CN106383413B - 具有稳定视角维持率的显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有稳定视角维持率的显示面板，包括第一基板、第二基板、位于第一、第二基板之间的液晶层。第一基板包括设置于第一基材上的扫描线和数据线，且两者交错设置定义至少一像素区域，像素区域中的一电极包括两个延伸部与一弯曲部，两延伸部实质上平行于数据线延伸方向，弯曲部连接两延伸部。一光线通过像素区域产生一第一暗纹对应电极的弯曲部，与多个第二暗纹对应两个延伸部。其中在第一灰度值时第一暗纹具有第一暗纹宽度，在第二灰度值时第一暗纹具有第二暗纹宽度，第一暗纹宽度与第二暗纹宽度的比值介于2.1～3.0，其中第一灰度值为该显示面板全部灰度值的一半，且第二灰度值为显示面板的最高灰度值。

Description

具有稳定视角维持率的显示面板
技术领域
本发明涉及一种显示面板，且特别是涉及一种具有较佳显示品质的显示面板。
背景技术
具有显示面板的电子产品已是现代人不论在工作处理学***板电脑(Pad)、笔记型电脑(Notebook)、显示器(Monitor)到电视(TV)等许多相关产品。其中又以液晶显示面板最为普遍。
液晶显示面板(LCD)是利用电压驱动液晶(LCs)转动进而调整亮度灰度而可构成一种平面显示器、电子视觉显示器，及影像显示器。由于液晶显示面板在绝大多数应用上具有更简洁、更轻盈、可携带、更低价、更高可靠度、以及让眼睛更舒适的功能，已经广泛地取代了阴极射线管显示器(CRT)，成为最广泛使用的显示器，同时提供多样性包括尺寸、形状、分辨率等多种选择。然而，显示装置在制作时可能由于制作工艺上的轻微变异却影响到显示装置的显示品质。因此在制作时需注意制作工艺上的细节，并考虑到制得的显示装置是否都能具有稳定良好的电子特性和符合产品要求的各项规格，例如符合高良率、良好可靠度、和显示品质稳定等要求，而不受制作工艺变异的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善显示品质的显示面板，使显示装置可较不易受到制作工艺变异影响。
为达上述目的，根据本发明一实施例，提出一种显示面板，包括一第一基板、一第二基板、位于第一基板与第二基板之间的一液晶层。第一基板包括设置于一第一基材上的扫描线和数据线，且数据线与扫描线交错设置并定义至少一像素区域，该像素区域中包含一电极，包括两个延伸部与一弯曲部，两延伸部实质上平行于数据线的延伸方向，且弯曲部位于两延伸部之间且连接该延伸部。其中，一光线通过像素区域产生一第一暗纹与多第二暗纹，第一暗纹对应电极的弯曲部且该第一暗纹的延伸方向平行于扫描线，第二暗纹则对应两个延伸部。其中，在一第一灰度值时第一暗纹具有第一暗纹宽度，在一第二灰度值时第一暗纹具有第二暗纹宽度，第一暗纹宽度与第二暗纹宽度的比值介于2.1～3.0，其中第一灰度值为显示面板全部灰度值的一半，且第二灰度值为显示面板的最高灰度值。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：
附图说明
图1A为本发明一实施例的边缘电场转换(Fringe Filed Switching，FFS)显示模式的液晶显示面板的上视图；
图1B为图1A中沿1A-1A线段的一液晶显示面板剖面示意图，其为顶部像素电极形态；
图2为本发明另一实施例的边缘电场转换显示模式的液晶显示面板的剖面示意图，其为底部像素电极形态；
图3A为本发明一实施例的单一像素区域的示意图；
图3B为当一光线通过如图3A所示的像素区域时所产生的暗纹示意图；
图4为一显示面板中不同灰度值与产生的第一暗纹的暗纹宽度的关系图；
图5为本发明一实施例中暗纹宽度比值、中间灰度值的视角均匀度、最高灰度值的视角均匀度以及视角维持率的关系图；
图6为一实施例中显示面板的RGB三色次像素在不同灰度值所对应的暗纹宽度的示意图；
图7为可产生高度、中度、低度等不同暗纹宽度比值所对应的液晶分子排列方式的示意图；
图8为多组不同暗纹宽度比值的单一像素区域的暗纹图形；
图9为可产生较高和较低等不同暗纹宽度比值所对应的像素电极形状和液晶分子排列方式的示意图；
图10为两组不同暗纹宽度比值的单一像素区域暗纹图形；
图11A、图11B、图11C分别为液晶产生扩张(splay)、扭转(twist)以及弯曲(bend)等三种形变状态的示意图；
图12为两组不同暗纹宽度比值的单一像素区域暗纹图形；
图13为图12的(1)中距离d所对应的灰度值的曲线图。
符号说明
S1：第一基板
S2：第二基板
110：第一基材
PX：像素区域
113：主动层
120G：栅极
121：第一绝缘层
122：第二绝缘层
124、125、129：导通孔
127：第三绝缘层
128：第四绝缘层
DE：源极电极
