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显示基板和显示面板
申请号	CN202210228984.3	申请日	2022-03-10	公开(公告)号	CN114724459B	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	武汉华星光电技术有限公司;			发明人	马涛;
摘要	本申请提供一种显示基板和显示面板，该显示基板包括显示区和非显示区，显示基板的第一晶体管设置在衬底上，且位于显示区；第二晶体管与第一晶体管同层设置，且位于非显示区；定向发声单元位于非显示区，并设置在第二晶体管远离衬底的一侧，且与第二晶体管电连接。本申请通过在显示基板上设置定向发声单元，实现了定向发声，以缓解现有显示装置存在的声波传播指向性差的问题，同时把定向发声单元集成在显示基板上，合理利用显示基板上的空间，提升了空间利用率。
权利要求	1.一种显示基板，其特征在于，包括显示区和非显示区，所述显示基板还包括：衬底；第一晶体管，设置在所述衬底上，且位于所述显示区；第二晶体管，与所述第一晶体管同层设置，且位于所述非显示区；定向发声单元，位于所述非显示区，并设置在所述第二晶体管远离所述衬底的一侧，且与所述第二晶体管电连接；其中，所述定向发声单元包括相对设置的第一电极和第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电层，所述压电层在所述衬底上的正投影面积大于所述第一电极在所述衬底上的正投影面积，且所述压电层的膜层厚度大于所述第一电极的膜层厚度，并还大于所述第二电极的膜层厚度；所述显示基板还包括覆于所述第一晶体管和所述第二晶体管上的平坦化层，所述平坦化层在对应所述第二晶体管的位置设置有第一开孔，所述第一开孔裸露出所述第二晶体管的漏极，所述第一电极设置在所述第一开孔内，并与所述第二晶体管的漏极电连接；所述显示基板还包括设置在所述平坦化层上的第二像素电极，所述第二像素电极通过所述第一开孔与所述第二晶体管的漏极电连接，所述第一电极设置在所述第二像素电极上，并通过所述第二像素电极与所述第二晶体管的漏极电连接；所述显示基板还包括覆于所述第一电极以及所述第二像素电极上的第一绝缘层，所述压电层覆于所述第一绝缘层上，所述第二电极设置在所述压电层以及所述第一绝缘层上。 2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括设置在所述平坦化层上的第一像素电极，其中所述平坦化层在对应所述第一晶体管的位置设置有第二开孔，所述第一像素电极通过所述第二开孔与所述第一晶体管的漏极电连接。 3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述压电层覆于所述第一电极上，且位于所述第一开孔内，所述第二电极设置在所述压电层以及所述平坦化层上。 4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一电极与所述第二晶体管的漏极同层设置；所述显示基板还包括覆于所述第一晶体管和所述第二晶体管上的平坦化层，所述平坦化层在对应所述第一电极的位置设置有第一开孔，所述第一开孔裸露出所述第一电极，所述压电层覆于所述第一电极上，并填充在所述第一开孔内。 5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括设置在所述平坦化层上的第一像素电极和第二像素电极，其中所述平坦化层在对应所述第一晶体管的位置设置有第二开孔，所述第一像素电极通过所述第二开孔与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第二像素电极位于所述压电层上，复用为所述第二电极。 6.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的显示基板。
