CN101162339B - 液晶显示面板及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板及液晶显示器，该面板包括第一基板、第二基板、多条扫描线、多条数据线、多个像素单元组、至少一聚合物层与液晶层。扫描线、数据线与像素单元组位于第一基板上且每一像素单元组包括多个像素单元，其中相邻两个像素单元组间具有第一主狭缝，并且在每一像素单元组中相邻两个像素单元间具有第二主狭缝，而每一像素单元包括主动元件与透明像素电极。主动元件电性连接至扫描线与数据线。透明像素电极电性连接至主动元件且具有多条细狭缝。聚合物层位于第一基板或第二基板的表面上。其中第一主狭缝的宽度大于第二主狭缝的宽度。

Description

液晶显示面板及液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板及液晶显示器，尤其涉及一种利用聚合物稳定配向(polymer-stabilized alignment)的液晶显示面板。

背景技术

随着计算机性能的大幅进步以及因特网、多媒体技术的高度发展，视频或影像装置的体积日渐趋于轻薄。在显示器的发展上，随着光电技术与半导体制造技术的进步，具有高画质、空间利用效率佳、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的主流。

液晶显示器包括了背光模块以及液晶显示面板，而传统液晶显示面板是由两基板以及填于两基板之间的一液晶层所构成。一般而言，在液晶显示面板的制造过程中，都会在两基板上形成配向膜，以使液晶分子具有特定的排列。现有技术中形成配向膜的方法是先涂布一配向材料的后，再对配向材料进行一配向工艺。而配向工艺可以分成接触式配向工艺以及非接触式配向工艺。虽然非接触式配向工艺可解决接触式磨擦配向产生的静电问题及粒子(particle)污染等问题，但是其往往会发生配向表面的锚定能不足的问题。而如果配向表面的锚定能不足，将往往导致液晶显示面板的显示质量不佳。

为解决上述问题，目前已提出一种聚合物稳定配向(Ploymer StabilizedAlignment，PSA)的技术。此技术是在液晶中掺入适当浓度的高分子单体(monomer)并且震荡均匀。接着，将混合后的液晶置于加热器上加温到等向性(Isotropy)状态。然后，当液晶混合物降温25℃室温时，液晶混合物会回到向列型(nematic)状态。此时将液晶混合物注入到液晶盒并施予一电压。当施加电压使液晶排列稳定时，则使用紫外光让高分子单体键结成聚合物层，由此达到稳定配向的目的。

此外，若欲在施加电压时有稳定且有均匀的液晶区域(domain)，则需在像素电极上作细狭缝的设计，其中通过使细狭缝沿着不同方向排列的设计，可以在上述工艺之后形成多个区域的配向，使液晶显示面板具有广视角的显示效果。通常像素电极上的细狭缝需在形状、位置与数量等因子上作最佳化设计，以期得到较佳的液晶排列。然而，由于高分辨率的趋势使得液晶显示面板的像素单元变小，细狭缝的设计也会因为像素电极的有限面积和工艺能力而相对受到限制，例如像素电极上的细狭缝的配向方向将因而减少，而使得液晶显示面板的广视角显示效果受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于一种液晶显示面板，其能够在高分辨率要求与有限的工艺能力之下提供相对较高的细狭缝设计宽容度，以符合广视角的显示需求。

本发明另一目的在于一种液晶显示器，其应用上述的液晶显示面板，而具有较佳的广视角显示效果。

为实现上述目的，在此提出一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、多条扫描线、多条数据线、多个像素单元组、至少一聚合物层与一液晶层。扫描线与数据线位于第一基板上。像素单元组位于第一基板上，并且每一像素单元组包括位于扫描线的长度方向上的多个像素单元，其中位于扫描线长度方向上的相邻的两个像素单元组之间具有第一主狭缝，并且在每一像素单元组中相邻的两个像素单元之间具有第二主狭缝，而每一像素单元包括主动元件与透明像素电极。主动元件电性连接至扫描线其中之一与数据线其中之一。透明像素电极电性连接至主动元件其中之一并且具有多个细狭缝。第二基板位于第一基板上方。聚合物层位于第一基板与第二基板至少其中之一的表面上。液晶层位于第一基板与第二基板之间。其中第一主狭缝与第二主狭缝均位于扫描线的长度方向上，且第一主狭缝的宽度大于第二主狭缝的宽度。

