TWI424234B - 畫素陣列、聚合物穩定配向液晶顯示面板以及光電裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種聚合物穩定配向液晶顯示面板(Polymer Stabilized Alignment-LCD panel)，且特別是有關於一種聚合物穩定配向液晶顯示面板中的畫素陣列設計。
隨著液晶顯示器不斷地朝向大尺寸的趨勢發展，為了克服大尺寸顯示下的視角問題，液晶顯示面板的廣視角技術也必須不停地進步與突破。其中，具有獨特畫素電極圖案之聚合物穩定配向液晶顯示面板已廣泛地應用於各種電子產品中。由於聚合物穩定配向液晶顯示面板仍然會面臨色偏問題(color washout)，因此，已有習知技術將聚合物穩定配向液晶顯示面板中的各個子畫素設計為具有主顯示區域(main display region)以及子顯示區域(sub-display region)之佈局形態，並透過適當的電路設計以及驅動方法使同一個子畫素中的主顯示區域以及子顯示區域分別具有不同跨壓，以改善色偏問題。
本發明提供一種本發明提供一種畫素陣列、聚合物穩定配向液晶顯示面板以及光電裝置，其具有良好的顯示品質。
本發明提供一種畫素陣列，其包括多條第一掃描線、多條第二掃描線、多條資料線、多個子畫素以及多條彼此連接之共通線。各個第二掃描線分別位於二相鄰之第一掃描線之間。資料線與第一掃描線以及第二掃描線交錯，且第二掃描線以及資料線定義出多個子畫素區域。子畫素配置於子畫素區域中，各個子畫素與其中一條第一掃描線、其中一條第二掃描線以及其中一條資料線電性連接，且各個子畫素包括一第一開關、一第二開關、一第一畫素電極、一第二畫素電極以及一第三開關。第一開關以及第二開關與同一條第一掃描線以及同一條資料線電性連接。第一畫素電極與第一開關電性連接。第二畫素電極與第二開關電性連接，且第一畫素電極與第二畫素電極分別
位於第一掃描線兩對側。第三開關與第二掃描線以及第二畫素電極電性連接，第三開關具有一未與第二掃描線以及第二畫素電極電性連接之電容耦合部，電容耦合部延伸至相鄰子畫素中的第一畫素電極下方，並與相鄰子畫素中的共通線耦合為一電壓調整電容。此外，共通線位於第一畫素電極以及第二畫素電極下方。
在本發明之一實施例中，前述之第一掃描線的延伸方向實質上平行於第二掃描線的延伸方向。
在本發明之一實施例中，前述之子畫素排列成多列，且排列於同一列的子畫素與同一條第一掃描線以及同一條第二掃描線電性連接。此外，與同一列子畫素電性連接的第一掃描線以及第二掃描線彼此電性絕緣。
在本發明之一實施例中，前述之子畫素排列成多列，第n
列子畫素中的電容耦合部延伸至第(n
+1)
列子畫素中的第一畫素電極下方，而n為正整數。舉例而言，第二掃描線位於第n
列子畫素中的第二畫素電極以及第(n
+1)
列子畫素中的第一畫素電極之間。
在本發明之一實施例中，前述之各個第一開關為一第一薄膜電晶體，而第一薄膜電晶體具有一與其中一條第一掃描線電性連接之第一閘極、一與其中一條資料線電性連接之第一源極以及一與第一畫素電極電性連接之第一汲極。
在本發明之一實施例中，前述之各個第二開關為一第二薄膜電晶體，而第二薄膜電晶體具有一與其中一條第一掃描線電性連接之第二閘極、一與其中一條資料線電性連接之第二源極以及一與第二畫素電極電性連接之第二汲極。
在本發明之一實施例中，前述之各個第三開關為一第三薄膜電晶體，而第三薄膜電晶體具有一與其中一條第二掃描線電
性連接之第三閘極、一與第二畫素電極電性連接之第三源極以前述之電容耦合部。
在本發明之一實施例中，前述之第三源極與第二畫素電極直接連接。
在本發明之一實施例中，前述之共通線的延伸方向實質上平行於第一掃描線的延伸方向。
在本發明之一實施例中，前述之畫素陣列可進一步包括一彩色濾光層，以覆蓋於第一掃描線、第二掃描線、資料線、子畫素以及共通線上。在一較佳實施例中，各個子畫素可進一步包括一第一電容電極以及一第二電容電極。第一電容電極位於彩色濾光層下方並與第一畫素電極電性連接，且第一電容電極與其中一條共通線形成一第一儲存電容。第二電容電極位於彩色濾光層下方並與第二畫素電極電性連接，且第二電容電極與其中一條共通線形成一第二儲存電容。
在本發明之一實施例中，前述之第一畫素電極以及第二畫素電極延伸至第一掃描線及/或第二掃描線的上方。
