CN101650497B - 液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板、多个像素单元、一对向电极及一液晶层。液晶层配置于彼此相对的第一基板及第二基板之间。各像素单元具有一第一辅助电极、覆盖第一辅助电极的一介电层及配置于介电层上的一像素电极。第一辅助电极包括配置于第一基板上的一透明导电图案及配置于透明导电图案上的一金属导电图案。像素电极的边缘与透明导电图案部分重叠。对向电极配置于液晶层与第二基板之间。第一辅助电极与对向电极连接至一共用电压，且像素电极连接至一显示电压时，液晶层的液晶分子朝向远离像素电极边缘的方向倾倒。

Description

液晶显示面板

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示面板，且特别是有关于一种可以提供广视角显示效果及高显示开口率的液晶显示面板。

背景技术

由于显示器的需求与日遽增，加上近年来绿色环保概念的兴起，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(liquidcrystal display，LCD)已逐渐成为显示器市场的主流。为了满足使用者的需求，液晶显示器的性能不断朝向高对比(high contrast ratio)、无灰阶反转(no grayscale 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、显示画面稳定与广视角等特性发展。

一般而言，液晶显示器主要由两基板以及配置于此两基板间的液晶层所组成，其中一个基板上配置有多个像素单元以控制液晶的排列而达到显示的效果。为了正常地显示影像及维持显示影像的稳定，现有的像素单元包括有多条扫描线、多条数据线及一共用电极配线等线路。这些线路大多由金属线所组成，因而可能影响像素单元的显示开口率，其中又以共用电极对于像素单元的显示开口率影响最大。因此，现有的液晶显示器尚存在有显示效果不佳的问题。

发明内容

本发明是提供一种液晶显示面板，其具有高显示开口率。

本发明提出一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板、多个像素单元、一对向电极以及一液晶层。第二基板与第一基板相对。多个像素单元位于第一基板与第二基板之间。各像素单元具有一第一辅助电极、一介电层以及一像素电极。第一辅助电极包括一透明导电图案以及一金属导电图案。透明导电图案直接配置于第一基板上，金属导电图案直接配置于透明导电图案上。介电层覆盖第一辅助电极，而像素电极配置于介电层上，其中像素电极的边缘与透明导电图案部分重叠。液晶层配置于第一基板以及第二基板之间。对向电极配置于液晶层与第二基板之间。第一辅助电极与对向电极连接至一共用电压，且像素电极连接至一显示电压时，液晶层的液晶分子朝向远离像素电极边缘的方向倾倒。

在本发明的一实施例中，上述的第一辅助电极环绕各像素电极。

在本发明的一实施例中，金属导电图案例如未与像素电极重叠。

在本发明的一实施例中，上述的各像素单元更具有一第二辅助电极，配置于第一基板上，电性连接像素电极且像素电极与第二辅助电极部分重叠。第二辅助电极的材质为一透明导电材料。实务上，像素电极例如具有至少一开口，以暴露出位于第二辅助电极部分区域上的介电层。

另外，第二辅助电极实质上环绕像素电极，且第一辅助电极自像素电极的一第一侧延伸至像素电极的一第二侧，其中第一侧与第二侧相对。各像素电极具有至少一开口，其暴露出位于透明导电图案部分区域上的介电层。

本发明的液晶显示面板利用高穿透率设计的第一辅助电极作为共用电极并选择性搭配电性连接像素电极的第二辅助电极，以于像素电极边缘造成边际电场效应。因此，本发明的液晶显示面板具有广视角的显示效果。另外，第一辅助电极的高穿透率设计也有助于提升液晶显示面板的显示穿透率。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A绘示为本发明的第一实施例的液晶显示面板局部俯视示意图。

