CN107085337B - 阵列基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

阵列基板、显示面板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种阵列基板、显示面板和显示装置，设计显示技术领域，包括：每一所述像素区域的显示开口区包括多层功能膜层，所述多层功能膜层包括衬底，以及沿远离所述衬底出光侧表面的方向依次形成的缓冲层、栅极绝缘层、第一层间绝缘层、平坦化层和电极膜层结构；其中，所述电极膜层结构包括像素电极、公共电极，以及位于所述像素电极和所述公共电极之间的第一钝化层；任意一层所述功能膜层的折射率，大于等于该功能膜层与所述衬底之间的各功能膜层的折射率，且大于等于所述衬底的折射率。各功能膜层的折射率沿远离衬底的方向逐渐增大，可以提升背光光线的透过率，进而可间接降低背光模组的驱动电压或背光模组的驱动电流，降低功耗。

Description

阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板、显示面板和显示装置。
背景技术
随着技术的发展，液晶显示器运用在越来越多的行业中，为用户的生活和工作等方面带来很多帮助。
随着用户对更高分辨率显示器的需求的加大，相关技术中的显示器的亮度不足时，通常是通过提升背光光源的电流来提升亮度，会导致功耗更大。因此相关技术中的液晶显示器存在功耗高，进而工作时产生温度过高的问题，
因此，急需一种能够解决上述技术问题的显示装置。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板、显示面板和显示装置，以实现在不增加功耗的情况下，提升显示装置的显示画面的亮度。
第一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板，包括多个矩阵排列的像素区域，每一所述像素区域的显示开口区包括多层功能膜层，所述多层功能膜层包括衬底，以及沿远离所述衬底出光侧表面的方向依次形成的缓冲层、栅极绝缘层、第一层间绝缘层、平坦化层和电极膜层结构；其中，所述电极膜层结构包括像素电极、公共电极，以及位于所述像素电极和所述公共电极之间的第一钝化层；任意一层所述功能膜层的折射率，大于等于该功能膜层与所述衬底之间的各功能膜层的折射率，且大于等于所述衬底的折射率。
第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括上述任一阵列基板。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任一显示面板。
本发明实施例提供一种阵列基板、显示面板和显示装置，通过在显示开口区中，将其中任意一层功能膜层的折射率，设计为大于等于该功能膜层与衬底之间的各功能膜层的折射率，且大于等于衬底的折射率，各功能膜层的折射率沿远离衬底的方向逐渐增大，可以提升背光光线的透过率，进而可间接降低背光模组的驱动电压或背光模组的驱动电流，降低功耗。
附图说明
图1A是一种自容式的触控结构的示意图；
图1B是一种互容式的触控结构的示意图；
图2A是本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
图2B是图2A中沿剖面线A-A'的位于一像素显示开口区内的阵列基板的剖面结构示意图；
图3A是图2B中的电极膜层结构的一种结构示意图；
图3B是图2B中的电极膜层结构的另一种结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；
图5A是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；
图5B是与图5A对应的单个像素区域的俯视结构示意图；
图6A是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；
图6B是与图6A对应的单个像素区域的俯视结构示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种光线的入射光路的示意图；
图9是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
在显示技术中，触控结构可以是自容式或者互容式的触控结构。图1A是一种自容式的触控结构的示意图；参考图1A，触控结构包括多个呈矩阵排列的触控电极块100；与触控电极块100一一对应设置的多条触控走线110，触控走线110的第一端与对应的触控电极块100电连接且与非对应的触控电极块100绝缘；触控走线110的第二端与驱动芯片120电连接。在自容式触控显示技术中，可以将触控电极块100设置在彩膜基板或阵列基板上，例如，阵列基板中的公共电极层包括多个公共电极块，通过将公共电极块复用为触控电极块100，可以简化显示面板的整体结构，降低显示面板的厚度。图1B是一种互容式的触控结构的示意图；参考图1B，触控结构包括沿第一方向延伸的多条第一触控电极130，沿第二方向延伸的多条第二触控电极140，第一方向与第二方向相交叉；第一触控电极130和第二触控电极140通过触控引线150与互容式驱动芯片160电连接。在互容式触控显示技术中，可以将第一触控电极130整层都设置在彩膜基板或阵列基板上，同样也可以将第二触控电极140整层都设置在彩膜基板或阵列基板上。例如，阵列基板中的公共电极层包括多个沿第一方向延伸的公共电极，复用阵列基板中的公共电极作为第一触控电极130，可以简化显示面板的整体结构。
