一种像素电路、像素结构和显示面板的制作方法

本申请涉及但不限于显示技术领域，尤指一种像素电路、像素结构和显示面板。

背景技术：

目前显示器的操作方式具有多种形式，例如，鼠标操作、遥控操作和触摸操作等。随着显示器技术发展和更新换代，用户对显示器的功能和操作方式提出了更多的要求，人机交互操作成为远端遥控操作的一种发展方向。

现有技术中的显示器，例如，薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，简称为：tft-lcd)和有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，简称为：oled)均为被动显示结构。以下以tft-lcd为例予以说明，由背光源发出的光线经过下偏光板，经过液晶(liquidcrystal，简称为：lc)调制后，再经过上偏光板的检测，表现的结果为透过不同强度的光。由于采用被动发光及面板的透过性，tft-lcd难以使用设备进行交互式操作。例如，用户采用激光发生器发射激光，在激光入射到显示器的面板后，会被显示器中的各种膜层及结构吸收和反射，最终经散射返回到用户端的光线会很微弱，并且由于面板本身的亮度较高，散射回来的光线难以被用户感知，因此难以实现人机交互的功能。针对tft-lcd难以实现人机交互的问题，现有技术的解决方式为：通过在面板表面覆盖一层散射薄膜来提高散射效果，以实现人机交互功能，然而，上述解决方式的弊端也是很明显的，覆盖散射薄膜会影响面板的透光率，大幅降低显示器的画面品质。

综上所述，现有技术中的显示器，由于采用被动发光的面板结构，并且面板结构会吸收和反射用户端发出的光信号，难以实现人机交互的功能；另外，通过在面板表面覆盖散射薄膜来实现人机交互的功能的方式，严重影响了面板的透光率，大幅降低显示器的画面品质。显然地，现有技术的显示器难以兼容人机交互功能的实现以及对画面品质的要求。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种像素电路、像素结构和显示面板，以解决现有技术中显示面板难以兼容人机交互功能的实现以及对画面品质的要求的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种像素电路，包括第一薄膜晶体管、栅线和像素电极，还包括感光单元，所述感光单元的第一端和第二端分别与所述栅线和所述像素电极连接，所述感光单元用于在接收到光信号时，将所述栅线的信号传输至所述像素电极。

可选地，所述感光单元包括感光器件和第二薄膜晶体管，所述感光器件的第一极与所述栅线连接，所述感光器件的第二极与所述第二薄膜晶体管的控制极连接，所述第二薄膜晶体管的第一极连接至所述第二薄膜晶体管的控制极，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述像素电极连接。

可选地，所述感光器件的感光结构和所述第二薄膜晶体管的有源层均与所述第一薄膜晶体管的有源层同层设置，通过一次构图工艺形成。

可选地，所述感光器件的第一极、所述感光器件的第二极和所述第二薄膜晶体管的第一极均与所述第一薄膜晶体管的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成。

可选地，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述第一薄膜晶体管的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成；或者，所述第二薄膜晶体管的第二极与所述像素电极同层设置，通过一次构图工艺形成。

可选地，所述感光单元包括光敏二极管，所述光敏二极管的正极与所述栅线连接，所述光敏二极管的负极与所述像素电极连接。

可选地，所述光敏二极管的感光结构与所述第一薄膜晶体管的有源层同层设置，通过一次构图工艺形成。

可选地，所述正极和负极均与所述第一薄膜晶体管的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成；或者，

可选地，通过一次构图工艺形成，所述负极与所述像素电极同层设置，通过一次构图工艺形成。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种像素结构，包括多个亚像素单元，至少一个亚像素单元包括如上所述的像素电路，至少一个亚像素单元包括辅助感光单元，所述辅助感光单元的第一端和第二端分别与所在亚像素单元的像素电极和公共电极线连接，所述辅助感光单元用于在接收到光信号时，将所述像素电极的信号传输至所述公共电极线。

