CN101241256B - 像素单元、液晶显示面板、光电装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种像素单元、液晶显示面板、光电装置及其制造方法。其中像素单元具有显示区。像素单元包括第一基板、第二基板、液晶层以及至少一个紫外光吸收层。第二基板与第一基板平行配置，且液晶层配置于第一基板与第二基板之间。紫外光吸收图案配置于第一基板与第二基板之间。显示区的部分区域与紫外光吸收图案重叠以定义出至少一个第一配向区，而显示区未与紫外光吸收图案重叠的部分区域定义出至少一个第二配向区。液晶层的液晶分子在第一配向区与在第二配向区呈现不同的预倾角。本发明的液晶显示面板及像素单元有助于改善大视角的色偏情形。当本发明的液晶显示面板及像素单元应用于光电装置时，有助于提升此光电装置的显示品质。

Description

像素单元、液晶显示面板、光电装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种像素单元、液晶显示面板、光电装置及其制造方法，且特别涉及一种广视角设计的像素单元、液晶显示面板、光电装置及其制造方法。

背景技术

现今市场对于薄膜晶体管液晶显示面板(thin film transistor liquid crystaldisplay panel，TFT-LCD panel)的性能要求是朝向高对比(high contrast ratio)、无灰阶反转(no gray scale inversion)、色偏小(little color shift)、亮度高(high luminance)、高色彩丰富度、高色饱和度、快速反应与广视角等方向发展。广视角的相关技术包括有扭转向列型(TN)液晶显示面板加上广视角膜(wide viewing film)、共平面切换式(in-plane switching，IPS)液晶显示面板、边际场切换式(fringe field switching，FFS)液晶显示面板与多域垂直配向式(multi-domain vertically alignment，MVA)薄膜晶体管液晶显示面板等。

利用上述各种技术都可以使液晶显示面板达到广视角的显示功效。然而，随着观察的视角改变，已知液晶显示面板所呈现的伽马(gamma)曲线具有不同的曲率。因此，当观察视角改变时，已知液晶显示面板所显示出的亮度会产生变化，进一步衍生色偏(color shift)或色饱和度不足(colorwashout)等问题。

为了解决色偏的问题，已有多种已知技术相继被提出。其中一种方法是在单一像素单元内多形成一个电容，利用电容耦合的方式使单一像素单元内的不同像素电极分别产生不同大小的电场。因此，单一像素单元中不同像素电极上方的液晶分子可以呈现不同的排列方式以达到不同的显示亮度。虽然此种方式可以改善色偏现象，但是却因为有阻容迟滞(RC delay)效应而造成显示品质下降的缺点。

另一种方法是在各个像素单元内增加一个晶体管；也就是说，单一像素单元中会有两个晶体管。通过这两个晶体管使得在单一像素单元中的两个像素电极呈现不同的显示电压，进而让不同像素电极上方的液晶分子有不同的排列方式，以达到改善色偏之目的。然而，为了在单一像素单元内搭配配置两个晶体管，液晶显示面板中需要增加扫描线或数据线的数目，所以此方法不但增加驱动电路的复杂度，更会影响液晶显示面板的显示开口率。

发明内容

本发明是提供一种像素单元及其制造方法，以解决像素单元所呈现的影像在大视角处的色偏问题。

本发明又一种液晶显示面板及其制造方法，以利用简单的设计来解决色偏问题。

本发明再提供一种光电装置及其制造方法，其具有高显示开口率及简易的线路布局。

本发明提出一种像素单元，其具有显示区。像素单元包括第一基板、第二基板、液晶层以及至少一个紫外光吸收层。第二基板与第一基板平行配置，且液晶层配置于第一基板与第二基板之间。紫外光吸收图案配置于第一基板与第二基板之间。显示区的部分区域与紫外光吸收图案重叠以定义出至少一个第一配向区，而显示区未与紫外光吸收图案重叠之部分区域定义出至少一个第二配向区。此外，液晶层之液晶分子在第一配向区与在第二配向区呈现不同的预倾角。

在本发明之一实施例中，上述之像素单元还包括高分子聚合层，其配置于部分第一基板及部分第二基板其中至少一个上。高分子聚合层直接接触液晶层，以使液晶层的液晶分子在第一配向区与在第二配向区呈现不同的预倾角。

在本发明之一实施例中，上述之第一基板还具有至少一个介电层及至少一个共用电极，且共用电极配置于介电层与液晶层之间。紫外光吸收图案例如是位于介电层与共用电极之间，或是介电层位于紫外光吸收图案与共用电极之间。

在本发明的一个实施例中，上述的第二基板具有至少一个像素电极，且像素电极所在位置定义出显示区。第二基板还具有至少一个介电层，而像素电极配置于介电层与液晶层之间。紫外光吸收图案位于介电层与像素电极之间，或是介电层位于紫外光吸收图案与像素电极之间。实务上，第二基板例如还具有至少一个扫描线、至少一个数据线以及至少一个有源元件。数据线与扫描线相交，而有源元件电连接扫描线以及数据线，且像素电极电连接有源元件。

