一種陣列基板及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種陣列基板及顯示裝置，涉及顯示【技術領域】。該陣列基板包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個所述像素單元包括像素電極，每個所述像素單元還包括公共電極；在所述像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的所述公共電極的電壓極性相同；相鄰像素單元的所述公共電極的電壓極性相反。采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
【專利說明】—種陣列基板及顯示裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及顯示【技術領域】，尤其涉及一種陣列基板及顯示裝置。
【背景技術】
[0002]液晶顯示器(Liquid Crystal Display,簡稱LCD)因其所具有的功耗低、外形輕薄以及無輻射等特點而倍受工程師青睞，因此已被廣泛地應用于包括電腦、手機等電子產品在內的各種電子設備中。液晶顯示器通常包括對盒成型的陣列基板、彩膜基板以及位于陣列基板和彩膜基板之間的液晶層，其顯示原理主要是通過改變液晶層兩端的電位差，即可改變液晶層內液晶分子的旋轉角度，使得液晶的光透性發生改變，以顯示出不同的圖像。
[0003]一般而言，施加在液晶層兩端的電壓極性必須每隔一預定時間進行反轉，以避免液晶材料產生極化而造成永久性的破壞。常見的像素陣列極性反轉的方式有幀反轉、列反轉、行反轉和點反轉四種。其中，在上一幀寫入結束、下一幀寫入開始之前，如果在整幀上的像素所儲存的電壓極性A V (定義A V=像素電壓Vpijrel-公共電壓V。J都是相同的(全部是正或全部是負)，即稱為幀反轉；若是同一列上的像素所儲存的電壓極性都是相同的，且左右相鄰的列上的像素所儲存的電壓極性相反，即稱為列反轉；若是同一行上的像素所儲存的電壓極性都是相同的，且上下相鄰的行上的像素所儲存的電壓極性相反，即稱為行反轉；若是每個像素所儲存的電壓極性，都與其上下左右相鄰的像素所儲存的電壓極性相反，即稱為點反轉。為了提高整個顯示畫面的品質，像素點反轉驅動方式已逐漸成為目前主流的驅動方式。
[0004]在現有的點反轉驅動方式下，數據線信號需要在每行柵線的掃描時間內反轉一次，以實現如圖1所示的點反轉驅動，其時序圖如圖2所示,其中定義每一像素單元顯示某灰階需要A V=2V，逐行掃描的公共電極電壓V_=3V，由于柵線Gl和數據線所界定的像素單元極性為正(Vpixel-V_=2)，則數據線Dl電壓為5V，柵線G2和數據線Dl所界定的像素區域極性為負(VpiMl-V_=-2)，則數據線電壓為IV。以此類推，數據線Dl電壓需要在IV與5V之間不斷來回反轉，數據線D2與數據線Dl極性相反，故數據線D2電壓需要在-1V與-5V之間不斷來回反轉，采用這樣一種點反轉驅動方式，由于數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅相當大，因而在正負極性灰階電壓的切換過程中會帶來很大的功耗。
實用新型內容
[0005]本實用新型的實施例提供一種陣列基板及其驅動方法、顯示裝置，可以降低點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案:
[0007]本實用新型實施例的一方面，提供一種陣列基板，包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個所述像素單元包括像素電極，每個所述像素單元還包括公共電極；
[0008]在所述像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的所述公共電極的電壓極性相同；
[0009]相鄰像素單元的所述公共電極的電壓極性相反。
[0010]本實用新型實施例的另一方面，提供一種顯示裝置，包括如上所述的陣列基板。
[0011]進一步地，每個所述公共電極的電壓在每一幀畫面顯示結束時極性反轉一次。
[0012]具體的，所述陣列基板還包括:
[0013]驅動電路，所述驅動電路與所述公共電極電連接，用于控制每個所述公共電極的電壓。
[0014]每個行列數之和相同的像素單元的所述公共電極之間電連接，形成公共電極條；
[0015]所述驅動電路包括第一輸出端和第二輸出端；
