TW200944910A - Liquid crystal display panel and pixel structure thereof - Google Patents

Description

200944910 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯示面板及其晝素結構，尤指一種具有 並聯搞合電容設計而可改善色偏(c〇I〇r washout)問題並提高開口率 之液晶顯示面板及其晝素結構。 【先前技術】 液晶顯示器由於具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特 性所以被廣泛地應用在筆記型電腦(notebook)、個人電腦顯示器 與個人數位助理(personal digital assistant，pDA)等資訊產品上，並 已逐漸取代傳統陰極射線管電視，成為家用電視商品的主流。 相較於傳統陰極射線管顯示器，液晶顯示器具有視角不约寬廣 的限制’ HUb近年綠晶顯示H的發展不喃向純肖技術的方 向，展’例如多區域垂尬向技術(MVA)的成熟，已使得液晶顯 不裔的視肖大幅提升。細，僅f液晶齡器的視㈣題已獲得 ^善’物生出新關題’脚在大視角方向觀看液晶顯視器的 二面時會有顏色偏白或伽瑪曲線偏移的問題，-般稱此現象為色 。，偏現象為目前廣視角液晶顯示器發展上的—大限制，因此 ^的=2_的_下改#色偏_’為液晶顯示器在發 【發明内容】 6 200944910 本發明之目的之一在於提供一種液晶顯示面板及其畫素結 構’以解決液晶顯示器在大視角觀看時的色偏問題曾加㈣ 率。 為達上述目的，本發明提供-種晝素結構。上述畫素 -基板’包括複數個晝素區域’各該晝素區域包括、—亮區與一 暗區，且各該暗區包括-第-轉合電容區與—第二輕合電 谷區， 複數個開關元件，分別設置於各該晝素區域之内； 複數個畫素電極圖案，分別設置於各該晝素區域之内，且各該 晝素電極圖案包括-第-晝素電極設於該亮區之内，以及 :第二晝素電極設於騎區之内，其中各該第—晝素電極 係與各該開關元件之一沒極電性連接； 複數個第-耦合電容，分別設置於各該第一麵合電容區之内； 以及 複數個第二柄合電容，分別設置於各該第二麵合電容區之内， 且各該第’合電容係與位於同—暗_之各該第二耗 合電容以並聯方式連接。 為達上述目的，本發明另提供一種晝素結構。上述晝素結構係 形成於-基板之-晝素區域上，該晝素區域包括—亮區與—暗’、 區’且該亮區與該暗區中分別各包括—液晶配向區域，該晝素結 構包括： 患 200944910 一開關元件’設ϊ於該晝素區域之内； 第:畫素電極，設置於該亮區内，且電性連接至該開關元 辆口$極置於該暗區内，電性連接至該開關元件，該 輪合電極具有—第—搞合電極部與-第二齡電極部， 且該第二麵合電極部係與該暗區之該液晶配向區域對 應， 第旦素電極，a又置於該暗區内，該第二畫素電極跟該第 一輕合電極部與該第二輕合電極部分職合形成一第— 耦合電容與一第二耦合電容。 一為達上述目的，本發明又提供一種液晶顯示面板。上述液晶顯 不面板具有複數個晝素區域，各該畫素區域包括一亮區與一暗 區’且該亮區與該暗區中各分別包括—液晶配向區域，該液晶顯 示面板包括： 第-基板，具有複數個晝素結構，分別設置於對應的該晝 素區域，各該晝素結構包括： 一開關元件，分別設置於該畫素區域之内； 一第一晝素電極，設置於該亮區内，且電性連接至該開 關元件； -搞合電極，設置於該暗區内，電性連接至該開關元 件，该耦合電極具有一第一耦合電極部與一第二耦 合電極部，且該第二耦合電極部係與該暗區之該液 200944910 晶配向區域對應； -第二晝素電極’設置於該暗_，該第二 該第一柄合電極部與該第二辆合電極部分別= 形成一第一耦合電容與一第二耦合電容；σ 一第二基板，與該第-基板對向配置，該第二基板之各該液 晶配向區域上設置有一液晶配向結構；以及 ❹ -液晶層，設置於該第—基板與該第二基板之間。 