CN104777689A - 阵列基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阵列基板及显示装置，其中的阵列基板包括多行扫描线、多列数据线以及若干个像素单元；像素单元的透光区域内包括第一透明电极与第二透明电极；在任一像素单元中，还包括：第一开关模块，第一开关模块的第一端与一列数据线相连，第二端与第一透明电极相连，第三端连接多行扫描线中与该像素单元对应的第一扫描线；第一开关模块用于在第三端所接信号为第一电平时导通第一端与第二端；第二开关模块，第二开关模块的第一端与第二透明电极相连，第二端和第三端分别连接除第一扫描线之外的任意一行扫描线；第二开关模块用于在第三端所接信号为第二电平时导通第一端与第二端。本发明可以解决设置公共电压金属线会减小像素开口率的问题。

Description

阵列基板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及显示装置。
背景技术
现有的液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)装置中，阵列(Array)基板的透光区域里常需要设置用于在液晶层中产生特定电场的透明电极。其中，为了保持不同像素在显示上的均一性，需要设置一加载有公共电压Vcom的电极。由于公共电压Vcom需要在阵列基板的表面上传输，因而会随电极材料电阻的大小在距离电压连接端较远的位置处产生不同程度的压降。
考虑到透明导电材料的电阻远大于不透明金属材料的电阻(比如氧化铟锡的方块电阻约在35Ω左右，而金属的方块电阻要小于0.5Ω)，现有技术常会选择电阻较小的不透明金属材料来制成用于传输公共电压Vcom的金属线，使得所有像素中的公共电压Vcom的均一性可以得到保障。但是，上述公共电压金属线的设置会不可避免地会在透光区域内占据一定面积，使得阵列基板上部分的透光区域成为不透光的区域，造成像素的开口率的减小以及显示透过率的降低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种阵列基板及显示装置，可以解决设置公共电压金属线会减小像素开口率的问题。
第一方面，本发明提供了一种阵列基板，包括多行扫描线和多列数据线，所述多行扫描线与所述多列数据线交叉限定出若干个像素单元；所述像素单元包括透光区域，所述透光区域内包括第一透明电极与第二透明电极；在任一所述像素单元中，还包括：
第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与一列所述数据线相连，第二端与所述第一透明电极相连，第三端连接所述多行扫描线中与该像素单元对应的第一扫描线；所述第一开关模块用于在第三端所接信号为第一电平时导通第一端与第二端；
第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述第二透明电极相连，第二端和第三端分别连接除所述第一扫描线之外的任意一行所述扫描线；所述第二开关模块用于在第三端所接信号为第二电平时导通第一端与第二端。
可选地，任一所述像素单元中的所述第二开关模块的第二端和第三端连接所述多行扫描线中与该像素单元对应的第二扫描线；所述多行扫描线中，所述第一扫描线与所述第二扫描线为相邻两行的扫描线。
可选地，所述阵列基板还包括与所述多行扫描线相连的扫描驱动电路，所述扫描驱动电路用于向所述多行扫描线提供所述第二电平，还用于逐行地向扫描线提供一工作在所述第一电平上的脉冲信号。
可选地，所述第一透明电极与所述第二透明电极位于所述阵列基板的厚度方向上的不同位置处。
可选地，同一所述透明区域内，所述第一透明电极与所述第二透明电极在彼此的至少部分区域内相互交叠。
可选地，相互交叠的第一透明电极与第二透明电极构成存储电容的两个电极，该存储电容用于保持所述第一透明电极上的电位。
可选地，所述第一透明电极包括至少一个开口部，并与所述第二透明电极在所述阵列基板的厚度方向上的不同位置处相对设置。
可选地，所述第一开关模块为N型薄膜晶体管，所述第二开关模块为P型薄膜晶体管；或者，所述第一开关模块为P型薄膜晶体管，所述第二开关模块为N型薄膜晶体管。
可选地，所述第一开关模块和所述第二开关模块位于所述透光区域之外。
第二方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任意一种的阵列基板。
由上述技术方案可知，本发明基于第二开关模块的设置，可以使用其他行的扫描线来为第二透明电极提供所有像素单元的公共电压Vcom，因而可以替代掉现有技术中减小像素开口率的公共电压金属线，解决设置公共电压金属线会减小像素开口率的问题。
而且，本发明适用于多种类型的显示装置，比如TN(TwistedNematic，扭曲向列型)、ADS(Advanced Super Dimension Switch，高级超维场转换型)、IPS(In-Plane Switching，平面转换型)和VA(VerticalAlignment，垂直对准型)等，具有广泛的应用场景。具体地，根据类型、结构设计以及制作工艺的不同，本发明可以对像素开口率起到10％-30％的提升效果，并可以对显示透过率起到5％-20％的提升效果。
