TWI386716B - 液晶顯示面板及其應用 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種液晶顯示面板及其裝置,且特別是有關於可朝不同的方向來顯示影像之液晶顯示面板及其裝置。
隨著資訊、通信產業不斷地推陳出新,帶動了液晶顯示器(Liquid Crystal Display;LCD)市場的蓬勃發展。液晶顯示器具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓、與低消耗功率等優點,因此被廣泛應用於個人數位助理(Personal Digital Assistant;PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產品。加上積體電路(Integrated Circuit;IC)產業與液晶顯示器製造技術的突飛猛進,這些消費性通訊或電子產品亦朝向輕、薄、短、小的趨勢發展。尤其是在電腦產品方面,除了高性能、高速度之桌上型電腦外,攜帶方便的筆記型電腦更是受到極大的注意與重視。
一般之液晶顯示裝置中,其背光源的出光方向大都固定不變,且其光型(出光角度)分布維持在某些特定範圍,因而一般的液晶顯示裝置僅可在特定的視角範圍內進行觀看。以車用面板為例,現今汽車工業已逐漸提高車內娛樂功能,汽車導航系統和DVD影音系統已成為許多車內的基本配備。然而,當汽車導航系統和DVD影音系統同時使用
時,車內則需裝設二台顯示裝置,因而增加設置成本,且縮減車內的配置空間。
請參照第1圖,其繪示一種習知液晶顯示裝置的結構示意圖。習知的液晶顯示裝置係利用「視差屏障(Parallax Barrier)」方式來使影像可同時朝二方向顯示,以達成雙視角(Dual View)同時顯示的功效。當雙視角顯示時,可藉由一屏障光罩910來設置於液晶顯示面板920上,以分隔不同影像的光線朝二個方向射出,因而可同時由二個方向來觀看影像A和B。
然而,當進行Dual View顯示時,若屏障光罩910所提供之屏障效果不足時,則容易發生不同視角之光線相互干擾的情形。此時,一般需增加屏障光罩910之寬度,以提供充分之屏障效果,然而,液晶顯示裝置之整體光學穿透率亦會隨之降低。
因此本發明之一方面係在於提供一種液晶顯示面板及其裝置,藉以朝不同的方向來顯示影像,因而可達到雙視角顯示的功效。
本發明之又一方面係在於提供一種液晶顯示面板及其裝置,藉以確保面板的屏障效果,避免不同視角之光線相互干擾。
本發明之又一方面係在於提供一種液晶顯示面板及其裝置,藉以提升光學穿透率和開口率。
根據本發明之實施例,本發明之液晶顯示面板至少包含有第一基板、第二基板、液晶層、複數個像素區及屏障層。第二基板係相對於第一基板,並設有黑色矩陣層,其中黑色矩陣層係設置於第二基板之一側,且黑色矩陣層具有複數個第一寬度和複數個第二寬度,每一此些第二寬度係大於每一此些第一寬度。液晶層設置於第一基板和第二基板之間,此些像素區係形成於第一基板和第二基板之間,並藉由黑色矩陣層來區隔,其中每一此些第一寬度和每一此些第二寬度係黑色矩陣層分別位於每一此些像素區之相對兩側的寬度。屏障層設置於第二基板之另一側,其中屏障層設有複數個開口,用以分隔光線朝二個方向射出。
又,根據本發明之實施例,上述液晶顯示面板可應用於液晶顯示裝置中。
因此,本發明之液晶顯示模組及其裝置具有雙視角顯示的功效,且可避免不同視角之光線相互干擾。再者,由於第一基板上之不透光區域可藉由黑色矩陣層來進行遮蔽,因而可相對提升光學穿透率和開口率。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,本說明書將特舉出一系列實施例來加以說明。但值得注意的是,此些實施例只是用以說明本發明之實施方式,而非用以限定本發明。
請參照第2圖,其係繪示依照本發明之第一實施例之
液晶顯示裝置的剖面示意圖。本實施例之液晶顯示裝置包含有液晶顯示模組100和背光模組200。液晶顯示模組100係設置於一背光模組200的上方。此背光模組200可為側光式(Edge Lighting)背光模組或直下式入光(Bottom Lighting)背光模組,其中背光模組200例如可設置光學膜片組210,以提升背光效率和準直性,光學膜片組210例如可為:擴散片、稜鏡片、增亮膜(Brightness Enhancement Film;BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film;DBEF)、非多層膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film;DRPF)或上述之任意組合。而背光模組200之光源(未繪示)例如為:冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)、熱陰極螢光燈(Hot Cathode Fluorescent Lamp;HCFL)、發光二極體(Light-Emitting Diode;LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode;OLED)或電激發光片(Electro-Luminescence;EL),用以提供背光源至液晶顯示模組100中。
如第2圖所示,本實施例之液晶顯示模組100包含有第一偏光片110、第一基板120、液晶層130、第二基板140、第二偏光片150、複數個像素區(未繪示)、屏障層170及第三基板180。其中第一偏光片110、第一基板120、液晶層130、第二基板140、屏障層170、第三基板180及第二偏光片150係依序堆疊設置。此些像素區係形成於第一基板120和第二基板140之間。屏障層170係用以分隔光線朝不同的方向射出,因而可達到雙視角(Dual View)的效果,亦
