专利名称：像素阵列、聚合物稳定配向液晶显示面板以及光电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种聚合物稳定配向液晶显示面板(Polymer StabilizedAlignment-LCD panel)，且尤其涉及一种聚合物稳定配向液晶显示面板中的像 素阵列设计。
背景技术：
随着液晶显示器不断地朝向大尺寸的趋势发展，为了克服大尺寸显示下的视角问 题，液晶显示面板的广视角技术也必须不停地进步与突破。其中，具有独特像素电极图案的 聚合物稳定配向液晶显示面板已广泛地应用于各种电子产品中。由于聚合物稳定配向液晶 显示面板仍然会面临色偏问题(colorwashout)，因此，已有现有技术将聚合物稳定配向液 晶显示面板中的各个子像素设计为具有主显示区域(main display region)以及子显示区 域(sub-display region)的布局形态，并透过适当的电路设计以及驱动方法使同一个子像 素中的主显示区域以及子显示区域分别具有不同跨压，以改善色偏问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种本发明提供一种像素阵列、聚合物稳定 配向液晶显示面板以及光电装置，其具有良好的显示质量。 本发明提供一种像素阵列，其包括多条第一扫描线、多条第二扫描线、多条数据 线、多个子像素以及多条彼此连接的共通线。各个第二扫描线分别位于二相邻的第一扫描 线之间。数据线与第一扫描线以及第二扫描线交错，且第二扫描线以及数据线定义出多个 子像素区域。子像素配置于子像素区域中，各个子像素与其中一条第一扫描线、其中一条第 二扫描线以及其中一条数据线电性连接，且各个子像素包括一第一开关、一第二开关、一第 一像素电极、一第二像素电极以及一第三开关。第一开关以及第二开关与同一条第一扫描 线以及同一条数据线电性连接。第一像素电极与第一开关电性连接。第二像素电极与第二 开关电性连接，且第一像素电极与第二像素电极分别位于第一扫描线两对侧。第三开关与 第二扫描线以及第二像素电极电性连接，第三开关具有一未与第二扫描线以及第二像素电 极电性连接的电容耦合部，电容耦合部延伸至相邻子像素中的第一像素电极下方，并与相 邻子像素中的共通线耦合为一 电压调整电容。此外，共通线位于第一像素电极以及第二像 素电极下方。 在本发明的一实施例中，前述的第一扫描线的延伸方向实质上平行于第二扫描线 的延伸方向。 在本发明的一实施例中，前述的子像素排列成多列，且排列于同一列的子像素与 同一条第一扫描线以及同一条第二扫描线电性连接。此外，与同一列子像素电性连接的第 一扫描线以及第二扫描线彼此电性绝缘。 在本发明的一实施例中，前述的子像素排列成多列，第n列子像素中的电容耦合 部延伸至第(n+l)列子像素中的第一像素电极下方，而n为正整数。举例而言，第二扫描线位于第n列子像素中的第二像素电极以及第(n+1)列子像素中的第一像素电极之间，
在本发明的一实施例中，前述的各个第一开关为一第一薄膜晶体管，而第-晶体管具有一与其中一条第一扫描线电性连接的第一栅极、一与其中一条数据线电性连接 的第一源极以及一与第一像素电极电性连接的第一漏极。 在本发明的一实施例中，前述的各个第二开关为一第二薄膜晶体管，而第二薄膜 晶体管具有一与其中一条第一扫描线电性连接的第二栅极、一与其中一条数据线电性连接 的第二源极以及一与第二像素电极电性连接的第二漏极。 在本发明的一实施例中，前述的各个第三开关为一第三薄膜晶体管，而第三薄膜 晶体管具有一与其中一条第二扫描线电性连接的第三栅极、一与第二像素电极电性连接的 第三源极以前述的电容耦合部。 在本发明的一实施例中，前述的第三源极与第二像素电极直接连接。 在本发明的一实施例中，前述的共通线的延伸方向实质上平行于第一扫描线的延
