CN109901335B - 一种显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种显示面板和显示装置，通过在阵列基板上沿数据线的延伸方向上设置第一遮光条，由于第一遮光条的介电常数比液晶低，可以减弱数据线周边的电场强度，降低液晶紊乱，并且由于第一遮光条的设置使得数据线周边因电场发生偏转的液晶量减少，因此可以减少数据线周边的漏光，与现有技术相比本申请可以缩小彩膜基板上黑色矩阵BM的宽度，从而提高开口率。

Description

一种显示面板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)仍是目前的主流显示产品，近年来各大面板厂商都在不断扩大生产规模，市场需求近几年随着智能手机，电视的普及越来越大，提高生产效率和生产高质量的背板是占领市场的关键。随着显示技术的发展，大尺寸显示屏越来越受人们欢迎。

然而，现有大尺寸显示屏幕如75寸8K ADS模式的TV产品，沿着数据线方向存在严重的漏光现象，因此，很难将透过率做到50％以上。

发明内容

本发明提供一种显示面板及显示装置，以提高开口率。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示面板，所述显示面板包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板；

所述阵列基板包括：第一基底以及设置在所述第一基底靠近所述彩膜基板一侧的第一遮光层；

其中，所述第一基底包括第一衬底以及位于所述第一衬底上的多条纵横交叉的扫描线和数据线，所述第一遮光层包括多个分立的第一遮光条，所述第一遮光条的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同；所述第一遮光层在所述第一衬底上的正投影，在沿所述扫描线的方向上覆盖所述数据线在所述第一衬底上的正投影。

可选地，所述第一遮光层还包括多个分立的第一遮光柱，所述第一遮光柱设置在所述数据线与所述扫描线的交叉位置处，所述第一遮光柱在所述第一衬底上的正投影，在沿所述数据线的方向上覆盖所述扫描线在所述第一衬底上的正投影。

可选地，所述彩膜基板包括：第二衬底，设置在所述第二衬底靠近所述阵列基板一侧的第二遮光层，以及设置在所述第二遮光层靠近所述阵列基板一侧的平坦层；

其中，所述第二遮光层在所述第一衬底上的正投影覆盖所述数据线和所述扫描线在所述第一衬底上的正投影。

可选地，所述第二遮光层包括层叠设置的红色色阻层和蓝色色阻层。

可选地，所述第二遮光层还包括靠近所述阵列基板一侧设置的第二遮光条，所述第二遮光条的延伸方向与所述扫描线的延伸方向相同。

可选地，所述第二遮光条的厚度大于或等于1.2微米，且小于或等于1.8μm。

可选地，所述第二遮光层还包括靠近所述阵列基板一侧分立设置的多个第二遮光柱，所述第二遮光柱在所述第一衬底上的正投影位于所述第一遮光条在所述第一衬底上的正投影区域内。

可选地，所述第一遮光层的厚度与所述第二遮光层的厚度之和小于或等于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的距离。

可选地，所述第一遮光层与所述第二遮光层的材料包括黑色的弹性材料。

为了解决上述问题，本发明公开了一种显示装置，所述显示装置包括任一实施例所述的显示面板。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请提供的技术方案，通过在阵列基板上沿数据线的延伸方向上设置第一遮光条，由于第一遮光条的介电常数比液晶低，可以减弱数据线周边的电场强度，降低液晶紊乱，并且由于第一遮光条的设置使得数据线周边因电场发生偏转的液晶量减少，因此可以减少数据线周边的漏光，与现有技术相比本申请可以缩小彩膜基板上黑色矩阵BM的宽度，从而提高开口率。

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示出了相关技术中的一种阵列基板的平面结构示意图；

图2示出了相关技术中的一种显示面板沿数据线方向的剖面结构示意图；

图3示出了COA显示面板在array工厂和CF工厂之间的运输示意图；

图4示出了传统显示面板在array工厂和CF工厂之间的运输示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种显示面板沿数据线方向的剖面结构示意图；

