CN109270752A - 显示面板以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

显示面板包括一第一基板、一第二基板以及一电极层。电极层设置于第一基板上并面向第二基板。电极层为一透明导电层，且包含至少一第一部及一第二部，第一部包含多个第一分支电极，这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔一第一距离(T)，两相邻这些第一分支电极的中心相距一第二距离(P)，第一部与第二部对应并相距一间距(S)，其中，S、T与P的单位为微米，且S、T与P取值后满足以下不等式：

Description

显示面板以及显示装置
本申请是2015年01月08日申请的，发明名称为“显示面板”，申请号为201510008268.4的中国发明专利申请的分案申请
技术领域
本发明关于一种显示面板以及显示装置，特别关于一种具有较高穿透率(transmittance)的显示面板以及显示装置。
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，Polymer Sustained Alignment,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技术是在面板的液晶滴入(One Drop Filling,ODF)工艺中，混合一光反应性单体(monomer)后通电，并进行紫外光曝光照射，使液晶分子内的光反应性单体产生化学反应，并使化学反应后的单体依据薄膜晶体管基板上的多个像素的透明导电层的图案进行排列，以透过此硬化单体来达到使液晶配向的目的。
另外，以相同亮度而言，高穿透率的显示面板就可使显示装置更为省电，因此，各家业者无不努力地提高显示面板的穿透率，以达到省电的目的来提高其产品的竞争力。其中，像素的透明导电层的图案设计也是影响显示面板穿透率的因素之一，尤其当面板的解析度(PPI)越来越高时，为了使面板具有较高的穿透率，像素的透明导电层的图案也是需要探讨的因素之一。
发明内容
本发明的目的为提供一种可具有较高穿透率的显示面板以及显示装置，以提高产品的竞争力。
本发明的技术方案是提供一种显示面板，包括一第一基板及与第一基板相对而设的一第二基板以及一电极层。电极层设置于第一基板上并面向第二基板。电极层为一透明导电层，且包含至少一第一部及与第一部相邻的一第二部，第一部包含多个第一分支电极，这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔一第一距离(T)，两相邻这些第一分支电极的中心相距一第二距离(P)，第一部与第二部对应并相距一间距(S)，其中，S、T与P的单位为微米，且S、T与P取值后满足以下不等式：
a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10。
本发明还提供一种显示装置，包括一显示面板。显示面板包括一第一基板及与第一基板相对而设的一第二基板以及一电极层。电极层设置于第一基板上并面向第二基板。电极层为一透明导电层，且包含至少一第一部及与第一部相邻的一第二部，第一部包含多个第一分支电极，这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔一第一距离(T)，两相邻这些第一分支电极的中心相距一第二距离(P)，第一部与第二部对应并相距一间距(S)，其中，S、T与P的单位为微米，且S、T与P取值后满足以下不等式：
a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10。
承上所述，因本发明的显示面板中，电极层的这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔第一距离(T)，两相邻这些第一分支电极的中心相距第二距离(P)，且第一连接电极与第二连接电极对应并相距一间距(S)，且当S、T与P满足以下不等式时可使总等效可穿透面积为较佳值，进而使显示面板具有较佳的穿透率：
其中，a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10，或者a＝1/12，b＝1/4，m＝1/15。
附图说明
