(57)【要約】【課題】本発明の実施例が表示基板及びその製造方法、表示パネル及び表示装置を提供し、表示技術分野に関する。本発明の解決手段により、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させることができる。【解決手段】本発明の実施例にかかる表示基板が表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域を備え、前記周辺領域に複数の圧力センサが設置され、前記圧力センサの材質が多結晶シリコンであり、前記表示基板に垂直な方向において、前記圧力センサの所在するフィルム層の下方に第１フィルム層が直接設置され、前記圧力センサの所在するフィルム層の上方に第２フィルム層が直接設置され、前記第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示基板であって、
前記表示基板は、表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とを備え、前記周辺領域に複数の圧力センサが設置され、前記圧力センサの材質は、多結晶シリコンであり、前記表示基板に垂直な方向において、前記圧力センサの所在するフィルム層の下方に第１フィルム層が直接設置され、前記圧力センサの所在するフィルム層の上方に第２フィルム層が直接設置され、前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率は、酸化ケイ素のヤング率よりも大きいことを特徴とする表示基板。
【請求項２】
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのヤング率は、いずれも酸化ケイ素のヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層との材質は、いずれも窒化ケイ素であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示領域に多結晶シリコン層、第１酸化ケイ素層、第２酸化ケイ素層、第１窒化ケイ素層及び第２窒化ケイ素層が設置され、前記表示基板に垂直な方向において、前記第１窒化ケイ素層、前記第１酸化ケイ素層、前記多結晶シリコン層、前記第２酸化ケイ素層及び前記第２窒化ケイ素層は順次緊密に隣接して設置され、前記圧力センサの所在するフィルム層と前記多結晶シリコン層の所在するフィルム層とは、同一のフィルム層であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１フィルム層と前記第１窒化ケイ素層は、同一のフィルム層であり、且つ両者の厚さが同じであり、前記第２フィルム層と前記第２窒化ケイ素層は、同一のフィルム層であり、且つ両者の厚さが同じであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１フィルム層と前記第１窒化ケイ素層は、同一のフィルム層であり、且つ前記第１窒化ケイ素層と前記第１酸化ケイ素層との総厚さが前記第１フィルム層の厚さと同じであり、前記第２フィルム層と前記第２窒化ケイ素層は、同一のフィルム層であり、且つ前記第２窒化ケイ素層と前記第２酸化ケイ素層との総厚さが前記第２フィルム層の厚さと同じであることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのうちの少なくとも一方の材質は、酸窒化ケイ素であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記圧力センサの厚さは、５０ｎｍ〜７５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の表示基板を備えることを特徴とする表示パネル。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示パネルを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
表示基板製造方法であって、
前記表示基板を表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とに区画するステップと、
前記周辺領域に第１フィルム層を形成するステップと、
前記第１フィルム層が形成される前記周辺領域に材質が多結晶シリコンである複数の圧力センサを直接形成するステップと、
前記複数の圧力センサが形成される前記周辺領域に第２フィルム層を直接形成するステップとを含み、
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率は、酸化ケイ素のヤング率よりも大きいことを特徴とする表示基板製造方法。
【請求項１２】
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのヤング率は、いずれも酸化ケイ素のヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の表示基板製造方法。
【請求項１３】
前記第１フィルム層と前記第２フィルム層との材質は、いずれも窒化ケイ素であることを特徴とする請求項１２に記載の表示基板製造方法。
【請求項１４】
前記表示領域に第１窒化ケイ素層を形成するステップと、
前記第１窒化ケイ素層が形成される前記表示領域に第１酸化ケイ素層を直接形成するステップと、
前記第１酸化ケイ素層が形成される前記表示領域に多結晶シリコン層を直接形成するステップと、
前記多結晶シリコン層が形成される前記表示領域に第２酸化ケイ素層を直接形成ステップと、
前記第２酸化ケイ素層が形成される前記表示領域に第２窒化ケイ素層を直接形成するステップとを、さらに含み、
前記多結晶シリコン層と複数の前記圧力センサは、同時に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の表示基板製造方法。
【請求項１５】
前記周辺領域に第１フィルム層を形成し、前記表示領域に第１窒化ケイ素層を形成するステップは、
前記表示基板の前記周辺領域と前記表示領域に同時に窒化ケイ素の層を形成し、前記周辺領域に位置する窒化ケイ素を前記第１フィルム層とし、前記表示領域に位置する窒化ケイ素を前記第１窒化ケイ素層とし、前記第１フィルム層の厚さと前記第１窒化ケイ素層の厚さを同じにするステップを含み、