在本发明的一个实施例中，第一配向区的面积比上第一配向区及第二配向区的总面积之比值实质上大于0，且小于1。

在本发明的一个实施例中，上述之紫外光吸收图案的材质包括至少一个紫外光吸收材料以及至少一个溶剂。

本发明另提出一种液晶显示面板，包含上述的像素单元。

本发明再提出一种光电装置，包含上述的液晶显示面板。

本发明又提出一种像素单元的制造方法。提供如上所述的像素单元，其具有显示区。提供紫外光从紫外光吸收图案远离液晶层之一侧照射液晶层，以使液晶层之液晶分子在第一配向区以及在第二配向区中呈现不同的预倾角。

在本发明之一实施例中，上述在像素单元的制造方法还包括于第一基板以及第二基板之间形成至少一个电压差。然后，在此电压差下，提供紫外光从紫外光吸收图案远离液晶层之一侧照射液晶层，以使液晶层之液晶分子在第一配向区以及在第二配向区中呈现不同的预倾角。

在本发明之一实施例中，上述之像素单元的制造方法还包括于液晶层中加入多个可聚合分子，其中紫外光照射液晶层后，可聚合分子于部分第一基板以及部分第二基板其中至少一个上形成高分子聚合层。高分子聚合层直接接触液晶层，以使液晶层的液晶分子在第一配向区与在第二配向区呈现不同的预倾角。

在本发明之一实施例中，上述之像素单元的制造方法还包括于第一基板上形成至少一个介电层及至少一个共用电极，且共用电极位于介电层与液晶层之间。

在本发明之一实施例中，上述之像素单元的制造方法还包括于第二基板上形成至少一个像素电极以及至少一个介电层，像素电极位于介电层与液晶层之间。

在本发明之一实施例中，上述之像素单元的制造方法还包括于第二基板上形成至少一个扫描线、至少一个数据线以及至少一个有源元件，其中数据线与扫描线相交，而有源元件电连接扫描线以及数据线，且像素电极电连接有源元件。

本发明更提出一种液晶显示面板的制造方法，其包含上述之像素单元的制造方法。

本发明再提出一种光电装置的制造方法，其包含上述液晶显示面板的制造方法。

本发明提出在液晶显示面板的像素单元中配置紫外光吸收图案。当像素单元以高分子聚合层辅助液晶分子的配向排列时，紫外光吸收图案的配置可使不同区域中的高分子聚合层呈现不同的状态。因此，本发明的液晶显示面板及像素单元中，液晶层的液晶分子在不同区域中可以呈现不同的预倾角而有助于改善大视角，例如：大于或等于60度，的色偏情形。当本发明的液晶显示面板及像素单元应用于光电装置时，也有助于提升此光电装置的显示品质。

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，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明之一实施例的像素单元的俯视示意图。

图1B～图1D为本发明之其他不同实施例的像素单元的俯视示意图。

图1E为沿图1A之剖线AA’所绘示的像素单元局部剖面示意图。

图2A与图2B示出为沿图1A的剖线AA’所示的像素单元的制作方法。

图2C为本发明另一实施例的像素单元的局部剖面示意图。

图3示为本发明又一实施例的像素单元之显示区的局部剖面示意图。

图4示为本发明的再一实施例的像素单元俯视示意图。

图5所示为本发明的一个实施例的光电装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10：扫描线

20：数据线

30：有源元件

40、40B～40D、314：像素电极

42：中心部

44：条纹部

46、46C、46D：狭缝

46B：开口

50、308、408：紫外光吸收图案

100、200、300、400：像素单元

100’：像素单元半成品

102、302：第一基板

104、304：第二基板

106、306：液晶层

112、312：共用电极

114、214、310：高分子聚合层

116、118、120、316：介电层

202：可聚合分子

204：紫外光

500：光电装置

510：液晶显示面板

520：电子元件

AA’：剖线

D：显示区

P1、P2：配向区

具体实施方式

为了改善液晶显示面板在大视角，例如：大于或等于60度所呈现的色偏问题，必须使同一像素单元中的液晶分子呈现不同的排列方式以表现出不同的显示亮度。因此，在已知技术中已发展出利用电容耦合的方式或是利用增加晶体管的方式，使得单一像素单元可以同时呈现不同的显示亮度。然而，这些方式都会影响液晶显示面板的显示开口率，也同时增加了液晶显示面板驱动方式的复杂性。

为此，本发明提出一种像素单元，其利用紫外光吸收图案的配置搭配适当的工艺技术以形成多个配向区，其中位于不同配向区中的液晶分子具有不同的预倾角。由于，像素单元进行画面显示时，不同预倾角的液晶分子被驱动的临限电压(threshold voltage)不同。所以，单一像素单元进行显示时，不同配向区可以呈现不同的显示亮度，以使色偏现象获得补偿。本发明的像素单元具有显示区，且像素单元包括第一基板及与第一基板平行配置的第二基板。液晶层配置于第一基板与第二基板之间。至少一个紫外光吸收图案配置于第一基板与第二基板之间。显示区的部分区域与紫外光吸收图案重叠以定义出至少一个第一配向区，而显示区未与紫外光吸收图案重叠的部分区域定义出至少一个第二配向区，其中液晶层之液晶分子在第一配向区与在第二配向区呈现不同的预倾角。