131：第一透明导电层
132：第二透明导电层
134、331：狭缝
133：配向层
132E、330E：电极的延伸部
132B、330B：电极的弯曲部
SL：扫描线
DL：数据线
DDL：数据线的延伸方向
θDL：电极的延伸部与扫描线的夹角
DF1：第一暗纹
DDF1：第一暗纹的延伸方向
W1：第一暗纹宽度
DF2：第二暗纹
DDF2：第二暗纹的延伸方向
θDF：第二暗纹与X方向的夹角
W2：第二暗纹宽度
L：像素总长度
LC：液晶层
具体实施方式
本发明的实施例提出一优选显示品质的显示面板，通过调整不同灰度值所对应的暗纹宽度的比值设计，使显示装置可达到稳定且不易受到制作工艺变异影响的视角维持率。再者，实施例的显示面板也可符合应用产品的良好开口率的需求。因此，根据实施例所提出的设计，可提高产品良率，使制得的显示面板具有稳定优异的显示品质。
以下参照所附的附图详细叙述本发明的其中几组实施态样。需注意的是，实施例所提出的多组实施态样的结构和内容仅为举例说明之用，本发明欲保护的范围并非仅限于所述的该些态样。需注意的是，本发明并非显示出所有可能的实施例，相关领域者可在不脱离本发明的精神和范围内对实施例的结构加以变化与修饰，以符合实际应用所需。因此，未于本发明提出的其他实施态样也可能可以应用。再者，附图已简化以利清楚说明实施例的内容，附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制。因此，说明书和图示内容仅作叙述实施例之用，而非作为限缩本发明保护范围之用。再者，实施例中相同或类似的标号用以标示相同或类似的部分。
再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰请求项的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
本发明的实施例例如是应用于一边缘电场转换(Fringe Filed Switching，FFS)显示模式的液晶显示面板。图1A为本发明一实施例的边缘电场转换(Fringe FiledSwitching，FFS)显示模式的液晶显示面板的上视图。图1B为图1A中沿1B-1B线段的一液晶显示面板剖面示意图。一显示面板包括一第一基板S1、与第一基板S1相对设置一第二基板S2和设置于第一基板S1与第二基板S2之间的一液晶层LC。此实施例以顶部像素电极(toppixel electrode)形态的液晶显示面板结构为例作说明，但本发明并不以此种形态及绘示的细部结构为限。
一实施例中，如图1A所示，第一基板S1包括第一基材110和形成于第一基材110上的交错设置的多条扫描线SL和多条数据线DL，且相邻两数据线与栅极线扫描线SL交错而定义出一像素区域PX。第二基板S2省略了其他元件。
如图1A、图1B所示，像素区域PX中包括：薄膜晶体管(TFT)例如包括以低温多晶硅制成的主动层113形成于第一基板110上、一第一绝缘层121覆盖主动层113、双栅极120G和一第二绝缘层122覆盖双栅极120G。其中，薄膜晶体管设置于邻近于扫描线SL与数据线DL的交错处，是用以控制像素区域PX且与数据线DL电连接的一开关元件。再者，在第二绝缘层122中具有导通孔(via)124和125，金属材料填充于导通孔(via)124和125内，以分别形成数据线DL和薄膜晶体管的源极电极(source electrode)DE，因此数据线DL可经由导通孔124与主动层113电连接，源极电极DE可经由导通孔125与主动层113电连接。再者，一第三绝缘层127覆盖第二绝缘层122、数据线DL和源极电极DE。第三绝缘层127上方还包括一第一透明导电层131(未出现于图1A中)、一第二透明导电层132位于第一透明导电层131上方、一第四绝缘层128于第一透明导电层131与第二透明导电层132之间、和一配向层133覆盖该第二透明导电层132。如图1B所示的实施例是以位于上方的第二透明导电层132与数据线DL作电连接，此时位于上方的第二透明导电层132为像素电极，下方的第一透明导电层131为共同电极，如图1B所示的结构又称为顶部像素电极(top pixel electrode)形态的液晶显示面板结构，因此如图1B所示，一导通孔(via)129贯穿第四绝缘层128(位于第一透明导电层131与第二透明导电层132之间)和第三绝缘层127(位于TFT和第一透明导电层131之间)以暴露出源极电极DE，第二透明导电层132的材料填充于导通孔129内以连接源极电极DE，通过主动层113进而电连接数据线DL。
