TWI431383B

TWI431383B - 畫素陣列基板與液晶顯示裝置

Info

Publication number: TWI431383B
Application number: TW099129521A
Authority: TW
Inventors: Chien Hong Chen; Ching Che Yang
Original assignee: Innolux Corp
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2014-03-21
Also published as: TW201211657A; US20120050641A1; US8614778B2

Description

畫素陣列基板與液晶顯示裝置

本發明是有關於一種基板及顯示裝置，且特別是有關於一種畫素陣列基板及液晶顯示裝置。

針對多媒體社會之急速進步，多半受惠於半導體元件或顯示裝置的飛躍性進步。就顯示裝置而言，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性之薄膜電晶體液晶顯示裝置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)已逐漸成為市場之主流。

近來，部分液晶顯示裝置的畫素電極會設計為米字形，如圖1。然而，因為畫素電極100的各部分的寬度通常只有3微米至5微米，一旦有任一斷線處(如R12與R14)，就會導致畫素電極100處於浮置狀態的部分110無法規範液晶分子的倒向而產生缺陷。另外，實驗發現，採用米字形的畫素電極100的液晶顯示裝置仍存在光穿透率較低的問題，導致畫面的對比無法提升。

本發明提供一種畫素陣列基板，可減少製造過程中所產生的不良缺陷而導致畫素電極的部分區域處於浮置狀態的機率。

本發明提供一種液晶顯示裝置，可解決採用米字形的畫素電極時光穿透率較低的問題。

本發明的畫素陣列基板具有多個畫素電極。各畫素電極具有一第一主幹、一第二主幹、多個第一分支以及多個第二分支。第一主幹與第二主幹實質上互相垂直連接而依序定義出一第一象限、一第二象限、一第三象限與一第四象限。各第一分支連接第一主幹或第二主幹。位於同一象限的第一分支的方位角實質上相同。各第二分支連接多個第一分支。各象限具有至少一個第二分支。

本發明的液晶顯示裝置包括前述的畫素陣列基板、一對向基板以及一液晶層。

在本發明之一實施例中，第一象限的第一分支的方位角介於40度至50度間，第二象限的第一分支的方位角介於130度至140度間，第三象限的第一分支的方位角介於220度至230度間，第四象限的第一分支的方位角介於310度至320度間。

在本發明之一實施例中，各象限的第二分支與各象限的第一分支實質上垂直連接。

在本發明之一實施例中，各象限具有多個第二分支，位於同一象限的第二分支的方位角實質上相同。此外，位於同一象限的第二分支之間的間距例如為10微米。

在本發明之一實施例中，位於同一象限的兩條相鄰第一分支的同一側的距離為5微米至7微米。

在本發明之一實施例中，各第一分支的寬度為2微米至3.5微米。

在本發明之一實施例中，各第二分支的寬度為2微米至10微米。

在本發明之一實施例中，各畫素電極更具有一外框，外框環繞各畫素電極的四周並連接第一主幹、第二主幹與第一分支。

在本發明之一實施例中，液晶顯示裝置更包括一背光模組，而畫素陣列基板與對向基板配置於背光模組上。

基於上述，在本發明的畫素陣列基板及液晶顯示裝置中，第二分支的設計降低畫素電極的部分區域處於浮置狀態的機率，也提升顯示畫面的對比。

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。

圖2為本發明一實施例之液晶顯示裝置的局部剖示圖。請參照圖2，本實施例之液晶顯示裝置1000包括一畫素陣列基板1100、一對向基板1200與一液晶層1300。畫素陣列基板1100具有多個畫素電極1110，圖2中略以單層表示多個畫素電極1110。對向基板1200具有面向畫素陣列基板1100之一共用電極1210。此外，本實施例之畫素陣列基板1100上可配置一配向層1190，而對向基板1200上可配置一配向層1220。配向層1220覆蓋共用電極1210且靠近液晶層1300，配向層1190覆蓋畫素電極1110且靠近液晶層1300。液晶層1300配置於畫素陣列基板1100的畫素電極1110與對向基板1200的共用電極1210之間。若液晶顯示裝置1000採用穿透式或半穿透半反射式設計，則可更包括一背光模組1500以提供面光源，而畫素陣列基板1100與對向基板1200配置於背光模組1500上。

