CN109521609A - 阵列基板、显示面板和显示装置 - Google Patents

阵列基板、显示面板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板、显示面板和显示装置，包括：显示区以及围绕显示区设置的非显示区；显示区包括多条沿列方向延伸的数据线，相邻两条数据线的极性相反；多个沿列方向排布的像素单元组，每个像素单元组包括多个沿行方向排布的像素单元，每个像素单元包括三个子像素，三个子像素的颜色互不相同；通过数据线为第a列子像素和第a+1列子像素提供数据信号；在垂直于阵列基板的方向上，每个触控电极的正投影和12m列子像素的正投影相交叠。相对于现有技术，能够有效防止因像素单元内子像素之间极性的极性差异而导致触控电极之间产生极性差异，使得显示设备能够正常显示画面。

Description

阵列基板、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种阵列基板、显示面板和显示装置。
背景技术
在使用高分辨的诸如液晶显示器时，为了防止其中的液晶极化，在显示相邻两帧画面时，施加在子像素上以控制液晶偏转的电场方向是相反的。为了实现电场的反转，目前可以采用列反转、行反转等等，其中，采用列反转是在显示相邻两帧画面时，将施加在同一列子像素上的电场同时反向；采用行反转是在显示相邻两帧画面时，将施加在同一行子像素上的电场同时反向。
近年来，随着触控显示技术的发展，越来越多的显示器采用了集显示功能和触控功能为一体的设计方式。由于画面通常由若干个像素构成，每个像素可以包括多种数量排布的子像素，触控电极可能和像素内的一部分子像素对应，而相邻的触控电极则和该像素内的另一部分子像素对应，在采用上述反转方式时，触控电极之间容易因子像素的排布方式而造成极性总和不同，造成触控电极之间电位被耦合偏移，使得同行或同列子像素之间产生电位差异，显示器在画面显示过程中出现竖向条纹、横向条纹、网格条纹等异常现象，影响显示器的正常显示。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阵列基板、显示面板和显示装置，以减少异常显示情况，确保画面的正常显示。
本发明提供了一种阵列基板，包括：显示区以及围绕显示区设置的非显示区；显示区包括：多条沿列方向延伸的数据线，相邻两条数据线的极性相反；多个沿列方向排布的像素单元组，每个像素单元组包括多个沿行方向排布的像素单元，每个像素单元包括三个子像素，三个子像素的颜色互不相同；第a列子像素和第a+1列子像素之间设置一条数据线，通过数据线为第a列子像素和第a+1列子像素提供数据信号；其中，a为奇数；以及多个触控电极，在垂直于阵列基板的方向上，每个触控电极的正投影和12m列子像素的正投影相交叠；其中，m为正整数。
本发明提供了一种显示面板，包括本发明提供的阵列基板。
此外，本发明还提供了一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。
与现有技术相比，本发明提供的阵列基板、显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：
每个像素单元包括三个颜色互不相同的子像素，从而可以通过这三个子像素在视觉上混合成所需要的颜色，以显示所需的画面。第a列子像素和第a+1列子像素之间设置一条数据线，并通过该条数据线可以为两列子像素提供极性相同的数据信号，能够有效减少数据线的数量，且相邻两条数据线的极性相反，从而可以采用反转的方式驱动各子像素，能够有效防止液晶产生极化现象，提高了画面显示的有效性。同时，可以通过多个触控电极实现触控功能，由于每个触控电极在垂直于阵列基板上的正投影和12整数倍列的子像素相交叠，此时同一个像素单元内的子像素和相同的触控电极相对应，能够有效防止因像素单元内子像素之间极性的极性差异而导致触控电极之间产生极性差异，进而导致显示画面过程中出现的竖向条纹等异常现象，使得显示设备能够正常显示画面。
当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种阵列基板的平面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种阵列基板的平面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种阵列基板的平面结构示意图；
