CN104849931A - 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、显示面板和显示装置，包括：设置于衬底一侧的多条第一栅极线、多条数据线以及由第一栅极线和数据线限定出的多个像素单元；像素单元包括像素电极和第一薄膜晶体管；第一薄膜晶体管的栅极与第一栅极线电连接，源极与数据线电连接，漏极与像素电极电连接；设置于衬底同一侧的多条第二栅极线、多条补充电极和多个第二薄膜晶体管；补充电极设置于像素单元之间；每一第二薄膜晶体管的栅极均与对应的第二栅极线电连接，源极与对应的数据线电连接，漏极与对应的补充电极电连接；与第一栅极线电连接的第一控制电路；与第二栅极线电连接的第二控制电路，以通过第二控制电路驱动补充电极来驱动像素单元之间的液晶进行转动。

Description

阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地说，涉及一种阵列基板、显示面板和显示装置。
背景技术
现有的液晶显示装置包括相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置在二者之间的液晶层。阵列基板包括多条栅极线、多条数据线以及由多条栅极线和多条数据线围成的多个像素单元，每个像素单元包括像素电极和薄膜晶体管，该薄膜晶体管的栅极与栅极线相连，源极与数据线相连，漏极与像素电极相连，以通过栅极线控制薄膜晶体管的开启和关闭，通过数据线向像素电极中输入驱动信号。
现有技术中的液晶显示装置，单位面积内像素数目越多，则相邻像素单元之间的间距越大，但如果相邻像素单元之间的间距过大，那么在显示类似于白画面时，相邻像素单元之间的液晶并没有得到有效的利用，这样就会造成透过率的损失。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阵列基板和显示装置，以解决现有技术中的液晶显示装置没有有效利用像素单元之间的液晶的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阵列基板，包括：
衬底；
设置于所述衬底一侧的多条第一栅极线、多条数据线以及由所述第一栅极线和数据线限定出的多个像素单元；所述像素单元包括像素电极和第一薄膜晶体管；所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，源极与所述数据线电连接，漏极与所述像素电极电连接；
设置于所述衬底同一侧的多条第二栅极线、多条补充电极和多个第二薄膜晶体管；所述补充电极设置于所述像素单元之间；每一所述第二薄膜晶体管的栅极均与对应的所述第二栅极线电连接，源极与对应的所述数据线电连接，漏极与对应的所述补充电极电连接；
与所述第一栅极线电连接的第一控制电路，所述第一控制电路通过控制所述第一薄膜晶体管的开启或关闭，来控制所述像素电极的电压；
与所述第二栅极线电连接的第二控制电路，所述第二控制电路通过控制所述第二薄膜晶体管的开启或关闭，来控制所述补充电极的电压。
一种显示面板，包括：
如上所述的阵列基板；
与所述阵列基板相对设置的彩膜基板；
位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。
一种显示装置，其特征在于，包括如上所述的显示面板。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的阵列基板、显示面板和显示装置，可以通过第二控制电路驱动补充电极来驱动像素单元之间的液晶进行转动，以解决现有技术中的液晶显示装置没有有效利用像素单元之间的液晶、造成资源浪费的问题；并且，由于像素电极和补充电极通过不同的控制电路分别进行驱动，因此，避免了像素单元之间的液晶驱动带来的显示异常的问题；此外，在特定画面下对补充电极下方的液晶进行驱动，还能获得斜视混色色偏降低、穿透率提升的光学效果。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1本发明的一个实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
图2为图1所示的阵列基板中的像素单元的结构示意图；
图3为图2所示的像素单元的局部放大图；
图4为图3中的像素单元沿aa’方向的剖面结构示意图；
图5为图3中的像素单元沿bb’方向的剖面结构示意图；
图6为本发明的另一实施例提供的显示面板的结构示意图。
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。
