CN103439842A - 像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板。像素结构包括数据线、扫描线、至少一主动元件、像素电极以及金属线。主动元件与数据线以及扫描线电性连接。像素电极与主动元件电性连接，且邻接扫描线与数据线至少其中之一的像素电极的边缘处具有开口。金属线位于像素电极的下方，其中金属线延伸至像素电极的边缘处被开口裸露出来，且像素电极的开口的边缘与金属线之间的最短距离为大于或是等于3微米。
Description
技术领域
本发明是有关于一种像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板，且特别是有关于一种使用聚合物稳定配向(Ploymer Stabilized Alignment，PSA)技术的像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板。
背景技术
随着液晶显示器的显示规格不断地朝向大尺寸发展，市场对于液晶显示器的性能要求是朝向高对比、快速反应及广视角等特性。为了克服大尺寸液晶显示面板的视角问题，液晶显示面板的广视角技术也必须不停地进步与突破。聚合物稳定配向(PSA)为目前普遍应用在液晶显示面板的广视角技术之一。然而，在现有的聚合物稳定配向型液晶显示面板中，在像素电极的边缘处容易产生暗线(disclination line)，而使得液晶显示面板的对比及透光度下降，进而导致显示不均匀(mura)的问题。因此，如何开发出透光度较高且不易发生暗线问题的像素结构，实为研发者所欲达成的目标之一。
发明内容
本发明提供一种像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板，使得像素结构的透光度较高且不易发生暗线问题。
本发明提出一种像素结构，包括数据线、扫描线、至少一主动元件、像素电极以及金属线。主动元件与数据线以及扫描线电性连接。像素电极与主动元件电性连接，且邻接扫描线与数据线至少其中之一的像素电极的边缘处具有开口。金属线位于像素电极的下方，其中延伸至像素电极的边缘处的金属线被开口裸露出来，且像素电极的开口的边缘与金属线之间的最短距离为大于或是等于3微米。
本发明另提出一种像素结构，包括数据线、扫描线、至少一主动元件、像素电极以及金属线。主动元件与数据线以及扫描线电性连接。像素电极与主动元件电性连接，且邻接扫描线与数据线至少其中之一的像素电极的边缘处具有封闭式开口。金属线位于像素电极的下方，其中延伸至像素电极的边缘处的金属线被封闭式开口裸露出来。开口的宽度大于金属线的宽度，且开口裸露出金属线的长度为至少3微米。
本发明又提出一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板以及液晶材料。第一基板具有多个像素结构，每一像素结构如上述的像素结构。第二基板位于第一基板的对向。液晶材料位于第一基板以及第二基板之间，其中对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料往像素结构的中央倾倒。
基于上述，在本发明的像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板中，邻接扫描线与数据线至少其中之一的像素电极的边缘处具有开口，且延伸至像素电极的边缘处的金属线被开口裸露出来。因此，可避免对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料往像素结构的边缘倾倒。换言之，在本发明中，对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料往像素结构的中央倾倒，使得像素结构的透光度较高且不易发生暗线问题，进而具有良好的显示品质。
附图说明
图1至图5分别为依照本发明的第一实施例的一种像素结构的上视示意图；
图6为依照本发明的第二实施例的一种像素结构的上视示意图；
图7为图6的区域R的放大示意图；
图8为依照本发明的一实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。
其中，附图标记：
100、102、104、106、108、200：像素结构
110：数据线
120：扫描线
130：主动元件
132：栅极
134：通道层
136：漏极
138：源极
140：像素电极
