液晶显示面板的制作方法
【专利摘要】本发明揭露一种液晶显示面板。液晶显示面板包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一第一电极以及一配向层。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一电极设置于第一基板上，并包含往一第一方向延伸的至少一第一电极部，且第一电极为一线对称结构并具有一对称轴。配向层设置于第一电极上，且第一电极的对称轴与配向层的一配向方向之间的夹角小于等于2度。本发明的液晶显示面板可在不降低穿透率的情况下加快液晶分子的反应速度而降低切换时间，进而改善动态残影问题而提高显示品质。
【专利说明】
液晶显不面板
技术领域
[0001]本发明关于一种显示面板，特别是关于一种液晶显示面板。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如移动电话、可携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏蒂等等。
[0003]液晶显不装置的相关应用广品已成为家庭中必备的用品之一，例如液晶电视(LCDTV)，不单是面板的尺寸变大，更须满足人类视觉感官于影像品质上更为严苛的要求，因此，对于动态影像呈现所需的技术为各厂极力发展的重点之一。
[0004]于已知技术中，为了改善液晶显示装置动态影像残影(blur)问题，一般通过加快液晶反应速度来达成(亦即减少液晶分子的切换时间(Switching Time))。目前对于加快液晶反应速度方面常用的方法是采用一种称为过驱动(Overdrive)的技术，其主要的原理是通过提高像素的驱动电压来加快液晶分子的转动速度，进而改善移动影像的显示品质。
[0005]然而，于已知一种像素设计中，是让像素电极的长轴方向与液晶的配向方向之间形成一角度(该角度可称为预扭角度(Pretwist Angle))，但在这种电极的设计中，若以延伸过驱动技术(extended overdrive)驱动像素且当驱动电压超过像素的最大穿透率电压(最大穿透率电压即为像素的穿透率(transmittance)最大时的驱动电压，或称为WhiteVoltage)时，会有额外的暗纹(Disclinat1n)产生而使显示面板的穿透率下降。
【发明内容】
[0006]本发明的目的为提供一种液晶显示面板，可在不降低穿透率的情况下加快液晶分子的反应速度而降低切换时间，进而改善动态残影问题而提高显示品质。
[0007]为达上述目的，依据本发明的一种液晶显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一第一电极以及一配向层。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一电极设置于第一基板上，并包含往一第一方向延伸的至少一第一电极部，且第一电极为一线对称结构并具有一对称轴。配向层设置于第一电极上，第一电极的对称轴与配向层的一配向方向之间的夹角小于等于2度。
[0008]在一实施例中，第一电极为液晶显不面板的一像素电极或一共同电极。
[0009]在一实施例中，第一电极部具有两相对侧边，该些侧边其中之一的其中一点的切线方向与第一电极的对称轴之间的夹角介于O度到10度之间。
[00?0]在一实施例中，第一电极部为长条状。
[0011 ]在一实施例中，液晶显示面板操作于一过驱动技术。
[0012]在一实施例中，第一电极更具有与第一电极部连接的一第二电极部，一接触孔设置于第二电极部上，第一电极部邻近接触孔具有一第一宽度，第一电极部远离接触孔具有一第二宽度，且第一宽度大于或等于第二宽度。
[0013]在一实施例中，第一方向与配向方向之间的夹角小于等于2度。
[0014]在一实施例中，第一电极包含多个第一电极部及连接于该些第一电极部的一第二电极部，且第一方向与配向层的配向方向之间的夹角介于178度与182度之间。
[0015]在一实施例中，两相邻该些第一电极部邻近第二电极部的间距小于远离第二电极部的间距。
[0016]在一实施例中，第一基板的一法向量与液晶层的液晶分子长轴方向的夹角大于85度且小于90度。
[0017]承上所述，因本发明的一实施例的液晶显示面板中，像素配置于第一基板与第二基板之间，并具有一配向层及一第一电极，而配向层设置于第一基板上，第一电极设置于第一基板上，且第一电极为线对称结构并具有一对称轴。另外，第一电极具有至少一往第一方向延伸的第一电极部，且第一电极的对称轴与配向层的配向方向之间的夹角小于等于2度。通过像素的电极结构以及第一电极的第一电极部与配向层的配向方向的关系，使得液晶显示面板操作于过驱动技术，特别在一延伸过驱动(extended overdrive)技术时，像素不会有额外的暗纹产生而使穿透率下降。因此，本发明的液晶显示面板可在不降低穿透率的情况下加快液晶分子的反应速度而降低切换时间，进而改善动态残影问题而提高显示品质。