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一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明一个实施例中一种阵列基板的局部结构示意图；
图2是本发明一个实施例中像素单元的局部电路结构图；
图3是本发明一个实施例中阵列基板在像素单元内的结构示意图；
图4是图3所示的阵列基板在一个厚度位置处的剖面结构示意图；
图5是图3所示的阵列基板在另一厚度位置处的剖面结构示意图；
图6是一种包括公共电压金属线的阵列基板在像素单元内的结构示意图；
图7是图6所示的阵列基板在一个厚度位置处的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1是本发明一个实施例中一种阵列基板的局部结构示意图，并具体示出了该阵列基板在俯视平面上的一部分区域作为示例。参见图1，该阵列基板包括多行扫描线(如图1中G1、G2、G3所示的相邻的三行扫描线)和多列数据线(如图1中D1、D2、D3、D4所示的相邻的四列数据线)。从而，上述多行扫描线与上述多列数据线交叉限定出若干个像素单元，每个所述像素单元都包括透光区域和不透光区域，例如图1中由虚线方框表示的透光区域A1和围绕该虚线方框的不透光区域A2所示。在图1中未示出的是，该阵列基板在任一像素单元的上述透光区域内包括第一透明电极E1与第二透明电极E2，还包括第一开关模块K1与第二开关模块K2。
为叙述方便，下面以扫描线G1、G2与数据线D1、D2交叉限定出的像素单元为例，具体说明上述阵列基板在像素单元内的电路结构。图2是该像素单元的局部电路结构图。参见图2：
第一开关模块K1包括第一端、第二端和第三端(在图2中分别由①、②、③表示)，第一开关模块K1的第一端与一列数据线D1相连，第二端与上述第一透明电极E1相连，第三端连接上述多行扫描线中与该像素单元对应的第一扫描线G2。具体地，该第一开关模块K1用于在第三端所接信号为第一电平时导通第一端与第二端。
第二开关模块K2也包括第一端、第二端和第三端(在图2中分别由①、②、③表示)，第二开关模块的第一端与上述第二透明电极E2相连，第二端和第三端分别连接除所述第一扫描线G2之外的任意一行的扫描线Gm和Gn(m≠2、n≠2；Gm和Gn可以包括G1、G3或者其他任意一行未在图1中示出的扫描线；对于不同的像素单元，m、n的取值可以相同或者不相同)。具体地，该第二开关模块K2用于在第三端所接信号为第二电平时导通第一端与第二端。
基于上述结构，该阵列基板可以用于液晶显示的驱动，具体来说：不妨设多行扫描线可以逐行地输出工作在第一电平上的脉冲信号，且不同行的扫描线上的信号不同时为第一电平。从而，在第一扫描线G2所接信号为第一电平时，第一开关模块K1的第一端与第二端导通，进而数据线D1所接的信号可以通过第一开关模块K1传输至第一透明电极E1，使得第一透明电极E1上加载有数据电压。同时，扫描线Gm和Gn所接的信号均为第二电平，第二开关模块K2的第一端与第二端也导通，进而数据线Gm上的第二电平可以通过第二开关模块K2加载在第二透明电极E2上。此时，第一透明电极E1上加载了来源于数据线D1所接的信号的数据电压，而第二透明电极E2上加载了上述第二电平，从而由数据电压所形成的电场可以使处在这一电场中的液晶发生偏转，用以实现液晶显示。其中，由于所有像素单元中的第二透明电极E2均可以在第一透明电极E1加载数据电压的同时将电位维持在第二电平，因此该第二透明电极E2可以为所在的像素单元提供一阵列基板上全部像素单元所共用的公共电压Vcom。
可见，本发明实施例基于上述第二开关模块K2的设置，可以使用其他行的扫描线Gm、Gn来为第二透明电极E2提供所有像素单元所共用的公共电压Vcom，因而可以替代掉现有技术中减小像素开口率的公共电压金属线，解决设置公共电压金属线会减小像素开口率的问题。
需要说明的是，上述第一透明电极指的是像素单元中用于加载数据电压的电极，也可以称为像素电极；而上述第二透明电极指的是像素单元中用于加载公共电压Vcom的电极，其在基于不同显示模式的阵列基板中可以具有不同的位置、形状以及具体功能，本发明对此不做限制。另一方面，上述第一开关模块和第二开关模块可以是任意一种可以在第三端所接信号的控制下导通或断开第一端与第二端的电路结构，比如某些类型的晶体管、霍尔开关元件、继电器等等，本发明对此也不做限制。另外，作为一种示例，上述阵列基板中的各个结构可以形成在一基底或者衬底上，比如以层叠的方式形成在基底或者衬底上，并通过适当的绝缘层和过孔的设置实现上述电路连接关系。当然，在图1和图2中示出而上文中未予说明的图形数量、形状、排列方式等等，本领域技术人员应当理解为一种对技术方案的举例说明，而不应理解为对本发明技术方案的排他性限定。
