CN105137685A - 一种阵列基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种阵列基板及其制造方法、显示装置,涉及显示技术领域,以提高液晶显示装置的视角特性。所述阵列基板包括多个像素单元,其中,至少一个像素单元包括第一子像素电极和第二子像素电极,第一子像素电极电连接有第一充电薄膜晶体管,第二子像素电极电连接有第二充电薄膜晶体管;在同一像素单元中,第二充电薄膜晶体管的充电能力比所述第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。所述制造方法是上述技术方案所提供的阵列基板的制造方法。所述液晶显示装置包括上述技术方案所提供的阵列基板。本发明提供的阵列基板及其制造方法、显示装置可用于液晶显示装置中。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板及其制造方法、显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有功耗低、无辐射等特点,现已占据了平面显示领域的主导地位。
现有的液晶显示装置中的液晶面板通常包括相对设置的阵列基板和彩膜基板,以及填充在阵列基板和彩膜基板之间的液晶层,其中,阵列基板上设有呈阵列状排列的多个像素单元,像素单元中设有像素电极,对应该像素电极,在彩膜基板上设有公共电极,通过像素电极和公共电极之间形成的电场,控制像素单元对应的液晶区域内的液晶分子的偏转,进而实现液晶显示功能。
然而,在现有的阵列基板中,每个像素单元结构通常基本相同,其对应的液晶区域内的液晶分子偏转角度单一,具有基本相同的偏转角度,使得现有的液晶显示装置的视角(能够使用户观察到正常显示的画面的角度范围)较小。
发明内容
本发明提供了一种阵列基板及其制造方法、显示装置,以增大液晶显示装置的视角。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一方面,本发明提供了一种阵列基板,包括多个像素单元,其中至少一个所述像素单元包括第一子像素电极和第二子像素电极,所述第一子像素电极电连接有第一充电薄膜晶体管,所述第二子像素电极电连接有第二充电薄膜晶体管;在同一所述像素单元中,所述第二充电薄膜晶体管的充电能力比所述第二充电薄膜晶体管的充电能力更强。
可通过多种方式使同一所述像素单元中的第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强,例如:
其中一种方式是:使所述第一充电薄膜晶体管的宽长比小于第二充电薄膜晶体管的宽长比。
具体地,在同一所述像素单元中,优选所述第一充电薄膜晶体管的宽长比与所述第一充电薄膜晶体管的宽长比的比值在80%-90%范围内。
另一种方式是:使同一所述像素单元中所述第一充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率小于所述第二充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率。
作为上述技术方案的一个改进方案,所述像素单元还包括分压薄膜晶体管、降压存储电容以及公共电极线,所述分压薄膜晶体管包括与分压栅极、分压源极、以及分压漏极,所述分压源极与所述第一子像素电极电连接;其中,所述分压漏极与所述公共电极线作为降压存储电容的两个电极。
进一步地,所述像素单元还包括分压存储电容,所述分压漏极与所述第二子像素电极作为所述分压存储电容的两个电极。
并且,所述分压存储电容与所述降压存储电容在同一平面上的投影至少部分交叠。
对于上述实施方式及其改进方案而言,在同一所述像素单元中,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极位于所述栅线的两侧,或所述第一子像素电极和所述第二子像素电极位于所述数据线的两侧。
第二方面,本发明还提供了一种阵列基板的制造方法,所述方法包括:
形成多个像素单元,至少一个所述像素单元包括第一充电薄膜晶体管,第二充电薄膜晶体管,第一子像素电极和第二子像素电极;
其中,所述第一充电薄膜晶体管电连接所述第一子像素电极,所述第二充电薄膜晶体管电连接所述第二子像素电极;
在同一所述像素单元中,所述第二充电薄膜晶体管的充电能力比所述第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。
进一步地,所述形成第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管具体包括:
在衬底基板上形成栅金属层,所述栅金属层包括栅线、所述第一充电薄膜晶体管的充电栅极以及所述第二充电薄膜晶体管的充电栅极;
在形成有栅金属层的衬底基板上形成栅绝缘层;
在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层,所述有源层包括所述第一充电薄膜晶体管的有源层和所述第二充电薄膜晶体管的有源层;
在形成有有源层的衬底基板上形成源漏金属层,所述源漏金属层包括所述第一充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极、以及所述第二充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极;
