一种传感器、显示面板、显示装置的制作方法

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种传感器、显示面板、显示装置。


背景技术：

2.现有的显示装置的触控技术和指纹识别技术，一般采用电容式传感器。
3.对于触控技术来说，若将电容式传感器外挂到显示面板外，工艺复杂，且增加了显示装置的厚度；若将电容式传感器集成在显示装置内，电容式传感器的电极通常与显示装置的触控电极共用，从而造成信号干扰，影响显示装置正常显示。
4.对于指纹识别技术来说，需要牺牲终端显示器件，例如手机的部分显示区域，以给指纹芯片预留位置，从而降低了屏占比，无法实现全面屏显示。


技术实现要素：

5.本发明的实施例提供一种传感器、显示面板、显示装置，可在实现纹路识别或触控功能的基础上，提高显示装置的屏占比，还可减小显示装置的厚度。
6.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
7.第一方面，提供传感器，包括至少一个感光器件，所述感光器件包括依次层叠设置的金属电极、光敏图案、以及透明电极；所述透明电极位于所述感光器件的入光侧；所述传感器还包括与所述透明电极一一对应的电压供给线，所述电压供给线和与其对应的所述透明电极电连接。
8.可选的，所述传感器还包括与所述感光器件一一对应的薄膜晶体管、多根栅线、以及多根数据读出线；所述薄膜晶体管的栅极与所述栅线电连接，所述薄膜晶体管的源极与所述数据读出线电连接，所述薄膜晶体管的漏极和与其对应的所述金属电极电连接。
9.可选的，所述薄膜晶体管具有沟道区，所述沟道区与所述感光器件在所述栅线所在平面上的正投影无交叠。
10.可选的，所述光敏图案包括依次层叠设置的p型半导体图案、本征半导体图案、n型半导体图案；所述p型半导体图案与所述透明电极接触，所述n型半导体图案与所述金属电极接触；沿所述感光器件的厚度方向，所述本征半导体图案的纵截面呈梯形，且所述本征半导体图案朝向所述p型半导体图案的表面的面积，小于所述本征半导体图案朝向所述n型半导体图案的表面的面积。
11.可选的，沿垂直于所述感光器件的厚度方向，所述透明电极的横截面积与所述p型半导体图案的横截面积之比大于或等于0.85、且小于1。
12.可选的，所述p型半导体图案的边缘超出所述本征半导体图案的边缘；沿所述感光器件的厚度方向，所述p型半导体图案的纵截面具有第一宽度、所述透明电极的纵截面具有第二宽度、所述金属电极的纵截面具有第三宽度，所述第一宽度与所述第二宽度之差，与所述第三宽度的比值大于或等于0.005、且小于或等于0.02。
13.可选的，所述电压供给线通过过孔和与其对应的所述透明电极电连接，所述电压
供给线中位于过孔处的部分的线宽，大于所述电压供给线中其他位置处的线宽。
14.可选的，所述电压供给线的材料遮光；所述电压供给线包括沿与其对应的漏极指向源极的方向延伸的延伸部，所述延伸部的宽度大于所述电压供给线中位于所述过孔处的部分的线宽；所述延伸部完全覆盖与其对应的所述薄膜晶体管的沟道区。
15.可选的，所述传感器用于纹路识别或触控。
16.第二方面，提供一种显示面板，包括第一方面所述的传感器；所述显示面板具有显示区，所述显示区包括非子像素区域；所述传感器位于所述非子像素区域。
17.可选的，所述显示面板包括阵列基板和对盒基板；所述传感器设置于所述对盒基板上。
18.可选的，所述显示面板为液晶显示面板。
19.第三方面，提供一种显示装置，包括第二方面所述的显示面板。
20.本发明实施例提供一种传感器、显示面板、显示装置，包括感光器件和电压供给线。可以将本发明实施例的传感器设置在显示面板内的非子像素区域，当所述显示面板应用于显示装置时，相较于将传感器外挂于显示面板上，本发明可减小显示装置的厚度；同时，还可将传感器设置在显示装置的显示区内，提高显示装置的屏占比。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例提供的一种传感器的的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的一种传感器的的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的一种显示面板的俯视示意图；
25.图4为本发明实施例提供的一种感光器件的结构示意图；
26.图5为本发明实施例提供的一种感光器件的俯视示意图；
27.图6为本发明实施例提供的一种传感器的的结构示意图。
28.附图标记：
29.1011-子像素区域；21-感光器件；211-金属电极；212-光敏图案；2121-p型半导体图案；2122-本征半导体图案；2123-n型半导体图案；213-透明电极；22-电压供给线；31-第一薄膜晶体管；311-漏极；312-栅极；313-有源层；314-源极；201-数据读出线；701-过孔。
具体实施方式
30.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，本领域普通技术人员在没有做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。
