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CN113721395B - 显示面板及显示装置 - Google Patents

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CN113721395B
CN113721395B CN202110980101.XA CN202110980101A CN113721395B CN 113721395 B CN113721395 B CN 113721395B CN 202110980101 A CN202110980101 A CN 202110980101A CN 113721395 B CN113721395 B CN 113721395B
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本申请公开一种显示面板及显示装置。显示面板在对应每一像素单元的部分包括像素电极层、第一金属层、第二金属层及公共电极层。第二金属层包括具有第一数据线及第二数据线。公共电极层包括公共电极及设在公共电极的主干槽及分别位于不同纵向位置的第一开槽与第二开槽。第一开槽相对像素电极层与第一数据线重叠，第二开槽相对像素电极层与第二数据线重叠，从而避免开槽结构及数据线分别占用像素开口的面积，并减少像素开口的损失。

Description

显示面板及显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及显示装置。
背景技术
一般显示面板的像素结构是由扫描线与数据线交错定义出像素单元。对于超高清面板或高刷新频率的像素设计而言，在单一像素单元增加一倍数据线的架构，可增加一倍像素充电，进而改善像素的充电率。但是对于上述像素单元架构而言，因增加一倍数据线(data line)数量，数据线会大量挤占像素的布局空间，从而降低像素的开口率。以开口损失比较小的一种像素架构来说，对每个像素而言，两根数据线从像素开口区下面穿过，并且位于像素开口的左、右两侧，两根数据项正负极性不同，其对像素电极的耦合效应可以正负抵消。目前的像素结构具有交叉构型的横向主干像素电极及纵向主干像素电极，通过数据线控制像素电极的电位。然而，在目前利用两根数据线构成的像素结构的光学特征中发现，在像素亮态时，会在像素电极的主干区形成十字构型的暗纹。亦即，该十字暗纹和在开口区的两根数据线分别占据了像素开口区不同的范围，并一起造成像素穿透损失，减少像素开口的面积。
发明内容
本申请提供一种显示面板及显示装置，以解决现有的显示面板因为双数据线及十字暗纹分别占据了像素开口不同的区域，造成像素穿透损失，减少像素开口面积的技术问题。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种显示面板，包括相对设置的第一基板及第二基板、显示层及分布在所述第一基板及所述第二基板之间的多个像素单元。所述显示面板在对应每一所述像素单元的部分包括像素电极层，设置在所述第一基板与所述显示层之间，包括像素电极、隔离槽及屏蔽电极，其中所述隔离槽设置在所述像素电极及所述屏蔽电极之间，并围绕所述像素电极；第一金属层，设置在所述第一基板上，并位于所述像素电极层及所述第一基板之间；第二金属层，设置在所述第一基板及所述像素电极层之间，并包括具有第一数据线及第二数据线的数据线组，所述数据线组电连接于所述像素电极层；公共电极层，设置在所述第二基板与所述显示层之间，并包括公共电极及设在所述公共电极的主干槽、第一开槽及第二开槽，其中所述公共电极对应所述像素电极设置，所述第一开槽与所述第二开槽分别位于不同的纵向位置，所述第一开槽垂直并连接于所述主干槽的一侧，所述第二开槽垂直并连接于所述主干槽的另一侧，且所述第一开槽相对所述像素电极层与所述第一数据线重叠，所述第二开槽相对所述像素电极层与所述第二数据线重叠。
进一步地，所述主干槽包括相对设置的第一端及第二端及定义在所述第一端及第二端之间的中间轴，其中所述第一开槽及所述第二开槽分别位于所述中间轴的相对二侧，所述第一数据线与所述中间轴之间的水平距离小于所述第一数据线与所述第一端之间的水平距离，且所述第二数据线与所述中间轴之间的水平距离小于所述第二数据线与所述第二端之间的水平距离。
进一步地，所述主干槽在所述像素电极层的正投影位于所述像素电极的中央位置或靠近所述中央位置，且所述主干槽的第一端及第二端分别延伸至所述像素电极的相对二边，或超出所述像素电极的相对二边。
