TW201708911A - 液晶顯示面板及其液晶配向方法 - Google Patents

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Abstract

一種液晶顯示面板，包括第一基板、導線、主動開關元件、畫素電極、以及第一電極。畫素電極具有十字形開口，且十字形開口包括沿第一方向延伸之第一狹縫以及沿第二方向延伸且與第一狹縫交錯之第二狹縫。第一電極設置於第一基板並鄰設於畫素電極的周圍。畫素電極包括兩第一部分與第二部分，兩第一部分分別鄰設於十字形開口之第二狹縫在第二方向上的相對兩端，兩第一部分之間的距離在第二方向上具有第一寬度，第二部分在第二方向上具有第二寬度，且第一寬度大於第二寬度。

Description

液晶顯示面板及其液晶配向方法
本發明係關於一種液晶顯示面板及其液晶配向方法，尤指一種具有高穿透率的液晶顯示面板及其液晶配向方法。
液晶顯示面板由於具有輕薄短小與節能等優點，已被廣泛地應用在各式電子產品，如智慧型手機(smart phone)、筆記型電腦(notebook computer)、平板電腦(tablet PC)。為了提供廣視角顯示效果，一種聚合物穩定配向型(Polymer-Stabilized Alignment, PSA)液晶顯示面板已普遍地被用來製作高對比及廣視角的顯示器，如電視(TV)、監視器(Monitor)、筆記型電腦(notebook computer)與公共訊息傳遞用之看板（Public Information Display）。聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製作的方式在於液晶材料中加入少許的光固化配向單體，並對液晶材料施加電壓使得液晶分子產生預傾角，再適當地照射紫外光使液晶分子的預傾角固定並完成聚合物的穩定。相較於多區域垂直配向型（Multi-domain Vertical Alignment, MVA）液晶顯示面板需使用額外的配向結構例如配向突起物(protrusion)來協助配向，聚合物穩定配向型液晶顯示面板可大幅度的改善暗態漏光。為了使液晶顯示面板具有更高的對比以及更廣的視角，每個畫素內會分割成複數個配向區，且畫素電極包括複數個沿不同方向延伸的分支畫素電極，藉此在不同配向區內的液晶分子於施加電壓之情形下會朝向不同的方向傾倒。然而，由於液晶為一連續體，所以在不同方向延伸的分支畫素電極相交位置，便會出現許多液晶排列不連續的地方而使液晶效率下降，微觀上的觀察是畫素上會出現暗紋，巨觀表現則為穿透率降低，造成顯示品質下降。
在此先前技術部份中公開的上述內容僅是為了加強對本發明背景的理解。因此，其可能包括不構成現有技術的任何部分且不構成現有技術可能對本領域具有通常知識者給出啟示的內容。
本發明之目的之一在於提供一種液晶顯示面板及液晶配向方法，其透過電極設計並在液晶配向製程中搭配電壓的施加以提升使液晶分子排列的制序性，進而減少畫素區內暗紋的發生並提升穿透率。
本發明之一實施例提供一種液晶顯示面板，包括第一基板、導線、主動開關元件、畫素電極、第一電極、第二基板、複數個液晶分子以及第二電極。導線設置於第一基板上並沿第一方向延伸。主動開關元件設置於第一基板上並與導線電性連接。畫素電極設置於第一基板上並與主動開關元件電性連接，其中畫素電極具有十字形開口，且十字形開口包括沿第一方向延伸之第一狹縫以及沿第二方向延伸且與第一狹縫交錯之第二狹縫。第一電極設置於第一基板並鄰設於畫素電極的周圍。第二基板與第一基板相對設置。液晶分子設置於第一基板與第二基板之間。第二電極設置於第二基板上。畫素電極包括兩第一部分與一第二部分，兩第一部分分別鄰設於第二狹縫在第二方向上的相對兩端，兩第一部分之間的距離在第二方向上具有一第一寬度，第二部分在第二方向上具有一第二寬度，且第一寬度大於第二寬度。
本發明之另一實施例提供一種液晶配向方法，包括下列步驟。提供上述之液晶顯示面板，其中液晶分子混合有複數個光固化配向單體。對第一電極施加第一電壓，對第二電極施加第二電壓，以及經由主動開關元件對畫素電極施加第三電壓，以使液晶分子產生預傾角。在施加第一電壓、第二電壓與第三電壓的狀況下，利用光照射光固化配向單體以使光固化配向單體聚合於第一基板與第二基板上分別形成第一配向膜與第二配向膜並固定液晶分子之預傾角，其中第一電壓與第二電壓的均方根差值大於第三電壓與第二電壓的均方根差值。
為使熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖與第2圖。第1圖繪示本發明之對照實施例之液晶顯示面板之液晶分子的傾倒方向示意圖，第2圖為本發明之對照實施例之液晶顯示面板於光學顯微鏡下所拍攝之顯示畫面。如第1圖所示，對照實施例之液晶顯示面板100包括複數個畫素單元P，其中各畫素單元P包括複數個配向區，例如第一配向區101、第二配向區102、第三配向區103與第四配向區104。在對照實施例中，當液晶分子被驅動時，第一配向區101、第二配向區102、第三配向區103與第四配向區104的液晶分子會沿不同方向傾倒，且傾倒方向係朝向位於所有配向區的交界處的中心點X，如第1圖的箭號所示。當液晶分子向內朝向中心點X傾倒時，位於相鄰配向區的交界處的液晶分子會互相干擾而造成液晶分子具有不一致的排列，因此使得中心暗紋粗大，進而使得液晶顯示面板100的穿透率的下降。如第2圖所示，對照實施例的液晶顯示面板100不論是在四個相鄰配向區的交界處的中心暗紋或是在任兩相鄰配向區的交界處的暗紋都非常顯著，嚴重影響穿透率與顯示效果。
請再參考第3圖與第4圖。第3圖繪示本發明之實施例之液晶顯示面板之液晶分子的傾倒方向示意圖，第4圖為本發明之實施例之液晶顯示面板於光學顯微鏡下所拍攝之顯示畫面。如第3圖所示，在本實施例之液晶顯示面板200中，當液晶分子被驅動時，第一配向區101、第二配向區102、第三配向區103與第四配向區104的液晶分子的傾倒方向係向外朝向相反於中心點X的方向傾倒，如第3圖的箭號所示，因此液晶分子不會互相干擾而具有一致且規律的排列。另外，位於第一配向區101、第二配向區102、第三配向區103或第四配向區104內但在畫素電極的外圍內的液晶分子基本上會朝向平行兩相鄰的配向區的邊界的方向傾倒。如第4圖所示，相較於對照實施例，本實施例的液晶顯示面板2不論是在四個相鄰配向區的交界處的中心暗紋或是在任兩相鄰配向區的交界處的暗紋都顯著的變細且不明顯，因此有效的提升了穿透率與顯示效果。
