一种显示面板及其制作方法与流程

1.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。


背景技术：

2.环境光传感器主要由光敏元件组成，该传感器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。例如，在手机、笔记本等移动终端应用中，显示器消耗的电量高达电池总电量的30％，采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间起到节能的作用。另一方面，环境光传感器有助于显示器提供柔和的画面进而改善用户的视觉体验。当环境亮度较高时，使用环境光传感器的液晶显示器会自动调成高亮度；当外界环境较暗时，显示器就会调成低亮度。
3.环境光传感器对于智能手机来说是必不可少的。手机屏幕通常是最耗电的部分，因此运用环境光传感器来自动调节手机屏幕的亮度，能进一步达到延长手机电池寿命的作用同时减轻使用者的视觉疲劳。但是，目前手机中的环境光传感器是外挂模块且放置在手机的上边界，不利于手机屏占比的提高，且环境光感应灵敏度低。
4.因此，现有技术存在缺陷，急需解决。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种显示面板，是将对环境光进行感测的感光结构件集成在阵列基板中，结构简单。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种显示面板，其包括：
7.阵列基板，包括：
8.用于形成薄膜晶体管的晶体管器件层；以及
9.感光器件层，所述感光器件层与所述晶体管器件层分布于所述显示面板的不同功能区，所述感光器件层包括用于形成对环境光进行感测的感光结构件；其中，所述晶体管器件层包括有源层，所述感光结构件包括至少一个半导体层，所述感光结构件的至少一个所述半导体层与所述有源层属于同一结构层。
10.在本发明的一种实施例中，所述功能区至少包括感测环境光的感测区，至少一个所述半导体层位于感测区域且其数量为两个，所述感光结构件是由两种材质不同的所述半导体层层叠或者并排形成的光敏二极管。
11.在本发明的一种实施例中，所述显示面板包括显示区，所述显示区包括至少一个感测区，所述晶体管器件层包括形成于所述显示区的第一薄膜晶体管，所述感光结构件位于至少一个所述感测区且包括下半导体层及形成于下半导体层表面的上半导体层，所述上半导体层与所述第一薄膜晶体管的所述有源层属于同一结构层。
12.在本发明的一种实施例中，所述功能区还包括位于所述显示区外侧的边框区，所述晶体管器件层还包括形成于所述边框区的第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管包括第二有源层，所述第二薄膜晶体管的第二有源层与所述第一薄膜晶体管的第一有源层位于不
同层。
13.在本发明的一种实施例中，所述下半导体层与所述第二薄膜晶体管的第二有源层属于同一结构层。
14.在本发明的一种实施例中，所述阵列基板包括有开孔，所述开孔显露所述感光器件层的所述下半导体层，所述上半导体层形成于被所述开孔显露的所述下半导体层表面。
15.在本发明的一种实施例中，所述第一薄膜晶体管的数量为多个，多个所述第一薄膜晶体管中的至少一个所述第一薄膜晶体管与所述感光结构件电性连接。
16.在本发明的一种实施例中，所述第一薄膜晶体管包括第一源漏极层，所述感光器件层包括位于所述感光结构件一侧的第一电极，所述第一电极与所述第一源漏极层同层设置，所述第一电极通过过孔与所述感光结构件的下半导体层导通。
17.在本发明的一种实施例中，所述显示面板还包括位于所述阵列基板一侧的电极控制层，所述电极控制层与所述感光结构件直接连接或者通过导电孔连接。
18.在本发明的一种实施例中，所述感光器件层包括位于所述感光结构件另一侧的第二电极，所述电极控制层包括下电极层及与所述下电极层间隔设置的上电极层，所述上电极层还覆盖于所述上半导体层的表面以作为所述第二电极。
19.本发明还涉及一种显示面板的制作方法。
20.一种显示面板的制作方法，包括：
21.形成晶体管器件层，所述晶体管器件层包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括有源层；以及
22.形成感光器件层，所述感光器件层包括用于形成对环境光进行感测的感光结构件；所述感光结构件包括至少一个半导体层，所述感光结构件的至少一个所述半导体层与所述有源层利用同一道光罩形成。
