专利名称：阵列基板和液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阵列基板和液晶显示装置，尤其涉及一种薄膜晶体管液 晶显示装置中的阵列基板，以及采用该阵列基板的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置是目前常用的平板显示装置之一，以薄膜晶体管液晶显示
装置(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,以下简称TFT-LCD) 为例，其一般结构如图l所示，通常包括由下而上设置的背光模组(Black Light module,简称BLU) 10、光学膜层20、彩膜(CF )基板31和阵列(Array)基 板32对盒形成的面板(panel) 30，还包括设置在背光模组10、光学膜层20 和面板30侧边、起到支撑作用的模框架，包括设置在最外围的外框架40。其 中的背光模组10—般包括导光板11、背光灯12和背光板13。其中的光学膜 层20—般由扩散膜、棱镜膜等结构组成，对导光板11射向面板30的光进行 处理，各种膜层的组合可统称为光学膜层20。面板30由彩膜基板31和阵列 基板32对盒组成，在两基板之间填充液晶层。
面板中的阵列基板32上通常设置矩阵形式排列的像素阵列，如图2所示 为阵列基板32的俯视局部结构示意图，每个子像素包括一个液晶像素电极
(ITO) 322,设置在其侧边且相互垂直的栅极扫描线321和数据线(Data) 323， 该液晶像素电极322通过TFT开关元件325与栅极扫描线321和数据线323 分别连接，通常在数据线323和液晶像素电极322的间隙之中还设置有挡光条
(S/B ) 324用于遮挡从背光模组射入的光线。图3所示为图2中阵列基板32 的A-A向剖面图，同时在图3中增加示出了阵列基板32上对应的彩膜基板31
3的结构。阵列基板32包括衬底基板326,挡光条324、数据线323和液晶像素 电极322均设置在村底基板326上，为避免数据线323、挡光条324等线路的 电导通，在其中间还形成绝缘层。并在彩膜基板31和阵列基板32之间注入有 液晶层33。如图3所示，彩膜基板31内侧设置黑矩阵(Block Matrix,简称 BM)311，用于遮挡阵列基板32上、除液晶像素电极322区域以外的其他功能 元件，即遮挡数据线323和挡光条324等。
液晶显示装置在应用过程中，挡光条324和数据线323的间隙中会漏过 从背光模组射入的光线，如图3所示。所漏出的光线， 一方面包括垂直于阵列 基板32平面出射的光线，另一方面包括与阵列基板32平面呈一锐角斜射出去 的光线，斜射出的光线在经过阵列基板32的衬底基板326和液晶层33时，因 各材料的折射率不同，所以会发生折射现象产生偏移。村底基板326 —般为玻 璃，当空气折射率设定为'T，时，玻璃的折射率约为"1.5"，液晶层材料会 因液晶的种类不同而有区别，大致在"1.4 1.6"的范围内。光线经过衬底基 板326和液晶层33后，其最终的出射角度基本不变。产生漏出光线的原因是 彩膜基板上的像素电极(CF IT0 )与阵列基板上的像素电极(Array pixel ITO ) 和数据线之间形成了扭曲电场，使液晶分子不正常排列、导致出现不正常的画 面显示。漏出的光线，大部分会被彩膜基板31上设置的黑矩阵311所遮挡。 但是，该技术存在的问题是当液晶显示装置受到外力作用时，可能使得面板 30向下凸起弯曲，如图4所示。原本设定在适当位置用于遮光的黑矩阵311 将错开一定的距离d2，如图5所示，则挡光条324和数据线323的间隙中漏 出的光线会从此错开的缝隙中漏出。产生这种漏光现象后，呈现给观看者的效 果就是液晶显示装置表面出现了水波紋(Touch mora )现象，漏出的光线越多， 水波紋现象就越严重。
现有技术中，为避免漏光和水波紋现象所采用的一种方案是扩大彩膜基 板上设置的黑矩阵的面积，这样使得黑矩阵在偏移一定距离后，仍然能够对应 遮挡从挡光条和数据线的间隙中漏出的光。但是这种技术方案引起了另 一个问题，就是增加了液晶显示装置上黑矩阵的遮挡面积，减少了可透光的面积，即 降低了开口率，使得液晶显示装置的亮度降低，显示效果下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种阵列基板和液晶显示装置，以减小在图像显示 时出现漏光和水波紋现象的可能，从而改善液晶显示装置的显示效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种阵列基板，包括衬底基板及设置在 衬底基板上的液晶像素电极、数据线、挡光条、栅极扫描线和薄膜晶体管开关
元件，该挡光条设置在数据线的两侧，其中在数据线两侧分别设置有折射条， 该折射条位于挡光条与数据线之间的间隙位置上方，且该折射条与液晶像素电 极同层设置；该折射条用于偏转经折射条射出至液晶层的光线朝向数据线方向 射出。