即可同時朝不同的方向來顯示不同影像。
如第2圖所示,本實施例之第一偏光片110係用以允許背光模組200所射出的部分偏振方向光線通過,以使光線形成偏極化。本實施例之第一基板120係設置於第一偏光片110上,藉以使偏極化後的光線入射至液晶層130,第一基板120、第二基板140及第三基板180例如為:玻璃基板或可撓性基板,其中第一基板120可設有複數個驅動元件,例如:薄膜電晶體(Thin-Film Transistor;TFT),以驅動液晶層130中之液晶分子的扭轉。
請參照第3圖至第6B圖,第3圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板之第一基板的等效電路圖,第4圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板的部分剖面示意圖,第5圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板之第二基板的俯視示意圖,第6A圖和第6B圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置之第一基板的面板示意圖。在本實施例中,此些驅動元件121可為複數個TFT,因而第一基板120可為TFT陣列基板。第一基板120更可設有複數條閘極線122、複數條資料線123、複數個像素電極124及複數個儲存電容(Storage Capacitor;Cs)125。閘極線122和資料線123係相互垂直交錯,而呈矩陣式排列,因而形成此些像素區160,其中每一此些像素區160中設有至少一TFT(驅動元件121),其電性連接於相鄰之閘極線122與資料線123。閘極線122的材料例如為Al、Ag、Cu、Mo、Cr、Ta、Ti或其合金,資料
線123的材料例如為Mo、Cr、Ta、Ti或其合金,較佳為耐熱金屬。像素電極124係位於像素區域160中,且電性連接於TFT。像素電極124較佳係以具有導電性和透光性的材料所製成,例如:ITO、IZO、AZO、GZO、TCO或ZnO。儲存電容125設置於每一此些像素區160中,用以在TFT關閉後之一預先設定時間內,維持像素電極124之電壓在特定範圍內,其中儲存電容125可形成於一共同電極線126與像素電極124之間(亦即Cs on common模式),如第6A圖所示;或者,形成於閘極線與像素電極124之間(亦即Cs on gate模式),如第6B圖所示。
如第2圖所示,本實施例之液晶層130係用以使光線受到液晶分子之扭轉配向的影響而產生不同偏振狀態,來控制此些像素區160的明暗顯示效果,以顯示出各種圖形和影像。而液晶層130中的液晶分子可例如為:垂直配向(Vertical Alignment)液晶、扭轉向列(Twist Nematic)液晶或平行配向液晶。
如第4圖和第5圖所示,本實施例之第二基板140設有黑色矩陣層(Black Matrix)141、彩色濾光層142及公共電極層143,其設置於第二基板140之一側(面對液晶層130的方向),因而第二基板140可形成一彩色濾光片基板。黑色矩陣層(Black Matrix)141的材料例如為:金屬(例如鉻)、石墨或樹脂型材料,用以分隔彩色濾光層142,而區隔不同顏色的色光,其中此些像素區160亦可藉由黑色矩陣層141來區隔,在本實施例中,黑色矩陣層141具有複數個第一
寬度a和複數個第二寬度b,每一此些第一寬度a和每一此些第二寬度b係黑色矩陣層141分別位於每一此些像素區之相對兩側的寬度,且第二寬度b係大於第一寬度a。舉例來說,黑色矩陣層141位於像素區160之一側的第一寬度a為13 μ m,而位於像素區160之相對另一側的第二寬度b可為18 μ m,亦即黑色矩陣層141的第一寬度a與第二寬度b相差5 μ m,黑色矩陣層141的第一寬度a與第二寬度b之間至少相差1 μ m以上,較佳為相差5 μ m以上。
值得注意的是,在本實施例中,第一基板120的資料線123可對位於黑色矩陣層141之第二寬度b(亦即寬度較大之一側),此時,相鄰二資料線123和相鄰二驅動元件121可同時對位於黑色矩陣層141之第二寬度b。亦即資料線123和驅動元件121皆成雙地相鄰配置。
如第4圖所示,彩色濾光層142例如係以彩色光阻材料所形成,且彩色濾光層142較佳具有紅色濾光層、綠色濾光層及藍色濾光層,以任意組成不同的光色。公共電極層143係形成於黑色矩陣層141和彩色濾光層142上,藉以與第一基板120的像素電極124形成電場而控制液晶分子旋轉。公共電極層143係以具有導電性和透光性的材料所製成,例如:ITO、IZO、AZO、GZO、TCO或ZnO。
如第4圖所示,本實施例之屏障層170係位於第二基板140和第三基板180之間,屏障層170的材料例如為:金屬(例如鉻)、石墨或樹脂型材料,屏障層170設有複數個開口171,用以允許光線朝不同的方向射出,因而達到Dual
View的效果。此時,屏障層170的每一此些開口171係對位於黑色矩陣層141之第二寬度b,且第二寬度b係實質大於等於開口171的寬度,較佳係等於開口171的寬度。因此,本實施例之黑色矩陣層141可提供光線屏障效果,避免當屏障層170之屏障效果不足時,而發生不同視角之光線相互干擾的情形。
