CN102662280A - 液晶显示面板及其像素电极 - Google Patents

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CN102662280A CN2012101250575A CN201210125057A CN102662280A CN 102662280 A CN102662280 A CN 102662280A CN 2012101250575 A CN2012101250575 A CN 2012101250575A CN 201210125057 A CN201210125057 A CN 201210125057A CN 102662280 A CN102662280 A CN 102662280A
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Abstract

本发明公开一种液晶显示面板的像素电极，所述像素电极具有一特殊图案，其具有周围部以及分支部，而在周围部的范围内留有开口，分支部与周围部相连的部分，其宽度小于分支部其他部分的宽度。本发明所揭示的像素电极可提升面板的开口率，而且能够抑制像素电极之中央区域不连续线的出现。

Description

液晶显示面板及其像素电极
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板及像素电极，尤指一种具有周围部以及分支部，可提高开口率的像素电极及液晶显示面板。
背景技术
功能先进的显示器渐成为现今消费电子产品的重要特色，其中液晶显示器已经逐渐成为各种电子设备如行动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本计算机屏幕所广泛应用具有高分辨率彩色屏幕的显示器。
液晶显示器包括背光模块以及液晶显示面板，而传统液晶显示面板是由两基板以及填充于两基板之间的液晶层所构成；一般而言，在液晶显示面板的制造过程中，都会在两基板上形成配向膜，以使液晶分子具有特定的排列。现有形成配向膜的方法是先涂布配向材料之后，再对配向材料进行配向工艺。
目前业界发展出一种称为高分子安定化垂直配向(Ploymer StabilizedVertical Alignment，PSVA)的技术，此技术乃是在液晶材料中掺入适当浓度的单体化合物(monomer)并且震荡均匀。接着，将混合后的液晶材料置于加热器上加温到达等向性(Isotropy)状态。当液晶混合物降至室温时，液晶混合物会回到向列型(nematic)状态。然后，将液晶混合物注入至液晶盒并施与电压。当施加电压使液晶分子排列稳定时，则使用紫外光或加热的方式让单体化合物进行聚合反应形成聚合物层，由此达到稳定配向的目的。
一般来说，在PSVA的液晶显示面板中，会在像素结构的像素电极中形成配向夹缝，以使液晶分子产生特定的配向方向。在此请参阅图1，图1为高分子安定化垂直配向模式的液晶显示面板100对应于一像素(pixel)的部份示意图。如图1所示，液晶显示面板具有数据线DL、扫描线SL、薄膜晶体管114以及像素电极110。像素电极110位于像素区域内，为一“米”(snow-flake like)字型的图案(layout)，像素电极110包含中央垂直的主干(main trunk)111、中央水平的主干112、以及与X轴夹角为±45度，±135度的分支部113三部分组成。其中垂直主干111和水平主干112将一像素的面积平均分成四个区域(domain)，每个区域都由斜向45度的分支部113平铺组成。
如此，便形成了上下和左右分别镜像对称的“米”字型的电极设计。
其中，分支部113的部分分支电性连接至晶体管114，以将来自于数据线SL之电压传递至像素电极110上。
在此请继续参阅图2，图2绘示了图1的像素电极110施加一定电压(譬如4V)所得到的液晶倒向状况。如图2所示，当米字型的像素电极110在通电的情况下，液晶的倒向是由像素电极110的外侧开始逐渐向内侧倾倒，且其倾倒的角度是沿分支部的延伸方向，四个区域的液晶倾倒方向分别为±45度，±135度，都指向像素的中央区域。详细来说，如图2所示，四个区域中液晶倒向与X轴(即扫描线)的夹角为：第一象限-135度，第二象限-45度，第三象限45度，第四象限135度。
在此请继续参阅图3，图3绘示了图1沿A-B-C虚线所截的横截面内的液晶倒向示意图。如图3所示，在图1虚线位置上的横截面内(垂直于纸面的横截面)，液晶倾倒的角度是由外侧向内侧倾倒，其方向指向像素的内部。
