CN203849529U - 显示面板与显示装置 - Google Patents

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CN203849529U CN201420282179.XU CN201420282179U CN203849529U CN 203849529 U CN203849529 U CN 203849529U CN 201420282179 U CN201420282179 U CN 201420282179U CN 203849529 U CN203849529 U CN 203849529U
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pixel
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徐毓伦
王兆祥
汪安昌
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Innolux Corp
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Innolux Display Corp
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Abstract

本实用新型提供一种显示面板及显示装置。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、一液晶层以及一像素阵列。液晶层夹置于第一基板与第二基板之间。像素阵列配置于第一基板上,并至少包含一像素,像素具有一第一电极层、一绝缘层及一第二电极层,绝缘层夹置第一电极层及第二电极层之间,第二电极层具有n个电极部,该些电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,各该些电极部沿第一方向的电极宽度为W,像素具有一发光区域,发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax,其中,n为正整数。

Description

显示面板与显示装置
技术领域
本实用新型是关于一种显示面板及显示装置,特别是关于一种具有较高穿透率(transmittance)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、便携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏幕等等。
现有的一种液晶显示装置主要包含一液晶显示面板(LCD Panel)以及一背光模块(Backlight Module),两者相对设置。液晶显示面板包含一彩色滤光基板、一薄膜晶体管基板以及一夹设于两基板之间的液晶层,彩色滤光基板及薄膜晶体管基板与液晶层可形成多个阵列配置的像素单元。背光模块可发出光线穿过液晶显示面板,并经由液晶显示面板的各像素单元显示色彩而形成一图像。
以相同亮度来说,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。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种可具有较高穿透率的显示面板及显示装置,以提高产品的竞争力。
为达上述目的,依据本实用新型的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、一液晶层以及一像素阵列。液晶层夹置于第一基板与第二基板之间。像素阵列配置于第一基板上,像素阵列至少包含一像素,像素具有一第一电极层、一绝缘层及一第二电极层,绝缘层夹置第一电极层及第二电极层之间,第二电极层具有n个电极部,该些电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,各该些电极部沿第一方向的电极宽度为W,像素具有一发光区域,发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax,其中,n满足以下方程式:
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数,且W与Ax的单位为微米。
为达上述目的,依据本实用新型的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、一液晶层以及一像素阵列,第一基板与第一基板相对而设,液晶层夹置于第一基板与第二基板之间,像素阵列配置于第一基板上,并至少包含一像素,像素具有一第一电极层、一绝缘层及一第二电极层,绝缘层夹置第一电极层及第二电极层之间,第二电极层具有n个电极部,该些电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,各该些电极部沿第一方向的电极宽度为W,像素具有一发光区域,发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax,其中,n满足以下方程式:
