显示基板、制作方法以及显示装置

技术领域

本申请实施例涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种显示基板、制作方法以及显示装置。

背景技术

根据触控原理，常见的触控屏可以分为红外式触控屏和电容式触控功能屏。其中，红外式触控屏属于光学触控，其在屏幕的四周布满红外接收管和红外发射管，红外接收管和红外发射管在屏幕的表面排列呈一一对应的位置关系，从而形成一张由多条红外线布成的光网。用户在触摸该屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖至少两条红外线，因而通过分析未接收到红外线的红外接收管即可判断出触摸点在屏幕的位置。但是红外式触控屏由于需要在屏幕四周外框处添加数目较多的红外接收管和红外发射管，不利于触控屏超薄、窄边框的设计。

电容式触控屏包括阵列排布的触控电容感应器(Touch Sensor)和与触控电容感应器相连的触控线(Touch Line)。当用户触碰触控屏时，位于触摸点处的触控电容感应器的电容会发生变化，根据电容发生变化的触控电容感应器即可检测出触摸点在触控屏上的位置。但是，电容式触控屏易受到应用环境的影响，当周围环境的温度、湿度、电场有变化时，会引起电容屏的漂移，造成触控不精准。另外，公共电压Vcom容易在远端出现供给不足的情况，尤其是在屏幕尺寸较大时，从而容易引起触控不良的缺陷。

由此可以看出，上述触控屏均存在着一定的局限性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种显示基板、制作方法以及显示装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种显示基板，包括衬底基板和在所述衬底基板上阵列设置的多个光电感应器件，所述光电感应器件基于光线变化产生触控信号。

在本申请实施例提供的显示基板中，采用光电感应器件实现触控检测，相较于现有技术中的触控方案，光电感应器件受环境和屏幕尺寸的影响较小，触控识别的可靠性和准确性有保证。而且，光电感应器件体积较小，以光电感应器件为单元的分块能够实现更精准触控定位

在一种可能的实施方式中，所述显示基板还在所述衬底基板上设置有薄膜晶体管和与所述薄膜晶体管连接的栅线，所述光电感应器件与所述栅线连接，所述栅线复用为与所述光电感应器件相连的信号线。

在一种可能的实施方式中，所述光电感应器件为PIN器件，所述PIN器件包括依次设置的第一器件电极、N型半导体、本征半导体、P型半导体和第二器件电极，所述第一器件电极或所述第二器件电极与所述栅线相连。

在一种可能的实施方式中，包括与所述栅线交叉设置的数据线和触控线，所述薄膜晶体管连接于所述栅线和所述数据线之间，所述PIN器件连接于所述栅线和所述触控线之间。

在一种可能的实施方式中，所述第一器件电极与所述栅线相连，所述第二器件电极与所述触控线相连；所述PIN器件的导通电压小于所述栅极的高电平电压与所述触控线电压的差值。

在一种可能的实施方式中，所述触控线与所述数据线平行设置，所述薄膜晶体管和所述PIN器件设置于所述数据线和所述触控线之间。

在一种可能的实施方式中，所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极，所述漏极连接有像素电极，所述第一器件电极和所述第二器件电极中远离所述衬底基板的一方与所述像素电极采用相同的材料。

在一种可能的实施方式中，所述薄膜晶体管为底栅型，所述第一器件电极和所述第二器件电极中靠近所述衬底基板的一方与所述栅极采用相同的材料。

在一种可能的实施方式中，所述薄膜晶体管和所述PIN器件采用相同的半导体材料，所述半导体材料为低温多晶硅、非晶硅或氧化物半导体。

第二方面，本申请实施例提供了一种显示基板的制作方法，其包括：

获取衬底基板；

在所述衬底基板上制作光电感应器件。

在一种可能的实施方式中，在所述衬底基板上制作栅线、数据线、触控线以及连接于所述栅线和数据线之间的薄膜晶体管；

所述在所述衬底基板上制作光电感应器件，包括：

制作连接于所述栅线和所述触控线之间的PIN器件。

在一种可能的实施方式中，所述薄膜晶体管包括自所述衬底基板层叠设置的栅极层、栅极绝缘层、有源层和源漏层，所述源漏层中的源极与所述数据线相连，漏极与像素电极相连；所述PIN器件包括自所述衬底基板层叠设置的第一器件电极、PIN结构层和第二器件电极；