进一步地，所述第一数据线及所述第二数据线分别包括顶线段、底线段及位于所述顶线段及所述底线段之间的垂直线段，其中所述顶线段及所述底线段分别朝所述主干槽的中间轴方向倾斜，所述第一数据线的垂直线段对应于所述第一开槽的位置，且所述第二数据线的垂直线段对应于所述第二开槽的位置。
进一步地，所述像素电极层的像素电极为矩形电极块，所述遮蔽电极包围所述隔离槽设置，并电连接于所述第二金属层。
进一步地，所述第一开槽远离所述主干槽的一端在所述像素电极层的正投影是超过所述像素电极的顶侧，及所述第二开槽远离所述主干槽的一端在所述像素电极层的正投影是超过所述像素电极的底侧。
进一步地，所述主干槽具有第一宽度，所述第一开槽及所述第二开槽分别具有第二宽度，其中所述第一宽度及所述第二宽度分别小于或等于30微米，且大于或等于3微米。
进一步地，所述主干槽为水平状，并以一水平方向设置在所述公共电极，所述第一开槽及所述第二开槽分别为竖直状，并分别垂直于所述主干槽，其中所述第一数据线的宽度大于或等于所述第一开槽或所述第二开槽的宽度，及所述第二数据线的宽度大于或等于所述第二开槽或所述第二开槽的宽度。
进一步地，所述显示面板还包括栅极绝缘层、设在所述第二金属层上的缓冲层、设在所述缓冲层及所述像第二基板之间的彩膜层及平坦层。
本申请实施例还提供一种显示装置，包括背光模块及前述实施例的显示面板，所述背光模块用于提供所述显示面板所需的光源。
本申请的有益效果为：在本申请提供的显示面板及显示装置中，公共电极层包括主干槽及相互间隔设置在主干槽相对二侧的第一开槽及第二开槽的开槽结构，及像素电极层包括矩形块状像素电极、隔离槽及屏蔽电极的像素电极结构。利用朝内延伸设置的第一数据线和第二数据线、所述开槽结构及所述像素电极结构的配合，使第一开槽及第二开槽呈现非十字形的暗区，并且所述暗区可以被第一数据线及第二数据线遮蔽，不会占据相素开口的不同部位，从而减少像素开口的损失，同时可改善像素的充电率，提升显示面板的在高刷新频率的显示效果。据此，本申请的显示面板及显示装置有效解决传统显示面板因为十字暗纹和在开口区的数据线分别占据了像素开口区不同的范围，进而造成像素穿透损失，减少像素开口的面积的问题。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的显示面板的立体分解结构示意图。
图2为本申请实施例的像素电极层的部分结构示意图。
图3为本申请实施例的公共电极层的部分结构示意图。
图4为所述像素电极层及所述公共电极层相互对准的结构示意图。
图5为本申请实施例的像素单元的光学模拟示意图。
图6为本申请实施例的像素电极层的结构示意图。
图7为本申请实施例的公共电极层的结构示意图。
图8为图1的显示面板部分的平面组合结构示意图。
图9为本申请实施例的像素单元的像素暗纹分布仿真图。
图10为本申请实施例的像素单元的像素的电势场分布和液晶倒向分布图。
图11为本申请实施例的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。在附图中，为了清晰理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。即附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本申请不限于此。
本申请实施例提供一种显示面板，尤其是指一种具有薄膜晶体管阵列的液晶显示面板。所述显示面板设置有数条栅极扫描线和数条数据线，所述数条栅极扫描线和数条数据线限定出多个像素单元，每个像素单元内设置有薄膜晶体管和像素电极。具体的，本申请实施例采用单一像素单元中的栅极线的数量减半、数据线的数量倍增的架构驱动显示单元。亦即，每一像素单元是利用两条数据线及一条扫描线的搭配驱动所述像素单元。
请参阅图1，图1为本申请实施例的显示面板1的立体分解结构示意图。如图1所示，本申请实施例的显示面板1具有一层叠架构，包括由下往上(即图1所示的由右朝左的方向)设置的第一基板10、第一金属层11、栅极绝缘层12、第二金属层13、钝化层15、彩膜层16、平坦层17、像素电极层18、显示层30、公共电极层21、黑矩阵层201及第二基板20。特别注意的是，图1是以一个像素单元具有四畴(domain)的像素设计作为本申请显示面板1的说明，其中第一基板10及第二基板20可为玻璃基板、石英基板或塑料基板，在此并不限定。第一基板10及第二基板20之间以阵列方式排布有多个所述像素单元。本实施例的显示层30为一液晶显示层，包括有多个液晶分子(未图示)。此外，第一金属层11包括栅极111及扫描线112，而第二金属层13包括一个数据线组130及有源组件14，其中数据线组130由第一数据线131及第二数据线132构成，且有源组件14及栅极111共同构成一个薄膜晶体管。亦即，本申请的第一基板10为阵列基板，即本申请的显示面板1为一种薄膜晶体管液晶显示面板。