以下根据不同设计模式，提出数个实施例及制造方法作为本发明的详细说明。然而，本发明并不限制于此，且所述些实施例及制造方法并不会限缩本发明要保护的范围。

图1A为本发明的一个实施例的像素单元的俯视示意图，图1B～图1D本发明的其他不同实施例的像素单元的俯视示意图，而图1E为沿图1A的剖线AA’所示的像素单元局部剖面示意图。请先参照图1A，像素单元100具有至少一个扫描线10、至少一个数据线20、至少一个有源元件30、至少一个像素电极40以及紫外光吸收图案50。像素电极40电连接有源元件30，且有源元件30亦电连接于扫描线10与数据线20。也就是说，本实施例的像素单元100为有源驱动式设计。在其他实施例中像素单元100也可以不具有有源元件30而为无源驱动式设计。

较佳地，本实施例之像素电极40具有中心部42以及自中心部42向外延伸的多个条纹部44。中心部42是由第一区段(未标示)及第二区段(未标示)交错而成的，且中心部42与条纹部44之间为多个狭缝46为范例，但不限于此。在此实施例中，中心部42是以第一区段(未标示)及第二区段(未标示)垂直交错的十字形为范例，但不限于此，第一区段与第二区段的交角亦可为除了0°以外的角度所交错之图形。像素单元100进行显示时，仅像素电极40所在区域可以呈现所需的画面，因此像素电极40所在区域大致定义为显示区D。当然，图1A所示的像素电极40的图案仅为本发明的一种实施范例，实际上像素电极40的图案不以此为限。例如，图1B所述的像素电极40B可以具有至少一个圆形的开口46B、图1C所述的像素电极40C由至少一个框形图案所组成，而框形图案之间定义出多个狭缝46C、图1D的像素电极40D则由至少一个螺旋形所组成，且螺旋形的图案之间形成狭缝46D，或其它合适的图形，如：楕圆形、菱形、三角形、四边形、五边形、六边形、星形及其它形状。

请继续参照图1A，紫外光吸收图案50位于显示区D中的部分区域以定义出至少一个第一配向区P1与至少一个第二配向区P2。显示区D与紫外光吸收图案50的面积重叠的部分定义为第一配向区P1，而显示区D未与紫外光吸收图案50的面积重叠的部分区域则定义为第二配向区P2。第一配向区P1的面积比上第一配向区P1及第二配向区P2的总面积的比值，例如：实质上大于0，且小于1。另外，在本实施例中，紫外光吸收图案50的数量为1个，但在其他实施例中紫外光吸收图案50的数量也可以是多个。再者，在本实施例中，紫外光吸收图案50的形状为矩形为例，但不限于此，亦可选择三角形、圆形、楕圆形、螺旋形、菱形、四边形、五边形、六边形、星形或其它合适的形状。此外，在本实施例中，且以图1A为例，紫外光吸收图案50是位于显示区D中的实质上中央部为例，但不限于此，亦可位于显示区D中的其它部分，如：邻近中央部、邻近角落、第一区段及第二区段之间、或上述组合。再者，于图1B中，像素电极40B的开口46B较佳地是被紫外光吸收图案50所覆盖，但不限于此。像素电极40B的开口46B亦可被部分紫外光吸收图案50所覆盖或不被紫外光吸收图案50所覆盖。另外，在图1B～1D中，紫外光吸收图案50是位于显示区D中的实质上中央部为例，但不限于此，紫外光吸收图案50亦可位于显示区D中的其它部分，如：邻近中央部、邻近角落、或其它合适的位置。

从图1E的剖面结构来看，像素单元100实质上包括第一基板102、第二基板104以及液晶层106。第二基板104与第一基板102平行配置，且液晶层106配置于第一基板102与第二基板104之间。紫外光吸收图案50也是配置于第一基板102与第二基板104之间。本实施例是以紫外光吸收图案50配置于第二基板104上为例，在其他实施范例中紫外光吸收图案50也可以配置于第一基板102上。当然，为了不同的设计需求，紫外光吸收图案50也可同时配置于第一基板102与第二基板104上。此时，紫外光吸收图案50配置于第一基板102上的位置可部分对应于或不对应于紫外光吸收图案50配置于第二基板104上的位置。

值得一提的是，液晶层106的液晶分子在第一配向区P1与在第二配向区P2呈现不同的预倾角。举例而言，位于第一配向区P1中的液晶分子大致垂直第二基板104，而位于第二配向区P2的液晶分子未垂直第二基板104。当然，本发明并不限定液晶分子在第一配向区P1与第二配向区P2中所呈现预倾角角度为何，其中液晶分子在第一配向区P1与在第二配向区P2呈现不同的预倾角就可符合本发明的精神。

详细来说，请同时参照图1A与图1E，第一基板102还具有共用电极112。像素单元100进行显示时，像素电极40与共用电极112之间所形成的电场可以控制液晶层106的液晶分子的排列以显示所需的画面亮度。假设以图1A的像素电极40的图案设计为例来说明，像素单元100进行显示时，狭缝46会使液晶层106中的电场产生变形。这些狭缝46所造成的电场变形方向可使液晶层106的液晶分子实质上平行狭缝46的延伸方向排列。在本实施例中，狭缝46大致朝向四个方向延伸为例。因此，像素单元100进行显示时液晶层106的液晶分子也大致会朝向四个方向倾倒排列以达到广视角的显示效果。当然，在其他实施例中像素电极40可以设计成不同的图案以使液晶层106的液晶分子朝向至少两个方向排列，而达到广视角的功效。