图6示出了本申请实施例提供的一种阵列基板的平面结构示意图；

图7示出了本申请实施例提供的一种显示面板中第一遮光条的宽度与透过率之间的对应关系；

图8示出了本申请实施例提供的BPS ON array显示面板的尺寸与开口率之间的对应关系；

图9示出了本申请实施例提供的显示面板在array工厂和CF工厂之间的运输示意图；

图10示出了BM less方案下扫描线与数据线交叉位置处的模拟漏光现象；

图11示出了BM less方案下扫描线与数据线交叉位置处的一漏光图片；

图12示出了BM less方案下扫描线与数据线交叉位置处的另一漏光图片；

图13示出了相关技术中的一种显示面板沿扫描线方向的剖面结构示意图；

图14示出了实际制备得到的一种R&B交叠彩膜基板的剖面结构示意图；

图15示出了本申请实施例提供的另一种显示面板沿数据线方向的剖面结构示意图；

图16示出了本申请实施例提供的另一种显示面板沿扫描线方向的剖面结构示意图；

图17示出了不同颜色光阻层以及两种颜色光阻层交叠模拟得到的OD值和透过率TR值；

图18示出了不同颜色光阻层以及两种颜色光阻层交叠时透过率与波长的对应关系；

图19示出了本申请实施例提供的一种彩膜基板的制备工艺流程示意图；

图20示出了本申请实施例提供的一种阵列基板的制备工艺流程示意图；

图21示出了OD值与对比度C/R之间的对应关系；

图22示出了彩膜基板制备过程中转速与膜厚的关系曲线；

图23示出了本申请实施例提供的一种彩膜基板的剖面结构示意图。

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。

发明人发现，影响大尺寸显示屏如TV产品开口率低的主要原因在于数据线Data周边的露光，由于Data线与像素电极以及公共电极之间存在电压差，参照图1示出的两个像素，由于Gate信号是逐行扫描，信号为脉冲形式，对于一个像素开启为L255时，相邻的像素仍然为L0状态，而此刻Date有电压写入，因此Data线与像素电极之间存在电压差，会导致Data线周围存在电场，如图2所示。正是因为Data线周围电场的存在，导致Data线周围液晶紊乱，产生露光。

采用COA(Color filter on array)技术可以解决漏光导致的开口率低的问题，但是COA对于生产线的layout有较高的要求。对于Array工厂与CF工厂分开独立的情况，参照图3，COA技术要求Array玻璃在Array工厂做完Gate/SD/PVX以后，需运输到CF工厂做RGB，然后基板被运输到Array工厂去做Rensin与ITO，最后基板被运输到CF基板做PS，整个流程与传统工艺(参照图4)相比增加3次工厂间的运输，Tact time很长严重影响产线产能，因此对于Array工厂与CF工厂分开的情况无法兼容COA技术方案。

为了降低Data向露光，现有技术中常规的方案是在彩膜基板上增加Data线方向上BM宽度，图2中示出的BM宽度为31μm，BM宽度的增大会导致开口率的下降。

为了解决开口率低的问题，本申请一实施例提供了一种显示面板，参照图5和图6，显示面板包括：相对设置的阵列基板51和彩膜基板52；阵列基板51包括：第一基底以及设置在第一基底靠近彩膜基板52一侧的第一遮光层510；其中，第一基底包括第一衬底以及位于第一衬底上的多条纵横交叉的扫描线gate和数据线data，第一遮光层510包括多个分立的第一遮光条61，第一遮光条61的延伸方向与数据线data的延伸方向相同；第一遮光层510在第一衬底上的正投影，在沿扫描线gate的方向上覆盖数据线data在第一衬底上的正投影。

