CN104730782B - 一种阵列基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阵列基板，其包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接。本发明提供的阵列基板，降低了信号传输线和公共电极层或像素电极层之间的寄生电容。寄生电容的减小有利于减小触控面板的负载，也从而缩短了触控电极的充电时间，提高了触控面板的触控灵敏度。本发明还提供了一种显示面板和显示装置。

Description

一种阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置领域，尤其涉及一种阵列基板、显示面板和显示装置。
背景技术
相对于将触摸面板设置在液晶显示面板上的触摸显示装置，将触摸显示装置和液晶显示面板一体化的触摸显示装置由于可以减少基板的使用，具有厚度更薄的优点，成为当今主流的触摸显示装置。触摸显示装置和液晶显示面板一体化的触摸显示装置包括on-cell结构以及in-cell结构。其中，in-cell结构是指将触摸面板功能嵌入到TFT阵列基板中。
目前，自容in cell触摸屏的触控电极与公共电极复用。如图1所示，公共电极(com)被分割成多个相互绝缘的电极块，如图1所示的矩形块E。每个电极块既可以作为公共电极也可以作为触控电极。每个电极块用一条信号传输线S连接，信号传输线S用于为其连接的电极块E提供公共电极信号和触控探测信号。
针对现有的In Cell触控屏的TFT阵列基板中，信号传输线和公共电极之间的寄生电容较大，这就导致TFT阵列基板的负载过大，使得触控电极的充电时间较长，降低了触控面板的触控灵敏度。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和所述公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接。
本发明的实施例还提供一种显示面板，包括如上所述的阵列基板。
本发明的实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的显示面板。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的阵列基板中，位于信号传输线和公共电极层之间的第一绝缘层的介电材料不同于位于公共电极层和像素电极层之间的第二绝缘层的介电材料，并且，第一绝缘层的介电常数小于第二绝缘层的介电常数。这就使得第二绝缘层可以采用介电常数较大的介电材料，从而使得由公共电极层和像素电极层形成的存储电容器的存储电容可以较大。进一步地，第一绝缘层可以采用介电常数较小的介电材料，这就有利于减小形成于信号传输线和公共电极层之间的寄生电容。所以，本发明实施例提供的阵列基板，在不影响公共电极层和像素电极层之间的存储电容的前提下，可以降低信号传输线和公共电极层或像素电极层之间的寄生电容。寄生电容的减小有利于减小触控面板的负载，也从而缩短了触控电极的充电时间，提高了触控面板的触控灵敏度，因而，本发明提供的阵列基板能够适用于高分辨率的触摸显示屏中。
附图说明
为了清楚地理解本发明的技术方案，下面将在描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施例，本领域普通技术人员在未付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。
图1是现有技术中通用的阵列基板的平面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种阵列基板结构示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种阵列基板结构示意图；
图4是本发明实施例提供的第三种阵列基板结构示意图；
图5是本发明实施例提供的第四种阵列基板结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、有益效果更加清楚完整，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明实施例提供了一种阵列基板。具体参见以下实施例。
本发明实施例提供的阵列基板可以为公共电极层在像素电极层下方的结构，即Middle-Com结构，该Middle-Com结构的阵列基板的结构示意图如图2所示。
首先介绍下Middle-Com结构的阵列基板的结构，请参见图2。
如图2所示，该阵列基板的结构如下，其包括：
衬底201；
位于衬底201之上的栅极层202；
位于栅极层202之上的栅极绝缘层203；
位于栅极绝缘层203之上的半导体层204；其中，半导体层204仅覆盖栅极绝缘层203的部分区域，并且该部分区域位于栅极层202的上方；
位于栅极绝缘层203之上的数据线层205，在数据线层205上设置有各个薄膜晶体管的第一极、第二极以及数据线；
位于所述数据线层205之上的第三绝缘层206，所述第三绝缘层206通常为有机绝缘层；
位于所述第三绝缘层206之上的信号传输线207，所述信号传输线207通常为金属走线；
位于所述信号传输线207之上的第一绝缘层208；
位于所述第一绝缘层208之上的公共电极层209；
位于所述公共电极层209之上的第二绝缘层210；
位于所述第二绝缘层210之上的像素电极层211。