本發.晶顯示面板之晝素區域包括—亮區與―暗區， 區之第-晝素電減直接與汲極電性連接，树區之第二晝雷匕 ^則係利職合電容方式使得第二4素之糕會小於第4 之賴，減-材㈣纖__。另外由於第 钟^容的位置係對應位於液晶配向結構之下方，因此不會影 【實施方式】 本發明之液晶顯示面板之主要舰之—為各晝魏域包括一 ^遠^，^區’其中党區之晝素電極係直接與開關元件之汲極電 八子，，賴上基板之共通電極形成—較大電位差以驅動液晶 ^或二暗區之晝素電極則未舰極電性連接，而係利用設置兩 亮區與一暗 以與上基板之共通電極形成一較小電位差 。動液日日刀子。藉由上述方式，畫素區域可提供一 *以解决大視角觀看液晶顯示器時的色偏問題。 9 200944910 參考第1 ®。第1圖為本發明各穿透式液晶齡面板之實施例 的電路^圖。如第1圖所示’液晶顯示面板包括複數條掃描線 SL、複數條資料、線DL，以及複數個晝素區域此，其中各晝素區 域Ριχ巾包括一開關元件，例如—薄膜電晶體TFT。晝素區域 區分為-亮區B與—暗區D，其中亮㈣具有—第—晝素電極， 而:區D具有―第二晝素電極，且第—畫素電極與第二畫素電極 罄均《又於下基板上。薄膜電晶體TFT之汲極係直接與亮區B之第一 晝素電極電連接，因此在亮區B中第一晝素電極與設於上基板的 共通電極構成—第一液晶電容Clcl，且亮區B中另設置有至少一 儲存電谷Cst。另-方面在暗㈣中祕並未直接與第二晝素電極 電連接’而是利用由汲極延伸出之導電圖案與第二畫素電極形成 與第一輕合電容Cc2係以並聯方式連接，而並聯之第-柄合電容 ❹Ccl與第二麵合電容Cc2祕同與上基板的共通電極構成-第二液 晶電容Cle2。 請參考第2圖至第4圖。第2圖至第4圖為本發明一較佳實施 例之液晶顯示面板之示意圖，其中本實施例係以多區域垂直配向 液晶顯示面板為例說明本發明，但本發明之應用並不限於此而可 為其它型式之液晶顯示面板’另外第2圖為晝素結構之上視圖， 第3圖為第2圖之畫素結構沿剖面線AA，的剖面示意圖，第*圖 為第2圖之晝素結構沿剖面線BB，的剖面示意圖。如第2圖至第4 200944910 圖所示，本實施例之液晶顯示面板具有複數個晝素區域10(為方便 說明起見，圖中僅綠示出一個晝素區域），其中各晝素區域1〇包括 -亮區12與-暗區14,且亮區12與暗區14中各分別包括一液晶 配向區域16、18。液晶顯示面板包括一第一基板2〇，第一基板 具有複數個晝素結構，分別與晝素區域1〇對應，且各畫素結構包 括-掃描線SL、-資料線DL，以及一開關元件(例如薄膜電晶 體）’分別設置於各晝素區域10之内，其中開關元件包括一問極 籲 22G、一半導體層23、一源極22S與一汲極22D。半導體層23與 閘極22G之間設置有―閘極絕緣層24、而閘極22G上方具依序設 置有-介電層25、26、至少-絕緣層(一般亦稱為保護層)27以及 一配向膜(圖未示）’其中介電層26亦作為第二電容介電層之用， 此處將於下文中詳述之。另外，介電層25、％於對應源極22S的 位置具有一接觸洞21，藉此資料線DL可與開關元件22之源極22S 直接電性連接。 