TWI509332B - 顯示面板 - Google Patents

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TWI509332B TW102147223A TW102147223A TWI509332B TW I509332 B TWI509332 B TW I509332B TW 102147223 A TW102147223 A TW 102147223A TW 102147223 A TW102147223 A TW 102147223A TW I509332 B TWI509332 B TW I509332B
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Yu Hsin Ting
I Fang Chen
Chien Li Chen
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Au Optronics Corp
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Description

顯示面板
本發明係關於一種顯示面板,尤指一種具有高對比度的顯示面板。
顯示面板主要係由陣列基板、對向基板以及設置於陣列基板與對向基板之間的顯示介質層所構成,其中陣列基板與對向基板會設置有間隔物,以使陣列基板與對向基板之間維持固定的間隙。在高解析度的液晶顯示面板中,陣列基板與對向基板的內表面會分別設置配向膜,用以對顯示介質層之液晶分子進行配向。由於間隔物具有一定的高度,因此在摩刷(rubbing)配向膜進行配向時,位於間隔物鄰近區域的配向膜會受到間隔物的影響無法有效被摩刷而具有較差的配向效果,進而造成此區域在暗態顯示時會產生漏光,使得顯示面板的對比度不佳。
本發明之目的之一在於提供一種顯示面板,以提升對比度。
本發明之一實施例提供一種顯示面板,包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質層、複數個次畫素以及複數個間隔物。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。複數個次畫素陣列排列設置於第一基板上,其中各次畫素在一第一方向上具有一寬度W,且各次畫素在一第二方向上具有一長度L。第二基板與第一基板面對設置。複數個間隔物陣列排列設置於第一基板與第二基板之間,其中間隔物實質上具有相等的高度,各間隔物具有一中心點,至少一部分之間隔物在第一方向上實質上排列成一直線,至少一部 分之間隔物在第二方向上實質上排列成一直線,在第一方向上任兩相鄰之間隔物之中心點之間具有一第一間距P1,在第二方向上任兩相鄰之間隔物之中心點之間具有一第二間距P2。第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<15;以及P2=m*L,其中m為非整數,且0<m<15。
本發明之顯示面板將相同高度的間隔物的間距設定為次畫素的寬度及/或長度的非整數倍,以減少暗態時的漏光量,經證實可以有效提升對比度。
1‧‧‧顯示面板
10‧‧‧第一基板
12‧‧‧畫素陣列
20‧‧‧第二基板
14‧‧‧顯示介質層
16‧‧‧間隔物
16a‧‧‧副間隔物
17‧‧‧主間隔物
SP‧‧‧次畫素
D1‧‧‧第一方向
W‧‧‧寬度
D2‧‧‧第二方向
L‧‧‧長度
G‧‧‧綠色次畫素
B‧‧‧藍色次畫素
R‧‧‧紅色次畫素
GL‧‧‧閘極線
DL‧‧‧資料線
SW‧‧‧開關元件
PE‧‧‧畫素電極
CE‧‧‧共通電極
GE‧‧‧閘極
GI‧‧‧閘極絕緣層
CH‧‧‧半導體通道層
SE‧‧‧源極
DE‧‧‧汲極
B‧‧‧分支電極
S‧‧‧狹縫
18‧‧‧介電層
BM‧‧‧遮光圖案
CF‧‧‧彩色濾光層
PI1‧‧‧第一配向膜
PI2‧‧‧第二配向膜
Z‧‧‧垂直投影方向
C‧‧‧中心點
P1‧‧‧第一間距
P1a‧‧‧第一間距
P1b‧‧‧第一間距
P2‧‧‧第二間距
2‧‧‧顯示面板
X‧‧‧分支電極
T‧‧‧狹縫
3‧‧‧顯示面板
第1圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之示意圖。
第2圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖。
第3圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之單一次畫素的剖面示意圖。