在本发明实施例中，在第一绝缘层208和第二绝缘层210上设置有过孔via1，像素电极层211通过该过孔via1与设置在数据线层205上的第一极电连接。此外，作为本发明的另一实施方式，像素电极层211也可以与第一极的一部分交叠，二者通过搭接实现电连接。
另外，需要着重说明的是，在本发明实施例中，第一绝缘层208和第二绝缘层210采用不同的介电材料，并且第一绝缘层208的介电常数小于等于第二绝缘层210的介电常数。如此为了保证由公共电极层209和像素电极层211构成的存储电容器具有较大的存储电容，位于公共电极层209和像素电极层211之间的第二绝缘层210可以采用介电常数较高的介电材料，例如Si3N4、HfO2、ZrO2、Al2O3、Ta2O5、TiO2、ZnO、CeO2、Y2O3或铁电材料等介电材料。
进一步地，为了降低信号传输线207和公共电极层209之间的寄生电容，位于信号传输线207和公共电极层209之间的第一绝缘层208可以采用低介电材料，这些低介电材料可以为二氧化硅、氟掺杂的氧化硅或碳掺杂的氧化硅。
在本发明实施例提供的阵列基板中，由于第一绝缘层208和第二绝缘层210的材料不同，所以，存储电容器的电容和产生在信号传输线207和公共电极层209之间的寄生电容可以分别单独控制，因此，本发明提供的阵列基板，可以在不影响公共电极层和像素电极层之间的存储电容的前提下，可以降低信号传输线和公共电极层之间的寄生电容。
本发明实施例通过采用较小介电常数的第一绝缘层208来实现降低寄生电容的目的。寄生电容的减小有利于减小触控面板的负载，也从而缩短了触控电极的充电时间，提高了触控面板的触控灵敏度，因而，本发明提供的阵列基板能够适用于高分辨率的触摸显示屏中。
另外，根据电容计算公式可知，影响电容大小的因素除了包括介电常数外，还包括电容器的极板面积。为了减小公共电极层与信号传输线207的重叠面积，本发明实施例还进一步优选，所述公共电极层209上设置有开缝区域，所述信号传输线207与所述开缝区域对应设置。公共电极层209在信号传输线207正上方位置处设置有开缝区域，也就是说，信号传输线207设置在公共电极层209开缝区域的正下方，以减小公共电极层和信号传输线207的重叠面积，进而进一步减少寄生电容。
需要进一步说明的是，信号传输线207用于向公共电极上传输公共电压信号和触控探测信号，所以，信号传输线207要与公共电极层电连接。在本发明实施例中，为了实现信号传输线207与公共电极层209即公共电极层的电连接，在第一绝缘层208上设置有第一过孔(图2中未使出)，通过该第一过孔，公共电极层209与信号传输线207电连接。
此外，信号传输线207一般为较长的引线，为了降低阻抗，用于制作该信号传输线207的金属层的厚度较厚，容易出现暗态漏光以及被腐蚀的可能。然而在本发明实施例中，在信号传输线207的上方覆盖有第一绝缘层208和第二绝缘层210，这两层绝缘层能够很好地保护信号传输线207，因而，本发明提供的阵列基板还避免了出现暗态漏光以及信号传输线207被腐蚀的可能。
以上为阵列基板的Middle-Com结构。
此外，本发明实施例提供的阵列基板还可以为公共电极层在像素电极层上方的结构，即Top-Com结构。其结构示意图如图3所示。
下面介绍阵列基板的Top-Com结构。该结构如图3所示。该结构的阵列基板包括：
衬底301；
位于衬底301之上的栅极层302；
位于栅极层302之上的栅极绝缘层303；
位于栅极绝缘层303之上的半导体层304；其中，半导体层304仅覆盖栅极绝缘层303的部分区域；
位于栅极绝缘层303之上的数据线层305，在数据线层305上设置有各个薄膜晶体管的第一极d1、第二极d2；
位于所述数据线层305之上的第三绝缘层306，所述第三绝缘层306通常为有机绝缘层；
位于所述第三绝缘层306之上的信号传输线307，所述信号传输线307通常为金属走线；
位于所述信号传输线307之上的第一绝缘层308；
位于所述第一绝缘层308之上的像素电极层309；
位于所述像素电极层309之上的第二绝缘层310；
位于所述第二绝缘层310之上的公共电极层311。
在本发明实施例中，在第一绝缘层308上设置有过孔via2，像素电极层309通过该过孔via2与设置在数据线层305上的第一极d1电连接。
同Middle-Com结构的阵列基板相同，Top-Com结构的阵列基板中，第一绝缘层308和第二绝缘层309的介电材料也不同，并且第一绝缘层308的介电常数小于等于第二绝缘层309的介电常数。因此，本发明实施例提供的Top-Com结构的阵列基板具有与Middle-Com结构的阵列基板相同的有益效果，为了简要起见，在此不再详细描述，具体效果请参见上述Middle-Com结构的阵列基板的有益效果。
需要进一步说明的是，信号传输线307用于向公共电极上传输公共电压信号和触控探测信号，所以，信号传输线307要与公共电极层电连接。在本实施例中，为了实现信号传输线307与公共电极层311的电连接，在第一绝缘层308和第二绝缘层310上设置有第二过孔(图3中未使出)，通过该第二过孔，公共电极层311与信号传输线307电连接。
以上为本发明实施例提供的Top-Com结构的阵列基板。
需要说明的是，图2和图3所示的阵列基板均为底栅极结构，即栅极层位于半导体层的下方，对于底栅结构的阵列基板，其中的半导体层一般为非晶硅。
另外，作为本发明实施例的变型，阵列基板还可以为顶栅极结构，即栅极层位于半导体层的上方。对于顶栅结构的阵列基板，其采用的半导体层一般为低温多晶硅。