因此,當本實施例之液晶顯示模組100及其裝置進行Dual View顯示時,第二基板140之黑色矩陣層141可補足屏障層170的屏障效果,避免不同視角之光線相互干擾。且由於第一基板120的資料線123和驅動元件121可藉由黑色矩陣層141所遮蔽,亦即第一基板120上之不透光區域(例如資料線123和驅動元件121)可進一步集中對位於黑色矩陣層141,因而相對增加液晶顯示模組100的透光區域,亦即提升液晶顯示模組100的光學穿透率和開口率(Aperture Ratio)。
請參照第7圖,其繪示依照本發明之第二實施例之液晶顯示面板的第一基板的俯視示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例之相異處進行說明,關於相似處在此不再贅述。相較於第一實施例,第二實施例之第一基板120的儲存電容125a係對位於黑色矩陣層141之第二寬度b,並由黑色矩陣層141所遮蔽。此時,儲存電容125a可由一儲存電容電極與像素電極124之間所形成,且此儲存電容電極係形成於像素區160靠近資料線123的一側。因此,資料線123、驅動元件121及儲存電容125a可同時藉由黑色矩
陣層141來遮蔽,因而相對增加液晶顯示模組100的透光區域,而提升光學穿透率和開口率。
由上述本發明的實施例可知,本發明之液晶顯示模組及其裝置可朝不同的方向來顯示影像和畫面,達到雙視角顯示的功效,且可藉由第二基板的黑色矩陣層來補足屏障層的屏障效果,避免不同視角之光線相互干擾。再者,第一基板上之不透光區域可集中對位於黑色矩陣層,因而相對提升光學穿透率和開口率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,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。
A、B‧‧‧影像
a‧‧‧第一寬度
b‧‧‧第二寬度
100‧‧‧液晶顯示模組
110‧‧‧第一偏光片
120‧‧‧第一基板
121‧‧‧驅動元件
122‧‧‧閘極線
123‧‧‧資料線
124‧‧‧像素電極
125、125a‧‧‧儲存電容
126‧‧‧共同電極線
130‧‧‧液晶層
140‧‧‧第二基板
141‧‧‧黑色矩陣層
142‧‧‧彩色濾光層
143‧‧‧公共電極層
150‧‧‧第二偏光片
160‧‧‧像素區
170‧‧‧屏障層
171‧‧‧開口
180‧‧‧第三基板
200‧‧‧背光模組
210‧‧‧光學膜片組
910‧‧‧屏障光罩
920‧‧‧液晶顯示面板
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:
第1圖係繪示一種習知液晶顯示裝置的結構示意圖。
第2圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置的剖面示意圖。
第3圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板之第一基板的等效電路圖。
第4圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板的部分剖面示意圖。
第5圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面
板之第二基板的俯視示意圖。
第6A圖和第6B圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示面板的第一基板的俯視示意圖。
第7圖係繪示依照本發明之第二實施例之液晶顯示面板的第一基板的俯視示意圖。
a‧‧‧第一寬度
b‧‧‧第二寬度
100‧‧‧液晶顯示模組
110‧‧‧第一偏光片
120‧‧‧第一基板
121‧‧‧驅動元件
123‧‧‧資料線
130‧‧‧液晶層
140‧‧‧第二基板
141‧‧‧黑色矩陣層
142‧‧‧彩色濾光層
143‧‧‧公共電極層
150‧‧‧第二偏光片
160‧‧‧像素區
170‧‧‧屏障層
171‧‧‧開口
180‧‧‧第三基板
Claims (22)
- 一種液晶顯示面板,至少包含:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板,並設有一黑色矩陣層(Black Matrix),其中該黑色矩陣層係設置於該第二基板之一側,且該黑色矩陣層具有複數個第一寬度和複數個第二寬度,每一該些第二寬度係大於每一該些第一寬度,且每一該些第一寬度與每一該些第二寬度係交錯排列;一液晶層,設置於該第一基板和該第二基板之間;複數個像素區,形成於該第一基板和該第二基板之間,並藉由該黑色矩陣層來區隔,其中每一該些第一寬度和每一該些第二寬度係該黑色矩陣層分別位於每一該些像素區之相對兩側的寬度;以及一屏障層,設置於該第二基板之另一側,其中該屏障層設有複數個開口,用以分隔光線朝二個方向射出。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,更至少包含:一第三基板,設置於該屏障層之一側,並相對於該第二基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一基板設有複數個驅動元件,該些驅動元件係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些驅動元件係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一基板至少包含: 複數條閘極線;複數條資料線,垂直相交於該些閘極線,用以形成該些像素區,其中每一該些像素區中設有至少一薄膜電晶體,該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些闡極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者;以及複數個像素電極,分別位於每一該些像素區域中,且電性連接於該薄膜電晶體。
