顯示基板及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】一種顯示基板及液晶顯示裝置。該顯示基板，包括多條數據線和多條柵線，多個像素單元；所述多個像素單元中的至少一個像素單元至少包括兩個彼此絕緣的子像素電極和兩個薄膜晶體管；所述兩個子像素電極分別連接到不同的薄膜晶體管，所述兩個薄膜晶體管的源極分別連接兩條不同數據線。采用本實用新型的顯示基板的顯示裝置，可減輕畫面閃爍，具有較好的顯示效果。
【專利說明】
顯示基板及液晶顯示裝置
技術領域
[0001]本實用新型的實施例涉及顯示技術領域，特別是一種顯示基板及液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]目前，提高顯示裝置的顯示效果的方法包括多疇垂直取向技術(MVA)、面內切換技術(IPS)以及邊緣切換技術(FFS)等。近年來，FFS模式憑借其在穿透率、驅動電壓、寬視角和可觸控性等方面的優勢而被廣泛應用于具有高分辨率的高端產品上，并逐漸成為一種主流趨勢。
[0003]然而，采用FFS模式常常會發生顯示畫面的閃爍。當公共電極上的參考電極電壓發生偏移時，像素電極和參考電極間的電場強度發生變化，造成液晶分子偏轉差異，影響光線透過率。這種由像素電極和參考電極之間的電壓差變化所導致的光線透過率的變化，會使顯示畫面發生閃爍，影響顯示效果。同時，因為饒曲電效應的存在，像素電極被施加正負極性電壓時，顯示畫面的亮度會存在差異。因為正負極性電壓驅動下，像素點的亮度不同，隨著極性的反轉，畫面也就會一亮一暗的閃爍。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的至少一個實施例涉及一種顯示基板及顯示裝置，可解決顯示畫面的閃爍現象。
[0005]本實用新型的一個方面提供了一種顯示基板，包括多條數據線和多條柵線，多個像素單元;所述多個像素單元中的至少一個像素單元至少包括兩個彼此絕緣的子像素電極和兩個薄膜晶體管;所述兩個子像素電極分別連接到不同的薄膜晶體管，所述兩個薄膜晶體管的源極分別連接兩條不同數據線。
[0006]例如，所述兩條不同數據線的電壓極性相反。
[0007]例如，所述兩個子像素電極分別位于所述像素單元中不同的兩個區域。
[0008]例如，所述兩個子像素電極在所述柵線延伸的方向依次并列布置。
[0009]例如，所述兩個子像素電極在所述數據線延伸的方向依次并列布置。
[0010]例如，所述兩個薄膜晶體管的柵極連接同一條柵線或分別連接兩條不同的柵線。
[0011]例如，所述兩個子像素電極的間隔距離為8-10μπι。
[0012]例如，所述兩個子像素電極包括板狀電極或條形電極。
[0013]例如，所述至少一個像素單元包括彼此互不接觸且并列布置的三個子像素電極以及包括分別與所述三個子像素電極連接的三個薄膜晶體管;所述三個薄膜晶體管的源極分別連接不同的數據線。
[0014]例如，所述至少一個像素單元包括彼此互不接觸且并列布置的四個子像素電極以及包括分別與所述四個子像素電極連接的四個薄膜晶體管;所述四個薄膜晶體管的源極分別連接不同的數據線。
[0015]本實用新型的另一個方面提供了一種包括上述顯示基板的液晶顯示裝置。
[0016]本實用新型的實施例具有如下技術效果之一:
[0017](I)本實用新型通過在一個像素單元內設置至少兩個子像素電極，可以有效降低畫面閃爍，提高顯示效果。
[0018](2)本實用新型的實施例一個像素單元內的兩個薄膜晶體管連接一個或分別連接兩個柵線，可以實現降低能耗或提高驅動靈活性的目的。
[0019](3)本實用新型的實施例通過設置兩個子像素電極的間隔，可以進一步提高顯示效果。