在本发明的一实施例中，上述的每一细狭缝可以与其所对应的第二主狭缝相连。

在本发明的一实施例中，上述的每一像素单元组包括第一像素单元与第二像素单元，且第一像素单元的细狭缝与第二像素单元的细狭缝沿着其间的第二主狭缝彼此对称。

在本发明的一实施例中，上述的第一像素单元或是第二像素单元的细狭缝具有一种或两种延伸方向。

在本发明的一实施例中，上述的每一像素单元组包括依序排列的第一像素单元、第二像素单元、第三像素单元与第四像素单元，且第一像素单元的细狭缝与第四像素单元的细狭缝沿着第二像素单元与第三像素单元之间的第二主狭缝彼此对称，而第二像素单元的细狭缝与第三像素单元的细狭缝也沿着其间的第二主狭缝彼此对称。

在本发明的一实施例中，上述的第一像素单元、第二像素单元、第三像素单元或第四像素单元的细狭缝具有一种或两种延伸方向。

在本发明的一实施例中，上述的聚合物层的材料包括高分子单体，其中高分子单体可光聚合或热聚合。

在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板还包括至少一配向层，配置于第一基板表面与聚合物层之间以及第二基板表面与聚合物层之间至少其中之一处。

在本发明的一实施例中，上述的每一像素单元还包括反射像素电极，其电性连接至主动元件。

在本发明的一实施例中，上述的每一像素单元的反射像素电极与透明像素电极分别对应不同大小的晶穴间隙。

而且为实现上述目的，本发明还提出一种应用上述的液晶显示面板的液晶显示器。此液晶显示器包括背光模块与前述的液晶显示面板，其中液晶显示面板配置在背光模块上方，以通过背光模块所提供的背光源作为显示光源。

本发明因采用上述的设计，因此可提供相对较高的细狭缝设计宽容度。由此，改善液晶显示器的显示质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例绘示的一种液晶显示面板的剖面图；

图2是绘示图1液晶显示面板的第一基板的局部上视图；

图3绘示此第一基板上的像素单元；

图4是依照本发明再一实施例绘示的一种像素单元的上视图；

图5是依照本发明又一实施例绘示的一种像素单元的上视图；

图6是依照本发明另一实施例绘示的一种像素单元的上视图；

图7是依照本发明另一实施例绘示的一种像素单元的上视图；

图8为根据本发明一实施例绘示的一种液晶显示器的示意图。

元件其中附图标记；

100： 液晶显示面板

102： 第一基板

104： 第二基板

106a、106b：聚合物层

108a、108b：配向层

110：液晶层

112、212、312、412、512：扫描线

114、214、314、414、514：数据线

116、216、316、416、516：像素单元组

116a、116b、216a、216b、316a、316b、416a、416b、416c、416d、516a、516b：像素单元

118：主动元件

120、220、320、420、520：透明像素电极

120a、220a、320a、420a、520a：细狭缝

150、250、350、450、550：第二主狭缝

160、260、360、460、560：第一主狭缝

422：反射像素电极

1000：液晶显示器

1100：液晶显示面板

1200：背光模块

1300：前框

具体实施方式

本发明可应用于聚合物稳定配向工艺所制作的液晶显示面板，其中通过对像素单元之间的主狭缝的宽度设计来划分出多个像素单元组，并对同一像素单元组内的不同像素单元的细狭缝进行设计，以通过像素单元的组合在聚合物稳定配向工艺中达到多区域配向的效果。更详细而言，虽然像素电极上的细狭缝的设计会因为像素电极的有限面积与工艺能力的极限而受到限制，导致单一像素单元内的细狭缝的数量或配向方向减少，但本发明可以结合多个像素单元来得到理想的配向效果。换言之，本发明的设计可以在高分辨率要求与有限的工艺能力之下提供相对较高的细狭缝设计宽容度，并可符合广视角的显示需求。

