TWI530736B - 顯示面板 - Google Patents

Description

顯示面板

本發明係關於一種顯示面板，尤指一種具有高對比度之顯示面板。

液晶顯示面板由於具有輕薄短小與節能等優點，已被廣泛地應用在各式電子產品，如智慧型手機(smart phone)、筆記型電腦(notebook computer)、平板電腦(tablet PC)與電視(TV)等。一般而言，液晶顯示面板主要包括一第一基板例如陣列基板、一第二基板例如對向基板以及一液晶層設置於第一基板與第二基板之間。此外，液晶顯示面板更進一步包括主間隔物(main spacer)設置於第一基板與第二基板之間，用以維持固定的液晶間隙。由於主間隔物係先製作於第一基板與第二基板之其中一者上，並在第一基板與第二基板組裝後會與第一基板與第二基板之其中另一者接觸，以發揮維持固定液晶間隙的功用。然而在組裝過程中，第一基板與第二基板的相對位置常會因為製程誤差或其它不可預期之因素而產生偏移，使得主間隔物的位置亦會產生偏移。主間隔物的偏移會導致漏光並導致液晶顯示面板的對比度偏低與暗態亮度偏亮，特別是對於高解析度顯示面板而言，主間隔物的偏移對於對比度與暗態亮度的影響更大。

本發明之目的之一在於提供一種具有高對比度與低暗態亮度的顯示面板。

本發明之一實施例提供一種顯示面板，包括一畫素陣列、一遮光 圖案以及複數個間隔物。畫素陣列包括複數個次畫素，其中次畫素實質上沿一第一方向排列成複數條次畫素列，且次畫素實質上沿一第二方向排列成複數條次畫素行。遮光圖案設置於任兩相鄰之次畫素列之間，其中遮光圖案具有一第一邊緣與一第二邊緣，第一邊緣與第二邊緣分別與兩相鄰之次畫素列鄰設，且在第二方向上，第一邊緣與第二邊緣之間具有一寬度H。間隔物設置於兩相鄰之次畫素列之間，且間隔物在一垂直投影方向上與遮光圖案重疊，其中在第二方向上，各間隔物具有一間隔物直徑D，各間隔物具有一第一側面對第一邊緣以及一第二側面對第二邊緣，第一側與第一邊緣之間具有一第一距離A”，第二側與第二邊緣之間具有一第二距離B”，且寬度H、間隔物直徑D、第一距離A”以及第二距離B”滿足下列關係：B”>0；A”≧0；B”>A”；以及2D≦H≦3D。

