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CN104950493B - 一种基板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基板和显示装置，该基板包括：衬底基板，位于衬底基板上的第一温度传感部，以及与第一温度传感部连接的第一处理芯片，基板具有边缘区域和中间区域；其中，第一温度传感部的一部分设置在基板的边缘区域；第一温度传感部的另一部分设置在基板的中间区域，第一处理芯片设置在基板的边缘区域，用于将第一温度传感部所感测到的基板的中间区域和边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。本发明实施例提供的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温差，满足某些特殊温度测量场合的要求，保证基板的正常显示。

Description

一种基板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种基板和显示装置。
背景技术
目前，温度对基板内部重要部件的特性的影响非常大，在液晶面板的实际使用过程中，经常会需要精确测量内部重要部件的温度以保证基板的正常显示。
现有温度测量的主要实现方式是在液晶面板的外侧通过温度传感器来探测液晶面板中被控部位的温度变化值。但是，由于温度传感器暴露于液晶面板外，易遭受外界环境影响，造成温度传感器的灵敏度降低；另外，需外接温度传感组件，既增加了成本，又占用了体积；并且，温度传感器检测的是环境温度，并不能准确反映阵列基板内的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)以及液晶等部件所处的实际温度。
因此，如何准确测量基板的盒内温度，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基板和显示装置，可以精确测量基板的边缘区域与中间区域的温差，并且不影响基板的透光性。
因此，本发明实施例提供了一种基板，包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的第一温度传感部，以及与所述第一温度传感部连接的第一处理芯片，所述基板具有边缘区域和中间区域；其中，
所述第一温度传感部的一部分设置在所述基板的边缘区域；
所述第一温度传感部的另一部分设置在所述基板的中间区域；
所述第一处理芯片覆盖所述基板的边缘区域，用于将所述第一温度传感部所感测到的所述基板的中间区域和边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第一温度传感部包括：依次层叠设置在所述衬底基板上的第一导电层、中隔绝缘层、以及第二导电层；其中，
所述中隔绝缘层的覆盖面积小于所述第一导电层的覆盖面积，所述中隔绝缘层将所述第一导电层分隔为两个隔离的第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述基板的边缘区域内，所述第二区域位于所述基板的中间区域内；
所述第二导电层和所述第一导电层在所述衬底基板上的投影相互重叠。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第一导电层、中隔绝缘层和第二导电层的材料均为透明材料。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第一导电层或第二导电层的材料为ITO、TO、TAO、IO、CdO或石墨烯其中之一。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第一导电层与所述基板中的电极层或金属线同层设置；和/或，
所述第二导电层与所述基板中的电极层或金属线同层设置。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第一处理芯片具有第一外围处理电路，所述第一外围处理电路包括第一电阻、第二电阻、运算放大器、以及第一比较器；其中，
所述运算放大器的第一输入端分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端连接，所述运算放大器的第二输入端接地，所述运算放大器的输出端分别与所述第二电阻的另一端和所述第一比较器的第一输入端连接，所述第一电阻的另一端与第一温度传感部输出电压端连接，所述第一比较器的第二输入端与第一参考电压端连接，所述第一比较器的输出端与第一控制信号端连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，还包括：位于所述衬底基板上的第二温度传感部，以及与所述第二温度传感部连接的第二处理芯片；
所述第二温度传感部设置在所述基板的边缘区域；
