CN106932978B - 像素结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素结构，其包括多个阵列排列的子像素，各子像素分别包括主动元件以及与主动元件电性连接的像素电极，各像素电极分别具有多个条状图案，且至少其中一个子像素中的至少部分条状图案的排列间隔大于其余子像素中的条状图案的排列间隔。

Description

像素结构
本申请为分案申请，其母案申请的申请号为201510096075.9，申请日为2015年3月4日，申请人为友达光电股份有限公司，发明名称为像素结构。
技术领域
本发明是有关于一种像素结构，且特别是有关于一种有助于改善侧视时色偏问题的像素结构。
背景技术
具有空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场主流。为了让液晶显示器有更好的显示品质，目前市面上已发展出了各种广视角的液晶显示器。然而，在这些广视角的液晶显示器中，部分的液晶显示器采用特殊的电极设计，导致其光穿透率(transmittance)会随视角改变而有所不同。意即，当使用者正视与侧视影像画面时，液晶显示器所显示出的亮度会有所不同，进而导致影像画面有色偏与色饱和度不足等现象。
为了改善上述问题，公知技术通过空间上的布局，将每一个子像素划分成两个区域，两个区域分别配置有一个像素电极。通过电压值的调变，使两个区域在同一时间呈现不同的亮度。利用两种亮度中和后所呈现出的中间亮度，让使用者不论是正视或侧视影像画面，都能够观看到亮度相近的影像画面。然而，由于各子像素中的两个像素电极之间需保持一间隔空隙以维持独立的电性，而间隔空隙所在之处因无法驱动液晶分子而会形成暗区，所以采用上述设计的像素结构容易因开口率不佳，而不适于应用在高解析度的显示器。
为了改善上述问题，现有技术在各子像素维持原单一区域(单一像素电极)的架构下提出以调变画面更新率(frame rate)的方式，将原本一个图框时间(frame time)切割成两个图框时间。通过电压值的调变，使不同图框时间中的两个相同的影像画面呈现不同的亮度，并使这两个亮度不同的影像画面依序呈现在人眼中，以利用视觉暂留原理，达到等效于上述空间分区的效果。上述改良虽可避免公知间隔空隙对于开口率的影响，但其改善侧视时色偏的效果仍有待加强。
随着显示装置的日益普及以及人民对于高解析度以及高色饱和度之影像画面的渴望，像素结构的开口率以及色偏问题必会被要求进一步地改善。是以，如何在理想的开口率的前提下，进一步改善侧视时的色偏问题，实为未来之趋势。
发明内容
本发明提供一种像素结构，其可在理想的开口率的前提下，改善侧视时的色偏问题。
为达到上述目的，本发明提供一种像素结构，包括多个阵列排列的子像素，各该子像素分别包括一主动元件以及一与该主动元件电性连接的像素电极，各该像素电极分别具有多个条状图案，且至少其中一个子像素中的至少部分条状图案的排列间隔大于其余子像素中的条状图案的排列间隔。
上述的像素结构，其中该些子像素包括：
一第一子像素，包括一第一主动元件以及一与该第一主动元件电性连接的第一像素电极，且该第一像素电极具有多个第一条状图案；
一第二子像素，包括一第二主动元件以及一与该第二主动元件电性连接的第二像素电极，且该第二像素电极具有多个第二条状图案；以及
一第三子像素，包括一第三主动元件以及一与该第三主动元件电性连接的第三像素电极，且该第三像素电极具有多个第三条状图案，其中各该第一条状图案的宽度、各该第二条状图案的宽度以及各该第三条状图案的宽度为L，该些第一条状图案的排列间隔、该些第二条状图案以及部分第三条状图案的排列间隔为S，而其余第三条状图案的排列间隔为S’，且1微米≤(S’-S)≤2.5微米。
上述的像素结构，其中L为4微米，而S为2微米，且S’介于3微米至4.5微米之间。
上述的像素结构，其中该第一像素电极更包括一第一主干部，该第二像素电极更包括一第二主干部，该第三像素电极更包括一第三主干部，其中该些第一条状图案与该第一主干部连接并从该第一主干部向外延伸，该些第二条状图案与该第二主干部连接并从该第二主干部向外延伸，而该些第三条状图案与该第三主干部连接并从该第三主干部向外延伸。
