CN108020967A - 阵列基板、液晶显示面板以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本文描述了一种阵列基板,所述阵列基板具有显示区和在显示区外围的非显示区,并且包括:提供有栅脉冲信号的多条栅线;提供有数据信号的多条数据线,其中所述多条数据线中的相邻的数据线上的信号具有相反的极性;电荷共享装置,其包括位于非显示区的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的第一极连接到所述多条数据线中的两条相邻数据线中的一条,第二极连接到所述两条相邻数据线中的另一条,栅极被配置成在相邻数据帧之间的空白时间期间接收第一控制信号以使得所述第一薄膜晶体管导通。利用此,可以以低成本且简单的结构实现数据线在极性反转时的电荷共享,从而达到节约耗电量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示的技术领域,特别地涉及一种阵列基板、液晶显示面板以及显示装置。
背景技术
在液晶显示面板中,为了避免长时间的固定电压造成的液晶分子质量的恶化以及显示不良,提供给显示面板中的数据线的信号必须执行极性反转。面板的极性反转驱动通常包含点反转、行反转、列反转等等,其中列反转具有功耗最低的效果,因此被广泛应用在低逻辑功耗面板中。
由于列反转时相邻数据线上的信号的极性相反,因此可以在相邻数据线间利用电荷共享来降低数据线上信号执行极性反转时的电荷消耗,从而降低功耗。然而,通常,电荷共享装置的电路复杂,且关键单元必须集成在IC上,因此IC的成本和体积也大大增加。
发明内容
因此,期望提供一种有助于解决上述问题中的部分或全部的设备。
根据本公开内容的第一方面,提供了一种阵列基板,所述阵列基板具有显示区和在显示区外围的非显示区,并且包括:提供有栅脉冲信号的多条栅线;提供有数据信号的多条数据线,其中所述多条数据线中的相邻的数据线上的信号具有相反的极性;电荷共享装置,其包括位于非显示区的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的第一极连接到所述多条数据线中的两条相邻数据线中的一条,第二极连接到所述两条相邻数据线中的另一条,栅极被配置成在相邻数据帧之间的空白时间期间接收第一控制信号以使得所述第一薄膜晶体管导通。
可选地,所述第一控制信号包括帧开启信号或者针对栅极驱动器的开启信号。
可选地,所述多条栅线还包括位于非显示区的第一虚设栅线,并且其中第一薄膜晶体管的栅极连接到所述第一虚设栅线,以及所述第一控制信号是第一虚设栅线上的栅脉冲信号。
可选地,所述第一虚设栅线位于所述多条数据线的靠近向所述多条数据线提供数据信号的源极驱动器的一侧。
可选地,所述电荷共享电路还包括位于非显示区的第二薄膜晶体管,第二薄膜晶体管的第一极连接到所述两条相邻数据线中的一条,第二极连接到所述两条相邻数据线中的另一条,栅极被配置成在相邻数据帧之间的空白时间期间接收第二控制信号以使得所述第二薄膜晶体管导通。
可选地,所述第二控制信号包括帧开启信号或者针对栅极驱动器的开启信号。
可选地,所述多条栅线还包括位于非显示区的第二虚设栅线, 并且其中第二薄膜晶体管的栅极连接到所述第二虚设栅线,以及所述第二控制信号是第二虚设栅线上的栅脉冲信号。
可选地,所述第二虚设栅线位于所述多条数据线的远离向所述多条数据线提供数据信号的源极驱动器的一侧。
可选地,当栅线的扫描方向是从所述多条数据线的靠近源极驱动器的一侧到远离源极驱动器的一侧时,所述第一虚设栅线先于其它栅线被提供栅脉冲信号。
可选地,当栅线的扫描方向是从所述多条数据线的远离源极驱动器的一侧到靠近源极驱动器的一侧时,所述第二虚设栅线线先于其它栅线被提供栅脉冲信号。
可选地,所述第一薄膜晶体管的第一极和第二极可以采用U型结构,并且相互交叉地布置。
可选地,当在所述多条数据线中的任意两条相邻数据线间存在一个由薄膜晶体管构成的级时,所述第一薄膜晶体管的第一极连接到相邻的前一级薄膜晶体管的第二极,并且所述第一薄膜晶体管的第二极连接到相邻的后一级薄膜晶体管的第一极。
