TWI396021B - 影像顯示系統 - Google Patents

Description

影像顯示系統

本發明係有關於一種包含液晶顯示面板之影像顯示系統，特別有關於一種針對彩色濾光片基板之導電層設計的液晶顯示面板。

液晶顯示器近年來已經被大量應用在各式各樣產品的顯示元件上，其中平面電場切換(In-Plane Switching，簡稱IPS)液晶顯示器以及邊緣電場切換(Fringe-Field Switching，簡稱FFS)液晶顯示器是屬於平面控制模式寬視角技術的液晶顯示器。

傳統的IPS或FFS液晶顯示面板100的結構剖面圖如第1圖所示，彩色濾光片基板10的背面具有導電層12，其係利用導電的方式將液晶顯示面板內的靜電消除，以避免靜電放電產生的問題。另外，在彩色濾光片基板10的正面則具有彩色濾光片層14以及平坦層16。陣列基板20上設置下透明電極層22，在下透明電極層22上形成絕緣層26，上透明電極24則形成於絕緣層26上。陣列基板20與彩色濾光片基板10對向設置，中間夾設液晶層18，以完成液晶顯示面板100。

為了符合產品更輕薄化的需求，需要將彩色濾光片基板10的厚度薄化，而彩色濾光片基板的薄化通常是在其背面進行蝕刻。由於傳統的IPS或FFS液晶顯示面板中，防止靜電放電的導電層12係設置於彩色濾光片基板10的背面，因此在彩色濾光片基板的薄化步驟後，導電層12會被蝕刻掉，無法達到防止靜電放電的作用。

因此，業界亟需一種針對彩色濾光片基板之導電層設計的液晶顯示面板，其可以同時滿足彩色濾光片基板薄化及防止靜電放電的需求。

本發明提供一種包含液晶顯示面板之影像顯示系統，該液晶顯示面板包括：一第一基板，其上具有複數條互相垂直之資料線和掃瞄線，第一透明電極層設置於資料線之上，第二透明電極層設置於第一透明電極層之上。一第二基板與第一基板對向設置，並具有一內面。導電層設置於第二基板之內面上，以及一液晶層設置於第一基板與第二基板之間。

為了讓本發明之上述目的、特徵、及優點能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之液晶顯示面板係在彩色濾光片基板面對陣列基板的內側表面上設置防止靜電放電的導電層，以克服傳統的液晶顯示面板在彩色濾光片基板薄化製程後，導電層會消失的問題。同時，位於彩色濾光片基板之內側表面上的導電層也不會影響液晶顯示面板的光學特性。

請參閱第2圖，其係顯示根據本發明一實施例之液晶顯示面板200的剖面圖。液晶顯示面板200包含彩色濾光片基板201，例如為玻璃基板，在彩色濾光片基板201之內側表面201a上形成導電層203，其係用以防止靜電放電產生。導電層203的材料可以是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，簡稱IZO)或其他合適的透明導電材料，其厚度可介於約0.01至0.2μm之間，較佳約為0.015μm。接著，在導電層203上先形成平坦層205，在一實施例中，平坦層205的厚度可約為1μm。然後，在平坦層205上形成彩色濾光片層207，彩色濾光片層207的厚度可約為2μm。

由於在導電層203上直接塗佈彩色濾光片層207較困難，因此可以在導電層203上先形成平坦層205，然後才在平坦層205上塗佈彩色濾光片層207。接著，在彩色濾光片層207上形成另一平坦層209，其厚度可約為1.5μm。平坦層205和209的材料可以是有機材料，例如樹脂。