[0016]所述第一輸出端連接奇數行公共電極條，所述第二輸出端連接偶數行公共電極條，所述第一輸出端與所述第二輸出端輸出電壓的極性相反。
[0017]進一步地，所述多個奇數行公共電極條為一體結構，所述多個偶數行公共電極條為一體結構。
[0018]此外，所述第一輸出端和所述第二輸出端均可以采用柵線金屬層制成。
[0019]本實用新型實施例提供的陣列基板及顯示裝置，該陣列基板包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個像素單元包括像素電極，每個像素單元還包括公共電極；在像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的公共電極的電壓極性相同；相鄰像素單元的公共電極的電壓極性相反。采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現有技術中一種采用點反轉驅動方式下陣列基板的電路示意圖；
[0021]圖2為現有技術中采用點反轉驅動方式驅動陣列基板的信號時序示意圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例提供的一種陣列基板的結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例提供的一種陣列基板中TFT區域的結構剖視圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例提供的一種采用點反轉驅動方式下陣列基板的電路示意圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例提供的另一采用點反轉驅動方式下陣列基板的電路示意圖；
[0026]圖7為本實用新型實施例提供的一種陣列基板驅動方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]本實用新型實施例提供的陣列基板，如圖3所示，包括由橫縱交叉的多條柵線31和數據線32劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元33，每個像素單元33又包括像素電極331，其中，每個像素單元33還包括公共電極332。
[0029]在像素單元33矩陣中，行列數之和相同的像素單元33對應的公共電極332的電 壓極性相同。
[0030]相鄰像素單元33的公共電極332的電壓極性相反。
[0031]例如，在如圖3所示的像素單元33矩陣中，第2行第I列像素單元的行列數之和與 第I行第2列像素單元的行列數之和相等，第3行第I列、第2行第2列以及第I行第3列 像素單元的行列數之和相等，以此類推。由于行列數之和相等的像素單元呈一條斜線排列， 因此可以將每一組斜向排列的像素單元所對應的公共電極相連接，形成斜向排列的多組公 共電極條，多組公共電極條相互平行。其中，可以將行列數之和均為2n-l的像素單元所對 應的公共電極組成的公共電極條稱為奇數行公共電極條，將行列數之和均為2n的像素單 元所對應的公共電極組成的公共電極條稱為偶數行公共電極條，其中n為自然數。
[0032]采用這樣一種結構的陣列基板，通過控制輸入像素電極331和公共電極332的電 壓可以實現點反轉驅動。進一步地，在一幀畫面顯示結束時，每個公共電極332的電壓極性 還將反轉一次，從而可以提高電壓反轉的頻率，進一步避免液晶材料發生極化，提高了顯示 裝置的質量。
[0033]本實用新型實施例提供的陣列基板，包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成 的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個像素單元包括像素電極，每個像素單元還包括公共 電極；在像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的公共電極的電壓極性相同； 相鄰像素單元的公共電極的電壓極性相反。采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反 轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降 低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
[0034]需要說明的是，在本實用新型實施例中，像素單元的相鄰具體是指在一個呈矩陣 形式排列的像素單元陣列中，與該像素單元上下左右方向相鄰，即對于一個像素單元來說， 最多可以有四個相鄰的像素單元。
