CN107153309A - 阵列基板、液晶面板及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种阵列基板，所述阵列基板包括黑色矩阵层与阵列排列的像素单元，所述像素单元包括像素电极、栅极线及第一金属走线，所述栅极线位于相邻的所述像素单元的所述像素电极之间，所述第一金属走线位于所述像素电极与所述栅极线之间，并且所述第一金属走线电连接至所述像素电极，所述第一金属走线与所述像素电极的电位一致，所述黑色矩阵层覆盖所述像素电极之间的间隙，所述黑色矩阵层遮蔽所述栅极线和所述第一金属走线。本发明公布了一种液晶面板及显示设备。黑色矩阵层无需为了完全覆盖栅极线而超过栅极线过大距离以至于覆盖像素电极边缘过大的尺寸，提高了阵列基板及液晶面板的开口率，节约显示设备的耗电量，降低使用成本。

Description

阵列基板、液晶面板及显示设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种阵列基板、液晶面板及显示设备。
背景技术
开口率(Aperture ratio)是液晶面板的一个重要规格，直接决定了液晶面板所能达到的最大亮度。通常在产品设计初期尽量使开口率最大化，因为大的开口率意味着高亮度，在产品规格(亮度规格)确定时，高开口率可以允许背光亮度适当降低，从而减少背光的耗电及靶材消耗，实现成本降低。由于像素电极以外区域的液晶并不受到电场的控制，为了保证画面显示的准确，在像素电极的四周会用黑色矩阵(Black Matrix，BM)进行遮挡。
现有技术中，为保证BM的遮盖效果，BM边缘通常会覆盖部分像素电极，所以经由BM遮挡的像素开口率明显减小，导致液晶面板亮度低，功耗高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阵列基板、液晶面板及显示设备，用以解决现有技术中像素开口率明显减小，导致液晶面板亮度低，功耗高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种阵列基板，所述阵列基板包括黑色矩阵层与阵列排列的像素单元，所述像素单元包括像素电极、栅极线及第一金属走线，所述栅极线位于相邻的所述像素单元的所述像素电极之间，所述第一金属走线位于所述像素电极与所述栅极线之间，并且所述第一金属走线电连接至所述像素电极，所述第一金属走线与所述像素电极的电位一致，所述黑色矩阵层覆盖所述像素电极之间的间隙，所述黑色矩阵层遮蔽所述栅极线和所述第一金属走线。
一种实施方式中，所述像素单元还包括第二金属走线，所述第二金属走线与所述第一金属走线分别位于所述栅极线相对的两侧，所述第二金属走线电连接至所述像素电极，所述第二金属走线与所述像素电极的电位一致，所述黑色矩阵层覆盖所述像素电极之间的间隙，所述黑色矩阵层遮蔽所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线。
一种实施方式中，像素单元还包括基板，所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线均层叠设置于所述基板上，所述第一金属走线在所述基板的正投影与所述栅极线不相交，所述第二金属走线在所述基板的正投影与所述栅极线不相交。
一种实施方式中，所述像素电极包括一对长边，所述像素单元还包括位于所述长边侧的信号线，所述黑色矩阵层覆盖所述信号线。
一种实施方式中，所述黑色矩阵层部分覆盖所述像素电极的所述长边侧的边缘。
一种实施方式中，所述像素电极还包括一对短边，所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线位于相邻的所述像素电极的所述短边之间，所述黑色矩阵层与所述像素电极的所述短边侧不相交。
一种实施方式中，所述像素单元还包括位于所述像素电极之间的数据线和薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极和漏极分别电连接至所述像素电极和所述数据线之一，所述薄膜晶体管的栅极电连接至所述栅极线，所述黑色矩阵层覆盖所述数据线和所述薄膜晶体管。
一种实施方式中，所述第一金属走线与所述第二金属走线的尺寸相同。
本发明还提供一种液晶面板，所述液晶面板包括彩膜基板、液晶层及以上任意一项所述阵列基板，所述液晶层位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间，并且所述液晶层的液晶分子根据所述彩膜基板与所述阵列基板之间的电压差转动以控制所述液晶面板显示图像。
本发明还提供一种显示设备，所述显示设备包括背光模组与液晶面板，所述背光模组与所述液晶面板相对设置，并且所述背光模组提供背光源穿过所述液晶面板显示图像。