另外，在本发明的一个实施例中，为了避免上述第二透明电极E2占用上述第一透明电极E1的形成空间、造成第一透明电极E1面积的缩小，可以使上述第一透明电极E1与上述第二透明电极E2位于上述阵列基板的厚度方向上的不同位置处。同时，这样的设置可以减少第一透明电极E1与第二透明电极E2相互之间电压干扰。进一步地，可以使上述第一透明电极E1与上述第二透明电极E2在同一透明区域内有至少部分区域相互交叠，使得第一透明电极E1与第二透明电极E2可以构成电容器的两个电极，有助于提高不同像素单元在显示上的均一性。在本发明的又一个实施例中，可以使上述第一开关模块K1和上述第二开关模块K2位于上述透光区域之外，以避免两个开关模块对像素开口率造成影响。
总的来说，本发明实施例适用于多种类型的显示装置，例如TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)、ADS(Advanced Super DimensionSwitch，高级超维场转换型)、IPS(In-Plane Switching，平面转换型)和VA(Vertical Alignment，垂直对准型)等，具有广泛的应用场景。具体地，根据类型、结构设计以及制作工艺的不同，本发明实施例可以对像素开口率起到10％-30％的提升效果，并可以对显示透过率起到5％-20％的提升效果。
作为一种示例，图3是本发明一个实施例中阵列基板在像素单元内的结构示意图。参见图3，在上述任意一种阵列基板的基础之上，本发明实施例中的阵列基板中的第一开关模块K1具体由一个N型薄膜晶体管T1来实现，第二开关模块K2具体由一个P型薄膜晶体管T2来实现，上述开关模块的第三端为晶体管的栅极，第一端与第二端分别为源极与漏极中的一个(晶体管结构对称时源极与漏极可以互换)。同时，上述第一透明电极E1具体为包括至少一个开口部的条状电极，上述第二透明电极E2具体为在所述阵列基板的厚度方向上位于第一透明电极E1之下的板状电极，第一透明电极E1与第二透明电极E2在阵列基板厚度方向上的不同位置处相对设置。
具体来说，图4是图3所示的阵列基板在一个厚度位置处的剖面结构示意图。参见图4，对于虚线方框标注的晶体管T1，其栅极与扫描线G2相连，源极与漏极中的一个与数据线D1相连，另一个与第一透明电极E1相连。从而，在扫描线G2所接信号为高电平时，晶体管T1工作在线性区或者饱和区，因而其可以在数据线D1所接信号的作用下向第一透明电极E1写入数据电压。
图5是图3所示的阵列基板在另一个厚度位置处的剖面结构示意图。参见图5，对于虚线方框标注的晶体管T2，其栅极与扫描线G1相连，源极与漏极中的一个与第二透明电极E2相连，另一个与扫描线G1相连。从而，在扫描线G1所接信号为低电平时，晶体管T2工作在线性区或者饱和区，因而其可以将第二透明电极E2上的电位保持为扫描线G1上的低电平，即为所在的像素单元提供一公共电压。
需要说明的是，图3至图5中所示的扫描线、数据线以及晶体管是为了详细说明电路连接关系而绘入的，其在阵列基板厚度方向上的位置或者剖面形状可以不同于图3至图5中所表示的那样。
可以看出，基于包括至少一个开口部的第一透明电极E1，以及与第一透明电极E1在所述阵列基板厚度方向上的不同位置处相对设置的第二透明电极E2，本发明实施例所提供的阵列基板可以用于构成ADS显示模式下的显示装置，并可以实现ADS模式下公共电压金属线的去除以及像素开口率的提升。
作为图5所示阵列基板的参照，图6是一种包括公共电压金属线的阵列基板在像素单元内的结构示意图。参见图6，与图5所示的阵列基板不同的是，该阵列基板包括若干行公共电压金属线(如图6中的M1所示)；同时，不包括晶体管T2的阵列基板通过公共电压金属线M1向图6所示的第二透明电极提供公共电压Vcom。
具体来说，图7是图6所示的阵列基板在一个厚度位置处的剖面结构示意图。参见图7，该阵列基板中的公共电压金属线M1与一行像素单元中的第二透明电极E2相连，公共电压金属线M2与另一行像素单元中的第二透明电极E2相连，用以向相连接的第二透明电极E2提供公共电压Vcom。
容易看出，像素单元中公共电压金属线会占据一定的面积，且由于公共电压金属线出于电阻方面的考虑通常由不透明金属材料制成，因而会影响像素的开口率。与之相对应的，图5所示的阵列基板由于去除了公共电压金属线，而采用相对来说所占面积较小的晶体管T2来为第二透明电极E2提供公共电压Vcom来代替，因而可以提高像素开口率、提升阵列基板的显示透过率。
当然，工作在其他显示模式下的阵列基板中，相互交叠的第一透明电极与第二透明电极可以构成存储电容的两个电极，该存储电容用于保持所述第一透明电极上的电位。也就是说，在本发明的其他实施例中，公共电压Vcom可以是加载在所有像素单元中的存储电容的一端的电压，可以用于保障像素电极上电压的稳定性以及阵列基板在显示上的均匀性。基于此，可以实现TN/IPS/VA等模式下公共电压金属线的去除以及像素开口率的提升。
