CN103472638B - 一种四道光罩制作的阵列基板及液晶面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四道光罩制作的阵列基板，包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素，每个子像素中的公共电极和像素电极与设在两者之间的绝缘层和非晶硅层形成存储电容，在公共电极上设定为不大于-5V的直流电压或正负交替的交流电压。本发明还提供了一种液晶面板。本发明通过对阵列基板上的公共电极设计特定电压来改变非晶硅层的属性，从而有效降低了四道光罩制作的液晶面板阵列基板中数据线的电容电阻延迟，而且也降低了非晶硅层对像素电极的串扰。与此同时，本发明还解决了采用四道光罩制作的阵列基板的液晶面板基于AGC-八畴原理的八畴显示问题。
Description
技术领域
本发明属于液晶显示领域，特别涉及一种四道光罩制作的阵列基板及液晶面板。
背景技术
目前，很多液晶面板阵列基板的制造商为了降低制造的成本，大多选择四道光罩制作液晶面板阵列基板。但是一般四道光罩制作的液晶面板阵列基板在使用时常存在一些问题与不足。比如，因为四道光罩制作液晶面板阵列基板中非晶硅层与第二层金属层使用同一道光罩，数据线下方均存在非晶硅层，并且非晶硅层宽度大于数据线宽度。当公共电极与数据线存在较大电压差时，非晶体硅将表现为导体性质，因此一方面增大了数据线的电容电阻延迟，另一方面使非晶硅层对像素电极造成串扰。
一般五道光罩制作的液晶面板可以根据AGC-8domian（不对称栅极耦合-八畴）原理实现液晶面板的八畴显示，其中AGC-8domian原理指是利用MIS结构（金属层-绝缘层-半导体层），MIM结构（金属层-绝缘层-金属层）形成的存储电容大小差异，造成每个子像素中的两个孙像素的回馈电压差异，从而实现两个孙像素电压的差异，从而实现产生八畴显示。目前，由于采用四道光罩制作的液晶面板阵列基板像素的存储电容均为MIS结构，因此不能基于AGC-8domian原理实现液晶面板的的八畴显示。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种能够减小数据线电容电阻延迟，并消除非晶硅层对像素电极的串扰，也能够实现八畴显示的四道光罩制作的阵列基板。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种四道光罩制作的阵列基板，包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素，每个子像素中的公共电极和数据线与设在两者之间的绝缘层和非晶硅层形成平行板电容，在公共电极上设定不大于-5V的直流电压。
其中，所述设定公共电极电压的方法为：将采用所述阵列基板的液晶面板显示画面，然后调节公共电极电压，同时测量所述数据线的电阻电容延迟，当数据线的电阻电容延迟最小时的公共电极电压为设定电压。采用这种方法设定的公共电极电压能够使非晶硅层一直处于绝缘状态。
所述设定公共电极电压的方法为：将采用所述阵列基板的液晶面板显示画面，然后调节公共电极电压，同时测量所述液晶面板的总电流，当测量液晶面板的总电流最小时的公共电极电压为设定电压。采用这种方法设定的公共电极电压更加理想能够使非晶硅层一直处于绝缘状态。
进一步，所述设定公共电极电压最好在-10V～-5V之间。这样非晶硅层能够一直处于绝缘状态。
本发明还提供一种四道光罩制作的阵列基板，包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素，其中每个子像素均包括两个孙像素，所述每个孙像素各对应一个公共电极，所述每个孙像素中的公共电极和像素电极与设在两者之间的绝缘层和非晶硅层形成存储电容，在所述每个孙像素的公共电极分别设定一个正负极性变化的交流电压，其中每个子像素中两个孙像素的公共电极上的电压极性相反。
所述存储电容为MIS结构，包括从下至上依次设置的第一层金属、第一绝缘层、非晶硅层和第二层金属，第二层金属的电压与像素电极的电压相同。其中交流电压优选为方波电压。交流电沿的正极性电压优选为17V，所述负极性电压优选为-5V。