图1A为本发明较佳实施例的一种显示面板的示意图。
图1B为显示面板的电极层的电极图案示意图。
图2A为图1B中，区域M的示意图。
图2B为光线通过区域M时的亮度分布示意图。
图2C至图2F分别图2B的亮度分布中，不同区域的暗纹示意图。
图2G为图1B中，区域M的另一示意图。
图3为另一实施态样的电极层的电极图案示意图。
图4A为图3中，区域N的示意图。
图4B为光线通过区域N时的亮度分布示意图。
图4C至图4F分别图4B的亮度分布中，不同区域的暗纹示意图。
图4G为图3中，区域N的另一示意图。
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，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
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的示意图，而图1B为显示面板1的电极层13的电极图案示意图。
显示面板1例如但不限于为平面切换(in-plane switch，IPS)式液晶显示面板、边缘电场切换(fringe field switching，FFS)式液晶显示面板、垂直配向模态(verticalalignment mode,VA mode)液晶显示面板或3D液晶显示面板。另外，为了之后的说明容易了解，以下图示中显示第一方向X、第二方向Y及第三方向Z，第一方向X、第二方向Y及第三方向Z实质上两两相互垂直。其中，第一方向X例如可与显示面板1的扫描线的延伸方向实质上平行，第二方向Y例如可与显示面板1的数据线的延伸方向实质上平行，而第三方向Z可分别为垂直第一方向X与第二方向Y的另一方向。
显示面板1包括一第一基板11、一第二基板12以及一电极层13。另外，显示面板1还可包括一液晶层14(液晶分子未显示)。第一基板11与第二基板12相对而设，而液晶层14则夹设于第一基板11与第二基板12之间。
第一基板11及第二基板12为透光材质所制成，并例如为一玻璃基板、一石英基板或一塑料基板，并不限定。
电极层13设置于第一基板11上并面向第二基板12。于此，图1B只显示图1A的电极层13的一部分(不过仍标示为13)。电极层13为一透明导电层，其材质例如但不限于为铟锡氧化物(indium-tin oxide,ITO)或铟锌氧化物(indium-zinc oxide,IZO)。在本实施例中，电极层13为一像素电极(pixel electrode)层，且与数据线电性连接。此外，显示面板1还可包括多条扫描线与多条数据线(图未显示)，这些扫描线与这些数据线交错设置，以定义出多个像素的区域。特别提醒的是，图1B所显示电极层13的图案可包含于显示面板1的一个像素内，或者也可包含于显示面板1的两个相邻像素内，并不限定。
电极层13包含至少一第一部P1及与第一部P1相邻的一第二部P2。于此，图1B显示一个第一部P1及一个第二部P2。第一部P1包含多个第一分支电极P11、一第一连接电极P12、一第一主干电极P13及一第二主干电极P14。其中，第一主干电极P13与第二主干电极P14交错设置，且位于第一部P1的中间部分。另外，这些第一分支电极P11与第一主干电极P13或第二主干电极P14连接，而第一连接电极P12与第二主干电极P14连接。于此，这些第一分支电极P11与第一主干电极P13及第二主干电极P14连接。其中，第一主干电极P13与第二主干电极P14的夹角可介于80度至100度之间，而第一主干电极P13或第二主干电极P14与这些第一分支电极P11的夹角可介于5度至85度之间。在本实施例中，第一主干电极P13与第二主干电极P14的夹角例如为90度，且第一主干电极P13及第二主干电极P14与这些第一分支电极P11的夹角例如为45度。此外，第一部P1还包含围绕这些第一分支电极P11、第一主干电极P13及第二主干电极P14的一第一围绕电极P15(位于第一部P1的左侧、上侧及右侧)，且第一围绕电极P15分别与这些第一分支电极P11、第一连接电极P12、第一主干电极P13及第二主干电极P14连接。