一实施例中，第一绝缘层121、第二绝缘层122、第四绝缘层128可为无机材料绝缘层，可选用相同或不同的无机材料，例如是SiOx或是SiNx或是其他可应用的材料。第三绝缘层127可为有机材料绝缘层，例如是过氟烷基化物(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物，Polyfluoroalkoxy，PFA)，做为隔绝TFT和第一透明导电层131的一平坦化层；在其他实施例中，第三绝缘层127也可为彩色滤光层材料，此时即为彩色滤光层与薄膜晶体管TFT位于同一基板上(Color filter on array，COA)的实施例。然而本发明并不以此为限。也可选用其他有机材料或是无机材料或其组合制作第三绝缘层127。一实施例中，第一透明导电层131和第二透明导电层132例如相距约50nm～约700nm。一实施例中，如隔绝TFT和第一透明导电层131的第三绝缘层127为一有机绝缘层，第一透明导电层131和第二透明导电层132例如是相距约300nm～约700nm；例如约500nm。另一实施例中，如隔绝TFT和第一透明导电层131的第三绝缘层127为一无机绝缘层，第一透明导电层131和第二透明导电层132例如是相距约50nm～约300nm；例如相距约150nm～约200nm。然而该些数值仅为举例说明，并非用以限制本发明可应用的范围。
另外，实施例提出的电极包括多个电极分枝(branches)和狭缝(slits)各位于电极分枝之间，如图1A、图1B所示，第二透明导电层132(电极)具有多个狭缝(slits)134，狭缝134的延伸方向实质上平行于数据线DL的方向。一实施例中，狭缝134例如是(但不限制的)各具有宽度为1.5μm～4μm范围之间。一实施例中，电极分枝例如是(但不限制的)各具有宽度为1.5μm～4μm范围之间。另外，如图1B所示的第一透明导电层131可不具狭缝(如图1B所示)或是具有狭缝，本发明对此并不限制。
再者，在某些实施例中，显示面板的薄膜晶体管例如是如图1B所示的顶部栅极(top-gate)结构。在另一些实施例中，显示面板的薄膜晶体管也可以是底部栅极(bottom-gate)结构。不论是顶部栅极(top-gate)结构或是底部栅极(bottom-gate)结构，都是本发明可应用的实施态样。
图2为本发明另一实施例的边缘电场转换(Fringe Filed Switching，FFS)显示模式的液晶显示面板的剖面示意图，其为顶部共用电极(top common electrode)形态。图2与图1A中相同元件标示相同标号，且元件细节请参照上述，在此不再赘述。与图1B不同的是，图2中是以位于下方的第一透明导电层131与数据线DL作电连接，此时位于上方的第二透明导电层132为共同电极，下方的第一透明导电层131为像素电极，而如图2所示的结构又称为顶部共用电极(top common electrode)形态的液晶显示面板结构，此时上方的第二透明导电层132具有狭缝134，而第一透明导电层131可具有狭缝或是不具有狭缝均可。因此如图2所示的导通孔(via)129是贯穿第三绝缘层127，第三绝缘层127位于薄膜晶体管的源极电极DE和第一透明导电层131之间，且于导通孔129暴露出源极电极DE，第二透明导电层132的材料填充于导通孔129内以连接源极电极DE，通过主动层113进而电连接数据线DL。
一般边缘电场转换(FFS)显示模式的液晶显示面板中通常在一个像素区域PX中产生上下两个视域(domains)，而像素区域PX的电极形状也配合多视域而有相应设计，例如图1A所示的ㄑ字形。以下以一个像素区域有上下两视域为例作说明(但本发明的应用不限制于此)，而电极则相应地包含两个延伸部132E与一弯曲部132B，且弯曲部132B位于两延伸部132E之间且连接两延伸部132E。于图1B的顶部像素电极实施例中，像素区域PX中的第二透明导电层132与TFT电连接。在图2的顶部共用电极实施例中，像素区域PX中的第一透明导电层131与TFT电连接，其弯曲部与延伸部即以共用电极位于该像素区域PX范围内的图案定义弯曲部与延伸部。
请参照图3A、图3B。图3A绘示本发明一实施例的单一像素区域的示意图，其中像素区域PX中的电极包含两个延伸部330E、一弯曲部330B与两个狭缝331，两延伸部330E实质上平行于数据线DL的延伸方向，且弯曲部330B位于两延伸部330E之间且连接两延伸部330E。例示的实施例中，扫描线SL为直线布线形式且其延伸方向平行X方向，数据线DL并非与扫描线SL垂直，但大致上具有一实质上的延伸方向(Y方向)。但局部的数据线，例如在图3A中在XY座标轴上标示的方向DDL，其与扫描线(X方向)呈一夹角θDL。当然其他实施例中，扫描线SL也可为非直线布线形式，但大致上仍具有一实质上的延伸方向(X方向)。一实施例中，电极的两延伸部330E与扫描线SL具有一夹角，该夹角实质上等于夹角θDL且介于80～87度范围，例如84度，但本发明并不以此态样和夹角范围为限。两延伸部330E与扫描线SL的夹角θDL也可不相同。