所述阵列基板的制造方法还包括;
在形成有源漏金属层的衬底基板上形成钝化层;
所述形成多个像素单元具体包括:
在形成有钝化层的衬底基板上形成像素电极层,所述像素电极层包括所述第一像素电极和所述第二像素电极。
可选地,在第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管的有源层材料均为含硅材料时,可在一定程度上简化有源层构图工艺,例如:
所述第一充电薄膜晶体管的有源层的材料为非晶硅a-Si,所述第二充电薄膜晶体管的有源层的材料为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,所述在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层具体包括:
以非晶硅a-Si为原料,在所述形成有栅绝缘层的衬底基板上形成所述有源层,进行有源层构图工艺,形成非晶硅a-Si制成的所述第一充电薄膜晶体管的有源层和非晶硅a-Si制成的所述第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构;
对所述第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构进行离子注入工艺,使非晶硅a-Si晶化为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,以形成第二充电薄膜晶体管的有源层。
第三方面,本发明还提供了一种显示装置,包括如上述任一项技术方案所述的阵列基板。
本发明提供了一种阵列基板及其制造方法、显示装置,阵列基板上设有多个像素单元,在至少一个像素单元中设有由第一充电薄膜晶体管驱动的第一子像素电极和由第二充电薄膜晶体管驱动的第二子像素电极,在同一像素单元中,第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。通过上述手段,使得同一像素单元中的第一子像素电极的充电电压小于第二子像素电极的充电电压,则第一子像素电极与公共电极之间产生的电场小于第二子像素电极与公共电极之间产生的电场,该不同大小的电场进一步使得第一子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度小于第二子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度,即同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有至少两个偏转角度,因此,与现有技术中的单个像素单元对应的液晶区域仅具有一个偏转角度相比,本发明能够显著增大液晶显示装置的视角。
附图说明
图1为本发明的实施例1提供的阵列基板上的像素单元结构的平面示意图;
图2为本发明的实施例2提供的阵列基板上的像素单元结构的平面示意图;
图3为本发明的实施例3提供的阵列基板上的像素单元结构的平面示意图;
图4为本发明的实施例4提供的阵列基板上的像素单元结构的平面示意图;
图5为本发明的实施例5提供的阵列基板上的像素单元结构的平面示意图。
附图标记
1-栅线,
2-数据线,
3-公共电极线,
100-第一子像素电极,
110-第一充电薄膜晶体管,
111-第一子像素电极的充电源极,
112-第一子像素电极的充电漏极,
113-第一子像素电极的过孔,
200-第二子像素电极,
210-第二充电薄膜晶体管,
211-第二子像素电极的充电源极,
212-第二子像素电极的充电漏极,
213-第二子像素电极的过孔,
250-分压薄膜晶体管,
251-分压薄膜晶体管的分压源极,
252-分压薄膜晶体管的分压漏极。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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做出创造性劳动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。
一方面,本发明实施例提供了一种阵列基板,包括多个像素单元,其中至少一个像素单元包括第一子像素电极和第二子像素电极,以及对应的第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管;第一子像素电极与第一充电薄膜晶体管的充电漏极电连接,第二子像素电极与第二充电薄膜晶体管的充电漏极电连接,在同一像素单元中,第二充电薄膜晶体管的充电能力比第二充电薄膜晶体管的充电能力更强。示例性地,多个像素单元呈阵列状排列。
需要说明的是,充电薄膜晶体管的充电能力可具体表现为,当该充电薄膜晶体管处于开态时,通过其源极和漏极之间的充电电流的大小,也即充电薄膜晶体管的充电能力越强,其充电电流越大。此外,通常情况下,像素电极的充电电压与对应的充电薄膜晶体管的充电电流成正比,即充电薄膜晶体管的充电能力越强,其对应的像素电极的充电电压就越大。