如图1所示，栅极绝缘层12、钝化层15及平坦层17的材料可分别为氮化物(氮化硅等)、氧化物(氧化硅、二氧化硅)或者其他绝缘材料。此外，本申请实施例的彩膜层16与第一基板10集成在一起而形成一种彩膜在阵列基板(color filter on array，简称C0A)的结构。利用COA结构可以避免第一基板10和第二基板20对盒时的偏差影响显示器件开口率和出现漏光的问题。然而，本申请的显示面板1并不以COA结构为限制。亦即，彩膜层16也可以设在第二基板20的一侧(未图示)，从而形成一种非COA结构的彩膜基板。
请参阅图2，其为本申请实施例的像素电极层18的部分结构示意图。如图2所示，本申请实施例的像素电极层18的材料为氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)，并包括像素电极181、屏蔽电极182及隔离槽183构成的像素电极结构，其中隔离槽183设置在像素电极181及屏蔽电极182之间，并围绕像素电极181，且隔离槽183的宽度大于或等于2微米。特别注意的是，有别于传统像素单元的结构，本申请的像素电极181为整片的矩形电极块，亦即，矩形电极块内并不具有狭缝。
请参阅图3并配合图1，图3为本申请实施例的公共电极层21的部分结构示意图。公共电极层21设置在第二基板20与显示层30之间(如图1所示)。如图3所示，公共电极层21的材料为氧化铟锡，并包括公共电极211及形成在公共电极211内并且穿透公共电极211的开槽结构。所述开槽结构包括主干槽212、第一开槽213及第二开槽214，其中公共电极211是对应矩型块状的像素电极181设置。在本实施例中，第一开槽213与第二开槽214分别位于不同的纵向位置，且第一开槽213垂直并连接于主干槽212的一侧，第二开槽214垂直并连接于主干槽212的另一侧。具体地，主干槽212包括相对设置的第一端212a及第二端212b及定义在第一端212a及第二端212b之间的中间轴210，其中第一开槽213及第二开槽214分别位于中间轴210的相对二侧。在本实施例中，主干槽212具有第一宽度D1，第一开槽213及第二开槽214分别具有第二宽度D2，其中第一宽度D1及第二宽度D2分别小于或等于30微米，且大于或等于3微米。特别注意的是，第一宽度D1不能太小，否则ITO缝隙诱发的偏转电场不会很强，对应所述开槽结构的暗纹可能不会按照预期形成。此外，考虑到对像素穿透率的损失，第一宽度D1及第二宽度D2亦不能过大。换句话说，越大的开槽的宽度所损失开口率越大，即像素有效发光面积越小，故在实现所需功能的前提下，以小于或等于30微米的范围为佳。
此外，如图3所示，第一开槽213与主干槽212共同构成近似倒转T的构型，而第二开槽214与主干槽212共同构成一个T构型。具体地，第一开槽213、第二开槽214及主干槽212在侧向视角下共同构成一近似Z字形的构型。
请参阅图4及图5。图4为像素电极层18及公共电极层21相互对准的结构示意图，图5为本申请实施例的像素单元的光学模拟示意图。如图4所示，在公共电极层21在像素电极层18的正投影的视角下，第一开槽213远离主干槽212的一端是延伸超过像素电极181的顶侧，并且进入像素电极层18的隔离槽183，及第二开槽214远离主干槽212的一端是延伸超过像素电极181的底侧，并且进入隔离槽183。此外，如图4所示，主干槽212位于对应的像素电极181的中央位置或靠近所述中央位置，且主干槽212的第一端212a及第二端212b分别延伸至像素电极181的相对二边，或超出像素电极181的相对二边。如图5所示，利用公共电极层21的主干槽212、第一开槽213及第二开槽214的开槽结构搭配下方矩形块状的像素电极181及隔离槽183，本申请的像素单元在数据线组130的数据信号控制下的光学模拟图完好呈现出主干槽212、第一开槽213及第二开槽214的暗纹形状，亦即，没有出现暗纹异常。此外，矩形隔离槽183形成的缝隙电场，用以诱导像素单元内液晶正确倾倒。特别注意的是，第一开槽213超过像素电极181的长度必须是大于或等于1微米，且第二开槽214超过像素电极181的长度必须是大于或等于1微米，通过上述结构才能使本申请的显示状态如图5所示的无暗纹异常。
