CN102566181A - 显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示面板，包括第一基板、多条扫描线、多条数据线、多个像素单元、第二基板、显示介质以及彩色滤光层。多条扫描线以及多条数据线设置于第一基板上。多个像素单元与扫描线以及数据线电性连接。每一个像素单元包括第一、第二、第三以及第四像素。第一像素的狭缝图案以及第二像素的狭缝图案的延伸方向不同于第三像素的狭缝图案以及第四像素的狭缝图案至少其中之一的延伸方向。彩色滤光层包括对应第一像素设置的第一颜色滤光图案、对应第二像素设置的第二颜色滤光图案以及对应第三像素以及第四像素设置的第三颜色滤光图案。本发明可降低显示面板在大视角的色偏问题。

Description

显示面板
技术领域
本发明涉及一种显示面板，尤其涉及一种边际场切换式(Fringe FieldSwitching，FFS)液晶显示面板。
背景技术
近年来随着光电技术与半导体制造技术的成熟，带动了平面显示器(FlatPanel Display)的蓬勃发展。液晶显示器基于其低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点更逐渐取代传统的阴极射线管显示器，而成为近年来显示器产品的主流。然而，液晶显示器仍存在视角受限的问题。目前，能够达成广视角要求的技术包括了扭转向列型(twisted nematic，TN)液晶加上广视角膜(wide viewing film)、共平面切换式(in-plane switching，IPS)液晶显示器、边际场切换式(Fringe Field Switching，FFS)液晶显示器与多域垂直配向式(Multi-domain vertically alignment，MVA)液晶显示器等。
目前边际场切换式液晶显示器所面临的是红、蓝、绿像素在大视角有不同程度的色偏问题。为了解决上述色偏问题，公知技术是将红、蓝、绿像素设计成具有两配向区域(two domains)。然，此种具有两配向区域的红、蓝、绿像素的缺点是会在像素的中央产生暗线(disclination)，而导致显示器的显示品质下降。
发明内容
本发明提供一种显示面板，以解决传统边际场切换式液晶显示面板所存在的问题。
本发明所提出的显示面板包括第一基板、多条扫描线、多条数据线、多个像素单元、第二基板、显示介质以及彩色滤光层。多条扫描线以及多条数据线设置于第一基板上。多个像素单元与扫描线以及数据线电性连接，其中每一个像素单元包括第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素，且第一、第二、第三以及第四像素各自包括有源元件、像素电极以及共用电极。像素电极与有源元件电性连接，共用电极对应像素电极设置，且像素电极或是共用电极具有至少一狭缝图案。第一像素的狭缝图案以及第二像素的该狭缝图案具有第一延伸方向，第三像素的狭缝图案以及第四像素的狭缝图案至少其中之一具有第二延伸方向，且第一延伸方向与第二延伸方向不相同。第二基板位于第一基板的对向。显示介质位于第一基板与第二基板之间。彩色滤光层包括对应第一像素设置的第一颜色滤光图案、对应第二像素设置的第二颜色滤光图案以及对应第三像素以及第四像素设置的第三颜色滤光图案。
基于上述，第一像素的狭缝图案以及第二像素的狭缝图案的延伸方向不同于第三像素的狭缝图案以及第四像素的狭缝图案至少其中之一的延伸方向，且彩色滤光层的第三滤光图案对应第三像素以及第四像素设置。通过上述设计可以降低显示面板在大视角的色偏问题。另外，因本发明的像素并未采用两个配向区域的设计，因此不会有传统像素所存在的产生暗线(disclination)而导致显示器的显示品质下降的问题。
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，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明一实施例显示面板的像素阵列的俯视示意图。
