TWI417622B - 畫素結構 - Google Patents

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TWI417622B
TWI417622B TW099146142A TW99146142A TWI417622B TW I417622 B TWI417622 B TW I417622B TW 099146142 A TW099146142 A TW 099146142A TW 99146142 A TW99146142 A TW 99146142A TW I417622 B TWI417622 B TW I417622B
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Te Wei Chan
Cheng Han Tsao
Sheng Ju Ho
Chung Yi Chiu
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Description

畫素結構
本發明是有關於一種畫素結構，且特別是有關於一種聚合物穩定配向型(Polymer-stabled alignment,PSA)畫素結構。
隨著顯示科技的蓬勃發展，消費大眾對於顯示器顯像品質的要求越來越高。消費大眾除了對顯示器之解析度(resolution)、色飽和度(color saturation)、反應時間(response time)之規格有所要求外，對顯示器之對比(contrast ratio)以及透光度(transmittance)的規格要求亦日漸提高。
因此，已有顯示器業者開發出一種聚合物穩定配向(PSA)型顯示面板，以提升顯示面板的對比及透光度。但，如圖1所示，在習知的聚合物穩定配向型顯示面板中，其畫素電極兩側R易發生暗線(disclination line)的情形，而使得顯示面板的對比及透光度下降。承上述，如何開發出透光度較高且不易發生暗線問題的聚合物穩定配向型顯示面板，實為研發者所欲達成的目標之一。
本發明提供一種畫素結構，具有此畫素結構的顯示面板，其透光度(transmittance)特性佳且不易發生暗線(disclination line)問題。
本發明提出一種畫素結構，此畫素結構適於與掃描線以及資料線電性連接，此畫素結構包括主動元件以及畫素電極。主動元件與掃描線以及資料線電性連接。畫素電極與主動元件電性連接。畫素電極具有多個條狀狹縫組。各條狀狹縫組包括多個延伸方向彼此平行之條狀狹縫，且至少部分條狀狹縫之形狀為非等腰梯形。
在本發明的一實施例中，前述之非等腰梯形為直角梯形(right trapezoid)。
在本發明的一實施例中，前述之直角梯形具有上底、下底、第一腰以及第二腰。第一腰實質上垂直於上底且不平行於資料線的延伸方向。
在本發明的一實施例中，前述之第二腰實質上平行於或實質上垂直於掃描線的延伸方向。
在本發明的一實施例中，前述之第一腰實質上與資料線的夾角約為45°。
在本發明的一實施例中，前述之畫素電極包括第一主電極部、第二主電極部以及多個條狀電極組。第一主電極部的延伸方向實質上平行於掃描線的延伸方向。第二主電極部的延伸方向實質上平行於資料線的延伸方向。多個條狀電極組與第一主電極部以及第二主電極部連接，各條狀電極組包括多個延伸方向彼此平行之條狀電極，以分別定義出其中一組條狀狹縫組。
在本發明的一實施例中，在前述之同一條狀電極組中，部分條狀電極從第一主電極部向外延伸，而其餘條狀電極從第二主電極部向外延伸。
在本發明的一實施例中，前述之條狀電極具有第一端以及第二端，各第一端與第一主電極部或第二主電極部連接，而各第二端具有分支，且各分支分別與相鄰之條狀電極的第二端連接。
在本發明的一實施例中，前述之各條狀電極具有第一端以及第二端，各第一端與第一主電極部或第二主電極部連接，而各第二端具有分支，且各分支分別往相鄰之條狀電極的第二端延伸，但不與相鄰之條狀電極的第二端連接。
在本發明的一實施例中，前述之各條狀電極具有第一端以及第二端，各第一端與第一主電極部或第二主電極部連接，而第二端彼此相連。
在本發明的一實施例中，前述之各條狀電極具有第一端以及第二端，各第一端與第一主電極部或第二主電極部連接，而部分第二端彼此相連以形成鋸齒狀的外輪廓。
在本發明的一實施例中，前述之各條狀電極的寬度為L，而各條狀狹縫的寬度為S，其中1微米L8微米，而1微米S4微米。