下文将通过多个实施例来说明本发明的设计，然其并非用以限定本发明的设计的可能变化。本领域的技术人员在参照下述揭露内容之后，当可在合理的范围内对下列实施例所揭露的内容进行调整，以符合实际应用需求。

图1是依照本发明一实施例绘示的一种液晶显示面板的剖面图。

聚合物稳定配向工艺所制作的液晶显示面板100包括一第一基板102、一第二基板104、一第一聚合物层106a、一第二聚合物层106b以及一液晶层110。

第二基板104位于第一基板102上方，第二基板104可以是彩色滤光基板或是只有共享电极层的基板。第一基板102与第二基板104的材料例如为玻璃、塑料或是其它材质。

第一聚合物层106a与第二聚合物层106b是经PSA技术分别形成在第二基板104与第一基板102上。第一聚合物层106a与第二聚合物层106b的材料包括高分子单体，其中高分子单体可光聚合或热聚合。在本实施例中，第一基板102与第二基板104上都配置有聚合物层。但必须了解的是，聚合物层也可仅配置在第一基板102或第二基板104上。

液晶层110位于第一基板102与第二基板104之间。液晶层110具有多个液晶分子。

在本实施例中，为了进一步提高配向效果，液晶显示面板100还包括一第一配向层108a与一第二配向层108b。第一配向层108a与第二配向层108b是分别配置于第二基板104与第一基板102上，也就是，分别配置在第二基板104与聚合物层106a之间以及在第一基板102与聚合物层106b之间。在本实施例中，第二基板104与第一基板102上都配置配向层。但必须了解的是，本发明也可依据实际状况选择不配置配向层，或是仅将配向层配置在第二基板104或第一基板102上。

图2是绘示图1液晶显示面板的第一基板的局部上视图，而图3绘示此第一基板上的像素单元。其中，为了方便说明，图3中省略了可能存在的介电层与通道层等膜层，然而本领域的技术人员理应能依据本实施例所揭露的内容并参照现有技术，来判断该些被省略膜层的实际位置与作用，在此便不再逐一说明。

请同时参照图2与3，第一基板102上具有多条扫描线112、多条数据线114与多个像素单元组116。数据线114与扫描线112是交互垂直，并且交错形成多个像素单元。扫瞄线112与数据线114的材质例如为铬(Cr)、钽(Ta)等金属材料或其它适用的导电材料。每一像素单元组116包括两个像素单元116a与116b，并且像素单元116a与116b是和扫瞄线112与数据线114电性连接。更详细来说，每一像素单元116a或116b包括一主动元件118与一透明像素电极120，其中主动元件118是由扫瞄线112和数据线114来驱动，并输入驱动电压至透明像素电极120上。在本实施例中，主动元件118例如是薄膜晶体管，当然，在其它实施例中，主动元件118也可以是双载子晶体管或其它具有三端子的主动元件。此外，每一透明像素电极120具有多条细狭缝120a，其中细狭缝120a具有两种不同的延伸方向。透明像素电极120的材质可以是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)或其它透明导电材质。

在本实施例中，相邻的两个像素单元组116之间具有一第一主狭缝160，并且在每一像素单元组116中的两个像素单元116a与116b之间具有一第二主狭缝150。更具体来说，在相邻的两个像素单元组116中靠近相邻侧的各个像素单元上的透明像素电极120之间具有第一主狭缝160，并且在每一像素单元组116中的两个像素单元116a与116b上的各别透明像素电极120之间具有第二主狭缝150。在此，第一主狭缝160的宽度是大于第二主狭缝150的宽度，由此可使位于不同像素单元组上的液晶分子倒向明显区隔。在本实施例中，在每一像素单元组116中两个像素单元116a与116b上的透明像素电极120的细狭缝120a是以第二主狭缝150为中心轴成对称。