本发明的有益效果如下：由于第一金属走线与像素电极电连接，第一金属走线与像素电极的电位保持一致，第一金属走线上方的液晶分子转动方向与像素电极上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层无需为了完全覆盖栅极线而超过栅极线过大距离以至于覆盖像素电极边缘过大的尺寸，提高了阵列基板及液晶面板的开口率，节约显示设备的耗电量，降低使用成本。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的明显变形方式。
图1和图2为本发明实施例一提供的阵列基板的结构示意图。
图3和图4为本发明实施例二提供的阵列基板的结构示意图。
图5和图6为本发明实施例三提供的阵列基板的结构示意图。
图7为本发明实施例提供的液晶面板的结构示意图。
图8为本发明实施例提供的显示设备的结构示意图。
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。
请一并参阅图1和图2，本发明实施例一提供的阵列基板10应用于液晶显示设备的液晶面板中，阵列基板10、液晶层及彩膜基板依次层叠设置，彩膜基板设有公共电极，阵列基板10设有像素电极102，通过调节公共电极与像素电极102之间的电压差控制液晶层的液晶分子的偏转状态，从而控制显示图像的内容。
本实施例中，阵列基板10包括黑色矩阵层130与像素单元120，图2为图1将黑色矩阵层130透明化后的阵列基板10的结构示意图，以清楚展示阵列基板10被黑色矩阵层130遮盖的结构。像素单元120阵列排布以形成显示区域。一种实施方式中，像素单元120包括像素电极102、栅极线104及第一金属走线12，栅极线104传输的高电位信号或低电位信号控制着像素电极102的电位变化，具体的，像素单元120还包括位于像素电极102之间的数据线108和薄膜晶体管106，薄膜晶体管106的源极和漏极分别电连接至像素电极102和数据线108之一，薄膜晶体管106的栅极电连接至栅极线104，本实施例中，薄膜晶体管106的作用类似于开关，当栅极线104传输高电位信号至栅极时，薄膜晶体管106的源极和漏极连通，数据线108传输的数据信号从源极传递至连接漏极的像素电极102以调整公共电极与像素电极102的电压差，从而改变图像显示内容，或数据线108传输的数据信号从漏极传递至连接源极的像素电极102以调整公共电极与像素电极102的电压差，从而改变图像显示内容，由于公共电极的电压为恒定值，像素电极102上方的液晶分子的偏转状态根据像素电极102的电压大小变化。
本实施例中，栅极线104、薄膜晶体管106、数据线108等不透明的电子器件位于相邻的像素单元120的像素电极102之间，第一金属走线12位于像素电极102与栅极线104之间，并且第一金属走线12电连接至像素电极102，从而使第一金属走线12与像素电极102的电位一致，第一金属走线12上方的液晶分子受到第一金属走线12的电位的影响而发生偏转，并且偏转状态与像素电极102上方的液晶分子的偏转状态相同，即液晶面板100与第一金属走线12对应的区域显示的图像与该第一金属走线12相连的像素电极102对应的区域显示的图像相同，从而屏蔽栅极线104的电位变化对液晶面板100的显示的影响，即可将栅极线104上方的液晶分子束缚在栅极线104上方，防止其影响显示区域，造成暗态显示异常。一种实施方式中，第一金属走线12位于该第一金属走线12电连接的像素电极102与栅极线104之间，黑色矩阵层130覆盖像素电极102之间的间隙以遮蔽栅极线104和第一金属走线12，具体的，黑色矩阵层130还覆盖薄膜晶体管106和数据线108，以将阵列基板10对应显示区域的部分除像素电极102以外的非透明的区域均遮盖起来，图1所示为黑色矩阵层130的遮盖效果，黑色矩阵层130与第一金属走线12电连接的像素电极102不相交。
由于第一金属走线12与像素电极102电连接，第一金属走线12与像素电极102的电位保持一致，第一金属走线12上方的液晶分子转动方向与像素电极102上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层130无需为了完全覆盖栅极线104而超过栅极线104过大距离以至于覆盖像素电极102边缘过大的尺寸，提高了阵列基板10及液晶面板100的开口率，节约显示设备300的耗电量，降低使用成本。
请一并参阅图3和图4，图3和图4为本发明实施例二提供的阵列基板10，图4为图3将黑色矩阵层130透明化后的阵列基板10的结构示意图，以清楚展示阵列基板10被黑色矩阵层130遮盖的结构。本发明实施例二提供的阵列基板10与实施例一的区别在于，第一金属走线12位于该第一金属走线12未电连接的像素电极102与栅极线104之间，黑色矩阵层130覆盖像素电极102之间的间隙以遮蔽栅极线104和第一金属走线12，具体的，黑色矩阵层130还覆盖薄膜晶体管106和数据线108，以将阵列基板10对应显示区域的部分除像素电极102以外的非透明的区域均遮盖起来，图3所示为黑色矩阵层130的遮盖效果，黑色矩阵层130与第一金属走线12未电连接的像素电极102不相交。