图2是根据本发明一实施例的显示面板的剖面示意图，其中图2是对应图1的像素阵列的剖面线I-I’以及剖面线II-II’处的剖面图。
图3是根据本发明一实施例显示面板的像素阵列的俯视示意图。
图4A是根据本发明一实施例的像素单元中的第一像素的剖面示意图。
图4B是根据本发明另一实施例的像素单元中的第一像素的剖面示意图。
图5是根据本发明一实施例的显示面板的色座标的示意图。
上述附图中的附图标记说明如下：
100：第一基板
102、104、106：绝缘层
104a：保护层
104b：平坦层
200：第二基板
300：显示介质
SL1、SL2：扫描线
DL1、DL2：数据线
P：像素单元
P1～P4：像素
T1～T4：有源元件
PE1～PE4：像素电极
CM：共用电极
O1～O4：开口
ST1～ST4：狭缝图案
g1：栅极
ch1：通道
s1：源极
d1：漏极
CF：彩色滤光层
F1～F4：彩色滤光图案
BM：遮光层
ML：金属线
PO1、PO2：偏光片
具体实施方式
图1是根据本发明一实施例显示面板的俯视示意图。图2是根据本发明一实施例的显示面板的剖面示意图，其中图2是对应图1的显示面板的剖面线I-I’以及MLII-II’处的剖面图。请同时参照图1以及图2，本实施例的显示面板包括第一基板100、多条扫描线SL1～SLn、多条数据线DL1～DLm、多个像素单元P、第二基板200、显示介质300以及彩色滤光层CF。
第一基板100上设置有像素阵列。如图1所示，多条扫描线SL1～SLn(图示仅示出SL1、SL2为例)以及多条数据线DL1～DLm(图示仅示出DL1～D2为例)设置于第一基板100上。像素单元P与扫描线SL1～SLn以及数据线DL1～DLm电性连接，且每一个像素单元P包括第一像素P1、第二像素P2、第三像素P3以及第四像素P4。
扫描线SL1～SLn以及数据线DL1～DLm彼此交越设置，且定义出多个像素区。扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLn之间夹有绝缘层102。基于导电性的考量，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLm一般是使用金属材料。然，本发明不限于此，根据其他实施例，扫描线SL1～SLn与数据线DL1～DLm也可以使用其他导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合适的材料)、或是金属材料与其它导材料的堆叠层。
承上所述，扫描线SL1～SLn以及数据线DL1～DLm在基板100上定义出多列(column)以及多行(row)的单元区域。在此，扫描线SL1～SLn由上至下排列成多行，且数据线DL1～DLm由左至右依序排列成多列。而第一、第二、第三以及第四像素P1～P4则是排列在上述扫描线SL1～SLn以及数据线DL1～DLm所定义出的多列以及多行的单元区域中。在本实施例中，第一像素P1以及第二像素P2是排列于同一行，且第三像素P3以及第四像素P4排列于同一行。更详细而言，若第一像素P1以及第二像素P2排列于第一行，那么第三像素P3以及第四像素P4则是排列于第二行。然而，本发明不限制第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的排列方式。换言之，在其他实施例中，所述第一、第二、第三以及第四像素P1～P4也可以都排列在同一行。
承上所述，第一像素P1包括有源元件T1、像素电极PE1以及共用电极CM。根据本实施例，共用电极CM是设置在绝缘层104上，像素电极PE1是对应设置在共用电极CM的上方，且像素电极PE1与共用电极CM之间被绝缘层106隔离。像素电极PE1与有源元件T1电性连接。更详细的说明是，像素电极PE1是通过贯穿绝缘层104、106的接触窗C1而与有源元件T1电性连接，如图4A所示，其中有源元件T1包括栅极g1、通道ch1、源极s1以及漏极d1，且像素电极PE1是通过接触窗C1而与漏极d1电性连接。此外，共用电极CM中具有开口O1，以使贯穿绝缘层104、106的接触窗C1不会与共用电极CM电性接触。在此，绝缘层104可包括保护层104a以及平坦层104b，保护层104a例如为无机材料而平坦层104b例如为有机材料，但本发明不限于此。