[0020](4)本實用新型的實施例通過在一個像素單元內設置三個或四個子像素電極，可以進一步降低畫面閃爍，提高顯示效果。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用新型的限制。
[0022]圖1為一種像素單元結構的俯視示意圖；
[0023]圖2a為本實用新型實施例的一個像素單元中沿柵線延伸方向排列的兩個子像素電極連接同一條柵線的示意圖；
[0024]圖2b為本實用新型實施例的一個像素單元中沿柵線延伸方向排列的兩個子像素電極連接不同柵線的示意圖；
[0025]圖3為本實用新型實施例的TFT的源漏極設置于柵線之上的示意圖；
[0026]圖4為本實用新型實施例的一個像素單元中沿數據線延伸方向排列的兩個子像素電極連接不同柵線的示意圖；
[0027]圖5為本實用新型實施例的部分顯示區域內柵線驅動位于該柵線兩側且靠近該柵線的子像素電極的示意圖；
[0028]圖6為本實用新型實施例的像素單元中兩個子像素電極之間距離示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0030]例如用于液晶顯示裝置的顯示基板上包括彼此交叉設置的多條柵線和多條數據線。這些柵線和數據線在顯示基板上限定出按陣列布置的多個像素單元。每個像素單元包括像素電極以及相應的薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)等。通過控制每個像素單元中的像素電極與公共電極之間壓差的變化，可以控制該液晶顯示裝置中的液晶分子以不同角度的偏轉，進而控制光線透過率，完成畫面顯示。
[0031]圖1是一種顯示基板的像素單元的俯視示意圖。參照圖1，柵線102和數據線108限定一個像素單元，在柵線102與數據線108的交叉區域附近設置TFT 110，該TFT包括柵極112、源極118、漏極119以及設置于柵極112之上且用于為源極118和漏極119提供通道的有源層116。柵線102與柵極112連接，以提供柵線掃描信號;源極118與數據線108連接，以提供數據信號;漏極119與像素電極109連接，作為TFT的輸出電極，且為像素電極109充電。在這種像素結構中，在采用正、負電壓驅動時，如果公共電極上設置的參考電壓發生偏移，會發生顯示畫面的閃爍現象，影響顯示效果。另外，即使參考電壓未發生偏移，這種正負電壓極性反轉的驅動也會導致畫面的閃爍。
[0032]本實用新型的一個方面提供了一種顯示基板，該顯示基板包括多條數據線和多條柵線，多個像素單元;所述多個像素單元中的至少一個像素單元至少包括兩個彼此絕緣的子像素電極和兩個薄膜晶體管;所述兩個子像素電極分別連接到不同的薄膜晶體管，所述兩個薄膜晶體管的源極分別連接兩條不同數據線。這種像素電極結構可以保證同一像素單元內同時存在正、負電壓驅動，進而保證即使驅動電壓的極性反轉同一像素單元的亮度也不會存在差異，以降低顯示裝置的閃爍。
[0033]本實用新型通過在一個像素單元內設置彼此絕緣的兩個或多個子像素電極以及分別為每一個子像素電極配備一個TFT，來實現一個像素單元內有正、負電壓驅動。例如兩個子像素電極連接的兩個數據線的電壓極性相反。這種在一個像素單元內由正、負電壓驅動的子像素電極的結構，可以消除單獨由正電壓或負電壓驅動時產生的畫面閃爍現象。
[0034]需要說明的是，TFT的源極和漏極并不嚴格區分，源漏極與數據線和像素電極的連接方式互換時，源漏極的名稱也隨之互換。本領域技術人員不得對此作限制解釋。
[0035]另外，像素單元并不一定對應于多條柵線與多條數據線彼此交叉形成的格子。像素單元只要位于顯示區域即可，本領域技術人員不得對此作限制解釋。
