CN105974687A - 一种阵列基板以及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板以及液晶显示器，该阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。通过上述方式，本发明能够便于电位的引入，继而减小不同像素的公共电极的电位差，提高液晶显示器的显示质量。

Description

一种阵列基板以及液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板以及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)中的液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶，它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这时如果给它配合偏振光片，它就具有阻止光线通过的作用(在不施加电场时，光线可以顺利透过)，如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也可以形象地说改变液晶两端的电压就能改变它的透光度。
其中，现有的FFS(Fringe Field Switching，边缘场开关)技术是通过像素区域的公共电极和像素电极形成边缘电场来实现对液晶的控制以达到画面显示的目的。因为每个像素的像素电极是独立控制的，而公共电极则是一个整体的电位由外部电路控制，随着液晶显示器的屏幕面积越来越大，难以实现每个像素区域的公共电极的电位一致，影响公共电极电位的均一性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种阵列基板以及液晶显示器，能够便于电位的引入，继而减小不同像素的公共电极的电位差，提高液晶显示器的显示质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种阵列基板，该阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。
其中，公共电极层在对应每个像素区域的位置设置有第一通孔以及第二通孔；其中，第一通孔对应半导体，第二通孔对应漏极或源极，以使漏极或源极通过第二通孔连接像素电极。
其中，还包括第一导电环，第一导电环围绕有效显示区域设置，第一导电环将外部电路提供的电压从有效显示区域的至少两侧输入至公共电极层。
其中，第一导电环与栅极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第一导电环通过层间通孔或金属层连接至公共电极。
其中，还包括第二导电环，第二导电环围绕有效显示区域设置，且与像素电极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第二导电环通过层间通孔连接至公共电极。
其中，第一导电环与源/漏极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第一导电环通过层间通孔连接至公共电极。
其中，源/漏极与公共电极之间还包括依次形成的第一有机层、平坦层；公共电极与像素电极之间还包括第二有机层。
其中，半导体为IGZO(铟镓锌氧化物)。
其中，公共电极和像素电极为ITO(铟锡氧化物)。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括显示面板以及背光模组，显示面板包括阵列基板、彩膜基板以及阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，其中，阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。
其中，公共电极层在对应每个像素区域的位置设置有第一通孔以及第二通孔；其中，第一通孔对应半导体，第二通孔对应漏极或源极，以使漏极或源极通过第二通孔连接像素电极。
其中，还包括第一导电环，第一导电环围绕有效显示区域设置，第一导电环将外部电路提供的电压从有效显示区域的至少两侧输入至公共电极层。
其中，第一导电环与栅极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第一导电环通过层间通孔或金属层连接至公共电极。
其中，还包括第二导电环，第二导电环围绕有效显示区域设置，且与像素电极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第二导电环通过层间通孔连接至公共电极。
其中，第一导电环与源/漏极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，第一导电环通过层间通孔连接至公共电极。
其中，源/漏极与公共电极之间还包括依次形成的第一有机层、平坦层；公共电极与像素电极之间还包括第二有机层。
其中，半导体为IGZO。
其中，公共电极和像素电极为ITO。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。通过上述方式，能够保证每个像素区域的公共电极为一个连续的公共电极层，便于电位的引入，继而减小不同像素的公共电极的电位差，提高液晶显示器的显示质量。
附图说明
图1是本发明阵列基板第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明阵列基板第一实施方式中公共电极层的平面结构示意图；
图3是本发明阵列基板第二实施方式的结构示意图；
图4是本发明阵列基板第二实施方式第一实施例电位引入连接示意图；
图5是本发明阵列基板第二实施方式第二实施例电位引入连接示意图；
图6是本发明阵列基板第二实施方式第三实施例电位引入连接示意图；
