TWI382258B - 可改善色偏之液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

可改善色偏之液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置
本發明是有關於一種液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置，且特別是有關於一種可改善色偏之液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置。
近年來平面顯示技術愈臻成熟，液晶顯示面板相關的電子產品已具有相當高的市場佔有率。在不同種類的液晶顯示面板中，尤其是垂直配向型(vertical alignment，VA)之液晶顯示面板更廣受製造廠商之青睞。
然而，由於VA型液晶顯示面板其結構在大視角下容易產生色偏(color washout)的現象，使得顯示出來的影像容易失真，特別是人物膚色的表現會偏向較為淺藍色或亮白色。是以如何解決前述色偏問題以提供使用者更為優良之電子產品，實為廠商於製造產品時之考量重點之一。
本發明係有關於一種可改善色偏之液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置，係使畫素單元於顯示時產生類似於二個迦瑪特性曲線(gamma curve)之疊加效果，以補償色偏現象，進而改善顯示效果。
本發明提出一種可改善色偏之液晶顯示面板，其包括一第一基板、一第二基板與一液晶層，其中液晶層是密封 於平行設置之第一、第二基板之間。第一基板包括多個以陣列形式排列之薄膜電晶體，其中，各薄膜電晶體對應液晶顯示面板之一畫素單元設置。第一基板於各畫素單元中更包括有畫素電極電性連接於薄膜電晶體，且各畫素電極具有一第一電極區塊與一第二電極區塊。第一電極區塊具有多個第一狹縫，其中，第一電極區塊於這些第一狹縫之垂直方向上具有一第一線距，且第一電極區塊於任二個相鄰的第一狹縫之間具有一第一線寬。第二電極區塊具有多個第二狹縫，其中，第二電極區塊於這些第二狹縫之垂直方向上具有一第二線距，且第二電極區塊於任二個相鄰的第二狹縫之間具有一第二線寬。第二線距實質上不等於第一線距。
本發明另提出一種液晶顯示裝置，其包括一液晶顯示面板與一光源模組。光源模組用以提供光源至液晶顯示面板。液晶顯示面板包括平行設置之第一基板與第二基板，其中，一液晶層密封於第一、第二基板之間。第一基板包括多個以陣列形式排列之薄膜電晶體，其中，各薄膜電晶體對應液晶顯示面板之一畫素單元設置。第一基板於各畫素單元中更包括有畫素電極電性連接於薄膜電晶體，且各畫素電極具有一第一電極區塊與一第二電極區塊。第一電極區塊具有多個第一狹縫，其中，第一電極區塊於這些第一狹縫之垂直方向上具有一第一線距，且第一電極區塊於任二個相鄰的第一狹縫之間具有一第一線寬。第二電極區塊具有多個第二狹縫，其中，第二電極區塊於這些第二狹 縫之垂直方向上具有一第二線距，且第二電極區塊於任二個相鄰的第二狹縫之間具有一第二線寬。第二線距實質上不等於第一線距。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本實施例所提出之可改善色偏之液晶顯示面板與應用其之液晶顯示裝置，係將各畫素單元劃分為二個顯示區域，且各畫素單元的畫素電極於二個顯示區域中具有不同線寬與線距之狹縫(slit)設計，使得在相同電壓驅動下，於二個顯示區域呈現不同的穿透率。此外，更可適當地搭配凸塊(protrusion)之設置，以輔助液晶分子之配向。
本實施例之液晶顯示面板包括第一基板、第二基板與液晶層，其中液晶層是密封於平行設置之第一基板與第二基板之間。本實施例之第一基板例如是一薄膜電晶體基板作說明，而第二基板則例如是一彩色濾光片基板。
請參照第1圖，其繪示依照本發明較佳實施例的液晶顯示面板於其第一基板側之示意圖。液晶顯示面板10之第一基板100包括多個以陣列形式排列之薄膜電晶體，例如是設置於同一列之薄膜電晶體T1至T3，其中，薄膜電晶體T1至T3各自對應液晶顯示面板10之畫素單元P1至P3設置。第一基板100上更設置有多個資料線與掃描線(未繪示)，其中，資料線例如是沿著畫素單元P1至 P3之縱向邊緣配置於第一基板100中，並電性連接至薄膜電晶體T1至T3，掃描線則例如是沿著畫素單元P1至P3之薄膜電晶體配置區域橫向配置。
