CN104656310A - 显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板及显示装置，其中显示面板包括一第一基板、一第二基板以及一液晶层。第一基板具有一第一透明导电层及一第一配向层，第一透明导电层具有一第一表面及至少一第一缺口，第一表面面向第二基板，第一配向层具有一第一部及一第二部，第一部设置于第一缺口内，第二部设置于第一表面上，且第一配向层的第一部的表面粗糙度大于第二部的表面粗糙度。第二基板与第一基板相对而设。液晶层夹设于第一基板与第二基板之间。本发明的显示面板及显示装置可避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题。

Description

显示面板及显示装置
技术领域
本发明关于一种显示面板及显示装置，特别关于一种应用PSA(Polymer SustainedAlignment，PSA)技术的显示面板及显示装置。
背景技术
随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如移动电话、可携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏幕等等。
目前液晶显示装置的制造业者在提升薄膜晶体管液晶显示装置(TFT LCD)的广视角技术(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)上，聚合物稳定配向(或称聚合物持续配向,PSA)是一种用以提升开口率与对比等光学性能的成熟及量产的技术。其中，PSA技术是在液晶层及或配向层中加入一光反应性单体(monomer)后通电，并进行紫外线曝光照射，使光反应性单体硬化产生高分子聚合物(polymer)后聚合于配向层上，并使硬化后聚合物依据薄膜晶体管基板及或彩色滤光基板上的一图案化透明导电层的图案进行排列，以通过高分子聚合物来达到使液晶具有多区域(multi-domain)配向的目的。
已知一种应用PSA的技术中，会在薄膜晶体管基板上或在彩色滤光基板上的透明导电层形成图案化的缺口，通过该缺口使显示面板像素电极被驱动而产生电场，并通过形成于透明导电层上的配向层，使液晶分子顺着原本预倾斜(pre-tilt)的方向转动，除了可加快液晶的反应速度之外，还可使显示面板达到多区域配向的目的。
然而，当显示面板的像素电极被驱动而产生电场时，由于透明导电层的缺口内没有透明导电层，故其电场较其他有透明导电层的区域来得弱，这个现象将造成缺口内对应的液晶分子会被四周的电场影响而无法有效控制其转动，使得液晶分子有转动不稳定的情况，除了会影响液晶的反应速度(response time)之外，还可能产生影像残影(image retention)的问题。
因此，如何提供一种显示面板及显示装置，可改善缺口处的液晶分子转动不稳定的情况，进而避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题，已成为重要课题之一。
发明内容
本发明的目的为提供一种显示面板及显示装置，可改善缺口处的液晶分子转动不稳定的情况，进而避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题。
本发明的技术方案是提供一种显示面板，包括一第一基板、一第二基板以及一液晶层。第一基板具有一第一透明导电层及一第一配向层，第一透明导电层具有一第一表面及至少一第一缺口，第一配向层具有一第一部及一第二部，第一部设置于第一缺口内，第二部设置于第一表面上，且第一配向层的第一部的表面粗糙度大于第二部的表面粗糙度。第二基板与第一基板相对而设。液晶层夹设于第一基板与第二基板之间。
本发明还提供一种显示装置，包括一显示面板，显示面板具有一第一基板、一第二基板及一液晶层，第一基板具有一第一透明导电层及一第一配向层，第一透明导电层具有一第一表面及至少一第一缺口，第一配向层具有一第一部及一第二部，第一部设置于第一缺口内，第二部设置于第一表面上，且第一配向层的第一部的表面粗糙度大于第二部的表面粗糙度，第二基板与第一基板相对而设，液晶层夹设于第一基板与第二基板之间。
在一实施例中，第一部的最大高度粗糙度大于第二部的最大高度粗糙度。
在一实施例中，第一部具有多个第一突起物，第二部具有多个第二突起物，这些第一突起物中的最大高度大于这些第二突起物中的最大高度。
在一实施例中，第一缺口截面的最大宽度大于等于5微米、小于等于30微米。
在一实施例中，第二基板具有一第二透明导电层，第二透明导电层具有多个间隔设置的子透明导电部，各子透明导电部与这些第一缺口的至少其中之一对应设置。
在一实施例中，两相邻的这些子透明导电部之间具有一第二缺口，第二透明导电层还具有面向第一表面的一第二表面，第二基板还具有一第二配向层，第二配向层具有一第三部及一第四部，第三部设置于这些第二缺口内，第四部设置于第二表面上，第二配向层的第三部的表面粗糙度大于第四部的表面粗糙度。
