本發(fā)明實施例涉及觸控技術領域,尤其涉及一種顯示基板、顯示面板和顯示裝置。
背景技術:
目前,越來越多的電子設各配置有觸控顯示屏,例如,公共場所大廳的信息杳詢機,用戶在日常生活工作中使用的電腦、手機等。這樣,用戶只需用手指觸摸觸控顯示屏上的標識就能夠實現(xiàn)對該電子設備進行操作,擺脫了鍵盤和鼠標操作,使人機交互更為直截了當。為了更好地滿足用戶需求,通常在觸控顯示屏中設置有用于檢測用戶在觸摸觸控顯示屏過程中觸控壓力的大小的壓力傳感器。
電橋式應變傳感器便是一種可以檢測觸控壓力大小的壓力傳感器,電橋式應變傳感器通過檢測z方向應變引發(fā)的面內(nèi)形變,測量傳感器的電阻變化來計算觸控壓力大小。
現(xiàn)有技術中,但是由于電橋式應變傳感器不具備開關功能,將電橋式應變傳感器集成在顯示面板上時,電橋式應變傳感器始終處于導通狀態(tài),功耗較大。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實施例提供一種顯示基板、顯示面板和顯示裝置,以解決現(xiàn)有技術中電橋式應變傳感器不具備開關功能,傳感器始終處于導通狀態(tài),功耗較大的技術問題。
第一方面,本發(fā)明實施例提供了一種顯示基板,包括:
襯底基板,以及設置在所述襯底基板上的至少一個半導體壓力傳感器;
所述半導體壓力傳感器包括第一連接端、第二連接端、第三連接端和第四連接端,所述第一連接端和所述第二連接端用于接入偏置電壓信號,所述第三連接端和所述第四連接端用于輸出應變電壓信號;所述第一連接端和所述第二連接端所在的第一直線與所述第三連接端和所述第四連接端所在的第二直線相交;
位于所述半導體壓力傳感器一側的控制電極,所述控制電極與所述半導體壓力傳感器絕緣設置,所述控制電極在所述半導體壓力傳感器所在平面上的垂直投影與所述半導體壓力傳感器存在交疊區(qū)域,所述控制電極用于控制所述半導體壓力傳感器的導通與關斷;
與所述控制電極電連接的控制信號線。
第二方面,本發(fā)明實施例還提供了一種顯示面板,包括第一方面所述的顯示基板,還包括與所述顯示基板對向設置的對置基板。
第三方面,本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置,包括第二方面所述的顯示面板。
本發(fā)明實施例提供的顯示基板、顯示面板和顯示裝置,包括至少一個半導體壓力傳感器和位于半導體壓力傳感器一側的控制電極,壓力傳感器包括第一連接端、第二連接端、第三連接端和第四連接端,第一連接端和第二連接端用于接入偏置電壓信號,第三連接端和第四連接端用于輸出應變電壓信號,通過半導體壓力傳感器實現(xiàn)壓力檢測,半導體壓力傳感器體積小,具有較高的應變電壓以及自動溫度補償優(yōu)勢;同時,通過控制電極控制半導體壓力傳感器的導通與關斷,實現(xiàn)半導體壓力傳感器的開關功能,不僅控制方法簡單,同時產(chǎn)品設置簡單,在非壓力檢測階段,可以關斷半導體壓力傳感器,降低產(chǎn)品功耗。
附圖說明
為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實施例的技術方案,下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然,所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實施例的附圖,而不是全部的附圖,對于本領域普通技術人員,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種顯示基板的結構示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖3是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖5是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖6是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖7是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖;
圖8是圖7中提供的顯示基板沿剖面線a-a’的剖面結構示意圖;
圖9是本發(fā)明實施例提供的一種顯示面板的結構示意圖;
圖10是本發(fā)明實施例提供的一種顯示裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,以下將結合本發(fā)明實施例中的附圖,通過具體實施方式,完整地描述本發(fā)明的技術方案。顯然,所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例,基于本發(fā)明的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例,均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種顯示基板的結構示意圖,如圖1所示,本發(fā)明實施例提供的顯示基板可以包括:
