阵列基板及液晶显示面板的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种阵列基板以及包含该阵列基板的液晶显示面板。在该阵列基板上除了包括像素单元外，在由像素单元构成的矩阵的每一行上还包括至少一个附加功能区，在该附加功能区上设置有栅极信号侦测晶体管，所述阵列基板还包括侦测信号输出线以及预设信号线，所述预设信号线与所述侦测信号输出线连接。通过该栅极信号侦测晶体管可以侦测栅极线上的驱动信号是否正常，免去了人工逐根检测栅极线的信号是否正常的麻烦，因而提高了侦测效率和准确性。
【专利说明】阵列基板及液晶显不面板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示【技术领域】，尤其涉及一种阵列基板及包括该阵列基板的液晶 显示面板。
【背景技术】
[0002] 液晶显示装置，具有低压、微功耗、显示信息量大、易于彩色化等优点，现已广泛应 用于电子计算机、电子记事本、移动电话、摄像机、高清电视机等电子设备中。液晶显示装置 通常包括用于显示画面的液晶显示面板和用于向液晶显示面板提供信号的电路部分。液晶 显示面板通常包括薄膜晶体管（Thin Film TranSist〇r，TFT)阵列基板和彩膜基板，及阵列 基板与彩膜基板之间的液晶物质。
[0003] 通常情况下，在薄膜晶体管阵列基板上，多条视频信号线（也称数据线）和多条扫 描线（也称栅极线）交叉设置，由这些视频信号线和扫描线划分出多个区域。各个区域内 设置有用于将视频信号有选择地提供给像素单元的开关元件TFT与像素电极，由此构成像 素单元。
[0004] 在薄膜晶体管阵列基板上，栅极线上的信号用于驱动各个像素单元的开启和关 闭，对液晶显示面板的正常显示起着重要的作用。然而，目前，只能通过人工逐根检测栅极 线上的信号是否正常，这种检测方法效率很低，而且随着栅极线做得越来越密集，这种通过 人工检测栅极线信号是否正常的方法效率更低。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种阵列基板以及包含该阵列基板的液晶显示面板，以 能够实现对栅极线信号的检测。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[0007] -种阵列基板，包括由多条栅极线和数据线相交限定的多个呈矩阵排列的像素单 元，所有所述像素单元构成N*M矩阵，其中，N、M均为正整数，在所述矩阵的每一行上还包括 至少一个附加功能区，在所述附加功能区上设置有栅极信号侦测晶体管，所述阵列基板还 包括相互连接的侦测信号输出线和预设信号线；其中，所述栅极信号侦测晶体管包括栅极 和源漏极，所述栅极和所述源漏极中的一个与所述栅极信号侦测晶体管所在行对应的栅极 线连接，所述源漏极中的另一个与所述预设信号线连接。
[0008] -种液晶显示面板，包括阵列基板，其中，所述阵列基板采用上述的阵列基板。
[0009] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果之一：
[0010] 本发明提供的阵列基板上不仅包括用于显示的像素单元，还包括附加功能区，在 所述附加功能区设置有栅极信号侦测晶体管，该栅极信号侦测晶体管的栅极与其所在行对 应的栅极线相连。当栅极线对应的栅极驱动器工作正常时，栅极驱动器向该栅极线上施加 高电平的驱动信号，与其连接的栅极信号侦测晶体管就会被打开，栅极信号侦测晶体管输 出的侦测信号也为高电平，从而能够在侦测信号输出线上得到高电平信号。当某根栅极线 出现异常时，与其连接的栅极信号侦测晶体管不能输出侦测信号或者输出的侦测信号为低 电平，因而在侦测信号输出线上不能得到正常的高电平信号。因而通过栅极信号侦测晶体 管输出的侦测信号能够侦测栅极线是否出现了故障，并且通过检测不能输出侦测信号的时 刻或异常侦测信号出现的时刻，就可以检测到哪一根栅极线出现了故障。
