专利名称：液晶显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示面板，特别是涉及一种液晶显示面板。
背景技术：
1888 年，Friedrich Reinitzer 将胆固醇型苯甲酸盐(cholesteric benzoate) 置于偏光显微镜中，观察到胆固醇型苯甲酸盐在匀相(isotropic)与胆固醇相 (cholesteric)会呈现出不同颜色(蓝紫色和蓝色)，匀相与胆固醇相之间的颜色变化现象仅存在于很小的温度区间(约只有1°C温度区间)。1970年，许多科学家利用容积分析、高分辨率示差扫描热卡计等方法，证实前述现象是一种新的热力学稳定相，并称其为蓝相。
—般的液晶具有光学异相性(optically anisotropic),但是蓝相液晶却是具有光学等向性(optically isotropic)。换言之,蓝相液晶具有非常低或者甚至不具有双折射性(birefringence)。不过，由于蓝相的晶格周期为可见光波长的函数,故会产生选择性布拉格反射(selective bragg reflection)。这种特性使得蓝相液晶可以应用在快速应答的光阀(fast light modulators)。但是,无论在理论上的预测还是在实验上的观察,蓝相液晶仅出现在具备有高纯度、高旋光性的分子材料中，这使得蓝相液晶仅存在于很小的温度区间内(小于2°C的温度区间)。因此，蓝相液晶在实际应用上并不容易。
近十年来，为了使液晶显示面板的显示品质凌驾于阴极射线管的显示品质，具有快速应答特性的蓝相液晶又受到学术以及产业界的重视。为了应用上的需要，蓝相液晶必须具备有宽广的温度应用范围，因此不同的技术发展相继被提出。例如，利用高分子稳定的特性(产生高分子网状结构)以产生能够存在于宽广温度区间内的蓝相(Nature materials, 2002，I, 64)。此外，在2002年，Kikuchi等人将少量的分子单体及光阻剂加入蓝相液晶中，并在蓝相温度范围内照光产生如凝胶结构的稳定蓝相，成功的产生出温度区间约为60°C的蓝相。
—般来说，正型蓝相液晶分子是以共平面转换式(in-plane switch mode, IPS) 的电极设计所产生的横向电场来驱动，以使正型蓝相液晶分子形成具有双折射性的椭圆状 (ellipsoid)。在不施加电场的情况下，正型蓝相液晶分子为光学等向性，而呈现常态黑画面(normally black)模式。另外,在施加电场的情况下,正型蓝相液晶分子为光学异向性并呈现亮态画面。然而，共平面转换式的电极设计通常是具有固定间距的梳状电极，电极上方不存在横向电场，以使电极上方的正型蓝相液晶分子无法受到横向电场的驱动而呈现光学等向性，造成穿透率不高且显示画面具有暗线等问题，影响液晶显示面板的显示品质。此外，正型蓝相液晶分子于文献数据显示其驱动电压高达约35伏特，因此不利于驱动电路的晶片的设计。发明内容
本发明提供一种液晶显示面板，其具有良好的穿透率以及低驱动电压。
本发明提出一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、多个像素结构以及正型蓝相液晶层。第二基板与第一基板相对设置。像素结构配置于第一基板上且位于第一基板与第二基板之间。各像素结构包括第一电极、介电层、至少一第二电极以及至少一第三电极。第一电极配置于第一基板上。介电层覆盖第一电极。第二电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第二电极电性连接第一电极。第三电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第三电极大致上环绕第二电极且第三电极与第二电极之间具有间距。正型蓝相液晶层配置于第一基板与第二基板之间。正型蓝相液晶层包括多个正型蓝相液晶分子。
本发明还提出一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、多个像素结构以及液晶层。第二基板与第一基板相对设置。像素结构配置于第一基板上且位于第一基板与第二基板之间。各像素结构包括第一电极、介电层、至少一第二电极以及至少一第三电极。第一电极配置于第一基板上。介电层覆盖第一电极。第二电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第二电极电性连接第一电极。第三电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第三电极大致上环绕第二电极且第三电极与第二电极之间具有间距。液晶层配置于第一基板与第二基板之间。液晶层包括多个正型液晶分子。
基于上述，本发明的液晶显示面板的像素结构中，第三电极大致上环绕第二电极， 因此第二电极与第三电极之间可形成多个不同方向的电场来驱动正型液晶分子。据此，可以使液晶显示面板的穿透率提高且驱动电压下降。
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。
