CN101154001B - 薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄膜晶体管基板，包括一底材及一像素电极。像素电极设置于底材上，并具有一主干电极、多个支干电极及一接触孔耦接部。此些支干电极彼此相互平行地连接主干电极，接触孔耦接部连接于主干电极的一侧，接触孔耦接部与部分的此些支干电极之间以一非封闭开口相互隔开。本发明另外公开应用上述薄膜晶体管基板的液晶显示面板和液晶显示装置。本发明通过在液晶显示面板的像素电极上形成非封闭开口，可减少像素上暗纹的分布范围，并可增加液晶显示面板的穿透率。

Description

薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置

技术领域

本发明是有关于一种薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置，且特别是有关于一种避免在像素电极上形成封闭开口的薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置。

背景技术

现今随着多显示域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)型液晶显示面板的技术发展，液晶显示装置已具备广视角的功能。在使用者要求更高品质的液晶显示面板的条件下，各家厂商针对面板的设计亦不断的寻求更新的解法，以期满足使用者的需求。

请参照图1A，其示出传统一薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。如图1A所示，薄膜晶体管基板10具有一底材100以及一像素电极110。像素电极110设置在底材100之上，并包括主干电极112、多个支干电极114、以及第一接触孔耦接部115。这些个支干电极114连接于主干电极112，形成一米字形的像素设计。第一接触孔耦接部115连接于主干电极112的一侧，薄膜晶体管基板10还具有一接触孔115A，用以与一薄膜晶体管T耦接。第一接触孔耦接部115、主干电极112以及这些支干电极之间形成一第一封闭开口117及一第二封闭开口118。

薄膜晶体管基板10还包括至少一第一扫描线S1、一第二扫描线S2、一第一数据线D1、一第二数据线D2及一第二接触孔耦接部116。第一扫描线S1、第二扫描线S2、第一数据线D1以及第二数据线D2设置于底材100上，定义出一像素P。第二接触孔耦接部116、薄膜晶体管T以及像素电极110位于像素P中。第二接触孔耦接部116用以与储存电容(图未示)耦接，而薄膜晶体管T分别与像素电极110、第一数据线D1以及第一扫描线S1耦接。

请同时参照图1B～1C，图1B示出应用图1A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图，图1C示出图1B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。如图1B～1C所示，在施加电压的条件下，由于第一接触孔耦接部115及第二接触孔耦接部116附近的边缘电场与这些支干电极114之间控制液晶分子倾倒方向的电场不同，使得液晶分子的倾倒方向错误。由于液晶为连续体分布，因此其延伸的暗纹相当广泛。其中，第一暗纹区A₁所对应的位置为图1A中的第一接触孔耦接部115、第一封闭开口117及一第二封闭开口118处，而第二暗纹区A₂所对应的位置即为图1A中的第二接触孔耦接部116。同时，除了在主干电极112所对应的位置出现一第一长条暗纹B₁，第一长条暗纹B₁的二旁侧还出现了第二长条暗纹B₂及第三长条暗纹B₃。

主干电极112及这些个支干电极114上所形成的暗纹是不可避免的现象，但第一暗纹区A₁、第二暗纹区A₂、第二长条暗纹B₂及第三长条暗纹B₃的存在，使暗纹的范围过大。由第1C图中，可明显的看出第一暗纹区A1以及第二暗纹区A₂这二个暗纹区的液晶指向矢的分布。由于液晶分子的倾倒方向错误，使这二个区域显示出螺旋状的暗纹形状。多显示域垂直配向型的液晶显示装置的穿透率及反应时间受到像素P内暗纹的分布量多少及形成速度所影响。当延伸的暗纹的范围相当广泛时，液晶显示面板的穿透率即下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置，其避免在液晶显示面板的像素电极上形成封闭开口。除了可减少暗纹的分布范围，亦可增加液晶显示面板的穿透率。