- 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板,其中該些資料線和該些薄膜電晶體係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些資料線和該些薄膜電晶體係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板,其中每二相鄰之該些資料線和每二相鄰之該些薄膜電晶體係對位於該黑色矩陣層之每一該些第二寬度。
- 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板,其中該第一基板至少包含:複數個儲存電容,分別設置於每一該些像素區中。
- 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示面板,其中該些儲存電容係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些儲存電容係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該黑色矩陣層的每一該些第一寬度與每一該些第二寬度之間至少相差1μm以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該黑色矩陣層的每一該些第一寬度與每一該些第二寬度之間至少相差5μm以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該屏障層的該些開口係分別對位於該黑色矩陣層之該些第二寬度,且每一該些第二寬度係實質大於等於每一該些開口的寬度。
- 一種液晶顯示裝置,至少包含:一背光模組;以及一液晶顯示面板,設置該背光模組上,其中該液晶顯示面板至少包含:一第一基板;一第二基板,相對於該第一基板,並設有一黑色矩陣層(Black Matrix),其中該黑色矩陣層係設置於該第二基板之一側,且該黑色矩陣層具有複數個第一寬度和複數個第二寬度,每一該些第二寬度係大於每一該些第一寬度,且每一該些第一寬度與每一該些第二寬度係交錯排列;一液晶層,設置於該第一基板和該第二基板之間;複數個像素區,形成於該第一基板和該第二基板之間,並藉由該黑色矩陣層來區隔,其中每一該些第一寬度和每一該些第二寬度係該黑色矩陣層分別位於每一該些像素區之相對兩側的寬度;以及一屏障層,設置於該第二基板之另一側,其中該屏障層設有複數個開口,用以分隔光線朝二個方向射出。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該液晶顯示面板更至少包含:一第三基板,設置於該屏障層之一側,並相對於該第二基板。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該第一基板設有複數個驅動元件,該些驅動元件係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些驅動元件係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該第一基板至少包含:複數條閘極線;複數條資料線,垂直相交於該些閘極線,用以形成該些像素區,其中每一該些像素區中設有至少一薄膜電晶體,該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些闡極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者;以及複數個像素電極,分別位於每一該些像素區域中,且電性連接於該薄膜電晶體。
- 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置,其中該些資料線和該些薄膜電晶體係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些資料線和該些薄膜電晶體係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置,其中每二相鄰之該些資料線和每二相鄰之該些薄膜電晶體係對位於該黑色矩陣層之每一該些第二寬度。
- 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置,其中該第一基板至少包含:複數個儲存電容,分別設置於每一該些像素區中。
- 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置,其中該些儲存電容係對位於該黑色矩陣層的該些第二寬度,且當該液晶顯示面板進行顯示時,該些儲存電容係由該黑色矩陣層所遮蔽。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該黑色矩陣層的每一該些第一寬度與每一該些第二寬度之間至少相差1μm以上。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該黑色矩陣層的每一該些第一寬度與每一該些第二寬度之間至少相差5μm以上。
- 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置,其中該屏障層的該些開口係分別對位於該黑色矩陣層之該些第二寬度,且每一該些第二寬度係實質大於等於每一該些開口的寬度。
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