TWI408479B

TWI408479B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI408479B
Application number: TW099147222A
Authority: TW
Inventors: Wen Chun Wang; ming chang Yu; Wan Jen Tsai; Min Shian Tsai; Hsi Rong Han
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2013-09-11
Also published as: US20120169576A1; TW201227124A

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種廣視角的顯示面板。

為了讓液晶顯示面板有更好的顯示品質，目前液晶顯示面板皆朝向高對比(high contrast ratio)、無灰階反轉(no gray scale inversion)、色偏小(little color shift)、亮度高(high luminance)、高色飽和度、快速反應與廣視角等特性來發展。以廣視角技術而言，常見的例如有共平面切換式(in-plane switching，IPS)液晶顯示面板、扭轉向列型(Twisted Nematic，TN)液晶顯示面板、邊際場切換式(fringe field switching)液晶顯示面板與多域垂直配向式(multi-domain vertically alignment，MVA)液晶顯示面板等。

對於多域垂直配向式液晶顯示面板而言，配向凸起物的配置實現了廣視角的顯示效果。圖8繪示為習知的多域垂直配向式液晶顯示面板的上視示意圖。請參照圖8，多域垂直配向式液晶顯示面板10包括多條掃描線12(圖中僅繪示一條以便於說明)、多條資料線14、多個主動元件16、多個畫素電極18以及多個配向凸起物20。掃描線12與資料線14相交，各主動元件16電性連接於其中一條掃描線12與其中一條資料線14。另外，各畫素電極18透過對應的主動元件16電性連接於掃描線12與資料線14。配向凸起物20位在畫素電極18上。

在配向凸起物20的配置下，多域垂直配向式液晶顯示面板10被碰觸後，散亂的液晶分子恢復正常排列狀態的速度雖可提升，但仍需要一段時間來回復。也就是說，液晶分子回復效率仍不夠理想。並且，配向凸起物20的配置位置無法進行正常的顯示而將犧牲多域垂直配向式液晶顯示面板10的部份顯示開口率。特別是，多域垂直配向式液晶顯示面板10的解析度不斷提昇時，在顯示開口率的要求上將更為嚴苛。因此，目前的多域垂直配向式液晶顯示面板10無法滿足上述所有的需求。

本發明提供一種顯示面板，具有高開口率以及良好的液晶回復效率。

本發明提出一種顯示面板，包括一第一基板、一第二基板、一液晶層、一畫素結構陣列、一共用電極層以及多個間隙物。第二基板與第一基板相對而設。液晶層配置於第一基板與第二基板之間。畫素結構陣列配置於第一基板上，並位於第一基板與液晶層之間。畫素結構陣列包括多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極。資料線與掃描線交錯而設。各主動元件連接於其中一條掃描線與其中一條資料線。各畫素電極橫跨其中一條掃描線以及其中一個主動元件，並電性連接對應的主動元件。共用電極層配置於第二基板上，位於第二基板與液晶層之間。間隙物配置於第一基板與第二基板之間，位於掃描線上，且間隙物各自位在畫素電極中央。

基於上述，本發明將掃描線以及間隙物配置於畫素電極中央。掃描線與間隙物所在位置都是顯示面板中，無法正常進行顯示的區域，因此掃描線與間隙物被疊置在一起有助於提升顯示開口率。另外，間隙物位於畫素電極中央，而提供配向作用，使得顯示面板具有廣視角的顯示效果。進一步來說，間隙物位於畫素電極中央的設計也有助於提高液晶回復效率。

為讓本發明之上述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。

圖1繪示為本發明一實施例的顯示面板的上視示意圖，而圖2繪示為圖1的顯示面板沿剖線I-I’所繪示的剖面示意圖。請同時參照圖1與圖2，顯示面板100包括一第一基板110、一第二基板120、一液晶層130、一畫素結構陣列140、一共用電極層150以及多個間隙物160。第二基板120與第一基板110相對而設。液晶層130配置於第一基板110與第二基板120之間。畫素結構陣列140配置於第一基板110上，並位於第一基板110與液晶層130之間。共用電極層150配置於第二基板120上，位於第二基板120與液晶層130之間。間隙物160則配置於第一基板110與第二基板120之間。在本實施例中，間隙物160例如抵頂第一基板110與第二基板120以使顯示面板100維持適當的晶穴間隙。