上述的像素结构，其中在该第三子像素中，排列间隔为S的部分第三条状图案所占据之面积为I，而排列间隔为S’的部分第三条状图案所占据之面积为I’，且I与I’满足下列条件：0.33≤[I’/(I+I’)]≤0.66。
上述的像素结构，其中该些子像素包括：
一第一子像素，包括一第一主动元件以及一与该第一主动元件电性连接的第一像素电极，且该第一像素电极具有多个第一条状图案；
一第二子像素，包括一第二主动元件以及一与该第二主动元件电性连接的第二像素电极，且该第二像素电极具有多个第二条状图案；以及
一第三子像素，包括一第三主动元件以及一与该第三主动元件电性连接的第三像素电极，且该第三像素电极具有多个第三条状图案，其中各该第一条状图案的宽度、各该第二条状图案的宽度以及各该第三条状图案的宽度为L，该些第一条状图案的排列间隔以及该些第二条状图案的排列间隔为S，而该些第三条状图案的排列间隔为S’，且1微米≤(S’-S)≤2.5微米。
上述的像素结构，其中L为4微米，而S为2微米，且S’介于3微米至4.5微米之间。
上述的像素结构，其中该第一像素电极更包括一第一主干部，该第二像素电极更包括一第二主干部，第三像素电极更包括一棱形图案以及一与该棱形图案连接的第三主干部，其中该些第一条状图案与该第一主干部连接并从该第一主干部向外延伸，该些第二条状图案与该第二主干部连接并从该第二主干部向外延伸，而该些第三条状图案与该第三主干部以及该菱形图案连接并从该第三主干部向外延伸。
上述的像素结构，其中在该第三子像素中，该棱形图案所占据之面积为II，而排列间隔为S’的第三条状图案所占据之面积为II’，且II与II’满足下列条件：0.50≤[II’/(II+II’)]≤0.90。
上述的像素结构，其中该第一子像素为红色子像素，该第二子像素为绿色子像素，而该第三子像素为蓝色子像素。
基于上述，本发明的像素结构通过增加至少部分条状图案的排列间隔，以通过提升至少部分子像素的光穿透率，来调变影像画面在侧视时的色调，从而有助于改善侧视时的色偏问题。由于调变排列间隔的设计有助于降低开口率的损失，因此，本发明的像素结构可在理想的开口率的前提下，改善侧视时的色偏问题。
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。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例的一种像素结构的俯视示意图；
图1B是沿图1A中剖线A-A’的剖面示意图；
图1C绘示比较例与本发明的第一实施例的像素结构在45度侧视时不同灰阶与其色座标偏移量的关系图；
图2A是依照本发明的第二实施例的一种像素结构的俯视示意图；
图2B绘示比较例与本发明的第二实施例的像素结构在45度侧视时不同灰阶与其色座标偏移量的关系图；
图3是依照本发明的第二实施例的另一种像素结构的俯视示意图。
其中，附图标记：
100、200、200A：像素结构 AA：显示域
AD：主动元件 AD1：第一主动元件
AD2：第二主动元件 AD3：第三主动元件
CE、CE’：共用电极 CH：通道层
DE：漏极 DL：数据线
GE：栅极 GI：栅绝缘层
IN：绝缘层 L：宽度
MP：主干部 MP1：第一主干部
MP2：第二主干部 MP3：第三主干部
MPa：第一延伸部 MPb：第二延伸部
O：开口 OP3：棱形图案
PE：像素电极 PE1：第一像素电极
PE2：第二像素电极 PE3、PE3’、PE3”：第三像素电极
PP：条状图案 PP1：第一条状图案
PP2：第二条状图案 PP3：第三条状图案
S、S’：排列间隔 SE：源极
SL：扫描线 SO：条状开口
SP：子像素 SP1：第一子像素
SP2：第二子像素 SP3：第三子像素
SUB：基板 A-A’：剖线
具体实施方式
图1A是依照本发明的第一实施例的一种像素结构的俯视示意图，其中图1A省略绘示部分膜层。图1B是沿图1A中剖线A-A’的剖面示意图。图1C绘示比较例与本发明的第一实施例的像素结构在45度侧视时不同灰阶与其色座标偏移量的关系图。请参照图1A及图1B，本实施例的像素结构100包括多个阵列排列的子像素SP。各子像素SP分别包括主动元件AD以及与主动元件AD电性连接的像素电极PE。各像素电极PE分别具有多个条状图案PP。
