TWI395029B - 液晶顯示面板 - Google Patents

Description

液晶顯示面板

本發明是有關於一種液晶顯示面板，且特別是有關於一種高開口率之液晶顯示面板。

近年來，液晶顯示面板產業蓬勃發展。且，隨著製程的進步以及市場需求量大幅提升，使得業界必須在擴充產能的同時，不斷地提升面板的顯示品質，以符合消費者對於畫面品質日益嚴苛的要求。

以薄膜電晶體陣列整合彩色濾光片(Color－filter on Array，COA)技術而言，其儲存電容結構通常是由第一金屬層重疊於第二金屬層而形成，即所謂的金屬－絕緣層－金屬(Metal Insulator Metal，MIM)儲存電容。然而，這一種MIM儲存電容並不透光，使畫素之開口率受其限制。尤其是在高解析度液晶顯示面板之應用上，MIM儲存電容佔據的面積，更大量地犧牲畫素之開口率，導致顯示品質劣化。因此，如何使高解析度液晶顯示面板具有更高的開口率，以具市場優勢，實乃產業界的重點課題之一。

本發明係有關於一種液晶顯示面板，係將彩色濾光片與薄膜電晶體陣列整合於同一片基板上，並利用大面積且透光的透明底部電極來與透明畫素電極形成透光的儲存 電容結構，使畫素之開口率不受儲存電容結構的限制，以具高開口率之優勢。

本發明提出一種液晶顯示面板，其包括一下基板、一上基板和一液晶分子層。下基板包括一底板、一主動元件陣列結構層、一複數色之彩色濾光層和複數個透明畫素電極。主動元件陣列結構層包括複數個透明底部電極和複數個電晶體結構、至少一絕緣層、複數條掃描線和複數條資料線，均形成於底板上。其中至少一絕緣層覆蓋透明底部電極。彩色濾光層係形成於主動元件陣列結構層上。透明畫素電極係形成於彩色濾光層上。各個透明畫素電極係與對應之透明底部電極部分重疊，以形成複數個儲存電容結構。上基板實質上平行下基板設置。液晶分子層位於上基板及下基板之間。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明實施例提出一種液晶顯示面板，其係一種將彩色濾光片與薄膜電晶體陣列整合於同一片基板上的液晶顯示面板。在本發明實施例中，可利用大面積且透光的透明底部電極，來與透明畫素電極形成透光的儲存電容結構。故在習知技術相較之下，本發明實施例之液晶顯示面板具有高開口率之優勢。

一般而言，開口率係與液晶分子受控制之面積有關。 然而，以一般形式的面板(非COA面板)而言，更會受到儲存電容結構之佈局影響，以及受到黑色矩陣之組立(assembling)精度影響，使其開口率受限。另外，如以COA形式的面板而言，雖其開口率可以排除黑色矩陣之組立精度的影響，但仍會受到儲存電容結構之佈局影響，使開口率受限。

在本發明實施例中，係使用以COA形式之面板，且使用透光的儲存電容結構，故開口率係不受儲存電容結構與黑色矩陣組立精度之影響。進而，在與習知技術相較之下，可以提供更佳的開口率，尤其是在高解析度液晶顯示面板之應用上。

舉例來說，如以尺寸為4.3"(WVGA)且解析度為220PPI的情況來比較時。本發明一實施例之液晶顯示面板的開口率約為58.1%。使用一般COA技術之面板的開口率約為48.2%，一般非使用COA技術之面板的開口率僅約為40.3%。另外，也可以參照第1圖，其繪示液晶顯示面板之解析度對開口率的關係圖。由圖中可知，在高解析度的情況下，本發明實施例之液晶顯示面板較具高開口率之優勢。其中，圖式之曲線A為本發明實施例之液晶顯示面板，曲線B為使用一般COA技術之液晶顯示面板，曲線C為一般非使用COA技術之液晶顯示面板。

此外，在本發明進一步的實施例中，彩色濾光層係配置於主動元件陣列結構層與透明畫素電極之間，以形成電場屏蔽效應之作用，藉此有效地減輕因畫素電極與資料線 之間的電場作用所導致該部位(畫素邊界區域)對應之液晶分子呈現散亂排列的現象。如此一來，係有利於增加液晶分子受控制之面積，以提供較佳的開口率，並可以避免漏光發生。

