TWI489186B - 液晶顯示面板 - Google Patents

Description

液晶顯示面板

本發明有關一種液晶顯示面板，尤其是一種微細狹縫穩態多區域垂直配向(fine-slit stabilized multi-domain vertical alignment，以下簡稱FSMVA)液晶顯示面板。

隨著大尺寸液晶顯示面板的推出，液晶顯示面板必須具備廣視角特性方能滿足使用上的需求。因此，具有廣視角特性的多區域垂直配向(multi-domain vertical alignment,MVA)液晶顯示面板已成為目前大尺寸平面顯示面板的主流產品。

習知多區域垂直配向液晶顯示面板之陣列基板(array substrate)具有圖案化之畫素電極，而彩色濾光片基板(color filter substrate,CF基板)通常包含有複數個凸塊，對應設置在畫素電極的中心位置。藉由畫素電極之邊緣電場效應(fringe electric field effect)與凸塊的幾何形狀誘導液晶分子的倒向，使得負型液晶分子在畫素施加電壓時倒下，並且根據液晶分子傾倒方向的不同而形成不同顯示區域(domain)，以獲得廣視角的特性。習知多區域垂直配向液晶顯示面板雖然具有較廣之視角，然而由於配向凸塊使得部分液晶分子在未施加電壓的情況下會產生輕微的傾斜，因此會造成液晶顯示面板於暗態下產生漏光現象而降低液晶顯示器之對比，進而影響液晶顯示器顯示效果。

因此，一種改良之FSMVA液晶顯示面板發展而出。請參考第1圖，其為習知FSMVA液晶顯示面板之部分次畫素區10之平面示意圖。 如第1圖所示，習知FSMVA液晶顯示面板之畫素電極20係由細長的主要電極條22與次要電極分支24所構成，其中主要電極條22係為完整的狹長矩形導電材料，而次要電極分支24則由主要電極條22之兩側邊緣完全對稱地向外延伸。對於液晶分子30而言，主要電極條22的位置可以形成主幹部分(trunk)，而同側的次要電極分支24之間的間隙可以形成許多細微狹縫26。

習知FSMVA液晶顯示面板之陣列基版與CF基板均不需設置凸塊來改變液晶的倒向，也不需要在CF基板側設置狹縫，而直接由延伸的細微狹縫26來控制液晶的倒向形成不同的顯示區域。雖然對應於細微狹縫26的液晶分子30可以具有明確的傾倒方向性，然而對應於主要電極條部份的液晶分子卻有傾倒方向不明確之問題。因此，畫素之主幹部分會隨機出現許多的節點，隨機的節點容易在顯示畫面時導致殘影現象(image retention,IR)，因而影響畫質。

因此，如何提供一種良好之多區域垂直配向液晶顯示面板，使液晶排列穩定，並避免產生殘影現象，仍為目前之一大課題。

本發明之目的之一在於提供一種液晶顯示面板，以解決前述習知問題。

為達上述目的，本發明之實施例提供一種液晶顯示面板，包括具有共同電極之第一基板、具有畫素電極之第二基板，與設置於第一基板與第二基板之間的液晶層。其中畫素電極包括至少一主要電極條與複數個次要電極分支。次要電極分支由主要電極條之兩側邊緣對稱向外延伸。主要電極條具有主幹寬度，且主要電極條中具有至少一節點控制部，節點控制部之控制寬度不同於主要電極條之主幹寬度。

為達上述目的，本發明之實施例另提供一種液晶顯示面板， 包括具有共同電極之第一基板、具有畫素電極之第二基板，與設置於第一基板與第二基板之間的液晶層。畫素電極包括至少一主要電極條、複數個第一次要電極分支與複數個第二次要電極分支。主要電極條向第一方向延伸，且主要電極條兩側具有相對之第一邊緣與第二邊緣。第一次要電極分支從主要電極條之第一邊緣向外延伸，而第二次要電極分支則從主要電極條之第二邊緣向外延伸。各第一與各第二次要電極分支具有一分支寬度。其中，第二次要電極分支相對於第一次要電極分支而言，於第一方向上有一位置偏移量，而位置偏移量大於零且小於各第一與各第二次要電極分支之分支寬度。

