CN102156370A - 像素阵列基板以及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种像素阵列基板以及显示面板。该像素阵列基板包括基板、多个扫描线组、多条数据线以及多个像素结构。扫描线组配置于基板上，且数据线与扫描线组相交。像素结构连接于扫描线组以及数据线，其中各像素结构包括有源元件组、第一像素电极、第二像素电极以及连接电极。第一像素电极位于第二像素电极以及第n组扫描线组之间。连接电极位于第一像素电极相邻于其中一条数据线的一侧，且第二像素电极透过连接电极电性连接至有源元件组，其中连接电极、第一像素电极与第二像素电极为相同膜层。

Description

像素阵列基板以及显示面板

技术领域

本发明涉及一种像素结构及显示面板，且特别是涉及一种可应用于立体显示技术的像素结构以及显示面板。

背景技术

市场对于液晶显示面板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(highluminance)、高色彩丰富度、高色彩饱和度、快速反应与广视角等特性。目前，能够达成广视角要求的技术有扭转向列型(twist nematic，TN)液晶加上广视角膜(wide viewing film)、共平面切换型(in-plane switching，IPS)液晶显示面板、边际场切换型(fringe field switching)液晶显示面板、多域垂直配向型(multi-domain vertically alignment，MVA)液晶显示面板等方式。

然而，除了高影像解析度以及高色彩饱和度之外，为了满足使用者观看真实影像的需求，亦发展出能够显示出立体影像的显示器。立体显示技术可大致分成观察者需戴特殊设计眼镜观看的眼镜式(stereoscopic)以及直接裸眼观看的裸眼式(auto-stereoscopic)。眼镜式立体显示可分为滤光眼镜(color filterglasses)、偏光眼镜(polarizing glasses)以及快门眼镜(shutter glasses)等方式。眼镜式立体显示的工作原理主要是利用显示器送出具有特殊信息的左右眼影像，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼影像，以形成立体视觉。

对于观察者而言，在配戴眼镜观看立体影像时，其所观看的立体影像视角依存性高，使得观察者于观看立体显示器时的位置受限。因此，如何降低立体显示器的视角依存性，以增加观察者的可观看视角，将是立体显示器发展的一项重点。

发明内容

本发明提供一种像素阵列基板，将既有的不透光结构配置于相邻像素结构之间，以提高像素阵列基板的显示开口率。

本发明提供一种显示面板，可具有立体显示功能以及理想的显示开口率。

本发明提出一种像素阵列基板，包括基板、多个扫描线组、多条数据线以及多个像素结构。扫描线组配置于基板上，且数据线与扫描线组相交。像素结构连接于扫描线组以及数据线，其中各像素结构包括有源元件组、第一像素电极、第二像素电极以及连接电极。有源元件组连接于第n组扫描线组以及第m条数据线，其中n与m皆为正整数。第一像素电极电性连接于有源元件组。第二像素电极电性连接于有源元件组，且第一像素电极位于第二像素电极以及第n组扫描线组之间。连接电极位于第一像素电极相邻于其中一条数据线的一侧，且第二像素电极透过连接电极电性连接至有源元件组，其中连接电极、第一像素电极与第二像素电极为相同膜层。

本发明另提出一种显示面板，其包括以上所描述的像素阵列基板、对向基板以及聚合物稳定配向型液晶层。对向基板与像素阵列基板相对。聚合物稳定配向型液晶层配置于像素阵列基板与对向基板之间。

基于上述，本发明将像素阵列基板中的不透光元件配置于各像素结构的边缘，并且以连接电极将对应的像素电极连接至有源元件。因此，具有本发明像素阵列基板的显示面板中，即使在各像素结构之间配置黑矩阵，也不会影响原有的显示开口率。换言之，本发明的像素阵列基板以及显示面板可具有理想的显示开口率，且显示面板进行立体显示时可以避免串扰(cross talk)现象的发生。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为本发明实施例的显示面板示意图。