詳言之，畫素結構陣列140包括多條掃描線142(圖中僅繪出一條以便於說明)、多條資料線144、多個主動元件146以及多個畫素電極148。資料線144與掃描線142交錯而設。各主動元件146連接於其中一條掃描線142與其中一條資料線144。各畫素電極148橫跨其中一條掃描線142以及其中一個主動元件146，並電性連接對應的主動元件146。

各主動元件146例如包括有一閘極G、一通道層C、一源極S以及一汲極D。通道層C位於閘極G上方，源極S與汲極D接觸通道層C並位在閘極G的兩側。另外，畫素結構陣列140更包括有絕緣層I1、I2以及墊高層I3。絕緣層I1、I2分別覆蓋住閘極G以及源極S/汲極D而墊高層I3位在畫素電極148與絕緣層I2之間。墊高層I3與絕緣層I2中設有一接觸開口W以使畫素電極148透過接觸開口W電性連接於汲極D。由於墊高層I3的設置，畫素電極148與資料線144間的耦合效應較弱而使得畫素電極148的邊緣可以重疊資料線144的邊緣。另外一條掃描線142與畫素電極148也因墊高層I3的設置，彼此間的耦合效應大幅減少。在本實施例中，畫素電極148遠離墊高層I3的一側還可以配置有一磨擦配向層、一光配向層，或是由一配向材料層與一高分子材料層所組成高分子穩定配向層。亦即，本實施例可以採用摩擦配向法、光配向法、高分子穩定配向法(polymer stabilized alignment method)等方式來實現液晶層130的配向。

隨著顯示面板100的解析度提高，則畫素電極148可配置的面積將會縮小，例如畫素尺寸縮減至280ppi。此時，顯示面板100的穿透率對其顯示品質影響極大。若仍以傳統配向凸起物(如圖8中的配向凸起物20)來控制液晶分子的傾倒，其中配向凸起物所在位置液晶無法正常顯示，將會嚴重影響其穿透面積。在本實施例其改良結構為，畫素電極148橫跨掃描線142，且畫素電極148例如被掃描線142劃分成兩個區域。進一步而言，畫素電極148被掃描線142劃分出來的兩區域的面積實質上彼此相等。此外，間隙物160位於掃描線142上，且間隙物160例如是各自位在畫素電極148中央。如此一來，間隙物160可提供配向作用使得液晶層130的液晶分子在顯示時由畫素電極148四周朝中央傾倒。因此，顯示面板100具有理想的廣視角的顯示效果。

當顯示面板100受到外力的按壓後，液晶層130中的液晶分子往往會呈現紊亂的排列。在這樣的狀態下，顯示面板100的顯示效果將會受到不良的影響。若是液晶層130中的液晶分子無法回復原本的排列狀態，顯示面板100的顯示效果將因而不佳。因此，顯示面板100必需具備液晶分子回復效率快速的特點。尤其是顯示面板100應用於觸控顯示裝置時，對於此一特點的要求更為顯著。在本實施例中，間隙物160的高度實質上與液晶層130的晶穴間隙相等，例如3μm至4μm。間隙物160的配置有助於提高液晶層130中液晶分子的回復效率。顯示面板100被按壓後，液晶層130的液晶分子因為間隙物160的存在而可以快速地回復成原本的排列狀態，其有助於提高顯示面板100的品質。

圖4A繪示為本發明一實施例的顯示面板的剖面示意圖，而圖4B為圖4A的顯示面板中彩色濾光層的上視示意圖。請參照圖4A，顯示面板200與前述實施例的顯示面板100大致相同，兩者的差異主要在於顯示面板200除了顯示面板100中所具備的構件外，更包括一彩色濾光層210。因此，顯示面板200中畫素結構陣列的上視圖可以參照圖1。彩色濾光層210配置於第二基板120上，位於共用電極層150與第二基板120之間。

