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TWI396001B - 液晶顯示面板 - Google Patents

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TWI396001B
TWI396001B TW97138397A TW97138397A TWI396001B TW I396001 B TWI396001 B TW I396001B TW 97138397 A TW97138397 A TW 97138397A TW 97138397 A TW97138397 A TW 97138397A TW I396001 B TWI396001 B TW I396001B
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Taiwan
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liquid crystal
substrate
crystal display
display panel
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TW97138397A
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li ping Liu
Cho Yan Chen
Ching Huan Lin
Chih Jen Hu
Original Assignee
Au Optronics Corp
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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可以提供廣視角顯示效果及高顯示開口率的液晶顯示面板。
現今社會多媒體技術相當發達，具有高畫質、高空間利用效率、低消耗功率、無輻射等優越特性之液晶顯示器已逐漸成為市場之主流。其中，多域垂直配向式(multi-domain vertically alignment,MVA)液晶顯示器為常見的一種廣視角技術之液晶顯示面板的應用。
習知的多域垂直配向式液晶顯示面板是利用配向結構(alignment structure)的配置使不同區域內的液晶分子以不同角度傾倒，而達到廣視角的功效。配向結構包括設置於電極上的配向凸塊(alignment protrusion)或配向狹縫(alignment slit)。
圖1繪示習知液晶顯示面板之畫素結構。請參考圖1，畫素結構100包括主動元件110以及與主動元件110電性連接之畫素電極120，其中主動元件110電性連接掃描配線130與資料配線140。此外，畫素結構100中更包括一凸起150以使液晶顯示面板中的液晶分子呈現多區域的配向，而達到廣視角的顯示效果。
然而，當畫素結構100被驅動時，凸起150到畫素電 極120邊緣的中間區域A的電場配向效果較不明顯，而較不易控制液晶分子的排列方向。另外，位於配向凸塊或配向狹縫周邊的液晶分子的傾倒方向往往不連續，而造成漏光的情形，使得液晶顯示面板的顯示對比降低。若為了降低漏光的程度，於對應於配向凸塊或配向狹縫處配置遮光層，又會使液晶顯示面板的開口率下降。
本發明是關於一種液晶顯示面板，其可有效地提升液晶分子的反應速度並且維持良好的顯示區開口率。
本發明提出一種具有多個畫素區域的液晶顯示面板，其包括第一基板、第二基板以及配置於第一基板與第二基板之間的液晶層。每一畫素區域之第一基板上具有第一電極，且每一畫素區域之第二基板上具有第二電極。第一電極中具有至少一環狀外向配向結構，且第二電極中具有至少一點狀外向配向結構，對應於第一基板上的環狀外向配向結構中央。液晶層內具有多個液晶分子，且每一畫素區域內的這些液晶分子隨著第一電極與第二電極之間的配向電場排列。配向電場對應於環狀外向配向結構處的電力線內凹於第一基板，而配向電場對應於點狀外向配向結構處的電力線內凹於第二基板。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的第一電極包括一共用電極，而每一畫素區域內的第二電極包括一畫素電極。
