CN107589611A - 一种阵列基板及显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种阵列基板及显示面板、显示装置，涉及显示技术领域，能够对入射至亚像素与黑矩阵交叠区域的至少部分光线加以利用。该阵列基板包括多个呈矩阵排列、且由像素电极界定的亚像素以及遮光区，遮光区包括位于相邻的亚像素之间、以及与相邻的亚像素均交叠的区域；阵列基板还包括设置于衬底基板上、且主要由铁电材料构成铁电层，铁电层位于遮光区中。

Description

一种阵列基板及显示面板、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显示面板、显示装置。

背景技术

显示装置作为人们日常生活中常见的一种电器，以现有的液晶显示装置为例，结合图1和图2(图1沿O-O’位置的剖面示意图)，该液晶显示装置包括阵列基板10、彩膜基板20以及位于彩膜基板20以及阵列基板10之间的液晶层30，并且该液晶显示装置包括呈矩阵排列的多个亚像素01，彩膜基板20上设置有黑矩阵02，其中，黑矩阵02与亚像素01具有交叠区域。

由于黑矩阵02由吸光材料构成，如图2所示，从而使得亚像素01在对应与黑矩阵02交叠区域的光线L被黑矩阵吸收而无法透出该显示装置，也即该部分光线无法加以有效利用，使得该显示装置的光利用率较低。

发明内容

本发明的实施例提供一种阵列基板及显示面板、显示装置，能够对入射至亚像素与黑矩阵交叠区域的至少部分光线加以利用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例一方面提供一种阵列基板，包括多个呈矩阵排列、且由像素电极界定的亚像素以及遮光区，所述遮光区包括位于相邻的亚像素之间、以及与相邻的亚像素均交叠的区域；所述阵列基板还包括设置于衬底基板上、且主要由铁电材料构成铁电层，所述铁电层位于所述遮光区中。

进一步优选的，所述遮光区与所述相邻的亚像素交叠的区域设置有所述铁电层。

进一步优选的，所述遮光区与所述相邻的亚像素交叠的区域全部设置有所述铁电层。

进一步优选的，所述铁电层在所述衬底基板上的正投影与所述遮光区在所述衬底基板上的正投影重合。

进一步优选的，所述阵列基板还包括设置于所述衬底基板上的公共电极。

进一步优选的，所述公共电极和所述像素电极位于不同层，且所述公共电极和所述像素电极中一个为狭缝电极，另一个为面状电极；所述铁电层位于所述公共电极和所述像素电极之间。

进一步优选的，所述铁电层与所述公共电极和所述像素电极中靠近所述衬底基板中的一个电极直接接触。

本发明实施例另一方面还提供一种显示面板，包括：前述的阵列基板以及与所述阵列基板对盒的第二基板，所述阵列基板中的遮光区与设置于所述第二基板中的黑矩阵对应。

进一步的，在公共电极和像素电极中仅像素电极位于所述阵列基板中的情况下，所述公共电极位于所述第二基板中。

本发明实施例再一方面还提供一种显示装置，包括前述的显示面板。

本发明实施例提供一种阵列基板及显示面板、显示装置，该阵列基板包括多个呈矩阵排列、且由像素电极界定的亚像素以及遮光区，遮光区包括位于相邻的亚像素之间、以及与相邻的亚像素均交叠的区域；阵列基板还包括设置于衬底基板上、且主要由铁电材料构成铁电层，铁电层位于遮光区中。

由于铁电材料在电场的作用下能够产生双折射效应以及压电效应，也即在包括上述阵列基板的显示装置在进行显示时，铁电层能够在像素电极和公共电极形成的电场的作用下产生双折射效应和压电效应，从而使得至少部分透过该遮光区中铁电层的光线的方向发生改变，而朝向遮光区以外的开口区(实际有效的显示区)方向出射，进而提高了光的有效利用率。

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附图。

图1为现有技术中提供的一种显示装置的结构示意图；

图2为图1沿O-O’位置的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种阵列基板位于显示面板中的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种阵列基板位于显示面板中的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种阵列基板位于显示面板中的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种阵列基板位于显示面板中的结构示意图。

附图标记：01-亚像素；02-黑矩阵；10-阵列基板；20-彩膜基板；30-液晶层；100-衬底基板；101-像素电极；102-铁电层；103-公共电极；200-遮光区。

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。

本发明实施例提供一种阵列基板，如图3所示(参考图1中的O-O’位置)，该阵列基板10包括多个呈矩阵排列(可参考图1)、且由像素电极101界定的亚像素01以及遮光区200，其中，遮光区200包括位于相邻的亚像素01之间、以及与相邻的亚像素01均交叠的区域A；当然，应当理解到，亚像素01未与遮光区200交叠的区域构成了该亚像素的开口区B，也即实际有效的显示区。

在此基础上，如图3所示，该阵列基板10还包括设置于衬底基板100上、且主要由铁电材料构成铁电层102，铁电层102位于遮光区200中，当然该阵列基板上还设置有栅线、数据线等。