本实施例的像素单元100中，较佳地，还包括直接接触液晶层106的液晶分子的高分子聚合层114。高分子聚合层114例如是利用光配向工艺技术形成于第一基板102及第二基板至少其中之一上的。本实施例是以第一基板102与第二基板104皆配置有高分子聚合层114为例，在其他实施范例中高分子聚合层114也可仅配置于其中一个基板(102或104)上。

本实施例的紫外光吸收图案50可为单层结构或多层结构，且其材质包括有机材质、无机材质、或上述组合。较佳地，本实施例以有机材质的至少一个紫外光吸收材料以及至少一个溶剂为实施范例，但不限于此。在其它较佳实施例中，紫外光吸收图案50的材质亦可仅有至少一个紫外光吸收材料即可。有机材质的紫外光吸收材料例如是苯并三唑(Benzotriazole)、苯甲酮(Benzophenone)类、丙酰酸类聚合物、丙烯酸类聚合物、苯烯类聚合物、聚醚类、聚酮类、聚醇类、或是其它合适的材料、或上述组合，其可吸收波长约等于或约在400纳米以下的光波(也就是紫外光)。无机材质的紫外光吸收材料包含硅氧化物、钛氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、钽氧化物、铪氧化物、或是其它合适的材料、或上述组合，其可吸收波长约等于或约在400纳米以下的光波(也就是紫外光)。进行光配向工艺而形成高分子聚合层114时，紫外光吸收图案50的配置可使不同配向区P1、P2中的高分子聚合层114接收到不同的能量。因此，高分子聚合层114在不同配向区P1、P2中会具有不同的分子结构。液晶层106中的液晶分子便会受到高分子聚合层114的影响而呈现不同的预倾角。

不同预倾角的液晶分子被驱动的临限电压不同，所以像素单元100进行画面显示时在第一配向区P1与第二配向区P2所呈现的亮度也会不同。如此一来，像素单元100应用于液晶显示面板时，有助于改善液晶显示面板在大视角，例如：大于或等于60度的色偏问题。一般来说，第一配向区P1的面积比上第一配向区P1及第二配向区P2的总面积的比值，例如：实质上大于0且小于1。而且，根据测试的结果，较佳地，第一配向区P1的面积比上第一配向区P1及第二配向区P2的总面积的比值约为0.5时，大角度色偏的问题可以获得较大幅度的改善，但不限于此比值。

紫外光吸收图案50并非由遮光材质制成，所以像素单元100的显示开口率不会因紫外光吸收图案50的配置而受到限制。相较于已知技术中，增设电容以及增设晶体管的设计而言，本发明所提出的像素单元100不会使显示开口率受到限制，也不需搭配复杂的驱动方法设计。简言之，本发明提供了一个驱动线路布局简单且显示效果良好的像素单元100。

另外，第二基板104例如还具有第一介电层116以及第二介电层118，而第一基板102例如还具有第三介电层120。必需说明的是，第二基板104及第一基板102还具有介电层，并不需要同时成立，其中第二基板104及第一基板102其中至少之一还具有介电层即可。举例而言，第一介电层116例如是栅极绝缘层，第二介电层118例如是保护层或是平坦层等。第一介电层116与第二介电层118可为单层结构或多层结构，且上述介电层的材质可以是有机介电材料、无机介电材料或是上述组合，以保护像素单元100中的不同导电元件。另外，紫光吸收图案50在本实施例是位于第一介电层116与第二介电层118之间为范例。在其他实施例中，紫外光吸收图案50也可以是位于像素电极40与第二介电层118之间或是位于第一介电层116之下。如此，介电层116、118则是位于紫外光吸收图案50与像素电极40之间。共用电极112则例如是配置于第三介电层120与液晶层106之间。实务上，第三介电层120可为单层结构或多层结构，且其材质为无机介电层、有机介电层或是上述组合。

由于，紫外光吸收图案50可以配置于第一基板102上。所以，以膜层的顺序来看，紫外光吸收图案50例如是位于第三介电层120与共用电极112之间，或是第三介电层120位于紫外光吸收图案50与共用电极112之间。当然，像素单元100还可以还包括有彩色滤光层(未示出)，其位于第一基板102上或是第二基板104上以使像素单元100呈现多彩化的显示效果。当彩色滤光层(未示出)位于第二基板104上时，彩色滤光层(未示出)可以与有源元件30整合而构成彩色滤光层配置于有源元件阵列(Color filter on Array，COA)或是有源元件阵列配置于彩色滤光层(Array on Color filter，AOC)的结构。当彩色滤光层(未示出)位于第一基板102上时，则彩色滤光层(未示出)位于共用电极112之下。此外，彩色滤光层(未示出)并不影响紫外光吸收图案50的紫外光吸收。

图2A与图2B示为沿图1A之剖线AA’所绘示的像素单元的制作方法。请先参照图2A，首先提供一个像素单元半成品100’，其中像素单元半成品100’例如与上述的像素单元100的结构相似且为范例，但不限于此。也就是说，像素单元半成品100’中与像素单元100相同的部分元件符号代表相同的元件。另外，液晶层106中可以包含多个可聚合分子202。可聚合分子202举例来说具有光聚合的性质，因此可聚合分子202一但受到足够能量的光线照射后会产生聚合作用并固化。