本发明的一个实施例提供了一种阵列基板，参考图1～图2，图1为该阵列基板的俯视结构示意图；图2为图1中的阵列基板的局部放大图。
该阵列基板包括衬底1，该衬底1可以为玻璃基板或者柔性基板；设置于衬底1一侧的多条第一栅极线10、多条数据线11以及由多条第一栅极线10和多条数据线11限定出的多个像素单元12，该像素单元12可以为红色像素单元，也可以为绿色像素单元或蓝色像素单元等。并且，该像素单元12的结构可以为单畴结构，也可以为双畴结构等，本发明并不对此进行限定。
其中，像素单元12包括像素电极120和第一薄膜晶体管121，该第一薄膜晶体管121的栅极与第一栅极线10电连接，源极与数据线11电连接，漏极与像素电极120电连接。
该阵列基板还包括设置于衬底1同一侧的多条第二栅极线13、多条补充电极14和多个第二薄膜晶体管15，第二薄膜晶体管15的栅极均与对应的第二栅极线13电连接，源极与对应的数据线11电连接，漏极与对应的补充电极14电连接。
其中，补充电极14设置在像素单元12之间，且在垂直于衬底1的方向上，补充电极14的投影与数据线11的投影至少部分交叠。所述至少部分交叠包括部分交叠和完全交叠，其中，补充电极14和数据线11错位设置时，补充电极14的部分区域的投影与数据线11的投影交叠；补充电极14的投影和数据线11的投影全部交叠时，补充电极14在第一栅极线10延伸方向上的宽度大于或小于数据线11在第一栅极线10延伸方向上的宽度，此时，数据线11的投影完全覆盖补充电极14的投影，或者，补充电极14的投影完全覆盖数据线11的投影。可选地，补充电极14在第一栅极线10延伸方向上的宽度D的范围为5μm～6μm。
本实施例中，第一栅极线10与第一控制电路电连接，该第一控制电路向第一栅极线10输入第一控制信号，由于第一栅极线10与第一薄膜晶体管121的栅极电连接，因此，第一控制信号的高电平或低电平可控制第一薄膜晶体管121的开启或关闭。当第一控制电路控制第一薄膜晶体管121开启时，第一薄膜晶体管121的源极和漏极导通，与第一薄膜晶体管121源极电连接的数据线11中的驱动信号传输至像素电极120，为像素电极120提供驱动液晶的电压。
第二栅极线13与第二控制电路电连接，该第二控制电路向第二栅极线13输入第二控制信号，由于第二栅极线13与第二薄膜晶体管15的栅极电连接，因此，第二控制电路可通过第二控制信号控制第二薄膜晶体管的开启或关闭。当第二控制电路控制第二薄膜晶体管15开启时，第二薄膜晶体管15的源极和漏极导通，数据线11中的驱动信号通过源极和漏极传输至补充电极14，为补充电极14提供液晶的电压。
可选的，可以通过调整第一控制信号和第二控制信号的时序分别向像素电极120和补充电极14提供控制信号，以提供像素单元之间的区域的液晶的翻转，进而提高显示面板的整体穿透率。
当然，该阵列基板还包括公共电极124，该公共电极124与多个像素单元12对应设置，为像素单元12提供公共电压，并通过公共电极124和像素电极120之间的电压差来驱动与像素电极120对应的液晶的翻转。同样，公共电极124和补充电极14之间的电压差可驱动与补充电极14对应的区域的液晶即像素单元12之间的液晶的翻转，从而有效利用了像素单元之间的液晶，避免了此部分透过率的损失，有效地提高有效透过率。
本实施例中，由于像素电极120和补充电极14通过不同的控制电路分别进行驱动，因此，可避免像素单元之间的液晶驱动带来的显示异常的问题。进一步地，可在像素单元显示的颜色与相邻的像素单元显示的颜色形成混合色时，例如，该像素单元显示的颜色为红色，相邻的像素单元显示的颜色为绿色和蓝色，该像素单元可和相邻的像素单元形成混合色白色，此时，即可通过第二控制电路控制相应地第二薄膜晶体管15------即该像素单元与相邻的像素单元之间的补充电极14对应的第二薄膜晶体管15开启，通过该第二薄膜晶体管15向像素单元和相邻的像素单元之间的补充电极14输入驱动电压信号，以使补充电极14能够控制像素单元之间的液晶的翻转，提高此部分液晶的有效利用率，还能获得斜视混色色偏降低以及穿透率提升的光学效果。
为了节约空间，可将第一薄膜晶体管121和第二薄膜晶体管15设置成J字形，同时，第一栅极线10和第二栅极线13可以绝缘且平行设置。基于此，第一薄膜晶体管121的栅极和第二薄膜晶体管15的栅极可以设置在同一层，第一薄膜晶体管121的源极和漏极与第二薄膜晶体管15的源极和漏极也可以设置在同一层。