所述第二处理芯片设置在所述基板的边缘区域，用于将所述第二温度传感部所感测到的所述基板的边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第二温度传感部包括：与所述基板中的金属线同层设置的电阻传感器。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述第二处理芯片具有第二外围处理电路，所述第二外围处理电路包括第三电阻和第二比较器；其中，
所述第二比较器的第一输入端与第二参考电压端连接，所述第二比较器的第二输入端分别与所述第三电阻的一端和所述电阻传感器连接，所述第二比较器的输出端与第二控制信号端连接，所述第三电阻的另一端与电压输入端连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，还包括：第三处理芯片，用于集成所述第一处理芯片和第二处理芯片，将所述基板的中间区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述基板中，所述基板为彩膜基板或阵列基板。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述基板。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种基板和显示装置，该基板包括：衬底基板，位于衬底基板上的第一温度传感部，以及与第一温度部连接的第一处理芯片，基板具有边缘区域和中间区域；其中，第一温度传感部的一部分设置在基板的边缘区域；第一温度传感部的另一部分设置在基板的中间区域，第一处理芯片设置在基板的边缘区域，用于将第一温度传感部所感测到的基板的中间区域和边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。本发明实施例提供的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温度，在一种可能的实现方式中，在基板中设置的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温差，满足某些特殊温度测量场合的要求，保证基板的正常显示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的基板的平面图；
图3为本发明实施例提供的图2沿a-a’方向的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的图2沿b-b’方向的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例提供的基板中第一处理芯片的外围处理电路的示意图；
图6为本发明实施例提供的基板中第二处理芯片的外围处理电路的示意图；
图7a至图7e分别为本发明实施例提供的基板的制作方法在各步骤执行后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的基板和显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
其中，附图中各膜层的厚度和形状不反映基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种基板，如图1所示，包括：衬底基板100，以及位于衬底基板100上的第一温度传感部200，在一种可能的实现方式中，第一温度传感部200为透明的。以及与第一温度传感部200连接的第一处理芯片(图1中未示出)，基板具有边缘区域A和中间区域B；
第一温度传感部200的一部分设置在基板的边缘区域A；
第一温度传感部200的另一部分设置在基板的中间区域B；
第一处理芯片设置在基板的边缘区域A，用于将第一温度传感部200所感测到的基板的中间区域B和边缘区域A的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
在本发明实施例提供的上述基板，在基板中设置的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温度，在一种可能的实现方式中，在基板中设置的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温差，满足某些特殊温度测量场合的要求，保证基板的正常显示。另外，将第一温度传感部的一部分覆盖基板的边缘区域A，可以有利于信号的处理。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，第一温度传感部可以根据赛贝克效应(即热电偶工作原理)制成，如图1所示，该第一温度传感部200具体可以包括：依次层叠设置在衬底基板100上的第一导电层201、中隔绝缘层202、以及第二导电层203；其中，中隔绝缘层202的覆盖面积小于第一导电层201的覆盖面积，中隔绝缘层202将第一导电层201分隔为两个隔离的第一区域和第二区域，第一区域位于基板的边缘区域A内，第二区域位于基板的中间区域B内；第二导电层203和第一导电层201在衬底基板100上的投影相互重叠。