以下為有關本發明之詳細說明與附圖。然而所附圖式僅供參考與輔助說明用，並非用來對本發明加以限制者。

10‧‧‧次畫素區

20‧‧‧畫素電極

22‧‧‧主要電極條

24‧‧‧次要電極分支

26‧‧‧細微狹縫

30‧‧‧液晶分子

102‧‧‧次畫素結構

104‧‧‧第一透明基板

106‧‧‧第二透明基板

108‧‧‧液晶層

110‧‧‧玻璃基板

112‧‧‧掃描線

114‧‧‧資料線

115‧‧‧儲存電容導線

116‧‧‧玻璃基板

118‧‧‧共同電極

120‧‧‧畫素電極

122‧‧‧主要電極條

124‧‧‧次要電極分支

126‧‧‧節點控制部

130a‧‧‧第一方向

130b‧‧‧第二方向

130c‧‧‧第三方向

222‧‧‧主要電極條

232‧‧‧節點控制部

322‧‧‧主要電極條

326‧‧‧節點控制部

334‧‧‧開口

422‧‧‧主要電極條

424‧‧‧次要電極分支

426‧‧‧第一節點控制部

432‧‧‧第二節點控制部

522‧‧‧主要電極條

522a‧‧‧第一邊緣

522b‧‧‧第二邊緣

524‧‧‧第一次要電極分支

525‧‧‧第二次要電極分支

D‧‧‧長度

S‧‧‧間距

P‧‧‧位置偏移量

L‧‧‧分支寬度

W1‧‧‧主幹寬度

W2‧‧‧控制寬度

W3‧‧‧控制寬度

第1圖為習知FSMVA液晶顯示面板之部分次畫素區之平面示意圖。

第2圖至第4圖為本發明之液晶顯示面板之次畫素結構一較佳實施例之示意圖。

第5圖至第7圖為本發明之畫素電極其他較佳實施例之放大示意圖。

第8圖為本發明之畫素電極另一較佳實施例之放大示意圖。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第2圖至第4圖。第2圖至第4圖為本發明之液晶顯示面板之次畫素結構一較佳實施例之示意圖，例如是紅綠藍(RGB)次畫素結構的其中之一。第2圖為次畫素結構之上示圖，第3圖為次畫素結 構之立體剖面示意圖，而第4圖為部分之畫素電極之放大示意圖。為突顯本發明之特徵，第2圖與第3圖中僅繪示一個次畫素結構作為代表，第4圖中僅繪示一個主要電極條作為代表，依設計需求亦可設計成多個主電電極條。其中，液晶顯示面板之部分元件未繪示於第2圖至第4圖中，且實際之液晶顯示面板可包含複數個次畫素結構。再者，第2圖所示之畫素電極僅為畫素電極圖案之概略圖，其詳細圖案應以第4圖之放大圖為基準。此外，本實施例之液晶顯示面板可為FSMVA液晶顯示面板，但不以此為限。

如第2圖與第3圖所示，本實施例之液晶顯示面板之次畫素結構102包括第一透明基板(例如是薄膜電晶體基板)104、第二透明基板(例如是彩色濾光片基板)106，以及液晶層108。第一透明基板104與第二透明基板106兩者相對設置，液晶層108設置於第一透明基板104與第二透明基板106之間，且液晶層108包括液晶分子。第一透明基板104可包括玻璃基板110與複數個畫素電極120。如第2圖所示，第一透明基板上104另可包括複數條彼此平行之掃描線112與複數條彼此平行之資料線114。掃描線112與資料線114於第一透明基板104上定義出複數個次畫素結構102。各次畫素結構102之內另包含有複數條儲存電容導線(storage capacitor bus line)115，與掃描線112平行設置並貫穿次畫素結構102。第一透明基板104另可包括配向膜與偏光板等元件(圖未示)，例如偏光板可為圓形偏光板或線性偏光板，但不限於此。

