CN101718928A

CN101718928A - 电极结构、显示面板及显示器

Info

Publication number: CN101718928A
Application number: CN200910258864A
Authority: CN
Inventors: 林俊良; 叶益志; 侯鸿龙
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-12-29
Also published as: CN101718928B

Abstract

本发明公开一种电极结构，该电极结构包含多个第一电极以及多个第二电极，其中第二电极与第一电极相对设置。每一个第一电极具有一第一宽度，且每二个相邻的第一电极之间具有一第一间距，其中第一宽度与第一间距的比值定义为一第一比值。每一个第二电极具有一第二宽度，且每二个相邻的第二电极之间具有一第二间距，其中第二宽度与第二间距的比值定义为一第二比值。第一比值与第二比值的比值不等于1。上述的电极结构可应用于显示面板以及显示器。

Description

电极结构、显示面板及显示器

技术领域

本发明涉及一种电极结构，尤指一种双面电极结构，可有效降低双面电极在对组时，因位置偏移所造成的穿透率变异量。特别地，此电极结构适用于高速液晶，例如蓝相(blue phase)液晶，且可应用于显示面板以及显示器。

背景技术

蓝相液晶是高速反应的液晶，上升时间(rising time)和下降时间(fallingtime)都在1毫秒以下。高速液晶可以改善液晶显示器严重的动态模糊(motionblur)。场色序法(Field Sequential Color，FSC)是一种不需使用彩色滤光片(colorfilter)的显示技术，少了彩色滤光片，可以增加显示面板的穿透率，但一定要搭配快速反应的液晶，才不会因为液晶的反应过慢，降低了背光源可以点亮的时间和增加驱动方式的复杂度。慢速的液晶还会有不同灰阶之间的反应时间不尽相同，产生混色错误的问题。也就是说，若可以用高速液晶，将可以改善液晶显示器的显示品质和功率损耗。

如何兼具节能环保(例如不使用彩色滤光片)以及显示品质(例如动态画面反应时间(Motion Picture Response Time，MPRT))，是液晶显示器要持续改善的问题。若可以利用高速液晶(例如蓝相液晶)，将可以实现兼具节能环保且优良显示品质的液晶显示器。以蓝相液晶做成显示器时，必须采用横向电场驱动(In-Plane Switching，IPS)的电极结构。然而，蓝相液晶却有驱动电压过高，穿透率太低的问题。因此，可采用双面横向电场驱动的电极结构，以大幅降低驱动电压。

请参阅图1以及图2，图1为采用双面横向电场驱动的电极结构1的示意图；图2为上电极10与下电极12间产生位置偏移时，驱动电压与穿透率的关系图。如图1所示，电极结构1包含多个上电极10、多个下电极12、上基板14以及下基板16。上基板14与下基板16相对设置。每一个上电极10以等间距的形式设置在上基板14上，且每一个下电极12亦以等间距的形式设置在下基板16上。由于电极本身的宽度与电极间的间距非常小(一般为微米等级)，使得上基板14与下基板16对组后，上电极10与下电极12间经常会产生位置偏移S(如图1所示)，进而造成穿透率产生变异。举例而言，假设每一个上电极10的宽度与每一个下电极12的宽度皆为4微米，且每二个上电极10间的间距与每二个下电极12间的间距皆为4微米，则当上电极10与下电极12间的位置偏移S为0微米、2微米与4微米时，其穿透率的变异如图2所示。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种电极结构，通过适当地设计上下电极宽度及其间距，可有效降低双面电极在对组时，因位置偏移所造成的穿透率变异量，以解决上述问题。此电极结构适用于高速液晶，例如蓝相液晶，且可应用于显示面板以及显示器。

根据一实施例，本发明的电极结构包含多个第一电极以及多个第二电极，其中第二电极与第一电极相对设置。每一个第一电极具有一第一宽度，且每二个相邻的第一电极之间具有一第一间距，其中第一宽度与第一间距的比值定义为一第一比值。每一个第二电极具有一第二宽度，且每二个相邻的第二电极之间具有一第二间距，其中第二宽度与第二间距的比值定义为一第二比值。于此实施例中，第一比值与第二比值的比值不等于1。