第4圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖。
第5圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之次畫素的剖面示意圖。
第6圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之示意圖。
第7圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖。
第8圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之次畫素的剖面示意圖。
為使熟悉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1圖至第3圖。第1圖繪示了本發明之第一實施例之顯 示面板之示意圖,第2圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖,且第3圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之單一次畫素的剖面示意圖,其中為了簡化說明與突顯本發明之顯示面板的特色,部分元件未繪示於部分圖式中。如第1圖至第3圖所示,本實施例之顯示面板1包括一第一基板10、一畫素陣列12、一第二基板20、一顯示介質層14以及複數個間隔物16。第一基板10與第二基板20彼此面對設置。第一基板10與第二基板20較佳可分別為透明基板,例如玻璃基板、塑膠基板或石英基板。第一基板10與第二基板20不以上述基板為限而可為任何適合之可撓式基板或硬質基板。此外,顯示介質層14設置於第一基板10與第二基板20之間,其中顯示介質層14例如是液晶層、電潤濕材料層、電泳材料層、有機發光層等,以液晶層為例,液晶層包括複數個液晶分子,且液晶分子可為各種類型之液晶分子。複數個次畫素SP陣列排列設置於第一基板10上,構成畫素陣列12。在本實施例中,各次畫素SP之形狀實質上是矩形,其中各次畫素SP在一第一方向D1上具有一寬度W,且各次畫素SP在一第二方向D2上具有一長度L。此外,次畫素SP可包括複數個綠色次畫素G、複數個藍色次畫素B與複數個紅色次畫素R,沿第一方向D1交替排列。舉例而言,本實施例之畫素陣列12可以直條狀(stripe)型式排列,其中在第二方向D2上,綠色次畫素G會排列複數條綠色次畫素行,藍色次畫素B會排列複數條藍色次畫素行,紅色次畫素R會排列複數條紅色次畫素行,且綠色次畫素行、藍色次畫素行與紅色次畫素行沿第一方向D1依序交替排列,也就是說,畫素陣列12的第1行、第4行…、以及第3r-2行是綠色次畫素行,第2行、第5行…、以及第3r-1行是藍色次畫素行,第3行、第6行…、以及第3r行是紅色次畫素行,其中r為正整數。在本實施例中,第一方向D1為第1圖之水平方向,且第二方向D2為第1圖之垂直方向,但不以此為限。
各次畫素SP可包括一閘極線GL、一資料線DL、一開關元件SW、 一第一電極例如畫素電極PE以及一第二電極例如共通電極CE,設置於第一基板10上。開關元件SW可以是各種類型的開關元件例如薄膜電晶體(TFT)元件,其包括一閘極GE、一閘極絕緣層GI、一半導體通道層CH、一源極SE以及一汲極DE,其中閘極GE與閘極線GL電性連接,源極SE與資料線DL電性連接,且汲極DE與畫素電極PE電性連接。畫素電極PE具有一畫素電壓,而共通電極CE具有一共通電壓,藉此畫素電極PE的畫素電壓與共通電極CE的共通電壓的電壓差可以驅動液晶分子。半導體通道層CH之材料可為各式半導體材料例如非晶矽、多晶矽、微晶矽或奈米晶矽,或氧化物半導體材料例如氧化銦鎵鋅(IGZO),但不以此為限。在本實施例中,薄膜電晶體元件係以底閘型(bottom gate type)薄膜電晶體元件為例說明,但不以此為限。例如,在一變化實施例中,薄膜電晶體元件也可以是頂閘型(top gate type)薄膜電晶體元件。在本實施例中,顯示面板1可為一邊緣電場切換型(FFS)顯示面板或一共平面切換型(IPS)顯示面板,本實施例以邊緣電場切換型(FFS)顯示面板為例,畫素電極PE與共通電極CE均係設置於第一基板10上。此外,畫素電極PE設置於共通電極CE上,且畫素電極PE具有複數條分支電極B以及複數條狹縫(slit)S位於相鄰的分支電極B之間。畫素電極PE與共通電極CE之間另設置有一介電層18,用以電性隔絕畫素電極PE與共通電極CE。另外,顯示面板1可另包括一遮光圖案BM以及一彩色濾光層CF,設置於第二基板20上。遮光圖案BM是用來遮蔽漏光,而彩色濾光層CF可包括綠色濾光層、藍色濾光層與紅色濾光層,分別與綠色次畫素G、藍色次畫素B與紅色次畫素R對應設置。在一變化實施例中,彩色濾光層CF亦可以設置於第一基板10上。
