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阵列基板、显示面板及显示器的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

阵列基板、显示面板及显示器的制作方法

1.本发明涉及液晶显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板、显示面板及显示器。


背景技术:

2.目前,为提高在大尺寸的显示设备中的视角,主要采用va((vertical alignment或vertically aligned,垂直配向)显示模式,通过多畴技术,实现液晶的广视角。然而,在目前的多畴技术中,显示面板中液晶分子的取向有限,显示面板的视角较窄。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的在于提供一种阵列基板、显示面板及显示器,旨在解决现有技术中显示面板的视角较窄的技术问题。
4.为实现上述目的,本发明提出一种阵列基板,阵列基板包括多条扫描线、多条数据线以及呈阵列分布的多个子像素,每个子像素与对应的扫描线及数据线连接,每个子像素包括主像素区和次像素区,主像素区和次像素区均包括若干个像素电容,每个像素电容均与对应子像素连接的扫描线及数据线连接,其中,每个子像素至少包括三个像素电容;
5.各像素电容在基于对应的数据线充电后的充电电压不同。
6.可选的,各子像素中的各像素电容的正对面积不同。
7.可选的,阵列基板还包括多个薄膜晶体管,各像素电容与一薄膜晶体管电连接,各子像素中的各像素电容对应的薄膜晶体管的沟道长宽比不同。
8.可选的,薄膜晶体管的源极金属部分与漏极金属部分之间设置有过渡金属部分,过渡金属部分与源极金属部分以及漏极金属部分互不接触,过渡金属部分与源极金属部分以及漏极金属部分同层设置。
9.可选的,主像素区包括第一像素电容和第二像素电容,次像素区包括第三像素电容和第四像素电容,第一像素电容、第二像素电容、第三像素电容和第四像素电容的正对面积互不相同。
10.可选的,第一像素电容和第二像素电容相对主像素区的列向中心线对称设置,第三像素电容和第四像素电容相对次像素区的列向中心线对称设置。
11.可选的,第一像素电容电连接第一薄膜晶体管,第二像素电容电连接第二薄膜晶体管,第三像素电容电连接第三薄膜晶体管,第四像素电容电连接第四薄膜晶体管,第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第三薄膜晶体管和第四薄膜晶体管的沟道长宽比互不相同。
12.可选的,各像素电容对应的取向电极具有多个方向。
13.为实现上述目的,本发明还提出一种显示面板,显示面板包括数据驱动电路、扫描驱动电路以及如上述的阵列基板,阵列基板与数据驱动电路和扫描驱动电路连接。
14.为实现上述目的,本发明还提出一种显示器,显示器包括如上述的显示面板及背光模组,背光模组设于显示面板的背面,背光模组用于向显示面板提供背光光源。
15.本发明中,阵列基板包括多条扫描线、多条数据线以及呈阵列分布的多个子像素,
每个子像素与对应的扫描线及数据线连接,每个子像素包括主像素区和次像素区,主像素区和次像素区均包括若干个像素电容,每个像素电容均与对应子像素连接的扫描线及数据线连接,其中,每个子像素至少包括三个像素电容;各像素电容在基于对应的数据线充电后的充电电压不同。本发明通过对每个子像素中的主像素区和次像素进一步进行分割,各分割后的区域对应一像素电容,且各像素电容在基于对应的数据线充电后的充电电压不同,从而使每个子像素获得更多的分压区间,提高了显示面板的视角广度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明阵列基板第一实施例的像素结构等效示意图;
18.图2为液晶分子相对人眼示意图;
19.图3为本发明阵列基板第二实施例的像素结构平面示意图;
20.图4为本发明薄膜晶体管一实施例的平面示意图;
21.图5为本发明薄膜晶体管另一实施例的平面示意图;
22.图6为本发明显示面板一实施方式的结构示意图;
23.图7为本发明显示面板一实施方式的结构示意图。