根据另一实施例，本发明的显示面板包含一第一基板、一第二基板、多个第一电极以及多个第二电极。第二基板与第一基板相对设置。多个第一电极设置在第一基板上，多个第二电极设置在第二基板上，且多个第二电极亦与多个第一电极相对设置。每一个第一电极具有一第一宽度，且每二个相邻的第一电极之间具有一第一间距，其中第一宽度与第一间距的比值定义为一第一比值。每一个第二电极具有一第二宽度，且每二个相邻的第二电极之间具有一第二间距，其中第二宽度与第二间距的比值定义为一第二比值。于此实施例中，第一比值与第二比值的比值不等于1。

根据另一实施例，本发明的显示器包含如上所述的显示面板。

综上所述，本发明的电极结构通过适当地设计上下电极宽度及其间距，即可有效降低双面电极在对组时，因位置偏移所造成的穿透率变异量。换言之，将上述电极结构设计成非对称的形式，可以大幅改善因为对组时可能产生位置偏移，进而造成驱动电压-穿透率变异的幅度。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为采用双面横向电场驱动的电极结构的示意图；

图2为上电极与下电极间产生位置偏移时，驱动电压与穿透率的关系图；

图3为根据本发明一实施例的显示器的示意图；

图4为根据本发明一实施例的像素阵列的示意图；

图5为图4中的电极结构设置在基板上的示意图；

图6为图5中的电极结构的一实施例的示意图；

图7为图5中的电极结构的另一实施例的示意图；

图8为包含图5中的电极结构的像素的俯视图；

图9为根据本发明另一实施例的电极结构设置在基板上的示意图；

图10为根据本发明另一实施例的电极结构设置在基板上的示意图；

图11为根据本发明又一实施例的电极结构设置在基板上的示意图；

图12为第一比值为2/3且第二比值为1时，驱动电压与穿透率的关系图。

其中，附图标记

1、42、42′、42″、42″′ 电极结构

3 显示器

10 上电极 12 下电极

14 上基板 16 下基板

30 显示面板 32 像素阵列

34 扫描线 36 数据线

38、48 像素 40、50、52 晶体管

420 第一电极 422 第二电极

424 第一基板 426 第二基板

428 第一凸块 430 第二凸块

432 第一共用电极 434 第二共用电极

436 第一绝缘层 438 第二绝缘层

4200 第一群电极 4202 第二群电极

4220 第三群电极 4222 第四群电极

S 位置偏移 W1 第一宽度

L1 第一间距 W2 第二宽度

L2 第二间距 A、B、C、D 虚线

具体实施方式

请参阅图3以及图4，图3为根据本发明一实施例的显示器3的示意图，图4为根据本发明一实施例的像素阵列32的示意图。于实际应用时，显示器3可包含液晶显示面板模块、可挠式显示面板模块、触控面板模块、电子纸模块或其它显示模块。如图3所示，显示器3包含一显示面板30。此外，显示面板30包含一像素阵列32，如图4所示。像素阵列32包含多条扫描线34、多条数据线36以及多个像素38。每一个像素38分别包含一晶体管40以及一电极结构42。

请参阅图5，图5为图4中的电极结构42设置在基板上的示意图。如图5所示，电极结构42包含多个第一电极420以及多个第二电极422，且显示面板30另包含第一基板424以及第二基板426。在第一基板424上包含上述的多条扫描线34、多条数据线36以及多个晶体管40。第二基板426与第一基板424相对设置。多个第一电极420设置在第一基板424，且多个晶体管40对应电连接于多个第一电极420。多个第二电极422设置在第二基板426上。换言之，多个第二电极422亦与多个第一电极420相对设置。于此实施例中，第一电极420与第二电极422可为氧化铟锡(ITO)电极，且第一基板424与第二基板426可为透明玻璃基板，但不以此为限。