可选地，所述辅助感光单元包括辅助感光器件和第三薄膜晶体管，所述辅助感光器件的第一极与所在亚像素单元的像素电极连接，所述辅助感光器件的第二极与所述第三薄膜晶体管的控制极连接，所述第三薄膜晶体管的第一极连接至所述第三薄膜晶体管的控制极，所述第三薄膜晶体管的第二极与所述公共电极线连接。

可选地，所述辅助感光单元包括辅助光敏二极管，所述辅助光敏二极管的正极与所在亚像素单元的像素电极连接，所述辅助光敏二极管的负极与所述公共电极线连接。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括如上所述的像素电路或包括如上所述的像素结构；所述显示面板上设置有用于使所述感光单元接收光信号的透光区域。

可选地，所述显示面板还包括黑矩阵，所述透光区域设置在所述黑矩阵中。

可选地，所述显示面板上还设置有用于防止所述透光区域漏光的遮光结构。

可选地，所述遮光结构与所述栅线同层设置，通过一次构图工艺形成。

本发明实施例提供了一种像素电路、像素结构和显示面板，通过设置感光单元，在接收到光信号时，感光单元将栅线的信号传输至像素电极，将对应的像素点亮，通过呈现局部亮点向用户显示所指示的位置，实现了人机交互功能，并且满足了显示面板对画面品质的要求，解决了现有技术中的显示面板难以兼容人机交互功能的实现以及对画面品质的要求的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为现有技术中一种显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例像素电路的原理示意图；

图3为本发明第二实施例的感光单元的结构示意图；

图4为本发明第三实施例的感光单元的结构示意图；

图5为本发明实施例的像素结构的示意图；

图6为现有技术中的显示面板的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例显示面板的俯视结构示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明提供的以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为现有技术中一种显示装置的结构示意图。图1所示显示装置以tft-lcd为例予以示出，该显示装置包括对盒的阵列基板和彩膜基板、设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层(liquidcrystallayer)104以及设置在阵列基板下方的偏光片101a和设置在彩膜基板上方的偏光片101b。阵列基板包括基底102a、tft阵列层(tftarraylayer)105，彩膜基板包括基底102b、彩色滤光片层(colorfilterlayer)103，其中，基底102a和102b的材质可以为玻璃。

基于如图1所示tft-lcd的结构，当光线106入射到显示装置时，会经过散射、反射及吸收，形成的散射光107和反射光108的强度极其微弱，这些光线难以被用户端感知，因此难以实现人机交互的功能。由于采用被动发光的结构特征及显示装置的透光性，tft-lcd往往需要借助外部传感器来实现人机交互操作，例如，采用鼠标、触摸板等设备，这样，需要为显示装置提供更多的硬件设施，人机交互过程中需要处理器参与处理，增加了设计难度和整机成本。另外，现有技术中通过在面板表面覆盖一层散射薄膜来实现人机交互功能的方式，严重影响了面板的透光率，大幅降低显示装置的画面品质。可以看出，现有技术中的方案难以兼容人机交互功能的实现以及对画面品质的要求。

从图1中可以看出，透射到显示装置内的透射光109的强度是极大的，本发明实施例基于显示装置透光性的特征，利用透射到显示装置内的透射光109，实现人机交互功能。

下面将通过具体的实施例详细说明本发明实施例的技术方案。其中，实施例中所说的“构图工艺”包括涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，是现有成熟的制备工艺。

第一实施例：

图2为本发明实施例像素电路的原理示意图。从图2中可以看出，本发明实施例的像素电路包括第一薄膜晶体管50、栅线10和像素电极20，还包括感光单元，感光单元的第一端301和第二端302分别与栅线10和像素电极20连接，感光单元用于在接收到光信号时，将栅线10的信号传输至像素电极20。感光单元在接收到光信号时，使得第一端301与第二端302导通，从而将栅线10的信号传输至像素电极20。

在本发明实施例中，以显示面板中的一个像素电路为最小结构说明实现显示面板进行人机交互功能的方式。本发明实施例中所描述的像素电路为显示面板中用于发出单色光的基础电路。