另外，上述铁电材料可以是为BaTiO3、KTiO3、KNbO3中的一种或多种，当然还可以是其他的铁电材料，本发明对此不作限定，实际中可以根据需求选择设置。

其中，本领域的技术人员应当理解到，在包括上述阵列基板10的显示装置中，遮光区200是指，如图3所示，与该阵列基板10对盒的第二基板中的黑矩阵02对应的区域。其中，第二基板上可以设置有色阻图案，在此情况下，该第二基板可称为彩膜基板；当然，第二基板上也可以不设置色阻图案，而将色阻图案集成于阵列基板10上，在此情况下，该阵列基板可称为COA(Color Filter On Array)基板，本发明对此不作限定。

本领域的技术人员还应当理解到，在阵列基板10应用于显示的情况下，需要通过像素电极和公共电极之间形成的电场来驱动液晶层中的液晶分子以实现不同的灰度显示，在实际中，像素电极和公共电极除了在液晶层位置能够形成电场外，在阵列基板中的其他位置也同样能够形成电场(当然，不同位置的电场强度具有差异)。

另外，对于主要由铁电材料构成的铁电层而言，一方面，该铁电层能够在电场的作用下产生双折射效应，使得透过该铁电层的光线的方向发生改变，且朝向不同的方向出射；另一方面，该铁电层能够在电场的作用下产生压电效应，使得铁电层自身发生变形(可对比图3中示出的在电场下发生变形的铁电层结构以及后续附图中示出的未处于电场中的铁电层结构)，从而使得光线透过该铁电层的变形出光面时，进一步改变出射光的出射方向。

基于此，本发明的阵列基板中设置主要由铁电材料构成的铁电层在位于遮光区中，在包括该阵列基板的显示装置进行显示时，像素电极和公共电极之间形成的电场能够使得铁电层产生双折射效应和压电效应，从而使得至少部分透过该遮光区中铁电层的光线的方向发生改变，而朝向遮光区以外的开口区(实际有效的显示区)方向出射，进而提高了光的有效利用率。

当然，本发明实施例还提供一种显示面板，包括前述的阵列基板10以及与阵列基板对盒的第二基板(参考图3)。同前述，阵列基板中的遮光区与设置于第二基板中的黑矩阵对应，也即遮光区由对盒的第二基板中的黑矩阵界定而成；由于该显示面板包括如上所述的阵列基板，具有与前述实施例提供的阵列基板相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对阵列基板的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

本领域的技术人员应当理解到，对于显示面板而言，可以包括多个不同的类型，例如：ADS(Advanced-Super Dimensional Switching，高级超维场开关)型、IPS(In PlaneSwitch，横向电场效应)型或TN(Twist Nematic，扭曲向列)型、HADS(Higher ApertureAdvanced Super Dimension Switch，高开口率高级超维场开关)型等等。其中，不同的类型的显示面板中像素电极和公共电极的位置也不同；例如，对于ADS型显示面板、HADS型显示面板、IPS型显示面板而言，像素电极和公共电极均位于阵列基板中，对于TN型显示面板而言，像素电极位于阵列基板中，而公共电极位于对盒的第二基板中；本发明中关于铁电层的设置可以应用于任意类型显示面板的阵列基板中。

示意的，如图4所示，一种TN型显示面板，像素电极101位于阵列基板10中，公共电极103位于与阵列基板对盒的第二基板中；其中，阵列基板10中的遮光区200设置铁电层102；实际中，可以如图4所示，将铁电层102设置于像素电极101背离公共电极103的一侧；也可以将铁电层102设置于像素电极101靠近公共电极103的一侧(也即将铁电层102设置于像素电极101和公共电极103之间)。

其中，对于将铁电层102设置于像素电极101和公共电极103之间的设置方式而言，能够保证铁电层102置于像素电极101和公共电极103之间形成的较强电场中，从而有效的改变透过该遮光区中铁电层的光线的方向，进而有效的提高光的有效利用率，但是由于铁电层设置于像素电极和公共电极之间，会对液晶层的驱动造成不良影响，例如电场减弱等。

对于图4中示出的将铁电层102设置与像素电极101背离公共电极103的一侧的设置方式而言，尽管避免了对液晶层的驱动造成的不良影响，但是由于像素电极和公共电极在铁电层位置处的电场也相对较弱，从而对透过该遮光区中铁电层的光线改变方向有限，进而使得对光有效利用率的提高受到限制。

基于上述，本发明优选的，如图3所示，像素电极101和公共电极103均位于阵列基板10中，且像素电极101和公共电极102位于不同层，铁电层102位于公共电极103和像素电极101之间，这样一来，不仅能够保证铁电层102能够位于像素电极和公共电极之间形成的较强垂直电场中，而且还能避免对驱动液晶层造成的不良影响。