在本發明之一實施例中，前述之各個第一畫素電極分別具有多組第一狹縫以分別定義出多個第一顯示領域，而各個第二畫素電極分別具有多組第二狹縫以分別定義出多個第二顯示領域。
在本發明之一實施例中，前述之各該子畫素以及該相鄰子畫素係位於同一行(Column)。
本發明另提供一種畫素陣列，其包括多條第一掃描線、多條與第一掃描線交錯資料線、多個子畫素以及多條共通線，各.子畫素與其中一條第一掃描線以及其中一條資料線電性連接，且各子畫素包括一畫素電極一與畫素電極電性連接之開關，其中開關具有一電容耦合部，且該電容耦合部與該相鄰子
畫素中的共通線形成一電壓調整電容。
本發明另提供一種聚合物穩定配向液晶顯示面板，其包括一第一基板、一第二基板、二聚合物穩定配向層以及一液晶層。第一基板具有前述之畫素陣列，第二基板配置於第一基板上方，而二聚合物穩定配向層分別配置於第一基板與第二基板上。此外，液晶層配置於聚合物穩定配向層之間。
在本發明之一實施例中，所述之聚合物穩定配向液晶顯示面板，更包括二配向層，分別配置於該第一基板與該第一基板對應的聚合物穩定配向層之間以及配置於該第二基板與該第二基板對應的聚合物穩定配向層之間。
本發明又提供一種光電裝置，其包括前述之畫素陣列或聚合物穩定配向液晶顯示面板。
基於上述，在本發明之畫素陣列中，電容耦合部延伸至相鄰子畫素中的第一畫素電極下方，並與相鄰子畫素中的共通線耦合為一電壓調整電容，因此本發明之畫素陣列具有較高的開口率。
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為本發明一實施例之畫素陣列的電路圖，而圖2為本發明一實施例之畫素陣列的上視示意圖。請參照圖1與圖2，本實施例的畫素陣列100包括多條第一掃描線110(i
)、多條第二掃描線120(i
)、多條資料線130(j
)、多個子畫素140以及多條共通線150，該些共通線150舉例可彼此連接，其中i
、j
皆為自然數(1、2、3、...、n
、n
+1
...)。前述之子畫素140排
列成多列，詳言之，第一掃描線110(i
)以及第二掃描線120(i
)與排列於第i
列之子畫素140電性連接，而資料線130(j
)則是與排列於第j
行之子畫素140電性連接。此外，與第i
列之子畫素140電性連接的第一掃描線110(i
)以及第二掃描線120(i
)彼此電性絕緣。
在本實施例中，第一掃描線110(i
)、第二掃描線120(i
)以及共通線150的延伸方向實質上平行，而資料線130(j
)的延伸方向則垂直於第一掃描線110(i
)的延伸方向。
各條第二掃描線120(i
)分別位於兩條相鄰之第一掃描線110(i
)之間。舉例而言，與排列於第n列的子畫素140連接的第二掃描線120(n
)係位於第一掃描線110(n
)與第一掃描線110(n
+1
)之間。此外，資料線130(j
)與第一掃描線110(i
)以及第二掃描線120(i
)交錯，且第二掃描線120(i
)以及資料線130(j
)定義出多個子畫素區域R。子畫素140配置於子畫素區域R中，且排列於第i
列、第j
行之子畫素140與係與第一掃描線110(i
)、第二掃描線120(i
)以及資料線130(j
)電性連接。
從圖1與圖2可知，排列於第i
列、第j
行之子畫素140包括一第一開關SW1、一第二開關SW2、一第一畫素電極P1、一第二畫素電極P2以及一第三開關SW3。第一開關SW1以及第二開關SW2與同一條第一掃描線110(i
)以及同一條資料線130(j
)電性連接。第一畫素電極P1與第一開關SW1電性連接，第二畫素電極P2與第二開關SW2電性連接，且第一畫素電極P1與第二畫素電極P2分別位於第一掃描線110(i
)兩對側。第三開關SW3與第二掃描線120(i
)以及第二畫素電極P2電性連接，第三開關SW3具有一未與第二掃描線120(i
)以及第二畫素電極P2電性連接之電容耦合部C，且此電容耦合部C係延伸至相鄰子畫素140中的第一畫素電極P1下方，並與
同一行(舉例係連接至相同資料線130(j
))之相鄰子畫素140中的共通線150形成一電壓調整電容CCS
。具體而言，第n
列子畫素140中的電容耦合部C係延伸至第(n
+1)
列子畫素140中的第一畫素電極P1下方，以與第(n
+1)
列之子畫素140中的共通線150耦合為一電壓調整電容CCS