請對照第2圖與第3圖，第二透明基板106包括玻璃基板116與共同電極118，且可另包括黑色矩陣圖案、彩色濾光片、配向膜與偏光板等元件(圖未示)。黑色矩陣圖案可約略對應第一透明基板104之掃描線112及資料線114而設置，彩色濾光片可約略對應畫素電極120而設置，而共同電極118則可覆蓋於黑色矩陣圖案與彩色濾光片之表面。

玻璃基板110與玻璃基板116亦可替換為其他透明材質之基 板，例如石英或塑膠。而畫素電極120與共同電極118均可為透明導電層，例如氧化銦錫(ITO)透明電極；若為反射式顯示器或半穿半反式顯示器之例子時，畫素電極120亦可包含光反射性電極。

於各次畫素結構102中，畫素電極120包括至少一主要電極條122與複數個次要電極分支124，而次要電極分支124由主要電極條122之兩側邊緣對稱向外延伸。例如第2圖之次畫素結構102包含有複數個主要電極條122與次要電極分支124，且部分之主要電極條122可沿著第一方向130a延伸，而部分之主要電極條122可沿著第二方向130b延伸，以達到將液晶層108之液晶分子區分為多個區域之效果。第2圖之第一方向130a與第二方向130b約呈垂直正交，然而第一方向130a與第二方向130b之夾角不需侷限於此，而可為任意夾角。此外，第2圖之各次要電極分支124可以與主要電極條122垂直而向外延伸，但不侷限於此。以沿著第一方向130a延伸之主要電極條122為例，與前述主要電極條122相連之各次要電極分支124大致上均沿著第三方向130c延伸，而第三方向130c與第一方向130a垂直正交。而於其他實施例中，各次要電極分支124所延伸之第三方向130c可以與第一方向130a之間具有鈍角或銳角。或者，與同一主要電極條122相連之各次要電極分支124也可以沿著不同方向延伸，例如呈放射狀延伸。

如第4圖所示，主要電極條122具有主幹寬度W1，且主要電極條122中具有至少一節點控制部126，可設置於兩相鄰之次要電極分支124之間。節點控制部126之控制寬度W2不同於主要電極條122之主幹寬度W1。於本實施例中，節點控制部126之控制寬度W2係大於主要電極條122之主幹寬度W1，例如節點控制部126之控制寬度W2與主要電極條122之主幹寬度W1的比值較佳可大於1且小於等於3，以獲得良好之節點控制效果，但不限於此。節點控制部126之設置較佳可對稱於主要電極條122之中心軸，使畫素電極120呈現出對稱的圖案。而於 其他實施例中，節點控制部126之設置亦可不需對稱於主要電極條122之中心軸，例如節點控制部126之位置相對於主要電極條122之中心軸而言呈左偏或右偏。

節點控制部126主要係設置於主幹上，使得設置處的對應液晶分子可以向內傾倒或向外傾倒，如此一來，大部分之液晶光學節點僅出現在本發明設置了節點控制部126之位置，因此可以消弭不規則之隨機節點之產生。於本實施例之佈局中，單一主要電極條122可具有複數個節點控制部126，而兩相鄰之節點控制部126之間約設置有2個至15個次要電極分支124。同側之兩相鄰次要電極分支124之間具有間距S，且各次要電極分支124之分支寬度L的大小較佳約為間距S的1倍至3倍。各次要電極分支124之長度D較佳約為主要電極條122之主幹寬度W1的3倍至6倍，但不限於此，只要達到不需要使用凸塊即可。各次要電極分支124可以具有不同的長度，也可以具有統一的長度。前述之主幹寬度W1、控制寬度W2、兩相鄰之節點控制部126間之次要電極分支124個數、兩相鄰次要電極分支124之間距S、各次要電極分支124之分支寬度L，及其相對關係，均可根據顯示器之尺寸、類型或功能性設計等因素而調整。

