TWI241445B - Multi-domain homeotropic alignment liquid crystal display panel - Google Patents

Description

1241445 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種多區域垂直配向（multi-domain homeotropic alignment，MHA)液晶顯示面板，尤指一種具高開 口率且無配向突起物（protrusion)邊緣漏光現象的多區域垂直 配向液晶顯示面板。 【先前技術】 液晶顯示器已被廣範地應用在各式電子產品，如手機、個 人數位助理（PDA)及筆記型電腦（notebook)等，且隨著大尺寸平 面顯示器市場的快速發展，具有輕薄短小特性的液晶顯示器更 是扮演著相當重要的角色，而逐漸取代陰極射線管（CRT)顯示 器成為市場主流。然而，由於傳統液晶顯示器的視角不夠廣， 故成為其發展上之限制條件，；此一種可增加視角的多區域垂 直配向（multi-domain homeotropic alignment，MHA)液晶顯示面 板便因應而生。 請參考圖一與圖二，圖一為一習知多區域垂直配向液晶顯 示面板10於未施加任何電壓情形下之示意圖，而圖二則為圖 一所示之多區域垂直配向液晶顯示面板1〇於施加電壓情形下 之示意圖。如圖一所示，習知多區域垂直配向液晶顯示面板 10包含有一上基板12、一下基板14、一液晶分子層16填充 於上基板12與下基板14之間、一彩色濾光片層18設於上基 板12面對下基板14之表面、一共通電極層20設於彩色濾光 片層18下表面、一畫素電極15設於下基板14面對上基板12 之表面、一第一配向突起物（pr〇trusi〇n)22設於共通電極層2〇 下表面，以及一第一配向突起物24設於畫素電極表面。其 6 1241445 中，圖一與圖二僅為多區域垂直配向液晶顯示面板ίο之單一 畫素區的示意圖，故省略資料線(data line)、掃描線(scan line) 與薄膜電晶體(TFT)等物件。 當多區域垂直配向液晶顯示面板10之畫素電極15被施加 一電壓時，畫素區内所有液晶分子開始旋轉，使得光線可以通 過液晶分子，然後再經由彩色濾光片層18的濾光而使液晶顯 示面板產生鮮豔色彩。如圖二所示，由於畫素區内液晶分子會 受到第一配向突起物22與第二配向突起物24的影響，因此在 受到電壓驅動時係以不同的方向旋轉。此一特點使得多區域垂 直配向液晶顯示器10具有廣視角的特性，進而允許使用者由 不同角度觀看液晶顯示器都不會產生亮度差異過大的情形。 然而如圖一與圖二所示，靠近第一配向突起物22與第二 配向突起物24之液晶分子因受到配向突起物22及24的影 響，在未施加任何電壓的情況下即有偏轉的現象發生，因此會 造成液晶顯示面板產生漏光或色偏現象而降低多區域垂直配 向液晶顯示器10之對比並影響多區域垂直配向液晶顯示器10 的顯示效果。舉例來說，當某一晝素區需要顯示一全黑色，理 論上該晝素區之紅色、綠色及藍色次畫素應呈全暗狀態，而當 漏光情形發生時便無法表現出理想之全黑色，因而導致對比效 果不佳。或者是當某一畫素區顯示之顏色僅需要使用紅色及綠 色之組合時，藍色次畫素區之漏光便會造成該晝素區產生色偏 現象，因而影響顯示效果。 為了解決上述問題，現行技術大多利用一黑色矩陣層，增 設於上基板12以及第一配向突起物22之間，以遮蔽配向突起 物22附近的漏光現象，然而這種作法會造成開口率下降，進 而影響多區域垂直配向液晶顯示面板的亮度表現。因此，如何 7 在不影響開口率的情提下解決多區域垂直配向液晶顯示面板 配向突起物附近的漏光現象，已成為目前業界研發上之重要課 題。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的在於提供一種利用共通電極配線 (common line)來遮蔽配向突起物附近漏光現象的多區域垂直 配向液晶顯示面板，以解決習知多區域垂直配向液晶顯示面板 漏光問題。 本發明之另一目的在於提供一種具有複數個共通電極配 線的多區域垂直配向液晶顯示面板，該等共通電極配線不僅可 作為儲存電容之用，更具有修補資料線的功能。 為達上述目的，本發明揭露一種多區域垂直配向液晶顯示 面板，其包含有一下基板以及一上基板，該二基板係為平行設 置且該下基板表面包含有複數個呈陣列排列之畫素區。此外， 該液晶顯示面板另包含有複數條共通電極配線，位於該下基板 相對於該上基板之表面並分別穿過相對應之該等晝素區，複數 個晝素電極，分別設於各該晝素區中並位於該等共通電極配線 上方，且各該晝素電極均包含有複數個配向凹槽，一液晶分子 層，設於該下基板與該上基板之間，一共通電極層，位於該上 基板相對於該下基板之表面，以及複數個配向突起物，位於該 共通電極層表面並與該等配向凹槽成平行交錯排列，且該等配 向突起物係與各該畫素區中之該等共通電極配線部分相重疊。 