CN112987368A - 一种阵列基板、液晶显示面板及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阵列基板、液晶显示面板及液晶显示装置。所述阵列基板包括：衬底基板、位于所述衬底基板之上的平坦化层、位于所述平坦化层之上的公共电极层以及位于所述公共电极层之上的像素电极层；其中，所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面形成有多个凹陷部，所述平坦化层与所述公共电极层之间设有用于提升光线穿透率的增透层，所述增透层填充所述多个凹陷部。本发明在不变更阵列基板的膜系结构的基础上，通过在平坦化层远离衬底基板的一侧表面设置多个凹陷部，在多个凹陷部内填充增透层，可以将不同方向的光线进行聚焦，起到增透作用，从而提升了阵列基板的穿透率，提高了背光模组的背光源的利用效率。
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、液晶显示面板及液晶显示装置。
背景技术
近年来，LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示面板)以其轻、薄、功耗低、寿命长、制备工艺成熟等优点，不仅在便携式设备、台式机等领域广泛应用，在电视领域也完全取代了传统的显像管电视而成为市场的主流。液晶显示面板是由阵列基板、彩膜基板以及夹设于阵列基板和彩膜基板之间的液晶分子层组合而成。其中，在阵列基板上设置有多个TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)器件，每个TFT器件的漏极与像素电极电性连接。在彩膜基板上设置有像素的另一个电极，即公共电极，液晶显示面板通过控制像素电极和公共电极之间的电场强度，从而控制液晶分子的偏转角度。
由于液晶显示面板本身不发光，需要设置背光模组为其提供背光源。当光线经由背光源发射出来后，并不是所有的光线都能穿过液晶显示面板，由于阵列基板中的TFT器件结构的膜系复杂，导致阵列基板的穿透率极低，大大降低了背光模组中的背光源的利用效率。故，有必要改善这一缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板，用于解决现有技术的阵列基板的TFT器件结构的膜系复杂，导致阵列基板的穿透率极低，从而大大降低了背光模组中的背光源的利用效率的技术问题。
本发明实施例提供一种阵列基板，包括：衬底基板、平坦化层、公共电极层以及像素电极层；所述平坦化层位于所述衬底基板之上；所述公共电极层位于所述平坦化层之上；所述像素电极层位于所述公共电极层之上；其中，所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面形成有多个凹陷部，所述平坦化层与所述公共电极层之间设有用于提升光线穿透率的增透层，所述增透层填充所述多个凹陷部。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述凹陷部的截面形状为圆弧形。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述增透层的材料为微晶纳米材料。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述增透层仅设置在所述凹陷部内。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述增透层设置在所述凹陷部内以及所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述衬底基板与所述平坦化层之间设有薄膜晶体管阵列。
在本发明实施例提供的阵列基板中，所述凹陷部在对应于薄膜晶体管放置区的分布密度大于对应于非薄膜晶体管放置区的分布密度。
在本发明实施例提供的阵列基板中，对应于薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板上的投影面积大于对应于非薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板上的投影面积。
本发明实施例提供一种液晶显示面板，包括上述阵列基板、彩膜基板以及设于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶分子层。
本发明实施例还提供一种液晶显示装置，包括背光模组以及设于所述背光模组之上的上述的液晶显示面板。
有益效果：本发明实施例提供的一种阵列基板，包括衬底基板、位于所述衬底基板之上的平坦化层、位于所述平坦化层之上的公共电极层以及位于所述公共电极层之上的像素电极层；其中，所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面形成有多个凹陷部，所述平坦化层与所述公共电极层之间设有用于提升光线穿透率的增透层，所述增透层填充所述多个凹陷部，本发明在不变更阵列基板的膜系结构的基础上，通过在平坦化层远离衬底基板的一侧表面设置多个凹陷部，在多个凹陷部内填充增透层，可以将不同方向的光线进行聚焦，起到增透作用，从而提升了阵列基板的穿透率，提高了背光模组的背光源的利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例提供的阵列基板的基本结构示意图。
图2是本发明实施例提供的增透层的增透原理示意图。