承上所述，在此实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE1的下方，且共用电极CM与像素电极PE1之间被绝缘层106隔离。另外，像素电极PE1具有至少一狭缝图案ST1，且狭缝图案ST1的延伸方向为D1。由于像素电极PE1的狭缝图案ST1具有单一的延伸方向D1，因此第一像素P1具有单一配向区域(one domain)。在本实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE1的下方，且狭缝图案ST1是形成在像素电极PE1中为例，但本发明不限于此。在其他的实施例中，共用电极CM也可以是设置于像素电极PE1的上方，且狭缝图案ST1是形成在共用电极CM中。
第二像素P2包括有源元件T2、像素电极PE2以及共用电极CM。根据本实施例，共用电极CM是设置在绝缘层104上，像素电极PE2是对应设置在共用电极CM的上方，且像素电极PE2与共用电极CM之间被绝缘层106隔离。像素电极PE2与有源元件T2电性连接。类似地，有源元件T2包括栅极、通道、源极以及漏极(未标示)，且像素电极PE2是通过贯穿绝缘层104、106的接触窗C2而与有源元件T2电性连接。在此，共用电极CM中具有开口O2，以使贯穿绝缘层104、106的接触窗C2不会与共用电极CM电性接触。
承上所述，在此实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE2的下方，且共用电极CM与像素电极PE2之间被绝缘层106隔离。另外，像素电极PE2具有至少一狭缝图案ST2，且狭缝图案ST2的延伸方向为D2。由于像素电极PE2的狭缝图案ST2具有单一的延伸方向D2，因此第二像素P2具有单一配向区域。在本实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE2的下方，且狭缝图案ST2是形成在像素电极PE2中为例，但本发明不限于此。在其他的实施例中，共用电极CM也可以是设置于像素电极PE2之上，且狭缝图案ST2是形成在共用电极CM中。
第三像素P3包括有源元件T3、像素电极PE3以及共用电极CM。根据本实施例，共用电极CM是设置在绝缘层104上，像素电极PE3是对应设置在共用电极CM的上方，且像素电极PE3与共用电极CM之间被绝缘层106隔离。像素电极PE3与有源元件T3电性连接。类似地，有源元件T3包括栅极、通道、源极以及漏极(未标示)，且像素电极PE3是通过贯穿绝缘层104、106的接触窗C3而与有源元件T3电性连接。在此，共用电极CM中具有开口O3，以使贯穿绝缘层104、106的接触窗C3不会与共用电极CM电性接触。
承上所述，在此实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE3的下方，且共用电极CM与像素电极PE3之间被绝缘层106隔离。另外，像素电极PE3具有至少一狭缝图案ST3，且狭缝图案ST3的延伸方向为D3。由于像素电极PE3的狭缝图案ST3具有单一的延伸方向D3，因此第三像素P3具有单一配向区域。在本实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE3的下方，且狭缝图案ST3是形成在像素电极PE3中为例，但本发明不限于此。在其他的实施例中，共用电极CM也可以是设置于像素电极PE3的上方，且狭缝图案ST3是形成在共用电极CM中。
第四像素P4包括有源元件T4、像素电极PE4以及共用电极CM。根据本实施例，共用电极CM是设置在绝缘层104上，像素电极PE4是对应设置在共用电极CM的上方，且像素电极PE4与共用电极CM之间被绝缘层106隔离。像素电极PE4与有源元件T4电性连接。类似地，有源元件T4包括栅极、通道、源极以及漏极(未标示)，且像素电极PE4是通过贯穿绝缘层104、106的接触窗C4而与有源元件T4电性连接。在此，共用电极CM中具有开口O4，以使贯穿绝缘层104、106的接触窗C4不会与共用电极CM电性接触。
