TWI402584B - 影像顯示系統 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種包含液晶顯示面板之影像顯示系統,特別有關於一種垂直配向型液晶顯示面板之電極結構。
垂直配向型(vertical alignment,簡稱VA)液晶顯示器是一種可以達到高對比及廣視角的液晶顯示器,傳統上為了使垂直配向型液晶顯示器(VA-LCD)具有穩定且對稱的多象限區(multi-domain),通常係將VA-LCD的一個次畫素再進一步分割成2至3個更小的次畫素區,使得一個次畫素內具有2至3個多象限區,其係利用陣列基板上圖案化的透明電極層,例如銦錫氧化物(indium tin oxide,簡稱ITO),或者彩色濾光片基板上透明電極層,例如銦錫氧化物的圖案而達成。
請參閱第1A圖,其係顯示傳統垂直配向型液晶顯示器的一個次畫素內,陣列基板上透明電極層的平面示意圖,在一個次畫素內的陣列基板上透明電極層10具有2個狹縫(slit)11。接著,請參閱第1B圖,其係顯示傳統垂直配向型液晶顯示器的一個次畫素內,彩色濾光片基板上透明電極層的平面示意圖,在一個次畫素內的彩色濾光片基板上透明電極20具有3個開口21。
請參閱第1C圖,其係顯示傳統垂直配向型液晶顯示器的一個次畫素內,陣列基板上透明電極層10與彩色濾光片基板上透明電極20重疊之平面示意圖,其中次畫素16係由兩個相鄰的掃描線12以及兩個相鄰的資料線14所定義,陣列基板上透明電極層10的狹縫11與彩色濾光片基板上透明電極層20的開口21互相搭配,使得一個次畫素16劃分成3個多象限區域,而接觸孔30則設置於彩色濾光片基板上透明電極層20的一個開口中。藉由增加陣列基板上透明電極層10的狹縫寬度以及/或增加彩色濾光片基板上透明電極20的開口尺寸,可提升垂直配向型液晶顯示器的應答速度,但是陣列基板上透明電極層的狹縫以及彩色濾光片基板上透明電極層的開口越大,當其應用於觸控面板時,會使得觸控面板於觸碰時產生的顯示不均(push mura)現象越明顯。此外,陣列基板上透明電極層的狹縫以及彩色濾光片基板上透明電極層的開口越大還會降低顯示器的穿透度,並增加顯示器的驅動電壓。
有鑑於此,業界亟需一種垂直配向型液晶顯示器,其可以符合提升應答速度、減少觸控面板的顯示不均、提高穿透度以及降低驅動電壓之需求。
本發明提供一種包含液晶顯示面板之影像顯示系統,該液晶顯示面板包括:第一基板,其上具有複數條互相垂直之資料線和掃描線,任兩條相鄰的資料線和任兩條相鄰的掃描線之間定義一次畫素;第一透明電極層設置於第一基板上且位於次畫素內;第二基板與第一基板對向設置,具有一內面;第二透明電極層設置於第二基板之內面之上,且對應於次畫素,其中位於次畫素內的第二透明電極層僅具有一個圖樣;以及液晶層設置於第一基板與第二基板之間,其中液晶層內的複數個液晶分子係垂直於第一基板和第二基板排列。
為了讓本發明之上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂,以下配合所附圖式,作詳細說明如下:
本發明係藉由垂直配向型液晶顯示面板(VA-LCD)的電極結構設計,提升顯示器的應答速度、減少觸控面板的顯示不均、提高穿透度以及降低驅動電壓。此外,本發明還可以應用於多象限垂直配向型(multi-domain vertical alignment,簡稱MVA)液晶顯示面板。
請參閱第2A圖,其係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD的陣列基板側透明電極層之平面示意圖,在一個次畫素內,陣列基板側的透明電極層100為平面結構,意即透明電極層100中不具有開口、狹縫、或是突起等圖樣。接著,請參閱第2B圖,其係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD的彩色濾光片基板側透明電極層之平面示意圖,在一個次畫素內,彩色濾光片基板側的透明電極層200僅具有一個圖樣,例如僅具有一個開口202,或者僅具有一個突起物202,此突起物可以是感光性樹脂材料。陣列(Array)基板側與彩色濾光片(color filter,簡稱CF)基板側的透明電極層100和200例如為銦錫氧化物或銦鋅氧化物(indium zinc oxide,簡稱IZO)。
請參閱第2C圖,其係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD,於一個次畫素內,陣列基板側透明電極層100與彩色濾光片基板側透明電極層200的重疊平面示意圖。任兩個相鄰的掃描線102與任兩個相鄰的資料線104之間定義一個次畫素(sub-pixel)116,例如為紅、綠或藍色(R、G或B)次畫素。由於本發明之陣列基板側透明電極層100為平面結構,且彩色濾光片基板側透明電極層200僅具有一個開口或突起物,因此在一個次畫素內只形成一個多象限(multi-domain)區,其可降低本發明之VA-LCD的驅動電壓,減少功率耗損。此外,根據本發明之彩色濾光片基板側透明電極層200的開口或突起物還可以控制液晶分子,提升顯示器的應答速度。另外,根據本發明之VA-LCD的電極結構設計,當其應用於觸控面板時,還可以避免觸控面板於觸碰時產生顯示不均(push mura)。除此之外,由於本發明之電極結構簡單,因此可簡化製程並節省成本。