具體而言，請同時參照圖4A與圖4B，彩色濾光層210包括一黑矩陣212以及多個彩色濾光圖案214，黑矩陣212對應於圖1所繪示的掃描線142而各彩色濾光圖案214包括第一部分214A以及第二部分214B。第一部分214A與第二部份214B分別位在配置於黑矩陣212的相對兩側。間隙物160則配置於黑矩陣212與掃描線142之間。在本實施例中，畫素電極148橫跨於主動元件146以及對應的掃描線142，其中每一個畫素電極148所在區域都是顯示相同顏色的次畫素區。因此，在彩色濾光層210中，各彩色濾光圖案214的第一部分214A與第二部分214B例如是相同顏色的濾光圖案。舉例而言，圖4B中所繪示的第一部分214A與第二部分214B可以同時是紅色、同時是綠色或是同時是藍色濾光圖案。

由於主動元件146、間隙物160與掃描線142所在位置都是顯示面板200中顯示效果不佳的位置，所以黑矩陣212對應這些元件配置可以遮蔽顯示效果不佳的區域而使顯示面板200具有理想的顯示品質。另外，在其他實施例中，彩色濾光層210可整合於畫素結構陣列140中而構成彩色濾光層在畫素陣列上(color filter on array,COA)或是畫素陣列在彩色濾光層上(array on color filter,AOC)的設計。

圖5繪示為圖1之顯示面板中另一種實施方式的畫素陣列的上視示意圖，圖6繪示為圖5中儲存電容電極的上視示意圖，而圖7繪示為圖5中畫素陣列沿剖線A-A’的局部剖面示意圖。請同時參照圖5、6以及7，畫素結構陣列300包括多條掃描線310(圖中僅繪出一條以便於說明)、多條資料線320、多個主動元件330、多個畫素電極340以及一儲存電容電極350。資料線320與掃描線310交錯而設。各主動元件330連接於其中一條掃描線310與其中一條資料線320。各畫素電極340橫跨其中一條掃描線310以及其中一個主動元件330，並電性連接對應的主動元件330。

此外，儲存電容電極350配置於畫素電極340下方。由圖5以及圖7可知，畫素結構陣列300配置於基板302上，儲存電容電極350位在畫素電極340與基板302之間，且儲存電容電極350與畫素電極340之間至少配置有一絕緣層I4。圖5~7所繪示的畫素結構300及其相關構件可以用以取代圖1的顯示面板100中的畫素陣列結構140，其中圖7的絕緣層I4可與圖2中的絕緣層I1或是I2為相同膜層。

在本實施例中，各畫素電極340例如具有至少一第一狹縫342A、342B，第一狹縫342B暴露出部分的儲存電容電極350。此外，儲存電容電極350具有至少一第二狹縫352A、352B，且第二狹縫352A、352B位在第一狹縫342A正下方。此外，第二狹縫352B例如進一步連通於暴露出主動元件330的接觸開口354，其中畫素電極340可透過接觸開口354電性連接於主動元件330。

畫素陣列結構300應用於圖1所繪示的顯示面板100時，第一狹縫342A、342B由畫素電極340的邊緣朝向對應的間隙物160所在位置(也就是畫素電極340中央)延伸。如此一來，顯示面板100進行顯示時，第一狹縫342A下因無儲存電容電極350，更有助於驅動液晶層130的液晶分子以提高顯示面板100的顯示亮度。值得一提的是，第二狹縫352A、352B所需的數目可以依畫素結構陣列300所需電容量大小進行增減。在其他的實施例中，儲存電容電極350可以不具有第二狹縫352A、352B，僅具有接觸開口354。

綜上所述，本發明將畫素電極以橫跨掃描線的方式配置並且在每一個畫素電極中央都配置有一間隙物。因此，液晶顯示面板可以具備廣視角的顯示效果。在資料線延伸方向上，相鄰畫素電極之間的距離可小於掃描線的線寬而有助於提高顯示面板的顯示開口率。進一步而言，本發明可使畫素電極的邊緣重疊於資料線的邊緣，此設計也有助於提高顯示開口率。此外，每個畫素電極中央所設置的間隙物可以提供配向的作用並且有助於提升液晶分子的恢復效率。所以，本發明的液晶面板不容易因為外力的按壓而導致無法正常顯示的情形。整體而言，本發明的顯示面板具備良好的顯示效果以及穩定的顯示品質。

