CN107037656A - 一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置。一方面，该阵列基板包括：多个像素单元，每个像素单元中包括薄膜晶体管、像素电极和电极板，像素电极与薄膜晶体管的漏极电连接，扫描线与薄膜晶体管的栅极电连接，数据线与薄膜晶体管的源极电连接，电极板与薄膜晶体管的漏极在衬底基板上的正投影至少部分重叠；多条时钟信号线，多条时钟信号线分别与时钟信号源电连接，时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压；一条时钟信号线与至少一个电极板电连接。通过上述设计，可以使像素电极对应的场强增大，进而加快液晶的旋转速度，从而使液晶从初始角度旋转到指定角度的时长变短，提高了液晶的响应速度。

Description

一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置
【技术领域】
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置。
【背景技术】
在现有技术中，显示面板的工作方式为：在扫描线中通过扫描信号的时间段内，显示面板中对应的薄膜晶体管处于导通状态，在该薄膜晶体管处于导通状态时，通过数据线为对应的像素电极充电，使该像素电极从初始电位达到目标电位，在扫描线中不再通过扫描信号后，该薄膜晶体管处于截止状态，且不再通过数据线为像素电极充电，该像素电极保持在目标电位上，其中，在为像素电极充电后，像素电极与公共电极之间形成电场，从而使得显示面板中的液晶发生旋转，在该像素电极从初始电位达到目标电位的过程中，液晶在电场的作用下旋转了一个较小的角度，在该像素电极保持在目标电位的过程中，液晶在继续发生旋转，直至旋转到指定角度，由于液晶从初始角度旋转到指定角度的过程中，占用的时长较长，因此使得液晶的响应速度较慢。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种阵列基板及其使用方法、显示面板、显示装置，用以解决现有技术中液晶响应速度较慢的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上的多条数据线和多条扫描线，所述多条数据线和所述多条扫描线绝缘交叉限定多个像素单元，每个像素单元中包括薄膜晶体管、像素电极和电极板，所述像素电极与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述扫描线与所述薄膜晶体管的栅极电连接，所述数据线与所述薄膜晶体管的源极电连接，所述电极板与所述薄膜晶体管的漏极在所述衬底基板上的正投影至少部分重叠；
多条时钟信号线，所述多条时钟信号线分别与时钟信号源点连接，液晶的偏转过程包括响应阶段和保持阶段，所述时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压；一条时钟信号线与至少一个所述电极板电连接。
可选地，所述电极板与所述多条扫描线同层设置。
可选地，所述多条时钟信号线与所述多条扫描线平行设置。
可选地，所述多条时钟信号线与所述多条扫描线同层设置。
可选地，所述多条时钟信号线与所述多条数据线平行设置。
可选地，还包括：
位于所述衬底基板上的遮光部，所述遮光部位于所述薄膜晶体管与所述衬底基板之间；
所述多条时钟信号线与所述遮光部同层设置。
可选地，所述薄膜晶体管还包括
沟道区域，所述遮光部在垂直于所述衬底基板的方向上的投影覆盖所述沟道区域在垂直于所述衬底基板方向上的投影。
另一方面，本发明实施例提供了一种显示面板，包括上述所述的阵列基板。
可选地，还包括：
液晶层及彩膜基板；
其中，所述彩膜基板和所述阵列基板相对设置，所述液晶层设置在所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
再一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述所述的显示面板。
又一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板的使用方法，所述方法包括：