图I为本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。
图2为本实施例的像素阵列的上视示意图。
图3为图2的像素结构的局部M示意图。
图4为沿图3的剖线A-A’的剖面示意图。
图5为本发明一实施例的像素阵列的上视示意图。
图6为本发明一实施例的像素阵列的上视示意图。
图7为本发明一实施例的第一电极、第二电极与第三电极的配置不意图。
图8为本发明一实施例的第一电极、第二电极与第三电极的配置示意图。
图9为本发明一实施例的第一电极、第二电极与第三电极的配置示意图。
图10为本发明一实施例的第一电极、第二电极与第三电极的配置示意图。
图11为沿图10的剖线B-B’的剖面示意图。
图12为本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。
图13为实例I、实例2以及比较例I的液晶显示面板的穿透率与驱动电压的关系图。
图14A表示为液晶显示面板的像素结构中的电极设计具有图10所示的结构并且液晶显不面板配置有圆偏振片时，液晶显不面板被点売的状态。
图14B表示为液晶显示面板的像素结构中的电极设计具有图9所示的结构并且液晶显不面板配置有圆偏振片时，液晶显不面板被点売的状态。
附图符号说明
100 :液晶显示面板
102 :第一基板
104 :第二基板
106、106a、106b :像素阵列
108 :正型蓝相液晶层
108a :正型蓝相液晶分子
108b :正型液晶分子
108s :正型液晶层
110、110a、110b :像素结构
112 :第一电极
114 :介电层
114h :开口
116 :第二电极
116a :电极部
116b :连接部
118 :第三电极
118h :开口
120 :扫描线
122 :数据线
122a :第一数据线
122b :第二数据线
124 :共用电极线
126 :主动元件
126a :第一主动兀件
126b :第二主动元件
128 :像素电极
128a:第一像素电极
128b :第二像素电极
130 :共用电极
132 :第一偏振片
134 :第二偏振片
A-A’、B-B’ 剖线
d:间距
dl :第三电极的电极宽度
d2 :第二电极与第三电极的最小距离
d3 :第二电极的直径
El :水平电场
E2 :边缘电场
M :局部具体实施方式
图I为本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。请参照图I,液晶显示面板100包括第一基板102、第二基板104、像素阵列106以及正型蓝相液晶层108。第二基板 104与第一基板102相对设置。像素阵列106设置于第一基板102上且位于第一基板102 与第二基板104之间。正型蓝相液晶层108设置于第一基板102、第二基板104与胶框105 之间，正型蓝相液晶层108包括多个正型蓝相液晶分子108a，正型蓝相液晶分子108a例如可为高分子稳定正型蓝相液晶分子，提供较大的可操作温度范围，此为本领域技术人员所熟知，因此不再赘述。
图2为本实施例的像素阵列的上视示意图。请参照图2，像素阵列106包括阵列排列的多个像素结构110。在此以其中一个像素结构110为例说明，本领域技术人员在参照一个像素结构110的说明后，当可了解其他像素结构110的设计。图3为图2的像素结构的局部M示意图，其中图3省略绘示部分构件以清楚绘示各膜层的配置关系。图4为沿图 3的剖线A-A’的剖面示意图。请同时参照图2、图3以及图4，各像素结构110包括第一电极112、介电层114、至少一第二电极116以及至少一第三电极118，其中第一电极112例如是点状图案来表不，第二电极116例如是以左斜线图案来表7]^，第二电极118例如是以右斜线图案来表不。第一电极112、第二电极116以及第三电极118的材质为导电材料,例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物等透明导电材质。当然，在其他的实施例中，第一电极112、第二电极116以及第三电极118的材质可以各自独立为金属或是其他的导电材料。
特别是，由图4可知，第一电极112配置于第一基板102上，第二电极116与第一电极112电性连接。介电层114覆盖第一电极112，且介电层114具有开口 114h。第二电极116配置于介电层114上且与第一电极112重迭。具体而言,第二电极116覆盖位于开口 114h周边的部分介电层114，而且，第二电极116穿过介电层114的开口 114h而与第一电极 112接触，因此第二电极116与第一电极112电性连接。以另一方面来看，第二电极116可分为电极部116a与连接部116b。电极部116a覆盖连接部116b且覆盖位于开口 114h周边的部分介电层114。连接部116b位于介电层114的开口 114h中，以电性连接电极部116a 与第一电极114。第二电极116亦可经由其他方式电性连接第一电极112,本发明并不限于此。