以下係提供一較佳實施例並搭配圖式，來說明液晶顯示面板的結構，以作為熟習此領域者據以實施之參考。然而具通常知識者當知，液晶顯示面板的結構佈局不勝枚舉，故後附圖式繪示之結構僅為說明之用，並非用以限制本發明之範圍。再者，圖式中係省略不必要之元件，以凸顯本發明之技術特徵。

本發明較佳實施例之液晶顯示面板包括一下基板、一上基板和一液晶分子層。上基板實質上平行下基板設置，而液晶分子層係位於上基板及下基板之間。本實施例中，下基板係為薄膜電晶體陣列整合彩色濾光片(Color－filter on Array，COA)的基板。

請參照第2圖，其繪示依照本發明較佳實施例之液晶顯示面板之下基板的示意圖。並請同時參照第3圖及第4圖，其分別繪示對應第2圖之剖面線3－3’與4－4’之下基板的剖面圖。下基板100包括一底板110、一主動元件陣列結構層120、一多色之彩色濾光層130和多個透明畫素電極140。

主動元件陣列結構層120包括多個透明底部電極121和多個電晶體結構122、絕緣層123、多條掃描線124和多條資料線125和鈍化層(passivation)126。電晶體結構 122包括一閘極122g、一源極122s、一汲極122d和一通道層122c。閘極122g與掃描線124位於同一金屬層，源極122s與資料線125位於同一金屬層。其中，絕緣層123覆蓋透明底部電極121。

彩色濾光層130係形成於主動元件陣列結構層120上。透明畫素電極140係形成於彩色濾光層130上。各個透明畫素電極140係與對應之透明底部電極121部分重疊，以形成多個大面積且透光的儲存電容結構。

以資料線125及掃描線124定義出多個畫素，每一個畫素包括一個電晶體結構122、一個透明底部電極121、一個絕緣層123、一個鈍化層126、一個顏色之彩色濾光層130及一個透明畫素電極140。其中，掃描線124分別電性連接於電晶體結構122之一閘極122g。資料線125分別電性連接於電晶體結構122之一源極122s。掃描線124係藉由絕緣層123與資料線125絕緣，而透明畫素電極140分別透過接觸孔150電性連接於電晶體結構122之一汲極122d。

由於本實施例之儲存電容結構係以Cs on Common之形式為例做說明，所以該些透明底部電極係分別電性連接於一共通電極電壓。但是，本發明並不以Cs on Common形式之儲存電容結構為限。在液晶顯示面板之技術中，儲存電容結構也可以是Cs on Gate之形式。舉例來說，當本發明一實施例之儲存電容結構為Cs on Gate之形式時，係可以將每一畫素中之該透明底部電極係電性連接於另一 畫素中之電晶體結構之閘極，比如是將第2圖之透明底部電極121(2)電性連接於閘極122g。

較佳且非限定地，資料線125係部分地與透明底部電極121及透明畫素電極140重疊。相鄰之兩個透明畫素電極140之間具有一第一開口h1，第一開口h1係位於對應之該資料線125之上方，第一開口h1並沿著對應之資料線125延伸，各資料線125係與對應之相鄰兩個透明畫素電極140部分重疊。

相鄰之兩個透明底部電極121之間具有一第二開口h2，第二開口h2係位於對應之資料線125之下方，第二開口h2並沿著對應之該資料線125延伸，第二開口h2上方之資料線125係與對應之相鄰兩個透明底部電極121部分重疊。

此外，透明畫素電極140下方之彩色濾光層130之顏色，係與相鄰之另一透明畫素電極140下方之彩色濾光層130之顏色不同，相鄰之兩個不同顏色之彩色濾光層130之間的一邊界b_CF 係位於對應之資料線125之上方。

如此一來，與一般非COA之液晶顯示面板相較之下，由於本實施例配置於主動元件陣列結構層120與透明畫素電極140之間的彩色濾光層130使得透明畫素電極140與資料線125的距離增加，故可使得透明畫素電極140與資料線125間之電場作用較小，而能減少相鄰兩個透明畫素電極140之間的距離(亦即減少第一開口h1之大小)。如此一來，係有利於增加液晶分子受控制之面積，以及縮 小液晶分子受電場影響而混亂排列之區域。

而且，與具有MIM儲存電容之液晶顯示器相較之下，本實施例使用透明底部電極121與透明畫素電極140作為儲存電容，不會有不透光之MIM儲存電容之阻擋可穿透之光線的問題，故可提高開口率。