图7是本发明液晶显示器一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1，图1是本发明阵列基板第一实施方式的结构示意图，该阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板10以及依次形成于衬底基板10上的栅极11、栅极绝缘层12、半导体13、源/漏极14、公共电极15以及像素电极16。
可选的，源/漏极14与公共电极15之间还包括依次形成的第一有机层17和平坦层18；公共电极15与像素电极16之间还包括第二有机层19。
其中，衬底基板10一般为透明的玻璃基板，在其他实施方式中，也可以是透明的塑料基板，例如柔性的曲面屏。
具体的，在衬底基板10上依次形成的栅极11、栅极绝缘层12、半导体13、源/漏极14、第一有机层17、平坦层18、公共电极15、第二有机层19以及像素电极16，均可以是通过物理气相沉积(Physical VaporDeposition，PVD)或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)的方式在衬底基板上形成一个完整层，再通过蚀刻工艺进行图案化形成以上的各种结构。例如，在形成栅极11时，可以先在衬底基板10上形成一个完整的金属层，再对该金属层进行蚀刻工艺以分别形成每个像素区域的栅极，因此，虽然每个像素区域的栅极是由同一层金属形成的，但每个像素区域的栅极是独立的，互不导通的。
可选的，栅极11为金属，一般采用金属铬(Cr)以及铬的合金材料、钼钽(Mo Ta)合金、铝(Al)以及铝合金、钛(Ti)、铜(Cu)或钨(W)等材料制作。
栅极绝缘层12也叫做缓冲层，可以是一层或两层的结构；一层可以是SiOx、SiNx中的一种或两者的混合物；两层可以是SiOx和SiNx各一层的结构。
半导体13也叫做有源层，可以是非晶硅(a-Si)或多晶硅(p-Si)，也可以是金属氧化物半导体，如铟镓锌氧化物(IGZO)。在一般情况下，该半导体13在垂直方向上与上述的栅极层11相对应。
源/漏极14包括源极141和漏极142，源极141和漏极142是同一层金属通过蚀刻工艺分别形成的，一般也是采用金属铬(Cr)以及铬的合金材料、钼钽(Mo Ta)合金、铝(Al)以及铝合金、钛(Ti)、铜(Cu)或钨(W)等材料制作。
第一有机层17、平坦层18以及第二有机层19一般也是起到缓冲和绝缘的作用，其中第一有机层17和第二有机层19可采用例如苯并环丁烯这样的有机材料制作，平坦层18则可以是SiOx或SiNx。
其中，公共电极15和像素电极16为透明的金属电极，例如，可以是ITO(氧化铟锡)。
同时参阅图2，图2是本发明阵列基板第一实施方式中公共电极层的平面结构示意图，所有像素区域的公共电极15为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层20。
其中，有效显示区域也叫AA区(Active Area)。
具体地，图2示出了至少4个像素区域的公共电极的平面结构，仅为示意，可以理解的，整个AA区的所有像素区域的公共电极15均为一个连续的公共电极层20。
由于现在的液晶显示屏的屏幕越来越大，导致不同的公共电极的电位不均一，特别是相距较远的两个像素，会因为RC延迟等问题使得两个像素的公共电极的电位相差明显，影响显示画面的质量。
而本实施方式中，所有像素区域的公共电极15为一个完整的公共电极层20，无需通过电阻较大的基板走线来对每个公共电极引入电位，整个公共电极层也会因为减小RC延迟，保证每个像素区域的公共电极的电位保持均一。
可选的，如图2所示，在一实施方式中，公共电极层20在对应每个像素区域的位置设置有第一通孔151以及第二通孔152；同时参阅图1，第一通孔151对应半导体13，第二通孔152对应漏极141或源极142，以使漏极142或源极141通过第二通孔152连接像素电极16。
具体地，以一个像素区域为例，在工作中，公共电极15和栅极11之间会形成电场，对半导体13的性能造成影响，为了保证半导体13的性能以及寿命，需要在公共电极15上开挖第一通孔151，以使电场不对半导体13造成影响。
另外，在一实施方式中，源极141接收的数据信号通过漏极142传送到像素电极16，以使像素电极16和公共电极15之间形成电位差。因此，需要在公共电极15上开挖第二通孔152，以使像素电极16连接漏极142。当然，上述实施方式中的源极141和漏极142也可以相互调换。
区别于现有技术，本实施方式的阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。通过上述方式，能够保证每个像素区域的公共电极为一个连续的公共电极层，便于电位的引入，继而减小不同像素的公共电极的电位差，提高液晶显示器的显示质量。
下面介绍本发明阵列基板的第二实施方式。
本实施方式的阵列基板可以参考上述第一实施方式以及图1和图2，阵列基板包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板10以及依次形成于衬底基板10上的栅极11、栅极绝缘层12、半导体13、源/漏极14、公共电极15以及像素电极16；其中，所有像素区域的公共电极15为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层20。
具体地，参阅图3，图3是本发明阵列基板第二实施方式的结构示意图，该阵列基板还包括第一导电环31，第一导电环31围绕有效显示区域设置，第一导电环31将外部电路提供的电压从有效显示区域的至少两侧输入至公共电极层20。
其中，外部电路将公共电位输入至导电环31或从多个线路输入至导电环31，导电环31再将公共电位输入至公共电极层20。由于导电环31是一个整体，避免了外部电路直接输入至公共电极层20时因线路长短、焊接等原因造成的RC延迟不同，使得不同像素区域的公共电位产生差异。
可以理解的，图3所示的第一导电环31包括的两个环状结构仅为示意，在具体实施中，也可以采用一个环状结构或更多的环状结构。另外，电位从导电环31引入公共电极层20的路径也可以根据液晶显示屏的大小来任意设置。
同时参阅图1和图3。
可选的，在一种实施方式中，第一导电环31与栅极11由同一金属层通过蚀刻工艺而形成。
