CN110752221A - 一种显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种显示装置，包括相对设置的显示面板和背光模组，包括阵列基板；阵列基板包括第一衬底基板和薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极以及有源层；有源层靠近背光模组的一侧设置有第一遮光层，第一遮光层包括至少一个第一遮光部，在垂直于第一衬底基板所在平面的方向上，有源层与第一遮光部至少部分重叠；还包括透光基板，透光基板位于显示面板和背光模组之间；透光基板包括第二衬底基板，第二衬底基板靠近显示面板的一侧设有第二遮光层，第二遮光层包括至少一个第二遮光部；在垂直于第一衬底基板所在平面的方向上，第一遮光部与第二遮光部至少部分重叠。本发明能够降低薄膜晶体管的漏电流，改善显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示装置。
背景技术
低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)具有迁移率高、反应速度快等优点，因此被广泛应用在中高端智能手机、平板电脑、智能穿戴、车载显示等产品上。
但是，多晶硅(poly-Si)受光照影响会造成器件不稳定，漏电流增大，造成面板显示不正常，因此一般在制作TFT器件之前要制作一道遮光金属层(LSM)进行遮光。对于特定产品，如车载抬头显示器(HUD)，其背光亮度可达百万尼特(nit)，导致正常厚度(通常为35nm)的LSM无法将照射到多晶硅上的光强控制在较低的范围内，因而导致HUD产品的光漏流严重，发生串扰等现象，影响用户体验。若增加LSM的厚度，虽然可以改善遮光效果，但由于LSM具有良好的导热性(LSM通常包括钼或铝等金属材料)，在将非晶硅(a-Si)转化为poly-Si的激光晶化制程中，会出现温度不够，晶化不完全的现象。为改善这一情况，一般会采用加厚缓冲层的方法，隔绝热量，防止热量被LSM导走。但缓冲层加厚后，会影响TFT器件的电容，使电性恶化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种显示装置，能够有效解决显示区靠近摄像头等器件安装区域出现的挤压漏光问题。
本发明提供一种显示装置，包括：
相对设置的显示面板和背光模组，所述显示面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板；
所述阵列基板包括第一衬底基板和位于所述第一衬底基板上的至少一个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极以及有源层；
所述有源层靠近所述背光模组的一侧设置有第一遮光层，所述第一遮光层包括至少一个第一遮光部，在垂直于所述第一衬底基板所在平面的方向上，所述有源层与所述第一遮光部至少部分重叠；
所述显示装置还包括透光基板，所述透光基板位于所述显示面板和所述背光模组之间；所述透光基板包括第二衬底基板，所述第二衬底基板靠近所述显示面板的一侧设有第二遮光层，所述第二遮光层包括至少一个第二遮光部；在垂直于所述第一衬底基板所在平面的方向上，所述第一遮光部与所述第二遮光部至少部分重叠。
与现有技术相比，本发明提供的显示装置，实现了如下的有益效果：通过在显示面板靠近背光模组的一侧设置透光基板，透光基板包括第二衬底基板，在第二衬底基板靠近显示面板的一侧设置第二遮光层，第二遮光层包括至少一个第二遮光部，且在垂直于第一衬底基板所在平面的方向上，薄膜晶体管的有源层与第一遮光部至少重叠，第一遮光部与第二遮光部至少部分重叠，即在第一遮光部对薄膜晶体管的沟道进行遮挡时，再通过设置第二遮光部进一步对薄膜晶体管的沟道进行遮挡，提高遮光能力，避免薄膜晶体管的沟道区因受背光照射产生光生载流子而导致漏电流增大，从而提升薄膜晶体管的特性，改善显示效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种显示装置的剖面结构示意图；
图3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4是图3中阵列基板的局部放大示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种显示装置的剖面结构示意图；
图6是本发明实施例提供的又一种显示装置的剖面结构示意图；
