专利名称：具不同配向结构的滤光基板及显示面板的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种显示面板及其所使用的滤光基板；具体而言，本发明 关于一种同时具有不同液晶配向结构的显示面板及其使用的滤光基板。
背景技术：
随着技术的进步，液晶显示装置在各方面的规格的随之提升。当消费者 选择液晶显示装置时，考虑的因素通常包含亮度、反应时间、输入/输出接口、 解析度、色彩饱和度、以及画面显示的可视视角范围。以可视视角范围而言， 由于传统的液晶显示装置受限于液晶分子的物理特性，当于显示面两侧较大 角度观看显示的影像时，输出影像的色彩及品质通常与由正面观看时所得到 的影像有落差。
为弥补此一缺点，目前的液晶显示装置开发出于同一像素单元中使用不 同面积的两块电极同时驱动液晶分子，以使液晶分子产生不同的旋转角度。 如图1所示，液晶显示装置包含第一基板10及第二基板20。第二基板20上 布设有像素电极层50;其中在每一像素之中，像素电极层50是具有第一电极 51及第二电极52。第一基板10上则设置有共通电极层30，而液晶分子70填 充于共通电极层30与像素电极层50之间。
共通电极层30上设置有配向结构31,其中每一配向结构31是朝向第一 电极51或第二电极52突出。藉由配向结构31的设置，像素电极层50与共 通电极层30之间所产生的压差可使得液晶分子70产生不同的倾斜转方向。 此外，由于第一电极51与第二电极52的面积不同，因此两者上方的液晶分 子70亦会具有不同的倾斜旋转角度。换言之，在同一像素之中，液晶分子70
可分为角度略不同的两群组。藉由此一设计，可使由大视角观看影像与正面 观看影像的品质落差减少。
然而在此一设计中，由于需使用两个或多个相同的配向结构，因此将导 致显示面的透光面积及开口率下降，进而使整体影像的亮度不足且各个电极
51或52之间的亮度不均匀。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种显示面板及其所使用的滤光基板，具有较 佳的显示影像亮度。
本发明的另一目的在于提供一种显示面板及其所使用的滤光基板，具有 较佳的显示面开口率。
本发明的另一目的在于提供一种显示面板及其所使用的滤光基板，具有 较佳对液晶分子行为的控制能力。
显示面板包含第一基板、上电极层、配向结构组、第二基板、像素电极 及液晶层。第一基板与第二基板是相对设置，并将配向结构组、像素电极及 液晶层夹合于其间。配向结构组包含第一配向结构及第二配向结构。上电极 层设置于第一基板上，并分布于第一基板朝向第二基板的一面上。第一配向 结构及第二配向结构分别形成于上电极层，可以为椎体、凹槽或其他形式的 结构。第一配向结构是与第二配向结构不同。此处所言的不同包含体积上、 角度上、形状上、基本构造上及其他的不相同。
像素电极形成于第二基板上，包含有相互串联的第一下电极及第二下电 极。第一下电极的分布位置是相对于第一配向结构；第二下电极的分布位置 是相对于第二配向结构。第一下电极的表面积较佳是小于第二下电极的表面 积。液晶层夹设于上电极层与像素电极之间。藉由控制上电极层与像素电极 间的电位差，即可控制其间液晶层中液晶分子的行为。由于像素电极的第一 下电极与第二下电极面积不同，因此会使位于第一下电极与第二下电极上方
的液晶分子产生不同的旋转角度。此外，第一配向结构与第二配向结构在结 构、尺寸、角度上的不相同，亦会对液晶分子的行为产生影响，且同时可提 升显示面的开口率以增加影像亮度。
第一基板上更可设置有滤光层，使第一基板成为滤光基板。滤光层是夹 设于第一基板及配向结构组之间，且具有至少一色料单元。色料单元是相应 设置于第一配向结构及第二配向结构的上方，且同时位于第一下电极及第二 下电极上方。当光线由液晶层射入至滤光层时，各色料单元即滤除部分光线， 而仅允许特定波长的光线穿过。
.图l为传统显示面板的剖视图2a为本发明显示面板的实施例分解立体图2b为本发明显示面板的实施例剖视图2C为本发明显示面板的另一实施例剖视图3为第一配向结构及第二配向结构的另一实施例剖视图4为以凹槽为第一配向结构及第二配向结构的实施例剖视图5为以凹槽与突椎搭配的第一配向结构及第二配向结构实施例剖视图6a为第一配向结构及第二配向结构的实施例俯视图6b及图6c为不同形状的一配向结构及第二配向结构实施例俯视图7为包含第三配向结构的实施例剖视图8为包含滤光基板的实施例剖视图9为滤光层设于第二基板与像素电极间的实施例剖视图IO为滤光层设于像素电极上的实施例剖视图。
主要元件符号说明
IOO第一基板 300配向结构组
310上电极层 331第一配向结构
332第二配向结构
333第三配向结构
350长轴
370长轴