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数,且W与Ax的单位为微米。
在一实施例中,当一光线通过像素时,像素沿第一方向具有一亮度分布,发光区域沿第一方向的最大宽度为亮度分布的半高宽。
在一实施例中,像素更具有一扫描线,第一方向与扫描线的延伸方向实质上平行。
在一实施例中,第二电极层更具有一第一连接部,第一连接部环设于该些电极部的外侧周缘,并与该些电极部连接。
在一实施例中,第二电极层更具有一第二连接部,第二连接部位于该些电极部的相对两侧,并与该些电极部连接。
承上所述,因本实用新型的显示面板及显示装置中,显示面板的像素阵列至少包含一像素,而像素的绝缘层夹置第一电极层及第二电极层之间。另外,第二电极层具有n个电极部,该些电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,且各该些电极部沿第一方向的电极宽度为W。此外,像素的发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax,其中,
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数。藉此,当第二电极层的电极部的数量及电极宽度与像素的发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax满足上式的方程式时,可使像素的暗纹面积占发光区域的面积为最小,使得像素的穿透率为最大。因此,本实用新型的显示面板及显示装置具有较高的穿透率,可提高产品的竞争力。
附图说明
图1A为本实用新型较佳实施例的一种显示面板中,一个像素的配置示意图;
图1B为图1A中,直线A-A的剖视示意图;
图1C为图1B的第二电极层的示意图;
图2A为图1A的显示面板中,像素的第二电极层与产生的暗纹的相对位置示意图;
图2B为像素的亮度与第二电极层的相对位置示意图;
图2C为图2A的像素沿第一方向的亮度分布曲线图;
图2D为图1A的显示面板中,一个像素的图像示意图;
图3A为本实用新型较佳实施例另一实施态样的显示面板的剖视示意图;
图3B为图3A的显示面板的第二电极层的示意图;
图3C为本实用新型较佳实施例又一实施态样的显示面板中,一个像素的配置示意图;
图3D为本实用新型较佳实施例又一实施态样的显示面板中,一个像素的配置示意图;
图4为本实用新型较佳实施例的一种显示装置的示意图。
附图标记
1、1a~1c、3:显示面板
11:第一基板
12:第二基板
13:液晶层
141、141b、141c:第一电极层
142、145:绝缘层
143、143a、143b、143c:第二电极层
1431:电极部
1432:第一连接部
1433:第二连接部
2:显示装置
4:背光模块
A-A:直线
Ax、Ay:最大宽度
BM:黑色矩阵
D:数据线
D1:直条暗纹
D2:三角暗纹
E:光线
P、Pa、Pb、Pc:像素
S:扫描线
W:电极宽度
X:第一方向
Y:第二方向
Z:第三方向
Z1、Z2、Z3:面积
具体实施方式
以下将参照相关图式,说明依本实用新型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。
请参照图1A、图1B及图1C所示,其中,图1A为本实用新型较佳实施例的一种显示面板1中,一个像素P的配置示意图,图1B为图1A中,直线A-A的剖视示意图,而图1C为图1B的第二电极层143的示意图。显示面板1例如但不限于为一边缘电场切换(fringe field switching,FFS)式液晶显示面板,或为其他水平驱动式的液晶显示面板。另外,为了之后的说明容易了解,图1A只显示显示面板1的两条扫描线S、两条数据线D、一个像素P、一第一电极层141及一第二电极层143的配置,并未显示显示面板1的其它元件。此外,在本实施例中,图1A及图1B中显示一第一方向X(水平方向)、一第二方向Y(垂直方向)及一第三方向Z,第一方向X、第二方向Y及第三方向Z实质上是两两相互垂直。其中,第一方向X与扫描线S的延伸方向实质上平行,第二方向Y与数据线D的延伸方向实质上平行,而第三方向Z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以及一液晶层13。第一基板11与第二基板12相对而设,而液晶层13则夹设于第一基板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,并例如为一玻璃基板、一石英基板或一塑胶基板,并不限定。
另外,显示面板1更包括一个像素阵列,像素阵列配置于第一基板11上。其中,像素阵列包含至少一像素P,于此是以多个像素为例,该些像素是夹置于第一基板11与第二基板12之间,并配置成由第一方向X与第二方向Y所构成的矩阵状。此外,显示面板1更可包括多条扫描线S与多条数据线D,该等扫描线S与该等数据线D交错设置,并且相互垂直而定义出该等像素阵列的区域。
如图1B所示,像素P包含一第一电极层141、一绝缘层142及一第二电极层143。在本实施例中,第一电极层141、绝缘层142及第二电极层143是由下而上依序设置于第一基板11面向第二基板12的一侧。其中数据线D及第一电极层141设置于第一基板11上。于此,第一电极层141配置于两条相邻的数据线D及两条相邻的扫描线S的内侧。