具体地，由于中隔绝缘层202的覆盖面积小于第一导电层201的覆盖面积，图1示出了第一导电层201的左端部分与第二导电层203的左端部分互相接触，第一导电层201的右端部分与第二导电层203的右端部分互相接触，左端部分所在区域为第一区域，右端部分所在区域为第二区域，左端部分所在区域位于基板的边缘区域A内，右端部分所在区域位于基板的中间区域B内，这样构成了闭合回路，如两端产生温差，存在温度梯度时，则在回路中就会有电流通过，此时两端之间就产生热电动势，此种现象称为赛贝克效应，这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件，即第一导电层和第二导电层，称为热电偶，热电偶产生的热电动势，其大小仅与热电极材料及两端温差有关，与热电极长度、直径无关；这样的设置方式，结构简单，制作容易，成本低，准确度高，测温范围广。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，该第一导电层、中隔绝缘层和第二导电层的材料均可以为透明材料，即第一温度传感部为透明的，使第一温度传感部不会占用基板的显示区域内的开口率，不会影响光的透过率。
在具体实施时，第一导电层或第二导电层的材料可以设置为半导体层材料或导体材料，例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、二氧化锡(Tin Oxide，TO)、氧化锡锑(TinAntimony Oxide，TAO)、氧化铟(Indium Oxide，IO)、二氧化镉(Cadmiun Oxide，CdO)或石墨烯其中之一；中隔绝缘层的材料可以设置为氮化硅等无机透明绝缘材料。具体地，对于第一导电层、第二导电层和中隔绝缘层的具体材料可以根据实际情况进行选取，在此不作限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，在衬底基板上形成第一温度传感部的具体实施方式有多种，可以将第一温度传感部直接形成在基板的表面上；为了不增加工艺复杂度，也可以形成在基板的内部。具体地，第一导电层与基板中的电极层或金属线可以同层设置，这样可以通过一次构图工艺形成第一导电层与电极层或金属线的图形，简化工艺，节省成本；和/或，第二导电层与基板中的电极层或金属线可以同层设置，这样可以通过一次构图工艺形成第二导电层与电极层或金属线的图形，简化工艺，节省成本。需要说明的是，基板中的电极层可以包括像素电极层或公共电极层等，基板中的金属线可以包括栅极线或数据线等。对于第一导电层和第二导电层的具体设置可以根据实际需要进行具体设计，在本发明实施例提供的上述基板中，可以包括以下实施方式：
在第一种实施方式中，本发明实施例提供的上述基板可以应用于扭曲向列(Twisted Nematic，TN)型显示面板中，具体地，像素电极层位于基板表面，第一导电层201与像素电极层同层设置，第二导电层203单独沉积透明材料制成，第一导电层201和第二导电层203之间设有中隔绝缘层202。
在第二种实施方式中，本发明实施例提供的上述基板可以应用于高级超维场开关(Advanced Super Dimension Switch，ADS)型显示面板中，具体地，如图2至图4所示，在基板中的公共电极层300作为板状电极位于下层，像素电极层400作为狭缝电极位于上层，即像素电极层400位于公共电极层300的上方，在像素电极层400和公共电极层300之间设有绝缘层500和钝化层600。第一导电层201与公共电极层300同层设置，第二导电层203与像素电极层400位于同一层，此时像素电极层与公共电极层的材料可以不同，或者第二导电层与像素电极层的材料可以不同，如像素电极层的材料为ITO，第二导电层的材料为石墨烯。如图4所示，第一导电层201的两端分别与第二导电层203的两端通过过孔对应相连。
在第三种实施方式中，本发明实施例提供的上述基板也可以应用于超高级超维场开关(High Advanced Super Dimension Switch，HADS)型显示面板中，具体地，在基板中的像素电极层作为板状电极位于下层，公共电极层作为狭缝电极位于上层，即像素电极层位于公共电极层的下方，在像素电极和公共电极之间设有绝缘层和钝化层。第一导电层与像素电极层同层设置，第二导电层与公共电极层位于同一层，此时像素电极层与公共电极层的材料可以不同，或者第二导电层与公共电极层的材料可以不同，如公共电极层的材料为ITO，第二导电层的材料为石墨烯(第三种实施方式的图形与第二种实施方式的图形类似，像素电极层与公共电极层位置交换即可)。
