CN101770102B - 影像显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种包括液晶显示面板的影像显示系统，该液晶显示面板包括：第一基板，具有至少一次像素；第一透明电极层设置在第一基板之上，且位于次像素内；第二基板，与第一基板对向设置，具有一内面；第二透明电极层设置在第二基板的内面上，且对应次像素，其中位于次像素内的第二透明电极层仅具有一个图样；以及液晶层设置在第一与第二基板之间，其中液晶层内的多个液晶分子垂直于第一和第二基板排列。

Description

影像显示系统
技术领域
本发明关于一种包括液晶显示面板的影像显示系统，特别是关于一种垂直配向型液晶显示面板的电极结构。
背景技术
垂直配向型(vertical alignment，简称VA)液晶显示器是一种可以达到高对比及广视角的液晶显示器，传统上为了使垂直配向型液晶显示器(VA-LCD)具有稳定且对称的多象限区(multi-domain)，通常是将VA-LCD的一个次像素再进一步分割成2至3个更小的次像素区，使得一个次像素内具有2至3个多象限区，其利用阵列基板上图案化的透明电极层，例如铟锡氧化物(indiumtin oxide，简称ITO)，或者彩色滤光片基板上透明电极层，例如铟锡氧化物的图案而达成。
请参阅图1A，其为显示传统垂直配向型液晶显示器的一个次像素内，阵列基板上透明电极层的平面示意图，在一个次像素内的阵列基板上透明电极层10具有2个狭缝(slit)11。接着，请参阅图1B，其为显示传统垂直配向型液晶显示器的一个次像素内，彩色滤光片基板上透明电极层的平面示意图，在一个次像素内的彩色滤光片基板上透明电极20具有3个开口21。
请参阅图1C，其为显示传统垂直配向型液晶显示器的一个次像素内，阵列基板上透明电极层10与彩色滤光片基板上透明电极20重叠的平面示意图，其中次像素16是由两个相邻的扫描线12以及两个相邻的数据线14所定义，阵列基板上透明电极层10的狭缝11与彩色滤光片基板上透明电极层20的开口21互相搭配，使得一个次像素16划分成3个多象限区域，而接触孔30则设置在彩色滤光片基板上透明电极层20的一个开口中。借由增加阵列基板上透明电极层10的狭缝宽度以及/或增加彩色滤光片基板上透明电极20的开口尺寸，可提升垂直配向型液晶显示器的应答速度，但是阵列基板上透明电极层的狭缝以及彩色滤光片基板上透明电极层的开口越大，当其应用于触控面板时，会使得触控面板于触碰时产生的显示不均(push mura)现象越明显。此外，阵列基板上透明电极层的狭缝以及彩色滤光片基板上透明电极层的开口越大还会降低显示器的穿透度，并增加显示器的驱动电压。
有鉴于此，业界亟需一种垂直配向型液晶显示器，其可以符合提升应答速度、减少触控面板的显示不均、提高穿透度以及降低驱动电压的需求。
发明内容
本发明提供一种包括液晶显示面板的影像显示系统，该液晶显示面板包括：第一基板，其上具有多条互相垂直的数据线和扫描线，任两条相邻的数据线和任两条相邻的扫描线之间定义一次像素；第一透明电极层设置在第一基板上且位于次像素内；第二基板与第一基板对向设置，具有一内面；第二透明电极层设置在第二基板的内面之上，且对应于次像素，其中位于次像素内的第二透明电极层仅具有一个图样；以及液晶层设置在第一基板与第二基板之间，其中液晶层内的多个液晶分子垂直于第一基板和第二基板排列。
为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1A为显示传统VA-LCD的一个次像素内，阵列基板侧透明电极层的平面示意图。
图1B为显示传统VA-LCD的一个次像素内，彩色滤光片基板侧透明电极层的平面示意图。
图1C为显示传统VA-LCD的一个次像素内，阵列基板侧透明电极层与彩色滤光片基板侧透明电极层重叠的平面示意图。
图2A为显示依据本发明一实施例的VA-LCD的一个次像素内，阵列基板侧透明电极层的平面示意图。
图2B为显示依据本发明一实施例的VA-LCD的一个次像素内，彩色滤光片基板侧透明电极层的平面示意图。
图2C为显示依据本发明一实施例的VA-LCD的一个次像素内，阵列基板侧透明电极层与彩色滤光片基板侧透明电极层重叠的平面示意图。
图2D为显示沿着图2C的线2D-2D’的剖面示意图。
图3A-图3F为显示依据本发明各实施例的彩色滤光片基板侧透明电极层的平面示意图。
图4为显示依据本发明一实施例的包括液晶显示面板的影像显示系统的配置示意图。
主要元件符号说明
10、100～阵列基板侧透明电极层；
11～狭缝；
12、102～扫描线；
14、104～数据线；
16、116～次像素；
20、200～彩色滤光片基板侧透明电极层；
21、202～开口；
30、204～接触孔；
106～第一基板；
108～第二基板；
110～第一高分子层；
112～第二高分子层；
114～液晶层；
206～储存电容；
208～薄膜晶体管；
210～半导体层；
212、213、215～绝缘层；
214～第一导电层；
216～孔洞；
218～第二导电层；
300～液晶显示面板；
400～显示器；
500～控制单元；
600～影像显示系统。
具体实施方式
