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CN109212839A - 阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法 - Google Patents

阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法 Download PDF

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CN109212839A CN201811417955.1A CN201811417955A CN109212839A CN 109212839 A CN109212839 A CN 109212839A CN 201811417955 A CN201811417955 A CN 201811417955A CN 109212839 A CN109212839 A CN 109212839A
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Abstract

一种阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法，阵列基板包括多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管、金属公共电极、像素电极及辅助电极，像素电极通过第一通孔与对应薄膜晶体管的源极或漏极连接，金属公共电极、像素电极及辅助电极由下至上依次设置且相互绝缘，像素电极具有与阵列基板的开口区对应的部分，金属公共电极与辅助电极在开口区的周侧对应设置并分别具有与第一通孔位置对应的部分，各像素单元内的辅助电极连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场。本发明可有效解决在对配向膜进行摩擦配向的过程中，由于开口区周围的膜层高度落差引起摩擦配向不足而影响画质的问题。

Description

阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是关于一种阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法。
背景技术
随着电子产品朝着轻、薄、小型化快速发展，各种携带式电子产品几乎都以液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)作为显示面板，特别是在摄录放影机、笔记本电脑、台式电脑、智能电视、移动终端或个人数字处理器等产品上，液晶显示器已是重要的组成组件。
液晶显示器利用了液晶的特殊物理与光电特性来显示画面，通过电压来控制液晶分子的不同状态，可使背光模组的光以所需要的偏振方向穿透液晶层，从而呈现出不同的色泽与图形的画面。为使液晶分子有规律的排列，需要在液晶层的上下表面增加配向膜，液晶分子顺着该配向膜方向排列并与基板呈一定角度。当向液晶层施加电压时，液晶分子在电场作用下转动，产生光电特性。如果没有配向膜，液晶分子在液晶层内将会无规则地排列，向液晶层施加电压时，液晶分子站立方向不同，将穿过开口区的光散射、衍射而产生漏光现象，从而无法正常显示画面。然而，在形成配向膜的摩擦(Rubbing)制程中，容易出现由于配向膜表面高度落差造成部分位置摩擦不足，同样会导致与这部分位置对应的液晶无规则排列而引起漏光，影响画质。
请参考图1与图2，现有的一种阵列基板包括基板10、设置在基板10上的多个薄膜晶体管11、覆盖在薄膜晶体管11上的绝缘层17以及位于绝缘层17上的像素电极13，绝缘层17上设有通孔171，每一薄膜晶体管11包括栅极111、栅绝缘层14、半导体沟道层、源极112以及漏极113，栅极111设置在基板10上，栅极111的同层还设有金属公共电极12，栅绝缘层14覆盖在基板10、栅极111和金属公共电极12上，半导体沟道层设置在栅绝缘层14上且位于栅极111的正上方，源极112与漏极113设置在半导体沟道层上且位于半导体沟道层的两侧，漏极113位于通孔171的下方并且像素电极13通过通孔171与漏极113相连接，像素电极13具有与阵列基板的开口区101(透光区)对应的部分131，金属公共电极12设置在开口区101周侧，如此，阵列基板的开口区101与开口区101的周侧之间将由于膜层数量的差别而出现高度落差，尤其是通孔171所在的位置与开口区101之间将存在两层金属层的厚度落差，也即，由漏极113所在层与金属公共电极12所在层形成的厚度落差。这样的结构在形成配向膜的过程中，将由于开口区101周围的膜层高度落差引起开口区101周围摩擦配向不足，导致与这部分位置对应的液晶18无规则排列而引起漏光现象，影响画质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法，可有效解决在对配向膜进行摩擦配向的过程中，由于开口区周围的膜层高度落差引起摩擦配向不足而影响画质的问题。