本发明还提供一种液晶面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板、以及夹设阵列基板和彩膜基板之间的液晶，所述阵列基板包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素，其中每个子像素均包括两个孙像素，所述每个孙像素各对应一个公共电极，所述每个孙像素中的公共电极和像素电极与设在两者之间的绝缘层和非晶硅层形成存储电容，在所述每个孙像素的公共电极分别设定一个正负极性变化的交流电压，且两个公共电极的电压为相反极性所述交流电压的极性每帧变更一次，所述正极性电压为17V，所述负极性电压为-5V。
所述公共电极上电压变换时刻最好设置于系统空白时间内。这样公共电压的变换不会影响显示画面。
所述彩膜基板上公共电极电压均为相同电压值。这样由于两个孙像素均正负极性对称，显示器就不会有闪烁等问题。
有益效果：本发明与现有技术相比，通过对阵列基板上的公共电极设计特定电压来改变非晶硅层的属性，从而有效降低了四道光罩制作的液晶面板阵列基板中数据线的电容电阻延迟，而且也消除了非晶硅层对像素电极的串扰。与此同时，本发明还解决了采用四道光罩制作的阵列基板的液晶面板基于AGC-8domian原理的八畴显示问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中阵列基板中的子像素的结构示意图；
图2为图1中的子像素沿切线A-A1的截面图；
图3为本发明实施例1中的阵列基板中的公共电极与数据线之间电容的电压电容关系曲线图；
图4为本发明实施例2中阵列基板的子像素的结构示意图；
图5为图2中的子像素沿切线B-B1的截面图；
图6为相邻两帧变化时液晶面板显示的极性变化示意图；
图7为本发明所提供的液晶面板的实际电学模拟结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种四道光罩制作的阵列基板，包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素1，如图2所示，从下至上依次设置在基板2上的第一层金属3、第一绝缘层4、非晶硅层5、第二层金属6、第二绝缘层7和像素电极8，其中第一层金属3主要为公共电极，第二层金属6主要为数据线，公共电极与数据线之间的电容由第一绝缘层4与非晶硅层5组成。通过给公共电极设定一个小于-5V的直流电压，使非晶硅层保持在绝缘体性质，此时公共电极与数据线之间的平板电容即是第一绝缘层电容与非晶硅层电容串联后的电容值，故该电容值减小，因此降低了数据线的电容电阻延迟，而且也降低了非晶硅层对像素电极的串扰。
其中，设定公共电极电压使非晶硅层保持在绝缘体性质的方法有三种：
第一种为给采用上述阵列基板的液晶面板通电，并给定显示画面，然后改变公共电极电压，同时测量数据线的电阻电容延迟，当数据线的电阻电容延迟最小时的公共电极电压为理想电压。
第二种为给采用上述阵列基板的液晶面板通电，并给定显示画面，然后改变公共电极电压，同时测量阵列基板的总电流，当测量阵列基板的总电流最小时的公共电极电压为理想电压。
根据前两种方法可以知道，一般当公共电极电压低于-5V时，非晶硅层为绝缘状态。
第三种直接将公共电极直接与控制液晶面板的PCB板上的栅极信号关闭电压Vgl连接。如图3所示，横轴表示公共电极的电压值，纵轴表示平板电容的电容值。当公共电极电压低于-5V时，非晶硅层即为绝缘层，那么公共电极与数据线之间的电容表现为非晶硅层与第一绝缘层电容串联，因此电容减小。当公共电极电压高于5V时，那么公共电极与数据线之间的电容表现为第一绝缘层电容，因此电容增大。再者如数据线电压为0.2V至12.2V，那么公共电极与数据线电压差为-5.2V至-17.2V,根据曲线所示，两者之间的非晶硅层一直为绝缘层。
采用这三种方法设定的公共电极电压可以使非晶硅层一直保持绝缘状态。从而能够有效降低数据线的电容电阻延迟和非晶硅层对像素电极的串扰。
实施例2：