所述制作方法包括：

通过一次构图工艺形成所述栅极层、所述栅线和所述第一器件电极；

和/或

通过一次构图工艺形成所述有源层和所述PIN结构层的至少其中一层，其中，所述PIN结构层包括N型半导体层、本征半导体层、P型半导体层；

和/或

通过一次构图工艺形成所述像素电极和所述第二器件电极；

和/或

通过一次构图工艺形成所述数据线和所述触控线。

第三方面，本申请实施例同时提供了一种显示装置，包括控制芯片以及第一方面实施例中的显示基板，所述控制芯片与所述显示基板中的光电感应器件信号连接。

在一种可能的实施方式中，所述显示装置为液晶显示屏，或者，有机发光二极管显示屏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请一个或多个实施例，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。

图1为本申请实施例的一种显示基板的等效电路图；

图2为图1中对应单个像素的等效电路图；

图3为本申请实施例提供的显示基板的截面示意图。

附图标记说明：

1-衬底基板、2-数据线、3-薄膜晶体管、4-栅极层、5-栅极绝缘层、6-PIN器件、7-第一器件电极、8-N型半导体、9-触控线、10-本征半导体、11-P型半导体、12第二器件电极、13-源漏层、14-有源层、15-钝化层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括显示基板和像素阵列，显示基板上设置有驱动像素阵列显示的驱动电路。该显示装置采用In-Cell触控技术，触控电路也设置于显示基板。

图1为本申请实施例提供的一种显示基板的等效电路图，如图1所示，显示基板包括衬底基板和在衬底基板上设置的栅线Gate、数据线Data、触控线Touch、薄膜晶体管TFT和PIN器件，其中，栅线Gate沿第一方向延伸，多条栅线Gate1-Gate3沿第二方向均匀排布，第一方向和第二方向相互垂直，以图1所示方位为例，第一方向为横向，第二方向为纵向。

数据线Data沿第二方向延伸，多条数据线Data1-Data3沿第一方向均匀排布。栅线Gate和数据线Data垂直交叉。触控线Touch设置于数据线Data的一侧，并沿第二方向延伸，多条触控线Touch1-Touch3沿第一方向均匀排布，也就是说，触控线Touch对应数据线Data平行设置。

栅线Gate与数据线Data的交叉位置设置有薄膜晶体管TFT，栅线Data与触控线Touch的交叉位置设置有PIN器件，图2为图1中对应单个像素的等效电路图，如图1和2所示，

薄膜晶体管TFT包括栅极G、源极S和漏极D，栅极G与栅线Gate连接，源极S与数据线Data连接，漏极S与像素电极Pixel相连，通过控制薄膜晶体管TFT的开关，可以通过像素电极Pixel控制与该像素电极Pixel对应像素的显示。

PIN器件设置于薄膜晶体管TFT的一侧，包括第一器件电极、PIN结构层和第二器件电极，第一器件电极与栅线Gate相连，第二器件电极与触控线Touch相连。即，栅线Gate复用为与PIN器件相连的信号线。

根据不同的PIN结构层，第一器件电极可以为阳极或者阴极，相应地，第二器件电极可以为阴极或者阳极。在本实施例中，PIN结构层包括设置于第一器件电极和第二器件电极之间的N型半导体、本征半导体、P型半导体，第一器件电极为阳极，第二器件电极为阴极。并且，PIN器件的导通电压小于栅极的高电平电压与触控线电压的差值，也就是说，在栅极输入高电平时，PIN器件处于导通状态，在栅极输入低电平时，PIN器件处于截止状态。

该显示装置还包括TDDI(Touch and Display Driver Integration，触控与显示驱动器集成)芯片，TDDI芯片用于显示驱动和触控检测，栅线Gate、触控线Touch和数据线Data在显示区外周与TDDI芯片相连，TDDI芯片可检测出显示器件的实时触摸状态及触摸坐标位置具体信息。

该显示装置的控制原理为：

触控线Touch输入小于栅线Gate高电平信号电压(如24V)的固定电压(如22V)，且该固定电压与栅线Gate高电平信号电压的差值能够使PIN器件导通。

当某一栅线Gate输入高电平信号，此时PIN器件导通，从而产生一个由栅线Gate流向触控线Touch的电流；手指触摸屏幕时，遮挡PIN器件，导致PIN器件由于光照照度减小，通过PIN器件的电流也会相应减小，此时触控线Touch的电流会发生变化，TDDI芯片读取到相应触控线Touch的电流变化，即可根据栅线Gate和触控线Touch对触摸位置进行精准触控定位。