前記周辺領域に第２フィルム層を形成し、前記表示領域に第２窒化ケイ素層を形成するステップは、
前記表示基板の前記周辺領域と前記表示領域に同時に窒化ケイ素の層を形成し、前記周辺領域に位置する窒化ケイ素を前記第２フィルム層とし、前記表示領域に位置する窒化ケイ素を前記第２窒化ケイ素層とし、前記第２フィルム層の厚さと前記第２窒化ケイ素層の厚さを同じにするステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示基板製造方法。
【請求項１６】
前記周辺領域に第１フィルム層を形成し、前記表示領域に第１窒化ケイ素層を形成するステップは、
前記表示基板の前記周辺領域と前記表示領域に同時に窒化ケイ素の層を形成し、前記周辺領域に位置する窒化ケイ素を前記第１フィルム層とするステップと、
窒化ケイ素の厚さの減少量が前記第１酸化ケイ素層の厚さとなるまで前記表示領域に位置する窒化ケイ素をエッチングして、前記第１窒化ケイ素層を形成するステップと、を含み、
前記周辺領域に第２フィルム層を形成し、前記表示領域に第２窒化ケイ素層を形成するステップは、
前記表示基板の前記周辺領域と前記表示領域に同時に窒化ケイ素の層を形成し、前記周辺領域に位置する窒化ケイ素を前記第２フィルム層とするステップと、
窒化ケイ素の厚さの減少量が前記第２酸化ケイ素層の厚さとなるまで前記表示領域に位置する窒化ケイ素をエッチングして、前記第２窒化ケイ素層を形成することを特徴とする請求項１４に記載の表示基板製造方法。
【請求項１７】
前記第１フィルム層が形成される前記周辺領域に材質が多結晶シリコンである複数の圧力センサを直接形成するステップは、
前記第１フィルム層が形成される前記周辺領域にアモルファスシリコンの層を直接形成するステップと、
アモルファスシリコンをレーザ結晶化し、材質が多結晶シリコンである複数の前記圧力センサを形成するステップとを、含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示基板製造方法。
【請求項１８】
前記第２フィルム層が形成された後、材質が多結晶シリコンである複数の前記圧力センサをヘビードーピングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示技術分野に関し、特に表示基板及びその製造方法、表示パネルと表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ制御機能を有する表示パネルが、携帯電話、タブレットＰＣ、公共の場所に設置された情報照会デバイスなどの各種の表示装置に広く応用されている。ユーザが指で表示パネル上の標識を押圧するだけで、当該表示装置を操作することができ、ユーザが他の入力デバイス（例えば、キーボードとマウスなど）を使用する必要がなくなり、ヒューマンコンピュータインタラクションが簡単になる。
【０００３】
ユーザの需要を満たすために、通常、表示パネルにユーザが表示パネルを押圧する圧力の大きさを検出するための圧力センサが設けられ、これにより、表示パネルがタッチ位置情報を収集することができるのみならず、圧力の大きさを収集することもでき、タッチ技術の応用範囲が広くなる。
【０００４】
表示パネルは構造が複雑であり、多くのフィルム層を備え、従来技術において、圧力センサの所在するフィルム層の上方と下方に設置されるフィルム層の材質がいずれも酸化ケイ素であり、そのヤング率が小さく、外力を受けたとき、弾性変形が発生するのみならず、非弾性変形も発生する。ここで、非弾性変形がフィルム層に残存し、回復できないため、圧力センサの所在する位置に応力がかからない場合でも、圧力センサには依然としてある程度の変形があり、圧力センサのベースラインがドリフトし、圧力センサが圧力を検出する精度に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明によれば、表示基板及びその製造方法、表示パネルと表示装置が提供され、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の形態では、本発明の実施例により表示基板が提供され、前記表示基板が表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とを備え、前記周辺領域に複数の圧力センサが設置され、前記圧力センサの材質が多結晶シリコンであり、前記表示基板に垂直な方向において、前記圧力センサの所在するフィルム層の下方に第１フィルム層が直接設置され、前記圧力センサの所在するフィルム層の上方に第２フィルム層が直接設置され、前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率は酸化ケイ素のヤング率よりも大きい。
【０００７】
第２の形態では、本発明の実施例により表示パネルが提供され、前記表示パネルは上記いずれか１つの上記表示基板を備える。
【０００８】
第３の形態では、本発明の実施例により表示装置が提供され、前記表示装置は上述した表示パネルを備える。
【０００９】
第４の形態では、本発明の実施例により表示基板製造方法が提供され、前記表示基板製造方法は、
前記表示基板を表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とに区画するステップと、
前記周辺領域に第１フィルム層を形成するステップと、
前記第１フィルム層が形成される前記周辺領域に、直接材質が多結晶シリコンである圧力センサを複数形成するステップと、
複数の前記圧力センサが形成される前記周辺領域に、直接第２フィルム層を形成するステップとを含み、