基於上述，在本發明之畫素結構中，藉由部分延伸方向彼此平行之非等腰梯形狹縫，可使得位於畫素電極的兩側的顯示介質，其傾倒方向與相鄰且位於同一畫素電極內的顯示介質較為一致，而使得採用本發明之畫素結構的顯示面板較不易發生暗線(disclination line)的情形，進而優化此顯示面板的顯示特性。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
【第一實施例】
圖2為本發明第一實施例之畫素結構1000上視示意圖。請參照圖2，本實施例之畫素結構1000適於與掃描線SL以及資料DL電性連接。在本實施例中，掃描線SL與資料線DL彼此交錯設置。換言之，資料線DL的延伸方向與掃描線SL的延伸方向不平行，較佳的是，資料線DL的延伸方向與掃描線SL的延伸方向垂直。掃描線SL與資料線DL一般是使用金屬材料。然，本發明不限於此，根據其他實施例，掃描線SL與資料線DL也可以使用其他導電材料。例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
本實施例之畫素結構1000可包括主動元件T以及畫素電極100。主動元件T與掃描線SL以及資料線DL電性連接。詳言之，主動元件T可包括閘極G、通道CH、源極S’以及汲極D。閘極G可為掃描線SL的部分區域。通道CH位於閘極G的上方。源極S’以及汲極D位於通道CH的上方，且源極S’可為資料線DL的分支。上述之主動元件T是以底部閘極型薄膜電晶體為例來說明，但本發明不限於此。根據其他實施例，上述之主動元件T也可是以頂部閘極型薄膜電晶體。根據本實施例，主動元件T的閘極G上方更覆蓋有絕緣層(未繪示)，其又可稱為閘極絕緣層。另外，在主動元件T的上方更可覆蓋有另一絕緣層 (未繪示)，其又可稱為保護層。這些絕緣層的材料可為無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或上述之組合。
為清楚地說明本實施例之畫素結構1000，以下先對本申請案中所述之非等腰梯形進行定義。梯形是僅有一組對邊平行的凸四邊形，此組對邊為兩條互相平行的底邊，一邊稱為上底，另一邊稱為下底，而其餘不相平行的兩邊則稱為腰。等腰梯形為兩腰長度相等之梯形，而非等腰梯形即為兩腰長度不相等的梯形。
本實施例之畫素電極100與主動元件T電性連接。詳言之，畫素電極100可透過接觸窗H與主動元件T之汲極D電性連接。在本實施例中，畫素電極100具有多個條狀狹縫組110，各條狀狹縫組110包括多個延伸方向彼此平行之條狀狹縫112，且至少部分條狀狹縫112之形狀為非等腰梯形(non-isosceles trapezoid)。舉例而言，本實施例之畫素電極100具有四組條狀狹縫組110a、110b、110c、110d，條狀狹縫組110a包括多個往方向D1延伸且彼此平行之條狀狹縫112。在這些條狀狹縫112中，可有一部分的條狀狹縫112為等腰梯形，另一部分的條狀狹縫112為非等腰梯形。詳言之，如圖2中所示，在條狀狹縫組110a中，最上端R1的三條狹縫112可為等腰梯形，而其他的條狀狹縫112可為非等腰梯形，不過仍可依照設計而選擇其他位置的狹縫112為等腰梯形，並且亦可以選擇全部的狹縫112皆為等腰梯形，或全部的狹縫112皆為非等腰梯形，本發明並不以此為限。
圖3為圖2之區域A之放大圖。請參照圖2，在本實施中，上述之非等腰梯形例如為直角梯形(right trapezoid)。詳言之，此直角梯形114具有上底114a、下底114b、第一腰114c以及第二腰114d，第一腰114c實質上垂直於上底114a。然，本發明不限於此，第一腰114c與上底114a之夾角α亦可介於450~1350之間。另外，在本實施例中，第一腰114c可不平行於資料線DL的延伸方向。舉例而言，第一腰114c的延伸方向實質上與資料線DL的延伸方向夾一角度θ，此角度θ約為45°。然，本發明不限於此，第一腰114d與資料線DL的夾角θ亦可視實際設計的需求作調整。
更進一步地說，本實施之直角梯形114的第二腰114d實質上可平行於或實質上垂直於掃描線SL的延伸方向。舉例而言，在條狀狹縫組110c中，區域B中的直角梯形114其第二腰114d實質上可垂直於掃描線SL的延伸方向，而在條狀狹縫組110b中，區域C中的直角梯形114其第二腰114d實質上可平行於掃描線SL的延伸方向。
