显示基板及液晶显示装置的制造方法
【专利摘要】一种显示基板及液晶显示装置。该显示基板，包括多条数据线和多条栅线，多个像素单元；所述多个像素单元中的至少一个像素单元至少包括两个彼此绝缘的子像素电极和两个薄膜晶体管；所述两个子像素电极分别连接到不同的薄膜晶体管，所述两个薄膜晶体管的源极分别连接两条不同数据线。采用本实用新型的显示基板的显示装置，可减轻画面闪烁，具有较好的显示效果。
【专利说明】
显示基板及液晶显示装置
技术领域
[0001]本实用新型的实施例涉及显示技术领域，特别是一种显示基板及液晶显示装置。
【背景技术】
[0002]目前，提高显示装置的显示效果的方法包括多畴垂直取向技术(MVA)、面内切换技术(IPS)以及边缘切换技术(FFS)等。近年来，FFS模式凭借其在穿透率、驱动电压、宽视角和可触控性等方面的优势而被广泛应用于具有高分辨率的高端产品上，并逐渐成为一种主流趋势。
[0003]然而，采用FFS模式常常会发生显示画面的闪烁。当公共电极上的参考电极电压发生偏移时，像素电极和参考电极间的电场强度发生变化，造成液晶分子偏转差异，影响光线透过率。这种由像素电极和参考电极之间的电压差变化所导致的光线透过率的变化，会使显示画面发生闪烁，影响显示效果。同时，因为饶曲电效应的存在，像素电极被施加正负极性电压时，显示画面的亮度会存在差异。因为正负极性电压驱动下，像素点的亮度不同，随着极性的反转，画面也就会一亮一暗的闪烁。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的至少一个实施例涉及一种显示基板及显示装置，可解决显示画面的闪烁现象。
[0005]本实用新型的一个方面提供了一种显示基板，包括多条数据线和多条栅线，多个像素单元;所述多个像素单元中的至少一个像素单元至少包括两个彼此绝缘的子像素电极和两个薄膜晶体管;所述两个子像素电极分别连接到不同的薄膜晶体管，所述两个薄膜晶体管的源极分别连接两条不同数据线。
[0006]例如，所述两条不同数据线的电压极性相反。
[0007]例如，所述两个子像素电极分别位于所述像素单元中不同的两个区域。
[0008]例如，所述两个子像素电极在所述栅线延伸的方向依次并列布置。
[0009]例如，所述两个子像素电极在所述数据线延伸的方向依次并列布置。
[0010]例如，所述两个薄膜晶体管的栅极连接同一条栅线或分别连接两条不同的栅线。
[0011]例如，所述两个子像素电极的间隔距离为8-10μπι。
[0012]例如，所述两个子像素电极包括板状电极或条形电极。
[0013]例如，所述至少一个像素单元包括彼此互不接触且并列布置的三个子像素电极以及包括分别与所述三个子像素电极连接的三个薄膜晶体管;所述三个薄膜晶体管的源极分别连接不同的数据线。
[0014]例如，所述至少一个像素单元包括彼此互不接触且并列布置的四个子像素电极以及包括分别与所述四个子像素电极连接的四个薄膜晶体管;所述四个薄膜晶体管的源极分别连接不同的数据线。
[0015]本实用新型的另一个方面提供了一种包括上述显示基板的液晶显示装置。
[0016]本实用新型的实施例具有如下技术效果之一:
[0017](I)本实用新型通过在一个像素单元内设置至少两个子像素电极，可以有效降低画面闪烁，提高显示效果。
[0018](2)本实用新型的实施例一个像素单元内的两个薄膜晶体管连接一个或分别连接两个栅线，可以实现降低能耗或提高驱动灵活性的目的。
[0019](3)本实用新型的实施例通过设置两个子像素电极的间隔，可以进一步提高显示效果。
[0020](4)本实用新型的实施例通过在一个像素单元内设置三个或四个子像素电极，可以进一步降低画面闪烁，提高显示效果。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
[0022]图1为一种像素单元结构的俯视示意图；
[0023]图2a为本实用新型实施例的一个像素单元中沿栅线延伸方向排列的两个子像素电极连接同一条栅线的示意图；
[0024]图2b为本实用新型实施例的一个像素单元中沿栅线延伸方向排列的两个子像素电极连接不同栅线的示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例的TFT的源漏极设置于栅线之上的示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例的一个像素单元中沿数据线延伸方向排列的两个子像素电极连接不同栅线的示意图；
