显示面板和显示装置的制作方法

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，平板显示装置已取代笨重的crt显示装置日益深入人们的日常生活中，常用的平板显示装置包括液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，简称lcd)。

液晶显示装置包括背光源，还包括对合设置的彩膜基板、阵列基板以及设置于二者之间的液晶层，阵列基板中每一像素均设置有薄膜晶体管(thinfilmtransistor，简称tft)控制液晶层中液晶分子的偏转，使得背光源的光选择性的透过，透过的光经彩膜基板中彩膜层的彩色化作用形成图像显示。

随着时代的进步，全高清(fullhighdefinition，简称fhd)显示屏逐渐占据主导地位，全高清显示屏像素增多，像素之间的栅线与数据线成倍数增加；而由于需保证一定的透过率，栅线与数据线的线宽变细，光利用率低，导致薄膜晶体管的开启电流ion低、功耗增加、响应速度变慢，还可能进一步出现显示面板产品由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象。

设计一种功耗小、光利用率高的显示装置一直以来都是技术工程师们孜孜以求的目标。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足，提供一种显示面板和显示装置，利用光电二极管的光生载流子产生的微弱电流来增加响应速度，以及降低薄膜晶体管及其显示面板的功耗。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该显示面板，划分为多个像素区，所述像素区内设置有薄膜晶体管，栅线和数据线交叉位于相邻所述像素区之间，其中，所述像素区在对应着所述薄膜晶体管的区域、所述栅线对应的区域或所述数据线对应的区域中至少部分设置有光电二极管，任意所述光电二极管与所述栅线或所述数据线任一电连接。

优选的是，所述光电二极管包括依次层叠设置的正向电极、p层、i层、n层和反向电极，所述反向电极与所述栅线或所述数据线连接，所述正向电极与低电压端连接。

优选的是，所述显示面板包括阵列基板，所述薄膜晶体管设置于所述阵列基板中，所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极，所述栅极与所述栅线连接，所述源极与所述数据线连接，其中：

所述光电二极管设置于所述栅极的下方，所述栅极还共用为所述光电二极管的所述反向电极；

或者，所述光电二极管设置于所述源极的下方，所述源极还共用为所述光电二极管的所述反向电极。

优选的是，所述显示面板包括彩膜基板，至少部分所述彩膜基板在所述像素区对应着所述薄膜晶体管的区域设置有所述光电二极管，所述光电二极管的所述反向电极通过连接介质与所述栅线或所述数据线连接，所述正向电极与低电压端连接。

优选的是，所述连接介质为金球或银球。

优选的是，所述正向电极采用透明金属材料形成，所述透明金属材料包括氧化铟锡。

优选的是，所述光电二极管中，所述p层采用b2h6掺杂的a-si材料形成，所述i层采用a-si材料形成，所述n层采用ph3掺杂的a-si材料形成。

优选的是，所述正向电极接地或者不加电压，所述反向电极与所述栅线或所述数据线具有相同的电压电位。

优选的是，所述显示面板还包括背光源，所述光电二极管的所述正向电极相对所述反向电极更靠近所述背光源。

一种显示装置，包括上述的显示面板。

本发明的有益效果是：该显示面板利用光电二极管因光照产生的电子，通过光生载流子辅助驱动所用的电流降低薄膜晶体管及其显示面板的功耗及提高背光源的利用率，还能缩短响应时间，而且可以解决显示面板产品由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象，特别适用于全高清液晶显示产品。

附图说明

图1为本发明实施例1中显示面板的剖视图；

图2为图1中光电二极管的剖视图；

图3a-图3f为本发明实施例1中显示面板的制备流程图；

其中：

图3a为形成各层结构的材料膜层的剖视图；

图3b为制备光电二极管过程中曝光、显影工艺后的剖视图；

图3c为制备光电二极管过程中灰化工艺后的剖视图；

图3d为制备光电二极管过程中刻蚀工艺后的剖视图；

图3e为形成绝缘保护层后的剖视图；

图3f为形成薄膜晶体管整体结构后的剖视图；

附图标识中：

1-基板；2-正向电极；20-透明电极膜层；3-p层；30-p膜层；4-i层；40-i膜层；5-n层；50-n膜层；6-栅极；60-栅极膜层；7-反向电极；8-绝缘保护层；9-有源层；10-源极；11-漏极；12-光刻胶。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明显示面板以及显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种显示面板，针对目前的全高清液晶显示装置中因像素多、光利用率低、功耗大的问题，通过在显示面板内部设置光电二极管，有效降低功耗，同时降低响应时间，还可以解决全高清液晶显示装置由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象，提高背光源的利用率。