为实现上述目的，本发明还提供了一种采用本发明阵列基板的液晶显示 装置，包括背光模组、光学膜层、面板和框架，其中该面板由彩膜基板和本 发明的阵列基板对盒形成，彩膜基板和阵列基板之间设置有液晶层。
由以上技术方案可知，本发明采用在数据线和挡光条的间隙之上设置折射 条的技术手段，使得从间隙中漏出的光线经折射条的折射后改变方向，向数据 线一侧偏转。当面板受力弯曲时，从黑矩阵偏移错开缝隙中漏出的光线明显减 少，因此能够减轻图像显示中因漏光出现的水波紋现象，改善了显示效果。并 且相比于现有技术所采用的增大黑矩阵面积的技术手段，本发明的技术方案没 有降低液晶显示装置的开口率，对光线透射率和显示亮度基本没有影响。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1为现有技术中一种液晶显示装置的结构示意图2为现有技术液晶显示装置中阵列基板的俯视局部结构示意5图3为现有技术液晶显示装置中液晶面板的剖面结构示意图4为现有技术中液晶显示装置受力弯曲的状态示意图5为现有技术液晶显示装置中面板弯曲后液晶面板的剖面结构示意图6为本发明阵列基板具体实施例一的俯视结构示意图7为本发明阵列面板具体实施例 一 应用于液晶面板的剖面结构示意图8为光学原理图9为本发明阵列基板具体实施例一中折射条横截面形状的结构示意图一； 图10为本发明阵列差d反具体实施例一中折射条横截面形状的结构示意图二; 图11为本发明阵列差d反具体实施例一中折射条横截面形状的结构示意图三; 图12为本发明阵列基板具体实施例二的结构示意图； 图13为本发明液晶显示装置具体实施例的结构示意图。 图中
10-背光模组
13-背光板
31-彩膜基板
321-栅极扫描线
324-挡光条
327-折射条
11-导光4反
20-光学膜层
311-黑矩阵
322-液晶像素电极
325-开关元件
33—液晶层
12-背光灯
30-面板
32-阵列基板
323-数据线
326-衬底基板
40-外框架
具体实施例方式
阵列基板实施例一
如图6所示为本发明阵列基板具体实施例一的俯视结构示意图，图7为图 6中的B-B向剖面图，为描述清楚，图7中还增加了阵列基板32上对应的彩 膜基板31，且此时面板处于弯曲状态，黑矩阵311错开了一定的距离。阵列 基板32和彩膜基板31之间注入有液晶层33。本实施例的阵列基板32包括衬 底基板326以及设置在衬底基板326上的液晶像素电极322、数据线323、挡光条324、栅极扫描线321和薄膜晶体管开关元件325，在数据线323和挡光 条324之间还形成有绝缘层以避免各线路之间的电导通。本实施例中，在数据 线323两侧还分别设置有折射条327，该折射条327位于挡光条324与数据线 323之间的间隙的上方，且折射条327与液晶像素电极322同层设置；该折射 条327的材质为树脂(Resin)，该树脂材料的折射率大于衬底基板326材料 和液晶层33材料的折射率；该折射条327的横截面形状为直角三角形，且直 角三角形的一直角边朝向数据线323设置。
本实施例中，设置有折射条的阵列基板在工作过程中，由数据线和挡光条 间隙射出的光线会改变出射方向。从图7中可以看出，原本从衬底基板垂直射 出的光线从绝缘层射出后进入折射条，因光线入射角为90度，所以不发生偏 转，因绝缘层的厚度极小，所以可忽略光线在绝缘层中的偏折，当光线射出折 射条时，因入射角是锐角，且因折射条的折射率大于液晶层的折射率，所以光 线从折射条射入液晶层时会发生远离法线方向的偏折，即光线会朝向数据线方 向偏折。从公知的光学原理可知，如图8所示，当光线通过一光学介质发生折 射时，若该光学介质的折射率大于其外部介质的折射率，那么光线就会背离法 线发生偏折，朝向横截面较宽的一边偏折。
本实施例通过设置折射条改变了漏出光线的出射方向，当面板受力弯曲时， 虽然黑矩阵偏移了一段距离，但是因为漏出光线朝向数据线方向偏转了，所以 从黑矩阵错开的缝隙中漏出的光线可明显减少，则漏光现象减轻了，呈现给观
看者的水波紋现象也会相应减轻，液晶显示装置的显示效果可得到明显改善。 同时，相比于现有技术所采用的增大黑矩阵面积的技术手段，本实施例的技术 方案没有降低液晶显示装置的开口率，对光线透射率和显示亮度基本没有影响。 基于上述光学原理，该折射条的横截面形状并不限制于直角三角形，还可 以为直角扇形、直角梯形和一角为圓角的类直角梯形等，如图9 11所示，并 且，折射条横截面形状也不限于必须包含直角，只要其横截面形状满足宽度递 变，且位置关系满足横截面宽度较大的一边朝向数据线设置即可。例如，采用 折射条的形状为契形，契形的尖端远离数据线，宽端朝向数据线。如图12所示为本发明阵列基板具体实施例二的结构示意图。本实施例阵