绝缘层142覆盖在第一电极层141及数据线D上,而第二电极层143设置于绝缘层142上。于此,绝缘层142是夹置于第一电极层141、数据线D及第二电极层143之间,以隔开第一电极层141与第二电极层143(及数据线D),避免两者之间产生短路。其中,绝缘层142的材质例如但不限于包含氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx),或其它材质。另外,第一电极层141及第二电极层143分别为一透明导电层,且其材质例如但不限于为氧化铟锡。在本实施例中,第一电极层141为一像素电极(pixelelectrode),且与数据线D电连接,而第二电极层143为一共同电极(commonelectrode)。不过,在其它的实施例中,第一电极层141也可为一共同电极,而第二电极层143可为一像素电极。
第二电极层143具有n个电极部1431(n为正整数)及一第一连接部1432,第一连接部1432环设于该些电极部1431的外侧周缘,并与该些电极部1431连接。于此,如图1C所示,电极部1431的数量(n)为3,而第一连接部1432连接于3个电极部1431的外侧周缘。其中,该些电极部1431彼此间隔一距离,并沿着第一方向X平行设置,且第二电极层143的每一个电极部1431沿第一方向X的电极宽度分别为W,而电极宽度W的范围可例如为:1微米(μm)≦W≦5微米(μm),最佳范围为1.5μm≦W≦3.5μm。
请再参照图1B所示,显示面板1更可包括一黑色矩阵BM及一滤光层(图未显示),黑色矩阵BM设置于第一基板11或第二基板12上,并与数据线D对应设置。黑色矩阵BM为不透光材质,例如为金属或树脂,而金属例如可为铬、氧化铬或氮氧铬化合物。在本实施例中,黑色矩阵BM设置于第二基板12面对第一基板11的一侧,并位于数据线D沿第三方向Z的上方,故俯视显示面板1时,黑色矩阵BM可覆盖数据线D。
滤光层(图未显示)设置于第二基板12及黑色矩阵BM面对第一基板11的一侧上,或设置于第一基板11上。由于黑色矩阵BM为不透光材质,因此于第二基板12上可形成不透光的区域,进而界定出可透光的区域。因此,当光线通过像素P时,像素P会有一发光区域(光线可以穿过像素P的区域)。其中,黑色矩阵BM具有多个遮光区段,且两相邻滤光部之间具有至少一遮光区段。本实施例的黑色矩阵BM与滤光层分别设置于第二基板12上,不过,在其它的实施态样中,黑色矩阵BM或滤光层也可分别设置于第一基板11上,使其成为一黑色矩阵整合阵列(BM on array,BOA)基板,或成为一彩色滤光层整合阵列(color filter on array,COA)基板。于此,并不加以限制。此外,显示面板1更可包括一保护层(例如为高光泽涂布(over-coating),图未显示),保护层可覆盖黑色矩阵BM及滤光层。其中,保护层的材质可为光阻材料、树脂材料或是无机材料(例如SiOx/SiNx)等,用以保护黑色矩阵BM及滤光层不受后续工艺的影响而被破坏。
当显示面板1的该等扫描线S接收一扫描信号时可分别使各扫描线S对应的一薄膜晶体管(图未显示)导通,并将对应每一行像素的一数据信号通过该等数据线D传送至对应的该等像素电极,使显示面板1可显示画面。在本实施例中,灰阶电压可由各数据线D传送至各像素P的第一电极层141(像素电极),使第一电极层141与第二电极层143(共同电极)之间形成一电场,以驱使液晶层13的液晶分子于第一方向X与第二方向Y所构成的平面上旋转,进而可调制光线而使显示面板1显示图像。
然而,当第一电极层141与第二电极层143(共同电极)形成电场而驱动液晶分子转动时,如图1B的虚线所示,由于第二电极层143的每一个电极部1431的中心区域及相邻两个电极部1431之间的区域因电场的分布,造成该些区域的液晶分子的水平转动受限。因此,当光线通过像素P时,将使得每一个电极部1431的中心区域及两个电极部1431之间的区域会有暗纹的产生,进而使得显示面板1的穿透率下降。因此,减少上述的暗纹面积即可提高显示面板1的穿透率,而提高穿透率就可达到省电的目的而提高产品的竞争力。
以下,请参照图2A至图2D所示,以说明如何最小化上述的暗纹面积来提高显示面板1的穿透率。其中,图2A为图1A的显示面板1中,像素P的第二电极层143与产生的暗纹的相对位置示意图,图2B为像素P的亮度与第二电极层143的相对位置示意图,图2C为图2A的像素P沿第一方向X的亮度分布曲线图,而图2D为图1A的显示面板1中,像素P的图像示意图。于此,如图2D所示,当光线通过像素P时,像素P会有一发光区域,发光区域沿第一方向X的最大宽度为Ax(例如10μm≦Ax≦250μm),而发光区域沿第二方向Y的最大宽度为Ay(一般设计上,Ay≒3Ax),故发光区域的总面积为Ax乘以Ay。另外,图2A的虚线代表光线通过像素P所产生的暗纹,其包含直条暗纹D1及三角暗纹D2,而图2B的亮度曲线的波谷处即对应为暗纹之处。此外,如图2C所示,本实施例的发光区域沿第一方向X的最大宽度Ax定义为像素P沿第一方向X的亮度分布曲线的半高宽(Full Width at HalfMaximum,FWHM,即亮度分布曲线中,一半亮度的宽度值)。