承上所述，因本发明的显示面板及显示装置中，当显示面板被驱动而产生电场时，通过聚合于第一配向层与第二配向层的高分子聚合物，可使液晶分子顺着原本预倾斜的方向转动，除了可加快液晶的反应速度之外，还可使显示面板及显示装置达到多区域配向的目的。另外，由于第一配向层的第一部设置于第一透明导电的第一缺口内，而第二部设置于第一透明导电的第一表面上，且第一配向层的第一部的表面粗糙度大于第二部的表面粗糙度，借此，可通过第一部较粗糙或较大颗的突起物，使第一部对应区域内的液晶分子较稳定而不受缺口四周的电场影响。因此，本发明的显示面板及显示装置可避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题。
附图说明
图1A为本发明较佳实施例的一种显示面板的俯视示意图。
图1B为图1A的显示面板中，沿直线A-A的剖视示意图。
图2A为最大高度粗糙度的示意图。
图2B为第一缺口边界的两侧的基准长度示意图。
图2C为本发明一实施例的第一配向层的部分第一部与第二部的SEM示意图。
图3为图1B的显示面板的局部剖视示意图。
图4为本发明较佳实施例的一种显示装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的显示面板及显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
本发明的显示面板可为一平面切换(in-plane switch，IPS)式液晶显示面板、一边缘电场切换(fringe field switching，FFS)式液晶显示面板、一垂直配向模态(verticalalignment mode,VA mode)液晶显示面板、一光配向模态(photo alignment mode,PAmode)液晶显示面板或3D液晶显示面板，并不特别限定哪一型式的液晶显示面板。
请参照图1A及图1B所示，其中，图1A为本发明较佳实施例的一种显示面板1的俯视示意图，而图1B为图1A的显示面板1中沿直线A-A的剖视示意图。其中，为了清楚显示显示面板1的元件的相对关系，图1A只显示显示面板1的第一基板11的第一透明导电层111、第一缺口O1及第二基板12的第二透明导电层121的两个相邻子透明导电部1211，并且只显示二个第一缺口O1与二个子透明导电部1211。
显示面板1包括一第一基板11、一第二基板12以及一液晶层13。第一基板11与第二基板12相对而设，而液晶层13夹设于第一基板11与第二基板12之间。其中，第一基板11及第二基板12为透光材质所制成，并例如包含一玻璃基板、一石英基板或一塑料基板，并不限定。在本实施例中，第一基板11是以一彩色滤光基板，而第二基板12是以一薄膜晶体管基板为例。不过，在其他的实施态样中，彩色滤光基板上的黑色矩阵层(Black Matrix)可设置于薄膜晶体管基板上，使得第一基板11成为一BOA(BM on array)基板，或者可将滤光层设置于薄膜晶体管基板上，使第一基板11成为一COA(color filter on array)基板。于此，均不加以限制。
第一基板11具有一第一透明导电层111及一第一配向层112，第一配向层112设置于第一透明导电层111上。另外，第一基板11还具有一滤光层113及一黑色矩阵层BM。其中，滤光层113、第一透明导电层111及第一配向层112依序设置于一透光基板114上，且黑色矩阵层BM亦设置于透光基板114上。其中，滤光层113具有多个滤光部，两相邻滤光部之间具有一区段的黑色矩阵层BM。另外，黑色矩阵层BM为不透光材质，例如可为金属或树脂，金属例如可为铬、氧化铬或氮氧铬化合物。由于黑色矩阵层BM为不透光材质，因此于第一基板11上可形成不透光的区域，进而界定出可透光的区域。当光线穿过第一基板11的可透光区域时，可借由第一基板11的这些滤光部显示色彩。
第一透明导电层111具有一第一表面S1及至少一第一缺口O1，第一表面S1面向第二基板12。于此，第一透明导电层111是以具有多个第一缺口O1为例。其中，第一缺口O1截面的最大宽度可大于等于5微米(μm)，但小于等于30微米，而其截面形状例如可包含圆形、多边形或不规则形。于此，以圆形为例，且其直径例如为15μm。第一透明导电层111的材料例如可为铟锡氧化物(indium-tin oxide,ITO)、铟锌氧化物(indium-zinc oxide,IZO)、铝锌氧化物(aluminum-zinc oxide,AZO)、镓锌氧化物(GZO)或锌氧化物(zinc oxide,ZnO)，并不加以限定。另外，第一配向层112具有一第一部P1及一第二部P2，第一部P1设置于第一缺口O1内，而第二部P2设置于第一表面S1上。换言之，第一配向层112的第二部P2形成于第一透明导电层111面向第二基板12的表面(第一表面S1)上，而第一配向层112的第一部P1形成于这些第一缺口O1内。其中，第一配向层112的材料例如但不限于包含聚亚酰胺(polyimide,PI)。