。此外，共通線150位於第一畫素電極P1以及第二畫素電極P2下方。
在一較佳實施例中，第一開關SW1為一第一薄膜電晶體，而第一薄膜電晶體具有一與第一掃描線110(i
)電性連接之第一閘極G1、一與資料線130(j
)電性連接之第一源極S1以及一與第一畫素電極P1電性連接之第一汲極D1。第二開關SW2為一第二薄膜電晶體，而第二薄膜電晶體具有一與第一掃描線110(i
)電性連接之第二閘極G2、一與資料線130(j
)電性連接之第二源極S2以及一與第二畫素電極P2電性連接之第二汲極D2。第三開關SW3為一第三薄膜電晶體，而第三薄膜電晶體具有一與第二掃描線120(i
)電性連接之第三閘極G3、一與第二畫素電極P2電性連接之第三源極S3以前述之電容耦合部C。此處，電容耦合部C即為第三薄膜電晶體之汲極。
值得注意的是，本實施例之子畫素140可應用於聚合物穩定配向液晶顯示面板中。詳言之，第一畫素電極P1分別具有多組第一狹縫SL1以分別定義出多個第一顯示領域DM1，而各個第二畫素電極P2分別具有多組第二狹縫SL2以分別定義出多個第二顯示領域DM2。多個第一顯示領域DM1以及多個第二顯示領域DM2可使得子畫素140具有廣視角的特性。在圖2中，第一畫素電極P1具有4組第一狹縫SL1，因此第一畫素電極P1會被區分為4個第一顯示領域DM1，而第二畫素電極P2同樣具有4組第二狹縫SL2，因此第二畫素電極P2會被區分為4個第二顯示領域DM2。換言之，子畫素140總共
具有8個顯示領域，有助於改善色偏的問題，然而，可視使用者需求調整第一畫素電極P1或第二畫素電極P2的圖案設計使其具有更多個顯示領域，在此並不侷限。
除了圖2中所繪示出的畫素電極設計之外，第一畫素電極P1與第二畫素電極P2亦可採用其他圖案設計，本發明不限制第一畫素電極P1與第二畫素電極P2的圖案。
圖3為沿著圖2中的A-A’剖面所繪示出的剖面示意圖。請同時參照圖2與圖3，在本發明之一較佳實施例中，前述之畫素陣列100可與現有的彩色濾光層於陣列基板上(color filter on array，COA)製程整合。當彩色濾光層160被製作於第一畫素電極P1與第二畫素電極P2的下方，並且覆蓋於第一掃描線110(i
)、第二掃描線120(i
)、資料線130(j
)、子畫素140以及共通線150上時，由於電容耦合部C以及共通線150皆位於彩色濾光層160的下方，因此彩色濾光層160的製作不會導致電壓調整電容CCS
在製作上的困難。
各個子畫素140可進一步包括一第一電容電極E1以及一第二電容電極E2。第一電容電極E1位於彩色濾光層160下方並與第一畫素電極P1電性連接，且第一電容電極E1與其中一條共通線150形成一第一儲存電容Cst1，該共通線150舉例係呈一十字狀。第二電容電極E2位於彩色濾光層160下方並與第二畫素電極P2電性連接，且第二電容電極E2與其中一條共通線150形成一第二儲存電容Cst2，該共通線150舉例係呈一十字狀。如圖2與圖3所示，第一電容電極E1例如係與第一汲極D1電性連接，例如為直接連接，第二電容電極E2例如係與第二汲極D2電性連接，例如為直接連接，而第三源極S3亦可以透過第二電容電極E2而與第二畫素電極P2達到電性連
接之目的。此外，本實施例不限定第三源極S3必須透過第二電容電極E2與第二畫素電極P2達到電性連接之目的，第三源極S3亦可以透過接觸窗與第二畫素電極P2連接(未繪示)，以達到電性連接之目的。
從圖3可知，本實施例之第一畫素電極P1以及第二畫素電極P2可以選擇性地延伸至第一掃描線110(i
)及/或第二掃描線120(i
)的上方，由於彩色濾光層160的厚度很大，因此畫素電極P1、P2與第一掃描線110(i
)之間的寄生電容以及畫素電極P1、P2與第二掃描線120(i
)之間的寄生電容可以大幅度地被降低。
