CN104216188A - 一种显示面板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种显示面板和显示装置，涉及显示技术领域，可防止黑矩阵反射的光线照射到薄膜晶体管的有源层，从而减缓薄膜晶体管的性能劣化，保证显示品质。所述显示面板包括相对设置的薄膜晶体管和黑矩阵；所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极、以及有源层；栅极位于有源层远离黑矩阵的一侧，源极和漏极位于有源层靠近黑矩阵的一侧；所述显示面板还包括栅线和数据线；源极位于漏极和栅线之间；栅线背离栅极的侧边为第一边缘，源极靠近漏极且平行于栅线的侧边为第二边缘；第一边缘和第二边缘之间的间距大于或等于预设间距D，以使从薄膜晶体管一侧入射的光线经过黑矩阵的反射之后无法照射到有源层的表面。用于显示装置的制造。

Description

一种显示面板和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板和显示装置。

背景技术

目前，显示面板的驱动方式主要可以分为有源矩阵型和无源矩阵型两种方式；其中，有源矩阵型显示面板需要通过薄膜晶体管实现对每个像素单元的控制。

在此基础上，由于光致衰减效应(Stabler-Wronski Effect)的存在，使得所述显示面板在经过长期的使用之后，进入其内部的光线不可避免的会照射到所述薄膜晶体管的有源层，从而导致所述薄膜晶体管的性能劣化。

示例的，针对有源矩阵型液晶显示装置而言，背光源发出的光线在进入液晶显示面板之后，经过黑矩阵的反射作用不可避免的会照射到薄膜晶体管的有源层，这样便会导致所述薄膜晶体管的性能劣化，出现阈值电压漂移、开态电流降低和关态电流升高等现象；在此基础上，所述薄膜晶体管的性能劣化还会进一步的导致液晶显示面板的局部亮度下降，从而影响显示品质。

发明内容

本发明的实施例提供一种显示面板和显示装置，可防止经过黑矩阵反射的光线照射到薄膜晶体管的有源层，从而减缓薄膜晶体管的性能劣化，保证显示品质。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种显示面板，包括相对设置的薄膜晶体管和黑矩阵；所述薄膜晶体管包括设置在衬底基板上的栅极、源极和漏极、以及位于二者之间的有源层；所述栅极位于所述有源层远离所述黑矩阵的一侧，所述源极和所述漏极位于所述有源层靠近所述黑矩阵的一侧；所述显示面板还包括横纵交错的栅线和数据线；所述源极位于所述漏极和所述栅线之间；所述栅线背离所述栅极的侧边为第一边缘，所述源极靠近所述漏极且平行于所述栅线的侧边为第二边缘；其中，所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于预设间距D，以使从所述薄膜晶体管一侧入射的光线经过所述黑矩阵的反射之后无法照射到所述有源层的表面。

优选的，所述黑矩阵的材质包括黑色树脂；所述预设间距D满足：D＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]；其中，所述T为所述栅极和所述黑矩阵之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵之间的介质层的折射率。

优选的，所述黑矩阵的材质包括黑色树脂，且所述黑色树脂中包括散射粒子；所述预设间距D满足：D＝T×tan[arcsin(n₁/n₂)]+T×tan[arcsin(n₁/n₂)+△θ]；其中，所述T为所述栅极和所述黑矩阵之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵之间的介质层的折射率；所述△θ为经过所述黑矩阵反射之后的反射光线的最大散射角。