图7是本发明实施例提供的又一种显示装置的剖面结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种黑矩阵层和第二遮光层的相对关系示意图；
图9是本发明实施例提供的一种透明基板的平面结构示意图；
图10是本发明实施例提供的另一种透明基板的平面结构示意图；
图11是本发明实施例提供的另一种显示装置的平面结构示意图。
具体实施方式
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。并且，附图中各部件的形状和大小不反应真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
请参考图1、图2，图1是本发明实施例提供的一种显示装置的平面结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种显示装置的剖面结构示意图，如沿图1中A-A’的剖面结构示意图。显示装置，包括：相对设置的显示面板10和背光模组20，显示面板10包括相对设置的彩膜基板11和阵列基板12；阵列基板12包括第一衬底基板13和位于第一衬底基板13上的至少一个薄膜晶体管T，薄膜晶体管T包括栅极G、源极S、漏极D以及有源层P；有源层P靠近背光模组20的一侧设置有第一遮光层LS1，第一遮光层LS1包括至少一个第一遮光部L1，在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，有源层P与第一遮光部L1至少部分重叠；显示装置还包括透光基板30，透光基板30位于显示面板10和背光模组20之间；透光基板30包括第二衬底基板32，第二衬底基板32靠近显示面板10的一侧设有第二遮光层LS2，第二遮光层LS2包括至少一个第二遮光部L2；在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1与第二遮光部L2至少部分重叠。
需要说明的是，本发明提供的显示装置中，阵列基板12通常还包括设置在第一遮光层LS1与有源层P之间的缓冲层101、设置在有源层P和栅极G之间的第一绝缘层102、设置在栅极G和源极S(与漏极D同层)之间的第二绝缘层103、设置在源极和触控金属层M之间平坦层104、设置在触控金属层M与第一导电层ITO1之间的第三绝缘层105、设置在第一导电层ITO1和第二导电层ITO2之间的第四绝缘层。通过在相邻的导电层之间设置绝缘层，能够避免短路。可以理解的是，本发明仅以像素电极22位于第二导电层ITO2、公共电极21位于第一导电层ITO1为例进行说明。同时，公共电极21复用为触控电极，通过位于触控金属层M的触控走线23传输触控信号。
可以理解的是，背光模组20还包括光源以及多个光学膜片，如导光板、棱镜片、增光片等，图中未示出且本发明对此不作限定。
需要说明的是，在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，有源层P与第一遮光部L1至少部分重叠，即为，在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1可以只需遮挡薄膜晶体管T的沟道区(即薄膜晶体管T的有源层P与栅极G的交叠部分)。当然，为了更好的遮挡背光照射到薄膜晶体管T的光线，降低漏电流，在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1可以完全覆盖有源层P。
具体地，在显示面板10靠近背光模组20的一侧设置透光基板30，透光基板30包括第二衬底基板32，在第二衬底基板32靠近显示面板10的一侧设置第二遮光层LS2，第二遮光层LS2包括至少一个第二遮光部L2，且在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1与第二遮光部L2至少部分重叠。本发明中，通过单独增加第二衬底基板32，并在其靠近显示面板10的一侧设置第二遮光部L2，能够进一步对薄膜晶体管的沟道进行遮挡，提高遮光能力。与现有技术中直接增加第一遮光部L1的厚度相比，并不会影响后期将a-Si转化为poly-Si的晶化过程。因为对于本发明提供的显示装置，显示面板10和透光基板30可以分开独立制作，后续只需将两者贴合即可。同时为避免晶化过程中因第一遮光层LS1厚度过厚而使热量损失，可以降低第一遮光层LS1的厚度，从而使晶化完全，并同时增加第二遮光层L2的厚度，确保良好的遮光效果，避免薄膜晶体管T的因受背光照射产生光生载流子而导致漏电流增大，提升薄膜晶体管的特性。