承上所述，在此实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE4的下方，且共用电极CM与像素电极PE4之间被绝缘层106隔离。另外，像素电极PE4具有至少一狭缝图案ST4，且狭缝图案ST4的延伸方向为D4。由于像素电极PE4的狭缝图案ST4具有单一的延伸方向D4，因此第四像素P4具有单一配向区域。在本实施例中，共用电极CM是设置于像素电极PE4的下方，且狭缝图案ST4是形成在像素电极PE4中为例，但本发明不限于此。在其他的实施例中，共用电极CM也可以是设置于像素电极PE4的上方，且狭缝图案ST4是形成在共用电极CM中。
在本实施例中，对应于上述第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的共用电极CM为未图案的电极膜层且电性连接至共用电压(Vcom)。根据其他实施例，倘若狭缝图案ST1～ST4是形成在第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的共用电极CM中，那么第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的共用电极CM为图案化的电极膜层，且通过电极膜层的图案设计使得第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的共用电极CM电性连接至共用电压(Vcom)，如图3所示。请参照图3，在图3的第一、第二、第三以及第四像素P1～P4中，狭缝图案ST1～ST4是形成在第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的共用电极CM中，且共用电极CM是设置在像素电极PE1～PE4的上方。另外，第一、第二、第三以及第四像素P1～P4的像素电极PE1～PE4不具有狭缝图案，因此其各自为块状图案的像素电极。
承上所述，在本实施例中，上述第一像素P1的狭缝图案ST1的延伸方向D1与第二像素P2的狭缝图案ST2的延伸方向D2相同，且第三像素P3的狭缝图案ST3的延伸方向D3与第四像素P4的狭缝图案ST4的延伸方向D4相同。而且，延伸方向D1/D2不同于延伸方向D3/D4。但本发明不限于此，在其他的实施例中，第一像素P1的狭缝图案ST1的延伸方向D1与第二像素P2的狭缝图案ST2的延伸方向D2相同，而延伸方向D1/D2可以是不同于延伸方向D3或延伸方向D4。
根据本实施例，倘若扫描线SL1～SL2的延伸方向为D，那么延伸方向D1与延伸方向D之间具有夹角θ1，延伸方向D2与延伸方向D之间具有夹角θ2，延伸方向D3与延伸方向D之间具有夹角θ3，且延伸方向D4与延伸方向D之间具有夹角θ4。夹角θ1实质上等于夹角θ2，夹角θ3实质上等于夹角θ4，且夹角θ1/θ2不等于夹角θ3/θ4。在本实施例中，夹角θ3/θ4与夹角θ1/θ2互补，且夹角θ1/θ2与夹角θ3/θ4其中之一的角度小于90度且大于80度。举例来说，若夹角θ1/θ2为85度，那么夹角θ3/θ4为95度。
值得一提的是，在本实施例中，为了使像素具有最佳的开口率，数据线DL1～DLm是顺着延伸方向D1/D2以及延伸方向D3/D4延伸。换言之，本实施例的数据线DL1～DLm并非直线形式延伸或布局，本实施例的数据线DL1～DLm是随着各像素P1～P4的狭缝图案ST1～ST4的延伸方向来布局，因而数据线DL1～DLm是以折线形式延伸或布局。然而，本发明不限制数据线DL1～DLm的布局形式。
除了上述位于第一基板100上的像素阵列之外，本发明的显示面板还包括第二基板200以及显示介质300。请参照图2，第二基板200位于第一基板100的对向。显示介质300位于第一基板100与第二基板200之间。显示介质300包含液晶分子，且显示介质300的厚度可大于3.2微米以上。在本实施例中，彩色滤光层CF是设置于第二基板200，但本发明不以此为限。
