TWI402580B

TWI402580B - 液晶顯示面板

Info

Publication number: TWI402580B
Application number: TW096125982A
Authority: TW
Inventors: Shui Chih Lien; Chih Jen Hu
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2013-07-21
Also published as: US20090021682A1; TW200905331A

Description

液晶顯示面板

本發明係有關於一種液晶顯示面板，更具體來說，係關於一種改善灰階反轉現象的廣視角液晶顯示面板。

由於液晶顯示器具有外型輕巧、耗電量低及無輻射污染等優勢，因而廣泛地被應用於各種電子消費產品中，例如筆記型電腦、個人數位助理、行動電話等，並且已廣為使用者所喜愛。近年來，液晶顯示器甚至已取代傳統桌上型電腦之陰極射線管顯示器。然而，由於液晶顯示器的控制原理，是利用液晶分子在不同排列狀態下，對光線會有不同的偏折方向的效果。因此在傳統的液晶顯示器中，使用者視角會受到限制，例如灰階反轉現象，更嚴重地影響液晶顯示面板的可視區域。

舉例來說，目前白底型(Normal White)的液晶顯示器例如扭轉向列型(Twisted－Nematic；TN)液晶、多域扭轉向列型(Mixed mode Twisted Nematic；MTN)液晶、電場控制的雙折射型(Electrically Controlled Birefringence；ECB)液晶等，以及黑底型(Normal Black)的液晶顯示器例如垂直配向型(Vertical Align；VA)液晶等，皆有很嚴重的灰階反轉的問題。針對上述面題，雖然近年來有一些廣視角的技術被提出來，然因配向製程的限制仍會讓使用者在不同的視角看到不同的液晶分子區域，因而導致灰階反轉現象。

因此有必要提供一種容易實施且低成本的方式來改善前述問題，並提供廣視角的液晶顯示面板。

本發明一方面揭示一種液晶顯示面板。此液晶顯示面板具有一上基板以及一下基板實質地平行於上基板。共通電極設置於上基板上，且像素電極位於下基板上。第一配向層設置於共通電極上，且具有一第一摩擦方向。第二配向層設置於像素電極上，且具有一第二摩擦方向。第一摩擦方向與第二摩擦方向形成一第一角度。液晶分子層設置於上基板與下基板之間，且配向結構位於共通電極與液晶分子層之間，並具有一延伸方向。此延伸方向與第一摩擦方向形成一第二角度，且此延伸方向與第二摩擦方向形成一第三角度，其中第二角度係約等於第三角度。

在本發明的另一實施例中，液晶顯示面板更具有一平坦層位於上基板及共通電極之間。

在本發明的又一實施例中，液晶顯示面板之配向結構係為一突起，且自共通電極突出至液晶分子層。

在本發明的再一實施例中，平坦層具有一長條狀凹槽，藉此配向結構係容納於長條狀凹槽中。

在本發明的又一實施例中，液晶顯示面板更包含一濾光片層位於上基板及共通電極之間。

在本發明的又一實施例中，液晶顯示面板更包含一遮光層位於配向結構以及上基板之間，並與配向結構至少部分重疊。

在本發明的又一實施例中，液晶顯示面板更包含一遮光層位於畫素電極以及下基板之間，並與配向結構至少部分重疊。

在本發明的又一實施例中，液晶顯示面板更包含一共用導線位於下基板上，對應像素電極之至少一邊緣用以遮蔽通過的光線。

本發明另一方面揭示一種液晶顯示面板。此液晶顯示面板具有一上基板以及一下基板實質地平行於上基板。共通電極設置於上基板上，且像素電極位於下基板上。第一配向層設置於共通電極上，且具有一第一摩擦方向。第二配向層設置於像素電極上，且具有一第二摩擦方向。第一摩擦方向與第二摩擦方向形成一第一角度。液晶分子層設置於上基板與下基板之間，且配向結構位於共通電極與液晶分子層之間，並具有一延伸方向。此延伸方向與第一摩擦方向形成一第二角度，且此延伸方向與第二摩擦方向形成一第三角度，其中第二角度係約小於第三角度。

本發明再一方面揭示一種液晶顯示面板。此液晶顯示面板具有一上基板以及一下基板實質地平行於上基板。共通電極設置於上基板上，且像素電極位於下基板上。第一配向層設置於共通電極上，且具有一第一摩擦方向。第二配向層設置於像素電極上，且具有一第二摩擦方向。第一摩擦方向與第二摩擦方向形成一第一角度。液晶分子層設置於上基板與下基板之間，且配向結構位於共通電極與液晶分子層之間，並具有一延伸方向。此延伸方向與第一摩擦方向形成一第二角度，且此延伸方向與第二摩擦方向形成一第三角度，其中第二角度係約大於第三角度。