間隔物16設置於第一基板10與第二基板20之間。在本實施例中,間隔物16係設置於第二基板20上,且間隔物16實質上具有相等的高度h。在一變化實施例中,間隔物16亦可設置於第一基板10上(未繪示)。間隔 物16可為光阻間隔物(photo spacer),其可使用感光性材料例如感光樹脂並利用曝光顯影製程形成,但不以此為限。間隔物16的結構可為圓柱狀結構、圓錐狀結構、角柱狀結構或其它適合之結構。本實施例之間隔物16可為副間隔物(sub spacer),其中副間隔物的定義是指在顯示面板處於正常狀況(未產生形變或受到外力按壓的狀況)下,其未與第一基板10接觸或第一基板10上的膜層接觸,但在受到外力按壓的狀況下,副間隔物可以和第一基板10接觸或第一基板10上的膜層接觸,藉此可以避免顯示面板1產生過大的形變而受到損傷。另外,顯示面板1另可包括一第一配向膜PI1設置於第一基板10與顯示介質層14之間,以及一第二配向膜PI2設置於第二基板20與顯示介質層14之間。此外,顯示面板1另可包括兩片偏光膜(圖未示),分別設置於第一基板10與第二基板20上。
由於在摩刷配向膜進行配向時,位於間隔物16鄰近區域的配向膜 會受到間隔物16的影響無法有效摩刷而具有較差的配向效果,進而造成此區域在暗態顯示時會產生漏光,使得顯示面板1的對比度不佳。因此,為了避免此區域在暗態顯示時造成的漏光影響顯示面板1的對比度,本發明針對間隔物16的配置作如下設計。在本實施例中,各間隔物16具有一中心點C,至少一部分之間隔物16在第一方向D1上實質上排列成一直線,至少一部分之間隔物16在第二方向D2上實質上排列成一直線。舉例而言,若間隔物16為圓柱狀結構,則其中心點C為由上視方向所觀察到的圓心位置。在第一方向D1上任兩相鄰之間隔物16之中心點C之間具有一第一間距P1,在第二方向D2上任兩相鄰之間隔物16之中心點C之間具有一第二間距P2。此外,第一間距P1是次畫素SP的寬度W的非整數倍,且第二間距P2是次畫素SP的長度L的非整數倍。也就是說,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<15;以及; P2=m*L,其中m為非整數,且0<m<15。
在上述條件下,至少一部分或全部的間隔物16會在一垂直投影方向Z上會位於藍色次畫素B內,也就是說,具有較差的配向效果的區域會位在藍色次畫素B內。由於藍色次畫素B的穿透率小於紅色次畫素R的穿透率,且紅色次畫素R的穿透率小於綠色次畫素G的穿透率,因此當上述具有較差的配向效果的區域所產生的漏光會發生在藍色次畫素B時,其對於對比度的影響較小,故可以使顯示面板1的整體對比度提高。或者,一部分的間隔物16會在垂直投影方向Z上會位於藍色次畫素B內,而另一部分的間隔物16會在垂直投影方向Z上會位於紅色次畫素R。本實施例之顯示面板1的次畫素SP的種類並不以藍色次畫素B、紅色次畫素R與綠色次畫素G為限而可包括其它不同顏色的次畫素,且間隔物16的位置較佳係設置於穿透率較低的次畫素內,藉此可以降低漏光對於對比度所造成的影響。值得說明的是在本實施例中,所有兩相鄰的間隔物16可以具有相同或不同的第一間距P1,但所有的第一間距P1都滿足上述條件。舉例而言,在本實施例中,一部分之在第一方向D1上之兩相鄰的間隔物16可具有第一間距P1a,而另一部分之在第一方向D1上之兩相鄰的間隔物16可具有第一間距P1b。另外,所有兩相鄰的間隔物16可以具有相同或不同的第二間距P2,但所有的第二間距P2都滿足上述條件。另外,在決定上述n、m之數值時,除了考量提高對比度的效果外,亦可一併考量間隔物16的數量、密度與位置,以使得間隔物16可發揮足夠的輔助支撐效果。
此外,在另一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<1;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
在又一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且1<n<15;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
