一种显示基板、显示面板和显示装置的制作方法

本发明实施例涉及触控技术领域，尤其涉及一种显示基板、显示面板和显示装置。

背景技术：

目前，越来越多的电子设各配置有触控显示屏，例如，公共场所大厅的信息杳询机，用户在日常生活工作中使用的电脑、手机等。这样，用户只需用手指触摸触控显示屏上的标识就能够实现对该电子设备进行操作，摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。为了更好地满足用户需求，通常在触控显示屏中设置有用于检测用户在触摸触控显示屏过程中触控压力的大小的压力传感器。

电桥式应变传感器便是一种可以检测触控压力大小的压力传感器，电桥式应变传感器通过检测z方向应变引发的面内形变，测量传感器的电阻变化来计算触控压力大小。

现有技术中，但是由于电桥式应变传感器不具备开关功能，将电桥式应变传感器集成在显示面板上时，电桥式应变传感器始终处于导通状态，功耗较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种显示基板、显示面板和显示装置，以解决现有技术中电桥式应变传感器不具备开关功能，传感器始终处于导通状态，功耗较大的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种显示基板，包括：

衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的至少一个半导体压力传感器；

所述半导体压力传感器包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述第一连接端和所述第二连接端用于接入偏置电压信号，所述第三连接端和所述第四连接端用于输出应变电压信号；所述第一连接端和所述第二连接端所在的第一直线与所述第三连接端和所述第四连接端所在的第二直线相交；

位于所述半导体压力传感器一侧的控制电极，所述控制电极与所述半导体压力传感器绝缘设置，所述控制电极在所述半导体压力传感器所在平面上的垂直投影与所述半导体压力传感器存在交叠区域，所述控制电极用于控制所述半导体压力传感器的导通与关断；

与所述控制电极电连接的控制信号线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括第一方面所述的显示基板，还包括与所述显示基板对向设置的对置基板。

第三方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括第二方面所述的显示面板。

本发明实施例提供的显示基板、显示面板和显示装置，包括至少一个半导体压力传感器和位于半导体压力传感器一侧的控制电极，压力传感器包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一连接端和第二连接端用于接入偏置电压信号，第三连接端和第四连接端用于输出应变电压信号，通过半导体压力传感器实现压力检测，半导体压力传感器体积小，具有较高的应变电压以及自动温度补偿优势；同时，通过控制电极控制半导体压力传感器的导通与关断，实现半导体压力传感器的开关功能，不仅控制方法简单，同时产品设置简单，在非压力检测阶段，可以关断半导体压力传感器，降低产品功耗。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图；

图8是图7中提供的显示基板沿剖面线a-a’的剖面结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

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，以下将结合本发明实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本发明的保护范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的显示基板可以包括：

衬底基板10和至少一个半导体压力传感器20；

半导体压力传感器20可以包括第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204，第一连接端201和第二连接端202用于接入偏置电压信号，第三连接端203和第四连接端204用于输出应变电压信号，第一连接端201和第二连接端202所在的第一直线100与第三连接端203和第四连接端204所在的第二直线200相交；

位于半导体压力传感器20一侧的控制电极30，控制电极30与半导体压力传感器20绝缘设置，控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20存在交叠区域，控制电极30用于控制半导体压力传感器20的导通与关断；

与控制电极30电连接的控制信号线40。

示例性的，半导体压力传感器20可以为扩散硅压阻式压力传感器，例如，半导体压力传感器20可以为非晶硅材料膜或者多晶硅材料膜。可选地，半导体压力传感器20可以为四端扩散硅压阻式压力传感器，该四端扩散硅压阻式压力传感器利用离子注入工艺在硅片上形成应变电阻片后封装而成。上述半导体压力传感器20具有高输出，体型小，自动温度补偿等优点，更易于集成于显示基板上。图1是本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图，如图1所示，至少一个半导体压力传感器20位于衬底基板10一侧，第一连接端201和第二连接端202用于输入偏置电压信号，第三连接端203和第四连接端204用于输出应变电压信号，在手指触控显示基板时，整个显示基板发生形变，应变电阻片的阻抗发生变化，即第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204的阻抗发生变化，造成第三连接端203和第四连接端204输出的应变电压信号发生变化，因此，可以通过检测第三连接端203和第四连接端204输出的应变电压信号获取半导体压力传感器20的应变电压，从而判断手指按压显示基板时的触控压力的大小。