一种四道光罩制作的阵列基板，如图4所示，阵列基板上的一个由纵横交错的数据线和扫描线围成的子像素，其中子像素包括两个孙像素，两个孙像素按上下排列，每个孙像素各对应一个公共电极，两个公共电极分别平行设置于扫描线上下两侧。由于四道光罩制作阵列基板的第一层金属与第二层金属之间均存在非晶硅层与第一绝缘层，因此子像素的两个孙像素，即第一孙像素9和第二孙像素10的存储电容11和存储电容12均为MIS结构。如图5所示，第二孙像素10的存储电容12包括从下至上依次设置的第一层金属3、第一绝缘层4、非晶硅层5和第二层金属6，第一层金属3主要为公共电极，第二层金属6主要为数据线，第二层金属的电压与像素电极的电压相等。基于AGC-8domian原理给每个孙像素的公共电极分别施加正负极性变换的方波电压，使非晶硅层表现为导体性质或绝缘层性质，从而导致两个孙像素的回馈电压不相等而实现八畴显示。
具体方法为：如图4所示，在每个子像素中液晶粒子光配向成四个方向，其中，第一孙像素9的公共电极与其像素电极形成存储电容11、第二孙像素10的公共电极3与其像素电极8形成存储电容12，将采用上述阵列基板的液晶面板通电后显示画面，阵列基板上的极性随每帧画面的变化而正负交替变化，如图6所示，即如果显示器显示第N帧画面时，阵列基板上的极性为正极性，则显示器显示第N+1帧画面时，阵列基板上的极性为负极性。在正极性周期内，第一孙像素9的像素电极上的电压为6.2V至12.2V，其公共电极电压为17V，因此非晶硅层4表现为导体性质，所以第一孙像素9的存储电容11为第一绝缘层的电容。与此同时第二孙像素10的像素电极电压为6.2V至12.2V，其公共电极电压为-5V，因此非晶硅层表现为绝缘体性质，所以第二孙像素10的存储电容12为第一绝缘层电容与非晶硅层电容串联后的电容。此时，第一孙像素9的存储电容11大于第二孙像素10的存储电容12，故第一孙像素9的回馈电压（feedthrough）小于第二孙像素10的回馈电压，最终第一孙像素9的像素电极上的电压大于第二孙像素10的像素电极上的电压。由于阵列基板上的像素电极在同一时刻存在不同的电压值，因此彩膜层与阵列基板之间的电压差不同，产生的电场力就不同，从而在一个子像素中的液晶就可以产生不同的倾角，形成八畴显示，以至于能够减少随视角改变而造成亮度的变化,达成无灰阶反转及较低的色偏。
相反，在负极性周期内，第一孙像素9和第二孙像素10的公共电极电压相互转换，此时，第一孙像素9的存储电容11为第一绝缘层电容与非晶硅层电容串联后的电容，第二孙像素10为第一绝缘层的电容，所以第一孙像素9的存储电容小于第二孙像素10的存储电容，故第一孙像素9的回馈电压（feedthrough）大于第二孙像素10的回馈电压，最终第一孙像素9的像素电极上的电压小于第二孙像素10的像素电极上的电压。从而实现八畴显示。
其中，第一孙像素9和第二孙像素10的公共电极电压相互转换的时间与每帧图画转换时间一致，同时转换的时刻最好设置于系统空白时间内。
将上述液晶面板进行实际电学模拟测试，结果如图7所示，随时间变化，在正极性周期第一孙像素9的像素电极上的电压比第二孙像素10的像素电极上高0.6V，在负周第一孙像素9的像素电极上的电压比第二孙像素10的像素电极上低0.6V，这样第一孙像素9与第二孙像素10像素电极上电压不一致，所以形成八畴显示，另一方面由于第一孙像素8与第二孙像素9均正负极性对称，即可设定一个相同的彩膜基板公共电极电压，这样面板不会有闪烁等问题。
Claims (4)
1.一种四道光罩制作的阵列基板，包括由纵横交错的若干数据线和若干扫描线围成的子像素，每个子像素中的公共电极和数据线与设在两者之间的绝缘层和非晶硅层形成平行板电容，其特征在于：在公共电极上设定不大于-5V的直流电压。
2.根据权利要求1所述的四道光罩制作的阵列基板，其特征在于：所述设定公共电极电压的方法为：将采用所述阵列基板的液晶面板显示画面，然后调节公共电极电压，同时测量所述数据线的电阻电容延迟，当数据线的电阻电容延迟最小时的公共电极电压为设定电压。
3.根据权利要求1所述的四道光罩制作的阵列基板，其特征在于：所述设定公共电极电压的方法为：将采用所述阵列基板的液晶面板显示画面，然后调节公共电极电压，同时测量所述液晶面板的总电流，当测量液晶面板的总电流最小时的公共电极电压为设定电压。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的四道光罩制作的阵列基板，其特征在于：所述设定公共电极电压为-10V~-5V。
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