CN107797321B - 阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置，该阵列基板包括：彼此交叉的扫描线和数据线以限定多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管以及与薄膜晶体管电连接的像素电极；与像素电极分层设置的多个公共电极块，公共电极块复用为触控电极；多条感测线，每条感测线与一公共电极块电连接；以及与像素电极同层设置的多个辅助电极，所述辅助电极设置于相邻的像素电极之间。本发明通过辅助电极与像素电极间形成的电场，增加了阵列基板所属液晶显示面板的亮度，还降低了所述交叠的感测线的电阻，从而降低了液晶显示面板中公共电极的负载。

Description

阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置
本申请为申请日为2015年5月8日，申请号为201510232142.5，发明创造名称为“阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种阵列基板、液晶显示面板和液晶显示装置。
背景技术
由于便携性好和功耗低等优点液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、监控器等各种显示装置。
目前触摸屏按照触控电极的位置不同可分为外挂式触摸、覆盖表面式触摸屏以及内嵌式触摸屏。其中，外挂式触摸屏是在LCD外面直接加上触控电极，这种方法使得整机整体厚度变厚，而且透光率变低。覆盖表面式触摸屏是在LCD的彩膜基板外侧制作触控电极，这种方法降低了整机的厚度，但是增加了彩膜基板的制作工序。而内嵌式触摸屏直接将LCD的公共电极复用为触控电极，不仅厚度不增加，而且触控电极可以和LCD的公共电极一同制作，没有额外的制作工序。
现有的自容型内嵌式触摸屏的阵列基板包括像素电极以及与所述像素电极分别设置的多个公共电极块。在高分辨率、大尺寸液晶显示面板中，公共电极的负载较大；而且，由于像素电极和公共电极块设置于不同金属层中，像素电极所属的金属层与公共电极块所属的膜层之间可能存在对位偏差，导致不同像素电极与公共电极块间形成的电场不均匀，使得液晶显示面板的亮度降低。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供一种阵列基板，包括：
彼此交叉的扫描线和数据线以限定多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管以及与所述薄膜晶体管电连接的像素电极；
与所述像素电极分层设置的多个公共电极块，所述公共电极块复用为触控电极；
多条感测线，每条感测线与一公共电极块电连接；以及
与所述像素电极相同层设置的多个辅助电极，所述辅助电极设置于相邻的像素电极之间。
本发明还提供一种液晶显示面板，包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及设置于所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层，其中，所述阵列基板选自如本发明任意实施例中的阵列基板。
本发明还提出一种液晶显示装置，包括本发明任意实施例中提供的液晶显示面板，以及驱动芯片，所述驱动芯片用于所述的液晶显示面板的显示驱动和触控驱动。
本发明通过辅助电极与像素电极间形成的电场，增加了阵列基板所属液晶显示面板的亮度，并且，由于辅助导线与交叠的感测线电连接，还降低了所述交叠的感测线的电阻，从而降低了液晶显示面板中公共电极的负载。
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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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1a为现有的自容型内嵌式触摸屏中阵列基板的局部俯视示意图；
图1b为沿着图1a的A-A'的剖视示意图；
图1c为现有的存在对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；
图1d为沿着图1c的B-B'的剖视示意图；
图2a为本发明提供的一种阵列基板的局部俯视示意图；
图2b为沿着图2a的C-C'的一种剖视示意图；
图2c为沿着图2a的C-C'的另一种剖视示意图；
图3a为现有的公共电极层与像素电极层不具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；
图3b为现有的公共电极层与像素电极层具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；
