CN108153074A - 一种阵列基板及其制备、驱动方法、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种阵列基板及其制备方法、驱动方法、显示面板和显示装置，以进一步降低显示功耗；通过在像素单元设置两个薄膜晶体管来分别控制像素电极和公共电极的充电，从而使像素电极和公共电极的电压可以分别调节，当像素电极与公共电极的压差需要达到‑4～+4V时，二者的电压调节范围均为‑2～2V就可以实现，即第一信号线和第二信号线上的驱动电压范围为‑2～2V就可以满足需求，与现有技术中数据线上的驱动电压为0～8V相比，第一信号线和第二信号线上的驱动电压大幅降低，进一步降低显示能耗。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板技术领域，特别是涉及一种阵列基板及其制备方法、驱动方法、显示面板和显示装置。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)仍是目前主流的显示产品，随着智能手机、电视的普及市场需求越来越大。近年来各大面板厂商都在不断致力于降低TFT-LCD显示产品的功耗。
在LCD驱动显示过程中，像素电极电压与公共电极电压之间需形成0～4V的压差才能驱使液晶偏转，进而控制灰阶显示。以Note book为例子，数据线输入的驱动电压或者像素电极电压Vpixel为0～8V，公共电极电压Vcom为4V，考虑极性反转，像素电电压与公共电极电压之间的压差需要Vpixel-Vcom＝-4～+4V，其中，数据线输入的驱动电压需要从0V放大到8V，驱动电压高，所以需要消耗较多的功耗。
发明内容
本发明提供一种阵列基板及其制备方法、驱动方法、显示面板和显示装置，以进一步降低显示功耗。
为了解决上述问题，本发明公开了一种阵列基板，所述阵列基板包括：
由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；
所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接。
优选地，所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管上覆盖有钝化层，所述像素电极设置在所述钝化层上，所述像素电极通过设置在所述钝化层上的过孔与所述第一薄膜晶体管的第二极耦接；
所述像素单元对应的公共电极与所述第二薄膜晶体管的有源层同层设置，所述第二薄膜晶体管的第二极部分覆盖所述公共电极与所述公共电极耦接。
优选地，所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管上覆盖有钝化层，所述像素单元对应的公共电极设置在所述钝化层上，所述公共电极通过设置在所述钝化层上的过孔与所述第二薄膜晶体管的第二极耦接；
所述像素电极与所述第一薄膜晶体管的有源层同层设置，所述第一薄膜晶体管的第二极部分覆盖所述像素电极与所述像素电极耦接。
优选地，所述阵列基板为双栅结构。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示面板，所述显示面板包括上述任一项所述的阵列基板。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种显示装置，所述显示装置包括上述的显示面板。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种阵列基板的驱动方法，应用于上述任一项所述的阵列基板，所述驱动方法包括：
调节栅线电压，控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时开启；
第一信号线向像素电极充电，第二信号线向公共电极充电，以使所述像素电极与所述公共电极的压差达到预设值。
优选地，所述第一信号线向像素电极充电，第二信号线向公共电极充电，以使所述像素电极与所述公共电极的压差达到预设值的步骤，包括：
所述第一信号线向所述像素电极充入正电压，所述第二信号线向所述公共电极充入负电压，所述像素电极与所述公共电极的压差为正压差；
所述第一信号线向所述像素电极充入负电压，所述第二信号线向所述公共电极充入正电压，所述像素电极与所述公共电极的压差为负压差。
优选地，所述像素电极和所述公共电极的电压调节范围均为-2-2V。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种阵列基板的制备方法，所述制备方法包括：
提供基板；
在所述基板上形成由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本申请提供了一种阵列基板，该阵列基板包括由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接；通过在像素单元设置两个薄膜晶体管来分别控制像素电极和公共电极的充电，从而使像素电极和公共电极的电压可以分别调节，当像素电极与公共电极的压差需要达到-4～+4V时，二者的电压调节范围均为-2～2V就可以实现，即第一信号线和第二信号线上的驱动电压范围为-2～2V就可以满足需求，与现有技术中数据线上的驱动电压为0～8V相比，第一信号线和第二信号线上的驱动电压大幅降低，进一步降低显示能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的平面结构示意图；
