CN104730783A - 一种阵列基板及其驱动方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列基板及其驱动方法和显示装置。该阵列基板包括栅线和数据线，栅线和数据线空间交叉限定像素单元，像素单元包括相互绝缘的第一像素电极、第二像素电极和浮游电极，浮游电极与第一像素电极和第二像素电极不同层设置，第一像素电极和第二像素电极之间能形成平面电场，浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间能形成边缘电场。该阵列基板能在平面电场和边缘电场的共同作用下进行显示，从而不仅实现了该阵列基板的广视角特性，而且相对于只有平面电场或边缘电场作用的阵列基板，该阵列基板具有更高的光透过率。

Description

一种阵列基板及其驱动方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种阵列基板及其驱动方法和显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)因其体积小、功耗低、无辐射等特点已成为目前平板显示器中的主流产品。液晶显示器中的液晶能在电场的作用下进行偏转，从而实现液晶显示器的图像显示。
传统的共面转换IPS模式和边缘场FFS模式的液晶显示器具有广视角特性，但是光线的透过率性能较差。这两种显示模式为了达到广视角的同时具有高透过率的特性，对线宽、盒间隙(即阵列基板和彩膜基板对盒后的盒内间隙)等工艺要求不断提高，工艺上很难完全实现，或者实现过程中良率较低。
在低灰阶显示时，IPS模式的液晶显示器的电极边缘的电场很微弱，影响透过率，导致IPS模式的液晶显示器透过率很低；而FFS模式的液晶显示器的边缘电场比IPS模式的液晶显示器的平面电场更强，因此，FFS模式的液晶显示器透过率效果更好。但在高灰阶显示时，IPS模式的液晶显示器的平面电场比FFS模式的液晶显示器的边缘电场更强，所以IPS模式的液晶显示器的透过率相对较高；而FFS模式的液晶显示器的透过率效果不佳。
目前，亟需一种新的显示模式，在满足广视角要求的同时，还能实现透过率的有效提升。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种阵列基板及其驱动方法和显示装置。该阵列基板能在平面电场和边缘电场的共同作用下进行显示，从而不仅实现了该阵列基板的广视角特性，而且相对于只有平面电场或边缘电场作用的阵列基板，该阵列基板具有更高的光透过率。
本发明提供一种阵列基板，包括栅线和数据线，所述栅线和所述数据线空间交叉限定像素单元，所述像素单元包括相互绝缘的第一像素电极、第二像素电极和浮游电极，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极不同层设置，所述第一像素电极和所述第二像素电极之间能形成平面电场，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间能形成边缘电场。
优选地，所述第一像素电极和所述第二像素电极同层设置，所述第一像素电极包括多个相互平行且等间隔的条状第一子电极，所述第二像素电极包括多个相互平行且等间隔的条状第二子电极，所述第一子电极和所述第二子电极相互平行；所述第一子电极和所述第二子电极相互交错并等间隔设置。
优选地，所述像素单元还包括第一晶体管和第二晶体管，所述数据线包括第一数据线和第二数据线；
所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极连接所述栅线，所述第一晶体管的第一极连接所述第一数据线，所述第一晶体管的第二极连接所述第一子电极；所述第二晶体管的第一极连接所述第二数据线，所述第二晶体管的第二极连接所述第二子电极。
优选地，所述像素单元还包括第一晶体管和第二晶体管，所述数据线包括第一数据线和第二数据线，所述栅线包括第一栅线和第二栅线；
所述第一晶体管的栅极连接所述第一栅线，所述第一晶体管的第一极连接所述第一数据线，所述第一晶体管的第二极连接所述第一子电极；所述第二晶体管的栅极连接所述第二栅线，所述第二晶体管的第一极连接所述第二数据线，所述第二晶体管的第二极连接所述第二子电极。
优选地，所述浮游电极位于所述第一像素电极和所述第二像素电极的上方或下方，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间设置有绝缘层。
优选地，所述浮游电极为板状，所述第一像素电极和所述第二像素电极与所述浮游电极相对应。
优选地，所述浮游电极包括多个相互平行且等间隔的条状第三子电极，所述第三子电极平行于所述第一子电极和所述第二子电极，所述第三子电极与相邻的所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔区域相对应。
优选地，所述像素单元包括多个，多个所述像素单元中的所述浮游电极相互连接。
本发明还提供一种上述阵列基板的驱动方法，包括：显示时，第一像素电极和第二像素电极之间形成平面电场，浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间形成边缘电场。
