CN101093296A - 液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板与光学补偿双折射型液晶层。第一基板上包括配置有主动元件阵列、象素电极层及多个第一配向图案，其中象素电极层部分位于主动元件阵列的上方，且第一配向图案配置在部分位于主动元件阵列上方的象素电极层上。第二基板配置于第一基板的对向，且第二基板上包括配置有电极层与多个第二配向图案，其中每一第二配向图案对应每一第一配向图案而呈交错配置。光学补偿双折射型液晶层配置于第一基板与第二基板之间。此液晶显示面板具有快速的转态速度。

Description

液晶显示面板

技术领域

本发明是有关于一种显示面板，且特别是有关于一种光学补偿双折射型(Optically Compensated Birefringence，OCB)液晶显示面板。

背景技术

现今社会多媒体技术相当发达，多半受惠于半导体元件或显示装置的进步。就显示器而言，具有高画质、高空间利用效率、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场主流。

一般而言，液晶显示器根据所使用的液晶种类、驱动方式与光源配置位置等的不同而区分成许多种类，其中，光学补偿双折射型(Optically CompensatedBirefringence，以下称OCB)液晶显示器具有快速的反应速度，当播放动画或电影等快速变化的连续画面时，其具有流畅的画面表现。特别是，OCB液晶显示面板中的光学补偿双折射型液晶分子(以下称OCB液晶分子)需经由展曲态(Splay state)转换到弯曲态(Bend state)后，才能提供快速反应的工作表现。

图1A是现有的OCB液晶显示面板中的OCB液晶分子为展曲态的示意图，图1B是现有的OCB液晶显示面板中的OCB液晶分子为弯曲态的示意图。请共同参照图1A与图1B，现有的OCB液晶显示面板100具有OCB液晶分子130，其配置于彩色滤光基板110(color filter substrate)与薄膜晶体管阵列基板120(thin filmtransistor array substrate)之间。其中，彩色滤光基板110具有一共用电极(common electrode)112，而薄膜晶体管阵列基板120具有多个象素电极122(在此仅示出一个)。如图1A所示，当未施加电压到共用电极112与象素电极122上时，OCB液晶分子130因未受到外加的电场作用，而以展曲态方式排列。然而，如图1B所示，对共用电极112与象素电极122分别施加电压会造成垂直于彩色滤光基板110及薄膜晶体管阵列基板120的转态电场E。因受到垂直转态电场E的影响，OCB液晶分子130会渐渐转变为弯曲态。值得注意的是，为提升OCB液晶分子的转态速度，现有技术大致提出了以下三种方法。

第一种方法是利用增大电压的方式以产生较强的转态电场E(transitionelectric field)，进而使OCB液晶分子能够快速进行转态。然而，能承受高电压的驱动芯片较难取得，且利用这种方式也比较耗电。

第二种方法是在OCB液晶层中加入聚合物(未图示)。当OCB液晶分子130处于弯曲态时，对聚合物照射紫外光以使其形成高分子墙，如此可保持OCB液晶分子130排列在弯曲态。此种方式虽然简单，但却会造成OCB液晶显示面板100的漏光现象。

第三种方法是经由特殊的象素设计(pixel design)，在共用电极112与象素区域内的象素电极122上分别形成对应的狭缝(slit)或是凸起物(bump)等结构(未图示)。再利用上述结构之间产生的转态电场E，使位于象素区域内的OCB液晶分子130旋转以加速其转态过程。并且，这些狭缝或是凸起物会位于象素区域内的共用电极112或象素电极122上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种液晶显示面板，其具有快速的转态速度。

为达上述或其他目的，本发明提出一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板与光学补偿双折射型液晶层。第一基板上包括配置有主动元件阵列、象素电极层及多个第一配向(取向)图案，其中象素电极层部分位于主动元件阵列的上方，且第一配向图案配置在部分位于主动元件阵列上方的象素电极层上。第二基板配置于第一基板的对向，其包括配置有电极层与多个第二配向图案，其中每一第二配向图案对应每一第一配向图案而呈交错配置。光学补偿双折射型液晶层配置于第一基板与第二基板之间。