所述时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压。
上述技术方案中的任一个技术方案具有如下有益效果：
在本发明实施例中，衬底基板上包括多条数据线、多条扫描线和多个像素单元，每个像素单元中包括薄膜晶体管、像素电极和电极板，其中，像素电极与薄膜晶体管的漏极电连接，扫描线与薄膜晶体管的栅极电连接，数据线与薄膜晶体管的源极电连接，以及电极板与薄膜晶体管的漏极在衬底基板上的正投影至少部分重叠，即电极板和薄膜晶体管的漏极可以形成电容，该衬底基板上还包括多条时钟信号线，多条时钟信号线分别与时钟信号源电连接，一条时钟信号线与至少一个电极板电连接，并且时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压，在本发明实施例中，在薄膜晶体管截止之后，像素电极具有一定电压，由于薄膜晶体管的漏极和像素电极连接，因此薄膜晶体管的漏极与像素电极的电压相等，根据电荷泵原理，电容的两侧有压差时，电压低的一侧的电压会升高，使电容两侧的电压相等，因此电极板上也具有与像素电极相等的电压，并且，由于时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压，因此使得电极板在原有电压的基础上继续升高，使得电极板和薄膜晶体管的漏极之间形成压差，根据电荷泵原理，薄膜晶体管的电压在原有的基础上也继续升高，进而使像素电极在原有电压的基础上也升高，从而增大了像素电极对应的场强，由于液晶在发生旋转时，对应的场强越强则液晶的旋转速度越快，因此通过上述设计，在薄膜晶体管截止之后，可以加快液晶的旋转速度，从而使液晶从初始角度旋转到指定角度的时长变短，提高了液晶的响应速度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视图；
图2为本发明实施例提供一种像素电极的电压变化的示意图；
图3为像素单元中的等效电路示意图；
图4为图1中沿DD’方向上的截面图；
图5为本发明实施例提供的另一种阵列基板的俯视图；
图6为图5中沿EE’方向上的截面图；
图7为本发明实施例提供的一种显示面板的截面图；
图8为本发明实施例提供的一种显示装置。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视图，其中，该阵列基板包括：衬底基板11；位于衬底基板11上的多条数据线12和多条扫描线13，多条数据线12和多条扫描线13绝缘交叉限定多个像素单元14，每个像素单元14中包括薄膜晶体管141、像素电极142和电极板143，像素电极142与薄膜晶体管141的漏极C电连接，扫描线13与薄膜晶体管141的栅极A电连接，数据线12与薄膜晶体管141的源极B电连接，电极板143与薄膜晶体管141的漏极C在衬底基板11上的正投影至少部分重叠；多条时钟信号线15，多条时钟信号线15分别与时钟信号源16电连接，液晶的偏转过程包括响应阶段和保持阶段，时钟信号源16在薄膜晶体管141截止之后的响应时间内提供预设电平电压；一条时钟信号线15与至少一个电极板143电连接。
具体的，如图1、图2和图3所示，图2为本发明实施例提供一种像素电极的电压变化的示意图，图3为像素单元中的等效电路示意图，其中，U1为薄膜晶体管141导通时数据线12上提供的充电电压，U2为像素电极142在U1作用下升高时的电压，U3为薄膜晶体管141截止后时钟信号源16提供电压，U4为像素电极142在U1作用下所能达到的指定电压，U5为像素电极142在U3的作用下所能达到的电压，T1为薄膜晶体管141的导通时长，T2为薄膜晶体管141截止后的时长，C1为像素电极142和公共电极(未示出)形成的等效电容，C2为电极板143和薄膜晶体管141的漏极C形成的等效电容，电极板143和薄膜晶体管141的漏极C在衬底基板11上的正投影至少部分重叠时，电极板143和薄膜晶体管141的漏极C可以形成电容。