142、144：主干部
146：分支部组
146a：分支部
148：边线部
150、250：开口
152：配向狭缝
160：金属线
162：第一部分
164：第二部分
164’：金属线段
170：接触窗
410：第一基板
412：像素阵列层
420：第二基板
422：电极层
430：液晶材料
450：液晶显示面板
D1、D2、D3、D4：方向
L1、L2、L3：长度
P1、P2：最短距离
R：区域
W1：最小宽度
W2：宽度
θ：夹角
具体实施方式
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，并配合所附图式作详细说明如下。
图1至图5分别为依照本发明的第一实施例的一种像素结构的上视示意图。
请参照图1，本发明的像素结构100包括数据线110、扫描线120、至少一主动元件130、像素电极140、金属线160以及接触窗170。
数据线110与扫描线120的延伸方向不相同，较佳的是数据线110的延伸方向与扫描线120的延伸方向垂直。此外，数据线110与扫描线120是位于不相同的膜层，且两者之间夹有绝缘层(未绘示)。数据线110与扫描线120主要用来传递驱动此像素结构100的驱动信号。数据线110与扫描线120一般是使用金属材料。然而，本发明不限于此。根据其他实施例，数据线110与扫描线120也可以使用其他导电材料例如是包括合金、金属材料的氧化物、金属材料的氮化物、金属材料的氮氧化物或是金属材料与其它导电材料的堆叠层。
主动元件130与数据线110以及扫描线120电性连接。在此，主动元件130例如是薄膜晶体管，其包括栅极132、通道层134、漏极136以及源极138。栅极132与扫描线120电性连接，源极138与数据线110电性连接。换言之，当有控制信号输入扫描线120时，扫描线120与栅极132之间会电性导通；当有控制信号输入数据线110时，数据线110会与源极138电性导通。通道层134位于栅极132的上方并且位于源极138与漏极136的下方。本实施例的主动元件130是以底部栅极型薄膜晶体管为例来说明，但本发明不限于此。在其他实施例中，主动元件130也可以是顶部栅极型薄膜晶体管。再者，在主动元件130的栅极132上还覆盖有绝缘层(未绘示)，其又可称为栅极绝缘层。另外，在主动元件130上可还覆盖有另一绝缘层(未绘示)，其又可称为保护层。这些绝缘层的材料例如是包括无机材料、有机材料或上述的组合。无机材料例如是包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或上述至少二种材料的堆叠层。
像素电极140与主动元件130电性连接。在本实施例中，像素电极140包括主干部142、主干部144以及多个分支部组146。
主干部142的延伸方向实质上平行于数据线110的延伸方向，而主干部144的延伸方向实质上平行于扫描线120的延伸方向。因此，较佳的是主干部142与主干部144彼此垂直设置。
各分支部组146与主干部142以及主干部144连接，且各分支部组146可包括多个延伸方向彼此平行的分支部146a。举例来说，在一实施例中，像素电极140具有四组分支部组146分别沿方向D1、D2、D3以及D4延伸。再者，分支部146a从主干部142或主干部144往四个方向D1、D2、D3以及D4向外延伸，其中分支部146a与主干部142或主干部144之间的夹角θ不等于90度。在分支部146a之间的空隙又称为配向狭缝152。
在本实施例中，像素电极140还包括多个边线部148，其配置在像素电极140的分支部组146的末端。边线部148可配置在像素电极140的边线的分支部组146的末端、部分边线的分支部组146的末端或整个边线的分支部组146的末端，但本发明不限制一定要使用边线部148。换言之，在其他实施例中，像素电极140亦可以省略边线部148的设计。
特别是，在本发明中，邻接扫描线120与数据线110的像素电极140的边缘处具有开口150。在图1的实施例中，开口150是邻接扫描线120与数据线110设置，且开口150例如是开放式开口。但本发明不限于此，根据其他实施例，开口150可以是邻接扫描线120与数据线110至少其中之一设置，例如开口150可以是邻接数据线110设置，或者开口150亦可以是邻接扫描线120设置。