下文將針對本發明之各實施例使液晶分子由中心點向外傾倒的技術特徵作進一步詳述。
請參考第5圖至第8圖，第5圖繪示本發明之第一實施例之液晶顯示面板之上視示意圖，第6圖為沿第5圖之A-A’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖，第7圖為沿第5圖之B-B’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖，且第8圖為沿第5圖之C-C’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖，其中為了彰顯本發明之特色，圖式僅繪示出單一畫素結構。如第5圖至第8圖所示，本實施例之液晶顯示面板1包括第一基板10、導線12、主動開關元件SW、畫素電極14、第一電極16、第二基板30、第二電極32以及液晶分子LC。第一基板10可為透明基板，且第一基板10可包括透明基板例如玻璃基板、塑膠基板、石英基板、藍寶石基板或其它適合的硬質基板或可撓式基板。導線12設置於第一基板10上，其中導線12沿第一方向L1延伸。本實施例之導線12為資料線，且液晶顯示面板1可更包括另一導線13，其中另一導線13可為閘極線，其與導線12不平行設置，例如導線13可沿第二方向L2延伸。第一方向L1與第二方向L2可彼此實質上垂直，例如第一方向L1為第5圖的縱向，而第二方向L2為第5圖的橫向，但不以此為限。在本實施例中，主動開關元件SW係選用底閘型薄膜電晶體元件，其包括閘極G、半導體通道層SE、源極S與汲極D，其中導線(閘極線)13可與閘極G為同一層圖案化導電層(例如第一金屬層)並彼此電性連接，且導線(資料線)12可與源極S及汲極D為同一層圖案化導電層(例如第二金屬層)，且導線12與源極S彼此電性連接，但不以此為限。此外，閘極G與半導體通道層SE之間可設置閘極絕緣層GI。在變化實施例中，主動開關元件SW可選用頂閘型薄膜電晶體元件或其它型式的薄膜電晶體元件。
畫素電極14設置於第一基板10上，例如畫素電極14係設置於至少一保護層20上，且畫素電極14可經由保護層20的接觸洞TH與汲極D電性連接。主動開關元件SW與導線12、13設置於保護層20下。第二基板30與第一基板10相對設置，且第二基板30可為透明基板，且第二基板30可包括透明基板例如玻璃基板、塑膠基板、石英基板、藍寶石基板或其它適合的硬質基板或可撓式基板。第二電極32設置於第二基板30上。第二電極32可作為共通電極之用，其可為整面電極，但不以此為限。第二電極32的材料可為透明導電材料例如氧化銦錫、氧化銦鋅或其它適合的透明導電材料。液晶分子LC位於第一基板10與第二基板30之間。本實施例之液晶顯示面板1可另包括配向材料層24, 34，其中配向材料層24可設置於第一基板10上並位於畫素電極14上，而配向材料層34可設置於第二基板30上並位於第二電極32上，其中配向材料層24, 34可以選用具有側鏈(side chain)的高分子材料，亦即聚合物穩定配向層，且配向材料層24, 34的介電係數可大於液晶分子LC的短軸的介電係數。舉例而言，配向材料層24, 34的材料可包括例如聚醯亞胺(Polyimide)，但不以此為限。此外，液晶顯示面板1可進一步包括彩色濾光層(圖未示)、遮光圖案例如黑色矩陣(圖未示)或其它顯示元件，在此不再贅述。
在本實施例中，畫素電極14具有十字形開口14H，其中十字形開口14H包括沿第一方向L1延伸之第一狹縫14S1以及沿第二方向L2延伸且與第一狹縫交錯之第二狹縫14S2，且十字形開口14H實質上可將畫素電極14區分成複數個配向區。也就是說，第一狹縫14S1與第二狹縫14S2形成交錯中心14C。在本實施例中，除了第一狹縫14S1與第二狹縫14S2之外，畫素電極14實質上可為整面電極，但不以此為限。舉例而言，畫素電極14也可選擇性地包括分支狹縫。畫素電極14可為透明電極，其材料可為氧化銦錫、氧化銦鋅或其它適合的透明導電材料，但不以此為限。在本實施例中，第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度與第二狹縫14S2在第一方向L1之寬度分別實質上介於1微米(um)至12微米(um)之間，例如實質上介於1微米(um)至8微米(um)之間，但不以此為限。第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度與第二狹縫14S2在第一方向L1之寬度可以相等或不相等。此外，第一狹縫14S1在第一方向L1的長度與畫素電極14在第一方向L1上的長度之比值係實質上大於或等於0.5且小於1，且第二狹縫14S2在第二方向L2上的長度與畫素電極14在第二方向L2上的長度的比值係實質上大於或等於0.5且小於1，但不以此為限。此外，第一狹縫14S1在第一方向L1的長度可視畫素的形狀不同加以調整而與第二狹縫14S2在第二方向L2上的長度相等或不相等。
另外，第一電極16設置於第一基板10上，且第一電極16鄰設於畫素電極14的周圍。精確而言，由上視方向觀察，第一電極16鄰設於畫素電極14的周圍。第一電極16的材料可為不透明導電材料例如金屬、合金或其它適合的不透明導電材料、透明導電材料氧化銦錫、氧化銦鋅或其它適合的透明導電材料、高分子導電材料或其它適合的導電材料。在本實施例中，第一電極16係位於畫素電極14與第一基板10之間，且第一電極16與畫素電極14在垂直投影方向Z上部分重疊。第一電極16與畫素電極14可為不同層圖案化導電層，舉例而言，本實施例之第一電極16可與導線13(閘極線)以及閘極G為同一層圖案化導電層，但不以此為限。此外，由於保護層20會覆蓋第一電極16，而畫素電極14係設置於保護層20上並跨上第一電極16，因此畫素電極14與第一電極16的重疊部分會形成地形上的突起結構。
