CN104932163B - 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：衬底；设置于衬底一侧的多条栅极线、多条数据线和由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、薄膜晶体管和第一电容，第一电容包括第一电极和第二电极；设置于衬底同一侧的公共电极层，公共电极层具有至少一条刻缝；其中，在垂直于衬底的方向上，第一电极和第二电极至少部分交叠；且第一电极与薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构；第二电极位于公共电极层和有源层之间，且第二电极与公共电极层电连接，从而能够通过第一电容增加了公共电极层的存储电容，进而解决了由于公共电极层存储电容降低而导致的显示装置显示效果较差的问题。

Description

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
将触控面板和显示面板一体化的触控显示装置，由于减少了基板的使用、具有更轻更薄的优点，因此，已经成为当前应该最广泛的触控显示装置。一般的，现有的触控显示装置主要包括on-cell结构和in-cell结构，其中，in-cell结构是将触控面板功能嵌入到像素中，on-cell结构是将触控面板功能嵌入到彩色滤光片和偏光板之间。
对于in-cell结构的触控显示装置而言，需通过刻缝将显示面板的公共电极层划分为一个个独立的公共电极，以使该公共电极能够复用为触控电极。但是，由于公共电极层刻缝的存在，会降低公共电极层的存储电容，因此，会使得显示装置出现画面闪烁等显示问题，导致显示装置的显示效果较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阵列基板、显示面板和显示装置，以解决现有的in-cell结构的触控显示装置由于公共电极层存储电容较低，而导致显示装置的显示效果较差的问题。
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栅极线、多条数据线和由所述栅极线和所述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、薄膜晶体管和第一电容，所述第一电容包括第一电极和第二电极；其中，所述第一电容为U型结构，且所述第一电容位于所述像素电极的周边；所述像素电极具有开缝，且所述第一电容与所述像素电极上的开缝区域不重合；
设置于所述衬底同一侧的公共电极层，所述公共电极层具有至少一条刻缝；
其中，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一电极和第二电极至少部分交叠；且所述第一电极与所述薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构；所述第二电极位于所述公共电极层和所述有源层之间或所述有源层位于所述公共电极层和所述第二电极之间，且所述第二电极与所述公共电极层电连接。
优选地，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的有源层、栅介质层、栅极、栅绝缘层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；所述第二电极与所述栅极线位于同一层，且所述第二电极与所述栅极线相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层；
或者，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的栅极、栅绝缘层、有源层、栅介质层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述栅极线位于同一层，且所述第二电极与所述栅极线相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅绝缘层。
优选地，所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质的厚度小于或等于100nm。
优选地，所述薄膜晶体管包括依次位于所述衬底表面的有源层、栅介质层、栅极、栅绝缘层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述源极和漏极位于同一层，且所述第二电极与所述源极和漏极相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层和栅绝缘层；
或者，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的栅极、栅绝缘层、有源层、栅介质层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述源极和漏极位于同一层，且所述第二电极与所述源极和漏极相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层。
优选地，所述公共电极层被所述刻缝分割成多个公共电极，所述公共电极复用为触控电极；
其中，所述像素电极位于所述漏极背离所述衬底的一侧，且与所述漏极电连接；
所述公共电极位于所述像素电极背离所述衬底的一侧，所述像素电极和公共电极之间具有第一绝缘层。
优选地，所述公共电极层被所述刻缝分割成多个公共电极，所述公共电极复用为触控电极；
其中，所述像素电极位于所述漏极背离所述衬底的一侧，且与所述漏极电连接；
所述公共电极位于所述漏极和所述像素电极之间，所述公共电极和所述漏极之间具有第一绝缘层，所述公共电极和所述像素电极之间具有第二绝缘层。
优选地，所述第一电容由连续的第一部分、第二部分和第三部分构成，所述第一部分和所述第三部分的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同，所述第二部分的延伸方向与所述栅极线的延伸方向相同。
优选地，所述第一电容由连续的第一部分、第二部分和第三部分构成，所述第一部分和所述第三部分的延伸方向与所述栅极线的延伸方向相同，所述第二部分的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同。
一种显示面板，包括：
如上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。
优选地，所述彩膜基板包括黑矩阵，在垂直于所述衬底的方向上，所述黑矩阵完全覆盖所述第一电容。
一种显示装置，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，像素单元包括第一电容，第一电容的第一电极与薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构，第二电极位于公共电极层与有源层之间，且第二电极与公共电极层电连接，从而通过第一电容增加了公共电极层的存储电容，进而解决了由于公共电极层存储电容降低而导致的显示装置显示效果较差的问题。
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为本发明实施例一提供的阵列基板的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种具有顶栅结构的薄膜晶体管的阵列基板的剖视图；