图3B绘示当一光线通过如图3A所示的像素区域时所产生的暗纹示意图。光线通过像素区域时产生一第一暗纹(dark fringe)DF1与多第二暗纹DF2，第一暗纹DF1对应电极的弯曲部330B，且第一暗纹DF1的延伸方向(如图3B中在XY座标轴上标示的方向DDF1，其平行X方向)实质上平行于扫描线SL，该些第二暗纹DF2对应电极的两个延伸部330E，且第二暗纹DF2的延伸方向(如图3B中在XY座标轴上标示的方向DDF2，其与X方向呈一夹角θDF)实质上平行于两延伸部330E。
另外，当光线通过像素区域产生的第一暗纹DF1，即如图3B所示其延伸方向例如是平行于扫描线SL(X方向)，其暗纹宽度随灰度值的提高而降低(暗纹宽度变细)。图4为一显示面板中不同灰度值与产生的第一暗纹的暗纹宽度的关系图。以具有0～255灰度值(全部灰度值为256个灰度)的一显示面板为例，比较最高灰度值255和中间灰度值128的暗纹宽度，发现中间灰度值128的第一暗纹DF1的暗纹宽度(例如4个单位)是最高灰度值255的第一暗纹DF1的暗纹宽度(例如1.54个单位)的2.6倍。在本发明中，是研究暗纹宽度与视角均匀度以及视角维持率之间的关系，通过调整不同灰度值所对应的暗纹宽度的比值设计，使显示装置可达到稳定且不易受到制作工艺变异影响的较佳视角维持率。
显示面板的视角均匀度，可定义如下：
在z轴夹角θ＝60度和水平轴夹角下的亮度(luminance)除以于z轴夹角θ＝60度和水平轴夹角下的亮度。其中，亮度(luminance)是指一光源单位在给定方向上单位面积单位立体角内所发出的光通量。因此，视角均匀度可简单以式(1)表示：
显示面板的视角维持率，则可定义为：
中间灰度值的视角均匀度/最高灰度值的视角均匀度。
其中，中间灰度值和最高灰度值当视实际应用的显示面板的规格而定，中间灰度值通常为全部灰度值的一半。例如，若应用的显示面板其灰度值为0～63，则最高灰度值为63，全部灰度值为64个灰度，则中间灰度值为32。若应用的显示面板其灰度值为0～255，则最高灰度值为255，全部灰度值为256个灰度，则中间灰度值为128。若应用的显示面板其灰度值为0～1023，则最高灰度值为1023，全部灰度值为1024个灰度，则中间灰度值为512。
因此，对灰度值为0～255的显示面板实施例而言，其显示面板的视角维持率则可以式(2)表示：
128灰度值的视角均匀度/255灰度值的视角均匀度......(2)
请参照图5，其绘示本发明一实施例中暗纹宽度比值、中间灰度值的视角均匀度、最高灰度值的视角均匀度以及视角维持率的关系图。其中，暗纹宽度比值为中间灰度值(例如128)的暗纹宽度除以最高灰度值(例如255)的暗纹宽度，左边y轴座标值为中间灰度值和最高灰度值的视角均匀度，而右边y轴座标则为视角维持率(中间灰度值与最高灰度值两者的视角均匀度相除)。如图5所示，在暗纹宽度比值小于2.1时，视角维持率的变化幅度很大；而在暗纹宽度比值在大于2.1后，例如介于约2.1～约3.0时，视角维持率则维持稳定。因此，在暗纹宽度比值大于2.1例如介于约2.1～约3.0的区间，是不容易受到制作工艺影响的稳定区间。而暗纹宽度比值越高，该像素的开口率就越低，因此暗纹宽度比值的上限选择可根据实际像素的开口率来考虑，例如当暗纹宽度比值大于3.0时，暗纹已经过宽，像素的开口率偏低，因此可选择约3.0为上限值。
另外，对于具有彩色滤光层的显示面板，以RGB三色次像素为例，由于人眼对于绿色最敏锐，绿色次像素影响像素穿透率最大，因此在应用设计上希望可以提高绿色次像素的穿透率。而穿透率会受暗纹宽度影响，暗纹宽度越窄正视穿透率越高。图6绘示一实施例中显示面板的RGB三色次像素在不同灰度值所对应的暗纹宽度。应用本发明的实施方式使绿色次像素在最高灰度值时的中间暗纹宽度(即第一暗纹DF1宽度)降低，以获得最大亮度，进而提高其穿透率。因此，在一实施例中，当光线通过像素区域PX产生暗纹，如前述图3A、图3B的第一暗纹DF1与第二暗纹DF2，像素区域PX为绿色次像素时，在最高灰度值时第一暗纹具有第一绿色暗纹宽度，像素区域PX为红色次像素时，在最高灰度值时第一暗纹具有第一红色暗纹宽度，像素区域PX为蓝色次像素时，在最高灰度值时第一暗纹具有第一蓝色暗纹宽度，其中，第一绿色暗纹宽度小于第一红色暗纹宽度，第一绿色暗纹宽度小于第一蓝色暗纹宽度。
以下提出3种可达到实施例的第一暗纹宽度与第二暗纹宽度的比值(如2.1～3.0)的技术手段为例作说明，但本发明并不仅限制于使用该些内容细节，其他可完成实施例提出的第一、第二暗纹宽度比值的技术手段也可应用。
<以光配向层的曝光方式控制暗纹宽度比值>