在本发明的一实施例中，上述的每一第一配向图案与每一第二配向图案之间会产生一横向电场。

在本发明的一实施例中，上述横向电场的方向与第一配向图案及第二配向图案的配向方向之间夹有一角度。

在本发明的一实施例中，上述第一配向图案是由形成在象素电极层中的多个狭缝所构成。

在本发明的一实施例中，上述第一配向图案是由形成在象素电极层上的多个凸起物所构成。

在本发明的一实施例中，上述凸起物的高度约为1.5微米。

在本发明的一实施例中，上述每一第一配向图案的宽度约为10微米。

在本发明的一实施例中，上述两个第一配向图案之间的间距约为20微米。

在本发明的一实施例中，上述第二配向图案是由形成在电极层中的多个狭缝所构成。

在本发明的一实施例中，上述的第二配向图案是由形成在电极层上的多个凸起物所构成。

在本发明的一实施例中，上述凸起物的高度约为1.5微米。

在本发明的一实施例中，上述第二配向图案的宽度约为10微米。

在本发明的一实施例中，上述两个第二配向图案之间的间距约为20微米。

在本发明的一实施例中，上述主动元件阵列包括多条扫描线、多根数据线与多个薄膜晶体管。扫描线与数据线定义出多个象素区域，而每一薄膜晶体管分别配置于每一象素区域内，且薄膜晶体管分别与扫描线及数据线电性连接。其中，象素电极层是设置于象素区域内且部分位于扫描线的上方，而第一配向图案配置在部分位于扫描线上方的象素电极层上。

在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板，还包括一彩色滤光层，其配置于第二基板上。

本发明利用在第一基板与第二基板上分别交错配置的第一配向图案与第二配向图案，而使得第一配向图案与第二配向图案之间产生横向电场。此横向电场可使配置于第一基板与第二基板之间的光学补偿双折射型液晶层快速地由展曲态转换至弯曲态。特别是，本发明的第一配向图案与第二配向图案是配置在象素区域之外。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A是现有的OCB液晶显示面板中的OCB液晶分子为展曲态的示意图。

图1B是现有的OCB液晶显示面板中的OCB液晶分子为弯曲态的示意图。

图2是本发明实施例的一种液晶显示面板的侧视示意图。

图3A是图2中的第一基板的部分俯视示意图。

图3B是本发明实施例的另一种第一基板的俯视示意图。

图4是本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图，其为沿着图2中A-A’线的剖面。

图5～图6是本发明实施例的另外两种液晶显示面板的剖面示意图，其是沿着图2 A-A’线的剖面。

具体实施方式

图2是本发明实施例的一种液晶显示面板的侧视示意图。请参考图2，液晶显示面板200包括一第一基板210、一第二基板220与一光学补偿双折射型液晶层230(图未示出)。第一基板210上包括配置有一主动元件阵列212、一象素电极层214及多个第一配向图案216，其中象素电极层214部份位于主动元件阵列212的上方，且第一配向图案216配置在部份位于主动元件阵列212上方的象素电极层214上。第二基板220配置于第一基板210的对向，且第二基板220上包括配置有一电极层222与多个第二配向图案224，其中每一第二配向图案224对应每一第一配向图案216而呈交错配置。光学补偿双折射型液晶层230配置于第一基板210与第二基板220之间。具体而言，此光学补偿双折射型液晶层230于第一基板210与第二基板220呈现水平同向配向的状态(展曲态)，经电场作用后会转变成弯曲态。当此光学补偿双折射型液晶层230为弯曲态时，其具有光学补偿的效果，故将其称为光学补偿双折射型液晶层(以下称OCB液晶层)。

请再参照图2，在本实施例中，第二基板220上还包括配置有一彩色滤光层226，其可以使光线透过而使得液晶显示面板200能够全彩化。也就是说，第二基板220可以采用一彩色滤光阵列基板，进而使液晶显示面板200能进行全彩显示。