图2绘示为本发明实施例的像素阵列基板的俯视示意图。

图3绘示为本发明实施例的黑矩阵的俯视示意图。

图4绘示为本发明另一实施例的像素结构。

图5A与图5B分别为根据本发明实施例沿着图4的剖线I-I’以及剖线II-II’所绘示的剖面示意图。

图6绘示为本发明又一实施例的像素结构。

图7A与图7B分别为根据本发明另一实施例沿着图6的剖线III-III’以及剖线IV-IV’所绘示的剖面示意图。

附图标记说明

10：显示面板

12：像素阵列基板

12A、22A：基板

14：对向基板

16：聚合物稳定配向型液晶层

18：图案化相位延迟片

18L、18R：延迟区

100、100L、100R、200、300：像素结构

102、202：有源元件组

104：第一像素电极

106、306：第二像素电极

108A、308A：连接电极

108B、308B：耦合电极

110、210：扫描线组

120：数据线

132：第一电容电极

134：第二电容电极

140：黑矩阵

142：横向部

144：纵向部

202A：第一有源元件

202B：第二有源元件

212：第一扫描线

214：第二扫描线

250：彩色滤光层

C：通道层

D1、D2：漏极

I-I’、II-II’、III-III’、IV-IV’：剖线

I1、I2：绝缘层

S1、S2：狭缝

T：重叠宽度

VA、VB：视角

W1：第一接触开口

W2：第二接触开口

具体实施方式

图1绘示为本发明实施例的显示面板示意图。请参照图1，液晶显示面板10包括有像素阵列基板12、对向基板14、聚合物稳定配向型液晶层16以及图案化相位延迟片18。像素阵列基板12与对向基板14相对而设，而聚合物稳定配向型液晶层16配置于像素阵列基板12与对向基板14之间。像素阵列基板12例如包括基板12A以及于基板12A上呈现阵列排列的多个像素结构100。另外，图案化相位延迟片18配置于对向基板14上，以使显示面板10具备立体显示功能。也就是说，在配置有图案化相位延迟片18时，显示面板10例如具有立体显示的功能。不过，显示面板10也可不需配置有图案化相位延迟片18，而仅提供二维(2D)显示的功能。

具体而言，显示面板10进行立体显示时，部分的像素结构100，例如像素结构100L，会显示左眼影像；而其他的像素结构，例如像素结构100R，会显示右眼影像。图案化相位延迟片18具有多个延迟区18L、18R，其中延迟区18L、18R各自提供特定的相位延迟作用。

观察者观看显示面板10所显示的画面时，例如会配戴着偏光眼镜。像素结构100所显示的影像经过延迟区18L的作用后会具有第一偏振状态，而通过偏光眼镜的左眼镜片以被观察者的左眼看到。像素结构100所显示的影像经过延迟区18R的作用后会具有第二偏振状态，而通过偏光眼镜的右眼镜片以被观察者的右眼看到。如此一来，观察者的左右眼便可以接收不同的影像而观看到立体显示画面。

一般而言，像素结构100L用以显示左眼影像，而像素结构100R用以显示右眼影像。观察者由视角VA观看显示面板10所呈现的画面时，像素结构100L所显示的左眼影像可通过延迟区18L使左眼确实仅接收到像素结构100L所显示的左眼影像。不过，观察者的视角VA增大为视角VB时，像素结构100R所显示的右眼影像也可通过延迟区18L。因此，观察者的左眼会接收到来自于像素结构100R所显示的右眼影像而造成不良的显示效果(一般也可称为串扰(cross talk))。这也就是立体显示技术对于视角依存性大的主要原因。因此，本实施例提出一种像素结构100如图2所示。

图2绘示为本发明实施例的像素阵列基板的俯视示意图。请参照图2，像素阵列基板12包括基板12A、多个像素结构100、多个扫描线组110以及多条数据线120。扫描线组110配置于基板12A上，且数据线120与扫描线组110相交，其中扫描线组110在本实施例是以单一条导线为例进行说明，但本发明不限于此。像素结构100连接于扫描线组110以及数据线120，其中各像素结构100包括有源元件组102、第一像素电极104、第二像素电极106、连接电极108A以及耦合电极108B。

在像素阵列基板12中，各像素结构100的有源元件组102连接于第n组扫描线组110以及第m条数据线120，其中n与m皆为正整数。此外，在本实施例中，有源元件组102是以双漏极型薄膜晶体管为例进行说明。第一像素电极104电性连接于有源元件组102。第二像素电极106电性连接于有源元件组102，且第一像素电极104位于第二像素电极106以及对应的扫描线组110之间。连接电极108A位于第一像素电极104相邻于其中一条数据线120的一侧，而耦合电极108B位于第一像素电极104相邻于另一条数据线120的另一侧。此外，第二像素电极106透过连接电极108A电性连接至有源元件组102，其中连接电极108A、耦合电极108B、第一像素电极104与第二像素电极106为相同膜层。

值得一提的是，本实施例以连接电极108A与耦合电极108B分别位在第一像素电极104的两对侧为例来说明，且连接电极108A与耦合电极108B电性连接于第二像素电极106。不过，耦合电极108B可选择性地由像素结构100中省略，亦即，在其他实施例中，像素结构100可不需配置有耦合电极108B。