根据本发明的目的，提出一种液晶显示面板，包括一第一基板、一第二基板及一液晶层。第一基板及第二基板平行设置，液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一基板包括一底材及一像素电极，像素电极设置于底材上。像素电极具有一主干电极、多个支干电极及一接触孔耦接部。这些支干电极彼此相互平行地连接主干电极，接触孔耦接部连接于主干电极的一侧。接触孔耦接部与部分的这些支干电极之间以一非封闭开口相互隔开。

根据本发明的另一目的，提出一种液晶显示装置，包括一背光模组及一液晶显示面板。液晶显示面板设置于背光模组之上，并包括一第一基板、一第二基板及一液晶层。第一基板与第二基板平行设置，液晶层设置于第一基板与第二基板之间。第一基板包括一底材及一像素电极，像素电极设置于底材上。像素电极具有一主干电极、多个支干电极及一接触孔耦接部。这些支干电极彼此相互平行地连接主干电极，接触孔耦接部连接于主干电极的一侧。接触孔耦接部与部分的这些支干电极之间以一非封闭开口相互隔开。

根据本发明的再一目的，提出一种薄膜晶体管基板，包括一底材及一像素电极。像素电极设置于底材上，并具有一主干电极、多个支干电极及一接触孔耦接部。这些支干电极彼此相互平行地连接主干电极，接触孔耦接部连接于主干电极的一侧，接触孔耦接部与部分的这些支干电极之间以一非封闭开口相互隔开。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征、和优点能还明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明，其中：

图1A示出传统一薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。

图1B示出应用图1A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图。

图1C示出图1B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。

图2A示出依照本发明的实施例一的薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。

图2B示出应用图2A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图。

图2C示出图2B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。

图3A示出依照本发明的实施例二的薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。

图3B示出应用图3A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图。

图3C示出图3B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。

图4示出依照本发明的实施例三的液晶显示装置的剖面示意图。

图中主要元件符号说明如下：

10、20、30：薄膜晶体管基板

100、200：底材

110、210、310：像素电极

112：主干电极

114、214、314：支干电极

115、215、315：第一接触孔耦接部

115A、215A、315A：接触孔

116、216、316：第二接触孔耦接部

117：第一封闭开口

118：第二封闭开口

212、312：纵向主干电极

213、313：横向主干电极

217、317：须根电极

218、318：非封闭开口

400：液晶显示装置

410：液晶显示面板

412：第二基板

414：液晶层

420：背光模组

430：上偏光板

440：下偏光板

D1：第一数据线

D2：第二数据线

S1：第一扫描线

S2：第二扫描线

P：像素

T：薄膜晶体管

A₁、A₁₁、A₂₁：第一暗纹区

A₂、A₁₂、A₂₂：第二暗纹区

B₁、B₁₁、B₂₁：第一长条暗纹

B₂、B₂₂：第二长条暗纹

B₃、B₂₃：第三长条暗纹

具体实施方式

实施例一

请参照图2A，其示出依照本发明的实施例一的薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。如图2A所示，薄膜晶体管基板20包括一底材200以及一像素电极210。像素电极210设置在底材200之上，并包括一纵向主干电极212、一横向主干电极213、多个支干电极214、一第一接触孔耦接部215、一第二接触孔耦接部216、多个须根电极217以及一非封闭开口218。纵向主干电极212以及横向主干电极213相互垂直。支干电极214彼此相互平行地连接纵向主干电极212或是横向主干电极213。纵向主干电极212与横向主干电极213垂直连接成一十字架结构，并定义出四区域。每一区域内的支干电极214相互平行设置，且相邻区域内的支干电极214相互垂直。第一接触孔耦接部215连接于纵向主干电极212的一侧。非封闭开口218位于第一接触孔耦接部215以及部分的支干电极214之间，将第一接触孔耦接部215以及部分的支干电极214相互隔开。使第一接触孔耦接部215不与部分的支干电极214连接，以避免形成封闭开口。第一接触孔耦接部215用以与一薄膜晶体管或是一储存电容耦接，本实施例以第一接触孔耦接部215与一薄膜晶体管T耦接，而第二接触孔耦接部216与一储存电容(图未示)耦接为例做说明。须根电极217连接于第一接触孔耦接部215的边缘，且与支干电极214平行设置。