【附图说明】
[0018]图1A为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的剖视示意图。
[0019]图1B为图1A的液晶显示面板的第一电极的俯视示意图。
[0020]图1C及图1D分别为像素于不施加驱动电压及施加驱动电压时，液晶分子相对于图1B的第一电极的转动示意图。
[0021 ]图1E为一实施例的液晶分子的预倾不意图。
[0022]图2A为不同实施态样的第一电极的不意图。
[0023]图2B及图2C分别为像素不施加驱动电压及施加驱动电压时，液晶分子相对于图2A的第一电极的转动示意图。
[0024]图3为一实施例中，像素的驱动电压改变时，液晶分子切换时间的示意图。
[0025]图4为本发明另一实施例的液晶显不面板的#丨』视不意图。
[0026]图5为本发明较佳实施例的一种液晶显示装置的示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的液晶显示面板，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。本发明所有实施态样的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。此外，以下实施例的内容中所称的方位「“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。
[0028]请参照图1A及图1B所示，其中，图1A为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板I的剖视示意图，而图1B为图1A的液晶显示面板I的第一电极141的俯视示意图。
[0029]本实施例的液晶显示面板I可为一边缘电场切换(Fringe Field Switching，FFS)式液晶显示面板或一平面切换(In-plane Switch，IPS)式液晶显示面板，或为其他水平驱动式的液晶显示面板。于此，以边缘电场切换(FFS)式液晶显示面板为例。另外，在图示中显示了一第一方向Dl、一第二方向D2及一第三方向D3，第一方向Dl、第二方向D2及第三方向D3实质上是两两相互垂直的方向。其中，第一方向Dl与液晶显示面板I的数据线D的延伸方向实质上平行，第二方向D2与液晶显示面板I的扫描线(图未显示)的延伸方向实质上平行，而第三方向D3可为分别垂直第一方向Dl与第二方向D2的另一方向。
[0030]液晶显示面板I操作于一过驱动技术，以改善动态残影问题而提高其显示品质，特别当以延伸(extended)过驱动电压驱动时，暗纹(Disclinat1n)现象将被改善。液晶分子在达到每一种稳定状态时都对应着一定的电压，但当像素的电极电压改变时，液晶分子并不能即时转动到目标状态，而是在一定的响应时间后才能达到稳态，提供给液晶的电压差越大，液晶分子转动的速度越快(切换时间越短)。而过驱动技术即是通过一开始就提供液晶高于目标状态的驱动电压，使得液晶分子转动的速度更快，从而缩短了反应时间。
[0031 ]如图1A所不，液晶显不面板I包括一第一基板11、一第二基板12以及一液晶层13。液晶层13夹置于第一基板11与第二基板12之间。其中，第一基板11及第二基板12为透光材质所制成，并例如为一玻璃基板、一石英基板或一塑胶基板，并不限定。另外，液晶显示面板I更包括一个像素阵列(未显示)，像素阵列配置于第一基板11与第二基板12之间，且像素阵列包含至少一像素(或称次像素)P。于此，以多个像素P为例(图1A只显示一个像素P)，且该些像素P配置成矩阵状。另外，本实施例的液晶显示面板I更可包括多个扫描线(图未显示)与多个数据线D，该些扫描线与该些数据线D为交错设置，并且实质上相互垂直而定义出该些像素P的区域。如上所述，本实施例的数据线D的延伸方向实质上与第一方向Dl平行，而扫描线的延伸方向实质上与第二方向D2平行。
[0032]本实施例的像素P除了包含夹置于第一基板11与第二基板12之间的液晶层13之夕卜，更包含一第一电极141、一钝化层142、一第二电极143、一平坦层144、一层间介电层(Inter-Layer Dielectric ,Layer) 145及一缓冲层 146。其中，缓冲层 146、层间介电层 145、平坦层144、第二电极143、钝化层142及第一电极141是由下而上依序形成于第一基板11面向第二基板12的一侧上。
