TWI392918B - 影像顯示系統及電子裝置 - Google Patents

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TWI392918B TW098110078A TW98110078A TWI392918B TW I392918 B TWI392918 B TW I392918B TW 098110078 A TW098110078 A TW 098110078A TW 98110078 A TW98110078 A TW 98110078A TW I392918 B TWI392918 B TW I392918B
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Su Jung Hsu
Dai Liang Ting
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
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    • G02F1/134318—Electrodes characterised by their geometrical arrangement having a patterned common electrode

Description

影像顯示系統及電子裝置
本發明係有關於平面顯示裝置的技術，特別係有關於橫向電場方式的顯示裝置的技術。
目前已被廣泛使用的扭轉向列(twisted nematic；TN)型顯示裝置，在視角上有所限制。為了解決前述問題，已提出另一種顯示方法，即為在大致平行於基板面的面內驅動液晶分子之橫向電場方式。
已知橫向電場方式分為IPS(In Plane Switching；水平電場控制)方式與FFS(Fringe Field Switch；邊緣電場控制)方式。IPS方式係組合梳狀的像素電極與梳狀的共同電極而配置。FFS方式係針對於同一基板上隔著絕緣層而形成之上部電極層與下部電極層，將其中一者分配為共同電極層，另一者分配為像素電極層，且於上部電極層中形成例如狹縫(slit)等作為讓電場通過之開口部。
然而，目前橫向電場方式仍存在透光率不均且不足的問題。
根據本發明提供一種影像顯示系統，包含一顯示裝置，其中，顯示裝置包含：一陣列基板；以及一透明電極堆疊結構於陣列基板上。透明電極堆疊結構具有：一第一電極，具有第一狹縫；一第二電極，具有一外緣對應於第 一狹縫中；以及一介電層，其位於第一電極與第二電極之間，並電性隔離第一電極與第二電極。
根據本發明提供一種電子裝置，包含：如上所述之顯示裝置；以及一輸入單元，耦接於該顯示裝置，並提供一訊號輸入至該顯示裝置，使該顯示裝置顯示影像。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：後文所述之『「實質上」(相互)平行』、「實質上相等」等的敘述，係指在設計上期望為相互平行、相等，但受限於實際製造上的誤差，而現實上難以達成如數學或幾何學所定義之平行、相等，但是其誤差若是落於對應的製造規格的允許範圍者，仍視為平行、相等。發明所屬技術領域中具有通常知識者應當瞭解，前述製造規格係依據各種條件而有不同的變化，故未一一列出。
在後文及各圖式中，對於相同或相對應的元件，是賦予相同的元件符號，且各圖式的屬性及其所代表內容，已敘述於「圖式簡單說明中」，後文不再重複說明。
請參考第1A與1B圖，是顯示根據本發明第一實施例之顯示面板400的一畫素區1，第1A圖是沿著第1B圖中的剖面線I-I所繪製的剖面圖。顯示裝置400包含陣列基板100，其上具有隔著介電材料而垂直交叉、並藉此定義出各個畫素區的掃描線10與資料線30。資料線30的一部分是 作為薄膜電晶體的閘極，閘極上設置半導體層20，且於閘極與半導體層20上設置源極電極30S與汲極電極30D，以構成薄膜電晶體。另外，汲極電極30D是經由一分支線31電性連接至對應的資料線30。