本发明实施例的像素电路的工作原理如下：当没有光照射到感光单元上即感光单元没有接收到光信号时，感光单元的第一端301和第二端302处于关断状态，像素电极20受第一薄膜晶体管50正常控制；当光照射到感光单元即感光单元接收到光信号时，使得第一端301与第二端302导通，将栅线10上的信号传输至像素电极20，使像素电极20对应的像素被点亮，显示面板通过呈现局部亮点向用户显示所指示的位置，实现人机交互功能。

举例来说，用户在与包含该像素电路的显示面板进行人机交互的操作中，以人机交互方式为用户采用激光器为例来说明。用户使用激光器发射出激光，激光照射到感光单元上，感光单元接收到光信号后，使得第一端301与第二端302导通，将栅线10上的信号传输至像素电极20，在像素电极20和公共电极的作用下，液晶偏转，使背光源发出的光线透过，从而使得对应的像素被点亮并呈现对应颜色，在显示面板上呈现局部亮点向用户显示激光器照射的位置，实现人机交互功能。

需要说明的是，本发明实施例不限制实现人机交互的方式为激光器，还可以为远端遥控操作等，只要是用户采用光信号的形式向显示面板的像素电路发出信号，并且该光信号可以被像素电路中的感光单元识别并反馈在像素电极上，可以为本发明实施例中执行人机交互的方式。

本发明实施例的像素电路，通过感光单元在接收到光信号时，将栅线的信号传输至像素电极，使对应的像素被点亮，显示面板通过呈现局部亮点向用户显示所指示的位置，实现人机交互功能。另外，上述实现人机交互的实现方式不会影响显示面板的透光率和显示效果，解决了现有技术中的显示面板难以兼容人机交互功能的实现以及显示效果的问题。

进一步地，本发明实施例提供的像素电路，通过制作在像素电路内的感光单元接收光信号并直接反馈在像素电极上，即采用该像素电路的显示面板可以直接检测并反馈光信号，不需要处理器参与处理，也不需要在显示面板中设置额外的硬件设施以实现人机交互功能，降低了显示面板的设计难度和成本，更易于实现。

第二实施例：

本发明第二实施例的主体结构与上述第一实施例相同。在本实施例中，将详细说明感光单元的结构。

图3为本发明第二实施例的感光单元的结构示意图。本实施例中的感光单元包括感光器件和第二薄膜晶体管70，感光器件的第一极311与栅线连接，感光器件的第二极312与第二薄膜晶体管70的控制极323连接，第二薄膜晶体管70的第一极322连接至第二薄膜晶体管70的控制极323，第二薄膜晶体管70的第二极321与像素电极连接。

本实施例中的感光器件可以是光敏二极管，当感光器件是光敏二极管时，光敏二极管的正极与栅线连接，光敏二极管的负极与第二薄膜晶体管的控制极323连接。

本发明实施例的感光单元具有单向导通性能，因此，通过本发明实施例的感光元件只能将栅线的信号传输至像素电极，而不会将像素电极的信号传输至栅线，从而防止了像素电极对栅线信号产生影响。

本实施例中的感光单元的原理如下：当感光器件未接收到光信号时，感光器件的第一极311和第二极312处于关断状态，从而感光器件的第一级311和第二薄膜晶体管的第二极321也处于关断状态，此时，像素电极受第一薄膜晶体管50正常控制，如图2所示；当感光器件接收到光信号时，感光器件的第一极311和第二极312导通，栅线的信号通过感光器件传输至第二薄膜晶体管70的控制极323和第一极322，在第二薄膜晶体管的控制极323的作用下，第二薄膜晶体管70的第一极322和第二极321导通，栅线的信号由第二薄膜晶体管的第一极322传输至第二极321，从而传输至像素电极。

在像素电路的制备过程中，优选地，感光器件的感光结构和第二薄膜晶体管70的有源层均与第一薄膜晶体管50的有源层同层设置，通过一次构图工艺形成。

再优选地，感光器件的第一极311、感光器件的第二极312和第二薄膜晶体管70的第一极322均与第一薄膜晶体管50的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成。