薄膜晶体管基板20还包括至少一第一扫描线S1、一第二扫描线S2、一第一数据线D1、一第二数据线D2以及一接触孔215A。第一扫描线S1、第二扫描线S2、第一数据线D1以及第二数据线D2设置于底材200上，定义出一像素P。薄膜晶体管T以及像素电极210位于像素P中，而薄膜晶体管T分别与像素电极210、第一数据线D1以及第一扫描线S1耦接。接触孔215A对应于第一接触孔耦接部215设置于底材200上。

其中，纵向主干电极212平行于第一数据线D1，而支干电极214在每一区域内相互平行设置，且非垂直连接于纵向主干电极212。由于纵向主干电极212与横向主干电极213垂直连接成一十字架结构定义出四区域，同时相邻区域内的支干电极214相互垂直，因此使得四区域内的支干电极214、纵向主干电极212以及横向主干电极213构成一米字形结构。较佳地，所有的支干电极214相对于纵向主干电极212或是横向主干电极213倾斜一角度，例如为45度。第一接触孔耦接部215邻设于第一数据线D1或是第一扫描线S1，并设置于纵向主干电极212的末端。较佳的，使纵向主干电极212的末端与第一接触孔耦接部215的一转角连接，使第一接触孔耦接部215位于纵向主干电极212末端的左下方。

请同时参照图2B～2C，图2B示出应用图2A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图，图2C示出图2B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。当施加电压于液晶显示面板，使液晶分子倾斜，光线可穿透过液晶分子。如图2B～2C所示，可清楚地观察到施加电压后的第一暗纹区A₁₁及第二暗纹区A₁₂的暗纹分布以及其液晶分子的液晶指向矢方向。对照图2A，第一暗纹区A₁₁所对应的位置是第一接触孔耦接部215，第二暗纹区A₁₂所对应的位置是第二接触孔耦接部216。由于纵向主干电极212的一端向左偏移，延伸到第一接触孔耦接部215上，使纵向主干电极212上的暗纹现象转移到第一接触孔耦接部215上。且由于配合非封闭开口218的设计，使这些支干电极214以及第一接触孔耦接部215之间不连接，避免产生封闭开口。在施加电压后，此非封闭开口218与第一接触孔耦接部215的错误边缘电场能明确地与非封闭开口218以及部分的这些支干电极214所产生的正确边缘电场分开。因此，可将暗纹的分布限制于纵向主干电极212、横向主干电极213、这些支干电极214、第一接触孔耦接部215及第二接触孔耦接部216上，进而将第一接触孔耦接部215所对应的暗纹与纵向主干电极212所对应的暗纹分开。如此一来，可以减少暗纹的连续分布范围，以增加液晶显示面板的穿透率。

此外，由于第一接触孔耦接部215用以与薄膜晶体管T耦接，第一接触孔耦接部215本身不透光。因此，此处的暗纹现象并不影响穿透率。在设计上，亦可直接将第一接触孔耦接部215设计在纵向主干电极212上，使第一暗纹区A₁₁与纵向主干电极212上的暗纹现象重叠，以进一步提升穿透率。

请同时对照图1B以及图2B的暗纹分布，本发明实施例一的像素电极210的设计有效地减少了暗纹的分布。相较于图1B中的第一暗纹区A₁及第二暗纹区A₂，于图2B中，第一暗纹区A₁₁及第二暗纹区A₁₂的范围缩小，且同时将第二长条暗纹B₂及第三长条暗纹B₃去除。此方式确实可以抑制暗纹产生并局限于第一接触孔耦接部215的区域内，进而提高液晶显示面板的穿透率。