圖4為本發明第一實施例之畫素結構1000上視示意圖。請同時參照圖2及圖4，本實施例之畫素電極100可包括第一主電極部120、第二主電極部130、以及多個條狀電極組140。在本實施例中，第一主電極部120的延伸方向實質上平行於掃描線SL的延伸方向。第二主電極部130的延伸方向實質上平行於資料線DL的延伸方向。各條狀電極組140與第一主電極部120以及第二主電極部130連接，各條狀電極組140可包括多個延伸方向彼此平行之條 狀電極142，以定義出一組條狀狹縫組110。舉例而言，本實施例之畫素電極100可包括四組條狀電極組140a、140b、140c、140d，條狀電極組140a(或140b、或140c、或140d)可包括多個朝方向D1(或D2、D3、D4)延伸且彼此平行之條狀電極142，以定義出一組條狀狹縫組110a(或110b、或110c、或110d)。
值得一提的是，在本實施例中，條狀電極142的寬度為L，而各條狀狹縫112的寬度為S，其中1微米L8微米，而1微米S4微米。另外，亦可採取2微米L7微米，而1微米S4微米，或是2微米L6微米，而1微米S4微米，最佳地是L=4微米而S=2微米。如此一來，採用本實施例之畫素結構1000的顯示面板其透光度(Transmittance)及反應時間(response time)皆可獲得優化，例如為下表1及表2所示，但本發明並不以此為限。表1及表2分別列出條狀電極142寬度L、條狀狹縫112寬度S與採用本實施例之畫素結構1000的顯示面板透光度(Transmittance)及反應時間(response time)間的關係。
在本實施例中，同一條狀電極組140中，部分條狀電極142從第一主電極部120向外延伸，而其餘條狀電極142從第二主電極部130向外延伸。以條狀電極組140a為例，區域R2中的二條條狀電極142從第一主電極部120向外延伸，而其餘條狀電極142從第二主電極部130向外延伸。
在本實施例中，各條狀電極142具有第一端142a及第二端142b，各第一端142a與第一主電極部120或第二主電極部130連接，而同一條狀電極組140中的各第二端142b彼此相連。更詳細地說，本實施例之各第二端142b具有分支142b-1，且各分支142b-1分別與相鄰之條狀電極142的第二端142b連接。在本實施例中，各分支142b-1可朝與條狀電極142延伸方向垂直的方向延伸，以和相鄰之條狀電極142的第二端142b連接。然，本發明不限於此，在其他實施例中，各分支142b-1亦可分別往相鄰之條狀電極142的第二端142b延伸，但不與相鄰之條狀電極142的第二端142b連接，例如為圖5中所示。
值得一提的是，在本實施例中，各條狀電極142具有第一端142a及第二端142b，各第一端142a與第一主電極部120或第二主電極部130連接，而部分第二端142b彼此相連以形成鋸齒狀的外輪廓X。詳言之，本實施例之各條狀電極142由第一主電極部120或第二主電極部130向外延伸，且部分條狀電極142之第二端142b彼此相連以在畫素電極100的左右兩側形成鋸齒狀的外輪廓X，而另一部分較靠近畫素電極100的上下兩側的條狀電極142第二端 142b彼此相連以形成直線狀的外輪廓Y，如圖6中所示。
當本實施例之畫素結構1000依上述方式設計時，位於畫素電極100的兩側的顯示介質(例如液晶)，其傾倒方向會與相鄰且位於同一畫素電極100內的顯示介質較為一致，而有效地改善暗線(disclination line)的問題，進而使得採用本實施例之畫素結構1000的顯示面板其透光度(transmittamce)特性佳。
【第二實施例】
圖7為本發明第二實施例之畫素結構1000A上視示意圖。請參照圖7，本實施例之畫素結構1000A與第一實施例之畫素結構1000類似，以下僅就兩者相異之處作說明，兩者相同之處便不再重述。
在本實施例中，各條狀電極142具有第一端142a及第二端142b，各第一端142a與第一主電極部120或第二主電極部130連接，而同一條狀電極組140中的各第二端142b彼此相連。更詳細地說，本實施例之各第二端142b具有分支142b-1，且各分支142b-1分別與相鄰之條狀電極142的第二端142b連接。在本實施例中，各分支142b-1可朝與資料線DL平行的方向延伸，以和相鄰之條狀電極142的第二端142b連接。值得一提的是，在本實施例中，各第二端142b彼此相連而可形成近似矩形的外輪廓K。
當本實施例之畫素結構1000A依上述方式設計時，位於畫素電極100的兩側的顯示介質(例如液晶)，其傾倒方 向會與相鄰且位於同一畫素電極100內的顯示介質較為一致，而使得採用本實施例之畫素結構1000A的顯示面板較不易發生暗線(disclination line)的情形，進而使得採用本實施例之畫素結構1000的顯示面板其透光(transmittance)特性優良。