如图2A所示,当光线通过像素P所产生的暗纹中,因本实施例的第二电极层143的电极部1431的数量为n(在本实施例中,n=3),故直条暗纹D1的数量为2n+1(本实施例为2x3+1=7)。另外,于第二电极层143的实际布局(layout)上,电极部1431的两侧与第一连接部1432的连接处(即像素P沿第二方向Y的上下边缘区)可分别具有一转折,且于转折处、两个转折之间及转折与第一连接部1432之间亦会出现一个三角暗纹D2,故三角暗纹D2的数量为2×(2n+1)(在本实施例为2×7=14)。由图2A可知,当直条暗纹D1及三角暗纹D2的面积和相对于发光区域的总面积为最小时,就可使像素P的穿透率为最大。
请再参照图2B所示,以图2B的最左侧的电极部1431为例,电极部1431全部的亮度能量(即没有暗纹时,亮度分布曲线下的积分)为实线的矩形面积Z1,而暗纹所造成亮度损失的部分(亮度分布曲线下凹处的积分)约为实线的三角形面积Z2。其中,可将亮度损失的三角形面积Z2等效于高与矩形面积Z1相同的一矩形面积Z3(即Z2的面积等效于Z3的面积),因此,三角形面积Z2(即亮度损失)与电极部1431全部亮度的能量(即没有暗纹时)的比值可等效于“Z3的宽度(暗纹宽度)”与“Z1的宽度(电极部1431的宽度)”的比值(以R代表),经实际量测暗纹及计算后的比值R约为0.1(R≒0.1,即面积Z3的宽度约为面积Z1宽度的0.1倍)。不过,在其它实施例中,R可介于0.05~2之间(0.05≦R≦2)。
因此,像素P的光线可穿透区域T为发光区域的面积扣除(或减去)暗纹区域的面积(包含三角暗纹D2及直条暗纹D1的面积),其算式为:
T = Ax × Ay - 2 × ( 2 n + 1 ) × 1 2 × ( Ax ( 2 n + 1 ) ) 2 - ( 2 n + 1 ) × W × R × Ay = Ax × Ay - Ax 2 ( 2 n + 1 ) - ( 2 n + 1 ) × W × R × Ay ,
其中,为求最大值,故取上式的微分: ∂ T ∂ n = ∂ T ∂ ( 2 n + 1 ) × ∂ ( 2 n + 1 ) ∂ n ,
因此,可得到:T′=(2n+1)-2×Ax2×2-W×R×Ay×2,
T′=0时有最大值,故算式为:
n = 1 2 × ( Ax 2 W × R × Ay - 1 ) ,
将Ay≒3Ax代入上式,算式为:
n = 1 2 × ( Ax 3 × W × R - 1 ) ,
另外,将R≒0.1代入上式,可得到:
n = 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) ,
因此,本实施例的最佳化的n可为:
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数,此时,
可使得像素P的暗纹面积占发光区域的面积为最小,进而使得像素P的穿透率为最大,故显示面板1可具有较高穿透率而提高其产品的竞争力。
另外,请参照图3A、图3B、图3C及图3D所示,其中,图3A为本实用新型较佳实施例另一实施态样的显示面板1a的剖视示意图,图3B为图3A的显示面板1a的第二电极层143a的示意图,图3C为本实用新型较佳实施例又一实施态样的显示面板1b中,一个像素Pb的配置示意图,而图3D为本实用新型较佳实施例又一实施态样的显示面板1c中,一个像素Pc的配置示意图。
如图3A,显示面板1a与图1B的显示面板1主要的不同在于,显示面板1a的第一电极层141为一共同电极,且第二电极层143a为一像素电极。其中,如图3B所示,第二电极层143a具有3个电极部1431及一第二连接部1433,第二连接部1433位于该些电极部1431的相对两侧,并与该些电极部1431连接。另外,请再参照图3A所示,数据线D设置于第一基板11上,且像素Pa更具有另一绝缘层145覆盖于数据线D上,使得第一电极层141夹置于绝缘层142与绝缘层145之间。
另外,如图3C所示,显示面板1b与图1A的显示面板1主要的不同在于,于显示面板1b中,第二方向Y仍与数据线D的延伸方向实质上平行,但是第一方向X与第二方向Y并非相互垂直,而是夹一钝角,使得像素Pb大约为一平行四边形。换言之,本实施态样的显示面板1b的该等扫描线S与该等数据线D仍为交错设置,但并不相互垂直,而是夹有一钝角,使得像素Pb、第一电极层141b及第二电极层143b实质上为平行四边形的态样。
另外,如图3D所示,显示面板1c与图1A的显示面板1主要的不同在于,于显示面板1c的像素Pc中,数据线D具有一弯折处,使得像素Pc并非平行四边形,而是与数据线D的弯折处一样对应有一弯折。另外,第二电极层143c的电极部1431及第一连接部1432对应于像素Pc而分别具有弯折,且第一电极部141c亦对应有弯折。
此外,显示面板1a、显示面板1b及显示面板1c的其它特征可对应参照显示面板1的相同元件,不再赘述。
另外,请参照图4所示,其为本实用新型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可为上述的显示面板1、1a、1b、1c的其中之一,不再多作说明。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图像。