ここで、前記第１フィルム層と前記第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率は酸化ケイ素のヤング率よりも大きい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表示基板及びその製造方法、表示パネル及び表示装置が提供される。ここで、表示基板は表示領域と表示領域を囲む周辺領域を備え、周辺領域に複数の圧力センサが設置され、圧力センサの材質が多結晶シリコンであり、表示基板に垂直な方向において、圧力センサの所在するフィルム層の下方に第１フィルム層が直接設置され、圧力センサの所在するフィルム層の上方に第２フィルム層が直接設置される。従来技術において圧力センサの所在するフィルム層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質がいずれも酸化ケイ素であり、本発明の実施例において第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きく、従来技術に比べ、第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも一方がより圧縮されにくく、非弾性変形しにくくなる。これにより、圧力センサの所在する位置に応力がかからないとき、圧力センサが変形せず、圧力センサのベースラインがドリフトすることを効果に防止し、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の実施例または従来技術における技術案をより明瞭に説明するために、実施例または従来技術の記述に必要な図面を以下で簡単に説明する。明らかに、後述する図面は、本発明の幾つかの実施例に係るものである。当業者であれば、創造的労力を要しない前提で、これらの図面から他の図面を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る表示基板の平面図である。
【図２】本発明の実施例提に係る図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示す模式図である。
【図３】従来技術において同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧するときの圧力センサの出力信号を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る図１に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す第１例の模式図である。
【図５】本発明の実施例に係る図１に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す第２例の模式図である。
【図６】本発明の実施例に係る表示基板の表示領域の平面図である。
【図７】本発明の実施例に係る圧力センサの構造を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例に係る圧力センサの接続を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例に係る表示装置の平面図である。
【図１０】本発明の実施例に係る表示基板製造方法のフローチャートであるである。
【図１１】本発明の実施例に係る表示基板の第１例の製造プロセスを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施例に係る表示基板の第２例の製造プロセスを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施例の目的、解決手段及びメリットをより明瞭にするために、以下では、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における解決手段について明確で全面的に説明する。明らかに、説明する実施例は、本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づき、創造的労力を要しない前提で得たすべての他の実施例はいずれも本発明の保護範囲に含まれる。
【００１３】
なお、可能な組合せの範囲において、本発明の実施例にかかる各特徴が互いに組み合わせることができる。以下では、図面を参照しながら、実施例に合わせて本発明を詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施例にかかる表示基板の平面図であり、図２は本発明の実施例にかかる図１に示すＡ-Ａ´方向における断面を示す模式図である。表示基板１が表示領域Ａと表示領域Ａを囲む周辺領域Ｂを備え、周辺領域Ｂ内に複数の圧力センサ１０が設置されている。圧力センサ１０の材質が多結晶シリコンであり、表示基板１に垂直な方向において、圧力センサ１０の所在するフィルム層の下方に第１フィルム層２０が直接設置され、圧力センサ１０の所在するフィルム層の上方に第２フィルム層３０が直接設置されている。第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のヤング率（７５ＧＰａ）よりも大きい。ここで、上述した「圧力センサ１０のあるフィルム層の下方に第１フィルム層２０が直接設置され、圧力センサ１０のあるフィルム層の上方に第２フィルム層３０が直接設置されている」とは、圧力センサ１０のあるフィルム層の下面が第１フィルム層２０と直接接触し、且つ上面が第２フィルム層３０と直接接触する。
【００１５】
ここで、圧力センサ１０が圧力の大きさを検出する原理は以下のとおりである。表示パネルにおけるある位置に圧力をかける際、圧力センサ１０の所在する位置に当該圧力による応力が存在し、当該応力によって、圧力センサ１０に変形が生じる。これにより、圧力センサ１０の抵抗が変わり、圧力センサ１０の出力値が変わり、この変化に基づき、表示パネルにかかる圧力の大きさを計算して得ることができる。圧力センサ１０に応力がかからないとき、圧力センサ１０の出力値が圧力センサ１０のベースライン（ｂａｓｅｌｉｎｅ）であり、上記圧力センサ１０の出力値の変化量は、圧力センサ１０に応力がかかるとき、対応する出力値とベースラインとの差分値である。上述した説明によりわかるように、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすると、圧力センサ１０に応力がかかるとき、即ち、表示パネルに圧力がかかるとき、計算して得た圧力の大きさが正確でないため、圧力センサ１０が圧力を検出する精度が高くない。圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを引き起こす主な原因は、以下のとおりであり、即ち、表示基板が多くのフィルム層を備え、押圧を受けたとき、フィルム層に弾性変形と非弾性変形が発生し、非弾性変形がフィルム層に残る場合には変形が非可逆となり回復困難となる。この変形を伴う場合、圧力センサ１０に応力が作用していなくても圧力センサ１０には依然としてある程度の変形が残る。
