CN113934064B - 阵列基板、液晶显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阵列基板、液晶显示面板及显示装置，阵列基板包括：衬底，衬底上设有阵列排布的多个子像素和多个公共电极，子像素包括像素电极，阵列基板还包括：沿列方向延伸且沿行方向并排设置的多个垂直墙，相邻两个垂直墙之间设有一列子像素；沿行方向相邻两个垂直墙具有彼此相向的第一面和第二面，第一面设有像素电极，第二面设有公共电极，相向设置的像素电极和公共电极之间相互绝缘；在衬底的厚度方向上，相向设置的像素电极和公共电极各自到衬底的距离不同。本发明中阵列基板具有垂直墙，每个子像素的像素电极和公共电极分别搭设在两个垂直墙，在衬底厚度方向上错开设置且相互绝缘，能够在高分辨率(1500PPI以上)下实现高透过率。
Description
技术领域
本发明一般涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、液晶显示面板及显示装置。
背景技术
随着显示器制造技术的发展，薄膜晶体管-液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)已成为当前主流的平板显示器，其基本结构通常是由阵列基板(即TFT基板)和彩膜基板(CF基板)对盒并灌注液晶而制成。
在高级超维场转换(Advanced Super Dimension Switch，ADS)液晶显示装置中，像素电极和公共电极都设置于阵列基板上，通过对公共电极和像素电极加载数据电压，形成一定的驱动电场以控制液晶转向，进而控制通过液晶面板的光线。
参照图1，现有的阵列基板中设计有垂直电极结构，是在阵列基板上形成垂直壁体(Vertical Wall)1，沿行方向分布在单个sub-pixel(子像素)两侧的Vertical Wall相向的面上设置同层且分离的像素电极2和公共电极3。该垂直电极结构可使得液晶旋转45°，用以改善1500PPI(Pixelsperinch，每英寸像素数)以上的高分辨率下的透过率。但是，1500PPI以上的高分辨率下单个sub-pixel的宽度会相应的变小，sub-pixel的像素电极2和公共电极3之间的间距L太窄，容易发生短路(short)不良的问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种阵列基板、液晶显示面板及显示装置。
第一方面，本发明实施例提供一种阵列基板，包括：衬底，所述衬底上设有阵列排布的多个子像素和多个公共电极，所述子像素包括像素电极，所述阵列基板还包括：沿列方向延伸且沿行方向并排设置的多个垂直墙，相邻两个所述垂直墙之间设有一列所述子像素；
沿行方向相邻两个所述垂直墙具有彼此相向的第一面和第二面，所述第一面设有所述像素电极，所述第二面设有所述公共电极，相向设置的所述像素电极和所述公共电极之间相互绝缘；
在所述衬底的厚度方向上，相向设置的所述像素电极和所述公共电极各自到所述衬底的距离不同。
可选地，每个所述垂直墙远离所述衬底的一侧依次层叠设有所述像素电极、绝缘膜层以及所述公共电极；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述垂直墙，其上的所述像素电极覆盖所述两个表面之一，其上的公共电极在所述衬底上的正投影覆盖所述两个表面另一在所述衬底上的正投影。
可选地，每个所述垂直墙远离所述衬底的一侧依次层叠设有所述公共电极、绝缘膜层以及所述像素电极；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述垂直墙，其上的像素电极在所述衬底上的正投影覆盖所述两个表面的其中之一在所述衬底上的正投影，其上的公共电极至少覆盖所述两个表面的其中另一。
可选地，所述多个垂直墙包括沿行方向交替设置的第一垂直墙和第二垂直墙；所述第一垂直墙远离所述衬底的一侧设有两个异层设置的所述像素电极，所述第二垂直墙远离所述衬底的一侧设有两个异层设置的所述公共电极，异层设置的两个所述像素电极之间、异层设置的两个所述公共电极之间均设有绝缘膜层；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述第一垂直墙，两个所述像素电极在所述衬底上的正投影分别对应覆盖所述两个表面在所述衬底上的正投影；对于一个所述第二垂直墙，两个所述公共电极在所述衬底上的正投影分别对应覆盖所述两个表面在所述衬底上的正投影。