[0027]图5为本实用新型实施例的部分显示区域内栅线驱动位于该栅线两侧且靠近该栅线的子像素电极的示意图；
[0028]图6为本实用新型实施例的像素单元中两个子像素电极之间距离示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]例如用于液晶显示装置的显示基板上包括彼此交叉设置的多条栅线和多条数据线。这些栅线和数据线在显示基板上限定出按阵列布置的多个像素单元。每个像素单元包括像素电极以及相应的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)等。通过控制每个像素单元中的像素电极与公共电极之间压差的变化，可以控制该液晶显示装置中的液晶分子以不同角度的偏转，进而控制光线透过率，完成画面显示。
[0031]图1是一种显示基板的像素单元的俯视示意图。参照图1，栅线102和数据线108限定一个像素单元，在栅线102与数据线108的交叉区域附近设置TFT 110，该TFT包括栅极112、源极118、漏极119以及设置于栅极112之上且用于为源极118和漏极119提供通道的有源层116。栅线102与栅极112连接，以提供栅线扫描信号;源极118与数据线108连接，以提供数据信号;漏极119与像素电极109连接，作为TFT的输出电极，且为像素电极109充电。在这种像素结构中，在采用正、负电压驱动时，如果公共电极上设置的参考电压发生偏移，会发生显示画面的闪烁现象，影响显示效果。另外，即使参考电压未发生偏移，这种正负电压极性反转的驱动也会导致画面的闪烁。
[0032]本实用新型的一个方面提供了一种显示基板，该显示基板包括多条数据线和多条栅线，多个像素单元;所述多个像素单元中的至少一个像素单元至少包括两个彼此绝缘的子像素电极和两个薄膜晶体管;所述两个子像素电极分别连接到不同的薄膜晶体管，所述两个薄膜晶体管的源极分别连接两条不同数据线。这种像素电极结构可以保证同一像素单元内同时存在正、负电压驱动，进而保证即使驱动电压的极性反转同一像素单元的亮度也不会存在差异，以降低显示装置的闪烁。
[0033]本实用新型通过在一个像素单元内设置彼此绝缘的两个或多个子像素电极以及分别为每一个子像素电极配备一个TFT，来实现一个像素单元内有正、负电压驱动。例如两个子像素电极连接的两个数据线的电压极性相反。这种在一个像素单元内由正、负电压驱动的子像素电极的结构，可以消除单独由正电压或负电压驱动时产生的画面闪烁现象。
[0034]需要说明的是，TFT的源极和漏极并不严格区分，源漏极与数据线和像素电极的连接方式互换时，源漏极的名称也随之互换。本领域技术人员不得对此作限制解释。
[0035]另外，像素单元并不一定对应于多条栅线与多条数据线彼此交叉形成的格子。像素单元只要位于显示区域即可，本领域技术人员不得对此作限制解释。
[0036]在一个实施例中，本发明的像素单元中的两个子像素电极位于像素单元中不同的区域，例如该像素单元中并列的两个区域。例如这两个子像素电极彼此之间可以无交叉部分。防止在对这两个子像素电极进行正负电压驱动时，两个子像素电极之间产生电场，影响显示效果。
[0037]以下以一个像素单元且该像素单元内设置两个子像素电极和两个TFT为例，进一步说明本实用新型的像素单元内的子像素电极的TFT与栅线、数据线的连接关系。但本实用新型的像素单元内子像素电极的个数不限于两个。
[0038]在本实用新型的一个实施例中，一个像素单元内的子像素电极例如为两个，两个子像素电极位于像素单元中不同的两个区域。例如，两个子像素电极沿栅线延伸的方向并列排列。参照图2a，在像素单元(如图中的虚线所示意的)内，子像素电极130和子像素电极140设置为沿栅线102的延伸方向依次排列，彼此并列。每一个子像素电极分别由一个TFT驱动。两个TFT的栅极112连接同一条栅线102。两个TFT的源极118分别连接限定该像素单元且彼此相邻的两根数据线108(即图中像素单元左侧和右侧的数据线108)。两个TFT的漏极119分别连接子像素电极130和子像素电极140。例如，当子像素电极130和子像素电极140分别配置为由两个TFT施加正、负数据电压时，可消除正、负电压驱动下显示装置的画面闪烁。例如，在子像素电极130和子像素电极140对应于同一个被显示图像中的同一个像素点，二者上施加的数据电压的绝对值相等，但是分别为正值和负值。通过采用一条栅线驱动该像素单元内的两个TFT，可降低能耗，提高开口率。