伸方向。 在本发明的一实施例中，前述的像素阵列可进一步包括一彩色滤光层，以覆盖于 第一扫描线、第二扫描线、数据线、子像素以及共通在线。在一较佳实施例中，各个子像素可 进一步包括一第一电容电极以及一第二电容电极。第一电容电极位于彩色滤光层下方并与 第一像素电极电性连接，且第一电容电极与其中一条共通线形成一第一储存电容。第二电 容电极位于彩色滤光层下方并与第二像素电极电性连接，且第二电容电极与其中一条共通 线形成一第二储存电容。 在本发明的一实施例中，前述的第一像素电极以及第二像素电极延伸至第一扫描 线及/或第二扫描线的上方。 在本发明的一实施例中，前述的各个第一像素电极分别具有多组第一狭缝以分别 定义出多个第一显示领域，而各个第二像素电极分别具有多组第二狭缝以分别定义出多个 第二显示领域。 在本发明的一实施例中，前述的各该子像素以及该相邻子像素位于同一行 (Column)。 本发明另提供一种像素阵列，其包括多条第一扫描线、多条与第一扫描线交错数
据线、多个子像素以及多条共通线，各子像素与其中一条第一扫描线以及其中一条数据线
电性连接，且各子像素包括一像素电极一与像素电极电性连接的开关，其中开关具有一电
容耦合部，且该电容耦合部与该相邻子像素中的共通线形成一电压调整电容。 本发明另提供一种聚合物稳定配向液晶显示面板，其包括一第一基板、一第二基
板、二聚合物稳定配向层以及一液晶层。第一基板具有前述的像素阵列，第二基板配置于第
一基板上方，而二聚合物稳定配向层分别配置于第一基板与第二基板上。此外，液晶层配置
于聚合物稳定配向层之间。 在本发明的一实施例中，所述的聚合物稳定配向液晶显示面板，更包括二配向层， 分别配置于该第一基板与该第一基板对应的聚合物稳定配向层之间以及配置于该第二基 板与该第二基板对应的聚合物稳定配向层之间。 本发明又提供一种光电装置，其包括前述的像素阵列或聚合物稳定配向液晶显示 面板。
53/6页 基于上述，在本发明的像素阵列中，电容耦合部延伸至相邻子像素中的第一像素 电极下方，并与相邻子像素中的共通线耦合为一电压调整电容，因此本发明的像素阵列具 有较高的开口率。
图1为本发明一实施例的像素阵列的电路图2为本发明一实施例的像素阵列的上视示意图3为沿着图2中的A-A'剖面所绘示出的剖面示意图4为本发明一实施例的聚合物稳定配向液晶显示面板的示意图5为本发明一实施例的光电装置的示意图。
其中，附图标记100 :像素阵列110 (i):第一扫描线120 (i):第二扫描线130 (j):数据线140 :子像素150 :共通线160 :彩色滤光层R :子像素区域SW1 :第一开关Gl :第一栅极SI :第一源极Dl :第一漏极SW2 :第二开关G2 :第二栅极S2 :第二源极D2 :第二漏极SW3 :第三开关G3 :第三栅极S3 :第三源极PI :第一像素电极SLl :第一狭缝DM1 :第一显示领域P2:第二像素电极SL2 :第二狭缝DM2 :第二显示领域C:电容耦合部CCS :电压调整电容Cstl :第一储存电容Cst2 :第二储存电容El :第一电容电极E2 :第二电容电极200 :聚合物稳定配向液晶显示面210 :第一基板220 :第二基板230、240 :二聚合物稳定配向层250 :液晶层300 :光电装置
具体实施例方式
图1为本发明一实施例的像素阵列的电路图，而图2为本发明一实施例的像素 阵列的上视示意图。请参照图1与图2，本实施例的像素阵列100包括多条第一扫描线 110 (i)、多条第二扫描线120 (i)、多条数据线130 (j)、多个子像素140以及多条共通线150， 该些共通线150举例可彼此连接，其中i、 j都为自然数(1、2、3、…、n、n+l…)。前述的子 像素140排列成多列，详言之，第一扫描线llO(i)以及第二扫描线120(i)与排列于第i列 的子像素140电性连接，而数据线130 (j)则是与排列于第j行的子像素140电性连接。此 外，与第i列的子像素140电性连接的第一扫描线llO(i)以及第二扫描线120(i)彼此电
6性绝缘。 在本实施例中，第一扫描线110(i)、第二扫描线120(i)以及共通线150的延伸方 向实质上平行，而数据线130(j)的延伸方向则垂直于第一扫描线llO(i)的延伸方向。