具体地，可以通过物理气相沉积或化学气相沉积的方式在衬底基板10上形成一层金属，然后再经过曝光制版、显影、蚀刻等步骤，然后分别形成栅极11和第一导电环31，其中，栅极11和第一导电环31之间的不接触的。
由于第一导电环31需要向公共电极15(或公共电极层20)引入电位，则第一导电环31可以通过层间通孔或金属层连接至公共电极15。
以下通过三个实施例来介绍外部电路电位引入公共电极的连接方式，其中第一金属层即为栅极所在的金属层，第二金属层即为源/漏极所在的金属层。
可选的，参阅图4，图4是本发明阵列基板第二实施方式第一实施例电位引入连接示意图。
第一导电环31(位于第一金属层41)可以通过栅极绝缘层上的GI通孔43连接至第二金属层42(该第二金属层42与源/漏极为同一层但不接触)，再通过第一有机层的PV1通孔44和平坦层上的PFA通孔45连接至公共电极。
可选的，在另一实施方式中，阵列基板还可以包括第二导电环，第二导电环围绕有效显示区域设置，且与像素电极由同一金属层(例如ITO)通过蚀刻工艺而形成，第二导电环通过层间通孔连接至公共电极。具体地，第二导电环可以通过图4中第二有机层的PV2通孔46连接至公共电极。
其中，第一导电环和第二导电环引入的电位是一致的，因此从第一导电环和第二导电环两个方向引入，更加保证了公共电极的电位的均一性。
可选的，参阅图5，图5是本发明阵列基板第二实施方式第二实施例电位引入连接示意图。
外部电路给显示区数据线侧的第一金属层51提供公共电位，第一金属层51通过栅极绝缘层上的GI通孔53连接至第二金属层52，第二金属层52再通过第二有机层的PV2通孔54以及平坦层上PFA通孔55连接至第二导电环(与像素电极由同一金属层形成)，公共电极56再通过第二有机层上的PV2通孔54连接至第二导电环。
可选的，参阅图6，图6是本发明阵列基板第二实施方式第三实施例电位引入连接示意图。
外部电路给显示区栅极侧的第二金属层61提供公共电位，第二金属层61通过第二有机层的PV2通孔62以及平坦层上PFA通孔63连接至第二导电环(与像素电极由同一金属层形成)，公共电极64再通过第二有机层上的PV2通孔62连接至第二导电环。
区别于现有技术，本实施方式的阵列基板通过增加导电环的结构，将外部电路提供的公共电位从至少两个方向上引入公共电极，减小了线路的延迟，保证了整个公共电极层的电位均一，提高了显示质量。
参阅图7，图7是本发明液晶显示器一实施方式的结构示意图，该液晶显示器包括显示面板71以及背光模组72，显示面板71包括阵列基板711、彩膜基板712以及阵列基板711和彩膜基板712之间的液晶层713。
其中，阵列基板711包括阵列分布的多个像素区域；其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；其中，所有像素区域的公共电极为覆盖阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。
具体地，该阵列基板711是如以上各种实施方式所述的阵列基板，其结构以及工作原理均与上述实施方式类似，可以参考上述实施方式的说明以及附图，这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括阵列分布的多个像素区域；
其中，每个像素区域包括衬底基板以及依次形成于所述衬底基板上的栅极、栅极绝缘层、半导体、源/漏极、公共电极以及像素电极；
其中，所有像素区域的公共电极为覆盖所述阵列基板整个有效显示区域的一个连续的公共电极层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述公共电极层在对应每个所述像素区域的位置设置有第一通孔以及第二通孔；其中，所述第一通孔对应所述半导体，所述第二通孔对应所述漏极或源极，以使所述漏极或源极通过所述第二通孔连接所述像素电极。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
还包括第一导电环，所述第一导电环围绕所述有效显示区域设置，所述第一导电环将外部电路提供的电压从所述有效显示区域的至少两侧输入至所述公共电极层。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，
所述第一导电环与所述栅极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，所述第一导电环通过层间通孔或金属层连接至所述公共电极。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，
还包括第二导电环，所述第二导电环围绕所述有效显示区域设置，且与所述像素电极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，所述第二导电环通过层间通孔连接至所述公共电极。
6.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，
所述第一导电环与所述源/漏极由同一金属层通过蚀刻工艺而形成，所述第一导电环通过层间通孔连接至所述公共电极。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述源/漏极与所述公共电极之间还包括依次形成的第一有机层、平坦层；
所述公共电极与所述像素电极之间还包括第二有机层。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述半导体为IGZO。
9.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述公共电极和所述像素电极为ITO。
10.一种液晶显示器，包括显示面板以及背光模组，所述显示面板包括阵列基板、彩膜基板以及所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，其特征在于，所述阵列基板是如权利要求1-9任一项所述的阵列基板。
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