实施例二

请参照图3A，其示出乃依照本发明的实施例二的薄膜晶体管基板的部分电路架构的平面示意图。本发明实施例二的薄膜晶体管基板30与实施例一的薄膜晶体管基板20的不同之处是像素电极310的设计。于其他相同的元件将沿用旧有的标号，在此不赘述。如图3A所示，像素电极310包括至少一纵向主干电极312、一横向主干电极313、多个支干电极314、一第一接触孔耦接部315、一第二接触孔耦接部316、多个须根电极317以及一非封闭开口318。纵向主干电极312以及横向主干电极313相互垂直设置。支干电极314彼此相互平行地连接纵向主干电极312或是横向主干电极313。纵向主干电极312与横向主干电极313垂直连接成一十字架结构，并定义出四区域。每一区域内的支干电极314相互平行设置地连接纵向主干电极312或是横向主干电极313，相邻区域内的支干电极314相互垂直。第一接触孔耦接部315连接于纵向主干电极312的一侧。须根电极317连接于第一接触孔耦接部316的边缘，且与支干电极314平行设置。

本实施例的非封闭开口318的设计与实施例一的非封闭开口218的不同之处在于，非封闭开口318的一侧位于第一接触孔耦接部315以及部分的支干电极314之间，非封闭开口318的另一侧位于第一接触孔耦接部315以及纵向主干电极312之间。将第一接触孔耦接部315以及部分的支干电极314相互隔开，并将部分的第一接触孔耦接部315与纵向主干电极312隔开。使第一接触孔耦接部315不与部分的支干电极314连接，以避免形成封闭开口。

请同时参照图3B～3C，图3B示出应用图3A薄膜晶体管基板的液晶显示面板的暗纹分布的部分示意图，图3C示出图3B液晶显示面板的液晶指向矢的部分示意图。图3B中，第一暗纹区A₂₁所对应的位置是第一接触孔耦接部315，第二暗纹区A₂₂所对应的位置则是第二接触孔耦接部316，第一长条暗纹B₂₁则对应纵向主干电极312的位置。

请同时对照图1B及图3B，相较于图1B中的第一暗纹区A₁及第二暗纹区A₂，可观察到本实施例二的设计，使第一暗纹区A₂₁被局限在第一接触孔耦接部315的位置，而第二暗纹区A₂₂被局限于第二接触孔耦接部316的位置。同时，第二长条暗纹B₂₂以及第三长条暗纹B₂₃的范围大大地缩减。由于暗纹分布的范围变小，液晶分子的穿透率亦相对地增加。

实施例三

为了详细说明本发明的应用，在此提出运用上述的薄膜晶体管基板的液晶显示面板以及液晶显示装置。请参照图4，其示出依照本发明的实施例三的液晶显示装置的剖面示意图。如图4所示，液晶显示装置400包括一液晶显示面板410、一背光模组420、一上偏光板430以及一下偏光板440。液晶显示面板410设置于背光模组420之上，上偏光板430设置于液晶显示面板410上，下偏光板设置于液晶显示面板410以及背光模组420之间。液晶显示面板410例如是一运用实施例一的薄膜晶体管基板20，并搭配一彩色滤光片基板所构成的液晶显示面板410。上偏光板430的光穿透轴以及下偏光板440的光穿透轴相互垂直。背光模组420所提供的光源，穿过下偏光板440，在液晶显示装置400呈现影像。

本发明上述实施例所揭示的薄膜晶体管基板及其应用的液晶显示面板和液晶显示装置，借由在薄膜晶体管基板的像素电极上形成非封闭开口，使得与薄膜晶体管或是储存电容相耦接的接触孔耦接部与像素电极的主干电极以及多个支干电极之间不连接。以避免因封闭开口的错乱电场，导致液晶分子倾倒方向错误的现象产生。借此可减少像素上暗纹的分布范围，并提高穿透率，使液晶显示装置呈现的效果更佳。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，但是其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的等效修改和替换。因此，本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的为准。

Claims (21)

1.一种液晶显示面板，包括：

一第一基板，其包括：

一底材；以及

一像素电极，设置于该底材上，该像素电极具有一主干电极、数个支干电极及一接触孔耦接部，所述支干电极彼此相互平行地连接该主干电极，该接触孔耦接部连接于该主干电极的一侧，该接触孔耦接部与部分的所述支干电极之间以一非封闭开口相互隔开；

一第二基板，与该第一基板平行设置；以及

一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该接触孔耦接部用以与一薄膜晶体管或一储存电容耦接。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，还包括：