其中，第一衬底可以为玻璃等，在第一衬底上可以依次形成Gate层(包括扫描线gate)、1st ITO层、有源层(Active层)、SD层(包括数据线data)、PVX层以及2nd ITO层，得到第一基底，第一遮光层510形成在第一基底上，得到阵列基板51。其中，第一遮光层510的材料可以为黑色的弹性材料，介电常数小于液晶材料的介电常数，例如可以是Black PhotoSpacer(BPS)材料。

第一遮光层510的具体宽度和厚度可以根据实际的面板结构以及显示效果确定，本实施例对此不作限定。参照图7，示出了图5示出的显示面板中第一遮光层510的宽度margin与漏光率(light leakage in average)之间对应关系的模拟结果(固定厚度为2.6μm)。

彩膜基板52可以包括第二衬底，以及形成在第二衬底上的第二遮光层和平坦层。其中，第二遮光层可以包括黑色矩阵层BM，可以包括蓝色光阻层B，可以包括绿色光阻层G，可以包括红色光阻层R，可以包括BPS层等。

通过在阵列基板上设置第一遮光层510(BPS on Array)，原有空间里的液晶被第一遮光层的材料BPS替代，该空间内因电场发生移动的液晶减少，并且由于BPS的介电常数比液晶的介电常数更低(液晶介电常数约6.5，BPS介电常数约为3.4)，因此BPS会减弱Dataline周边的电场强度，降低液晶紊乱，减小漏光。

由于BPS on Array的方案暗态露光减少，所以彩膜基板52侧用于挡光的BM线宽可由原来的31um(如图2)降低到22um(如图5)，BM线宽降低开口率增加。对BPS on Array不同尺寸的显示面板进行模拟计算，得到105寸8K的显示面板的透过率可以提高到60％，如图8所示。

本实施例提供的显示面板，通过在阵列基板上沿数据线的延伸方向上设置第一遮光条，由于第一遮光条的介电常数比液晶低，可以减弱数据线周边的电场强度，降低液晶紊乱，并且由于第一遮光条的设置使得数据线周边因电场发生偏转的液晶量减少，因此可以减少数据线周边的漏光，与现有技术相比本申请可以减小彩膜基板上黑色矩阵BM的宽度，从而可以大幅度提高开口率。

参照图9，示出了BPS on Array方案在Array工厂与CF工厂之间的运输示意图。阵列基板在Array工厂完成第一基底的制作以后，阵列基板会被运输到CF工厂做第一遮光层BPS，而彩膜基板在CF工厂单独形成无需运输，整个工艺流程与图4示出的传统工艺流程相比只增加1次Tact time，因此相对COA技术对产能影响更小，对Array工厂与CF工厂的布局要求较低。

为了使整个工艺不增加mask，可以采取BM-less(彩膜基板上不设置BM)方案，但BM-less方案在扫描线gate与数据线data交叉位置处仍存在漏光问题，如图10至图12所示。这是由于去掉BM以后，参照图13，现有Gate线方向上的彩膜基板仅采用蓝色光阻层B和红色光阻层R交叠遮光,，OD(Optical Density)值较小(2.7)无法达到有效的遮光效果，导致扫描线gate与数据线data交叉位置处发生露光现象，进而导致显示对比度下降。而且实际测量发现，参照图14，R&B交叠时上层膜厚有损失，导致OD值降低，实测OD为1.9，使得遮光效果进一步降低。

为了解决扫描线与数据线交叉处的漏光问题，参照图15，第一遮光层510还包括多个分立的第一遮光柱151，第一遮光柱151设置在数据线data与扫描线gate的交叉位置处，第一遮光柱151在第一衬底上的正投影，在沿数据线data的方向上覆盖扫描线gate在第一衬底上的正投影。

发明人还发现，由于阵列基板上设置了第一遮光层BPS，在液晶盒受到较大剪切力时，会导致彩膜基板划伤产生亮点。

为了解决因划伤而导致的亮点问题，参照图15和图16，彩膜基板52可以包括：第二衬底，设置在第二衬底靠近阵列基板51一侧的第二遮光层，以及设置在第二遮光层靠近阵列基板一侧的平坦层OC。