【００１６】
通常、材質が多結晶シリコンである圧力センサと、表示領域における薄膜トランジスタが備える材質も多結晶シリコンである活性層とは、同一のフィルム層において製造される。一般的に、酸化ケイ素と多結晶シリコンとの接触界面が優れるため、当該多結晶シリコンが良い半導体特性を有し、それにより薄膜トランジスタが良い電気的特性を有する。さらに、他のフィルム層（例えば、窒化ケイ素層）における水素が多結晶シリコンと接触することを遮断し、水素が多結晶シリコンの半導体特性に与える悪影響を回避する。従って、通常、活性層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質がいずれも酸化ケイ素であり、これに伴い、圧力センサの所在するフィルム層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質もいずれも酸化ケイ素となる。しかし、酸化ケイ素のヤング率が小さいため、外力が作用した際に、弾性変形が発生するのみだけでなく、外力の大きさに応じて非弾性変形も発生する。この非弾性変形がフィルム層に残存して回復できないため、圧力センサの所在する位置に応力が作用していなくても、圧力センサは依然としてある程度の変形が残り、圧力センサ１０のベースラインがドリフトし、圧力センサ１０が圧力を検出する精度が悪化する。
【００１７】
図３は従来技術において同じ大きさの圧力で表示パネルを２回押圧する場合の圧力センサの出力信号を示す模式図である。図３に示すように、従来技術において、同じ大きさの圧力で（例えば、５００ｇ）表示パネルを２回押圧するとき、１回目の押圧（図３に押圧１で示す）中に、圧力センサの出力値とベースラインとの差分値がΔＶ１である。応力が、表示パネルが備える各フィルム層に蓄積されるため、１回目の押圧後、圧力センサのベースラインがドリフトし、２回目の押圧（図３に押圧２で示す）中に、圧力センサの出力値とベースラインとの差分値がΔＶ１´であり、それがΔＶ１と比べ、大きな差異を有するため、圧力センサが圧力を検出する精度が低くなる。
【００１８】
本発明の実施例において、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きくなる。これにより、従来技術に比べ、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうちの少なくとも１つのフィルム層がより圧縮されにくく、非弾性変形が発生しにくくなる。そのため、圧力センサ１０のある位置に応力がかからないとき、圧力センサ１０が変形せず、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを効果的に防止することができ、圧力センサ１０が圧力を検出する精度を向上させる効果を奏することができる。
【００１９】
なお、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きいことは以下の３つの場合を含む。即ち、１つ目の場合、第１フィルム層２０のヤング率のみが酸化ケイ素のヤング率より大きく、２つ目の場合、第２フィルム層３０のヤング率のみが酸化ケイ素のヤング率より大きく、３つ目の場合、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０のヤング率がいずれも酸化ケイ素のヤング率より大きい。上述した説明によりわかるように、通常、活性層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質がいずれも酸化ケイ素であり、これによって、圧力センサの所在するフィルム層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質もいずれも酸化ケイ素となる。そのため、本発明の実施例において、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうち、１つのフィルム層のみのヤング率が酸化ケイ素のヤング率より大きいとき、もう１つのフィルム層の材質が酸化ケイ素であると選択することができる。これにより、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることを防止する効果を奏することができ、圧力センサの検出精度を向上させる。さらに、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０のヤング率がいずれも酸化ケイ素のヤング率より大きいとき、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０がいずれも圧縮されにくく、圧力センサ１０のベースラインがドリフトすることをより効果的に防止することができ、圧力センサの検出精度を向上させる効果がより優れる。
【００２０】
ここで、ヤング率が酸化ケイ素のヤング率より大きい材質がいずれも本発明に適用することができる。例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ２）と酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）を適用することができる。これに基づき、本発明の実施例において、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０のヤング率がいずれも酸化ケイ素のヤング率より大きい場合、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０の材質の選択について、複数の選択が考えられる。例えば、1つ目の選択として、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０の材質がいずれも窒化ケイ素である。２つ目の選択として、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０の材質がいずれも酸窒化ケイ素である。３つ目の選択として、第１フィルム層２０の材質が窒化ケイ素であり、第２フィルム層３０の材質が酸窒化ケイ素である。４つ目の選択として、第１フィルム層２０の材質が酸窒化ケイ素であり、第２フィルム層３０の材質が窒化ケイ素である。本発明の発明者は実験により以下のことを見出した。窒化ケイ素が２２０ＧＰａのヤング率を有し、且つ従来技術において表示基板にも窒化ケイ素フィルム層が設置されているため、本発明の実施例において、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０とのうちの少なくとも一方の材質が窒化ケイ素であり、さらに、第１フィルム層２０と第２フィルム層３０の材質がいずれも窒化ケイ素であると選択することができる。
