CN106773398A - 像素结构、阵列基板及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素结构、阵列基板及显示面板。像素结构包括多个像素单元，每个像素单元包括主像素单元和子像素单元。主像素单元设置为接收来自扫描线的扫描信号，进而接收来自数据线的数据信号，而具有主像素电压。子像素单元设置为接收来自扫描线的扫描信号，进而接收来自数据线的数据信号和来自稳压线的稳压信号，而具有不同于主像素电压的子像素电压。稳压线设置在显示面板的非显示区域。本发明有利于提高显示面板的开口率。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种像素结构，还涉及一种具有该像素结构的阵列基板，以及具有该阵列基板的显示面板。
背景技术
目前，液晶显示技术已经被广泛的使用在各类电子产品中。随着液晶显示技术的发展，液晶显示器的分辨率越来越高，呈现出的画质越来越清晰，同时像素尺寸越来越小。为了确保显示器的画面质量，像素设计就需要满足更高的要求。在现有技术中，通常采用低色偏(Low color)技术来增加显示设备的视角，以实现显示设备的广视角。低色偏技术的实现方式包括两种：设置共享电容(Charge Sharing电容)，以及设计3T(三TFT)结构。
由于面板产业对高穿透率的追求，使在一定的制程能力下要求像素的开口率越来越高。为了不影响显示设备视角的前提下提升像素的开口率，通常采用设计3T结构的方式来实现低色偏技术。
在3T结构中，第二道金属层经由过孔与透明金属氧化物层相连。然而，该过孔会降低像素的开口率，进而影响显示面板的光线穿透率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是采用3T结构来实现低色偏技术时，3T结构中用于连通第二道金属层和透明金属氧化物的过孔会降低像素的开口率，进而影响显示面板的光线穿透率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种像素结构、阵列基板及显示面板。
根据本发明的第一个方面，所述像素结构包括多个像素单元，每个像素单元包括：
主像素单元，设置为接收来自扫描线的扫描信号，进而接收来自数据线的数据信号，而具有主像素电压；以及
子像素单元，设置为接收来自所述扫描线的扫描信号，进而接收来自所述数据线的数据信号和来自稳压线的稳压信号，而具有不同于所述主像素电压的子像素电压；
其中，所述稳压线设置在显示面板的非显示区域。
优选的，所述主像素单元包括第一开关元件和第一像素电极；其中，
所述第一开关元件的栅极连接所述扫描线，源极连接所述数据线，漏极连接所述第一像素电极。
可选的，所述子像素单元包括第二开关元件、第三开关元件和第二像素电极；其中，
所述第二开关元件的栅极连接所述扫描线，源极连接所述数据线，漏极分别连接所述第二像素电极和所述第三开关元件的源极；
所述第三开关元件的栅极连接所述扫描线，漏极连接所述稳压线。
进一步可选的，所述第一开关元件的栅极、所述第二开关元件的栅极和所述第三开关元件的栅极同层设置。
优选的，所述第一开关元件的源极和漏极、所述第二开关元件的源极和漏极、所述第三开关元件的源极和漏极、以及所述稳压线同层设置。
进一步优选的，所述第一像素电极和所述第二像素电极中的一项或两项由透明金属氧化物材料制成。
可选的，所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件中的一项或多项为薄膜晶体管。
进一步可选的，所述稳压线的材质包括依次叠加设置的钼/铝/钼金属材质。
根据本发明的第二个方面，提供了一种阵列基板，包括：
纵横交错的多条扫描线和多条数据线；以及
上述像素结构。
根据本发明的第三个方面方面，提供了一种显示面板，包括：
上述阵列基板；
彩膜基板；以及
设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明实施例提供的像素结构，由于用于向子像素单元提供稳压信号的稳压线设置在显示面板的非显示区域，因此该稳压线不会影响显示区域像素的开口率，进而提高了液晶显示器的穿透率，从而使得显示效果更佳。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例像素结构中像素单元的等效电路示意图；