[0036]在一個實施例中，本發明的像素單元中的兩個子像素電極位于像素單元中不同的區域，例如該像素單元中并列的兩個區域。例如這兩個子像素電極彼此之間可以無交叉部分。防止在對這兩個子像素電極進行正負電壓驅動時，兩個子像素電極之間產生電場，影響顯示效果。
[0037]以下以一個像素單元且該像素單元內設置兩個子像素電極和兩個TFT為例，進一步說明本實用新型的像素單元內的子像素電極的TFT與柵線、數據線的連接關系。但本實用新型的像素單元內子像素電極的個數不限于兩個。
[0038]在本實用新型的一個實施例中，一個像素單元內的子像素電極例如為兩個，兩個子像素電極位于像素單元中不同的兩個區域。例如，兩個子像素電極沿柵線延伸的方向并列排列。參照圖2a，在像素單元(如圖中的虛線所示意的)內，子像素電極130和子像素電極140設置為沿柵線102的延伸方向依次排列，彼此并列。每一個子像素電極分別由一個TFT驅動。兩個TFT的柵極112連接同一條柵線102。兩個TFT的源極118分別連接限定該像素單元且彼此相鄰的兩根數據線108(即圖中像素單元左側和右側的數據線108)。兩個TFT的漏極119分別連接子像素電極130和子像素電極140。例如，當子像素電極130和子像素電極140分別配置為由兩個TFT施加正、負數據電壓時，可消除正、負電壓驅動下顯示裝置的畫面閃爍。例如，在子像素電極130和子像素電極140對應于同一個被顯示圖像中的同一個像素點，二者上施加的數據電壓的絕對值相等，但是分別為正值和負值。通過采用一條柵線驅動該像素單元內的兩個TFT，可降低能耗，提高開口率。
[0039]在該實施例中，子像素電極130和子像素電極140的TFT的柵極112可以分別連接限定該像素單元的兩條彼此相鄰的柵線102。參照圖2b，如前所述，在像素單元(如圖中的虛線所示意的)內，兩個TFT的源極118分別連接限定該像素單元且彼此相鄰的兩根數據線108。兩個TFT的漏極119分別連接子像素電極130和子像素電極140。而兩個TFT的柵極112分別連接相鄰的兩根柵線102(即圖中像素單元上側和下側的柵線102)。通過采用不同的柵線為不同子像素電極提供柵信號，可以提高TFT控制的靈活性，并能夠防止在單條柵線損壞時像素電極的完全損壞，即賦予該像素單元一定的冗余能力。例如，這兩條柵線102被同步地施加開啟和關閉信號。
[0040]在該實施例中，例如，TFT的源極和漏極可以均設置于柵線之上。參照圖3，兩個TFT的源極118和漏極119均設置于柵線102之上，也即柵線102的一部分充當TFT的柵極，相應地該TFT的有源層也與充當柵極的部分重疊。即兩個TFT的源極118和漏極119在基板一個主表面(例如上表面或下表面)的正投影至少部分位于該TFT所連接的柵線102在基板的該主表面上的正投影之內，例如兩個TFT的源極118和漏極119在基板的一個主表面的正投影完全位于該TFT所連接的柵線102在基板的該主表面上的正投影之內，以提升像素電極的開口率，提高顯示亮度。繼續參照圖3。如前所述，兩個TFT的源極118分別連接限定該像素單元且彼此相鄰的兩根數據線108。兩個TFT的漏極119分別連接子像素電極130和子像素電極140。兩個TFT的柵極112分別連接同一條柵線102。例如，對于兩個子像素電極的TFT的柵極連接不同的柵線的結構，TFT的源極和漏極也可以設置于與該TFT連接的柵線之上，以提升像素電極的開口率，提尚顯不殼度。