【００２１】
図４は本発明の第１の実施例に係る図１に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す模式図であり、図５は本発明の第２の実施例に係る図１に示すＢ-Ｂ´方向における断面を示す模式図である。いずれの実施例においても、表示領域Ａ内に多結晶シリコン層４０、第１酸化ケイ素層５０、第２酸化ケイ素層６０、第１窒化ケイ素層７０及び第２窒化ケイ素層８０が具備されており、表示基板に垂直な方向に向かって、第１窒化ケイ素層７０、第１酸化ケイ素層５０、多結晶シリコン層４０、第２酸化ケイ素層６０及び第２窒化ケイ素層８０が順次緊密に隣接して配置されている。更に、本発明の実施例においては、圧力センサ１０のあるフィルム層と多結晶シリコン層４０のあるフィルム層が同一のフィルム層であるとする。当該多結晶シリコン層４０が表示領域Ａにおける各薄膜トランジスタの活性層に対応する。これにより、表示基板１の製造プロセスを簡略化し、且つコストを抑えることを可能とする。
【００２２】
本実施例では、第１酸化ケイ素層５０と第２酸化ケイ素層６０がいずれも多結晶シリコン層４０に直接接触し、これにより、酸化ケイ素と多結晶シリコン層４０との接触界面が優れるのみならず、当該多結晶シリコン層４０が良い半導体特性を有し、それにより当該多結晶シリコン層４０に対応する複数の薄膜トランジスタが良い電気的特性を有する。さらに、第１窒化ケイ素層７０と第２窒化ケイ素層８０における水素と多結晶シリコン層４０との接触を遮断し、水素が多結晶シリコン層４０の半導体特性に与える悪影響を回避することもできる。
【００２３】
本発明の実施例にかかる圧力センサ１０について、圧力センサ１０の材質も多結晶シリコンであるが、利用する特性として、多結晶シリコンの半導体特性ではなく導電性であるため、その上方と下方に直接設置されるフィルム層が窒化ケイ素であることは、その性能に影響しない。圧力センサ１０の性能を向上させるために、多結晶シリコンの導電性を高めてもよい。このため、本発明の実施例にかかる圧力センサ１０の材質がヘビードーピングされる多結晶シリコンであっても良く、Ｎ型ドーピング又はＰ型ドーピングのいずれかであっても良い。選択的に、そのドーピングされる面ドーピング濃度が１０１０/ｃm２〜１０１５/ｃm２であり、上述した面ドーピング濃度を有する多結晶シリコンを用いると、信号の伝送と検出に有利であるために、圧力センサ１０のひずみ抵抗の抵抗値が大きすぎないように保証することができれば、多結晶シリコンの格子構造が破壊されないように効果的に保護することもできる。
【００２４】
さらに、表示領域Ａに上記フィルム層を有することに基づき、本発明の実施例における第１フィルム層２０と第２フィルム層３０が以下の２種の方式で設置されてもよい。１つ目の方式として、図４に示すように、第１フィルム層２０と第１窒化ケイ素層７０が同一フィルム層であり、且つ第１窒化ケイ素層７０と第１酸化ケイ素層５０との総厚さが第１フィルム層２０の厚さと同じであり、第２フィルム層３０と第２窒化ケイ素層８０が同一のフィルム層であり、且つ第２窒化ケイ素層８０と第２酸化ケイ素層６０との総厚さが第２フィルム層３０の厚さと同じである。この場合、周辺領域Ｂにおける第１フィルム層２０と第２フィルム層３０との総厚さは、表示領域Ａにおける第１酸化ケイ素層５０、第２酸化ケイ素層６０、第１窒化ケイ素層７０、第２窒化ケイ素層８０の総厚さと同じであり、これにより、上述した各フィルム層を有する表示基板の平坦度合いが良く、次の他のフィルム層の形成に有利である。
【００２５】
２つ目の方式として、図５に示すように、第１フィルム層２０と第１窒化ケイ素層７０が同一のフィルム層であり、且つ両者の厚さが同じであり、第２フィルム層３０と第２窒化ケイ素層８０が同一のフィルム層であり、且つ両者の厚さが同じである。この場合、第１フィルム層２０と第１窒化ケイ素層７０が１回のパターニング工程で形成することができ、第２フィルム層３０と第２窒化ケイ素層８０は１度のパターニング工程で形成することができ、これにより、表示基板の製造プロセスが簡単であり、コストが低い。
【００２６】
当然ながら、本発明の実施例にかかる第１フィルム層２０と第２フィルム層３０の設置方式が上記２種類に限らず、当業者が実際の需要に応じて選択することができる。
【００２７】
選択的に、図４と図５に示すように、本発明の実施例にかかる表示基板１の表示領域Ａ内に、ゲート金属層９０、第１絶縁層１００及びソースドレイン金属層１１０がさらに具備されている。ここで、第１窒化ケイ素層７０、第１酸化ケイ素層５０、多結晶シリコン層４０、第２酸化ケイ素層６０、第２窒化ケイ素層８０、ゲート金属層９０、第１絶縁層１００、及びソースドレイン金属層１１０が、表示基板１のベース基板に離間する方向において順次配置されている。
【００２８】
図４と図５を続いて参照すると、ゲート金属層９０にゲート線と薄膜トランジスタのゲートＧが設置され、ソースドレイン金属層１１０にデータ線、薄膜トランジスタのソースＳとドレインＤが設置され、薄膜トランジスタのソースＳとドレインＤが、それぞれ第２酸化ケイ素層６０、第２窒化ケイ素層８０及び第１絶縁層１００を通すスルーホールにより、活性層４１に接続されている。薄膜トランジスタのソースＳ及びドレインＤと活性層４１との接触抵抗を小さくするために、活性層４１のチャネル領域４１ａ以外の領域に対して、高濃度ドーピングしてもよく、２つのオーミックコンタクト領域４１ｂを形成し、２つのオーミックコンタクト領域４１ｂがそれぞれ薄膜トランジスタのソースＳとドレインＤに接続されている。
【００２９】
表示領域Ａに上述した構成を有する表示基板１が設置され、液晶表示パネル、有機発光表示パネル及びマイクロ型発光ダイオード表示パネルに適用される。上述した構成に基づき、本発明の実施例において、圧力センサ１０の各入力端と各出力端が、ゲート金属層又はソースドレイン金属層と同一のフィルム層に配置される配線により集積回路に電気的に接続されてもよく、選択的に、図４と図５に示すように、圧力センサ１０の各入力端と各出力端が、ソースドレイン金属層１１０と同一のフィルム層に配置される配線１１１により集積回路に電気的に接続されている。