图1B为图1A的液晶显示面板沿剖线I-I’所绘的局部剖面图。

图2A绘示为本发明的第二实施例的液晶显示面板局部俯视示意图。

图2B为图2A的液晶显示面板沿剖线II-II’所绘的局部剖面图。

图3A绘示为本发明的第三实施例的液晶显示面板局部俯视示意图。

图3B与图3C为图3A的液晶显示面板沿剖线III-III’与剖线IV-IV’所绘的局部剖面图。

图4A绘示为本发明的第四实施例的液晶显示面板局部俯视示意图。

图4B为图4A的液晶显示面板沿剖线V-V’所绘的局部剖面图。

主要元件符号说明：

100、200、300、400：液晶显示面板

110：第一基板

120：第二基板

130、230、430：像素单元

132、432：第一辅助电极

132A、432A：透明导电图案

132B、432B：金属导电图案

134、434：介电层

136、236、336、436：像素电极

140：对向电极

150：液晶层

236A、336A、336B、436A：开口

238、438：第二辅助电极

I-I’、II-II’、III-III’、IV-IV’、V-V’：剖线

S1：第一侧

S2：第二侧

W：接触窗

具体实施方式

以往的液晶显示面板中，导体线路的配置造成显示开口率受限的问题无法获得良好的解决。因此，一种利用透明导电图案与金属导电图案叠置而成的导体线路被提出，其中透明导电图案与金属导电图案的宽度都可以随不同设计需求而改变。将这样的导体线路应用于液晶显示面板的显示区域中，可以提高液晶显示面板的光线穿透率，亦即穿透式显示模式的显示开口率。以下将举数个实施例以说明本发明的设计概念，但本发明并不限于以下所述实施例。

图1A绘示为本发明的第一实施例的液晶显示面板局部俯视示意图，而图1B为图1A的液晶显示面板沿剖线I-I’所绘的局部剖面图。请同时参照图1A与图1B，液晶显示面板100包括第一基板110、第二基板120、多个像素单元130、一对向电极140以及一液晶层150。值得一提的是，本实施例仅绘示一个像素单元130所在区域以进行说明。第二基板120与第一基板110相对。像素单元130配置于第一基板110上，且位于第一基板110与第二基板120之间。液晶层150也是夹于第一基板110以及第二基板120之间。对向电极140配置于第二基板120与液晶层150之间。

各像素单元130具有一第一辅助电极132、一介电层134以及一像素电极136。第一辅助电极132包括一透明导电图案132A以及一金属导电图案132B。透明导电图案132A直接配置于第一基板110上，金属导电图案132B配置于透明导电图案132A上。介电层134覆盖第一辅助电极132，而像素电极136配置于介电层134上，其中像素电极136的边缘与透明导电图案132A部分重叠。实际上，像素单元130还可具有扫描线、数据线、有源元件及配向层等未绘示于图中的元件。此外，介电层134在本实施例中仅绘示一层为例，在其他实施例中介电层134可包括有栅绝缘层、层间绝缘层等两层或两层以上的绝缘层。

值得一提的是，第一辅助电极132与对向电极140连接至一共用电压，且像素电极136连接至一显示电压时，液晶层150的液晶分子朝向远离像素电极136边缘的方向倾倒。实际上，本实施例的第一辅助电极132环绕像素电极136，且液晶显示面板100进行显示时，像素电极136与第一辅助电极132被提供不同的电压。因此，液晶显示面板100进行显示时，像素电极136边缘会有不均匀的电场，也就造成边际电场效应(fringe field effect)。

液晶层150的液晶分子受到边际电场效应的影响便会呈现不同的排列状态。举例来说，液晶层150中的液晶分子可能远离像素电极136边缘倾倒，而呈现各种不同方向的排列方式。也就是说，第一辅助电极132环绕像素电极136时，在像素电极136周围所造成的边际电场效应可使液晶层150的液晶分子呈现多域配向而达到广视角的显示效果。在此，图1A与图1B所绘示的液晶分子倾倒状态仅为示意说明，实际上液晶层150中液晶分子的倾倒方向可能因为彼此之间的作用力而呈现其他排列状态。