每一个第一电极420具有一第一宽度W1，且每二个相邻的第一电极420之间具有一第一间距L1，其中第一宽度W1与第一间距L1的比值定义为一第一比值R1(即W1/L1)。每一个第二电极422具有一第二宽度W2，且每二个相邻的第二电极422之间具有一第二间距L2，其中第二宽度W2与第二间距L2的比值定义为一第二比值R2(即W2/L2)。于此实施例中，第一比值R1与第二比值R2的比值(即R1/R2)不等于1。藉此，如图5所示，即使第一基板424与第二基板426在对组时，图中最左边的第一电极420与第二电极422产生左右位置偏移S，每隔一段特定的距离，第一电极420还是可以与第二电极422上下对齐。

于此实施例中，第一宽度W1可介于2至6微米之间，且第一间距L1可介于2至8微米之间，但不以此为限。此外，第二宽度W2可介于2至6微米之间，且第二间距L2可介于2至8微米之间，但不以此为限。

请参阅图6，图6为图5中的电极结构42的一实施例的示意图。于此实施例中，第一电极420的第一宽度W1为4微米，且每二个相邻的第一电极420之间的第一间距L1为6微米，则第一比值R1即为2/3；第二电极422的第二宽度W2为4微米，且每二个相邻的第二电极422之间的第二间距L2为4微米，则第二比值R2即为1。此时，第一比值R1与第二比值R2的比值即为2/3(小于1)。如图6所示，第一基板424与第二基板426在对组时，图中最左边的第一电极420与第二电极422产生左右位置偏移2微米，则每隔一段特定的距离，第一电极420还是可以与第二电极422上下对齐(如图6中的虚线A与B所圈示)。

请参阅图7，图7为图5中的电极结构42的另一实施例的示意图。于此实施例中，第一电极420的第一宽度W1为3微米，且每二个相邻的第一电极420之间的第一间距L1为4微米，则第一比值R1即为3/4；第二电极422的第二宽度W2为3微米，且每二个相邻的第二电极422之间的第二间距L2为6微米，则第二比值R2即为1/2。此时，第一比值R1与第二比值R2的比值即为3/2(大于1)。如图7所示，第一基板424与第二基板426在对组时，图中最左边的第一电极420与第二电极422产生左右位置偏移2微米，则每隔一段特定的距离，第一电极420还是可以与第二电极422上下对齐(如图7中的虚线C与D所圈示)。

需说明的是，上述的电极结构42适用于高速液晶，例如蓝相液晶。于实际应用时，多个液晶分子(未绘示于图中)设置在第一基板424与第二基板426之间。蓝相液晶的因为材料特性的关系，无需偏光板以外的光学膜片(例如，彩色滤光片)，即可使面板表面亮度均匀，然而，如前所述，如果上下基板在对组时，使上下电极产生左右位置偏移，在没有彩色滤光片的情况下，经由蓝相液晶所发出的光线便会产生颜色上的偏差。因此，通过上述适当地设计上下电极宽度及其间距，可有效降低双面电极在对组时，因位置偏移而造成高速液晶的穿透率变异量。

请参阅图8，图8为包含图5中的电极结构42的像素48的俯视图。如图5与图8所示，第一电极420包含多个第一群电极4200以及多个第二群电极4202，且第二电极422包含多个第三群电极4220以及多个第四群电极4222，其中第一群电极4200与第二群电极4202交错排列，且第三群电极4220与第四群电极4222亦交错排列。需说明的是，由于视角关系，图8仅绘示第一群电极4200以及第二群电极4202，第三群电极4220以及第四群电极4222的排列方式与第一群电极4200以及第二群电极4202的排列方式相同。

于本发明的一实施例中，显示面板通过晶体管50提供第一电压(例如，正电压)给第一群电极4200，并且通过晶体管52提供第二电压(例如，负电压)给第二群电极4202。晶体管50、52可为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)。同样地，显示面板亦通过二晶体管分别提供第一电压以及第二电压给第二电极422的第三群电极4220以及第四群电极4222。换言之，只要使第一群电极4200以及第二群电极4202间存在电压差，且第三群电极4220以及第四群电极4222间亦存在电压差，即可驱动液晶。