可以理解的是，为了更好的起到遮光作用，在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1、第二遮光部L2和有源层P任意两者之间均可至少部分重叠。此外，第二遮光部L2的厚度可以根据实际的显示需要以及工艺条件进行选择，本发明对此不作限定。
在一些可选的实施例中，结合图2，参考图3和图4，图3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4是图3中阵列基板的局部放大示意图。需要说明的是，后续各图中，相同的结构沿用相同的附图标记，不再特别说明。参考图2-4，阵列基板12还包括多条扫描线41和多条数据线42，扫描线41沿第一方向X延伸并沿第二方向Y排列，数据线42沿第二方向Y延伸并沿第一方向X排列，第一方向X和第二方向Y交叉；扫描线41和数据线42交叉限定出多个子像素40，子像素40包括薄膜晶体管T；阵列基板12包括多个沿第一方向X和第二方向Y呈阵列排布的第一遮光部L1。
需要说明的是，图3中并未示意出公共电极，图4中仅以像素电极22为条状电极，且有源层P为“U”型为例进行说明。在实际产品中，像素电极22可为块状电极，有源层P可以长条形等形状，本发明对此不作限定。
本发明中，通过在阵列基板12上设置多个沿第一方向X和第二方向Y呈阵列排布的第一遮光部L1，具体的，可以使第一遮光部L1与薄膜晶体管T一一对应，从而对阵列基板上的所有薄膜晶体管T的有源层进行遮挡，避免其受背光光照影响而产生漏流，提升薄膜晶体管的特性。
在一些可选的实施例中，参考图2和图4，透光基板30包括多个沿第一方向X和第二方向Y呈阵列排布的第二遮光部L2，第一遮光部L1与第二遮光部L2一一对应。在垂直于第一衬底基板13所在平面的方向上，第一遮光部L1与第二遮光部L2完全重叠。
具体地，为了实现更好的遮光作用，通过在透光基板30的第二衬底基板32上设置与第一遮光部L1一一对应的第二遮光部L2，能对阵列基板上的所有薄膜晶体管T的有源层进行遮挡，避免其受背光光照影响而产生漏流。此外，通过使第一遮光部L1与第二遮光部L2完全重叠，能够实现工艺过程的简化以及工艺成本的降低。因为，在第二衬底基板32上制作第二遮光部L2时，可以复用制作第一遮光部L1时使用的掩膜版(mask)，从而能够极大地降低工艺成本。
在一些可选的实施例中，参考图1和图5，图5是本发明实施例提供的另一种显示装置的剖面结构示意图。彩膜基板11包括第三衬底基板111，第三衬底基板111靠近阵列基板12的一侧设有黑矩阵层BM，黑矩阵层BM限定出多个子像素开口区53；第二遮光层LS2包括多个镂空部51，在垂直于第三衬底基板111所在平面的方向上，镂空部51与子像素开口区53至少部分重叠；镂空部51设有增光结构52。
需要说明的是，为了突出黑矩阵层BM、有源层P、第一遮光部L1和第二遮光部L2之间的相对位置关系，图5中阵列基板12的部分膜层未示出，具体可参考图2。此外，垂直于第三衬底基板111所在平面的方向上，即为显示装置的厚度方向。
可以理解的是，子像素开口区53通常设有色阻，具体可为红色色阻、绿色色阻、蓝色色阻等，从而使显示装置能够显示彩色画面。并且，还可以包括白色色阻(也称透明色阻)，从白色色阻射出的白光可作为高亮度光线，不仅可以实现显示面板的高亮度和低功耗，还能够在有效驱动其对应的像素电极及公共电极的情况下，使显示面板呈现出丰富的色彩。
具体地，通过使镂空部51与子像素开口区53在显示装置的厚度方向上至少部分重叠，可以使得背光模组20射出的光线更好的射入显示面板10内，并经显示面板10内部的液晶在电场作用下发生偏转，最终使光线能够从显示面板10射出，从而提高背光模组20的光线利用率。此外，通过在镂空部51内设置增光结构52，能够在同样背光亮度情况下，进一步提升显示面板10的亮度。可以理解的是，在显示同样亮度的画面下，因为增光结构52的设置，可以适当降低背光模组20的亮度，改善因背光亮度过高而导致得漏电流，同时，能够降低显示装置的功耗，增加使用寿命。
在一些可选的实施例中，参考图5，增光结构52为增透膜。在本发明中，由背光模组20发出的光线需经过第二衬底基板32、第一衬底基板13以及显示面板10的其他膜层才能最终射入人眼，光线在经过第二衬底基板32和第一衬底基板13时会发生反射光，损失一部分光线。通过设置增透膜，能够在一定程度上减少杂散光，增加透光率，改善显示装置的显示效果。增透膜可以采用溶胶凝胶法、化学气相沉积法、溅射法等方法制成，实际产品中可以选择合适的工艺方法制备，本发明对此不作限定。