第一辅助电极132实质上在本实施例中作为共用电极。一般而言，为了维持显示画面的稳定，共用电极需与像素电极136部分重叠以形成适当的储存电容。然而，以往的共用电极是由金属材质制作而成的。因此，在现有的设计中，共用电极对穿透式显示模式的显示开口率造成的负面影响往往无法克服。在本实施例中，作为共用电极用的第一辅助电极132由透明导电图案132A以及金属导电图案132B叠置而成。若由第一辅助电极132的透明导电图案132A与像素电极136部分重叠，则液晶显示面板100的显示开口率就可以不受到共用电极的限制。也就是说，本实施例的金属导电图案132B例如是未与像素电极136重叠，以避免影响显示开口率。

详细来说，第一辅助电极132的设计又称为高穿透率(extremely hightransmittance)技术，主要是为了降低导线对于液晶显示面板100的光线穿透率的负面影响。金属材质具有良好的导电性，所以被广泛应用于各种电子产品当中。然而，就液晶显示面板100而言，金属导线良好的导电性固然可使信号传输品质提升，却也因为金属导线的光线穿透率不佳而造成显示开口率的降低。

为了兼顾适当的信号传输品质与良好的显示开口率，本发明将导电性略差而光线穿透率良好的透明导电图案132A与导电性良好却光线穿透率较差的金属导电图案132B叠置。此外，本发明在光线穿透率要求较高的区域配置透明导电图案132A，而在光线穿透率要求较低的区域同时配置透明导电图案132A以及金属导电图案132B。如此，第一辅助电极132便可以提供适当的导电特性也可以使液晶显示面板100维持良好的光线穿透率，以有效提升显示开口率。

在本实施例中，像素电极136与第一辅助电极132维持各自独立的电性特性，而可使液晶层150的液晶分子呈现多域配向排列。第一辅助电极132与像素电极136重叠的部份可以提供适当的储存电容而有助于维持像素单元130的显示电压。此外，第一辅助电极132系以透明导电图案132A重叠于像素电极136。所以，液晶显示面板100可以提供良好的显示效果，其至少包括良好的显示开口率、广视角显示效果以及稳定的显示画面等。

图2A绘示为本发明的第二实施例的液晶显示面板局部俯视示意图，而图2B为图2A的液晶显示面板沿剖线II-II’所绘的局部剖面图。请同时参照图2A与图2B，液晶显示面板200与上述实施例的液晶显示面板100大致相同，其中相同的元件符号代表相同的元件。实际上，液晶显示面板200的像素单元230更包括一电性连接像素电极236的第二辅助电极238。

在本实施例中，第二辅助电极238直接配置于第一基板110上，且位于第一辅助电极132所环绕的区域中，也就是位于像素电极236所在区域中。第二辅助电极238例如是借由接触窗W电性连接像素电极236。实际上，第二辅助电极238与第一辅助电极132的透明导电图案132A为相同膜层，也就是说第二辅助电极238由透明导电材料制成。另外，介电层234更覆盖第二辅助电极238，且像素电极236具有一开口236A，以暴露出位于第二辅助电极238部分区域上的介电层134。如此，液晶显示面板200进行显示时，第二辅助电极238的配置会影响液晶层150中的电场分布而使液晶显示面板200呈现广视角的显示效果。

详细而言，液晶显示面板200显示特定灰阶画面时，液晶层150中的液晶分子应该会受到对向电极140与像素电极236之间的压差作用而呈现特定的排列方式。在本实施例中，像素电极236与第二辅助电极238被输入相同的电压，也就是显示电压。像素电极236与对向电极140之间的压差等于第二辅助电极238与对向电极140之间的压差。可是，第二辅助电极238与对向电极140之间的距离不同于像素电极236与对向电极140之间的距离，此外像素电极236与第二辅助电极238也会因两者的相对距离与相同电性产生变形的电场分布，所以会在液晶层150中形成不均匀的电场分布。