一透明電極堆疊結構設置於陣列基板100上。一介電層132係設置於透明電極堆疊結構與資料線30之間。透明電極堆疊結構具有透明的第一電極110與第二電極120，以及位於電極110、120之間的介電層131，介電層131是用以電性隔離電極110、120。另外，第一電極110是與源極電極30S電性連接以作為畫素電極(pixel electrode)，並具有複數個狹縫，在本實施例中，第一電極110具有一個連接電極115與五個次電極116，其中，五個次電極116係藉由連接電極115而彼此連接，並藉由四個開放式的狹縫111、112、113、114而彼此分隔；而在其他實施例中，第一電極110所具有的狹縫數量與形式(開放式或封閉式)、次電極與連接電極的數量與形式，可視需求任意決定。第二電極120是位於第一電極110下方，耦接顯示面板400的共同電壓源以作為共同電極(common electrode)，且未具有任何開口或狹縫(即為全面式形成)。另外在本實施例中，第一電極110與第二電極120均有一部分是與資料線30重疊。
顯示面板400還包含對向基板200、液晶層300、與遮光層210。對向基板200是與陣列基板100對向設置，二基板100、200之間具有間隔，並填置有液晶層300。遮光層210則是置於對向基板200上，而位於二基板100、 200之間，並大致上與資料線30重疊，且具有至少一開口211而曝露出畫素區1、並曝露出未與資料線30重疊的部分透明電極堆疊結構。另外，第一電極110的至少一狹縫係與開口211對應設置。
第1A圖的顯示面板400在畫素區1的透光率是繪示於第4A圖。第4A圖中的區域55是對應於第1A圖中受到遮光層210的遮光效果所影響的區域，X軸的刻度是對應於第1A圖所示從左至右的畫素區1的寬度範圍的位置，Y軸是指透光率的數值，而曲線51則顯示畫素區1各個位置的透光率，圖中並顯示畫素區1的平均透光率(Ave T)為72.83%。
參考第2A與2B圖，是顯示根據本發明的第二實施例之顯示面板400的一畫素區2，第2A圖是沿著第2B圖中的剖面線II-II所繪製的剖面圖。
第一、第二實施例的僅差別在於第二電極外緣的位置。在第2A與2B圖中，第二電極140之外緣140a是對應設置於第一電極110的狹縫111中，而與狹縫111的二邊緣錯位設置(意即，不與狹縫111的二邊緣重疊)，其中狹縫111的二邊緣係實質上平行於資料線30的延伸方向。較佳者，外緣140a是沿著狹縫111的中間位置而設置(即外緣140a係對應設置於狹縫111的中線位置)。另外，第二電極140之外緣140b也可以是對應於第一電極110的狹縫114。較佳者，外緣140b是沿著狹縫114的中間位置而設置。意即，第二實施例中的第二電極140之外緣140a、140b是對應設置於第一電極110之狹縫111、114中。在 其他實施例中，第二電極140的外緣140a、140b的其中之一，可延伸至相當於第1B圖所示的第二電極120的外緣120a、120b的對應位置。另外，在本實施例中，第二電極140的外緣140a、140b均實質上平行於資料線30的延伸方向。
顯示面板400在畫素區2的透光率是繪示於第4B圖，係以曲線52來顯示畫素區2各個位置的透光率。與第4A圖的曲線51相比，曲線52在正投影於X軸之對應於第2A圖中第二電極140之外緣140a、140b的位置附近的谷底值較曲線51在對應位置的谷底值有明顯的提昇(如曲線52中以虛線圓圈起之處)。藉此，可以降低畫素區2的透光率的變異程度，並可提昇畫素區2的平均透光率。例如第4B圖中顯示畫素區2的平均透光率為75.83%，大於畫素區1的72.83%。
請參考第3A與3B圖，是顯示根據本發明的第三實施例之顯示面板400的一畫素區3，第3A圖是沿著第3B圖中的剖面線III-III所繪製的剖面圖。第二、第三實施例的差別僅在於，畫素區3中第二電極150具有複數個狹縫，在本實施例中，第二電極150具有一個連接電極155與三個次電極156，其中三個次電極156係藉由連接電極155而彼此連接，並藉由二個開放式的狹縫151、152而彼此分隔；而在其他實施例中，第二電極150所具有的狹縫數量與形式(開放式或封閉式)、次電極與連接電極的數量與形式，可視需求任意決定。另外在本實施例中，與第2A、2B圖所示的第二電極140比較，因在第二電極150之次電極 156間形成複數個狹縫所額外產生的「邊緣」，均視為第二電極150所包含的外緣之一。