可选地,第一薄膜晶体管可以位于扇形布线区与源极驱动器之间。
可选地,第一薄膜晶体管可以位于扇形布线区与显示区之间。
本公开内容的提供的阵列基板可以在不增加电路设计成本的基础上实现最优的电荷共享效果,从而达到节约耗电量的效果。
根据本公开内容的第二方面,提供了一种液晶显示面板,其包括任一上述的电荷共享装置。
根据本公开内容的第三方面,提供了一种显示装置,其包括上述液晶显示面板。
根据下文描述的实施例,本公开内容的这些和其它优点将变得清楚,并且参考下文描述的实施例来阐明本公开内容的这些和其它优点。
附图说明
现在将更详细地并且参考附图来描述本发明,相同或相似的附图标记在全部附图中表示相同或相似的元素。在附图中:
图1A图示了依照本公开内容的第一实施例的阵列基板;
图1B图示了依照本公开内容的第二实施例的阵列基板;
图1C图示了依照本公开内容的第三实施例的阵列基板;
图1D图示了依照本公开内容的第四实施例的阵列基板;
图2图示了依照本公开内容的第五实施例的阵列基板;
图3A-3C分别图示了依照本公开内容的阵列基板的共享开关中的第一薄膜晶体管的结构图;
图4大体上图示了根据本公开内容的实施例的阵列基板上各信号线上的信号的时序图。
具体实施方式
下面的说明提供用于充分理解和使能描述本公开内容的各种实施例的特定细节。本领域的技术人员应当理解,本公开内容的技术方案可以在没有这些细节中的许多的情况下被实践。在某些情况下,未示出或详细描述熟知的结构和功能,以避免不必要地使对本公开内容的实施例的描述模糊不清。已预期,在本公开内容中使用的术语以其最宽泛的合理方式来理解,即使其是结合对本公开内容的特定实施例的详细描述被使用。
图1A图示了依照本公开内容的第一实施例的阵列基板100。如图1A所示,所述阵列基板100具有由显示区外框101界定的显示区和由阵列基板外框102界定的在显示区外围的非显示区。所述阵列基板还包括提供有栅脉冲信号的多条栅线以及提供有数据信号的多条数据线,其中所述多条数据线中的相邻的数据线上的信号具有相反的极性。所述多条数据线与所述多条栅线相互交叉地被布置。为简单以及清楚起见,图1A中仅示出了两条栅线107和108,以及两条相邻的数据线109和110。应理解,尽管图1中仅在非显示区示出两条栅线,但是还存在横向贯穿显示区并与所述多条数据线交叉若干条栅线(未示出)。所述栅脉冲信号由栅极驱动器104提供,以及所述数据信号由源极驱动器103提供。阵列基板还包括电荷共享装置,其包括位于阵列基板的显示区之外的第一薄膜晶体管111。第一薄膜晶体管111的第一极可以连接到数据线109,第二极可以连接到数据线110,并且栅极被提供有第一控制信号。所述第一控制信号在相邻数据帧之间的空白时间期间被提供以使得所述第一薄膜晶体管导通。在所述第一薄膜晶体管导通后,相邻数据线109和110之间发生电荷共享。
如图1A所示,所述第一薄膜晶体管111的栅极可以连接到STV信号线106,所述STV信号线106连接到源极驱动器103。在本实施例中,所述源极驱动器103位于显示区之外,并且通过STV信号线106向第一薄膜晶体管111的栅极提供帧开启信号。帧开启信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此向第一薄膜晶体管111的栅极提供帧开启信号可以使得所述第一薄膜晶体管在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
在图1A中,所述第一薄膜晶体管111处于所述相邻数据线的靠近源极驱动器103的一侧,即近端侧。进一步地,在此情况下,所述第一薄膜晶体管可以位于扇形布线区与源极驱动器之间的区域。扇形布线区为本领域的公知的,在此不做详细描述。扇形布线区与源极驱动器之间的区域空间较小,因此小型薄膜晶体管适合布置于此以更合理的利用布线空间,如图3C所示。可选地,所述第一薄膜晶体管也可以位于显示区与扇形布线区之间的区域。由于显示区与扇形布线区之间的区域较大,可以使用大尺寸的薄膜晶体管,因此允许通过大电流,从而电荷共享的效果更好。如图3B所示。当然,所述第一薄膜晶体管111也可以位于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧,即远端侧。