其中，对于顶栅结构的阵列基板，其也包括Middle-Com结构和Top-Com结构，具体参见以下实施例。
图4是本发明实施例提供的第三种阵列基板的结构示意图。如图4所示，该阵列基板为顶栅结构，并且为Middle-Com结构。
如图4所示，该阵列基板包括：
衬底401；
位于所述衬底401之上的半导体层402；
位于所述半导体层402之上的第四绝缘层403；
位于所述第四绝缘层403之上的栅极层404；
位于所述栅极层404之上的栅极绝缘层405；所述栅极绝缘层405上设置有第一通孔via1和第二通孔via2。
位于所述栅极绝缘层405之上的数据线层406，所述数据线层406设置有第一极、第二极和数据线；其中，第一极通过第一通孔via1与所述半导体层402电连接，第二极通过第二通孔via2与所述半导体层402电连接。
位于所述数据线层406之上的第三绝缘层407；所述第三绝缘层407一般为有机绝缘层。
其中，在所述第三绝缘层407之上依次设置有所述信号传输线408、所述第一绝缘层409、所述公共电极层410、所述第二绝缘层411和所述像素电极层412。
其中，在第一绝缘层409和第二绝缘层411上设置有第三通孔via3，像素电极层412通过第三通孔via3与第一极电连接。
在本实施例中，为了实现信号传输线408与公共电极层410即公共电极层的电连接，在第一绝缘层409上设置有第一过孔(图4中未使出)，通过该第一过孔，公共电极层410与信号传输线408电连接。
在本发明实施例中，第一绝缘层409和第二绝缘层411的材料与图2所示实施例中的第一绝缘层和第二绝缘层的材料的相同，所以本发明实施例提供的阵列基板具有与图2所示实施例相同的效果，具体描述请参见图2所示实施例的描述。在此不再详细描述。
图5是本发明实施例提供的第四种阵列基板的结构示意图。如图5所示，该阵列基板为顶栅结构，并且为Top-Com结构。
如图5所示，该阵列基板包括：
衬底501，
位于所述衬底501之上的半导体层502；
位于所述半导体层502之上的第四绝缘层503；
位于所述第四绝缘层503之上的栅极层504；
位于所述栅极层504之上的栅极绝缘层505；所述栅极绝缘层505上设置有第一通孔via1和第二通孔via2。
位于所述栅极绝缘层505之上的数据线层506，所述数据线层506设置有第一极、第二极和数据线；其中，第一极通过第一通孔via1与所述半导体层502电连接，第二极通过第二通孔via2与所述半导体层502电连接。
位于所述数据线层506之上的第三绝缘层507；
其中，在所述第三绝缘层507之上依次设置有所述信号传输线508、所述第一绝缘层509、所述像素电极层510、所述第二绝缘层511和所述公共电极层512。
其中，在第一绝缘层509上设置有第三通孔via3，像素电极层510通过第三通孔via3与第一极电连接。在实施例中，为了实现信号传输线508与公共电极层512即公共电极层的电连接，在第一绝缘层509和第二绝缘层511上设置有第二过孔(图5中未使出)，通过该第二过孔，公共电极层512与信号传输线508电连接。
在本发明实施例中，第一绝缘层509和第二绝缘层511的材料与图2所示实施例中的第一绝缘层和第二绝缘层的材料的相同，所以本发明实施例提供的阵列基板具有与图2所示实施例相同的效果，具体描述请参见图2所示实施例的描述。在此不再详细描述。
基于上述实施例提供的阵列基板，本发明实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括上述任一实施例所述的阵列基板。
基于上述实施例提供的显示面板，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述显示面板。该显示装置的驱动方法包括多个交替分布的显示时序段以及触控时序段；在所述显示时序段，通过信号传输线为对应的公共电极提供显示信号；在所述触控时序段，通过信号传输线为对应的公共电极提供触控检测信号。因而本发明实施例中的公共电极能够复用为触控电极；其中，所述显示装置可以为手机、电脑以及具有显示功能的可穿戴电子装置。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (22)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和所述公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接；
所述阵列基板还包括：
位于所述衬底之上的栅极层；
位于所述栅极层之上的栅极绝缘层；
位于所述栅极绝缘层之上的半导体层；
位于所述栅极绝缘层之上的数据线层，所述数据线层设置有第一极、第二极和数据线；
位于所述数据线层之上的第三绝缘层；
其中，在所述第三绝缘层之上依次设置有所述信号传输线、所述第一绝缘层、所述公共电极层、所述第二绝缘层和所述像素电极层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅、氟掺杂的氧化硅或碳掺杂的氧化硅。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第二绝缘层为Si3N4、HfO2、ZrO2、Al2O3、Ta2O5、TiO2、ZnO、CeO2、Y2O3或铁电材料。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层上设置有第一过孔，所述信号传输线通过所述第一过孔与所述公共电极层电连接。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上设置有开缝区域，所述信号传输线与所述开缝区域对应设置。