各条第二扫描线120(i)分别位于两条相邻的第一扫描线110(i)之间。举例而言， 与排列于第n列的子像素140连接的第二扫描线120 (n)位于第一扫描线110 (n)与第一扫 描线110(n+l)之间。此外，数据线130 (j)与第一扫描线110(i)以及第二扫描线120(i) 交错，且第二扫描线120(i)以及数据线130(j)定义出多个子像素区域R。子像素140配置 于子像素区域R中，且排列于第i列、第j行的子像素140与与第一扫描线110(i)、第二扫 描线120 (i)以及数据线130 (j)电性连接。 从图1与图2可知，排列于第i列、第j行的子像素140包括一第一开关SW1、一 第二开关SW2、一第一像素电极P1、一第二像素电极P2以及一第三开关SW3。第一开关SW1 以及第二开关SW2与同一条第一扫描线110(i)以及同一条数据线130(j)电性连接。第一 像素电极Pl与第一开关SW1电性连接，第二像素电极P2与第二开关SW2电性连接，且第 一像素电极Pl与第二像素电极P2分别位于第一扫描线110(i)两对侧。第三开关SW3与 第二扫描线120 (i)以及第二像素电极P2电性连接，第三开关SW3具有一未与第二扫描线 120(i)以及第二像素电极P2电性连接的电容耦合部C，且此电容耦合部C延伸至相邻子像 素140中的第一像素电极P1下方，并与同一行(举例是连接至相同数据线130(j))的相邻 子像素140中的共通线150形成一电压调整电容CCS。具体而言，第n列子像素140中的电 容耦合部C延伸至第(n+l)列子像素140中的第一像素电极P1下方，以与第(n+l)列的子 像素140中的共通线150耦合为一电压调整电容CCS。此外，共通线150位于第一像素电极 Pl以及第二像素电极P2下方。 在一较佳实施例中，第一开关SW1为一第一薄膜晶体管，而第一薄膜晶体管具有 一与第一扫描线110(i)电性连接的第一栅极G1、一与数据线130(j)电性连接的第一源 极S1以及一与第一像素电极P1电性连接的第一漏极D1。第二开关SW2为一第二薄膜晶 体管，而第二薄膜晶体管具有一与第一扫描线110 (i)电性连接的第二栅极G2、一与数据线 130(j)电性连接的第二源极S2以及一与第二像素电极P2电性连接的第二漏极D2。第三 开关SW3为一第三薄膜晶体管，而第三薄膜晶体管具有一与第二扫描线120 (i)电性连接的 第三栅极G3、一与第二像素电极P2电性连接的第三源极S3以前述的电容耦合部C。此处， 电容耦合部C即为第三薄膜晶体管的漏极。 值得注意的是，本实施例的子像素140可应用于聚合物稳定配向液晶显示面板 中。详言之，第一像素电极P1分别具有多组第一狭缝SL1以分别定义出多个第一显示领域 匿1，而各个第二像素电极P2分别具有多组第二狭缝SL2以分别定义出多个第二显示领域 匿2。多个第一显示领域匿l以及多个第二显示领域匿2可使得子像素140具有广视角的 特性。在图2中，第一像素电极Pl具有4组第一狭缝SL1，因此第一像素电极Pl会被区分 为4个第一显示领域匿l，而第二像素电极P2同样具有4组第二狭缝SL2，因此，第二像素 电极P2会被区分为4个第二显示领域匿2。换言之，子像素140总共具有8个显示领域，有 助于改善色偏的问题，然而，可视使用者需求调整第一像素电极P1或第二像素电极P2的图 案设计使其具有更多个显示领域，在此并不局限。 除了图2中所绘示出的像素电极设计之外，第一像素电极P1与第二像素电极P2也可采用其它图案设计，本发明不限制第一像素电极P1与第二像素电极P2的图案。
图3为沿着图2中的A-A'剖面所绘示出的剖面示意图。请同时参照图2与图 3，在本发明的一较佳实施例中，前述的像素阵列100可与现有的彩色滤光层于阵列基板 上(color filter on array, C0A)工艺整合。当彩色滤光层160被制作于第一像素电极 PI与第二像素电极P2的下方，并且覆盖于第一扫描线110(i)、第二扫描线120(i)、数据线 130 (j)、子像素140以及共通线150上时，由于电容耦合部C以及共通线150都位于彩色滤 光层160的下方，因此，彩色滤光层160的制作不会导致电压调整电容CCS在制作上的困 难。 各个子像素140可进一步包括一第一电容电极E1以及一第二电容电极E2。第一 电容电极El位于彩色滤光层160下方并与第一像素电极Pl电性连接，且第一电容电极El 与其中一条共通线150形成一第一储存电容Cstl，该共通线150举例呈一十字状。第二电 容电极E2位于彩色滤光层160下方并与第二像素电极P2电性连接，且第二电容电极E2与 其中一条共通线150形成一第二储存电容Cst2，该共通线150举例呈一^h字状。