上述实施方式中，将第一温度传感部均设置在基板内部，简化工艺，节省成本，减少了基板厚度，提高了测量精度；上述实施方式只是为了说明本发明所示的个例，在具体实施过程中，并不限于上述三种实施方式。在具体实施时，具体选用上述哪种实施方式可以根据实际需要进行设计，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，当基板的边缘区域和中间区域存在温度差时，就会存在输出电压(一般输出电压为10-100毫伏)，此时第一处理芯片具有第一外围处理电路，如图5所示，第一外围处理电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、运算放大器U、以及第一比较器B1；其中，运算放大器U的第一输入端分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，运算放大器U的第二输入端接地，运算放大器U的输出端分别与第二电阻R2的另一端和第一比较器B1的第一输入端连接，第一电阻R1的另一端与第一温度传感部输出电压端连接，第一比较器B1的第二输入端与第一参考电压端连接，第一比较器B1的输出端与第一控制信号端连接。运算放大器U、电阻R1和电阻R2组成一个负反馈放大电路，可以将第一温度传感部输出电压放大至适当值，第一比较器B1可以将参考电压与第一温度传感部输出电压作比较，大小不同时会输出不同的值。其中，运算放大器U1和运算放大器U2均可以为低温漂精密运放，电阻R1可以设置为100欧姆，电阻R2可以设置为4K欧姆。这样，上述第一温度传感部将温度量转换为电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，还可以包括：位于衬底基板上的第二温度传感部，以及与第二温度传感部连接的第二处理芯片；该第二温度传感部设置在基板的边缘区域，第二处理芯片设置在基板的边缘区域，用于将第二温度传感部所感测到的基板的边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。上述第二温度传感部不会影响透光性，可以精确测量出基板的边缘区域的温度。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，第二温度传感部可以根据热电阻工作原理制成，第二温度传感部具体包括与基板中的金属线同层设置的电阻传感器R，基板中的金属线可以包括栅线与数据线，金属材料可以为铜，阻值可以为200欧姆。通过同一构图工艺形成电阻传感器与金属线的图形，可以简化工艺，节省成本。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，第二处理芯片具有第二外围处理电路，如图6所示，第二外围处理电路包括第三电阻R3和第二比较器B2(不包括虚线内的电阻传感部R)；其中，第二比较器B2的第一输入端与第二参考电压端连接，第二比较器B2的第二输入端分别与第三电阻R3的一端和电阻传感器R连接，第二比较器B2的输出端与第二控制信号端连接，第三电阻R3的另一端与电压输入端连接。R3可以为低温漂电阻，阻值可以为200欧姆；第二比较器B2可以为低温漂精密运算放大器，可以降低外界温度对采样的影响。上述第二温度传感部可以利用基板的内部部件在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，准确度高，灵敏度高，无需参考点，温度值可由测得的电阻值直接求出，测温范围广，稳定性好。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，还包括：第三处理芯片，用于集成第一处理芯片和第二处理芯片，由于第一处理芯片接收到第一温度传感部测出的基板的边缘区域与中间区域的温度感测信号，第二处理芯片接收到第二温度传感部测出的基板的边缘区域的温度感测信号，第三处理芯片将两者进行对比，即可得知基板的中间区域的温度感测信号，然后将基板的中间区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述基板中，基板可以为彩膜基板或阵列基板，在此不作限定。
在具体实施时，本发明实施例提供的基板在具体应用于阵列基板时，在阵列基板上一般还会具有诸如薄膜晶体管、栅极及数据线等结构，这些具体结构可以有多种实现方式，在此不做限定。
下面以一个具体的实例详细的说明本发明实施例提供的基板的制作方法，制作基板的具体步骤如下：
步骤一、在衬底基板上通过同一构图工艺形成公共电极层和第一导电层的图形，如图7a所示；
在具体实施时，可以在衬底基板100上沉积透明导电材料，如ITO，通过一次构图工艺进行曝光、显影和刻蚀处理之后，形成包含有公共电极层300和第一导电层201的图形；
步骤二、在形成有公共电极层、第一导电层的衬底基板上形成绝缘层的材料，如图7b所示；
在具体实施时，在形成有公共电极300、第一导电层201的衬底基板100上沉积一层绝缘材料，作为绝缘层500，如氮化硅材料；
步骤三、在绝缘层上形成钝化层的图形，如图7c所示；
在具体实施时，在形成有绝缘层500的衬底基板100上沉积一层钝化层材料，作为钝化层600，如氮化硅材料；
步骤四、在钝化层上形成像素电极层的图形，如图7d所示；
在具体实施时，在形成有钝化层600的衬底基板100上沉积一层透明导电材料，如ITO，通过构图工艺形成像素电极层300的图形；
步骤五、在钝化层上形成第二导电层的图形，如图7e所示；
在具体实施时，在与基板的边缘区域和中间区域相对应的区域内通过构图工艺在绝缘层500和钝化层600上形成过孔，在形成有钝化层600的衬底基板100上沉积一层石墨烯，通过构图工艺形成第二导电层203的图形，其中，第二导电层203的两端分别与第一导电层201的两端通过过孔对应相连。