本發明之顯示面板利用間隔物偏移設計，可以在不增加遮光圖案而影響開口的前提下，降低黑畫面的暗態亮度並提升對比度。

1‧‧‧顯示面板

10‧‧‧第一基板

20‧‧‧第二基板

AR‧‧‧畫素陣列

22‧‧‧遮光圖案

24‧‧‧間隔物

SP‧‧‧次畫素

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

12‧‧‧次畫素列

14‧‧‧次畫素行

Lx‧‧‧長軸

G‧‧‧綠色次畫素

B‧‧‧藍色次畫素

R‧‧‧紅色次畫素

14G‧‧‧綠色次畫素行

14B‧‧‧藍色次畫素行

14R‧‧‧紅色次畫素行

Z‧‧‧垂直投影方向

221‧‧‧第一邊緣

222‧‧‧第二邊緣

H‧‧‧寬度

CF‧‧‧彩色濾光圖案

26‧‧‧平坦層

241‧‧‧第一側

242‧‧‧第二側

28‧‧‧配向膜

D‧‧‧間隔物直徑

50‧‧‧滾輪

52‧‧‧毛刷

t1‧‧‧第一時間點

t2‧‧‧第二時間點

t3‧‧‧第三時間點

X‧‧‧摩刷方向

28A‧‧‧強配向區

28B‧‧‧弱配向區

A”‧‧‧第一距離

B”‧‧‧第二距離

2‧‧‧顯示面板

L‧‧‧間距

C‧‧‧中心基準線

P1‧‧‧第一位置

P2‧‧‧第二位置

S‧‧‧偏移量

E‧‧‧側邊

O1‧‧‧第一重疊長度

O2‧‧‧第二重疊長度

3‧‧‧顯示面板

第1圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之示意圖。

第2圖繪示了第1圖之顯示面板的局部放大示意圖。

第3圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖。

第4圖繪示了本實施例之顯示面板進行摩擦配向製程時之上視示意圖。

第5圖繪示了本實施例之顯示面板進行摩擦配向製程時之剖面示意圖。

第6圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之示意圖。

第7圖繪示了第6圖之顯示面板的局部放大示意圖。

第8圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖。

第9圖繪示了本發明之第二實施例之變化實施例之顯示面板的局部放大示意圖。

第10圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖。

為使熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第1圖至第3圖。第1圖繪示了本發明之第一實施例之顯示面板之示意圖，第2圖繪示了第1圖之顯示面板的局部放大示意圖，且第3圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖，其中為了彰顯本實施例之顯示面板的特色，部分元件未繪示於所有圖示中。如第1圖至第3圖所示，本實施例之顯示面板1可包括第一基板10、第二基板20、畫素陣列AR、遮光圖案22以及複數個間隔物24。第一基板10與第二基板20面對設置，且第一基板10與第二基板20可分別為透明基板例如玻璃基板、石英基板、塑膠基板或其它適合之硬質基板或可撓式基板。此外，第一基板10與第二基板20之間設置顯示介質層30。本實施例之顯示面板1係以液晶顯示面板為例，因此顯示介質層30係為液晶層。液晶顯示面板可為平面電場驅動型液晶顯示面板例如邊緣電場型(fringe field switching,FFS)液晶顯示面板或平面切換型(in-plane switching,IPS)液晶顯示面板，但不以此為限；液晶顯示面板亦可為其它類型的液晶顯示面板例如垂直電場驅動型液晶顯示面板，或是其它類型之顯示面板例如電激發光顯示面板。畫素陣列AR設置於第一基板10上，且畫素陣列AR包括複數個次畫素SP，其中次畫素SP實質上沿第一方向D1排列成複數條次畫素列12，次畫素SP實質上沿第二方向D2排列成複數條次畫素行14。 在本實施例中，第一方向D1與第二方向D2實質上彼此垂直，例如第一方向D1為第1圖之水平方向，第二方向D2為第1圖之垂直方向，但不以此為限。 在本實施例中，各次畫素SP實質上係為長方形次畫素，其具有長軸Lx，且所有的次畫素SP的長軸Lx係朝向同一個方向例如第二方向D2排列，但不以此為限。次畫素SP的長軸Lx也可以朝向不同的方向排列，例如在變化實施例中，位於奇數列之次畫素列12之次畫素SP之長軸Lx與位於偶數列之次畫素列12之次畫素SP之長軸Lx係以不平行方式設置，藉此可提供較佳的廣視角顯示效果。

此外，各次畫素SP可進一步包括開關元件例如薄膜電晶體元件、 儲存電容元件、電極元件例如畫素電極及/或共通電極等用以提供顯示功能之元件。第一基板10上可佈設各種類型之訊號線例如閘極線、資料線與共通線，用以提供次畫素SP所需之驅動訊號。在本實施例中，次畫素SP可包括用以顯示不同顏色之次畫素例如綠色次畫素G、藍色次畫素B與紅色次畫素R，且綠色次畫素G、藍色次畫素B與紅色次畫素R可沿第一方向D1上交替重覆排列，也就是說，次畫素行14可包括複數條綠色次畫素行14G、複數條藍色次畫素行14B以及複數條紅色次畫素行14R彼此交替設置，但不以此為限。

