CN204557018U - 显示面板 - Google Patents

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杨清喆
高振宽
刘桂伶
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Abstract

一种显示面板，包括第一、二偏光板、第一、二基板、液晶层及像素阵列。第二偏光板设于第一偏光板上，第一基板设于第一与第二偏光板间，第二基板设于第一基板与第二偏光板间，液晶层设于第一与第二基板间，像素阵列设于第一基板上，包含至少一像素区，像素电极设于像素区中。像素电极包括第一主干电极、第二主干电极及多个分支电极。第一主干电极与第二主干电极垂直相交以将像素区定义出第一至第四象限。分支电极分别与第一主干电极或第二主干电极连接。当施加一最大电压于显示面板，液晶层于第一象限具有一平均方位角，且B1＜y1＜A1，A1＝0.0000025x3-0.0013716x2+0.1847682x+41.6722409，B1＝-0.00001x3+0.003335x2-0.387814x+52.96697，其中y1为平均方位角(ψ)，x为显示面板的每英寸像素数目(ppi)。

Description

显示面板
技术领域
本实用新型涉及一种显示面板，且特别是涉及一种具有良好光穿透度的显示面板。
背景技术
液晶显示器已被广泛地应用在各式电子产品，如手机、笔记型电脑(notebook)及平板电脑(Tablet PC)等，而且随着大尺寸平面显示器市场的快速发展，具有轻量化与薄型化特性的液晶显示器更是扮演着相当重要的角色，进而逐渐取代阴极射线管(CRT)显示器成为市场主流。
并且，像素尺寸的缩小与提高画面分辨率已经成为目前既定的趋势。然而，像素尺寸缩小及每英寸像素数目(ppi)的提升也容易衍生新的问题而影响显示品质的问题。因此，如何提供一种具有良好显示品质的液晶显示面板，为相关业者努力的课题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种显示面板，当施加一最大电压于显示面板，液晶层于第一象限的平均方位角(Azimuthal Angle)于特定范围时，可有效提升显示面板的整体光穿透率。
为达上述目的，根据本实用新型的一实施例，提出一种显示面板。显示面板包括一第一偏光板、一第二偏光板、一第一基板、一第二基板、一液晶层以及一像素阵列。第二偏光板设置于第一偏光板上，第一基板设置于第一偏光板与第二偏光板之间，第二基板设置于第一基板与第二偏光板之间，液晶层设置于第一基板与第二基板之间，像素阵列设置于第一基板上，并包含至少一像素区，一像素电极设置于像素区中。像素电极包括一第一主干电极、一第二主干电极及多个分支电极。第一主干电极与第二主干电极实质上垂直相交以将像素区定义出一第一象限、一第二象限、一第三象限和一第四象限。此些分支电极分别与第一主干电极或第二主干电极连接。当施加一最大电压于显示面板，液晶层于第一象限具有一平均方位角(Azimuthal Angle，ψ)，且B1＜y1＜A1，A1＝0.0000025x3-0.0013716x2+0.1847682x+41.6722409，B1＝-0.00001x3+0.003335x2-0.387814x+52.96697，其中y1为平均方位角(ψ)，x为显示面板的每英寸像素数目(ppi)。
B2＜y1＜A2，A2＝-0.00000093x3-0.00017278x2+0.05904418x+44.24138021，B2＝-0.000009x3+0.003155x2-0.345833x+52.230081。
该平均方位角(ψ)与该显示面板的每英寸像素数目是以以下关系式表示：y1＝-0.000007x3+0.002039x2-0.188458x+49.22998。
x为约34～200，y1为约37～46度。
当一光线通过该显示面板，该第一偏光板的一吸收轴对应一第一暗纹，该第一象限的该些分支电极的其中之一第一分支电极对应一第二暗纹，该第一暗纹沿一第一方向延伸，该第二暗纹沿一第二方向延伸，该第二方向与该第一方向之间形成至少一暗纹角度，其中，该暗纹角度大于40度且小于或等于70度，且E1＜y2＜C1，其中C1＝-0.0000088x3+0.003137x2-0.174696x+51.88564，E1＝-0.0000091x3+0.0030904x2-0.2500348x+46.9036489，其中y2为该暗纹角度。
E2＜y2＜C2，C2＝-0.0000088x3+0.00313x2-0.185729x+50.561052，E2＝-0.0000091x3+0.0030973x2-0.2390017x+47.5311601。
x为约34～200，y2为约40～61度。
该第一偏光板的该吸收轴实质上平行于该第一暗纹，该第一分支电极实质上平行于该第二暗纹。