请参阅图9，图9为根据本发明另一实施例的电极结构42′设置在基板上的示意图。电极结构42′与上述的电极结构42的主要不同之处在于电极结构42′另包含多个第一凸块428以及多个第二凸块430。第一凸块428设置在第一基板424上，且每一个第一电极420设置在第一凸块428的其中之一上。第二凸块430设置在第二基板426上，且每一个第二电极422设置在第二凸块430的其中之一上。于此实施例中，第一凸块428与第二凸块430是利用有机材料制成，可用来增强水平电场。

请参阅图10，图10为根据本发明另一实施例的电极结构42″设置在基板上的示意图。如图10所示，电极结构42″适用于边缘电场转换(Fringe FiledSwitching，FFS)技术。电极结构42″与上述的电极结构42′的主要不同之处在于电极结构42″另包含第一共用电极432、第二共用电极434、第一绝缘层436以及第二绝缘层438。第一共用电极432设置在第一基板424上，第一绝缘层436设置在第一共用电极432上，而第一凸块428与第一电极420设置在第一绝缘层436上。第二共用电极434设置在第二基板426上，第二绝缘层438设置在第二共用电极434上，而第二凸块430与第二电极422设置在第二绝缘层438上。于此实施例中，将本发明的电极结构应用于边缘电场转换技术，可进一步降低驱动电压。此外，第一共用电极432与第二共用电极434可为氧化铟锡(ITO)电极，且第一绝缘层436与第二绝缘层438可为氮化硅(SiNx)，但不以此为限。需说明的是，边缘电场转换技术为本领域技术人员可轻易达成，在此不再赘述。

于本发明的另一实际应用中，显示面板提供第一电压(例如，正电压)给第一电极420以及第二电极422，并且提供第二电压(例如，负电压)给第一共用电极432以及第二共用电极434。换言之，只要使第一电极420以及第一共用电极432间存在电压差，且第二电极422以及第二共用电极434间亦存在电压差，即可驱动液晶。

请参阅图11，图11为根据本发明又一实施例的电极结构42″′设置在基板上的示意图。如图11所示，电极结构42″′适用于边缘-横向电场转换(FringeFiled and In-plane Switching，FIS)技术。电极结构42″′的第一电极420亦包含多个第一群电极4200以及多个第二群电极4202，且第二电极422亦包含多个第三群电极4220以及多个第四群电极4222，电极结构42″′与上述的电极结构42″的主要不同之处在于第一群电极4200与第二群电极4202交错排列，且第三群电极4220与第四群电极4222交错排列。

于本发明的又一实施例中，显示面板提供第一电压(例如，正电压)给第一群电极4200以及第三群电极4220，提供第二电压(例如，负电压)给第二群电极4202以及第四群电极4222，并且提供第三电压(例如，零伏特)给第一共用电极432以及第二共用电极434。换言之，只要使第一群电极4200以及第二群电极4202间存在电压差，且第三群电极4220以及第四群电极4222间亦存在电压差，即可驱动液晶。

请参阅图12，图12为第一比值R1为2/3且第二比值R2为1时，驱动电压与穿透率的关系图。如图12所示，无论位置偏移为多少，驱动电压-穿透率变异的幅度皆非常小。换言之，由模拟可以发现，将上述电极结构设计成非对称的形式，可以大幅改善因为对组时可能产生位置偏移，进而造成驱动电压-穿透率变异的幅度。

此外，若本发明的电极结构应用于垂直配向(Vertical Alignment，VA)的液晶模式，可使上述的第一电极420分别与图4中的扫描线34以及数据线36夹40～50度角，且使上述的第二电极422亦分别与图4中的扫描线34以及数据线36夹40～50度角。藉此，可使液晶的亮度达到最亮。

相较于先前技术，本发明的电极结构通过适当地设计上下电极宽度及其间距，可有效降低双面电极在对组时，因位置偏移所造成的穿透率变异量。

当然，本发明还可有其它多种实施例，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

1.一种电极结构，其特征在于，包含：

多个第一电极，每一该多个第一电极具有一第一宽度，每二相邻的该多个第一电极之间具有一第一间距，该第一宽度与该第一间距的比值定义为一第一比值；以及

多个第二电极，与该多个第一电极相对设置，每一该多个第二电极具有一第二宽度，每二相邻的该多个第二电极之间具有一第二间距，该第二宽度与该第二间距的比值定义为一第二比值；