图2A是本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；参考图2A，本发明实施例提供的阵列基板包括多个矩阵排列的像素区域，多个矩阵排列的像素区域例如可以是由多条绝缘交叉的扫描线1和数据线2划分而成，每个像素区域包括显示开口区3；其中，显示开口区3是指每个像素区域的显示区，光线能透过显示开口区3进行显示。图2B是图2A中沿剖面线A-A'的位于一像素显示开口区内的阵列基板的剖面结构示意图，参考图2B，每一像素区域的显示开口区3包括多层功能膜层，多层功能膜层包括衬底11，以及沿远离衬底11出光侧表面的方向依次形成的缓冲层12、栅极绝缘层13、第一层间绝缘层14、平坦化层15和电极膜层结构16；其中，电极膜层结构16包括像素电极、公共电极，以及位于像素电极和公共电极之间的第一钝化层(在图2B中未示出，电极膜层结构的具体结构在下文有具体的描述)，任意一层功能膜层的折射率，大于等于该功能膜层与衬底11之间的各功能膜层的折射率，且大于等于衬底11的折射率。
本实施例提供的阵列基板，在显示开口区3中，将其中任意一层功能膜层的折射率，设计为大于等于该功能膜层与衬底11之间的各功能膜层的折射率，且大于等于衬底11的折射率，各功能膜层的折射率沿远离衬底11的方向逐渐增大，可以提升背光光线的透过率，进而可间接降低背光模组的驱动电压或背光模组的驱动电流，降低功耗。
图3A是图2B中的电极膜层结构的一种结构示意图，参考图3A，在上述实施例的基础上，可选地，沿远离衬底11出光侧表面(图3A中未画出)的方向，电极膜层结构依次包括公共电极161、第一钝化层162和像素电极163。图3B是图2B中的电极膜层结构的另一种结构示意图；参考图3B，可选地，沿远离衬底11出光侧表面的方向，电极膜层结构依次包括像素电极163、第一钝化层162和公共电极161。需要说明的是，图3A和图3B中的公共电极161、第一钝化层162和像素电极163的形状只是一种示意图。在本实施例中，电极膜层结构可以为多种不同的组成结构，为阵列基板的设计提供了更多的可能性。
参见图2A，可选地，每一像素区域还包括非开口区4，非开口区4主要设置各种晶体管、电容器件以及各种信号线等。图4是本发明实施例提供的一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；参考图4，非开口区4包括分别与显示开口区3中的衬底11、缓冲层12、栅极绝缘层13、第一层间绝缘层14以及平坦化层15同层形成且材料相同的功能膜层；非开口区4中的第一层间绝缘层14和平坦化层15之间还包括有第二层间绝缘层17；第二层间绝缘层17和非开口区4中的平坦化层15之间还包括有数据线2。数据线2通常用于与每个像素区域的开关晶体管的源极或漏极电连接，以提供数据信号。在相关技术中，通常会在栅极绝缘层13和平坦化层15之间形成第一层间绝缘层14和第二层间绝缘层17，在本实施例中只用在显示开口区3中，只包括第一层间绝缘层14，简化了显示开口区3中功能膜层的结构，利于提升阵列基板的透过率。
图5A是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；参考图5A，在上述实施例的基础上，可选地，在非开口区4中的平坦化层15上还包括有依次排列的触控走线19、第二钝化层18，以及与第一钝化层162同层形成且材质相同的功能膜层；复用公共电极161为触控电极，触控走线19与公共电极161电连接。图5A中显示开口区3中，以像素电极163形成在公共电极161之上为例进行示意，电极膜层结构也可以是其他组成结构。图5B是与图5A对应的单个像素区域的俯视结构示意图；图5B只示意性的画出该像素区域中的一部分膜层结构，其中，晶体管5的栅极与扫描线1电连接，晶体管5的栅极的源极或漏极与数据线2电连接，相应的，晶体管5的栅极的漏极或源极与像素电极163电连接。在数据线2的上方还可以形成有触控走线19，触控走线19与公共电极161电连接，用于在公共电极161复用为触控电极时，提供触控信号；在非触控时段，触控走线19可以为公共电极161提供相同的公共电压信号。在本实施例中，将触控结构集成在阵列基板中，可以复用公共电极161为触控电极，触控走线19与触控电极电连接，用于为触控电极提供触控信号；将触控层设置在阵列基板中，可以提高阵列基板的集成化程度，利于减小阵列基板的体积。