图2示出了本发明实施例像素结构中像素单元的结构示意图；
图3示出了本发明实施例用于制作阵列基板的方法的流程示意图；
图4示出了本发明实施例阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
在现有技术中，采用3T结构来实现低色偏技术时，3T结构中用于连通第二道金属层和透明金属氧化物层的过孔会降低像素的开口率，进而会影响显示面板的光线穿透率。
实施例一
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种像素结构。本实施例的像素结构包括多个像素单元。
图1示出了本实施例像素结构中像素单元的结构示意图。如图1所示，本实施例像素结构中每个像素单元包括主像素单元1和子像素单元2。
主像素单元1，设置为接收来自扫描线GATE的扫描信号，进而接收来自数据线DATA的数据信号，而具有主像素电压。子像素单元2，设置为接收来自同一扫描线GATE的扫描信号，进而接收来自同一数据线DATA的数据信号和来自稳压线的稳压信号Acom，而具有子像素电压。这里，子像素电压不同于主像素电压。
在本实施例中，稳压线设置在显示面板的非显示区域。
本实施例旨在对现有技术中的3T结构进行改进。在现有的3T结构中，子像素单元的稳压信号Acom由透明金属氧化物层提供。透明金属氧化物层与子像素单元的开关元件的漏极不在同一层，因此透明金属氧化物层需要通过过孔与子像素单元的开关元件的漏极相连通，从而将稳压信号Acom传输给子像素单元。然而，过孔会降低显示区域像素的开口率。在本实施例中，稳压信号Acom主要由位于显示面板的非显示区的稳压线提供，因此，稳压线不会造成显示区域像素开口率的降低，从而有效解决了现有技术中由上述过孔带来的开口率降低的缺陷。
本实施例的像素结构工作时，稳压线向子像素单元2提供稳压信号Acom，子像素单元2具有的子像素电压被稳压信号Acom拉低，进而低于主像素单元1具有的主像素电压。由于子像素电压较小，子像素单元2对应的液晶分子的翻转幅度较小，从而沿与液晶光学轴垂直方向入射的光线数据就较少。可以看出，通过调整子像素电压，可以形成多个最佳显示角度，从而实现了显示设备的广视角。
可以看出，本实施例稳压线能够在不影响广视角效果的前提下，增加像素结构的开口率，从而提升了显示面板的穿透率。
实施例二
本实施例对实施例一的主像素单元1和子像素单元2的结构进行了优化。参照图1和图2所示，隶属于同一像素单元的主像素单元1和子像素单元2对应的扫描线GATE和数据线DATA都相同。即，由同一条扫描线GATE向同一像素单元的主像素单元1和子像素单元2提供扫描信号，主像素单元1和子像素单元2被同时开启。同样地，由同一条数据线DATA向同一像素单元的主像素单元1和子像素单元2提供数据信号，主像素单元1和子像素单元2被写入同样的图像显示数据。
具体地，主像素单元1包括第一开关元件T1和第一像素电极。第一开关元件T1的栅极连接扫描线GATE，源极连接数据线DATA，漏极连接第一像素电极。子像素单元2包括第二开关元件T2、第三开关元件T3和第二像素电极。第二开关元件T2的栅极连接扫描线GATE，源极连接数据线DATA，漏极分别连接第二像素电极和第三开关元件T3的源极。第三开关元件T3的栅极连接扫描线GATE，漏极连接稳压线A。
这里，为了满足显示装置的广视角的要求，本发明实施例优选具有较低电阻的金属铜作为开关元件的源极和漏极的电极材料。当然，本发明实施例中开关元件的源极和漏极还可以采用其它金属材料作为电极材料，只要是所采用的的金属材料的导电性能可以满足像素结构所应用的装置的性能要求即可。此外，开关元件的栅极也可以采用与开关元件的源极和漏极相同的材料，在此不做限定。
另外，对于像素结构的类型在此不做限定，其可以是顶栅型像素结构，也可以是底栅型像素结构。
实施例三
本实施例在实施例二的基础上，对像素结构中各开关元件的结构进行了优化。