优选地，显示时，所述像素单元中的第一晶体管和第二晶体管同时开启，第一数据线向所述第一像素电极的第一子电极上输入第一数据信号，第二数据线向所述第二像素电极的第二子电极上输入第二数据信号，所述浮游电极上输入公共电压信号。
优选地，当显示的灰阶水平为30以下时，所述边缘电场的占比范围为70％-90％，所述平面电场的占比范围为10％-30％；
当显示的灰阶水平为30-200时，所述边缘电场的占比范围为40％-60％，所述平面电场的占比范围为40％-60％；
当显示的灰阶水平为200以上时，所述边缘电场的占比范围为10％-30％，所述平面电场的占比范围为70％-90％。
本发明还提供一种显示装置，包括上述阵列基板。
本发明的有益效果：本发明所提供的阵列基板，通过在像素单元中设置第一像素电极、第二像素电极和浮游电极，能使该像素单元在平面电场和边缘电场的共同作用下进行显示，从而不仅实现了该阵列基板的广视角特性，而且相对于只有平面电场或边缘电场作用的阵列基板，该阵列基板具有更高的光透过率。另外，相对于通过电极设置只形成平面电场或边缘电场的阵列基板，本实施例中阵列基板的电极设置的工艺误差(如电极的宽度、电极间的间距等)的容错率大大提升，在现有的工艺条件下即可实现，从而提升了产品良率。
本发明所提供的显示装置，通过采用上述阵列基板，不仅使该显示装置实现了广视角特性，而且使该显示装置具有更高的透光率，从而提升了该显示装置的显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中阵列基板的结构俯视图；
图2为图1中阵列基板沿AA剖切线的剖视图；
图3为本发明实施例2中阵列基板的结构俯视图；
图4为本发明实施例3中阵列基板中电极的剖视图。
其中的附图标记说明：
1.栅线；11.第一栅线；12.第二栅线；2.数据线；21.第一数据线；22.第二数据线；3.像素单元；31.第一像素电极；311.第一子电极；32.第二像素电极；321.第二子电极；33.浮游电极；331.第三子电极；34.第一晶体管；35.第二晶体管；36.绝缘层。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种阵列基板及其驱动方法和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种阵列基板，如图1所示，包括栅线1和数据线2，栅线1和数据线2空间交叉限定像素单元3，像素单元3包括相互绝缘的第一像素电极31、第二像素电极32和浮游电极33，浮游电极33与第一像素电极31和第二像素电极32不同层设置，第一像素电极31和第二像素电极32之间能形成平面电场，浮游电极33与第一像素电极31和第二像素电极32之间能形成边缘电场。
该阵列基板通过在像素单元3中设置第一像素电极31、第二像素电极32和浮游电极33，能使该像素单元3在平面电场和边缘电场的共同作用下进行显示，从而不仅实现了该阵列基板的广视角特性，而且相对于只有平面电场或边缘电场作用的阵列基板，该阵列基板具有更高的光透过率。另外，相对于通过电极设置只形成平面电场或边缘电场的阵列基板，本实施例中阵列基板的电极设置的工艺误差(如电极的宽度、电极间的间距等)的容错率大大提升，在现有的工艺条件下即可实现，从而提升了产品良率。
本实施例中，第一像素电极31和第二像素电极32同层设置，第一像素电极31包括多个相互平行且等间隔的条状第一子电极311，第二像素电极32包括多个相互平行且等间隔的条状第二子电极321，第一子电极311和第二子电极321相互平行；第一子电极311和第二子电极321相互交错并等间隔设置。如此设置，能够确保相邻的第一子电极311与第二子电极321之间都能够形成大小相同的平面电场。
本实施例中，像素单元3还包括第一晶体管34和第二晶体管35，数据线2包括第一数据线21和第二数据线22，第一晶体管34和第二晶体管35的栅极连接栅线1，第一晶体管34的第一极连接第一数据线21，第一晶体管34的第二极连接第一子电极311；第二晶体管35的第一极连接第二数据线22，第二晶体管35的第二极连接第二子电极321。即一个像素单元3对应一条栅线1和两条数据线2(即第一数据线21和第二数据线22)，如此设置，能使该像素单元3显示时，第一像素电极31和第二像素电极32能够分别通过第一数据线21和第二数据线22上输入的数据信号使二者之间形成平面电场。
本实施例中，如图2所示，浮游电极33位于第一像素电极31和第二像素电极32的下方，浮游电极33与第一像素电极31和第二像素电极32之间设置有绝缘层36。
其中，浮游电极33为板状，第一像素电极31和第二像素电极32与浮游电极33相对应。如此设置，不仅使浮游电极33与第一像素电极31和第二像素电极32之间能形成边缘电场，而且能使第一像素电极31与第二像素电极32之间形成的平面电场和浮游电极33与第一像素电极31和第二像素电极32之间形成的边缘电场更好地发挥使液晶偏转的作用。
需要说明的是，本实施例中的浮游电极33也可以位于第一像素电极31和第二像素电极32的上方。只是这样的话，第一像素电极31与第二像素电极32之间形成的平面电场距离液晶远一点，从而使平面电场对液晶的作用没有上述将浮游电极33设置在第一像素电极31和第二像素电极32的下方好。
本实施例中，像素单元3包括多个，多个像素单元3中的浮游电极33相互连接。由于各个像素单元3中的浮游电极33都接入同一信号(如公共电压信号)，如此设置，能使所有像素单元3中形成的边缘电场更趋于稳定和平衡。