此外，液晶顯示面板200還包含與彩色濾光片基板201對向設置的陣列基板223，在陣列基板223上具有複數條互相垂直的資料線221和掃瞄線(未繪出)。在資料線221上形成絕緣層219，然後在絕緣層219上形成下透明電極層215。接著，在下透明電極層215上形成另一絕緣層217，並在絕緣層217上形成圖案化的上透明電極層213，上透明電極層213中具有孔隙227。上透明電極層213和下透明電極層215的材料例如為ITO或IZO，絕緣層217和219的材料例如為矽氮化物(SiNx)。接著，在陣列基板223和彩色濾光片基板201之間夾設液晶層211，以完成液晶顯示面板200。液晶層211可以是正型或負型液晶材料，在一實施例中，液晶層211的厚度約為3μm。

接著，可以對彩色濾光片基板201進行薄化製程，薄化後的彩色濾光片基板201之厚度可約為200μm。由於在本發明之液晶顯示面板200中，導電層203係設置於彩色濾光片基板201的內側表面上，因此，在彩色濾光片基板201的薄化製程後，導電層203不會被蝕刻掉，可同時滿足彩色濾光片基板薄化及防止靜電放電的需求。

請參閱第3圖，其係顯示根據本發明另一實施例之液晶顯示面板200的剖面圖。第3圖與第2圖之液晶顯示面板200的差別在於第3圖之導電層203係介於彩色濾光片層207和平坦層209之間。在彩色濾光片基板201上先形成彩色濾光片層207，然後在彩色濾光片層207上形成導電層203，接著在導電層203上形成平坦層209。由於在彩色濾光片層207上沈積導電層203較容易，因此不需要在彩色濾光片層207上先形成平坦層。其他元件的形成方式及結構與上述第2圖的液晶顯示面板200之實施例相同，在此不再贅述。

請參閱第4圖，其係顯示根據本發明又另一實施例之液晶顯示面板200的剖面圖。第4圖與第2、3圖之液晶顯示面板200的差別在於第4圖之導電層203係設置於彩色濾光片層207和平坦層209之上。在彩色濾光片基板201上先形成彩色濾光片層207，然後在彩色濾光片層207上形成平坦層209，接著在平坦層209上形成導電層203。其他元件的形成方式及結構與上述第2圖的液晶顯示面板200之實施例相同，在此不再贅述。

液晶顯示面板200中的上透明電極層213為圖案化的透明電極層，請參閱第5圖，其係顯示根據本發明一實施例之上透明電極層213的平面示意圖，其中沿著第5圖的線5-5’之剖面圖如第2至4圖所示。在兩條相鄰的資料線221和兩條相鄰的掃瞄線225之間定義一次畫素區，在次畫素區內的上透明電極層213具有複數個孔隙227，其係與資料線221平行排列。雖然在第5圖中顯示2個孔隙227，熟悉此技藝人士當可瞭解，上透明電極層213也可具有1個或2個以上的孔隙，並且孔隙的大小以及孔隙之間的間隔可以調整。

請參閱第6圖，其係顯示根據本發明另一實施例之上透明電極層213的平面示意圖，其中孔隙228的排列方式為單一區域(mono domain)，並以單一方向平行排列。第6圖與第5圖之上透明電極層213的差別在於這些孔隙228係傾斜於掃瞄線225。

請參閱第7圖，其係顯示根據本發明又另一實施例之上透明電極層213的平面示意圖，其與第6圖之上透明電極層213的差別在於其中的孔隙229和230之排列方向不同，其排列方式為雙區域(dual domain)。這些孔隙229和230係傾斜於掃瞄線225，並以兩個方向平行排列。

本發明之液晶顯示面板200中的導電層203可以是全面性的導電層或圖案化的導電層，請參閱第8圖，其係顯示根據本發明一實施例之液晶顯示面板200中，導電層203與上透明電極層213的相對位置之平面示意圖，其中導電層203為圖案化的導電層。圖案化的導電層203具有一開口233對應於次畫素區，開口233的邊緣與上透明電極層213之孔隙227的一邊緣之間具有一間距W，該間距可介於約0至5μm之間，亦即導電層開口233的邊緣可以與上透明電極層213之孔隙227的一邊緣重疊或相隔一距離。

