CN102231029A - 像素结构、主动组件数组基板与液晶显示面板 - Google Patents

像素结构、主动组件数组基板与液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种像素结构，设置在具有水平方向与垂直方向的基板上，且借助扫描线与数据线而驱动。像素结构包括：像素电极以及主动组件。像素电极具有第一延伸部、与连接到第一延伸部的第二延伸部，其中，第一延伸部与水平方向的第一夹角为θ度，第二延伸部与水平方向的第二夹角为(360-θ)度，而数据线平行于第一延伸部与第二延伸部。像素电极还具有垂直于数据线的多个狭缝，且像素电极通过主动组件而电性连接到扫描线与数据线。利用上述方式，本发明使像素电极本身(第一延伸部与第二延伸部)形成在液晶分子的倾倒方向上，可驱动液晶分子进行明确倒向。因此，本发明的像素结构能提供良好的液晶效率、穿透率、对比值与液晶反应时间。

Description

像素结构、主动组件数组基板与液晶显示面板
技术领域
本发明涉及一种像素结构、与具有此像素结构的主动组件数组基板及液晶显示面板，尤其是一种能提升液晶效率(Liquid crystal efficiency)的像素结构、与具有此像素结构的主动组件数组基板及液晶显示面板。
背景技术
目前液晶显示面板，一般是采用垂直配向式(Vertical Alignment，VA)技术使液晶分子往特定方向倾倒，而达成广视角要求。关于液晶显示面板的垂直配向式技术，主要以多域垂直配向型(Multi-domain Vertically Alignment，MVA)与图案垂直配向型(PatternVertically Alignment，PVA)为主。
图1为现有技术的多域垂直配向型液晶显示面板的剖面示意图。请参照图1，多域垂直配向型液晶显示面板100包括：薄膜晶体管数组基板110、彩色滤光基板120与液晶层130。薄膜晶体管数组基板110具有组件基板112与像素电极114，且在像素电极114上刻画有狭缝S。彩色滤光基板120具有滤光基板122与对向电极124，且在对向电极124上设置有突出物P。
图2为现有技术的图案垂直配向型液晶显示面板的剖面示意图。请参照图2，图案垂直配向型液晶显示面板102包括：薄膜晶体管数组基板110、彩色滤光基板120与液晶层130。薄膜晶体管数组基板110具有组件基板112与像素电极114，且在像素电极114上刻画有狭缝S。彩色滤光基板120具有滤光基板122与对向电极124，且在对向电极124上也刻画有狭缝S。利用上下的两个狭缝S来产生电场E，以使液晶分子132往特定方向倾倒。
不论是多域垂直配向型液晶显示面板100或是图案垂直配向型液晶显示面板102，为了要获得较佳的光学特性，在加电压的过程中需使液晶分子132倒向45度的方向。更详细地说，需将上述的狭缝S以45度方向刻画在像素电极114(或对向电极124)中，且将上述的突出物P以45度方向设置在对向电极124上。
然而，设置大量的狭缝S与突出物P将增加像素结构的开口区的暗线数目，造成穿透率下降。另外，多域垂直配向型液晶显示面板100的突出物P附近的液晶分子132具有预倾角，将造成暗态漏光及对比值下降。
发明内容
为解决上述现有技术狭缝S与突出物P将增加像素结构的开口区的暗线数目，造成穿透率下降技术问题，有必要提供一种像素结构，在垂直配向模式时，此像素结构能提供良好的液晶效率、穿透率、对比值与液晶反应时间。
还有必要提供一种主动组件数组基板，具有数组排列的多数个像素结构，能提供良好的液晶效率、穿透率、对比值与液晶反应时间。
再有必要提供一种液晶显示面板，具有上述的主动组件数组基板，能够显示良好质量的影像。
一种像素结构，设置在具有水平方向与垂直方向的基板上，且借助扫描线与数据线而驱动。像素结构包括：像素电极以及主动组件。像素电极具有第一延伸部、与连接到第一延伸部的第二延伸部，其中，第一延伸部与水平方向的第一夹角为θ度，第二延伸部与水平方向的第二夹角为(360-θ)度，而数据线平行于第一延伸部与第二延伸部，像素电极还具有垂直于数据线的多个狭缝。像素电极通过主动组件而电性连接到扫描线与数据线。
一种主动组件数组基板包括：基板、扫描线与数据线以及像素结构。基板具有水平方向与垂直方向。扫描线与数据线设置于基板上。像素结构设置于基板上，像素结构借助扫描线与数据线而驱动，像素结构包括：像素电极以及主动组件。像素电极具有第一延伸部、与连接到第一延伸部的第二延伸部，其中，第一延伸部与水平方向的第一夹角为θ度，第二延伸部与水平方向的第二夹角为(360-θ)度，而数据线平行于第一延伸部与第二延伸部，像素电极还具有垂直于数据线的多个狭缝。像素电极通过主动组件而电性连接到扫描线与数据线。
一种液晶显示面板包括：上述的主动组件数组基板、彩色滤光基板以及液晶层。彩色滤光基板对向于主动组件数组基板。液晶层位于主动组件数组基板与彩色滤光基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一夹角为45度，该第二夹角为315度。