本发明可应用于具有光配向层(photo alignment)的显示面板，例如在第一透明导电层131和第二透明导电层132上分别形成例如是聚酰亚胺(polyimide,PI)所构成的光配向层，以UV光照射光配向层以确定光配向层的配向方向。实施例中，可应用的其中一种技术手段是利用对光配向层的曝光方式来控制最高灰度值与中间灰度值所对应的暗纹宽度，来达到适当的暗纹宽度比值(中间灰度值(ex:128)的暗纹宽度除以最高灰度值(ex:255)的暗纹宽度)，如前述讨论的大于2.1(ex:介于约2.1～约3.0)的暗纹宽度比值，使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响。
请参照图7，其绘示可因为不同配向方向而产生高度、中度、低度等不同暗纹宽度比值所对应的液晶分子排列方式，其中横向的(A)系列分别为可产生高度暗纹宽度比值的无电压(I)、施加低电压(II)和施加高电压(III)下的三种液晶分子排列，(B)系列分别为可产生中度暗纹宽度比值的无电压(I)、施加低电压(II)和施加高电压(III)下的三种液晶分子排列，(C)系列分别为可产生低度暗纹宽度比值的无电压(I)、施加低电压(II)和施加高电压(III)下的三种液晶分子排列。因此，图7中直行的(I)代表没有施加电压，单纯靠光配向层的配向力所形成的液晶分子排列，(II)代表施加低电压的中间灰度值(ex:128)而造成的液晶分子排列，(III)代表施加高电压的最高灰度值(ex:255)而造成的液晶分子排列。
图7中，仅简单绘示出单一像素区域中的电极图案，省略其他元件。该电极包括含两延伸部330E与一弯曲部330B，且弯曲部330B位于两延伸部330E之间且连接两延伸部330E。延伸部330E的延伸方向例如是XY座标轴上标示的方向DDL，方向DDL是数据线DL局部的延伸方向，且箭号代表液晶分子在该区域中的排列方向。
因此，利用图7的配向方向的调整的设计方式，造成的液晶分子排列方式，可形成不同的暗纹图案，如图8所示，可同时参看图7和图8。图8绘示多组不同暗纹宽度比值的单一像素区域暗纹图形，并于各组标示出于中间灰度值如128(第一灰度值)时所产生的第一暗纹的第一暗纹宽度W1以及于最高灰度值如255(第二灰度值)时所产生的第二暗纹的第二暗纹宽度W2，其中第一暗纹的延伸方向如xy座标轴上标示的方向DDF1(平行X方向)实质平行于扫描线SL延伸方向。图8中，(1)具有暗纹宽度比值3.4，(2)具有暗纹宽度比值2.6，(3)具有暗纹宽度比值2.13，(4)具有暗纹宽度比值1.9，(5)具有暗纹宽度比值1.8。
请参看图7以负型液晶为例的(A)系列的(I)、(II)和(III)以及图8的(1)或(2)等图示。如欲产生高度的暗纹宽度比值(例如3.4或2.6或其他高比值)，在对光配向层进行曝光以确定配向方向时，则使对应电极弯曲部330B的区域于光配向后可对液晶分子(ex:在XY平面上转动的水平液晶)产生一预转动的角度而使液晶分子与扫描线SL预呈一角(方位角)，因此在无施加任何电压的情况下，如图7的(A)-(I)图所示，液晶分子在对应电极弯曲部330B的区域就会产生相对于内缩的排列方式，而对应电极延伸部330E的区域的液晶分子则维持与扫描线SL平行的排列方式。当电压增大，例如施加低电压达到中间灰度值(ex:128)(图7的(A)-(II))，对应电极弯曲部330B区域的液晶分子逐渐向外转动。当施加高电压达到最高灰度值(ex:255)(图7的(A)-(III))，对应电极弯曲部330B区域与延伸部330E区域的液晶分子都可沿电场的等电位线方向排列。如此，可利用对光配向层的曝光方式来达到中间灰度值与最高灰度值所对应的暗纹宽度(W1&W2)，进而控制两者之间的暗纹宽度比值(W1/W2)。
类似地，如欲产生中度的暗纹宽度比值(例如2.13或1.9或其他中度比值)，在对光配向层进行曝光以确定配向方向时，可使对应电极弯曲部330B区域与延伸部330E区域的液晶分子于光配向后呈现如图7的(B)-(I)所示的排列方式，而在施加低电压和高电压下，液晶分子分别呈现如图7的(B)-(II)与(B)-(III)所示的排列方式。而如果令对应电极弯曲部330B区域的液晶分子于光配向后呈现如图7的(C)-(I)所示的外扩的排列方式，则可能产生较低的暗纹宽度比值(例如1.8或其他低比值)。
一实施例中，利用如上述图7的方式于光配向层进行曝光后，如对应电极弯曲部330B区域中液晶分子与扫描线SL预呈的一角时，有对应的暗纹宽度比值产生。例如图8的(1)中，角为内缩5度，可产生暗纹宽度比值3.4；图8的(2)中，角为内缩0.5度，可产生暗纹宽度比值2.6；图8的(3)中，角为外扩20度，可产生暗纹宽度比值2.13；图8的(4)中，角为外扩40度，可产生暗纹宽度比值1.9；图8的(5)中，角为外扩60度，可产生暗纹宽度比值1.8。