此处需要说明的是，图3是以像素电极101为面状电极，公共电极103为狭缝电极，像素电极101相对于公共电极103靠近衬底基板100的HADS型显示面板为例说明的；当然，对于像素电极为狭缝电极(由狭缝电极的外轮廓界定亚像素)，公共电极为面状电极，且像素电极相对于公共电极远离衬底基板的ADS型显示面板；该铁电层在该两种设置方式下具有同样的有益效果。

此处需要说明的是，对于TN型显示面板而言，采用垂直电场驱动液晶层，一般多为常白模式(无电场下呈白态)；对于HADS型显示面板、ADS型显示面板而言，通过水平电场驱动液晶层，一般多为常黑模式(无电场下呈黑态)；对于两种模式的显示面板而言，采用本发明中设置铁电层的方式均能够提高光的有效利用率，但是对于常黑模式(HADS/ADS)的显示面板而言，在无电场(暗态)的情况下，铁电层不会改变光线的光线，而在有电场(亮态)的情况下，铁电层通过改变光线的方向从开口区出射，在提高光的利用率的同时，能够增加亮态和暗态的对比度，进而提高显示效果。

以下实施例均是以图3中示出的HADS型显示面板为例，对本发明中的阵列基板做进一步的说明。

为了进一步的保证位于遮光区200的铁电层102能够有效的处于像素电极101和公共电极103形成的电场中，使得遮光区中更多的光线进入开口区(实际有效的显示区)，以提高光的有效利用率，本发明优选的，如图5所示，在遮光区200与相邻的亚像素01交叠的区域设置有铁电层102，也即在像素电极101与公共电极103正对的区域设置有铁电层102，从而使得该区域的铁电层102能够处于像素电极101与公共电极103形成的较强垂直电场中，以有效的提高光的利用率。

更进一步的，为了最大程度的保证铁电层102处于像素电极101与公共电极103形成的较强垂直电场中，以提高光的有效利用率，如图3所示，在遮光区200与相邻的亚像素01交叠的区域全部设置有铁电层102，也即在像素电极101与公共电极103正对的区域全部有铁电层102；其中，对于相邻的亚像素01之间的位置可以设置铁电层102，也可以不设置铁电层102，本发明对此不作限定。

在此基础上，为了进一步的增大铁电层102的面积，从而保证更多对应遮光区200的光线能够通过铁电层102改变出射方向，进而能够加以有效利用，本发明优选的，如图6所示，铁电层102在衬底基板100上的正投影与遮光区200在衬底基板100上的正投影重合，也即铁电层10与遮光区200的形状大小一致，从而使得对应遮光区的入射光线均能够在透过铁电层时方向发生改变，进而能够使得更多的光线进入开口区(实际有效的显示区)，以提高光的有效利用率。

当然，采用上述铁电层与遮光区的形状大小一致的设置方式，由于铁电层的宽度增加，从而还能够降低制作精度，便于对铁电层的加工制作。

另外，为了尽量的避免增加阵列基板10的厚度，如图3、图6所示，可以在像素电极101上直接制作铁电层102，也即铁电层102与像素电极101直接接触；当然应当理解到，常规的铁电材料均为绝缘材料，对于图6中的铁电层10设置方式，并不会导致相邻的像素电极发生短接现象。

此处需要说明的是，图6是以HADS型显示面板为例进行说明的，对于ADS型显示面板，公共电极位于像素电极靠近衬底基板的一侧，优选的，在公共电极上直接制作铁电层，即铁电层与公共电极直接接触，理由同上，此处不再赘述。

也就是说，无论对于HADS型显示面板，还是ADS型显示面板而言，优选的设置铁电层与公共电极和像素电极中靠近衬底基板中的一个电极直接接触，以避免增加阵列基板的厚度。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括前述的显示面板，同样包括如上所述的阵列基板，具有与前述实施例提供的阵列基板相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对阵列基板的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括多个呈矩阵排列、且由像素电极界定的亚像素以及遮光区，所述遮光区包括位于相邻的亚像素之间、以及与所述相邻的亚像素均交叠的区域；

所述阵列基板还包括设置于衬底基板上、且主要由铁电材料构成铁电层，所述铁电层位于所述遮光区中。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光区与所述相邻的亚像素交叠的区域设置有所述铁电层。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光区与所述相邻的亚像素交叠的区域全部设置有所述铁电层。

4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述铁电层在所述衬底基板上的正投影与所述遮光区在所述衬底基板上的正投影重合。

5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括设置于所述衬底基板上的公共电极。

6.根据权利要求5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位于不同层，且所述公共电极和所述像素电极中一个为狭缝电极，另一个为面状电极；

所述铁电层位于所述公共电极和所述像素电极之间。

7.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述铁电层与所述公共电极和所述像素电极中靠近所述衬底基板中的一个电极直接接触。

8.一种显示面板，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的阵列基板以及与所述阵列基板对盒的第二基板，所述阵列基板中的遮光区与设置于所述第二基板中的黑矩阵对应。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，在公共电极和像素电极中仅像素电极位于所述阵列基板中的情况下，所述公共电极位于所述第二基板中。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9所述的显示面板。