[0011] 本发明提供的阵列基板借助于设置在其上的栅极信号侦测晶体管即可完成对栅 极线信号异常的检测，免去了人工逐根检测栅极线的信号是否正常的麻烦，因而提高了侦 测效率和准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地理解本发明的技术方案，下面将对描述本发明实施例中所需要用到 的附图做一简要说明。显而易见地，下面描述的附图仅是本发明的一部分实施例，对于本领 域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它的附图。
[0013] 图1是本发明实施例一提供的阵列基板的一种结构示意图；
[0014] 图2是本发明实施例一提供的像素单元的结构示意图；
[0015] 图3是本发明实施例一提供的阵列基板的另一种结构示意图；
[0016] 图4是本发明实施例一提供的阵列基板的每条栅极线上的驱动信号正常时，在每 条栅极线上的电压以及侦测信号输出线上的电压示意图；
[0017] 图5是本发明实施例一提供的阵列基板的某条栅极线上的驱动信号异常时，在每 条栅极线上的电压以及侦测信号输出线上的电压示意图；
[0018] 图6是本发明实施例一提供的附加功能区所占列数最少的阵列基板的一种结构 示意图；
[0019] 图7是本发明实施例一提供的附加功能区所占列数最多的阵列基板的一种结构 示意图；
[0020] 图8是本发明实施例一提供的像素单元宽度不相同的阵列基板的结构示意图；
[0021] 图9是本发明实施例一提供的矩阵的第i+Ι行的第j个附加功能区比第i行的第 j个附加功能区在行方向上错位3个像素单元的阵列基板结构示意图；
[0022] 图10是本发明实施例二提供的液晶显示面板的剖面结构示意图；
[0023] 图11是本发明实施例二提供的彩膜基板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例一
[0026] 图1是本发明实施例一提供的阵列基板的结构示意图。如图1所示，该阵列基板包 括：多条在行方向上设置的栅极线G1至Gn以及多条在列方向上设置的数据线D1至Dm相 交限定的多个呈矩阵排列的像素单元。所有像素单元在阵列基板上构成N*M矩阵。其中， N、M均为正整数。作为示例，图1所示的矩阵为9*9矩阵，在该阵列基板上共有9条栅极线 和9条数据线。
[0027] 在本发明实施例中每个像素单元的结构可以与现有技术中阵列基板中的像素单 元的结构相同。
[0028] 在本发明实施例中，每个像素单元与栅极线和数据线的连接方式与现有技术中的 阵列基板中的像素单元与栅极线和数据线的连接方式也相同。
[0029] 其中，如图2所示，每个像素单元包括一对电极21a和21b和与该一对电极中的一 个连接的TFT(薄膜晶体管）22。进一步地，在一对电极21a和21b中的至少一个电极可以 包含条状电极。在图2所示的结构中，电极21a为条状电极，电极21a可以为公共电极或者 像素电极。
[0030] 为了实现阵列基板能够侦测栅极线上的信号是否正常，本发明实施例提供的阵列 基板除了包括上述所述的像素单元以外，还在由所有像素单元构成的矩阵的每一行上设置 有至少一个附加功能区W，在附加功能区W上设置有栅极信号侦测晶体管T。所述栅极信号 侦测晶体管T为TFT晶体管，其包括栅极和源漏极。作为示例，在图1所示的阵列基板上， 矩阵的每行只显示有一个附加功能区W。但是，不应理解为本发明实施例所述的阵列基板的 矩阵的每行只包括一个附加功能区W，实际上，在矩阵的每行上可以包括一个或多个附加功 能区。
[0031] 本发明提供的阵列基板还包括侦测信号输出线Gout以及预设信号线L。其中，侦 测信号输出线Gout与预设信号线L相连接。所述栅极信号侦测晶体管T的栅极与源极与 所述栅极信号侦测晶体管T所在行对应的栅极线G连接，所述栅极信号侦测晶体管T的漏 极与所述预设信号线L连接。
[0032] 在本发明实施例中，侦测信号输出线Gout可以位于阵列基板上的任一位置，作为 本发明的一个具体实施例，为了布线的方便，侦测信号输出线Gout与所述数据线D垂直、与 栅极线G平行。
[0033] 需要说明的是，本发明实施例对预设信号线L的形状以及位置不做特别限定，只 要能够使栅极信号侦测晶体管的漏极与预设信号线L连接，预设信号线L与侦测信号输出 线Gout的连接即可。
