TWI398689B - 液晶顯示面板 - Google Patents

Description

液晶顯示面板

本發明是有關於一種液晶顯示面板，且特別是有關於一種具有高開口率(aperture ratio)的液晶顯示面板。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)所使用之顯示面板主要是由一主動元件陣列基板、一對向基板以及配置於此兩基板間的一液晶層所構成。目前，液晶顯示面板皆朝向全彩化、大尺寸、高解析度以及低成本的方向發展，然而液晶顯示面板之各種性能，如應答速度、對比度及視角等，均與液晶層有關。

為了精準控制液晶顯示器上下基板之間隙(cell gap)，一般會在主動元件陣列基板與對向基板之間加入間隙物(spacer)。以往，常見的間隙物為球狀間隙物(ball spacer)，但球狀間隙物的配置常會有分佈不均勻的情形而且球狀間隙物的邊緣處常會發生漏光的現象。因此，以光阻材料製成的光阻間隙物(photo spacer)被發展出來，並逐漸取代球狀間隙物。然而，光阻間隙物雖可規則並正確地排列，且不會有分布不均的問題，但其邊緣處仍會產生漏光的現象。製作光阻間隙物時，須在光阻間隙物的位置上設計遮光層(如黑矩陣)以降低漏光現象對顯示影像品質的影響。此外，為了使光阻間隙物穩固，必須於主動元件陣列基板上製作與光阻間隙物對應的平臺(stage)。如此一來，液晶顯示面板的開口率因而降低。

以多域垂直配向液晶顯示器之顯示面板而言，為了達到廣視角的效果，通常會在對向基板上配置多個配向凸起。然而，配向凸起的邊緣與上述之間隙物的邊緣一樣，都可能發生漏光的現象，必須配置遮光的黑矩陣以避免液晶顯示面板的顯示效果受到影響。因此，在同時具有間隙物以及配向凸起之多域垂直配向液晶顯示器中，如何維持開口率是值得深思的議題之一。

本發明提供一種液晶顯示面板，以解決配向凸起與間隙物同時配置時，開口率大幅降低的問題。

本發明提出一種液晶顯示面板，其包括主動元件陣列基板、對向基板以及液晶層。主動元件陣列基板包括多個畫素單元，且各畫素單元具有反射區域以及穿透區域。對向基板配置於主動元件陣列基板上方，對向基板具有多個對應於反射區域之第一配向凸起以及多個對應於穿透區域之第二配向凸起，其中第一配向凸起與第二配向凸起位於對向基板與主動元件陣列基板之間。此外，第一配向凸起的高度大於第二配向凸起的高度。液晶層則配置於對向基板與主動元件陣列基板之間。

在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板具有多個凹陷，且各凹陷對應於部分第一配向凸起下方。同時，對應於各凹陷上方之部分第一配向凸起例如與主動元件陣列基板維持一間隙，而其餘之第一配向凸起與主動元件陣列基板接觸。

在本發明之一實施例中，上述之對向基板更包括黑矩陣，對應於第一配向凸起以及第二配向凸起配置。

在本發明之一實施例中，上述之各畫素單元包括主動元件、反射畫素電極以及透明畫素電極。其中，反射畫素電極電性連接主動元件，且位於反射區域內，而透明畫素電極電性連接主動元件，且位於穿透區域內。此時，主動元件例如位於反射畫素電極下方。

在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括多個凸塊，其中反射畫素電極覆蓋凸塊。

在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括墊高層，其中反射畫素電極覆蓋墊高層與凸塊。

在本發明之一實施例中，上述之對向基板例如包括墊高層，對應於各反射畫素電極上方，同時對向基板更包括共用電極，而共用電極覆蓋墊高層。

在本發明之一實施例中，上述之對向基板包括彩色濾光片。

本發明另提出一種液晶顯示面板。其包括主動元件陣列基板、對向基板以及液晶層。主動元件陣列基板包括多個畫素單元，且各畫素單元具有反射區域以及穿透區域，並且主動元件陣列基板具有多個凹陷，位於部分反射區域內。對向基板配置於主動元件陣列基板之上方，對向基板具有多個對應於反射區域之第一配向凸起以及多個對應於穿透區域之第二配向凸起，且第一配向凸起與第二配向凸起位於對向基板與主動元件陣列基板之間。此外，部分第一配向凸起對應於凹陷上方，並與主動元件陣列基板維持一間隙，而其餘之第一配向凸起與主動元件陣列基板接觸。液晶層則配置於對向基板與主動元件陣列基板之間。

在本發明之一實施例中，上述之對向基板更包括黑矩陣，對應於第一配向凸起以及第二配向凸起配置。

在本發明之一實施例中，上述之各畫素單元包括主動元件、反射畫素電極以及透明畫素電極。其中，反射畫素電極電性連接主動元件，且位於反射區域內，而透明畫素電極電性連接主動元件，且位於穿透區域內。此時，主動元件例如位於反射畫素電極下方。