可选的，本实施例中的第一薄膜晶体管121为双栅薄膜晶体管，第二薄膜晶体管15为单栅薄膜晶体管。参考图3，图3为第一薄膜晶体管121和第二薄膜晶体管15的放大图。第一薄膜晶体管121的漏极1212与像素电极120电连接，第一薄膜晶体管121的第一栅极1210和第二栅极1211与第一栅极线10电连接，可选的，第一栅极1210和第二栅极1211分别为第一栅极线10与有源层123交叠的两个部分；第一薄膜晶体管121的源极和第二薄膜晶体管15的源极为同一源极即源极152，该源极152与数据线11电连接；第二薄膜晶体管15的栅极150与第二栅极线13电连接，可选的，栅极150为第二栅极线13与有源层123交叠的部分，第二薄膜晶体管15的漏极151与补充电极14电连接。
参考图4，图4为图3中像素单元沿aa’方向的剖面结构示意图，衬底1表面具有缓冲层1231以及依次位于缓冲层1231表面的有源层123、栅介质层1230、第二栅极1211、栅绝缘层1214、第一绝缘层1215、公共电极124、第二绝缘层1216以及像素电极120，其中，像素电极120通过第一过孔1213与漏极1212电连接，漏极1212位于第一绝缘层1215和栅绝缘层1214之间，且漏极1212贯穿栅绝缘层1214和栅介质层1230与有源层123电连接，第一绝缘层1215用于隔离公共电极124和漏极1212，第二绝缘层1216用于隔离公共电极124和像素电极120。
参考图5，图5为图3中像素单元沿bb’方向的剖面结构示意图，衬底1表面具有缓冲层1231以及依次位于缓冲层1231表面的有源层123、栅介质层1230、第一栅极1210和栅极150、栅绝缘层1214、第一绝缘层1215、公共电极124、第二绝缘层1216以及补充电极14，其中，补充电极14通过第二过孔140与漏极151电连接，漏极151位于第一绝缘层1215和栅绝缘层1214之间，且贯穿栅绝缘层1214和栅介质层1230与有源层123电连接，此外，第一绝缘层1215和栅绝缘层1214之间还具有源极152，该源极152与数据线11电连接，可选的，源极152为数据线11与有源层123交叠的部分，源极152贯穿栅绝缘层1214和栅介质层1230与有源层123电连接。
本实施例中，补充电极14和像素电极120位于同一层，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，补充电极14可以和像素电极120位于不同层，只要补充电极14和公共电极124之间的电压差能够驱动液晶的翻转即可。
具体地，补充电极14可以为单根的条状电极，也可以为具有双根分叉的条状电极，还可以为具有镂空图案的单根条状电极，本发明并不对镂空图案的具体形状进行限定。
本实施例中，为了提高像素电极的穿透率，像素电极120可以设置为具有刻缝的像素电极，参考图1～图2，像素电极120包括第一条状电极1201、第二条状电极1202、第三条状电极1203、位于第一条状电极1201和第二条状电极1202之间的第一刻缝1204、位于第二条状电极1202和第三条状电极1203之间的第二刻缝1205。
其中，第一条状电极1201、第二条状电极1202或第三条状电极1203在第一栅极线10延伸方向上的长度W的范围为2.5μm～3.5μm；第一刻缝1204或第二刻缝1205在第一栅极线10延伸方向上的长度L范围为3μm～4μm。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以设置不同个数如一个或3个狭缝，还可以通过合理调整W和L的数值来获得良好的穿透率和混合色的色偏效果。
本实施例提供的阵列基板，可以通过第二控制电路驱动补充电极来驱动像素电极之间的液晶进行转动，以解决现有技术中的液晶显示装置没有有效利用像素单元之间的液晶、造成资源浪费的问题；并且，由于像素电极和补充电极通过不同的控制电路分别进行驱动，因此，避免了像素单元之间的液晶驱动带来的显示异常的问题；此外，在特定画面下对补充电极下方的液晶进行驱动，还能获得斜视混色色偏降低、穿透率提升的光学效果。
本发明的另一个实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括如上任一实施例提供的阵列基板2、与阵列基板2相对设置的彩膜基板3以及位于阵列基板2和彩膜基板3之间的液晶层4，其中，彩膜基板3朝向液晶层4的一侧具有黑矩阵30，在垂直于衬底1的方向上，黑矩阵30的投影覆盖补充电极14的投影。
本发明的又一个实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例提供的显示面板。
本实施例提供的显示面板和显示装置，可以通过第二控制电路驱动补充电极来驱动像素电极之间的液晶进行转动，以解决现有技术中的液晶显示装置没有有效利用像素单元之间的液晶、造成资源浪费的问题；并且，由于像素电极和补充电极通过不同的控制电路分别进行驱动，因此，避免了像素单元之间的液晶驱动带来的显示异常的问题；此外，在特定画面下对补充电极下方的液晶进行驱动，还能获得斜视混色色偏降低、穿透率提升的光学效果。