由垂直投影方向Z觀察，遮光圖案22係設置於任兩相鄰之次畫 素列12之間，也就是說，遮光圖案22係沿第一方向D1延伸。遮光圖案22具有第一邊緣221與第二邊緣222，且第一邊緣221與第二邊緣222分別與在第二方向D2上兩相鄰之次畫素列12鄰設。此外，遮光圖案22更可進一步設置於任兩相鄰之次畫素行14之間，也就是說，遮光圖案22可進一步沿第二方向D2延伸，而構成網格狀遮光圖案。在第二方向D2上，第一邊緣221與第二邊緣222之間具有一寬度H，此寬度H等於第一邊緣221至第二邊緣 222的距離。在本實施例中，遮光圖案22係設置於第二基板20上，且遮光圖案22可為例如黑色矩陣圖案，其材料可為有機材料例如黑色光阻材料或無機材料例如金屬。在其它變化實施例中，遮光圖案22亦可設置於第一基板10上，且其材料可為有機材料例如黑色光阻材料或無機材料例如金屬。本實施例之顯示面板1更可進一步選擇性地包括彩色濾光圖案CF、平坦層26以及配向膜28等膜層，設置於第二基板20上。在本實施例中，間隔物24可為主間隔物(main spacer)或副間隔物(sub spacer)。主間隔物的定義是指在顯示面板1處於正常狀況下，其同時與第一基板10及第二基板20接觸，或是同時與第一基板10上的膜層與第二基板20上的膜層接觸，以使得第一基板10與第二基板20之間可維持固定的間隙。副間隔物的定義是指在顯示面板1處於正常狀況(未產生形變或受到外力按壓的狀況)下，其未與第一基板10接觸或第一基板10上的膜層接觸，但在受到外力按壓的狀況下，副間隔物可以和第一基板10接觸或第一基板10上的膜層接觸，藉此可以避免顯示面板1產生過大的形變而受到損傷。一般而言，由於副間隔物的數目較主間隔物的數目為多，因此本實施例之間隔物24較佳為副間隔物，藉此對於顯示面板1的暗態漏光的抑制較為顯著，進而可有效提升對比度與降低黑畫面的暗態亮度(亦即黑畫面較黑)。間隔物24並不限定為副間隔物，舉例而言，在一變化實施例中，間隔物24可以是主間隔物。在又一變化實施例中，主間隔物與副間隔物可混用，亦即一部分的間隔物24可為主間隔物，且另一部分的間隔物24可為副間隔物。另外，間隔物24所包含的主間隔物與副間隔物的數量比例、設置密度與位置可視需要加以調整，例如間隔物24可設置於任四個相鄰的次畫素SP之間，或僅設置於一部分之四個相鄰的次畫素SP之間。

由垂直投影方向Z觀察，間隔物24設置於兩相鄰之次畫素列12 之間，且間隔物24在垂直投影方向Z上與遮光圖案22重疊。在本實施例中，間隔物24係設置於第二基板20上，但不以此為限。間隔物24實質上可為圓 柱結構、圓錐結構或其它形狀之結構，且在第二方向D2上，各間隔物24具有一間隔物直徑D。在本實施例中，間隔物24係設置於平坦層26以及配向膜28之間，亦即配向膜28設置於間隔物24之上並覆蓋間隔物24以及平坦層26的表面，且間隔物直徑D指在第二方向D2上的最大直徑。舉例而言，若間隔物24為圓柱結構或圓錐結構，則間隔物直徑D可為間隔物24的底部直徑。

請參考第4圖與第5圖，並一併參考第1圖至第3圖。第4圖繪 示了本實施例之顯示面板進行摩擦配向製程時之上視示意圖，第5圖繪示了本實施例之顯示面板進行摩擦配向製程時之剖面示意圖。如第4圖與第5圖所示，為了使配向膜28具有配向功能，將顯示面板1沿摩擦方向(rubbing direction)X移動搭配設置有毛刷52的滾輪(roller)50對配向膜28進行配向。 在摩擦配向製程中，滾輪50會固定於顯示面板1的一側並在原地維持轉動，例如順時針轉動，則毛刷52係以順時針60度角的方向設置在滾輪50上，而顯示面板1則會沿摩擦方向X移動。如第5圖所示，在第一時間點t1，滾輪50的毛刷52會接觸到配向膜28的表面，並於配向膜28的表面形成配向圖案。在第二時間點t2，當間隔物24移動到滾輪50旁時，由於滾輪50是以順時針轉動，間隔物24會與毛刷52的轉動角度形成死角，使得滾輪50的毛刷52無法完全接觸到對應於間隔物24之第二側242，因此無法對遮光圖案22之第二邊緣222之配向膜28進行完全配向，則會形成弱配向區28B。在第三時間點t3，當顯示面板1繼續朝向摩擦方向X移動到滾輪50對應於間隔物24之第一側241時，由於滾輪50是以順時針轉動，因此滾輪50的毛刷52可以接觸到對應間隔物24之第一側241，因此對遮光圖案22之第一邊緣221之配向膜28進行完全配向，則會形成強配向區28A。