液晶顯不面板包括複數個晝素電極圖案，分別設置於各晝素區 域10之内，且各晝素電極圖案係為透明導電材質例如氧化銦錫， 其包括一第一畫素電極34A設於亮區12之内，以及一第二晝素電 極34B設於暗區14之内，其中亮區12之絕緣層27具有一第一接 觸洞28，介電層25、26具有一第四接觸洞31與第一接觸洞28 對應’且開關元件22之汲極22D上設有一墊層(padlayer)29與汲 極22D電性連接。第一接觸洞28與第四接觸洞31曝露出墊層29, 藉此第一晝素電極34A可填入第一接觸洞28與第四接觸洞31而 11 200944910 與塾層29接觸，蘇t卜笛__ + 關元件化购2D 仏即可透過塾層29而與開 則未與第—晝素電極34a電性連接而暗區14之第一晝素電請 —暗區14内設置有—導電_，作為搞合電極之用，其中在本 ❹ 本溪^2半導體層23係由多祕㈣構成，而輕合電極33與 “ 23 #、為_磐，但可透·如離子佈觀其具有導電 且輕合電極係電性連接至開關元件22之沒極22D。另外， 暗區14包括-第一輕合電容區3〇與一第二搞合電容區^ ,盆中 第，合電容區30内包括一第一搞合電容，而第二輕合電容區^ 内則G括帛—搞合電容。輕合電極具有一第—輕合電極部说 設置於第4合電容區3G之内，與—第二麵合電極部別則設置 ;第耦口電合區32之内。此外，畫素結構另包括複數個第一層 王屬圖案36(第層金屬圖案％係與掃描線Sl、閉極加、共通 線CL與塾層29為同層金屬），分別設置於各第一輕合電容區邓 之内、複數個第-電容介電層38(第一電容介電層38與間極絕緣 層24係為同一層材料），分別設置於各導電圖案(亦即轉合電極)與 各第-層金屬圖案36之間、複數個第二層金相案·二金屬 層圖案4〇做資料線DL^層金屬)分顺置於各第—搞合電容 區30之内與各第二相合電容區32之内’以及複數個第二電容介 電層42(第二電容介電層42係與閘極—上方之介電層％為同層 材料），分別設置於各第二晝素電極3犯與各第二層金屬圖案奶曰 之間。 乂 12 200944910 於第-搞合電容區3G中，介電層25 金屬圖w與第—層金_36電性有缺'使得第二層 34B得以與第二層金屬圖案如電 2第二畫素電極 二層金屬圖案40與第—声金屬圖奉^ *〜素電極34B、第 極，而第-_人雷:心 6形成第，合電容之上電 Ο ❿ 置於丄=:=，電容之下電極，並與設 容。观彻帛意⑽38㈣一稱合電 另方面於第二耗合電容區3 #25且右从 弟電各介電層38與介電 層I有一缺口，使第二層金屬圖案則旱 33Β雷性磕姑>4. ^ 币一耦合電極部 電!·生連接，越成第二麵合電容之下電極 層42係覆蓋於第二層金屬圖案 =電^電 祕’使得第二畫素電極34可形成於第二電容介電層42 並作為第二輕合電容之上電極，藉此構成第二搞合電容。 、、、阳㉝示面板另包括—第二基板5()與第—基板如對向配置， 以及液晶層60設置於第一基板20與第二基板5〇之間。第二基 板5〇面對第一基板20之表面包括複數個黑色矩陣圖案52，分別 位於凴區12與暗區14之内，一彩色濾光層54、一共通電極56 設於黑色矩陣圖案52與彩色濾光層54之表面、一配向膜(圖未 不）’以及複數個液晶配向結構58，設置於配向膜之表面並分別與 13 200944910 冗區12之液晶配向區域丨6以及暗區14之液晶配向區域18相對 應於本貫知例中’液晶配向結構5 8係使用配向突起物(ρ^^ϊ^ίοη) 的作法’達到多區域配向的作用，但本發明之應用並不侷限於此， ❿亦可使用其它型式之液晶配向結構，例如配向狹縫㈣。 