此外，畫素電極14具有相對的第一側邊141與第二側邊142，且第一側邊141鄰近導線12，而第二側邊142鄰近相對側的另一導線12。舉例而言，如第5圖所示，第一側邊141為畫素電極14的左側邊，而第二側邊142為畫素電極14的右側邊，但不以此為限。此外，畫素電極14包括兩第一部分141A與第二部分141B，其中兩第一部分141A分別鄰設於十字形開口14H之第二狹縫14S2在第二方向L2上的相對兩端，且第一部分141A可與第二狹縫14S2在第二方向L2上重疊。兩第一部分141A的距離在第二方向L2上具有第一寬度W1(如第5圖與第8圖所示)，第二部分141B在第二方向L2上具有第二寬度W2(如第5圖與第7圖所示)，且第一寬度W1大於第二寬度W2。在本實施例中，導線12設置於畫素電極14之外側且未與畫素電極14在垂直投影方向Z上重疊。此外，第一部分141A係沿第二方向L2向外突出於第二部分141B並面對導線12，第一部分141A與導線12之中心位置之最小距離為第一距離D1，第二部分141B與導線12之中心位置的最小距離為第二距離D2，且第一距離D1小於第二距離D2。在本實施例中，導線12之中心位置係指位於導線12的中心假想線H上的位置，由於本實施例之導線12係為沿第一方向L1延伸的導線，因此不論導線12在第二方向L2上具有等寬或不等寬度，導線12的中心假想線H也是沿第一方向L1延伸的直線。第一距離D1係為第一部分141A與導線12的中心假想線H的最小距離(垂直距離)，且第二距離D2為第二部分141B與導線12的中心假想線H的最小距離(垂直距離)。此外，兩第一部分141A分別位於第二部分141B與對應的導線12之間且實質上對應十字形開口14H之第二狹縫14S2的相對兩端。在本實施例中，畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離是大致固定且沒有變化。舉例而言，第一部分141A可為例如一突塊，沿第二方向L2向導線12突出於第二部分141B，而第二部分141B則可為例如具有平行於第一方向L1的側邊，且沿第二方向L2內縮於第一部分141A，藉此第一距離D1會小於第二距離D2。在本實施例中，第二距離D2與第一距離D1之差值係大於或等於2微米(um)且小於或等於10微米(um)，但不以此為限。在變化實施例中，畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離也可以是不固定而具有變化，且此變化可以是連續性變化或不連續性變化。值得說明的是，畫素電極14的第二側邊142可面對相鄰的畫素的導線12，且第二側邊142可與第一側邊141具有相同的設計，在此不再贅述。另外，在變化實施例中，導線12可為閘極線，而導線13可為資料線。也就是說，畫素電極14的第一側邊141與第二側邊142可以是分別面對兩閘極線的側邊。
本實施例之液晶顯示面板1係選用聚合物穩定配向型(Polymer-Stabilized Alignment, PSA)液晶顯示面板，因此液晶分子LC需要利用液晶配向製程以完成配向。在本實施例中，畫素電極14的十字形開口14H可以縮小位於十字形開口14H兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍。另外，在畫素電極14與第一電極16於垂直投影方向Z上具有重疊部分的狀況下，在液晶配向製程時對畫素電極14、第一電極16與第二電極32施加適當的電壓可以調整此區域的電場分布而使得液晶分子LC連續性的向外傾倒，因此可以改善暗紋問題。下文的實施例將針對液晶顯示面板的液晶配向方法進行詳述。請參考第9圖至第11圖，並一併參考第5圖至第8圖。第9圖至第11圖繪示本發明之一實施例之液晶顯示面板的液晶配向方法的示意圖。如第9圖所示，首先，將液晶顯示面板1的液晶分子LC與光固化配向單體MO混合。如第10圖所示，接著對第一電極16施加第一電壓，對第二電極32施加第二電壓，以及經由主動開關元件SW對畫素電極14施加第三電壓，藉由第一電壓、第二電壓與第三電壓產生的電場，使靠近第一基板10的配向材料層24的液晶分子LC產生預傾角。如第11圖所示，在施加第一電壓、第二電壓與第三電壓的狀況下，利用光(例如紫外光)照射液晶層LC及光固化配向單體MO以使光固化配向單體MO聚合而於第一基板10與第二基板20上分別形成第一配向膜25與第二配向膜35並固定液晶分子LC之預傾角。在本實施例中，第一電壓與第二電壓的均方根差值大於第三電壓與第二電壓的均方根差值，舉例而言，在液晶配向製程中，第一電壓與第二電壓的均方根差值與第三電壓與第二電壓的均方根差值之差值較佳大於或等於1伏特(V)，其中第一電壓與第二電壓的均方根差值可為例如5伏特，而第三電壓與第二電壓的均方根差值可為例如8伏特，但不以此為限。舉例而言，在一實施例中，第二電壓可為接地電壓，第一電壓可為24伏特，第三電壓可為23伏特；在另一實施例中，第三電壓可為接地電壓，第一電壓可為-21伏特，且第二電壓可為-10伏特，但不以此為限。
在分別對第一電極16施加第一電壓，對第二電極32施加第二電壓，以及對畫素電極14施加第三電壓的狀況下，藉由畫素電極14的十字形開口14H設計可以改變對應於十字形開口14H的等電力線變化(如第10圖與第11圖所示)，藉此可以使對應於十字形開口14H的液晶分子LC向外側(畫素電極14的周圍)方向預傾，故可以縮小位於十字形開口14H兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍而減少十字形暗紋的產生。此外，藉由畫素電極14的周圍設置第一電極16以及使畫素電極14的第一部分141A突出於第二部分141B的配置再加上畫素電極14與第一電極16的重疊部分，因此在液晶配向製程時可以改變對應於畫素電極14的周圍的等電力線變化(如第10圖與第11圖所示)，使得位於第一電極16內側的液晶分子LC可連續性的一致向外傾倒，因此可以改善暗紋問題並可增加穿透率。另外，位於第一電極16外側的液晶分子LC實質上會外內傾倒，而位於第一電極16上方的液晶分子LC則實質上會沿第一電極16的延伸方向傾倒。