在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括多個凸塊，其中反射畫素電極覆蓋凸塊。

在本發明之一實施例中，上述之主動元件陣列基板更包括墊高層，其中反射畫素電極覆蓋墊高層與凸塊。

另一方面，對向基板可以包括墊高層，對應於各反射畫素電極上方，並且對向基板更包括共用電極，而共用電極覆蓋墊高層。

在本發明之一實施例中，上述之對向基板包括彩色濾光片。

在本發明上述實施例中之液晶顯示面板，與主動元件陣列基板接觸的配向凸起可以作為間隙物之用，因此不需在其他位置上另外配置間隙物，可以提高液晶顯示面板的開口率。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖1A為本發明之第一實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，圖1B為沿圖1A之剖線AA’所繪之剖面圖，而圖1C為沿圖1A之剖線BB’所繪之剖面圖。請先同時參照圖1A與圖1B，本實施例之液晶顯示面板100包括主動元件陣列基板110、對向基板130以及液晶層150。主動元件陣列基板110包括多個畫素單元120，且各畫素單元120具有反射區域R以及穿透區域T。穿透區域R的間隙dt與反射區域T的間隙dr接近相同，此結構稱為單一間隙結構(Single gap)。對向基板130配置於主動元件陣列基板110上方。對向基板130具有多個對應於反射區域R之第一配向凸起132以及多個對應於穿透區域T之第二配向凸起134，其中第一配向凸起132與第二配向凸起134位於對向基板130與主動元件陣列基板110之間。此外，第一配向凸起132的高度h1大於第二配向凸起134的高度h2。液晶層150配置於對向基板130與主動元件陣列基板110之間。

具體來說，畫素單元120包括主動元件122、反射畫素電極124以及透明畫素電極126。其中，反射畫素電極124電性連接主動元件122，且位於反射區域R內，而透明畫素電極126電性連接主動元件122，且位於穿透區域T內。在本實施例中，主動元件122例如位於反射畫素電極124下方，並且透明畫素電極126是藉由反射畫素電極124電性連接至主動元件122。因此，當液晶顯示面板100處於驅動狀態時，透明畫素電極126與反射畫素電極124可具有相同的電壓。在其他實施例中，透明畫素電極126與反射畫素電極124可以是分別電性連接至不同的主動元件，且透明畫素電極126與反射畫素電極124可以具有相同或是不同的電壓。

為了提高反射畫素電極124的反射率，本實施例可以在主動元件陣列基板110上配置多個凸塊112，並使反射畫素電極124覆蓋凸塊112。另外，對向基板130例如是彩色濾光片，其具有紅色、綠色以及藍色等彩色濾光膜138，且更有共用電極140配置於對向基板130上。

請繼續參照圖1B，第一配向凸起132與第二配向凸起134例如是配置於液晶顯示面板100的顯示區域當中，其可使液晶層150中的液晶分子具有多個排列方向，進而使液晶顯示面板100具有廣視角的功能。此外，如圖1B所示，位於反射區域R內的第一配向凸起132可以與主動元件陣列基板110接觸，亦即第一配向凸起132的高度h1可以支撐兩基板110、130，以維持液晶層150的厚度。是故，第一配向凸起132可以作為間隙物，而液晶顯示面板100中不需在其他位置上額外配置間隙物以維持液晶層150的厚度。

由於第一配向凸起132以及第二配向凸起134的邊緣容易發生漏光的現象，所以本實施例可於對向基板130上設置黑矩陣136，並使黑矩陣136對應於第一配向凸起132以及第二配向凸起134配置。在垂直於對向基板130的角度上觀看時，黑矩陣136的面積會略大於第一配向凸起132以及第二配向凸起134的面積，以使黑矩陣136足以遮蔽住漏光現象或是其他缺陷。值得一提的是，在本實施例中，第一配向凸起132不單具有配向功能，更可作為間隙物之用，故不需在其他位置上額外製作間隙物。

另外，為了維持適當的液晶層150厚度(即液晶顯示器間隙)，必需使間隙物以特定密度均勻地分佈在液晶顯示面板100中。因此，本實施例中，主動元件陣列基板110可以具有多個凹陷114，且凹陷114對應於部分第一配向凸起132a下方(如圖1C所示)。同時，對應於凹陷114上方之部分第一配向凸起132a例如與主動元件陣列基板110維持一間隙g，其餘之第一配向凸起132b則與主動元件陣列基板110接觸。第一配向凸起132a與主動元件陣列基板110之間的間隙g例如是介於0.1um到5.0um之間。簡言之，部分第一配向凸起132b可以兼顧配向功能以及間隙物的功能，而其餘之第一配向凸起132a則僅作為配向之用。