该第一暗纹实质上平行于该第一主干电极。
该第一偏光板的该吸收轴和该第一主干电极的夹角为0～2度。
该第一主干电极实质上平行于该第一偏光板的一吸收轴，该第二主干电极实质上平行于该第一偏光板的一穿透轴。
本实用新型的优点在于，当施加一最大电压于显示面板，液晶层于第一象限的平均方位角于特定范围时，可有效提升显示面板的整体光穿透率。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：
附图说明
图1为本实用新型一实施例的显示面板的剖面示意图；
图2为本实用新型一实施例的部分像素阵列的俯视示意图；
图3为本实用新型一实施例的液晶层的液晶分子于施加电压情况下的扭转情形的俯视示意图；
图4为本实用新型一实施例的显示面板的显示的暗纹的俯视示意图；
图5为本实用新型一实施例的显示面板的液晶层的平均方位角(ψ)相对于每英寸像素数目的关系的示意图；
图6为本实用新型一实施例的显示面板的暗纹角度相对于每英寸像素数目的关系的示意图。
符号说明
100：显示面板
110：第一偏光板
120：第二偏光板
130：第一基板
140：第二基板
150：液晶层
151：液晶分子
169：像素阵列
161：第一主干电极
163：第二主干电极
165：分支电极
165-1：第一分支电极
160A：像素区
160：像素电极
170：第一配向层
181：遮光层
182：彩色滤光层
183：间隔元件
184：平坦层
185：保护层
190：连接孔
260：对侧电极
270：第二配向层
300：框胶
D1：第一象限
D2：第二象限
D3：第三象限
D4：第四象限
DL1、DL2：数据线
DR1：第一方向
DR2：第二方向
M1、M2：金属走线
S1：第一暗纹
S2：第二暗纹
S501～S505、S601～S605：曲线
SL1、SL2：扫描线
θ：暗纹角度
TFT：薄膜晶体管元件
具体实施方式
根据本实用新型的实施例，当施加一最大电压于显示面板，液晶层于第一象限的平均方位角于特定范围时，可有效提升显示面板的整体光穿透率。以下参照所附的附图详细叙述本实用新型的实施例。附图中相同的标号用以标示相同或类似的部分。需注意的是，附图已简化以利清楚说明实施例的内容，实施例所提出的细部结构仅为举例说明之用，并非对本实用新型欲保护的范围做限缩。具有通常知识者当可依据实际实施态样的需要对该些结构加以修饰或变化。
图1绘示本实用新型一实施例的显示面板100的剖面示意图。如图1所示，显示面板100包括一第一偏光板110、一第二偏光板120、一第一基板130、一第二基板140、一液晶层150。第二偏光板120设置于第一偏光板110上。第一基板130设置于第一偏光板110与第二偏光板120之间，第二基板140设置于第一基板130与第二偏光板120之间。液晶层150设置于第一基板130与第二基板140之间，一像素阵列169(图1未示)设置于第一基板130上，并包含至少一像素区160A。
图2绘示本实用新型一实施例的部分像素阵列的俯视示意图。如图2所示，显示面板100包括一像素电极160，像素电极160设置于像素区160A中。像素电极160包括一第一主干电极161、一第二主干电极163及多个分支电极165。第一主干电极161与第二主干电极163实质上垂直相交以定义出像素区160A的一第一象限D1、一第二象限D2、一第三象限D3和一第四象限D4。此些分支电极165分别与第一主干电极161或第二主干电极163连接。本实施例中，以四个象限为例，然而第一主干电极161或第二主干电极163定义出来的像素区160A的象限数目并不以此为限。像素区160A可对应彩色滤光层(未绘示于图2中)中的红色滤光层或是绿色滤光层或是蓝色滤光层部分。像素电极160经由一连接孔(Contact Hole)(未绘示于图2中)与数据线电连接，且通过一扫描线控制一薄膜晶体管元件(未绘示于图2中)通道的开启或关闭，并进而控制数据线与像素电极160的电连接的开关，其中数据线可为图2中的数据线DL1或数据线DL2，而控制薄膜晶体管元件开关的扫描线，可为图2中的扫描线SL1或扫描线SL2，端视设计的需求，亦即本实施例并不限至像素电极160与数据线和扫描线的连接位置。
如图1所示，实施例中，显示面板100还可包括一第一配向层170、至少一保护层185、一平坦层184、一连接孔190、一薄膜晶体管元件TFT及多条金属走线M1、M2、一对侧电极260、一第二配向层270。金属走线M1、M2位于第一基板130上，保护层185至少覆盖部分金属走线M1、M2。第一配向层170位于第一基板130上且位于保护层185上，第二配向层270位于第二基板140上。对侧电极260位于第二基板140上，对侧电极260可为全面电极或图案化电极，端视设计需求。实施例中，像素电极160经由连接孔190与金属走线M2(数据线)电连接，且通过金属走线M1(扫描线)控制薄膜晶体管元件TFT的通道的开启与关闭，进而控制金属走线M2(数据线)与像素电极160的电连接的开关。