图4是图3中薄膜晶体管和扫描线之间的连接结构示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种阵列基板的平面结构示意图；
图6是本发明实施例提供的又一种阵列基板的平面结构示意图；
图7是图6中沿C-C方向的一种剖面结构示意图；
图8是图2中像素单元组的放大结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种显示面板的平面结构示意图；
图10是图9中沿D-D方向的一种剖面结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
请结合参考图1和图2所示，本发明提供了一种阵列基板，包括：显示区AA以及围绕显示区AA设置的非显示区BB；显示区AA包括：多条沿列方向延伸的数据线D，相邻两条数据线D的极性相反；
多个沿列方向排布的像素单元组10，每个像素单元组10包括多个沿行方向排布的像素单元11，每个像素单元11包括三个子像素P，三个子像素P的颜色互不相同；
第a列子像素P和第a+1列子像素P之间设置一条数据线D，通过数据线D为第a列子像素P和第a+1列子像素P提供数据信号；其中，a为奇数；
以及多个触控电极20，在垂直于阵列基板的方向上，每个触控电极20的正投影和12m列子像素P的正投影相交叠；其中，m为正整数。
本实施例中，阵列基板的显示区AA主要用于设置子像素P，以通过控制各子像素P的发光来实现显示设备在显示区AA的画面显示，阵列基板除显示区AA以外的部分均为非显示区BB，非显示区BB内不设置子像素P，也即显示设备在非显示区BB不显示画面，通常可以设置驱动或检测画面显示的线路、电路板等结构。
具体的，每个像素单元11包括三个颜色互不相同的子像素P，也即每个像素单元11显示的颜色等视觉特性由这三个子像素P决定，以使显示区AA能够显示所需的画面。以多个沿行方向排布的像素单元11作为一个像素单元组10，从而显示区AA内可以设置有多个沿列方向排布的像素单元组10，此时像素单元组10的个数即可为子像素P的行数。
显示区AA内还设置有多条沿列方向延伸的数据线D，第a列子像素P和第a+1列子像素P之间设置一条数据线D，从而可以通过该条数据线D同时为第a列子像素P和第a+1列子像素P提供数据信号，当然，数据线D的具体位置也可以根据实际情况设置，只要确保一条数据线D可以同时为第a列子像素P和第a+1列子像素P提供数据信号即可，图1和图2中仅简要示意了数据线D的连接方式，而并非是对其具体连接方式的限定；同时，数据线D的这种连接方式可以使其数量减少至子像素P列数的一半，基于目前驱动数据线D的芯片成本要比驱动扫描线的芯片成本高很多，故本实施例可以有效降低显示设备的生产成本。
相邻两条数据线D的极性相反，此时假设在一帧画面内，多条数据线D之间的极性关系为正负正负正负…，则第1列和第2列子像素P的极性为正，第3列和第4列子像素P的极性为负，第5列和第6列子像素P的极性为正，第7列和第8列子像素P的极性为正…，以此类推；可以理解的是，多条数据线D之间的极性关系也可以为负正负正负正…等设置方式，只要确保第a列子像素P和第a+1列子像素P的极性同为正或同为负即可，以使各子像素P可以采用反转的方式驱动，防止显示设备中的液晶产生极化现象，有效提高了显示设备画面显示的有效性，但本实施例对此并不作具体限制，仅以多条数据线D之间的极性关系为正负正负正负…为例进行说明，后续不再赘述。
其中，数据线D的正极性和负极性通常是相对于公共电位而言的，当数据线D上数据信号的电位大于公共电位时，该数据线D的极性为正，用“+”表示；当数据线D上数据信号的电位小于公共电位时，该数据线D的极性为负，用“-”表示。数据信号通过数据线D传输给子像素P，从而子像素P的极性可以由所连接的数据线D极性决定。
触控电极20在垂直于阵列基板方向上的正投影和12m(也即12的整数倍)列子像素P的正投影相交叠，此时，触控电极20所对应的6m条数据线D的极性恰好匹配，并且在行方向上，相邻两个触控电极20之间的间隙可以位于两个触控电极20之间最接近的像素单元11之间，也即该间隙不会造成单个像素单元11内的子像素P一部分位于一个触控电极20所在区域内、其余部分位于另一个触控电极20所在区域内的情况，从而在进行电场的反转时，每个像素单元11内子像素P之间的极性相同，能够有效防止触控电极20之间因极性差异导致电位被耦合偏移情况的发生，从而有效防止了显示设备在画面显示过程中出现竖向条纹、横向条纹、网格条纹等异常现象，有效确保了画面的正常显示。