此外,由于液晶具有光学上的各向异性,因此,对于内部的液晶分子具有相同的偏转角度(即液晶分子的长轴指向同一方向)的液晶区域而言,其对各个方向的入射光的表现出不同的折射率,换言之,若同一光线从不同方向射入该液晶区域并从不同方向出射,则观察者从不同方向观察,进入眼中的光线并不相同。而现有的液晶显示装置中的单一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有相同的偏转角度(长轴均指向同一方向),通常,观察者需要使观察方向接近该液晶区域内的液晶分子的长轴方向,才能够使构成正常画面的光线进入自身眼中,从而造成液晶显示装置的视角被限制在较小的范围内。
而在本发明实施例中,由于同一像素单元中,第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强,第一子像素电极和第二子像素电极在充电时,第一子像素电极的充电电压小于第二子像素电极的充电电压;从而在第一子像素电极和第二子像素电极放电时,第一子像素电极和公共电极形成的电场的场强小于第二子像素电极和公共电极形成的电场的场强,从而使得第一子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子所受到的电场力小于第二子像素电极对应液晶畴区内的液晶分子所受到的电场力,进而使得上述两个液晶畴区内的液晶分子的偏转角度不同,也即同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子至少具有两个不同的偏转角度(即至少具有两个不同的长轴方向),此时,观察者使观察方向接近该液晶区域内任意长轴方向均能够使构成正常画面的光线进入自身眼中。因此,与现有技术中单一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子仅具有一个偏转角度相比,本发明实施例所提供的阵列基板能够显著增大液晶显示装置的视角。
在该实施例中,可以通过多种设置方式使同一像素单元中的第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强,例如:
其中一种方式是:使第一充电薄膜晶体管的宽长比小于第二充电薄膜晶体管的宽长比。宽长比是任意薄膜晶体管的一个固有属性,一般写作W/L,W和L分别代表沟道的宽和长,示例性地,这里的宽W是沟道的纵向长度;而长L是沟道的横截面上源极到漏极的距离(即沟道的横截面的宽度)。当向栅极施加电压使有源层导通时,薄膜晶体管处于开态,此时沟道可等效为一个电阻,则由源极经过该电阻流向漏极的充电电流与宽W成正比,与长L成反比,即与宽长比W/L成正比。因此,该实施例通过设置两充电薄膜晶体管的宽长比W/L以调节两充电薄膜晶体管的充电电流,也即控制两子像素电极的充电电压,最终控制两子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子的偏转角,使得两畴区内的液晶分子的偏转角大小不同,这样就能够使两畴区出射的光线方向不同,从而使从液晶出射的光线整体在各个方向上保持均匀,形成大致相同的画面,最终提高液晶显示装置的视角特性。
需要说明的是,当Vds≦Vgs-Vth且Vgs>Vth时,充电电流符合如下关系式:
Vgs为栅极和源极间的电位差,Vth为电荷对有源层层导带的起始受激电压,即阈值电压。Cox=ε0εox/dox,式中Cox是栅绝缘层单位面积的电容,ε0是真空介电常数、εox为栅绝缘层介电常数、dox为栅绝缘层的厚度。μn代表有源层的电子迁移率。由该关系式可知,薄膜晶体管的充电电流与宽长比成正比。
对于上述实施方式而言,本发明实施例进一步优选同一像素单元中的第一充电薄膜晶体管的宽长比与第二充电薄膜晶体管的宽长比的比值在80%-90%范围内,则由该宽长比差值所决定的第二子像素电极和第一子像素电极的电压差值范围约为0-0.5V。该电压差值使第一子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子和第二子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子具有最优化的偏转角度差值,通过上述设置,即使在观察者使观察方向位于两个不同的长轴方向之间(即视角范围的中部)时,也能够保证其观察方向至少接近其中一个长轴方向,从而避免视角范围的中部的显示效果变差,进而在增大液晶显示装置的视角的同时,保证液晶显示装置在视角范围内具有良好的显示效果。
可以理解的是,本发明并未特别限定同一像素单元中的第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管的宽长比差值,也未特别限定第一子像素电极和第二子像素电极的充电电压差值,即使将上述两差值设定在其他范围内,只要能够保证液晶显示装置在视角范围内的良好显示效果,均属于本发明的保护范围。
另一种使同一像素单元中的第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强的方式是,使同一像素单元中的第一充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率小于第二充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率。
需要说明的是,有源层可以是单层结构或多层结构,单层或多层中的每一层结构的材料可以一种或多种材质。下述均以单层结构为例进行介绍,但不作为限定。