图3c为本发明提供的公共电极层与像素电极层具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；
图3d为图3b和图3c中沿D-D'方向的透过率对比图；
图4为本发明提供的一种液晶显示面板的剖视示意图；
图5为本发明提供的一种液晶显示装置的俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。
本实施例的技术方案适用于将公共电极块复用于触控电极的情况。本实施例提供的阵列基板包括与感测线电连接的多条辅助电极，且所述辅助电极不仅能够提高液晶像素面板的亮度，还能够降低公共电极的负载。
图1a为现有的自容型内嵌式触摸屏中阵列基板的局部俯视示意图，图1b为沿着图1a的A-A'的剖视示意图。结合图1a和图1b，阵列基板包括多个公共电极块150和多条感测线130，所述公共电极块150用于感测用户触控，每条感测线130与对应的一个公共电极块150电连接。具体的，感测线130和对应的公共电极块150通过桥连结构155电连接，其中桥连结构155与像素电极170使用同一金属层形成，且像素电极170通过漏极接触孔115与薄膜晶体管的漏极连接。
图1c为现有的存在对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图，图1d为沿着图1c的B-B'的剖视示意图。结合图1c和图1d，所述公共电极块150还包括狭缝151，所述狭缝151与未和公共电极块150电连接的那部分感测线130交叠。在像素电极170所在的像素电极层与公共电极块150所在的公共电极层存在对位偏差时，公共电极块150与相邻的第一像素电极171的间距为d1，公共电极块150与相邻的第二像素电极172的间距为d2，且d1大于d2，导致第一像素电极171与公共电极块150间形成的电场强于第二像素电极172与公共电极块150间形成的电场，从而导致第一像素电极171所在的像素单元的亮度与第二像素电极172所在的像素单元的亮度不同，使液晶显示面板的亮度降低。
为了解决像素电极层与公共电极层之间存在对位偏差时，液晶显示面板的亮度降低，本发明提供了一种阵列基板。
图2a为本发明提供的一种阵列基板的局部俯视示意图。如图2a所示，所述阵列基板包括彼此交叉的扫描线(未示出)和数据线(未示出)以限定多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管(未示出)以及与所述薄膜晶体管电连接的像素电极170；与所述像素电极170分层设置的多个公共电极块150，所述公共电极块150复用为触控电极；多条感测线130，每条感测线130与一公共电极块150电连接；所述阵列基板还包括与所述像素电极170同层设置的多个辅助电极180，所述辅助电极180设置于相邻的像素电极170之间，每一辅助电极180均与一条感测线130交叠，且与交叠的感测线130电连接。
其中，所述薄膜晶体管用作开关元件。薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极，且所述薄膜晶体管可以为栅极位于半导体层下方的底栅型结构，也可以为栅极位于半导体层上方的顶栅型结构。像素电极与所述薄膜晶体管的漏极通过漏极接触孔电连接。
其中，公共电极块150与像素电极170形成电场以驱动液晶分子偏转，从而控制光透射比；同时图案化的公共电极块150还用作感测用户触摸位置的感测电极。每个公共电极块150的尺寸可以与一个或多个像素单元的尺寸对应，即一个或多个像素电极170在公共电极块150垂直方向的投影位于相同公共电极块150内。
图2b为沿着图2a的C-C'的一种剖视示意图。如图2b所示，所述辅助电极180通过开槽185与交叠的感测线130电连接。由于每条感测线130还与对应的一个公共电极块150电连接，因此所述辅助电极180与所述公共电极块150具有相同的电位，使得辅助电极180与像素电极170之间也存在电位差，即辅助电极180与像素电极170之间也形成电场，增强了驱动液晶分子偏转的强度，从而提高了阵列基板所在的液晶显示面板的亮度。
如图2b所示，所述辅助电极180与所述像素电极170设置在相同膜层，从而能够同时制作辅助电极180和像素电极170，并且在制作像素电极膜层时能够控制辅助电极180与相邻的像素电极170间的距离。
优选的，所述辅助电极180与所述相邻的像素电极170的间距相等。如图2b所示，辅助电极180与所述相邻的像素电极170的间距均为d3，使得辅助电极180与相邻的像素电极170间形成的电场强度相等，从而辅助电极180在每个像素电极170所在的像素单元处增加的电场强度相等，提高了各像素单元处亮度的均匀性，提高了阵列基板的亮度。