该显示面板划分为多个像素区，像素区内设置有薄膜晶体管，栅线和数据线交叉位于相邻像素区之间，其中，像素区在对应着薄膜晶体管的区域、栅线对应的区域或数据线对应的区域中至少部分设置有光电二极管，任意光电二极管与栅线或数据线任一电连接。这样，有的光电二极管与栅线连接，有的光电二极管与数据线连接，使得该显示面板中的所有栅线或数据线，或者部分栅线或数据线均可分别连接光电二极管，从而利用光电二极管的光生载流子形成微弱电流对栅线或数据线进行辅助驱动，从而降低功耗，同时也能降低响应时间，还可以解决全高清液晶显示装置由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象。

如图1所示，显示面板包括阵列基板，阵列基板在每一像素区内设置有薄膜晶体管，薄膜晶体管包括设置于基板1上方的栅极6、栅绝缘层(即图1中的绝缘保护层8)、有源层9、源极10和漏极11，栅极6与栅线连接，源极10与数据线连接(图1中未示出栅线和数据线)。通常情况下，栅线和数据线设置在阵列基板中，栅线用于为薄膜晶体管提供扫描信号，数据线用于为薄膜晶体管提供数据信号，在薄膜晶体管扫描开启状态下，薄膜晶体管的漏极11根据数据信号提供相应的驱动电压，从而实现图像显示。

图2中，光电二极管包括依次层叠设置的正向电极2、p层3、i层4、n层5和反向电极7，反向电极7与栅线或数据线连接，正向电极2与低电压端连接。光电二极管中，p层3采用b2h6掺杂的a-si材料形成，i层4采用a-si材料形成，n层5采用ph3掺杂的a-si材料形成。

图1所示的阵列基板中，光电二极管设置于像素区对应着薄膜晶体管的区域，光电二极管设置于栅极6的下方，栅极6还共用为光电二极管的反向电极7；或者，光电二极管设置于源极10的下方，源极10还共用为光电二极管的反向电极7。通过将光电二极管的电极与薄膜晶体管部分共用，在利用光生载流子来产生微弱的电流辅助栅线和数据线的工作的同时，还能在一定程度上简化阵列基板的结构，同时也简化制备工艺。当然，光电二极管也可以设置于栅线对应着的区域下方或者数据线对应着的区域下方，对其结构不做赘述。

显示面板为液晶显示模式，该显示面板还包括背光源(图1中未示出)，光电二极管的正向电极2相对反向电极7更靠近背光源。液晶本身并不发光，背光源在提供显示图像光源的同时，还为光电二极管提供光源，以使得光电二极管产生光生电流，提高光利用率(utilizingratio)。

其中，正向电极2采用透明金属材料形成，透明金属材料包括氧化铟锡(indiumtinoxide，简称ito)。正向电极2的透明性质保证其对光源的有效接收和利用，保证光源照射到光电二极管远离背光源的层结构。