彩色滤光层CF包括对应第一像素P1设置的第一颜色滤光图案F1、对应第二像素P2设置的第二颜色滤光图案F2以及对应第三像素P3以及第四像素P4设置的第三颜色滤光图案F3。在此，第一、第二以及第三颜色滤光图案F1、F2、F3分别为红色、绿色、蓝色滤光图案。换言之，第三像素P3以及第四像素P4上方都是对应设置第三颜色滤光图案F3(蓝色)。另外，彩色滤光层CF还可进一步包括遮光图案层BM，其是对应设置于各颜色滤光图案F1、F2、F3之间。
换言之，在本实施例中，对应第一颜色滤光图案F1(红色)设置的第一像素P1中的像素电极PE1的狭缝图案ST1的延伸方向D1与对应第二颜色滤光图案F2(绿色)设置的第二像素P2中的像素电极PE2的狭缝图案ST2的延伸方向D2相同。对应第三颜色滤光图案F3(蓝色)设置的第三像素P3的狭缝图案ST3的延伸方向D3与第四像素P4的狭缝图案ST4的延伸方向D4相同。而且，延伸方向D1/D2不同于延伸方向D3/D4。
在另一实施例中，彩色滤光层CF也可以设置于第一基板100上，如图4B所示。当彩色滤光层CF设置于第一基板100上时，所述彩色滤光层CF的滤光图案(例如是第一颜色滤光图案F1)是设置于绝缘层(保护层)104a上方，且像素电极PE1～PE4以及共用电极CM是设置在彩色滤光层CF的滤光图案(例如是第一颜色滤光图案F1)上方。换言之，在本发明中，彩色滤光层CF可以设置于第一基板100上也可以设置于第二基板200上。
另外，本实施例之显示面板可进一步包括偏光片PO1、PO2。偏光片PO1位于第一基板100的表面上，且偏光片PO2位于第二基板200表面上。特别是，偏光片PO1(或PO2)的偏振方向与扫描线SL1～SLn的延伸方向平行或是垂直。倘若偏光片PO1(或PO2)的偏振方向与扫描线SL1～SLn的延伸方向平行，那么偏光片PO1(或PO2)的偏振方向与第一、第二像素P1/P2的狭缝图案ST1/ST2的延伸方向D1/D2之间具有夹角θ。偏光片PO1(或PO2)的偏振方向与第三、第四像素P3/P4的狭缝图案ST3/ST4的延伸方向D3/D4之间具有夹角θ’。在此，夹角θ与夹角θ’互补，且夹角θ与夹角θ’其中之一不等于90度且大于80度。举例来说，若夹角θ为85度，那么夹角θ’为95度。
基于上述，在本实施例中，对应第一颜色滤光图案F1(红色)设置的第一像素P1中的狭缝图案ST1的延伸方向D1与对应第二颜色滤光图案F2(绿色)设置的第二像素P2的狭缝图案ST2的延伸方向D2相同。对应第三颜色滤光图案F3(蓝色)设置的第三像素P3的狭缝图案ST3的延伸方向D3与第四像素P4的狭缝图案ST4的延伸方向D4相同。而且，延伸方向D1/D2不同于延伸方向D3/D4。由于本实施例的第一、第二、第三以及第四像素P1～P4各自皆为单一配向区域(one domain)，因此在各像素中不会有传统像素所存在的产生暗线(disclination)而导致显示器的显示品质下降的问题。
另外，本实施例通过上述第一、第二、第三以及第四像素P1～P4中的狭缝图案ST1～ST4的延伸方向的设计可以调整大视角的色座标，进而得以控制白点色座标。特别是，通过在第三以及第四像素P3、P4上方设置第三颜色滤光图案(蓝色)来修正纯色色座标，可以改善色偏的问题，如图5所示。更详细来说，当以大视角观看显示面板时，第一与第二像素P1、P2(红色以及绿色)的色座标(实线—色座标以及虚线—-—-色座标)会往同一个方向偏移。由于本实施例的第三以及第四像素P3、P4(蓝色)的狭缝图案的延伸方向与上述第一与第二像素P1、P2(红色以及绿色)的狭缝图案的延伸方向不同，因此可使得第三以及第四像素P3、P4(蓝色)的色座标(虚线---色座标)往反方向偏移。如此一来，便可以达到降低色偏的现象。
另外，本实施例的像素阵列还包括金属线ML，其对应第三像素P3以及第四像素P4设置，且金属线ML与第三像素P3以及第四像素P4的共用电极CM电性连接。以本实施例为例，金属线ML是直接与第三像素P3以及第四像素P4的共用电极CM接触，但本发明不以此为限。通过金属线ML的设置可以降低共用电极CM整体的电阻值。此外，由于像素阵列的各像素的共用电极CM都是彼此电性连接在一起，因此即使金属线ML是上与第三像素P3以及第四像素P4的共用电极CM接触，金属线ML的设计可达到降低整体共用电极CM的电阻值。