在本发明的一实施例中，上述的数据线与像素电极之间相隔一间距。
在本发明的一实施例中，上述之间距的范围是从3微米((m)到10微米((m)。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极的两侧均设置有数据线。
在本发明的一实施例中，上述的主动组件包括栅极、源极与漏极。栅极电性连接到对应的扫描线。源极电性连接到对应的数据线。漏极电性连接到对应的像素电极。
在本发明的一实施例中，上述的狭缝是位于第一延伸部及第二延伸部的两侧，且构成一梳子状结构。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极还包括：一第三延伸部，连接该第一延伸部与该第二延伸部。
在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板包括：玻璃基板、彩色滤光层以及对向电极。彩色滤光层设置于玻璃基板上。对向电极设置于彩色滤光层上。
利用上述的方式，本发明使像素电极本身(第一延伸部与第二延伸部)形成在液晶分子的倾倒方向上，可驱动液晶分子进行明确倒向。因此，本发明的像素结构能提供良好的液晶效率、穿透率、对比值与液晶反应时间。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是一种现有技术多域垂直配向型液晶显示面板的剖面示意图。
图2是一种现有技术图案垂直配向型液晶显示面板的剖面示意图。
图3是本发明较佳实施例的一种像素结构的俯视示意图。
图4A～图4B为本发明较佳实施例的另外两种像素结构的俯视示意图。
图5A为图3的像素结构的照片图。
图5B为现有技术图1的多域垂直配向型液晶显示面板的像素结构的照片图。
图6为本发明较佳实施例的一种主动组件数组基板的俯视示意图。
图7为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的示意图。
具体实施方式
图3为本发明较佳实施例的一种像素结构的俯视示意图。请参照图3，像素结构200设置在具有水平方向X与垂直方向Y的基板G上，且借助扫描线310与数据线320而驱动。像素结构200包括：像素电极210以及主动组件220。像素电极210具有第一延伸部212、与连接到第一延伸部212的第二延伸部214，其中，第一延伸部212与水平方向X的第一夹角θ1为θ度，第二延伸部214与水平方向X的第二夹角θ2为(360-θ)度，而数据线320平行于第一延伸部212与第二延伸部214。
像素电极210还具有垂直于数据线320的多个狭缝FS，这些狭缝FS可位于第一延伸部212及第二延伸部214的两侧，并相隔一既定的距离，以提供后续液晶分子(未绘示)的指向。此外，上述狭缝FS也可以称为微狭缝，且在第一延伸部212及第二延伸部214的两侧构成梳子状(jagger)或锯齿状(tooth)的结构。像素电极210通过主动组件220而电性连接到扫描线310与数据线320。
在一实施例中，第一夹角θ1较佳为45度，第二夹角θ2较佳为315度。也就是说，在液晶分子进行倒向的方向(即45度角或315度角)上制作像素电极210，也就是说，使第一延伸部212在45度方向上延伸，且使第二延伸部214在315度方向上延伸。然而，本发明并不限定第一夹角θ1与第二夹角θ2的数值(即第一延伸部212与第二延伸部214的延伸方向)，需看液晶显示面板的设计需求而定。
另外，当第一夹角θ1为45度，第二夹角θ2为315度时，如第一延伸部212与第二延伸部214之间的夹角为90度，且形成为图3所示的”ㄑ形”像素结构200。然而，本发明并不限定于此，只要第一延伸部212与水平方向X的第一夹角θ1为θ度，第二延伸部214与水平方向X的第二夹角θ2为(360-θ)度，那么第一延伸部212与第二延伸部214互相连接处的角度可为任意值。
请继续参照图3，数据线320与像素电极210之间相隔一间距D。此间距D的范围例如是从3微米((m)到10微米((m)。更详细而言，如图3所示的像素结构200直接利用数据线320与像素电极210之间之间距D来作为主狭缝(Main slit)，用来使液晶分子进行明确的倒向。另外，调整间距D的范围，可以改变使液晶分子倒向的电场的大小。
值得注意的是，在如图3所示的像素结构200中，像素电极210的两侧均设置有数据线320。利用像素电极210与两侧的数据线320，来提供使液晶分子进行倒向的均匀电场。特别是，像素电极210具有垂直于数据线320的狭缝FS。利用这些狭缝FS所产生的电场可协助液晶分子进行倾倒，以缩短液晶分子的液晶反应时间。