值得說明的是，在實際進行顯示時，施加於第一電極16的第一電壓可與施加於第二電極32的第二電壓相等，例如第一電壓與第二電壓可均為接地電壓，但不以此為限，而藉由改變施加於畫素電極14的第三電壓(畫素電壓)以控制液晶分子LC的傾倒程度，以調整顯示灰階。
本發明之液晶顯示面板及液晶配向方法並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它較佳實施例之液晶顯示面板及液晶配向方法，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。
請參考第12圖與第13圖。第12圖繪示本發明之第二實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，第13圖為沿第12圖之D-D’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。如第12圖與第13圖所示，不同於第一實施例，在本實施例的液晶顯示面板2中，第一電極16與畫素電極14係為同一層圖案化導電層，但兩者未電性連接。第一電極16與畫素電極14的材料可為透明導電材料例如氧化銦錫、氧化銦鋅或其它適合的導電材料。此外，在本實施例中，畫素電極14的第一部分141A與導線12之中心位置的第一距離D1同樣也小於第二部分141B與導線12之中心位置的第二距離D2(圖未示)，但與第一實施例不同之處在於，畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離的變化是連續性變化。舉例而言，畫素電極14之第一側邊141之第二部分141B由第一部分141A沿第一方向L1逐漸內縮，亦即，畫素電極14之第二部分141B之第二寬度W2由第一部分141A沿第一方向L1逐漸變小。也就是說，第一側邊141係沿第三方向L3設置，且第三方向L3與第一方向L1具有一夾角a，且夾角a實質上大於0度並小於或等於45度，但不以此為限。在變化實施例中，畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離的變化也可是不連續性的變化例如階梯狀的變化。在本實施例中，畫素電極14與第一電極16的距離較佳不超過12微米，如此可使畫素電極14的周圍的液晶分子LC的傾倒具有良好的連續性，但不以此為限。在本實施例中，第一電極16與導線12在垂直投影方向Z上重疊，因此液晶顯示面板2可另包括一絕緣層21，設置於保護層20與第一電極16之間，用以減少第一電極16與導線12之間的寄生電容，以避免過大的電阻電容負載(RC loading)。絕緣層21的材料、厚度與介電常數等可視需要選擇。舉例而言，絕緣層21的材料可選用有機絕緣材料例如壓克力樹脂或環氧樹脂，但不以此為限。絕緣層21的厚度可大於保護層20的厚度，且絕緣層21可具有平坦表面，以利第一電極16與畫素電極14的設置。此外，若本實施例之液晶顯示面板2為彩色濾光層在陣列(color filter on array, COA)液晶顯示面板，則絕緣層21可與彩色濾光層整合，也就是說，絕緣層21可同時具有彩色濾光性質。
藉由上述電極配置，本實施例之液晶顯示面板2同樣可以縮小位於十字形開口14H兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍，以及使得位於第一電極16內側的液晶分子LC可連續性的一致向外傾倒，因此可以改善暗紋問題而可增加穿透率。
請參考第14圖與第15圖。第14圖繪示本發明之第三實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，第15圖為沿第14圖之E-E’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。如第14圖與第15圖所示，不同於第一實施例，本實施例的液晶顯示面板3另包括第三電極18，設置於第一基板10上並鄰設於畫素電極14的周圍，且畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離的變化是連續性變化。在本實施例中，第一電極16與第三電極18係為不同層圖案化導電層。舉例而言，第一電極16與導線13可為同一層圖案化導電層，而第三電極18可與畫素電極14為同一層圖案化導電層且彼此未電性連接，但不以此為限。第三電極18與畫素電極14也可為不同層圖案化導電層。此外，本實施例之第三電極18係部分環繞畫素電極14，且與畫素電極14之間可保持固定間距，因此除了畫素電極14之第一側邊141之第二部分141B由第一部分141A沿第一方向L1逐漸內縮，第三電極18相鄰畫素電極14的一側也具有漸變的側邊，但不以此為限。在本實施例中，第三電極18與導線12在垂直投影方向Z上重疊，因此液晶顯示面板3可另包括絕緣層21，設置於保護層20與第三電極18之間，用以減少第三電極18與導線12之間的寄生電容，以避免過大的電阻電容負載(RC loading)。絕緣層21的材料與特性等如前述實施例所述，在此不再贅述。
除了對第一電極16施加第一電壓，對第二電極32施加第二電壓，以及對畫素電極14施加第三電壓，本實施例之液晶配向方法更包括對第三電極18施加第四電壓，其中第四電壓與第二電壓的均方根差值大於第三電壓與第二電壓的均方根差值。舉例而言，第四電壓與第二電壓的均方根差值可等於第一電壓與第二電壓的均方根差值，亦即第四電壓可等於第一電壓，但不以此為限。