另外，为了以聚合物稳定配向技术来形成显示面板10中的聚合物稳定配向型液晶层14，各像素结构100的第一像素电极104例如具有多个狭缝S1，而第二像素电极106具有多个狭缝S2，其中狭缝S1与狭缝S2例如可分别定义出四个配向方向。如此一来，显示面板10中的聚合物稳定配向型液晶层14可以呈现多领域的配向排列以达到广视角的显示效果。但在另一实施例中，液晶层并不限定于聚合物稳定配向型液晶，即任何合适的液晶皆可视设计者需求而定。

进一步而言，像素阵列基板12还包括有第一电容电极132以及第二电容电极134，其分别位于第一像素电极104与第二像素电极106下方。也就是说，第一电容电极132位在第一像素电极104与基板12A之间，而第二电容电极134位在第二像素电极106与基板12A之间。第一电容电极132可与第一像素电极104构成储存电容，且第二电容电极134可与第二像素电极106构成储存电容。

在本实施例中，扫描线组110为不透光的元件，且位在像素结构100的边缘。图2所示的像素阵列基板12应用于显示面板10时，扫描线组110对应于相邻两个像素结构100的交界。因此，观察者由视角VB观看时，观察者左眼不会看到来自于像素结构100R所显示的右眼影像。也就是说，扫描线组110提供了遮光的作用而有助于避免串扰(cross talk)的现象。

图3绘示为本发明实施例的黑矩阵的俯视示意图。请同时参照图2与图3，在实施例中，像素阵列基板12上可以进一步地配置如图3所绘示的黑矩阵140，其包括了多个横向部142以及多个纵向部144。横向部142例如对应于图2所绘示的扫描线组110，而纵向部144例如对应于图2所绘示的数据线120。也就是说，像素阵列基板12可以是黑矩阵在阵列基板上(blackmatrix on array，BOA)类型的设计。

黑矩阵140可以提供良好的遮光效果，所以像素阵列基板12应用于图1的显示面板10时，有助于提高显示面板10的显示对比。另外，黑矩阵140至少部分重叠于扫描线组110以及数据线120，而扫描线组110以及数据线120原本即为不透光的元件。因此，黑矩阵140的设置不会造成显示开口率的损失。也就是说，黑矩阵140的配置可使图1的显示面板10中在不损失显示开口率的前提下具有理想的显示品质。另外，在其他的实施例中，黑矩阵140也可以选择性地配置于显示面板10的对向基板14上。

以上实施例的像素结构100仅是举例说明之用，并非用以限定本发明。举例而言，图4绘示为本发明另一实施例的像素结构。请参照图4，像素结构200例如连接于扫描线组210以及数据线120。扫描线组210包括相邻的第一扫描线212以及第二扫描线214。另外，像素结构200包括有有源元件组202、第一像素电极104、第二像素电极106、连接电极108A以及耦合电极108B，其中有源元件组202包括第一有源元件202A以及第二有源元件202B。

本实施例也可以应用于图1的显示面板10，因此第一像素电极104与第二像素电极106分别可具有多个狭缝S1与S2以提供不同的配向方向来实现广视角的显示效果以及实现聚合物稳定配向型液晶层16的形成。当然，第一像素电极104与第二像素电极106下方可配置有第一电容电极132以及第二电容电极134。

本实施例虽仅绘示一组扫描线组210以及一个像素结构200，不过应用在显示面板10时，扫描线组210以及像素结构200的数量为多个。多组扫描线组210可以平行地排列，而数据线120与这些扫描线组210交错。多个像素结构200则阵列排列并且连接于对应的扫描线组210与数据线120。此外，多组扫描线组210中，第n组扫描线组210的第二扫描线214可以电性连接于第n+1组扫描线组210的第一扫描线212。在另一实施例中，第n组扫描线组210的第二扫描线214可以电性连接于第n+2组扫描线组210的第一扫描线212；也就是说，第n组扫描线组210的第二扫描线214可以电性连接于第n+i组扫描线组210的第一扫描线212，且i为正整数。

就连接于第n组扫描线组210以及第m条数据线120的像素结构200而言，第一有源元件202A连接于对应的第一扫描线212、对应的数据线120、第一像素电极104以及第二像素电极106，而第二有源元件202B连接于对应的第二扫描线214以及第二像素电极106。第一有源元件202A可以为双漏极型薄膜晶体管，其具有二漏极D1、D2且第一像素电极104电性连接于漏极D1，而第二像素电极106透过连接电极108A电性连接于漏极D2。另外，第二有源元件202B则可以透过第一有源元件202A的漏极D2以及连接电极108A连接于第二像素电极106。

