CN205787505U - 阵列基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种阵列基板及显示装置，涉及显示技术领域。阵列基板，包括：一基板，设置有呈十字型交叉布置的复数条数据线和复数条扫描线；复数条公共电极线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间；主动元件，设置在该复数条数据线与该复数条扫描线的十字型交叉区域；像素电极，以各个该十字型交叉区域为中心形成有复数个重复排列的像素电极单元，且通过一第一接触孔与该主动元件电性连接；透明电极，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接。本实用新型同时还公开了包括该阵列基板的液晶显示装置。

Description

阵列基板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种具有高透光率的阵列基板及显示装置。

背景技术

垂直电场型液晶显示模式是最基本的液晶显示模式，包括TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)、VA(Vertical Alignment，垂直配向)等液晶显示模式。目前市场上的TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，目前改良的TN面板的可视角度都达到160°。VA类面板是现在高端液晶应用较多的面板类型，属于广视角面板。VA类面板又分为MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向技术)面板、PVA(Patterned Vertical Alignment)面板、PSVA(Polymer Stabilization VerticalAlignment，聚合物稳定垂直配向)面板、UV²A(UV Vertical Alignment，UV光垂直配向)面板，等等。

垂直电场型液晶显示模式的像素结构分为TFT侧的像素结构和CF侧的像素结构两部分。TFT侧的像素结构主要实现TFT-LCD的电学功能，是决定像素电容效应、配向延迟效应、灰阶电压写入特性和保持特性的主要方面。CF侧的像素结构主要实现TFT-LCD的光学功能，是决定TFT-LCD对比度和色度域的主要方面。

TFT侧的像素结构一般采用Cs on COM结构。Cs on COM结构的特点是，像素电极覆盖在金属公共电极线上形成存储电容。公共电极线的位置可以在像素的上下两侧，也可以在像素的中央。公共电极线延伸到数据线两侧的结构起到遮光的作用。像素电极与公共电极线重叠的区域就是像素的存储电容面积。

CF侧的像素一般包括黑色矩阵BM、RGB色阻、间隙子、公共电极等结构。CF侧像素的结构主要由滤光和遮光两部分组成：滤光结构由RGB色层构成，遮光结构由黑色矩阵构成。CF侧像素结构的设计关键是把握黑色矩阵的遮光尺寸， 以及RGB色层与黑色矩阵遮光层的重叠量。黑色矩阵遮光结构的设计，目的是要防止CF基板和TFT基板贴合偏移后出现漏光现象。如果CF和TFT基板的贴合精度为6um，那么公共电极线的遮光线段靠近数据线一侧的边与黑色矩阵挨着色层一侧的边之间的距离至少要保证在6um以上。这个设计规则的存在，使得像素的实际开口率很低，降低了像素的光利用效率。

为了提高像素的光利用效率，一种做法是像FFS(Fringe Field Switching，边缘电场开关)那样把金属公共电极线更换为透明电极。FFS在扫描线层的下方需要通过一道ITO-PR工艺，在每个像素的底层形成面状分布的COM电极。FFS像素的扫描线、数据线和TFT开关的功能与其他显示模式共通，与扫描线同层的细条状金属COM线的主要功能是向底层面状COM电极提供稳定的COM电压，像素电极在四周连接成环状，由TFT开关进行供电。顶层连接像素电压的ITO图案和底层连接COM电压的ITO图案重叠形成像素的存储电容Cs。

借鉴FFS的透明底层面状COM电极的设计方法，可以在TN、VA等垂直配向型液晶显示模式中导入透明底层面状COM电极，提升像素的光利用效率。

实用新型内容

本实用新型专利所要解决的技术问题在于提供一种高透光率的阵列基板及显示装置。

为了达到上述或其它目的，本实用新型一方面提出了一种液晶显示装置的阵列基板，包括：一基板，设置有呈十字型交叉布置的复数条数据线和复数条扫描线；复数条公共电极线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间；主动元件，设置在该复数条数据线与该复数条扫描线的十字型交叉区域；像素电极，以各个该十字型交叉区域为中心形成有复数个重复排列的像素电极单元，且通过一第一接触孔与该主动元件电性连接；透明电极，以十字型交叉布置的该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接。

