CN103984158B - 显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示面板，包括一像素阵列、一遮光图案以及多个间隔物。像素阵列包括多个次像素。遮光图案具有第一边缘与一第二边缘，第一边缘与第二边缘分别与两相邻的次像素列邻设，且第一边缘与第二边缘之间具有一宽度H。间隔物在垂直投影方向上与遮光图案重叠，各间隔物具有一间隔物直径D，各间隔物具有一第一侧面对第一边缘以及一第二侧面对第二边缘，第一侧与第一边缘具有一第一距离A”，第二侧与第二边缘具有一第二距离B”，且宽度H、间隔物直径D、第一距离A”以及第二距离B”满足下列关系：B”>0；A”≧0；B”>A”；以及2D≦H≦3D。本发明的显示面板利用间隔物偏移设计，可以在不增加遮光图案而影响开口的前提下，降低黑画面的暗态亮度并提升对比度。

Description

显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示面板，尤指一种具有高对比度的显示面板。

背景技术

液晶显示面板由于具有轻薄短小与节能等优点，已被广泛地应用在各式电子产品，如智能手机(smart phone)、笔记型电脑(notebook computer)、平板电脑(tablet PC)与电视(TV)等。一般而言，液晶显示面板主要包括一第一基板例如阵列基板、一第二基板例如对向基板以及一液晶层设置于第一基板与第二基板之间。此外，液晶显示面板更进一步包括主间隔物(main spacer)设置于第一基板与第二基板之间，用以维持固定的液晶间隙。由于主间隔物先制作于第一基板与第二基板的其中一个上，并在第一基板与第二基板组装后会与第一基板与第二基板的其中另一个接触，以发挥维持固定液晶间隙的功用。然而在组装过程中，第一基板与第二基板的相对位置常会因为工艺误差或其它不可预期的因素而产生偏移，使得主间隔物的位置也会产生偏移。主间隔物的偏移会导致漏光并导致液晶显示面板的对比度偏低与暗态亮度偏亮，特别是对于高解析度显示面板而言，主间隔物的偏移对于对比度与暗态亮度的影响更大。

发明内容

本发明的目的的一在于提供一种具有高对比度与低暗态亮度的显示面板。

本发明的一实施例提供一种显示面板，包括一像素阵列、一遮光图案以及多个间隔物。像素阵列包括多个次像素，其中次像素实质上沿一第一方向排列成多条次像素列，且次像素实质上沿一第二方向排列成多条次像素行。遮光图案设置于任两相邻的次像素列之间，其中遮光图案具有一第一边缘与一第二边缘，第一边缘与第二边缘分别与两相邻的次像素列邻设，且在第二方向上，第一边缘与第二边缘之间具有一宽度H。间隔物设置于两相邻的次像素列之间，且间隔物在一垂直投影方向上与遮光图案重叠，其中在第二方向上，各间隔物具有一间隔物直径D，各间隔物具有一第一侧面对第一边缘以及一第二侧面对第二边缘，第一侧与第一边缘之间具有一第一距离A”，第二侧与第二边缘之间具有一第二距离B”，且宽度H、间隔物直径D、第一距离A”以及第二距离B”满足下列关系：

