TWI661256B

TWI661256B - 畫素結構

Info

Publication number: TWI661256B
Application number: TW107110294A
Authority: TW
Inventors: 李亭儀
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-06-01
Also published as: TW201940948A

Abstract

畫素結構包括第一基板、第二基板、液晶層與畫素電極。第一基板與第二基板係相對設置。液晶層包括負型液晶，並配置在第一基板與第二基板之間。畫素電極配置在第一基板與第二基板之間，並包括間隔配置的數個電極條。電極條各包括第一電極側邊。第一電極側邊具有依序配置的第一彎折部、第二彎折部與第三彎折部。第一彎折部與第三彎折部具有一凸輪廓與一凹輪廓其中之一者。第一彎折部與第三彎折部各具有第一彎折端點。第二彎折部具有該凸輪廓與該凹輪廓其中之另一者，並具有一第二彎折端點。第二彎折端點處定義出一第一線。第一彎折端點與第二彎折端點之間定義出第一連接直線。第一線與第一連接直線之間的一第一夾角為15度至20度。

Description

畫素結構

本發明是有關於一種畫素結構，且特別是有關於一種液晶顯示裝置的畫素結構。

隨著消費性電子及通訊產品的發展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)已廣泛地應用於液晶電視、筆記型電腦、桌上型電腦，以及智慧型手機(Smart Phone)等產品。但隨著液晶顯示器的畫素解析度不斷提升的發展，各畫素單元的尺寸必須愈來愈小。目前仍有受限於製程極限與元件的配置設計相關的議題需要克服。

根據本發明之一實施例，提出一種畫素結構，其包括第一基板、第二基板、液晶層與畫素電極。第一基板與第二基板係相對設置。液晶層包括負型液晶，並配置在第一基板與第二基板之間。畫素電極配置在第一基板與第二基板之間，並包括間隔配置的數個電極條。電極條各包括第一電極側邊。第一電極側邊具有依序配置的第一彎折部、第二彎折部與第三彎折部。第一彎折部與第三彎折部具有一凸輪廓與一凹輪廓其中之一者。第一彎折部與第三彎折部各具有第一彎折端點。第二彎折部具有該凸輪廓與該凹輪廓其中之另一者，並具有一第二彎折端點。第二彎折端點處定義出一第一線。第一彎折端點與第二彎折端點之間定義出第一連接直線。第一線與第一連接直線之間的一第一夾角為15度至20度。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

102‧‧‧畫素結構

104‧‧‧畫素電極

106‧‧‧彎折區域

108‧‧‧電極條

110‧‧‧資料線

111‧‧‧掃描線

112‧‧‧主動元件

114‧‧‧源極

116‧‧‧汲極

118‧‧‧閘極

120‧‧‧通道層

130‧‧‧第一基板

132‧‧‧第二基板

134‧‧‧液晶層

136‧‧‧電極膜

CL1‧‧‧第一線

CL2‧‧‧第二線

NL1、NL1'‧‧‧第一連接直線

NL2、NL2'‧‧‧第二連接直線

P1、P1'‧‧‧第一彎折端點

P2‧‧‧第二彎折端點

P3、P3'‧‧‧第三彎折端點

P4‧‧‧第四彎折端點

BS1‧‧‧第一彎折部

BS2‧‧‧第二彎折部

BS3‧‧‧第三彎折部

BS4‧‧‧第四彎折部

BS5‧‧‧第五彎折部

BS6‧‧‧第六彎折部

ES1‧‧‧第一電極側邊

ES2‧‧‧第二電極側邊

122A、122B‧‧‧電極帶

124A、124B‧‧‧直區域

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

θ1、θ1'‧‧‧第一夾角

θ2、θ2'‧‧‧第二夾角

W‧‧‧線寬

S‧‧‧間隙

第1圖繪示根據一實施例之顯示面板之畫素結構之上視示意圖。

第2圖繪示根據第1圖之畫素電極的上視示意圖。

第3圖顯示畫素結構使用中心彎折設計與邊緣彎折設計之畫素電極於彎折角度及液晶響應時間之間的關係曲線。

第4圖繪示根據第1圖之畫素結構跨過畫素電極之電極條部分的剖面圖。

第5圖繪示根據另一實施例之畫素電極的上視示意圖。

在下文中將參照附圖更全面地描述本發明，在附圖中示出了本發明的示例性實施例。如本領域技術人員將認識到的，可以以各種不同的方式修改所描述的實施例，而不脫離本發明的精神或範圍。