第n组扫描线组210的第二扫描线214可以电性连接于第n+1组扫描线组210的第一扫描线212。所以，各像素结构200的第二有源元件202B会在下一列像素结构200开启时被开启，而使第一像素电极104与第二像素电极106的电压重新分布以达到更理想的显示品质。如此一来，第一像素电极104与第二像素电极106即使受到不同的电容耦合作用，仍可以呈现理想的显示灰阶。

图5A与图5B分别为根据本发明实施例沿着图4的剖线I-I’以及剖线II-II’所绘示的剖面示意图。请同时参照图4、图5A以及图5B，扫描线组210、数据线120以及像素结构200例如配置于基板22A上，其中数据线120的部分122例如延伸出来以构成第一有源元件202A的源极。此外，基板22A上还配置有绝缘层T1、绝缘层I2以及通道层C。绝缘层I1覆盖住第一扫描线212与第二扫描线214，通道层C配置于绝缘层I1上并位在第一扫描线212上方，其中数据线120延伸出来的部分122与第一有源元件202A的漏极D1、D2配置于通道层C上。绝缘层I2则覆盖扫描线组210、数据线120以及各像素结构200的有源元件组202。

在本实施例中，绝缘层I2具有第一接触开口W1以及第二接触开口W2。第一像素电极104透过第一接触开口W1电性连接于第一有源元件202A，而连接电极108A透过第二接触开口W2电性连接于第一有源元件202A以及第二有源元件202B。另外，第一接触开口W1与第二接触开口W2在本实施例位于扫描线组210的第一扫描线212与第二扫描线214之间。在其他的实施例中，第一接触开口W1与第二接触开口W2可以设置在各像素结构200的第一像素电极104与前一级像素结构200的第二像素电极106之间的任何位置上。第一接触开口W1与第二接触开口W2所在位置是原本就无法进行显示的区域。因此，第一接触开口W1与第二接触开口W2的配置不会影响像素结构200的显示开口率。换言之，本实施例可以不需在第一像素电极104以及第二像素电极106的配置面积中配置接触开口，也不需在同一个像素结构200的第一像素电极104与第二像素电极106之间设置任何的接触开口，以提高显示开口率，不过本发明不以此为限。在其他的实施方式中，第一像素电极104以及第二像素电极106的配置面积内可选择地设置有特定的接触开口以实现所需的连接关系。

图6绘示为本发明又一实施例的像素结构，而图7A与图7B分别为根据本发明另一实施例沿着图6的剖线III-III’以及剖线IV-IV’所绘示的剖面示意图。请参照图6、图7A与图7B，本实施例的像素结构300与图4的像素结构200大致相同。因此，本实施例中部分构件的元件符号相同于图4、图5A与图5B，在此不另赘述。本实施例与前述实施例的主要差异在于，基板22A上还配置有彩色滤光层250。也就是说，本实施例用以说明彩色滤光层在阵列基板(color filter on array，COA)类型的实施方式。当然，在其他的实施例中，彩色滤光层250与其他构件的配置顺序可以有所不同而构成阵列在彩色滤光基板(array on color filter，AOC)类型的设计。另外，第二像素电极306、连接电极308A以及耦合电极308B例如重叠数据线120于重叠宽度T。

为了提供理想的色饱和度，彩色滤光层250优选是具有一定的厚度。在本实施例中，第一像素电极104、第二像素电极106、连接电极108A以及耦合电极108B配置于彩色滤光层250远离基板22A的一侧。所以，第一接触开口W1以及第二接触开口W2的面积必须适度的扩大才可确保连接电极108A电性连接于漏极D2以及确保第一像素电极104电性连接于漏极D1。第一接触开口W1以及第二接触开口W2若是位在第一像素电极104与第二像素电极106的配置面积内，将对显示开口率产生不良的影响。因此，本实施例的第一接触开口W1与第二接触开口W2位在原本就不会进行显示区域中，也就是第一扫描线212与第二扫描线214之间，其不会对显示开口率造成负面影响。即使第一接触开口W1以及第二接触开口W2所需要的配置面积增加，本实施例的像素结构200仍可具有理想的显示开口率。

此外，由于彩色滤光层250的厚度较厚，数据线120对于第二像素电极306、连接电极308A与耦合电极308B的耦合作用较图4所示的实施例微弱。所以，第二像素电极306、连接电极308A与耦合电极308B可以重叠数据线120于重叠宽度T，由此扩大像素结构300的显示面积。整体而言，本实施例虽需要较大面积的第一接触开口W1以及第二接触开口W2，仍可维持理想的显示开口率。