然后，于本实施例中，较佳地，在第一基板102以及第二基板104之间形成至少一个电压差。形成此电压差的方式例如是施加不同的电压于像素电极40以及共用电极112。此时，液晶层106的液晶分子会受到第一基板102与第二基板104之间的电场作用而倾倒。图2A所示的液晶分子的倒向仅为举例说明之用。当像素电极40的图案设计如图1A所示为例，像素电极40被施予电压时，液晶层106的液晶分子实质上延着狭缝46的延伸方向排列，但不限于此像素电极40的图案设计。

接着，当液晶层106的液晶分子因为受到电场作用影响而呈现特定排列方式时，提供至少一个紫外光204从紫外光吸收图案50远离液晶层106之一侧照射液晶层106。举例而言，从第二基板104远离液晶层106之一侧照射紫外光204。紫外光204的波长例如是约365纳米，且紫外光204所提供于每平方公分的能量例如约为30焦耳。当然，上述波长及能量仅为举例之用，本发明并不限于此。另外，上述波长及能量同时改变亦可适用之。随之，请同时参照图2A与图2B，可聚合分子202接收紫外光204后会产生聚合反应并于液晶层106的至少其中一侧形成高分子聚合层114。实务上，以上所述各步骤可以称为光配向工艺。

在本实施例中，紫外光吸收图案50配置于第二基板104上，因此紫外光204例如是从第二基板104外侧照射于液晶层106。换言之，部分紫外光204照射于液晶层106之前会先照射于紫外光吸收图案50。这些照射于紫外光吸收图案50的部分紫外光204会被吸收，而无法完全地照射于液晶层106中。所以，位于紫外光吸收图案50上方的可聚合分子202所接收的紫外光204能量较低，而不在紫外光吸收图案50上方的可聚合分子202所接收的紫外光204能量较高。

在不同能量下聚合固化的高分子聚合层114可能具有不同的分子结构，而定义出第一配向区P1与第二配向区P2。实际上，位于第二配向区P2的高分子聚合层114在较高的能量下被形成，而可纪录当时液晶层106的液晶分子的排列方式。因此，第一基板102与第二基板104之间的电压差被移除之后，位于第二配向区P2的液晶分子会呈现特定预倾角，而不垂直于第二基板104。另外，高分子聚合层114在第一配向区P1与第二配向区P2具有不同的分子结构。所以，第一配向区P1中液晶层106的液晶分子则可能是垂直于第二基板104排列或是呈现另一特定预倾角。如此一来，像素单元100的设计有助于改善大视角，例如：大于或等于60度的色偏现象。与已知改善色偏现象的技术相比，像素单元100的设计可以具有较高的显示开口率，且像素单元100也不需与复杂的驱动方式相互搭配。

在其他实施例中，光配向工艺的步骤中也可以不在第一基板102与第二基板104之间形成电压差，而利用不同能量或是不同偏振方向的光线使高分子聚合层114具有特定的分子结构。如此，液晶层106的液晶分子在第一配向区P1与第二配向区P2中也可分别呈现不同的预倾角。换言之，本发明并不限定以何种方式使高分子聚合层114在不同区域中具有不同的分子结构。凡所属本领域技术人员所能想到的方式，其可使高分子聚合层114在不同区域中具有不同的分子结构皆可作为本发明的像素单元的制造方法。此外，在其他实施方式中，液晶层106也可以未掺有可聚合分子202，而以其它的方式形成第一配向区P1及第二配向区P2。

另外，在像素单元100中，扫描线10、数据线20与有源元件30(如：薄膜晶体管(TFT))的材质大都由金属等遮光的导电材料所组成。紫外光204无法穿透这些元件，而使可聚合分子202无法于这些元件上方产生聚合作用。因此，扫描线10、数据线20与有源元件30所在区域上方无法形成有高分子聚合层114。换言之，若照射于紫外光吸收图案50的部分紫外光204被紫外光吸收图案50完全吸收，则紫外光吸收图案50上方无法形成有高分子聚合层114。

举例来说，图2C为本发明另一实施例的像素单元之局部剖面示意图。请参照图2C，像素单元200例如是经由上述图2A的工艺步骤制作而成的，所以像素单元200与像素单元半成品100’的结构相似。像素单元200与像素单元半成品100’的差异在于紫外光吸收层50可以完全将紫外光吸收。由于，高分子聚合层214是可聚合分子接收到紫外光之后固化而形成的。所以，在像素单元200的工艺步骤当中，紫外光无法照射到的区域即无法产生高分子聚合层214。换言之，像素单元200的高分子聚合层214仅形成于第二配向区P2中。此时，液晶层106中液晶分子的预倾角在第一配向区P1也就与在第二配向区P2不同，而有助于对大视角，例如：大于或等于60度的色偏问题进行补偿。在其它实施例中，当像素单元200的高分子聚合层214同时形成于第一配向区P1与第二配向区P2中，较佳地，在第一配向区P1的高分子聚合层214的厚度实质上小于在第二配向区P2的高分子聚合层214的厚度，但不限于此。