第一基板100於畫素單元P1至P3中更各別包括有畫素電極110至130是各自電性連接於薄膜電晶體T1至T3，其中，畫素電極110具有第一電極區塊112與第二電極區塊114，畫素電極120具有第一電極區塊122與第二電極區塊124，畫素電極130具有第一電極區塊132與第二電極區塊134。第一電極區塊112、122、132與第二電極區塊114、124、134例如是分別設置於薄膜電晶體T1至T3之二側。第一電極區塊112、122、132各具有多個第一狹縫112S、122S、132S，而第二電極區塊114、124、134各具有多個第二狹縫114S、124S、134S。第一電極區塊112、122、132於各第一狹縫112S、122S、132S之垂直方向上具有一第一線距L1，而第一電極區塊112、122、132於任二個相鄰的第一狹縫112S、122S、132S之間具有一第一線寬W1。第二電極區塊114、124、134於第二狹縫114S、124S、134S具有一第二線距L2，而任二個相鄰的第二狹縫114S、124S、134S之間具有一第二線寬W2，其中，第二線距L2不等於第一線距L1使得第一電極區塊112、122、132與第二電極區塊114、124、134具有不同的光穿透率。
另外，也可使第二線寬W2不等於第一線寬W1，同樣可產生第一電極區塊112、122、132與第二電極區塊 114、124、134具有不同的光穿透率效果。由於第一電極區塊112、122、132與第二電極區塊114、124、134具有不同的線寬或線距，較佳地，一畫素單元之第一電極區塊係對應一相鄰畫素單元之第二電極區塊設置，亦即整個第一基板100上之第一電極區塊與第二電極區塊係上下交錯顛倒配置。如第1圖所示，第一電極區塊122之左右兩側分別為第二電極區塊114及134，第二電極區塊124之左右兩側則分別為第一電極區塊112及132。
雖然單一個畫素單元被劃分為二個顯示區域，但第一畫素區塊與第二畫素區塊皆由同一個薄膜電晶體控制，因此實際上是接收相同的畫素驅動電壓。由於第一電極區塊與第二電極區塊具有不同的線寬或線距，因而相對於一共同電極驅動電壓下，二個顯示區域會產生不同之穿透率，使一畫素單元具有二種迦瑪特性曲線(gamma curve)。請參照第2圖，其繪示同一畫素結構產生二種迦瑪特性曲線之改善色偏之示意圖。第一畫素區塊對應之顯示區域之迦瑪特性曲線例如是曲線C1，而第二畫素區塊對應之顯示區域之迦瑪特性曲線例如是曲線C2。二者疊加後之特性曲線C3明顯地表現出此種畫素結構之設計確實具有調變迦瑪特性曲線之效果。
此外，由於二個相鄰之畫素單元之第一畫素區塊與第二畫素區塊係交錯顛倒配置，可有效地提供液晶指向矢在四個方向的對稱補償，以避免當第一畫素區塊與第二畫素區塊之線距、線寬不同而造成穿透率差異較大時可能產生 之條紋缺陷。
於液晶顯示面板10之第二基板上更可設置多個凸塊以搭配前述第一狹縫與第二狹縫。請參照第3A、3B圖，第3A圖繪示一畫素單元搭配一凸塊設置之示意圖，第3B圖繪示第3A圖的畫素單元沿著切線3B－3B’之剖面圖。以畫素單元P1為例，於第一基板100對向之第二基板200上可設置一凸塊210，其中，此凸塊210是對應於畫素單元P1之第一畫素區塊112設置以輔助第一畫素區塊112對應之顯示區域中央之液晶分子配向。且較佳地，凸塊210係實質上對應於第一畫素區塊112中央二個第一狹縫112S之中間位置。此外，於對應第二畫素區塊114中央二個第二狹縫之中間位置之第二基板200上亦可設置另一凸塊(未繪示)。
另請參照第4A、4B圖，第4A圖繪示一畫素單元搭配二個凸塊設置之示意圖，第4B圖繪示第4A圖的畫素單元沿著切線4B－4B’之剖面圖。同樣以畫素單元P1為例，於第二基板200上可設置二個凸塊220、230。凸塊220、230係對應於第二畫素區塊114邊緣之二個對角設置，以輔助顯示區域邊緣之液晶分子配向。
第4C圖繪示一畫素單元的二個畫素區塊分別對應凸塊之示意圖。於第4C圖中，是將上述二種凸塊設置方式混合使用，其中，第一畫素區塊112之中央是對應於凸塊210設置，第二畫素區塊114之二個邊緣角落則分別對應於凸塊220、230設置。
以下是藉由調變二個顯示區域內畫素區塊的線寬或線距(使其尺寸比例約為1：1)，並使狹縫之延伸方向與掃描線(或畫素單元之水平軸方向)之夾角約為45度，以相同電壓驅動，使二個顯示區域因線寬或線距設計不同造成兩畫素區塊內電場線分佈不同，使得液晶指向矢倒向產生差異，而呈現不同的穿透率，且同時與一般垂直配向(vertical alignment,VA)型產品作比較所觀察之特性曲線圖。