圖4為本發明一實施例之聚合物穩定配向液晶顯示面板的示意圖。請參照圖4，本實施例之聚合物穩定配向液晶顯示面板200包括一第一基板210、一第二基板220、二聚合物穩定配向層230、240以及一液晶層250。第一基板210具有前述第一實施例或第二實施例中之畫素陣列100，第二基板220配置於第一基板210上方，而二聚合物穩定配向層230、240分別配置於第一基板210與第二基板220上。此外，液晶層250配置於二聚合物穩定配向層230、240之間。值得注意的是，液晶層250在製作上係採用包含有能夠被能量源聚合之單體的液晶材料，當能量源(如紫外光)被施加於液晶層250時，這些能夠被能量源聚合之單體會分別聚合於第一基板210與第二基板220之表面上，以形成二聚合物穩定配向層230、240。此外，本實施例之聚合物穩定配向液晶顯示面板200可進一步包括兩輔助配向層(未標示)，但並不侷限，分別配置於該第一基板210與該第一基板210對應的聚合物穩定配向層230之間以及配置於該第二基板220與該第二基板220對應的
聚合物穩定配向層240之間，兩輔助配向層例如是由聚醯亞胺所形成。
圖5為本發明一實施例之光電裝置的示意圖。請參照圖5，本實施例亦提出一種光電裝置300，其包括前述實施例中之畫素陣列100或是圖3中的聚合物穩定配向液晶顯示面板200。前述之光電裝置之類型例如是可攜式產品(如手機、攝影機、照相機、筆記型電腦、遊戲機、手錶、音樂播放器、電子信件收發器、地圖導航器、數位相片、或類似之產品)、影音產品(如影音放映器或類似之產品)、螢幕、電視、看板、投影機內之面板等。
基於上述，在本發明之畫素陣列中，電容耦合部延伸至相鄰子畫素中的第一畫素電極下方，並與相鄰子畫素中的共通線耦合為一電壓調整電容，因此本發明之畫素陣列具有較高的開口率。此外，本發明之部分實施例所揭露的畫素陣列設計可與現行之COA製程相容，可達到較高的畫素開口率。
100‧‧‧畫素陣列
110(i
)‧‧‧第一掃描線
120(i
)‧‧‧第二掃描線
130(j
)‧‧‧資料線
140‧‧‧子畫素
150‧‧‧共通線
160‧‧‧彩色濾光層
R‧‧‧子畫素區域
SW1‧‧‧第一開關
G1‧‧‧第一閘極
S1‧‧‧第一源極
D1‧‧‧第一汲極
SW2‧‧‧第二開關
G2‧‧‧第二閘極
S2‧‧‧第二源極
D2‧‧‧第二汲極
SW3‧‧‧第三開關
G3‧‧‧第三閘極
S3‧‧‧第三源極
P1‧‧‧第一畫素電極
SL1‧‧‧第一狹縫
DM1‧‧‧第一顯示領域
P2‧‧‧第二畫素電極
SL2‧‧‧第二狹縫
DM2‧‧‧第二顯示領域
C‧‧‧電容耦合部
CCS
‧‧‧電壓調整電容
Cst1‧‧‧第一儲存電容
Cst2‧‧‧第二儲存電容
E1‧‧‧第一電容電極
E2‧‧‧第二電容電極
200‧‧‧聚合物穩定配向液晶顯示面板
210‧‧‧第一基板
220‧‧‧第二基板
230、240‧‧‧二聚合物穩定配向層
250‧‧‧液晶層
300‧‧‧光電裝置
圖1為本發明一實施例之畫素陣列的電路圖。
圖2為本發明一實施例之畫素陣列的上視示意圖。
圖3為沿著圖2中的A-A’剖面所繪示出的剖面示意圖。
圖4為本發明一實施例之聚合物穩定配向液晶顯示面板的示意圖。
圖5為本發明一實施例之光電裝置的示意圖。
100‧‧‧畫素陣列
110(i
)‧‧‧第一掃描線
120(i
)‧‧‧第二掃描線
130(j
)‧‧‧資料線
140‧‧‧子畫素
150‧‧‧共通線
SW1‧‧‧第一開關
G1‧‧‧第一閘極
S1‧‧‧第一源極
D1‧‧‧第一汲極
SW2‧‧‧第二開關
G2‧‧‧第二閘極
S2‧‧‧第二源極
D2‧‧‧第二汲極
SW3‧‧‧第三開關
G3‧‧‧第三閘極
S3‧‧‧第三源極
P1‧‧‧第一畫素電極
SL1‧‧‧第一狹縫
DM1‧‧‧第一顯示領域
P2‧‧‧第二畫素電極
SL2‧‧‧第二狹縫
DM2‧‧‧第二顯示領域
C‧‧‧電容耦合部
CCS
‧‧‧電壓調整電容
E1‧‧‧第一電容電極
E2‧‧‧第二電容電極
Claims (18)
- 一種畫素陣列，包括：多條第一掃描線；多條第二掃描線，各該第二掃描線分別位於二相鄰之第一掃描線之間；多條資料線，與該些第一掃描線以及該些第二掃描線交錯，該些第二掃描線與該些資料線定義出多個子畫素區域；多個子畫素，配置於該些子畫素區域中，各該子畫素與其中一條第一掃描線、其中一條第二掃描線以及其中一條資料線電性連接，且各該子畫素包括：一第一開關；一第二開關，其中該第一開關以及該第二開關與同一條第一掃描線以及同一條資料線電性連接；一第一畫素電極，與該第一開關電性連接；一第二畫素電極，與該第二開關電性連接，該第一畫素電極與該第二畫素電極分別位於該第一掃描線兩對側；以及一第三開關，與該第二掃描線以及該第二畫素電極電性連接，該第三開關具有一電容耦合部，該電容耦合部延伸至相鄰子畫素中的第一畫素電極下方，其中該些子畫素排列成多列，第n 列子畫素中的電容耦合部延伸至第(n +1) 列子畫素中的第一畫素電極下方，而n為正整數；以及多條共通線，其中該電容耦合部與該相鄰子畫素中的共通線形成一電壓調整電容。