在一些可选的实施例中，在垂直于第二衬底基板32所在平面的方向上，增光结构52的厚度小于或等于第二遮光部L2的厚度。参考图6，图6是本发明实施例提供的又一种显示装置的剖面结构示意图，当增光结构52的厚度等于第二遮光部L2厚度时，透明基板30靠近显示面板10的一侧为平面，从而在显示面板10和透明基板30贴合时，能够使两者之间的接触面保持平行，受力均匀，避免对光路以及产品的使用寿命造成影响，确保用户体验。继续参考图5，当增光结构52的厚度小于第二遮光部L2厚度时，在显示面板10和透明基板30贴合时，可以使得增光结构52的上方与显示面板10之间为真空状态，从而降低背光模组20传递到显示面板10的热量，确保显示装置的显示效果。
在一些可选的实施例中，参考图7，图7是本发明实施例提供的又一种显示装置的剖面结构示意图。增光结构52远离第二衬底基板32的一侧设有透明光学胶60。需要说明的是，图7仅以增光结构52的厚度小于第二遮光部L2厚度为例对透明光学胶60进行解释。本发明中，通过设置透明光学胶60，可以实现显示面板10与透明基板20之间的粘合固定。
可以理解的是，也可以在不设置增光结构的情况下，直接将镂空部内设置透明光学胶，亦可实现显示面板10与透明基板20之间的粘合固定，在此不再赘述。
在一些可选的实施例中，如图8所示，图8是本发明实施例提供的一种黑矩阵层和第二遮光层的相对关系示意图。参考图5-8，彩膜基板11包括第三衬底基板111，第三衬底基板111靠近阵列基板12的一侧设有黑矩阵层BM；第二遮光层LS2与黑矩阵层BM的材料相同。在垂直于第三衬底基板111所在平面的方向上，第二遮光层LS2和黑矩阵层BM完全重叠。
可以理解的是，如图8所示，黑矩阵层BM通常包括多条沿第一方向X延伸和沿第二方向Y延伸的黑矩阵条，上述多条黑矩阵条形成网格结构，限定出多个子像素开口区53。
本发明中，通过使第二遮光层LS2和黑矩阵层BM在垂直于第三衬底基板111所在平面的方向上完全重叠，也即是使第二衬底基板32上的第二遮光层LS2也包括多条沿第一方向X延伸和沿第二方向Y延伸的第二遮光条，相当于在不影响背光光线射入显示面板的开口区的情况下，增大第二遮光部L2的面积，从而尽可能的起到遮光效果，提升薄膜晶体管的特性。同时，使第二遮光层LS2与黑矩阵层BM在厚度方向上完全重叠，能够在第二衬底基板32上制作第二遮光部L2时，复用制作黑矩阵层BM时使用的掩膜版，从而进一步降低工艺成本。此外，使第二遮光层LS2与黑矩阵层BM的材料相同，能够降低材料开发难度，且本身黑矩阵层BM的材料即可实现良好的遮光作用。
在一些可选的实施例中，参考图8，第二遮光层LS2的材料包括金属。金属具有良好的导热性能，当第二遮光层LS2的材料包括金属时，能够将显示面板的热量及时导出，避免显示面板因温度过高而出现显示异常，确保显示装置的显示效果，进一步提升用户体验。
在一些可选的实施例中，结合图2并参考图9和图10，图9是本发明实施例提供的一种透明基板的平面结构示意图，图10是本发明实施例提供的另一种透明基板的平面结构示意图。显示面板包括显示区和围绕显示区的非显示区(图9-10中未示出)，第二衬底基板32靠近显示面板的一侧设有环形粘结框80，在垂直于显示面板所在平面的方向上，环形粘结框80围绕显示区并首尾相接。
需要说明的是，图8和图9中仅是示意出两种不同的第二遮光部L2的排布形状。此外，环形粘结框80的材料可以与显示面板内的胶框(图中均未示出)相同，显示面板内的胶框的作用是密封阵列基板和彩膜基板之间的液晶，并起到支撑作用。本发明中，通过设置环形粘结框80，实现透明基板30和显示面板之间的粘合固定，并起到支撑显示面板的作用。进一步确保两者之间的受力均匀，避免对光路以及产品的使用寿命造成影响，确保用户体验。
在一些可选的实施例中，本发明提供的显示装置，还可以应用在车载显示领域，如抬头显示器、中控显示器、仪表显示器等。如图11所示，图11是本发明实施例提供的另一种显示装置的平面结构示意图。以抬头显示器为例，其又叫平行显示系统，它的作用是把时速、导航等重要的行车信息，投影到驾驶员前面的挡风玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到时速、导航等重要的驾驶信息，提高行车安全性。
本发明提供的显示装置，实现了如下的有益效果：通过在显示面板靠近背光模组的一侧设置透光基板，透光基板包括第二衬底基板，在第二衬底基板靠近显示面板的一侧设置第二遮光层，第二遮光层包括至少一个第二遮光部，且在垂直于第一衬底基板所在平面的方向上，薄膜晶体管的有源层与第一遮光部至少重叠，第一遮光部与第二遮光部至少部分重叠，即在第一遮光部对薄膜晶体管的沟道进行遮挡时，再通过设置第二遮光部进一步对薄膜晶体管的沟道进行遮挡，提高遮光能力，避免薄膜晶体管的沟道区因受背光照射产生光生载流子而导致漏电流增大，从而提升薄膜晶体管的特性，改善显示效果。