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，故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。

10．．．多域垂直配向式液晶顯示面板

12、142、310．．．掃描線

14、144、320．．．資料線

16、146、330．．．主動元件

18、148、340．．．畫素電極

20．．．配向凸起物

100、200．．．顯示面板

110．．．第一基板

120．．．第二基板

130．．．液晶層

140、300．．．畫素結構陣列

150．．．共用電極層

160．．．間隙物

210．．．彩色濾光層

212．．．黑矩陣

214．．．彩色濾光圖案

214A．．．第一部分

214B．．．第二部分

302．．．基板

342A、342B．．．第一狹縫

350‧‧‧儲存電容電極

352A、352B‧‧‧第二狹縫

354、W‧‧‧接觸開口

A-A’、I-I’‧‧‧剖線

C‧‧‧通道層

D‧‧‧汲極

d1、d2‧‧‧距離

G‧‧‧閘極

I1、I2、I4‧‧‧絕緣層

I3‧‧‧墊高層

S‧‧‧源極

圖1繪示為本發明一實施例的顯示面板的上視示意圖。

圖2繪示為圖1的顯示面板沿剖線I-I’所繪示的剖面示意圖。

圖3為圖1的顯示面板沿掃描線所繪示的剖面圖。

圖4A繪示為本發明一實施例的顯示面板的剖面示意圖。

圖4B為圖4A的顯示面板中彩色濾光層的上視示意圖。

圖5繪示為圖1之顯示面板中另一種實施方式的畫素陣列的上視示意圖。

圖6繪示為圖5中儲存電容電極的上視示意圖。

圖7繪示為圖5中畫素陣列沿剖線A-A’的局部剖面示意圖。

圖8繪示為習知的多域垂直配向式液晶顯示面板的上視示意圖。

100．．．顯示面板

110．．．第一基板

120．．．第二基板

130．．．液晶層

140．．．畫素結構陣列

146．．．主動元件

148．．．畫素電極

150．．．共用電極層

160．．．間隙物

C．．．通道層

D．．．汲極

G．．．閘極

I-I’．．．剖線

I1、I2．．．絕緣層

I3．．．墊高層

S．．．源極

W．．．接觸開口

Claims

一種顯示面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相向而設；一液晶層，配置於該第一基板與該第二基板之間一畫素陣列，配置於該第一基板與該液晶層之間，並包括：多條掃描線；多條資料線，與該些掃描線交錯而設；多個主動元件，各該主動元件連接於其中一條掃描線與其中一條資料線；多個畫素電極，各該畫素電極橫跨其中一條掃描線以及其中一個主動元件，並電性連接該其中一個主動元件；一共用電極層，配置於該第二基板上；以及多個間隙物，配置於該第一基板與該第二基板之間，位於該些掃描線上，該些間隙物以及該些主動元件各自位在該些畫素電極中央，且各該間隙物與該其中一個主動元件重疊。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中各該畫素電極實質上被對應的其中一條掃描線劃分為面積相等的兩個區域。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中各該畫素電極的邊緣實質上與鄰近的該些資料線重疊。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括一彩色濾光層，配置於該第二基板上，位於該共用電極層與該第二基板之間。
如申請專利範圍第4項所述之顯示面板，其中該彩色濾光層包括一黑矩陣以及多個彩色濾光圖案，該黑矩陣對應於該些掃描線，而各該彩色濾光圖案包括配置於該黑矩陣相對兩側的一第一部分以及一第二部分。
如申請專利範圍第5項所述之顯示面板，其中該些間隙物配置於該黑矩陣與該些掃描線之間。
如申請專利範圍第5項所述之顯示面板，其中該第一部分與該第二部分的顏色相同。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括一儲存電容電極，配置於該些畫素電極與該第一基板之間。
如申請專利範圍第8項所述之顯示面板，其中各該畫素電極具有至少一第一狹縫，該第一狹縫由該畫素電極的邊緣朝向該對應的間隙物所在位置延伸，並暴露出部分的該儲存電容電極。
如申請專利範圍第9項所述之顯示面板，其中該儲存電容電極具有至少一第二狹縫，位在該第一狹縫正下方。