23.本发明的有益效果：本发明提供的一种显示面板，包括阵列基板，所述阵列基板包括用于形成薄膜晶体管的晶体管器件层；以及感光器件层，包括用于形成对环境光进行感测的感光结构件；其中，所述晶体管器件层包括有源层，所述感光结构件包括至少一个半导体层，所述感光结构件的至少一个所述半导体层与所述有源层属于同一结构层，结构简单，提高了显示面板的显示效果。
附图说明
24.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
25.图1为本发明实施例提供的显示面板的一种平面示意图；
26.图2-9为本发明第一实施例提供的显示面板的制程流程示意图，其中，图9是图1提供的显示面板沿b-b方向的剖视图；
27.图10为本发明第二实施例提供的一种显示面板的剖面示意图。
28.附图标记说明
29.100、200-显示面板；
30.1-阵列基板；2、32-电极控制层；10-晶体管器件层；20-感光器件层；22、322-感光结构件；101-显示区；103-边框区；105-感测区12-薄膜晶体管；14-功能层；120、320-第一薄
膜晶体管；
31.130-第二薄膜晶体管；140-基底；141-遮光层；
32.142-缓冲层；143-层间绝缘层；144-栅极绝缘层；
33.145-第一保护层；146-平坦层；
34.1410-第一遮光部；1412-第二遮光部；110-栅极层
35.121-第一栅极；122-第一有源层；123、423-第一源漏极层；
36.124-第一源极；125-第一漏极；138-第一过孔；
37.131-第二有源层；132-第二栅极；133-第二源漏极层；134-第二源极；
38.135-第二漏极；137-电性连接部；136-沟道部；24-第一电极；
39.26-第二电极；220-下半导体层；222、332-上半导体层；
40.21-下电极层；23、323-上电极层；25-绝缘层；210-导电孔；
41.1140-第一开孔；1142-第二开孔；112-第三开孔；114-第四开孔；
42.116-第五开孔；110-触控电极。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.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发明的不同结构。为了简化本发明的公开，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发明。此外，本发明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，本发明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。
45.本发明实施例提供一种显示面板100，请参照图1及图9，该显示面板100包括：阵列基板1，所述阵列基板1包括用于形成薄膜晶体管12的晶体管器件层10以及感光器件层20。感光器件层20包括用于形成对环境光进行感测的感光结构件22；其中，所述晶体管器件层10包括有源层，所述感光结构件22包括至少一个半导体层，所述感光结构件22的至少一个所述半导体层与所述晶体管器件层10包括的有源层属于同一结构层但位于显示面板的不同功能区。在本发明中，所述功能区包括用于显示画面的显示区101、感测环境光的感测区105以及位于显示区101外侧、用于设置显示面板控制线路的边框区103。
46.在实际应用过程中，由于现有的显示面板100中，环境光传感器对于智能手机来说是必不可少的。手机屏幕通常是最耗电的部分，因此运用环境光传感器来自动调节手机屏幕的亮度，能进一步达到延长手机电池寿命的作用同时减轻使用者的视觉疲劳。但是，目前手机中的环境光传感器是外挂模块且放置在手机的上边界，不利于手机屏占比的提高，且环境光感应灵敏度低。
47.因此，本发明实施例中，所述感光结构件22的至少一个所述半导体层与所述有源层属于同一结构层，从而可以利用同一道光罩形成，结构简单，且能提高显示面板100显示
区101的屏占比。
48.具体地，请参阅图9，下面结合具体实施例以对本发明实施例提供的显示面板100的结构示意图进行详述。所述显示面板100可以是有机发光二极管(organic light-emitting diode，简称oled)技术或者液晶显示面板100(liquid crystal display，简称lcd)。在本实施例中，是以lcd为例进行说明。
49.所述显示面板100包括阵列基板1以及位于阵列基板1一侧的电极控制层2。