請參閱第9圖，其係顯示根據本發明一實施例之液晶顯示面板，沿著第8圖中的線9-9’之剖面圖。第9圖的液晶顯示面板200係依據本發明第2圖之液晶顯示面板的架構為基礎，其與第2圖的差別在於其中的導電層203為圖案化的導電層，導電層203中具有一開口233。另外，沿著第8圖中的線9-9’之剖面圖也可以根據第3至4圖之液晶顯示面板的架構為基礎，但其中的導電層203為圖案化的導電層，導電層203中具有開口233。

此外，本發明之液晶顯示面板200中的導電層203之電壓設定可以為不接地、接地或施加0～8V的電壓，不接地亦即為不施加電壓，因此導電層203的電壓為浮動(floating)；接地則是在導電層203上施加一共用電壓(Vcom)。當導電層203為全面性的導電層，且電壓為浮動時，本發明之液晶顯示面板的穿透率(transmission)和對比(contrast ratio)與傳統的液晶顯示面板相當；當導電層203為圖案化的導電層，電壓設定為共用電壓(Vcom)，且當間距W大於0μm時，其液晶顯示面板的穿透率和對比會大於當間距W為0μm時之穿透率和對比，而且也會大於當導電層203為全面性的導電層時之穿透率和對比。

由於當間距W大於0μm時會產生傾斜電場，此傾斜電場水平方向的分量可使得液晶轉動，因此可增加液晶顯示面板之穿透率和對比。

綜上所述，本發明之液晶顯示面板中，設置於彩色濾光片基板內側表面上的導電層不僅可以滿足彩色濾光片基板薄化和防止靜電放電之需求，同時還可以藉由導電層的圖案化設計，減少液晶顯示面板之光學特性受到影響的程度。

為完成液晶顯示器的製作，熟悉此技藝人士可依照傳統方式將一對上下偏光板夾設上述之液晶顯示面板，並以一背光源裝置設置於下偏光板之下。在本發明之一實施例中，液晶可以是正型液晶，液晶的預傾角(pre-tilt angle)可為1度，液晶的配向(rubbing)方向可以與下偏光板的吸收軸方向一致，而且上偏光板的吸收軸方向垂直於下偏光板之吸收軸方向，使得液晶顯示面板成為常黑(normally-black)的面板。

本發明之液晶顯示面板結構可應用於寬視角技術的液晶顯示器，例如IPS或FFS液晶顯示器。

接著請參閱第10圖，其為根據本發明之包含液晶顯示面板的影像顯示系統500之配置示意圖，其中包含液晶顯示器300，該液晶顯示器具有本發明所述之液晶顯示面板200，以及一對上下偏光板夾設該液晶顯示面板200，一背光源裝置設置於下偏光板之下，該液晶顯示器300可為電子裝置的一部份。一般而言，影像顯示系統500包含液晶顯示器300及輸入單元400，輸入單元與液晶顯示器300耦接，並傳輸訊號至液晶顯示器，使液晶顯示器顯示影像。影像顯示系統500可為行動電話、數位相機、個人數位助理(PDA)、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。

雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

100．．．液晶顯示面板

10．．．彩色濾光片基板

12．．．導電層

14．．．彩色濾光片層

16．．．平坦層

18．．．液晶層

20．．．陣列基板

22．．．下透明電極層

24．．．上透明電極層

26．．．絕緣層

200．．．液晶顯示面板

201．．．彩色濾光片基板

201a．．．內側表面

203．．．導電層

205、209．．．平坦層

207．．．彩色濾光片層

211．．．液晶層

213．．．上透明電極層

215．．．下透明電極層

217、219．．．絕緣層

221．．．資料線

223．．．陣列基板

225．．．掃瞄線

227、228、229、230．．．孔隙

233．．．導電層之開口

W．．．導電層開口邊緣與上透明電極孔隙之一邊緣的間距

300．．．液晶顯示器

400．．．控制單元

500．．．影像顯示系統

第1圖為習知的IPS或FFS液晶顯示面板之結構剖面圖。

第2圖為依據本發明之一實施例的液晶顯示面板之剖面圖。

第3圖為依據本發明另一實施例的液晶顯示面板之剖面圖。

第4圖為依據本發明又另一實施例的液晶顯示面板之剖面圖。

第5圖為依據本發明一實施例之上透明電極層的平面示意圖。

第6圖為依據本發明另一實施例之上透明電極層的平面示意圖。

第7圖為依據本發明又另一實施例之上透明電極層的平面示意圖。

第8圖為依據本發明一實施例之導電層與上透明電極層的相對位置之平面示意圖。

第9圖為依據本發明一實施例之液晶顯示面板，係顯示沿著第8圖中的線9-9’之剖面圖。

第10圖為本發明一實施例之包含液晶顯示面板的影像顯示系統之配置示意圖。

200．．．液晶顯示面板

201．．．彩色濾光片基板

201a．．．內側表面

203．．．導電層

205、209．．．平坦層

207．．．彩色濾光片層

211．．．液晶層

213．．．上透明電極層

215．．．下透明電極層

217、219．．．絕緣層

221．．．資料線

223．．．陣列基板

227．．．孔隙

Claims (19)

1. 一種影像顯示系統，包含：一液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括：一第一基板，其上具有複數條互相垂直之資料線和掃瞄線；一第一透明電極層，設置於該些資料線之上；一第二透明電極層，設置於該第一透明電極層之上，其中該第二透明電極層為一圖案化的透明電極層，且具有複數個孔隙；一第二基板，與該第一基板對向設置，具有一內面；一導電層，設置於該第二基板之該內面上，其中該導電層為一圖案化的透明電極層，且具有一開口；以及一液晶層，設於該第一基板與第二基板之間，其中該第二透明電極層的該些孔隙完全重疊於該導電層的該開口之範圍內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一彩色濾光片層和一第一平坦層設置於該第二基板之內面上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該導電層設置於該第二基板和該彩色濾光片層之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之影像顯示系統，更包括一第二平坦層，設置於該導電層上，且介於該導電層和該彩色濾光片層之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像顯示系統，其中該第一平坦層和該第二平坦層包括一有機材料。
6. 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該導電層設置於該彩色濾光片層之上，且介於該彩色濾光片層和該第一平坦層之間。
7. 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該導電層設置於該第一平坦層上，且介於該第一平坦層和該第一基板之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該導電層之電壓設定包括不接地、接地或0~8V的電壓。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該些孔隙的排列方式包括平行於該資料線排列、傾斜於該掃瞄線且依單一方向平行排列或傾斜於該掃瞄線且依兩個方向平行排列。
10. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該導電層之該開口的一邊緣與該第二透明電極層之孔隙的一邊緣之間具有一間距。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像顯示系統，其中該間距介於0至5μm之間。
12. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該第一透明電極層、該第二透明電極層和該導電層的材料包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
13. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一第一絕緣層設置於該些資料線與該第一透明電極層之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括一第二絕緣層設置於該第一透明電極層與該第二透明電 極層之間。
15. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該液晶層包括正型或負型液晶材料。
16. 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包含一液晶顯示器，該液晶顯示器包含該液晶顯示面板。
17. 如申請專利範圍第16項所述之影像顯示系統，其中該液晶顯示器包括平面電場切換液晶顯示器或邊緣電場切換液晶顯示器。
18. 如申請專利範圍第16項所述之影像顯示系統，更包含一電子裝置，該電子裝置包含：該液晶顯示器；以及一輸入單元，與該液晶顯示器耦接，其中該輸入單元傳輸訊號至該液晶顯示器，以使該液晶顯示器顯示影像。
19. 如申請專利範圍第18項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置係為一行動電話、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用顯示器或可攜式DVD播放機。