具体地，子像素SP包括第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3。第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3例如分别为红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素，但不限于此。第一子像素SP1包括第一主动元件AD1以及与第一主动元件AD1电性连接的第一像素电极PE1，且第一像素电极PE1具有多个第一条状图案PP1。第二子像素SP2包括第二主动元件AD2以及与第二主动元件AD2电性连接的第二像素电极PE2，且第二像素电极PE2具有多个第二条状图案PP2。第三子像素SP3包括第三主动元件AD3以及与第三主动元件AD3电性连接的第三像素电极PE3，且第三像素电极PE3具有多个第三条状图案PP3。
第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3分别配置在基板SUB上，且例如沿一方向交替地排列。基板SUB上可进一步配置有多条扫描线SL(图1A仅示意性绘示出一条扫描线SL)、多条数据线DL以及共用电极CE。扫描线SL以及数据线DL彼此交错，以定义出第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3的所在区域。此外，各第一子像素SP1、各第二子像素SP2以及各第三子像素SP3分别适于通过其中一扫描线SL以及其中一数据线DL驱动。
进一步而言，各主动元件AD(包括第一主动元件AD1、第二主动元件AD2以及第三主动元件AD3)适于分别与对应的扫描线SL以及数据线DL电性连接，且各主动元件AD分别包括栅极GE、栅绝缘层GI、通道层CH、源极SE以及漏极DE，其中栅极GE与扫描线SL连接，且源极SE与数据线DL连接。如图1B所示，第一主动元件AD1、第二主动元件AD2以及第三主动元件AD3(图1B仅绘示出第一主动元件AD1)例如为底栅极薄膜电晶体，其中栅极GE配置在基板SUB上，栅绝缘层GI覆盖栅极GE，通道层CH配置在栅绝缘层GI上且位于栅极GE的上方，源极SE以及漏极DE彼此结构上分离且分别由栅绝缘层GI延伸至通道层CH上。然而，第一主动元件AD1、第二主动元件AD2以及第三主动元件AD3的型态及种类可依设计需求改变，而不限于上述。
第一子像素SP1、第二子像素SP2以及第三子像素SP3可进一步包括绝缘层IN。绝缘层IN覆盖第一主动元件AD1、第二主动元件AD2以及第三主动元件AD3，且绝缘层IN适于提供第一像素电极PE1、第二像素电极PE2以及第三像素电极PE3一平坦的承载面。此外，绝缘层IN具有暴露出漏极DE的多个开口O，以利第一像素电极PE1、第二像素电极PE2以及第三像素电极PE3分别通过不同的开口O而与对应的漏极DE连接，从而使第一像素电极PE1与第一主动元件AD1电性连接，第二像素电极PE2与第二主动元件AD2电性连接，且第三像素电极PE3与第三主动元件AD3电性连接。
各像素电极PE(包括第一像素电极PE1、第二像素电极PE2以及第三像素电极PE3)可分别进一步包括主干部MP(包括第一主干部MP1、第二主干部MP2以及第三主干部MP3)，其中主干部MP将像素电极PE划分为多个显示域AA。如图1A所示，各主干部MP的形状例如包括十字形，且各主干部MP包括第一延伸部MPa以及第二延伸部MPb，其中第一延伸部MPa与第二延伸部MPb例如交错于像素电极PE的中心，且各主干部MP将像素电极PE划分出4个显示域AA。亦即，各像素电极PE为4显示域电极。
条状图案PP(包括第一条状图案PP1、第二条状图案PP2以及第三条状图案PP3)分别排列于显示域AA中，且排列于同一个显示域AA中的条状图案PP沿相同的方向排列。此外，条状图案PP例如分别由主干部MP倾斜地向外延伸。亦即，条状图案PP的延伸方向不平行且不垂直于第一延伸部MPa以及第二延伸部MPb。
