专利名称：像素结构的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种液晶显示面板(liquid crystal display panel)的像素 (pixel)结构，且特别有关于一种多域垂直配向式(raulti-domain vertical alignment, MVA)液晶显示面板的像素结构。
背景技术：
现有的液晶显示器多朝向高亮度、高对比、大面积显示与广视角(wide viewing angle)的趋势发展，其中为了改善液晶显示器的视角(viewing angle)，已有多种 广视角技术被提出。目前较常见的广视角液晶显示器例如有多域垂直配向式液晶显 示器、共平面转换式(in-plane switching, IPS)液晶显示器以及边缘电场转换式 (fringe field switching, FFS)液晶显示器等等。
图1为现有的一种应用于多域垂直配向式液晶显示器的像素结构的上视示意 图。请参照图1 ，像素结构100配置于一薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate, TFT array substrate)上，此像素结构100包括一扫描线(scan line) 110、 一数据线(data line) 120、 一薄膜晶体管(thin film transistor, TFT) 130、 一像素电极(pixel electrode) 140与一凸起物(protrusion) 150。其中 薄膜晶体管130包括栅极(gate) 132、半导体层(semiconductor layer) 134、源极 (soruce) 136a、漏极(drain) 136b以及接触窗(contact, window) 138。栅极132与 扫描线110电性连接，而半导体层134配置于栅极132上方。源极136a与漏极136b 配置于半导体层134上，其中源极136a与数据线120电性连接。
像素电极140透过接触窗138而与漏极136b电性连接。此外，为了达到液晶 分子能够产生多域垂直配向，凸起物150配置于像素电极140上，而在相对的彩色 滤光基板(color filter substrate)(未绘示)上配置多个凸起物(未绘示)。因此， 通过凸起物150与凸起物的搭配，可以使得配置于薄膜晶体管阵列基板与彩色滤光 基板之间的液晶分子呈现多方向的倾倒，进而达到广视角显示的效果。
虽然上述的多域垂直配向式液晶显示器可以增加视角范围，但是，当视角由o 度往90度变化时，此多域垂直配向式液晶显示器的光穿透率(transmission)相对 于灰阶(gray level)的迦玛曲线(gamma curve)将有所不同。简单而言，随着视角 的改变，此多域垂直配向式液晶显示器所提供的画面的色调及亮度分布失真的程度 将越明显。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是提供一种像素结构，以降低随着视角改变所产 生的色调(hue)及亮度(brightness)分布失真的程度。
此外，本发明的另一目的就是提供另一种像素结构，以提高显示品质。 为达上述或是其他目的，本发明提出一种像素结构，其适于配置于一多域垂 直配向式液晶显示面板的一主动元件阵列基板的一第一扫描线与一第二扫描线之 间，并由主动元件阵列基板的第一扫描线与一数据线所控制。此像素结构包括一第 一主动元件(active device)、 一第二主动元件、 一第一像素电极、 一第二像素电 极以及多个配向构件(alignment unit)。第一主动元件与第一扫描线及数据线电性 连接，且第二主动元件也与第一扫描线及数据线电性连接。第一像素电极与第一主 动元件电性连接，且第一像素电极覆盖部分第二扫描线，以形成一补偿电容 (compensation capacitance)。第二像素电极与第二主动元件电性连接，且第二像 素电极与第一像素电极之间具有一电压差。多个配向构件配置于第一像素电极与第 二像素电极上。
在本发明的一实施例中，上述像素结构还包括一共用线(common line)，其配 置于第一像素电极与第二像素电极下方。
在本发明的一实施例中，上述第一主动元件与第二主动元件的通道(channel) 长宽比可以相同。
在本发明的一实施例中，上述第一主动元件与第二主动元件可以具有一共用 源极。
在本发明的一实施例中，上述这些配向构件可以是凸起物或狭缝(slit)。 基于上述，由于本发明的像素结构采用两个像素电极，并让其中一个像素电 极覆盖部分扫描线，以形成补偿电容，故两像素电极之间可产生一电压差。此电压