【００３０】
なお、表示基板１が液晶表示パネルにおけるアレイ基板である場合、本発明の実施例にかかる表示基板１の表示領域Ａ内に互いに絶縁される共通電極層と画素電極層がさらに設置されてもよい。図６に示すように、図６は本発明の実施例にかかる表示基板の表示領域を示す平面図であり、共通電極層１２０に複数の共通電極ブロック１２１が設置され、複数の共通電極ブロック１２１が、タッチ制御の際にタッチ電極として用いることができる。画素電極層１３０に複数の画素電極１３１が設置され、各画素電極１３１が上記薄膜トランジスタのドレインＤに電気的に接続され、上記薄膜トランジスタのソースＳがデータ線１１０１に電気的に接続され、上記薄膜トランジスタのゲートＧがゲート線９０１に電気的に接続され、表示を行うとき、画素電極１３１と共通電極ブロック１２１との間に多次元電界が形成され、液晶分子が偏向することを制御する。なお、図６には、画素電極層１３０が共通電極層１２０の下方に位置し、共通電極１２１にスリットが設けられていることのみを例として示されているが、当然ながら、画素電極層１３０が共通電極層１２０の上方に位置するようにしてもよく、この場合、画素電極１３１もスリットを有するようにすればよく、本発明の実施例において、これについて、限定しない。
【００３１】
また、本発明の発明者は以下のことを見出した。即ち、圧力センサ１０のあるフィルム層の厚さが圧力センサ１０の性能にも影響し、ここで、圧力センサ１０のあるフィルム層の厚さが薄いほど、圧力センサ１０のある位置に非弾性変形が発生しやすく、圧力センサ１０のベースラインがドリフトしやすい。圧力センサ１０のあるフィルム層の厚さが厚いほど、圧力センサ１０のある位置に非弾性変形が発生しにくく、圧力センサ１０のベースラインがドリフトしにくくなる。従って、本発明の実施例において、圧力センサ１０の厚さを従来技術における圧力センサの厚さより大きくし、例えば、従来技術における圧力センサの厚さが４５ｎｍであり、本発明の実施例における圧力センサ１０の厚さが５０〜７５ｎｍである。なお、表示領域Ａにおける多結晶シリコン層４０の厚さが圧力センサ１０のあるフィルム層の厚さと同じであってもよく、この場合、両者が１度のパターニング工程で形成することができ、これにより、表示基板１の製造方法を簡略化し、製造コストを抑えることができる。薄膜トランジスタの性能がよくなるように、表示領域Ａにおける薄膜トランジスタがそれに備える活性層に対する要求に応じて、多結晶シリコン層４０の厚さを単独で設置してもよく、本発明の実施例には、これについて限定しない。
【００３２】
なお、図７に示すように、図７は本発明の実施例にかかる圧力センサの構造を示す模式図であり、圧力センサ１０が一体的な半導体構造であり、それぞれの圧力センサ１０がいずれも第１入力端Ｉ１、第２入力端Ｉ２、第１出力端Ｏ１及び第２出力端Ｏ２を備え、圧力センサ１０の形状が矩形である場合、その対向設置された２つの辺がそれぞれ第１入力端Ｉ１と第２入力端Ｉ２であり、その対向設置された他の２つの辺がそれぞれ第１出力端Ｏ１と第２出力端Ｏ２である。第１入力端Ｉ１と第２入力端Ｉ２が圧力センサ１０にバイアス電圧信号を入力し、第１出力端Ｏ１と第２出力端Ｏ２が圧力センサ１０から感圧検出信号を出力する。さらに、 圧力センサ１０の形状が正方形であってもよい。
【００３３】
圧力センサ１０が表示パネル１にかかる圧力検出する際、圧力によって表示パネル１が変形し、圧力センサ１０が変形し、これによって、第１出力端Ｏ１と第２出力端Ｏ２の出力信号が変化し、第１出力端Ｏ１と第２出力端Ｏ２の出力信号の大きさに基づき、表示パネル１にかかる圧力の大きさを計算して得ることができる。
【００３４】
なお、図１に示すように、表示パネル１の周辺領域Ｂにおける対向設置された両側にそれぞれ４つの圧力センサ１０が均一的に設置されている。図８は本発明の実施例にかかる圧力センサの接続模式図であり、図８に示される４つの圧力センサがそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４で示され、４つの圧力センサ１０の第１入力端が同一の配線（図８にＧＮＤ_Ｌで示す）により集積回路（図８に図示せず）に電気的に接続され、４つの圧力センサ１０の第２入力端が同一の配線（図８にＰｏｗ＿Ｌで示す）により集積回路に電気的に接続され、４つの圧力センサ１０の各出力端（即ち、図８に示すＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ）がいずれもそれぞれ対応する配線により集積回路に電気的に接続されている。なお、本発明の実施例において、表示パネル１の周辺領域Ｂにおける対向設置された両側にそれぞれ均一的に設置される圧力センサ１０の数が４つに限らず、他の数、例えば３つ、５つなどであってもよい。
【００３５】
本発明の実施例によれば、表示パネルが提供され、当該表示パネルがいずれかの上述した表示基板を備える。補足説明すると、本発明の実施例にかかる表示パネル１が液晶表示パネル、有機発光表示パネル又はマイクロ型発光ダイオード表示パネルであってもよく、本発明の実施例には、これについて限定しない。
【００３６】
例示的に、表示パネル１が液晶表示パネルであり、当該液晶表示パネルが対向設置されるアレイ基板とカラーフィルム基板を備え、アレイ基板とカラーフィルム基板との間に液晶層が設置されている。アレイ基板に縦横方向に交差する複数本のゲート線と複数本のデータ線が設置され、複数本のゲート線と複数本のデータ線で複数の画素ユニットが区画され、それぞれの画素ユニット内に薄膜トランジスタと画素電極が設置され、薄膜トランジスタのゲートがゲート線に電気的に接続され、ソースがデータ線に電気的に接続され、ドレインが画素電極に電気的に接続されている。カラーフィルム基板が格子状のブラックマトリックス及びブラックマトリックスの開口内に設置され、アレイ配列される複数のカラー抵抗を備え、カラー抵抗が赤色カラー抵抗、緑色カラー抵抗及び青色カラー抵抗を含む。
【００３７】
