CN101324717B

CN101324717B - 图像显示系统

Info

Publication number: CN101324717B
Application number: CN2007101110085A
Authority: CN
Inventors: 许书荣; 许绍武
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-06-13
Also published as: CN101324717A

Abstract

本发明有关于一种包含液晶显示面板的图像显示系统，该液晶显示面板具有多个次像素，次像素设置于两条沿垂直方向延伸的数据线与两条沿水平方向延伸的扫描线之间，且该液晶显示面板包括：阵列基板与滤色器基板对向设置，其上具有数据线与扫描线；下透明电极设置于数据线上方；上透明电极设置于下透明电极上方；以及液晶层设置于滤色器基板及阵列基板之间，其中上透明电极在次像素的角落具有延伸部分，该延伸部分沿水平方向延伸至与数据线的至少一部分重迭。

Description

图像显示系统

技术领域

本发明有关于一种包含液晶显示面板的图像显示系统，特别有关于一种针对上、下透明电极结构设计改良的液晶显示面板。

背景技术

液晶显示器近年来已经被大量应用在各式各样产品的显示元件上，其中平面内切换(In-Plane Switching，简称IPS)液晶显示器以及边缘电场切换(Fringe-Field Switching，简称FFS)液晶显示器是属于平面控制模式宽视角技术的液晶显示器，而FFS液晶显示器更是将IPS液晶显示器中的电极予以改良以提高透光率。然而，虽然这些类型的液晶显示器可使得视角问题改善并增加透光率，但是其在次像素之间的区域仍会有漏光(light leakage)的问题产生。

传统的IPS或FFS液晶显示面板的结构剖面图如图1所示，阵列基板10上具有多条数据线24，在数据线24上形成绝缘层22，接着形成下透明电极20在绝缘层22上，然后在下透明电极20上再形成绝缘层18，上透明电极16设置于绝缘层18上，滤色器基板12与阵列基板10对向设置，中间夹设液晶层14，即完成液晶显示面板。

在传统的IPS或FFS液晶显示面板中，其上透明电极16的结构平面图如图2所示，其中上次像素A由两条数据线DL1、DL2和两条扫描线SL1、SL2所定义，而下次像素B则由两条数据线DL1、DL2和两条扫描线SL2、SL3所定义。在次像素A、B中之上透明电极16各自独立，且其形状为多条与数据线平行的条状物，上下分别连接与数据线垂直的条状物所组成，其整个外框为四边形。下透明电极20在两个次像素A、B中则为连续的。

当分别施加不同电压在上、下次像素A、B的上透明电极16，使得上次像素A为暗态，而下次像素B为亮态时，在上、下次像素A、B之间，位于次像素B的角落区B1、B2的液晶会受到上透明电极16转角处与下透明电极20之间电场效应的影响而发生反转，因此产生漏光现象，使得显示品质变差。请参阅图3，其为沿着图2的虚线B’-B”，在次像素B中各相对位置对穿透率的图，由图中可得知，在靠近次像素B的角落区B1、B2，位于上透明电极16与数据线DL1、DL2之间的区域具有较高的穿透率，表示其产生漏光。

接着请参阅图4，其为在传统的IPS或FFS液晶显示面板中，下透明电极20的结构平面图。同样地，左次像素C系由两条数据线DL1、DL2和两条扫描线SL1、SL2所定义，而右次像素D则由两条数据线DL2、DL3和两条扫描线SL1、SL2所定义。在左、右次像素C、D中之下透明电极20各自独立。

当施加正周期(positive period)的驱动电压，使得左、右次像素C、D均为暗态时，由于数据线DL2的电压为正电压，在左、右次像素C、D中间区域C1的液晶仍会发生反转，因此产生漏光现象。请参阅图5，其为沿着图4的虚线C’-D’，在左、右次像素C、D中各相对位置对穿透率的图，由图中可得知，在左、右次像素C、D之下透明电极20之间的区域C1具有较高的穿透率，表示其产生漏光。