如第3B圖所示，第二電極150的狹縫151、152分別對應於第一電極110的狹縫112、113，其中對應狹縫151、152之長度方向的第二電極150之外緣151b、152a係分別對應設置於狹縫112、113中。較佳者，外緣151b、152a是分別沿著狹縫112、113的中線位置而設置。在本實施例中，狹縫151、152的寬度是實質上等於狹縫111~114的寬度；在另一實施例中，狹縫151、152的寬度可以大於狹縫111~114的寬度，例如狹縫151、152的寬度可以是狹縫111~114的寬度的一(不含)至二倍、或是在數值上大於狹縫111~114的寬度，例如狹縫111~114的寬度為3μm，而狹縫151、152的寬度為大於3μm。
另外在本實施例中，以第一電極110的狹縫111為例，第二電極150的邊緣中，僅有一個外緣150a的正投影位置是落於狹縫111中；又以第一電極110的狹縫112為例，第二電極150的狹縫中，僅有一個狹縫151的一個外緣151b的正投影位置是落於狹縫112中。
顯示面板400在畫素區3的透光率是繪示於第4C圖。與曲線51及曲線52相比，曲線53在正投影於對應於第3A圖中第二電極150之外緣150a、151b、152b、150b的位置附近的谷底值較曲線51、52在對應位置的谷底值有明顯的提昇(如曲線53中以虛線圓圈起之處)。藉此，可以進一步地降低畫素區3的透光率的變異程度，並可進一步地提昇畫素區3的平均透光率。例如第4C圖中，畫素區3 的平均透光率為77.07%，分別大於畫素區1與畫素區2的平均透光率。
與第三實施例相比，在第5圖所示的第四實施例中，第一電極110、第二電極150的範圍從第三實施例之與資料線30重疊的位置，內縮至畫素區4內而不與資料線30重疊，而對應狹縫151之一對長度方向的第二電極150之外緣151a、151b是分別對應於第一電極110的二個狹縫111、112，對應狹縫152之一對長度方向的第二電極150之外緣152a、152b則分別對應於第一電極110的二個狹縫114、113，其對應方式，均與前述第2A圖所示外緣140a與狹縫111的對應方式相同或類似。另外在本實施例中，第二電極150的外緣150a(或150b)係對應第一電極110的一個次電極116，即外緣150a(或150b)的正投影位置是落於一個次電極116中。
在根據本發明的第五實施例中，是以第6圖所示之具有封閉式狹縫811、812、813、814的透明電極810取代第3B或5圖所示的第一電極110，並以具有封閉式狹縫821、822的透明電極820取代第3B或5圖所示的第二電極150。透明電極810、820之間的位置對應關係，均與第3B或5所示的電極110、150之間的位置對應關係相同。其中，狹縫811、812相互平行，狹縫813、814相互平行，狹縫812、813彼此不平行，而使採用透明電極810、820的畫素區為雙域型(dual domain)。同樣地，也可使另外，狹縫811、812、813、814相互平行而使採用透明電極810、820的畫素區為單域型(mono domain)。另外亦可調整透明電極820的形 狀，使其分別對應至狹縫811、814的邊緣，而與狹縫811、814實質上平行。
如第7圖所示，顯示面板400可用與輸入單元500組裝，而製造出各種電子裝置600。顯示面板400可僅具有具有前述畫素區1、2、3、4的其中一種或以任何形式混合配置前述畫素區1、2、3、4。輸入單元500係耦接至顯示面板400而將訊號(例如影像訊號)輸入顯示面板400，以產生影像。電子裝置600可以是行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、或攜帶式數位影音光碟播放器。
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，任何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，當可作些許之更動與潤飾，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。
1、2、3、4‧‧‧畫素區
10‧‧‧掃描線
20‧‧‧半導體層
30‧‧‧資料線
31‧‧‧分支線
30D‧‧‧汲極電極
30S‧‧‧源極電極
51、52、53‧‧‧曲線
55‧‧‧區域
100‧‧‧陣列基板
200‧‧‧對向基板
110、120‧‧‧透明電極
111、112、113、114‧‧‧狹縫
115、155‧‧‧連接電極
116、156‧‧‧次電極
120a、120b‧‧‧外緣
131、132‧‧‧介電層
140、150‧‧‧透明電極
140a、140b‧‧‧外緣
150a、150b‧‧‧外緣