如上所述，本申请像素单元采用栅极线的数量减半，且数据线的数量倍增的结构(即half gate and two data,HG2D)，以改善像素的充电率，从而提升高更新率的显示效果。如图1所示，本申请实施例的第一数据线131及第二数据线132共同构成一个数据线组130，设置在像素电极层18的下方。请参阅图6，图6为本申请实施例的像素电极层18的结构示意图。如图6所示，遮蔽电极182包围隔离槽183设置，且遮蔽电极182的一侧延伸出连接线184，用以电连接于第二金属层13。在本申请实施例中，遮蔽电极182形成一种数据线上方无黑色矩阵(data line black matrix less，DBS)的公共电极线，但并不以此为限。
请参阅图7，其为本申请实施例的公共电极层21的结构示意图。图7所述的公共电极层21为图3所示的公共电极层21的反向视图。如图7所示，公共电极层21包括公共电极211及形成在公共电极211内并且穿透公共电极211的开槽结构。所述开槽结构包括主干槽212、第一开槽213及第二开槽214，其相互结构关系已详述如上，于此不再赘述。特别注意的是，公共电极层21的顶部和第二基板20之间可设置黑矩阵层201，用以遮蔽下方部件。
请参阅图8并配合图1及图3。图8为图1的显示面板1部分的平面组合结构示意图，主要用以表示公共电极层21、像素电极层18及第二金属层13之间的对应关系。如图8所示，第二金属层13的有源组件14包括源极141、漏极142及通道层143，且有源组件14对应位于遮蔽电极182的连接线184及像素电极181之间的区域。续请参阅图8及图3，第一数据线131与主干槽212的中间轴210之间的水平距离小于第一数据线131与主干槽212的第一端212a之间的水平距离，及第二数据线132与中间轴210之间的水平距离小于第二数据线132与第二端212b之间的水平距离。具体地，如图8所示，第一数据线131及第二数据线132分别包括顶线段133、底线段134及位于顶线段133及底线段134之间的垂直线段135，其中顶线段133及底线段134分别朝中间轴210方向倾斜，使垂直线段135朝中间轴210方向靠近，从而使第一数据线131的垂直线段135对应于第一开槽213的位置，及第二数据线132的垂直线段135对应于第二开槽214的位置。亦即，第一开槽213相对像素电极层18与第一数据线131重叠，第二开槽214相对像素电极层18与第二数据线132重叠。特别注意的是，第一数据线131的宽度及第二数据线132的宽度分别大于或等于第一开槽213或第二开槽214的宽度，使第一数据线131及第二数据线132可以分别覆盖第一开槽213及第二开槽214。
如上所述，在本申请显示面板1的像素单元中，第一数据线131及第二数据线132分别朝向公共电极层21的中间部位延伸，并配合第一开槽213及第二开槽214设置，使第一开槽213及第二开槽214呈现的暗区可以被第一数据线131及第二数据线132遮蔽，从而不会占据相素开口的不同部位，减少像素开口的损失。
图9为本申请实施例的像素单元的像素暗纹分布仿真图。如图9所示，在7伏特电压的状态下，液晶暗纹在第二基板20(即上板)和第一基板10(即下板)的ITO电极的压差稳定，且所述液晶暗纹分布一致，其中第一数据线131及第二数据线132分别和左侧及右侧的第一开槽213及第二开槽214的暗纹重合，减少了像素开口的损失。
图10为图9的像素单元的电势场分布和液晶倒向分布图。如图10所示，利用包括矩形块状像素电极181、屏蔽电极182及隔离槽183的像素电极结构，配合包括主干槽212第一开槽213及第二开槽214的开槽结构，在数据线的数据信号控制下，使在第一开槽213及第二开槽214的电势最高，并且像素单元上分布的液晶倒向，在四畴里面分别沿着45°，135°，-45°，-135°的方向分布，其可实现与传统像素电极的狭缝设计所要达到的液晶走向一致。
请参阅图11，其为本申请实施例提供的一种显示装置100的结构示意图。如图11所示，本申请实施例另外提供一种显示装置100，包括背光模块4及上述实施例的显示面板1。本申请实施例的背光模块4是以侧入式背光为例，用于提供显示面板1所需的光源。背光模块4包括发光元件41、反射片42及扩散板43等光学元件。背光模块4的细部结构可与现有的液晶显示装置的背光模块的结构相同，于此不再赘述。