第二部P2包含多个第二分支电极P21、一第二连接电极P22、一第三主干电极P23及一第四主干电极P24。其中，第三主干电极P23与第四主干电极P24交错设置，且位于第二部P2的中间部分，且第二连接电极P22与第四主干电极P24连接。第三主干电极P23与第四主干电极P24的夹角可介于80度至100度之间，且第三主干电极P23或第四主干电极P24与这些第二分支电极P21的夹角可介于5度至85度之间。在本实施例中，第三主干电极P23与第四主干电极P24的夹角例如为90度，且第三主干电极P23及第四主干电极P24与这些第二分支电极P21的夹角例如为45度。此外，第二部P2还包含围绕这些第二分支电极P21、第三主干电极P23及第四主干电极P24的一第二围绕电极P25(位于第二部P2的左侧、下侧及右侧)，且第二围绕电极P25分别与这些第二分支电极P21、第二连接电极P22、第三主干电极P23及第四主干电极P24连接。
由于第一主干电极P13与第二主干电极P14交错设置，且位于第一部P1的中间部分，且第三主干电极P23与第四主干电极P24交错设置，且位于第二部P2的中间部分，故如图1B所示，第一部P1可被第一主干电极P13与第二主干电极P14区分为四个电极区域，而且第二部P2也被第三主干电极P23与第四主干电极P24区分为四个电极区域，不过为了后续穿透率的计算容易，只取第一部P1与第二部P2中，宽度分别为A的区域M来说明。其中，宽度A例如小于电极层13沿第一方向X的宽度。
请分别参照图2A至图2B所示，其中，图2A为图1B中，区域M的示意图，而图2B为光线通过区域M时的亮度分布示意图。其中，图2B只是示意，并不代表实际的亮度分布。
如图2A所示，这些第一分支电极P11沿一方向配置且彼此间隔一第一距离T。于此，图2A左上侧的第一分支电极P11沿一方向实质平行配置且彼此间隔第一距离T，而右上侧的第一分支电极P11沿另一方向实质平行配置且彼此间隔第一距离T。另外，图2A左下侧的第二分支电极P21沿与右上侧相同的方向实质平行配置且彼此间隔第一距离T，而右下侧的第二分支电极P21沿与左上侧相同的方向实质平行配置且彼此间隔第一距离T。其中，第一分支电极P11或第二分支电极P21的宽度范围可例如为1微米(μm)至5微米(μm)之间，最佳范围为可为1.5μm至4.5μm之间。
第一部P1的第一连接电极P12邻近于第二部P2且与这些第一分支电极P11连接。其中，第一连接电极P12沿第二方向Y的电极宽度以R表示。另外，第二部P2的第二连接电极P22邻近于第一部P1，且第一连接电极P12与第二连接电极P22对应并相距一间距S。此外，如图2B所示，由于区域M的电极图案，使得光线通过区域M时会出现对应的多条亮纹与多条暗纹组合而形成一亮度分布。其中，当光线通过这些第一分支电极P11或这些第二分支电极P21时所产生对应亮纹与暗纹中，两相邻亮纹中心(或两相邻暗纹)则相距一第二距离P。
其中，当第一连接电极P12与第二连接电极P22之间的间距S变小时，虽然可以减少间距S处所对应产生的暗纹面积，但却会造成区域A2的三角形暗纹的面积增加，因此，间距S有较佳设计值时，将使得区域M(及显示面板1)的穿透率也可达到较佳值，进而达到省电的目的而提高产品的竞争力。
以下，将分区讨论图2B的区域A1、A2、A3及A4的暗纹，以得到间距S的较佳设计范围，进而得到较佳的穿透率。请参照图2C至图2F所示，其中，图2C至图2F分别图2B的亮度分布中，不同区域的暗纹示意图。
如图2C所示，由于区域A1并非全黑，且当间距S越大时，其暗纹所占的比重越大。由模拟中可得到，区域A1的暗纹比重为：(a×S-b)，其中a＝1/12，b＝1/4。因此，区域A1的暗纹面积＝A1面积×A1的暗纹比重＝(A-D)×S×(a×S-b)。
另外，如图2D所示，区域A2具有三角形暗纹。区域A2也不是全黑，且间距S越大，其三角形暗纹比重越小。由模拟中可得到，区域A2的暗纹比重为：－m×S+n，其中，m＝1/10，n＝13/10。如图2D所示，三角形暗纹的底约等于相邻暗纹之间的距离，若E为图2D右上侧的一个区域A2的全部三角形暗纹的底边长的和(E＝E1+E2+E3)，则E约等于(A-D)/2×1/2，而三角形暗纹中斜边上的高约为P，且其高度故
另外，如图2E所示，区域A3也不是全黑，其亮、暗纹与第二距离P与T有关，由模拟中可得到，区域A3的暗纹比重为：
故
此外，如图2F所示，区域A4的暗纹面积＝A×D，其中，D为第二主干电极P14与第四主干电极P24所形成的暗纹宽度(沿第一方向X)。
由于穿透率正比于总等效可穿透面积，故总等效可穿透面积(以下称为有效穿透面积)为：