【實驗例】
圖1為習知的畫素結構示意圖。圖8為本發明第一實施例之畫素結構1000之示意圖。圖9為本發明第二實施例之畫素結構1000A之示意圖。由圖1可知，在習知畫素結構中，其畫素電極兩側R易發生暗線(disclination line)的情形。比較圖1與圖8可知，藉由第一實施例之畫素結構1000畫素電極兩側R的暗線(disclination line)問題獲得改善。類似地，藉由圖9中所示之第二實施例之畫素結構1000A畫素電極兩側R的暗線(disclination line)問題更獲得進一步的改善。
此外，請參照圖9及圖10，在第二實施例之畫素結構1000A中，條狀狹縫112與畫素電極側邊100a的最短距離為d，可對此距離d進行適當的設計，以優化採用畫素結構1000A之顯示面板的透光度。舉例而言，圖10之(a)至(f)依序示出d=0.1微米，d=0.5微米，d=1微米，d=4微米，d=7微米，d=10微米時，畫素結構1000A驅動顯示介質的情況，由圖10之(a)至(f)可知，距離d可介於0.1微米到10微米之間，亦可介於1微米到8微米之間，或更佳的選 擇距離d介於1微米到7微米之間，其均可使畫素電極兩側R的暗線(disclination line)問題獲得改善。另外，比較圖10之(d)與(g)可知，當距離d固定為4微米，而條狀電極142的寬度L，條狀狹縫112的寬度S分別縮小為1微米時(如圖10之(g)所示)，畫素電極兩側R的暗線(disclination line)問題亦明顯地改善。
綜上所述，在本發明之畫素結構中，藉由部分延伸方向彼此平行之非等腰梯形狹縫，而使得位於畫素電極的兩側的顯示介質，其傾倒方向會與相鄰且位於同一畫素電極內的顯示介質較為一致，而使得採用本發明之畫素結構的顯示面板較不易發生暗線(disclination line)的情形，進而使得採用本發明之畫素結構的顯示面板的透光度(transmittance)特性佳。
1000、1000A‧‧‧畫素結構
100‧‧‧畫素電極
100a‧‧‧畫素電極側邊
110、110a、110b、110c、110d‧‧‧條狀狹縫組
112‧‧‧條狀狹縫
114‧‧‧直角梯形
114a‧‧‧上底
114b‧‧‧下底
114c‧‧‧第一腰
114d‧‧‧第二腰
120‧‧‧第一主電極部
130‧‧‧第二主電極部
140、140a、140b、140c、140d‧‧‧條狀電極組
142‧‧‧條狀電極
142a‧‧‧第一端
142b‧‧‧第二端
142b-1‧‧‧分支
SL‧‧‧掃描線
DL‧‧‧資料線
T‧‧‧主動元件
G‧‧‧閘極
CH‧‧‧通道
S’‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
H‧‧‧接觸窗
D1、D2、D3、D4‧‧‧方向
α、θ‧‧‧夾角
L‧‧‧條狀電極寬度
S‧‧‧條狀狹縫寬度
d‧‧‧距離
X、Y、K‧‧‧外輪廓
A、B、C、R、R1、R2‧‧‧區域
圖1為習知的畫素結構示意圖。
圖2、圖4、圖6為本發明第一實施例之畫素結構上視示意圖。
圖3為圖2之區域A之放大圖。
圖5為本發明一實施例之畫素結構上視示意圖。
圖7為本發明第二實施例之畫素結構上視示意圖。
圖8為本發明第一實施例之畫素結構示意圖。
圖9、圖10為本發明第二實施例之畫素結構示意圖。
1000‧‧‧畫素結構
100‧‧‧畫素電極
110、110a、110b、110c、110d‧‧‧條狀狹縫組
112‧‧‧條狀狹縫
114‧‧‧直角梯形
114d‧‧‧第二腰
SL‧‧‧掃描線
DL‧‧‧資料線
T‧‧‧主動元件
G‧‧‧閘極
CH‧‧‧通道
S’‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
H‧‧‧接觸窗
D1‧‧‧方向
A、B、C、R1‧‧‧區域

Claims (18)