例示的に、表示パネル１が有機発光表示パネルであり、有機発光表示パネルがアレイ基板を備え、アレイ基板が複数の画素回路を備え、有機発光表示パネルがアレイ基板に設置される複数の有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）をさらに備え、それぞれの有機発光ダイオードの陽極が対応的にアレイ基板における画素回路に電気的に接続され、複数の発光ダイオードが赤色光を発する発光ダイオード、緑色光を発する発光ダイオード及び青色光を発する発光ダイオードを含む。なお、有機発光表示パネルが、複数の有機発光ダイオードを覆う封止層をさらに備える。
【００３８】
例示的に、表示パネル１がマイクロ型発光ダイオード表示パネルであり、マイクロ型発光ダイオード表示パネルがアレイ基板を備え、アレイ基板が複数の画素回路を備え、マイクロ型発光ダイオード表示パネルがアレイ基板に設置される複数のマイクロ型発光ダイオード（Ｍｉｃｒｏ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、Ｍｉｃ−ＬＥＤ）をさらに備え、それぞれのマイクロ型発光ダイオードの陽極が対応的にアレイ基板における画素回路に電気的に接続され、複数のマイクロ型発光ダイオードが赤色光を発するマイクロ型発光ダイオード、緑色光を発するマイクロ型発光ダイオード及び青色光を発するマイクロ型発光ダイオードを含む。ここで、マイクロ型発光ダイオードは、成長基板に製造されてから、移転によりアレイ基板に移転されてもよい。
【００３９】
本発明の実施例によれば、表示装置が提供され、図９に示すように、図９は本発明の実施例にかかる表示装置の平面図であり、表示装置が上述した表示パネル６００を備える。ここで、表示パネルが液晶表示パネルである場合、表示装置がバックライトモジュールをさらに備え、バックライトモジュールが、液晶表示パネルが備えるアレイ基板のカラーフィルム基板から離間する側に位置し、バックライトモジュールが表示パネルに光線を供する。本発明実施例にかかる表示装置が、例えばスマートフォン、ウェアラブルスマートウォッチ、スマートメガネ、タブレットＰＣ、テレビ、ディスプレー、ラップトップＰＣ、デジタルフォトフレーム、ナビゲータ、車載表示装置、電子書籍などのいずれかの表示機能を有する製品又は部材であってもよい。
【００４０】
本発明の実施例によれば、表示基板製造方法がさらに提供され、当該製造方法で、図２に示す表示基板を製造する。具体的に、図１０に示すように、図１０は本発明の実施例にかかる表示基板製造方法のフローチャートであり、表示基板製造方法は、以下のステップを備える。
ステップＳ１であって、表示基板を表示領域と表示領域を囲む周辺領域とに区画する。
ステップＳ２であって、周辺領域に第１フィルム層を形成する。
ステップＳ３であって、第１フィルム層が形成される周辺領域に複数の圧力センサを直接形成し、圧力センサの材質が多結晶シリコンである。上述した「複数の圧力センサを直接形成する」とは、「第１フィルム層の上面に直接接触する複数の圧力センサを形成する」ことである。
ステップＳ４であって、複数の圧力センサが形成される周辺領域に第２フィルム層を直接形成する。上述した「第２フィルム層を直接形成する」とは、「複数の圧力センサの上面に直接接触する第２フィルム層を形成する」 ことである。
【００４１】
ここで、第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きい。
【００４２】
選択的に、第１フィルム層と第２フィルム層のヤング率がいずれも酸化ケイ素のヤング率よりも大きく、これにより、第１フィルム層と第２フィルム層がいずれも圧縮されにくくなり、圧力センサのベースラインがドリフトすることをより効果的に防止することができ、圧力センサの検出精度を向上させる効果が優れる。さらに、窒化ケイ素が２２０ＧPａのヤング率を有し、且つ従来技術において表示基板にも窒化ケイ素フィルム層が設置されているため、本発明の実施例において、第１フィルム層の材質と第２フィルム層の材質をいずれも窒化ケイ素とする。
【００４３】
表示領域Ａ内にも複数種のフィルム層が設置されているため、例えば、図４と図５に示すように、表示領域Ａ内に、多結晶シリコン層４０、第１酸化ケイ素層５０、第２酸化ケイ素層６０、第１窒化ケイ素層７０及び第２窒化ケイ素層８０が設置され、ここで、表示基板に垂直な方向において、第１窒化ケイ素層７０、第１酸化ケイ素層５０、多結晶シリコン層４０、第２酸化ケイ素層６０及び第２窒化ケイ素層８０が順次緊密に隣接して設置されている。従って、表示領域における各フィルム層を形成するために、本発明の実施例において、表示基板製造方法は、
表示領域に第１窒化ケイ素層を形成するステップと、
第１窒化ケイ素層が形成される表示領域に、第１酸化ケイ素層を直接形成するステップと、
第１酸化ケイ素層が形成される表示領域に、多結晶シリコン層を直接形成するステップと、
多結晶シリコン層が形成される表示領域に、第２酸化ケイ素層を直接形成するステップと、
第２酸化ケイ素層が形成される表示領域に、第２窒化ケイ素層を直接形成するステップとをさらに備える。
【００４４】
表示基板１の製造プロセスを簡略化し、コストを抑えるために、本発明の実施例において、多結晶シリコン層と複数の圧力センサが同時に形成するようにする。
【００４５】
上述した説明よりわかるように、本発明の実施例にかかる表示基板製造方法には、周辺領域に材質が窒化ケイ素である第１フィルム層、材質が窒化ケイ素である第２フィルム層を形成する必要もあれば、表示領域内に第１窒化ケイ素層及び第２窒化ケイ素層を形成する必要もある。従って、表示基板の製造プロセスを簡略化し、表示基板のコストを抑えるために、本発明の実施例において、上記各フィルム層を形成する具体的な方法を複数提供する。
１つ目の方法であって、図１１に示すように、図１１は本発明の実施例にかかる表示基板の製造プロセスの模式図１であり、周辺領域Ｂ内に第１フィルム層２０を形成し、表示領域Ａ内に第１窒化ケイ素層７０を形成するステップは具体的に、以下のステップを備え、即ち、
表示基板の周辺領域Ｂと表示領域Ａに同時に窒化ケイ素の層を形成し、ここで、周辺領域Ｂ内に位置する窒化ケイ素が第１フィルム層２０であり、
窒化ケイ素の厚さの減少量が第１酸化ケイ素層５０の厚さとなるまで表示領域Ａ内に位置する窒化ケイ素をエッチングして、第１窒化ケイ素層７０を形成する。
【００４６】