B”>0；

A”≧0；

B”>A”；以及

2D≦H≦3D。

本发明的显示面板利用间隔物偏移设计，可以在不增加遮光图案而影响开口的前提下，降低黑画面的暗态亮度并提升对比度。

附图说明

图1绘示了本发明的第一实施例的显示面板的示意图。

图2绘示了图1的显示面板的局部放大示意图。

图3为本实施例的显示面板的剖面示意图。

图4绘示了本实施例的显示面板进行摩擦配向工艺时的俯视示意图。

图5绘示了本实施例的显示面板进行摩擦配向工艺时的剖面示意图。

图6绘示了本发明的第二实施例的显示面板的示意图。

图7绘示了图6的显示面板的局部放大示意图。

图8为本实施例的显示面板的剖面示意图。

图9绘示了本发明的第二实施例的变化实施例的显示面板的局部放大示意图。

图10为本实施例的显示面板的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 显示面板

10 第一基板

20 第二基板

AR 像素阵列

22 遮光图案

24 间隔物

SP 次像素

D1 第一方向

D2 第二方向

12 次像素列

14 次像素行

Lx 长轴

G 绿色次像素

B 蓝色次像素

R 红色次像素

14G 绿色次像素行

14B 蓝色次像素行

14R 红色次像素行

Z 垂直投影方向

221 第一边缘

222 第二边缘

H 宽度

CF 彩色滤光图案

26 平坦层

241 第一侧

242 第二侧

28 配向膜

D 间隔物直径

50 滚轮

52 毛刷

t1 第一时间点

t2 第二时间点

t3 第三时间点

X 摩刷方向

28A 强配向区

28B 弱配向区

A” 第一距离

B” 第二距离

2 显示面板

L 间距

C 中心基准线

P1 第一位置

P2 第二位置

S 偏移量

E 侧边

O1 第一重叠长度

O2 第二重叠长度

3 显示面板

具体实施方式

为使熟悉本发明本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图1。图1绘示了本发明的第一实施例的显示面板的示意图，图2绘示了图1的显示面板的局部放大示意图，且图3为本实施例的显示面板的剖面示意图，其中为了彰显本实施例的显示面板的特色，部分元件未绘示于所有图示中。如图1至图3所示，本实施例的显示面板1可包括第一基板10、第二基板20、像素阵列AR、遮光图案22以及多个间隔物24。第一基板10与第二基板20面对设置，且第一基板10与第二基板20可分别为透明基板例如玻璃基板、石英基板、塑胶基板或其它适合的硬质基板或可挠式基板。此外，第一基板10与第二基板20之间设置显示介质层30。本实施例的显示面板1以液晶显示面板为例，因此显示介质层30为液晶层。液晶显示面板可为平面电场驱动型液晶显示面板例如边缘电场型(fringe field switching,FFS)液晶显示面板或平面切换型(in-plane switching,IPS)液晶显示面板，但不以此为限；液晶显示面板也可为其它类型的液晶显示面板例如垂直电场驱动型液晶显示面板，或是其它类型的显示面板例如电激发光显示面板。像素阵列AR设置于第一基板10上，且像素阵列AR包括多个次像素SP，其中次像素SP实质上沿第一方向D1排列成多条次像素列12，次像素SP实质上沿第二方向D2排列成多条次像素行14。在本实施例中，第一方向D1与第二方向D2实质上彼此垂直，例如第一方向D1为图1的水平方向，第二方向D2为图1的垂直方向，但不以此为限。在本实施例中，各次像素SP实质上为长方形次像素，其具有长轴Lx，且所有的次像素SP的长轴Lx朝向同一个方向例如第二方向D2排列，但不以此为限。次像素SP的长轴Lx也可以朝向不同的方向排列，例如在变化实施例中，位于奇数列的次像素列12的次像素SP的长轴Lx与位于偶数列的次像素列12的次像素SP的长轴Lx以不平行方式设置，藉此可提供较佳的广视角显示效果。

此外，各次像素SP可进一步包括开关元件例如薄膜晶体管元件、存储电容元件、电极元件例如像素电极及/或共通电极等用以提供显示功能的元件。第一基板10上可布设各种类型的信号线例如栅极线、数据线与共通线，用以提供次像素SP所需的驱动信号。在本实施例中，次像素SP可包括用以显示不同颜色的次像素例如绿色次像素G、蓝色次像素B与红色次像素R，且绿色次像素G、蓝色次像素B与红色次像素R可沿第一方向D1上交替重复排列，也就是说，次像素行14可包括多条绿色次像素行14G、多条蓝色次像素行14B以及多条红色次像素行14R彼此交替设置，但不以此为限。