另外，至少其中一个子像素SP中的至少部分条状图案PP的排列间隔大于其余子像素SP中的条状图案PP的排列间隔。具体地，本实施例通过增加部分条状图案PP的排列间隔，以通过提升对应的子像素SP的光穿透率，来提升所述子像素SP在侧视时的亮度。如此一来，可修正侧视时影像画面所呈现出来的色调，而有助于改善色偏问题。
如图1A所示，本实施例的各第一条状图案PP1的宽度、各第二条状图案PP2的宽度以及各第三条状图案PP3的宽度为L，第一条状图案PP1的排列间隔、第二条状图案PP2以及部分第三条状图案PP3的排列间隔为S，而其余第三条状图案PP3的排列间隔为S’，且1微米≤(S’-S)≤2.5微米。所述宽度是指条状图案PP的线宽，且排列间隔是指同一个显示域AA中的相邻两条状图案PP在排列方向上的距离。具体地，各像素电极PE(包括第一像素电极PE1、第二像素电极PE2以及第三像素电极PE3)包括多个条状开口SO。条状开口SO对应显示域AA设置。在各显示域AA中，各条状开口SO分别位于相邻两条状图案PP之间，且条状开口SO与位于相同显示域AA中的条状图案PP沿相同的方向排列。各条状开口SO在排列方向上的宽度即为排列间隔。
在本实施例中，宽度L例如为4微米，而排列间隔S例如为2微米，且排列间隔S’例如介于3微米至4.5微米之间。此外，在第三子像素SP3中，排列间隔为S的部分第三条状图案PP3所占据之面积为I，而排列间隔为S’的部分第三条状图案PP3所占据之面积为I’，且I与I’例如满足下列条件：
0.33≤[I’/(I+I’)]≤0.66。
通过增加部分第三条状图案PP3的排列间隔(亦即使排列间隔S’大于排列间隔S)，本实施例可提升蓝色子像素(即第三子像素SP3)在侧视时的光穿透率，从而可通过蓝光与黄光混合成白光而改善侧视时中高灰阶的影像画面偏黄的情形。如图1C的粗实线及粗虚线所示，相比于采用各子像素中的条状图案的排列间隔皆相同的比较例，本实施例的上述架构可明显地降低侧视时中高灰阶的dv’(dv’值越大，影像画面的色调越偏黄)。亦即，本实施例的上述设计可有效地改善侧视时中高灰阶的影像画面偏黄的情形。此外，本实施例在各子像素SP之像素电极PE的数量为一的架构下，通过增加部分条状图案PP的排列间隔的设计除了可避免公知因各子像素中的两个像素电极之间存在间隔空隙而造成开口率的损失之外，还可进一步提升至少部分子像素的开口率。因此，像素结构100可在理想的开口率的前提下，改善侧视时的色偏问题，且像素结构100适合应用于高解析度的显示装置。
图2A是依照本发明的第二实施例的一种像素结构的俯视示意图。图2B绘示比较例与本发明的第二实施例的像素结构在45度侧视时不同灰阶与其色座标偏移量的关系图。图3是依照本发明的第二实施例的另一种像素结构的俯视示意图。请先参照图2A及图2B，本实施例的像素结构200大致相同于像素结构100，且相同的元件以相同的标号表示，于此不再赘述。像素结构200与像素结构100的主要差异在于，第三条状图案PP3的排列间隔皆为S’。此外，第三像素电极PE3’更包括棱形图案OP3，其中第三主干部MP3与棱形图案OP3连接，而第三条状图案PP3与第三主干部MP3以及菱形图案OP3连接，并且第三条状图案PP3从第三主干部MP3向外延伸。在本实施例中，菱形图案OP3与第三主干部MP3例如相交于第三像素电极PE3’的中间，且第三条状图案PP3亦从菱形图案OP3向外延伸。
在本实施例中，宽度L例如为4微米，而排列间隔S例如为2微米，且排列间隔S’例如介于3微米至4.5微米之间。此外，在第三子像素SP3中，棱形图案OP3所占据之面积为II，而排列间隔为S’的第三条状图案PP3所占据之面积为II’，且II与II’例如满足下列条件：
0.50≤[II’/(II+II’)]≤0.90。