由于半导体压力传感器20不具备开关功能，因此，无论是处于压力检测阶段还是处于正常显示阶段或者触控位置检测阶段，半导体压力传感器20始终处于导通状态，与半导体压力传感器20连接的多根信号线也需要始终处于工作状态，因此与半导体压力传感器20连接的多根信号线无法再与其他器件连接，实现功能复用；且与半导体压力传感器20连接的多根信号线始终需要处于工作状态还会造成功耗较大。因此，本发明实施例提供的显示基板还可以包括控制电极30，如图1所示，控制电极30位于半导体压力传感器20的一侧，控制电极30与半导体压力传感器20绝缘设置且控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20存在交叠区域，控制电极30可以作为半导体压力传感器20的开关装置，用于控制半导体压力传感器20的导通与关断。示例性的，控制电极30用于控制半导体压力传感器20的导通与关断，其工作原理可以与薄膜晶体管中栅极可以控制有源层中的沟道区的导通与关断的原理类似，控制电极30可以相当于薄膜晶体管中的栅极，半导体压力传感器20中与控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影重合的区域可以相当于薄膜晶体管有源层中的沟道区，当与控制电极30电连接的控制信号线40向控制电极30输入的控制信号大于一定数值时，例如大于半导体压力传感器20的导通阈值，控制电极30会控制半导体压力传感器20导通，此时半导体压力传感器20处于正常工作状态，可以进行压力检测；否则，当与控制电极30电连接的控制信号线40向控制电极30输入的控制信号小于一定数值时，例如小于半导体压力传感器20的导通阈值，控制电极30会控制半导体压力传感器20关断，此时半导体压力传感器20处于关闭状态，不再进行压力检测，此时与半导体压力传感器20连接的信号线可以与其他器件连接，实现功能复用，如此可以减少显示基板中的信号线数量；或者与半导体压力传感器20连接的信号线处于非工作状态，如此可以减少显示基板的功耗，保证显示基板功耗较小。

综上，本发明实施例提供的显示基板，包括至少一个半导体压力传感器和位于半导体压力传感器一侧的控制电极，通过半导体压力传感器实现压力检测，具有较高的检测灵敏度，同时通过控制电极控制半导体压力传感器的导通与关断，控制方法简单，同时还可以实现信号线复用，保证显示基板上信号线数量较少，易于实现显示基板窄边框设计，同时还可以降低显示基板的功耗，提升显示基板使用寿命。

可选的，控制电极30可以为金属电极，例如控制电极30的材料为ni、pt、pb、au等金属中的一种或多种的组合，通过控制信号线40向控制电极30上输入控制信号，控制半导体压力传感器20的导通与关断。

可选的，本发明实施例提供的显示基板还可以包括偏置电压施加电路21和电压检测电路22，请继续参考图1，偏置电压施加电路21分别与半导体压力传感器20的第一连接端201和第二连接端202电连接，用于向半导体压力传感器20提供偏置电压信号；电压检测电路22分别与半导体压力传感器20的第三连接端203和第四连接端204电连接，用于接收半导体压力传感器20的应变电压信号。可选的，偏置电压施加电路21可以包括第一电极和第二电极(图中未示出)，第一电极与第一连接端201电连接，第二电极与第二连接端202电连接；电压检测电路22可以包括第三电极和第四电极(图中未示出)，第三电极与第三连接端203电连接，第四电极与第四连接端204电连接，第一电极和第二电极用于向半导体压力传感器20施加偏置电压，第三电极和第四电极用于获取半导体压力传感器20的应变电压。

可选的，第一连接端201和第二连接端202所在的第一直线100与第三连接端203和第四连接端204所在的第二直线200相交，具体可以为第一直线100与第二直线200正交，如图1所示，在触控压力检测过程中，第一连接端201和第二连接端202感应第一直线100方向上的应变，第三连接端203和第四连接端204感应第二直线200方向上的应变，使得第一连接端201、第二连接端202，以及第三连接端203和第四连接端204可以分布在空间同一处，或者分布在比较小的区域内。从而使得第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204有同步温度变化，消除温度差异的影响，同时又能感测显示基板的形变，提高了压力感应灵敏度。

可选的，半导体压力传感器20可以为至少包括四个边的多边形结构，第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204分别设置于所述多边形结构内邻近四个边的位置处；控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20中除第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204之外的部分存在交叠区域。具体如图1所示，图1仅以半导体压力传感器20为四边形为例进行示例性说明。如图1所示，半导体压力传感器20的形状可以为矩形，第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204分别设置在矩形的半导体压力传感器20内邻近四个边的位置处，控制电极30的形状也可以为矩形，控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20的中心区域交叠，即控制电极30在导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20中除第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204之外的部分存在交叠区域。