其中，第二遮光层在第一衬底上的正投影覆盖数据线data和扫描线gate在第一衬底上的正投影。

一种实现方式中，第二遮光层可以包括层叠设置的红色色阻层R和蓝色色阻层B。在实际应用中，可以设置红色色阻层R或者蓝色色阻层B靠近第二衬底。

参照图15，第二遮光层还可以包括设置在层叠设置的红色色阻层R和蓝色色阻层B靠近阵列基板一侧设置的第二遮光条152，第二遮光条152的延伸方向与扫描线gate的延伸方向相同。

参照图16，第二遮光层还可以包括设置在层叠设置的红色色阻层R和蓝色色阻层B靠近阵列基板一侧分立设置的多个第二遮光柱161，第二遮光柱161在第一衬底上的正投影位于第一遮光条61在第一衬底上的正投影区域内。

现有方案(参照图13)是在彩膜基板52上形成PS，采用光阻层R&B交叠的方式做遮光层，本申请是在Gate方向上彩膜基板52侧采用R&B交叠与第二遮光条152(BPS wall)共同遮光，即在彩膜基板的R&B pillow上形成BPS wall，在阵列基板上形成有一定宽度的第一遮光柱151(柱状BPS)，

第一遮光柱151和第二遮光条152以及第一遮光条61和第二遮光柱161共同形成Smart PS，可以防止BPS wall(第一遮光条61、第二遮光条152)在受到外部强剪切立时，BPSwall划伤基板导致的亮点问题。

在Data方向上彩膜基板52侧采用R&B pillow以及阵列基板51侧BPS wall(第一遮光条61)共同遮光，Gate向采用彩膜基板52侧的R&B pillow与BPS wall(第二遮光条152)共同遮光。

由于彩膜基板52侧BPS pillow可以采用Half-tone工艺形成Main PS(第二遮光条152)与Sub-PS(第二遮光柱161)等，并且由于第二遮光层的设置，彩膜基板侧无需设置BM，因此整个工艺流程无Mask增加。

参照图17示出了不同颜色光阻层以及两种颜色光阻层交叠模拟得到的OD值和透过率TR值，图18示出了不同颜色光阻层以及两种颜色光阻层交叠时透过率与波长的曲线图。很明显，采用R&B交叠OD值最大，遮光效果更好。

其中，第一遮光层的厚度与第二遮光层的厚度之和小于或等于阵列基板与彩膜基板之间的距离。第二遮光条152的厚度可以大于或等于1.2微米，且小于或等于1.8μm，例如可以为1.5μm。

第二遮光条152和第二遮光柱161的材料可以为黑色的弹性材料，介电常数小于液晶材料的介电常数，例如可以是Black Photo Spacer(BPS)材料。

在彩膜基板制备过程中，参照图19，可以采用B/G/R-BPS-OC的工艺顺序，形成0.5um左右的BPS Pillow。

在阵列基板制备过程中，参照图20，采用传统工艺制备第一基板-BPS(第一遮光层)的工艺顺序。

本实施例提供的显示面板，通过在阵列基板Data线方向上形成BPS wall(第一遮光条)，可以防止电场取向引起的露光，从而可以增加像素开口率；另外，为了解决BM-less方案由于R&B交叠遮光能力不足带来的Gate与data交叉处露光，通过在彩膜基板上形成R&B交叠与BPS wall(第二遮光条)遮光，该设计不会提高开口率，但可减少Mask。

本申请提供的显示面板，可以彻底避免Data线发生露光的问题，通过形成SMARTBPS方案可以减少亮点(Blue spot)问题的产生；在不增加MASK的情况下实现BPS on array工艺；实现彩膜基板BM less方案，无PI扩散风险。