不均匀的电场分布在像素电极236环绕开口236A的边缘造成边际电场效应，而影响液晶层150中液晶分子的排列状态。另外，本实施例的第一辅助电极132环绕像素电极236，且液晶显示面板200进行显示时第一辅助电极132被输入一共用电压。所以，第一辅助电极132的配置也会在像素电极236边缘产生边际电场效应。整体而言，像素单元230之中，液晶层150在不同区域中所受的电场作用是不均匀的，而使液晶分子呈现多域配向的排列方式。

举例来说，第一辅助电极132与第二辅助电极238在像素单元230中所造成的边际电场效应例如使液晶层150的液晶分子朝向远离第一辅助电极132与第二辅助电极238的方向倾倒。也就是说，液晶层150的液晶分子大致远离像素电极236边缘而排列成向心状。如此一来，液晶层150即呈现多域配向排列，而使液晶显示面板200具有广视角的显示效果。

第二辅助电极238的材质是透明导电材料，所以第二辅助电极238的配置不会对液晶显示面板200的显示开口率造成负面的影响。此外，本实施例的第一辅助电极132重叠于像素电极236的部份为透明导电图案132A，所以液晶显示面板200可以具有很高的显示开口率。

实务上，本发明并不限定开口336A、336B所在的位置及数量，以下便提出一种具有两个开口设计的像素电极以进行说明，但本发明不限于此。图3A绘示为本发明的第三实施例的液晶显示面板局部俯视示意图，而图3B与图3C为图3A的液晶显示面板沿剖线III-III’与剖线IV-IV’所绘的局部剖面图。请同时参照图3A、3B与3C，液晶显示面板300与第二实施例的液晶显示面板200相似，其中相同的元件将以相同的符号标示，不再赘述。液晶显示面板300与液晶显示面板200的差异在于，像素电极336具有两个开口336A、336B，且接触窗W是位于开口336A与开口336B之间为例。

开口336A与开口336B为开放式的开口，其自像素电极336接近第一辅助电极132的边缘向像素电极336中心延伸。开口336A与开口336B暴露出位于第二辅助电极238部份区域上的介电层134。当液晶显示面板300进行显示时，第一辅助电极132与第二辅助电极238会在像素电极336边缘处造成边际电场效应。像素电极336的边缘包括位于第一辅助电极132之上的边缘以及开口336A与开口336B开放式开口的边缘。所以，本实施例的液晶显示面板300可具有广视角的显示效果。此外，第二辅助电极238由透明导电材质制成，其配置于像素电极336所在区域中并不会造成液晶显示面板300的显示开口率降低。也就是说，液晶显示面板300具有良好的显示品质。

图4A绘示为本发明的第四实施例的液晶显示面板局部俯视示意图，而图4B为图4A的液晶显示面板沿剖线V-V’所绘的局部剖面图。请同时参照图4A与图4B，液晶显示面板400包括第一基板110、第二基板120、多个像素单元430、一对向电极140以及一液晶层150。第一基板110、第二基板120、对向电极140以及液晶层150的配置关系与前述三个实施例相同，在此不另作说明。此外，本实施例也仅绘示一个像素单元430所在区域以进行说明。

本实施例的像素单元430具有一第一辅助电极432、一介电层434、一像素电极436以及一第二辅助电极438。第一辅助电极432与第二辅助电极438直接配置于第一基板110上。介电层434覆盖第一辅助电极432与第二辅助电极438，而像素电极436配置于介电层434上。像素电极436的边缘与第一辅助电极432部分重叠，且像素电极436也与第二辅助电极438部分重叠。此外，第二辅助电极438则借着接触窗W电性连接像素电极436。