図１１に示すように、周辺領域Ｂ内に第１フィルム層２０を形成し、表示領域Ａに第１窒化ケイ素層７０を形成した後、まず、表示領域Ａに第１酸化ケイ素層５０を形成し、そして、周辺領域Ｂに複数の圧力センサ１０を形成し、表示領域Ａに多結晶シリコン層４０を形成し、多結晶シリコン層４０が表示領域Ａにおける薄膜トランジスタに対応する活性層４１を備え、活性層４１がチャネル領域４１ａとオーミックコンタクト領域４１ｂを備え、そして、表示領域Ａ内に第２酸化ケイ素層６０を形成する。
【００４７】
図１１を続いて参照すると、周辺領域Ｂ内に第２フィルム層３０を形成し、表示領域Ａに第２窒化ケイ素層８０を形成するステップは具体的に、以下のステップを備え、即ち、
表示基板の周辺領域Ｂと表示領域Ａに同時に窒化ケイ素の層を形成し、ここで、周辺領域Ｂ内に位置する窒化ケイ素が第２フィルム層３０であり、
窒化ケイ素の厚さの減少量が第２酸化ケイ素層６０の厚さとなるまで表示領域Ａ内に位置する窒化ケイ素をエッチングし、第２窒化ケイ素層８０を形成する。
【００４８】
このとき、周辺領域Ｂにおける第１フィルム層２０と第２フィルム層３０との総厚さは、表示領域Ａにおける第１酸化ケイ素層５０、第２酸化ケイ素層６０、第１窒化ケイ素層７０、及び第２窒化ケイ素層８０の総厚さと同じであり、これにより、上述した各フィルム層を有する表示基板の平坦度合いが良く、次の他のフィルム層の形成に有利である。
【００４９】
２つ目の方法であって、図１２に示すように、図１２は本発明の実施例にかかる表示基板の製造プロセスの模式図２であり、周辺領域Ｂ内に第１フィルム層２０を形成し、表示領域Ａ内に第１窒化ケイ素層７０を形成するステップは具体的に、以下のステップを備え、即ち、
表示基板の周辺領域Ｂと表示領域Ａ内に同時に窒化ケイ素の層を形成し、ここで、周辺領域Ｂ内に位置する窒化ケイ素が第１フィルム層２０であり、表示領域Ａ内に位置する窒化ケイ素が第１窒化ケイ素層７０であり、第１フィルム層２０の厚さと第１窒化ケイ素層７０の厚さが同じである。
【００５０】
図１２に示すように、周辺領域Ｂ内に第１フィルム層２０を形成し、表示領域Ａ内に第１窒化ケイ素層７０を形成した後、まず、表示領域Ａ内に第１酸化ケイ素層５０を形成し、そして、周辺領域Ｂ内に複数の圧力センサ１０を形成し、表示領域Ａ内に多結晶シリコン層４０を形成し、多結晶シリコン層４０が表示領域Ａにおける薄膜トランジスタに対応する活性層４１を備え、活性層４１がチャネル領域４１ａとオーミックコンタクト領域４１ｂを備え、そして、表示領域Ａ内に第２酸化ケイ素層６０を形成する。
【００５１】
図１２を続いて参照すると、周辺領域Ｂ内に第２フィルム層３０を形成し、表示領域Ａ内に第２窒化ケイ素層８０を形成するステップは具体的に、以下のステップを備え、即ち、
表示基板の周辺領域Ｂと表示領域Ａ内に同時に窒化ケイ素を形成し、ここで、周辺領域Ｂ内に位置する窒化ケイ素が第２フィルム層３０であり、表示領域Ａ内に位置する窒化ケイ素が第２窒化ケイ素層８０であり、第２フィルム層３０の厚さと第２窒化ケイ素層８０の厚さが同じである。
【００５２】
このとき、第１フィルム層２０と第１窒化ケイ素層７０が１度のパターニング工程で形成することができ、第２フィルム層３０と第２窒化ケイ素層８０が１度のパターニング工程で形成することができ、これにより、表示基板の製造プロセスを簡略化し、コストが低い。
【００５３】
当然ながら、第１フィルム層、第２フィルム層、第１窒化ケイ素層及び第２窒化ケイ素層の製造方法は上述した説明に限らず、当業者が実際の需要に応じて選択することができる。
【００５４】
選択的に、第１フィルム層が形成される周辺領域に複数の材質が多結晶シリコンである圧力センサを直接形成するステップは具体的に、以下のステップを備え、即ち、
第１フィルム層が形成される周辺領域にアモルファスシリコンの層を直接形成し、
アモルファスシリコンをレーザ結晶化し、材質が多結晶シリコンである複数の圧力センサを形成する。
【００５５】
さらに、圧力センサがより良い導電性を有するように、圧力センサの材質をヘビードーピングされる多結晶シリコンとしてもよく、これに対応して、表示基板製造方法はさらに以下のステップを備え、即ち、第２フィルム層が形成された後、材質が多結晶シリコンである複数の圧力センサをヘビードーピングする。
【００５６】
なお、上述した表示基板における各フィルム層に関する詳細はいずれも上述した表示基板に関する製造方法に適用することができ、ここで繰り返し述べない。
【００５７】
本発明の実施例によれば、表示基板及びその製造方法、表示パネル及び表示装置が提供され、ここで、表示基板が表示領域と表示領域を囲む周辺領域を備え、周辺領域に複数の圧力センサが設置され、圧力センサの材質が多結晶シリコンであり、表示基板に垂直な方向において、圧力センサの所在するフィルム層の下方に第１フィルム層が直接設置され、圧力センサの所在するフィルム層の上方に第２フィルム層が直接設置されている。従来技術において圧力センサの所在するフィルム層の上方と下方に直接設置されるフィルム層の材質がいずれも酸化ケイ素であり、本発明の実施例において第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも一方のヤング率が酸化ケイ素のヤング率よりも大きいため、従来技術に比べ、第１フィルム層と第２フィルム層とのうちの少なくとも１つのフィルム層がより圧縮されにくく、即ち、それがより変形しにくく、非弾性変形しにくくなる。これにより、圧力センサの所在する位置に応力がかからないとき、圧力センサが変形せず、圧力センサのベースラインがドリフトすることを効果的に防止し、圧力センサが圧力を検出する精度を向上させる効果を奏する。
【００５８】
上記各実施例は本発明の技術案を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。上記各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば分かるように、上記各実施例に記載の技術案を変更し、またはその一部や全部の技術的特徴に対して均等置換可能である。これらの変更や置換があえてかかる技術案の要旨を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させることはない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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