另外，主动组件220可包括栅极220a、源极220b与漏极220c。栅极220a电性连接到对应的扫描线310。源极220b电性连接到对应的数据线320。漏极220c电性连接到对应的像素电极210。在图3中，直接以扫描线310的一部分来作为栅极220a，然而，也可以另外设置的方式来制作栅极220a。另外，像素电极210的材料可以是铟锡氧化物或铟锌氧化物之类的透明导电材质。
综上所述，借助像素电极210的形状设计、且像素电极310的两侧设置有数据线320，当对于像素电极210施加电压，由于像素电极210本身已经在45度或315度方向延伸，所以液晶分子(未绘示)可明确倒向45度或315度的方向。如此一来，能得到较佳的液晶效率与穿透率。
上述的像素结构200具有至少下列优点：第一，相较于现有技术还需要在像素电极114或对向电极124上制作45度方向的狭缝S而言，本发明的像素结构200无需额外刻画狭缝S，直接利用间距D作为主狭缝，能减少像素结构200的开口区的暗线数量，以增加穿透率；第二，在像素结构200中，像素电极210的边缘电场方向一致，所以像素电极210的边缘不会产生不连续线(Disclination)，能增加穿透率；第三，像素电极210本身已经为45度角或315度角设计，在施加电压后，液晶分子可明确倒向45度或315度角，而能缩短液晶反应时间；第四，像素结构200的制作步骤不会增加，能够以低成本得到高质量(高穿透率、低暗态漏光)的像素结构200。
图4A～图4B为本发明较佳实施例的另外两种像素结构的俯视示意图。请同时参照图4A与图4B，像素结构202、204类似于图3所示的像素结构200。相同的组件标示以相同的符号，不同的处在于：像素电极210还包括第三延伸部216，连接第一延伸部212与第二延伸部214。
如图4A所示，在圆圈A中，第三延伸部216在垂直方向Y上延伸。另外，如图4B所示，在圆圈B中，第三延伸部216为圆弧线段。本发明并不限定第三延伸部216的形状，本领域技术人员可根据不同的设计需求进行改变。
图5A为图3的像素结构的照片图。图5B为现有技术中图1的多域垂直配向型液晶显示面板的像素结构的照片图。比较图5A与图5B可知，像素结构200的开口区内的暗线数量明显变少，穿透率大幅提升。相较于32寸广视角高分辨率的多域垂直配向型液晶显示面板100而言，像素结构200的液晶效率(穿透率)提升了约10％。
另外，像素结构200、202、204可配合使用过驱动技术(Over drive，OD)，在第一图框(未绘示)中施加比设定的电压还高的电压，以使像素结构200、202、204的灰阶对灰阶反应时间(Gray to Gray respond time)小于6微秒(ms)。此灰阶对灰阶反应时间相当接近一般多域垂直配向型液晶显示面板100的灰阶对灰阶反应时间。
图6为本发明较佳实施例的一种主动组件数组基板的俯视示意图。请参照图6，此主动组件数组基板400，包括：基板G、扫描线310与数据线320以及像素结构200。基板G具有水平方向X与垂直方向Y。扫描线310与数据线320设置于基板G上。像素结构200设置于基板G上，像素结构200通过扫描线310与数据线320而驱动。
此主动组件数组基板400采用如图3所示的像素结构200，因而能够良好地驱动液晶分子进行倒向，而得到良好的液晶效率、穿透率、对比值与液晶反应时间。当然，也能够采用图4A与图4B所示的像素结构202、204来制作上述的主动组件数组基板400。
图7为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的示意图。此液晶显示面板500包括：主动组件数组基板510、彩色滤光基板520以及液晶层530。彩色滤光基板520对向于主动组件数组基板510。液晶层530位于主动组件数组基板510与彩色滤光基板520之间。
值得注意的是，主动组件数组基板510可采用上述的主动组件数组基板400。因此，能够良好地驱动液晶分子，以显示具有良好质量的影像。
请继续参照图7，彩色滤光基板520可包括：玻璃基板522、彩色滤光层524以及对向电极526。彩色滤光层524设置于玻璃基板522上。对向电极526设置于彩色滤光层524上。尤其是，主动组件数组基板510具有上述的像素结构200、202、204，可使液晶分子进行明确的倒向。因此，彩色滤光基板520侧不需要再设置突起物P或狭缝S，故暗态漏光明显变少，对比值可大幅提升，对比值约可大于5,000。
综上所述，本发明的像素结构、主动组件数组基板与液晶显示面板至少具有以下优点：
直接在液晶分子的倒向上(如45度与315度)制作像素电极，且在像素电极的两侧平行设置数据线。可直接利用数据线与像素电极之间的间距来作为主狭缝，使液晶分子具有明确倒向。因此，在像素电极内部就不需要再挖45度方向的主狭缝，可减少暗线数量并增加穿透率。这样的像素结构可达到高穿透率与广视角的功能，并能省略彩色滤光基板侧的狭缝或突起物，进一步降低暗态漏光、且能提升对比值。

Claims (20)