如图2与 图3所示，第一电容电极E1例如与第一漏极D1电性连接，例如为直接连接，第二电容电极 E2例如与第二漏极D2电性连接，例如为直接连接，而第三源极S3也可以通过第二电容电极 E2而与第二像素电极P2达到电性连接的目的。此外，本实施例不限定第三源极S3必须通 过第二电容电极E2与第二像素电极P2达到电性连接的目的，第三源极S3也可以通过接触 窗与第二像素电极P2连接(未绘示)，以达到电性连接的目的。 从图3可知，本实施例的第一像素电极P1以及第二像素电极P2可以选择性地延 伸至第一扫描线110(i)及/或第二扫描线120 (i)的上方，由于彩色滤光层160的厚度很 大，因此，像素电极P1、P2与第一扫描线110(i)之间的寄生电容以及像素电极P1、P2与第 二扫描线120 (i)之间的寄生电容可以大幅度地被降低。 图4为本发明一实施例的聚合物稳定配向液晶显示面板的示意图。请参照图4，本 实施例的聚合物稳定配向液晶显示面板200包括一第一基板210、一第二基板220、二聚合 物稳定配向层230、240以及一液晶层250。第一基板210具有前述第一实施例或第二实施 例中的像素阵列100，第二基板220配置于第一基板210上方，而二聚合物稳定配向层230、 240分别配置于第一基板210与第二基板220上。此外，液晶层250配置于二聚合物稳定配 向层230、240之间。值得注意的是，液晶层250在制作上采用包含有能够被能量源聚合的单 体的液晶材料，当能量源(如紫外光)被施加于液晶层250时，这些能够被能量源聚合的单 体会分别聚合于第一基板210与第二基板220的表面上，以形成二聚合物稳定配向层230、 240。此外，本实施例的聚合物稳定配向液晶显示面板200可进一步包括两辅助配向层(未 标示)，但并不局限，分别配置于该第一基板210与该第一基板210对应的聚合物稳定配向 层230之间以及配置于该第二基板220与该第二基板220对应的聚合物稳定配向层240之 间，两辅助配向层例如是由聚酰亚胺所形成。 图5为本发明一实施例的光电装置的示意图。请参照图5，本实施例也提出一种光 电装置300，其包括前述实施例中的像素阵列100或是图3中的聚合物稳定配向液晶显示面 板200。前述的光电装置的类型例如是可携式产品(如手机、摄影机、照相机、笔记型计算 机、游戏机、手表、音乐播放器、电子信件收发器、地图导航器、数字相片、或类似的产品)、影 音产品(如影音放映器或类似的产品)、屏幕、电视、广告牌、投影机内的面板等。
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基于上述，在本发明的像素阵列中，电容耦合部延伸至相邻子像素中的第一像素 电极下方，并与相邻子像素中的共通线耦合为一电压调整电容，因此，本发明的像素阵列具 有较高的开口率。此外，本发明的部分实施例所揭露的像素阵列设计可与现行的COA工艺 兼容，可达到较高的像素开口率。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种像素阵列，其特征在于，包括多条第一扫描线；多条第二扫描线，各该第二扫描线分别位于二相邻的第一扫描线之间；多条数据线，与该些第一扫描线以及该些第二扫描线交错，该些第二扫描线与该些数据线定义出多个子像素区域；多个子像素，配置于该些子像素区域中，各该子像素与其中一条第一扫描线、其中一条第二扫描线以及其中一条数据线电性连接，且各该子像素包括一第一开关；一第二开关，其中该第一开关以及该第二开关与同一条第一扫描线以及同一条数据线电性连接；一第一像素电极，与该第一开关电性连接；一第二像素电极，与该第二开关电性连接，该第一像素电极与该第二像素电极分别位于该第一扫描线两对侧；以及一第三开关，与该第二扫描线以及该第二像素电极电性连接，该第三开关具有一电容耦合部，该电容耦合部延伸至相邻子像素中的第一像素电极下方；以及多条共通线，其中该电容耦合部与该相邻子像素中的共通线形成一电压调整电容。
2. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，该些子像素排列成多列，且排列于同一列的子像素与同一条第一扫描线以及同一条第二扫描线电性连接。
3. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，该些子像素排列成多列，第n列子像素中的电容耦合部延伸至第(n+l)列子像素中的第一像素电极下方，且n为正整数，各该第二扫描线位于第n列子像素中的第二像素电极以及第(n+l)列子像素中的第一像素电极之间。
4. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，各该第一开关为一第一薄膜晶体管，该第一薄膜晶体管具有一与其中一条第一扫描线电性连接的第一栅极、一与其中一条数据线电性连接的第一源极以及一与该第一像素电极电性连接的第一漏极。
5. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，各该第二开关为一第二薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管具有一与其中一条第一扫描线电性连接的第二栅极、一与其中一条数据线电性连接的第二源极以及一与该第二像素电极电性连接的第二漏极。
6. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，各该第三开关为一第三薄膜晶体管，该第三薄膜晶体管具有一与其中一条第二扫描线电性连接的第三栅极、一与该第二像素电极电性连接的第三源极以及该电容耦合部。
7. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，各该子像素以及该相邻子像素位于同一行。
8. 根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，还包括一彩色滤光层，覆盖于该些第一扫描线、该些第二扫描线、该些数据线、该些子像素以及该些共通在线。
9. 根据权利要求12所述的像素阵列，其特征在于，各该子像素还包括一第一电容电极，位于该彩色滤光层下方并与该第一像素电极电性连接，且该第一电容电极与其中一条共通线形成一第一储存电容；以及一第二电容电极，位于该彩色滤光层下方并与该第二像素电极电性连接，且该第二电容电极与其中一条共通线形成一第二储存电容。
10. 根据权利要求12所述的像素阵列，其特征在于，该些第一像素电极以及该些第二像素电极延伸至该些第一扫描线的上方。
11. 一种聚合物稳定配向液晶显示面板，其特征在于，包括一第一基板，具有权利要求1所述的像素阵列；一第二基板，配置于该第一基板上方；二聚合物稳定配向层，分别配置于该第一基板与该第二基板上；以及一液晶层，配置于该些聚合物稳定配向层之间。
12. 根据权利要求11所述的聚合物稳定配向液晶显示面板，其特征在于，还包括二辅助配向层，分别配置于该第一基板与该第一基板对应的聚合物稳定配向层之间以及配置于该第二基板与该第二基板对应的聚合物稳定配向层之间。
13. —种光电装置，包括权利要求1所述的像素阵列。
14. 一种像素阵列，其特征在于，包括多条第一扫描线；多条数据线，与该些第一扫描线交错；多个子像素，各该子像素与其中一条第一扫描线以及其中一条数据线电性连接，且各该子像素包括一像素电极；以及一开关，与该像素电极电性连接，该开关具有一 电容耦合部；以及多条共通线，其中该电容耦合部与该相邻子像素中的共通线形成一电压调整电容。
15. 根据权利要求14所述的像素阵列，其特征在于，该各该子像素以及该相邻子像素位于相同行。
全文摘要
本发明公开了一种像素阵列、聚合物稳定配向液晶显示面板以及光电装置，该像素阵列包括多条第一扫描线、多条第二扫描线、多条数据线、多个子像素与多条共通线。各第二扫描线位于二相邻的第一扫描线之间。各子像素包括第一开关、第二开关、第一像素电极、第二像素电极与第三开关。第一开关以及第二开关与同一条第一扫描线以及同一条数据线电性连接。第一像素电极与第一开关电性连接。第二像素电极与第二开关电性连接，且第一、第二像素电极分别位于第一扫描线两对侧。第三开关具有一电容耦合部，电容耦合部延伸至相邻子像素中的第一像素电极下方，并与相邻子像素中的共通线形成一电压调整电容。
文档编号G02F1/1368GK101706635SQ20091020794
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者丁天伦, 徐文浩, 苏振嘉 申请人:友达光电股份有限公司