至此，经过实例提供的上述步骤一至步骤五制作出了本发明实施例提供的上述基板，相对于直接设置在基板表面的第一温度传感部，省去了单独设置的中隔绝缘层，简化了基板的膜层数量。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述基板，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示部、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述基板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种基板和显示装置，该基板包括：衬底基板，位于衬底基板上且呈透明的第一温度传感部，以及与第一温度传感部连接的第一处理芯片，基板具有边缘区域和中间区域；其中，第一温度传感部的一部分设置在基板的边缘区域；第一温度传感部的另一部分设置在基板的中间区域，第一处理芯片设置在基板的边缘区域，用于将第一温度传感部所感测到的基板的中间区域和边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。本发明实施例提供的上述第一温度传感部可以精确测量出基板的边缘区域与中间区域的温度，满足某些特殊温度测量场合的要求，保证基板的正常显示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基板，其特征在于，包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的第一温度传感部，以及与所述第一温度传感部连接的第一处理芯片，所述基板具有边缘区域和中间区域；其中，
所述第一温度传感部的一部分设置在所述基板的边缘区域；
所述第一温度传感部的另一部分设置在所述基板的中间区域；
所述第一处理芯片设置在所述基板的边缘区域，用于将所述第一温度传感部所感测到的所述基板的中间区域和边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出；
所述第一处理芯片具有第一外围处理电路，所述第一外围处理电路包括第一电阻、第二电阻、运算放大器、以及第一比较器；其中，
所述运算放大器的第一输入端分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端连接，所述运算放大器的第二输入端接地，所述运算放大器的输出端分别与所述第二电阻的另一端和所述第一比较器的第一输入端连接，所述第一电阻的另一端与第一温度传感部输出电压端连接，所述第一比较器的第二输入端与第一参考电压端连接，所述第一比较器的输出端与第一控制信号端连接。
2.如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述第一温度传感部包括：依次层叠设置在所述衬底基板上的第一导电层、中隔绝缘层、以及第二导电层；其中，
所述中隔绝缘层的覆盖面积小于所述第一导电层的覆盖面积，所述中隔绝缘层将所述第一导电层分隔为两个隔离的第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述基板的边缘区域内，所述第二区域位于所述基板的中间区域内；
所述第二导电层和所述第一导电层在所述衬底基板上的投影相互重叠。
3.如权利要求2所述的基板，其特征在于，所述第一导电层或第二导电层的材料为ITO、TO、TAO、IO、CdO或石墨烯其中之一。
4.如权利要求2所述的基板，其特征在于，所述第一导电层与所述基板中的电极层或金属线同层设置；和/或，
所述第二导电层与所述基板中的电极层或金属线同层设置。
5.如权利要求1所述的基板，其特征在于，还包括：位于所述衬底基板上的第二温度传感部，以及与所述第二温度传感部连接的第二处理芯片；
所述第二温度传感部设置在所述基板的边缘区域；
所述第二处理芯片设置在所述基板的边缘区域，用于将所述第二温度传感部所感测到的所述基板的边缘区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
6.如权利要求5所述的基板，其特征在于，所述第二温度传感部包括与所述基板中的金属线同层设置的电阻传感器。
7.如权利要求6所述的基板，其特征在于，所述第二处理芯片具有第二外围处理电路，所述第二外围处理电路包括第三电阻和第二比较器；其中，
所述第二比较器的第一输入端与第二参考电压端连接，所述第二比较器的第二输入端分别与所述第三电阻的一端和所述电阻传感器连接，所述第二比较器的输出端与第二控制信号端连接，所述第三电阻的另一端与电压输入端连接。
8.如权利要求5所述的基板，其特征在于，还包括：第三处理芯片，用于集成所述第一处理芯片和第二处理芯片，将所述基板的中间区域的温度感测信号转换为相关控制信号并输出。
9.如权利要求1-8任一项所述的基板，其特征在于，所述基板为彩膜基板或阵列基板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的基板。
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