如图1所示，实施例中，显示面板100还可包括一遮光层181、彩色滤光层182和/或数个间隔元件183。实施例中，遮光层181例如是黑矩阵(blackmatrix，BM)，黑矩阵位于第二基板140上。彩色滤光层182位于第二基板140上。在其他实施例中，彩色滤光层182可位于第一基板130上(Color Filteron Array)，彩色滤光层可设置于平坦层184的位置，而第二基板140上则无需设置彩色滤光层。间隔元件183位于第一基板130与第二基板140之间，且用于提供一间隙以设置液晶层150。
图3绘示本实用新型一实施例的液晶层150的液晶分子151于施加电压情况下的排列情形的俯视示意图。实施例中，金属走线M1例如可包括扫描线SL1和扫描线SL2，金属走线M2例如可包括数据线DL1和数据线DL2。如图2～图3所示，第一象限D1指扫描线SL1与数据线DL2与两个主干电极围起来之间的区域，第二象限D2指扫描线SL1与数据线DL1与两个主干电极围起来之间的区域，第三象限D3指扫描线SL2与数据线DL1与两个主干电极围起来之间的区域，而第四象限D4指扫描线SL2与数据线DL2与两个主干电极围起来之间的区域。请同时参照图1～图3，当施加一最大电压于显示面板100，液晶层150于第一象限D1具有一平均方位角(AzimuthalAngle，ψ)，且B1＜y1＜A1。其中，A1＝0.0000025x3-0.0013716x2+0.1847682x+41.6722409，B1＝-0.00001x3+0.003335x2-0.387814x+52.96697。其中，y1表示平均方位角(ψ)，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。需注意的是，由于液晶层150中的位于不同位置的液晶分子可能具有不同的方位角，因此本文所述的平均方位角是表示开口区其中一个象限中的所有液晶分子的方位角的平均值，当该象限的平均方位角符合上述范围时，该象限具有相对较大的穿透率。该平均方位角指液晶分子于投影至基板平面时，与次像素短边方向所夹的锐角。
一实施例中，液晶层150于第一象限D1中的平均方位角(ψ)也可以下列关系式表示：B2＜y1＜A2，A2＝-0.00000093x3-0.00017278x2+0.05904418x+44.24138021，B2＝-0.000009x3+0.003155x2-0.345833x+52.230081。其中，y1表示平均方位角(ψ)，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。
一实施例中，液晶层150于第一象限D1中的平均方位角(ψ)也可以下列关系式表示：y1＝-0.000007x3+0.002039x2-0.188458x+49.22998。其中，y1表示平均方位角(ψ)，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。
在一些实施例中，x为约34～200，y1为约37～46度。
图4绘示本实用新型一实施例的显示面板100的显示的暗纹的俯视示意图。请同时参照图1～图2和图4。当一光线通过显示面板100，第一偏光板110的一吸收轴或穿透轴对应一第一暗纹S1，第一象限D1的多个分支电极165的其中之一第一分支电极165-1对应一第二暗纹S2。在此实施例中，第一暗纹S1实质平行于次像素的短边方向。如图4所示，第一暗纹S1沿一第一方向DR1延伸，第二暗纹S2沿一第二方向DR2延伸，第二方向DR2与第一方向DR1之间形成至少一暗纹角度θ。其中，暗纹角度θ例如是大于或等于40度且小于或等于70度。
实施例中，暗纹角度θ可以下列关系式表示：E1＜y2＜C1，其中C1＝-0.0000088x3+0.003137x2-0.174696x+51.88564，E1＝-0.0000091x3+0.0030904x2-0.2500348x+46.9036489，其中y2表示暗纹角度θ，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。
一实施例中，暗纹角度θ也可以下列关系式表示：E2＜y2＜C2，C2＝-0.0000088x3+0.00313x2-0.185729x+50.561052，E2＝-0.0000091x3+0.0030973x2-0.2390017x+47.5311601，其中y2表示暗纹角度θ，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。
在一些实施例中，x为约34～200，y2为约40～70度。
一实施例中，液晶层150于第一象限D1中的暗纹角度θ也可以下列关系式表示：y2＝-0.0000086x3+0.0029697x2-0.1938217x+48.3167928。其中，y2表示暗纹角度θ，x表示显示面板100的每英寸像素数目(ppi)。