具体地，在像素结构的每个像素单元中，主像素单元1中第一开关元件T1的栅极，以及子像素单元2中第二开关元件T2的栅极和第三开关元件T3的栅极同层设置。将像素单元中各个开关元件的栅极同层设置，从而能够利用同一道工程制程来制作同一像素单元中各个开关元件的栅极，有利于提高像素结构的制作效率，并有利于提高像素结构的性能。
在本实施例中，将像素单元中各开关元件的栅极都设置在第一道金属层中。
另外，在像素结构的每个像素单元中，主像素单元1中第一开关元件T1的源极和漏极、第二开关元件T2的源极和漏极、第三开关元件T3的源极和漏极、以及稳压线A同层设置。将像素单元中各个开关元件的源极和漏极同层设置，从而能够利用同一道工程制程来制作同一像素单元中各个开关元件的源极和漏极，有利于提高像素结构的制作效率，并有利于提高像素结构的性能。
在本实施例中，将像素单元中各开关元件的源极和漏极，以及稳压线A都设置在第二道金属层中。
这样，稳压线A既设置在阵列基板的非显示区域内，并与像素单元中各开关元件的漏极同层设置。从而，稳压线A无需经由过孔与漏极相连，提高了阵列基板的开口率的同时减少了阵列基板的工艺制程。进而缩短阵列基板的制造周期。提升了生产效率，降低生产成本较低。
在本实施例中，第二道金属层采用半色调掩膜(Half Tone Mask)制成。
半色调掩膜板是指在透明衬底材料上在某些区域形成不透光的遮光金属层，另一些区域形成半透光的遮光金属层，其它区域不形成遮光金属层。其中，半透光的遮光金属层的厚度小于不透光的遮光金属层的厚度。在此基础上，可以通过调节半透光的遮光金属层的厚度来改变半透光的遮光金属层对紫外光的透过率。
基于上述描述，半色调掩膜板工作原理如下：通过控制半色调掩膜板上不同区域的遮光金属层的厚度，使曝光在不同区域的透过光的强度有所不同，从而在对光阻层进行选择性的曝光、显影后，形成分别与半色调掩膜板的完全不透明部分、半透明部分、完全透明部分，对应的光阻完全保留部分、光阻半保留部分、光阻完全去除部分。这样，在第一次刻蚀后，光阻区域完全保留部分和光阻半保留部分覆盖的薄膜均被保留，此后，由于光阻区域完全保留部分的光阻厚度大于光阻半保留部分的光阻区域厚度，当光阻区域半保留部分的光阻通过灰化处理去除掉后，光阻区域完全保留部分的光阻依然存在，这样便可以对露出部分的薄膜进行选择性的刻蚀，从而得到至少两层不同的图案层。
在本实施例中，第一像素电极和第二像素电极中的一项或两项由透明金属氧化物材料制成。第一像素电极和第二像素电极可以为条状电极或者板状电极。另外，第一开关元件T1、第二开关元件T2和第三开关元件T3中的一项或多项为薄膜晶体管。稳压线A的材质包括依次叠加设置的钼、铝、钼三层金属层，即Mo/Al/Mo。
实施例四
图3示出了本发明实施例阵列基板的制作方法的流程示意图。图4示出了本发明实施例阵列基板的结构示意图。参照图3和图4，本实施例阵列基板的制作方法包括步骤101至步骤106。
在步骤101中，提供衬底基板。这里，衬底基板可以设为透明的玻璃基板或透明的树脂基板。
在步骤102中，在衬底基板上沉积第一道金属层M1。这里，第一道金属层M1可采用钼(Mo)/铝(Al)/钼(Mo)三层金属结构形成，但本发明并不限制于此。例如第一道金属层M1也可采用钽(Ta)单层金属结构、钼(Mo)/钽(Ta)双层金属结构、钼(Mo)/钨(W)双层金属结构或铝(Al)单层金属结构等形成。
然后，在第一道金属层M1上涂布第一光阻层，通过第一道黄光制程对该第一光阻层进行灰阶曝光，使该第一光阻层图案化，形成顺次相邻的第一光阻区域、第二光阻区域和第三光阻区域。
然后，通过蚀刻制程移除第一光阻区域和第三光阻区域中未被光阻覆盖的第一道金属层M1。至此，开关元件的栅极均由第一道金属层M1形成。
然后，对第一光阻区域、第二光阻区域和第三光阻区域进行灰化处理，去除这三个区域中剩余的光阻。
在步骤103中，在包括有栅极的第一道金属层M1上形成栅极绝缘层IN。这里，栅极绝缘层IN的材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅、氮氧化硅以及氧化铝等绝缘材料中的一种或多种，本发明并不局限于此。