[0033]缓冲层146设置于第一基板11上，而层间介电层145覆盖于缓冲层146上。两相邻数据线D设置于层间介电层145上，并位于像素P的两侧，且平坦层144覆盖数据线D，而第二电极143设置于平坦层144上。另外，钝化层142覆盖在第二电极143上，且第一电极141设置于钝化层142上，使得第二电极143可夹置于钝化层142与平坦层144之间，且钝化层142夹置于第一电极141及第二电极143之间，避免第二电极143与第一电极141产生短路。其中，钝化层142、平坦层144、层间介电层145及缓冲层146的材质可例如但不限于包含氧化硅(S1x)或氮化硅(SiNx)，或其它绝缘材质，而第一电极141及第二电极143分别为一透明导电层，且其材料例如但不限于为铟锡氧化物(Indium-tin Oxide ,〖!'(^或铟锌氧化物!；]；]^;^!]!-=;^。Oxide，IZO)。在本实施例中，第一电极141为一像素电极(Pixel Electrode)，并与数据线D电连接(图未显示)，而第二电极143为一共同电极(Common Electrode)。于此实施例中，由于第二电极143为整层结构而覆盖在平坦层144及数据线D上，因此，两相邻的数据线D因驱动电压的不同所产生的电场会被整层的第二电极(共同电极)143所遮蔽，不会影响到第一电极141(像素电极)的运作。较佳者，第二电极143的面积大于第一电极141的面积。在不同的实施例中，第一电极141也可为共同电极，而第二电极143也可为像素电极。
[0034]另外，像素P更可包括一黑色矩阵层BM及一滤光层147，黑色矩阵层BM设置于第一基板11与第二基板之间12，且与数据线D对应设置。黑色矩阵层BM为不透光材质，例如为金属或树脂，而金属例如可为铬、氧化铬或氮氧铬化合物。在本实施例中，黑色矩阵层BM设置于第二基板12面对第一基板11的一侧，并位于数据线D沿第一方向Dl的上方，故俯视液晶显示面板I时，黑色矩阵层BM可遮蔽数据线D。由于黑色矩阵层BM为不透光材质，因此于第二基板12上可形成不透光的区域，进而界定出可透光的区域(即为滤光层147的设置区域)。滤光层147设置于第二基板12面对第一基板11的一侧上，或设置于第一基板11上。本实施例的黑色矩阵层BM与滤光层147分别设置于第二基板12上，且滤光层147位于相邻的黑色矩阵层BM之间。在不同的实施态样中，黑色矩阵层BM或滤光层147也可分别设置于第一基板11上，使其成为一B0A(BM on Array)基板，或成为一C0A(Color Filter on Array)基板，并不限制。[00；35] 本实施例的像素P更可包括一保护层148(例如over-coating)，保护层148可覆盖黑色矩阵层BM及滤光层147。其中，保护层148的材质可为光阻材料、树脂材料或是无机材料(例如S1x/SiNx)等，用以保护黑色矩阵层BM及滤光层147不受后续工艺的影响而被破坏。此外，像素P更可包含一配向层151、152。其中，配向层151配置于第一基板11上，并覆盖第一电极141及钝化层142，且配向层152配置于第二基板12上，并覆盖保护层148，而液晶层13位于配向层151、152之间。
[0036]因此，当液晶显示面板I的该些扫描线接收一扫描信号时可分别使各扫描线对应的各像素P的薄膜晶体管(图未显示)导通，并将对应每一行像素P之一数据信号通过该些数据线D传送至对应的该些像素电极，使液晶显示面板I可显示画面。在本实施例中，过驱动电压可由各数据线D传送至各像素P的第一电极141，使第一电极141与第二电极143之间形成一电场，以驱使液晶层13的液晶分子于第一方向Dl与第二方向D2所构成的平面上转动，进而可调制光线而使液晶显示面板I显示影像。
[0037]如图1B所示，本实施例的第一电极(或简称电极)141为线对称结构而具有一对称轴L。于此，“线对称结构”是表示，第一电极141于对称轴L两侧的结构为镜射对称(即左右对称)。另外，第一电极141具有至少一条往第一方向Dl延伸的长条状的第一电极部1411。于此，第一电极141是以一条往第一方向Dl延伸的第一电极部1411为例，而且第一方向Dl亦平行于对称轴L。其中，第一电极部1411例如为长条状。另外，本实施例中，第一方向Dl与配向层151的配向方向A实质上为平行。其中，“配向方向A”即为配向(Rubbing)工艺或光配向工艺中在第一基板11上的液晶分子的长轴方向的投影。换言之，本实施例的配向方向A与数据线D的延伸方向实质上平行，并与扫描线的延伸方向(第二方向D2)实质上垂直。不过，因为工艺误差的缘故，本实施例限定对称轴L与配向层151的配向方向A之间的夹角小于等于2度(即0° S夹角$2°)。在一实施例中，黑色矩阵层BM可覆盖部分的长条状的第一电极部1411，通过其可提升穿透率。
[0038]另外，在本实施例中，第一电极部1411具有两相对侧边L1、L2，且沿第二方向D2上，两相对侧边L1、L2与相邻的数据线D(图1B未显示)为等距(Equidistant)。另外，该些侧边L1、L2的其中一点的切线方向与对称轴L之间的夹角(未标示)介于O度到10度之间(大于O度，且小于10度)。换言之，第一电极部1411虽然为往第一方向Dl延伸的长条状电极，但是其侧边L1、L2并非都与对称轴L平行(可能有些平行，有些不平行)，使得部分侧边L1、L2的切线方向与第一方向Dl之间的夹角介于O度到10度之间。通过这样的设计，当第一电极141被施加驱动电压时，液晶分子的转动速度可以比完全平行的侧边更快。