进一步优选地，第二薄膜晶体管70的第二极321与第一薄膜晶体管50的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成；或者，第二薄膜晶体管70的第二极321与像素电极20同层设置，通过一次构图工艺形成。

这样设置的感光单元，在制备第一薄膜晶体管的同时，只需增加一次掩膜工艺就可以同时制备出本发明实施例的感光单元，简化了像素电路的制程，降低了成本。

第三实施例：

图4为本发明第三实施例的感光单元的结构示意图。与第二实施例不同的是，本发明实施例中的感光单元包括光敏二极管，光敏二极管的正极331与栅线连接，光敏二极管的负极332与像素电极连接。

当光敏二极管未接收到光信号时，正极331与负极332关断，像素电极受第一薄膜晶体管正常控制；当光敏二极管接收到光信号时，正极331朝向负极332导通，将栅线的信号传输至像素电极。光敏二极管是单向导通的，因此，可以防止像素电极对栅线的信号产生干扰。

在像素电路的制备过程中，优选地，光敏二极管的感光结构与第一薄膜晶体管的有源层同层设置，通过一次构图工艺形成。

再优选地，光敏二极管的正极和负极均与第一薄膜晶体管的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成；或者，光敏二极管的正极与第一薄膜晶体管的源漏极同层设置，通过一次构图工艺形成，光敏二极管的负极与像素电极同层设置，通过一次构图工艺形成。

这样设置的感光单元，在制备第一薄膜晶体管的同时，只需增加一次掩膜工艺就可以同时制备出本发明实施例的光敏二极管，简化了像素电路的制程，降低了成本。

另外，在其它的实施例中，感光单元还可以包括光敏电阻，光敏电阻的一端与栅线连接，另一端与像素电极连接。光敏电阻在未接收到光信号时，光敏电阻的阻值比较大，使得光敏电阻的两端处于关断状态，像素电极受第一薄膜晶体管正常控制；当光敏电阻接收到光信号时，光敏电阻的阻值比较小，使得光敏电阻的两端导通，将栅线的信号传输至像素电极。

第四实施例：

在实际应用中，用户往往对显示面板的反馈有不同的需求，因此，在彩色显示的显示面板中，当用户发出光线照射到显示面板上时，用户往往希望显示面板反馈出彩色的光。因此，本发明实施例基于前述实施例的发明构思，提出了一种像素结构。

本发明实施例提出的像素结构，包括多个亚像素单元，其中，至少一个亚像素单元包括前述实施例的像素电路，至少一个亚像素单元包括辅助感光单元，该辅助感光单元的第一端和第二端分别与所在亚像素单元的像素电极和公共电极线连接，该辅助感光单元用于在接收到光信号时，将像素电极的信号传输至公共电极线。

图5为本发明实施例的像素结构的示意图。在图5中，像素结构包括红色(r)亚像素单元410、绿色(g)亚像素单元420和蓝色(b)亚像素单元430，还包括与每个亚像素单元对应的数据线以及栅线10和公共电极线60。

在该像素结构中，红色亚像素单元410和绿色亚像素单元420均包含前述实施例的像素电路，蓝色亚像素单元430包含辅助感光单元，具体为，在红色亚像素单元410中，第一感光单元411的第一端与栅线10连接，第一感光单元411的第二端与红色像素电极412连接；在绿色亚像素单元420中，第二感光单元421的第一端与栅线10连接，第二感光单元421的第二端与绿色像素电极422连接；在蓝色亚像素单元430中，辅助感光单元431的第一端与蓝色像素电极432连接，辅助感光单元431的第二端与公共电极线60连接。在没有光信号时，每个亚像素分别受相应的第一薄膜晶体管控制。当接收到光信号时，第一感光单元411和第二感光单元421分别将栅线10的信号传输至红色像素电极412和绿色像素电极422，点亮对应的r像素电极412(发射红光)和g像素电极422(发射绿光)，而辅助感光单元431在接收到光信号时，使得b像素电极与公共电极线60相连，将b像素电极的信号传输至公共电极线上，完全放电，b像素完全被关断，像素结构向用户反馈红光和绿光的合成光即黄光。