所述源极驱动器103还可以连接到栅极驱动器104,以向栅极驱动器提供针对栅极驱动器的开启信号。应当指出,所述第一薄膜晶体管111的栅极可以替换地被提供有针对栅极驱动器的开启信号,以在相邻数据帧之间的空白时间期间使得所述第一薄膜晶体管导通。在此情况下,所述源极驱动器103可以通过连接到源极驱动器103的STV信号线105向第一薄膜晶体管111的栅极提供针对栅极驱动器的开启信号,如下面参照图1B所述的。可选地,所述栅线中的一条或多条可以是虚设(dummy)栅线,如下面所描述的。
应当指出,上述阵列基板的实施例仅仅是作为一个示例被描述。在其它实施例中,所述阵列基板中的电荷共享装置可以包括两个或更多个以上述方式布置的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的数量越多,电荷共享的效果越好。
图1B图示了依照本公开内容的第二实施例的阵列基板100。在图1B中,所述第一薄膜晶体管111的栅极连接到STV信号线105。如上所述,所述STV信号线105连接到源极驱动器103。所述源极驱动器103位于显示区之外,并且通过STV信号线105向第一薄膜晶体管111的栅极提供针对栅极驱动器104的开启信号。针对栅极驱动器104的开启信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此,向第一薄膜晶体管111的栅极提供针对栅极驱动器的开启信号可以使得所述第一薄膜晶体管在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
在图1B中,所述第一薄膜晶体管111处于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧,即远端侧。当然,所述第一薄膜晶体管111也可以位于所述相邻数据线的靠近源极驱动器103的一侧,即近端侧。在这种情况下,如参照图1A描述的。
应当指出,上述阵列基板的实施例仅仅是作为一个示例被描述。在其它实施例中,所述阵列基板中的电荷共享装置可以包括两个或更多个以上述方式布置的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的数量越多,电荷共享的效果越好。
图1C图示了依照本公开内容的第三实施例的阵列基板100。在图1C中,所述栅线107为第一虚设栅线。第一虚设栅线上提供的栅脉冲信号并不被用作扫描信号以点亮液晶单元,而仅仅起到稳定栅脉冲信号的作用。在所有的常规设置的(例如,显示区内的)栅线上被提供用作点亮液晶单元的扫描信号的栅脉冲信号之前或之后,所述第一虚设栅线上被提供栅脉冲信号。所述第一薄膜晶体管111的栅极连接到所述第一虚设栅线107。在这种情况下,第一控制信号可以是所述第一虚设栅线107上的栅脉冲信号。所述第一虚设栅线107上的栅脉冲信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此,向第一薄膜晶体管111的栅极提供所述第一虚设栅线107上的栅脉冲信号可以使得所述第一薄膜晶体管在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
在图1C中,所述第一薄膜晶体管111和所述栅线107均位于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧,即远端侧。可选地,在这种情况下,当栅线的扫描方向是从远端侧到靠近源极驱动器103的一侧(即近端侧)时,所述第一虚设栅线107先于其它栅线被提供栅脉冲信号。当然,所述第一薄膜晶体管111和所述栅线107也可以位于近端侧。
应当指出,上述阵列基板的实施例仅仅是作为一个示例被描述。在其它实施例中,所述阵列基板中的电荷共享装置可以包括两个或更多个以上述方式布置的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的数量越多,电荷共享的效果越好。