在前述实施例中，像素单元100与像素单元200的紫外光吸收图案50都是配置于第二基板104上，但本发明并不限于此。图3示为本发明又一实施例的像素单元的显示区的局部剖面示意图。请参照图3，像素单元300包括第一基板302、第二基板304、液晶层306以及至少一个紫外光吸收图案308。第二基板304与第一基板302平行配置，且液晶层306配置于第一基板302与第二基板304之间。紫外光吸收图案308则配置于第一基板302上。紫外光吸收图案308所在区域定义出第一配向区P1，而紫外光吸收图案308之外的部分区域定义出至少一个第二配向区P2。此外，液晶层308的液晶分子在第一配向区P1与在第二配向区P2呈现不同的预倾角。

当然，像素单元300可以具有高分子聚合层310，其位于第一基板302与第二基板304至少其中之一上。在本实施例是以高分子聚合层310同时配置于第一基板302与第二基板上为例。在其他实施例中，高分子聚合层310可以仅配置于第一基板302与第二基板304其中一个上。高分子聚合层310是由可聚合性分子经光配向工艺固化而成的。因此，紫外光吸收图案308的配置会影响高分子聚合层310在第一配向区P1与第二配向区P2中的分子结构，而使液晶层308的液晶分子呈现相异的预倾角。

实际上，本实施例的紫外光吸收图案308是配置于第一基板302上，因此进行光配向工艺时，紫外光需从第一基板302的外侧照射于液晶层306中。如此一来，紫外光照射于第一配向区P1与第二配向区P2的能量会有差异，而可使液晶层308的液晶分子呈现不同的预倾角。在其他实施例中，若紫外光吸收图案308同时配置于第一基板302与第二基板304上，则进行光配向工艺时，紫外光可以从第一基板302外侧与第二基板304外侧同时或是不同时照射于液晶层306中或是仅从第一基板302外侧与第二基板304外侧其中一个照射。也就是说，依据紫外光吸收图案308设置何基板上，来决定紫外光的照射方向。

另外，像素单元300可以是有源驱动式设计或是无源驱动式设计。本实施例的像素单元300是以有源驱动式设计为例，所以像素单元300包括分别位于第一基板302与第二基板304上的共用电极312与像素电极314。共用电极312与像素电极314可以在第一基板302与第二基板304之间形成至少一个电场以使液晶层306的液晶分子被驱动而进行显示。此外，紫外光吸收图案308与共用电极312之间配置有至少一个介电层316，在其他实施方式中，紫外光吸收图案308也可以是位于介电层316与共用电极312之间。

像素单元300可以还具有扫描线、数据线及有源元件等未示出于图3中的元件。像素单元300中像素电极314的图案设计可以与图1A所示的像素电极40相似。由于，液晶层308的液晶分子在第一配向区P1与第二配向区P2呈现相异的预倾角，像素单元300可以呈现良好的显示品质。也就是说，像素单元300所显示的画面在大视角，例如：大于或等于60度时不易有色偏的问题。

图4示为本发明的再一实施例的像素单元俯视示意图。请参照图4，像素单元400的组成元件与图1A之像素单元100的元件组成相似，其中仅像素单元400的紫外光吸收图案408的配置位置与紫外光吸收图案50的配置位置不同。像素单元400的显示区D大致由像素电极40所在区域定义出来。在本实施例中，紫外光吸收图案408例如是大致围成框，且俯视形状实质上为矩形且像素电极40的形状以图1A为例，但不限于此。在其它实施例中，紫外光吸收图案408的形状亦可选择三角形、圆形、楕圆形、螺旋形、菱形、四边形、五边形、六边形、星形或其它合适的形状。紫外光吸收图案408与显示区D的部分区域重叠以定义第一配向区P1。显示区D未与紫外光吸收图案408的面积重叠的部分则为两个第二配向区P2。此外，本实施例的紫外光吸收图案408以一个为例，但不限于此，也可以是多个。

像素单元400例如还包括有液晶层(未示出)，其用以作为显示介质。在本实施例中，像素电极40具有多个狭缝46的图案设计为较佳实施范例，而可使液晶层(未示出)的液晶分子在同一个显示电压下朝向不同的方向排列。所以，像素单元400可以呈现广视角的显示效果。在其它实施例中，像素电极亦可如上述图1B～图1D所述的具有至少一个圆形开口的图形、至少一个框形、至少一个螺旋形，或其它合适的图形，如：楕圆形、菱形、三角形、四边形、五边形、六边形、星形及其它形状。另外，由前述实施例的内容可知，紫外光吸收图案408的配置会影响光配向工艺中紫外光照射于不同配向区P1、P2的能量分布。所以，紫外光吸收图案408的配置有助于使像素单元400中液晶层(未示出)的液晶分子在不同配向区P1、P2以不同的预倾角排列。因此，像素单元400进行显示时，进一步地不易发生大视角，例如：大于或等于60度的色偏问题。简言之，像素单元400可以呈现良好的显示效果。

在本实施例中第一配向区P1的面积比上第一配向区P1及第二配向区P2的总面积的比值实质上大于0，且小于1。也就是说，像素单元400中，紫外光吸收图案408至少配置于显示区D中以使大视角，例如：大于或等于60度的色偏现象获得改善。本发明不限定紫外光吸收图案408的配置位置及其面积所构成的形状。此外，紫外光吸收图案408也可配置于像素单元400位于显示区D中的任何膜层之间。此外，本实施例所述紫外光吸收图案408配置于第一基板及/或第二基板、照射光的方向、以及紫外光吸收图案408吸收能力，可参阅上述实施例所述的内容。