由垂直投影方向Z观察，遮光图案22设置于任两相邻的次像素列12之间，也就是说，遮光图案22沿第一方向D1延伸。遮光图案22具有第一边缘221与第二边缘222，且第一边缘221与第二边缘222分别与在第二方向D2上两相邻的次像素列12邻设。此外，遮光图案22更可进一步设置于任两相邻的次像素行14之间，也就是说，遮光图案22可进一步沿第二方向D2延伸，而构成网格状遮光图案。在第二方向D2上，第一边缘221与第二边缘222之间具有一宽度H，此宽度H等于第一边缘221至第二边缘222的距离。在本实施例中，遮光图案22设置于第二基板20上，且遮光图案22可为例如黑色矩阵图案，其材料可为有机材料例如黑色光致抗蚀剂材料或无机材料例如金属。在其它变化实施例中，遮光图案22亦可设置于第一基板10上，且其材料可为有机材料例如黑色光致抗蚀剂材料或无机材料例如金属。本实施例的显示面板1更可进一步选择性地包括彩色滤光图案CF、平坦层26以及配向膜28等膜层，设置于第二基板20上。在本实施例中，间隔物24可为主间隔物(main spacer)或副间隔物(sub spacer)。主间隔物的定义是指在显示面板1处于正常状况下，其同时与第一基板10及第二基板20接触，或是同时与第一基板10上的膜层与第二基板20上的膜层接触，以使得第一基板10与第二基板20之间可维持固定的间隙。副间隔物的定义是指在显示面板1处于正常状况(未产生形变或受到外力按压的状况)下，其未与第一基板10接触或第一基板10上的膜层接触，但在受到外力按压的状况下，副间隔物可以和第一基板10接触或第一基板10上的膜层接触，藉此可以避免显示面板1产生过大的形变而受到损伤。一般而言，由于副间隔物的数目较主间隔物的数目为多，因此本实施例的间隔物24较佳为副间隔物，藉此对于显示面板1的暗态漏光的抑制较为显著，进而可有效提升对比度与降低黑画面的暗态亮度(亦即黑画面较黑)。间隔物24并不限定为副间隔物，举例而言，在一变化实施例中，间隔物24可以是主间隔物。在又一变化实施例中，主间隔物与副间隔物可混用，亦即一部分的间隔物24可为主间隔物，且另一部分的间隔物24可为副间隔物。另外，间隔物24所包含的主间隔物与副间隔物的数量比例、设置密度与位置可视需要加以调整，例如间隔物24可设置于任四个相邻的次像素SP之间，或仅设置于一部分的四个相邻的次像素SP之间。

由垂直投影方向Z观察，间隔物24设置于两相邻的次像素列12之间，且间隔物24在垂直投影方向Z上与遮光图案22重叠。在本实施例中，间隔物24设置于第二基板20上，但不以此为限。间隔物24实质上可为圆柱结构、圆锥结构或其它形状的结构，且在第二方向D2上，各间隔物24具有一间隔物直径D。在本实施例中，间隔物24设置于平坦层26以及配向膜28之间，亦即配向膜28设置于间隔物24之上并覆盖间隔物24以及平坦层26的表面，且间隔物直径D指在第二方向D2上的最大直径。举例而言，若间隔物24为圆柱结构或圆锥结构，则间隔物直径D可为间隔物24的底部直径。

请参考图4与图5，并一并参考图1至图3。图4绘示了本实施例的显示面板进行摩擦配向工艺时的俯视示意图，图5绘示了本实施例的显示面板进行摩擦配向工艺时的剖面示意图。如图4与图5所示，为了使配向膜28具有配向功能，将显示面板1沿摩擦方向(rubbing direction)X移动搭配设置有毛刷52的滚轮(roller)50对配向膜28进行配向。在摩擦配向工艺中，滚轮50会固定于显示面板1的一侧并在原地维持转动，例如顺时针转动，则毛刷52以顺时针60度角的方向设置在滚轮50上，而显示面板1则会沿摩擦方向X移动。如图5所示，在第一时间点t1，滚轮50的毛刷52会接触到配向膜28的表面，并于配向膜28的表面形成配向图案。在第二时间点t2，当间隔物24移动到滚轮50旁时，由于滚轮50是以顺时针转动，间隔物24会与毛刷52的转动角度形成死角，使得滚轮50的毛刷52无法完全接触到对应于间隔物24的第二侧242，因此无法对遮光图案22的第二边缘222的配向膜28进行完全配向，则会形成弱配向区28B。在第三时间点t3，当显示面板1继续朝向摩擦方向X移动到滚轮50对应于间隔物24的第一侧241时，由于滚轮50是以顺时针转动，因此滚轮50的毛刷52可以接触到对应间隔物24的第一侧241，因此对遮光图案22的第一边缘221的配向膜28进行完全配向，则会形成强配向区28A。

请再参考图1至图3，弱配向区28B的配向效果较强配向区28A的配向效果差，因此对应于弱配向区28B的显示介质例如液晶分子会因为配向效果不佳而产生漏光。因此，为了弱配向区28B的配向不足产生的漏光影响到显示效果，本实施例将间隔物24的位置朝向强配向区28A偏移，以使得弱配向区28B尽可能与遮光图案22在垂直投影方向Z上重叠，藉此可在不增加遮光图案22的面积的前提下利用遮光图案22遮蔽弱配向区28B的漏光。另一方面，由于强配向区28A具有良好的配向效果，因此即使强配向区28A偏移至显示区内而在垂直投影方向Z上未被遮光图案22部分或完全遮蔽，也不会产生漏光问题。只要间隔物24本身与遮光图案22在垂直投影方向Z上重叠，即不会影响到开口率。精确地说，在本实施例中，各间隔物24具有第一侧241面对第一边缘221，以及第二侧242面对第二边缘222。第一侧241与第一边缘221之间具有第一距离A”，第二侧242与第二边缘222之间具有第二距离B”，且宽度H、间隔物直径D、第一距离A”以及第二距离B”满足下列关系：