可选地，每个所述像素电极包括第一主体部和第一边沿延伸部，所述第一主体部搭设在所述垂直墙上，所述第一边沿延伸部与所述第一主体部靠近所述衬底的端部相连。
可选地，每个所述公共电极包括第二主体部和第二边沿延伸部，所述第二主体部搭设在所述垂直墙上，所述第二边沿延伸部与所述第二主体部靠近所述衬底的端部相连。
可选地，每个所述公共电极沿列方向延伸，每列所述子像素对应有一个所述公共电极。
可选地，所述垂直墙垂直于列方向的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，所述垂直墙具有垂直于行方向的对称面，所述对称面将所述垂直墙垂直于列方向的外表面划分为两个所述表面；和/或，
所述垂直墙在所述衬底上的正投影以及与该垂直墙相邻的所述子像素在所述衬底上的正投影存在交叠。
第二方面，本发明实施例提供一种液晶显示面板，包括阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，所述阵列基板采用如上所述的阵列基板。
第三方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的液晶显示面板。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的阵列基板具有垂直墙，垂直墙上搭设像素电极和公共电极以形成垂直电极结构，对应于每个子像素的像素电极和公共电极相向搭设在两个垂直墙上，每个子像素的像素电极和公共电极在衬底的方向上错开设置且相互绝缘，有效避免像素电极的边缘和公共电极的边缘之间间距太窄导致short不良的问题，能够在高分辨率(像素密度达1500PPI以上)下实现高透过率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术中阵列基板的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的阵列基板中部分结构的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图5为本发明又一实施例提供的阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供一种阵列基板，设有垂直电极结构，以在满足高分辨率(1500PPI以上)性能的同时有效兼顾高透过率。
如图2和图3所示，本发明一实施例提供的阵列基板，包括：衬底10，衬底10上设有阵列排布的多个子像素11和多个公共电极12，子像素11包括像素电极13；阵列基板还包括：沿列方向延伸且沿行方向并排设置的多个垂直墙14，相邻两个垂直墙14之间设有一列子像素；
沿行方向相邻两个垂直墙14具有彼此相向的第一面15和第二面16，第一面15设有像素电极13，第二面16设有公共电极12，相向设置的像素电极13和公共电极12相互绝缘；
在衬底10的厚度方向上，相向设置的像素电极13和公共电极12各自到衬底10的距离不同。
例如，衬底10上设有MxN子像素11阵列，相应的设有M行栅线、N列数据线、(N+1)个垂直墙14，M、N分别为大于1的正整数；沿行方向每个垂直墙14具有彼此相背的两个表面，例如区分为第一表面17和第二表面18。
参照图2，本实施例中，对于单个垂直墙14，以第一表面17在左、第二表面18在右为例；对于相邻两个垂直墙14，以第一面15所在的垂直墙14在右、第二面16所在的垂直墙14在左为例；自左向右相邻两个垂直墙14分别为第i个垂直墙和第i+1个垂直墙，i≥1，i≤N，第i+1个垂直墙14的第一表面17、第i个垂直墙14的第二表面18分别对应于第一面15和第二面16。
该实施例中，位于第一面15上的像素电极13在衬底10上的正投影和位于第二面16上的公共电极12在衬底10上的正投影之间具有间隙，像素电极13和公共电极12在衬底的厚度方向上错开设置且相互绝缘，能够克服间隙过窄导致的像素电极13、公共电极12之间short不良的问题。
进一步地，每个垂直墙14远离衬底10的一侧依次层叠设有像素电极13、绝缘膜层19以及公共电极12；