基于本实施例中阵列基板的上述结构，本实施例还提供一种该阵列基板的驱动方法，包括：显示时，第一像素电极和第二像素电极之间形成平面电场，浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间形成边缘电场。
本实施例中，上述驱动方法具体包括：显示时，像素单元中的第一晶体管和第二晶体管同时开启，第一数据线向第一像素电极的第一子电极上输入第一数据信号，第二数据线向第二像素电极的第二子电极上输入第二数据信号，浮游电极上输入公共电压信号。如此能使第一像素电极和第二像素电极之间形成平面电场，同时，还能使浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间形成边缘电场，平面电场与边缘电场共同作用，从而实现阵列基板的广视角和高透光率特性。
本实施例中，当显示的灰阶水平为30以下时，边缘电场的占比范围为70％-90％，平面电场的占比范围为10％-30％；当显示的灰阶水平为30-200时，边缘电场的占比范围为40％-60％，平面电场的占比范围为40％-60％；当显示的灰阶水平为200以上时，边缘电场的占比范围为10％-30％，平面电场的占比范围为70％-90％。如此设置，能使平面电场和边缘电场的组合对液晶的控制能力显著增强，从而使阵列基板在任意灰阶显示时都能够实现广视角和高透光率特性。
一般将显示器显示从全黑到全白分为256个灰阶，即0-255，在数字驱动过程中更容易控制。灰阶水平30及以下时，边缘电场占主导对液晶控制能力强；灰阶水平200及以上时，平面电场占主导对液晶的控制能力更强；灰阶水平30-200时，边缘电场与平面电场相结合时对液晶的控制能力强。
例如：浮游电极上输入的公共电压为3V，在灰阶水平为20时，第一像素电极和第二像素电极电压相同，都设为3.26V，此时没有平面电场，只有边缘电场起作用，可以实现液晶翻转的快速响应。当灰阶水平为127时，浮游电极电压仍为3V，第一像素电极电压设为4.49V，第二像素电极电压设为3.75V，这样两像素电极之间形成平面电场，两像素电极与浮游电极之间形成边缘电场，平面电场与边缘电场共同作用，提升电场对液晶的控制能力。当灰阶水平为220时，浮游电极电压仍然设为3V，第一像素电极电压设为5.58V，第二像素电极电压设为0.2V，此时两像素电极与浮游电极之间的边缘电场仍存在，但两像素电极之间的平面电场更强，占主导，可以实现对液晶更强的控制。最终实现阵列基板在任意灰阶水平显示时的高透过率和广视角。
实施例2：
本实施例提供一种阵列基板，与实施例1不同的是，如图3所示，像素单元3还包括第一晶体管34和第二晶体管35，数据线包括第一数据线21和第二数据线22，栅线包括第一栅线11和第二栅线12；第一晶体管34的栅极连接第一栅线11，第一晶体管34的第一极连接第一数据线21，第一晶体管34的第二极连接第一子电极311；第二晶体管35的栅极连接第二栅线12，第二晶体管35的第一极连接第二数据线22，第二晶体管35的第二极连接第二子电极321。
即本实施例中，一个像素单元3对应两条栅线(即第一栅线11和第二栅线12)和两条数据线(即第一数据线21和第二数据线22)，如此设置，同样能使该像素单元3显示时，第一像素电极31和第二像素电极32能够分别通过第一数据线21和第二数据线22上输入的数据信号使二者之间形成平面电场。
本实施例中阵列基板的其他结构与实施例1中相同，此处不再赘述。
基于本实施例中阵列基板的上述结构，本实施例中该阵列基板的驱动方法与实施例1中阵列基板的驱动方法不同的是：显示时，第一栅线和第二栅线同时扫描，像素单元中的第一晶体管和第二晶体管同时开启，第一数据线向第一像素电极的第一子电极上输入第一数据信号，第二数据线向第二像素电极的第二子电极上输入第二数据信号，浮游电极上输入公共电压信号。
如此能使第一像素电极和第二像素电极之间形成平面电场，同时，还能使浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间形成边缘电场，平面电场与边缘电场共同作用，从而实现阵列基板的广视角和高透光率特性。
需要说明的是，上述第一像素电极和第二像素电极分别通过第一栅线和第二栅线单独控制，在必要的时候，可以只控制第一像素电极与浮游电极之间形成边缘电场，或者，只控制第二像素电极与浮游电极之间形成边缘电场，从而使边缘电场的形成更加灵活高效。
本实施例中驱动方法的其他步骤与实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例3：
本实施例提供一种阵列基板，与实施例1-2不同的是，如图4所示，浮游电极包括多个相互平行且等间隔的条状第三子电极331，第三子电极331平行于第一子电极311和第二子电极321，第三子电极331与相邻的第一子电极311和第二子电极321之间的间隔区域相对应。
如此设置，不仅能使浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间形成边缘电场，而且能使第一像素电极与第二像素电极之间形成的平面电场和浮游电极与第一像素电极和第二像素电极之间形成的边缘电场更好地发挥使液晶偏转的作用。
本实施例中阵列基板的其他结构以及阵列基板的驱动方法与实施例1-2任意一个中相同，此处不再赘述。