以上对本发明实施例所提供的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 (12)
1.一种显示装置，其特征在于，包括：
相对设置的显示面板和背光模组，所述显示面板包括相对设置的彩膜基板和阵列基板；
所述阵列基板包括第一衬底基板和位于所述第一衬底基板上的至少一个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、源极、漏极以及有源层；
所述有源层靠近所述背光模组的一侧设置有第一遮光层，所述第一遮光层包括至少一个第一遮光部，在垂直于所述第一衬底基板所在平面的方向上，所述有源层与所述第一遮光部至少部分重叠；
所述显示装置还包括透光基板，所述透光基板位于所述显示面板和所述背光模组之间；所述透光基板包括第二衬底基板，所述第二衬底基板靠近所述显示面板的一侧设有第二遮光层，所述第二遮光层包括至少一个第二遮光部；在垂直于所述第一衬底基板所在平面的方向上，所述第一遮光部与所述第二遮光部至少部分重叠。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在垂直于所述第一衬底基板所在平面的方向上，所述第一遮光部与所述第二遮光部完全重叠。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述阵列基板还包括多条扫描线和多条数据线，所述扫描线沿第一方向延伸并沿第二方向排列，所述数据线沿第二方向延伸并沿第一方向排列，所述第一方向和所述第二方向交叉；
所述扫描线和所述数据线交叉限定出多个子像素，所述子像素包括所述薄膜晶体管；
所述阵列基板包括多个沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布的所述第一遮光部。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述透光基板包括多个沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布的所述第二遮光部，所述第一遮光部与所述第二遮光部一一对应。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩膜基板包括第三衬底基板，所述第三衬底基板靠近所述阵列基板的一侧设有黑矩阵层，所述黑矩阵层限定出多个子像素开口区；
所述第二遮光层包括多个镂空部，在垂直于所述第三衬底基板所在平面的方向上，所述镂空部与所述子像素开口区至少部分重叠；
所述镂空部设有增光结构。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述增光结构为增透膜。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，在垂直于所述第二衬底基板所在平面的方向上，所述增光结构的厚度小于或等于所述第二遮光部的厚度。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述增光结构远离所述第二衬底基板的一侧设有透明光学胶。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述彩膜基板包括第三衬底基板，所述第三衬底基板靠近所述阵列基板的一侧设有黑矩阵层；
所述第二遮光层与所述黑矩阵层的材料相同。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，在垂直于所述第三衬底基板所在平面的方向上，所述第二遮光层和所述黑矩阵层完全重叠。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二遮光层的材料包括金属。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包括显示区和围绕所述显示区的非显示区，第二衬底基板靠近所述显示面板的一侧设有环形粘结框，在垂直于所述显示面板所在平面的方向上，所述环形粘结框围绕所述显示区并首尾相接。
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