CN201654402U - 边缘电场开关型液晶显示面板及其电极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构包括一第一基板以及复数个画素区域设置于第一基板上。各画素区域包括一画素电极设置于该第一基板之上。画素电极包括一主干电极沿一第一方向设置于第一基板的一侧、复数条第一条状画素电极、复数条第二条状画素电极以及一第一中心画素电极。其中各第一条状画素电极与一第二方向之间大体上具有5度至10度的夹角，且各第二条状画素电极与一第二方向之间大体上具有-5度至-10度的夹角。

Description

边缘电场开关型液晶显示面板及其电极结构

技术领域

本实用新型是关于一种电极结构，尤指一种能有效抑制黑纹与提升透光率的边缘电场开关型液晶显示面板及其电极结构。

背景技术

现今液晶显示技术不断的提升，而使用者对于液晶显示器的要求亦日渐增加。因此，液晶显示器制造商必须不断研发出具有更高画质、高空间利用效率、广视角与低辐射的液晶显示器。边缘电场开关型(fringe field switching)液晶显示技术是为了解决习知液晶显示器的视角狭小等问题所开发出来的，其与共平面切换式(In-plane switching，IPS)广视角技术不同之处在于，边缘电场开关型技术将共通电极设置于画素电极之下，且共通电极与画素电极皆设置于同一基板的不同平面之上，使电场分部能够更加密集，藉此提升透光区域。

当电场形成于边缘电场开关型液晶显示装置的画素电极与共通电极之间时，位于画素电极上方与各画素电极之间的液晶分子因受到电场的影响产生反转，而未受到电场影响的液晶分子，例如靠近画素电极的边缘部份的液晶分子，则不会反转，进而形成黑纹(disclination line)。习知的边缘电场开关型液晶显示装置常有明显的黑纹产生，造成透光率与视觉质量的下降。因此液晶显示器制造商在设计边缘电场开关型液晶显示面板及其电极结构时往往面临无法同时兼顾广视角与穿透率的问题。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种可有效抑制黑纹、有效提升透光率，以及广视角的液晶显示装置，以解决习知技术所面临的无法同时兼顾广视角与穿透率的问题。

达上述目的，本实用新型提供了一种边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构包括一第一基板以及复数个画素区域设置于第一基板上，各画素区域为一长方形结构，此长方形结构具有一长边与一短边，其中长边是对应于一第一方向，短边是对应于一第二方向，且长边的长度大于短边的长度。各画素区域包括一画素电极设置于该第一基板之上。画素电极包括一主干电极沿第一方向设置于第一基板的一侧；复数条第一条状画素电极，各复数条第一条状画素电极大体上互相平行，各第一条状画素电极的一端是与主干电极连结，各第一条状画素电极具有一宽度，每二相邻的复数条第一条状画素电极之间具有一间距，且各宽度与各间距的比值大体上为1；以及复数条第二条状画素电极，各第二条状画素电极大体上相互平行，各第二条状画素电极的一端是与该主干电极连结，各第二条状画素电极具有上述的宽度，每二相邻的第二条状画素电极之间亦具有上述之间距，且宽度与间距的比值大体上为1。其中第一条状画素电极与第二方向之间大体上具有5度至10度的夹角，且第二条状画素电极与第二方向之间大体上具有-5度至-10度的夹角。

为达到上述目的，本实用新型另提供一种边缘电场开关型液晶显示面板，其特征是包括一种边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，该结构包括一第一基板以及复数个画素区域设置于第一基板上，各画素区域为一长方形结构，此长方形结构具有一长边与一短边，其中长边是对应于一第一方向，短边是对应于一第二方向，且长边的长度大于短边的长度。各画素区域包括一画素电极设置于该第一基板之上。画素电极包括一主干电极沿第一方向设置于第一基板的一侧；复数条第一条状画素电极，各复数条第一条状画素电极大体上互相平行，各第一条状画素电极的一端是与主干电极连结，各第一条状画素电极具有一宽度，每二相邻的复数条第一条状画素电极之间具有一间距，且各宽度与各间距的比值大体上为1；以及复数条第二条状画素电极，各第二条状画素电极大体上相互平行，各第二条状画素电极的一端是与该主干电极连结，各第二条状画素电极具有上述的宽度，每二相邻的第二条状画素电极之间亦具有上述之间距，且宽度与间距的比值大体上为1。其中第一条状画素电极与第二方向之间大体上具有5度至10度的夹角，且第二条状画素电极与第二方向之间大体上具有-5度至-10度的夹角。

