全文摘要
本实用新型提供一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设置有像素电极、栅线、数据线和薄膜晶体管，所述数据线和所述栅线交叉设置，以限定出多个像素单元，所述像素电极和所述薄膜晶体管均与所述像素单元一一对应；所述像素电极与数据图形所在层之间设置有绝缘层，所述数据图形包括所述数据线和所述薄膜晶体管的源极，所述像素电极与所述数据图形的一部分交叠；所述绝缘层上设置有多个凹陷，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述像素电极与所述数据图形的交叠区域在所述衬底上的正投影之外。本实用新型还提供一种反射式显示面板和显示装置。本实用新型能够减少显示时的闪烁不良。
主设计要求
1.一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设置有像素电极、栅线、数据线和薄膜晶体管，所述数据线和所述栅线交叉设置，以限定出多个像素单元，所述像素电极和所述薄膜晶体均与所述像素单元一一对应；其特征在于，所述像素电极与数据图形所在层之间设置有绝缘层，所述数据图形包括所述数据线和所述薄膜晶体管的源极，所述像素电极与所述数据图形的一部分交叠；所述绝缘层上设置有多个凹陷，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述像素电极与所述数据图形的交叠区域在所述衬底上的正投影之外。
设计方案
1.一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设置有像素电极、栅线、数据线和薄膜晶体管，所述数据线和所述栅线交叉设置，以限定出多个像素单元，所述像素电极和所述薄膜晶体均与所述像素单元一一对应；其特征在于，所述像素电极与数据图形所在层之间设置有绝缘层，所述数据图形包括所述数据线和所述薄膜晶体管的源极，所述像素电极与所述数据图形的一部分交叠；所述绝缘层上设置有多个凹陷，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述像素电极与所述数据图形的交叠区域在所述衬底上的正投影之外。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极与所述数据线的一部分交叠。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述凹陷在所述衬底上的正投影与所述数据线在所述衬底上的正投影无交叠。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述薄膜晶体管在所述衬底上的正投影之外。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极为反射电极。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每相邻两行像素电极之间存在行间隔区，每相邻两列像素电极之间存在列间隔区，所述行间隔区与所述列间隔区的交叉区域为隔垫物区；所述凹陷在所述衬底上的正投影位于至少一部分所述隔垫物区在所述衬底上的正投影之外。
7.一种反射式显示面板，其特征在于，包括阵列基板、对盒基板和位于所述阵列基板与所述对盒基板之间的液晶层，所述阵列基板采用权利要求1至6中任意一项所述的阵列基板。
8.根据权利要求7所述的反射式显示面板，其特征在于，所述像素电极为反射电极，所述绝缘层上的凹陷被配置为：
与反射式显示面板厚度方向的夹角在[25°，35°]之间的光线射入至所述反射式显示面板后，被所述像素电极沿所述反射式显示面板的厚度方向反射。
9.根据权利要求7所述的反射式显示面板，其特征在于，所述凹陷的坡度角在9°～12°之间，所述坡度角为所述凹陷侧壁的底端与顶端之间的中点处的切面与所述反射式显示面板显示面之间的夹角。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7至9中任意一项所述的反射式显示面板。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、反射式显示面板和显示装置。
背景技术