所述公共电极块150所在的公共电极层位于感测线130所在的金属层上方，所述像素电极170所在的像素电极层位于所述公共电极层上方，所述感测线层与所述公共电极层之间设置有第一绝缘层140，所述像素电极层与所述公共电极层之间设置有第二绝缘层160，其中，辅助电极180与所述像素电极层同层设置，且通过贯穿所述第二绝缘层160、所述公共电极层和所述第一绝缘层140的开槽185与交叠的感测线130电连接。其中，第一绝缘层140和第二绝缘层160均可以由硅的氧化物或硅的氮化物形成。该阵列基板为公共电极块150设置在像素电极层下方的公共电极块150中间结构。
为了使不同像素电极170与相邻的辅助电极180间形成的电场均匀，每一辅助电极180沿所述感测线130的延伸方向延伸，且所述辅助电极180在延伸方向上的长度相等。
进一步地，为了提高像素电极170与辅助电极180间形成的电场强度，所述辅助电极180在感测线130延伸方向的长度大于等于所述像素电极170在感测线130延伸方向的长度。具体的，在像素电极170包括中间区域和弯角区域时，辅助电极180在感测线130延伸方向的长度大于等于所述中间区域在感测线130延伸方向的长度。
进一步地，所述辅助电极180与相邻的像素电极170的距离大于等于2um，使辅助电极180与相邻的像素电极170不交叠。
进一步地，为了防止感测线130或辅助电极180导致开口率降低，所述感测线130在所述阵列基板内的正投影位于所述数据线或扫描线在所述阵列基板内的正投影内。
图2c为沿着图2a的C-C'的另一种剖视示意图。如图2c所示，感测线130所在的感测线130层位于公共电极块150所在的公共电极层上方，像素电极170所在的像素电极170层位于所述感测线130层上方，所述感测线130层与公共电极层之间设置有第一绝缘层140，所述像素电极层与所述感测线130层之间设置有第二绝缘层160，其中，辅助电极180通过贯穿第二绝缘层160开槽185与交叠的感测线130电连接。该阵列基板为公共电极块150设置在像素电极层下方的公共电极块150中间结构。
需要说明的是，除了公共电极层、感测线130所在的金属层、像素电极层之间的相对位置不同之外，图2c的阵列基板与图2b的阵列基板结构相同，从而省略了对于相同部件的具体说明。
需要说明的是，本发明提供的阵列中每条感测线与一辅助电极电连接，通过与感测线并联的辅助电极降低了感测线的电阻，从而降低了与感测线电连接的公共电极块的负载。
本发明提供的阵列基板，通过辅助电极与像素电极间形成的电场，增加了阵列基板所属液晶显示面板的亮度，并且，由于辅助导线与交叠的感测线电连接，还降低了所述交叠的感测线的电阻，从而降低了液晶显示面板中公共电极的负载。
如下对本发明提供的阵列基板的透过率与现有的阵列基板的透过率进行比较。
图3a为现有的公共电极层与像素电极层不具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；图3b为现有的公共电极层与像素电极层具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图；图3c为本发明提供的公共电极层与像素电极层具有对位偏差的阵列基板的局部俯视示意图。
如图3a所示，现有的阵列基板包括公共电极块150、感测线130、与感测线130交叠的狭缝151、与所述感测线130相邻的第一像素电极171和与所述感测线130相邻的第二像素电极172，其中，第一像素电极171在公共电极块150垂直方向上的投影和第二像素电极172在公共电极块150垂直上方向的投影相对于所述狭缝151对称，即公共电极块150所在的公共电极膜层与像素电极所在的像素电极膜层之间没有对位偏差。
如图3b所示，现有的阵列基板包括公共电极块150、感测线130、与感测线130交叠的狭缝151、与所述感测线130相邻的第一像素电极171以及与所述感测线130相邻的第二像素电极172，其中，第一像素电极171在公共电极块150垂直方向上的投影与所述狭缝151间的距离，比第二像素电极172在公共电极块150垂直方向上的投影与所述狭缝151间的距离大0.5um，即公共电极膜层与像素电极膜层之间存在对位偏差。
如图3c所示，现有的阵列基板包括公共电极块150、感测线130、与感测线130交叠的狭缝151、与所述感测线130相邻的第一像素电极171、与所述感测线130相邻的第二像素电极172以及辅助电极180，其中，第一像素电极171在公共电极块150垂直方向上的投影与所述狭缝151间的距离，比第二像素电极172在公共电极块150垂直方向上的投影与所述狭缝151间的距离大0.5um，即公共电极膜层与像素电极膜层之间存在对位偏差。
图3d为图3b和图3c中沿D-D'方向的透过率对比图。如图3d所示，现有的阵列基板中，在公共电极膜层与像素电极膜层存在对位偏差时，第一像素电极171和第二像素电极172处的透过率不对称，且第二像素电极172的透过率呈下降趋势，使得液晶显示面板的亮度降低，而本发明提供的阵列基板中，在公共电极膜层与像素电极膜层存在对位偏差时，第一像素电极171和第二像素电极172处的透过率近似对称，且本发明的阵列基板中第二像素电极172处的透过率相对于现有阵列基板中第二像素电极172处的透过率较高，即本发明提供的阵列基板在公共电极膜层与像素电极膜层存在对位偏差时透过率仍然均匀，提高了液晶显示面板的亮度。