[0034] 其中，作为本发明的一个【具体实施方式】，预设信号线L的形状和在阵列基板上的 位置可以如图1所示。具体如下：预设信号线L可以为平行于矩阵的列方向的直线段，在所 述栅极信号侦测晶体管T所在的每一列上均设置一条预设信号线L，并且位于不同列上的 预设信号线L相互独立。预设信号线可以由与数据线D同层的金属构成，与栅极线G绝缘 交叉。这种预设信号线的布线方式简单、该预设信号线布线方式可以采用本领域的常规布 线方式，而且，由于不同列预设信号线之间无交叉，所以，数据线D的布线方式也可以采用 本领域的常规布线方式。
[0035] 作为本发明的另一【具体实施方式】，预设信号线L的形状和在阵列基板上的位置还 可以如图3所示。具体如下：预设信号线L包括3条在同一列的预设信号子线段L1和3条 在另外一列上的预设信号子线段L2。此时，所述预设信号线L的形状为折线。
[0036] 实际上，形状为折线的预设信号线不受限于图3所示的形状，其可以为至少包括 两条不在同一列的相互连接的预设信号子线段，各条所述预设信号子线段位于所述栅极信 号侦测晶体管所在的列上。由于至少两条预设信号子线段位于不同列上，所以，各条预设 信号子线段需要通过连线连接起来，才能将栅极信号侦测晶体管侦测的信号传输到侦测信 号输出线Gout上。需要说明的是，为了不影响像素单元的显示效果，用于连接预设信号子 线段的连接线位于像素单元之间的间隙内，并且该连接线可以是与栅极线G同层的金属组 成，经由过孔与至少两条预设信号子线段电连接。
[0037] 在该【具体实施方式】中，一条预设信号线L可以将多列栅极信号侦测晶体管的信号 传输到侦测信号输出线Gout上。为了清楚地理解栅极信号侦测晶体管T的各个电极端与 栅极线和预设信号线L的连接关系，下面以位于第i行的栅极信号侦测晶体管T为例来说 明每个栅极信号侦测晶体管T的栅极、源漏极的连接方式。具体地，位于第i行的栅极信号 侦测晶体管T的栅极和源极与第i根栅极线Gi相连，该栅极信号侦测晶体管T的漏极与其 所在列对应的预设信号线L连接。
[0038] 该阵列基板侦测栅极线的驱动信号是否正常的工作原理如下：
[0039] 以非晶硅栅极为例进行说明。由于非晶硅为N型半导体，栅极选通时使用高电平 信号。
[0040] 当阵列基板上某一根栅极线上的栅极驱动器工作正常时，栅极驱动器向该栅极线 施加高电平信号驱动该栅极线打开，该根栅极线上得到的电压为高电平电压，与该栅极线 相连的栅极信号侦测晶体管被打开，该栅极线上的信号通过预设信号线L传输至侦测信号 输出线Gout。此时，在侦测信号输出线Gout上得到高电平信号。
[0041] 当阵列基板上的某一根栅极线上的栅极驱动器发生故障时，该根栅极线上无法得 到电压信号或者得到的电压信号异常。因而，该栅极线上不能得到正常的高电平信号，与该 栅极线相连的预设信号线L上得到一个异常的电平信号或无法得到电平信号。与该预设信 号线L相连的侦测信号输出线Gout上得不到高电平信号。
[0042] 因此，根据侦测信号输出线Gout上的信号可以判断栅极线上的驱动信号是否正 常，进而判断该栅极线上的驱动器是否发生故障。
[0043] 仍然以图1所示的阵列基板为例进行说明。在该阵列基板上包括9条栅极线。请 参考图4,图4是本发明实施例一提供的阵列基板的每条栅极线上的驱动信号正常时，在每 条栅极线上的电压以及侦测信号输出线上的电压示意图。当对阵列基板上的9条栅极线上 的信号进行侦测时，依次打开该9条栅极线。如果在该9条栅极线上均能得到高电平信号， 则在侦测过程中，即tl至t9中的任意一个时间段中，侦测信号输出线Gout上侦测到的信 号始终为高电平信号，则说明该9条栅极线上的驱动信号均正常。驱动每根栅极线的栅极 驱动器均工作正常，没有发生故障。
[0044] 如果在某一根栅极线上不能得到电压信号或者得到的电压信号为异常电压信号， 则在某一时刻，侦测信号输出线Gout上不能得到电压信号或者侦测得到的信号为异常电 压信号。通过比对没有得到电压信号的时刻或者异常电压信号出现的时刻和栅极线打开的 时刻即可得出阵列基板上的哪根栅极线上的信号出现异常。以图5为例进行具体说明，假 设在t4时间段内侦测的信号为异常信号，则说明第4条栅极线G4上的驱动信号异常，进而 说明用于驱动第4条栅极线G4的驱动器发生故障。