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 (13)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底；
设置于所述衬底一侧的多条第一栅极线、多条数据线以及由所述第一栅极线和数据线限定出的多个像素单元；所述像素单元包括像素电极和第一薄膜晶体管；所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第一栅极线电连接，源极与所述数据线电连接，漏极与所述像素电极电连接；
设置于所述衬底同一侧的多条第二栅极线、多条补充电极和多个第二薄膜晶体管；所述补充电极设置于所述像素单元之间；每一所述第二薄膜晶体管的栅极均与对应的所述第二栅极线电连接，源极与对应的所述数据线电连接，漏极与对应的所述补充电极电连接；
与所述第一栅极线电连接的第一控制电路，所述第一控制电路通过控制所述第一薄膜晶体管的开启或关闭，来控制所述像素电极的电压；
与所述第二栅极线电连接的第二控制电路，所述第二控制电路通过控制所述第二薄膜晶体管的开启或关闭，来控制所述补充电极的电压。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，当所述像素单元显示的颜色可与相邻的所述像素单元显示的颜色形成混合色时，所述第二控制电路控制相应地所述第二薄膜晶体管开启，向所述像素单元之间的补充电极输入电压信号。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管构成J字形；所述第一栅极线与所述第二栅极线绝缘且平行设置。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极位于同一层；
所述第一薄膜晶体管的源极和漏极与所述第二薄膜晶体管的源极和漏极位于同一层。
5.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管为双栅薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管为单栅薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的源极和所述第二薄膜晶体管的源极为同一源极。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述补充电极与所述像素电极位于同一层；
在垂直于所述衬底的方向上，所述补充电极的投影与所述数据线的投影至少部分交叠。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述补充电极为单根的条状电极、双根的条状电极或具有镂空区域的单根条状电极。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述补充电极在所述第一栅极线延伸方向上的宽度范围为5μm～6μm。
9.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极包括第一条状电极、第二条状电极、第三条状电极、位于所述第一条状电极和第二条状电极之间的第一刻缝、位于所述第二条状电极和第三条状电极之间的第二刻缝。
10.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述第一条状电极、第二条状电极或第三条状电极在所述栅极线延伸方向上的长度范围为2.5μm～3.5μm；
所述第一刻缝或第二刻缝在所述栅极线延伸方向上的长度范围为3μm～4μm。
11.一种显示面板，其特征在于，包括：
权利要求1-10任一项所述的阵列基板；
与所述阵列基板相对设置的彩膜基板；
位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。
12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括黑矩阵，且在垂直于所述衬底的方向上，所述黑矩阵的投影覆盖所述补充电极的投影。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求11或12所述的显示面板。
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