[0039]在该实施例中，子像素电极130和子像素电极140的TFT的栅极112可以分别连接限定该像素单元的两条彼此相邻的栅线102。参照图2b，如前所述，在像素单元(如图中的虚线所示意的)内，两个TFT的源极118分别连接限定该像素单元且彼此相邻的两根数据线108。两个TFT的漏极119分别连接子像素电极130和子像素电极140。而两个TFT的栅极112分别连接相邻的两根栅线102(即图中像素单元上侧和下侧的栅线102)。通过采用不同的栅线为不同子像素电极提供栅信号，可以提高TFT控制的灵活性，并能够防止在单条栅线损坏时像素电极的完全损坏，即赋予该像素单元一定的冗余能力。例如，这两条栅线102被同步地施加开启和关闭信号。
[0040]在该实施例中，例如，TFT的源极和漏极可以均设置于栅线之上。参照图3，两个TFT的源极118和漏极119均设置于栅线102之上，也即栅线102的一部分充当TFT的栅极，相应地该TFT的有源层也与充当栅极的部分重叠。即两个TFT的源极118和漏极119在基板一个主表面(例如上表面或下表面)的正投影至少部分位于该TFT所连接的栅线102在基板的该主表面上的正投影之内，例如两个TFT的源极118和漏极119在基板的一个主表面的正投影完全位于该TFT所连接的栅线102在基板的该主表面上的正投影之内，以提升像素电极的开口率，提高显示亮度。继续参照图3。如前所述，两个TFT的源极118分别连接限定该像素单元且彼此相邻的两根数据线108。两个TFT的漏极119分别连接子像素电极130和子像素电极140。两个TFT的栅极112分别连接同一条栅线102。例如，对于两个子像素电极的TFT的栅极连接不同的栅线的结构，TFT的源极和漏极也可以设置于与该TFT连接的栅线之上，以提升像素电极的开口率，提尚显不壳度。
[0041]在本实用新型的一个实施例中，子像素电极例如为两个，这两个子像素电极设置为沿数据线延伸方向并列排列。参照图4，其示出了像素单元(如图中虚线所示意的)内的子像素电极130和140沿数据线108延伸的方向依次排列，彼此并列。如前所述，子像素电极130和子像素电极140分别由一个TFT驱动。两个子像素电极的TFT的栅极分别与各自邻近的栅线102连接(即图中子像素电极130与位于其上侧的栅线连接，子像素电极140与位于其下侧的栅线连接)。继续参照图4，这两个TFT的源极118分别连接彼此相邻且限定该像素单元的两条数据线108(即图中像素单元左侧和右侧的数据线108)。这两个TFT的漏极119分别连接子像素电极130和子像素电极140。例如，当子像素电极130和子像素电极140可以配置为分别通过这两个TFT施加正、负电压数据时，可消除液晶显示装置的画面闪烁。采用不同的栅线为不同子像素电极提供栅信号，可以提高TFT控制的灵活性，并能够防止在单个栅线损坏时一个像素单元内的像素电极完全损坏，即赋予该像素单元一定的冗余能力。例如在子像素电极130和子像素电极140对应于同一个被显示图像中的同一个像素点，二者上施加的数据电压的绝对值相等，但是分别为正值和负值;而且例如，这两条栅线102被同步地施加开启和关闭信号。
[0042]在该实施例中，例如，TFT的源极和漏极均设置于栅线之上，由此栅线的一部分作为该TFT的栅极，相应地该TFT的有源层也与充当栅极的部分重叠。即TFT的源极和漏极在基板的一个主表面(例如上表面或下表面)的正投影至少部分位于该TFT所连接的栅线在基板的该主表面上的正投影之内。例如TFT的源极和漏极在基板一个主表面的正投影完全位于该TFT所连接的栅线在基板的该主表面上的正投影之内。采用TFT的源极和漏极设置于栅线上的结构，可以提升像素电极的开口率，提高显示亮度。
[0043]在一个实施例中，同一条栅线驱动在其两侧的像素单元内的所有子像素电极的TFT。例如，图5所示，当栅线102两侧的子像素电极均沿栅线102的延伸方向依次排列时，栅线两侧的这些子像素电极的TFT的栅极均可连接该栅线。即通过采用同一条栅线驱动位于其两侧且与其邻近的像素单元内所有子像素电极，以降低能耗，节省材料。