因此，业界亟需一种可克服次像素之间漏光现象的液晶显示面板，以达到较佳的显示品质。

发明内容

本发明的目的在于利用上、下透明电极结构的设计改良，使得液晶显示面板在各次像素之间较无漏光现象发生，以增加对比。

为达上述目的，本发明提供一种包含液晶显示面板的图像显示系统，其包含液晶显示面板，该液晶显示面板具有多个次像素，次像素设置于两条沿垂直方向延伸的数据线与两条沿水平方向延伸的扫描线之间，且该液晶显示面板包括：阵列基板与滤色器基板对向设置，其上具有数据线与扫描线；下透明电极设置于数据线上方；上透明电极设置于下透明电极上方；以及液晶层设置于滤色器基板及阵列基板之间，其中上透明电极在次像素的角落具有一延伸部分，该延伸部分沿水平方向延伸至与数据线的至少一部分重迭。

此外，本发明又提供一种包含液晶显示面板的图像显示系统，其包含一液晶显示面板，该液晶显示面板具有多个次像素，次像素设置于两条沿垂直方向延伸的数据线与两条沿水平方向延伸的扫描线之间，且该液晶显示面板包括：阵列基板与滤色器基板对向设置，其上具有数据线与扫描线；第一金属层设置于数据线与阵列基板之间，该第一金属层包含多个分隔的部分，作为遮光区；下透明电极设置于数据线上方；上透明电极设置于下透明电极上方；以及液晶层设置于滤色器基板及阵列基板之间，其中下透明电极在左、右次像素之间具有连接部分，该连接部分遮蔽第一金属层未连接的区域。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为习知的液晶显示面板的结构剖面图；

图2为一平面图，其显示习知的液晶显示器的上透明电极结构；

图3为沿着图2的虚线B’-B”，次像素中各相对位置对穿透率的图；

图4为一平面图，其显示习知的液晶显示器的下透明电极结构；

图5为沿着图4的虚线C’-D’，次像素中各相对位置对穿透率的图；

图6为一平面图，其显示本发明一实施例的液晶显示面板的上透明电极结构；

图7为沿着图6的虚线F’-F”，次像素中各相对位置对穿透率的图；

图8为一平面图，其显示本发明一实施例的液晶显示面板的下透明电极结构；

图9为沿着图8的虚线G’-H’，次像素中各相对位置对穿透率的图；

图10为本发明一实施例的包含液晶显示面板的图像显示系统的配置示意图。

主要元件符号说明

A、B、C、D、E、F、G、H～次像素；B1、B2～次像素B的角落区；C1～次像素C、D的中间区域；10～阵列基板；12～滤色器基板；14～液晶层；16～习知之上透明电极；18、22～绝缘层；20～习知之下透明电极；DL1、DL2、DL3、DL10、DL20、DL30、24～数据线；SL1、SL2、SL3、SL10、SL20、SL30～扫描线；160～本发明之上透明电极；161～上透明电极的孔隙；160’～上透明电极的延伸部分；200～本发明之下透明电极；200’～下透明电极的连接部分；260～第一金属层；300～本发明的液晶显示面板；400～液晶显示器；500～输入单元；600～包含液晶显示面板的图像显示系统。

具体实施方式

本发明的上、下透明电极结构设计可应用于宽视角技术的液晶显示器，例如IPS或FFS液晶显示器中，藉由上、下透明电极结构设计的改良，使得液晶显示器中各次像素之间的漏光现象降低，进而增加显示器的对比。

请参阅图6，其为本发明一实施例的液晶显示面板之上透明电极结构的平面图，在图中显示上、下次像素E、F，其中上次像素E由两条沿垂直方向延伸的数据线DL10、DL20和两条沿水平方向延伸的扫描线SL10、SL20所定义，而下次像素F则由两条数据线DL10、DL20和两条扫描线SL20、SL30所定义。在次像素E、F中的上透明电极160各自独立，其中包含多条平行于数据线的孔隙161。虽然在图6中上透明电极160含有2条孔隙，熟悉此技艺人士当可了解，上透明电极160也可包含1条或2条以上的孔隙，并且其中孔隙的大小以及孔隙之间之间隔可以调整。上透明电极的材料例如为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。

本发明的特征在于上透明电极160在次像素的四个角落皆具有延伸部分160’，延伸部分160’沿着水平方向延伸至与数据线DL10、DL20的至少一部分重迭。延伸部分160’的形状可为矩形或其他形状，其宽度(亦即短边)略大于上透明电极160边缘到数据线之间的间隔d，其长度(亦即长边)b约等于上透明电极160中垂直于数据线的条状物的宽度e。在本发明一实施例中，数据线DL10、DL20的宽度约为6μm，数据线与上透明电极边缘之间的间距d约小于2μm，上透明电极160的延伸部分160’的宽度a约为2μm，长度b约3.5μm。