24.附图标号说明:
25.标号名称标号名称10扫描线100栅极金属部分20数据线110过渡金属部分30主像素区120数据驱动电路40次像素区130扫描驱动电路50像素电容140阵列基板60薄膜晶体管150显示面板70液晶分子160背光模组80源极金属部分t1~t4第一至第四薄膜晶体管90漏极金属部分c1~c4第一至第四液晶电容
26.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
28.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
29.需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
31.参照图1,图1为本发明阵列基板第一实施例的像素结构等效示意图。本发明提出阵列基板的第一实施例。
32.在第一实施例中,阵列基板包括多条扫描线10、多条数据线20以及呈阵列分布的多个子像素,每个子像素与对应的扫描线10及数据线20连接,每个子像素包括主像素区30和次像素区40,主像素区30和次像素区40均包括若干个像素电容50,每个像素电容50均与对应子像素连接的扫描线10及数据线20连接,其中,每个子像素至少包括三个像素电容50;各像素电容50在基于对应的数据线20充电后的充电电压不同。
33.可以理解的是,子像素可以为红色像素、绿色像素和蓝色像素,各子像素呈阵列分布,每一行中相邻的三个像素为不同颜色的像素;其中,每一行的像素由一条扫描线10驱动,每一列的像素由一条数据线20驱动。当然,子像素还可以包括其他颜色的像素,如黄色像素等,本实施方式对此不加以限制。
34.在本实施方式中,每个子像素包括主像素区30和次像素区40,主像素区30和次像素区40又包括若干个像素电容50,且每个子像素中至少包括三个像素电容50。例如,主像素区30可以包括一个像素电容50,次像素区40包括两个或两个以上像素电容50;或者主像素区30可以包括两个或两个以上像素电容50,次像素区40包括一个像素电容50;或者主像素区30和次像素区40均包括两个或两个以上像素电容50。其中,像素电容50通过薄膜晶体管60与对应的扫描线10及数据线20连接,具体的,各像素电容50与薄膜晶体管60的漏极连接,薄膜晶体管60的栅极与扫描线10连接,薄膜晶体管60的源极与数据线20连接,每个子像素内的各像素电容50共用同一扫描线10及同一数据线20。
35.可以理解的是,在进行像素驱动时,薄膜晶体管60的栅极接收到扫描线10上的高电平信号处于导通状态,像素电容50经由薄膜晶体管60接收数据线20上的数据电压。在薄膜晶体管60的导通时间内,像素电容50进入充电过程,其电压逐渐升高,直至薄膜晶体管60关断。在导通时间足够的情况下,像素电容50的电压幅值稳定在数据电压的幅值。在本实施方式中,充电电压是指在薄膜晶体管60关断时,像素电容50的电压,其通常等于数据电压。
36.参照图2,图2为液晶分子相对人眼示意图。液晶分子70的短轴光线透过率最高,在显示面板中存在不同偏转角度的液晶分子70时,用户即使从不同角度看向显示面板,也能使人眼正对部分液晶分子70的短轴。当人眼正视显示面板时,位于中间的液晶分子70的短轴正对人眼,当人眼从侧面看向显示面板时,位于两侧的液晶分子70的短轴正对人眼,从而实现广视角。因此,在显示面板中液晶分子70的偏转角度越多,则显示面板的视角越广。
37.通常,为使液晶分子70具有不同的偏转方向,可以为液晶分子70设置不同的初始取向,使像素形成多畴结构,在像素电容50两端的充电电压的影响下,液晶分子70进行偏
转,从而得到不同偏转方向。例如,以常规的八畴结构为例,主像素区30和次像素区40对应的取向电极具有4种取向方向,在次像素区40额外设置共享晶体管及共享电极,次像素区40通过该共享晶体管与共享电极连接,从而实现分压,使主像素区30和次像素区40具有不同的充电电压,从而使子像素具有8种不同偏转方向的液晶分子。然而,上述方式增设了共享电极,该共享电极通常设置在开口区,降低了像素的开口率,降低了光线透过显示面板的穿透率,不利于显示面板的画面表现。
