设计的误差需求,并不影响产品的工业外观设计。
105.在上述实施例中,对各个实施例的描述各有侧重,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。
106.尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述,显而易见的,在不脱离本技术的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明,且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样,倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内,则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
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