[0045] 另外，由于用于驱动阵列基板的各条栅极线的栅极驱动信号具有一定的周期（行 扫描周期），在该周期的不同时刻，不同栅极线被打开。所以，根据栅极驱动信号的周期和异 常栅极信号出现的时间段即可推断哪根栅极线出现了异常。
[0046] 因此，根据以上原理，通过本发明提供的阵列基板上的栅极信号侦测晶体管可以 侦测每根栅极线上的驱动信号是否正常。通过侦测信号输出线上输出的异常信号的时间段 和栅极信号周期即可侦测出阵列基板上的哪根栅极线上的驱动信号发生异常，相较于现有 技术通过人工逐根排查栅极线上的驱动信号是否异常的方法，本发明提供的设置有栅极信 号侦测晶体管的阵列基板提高了侦测效率和准确性。
[0047] 上述图1或图3所示的阵列基板中，在每一行上仅设置了一个附加功能区，也就是 说，在矩阵的每一行上仅设置了一个栅极信号侦测晶体管。在这种情况下，传输到侦测信号 输出线上的侦测信号的强度会比较弱，为了增加侦测信号的强度，提高侦测的准确性，作为 本发明的优选实施例，可以在矩阵的每一行上设置多个附加功能区，并在每个附加功能区 上均设置一个栅极信号侦测晶体管。
[0048] 需要说明的是，当预设信号线L为平行于矩阵的列方向的直线段时，在每个栅极 信号侦测晶体管对应的列上均需设置一根预设信号线L。并且每根预设信号线L均与栅极 信号输出线相连。简单地说，有多少列栅极信号侦测晶体管，就需要设置多少根预设信号线 L〇
[0049] 另外，在阵列基板的矩阵的各行中，不同行上设置的附加功能区的个数可以相同， 也可以不同。优选，在矩阵的每行上设置的附加功能区的个数相同。
[0050] 为了简化阵列基板的结构设计，优选地，阵列基板上的所有附加功能区在所述阵 列基板上的分布使所述附加功能区所在的列数最少。具体地说，当矩阵的每行上均有一个 附加功能区时，则该所有各行的附加功能区均位于同一列。当矩阵的每行上均设置有两个 附加功能区时，则该所有各行的附加功能区位于两列。该矩阵基板结构的示意图可以如图6 所示。图6所示的阵列基板上包括9*9的矩阵。在矩阵的每行上设置有3个附加功能区。 该阵列基板共包括3列附加功能区，每列附加功能区的个数为9。
[0051] 作为本发明的另一实施例，阵列基板上的所有附加功能区在所述阵列基板上的分 布也可以使所述附加功能区所在的列数最多。具体地，当矩阵的每行上均有一个附加功能 区时，如果矩阵的列数足够多的话，则所有各行的附加功能区均不在同一列。该矩阵基板结 构的示意图可以参见图7。图7所示的阵列基板上包括3*9的矩阵，在矩阵的每行上仅设置 一个附加功能区，该3个附加功能区均不在同一列。所以，在这种情况下，阵列基板上的附 加功能区所占的列数最多。这种附加功能区的分布方式相对分散，有利于提高包含该阵列 基板的液晶显示面板的显示性能。
[0052] 为了将增设有附加功能区的阵列基板的透过率控制在一定范围内，也就是说，避 免由于增设附加功能区而导致阵列基板的透过率下降太多，在矩阵的行方向上，可以每间 隔预设个数的像素单元设置一个附加功能区，以使所述像素单元的像素透过率满足预定要 求。由于三个像素单元R、G、B组合在一起才能进行正常的显示，所以，在本发明实施例中， 预设个数可以为3h个，其中，h为正整数，也就是说，预设个数为3的倍数，例如可以为3、6、 9......〇
[0053] 此外，本申请的发明人还对像素单元的透过率与像素单元的大小的关系做了细致 的研究分析。
[0054] 发明人经过研究发现，当像素单元中的电极（一般为ΙΤ0电极）的宽度较宽或像 素电极之间的狭缝较宽时，像素单元的透过率会下降。此外，发明人还做了如下实验，减 小像素单元宽度，并对包含减小后的像素单元的显示性能进行测试，得出的数据如下表所 示：
[0055]
【权利要求】