本發明之上述及其他面向、特徵及優勢將在以下各種更特定之範例實施例的詳述及伴隨圖式下更易明瞭，其中相同的參考編號通常表示本發明之範例實施例中的相同構件。另外並需暸解的是，本發明並不限於特定實施例的細節描述。

圖1顯示一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板100之剖面示意圖。液晶顯示面板100具有上基板102以及下基板104，其中下基板104係實質地平行於上基板102。共通電極106設置於上基板102上，而像素電極108位於下基板104上。第一配向層110設置於共通電極106上，且具有一第一摩擦方向302(如圖3A至圖3B所示)。第二配向層112設置於像素電極108上，且具有一第二摩擦方向304(如圖3A至圖3B所示)。第一配向層110與第二配向層112的配向方式可以使用各種已知的配向方式形成，例如磨擦配向、光配向、離子配向或化學配向等。液晶分子層114設置於上基板102與下基板104之間。配向結構116位於共通電極106與液晶分子層114之間，並具有一延伸方向306(如圖3A至圖3B所示)。平坦層118位於上基板102及共通電極106之間，且具有一長條狀凹槽120，藉此將配向結構116容納於長條狀凹槽120之中。液晶顯示面板100更可具有一濾光片層122位於上基板102及共通電極106之間。

藉由配向結構116與像素電極108邊緣之多域結構所產生的電場控制效果，配合配向製程所產生的第一配向層110與第二配向層112，使液晶分子層114的液晶分子呈多域排列的效果，可達成廣視角的液晶顯示面板。以下進一步詳述磨擦配向製程。

圖3A至圖3C顯示幾種磨擦配向製程及配向結構的實施例。在圖3A至圖3C的實施例的液晶分子層114係使用扭轉向列型液晶為例。首先請參照圖3A，藉由配向製程，使第一配向層110具有一第一磨擦方向302，而第二配向層112具有一第二磨擦方向304。此第一摩擦方向302與第二摩擦方向304之間形成一第一角度θ 1。在本實施例中，第一角度θ 1約為80度至110度之間，較佳為約90度。配向結構116的延伸方向306則與第一摩擦方向302形成一第二角度φ 11，且此延伸方向306與第二摩擦方向304形成一第三角度φ 12。其中第二角度φ 11係約等於第三角度φ 12。

在圖3B所示的另一實施例中，第一摩擦方向302與第二摩擦方向304之間形成第一角度θ 1與圖3A相同，而延伸方向306與第一摩擦方向302形成第二角度φ 21，延伸方向306與第二摩擦方向304形成的第三角度φ 22，且其中第二角度φ 21係約大於第三角度φ 22。在圖3C所示的又一實施例中，延伸方向306與第一摩擦方向302形成第二角度φ 31，延伸方向306與第二摩擦方向304形成的第三角度φ 32，而第二角度φ 31係約小於第三角度φ 32。另外在此必需注意的是，配向結構116的延伸方向306與配向製程中磨擦所產生的溝之間所夾角度，原則上就是配向結構116的延伸方向306與磨擦方向所夾角度，其在製作的時候基本上是一樣的，但可以有個正/負20度的差距範圍。

現在請參照圖2，其顯示另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板200之剖面示意圖。液晶顯示面板200具有上基板202以及下基板204，其中下基板204係實質地平行於上基板202。共通電極206設置於上基板202上，而像素電極208位於下基板204上。第一配向層210設置於共通電極206上，且具有第一摩擦方向302(如圖3A至圖3B所示)。第二配向層212設置於像素電極208上，且具有第二摩擦方向304(如圖3A至圖3B所示)。液晶分子層214設置於上基板202與下基板204之間。配向結構216位於共通電極206與液晶分子層214之間，並具有延伸方向306(如圖3A至圖3B所示)。平坦層218位於上基板202及共通電極206之間。而與圖1所述實施例不同的是，配向結構216係為一突起，自共通電極206突出至液晶分子層214。液晶顯示面板200更可具有濾光片層222位於上基板202及共通電極206之間。

因此，利用配向結構的電場控制效果，搭配磨擦配向製程所產生的溝槽，可達到多域控制的效果，進而增加液晶顯示器的可視角。然而除了前述的說明之外，本發明在其它實施例中仍可以有許多不同的修改與變化。