[0044]在一个实施例中，同一条栅线仅驱动位于其两侧且与其邻近的子像素电极。参照图5，彼此交叉的多条栅线102与多条数据线108共同限定显示区域(图中仅示出显示区域的一部分)，该显示区域包括多个像素单元。在每一个像素单元(如图中虚线所示意的)内，子像素电极沿数据线108延伸的方向并列排列。同一条栅线102仅驱动位于其两侧且与其靠近的子像素电极的TFT。如图5所示，栅线102驱动一个像素单元内的子像素电极130与另一个子像素电极140。即同一条栅线102同时驱动位于该栅线两侧的子像素电极。
[0045]在一个实施例中，同一条栅线仅驱动位于其一侧且与其邻近的子像素电极。基板显示区域内的每一个像素单元内，两个子像素电极例如沿数据线延伸的方向依次排列，且彼此并列。如上所述，一条栅线仅驱动位于其一侧且与其靠近的子像素电极。即，一个像素单元内的子像素电极的TFT的栅极连接一条栅线，而另一个子像素电极的TFT的栅极连接与该栅线相邻的另一条栅线。采用这种栅线连接方式，不仅可实现同一行像素单元的子像素电极的分别由不同栅线控制，也可以实现不同行的像素单元分别由不同栅线控制。这既避免了在一条栅线损坏时，同一行的像素单元出现故障;也避免了在一条栅线损坏时，同时影响位于栅线两侧的像素单元，进一步提高了像素结构的稳定性。
[0046]在一个实施例中，子像素电极的个数例如为两个。为了避免彼此间隔的两个子像素电极之间产生强电场，影响显示效果，例如将两个子像素电极之间的间隔距离设置为8-ΙΟμπι。这样既能有效防止画面闪烁，又不会产生显示错误。
[0047]需要说明的是，两个子像素的间隔距离是指两个像素彼此靠近的边缘之间的距离，即图6中所标示的d。
[0048]在一个实施例中，两个子像素电极为板状电极或条形电极。例如两个子像素电极例如也可以为其它规则或不规则的形状。
[0049]本领域技术人员应当了解的是，本实用新型的一个像素单元中的子像素电极个数并不限于两个，也可以为多个，例如三个或四个。每个子像素电极分别设置一个TFT。本领域技术人员可知，在子像素电极为多个的情况下，每个子像素电极的TFT源极需要连接不同的数据线，即需要针对子像素电极布设相应的数据线。如前文所述，多个子像素电极的TFT的栅极例如可以连接同一条栅线或分别连接不同栅线。
[0050]例如一个像素单元包括并列布置的三个子像素电极和与这三个子像素电极分别连接的三个TFT，且这三个TFT的源极连接不同数据线。例如，在同一时刻，这三个子像素电极中有两个子像素电极由正电压驱动，另一个子像素电极由负电压驱动;或者两个子像素电极由负电压驱动，另一个子像素电极由正电压驱动。
[0051]例如一个像素单元包括并列布置的四个子像素电极和与这四个子像素电极分别连接的四个TFT，且这四个TFT的源极连接不同数据线。例如，在同一个时刻，这四个子像素电极中的两个子像素电极由正电压驱动，另外两个子像素电极由负电压驱动。当然，也可以在同一个像素单元内设置多个子像素电极，且这些子像素电极配置为既有正电压驱动，又有负电压驱动。而且，例如，由正负电压驱动的子像素电极交替布置。这些显而易见的变形都不超出本实用新型的范围。
[0052]需要说明的是，通过增加子像素电极的个数，在这些子像素电极同时由正负电压驱动时，可进一步降低显示画面的闪烁。
[0053]以上所述的显示基板例如可以为阵列基板，但本实用新型的显示基板不限于此。
[0054]下面仅以一个像素单元内包括两个子像素电极且两个子像素电极沿数据线延伸的方向间隔排列为例说明本实用新型的显示基板的制备方法，例如具体如下:
[0055]在基板上通过例如溅射的方法形成一层金属层，然后采用第一掩模进行蚀刻得到栅线和与所述栅线连接的栅极。该金属层例如可以包括铝、铝合金，以及铜或其它适合材料。进行第一次掩模工艺以进行构图后，显示基板上即形成有栅线以及栅极。
[0056]需要说明的是，本实用新型的一个像素单元内设置两个TFT，相应地，栅极以及与该栅极对应的源极和漏极均为两个;每一个TFT的源极连接两条不同数据线之一;掩模上的图案应当与本实用新型的这种结构对应。
[0057]在形成有栅线和栅极的显示基板上，形成一层绝缘层以作为栅绝缘层。用于该绝缘层的材料例如包括SiNx或S1x;随后在绝缘层之上形成一层半导体层，并通过构图工艺以形成TFT的有源层，该有源层设置于绝缘层之上，且与栅极对应。制备有源层例如可以采用光刻法，将掩模设计为对应的有源层的图案，并通过例如光刻方法去除其它区域中的有源层，获得与栅极对应的有源层。用于形成有源层的材料例如可以为非晶硅、多晶硅、氧化物半导体(例如IGZ0)或其它适合的材料。