襯底基板10和至少一個半導體壓力傳感器20;
半導體壓力傳感器20可以包括第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204,第一連接端201和第二連接端202用于接入偏置電壓信號,第三連接端203和第四連接端204用于輸出應變電壓信號,第一連接端201和第二連接端202所在的第一直線100與第三連接端203和第四連接端204所在的第二直線200相交;
位于半導體壓力傳感器20一側的控制電極30,控制電極30與半導體壓力傳感器20絕緣設置,控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20存在交疊區(qū)域,控制電極30用于控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷;
與控制電極30電連接的控制信號線40。
示例性的,半導體壓力傳感器20可以為擴散硅壓阻式壓力傳感器,例如,半導體壓力傳感器20可以為非晶硅材料膜或者多晶硅材料膜??蛇x地,半導體壓力傳感器20可以為四端擴散硅壓阻式壓力傳感器,該四端擴散硅壓阻式壓力傳感器利用離子注入工藝在硅片上形成應變電阻片后封裝而成。上述半導體壓力傳感器20具有高輸出,體型小,自動溫度補償?shù)葍?yōu)點,更易于集成于顯示基板上。圖1是本發(fā)明實施例提供的一種顯示基板的結構示意圖,如圖1所示,至少一個半導體壓力傳感器20位于襯底基板10一側,第一連接端201和第二連接端202用于輸入偏置電壓信號,第三連接端203和第四連接端204用于輸出應變電壓信號,在手指觸控顯示基板時,整個顯示基板發(fā)生形變,應變電阻片的阻抗發(fā)生變化,即第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204的阻抗發(fā)生變化,造成第三連接端203和第四連接端204輸出的應變電壓信號發(fā)生變化,因此,可以通過檢測第三連接端203和第四連接端204輸出的應變電壓信號獲取半導體壓力傳感器20的應變電壓,從而判斷手指按壓顯示基板時的觸控壓力的大小。
由于半導體壓力傳感器20不具備開關功能,因此,無論是處于壓力檢測階段還是處于正常顯示階段或者觸控位置檢測階段,半導體壓力傳感器20始終處于導通狀態(tài),與半導體壓力傳感器20連接的多根信號線也需要始終處于工作狀態(tài),因此與半導體壓力傳感器20連接的多根信號線無法再與其他器件連接,實現(xiàn)功能復用;且與半導體壓力傳感器20連接的多根信號線始終需要處于工作狀態(tài)還會造成功耗較大。因此,本發(fā)明實施例提供的顯示基板還可以包括控制電極30,如圖1所示,控制電極30位于半導體壓力傳感器20的一側,控制電極30與半導體壓力傳感器20絕緣設置且控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20存在交疊區(qū)域,控制電極30可以作為半導體壓力傳感器20的開關裝置,用于控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷。示例性的,控制電極30用于控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷,其工作原理可以與薄膜晶體管中柵極可以控制有源層中的溝道區(qū)的導通與關斷的原理類似,控制電極30可以相當于薄膜晶體管中的柵極,半導體壓力傳感器20中與控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影重合的區(qū)域可以相當于薄膜晶體管有源層中的溝道區(qū),當與控制電極30電連接的控制信號線40向控制電極30輸入的控制信號大于一定數(shù)值時,例如大于半導體壓力傳感器20的導通閾值,控制電極30會控制半導體壓力傳感器20導通,此時半導體壓力傳感器20處于正常工作狀態(tài),可以進行壓力檢測;否則,當與控制電極30電連接的控制信號線40向控制電極30輸入的控制信號小于一定數(shù)值時,例如小于半導體壓力傳感器20的導通閾值,控制電極30會控制半導體壓力傳感器20關斷,此時半導體壓力傳感器20處于關閉狀態(tài),不再進行壓力檢測,此時與半導體壓力傳感器20連接的信號線可以與其他器件連接,實現(xiàn)功能復用,如此可以減少顯示基板中的信號線數(shù)量;或者與半導體壓力傳感器20連接的信號線處于非工作狀態(tài),如此可以減少顯示基板的功耗,保證顯示基板功耗較小。
綜上,本發(fā)明實施例提供的顯示基板,包括至少一個半導體壓力傳感器和位于半導體壓力傳感器一側的控制電極,通過半導體壓力傳感器實現(xiàn)壓力檢測,具有較高的檢測靈敏度,同時通過控制電極控制半導體壓力傳感器的導通與關斷,控制方法簡單,同時還可以實現(xiàn)信號線復用,保證顯示基板上信號線數(shù)量較少,易于實現(xiàn)顯示基板窄邊框設計,同時還可以降低顯示基板的功耗,提升顯示基板使用壽命。