38.在本实施方式中,取消了共享晶体管及共享电极,通过使各像素电容50的充电电压不同,从而使液晶分子实现不同的偏转方向,在实现显示面板的广视角的同时,还提高了开口率。
39.在具体实现时,像素电容50的充电电压主要受到数据线20上的数据电压、充电速率、充电时间、电容参数等因素的影响。其中,数据电压为根据视频数据转换后的电压,充电时间与扫描线10上的扫描信号对应的扫描时间相关。由于各像素电容50共用同一扫描线10和同一数据线20,因此各像素电容50对应的数据电压以及充电时间相同,故可以同调整充电速率和/或电容参数,从而使各像素电容50在充电后的充电电压不同。
40.可以理解的是,依据电容公式为:c=εs/d;其中,ε为介电常数,d为电极距离,s为面积;在显示面板中,各像素电容50的电极距离d相等,因此,可以通过调整面积s从而获得不同电容值c。同时,根据电容公式v=q/c,可知,在电压相同的情况下,电荷量q与电容值c成反比。在具体实现时,可以通过将各像素电容50的正对面积设置为不同值,可以使各像素电容50具有不同的电容值c,从而使各像素电容50在基于对应的数据线20充电后的充电电压不同。
41.需要说明的是,像素电容50的充电速率主要与对应的薄膜晶体管60的性能相关。因此,同样可以通过调整薄膜晶体管60的性能从而使各像素电容50的充电速率不同,在同等充电时间下,各像素电容50在基于对应的数据线20充电后的充电电压也不同。其中,薄膜晶体管60的性能主要与沟道长宽比相关,因此可以使各像素电容50对应的薄膜晶体管60的沟道长宽比不同,从而使各薄膜晶体管60具有不同的充电速率。
42.在本实施方式中,为进一步提高显示面板的视角,各像素电容50对应的取向电极具有多个方向;例如,像素电容50对应的取向电极可以为二畴结构、四畴结构或者二畴结构中的一种。若每个子像素中的像素电容50的数量为三个,且各像素电容50对应的取向电极均为四个方向,则显示面板中液晶分子的偏转方向具有12种。因此,本实施方式还可以在现有的多畴结构的基础上,进一步提高显示面板的视角。
43.在第一实施例中,阵列基板包括多条扫描线10、多条数据线20以及呈阵列分布的多个子像素,每个子像素与对应的扫描线10及数据线20连接,每个子像素包括主像素区30和次像素区40,主像素区30和次像素区40均包括若干个像素电容50,每个像素电容50均与对应子像素连接的扫描线10及数据线20连接,其中,每个子像素至少包括三个像素电容50;各像素电容50在基于对应的数据线20充电后的充电电压不同。本实施方式中,通过对每个子像素中的主像素区30和次像素区40进一步进行分割,各分割后的区域对应一像素电容50,且各像素电容50在基于对应的数据线20充电后的充电电压不同,从而使每个子像素获得更多的分压区间,提高了显示面板的视角广度。
44.参照图3,图3为本发明阵列基板第二实施例的像素结构平面示意图。基于上述第
一实施例,本发明提出阵列基板的第二实施例。
45.在第二实施例中,主像素区30和次像素区40内的像素电容50的数量均为两个。主像素区30包括第一像素电容c1和第二像素电容c2,次像素区40包括第三像素电容c3和第四像素电容c4。第一像素电容c1电连接第一薄膜晶体管t1,第二像素电容c2电连接第二薄膜晶体管t2,第三像素电容c3电连接第三薄膜晶体管t3,第四像素电容c4电连接第四薄膜晶体管t4。
46.需要说明的是,图3中的像素结构平面示意图仅示出了像素电容50的取向电极一侧。即第一像素电容c1的取向电极与第一薄膜晶体管t1的漏极金属连接,第二像素电容c2的取向电极与第二薄膜晶体管t2的漏极金属连接,第三像素电容c3的取向电极与第三薄膜晶体管t3的漏极金属连接,第四像素电容c4的取向电极与第四薄膜晶体管t4的漏极金属连接。第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3以及第四薄膜晶体管t4的栅极与扫描线10连接,第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3以及第四薄膜晶体管t4的源极极与数据线20连接。