50.所述阵列基板1包括用于形成薄膜晶体管12的晶体管器件层10以及感光器件层20。所述显示面板100包括显示区101、位于所述显示区101外侧的边框区103以及位于显示区边缘的至少一个感测区105，所述感光器件层20位于至少一个所述感测区105。在图1中，仅示意了一个感测区105，可以理解，为了提高环境光感测的精度，感测区105的数量可以为多个，分布在显示区的不同边缘。
51.具体地，晶体管器件层10包括薄膜晶体管12以及包覆薄膜晶体管12的功能层14。其中，薄膜晶体管12包括位于显示区101的第一薄膜晶体管120以及位于边框区103的第二薄膜晶体管130。
52.功能层14包括基底140、设置于基底140一侧的遮光层141、设置于遮光层141表面的缓冲层142、设置于缓冲层142远离基底140一侧的层间绝缘层143、设置于层间绝缘层143远离缓冲层142一侧的栅极绝缘层144以及设置于栅极绝缘层144远离层间绝缘层143一侧的第一保护层145。且所述遮光层141包括与第二薄膜晶体管130位置对应的第一遮光部1410以及与感光器件层20位置对应的第二遮光部1412。第二遮光部1412是为了遮挡从背光模组发出的光照射至感光器件层20，避免背光模组发出的光对感光器件层20对环境光感测的精度。可以理解，当所述显示面板100是oled时，由于发光层是设置在阵列基板1的上方，所以第二遮光部1412可以省略。
53.第一薄膜晶体管120包括位于层间绝缘层143表面的第一栅极121、对应第一栅极121且设置于栅极绝缘层144的第一有源层122以及设置于第一有源层122表面并被第一保护层145覆盖的第一源漏极层123。第一源漏极层123包括间隔设置的第一源极124与第一漏极125。
54.在本实施方式中，第一有源层122选用金属氧化物半导体材质制成，譬如选用铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide，igzo)形成。igzo是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，主要由in2o3、ga2o3和zno构成，是一种n型半导体材料，在该步骤中，可采用物理气相沉积法或激光脉冲沉积法，然后进行曝光、显影、刻蚀及剥离制程，进而在得到覆盖栅极绝缘层144的图案化igzo层。在其它实施例中，第一有源层122还可以选择izo、zto、al-izo、n-izo中的一种。由于第一有源层122是igzo，从而第一薄膜晶体管120是igzo薄膜晶体管12。
55.第二薄膜晶体管130包括设置于缓冲层142上并被层间绝缘层143覆盖的第二有源层131、对应第二有源层131设置于层间绝缘层143上并被栅极绝缘层144覆盖的第二栅极132、以及设置于栅极绝缘层144上并被第一保护层145覆盖的第二源漏极层133。第二栅极132与第一栅极121属于同一结构层，第二源漏极层133与第一源漏极层123同层设置。第二源漏极层133包括间隔设置的第二源极134与第二漏极135，第二源极134和第二漏极135分别位于第二有源层131的两侧上方，且第二有源层131包括与第二栅极132相对应的沟道部136以及位于沟道部136两侧并分别与第二源极134与第二漏极135相对应的两个电性连接
部137，其中，第二源极134和第二漏极135通过穿过栅极绝缘层144以及层间绝缘层143的第一过孔138分别与第二有源层131两侧的两个电性连接部137搭接。需要说明的是，沟道部136在基底140上的正投影位于第一遮光部1410在基底140上的正投影的覆盖范围以内。
56.所述第一遮光部1410与所述第二有源层131相对设置，可有效阻挡背光，以对第二有源层131进行遮光保护；所述缓冲层142可以采用氮化硅或氧化硅材料制成，起到缓冲和保护的作用。所述栅极绝缘层144的材料可为为氧化硅、氮化硅等绝缘材料；所述层间介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。
57.第二薄膜晶体管130由于是位于边框区103，所以是利用goa(gate driver on array)技术形成显示面板100的栅极扫描驱动电路。goa技术即阵列基板1行驱动技术，是利用薄膜晶体管12(thin film transistor，tft)阵列制程将栅极扫描驱动电路制作在lcd或者是oled显示装置的tft阵列基板1上。
58.感光器件层20包括用于形成对环境光进行感测的感光结构件22、以及位于感光结构件22两端的第一电极24及第二电极26。在本实施例中，至少一个所述半导体层的数量为两个，也就是说所述感光结构件22是由两种材质不同的所述半导体层经层叠形成的异质结。