藉由上述電極配置，本實施例之液晶顯示面板3同樣可以縮小位於十字形開口14H兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍，以及使得位於第一電極16內側的液晶分子LC可連續性的一致向外傾倒，因此可以改善暗紋問題而可增加穿透率。
請參考第16圖至第18圖。第16圖繪示本發明之第四實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，第17圖為沿第16圖之F-F’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖，且第18圖為沿第16圖之G-G’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖，其中為簡化說明，第16圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第16圖至第18圖所示，不同於第三實施例，在本實施例的液晶顯示面板4中，第一電極16與第三電極18彼此連接而共同完全或部分環繞畫素電極14。舉例而言，第三電極18可與畫素電極14為同一層圖案化導電層，並利用保護層20與閘極絕緣層GI的接觸洞TH與第一電極16電性連接，此外，液晶顯示面板4可另包括絕緣層(未繪示)，設置於保護層20與第三電極18之間，用以減少第三電極18與導線12之間的寄生電容，其中絕緣層的材料與特性等如前述實施例所述，在此不再贅述。在本實施例中，畫素電極14的第一部分141A為突塊，沿第二方向L2向導線12突出於第二部分141B，但不以此為限。在變化實施例中，畫素電極14的第一側邊141與導線12之中心位置的距離的變化也可是連續性變化。
藉由上述電極配置，本實施例之液晶顯示面板4同樣可以縮小位於十字形開口14H兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍，以及使得位於第一電極16內側的液晶分子LC可連續性的一致向外傾倒，因此可以改善暗紋問題而可增加穿透率。
請參考第19圖。第19圖繪示本發明之第五實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第19圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第19圖所示，在本實施例的液晶顯示面板5中，第一電極16係完全環繞畫素電極14，且第一電極16為封閉環形圖案，例如中空環形，但不以此為限。在本實施例中，第一電極16與畫素電極14為不同層圖案化導電層，舉例而言，本實施例之第一電極16可與導線13(圖未示)為同一層圖案化導電層，但不以此為限。此外，第一電極16與畫素電極14在垂直投影方向Z上可部分重疊。
請參考第20圖。第20圖繪示本發明之第六實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第20圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第20圖所示，在本實施例的液晶顯示面板6中，第一電極16係部分環繞畫素電極14，且第一電極16具有至少一個缺口16H。舉例而言，第一電極16可包括兩個L形電極16L，分別設置於畫素電極14的兩對角落，而缺口16H則位於L形電極16L之間。在本實施例中，第一電極16與畫素電極14為不同層圖案化導電層，舉例而言，本實施例之第一電極16可與導線13(圖未示)為同一層圖案化導電層，但不以此為限。此外，第一電極16與畫素電極14在垂直投影方向Z上可部分重疊。
請參考第21圖。第21圖繪示本發明之第六實施例之變化實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第21圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第21圖所示，在本實施例的液晶顯示面板6A中，第一電極16係部分環繞畫素電極14，且第一電極16具有至少一個缺口16H。本實施例之第一電極16可與畫素電極14為同一層圖案化導電層且彼此未電性連接，且環繞畫素電極14的第一電極16與畫素電極14之間可保持固定間距，但不以此為限。此外，第一電極16沿第二方向L2之寬度可以不等於第一電極16沿第一方向L1之寬度，例如位於畫素電極14之左右兩側的第一電極16的寬度可以大於位於畫素電極14之上下兩側的寬度。
請參考第22圖。第22圖繪示本發明之第七實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第22圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第22圖所示，在本實施例的液晶顯示面板7中，畫素電極14的第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度不等於第二狹縫14S2在第一方向L1之寬度，例如第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度小於第二狹縫14S2在第一方向L1之寬度。本實施例之第一電極16可與畫素電極14為不同圖案化導電層，但不以此為限。此外，第一電極16沿第二方向L2之寬度可以不等於第一電極16沿第一方向L1之寬度，例如位於畫素電極14之左右兩側的第一電極16的寬度可以小於位於畫素電極14之上下兩側的寬度。
請參考第23圖。第23圖繪示本發明之第八實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第23圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第23圖所示，在本實施例的液晶顯示面板8中，畫素電極14的第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度隨著在第一方向L1上的不同位置具有兩種以上的寬度及/或第二狹縫14S2在第一方向L1之寬度隨著在第二方向L2上的不同位置具有兩種以上的寬度。舉例而言，第一狹縫14S1在第二方向L2之寬度係由十字形開口14H的交錯中心14C向外逐漸變小，且第二狹縫14S2沿第一方向L1之寬度係由十字形開口14H的交錯中心14C向外逐漸變小。