本发明提供一种阵列基板，包括多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管、金属公共电极、像素电极及辅助电极，所述像素电极通过第一通孔与对应薄膜晶体管的源极或漏极连接，所述金属公共电极、所述像素电极及所述辅助电极由下至上依次设置且相互绝缘，所述像素电极具有与阵列基板的开口区对应的部分，所述金属公共电极与所述辅助电极在所述开口区的周侧对应设置并分别具有与所述第一通孔位置对应的部分，各像素单元内的辅助电极连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场。
其中，所述辅助电极与所述金属公共电极还分别具有与数据线位置对应的部分。
其中，所述辅助电极与所述金属公共电极的与所述数据线位置对应的部分位于所述数据线与所述开口区之间。
其中，所述数据线设置在相邻的两列像素电极之间。
其中，所述辅助电极与所述金属公共电极的投影重叠。
其中，所述金属公共电极形成于所述薄膜晶体管的栅极的所在层。
其中，所述辅助电极为金属电极或透明电极。
其中，所述辅助电极的宽度小于所述金属公共电极的宽度，且所述辅助电极与所述金属公共电极的远离所述开口区的边缘之间对齐。
本申请还提供一种显示器件，所述显示器件包括彩色滤光片基板、液晶及如上所述的阵列基板，所述液晶设置在所述彩色滤光片基板与所述阵列基板之间，所述彩色滤光片基板设置有公共电极。
本申请还提供一种显示器件的控制方法，应用于如上所述的显示器件，包括：
监测所述显示器件的显示状态；
当所述显示器件的显示状态为暗态时，向阵列基板中的辅助电极输入辅助电压，所述辅助电压大于或等于液晶的阈值电压，以使所述辅助电极与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动所述液晶的辅助电场。
本发明的阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法，每个像素单元内设置有薄膜晶体管、金属公共电极、像素电极及辅助电极，像素电极具有与阵列基板的开口区对应的部分，金属公共电极与辅助电极在开口区的周侧对应设置并分别具有与第一通孔位置对应的部分，各像素单元内的辅助电极连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场，如此，通过使辅助电极在开口区的周侧与金属公共电极对应设置并具有与第一通孔位置对应的部分，使得辅助电极可以与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场，改善第一通孔附近的液晶因摩擦配向不足而混乱排列的问题，从而改善暗态时的漏光现象，提高画质。
附图说明
图1为现有技术中一种阵列基板的布线示意图。
图2为现有技术中一种显示器件沿图1所示的II-II线的剖面示意图。
图3为本发明一实施例中的阵列基板的布线示意图。
图4为本发明一实施例中的显示器件沿图3所示的IV-IV线的剖面示意图。
图5为现有技术中显示器件在显示不同颜色画面时的透过率-电压曲线示意图。
图6为本发明一实施例中显示器件在显示不同颜色画面时的透过率-电压曲线示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图3为本发明一实施例中的阵列基板的布线示意图。图4为本发明一实施例中的显示器件沿图3所示的IV-IV线的剖面示意图。如图3与图4所示，本发明的阵列基板包括基板20以及设置在基板20上的栅线(Gate line)251、数据线(Date line)252，栅线251和数据线252之间限定出多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管21、金属公共电极22、像素电极23及辅助电极26，薄膜晶体管21不限于为非晶硅(a-Si)薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管，像素电极23具有与阵列基板的开口区(请参考图1中的开口区101)对应的部分231并在非开口区通过第一通孔271与对应薄膜晶体管21的漏极213连接(另一实施例中也可以与源极212连接)，金属公共电极22、像素电极23及辅助电极26在基板20上由下至上依次设置且相互绝缘，金属公共电极22与辅助电极26在开口区的周侧对应设置并分别具有与第一通孔271位置对应的部分，在一实施方式中，金属公共电极22与辅助电极26不限于分别经过第一通孔271的正上方和正下方，各像素单元内的辅助电极26连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板30上的整面状的公共电极(图未示)形成驱动液晶28的辅助电场。