第三电极118配置于介电层114上且与部分的第一电极112重迭。在图3中，第三电极118大致上环绕第二电极116，而且第三电极118与第二电极116之间具有间距d。 第三电极118不直接电性连接第二电极116。以另一方面来看，第三电极118具有至少一开口 118h，例如是封闭的开口，第二电极116对应地位于开口 118h中而被第三电极118环绕。具体而言，第二电极116中的电极部116a与第三电极118较佳是位于平行第一基板 102的同一平面上，亦即同时地位于介电层114远离第一基板102的上表面上。此外，第三电极118与第二电极116亦可以位于不同平面上。
在本实施例中，位于同一平面上的第二电极116中的电极部116a与第三电极118 之间可形成平行第一基板102的水平电场E1。上述水平电场El可用以驱动图I所绘示的正型蓝相液晶层108中的正型蓝相液晶分子108a，以提供水平方向的电场驱动效果。此外， 请参照图3，由于第三电极118环绕第二电极116设置，因此第二电极116与第三电极118之间可同时形成多个具有不同方向的，或是放射状的，水平电场E1。如此一来，正型蓝相液晶分子108a可具有多区域配向(multi-domain)的排列方式，以增加液晶显示面板100的视角。值得一提的是，本实施例的电极设计可具有理想的穿透率。
进一步而言，位于不同平面上的第三电极118与第一电极112之间可形成边缘电场E2。上述边缘电场E2也可用以驱动正型蓝相液晶层108中的正型蓝相液晶分子108a， 以同时提供水平以及斜向的电场驱动效果。如此一来，通过水平电场El以及边缘电场E2 可以有效地驱动正型蓝相液晶分子108a，藉以降低液晶显示面板100的驱动电压。
请再参照图2以及图4，为了实现像素结构110的驱动，本实施例的像素阵列106 还包括多条扫描线120、多条数据线122以及多条共同电极线124。此外，各像素结构110实质上包括有主动元件126、像素电极128与共用电极130。主动元件126由其中一条扫描线 120所驱动，以将像素电极128与其中一条数据线122电性连接。共用电极130则连接至对应的共同电极线124。其中，主动元件126例如是薄膜晶体管(Thin film transistor),其详细结构为本领域技术人员所熟知，因此不再赘述。
在一实施例中，第一电极112与第二电极116例如为共用电极130且电性连接至共用电极线124以具有共用电压。第三电极118例如为像素电极128且电性连接至主动元件126。举例而言,第二电极116通过位于介电层114与第一基板102之间的第一电极112 而电性连接至共用电极线124。在此实施例中，第二电极116对应地位于第三电极118的开口 118h内，而且第二电极116的电极部116a与第三电极118位于同一平面上。如此一来， 通过提供不同的电压至像素电极128与共用电极130，便可形成水平电场El以及边缘电场 E2以驱动正型蓝相液晶分子108a。此外，第一电极112与第三电极118之间重迭部分可形成储存电容。在图2中须说明的是，第一电极112与共用电极线124之间的连接线、第二电极116与共用电极线124之间的连接线以及第三电极118与主动元件126之间的连接线仅作为电性连接方式的示意，而不代表实际的金属导线的配置方式。
请再参考图I，本实施例的液晶显示面板100可以还包括第一偏振片132以及第二偏振片134。第一基板102、像素阵列106、正型蓝相液晶层108设置于第一偏振片132与第二偏振片134之间。由于本实施例的第三电极118环绕第二电极116，因此第二电极116 与第三电极118之间将形成放射状电场。据此，第一偏振片132例如较佳是圆偏振片，且第二偏振片134例如较佳是圆偏振片。本实施例的电极设计搭配圆偏振片可以增加光的穿透率。
在前述实施例中，第一电极112与第二电极116为共用电极130，且第三电极118 为像素电极128。然而，本发明不限于此。在本发明的另一实施例中，第一电极112与第二电极116可作为像素电极128，而第三电极118可作为共用电极130，如图5所示。具体而言，在图5所示的像素阵列106a中，像素结构IlOa的第一电极112与第二电极116电性连接至主动元件126。第三电极118电性连接至共用电极线124以具有共用电压。举例而言，第一电极112、第二电极116与第三电极118在剖面上的关系如同图4所绘示，第二电极 116例如是通过位于介电层114与第一基板102之间的第一电极112而电性连接至主动元件126。据此，第二电极116可对应地位于第三电极118的开口 118h内，而且第二电极116 的电极部116a可与第三电极118位于同一平面上，也就是位于介电层114的上表面。如此一来，通过提供不同的电压至像素电极128与共用电极130，便可形成具有不同方向的水平电场El以及边缘电场E2以驱动正型蓝相液晶分子108a。此外，第一电极112与第三电极 118之间重迭部分可形成储存电容。在图5中须说明的是，第一电极112与主动元件126之间的连接线、第二电极116与主动元件126之间的连接线以及第三电极118与共用电极线 124之间的连接线仅作为电性连接方式的示意，而不代表实际的金属导线的配置方式。