在一些实施例中，x为约34～200，y2为约40～61度。
实施例中，第一主干电极161实质上平行于第一偏光板110的吸收轴，第二主干电极163实质上平行于第一偏光板110的穿透轴。在一实施例中，第一偏光板110的吸收轴与第一主干电极161夹角约0～2度，第一偏光板110的穿透轴与第二主干电极163夹角约0～2度。在其他实施例中，第一偏光板110与第二偏光板120的吸收轴与穿透轴也可同时对调。
换言之，实施例中，第一暗纹S1实质上平行于第一主干电极161，第一分支电极165-1实质上平行于第二暗纹S2，而第一偏光板110的吸收轴实质上平行于第一暗纹S1。
需注意的是，本文所指的「实质上平行于」表示基本上平行但仍具有缓冲的对位偏差角度。举例而言，第一偏光板110的吸收轴和第一主干电极161可具有对位偏差角度约±0～2度。
以下就实施例作进一步说明，以说明本实用新型的显示面板100的特性。
表1列示当分支电极165与第一主干电极161的夹角为45度时，显示面板100的每英寸像素数目(ppi)与液晶层150的平均方位角(ψ)的关系的模拟结果。
表1
ppi 90 125 141 157 200
像素宽度(微米) 94 68 60 54 42
平均方位角(ψ) 39.7° 37.96° 36.64° 35.41° 32.13°
由表1的模拟结果可看出，当像素宽度(也就是像素的尺寸)越小、而每英寸像素数目(ppi)越高的状况下，液晶层150受到边际电场影响，而造成液晶层150的平均方位角(ψ)的偏移量越大，这同时会造成显示面板100的光穿透率下降。
本文所述的边际电场泛指单一象限周围的金属线路与主干电极造成的电场影响，举例而言，如图2所示，以第一象限D1为例，其第一象限D1受到数据线DL2和扫描线SL1以及第一主干电极161和第二主干电极163所形成的边际电场所影响。换言之，以单一个象限来看，就是该象限的四个边缘都有可能受到边际电场的影响。
表2列示经由改变分支电极165与第一主干电极161的夹角来调整液晶层150的平均方位角(ψ)后，液晶层150的平均方位角(ψ)和显示面板100的光穿透率增益值的关系。其中，令显示面板100的每英寸像素数目(ppi)为157，且令分支电极165与第一主干电极161的夹角为45度的光穿透率具有的增益值为0做为基准。
表2
由表2的模拟结果可看出，当分支电极165与第一主干电极161的夹角为60度时，液晶层150的平均方位角(ψ)达到最佳的校正效果，可调整至45.17度。并且，相较于分支电极165与第一主干电极161的夹角为60度的实施例的光穿透率，液晶层150的平均方位角(ψ)45.17度时具有最佳的光穿透率增益值，其整体液晶效率获得良好的提升。
图5绘示本实用新型一实施例的显示面板100的液晶层150的平均方位角(ψ)相对于每英寸像素数目(ppi)的关系。其中，曲线S501的光穿透率增益值为最佳，曲线S502和曲线S503的光穿透率增益值相较于曲线S501的光穿透率增益值减少1％，而曲线S504和曲线S505的光穿透率增益值相较于曲线S501的光穿透率增益值减少2％。举例而言，当ppi＝157，显示面板100的最佳光穿透率增益值为3.61％(S501曲线)，次佳的光穿透率增益值为2.61％(曲线S502和曲线S503)，而更次佳的光穿透率增益值为1.61％(曲线S504和曲线S505)。然而，需注意的是，当ppi改变时，最佳光穿透率增益值也可能随之改变，也就是说，曲线S501上的各个点的模拟出来的光穿透率增益值不一定均为3.61％。
表3列示图5的曲线S501～曲线S505的数据。其中，前述的液晶层150于第一象限D1中的平均方位角(ψ)的关系式(例如A1、A2、B1、B2等)经由表3的数据计算而得。
表3
图6绘示本实用新型一实施例的显示面板100的暗纹角度θ相对于每英寸像素数目(ppi)的关系。其中，曲线S601的光穿透率增益值为最佳，曲线S602和曲线S603的光穿透率增益值相较于曲线S601的光穿透率增益值减少1％，而曲线S604和曲线S605的光穿透率增益值相较于曲线S601的光穿透率增益值减少2％。举例而言，当ppi＝157，显示面板100的最佳光穿透率增益值为3.61％(S601曲线)，次佳的光穿透率增益值为2.61％(曲线S602和曲线S603)，而更次佳的光穿透率增益值为1.61％(曲线S604和曲线S605)。然而，需注意的是，当ppi改变时，最佳光穿透率增益值也可能随之改变，也就是说，曲线S601上的各个点的模拟出来的光穿透率增益值不一定均为3.61％。
表4列示图6的曲线S601～曲线S605的数据。其中，前述的暗纹角度θ的关系式(例如C1、C2、E1、E2等)经由表4的数据计算而得。
表4
表5列示根据表3～表4的数据的角度偏移的整理。可以发现，平均方位角与45°的角度差值大部分有随着每英寸像素数目(ppi)越大而越大的趋势。
表5