為了使貴審查委員能更近一步了解本發明之特徵及技 術内容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖。然而所附 1241445 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。 【實施方式】 請參考圖三，圖三為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板 50之示意圖。如圖三所示，本發明多區域垂直配向液晶顯示 面板50包含有一下基板51、一與下基板51平行之上基板52、 一彩色濾光片層53設於上基板52相對於下基板51之表面、 一共通電極層54設於彩色濾光片層53之下表面，以及一液晶 分子層55填充於共通電極層54及下基板51之間。 多區域垂直配向液晶顯示面板50另包含有一薄膜電晶體 區58與一畫素區60,其中薄膜電晶體區58内另包含有一薄 膜電晶體61，用來配合一資料線（未顯示）之訊號以提供畫素區 60適當電壓來顯示畫面，以及一黑色矩陣層56設於上基板52 與共通電極層54之間，用來防止各相鄰畫素區之光線互相干 擾。薄膜電蟲體61另包含有一閘極62、一閘極絕緣層64、一 半導體層66、一源極68、一汲極70、一介電層作為一保護層 72之用，以及一透明導電層74。其中透明導電層74係用來作 為晝素區60的晝素電極，並經由一接觸洞76而與薄膜電晶體 61之汲極70相電連接，以接收汲極70傳送之電壓。 此外，如圖三所示，多區域垂直配向液晶顯示面板50另 包含有複數個配向突起物78設於共通電極層54下表面，以及 複數個與配向突起物78平行交錯排列的配向凹槽80形成於畫 素區60内之透明導電層74表面，用來使畫素區60内之液晶 分子以不同方向排列與旋轉，進而達到多區域垂直配向的效 果0 9 1241445 如前所述，由於鄰近配向突起物7 8的液晶分子在未施加 電壓的情況下即會輕微偏轉而造成漏光現象，因此本發明多區 域垂直配向液晶顯示面板50另包含有複數條共通電極配線 (common line)82設於晝素區60内之下基板51表面。由於本 發明之共通電極配線82與畫素區60内的配向突起物78於垂 直投影方向上形成部分重疊，因此可遮蔽配向突起物78邊緣 之漏光，且共通電極配線82之線寬可視實際遮蔽效果加以調 整，以達到最佳遮蔽效果。值得注意的是，本發明之共通電極 配線82本身亦具有作為儲存電容之電極的功能，且其與所有 的掃描線以及薄膜電晶體61之閘極62係同時形成於下基板 51表面，因此不會增加製程之複雜度。此外，共通電極配線 82亦可視設計不同而電連接在一起，以發揮優良之儲存電容 效果。 為進一步說明共通電極配線82之配置，請參考圖四，圖 四為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板50之一較佳實施例 * · 的頂視圖。如圖四所示，薄膜電晶體61之閘極62係設於一掃 描線86上，並利用掃描線86所提供之電壓來控制薄膜電晶體 61的開關，源極68係電連接至一資料線88，而汲極70則係 經由接觸洞76電連接至作為晝素電極之透明導電層74。當閘 極62被施加一起始電壓時，資料線88所傳送的電壓訊號便會 經由源極68與汲極70而被傳遞至透明導電層74，以驅使晝 素區60内之液晶分子進行旋轉。另外，如圖三與圖四所示， 配向突起物78與配向凹槽80係呈水平交錯方式排列，而本較 佳實施例之共通電極配線82則呈一倒「H」型，其包含有一 第一電極圖案82A與二垂直於第一電極圖案82A之第二電極 圖案82B，其中第一電極圖案82A係與配向突起物78上下相 重疊，且在此實施例中第一電極圖案82A之線寬略大於配向 突起物78的線寬，以有效地遮蔽配向突起物78附近的漏光且 10 1241445 不影響透光率，此外，二第二電極圖案82B係橫向延伸並貫穿 同一列畫素區，用以接受一共通電壓。 請參考圖五，圖五為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板 50另一實施例之底視圖。如圖五所示，本實施例之晝素區60 與薄膜電晶體61之配置幾與圖四所示之實施例相同，其主要 不同之處在於配向突起物78與配向凹槽80之排列方向。本實 施例之共通電極配線82係呈一「H」型，其係利用與配向突 起物78於垂直投影方向上重疊且略寬之第一電極圖案82A來 遮蔽漏光，而且第一電極圖案82A係橫向延伸並貫穿同一列 晝素區，用以接受一共通電壓。 