另外，图8中也于各组暗纹图形中标示出于中间灰度值如128(第一灰度值)时，产生暗纹后的像素区域的暗纹占比，其中暗纹占比定义为：Y方向上的第一暗纹宽度(W1)/像素总长度L。图8-(1)，在中间灰度值如128时产生暗纹占比15.4％；图8-(2)，在中间灰度值如128时产生暗纹占比11.7％；图8-(3)，在中间灰度值如128时产生暗纹占比11.0％；图8-(4)，在中间灰度值如128时产生暗纹占比9.5％；图8-(2)，在中间灰度值如128时产生暗纹占比8.8％。暗纹占比越高，该像素的开口率越低。可根据实际应用的开口率要求来考虑第一暗纹宽度与第二暗纹宽度的比值的上限。例如，当暗纹宽度比值超过3，在中间灰度值(如128)时产生暗纹占比若偏高(例如暗纹宽度比值3.4，暗纹占比超过15％)，这表示暗纹已经过宽，像素的开口率偏低。因此，在一实施例中，可选择适当的暗纹宽度比值(中间灰度值(ex:128)的暗纹宽度除以最高灰度值(ex:255)的暗纹宽度)，例如约2.1～约3.0，除了使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响，也可符合应用产品具有良好开口率的需求。
<以像素电极的形状变化来控制暗纹宽度比值>
实施例中，可应用的其中一种技术手段是利用像素电极的形状变化来控制最高灰度值与中间灰度值所对应的暗纹宽度，以达到适当的暗纹宽度比值(中间灰度值(ex:128)的暗纹宽度除以最高灰度值(ex:255)的暗纹宽度)，如前述讨论的大于2.1(ex:介于约2.1～约3.0)的暗纹宽度比值，使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响。于另一实施例中，也可利用共用电极对应像素区域内的狭缝图案形状变化，类似于像素电极图案延伸部与弯区部设计的图案来控制最高灰度值与中间灰度值所对应的暗纹宽度比。
请参照图9，其绘示可产生较高和较低等不同暗纹宽度比值所对应的像素电极形状和液晶分子排列方式，其中横向的(A)系列分别为可产生较高暗纹宽度比值(如2.86或其他高比值)的无电压(I)、施加低电压(II)和施加高电压(III)下的三种液晶分子排列，(B)系列分别为可产生较低暗纹宽度比值(如2.26或其他中低比值)的无电压(I)、施加低电压(II)和施加高电压(III)下的三种液晶分子排列。同样的，标示的箭号代表液晶分子在该区域中的排列方向。图9中，可产生较高暗纹宽度比值的(A)系列，其电极的两延伸部330E同前述实施例平行数据线DL的延伸方向，但电极的弯曲部330B则改变形状使其两侧边都垂直于扫描线SL的延伸方向(i.e.平行于Y方向)。请参看图9的(A)系列的(I)、(II)和(III)以及图10的(1)等图示。如欲产生较高的暗纹宽度比值(例如2.86或其他高比值)，改变电极弯曲部330B的形状。在无施加任何电压的情况下，如图9的(A)-(I)图所示，液晶分子依配向膜的配向力排列，因此液晶分子在对应电极延伸部330E和弯曲部330B都维持与扫描线SL平行的排列方式。当电压增大，例如施加低电压达到中间灰度值(ex:128)(图9的(A)-(II)图)，对应电极弯曲部330B区域的液晶分子逐渐向外转动。当施加高电压达到最高灰度值(ex:255)(图9的(A)-(III)图)，对应电极弯曲部330B区域与延伸部330E区域的液晶分子都可沿电场的等电位线方向排列。如此，可利用特殊的像素电极形状来达到中间灰度值与最高灰度值所对应的暗纹宽度(W1&W2)，进而控制两者之间的暗纹宽度比值(W1/W2)。
另外，图9中，可产生较低暗纹宽度比值的(B)系列，其电极的两延伸部330E同前述实施例平行数据线DL的延伸方向，但改变电极形状使弯曲部330B的侧边更突出于延伸部330E的一侧，亦即弯曲部330B所呈现的V型夹角αB小于两延伸部330E的V型夹角αE。请参看图9的(B)系列的(I)、(II)和(III)以及图10的(2)等图示。如欲产生较低的暗纹宽度比值(例如2.26或其他低比值)，改变电极弯曲部330B的形状如图9的(B)系列。在无施加任何电压的情况下，如图9的(B)-(I)图所示，液晶分子依配向膜的配向力排列，因此液晶分子在对应电极延伸部330E和弯曲部330B都维持与扫描线SL平行的排列方式。当电压增大，例如施加低电压达到中间灰度值(ex:128)(图9的(B)-(II))，对应电极弯曲部330B区域的液晶分子逐渐向外转动。当施加高电压达到最高灰度值(ex:255)(图9的(B)-(III))，对应电极延伸部330E区域的液晶分子沿电场的等电位线方向排列，而对应弯曲部330B区域的液晶分子向外转动的角度虽有更大但尚未达到如延伸部330E区域的液晶分子的排列方式(因此图10中如(2)所示的最高灰度值所对应的暗纹宽度W2会略大于如(1)所示的最高灰度值所对应的暗纹宽度W2)。如此，可利用特殊的像素电极形状来达到中间灰度值与最高灰度值所对应的暗纹宽度(W1&W2)，进而控制两者的间的暗纹宽度比值(W1/W2)，以达到适当的暗纹宽度比值，使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响。