另外，液晶顯示裝置1000可更包括一彩色濾光層1400。彩色濾光層1400可包括一黑矩陣1410與多個彩色濾光膜1420。相鄰黑矩陣1410具有開口而可容置彩色濾光膜1420。本實施例之彩色濾光層1400是以配置於畫素陣列基板1100為例，但彩色濾光層1400也可配置於對向基板1200，並位於對向基板1200與共用電極1210間。

本實施例之液晶顯示裝置1000更包括兩個液晶穩定聚合物層1306，形成於共用電極1210與畫素電極1110上並接觸液晶層1300。然而，液晶顯示裝置1000也可僅有一個液晶穩定聚合物層1306，且可配置於共用電極1210或畫素電極1110上。

在形成液晶穩定聚合物層1306時，可先在液晶層1300內均勻地摻雜多個反應基單體(未繪示)，這些反應基單體經由聚合處理後會形成液晶穩定聚合物層1306於畫素陣列基板1100及/或對向基板1200之表面。在聚合處理的過程中，可經由畫素電極1110與共用電極1210施加電場於液晶層1300，以使液晶層1300的液晶分子依照所產生的電場而傾倒，同時利用照射紫外線、加熱或其他適當方式使反應基單體聚合為液晶穩定聚合物層1306。其中，聚合反應基單體的方式是依所使用的反應基單體的材料特性而定。如此一來，聚合後之反應基單體附近的液晶分子將保持在反應基單體聚合時的傾倒角度。液晶穩定聚合物層 1306有助於增加配向層1220與配向層1190對於液晶層1300之液晶分子的錨定力，故可穩定液晶分子的傾倒方向，並提升液晶分子的反應速度。藉此，共用電極1210上可不需要形成任何圖案而是全面覆蓋在對向基板1200上。如此，液晶顯示裝置1000可具有更高之穿透率，並具有更快的反應速度以改善殘影現象。

當液晶穩定聚合物層1306在施加電壓的情況下形成在配向層1220與配向層1190的表面時，會大致上順著畫素電極1110(稍後進一步說明)暗示的傾倒方向而形成聚合結構。因此，當施加於液晶層1300的電場消失後，配向層1220與配向層1190上的液晶穩定聚合物層1306會快速將液晶分子拉回預定之方位，進而協助液晶層1300的液晶分子快速進行下一次的反應。如此一來，即進一步縮短了液晶分子的反應時間，並更進一步改善殘影現象。藉由液晶穩定聚合物層1306的幫助可以較低的成本達成較佳的配向效果，因此可降低整個液晶顯示裝置1000的製造成本。

本實施例的液晶顯示裝置1000還更包括一偏振片1610與一偏振片1620。偏振片1610配置於對向基板1200遠離液晶層1300之表面上，亦即偏振片1610與液晶層1300分別位於對向基板1200的兩個相對表面上。偏振片1620配置於畫素陣列基板1100遠離液晶層1300之表面，亦即偏振片1620與液晶層1300分別位於畫素陣列基板1100的兩個相對表面上。偏振片1610與偏振片1620例如都是線偏振片，各具有穿透軸而可選擇性地讓光線通過偏振片，且配置方式是讓兩者的穿透軸互相正交。或者，偏振片1610與偏振片1620也可以都是圓偏振片。

圖3為圖2之液晶顯示裝置的畫素陣列基板的局部上視示意圖。請參照圖3，畫素陣列基板1100的每個畫素電極1110具有一個第一主幹B110、一個第二主幹B120、多個第一分支B130與多個第二分支B140。每個第一分支B130都連接第一主幹B110或第二主幹B120。第一主幹B110與第二主幹B120實質上互相垂直連接而定義出第一象限I、第二象限II、第三象限III及第四象限IV等四個象限。每個畫素電極1110的第一主幹B110、第二主幹B120與第一分支B130所構成的圖案大致呈米字形。以第二主幹B120為基準，各象限的第一分支B130的方位角大致相同。第一分支B130大致是由第一主幹B110與第二主幹B120的交會點向外呈放射狀。每個第二分支B140連接多個第一分支B130，且每個象限具有至少一個第二分支B140。另外，D1為圖2的偏振片1610的穿透軸方向，D2為圖2的偏振片1620的穿透軸方向，兩者互相正交，分別定義出0度與90度。

由於第二分支B140連接了多個第一分支B130，因此即使畫素電極1110在製程中發生斷線，也大都可經由第二分支B140將斷線周遭的部分連接。如此一來，大幅降低了畫素電極1110因為製程不良而有部分區域處於浮置狀態的機率，以確保液晶分子的排列符合要求而提供較佳的顯示品質。另外，經由實驗也發現，增加了第二分支B140 的設置後，畫素電極1110可以提供液晶分子更佳的規範力，進而提升光穿透率而改善顯示畫面的對比。