图3是本发明实施例提供的另一阵列基板的基本结构示意图。
图4是本发明实施例提供的又一阵列基板的基本结构示意图。
图5是本发明实施例提供的液晶显示面板的基本结构示意图。
图6a、图6b是本发明实施例提供的液晶显示装置的基本结构示意图。
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。在附图中，为了清晰及便于理解和描述，附图中绘示的组件的尺寸和厚度并未按照比例。
如图1所示，为本发明实施例提供的阵列基板的基本结构示意图，所述阵列基板包括：衬底基板10、位于所述衬底基板10之上的平坦化层20、位于所述平坦化层20之上的公共电极层30以及位于所述公共电极层30之上的像素电极层40；其中，所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面形成有多个凹陷部50，所述平坦化层20与所述公共电极层30之间设有用于提升光线穿透率的增透层60，所述增透层60填充所述多个凹陷部50。
在一种实施例中，所述阵列基板还包括第一绝缘层70和第二绝缘层80，所述第一绝缘层70设于所述平坦化层20与所述衬底基板10之间，所述第二绝缘层80设于所述像素电极40与所述公共电极30之间。其中，所述衬底基板10的材料可以为玻璃等无机物，也可以为聚酰亚胺等有机物；所述第一绝缘层70和所述第二绝缘层80均由层叠设置的氧化硅和氮化硅构成；所述平坦化层20为有机类材料，例如有机光阻。
可以理解的是，本发明在不变更阵列基板的膜系结构的基础上，通过在平坦化层20远离衬底基板10的一侧表面设置多个凹陷部50，在多个凹陷部50内填充增透层60，可以将不同方向的光线进行聚焦，起到增透作用，从而提升了阵列基板的穿透率，提高了背光模组的背光源的利用效率，优化了液晶显示面板的显示效果。具体的，本发明实施例提供的凹陷部50以及填充于所述凹陷部50内的增透层60的复合结构类似微透镜，本发明利用微透镜聚焦增透的原理，提升阵列基板的透过率，相比于传统提升透过率方法(如降低膜厚、变更膜系结构等)，本发明具有工艺简单、不会对原有膜系结构性能造成影响以及透过率提升效果更佳的优点。
在一种实施例中，所述凹陷部50的截面形状为圆弧形，可以理解的是，此处的圆弧形相当于本发明实施例提供的凹陷部50内填充的增透层60的底部的截面形状为圆弧形，当所述增透层60的底部的截面形状为圆弧形时，其最低点相当于圆弧的中央，两端相当于圆弧的边缘，即填充于所述凹陷部50内的所述增透层60相当于一个中间较厚、边缘较薄的凸透镜，具有汇聚光线的作用，因此，可将不同方向的光线汇聚，从而可以提升光线的穿透率。
在一种实施例中，所述增透层60的材料为微晶纳米材料。所述微晶纳米材料指的是尺寸为几个纳米的结构单元所构成的材料，所述结构单元主要指晶体，例如硅酸盐晶体等。硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，在链状结构的硅酸盐中，由于硅氧骨干的链呈一向延伸，而且平行分布，所以其晶体结构的异向性比岛状和环状的要突出得多，在形态上表现为一向伸长，经常呈柱状、针状以及纤维状的外形，在物理性质上，平行或近于平行链的方向折射率较高，垂直于链的方向折射率较低，双折射率较岛状或环状的大。
在一种实施例中，所述增透层60仅设置在所述凹陷部50内。具体的制作工艺流程包括：首先在所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面形成一定深度的相结构凹陷部50；然后在所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面形成一层微晶纳米材料(即增透层60)，所述微晶纳米材料填充所述相结构凹陷部50；最后采用干法刻蚀工艺去除位于所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面的微晶纳米材料，即所述微晶纳米材料仅设置在所述凹陷部50内。
需要说明的是，所述相结构指的是相中的原子种类、比例和排布方式。它可以是晶体相，也可以是非晶体相，本发明实施例中主要以晶体相为例进行说明。
接下来，请参阅图2，为本发明实施例提供的增透层60的增透原理示意图，从图中可以很明显的看出，不同方向的入射光经所述增透层60之后，改变了出射方向，且出射方向都是垂直向上的，即所述增透层60填充凹陷部50后形成了微透镜光路，能够将不同方向的光进行聚焦，起到增透作用。当光线透过上述微透镜结构时，光效增加(衍射效率高)，导致可以充分利用光能(背光源发出的光)，即有效增加了阵列基板的透过率。
接下来，请参阅图3，为本发明实施例提供的另一阵列基板的基本结构示意图，所述阵列基板包括：衬底基板10、位于所述衬底基板10之上的平坦化层20、位于所述平坦化层20之上的公共电极层30以及位于所述公共电极层30之上的像素电极层40；其中，所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面形成有多个凹陷部50，所述平坦化层20与所述公共电极层30之间设有用于提升光线穿透率的增透层60，所述增透层60设置在所述凹陷部50内以及所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面。