进一步的，所述n₁的值为1，所述n₂的值介于1.5～1.7之间。

可选的，所述源极包括U型电极以及用于连接所述U型电极和所述数据线的连接电极；所述漏极位于所述U型电极的开口侧。

可选的，所述有源层包括非晶硅有源层。

进一步可选的，所述薄膜晶体管还包括位于所述非晶硅有源层与所述源极和所述漏极之间的欧姆接触层。

可选的，所述显示面板包括阵列基板和彩膜基板；其中，所述薄膜晶体管设置在所述阵列基板上，所述黑矩阵设置在所述彩膜基板上。

另一方面，提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

可选的，所述显示装置还包括背光模组；其中，所述背光模组靠近所述显示面板的薄膜晶体管的一侧设置。

本发明的实施例提供一种显示面板和显示装置，所述显示面板包括相对设置的薄膜晶体管和黑矩阵；所述薄膜晶体管包括设置在衬底基板上的栅极、源极和漏极、以及位于二者之间的有源层；所述栅极位于所述有源层远离所述黑矩阵的一侧，所述源极和所述漏极位于所述有源层靠近所述黑矩阵的一侧；所述显示面板还包括横纵交错的栅线和数据线；所述源极位于所述漏极和所述栅线之间；所述栅线背离所述栅极的侧边为第一边缘，所述源极靠近所述漏极且平行于所述栅线的侧边为第二边缘；其中，所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于预设间距D，以使从所述薄膜晶体管一侧入射的光线经过所述黑矩阵的反射之后无法照射到所述有源层的表面。

基于此，在所述显示面板的工作过程中，光线穿过所述衬底基板入射至所述显示面板的内部，沿着所述薄膜晶体管的边缘照射到所述黑矩阵的表面并发生反射；在此基础上，通过合理的设计所述薄膜晶体管的尺寸，可使经过所述黑矩阵反射之后的光线无法照射到所述有源层的表面，从而有效的减缓所述薄膜晶体管的性能劣化，保证产品的显示品质。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种显示面板的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种显示面板的内部光路示意图一；

图3为本发明的实施例提供的一种显示面板的内部光路示意图二。

附图标记：

10-薄膜晶体管；10a-栅线；10b-数据线；101-栅极；102-有源层；103-源极；104-漏极；20-黑矩阵。

具体实施方式

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做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。

本发明的实施例提供一种显示面板，如图1所示，包括相对设置的薄膜晶体管10和黑矩阵20；所述薄膜晶体管10可以包括设置在衬底基板上的栅极101、源极103和漏极104、以及位于二者之间的有源层102；所述栅极101位于所述有源层102远离所述黑矩阵20的一侧，所述源极103和所述漏极104位于所述有源层102靠近所述黑矩阵20的一侧。

所述显示面板还包括横纵交错的栅线10a和数据线10b；所述源极103位于所述漏极104和所述栅线10a之间；所述栅线10a背离所述栅极101的侧边为第一边缘，所述源极103靠近所述漏极104且平行于所述栅线10a的侧边为第二边缘；其中，所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于预设间距D，以使从所述薄膜晶体管10一侧入射的光线经过所述黑矩阵20的反射之后无法照射到所述有源层102的表面。

需要说明的是，第一，所述显示面板包括相对设置的所述薄膜晶体管10和所述黑矩阵20；其中，所述薄膜晶体管10和所述黑矩阵20可以设置在相同的基板上，也可以设置在不同的基板上，这里不做具体限定。

在此基础上，本领域技术人员应该清楚，所述薄膜晶体管10需要设置在靠近入光侧的位置处，所述黑矩阵20需要设置在靠近出光侧的位置处。

第二，基于所述栅极101、所述源极103和所述漏极104的设置位置可知，本发明的实施例提供的所述薄膜晶体管10为底栅型薄膜晶体管。

第三，所述黑矩阵20通常采用吸光材料，用于对相应位置的光线进行吸收；但考虑到所述黑矩阵20无法实现对光线的完全吸收，因此可能存在一小部分的光线会照射到所述黑矩阵20的表面而发生反射，从而返回至所述薄膜晶体管10的表面；基于此，在设计所述薄膜晶体管10的过程中，需要将光线的反射因素考虑在内，以使反射光线无法照射到所述有源层102的表面。