請再參照圖3，本實施例的畫素陣列基板1100可更具有多條掃瞄線1130、多條資料線1140及多個主動元件1150，但圖3中僅繪示一條掃瞄線1130為例。各主動元件1150由對應之掃瞄線1130驅動。各畫素電極1110電性連接對應之主動元件1150，以接收對應之資料線1140所傳輸之訊號。本實施例的畫素電極1110的材質是採用透明導電材質，例如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)，但不侷限於此。畫素電極1110的材質採用銦鋅氧化物(IZO)時，容易獲得較細的線寬。

在本發明之一實施例中，各象限的第一分支B130的方位角相對於第二主幹B120依序為45度、135度、225度與315度。各象限的第一分支B130的方位角取決於偏光板1610之穿透軸D1與偏光板1620之穿透軸D2之設置，較佳為與各穿透軸D1或D2相隔45度。各象限的第二分支B140則與各象限的第一分支B130相連接，較佳則與該第一分支B130垂直連接，故各象限的第二分支B140的方位角依序為135度、45度、315度與225度，但不侷限於此。應注意的是，此處所指的方位角可容許一定的誤差值，此誤差值例如是±5度，較佳值為±1.5度。以第一象限I的第一分支B130為例，其方位角可介於40度至50度間；第二象限II的第一分支B130的方位角可介於130度至140度間；第三象限III的第一分支B130的方位角可介於220度至230度間；第四象限IV的第一分支B130的方位角可介於310度至320度間。此外，圖3中各第一分支B130與各第二分支B140的方位角未完全依照比例繪製，僅用於表示畫素電極1110的概略圖案。

圖4是本發明另一實施例的畫素陣列基板的局部上視示意圖。請參照圖4，本實施例的畫素陣列基板2100與圖3的畫素陣列基板1100相似，在此省略其相同處的介紹。本實施例的畫素陣列基板2100的每個畫素電極2110具有一個第一主幹B210、一個第二主幹B220、多個第一分支B230、多個第二分支B240與一外框B250。外框B250環繞畫素電極2110的四周，並連接第一主幹B210、第二主幹B220、第一分支B230與至少一個第二分支B240。在其他實施例中，若第二分支B240沒有延伸到畫素電極2110的四周，則外框B250並不連接第二分支B240。每個象限都具有多個第二分支B240，且位於同一象限的第二分支B240的方位角實質上相同。

藉由增加第二分支B240的數量以及增加外框B250，畫素陣列基板2100又進一步降低了因為製程不良而使畫素電極2110有部分區域處於浮置狀態的機率，也提供液晶分子更佳的規範力，進而提升光穿透率而改善顯示畫面的對比。

以下說明本實施例的畫素電極2110的各種尺寸，但本發明並不侷限於此。位於同一象限的第二分支B240之間的間距G12例如為10微米。位於同一象限的兩條相鄰第一分支B230的同一側的距離G14為5微米至7微米。各第一分支B230的寬度G16為2微米至3.5微米。各第二分支B240的寬度G18為2微米至10微米，較佳值為5微米。

綜上所述，在本發明的畫素陣列基板及液晶顯示裝置中，利用第二分支連接多個第一分支，可降低斷線而導致畫素電極的部分區域處於浮置狀態的機率，也可提供液晶分子更佳的規範力而提升畫面的對比。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧畫素電極