[0035]進一步地，在如圖3所示的陣列基板中，該陣列基板還包括驅動電路34，該驅動電 路34與公共電極332電連接，用于控制每個公共電極332的電壓。
[0036]其中，該驅動電路34可以包括第一輸出端341和第二輸出端342。該第一輸出端 341連接奇數行公共電極條，第二輸出端342連接偶數行公共電極條，該第一輸出端341與 第二輸出端342輸出電壓的極性相反。
[0037]在本實用新型實施例中，奇數行公共電極條均可以采用相同電壓，同樣偶數行公 共電極條也可以采用相同電壓，因此可以將所有的奇數行公共電極條采用一體結構制成， 將所有的偶數行公共電極條也采用一體結構制成，這樣一來，可以大大降低陣列基板的制
作難度。
[0038]進一步地，第一輸出端341和第二輸出端342均可以采用柵線金屬層制成。其中， 柵線金屬層主要用于形成柵線的圖案，在本實用新型實施例中，可以通過對柵線金屬層進 行一次構圖工藝同時形成柵線以及第一輸出端341和第二輸出端342的圖案，這樣可以簡 化陣列基板的層級結構，降低產品的生產難度。
[0039]具體的，驅動電路34可以采用驅動芯片1C，在圖3所示的陣列基板中，條狀的公共 電極332在面板周邊通過柵絕緣層和鈍化層(圖3中未示出)的過孔與最底層的柵線金屬層連接，柵線金屬層最終連接到驅動芯片IC的引腳上，以便驅動芯片IC內部的信號能加載到公共電極332上，這樣將斜向的公共電極332串聯在一起，有利于降低點反轉模式下的驅動功耗。這里需要特別說明的是，左右相鄰像素以及上下相鄰像素之間的公共電極332雖然不是全部連接在一起，但是在柵線31和數據線32兩邊均會有一定寬度的黑矩陣(在彩膜基板上制作)，因此并不會產生漏光的現象。
[0040]本實用新型實施例提供的陣列基板可以適用于FFS(Fringe Field Switching,邊緣場開關)型、AD-SDS (Advanced-Super Dimensional Switching,簡稱為 ADS,高級超維場開關)型以及IPS (In Plane Switch，橫向電場效應)型等像素電極與公共電極均設置于陣列基板上的一類液晶顯示裝置的生產。
[0041]在如圖3所示的陣列基板中，是以FFS型的液晶顯示裝置為例進行的說明。該像素電極331通過TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶體管)分別與柵線31和數據線32相連接。
[0042]其中，TFT區域的剖面圖可以如圖4所示，包括形成在基板40上的TFT的柵極41，其上形成柵絕緣層42，有源層43形成在柵絕緣層42上并位于柵極層41的上方，TFT的源極441的一端位于柵極41的上方，另一端與數據線(圖4中未示出)連接，漏電極442的一端位于柵極41的上方，另一端與像素電極331連接，源極441與漏極442之間形成TFT溝道區域45。鈍化層46形成在上述結構圖形上，條狀排列的公共電極332形成在鈍化層46上，工作時，所有像素區域內的公共電極332采用相同的電壓，每個像素區域內的像素電極331采用相同或相反的電壓，通過像素電極331與公共電極332之間的邊緣電場驅動液晶分子的偏轉，從而實現黑白和灰度的顯示。
[0043]需要說明的是，在FFS型顯示裝置的陣列基板中，公共電極和像素電極可以異層設置，其中位于上層的電極包含多個條形電極，位于下層的電極可以為平板形或同樣采用條形電極，本實用新型對此并不做限制。其中，異層設置是針對至少兩種圖案而言的，至少兩種圖案異層設置是指，分別將至少兩層薄膜通過構圖工藝形成至少兩種圖案。對于兩種圖案異層設置是指，通過構圖工藝，由兩層薄膜各形成一種圖案。例如，公共電極和像素電極異層設置是指:由第一層透明導電薄膜通過構圖工藝形成下層電極，由第二層透明導電薄膜通過構圖工藝形成上層電極，其中，下層電極為公共電極(或像素電極)，上層電極為像素電極(或公共電極)。應當理解，以上也僅是對本實用新型實施例所做的舉例說明，而并非對本實用新型所做的限制。
[0044]采用本實用新型實施例所提供的這樣一種陣列基板，可以在實現點反轉驅動方式的同時有效降低陣列基板的功耗。
[0045]為了更好地理解上述原理，以下參照圖5所示的像素單元示意圖對本實用新型實施例提供的陣列基板驅動方式進行舉例說明。定義顯示某灰階需要像素電極和公共電極之間具有2V的電壓差，正極性像素的公共電極電壓為-3V，負極性像素的公共電極為3V，即圖5中斜虛線A貫穿的像素的公共電極的電壓為-3V，斜實線B貫穿的像素的公共電極的電壓為3V。