相较于传统的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构具有双区域(2 domain)电极结构，可提升视角并改善色偏及色饱和度不佳的问题。此外本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构亦透过优化画素电极的倾斜角度以及优化各画素电极之间的间距与宽度比值来达到抑制黑纹产生进而提升透光率的效果。此外本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构透过设置多个调整电极于主干电极与各画素电极间距之间，使位于各画素电极间距内的液晶分子能够达到更平均的分布，以更进一步降低黑纹的产生。

附图说明

图1绘示了本实用新型的第一较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。

图2绘示了本实用新型的第一较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的剖面示意图。

图3绘示了本实用新型的第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。

图4绘示了本实用新型的第一较佳实施例与第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的画素电极透光率比较示意图。

图5绘示了本实用新型的第三较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。

图6绘示了本实用新型的第四较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。

图7为本实用新型的第三较佳实施例与第四较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的局部液晶分子分布示意图。

【主要组件符号说明】

10 第一基板   12  液晶层

14 画素区域   16  闸极线

18 资料线 20  第二基板

30 画素电极   301 第一条状画素电极

302   第二条状画素电极  303 第三条状画素电极

304   主干电极   305 第一中心画素电极

306   第二中心画素电极  32  绝缘层

40 共通电极   L1  长边

L2 短边   X1  第一方向

X2 第二方向   W   宽度

S  间距   P1  第一部分

P2 第二部分   D1  第一部分

D2 第二部分   AE  调整电极

TFT   薄膜晶体管 LC  液晶分子

SL 狭缝   A-A'   剖面线。

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。

请参考图1与图2。图1绘示了本实用新型的第一较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图，图2绘示了本实用新型的第一较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的剖面示意图沿剖面线A-A'，其中为突显本实用新型的特征，图1与图2仅绘示了单一画素区域，且图1中未绘示部分组件例如第二基板、液晶层与绝缘层。如图1与图2所示，本实施例的边缘电场开关型液晶显示面板包括一第一基板10、一第二基板20平行设置于第一基板10之上、一液晶层12设置于第一基板10与第二基板20之间、复数个画素区域14设置于第一基板10之上、复数条闸极线16与复数条资料线18设置于第一基板10之上以及复数个薄膜晶体管TFT设置于第一基板10之上。画素区域14为一长方形结构，此长方形结构具有一长边L1与一短边L2，其中长边L1是对应于一第一方向X1，而短边L2是对应于一第二方向X2，且长边L1的长度大于短边L2的长度。

在本实施例中，各画素区域14包括有一画素电极30、一共通电极40以及一绝缘层32，其中共通电极40设置于第一基板10之上，画素电极30设置于共通电极40之上，绝缘层32设置于画素电极30与共通电极40之间，使画素电极30与共通电极40之间彼此电性绝缘。画素电极30与共通电极40可为透明导电材料所制成，例如氧化铟锡(ITO)，但并不以此为限。画素电极30与共通电极40是设置于第一基板10上的不同平面。在本实施例中，共通电极40设置于画素电极30的下方，但是并不以此为限。画素电极30包括一主干电极304沿第一方向X1设置于第一基板10的一侧、复数条第一条状画素电极301，以及复数条第二条状画素电极302。各第一条状画素电极301大体上互相平行，且各第一条状画素电极301的一端是与主干电极304连结。各第一条状画素电极301具有一宽度W，每二相邻的第一条状画素电极301之间具有一间距S，且宽度W与间距S的比值大体上为1。各第二条状画素电极302大体上互相平行，且各第二条状画素电极302的一端是与主干电极304连结。各第二条状画素电极302大体上亦具有与第一条状画素电极301相同的宽度W，每二相邻的第二条状画素电极302之间大体上亦具有与二相邻的第一条状画素电极301之间相同的间距S，且第二条状画素电极302的宽度W与间距S的比值大体上为1。此外各第一条状画素电极301与第二方向X2之间大体上具有5度至10度的夹角，且较佳为7度，而各第二条状画素电极302与第二方向X2之间大体上具有-5度至-10度的夹角，且较佳为-7度。