经整理后，可得
其中，求取其最大值，故取上式的微分并令其等于0，可得到：
故可得到：
其中，a＝1/12,b＝1/4，m＝1/10。
另外，考虑工艺变异的情况，本实施例的最佳化的S范围可为(不等式1)：
其中，a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10，且S、T与P的单位为微米。因此，当S、T与P满足上述不等式可具有较佳的有效穿透面积，进而使显示面板1具有较佳的穿透率。不过，更佳者，若S、T与P还满足以下不等式(不等式2)时，可使显示面板1具有更佳的穿透率：
若将a＝1/12，b＝1/4分别代入不等式1及不等式2，可分别整理如下：
另外，请参照图2G所示，图2G与图2A的电极图案相同，不同的是，在图2G中不以两相邻亮纹中心的距离作为第二距离P的定义，而是以两相邻第一分支电极P11或第二分支电极P21的中心距离为第二距离P的定义。此外，其总等效可穿透面积(有效穿透面积)的计算请参照图2C至图2F及对应的计算过程，而S、T与P满足上述的不等式1及不等式2时，可使显示面板具有较佳及更佳的穿透率。于此，不再赘述其计算。
另外，请参照图3所示，其为另一实施态样的电极层13a的电极图案示意图。
电极层13a一样包含第一部P1及与第一部P1相邻的第二部P2。不过，电极层13a与电极层13主要的不同在于，电极层13a的第一部P1并不包含电极层13的第一连接电极，且电极层13a的第二部P2也不包含电极层13的第二连接电极。另外，第一部P1的第一围绕电极P15只位于第一部P1的两侧，而第二部P2的第二围绕电极P25也只位于第二部P2的两侧。
另外，请分别参照图4A至图4B所示，其中，图4A为图3中，区域N的示意图，而图4B为光线通过区域N时的亮度分布示意图。其中，图4B只是示意，并不代表实际的亮度分布。
如图4A所示，这些第一分支电极P11沿一方向配置且彼此间隔第一距离T。另外，第一部P1与第二部P2相距一间距S。此外，如图4B所示，由于区域N的电极图案，使得光线通过区域N时会出现对应的多个亮纹与多个暗纹组合而形成一亮度分布。其中，当光线通过这些第一分支电极P11或这些第二分支电极P21时所产生对应亮、暗纹中，两相邻这些亮纹中心(或两相邻暗纹)则相距第二距离P。
以下，请参照图4C至图4F所示，一样分区讨论图4B的区域A1、A2、A3及A4的暗纹，以得到间距S的较佳设计范围，进而得到较佳的穿透率。其中，图4C至图4F分别图4B的亮度分布中，不同区域的暗纹示意图。
如图4C所示，由模拟中可得到，区域A1的暗纹比重为：(a×S-b)，其中，a＝1/12，b＝1/4。因此，区域A1的暗纹面积＝A1面积×A1的暗纹比重＝(A-D)×S×(a×S-b)。
另外，如图4D所示，由模拟中可得到，区域A2的暗纹比重为：－m×S+n，在本实施态样中，m＝1/15，n＝1。另外，与图2D相同，三角形暗纹的底约等于相邻暗纹之间的距离，若E为图4D右上侧的一个区域A2全部三角形暗纹的底边长的和，则E约等于(A-D)/2×1/2，而三角形暗纹斜边上的高为P，且其高度故区域A2的暗纹面积＝A2面积×A2的暗纹比重＝
另外，如图4E所示，由模拟中可得到，区域A3的暗纹比重为：
故
此外，如图4F所示，区域A4的暗纹面积＝A×D，其中，D为第二主干电极P14与第四主干电极P24所形成的暗纹宽度(沿第一方向X)。
因此，由于穿透率正比于总等效可穿透面积，故总等效可穿透面积(以下称为有效穿透面积)为：
经整理后，
其中，求取其最大值，故取上式的微分并令其等于0，可得到：
因此，可得到：
其中，a＝1/12,b＝1/4，m＝1/15。
另外，再考虑工艺变异的情况，本实施例的最佳化的S的范围可为(不等式3)：
其中，a＝1/12，b＝1/4，m＝1/15，且S、T与P的单位为微米。因此，当S、T与P满足上述不等式可具有最佳的有效穿透面积，进而使显示面板1具有较佳的穿透率。不过，更佳者，若S、T与P还满足以下不等式(不等式4)时，可使显示面板1具有更佳的穿透率：
若将a＝1/12，b＝1/4的数值分别代入不等式3及不等式4，并分别整理如下：