在未對畫素電極120施以電壓時，畫素電極120上方之液晶層108之液晶分子可呈垂直於基板之方向排列(圖未示)。如第3圖所示，當對畫素電極120施予一電壓時，畫素電極120上方之液晶層108之液晶分子，因電場的影響而傾倒。由於各畫素電極120之圖案可引發邊緣電場效應，因此位於主要電極條122兩側之液晶分子可具有不同之傾倒方向，並使得次畫素結構102中具有多個不同的顯示區域。又，由於本發明設置了特殊設計之節點控制部126，因此節點控制部126亦可協助控制位於主幹部分之液晶分子的傾倒方向，使得主幹部分之節點幾乎僅出現在設置了節點控制部126之位置，減少液晶顯示面板之殘影現象。 因此，本發明可直接利用畫素電極120來有效控制液晶分子的傾倒方向，而不需於第二透明基板106之內側設置配向凸塊去誘導液晶分子的倒向，進而避免液晶顯示面板於暗態下產生漏光現象而降低液晶顯示器之對比。

除了節點控制部126之控制寬度W2大於主要電極條122之主幹寬度W1之畫素電極120之外，在本發明之畫素電極亦可具有其他樣態。請參閱第5圖至第7圖，第5圖至第7圖為本發明之畫素電極其他較佳實施例之放大示意圖。此處之液晶顯示面板之次畫素結構(未完整示於第5圖至第7圖中)同樣可包括第一透明基板、第二透明基板與液晶層等結構，其相似之處不再贅述。如第5圖所示，第5圖之實施例與第4圖之實施例主要的不同之處在於，本實施例之節點控制部232的控制寬度W3係小於主要電極條222的主幹寬度W1，例如節點控制部232之控制寬度W3與主要電極條222之主幹寬度W1的比值大於等於0.3且小於1，亦可獲得良好之節點控制效果，但不限於此。

如第6圖所示，第6圖之實施例與第4圖之實施例主要的不同之處在於，本實施例之各節點控制部326在中央位置更包括開口334。其中，開口334之位置、形狀與大小不需受到第6圖所侷限。於本發明中，主要電極條322之開口334可以不需設置於節點控制部326之正中央，而可以設計需求而偏向節點控制部326之其中一側；開口334之形狀可以包含長方形、圓形、正方形、其他正多邊形，或甚至是不規則形狀之開口，但不限於此。

如第7圖所示，第7圖之實施例與第4圖之實施例主要的不同之處在於，本實施例同時具有較主要電極條422寬之第一節點控制部426與較主要電極條422窄之第二節點控制部432。本實施例之主要電極條422具有複數個第一節點控制部426與複數個第二節點控制部432，分別設置於次要電極分支424之間，第一節點控制部426之控制寬度W2 可大於主要電極條422之主幹寬度W1，而第二節點控制部432之控制寬度W3可小於主要電極條422之主幹寬度W1。第一節點控制部426與第二節點控制部432可輪流交替設置，且各第一節點控制部426與相鄰之第二節點控制部432之間約設置有2個至15個次要電極分支424，但不限於此。

此外，在本發明之畫素電極亦可利用次要電極分支之配置來避免殘影現象。請參閱第8圖，其為本發明之畫素電極另一較佳實施例之放大示意圖。本實施例之液晶顯示面板之次畫素結構(未完整示於第8圖中)同樣可包括第一透明基板、第二透明基板與液晶層等結構，其相似之處不再贅述。如第8圖所示，本實施例另提供一種液晶顯示面板，其中畫素電極520可包括至少一主要電極條522、複數個第一次要電極分支524與複數個第二次要電極分支525。主要電極條522向第一方向130a延伸，且主要電極條522兩側具有相對之第一邊緣522a與第二邊緣522b。第一次要電極分支524可從主要電極條522之第一邊緣522a向外延伸，而第二次要電極分支525則從主要電極條522之第二邊緣522b向外延伸。各第一次要電極分支524與各第二次要電極分支525分別可具有一分支寬度L1與分支寬度L2。其中，第二次要電極分支525相對於第一次要電極分支524而言，於第一方向130a上有一位置偏移量P，而位置偏移量P大於零且小於各第一或各第二次要電極分支524、525之分支寬度L1、L2。根據檢測之結果，前述位置偏移量P較佳約為分支寬度L1或分支寬度L2的20%至80%，更佳為分支寬度L1、L2的50%。