31.本发明实施例提供一种传感器，如图1和图2所示，包括至少一个感光器件21，感光器件21包括依次层叠设置的金属电极211、光敏图案212、以及透明电极213；透明电极213位
于感光器件21的入光侧；传感器还包括与透明电极213一一对应的电压供给线22，电压供给线22和与其对所述透明电极213电连接。
32.在一些实施例中，传感器可以制作在衬底上。衬底例如可以是玻璃衬底。
33.在此基础上，在透明电极213位于感光器件21的入光侧的情况下，制备传感器感光器件21的方法包括：依次在玻璃基板上形成金属电极211、光敏图案212、以及透明电极213。
34.在一些实施例中，传感器包括至少一个感光器件21，感光器件21用于将光信号转换为电信号。感光器件21例如可以是光电传感器或光敏传感器。
35.在一些实施例中，不对传感器的用途进行限定。
36.示例的，传感器可以用于纹路识别或触控。
37.在一些实施例中，不对透明电极213的材料进行限定，只要透明电极213可以导电、可以透光即可。
38.示例的，透明电极213的材料可以是氧化铟锡(indium tin oxide，简称ito)。
39.本发明实施例提供一种传感器，包括感光器件21和电压供给线22。可以将本发明实施例的传感器设置在显示面板内的非子像素区域，当所述显示面板应用于显示装置时，相较于将传感器外挂于显示面板上，本发明可减小显示装置的厚度；同时，还可将传感器设置在显示装置的显示区内，提高显示装置的屏占比。
40.可选的，如图1-图3所示，传感器还包括与所述感光器件一一对应的薄膜晶体管31、多根栅线、以及多根数据读出线201；薄膜晶体管31的栅极312与栅线电连接，薄膜晶体管31的源极314与数据读出线201电连接，薄膜晶体管31的漏极311和与其对应的金属电极211电连接。
41.在此基础上，薄膜晶体管31还包括有源层313和源极314。
42.在一些实施例中，当光线照射到光敏图案212所在的区域时，光敏图案212作为光电转换层接收光照，并产生电流，薄膜晶体管31的栅极312按照一定的时序开启，薄膜晶体管31开启后通过漏极311读取从光敏图案212产生的电流，并最终导出到与薄膜晶体管31的源极314电连接的数据读出线201上。该数据读出线201与柔性电路板(cof或者fpc)电连接，可通过数据读出线201将电流导出到电路板上。
43.以传感器实现纹路识别功能为例，导出到柔性电路板上的电流可以根据手指的谷、脊反射的光强的不同，得到纹路图像，该纹路图像与预存的图像进行比对，若一致，则纹路识别成功；否则，纹路识别失败。
44.可选的，薄膜晶体管31具有沟道区，沟道区与感光器件21在栅线所在平面上的正投影无交叠。
45.此处，本领域的技术人员应该知道，沟道区是指：源极314与漏极311之间的区域，与栅极312所在的区域的重叠区域。
46.本发明实施例中，为了避免薄膜晶体管31的电场与感光器件21之间相互影响，可以使沟道区与感光器件21在衬底上的正投影无交叠，从而提高传感器的检测准确性。
47.可选的，如图4所示，光敏图案212包括依次层叠设置的p型半导体图案2121、本征半导体图案2122、n型半导体图案2123；p型半导体图案2121与透明电极213接触，n型半导体图案2123与金属电极213接触；沿感光器件21的厚度方向，本征半导体图案2122的纵截面呈梯形，且本征半导体图案2122朝向p型半导体图案2121的表面的面积，小于本征半导体图案
2122朝向n型半导体图案2123的表面的面积。
48.由于工艺原因，透明电极213在衬底上的正投影的面积，通常小于或等于p型半导体图案2121在衬底上的正投影的面积。
49.基于此，可选的，如图4所示，沿垂直于感光器件21的厚度方向，透明电极213的横截面积与p型半导体图案2121的横截面积之比大于或等于0.85、且小于1。这样一来，可确保感光器件21的有效区域足够大，进而确保感光器件21可正常实现检测功能。
50.可选的，如图4所示，p型半导体图案2121的边缘超出本征半导体图案2122的边缘；沿感光器件21的厚度方向，p型半导体图案2121的纵截面具有第一宽度、透明电极213的纵截面具有第二宽度、金属电极211的纵截面具有第三宽度，第一宽度与第二宽度之差，与第三宽度的比值大于或等于0.005、且小于或等于0.02。
51.即，透明电极213的边沿和p型半导体图案2121的边沿向金属电极211的中心缩进。
52.其中，p型半导体图案2121的边沿超出于本征半导体图案2122边沿，且透明电极213的边缘位于本征半导体图案2122的边沿之内。透明电极213相对于p型半导体图案2121的边沿的缩入量x，金属电极211的宽度为y，x：y的值可选为0.005～0.02，可在保证金属电极211与光敏图案212接触面积的前提下，防止光敏图案212的边沿处光电效应差的问题出现。
53.可选的，如图3和图5所示，电压供给线22通过过孔701和与其对应的所述透明电极213电连接，电压供给线22中位于过孔701处的部分的线宽，大于电压供给线22中其他位置处的线宽。
54.本发明实施例中，可使电压供给线22与透明电极213充分电连接，防止电阻过大。