需要说明的是，图5中仅示出了显示面板中的一个像素结构，以及像素结构反馈黄光的实现方式，容易理解的是，可以通过设置包含辅助感光单元的亚像素单元的类别和数量，使像素结构实现绿光反馈、红光反馈、蓝光反馈，以及其它合成光反馈的显示效果。

容易理解的是，在图5中，蓝色亚像素单元中也可以不包含辅助感光单元，这样，蓝色亚像素单元只受第一薄膜晶体管的正常控制。在像素结构接收到光信号时，红色像素电极和绿色像素电极被完全点亮，蓝色像素电极正常显示，也可以使显示面板呈现局部彩色亮点向用户显示所指示的位置，实现人机交互功能。

在本实施例中，优选地，辅助感光单元包括辅助感光器件和第三薄膜晶体管，辅助感光器件的第一极与所在亚像素单元的像素电极连接，辅助感光器件的第二极与第三薄膜晶体管的控制极连接，第三薄膜晶体管的第一极连接至第三薄膜晶体管的控制极，第三薄膜晶体管的第二极与公共电极线连接。

在另一个实施例中，辅助感光单元包括辅助光敏二极管，辅助光敏二极管的正极与所在亚像素单元的像素电极连接，辅助光敏二极管的负极与公共电极线连接。

第五实施例：

图6为现有技术中的显示面板的俯视结构示意图。现有技术的显示面板中包括栅线10、数据线40、第一薄膜晶体管50以及像素电极20。现有技术中，为了防止光线影响第一薄膜晶体管50的特性以及防止漏光，在像素电极20之外的区域设置有黑矩阵80，以遮蔽外界光线。

基于前述实施例的发明构思，本发明实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括前述实施例的像素电路或包括前述实施例的像素结构，显示面板上设置有用于使感光单元接收光信号的透光区域。

图7为本发明实施例显示面板的俯视结构示意图。从图7中可以看出，本发明实施例的显示面板与图6中现有技术显示面板的区别在于：本发明实施例的显示面板还包括感光单元30。感光单元30设置在像素电极20之外的区域，被黑矩阵80覆盖。为了使得感光单元30可以接收到光信号，在显示面板上设置有用于使感光单元30接收光信号的透光区域100。来自用户的光线可以通过透光区域100照射到感光单元30的感光结构上。在具体的实施过程中，透光区域100设置在黑矩阵80上，即在黑矩阵80上设置有镂空结构，感光单元通过黑矩阵上的镂空结构接收来自用户的光线。

考虑到像素电极的实际充电情况，为了防止过充，可以通过调整透光区域100的大小来调整感光单元30的实际导通率。优选地，在实际实施中，透光区域在显示面板的基底上的正投影包含感光单元在基底上的正投影，这样，感光单元通过透光区域完全暴露出来以充分接收用户发出的光信号；还可以使透光区域在基底上的正投影位于感光单元在基底上的正投影内，这样，感光单元通过透光区域部分暴露，从而防止像素电极过充，以满足用户的不同需求。图7示出的透光区域100完全使感光单元暴露出来，以充分接收光信号。

在实际实施中，当黑矩阵80上设置有透光区域100时，在显示面板的显示过程中，透光区域100会产生漏光，影响画面品质。在本发明实施例中，优选地，显示面板上还设置有用于防止透光区域漏光的遮光结构。容易理解的是，遮光结构靠近与光信号入射面相对的基底设置，且遮光结构与透光区域相对应，以便遮光结构可以防止透光区域漏光，保证显示面板的画面品质。

优选地，遮光结构与栅线同层设置，通过一次构图工艺形成。从而，在形成栅线的同时形成遮光结构，不会影响到显示面板的制程。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。