图6A是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；参考图6A，在上述实施例的基础上，可选地，当沿远离衬底11出光侧表面的方向，电极膜层结构依次包括像素电极163、第一钝化层162和公共电极161时，非开口区4中的第一钝化层162上还包括有与公共电极161同层形成且材质相同的功能膜层。参考图6A，在非开口区4中的平坦化层15上还包括有依次排列的触控走线19、第二钝化层18；图6B是与图6A对应的单个像素区域的俯视结构示意图；图6B只示意性的画出该像素区域中的一部分膜层结构，其中，晶体管5的栅极与扫描线1电连接，晶体管5的栅极的源极或漏极与数据线2电连接，相应的，晶体管5的栅极的漏极或源极与像素电极163电连接。在数据线2的上方还可以形成有触控走线19和公共电极161(触控走线19和公共电极161之间间隔有第一钝化层162和第二钝化层18，图6B中未示出)，触控走线19与公共电极161电连接，用于在公共电极161复用为触控电极时，提供触控信号；在非触控时段，触控走线19可以为公共电极161提供相同的公共电压信号。在工作时，各个公共电极161的电压信号通常是相同的，在非开口区4中也形成有公共电极161，可以使相邻两个像素区域中的公共电极161连接在一起，省掉各个像素区域的公共电极161的连接线，简化了阵列基板的结构。
图7是本发明实施例提供的又一种沿图2A中剖面线A-A'的剖面结构示意图；参考图7，在上述实施例的基础上，可选地，当沿远离衬底11的方向，电极膜层结构依次包括公共电极161、第一钝化层162和像素电极163时，显示开口区3中的平坦化层15和公共电极161之间还包括有与第二钝化层18同层形成且材质相同的功能膜层。结合图5B，在非开口区4中的平坦化层15上还包括有依次排列的触控走线19、第二钝化层18。在本实施例中通过在显示开口区3中的平坦化层15和公共电极161之间形成第二钝化层18，为阵列基板的设计提供了更多的可能性。
在上述实施例的基础上，可选地，衬底11、缓冲层12、栅极绝缘层13和第一层间绝缘层14的材质包括氧化硅；平坦化层15的材质包括有机材料；第一钝化层162的材质包括氮化硅；公共电极161和像素电极163的材质包括氧化铟锡。氧化硅以及有机材料的折射率大约为1.5，氮化硅以及氧化铟锡的折射率大约为1.9，沿远离衬底11出光侧的方向，各功能的膜层呈现出增大的趋势，因此可以提升背光光线的透过率，进而可间接降低背光模组的驱动电压或背光模组的驱动电流，降低功耗。
在上述实施例的基础上，可选地，第二层间绝缘层17的材质包括氮化硅。在相关技术中，第一层间绝缘层的成分通常为氮化硅，第二层间绝缘层的成分为氧化硅。由于氮化硅的折射率较大(1.9左右)，在本实施例中，第一层间绝缘层14的成分包括氧化硅，第二层间绝缘层17的成分包括氮化硅，使得第一层间绝缘层14可以与其下方的功能膜层的成分的折射率相同或者相近，利于优化阵列基板的各膜层的折射率分布。
在上述实施例的基础上，可选地，衬底11、缓冲层12、栅极绝缘层13、第一层间绝缘层14和平坦化层15的折射率均小于等于1.5；公共电极161、第一钝化层162和像素电极163的折射率均大于等于1.8。在本实施例中，沿远离衬底11出光侧的方向，各功能的膜层呈现出增大的趋势，因此可以提升背光光线的透过率，进而可间接降低背光模组的驱动电压或背光模组的驱动电流，降低功耗。
图8是本发明实施例提供的一种光线的入射光路的示意图，参考图8，在上述实施例的基础上，可选地，沿远离衬底11出光侧表面的方向，多层功能膜层中任意层叠的三层功能膜层，依次为第一功能膜层31、第二功能膜层32和第三功能膜层33；其中，第一功能膜层31的折射率为n1，第二功能膜层32的折射率为n2，第三功能膜层33的折射率为n3；第一功能膜层31、第二功能膜层32和第三功能膜层33的折射率满足第一公式：
Figure BDA0001321499830000081
同时，第二功能膜层32的厚度h2满足第二公式：
Figure BDA0001321499830000082
其中，λ为入射光的波长，m为自然数。图8中，入射光线40穿过第三功能膜层33后的透射光束至少包括透射光束41、透射光束42和透射光束43，透射光束42相比透射光束41多经历B、C点的两次反射及BCD一段光程。当第二功能膜层32的厚度h2满足第二公式时，BCD的光程为λ/2的(2m+1)倍，透射光束42相比透射光束41的相移差为π的(2m+1)倍。另外由于C点反射时无半波波损(第二功能膜层32的折射率为n2大于第一功能膜层31的折射率为n1)，B点反射时则有半波损(第二功能膜层32的折射率为n2小于第三功能膜层33的折射率)，则会产生附加相移π。因此，透射光束42相对透射光束41总的相移量为(2m+2)π。透射光束42与透射光束41同相，故此时透射光束42与透射光束41相长而使透射光整体加强；同理，透射光束43与透射光束42也是相长的，实际上透射光速43是经过多次反射后透射出的光束，其光线强度相对透射光束42来说比较弱，所以带来的影响相对较小。
在上述实施例的基础上，可选地，阵列基板还包括触控结构，触控结构包括至少一层触控电极层。可以在阵列基板中添加一层新的材料形成触控电极层；也可以利用阵列基板中已有的膜层，例如公共电极层，来做为触控电极层。其中，利用已有的膜层可以简化显示面板(包括阵列基板和彩膜基板等)的整体结构，降低显示面板的厚度。本实施例还提供一种显示面板，包括上述任一阵列基板。