综上所述,因本实用新型的显示面板及显示装置中,显示面板的像素阵列至少包含一像素,而像素的绝缘层夹置第一电极层及第二电极层之间。另外,第二电极层具有n个电极部,该些电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,且各该些电极部沿第一方向的电极宽度为W。此外,像素的发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax,其中,
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数。藉此,当第二电极层的电极部的数量及电极宽度与像素的发光区域沿第一方向的最大宽度为Ax满足上式的方程式时,可使像素的暗纹面积占发光区域的面积为最小,使得像素的穿透率为最大。因此,本实用新型的显示面板及显示装置具有较高的穿透率,可提高产品的竞争力。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本实用新型的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于权利要求中。

Claims (10)

1.一种显示面板,其特征在于,所述显示面板包括:
一第一基板及与所述第一基板相对而设的一第二基板;
一液晶层,夹置于所述第一基板与所述第二基板之间;以及
一像素阵列,配置于所述第一基板上,所述像素阵列至少包含一像素,所述像素具有一第一电极层、一绝缘层及一第二电极层,所述绝缘层夹置所述第一电极层及所述第二电极层之间,所述第二电极层具有n个电极部,所述n个电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,各所述电极部沿所述第一方向的电极宽度为W,所述像素具有一发光区域,所述发光区域沿所述第一方向的最大宽度为Ax,
其中,n满足以下方程式:
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数,且W与Ax的单位为微米。
2.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,当一光线通过所述像素时,所述像素沿所述第一方向具有一亮度分布,所述发光区域沿所述第一方向的最大宽度为所述亮度分布的半高宽。
3.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述像素更具有一扫描线,所述第一方向与所述扫描线的延伸方向平行。
4.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第二电极层更具有一第一连接部,所述第一连接部环设于所述电极部的外侧周缘,并与所述电极部连接。
5.根据权利要求1所述的显示面板,其特征在于,所述第二电极层更具有一第二连接部,所述第二连接部位于所述电极部的相对两侧,并与所述电极部连接。
6.一种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括:
一显示面板,所述显示面板具有一第一基板、一第二基板、一液晶层以及一像素阵列,所述第一基板与所述第一基板相对而设,所述液晶层夹置于所述第一基板与所述第二基板之间,所述像素阵列配置于所述第一基板上,并至少包含一像素,所述像素具有一第一电极层、一绝缘层及一第二电极层,所述绝缘层夹置所述第一电极层及所述第二电极层之间,所述第二电极层具有n个电极部,所述n个电极部彼此间隔一距离并沿一第一方向平行设置,各所述电极部沿所述第一方向的电极宽度为W,所述像素具有一发光区域,所述发光区域沿所述第一方向的最大宽度为Ax,其中,n满足以下方程式:
1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) - 1 ≤ n ≤ 1 2 × ( 10 × Ax 3 × W - 1 ) + 1 , n为正整数,且W与Ax的单位为微米。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,当一光线通过所述像素时,所述像素沿所述第一方向具有一亮度分布,所述发光区域沿所述第一方向的最大宽度为所述亮度分布的半高宽。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述像素更具有一扫描线,所述第一方向与所述扫描线的延伸方向平行。
9.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述第二电极层更具有一第一连接部,所述第一连接部环设于所述电极部的外侧周缘,并与所述电极部连接。
10.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于,所述第二电极层更具有一第二连接部,所述第二连接部位于所述电极部的相对两侧,并与所述电极部连接。
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CN105204239A (zh) * 2014-05-28 2015-12-30 群创光电股份有限公司 显示面板与显示装置

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