在本实施例中，每一细狭缝120a是与其所对应的第二主狭缝150相连。也就是，细狭缝120a会穿出透明像素电极120而与对应的第二主狭缝150相连。但必须了解的是，细狭缝120a也可不与第二主狭缝150相连。

根据本实施例，每一像素单元组116设计为包括2个像素单元116a与116b，每一像素单元116a与116b的透明像素电极120具有设计为包含两种延伸方向的细狭缝120a，并且两个像素单元116a与116b的透明像素电极120的细狭缝120a为对称。因此，每一像素单元组116上的液晶层110的多个液晶分子(未绘示)会具有4个区域的液晶倒向。

在上述实施例中，每一像素单元的透明像素电极具有设计为包含两种延伸方向的细狭缝。然而，根据另一实施例，像素单元的透明像素电极也可设计为仅包含一种延伸方向的细狭缝。图4是依照本发明再一实施例绘示像素单元的上视图。图4所示像素单元的结构与功能是相似于图3所示像素单元的结构与功能，因此除了相异之处外，不再重复描述。请参照图4，像素单元组216的两个像素单元216a与216b的透明像素电极220的细狭缝220a仅包含一种延伸方向，并且以第二主狭缝250为中心轴呈对称。因此，每一像素单元组216上的液晶层的多个液晶分子(未绘示)会具有2个区域的液晶倒向。

另外，在本实施例中，在像素单元组中的两个像素单元的细狭缝以沿着图面上的水平方向延伸。然而，在本发明另一实施例中，像素单元组中的两个像素单元的细狭缝以沿着图面上的垂直方向延伸。图5是依照本发明又一实施例绘示像素单元的上视图。图5所示像素单元的结构与功能是相似于图4所示像素单元的结构与功能，因此除了相异之处外，不再重复描述。请参照图5，像素单元组316的两个像素单元316a与316b的透明像素电极320的细狭缝320a是沿垂直方向延伸。值得一提的是，虽然上述这些实施例是一种或两种延伸方向为例，但是可以依据实际需求改变单一像素单元的配向方向，例如三种或更多。

此外，因为像素颜色排列具有特定的变化，为了搭配这样的变化，使得显示效果更为均匀，因此不限定只以两个像素单元为一组。例如，像素单元可以四个排成一列为一组，或是以田字形的排列为一组。每一组里面的单一像素单元的配向方向同样可以具有一个或两个以上的配向方向。

图6是依照本发明另一实施例绘示像素单元的上视图。图6所示像素单元的结构与功能是相似于图3所示像素单元的结构与功能，因此除了相异之处外，不再重复描述。请参照图6，像素单元组416包括4个像素单元416a、416b、416c与416d。每一像素单元416a、416b、416c与416d的透明像素电极420分别具有设计为包含两种延伸方向的细狭缝420a。在此，像素单元416a与416d的细狭缝420a的图案为对称，并且像素单元416b与416c的细狭缝420a的图案为对称。再者，像素单元416a与416b的细狭缝420a的图案组合会和像素单元416c与416d的细狭缝420a的图案组合为对称。

根据本实施例，每一像素单元组416包括4个像素单元，而每一像素单元的细狭缝具有两种延伸方向，并且在每一像素单元组416中细狭缝420a的图案会以两个像素单元为一组合而对称。因此，每一像素单元组416上的液晶层的多个液晶分子(未绘示)会具有4个区域的液晶倒向。同样的，虽然本实施例是两种延伸方向为例，但是可以依据实际需求改变单一像素单元的配向方向。

如上所述，本发明可以不同数目的像素单元以及多种延伸方向的细狭缝来排列组合像素单元组。因此，本发明可以以在高分辨率要求与有限的工艺能力之下提供相对较高的细狭缝设计宽容度，并可符合广视角的显示需求。