图2示出了本发明一实施例提供的像素电极电压、公共电极电压以及二者压差的变化波形图；
图3示出了现有技术中像素电极电压、公共电极电压以及二者压差的变化波形图；
图4示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的剖面结构示意图；
图5示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的另一剖面结构示意图；
图6示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的驱动方法的步骤流程图；
图7示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的驱动方法中充电过程的步骤流程图；
图8示出了本发明一实施例提供的一种阵列基板的制备方法的步骤流程图；
附图标记说明：
11-栅线；12-第一信号线；13-第二信号线；14-像素电极；15-公共电极；16-第一薄膜晶体管；17-第二薄膜晶体管；Vpixel-像素电极电压；Vcom-公共电极电压；Vpixel-Vcom-像素电极与公共电极的压差；Vpixel’-现有技术像素电极电压；Vcom’-现有技术公共电极电压；Vpixel’-Vcom’-现有技术像素电极与公共电极的压差；40-基板；42-第二薄膜晶体管的有源层；43-第一薄膜晶体管的第二极；44-第二薄膜晶体管的第二极；45-第一薄膜晶体管的有源层；46-栅极绝缘层；47-第一薄膜晶体管的第一极；48-第二薄膜晶体管的第一极。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本申请的一实施例提供了一种阵列基板，参照图1，该阵列基板可以包括：由栅线11和信号线划分出的多个像素单元，其中信号线包括第一信号线12和第二信号线13，各像素单元均包括一个像素电极14和一个公共电极15；像素单元包括第一薄膜晶体管16和第二薄膜晶体管17，第一薄膜晶体管16的栅极与第二薄膜晶体管17的栅极连接同一条栅线11；第一薄膜晶体管16的第一极与第一信号线12连接，第二极与像素电极14连接；第二薄膜晶体管17的第一极与第二信号线13连接，第二极与公共电极15连接。
具体的，像素单元分别与像素电极14和公共电极15一一对应，各像素单元的公共电极15分立设置；像素电极14与公共电极15的设置形式可以有多种，在一种实现方式中，像素电极14设置在将第一薄膜晶体管16和第二薄膜晶体管17覆盖的钝化层上，公共电极15与第二薄膜晶体管17的有源层同层设置；在另一种实现方式中，公共电极15设置在将第一薄膜晶体管16和第二薄膜晶体管17覆盖的钝化层上，像素电极14与第一薄膜晶体管17的有源层同层设置。这两种实现方式将在后续实施例中详细介绍。值得注意的是，与传统的阵列基板中整面连接的公共电极不同，本实施例中像素电极14和公共电极15在各像素单元上都是独立设置的。
在实际应用中，第一薄膜晶体管16相当于像素电极14的开关，用于控制第一信号线12与像素电极14之间的导通或断开，第二薄膜晶体管17相当于公共电极13的开关，用于控制第二信号线13与公共电极15之间的导通或断开。当像素单元需要点亮时，调节栅极线11上的电压，控制第一薄膜晶体管16和第二薄膜晶体管17同时开启，第一信号线12向像素电极14充电，第二信号线13向公共电极15充电，当像素电极14与公共电极15的压差达到预设值时，二者的压差产生横向电场，进而驱动液晶偏转，从而使该像素单元进行相应的灰阶显示。
当像素电极14与公共电极15的压差需要正压差时，可以由第一信号线12向像素电极14充入正电压，第二信号线13向公共电极15充入负电压；当像素电极14与公共电极15的压差需要为负压差时，可以由第一信号线12向像素电极14充入负电压，第二信号线13向公共电极15充入正电压。为了在不同极性下驱动液晶偏转，需要在像素电极14与公共电极15之间形成-4～4V的压差，本实施例中由于像素电极14和公共电极15的电压可以分别调节，因此像素电极14电压Vpixel与公共电极15电压Vcom的调节范围均为-2～2V时即可实现，即第一信号线12和第二信号线13上的驱动电压范围为-2～2V就能满足需求，参照图2示出了本实施例中像素电极电压Vpixel、公共电极电压Vcom以及二者压差Vpixel-Vcom的变化波形图。而现有技术中，一般设置公共电极电压Vcom’为4V，数据线上的驱动电压或者像素电极电压Vpixel’变化范围为0～8V，才能实现-4～4V的压差，参照图3示出了现有技术中像素电极电压Vpixel’、公共电极电压Vcom’以及二者压差Vpixel’-Vcom’的变化波形图。