列基板的结构与实施例一基本相同，区别在于本实施例中三角形横截面的折 射条327，其直角边背离数据线323设置，且该折射条327所采用材料的折射 率小于衬底基板材料和液晶层材料的折射率。
该阵列基板的工作原理与实施例一相似，当光线从直角三角形折射条的斜 边射出时，因为折射率的关系，所以光线会朝向法线方向偏折，即光线同样会 朝向数据线方向偏折，从而达到减少漏光的目的。
同理，折射条的横截面形状可以为直角三角形、直角扇形、直角梯形或类 直角梯形，只要折射条横截面宽度较大的一边背离数据线设置即可。例如设 置折射条的形状为楔形，楔形的宽端远离数据线，尖端朝向数据线。折射率小 于衬底基板材料，即小于玻璃折射率，且同时小于液晶层材料折射率的材料可 以有多种，例如聚四氟乙烯(PTEE)，其折射率为l. 35;聚全氟乙丙烯共聚 物(FEP)，其折射率为1.338;聚四氟乙烯(FPA),其折射率为1. 35。上述 折射率小至1. 3左右的氟族树脂均可作为折射条材料。
液晶显示装置实施例
如图13所示为本发明液晶显示装置具体实施例的结构示意图，该液晶显 示装置包括背光模组IO、光学膜层20、面板30和外框架40，其中，面板30 由彩膜基板31和阵列基板32对盒形成，彩膜基板31和阵列基板32之间设置 有液晶层。该阵列基板32可采用本发明阵列基板任一实施例的结构，图13 中未示出阵列基板32的细微结构。
本发明的液晶显示装置能够减少面板在受力弯曲时，从黑矩阵错开缝隙中 漏出的光线，从而减轻漏光现象所导致的水波紋现象，改善显示效果。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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 本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种阵列基板，包括衬底基板及设置在所述衬底基板上的液晶像素电极、数据线、挡光条、栅极扫描线和薄膜晶体管开关元件，所述挡光条设置在所述数据线的两侧，其特征在于在所述数据线两侧分别设置有折射条，所述折射条位于所述挡光条与所述数据线之间的间隙位置上方，且所述折射条与所述液晶像素电极同层设置；所述折射条用于偏转经所述折射条射出至液晶层的光线朝向所述数据线方向射出。
2、 根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于所述折射条为楔形形 状，契形的尖端远离数据线，宽端朝向数据线，所述折射条材料的折射率大 于所述衬底基板材料和所述液晶层材料的折射率。
3、 根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于所述折射条的材质为 树脂。
4、 根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于所述折射条为楔形形 状，楔形的宽端远离数据线，尖端朝向数据线，所述折射条材料的折射率小 于所述衬底基板材料和所述液晶层材料的折射率。
5、 根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于所述折射条的材质为 聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯共聚物或聚四氟乙烯。
6、 根据权利要求1~5所述的任一阵列基板，其特征在于所述折射条 的横截面形状为直角三角形、直角扇形、直角梯形或类直角梯形。
7、 一种采用权利要求1 ~ 5所述的任一阵列基板的液晶显示装置，包括 背光模组、光学膜层、面板和框架，其特征在于所述面板由彩膜基板和所 述阵列基板对盒形成，所述彩膜基板和所述阵列基板之间设置有液晶层。
8、 根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于所述折射条的横 截面形状为直角三角形、直角扇形、直角梯形或类直角梯形。
全文摘要
本发明涉及一种阵列基板和液晶显示装置。该阵列基板包括衬底基板、液晶像素电极、数据线和挡光条等，在数据线的两侧还设置有折射条，位于挡光条和数据线之间的间隙上方，且与液晶像素电极同层设置；该折射条用于偏转经折射条射出的光线朝向数据线方向射出。该液晶显示装置采用本发明的阵列基板。本发明采用在挡光条与数据线之间的间隙的位置所对应的像素电极层中设置折射条的技术手段，使得从间隙中漏出的光线经折射条的折射后改变方向，向数据线一侧偏转。当面板受力弯曲时，从黑矩阵偏移错开缝隙中漏出的光线明显减少，因此能够减轻图像显示中因漏光出现的水波纹现象，改善了显示效果。
文档编号G02F1/13GK101526708SQ20081010154
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者崔贤植 申请人:北京京东方光电科技有限公司