在此请注意，在先前技术中，像素电极110十分依赖于中间的垂直主干111与水平主干112，而主干111、112基本上是不透光的区域，这是由于主干111、112内的液晶倒向是沿主干方向，其分别与X轴夹0度和90度角，而上下偏光片分别设定为与X轴夹角0度和90度，因此，由穿透率公式便可得知主干区域111、112的穿透率为0。此外，由于主干区域111、112所占面积很大，因此这样的设计，会降低液晶显示面板的开口率。
因此，业界需要研发出开口率较大的像素电极图案设计。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种液晶显示面板及其像素电极，其可成功地提升液晶显示面板的开口率，进而解决上述先前技术的问题。
根据本发明的实施例，本发明揭露一种液晶显示面板的像素电极，所述液晶显示面板具有一扫描线、一数据线、一开关单元以及一像素区域，所述扫描线和所述数据线电性连接于所述开关单元，所述像素电极位于所述像素区域，所述像素电极包括：一周围部，电性连接于所述开关单元的一端；多个分支部，位于所述周围部的内部，与所述周围部相连接；以及至少一开口，位于所述周围部围绕的范围之内，所述开口将所述多个分支部分成至少两个区域；其中所述分支部与所述周围部相连的部分，其宽度小于所述分支部其他部分的宽度。
根据本发明的实施例，本发明另揭露一种液晶显示面板，包含有一扫描线、一数据线、一开关单元、一像素电极以及一像素区域，所述扫描线和所述数据线电性连接于所述开关单元，所述像素电极位于所述像素区域，所述像素电极包括：一周围部，电性连接于所述开关单元的一端；多个分支部，位于所述周围部的内部，与所述周围部相连接；以及至少一开口，位于所述周围部围绕的范围之内，所述开口将所述多个分支部分成至少两个区域；其中所述分支部与所述周围部相连的部分，其宽度小于所述分支部其他部分的宽度。
相较于先前技术，本发明的像素电极以及其相关液晶显示面板，具有周围部以及分支部，藉由降低先前技术的中央主干的区域，使得不透光的区域大幅减少，因此可成功地提升液晶显示面板的开口率，而且像素电极之分支部与周围部相连之部分的轮廓相对缩小，此处的液晶分子可以得到较好的倒向，而不容易出现反方向的挤压，因此能够解决像素电极之中央区域出现不连续线的问题。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，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1为先前技术中的高分子安定化垂直配向模式(PSVA)液晶显示面板的示意图。
图2绘示图1的像素电极施加一定电压所得到的液晶倒向状况。
图3绘示图1虚线所截的横截面内的液晶倒向示意图。
图4为本发明第一实施例的液晶显示面板对应于一像素的部分示意图。
图5绘示图4的像素电极施加一定电压所得到的液晶倒向状况。
图6绘示图4虚线所截的横截面内的液晶倒向示意图。
图7为本发明第二实施例的液晶显示面板对应于一像素的部份示意图。
图8绘示了图7中分支部的放大示意图。
图9A和图9B分别绘示了在一实施例中分支部与周围部相连之部分的一侧和两侧具有曲线形边缘的结构示意图。
图9C和图9D分别绘示了在一实施例中分支部与周围部相连之部分的一侧和两侧形成锯齿状边缘的结构示意图。
图10A至10E绘示了本发明第三实施例中具有十字型开口的像素电极的示意图。
图10F至10J绘示了本发明第四实施例中具有一字型之水平方向开口的像素电极的示意图。
图10K至10O绘示了本发明第五实施例中具有一字型之垂直方向开口的像素电极的示意图。
图10P至10T绘示了本发明第六实施例中具有叉字型或X字型开口的像素电极的示意图。
图10U至10Y绘示了本发明第七实施例中具有米字型开口的像素电极的示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「水平」、「垂直」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在此请参阅图4，图4为本发明第一实施例的液晶显示面板400对应于一像素(pixel)的部份示意图。在本实施例中，液晶显示面板400是采用高分子安定化垂直配向模式(PSVA)液晶显示面板作为说明。如图4所示，液晶显示面板400具有数据线DL、扫描线SL、开关单元414以及像素电极410。较佳地，开关单元414是一薄膜晶体管或是其它具有类似开关功能的单元。如图4所示，像素电极410位于像素区域内，但其图案与前述像素电极110的图案有所不同。本发明第一实施例的像素电极410包含矩形(或正方形)的周围部411以及位于周围部411内部的分支部413，而在位于周围部411围绕的范围之内设有至少一开口412，例如：开口412位于像素电极412的中央部分。在本实施例中，开口412为十字开口，开口412大致将像素的面积平均分成四个区域(domain)，每个区域都由斜向45度的分支部413平铺组成。