[0041]在本實用新型的一個實施例中，子像素電極例如為兩個，這兩個子像素電極設置為沿數據線延伸方向并列排列。參照圖4，其示出了像素單元(如圖中虛線所示意的)內的子像素電極130和140沿數據線108延伸的方向依次排列，彼此并列。如前所述，子像素電極130和子像素電極140分別由一個TFT驅動。兩個子像素電極的TFT的柵極分別與各自鄰近的柵線102連接(即圖中子像素電極130與位于其上側的柵線連接，子像素電極140與位于其下側的柵線連接)。繼續參照圖4，這兩個TFT的源極118分別連接彼此相鄰且限定該像素單元的兩條數據線108(即圖中像素單元左側和右側的數據線108)。這兩個TFT的漏極119分別連接子像素電極130和子像素電極140。例如，當子像素電極130和子像素電極140可以配置為分別通過這兩個TFT施加正、負電壓數據時，可消除液晶顯示裝置的畫面閃爍。采用不同的柵線為不同子像素電極提供柵信號，可以提高TFT控制的靈活性，并能夠防止在單個柵線損壞時一個像素單元內的像素電極完全損壞，即賦予該像素單元一定的冗余能力。例如在子像素電極130和子像素電極140對應于同一個被顯示圖像中的同一個像素點，二者上施加的數據電壓的絕對值相等，但是分別為正值和負值;而且例如，這兩條柵線102被同步地施加開啟和關閉信號。
[0042]在該實施例中，例如，TFT的源極和漏極均設置于柵線之上，由此柵線的一部分作為該TFT的柵極，相應地該TFT的有源層也與充當柵極的部分重疊。即TFT的源極和漏極在基板的一個主表面(例如上表面或下表面)的正投影至少部分位于該TFT所連接的柵線在基板的該主表面上的正投影之內。例如TFT的源極和漏極在基板一個主表面的正投影完全位于該TFT所連接的柵線在基板的該主表面上的正投影之內。采用TFT的源極和漏極設置于柵線上的結構，可以提升像素電極的開口率，提高顯示亮度。
[0043]在一個實施例中，同一條柵線驅動在其兩側的像素單元內的所有子像素電極的TFT。例如，圖5所示，當柵線102兩側的子像素電極均沿柵線102的延伸方向依次排列時，柵線兩側的這些子像素電極的TFT的柵極均可連接該柵線。即通過采用同一條柵線驅動位于其兩側且與其鄰近的像素單元內所有子像素電極，以降低能耗，節省材料。
[0044]在一個實施例中，同一條柵線僅驅動位于其兩側且與其鄰近的子像素電極。參照圖5，彼此交叉的多條柵線102與多條數據線108共同限定顯示區域(圖中僅示出顯示區域的一部分)，該顯示區域包括多個像素單元。在每一個像素單元(如圖中虛線所示意的)內，子像素電極沿數據線108延伸的方向并列排列。同一條柵線102僅驅動位于其兩側且與其靠近的子像素電極的TFT。如圖5所示，柵線102驅動一個像素單元內的子像素電極130與另一個子像素電極140。即同一條柵線102同時驅動位于該柵線兩側的子像素電極。
[0045]在一個實施例中，同一條柵線僅驅動位于其一側且與其鄰近的子像素電極。基板顯示區域內的每一個像素單元內，兩個子像素電極例如沿數據線延伸的方向依次排列，且彼此并列。如上所述，一條柵線僅驅動位于其一側且與其靠近的子像素電極。即，一個像素單元內的子像素電極的TFT的柵極連接一條柵線，而另一個子像素電極的TFT的柵極連接與該柵線相鄰的另一條柵線。采用這種柵線連接方式，不僅可實現同一行像素單元的子像素電極的分別由不同柵線控制，也可以實現不同行的像素單元分別由不同柵線控制。這既避免了在一條柵線損壞時，同一行的像素單元出現故障;也避免了在一條柵線損壞時，同時影響位于柵線兩側的像素單元，進一步提高了像素結構的穩定性。
[0046]在一個實施例中，子像素電極的個數例如為兩個。為了避免彼此間隔的兩個子像素電極之間產生強電場，影響顯示效果，例如將兩個子像素電極之間的間隔距離設置為8-ΙΟμπι。這樣既能有效防止畫面閃爍，又不會產生顯示錯誤。
[0047]需要說明的是，兩個子像素的間隔距離是指兩個像素彼此靠近的邊緣之間的距離，即圖6中所標示的d。