在另一實施例中，上述每一畫素區域內的第一電極包括一畫素電極，而每一畫素區域內的第二電極包括一共用電極。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的環狀外向配向結構包括貫穿第一電極的一環形槽或位於第一電極上的一環形肋，且配向電場之電力線的內凹處正對環形槽或環形肋。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的點狀外向配向結構包括貫穿第二電極的一點狀孔或位於第二電極上的一凸起。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的環狀外向配向結構包括圓形環或矩形環。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的第一基板上及每一畫素區域內的第二基板上各具有至少一儲存電容，且儲存電容對應於環狀外向配向結構配置。
在本發明之一實施例中，上述每一畫素區域內的第一基板上具有至少一PMOS薄膜電晶體，其耦接至一掃描配線，且此掃描配線在第一基板上的垂直投影會貫穿環狀外向配向結構在第二基板上的垂直投影，並通過點狀外向配向結構。
基於上述，在本發明之上述實施例的液晶顯示面板中，藉由環狀外向配向結構與點狀外向配向結構的配置，液晶層內的液晶分子可以具有多個不同的傾倒方向以使液晶顯示面板達到廣視角的效果並且可保持良好的顯示區開 口率。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明為了避免位於電極區塊中央到邊緣處之中間區域的液晶分子反應過慢，所以在液晶顯示面板內配置有環狀外向配向結構與點狀外向配向結構，以達到提升液晶分子反應速度以及維持顯示區開口率的效果。以下將舉數個實施例加以說明本發明，但其並非用以限定本發明，熟習此技藝者可依據本發明之精神而對下述之數個實施例做適當的修飾，惟其亦屬於本發明之範圍內。此外，為了方便說明，並使說明內容能更易於被理解，下文採用相同的標號來表示類似的元件，並可能省略重複的文字說明。
圖2A為依照本發明之一實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域上視圖。圖2B為沿圖2A之剖線A-A，所繪示之液晶顯示面板。請同時參考圖2A及圖2B，可被劃分為多個畫素區域的液晶顯示面板200，其包括一第一基板210、一第二基板220、一配置於第一基板210與第二基板220之間的液晶層230。
每一畫素區域之第一基板210上具有第一電極212，且每一畫素區域之第二基板220上具有第二電極222。液晶層230內具有多個液晶分子232，且每一畫素區域內的 這些液晶分子232隨著第一電極210與第二電極220之間的一配向電場E排列。
在本實施例中，第一基板210例如是主動元件陣列基板，而第二基板220例如是彩色濾光基板。此時，前述的第一電極212例如是位於主動元件陣列基板上的畫素電極，而前述的第二電極222例如是位於彩色濾光基板上的共用電極。
然而，在另一實施例中，第一基板210也可以是彩色濾光基板，其上的第一電極212為共用電極，而第二基板220可以是主動元件陣列基板，其上的第二電極222為畫素電極。或者，在又一實施例中，第一基板還可以是整合了彩色濾光片於主動層上的COA(Color Filter On Array)基板或是整合了主動層於彩色濾光片上的AOC(Array On Color Filter)基板，其上的第一電極212為畫素電極。此時，第二基板可以是玻璃基板、塑膠基板或其他合適的基板，其上的第二電極222為共用電極。
換言之，本發明並不限定第一基板210與第二基板220的型態，在可能的情況下，第一基板210與第二基板220可以是前述幾種型態或是其他既有型態的組合。
請再參考圖2A與2B，為了達到廣視角的配向效果，本實施例分別在第一電極212上形成環狀外向配向結構(annular-outward alignment structure)214，以及在第二電極222上形成點狀外向配向結構(spot-outward alignment structure)224。
一般而言，每一畫素區域內的點狀外向配向結構224除了可以是位於第二電極222上的凸起，也可以是貫穿第二電極222的一點狀孔。同樣地，每一畫素區域內的環狀外向配向結構214除了可以是貫穿第一電極212的環形槽，也可以是位於第一電極212上的一環形肋。並且，點狀外向配向結構224可對應於環狀外向配向結構214的中央。
圖3至圖5是本發明其他實施例之不同液晶顯示面板的單一畫素區域剖面圖。請先參考圖3，在本實施例中，第一電極312上的環狀外向配向結構314例如是環形肋，而第二電極322上的點狀外向配向結構324例如是凸起，並且凸起對應於環形肋的中央。此外，凸起可以為圓錐狀凸起結構、方錐狀凸起結構或是其他型態的錐狀凸起結構。請繼續參考圖4，在本實施例中，環狀外向配向結構414例如是環狀肋，而點狀外向配向結構424例如是點狀孔，其對應於環形肋的中央。
而在另一實施例中，如圖5所示，環狀外向配向結構514可以是環狀槽，此環形槽例如是圓形環、矩形環或其他型態。點狀外向配向結構524可以是點狀孔，其對應於環形槽的中央。本技術領域中具有通常知識者在參照上述實施例的說明後，應能理解本發明的精神與技術特徵，並且在不脫離本發明的精神範圍內做出合理的變化與應用。