值得注意的是，本發明之共通電極配線82除了具有上述 二實施例所揭露之儲存電容與遮蔽漏光等功能之外，更可作為 資料線88之替代電路，用來修補發生斷線現象之資料線88。 請參考圖六至圖七，圖六與圖七為本發明之共通電極配線 82作為替代電路用途之第一實施例的示意圖。如圖六所示， 各畫素區60之共通電極配線82均呈一倒「H」型並互相連接， 而且共通電極配線82之第一電極圖案82A與資料線88呈水 平交錯排列。當資料線88發生有斷線90的情形時，則利用資 料線88所提供之電壓訊號之畫素區將無法運作，如圖六所 示。此時，本發明之共通電極配線82可發揮替代電路的作用。 如圖七所示，當資料線88發生斷線90的情形時，本發明可利 用雷射修補（laser repair)等方式，將第二電極圖案82B切斷（如 圖七所示之斷線處92)，然後再於資料線88與第二電極圖案 82B交叉處形成二接觸洞94，並使資料線88與第二電極圖案 82B相電連接，以使資料線88之電壓訊號得以經由共通電極 配線82(如圖七中之箭號所示）繼續傳送至各畫素區。 1241445 請參考圖八。圖八為本發明之共通電極配線82作為替代 電路用途之另一實施例的示意圖。如圖八所示，當資料線88A 於畫素區外發生斷線90的情形時，則首先切斷第二電極圖案 82B(如圖八之斷線處92)，然後再於資料線88A及88B與第二 電極圖案82B交叉處形成接觸洞94，並使資料由共通電極配 線82來接受資料線88B之電壓訊號（如圖九中之箭號所示）而 繼續傳送至各畫素區。 綜合上述說明，本發明係利用共通電極配線的佈局圖形來 作為多區域垂直配向液晶顯示面板的遮光層，無需另外在畫素 區設置共通電極與儲存電容，因此可有效提高廣視角畫素的開 口率，且倒「H」形結構的佈局圖形還可降低共通電極配線斷 路的發生機率。此外，本發明更可藉由雷射修補的方式，利用 共通電極配線來修復資料線斷路(data line open or source line open) o 相較於習知技術利用黑色矩陣層來遮蔽配向突起物附近 之漏光的方法，本發明多區域垂直配向液晶顯示面板之黑色矩 陣層僅設置於上基板與共通電極層之間相對應於各晝素區外 的位置，至於配向突起物附近之漏光則係利用複數條設置於其 下方之共通電極配線加以遮蔽，因此不影響開口率。此外，& 發明之共通電極配線除了本身具有作為儲存電容之電極的功 能外，當資料線有斷線情形發生時還可發揮㈣電路的作用。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發 範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵蓋2 12 1241445 【圖式簡單說明】 圖式之簡單說明 圖為一習知多區域垂直配向液晶顯示面板之示意圖。 圖二則為圖一所示之多區域垂直配向液晶顯示面板於施加電 壓之示意圖。 圖二為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板之示意圖。 圖四為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板之一較佳實施例 的頂視圖。 圖五為本發明多區域垂直配向液晶顯示面板另一實施例之頂 視圖。 圖六與圖七為本發明之共通電極配線作為替代電路用途之第 一實施例的示意圖。 圖八為本發明之共通電極配線作為替代電路用途之另一貪施 例的示意圖。 * · 圖九為本發明之共通電極配線作為替代電路用途之第三實施 例的示意圖。 圖式之符號說明 10 MHA液晶顯示面板 14 下基板 16 液晶分子層 20 共通電極層 24 第二配向突起物 51 下基板 53 彩色濾光片層 55 液晶分子層 12 上基板 15 畫素電極 18 彩色遽光片層 22 第一配向突起物 50 MHA液晶顯不面板 52 上基板 54 共通電極層 56 黑色矩陣層 13 1241445 58 薄膜電晶體區 60 晝素區 61 薄膜電晶體 62 閘極 64 閘極絕緣層 66 半導體層 68 源極 70 汲極 72 保護層 74 透明導電層 76 接觸洞 78 配向突起物 80 配向凹槽 82 共通電極配線 82A 第一電極圖案 82B 第二電極圖案 86 掃描線 88 資料線 88A 資料線 88B 資料線 90 資料線斷線 92 共通電極配線斷線 94 接觸洞 14

Claims (1)