本發明之液晶顯不面板的畫素結構亦具有其它不同之實施樣 心明、巍、、更參考下文之說明，其中為了便於比較各實施例之不同， 瘳 在下述各實施例中相同之元件使用相同之標號標注，且不再多加 贅述。 μ參考第5圖。第5圖為本發明另—實施例液晶顯示面板之晝 素結構的示意圖。如第5圖所示，與第2圖之實施例不同之處^ 於在本實施财，搞合電極之尺寸較小，因此僅於搞合電容 區30之内设置有第一搞合電極部33Α，而未於第二麵合電容區幻 ❹之内設置有第二柄合電極部33Β。在各第二齡電容區32之内， 另設置一透明導電圖案35取代第二麵合電極部33Β，且透明導電 圖案35係與第一耗合電極部33Α電性連接。在此狀況下，於第二 耦合電容，32中，第二晝素電極34Β仍構成第二輕合電容之 電極:而第二層金屬圖案4〇則與透明導電圖案％電性相連，並 構成第一麵合電容之一下電極。本實施例利用透明導電圖案％取 代第二搞合電極部33Β的作法之優點在於在未與第二層金屬 4的^口疊率的部分仍可保持透光的狀g，因此可進―步提升晝素結構 14 200944910 :參考第6圖。第6圖為本發明又—實施例液晶顯示面板之晝 ^構的不思圖。如第6圖所示，本實施例之輕合電容的設計與 =2, w之實施例相同’而與第2圖之實酬獨之處在於在本實 一 液日日顯示面板係為一半穿透半反射(transflective)型液晶顯 不面板。’因此在各晝素區域1〇的部分絕緣層27的表面另設置有 、射電極37，其中反射電極37係由高反射率材質，例如鋁所構 ❹成且其表面可具有微立體圖案以增加散射效果。由於晝素區域 G巾有。卩分d域為不透光輯，例如儲存電容區或耗合電容區， ，，本I月將反射電極37設置於不透光區域之内，但可使用環境 =源可進-步增加光率，提升液晶顯示面板的亮度表現。值 付说明的是在本實施例中，反射電極37係與第二晝素電極灿電 性連接，而為暗區12的一部分。 B 4參考m第7 κ為本㈣各半穿辭反射魏晶顯示面 板之實施例的電路示意圖。如第7圖所示，液晶顯示面板包括複 數條掃描線SL、複數條資料線DL，以及複數個晝素區域pix，其 中各旦素區域Pix中包括—開關元件，例如—薄臈電晶體TFT。 晝素區域Pix區分為-亮區3與一暗區D，其中亮區3具有一第 一晝素電極，而暗區D具有一第二晝素電極。薄膜電晶體τρτ之 汲極係直接與亮區B之第—晝素電極電連接，因此在亮區B中第 一晝素電極與上基板的共通電極構成—第—液晶電容^，且亮區 B中另設置有至少-儲存電容面在暗㈣巾沒極並未 15 200944910 直接與第二晝素電極電連接，*是细由汲極延伸出之導電圖案 與第二晝素電極形成-第-柄合電容G與—第二雜合電容C。， 料，合電容匕與第二齡餘匕細_方式連接，^並 聯之第-麵合電紅。】與第二搞合電容Cc2再共同與上基板的共通 電極構成-第二液晶電容Clc2。相較於穿透式液晶顯示面板之電 路’由於半穿透半反射型液晶顯示面板之各畫素區域pix中另設置 有一反射電極，電性連接於暗區〇之第二晝素電極，因此反射電

❹ 極/、上基板的共通電極亦會構成一反射液晶電容QcR 請參考第8圖。第8圖為本發明再一實施例液晶顯示面板之晝 钱構的示意圖。如第8圖所示，本實施例之液晶顯示面板亦為 一半穿透半反射型液晶顯示面板，與第6圖之實施例相同，而兩 同，亦即在第二耦合電容區32中設置有透明導電圖案35。 B 由上述可知，本發明之主要無之—在於畫魏顧分有亮區 與暗區’其中亮區之第一畫素電極係直接與汲極電性連接，而暗 區之第二畫素電極則係利用耦合電容方式使得第二畫素電極之電 f會祕第-晝素電極之電壓，如此一來可以有效解決色偏的問 題。