6.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和所述公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接；
所述阵列基板还包括：
位于所述衬底之上的半导体层；
位于所述半导体层之上的第四绝缘层；
位于所述第四绝缘层之上的栅极层；
位于所述栅极层之上的栅极绝缘层；
位于所述栅极绝缘层之上的数据线层，所述数据线层设置有第一极、第二极和数据线；
位于所述数据线层之上的第三绝缘层；
其中，在所述第三绝缘层之上依次设置有所述信号传输线、所述第一绝缘层、所述公共电极层、所述第二绝缘层和所述像素电极层。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅、氟掺杂的氧化硅或碳掺杂的氧化硅。
8.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述第二绝缘层为Si3N4、HfO2、ZrO2、Al2O3、Ta2O5、TiO2、ZnO、CeO2、Y2O3或铁电材料。
9.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层上设置有第一过孔，所述信号传输线通过所述第一过孔与所述公共电极层电连接。
10.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上设置有开缝区域，所述信号传输线与所述开缝区域对应设置。
11.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和所述公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接；
所述阵列基板还包括：
位于所述衬底之上的栅极层；
位于所述栅极层之上的栅极绝缘层；
位于所述栅极绝缘层之上的半导体层；
位于所述栅极绝缘层之上的数据线层，所述数据线层设置有第一极、第二极和数据线；
位于所述数据线层之上的第三绝缘层；
其中，在所述第三绝缘层之上依次设置有所述信号传输线、所述第一绝缘层、所述像素电极层、所述第二绝缘层和所述公共电极层。
12.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅、氟掺杂的氧化硅或碳掺杂的氧化硅。
13.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述第二绝缘层为Si3N4、HfO2、ZrO2、Al2O3、Ta2O5、TiO2、ZnO、CeO2、Y2O3或铁电材料。
14.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上设置有第二过孔，所述信号传输线通过所述第二过孔与所述公共电极层电连接。
15.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上设置有开缝区域，所述信号传输线与所述开缝区域对应设置。
16.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设置有信号传输线、第一绝缘层、第二绝缘层、像素电极层和公共电极层，其中，所述第一绝缘层位于所述信号传输线和所述公共电极层之间，所述第二绝缘层位于所述像素电极层和所述公共电极层之间，其中，所述第一绝缘层的介电常数小于等于所述第二绝缘层的介电常数，所述信号传输线与所述公共电极层电连接；
所述阵列基板还包括：
位于所述衬底之上的半导体层；
位于所述半导体层之上的第四绝缘层；
位于所述第四绝缘层之上的栅极层；
位于所述栅极层之上的栅极绝缘层；
位于所述栅极绝缘层之上的数据线层，所述数据线层设置有第一极、第二极和数据线；
位于所述数据线层之上的第三绝缘层；
其中，在所述第三绝缘层之上依次设置有所述信号传输线、所述第一绝缘层、所述像素电极层、所述第二绝缘层和所述公共电极层。
17.根据权利要求16所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅、氟掺杂的氧化硅或碳掺杂的氧化硅。
18.根据权利要求16所述的阵列基板，其特征在于，所述第二绝缘层为Si3N4、HfO2、ZrO2、Al2O3、Ta2O5、TiO2、ZnO、CeO2、Y2O3或铁电材料。
19.根据权利要求16所述的阵列基板，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上设置有第二过孔，所述信号传输线通过所述第二过孔与所述公共电极层电连接。
20.根据权利要求16所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层上设置有开缝区域，所述信号传输线与所述开缝区域对应设置。
21.一种显示面板，包括权利要求1-20任一项所述的阵列基板。
22.一种显示装置，包括权利要求21所述的显示面板。
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