在目前的反射式液晶显示产品中，为了增大视角，会在像素电极下方的绝缘层设置凸起和凹陷结构，以使像素电极表面形成凸起和凹陷，从而达到漫反射的效果。但这样一方面会导致绝缘层的凹陷处厚度过小，另一方面，由于工艺条件的限制，相邻像素之间所对应的绝缘层的凹陷厚度很难完全相同，从而容易导致同一像素相邻两帧之间和相邻像素之间的显示效果产生差异，进而产生闪烁现象。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种阵列基板、反射式显示面板和显示装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设置有像素电极、栅线、数据线和薄膜晶体管，所述数据线和所述栅线交叉设置，以限定出多个像素单元，所述像素电极和所述薄膜晶体均与所述像素单元一一对应；所述像素电极与数据图形所在层之间设置有绝缘层，所述数据图形包括所述数据线和所述薄膜晶体管的源极，所述像素电极与所述数据图形的一部分交叠；所述绝缘层上设置有多个凹陷，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述像素电极与所述数据图形的交叠区域在所述衬底上的正投影之外。
可选地，所述像素电极与所述数据线的一部分交叠。
可选地，所述凹陷在所述衬底上的正投影与所述数据线在所述衬底上的正投影无交叠。
可选地，所述凹陷在所述衬底上的正投影位于所述薄膜晶体管在所述衬底上的正投影之外。
可选地，所述像素电极为反射电极。
可选地，每相邻两行像素电极之间存在行间隔区，每相邻两列像素电极之间存在列间隔区，所述行间隔区与所述列间隔区的交叉区域为隔垫物区；所述凹陷在所述衬底上的正投影位于至少一部分所述隔垫物区在所述衬底上的正投影之外。
相应地，本实用新型还提供一种反射式显示面板，包括阵列基板、对盒基板和位于所述阵列基板与所述对盒基板之间的液晶层，所述阵列基板采用上述阵列基板。
可选地，所述像素电极为反射电极，所述绝缘层上的凹陷被配置为：
与反射式显示面板厚度方向的夹角在[25°，35°]之间的光线射入至所述反射式显示面板后，被所述像素电极沿所述反射式显示面板的厚度方向反射。
可选地，所述凹陷的坡度角在9°～12°之间，所述坡度角为所述凹陷侧壁的底端与顶端之间的中点处的切面与所述反射式显示面板显示面之间的夹角。
相应地，本实用新型还提供一种显示装置，包括上述反射式显示面板。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为现有技术中的一种阵列基板的结构示意图；
图2为像素单元中的等效电路示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的阵列基板的俯视图；
图4为图3中A-A线的剖视图；
图5为射向像素电极的光线被像素电极反射的光路图；
图6为本实用新型实施例四提供的一种阵列基板的制作方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
图1为现有技术中的一种阵列基板的结构示意图，如图1所示，数据线11与薄膜晶体管的源极12、漏极13同层设置，像素电极15与数据线11、源极12之间设置有绝缘层14，并且，像素电极15与数据线11、薄膜晶体管的源极12之间均形成交叠。其中，像素电极15与数据线11、源极12的交叠部分会形成寄生电容，像素电极15与栅极16的交叠部分也会形成寄生电容。
图2为像素单元中的等效电路示意图，结合图1和图2所示，薄膜晶体管T1的栅极16与栅线17相连，源极与数据线11相连。Cpd<\/sub>为像素电极15与数据线11、源极12交叠产生的寄生电容；Cpg<\/sub>为像素电极15与薄膜晶体管的栅极16产生的寄生电容；Cst<\/sub>为存储电容；Clc<\/sub>为液晶电容。在两帧画面切换时，像素电极15上的像素信号会受到数据线11上的数据信号的影响，该影响程度用Ωpd<\/sub>表示，Ωpd<\/sub>根据以下公式(1)和公式(2)计算：
Ωpd<\/sub>＝ΔVpd_max<\/sub>-ΔVpd_min<\/sub>(2)
其中，Vdh<\/sub>和Vdl<\/sub>分别为像素单元在相邻两帧画面时接收到的数据信号，ΔVpd<\/sub>为像素电极与数据线之间的寄生电压变化量；相邻两帧画面为正负帧画面，即，对于任意像素单元而言，在相邻两帧画面中提供给像素电极的信号分别为：大于公共电压的信号以及小于公共电压的信号；另外，受到寄生电容Cpd<\/sub>的影响，在显示相邻两帧画面时，液晶偏转后的介电常数会发生变化，那么在显示相邻两帧画面时，根据公式(1)可以得到ΔVpd<\/sub>值，而公式(2)中的ΔVpd_max<\/sub>和ΔVpd_min<\/sub>则分别为多个ΔVpd<\/sub>中的最大值和最小值。