说明书全文	显示基板和显示面板技术领域 [0001] 本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板和显示面板。背景技术 [0002] 目前的显示装置一般是通过配置传统的扬声器以实现声音的输出。但传统的扬声器声波向各个方向传播，其声场近似球场分布，声波传播的指向性较差，容易引起隐私泄漏和噪音污染等问题。发明内容 [0003] 本申请提供一种显示基板和显示面板，以缓解现有显示装置存在的声波传播指向性差的技术问题。 [0004] 为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下： [0005] 本申请实施例提供一种显示基板，其包括显示区和非显示区，所述显示基板还包括： [0006] 衬底； [0007] 第一晶体管，设置在所述衬底上，且位于所述显示区； [0008] 第二晶体管，与所述第一晶体管同层设置，且位于所述非显示区； [0009] 定向发声单元，位于所述非显示区，并设置在所述第二晶体管远离所述衬底的一侧，且与所述第二晶体管电连接。 [0010] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述定向发声单元包括相对设置的第一电极和第二电极以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的压电层，其中所述第一电极与所述第二晶体管的漏极电连接。 [0011] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述显示基板还包括覆于所述第一晶体管和所述第二晶体管上的平坦化层，所述平坦化层在对应所述第二晶体管的位置设置有第一开孔，所述第一开孔裸露出所述第二晶体管的漏极，所述第一电极设置在所述第一开孔内，并与所述第二晶体管的漏极电连接。 [0012] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述显示基板还包括设置在所述平坦化层上的第一像素电极和所述第二像素电极，其中所述平坦化层在对应所述第一晶体管的位置设置有第二开孔，所述第一像素电极通过所述第二开孔与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第二像素电极通过所述第一开孔与所述第二晶体管的漏极电连接，所述第一电极设置在所述第二像素电极上，并通过所述第二像素电极与所述第二晶体管的漏极电连接。 [0013] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述显示基板还包括覆于所述第一电极以及所述第二像素电极上的第一绝缘层，所述压电层覆于所述第一绝缘层上，所述第二电极设置在所述压电层以及所述第一绝缘层上。 [0014] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述压电层覆于所述第一电极上，且位于所述第一开孔内，所述第二电极设置在所述压电层以及所述平坦化层上。 [0015] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述压电层在所述衬底上的正投影面积大于所述第一电极在所述衬底上的正投影面积。 [0016] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述第一电极与所述第二晶体管的漏极同层设置；所述显示基板还包括覆于所述第一晶体管和所述第二晶体管上的平坦化层，所述平坦化层在对应所述第一电极的位置设置有第一开孔，所述第一开孔裸露出所述第一电极，所述压电层覆于所述第一电极上，并填充在所述第一开孔内。 [0017] 在本申请实施例提供的显示基板中，所述显示基板还包括设置在所述平坦化层上的第一像素电极和所述第二像素电极，其中所述平坦化层在对应所述第一晶体管的位置设置有第二开孔，所述第一像素电极通过所述第二开孔与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第二像素电极位于所述压电层上，复用为所述第二电极。 [0018] 本申请实施例还提供一种显示面板，其包括前述实施例其中之一的显示基板。 [0019] 本申请的有益效果为：本申请提供的显示基板和显示面板中，显示基板包括显示区和非显示区，所述显示基板的第一晶体管设置在所述衬底上，且位于所述显示区；第二晶体管与所述第一晶体管同层设置，且位于所述非显示区；定向发声单元位于所述非显示区，并设置在所述第二晶体管远离所述衬底的一侧，且与所述第二晶体管电连接。本申请通过在显示基板上设置定向发声单元，实现了定向发声，解决了现有显示装置存在的声波传播指向性差的问题，同时把定向发声单元集成在显示基板上，合理利用显示基板上的空间，提升了空间利用率。附图说明 [0020] 为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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。 [0021] 图1为本申请实施例提供的显示基板的一种剖面结构示意图。 [0022] 图2为本申请实施例提供的显示基板的另一种剖面结构示意图。 [0023] 图3为本申请实施例提供的显示基板的又一种剖面结构示意图。 [0024] 图4为本申请实施例提供的显示基板的再一种剖面结构示意图。具体实施方式 [0025] 以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。在附图中，为了清晰理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。即附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本申请不限于此。 [0026] 请参照图1，图1为本申请实施例提供的显示基板的一种剖面结构示意图。所述显示基板100包括显示区AA和非显示区NA，所述显示基板100还包括衬底10、设置在所述衬底10上的第一晶体管20和第二晶体管30、定向发声单元40。其中所述第一晶体管20位于所述显示区AA，所述第二晶体管30与所述第一晶体管20同层设置，且位于所述非显示区NA。所述定向发声单元40位于所述非显示区NA，并设置在所述第二晶体管30远离所述衬底10的一侧，且与所述第二晶体管30电连接。所述定向发声单元40能够使声波定向传播。 [0027] 可选地，所述衬底10和所述第一晶体管20和所述第二晶体管30之间还设置有缓冲层11。其中所述衬底10可以为刚性基板或柔性基板；所述衬底10为刚性基板时，可包括玻璃基板等硬性基板；所述衬底10为柔性基板时，可包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)薄膜、超薄玻璃薄膜等柔性基板。而所述缓冲层11可以防止不期望的杂质或污染物(例如湿气、氧气等)从所述衬底10扩散至可能因这些杂质或污染物而受损的器件中，同时还可以提供平坦的顶表面。 [0028] 下面将阐述所述第一晶体管20和所述第二晶体管30的具体结构： [0029] 所述显示基板100还包括依次层叠设置在所述缓冲层11上的半导体层、栅极绝缘层12、栅极层、层间绝缘层13、源漏极层。其中图案化所述半导体层形成所述第一晶体管20的有源层21以及所述第二晶体管30的有源层31；图案化所述栅极层形成所述第一晶体管20的栅极22和所述第二晶体管30的栅极32；图案化所述源漏极层形成所述第一晶体管20的源极23和漏极24以及所述第二晶体管30的源极33和漏极34。 [0030] 所述第一晶体管20的源极23和漏极24与所述第一晶体管20的部分有源层21电连接，所述第二晶体管30的源极33和漏极34与所述第二晶体管30的部分有源层31电连接。可以理解的是，以所述第一晶体管20为例，所述有源层21与所述栅极22相对的部分为所述第一晶体管20的沟道，位于所述沟道两侧的所述有源层21为所述第一晶体管20的源区和漏极，相应地，所述源极23电连接所述源区，所述漏极24电连接所述漏区。 [0031] 所述显示基板100还包括覆于所述第一晶体管20和所述第二晶体管30上的平坦化层14以及设置在所述平坦化层14上的像素电极层。具体而言，所述平坦化层14覆于所述源漏极层以及所述层间绝缘层13上，为所述显示基板100提供平坦的表面。可选地，所述平坦化层14和所述源漏极层之间还可以设置介电层15，以进一步增强导电膜层之间的介电性能。图案化所述像素电极层在对应所述第一晶体管20的位置形成第一像素电极51，并在对应所述第二晶体管30的位置形成第二像素电极52。 [0032] 所述平坦化层14在对应所述第一晶体管20的位置设置有第二开孔142，所述第二开孔142裸露出所述第一晶体管20的漏极24，所述第一像素电极51通过所述第二开孔142与所述第一晶体管20的漏极24电连接。相对应地，所述平坦化层14在对应所述第二晶体管30的位置设置有第一开孔141，所述第一开孔141裸露出所述第二晶体管30的漏极34，所述第二像素电极52通过所述第一开孔141与所述第二晶体管30的漏极34电连接。 [0033] 所述定向发声单元40设置在所述第二像素电极52上，并通过所述第二像素电极52与所述第二晶体管30的漏极34电连接。具体而言，所述定向发声单元40包括相对设置的第一电极41和第二电极42以及设置在所述第一电极41和所述第二电极42之间的压电层43，所述第一电极41设置在所述第一开孔141内，且覆于所述第一开孔141内的所述第二像素电极52上，并通过所述第二像素电极52与所述第二晶体管30的漏极34电连接。