請參考第24圖。第24圖繪示本發明之第九實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，其中為簡化說明，第24圖中未繪示出部分元件例如主動開關元件與閘極線。如第24圖所示，在本實施例的液晶顯示面板9中，畫素電極14另包括複數條分支狹縫14X，分別與十字形開口14H之第一狹縫14S1及/或第二狹縫14S2連接。舉例而言，分支狹縫14X可包括第一分支狹縫14X1、第二分支狹縫14X2、第三分支狹縫14X3與第四分支狹縫14X4，分別沿四個不同的方向向外延伸，且第一分支狹縫14X1、第二分支狹縫14X2、第三分支狹縫14X3與第四分支狹縫14X4可彼此垂直。舉例而言，以第二方向L2為基準且以逆時針方向為正向，第一分支狹縫14X1、第二分支狹縫14X2、第三分支狹縫14X3及第四分支狹縫14X4與第二方向L2的夾角可分別為例如45度、135度、225度與315度，但不以此為限。在變化實施例中，第一分支狹縫14X1、第二分支狹縫14X2、第三分支狹縫14X3與第四分支狹縫14X4與第二方向L2的夾角可分別為例如135度、45度、315度與225度，但不以此為限。
請參考第25圖。第25圖繪示本發明之第十實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。如第25圖所示，不同於前述實施例之導線12設置於第一電極16之外側的作法，在本實施例之液晶顯示面板300中，第一電極16設置於導線12的外側，且導線12與畫素電極14在垂直投影方向Z上部分重疊。在本實施例中，畫素電極14可包括主畫素電極14M與次畫素電極14N，分別與主動開關元件SW電性連接。舉例而言，主畫素電極14M可與主動開關元件SW的第一汲極Da電性連接，而次畫素電極14N可與主動開關元件SW的第二汲極Db電性連接。此外，液晶顯示面板300可另包括電荷分享線(charge sharing line)15與另一主動開關元件SWa，其中主動開關元件SWa之閘極、源極與汲極分別與電荷分享線15、導線(閘極線)13與主動開關元件SW的第二汲極Db電性連接，藉此在顯示時可對次畫素電極14N進行電荷分享，以解決色偏(color wash out)問題。主畫素電極14M或次畫素電極14N之其中至少一者具有第一部分141A與第二部分141B。舉例而言，在本實施例中，主畫素電極14M具有兩第一部分141A與第二部分141B，其中兩第一部分141A分別鄰設於第二狹縫14S2在第二方向L2上的相對兩端，兩第一部分141A的距離在第一方向L1上具有第一寬度，第二部分141B在第二方向L2上具有第二寬度，且第一寬度大於第二寬度。次畫素電極14N則無第一部分與第二部分的設計，亦即次畫素電極14N在第二方向L2上可以具有等寬設計，但不以此為限。在變化實施例中，主畫素電極14M與次畫素電極14N可均具有兩第一部分141A與第二部分141B，或者次畫素電極14N可具有兩第一部分141A與第二部分141B且主畫素電極14M可不具有第一部分與第二部分的設計。
在本實施例中，第一電極16可包括相互堆疊並電性連接的第一層導電圖案161與第二層導電圖案162。舉例而言，第一層導電圖案161可與導線13(閘極線)以及閘極G為同一層圖案化導電層，且第二層導電圖案162可與畫素電極14為同一層圖案化導電層，但不以此為限。在變化實施例中，第一電極16也可為單層導電圖案，且其可與導線13為同一層圖案化導電層、與畫素電極14為同一層圖案化導電層或為其它圖案化導電層的一部分。
本發明之液晶顯示面板並不以上述實施例為限，且上述實施例揭示的液晶顯示面板可以選擇性的搭配組合應用。
綜上所述，本發明之液晶顯示面板利用畫素電極的十字形開口設計改變對應於十字形開口的等電力線變化，可以縮小位於十字形開口兩相對側的液晶配向區域的交界的範圍，以及利用設置於畫素電極的周圍的第一電極以及畫素電極的突出部分改變對應於畫素電極的周圍的等電力線變化，可以使得位於畫素電極的周圍的液晶分子連續性的一致向外傾倒，因此可以改善暗紋問題而可增加穿透率。   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。
1,2,3,4,5,6,6A,7,8,9,100,200,300‧‧‧液晶顯示面板
P‧‧‧畫素單元
101‧‧‧第一配向區
102‧‧‧第二配向區
103‧‧‧第三配向區
104‧‧‧第四配向區
X‧‧‧中心點
L1‧‧‧第一方向
L2‧‧‧第二方向
L3‧‧‧第三方向
Z‧‧‧垂直投影方向
10‧‧‧第一基板
12,13‧‧‧導線
15‧‧‧電荷分享線
SW,SWa‧‧‧主動開關元件
G‧‧‧閘極
SE‧‧‧半導體通道層
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
Da‧‧‧第一汲極
Db‧‧‧第二汲極
GI‧‧‧閘極絕緣層
TH‧‧‧接觸洞
14‧‧‧畫素電極
14H‧‧‧十字形開口
14S1‧‧‧第一狹縫
14S2‧‧‧第二狹縫
14C‧‧‧交錯中心
141‧‧‧第一側邊
142‧‧‧第二側邊
141A‧‧‧第一部分
141B‧‧‧第二部分
14X‧‧‧分支狹縫
14X1‧‧‧第一分支狹縫
14X2‧‧‧第二分支狹縫
14X3‧‧‧第三分支狹縫
14X4‧‧‧第四分支狹縫
14M‧‧‧主畫素電極
14N‧‧‧次畫素電極
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
16‧‧‧第一電極
16L‧‧‧L形電極
16H‧‧‧缺口
161‧‧‧第一層導電圖案
162‧‧‧第二層導電圖案
18‧‧‧第三電極
20‧‧‧保護層
21‧‧‧絕緣層