在行方向上，每个触控电极20的正投影可以仅和12个子像素P(也即4个像素单元11)的正投影相交叠，当然也可以和24、36…个子像素P的正投影相交叠；在列方向上，每个触控电极20的正投影可以和至少1行子像素P的正投影相交叠，本实施例对此并不作具体限制，图1中仅以每个触控电极20的正投影在行方向上和12个子像素P、在列方向上和2行子像素P的正投影相交叠的情况进行了示意。
需要说明的是，为了更加直观地示意本实施例的技术方案，图1和图2中未示意出其他膜层结构；为了区分每个像素单元11内三个颜色互不相同的子像素P，对这三个子像素P进行了不同图案的填充，并且为了能够示意出触控电极20和子像素P之间的关系，未对触控电极20进行图案的填充。
本实施例提供的阵列基板，至少具有如下的技术效果：
每个像素单元包括三个颜色互不相同的子像素，从而可以通过这三个子像素在视觉上混合成所需要的颜色，以显示所需的画面。第a列子像素和第a+1列子像素之间设置一条数据线，并通过该条数据线可以为两列子像素提供极性相同的数据信号，能够有效减少数据线的数量，且相邻两条数据线的极性相反，从而可以采用反转的方式驱动各子像素，能够有效防止液晶产生极化现象，提高了画面显示的有效性。同时，可以通过多个触控电极实现触控功能，由于每个触控电极在垂直于阵列基板上的正投影和12整数倍列的子像素相交叠，此时同一个像素单元内的子像素和相同的触控电极相对应，能够有效防止因像素单元内子像素之间极性的极性差异而导致触控电极之间产生极性差异，进而导致显示画面过程中出现的竖向条纹等异常现象，使得显示设备能够正常显示画面。
在一些可选的实施例中，请结合参考图3和图4所示，显示区AA还包括多条第一扫描线G1和多条第二扫描线G2，多条第一扫描线G1和多条第二扫描线G2均沿行方向延伸；第一扫描线G1、第二扫描线G2和数据线D绝缘交叉限定出像素区12，子像素P位于像素区12内；
在行方向上，每条数据线D和与之相邻的两个子像素P之间均设置有薄膜晶体管T，且其中一个薄膜晶体管T的栅极T1和第一扫描线G1电连接，另一个薄膜晶体管T的栅极T1和第二扫描线G2电连接。
具体的，多个像素区12由第一扫描线G1、第二扫描线G2和数据线D绝缘交叉限定得到，由于第a列子像素P和第a+1列子像素P之间设置一条数据线D，从而像素区12内可以同时存在两个子像素P，相邻两行子像素P之间可以同时存在一条第一扫描线G1和一条第二扫描线G2。对于每行子像素P而言，第偶数个子像素P可以通过其中一个薄膜晶体管T的栅极T1和第一扫描线G1电连接，第奇数个子像素P则可以通过另一个薄膜晶体管T的栅极T1和第二扫描线G2电连接；或者该行子像素P中的第奇数个子像素P可以通过其中一个薄膜晶体管T的栅极T1和第一扫描线G1电连接，第偶数个子像素P可以通过另一个薄膜晶体管T的栅极T1和第二扫描线G2电连接，本实施例对此并不作具体限制，图3中仅以前者为例进行了示意。
从而每行子像素P可以由第一扫描线G1和第二扫描线G2共同提供扫描信号，此时扫描线的数量虽然为子像素P行数的两倍，但由于驱动扫描线的芯片成本较低，仍然有利于降低显示设备的生产成本。
本实施例中，每个触控电极20在垂直于阵列基板方向上的正投影仍然和12m列子像素P的正投影相交叠。需要说明的是，为了更加直观地示意本实施例的技术方案，图3中仅示意出了一列触控电极20，且未对触控电极20进行图案的填充。
可选的，请结合参考图3和图5所示，显示区AA还包括多条沿列方向延伸的触控线21；每个触控电极20和至少一条触控线21电连接。
本实施例中，每个触控电极20可以通过与其电连接的触控线21传输触控信号，以实现显示设备的触控功能。每个触控电极20可以仅和一条触控线21电连接，比如图5所示，也可以和两条甚至两条以上的触控线21电连接；同时，触控线21可以和触控电极20异层设置，且两者可以通过过孔22电连接，比如图5所示，当然，在阵列基板的生产过程中，为了减少膜层数量，两者也可以可以同层设置，也即采用相同的膜层材料一同图案化形成，但本实施例对此均不作具体限制。
需要说明的是，为了更加直观地示意本实施例的技术方案，图5中仅示意出了触控电极20和触控线21之间的连接结构，子像素P等膜层结构可以同图3所示。
可选的，请继续参考图5所示，在列方向上，触控线21的长度均相同，从而有利于减少触控线21之间的负载差异，提高显示设备的触控精度，同时，也更易于图案化。
可选的，请结合参考图6和图7所示，触控线21和数据线D同层设置，且触控线21位于相邻两条数据线D之间。