請再參考第1圖至第3圖，弱配向區28B的配向效果較強配向區 28A的配向效果差，因此對應於弱配向區28B的顯示介質例如液晶分子會因為配向效果不佳而產生漏光。因此，為了弱配向區28B的配向不足產生的漏光影響到顯示效果，本實施例將間隔物24的位置朝向強配向區28A偏移，以使得弱配向區28B盡可能與遮光圖案22在垂直投影方向Z上重疊，藉此可在不增加遮光圖案22之面積的前提下利用遮光圖案22遮蔽弱配向區28B的漏光。另一方面，由於強配向區28A具有良好的配向效果，因此即使強配向區28A偏移至顯示區內而在垂直投影方向Z上未被遮光圖案22部分或完全遮蔽，也不會產生漏光問題。只要間隔物24本身與遮光圖案22在垂直投影方向Z上重疊，即不會影響到開口率。精確地說，在本實施例中，各間隔物24具有第一側241面對第一邊緣221，以及第二側242面對第二邊緣222。第一側241與第一邊緣221之間具有第一距離A”，第二側242與第二邊緣222之間具有第二距離B”，且寬度H、間隔物直徑D、第一距離A”以及第二距離B”滿足下列關係：B”>0；A”≧0；B”>A”；以及2D≦H≦3D。

在上述條件下，間隔物24係沿第二方向D2偏移設置但未超出遮 光圖案22的範圍，而弱配向區28B則會位於遮光圖案22的範圍內，藉此可以確保弱配向區28B所產生的漏光會被遮光圖案22所遮蔽。經實證結果顯示，相較於對照實施例之顯示面板將間隔物以對稱方式設計的作法(亦即間隔物是設置於四個相鄰的次畫素的對稱中心)，本實施例之顯示面板1利用間隔物24的偏移設計，可以有效將黑畫面的暗態亮度降低約26%，且將對比度提升約17.8%。

本發明之顯示面板並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它實施例之顯示面板，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。

請參考第6圖至第8圖。第6圖繪示了本發明之第二實施例之顯示面板之示意圖，第7圖繪示了第6圖之顯示面板的局部放大示意圖，且第8圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖，其中為了彰顯本實施例之顯示面板的特色，部分元件未繪示於所有圖示中。如第6圖至第8圖所示，在本實施例之顯示面板2中，間隔物24在第二方向D2上可如第一實施例所揭示的作法向強配向區28A的方向偏移設置，並滿足上述關係。不同於第一實施例，本實施例之間隔物24在第一方向D1上也具有偏移設計。精確地說，本實施例之間隔物24係設置於相鄰之藍色次畫素行14B以及紅色次畫素行14R之間，間隔物24未設置於相鄰之藍色次畫素行14B以及綠色次畫素行14G之間，且間隔物24未設置於相鄰之綠色次畫素行14G以及紅色次畫素行14R之間，但不以此為限。此外，相鄰之藍色次畫素行14B以及紅色次畫素行14R之間具有中心基準線C，其中在第一方向D1上，中心基準線C與相鄰之藍色次畫素行14B之距離實質上等於中心基準線C與相鄰之紅色次畫素行14R之距離，且相鄰之藍色次畫素行14B與紅色次畫素行14R之間具有間距L。此外，中心基準線C上具有第一位置P1，在第一方向D1上，各間隔物24係沿第一方向D1由第一位置P1向藍色次畫素行14B偏移至第二位置P2，其中第一位置P1與第二位置P2之間具有偏移量S，且偏移量S、間距L與間隔物直徑D滿足下列關係：S≧0.5(D-L)。另外，各次畫素SP具有側邊E，實質上平行第一方向D1，各間隔物24設置於相對應之藍色次畫素行14B之兩相鄰之次畫素SP(藍色次畫素B)之側邊E之間。在本實施例中，在第二方向D2上，各間隔物24與相對應之藍色次畫素行14B之次畫素SP(藍色次畫 素B)之側邊E部分重疊並具有第一重疊長度O1；各間隔物24也設置於相對應之紅色次畫素行14R之兩相鄰之次畫素SP(紅色次畫素R)之側邊E之間，且在第二方向D2上，各間隔物24與相對應之紅色次畫素行14R之次畫素SP(紅色次畫素R)之側邊E部分重疊並具有第二重疊長度O2，且第一重疊長度O1大於第二重疊長度O2。也就是說，間隔物24係由中心基準線C上的第一位置P1朝向藍色次畫素行14B的方向偏移至第二位置P2，但間隔物24在第二方向D2上仍分別與藍色次畫素B與紅色次畫素R部分重疊。