200第二基板
500像素电极
510第一下电极
511长边
520第二下电极
521长边
530第三下电极
600滤光层
610色料单元
700液晶层
具体实施例方式
本发明是提供一种显示面板及其所使用的滤光基板。在较佳实施例中， 显示面板是为液晶显示面板。液晶显示面板较佳可包含穿透式液晶显示面板、 反射式液晶显示面板、半穿反式液晶显示面板及其他类型的液晶显示面板。 此外，在较佳实施例中，滤光基板是为位于显示面板显示面侧的基板；然而 在不同实施例中，滤光基板亦可能为位于显示面板非显示面侧的基板。
在图2a及图2b所示的实施例中，显示面板包含第一基板100、配向结构 组300、上电极层310、第二基板200、像素电极500及液晶层700。在本实 施例中，第一基板100为位于显示面侧的基板，而第二基板200为位于非显 示面侧的基板。第一基板100与第二基板200是相对设置，并将配向结构组 300、像素电极500及液晶层700夹合于其间。第一基板100是由透光材质所 制成，例如玻璃及透光塑料等。第二基板200较佳亦由透光材质所制成，例 如玻璃或透光塑料；然而在反射式的液晶面板中，第二基板200亦可由非透 光材质所制成。
如图2b所示，配向结构组300包含第一配向结构331及第二配向结构332。 上电极层310设置于第一基板100上，并分布于第一基板100朝向第二基板 200的一面上。上电极层310较佳是由透光性的导电材料所制成，例如铟锡氧 化物(ITO)等。第一配向结构331及第二配向结构332分别形成于上电极层310，且第一配向结构331及第二配向结构332是不相同。此处所言的不相同 包含体积上、角度上、形状上、基本构造上及其他的不相同。此外，第一配 向结构331及第二配向结构332分别与上电极层310的接触面积不相同，以 及两者各自的剖面面积不相同，均属于上述不相同的范围内。在本实施例中， 第一配向结构331及第二配向结构332分别由自上电极层310朝远离第一基 板100方向突出的第一突椎及第二突椎所形成。如图2b所示，第一配向结构 331及第二配向结构332的体积不相同，且两者椎底与上电极层310的接触面 积亦不同，此二点不同之处均构成前述的不相同。
如图2a及图2b所示，像素电极500是形成于第二基板200上，并包含 有相互串联的第一下电极510及第二下电极520。第一下电极510的分布位置 是相对于第一配向结构331;以图2b观之，第一下电极510位于第一配向结 构331的下方。第二下电极520的分布位置是相对于第二配向结构332;以图 2b观之，第二下电极520位于第二配向结构332的下方。在此实施例中，第 一下电极510的表面积较第二下电极520的表面积为小，而第一配向结构331 的体积及与上电极层310接触的椎底面积亦相应较第二配向结构332为小。 像素电极500较佳是为穿透电极，由透光性的导电材料所制成，例如铟锡氧 化物(ITO)等；然而在反射式液晶显示面板或半穿反式液晶显示面板中，像素 电极500亦可能为反射电极，且由非透光性的材质制成，例如金属，举例为 铝或银。此外，第一下电极510与第二下电极520亦可分别形成为穿透电极 及反射电极。
液晶层700夹设于上电极层310与像素电极500之间。藉由控制上电极 层310与像素电极500间的电位差，即可控制其间液晶层700中液晶分子的 行为。在图2b所示的实施例中，由于像素电极500的第一下电极510与第二 下电极520面积不同，因此会使位于第一下电极510与第二下电极520上方 的液晶分子产生不同的旋转角度。此外，第一配向结构331与第二配向结构 332在结构、尺寸、角度上的不相同，亦会对液晶分子的行为产生影响。因此
在图2c所示的实施例中，亦可采用面积相同的第一下电极510及第二下电极 520，而仅以不相同的第一配向结构331与第二配向结构332控制液晶分子产 生不同的旋转角度。
在图2b所示的实施例中，相较于第二下电极520，第一下电极510是具 有较小的面积；因此与第一下电极510相对的第一配向结构331可在具有较 小椎底面积的状况下，即使第一下电极510上方的液晶分子产生足够的液晶 配向效应。由于第一配向结构331具有较小的椎底面积，因此其于第一基板 IOO上覆盖的面积即可减少。换言之，使用具有较小椎底面积的第一配向结构 331，可使系统整体的开口率增加，进一步提升亮度及光使用效率。在较佳实 施例中，第一配向结构331与第二配向结构332的覆盖范围面积分别为第一 下电极510与第二下电极520面积的5%至10°/。之间。然而此一比例亦可随设 计的改变及需求而加以调整。