[0058]此后，在形成有有源层的基板上，进一步形成一层金属层。该金属层的材料例如可以为铝、铝合金、铜或其它适合材料。形成金属层的方法例如可以为CVD或溅射法。并采用具有源极、漏极以及数据线图案的掩模进行光刻工艺以对该金属层构图，进而在有源层的上方形成与栅线交叉的数据线、彼此间隔的源极、漏极。如上所述，在一个像素单元包括两个TFT，且两个TFT的源极分别连接两条不同的数据线，该步骤中所采用的掩模图案应与此对应。
[0059]之后，还可以形成进一步在源极、漏极、数据线之上形成钝化层、钝化层过孔等结构。
[0060]随后，在钝化层上方继续覆盖一层透明导电层(例如ΙΤ0)，并通过具有与本实用新型像素电极结构对应的掩模进行光刻，获得本实用新型的一个实施例的显示基板结构。该掩模上至少包括对应于第一像素单元中具有彼此间隔的两个子像素电极的图案，在对该掩模进行光刻曝光后，例如所形成的这两个彼此间隔的子像素电极沿上述数据线延伸的方向依次排列。这两个子像素电极分别通过过孔连接到两个TFT之一的漏极。
[0061]对于本实用新型上述其它的实施例，可相应的改变掩模图案进行光刻，在此不再赘述。
[0062]本实用新型的显示基板制备方法不限于上述描述的方法。
[0063]本实用新型提供了一种包括上述显示基板的液晶显示装置。该显示装置还包括对置基板，该对置基板例如为彩膜基板，彩膜基板的一个像素对应显示基板的同一个像素单元内的两个子像素电极。该液晶显示装置可有效降低显示画面闪烁。
[0064]在本文中，诸如“第一”、“第二”等术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何关系或者顺序。术语“包括”、“包含”这些表述为开放式的，并不排除所包括的过程、方法、物品，还存在其他要素。还需要说明的是，“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0065]以上具体实施例之间可相互组合，并不超出本实用新型公开的范围，且能够带来更好的组合效果。
【主权项】
1.一种显示基板，包括多条数据线和多条栅线，多个像素单元;其特征在于， 所述多个像素单元中的至少一个像素单元至少包括两个彼此绝缘的子像素电极和两个薄膜晶体管;所述两个子像素电极分别连接到不同的薄膜晶体管，所述两个薄膜晶体管的源极分别连接两条不同数据线。2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述两条不同数据线的电压极性相反。3.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述两个子像素电极分别位于所述像素单元中不同的两个区域。4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述两个子像素电极在所述栅线延伸的方向依次并列布置。5.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，所述两个子像素电极在所述数据线延伸的方向依次并列布置。6.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述两个薄膜晶体管的栅极连接同一条栅线或分别连接两条不同的栅线。7.根据权利要求1-6任意一项所述的显示基板，其特征在于，所述两个子像素电极的间隔距离为8-10μηι。8.根据权利要求1-6任意一项所述的显示基板，其特征在于，所述两个子像素电极包括板状电极或条形电极。9.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述至少一个像素单元包括彼此互不接触且并列布置的三个子像素电极以及包括分别与所述三个子像素电极连接的三个薄膜晶体管;所述三个薄膜晶体管的源极分别连接不同的数据线。10.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述至少一个像素单元包括彼此互不接触且并列布置的四个子像素电极以及包括分别与所述四个子像素电极连接的四个薄膜晶体管;所述四个薄膜晶体管的源极分别连接不同的数据线。11.一种包括如权利要求1-10任意一项所述的显示基板的液晶显示装置。
【文档编号】G02F1/1343GK205485204SQ201620320070
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】方正
【申请人】京东方科技集团股份有限公司