根据本发明实施例的阵列基板的结构，通过使辅助电极26在开口区的周侧与金属公共电极22对应设置并具有与第一通孔271位置对应的部分，也即辅助电极26设置在具有膜层高度落差的位置，对于TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)液晶面板而言，当显示器件的显示状态为暗态时，像素电极23和彩色滤光片基板30上的公共电极之间将形成用于驱动液晶28扭转的垂直电场，此时，向阵列基板中的辅助电极26输入辅助电压，辅助电压大于或等于液晶28的阈值电压，以使辅助电极26与彩色滤光片基板30上的公共电极形成驱动液晶28的辅助电场，该辅助电场同样为垂直电场，当像素电极23和公共电极之间的垂直电场与辅助电极26和公共电极之间的垂直电场相叠加时，第一通孔271附近的液晶28，也即辅助电场所作用的液晶28因摩擦配向不足而混乱排列的现象将得到改善，从而改善暗态漏光现象，提高画质。
请参考图3，金属公共电极22还具有与数据线252位置对应的部分，也即，金属公共电极22经过开口区周侧的与数据线252对应的部分，因此，开口区周侧的与数据线252对应的部分也存在因膜层数量的差别而引起的高度落差，也即，由金属公共电极22所在层形成的厚度落差，在形成配向膜的过程中，这部分位置也容易因膜层高度落差引起摩擦配向不足，导致与这部分位置对应的液晶28无规则排列而引起漏光现象，影响画质。
为解决上述问题，在一实施方式中，辅助电极26还具有与数据线252位置对应的部分，可选的，辅助电极26与金属公共电极22的与数据线252位置对应的部分位于数据线252与开口区之间，其中，当采用双栅极结构时，数据线252设置在相邻的两列像素电极23之间，数据线252两侧的辅助电极26跨过数据线252而相互连接，数据线252两侧的金属公共电极22跨过数据线252而相互连接。
由于金属公共电极22为不透光的金属材料且是影响开口区周侧与开口区之间膜层高度落差的因素之一，因此，辅助电极26与金属公共电极22之间优选采用投影重叠的方式进行设置，在改善漏光现象的同时不会降低开口率，从而保证显示器件的光透过率。对薄膜晶体管21采用非晶硅薄膜晶体管的显示器件进行试验，如图5与图6所示，其中，图5所示的是显示器件在增加辅助电极26之前显示白画面、红画面、绿画面和蓝画面的透过率-电压曲线，图6所示的是显示器件在增加辅助电极26之后显示白画面、红画面、绿画面和蓝画面的透过率-电压曲线，从图中可知，在增加辅助电极26之前和之后，显示器件显示同一颜色画面时的透过率-电压曲线基本一致，因而设置辅助电极26不会降低开口率。
在一实施方式中，辅助电极26的宽度小于金属公共电极22的宽度，且辅助电极26与金属公共电极22的远离开口区的边缘之间对齐，也就是说，辅助电极26相对金属公共电极22更加远离开口区，从而降低辅助电场对原有的垂直电场的影响。
根据本发明实施例的阵列基板的结构，通过使辅助电极26在开口区的周侧与金属公共电极22对应设置并具有与第一通孔271、数据线252位置对应的部分，也即辅助电极26设置在具有膜层高度落差的位置，使得这部分位置对应的液晶28可以在辅助电场的作用下改善原有的混乱排序现象，降低开口区周侧的液晶28对从开口区出射的光的影响，从而改善暗态漏光的现象，提高画质。
请继续参考图3与图4，本发明实施例的阵列基板的层间结构具体可以为，基板20的一侧依次设有第一金属层、栅绝缘层24、半导体沟道层、第二金属层、第一绝缘层27、第一透明电极层、第二绝缘层29及第三金属层或第二透明电极层，其中，第一金属层中形成有栅线251、薄膜晶体管21的栅极211及金属公共电极22，也就是说，金属公共电极22形成于薄膜晶体管21的栅极211的所在层，第二金属层中形成有数据线252、薄膜晶体管21的源极212和漏极213，第一透明电极层中形成有像素电极23，第一绝缘层27中形成有暴露出薄膜晶体管21的漏极213的第一通孔271，第二绝缘层29中形成有暴露出信号线的第二通孔，第三金属层或第二透明电极层中形成有辅助电极26，也就是说，辅助电极26为金属电极或透明电极。
根据本发明实施例的阵列基板的层间结构，本发明的阵列基板的制作方法可以包括以下步骤：
步骤一，形成栅绝缘层24；
步骤二，形成图案化的半导体沟道层；
步骤三，形成图案化的第二金属层，第二金属层包括薄膜晶体管21的源极212和漏极213；
步骤四，形成图案化的第一绝缘层27，第一绝缘层27包括暴露出第二金属层中的源极212或漏极213的第一通孔271，第一通孔271与金属公共电极22的第一部分位置对应；
步骤五，形成图案化的第一透明电极层，第一透明电极层包括像素电极23，像素电极23具有与开口区对应的部分231，各像素电极23通过对应的第一通孔271与第二金属层中的源极212或漏极213连接；
步骤六，形成图案化的第二绝缘层29，第二绝缘层29包括暴露出信号线的第二通孔；
步骤七，形成图案化的第三金属层或第二透明电极层，第三金属层或第二透明电极层包括在开口区的周侧与金属公共电极22对应设置的辅助电极26，辅助电极26具有与第一通孔271位置对应的第二部分，各辅助电极26相互连通并通过第二通孔连接至信号线，以用于与彩色滤光片基板30上的公共电极形成驱动液晶28的辅助电场。