如图3所示，除藉由调整形成第一配向结构331及第二配向结构332的 突椎椎底面积及体积外，亦可藉调整突椎的椎面与上电极层310表面的夹角 来使第一配向结构331及第二配向结构332产生不同。在此实施例中，形成 第一配向结构331的第一突椎具有较小的椎面角度以对应面积较小的第一下 电极510，亦即第一配向结构331的椎面与上电极层310表面的夹角较小；而 形成第二配向结构332的第二突椎则具有较大的椎面角度，以对应面积较大 的第二下电极520。此外，第一配向结构331亦可藉由调整其椎面角度来进一 步縮小其椎底面积，以在提供相同配向效应的前提下，得到更大的开口率。
在图3所示的实施例中，形成第一配向结构331及第二配向结构332的 第一突椎及第二突椎较佳是由光阻材料所构成，并藉由曝光显影等制程形成 于上电极层310上。光阻材料包含透明光阻、灰色光阻及其他类型的光阻。 然而在不同实施例中，第一突椎及第二突椎亦可由喷墨、沉积、蚀刻等方式 形成。
如图4所示，第一配向结构331及第二配向结构332亦可分别为形成于
上电极层310的第一凹槽及第二凹槽；第一凹槽及第二凹槽是分别穿透上电 极层310。在此实施例中，第一配向结构/第一凹槽331于上电极层310表面 的截面积是小于第二配向结构/第二凹槽332于上电极层310表面的截面积。 如图4所示，具有较小截面积的第一配向结构/第一凹槽331是相对于具有较 小面积的第一下电极510，而第二配向结构/第二凹槽332则相对于具有较大 面积的第二下电极520。然而在不同实施例中，具有不同截面积的第一配向结 构/第一凹槽331及第二配向结构/第二凹槽332亦可分别对应于具有相同面 积的第一下电极510与第二下电极520。
第一配向结构331与第二配向结构332亦可采用完全不同的结构。在图5 的实施例中，第一配向结构331是为形成于上电极层310的凹槽，而第二配 向结构332则为形成于上电极层310的突椎。然而在不同的实施例中，亦可 以突椎形成第一配向结构331，而以凹槽形成第二配向结构332。如图5所示， 第一配向结构331于上电极层310表面的截面积是小于第二配向结构331于 上电极层310表面的截面积。然而除截面积的不同外，第一配向结构331与 第二配向结构332两者间配向力的大小调整亦可由改变第二配向结构332的 椎面角度或其他方式来达成。
如图6a所示，无论为突椎或凹槽，第一配向结构331与第二配向结构332 在上电极层310的表面上较佳具有圆形的截面形状，并分别位于第一下电极 510及第二下电极520的上方。当第一配向结构331与第二配向结构332为突 椎时，此截面形状即为椎底的形状；当第一配向结构331与第二配向结构332 为凹槽时，此截面形状即为凹槽的开口形状。在此实施例中，第一配向结构 331的圆形截面是小于第二配向结构332的圆形截面。
在其他实施例中，第一配向结构331及第二配向结构332于上电极层310 表面的截面形状亦可为椭圆或其他形状。如图6b所示，第一配向结构331于 上电极层310表面的截面形状即为一近椭圆形。此外，此一近椭圆形的长轴 350较佳是平行于第一下电极510的长边511，使第一下电极510的各边至第一配向结构331的水平距离不至相差过大。在此实施例中，如图6b所示，长 轴350的方向是垂直于第一配向结构331与第二配向结构332的连线方向。
图6c所示为第二配向结构332的另一实施例。在此实施例中，第二配向 结构332于上电极层310表面的截面形状亦为一近椭圆形。此一近椭圆形的 长轴370较佳是平行于第二下电极520的长边521，使第二下电极520的各边 至第二配向结构332的水平距离不至相差过大。在此实施例中，如图6c所示， 长轴370的方向是平行于第一配向结构331与第二配向结构332的连线方向。
在图7所示的实施例中，配向结构层300更包含第三配向结构333;而像 素电极500则包含第三下电极530。第三配向结构333较佳是与第一配向结构 331及第二配向结构332连线设置；而第三下电极530则与第一下电极510及 第二下电极520相互串联。第三配向结构333及第二配向结构332是不相同。 此处所言的不相同包含体积上、角度上、形状上、基本构造上及其他的不相 同。此外，第三配向结构333及第二配向结构332分别与上电极层310的接 触面积不相同，以及两者各自的剖面面积不相同，均属于上述不相同的范围 内。
在本实施例中，第三配向结构333及第二配向结构332分别由自上电极 层310朝远离第一基板100方向突出的突椎所形成。如图7所示，第三配向 结构333及第二配向结构332的体积不相同，且两者椎底与上电极层310的 接触面积亦不同，此二点不同之处均构成前述的不相同。此外，除以突椎的 形式存在外，第三配向结构333亦可为形成于上电极层310的凹槽。如图7 所示，第三配向结构333于上电极层310表面的截面形状可为近椭圆形；其 长轴的方向是与第一配向结构331的长轴方向垂直。然而在不同实施例中， 第三配向结构333于上电极层310表面的截面形状亦可为圆形或其他形状。