如图1、图2和图3所示，在扫描线13上通过扫描信号的过程中，薄膜晶体管141导通并持续T1时长，在T1时长内，数据线12上提供充电电压，使像素电极142从初始电压按照U2的曲线方式升高电压，达到U4对应的指定电压，在此过程中像素电极142与公共电极之间形成电场，在T1时长内，液晶在电场作用下发生从初始角度开始旋转，在T1结束后，液晶没有达到指定角度，此时像素电极142的电压为指定电压U4，并保持一定时长，即保持T2时长，在T2时长内的开始的时刻到液晶旋转到指定角度的时刻，以及在T1时长内，此过程为液晶的响应时间，液晶在T2时长内继续发生旋转，并且在T2时长内，液晶还在旋转的过程中，时钟信号源16提供预设电平电压，即时钟信号源16在薄膜晶体管141截止之后的响应时间内提供预设电平电压U3，在薄膜晶体管141截止之后，像素电极142具有一定电压U4，由于薄膜晶体管141的漏极C和像素电极142连接，因此薄膜晶体管141的漏极C与像素电极142的电压相等，根据电荷泵原理，电容的两侧有压差时，电压低的一侧的电压会升高，使电容两侧的电压相等，因此电极板143上也具有与像素电极142相等的电压U4，并且，由于时钟信号源16在薄膜晶体管141截止之后的响应时间内提供预设电平电压U3，因此使得电极板143在原有电压的基础上继续升高，使得电极板143和薄膜晶体管141的漏极C之间形成压差，根据电荷泵原理，薄膜晶体管141的电压在原有的基础上也继续升高，进而使像素电极142在原有电压的基础上也升高，并最终升高到U5对应的电压，从而增大了像素电极142对应的场强，由于液晶在发生旋转时，对应的场强越强则液晶的旋转速度越快，因此通过上述设计，在薄膜晶体管141截止之后，可以加快液晶的旋转速度，从而使液晶从初始角度旋转到指定角度的时长变短，提高了液晶的响应速度。
其中，如图2所示，在T2和T1时长内，内液晶的旋转过程包括响应阶段和保持阶段，响应阶段为液晶从初始角度达到指定角度对应的阶段，该阶段对应的时长为T1时长和在T2中从T2开始的时刻到液晶达到指定角度的时刻之间的时长之和，保持阶段为液晶达到指定角度时到液晶再次发生旋转时之间对应的阶段，该阶段对应的时长为在T2中从液晶达到指定角度的时刻后T2剩余的时长，进一步的，该时长为在T2中从液晶达到指定角度的时刻后到下一个T1开始的时刻之间的时长。
需要注意的是，本发明实施例中的薄膜晶体管141可以如图1所示的单沟道薄膜晶体管141，也可以为多沟道薄膜晶体管，如双沟道薄膜晶体管，无论是单沟道薄膜晶体管还是多沟道薄膜晶体管，电极板都要与薄膜晶体管的漏极在衬底基板上的正投影部分重叠，即使电极板和薄膜晶体管的漏极形成电容，电极板与时钟信号线电连接，时钟信号线与时钟信号源电连接，并且时钟信号源需要在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压，以使像素电极在指定电压的基础上继续升高电压，从而加快液晶的旋转速度，提高液晶的响应速度。
并且，时钟信号源的供电时长可以根据实际需要进行设定，例如，时钟信号源可以在薄膜晶体管截止时刻提供预设电平电压，在液晶旋转到指定角度的时刻停止输出预设电平电压。
同时，电极板与薄膜晶体管的漏极在衬底基板上的正投影的重叠面积也可以根据实际需要进行设定，即电极板和薄膜晶体管的漏极形成的电容的大小可以根据实际需要进行设定，其中，在时钟信号源提供相同预设电平电压时，电极板和薄膜晶体管的漏极形成的电容越大，则抬升像素电极的电压的效果越明显，例如，数据线在正帧时提供的电压为+5V，负帧时提供的电压为-5V，时钟信号源在正帧时提供的电压为+5V，负帧时提供的电压为-5V，像素电极和公共电极形成的电容为100fF，薄膜晶体管的漏极和电极板形成的电容为13fF，在正帧时，数据线提供的电压可以使像素电极的电压升高至+5V，当时钟信号源提供电压时，可以使像素电极的电压从+5V升高至+5.53V，在负帧时，数据线提供的电压可以使像素电极的电压拉低至-5V，当时钟信号源提供电压时，可以使像素电极的电压从-5V拉低至-5.68V，又例如，数据线在正帧时提供的电压为+5V，负帧时提供的电压为-5V，时钟信号源在正帧时提供的电压为+5V，负帧时提供的电压为-5V，像素电极和公共电极形成的电容为100fF，薄膜晶体管的漏极和电极板形成的电容为30fF，在正帧时，数据线提供的电压可以使像素电极的电压升高至+5V，当时钟信号源提供电压时，可以使像素电极的电压从+5V升高至+6.12V，在负帧时，数据线提供的电压可以使像素电极的电压拉低至-5V，当时钟信号源提供电压时，可以使像素电极的电压从-5V拉低至-6.25V。其中，时钟信号源提供的预设电平电压的大小也可以根据实际需要进行设定。