因此，利用图9的像素电极的形状设计而造成的液晶分子排列方式，可形成不同的暗纹图案，如图10所示，可同时参看图9和图10。请参照图9，其绘示两组不同暗纹宽度比值的单一像素区域暗纹图形，并于各组标示出于中间灰度值如128(第一灰度值)时所产生的第一暗纹的第一暗纹宽度W1以及于最高灰度值如255(第二灰度值)时所产生的第二暗纹的第二暗纹宽度W2，其中第一暗纹的延伸方向如XY座标轴上标示的方向DDF1(平行X方向)系平行于扫描线SL。图9中，(1)具有暗纹宽度比值2.86，(2)具有暗纹宽度比值2.26。
<以液晶参数来控制暗纹宽度比值>
如以巨观角度观察液晶，可将液晶分子视为弹性体。当液晶经不同方向受力时，会产生扩张(splay)、扭转(twist)以及弯曲(bend)等三种形变，而K11、K22、K33则分别代表扩张(splay)、扭转(twist)以及弯曲(bend)形变的弹性系数。所以液晶分子容易受作用力、电场、磁场等外界影响而变形。请参照图11A、图11B、图11C，其分别绘示液晶产生扩张(splay)、扭转(twist)以及弯曲(bend)等三种形变状态的示意图。实施例中，可应用的其中一种技术手段是利用不同弹性系数的液晶来控制最高灰度值与中间灰度值所对应的暗纹宽度，以达到适当的暗纹宽度比值，如前述讨论的大于2.1(ex:介于约2.1～约3.0)的暗纹宽度比值，使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响。
请参照图12，其绘示两组不同暗纹宽度比值的单一像素区域暗纹图形，并于各组标示出于中间灰度值如128(第一灰度值)时所产生的第一暗纹的第一暗纹宽度W1以及于最高灰度值如255(第二灰度值)时所产生的第二暗纹的第二暗纹宽度W2，其中第一暗纹的延伸方向如xy座标轴上标示的方向DDF1(平行X方向)平行于扫描线SL的实质延伸方向。图12中，(1)选用较低扩张(splay)弹力常数K11的液晶，可产生较大的暗纹宽度比值2.93，(2)选用较高扩张(splay)弹力常数K11的液晶，可产生较低的暗纹宽度比值2.42。
一实施例中，液晶层的液晶其扩张(splay)弹力常数K11为10-20的范围；一实施例中，液晶层的液晶其弯曲(bend)弹力常数K33为10-25的范围，可达到适当的暗纹宽度比值，如介于约2.1～约3.0，使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响。
根据上述，实施例中可利用对光配向层的曝光方式(调整对应电极弯曲部330B区域中液晶分子与扫描线SL预呈的角大小，来达到中间灰度值与最高灰度值所对应的暗纹宽度(W1和W2)、或是利用改变电极形状、或是选择适合的液晶参数(如弹力常数K11或K33等)，进而控制两者之间的暗纹宽度比值(W1/W2)落于可使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响的一区间范围，例如约2.1～约3.0。当然，除上述三种技术手段，其余可达到控制中间灰度值与最高灰度值所对应的暗纹宽度及其比值的技术手段，都属本发明可采用的手段。
另外，实施例中暗纹宽度可以采用如下方式决定。请参照图12的(1)，对于中间灰度值如128(第一灰度值)时所产生的暗纹图形进行量测，暗纹图形中对于与第一暗纹垂直并跨越第一暗纹的ab两点距离d进行灰度输出，例如以影像撷图软件对至少该段距离d的影像输出灰度值，请参照图13，其绘示图12的(1)中距离d所对应的灰度值的曲线图。假设距离d中最大灰度值为100，最低灰度值为50，则以半高宽(FWHM，full width at half maximum)即灰度值75所对应的谷部宽度做为暗纹宽度，因而获得图12的(1)中第一暗纹的第一暗纹宽度W1。实施例中所有的暗纹宽度都可适用。再者，一实施例中，暗纹量测例如是使用目镜10X Olympus，物镜50X Olympus，光源是产品自身背光模块，和感光耦合元件(ChargeCoupled Device，CCD)型号Motic Moticam 2300。
综上所述，实施例所提出的显示面板，利用中间灰度值所对应的第一暗纹宽度(W1)与最高灰度值所对应的第二暗纹宽度(W2)的不同，来调整不同灰度值所对应的暗纹宽度的比值(W1/W2)。通过控制两者之间的暗纹宽度比值(W1/W2)使其落于可使视角维持率维持稳定且不易受到制作工艺影响的一区间范围，例如W1/W2约2.1～约3.0，进而使显示装置可达到相当稳定的视角维持率，不易受到制作工艺变异的影响，且也可符合应用产品具有良好开口率的需求。因此，根据实施例所提出的设计，可提高产品良率，使制得的显示面板具有稳定优异的显示品质。