图3为本发明实施例一提供的另一种具有顶栅结构的薄膜晶体管的阵列基板的剖视图；
图4为本发明实施例一提供的一种具有底栅结构的薄膜晶体管的阵列基板的剖视图；
图5为本发明实施例一提供的另一种具有底栅结构的薄膜晶体管的阵列基板的剖视图；
图6为本发明实施例一提供的又一种具有顶栅结构的薄膜晶体管的阵列基板的剖视图；
图7为图1所示的阵列基板的局部放大图；
图8为本发明实施例二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。
本发明的实施例一提供了一种阵列基板，参考图1和图2，图1为本实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图，图2～图6为本发明实施例提供的阵列基板的剖视图。
本实施例中，阵列基板包括衬底1、设置于衬底1一侧的多条栅极线10、多条数据线11、多个像素单元12和公共电极层，该像素单元12由多条横向延伸的栅极线10和多条纵向延伸的数据线11限定而成。
其中，公共电极层具有至少一条刻缝13，可选的，该公共电极层被多条横向的刻缝和纵向的刻缝分割成多个块状的公共电极130，当然，在其他实施例中，公共电极层还可以被沿其他方向延伸的刻缝分割成三角形的电极，本发明并不对此进行限定。该公共电极130通过引线与驱动电路连接，以通过驱动电路向公共电极130输入公共电压信号和触控信号，即该公共电极130可复用为触控电极，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，只要公共电极层具有刻缝，即可采用本发明的方案来增加公共电极层的存储电容。
参考图2，每一像素单元12均包括像素电极120、薄膜晶体管121和第一电容122，可选的，薄膜晶体管121包括依次设置于衬底1表面的有源层1210、栅介质层1211、栅极1212、栅绝缘层1213、源极1214和漏极1215，源极1214和漏极1215分别与有源层1210电连接；第一电容122包括第一电极1220和第二电极1221。
在垂直于衬底1的方向上，第一电极1220和第二电极1221至少部分交叠，这样交叠的第一电极1220和第二电极1221之间就能够形成存储电容。其中，第一电极1220与薄膜晶体管121的有源层1210为连续的一体结构；第二电极1221位于公共电极层即公共电极130和有源层1210之间，且第二电极1221与公共电极层电连接。
可选的，第二电极1221与栅极线10位于同一层。由于栅极线10与栅极1212同层且电连接，因此，也可以说第二电极1221与栅极1212位于同一层。并且，第二电极1221与栅极线10相互绝缘，此时，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质为栅介质层1211。
根据电容的基本概念以及计算公式可知，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质的厚度越小，第一电容122的电容越大，因此，可选的，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质如栅介质层1211的厚度小于或等于100nm。
由于第二电极1221与公共电极层即公共电极130电连接，因此，第二电极1221和第一电极1220以及二者之间的绝缘介质即栅介质层1211构成的第一电容122能够增加公共电极层的存储电容，进而能够解决现有的显示装置出现的画面闪烁等显示问题。
当然，在本发明的其他实施例中，参考图3，第二电极1221还可以与源极1214和漏极1215位于同一层，并且，第二电极1221与源极1214和漏极1215相互绝缘，此时，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质为栅介质层1211和栅绝缘层1213。
图2和图3所示的薄膜晶体管是顶栅结构的薄膜晶体管，当然，在本发明的其他实施例中，薄膜晶体管也可以是底栅结构的薄膜晶体管，参考图4和图5，图4和图5中的薄膜晶体管包括依次设置于衬底1表面的栅极1212、栅绝缘层1213、有源层1210、栅介质层1211、源极1214和漏极1215，源极1214和漏极1215分别与有源层1210电连接。
参考图4，第一电极1220为与有源层1210连续的一体结构，第二电极1221与栅极线10位于同一层，也可以说与栅极1212位于同一层，且第二电极1221与栅极线10相互绝缘。此时，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质为栅绝缘层1213。
在其他实施例中，参考图5，第二电极1221可以与源极1214和漏极1215位于同一层，此时，第一电极1220和第二电极1221之间的绝缘介质为栅介质层1211。
当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第二电极1221可以位于其他层，只要其与第一电极1220至少部分交叠，且二者之间具有绝缘介质，能够形成存储电容即可。
此外，本发明中的公共电极层即公共电极130可以位于像素电极120的下方，参考图2～图5，公共电极层即公共电极130也可以位于像素电极120的下方，参考图6。
参考图2～图5，像素电极120位于漏极1215背离衬底1的一侧，且像素电极120与漏极1215电连接，公共电极130位于漏极1215和像素电极120之间，该公共电极130和漏极1215之间具有第一绝缘层1301，公共电极130和像素电极120之间具有第二绝缘层1302。
参考图2，公共电极130通过贯穿第一绝缘层1301和栅介质层1213的过孔与第二电极1221电连接；参考图3，公共电极130通过贯穿第一绝缘层1301的过孔与第二电极1221电连接；参考图4，公共电极130通过贯穿第一绝缘层1301、栅介质层1211和栅绝缘层1213的过孔与第二电极1221电连接；参考图5，公共电极130也是通过贯穿第一绝缘层1301的过孔与第二电极1221电连接。
参考图6，像素电极120位于漏极1215背离衬底1的一侧，且像素电极120与漏极1215电连接；公共电极130位于像素电极120背离衬底1的一侧，像素电极120和公共电极130之间具有第一绝缘层1201，像素电极120和漏极1215之间具有第二绝缘层1202，其中，像素电极120通过贯穿第二绝缘层1202的过孔与漏极1215电连接。并且，公共电极130通过贯穿第一绝缘层1201、第二绝缘层1202和栅介质层1211的过孔与第二电极1221电连接。
同理，第二电极1221与源极1214和漏极1215位于同一层结构与图3所示结构相似，薄膜晶体管为底栅结构的薄膜晶体管的情况分别与图4和图5所示的结构相似，在此不再赘述。
此外，本发明中的第一电容122可以为U型的结构，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第一电容122还可以为L型结构。如图7所示，图7为图1所示的阵列基板的局部放大图，U型的第一电容122围绕在像素电极120的周边，具体地，第一电容122由连续的第一部分1223、第二部分1224和第三部分1225构成，其中，第一部分1223和第三部分1225的延伸方向与数据线11的延伸方向相同，第二部分1224的延伸方向与栅极线10的延伸方向相同。