以上所描述的各个像素单元100、200、300及400都仅是举例说明而已。本发明所提出的像素单元100、200、300及400中驱动液晶层106、306及406的电场还可以由同一基板上的多个电极形成。也就是说，本发明的像素单元设计可以是水平切换型(In-Plane Switching，IPS)的像素设计。再者，上述实施例的有源元件30位于实质上中间的区域为例，但不限于此，亦可其它位置上。

此外，上述实施例中，扫描线10与数据线20上方的液晶分子往往会有倾倒方向不明确的现象发生而造成漏光。为了防止上述的漏光情形，较佳地，在第一基板102上或第二基板103上设置有黑色矩阵(未示出)，则对应于黑矩阵(未示出)上的可聚合分子就不会产生聚合反应，亦不会产生高分子聚合层114，但不限于此。假设像素设计上有其它具有相同功能的构件存在，则就不需要此黑色矩阵。

再者，本发明上述实施例中，有源元件30，例如：薄膜晶体管，以设置于像素区域其中一边，例如：邻近扫描线10的中央部为范例，但不限于此，亦可设置于远离中央部或是其它合适的位置。此外，有源元件30的结构以底栅极型为范例，但不限于此，亦可使用顶栅极型或其它合适的结构。而且，上述实施例中，较佳地，照射光的方向皆以实质上垂直于远离液晶层的第一基板及/或第二基板的表面为范例，但不限于此，亦可选择于0～90度之间的角度。也就是说，照射光之方向与远离液晶层之第一基板及/或第二基板的表面具有倾斜的角度。

图5所示为本发明的一个实施例的光电装置的示意图。请参照图5，光电装置500包括液晶显示面板510及与其电连接的电子元件520。液晶显示面板510包含如上所述的像素单元100、200、300以及400至少其中一种。所以，液晶显示面板510的制造方法例如包括上述各种像素单元100、200、300以及400的制造方法。像素单元100、200、300以及400具有良好的显示品质，且驱动方式简单，所以光电装置500也具有上述的各种优点。当然，液晶显示面板510中的像素单元也可以是其他符合本发明的设计概念的像素单元，并不限于此。

更进一来说，依照不同的显示模式、膜层设计以及显示介质作为区分，液晶显示面板510包括多种不同的类型。常见的液晶显示面板510包括如穿透型显示面板、半穿透型显示面板、反射型显示面板、彩色滤光片于有源层上(color filter on array)的显示面板、有源层于彩色滤光片上(array on colorfilter)的显示面板、垂直配向型(vertical alignment，VA)显示面板、水平切换型(in plane switch，IPS)显示面板、多域垂直配向型(multi-domain verticalalignment，MVA)显示面板、扭曲向列型(twist nematic，TN)显示面板、超扭曲向列型(super twist nematic，STN)显示面板、图案垂直配向型(patterned-silt vertical alignment，PVA)显示面板、超级图案垂直配向型(super patterned-silt vertical alignment，S-PVA)显示面板、先进大视角型(advance super view，ASV)显示面板、边缘电场切换型(fringe field switching，FFS)显示面板、连续焰火状排列型(continuous pinwheel alignment，CPA)显示面板、轴对称排列微胞型(axially symmetric aligned micro-cell mode，ASM)显示面板、光学补偿弯曲排列型(optical compensation banded，OCB)显示面板、超级水平切换型(super in plane switching，S-IPS)显示面板、先进超级水平切换型(advanced super in plane switching，AS-IPS)显示面板、极端边缘电场切换型(ultra-fringe field switching，UFFS)显示面板、高分子稳定配向型显示面板、双视角型(dual-view)显示面板、三视角型(triple-view)显示面板、三维显示面板(three-dimensional)或其它型面板、或上述之组合，亦称为非自发光显示面板。若显示介质同时包含液晶材料及电激发光材料，则称为混合式(hybrid)显示面板或半自发光显示面板。若显示介质为液晶材质，然电激发光材料设置像素区域内或显示面板下，则亦可称为混合式(hybrid)显示面板或半自发光显示面板。

另外，电子元件520包括如控制元件、操作元件、处理元件、输入元件、记忆元件、驱动元件、发光元件、保护元件、感测元件、侦测元件、或其它功能元件、或前述组合。整体而言，光电装置500之类型包括可携式产品(如手机、摄影机、照相机、笔记本电脑、游戏机、手表、音乐播放器、电子信件收发器、地图导航器、数位相片、或类似的产品)、影音产品(如影音播放器或类似的产品)、屏幕、电视、看板、投影机内之面板等。此外，本发明提出光电装置的制造方法，其包含液晶显示面板510的制造方法。

综上所述，本发明在像素单元中配置紫外光吸收图案以使像素单元具有至少两个配向区，其中液晶层的液晶分子在不同配向区呈现不同的预倾角。不同预倾角的液晶分子被驱动的临限电压(threshold voltage)不同，因而有助于改善大视角，例如：大于或等于60度的色偏问题。此外，本发明的像素单元设计中不需增设电容电极或是晶体管等不利于显示开口率提升的元件，而更保有良好的显示效果。进一步来说，本发明的像素单元应用于液晶显示面板及光电装置时，也有助于提升液晶显示面板及光电装置的品质。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的变化与修改，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (22)