综上所述，本发明将遮光元件配置于像素结构的边缘，并且利用与像素电极相同的膜层构成连接电极。因此，像素阵列基板可具有理想的显示开口率。特别是，像素阵列基板应用于立体显示的显示面板时，像素结构的边缘已经配置有不透光的构件，即使在像素边缘配置黑矩阵，显示面板仍可以具有不错的显示开口率。进一步而言，将彩色滤光层配置于像素阵列基板时，数据线的耦合作用可被降低。因此，像素阵列基板中的像素电极可以进一步与数据线部分地重叠而进一步扩大显示面积以具有高显示开口率。

虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定为准。

Claims (16)

1.一种像素阵列基板，包括：

基板；

多个扫描线组，配置于该基板上；

多条数据线，与该多个扫描线组相交；以及

多个像素结构，连接于该多个扫描线组以及该多个数据线，其中各像素结构包括：

有源元件组，连接于第n组扫描线组以及第m条数据线，其中n

与m皆为正整数；

第一像素电极，电性连接于该有源元件组；

第二像素电极，电性连接于该有源元件组，且该第一像素电极位于

该第二像素电极以及第n组扫描线组之间；以及

连接电极，位于该第一像素电极相邻于其中一条数据线的一侧，且该第二像素电极透过该连接电极电性连接至该有源元件组，其中该连接电极、该第一像素电极与该第二像素电极为相同膜层。

2.如权利要求1所述的像素阵列基板，其中各扫描线组包括相邻的第一扫描线以及第二扫描线，其中第n组扫描线组的该第二扫描线电性连接于第n+i组扫描线组的该第一扫描线，且i为正整数。

3.如权利要求2所述的像素阵列基板，其中各像素结构的该有源元件组包括第一有源元件以及第二有源元件，该第一有源元件连接于第n组扫描线组的该第一扫描线、第m条数据线、该第一像素电极以及该第二像素电极，而该第二有源元件连接于第n组扫描线组的该第二扫描线、该第一像素电极以及该第二像素电极。

4.如权利要求3所述的像素阵列基板，其中该第一有源元件为双漏极型薄膜晶体管，其具有二漏极且该第一像素电极电性连接于其中一漏极，而该第二像素电极透过该连接电极电性连接于另一漏极。

5.如权利要求4所述的像素阵列基板，其中该第二有源元件透过该第一有源元件的该另一漏极连接于该第二像素电极。

6.如权利要求3所述的像素阵列基板，还包括绝缘层，配置于该基板上，覆盖该多个扫描线组、该多个数据线以及各像素结构的该有源元件组。

7.如权利要求6所述的像素阵列基板，其中该绝缘层具有第一接触开口以及第二接触开口，该第一像素电极透过该第一接触开口电性连接于该第一有源元件，而该连接电极透过该第二接触开口电性连接于该第一有源元件以及该第二有源元件。

8.如权利要求7所述的像素阵列基板，其中该第一接触开口与该第二接触开口位于第n组扫描线组的该第一扫描线与该第二扫描线之间。

9.如权利要求1所述的像素阵列基板，其中各像素结构还包括耦合电极，位于该第一像素电极相邻于其中另一条数据线的另一侧，且该耦合电极连接于该第二像素电极。

10.如权利要求9所述的像素阵列基板，其中该耦合电极与该第二像素电极为相同膜层。

11.如权利要求1所述的像素阵列基板，还包括彩色滤光层，配置于该基板上。

12.如权利要求1所述的像素阵列基板，还包括黑矩阵层，配置于该基板上，且与该多个扫描线组以及该多个数据线至少部分重叠。

13.如权利要求1所述的像素阵列基板，其中各像素结构的该第二像素电极部分重叠于相邻的至少其中一条数据线。

14.如权利要求1所述的像素阵列基板，其中各像素结构的该第一像素电极与该第二像素电极分别具有多个狭缝以定义出至少四个配向方向。

15.一种显示面板，包括：

如权利要求1至14中任一所述的像素阵列基板；

对向基板，与该像素阵列基板相对；以及

聚合物稳定配向型液晶层，配置于该像素阵列基板与该对向基板之间。

16.如权利要求15所述的显示面板，还包括图案化相位延迟片，配置于该像素阵列基板上，其中该图案化相位延迟片具有多个相位延迟区，且各相位延迟区对应于其中一个像素结构。

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