金属线160位于像素电极140的下方，其中延伸至像素电极140的边缘处(即，邻接扫描线120与数据线110至少其中之一的像素电极140的边缘处)的金属线160被开口150裸露出来。详言之，金属线160包括第一部分162以及第二部分164，且第一部分162以及第二部分164彼此垂直。第一部分162对应设置在像素电极140的主干部142的下方。第二部分164对应设置于像素电极140的开口150处，因此第二部分164被开口150裸露出来。
值得一提的是，像素电极140的开口150的边缘与金属线164之间的最短距离P1为大于或是等于3微米且小于10微米，较佳的是最短距离P1为大于或是等于5微米且小于10微米。若最短距离P1过短，则仍会发生暗线的问题。若最短距离P1过长，则发光面积变小会造成开口率较差的问题。因此，适当的最短距离P1可避免在像素电极140的边缘处产生暗线且可提高透光度，进而改善显示品质。
此外，在一实施例中，金属线160例如是与主动元件130的漏极136电性连接。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，金属线160亦可以是与电容电极或是其他元件电性连接。
接触窗170位于像素电极140的主干部142与主干部144的交界处，以电性连接金属线160以及像素电极140。再者，在一实施例中，金属线160电性连接主动元件130的漏极136以及像素电极140。因此，像素电极140与主动元件130电性连接。详言之，像素电极140可通过接触窗170与主动元件130的漏极136电性连接。
图2至图5分别为依照本发明的第一实施例的像素结构的上视示意图。图2至图5的实施例与上述图1的实施例相似，因此相同的元件以相同的符号表示，且不再重复说明。
请参照图2，图2的实施例与上述图1的实施例不相同之处在于，像素电极140的边线部148在邻近开口150与数据线110之处还延伸了一段长度L1，因而使得开口150(开放式开口)的形状与图1的开口150的形状不相同。
请参照图3，图3的实施例与上述图1的实施例不相同之处在于，像素电极140的开口150的面积较小，且像素电极140的边线部148在邻近开口150与扫描线120之处还延伸了一段长度L2且连接分支部组146，而像素电极140在开口150之处缺少部分边线部148与部分分支部组146（即，位于主干部142两边的像素电极不对称），因而使得开口150(开放式开口)的形状与图1的开口150的形状不相同。
请参照图4，图4的实施例与上述图1的实施例不相同之处在于，像素电极140的开口150的面积较小，且像素电极140的边线部148在邻近开口150与扫描线120之处还延伸了一段长度L2且连接分支部组146，而像素电极140在开口150之处缺少部分边线部148与部分分支部组146（即，位于主干部142两边的像素电极不对称），且像素电极140的边线部148在邻近开口150与数据线110之处还延伸了一段长度L1，因而使得开口150(开放式开口)的形状与图1的开口150的形状不相同。
请参照图5，图5的实施例与上述图1的实施例不相同之处在于，在金属线162的正上方局部地覆盖了像素电极140，像素电极140的开口150的面积较小，且像素电极140的边线部148在邻近开口150与扫描线120之处还延伸了一段长度L2且连接分支部组146，而像素电极140在开口150之处缺少部分边线部148与部分分支部组146（即，位于主干部142两边的像素电极不对称），因而使得开口150(开放式开口)的形状与图1的开口150的形状不相同。
值得一提的是，在图2至图5的实施例中，像素电极140的开口150的边缘与金属线164之间的最短距离P1为大于或是等于3微米且小于10微米，较佳的是最短距离P1为大于或是等于5微米且小于10微米。若最短距离P1过短，则仍会发生暗线的问题。若最短距离P1过长，则发光面积变小会造成开口率较差的问题。因此，适当的最短距离P1可避免在像素电极140的边缘处产生暗线且可提高透光度，进而改善显示品质。
虽然本发明的图1至图5的实施例揭示几种像素电极140的边缘处的开放式开口150的例示性形状，但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，开放式开口150也可以是其他不同的形状，只要可以将延伸至像素电极140的边缘处(即，邻接扫描线120与数据线110至少其中之一的像素电极140的边缘处)的金属线160裸露出来且具有适当的最短距离P1即可。