根据上文,充电薄膜晶体管处于开态时,沟道可等效为一个电阻,则充电电流与该电阻的电阻率成反比,而电阻率又与载流子迁移率成反比,由上述公式能够得出,充电薄膜晶体管的充电电流与有源层的迁移率μn成正比,因此,可使得第一充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率小于第二充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率,进而使得第一子像素电极的充电电压小于第二子像素电极的充电电压,则第一子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子的偏转角度小于第二子像素电极的对应的液晶畴区内的偏转角度,即统一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有不同的偏转角度,最终增大液晶显示装置的视角。
需要说明的是,充电薄膜晶体管的有源层材料可选自有机物Organic,非晶硅a-Si、氧化物Oxide、低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS等。一般情况,按照有源层的载流子迁移率由小到大的顺序为有机物Organic,非晶硅a-Si、氧化物Oxide、低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS。可以理解的是,在实际生产中,针对不同的充电薄膜晶体管的有源层,需要对应使用不同的原料及分别实施有源层的构图工艺。构图工艺包括但不限于光照,打印,喷墨印刷等。
不论通过上述哪一种方式实现在同一像素单元中设置两个充电能力不同的充电薄膜晶体管,第一充电薄膜晶体管或第二充电薄膜晶体管的结构都可以是相同的,其还包括与栅线电连接的充电栅极,以及与数据线电连接的充电源极。。需要说明的是,本发明并未对充电薄膜晶体管的电连接关系以及形状类型进行特别限定,例如:两充电薄膜晶体管的电连接关系可为第一充电薄膜晶体管的充电源极和第二充电薄膜晶体管的充电源极互相背对电连接,对应的充电漏极位于背对电连接的两充电源极的两侧,或第一充电薄膜晶体管的充电源极和第二充电薄膜晶体管的充电源极并列排列并电连接,对应的两充电漏极位于两充电源极的同侧;第一充电薄膜晶体管或第二充电薄膜晶体管可为充电源极呈长条状的I型薄膜晶体管,也可为充电源极呈U字状的U型薄膜晶体管,本领域技术人员可以根据实际情况采用最合适的充电薄膜晶体管的电连接关系和形状类型,并根据上述电连接关系和形状类型设置充电薄膜晶体管的宽长比。
作为对上述实施例的一种改进,像素单元还包括分压薄膜晶体管,降压存储电容以及公共电极线,分压薄膜晶体管包括分压栅极、分压源极、以及分压漏极,分压源极与第一子像素电连接;其中,分压漏极与公共电极线构成降压存储电容。具体地,分压栅极与栅线连接,分压源极和分压漏极对应分压栅极设置,使得分压源极和分压漏极之间的沟道位于分压栅极上方,分压漏极在公共电极线所在平面上的投影与公共电极线部分重叠,从而形成降压存储电容。在对子像素电极充电时,分压薄膜晶体管处于开态,因此,第一子像素电极在被充电的同时,还通过分压薄膜晶体管对降压存储电容进行充电,在两子像素电极放电时,分压薄膜晶体管处于关态,降压存储电容无法向第一子像素电极放电。因此,通过设置分压薄膜晶体管及降压存储电容,以从第一子像素电极分离出部分充电电压,使其充电电压下降,使得第二子像素电极与第一子像素电极之间的充电电压差值得到进一步增大,进而使得第二子像素电极对应的液晶畴区与第一子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子偏转角差值得以进一步增大,最终使液晶显示装置具有更大的视角。
作为对上述实施例的改进方案的进一步改进,像素单元还包括分压存储电容,分压漏极与第二子像素电极作为分压存储电容的两个电极。具体地,可将分压源极向第二子像素电极方向延伸或将第二子像素电极向分压源极方向延伸,使得第二子像素电极与分压源极在基板平面上的投影存在重叠部分,以形成分压存储电容。通过上述设置,在放电时,将分压薄膜晶体管从第一子像素电极分出的充电电压的一部分补充至第二子像素电极,使得第二子像素电极能够长时间维持较高的充电电压,从而更稳定地维持第二子像素电极对应的液晶畴区内的液晶分子的偏转角,最终获得更好的视角特性。
从结构上来讲,分压存储电容与降压存储电容在同一平面上的投影的位置至少部分交叠,也即使分压漏极位于公共电极线与第二子像素电极之间,三者在垂直于阵列基板平面的方向上存在一定的重叠区域。
具体地,可使分压漏极和第二子像素电极向公共电极线方向延伸,使两者的延长部分在公共电极线正上方上交叠,且分压漏极的延伸部分位于公共电极线与第二子像素电极之间,使得在上述交叠处,分压漏极与公共电极线形成分压存储电容,和第二子像素电极形成降压存储电容,从而减少阵列基板上的线路总面积,简化源漏金属层、栅金属层的构图工艺,提高阵列基板的生产效率,并提高阵列基板的开口率,从而提高同样背光下液晶显示装置的亮度,最终获得更好的视觉效果。