請再度參考圖2A與圖2B，由於位於環狀外向配向結構214與點狀外向配向結構224周圍的液晶分子232會具 有向外傾倒的傾向。因此，當第一基板210與第二基板220之間具有電壓差而產生配向電場E時，配向電場E對應於環狀外向配向結構214處的電力線L1會內凹於第二基板220。並且，此內凹處會正對環狀外向配向結構214。另外，配向電場E對應於點狀外向配向結構224處的電力線L2會內凹於第二基板220。換言之，環狀外向配向結構214與點狀外向配向結構224可使液晶分子232朝向多個不同的方向傾倒，進而可使液晶顯示面板200達到廣視角的效果。
然而，用以使液晶分子產生多域配向之環狀外向配向結構或是點狀外向配向結構可能會使液晶顯示面板產生開口率降低的問題，為了降低此負面效應(即開口率降低的現象)，本發明更進一步將環狀外向配向結構或是點狀外向配向結構配置於非顯示區域，以維持良好的開口率。以下更列舉多個實施例來作為說明。
一般而言，液晶顯示面板都會具有多個儲存電容(Storage capacitor,Cst)，用以輔助液晶顯示面板達到顯示的目的。儲存電容可以是MII(Metal-Insulator-ITO)的架構，其由金屬層/絕緣層/銦錫氧化物層組合而成。或者，儲存電容也可以是MIM(Metal-Insulator-Metal)的架構，其由金屬層/絕緣層/金屬層組合而成。此外，因為儲存電容具有金屬層的結構而不能使光線通過，所以在設計上會將儲存電容配置於非顯示區的區域，以維持液晶顯示面板的開口率。
圖6與圖7為儲存電容應用於本發明兩個實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域剖面圖。請先參考圖6，在本實施例中，每一畫素區域內的第一基板610上可具有多個儲存電容616。儲存電容616可以是MII的架構，其由金屬層617/絕緣層618/銦錫氧化物層619組合而成，並且此處的銦錫氧化物層619可以是畫素電極。儲存電容616對應於環狀外向配向結構614配置(圖6僅示意地繪示一個儲存電容616)。藉由將環狀外向配向結構614與儲存電容616對應配置，可使液晶顯示面板600的不透光區域盡可能地縮小以提高顯示區開口率，進而維持液晶顯示面板600良好的顯示品質。
請繼續參考圖7，在本發明之另一實施例中，儲存電容716可以是MIM的架構，其由金屬層717/絕緣層718/金屬層719組合而成。由於儲存電容716所在的位置並非顯示區域，藉由將環狀外向配向結構714與儲存電容716對應配置，所以環狀外向配向結構714周圍的液晶分子732若有排列方向不明確的現象也不會影響顯示區的開口率。
在其他實施例中，環狀外向配向結構也可以對應儲存電容以外的遮光金屬或是遮光層配置，以維持液晶顯示面板的顯示區開口率。
圖8A為依照本發明一實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域上視圖。圖8B為沿圖8A之剖線B-B’所繪示之液晶顯示面板。請同時參考圖8A與8B，在本實施例中，每一畫素區域內的第一基板810上可具有多個耦接至一掃 描配線818的正型金氧半(PMOS)薄膜電晶體(未繪示)。
然而，由於掃瞄配線818是由金屬所製成，因此光線不能通過掃瞄配線818。本實施例之液晶顯示器800對掃瞄配線818的位置作不同的設計，使掃描配線818在第一基板810上的垂直投影會貫穿環狀外向配向結構814在第二基板820上的垂直投影，並通過點狀外向配向結構824。因此，位於第一電極812上的環狀外向配向結構814與位於第二電極822上的點狀外向配向結構824可以在位置上與不透光的掃瞄配線818對應，進而可使液晶顯示面板800的不透光區域盡可能地縮小以維持液晶顯示面板800良好的開口率。
綜上所述，在本發明之上述實施例的液晶顯示面板中，藉由環狀外向配向結構與點狀外向配向結構，可使液晶分子朝向多個不同的方向傾倒，進而可使液晶顯示面板達到廣視角的效果。同時，環狀外向配向結構與點狀外向配向結構可配置於非顯示區域，並且盡可能地對應其他不能透光的元件而配置以維持顯示區開口率，而使液晶顯示面板具有良好的顯示品質。
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，任何所屬領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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‧‧‧畫素結構
110‧‧‧主動元件
120‧‧‧畫素電極
130‧‧‧掃描配線
140‧‧‧資料配線