该显示面板的制备流程图请如图3a-图3f所示，其中：

在图3a中主要形成各层结构的材料膜层，包括：

在基板1上方形成一层透明电极膜层20，透明电极膜层20采用ito材料形成；

在透明电极膜层20上方形成p膜层30，p膜层30采用b2h6掺杂的a-si材料形成；

在p膜层30上方形成i膜层40，i膜层40采用a-si材料形成；

在i膜层40上方形成n膜层50，n膜层50采用ph3掺杂的a-si材料形成，p膜层30、i膜层40和n膜层50这三层材料可以在一次镀膜过程中完成；

紧接着，在n膜层50上方形成栅极膜层60。

图3b中，形成栅极的图形时，为避免后续干刻时将栅极膜层60中的栅极金属腐蚀，因此采用的掩模板为灰度掩模板或半色调掩模板，通过形成具有不同厚度的光刻胶12将栅极膜层60保护起来，经过一次湿法刻蚀栅极膜层60形成栅极6后；如图3c所示，进行一次灰化工艺，然后再进行干法刻蚀将p膜层30、i膜层40和n膜层50这三层形成光电二极管的pin结，最后进行一次湿法刻蚀将位于底层的透明电极膜层20形成正向电极2，刻蚀工艺完成后的结构参见图3d。

图3e中，采用透明有机树脂材料或者氮化硅形成绝缘保护层8。

图3f中，采用a-si材料在绝缘保护层8上方进行有源层9的制作，然后进行源极10、漏极11的制作，最后进行像素电极的制备，完成显示面板的制作。

以将光电二极管设置在栅极6下方为例，本实施例的显示面板中借助光电二极管降低薄膜晶体管的功耗，从而降低显示面板的功耗的原理在于：光电二极管中n层5设置于栅极6的下方且与栅极6具有相同的电压电位，另一端接地(可以加载在fpc的接地线上)或者不加电压，从而使光电二极管工作在反向偏压下，背光源被栅极6遮挡部分的光能够照在光电二极管上产生光感电流，此电流虽然不足以打开薄膜晶体管开关，但是等栅极2逐行扫描打开薄膜晶体管时，可以进行弱电流补偿辅助薄膜晶体管开关打开，以此来降低响应时间，降低功耗，增加背光源的利用率。

光电二极管设置在源极10下方时，背光源被源极10或数据线遮挡部分的光能够照在光电二极管上产生光感电流，在数据线传输数据时进行弱电流补偿；同理，光电二极管设置在栅线下方或数据线下方时，也能对栅线或数据线进行弱电流补偿，这里不再详述。

本实施例的显示面板，针对现有产品的功耗大、开启电流ion低、光利用率低的问题，通过在阵列基板的栅极或源极、栅线或数据线下方制作一个光电二极管结构的pin结，利用pin结产生的弱电流辅助薄膜晶体管的打开，从而提高显示面板产品的响应速度、降低功耗，还能解决显示面板产品扫描末端发黑的现象，特别适用于全高清液晶显示产品。

实施例2：

本实施例提供一种显示面板，针对目前的全高清液晶显示中因像素多、光利用率低、功耗大的问题，通过在其内部设置光电二极管，有效降低功耗，同时也能降低响应时间，提高背光源的利用率，还可以解决全高清液晶由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象。

显示面板包括彩膜基板，本实施例与实施例1的区别在于，光电二极管的结构设置在彩膜基板侧。

本实施例的显示面板中，至少部分彩膜基板在像素区对应着薄膜晶体管的区域设置有光电二极管，光电二极管的反向电极通过连接介质与栅线或数据线连接，正向电极与低电压端连接。

栅线用于为薄膜晶体管提供扫描信号，数据线用于为薄膜晶体管提供数据信号，光电二极管的结构请参考实施例1中图2的结构，连接光电二极管的反向电极与栅线或数据线连接的连接介质为金球或银球，从而实现光电二极管的电源供给，利用光电二极管的生载流子来产生微弱的电流辅助栅线和数据线的工作。

本实施例显示面板中的其他结构与实施例1中其他相应层结构相同，这里不再详述。

本实施例的显示面板，利用光电二极管因光照产生的电子，通过光生载流子辅助驱动所用的电流降低薄膜晶体管及其显示面板的功耗及提高背光源的利用率，还能缩短响应时间，而且可以解决显示面板产品由于充电不足导致的扫描末端发黑的现象，特别适用于全高清液晶显示产品。

实施例3：

本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例1-实施例2中任一的显示面板。

该显示装置可以为：台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机、pda、gps、车载显示、投影显示、摄像机、数码相机、电子手表、计算器、电子仪器、仪表、液晶面板、电子纸、电视机、显示器、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，可应用于公共显示和虚幻显示等多个领域。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。