值得一提的是，由于第三像素P3以及第四像素P4上方都是对应设置第三颜色滤光图案F3(蓝色)，因此本实施例将金属线ML设置于第三像素P3以及第四像素P4不会对像素单元P的整体亮度或是色度造成很大的影响。
除此之外，本实施例的显示面板中的显示介质300的厚度可以大于3.2微米以上。一般来说，若显示介质300的厚度可以大于3.2微米时会产生黄化现象。但是，本实施例的显示面板的像素阵列以及彩色滤光层具有特殊设计，因此即使将显示介质300的厚度可以大于3.2微米以上也不会产生黄化现象。另外，因显示介质300的厚度可以大于3.2微米以上，因此可以提高显示面板的穿透率。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种显示面板，包括：
一第一基板：
多条扫描线以及多条数据线设置于该第一基板上；
多个像素单元，其与所述多个扫描线以及所述多个数据线电性连接，其中每一像素单元包括一第一像素、一第二像素、一第三像素以及一第四像素，且该第一、第二、第三以及该第四像素各自包括：
一有源元件；
一像素电极，与该有源元件电性连接；以及
一共用电极，其对应该像素电极设置，且该像素电极或是该共用电极中具有至少一狭缝图案；
其中该第一像素的该狭缝图案以及该第二像素的该狭缝图案具有一第一延伸方向，该第三像素的该狭缝图案以及该第四像素的该狭缝图案至少其中之一具有一第二延伸方向，且该一延伸方向与该第二延伸方向不相同；
一第二基板，位于该第一基板的对向；
一显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间；以及
一彩色滤光层，包括对应该第一像素设置的一第一颜色滤光图案、对应该第二像素设置的一第二颜色滤光图案以及对应该第三像素以及该第四像素设置的一第三颜色滤光图案。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该彩色滤光层位于该第二基板上。
3.如权利要求1所述的显示面板，其中该彩色滤光层位于该第一基板上。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该彩色滤光层覆盖该有源元件，且该像素电极或是该共用电极设置于该彩色滤光层上方。
5.如权利要求1所述的显示面板，其中该彩色滤光层之该第一颜色滤光图案、该第二颜色滤光图案以及该第三颜色滤光图案分别为红色、绿色以及蓝色滤光图案。
6.如权利要求1所述的显示面板，其中该像素阵列的该第三像素的该狭缝图案以及该第四像素的该狭缝图案皆具有该第二延伸方向。
7.如权利要求1所述的显示面板，其中所述多个扫描线的一延伸方向与该第一延伸方向之间的夹角与所述多个扫描线的该延伸方向与该第二延伸方向之间的夹角互补。
8.如权利要求7所述的显示面板，其中所述多个扫描线的该延伸方向与该第一延伸方向之间的夹角或者所述多个扫描线的该延伸方向与该第二延伸方向之间的夹角为大于80度且小于90度。
9.如权利要求1所述的显示面板，还包括一金属线，设置于该第一基板上，对应该第三像素以及该第四像素设置，且该金属线与该第三像素以及该第四像素的该共用电极电性连接。
10.如权利要求1所述的显示面板，其中所述多个像素单元排列成多列以及多行，该第一像素以及该第二像素排列于同一行，且该第三像素以及该第四像素排列于同一行。
11.如权利要求10所述的显示面板，其中该第三像素以及该第四像素排列于该第一像素以及该第二像素的下一行。
12.如权利要求1所述的显示面板，其中所述多个数据线沿着该第一延伸方向以及该第二延伸方向设置。
13.如权利要求1所述的显示面板，还包括至少一偏光片，位于该第一基板以及该第二基板至少其中之一上，其中该偏光片的一偏振方向与与所述多个扫描线的一延伸方向平行或是垂直。
14.如权利要求1所述的显示面板，其中该显示介质的厚度大于3.2微米以上。
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