本实施例的画素电极30另包括一第一中心画素电极305设置于复数条第一条状画素电极301与复数条第二条状画素电极302之间，且第一中心画素电极305具有一“ㄑ”型结构，其包括一第一部分P1与一第二部分P2。第一中心画素电极305的第一部分P1的一端是与主干电极304连结，且第一部分P1与各第一条状画素电极301大体上平行，换言之第一部分P1与第二方向X2之间大体上具有5度至10度的夹角，且较佳为7度；第二部分P2的一端是与主干电极304连结，且第二部分P2与各第二条状画素电极302大体上平行，换言之第二部分P2与第二方向X2之间大体上具有-5度至-10度的夹角，且较佳为-7度。此外第一中心画素电极305的第一部分P1与相邻的第一条状画素电极301之间具有间距S，且第一中心画素电极305的第二部分P2与相邻的第二条状画素电极302之间亦具有间距S。

接着，请参考图3。图3绘示了本实用新型的第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。为了简化说明并比较各实施例的相异处，本实施例与前述实施例使用相同符号标注相同组件，并仅针对相异处进行说明。不同于第一较佳实施例，本实用新型的第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构另包括复数条第三条状画素电极303与一第二中心画素电极306，其中第三条状画素电极303设置于复数条第一条状画素电极301与复数条第二条状画素电极302之间，且各第三条状画素电极303的一端与主干电极304连结，第二中心画素电极306则取代本实用新型的第一较佳实施例中的第一中心画素电极305。第二中心画素电极306设置于复数条第一条状画素电极301与复数条第三条状画素电极303之间，且第二中心画素电极306具有一梯形结构。该梯形结构具有一上底与一下底，且下底的长度长于上底的长度。第二中心画素电极306的下底与主干电极304连结。此外各第三条状画素电极303包括一第一部分D1与一第二部分D2，各第一部分D1大体上与各第一条状画素电极301平行，各第二部分D2大体上与各第二条状画素电极302平行，各第一部分D1的一端与相对应的各第二部分D2的一端彼此连结，且各第二部分D2的一端与主干电极304连结。此外第二中心画素电极306与相邻的第一条状画素电极301之间具有间距S，且第二中心画素电极306与相邻的第三条状画素电极303之间亦具有间距S。各第三条状画素电极303的第二部分具有宽度W，每二相邻的第三条状画素电极303之间具有间距S，宽度W与间距S的比值大体上为1。

请参考图4，图4绘示了本实用新型的第一较佳实施例与第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的画素电极透光率比较示意图。如图4所示，在相同的测试条件下，仅改变边缘电场开关型液晶显示面板具的电极结构的间距S与宽度W的比值(S/W比值)时，边缘电场开关型液晶显示面板的透光率亦会随之改变。本实用新型的第一较佳实施例与第二较佳实施例于图4中分别标示为W4S4与W4S4(NEW)。其中W4S4与W4S4(NEW)的S/W比值皆为1。相较于其它S/W比值，例如S/W比值大于1或是S/W比值小于1，当S/W比值等于1时，边缘电场开关型液晶显示面板的透光率相较高于其它具有S/W比值的画素电极结构。此外本实用新型的第二较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的透光率相较于同样具有S/W比值等于1的第一较佳实施例边缘电场开关型液晶显示面板具有更高的透光率，达到3.92%。

接着，请参考图5。图5绘示了本实用新型的第三较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。相较于本实用新型的第一较佳实施例，本实施例的画素电极另包括复数个调整电极AE，设置于主干电极304与至少部分复数个第一条状画素电极301之间，以及主干电极304与至少部分复数个第二条状画素电极302之间。各调整电极AE与主干电极304以及第一条状画素电极301连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第一条状画素电极301之间分别具有一钝角夹角(钝角是指大于90度且小于180度的角度)。各调整电极AE与主干电极304以及第二条状画素电极302连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第二条状画素电极302之间分别具有一钝角夹角。此外本实施例的画素电极另包括至少一调整电极AE，设置于主干电极304与第一中心画素电极305之间，调整电极AE与主干电极304以及第一中心画素电极305连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第一中心画素电极305之间分别具有一钝角夹角。本实施例所述的调整电极AE为一三角形结构，但是调整电极AE的形状亦可为任何能达到相同技术效果的形状。此外各调整电极AE可为不相同形状的调整电极AE的组合，但并不以此为限。