由于在本发明实施例中第一充电薄膜晶体管或第二充电薄膜晶体管的充电栅极与栅线电连接,充电源极与数据线电连接,因此,为了尽量简化阵列基板上各元器件之间的连接线路,对本发明的上述实施例及其改进方案而言,可进行如下设置,第一子像素电极和第二子像素电极位于栅线的两侧,或第一子像素电极和第二子像素电极位于数据线的两侧。通过上述设置,使第一子像素电极和第二子像素电极均尽可能地靠近栅线或数据线,从而减少实现上述电连接时必须的线路面积。这样不仅能够简化构图工艺,还能够提高阵列基板的开口率,进而提高液晶显示装置的亮度,使用户获得更好的视觉效果。
需要说明的是,上述实施方式的目的在于提供较为优化的基板元器件的设置思路,本发明并未对第一子像素电极、第二子像素电极、第一充电薄膜晶体管、第二充电薄膜晶体管等元器件的位置以及电连接方式进行特别限定,本领域技术人员可根据实际情况采用最合理的设置方式。
对于上述所有实施例及其改进方案而言,也可在同一像素单元中设置多个由第一充电薄膜晶体管驱动的第一子像素电极和/或多个由第二充电薄膜晶体管驱动的第二子像素电极,同一像素单元中的第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管的充电电流大小均不相同。并可相应地设置分压薄膜晶体管以及降压存储电容,例如,在同一像素单元中,对应每个第一子像素电极设有分压薄膜晶体管及降压存储电容,分压薄膜晶体管包括:分压栅极,与栅线电连接;分压源极,与对应的第一子像素电极电连接;分压漏极,与公共电极线作为降压存储电容的两个电极。通过上述设置,增大第二子像素电极与第一子像素电极的充电电压差值,使得同一像素单元对应的液晶畴区内的第二子像素电极对应的液晶畴区与第一子像素电极对应的液晶畴区的液晶分子偏转角差值得以扩大并维持,最终使液晶显示装置具有更大的视角。
进一步地,还可对应至少一个分压薄膜晶体管设置分压存储电容,分压漏极与任意第二子像素电极作为分压存储电容的两个电极。通过分压存储电容,将分压薄膜晶体管从对应的第一子像素电极分出的充电电压的一部分补充至第二子像素电极,使得该第二子像素电极的充电电压更高,从而增大该第二子像素电极与第一子像素电极之间的电压差值,最终使液晶显示装置具有更大的视角。
需要说明的是,对于同一像素单元中包括多个第一子像素电极和/或多个第二子像素电极而言,本发明并未对分压薄膜晶体管以及分压存储电容的电连接方式进行特别限定,例如,可按照子像素电极对应的充电薄膜晶体管的充电能力由强到弱的顺序,将每两个子像素电极分为一组,每组中充电能力较弱的充电薄膜晶体管所对应的子像素电极为第一子像素电极,充电能力较强的充电薄膜晶体管对应的子像素电极为第二子像素电极,通过分压薄膜晶体管及分压存储电容将每组中的第一子像素电极和第二子像素电极电连接。除此之外,还可以将充电能力最弱的充电薄膜晶体管对应的子像素电极作为第一子像素电极,其余子像素电极作为第二子像素电极,通过分压薄膜晶体管和分压存储电容将第一子像素电极与每个第二子像素电极分别电连接。需要说明的是,在上述任一种电连接方式中,分压薄膜晶体管与分压存储电容的设置及电连接方式均和前述的技术方案相同,即分压薄膜晶体管的源极与充电电流较大的子像素电极电连接,分压薄膜晶体管的漏极与公共电极线构成分压存储电容。本领域技术人员可任意设置分压薄膜晶体管及分压存储电容的设置方式,只要能够使充电电压由充电能力较弱的充电薄膜晶体管对应的子像素电极分至充电能力较强的充电薄膜晶体管对应的子像素电极,达到扩大并保持充电电压较小的子像素电极和充电电压较大的子像素电极之间的充电电压差值的目的即可。
在上述进一步的改进方案中,可采用如下设置,分压薄膜晶体管的充电能力越强,与对应的第一子像素电极所对应的第一充电薄膜晶体管的充电能力越弱,从而使得充电电压越大的子像素电极,其通过分压薄膜晶体管分出的充电电压越小,进而进一步加大第一子像素电极之间的电压差值,最终能够更好地增大液晶显示装置的视角。
本发明实施例还提供了一种阵列基板的制造方法,包括:形成第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管;形成多个像素单元,至少一个像素单元包括第一子像素电极和第二子像素电极;其中,第一充电薄膜晶体管电连接第一子像素电极,第二充电薄膜晶体管电连接第二子像素电极;在同一像素单元中,第一充电薄膜晶体管的充电电流小于第二充电薄膜晶体管的充电电流。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制造方法,该阵列基板的制造方法制成的阵列基板上设有多个像素单元,至少一个像素单元中设有由第一充电薄膜晶体管驱动的第一子像素电极和由第二充电薄膜晶体管驱动的第二子像素电极,第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。通过上述手段,使得同一像素单元中的第一子像素电极的充电电压小于第二子像素电极的充电电压,则第一子像素电极与公共电极之间产生的电场小于第二子像素电极与公共电极之间产生的电场,该大小不同的电场进一步使得第一子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度小于第二子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度,即同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有至少两个偏转角度,因此,与现有技术中的单个像素单元对应的液晶区域内的液晶分子仅具有一个偏转角度相比,本发明实施例能够显著增大液晶显示装置的视角。