在图7所示的实施例中，第三下电极530是设置于第三配向结构333的 下方。在较佳实施例中，第三下电极530的面积是大于第二下电极520的面 积，使位于第一下电极510、第二下电极520及第三下电极530上方的液晶分
子分别产生不同的旋转角度。然而在不同实施例中，亦可采用与第二下电极
520面积相同的第三下电极530，而仅以不相同的第三配向结构333控制液晶 分子产生不同的旋转角度。在较佳实施例中，第三配向结构333的覆盖范围 面积为第三下电极530面积的5%至10°/。之间。然而此一比例亦可随设计的改
变及需求而加以调整。
在图8所示的实施例中，第一基板100上设置有一滤光层600，使第一基 板100成为滤光基板。滤光层600较佳是以镀膜方式形成，然而亦可以沉积 蚀刻或其他方式形成。滤光层600是夹设于第一基板100及配向结构层300 之间，且具有至少一色料单元610。色料单元310是相应设置于第一配向结构 331及第二配向结构332的上方，且同时位于第一下电极510及第二下电极 520上方。在较佳实施例中，滤光层600上是排列分布有不同颜色的色料单元 310，其颜色较佳可包含红、绿、蓝、白或其他颜色。当光线由液晶层700射 入至滤光层600时，各色料单元310即滤除部分光线，而仅允许特定波长的 光线穿过。
图9所示为滤光层600的另一实施例。在此实施例中，滤光层600亦可 形成于第二基板200与像素电极500之间，使光线在进入液晶层700前即先 经过滤光层600。此时色料单元610是设置于第一下电极510及第二下电极 520的下方，并与上方的第一配向结构331及第二配向结构332相对。在图 IO所示的实施例中，滤光层600则可形成于像素电极500上，使像素电极500 夹于滤光层600及第二基板200间。此时色料单元610是形成于第一下电极 510及第二下电极520上，并隔着液晶层700与第一配向结构331及第二配向 结构332相对。
在上述各实施例中，配向结构表面以及像素电极表面，也就是接触液晶 层的部份，会分别形成一配向膜，材料举例为聚酰亚胺，是用以控制液晶的 配向，配向膜为已知具有的结构，在此不赘述。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明
的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，
包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。
权利要求
1.一种滤光基板，其特征在于，该滤光基板包含一基板；一滤光层，设置于该基板上，其中该滤光层具有至少一色料单元；以及一配向结构组，该配向结构组包含一上电极层，设置于该滤光层上；以及一第一配向结构及一第二配向结构，是对应于该至少一色料单元而形成于该上电极层；其中，该第一配向结构及该第二配向结构是不相同。
2. 如权利要求1所述的滤光基板，其特征在于，该第一配向结构具有一 第一突椎，该第一突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出。
3. 如权利要求2所述的滤光基板，其特征在于，该第一突椎的椎底形状 为一近椭圆形或一圆形。
4. 如权利要求2所述的滤光基板，其特征在于，该第二配向结构具有一 第二突椎，该第二突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出，该第一突 椎的椎底面积是小于该第二突椎的椎底面积。
5. 如权利要求4所述的滤光基板，其特征在于，该第二突椎的椎底形状为一近椭圆形或一圆形。
6. 如权利要求2所述的滤光基板，其特征在于，该第二配向结构包含一 第二突椎，该第二突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出，该第一突 椎的椎面与该上电极层表面的夹角是小于该第二突椎的椎面与该上电极层表 面的夹角。
7. 如权利要求1所述的滤光基板，其特征在于，该第一配向结构为形成 于该上电极层的一第一凹槽，该第一凹槽是穿透该上电极层。
8. 如权利要求7所述的滤光基板，其特征在于，该第一凹槽于该上电极 层表面的截面形状为一近椭圆形或一圆形。
9. 如权利要求7所述的滤光基板，其特征在于，该第二配向结构包含形 成于该上电极层的一第二凹槽，该第二凹槽是穿透该上电极层，该第一凹槽 于该上电极层表面的截面积是小于该第二凹槽于该上电极层表面的截面积。