[0046]如圖5所示，由于柵線Gl和數據線Dl所界定的像素區域極性為正(Vpixel-Vram=2)，則數據線電壓為2+ (-3)=_1V。柵線G2和數據線Dl所界定的像素區域極性為負(Vpixe1-VCOffl=-2)，則數據線電壓為_2+3=lV。同理可知柵線G3與數據線Dl所界定的像素區域極性為正，則數據線電壓為-1V。依次規律，數據線D1，D3，D5……的電壓在-1V與IV之間不斷來回翻轉，反轉的頻率為每掃描一行柵線反轉一次。
[0047]柵線Gl和數據線D2所界定的像素區域極性為負(Vpixel-V_=-2)，而公共電極電壓為3V，則數據線電壓為_2+3=lV。柵線G2和數據線D2所界定的像素區域極性為正 (VpiMl-V_=2)，而公共電極電壓為-3V，則數據線電壓為2+ (_3)=_1V。依次規律，數據線 D2，D4，D6……的電壓同樣在-1V與IV之間不斷來回翻轉，反轉的頻率為每掃描一行柵線反
轉一次。
[0048]綜上所述，這種設計結構在點反轉驅動方式下，所有數據線Dl，D2，D3……的電壓均在-1V與IV之間不斷來回反轉，反轉的頻率為每掃描一行柵線反轉一次。相比傳統奇偶行(列)公共電極均為3V，數據線需要在IV與5V之間不斷來回反轉，明顯可以節省功耗。
[0049]這里需要特別說明的是為使幀與幀之間像素的極性亦反轉，如圖6所示，公共電極A與公共電極B的電壓極性在每幀畫面結束后反轉一次。這種設計不但可以實現點反轉的驅動模式，而且還可以節省數據線上的電壓輸出從而節省整個面板的驅動功耗。
[0050]采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
[0051]本實用新型實施例還提供了一種顯示裝置，包括如上所述的陣列基板。
[0052]在本實用新型實施例中，顯示裝置具體可以包括液晶顯示裝置，例如該顯示裝置可以為液晶顯示器、液晶電視、數碼相框、手機或平板電腦等任何具有顯示功能的產品或者部件。
[0053]需要說明的是，陣列基板可以適用于FFS(Fringe Field Switching,邊緣場開關) 型、AD-SDS (Advanced-Super Dimensional Switching,簡稱為 ADS,高級超維場開關)型以及IPS (In Plane Switch,橫向電場效應)型等像素電極與公共電極均設置于陣列基板上的一類液晶顯示裝置的生產。
`[0054]其中，陣列基板的詳細結構已在前述實施例中做了詳細的描述，此處不再贅述。
[0055]本實用新型實施例提供的顯示裝置，包括陣列基板，該陣列基板又包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個像素單元包括像素電極，每個像素單元還包括公共電極；在像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的公共電極的電壓極性相同；相鄰像素單元的公共電極的電壓極性相反。采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
[0056]本實用新型實施例還提供了一種陣列基板驅動方法，該陣列基板包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個像素單元包括像素電極,如圖7所示,該方法包括:
[0057]S701、在進行第一幀畫面顯示時，向在像素單元矩陣中，行列數之和為2n_l的像素單兀對應的公共電極輸入第一電壓。
[0058]S702、向在像素單元矩陣中，行列數之和為2n的像素單元對應的公共電極輸入第二電壓，該第一電壓和第二電壓極性相反。
[0059]其中，每個像素單元包括公共電極，n為自然數。[0060]需要說明的是，在進行第一幀畫面顯示時，步驟S701和步驟S702并無嚴格的先后順序，二者的執行順序可以相互倒換。
[0061]例如，在如圖3所示的像素單元33矩陣中，第2行第I列像素單元的行列數之和與第I行第2列像素單元的行列數之和相等，第3行第I列、第2行第2列以及第I行第3列像素單元的行列數之和相等，以此類推。由于行列數之和相等的像素單元呈一條斜線排列，因此可以將每一組斜向排列的像素單元所對應的公共電極相連接，形成斜向排列的多組公共電極條，多組公共電極條相互平行。其中，可以將行列數之和均為2n-l的像素單元所對應的公共電極組成的公共電極條稱為奇數行公共電極條，將行列數之和均為2n的像素單元所對應的公共電極組成的公共電極條稱為偶數行公共電極條，其中n為自然數。