沿行方向每个垂直墙14具有彼此相背的两个表面；对于一个垂直墙14，其上的像素电极13覆盖两个表面的其中之一，其上的公共电极12在衬底10上的正投影覆盖两个表面的其中另一在衬底10上的正投影。
参照图3，对于一个垂直墙14，其上的像素电极13覆盖第二表面18，其上的公共电极12在衬底10上的正投影覆盖第一表面17在衬底10上的正投影；
对于相邻两个垂直墙14，位于第i+1个垂直墙的第一表面17上的像素电极13和位于第i列垂直墙的第二表面18上的公共电极12被加载电压后，两者之间产生控制液晶转向的驱动电场。
其中，优选绝缘膜层19为钝化膜层，例如绝缘膜层19为SiOx(氧化硅)膜层、SiNx(氮化硅)膜层、SiON(氮氧化硅)膜层中的一种或者多种的组合。
进一步地，每个像素电极13包括第一主体部20和第一边沿延伸部21，第一主体部20搭设在垂直墙14上，第一边沿延伸部21与第一主体部20靠近衬底10的端部相连；
每个公共电极12包括第二主体部22和第二边沿延伸部23，第二主体部22搭设在垂直墙14上，第二边沿延伸部23与第二主体部22靠近衬底10的端部相连。
本实施例中，为了形成垂直电极结构，阵列基板具有多个垂直墙14，对应于单个sub-pixel的像素电极13和公共电极12分别位于两个相邻的垂直墙14的相向的第一面和第二面上，像素电极13和公共电极12分别具有边缘延伸部。参照图2，L1表示垂直墙14的顶部宽度，L2表示垂直墙的底部宽度，L3表示sub-pixel的宽度，L4表示sub-pixel的底部开口区的宽度。在当前的工艺能力下，L1范围为1.5μm～2.0μm，L2范围为3～4μm，第一边缘延伸部的宽度和第二边缘延伸部的宽度均为0.5μm。例如2000PPI BV3像素结构中L1为2μm，L2为4μm，L3为6.4μm，则L4为2.4μm，sub-pixel的像素电极13和公共电极12之间的间距L为1.4μm；又例如3000PPI BV3像素结构中L1为1.5μm，L2为3μm，L3为4.2μm，则L4为1.2μm，sub-pixel的像素电极13和公共电极12之间的间距L为0.2μm。从数据上可直观的看出，分辨率越高，像素尺寸会设计的越小，相应的sub-pixel中像素电极13和公共电极12之间的间距L会越小。
其中sub-pixel的像素电极13和公共电极12之间的间距L对应于前述间隙的大小，绝缘膜层19使得像素电极13和公共电极12在衬底10的厚度方向上错开设置，有效克服前述间隙过窄导致的像素电极13和公共电极12之间short不良的问题。
该实施例提供的阵列基板中，每个子像素11还包括薄膜晶体管(Thin-filmtransistor，简称TFT)，TFT包括栅极、有源层、源漏极(S/D)；通常，源漏极较栅极、有源层远离衬底10设置，TFT阵列层24包括覆盖源漏极的钝化层；在衬底10的一侧设有由各个TFT构成的TFT阵列层24，垂直墙14设于钝化层远离衬底10的一侧，第一边沿延伸部21；各像素电极13的第一边沿延伸部21通过钝化层上的过孔与TFT的漏极相连。
本实施例中，像素电极13和公共电极12均选用透明材质制成，例如像素电极13的材质可为ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)，公共电极12的材质可为ITO或IZO，不影响各子像素11的开口区的大小，确保透过率。
进一步地，每个公共电极12沿列方向延伸，每列子像素11对应有一个公共电极12。
对应于一列子像素11，可对应于每个子像素11设置一个公共电极12；或者，对应于一列子像素11，设置多个公共电极12，公共电极12的数量少于一列子像素11的数量，使得制造工艺较繁琐，会降低阵列基板的产能。
该实施例中，对应于一列子像素11，设置一个沿列方向延伸的公共电极12，即一条公共电极12线，如此简化公共电极12的布置，方便阵列基板的加工。
作为一种可选的实施方式，垂直墙14垂直于列方向的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，垂直墙14具有垂直于行方向的对称面，对称面将垂直墙14垂直于列方向的外表面划分为两部分，作为前述的第一表面17和第二表面18。
本实施例中，垂直墙14呈楔形台状，使得像素电极13和公共电极12能够稳定的搭设在垂直墙14上。