如圖1C所示，主動元件陣列基板110上例如配置有平坦層116，而本實施例中，凹陷114是形成於平坦層116上的。詳細而言，凹陷114的形成例如是於形成凸塊112的同時，將部份平坦層116移除而形成的，因此凹陷114的製作並不會使液晶顯示面板100的製程步驟增加或是複雜化。當然，在其他實施例中，凹陷114也可以是形成於主動元件陣列基板110之其他膜層上。整體而言，液晶顯示面板100中之液晶層150的厚度可受到嚴密的控制，並且液晶顯示面板100具有較高的開口率。

第二實施例

圖2A為本發明之第二實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，而圖2B與2C為沿圖2A之剖線AA’所繪之剖面示意圖。請先參照圖2A，本實施例之液晶顯示面板200與第一實施例之液晶顯示面板100大致相同，惟二者主要差異之處在於，液晶顯示面板200中配置有墊高層270。由圖2A與圖2B可知，墊高層270能夠使反射區域R與穿透區域T上方的液晶層之折射率與厚度之乘積(△n．d)大致相同，以達到較佳的顯示效果。

在本實施例中，墊高層270亦可以是配置於對向基板130上(如圖2B所繪示)，並對應於各反射畫素電極124上方。此時，對向基板130上的共用電極140會覆蓋墊高層270，並且第一配向凸起132配置於墊高層270上。另一方面，墊高層270也可以配置於主動元件陣列基板110上(如圖2C所繪示)，則凸塊112可配置於墊高層270上，並使反射畫素電極124覆蓋於凸塊112以及墊高層270之上。有了墊高層270的配置可使液晶顯示面板200進行顯示時，在反射區域R與穿透區域T中具有較為相近的顯示品質。反射區域R的間隙dr約為穿透區域T間隙dt的1/2時，會有最佳的光學表現，此種結構稱為雙重間隙結構(dual gap)。

承上述，液晶顯示面板200的第一配向凸起132、第二配向凸起134設計與液晶顯示面板100的第一配向凸起132、第二配向凸起134相同，部分第一配向凸起132可以作為間隙物用，此外，第一配向凸起132的高度h1大於第二配向凸起134的高度h2。因此，液晶顯示面板200也具有開口率高的優點。值得注意的是，當墊高層270位於主動元件陣列基板110上時(如圖2C所示)，與部分第一配向凸起132對應配置的凹陷114(繪示於圖1C)也可以形成於墊高層270上。同時，主動元件陣列基板110與對向基板130之間的距離會大致等於第一配向凸起132的高度與墊高層270的高度之總和。液晶顯示面板200在如此設計之下，非但具有高開口率，還具有良好的顯示品質。

第三實施例

圖3A繪示為本發明之第三實施例之液晶顯示面板的上視示意圖，而圖3B繪示為本發明之第三實施例之液晶顯示面板之反射區域的剖面示意圖。本實施例之液晶顯示面板300與液晶顯示面板100相似，故相同的元件以相同的標號標示，在此不另作說明。

請同時參照圖3A與圖3B，在液晶顯示面板300中，主動元件陣列基板110上具有多個凹陷114，且凹陷114對應於部分第一配向凸起332A。此時，主動元件陣列基板110與第一配向凸起332A維持一間隙g，而其餘之第一配向凸起332B則與主動元件陣列基板110接觸。實際上，主動元件陣列基板110上的多個凹陷114例如可形成於主動元件陣列基板100上的平坦層116或是其他膜層當中。此外，在液晶顯示面板300中，本實施例並不限定第一配向凸起332A、332B的高度必須大於第二配向凸起334的高度。

液晶顯示面板300中，部分第一配向凸起332B可以作為間隙物而使液晶層150的厚度維持一定，因此液晶顯示面板300有較佳的品質。同時，液晶顯示面板300也與上述實施例之液晶顯示面板100一樣，具有高開口率，另外，液晶顯示面板300更可如液晶顯示面板200般，藉由配置墊高層而可呈現更良好的顯示品質。

綜上所述，在本發明之液晶顯示面板中，由於部分配向凸起也可作為間隙物之用，而不需在其他位置另外配置間隙物以維持液晶層的厚度，因此，可減少液晶顯示面板之開口率損失。簡言之，本發明之液晶顯示面板具有高開口率。

雖然本發明已以數實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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。