B”>0；

A”≧0；

B”>A”；以及

2D≦H≦3D。

在上述条件下，间隔物24沿第二方向D2偏移设置但未超出遮光图案22的范围，而弱配向区28B则会位于遮光图案22的范围内，藉此可以确保弱配向区28B所产生的漏光会被遮光图案22所遮蔽。经实证结果显示，相较于对照实施例的显示面板将间隔物以对称方式设计的作法(亦即间隔物是设置于四个相邻的次像素的对称中心)，本实施例的显示面板1利用间隔物24的偏移设计，可以有效将黑画面的暗态亮度降低约26％，且将对比度提升约17.8％。

本发明的显示面板并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它实施例的显示面板，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。

请参考图6至图8。图6绘示了本发明的第二实施例的显示面板的示意图，图7绘示了图6的显示面板的局部放大示意图，且图8为本实施例的显示面板的剖面示意图，其中为了彰显本实施例的显示面板的特色，部分元件未绘示于所有图示中。如图6至图8所示，在本实施例的显示面板2中，间隔物24在第一方向D1上可如第一实施例所公开的作法向强配向区28A的方向偏移设置，并满足上述关系。不同于第一实施例，本实施例的间隔物24在第二方向D2上也具有偏移设计。精确地说，本实施例的间隔物24设置于相邻的蓝色次像素行14B以及红色次像素行14R之间，间隔物24未设置于相邻的蓝色次像素行14B以及绿色次像素行14G之间，且间隔物24未设置于相邻的绿色次像素行14G以及红色次像素行14R之间，但不以此为限。此外，相邻的蓝色次像素行14B以及红色次像素行14R之间具有中心基准线C，其中在第一方向D1上，中心基准线C与相邻的蓝色次像素行14B的距离实质上等于中心基准线C与相邻的红色次像素行14R的距离，且相邻的蓝色次像素行14B与红色次像素行14R之间具有间距L。此外，中心基准线C上具有第一位置P1，在第一方向D1上，各间隔物24沿第一方向D1由第一位置P1向蓝色次像素行14B偏移至第二位置P2，其中第一位置P1与第二位置P2之间具有偏移量S，且偏移量S、间距L与间隔物直径D满足下列关系：S≧0.5(D-L)。另外，各次像素SP具有侧边E，实质上平行第一方向D1，各间隔物24设置于相对应的蓝色次像素行14B的两相邻的次像素SP(蓝色次像素B)的侧边E之间。在本实施例中，在第二方向D2上，各间隔物24与相对应的蓝色次像素行14B的次像素SP(蓝色次像素B)的侧边E部分重叠并具有第一重叠长度O1；各间隔物24也设置于相对应的红色次像素行14R的两相邻的次像素SP(红色次像素R)的侧边E之间，且在第二方向D2上，各间隔物24与相对应的红色次像素行14R的次像素SP(红色次像素R)的侧边E部分重叠并具有第二重叠长度O2，且第一重叠长度O1大于第二重叠长度O2。也就是说，间隔物24由中心基准线C上的第一位置P1朝向蓝色次像素行14B的方向偏移至第二位置P2，但间隔物24在第二方向D2上仍分别与蓝色次像素B与红色次像素R部分重叠。

由于间隔物24由中心基准线C上的第一位置P1朝向蓝色次像素行14B的方向偏移至第二位置P2，因此弱配向区28B也会向蓝色次像素B偏移而使得蓝色次像素B的漏光会多于红色次像素R。也就是说，在不增加遮光图案22的面积的前提下，本实施例将弱配向区28B设置于偏向蓝色次像素B且远离红色次像素R的位置，藉此使得较多的漏光位于蓝色次像素B内。一般而言，红光的亮度会大于蓝光，因此于蓝色次像素B的漏光相较于红色次像素R的漏光较不明显，故可以降低黑画面的暗态亮度。在本实施例中，间隔物24可仅为副间隔物、或仅为主间隔物，或主间隔物与副间隔物混用。