本实施例中，由于一条数据线D可以同时为第a列子像素P和第a+1列子像素P提供数据信号，从而较传统的一条数据线仅为一列子像素提供数据信号，本实施例中数据线D的数量可以减少一半，此时数据线D所在膜层可以有一定的空间设置其他线路，比如同数据线D一样沿列方向延伸的触控线21，并且触控线21可以和数据线D采用相同的膜层材料图案化形成，也可以和数据线D采用不同的膜层材料分别图案化形成，本实施例对此并不作具体限制，只要两者在膜层位置上处于同一膜层即可。
触控线21位于相邻两条数据线D之间，并且在不影响数据线D所在膜层线路结构的情况下，触控线21和相邻两条数据线D在行方向上的距离可以根据实际情况灵活设置，本实施例对此并不作具体限制。
可选的，请继续参考图6所示，触控线21位于第a+1列子像素P和第a+2列子像素P之间。
本实施例中，由于数据线D位于第a列子像素P和第a+1列子像素P之间，也即第a+1列子像素P和第a+2列子像素P之间可以不设置数据线D，此时触控线21设置于该位置处可以有效提高数据线D所在膜层的空间利用率，同时，也可以使得触控线21和相邻的数据线D之间留有较大的间隙，能够有效防止触控线21和数据线D之间产生耦合影响，有利于提高显示设备的显示效果。
需要说明的是，本实施例中a的取值范围可以根据子像素P的列数设置，比如子像素P为180列时，为了使第a+1列子像素P和第a+2列子像素P之间可以设置触控线21，a的取值范围应为1≤a≤177，并且在a＝177的情况下，第a列子像素P和第a+1列子像素P之间、第a+2列子像素P和第a+3列子像素P之间均可以设置数据线D，而在第a+1列子像素P和第a+2列子像素P之间则可以设置触控线21，但本实施例对于子像素P的列数并不作具体限制，仅以子像素P为180列为例进行说明。
在一些可选的实施例中，请继续参考图6所示，触控电极20复用为公共电极COM，触控线21复用为公共电位线CL。
本实施例中，触控电极20和触控线21可以分别复用为公共电极COM和公共电位线CL，此时阵列基板上可以无需设置公共电位层，有利于减少阵列基板的膜层数，更易于实现显示设备的轻薄化设计。
具体的，在触控阶段，触控电极20用于识别触控操作，比如触控电极20可以识别触控操作的位置信息，并通过触控线21传输位置信息；在显示阶段，公共电位信号可以通过公共电位线CL传输至公共电极COM，从而时子像素P和公共电极COM之间由于电位差而产生电场，并通过该电场控制液晶的偏转，以实现画面的显示。
在一些可选的实施例中，请结合参考图2和图8所示，三个子像素P为红色子像素P1、绿色子像素P2和蓝色子像素P3，也即三个子像素P显示的颜色分别为红色、绿色和蓝色，从而可以通过这三种颜色在视觉上混合成像素单元11的颜色，以显示所需的画面。
本实施例中，在像素单元11内，三个子像素P的排列方式可以有多种，比如图8中按红色子像素P1、绿色子像素P2和蓝色子像素P3依次排列，再比如按红色子像素P1、蓝色子像素P3和绿色子像素P2依次排列等等，本实施例对此并不作具体限制。
需要说明的是，为了更加直观地示意本实施例的技术方案，图8中相同颜色的子像素P对应相同的填充图案。
请参考图9所示，本发明还提供了一种显示面板，包括本发明提供的阵列基板100。
可选的，请结合参考图9和图10所示，显示面板还包括彩膜基板200，彩膜基板200包括黑矩阵201和色阻202；在垂直于显示面板的方向上，黑矩阵201的正投影和数据线D的正投影相交叠，色阻202的正投影和子像素P的正投影相交叠。
本实施例中，彩膜基板200和阵列基板100相对设置，并且彩膜基板200的尺寸可以小于阵列基板100的尺寸，从而阵列基板100较彩膜基板200多余的部分可以用于绑定各种驱动芯片，比如驱动扫描线的芯片、驱动数据线D的芯片等等，当然，驱动扫描线的芯片和驱动数据线D的芯片也可以集成在同一芯片上，本实施例对此并不作具体限制。
黑矩阵201采用透光率极低的材料制作，黑矩阵201的镂空部用于设置色阻202，色阻202采用透光率较高的材料制作，在垂直于显示面板的方向上，色阻202的正投影和子像素P的正投影相交叠，从而子像素P发出的光线可以透过色阻202，从而在视觉上显示色阻202对应的颜色；数据线D和触控线21可以由金属材料制作，在垂直于显示面板的方向上，黑矩阵201的正投影和数据线D的正投影相交叠，使得黑矩阵201可以遮住数据线D和触控线21，从而在视觉上，数据线D和触控线21可以不作为画面显示的一部分，确保了显示面板的显示效果。
此外，本发明还提供了一种显示装置，包括本发明提供的显示面板。