100、200、300．．．液晶顯示面板

110．．．主動元件陣列基板

112．．．凸塊

114．．．凹陷

116．．．平坦層

120．．．畫素單元

122．．．主動元件

124．．．反射畫素電極

126．．．透明畫素電極

130．．．對向基板

132、132A、132B、332A、332B．．．第一配向凸起

134．．．第二配向凸起

136．．．黑矩陣

138．．．彩色濾光膜

140．．．共用電極

150．．．液晶層

270．．．墊高層

A－A’．．．剖線

B－B’．．．剖線

dr．．．反射區域的間隙

dt．．．穿透區域的間隙

g．．．間隙

h1、h2．．．高度

R．．．反射區

T．．．穿透區

圖1A為本發明之第一實施例之液晶顯示面板之上視示意圖。

圖1B為沿圖1A之剖線AA’所繪之剖面圖。

圖1C為沿圖1A之剖線BB’所繪之剖面圖。

圖2A為本發明之第二實施例之液晶顯示面板的上視示意圖。

圖2B與2C為沿圖2A之剖線AA’所繪之剖面示意圖。

圖3A繪示為本發明之第三實施例之液晶顯示面板之上視示意圖。

圖3B繪示為本發明之第三實施例之液晶顯示面板之反射區域的剖面示意圖。

100．．．液晶顯示面板

110．．．主動元件陣列基板

112．．．凸塊

116．．．平坦層

120．．．畫素單元

122．．．主動元件

124．．．反射畫素電極

126．．．透明畫素電極

130．．．對向基板

132．．．第一配向凸起

134．．．第二配向凸起

136．．．黑矩陣

138．．．彩色濾光膜

140．．．共用電極

150．．．液晶層

dr．．．反射區域的間隙

dt．．．穿透區域的間隙

h1、h2．．．高度

R．．．反射區

T．．．穿透區

Claims (19)

1. 一種液晶顯示面板，包括：一主動元件陣列基板，包括多個畫素單元，且各該畫素單元具有一反射區域以及一穿透區域；一對向基板，配置於該主動元件陣列基板之上方，該對向基板具有多個對應於該些反射區域之第一配向凸起以及多個對應於該些穿透區域之第二配向凸起，該些第一配向凸起與該些第二配向凸起位於該對向基板與該主動元件陣列基板之間，且該些第一配向凸起的高度大於該些第二配向凸起的高度，其中部份該些第一配向凸起接觸於該主動元件陣列基板而該主動元件陣列基板具有多個凹陷，使得其餘的該些第一配向凸起對應於該些凹陷而不接觸該主動元件陣列基板；以及一液晶層，配置於該對向基板與該主動元件陣列基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中對應於該些凹陷上方之所述其餘的該些第一配向凸起與該主動元件陣列基板維持一間隙。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一黑矩陣，對應於該些第一配向凸起以及該些第二配向凸起配置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中各該畫素單元包括：一主動元件； 一反射畫素電極，電性連接該主動元件，且位於該反射區域內；以及一透明畫素電極，電性連接該主動元件，且位於該穿透區域內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件位於該反射畫素電極下方。
6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件陣列基板更包括多個凸塊，且該反射畫素電極覆蓋該些凸塊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件陣列基板更包括一墊高層，其中該反射畫素電極覆蓋該墊高層與該些凸塊。
8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一墊高層，對應於各該反射畫素電極上方。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一共用電極，該共用電極覆蓋該墊高層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板包括一彩色濾光片。
11. 一種液晶顯示面板，包括：一主動元件陣列基板，包括多個畫素單元，且各該畫素單元具有一反射區域以及一穿透區域，而該主動元件陣列基板具有多個凹陷，位於部分該些反射區域內；一對向基板，配置於該主動元件陣列基板之上方，該 對向基板具有多個對應於該些反射區域之第一配向凸起以及多個對應於該些穿透區域之第二配向凸起，且該些第一配向凸起與該些第二配向凸起位於該對向基板與該主動元件陣列基板之間，其中部分該些第一配向凸起對應於該些凹陷上方，並與該主動元件陣列基板維持一間隙，而其餘之第一配向凸起與該主動元件陣列基板接觸；以及一液晶層，配置於該對向基板與該主動元件陣列基板之間。
12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一黑矩陣，對應於該些第一配向凸起以及該些第二配向凸起配置。
13. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其中各該畫素單元包括：一主動元件；一反射畫素電極，電性連接該主動元件，且位於該反射區域內；以及一透明畫素電極，電性連接該主動元件，且位於該穿透區域內。
14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件位於該反射畫素電極下方。
15. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件陣列基板更包括多個凸塊，其中該反射畫素電極覆蓋該些凸塊。
16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板，其 中該主動元件陣列基板更包括一墊高層，其中該反射畫素電極覆蓋該墊高層與該些凸塊。
17. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一墊高層，對應於各該反射畫素電極上方。
18. 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板更包括一共用電極，該共用電極覆蓋該墊高層。
19. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其中該對向基板包括一彩色濾光片。