可选的，图2是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，图2所示的显示基板与图1所示的显示基板的区别在于半导体压力传感器20包括一镂空区域，如图2所示，与控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影存在交叠区域的半导体压力传感器20中存在一镂空区域20a，镂空区域20a可以位于半导体压力传感器20的中心区域，也可以为与边缘区域，本发明实施例对镂空区域20a的具体位置不进行限定。可选的，镂空区域20a的形状可以为矩形、菱形、圆形或者三角形中的任意一种，本发明实施例对镂空区域20a的形状同样不进行限定，图2仅以镂空区域20a位于半导体压力传感器20的中心区域，镂空区域20a的形状为菱形为例进行示例性说明。如图2所示，半导体压力传感器20的形状可以为矩形，第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204分别设置在矩形的半导体压力传感器20内邻近四个边的位置处，控制电极30的形状也可以为矩形，控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与半导体压力传感器20的中心区域交叠，且控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影覆盖半导体压力传感器20中的镂空区域20a。可以理解的是，通过在半导体压力传感器20上形成一镂空区域20a，可以增加半导体压力传感器20的导通电阻，此时半导体压力传感器20与信号线分压时，保证半导体压力传感器20上可以分得更大的电压，保证触控压力测试更灵敏；同时信号线上分得更小的电压，降低信号线带来的功耗。

可选的，图3是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，图3所示的显示基板与上述实施例所述的显示基板的区别在于半导体压力传感器20的形状不同，如图3所示，半导体压力传感器20可以为包括至少四个边的多边形结构的本体部20b以及与本体部20b相连的至少四个突出部20c，第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204分别设置于突出部20c上；控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与本体部20b存在交叠区域。可选的，本体部20b的形状可以为四边形，控制电极30的形状可以为四边形，图3仅以本体部20b和控制电极30的形状均为矩形为例进行示例性说明。示例性的，控制电极30通过控制与其绝缘设置且与其存在交叠区域的本体部20b的导通与关断，实现控制半导体压力传感器20的导通与关断。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，图4所示的显示基板与上述实施例所述的显示基板的区别在于控制电极30的形状不同，如图4所示，半导体压力传感器20可以为包括至少四个边的多边形结构的本体部20b以及与本体部20b相连的至少四个突出部20c，第一连接端201、第二连接端202、第三连接端203和第四连接端204分别设置于突出部20c上；控制电极30在半导体压力传感器20所在平面上的垂直投影与突出部20c存在交叠区域。可选的，本体部20b的形状可以为四边形，控制电极30的形状可以为环形，图4仅以本体部20b的形状为矩形，控制电极30的形状为矩形状的环形为例进行示例性说明。示例性的，控制电极30通过控制与其绝缘设置且与其存在交叠区域的突出部20c的导通与关断，实现控制半导体压力传感器20的导通与关断。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，如图5所示，显示基板可以包括显示区域11和围绕显示区域11的非显示区域12，至少一个半导体压力传感器20可以设置在非显示区域12内，保证半导体压力传感器20不会影响显示基板的开口率。

可选的，显示基板还可以包括位于非显示区域12内，且位于显示区域11两侧成列排列的多个半导体压力传感器20，请继续参阅图5，同一列所有半导体压力传感器20的第一连接端201均与第一信号线501电连接，第二连接端202均与第二信号线502电连接，第三连接端203均与第三信号线503电连接，第四连接端204均与第四信号线504电连接。如此，成列排列的多个半导体压力传感器20的相同的连接端均电连接至同一根信号线，不仅设计简单，还可以减少信号线数量，易于实现显示基板的窄边框设计。

可选的，本发明实施例提供的显示基板还可以包括设置在非显示区域12的多级级联的移位寄存器60，请参阅图6，图6是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，如图6所示，每级移位寄存器60包括扫描信号输出端601，控制信号线40可以分别与不同级移位寄存器60的扫描信号输出端601电连接。可选的，移位寄存器60包括扫描信号输出端601，用于在显示阶段内向扫描线提供扫描信号(图中未示出)。可选的，与控制电极30电连接的控制信号线40可以分别与不同极移位寄存器60的扫描信号输出端601电连接，用于将移位寄存器60输出的扫描信号通过扫描信号输出端601输入至控制电极30，控制电极30根据接收到的扫描信号控制半导体压力传感器20的导通与关断。可以理解的是，通过控制信号线40分别与不同级移位寄存器60的扫描信号输出端601电连接，移位寄存器60输出的扫描信号作为控制电极30接收的控制信号，控制电极30复用扫描信号实现控制半导体压力传感器20，不仅控制方法简单，而且无需驱动电路为控制电极30提供控制信号，显示基板设计简单高效，易于实现显示基板窄边框设计。