55.可选的，如图6所示，电压供给线22的材料遮光；电压供给线22包括沿与其对应的漏极311指向源极314的方向延伸的延伸部，延伸部的宽度大于电压供给线22中位于过孔701处的部分的线宽；延伸部完全覆盖与其对应的薄膜晶体管31的沟道区。
56.本发明实施例中，通过使电压供给线22覆盖薄膜晶体管31的沟道区，可防止光线照射到沟道区，影响薄膜晶体管31的阈值电压。
57.本发明实施例还提供一种显示面板，如图3所示，包括前述任一实施例所述的传感器；显示面板具有显示区，显示区包括非子像素区域；传感器位于非子像素区域。
58.在此基础上，显示区还包括子像素区域1011。
59.在一些实施例中，显示面板可以是无边框显示面板；或者，显示面板还具有位于显示区外围的周边区，周边区可以位于显示区的至少一侧。
60.在一些实施例中，显示面板可以是液晶显示面板、有机电致发光二极管(organiclight-emitting diode，简称oled)显示面板等。
61.在一些实施例中，显示面板包括阵列基板和对盒基板。传感器可以设置在阵列基板上，也可以设置在对盒基板上。
62.以显示面板为液晶显示面板，传感器设置在对盒基板上为例，具体分析如下：
63.传感器设置在对盒基板的靠向阵列基板一侧，即，传感器设置在液晶显示面板的盒内。可以先在衬底上形成电压供给线22；之后，再依次形成平坦层和透明电极213，透明电极213通过平坦层中的过孔与电压供给线22电连接；再在衬底上依次形成光敏图案212和金属电极211；最后，形成薄膜晶体管31，薄膜晶体管31的漏极311与金属电极211电连接。
64.这样一来，光线可以透过衬底和透明电极213照射在光敏图案212上，从而产生光电效应。
65.此处，在形成电压供给线22之后、形成透明电极213之前，形成平坦层的目的是：由于电压供给线22具有一定的图案，通过设置平坦层，可以确保透明电极213的平坦度，进而确保光敏图案212的平坦度，以使得光敏图案212各个位置处的光电效应更加均一。
66.传感器设置在对盒基板的背离阵列基板一侧，即传感器设置在衬底与偏光片之间。可先在衬底上形成薄膜晶体管31和金属电极211；之后，在薄膜晶体管31上形成绝缘层，绝缘层露出金属电极211；再一次形成光敏图案212、透明电极213、以及电压供给线22，透明电极213与电压供给线22通过过孔电连接；最后，还可以形成一层薄膜膜，以防止后续工艺损坏前述膜层。
67.其中，漏极311可以共用作金属电极211；或者，也可以单独形成漏极311和金属电极211，可视感光器件21的性能要求选择。若多制作一层金属电极211，可防止在其上形成光敏图案212时对数据线201造成影响。
68.上述金属电极211是不透光的金属，电压供给线22也可以是金属材料，且传感器位于非子像素区域。这样一来，金属电极211和电压供给线22可以起到遮光作用，即防止从阵列基板侧入射的光从传感器射出，影响显示效果；也可以防止环境光从对盒基板侧射入液晶显示面板内，对显示亮度造成影响。即，本发明实施例的传感器还可以用来替代黑矩阵(bm)。当然，为了提高液晶显示面板的显示效果，还可以在金属电极靠向阵列基板一侧设置bm。
69.在一些实施例中，感光器件21可以与子像素区域1011一一对应；或者，每个感光器件21与多个子像素区域1011应。
70.在一些实施例中，金属电极211和电压供给线22可以完全覆盖非子像素区域；或者，金属电极211和电压供给线22可以仅覆盖部分非子像素区域。
71.此处，若金属电极211和电压供给线22完全覆盖非子像素区域，则金属电极211在衬底上的正投影的面积可以大于或等于非子像素区域的面积。
72.本发明实施例提供一种显示面板，包括前述任一实施例所述的传感器。当所述显示面板应用于显示装置时，相较于将传感器外挂于显示面板上，本发明通过将传感器设置在显示面板内，可减小显示装置的厚度；同时，还可将传感器设置在显示装置的显示区内，提高显示装置的屏占比。在此基础上，由于金属电极211是不透光的金属，电压供给线22也可以是金属材料，且传感器位于非子像素区域，这样一来，金属电极211和电压供给线22可以起到遮光作用，即防止从阵列基板侧入射的光从传感器射出，影响显示效果；也可以防止环境光从对盒基板侧射入液晶显示面板内，对显示亮度造成影响。
73.本发明实施例还提供一种显示装置，包括前述任一实施例所述的显示面板。
74.此处，不对显示装置可以应用于手机、电脑、照相机、手表等。
75.本发明实施例提供一种显示装置，包括前述任一实施例所述的显示面板，相较于将传感器外挂于显示面板上，本发明通过将传感器设置在显示面板内，可减小显示装置的厚度；同时，还可将传感器设置在显示装置的显示区内，提高显示装置的屏占比。在此基础上，由于金属电极211是不透光的金属，电压供给线22也可以是金属材料，且传感器位于非子像素区域，这样一来，金属电极211和电压供给线22可以起到遮光作用，即防止从阵列基
板侧入射的光从传感器射出，影响显示效果；也可以防止环境光从对盒基板侧射入显示装置内，对显示亮度造成影响。
76.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。