综上所述，在本申请提供的显示面板及显示装置中，公共电极层包括主干槽及相互间隔设置在主干槽相对二侧的第一开槽及第二开槽的开槽结构，及像素电极层包括矩形块状像素电极、隔离槽及屏蔽电极的像素电极结构。利用朝内延伸设置的第一数据线和第二数据线、所述开槽结构及所述像素电极结构的配合，使第一开槽及第二开槽呈现非十字形的暗区，并且所述暗区可以被第一数据线及第二数据线遮蔽，不会占据相素开口的不同部位，从而减少像素开口的损失，同时可改善像素的充电率，提升显示面板的在高刷新频率的显示效果。据此，本申请实施例的显示面板及显示装置有效解决传统显示面板因为十字暗纹和在开口区的数据线分别占据了像素开口不同的部位，进而造成像素穿透损失，减少像素开口的面积的问题。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种显示面板，包括相对设置的第一基板及第二基板、显示层及分布在所述第一基板及所述第二基板之间的多个像素单元，其特征在于，所述显示面板在对应每一所述像素单元的部分包括：
像素电极层，设置在所述第一基板与所述显示层之间，包括像素电极、隔离槽及屏蔽电极，其中所述隔离槽设置在所述像素电极及所述屏蔽电极之间，并围绕所述像素电极；
第一金属层，设置在所述第一基板上，并位于所述像素电极层及所述第一基板之间；
第二金属层，设置在所述第一基板及所述像素电极层之间，并包括具有第一数据线及第二数据线的数据线组，所述数据线组电连接于所述像素电极层；
公共电极层，设置在所述第二基板与所述显示层之间，并包括公共电极及设在所述公共电极的主干槽、第一开槽及第二开槽，其中所述公共电极对应所述像素电极设置，所述第一开槽与所述第二开槽分别位于不同的纵向位置，所述第一开槽连接于所述主干槽的一侧，所述第二开槽连接于所述主干槽的另一侧，且所述第一开槽相对所述像素电极层与所述第一数据线重叠，所述第二开槽相对所述像素电极层与所述第二数据线重叠；
其中所述主干槽包括相对设置的第一端及第二端及定义在所述第一端及第二端之间的中间轴，其中所述第一开槽及所述第二开槽分别位于所述中间轴的相对二侧，所述第一数据线与所述中间轴之间的水平距离小于所述第一数据线与所述第一端之间的水平距离，且所述第二数据线与所述中间轴之间的水平距离小于所述第二数据线与所述第二端之间的水平距离；
其中所述主干槽在所述像素电极层的正投影位于所述像素电极的中央位置或靠近所述中央位置，且所述主干槽的第一端及第二端分别延伸至所述像素电极的相对二边。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一数据线及所述第二数据线分别包括顶线段、底线段及位于所述顶线段及所述底线段之间的垂直线段，其中所述顶线段及所述底线段分别朝所述主干槽的中间轴方向倾斜，所述第一数据线的垂直线段对应于所述第一开槽的位置，且所述第二数据线的垂直线段对应于所述第二开槽的位置。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素电极层的像素电极为矩形电极块，所述屏蔽电极包围所述隔离槽设置，并电连接于所述第二金属层。
4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述第一开槽远离所述主干槽的一端在所述像素电极层的正投影是超过所述像素电极的顶侧，及所述第二开槽远离所述主干槽的一端在所述像素电极层的正投影是超过所述像素电极的底侧。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述主干槽具有第一宽度，所述第一开槽及所述第二开槽分别具有第二宽度，其中所述第一宽度及所述第二宽度分别小于或等于30微米，且大于或等于3微米。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述主干槽为水平状，并以一水平方向设置在所述公共电极，所述第一开槽及所述第二开槽分别为竖直状，并分别垂直于所述主干槽，其中所述第一数据线的宽度大于或等于所述第一开槽或所述第二开槽的宽度，及所述第二数据线的宽度大于或等于所述第二开槽或所述第二开槽的宽度。
7.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括栅极绝缘层、设在所述第二金属层上的钝化层、设在所述钝化层及所述第二基板之间的彩膜层及平坦层。
8.一种显示装置，其特征在于，包括背光模块及如权利要求1所述的显示面板，其中所述背光模块用于提供所述显示面板所需的光源。
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