在附圖中，為了清楚起見，放大了各元件等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在“另一元件上”、或“連接到另一元件”、“重疊於另一元件”時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電連接。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式“一”、“一個”和“該”旨在包括複數形式，包括“至少一個”。“或”表示“及/或”。如本文所使用的，術語“及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語“包括”及/或“包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如“下”或“底部”和“上”或“頂部”的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的“下”側的元件將被定向在其他元件的“上”側。因此，示例性術語“下”可以包括“下”和“上”的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件“下方”或“下方”的元件將被定向為在其它元件“上方”。因此，示例性術語“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。

本文使用的“約”或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。

以下係以一些實施例做說明。須注意的是，本揭露並非顯示出所有可能的實施例，未於本揭露提出的其他實施態樣也可能可以應用。再者，圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此，說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用，而非作為限縮本揭露保護範圍之用。另外，實施例中之敘述，例如細部結構、製程步驟和材料應用等等，僅為舉例說明之用，並非對本揭露欲保護之範圍做限縮。實施例之步驟和結構各之細節可在不脫離本揭露之精神和範圍內根據實際應用製程之需要而加以變化與修飾。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。

請參照第1圖至第4圖。第1圖繪示根據一實施例之顯示面板之畫素結構102之上視示意圖。第2圖繪示根據第1圖之畫素電極104的上視示意圖。第3圖顯示畫素結構使用中心彎折設計與邊緣彎折設計之畫素電極於彎折角度及液晶響應時間之間的關係曲線。第4圖繪示根據第1圖之畫素結構102跨過畫素電極104之電極條108部分的剖面圖。

請參照第1圖，畫素結構102包括資料線110、掃描線111、畫素電極104及主動元件112。畫素電極104與主動元件112電性連接。於一實施例中，第1圖所示的畫素結構102可為在第一方向D1上延伸之資料線110與在第二方向D2上延伸的掃描線111交錯定義出的單一個畫素單元。於部份實施例中，第1圖所示的畫素結構102可為由畫素電極104與主動元件112所在的區域定義出的單一個畫素單元，而不以資料線110與掃描線111定義。第一方向D1可交錯於(例如：實質上垂直於)第二方向D2，但不限於此。舉例而言，第一方向D1可為Y方向，第二方向D2可為X方向。

主動元件112包括源極114、汲極116、閘極118與通道層120。通道層120位在源極114及汲極116與閘極118之間。閘極118電性連接至掃描線111。汲極116電性連接至畫素電極104。畫素結構102可選擇性配置黑矩陣(black matrix；BM，未顯示)遮蔽資料線110與主動元件112。

請參照第2圖，畫素電極104可包括在第一方向D1上延伸的數個電極條108與沿著第二方向D2延伸的電極帶122A與電極帶122B。電極條108係在第二方向D2上彼此間隔配置，並鄰接在電極帶122A與電極帶122B之間。一實施例中，畫素電極104的所有電極條108可具有相同的輪廓。但本揭露不限於此。其他實施例中，電極條108可具有不同的寬度。舉例來說，電極條108中未在最外側的兩個可具有比其它電極條108更大的寬度。電極條108包括彎折區域106、直區域124A、直區域124B。彎折區域106在直區域124A與直區域124B之間。電極條108各包括相對的第一電極側邊ES1與第二電極側邊ES2，並延伸在彎折區域106、直區域124A與直區域124B中。電極條108在直區域124A與直區域124B中的部分為不具彎折的直條紋，而在彎折區域106中的部份為具有彎折輪廓的彎曲條紋，並可透過彎折區域106的部分定義出不同顯示區域(domain)，例如畫素結構102與直區域124A和直區域124B重疊的部分可分為對應不同的顯示區域。直區域124A與直區域124B在第一方向D1上的尺寸可大於彎折區域106在第一方向D1上的尺寸。一實施例中，直區域124A與直區域124B可以彎折區域106為中心對稱配置，亦即畫素電極104為中心彎折(center kink)設計。另一實施例中，彎折區域106可配置在較靠近直區域124A與直區域124B其中一者，而較遠離直區域124A與直區域124B其中另一者，亦即畫素電極104為邊緣彎折(edge kink)設計。