151、152‧‧‧狹縫
151a、151b、152a、152b‧‧‧外緣
210‧‧‧遮光層
211‧‧‧開口
215‧‧‧區域
300‧‧‧液晶層
400‧‧‧顯示面板
500‧‧‧輸入單元
600‧‧‧電子裝置
810、820‧‧‧透明電極
811、812、813、814‧‧‧狹縫
821、822‧‧‧狹縫
第1A與1B圖係顯示根據本發明第一實施例之顯示裝置的一畫素區的剖面圖與俯視圖。
第2A與2B圖係顯示根據本發明第二實施例之顯示裝置的一畫素區的剖面圖與俯視圖。
第3A與3B圖係顯示根據本發明第三實施例之顯示裝置的一畫素區的剖面圖與俯視圖。
第4A~4C圖係分別顯示根據本發明第一至三實施例之顯示裝置的畫素區的透光率。
第5圖係顯示根據本發明第四實施例之顯示裝置的一畫素區的俯視圖。
第6圖係顯示根據本發明第五實施例之顯示裝置的透明電極堆疊結構的配置俯視圖。
第7圖係顯示根據本發明另一較佳實施例，用以顯示影像的系統示意圖。
2‧‧‧畫素區
10‧‧‧掃描線
20‧‧‧半導體層
30‧‧‧資料線
31‧‧‧分支線
30D‧‧‧汲極電極
30S‧‧‧源極電極
110、140‧‧‧電極
111、112、113、114‧‧‧狹縫
115‧‧‧連接電極
116‧‧‧次電極
140a、140b‧‧‧外緣

Claims (13)

  1. 一種影像顯示系統，包含一顯示裝置，該顯示裝置包含：一陣列基板；以及一透明電極堆疊結構，設置於該陣列基板上，該透明電極堆疊結構包含：一第一電極，具有複數個第一次電極，該些第一次電極以複數個第一狹縫分隔；一第二電極，具有一外緣位於該些第一狹縫其中至少一者內；以及一介電層，其位於該第一電極與該第二電極之間，並電性隔離該第一電極與該第二電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該外緣是對應設置於該些第一狹縫的中線位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該些第一次電極係以一第一連接電極彼此連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第二電極為全面式形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第二電極具有複數個第二次電極；其中該些第二次電極係以一第二連接電極彼此連接，且以複數個第二狹縫分隔；以及其中該外緣為該些第二次電極之一者的一邊緣。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統，其中該些第一狹縫對應於該些第二狹縫。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統，其中該些第一狹縫和該些第二狹縫均為開放式的狹縫。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統，其中該些第一狹縫和該些第二狹縫均為封閉式的狹縫。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第二電極是位於該第一電極下方。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包含一遮光層，其設置於與該陣列基板與一對向基板之間，該遮光層具有至少一開口，曝露該透明電極堆疊結構的一部分。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括：一對向基板，設置於該陣列基板上，面對該透明電極堆疊結構；一液晶層，設置於該陣列基板和該對向基板之間。
  12. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置；以及一輸入單元，耦接於該顯示裝置，並提供一訊號輸入至該顯示裝置，使該顯示裝置顯示影像。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中該電子裝置為行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器、或攜帶式數位影音光碟播放器。
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