此外，在本发明的又一实施例中，第一电极112与第二电极116可作为第一像素电极128a，而第三电极118可作为第二像素电极128b，如图6所示。具体而言，在图6所示的像素阵列106b中，像素阵列106b包括多条第一数据线122a以及多条第二数据线122b，且像素结构IlOb包括第一主动元件126a以及第二主动元件126b。第一电极112与第二电极116电性连接至第一主动元件126a。第三电极118电性连接第二主动元件126b。第一电极112、第二电极116与第三电极118在剖面上的关系如同图4所绘示，第二电极116例如是通过位于介电层114与第一基板102之间的第一电极112而电性连接至第一主动元件 126a。据此，第二电极116可对应地位于第三电极118的封闭开口 118h内，而且第二电极 116的电极部116a可与第三电极118位于同一平面上。如此一来，通过提供不同的电压至第一像素电极128a与第二像素电极128b，便可形成具有不同方向的水平电场El以及边缘电场E2以驱动正型蓝相液晶分子108a。在图6中须说明的是，第一电极112与第一主动元件126a之间的连接线、第二电极116与第一主动元件126a之间的连接线以及第三电极 118与第二主动元件126b之间的连接线仅作为电性连接方式的示意，而不代表实际的金属导线的配置方式。
在前述实施例中，第二电极116的电极部116a为圆形电极，而第三电极118为方框形电极。然而，本发明不限于此。在本发明的一实施例中，第二电极116的电极部116a 可为圆形电极，而第三电极118可为方框形电极，如图7所示。此外，在本发明的又一实施例中，第二电极116的电极部116a可为方形电极，而第三电极118可为圆框形电极，如图8 所不。此外，在本发明的又一实施例中，第二电极116的电极部116a为圆形电极,而第三电极118为圆框形电极，如图9所示。值得一提的是，本发明并不限定第一电极112的形状， 只要第一电极112与第二电极116重迭并且第一电极112通过贯穿于介电层114的连接部 116b与第二电极116电性连接即可实现第二电极116位于第三电极118的封闭开口内且第二电极116与第三电极118彼此不直接电性连接的配置关系。
另外，在前述实施例中，每一个像素结构110包括一个第一电极112、一个第二电极116以及一个第三电极118。然而，本发明不限于此。在本发明的一实施例中，一个像素结构110中可包括一个第一电极112、多个第二电极112以及一个第三电极118,如图10所示。图11为沿图10的剖线B-B’的剖面示意图。请参照图10以及图11，第三电极118可包括多个封闭式开口 118h。各第二电极116对应地位于其中一个封闭式开口 IlSh中。在图11的实施例中，第二电极116的电极部116a与第三电极118位于介电层114上且位于同一平面上，第一电极112与第三电极118位于不同平面上。有关第一电极112、第二电极116与第三电极118之间的驱动方式请参考前述实施例，于此不再重复叙述。值得一提的是，由于一个像素结构110包括多个第二电极116，且位于每个第二电极116与第三电极 118之间的正型蓝相液晶分子108a可具有多区域配向的排列方式，因此可以进一步达到更佳的广视角效果。此外，在本发明另一实施例中，一个像素结构110也可以还包括多个第三电极118。换言之，本发明并不限定第一电极112、第二电极116以及第三电极118的数量。
此外，在前述实施例中，是以正型蓝相液晶层108为例说明。然而，本发明不限于此。只要是有包括正型液晶分子108b的正型液晶层108s皆可应用在本发明的实施例中， 如图12所示。
液晶显示面板的评价
实例I以及实例2的液晶显示面板的像素结构中的电极设计请参考图10所示的结构。实例I与实例2的相关设计参数请参照表1，其中dl为第三电极的电极宽度，d2为第二电极与第三电极的最小距离，d3为第二电极的直径。比较例I的液晶显示面板的像素结构中的电极设计为习知的梳状电极的设计。
表I
权利要求
1.一种液晶显示面板,包括一第一基板；一第二基板，与该第一基板相对设置；多个像素结构，配置于该第一基板上，位于该第一基板与该第二基板之间，各该像素结构包括一第一电极，配置于该第一基板上；一介电层，覆盖该第一电极；至少一第二电极，配置于该介电层上，与该第一电极重迭，该第二电极电性连接该第一电极；至少一第三电极，配置于该介电层上，与该第一电极重迭，该第三电极大致上环绕该第二电极，该第三电极与该第二电极之间具有一间距；以及一正型蓝相液晶层，配置于该第一基板与该第二基板之间，该正型蓝相液晶层包括多个正型蓝相液晶分子。
2.如权利要求I所述的液晶显示面板，其中该介电层具有一开口使该第二电极通过该开口电性连接于该第一电极。
3.如权利要求I所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一像素电极， 该第三电极为一共同电极。
4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一主动元件与一共同电极线，该主动元件电性连接该第一电极，该共同电极线电性连接该第三电极。
5.如权利要求I所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一共同电极， 该第三电极为一像素电极。