随着画面分辨率越高而像素的尺寸越小，数据线、扫描线与十字状的主干电极产生的边际电场对各象限的影响占的比重便越重。如果只着重于单一象限的中心区域的光穿透率，而将平均方位角(ψ)角度一律调整到45度，那么靠近象限边缘区域的光穿透率会非常差；并且，在像素的尺寸越小、而边际电场影响区域占整个象限区域的比重越来越大的情况下，显示面板的整体平均光穿透率便会大幅下降。
因此，根据本实用新型的实施例，随着每英寸像素数目(ppi)越大，而像素尺寸越小，经由适当调整平均方位角(ψ)和/或暗纹角度(而非固定设计在45度)，可以达到提升显示面板100的整体平均光穿透率的效果。

Claims (11)

1.一种显示面板，其特征在于，该显示面板包括：
第一偏光板；
第二偏光板，设置于该第一偏光板上；
第一基板，设置于该第一偏光板与该第二偏光板之间；
第二基板，设置于该第一基板与该第二偏光板之间；
液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及
像素阵列，设置于该第一基板上，并包含至少一像素区，一像素电极设置于该像素区中，该像素电极包括：
第一主干电极；
第二主干电极，该第一主干电极与该第二主干电极实质上垂直相交以将该像素区定义出第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；及
多个分支电极，该些分支电极分别与该第一主干电极或该第二主干电极连接；
其中，当施加一最大电压于该显示面板，该液晶层于该第一象限具有一平均方位角ψ，且B1＜y1＜A1，A1＝0.0000025x3-0.0013716x2+0.1847682x+41.6722409，B1＝-0.00001x3+0.003335x2-0.387814x+52.96697，其中y1为该平均方位角ψ，x为该显示面板的每英寸像素数目。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，B2＜y1＜A2，A2＝-0.00000093x3-0.00017278x2+0.05904418x+44.24138021，B2＝-0.000009x3+0.003155x2-0.345833x+52.230081。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该平均方位角ψ与该显示面板的每英寸像素数目是以以下关系式表示：y1＝-0.000007x3+0.002039x2-0.188458x+49.22998。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，x为约34～200，y1为约37～46度。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，当一光线通过该显示面板，该第一偏光板的一吸收轴对应一第一暗纹，该第一象限的该些分支电极的其中之一第一分支电极对应一第二暗纹，该第一暗纹沿一第一方向延伸，该第二暗纹沿一第二方向延伸，该第二方向与该第一方向之间形成至少一暗 纹角度，其中，该暗纹角度大于40度且小于或等于70度，且E1＜y2＜C1，其中C1＝-0.0000088x3+0.003137x2-0.174696x+51.88564，E1＝-0.0000091x3+0.0030904x2-0.2500348x+46.9036489，其中y2为该暗纹角度。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，E2＜y2＜C2，C2＝-0.0000088x3+0.00313x2-0.185729x+50.561052，E2＝-0.0000091x3+0.0030973x2-0.2390017x+47.5311601。
7.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，x为约34～200，y2为约40～61度。
8.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该第一偏光板的该吸收轴实质上平行于该第一暗纹，该第一分支电极实质上平行于该第二暗纹。
9.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该第一暗纹实质上平行于该第一主干电极。
10.如权利要求9所述的显示面板，其特征在于，该第一偏光板的该吸收轴和该第一主干电极的夹角为0～2度。
11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一主干电极实质上平行于该第一偏光板的一吸收轴，该第二主干电极实质上平行于该第一偏光板的一穿透轴。
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