本發明另外提供一比較實施例。在比較實施例之顯示面板中,第一間距P1是次畫素SP的寬度W的整數倍,且第二間距P2是次畫素SP的長度L的整數倍,也就是說,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=a*W,其中a為整數;以及;P2=b*L,其中b為整數。
請參考表1與表2。表1列舉了本發明之顯示面板的對比度的模擬結果,表2列舉了比較實施例之顯示面板的對比度的模擬結果。
由表1與表2的模擬結果可知,本發明之顯示面板將相鄰的間隔物之間的第一間距設定為次畫素的寬度的非整數倍以及將相鄰的間隔物之間的第二間距設定為次畫素的長度的非整數倍的設計,可有效的提升對比度。相較於比較實施例之平均對比度約為1197,本發明之平均對比度可達到約1389,提升了約16%。
本發明之顯示面板並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它實施例之顯示面板,且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明,在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件,且主要針對各實施例之相異處進行說明,而不再對重覆部分進行贅述。
請參考第4圖與第5圖。第4圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖,且第5圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之單一次畫素的剖面示意圖。如第4圖與第5圖所示,不同於前述實施例,在本實施例之顯示面板2中,共通電極CE設置於畫素電極PE上,且畫素電極PE與共通電極CE之間設置有一介電層18,用以電性隔絕畫素電極PE與共通電極CE。另外,共通電極CE具有複數條分支電極X以及複數條狹縫T位於相鄰的分支電極X之間。在本實施例中,間隔物16的第一間距P1也是次畫素SP的寬度W的非整數倍,且間隔物16的第二間距P2也是次畫素SP的長度L的非整數倍。也就是說,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<15;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且0<m<15。
此外,在一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係: P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<1;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
在又一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且1<n<15;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
請參考第6圖至第8圖。第6圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之示意圖,第7圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之一部分的次畫素的示意圖,且第8圖繪示了本發明之第三實施例之顯示面板之單一次畫素的剖面示意圖,其中為了簡化說明與突顯本發明之顯示面板的特色,部分元件未繪示於部分圖式中。如第6圖至第8圖所示,不同於第一實施例,本實施例之間隔物16例如可為副間隔物(sub spacer)16a,其可設置在第二基板20上,其中副間隔物16a是指在顯示面板處於正常狀況(未產生形變或受到外力按壓的狀況)下,其未與第一基板10接觸,或未與第一基板10上的膜層接觸,但在受到外力按壓的狀況下,副間隔物16a可以和第一基板10接觸或第一基板10上的膜層接觸,藉此可以避免顯示面板1產生過大的形變而受到損傷。在一變化實施例中,副間隔物16a亦可設置在第一基板10上,在此狀況下,副間隔物16a在顯示面板處於正常狀況(未產生形變或受到外力按壓的狀況)下,其未與第二基板20接觸,或未與第二基板20上的膜層接觸,但在受到外力按壓的狀況下,副間隔物16a可以和第二基板20接觸或第二基板20上的膜層接觸,藉此可以避免顯示面板1產生過大的形變而受到損傷。本實施例之顯示面板3更進一步包括複數個主間隔物17,設置於第一基板10與第二基板20之間,主間隔物17的定義是指在顯示面板3處於正常狀況下,其同時與第一基板10及第二基板20接觸,或是同時與第一基板10上的膜層 與第二基板20上的膜層接觸,以使得第一基板10與第二基板20之間可維持固定的間隙。