进一步地，垂直墙14在衬底10上的正投影以及与该垂直墙14相邻的子像素11在衬底10上的正投影存在交叠。如此，各个像素电极13的第一水平边缘延伸部分布在对应子像素11的底部开口区的上方，方便通过过孔工艺使得各个像素电极13的第一水平延伸边缘部能够与各个像素电极13对应的子像素11内的TFT的漏极相连。
如图4所示，本发明另一实施例提供一种阵列基板。与图2所示例的阵列基板的区别在于每个垂直墙14上像素电极13和公共电极12的设置。
图4所示例的阵列基板中，每个垂直墙14远离衬底10的一侧依次层叠设有公共电极12、绝缘膜层19以及像素电极13；
沿行方向每个垂直墙14具有彼此相背的两个表面；对于一个垂直墙14，其上的像素电极13在衬底10上的正投影覆盖两个表面的其中之一在衬底10上的正投影，其上的公共电极12在衬底10上的正投影至少覆盖两个表面的其中另一在衬底10上的正投影。
由于像素电极13较公共电极12距衬底10的距离更远，相对于衬底10，公共电极12位于下层，像素电极13位于上层，像素电极13覆盖两个表面的其中之一，公共电极12至多可覆盖两个表面。
该实施例中，公共电极12的第二边沿延伸部23贴合TFT阵列层24的钝化层设置。
参照图4，对于一个垂直墙14，其上的像素电极13在衬底10上的正投影覆盖第二表面18在衬底10上的正投影，其上的公共电极12在衬底10上的正投影覆盖两个表面在衬底10上的正投影，公共电极沿行方向的两端分别具有第二水平边缘延伸部23；
对于相邻两个垂直墙14，位于第i+1个垂直墙的第一表面17上的像素电极13和位于第i列垂直墙的第二表面18上的公共电极12被加载电压后，两者之间产生控制液晶转向的驱动电场。
其中，优选绝缘膜层19为钝化膜层，例如绝缘膜层19为SiOx膜层、SiNx膜层、SiON膜层中的一种或者多种的组合，绝缘膜层19使得像素电极13和公共电极12在衬底10的厚度方向上错开设置，有效克服前述间隙过窄导致的像素电极13和公共电极12之间short不良的问题。
如图5所示，本发明实施例还提供一种阵列基板，与图2所示例的阵列基板的区别也在于每个垂直墙14上像素电极13和公共电极12的设置。
图5所示例的阵列基板中，多个垂直墙14包括沿行方向交替设置的第一垂直墙141和第二垂直墙142；第一垂直墙141远离衬底10的一侧设有两个异层设置的像素电极13，第二垂直墙142远离衬底10的一侧设有两个异层设置的公共电极12，异层设置的两个像素电极13之间、异层设置的两个公共电极12之间均设有绝缘膜层19；
沿行方向每个垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个第一垂直墙141，两个像素电极13在衬底上的正投影分别对应覆盖两个表面在衬底上的正投影；对于一个第二垂直墙142，两个公共电极12在衬底上的正投影分别对应覆盖两个表面在衬底上的正投影。
该实施例中，两个异层设置的像素电极中，靠近衬底的像素电极的第一边沿延伸部21贴合TFT阵列层24的钝化层设置；两个异层设置的公共电极中，靠近衬底的公共电极的第二边沿延伸部23贴合TFT阵列层24的钝化层设置。
对于相邻两个垂直墙14，位于第一垂直墙141的第一表面17上的像素电极13和位于第二垂直墙142的第二表面18上的公共电极12被加载电压后，两者之间产生控制液晶转向的驱动电场。
其中，优选绝缘膜层19为钝化膜层，例如绝缘膜层19为SiOx膜层、SiNx膜层、SiON膜层中的一种或者多种的组合，绝缘膜层19使得对应于一个子像素的像素电极13和公共电极12在衬底10的厚度方向上错开设置，有效克服前述间隙过窄导致的像素电极13和公共电极12之间short不良的问题。
对于上述任一实施例提供的阵列基板，对于相向的第一面15和第二面16，包括但不局限于第一面15在右、第二面16在左的示例；对于单个垂直墙14，包括但不局限于第一表面17在左、第二表面18在右的示例。
本发明的实施例还提供一种液晶显示面板，包括阵列基板、与阵列基板相对设置的彩膜基板以及设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，阵列基板采用如上任一实施例提供的阵列基板。
该实施例中，在远离阵列基板的衬底的方向上，彩膜基板可贴合阵列基板上电极(公共电极和/或像素电极)设置，阵列基板的相邻垂直墙之间的空间内灌注液晶可形成液晶层。