周围部411电连接至开关单元414的一端，而开关单元414並电性连接至扫描线SL和数据线DL，如此，由扫描线SL传递之电压，可将开关单元414开启，便可藉由开关单元414与周围部之导通，而将数据线DL所载之数据信号传递至像素电极410上。
而四个区域的分支部413分别具有不同之方向，其方向与X轴(扫描线SL)的夹角分别对应±45度以及±135度，于本发明的较佳实施例，分支部413的方向皆指向像素区域的中央，亦即，如图4所示，第一象限的分支部413与扫描线SL的夹角为-135度，第二象限的分支部413与扫描线SL的夹角为-45度，第三象限的分支部413与扫描线SL的夹角为45度，第四象限的分支部413与扫描线SL的夹角为135度，然而，在此请注意，各分支部与扫描线SL之夹角，仅为本发明的实施例，而非本发明的限制，电路设计者可以设计其它的角度，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。
此外，在此请注意，周围部411于本实施例中，虽为一矩形架构，但于实际应用中，亦可具有其它的形状，例如圆形、六边形、八边形等等，而不以矩形为限。
在此请继续参阅图5，图5绘示了图4的像素电极410施加一定电压所得到的液晶分子倒向状况。如图5所示，当像素电极410在通电的情况下，液晶分子的倒向是由像素电极410的内侧逐渐向外侧倾倒，且其倾倒的角度亦沿分支部的延伸方向，其四个区域的液晶倾倒方向分别为±45度，±135度，其方向皆由像素的中心区域指向像素区域的四个角落。
在此请继续参阅图6，图6绘示了图4沿A-B-C虚线所截的横截面内的液晶分子倒向示意图。如图6所示，在图4虚线位置上的横截面内(垂直于纸面的横截面)，液晶分子倾倒的角度是由内侧向外侧倾倒，其方向指向像素的四个角落。由此可之，在像素电极410接收电压的情况下，液晶分子会由内向外倾倒而不会因此挤压中间区域，所以，于本发明的较佳实施例中，电路设计者可以将开口412(没有ITO的区域)的区域尽量扩到最大，如此一来，非开口区的面积可以大幅下降，进而得到更高的开口率。
在此请注意，本发明第一实施例的像素电极410图案在制程上并不会产生特殊的要求，仅须将先前技术的像素电极110图案直接置换成像素电极410图案即可。揭露至此，相关业者应可理解，其详细制程方式不另赘述于此。
在此请参阅图7，图7为本发明第二实施例的液晶显示面板500对应于一像素的部份示意图。如图7所示，液晶显示面板500具有数据线DL、扫描线SL、开关单元514以及像素电极510。本发明第二实施例的像素电极510包含周围部511以及位于周围部511内部的分支部513，而在位于周围部511围绕的范围之内设有至少一开口512。周围部511电连接至开关单元514的一端，而开关单元514並电性连接至扫描线SL和数据线DL，如此，由扫描线SL传递之电压，可将开关单元514开启，便可藉由开关单元514与周围部之导通，而将数据线DL所载之数据信号传递至像素电极510上。在本实施例中，开口512为十字开口，开口512大致将像素的面积平均分成四个区域，每个区域都由斜向45度的分支部513平铺组成。当像素电极510在接收电压的情况下，液晶分子的倒向是由像素电极510的内侧逐渐向外侧倾倒，故液晶分子不会因此挤压中间区域，在本实施例中，非开口区的面积可以大幅下降，进而得到更高的开口率。
在此请参阅图8，图8绘示了图7中分支部513的放大示意图。本发明第二实施例与第一实施例的差别在于：第二实施例中分支部513与周围部511相连的部分，其宽度小于分支部513其他部分的宽度。例如：分支部513与周围部511相连的部分，其轮廓相对缩小，在此请注意，不论分支部513与周围部511相连之部分以何种方式进行缩小，皆在本发明的范围内。举例来说，分支部513与周围部511相连之部分具有曲线形边缘，例如：在一侧内凹(见图9A)或在两侧内凹(见图9B)；分支部513与周围部511相连之部分具有锯齿状边缘，例如：在一侧形成锯齿状轮廓(见图9C)或在两侧形成锯齿状轮廓(见图9D)。