請參照第2圖，此實施例中，第一電極側邊ES1在彎折區域106中具有在第一方向D1上依序配置的第一彎折部BS1、第二彎折部BS2與第三彎折部BS3，使得第一電極側邊ES1依序具有凸、凹、凸的彎折輪廓。如圖所示，第一彎折部BS1為具有第一彎折端點P1的凸輪廓，且第三彎折部BS3也類似為具有第一彎折端點P1'的凸輪廓。第二彎折部BS2為具有第二彎折端點P2的凹輪廓。舉例來說，第二彎折部BS2的第二彎折端點P2處定義出第一線CL1。第一線CL1可平行第一方向D1。第一彎折部BS1的第一彎折端點P1與第二彎折端點P2之間定義出第一連接直線NL1。第一線CL1與第一連接直線NL1之間定義出第一夾角θ1(銳角)。一實施例中，第一彎折部BS1與第三彎折部BS3係以第二彎折部BS2為中心對稱配置，因此第三彎折部BS3之第一彎折端點P1'與第二彎折端點P2之間可定義出另第一連接直線NL1'，其與第一線CL1之間的第一夾角θ1'(銳角)亦可相同於第一夾角θ1。

請參照第2圖，第二電極側邊ES2在彎折區域106中具有在第一方向D1上依序配置的第四彎折部BS4、第五彎折部BS5與第六彎折部BS6，使得第二電極側邊ES2依序具有凹、凸、凹的彎折輪廓。如圖所示，第四彎折部BS4為具有第三彎折端點P3的凹輪廓，相對於第一彎折部BS1的凸輪廓。第六彎折部BS6也類似第四彎折部BS4係為具有第三彎折端點P3'的凹輪廓，並相對於第三彎折部BS3的凸輪廓。第五彎折部BS5為具有第四彎折端點P4的凸輪廓，相對於第二彎折部BS2的凹輪廓。第二彎折部BS2的第二彎折端點P2與第五彎折部BS5的第四彎折端點P4可分別位在第二方向D2上的不同位置。第四彎折端點P4處定義出第二線CL2。第二線CL2可平行第一方向D1。舉例來說，第四彎折部BS4的第三彎折端點P3與第四彎折端點P4之間定義出第二連接直線NL2。第二線CL2 與第二連接直線NL2之間定義出一第二夾角θ2(銳角)。一實施例中，第四彎折部BS4與第六彎折部BS6係以第五彎折部BS5為中心對稱配置，因此第六彎折部BS6之第三彎折端點P3'與第四彎折端點P4之間定義出另一第二連接直線NL2'，其與第二線CL2之間的第二夾角θ2'亦可相同於第二夾角θ2。

一實施例中，第一夾角θ1、第一夾角θ1'、第二夾角θ2與第二夾角θ2'(或彎折角度(kink angle))各別為15度至20度。比起第一夾角θ1、第一夾角θ1'、第二夾角θ2與第二夾角θ2'各別為30度的比較例，使用彎折角度為15度至20度之畫素電極104的實施例能在有限的空間內配置更多數量的電極條108，且電極條108之間可具有較大的間隙S。舉例來說，一實施例(彎折角度為20度)與一比較例(彎折角度為30度)之電極條108在彎折區域106中的線寬W為2.5um，但比較例之電極條108之間的間隙S極限為2.37um，而實施例之電極條108之間的間隙S極限可達2.78um，大於現行製程規範的最低限度值2.7um，故使用實施例之畫素電極104能有利於實現產品需求的製程。再者，針對負型液晶(其電場方向或液晶傾倒方向(rubbing direction)平行第二方向D2)的液晶效率，在畫素電極104無論是中心彎折(center kink)設計或邊緣彎折(edge kink)設計，實施例(彎折角度為20度)的液晶效率(模擬液晶效率為35.47%，實測液晶效率為34.43%)皆比比較例(彎折角度為30度)的液晶效率(模擬液晶效率為35.04%，實測液晶效率為 33.24%)還要高，亦即實施例的暗區較小。另外，使用實施例之畫素電極104的畫素開口率(例如67.5%)係高於使用比較例之畫素電極的畫素開口率(例如67.39%)。此外，雖然彎折角度愈小對得到更佳的液晶效率，但在同時權衡液晶響應時間(response time)時，仍建議較佳彎折角度為15度至20度，此可參照第3圖所顯示中心彎折設計與邊緣彎折設計於彎折角度及液晶響應時間(response time)之間的關係。另外，針對正型液晶(其電場方向或液晶傾倒方向平行第二方向D2)就效能而言，係以使用比較例(彎折角度為30度)的畫素電極104為較佳。