在本發明一實施例之VA-LCD中,係將接觸孔(contact hole)204、儲存電容(storage capacitance,簡稱Cst)206、薄膜電晶體(TFT)208以及其他會遮光的元件設置成與彩色濾光片基板側透明電極層200的開口202重疊,因此可提高顯示器的穿透率。上述遮光元件例如為感光間隙物(photo spacer),以及對應於感光間隙物的遮光層,例如金屬層或黑色矩陣(black matrix)。此外,掃描線的配置也可與開口202重疊,以提升顯示器的穿透率。
接著,請參閱第2D圖,其係顯示沿著第2C圖中線2D-2D’之液晶顯示面板300的剖面示意圖。在第一基板106,例如陣列基板上具有複數條互相垂直的掃描線及資料線(未顯示),於陣列基板106上依序形成半導體層210、絕緣層212及第一導電層214,以構成儲存電容206及薄膜電晶體208。接著,在第一導電層214上形成絕緣層213,並在絕緣層212和213中形成孔洞216,暴露出半導體層210,於孔洞216中填入導電材料,形成接觸孔(contact hole)204,然後在接觸孔上方形成第二導電層218,第一及第二導電層214和218例如為金屬層。接著,在第二導電層218上形成絕緣層215,並於絕緣層215上形成透明電極層100。其中,於半導體層210、第一導電層214、第二導電層218和透明電極層100之間設置的各絕緣層212、213和215可以是氮化矽、氧化矽或前述之組合。而半導體層210可以是非晶矽或多晶矽。
接著,於透明電極層100上形成第一高分子層110,例如為聚亞醯胺(polyimide,簡稱PI)。高分子層110可以是不經刷膜配向(rubbing)處理的配向層,其表面上可不具有刷膜配向痕跡,且第一高分子層110具有預傾角(pretilt angle)介於約80至90度之間。
第二基板108例如為彩色濾光片基板,其與第一基板106對向設置,於第二基板108上形成透明電極層200,透明電極層200之開口202的位置與儲存電容206及接觸孔204重疊。接著,在透明電極層200上形成第二高分子層112,其材料可以與第一高分子層110相同,且可以是不經刷膜配向處理的配向層,表面上不具有刷膜配向痕跡,第二高分子層112的預傾角(pretilt angle)介於約80至90度之間。接著,在第一基板106與第二基板108之間夾設液晶層114,液晶層114可為負型液晶,在一實施例中,可使用高分子穩定型垂直配向(polymer stabilized vertical alignment,簡稱PSVA)液晶層。當不施加電場時,液晶層114內的複數個液晶分子係垂直於第一和第二基板排列。此外,液晶顯示面板300還可包含一對偏光片(未顯示)分別設置於第一基板106和第二基板108外側,此對偏光片可以是線性或圓形偏光片。
接著,請參閱第3圖,其係顯示依據本發明各實施例之彩色濾光片基板側透明電極層的平面示意圖。除了第2B圖的橢圓形開口202之外,彩色濾光片基板側透明電極層的圖樣(例如開口或突起物)之形狀還可以是十字形(如第3A圖所示)、X字形(如第3B圖所示)、長條形(如第3C、3D圖所示)、矩形(如第3F圖所示)、圓形(如第3E圖所示)或其他合適的形狀,其在一個次畫素內為連續的圖案,且上述開口或突起物的尺寸可依據需求調整。
接著請參閱第4圖,其為依據本發明之影像顯示系統600的配置示意圖,其中包含顯示器400,例如為穿透型或半反穿型液晶顯示器,其具有根據本發明之液晶顯示面板300,顯示器400可為電子裝置的一部份。一般而言,影像顯示系統600包含顯示器400及控制單元500,控制單元與顯示器400耦接,以傳輸訊號至顯示器,使顯示器顯示影像。上述之電子裝置可為行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。
雖然本發明已揭露較佳實施例如上,然其並非用以限定本發明,任何熟悉此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。
10、100...陣列基板側透明電極層
11...狹縫
12、102...掃描線
14、104...資料線
16、116...次畫素
20、200...彩色濾光片基板側透明電極層
21、202...開口
30、204...接觸孔
106...第一基板
108...第二基板
110...第一高分子層
112...第二高分子層
114...液晶層
206...儲存電容
208...薄膜電晶體
210...半導體層
212、213、215...絕緣層
214...第一導電層
216...孔洞
218...第二導電層
300...液晶顯示面板
400...顯示器
500...控制單元
600...影像顯示系統
第1A圖係顯示傳統VA-LCD的一個次畫素內,陣列基板側透明電極層的平面示意圖。
第1B圖係顯示傳統VA-LCD的一個次畫素內,彩色濾光片基板側透明電極層的平面示意圖。
第1C圖係顯示傳統VA-LCD的一個次畫素內,陣列基板側透明電極層與彩色濾光片基板側透明電極層重疊之平面示意圖。
第2A圖係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD的一個次畫素內,陣列基板側透明電極層的平面示意圖。
第2B圖係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD的一個次畫素內,彩色濾光片基板側透明電極層的平面示意圖。