可選的,控制電極30可以為金屬電極,例如控制電極30的材料為ni、pt、pb、au等金屬中的一種或多種的組合,通過控制信號線40向控制電極30上輸入控制信號,控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷。
可選的,本發(fā)明實施例提供的顯示基板還可以包括偏置電壓施加電路21和電壓檢測電路22,請繼續(xù)參考圖1,偏置電壓施加電路21分別與半導體壓力傳感器20的第一連接端201和第二連接端202電連接,用于向半導體壓力傳感器20提供偏置電壓信號;電壓檢測電路22分別與半導體壓力傳感器20的第三連接端203和第四連接端204電連接,用于接收半導體壓力傳感器20的應變電壓信號。可選的,偏置電壓施加電路21可以包括第一電極和第二電極(圖中未示出),第一電極與第一連接端201電連接,第二電極與第二連接端202電連接;電壓檢測電路22可以包括第三電極和第四電極(圖中未示出),第三電極與第三連接端203電連接,第四電極與第四連接端204電連接,第一電極和第二電極用于向半導體壓力傳感器20施加偏置電壓,第三電極和第四電極用于獲取半導體壓力傳感器20的應變電壓。
可選的,第一連接端201和第二連接端202所在的第一直線100與第三連接端203和第四連接端204所在的第二直線200相交,具體可以為第一直線100與第二直線200正交,如圖1所示,在觸控壓力檢測過程中,第一連接端201和第二連接端202感應第一直線100方向上的應變,第三連接端203和第四連接端204感應第二直線200方向上的應變,使得第一連接端201、第二連接端202,以及第三連接端203和第四連接端204可以分布在空間同一處,或者分布在比較小的區(qū)域內(nèi)。從而使得第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204有同步溫度變化,消除溫度差異的影響,同時又能感測顯示基板的形變,提高了壓力感應靈敏度。
可選的,半導體壓力傳感器20可以為至少包括四個邊的多邊形結構,第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204分別設置于所述多邊形結構內(nèi)鄰近四個邊的位置處;控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20中除第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204之外的部分存在交疊區(qū)域。具體如圖1所示,圖1僅以半導體壓力傳感器20為四邊形為例進行示例性說明。如圖1所示,半導體壓力傳感器20的形狀可以為矩形,第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204分別設置在矩形的半導體壓力傳感器20內(nèi)鄰近四個邊的位置處,控制電極30的形狀也可以為矩形,控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20的中心區(qū)域交疊,即控制電極30在導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20中除第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204之外的部分存在交疊區(qū)域。
可選的,圖2是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,圖2所示的顯示基板與圖1所示的顯示基板的區(qū)別在于半導體壓力傳感器20包括一鏤空區(qū)域,如圖2所示,與控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影存在交疊區(qū)域的半導體壓力傳感器20中存在一鏤空區(qū)域20a,鏤空區(qū)域20a可以位于半導體壓力傳感器20的中心區(qū)域,也可以為與邊緣區(qū)域,本發(fā)明實施例對鏤空區(qū)域20a的具體位置不進行限定??蛇x的,鏤空區(qū)域20a的形狀可以為矩形、菱形、圓形或者三角形中的任意一種,本發(fā)明實施例對鏤空區(qū)域20a的形狀同樣不進行限定,圖2僅以鏤空區(qū)域20a位于半導體壓力傳感器20的中心區(qū)域,鏤空區(qū)域20a的形狀為菱形為例進行示例性說明。如圖2所示,半導體壓力傳感器20的形狀可以為矩形,第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204分別設置在矩形的半導體壓力傳感器20內(nèi)鄰近四個邊的位置處,控制電極30的形狀也可以為矩形,控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與半導體壓力傳感器20的中心區(qū)域交疊,且控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影覆蓋半導體壓力傳感器20中的鏤空區(qū)域20a。可以理解的是,通過在半導體壓力傳感器20上形成一鏤空區(qū)域20a,可以增加半導體壓力傳感器20的導通電阻,此時半導體壓力傳感器20與信號線分壓時,保證半導體壓力傳感器20上可以分得更大的電壓,保證觸控壓力測試更靈敏;同時信號線上分得更小的電壓,降低信號線帶來的功耗。