图6为依照本发明的第二实施例的一种像素结构200的上视示意图，而图7为图6的区域R的放大示意图。请参照图6与图7，此实施例与上述图1的实施例相似，因此相同的元件以相同的符号表示，且不再重复说明。图6的实施例与上述图1的实施例不相同之处在于，邻接扫描线120的像素电极140的边缘处的开口250为封闭式开口，且金属线160的第一部分162与第二部分164彼此平行，其中部分第二部分164(即，金属线段164’)被开口250裸露出来。但本发明不限于此，根据其他实施例，开口250可以是邻接扫描线120与数据线110至少其中之一设置，例如开口250可以是邻接数据线110设置，或者开口250亦可以是邻接扫描线120与数据线110设置。值得一提的是，如图7所示，开口250的最小宽度W1大于金属线160的宽度W2，且开口250裸露出的金属线段164’的长度L3为至少3微米且小于10微米，较佳的是至少5微米且小于10微米。被开口250裸露出的金属线段164’的边缘与开口250之间的最短距离P2至少大于2微米。若最小宽度W1、长度L3或最短距离P2过短，则仍会发生暗线的问题。若最小宽度W1、长度L3或最短距离P2过长，则发光面积变小会造成开口率较差的问题。因此，适当的最小宽度W1、长度L3及最短距离P2可避免在像素电极140的边缘处产生暗线且可提高透光度，进而改善显示品质。
虽然本发明的图6及图7的实施例揭示像素电极140的边缘处的封闭式开口250的例示性形状，但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，封闭式开口250也可以是其他不同的形状，只要可以将延伸至像素电极140的边缘处(即，邻接扫描线120与数据线110至少其中之一的像素电极140的边缘处)的金属线160裸露出来，且具有适当的最短距离P2、最小宽度W1及长度L3即可。
图8为依照本发明的一实施例的一种液晶显示面板的剖面示意图。液晶显示面板450包括第一基板410、第二基板420以及位于第一基板410与第二基板420之间的液晶材料430。
第一基板410的材质可为玻璃、石英、有机聚合物或是金属等等。第一基板100上包括配置有像素阵列层412，所述像素阵列层412是由多个像素结构所构成，每一像素结构的设计如上述的图1至图6中任一个所示。
第二基板420位于第一基板410的对向。第二基板420的材质可为玻璃、石英或有机聚合物等等。第二基板420上包括配置有电极层422。电极层422为透明导电层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或者是铟锌氧化物。电极层422是全面地覆盖于第二基板420上。另外，根据本发明的一实施例，电极层422上并未设置有配向图案(例如配向凸起或配向狭缝)。此外，根据本发明的另一实施例，第二基板420上可还包括设置有彩色滤光阵列层(未绘示)，其包括红、绿、蓝色滤光图案。另外，第二基板420上可还包括设置遮光图案层(未绘示)，其又可称为黑矩阵，其设置于彩色滤光阵列层的图案之间。
液晶材料430包括液晶分子(未绘示)。由于本发明的液晶显示面板450为使用PSA技术的液晶显示面板，因此在液晶材料430中除了液晶分子之外，还包括单体化合物(未绘示)。换言之，在此液晶显示面板450尚未进行单体化合物的熟化程序(curing process)时，液晶材料430中包含有液晶分子以及单体化合物。当此液晶显示面板450进行单体化合物的熟化程序时，单体化合物会进行聚合反应而于像素阵列层412以及电极层422的表面上形成聚合物薄膜。因此，当此液晶显示面板450进行单体化合物的熟化程序之后，液晶材料430主要为液晶分子。
此外，值得一提的是，由于本发明的像素结构(如图1至图6所示)在邻接扫描线120与数据线110至少其中之一的边缘处具有开口(开放式开口150或封闭式开口250)，因此对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料430会往像素结构的中央倾倒。当完成PSA技术的熟化程序之后，便可以对液晶材料430中的液晶分子达到预定的配向效果。如此一来，本发明的像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板的透光度较高且不易发生暗线问题，进而具有良好的显示品质。