請參照第4圖，畫素結構102可包括第一基板130、第二基板132、與液晶層134。第一基板130與第二基板132係相對設置。舉例來說，畫素電極104可設置第一基板130上。朝向第一基板130之表面可選擇性更包含電極膜136設置在畫素電極104側(或在薄膜電晶體側)。於一實施例中，電極膜136可作為共用電極並被施加以共同電壓(common voltage)或其它合適的電位，例如：浮接電位或者是可調整的電位。一實施例中，液晶層134包括負型液晶。

第5圖繪示根據另一實施例之畫素電極204的上視示意圖。此實施例與第1圖及第2圖繪示之畫素電極104之間的差異說明如下。第一電極側邊ES1在彎折區域106中的第一彎折部BS1、第二彎折部BS2與第三彎折部BS3係配置使得第一電極側邊ES1依序具有凹、凸、凹的彎折輪廓。第二電極側邊ES2在彎折區域106中的第四彎折部BS4、第五彎折部BS5與第六彎折部BS6係配置使得第二電極側邊ES2依序具有凸、凹、凸的彎折輪廓。

綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種畫素結構，包括：一第一基板；一第二基板，相對於該第一基板設置；一液晶層，包括負型液晶，並配置在該第一基板與該第二基板之間；及一畫素電極，配置在該第一基板與該第二基板之間，該畫素電極包括間隔配置的數個電極條，該些電極條各包括一第一電極側邊，該第一電極側邊具有在一第一方向上依序配置的一第一彎折部、一第二彎折部與一第三彎折部，其中該第一彎折部與該第三彎折部具有一凸輪廓與一凹輪廓其中之一者，且該第一彎折部和該第三彎折部各具有一第一彎折端點，該第二彎折部具有該凸輪廓與該凹輪廓其中之另一者，並具有一第二彎折端點，該第二彎折端點處定義出一第一線，該第一線平行該第一方向，該第一彎折端點與該第二彎折端點之間定義出一第一連接直線，該第一線與該第一連接直線之間的一第一夾角為15度至20度。
如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該些電極條各更包括相對於該第一電極側邊的一第二電極側邊，該第二電極側邊包括依序配置的一第四彎折部、一第五彎折部與一第六彎折部，該第四彎曲側邊與該第六彎曲側邊具有該凸輪廓與該凹輪廓其中之該另一者，該第五彎折部具有該凸輪廓與該凹輪廓其中之該一者。
如申請專利範圍第2項所述之畫素結構，其中該第四彎折部與該第六彎折部各具有一第三彎折端點，該第五彎折部具有一第四彎折端點，該第四彎折端點處定義出一第二線，該第二線平行該第一方向，該第三彎折端點與該第四彎折端點之間定義出一第二連接直線，該第二線與該第二連接直線之間的一第二夾角為15度至20度。
如申請專利範圍第3項所述之畫素結構，其中該第四彎折部、該第五彎折部與該第六彎折部係在該第一方向上依序配置，該第二彎折部的該第二彎折端點與該第五彎折部的該第四彎折端點係分別位在一第二方向上的不同位置，該第一方向不同於該第二方向。
如申請專利範圍第2項所述之畫素結構，其中該第一彎折部、該第三彎折部、該第四彎折部、該第六彎折部係以該第二彎折部與該第五彎折部為中心對稱配置。
如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該些電極條包括一彎折區域，用以定義出不同顯示區域(domain)，該彎折區域包括該些第一彎折部、該些第二彎折部與該些第三彎折部。
如申請專利範圍第6項所述之畫素結構，其中該些電極條更包括一直區域，鄰近該彎折區域，其中在該第一方向上，該直區域的尺寸係大於該彎折區域的尺寸。
如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中該些電極條包括數個該直區域，該彎折區域在該些直區域之間，其中在該第一方向上，該些直區域的尺寸係分別大於該彎折區域的尺寸。
如申請專利範圍第8項所述之畫素結構，其中該些直區域係以該彎折區域為中心對稱配置。
如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該第一彎折部與該第三彎折部係以該第二彎折部為中心對稱配置。