图3A是图2中的第一基板的部分俯视示意图。请参考图3A，在本实施例中，主动元件阵列212包括多条扫描线212a、多条数据线212b与多个薄膜晶体管212c。扫描线212a与数据线212b定义出多个象素区域240，而每一薄膜晶体管212c分别配置于每一象素区域240内，且薄膜晶体管212c分别与扫描线212a及数据线212b电性连接。象素电极层214是设置于象素区域240内且部份位于扫描线212a的上方。特别是，第一配向图案216配置在部份位于扫描线212a上方的象素电极层214上。

特别是，如图2与图3A所示，第二基板220上的每一第二配向图案224对应第一基板210上的每一第一配向图案216而呈交错配置。也就是说，第二基板220上的第二配向图案224投影至第一基板210的位置218是与第一配向图案216彼此呈交错设置。因此，在本实施例中，每一第一配向图案216与每一第二配向图案224之间会产生一横向电场E’，使得OCB液晶层230中的液晶分子能受到横向电场E’的影响而快速从展曲态转变成弯曲态。值得注意的是，第一配向图案216与第二配向图案224均设置于象素区域240外。

请再参照图3A，在本实施例中，横向电场E’的方向与第一配向图案216及第二配向图案224的配向方向F之间夹有一角度θ。通过控制此角度θ，而可以调整横向电场E’对于OCB液晶层230的转态效果。举例而言，当θ为90度时，横向电场E’可有效地使OCB液晶分子快速进行转态。若θ为0度时，则横向电场E’无法使OCB液晶分子进行转态。

然而，第一配向图案216及第二配向图案224的配向方向F’也可以不平行扫描线212a的方向。图3B是本发明实施例另一种第一基板的俯视示意图。请参照图3B，可改变第一配向图案216与第二配向图案224的配向方向F’，使其不平行于扫描线212a的方向。但是，横向电场E’的方向与配向方向F’之间仍然夹有一角度θ，使横向电场E’能够作用于OCB液晶分子上而使其快速地进行转态过程。同样地，此实施例中的第一配向图案216与第二配向图案224并不设置于象素区域240内。

另外，如图2、图3A、图3B所示的第一配向图案216例如是由形成在象素电极层214中的多个狭缝所构成，或是由形成在象素电极层214上的多个凸起物所构成。并且，第二配向图案224例如是由形成在电极层222中的多个狭缝所构成，或是由形成在电极层222上的多个凸起物所构成，其中，凸起物的介电系数(permittivity)需小于OCB液晶层230的介电系数，所以，于第一基板210与第二基板220之间形成的电场的电力线才会绕过凸起物，进而使OCB液晶层230进行转态。

再者，第一配向图案216与第二配向图案224可采用狭缝搭配凸起物、狭缝搭配狭缝，或者凸起物搭配凸起物，或者凸起物搭配狭缝来作配置，上述的配置方式均可以产生横向电场E’，以使OCB液晶层230进行快速的转态过程。

图4是本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图，其为沿着图2中A-A’线的剖面。请参照图4，在本实施例的液晶显示面板200a中，第一配向图案216为狭缝，而第二配向图案224为凸起物。更详细而言，第一配向图案216是形成于象素电极层214中的狭缝，例如是在图案化象素电极层214时所同时定义出来的。至于第二配向图案224是形成在电极层222上的多个凸起物，例如是利用一般的微影制程而形成。

通过使第一配向图案216与第二配向图案224之间产生横向电场E’，来达到使OCB液晶层230的液晶分子快速转态的效果。特别是，横向电场E’的强度与第一配向图案216、第二配向图案224的排列位置、本身大小等有很大的关系。当第一配向图案216与第二配向图案224之间彼此分开一段较远的距离，则可以使电场产生较大的水平分量(即横向电场E’较大)。但是，若分开太远，则横向电场E’也会变小。所以需使第一、第二配向图案216、224本身的尺寸具有一定的大小，且使第一、第二配向图案216、224彼此之间具有适当的距离。