进一步地，该透明电极与该像素电极在与该阵列基板垂直的方向上具有部分重叠区域，该重叠区域形成存储电容器。

进一步地，该复数个重复排列的像素电极单元之间设有间隔距离。

进一步地，两相邻的数据线和两相邻的扫描线限定的区域内，形成一透明电极单元，该一透明电极单元的四周边界与该两相邻的数据线和该两相邻的扫描线间隔一定的距离。

进一步地，该透明电极直接分布在公共电极线的上方或者公共电极线的下方。

进一步地，该透明电极隔着绝缘介质分布在公共电极线的上方或者公共电极线的下方，隔着该绝缘介质通过一第二接触孔与该公共电极线电连接。

进一步地，该透明电极的材料采用锡掺杂三氧化铟、铝掺杂氧化锌、纳米银线、或者石墨烯。

为了达到上述或其它目的，本实用新型另一方面提出了一种液晶显示装置的阵列基板，包括：提供一阵列基板，形成第一层金属薄膜图案，该第一层金属薄膜图案包括复数条扫描线；在该第一层金属薄膜图案的图案上形成栅极绝缘层，在该栅极绝缘层的上方形成半导体图案；在该半导体图案上，形成第二层金属薄膜图案，该第二层金属薄膜图案包括复数条公共电极线，复数条数据线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间，该复数条数据线与该复数条扫描线呈十字型交叉布置；还包括薄膜晶体管漏极；在该第二层金属薄膜图案上形成透明电极，且该透明电极覆盖在该公共电极线的表面上方；在该透明电极上分布绝缘层，在该绝缘层上分布像素电极，该像素电极为以各个该复数条数据线与该复数条扫描线之间的十字型交叉区域为中心，形成复数个重复排列的像素电极单元，该像素电极单元通过贯穿该绝缘层的一接触孔与漏极实现电学连接；其中，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接。

为了达到上述或其它目的，本实用新型再一方面提出了一种液晶显示装置的阵列基板，包括：提供一阵列基板，形成第一层金属薄膜图案，该第一层金属薄膜图案包括复数条扫描线；在该第一层金属薄膜图案的图案上形成栅极绝缘层，在该栅极绝缘层的上方形成半导体图案，然后通过印刷方式形成透明电极；在该透明电极上形成第二层金属薄膜图案，该第二层金属薄膜图案包括复数条公共电极线，复数条数据线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间，该复数条数据线与该复数条扫描线呈十字型交叉布置；还包括薄膜晶体管漏极，且该公共电极线覆盖在该透明电极的表面上方，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的 区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接；在该第二层金属薄膜图案上分布绝缘层，在该绝缘层上分布像素电极，该像素电极为以各个该复数条数据线与该复数条扫描线之间的十字型交叉区域为中心，形成复数个重复排列的像素电极单元，该像素电极单元通过贯穿该绝缘层的一接触孔与漏极实现电学连接。

为了达到上述或其它目的，本实用新型又一方面提出了一种液晶显示装置，包括：上述阵列基板；对置基板，与该阵列基板相对设置；液晶层，夹置在该阵列基板与该对置基板之间；还包括公共电极，呈面电极图案分布在该对置基板上；其中，该公共电极层与该透明电极同时施加相同电位电压。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：金属线的面积小，金属线对光线的干扰影响小；像素的开口率高，对光线的利用效率高。

附图说明

图1为示意性示出本实用新型阵列基板侧像素结构平面示意图；

图2为示意性示出本实用新型图1中阵列基板侧平面结构示意图；

图3A为示意性示出本实用新型阵列基板侧像素结构平面示意图；

图3B为示意性示出本实用新型图3A中像素结构沿AA’方向上的剖面结构示意图；

图4为示意性示出图3B中所示的存储电容器结构示意图；

图5为示意性示出本实用新型液晶显示装置剖面结构示意图；

图6为示意性示出本实用新型液晶显示装置对置基板平面结构示意图；

图7为示意性示出本实用新型液晶显示装置在工作状态下剖面结构示意图；

图8A～8D为示意性示出本实用新型阵列基板不同制作步骤平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利 要求所限定的范围。

图1为示意性示出本实用新型阵列基板侧像素结构平面示意图。如图1所示，本实用新型提供了一种阵列基板的像素结构，包括：扫描线101、半导体层102、数据线103、源极(数据线)、漏极104、公共电极线105、透明电极106、接触孔107、像素电极108。