[0062]本實用新型實施例提供的陣列基板及其驅動方法、顯示裝置，該陣列基板包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個像素單元，每個像素單元包括像素電極，每個像素單元還包括公共電極；在像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的公共電極的電壓極性相同；相鄰像素單元的公共電極的電壓極性相反。采用這樣一種結構的陣列基板，在實現了點反轉驅動的同時，大大降低了數據線驅動電壓在正負極性灰階之間的電壓擺幅，從而有效降低了點反轉驅動模式下陣列基板的功耗。
[0063]進一步地,如圖7所示,所述方法還包括:
[0064]S703、在進行第二幀畫面顯示時，向第一幀畫面顯示時電壓為第一電壓的公共電極輸入第二電壓，向第一幀畫面顯示時電壓為第二電壓的公共電極輸入第一電壓。
[0065]采用這樣一種結構的陣列基板，通過控制輸入像素電極和公共電極的電壓可以實現點反轉驅動。進一步地，在一幀畫面顯示結束時，每個公共電極的電壓極性還將反轉一次，從而可以提高電壓反轉的頻率，進一步避免液晶材料發生極化，提高了顯示裝置的質量。
[0066]本實用新型實施例提供的陣列基板可以適用于FFS(Fringe Field Switching,邊緣場開關)型、AD-SDS (Advanced-Super Dimensional Switching,簡稱為 ADS,高級超維場開關)型以及IPS (In Plane Switch，橫向電場效應)型等像素電極與公共電極均設置于陣列基板上的一類液晶顯示裝置的生產。
[0067]在本實用新型實施例中，是以FFS型的液晶顯示裝置為例進行的說明。該像素電極通過TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶體管)分別與柵線和數據線相連接。這樣一種FFS結構的陣列基板通過同一平面內像素電極邊緣所產生的平行電場以及像素電極層與公共電極層間產生的縱向電場形成多維電場，使液晶盒內像素電極間、電極正上方所有取向液晶分子都能夠產生旋轉轉換，從而提高了平面取向系液晶工作效率并增大了透光效率。
[0068]本領域普通技術人員可以理解:實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0069]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種陣列基板，包括由橫縱交叉的多條柵線和數據線劃分成的呈矩陣狀排列的多個 像素單元，每個所述像素單元包括像素電極，其特征在于，每個所述像素單元還包括公共電 極；在所述像素單元矩陣中，行列數之和相同的像素單元對應的所述公共電極的電壓極性 相同；相鄰像素單元的所述公共電極的電壓極性相反。
2.根據權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，每個所述公共電極的電壓在每一幀 畫面顯示結束時極性反轉一次。
3.根據權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述陣列基板還包括:驅動電路，所述驅動電路與所述公共電極電連接，用于控制每個所述公共電極的電壓。
4.根據權利要求3所述的陣列基板，其特征在于，每個行列數之和相同的像素單元的 所述公共電極之間電連接，形成公共電極條；所述驅動電路包括第一輸出端和第二輸出端；所述第一輸出端連接奇數行公共電極條，所述第二輸出端連接偶數行公共電極條，所 述第一輸出端與所述第二輸出端輸出電壓的極性相反。
5.根據權利要求4所述的陣列基板，其特征在于，所述多個奇數行公共電極條為一體 結構，所述多個偶數行公共電極條為一體結構。
6.根據權利要求4或5所述的陣列基板，其特征在于，所述第一輸出端和所述第二輸出 端均采用柵線金屬層制成。
7.—種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1-6任一項所述的陣列基板。
【文檔編號】G02F1/1368GK203444220SQ201320571902
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】姜清華, 秦鋒, 李小和, 李紅敏, 張曉潔 申請人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司