24,34‧‧‧配向材料層
25‧‧‧第一配向膜
第1圖繪示本發明之對照實施例之液晶顯示面板之液晶分子的傾倒方向示意圖。 第2圖為本發明之對照實施例之液晶顯示面板於光學顯微鏡下所拍攝之顯示畫 面。 第3圖繪示本發明之實施例之液晶顯示面板之液晶分子的傾倒方向示意圖。 第4圖為本發明之實施例之液晶顯示面板於光學顯微鏡下所拍攝之顯示畫面。 第5圖繪示本發明之第一實施例之液晶顯示面板之上視示意圖。 第6圖為沿第5圖之A-A’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖。 第7圖為沿第5圖之B-B’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖。 第8圖為沿第5圖之C-C’剖線所繪示之液晶顯示面板之剖面示意圖。 第9圖至第11圖繪示本發明之一實施例之液晶顯示面板的液晶配向方法的示意 圖。 第12圖繪示本發明之第二實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第13圖為沿第12圖之D-D’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。 第14圖繪示本發明之第三實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第15圖為沿第14圖之E-E’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。 第16圖繪示本發明之第四實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第17圖為沿第16圖之F-F’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。 第18圖為沿第16圖之G-G’剖線所繪示之液晶顯示面板的剖面示意圖。 第19圖繪示本發明之第五實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第20圖繪示本發明之第六實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第21圖繪示本發明之第六實施例之變化實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第22圖繪示本發明之第七實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第23圖繪示本發明之第八實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第24圖繪示本發明之第九實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。 第25圖繪示本發明之第十實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。
1‧‧‧液晶顯示面板
L1‧‧‧第一方向
L2‧‧‧第二方向
Z‧‧‧垂直投影方向
10‧‧‧第一基板
12,13‧‧‧導線
SW‧‧‧主動開關元件
G‧‧‧閘極
SE‧‧‧半導體通道層
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
14‧‧‧畫素電極
14H‧‧‧十字形開口
14S1‧‧‧第一狹縫
14S2‧‧‧第二狹縫
14C‧‧‧交錯中心
141‧‧‧第一側邊
142‧‧‧第二側邊
141A‧‧‧第一部分
141B‧‧‧第二部分
16‧‧‧第一電極
W1‧‧‧第一寬度
W2‧‧‧第二寬度

Claims (34)

  1. 一種液晶顯示面板，包括： 一第一基板； 一導線，設置於該第一基板上，其中該導線沿一第一方向延伸； 一主動開關元件，設置於該第一基板上並與該導線電性連接； 一畫素電極，設置於該第一基板上並與該主動開關元件電性連接，其中該畫素電極具有一十字形開口，且該十字形開口包括沿該第一方向延伸之一第一狹縫以及沿一第二方向延伸且與該第一狹縫交錯之一第二狹縫； 一第一電極，設置於該第一基板上，其中該第一電極鄰設於該畫素電極的周圍； 一第二基板，與該第一基板相對設置； 複數個液晶分子，設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第二電極，設置於該第二基板上；以及 其中該畫素電極包括兩第一部分與一第二部分，該兩第一部分分別鄰設於該第二狹縫在該第二方向上的相對兩端，該兩第一部分之間的距離在該第二方向上具有一第一寬度，該第二部分在該第二方向上具有一第二寬度，且該第一寬度大於該第二寬度。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該導線設置於該畫素電極之外側且未與該畫素電極在一垂直投影方向上重疊。
  3. 如請求項2所述之液晶顯示面板，其中該兩第一部分係沿該第二方向分別向外突出於該第二部分，該第一部分與該導線之中心位置之最小距離為一第一距離，該第二部分與該導線之中心位置的最小距離為一第二距離，且該第一距離小於該第二距離。
  4. 如請求項3所述之液晶顯示面板，其中該第二距離與該第一距離之差值係大於或等於2微米(um)且小於或等於10微米(um)。
  5. 如請求項1所述之液晶顯示面板，另包括兩聚合物穩定配向層，分別設置於該第一基板與該第二基板上。
  6. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一方向與該第二方向實質上互相垂直。
  7. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該導線包括一資料線。
  8. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電極位於該畫素電極與該第一基板之間，且該第一電極與該畫素電極在一垂直投影方向上部分重疊。