請參照第5A、5B圖，第5A圖繪示一般垂直配向型產品之立體圖，第5B圖繪示本實施例以單一凸塊搭配狹縫之立體圖。並請參照第6A、6B圖，第6A圖繪示本實施例以單一凸塊設計於視角60度觀察之電壓對穿透率(V-T)特性曲線圖，第6B繪示以單一凸塊設計於視角60度觀察之迦瑪特性曲線圖。於單一凸塊設置之條件下，如第5B圖所示，以線寬W與線距L均為1、3、4、5μm與一般VA型產品於0度及60度視角之V-T特性曲線比較係記錄於第6A圖中。如第5A圖所示，一般VA型基板上下的凸塊與狹縫是一對一匹配，其中，凸塊的寬度約為10 μm，而狹縫大小約為8 μm，狹縫間的電極寬度約為30 μm。於第6A圖中，曲線601為一般VA型產品於60度之V-T特性曲線，曲線602至605為線寬W與線距L為1、3、4、5μm於60度之V-T特性曲線，曲線606為一般VA型產品於0度之V-T特性曲線。於第6B圖中，曲線701為迦瑪值2.2之曲線，曲線702為根據上述參數 量測一般VA型產品於60度之迦瑪特性曲線，曲線703為根據線寬W與線距L均為4μm之V-T特性曲線去製作的迦瑪特性曲線，其他曲線704至707則在以下做說明。
由第6A圖可看出，當線寬W與線距L均為4μm時，在60度視角可產生與0度視角相近(曲線606)之V-T特性曲線604。於第6B圖中，曲線702是一般VA型產品於60度之迦瑪特性曲線，曲線703為根據線寬W與線距L均為4μm之V-T特性曲線去製作的迦瑪特性曲線，至於曲線704至707，其分別為前述二者之畫素區塊面積比例分別為1：1、1：2、3：7、2：8下所疊加得到之迦瑪特性曲線。將二者疊加的用意是使原本落在迦瑪值2.2之曲線上方及下方之迦瑪特性曲線進行疊加調整，產生另一組更為接近迦瑪值2.2曲線之新的迦瑪特性曲線。由第6B圖的結果可觀察到，二者疊加後之效果(曲線704至707)相較於一般VA產品之迦瑪特性曲線702，是更往迦瑪值2.2之曲線701趨近。另外，於僅使用本實施例所提出之設計下所得之曲線類似於第6B圖中之曲線703，其已相當接近迦瑪值2.2之曲線701，亦即，本實施例之設計在大視角下之迦瑪特性曲線與正視角下之迦瑪特性曲線相近。因此，本實施例藉由調變二個顯示區域內的線寬W或線距L，及畫素區塊面積比例控制，並搭配單一凸塊的設計的確大幅降低了一般VA產品之色偏現象。
第7A圖繪示以二個凸塊設計於視角60度觀察之V-T特性曲線圖，第7B繪示以二個凸塊設計於視角60度觀察 之迦瑪特性曲線圖。於二個凸塊設置之條件下，以線寬與線距為0.5、1、3、4、5μm(分別記錄於曲線801至805)與一般VA型產品於0度(曲線807)及60度視角(曲線806)之V-T特性曲線比較係記錄於第7A圖中。由第7A圖可看出，當線寬與線距均為3μm時，在60度視角可產生一與一般VA產品在60度視角(曲線806)之V-T特性曲線近似於對稱之V-T特性曲線(曲線803)。於第7B圖中，是根據線寬與線距均為3μm之V-T特性曲線(曲線803)去製作其迦瑪特性曲線。曲線901為迦瑪值2.2之曲線，曲線902是一般VA型產品於60度之迦瑪特性曲線，曲線903則為根據線寬與線距均為3μm之V-T特性曲線去製作的迦瑪特性曲線，曲線904至908則為前述二者畫素區塊面積比例分別為1：1、8：2、2：8、9：1及1：9下疊加所得之曲線。於第7B圖中，曲線903是趨近於最右下方，當疊加後可發現，疊加後的曲線904至908相較於一般VA產品於大視角之迦瑪特性曲線902，是會更往迦瑪值2.2曲線901趨近。因而，本實施例藉由調變二個顯示區域內的線寬或線距，及畫素區塊面積比例控制，並搭配二個凸塊的設計亦可有效改善色偏現象。
本實施例之液晶顯示面板10係可應用於一液晶顯示裝置中，並由液晶顯示裝置中裝設之光源模組提供光源給液晶顯示面板10作顯示。由於本實施例是將每個畫素單元劃分為二個顯示區域，並調整畫素電極於二個顯示區域內之線寬或線距等，無論是搭配單一凸塊或二個凸塊，皆 可解決傳統上VA產品於大視角下之色偏問題，使畫面顯示之品質提升。此外，由於僅改變畫素電極之結構，並不需額外之製程與成本，更不會影響到原來的製程順序。再者，二個顯示區域內之畫素區塊是由單一個薄膜電晶體所控制，因而無須額外增加其他的薄膜電晶體，而可避免影響到開口率之大小。
雖然本實施例之液晶顯示面板10其第一基板與第二基板分別是以薄膜電晶體基板與彩色濾光片基板為例做說明，然本發明並不以此為限定。本實施例之畫素電極其結構之設計亦可應用於其他種類的液晶顯示面板中，只要是將單一畫素單元劃分為二個顯示區域，並使二個顯示區域內之畫素電極之線寬或線距具有差異，以調整二個顯示區域之穿透率，搭配畫素區塊面積比例控制，藉此使得較大視角的迦瑪特性曲線能趨近於正視角下迦瑪值2.2之曲線，皆屬於本發明之範疇。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧液晶顯示面板