兩相鄰第一次要電極分支524之分支寬度L1，較佳約為各第一次要電極分支524之間的間距S的1倍至3倍；兩相鄰第二次要電極分支525之分支寬度L2，較佳約為第二次要電極分支525之間距S的1倍至3倍。各第一與各第二次要電極分支524、525之長度D較佳約為主要電極條522之主幹寬度W1的3倍至6倍，但不限於此。

由於第二次要電極分支525相對於第一次要電極分支524而言，於第一方向130a上有一位置偏移量P，使得第二次要電極分支525相對於第一次要電極分支524而言，既不是完全對應於同一直線上，也不是完全錯開。根據本發明之模擬結果，這種部分錯位的圖案佈局亦可有效減少殘影現象，甚至可以消弭節點之產生，使得主幹部分對應之液晶分子亦呈現順向排列，幾乎沒有節點的存在。

綜上所述，由於本發明之畫素電極具有特殊設計之節點控制部，或者第二次要電極分支相對於第一次要電極分支而言，於第一方向上有一位置偏移量，因此，本發明可直接利用畫素電極來有效控制液晶分子的傾倒方向，減少殘影現象，而不需於第二透明基板之內側設置配向凸塊去誘導液晶分子的倒向，進而避免液晶顯示面板於暗態下產生漏光現象而降低液晶顯示器之對比。

120‧‧‧畫素電極

122‧‧‧主要電極條

124‧‧‧次要電極分支

126‧‧‧節點控制部

130a‧‧‧第一方向

D‧‧‧長度

S‧‧‧間距

L‧‧‧分支寬度

W1‧‧‧主幹寬度

W2‧‧‧控制寬度

Claims (5)

1. 一種液晶顯示面板，包括：一第一基板，包括一共同電極；一第二基板，包括至少一畫素電極，該畫素電極包括：至少一主要電極條，兩側具有相對之一第一邊緣與一第二邊緣，該主要電極條向一第一方向延伸；複數個第一次要電極分支，從該主要電極條之該第一邊緣向外延伸，其中該等第一次要電極分支沿不同於該第一方向之一第二方向延伸；以及複數個第二次要電極分支，從該主要電極條之該第二邊緣向外延伸，其中該等第二次要電極分支沿該第二方向延伸，各該第一與各該第二次要電極分支具有一分支寬度，該等第二次要電極分支相對於該等第一次要電極分支而言，於該第一方向上有一位置偏移量，該位置偏移量大於零且小於各該第一與各該第二次要電極分支之該分支寬度，且各該第一與各該第二次要電極分支之一長度實質上為該主要電極條之該主幹寬度的3倍至6倍；以及一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。
2. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該位置偏移量實質上為各該第一與各該第二次要電極分支之該分支寬度的20%至80%。
3. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中該位置偏移量實質上為各該第一與各該第二次要電極分支之該分支寬度的50%。
4. 如請求項1所述之液晶顯示面板，其中兩相鄰的該等第一次要電極分支之 間具有一間距，且兩相鄰的該等第二次要電極分支之間具有該間距，各該第一次要電極分支之該分支寬度實質上為各該間距的1倍至3倍，且各該第二次要電極分支之該分支寬度實質上為該間距的1倍至3倍。
5. 一種液晶顯示面板，包括：一第一基板，包括一共同電極；一第二基板，包括至少一畫素電極，該畫素電極包括：至少一主要電極條，兩側具有相對之一第一邊緣與一第二邊緣，該主要電極條向一第一方向延伸；複數個第一次要電極分支，從該主要電極條之該第一邊緣向外延伸，其中該等第一次要電極分支沿不同於該第一方向之一第二方向延伸，且該第一方向與該第二方向互相垂直；以及複數個第二次要電極分支，從該主要電極條之該第二邊緣向外延伸，其中該等第二次要電極分支沿該第二方向延伸，各該第一與各該第二次要電極分支具有一分支寬度，該等第二次要電極分支相對於該等第一次要電極分支而言，於該第一方向上有一位置偏移量，該位置偏移量大於零且小於各該第一與各該第二次要電極分支之該分支寬度；以及一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。