圖4顯示為另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板400的剖面示意圖。液晶顯示面板400具有上基板402、下基板404、共通電極406、像素電極408、第一配向層410、第二配向層412、液晶分子層414、配向結構416、具有長條狀凹槽420的平坦層418、濾光片層422。液晶顯示面板400與圖1所示之液晶顯示面板100相類似，其相同的部份在此不再贊述。液晶顯示面板400更具有一遮光層426位於配向結構416以及上基板402之間，以及共用導線428位於下基板404上。遮光層426之位置係對應配向結構416，而與配向結構416至少部分重疊。共用導線428對應像素電極408之邊緣424用以遮蔽通過的光線，以降低液晶多域結構所可能產生的漏光問題。

圖5顯示另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板500的剖面示意圖。液晶顯示面板500具有上基板502、下基板504、共通電極506、像素電極508、第一配向層510、第二配向層512、液晶分子層514、突起的配向結構516、平坦層518、濾光片層522。液晶顯示面板500與圖2所示之液晶顯示面板200相類似，其相同的部份在此不再贊述。液晶顯示面板500更具有一遮光層526位於配向結構516以及上基板502之間，以及共用導線528位於下基板504上。遮光層526與配向結構516至少部分重疊，而共用導線528對應像素電極508之邊緣524用以遮蔽通過的光線，以降低液晶多域結構所可能產生的漏光問題。

圖6A顯示又另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板600的剖面示意圖。液晶顯示面板600具有上基板602、下基板604、共通電極606、像素電極608、第一配向層610、第二配向層612、液晶分子層614、配向結構616、具有長條狀凹槽620的平坦層618、濾光片層622。液晶顯示面板600與圖1所示之液晶顯示面板100相類似，其相同的部份在此不再贊述。液晶顯示面板600更具有一遮光層630位於畫素電極608以及下基板604之間，以及共用導線628位於下基板604上。遮光層630之位置對應配向結構616，且與配向結構616至少部分重疊。共用導線628對應像素電極608之邊緣624用以遮蔽通過的光線，以降低液晶多域結構所可能產生的漏光問題。圖6B為圖6A所示液晶顯示面板600的俯視示意圖。在本實施例中，將液晶顯示面板600的電容結構設置於對應該配向結構616的位置來做為遮光層630，然而本發明並不限於此。

在此應注意的是，除了前述實施例在結構上增加遮光層來遮蔽光線之外，本發明亦可在其它部份有不同的實施方式。圖7A至圖11C舉例說明本發明應用在不同類型的液晶分子層時可以有的幾種方式。

在圖7A至圖9C中，液晶分子層係使用垂直配向型液晶為例。在圖7A、7B及7C中，第一磨擦方向702與第二摩擦方向704之間形成之第一角度約為80度至110度之間，較佳為約90度。而配向結構的延伸方向706與第一摩擦方向702所形成的第二角度，則分別約等於、大於及小於延伸方向706與第二摩擦方向704形成的第三角度，對應圖7A至7C。在圖8A、8B及8C中，第一磨擦方向802與第二摩擦方向804之間形成之第一角度約為－10度至10度之間，較佳為約0度。而配向結構的延伸方向806與第一摩擦方向802所形成的第二角度，則分別約等於、大於及小於延伸方向806與第二摩擦方向804形成的第三角度，係對應圖8A至8C。在圖9A、9B及9C中，第一磨擦方向902與第二摩擦方向904之間形成之第一角度約小於90度，較佳則為約50度。而配向結構的延伸方向906與第一摩擦方向902所形成的第二角度，則分別約等於、小於及大於延伸方向906與第二摩擦方向904形成的第三角度，係對應圖9A至9C。

在圖10A至圖10C中，液晶分子層係使用多域扭轉向列型液晶為例。在圖10A、10B及10C中，第一磨擦方向1002與第二摩擦方向1004之間形成之第一角度約小於90度，較佳則為約50度。而配向結構的延伸方向1006與第一摩擦方向1002所形成的第二角度，則分別約等於、小於及大於延伸方向1006與第二摩擦方向1004形成的第三角度，係對應圖10A至10C。

在圖11A至圖11C中，液晶分子層係使用電場控制的雙折射型液晶。在圖11A、11B及11C中，第一磨擦方向1102與第二摩擦方向1104之間形成之第一角度約為－10度至10度之間，較佳則為約0度。而配向結構的延伸方向1106與第一摩擦方向1102所形成的第二角度，則分別約等於、小於及大於延伸方向1106與第二摩擦方向1104形成的第三角度，係對應圖11A至11C。