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中該些第一掃描線的延伸方向實質上平行於該些第二掃描線的延伸方向。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中排列於同一列的子畫素與同一條第一掃描線以及同一條第二掃描線電性連接。
- 如申請專利範圍第3項所述之畫素陣列，其中與同一列子畫素電性連接的該第一掃描線以及該第二掃描線彼此電性絕緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該第二掃描線位於第n 列子畫素中的第二畫素電極以及第(n +1) 列子畫素中的第一畫素電極之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該第一開關為一第一薄膜電晶體，而該第一薄膜電晶體具有一與其中一條第一掃描線電性連接之第一閘極、一與其中一條資料線電性連接之第一源極以及一與該第一畫素電極電性連接之第一汲極。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該第二開關為一第二薄膜電晶體，而該第二薄膜電晶體具有一與其中一條第一掃描線電性連接之第二閘極、一與其中一條資料線電性連接之第二源極以及一與該第二畫素電極電性連接之第二汲極。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該第三開關為一第三薄膜電晶體，而該第三薄膜電晶體具有一與其中一條第二掃描線電性連接之第三閘極、一與該第二畫素電極電性連接之第三源極以及該電容耦合部。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該子畫素以及該相鄰子畫素係位於同一行。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中該些共通線的延伸方向實質上平行於該些第一掃描線的延伸方向。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，更包括一彩色濾光層，覆蓋於該些第一掃描線、該些第二掃描線、該些資料線、該些子畫素以及該些共通線上。
- 如申請專利範圍第11項所述之畫素陣列，其中各該子畫素更包括：一第一電容電極，位於該彩色濾光層下方並與該第一畫素電極電性連接，且該第一電容電極與其中一條共通線形成一第一儲存電容；以及一第二電容電極，位於該彩色濾光層下方並與該第二畫素電極電性連接，且該第二電容電極與其中一條共通線形成一第二儲存電容。
- 如申請專利範圍第11項所述之畫素陣列，其中該些第一畫素電極以及該些第二畫素電極延伸至該些第一掃描線的上方。
- 如申請專利範圍第11項所述之畫素陣列，其中該些第一畫素電極以及該些第二畫素電極延伸至該些第二掃描線的上方。
- 如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列，其中各該第一畫素電極分別具有多組第一狹縫以分別定義出多個第一顯示領域，而各該第二畫素電極分別具有多組第二狹縫以分別定義出多個第二顯示領域。
- 一種聚合物穩定配向液晶顯示面板，包括：一第一基板，具有如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列；一第二基板，配置於該第一基板上方；二聚合物穩定配向層，分別配置於該第一基板與該第二基板上；以及 一液晶層，配置於該些聚合物穩定配向層之間。
- 如申請專利範圍第16項所述之聚合物穩定配向液晶顯示面板，更包括二輔助配向層，分別配置於該第一基板與該第一基板對應的聚合物穩定配向層之間以及配置於該第二基板與該第二基板對應的聚合物穩定配向層之間。
- 一種光電裝置，包括申請專利範圍第1項所述之畫素陣列。
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