可选地，如图4所示，图4为图1中沿DD’方向上的截面图，电极板143与多条扫描线13同层设置。
具体的，如图4所示，当电极板143与多条扫描线13同层设置时，不需要在显示面板中增加另一膜层，因此不会增加显示面板的厚度。
如图4所示，栅极A和电极板143位于衬底基板11上，栅极A和源极B、漏极C所在层面之间还设置有绝缘层17和有源层18，绝缘层17用于使栅极A和有源层18之间绝缘，有源层18可以在栅极A的作用下使源极B和漏极C导通，从而使薄膜晶体管141导通，像素电极142可以通过过孔与漏极C电连接。
可选地，如图1所示，多条时钟信号线15与多条扫描线13平行设置。
具体的，如图1，当多条时钟信号线15与多条扫描线13平行设置时，可以使多条时钟信号线15的布线方式相对简单，并且不会与多条扫描线13形成交叉区域，进而不会对扫描线13中的扫描信号产生干扰，进一步的，当电极板143与多条扫描线13同层设置，而多条时钟信号线15与多条扫描线13不同层但平行设置时，电极板143和对应的扫描线13可以通过过孔电连接。
可选地，如图1和图4所示，多条时钟信号线15与多条扫描线13同层设置。
具体的，如图1和图4所示，当多条时钟信号线15与多条扫描线13同层设置时，不需要在显示面板中增加另一膜层，因此不会增加显示面板的厚度，并且可以使多条时钟信号线15的布线方式相对简单，进一步的，只需要在扫描线13所在层面增加与扫描线13同层且平行的时钟信号线15即可，不需要对原有显示面板的布线结构进行改动，并且，当电极板143和多条时钟信号线15位于同一层时，电极板143和对应的时钟信号线15可以直接电连接，使多条时钟信号线15的布线方式，以及电极板143和对应时钟信号线15的连接方式更加简单。
可选地，如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种阵列基板的俯视图，多条时钟信号线15与多条数据线12平行设置。
具体的，如图5所示，当多条时钟信号线15与多条数据线12平行设置时，可以使多条时钟信号线15的布线方式相对简单，并且不会与多条数据线12形成交叉区域，进而不会对数据线12中的数据信号产生干扰。
可选地，如图6所示，图6为图5中沿EE’方向上的截面图，该阵列基板还包括：位于衬底基板11上的遮光部19，遮光部19位于薄膜晶体管141与衬底基板11之间；多条时钟信号线15与遮光部19同层设置。
具体的，当薄膜晶体管为顶栅结构时，即栅极位于薄膜晶体管的有源层上方时，由于显示面板为底部发光，即显示面板底层有背光源，有源层和背光源之间没有任何遮挡，有源层会暴漏在背光源射出光线之下，光线会对有源层的功能产生影响，进而影响薄膜晶体管的正常功能，为了避免这种影响需要在有源层和背光源之间设置遮挡部分，使背光源射出的光线不能照射到有源层上，如图5和图6所示，当薄膜晶体管141为顶栅结构时，在有源层18和衬底基板11设置遮光部19，该遮光部19用于遮挡背光源(未示出)射出的部分光线，使背光源射出的光能无法照射到有源层18上，从而保证薄膜晶体管141能够正常工作，其中多条时钟信号线15可以和遮光部19位于同层，且多条时钟信号线15与多条数据线12平行设置，同时，也可以将电极板143设置在该层，即多条时钟信号线15、多条数据线12和电极板143同层设置，进而使得电极板143和对应的时钟信号线15可以直接电连接，无需过孔，使电极板143和对应的时钟信号线15之间的连接方式简单化，由于无需过孔，进而节省了生成成本。
可选地，如图6所示，薄膜晶体管141还包括：沟道区域20，遮光部19在垂直于衬底基板11的方向上的投影覆盖沟道区域20在垂直于衬底基板11方向上的投影。
具体的，如图6所示，沟道区域20为有源层18中的一个区域，在栅极A上施加电压后，沟道区域20导通，从而使得源极B和漏极C电连接，此时薄膜晶体管141处于导通状态，而有源层18中的沟道区域20对光线比较敏感，在光线照射到沟道区域20上时，会使沟道区域20不能正常工作，进而使薄膜晶体管141不能正常工作，为了避免上述情况发生，在衬底基板11和有源层18之间设置遮光部19，并且遮光部19在垂直于衬底基板11的方向上的投影覆盖沟道区域20在垂直于衬底基板11方向上的投影，即沟道区域20对应的背光源射出的光线被遮光部19完全遮挡，从而保证薄膜晶体管141的正常工作。