第二辅助电极438由两个相向的U形透明导电图案所组成，并且第二辅助电极438实质上环绕像素电极436。第一辅助电极432自像素电极436的一第一侧S1延伸至像素电极436的一第二侧S2，其中第一侧S1与第二侧S2相对。也就是说，第一辅助电极432穿过像素电极436所在区域。

为了提供适当的边际电场效应，像素电极436具有一开口436A，位于第一辅助电极432上。开口436A暴露出位于第一辅助电极432部分区域上的介电层434。也就是说，像素电极436围绕于开口436A的边缘与第一辅助电极432重叠。第一辅助电极432连接至一共用电压，而像素电极436连接至一显示电压。液晶显示面板400进行显示时，第一辅助电极432的电压与像素电极436的电压不同，而在开口436A边缘造成边际电场效应。此外，两个U形图案所组成的第二辅助电极438环绕在像素电极436边缘，也会造成边际电场效应。在第一辅助电极432与第二辅助电极438的边际电场效应影响之下，液晶层150的液晶分子会朝向远离像素电极436边缘的方向倾倒。就本实施例来说，像素电极436的边缘包括位于第二辅助电极438之上的边缘以及环绕开口436A的边缘。

值得一提的是，第一辅助电极432实务上由一透明导电图案432A及一金属导电图案432B所组成。因此，本实施例有助于避免因为第一辅助电极432穿过像素电极436所在区域而降低了显示开口率。举例而言，第一辅助电极432的透明导电图案432A可单独地配置于像素电极436所在区域内，而将金属导电图案432B配置于像素电极432所在区域之外。此时，像素电极436所在区域，也就是显示区可呈现良好的光线穿透率。同时，第一辅助电极432也可以保有良好的信号传输品质。本实施例借由两种不同光线穿透度的材质制作的第一辅助电极432使得液晶显示面板400的设计具有较高的弹性，且液晶显示面板400可以具有良好的光线穿透率。

综上所述，本发明因采用透明导电图案与金属导电图案的叠层结构作为第一辅助电极，因此本发明的液晶显示面板具有较高的光线穿透率。另外，本发明的液晶显示面板中，像素电极重叠于第一辅助电极与第二辅助电极的部份区域。所以，液晶显示面板进行显示时，像素电极边缘有不均匀的电场产生而有助于使液晶分子呈现多域配向。换言之，本发明的液晶显示面板具有广视角的显示效果。

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，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种液晶显示面板，包括：

一第一基板；

一第二基板，与该第一基板相对；

一液晶层，配置于该第一基板以及该第二基板之间；

多个像素单元，各该像素单元具有一第一辅助电极、一介电层以及一像素电极，该第一辅助电极包括一透明导电图案以及一金属导电图案，该透明导电图案直接配置于该第一基板上，该金属导电图案直接配置于该透明导电图案上，该介电层覆盖该第一辅助电极，而该像素电极配置于该介电层上，其中该像素电极的边缘与该透明导电图案部分重叠；以及

一对向电极，配置于该液晶层与该第二基板之间，其中该第一辅助电极与该对向电极连接至一共用电压，且该些像素电极连接至一显示电压时，该液晶层的液晶分子朝向远离该像素电极边缘的方向倾倒。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一辅助电极环绕各该像素电极。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该金属导电图案未与该些像素电极重叠。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，各该像素单元更具有一第二辅助电极，配置于该第一基板上，电性连接该些像素电极，且该介电层更位于该像素电极与该第二辅助电极之间。

5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，该第二辅助电极的材质为一透明导电材料。

6.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，该像素电极具有至少一开口，暴露出位于该第二辅助电极部分区域上的该介电层。

7.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，该第二辅助电极由两个相向的U形图案所组成，实质上环绕该像素电极，且该第一辅助电极自该像素电极的一第一侧延伸至该像素电极的一第二侧，该第一侧与该第二侧相对。

8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，各该像素电极具有至少一开口，暴露出位于该透明导电图案部分区域上的该介电层。

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