第四，本发明的实施例主要通过设计所述第一边缘和所述第二边缘之间的尺寸，从而达到避免反射光线照射到所述有源层102的表面的目的。具体的，参考图1所示，在所述栅极101和所述栅线10a一体化设置的情况下，经过所述薄膜晶体管10照射到所述黑矩阵20表面的光线是从所述栅线10a背离所述栅极101一侧的边缘入射的，此时所述第一边缘即为所述栅线10a背离所述栅极101一侧的边缘；在所述栅极101和所述栅线10a独立设置的情况下，二者之间可以通过导电物质实现电连接，此时所述栅极101和所述栅线10a之间存在一定的间隙，经过所述薄膜晶体管10照射到所述黑矩阵20表面的光线可以从所述栅线10a和所述栅极101之间的间隙入射，因此所述第一边缘即为所述栅极101靠近所述栅线10a一侧的边缘。

本发明的实施例提供一种显示面板，包括相对设置的薄膜晶体管10和黑矩阵20；所述薄膜晶体管10可以包括设置在衬底基板上的栅极101、源极103和漏极104、以及位于二者之间的有源层102；所述栅极101位于所述有源层102远离所述黑矩阵20的一侧，所述源极103和所述漏极104位于所述有源层102靠近所述黑矩阵20的一侧。

所述显示面板还包括横纵交错的栅线10a和数据线10b；所述源极103位于所述漏极104和所述栅线10a之间；所述栅线10a背离所述栅极101的侧边为第一边缘，所述源极103靠近所述漏极104且平行于所述栅线10a的侧边为第二边缘；其中，所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于预设间距D，以使从所述薄膜晶体管10一侧入射的光线经过所述黑矩阵20的反射之后无法照射到所述有源层102的表面。

基于此，在所述显示面板的工作过程中，光线穿过所述衬底基板入射至所述显示面板的内部，沿着所述薄膜晶体管10的边缘照射到所述黑矩阵20的表面并发生反射；在此基础上，通过合理的设计所述薄膜晶体管10的尺寸，可使经过所述黑矩阵20反射之后的光线无法照射到所述有源层102的表面，从而有效的减缓所述薄膜晶体管10的性能劣化，保证产品的显示品质。

可选的，所述黑矩阵20的材质可以包括黑色树脂。在此基础上，所述预设间距D需要满足：D＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]；其中，所述T为所述栅极101和所述黑矩阵20之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵20之间的介质层的折射率。

这里，所述衬底基板和所述黑矩阵20之间可以包括多个介质层，考虑到所述多个介质层的折射率相对于所述空气的折射率而言较为接近，因此这里将所述衬底基板和所述黑矩阵20之间的各个介质层的折射率均近似为n₂，从而简化光线的传播路径。

此外，所述栅极101和所述黑矩阵20之间的间距具体可以为所述栅极101靠近所述黑矩阵20一侧的表面和所述黑矩阵20靠近所述栅极101一侧的表面之间的间距；在此基础上，在所述显示面板为液晶显示面板的情况下，所述栅极101和所述黑矩阵20之间的间距可以近似等效于所述液晶显示面板的盒厚。

需要说明的是，所述预设间距D满足D＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]是在仅考虑了光线经过所述黑矩阵20而发生反射的情况下所得出的结论。

具体的，如图2所示，当光线穿过所述衬底基板入射至所述显示面板的内部时，会在所述衬底基板与外界的接触面上发生折射现象。根据光的折射定律可知：n₁×sinθ₁＝n₂×sinθ₂；其中，所述θ₁为光线的入射角，所述θ₂为光线的折射角；所述n₁为入射光线的传播介质的折射率，即空气的折射率；所述n₂为折射光线的传播介质的折射率，即所述衬底基板和所述黑矩阵20之间的各个介质层的折射率。

在此基础上，所述折射光线在所述显示面板的内部继续传播；由于所述衬底基板和所述黑矩阵20之间的各个介质层的折射率可以均近似为n₂，因此其可以视为一体化的均匀介质层；在此情况下，所述显示面板内部的光线传播路径可以视为直线传播。

进一步的，所述光线沿着所述薄膜晶体管10的边缘照射到所述黑矩阵20的表面，且存在一小部分的光线经过所述黑矩阵20的反射而返回至所述薄膜晶体管10的表面；其中，入射到所述黑矩阵20表面的光线的入射角为θ₃，经过所述黑矩阵20反射的光线的反射角为θ₄，根据光的反射定律可知：θ₃＝θ₄。