此外，由於各資料線125係部分地與透明底部電極121及透明畫素電極140重疊，並與第一開口h1相對，故本實施例可藉由資料線125來阻擋對應至開口h1之區域之光線，而不需額外使用黑色矩陣。如此，本實施例更具有較佳的開口率，並且可有效地避免漏光發生。

甚且，由於本實施例不需使用到黑色矩陣，故於上基板與下基板進行組裝的過程中，更可避免組裝誤差所產生的開口率下降的問題。

本發明上述實施例所揭露之液晶顯示面板，係將彩色濾光片與薄膜電晶體陣列整合於同一片基板上，並利用大面積且透光的透明底部電極，來與透明畫素電極形成透光的儲存電容結構，使液晶顯示面板之開口率不受儲存電容結構的限制，以具高開口率之優勢。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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。

100‧‧‧下基板

110‧‧‧底板

120‧‧‧主動元件陣列結構層

121、121(2)‧‧‧透明底部電極

122‧‧‧電晶體結構

122c‧‧‧通道層

122d‧‧‧汲極

122g‧‧‧閘極

122s‧‧‧源極

123‧‧‧絕緣層

124、124(2)‧‧‧掃描線

125‧‧‧資料線

126‧‧‧鈍化層

130‧‧‧彩色濾光層

140‧‧‧透明畫素電極

150‧‧‧接觸孔

b_CF ‧‧‧邊界

h1、h2‧‧‧開口

第1圖繪示液晶顯示面板之解析度對開口率的關係圖。

第2圖繪示依照本發明較佳實施例之液晶顯示面板之下基板的示意圖。

第3圖繪示對應第2圖之剖面線3－3’之下基板的剖面圖。

第4圖繪示對應第2圖之剖面線4－4’之下基板的剖面圖。

100‧‧‧下基板

110‧‧‧底板

120‧‧‧主動元件陣列結構層

121‧‧‧透明底部電極

122‧‧‧電晶體結構

122c‧‧‧通道層

122d‧‧‧汲極

122g‧‧‧閘極

122s‧‧‧源極

123‧‧‧絕緣層

125‧‧‧資料線

126‧‧‧鈍化層

130‧‧‧彩色濾光層

140‧‧‧透明畫素電極

150‧‧‧接觸孔

b_CF ‧‧‧邊界

h1、h2‧‧‧開口

Claims (7)

1. 一種液晶顯示面板，包括：一上基板；一液晶分子層；以及一下基板，係實質上與該上基板平行配置，該液晶分子層係位於該上基板及該下基板之間，該下基板包括：一底板；一主動元件陣列結構層，該主動元件陣列結構層包括形成於該底板上之複數個透明底部電極，及複數個電晶體結構、至少一絕緣層、複數條掃描線和複數條資料線，係均形成於該底板上，該至少一絕緣層覆蓋該些透明底部電極；一複數色之彩色濾光層，形成於該主動元件陣列結構層上；及複數個透明畫素電極，形成於該複數色之彩色濾光層上，各個透明畫素電極係與對應之該透明底部電極部分重疊，以形成複數個儲存電容結構；其中，該些資料線係部分地與該些透明底部電極及該些透明畫素電極重疊；相鄰之兩個透明畫素電極之間具有一第一開口，該第一開口係位於對應之該資料線之上方，該第一開口並沿著對應之該資料線延伸；相鄰之兩個透明底部電極之間具有一第二開口，該第二開口係位於對應之該資料線之下方，該第二開口並沿著 對應之該資料線延伸，該第二開口上方之該資料線係與對應之相鄰兩個透明底部電極部分重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中各資料線係與對應之相鄰兩個透明畫素電極部分重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該些透明畫素電極之下方之該彩色濾光層之顏色，係與相鄰之該另一透明畫素電極之下方之彩色濾光層之顏色不同，相鄰之兩個不同顏色之彩色濾光層之間之一邊界係位於對應之該資料線之上方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該些資料線及該些掃描線係定義出複數個畫素，一個該畫素包括一個該電晶體結構、一個該透明底部電極、至少一個該絕緣層、一個顏色之彩色濾光層及一個該透明畫素電極。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該些掃描線分別電性連接於該些電晶體結構之一閘極，該些資料線分別電性連接於該些電晶體結構之一源極，該些掃描線係藉由至少一個該絕緣層與該些資料線絕緣，該些透明畫素電極分別電性連接於該些電晶體結構之一汲極。
6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素中之該透明底部電極係電性連接於另一畫素中之該電晶體結構之該閘極。
7. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其 中該些透明底部電極係分別電性連接於一共通電極電壓。