可选的，本发明实施例提供的显示基板还可以包括薄膜晶体管701，薄膜晶体管701可以设置在显示区域11和/或非显示区域12，如图7所示，图7是本发明实施例提供的又一种显示基板的结构示意图，图7以薄膜晶体管701设置在显示区域12为例进行示例性说明。可以理解的是，显示区域11设置有多个像素单元70，每个像素单元70中均设置有薄膜晶体管701，薄膜晶体管701分别与扫描线702和数据线703电连接，薄膜晶体管701作为开关器件，用于控制与其相连的像素电极704的显示。图8是图7中提供的显示基板沿剖面线a-a’的剖面结构示意图，如图8所示，薄膜晶体管701可以包括有源层7011，有源层7011设置在衬底基板10的一侧，半导体压力传感器20可以与有源层7011同层设置。可选的，半导体压力传感器20的材料可以与有源层7011的材料相同，例如均可以为非晶硅材料膜或多晶硅材料膜，在半导体压力传感器20和有源层7011的制备过程中，半导体压力传感器20可以与有源层7011同时制备。

继续参阅图8，有源层7011可以包括源漏区7011a和沟道区7011b，在薄膜晶体管701处于正常工作状态时，源漏区7011a的载流子浓度大于沟道区7011b的载流子浓度。可选的，半导体压力传感器20的载流子浓度值可以介于沟道区7011b的载流子浓度值与源漏区7011a的载流子浓度值之间，即半导体压力传感器20的载流子浓度值可以大于沟道区7011b的载流子浓度值，且小于源漏区7011a的载流子浓度值，既可以保证半导体压力传感器20的半导体特性，同时较大的载流子浓度值还可以保证半导体压力传感器20的导通性能良好。

继续参阅图8，本发明实施例提供的显示基板还可以包括介质层80，介质层80可以设置于控制电极30与半导体压力传感器20之间，用于保持控制电极30与半导体压力传感器20绝缘设置。可选的，介质层80的材料可以为二氧化硅。

继续参阅图8，薄膜晶体管701还可以包括源极7012、漏极7013、栅极7014、栅极绝缘层7015和层间绝缘层7016，控制电极30可以与源极7012、漏极7013和栅极7014中的任意一个同层设置，介质层80可以与栅极绝缘层7015或者层间绝缘层7016同层设置。示例性的，控制电极30的材料可以与源极7012、漏极7013或者栅极7014的材料相同，例如均可以为ni、pt、pb、au等金属中的一种或多种的组合，在控制电极30与源极7012、漏极7013以及栅极7014的制备过程中，控制电极30可以与源极7012、漏极7013以及栅极7014中的任意一个同时制备。图8以控制电极30与栅极7014同层设置为例进行说明。可选的，介质层80的材料可以与栅极绝缘层7015或者层间绝缘层7016的材料相同，例如均为二氧化硅，在介质层80与栅极绝缘层7015或者层间绝缘层7016的制备过程中，介质层80可以与栅极绝缘层7015或者层间绝缘层7016同时制备。图8以介质层80与栅极绝缘层7015同层设置为例进行说明。

继续参考图8，控制电极30可以位于半导体压力传感器20远离衬底基板10的一侧，或者控制电极30可以位于半导体压力传感器20靠近衬底基板10的一侧，图8以控制电极30位于半导体压力传感器20远离衬底基板10的一侧为例进行说明。可以理解的是，控制电极30可以与栅极7014同层设置，半导体压力传感器20可以与有源层7011同层设置，当控制电极30位于半导体压力传感器20远离衬底基板10的一侧时，栅极7014位于有源层7011远离衬底基板10的一侧，此时薄膜晶体管701为顶栅型薄膜晶体管；当控制电极30位于半导体压力传感器20靠近衬底基板10的一侧时，栅极7014位于有源层7011靠近衬底基板10的一侧，此时薄膜晶体管701为底栅型薄膜晶体管。

图9是本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，参考图9，本发明实施例提供的显示面板包括上述实施例所述的显示基板1以及与显示基板1相对设置的对向基板2，对向基板2可以为彩膜基板，还可以为盖板或者其他封装层。

图10是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参考图10，显示装置90可以包括本发明任意实施例所述的显示面板901。显示装置90可以为图10所示的手机，也可以为电脑、电视机、智能穿戴显示装置等，本发明实施例对此不作特殊限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。