10. 如权利要求9所述的滤光基板，其特征在于，该第二凹槽于该上电极 层表面的截面形状为一近椭圆形或一圆形。
11. 如权利要求7所述的滤光基板，其特征在于，该第二配向结构包含形 成于该上电极层的一突椎，该突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出。
12. 如权利要求1所述的滤光基板，其特征在于，该第一配向结构于空间 中所占的体积是小于该第二配向结构于空间中所占的体积。
13. 如权利要求1所述的滤光基板，其特征在于，该配向结构组进一步包 含一第三配向结构，是对应于该至少一色料单元而是形成于该上电极层，其 中，该第一配向结构及该第三配向结构是不相同。
14. 一种显示面板，其特征在于，该显示面板包含 一第一基板；一配向结构组，该配向结构组包含-一上电极层，设置于该第一基板上；以及一第一配向结构及一第二配向结构，是形成于该上电极层；其中，该第 一配向结构及该第二配向结构是不相同； 一第二基板；一像素电极，形成于该第二基板上，该像素电极具有一第一下电极及一 第二下电极，该第一下电极及该第二下电极是分别相对于该第一配向结构及 该第二配向结构设置，该第一下电极的表面积是小于该第二下电极的表面积； 以及一液晶层，设置于该上电极层及该像素电极之间。
15. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该第一配向结构具有 一第一突椎，该第一突椎是自该上电极层朝远离该第一基板方向突出。
16. 如权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该第二配向结构具有 一第二突椎，该第二突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出，该第一 突椎的椎底面积是小于该第二突椎的椎底面积。
17. 如权利要求15所述的显示面板，其特征在于，该第二配向结构具有 一第二突椎，该第二突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出，该第一 突椎的椎面与该上电极层表面的夹角是小于该第二突椎的椎面与该上电极层 表面的夹角。
18. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该第一配向结构为形 成于该上电极层的一第一凹槽，该第一凹槽是穿透该上电极层。
19. 如权利要求18所述的显示面板，其特征在于，该第二配向结构为形 成于该上电极层的一第二凹槽，该第二凹槽是穿透该上电极层，该第一凹槽 于该上电极层表面的截面积是小于该第二凹槽于该上电极层表面的截面积。
20. 如权利要求18所述的显示面板，其特征在于，该第二配向结构包含形 成于该上电极层的一突椎，该突椎是自该上电极层朝远离该滤光层方向突出。
21. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该第一配向结构于空间中所占的体积是小于该第二配向结构于空间中所占的体积。
22. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该配向结构组进一步 包含一第三配向结构，其中，该第一配向结构、该第二配向结构及该第三配 向结构是不相同，该像素电极进一步包含一第三下电极相对于该第三配向结 构设置，该第二下电极的表面积是小于该第三下电极的表面积。
23. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该第一配向结构及该 第二配向结构约分别占该第一下电极的表面积以及该第二下电极的表面积比 例为5%至10%。
24. 如权利要求14所述的显示面板，其特征在于，该显示面板进一步包 含一滤光层，是设置于该第一基板与该上电极层间。
全文摘要
本发明是提供一种具不同配向结构的滤光基板及显示面板。该显示面板包含第一基板、配向结构组、第二基板、像素电极及液晶层。配向结构组、像素电极及液晶层是夹设于第一基板与第二基板间。该配向结构组包含分别设置于第一基板上的上电极层上的第一配向结构及第二配向结构。第一配向结构是与第二配向结构不同。像素电极形成于第二基板上，并包含有相互串联的第一下电极及第二下电极分别对应于第一配向结构及第二配向结构。第一基板上更可设置有滤光层夹设于第一基板及配向结构组之间，使第一基板成为滤光基板。
文档编号G02F1/1337GK101187761SQ20071016082
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者胡至仁, 蔡孟璋 申请人:友达光电股份有限公司