可选地，所述第一电极41的材料包括AL、Cu、Mo、W等金属导电材料。 [0034] 具体地，所述压电层43覆于所述第一电极41上，且位于所述第一开孔141内，所述第二电极42设置在所述压电层43以及所述平坦化层14上。但本申请不限于此，本申请的所述显示基板100还可在所述第一电极41与所述压电层43之间设置第一绝缘层60，具体而言，所述第一绝缘层60覆于所述第一电极41以及所述第二像素电极52上，所述压电层43覆于所述第一绝缘层60上，所述第二电极42设置在所述压电层43以及所述第一绝缘层60上。可选地，所述第一绝缘层60的材料包括氮化硅(SiNx)等。 [0035] 可选地，所述压电层43的材料为压电材料，具体为具有适当声学特性的压电聚合物，例如聚偏二氟乙烯(poly vinylidene fluoride，PVDF)和聚偏二氟乙烯‑三氟乙烯共聚物(P(VDF‑TrFE))。 [0036] 所述压电层43在电场作用下产生机械振动，以生成超声波。具体而言，所述压电层43在所述第一电极41和所述第二电极42形成的电场作用下产生机械振动，从而生成超声波。所述第二电极42的材料与所述第一电极41的材料不同，所述第二电极42的材料包括银胶、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)等。 [0037] 可选地，所述压电层43的膜层厚度大于所述第一电极41的膜层厚度，且还大于所述第二电极42的膜层厚度，使得所述压电层43在厚度方向上的振幅更大，发生效果更好。而所述压电层43在所述衬底10上的正投影面积小于或等于所述第一电极41在所述衬底10上的正投影面积，以减小所述压电材料的使用量，节约成本。 [0038] 下面将具体阐述由所述第一电极41、所述压电层43以及所述第二电极42形成的所述定向发声单元40实现定向发声的原理： [0039] 由所述第一电极41、所述压电层43以及所述第二电极42形成的所述定向发声单元40即相当于一个超声换能器。所述定向发声单元40的所述压电层43在所述第一电极41和所述第二电极42形成的电场作用下产生机械振动，从而生成超声波。而超声波具有高指向性的特点，通过将可听声调制到超声载波上并由超声换能器发射到空气中，并通过空气中的自解调产生声音，从而产生具有高指向性的可听声。 [0040] 具体原理为当两列平面波在不均匀介质中传播时，两者会发生交互作用，并产生出差频、和频和二次谐波。将两频率分别为f1和f2的电信号施加到超声换能器上，使其产生机械振动，在空气中产生出两列频率分别为f1、f2的超声波，两列波在传播过程中受空气非线性交互作用影响，产生出频率为f1、f2、f1+f2、f1‑f2、2f1、2f2等多次声波。由于空气声衰减系数ɑ与频率的平方成正比，随着传播距离的增加，频率较高的超声波信号f1、f2、f1+f2、2f1、2f2很快被空气吸收而衰减完毕，剩下的频率较低的差频信号f1‑f2在空气中继续传播。因此，通过选择合理的f1、f2，可使差频信号f1‑f2处于可听声频率范围内，从而可利用超声波的高指向特性及其非线性传播效应产生出高指向性的可听声波。 [0041] 于本实施例而言，声音信号源发出声音信号，声音信号以电信号的形式施加到所述定向发声单元40的所述第一电极41和所述第二电极42，使所述定向发声单元40的所述压电层43在所述第一电极41和所述第二电极42形成的电场作用下产生机械振动，从而生成不同频率的超声波。不同频率的超声波在空气中传播，最终发出在可听声频率范围内的具有高指向性的可听声波，从而解决了现有显示装置存在的声波传播指向性差的问题。而且把定向发声单元40集成在显示基板100上，合理利用显示基板100上的空间，提升了空间利用率。 [0042] 另外，所述定向发声单元40的所述第一电极41与所述第二晶体管30电连接，使得所述第二晶体管30能够控制所述定向发声单元40的开关，当需要实现定向发声时，所述第二晶体管30打开使所述定向发声单元40工作，提高声音传播的私密性；当不需要定向发声时，所述第二晶体管30关闭使所述定向发声单元40不工作。 [0043] 在一种实施例中，请结合参照图1和图2，图2为本申请实施例提供的显示基板的另一种剖面结构示意图。与上述实施例不同的是，在本实施例的显示基板101中，所述压电层43在所述衬底10上的正投影面积大于所述第一电极41在所述衬底10上的正投影面积，使得所述压电层43的覆盖面积更大，进而可使得所述定向发声单元40的灵敏度更高，同时可使工艺相对简单。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。 [0044] 在一种实施例中，请结合参照图1和图3，图3为本申请实施例提供的显示基板的又一种剖面结构示意图。与上述实施例不同的是，在本实施例的显示基板102中，所述定向发声单元40的所述第一电极41直接与所述第二晶体管30的漏极电连接，而无需在通过所述第二像素电极52与所述第二晶体管30的所述漏极电连接，也即在对应所述第二晶体管30的位置无需在设置所述第二像素电极52，从而能够节省材料节约成本。另外可以理解的是，作为本实施例的一种变形，在对应所述第二晶体管30的位置还设置有所述第二像素电极52，但此时无需再设置所述第一电极41，由所述第二像素电极52作为所述定向发声单元40的第一电极41。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。 [0045] 在一种实施例中，请结合参照图1和图4，图4为本申请实施例提供的显示基板的再一种剖面结构示意图。与上述实施例不同的是，在本实施例的显示基板103中，所述第一电极41与所述第二晶体管30的漏极34同层设置；所述显示基板103还包括覆于所述第一晶体管20和所述第二晶体管30上的平坦化层14，所述平坦化层14在对应所述第一电极41的位置设置有第一开孔141，所述第一开孔141裸露出所述第一电极41，所述压电层43覆于所述第一电极41上，并填充在所述第一开孔141内。 [0046] 所述显示基板103还包括设置在所述平坦化层14上的第一像素电极51和所述第二像素电极52，其中所述平坦化层14在对应所述第一晶体管20的位置设置有第二开孔142，所述第一像素电极51通过所述第二开孔142与所述第一晶体管20的漏极24电连接，所述第二像素电极52位于所述压电层43上，并复用为所述第二电极42。如此在实现把所述定向发声单元40集成在所述显示基板103内，实现高指向性发声的前提下，还可极大程度的简化工艺流程，节约成本。 [0047] 另外，需要说明的是，本申请中的“同层设置”是指在制备工艺中，将相同材料形成的膜层进行图案化处理得到至少两个不同的特征，则所述至少两个不同的特征同层设置。比如，本实施例的所述第一电极41与所述第二晶体管30的漏极34由同一金属导电膜层进行图案化处理后得到，则所述第一电极41与所述第二晶体管30的漏极34同层设置。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。 [0048] 基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种显示面板，所述显示面板包括上述实施例其中之一的显示基板100。所述显示面板包括液晶显示((Liquid Crystal Display，LCD)面板、有机发光二极管显示(Organic Light emitting Display，OLED)面板等。当所述显示面板为液晶显示面板时，所述显示面板还包括与所述显示基板100相对设置的彩膜基板以及设置在所述显示基板100和所述彩膜基板之间的液晶分子等。当所述显示面板为有机发光二极管显示面板时，所述显示面板还包括设置在所述显示基板100上的发光器件以及设置在所述发光层上的封装层等。 [0049] 所述显示面板包括的显示基板100集成有所述定向发声单元40，在实现显示的同时，还能实现发声功能。如此将发声功能与显示功能结合在一体，实现了一体化设计，合理地利用了显示基板100上的空间，提升了空间利用率。而且所述定向发声单元40能够实现了高指向性的定向发声，解决了现有显示装置存在的声波传播指向性差的问题。 [0050] 根据上述实施例可知： [0051] 本申请提供一种显示基板和显示面板中，该显示基板包括显示区和非显示区，所述显示基板的第一晶体管设置在所述衬底上，且位于所述显示区；第二晶体管与所述第一晶体管同层设置，且位于所述非显示区；定向发声单元位于所述非显示区，并设置在所述第二晶体管远离所述衬底的一侧，且与所述第二晶体管电连接。本申请通过在显示基板上设置定向发声单元，实现了定向发声，解决了现有显示装置存在的声波传播指向性差的问题，同时把定向发声单元集成在显示基板上，合理利用显示基板上的空间，提升了空间利用率。 [0052] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。 [0053] 以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

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