59.更具体地，所述感光结构件22包括下半导体层220及形成于下半导体层220表面的上半导体层222。所述阵列基板1包括有第二开孔1442，所述第二开孔1442显露所述感光器件层20的所述下半导体层220，所述上半导体层222形成于被所述第二开孔1442显露的所述下半导体层220表面。
60.所述下半导体层220与所述第二薄膜晶体管130的第二有源层131属于同一结构层，所述上半导体层222与所述第一薄膜晶体管120的所述第一有源层122属于同一结构层。在本实施例中，所述下半导体层220的材质是p型的多晶硅，上半导体层222的材质是igzo。也就是说，在形成第二薄膜晶体管130的第二有源层131时一并形成感光结构件22的下半导体层220，在形成第一薄膜晶体管120的第一有源层122时一并形成感光结构件22的上半导体层222。p型的多晶硅和n型的igzo形成的光敏二极管，在两者的结合面处形成pn结。光敏二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。接收到的光信号强度越大，产生的光电流则越大，若光电二极管接收到光信号时，，当光照射到二极管会产生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子-空穴对分离，形成光电流。
61.当光照入射在pn结上时，由于吸收光则使pn结附近逸出大量自由电子，相应地也产生相同数量空穴，随着自由电子一空穴对的不断增加，光电流也不断增加，将产生与光信号成一定比例关系的光电流。光电流方向是由n极向p极流动。
62.在本实施例中，所述第一薄膜晶体管120的数量为多个，多个所述第一薄膜晶体管120中的至少一个所述第一薄膜晶体管120与所述感光结构件22电性连接。也就是说，位于显示区101的第一薄膜晶体管120用于控制发光像素进行发光，位于显示区101的、且靠近感测区105的至少一个所述第一薄膜晶体管120与所述感光结构件22电性连接以作为感光结构件22的控制开关。
63.在本实施例中，所述上半导体层222未完全覆盖所述上半导体层222，所述第一电极24与所述第一源漏极层123、第二源漏极层133同时形成，第一电极24通过第二过孔与被
所述上半导体层222线路的所述下半导体层220连接。
64.第一保护层145是为了保护所述阵列基板1的所述第一源漏极层123、第二源漏极层133以及第一薄膜晶体管120的沟道，因为第一薄膜晶体管120的igzo沟道对水汽特别敏感，第一保护层145能够隔绝外界的氧气或水分子对第一源漏极层123及第二源漏极层133的影响，对第一源漏极层123、第二源漏极层133及第一薄膜晶体管120的igzo沟道的稳定性起到保护作用。
65.为了在第一保护层145表面形成电极控制层2，在第一保护层145表面还形成有平坦层146。因为所述平坦层146的材料为高分子材料。
66.在本实施例中，所述电极控制层2包括下电极层21、与所述下电极层21间隔设置的上电极层23以及位于下电极层21与上电极层23之间的绝缘层25。所述下电极层21与上电极层23的材料可以为氧化铟锡(indium tinoxide，ito)。更具体地，所述下电极层21形成在所述平坦层146的表面并被所述绝缘层25覆盖，所述上电极层23形成在所述绝缘层25的表面。
67.在本实施例中，所述上电极层23还覆盖于所述上半导体层222的表面以作为感光结构件22的第二电极26。第一电极24及第二电极26接入电路回路，当光照射到二极管会产生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子-空穴对分离，形成光生电流。
68.请参阅图，图1所述的显示面板100可以通过如下步骤形成：
69.步骤1：请参阅图2，提供基底140，在基底140的预定位置形成遮光层141，并采用曝光蚀刻等方式将其图案化得到第一遮光部1410及第二遮光部1412，其中与后续设置第二薄膜晶体管130对应的位置也可不制作第一遮光部1410。
70.步骤2：请参阅图3，在遮光层141表面形成缓冲层142以及在缓冲层142表面形成非晶硅层，非晶硅层经过准分子激光退火之后，将非晶硅层转变为多晶硅层，并采用曝光蚀刻方法形成图案以形成第二薄膜晶体管130的第二栅极132以及感光结构件的下半导体层220。