100‧‧‧第一基板
110、120、130‧‧‧畫素電極
112、122、132‧‧‧第一電極區塊
112S、122S、132S‧‧‧第一狹縫
114、124、134‧‧‧第二電極區塊
114S、124S、134S‧‧‧第二狹縫
200‧‧‧第二基板
210、220、230‧‧‧凸塊
L‧‧‧線距
L1‧‧‧第一線距
L2‧‧‧第二線距
W‧‧‧線寬
W1‧‧‧第一線寬
W2‧‧‧第二線寬
P1、P2、P3‧‧‧畫素單元
T1、T2、T3‧‧‧薄膜電晶體
第1圖繪示依照本發明較佳實施例的液晶顯示面板於其第一基板側之示意圖。
第2圖繪示同一畫素結構產生二種迦瑪特性曲線之改善色偏之示意圖。
第3A圖繪示一畫素單元搭配一凸塊設置之示意圖。
第3B圖繪示第3A圖的畫素單元沿著切線3B－3B’之剖面圖。
第4A圖繪示一畫素單元搭配二個凸塊設置之示意圖。
第4B圖繪示第4A圖的畫素單元沿著切線4B－4B’之剖面圖。
第4C圖繪示一畫素單元的二個畫素區塊分別對應凸塊之示意圖。
第5A圖繪示一般垂直配向型產品之立體圖。
第5B圖繪示本實施例以單一凸塊搭配狹縫之立體圖。
第6A圖繪示以單一凸塊設計於視角60度觀察之電壓對穿透率(V－T)特性曲線圖。
第6B繪示以單一凸塊設計於視角60度觀察之迦瑪特性曲線圖。
第7A圖繪示以二個凸塊設計於視角60度觀察之V－T特性曲線圖。
第7B繪示以二個凸塊設計於視角60度觀察之迦瑪 特性曲線圖。
10‧‧‧液晶顯示面板
100‧‧‧第一基板
110、120、130‧‧‧畫素電極
112、122、132‧‧‧第一電極區塊
112S、122S、132S‧‧‧第一狹縫
114、124、134‧‧‧第二電極區塊
114S、124S、134S‧‧‧第二狹縫
L1‧‧‧第一線距
L2‧‧‧第二線距
W1‧‧‧第一線寬
W2‧‧‧第二線寬
P1、P2、P3‧‧‧畫素單元
T1、T2、T3‧‧‧薄膜電晶體

Claims (24)

  1. 一種可改善色偏(color washout)之液晶顯示面板，包括：一第一基板，包括複數個以陣列形式排列之薄膜電晶體，各該薄膜電晶體係對應該液晶顯示面板之一畫素單元設置，其中，該第一基板於各畫素單元中更包括一畫素電極係電性連接於該畫素單元中之薄膜電晶體，該畫素電極具有：一第一電極區塊，具有複數個第一狹縫(slit)，其中，該第一電極區塊於各該些第一狹縫之垂直方向上具有一第一線距，且該第一電極區塊於任二個相鄰的第一狹縫之間具有一第一線寬；以及一第二電極區塊，具有複數個第二狹縫，其中，該第二電極區塊於各該些第二狹縫之垂直方向上具有一第二線距，且該第二電極區塊於任二個相鄰的第二狹縫之間具有一第二線寬，其中該第二線距不等於該第一線距，且該第一線寬不等於該第二線寬；一第二基板，係實質上平行該第一基板設置；以及一液晶層，係密封於該第一基板與該第二基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中一畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應另一相鄰畫素單元之畫素電極之第二電極區塊設置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該些畫素單元係位於同一列之畫素單元或位於同一行 之畫素單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該第二基板於面向該第一基板之表面設置有複數個凸塊(protrusion)，各畫素單元係對應於至少一凸塊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中各畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應於一凸塊。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中該凸塊係對應於該第一電極區塊中央二個第一狹縫之中間位置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中各畫素單元之畫素電極之第二電極區塊係對應於另一凸塊。