47.在本实施方式中,第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4的正对面积互不相同;其中,正对面积为取向电极与公共电极之间投影重叠的面积。通过对第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4的取向电极的面积进行划分,从而获得不同的正对面积。其中,各取向电极均具有4种取向方向,当然取向电极的取向方向可以根据需求设置,本实施方式不加以限制。
48.例如,第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4的正对面积比例为2:3:4:5。根据电容公式为:c=εs/d,则第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4的电容比为2:3:4:5。根据电容公式v=q/c,在数据电压一定的情况,单位时间内能够给每个像素冲进去的电荷q,则第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4能够分到的电压比为30:20:15:12。由此,第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4可以驱动对应的液晶分子偏转到不同的角度,进而实现在不同角度视角增强的效果;具体的,在取向电极均具有4种取向方向时,本实施方式能够使液晶分子70的偏转方向具有16种。
49.在本实施方式中,为进一步提高液晶偏转角度之间的差异,还可以使第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3和第四薄膜晶体管t4的沟道长宽比互不相同。沟道长宽比越大,晶体管的充电性能越高,因此,可以使第一薄膜晶体管t1的沟道长宽比大于第二薄膜晶体管t2的沟道长宽比,第二薄膜晶体管t2的沟道长宽比大于第三薄膜晶体管t3的沟道长宽比,第三薄膜晶体管t3的沟道长宽比大于第四薄膜晶体管t4的沟道长宽比,从而进一步放大第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4之间充电电压的差距。
50.在本实施方式中,为保证显示效果,第一像素电容c1和第二像素电容c2相对主像素区30的列向中心线对称设置,第三像素电容c3和第四像素电容c4相对次像素区40的列向中心线对称设置。
51.需要说明的是,第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4呈横向对称,能够使不同偏转角度的液晶分子70对称分布。由于第一像素电容c1和第二像素电容c2需要共用扫描线10以及数据线20,故两者的取向电极均需要看靠近扫描线10
以及数据线20的金属,因此可以使第一像素电容c1的取向电极半包围第二像素电容c2的取向电极,从而使主像素区30内的不同偏转角度的液晶分子70分布更均匀,次像素区40同理。
52.在第二实施例中,主像素区30包括第一像素电容c1和第二像素电容c2,次像素区40包括第三像素电容c3和第四像素电容c4。第一像素电容c1电连接第一薄膜晶体管t1,第二像素电容c2电连接第二薄膜晶体管t2,第三像素电容c3电连接第三薄膜晶体管t3,第四像素电容c4电连接第四薄膜晶体管t4。第一像素电容c1、第二像素电容c2、第三像素电容c3和第四像素电容c4的正对面积互不相同;第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2、第三薄膜晶体管t3和第四薄膜晶体管t4的沟道长宽比互不相同。本实施方式中主像素区30和次像素区40均能够实现不同的分压区别,从而使液晶分子70具有更多的偏转方向,提高了视角广度。
53.参照图4,图4为本发明薄膜晶体管一实施例的平面示意图。基于上述第一实施例和第二实施例,本发明提出阵列基板的第三实施例。
54.在第三实施例中,阵列基板上的薄膜晶体管50包括源极金属部分80、漏极金属部分90和栅极金属部分100;其中,源极金属部分80与漏极金属部分90之间设置有过渡金属部分110,过渡金属部分110与源极金属部分80以及漏极金属部分90互不接触,过渡金属部分110与源极金属部分80以及漏极金属部分90同层设置。