实施例1-3的有益效果：实施例1-3中所提供的阵列基板，通过在像素单元中设置第一像素电极、第二像素电极和浮游电极，能使该像素单元在平面电场和边缘电场的共同作用下进行显示，从而不仅实现了该阵列基板的广视角特性，而且相对于只有平面电场或边缘电场作用的阵列基板，该阵列基板具有更高的光透过率。另外，相对于通过电极设置只形成平面电场或边缘电场的阵列基板，本实施例中阵列基板的电极设置的工艺误差(如电极的宽度、电极间的间距等)的容错率大大提升，在现有的工艺条件下即可实现，从而提升了产品良率。
实施例4：
本实施例提供一种显示装置，包括实施例1-3任意一个中的阵列基板。
通过采用实施例1-3任意一个中的阵列基板，不仅使该显示装置实现了广视角特性，而且使该显示装置具有更高的透光率，从而提升了该显示装置的显示效果。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种阵列基板，包括栅线和数据线，所述栅线和所述数据线空间交叉限定像素单元，其特征在于，所述像素单元包括相互绝缘的第一像素电极、第二像素电极和浮游电极，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极不同层设置，所述第一像素电极和所述第二像素电极之间能形成平面电场，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间能形成边缘电场。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一像素电极和所述第二像素电极同层设置，所述第一像素电极包括多个相互平行且等间隔的条状第一子电极，所述第二像素电极包括多个相互平行且等间隔的条状第二子电极，所述第一子电极和所述第二子电极相互平行；所述第一子电极和所述第二子电极相互交错并等间隔设置。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元还包括第一晶体管和第二晶体管，所述数据线包括第一数据线和第二数据线；
所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极连接所述栅线，所述第一晶体管的第一极连接所述第一数据线，所述第一晶体管的第二极连接所述第一子电极；所述第二晶体管的第一极连接所述第二数据线，所述第二晶体管的第二极连接所述第二子电极。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元还包括第一晶体管和第二晶体管，所述数据线包括第一数据线和第二数据线，所述栅线包括第一栅线和第二栅线；
所述第一晶体管的栅极连接所述第一栅线，所述第一晶体管的第一极连接所述第一数据线，所述第一晶体管的第二极连接所述第一子电极；所述第二晶体管的栅极连接所述第二栅线，所述第二晶体管的第一极连接所述第二数据线，所述第二晶体管的第二极连接所述第二子电极。
5.根据权利要求3或4所述的阵列基板，其特征在于，所述浮游电极位于所述第一像素电极和所述第二像素电极的上方或下方，所述浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间设置有绝缘层。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述浮游电极为板状，所述第一像素电极和所述第二像素电极与所述浮游电极相对应。
7.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述浮游电极包括多个相互平行且等间隔的条状第三子电极，所述第三子电极平行于所述第一子电极和所述第二子电极，所述第三子电极与相邻的所述第一子电极和所述第二子电极之间的间隔区域相对应。
8.根据权利要求6或7所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元包括多个，多个所述像素单元中的所述浮游电极相互连接。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的阵列基板的驱动方法，其特征在于，包括：显示时，第一像素电极和第二像素电极之间形成平面电场，浮游电极与所述第一像素电极和所述第二像素电极之间形成边缘电场。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，显示时，所述像素单元中的第一晶体管和第二晶体管同时开启，第一数据线向所述第一像素电极的第一子电极上输入第一数据信号，第二数据线向所述第二像素电极的第二子电极上输入第二数据信号，所述浮游电极上输入公共电压信号。
11.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，当显示的灰阶水平为30以下时，所述边缘电场的占比范围为70％-90％，所述平面电场的占比范围为10％-30％；
当显示的灰阶水平为30-200时，所述边缘电场的占比范围为40％-60％，所述平面电场的占比范围为40％-60％；
当显示的灰阶水平为200以上时，所述边缘电场的占比范围为10％-30％，所述平面电场的占比范围为70％-90％。
12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的阵列基板。
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