在本发明第二实施例中，由于分支部513与周围部511相连之部分的轮廓相对缩小，靠近周围部511处的分支变细，此处的液晶分子可以得到较好的倒向，而不容易出现反方向的挤压，从而有助于抑制像素电极510之中央区域不连续线(disclination line)的出现。
图10A至10E绘示了本发明第三实施例中具有十字型开口的像素电极的示意图。本发明第三实施例的像素电极是根据第一实施例或第二实施例开发而来，本发明第三实施例中像素电极之分支部与周围部相连的部分其宽度可小于分支部其他部分的宽度。如图10A至10E所示，本发明第三实施例的像素电极具有十字型开口。在一实施例中，十字型开口的轮廓与周围部间的最短距离不为零(见图10B)。在一实施例中，开口包含位于像素电极中央的一块状开口，块状开口是选自由三角形、矩形(见图10C)、星形、圆形(见图10D)、椭圆形和正多边形所组成的群组。在一实施例中，十字型开口由多个不连续的开口组成(见图10E)。十字型开口可将分支部分成上下或左右分别镜像对称的区域。
图10F至10J绘示了本发明第四实施例中具有一字型之水平方向开口的像素电极的示意图。本发明第四实施例的像素电极是根据第一实施例或第二实施例开发而来，本发明第四实施例中像素电极之分支部与周围部相连的部分其宽度可小于分支部其他部分的宽度。如图10F至10J所示，本发明第四实施例的像素电极具有一字型之水平方向开口，其平行于扫描线。在一实施例中，水平方向开口的轮廓与周围部间的最短距离不为零(见图10G)。在一实施例中，水平方向开口包含位于像素电极中央的一块状开口，块状开口是选自由三角形、矩形(见图10H)、星形、圆形(见图10I)、椭圆形和正多边形所组成的群组。在一实施例中，水平方向开口由多个不连续的开口组成(见图10J)。水平方向开口可将分支部分成上下分别镜像对称的区域。
图10K至10O绘示了本发明第五实施例中具有一字型之垂直方向开口的像素电极的示意图。本发明第五实施例的像素电极是根据第一实施例或第二实施例开发而来，本发明第五实施例中像素电极之分支部与周围部相连的部分其宽度可小于分支部其他部分的宽度。如图10K至10O所示，本发明第五实施例的像素电极具有一字型之垂直方向开口，其平行于数据线。在一实施例中，垂直方向开口的轮廓与周围部间的最短距离不为零(见图10L)。在一实施例中，垂直方向开口包含位于像素电极中央的一块状开口，块状开口是选自由三角形、矩形(见图10M)、星形、圆形(见图10N)、椭圆形和正多边形所组成的群组。在一实施例中，垂直方向开口由多个不连续的开口组成(见图10O)。垂直方向开口可将分支部分成左右分别镜像对称的区域。
图10P至10T绘示了本发明第六实施例中具有叉字型或X字型开口的像素电极的示意图。本发明第六实施例的像素电极是根据第一实施例或第二实施例开发而来，本发明第六实施例中像素电极之分支部与周围部相连的部分其宽度可小于分支部其他部分的宽度。如图10P至10T所示，本发明第六实施例的像素电极具有叉字型或X字型开口。在一实施例中，叉字型开口的轮廓与周围部间的最短距离不为零(见图10Q)。在一实施例中，叉字型开口包含位于像素电极中央的一块状开口，块状开口是选自由三角形、矩形(见图10R)、星形、圆形(见图10S)、椭圆形和正多边形所组成的群组。在一实施例中，叉字型开口由多个不连续的开口组成(见图10T)。叉字型开口可将分支部分成上下或左右分别镜像对称的区域。
图10U至10Y绘示了本发明第七实施例中具有米字型开口的像素电极的示意图。本发明第七实施例的像素电极是根据第一实施例或第二实施例开发而来，本发明第七实施例中像素电极之分支部与周围部相连的部分其宽度可小于分支部其他部分的宽度。如图10U至10Y所示，本发明第七实施例的像素电极具有米字型开口。在一实施例中，米字型开口的轮廓与周围部间的最短距离不为零(见图10V)。在一实施例中，米字型开口包含位于像素电极中央的一块状开口，块状开口是选自由三角形、矩形(见图10W)、星形、圆形(见图10X)、椭圆形和正多边形所组成的群组。在一实施例中，米字型开口由多个不连续的开口组成(见图10Y)。米字型开口可将分支部分成八个分别镜像对称的区域。
相较于先前技术，本发明之液晶显示面板，包含具有特殊图案的像素电极，此像素电极具有周围部与分支部，去除了先前技术中像素电极不透光的中央主干，因此本发明的像素电极可透光的区域更大，进而使本发明液晶显示面板具有更高的开口率，而且像素电极之分支部与周围部相连之部分的轮廓相对缩小，此处的液晶分子可以得到较好的倒向，而不容易出现反方向的挤压，因此能够解决像素电极之中央区域出现不连续线的问题。