[0048]在一個實施例中，兩個子像素電極為板狀電極或條形電極。例如兩個子像素電極例如也可以為其它規則或不規則的形狀。
[0049]本領域技術人員應當了解的是，本實用新型的一個像素單元中的子像素電極個數并不限于兩個，也可以為多個，例如三個或四個。每個子像素電極分別設置一個TFT。本領域技術人員可知，在子像素電極為多個的情況下，每個子像素電極的TFT源極需要連接不同的數據線，即需要針對子像素電極布設相應的數據線。如前文所述，多個子像素電極的TFT的柵極例如可以連接同一條柵線或分別連接不同柵線。
[0050]例如一個像素單元包括并列布置的三個子像素電極和與這三個子像素電極分別連接的三個TFT，且這三個TFT的源極連接不同數據線。例如，在同一時刻，這三個子像素電極中有兩個子像素電極由正電壓驅動，另一個子像素電極由負電壓驅動;或者兩個子像素電極由負電壓驅動，另一個子像素電極由正電壓驅動。
[0051]例如一個像素單元包括并列布置的四個子像素電極和與這四個子像素電極分別連接的四個TFT，且這四個TFT的源極連接不同數據線。例如，在同一個時刻，這四個子像素電極中的兩個子像素電極由正電壓驅動，另外兩個子像素電極由負電壓驅動。當然，也可以在同一個像素單元內設置多個子像素電極，且這些子像素電極配置為既有正電壓驅動，又有負電壓驅動。而且，例如，由正負電壓驅動的子像素電極交替布置。這些顯而易見的變形都不超出本實用新型的范圍。
[0052]需要說明的是，通過增加子像素電極的個數，在這些子像素電極同時由正負電壓驅動時，可進一步降低顯示畫面的閃爍。
[0053]以上所述的顯示基板例如可以為陣列基板，但本實用新型的顯示基板不限于此。
[0054]下面僅以一個像素單元內包括兩個子像素電極且兩個子像素電極沿數據線延伸的方向間隔排列為例說明本實用新型的顯示基板的制備方法，例如具體如下:
[0055]在基板上通過例如濺射的方法形成一層金屬層，然后采用第一掩模進行蝕刻得到柵線和與所述柵線連接的柵極。該金屬層例如可以包括鋁、鋁合金，以及銅或其它適合材料。進行第一次掩模工藝以進行構圖后，顯示基板上即形成有柵線以及柵極。
[0056]需要說明的是，本實用新型的一個像素單元內設置兩個TFT，相應地，柵極以及與該柵極對應的源極和漏極均為兩個;每一個TFT的源極連接兩條不同數據線之一;掩模上的圖案應當與本實用新型的這種結構對應。
[0057]在形成有柵線和柵極的顯示基板上，形成一層絕緣層以作為柵絕緣層。用于該絕緣層的材料例如包括SiNx或S1x;隨后在絕緣層之上形成一層半導體層，并通過構圖工藝以形成TFT的有源層，該有源層設置于絕緣層之上，且與柵極對應。制備有源層例如可以采用光刻法，將掩模設計為對應的有源層的圖案，并通過例如光刻方法去除其它區域中的有源層，獲得與柵極對應的有源層。用于形成有源層的材料例如可以為非晶硅、多晶硅、氧化物半導體(例如IGZ0)或其它適合的材料。
[0058]此后，在形成有有源層的基板上，進一步形成一層金屬層。該金屬層的材料例如可以為鋁、鋁合金、銅或其它適合材料。形成金屬層的方法例如可以為CVD或濺射法。并采用具有源極、漏極以及數據線圖案的掩模進行光刻工藝以對該金屬層構圖，進而在有源層的上方形成與柵線交叉的數據線、彼此間隔的源極、漏極。如上所述，在一個像素單元包括兩個TFT，且兩個TFT的源極分別連接兩條不同的數據線，該步驟中所采用的掩模圖案應與此對應。
[0059]之后，還可以形成進一步在源極、漏極、數據線之上形成鈍化層、鈍化層過孔等結構。