综上所述，在本发明的像素结构及具有此像素结构的液晶显示面板中，邻接扫描线与数据线至少其中之一的像素电极的边缘处具有开口(可为开放式开口或封闭式开口)，且延伸至像素电极的边缘处的金属线被开口裸露出来。因此，可避免对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料往像素结构的边缘倾倒。换言之，在本发明中，对应设置在每一像素结构的开口处的液晶材料往像素结构的中央倾倒，使得像素结构的透光度较高且不易发生暗线问题，进而具有良好的显示品质。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (17)
1.一种像素结构，其特征在于，包括：
一数据线以及一扫描线；
至少一主动元件，与该数据线以及该扫描线电性连接；
一像素电极，与该主动元件电性连接，且邻接该扫描线与该数据线至少其中之一的该像素电极的边缘处具有一开口；
一金属线，位于该像素电极的下方，其中该金属线延伸至该像素电极的该边缘处被该开口裸露出来，且该像素电极的该开口的边缘与该金属线之间的一最短距离为大于或是等于3微米。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该最短距离为大于或是等于5微米。
3.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该最短距离小于10微米。
4.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该像素电极包括：
一主干部；以及
多个分支部组，从该主干部往向外延伸，其中所述分支部组与该主干部之间的夹角不等于90度。
5.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，该金属线包括一第一部分以及一第二部分，该第一部分对应设置在该像素电极的该主干部的下方，且该第二部分对应设置于该像素电极的该开口处。
6.根据权利要求5所述的像素结构，其特征在于，该第一部分以及该第二部分彼此垂直，且该开口为一开放式开口。
7.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，该金属线电性连接该主动元件以及该像素电极。
8.根据权利要求7所述的像素结构，其特征在于，还包括一接触窗，位于该像素电极的该主干部之处，以电性连接该金属线以及该像素电极。
9.一种像素结构，其特征在于，包括：
一数据线以及一扫描线；
至少一主动元件，与该数据线以及该扫描线电性连接；
一像素电极，与该主动元件电性连接，且邻接该扫描线与该数据线至少其中之一的该像素电极的边缘处具有一封闭式开口；
一金属线，位于该像素电极的下方，其中该金属线延伸至该像素电极的该边缘处被该封闭式开口裸露出来，该开口的宽度大于该金属线的宽度，且该开口裸露出该金属线的长度为至少3微米。
10.根据权利要求9所述的像素结构，其特征在于，该金属线的边缘与该开口之间的距离至少大于2微米，且该开口裸露出该金属线的长度为至少5微米。
11.根据权利要求10所述的像素结构，其特征在于，该开口裸露出该金属线的长度为小于10微米。
12.根据权利要求9所述的像素结构，其特征在于，该像素电极包括：
一主干部；以及
多个分支部组，从该主干部往向外延伸，其中所述分支部组与该主干部之间的夹角不等于90度。
13.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，该金属线包括一第一部分以及一第二部分，该第一部分对应设置在该像素电极的该主干部的下方，且该第二部分对应设置于该像素电极的该开口处。
14.根据权利要求13所述的像素结构，其特征在于，该第一部分以及该第二部分彼此平行。
15.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，该金属线电性连接该主动元件以及该像素电极。
16.根据权利要求15所述的像素结构，其特征在于，还包括一接触窗，位于该像素电极的该主干部之处，以电性连接该金属线以及该像素电极。
17.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
一第一基板，其具有多个像素结构，每一像素结构如权利要求1或9所述；
一第二基板，位于该第一基板的对向；以及
一液晶材料，位于该第一基板以及该第二基板之间，其中对应设置在每一像素结构的该开口处的该液晶材料往该像素结构的中央倾倒。
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