6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一主动元件与一共同电极线，该主动元件电性连接该第三电极，该共同电极线电性连接该第一电极。
7.如权利要求I所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一第一像素电极，该第三电极为一第二像素电极。
8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一第一主动元件与一第二主动元件，该第一主动元件电性连接该第一电极，该第二主动元件电性连接该第三电极。
9.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一扫描线、一第一数据线与一第二数据线，该第一主动元件电性连接该扫描线与该第一数据线，该第二主动元件电性连接该扫描线与该第二数据线。
10.如权利要求I所述的液晶显示面板，其中该第三电极不直接电性连接该第二电极。
11.如权利要求I所述的液晶显示面板，还包括一第一偏振片以及一第二偏振片，该第一基板、该些像素结构、该正型蓝相液晶层以及该第二基板设置于该第一偏振片与该第二偏振片之间。
12.如权利要求10所述的液晶显示面板，其中该第一偏振片与该第二偏振片各自为一圆偏振片。
13.—种液晶显示面板,包括一第一基板；一第二基板，与该第一基板相对设置；多个像素结构，配置于该第一基板上，位于该第一基板与该第二基板之间，各该像素结构包括一第一电极，配置于该第一基板上；一介电层，覆盖该第一电极；至少一第二电极，配置于该介电层上，与该第一电极重迭，该第二电极电性连接该第一电极；至少一第三电极，配置于该介电层上，与该第一电极重迭，该第三电极大致上环绕该第二电极，该第三电极与该第二电极之间具有一间距；以及一正型液晶层，配置于该第一基板与该第二基板之间，该正型液晶层包括多个正型液晶分子。
14.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中该介电层具有一开口使该第二电极通过该开口电性连接于该第一电极。
15.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一像素电极，该第三电极为一共同电极。
16.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一主动元件与一共同电极线，该主动元件电性连接该第一电极，该共同电极线电性连接该第三电极。
17.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一共同电极，该第三电极为一像素电极。
18.如权利要求17所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一主动元件与一共同电极线，该主动元件电性连接该第三电极，该共同电极线电性连接该第一电极。
19.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中该第一电极与该第二电极为一第一像素电极，该第三电极为一第二像素电极。
20.如权利要求19所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一第一主动元件与一第二主动元件，该第一主动元件电性连接该第一电极，该第二主动元件电性连接该第三电极。
21.如权利要求20所述的液晶显示面板，其中各该像素结构还包括一扫描线、一第一数据线与一第二数据线，该第一主动元件电性连接该扫描线与该第一数据线，该第二主动元件电性连接该扫描线与该第二数据线。
22.如权利要求13所述的液晶显示面板，其中该第三电极不直接电性连接该第二电极。
23.如权利要求13所述的液晶显示面板，还包括一第一偏振片以及一第二偏振片，该第一基板、该些像素结构、该正型液晶层以及该第二基板设置于该第一偏振片与该第二偏振片之间。
24.如权利要求23所述的液晶显示面板，其中该第一偏振片与该第二偏振片各自为一圆偏振片。
全文摘要
一种液晶显示面板，其包括第一基板、第二基板、多个像素结构以及正型蓝相液晶层。第一基板与第二基板相对设置。像素结构配置于第一基板上且位于第一基板与第二基板之间。各像素结构包括第一电极、介电层、至少一第二电极以及至少一第三电极。第一电极配置于第一基板上。介电层覆盖第一电极。第二电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第二电极电性连接第一电极。第三电极配置于介电层上且与第一电极重迭，第三电极大致上环绕第二电极且第三电极与第二电极之间具有间距。正型蓝相液晶层配置于第一基板与第二基板之间。
文档编号G02F1/1343GK102937760SQ20121033231
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年7月26日
发明者林思妤, 蔡正晔 申请人:友达光电股份有限公司