71.步骤3：请参阅图4，在图案化的多晶硅层表面沉积层间绝缘层143以及在层间绝缘层143表面形成栅极层，并通过具绝缘功能的栅极作为遮挡对位于边框区103的图案化的多晶硅层进行硼离子掺杂，在边框区103的多晶硅层形成p 掺杂区。图案化的且掺杂有硼粒子的多晶硅层是作为第二薄膜晶体管130的第二有源层131及感光结构件22的下半导体层220。所述栅极层包括用于形成第一薄膜晶体管120的第一栅极121及用于形成第二薄膜晶体管130的第二栅极132。
72.步骤4:请参阅图5，在第一栅极121及第二栅极132共同所在的表面沉积栅极绝缘层144，栅极绝缘层144可用sinx，siox或者sinx/siox复合膜层，并通过曝光蚀刻形成第一开孔1440、两个第二开孔1442。第一开孔1440显露p 掺杂区，两个间隔设置的第二开孔1442分别显露所述下半导体层220的不同区域。
73.步骤5：请参阅图6，在栅极绝缘层144表面形成金属氧化物半导体层，金属氧化物半导体层还形成于第二开孔1442中，与第一栅极121位置对应的金属氧化物半导体层作为第一薄膜晶体管120的第一有源层122，位于第二开孔1442中的金属氧化物半导体层作为感光结构件22的上半导体层222。在本实施例中，金属氧化物半导体层选用igzo。
74.步骤6：请参阅图7，在栅极绝缘层144表面制作第一源漏极层123、第二源漏极层133、第二源漏极层133远离所述第一源漏极层123一侧的触控电极110及感光器件层20的第
一电极24。且第二源漏极层133是与电性连接部137(p 掺杂区)导通。
75.在本实施例中，所述第一源漏极层123包括的漏极还搭接与环绕第二开孔1442的所述上半导体层222的表面，以实现显示区101的第一薄膜晶体管120与感光结构件22的电性连接，以利用显示区101的第一薄膜晶体管120作为对感光结构件22的开关。
76.步骤7：请参阅图8，在第一源漏极层123、第二源漏极层133、触控电极110及第一电极24共同的表面沉积第一保护层145、在第一保护层145的表面沉积有机平坦层146、在所述平坦层146表面沉积下电极层21以及在下电极层21表面沉积绝缘层25；并在绝缘层25中形成显露部分下电极层21的第三开孔112、形成贯穿绝缘层25、平坦层146及第一保护层145并显露所述触控电极110的第四开孔114及形成贯穿绝缘层25、平坦层146及第一保护层145并显露所述上半导体层222的第五开孔116，下电极层21在显示区101的部分作为显示的公共(com)电极。
77.步骤9：请参阅图9，在绝缘层25上沉积上形成上电极层23，上电极层23还填充第三开孔112、第四开孔114及第五开孔116，显示区101的上电极层23作为像素电极，第七开孔中的上电极层23作为感光器件层20的第二电极26，第二电极26覆盖上半导体层222，从而得到所述显示面板100。在本实施例中，所述上电极层23及下电极层21均选用透明的导电材质，譬如氧化铟锡(ito)。实现导电的同时不影响显示。
78.请参阅图10，图10为本技术第二实施例提供的一种显示面板200。第二实施例提供的显示面板200与第一实施例提供的显示面板100结构基本相同，其不同之处在于：在本实施例中，所述第一薄膜晶体管320与所述感光结构件322不进行直接连接，而是在电极控制层32中设置从上电极层323贯穿至所述第一保护层145并显露部分所述第一源漏极层423的导电孔210，因为上电极层323与感光结构件322包括的上半导体层332是接触的，也即上电极层323与上半导体层332是导通的，然后上电极层323通过导电孔与第一源漏极层423连接，从而，第一源漏极层423也是与感光结构件22是电性导通的，从而实现了第一薄膜晶体管320对感光结构件22的控制。
79.综上所述，本发明提供的显示面板100、200是将对环境光进行感测的感光结构件22集成在阵列基板1中，从而无需设置外挂的环境光传感器，进而能够提高显示面板100的显示区101的占比。其由于对感光结构件22进行驱动的薄膜晶体管12采用了漏电流小的igzo薄膜晶体管12制作，能提高环境光检测的精度。且由于感光结构件22是掺杂硼粒子的多晶硅与igzo两种有源层叠加组成的异质结，也即与晶体管器件层10的有源层采用同一道光罩制作形成，未额外增加膜层，从而结构简单，实现了ltpo背板的环境光检测功能。
80.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。
81.以上对本发明实施例所提供的一种显示面板及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明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发明各实施例的技术方案的范围。