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示面板，其中該另一凸塊係對應於該第二電極區塊中央二個第二狹縫之中間位置。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中各畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應於二個凸塊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極區塊之輪廓具有二個對角，該二個凸塊係分別對應於該二個對角。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中各畫素單元之畫素電極之第二電極區塊係對應於另二 個凸塊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其中該第二電極區塊之輪廓具有二個對角，該另二個凸塊係對應於該二個對角。
  13. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶顯示面板，包括：一第一基板，包括複數個以陣列形式排列之薄膜電晶體，各該薄膜電晶體係對應該液晶顯示面板之一畫素單元設置，其中，該第一基板於各畫素單元中更包括一畫素電極係電性連接於該畫素單元中之薄膜電晶體，該畫素電極具有：一第一電極區塊，具有複數個第一狹縫，其中，該第一電極區塊於各該些第一狹縫之垂直方向上具有一第一線距，且該第一電極區塊於任二個相鄰的第一狹縫之間具有一第一線寬；以及一第二電極區塊，有複數個第二狹縫，其中，該第二電極區塊於各該些第二狹縫之垂直方向上各具有一第二線距，且該第二電極區塊於任二個相鄰的第二狹縫之間具有一第二線寬，其中該第二線距不等於該第一線距，且該第一線寬不等於該第二線寬；一第二基板，係實質上平行該第一基板設置；以及一液晶層，係密封於該第一基板與該第二基板之間；以及 一光源模組，用以提供光源至該液晶顯示面板。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中一畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應另一相鄰畫素單元之畫素電極之第二電極區塊設置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置，其中該些畫素單元係位於同一列之畫素單元或位於同一行之畫素單元。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中該第二基板於面向該第一基板之表面設置有複數個凸塊，各畫素單元係對應於至少一凸塊。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中各畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應於一凸塊。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該凸塊係對應於該第一電極區塊中央二個第一狹縫之中間位置。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中各畫素單元之畫素電極之第二電極區塊係對應於另一凸塊。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示裝置，其中該另一凸塊係對應於該第二電極區塊中央二個第二狹縫之中間位置。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中各畫素單元之畫素電極之第一電極區塊係對應於二 個凸塊。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝置，其中該第一電極區塊之輪廓具有二個對角，該二個凸塊係分別對應於該二個對角。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之液晶顯示裝置，其中各畫素單元之畫素電極之第二電極區塊係對應於另二個凸塊。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之液晶顯示裝置，其中該第二電極區塊之輪廓具有二個對角，該另二個凸塊係對應於該二個對角。
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