基于上述，为了避免光线经过所述黑矩阵20的反射之后照射到所述有源层102的表面，则需限定当所述θ₄最大时反射光线恰好仅能照射到所述源极103的第二边缘时，从而推算出所述第一边缘与所述第二边缘之间的间距D。

其中，根据平行定理可知，θ₂＝θ₃；而θ₃＝θ₄；则θ₂＝θ₃＝θ₄。

基于此，所述θ₄的最大值即所述θ₂的最大值；根据光的折射定律可知，当θ₁＝90°时可以获得最大的θ₂；在此情况下，sinθ₂＝n₁/n₂，θ₂＝arcsin(n₁/n₂)。

进一步的，参考图2所示，由于所述源极103与所述栅线10a之间的距离很近，因此可以将所述第一边缘与照射到所述黑矩阵20表面的入射光线的法线之间的距离近似为D/2；在此情况下，根据三角形的正切公式可知：tanθ₃＝D/2T；而θ₂＝θ₃，则D＝2×T×tanθ₃＝2×T×tanθ₂＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]。

基于上述描述，通过使所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于所述预设间距D，即可避免经过所述黑矩阵20反射之后的光线照射到所述有源层102的表面，从而减缓所述薄膜晶体管10的性能劣化；其中，所述预设间距满足D＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]。

可选的，所述黑矩阵20的材质可以包括黑色树脂，且所述黑色树脂中包括散射粒子。在此基础上，所述预设间距D需要满足：D＝T×tan[arcsin(n₁/n₂)]+T×tan[arcsin(n₁/n₂)+△θ]；其中，所述T为所述栅极101和所述黑矩阵20之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵20之间的介质层的折射率；所述△θ为经过所述黑矩阵20反射之后的反射光线的最大散射角。

这里，所述△θ的具体范围与所述黑色树脂的类型以及所述散射粒子的含量有关；当所述显示面板采用特定的黑色树脂制备所述黑矩阵20时，即可获得确定的所述△θ的具体范围。

需要说明的是，所述预设间距D满足D＝T×tan[arcsin(n₁/n₂)]+T×tan[arcsin(n₁/n₂)+△θ]是在综合考虑了光线经过所述黑矩阵20而同时发生反射和散射的情况下所得出的结论。

具体的，如图3所示，所述光线从外界进入所述显示面板的内部，并照射到所述黑矩阵20表面的过程不再赘述；在此基础上，照射到所述黑矩阵20表面的光线不仅发生反射，同时还会产生散射；基于此，在设计所述第一边缘与所述第二边缘之间的间距时，可以直接考虑所述反射光线向所述有源层102一侧发生散射时的最大角度。在此情况下，根据三角形的正切公式可知：一方面，tanθ₃＝D/2T，则D＝2×T×tanθ₃；另一方面，tan(θ₄+△θ)＝D/2T，则D＝2×T×tanθ₄。通过合并上述两个公式即可得出：D＝T×tanθ₃+T×tan(θ₄+△θ)；又由于θ₂＝θ₃＝θ₄，且θ₂＝arcsin(n₁/n₂)，由此可以得出D＝T×tan[arcsin(n₁/n₂)]+T×tan[arcsin(n₁/n₂)+△θ]。

基于上述描述，所述n₁的值可以为1，所述n₂的值可以介于1.5～1.7之间。

当然，所述n₁的值可以根据实际的环境进行调整，其具体是指进入所述显示面板之前的入射光线的传播介质的折射率。

可选的，参考图1所示，所述源极103可以包括U型电极以及用于连接所述U型电极和所述数据线10b的连接电极；所述漏极104可以位于所述U型电极的开口侧。

其中，所述U型电极中与所述开口侧相对的底部且靠近所述漏极104一侧的边缘即为所述第二边缘。

基于此，通过控制所述第一边缘与所述第二边缘之间的间距，使其大于所述预设间距D，即可保证经过所述黑矩阵20的反射光线或者散射光线无法照射到所述有源层102的表面，从而减缓所述薄膜晶体管10的性能劣化。