主間隔物17的位置較佳設置於閘極線GL、資料線DL或開關元件SW等不透光區域之上,但不以此為限。此外,主間隔物17的數量、密度與位置,可視所需的支撐效果加以調整。在本實施例中,副間隔物16a的第一間距P1與第二間距P2,以及次畫素SP的寬度W與長度L之間的關係與前述實施例相同,亦即第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<15;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且0<m<15。
此外,在另一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<1;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
在又一變化實施例中,第一間距P1、第二間距P2、寬度W以及長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且1<n<15;以及;P2=m*L,其中m為非整數,且1<m<3。
本發明之顯示面板將相同高度的間隔物的間距設定為次畫素的寬度及/或長度的非整數倍,經證實可以有效提升對比度。此外,上述設計並不限定應用在邊緣電場切換型顯示面板,而可應用在其它各種類型的顯示面板,例如平面電場切換型(IPS)顯示面板、垂直配向型(VA)顯示面板、向列扭轉型(TN)、多區域垂直配向(MVA)顯示面板或其它適合之顯示面板上。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所 做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧顯示面板
10‧‧‧第一基板
12‧‧‧畫素陣列
16‧‧‧間隔物
SP‧‧‧次畫素
D1‧‧‧第一方向
W‧‧‧寬度
D2‧‧‧第二方向
L‧‧‧長度
G‧‧‧綠色次畫素
B‧‧‧藍色次畫素
R‧‧‧紅色次畫素
Z‧‧‧垂直投影方向
C‧‧‧中心點
P1‧‧‧第一間距
P1a‧‧‧第一間距
P1b‧‧‧第一間距
P2‧‧‧第二間距

Claims (10)

  1. 一種顯示面板,包括:一第一基板;一第二基板,與該第一基板面對設置;一顯示介質層,設置於該第一基板與該第二基板之間;複數個次畫素,陣列排列設置於該第一基板上,其中各該次畫素在一第一方向上具有一寬度W,且各該次畫素在一第二方向上具有一長度L;以及複數個間隔物,陣列排列設置於該第一基板與該第二基板之間,其中該等間隔物實質上具有相等的高度,各該間隔物具有一中心點,至少一部分之該等間隔物在該第一方向上實質上排列成一直線,至少一部分之該等間隔物在該第二方向上實質上排列成一直線,在該第一方向上任兩相鄰之該等間隔物之該等中心點之間具有一第一間距P1,在該第二方向上任兩相鄰之該等間隔物之該等中心點之間具有一第二間距P2,該第一間距P1、該第二間距P2、該寬度W以及該長度L滿足下列關係:P1=n*W,其中n為非整數,且0<n<15;以及P2=m*L,其中m為非整數,且0<m<15。
  2. 如請求項1所述之顯示面板,其中0<n<1或1<n<15。
  3. 如請求項1所述之顯示面板,其中1<m<3。
  4. 如請求項1所述之顯示面板,其中該等間隔物包括複數個副間隔物,設置於該第二基板上且未與該第一基板接觸。
  5. 如請求項4所述之顯示面板,另包括複數個主間隔物,設置於該第一基板 與第二基板之間,且與該第一基板與該第二基板接觸。
  6. 如請求項1所述之顯示面板,其中該等間隔物包括複數個光阻間隔物。
  7. 如請求項1所述之顯示面板,其中該等次畫素包括複數個綠色次畫素、複數個藍色次畫素與複數個紅色次畫素,沿該第一方向交替排列,且至少一部分之該等間隔物在一垂直投影方向上係位於該等藍色次畫素內。
  8. 如請求項1所述之顯示面板,其中各該次畫素包括一開關元件、一畫素電極以及一共通電極,設置於該第一基板上,該畫素電極與該開關元件電性連接並具有一畫素電壓,且該共通電極具有一共通電壓。
  9. 如請求項1所述之顯示面板,另包括一彩色濾光層,設置於該第二基板上。
  10. 如請求項1所述之顯示面板,另包括一第一配向膜設置於該第一基板與該顯示介質層之間,以及一第二配向膜設置於該第二基板與該顯示介質層之間。
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