在一种实施例中，所述阵列基板还包括第一绝缘层70和第二绝缘层80，所述第一绝缘层70设于所述平坦化层20与所述衬底基板10之间，所述第二绝缘层80设于所述像素电极40与所述公共电极30之间。其中，所述衬底基板10的材料可以为玻璃等无机物，也可以为聚酰亚胺等有机物；所述第一绝缘层70和所述第二绝缘层80均由层叠设置的氧化硅和氮化硅构成；所述平坦化层20为有机类材料，例如有机光阻。
需要说明的是，与图1中的阵列基板不同的是，本实施例提供的增透层60不仅设置于所述凹陷部50内，还设置在所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面，即对应于非凹陷部的区域也设置有增透层60，当光线从底部射入时，对应于非凹陷部的区域的光线经过所述增透层60，也能提高光效，即本实施例进一步提高了阵列基板的透过率。
接下来，请参阅图4，为本发明实施例提供的又一阵列基板的基本结构示意图，所述阵列基板分为显示区A1和***走线区A2，所述阵列基板包括：衬底基板10、位于所述衬底基板10之上的遮光金属层11、位于所述遮光金属层11之上的第一绝缘层70、位于所述第一绝缘层70之上的薄膜晶体管阵列12(本实施例仅绘示一个薄膜晶体管的结构为例进行说明)、位于所述薄膜晶体管阵列12之上的平坦化层20、位于所述平坦化层20之上的公共电极层30、位于所述公共电极层30之上的第二绝缘层80以及位于所述第二绝缘层80之上的像素电极层40；其中，所述平坦化层20远离所述衬底基板10的一侧表面形成有多个凹陷部(未示出，参见图1或图3)，所述平坦化层20与所述公共电极层30之间设有用于提升光线穿透率的增透层(未示出，参见图1或图3)，所述增透层填充所述多个凹陷部。
在一种实施例中，所述凹陷部在对应于薄膜晶体管放置区的分布密度大于对应于非薄膜晶体管放置区的分布密度。可以理解的是，薄膜晶体管包括有源层、栅绝缘层、栅极、层间绝缘层以及源漏极，其中，所述栅极、所述源漏极均是由金属材料制作而成，而金属材料大多都是不透光的，因此对应于薄膜晶体管放置区的透过率要小于对应于非薄膜晶体管放置区的透过率。本发明实施例通过将所述凹陷部在对应于薄膜晶体管放置区的分布密度设置为大于对应于非薄膜晶体管放置区的分布密度，使得对应于薄膜晶体管放置区的透过率大大提升，补偿了由于薄膜晶体管放置区金属不透光导致的薄膜晶体管放置区的透过率低，使得薄膜晶体管放置区的透过率与非薄膜晶体管放置区的透过率相当，避免液晶显示面板出现显示亮度不均的现象。
在一种实施例中，对应于薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板10上的投影面积大于对应于非薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板10上的投影面积。本发明实施例通过将对应于薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板10上的投影面积设置为大于对应于非薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板10上的投影面积，使得对应于薄膜晶体管放置区的透过率大大提升，补偿了由于薄膜晶体管放置区金属不透光导致的薄膜晶体管放置区的透过率低，使得薄膜晶体管放置区的透过率与非薄膜晶体管放置区的透过率相当，避免液晶显示面板出现显示亮度不均的现象。
在一种实施例中，所述阵列基板还包括位于所述平坦化层20和所述公共电极层30之间的触控电极层90。所述触控电极层90包括位于所述显示区A1内的触控电极和位于所述***走线区A2内的触控信号线，其中，所述触控信号线用于传输触控信号。
接下来，请参阅图5，本发明实施例提供的液晶显示面板的基本结构示意图，所述液晶显示面板包括上述的阵列基板100、彩膜基板200以及设于所述阵列基板100和所述彩膜基板200之间的液晶分子层300。所述阵列基板100的具体结构请参见图1至图4及相关描述，此处不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例提供的液晶显示面板的像素电极层和公共电极层均设置在阵列基板100侧，本发明是通过控制所述像素电极层和所述公共电极层之间的水平电场的强度，从而控制所述液晶分子层300的液晶分子的偏转角度。在其他实施例中，所述像素电极层和所述公共电极层也可分别设置在所述阵列基板100侧和所述彩膜基板200侧，只要是通过设置凹陷部和增透层以提高光线穿透率的结构均在本发明保护的范围内。
接下来，请参阅图6a、图6b，为本发明实施例提供的液晶显示装置的基本结构示意图，所述液晶显示装置包括背光模组400以及设于所述背光模组400之上的液晶显示面板，所述液晶显示面板包括上述的阵列基板100、彩膜基板200以及设于所述阵列基板100和所述彩膜基板200之间的液晶分子层300。所述阵列基板100的具体结构请参见图1至图4及相关描述，此处不再赘述。
在一种实施例中，如图6a所示，所述背光模组400为直下式背光源结构。所述背光模组400包括反射片401、位于所述反射片401之上的多个第一光源402、位于所述多个第一光源402之上的扩散板403以及位于所述扩散板403之上的光学膜片组404。其中，所述光学膜片组404包括扩散片(未图示)、棱镜片(未图示)以及反射型偏光增亮膜(未图示)。
需要说明的是，所述反射片401的主要作用是把从所述扩散板403中反射回来的光再反射回去，以提高光源的利用率。所述扩散板403的主要作用是把所述第一光源402(点状光源)柔化为面光源。所述扩散片(未图示)的主要作用是进一步对面光源进行柔散化并提升光线向上的亮度，使面光源更均匀。所述棱镜片(未图示)的主要作用是汇聚扩散片中入射来的光线，提高正面亮度。所述反射型偏光增亮膜(未图示)的主要作用是提高背光源的利用率，即提高了液晶显示装置的透过率。