本发明的像素电极可应用于高分子安定化垂直配向模式(PolymerStabilization Vertical-Alignment，PSVA)液晶显示面板、扭转向列(TwistedNematic，TN)液晶显示面板、或是图案垂直排列(Pattern Vertical Alignment，PVA)液晶显示面板等等。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种液晶显示面板的像素电极，所述液晶显示面板具有一扫描线、一数据线、一开关单元以及一像素区域，所述扫描线和所述数据线电性连接于所述开关单元，所述像素电极位于所述像素区域，其特征在于，所述像素电极包括：
一周围部，电性连接于所述开关单元的一端；
多个分支部，位于所述周围部的内部，与所述周围部相连接；以及
至少一开口，位于所述周围部围绕的范围之内，所述开口将所述多个分支部分成至少两个区域；
其中所述分支部与所述周围部相连的部分，其宽度小于所述分支部其他部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述分支部与所述周围部相连的部分具有至少一曲线形边缘。
3.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述分支部与所述周围部相连的部分具有至少一锯齿状边缘。
4.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述周围部为矩形。
5.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口为十字开口，并将所述多个分支部分成四个区域。
6.根据权利要求5所述的像素电极，其特征在于：所述四个区域的任一区域中的所述分支部与其它区域的所述分支部具有不同的方向。
7.根据权利要求6所述的像素电极，其特征在于：所述四个区域彼此镜像对称。
8.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口为一字型开口，其平行于所述扫描线。
9.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口为一字型开口，其平行于所述数据线。
10.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口为叉字型开口，其将所述多个分支部分成四个区域。
11.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口为米字型开口，其将所述多个分支部分成八个区域。
12.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口包含一块状开口，其位于所述像素电极的中央。
13.根据权利要求12所述的像素电极，其特征在于：所述块状开口是选自由三角形、矩形、星形、圆形、椭圆形和正多边形所组成的群组。
14.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口的轮廓与所述周围部间的最短距离不为零。
15.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述开口由多个不连续的开口组成。
16.根据权利要求1所述的像素电极，其特征在于：所述多个分支部两两之间具有相同的间隙。
17.一种液晶显示面板，包含有一扫描线、一数据线、一开关单元、一像素电极以及一像素区域，所述扫描线和所述数据线电性连接于所述开关单元，所述像素电极位于所述像素区域，其特征在于，所述像素电极包括：
一周围部，电性连接于所述开关单元的一端；
多个分支部，位于所述周围部的内部，与所述周围部相连接；以及
至少一开口，位于所述周围部围绕的范围之内，所述开口将所述多个分支部分成至少两个区域；
其中所述分支部与所述周围部相连的部分，其宽度小于所述分支部其他部分的宽度。
18.根据权利要求17所述的液晶显示面板，其特征在于，所述开口为十字开口，并将所述多个分支部分成四个区域。
19.根据权利要求18所述的液晶显示面板，其特征在于：所述四个区域之任一区域中的所述分支部与其它区域的所述分支部具有不同的方向。
20.根据权利要求17所述的液晶显示面板，其特征在于：所述多个分支部两两之间具有相同的间隙。
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