本发明借由垂直配向型液晶显示面板(VA-LCD)的电极结构设计，提升显示器的应答速度、减少触控面板的显示不均、提高穿透度以及降低驱动电压。此外，本发明还可以应用于多象限垂直配向型(multi-domain verticalalignment，简称MVA)液晶显示面板。
请参阅图2A，其为显示依据本发明一实施例的VA-LCD的阵列基板侧透明电极层的平面示意图，在一个次像素内，阵列基板侧的透明电极层100为平面结构，意即透明电极层100中不具有开口、狭缝、或是突起等图样。接着，请参阅图2B，其为显示依据本发明一实施例的VA-LCD的彩色滤光片基板侧透明电极层的平面示意图，在一个次像素内，彩色滤光片基板侧的透明电极层200仅具有一个图样，例如仅具有一个开口202，或者仅具有一个突起物202，此突起物可以是感光性树脂材料。阵列(Array)基板侧与彩色滤光片(color filter，简称CF)基板侧的透明电极层100和200例如为铟锡氧化物或铟锌氧化物(indium zinc oxide，简称IZO)。
请参阅图2C，其为显示依据本发明一实施例的VA-LCD，在一个次像素内，阵列基板侧透明电极层100与彩色滤光片基板侧透明电极层200的重叠平面示意图。任两个相邻的扫描线102与任两个相邻的数据线104之间定义一个次像素(sub-pixel)116，例如为红、绿或蓝色(R、G或B)次像素。由于本发明的阵列基板侧透明电极层100为平面结构，且彩色滤光片基板侧透明电极层200仅具有一个开口或突起物，因此在一个次像素内只形成一个多象限(multi-domain)区，其可降低本发明的VA-LCD的驱动电压，减少功率耗损。此外，根据本发明的彩色滤光片基板侧透明电极层200的开口或突起物还可以控制液晶分子，提升显示器的应答速度。另外，根据本发明的VA-LCD的电极结构设计，当其应用于触控面板时，还可以避免触控面板在触碰时产生显示不均(push mura)。除此之外，由于本发明的电极结构简单，因此可简化制程并节省成本。
在本发明一实施例的VA-LCD中，是将接触孔(contact hole)204、储存电容(storage capacitance，简称Cst)206、薄膜晶体管(TFT)208以及其他会遮光的元件设置成与彩色滤光片基板侧透明电极层200的开口202重叠，因此可提高显示器的透射率。上述遮光元件例如为感光间隙物(photo spacer)，以及对应于感光间隙物的遮光层，例如金属层或黑色矩阵(black matrix)。此外，扫描线的配置也可与开口202重叠，以提升显示器的透射率。
接着，请参阅图2D，其为显示沿着图2C中线2D-2D’的液晶显示面板300的剖面示意图。在第一基板106，例如阵列基板上具有多条互相垂直的扫描线及数据线(未显示)，在阵列基板106上依序形成半导体层210、绝缘层212及第一导电层214，以构成储存电容206及薄膜晶体管208。接着，在第一导电层214上形成绝缘层213，并在绝缘层212和213中形成孔洞216，暴露出半导体层210，在孔洞216中填入导电材料，形成接触孔(contacthole)204，然后在接触孔上方形成第二导电层218，第一及第二导电层214和218例如为金属层。接着，在第二导电层218上形成绝缘层215，并在绝缘层215上形成透明电极层100。其中，在半导体层210、第一导电层214、第二导电层218和透明电极层100之间设置的各绝缘层212、213和215可以是氮化硅、氧化硅或前述的组合。而半导体层210可以是非晶硅或多晶硅。
接着，在透明电极层100上形成第一高分子层110，例如为聚亚酰胺(polyimide，简称PI)。高分子层110可以是不经刷膜配向(rubbing)处理的配向层，其表面上可不具有刷膜配向痕迹，且第一高分子层110具有预倾角(pretilt angle)介于约80至90度之间。
第二基板108例如为彩色滤光片基板，其与第一基板106对向设置，在第二基板108上形成透明电极层200，透明电极层200的开口202的位置与储存电容206及接触孔204重叠。接着，在透明电极层200上形成第二高分子层112，其材料可以与第一高分子层110相同，且可以是不经刷膜配向处理的配向层，表面上不具有刷膜配向痕迹，第二高分子层112的预倾角(pretiltangle)介于约80至90度之间。接着，在第一基板106与第二基板108之间夹设液晶层114，液晶层114可为负型液晶，在一实施例中，可使用高分子稳定型垂直配向(polymer stabilized vertical alignment，简称PSVA)液晶层。当不施加电场时，液晶层114内的多个液晶分子为垂直于第一和第二基板排列。此外，液晶显示面板300还可包括一对偏振片(未显示)分别设置在第一基板106和第二基板108外侧，此对偏振片可以是线性或圆形偏振片。
接着，请参阅图3，其为显示依据本发明各实施例的彩色滤光片基板侧透明电极层的平面示意图。除了图2B的椭圆形开口202之外，彩色滤光片基板侧透明电极层的图样(例如开口或突起物)的形状还可以是十字形(如图3A所示)、X字形(如图3B所示)、长条形(如图3C、图3D所示)、矩形(如图3F所示)、圆形(如图3E所示)或其他合适的形状，其在一个次像素内为连续的图案，且上述开口或突起物的尺寸可依据需求调整。