对于反射式显示产品而言，通常会在绝缘层14上形成多个凹陷，以使绝缘层14对外部光线进行漫反射，从而在不增加结构的基础上增大显示产品的视角。根据电容的计算公式(即，C＝εo*εr*S\/d，其中，εo为真空介电常数，εr为介质层的相对介电常数，S为电容有效面积，d为介质层厚度)可知，电容中的介质层厚度越小，则电容的值越大。因此，当绝缘层14上形成凹陷时，凹陷处的寄生电容很大；且由于工艺条件的限制，绝缘层14在不同凹陷处的厚度很难达到完全相同，一旦绝缘层14在不同凹陷处的厚度发生少许变化，就会导致不同凹陷处所对应的寄生电容出现较大的差异。
而根据上述公式(1)、(2)可知，当相邻两个像素单元所对应的寄生电容Cpd<\/sub>差异较大时，会导致这两个像素单元所对应的Ωpd<\/sub>的差异较大，从而导致两个像素单元的亮暗状态不一致，进而引起闪烁。另一方面，对于同一个像素单元，由于该像素单元中的像素电极与数据线、源极产生的寄生电容Cpd<\/sub>本身较大，因此，当正负帧画面切换时，像素电极与数据线之间的寄生电压变化量较大，数据线的信号会对像素电极的信号产生干扰，从而导致同一个像素单元在相邻两帧的显示亮度差异较大，也会引起闪烁。
图3为本实用新型实施例一提供的阵列基板的俯视图，图4为图3中A-A线的剖视图。结合图3和图4所示，阵列基板包括衬底20，衬底20上设置有像素电极25、栅线21、数据线22和薄膜晶体管23，栅线21和数据线22交叉设置，以限定出多个像素单元，像素电极20与像素单元一一对应，薄膜晶体管23和像素单元一一对应。像素电极25与数据图形所在层之间设置有绝缘层24，其中，数据图形包括数据线22和薄膜晶体管23的源极，数据线22和薄膜晶体管23的源极231可以同层设置。像素电极25与数据图形的一部分交叠。绝缘层24上设置有多个凹陷s，凹陷s在衬底20上的正投影位于像素电极25与数据图形的交叠区域在衬底20上的正投影之外。本实用新型中的“交叠”是指，两个图形位于不同层，且二者在衬底上的正投影有重叠。
需要说明的是，在图3中，为了标识出凹陷s的位置，将像素电极25所覆盖的区域也示意出了凹陷s，但这并不表示像素电极25一定是透明的。
在本实用新型中，绝缘层24上的凹陷s在衬底20上的正投影位于像素电极25与数据图形的交叠区域在衬底20上的正投影之外，也就是说，当像素电极25与数据线22存在交叠时，绝缘层24对应于像素电极25与数据线22交叠区域的部分不设置凹陷s；当像素电极25与源极231存在交叠时，绝缘层24对应于像素电极25与源极交叠区域的部分也不设置凹陷s。因此，与现有技术相比，本实用新型的像素电极25与数据图形之间的寄生电容Cpd<\/sub>减小，这种情况下，由于寄生电容Cpd<\/sub>本身较小，因此，对于同一个像素单元而言，当正负帧切换时，寄生电压变化量ΔVpd<\/sub>较小，使得数据线信号对像素电极信号的干扰减小，从而使得像素单元在相邻两帧画面的显示效果相近，改善闪烁现象；另一方面，对于两个相邻像素单元而言，即使由于工艺问题使得绝缘层24的不同位置的厚度不一致，也不会造成该两个像素单元的寄生电容Cpd<\/sub>产生过大差异，从而减小不同像素单元之间的显示差异，进而也可以改善闪烁现象。
其中，绝缘层24未设置凹陷s的部分的厚度在1.5μm以上，绝缘层24在凹陷s底部位置的厚度在1.0μm以上，且小于未设置凹陷s的部分的厚度。
本实施例一的阵列基板尤其适用于反射式显示面板，这时，像素电极25为反射电极，以对外界环境光或前置光源的光线进行反射。绝缘层24上设置的凹陷s使像素电极25的表面形成漫反射表面，从而增大视角。其中，反射电极可以为全反射电极，也可以为半透半反电极。
进一步地，如图3所示，像素电极25与数据线22的一部分交叠，以增大像素电极25的覆盖面积，即增大反射面积，从而增大像素单元的开口率。这时，绝缘层24对应于像素电极25与数据线22交叠区域的部分不设置凹陷s。
更进一步地，凹陷s在衬底20上的正投影与数据线22在衬底20上的正投影无交叠。即，整个数据线22所在区域均不设置凹陷s。
另外，凹陷s在衬底20上的正投影位于薄膜晶体管23在衬底20上的正投影之外。即，绝缘层24对应于整个薄膜晶体管23所在区域的部分均不设置凹陷s，从而降低像素电极25与栅极232之间的寄生电容，以减小像素电极25与栅极232之间的寄生电容对显示效果的影响。