[0060]隨后，在鈍化層上方繼續覆蓋一層透明導電層(例如ΙΤ0)，并通過具有與本實用新型像素電極結構對應的掩模進行光刻，獲得本實用新型的一個實施例的顯示基板結構。該掩模上至少包括對應于第一像素單元中具有彼此間隔的兩個子像素電極的圖案，在對該掩模進行光刻曝光后，例如所形成的這兩個彼此間隔的子像素電極沿上述數據線延伸的方向依次排列。這兩個子像素電極分別通過過孔連接到兩個TFT之一的漏極。
[0061]對于本實用新型上述其它的實施例，可相應的改變掩模圖案進行光刻，在此不再贅述。
[0062]本實用新型的顯示基板制備方法不限于上述描述的方法。
[0063]本實用新型提供了一種包括上述顯示基板的液晶顯示裝置。該顯示裝置還包括對置基板，該對置基板例如為彩膜基板，彩膜基板的一個像素對應顯示基板的同一個像素單元內的兩個子像素電極。該液晶顯示裝置可有效降低顯示畫面閃爍。
[0064]在本文中，諸如“第一”、“第二”等術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何關系或者順序。術語“包括”、“包含”這些表述為開放式的，并不排除所包括的過程、方法、物品，還存在其他要素。還需要說明的是，“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0065]以上具體實施例之間可相互組合，并不超出本實用新型公開的范圍，且能夠帶來更好的組合效果。
【主權項】
1.一種顯示基板，包括多條數據線和多條柵線，多個像素單元;其特征在于， 所述多個像素單元中的至少一個像素單元至少包括兩個彼此絕緣的子像素電極和兩個薄膜晶體管;所述兩個子像素電極分別連接到不同的薄膜晶體管，所述兩個薄膜晶體管的源極分別連接兩條不同數據線。2.根據權利要求1所述的顯示基板，其特征在于，所述兩條不同數據線的電壓極性相反。3.根據權利要求1所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個子像素電極分別位于所述像素單元中不同的兩個區域。4.根據權利要求3所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個子像素電極在所述柵線延伸的方向依次并列布置。5.根據權利要求3所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個子像素電極在所述數據線延伸的方向依次并列布置。6.根據權利要求1所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個薄膜晶體管的柵極連接同一條柵線或分別連接兩條不同的柵線。7.根據權利要求1-6任意一項所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個子像素電極的間隔距離為8-10μηι。8.根據權利要求1-6任意一項所述的顯示基板，其特征在于，所述兩個子像素電極包括板狀電極或條形電極。9.根據權利要求1所述的顯示基板，其特征在于，所述至少一個像素單元包括彼此互不接觸且并列布置的三個子像素電極以及包括分別與所述三個子像素電極連接的三個薄膜晶體管;所述三個薄膜晶體管的源極分別連接不同的數據線。10.根據權利要求1所述的顯示基板，其特征在于，所述至少一個像素單元包括彼此互不接觸且并列布置的四個子像素電極以及包括分別與所述四個子像素電極連接的四個薄膜晶體管;所述四個薄膜晶體管的源極分別連接不同的數據線。11.一種包括如權利要求1-10任意一項所述的顯示基板的液晶顯示裝置。
【文檔編號】G02F1/1343GK205485204SQ201620320070
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】方正
【申請人】京東方科技集團股份有限公司