在上述步骤中，每个步骤均对应通过一道光罩(Mask)进行图案化。
请继续参考图4，本发明还提供一种显示器件，显示器件包括彩色滤光片基板30、液晶28及如上所述的阵列基板，液晶28设置在彩色滤光片基板30与阵列基板之间，彩色滤光片基板30设置有公共电极。
本发明还提供一种显示器件的控制方法，应用于如上的显示器件，包括以下步骤：
步骤一，监测显示器件的显示状态；
步骤二，当显示器件的显示状态为暗态时，向阵列基板中的辅助电极26输入辅助电压，辅助电压大于或等于液晶28的阈值电压，以使辅助电极26与彩色滤光片基板30上的公共电极形成驱动液晶28的辅助电场。
其中，当显示器件处于工作状态时，监测显示器件的显示状态，对于TN液晶面板而言，当显示器件的显示状态为暗态时，像素电极23和彩色滤光片基板30上的公共电极之间将形成用于驱动液晶28扭转的垂直电场，此时，现有的显示器件将因为开口区周侧液晶28的混乱排列而出现漏光现象，而本发明实施例通过设置辅助电极26，可在暗态时向阵列基板中的辅助电极26输入辅助电压，辅助电压大于或等于液晶28的阈值电压，以使辅助电极26与彩色滤光片基板30上的公共电极形成驱动液晶28的辅助电场，该辅助电场同样为垂直电场，当像素电极23和公共电极之间的垂直电场与辅助电极26和公共电极之间的垂直电场相叠加时，开口区周侧的液晶28，也即辅助电场所作用的液晶28因摩擦配向不足而混乱排列的现象将得到改善，从而改善暗态漏光现象，提高画质。
本发明的阵列基板、显示器件及显示器件的控制方法，每个像素单元内设置有薄膜晶体管、金属公共电极、像素电极及辅助电极，像素电极具有与阵列基板的开口区对应的部分，金属公共电极与辅助电极在开口区的周侧对应设置并分别具有与第一通孔位置对应的部分，各像素单元内的辅助电极连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场，如此，通过使辅助电极在开口区的周侧与金属公共电极对应设置并具有与第一通孔位置对应的部分，使得辅助电极可以与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场，改善第一通孔附近的液晶因摩擦配向不足而混乱排列的问题，从而改善暗态时的漏光现象，提高画质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括多个像素单元，每个所述像素单元内设置有薄膜晶体管、金属公共电极、像素电极及辅助电极，所述像素电极通过第一通孔与所述薄膜晶体管的源极或漏极连接，所述金属公共电极、所述像素电极及所述辅助电极由下至上依次设置且相互绝缘，所述像素电极具有与所述阵列基板的开口区对应的部分，所述金属公共电极与所述辅助电极在所述开口区的周侧对应设置并分别具有与所述第一通孔位置对应的部分，各所述像素单元内的所述辅助电极连接至同一信号线以用于与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动液晶的辅助电场。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极与所述金属公共电极还分别具有与数据线位置对应的部分。
3.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极与所述金属公共电极的与所述数据线位置对应的部分位于所述数据线与所述开口区之间。
4.如权利要求2或3所述的阵列基板，其特征在于，所述数据线设置在相邻的两列所述像素电极之间。
5.如权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极与所述金属公共电极的投影重叠。
6.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述金属公共电极形成于所述薄膜晶体管的栅极的所在层。
7.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极为金属电极或透明电极。
8.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极的宽度小于所述金属公共电极的宽度，且所述辅助电极的远离所述开口区的边缘与所述金属公共电极的远离所述开口区的边缘对齐。
9.一种显示器件，其特征在于，所述显示器件包括彩色滤光片基板、液晶及如权利要求1所述的阵列基板，所述液晶设置在所述彩色滤光片基板与所述阵列基板之间，所述彩色滤光片基板设置有公共电极。
10.一种显示器件的控制方法，应用于如权利要求9所述的显示器件，其特征在于，包括：
监测所述显示器件的显示状态；
当所述显示器件的显示状态为暗态时，向阵列基板中的辅助电极输入辅助电压，所述辅助电压大于或等于液晶的阈值电压，以使所述辅助电极与彩色滤光片基板上的公共电极形成驱动所述液晶的辅助电场。
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