可选地，本发明实施例提供的一种显示面板，该显示面板包括上述的阵列基板。
具体的，该阵列基板在上述有详细说明，在此不再详细赘述
可选地，如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种显示面板的截面图，该显示面板包括：上述的阵列基板1，彩膜基板2和液晶层3，其中，彩膜基板2和阵列基板1相对设置，液晶层3设置在彩膜基板2和阵列基板1之间。
可选地，如图8所示，图8为本发明实施例提供的一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板4。
需要说明的是，本发明实施例中所涉及的显示装置可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP3播放器、MP4播放器等。
可选地，本发明实施例还提供了一种阵列基板的使用方法，该方法包括：所述时钟信号源在薄膜晶体管截至之后的响应时间内提供预设电平电压。
具体的，该方法在上述有详细说明，在此不再详细赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上的多条数据线和多条扫描线，所述多条数据线和所述多条扫描线绝缘交叉限定多个像素单元，每个像素单元中包括薄膜晶体管、像素电极和电极板，所述像素电极与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述扫描线与所述薄膜晶体管的栅极电连接，所述数据线与所述薄膜晶体管的源极电连接，所述电极板与所述薄膜晶体管的漏极在所述衬底基板上的正投影至少部分重叠；
多条时钟信号线，所述多条时钟信号线分别与时钟信号源电连接，液晶的偏转过程包括响应阶段和保持阶段，所述时钟信号源在薄膜晶体管截止之后的响应时间内提供预设电平电压；一条时钟信号线与至少一个所述电极板电连接。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述电极板与所述多条扫描线同层设置。
3.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述多条时钟信号线与所述多条扫描线平行设置。
4.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述多条时钟信号线与所述多条扫描线同层设置。
5.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述多条时钟信号线与所述多条数据线平行设置。
6.如权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，还包括：
位于所述衬底基板上的遮光部，所述遮光部位于所述薄膜晶体管与所述衬底基板之间；
所述多条时钟信号线与所述遮光部同层设置。
7.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括沟道区域，所述遮光部在垂直于所述衬底基板的方向上的投影覆盖所述沟道区域在垂直于所述衬底基板方向上的投影。
8.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一所述的阵列基板。
9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，还包括：
液晶层及彩膜基板；
其中，所述彩膜基板和所述阵列基板相对设置，所述液晶层设置在所述彩膜基板和所述阵列基板之间。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的显示面板。
11.一种阵列基板的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
所述时钟信号源在薄膜晶体管截至之后的响应时间内提供预设电平电压。
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