150‧‧‧凸起
200、300、400、500、600、700、800‧‧‧液晶顯示面板
210、810‧‧‧第一基板
212、312、412、512、812‧‧‧第一電極
214、314、414、514、614、714、814‧‧‧環狀外向配向結構
220、820‧‧‧第二基板
222、322、422、522、822‧‧‧第二電極
224、324、424、524、824‧‧‧點狀外向配向結構
226‧‧‧彩色濾光膜
230‧‧‧液晶層
232、732‧‧‧液晶分子
616、716‧‧‧儲存電容
617、717、719‧‧‧金屬層
618、718‧‧‧絕緣層
619‧‧‧銦錫氧化物層
818‧‧‧掃瞄配線
A‧‧‧區域
E‧‧‧配向電場
L1、L2‧‧‧電力線
A-A’、B-B’‧‧‧剖線
圖1繪示習知液晶顯示面板之畫素結構。
圖2A為依照本發明之一實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域上視圖。
圖2B為沿圖2A之剖線A-A’所繪示之液晶顯示面板。
圖3至圖5是本發明其他實施例之不同液晶顯示面板的單一畫素區域剖面圖。
圖6與圖7為儲存電容應用於本發明兩個實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域剖面圖。
圖8A為依照本發明一實施例之液晶顯示面板的單一畫素區域上視圖。
圖8B為沿圖8A之剖線B-B’所繪示之液晶顯示面板。
200‧‧‧液晶顯示面板
210‧‧‧第一基板
212‧‧‧第一電極
214‧‧‧環狀外向配向結構
220‧‧‧第二基板
222‧‧‧第二電極
224‧‧‧點狀外向配向結構
230‧‧‧液晶層
232‧‧‧液晶分子
E‧‧‧配向電場
L1、L2‧‧‧電力線

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示面板，具有多個畫素區域，該液晶顯示面板包括：一第一基板，每一畫素區域之該第一基板上具有一第一電極，且該第一電極中具有至少一環狀外向配向結構；一第二基板，每一畫素區域之該第二基板上具有一第二電極，且該第二電極中具有至少一點狀外向配向結構，對應於該第一基板上的該環狀外向配向結構中央；以及一液晶層，配置於該第一基板與該第二基板之間，該液晶層內具有多個液晶分子，且每一畫素區域內的該些液晶分子隨著該第一電極與該第二電極之間的一配向電場排列，其中該配向電場對應於該環狀外向配向結構處的電力線內凹於該第一基板，而該配向電場對應於該點狀外向配向結構處的電力線內凹於該第二基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該第一電極包括一共用電極，每一畫素區域內的該第二電極包括一畫素電極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該第一電極包括一畫素電極，每一畫素區域內的該第二電極包括一共用電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該環狀外向配向結構包括貫穿該第一電極的一環形槽或位於該第一電極上的一環形肋。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中 每一畫素區域內的該環狀外向配向結構包括貫穿該第一電極的一環形槽或位於該第一電極上的一環形肋，且該配向電場之電力線的內凹處正對該環形槽或該環形肋。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該點狀外向配向結構包括貫穿該第二電極的一點狀孔或位於該第二電極上的一凸起。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該環狀外向配向結構包括圓形環或矩形環。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該第一基板上具有至少一儲存電容，且該儲存電容對應於該環狀外向配向結構配置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該第二基板上具有至少一儲存電容，且該儲存電容對應於該環狀外向配向結構配置。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中每一畫素區域內的該第一基板上具有至少一PMOS薄膜電晶體，該PMOS薄膜電晶體耦接至一掃描配線，且該掃描配線在該第一基板上的垂直投影會貫穿該環狀外向配向結構在該第二基板上的垂直投影，並通過該點狀外向配向結構。
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