在一种实施例中，如图6b所示，所述背光模组400为侧入式背光源结构。所述背光模组400包括反射片401、位于所述反射片401之上的导光板405、位于所述导光板405一侧的第二光源406以及位于所述导光板405之上的光学膜片组404。其中，所述光学膜片组404包括扩散片(未图示)、棱镜片(未图示)以及反射型偏光增亮膜(未图示)。
需要说明的是，所述反射片401的主要作用是把从所述导光板405中泄漏出来的光再反射回去，以提高光源的利用率。所述导光板405的主要作用是引导光线方向，即把所述第二光源406水平入射的光线转换为垂直出射的光线。所述扩散片(未图示)的主要作用是进一步对垂直出射的光线进行柔散化并提升光线向上的亮度，使垂直出射的光线更均匀。所述棱镜片(未图示)的主要作用是汇聚所述扩散片中入射来的光线，提高正面亮度。所述反射型偏光增亮膜(未图示)的主要作用是提高背光源的利用率，即提高了液晶显示装置的透过率。
需要说明的是，本发明通过在阵列基板100的平坦化层远离衬底基板的一侧表面设置多个凹陷部，在多个凹陷部内填充增透层，可以将背光源(第一光源402或第二光源406)从不同方向发射的光线进行聚焦，起到增透作用，从而提升了阵列基板100的穿透率，提高了背光模组400的背光源的利用效率，即提高了液晶显示装置的透过率。本发明实施例提供的液晶显示装置可以为：手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、导航仪等具有显示功能的产品或部件。
综上所述，本发明实施例提供的一种阵列基板，包括衬底基板、位于所述衬底基板之上的平坦化层、位于所述平坦化层之上的公共电极层以及位于所述公共电极层之上的像素电极层；其中，所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面形成有多个凹陷部，所述平坦化层与所述公共电极层之间设有用于提升光线穿透率的增透层，所述增透层填充所述多个凹陷部，本发明在不变更阵列基板的膜系结构的基础上，通过在平坦化层远离衬底基板的一侧表面设置多个凹陷部，在多个凹陷部内填充增透层，可以将不同方向的光线进行聚焦，起到增透作用，从而提升了阵列基板的穿透率，提高了背光模组的背光源的利用效率，解决了现有技术的阵列基板的TFT器件结构的膜系复杂，导致阵列基板的穿透率极低，从而大大降低了背光模组中的背光源的利用效率的技术问题。
以上对本发明实施例所提供的一种阵列基板、液晶显示面板及液晶显示装置进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而并不用于限制本发明。
Claims (10)
1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
平坦化层，位于所述衬底基板之上；
公共电极层，位于所述平坦化层之上；
像素电极层，位于所述公共电极层之上；
其中，所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面形成有多个凹陷部，所述平坦化层与所述公共电极层之间设有用于提升光线穿透率的增透层，所述增透层填充所述多个凹陷部。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述凹陷部的截面形状为圆弧形。
3.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述增透层的材料为微晶纳米材料。
4.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述增透层仅设置在所述凹陷部内。
5.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述增透层设置在所述凹陷部内以及所述平坦化层远离所述衬底基板的一侧表面。
6.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述衬底基板与所述平坦化层之间设有薄膜晶体管阵列。
7.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述凹陷部在对应于薄膜晶体管放置区的分布密度大于对应于非薄膜晶体管放置区的分布密度。
8.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，对应于薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板上的投影面积大于对应于非薄膜晶体管放置区的所述凹陷部在所述衬底基板上的投影面积。
9.一种液晶显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的阵列基板、彩膜基板以及设于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶分子层。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括背光模组以及设于所述背光模组之上的如权利要求9所述的液晶显示面板。
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