在本发明的其他实施例中，上述第一开关模块K1可以是P型薄膜晶体管，而第一开关模块K1可以是N型薄膜晶体管。当然，也可以使第一开关模块K1为N型薄膜晶体管，所述第二开关模块K2为P型薄膜晶体管。基于此，上述第一开关模块和第二开关模块的功能可以通过两个开关模块可由N型薄膜晶体管与P型薄膜晶体管的组合来实现，可以与现有阵列基板的制造工艺相匹配，有利于制造成本的降低。
在本发明的其他实施例中，任一所述像素单元中的上述第二开关模块K2的第二端和第三端可以连接上述多行扫描线中与该像素单元对应的第二扫描线，并且在上述多行扫描线中，上述第一扫描线与上述第二扫描线为相邻两行的扫描线。基于这一设置，可以将第二开关模块K2直接设计在阵列基板的扫描线上(第二开关模块K2的形成区域以及电极延伸区域与扫描线大面积重叠)，有利于减小布线难度、提升像素开口率。
在上述任意一种阵列基板结构的基础上，阵列基板可以还包括与上述多行扫描线相连的扫描驱动电路，该扫描驱动电路用于向上述多行扫描线提供上述第二电平，还用于逐行地向扫描线提供一工作在上述第一电平上的脉冲信号。基于此，上述公共电压Vcom可以由阵列基板上的这一扫描驱动电路提供(即上述第二电平的电位)，同时不会对原有的像素工作时序造成影响。
基于同样的发明构思，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括上述任意一种的阵列基板。需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。由于该显示装置包括上述任意一种阵列基板，因此可以解决同样的技术问题，达到类似的技术效果。
在本发明的描述中需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括多行扫描线和多列数据线，所述多行扫描线与所述多列数据线交叉限定出若干个像素单元；所述像素单元包括透光区域，所述透光区域内包括第一透明电极与第二透明电极；在任一所述像素单元中，还包括：
第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与一列所述数据线相连，第二端与所述第一透明电极相连，第三端连接所述多行扫描线中与该像素单元对应的第一扫描线；所述第一开关模块用于在第三端所接信号为第一电平时导通第一端与第二端；
第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述第二透明电极相连，第二端和第三端分别连接除所述第一扫描线之外的任意一行所述扫描线；所述第二开关模块用于在第三端所接信号为第二电平时导通第一端与第二端。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，任一所述像素单元中的所述第二开关模块的第二端和第三端连接所述多行扫描线中与该像素单元对应的第二扫描线；所述多行扫描线中，所述第一扫描线与所述第二扫描线为相邻两行的扫描线。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括与所述多行扫描线相连的扫描驱动电路，所述扫描驱动电路用于向所述多行扫描线提供所述第二电平，还用于逐行地向扫描线提供一工作在所述第一电平上的脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一透明电极与所述第二透明电极位于所述阵列基板的厚度方向上的不同位置处。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，同一所述透明区域内，所述第一透明电极与所述第二透明电极在彼此的至少部分区域内相互交叠。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，相互交叠的第一透明电极与第二透明电极构成存储电容的两个电极，该存储电容用于保持所述第一透明电极上的电位。
7.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述第一透明电极包括至少一个开口部，并与所述第二透明电极在所述阵列基板厚度方向上的不同位置处相对设置。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第一开关模块为N型薄膜晶体管，所述第二开关模块为P型薄膜晶体管；或者，所述第一开关模块为P型薄膜晶体管，所述第二开关模块为N型薄膜晶体管。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第一开关模块和所述第二开关模块位于所述透光区域之外。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的阵列基板。
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