图1D图示了依照本公开内容的第四实施例的阵列基板100。如图1D所示,所述栅线108为第一虚设栅线。所述第一薄膜晶体管111的栅极可以连接到所述第一虚设栅线108。在这种情况下,第一控制信号可以是所述第一虚设栅线108上的栅脉冲信号。所述第一虚设栅线108上的栅脉冲信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此,向第一薄膜晶体管111的栅极提供所述第一虚设栅线上的栅脉冲信号可以使得所述第一薄膜晶体管在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
在图1D中,所述第一薄膜晶体管111和所述栅线108均位于所述相邻数据线的靠近源极驱动器103的一侧,即近端侧。可选地,在这种情况下,当栅线的扫描方向是从近端侧到远离源极驱动器103的一侧(即远端侧)时,所述第一虚设栅线108先于其它栅线被提供栅脉冲信号。当然,所述第一薄膜晶体管111和所述栅线108也可以位于远端侧。
应当指出,上述阵列基板的实施例仅仅是作为一个示例被描述。在其它实施例中,所述阵列基板中的电荷共享装置可以包括两个或更多个以上述方式布置的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的数量越多,电荷共享的效果越好。
应当指出,图1B、1C、1D中未描述的元素与图1A中的对应元素的功能以及布置相同,因此为了简洁起见,它们未被描述。
还应当指出,上文所述的薄膜晶体管可以是N型薄膜晶体管,也可是P型薄膜晶体管,在此不作限定。上文所述的薄膜晶体管的第一极可以是源极或漏极,相应地薄膜晶体管的第二极可以是漏极或源极。
还应当指出,虽然上面在不同的阵列基板的实施例中独立地描述了四种电荷共享装置,但是这四种阵列基板的中任意两种或多种可以在一个阵列基板的实施例中被组合。作为一个示例,下面参照如2描述其中提供了上述全部四种电荷共享装置的组合的示例性阵列基板。
图2图示了依照本公开内容的第五实施例的阵列基板100。如图2所示,所述阵列基板的电荷共享装置包括位于阵列基板的显示区之外的四个薄膜晶体管211、212、213以及214。
薄膜晶体管211的第一极连接到数据线109,第二极连接到相邻数据线110,栅极连接到STV信号线106。薄膜晶体管211位于所述相邻数据线的靠近源极驱动器103的一侧。所述STV信号线106可以连接到源极驱动器103。所述源极驱动器103位于阵列基板的显示区之外,并且通过STV信号线106向第一薄膜晶体管211的栅极提供帧开启信号。
薄膜晶体管212的第一极连接到数据线109,第二极连接到数据线110,栅极连接到STV信号线105。薄膜晶体管212位于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧。所述STV信号线105连接到源极驱动器103。所述源极驱动器103通过STV信号线105向薄膜晶体管212的栅极提供针对栅极驱动器的开启信号。
薄膜晶体管213的第一极连接到数据线109,第二极连接到数据线110,栅极连接到第一虚设栅线107。所述薄膜晶体管213和所述第一虚设栅线107均位于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧,即近端侧。所述第一虚设栅线107上的栅脉冲信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此,向薄膜晶体管213的栅极提供所述第一虚设栅线107上的栅脉冲信号可以使得所述薄膜晶体管213在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
薄膜晶体管214的第一极连接到数据线109,第二极连接到数据线110,栅极连接到第二虚设栅线108。所述薄膜晶体管214和所述第二虚设栅线108均位于所述相邻数据线的远离源极驱动器103的一侧,即远端侧。所述第二虚设栅线108上的栅脉冲信号处于相邻数据帧之间的空白时间期间,因此,向薄膜晶体管214的栅极提供所述第二虚设栅线108上的栅脉冲信号可以使得所述薄膜晶体管214在相邻数据帧之间的空白时间期间导通。