进一步地,形成第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管具体包括:
在衬底基板上形成栅金属层,栅金属层包括栅线、第一充电薄膜晶体管的充电栅极以及第二充电薄膜晶体管的充电栅极;在形成有栅金属层的衬底基板上形成栅绝缘层;在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层,有源层包括第一充电薄膜晶体管的有源层和第二充电薄膜晶体管的有源层;在形成有有源层的衬底基板上形成源漏金属层,源漏金属层包括第一充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极、以及第二充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极;
阵列基板的制造方法还包括;在形成有源漏金属层的衬底基板上形成钝化层;
形成多个像素单元具体包括:在形成有钝化层的衬底基板上形成像素电极层,像素电极层包括所述第一像素电极和所述第二像素电极。
通过上述手段,在衬底基板上的各个功能层(包括栅金属层、栅绝缘层、有源层、源漏金属层、钝化层、像素电极层)中,分别形成信号线,充电薄膜晶体管的源极、漏极及栅极,像素电极等各元件,从而完成阵列基板的制造。
可选地,在第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管的有源层材料不同时,可在一定程度上简化有源层构图工艺,例如:
第一充电薄膜晶体管的有源层的材料为非晶硅a-Si,第二充电薄膜晶体管的有源层的材料为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层具体包括:以非晶硅a-Si为原料,在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层,进行有源层构图工艺,形成非晶硅a-Si制成的第一充电薄膜晶体管的有源层和非晶硅a-Si制成的第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构;对第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构进行离子注入工艺,使非晶硅a-Si晶化为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,以形成第二充电薄膜晶体管的有源层。由于非晶硅、低温多晶硅、高温多晶硅的基本原料相近(主体材质均为硅Si),因此,在进行有源层的构图工艺时,通过上述手段,只需进行一次构图工艺即可得到第一充电薄膜晶体管的有源层和第二充电薄膜晶体管中的有源层,与现有技术中需通过两次构图工艺分别形成第一充电薄膜晶体管的有源层和第二充电薄膜晶体管的有源层相比,本发明实施例减少了一次构图工艺,使得阵列基板的制造方法得以简化,制造成本得以降低。
本发明的实施例还提供了一种显示装置,包括如上述任一实施例的阵列基板。
本发明实施例提供的显示装置中的阵列基板上设有多个像素单元,至少一个像素单元中设有由第一充电薄膜晶体管驱动的第一子像素电极和由第二充电薄膜晶体管驱动的第二子像素电极,第二充电薄膜晶体管的充电能力比第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。通过上述手段,使得同一像素单元中的第一子像素电极的充电电压小于第二子像素电极的充电电压,则第一子像素电极与公共电极之间产生的电场小于第二子像素电极与公共电极之间产生的电场,该大小不同的电场进一步使得第一子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度小于第二子像素电极对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度,即同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有至少两个偏转角度,因此,与现有技术中的单个像素单元对应的液晶区域内的液晶分子仅具有一个偏转角度相比,本发明实施例提供的液晶显示装置的视角能够提供较大的视角。
需要说明的是,本发明提供的显示装置所包括的阵列基板并不限于上述任一实施例,本领域技术人员可根据实际情况将上述任意实施例组合或变化,以制造具有良好的视角特性、且适于生产和使用的液晶显示装置。
实施例
实施例1
如图1所示,像素单元具体包括第一子像素电极100和第二子像素电极200,以及第一充电薄膜晶体管110和第二充电薄膜晶体管210,第一充电薄膜晶体管110包括充电源极111、充电漏极112和充电栅极(该充电栅极与图中充电源极111和充电漏极112之间的沟道对应,位于源极111和漏极112所在的源漏金属层的下层与栅线1电性连接,未示出无图示),第二充电薄膜晶体管210包括充电源极211、充电漏极212和充电栅极(该充电栅极与栅线1电性连接,未示出该充电栅极位于图中充电源极211和充电漏极212之间的沟道的下方,位于源极211和漏极212所在的源漏金属层的下层,无图示)。第一子像素电极100和第二子像素电极200可分别位于一条栅线1的两侧,以及或者一条数据线2的同侧;充电源极111、211设置在第一子像素电极100和第二子像素电极200之间,且分别与数据线电连接;充电源极111和充电漏极112之间形成沟道,充电漏极112通过过孔113与第一子像素电极100电连接,充电漏极212通过过孔213与第二子像素电极200电连接;第一充电薄膜晶体管110的宽长比小于第二充电薄膜晶体管210的宽长比。