其中，该第一比值与该第二比值的比值不等于1。

2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该第一宽度介于2至6微米之间，且该第一间距介于2至8微米之间。

3.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，该第二宽度介于2至6微米之间，且该第二间距介于2至8微米之间。

4.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，另包含：

一第一基板，该多个第一电极设置在该第一基板上；以及

一第二基板，与该第一基板相对设置，该多个第二电极设置在该第二基板上。

5.根据权利要求4所述的电极结构，其特征在于，另包含：

多个第一凸块，设置在该第一基板上，每一该多个第一电极设置在该多个第一凸块的其中之一上；以及

多个第二凸块，设置在该第二基板上，每一该多个第二电极设置在该多个第二凸块的其中之一上。

6.一种显示面板，其特征在于，包含：

一第一基板；

一第二基板，与该第一基板相对设置；

多个第一电极，设置在该第一基板上，每一该多个第一电极具有一第一宽度，每二相邻的该多个第一电极之间具有一第一间距，该第一宽度与该第一间距的比值定义为一第一比值；以及

多个第二电极，设置在该第二基板上，与该多个第一电极相对设置，每一该多个第二电极具有一第二宽度，每二相邻的该多个第二电极之间具有一第二间距，该第二宽度与该第二间距的比值定义为一第二比值；

其中，该第一比值与该第二比值的比值不等于1。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，在该第一基板上更包含：

多条扫描线；

多条数据线；以及

多个晶体管，对应电连接于该多个第一电极。

8.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该第一宽度介于2至6微米之间，且该第一间距介于2至8微米之间。

9.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该第二宽度介于2至6微米之间，且该第二间距介于2至8微米之间。

10.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，每一该多个第一电极分别与该扫描线以及该数据线夹40～50度角，且每一该多个第二电极亦分别与该扫描线以及该数据线夹40～50度角。

11.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，另包含：

12.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，另包含多个蓝相液晶分子，设置在该第一基板与该第二基板之间。

13.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该多个第一电极包含多个第一群电极以及多个第二群电极，该多个第二电极包含多个第三群电极以及多个第四群电极，该多个第一群电极与该多个第二群电极交错排列，该多个第三群电极与该多个第四群电极交错排列，该显示面板提供一第一电压给该多个第一群电极以及该多个第三群电极，并且提供一第二电压给该多个第二群电极以及该多个第四群电极。

14.根据权利要求13所述的显示面板，其特征在于，该第一电压为正电压，且该第二电压为负电压。

15.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该多个第一电极包含多个第一群电极以及多个第二群电极，该多个第二电极包含多个第三群电极以及多个第四群电极，该多个第一群电极与该多个第二群电极交错排列，该多个第三群电极与该多个第四群电极交错排列，该显示面板另包含一第一共用电极以及一第二共用电极，该第一共用电极设置在该多个第一电极与该第一基板之间，该第二共用电极设置在该多个第二电极与该第二基板之间，该显示面板提供一第一电压给该多个第一群电极以及该多个第三群电极，提供一第二电压给该多个第二群电极以及该多个第四群电极，并且提供一第三电压给该第一共用电极以及该第二共用电极。

16.根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该第一电压为正电压，该第二电压为负电压，且该第三电压为零伏特。

17.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，另包含一第一共用电极以及一第二共用电极，该第一共用电极设置在该多个第一电极与该第一基板之间，该第二共用电极设置在该多个第二电极与该第二基板之间，该显示面板提供一第一电压给该多个第一电极以及该多个第二电极，并且提供一第二电压给该第一共用电极以及该第二共用电极。

18.根据权利要求17所述的显示面板，其特征在于，该第一电压为正电压，且该第二电压为负电压或该第一电压为负电压，且该第二电压为正电压。

19.一种显示器，其特征在于，包含根据权利要求6所述的显示面板。

20.根据权利要求19所述的显示器，其特征在于，包含液晶显示面板模块、可挠式显示面板模块、触控面板模块、电子纸模块。