其中，如图3所示，每个像素单元分别对应两条栅线21和一条数据线22，每个像素单元中的薄膜晶体管23可以为双栅极薄膜晶体管，双栅极薄膜晶体管的两个栅极232分别与像素单元所对应的两条栅线21相连。当然，每个像素单元也可以对应一条栅线21和一条数据线22。
另外，本实用新型中的薄膜晶体管23可以为底栅型薄膜晶体管，也可以为顶栅型薄膜晶体管。
另外，相邻两行像素电极之间存在行间隔区，相邻两列像素电极之间存在列间隔区，行间隔区与列间隔区之间的交叉区域为隔垫物区B，至少一部分隔垫物区B用于设置隔垫物，从而使得阵列基板用于显示面板中时，隔垫物能够维持显示面板的盒厚。为了便于隔垫物支撑的稳定性，凹陷s在衬底20上的投影还可以位于至少一部分隔垫物区B在衬底20上的正投影之外。优选地，凹陷s在衬底20上的投影位于所有的隔垫物区B在衬底20上的正投影之外，即，绝缘层24对应于隔垫物区B的部分也不设置凹陷s。
本实用新型实施例二提供一种反射式显示面板，包括阵列基板、对盒基板和位于阵列基板与对盒基板之间的液晶层，其中，阵列基板为上述实施例一中的阵列基板。其中，反射式显示面板可以为全反射式显示面板，也可以为半透半反式显示面板。
其中，图4中绝缘层24上的凹陷s被配置为：与反射式显示面板厚度方向的夹角在[25°，35°]之间的光线射入反射式显示面板后，被像素电极25沿反射式显示面板的厚度方向反射。
图5为射向像素电极的光线被像素电极反射的光路图。其中，光线入射角和反射角满足以下公式(3)：
Sinθ1入射<\/sub>\/sinθ折射<\/sub>＝ncell<\/sub>\/n空气<\/sub>(3)
其中，θ1入射<\/sub>为外界光线入射至反射式显示面板表面时的入射角；θ折射<\/sub>为光线在反射式显示面板表面发生折射时的折射角；ncell<\/sub>为反射式显示面板的整体折射率；n空气<\/sub>为空气折射率。需要说明的是，对盒基板30可以包括多层结构，阵列基板还包括位于绝缘层24上方的多层结构，而这些层结构的折射率以及液晶层40的折射率并不一定完全相同，因此，外界光从进入反射式显示面板开始到照射至像素电极25，可能会发生多次折射，而上述ncell<\/sub>则为将对盒基板30、液晶层40和阵列基板上位于绝缘层24上方的多层结构等效为折射率均一的介质层的折射率；θ折射<\/sub>则为光线进入该等效后的介质层时的折射角。
根据上述公式(3)可得：
θ折射<\/sub>＝arcsin(sinθ1入射<\/sub>*n空气<\/sub>\/ncell<\/sub>) (4)
假设以凹陷s侧壁的底端与顶端之间的中点处的切面与显示面之间的夹角θ坡度<\/sub>作为凹陷s的坡度角(其中，凹陷s侧壁的底端为靠近衬底的一端，凹陷s的顶端为远离衬底的一端；凹陷s的坡度角也即，相邻凹陷s之间的凸起的坡度角)，那么，为了满足光线被像素电极25反射的方向为显示面板厚度方向，则凹陷s的坡度角θ坡度<\/sub>为：
θ坡度<\/sub>＝θ2入射<\/sub>＝θ反射<\/sub>＝θ折射<\/sub>\/2 (5)
其中，θ2入射<\/sub>为光线照射至像素电极25的入射角，θ反射<\/sub>为被像素电极25反射的反射角。
通过上述公式(4)和(5)则可以计算得到凹陷s的坡度角，进而根据以下公式(6)计算绝缘层24的总厚度D总<\/sub>、绝缘层24在凹陷s底部的厚度D凹<\/sub>、凹陷s直径W之间的关系：
tanθ坡度<\/sub>＝(D总<\/sub>—D凹<\/sub>)\/(W\/2) (6)
在本实用新型中，具体地，凹陷s的坡度角θ坡度<\/sub>在9°～12°之间。
表1中给出了对本实用新型的反射式显示面板和现有技术中的反射式显示面板的测试数据。其中，在现有的反射式显示面板中，除了与图3中对应的隔垫物区B之外，绝缘层的其他部分均设置有凹陷；而在本实用新型的反射式显示面板中，绝缘层24对应于薄膜晶体管23的部分、对应于数据线22的部分和对应于隔垫物区B的部分不设置凹陷，其他区域均设置凹陷。并且，两种反射式显示面板中，设置凹陷s的区域中，凹陷s的尺寸和分布密度均相同。
表1