或者，在其他实施例中，第一部分1223和第三部分1225的延伸方向与栅极线10的延伸方向相同，第二部分1224的延伸方向与数据线11的延伸方向相同，本发明并不对此进行限定。
本实施例提供的阵列基板，像素单元包括第一电容，第一电容的第一电极与薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构，第二电极位于公共电极层与有源层之间，且第二电极与公共电极层电连接，从而通过第一电容增加了公共电极层的存储电容，进而解决了由于公共电极层存储电容降低而导致的显示装置显示效果较差的问题。
本发明的实施例二提供了一种显示面板，参考图8，该显示面板包括如上任意实施例提供的阵列基板2、与该阵列基板2相对设置的彩膜基板3以及设置在阵列基板2和彩膜基板3之间的液晶层4。
可选的，彩膜基板3包括黑矩阵30，即彩膜基板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的投影完全覆盖第一电容122的投影，这样就能够避免第一电容122影响显示面板的开口率。
本发明的实施例三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，像素单元包括第一电容，第一电容的第一电极与薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构，第二电极位于公共电极层与有源层之间，且第二电极与公共电极层电连接，从而通过第一电容增加了公共电极层的存储电容，进而解决了由于公共电极层存储电容降低而导致的显示装置显示效果较差的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。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 (11)

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栅极线、多条数据线和由所述栅极线和所述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、薄膜晶体管和第一电容，所述第一电容包括第一电极和第二电极；其中，所述第一电容为U型结构，且所述第一电容位于所述像素电极的周边；所述像素电极具有开缝，且所述第一电容与所述像素电极上的开缝区域不重合；
设置于所述衬底同一侧的公共电极层，所述公共电极层具有至少一条刻缝；
其中，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一电极和第二电极至少部分交叠；且所述第一电极与所述薄膜晶体管的有源层为连续的一体结构；所述第二电极位于所述公共电极层和所述有源层之间或所述有源层位于所述公共电极层和所述第二电极之间，且所述第二电极与所述公共电极层电连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的有源层、栅介质层、栅极、栅绝缘层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；所述第二电极与所述栅极线位于同一层，且所述第二电极与所述栅极线相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层；
或者，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的栅极、栅绝缘层、有源层、栅介质层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述栅极线位于同一层，且所述第二电极与所述栅极线相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅绝缘层。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质的厚度小于或等于100nm。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管包括依次位于所述衬底表面的有源层、栅介质层、栅极、栅绝缘层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述源极和漏极位于同一层，且所述第二电极与所述源极和漏极相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层和栅绝缘层；
或者，所述薄膜晶体管包括依次设置于所述衬底表面的栅极、栅绝缘层、有源层、栅介质层、源极和漏极，所述源极和漏极分别与所述有源层电连接；
所述第二电极与所述源极和漏极位于同一层，且所述第二电极与所述源极和漏极相互绝缘；
所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘介质为所述栅介质层。
5.根据权利要求2～4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层被所述刻缝分割成多个公共电极，所述公共电极复用为触控电极；
其中，所述像素电极位于所述漏极背离所述衬底的一侧，且与所述漏极电连接；
所述公共电极位于所述像素电极背离所述衬底的一侧，所述像素电极和公共电极之间具有第一绝缘层。
6.根据权利要求2～4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极层被所述刻缝分割成多个公共电极，所述公共电极复用为触控电极；
其中，所述像素电极位于所述漏极背离所述衬底的一侧，且与所述漏极电连接；
所述公共电极位于所述漏极和所述像素电极之间，所述公共电极和所述漏极之间具有第一绝缘层，所述公共电极和所述像素电极之间具有第二绝缘层。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电容由连续的第一部分、第二部分和第三部分构成，所述第一部分和所述第三部分的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同，所述第二部分的延伸方向与所述栅极线的延伸方向相同。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电容由连续的第一部分、第二部分和第三部分构成，所述第一部分和所述第三部分的延伸方向与所述栅极线的延伸方向相同，所述第二部分的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同。
9.一种显示面板，其特征在于，包括：
权利要求1-8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。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括黑矩阵，在垂直于所述衬底的方向上，所述黑矩阵完全覆盖所述第一电容。
11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9-10任意一项所述的显示面板。
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