在两个次像素E、F中的下透明电极200可为连接上、下次像素的条状物(如图4所述)，其宽度约等于次像素的宽度，亦可为其他设计。此外，在数据线与下透明电极之间具有第一绝缘层，相当于图1中的绝缘层22，数据线位于下透明电极下方；在上透明电极与下透明电极之间具有第二绝缘层，相当于图1中的绝缘层18，下透明电极位于上透明电极下方，这些绝缘层的材料例如为硅氮化物，其厚度约为2000

。

在本发明一实施例中，当液晶显示面板被驱动，例如其驱动条件为上次像素E的上透明电极160的驱动电压为0.3V，下次像素F的上透明电极160的驱动电压为4.5V，下透明电极200的驱动电压为0V，且数据线DL10的驱动电压为0V，数据线DL20的驱动电压为5V时，可使得上次像素E为暗态，而下次像素F为亮态。此时，由于上透明电极160在次像素的角落区具有延伸部分160’，其沿着水平方向延伸至与数据线的一部分重迭，因此液晶受到电场效应发生反转的区域会被数据线遮蔽。

请参阅图7，其为沿着图6的虚线F’-F”，在次像素F中各相对位置对穿透率的图，由图中可看出，由于本发明的上透明电极160具有延伸部分160’，在靠近次像素F的角落，液晶发生反转的区域(亦即穿透率较高的区域)会位移至数据线所在的范围内。因为数据线通常为金属材料，其具有遮光效果，且在液晶显示器结构中，数据线位于上透明电极下方，所以数据线可遮住来自背光源的光线。因此，在本发明的液晶显示器中，上、下次像素之间因为液晶反转而产生的漏光可以被遮蔽，进而增加显示器的对比。

图8为本发明一实施例的液晶显示面板的下透明电极结构平面图，在图中显示左、右次像素G、H，其中左次像素G由两条沿垂直方向延伸的数据线DL10、DL20和两条沿水平方向延伸的扫描线SL10、SL20所定义，而右次像素H则由两条数据线DL20、DL30和两条扫描线SL10、SL20所定义。

通常在液晶显示面板的结构中，于数据线下方具有第一金属层260，在某些区域第一金属层的作用为扫描线(gate line)，具有电压施加于其上；在其他区域第一金属则作为遮光用，不具有电压施加于其上(亦即电压为浮动(floating))；在另外一些区域的第一金属层则被施加共通电压(Vcom)以连接下透明电极(bottom ITO)，在面板驱动时，不同区域的第一金属层需具备不同的电压，因此第一金属层需包含多个分隔的部分，其中某些部分可作为遮光区，但是第一金属层未连接的区域则无法遮住漏光现象。

本发明的另一特征在于下透明电极200在左、右次像素G、H之间具有一连接部分200’，该连接部分遮蔽第一金属层未连接的区域，其长度(亦即长边)c约小于次像素长度的三分之一。在本发明一实施例中，下透明电极200的连接部分200’的长度c约为6μm，其宽度约为4μm。下透明电极的材料例如为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。

本实施例所搭配的上透明电极可为如图6所述的在次像素的四个角落皆具有延伸部分，且延伸部分沿着水平方向延伸至与数据线的至少一部分重迭。或是，上透明电极亦可为如图2所述的形状。

在本发明一实施例中，当液晶显示面板被驱动，例如其驱动电路的波形周期为正周期，驱动条件为左、右次像素G、H的上透明电极160的驱动电压为0.3V，左、右次像素G、H的下透明电极200的驱动电压为0V，且数据线DL20的驱动电压为5V时，可使得左、右次像素G、H均为暗态。此时，由于数据线DL20的驱动电压保持在5V，因此在左、右次像素G、H之间区域的液晶会受到电场的作用产生反转，因此而发生漏光现象。虽然有部分的漏光区域可以被第一金属层260遮住，但是在第一金属层未连接的区域则无法遮住漏光，本发明藉由下透明电极200在左、右次像素之间的连接部分200’，使得该连接部分的区域的液晶不会产生反转，因此在左、右次像素之间的区域无漏光现象产生。