综合考虑到正常暗态亮度等多种因素对产品对比度的影响，经过模拟得出当遮光层OD值大于2.92时，ADS TV产品对比度可以达到1500，满足市场对TV产品OD值的要求。模拟结果如图21所示，因此遮光层OD值＞3可以屏蔽漏光。

其中，彩膜基板可以采用Slit+spin的工艺方式，spin转速最高不能超过800r，因此传统的彩膜基板工艺无法实现0.5um BPS Pillow，如图22所示。

为了形成0.5um BPS pillow，可以利用R&B交叠先形成1.0um R&B交叠Pillow，再其上形成1.5um BPS，最后形成OC层，其中OC层只有2um，平坦层对大于2um以上的段差无平坦作用，从而在彩膜基板上形成0.5um BPS Pillow，如图23所示。

图15示出的GATA方向的OD值为：1.9+1.0×1.3＝3.2＞3.0，图16示出的Data方向的OD值为：OD＝1.9+2.7×1.0＝4.6＞3.0，均能满足屏蔽漏光的需求。

本申请另一实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括任一实施例所述的显示面板。

需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本申请实施例提供了一种显示面板和显示装置，通过在阵列基板上沿数据线的延伸方向上设置第一遮光条，由于第一遮光条的介电常数比液晶低，可以减弱数据线周边的电场强度，降低液晶紊乱，并且由于第一遮光条的设置使得数据线周边因电场发生偏转的液晶量减少，因此可以减少数据线周边的漏光，与现有技术相比本申请可以减小彩膜基板上黑色矩阵BM的宽度，从而提高开口率。

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显示面板及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 (6)

1.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括：相对设置的阵列基板和彩膜基板；

所述阵列基板包括：第一基底以及设置在所述第一基底靠近所述彩膜基板一侧的第一遮光层；其中，所述第一基底包括第一衬底以及位于所述第一衬底上的多条纵横交叉的扫描线和数据线，所述第一遮光层包括多个分立的第一遮光条，所述第一遮光条的延伸方向与所述数据线的延伸方向相同；所述第一遮光层在所述第一衬底上的正投影，在沿所述扫描线的方向上覆盖所述数据线在所述第一衬底上的正投影；

所述彩膜基板包括：第二衬底，设置在所述第二衬底靠近所述阵列基板一侧的第二遮光层，以及设置在所述第二遮光层靠近所述阵列基板一侧的平坦层；其中，所述第二遮光层在所述第一衬底上的正投影覆盖所述数据线和所述扫描线在所述第一衬底上的正投影；所述第二遮光层包括层叠设置的红色色阻层和蓝色色阻层，以及靠近所述阵列基板一侧设置的第二遮光条，所述第二遮光条的延伸方向与所述扫描线的延伸方向相同，层叠设置的红色色阻层和蓝色色阻层形成凸出部，所述第二遮光条设置在所述凸出部上，所述平坦层是形成所述第二遮光条后形成的；

所述第二遮光条设置在所述层叠设置的红色色阻层和蓝色色阻层靠近所述阵列基板的一侧；

所述第一遮光层还包括多个分立的第一遮光柱，所述第一遮光柱设置在所述数据线与所述扫描线的交叉位置处，所述第一遮光柱在所述第一衬底上的正投影，在沿所述数据线的方向上覆盖所述扫描线在所述第一衬底上的正投影。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二遮光条的厚度大于或等于1.2微米，且小于或等于1.8μm。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二遮光层还包括靠近所述阵列基板一侧分立设置的多个第二遮光柱，所述第二遮光柱在所述第一衬底上的正投影位于所述第一遮光条在所述第一衬底上的正投影区域内。

4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一遮光层的厚度与所述第二遮光层的厚度之和小于或等于所述阵列基板与所述彩膜基板之间的距离。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一遮光层与所述第二遮光层的材料包括黑色的弹性材料。

6.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求1至5任一项所述的显示面板。