上述的实施例都是以穿透式液晶显示面板来作说明。然而，本发明也可应用于半穿透半反射式液晶显示面板上。图7是依照本发明另一实施例绘示像素单元的上视图。图7所示像素单元的结构与功能是相似于图3所示像素单元的结构与功能，因此除了相异之处外，不再重复描述。请参照图7，像素单元组516的两个像素单元516a与516b上还包括一反射像素电极522。反射像素电极522会电性连接至主动元件(未绘示)。在此，每一像素单元516a与516b的反射像素电极522与透明像素电极520例如可分别对应不同大小的晶穴间隙，以控制像素的反射区域与穿透区域的显示灰阶，避免反射区域与穿透区域因显示机制不同(光程不同)所造成的显示不均匀。

图8为根据本发明一实施例绘示应用前述的液晶显示面板的液晶显示器的示意图。请参照图8，液晶显示器1000包括一液晶显示面板1100与一背光模块1200，其中背光模块1200适于输出一面光源S至液晶显示面板1100，以作为液晶显示面板1100的显示光源。此外，本实施例的液晶显示面板1100的结构与其像素单元的设计可以具有如前述或其它实施例所述的多种变化，在此便不再赘述。另外，背光模块1200可以是直下式背光模块或侧边入光式背光模块，而背光模块1200所采用的光源可以是冷阴极荧光灯管(cold cathodefluorescence lamp，CCFL)、一发光二极管(light emitting diode，LED)或是其它适当的光源。

综上所述，本发明所提出的液晶显示面板与液晶显示器通过对像素单元之间的主狭缝的宽度设计来划分出多个像素单元组，并对同一像素单元组内的不同像素单元的细狭缝进行设计，以通过像素单元的组合在聚合物稳定配向工艺中达到多区域配向的效果。换言之，本发明的设计可以在高分辨率要求与有限的工艺能力之下提供相对较高的细狭缝设计宽容度，并可符合广视角的显示需求。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板；

多条扫描线，位于该第一基板上；

多条数据线，位于该第一基板上；

多个像素单元组，位于该第一基板上并且每一像素单元组包括位于扫描线的长度方向上的多个像素单元，其中位于扫描线长度方向上相邻的两个像素单元组之间具有一第一主狭缝，并且在每一像素单元组中相邻的两个像素单元之间具有一第二主狭缝，而每一像素单元包括：

一主动元件，电性连接至该些扫描线其中之一与该些数据线其中之一；以及

一透明像素电极，电性连接至该些主动元件其中之一并且具有多个细狭缝；

一第二基板，位于该第一基板上方；

至少一聚合物层，位于该第一基板与该第二基板至少其中之一的表面上；以及

一液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间，

其中该第一主狭缝与该第二主狭缝均位于扫描线的长度方向上，且该些第一主狭缝的宽度大于该些第二主狭缝的宽度。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中每一细狭缝与其所对应的第二主狭缝相连。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中每一像素单元组包括一第一像素单元与一第二像素单元，且该第一像素单元的细狭缝与该第二像素单元的细狭缝系沿着其间的该第二主狭缝彼此对称。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其中该第一像素单元或是该第二像素单元的细狭缝具有一种或两种延伸方向。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中每一像素单元组包括依序排列的一第一像素单元、一第二像素单元、一第三像素单元与一第四像素单元，且该第一像素单元的细狭缝与该第四像素单元的细狭缝系沿着该第二像素单元与该第三像素单元之间的该第二主狭缝彼此对称，而该第二像素单元的细狭缝与第三像素单元的细狭缝亦沿着其间的该第二主狭缝彼此对称。

6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中该第一像素单元、该第二像素单元、该第三像素单元或该第四像素单元的细狭缝具有一种或两种延伸方向。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中该些聚合物层的材料包括高分子单体，其中该高分子单体可光聚合或热聚合。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，还包括至少一配向层，配置于该第一基板表面与该聚合物层之间以及该第二基板表面与该聚合物层之间至少其中之一处。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中每一像素单元还包括一反射像素电极，电性连接至该些主动元件其中之一。

10.如权利要求9所述的液晶显示面板，其中每一像素单元的该反射像素电极与该透明像素电极分别对应不同大小的晶穴间隙。

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