由于第一金属走线12与像素电极102电连接，第一金属走线12与像素电极102的电位保持一致，第一金属走线12上方的液晶分子转动方向与像素电极102上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层130无需为了完全覆盖栅极线104而超过栅极线104过大距离以至于覆盖像素电极102边缘过大的尺寸，提高了阵列基板10及液晶面板100的开口率，节约显示设备300的耗电量，降低使用成本。
请一并参阅图5和图6，图5和图6为本发明实施例三提供的阵列基板10，图6为图5将黑色矩阵层130透明化后的阵列基板10的结构示意图，以清楚展示阵列基板10被黑色矩阵层130遮盖的结构。本发明实施例三提供的阵列基板10与实施例一的区别在于，像素单元120还包括第二金属走线14，第二金属走线14与第一金属走线12分别位于栅极线104相对的两侧，第二金属走线14电连接至像素电极102，第二金属走线14与像素电极102的电位一致以屏蔽栅极线104的电位变化对液晶面板100的显示的影响，黑色矩阵层130覆盖像素电极102之间的间隙以遮蔽栅极线104、第一金属走线12及第二金属走线14。具体的，第一金属走线12与第二金属走线14电连接，并且第一金属走线12与第二金属走线14电连接至同一个像素电极102，以使像素电极102、第一金属走线12及第二金属走线14的电位变化相同，从而屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响。
由于第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102电连接，第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102的电位保持一致，第一金属走线12和第二金属走线14上方的液晶分子转动方向与像素电极102上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层130无需为了完全覆盖栅极线104而超过栅极线104过大距离以至于覆盖像素电极102边缘过大的尺寸，提高了阵列基板10及液晶面板100的开口率，节约显示设备300的耗电量，降低使用成本。
本实施例中，像素单元120还包括基板，栅极线104、第一金属走线12及第二金属走线14均层叠设置于基板上，第一金属走线12在基板的正投影与栅极线104不相交，第二金属走线14在基板的正投影与栅极线104不相交，从而不会在栅极线104处产生太大的寄生电容，不会增大栅极线104的响应时间。
本实施例中，像素电极102包括一对长边162，像素单元120还包括位于长边162侧的信号线110，黑色矩阵层130覆盖信号线110。由于信号线110亦为不透明的器件，需要通过黑色矩阵层130遮挡。一种实施方式中，黑色矩阵层130部分覆盖像素电极102的长边162侧的边缘。信号线110为恒定不变的电信号，电位与公共电极相等，所以对应信号线110位置的电场强度为零，液晶分子不发生偏转。仅需较小的距离便便可进行有效遮挡，其中1um到2um为较佳距离，对开口率的影响相对较小。
本实施例中，像素电极102还包括一对短边164，栅极线104、第一金属走线12及第二金属走线14位于相邻的像素电极102的短边164之间，黑色矩阵层130与像素电极102的短边164侧不相交，从而大大减小了黑色矩阵层130的覆盖率，提高了开口率。
一种实施方式中，第一金属走线12与第二金属走线14的尺寸相同。由于第一金属走线12与第二金属走线14的电位相同，尺寸相同的第一金属走线12与第二金属走线14从两个方向上对栅极线104的屏蔽效果相同，从而得到均匀的屏蔽效果。
由于第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102电连接，第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102的电位保持一致，第一金属走线12和第二金属走线14上方的液晶分子转动方向与像素电极102上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层130无需为了完全覆盖栅极线104而超过栅极线104过大距离以至于覆盖像素电极102边缘过大的尺寸，提高了阵列基板10及液晶面板100的开口率，节约显示设备300的耗电量，降低使用成本。