请参考图9与图10。图9绘示了本发明的第二实施例的变化实施例的显示面板的局部放大示意图，且图10为本实施例的显示面板的剖面示意图。如图9与图10所示，在本变化实施例的显示面板3中，各间隔物24沿第一方向D1由中心基准线C的第一位置P1向蓝色次像素行14B偏移至第二位置P2，其中第一位置P1与第二位置P2之间具有偏移量S，且偏移量S、间距L与间隔物直径D满足下列关系：S≧0.5(D-L)。不同于第二实施例的处在于，在第二方向D2上，各间隔物24与相对应的蓝色次像素行14B的次像素SP(蓝色次像素B)的侧边E部分重叠，但各间隔物24与相对应的红色次像素行14R的次像素SP(红色次像素R)的侧边E未重叠。在本实施例中，间隔物24可仅为副间隔物、或仅为主间隔物，或主间隔物与副间隔物混用。

综上所述，本发明的显示面板利用间隔物偏移设计，可以在不增加遮光图案而影响开口的前提下，使弱配向区的位置与遮光图案重叠以遮蔽漏光，以降低黑画面的暗态亮度并提升对比度，或者将弱配向区朝向具有特定颜色的次像素(例如蓝色次像素)偏移，以降低黑画面的暗态亮度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种显示面板，包括：

一像素阵列，包括多个次像素，其中所述多个次像素实质上沿一第一方向排列成多条次像素列，所述多个次像素实质上沿一第二方向排列成多条次像素行；

一遮光图案，设置于任两相邻的所述多个次像素列之间，其中该遮光图案具有一第一边缘与一第二边缘，该第一边缘与该第二边缘分别与两相邻的所述多个次像素列相邻设置，且在该第二方向上，该第一边缘与该第二边缘之间具有一宽度H；以及

多个间隔物，设置于两相邻的所述多个次像素列之间，且所述多个间隔物在一垂直投影方向上与该遮光图案重叠，其中在该第二方向上，各该间隔物具有一间隔物直径D，各该间隔物具有一第一侧面对该第一边缘以及一第二侧面对该第二边缘，该第一侧与该第一边缘之间具有一第一距离A”，该第二侧与该第二边缘之间具有一第二距离B”，且该宽度H、该间隔物直径D、该第一距离A”以及该第二距离B”满足下列关系：

B”>0；

A”≧0；

B”>A”；以及

2D≦H≦3D。

2.如权利要求1所述的显示面板，其中各该间隔物具有一圆柱结构。

3.如权利要求1所述的显示面板，另包括一配向膜设置于各该间隔物之上，其中对应于各该间隔物的该第一侧与该遮光图案的该第一边缘的该配向膜为一强配向区，且对应于各该间隔物的该第二侧与该遮光图案的该第二边缘的该配向膜为一弱配向区。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中所述多个次像素行包括多条绿色次像素行、多条蓝色次像素行以及多条红色次像素行彼此交替设置。

5.如权利要求4所述的显示面板，其中相邻的该蓝色次像素行以及该红色次像素行之间具有一中心基准线，在该第一方向上，该中心基准线与相邻的该蓝色次像素行的距离实质上等于该中心基准线与相邻的该红色次像素行的距离，且相邻的该蓝色次像素行与该红色次像素行之间具有一间距L。

6.如权利要求5所述的显示面板，其中该中心基准线上具有一第一位置，在该第一方向上，各该间隔物沿该第一方向由该第一位置向该蓝色次像素行偏移设至一第二位置，该第一位置与该第二位置之间具有一偏移量S，且该偏移量S、该间距L与该间隔物直径D满足下列关系：S≧0.5(D-L)。

7.如权利要求6所述的显示面板，其中各该次像素具有一侧边，实质上平行该第一方向，各该间隔物设置于相对应的该蓝色次像素行的两相邻的所述多个次像素的所述多个侧边之间，在该第二方向上，各该间隔物与相对应的该蓝色次像素行的该次像素的该侧边部分重叠并具有一第一重叠长度。

8.如权利要求7所述的显示面板，其中各该间隔物设置于相对应的该红色次像素行的两相邻的所述多个次像素的所述多个侧边之间，在该第二方向上，各该间隔物与相对应的该红色次像素行的该次像素的该侧边部分重叠并具有一第二重叠长度，且该第一重叠长度大于该第二重叠长度。

9.如权利要求6所述的显示面板，其中在该第二方向上，各该间隔物与相对应的该红色次像素行的该次像素的该侧边未重叠。

10.如权利要求6所述的显示面板，其中所述多个间隔物设置于相邻的该蓝色次像素行以及该红色次像素行之间。

11.如权利要求10所述的显示面板，其中所述多个间隔物未设置于相邻的该蓝色次像素行以及该绿色次像素行之间，且所述多个间隔物未设置于相邻的该绿色次像素行以及该红色次像素行之间。

12.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一方向与该第二方向实质上互相垂直。