第一配向层112的第一部P1的表面粗糙度大于第二部P2的表面粗糙度。其中，一般表示表面粗糙度的方式有三种：第一种为中心线平均粗糙度，第二种为最大高度粗糙度，第三种为十点平均粗糙度。以最大高度粗糙度为例，如图2A所示，最大高度粗糙度于断面曲线C上截取一段长度作为一基准长度L，由基准长度L内的断面曲线C的最高点与最低点分别画出与断面曲线C的平均线L1平行的两条直线L2、L3，这两条直线L2、L3之间的垂直距离D即为最大高度粗糙度。换言之，就是基准长度L内，沿着基准长度L的方向上，与基准长度L垂直的方向上量取断面曲线C的最高点与最低点之间的距离。因此，如图2B所示，于一实施例中，比较第一缺口O1边界的两侧(即第一部P1及第二部P2)长度各为L(即基准长度)的最大高度粗糙度。其中，L的最小值可例如为1μm，最大值可为第一缺口O1的截面宽度(例如15μm)。具体而言，本发明的第一配向层112的第一部P1的最大高度粗糙度大于第二部P2的最大高度粗糙度；或者也可为，第一配向层112的第一部P1的中心线平均粗糙度大于第二部P2的中心线平均粗糙度，或者为第一配向层112的第一部P1的十点平均粗糙度大于第二部P2的十点平均粗糙度，并不限制那一种表示方式。
另外，请参照图2C所示，其为本发明一实施例的第一配向层112的部分第一部P1与第二部P2的SEM示意图。
在本实施例中，第一部P1具有多个第一突起物R1，而第二部P2具有多个第二突起物R2，第一部P1的表面粗糙度大于第二部P2的表面粗糙度，而且这些第一突起物R1中的最大高度也大于这些第二突起物R2中的最大高度。具体而言，如图2C所示，第一部P1除了具有比第二部P2还要粗糙及还要大颗(高度较高)的突起物之外，而且第一部P1的这些第一突起物R1的平均高度也大于第二部P2的这些第二突起物R2的平均高度。本实施例所谓平均高度，是指于同一尺寸的区域内(例如直径最小值可为1μm，最大值可为第一缺口O1的截面宽度的圆形区域内)，突起物的高度例如大于0.05μm但小于2μm才列入计算。列入计算的这些突起物中，第一部P1的这些第一突起物R1中的最大高度大于第二部P2的这些第二突起物R2中的最大高度，而且第一部P1的这些第一突起物R1的平均高度也大于第二部P1的这些第二突起物R2的平均高度。
请再参照图1A及图1B所示，第二基板12具有一第二透明导电层121，第二透明导电层121具有多个间隔设置的子透明导电部1211，这些子透明导电部1211设置于一透光基板124面向第一基板11的表面上。其中，这些子透明导电部1211为二维阵列设置，并分别为显示面板1的一个次像素(sub-pixel)的像素电极，而且每一个子透明导电部1211与第一缺口O1的至少其中之一对应设置。在本实施例中，每一个子透明导电部1211与一个第一缺口O1对应设置。不过，在其他的实施态样中，每一个子透明导电部1211也可与多个第一缺口O1对应设置。其中，两相邻的这些子透明导电部1211之间具有一第二缺口O2。
第二基板12还具有一第二配向层122设置于第二透明导电层121上，而第二透明导电层121还具有面向第一表面S1的一第二表面S2。其中，第二配向层122具有一第三部P3及一第四部P4，第三部P3设置于这些第二缺口O2内，而第四部P4设置于第二表面S2上。其中，第二配向层122的第三部P3的表面粗糙度大于第四部P4的表面粗糙度，而且第三部P3具有多个第三突起物，而第四部P4具有多个第四突起物，且这些第三突起物中的最大高度也大于这些第四突起物中的最大高度。另外，表面粗糙度的说明可参照上述，不再说明。
此外，显示面板1还可包括一光反应单体材料(图未显示)，光反应单体可混合于液晶层13内，或混合于第一配向层112及第二配向层122内，或同时混合于液晶层13及第一配向层112与第二配向层122内，本发明并不加以限定。当将PSA技术应用于显示面板1时，可利用掩膜，并控制电场强度及照射于第一部P1区域与第二部P2区域的紫外线的时间及强度，使得光反应单体硬化，进而使聚合于第一配向层112的第一部P1及第二部P2的高分子聚合物具有不同粗糙度及不同平均高度的突起物，使第一部P1的表面粗糙度大于第二部P2的表面粗糙度。
请参照图3所示，其为图1B的显示面板1的局部剖视示意图。
在本实施例中，当显示面板1被驱动而产生电场时，通过聚合于第一配向层112与第二配向层122的高分子聚合物，可使液晶层13的液晶分子131顺着原本预倾斜的方向转动，除了可加快液晶的反应速度之外，还可使显示面板1达到多区域配向的目的。另外，由于第一配向层112的第一部P1的表面粗糙度大于第二部P2的表面粗糙度，借此，可通过第一部P1较粗糙或较大颗的突起物(即高分子聚合物)，使第一部P1对应区域内的液晶分子131较稳定而比较不受第一缺口O1四周的电场影响(较粗糙且较大颗的高分子聚合物能有效该区域对应的液晶分子稳定住，让液晶分子131不会乱转动)，因此，显示面板1可避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题。
另外，请参照图4所示，其为本发明较佳实施例的一种显示装置2的示意图。