请参阅图9，其为沿着图8的虚线G’-H’，在左、右次像素G、H中各相对位置对穿透率的图，由图中可得知，在左、右次像素G、H之间下透明电极200的连接部分200’的区域并无较高的穿透率，表示其未产生漏光。

另外，由于下透明电极200在左、右次像素之间的连接部分200’的结构设计，使得下透明电极200呈现一网状结构，该网状结构的下透明电极的优点为可降低共用电压(Vcom)的阻抗。

上述之上、下透明电极结构的改良方式可使得本发明的液晶显示面板与传统的液晶显示面板相较之下，在上下次像素或左右次像素之间的漏光现象降低，进而达到较高的对比。

为完成液晶显示器的制作，熟悉此技艺人士可依照传统方式将一对上下偏光板夹设上述的液晶显示面板，并以一背光源装置设置于下偏光板之下。在本发明一实施例中，液晶的配向(rubbing)方向与数据线方向(垂直方向)的夹角可约为7度，亦即配向角度(rubbing angle)为偏离垂直方向7度；下偏光板的吸收轴方向与配向方向一致，并且上偏光板的吸收轴方向垂直于下偏光板的吸收轴方向，以使得液晶显示面板为常黑(normally-black)形态的面板。

虽然上述实施方式是以IPS或FFS型液晶显示器为例进行说明，然其并非用以限定本发明，相反地，本发明也可应用在其他种类的液晶显示器中。

接着请参阅图10，其为本发明的包含液晶显示面板的图像显示系统600的配置示意图，其中包含液晶显示器400，该液晶显示器具有本发明所述的液晶显示面板300，以及一对上下偏光板夹设该液晶显示面板300，一背光源装置设置于下偏光板之下，该液晶显示器400可为电子装置的一部分。一般而言，图像显示系统600包含液晶显示器400及输入单元500，输入单元与液晶显示器400耦接，并传输信号至液晶显示器，使液晶显示器显示图像。图像显示系统600可为行动电话、数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记型电脑、桌上型电脑、电视、车用显示器或可携式DVD播放机。

虽然本发明已揭露优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。

Claims

1.一种图像显示系统，包含：

液晶显示面板，具有多个次像素，该次像素设置于两条沿垂直方向延伸的数据线与两条沿水平方向延伸的扫描线之间，其中该液晶显示面板包括：

阵列基板，其上具有该数据线与该扫描线；

下透明电极，设置于该数据线上方；以及

上透明电极，设置于该下透明电极上方，在该多个次像素中的上透明电极各自独立，

其中该上透明电极在该次像素的四个角落具有延伸部分，该延伸部分沿水平方向延伸至与该数据线的至少一部分重迭。

2.如权利要求1所述的图像显示系统，其中该延伸部分包括矩形。

3.如权利要求1所述的图像显示系统，其中该上透明电极包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

4.如权利要求1所述的图像显示系统，其中该上透明电极的该延伸部分使得该次像素角落液晶发生反转的区域被该数据线遮蔽。

5.一种图像显示系统，包含：

阵列基板，其上具有该数据线与该扫描线；

第一金属层，设置于该数据线与该阵列基板之间，该第一金属层包含多个分隔的部分，作为遮光区；

下透明电极，设置于该些数据线上方；以及

其中该下透明电极在该些左、右次像素之间具有连接部分，该连接部分遮蔽该第一金属层未连接的区域，

该上透明电极在该次像素的四个角落具有延伸部分，该延伸部分沿水平方向延伸至与该数据线的至少一部分重迭。

6.如权利要求5所述的图像显示系统，其中该连接部分的长边小于该次像素的长边的三分之一。

7.如权利要求5所述的图像显示系统，其中该下透明电极呈网状结构，且该网状结构的下透明电极降低该下透明电极的共用电压的阻抗。

8.如权利要求5所述的图像显示系统，其中该下透明电极包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

9.如权利要求1或5所述的图像显示系统，进一步包含液晶显示器，该液晶显示器包含：

该液晶显示面板；

一对偏光板夹设该液晶显示面板；以及

背光源装置，设置于该对偏光板及该液晶显示面板之下。

10.如权利要求9所述的图像显示系统，进一步包含电子装置，该电子装置包含：

该液晶显示器；以及

输入单元，与该液晶显示器耦接，其中该输入单元传输信号至该液晶显示器，以使该液晶显示器显示图像。