由於間隔物24係由中心基準線C上的第一位置P1朝向藍色次畫素行14B的方向偏移至第二位置P2，因此弱配向區28B也會向藍色次畫素B偏移而使得藍色次畫素B的漏光會多於紅色次畫素R。也就是說，在不增加遮光圖案22的面積的前提下，本實施例將弱配向區28B設置於偏向藍色次畫素B且遠離紅色次畫素R的位置，藉此使得較多的漏光位於藍色次畫素B內。一般而言，紅光的亮度會大於藍光，因此於藍色次畫素B的漏光相較於紅色次畫素R的漏光較不明顯，故可以降低黑畫面的暗態亮度。在本實施例中，間隔物24可僅為副間隔物、或僅為主間隔物，或主間隔物與副間隔物混用。

請參考第9圖與第10圖。第9圖繪示了本發明之第二實施例之變化實施例之顯示面板的局部放大示意圖，且第10圖為本實施例之顯示面板的剖面示意圖。如第9圖與第10圖所示，在本變化實施例之顯示面板3中，各間隔物24係沿第一方向D1由中心基準線C的第一位置P1向藍色次畫素行14B偏移至第二位置P2，其中第一位置P1與第二位置P2之間具有偏移量S，且偏移量S、間距L與間隔物直徑D滿足下列關係：S≧0.5(D-L)。不同於第二實施例之處在於，在第二方向D2上，各間隔物24與相對應之藍色次畫素行14B之次畫素SP(藍色次畫素B)之側邊E部分重疊，但各間隔物24與相 對應之紅色次畫素行14R之次畫素SP(紅色次畫素R)之側邊E未重疊。在本實施例中，間隔物24可僅為副間隔物、或僅為主間隔物，或主間隔物與副間隔物混用。

綜上所述，本發明之顯示面板利用間隔物偏移設計，可以在不增加遮光圖案而影響開口的前提下，使弱配向區的位置與遮光圖案重疊以遮蔽漏光，以降低黑畫面的暗態亮度並提升對比度，或者將弱配向區朝向具有特定顏色的次畫素(例如藍色次畫素)偏移，以降低黑畫面的暗態亮度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧顯示面板

22‧‧‧遮光圖案

24‧‧‧間隔物

SP‧‧‧次畫素

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

12‧‧‧次畫素列

14‧‧‧次畫素行

Lx‧‧‧長軸

G‧‧‧綠色次畫素

B‧‧‧藍色次畫素

R‧‧‧紅色次畫素

14G‧‧‧綠色次畫素行

14B‧‧‧藍色次畫素行

14R‧‧‧紅色次畫素行

Z‧‧‧垂直投影方向

221‧‧‧第一邊緣

222‧‧‧第二邊緣

H‧‧‧寬度

241‧‧‧第一側

242‧‧‧第二側

D‧‧‧間隔物直徑

X‧‧‧摩刷方向

28A‧‧‧強配向區

28B‧‧‧弱配向區

A”‧‧‧第一距離

B”‧‧‧第二距離

Claims (12)