请参考图11所示，本实施例的显示装置300包括本发明上述任一实施例提供的显示面板400。图11仅以手机为例，对显示装置300进行了说明。可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置300还可以是平板电脑、电视、车载显示等其他具有显示功能的显示装置，本发明对此并不作具体限制。本发明实施例提供的显示装置，具有本发明实施例提供的显示面板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于显示面板的具体说明，本实施例在此不再赘述。
通过上述实施例可知，本发明提供的阵列基板、显示面板和显示装置，至少实现了如下的有益效果：
每个像素单元包括三个颜色互不相同的子像素，从而可以通过这三个子像素在视觉上混合成所需要的颜色，以显示所需的画面。第a列子像素和第a+1列子像素之间设置一条数据线，并通过该条数据线可以为两列子像素提供极性相同的数据信号，能够有效减少数据线的数量，且相邻两条数据线的极性相反，从而可以采用反转的方式驱动各子像素，能够有效防止液晶产生极化现象，提高了画面显示的有效性。同时，可以通过多个触控电极实现触控功能，由于每个触控电极在垂直于阵列基板上的正投影和12整数倍列的子像素相交叠，此时同一个像素单元内的子像素和相同的触控电极相对应，能够有效防止因像素单元内子像素之间极性的极性差异而导致触控电极之间产生极性差异，进而导致显示画面过程中出现的竖向条纹等异常现象，使得显示设备能够正常显示画面。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：显示区以及围绕所述显示区设置的非显示区；所述显示区包括：
多条沿列方向延伸的数据线，相邻两条所述数据线的极性相反；
多个沿所述列方向排布的像素单元组，每个所述像素单元组包括多个沿行方向排布的像素单元，每个所述像素单元包括三个子像素，所述三个子像素的颜色互不相同；
第a列所述子像素和第a+1列所述子像素之间设置一条所述数据线，通过所述数据线为第a列所述子像素和第a+1列所述子像素提供数据信号；其中，a为奇数；
以及多个触控电极，在垂直于所述阵列基板的方向上，每个所述触控电极的正投影和12m列所述子像素的正投影相交叠；其中，m为正整数。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述显示区还包括多条第一扫描线和多条第二扫描线，所述多条第一扫描线和所述多条第二扫描线均沿所述行方向延伸；
所述第一扫描线、所述第二扫描线和所述数据线绝缘交叉限定出像素区，所述子像素位于所述像素区内；
在所述行方向上，每条所述数据线和与之相邻的两个所述子像素之间均设置有薄膜晶体管，且其中一个所述薄膜晶体管的栅极和所述第一扫描线电连接，另一个所述薄膜晶体管的栅极和所述第二扫描线电连接。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述显示区还包括多条沿所述列方向延伸的触控线；
每个所述触控电极和至少一条所述触控线电连接。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，
所述触控线和所述数据线同层设置，且所述触控线位于相邻两条所述数据线之间。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，
所述触控线位于第a+1列所述子像素和第a+2列所述子像素之间。
6.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，
所述触控电极复用为公共电极，所述触控线复用为公共电位线。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述三个子像素为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
8.一种显示面板，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的阵列基板。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，
所述显示面板还包括彩膜基板，所述彩膜基板包括黑矩阵和色阻；
在垂直于所述显示面板的方向上，所述黑矩阵的正投影和所述数据线的正投影相交叠，所述色阻的正投影和所述子像素的正投影相交叠。
10.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求8-9中任一项所述的显示面板。
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