本实施例提供了一种阵列基板，该阵列基板包括多个像素单元，各像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极，通过在每个像素单元内设置两个薄膜晶体管，来分别控制像素电极和公共电极的充电，从而使像素电极和公共电极的电压可以分别调节，当像素电极与公共电极的压差需要达到-4～+4V，二者的电压调节范围均为-2～2V时就可以实现，即第一信号线和第二信号线上的驱动电压范围为-2～2V时可以满足需求，与现有技术中数据线上的驱动电压为0～8V相比，本实施例通过第一信号线和第二信号线上较小的驱动电压，实现同样的压差效果，从而降低功耗。
在本实施例中，一个像素单元的显示驱动需要同时占用两根信号线：第一信号线12和第二信号线13，当阵列基板为single gate的结构时，连接同一栅线11的像素单元只有一半，即只有位于奇数列或偶数列的像素单元能够在同一帧画面内同时更新，导致分辨率降低。为了不损失阵列基板的分辨率，阵列基板可以为dual gate双栅结构，如图1所示，这样就可以保证在同一帧画面内，每个像素单元都能完成充放电的更新过程。Dual gate结构的阵列基板，结合可独立控制的、与各像素单元一一对应且分立设置的像素电极和公共电极，其中像素电极和/或公共电极的电压可以通过编程的方式输入，这样，各像素单元的极性反转方式可以通过编程切换，因此就可以实现点反转，列反转，行反转等多种极性反转方式，而不会受硬件排布的影响，而现有技术中的Dual Gate+Zinversion显示结构的面板，只能实现2DOT反转，不能实现1DOT或者列反转等驱动方式，所以本实施例中Dual gate结构的阵列基板可以改善画面品质。
另外，通过给每个像素单元的公共电极15单独充电，而且其充放电的频率与像素电极14的充放电频率一致，避免了现有技术中因为Vcom不均而导致的一系列显示问题，例如Greenish等。
在上述实施例的一种实现方式中，参照图4示出了一种阵列基板的剖面结构示意图，第一薄膜晶体管16与第二薄膜晶体管17上覆盖有钝化层41，像素电极14设置在钝化层41上，像素电极14通过设置在钝化层41上的过孔与第一薄膜晶体管16的第二极43耦接；像素单元对应的公共电极15与第二薄膜晶体管17的有源层42同层设置，第二薄膜晶体管17的第二极44部分覆盖公共电极15与公共电极15耦接。
具体的，本实施例中的阵列基板可以采用6mask工艺形成，即在基板40上依次形成栅线11，栅极绝缘层46，第一薄膜晶体管16的有源层45以及第二薄膜晶体管17的有源层42，公共电极15，SD数据线层包括第一薄膜晶体管16的第一极47和第二极43，第二薄膜晶体管17的第一极48和第二极44，覆盖在第一薄膜晶体管16、第二薄膜晶体管17和裸露的栅极绝缘层46上的钝化层41，以及像素电极14；这样，第二薄膜晶体管17的第二极44形成在公共电极15上，从而实现与公共电极15的耦接，第一薄膜晶体管16的第二极43通过钝化层41上的过孔从而实现与像素电极14的耦接。其中，上述像素单元对应的公共电极15与第二薄膜晶体管17的有源层42同层设置，是指公共电极15与第二薄膜晶体管17的有源层42均位于栅极绝缘层46上，在实际工艺中，由于二者的材料不同，一般采用不同的mask工艺分别形成。
另外，像素电极14与公共电极15的结构可以有多种设置方式，二者可以是位于不同层交错设置的狭缝结构，或者仅在远离基板40一侧设置的像素电极14为狭缝结构。本申请不限于上述的像素电极14和公共电极15的结构设置，能够形成横向电场的像素电极14和公共电极15的结构都在本实施例的保护范围之内。
在另一种实现方式中，参照图5示出了另一种阵列基板的剖面结构示意图，第一薄膜晶体管16与第二薄膜晶体管17上覆盖有钝化层41，像素单元对应的公共电极15设置在钝化层41上，公共电极15通过设置在钝化层41上的过孔与第二薄膜晶体管17的第二极44耦接；像素电极14与第一薄膜晶体管16的有源层45同层设置，第一薄膜晶体管16的第二极43部分覆盖像素电极14与像素电极14耦接。
本实现方式与前述实现方式的主要区别为，像素电极14与公共电极15的相对设置位置不同，本实现方式中像素电极14设置在靠近基板40的一侧，前述实现方式中公共电极15设置在靠近基板40的一侧。具体的形成工艺过程可以参照前述实施例，这里不再赘述。
在本申请的另一实施例中，还提供了一种显示面板，该显示面板包括上述任一实施例所述的阵列基板。
具体的，该显示面板的显示模式可以为HADS，ADS，FFS，IPS等。
在本申请的另一实施例中，还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板。
在本申请的另一实施例中，还提供了一种阵列基板的驱动方法，应用于上述任一实施例所述的阵列基板，参照图6，该驱动方法可以包括：
步骤601：调节栅线电压，控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时开启。
步骤602：第一信号线向像素电极充电，第二信号线向公共电极充电，以使像素电极与公共电极的压差达到预设值。
具体的，参照图7，上述步骤602可以进一步包括：
步骤701：第一信号线向像素电极充入正电压，第二信号线向公共电极充入负电压，像素电极与公共电极的压差为正压差。
步骤702：第一信号线向像素电极充入负电压，第二信号线向公共电极充入正电压，像素电极与公共电极的压差为负压差。
具体的，当像素电极与公共电极之间需要形成-4～4V的压差时，像素电极和公共电极的电压调节范围可以均为-2-2V。相应地，第一信号线和第二信号线上的驱动电压范围为-2-2V时即可满足需求。具体实施过程可以参照前述实施例，这里不再赘述。