1.一种像素结构，设置在具有水平方向与垂直方向的基板上，该像素结构借助扫描线与数据线而驱动，其特征在于：该像素结构包括：像素电极和主动组件，该像素电极包括第一延伸部、与连接到该第一延伸部的第二延伸部，其中，该第一延伸部与该水平方向的第一夹角为θ度，该第二延伸部与该水平方向的第二夹角为360-θ度，而该数据线平行于该第一延伸部与该第二延伸部，该像素电极还具有垂直于该数据线的多个狭缝；该像素电极通过该主动组件而电性连接到该扫描线与该数据线。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该第一夹角为45度，该第二夹角为315度。
3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该数据线与该像素电极之间相隔一间距。
4.如权利要求3所述的像素结构，其特征在于：该间距的范围是从3微米到10微米。
5.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该像素电极的两侧均设置有该数据线。
6.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该主动组件包括：栅极、源极及漏极，该栅极电性连接到对应的该扫描线；该源极电性连接到对应的该数据线；该漏极电性连接到对应的该像素电极。
7.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该些狭缝是位于该第一延伸部及该第二延伸部的两侧，且构成一梳子状结构。
8.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于：该像素电极还包括第三延伸部，连接该第一延伸部与该第二延伸部。
9.一种主动组件数组基板，包括：基板、扫描线、数据线及像素结构，该基板具有水平方向与垂直方向；该扫描线与数据线设置于该基板上；该像素结构设置于该基板上，该像素结构借助该扫描线与该数据线而驱动，该像素结构包括：像素电极与主动组件，该像素电极包括第一延伸部、与连接到该第一延伸部的第二延伸部，其中，该第一延伸部与该水平方向的第一夹角为θ度，该第二延伸部与该水平方向的第二夹角为360-θ度，而该数据线平行于该第一延伸部与该第二延伸部，该像素电极还具有垂直于该数据线的多个狭缝；该主动组件，该像素电极通过该主动组件而电性连接到该扫描线与该数据线。
10.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该第一夹角为45度，该第二夹角为315度。
11.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该数据线与该像素电极之间相隔一间距。
12.如权利要求11所述的主动组件数组基板，其特征在于：该间距的范围是从3微米到10微米。
13.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该像素电极的两侧均设置有该数据线。
14.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该主动组件包括：栅极、源极及漏极，该栅极电性连接到对应的该扫描线；该源极电性连接到对应的该数据线；该漏极电性连接到对应的该像素电极。
15.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该些狭缝是位于该第一延伸部及该第二延伸部的两侧，且构成一梳子状结构。
16.如权利要求9所述的主动组件数组基板，其特征在于：该像素电极还包括第三延伸部，连接该第一延伸部与该第二延伸部。
17.一种液晶显示面板，其包括：主动组件数组基板、彩色滤光基板及液晶层，该主动组件数组基板包括：具有水平方向及垂直方向的基板、设置于该基板上的数据线及扫描线及像素结构；该彩色滤光基板对向于该主动组件数组基板；该液晶层位于该主动组件数组基板与该彩色滤光基板之间；其特征在于：该像素结构包括像素电极，该像素电极包括：第一延伸部、与连接到该第一延伸部的第二延伸部，该第一延伸部与该水平方向的第一夹角为θ度，该第二延伸部与该水平方向的第二夹角为360-θ度，而该数据线平行于该第一延伸部与该第二延伸部，该像素电极还具有垂直于该数据线的多个狭缝。
18.如权利要求17所述的液晶显示面板，其特征在于：该第一夹角为45度，该第二夹角为315度。
19.如权利要求17所述的液晶显示面板，其特征在于：该数据线与该像素电极之间相隔一间距，该间距的范围是从3微米到10微米。
20.如权利要求17所述的液晶显示面板，其特征在于：该像素电极还包括第三延伸部，连接该第一延伸部与该第二延伸部。
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