在上述实施例中,当栅线的扫描方向是从远端侧到近端侧时,所述第一虚设栅线107先于其它栅线被提供栅脉冲信号。当栅线的扫描方向是从近端侧到即远端侧时,所述第二虚设栅线108先于其它栅线被提供栅脉冲信号。
应当指出,所述第一虚设栅线中的“第一”和第二虚设栅线中“第二”并不是特指或限定性的,而是为了描述方便而使用的。例如,第一虚设栅线和第二虚设栅线可以互换地被使用。
图3A图示了依照本公开内容的阵列基板的共享开关中的第一薄膜晶体管(TFT)的结构图。如图3A所示,所述TFT的第一极A连接到极性为正的数据线,第二极B连接到极性为负的相邻数据线。
图3B图示了依照本公开内容的阵列基板的共享开关中的第一薄膜晶体管(TFT)的结构图。如图3B所示,所述TFT的第一极和第二极可以采用U型结构,并且相互交叉。如图3B所示,标记为A的一极表示TFT的第一极,标记为B的一极表示TFT的第二极,其中第一极和第二极均为U型结构,并且相互交叉。采用这种结构,薄膜晶体管的尺寸可以被增大,因此可以允许大电流通过所述薄膜晶体管,从而电荷共享的效果更好。
图3C图示了依照本公开内容的阵列基板的共享开关中的第一薄膜晶体管(TFT)的结构图。当在多条数据线中的任意两条相邻数据线间存在一个由薄膜晶体管构成的级时,如图3C所示,作为示例,薄膜晶体管TFT_2的第二极B连接到一极性为正的数据线,所述TFT_2的第一极A通过导体连接到相邻TFT_1的第二极或者极性为负相邻数据线。如图3C所示,TFT_2的第一极可以通过导体连接到与其相邻的前一级(左侧)TFT_1的第二极,该TFT_2的第二极可以通过导体连接到与其相邻的后一级(右侧)TFT_3的第一极。当然,通过导体连接仅仅是一种示例,例如在两个TFT距离较近时,所述连接也可以采用不通过导体而直接连接的方式来实现。采用这种结构,可以使用小型薄膜晶体管来作为本公开中的电荷共享装置。
应当指出,本文中的“连接”通常指的是“电连接”,除非另外指出。
图4大体上图示了根据本公开内容的实施例的阵列基板上各信号线上的信号的时序图。如图4所示,STV信号线上的信号(STV信号)在时间段t1被提供。如上面所述,所述STV信号可以是帧开启信号或针对栅极驱动器的开启信号。虚设栅线上的栅脉冲信号(虚设栅线信号)在时间段t2被提供。在之后的时间段t3,常规栅线上被提供有栅脉冲信号(栅扫描信号)。时间段t3为一帧内所有像素的充电时间。在图4中,这些信号在被提供时均被示出为高电平信号Vgh,但这仅仅是作为示例,而不是限制性的。在图中,Vgl表示低电平。
从图4可以看出,在任意相邻数据线n和n+1上的信号进行极性反转时,经过时间段t1和t2期间的电荷共享后,数据线n上的信号的电位例如被从低电平Vdl拉至电荷共享电位Vcom,在此处数据线n上的信号的目标电位为高电平Vdh;而数据线n+1上的信号的电位则例如被从高电平Vdh拉至电荷共享电位Vcom,在此处数据线n+1上的信号的目标电位为低电平Vdl。通常,电荷共享电位Vcom为高电平Vdh和低电平Vdl之间的中位值,即Vdh和Vdl的和的一半。以这种方式,可以缩短数据线n上的信号的电位被反转到其目标电位以及数据线n+1上的信号的电位反转到其目标电位时所消耗的时间,进而达到节约耗电量的效果。在输入下一帧时,相邻数据线n和n+1上的信号可以在t4和t5时间段进行下一次极性反转。
应当指出,图4中的t1、t2、t4、t5均设置在画面显示的帧空白时间,在该时间内数据线上的电位变化不会影响到显示区像素的灰阶信号写入。
应当理解,为清楚起见,参考不同的单元或构件对本公开内容的实施例进行了描述。然而,将明显的是,在不偏离本公开内容的情况下,每个功能单元的功能性可以被实施在单个单元中、实施在多个单元中或作为其它功能单元的一部分被实施。例如,被说明成由单个单元执行的功能性可以由多个不同的单元来执行。因此,对特定功能单元的参考仅被视为对用于提供所描述的功能性的适当单元的参考,而不是表明严格的逻辑或物理结构或组织。