在本申请的另一实施例中，还提供了一种阵列基板的制备方法，参照图8，该制备方法可以包括：
步骤801：提供基板。
步骤802：在基板上形成由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中信号线包括第一信号线和第二信号线，各像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管的栅极与第二薄膜晶体管的栅极连接同一条栅线；第一薄膜晶体管的第一极与第一信号线连接，第二极与像素电极连接；第二薄膜晶体管的第一极与第二信号线连接，第二极与公共电极连接。
具体的，本实施例的工艺过程可以参照前述实施例的描述，这里不再赘述。
本申请提供了一种阵列基板及其制备方法、驱动方法、显示面板和显示装置，其中阵列基板包括由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接；通过在像素单元设置两个薄膜晶体管来分别控制像素电极和公共电极的充电，从而使像素电极和公共电极的电压可以分别调节，当像素电极与公共电极的压差需要达到-4～+4V，二者的电压调节范围均为-2～2V时就可以实现，即第一信号线和第二信号线上的驱动电压范围为-2～2V时可以满足需求，与现有技术中数据线上的驱动电压为0～8V相比，第一信号线和第二信号线上的驱动电压大幅降低，进一步降低显示能耗。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种阵列基板及其制备方法、驱动方法、显示面板和显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括：
由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；
所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管上覆盖有钝化层，所述像素电极设置在所述钝化层上，所述像素电极通过设置在所述钝化层上的过孔与所述第一薄膜晶体管的第二极耦接；
所述像素单元对应的公共电极与所述第二薄膜晶体管的有源层同层设置，所述第二薄膜晶体管的第二极部分覆盖所述公共电极与所述公共电极耦接。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管与所述第二薄膜晶体管上覆盖有钝化层，所述像素单元对应的公共电极设置在所述钝化层上，所述公共电极通过设置在所述钝化层上的过孔与所述第二薄膜晶体管的第二极耦接；
所述像素电极与所述第一薄膜晶体管的有源层同层设置，所述第一薄膜晶体管的第二极部分覆盖所述像素电极与所述像素电极耦接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板为双栅结构。
5.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1至4任一项所述的阵列基板。
6.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求5所述的显示面板。
7.一种阵列基板的驱动方法，应用于权利要求1至4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述驱动方法包括：
调节栅线电压，控制第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管同时开启；
第一信号线向像素电极充电，第二信号线向公共电极充电，以使所述像素电极与所述公共电极的压差达到预设值。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述第一信号线向像素电极充电，第二信号线向公共电极充电，以使所述像素电极与所述公共电极的压差达到预设值的步骤，包括：
所述第一信号线向所述像素电极充入正电压，所述第二信号线向所述公共电极充入负电压，所述像素电极与所述公共电极的压差为正压差；
所述第一信号线向所述像素电极充入负电压，所述第二信号线向所述公共电极充入正电压，所述像素电极与所述公共电极的压差为负压差。
9.根据权利要求7或8所述的驱动方法，其特征在于，所述像素电极和所述公共电极的电压调节范围均为-2-2V。
10.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供基板；
在所述基板上形成由栅线和信号线划分出的多个像素单元，其中所述信号线包括第一信号线和第二信号线，各所述像素单元均包括一个像素电极和一个公共电极；所述像素单元包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述第二薄膜晶体管的栅极连接同一条所述栅线；所述第一薄膜晶体管的第一极与所述第一信号线连接，第二极与所述像素电极连接；所述第二薄膜晶体管的第一极与所述第二信号线连接，第二极与所述公共电极连接。
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