110‧‧‧畫素電極處於浮置狀態的部分

R12、R14‧‧‧斷線處

1000‧‧‧液晶顯示裝置

1100、2100‧‧‧畫素陣列基板

1110、2110‧‧‧畫素電極

1130‧‧‧掃瞄線

1140‧‧‧資料線

1150‧‧‧主動元件

1190‧‧‧配向層

1200‧‧‧對向基板

1210‧‧‧共用電極

1220‧‧‧配向層

1300‧‧‧液晶層

1306‧‧‧液晶穩定聚合物層

1400‧‧‧彩色濾光層

1410‧‧‧黑矩陣

1420‧‧‧彩色濾光膜

1500‧‧‧背光模組

1610、1620‧‧‧偏振片

B110、B210‧‧‧第一主幹

B120、B220‧‧‧第二主幹

B130、B230‧‧‧第一分支

B140、B240‧‧‧第二分支

B250‧‧‧外框

D1、D2‧‧‧穿透軸

G12‧‧‧間距

G14‧‧‧距離

G16、G18‧‧‧寬度

I‧‧‧第一象限

II‧‧‧第二象限

III‧‧‧第三象限

IV‧‧‧第四象限

圖1是習知的畫素陣列基板的局部上視示意圖。

圖2為本發明一實施例之液晶顯示裝置的局部剖示圖。

圖3為圖2之液晶顯示裝置的畫素陣列基板的局部上視示意圖。

圖4是本發明另一實施例的畫素陣列基板的局部上視示意圖。

1100‧‧‧畫素陣列基板

1110‧‧‧畫素電極

1130‧‧‧掃瞄線

1140‧‧‧資料線

1150‧‧‧主動元件

B110‧‧‧第一主幹

B120‧‧‧第二主幹

B130‧‧‧第一分支

B140‧‧‧第二分支

D1、D2‧‧‧穿透軸

I‧‧‧第一象限

II‧‧‧第二象限

III‧‧‧第三象限

IV‧‧‧第四象限

Claims

一種畫素陣列基板，具有多個畫素電極，其中各該畫素電極具有：一第一主幹；一第二主幹，其中該第一主幹與該第二主幹實質上互相垂直連接而依序定義出一第一象限、一第二象限、一第三象限與一第四象限；多個第一分支，其中各該第一分支連接該第一主幹或該第二主幹，位於同一象限的該些第一分支的方位角實質上相同；以及多個第二分支，其中各該第二分支連接多個該些第一分支，且各該象限具有至少一個該些第二分支，該些第二分支中的一個第二分支的兩側連接位於同一象限的該些第一分支中的幾個該些第一分支。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中該第一象限的該些第一分支的方位角介於40度至50度間，該第二象限的該些第一分支的方位角介於130度至140度間，該第三象限的該些第一分支的方位角介於220度至230度間，該第四象限的該些第一分支的方位角介於310度至320度間。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中各該象限的該第二分支與各該象限的該些第一分支實質上垂直連接。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中各該象限具有多個該些第二分支，位於同一象限的該些第二分支的方位角實質上相同。
如申請專利範圍第4項所述之畫素陣列基板，其中位於同一象限的該些第二分支之間的間距為10微米。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中位於同一象限的兩條相鄰第一分支的同一側的距離為5微米至7微米。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中各該第一分支的寬度為2微米至3.5微米。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中各該第二分支的寬度為2微米至10微米。
如申請專利範圍第1項所述之畫素陣列基板，其中各該畫素電極更具有一外框，該外框環繞各該畫素電極的四周並連接該第一主幹、該第二主幹與該些第一分支。
一種液晶顯示裝置，包括：一畫素陣列基板，具有多個畫素電極，其中各該畫素電極具有：一第一主幹；一第二主幹，其中該第一主幹與該第二主幹實質上互相垂直連接而依序定義出一第一象限、一第二象限、一第三象限與一第四象限；多個第一分支，其中各該第一分支連接該第一主幹或該第二主幹，位於同一象限的該些第一分支的方位角實質上相同；以及多個第二分支，其中各該第二分支連接多個該些第一分支，且各該象限具有至少一個該些第二分支，該些第二分支中的一個第二分支的兩側連接位於同一象限的該些第一分支中的幾個該些第一分支；一對向基板；以及一液晶層，配置於該畫素陣列基板與該對向基板之間。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中該第一象限的該些第一分支的方位角介於40度至50間，該第二象限的該些第一分支的方位角介於130度至140度間，該第三象限的該些第一分支的方位角介於220度至230度間，該第四象限的該些第一分支的方位角介於310度至320度間。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中各該象限的該第二分支與各該象限的該些第一分支實質上垂直連接。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中各該象限具有多個該些第二分支，位於同一象限的該些第二分支的方位角實質上相同。
如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中位於同一象限的該些第二分支之間的間距為10微米。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中位於同一象限的兩條相鄰第一分支的同一側的距離為5微米至7微米。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中各該第一分支的寬度為2微米至3.5微米。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中各該第二分支的寬度為2微米至10微米。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，其中各該畫素電極更具有一外框，該外框環繞各該畫素電極的四周並連接該第一主幹、該第二主幹與該些第一分支。
如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示裝置，更包括一背光模組，而該畫素陣列基板與該對向基板配置於該背光模組上。