表1中的数据包括两种反射式显示面板的反射率(Reflectance)、对比度(contrast ratio)和闪烁程度。其中，反射率用于表征反射式显示面板在反射态(即，反射外界光线时)的亮度；对比度为显示白色画面(最亮时)的亮度与显示黑色画面(最暗时)的亮度的比值；闪烁程度为显示面板的亮暗变化程度；具体地，可以在每经过单位时间(如，1s)检测一次显示面板的亮度，那么，检测时间段内检测到的多个亮度值的变化量与多个亮度值的平均值之比即为反射式显示面板的闪烁程度。表1中的DP表示从反射式显示面板的绑定(bonding)侧检测得到的数据，DO表示从绑定侧的对侧检测得到的数据，L表示从反射式显示面板的左侧检测得到的数据，R表示从反射式显示面板的右侧检测得到的数据；闪烁程度对应的百分值越大，表示闪烁越严重。通过对比可以看出，与现有的反射式显示面板相比，本实用新型的反射式显示面板的光反射率、对比度几乎无变化，而闪烁程度大大下降。
本实施例二中的反射式显示面板采用上述实施例一的阵列基板，由于阵列基板中像素电极与数据线、源极之间的寄生电容Cpd<\/sub>减小，因此，在正负帧切换时，像素单元的寄生电压变化量较小，从而使得同一个像素单元在相邻两帧的显示效果相近；且当寄生电容Cpd<\/sub>减小后，相邻两个像素单元的寄生电容的差异也会减小，从而使得相邻两个像素单元的显示效果也相近，因此，反射式显示面板的闪烁不良可以得到改善，且通过测试结果可知，反射式显示面板的反射率几乎不变。
本实施例三提供一种显示装置，采用上述实施例二的反射式显示面板，从而可以在保证反射率的情况下，改善显示不良，进而改善显示装置的显示效果。
本实施例三的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，且本实施例三的显示装置可以为全反射或半透半反式显示装置，其尤其可以为电子标签产品。
图6为本实用新型实施例四提供的一种阵列基板的制作方法流程图，用于制作实施例一中的阵列基板，如图6所示，阵列基板的制作方法包括：
S1、在衬底上形成包括栅线的图形。
S2、形成数据图形；数据图形包括数据线和薄膜晶体管的源极；栅线和数据线交叉设置，以限定出多个像素单元。薄膜晶体管可以为底栅型薄膜晶体管，也可以为顶栅型薄膜晶体管。
S3、形成绝缘层。
S4、在绝缘层上形成多个凹陷。
S5、形成包括像素电极的图形；其中，像素电极与数据图形的一部分交叠；并且，凹陷在衬底上的正投影位于像素电极与数据图形的交叠区域在衬底上的正投影之外。像素电极可以采用金属材料制成，以形成反射电极。
具体地，绝缘层采用光刻胶制成。绝缘层具体包括第一区域、第二区域以及位于该第一区域和第二区域之外的第三区域。第一区域为待形成过孔的区域，第一区域的光刻胶在步骤S4中被完全去除，从而形成过孔，像素电极与薄膜晶体管的漏极通过过孔相连。其中，绝缘层对应于阵列基板绑定(bonding)区的区域也可以看作待形成过孔的区域。第二区域为待形成凹槽的区域，第二区域的光刻胶在步骤S4中被除去一部分，从而形成凹槽。
步骤S4包括：
S41、利用掩膜板对绝缘层进行曝光。其中，所述掩膜板包括透光区、半透光区和不透光区；当绝缘层采用正性光刻胶制成时，掩膜板的透光区与第一区域对应，掩膜板的半透光区与第二区域对应，掩膜板的不透光区与第三区域对应；当绝缘层采用负性光刻胶制成时，掩膜板的不透光区与第一区域对应，掩膜板的半透光区与第二区域对应，掩膜板的透光区与第三区域对应。
S42、对曝光后的绝缘层进行显影，以形成过孔和多个凹陷。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920019387.3
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209056488U
授权时间:20190702
主分类号:H01L 27/12
专利分类号:H01L27/12;H01L21/77;G02F1/1335
范畴分类:38F;
申请人:京东方科技集团股份有限公司;北京京东方光电科技有限公司
第一申请人:京东方科技集团股份有限公司
申请人地址:100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号
发明人:郑琪;白璐;华刚;袁洪亮;李鹏;吕晓辉
第一发明人:郑琪
当前权利人:京东方科技集团股份有限公司;北京京东方光电科技有限公司
代理人:姜春咸;陈源
代理机构:11112
代理机构编号:北京天昊联合知识产权代理有限公司
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类型名称:外观设计