显示装置2包括一显示面板3以及一背光模块4(Backlight Module)，显示面板3与背光模块4相对设置。其中，显示面板3包含上述的显示面板1，不再赘述。当背光模块4发出的光线E穿过显示面板3时，可通过显示面板3的各像素显示色彩而形成影像。
综上所述，因本发明的显示面板及显示装置中，当显示面板被驱动而产生电场时，通过聚合于第一配向层与第二配向层的高分子聚合物，可使液晶分子顺着原本预倾斜的方向转动，除了可加快液晶的反应速度之外，还可使显示面板及显示装置达到多区域配向的目的。另外，由于第一配向层的第一部设置于第一透明导电的第一缺口内，而第二部设置于第一透明导电的第一表面上，且第一配向层的第一部的表面粗糙度大于第二部的表面粗糙度，借此，可通过第一部较粗糙或较大颗的突起物，使第一部对应区域内的液晶分子较稳定而不受缺口四周的电场影响。因此，本发明的显示面板及显示装置可避免缺口处的液晶的反应速度变慢及产生影像残影的问题。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (12)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
一第一基板，具有一第一透明导电层及一第一配向层，该第一透明导电层具有一第一表面及至少一第一缺口，该第一配向层具有一第一部及一第二部，该第一部设置于该第一缺口内，该第二部设置于该第一表面上，且该第一配向层的该第一部的表面粗糙度大于该第二部的表面粗糙度；
一第二基板，与该第一基板相对而设；以及
一液晶层，夹设于该第一基板与该第二基板之间。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一部的最大高度粗糙度大于该第二部的最大高度粗糙度。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一部具有多个第一突起物，该第二部具有多个第二突起物，所述第一突起物中的最大高度大于所述第二突起物中的最大高度。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一缺口截面的最大宽度大于等于5微米、小于等于30微米。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第二基板具有一第二透明导电层，该第二透明导电层具有多个间隔设置的子透明导电部，各所述子透明导电部与所述第一缺口的至少其中之一对应设置。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，两相邻的所述子透明导电部之间具有一第二缺口，该第二透明导电层还具有面向该第一表面的一第二表面，该第二基板还具有一第二配向层，该第二配向层具有一第三部及一第四部，该第三部设置于所述第二缺口内，该第四部设置于该第二表面上，该第二配向层的该第三部的表面粗糙度大于该第四部的表面粗糙度。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板，该显示面板具有一第一基板、一第二基板及一液晶层，该第一基板具有一第一透明导电层及一第一配向层，该第一透明导电层具有一第一表面及至少一第一缺口，该第一配向层具有一第一部及一第二部，该第一部设置于该第一缺口内，该第二部设置于该第一表面上，且该第一配向层的该第一部的表面粗糙度大于该第二部的表面粗糙度，该第二基板与该第一基板相对而设，该液晶层夹设于该第一基板与该第二基板之间。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该第一部的最大高度粗糙度大于该第二部的最大高度粗糙度。
9.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该第一部具有多个第一突起物，该第二部具有多个第二突起物，所述第一突起物中的最大高度大于所述第二突起物中的最大高度。
10.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该第一缺口截面的最大宽度大于等于5微米、小于等于30微米。
11.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该第二基板具有一第二透明导电层，该第二透明导电层具有多个间隔设置的子透明导电部，各所述子透明导电部与所述第一缺口的至少其中之一对应设置。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，两相邻的所述子透明导电部之间具有一第二缺口，该第二透明导电层还具有面向该第一表面的一第二表面，该第二基板还具有一第二配向层，该第二配向层具有一第三部及一第四部，该第三部设置于所述第二缺口内，该第四部设置于该第二表面上，该第二配向层的该第三部的表面粗糙度大于该第四部的表面粗糙度。
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