第-晝素電極的電壓可利用麵合電容的大小來控制，一般而 言在第二晝素電極之電壓大約為第一晝素電極之電壓的〇 7倍的 狀況下，會具有較佳的改善色偏效果。對於單一晝素區域而言， 亮區與暗區的面積比例約在35 : 65的狀況下，亦會有較佳的改善 16 200944910 色偏效果，但實際的比例仍可依其它考量加以變更。另外由於本 發明之耦合電容包括以並聯方式連接的第一辆合電容與第二耦合 電容，其中由於第二耦合電容的位置係位於黑色矩陣圖案與液晶 配向結構之下方，因此不會影響開口率。在此狀況下可減小第一 耦合電容的面積，以增加開口率，而不足的電容則可由第二耦合 電容提供，而獲致相同的電容值。值得說明的是本發明耦合電容 並不限於並聯兩個耦合電容，而可視晝素結構的設計與電容值的 Φ 需求增加並聯耦合電容的數目，且耦合電容的尺寸與形狀等亦可 加以變更。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾’皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 ❿ 第1圖為本發明各穿透式液晶顯示面板之實施例的電路示意圖。 第2圖至第4圖為本發明一較佳實施例之液晶顯示面板之示意圖 第5圖為本發明另一實施例液晶顯示面板之晝素結構的示音圖。 第6圖為本發明又一實施例液晶顯示面板之晝素結構的示意圖。 第7圖為本發明各半穿透半反射型液晶顯示面板之實施例的電路 示意圖。 第8圖為本發明再一實施例液晶顯示面板之晝素結構的示意圖。 【主要元件符號說明】 17 200944910

10 畫素區域 12 党區 14 暗區 16 液晶配向區域 18 液晶配向區域 20 第一基板 21 接觸洞 22G 閘極 22S 源極 22D 没極 23 半導體層 24 閘極絕緣層 25、 26介電層 27 絕緣層 28 第一接觸洞 29 墊層 30 第一耦合電容區 31 第四接觸洞 32 第二耦合電容區 33A 第一耦合電極部 33B 第二耦合電極部 34A 第一晝素電極 34B 第二畫素電極 35 透明導電圖案 36 第一層金屬圖案 37 反射電極 38 第一電容介電層 40 第二層金屬圖案 42 第二電容介電層 44 第二接觸洞 46 第三接觸洞 50 第二基板 52 黑色矩陣圖案 54 彩色濾光層 56 共通電極 58 液晶配向結構 60 液晶層 18

Claims (1)

1. 200944910 十、申請專利範圍： 1. 一種畫素結構，包括： 一基板，包括複數個畫素區域，各該畫素區域包括一亮區與— 暗區，且各該暗區包括一第一耦合電容區與一第二耦合電 容區; 複數個開關元件，分別設置於各該晝素區域之内； 複數個畫素電極圖案，分別設置於各該晝素區域之内，且各該 0 晝素電極圖案包括一第一晝素電極設於該亮區之内，以及 一第二畫素電極設於該暗區之内，其中各該第一畫素電極 係與各該開關元件之一汲極電性連接； 複數個第-搞合電容，分別設置於各該第一搞合電容區之内； 以及 複數個第二耦合電容，分別設置於各該第二耦合電容區之内， 且各該第一耦合電容係與位於同一暗區内之各該第二耦 合電容以並聯方式連接。 2. 如請求項1所述之晝素結構，另包括複數個導電圖案，分別與 各該開關7L件之概極電性連接、複數個第—層金屬圖案，分 別設置於各該第-轉合電容區之内，以及複數個第二層金屬圖 案’分別設置於各該第一耦合電容區之内與各該第二輛合電容 區之内。 3. 如請求項2所述之晝素結構，其中於各該第一輪合電容區中， 19 ❹ ❹ 7 200944910 畫錢極、⑽第二層金·_各該第-層金屬圖 案係為電性相連，並構成各該第一搞合電 該導電圖案構成各該第-搞合電容之一下電極。