55.需要说明的是,薄膜晶体管50沟道长宽比是指薄膜晶体管50的沟道的长度与宽度的比值;其中,薄膜晶体管50的沟道是指源极金属部分80与漏极金属部分90之间相对的部分。薄膜晶体管50在进行导电时,有源层中的电子在源极金属部分80与漏极金属部分90之间的沟道流动。因此薄膜晶体管50的沟道长宽比越大,则薄膜晶体管50的导电性能越高,相应的像素电容50的充电速度更快。
56.在具体实现时,可以通过调整薄膜晶体管50的源极金属部分80与漏极金属部分90之间的相对的长度(即沟道长度),或者源极金属部分80与漏极金属部分90之间的距离(即沟道宽度)可以调整薄膜晶体管50的性能。
57.在本实施方式中,源极金属部分80与漏极金属部分90之间设置有过渡金属部分110,过渡金属部分110的材料可以与源极金属部分80及漏极金属部分相同,如铜或者铝等。过渡金属部分110可以起到导电的作用,因此提高薄膜晶体管50的导电性能。
58.可以理解的是,在增加过渡金属部分110后,源极金属部分80与漏极金属部分90使得沟道被分为两个部分,两个部分的沟道的宽度小于不存在过渡金属部分110时沟道一半,而长度变化不大。因此,增加过渡金属部分110相当于增加了薄膜晶体管50整体的沟道长宽比。
59.参照图5,图5为本发明薄膜晶体管另一实施例的平面示意图。在图5中,整薄膜晶体管50的源极金属部分80与漏极金属部分90为平行的两条金属,源极金属部分80与漏极金属部分90之间设置有过渡金属部分110,过渡金属部分110与源极金属部分80及漏极金属部分90为平行。
60.需要说明的是,图5所示的薄膜晶体管结构相比于图4所示的薄膜晶体管结构占用的空间面积更少,适用于小尺寸的薄膜晶体管50的设计。然而,在图5所示的薄膜晶体管结构相比于图4所示的薄膜晶体管结构的沟道长宽比更小,也即导电性能较低。因此,在图5所示的薄膜晶体管结构中设置过渡金属部分110,可以大幅提升导电性能,提高了薄膜晶体管
50的应用。
61.需要说明的是,由于过渡金属部分110可以调整薄膜晶体管50的沟道长宽比,因此还可以通过调整过渡金属部分110的长度和/或宽度使各薄膜晶体管50具有不同的导电性能。在具体实现时,子像素中的各像素电容50对应的各薄膜晶体管50可以具有相同的源极金属部分80、漏极金属部分90以及栅极金属部分100的尺寸参数,而具有不同的过渡金属部分110的尺寸参数,从而使各薄膜晶体管50具有不同的导电性能,进而调整各像素电容50在充电后的充电电压。
62.在第三实施例中,薄膜晶体管50包括源极金属部分80、漏极金属部分90和栅极金属部分100;其中,源极金属部分80与漏极金属部分90之间设置有过渡金属部分110,过渡金属部分110与源极金属部分80以及漏极金属部分90互不接触,过渡金属部分110与源极金属部分80以及漏极金属部分90同层设置。本实施方式通过在源极金属部分80与漏极金属部分90之间设置有过渡金属部分110以提高薄膜晶体管50的导电性能,同时可以在各薄膜晶体管50中设置不同的过渡金属部分110的尺寸参数,使各薄膜晶体管50具有不同的导电性能,有利于为像素电容50实现更大区间的分压,提高显示面板的视角广度。
63.为实现上述目的,本发明还提出一种显示面板。参照图6,图6为本发明显示面板一实施方式的结构示意图。显示面板包括数据驱动电路120、扫描驱动电路130以及如上述的阵列基板140,阵列基板140与数据驱动电路120和扫描驱动电路130连接。该阵列基板140的具体结构参照上述实施例,由于本显示面板可以采用上述所有实施例的技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果,在此不再一一赘述。
64.为实现上述目的,本发明还提出一种显示器。参照图7,图7为本发明显示器一实施方式的结构示意图。显示器包括如上述的显示面板150及背光模组160,背光模组160设于显示面板150的背面,背光模组160用于向显示面板150提供背光光源。该显示面板150的具体结构参照上述实施例,由于本显示器可以采用上述所有实施例的技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果,在此不再一一赘述。
65.以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。