另外，请参照图4G所示，图4G与图4A的电极图案相同，不同的是，在图4G中不以两相邻亮纹中心的距离作为第二距离P的定义，而是以两相邻第一分支电极P11或第二分支电极P21的中心距离为第二距离P的定义。此外，其总等效可穿透面积(有效穿透面积)的计算过程可参照图4C至图4F及对应的计算过程，而S、T与P满足上述的不等式3及不等式4时，可使显示面板具有较佳及更佳的穿透率。于此，不再赘述其计算。
综上所述，因本发明的显示面板中，电极层的这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔第一距离(T)，两相邻这些亮纹中心相距第二距离(P)，且该第一连接电极与该第二连接电极对应并相距间距(S)，或者这些第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔第一距离(T)，两相邻这些第一分支电极的中心相距第二距离(P)，且第一连接电极与第二连接电极对应并相距一间距(S)，且当S、T与P满足以下不等式时可使总等效可穿透面积为较佳值，进而使显示面板具有较佳的穿透率：
其中，a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10，或者a＝1/12，b＝1/4，m＝1/15。
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 (8)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
一第一基板及与该第一基板相对而设的一第二基板；以及
一电极层，设置于该第一基板上并面向该第二基板，该电极层为一透明导电层，该电极层包含至少一第一部及与该第一部相邻的一第二部，该第一部包含多个第一分支电极，所述第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔一第一距离(T)，两相邻所述第一分支电极的中心相距一第二距离(P)，该第一部与该第二部对应并相距一间距(S)，其中，S、T与P的单位为微米，且S、T与P取值后满足以下不等式：
a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，S、T与P还满足以下不等式：
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一部还包含一第一主干电极及一第二主干电极，该第一主干电极与该第二主干电极交错设置，所述第一分支电极与该第一主干电极或该第二主干电极连接。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第二部还包含一第三主干电极、一第四主干电极及多个第二分支电极，该第三主干电极与该第四主干电极交错设置，所述第二分支电极与该第三主干电极或该第四主干电极连接。
5.一种显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板，包括：
一第一基板及与该第一基板相对而设的一第二基板；以及
一电极层，设置于该第一基板上并面向该第二基板，该电极层为一透明导电层，该电极层包含至少一第一部及与该第一部相邻的一第二部，该第一部包含多个第一分支电极，所述第一分支电极沿一方向配置且彼此间隔一第一距离(T)，两相邻所述第一分支电极的中心相距一第二距离(P)，该第一部与该第二部对应并相距一间距(S)，其中，S、T与P的单位为微米，且S、T与P取值后满足以下不等式：
a＝1/12，b＝1/4，m＝1/10。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，S、T与P还满足以下不等式：
7.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该第一部还包含一第一主干电极及一第二主干电极，该第一主干电极与该第二主干电极交错设置，所述第一分支电极与该第一主干电极或该第二主干电极连接。
8.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该第二部还包含一第三主干电极、一第四主干电极及多个第二分支电极，该第三主干电极与该第四主干电极交错设置，所述第二分支电极与该第三主干电极或该第四主干电极连接。
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