尽管已经结合一些实施例描述了本公开内容,但是其不旨在被限于在本文中所阐述的特定形式。相反,本公开内容的范围仅由所附权利要求来限制。附加地,尽管单独的特征可以被包括在不同的权利要求中,但是这些可以被有利地组合,并且包括在不同权利要求中不暗示特征的组合不是可行的和/或有利的。特征在权利要求中的次序不暗示特征必须以其工作的任何特定次序。此外,在权利要求中,词“包括”不排除其它元件,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。权利要求中的附图标记仅作为明确的例子被提供,不应该被解释为以任何方式限制权利要求的范围。
Claims (16)
1.一种阵列基板,所述阵列基板具有显示区和在显示区外围的非显示区,并且包括:
提供有栅脉冲信号的多条栅线;
提供有数据信号的多条数据线,其中所述多条数据线中的相邻的数据线上的信号具有相反的极性;
电荷共享装置,其包括位于非显示区的第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的第一极连接到所述多条数据线中的两条相邻数据线中的一条,第二极连接到所述两条相邻数据线中的另一条,栅极被配置成在相邻数据帧之间的空白时间期间接收第一控制信号以使得所述第一薄膜晶体管导通。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述第一控制信号包括帧开启信号或者针对栅极驱动器的开启信号。
3.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述多条栅线还包括位于非显示区的第一虚设栅线,并且其中第一薄膜晶体管的栅极连接到所述第一虚设栅线,以及所述第一控制信号是第一虚设栅线上的栅脉冲信号。
4.根据权利要求3所述的阵列基板,其中所述第一虚设栅线位于所述多条数据线的靠近向所述多条数据线提供数据信号的源极驱动器的一侧。
5.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述电荷共享电路还包括位于非显示区的第二薄膜晶体管,第二薄膜晶体管的第一极连接到所述两条相邻数据线中的一条,第二极连接到所述两条相邻数据线中的另一条,栅极被配置成在相邻数据帧之间的空白时间期间接收第二控制信号以使得所述第二薄膜晶体管导通。
6.根据权利要求5所述的阵列基板,其中所述第二控制信号包括帧开启信号或者针对栅极驱动器的开启信号。
7. 根据权利要求5所述的阵列基板,其中所述多条栅线还包括位于非显示区的第二虚设栅线, 并且其中第二薄膜晶体管的栅极连接到所述第二虚设栅线,以及所述第二控制信号是第二虚设栅线上的栅脉冲信号。
8.根据权利要求7所述的阵列基板,其中所述第二虚设栅线位于所述多条数据线的远离向所述多条数据线提供数据信号的源极驱动器的一侧。
9.根据权利要求4所述的阵列基板,其中当栅线的扫描方向是从所述多条数据线的靠近源极驱动器的一侧到远离源极驱动器的一侧时,所述第一虚设栅线先于其它栅线被提供栅脉冲信号。
10.根据权利要求8所述的阵列基板,其中当栅线的扫描方向是从所述多条数据线的远离源极驱动器的一侧到靠近源极驱动器的一侧时,所述第二虚设栅线线先于其它栅线被提供栅脉冲信号。
11.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述第一薄膜晶体管的第一极和第二极可以采用U型结构,并且相互交叉地布置。
12.根据权利要求1所述的阵列基板,其中,当在所述多条数据线中的任意两条相邻数据线间存在一个由薄膜晶体管构成的级时,所述第一薄膜晶体管的第一极连接到相邻的前一级薄膜晶体管的第二极,并且所述第一薄膜晶体管的第二极连接到相邻的后一级薄膜晶体管的第一极。
13.根据权利要求1所述的阵列基板,其中第一薄膜晶体管位于扇形布线区与源极驱动器之间。
14.根据权利要求1所述的阵列基板,其中第一薄膜晶体管位于扇形布线区与所述显示区之间。
15.一种液晶显示面板,包括如上述任一权利要求所述的阵列基板。
16.一种显示装置,包括如权利要求15所述的液晶显示面板。
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