需要说明的是,本实施例是以第一充电薄膜晶体管110和第二充电薄膜晶体管210公用同一栅线1和数据线2为例,但还可以是第一充电薄膜晶体管110和第二充电薄膜晶体管210分别对应一条栅线或数据线。
在本实施例中,通过使第一充电薄膜晶体管110的宽长比小于第二充电薄膜晶体管210的宽长比,以使第二充电薄膜晶体管210的充电能力比第一充电薄膜晶体管110的充电能力更强,即第二子像素电极200的充电电压大于第一子像素电极100的充电电压,使得在同一像素单元中,第一子像素电极100对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度小于第二子像素电极200对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度,从而同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度不同,进而使得液晶显示装置具有更大的显示视角。
具体地,由于上述内容已经提及,第一充电薄膜晶体管110和第二充电薄膜晶体管210的宽长比由两者各自的沟道的长度和横截面宽度决定,因此,通过设置充电源极111、211的长度和形状,以及充电漏极211、212的长度和形状,即可任意设置第一充电薄膜晶体管110和第二充电薄膜晶体管210的宽长比。
此外,示例性地,可以将栅线1作为中线来设置像素单元,并使第一充电薄膜晶体管110中充电源极111和充电漏极112之间的沟道、以及第二充电薄膜晶体管210中充电源极211和充电漏极212之间的沟道位于栅线1正上方,从而直接以栅线1作为第一充电薄膜晶体管110的栅极和第二充电薄膜晶体管210的栅极,以减少阵列基板上的线路总面积(如将栅极和栅线1电连接的线路,将充电源极111、211和数据线2电连接的线路,将第一子像素电极100和充电漏极112电连接的线路、以及将第二子像素电极200和充电漏极212的电连接的线路等),简化衬底基板上的各功能层的构图工艺,并进一步提高阵列基板的开口率,使得液晶显示装置具有更好的显示效果。
实施例2
如图2所示,在本实施例中,在同一像素单元中,还包括分压薄膜晶体管250,分压薄膜晶体管250包括分压源极251、分压漏极252以及栅极,分压源极251与第一子像素电极100电连接,对应分压源极251形成分压漏极252,分压源极251以及分压漏极252之间形成沟道,分压漏极252延伸至公共电极线3的正上方,与公共电极线3构成降压存储电容。在本发明实施例中,提供了一种分压薄膜晶体管250和降压存储电容的具体设置方式,但并不仅限于此,本领域技术人员可根据实际情况设置分压薄膜晶体管和降压存储电容。
实施例3
如图3所示,在上述内容已经提及,薄膜晶体管的充电电流大小和宽长比和/或有源层的载流子迁移率成正比,因此,在本实施例中,通过使第一充电薄膜晶体管110中有源层114的材料的载流子迁移率小于第二充电薄膜晶体管210中有源层214的材料的载流子迁移率,以进一步使得第二充电薄膜晶体管110的充电能力比第一充电薄膜晶体管210的充电能力更强,从而使得第一子像素电极100的充电电压小于第二子像素电极200的充电电压。进而使得同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子的偏转角度不同,最终扩大液晶显示装置的视角。
实施例4
如图4所示,在本实施例中,像素单元还包括分压存储电容,例如,分压漏极252与第二子像素电极200作为分压存储电容的两个电极。通过设置分压存储电容,在放电时,将分压薄膜晶体管从第一子像素电极100分出的充电电压的一部分补充至第二子像素电极200,使得第二子像素电极200能够长时间维持较高的充电电压,从而更稳定地维持第二子像素电极200对应的液晶畴区内的液晶分子的偏转角,最终使液晶显示装置具有更大的视角。
实施例5
如图5所示,示例性地,栅线1和数据线2定义出一个像素单元,像素单元包括两个第一子像素电极100以及各自对应的第一充电薄膜晶体管110、两个第二子像素电极200以及各自对应的第二充电薄膜晶体管210,第一充电薄膜晶体管110包括充电源极111、充电漏极112,第二充电薄膜晶体管包括充电源极211、充电漏极212。两个第一子像素电极100以及两个第二子像素电极200分别位于栅线1和数据线2所定义出的四个象限内;充电源极111位于第一子像素电极100和第二子像素电极200之间,充电源极111、211与数据线2电连接,两个充电漏极112分别与对应的第一子像素电极100连接,两个充电漏极212分别与对应的第二子像素电极电200连接。两个第一充电薄膜晶体管110的充电能力不同,两个第二充电薄膜晶体管210的充电能力不同,且第二充电薄膜晶体管210的充电能力比第一充电薄膜晶体管110的充电能力更强。通过上述设置,使得同一像素单元中两个第一子像素电极100以及两个第二子像素电极200各自的充电电压大小均不相同,从而使得同一像素单元对应的液晶区域内的液晶分子具有四个不同的偏转角度,从而进一步增大液晶显示装置的视角。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。