如图1所示，扫描线101与数据线103在像素中央呈十字型交叉布置，一该公共电极线105布置在两相邻的数据线103之间，在数据线103与扫描线101的交叉处设有薄膜晶体管。薄膜晶体管的栅极为扫描线101在该十字型交叉区域处图案，薄膜晶体管的源极为数据线103在该十字型交叉区域处图案，以及薄膜晶体管的漏极104，薄膜晶体管的沟道102。薄膜晶体管漏极104的上方设有接触孔107，像素电极108覆盖接触孔107使漏电极104与像素电极108实现等电位连接。透明电极106，以十字型交叉布置的该复数条数据线103和该复数条扫描线101限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线105电性连接。像素电极108与方块透明电极106部分重叠，形成存储电容器。该透明电极106与对应地一该公共电极线105电性连接，方块透明电极106的电位通过公共电极线105从显示屏外侧导入。优选地，公共电极线105与数据线103同层。

图2为示意性示出本实用新型图1中阵列基板侧平面结构示意图。如图2所示，本实用新型提供了一种阵列基板，包括复数个图3中所述的像素结构，像素电极108，以各个该十字型交叉区域为中心形成有复数个重复排列的像素电极单元，且通过一第一接触孔与该薄膜晶体管电性连接；透明电极106，在该复数条数据线103和该复数条扫描线101限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线105电性连接。

相邻像素的像素电极之间存在左右间隙S1，上下间隙S2。间隙S1和S2越小，像素的光利用效率越高。限制S1与S2大小的因素包括：曝光机的曝光精度；相邻像素电极电压之间的干扰强度。一般，间隙S1和S2在5um左右。

透明电极106分布在由扫描线与数据线包围的区域内。方块透明电极106在左侧与数据线保持间隔L1，在右侧与数据线保持间隔L3；方块透明电极106在上侧与扫描线保持间隔L2，在下侧与扫描线保持间隔L4。方块透明电极106 的电位通过公共电极线105从显示器外面输入。在图2中，像素电极108与方块透明电极106部分重叠，形成像素的存储电容Cs。

本实用新型提供的像素，方块透明电极为透明导电薄膜，主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。具体地有ITO(锡掺杂三氧化铟)、AZO(铝掺杂氧化锌)、纳米银线、石墨烯等。

在图1所示的像素结构中，方块透明电极层可以分布在数据线层的上方，即公共电极线105的上方；也可以分布在数据线层的下方，即公共电极线105的下方。

图3A为示意性示出本实用新型阵列基板侧像素结构平面示意图；图3B为示意性示出本实用新型图3A中像素结构沿AA’方向上的剖面结构示意图。结合图3A、3B，在像素AA’方向的截面图，对应的层次关系为：在玻璃、塑料等衬底基板111的上方分布扫描线101，在扫描线101上方分布栅极绝缘层112，在栅极绝缘层112上方分布半导体层102，在半导体层102的上方分布数据线(源极)103和漏极104，在数据线103上方分布方块透明电极106，在方块透明电极106上方分布保护绝缘层113，在保护绝缘层113的上方分布厚膜绝缘层114，在厚膜绝缘层114的上方分布像素电极108，像素电极108通过贯穿厚膜绝缘层114和保护绝缘层113的接触孔107与漏极106实现电学连接。根据实际需要，可以省略保护绝缘层113。

结合图1和图3A、3B，图4，像素电极与方块透明电极在重叠区域形成的存储电容Cs。因为像素电极与方块透明电极都是透明导电薄膜，重叠部分的区域依然是透光区域，这样的结构设计可以提高像素的光利用效率。

本实用新型上述实施例采用的是方块透明电极位于公共电极线上方的分布方式，本实用新型又一实施例又提出一种阵列基板，与上述实施例的结构大致相同，区别仅在于透明电极位于公共电极线下方。

图5为示意性示出本实用新型液晶显示装置剖面结构示意图。如图5所示，本实用新型还提供了一种液晶显示装置，包括：上述各实施方式以及对应各实施例的阵列基板100，对置基板200，以及夹设于该阵列基板100与该对置基板200之间的液晶功能层300。

图6为示意性示出本实用新型液晶显示装置对置基板平面结构示意图。如图 6所示，该液晶显示器件采用的对置基板200，包括衬底基板211(图中未示)、公共电极201、遮光图案202、间隙子203。根据需要，可以省略遮光图案202。在图5中，在对置基板200与阵列基板100之间为液晶功能层300，包括对置基板侧配向膜303、液晶301、阵列基板侧配向膜302。

该液晶显示器件采用的对置基板200的结构如图6所示，包括衬底基板211(图中未示)、公共电极201、遮光图案202、间隙子203。根据需要，可以省略遮光图案202。根据需要，可以使用红色、绿色、蓝色等色阻层。