  1. 一種畫素結構，適於與一掃描線以及一資料線電性連接，該畫素結構包括：一主動元件，與該掃描線以及該資料線電性連接；以及一畫素電極，與該主動元件電性連接，該畫素電極具有多個條狀狹縫組，各該條狀狹縫組包括多個延伸方向彼此平行之條狀狹縫，且至少部分條狀狹縫之形狀為非等腰梯形(non-isosceles trapezoid)，該非等腰梯形具有一上底、一下底、一第一腰以及一第二腰，該第一腰靠近該畫素電極之一邊緣，該第二腰遠離該畫素電極之該邊緣，該第一腰不平行於該資料線的延伸方向，且該第一腰與該畫素電極的輪廓重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該非等腰梯形為直角梯形(right trapezoid)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之畫素結構，其中該第一腰實質上垂直於該上底。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之畫素結構，其中該第二腰實質上平行於或實質上垂直於該掃描線的延伸方向。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之畫素結構，其中該第一腰實質上與該資料線的夾角約為45°。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該畫素電極包括：一第一主電極部，該第一主電極部的延伸方向實質上平行於該掃描線的延伸方向； 一第二主電極部，該第二主電極部的延伸方向實質上平行於該資料線的延伸方向；以及多個條狀電極組，與該第一主電極部以及該第二主電極部連接，各該條狀電極組包括多個延伸方向彼此平行之條狀電極，以分別定義出其中一組條狀狹縫組。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之畫素結構，其中在同一條狀電極組中，部分條狀電極從該第一主電極部向外延伸，而其餘條狀電極從該第二主電極部向外延伸。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中各該條狀電極具有一第一端以及一第二端，各該第一端與該第一主電極部或該第二主電極部連接，而各該第二端具有一分支，且各該分支分別與相鄰之條狀電極的第二端連接。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中各該條狀電極具有一第一端以及一第二端，各該第一端與該第一主電極部或該第二主電極部連接，而各該第二端具有一分支，且各該分支分別往相鄰之條狀電極的第二端延伸，但不與相鄰之條狀電極的第二端連接。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中該各該條狀電極具有一第一端以及一第二端，各該第一端與該第一主電極部或該第二主電極部連接，而該些第二端彼此相連。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中該各該條狀電極具有一第一端以及一第二端，各該第一端與該第一主電極部或該第二主電極部連接，而部分該些第二端彼此相連以形成一鋸齒狀的外輪廓。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中各該條狀電極的寬度為L，而各該條狀狹縫的寬度為S，其中1微米L8微米，而1微米S4微米。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中各該條狀電極的寬度為L，而各該條狀狹縫的寬度為S，其中2微米L7微米，而1微米S4微米。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中各該條狀電極的寬度為L，而各該條狀狹縫的寬度為S，其中2微米L6微米，而1微米S4微米。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中延伸方向彼此平行之該些條狀狹縫之任一與該畫素電極側邊的最短距離為d，其中1微米d10微米。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中延伸方向彼此平行之該些條狀狹縫之任一與該畫素電極側邊的最短距離為d，其中1微米d8微米。
  17. 如申請專利範圍第7項所述之畫素結構，其中延伸方向彼此平行之該些條狀狹縫之任一與該畫素電極側邊的最短距離為d，其中1微米d7微米。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之畫素結構，其中該第二腰遠離該畫素電極之該邊緣，該第一腰與該上底之夾角為α，其中450 α1350。
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