在步骤104中，在栅极绝缘层IN上沉积氧化物半导体薄膜，然后，使用第二道光罩进行黄光制程，以对氧化物半导体薄膜进行蚀刻使其图案化，再进行退火处理，形成半导体层SE。这里，半导体层SE可以采用IGZO、ITZO、In2O3、以及ZnO等透明金属氧化物半导体材料中的至少一种。本发明实施例并不局限于此。
在步骤105中，在半导体层SE上沉积第二道金属层M2。
然后，在第二道金属层M2上涂布第二光阻层，通过黄光制程对第二光阻层进行灰阶曝光，使该第二光阻层图案化，形成相互间隔的第四光阻区域和第五光阻区域。
然后，通过蚀刻制程移除第四光阻区域和第五光阻区域中未被光阻覆盖的第二道金属层M2。
然后，对第四光阻区域和第五光阻区域进行灰化处理，以去除第四光阻区域和第五光阻区域中剩余的光阻。至此，稳压线A以及开关元件的源极与漏极均由第二道金属层形成，均覆盖于氧化物半导体层上，且三者间隔设置。
在步骤106中，在具有稳压线A、开关元件的源极和漏极的第二道金属层M2上覆盖一层钝化层PVA。
本发明实施例通过上述构图工艺制备出了包括稳压线A在内的阵列基板。同时形成开关元件源极和漏极以及稳压线A的同层设置。
实施例五
本发明实施例提供了一种显示面板。该显示面板优选为液晶显示面板，包括上述任意实施例所述的阵列基板、彩膜基板、以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
本发明实施例所提供的显示面板可以应用在以下显示产品中：液晶面板、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种像素结构，其特征在于，包括多个像素单元，每个像素单元包括：
主像素单元，设置为接收来自扫描线的扫描信号，进而接收来自数据线的数据信号，而具有主像素电压；以及
子像素单元，设置为接收来自所述扫描线的扫描信号，进而接收来自所述数据线的数据信号和来自稳压线的稳压信号，而具有不同于所述主像素电压的子像素电压；
其中，所述稳压线设置在显示面板的非显示区域。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述主像素单元包括第一开关元件和第一像素电极；其中，
所述第一开关元件的栅极连接所述扫描线，源极连接所述数据线，漏极连接所述第一像素电极。
3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述子像素单元包括第二开关元件、第三开关元件和第二像素电极；其中，
所述第二开关元件的栅极连接所述扫描线，源极连接所述数据线，漏极分别连接所述第二像素电极和所述第三开关元件的源极；
所述第三开关元件的栅极连接所述扫描线，漏极连接所述稳压线。
4.根据权利要求3所述的像素结构，其特征在于，所述第一开关元件的栅极、所述第二开关元件的栅极和所述第三开关元件的栅极同层设置。
5.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述第一开关元件的源极和漏极、所述第二开关元件的源极和漏极、所述第三开关元件的源极和漏极、以及所述稳压线同层设置。
6.根据权利要求3所述的像素结构，其特征在于，所述第一像素电极和所述第二像素电极中的一项或两项由透明金属氧化物材料制成。
7.根据权利要求3所述的像素结构，其特征在于，所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件中的一项或多项为薄膜晶体管。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的像素结构，其特征在于，所述稳压线的材质包括依次叠加设置的钼/铝/钼金属材质。
9.一种阵列基板，其特征在于，包括：
纵横交错的多条扫描线和多条数据线；以及
如权利要求1至8中任一项所述的像素结构。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：
如权利要求9所述的阵列基板；
彩膜基板；以及
设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。
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