由前述說明可知，本發明藉由磨擦配向製程可以容易地實施於各種不同的液晶分子的液晶顯示面板中，例如扭轉向列型液晶、多域扭轉向列型液晶、電場控制的雙折射型液晶或垂直配向型液晶，但並不限於此。在使用不同的液晶分子並考慮到各種的設計需求之下，第一磨擦方向、第二磨擦方向、及配向結構的延伸方向可以有設多種不同的設置。

圖12A至圖12C則顯示本發明實施例的液晶顯示器中像素的排列方式。在此必需注意的是，圖式中係以三個像素用於列舉說明，然而熟此技藝者當知道其僅用於說明而非限制。亦即，在本發明的實施例當中可以有其它數目的像素而不影響本發明的實施。在圖12A中具有三個像素，亦即像素1202、1204及1206，分別用於顯示三種不同的顏色，舉例而言係分別為紅色、綠色以及藍色，並且是以直式的排列。在圖12B中，像素1202、1204及1206則是以橫式的排列，分別用於顯示三種不同的顏色，舉例而言係分別為紅色、綠色以及藍色。而在圖12C中，像素是以矩陣的方式排列。

上述之實施例係用以描述本發明，然本發明並不限於以上特定實施例的描述，本發明的申請專利範圍係欲包含所有此類修改與變化，以能真正符合本發明之精神與範圍。

100．．．液晶顯示面板

102．．．上基板

104．．．下基板

106．．．共通電極

108．．．像素電極

110．．．第一配向層

112．．．第二配向層

114．．．液晶分子層

116．．．配向結構

118．．．平坦層

120．．．長條狀凹槽

122．．．濾光片層

124．．．邊緣

200．．．液晶顯示面板

202．．．上基板

204．．．下基板

206．．．共通電極

208．．．像素電極

210．．．第一配向層

212．．．第二配向層

214．．．液晶分子層

216．．．配向結構

218．．．平坦層

222．．．濾光片層

224．．．邊緣

302．．．第一磨擦方向

304．．．第二磨擦方向

306．．．延伸方向

400．．．液晶顯示面板

402．．．上基板

404．．．下基板

406．．．共通電極

408．．．像素電極

410．．．第一配向層

412．．．第二配向層

414．．．液晶分子層

416．．．配向結構

418．．．平坦層

420．．．長條狀凹槽

422．．．濾光片層

424．．．邊緣

426．．．遮光層

428．．．共用導線

500．．．液晶顯示面板

502．．．上基板

504．．．下基板

506．．．共通電極

508．．．像素電極

510．．．第一配向層

512．．．第二配向層

514．．．液晶分子層

516．．．配向結構

518．．．平坦層

522．．．濾光片層

524．．．邊緣

526．．．遮光層

528．．．共用導線

600．．．液晶顯示面板

602．．．上基板

604．．．下基板

606．．．共通電極

608．．．像素電極

610．．．第一配向層

612．．．第二配向層

614．．．液晶分子層

616．．．配向結構

618．．．平坦層

620．．．長條狀凹槽

622．．．濾光片層

624．．．邊緣

628．．．共用導線

630．．．遮光層

702．．．第一磨擦方向

704．．．第二磨擦方向

706．．．延伸方向

802．．．第一磨擦方向

804．．．第二磨擦方向

806．．．延伸方向

902．．．第一磨擦方向

904．．．第二磨擦方向

906．．．延伸方向

1002．．．第一磨擦方向

1004．．．第二磨擦方向

1006．．．延伸方向

1102．．．第一磨擦方向

1104．．．第二磨擦方向

1106．．．延伸方向

1202．．．像素

1204．．．像素

1206．．．像素

圖1顯示一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板之剖面示意圖；圖2顯示另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板之剖面示意圖圖3A至圖3C顯示數種磨擦配向製程及配向結構的實施例；圖4顯示又另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板的剖面示意圖；圖5顯示再另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板的剖面示意圖；圖6A顯示又另一種依照本發明具體實施例的液晶顯示面板的剖面示意圖；圖6B為圖6A所示液晶顯示面板的俯視示意圖；圖7A至圖11C顯示不同液晶分子的數種磨擦配向製程及配向結構的實施例；以及圖12A至圖12C則顯示本發明實施例的液晶顯示器中像素的排列方式。