差能使位于两像素电极上方的液晶分子的倾倒角度不同，而降低多域垂直配向式液 晶显示面板的光穿透率相对于灰阶的迦玛曲线随着视角改变的程度。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为现有的一种应用于多域垂直配向式液晶显示器的像素结构的上视示意图。
图2为本发明一实施例的一种像素结构的上视示意图。 图3为图2所绘示的像素结构的等效电路图。
图4A为图2所绘示的第一像素电极与第二像素电极于正极性充电情况下的波 形示意图。
图4B为图2所绘示的第一像素电极与第二像素电极于负极性充电情况下的波 形示意图。
具体实施例方式
图2为本发明一实施例的一种像素结构的上视示意图。请参照图2，本实施例 的像素结构200适于配置于一多域垂直配向式液晶显示面板的一主动元件阵列基 板的一第一扫描线210与一第二扫描线220之间，并由主动元件阵列基板的第一扫 描线210与一数据线230所控制。像素结构200包括一第一主动元件240、 一第二 主动元件250、 一第一像素电极260、 一第二像素电极270以及多个配向构件280。 其中，第一主动元件240电性连接至第一扫描线210及数据线230，且第二主动元 件250也电性连接至第一扫描线210及数据线230。第一像素电极260与第一主动 元件240电性连接，而第二像素电极270与第二主动元件250电性连接。此外，第 一像素电极260与第二扫描线220部分重叠，以于两者重叠的区域A形成一补偿电 容。多个配向构件280配置于第一像素电极260与第二像素电极270上。
在本实施例中，第一主动元件240与第二主动元件250例如是薄膜晶体管或 是其他具有三端子的开关元件。此外，为了使得第一像素电极260与第二像素电极 270所产生的闪烁(flicker)效应能够相近，较佳的第一主动元件240与第二主
动元件250的电性品质为相同。举例而言，当第一主动元件240与第二主动元件 250为薄膜晶体管时，两者的通道长宽比可以是相同。就本实施例而言，电性相同 的第一主动元件240与第二主动元件250可让分别与其电性连接的第一像素电极 260及第二像素电极270在同一时间内充电至相同电位。由于重叠区域A所形成的 补偿电容的作用，因此在第一像素电极260与第二像素电极270充电之后，第一像 素电极260与第二像素电极270之间存在一电压差。
更详细而言，由于第一像素电极260与第二像素电极270之间存在一电压差， 故能使位于第一像素电极260与第二像素电极270上方的液晶分子的倾倒角度不 同，以降低光穿透率相对于灰阶的迦玛曲线随着视角改变的程度。因此，采用本实 施例的像素结构200的多域垂直配向式液晶显示器将能提供较佳的显示品质。
此外，在本实施例中，像素结构200还包括一共用线290，其配置于第一像素 电极260与第二像素电极270下方，以形成一存储电容。换言之，本实施例所揭示 的存储电容的架构为存储电容形成于共用线上(Cst on common)。然而，本发明 并非限定存储电容的架构为存储电容形成于共用线(Cst on common)。在其他实 施例中，存储电容的架构也可为存储电容形成于扫描线上(Cst on gate)。举例 而言，由第二像素电极270与第二扫描线220有部分重叠而形成。
在本实施例中，第一主动元件240与第二主动元件250具有一共用源极245。 然而，在另一实施例中，第一主动元件240与第二主动元件250也可个别具有独立 的源极。此外，在本实施例中，配向构件280为凸起物，然而在另一实施例中，配 向构件280也可以是狭缝。以下将就本实施例的等效电路图进行说明。
图3为图2所绘示的像素结构的等效电路图。请参照图3， d。,代表由第一像 素电极260与对向基板上的共用电极(未绘示)所形成的第一液晶电容(liquid crystal capacitance) 、 C^代表由第一像素电极260与共用线290所形成的第一 存储电容(storage c即acitance) 、 Cadd代表由第一像素电极260与第二扫描线220 所形成的补偿电容、(^代表由第一主动元件240与第一扫描线210所形成的第一 寄生电容(parasitic capacitance) 、 C^代表由第二像素电极270与共用电极所形 成的第二液晶电容、Cst2代表由第二像素电极270与共用线290所形成的第二存储 电容Cst2以及C^代表由第二主动元件250与第一扫描线210所形成的第二寄生电 容。为了第一像素电极260与第二像素电极270所产生的闪烁效能够相近，较佳的
第一主动元件240与第二主动元件250为电性相同。换言之，第一寄生电容C-与 第二寄生电容。2较佳为相同。