Claims (12)
1.一种阵列基板,包括多个像素单元,其特征在于,至少一个所述像素单元包括第一子像素电极和第二子像素电极,所述第一子像素电极电连接有第一充电薄膜晶体管,所述第二子像素电极电连接有第二充电薄膜晶体管;在同一所述像素单元中,所述第二充电薄膜晶体管的充电能力比所述第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,在同一所述像素单元中,所述第一充电薄膜晶体管的宽长比小于所述第二充电薄膜晶体管的宽长比。
3.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,在同一所述像素单元中,所述第一充电薄膜晶体管的宽长比与所述第二充电薄膜晶体管的宽长比的比值在80%-90%范围内。
4.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,在同一所述像素单元中,所述第一充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率小于所述第二充电薄膜晶体管的有源层的载流子迁移率。
5.根据权利要求1-4任一项所述的阵列基板,其特征在于,所述像素单元还包括分压薄膜晶体管、降压存储电容以及公共电极线,所述分压薄膜晶体管包括分压栅极、分压源极、以及分压漏极,所述分压源极与所述第一子像素电极电连接;其中,所述分压漏极与所述公共电极线作为降压存储电容的两个电极。
6.根据权利要求5所述的阵列基板,其特征在于,所述像素单元还包括分压存储电容,所述分压漏极与所述第二子像素电极作为所述分压存储电容的两个电极。
7.根据权利要求6所述的阵列基板,其特征在于,所述分压存储电容与所述降压存储电容在同一平面上的投影至少部分交叠。
8.根据权利要求1-4任一项所述的阵列基板,其特征在于,在同一所述像素单元中,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极位于所述栅线的两侧,或所述第一子像素电极和所述第二子像素电极位于所述数据线的两侧。
9.一种阵列基板的制造方法,所述方法包括:
形成多个像素单元,至少一个所述像素单元包括第一充电薄膜晶体管,第二充电薄膜晶体管,第一子像素电极和第二子像素电极;
其中,所述第一充电薄膜晶体管电连接所述第一子像素电极,所述第二充电薄膜晶体管电连接所述第二子像素电极;
在同一所述像素单元中,所述第二充电薄膜晶体管的充电能力比所述第一充电薄膜晶体管的充电能力更强。
10.根据权利要求9所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,
所述形成第一充电薄膜晶体管和第二充电薄膜晶体管具体包括:
在衬底基板上形成栅金属层,所述栅金属层包括栅线、所述第一充电薄膜晶体管的充电栅极以及所述第二充电薄膜晶体管的充电栅极;
在形成有栅金属层的衬底基板上形成栅绝缘层;
在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层,所述有源层包括所述第一充电薄膜晶体管的有源层和所述第二充电薄膜晶体管的有源层;
在形成有有源层的衬底基板上形成源漏金属层,所述源漏金属层包括所述第一充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极、以及所述第二充电薄膜晶体管的充电源极和充电漏极;
所述阵列基板的制造方法还包括;
在形成有源漏金属层的衬底基板上形成钝化层;
所述形成多个像素单元具体包括:
在形成有钝化层的衬底基板上形成像素电极层,所述像素电极层包括所述第一像素电极和所述第二像素电极。
11.根据权利要求10所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述第一充电薄膜晶体管的有源层的材料为非晶硅a-Si,所述第二充电薄膜晶体管的有源层的材料为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,所述在形成有栅绝缘层的衬底基板上形成有源层具体包括:
以非晶硅a-Si为原料,在所述形成有栅绝缘层的衬底基板上形成所述有源层,进行有源层构图工艺,形成非晶硅a-Si制成的所述第一充电薄膜晶体管的有源层和非晶硅a-Si制成的所述第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构;
对所述第二充电薄膜晶体管的有源层的预结构进行离子注入工艺,使非晶硅a-Si晶化为低温多晶硅LTPS或高温多晶硅HTPS,以形成所述第二充电薄膜晶体管的有源层。
12.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的阵列基板。
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