本实施例还提供一种显示装置，包括上述显示面板。图9是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参考图9，显示装置包括显示面板300，显示面板300为上述任一显示面板，其中，显示装置可以为如图9中所示的手机，也可以为电脑、电视机、智能穿戴显示装置等，本实施例对此不作特殊限定。
注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种阵列基板，包括多个矩阵排列的像素区域，其特征在于，
每一所述像素区域的显示开口区包括多层功能膜层，所述多层功能膜层包括衬底，以及沿远离所述衬底出光侧表面的方向依次形成的缓冲层、栅极绝缘层、第一层间绝缘层、平坦化层和电极膜层结构；
其中，所述电极膜层结构包括像素电极、公共电极，以及位于所述像素电极和所述公共电极之间的第一钝化层；任意一层所述功能膜层的折射率，大于等于该功能膜层与所述衬底之间的各功能膜层的折射率，且大于等于所述衬底的折射率；
每一所述像素区域还包括非开口区；
所述非开口区包括分别与所述衬底、所述缓冲层、所述栅极绝缘层、所述第一层间绝缘层以及所述平坦化层同层形成且材料相同的功能膜层；
所述非开口区中的第一层间绝缘层和平坦化层之间还包括有第二层间绝缘层；
所述衬底、所述缓冲层、所述栅极绝缘层和所述第一层间绝缘层的材质包括氧化硅；所述第一钝化层的材质包括氮化硅；所述第二层间绝缘层的材质包括氮化硅。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，沿远离所述衬底出光侧表面的方向，所述电极膜层结构依次包括所述公共电极、所述第一钝化层和所述像素电极。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，沿远离所述衬底出光侧表面的方向，所述电极膜层结构依次包括所述像素电极、所述第一钝化层和所述公共电极。
4.根据权利要求2或3所述的阵列基板，其特征在于，
所述第二层间绝缘层和所述非开口区中的平坦化层之间还包括有数据线。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，
所述非开口区中的平坦化层上还包括有依次排列的触控走线、第二钝化层，以及与所述第一钝化层同层形成且材质相同的功能膜层；所述公共电极复用为触控电极，所述触控走线与所述公共电极电连接。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，当沿远离所述衬底出光侧表面的方向，所述电极膜层结构依次包括所述像素电极、所述第一钝化层和所述公共电极时，
所述非开口区中的第一钝化层上还包括有与所述公共电极同层形成且材质相同的功能膜层。
7.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，当沿远离所述衬底的方向，所述电极膜层结构依次包括所述公共电极、所述第一钝化层和所述像素电极时，
所述显示开口区中的平坦化层和公共电极之间还包括有与所述第二钝化层同层形成且材质相同的功能膜层。
8.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，
所述平坦化层的材质包括有机材料；
所述公共电极和所述像素电极的材质包括氧化铟锡。
9.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述衬底、所述缓冲层、所述栅极绝缘层、所述第一层间绝缘层和所述平坦化层的折射率均小于等于1.5；
所述公共电极、所述第一钝化层和所述像素电极的折射率均大于等于1.8。
10.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，沿远离所述衬底出光侧表面的方向，所述多层功能膜层中任意层叠的三层功能膜层，依次为第一功能膜层、第二功能膜层和第三功能膜层；
其中，所述第一功能膜层的折射率为n1，所述第二功能膜层的折射率为n2，所述第三功能膜层的折射率为n3；
所述第一功能膜层、所述第二功能膜层和所述第三功能膜层的折射率满足第一公式：
Figure FDA0002491830900000031
同时，所述第二功能膜层的厚度h2满足第二公式：
Figure FDA0002491830900000032
其中，λ为入射光的波长，m为自然数。
11.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括触控结构，所述触控结构包括至少一层触控电极层。
12.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的阵列基板。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求12中所述的显示面板。
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