1.一种像素单元，具有显示区，所述像素单元包括：

第一基板；

第二基板，与所述第一基板平行配置；

液晶层，配置于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

至少一个紫外光吸收图案，配置于所述第一基板与所述第二基板之间，所述显示区的部分区域与所述紫外光吸收图案重叠以定义出至少一个第一配向区，而所述显示区未与所述紫外光吸收图案重叠的部分区域定义出至少一个第二配向区，其中所述液晶层的液晶分子在所述第一配向区与在所述第二配向区呈现不同的预倾角。

2.如权利要求1所述的像素单元，还包括至少一个高分子聚合层，配置于部分所述第一基板及部分所述第二基板其中至少一个上，所述高分子聚合层直接接触所述液晶层，以使所述液晶层的液晶分子在所述第一配向区与在所述第二配向区呈现不同的预倾角。

3.如权利要求1所述的像素单元，其中所述第一基板还具有至少一个介电层及至少一个共用电极，且所述共用电极配置于所述介电层与所述液晶层之间。

4.如权利要求3所述的像素单元，其中所述紫外光吸收图案位于所述介电层与所述共用电极之间，或所述介电层位于所述紫外光吸收图案与所述共用电极之间。

5.如权利要求1所述的像素单元，其中所述第二基板具有至少一个像素电极，所述像素电极定义出所述显示区。

6.如权利要求5所述的像素单元，其中所述第二基板还具有至少一个介电层，所述像素电极配置于所述介电层与所述液晶层之间。

7.如权利要求6所述的像素单元，其中所述紫外光吸收图案位于所述介电层与所述像素电极之间，或所述介电层位于所述紫外光吸收图案与所述像素电极之间。

8.如权利要求5所述的像素单元，其中所述像素电极具有至少一个中心部以及自所述中心部向外延伸的多个条纹部，且所述中心部与所述些条纹部之间为多个狭缝。

9.如权利要求8所述的像素单元，其中所述像素电极被施予电压时，所述液晶层的液晶分子实质上延着所述些狭缝的延伸方向排列。

10.如权利要求5所述的像素单元，其中所述第二基板还具有至少一个扫描线、至少一个数据线以及至少一个有源元件，所述数据线与所述扫描线相交，而所述有源元件电连接所述扫描线以及所述数据线，且所述像素电极电连接所述有源元件。

11.如权利要求1所述的像素单元，其中所述第一配向区的面积比上所述第一配向区及所述第二配向区的总面积的比值实质上大于0，且小于1。

12.如权利要求1所述的像素单元，其中所述紫外光吸收图案的材质包括至少一个紫外光吸收材料及至少一个溶剂，或至少一个紫外光吸收材料。

13.一种像素单元的制造方法，包括：

提供像素单元，具有显示区，且所述像素单元包括：

第一基板；

第二基板，与所述第一基板平行配置；

液晶层，配置于所述第一基板与所述第二基板之间；

至少一个紫外光吸收图案，配置于所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述显示区的部分区域与所述紫外光吸收图案重叠以定义出至少一个第一配向区，而所述显示区未与所述紫外光吸收图案重叠之部分区域定义出至少一个第二配向区；以及

提供紫外光从所述紫外光吸收图案远离所述液晶层的一侧照射所述液晶层，以使所述液晶层的液晶分子在所述第一配向区以及在所述第二配向区中呈现不同的预倾角。

14.如权利要求13所述的像素单元的制造方法，还包括在所述第一基板以及所述第二基板之间形成至少一个电压差，且于所述电压差下，提供紫外光从所述紫外光吸收图案远离所述液晶层的一侧照射所述液晶层，以使所述液晶层的液晶分子在所述第一配向区以及在所述第二配向区中呈现不同的预倾角。

15.如权利要求13所述的像素单元的制造方法，还包括于所述液晶层中加入多个可聚合分子，其中所述紫外光照射所述液晶层后，所述些可聚合分子于部分所述第一基板以及部分所述第二基板至少其中一个上形成高分子聚合层，所述高分子聚合层直接接触所述液晶层，以使所述液晶层的液晶分子在所述第一配向区与在所述第二配向区呈现不同的预倾角。

16.如权利要求13所述的像素单元的制造方法，还包括于所述第一基板上形成至少一个介电层及至少一个共用电极，且所述共用电极位于所述介电层与所述液晶层之间。

17.如权利要求13所述的像素单元的制造方法，还包括于所述第二基板上形成至少一个像素电极以及至少一个介电层，所述像素电极位于所述介电层与所述液晶层之间。

18.如权利要求17所述的像素单元的制造方法，还包括于所述第二基板上形成至少一个扫描线、至少一个数据线以及至少一个有源元件，其中所述数据线与所述扫描线相交，而所述有源元件电连接所述扫描线以及所述数据线，且所述像素电极电连接所述有源元件。

19.一种液晶显示面板，包含如权利要求1所述的像素单元。

20.一种液晶显示面板的制造方法，包含如权利要求13所述的像素单元的制造方法。

21.一种光电装置，包含如权利要求19所述的液晶显示面板。

22.一种光电装置的制造方法，包含如权利要求20所述的液晶显示面板的制造方法。

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