本发明的实施例还提供一种显示装置，包括如上实施例提供的液晶显示面板。
本实施例提供的显示装置可以为台式机电脑显示屏、平板、智能手机、电视机、头戴显示设备等等。
在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本发明采用第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应局限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (7)
1.一种阵列基板，包括：衬底，所述衬底上设有阵列排布的多个子像素和多个公共电极，所述子像素包括像素电极，其特征在于，所述阵列基板还包括：沿列方向延伸且沿行方向并排设置的多个垂直墙，相邻两个所述垂直墙之间设有一列所述子像素；
沿行方向相邻两个所述垂直墙具有彼此相向的第一面和第二面，所述第一面设有所述像素电极，所述第二面设有所述公共电极，相向设置的所述像素电极和所述公共电极之间相互绝缘；
在所述衬底的厚度方向上，相向设置的所述像素电极和所述公共电极各自到所述衬底的距离不同；
每个所述垂直墙远离所述衬底的一侧依次层叠设有所述像素电极、绝缘膜层以及所述公共电极；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述垂直墙，其上的所述像素电极覆盖所述两个表面的其中之一，其上的公共电极在所述衬底上的正投影覆盖所述两个表面的其中另一在所述衬底上的正投影；
或者，
每个所述垂直墙远离所述衬底的一侧依次层叠设有所述公共电极、绝缘膜层以及所述像素电极；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述垂直墙，其上的像素电极在所述衬底上的正投影覆盖所述两个表面的其中之一在所述衬底上的正投影，其上的公共电极至少覆盖所述两个表面的其中另一；
或者，
所述多个垂直墙包括沿行方向交替设置的第一垂直墙和第二垂直墙；所述第一垂直墙远离所述衬底的一侧设有两个异层设置的所述像素电极，所述第二垂直墙远离所述衬底的一侧设有两个异层设置的所述公共电极，异层设置的两个所述像素电极之间、异层设置的两个所述公共电极之间均设有绝缘膜层；
沿行方向每个所述垂直墙具有彼此相背的两个表面；对于一个所述第一垂直墙，两个所述像素电极在所述衬底上的正投影分别对应覆盖所述两个表面在所述衬底上的正投影；对于一个所述第二垂直墙，两个所述公共电极在所述衬底上的正投影分别对应覆盖所述两个表面在所述衬底上的正投影。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个所述像素电极包括第一主体部和第一边沿延伸部，所述第一主体部搭设在所述垂直墙上，所述第一边沿延伸部与所述第一主体部靠近所述衬底的端部相连。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个所述公共电极包括第二主体部和第二边沿延伸部，所述第二主体部搭设在所述垂直墙上，所述第二边沿延伸部与所述第二主体部靠近所述衬底的端部相连。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个所述公共电极沿列方向延伸，每列所述子像素对应有一个所述公共电极。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述垂直墙垂直于列方向的横截面呈上窄下宽的等腰梯形结构，所述垂直墙具有垂直于行方向的对称面，所述对称面将所述垂直墙垂直于列方向的外表面划分为两个所述表面；和/或，
所述垂直墙在所述衬底上的正投影以及与该垂直墙相邻的所述子像素在所述衬底上的正投影存在交叠。
6.一种液晶显示面板，其特征在于，包括阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，所述阵列基板采用如权利要求1-5任一项所述的阵列基板。
7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6所述的液晶显示面板。
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