  9. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電極與該畫素電極係為同一層圖案化導電層，且該第一電極與該導線在一垂直投影方向上重疊。
  10. 如請求項1所述之液晶顯示面板，另包括一第三電極，設置於該第一基板上並鄰設於該畫素電極的周圍，其中該第一電極與該第三電極係為不同層圖案化導電層。
  11. 如請求項10所述之液晶顯示面板，其中該第三電極與該畫素電極為同一層圖案化導電層，且該第三電極與該導線在一垂直投影方向上重疊。
  12. 如請求項10所述之液晶顯示面板，其中該第一電極與該第三電極彼此未電性連接。
  13. 如請求項10所述之液晶顯示面板，其中該第一電極與該第三電極彼此連接而共同完全或部分環繞該畫素電極。
  14. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一狹縫在該第二方向之寬度與該第二狹縫在該第一方向之寬度分別實質上介於1微米(um)至8微米(um)之間。
  15. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一狹縫在該第一方向的長度與該畫素電極在該第一方向上的長度之比值係實質上大於或等於0.5且小於1，且該第二狹縫在該第二方向上的長度與該畫素電極在該第二方向上的長度的比值係實質上大於或等於0.5且小於1。
  16. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該畫素電極之該第二部分之該第二寬度由該第一部分沿該第一方向逐漸變小。
  17. 如請求項16所述之液晶顯示面板，其中該畫素電極之一側邊係沿一第三方向設置，且該第三方向與該第一方向具有一夾角，且該夾角實質上大於0度並小於或等於45度。
  18. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電極係完全環繞該畫素電極，且該第一電極為一封閉環形圖案。
  19. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電極係部分環繞該畫素電極，且該第一電極具有至少一個缺口。
  20. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一狹縫在該第二方向之寬度不等於該第二狹縫在該第一方向之寬度。
  21. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一狹縫在該第二方向之寬度隨著在該第一方向上的不同位置具有兩種以上的寬度及/或該第二狹縫在該第一方向之寬度隨著在該第二方向上的不同位置具有兩種以上的寬度。
  22. 如請求項21所述之液晶顯示面板，其中該第一狹縫在該第二方向之寬度係由該十字形開口的一交錯中心向外逐漸變小，且該第二狹縫沿該第一方向之寬度係由該十字形開口的該交錯中心向外逐漸變小。
  23. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該畫素電極另包括複數條分支狹縫，分別與該十字形開口之該第一狹縫及/或該第二狹縫連接。
  24. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該第一電極在該第二方向之寬度不等於該第一電極在該第一方向之寬度。
  25. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該導線與該畫素電極在一垂直投影方向上部分重疊。
  26. 如請求項25所述之液晶顯示面板，其中該畫素電極包括一主畫素電極與一次畫素電極，分別與該主動開關元件電性連接，且該主畫素電極或該次畫素電極之其中至少一者具有該兩第一部分與該第二部分。
  27. 一種液晶配向方法，包括： 提供如請求項1所述之該液晶顯示面板，其中該等液晶分子混合有複數個光固化配向單體； 對該第一電極施加一第一電壓，對該第二電極施加一第二電壓，以及經由該主動開關元件對該畫素電極施加一第三電壓，以使該等液晶分子產生一預傾角；以及 在施加該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的狀況下，利用光照射該等光固化配向單體以使該等光固化配向單體聚合而於該第一基板與該第二基板上分別形成一第一配向膜與一第二配向膜用以固定該等液晶分子之該預傾角； 其中該第一電壓與該第二電壓的均方根差值大於該第三電壓與該第二電壓的均方根差值。
  28. 如請求項27所述之液晶配向方法，其中該第一電壓與該第二電壓的均方根差值與該第三電壓與該第二電壓的均方根差值之差值大於或等於1伏特(V)。
  29. 如請求項27所述之液晶配向方法，其中該第二電壓為接地電壓。
  30. 如請求項27所述之液晶配向方法，其中該第三電壓為接地電壓。
  31. 如請求項27所述之液晶配向方法，其中該液晶顯示面板另包括一第三電極，設置於該第一基板上並鄰設於該畫素電極的周圍，且該液晶顯示面板的配向方法另包括對該第三電極施加一第四電壓，並在施加該第一電壓、該第二電壓、該第三電壓與該第四電壓的狀況下，利用光照射該等光固化配向單體以使該等光固化配向單體於該第一基板與該第二基板上分別形成該第一配向膜與該第二配向膜用以固定該等液晶分子之該預傾角。
  32. 如請求項31所述之液晶配向方法，其中該第四電壓與該第二電壓的均方根差值大於該第三電壓與該第二電壓的均方根差值。
  33. 如請求項31所述之液晶配向方法，其中該第四電壓與該第二電壓的均方根差值等於該第一電壓與該第二電壓的均方根差值。
  34. 如請求項32所述之液晶配向方法，其中該第四電壓等於該第一電壓。
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