图4A为图2所绘示的第一像素电极与第二像素电极于正极性充电情况下的波 形示意图，其中横轴为时间、纵轴为电位，而扫描线采用三阶驱动方式。请参照图 3及图4A，为了第一像素电极260与第二像素电极270所产生的闪烁效能够相近， 可将第 一 主动元件240与第二主动元件250设计为电性相同，且 Cadd+Cw+Csu《k2+Cst2，因此第一像素电极260与第二像素电极270的反馈电压(feed through voltage) AVp将会相同，其中，A Vp= A Vpl - △ Vp2。如此一来，可使第一 像素电极260与第二像素电极270所产生的闪烁效应相同。
更详细而言，当第一像素电极260与第二像素电极270在正极性充电时，两 者在相同时间内充电至同一电位。然而，在时间t时第二扫描线220的电位会往上 升，上升的量一般称为反冲电压(kick-back voltage)Ve。反冲电压Ve会经由补偿 电容Cadd作用而使第 一 像素电极260的电位往上升A V ，其中△ V=Cadd*Ve/(Cstl+Ckl+Cadd+Cgdl)。如此一来，第一像素电极260与第二像素电极270之 间在时间t后便存在一电压差A V，以使位于第一像素电极260与第二像素电极270 上方的液晶分子的倾倒角度不同。
图4B为图2所绘示的第一像素电极与第二像素电极于负极性充电情况下的波 形示意图，其中横轴为时间、纵轴为电位，而扫描线采用三阶驱动方式。请参照图 3及图4B，在时间t'后，第一像素电极260与第二像素电极270之间也会存在一 电压差AV，形成此电压差AV的原理与形成图4A中的电压差AV的原理相同，在 此不再重述。图4B中的反馈电压AV^AV/ +AVP2'，而第一像素电极260与第 二像素电极270的电压差
△ v=cadd*ve/ (cstl+clcl+cgdl+cadd)。
值得注意的是，虽然本实施例以扫描线采用三阶驱动方式为例进行说明，但 本实施例扫描线也采用四阶驱动或其他型态的驱动方式。
综上所述，由于本发明的像素结构采用两个像素电极，并让其中一个像素电 极覆盖部分扫描线，以形成补偿电容，故两像素电极之间可产生一电压差。此电压 差能使位于两像素电极上方的液晶分子的倾倒角度不同，而降低多域垂直配向式液 晶显示面板的光穿透率相对于灰阶的迦玛曲线随着视角改变的程度。因此，采用本
发明的像素结构的多域垂直配向式液晶显示器将能提供较佳的显示品质。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领 域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此 本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种像素结构，适于配置于一多域垂直配向式液晶显示面板的一主动元件阵列基板的一第一扫描线与一第二扫描线之间，并由该主动元件阵列基板的该第一扫描线与一数据线所控制，该像素结构包括一第一主动元件，与该第一扫描线及该数据线电性连接；一第二主动元件，与该第一扫描线及该数据线电性连接；一第一像素电极，与该第一主动元件电性连接，且该第一像素电极覆盖部分该第二扫描线，以形成一补偿电容；一第二像素电极，与该第二主动元件电性连接，且该第二像素电极与该第一像素电极之间具有一电压差；以及多个配向构件，配置于该第一像素电极与该第二像素电极上。
2. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一共用线，配置于该第 一像素电极与该第二像素电极下方。
3. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一主动元件与该第二主动 元件的通道长宽比相同。
4. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该第一主动元件与该第二主动 元件具有一共用源极。
5. 如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该些配向构件包括凸起物或狭缝。
全文摘要
本发明公开了一种像素结构，其适于配置于一多域垂直配向式液晶显示面板的一第一扫描线与一第二扫描线之间。此像素结构包括一第一主动元件、一第二主动元件、一第一像素电极、一第二像素电极以及多个配向构件。第一主动元件与第一扫描线及显示面板的一数据线电性连接，且第二主动元件也与第一扫描线及数据线电性连接。第一像素电极与第一主动元件电性连接，且第一像素电极覆盖部分第二扫描线，以形成一补偿电容。第二像素电极与第二主动元件电性连接，且第二像素电极与第一像素电极之间具有一电压差。多个配向构件配置于第一像素电极与第二像素电极上。
文档编号G02F1/13GK101183196SQ20061014648
公开日2008年5月21日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者林世轩 申请人:中华映管股份有限公司