如图4所示，本发明还提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括彩膜基板200和本发明任意实施例中的阵列基板100，其中所述彩膜基板200与所述阵列基板100之间设置有液晶层300。
进一步地，为了避免感测线导致开口率下降，所述彩膜基板200设置有黑矩阵(未示出)，所述阵列基板100的多条感测线在所述彩膜基板200上的正投影位于所述黑矩阵所在的区域内。
如图5所示，本发明还提供了一种液晶显示装置，包括本发明任意实施例中的液晶显示面板10，以及驱动芯片20，所述驱动芯片20用于显示驱动和触控驱动。
注意，上述仅为本发明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、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
彼此交叉的扫描线和数据线以限定多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管以及与所述薄膜晶体管电连接的像素电极；所述薄膜晶体管包括漏极，所述像素电极与所述薄膜晶体管的漏极通过漏极接触孔电连接；
与所述像素电极分层设置的多个公共电极块，所述公共电极块复用为触控电极；
多条感测线，每条感测线与一公共电极块电连接；以及
与所述像素电极同层设置的多个辅助电极，所述辅助电极设置于相邻的像素电极之间，每一辅助电极均与一条感测线交叠，且与交叠的感测线电连接；
所述公共电极块包括狭缝；所述狭缝与未和所述公共电极块电连接的部分感测线交叠；分别位于所述狭缝两侧且相邻的像素电极与所述狭缝之间的水平距离分别为第一距离d1和第二距离d2；其中，d1大于d2；
所述辅助电极分别与所述狭缝两侧的部分所述公共电极块具有交叠，且所述辅助电极与所述相邻的像素电极的间距相等。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每一辅助电极沿所述感测线的延伸方向延伸，且所述辅助电极在延伸方向上的长度相等。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极在感测线延伸方向的长度大于等于所述像素电极在感测线延伸方向的长度。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述辅助电极与相邻的像素电极的距离大于等于2um。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述辅助电极与所述像素电极的材料相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述公共电极块所在的公共电极层位于感测线所在的金属层上方，所述像素电极所在的像素电极层位于所述公共电极层上方，所述感测线层与所述公共电极层之间设置有第一绝缘层，所述像素电极层与所述公共电极层之间设置有第二绝缘层。
7.根据权利要求1-5任一项所述的阵列基板，其特征在于，
感测线所在的感测线层位于公共电极块所在的公共电极层上方，像素电极所在的像素电极层位于所述感测线层上方，所述像素电极层与所述感测线层之间设置有第二绝缘层。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述感测线在所述阵列基板内的正投影位于所述数据线或扫描线在所述阵列基板内的正投影内。
9.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
一个或多个所述像素电极在所述公共电极块垂直方向的投影位于相同的所述公共电极块内。
10.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述辅助电极与所述公共电极块具有相同的电位。
11.一种液晶显示面板，其特征在于，包括彩膜基板、与所述彩膜基板相对设置的阵列基板以及设置于所述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层，其中，所述阵列基板选自如权利要求1-10任一项所述的阵列基板。
12.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩膜基板设置有黑矩阵，所述多条感测线在所述彩膜基板上的正投影位于所述黑矩阵所在的区域内。
13.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求12所述的液晶显示面板以及一驱动芯片，所述驱动芯片用于所述的液晶显示面板的显示驱动和触控驱动。
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