如上述内容与图示的结构，是用以叙述本发明的部分实施例，而非用以限制本发明的范围。其他不同结构的实施例，例如第一、第二透明导电层上的图案(包括间隙数目、间隙宽度、电极分枝的宽度…等等)、或是数据线与扫描线SL的延伸方向所夹的角度、或是间隙端部是否有弯曲…等等，都是属本发明可应用的范围。再者，显示面板的态样不论是顶部像素电极形态或是顶部共用电极形态或是其他态样都可应用本发明。再者，是否使用光配向层或是使用磨刷配向的方式完成液晶分子配向，都可应用本发明。一实施例中，液晶层的液晶分子例如是具有预倾角介于0度到4度范围(例如应用光配向层其液晶预倾角例如0度，应用磨刷配向层其液晶预倾角例如2度)。且液晶分子也不限于正型液晶或是负型液晶。通常知识者当知，本发明的相关结构视实际应用的需求而可能有相应的调整和变化。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种显示面板，包括：
第一基板，包括：
扫描线，设置于一第一基材上；和
数据线，设置于该第一基材上，且与该扫描线交错设置，并定义至少一像素区域，该像素区域中包含：
电极，包含两延伸部与一弯曲部，该两延伸部实质上平行于该数据线的延伸方向，且该弯曲部位于该两延伸部之间且连接该两延伸部；
第二基板，与该第一基板相对设置；和
液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；
其中，一光线通过该像素区域产生一第一暗纹与多第二暗纹，该第一暗纹对应该电极的该弯曲部且该第一暗纹的延伸方向平行于该扫描线，该些第二暗纹对应该两延伸部，
其中，在一第一灰度值时该第一暗纹具有第一暗纹宽度，在一第二灰度值时该第一暗纹具有第二暗纹宽度，该第一暗纹宽度与该第二暗纹宽度的比值介于2.1～3.0，其中该第一灰度值为该显示面板全部灰度值的一半，且该第二灰度值为该显示面板的最高灰度值。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该像素区域为绿色次像素时，在该第二灰度值时该第一暗纹具有第一绿色暗纹宽度，该像素区域为红色次像素时，在该第二灰度值时该第一暗纹具有第一红色暗纹宽度，且该第一绿色暗纹宽度小于该第一红色暗纹宽度。
3.如权利要求2所述的显示面板，其中该像素区域为蓝色次像素时，在该第二灰度值时该第一暗纹具有第一蓝色暗纹宽度，且该第一绿色暗纹宽度小于该第一蓝色暗纹宽度。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该些第二暗纹的延伸方向实质上平行于该两延伸部。
5.如权利要求1所述的显示面板，其中该液晶层的液晶其扩张(splay)弹力常数K11为10-20的范围。
6.如权利要求1所述的显示面板，其中该液晶层的液晶其弯曲(bend)弹力常数K33为10-25的范围。
7.如权利要求1所述的显示面板，其中该液晶层的液晶分子具有预倾角介于0度到4度范围。
8.如权利要求1所述的显示面板，其中该电极的该两延伸部与该扫描线具有一夹角于80-87度范围。
9.如权利要求1所述的显示面板，其中该电极包括多个电极分枝(branches)和狭缝(slits)各位于该些电极分枝之间，各该电极分枝包括该两延伸部与位于该两延伸部之间并分别与该两延伸部连接的该弯曲部。
10.如权利要求9所述的显示面板，其中该些狭缝各具有宽度为1.5μm-4μm范围之间。
11.如权利要求9所述的显示面板，其中该些电极分枝各具有宽度为1.5μm-4μm范围之间。
12.如权利要求1所述的显示面板，其中该像素区域中还包括：薄膜晶体管(TFT)、第一透明导电层位于该薄膜晶体管上方、绝缘层位于该薄膜晶体管和该第一透明导电层之间、和第二透明导电层位于该第一透明导电层上方，且该电极为该第一透明导电层和该第二透明导电层其中之一并与该薄膜晶体管电连接。
13.如权利要求12所述的显示面板，其中该第一透明导电层和该第二透明导电层相距50nm～700nm。
14.如权利要求12所述的显示面板，其中位于该薄膜晶体管和该第一透明导电层之间的该绝缘层为一有机绝缘层，该第一透明导电层和该第二透明导电层相距300nm～700nm。
15.如权利要求12所述的显示面板，其中位于该薄膜晶体管和该第一透明导电层之间的该绝缘层为一无机绝缘层，该第一透明导电层和该第二透明导电层相距50nm～300nm。
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