接着，请参考图6。图6绘示了本实用新型的第四较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的上视示意图。相较于本实用新型的第二较佳实施例，本实施例的画素电极另包括复数个调整电极AE，设置于主干电极304与至少部分复数个第一条状画素电极301之间，以及主干电极304与至少部分复数个第二条状画素电极302之间。各调整电极AE与主干电极304以及第一条状画素电极301连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第一条状画素电极301之间分别具有一钝角夹角。各调整电极AE与主干电极304以及第二条状画素电极302连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第二条状画素电极302之间分别具有一钝角夹角。本实施例的画素电极另包括复数个调整电极AE，设置于主干电极304与至少部分复数个第三条状画素电极303之间，各调整电极AE与主干电极304以及第三条状画素电极303连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第三条状画素电极303分别具有一钝角夹角。此外本实施例的画素电极另包括至少一调整电极AE，设置于主干电极304与第二中心画素电极306之间，各调整电极AE与主干电极304以及第二中心画素电极306连结，且各调整电极AE与主干电极304以及第二中心画素电极306之间分别具有一钝角夹角。本实施例所述的调整电极AE为一三角形结构，但是调整电极AE的形状亦可为任何能达到相同技术效果的形状。此外各调整电极AE可为不相同形状的调整电极AE的组合，但并不以此为限。

请参考图7。图7为本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构的局部液晶分子分布示意图。如图7的上半部所示，位于各画素电极与主干电极304交接处的狭缝SL具有锐角(大于0度且小于90度的角度)或直角转折处，而靠近此锐角或直角转折处的液晶分子LC会遭到相邻液晶分子LC的挤压，造成该处液晶分子LC的不正常旋转或甚至无法旋转。如第7图的下半部所示，因此当调整电极AE设置于各画素电极的主干电极304与其它部分(例如第一条状画素电极、第二条状画素电极、第三条状画素电极、第一中心画素电极以及第二中心画素电极)交接处的狭缝SL时，调整电极AE使各狭缝SL之间的锐角或直角形成钝角，而使液晶分子LC能够平均的排列于狭缝SL的转角。本实用新型的第三较佳实施例与第四较佳实施例藉由设置多个调整电极AE于狭缝SL使原本具有多个锐角或直角转折处的画素电极变为具有多个钝角转折。相较于锐角或直角转折，钝角转折能使位于各画素电极的狭缝SL的液晶分子LC更加均匀的排列，降低因排列于锐角或直角转折处所产生的挤压。因此本实用新型的第三较佳实施例与第四较佳实施例的边缘电场开关型液晶显示面板可更进一步抑制黑纹的产生，增加开口率以提升透光率。

相较于习知边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构具有双区域(2 domain)电极结构，可提升视角并改善色偏及色饱和度不佳的问题。本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构亦透过优化画素电极的倾斜角度以及优化画素电极之间距与宽度比值来达到抑制黑纹产生进而提升透光率的效果。由实验证明，将第一条状画素电极、第二条状画素电极与第三条状画素电极的倾斜角度分别调整为5度至10度且调整画素电极之间距与宽度比值为1最能有效的降低黑纹的产生。此外本实用新型的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构透过设置多个调整电极于主干电极与各画素电极间距之间使位于各画素电极间距的液晶分子能够达到更平均的分布以更进一步降低黑纹的产生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是包括：一第一基板；以及复数个画素区域设置于该第一基板上，各该画素区域为一长方形结构，该长方形结构具有一长边与一短边，其中该长边是对应于一第一方向，该短边是对应于一第二方向，且该长边大于该短边，各该画素区域包括：一画素电极设置于该第一基板之上，该画素电极包括：一主干电极沿该第一方向设置于该第一基板的一侧；复数条第一条状画素电极，该复数条第一条状画素电极大体上互相平行，各该第一条状画素电极的一端是与该主干电极连结，各该第一条状画素电极具有一宽度，每二相邻的该复数条第一条状画素电极之间具有一间距，且该宽度与该间距的比值大体上为1；以及复数条第二条状画素电极，该复数条第二条状画素电极大体上互相平行，各该第二条状画素电极的一端是与该主干电极连结，各该第二条状画素电极具有该宽度，每二相邻的该复数条第二条状画素电极之间具有该间距，且该宽度与该间距的比值大体上为1；其中各该第一条状画素电极与该第二方向之间大体上具有5度至10度的夹角，且各该第二条状画素电极与该第二方向之间大体上具有-5度至-10度的夹角。