1. 一种阵列基板，其特征在于，包括由多条栅极线和多条数据线相交限定的多个呈矩 阵排列的像素单元，所有所述像素单元构成N*M矩阵，其中，N、M均为正整数，在所述矩阵的 每一行上还包括至少一个附加功能区，在所述附加功能区上设置有栅极信号侦测晶体管， 所述阵列基板还包括相互连接的侦测信号输出线和预设信号线；其中，所述栅极信号侦测 晶体管包括栅极和源漏极，所述栅极和所述源漏极中的一个与所述栅极信号侦测晶体管所 在行对应的栅极线连接，所述源漏极中的另一个与所述预设信号线连接。
2. 根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述矩阵的每一行上包括多个附加 功能区。
3. 根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述附加功能区在所述阵列基板 上的分布使所述附加功能区所占的列数最少。
4. 根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述附加功能区在每行上的个数相 同。
5. 根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述附加功能区在所述阵列基板 上的分布使所述附加功能区所占的列数最多。
6. 根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，在所述矩阵的行方向上，每隔3h个像 素单元设置一个附加功能区，以使所述像素单元的像素透过率满足预定要求，其中，h为正 整数。
7. 根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，第i+Ι行的第j个附加功能区比第i 行的第j个附加功能区在行方向上错位3k个像素单元，i、j、k为正整数。
8. 根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元包括第一像素单 元和第二像素单元，为3的倍数的所述第一像素单元紧密相邻，个数为3的倍数的所述第二 像素单元紧密相邻，在所述矩阵的行方向上，每隔3h个像素单元设置一个附加功能区，所 述第一像素单元宽度为al，所述第二像素单元宽度为a2,所述附加功能区宽度为b，其中，b =3n* (al_a2)，其中，al>a2, η 为正整数。
9. 根据权利要求1、2、6、7任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述侦测信号输出线 与所述栅极线平行。
10. 根据权利要求1、2、6、7任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述预设信号线为平 行于所述列方向的直线段，在所述栅极信号侦测晶体管所在的每列上均设置一条所述预设 信号线，位于不同列上的预设信号线相互独立。
11. 根据权利要求1、2、6、7任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述预设信号线包括 至少两条不在同一列的相互连接的预设信号子线段，各条所述预设信号子线段位于所述栅 极信号侦测晶体管所在的列上。
12. 根据权利要求1、2、6、7任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元包括一 对电极，所述一对电极中的至少一个包含条状电极。
13. -种液晶显示面板，其特征在于，包括阵列基板，所述阵列基板采用权利要求1-12 任一项所述的阵列基板。
14. 根据权利要求13所的液晶显示面板，其特征在于，还包括与所述阵列基板相对放 置的彩膜基板，所述彩膜基板包括透光区和预设遮光区，所述透光区上设置有像素显示单 元，所述像素显示单元与所述阵列基板上的像素单元相对，所述预设遮光区与所述阵列基 板上的附加功能区相对。
【文档编号】G02F1/1368GK104280970SQ201410621029
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】曹兆铿, 秦丹丹, 崔婷婷 申请人:上海天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司