可選的,圖3是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,圖3所示的顯示基板與上述實施例所述的顯示基板的區(qū)別在于半導體壓力傳感器20的形狀不同,如圖3所示,半導體壓力傳感器20可以為包括至少四個邊的多邊形結構的本體部20b以及與本體部20b相連的至少四個突出部20c,第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204分別設置于突出部20c上;控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與本體部20b存在交疊區(qū)域??蛇x的,本體部20b的形狀可以為四邊形,控制電極30的形狀可以為四邊形,圖3僅以本體部20b和控制電極30的形狀均為矩形為例進行示例性說明。示例性的,控制電極30通過控制與其絕緣設置且與其存在交疊區(qū)域的本體部20b的導通與關斷,實現(xiàn)控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷。
可選的,圖4是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,圖4所示的顯示基板與上述實施例所述的顯示基板的區(qū)別在于控制電極30的形狀不同,如圖4所示,半導體壓力傳感器20可以為包括至少四個邊的多邊形結構的本體部20b以及與本體部20b相連的至少四個突出部20c,第一連接端201、第二連接端202、第三連接端203和第四連接端204分別設置于突出部20c上;控制電極30在半導體壓力傳感器20所在平面上的垂直投影與突出部20c存在交疊區(qū)域??蛇x的,本體部20b的形狀可以為四邊形,控制電極30的形狀可以為環(huán)形,圖4僅以本體部20b的形狀為矩形,控制電極30的形狀為矩形狀的環(huán)形為例進行示例性說明。示例性的,控制電極30通過控制與其絕緣設置且與其存在交疊區(qū)域的突出部20c的導通與關斷,實現(xiàn)控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷。
可選的,圖5是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,如圖5所示,顯示基板可以包括顯示區(qū)域11和圍繞顯示區(qū)域11的非顯示區(qū)域12,至少一個半導體壓力傳感器20可以設置在非顯示區(qū)域12內(nèi),保證半導體壓力傳感器20不會影響顯示基板的開口率。
可選的,顯示基板還可以包括位于非顯示區(qū)域12內(nèi),且位于顯示區(qū)域11兩側成列排列的多個半導體壓力傳感器20,請繼續(xù)參閱圖5,同一列所有半導體壓力傳感器20的第一連接端201均與第一信號線501電連接,第二連接端202均與第二信號線502電連接,第三連接端203均與第三信號線503電連接,第四連接端204均與第四信號線504電連接。如此,成列排列的多個半導體壓力傳感器20的相同的連接端均電連接至同一根信號線,不僅設計簡單,還可以減少信號線數(shù)量,易于實現(xiàn)顯示基板的窄邊框設計。
可選的,本發(fā)明實施例提供的顯示基板還可以包括設置在非顯示區(qū)域12的多級級聯(lián)的移位寄存器60,請參閱圖6,圖6是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,如圖6所示,每級移位寄存器60包括掃描信號輸出端601,控制信號線40可以分別與不同級移位寄存器60的掃描信號輸出端601電連接??蛇x的,移位寄存器60包括掃描信號輸出端601,用于在顯示階段內(nèi)向掃描線提供掃描信號(圖中未示出)??蛇x的,與控制電極30電連接的控制信號線40可以分別與不同極移位寄存器60的掃描信號輸出端601電連接,用于將移位寄存器60輸出的掃描信號通過掃描信號輸出端601輸入至控制電極30,控制電極30根據(jù)接收到的掃描信號控制半導體壓力傳感器20的導通與關斷??梢岳斫獾氖?,通過控制信號線40分別與不同級移位寄存器60的掃描信號輸出端601電連接,移位寄存器60輸出的掃描信號作為控制電極30接收的控制信號,控制電極30復用掃描信號實現(xiàn)控制半導體壓力傳感器20,不僅控制方法簡單,而且無需驅動電路為控制電極30提供控制信號,顯示基板設計簡單高效,易于實現(xiàn)顯示基板窄邊框設計。