[0039]另外，本实施例的第一电极141更具有与第一电极部1411连接的一第二电极部1412，且第一方向Dl为远离第二电极部1412的方向。第二电极部1412上具有至少一接触孔H，且第一电极141通过接触孔H与像素P对应的薄膜晶体管(图未显示)电连接。于此，此薄膜晶体管为像素P的驱动晶体管，且当薄膜晶体管被导通时，像素P的灰阶电压会经由薄膜晶体管的源极或漏极传输至第一电极141。另外，于第二方向D2上，邻近第二电极部1412的第一电极部1411具有一第一宽度dl，远离第二电极部1412的第一电极部1411具有一第二宽度d2，且第一宽度dl大于或等于第二宽度d2(dl^d2)。另外，在一实施例中，第一宽度dl可大于第二宽度d2。在另一实施例中，第一宽度dl可等于第二宽度d2。而且当第一宽度dl大于第二宽度d2时，液晶分子的反应速率可比第一宽度dl等于第二宽度d2时快(即液晶分子的反应时间较短)。
[0040]另外，特别说明的是，本实施例的配向方向A为由接触孔H往第一电极部1411末端的方向。换言之，若以图1B的第二方向D2向右侧延伸的方向为O度时，本实施例的配向方向A即为逆时钟往90度延伸的方向(即往图1B的上侧延伸的方向)。因此，第一方向Dl与配向方向A的夹角亦小于或等于2度。
[0041]请参照图1C及图1D所示，其分别为像素P于不施加驱动电压及施加驱动电压时，液晶分子相对于图1B的第一电极141的转动不意图。
[0042]由图1D可发现，在施加过驱动电压的情况下，液晶分子的转动于对称轴L的两侧为镜射对称，而且通过实验证明，当以延伸过驱动电压驱动时，像素P并不会出现额外的暗纹而影响穿透率。
[0043]另外，由本实施例的像素P的设计所得到的实验结果来看，若液晶分子没有预倾角(Pre-tilt Angle)，则像素P可能产生额外的暗纹而使其穿透率降低。因此，本实施例的液晶分子的预倾角较佳为大于O度且小于5度。换言之，请参照图1E所示，其为一实施例的液晶分子的预倾示意图。其中，第三方向D3平行于第一基板11的一法线方向，且第一基板11的法线方向与液晶分子的长轴方向D4的夹角Θ需大于85度且小于90度(85° <θ<90°)。藉此，当像素P的第一电极141被过驱动时，不会产生额外的暗纹而使穿透率降低。
[0044]另外，请参照图2Α至图2C所示，其中，图2Α为本实施例不同实施态样的第一电极141的示意图，而图2Β及图2C分别为像素不施加驱动电压及施加驱动电压时，液晶分子相对于图2Α的第一电极141的转动示意图。
[0045]与图1B的第一电极141主要的不同在于，图2Α的第一电极141具有二条第一电极部1411及与该些第一电极部1411连接的一第二电极部1412。其中，该些第一电极部1411例如为长条状。另外，对称轴L与配向层151的配向方向A之间的夹角小于或等于2度(0° S夹角S2°)，而本实施例的配向方向A由第一电极部1411的末端往接触孔H的方向，故第一方向DI与配向层151的配向方向A之间的夹角介于178度与182度之间。换言之，若以图2Α的第二方向D2向右侧延伸的方向为O度时，本实施例的配向方向A较佳者即为逆时钟往270度延伸的方向(即往图2Α的下侧延伸的方向)。其原因是，若配向方向A为逆时钟往90度延伸的方向时，经由实验证明，在第一电极141具有二条第一电极部1411的设计之下，像素会出现额外的暗纹。
[0046]另外，在本实施态样中，两相邻该些第一电极部1411靠近第二电极部1412的部分的间距d3小于其远离第二电极部1412的部分的间距d4(第一电极141呈现U形或V形外扩)。换言之，离接触孔H越远的该些第一电极部1411，于第二方向D2上，其间距越远。此外，该些第一电极部1411虽然为往第一方向Dl延伸的长条状电极，但是邻近彼此的侧边并非都与第一方向Dl平行。其中，该些第一电极部1411的其中之一具有两相对侧边，且于该些相对侧边中，远离对称轴L的侧边实质上平行配向方向A。换言之，本实施例的第一电极141的内侧侧边(邻近对称轴L的侧边)与对称轴L之间的夹角可介于O度到10度之间(未标示)，而第一电极141的外侧侧边(远离对称轴L的侧边)实质上平行于配向方向A。
[0047]请参照图3所示，其为一实施例中，像素的驱动电压改变时，液晶分子切换时间的示意图。
[0048]在本实施例中，像素的穿透率最大时的驱动电压为4伏特(V)。因此，当驱动电压超过4V(White Voltage)时即为延伸过驱动电压(extended overdrive voltage)。如图3所示，驱动电压例如由初始状态OV改变至7V(大于4V)时，液晶分子的切换时间明显地比由OV变化到4V时短，而且即使到达7V时，由实验证明，像素的液晶分子也不会有异常排列的现象(没有Disclinat1n)，因此，不会产生额外的暗纹而使面板的穿透率下降。藉此，当显示面板(液晶分子)具有快速反应时间时，其边际效应(较低穿透率)会被消除。