如图5所示，透明电极103与对置基板上的公共电极201，电位固定，不随像素电压的变化而变化。优选地，透明电极103与对置基板上的公共电极201的电位相等。在间隙S1和S2区域，由于透明电极103与公共电极201之间的电位差为0，位于该区域的液晶分子排列状态固定，不随像素电压的变化而变化，液晶分子的状态可控。如图7所示，即使在像素电极108与公共电极201之间施加各种不同的电位，在间隙S1和S2区域的液晶分子，排列状态都是固定的。

对于使用UV²A(Ultraviolet induced multi-domain Vertical Alignment)技术的液晶显示模式，为了遮挡间隙S1和S2区域的透过光线，在常黑模式下阵列基板上的方块透明电极与对置基板上的公共电极之间的电位差设为0，在常白模式下阵列基板上的方块透明电极与对置基板上的公共电极之间设置一个高电压，一般大于5V。

本实用新型一实施例提供了一种阵列基板，以图3所示的断面结构为例，包括：

首先，如图8A所示，在透明基板上依次形成扫描线101、栅极绝缘层，以及半导体沟道102图案。

接着，如图8B所示，在半导体沟道102的上方形成公共电极线105、数据线(源极)103图案与漏极104图案。

接着，如图8C所示，在数据线上方形成方块透明电极106。方块透明电极106与左侧的数据线保持间隔L1，与右侧的数据线保持间隔L2，与上侧的扫描线保持间隔L2，与下侧的扫描线保持间隔L4。

接着，如图8D所示，在方块透明电极106的上方先后覆盖保护绝缘层与厚膜绝缘层，在漏极104的上方通过刻蚀形成接触孔107图案，然后再形成像素电 极108图案，最后形成像素的基本结构，如图2所示。

为了达到上述或其它目的，本实用新型再一实施例提出了一种液晶显示装置的阵列基板，包括：提供一阵列基板，形成第一层金属薄膜图案，该第一层金属薄膜图案包括复数条扫描线；在该第一层金属薄膜图案的图案上形成栅极绝缘层，在该栅极绝缘层的上方形成半导体图案，然后通过印刷工艺形成透明电极，印刷工艺直接形成具有导电功能的透明电极图案，不需要进行光刻工艺，对同样形成于栅极绝缘层上方的半导体图案不会造成不利的影响；在该透明电极上形成第二层金属薄膜图案，该第二层金属薄膜图案包括复数条公共电极线，复数条数据线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间，该复数条数据线与该复数条扫描线呈十字型交叉布置；还包括薄膜晶体管漏极，且该公共电极线覆盖在该透明电极的表面上方，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接；在该第二层金属薄膜图案上分布绝缘层，在该绝缘层上分布像素电极，该像素电极为以各个该复数条数据线与该复数条扫描线之间的十字型交叉区域为中心，形成复数个重复排列的像素电极单元，该像素电极单元通过贯穿该绝缘层的一接触孔与漏极实现电学连接。

本实用新型专利提出的像素结构，有如下特点：

(1)金属线又少又细：只有扫描线、公共电极线与数据线三条金属线。金属线少，金属遮光与反光的影响就小。在扫描线、公共电极线、数据线与像素电极之间隔着保护层与厚膜层，像素之间的耦合电容小，金属线可以做的很细。金属线细，金属遮光与反光的影响就小。

(2)液晶显示屏为了降低闪烁，一把采用点反转驱动模式，即相邻像素的电压正负极性相反。本实用新型专利的面状公共电极分布在相邻四个像素的下方，起到了屏蔽相邻像素电极之间的电力线干扰，保证了像素电极之间的液晶不受干扰。

(3)对于使用UV²A技术的液晶显示模式，扫描线与数据线就是液晶显示畴与相邻液晶显示畴之间的分界线，显示畴之间的黑纹直接分布在金属线上方，不额外占用不透光的区域，像素的光利用效率高。

(4)对于使用常黑模式的VA显示技术，在阵列基板上的透明电极与对置基 板上的公共电极之间的电位差设为0，在间隙S1和S2区域，液晶显示稳定的黑态，从而可以省略间隙S1和S2正上方的对置基板上的黑色矩阵。采用本实用新型的技术方案，透明电极与像素电极之间的重叠面积充分，像素电极的电力线主要集中于像素电极与透明电极之间，散发到像素电极外侧的电力线少，对间隙S1和S2区域的液晶的扰动微弱，可以解决像素电极电压(电力线)扰动导致的间隙S1和S2的漏光问题。