1241445 拾、申請專利範圍： 1. 一種多區域垂直配向液晶顯示面板，包含有： 一第一基板以及一與該第一基板平行設置之第二基板，且該第 一基板表面包含有複數個呈陣列排列之畫素區； 複數條共通電極配線，位於該第一基板相對於該第二基板之表 面並分別穿過相對應之該等畫素區； 複數個畫素電極’分別設於各該晝素區中並位於該等共通電極 配線上方，且各該畫素電極均包含有複數個配向凹槽； 一介電層，位於該等共通電極配線與該等畫素電極之間； 一液晶分子層，設於該第一基板與該第二基板之間； 一共通電極層，位於該第二基板相對於該第一基板之表面；以 及 複數個配向突起物，位於該共通電極層表面並與各該畫素電 極之該等配向凹槽成平行交錯排列，且該等配向突起物係與各該 畫素區中之該等共通電極配線部分相重疊。 * · 2. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有一彩色濾光片層設於該 第二基板以及該共通電極層之間。 3. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有一黑色矩陣層，設於該 第二基板相對於該第一基板之表面並相對應於該第一基板之各該 畫素區外之位置。 4. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該等共通電極配線係儲存電容之電極。 15 1241445 5. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有複數個薄膜電晶體，分 別設於各該畫素區内。 6. 如申請專利範圍第5項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有複數條資料線，分別電 連接至各該薄膜電晶體之一源極。 7. 如申請專利範圍第6項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 當該等資料線斷線時，該等共通電極配線係該等資料線之替代電 路。 8. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 該等配向突起物的線寬小於該等共埠電極配線的線寬。 9. 如申請專利範圍第1項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其中 各該晝素區中之各該共通電極配線係為一「H」型之電桉圖案，且 各該「H」型之電極圖案均包含有一第一電極圖案穿越各該畫素區 中央並與該等配向突起物相重疊，以及二第二電極圖案垂直於該 第一電極圖案。 10. —種多區域垂直配向液晶顯示面板，包含有： 一第一基板以及一與該第一基板平行設置之第二基板，且該第 一基板表面包含有複數個呈陣列排列之晝素區； 複數個「H」型之電極圖案，設於各該畫素區中，且各該「H」 型之電極圖案均包含有一第一電極圖案穿越各該畫素區中央，以 及二第二電極圖案垂直於該第一電極圖案； 複數個畫素電極，分別設於各該畫素區中並位於該等電極圖案上方， 且各該畫素電極均包含有複數個不重疊於該等第一電極圖案之配向凹槽； 16 1241445 一介電層，設於該等電極圖案與該等畫素電極之間； 一液晶分子層，設於該第一基板與該第二基板之間； 一共通電極層，設於該第二基板相對於該第一基板之表面；以 及 複數個配向突起物，位於該共通電極層表面並與各該畫素區之 該等配向凹槽成平行交錯排列，且該等配向突起物係與各該第一 電極圖案相重豐。 11. 如申請專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有一彩色濾光片層，設 於該第二基板及該共通電極層之間。 12. 如申請專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該多區域垂直配向液晶顯丰面板另包含有一黑色矩陣層，設於 該第二基板相對於該第一基板之表面並並相對應於該第一基板之 各該晝素區外之位置。 13. 如申請專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該等電極圖案係為儲存電容之電極。 14. 如申請專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該等電極圖案係彼此相電連接。 15. 如申請專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該多區域垂直配向液晶顯示面板另包含有複數個薄膜電晶體， 分別設於各該畫素區内，以及複數條資料線，分別電連接至各該 薄膜電晶體之一源極。 16. 如申請專利範圍第15項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 17 1241445 中當該等資料線斷線時，該 路。 " I圖案係為該等資料線之替代電 17·如申清專利範圍第10項之多區域垂直配向液晶顯示面板，其 中該等配向突起物的線寬小於該等電極圖案的線寬。 18