電極’而各 4· 之細構，馳—電容介電層， 刀別权置於各該導電圖案與各該第一層金屬圖案之間。 5.^^之晝細，細蝴^合電容區中， 各遺U電極顧各对二私電容之— =:=各物陶性相連，一= 6.如請求項5所述之晝麵構，另包純數個第二電容介電層， 分別設置於各該第二晝素電極與各該第二層金屬圖案之間。 ^ 旦素、，、σ構，另包括複數個透明導電圖案，分 別設置於各該第二耦合電交 . '、 之内且各該透明導電圖案係與 各該導電圖!案電性連接。 丹 8. h求項7所述之晝素結構，其中於各該第二輕合電容區中， 二晝素電極構成各該第二耦合電容之—上電極，而各該 通明導電_相連，並構成各該第 20 200944910 9.如明求項6所述之晝素結構，另包括—絕緣層設置於該等書 電極與該等第二電容介電層之間。 — ίο.=請求項9所述之晝素結構，其中該絕緣層與各該第二電 第搞合電容區中分別具有至少-通孔，且各該 鲁 -旦素電極藉由各該通孔與各該第二層金屬圖案電性連 接0 二求項9所述之畫素結構，其巾該絕緣層於各該第二麵合電 谷區中具有至少一通孔，藉 一 k札稭此使各该弟二畫素電極於各該第 -輕合電容區巾形成於各該第二電容介電層之表面。 =求項2所述之晝素結構，另包括複數個反射電極，分別與 各該畫素電極圖案電性連接。 13· t!!項2所述之晝素結構’其中各該開關树包括一間極， 该等閘極與該等第一層金屬圖案係為同一層金屬。 求項1所述之畫素結構，其中各該等第—晝素電極未與該 寻第二晝素電極電性連接。 二素結構’形成於一基板之一晝素區域上，該晝素區域包 一亮區與一暗區，且該亮區與該暗區中分別各包括一液晶 21 200944910 配向區域，該晝素結構包括： 一開關7L件，設置於該晝素區域之内； 第晝素電極，設置於該亮區内，且電性連接至該開關元 件； -搞合電極’設置於該暗區内，電性連接至該_元件，該 輕極具有—第—搞合電極部與—第二耦合電極部， 且该第二耦合電極部係與該暗區之該液晶配向區域對 應； -第二畫素電極’設置霞暗區内，該第二晝素電極跟該第 一耦合電極部與該第二耦合電極部分別耦合形成一第— 耦合電容與一第二耦合電容。 16. ❹17. 如請求項15所述之晝素結構，其中該第-輕合電容與該第二 耦合電容係以並聯方式連接。 -種液晶顯示面板’該液晶顯示面板具有複數織素區域，各 該畫素區域包括-亮區與-暗區，且該亮區與該暗區中各分 別包括一液晶配向區域，該液晶顯示面板包括： 一第一基板，具有複數個晝素結構，分別設置於對應的該晝 素區域，各該晝素結構包括： 一開關元件，分別設置於該晝素區域之内； 一第一畫素電極，設置於該亮區内，且電性連接至該開 關元件； 22 200944910 一耦合電極，設置於該暗區内，電性連接至該開關元 件，該耦合電極具有一第一耦合電極部與一第二耦 合電極部，且該第二辆合電極部係與該暗區之該液 晶配向區域對應； 一第二晝素電極，設置於該暗區内，該第二畫素電極跟 該第一耦合電極部與該第二耦合電極部分別耦合 形成一第一耦合電容與一第二耦合電容； Φ 一第二基板，與該第一基板對向配置，該第二基板之各該液 晶配向區域上設置有·一液晶配向結構；以及 一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。 18.如請求項17所述之液晶顯示面板，其中於各該晝素區域中， 該第一耦合電容與該第二耦合電容係以並聯方式連接。

   十一、圖式： 23