第2C圖係顯示依據本發明一實施例之VA-LCD的一個次畫素內,陣列基板側透明電極層與彩色濾光片基板側透明電極層重疊的平面示意圖。
第2D圖係顯示沿著第2C圖的線2D-2D’之剖面示意圖。
第3A-3F圖係顯示依據本發明各實施例之彩色濾光片基板側透明電極層的平面示意圖。
第4圖係顯示依據本發明一實施例之包含液晶顯示面板的影像顯示系統之配置示意圖。
100...陣列基板側的透明電極層
102...掃描線
104...資料線
116...次畫素
200...彩色濾光片基板側的透明電極層
202...開口
204...接觸孔
206...儲存電容
Claims (20)
- 一種影像顯示系統,包含:一液晶顯示面板,該液晶顯示面板包括:一第一基板,其上具有複數條互相垂直之資料線和掃描線,其中任兩條相鄰的該資料線和任兩條相鄰的該掃描線之間定義一次畫素;一第一透明電極層,設置於該第一基板之上且位於該次畫素內;一第二基板,與該第一基板對向設置,具有一內面;一第二透明電極層,設置於該第二基板之該內面上,且對應於該次畫素,其中位於該次畫素內的該第二透明電極層僅具有一個圖樣;一半導體層,設置於該第一基板與該第一透明電極層之間;一第一絕緣層,設置於該半導體層上:一第一導電層,設置於該第一絕緣層上,其中該半導體層、該第一絕緣層以及該第一導電層組成一儲存電容,且該第二透明電極層內的該圖樣與該儲存電容重疊;以及一液晶層,設置於該第一基板與該第二基板之間,其中該液晶層內的複數個液晶分子係垂直於該第一基板和該第二基板排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該次畫素包括紅、綠或藍色次畫素。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該次畫素內僅具有一個多象限(multi-domain)區。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該第一透明電極層和該第二透明電極層包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,更包括:一第二絕緣層,設置於該第一導電層上;一接觸孔,設置於該第一絕緣層和該第二絕緣層內,與該半導體層電性連接;以及一第二導電層,設置於該接觸孔上。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統,其中該第二透明電極層內的該圖樣與該接觸孔重疊。
- 如申請專利範圍第6項所述之影像顯示系統,其中該液晶顯示面板更包括一薄膜電晶體,其中該第二透明電極層內的該圖樣與該薄膜電晶體、該儲存電容及該接觸孔重疊。
- 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統,其中該第一導電層和該第二導電層包括金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該液晶顯示面板更包括一感光間隙物,以及對應於該感光間隙物的一遮光層,且該感光間隙物和該遮光層與該第二透明電極層內的該圖樣重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中至少一該掃描線與該第二透明電極層內的該圖樣重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該液晶顯示面板更包括:一第一高分子層,設置於該第一透明電極層上;以及一第二高分子層,設置於該第二透明電極層上,其中該第一高分子層與該第二高分子層具有一預傾角介於80至90度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該液晶層包括一高分子穩定型垂直配向液晶層。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該第二透明電極層內的該圖樣之形狀包括圓形、橢圓形、十字形、X字形、矩形或長條形。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,更包含一顯示器,該顯示器包含該液晶顯示面板。
- 如申請專利範圍第14項所述之影像顯示系統,其中該液晶顯示器包括一穿透型或一半反穿型液晶顯示器。
- 如申請專利範圍第14項所述之影像顯示系統,更包含一電子裝置,該電子裝置包含:該顯示器;以及一輸入單元,與該顯示器耦接,其中該輸入單元傳輸訊號至該顯示器,以使該顯示器顯示影像。
- 如申請專利範圍第16項所述之影像顯示系統,其中該電子裝置係為一行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中 該第一透明電極層為一平面結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該第二透明電極層內的該圖樣係為一開口。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統,其中該第二透明電極層內的該圖樣係為一突起物。
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