2.根据权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该画素电极另包括复数个调整电极，设置于该主干电极与至少部分该复数个第一条状画素电极之间，以及该主干电极与至少部分该复数个第二条状画素电极之间，各该调整电极与该主干电极以及该第一条状画素电极连结，且各该调整电极与该主干电极以及该第一条状画素电极之间分别具有一钝角夹角，各该调整电极与该主干电极以及该第二条状画素电极连结，且各该调整电极与该主干电极以及该第二条状画素电极之间分别具有一钝角夹角。

3.根据权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该画素电极另包括一第一中心画素电极，该第一中心画素电极设置于该复数条第一条状画素电极与该复数条第二条状画素电极之间，该第一中心画素电极具有一“く”型结构，其包括一第一部分与一第二部分，该第一部分与该复数条第一条状画素电极大体上 平行，且该第一部分的一端是与该主干电极连结，该第二部分与该复数条第二条状画素电极大体上平行，且该第二部分的一端是与该主干电极连结。

4.根据权利要求3所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该第一中心画素电极的该第一部分与相邻的该第一条状画素电极之间具有该间距，且该第一中心画素电极的该第二部分与相邻的该第二条状画素电极之间具有该间距；所述的画素电极另包括至少一调整电极，设置于该主干电极与该第一中心画素电极之间，该调整电极与该主干电极以及该第一中心画素电极连结，且各该调整电极与该主干电极以及该第一中心画素电极之间分别具有一钝角夹角。

5.根据权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该画素电极另包括：

复数条第三条状画素电极，设置于该复数条第一条状画素电极与该复数条第二条状画素电极之间，且各该第三条状画素电极的一端与该主干电极连结；以及一第二中心画素电极，设置于该复数条第一条状画素电极与该复数条第三条状画素电极之间，该第二中心画素电极的一端与该主干电极连结，且该第二中心画素电极具有一梯形结构；其中各该第三条状画素电极包括一第一部分与一第二部分，各该第一部分大体上与该复数条第一条状画素电极平行，各该第二部分大体上与该复数条第二条状画素电极平行，各该第一部分与相对应的各该第二部分彼此连结，且各该第二部分与该主干电极连结。

6.根据权利要求5所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中各该第三条状画素电极的该第二部分具有该宽度，每二相邻的该复数条第三条状画素电极之间具有该间距，该宽度与该间距的比值大体上为1。

7.根据权利要求5所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该第二中心画素电极与相邻的该第一条状画素电极之间具有该间距，且该第二中心画素电极与相邻的该第三条状画素电极之间具有该间距；其中该画素电极另包括复数个调整电极，设置于该主干电极与至少部分该复数个第三条状画素电极之间，各该调整电极与该主干电极以及该第三条状画素电极连结，且各该调整电极与该主干电极以及该第三条状画素电极分别具有一钝角夹角。

8.根据权利要求5所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中该画素电极另包括至少一调整电极，设置于该主干电极与该第二中心画素电极之间，各该调整电极与该主干电极以及该第二中心画素电极连结，且各该调整电极与该主干电极以及该第二中心画素电极之间分别具有一钝角夹角。 

9.根据权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：其中各该第一条状画素电极与该第二方向之间的夹角大体上为7度，且各该第二条状画素电极与该第二方向之间的夹角大体上为-7度。

10.根据权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构，其特征是：另包括一共通电极设置于该第一基板上；所述共通电极是电性绝缘于该画素电极。

11.一种边缘电场开关型液晶显示面板，其特征是包括如权利要求1所述的边缘电场开关型液晶显示面板的电极结构。 

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