一第一扫描线及一第二扫描线，相互平行设置于该底材上；以及

一第一数据线及一第二数据线，相互平行设置于该底材之上，该第一扫描线、该第二扫描线、该第一数据线及该第二数据线交错而定义一像素，该像素内设置有该像素电极及该薄膜晶体管，该薄膜晶体管分别与该第一扫描线及该第一数据线耦接；

其中，该主干电极平行于该第一数据线。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，该接触孔耦接部邻设于该第一数据线或该第一扫描线。

5.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，该主干电极是一纵向主干电极，该液晶显示面板还包括：

-横向主干电极，垂直连接该纵向主干电极以形成一十字架结构；

其中，该十字架结构定义出四区域，每一区域内的所述支干电极相互平行设置，相邻区域内的所述支干电极相互垂直。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述支干电极非垂直连接于该主干电极。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该接触孔耦接部设置于该主干电极的末端。

8.一种液晶显示装置，包括：

一背光模组；以及

一液晶显示面板，设置于该背光模组之上，其包括：

一第一基板，其包括：

一底材；以及

一像素电极，设置于该底材上，该像素电极具有一主干电极、数个支干电极及一接触孔耦接部，所述支干电极彼此相互平行地连接该主干电极，该接触孔耦接部连接于该主干电极的一侧，该接触孔耦接部与部分的所述支于电极之间以一非封闭开口相互隔开；

一第二基板，与该第一基板平行设置；以及

一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该接触孔耦接部用以与一薄膜晶体管或一储存电容耦接。

10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示面板还包括：

一第一扫描线及一第二扫描线，相互平行设置于该底材上；以及

一第一数据线及一第二数据线，相互平行设置于该底材之上，该第一扫描线、该第二扫描线、该第一数据线及该第二数据线交错而定义一像素，该像素内设置有该像素电极及该薄膜晶体管，该薄膜晶体管分别与该第一扫描线及该第一数据线耦接；

其中，该主干电极平行于该第一数据线。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，该接触孔耦接部邻设于该第一数据线或该第一扫描线。

12.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于，该主干电极是一纵向主干电极，该液晶显示面板还包括：

一横向主干电极，垂直连接该纵向主干电极以形成一十字架结构；

其中，该十字架结构定义出四区域，每一区域内的所述支干电极相互平行设置，相邻区域内的所述支干电极相互垂直。

13.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该非封闭开口是部份位于该接触孔耦接部与该主干电极之间。

14.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板还具有一接触孔，对应于该接触孔耦接部设置。

15.一种薄膜晶体管基板，包括：

一底材；以及

一像素电极，设置于该底材上，该像素电极具有一主干电极、数个支干电极及一接触孔耦接部，所述支干电极彼此相互平行地连接该主干电极，该接触孔耦接部连接于该主干电极的一侧，该接触孔耦接部与部分的所述支干电极之间以一非封闭开口相互隔开。

16.如权利要求15所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔耦接部是用以与一薄膜晶体管或一储存电容耦接。

17.如权利要求16所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，还包括：

一第一扫描线及一第二扫描线，相互平行设置于该底材上；以及

一第一数据线及一第二数据线，相互平行设置于该底材之上，该第一扫描线、该第二扫描线、该第一数据线及该第二数据线交错而定义一像素，该像素内设置有该像素电极及该薄膜晶体管，该薄膜晶体管分别与该第一扫描线及该第一数据线耦接；

其中，该主干电极平行于该第一数据线。

18.如权利要求17所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔耦接部邻设于该第一数据线或该第一扫描线。

19.如权利要求17所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该主干电极是一纵向主干电极，该液晶显示面板还包括：

一横向主干电极，垂直连接该纵向主干电极以形成一十字架结构；

其中，该十字架结构定义出四区域，每一区域内的所述支干电极相互平行设置，相邻区域内的所述支干电极相互垂直。

20.如权利要求15所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该接触孔耦接部不与部分的所述支干电极连接，从而围成一封闭开口。

21.如权利要求15所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，该像素电极还具有一须根电极，该须根电极连接于该接触孔耦接部的边缘，且与所述支干电极平行设置。

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