[0049]另外，请参照图4，其为本发明另一实施例的液晶显示面板Ia的剖视示意图。
[0050]在本实施例中，液晶显示面板Ia的像素Pa的第一电极141a—样为线对称结构，且第一电极部1411延伸的第一方向Dl与配向层151的配向方向A实质上为平行。
[0051 ]另外，本实施例的液晶显示面板Ia与图1A的液晶显示面板I主要的不同在于，液晶显示面板Ia的像素Pa的第一电极141a为共同电极，而第二电极143a为像素电极。
[0052]此外，液晶显示面板Ia的其它特征可对应参照上述的液晶显示面板I，不再赘述。
[0053]另外，请参照图5所示，其为本发明较佳实施例的一种液晶显示装置2的示意图。
[0054]液晶显示装置2包括一液晶显示面板3以及一背光模块4(Backlight Module)，液晶显示面板3与背光模块4相对设置。其中，液晶显示面板3可为上述的液晶显示面板1、Ia的其中之一，或其变化态样，于此不再多作说明。当背光模块4发出的光线E穿过液晶显示面板3时，可通过液晶显示面板3的各像素显示色彩而形成影像。
[0055]综上所述，因本发明的液晶显示面板中，像素配置于第一基板与第二基板之间，并具有一配向层及一第一电极，而配向层设置于第一基板上，第一电极设置于第一基板上，且第一电极为线对称结构并具有一对称轴。另外，第一电极具有至少一往第一方向延伸的第一电极部，且第一电极的对称轴与配向层的配向方向之间的夹角小于等于2度。通过像素的电极结构以及第一电极的第一电极部与配向层的配向方向的关系，使得液晶显示面板操作于过驱动技术，特别在一延伸过驱动(extended overdrive)技术时，像素不会有额外的暗纹产生而使穿透率下降。因此，本发明的液晶显示面板可在不降低穿透率的情况下加快液晶分子的反应速度而降低切换时间，进而改善动态残影问题而提高显示品质。
[0056]以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。
【主权项】
1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括: 一第一基板及一第二基板； 一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间； 一第一电极，设置于该第一基板上，并包含往一第一方向延伸的至少一第一电极部，且该第一电极为一线对称结构并具有一对称轴；以及 一配向层，设置于该第一电极上，该第一电极的该对称轴与该配向层的一配向方向之间的夹角小于等于2度。2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一电极为该液晶显示面板的一像素电极或一共同电极。3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一电极部具有两相对侧边，该些侧边其中之一的其中一点的切线方向与该第一电极的该对称轴之间的夹角介于O度到10度之间。4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一电极部为长条状。5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该液晶显示面板操作于一过驱动技术。6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一电极更具有与该第一电极部连接的一第二电极部，一接触孔设置于该第二电极部上，该第一电极部邻近该接触孔具有一第一宽度，该第一电极部远离该接触孔具有一第二宽度，且该第一宽度大于或等于该第二宽度。7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一方向与该配向方向之间的夹角小于等于2度。8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一电极包含多个第一电极部及连接于该些第一电极部的一第二电极部，且该第一方向与该配向层的该配向方向之间的夹角介于178度与182度之间。9.如权利要求8所述的液晶显示面板，其中两相邻该些第一电极部邻近该第二电极部的部分的间距小于其远离该第二电极部的部分的间距。10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一基板的一法向量与该液晶层的液晶分子长轴方向的夹角大于85度且小于90度。
【文档编号】G02F1/1343GK105842936SQ201610004243
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月5日
【发明人】春山良孝
【申请人】群创光电股份有限公司