当某一栅线Gate输入低电平信号(如-8V)，此时PIN器件不导通，即触控不工作。

通过上述描述可知，采用以上In-Cell的触控设计，至少具有如下优势：

第一，采用上述电路结构，能够使显示驱动和触控检测同步工作，即在驱动显示的驱动电路工作的同时，用于触控检测的触控电路也在工作；在驱动显示的驱动电路停止工作的同时，用于触控检测的触控电路也停止工作。相对于现有技术中分时复用的显示触控方案，如此设计，触控检测和显示控制的同步性以及触控的准确性均有较大提升。

第二，采用PIN器件阵列能够实现以像素大小(Dot)为单元的精准触控定位，以及高响应速度触控。

第三，栅线和触控线的压降不影响PIN器件的导通，因此即使在显示屏的远端，PIN器件只要导通即可实现正常的触控检测，避免了触控不良等问题，从而能够适应大尺寸的触控屏，以及大尺寸拼接屏。

第三，通过共用栅线能够减少电路走线，从而提高开口率；而且。电路线路的简化，可以缩小布线空间，从而实现有利于窄边化设计。

上述实施例中，以PIN器件为例进行描述，但是本申请实施例并不局限于此，可以采用其它能够基于光线变化产生电信号变化的光电感应器件，例如：PN型器件、雪崩型器件、以及GaAsP型器件等。

本申请实施例提供了一种显示基板的制作方法，该制作方法包括：

获取衬底基板；

在衬底基板上制作光电感应器件。

进一步地，在衬底基板上制作栅线、数据线、触控线以及连接于栅线和数据线之间的薄膜晶体管；

在衬底基板上制作光电感应器件，包括：

制作连接于栅线和触控线之间的PIN器件。

在本申请实施例中，薄膜晶体管TFT可以为顶栅型、底栅型或双栅型，PIN器件和薄膜晶体管中的半导体材料也可以选用低温多晶硅、非晶硅或氧化物半导体等。

但是在显示基板的制作过程中，可以通过调整薄膜晶体管TFT和PIN器件的结构和使用材料，使PIN器件和薄膜晶体管能够有较多的结构可以同层同材料制备，从而实现提高制作效率的目的。

例如，图3为本申请实施提供的一种显示基板的截面图，如图3所示，包括衬底基板1，以及在衬底基板1上设置的薄膜晶体管3和PIN器件6；薄膜晶体管3和PIN器件6均为a-Si基器件。

薄膜晶体管为底栅型，包括自衬底基板1层叠设置的栅极层4、栅极绝缘层5、有源层14和源漏层13以及钝化层15。PIN器件6包括自衬底基板1依次设置的第一器件电极7、N型半导体8、本征半导体10、P型半导体11和第二器件电极12。

衬底基板1上还设置有栅线、数据线2和触控线9，栅线与栅极和第一器件电极7相连，数据线2位于薄膜晶体管3远离PIN器件6的一侧，与源极相连；薄膜晶体管6的漏极与像素电极相连。触控线9位于PIN器件6远离薄膜晶体管3的一侧，第二器件电极12与触控线9相连。

上述显示基板的基座方法包括：

提供衬底基板

在衬底基板上制作栅极层、栅线以及PIN器件的第一器件电极；

在栅极层上制作栅极绝缘层；

在制作栅极绝缘层上制作有源层，在第一器件电极上制作PIN结构层；

制作数据线、源漏层和触控线；

形成钝化层及与与触控线连通的过孔；

形成与源漏层中漏极相连的像素电极，以及PIN器件的第二器件电极；并通过过孔连接第二器件电极和触控线，完成基板制作。

在以上制作过程中，栅极层、栅线和第一器件电极同层同材料制作；

有源层和PIN结构层同层同材料制作；

像素电极和第二器件电极同层同材料制作；

数据线、源漏层和触控线同层同材料制作。

此处同层同材料制作是指通过一次构图工艺形成。

本申请实施例提供的显示装置可以为液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)，LCD包括阵列基板、彩膜基板以及设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。显示基板即阵列基板。阵列基板上设置有控制显示装置显示的驱动电路，驱动电路通过控制液晶层中液晶分子的转动方向，达到控制每个像素点显示的目的。

在另外的实施方式中，本申请实施例提供的显示装置还可以为有机发光半导体(OrganicElectroluminesence Display，OLED)显示屏，该显示装置包括位于显示基板上方的有机发光层，显示基板中的像素电极可以作为有机发光层的阳极或者阳极。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

此外，上文所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。