通过菱形图案OP3的配置及调变菱形图案OP3占据第三子像素SP3之面积(图2A绘示棱形图案OP3所占据之面积相对小的实施型态，而图3绘示棱形图案OP3所占据之面积相对大的实施型态)，可降低第三像素电极PE3’、PE3”的临界电压(threshold voltage)，以提升侧视时第三像素电极PE3’、PE3”在低电压下的亮度，从而有助于改善侧视时中灰阶的影像画面偏黄的情形。此外，通过第三条状图案PP3的排列间隔S’大于第一条状图案PP1以及第二条状图案PP2的排列间隔S的设计，图2A及图3的实施例亦可提升蓝色子像素(即第三子像素SP3)在侧视时的光穿透率，从而利用蓝光与黄光混合成白光而改善侧视时中高灰阶的影像画面偏黄的情形。如图2B的粗实线及粗虚线所示，相比于采用各子像素中的条状图案的排列间隔皆相同的比较例，上述设计可明显地降低侧视时中高灰阶的dv’。亦即，上述设计可有效地改善侧视时中高灰阶的影像画面偏黄的情形。此外，图2A及图3的实施例在各子像素SP之像素电极PE的数量为一的架构下通过增加第三条状图案PP3的排列间隔S’的设计除了可避免公知因各子像素中的两个像素电极之间存在间隔空隙而造成开口率的损失之外，还可进一步提升第三子像素SP3的开口率。因此，像素结构200、200A可在理想的开口率的前提下，改善侧视时的色偏问题，且像素结构200、200A适合应用于高解析度的显示装置。
在图1A的实施例中，共用电极CE沿着各像素电极PE的边缘分布。此外，部分的共用电极CE更沿着第一延伸部MPa分布而形成位于第一延伸部MPa下方的条状电极，但本发明不限于此。如图2A或图3所示，部分的共用电极CE’亦可沿着第一延伸部MPa以及第二延伸部MPb分布而形成位于第一延伸部MPa以及第二延伸部MPb下方的十字形电极。
综上所述，本发明的像素结构通过增加至少部分条状图案的排列间隔，以通过调变不同子像素的光穿透率，来调变影像画面在侧视时的色调，从而有助于改善侧视时的色偏问题。由于这样的设计有助于降低开口率的损失，因此，本发明的像素结构可在理想的开口率的前提下，改善侧视时的色偏问题。
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，任何本领域技术人员，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以权利要求书为准。

Claims (3)

1.一种像素结构，其特征在于，包括多个阵列排列的子像素，各该子像素分别包括一主动元件以及一与该主动元件电性连接的像素电极，各该像素电极分别具有多个条状图案，且至少其中一个子像素中的至少部分条状图案的排列间隔大于其余子像素中的条状图案的排列间隔；
其中该些子像素包括：
一第一子像素，包括一第一主动元件以及一与该第一主动元件电性连接的第一像素电极，且该第一像素电极具有多个第一条状图案；
一第二子像素，包括一第二主动元件以及一与该第二主动元件电性连接的第二像素电极，且该第二像素电极具有多个第二条状图案；以及
一第三子像素，包括一第三主动元件以及一与该第三主动元件电性连接的第三像素电极，且该第三像素电极具有多个第三条状图案，其中各该第一条状图案的宽度、各该第二条状图案的宽度以及各该第三条状图案的宽度为L，该些第一条状图案的排列间隔以及该些第二条状图案的排列间隔为S，而该些第三条状图案的排列间隔为S’，且1微米≤(S’-S)≤2.5微米；
其中该第一像素电极更包括一第一主干部，该第二像素电极更包括一第二主干部，第三像素电极更包括一棱形图案以及一与该棱形图案连接的第三主干部，其中该些第一条状图案与该第一主干部连接并从该第一主干部向外延伸，该些第二条状图案与该第二主干部连接并从该第二主干部向外延伸，而该些第三条状图案与该第三主干部以及该棱形图案连接并从该第三主干部向外延伸；
其中在该第三子像素中，该棱形图案所占据之面积为II，而排列间隔为S’的第三条状图案所占据之面积为II’，且II与II’满足下列条件：
0.50≤[II’/(II+II’)]≤0.90。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，其中L为4微米，而S为2微米，且S’介于3微米至4.5微米之间。
3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，其中该第一子像素为红色子像素，该第二子像素为绿色子像素，而该第三子像素为蓝色子像素。
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