(5)对于使用常白模式的VA显示技术，在阵列基板上的透明电极与对置基板上的公共电极之间的电位差设为6V，在间隙S1和S2区域，液晶显示稳定的黑态，从而可以省略间隙S1和S2正上方的对置基板上的黑色矩阵。采用本实用新型的技术方案，透明电极与像素电极之间的重叠面积充分，像素电极的电力线主要集中于像素电极与透明电极之间，散发到像素电极外侧的电力线少，对间隙S1和S2区域的液晶的扰动微弱，可以解决像素电极电压(电力线)扰动导致的间隙S1和S2的漏光问题。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置的阵列基板，包括：

一基板，设置有呈十字型交叉布置的复数条数据线和复数条扫描线；

复数条公共电极线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间；

主动元件，设置在该复数条数据线与该复数条扫描线的十字型交叉区域；

像素电极，以各个该十字型交叉区域为中心形成有复数个重复排列的像素电极单元，且通过一第一接触孔与该主动元件电性连接；

透明电极，以十字型交叉布置的该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括：该透明电极与该像素电极在与该阵列基板垂直的方向上具有部分重叠区域，该重叠区域形成存储电容器。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，还包括：该复数个重复排列的像素电极单元之间设有间隔距离。

4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，还包括：两相邻的数据线和两相邻的扫描线限定的区域内，形成一透明电极单元，该一透明电极单元的四周边界与该两相邻的数据线和该两相邻的扫描线间隔一定的距离。

5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，该透明电极直接分布在公共电极线的上方或者公共电极线的下方。

6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，该透明电极隔着绝缘介质分布在公共电极线的上方或者公共电极线的下方，隔着该绝缘介质通过一第二接触孔与该公共电极线电连接。

7.根据权利要求1-6之一所述的阵列基板，其特征在于，该透明电极的材料采用锡掺杂三氧化铟、铝掺杂氧化锌、纳米银线、或者石墨烯。

8.一种液晶显示装置的阵列基板，包括：

提供一阵列基板，形成第一层金属薄膜图案，该第一层金属薄膜图案包括复数条扫描线；

在该第一层金属薄膜图案上形成栅极绝缘层，在该栅极绝缘层的上方形成半导体图案；

在该半导体图案上，形成第二层金属薄膜图案，该第二层金属薄膜图案包括复数条公共电极线，复数条数据线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间，该复数条数据线与该复数条扫描线呈十字型交叉布置；还包括薄膜晶体管漏极；

在该第二层金属薄膜图案上形成透明电极，且该透明电极覆盖在该公共电极线的表面上方；

在该透明电极上分布绝缘层，在该绝缘层上分布像素电极，该像素电极为以各个该复数条数据线与该复数条扫描线之间的十字型交叉区域为中心，形成复数个重复排列的像素电极单元，该像素电极单元通过贯穿该绝缘层的一接触孔与漏极实现电学连接；

其中，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接。

9.一种液晶显示装置的阵列基板，包括：

提供一阵列基板，形成第一层金属薄膜图案，该第一层金属薄膜图案包括复数条扫描线；

在该第一层金属薄膜图案的图案上形成栅极绝缘层，在该栅极绝缘层的上方形成半导体图案，然后形成透明电极；

在该透明电极上形成第二层金属薄膜图案，该第二层金属薄膜图案包括复数条公共电极线，复数条数据线，一该公共电极线布置在两相邻的数据线之间，该复数条数据线与该复数条扫描线呈十字型交叉布置；还包括薄膜晶体管漏极，且该公共电极线覆盖在该透明电极的表面上方，在该复数条数据线和该复数条扫描线限定的区域内，形成复数个重复排列的透明电极单元，该透明电极单元与该公共电极线电性连接；

在该第二层金属薄膜图案上分布绝缘层，在该绝缘层上分布像素电极，该像素电极为以各个该复数条数据线与该复数条扫描线之间的十字型交叉区域为中心，形成复数个重复排列的像素电极单元，该像素电极单元通过贯穿该绝缘层的一接触孔与漏极实现电学连接。

10.一种液晶显示装置，包括：

如权利要求1-9所述的阵列基板；

对置基板，与该阵列基板相对设置；

液晶层，夹置在该阵列基板与该对置基板之间；

还包括公共电极，呈面电极图案分布在该对置基板上；

其中，该公共电极层与该透明电极同时施加相同电位电压。