接着请参阅图4，其为依据本发明的影像显示系统600的配置示意图，其中包括显示器400，例如为穿透型或半反穿型液晶显示器，其具有根据本发明的液晶显示面板300，显示器400可为电子装置的一部份。一般而言，影像显示系统600包括显示器400及控制单元500，控制单元与显示器400耦接，以传输信号至显示器，使显示器显示影像。上述的电子装置可为移动电话、数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器或可携式DVD播放机。
虽然本发明已公开优选实施例如上，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，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定为准。

Claims (18)

1.一种影像显示系统，包括：
一液晶显示面板，该液晶显示面板包括：
一第一基板，其上具有多条互相垂直的数据线和扫描线，其中任两条相邻的该数据线和任两条相邻的该扫描线之间定义一次像素；
一第一透明电极层，设置在该第一基板之上且位于该次像素内；
一半导体层，设置在该第一基板与该第一透明电极层之间；
一第一绝缘层，设置在该半导体层上；
一第一导电层，设置在该第一绝缘层上；
一第二绝缘层，设置在该第一导电层上；
一接触孔，设置在该第一绝缘层和该第二绝缘层内，与该半导体层电性连接；
一第二导电层，设置在该接触孔上，
其中该半导体层、该第一绝缘层以及该第一导电层组成一储存电容；
一第二基板，与该第一基板对向设置，具有一内面；
一第二透明电极层，设置在该第二基板的该内面上，且对应于该次像素，其中位于该次像素内的该第二透明电极层仅具有一个图样；
以及
一液晶层，设置在该第一基板与该第二基板之间，其中该液晶层内的多个液晶分子为垂直于该第一基板和该第二基板排列。
2.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该次像素包括红、绿或蓝色次像素。
3.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该次像素内仅具有一个多象限区。
4.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第一透明电极层和该第二透明电极层包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
5.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第二透明电极层内的该图样与该储存电容及该接触孔重叠。
6.根据权利要求5所述的影像显示系统，其中该液晶显示面板还包括一薄膜晶体管，其中该第二透明电极层内的该图样与该薄膜晶体管、该储存电容及该接触孔重叠。
7.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第一导电层和该第二导电层包括金属层。
8.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该液晶显示面板还包括：
一第一高分子层，设置在该第一透明电极层上；以及
一第二高分子层，设置在该第二透明电极层上，其中该第一高分子层与该第二高分子层具有一预倾角介于80至90度之间。
9.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该液晶层包括一高分子稳定型垂直配向液晶层。
10.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第二透明电极层内的该图样的形状包括圆形、椭圆形、十字形、X字形、矩形或长条形。
11.根据权利要求1所述的影像显示系统，还包括一显示器，该显示器包括该液晶显示面板。
12.根据权利要求11所述的影像显示系统，其中该液晶显示器包括一穿透型或一半反穿型液晶显示器。
13.根据权利要求11所述的影像显示系统，还包括一电子装置，该电子装置包括：
该显示器；以及
一输入单元，与该显示器耦接，其中该输入单元传输信号至该显示器，以使该显示器显示影像。
14.根据权利要求13所述的影像显示系统，其中该电子装置为一移动电话、数码相机、个人数字助理、笔记本电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器或可携式DVD播放机。
15.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第一透明电极层为一平面结构。
16.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第二透明电极层内的该图样为一开口。
17.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该第二透明电极层内的该图样为一突起物。
18.根据权利要求1所述的影像显示系统，其中该液晶显示面板还包括：
一感光间隙物，以及对应于该感光间隙物的一遮光层，该感光间隙物和该遮光层设置成与该第二透明电极层内的该图样重叠。
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