请参阅图7，本发明实施例还提供一种液晶面板100，液晶面板100包括彩膜基板30、液晶层20及本发明实施例提供的阵列基板10，液晶层20位于彩膜基板30与阵列基板10之间，并且液晶层20的液晶分子根据彩膜基板30与阵列基板10之间的电压差转动以控制液晶面板100显示图像。
由于第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102电连接，第一金属走线12、第二金属走线14与像素电极102的电位保持一致，第一金属走线12和第二金属走线14上方的液晶分子转动方向与像素电极102上方的液晶分子类似，可以有效屏蔽栅极线104的电位变化对显示区域的影响，避免显示区域的液晶分子异常，从而黑色矩阵层130无需为了完全覆盖栅极线104而超过栅极线104过大距离以至于覆盖像素电极102边缘过大的尺寸，提高了阵列基板10及液晶面板100的开口率，节约显示设备的耗电量，降低使用成本。
请参阅图8，本发明实施例还提供一种显示设备300，显示设备300包括背光模组200与本发明实施例提供的液晶面板100，背光模组200与液晶面板100相对设置，并且背光模组200提供背光源穿过液晶面板100显示图像。实施例提供得显示设备300包括但不限于电视、手机、平板电脑及笔记本等用于显示图像信息的电子设备。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括黑色矩阵层与阵列排列的像素单元，所述像素单元包括像素电极、栅极线及第一金属走线，所述栅极线位于相邻的所述像素单元的所述像素电极之间，所述第一金属走线位于所述像素电极与所述栅极线之间，并且所述第一金属走线电连接至所述像素电极，所述第一金属走线与所述像素电极的电位一致，所述黑色矩阵层覆盖所述像素电极之间的间隙，所述黑色矩阵层遮蔽所述栅极线和所述第一金属走线。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元还包括第二金属走线，所述第二金属走线与所述第一金属走线分别位于所述栅极线相对的两侧，所述第二金属走线电连接至所述像素电极，所述第二金属走线与所述像素电极的电位一致，所述黑色矩阵层覆盖所述像素电极之间的间隙，所述黑色矩阵层遮蔽所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，像素单元还包括基板，所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线均层叠设置于所述基板上，所述第一金属走线在所述基板的正投影与所述栅极线不相交，所述第二金属走线在所述基板的正投影与所述栅极线不相交。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极包括一对长边，所述像素单元还包括位于所述长边侧的信号线，所述黑色矩阵层覆盖所述信号线。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述黑色矩阵层部分覆盖所述像素电极的所述长边侧的边缘。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极还包括一对短边，所述栅极线、所述第一金属走线及所述第二金属走线位于相邻的所述像素电极的所述短边之间，所述黑色矩阵层与所述像素电极的所述短边侧不相交。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元还包括位于所述像素电极之间的数据线和薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极和漏极分别电连接至所述像素电极和所述数据线之一，所述薄膜晶体管的栅极电连接至所述栅极线，所述黑色矩阵层覆盖所述数据线和所述薄膜晶体管。
8.根据权利要求2至6任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属走线与所述第二金属走线的尺寸相同。
9.一种液晶面板，其特征在于，所述液晶面板包括彩膜基板、液晶层及权利要求1至8任意一项所述阵列基板，所述液晶层位于所述彩膜基板与所述阵列基板之间，并且所述液晶层的液晶分子根据所述彩膜基板与所述阵列基板之间的电压差转动以控制所述液晶面板显示图像。
10.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括背光模组与权利要求9所述的液晶面板，所述背光模组与所述液晶面板相对设置，并且所述背光模组提供背光源穿过所述液晶面板显示图像。
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