可选的，所述有源层102可以包括非晶硅有源层；在此基础上，所述薄膜晶体管10还可以包括位于所述非晶硅有源层与所述源极103和所述漏极104之间的欧姆接触层。

由于所述非晶硅有源层对于光照十分敏感，所述显示面板经过长期的使用之后，进入其内部的光线不可避免的会照射到所述非晶硅有源层的表面，从而影响所述薄膜晶体管10的性能。本发明的实施例通过合理的设计所述第一边缘和所述第二边缘之间的尺寸，可以有效的防止经过所述黑矩阵20反射之后的光线照射到所述非晶硅有源层的表面，从而减缓所述薄膜晶体管10的性能劣化，保证产品的显示品质。

可选的，所述显示面板可以为液晶显示面板，其具体可以包括阵列基板和彩膜基板，以及二者之间的液晶层；其中，所述薄膜晶体管10可以设置在所述阵列基板上，所述黑矩阵20可以设置在所述彩膜基板上。

这里需要说明的是，在所述显示面板为液晶显示面板的情况下，所述栅极101与所述黑矩阵20之间的间距可以近似等效于所述液晶显示面板的盒厚。

本发明的实施例还提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

其中，在所述显示面板为液晶显示面板的情况下，所述显示装置还可以包括背光模组；其中，所述背光模组靠近所述显示面板的薄膜晶体管10的一侧设置。

基于此，通过合理的设计所述薄膜晶体管10中所述第一边缘与所述第二边缘之间的尺寸，可使从所述背光模组入射的光线经过所述黑矩阵20的反射之后无法照射到所述有源层102的表面，从而有效的减缓所述薄膜晶体管10的性能劣化，保证产品的显示品质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，包括相对设置的薄膜晶体管和黑矩阵；其特征在于，所述薄膜晶体管包括设置在衬底基板上的栅极、源极和漏极、以及位于二者之间的有源层；

所述栅极位于所述有源层远离所述黑矩阵的一侧，所述源极和所述漏极位于所述有源层靠近所述黑矩阵的一侧；

所述显示面板还包括横纵交错的栅线和数据线；

所述源极位于所述漏极和所述栅线之间；

所述栅线背离所述栅极的侧边为第一边缘，所述源极靠近所述漏极且平行于所述栅线的侧边为第二边缘；

其中，所述第一边缘和所述第二边缘之间的间距大于或者等于预设间距D，以使从所述薄膜晶体管一侧入射的光线经过所述黑矩阵的反射之后无法照射到所述有源层的表面。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵的材质包括黑色树脂；

所述预设间距D满足：

D＝2×T×tan[arcsin(n₁/n₂)]；

其中，所述T为所述栅极和所述黑矩阵之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵之间的介质层的折射率。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述黑矩阵的材质包括黑色树脂，且所述黑色树脂中包括散射粒子；

所述预设间距D满足：

D＝T×tan[arcsin(n₁/n₂)]+T×tan[arcsin(n₁/n₂)+△θ]；

其中，所述T为所述栅极和所述黑矩阵之间的间距；所述n₁为空气的折射率；所述n₂为所述衬底基板和所述黑矩阵之间的介质层的折射率；所述△θ为经过所述黑矩阵反射之后的反射光线的最大散射角。

4.根据权利要求2或3所述的显示面板，其特征在于，所述n₁的值为1，所述n₂的值介于1.5～1.7之间。

5.根据权利要求1至3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述源极包括U型电极以及用于连接所述U型电极和所述数据线的连接电极；

所述漏极位于所述U型电极的开口侧。

6.根据权利要求1至3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述有源层包括非晶硅有源层。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括位于所述非晶硅有源层与所述源极和所述漏极之间的欧姆接触层。

8.根据权利要求1至3任一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括阵列基板和彩膜基板；

其中，所述薄膜晶体管设置在所述阵列基板上，所述黑矩阵设置在所述彩膜基板上。

9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1-8任一项所述的显示面板。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括背光模组；

其中，所述背光模组靠近所述显示面板的薄膜晶体管的一侧设置。