可選的,本發(fā)明實施例提供的顯示基板還可以包括薄膜晶體管701,薄膜晶體管701可以設置在顯示區(qū)域11和/或非顯示區(qū)域12,如圖7所示,圖7是本發(fā)明實施例提供的又一種顯示基板的結構示意圖,圖7以薄膜晶體管701設置在顯示區(qū)域12為例進行示例性說明??梢岳斫獾氖?,顯示區(qū)域11設置有多個像素單元70,每個像素單元70中均設置有薄膜晶體管701,薄膜晶體管701分別與掃描線702和數(shù)據(jù)線703電連接,薄膜晶體管701作為開關器件,用于控制與其相連的像素電極704的顯示。圖8是圖7中提供的顯示基板沿剖面線a-a’的剖面結構示意圖,如圖8所示,薄膜晶體管701可以包括有源層7011,有源層7011設置在襯底基板10的一側,半導體壓力傳感器20可以與有源層7011同層設置??蛇x的,半導體壓力傳感器20的材料可以與有源層7011的材料相同,例如均可以為非晶硅材料膜或多晶硅材料膜,在半導體壓力傳感器20和有源層7011的制備過程中,半導體壓力傳感器20可以與有源層7011同時制備。
繼續(xù)參閱圖8,有源層7011可以包括源漏區(qū)7011a和溝道區(qū)7011b,在薄膜晶體管701處于正常工作狀態(tài)時,源漏區(qū)7011a的載流子濃度大于溝道區(qū)7011b的載流子濃度??蛇x的,半導體壓力傳感器20的載流子濃度值可以介于溝道區(qū)7011b的載流子濃度值與源漏區(qū)7011a的載流子濃度值之間,即半導體壓力傳感器20的載流子濃度值可以大于溝道區(qū)7011b的載流子濃度值,且小于源漏區(qū)7011a的載流子濃度值,既可以保證半導體壓力傳感器20的半導體特性,同時較大的載流子濃度值還可以保證半導體壓力傳感器20的導通性能良好。
繼續(xù)參閱圖8,本發(fā)明實施例提供的顯示基板還可以包括介質層80,介質層80可以設置于控制電極30與半導體壓力傳感器20之間,用于保持控制電極30與半導體壓力傳感器20絕緣設置。可選的,介質層80的材料可以為二氧化硅。
繼續(xù)參閱圖8,薄膜晶體管701還可以包括源極7012、漏極7013、柵極7014、柵極絕緣層7015和層間絕緣層7016,控制電極30可以與源極7012、漏極7013和柵極7014中的任意一個同層設置,介質層80可以與柵極絕緣層7015或者層間絕緣層7016同層設置。示例性的,控制電極30的材料可以與源極7012、漏極7013或者柵極7014的材料相同,例如均可以為ni、pt、pb、au等金屬中的一種或多種的組合,在控制電極30與源極7012、漏極7013以及柵極7014的制備過程中,控制電極30可以與源極7012、漏極7013以及柵極7014中的任意一個同時制備。圖8以控制電極30與柵極7014同層設置為例進行說明??蛇x的,介質層80的材料可以與柵極絕緣層7015或者層間絕緣層7016的材料相同,例如均為二氧化硅,在介質層80與柵極絕緣層7015或者層間絕緣層7016的制備過程中,介質層80可以與柵極絕緣層7015或者層間絕緣層7016同時制備。圖8以介質層80與柵極絕緣層7015同層設置為例進行說明。
繼續(xù)參考圖8,控制電極30可以位于半導體壓力傳感器20遠離襯底基板10的一側,或者控制電極30可以位于半導體壓力傳感器20靠近襯底基板10的一側,圖8以控制電極30位于半導體壓力傳感器20遠離襯底基板10的一側為例進行說明??梢岳斫獾氖?,控制電極30可以與柵極7014同層設置,半導體壓力傳感器20可以與有源層7011同層設置,當控制電極30位于半導體壓力傳感器20遠離襯底基板10的一側時,柵極7014位于有源層7011遠離襯底基板10的一側,此時薄膜晶體管701為頂柵型薄膜晶體管;當控制電極30位于半導體壓力傳感器20靠近襯底基板10的一側時,柵極7014位于有源層7011靠近襯底基板10的一側,此時薄膜晶體管701為底柵型薄膜晶體管。
圖9是本發(fā)明實施例提供的一種顯示面板的結構示意圖,參考圖9,本發(fā)明實施例提供的顯示面板包括上述實施例所述的顯示基板1以及與顯示基板1相對設置的對向基板2,對向基板2可以為彩膜基板,還可以為蓋板或者其他封裝層。
圖10是本發(fā)明實施例提供的一種顯示裝置的結構示意圖,參考圖10,顯示裝置90可以包括本發(fā)明任意實施例所述的顯示面板901。顯示裝置90可以為圖10所示的手機,也可以為電腦、電視機、智能穿戴顯示裝置等,本發(fā)明實施例對此不作特殊限定。
注意,上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解,本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例,對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整、相互結合和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此,雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明,但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例,在不脫離本發(fā)明構思的情況下,還可以包括更多其他等效實施例,而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。