请同时参照图2与图4，承上述，在一实施例中，每一第一配向图案216的宽度d1约为10微米(μm)，而两个第一配向图案216彼此之间的间距d2约为20微米(μm)。另外，每一第二配向图案224的宽度d3约为10微米，而两个第二配向图案224之间的间距d4约为20微米(如图2所示)。如此，将可以获得较佳强度的横向电场E’。

另外，在本实施例中的第二配向图案224是采用凸起物，而凸起物可以使OCB液晶分子具有较大的预倾角(pre-tilt angle)，这将有利于使OCB液晶分子更容易进行转态。特别是，凸起物的高度H会影响预倾角的大小。在一实施例中，凸起物的高度H例如是1.5微米(μm)，如此一来，可以使OCB液晶分子得到较佳的预倾角，进而能加速其转态过程。

图5～图6是本发明实施例的另外两种液晶显示面板的剖面示意图，其是沿着图2 A-A’线的剖面。图5与图6的液晶显示面板200b、200c与图4所述的液晶显示面板200a类似，不同之处在于：如图5所示的第一配向图案216与第二配向图案224皆为狭缝；如图6所示的第一配向图案216与第二配向图案224皆为凸起物。在液晶显示面板200b、200c中，第一配向图案216与第二配向图案224同样呈交错设置并位于象素区域240之外，且本身的尺寸、间距也与上述的液晶显示面板200a相类似，在此将不予以重述。当然，也可以采用第一配向图案216为凸起物而第二配向图案224为狭缝的搭配(未图示)。只要符合本发明的精神，本发明并不限制第一、第二配向图案216、224的形状(狭缝或凸起物)。

综上所述，本发明的液晶显示面板具有下列优点：

(1)第一配向图案与第二配向图案分别配置于第一基板与第二基板上，并彼此对应而呈交错配置。因此，第一配向图案与第二配向图案之间会产生横向电场，使得配置于第一基板与第二基板之间的OCB液晶层可快速地由展曲态转换到弯曲态。

(2)第一配向图案与第二配向图案是设置于象素区域之外，其所形成的电场可有效地使OCB液晶层进行转态。

(3)通过第一配向图案与第二配向图案的图案可以是凸起物，而能增大OCB液晶分子的预倾角，所以，当施加电压时，可加速OCB液晶层由展曲态转换到弯曲态的转换过程。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板，所述第一基板上包括配置有一主动元件阵列、一象素电极层及多个第一配向图案，其中所述象素电极层部分位于所述主动元件阵列的上方，且所述第一配向图案配置在部分位于所述主动元件阵列上方的所述象素电极层上；

一第二基板，配置于所述第一基板的对向，所述第二基板上包括配置有一电极层与多个第二配向图案，其中每一第二配向图案对应每一第一配向图案而呈交错配置；以及

一光学补偿双折射型液晶层，配置于所述第一基板与所述第二基板之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，每一第一配向图案与每一第二配向图案之间会产生一横向电场。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，且所述横向电场的方向与所述第一配向图案及所述第二配向图案的配向方向之间夹有一角度。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向图案是由形成在所述象素电极层中的多个狭缝所构成。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一配向图案是由形成在所述象素电极层上的多个凸起物所构成。

6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，所述凸起物的高度约为1.5微米。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，每一第一配向图案的宽度约为10微米。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，两所述第一配向图案之间的间距约为20微米。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二配向图案是由形成在所述电极层中的多个狭缝所构成。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二配向图案是由形成在所述电极层上的多个凸起物所构成。

11.如权利要求10所述的液晶显示面板，其特征在于，所述凸起物的高度约为1.5微米。

12.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二配向图案的宽度约为10微米。

13.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，两所述第二配向图案之间的间距约为20微米。

14.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述主动元件阵列包括：

多条扫描线及多条数据线，以定义出多个象素区域；以及

多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管分别配置于每一象素区域内，且所述薄膜晶体管分别与所述扫描线及所述数据线电性连接；其中，

所述象素电极层是设置于所述象素区域内且部分位于所述扫描线的上方，而所述第一配向图案配置在部分位于所述扫描线上方的所述象素电极层上。

15.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，还包括一彩色滤光层，配置于所述第二基板上。

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