1. 一種顯示面板，包括：一畫素陣列，包括複數個次畫素，其中該等次畫素實質上沿一第一方向排列成複數條次畫素列，該等次畫素實質上沿一第二方向排列成複數條次畫素行；一遮光圖案，設置於任兩相鄰之該等次畫素列之間，其中該遮光圖案具有一第一邊緣與一第二邊緣，該第一邊緣與該第二邊緣分別與兩相鄰之該等次畫素列鄰設，且在該第二方向上，該第一邊緣與該第二邊緣之間具有一寬度H；以及複數個間隔物，設置於兩相鄰之該等次畫素列之間，且該等間隔物在一垂直投影方向上與該遮光圖案重疊，其中在該第二方向上，各該間隔物具有一間隔物直徑D，各該間隔物具有一第一側面對該第一邊緣以及一第二側面對該第二邊緣，該第一側與該第一邊緣之間具有一第一距離A”，該第二側與該第二邊緣之間具有一第二距離B”，且該寬度H、該間隔物直徑D、該第一距離A”以及該第二距離B”滿足下列關係：B”>0；A”≧0；B”>A”；以及2D≦H≦3D。
2. 如請求項1所述之顯示面板，其中各該間隔物具有一圓柱結構。
3. 如請求項1所述之顯示面板，另包括一配向膜設置於各該間隔物之上，其中對應於各該間隔物之該第一側與該遮光圖案之該第一邊緣之該配向膜係為一強配向區，且對應於各該間隔物之該第二側與該遮光圖案之該第二邊 緣之該配向膜係為一弱配向區。
4. 如請求項1所述之顯示面板，其中該等次畫素行包括複數條綠色次畫素行、複數條藍色次畫素行以及複數條紅色次畫素行彼此交替設置。
5. 如請求項4所述之顯示面板，其中相鄰之該藍色次畫素行以及該紅色次畫素行之間具有一中心基準線，在該第一方向上，該中心基準線與相鄰之該藍色次畫素行之距離實質上等於該中心基準線與相鄰之該紅色次畫素行之距離，且相鄰之該藍色次畫素行與該紅色次畫素行之間具有一間距L。
6. 如請求項5所述之顯示面板，其中該中心基準線上具有一第一位置，在該第一方向上，各該間隔物係沿該第一方向由該第一位置向該藍色次畫素行偏移設至一第二位置，該第一位置與該第二位置之間具有一偏移量S，且該偏移量S、該間距L與該間隔物直徑D滿足下列關係：S≧0.5(D-L)。
7. 如請求項6所述之顯示面板，其中各該次畫素具有一側邊，實質上平行該第一方向，各該間隔物設置於相對應之該藍色次畫素行之兩相鄰之該等次畫素之該等側邊之間，在該第二方向上，各該間隔物與相對應之該藍色次畫素行之該次畫素之該側邊部分重疊並具有一第一重疊長度。
8. 如請求項7所述之顯示面板，其中各該間隔物設置於相對應之該紅色次畫素行之兩相鄰之該等次畫素之該等側邊之間，在該第二方向上，各該間隔物與相對應之該紅色次畫素行之該次畫素之該側邊部分重疊並具有一第二重疊長度，且該第一重疊長度大於該第二重疊長度。
9. 如請求項6所述之顯示面板，其中在該第二方向上，各該間隔物與相對應之該紅色次畫素行之該次畫素之該側邊未重疊。
10. 如請求項6所述之顯示面板，其中該等間隔物係設置於相鄰之該藍色次畫素行以及該紅色次畫素行之間。
11. 如請求項10所述之顯示面板，其中該等間隔物未設置於相鄰之該藍色次畫素行以及該綠色次畫素行之間，且該等間隔物未設置於相鄰之該綠色次畫素行以及該紅色次畫素行之間。
12. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一方向與該第二方向實質上互相垂直。