一种液晶面板及包括其的液晶显示器的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种液晶面板，属于液晶显示【技术领域】。根据本发明的液晶面板包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板的各像素单元在第一方向上的一个端部处布置有扫描线，所述彩膜基板在朝向所述液晶层的一侧对应于所述扫描线布置有黑色矩阵，在所述第一方向上相邻的两个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻或朝相反的方向远离。本发明还提出了相应的液晶显示器。根据本发明的液晶面板及显示器在消除可移动色差的同时减小了开口率的损失。
【专利说明】一种液晶面板及包括其的液晶显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液晶面板及包括其的液晶显示器，属于液晶显示【技术领域】。
【背景技术】
[0002]图1显示了现有技术中的液晶面板。参照图1，由于“垂直配向”(VA)型液晶面板的阵列基板5 (Array板)和彩膜基板6 (CF板)是依靠位于面板四边的框胶固定在一起，因此在显示区容易出现相对位移(Shift)。
[0003]图2显示了发生了相对位移的液晶面板。参照图2，当这种相对位移造成位于彩膜基板6内侧的黑色矩阵I (BM)不能有效遮住阵列基板5的扫描线3 (Gate line)周边的漏光区时，来自背光源的光线穿透液晶面板，就会发生黑画面下出现亮团的显示不良现象。由于这种亮团在拍击液晶显示面板时可以移动位置，通常我们称之为可移动色差现象(MMMura)ο
[0004]液晶像素的开口率指像素单元中光线能透过的有效区域与全部面积的比例。当光线从背光源发射出来时，并不是所有的光线都能穿过液晶面板。比如用于驱动芯片的信号走线、薄膜晶体管本身、还有储存电压用的储存电容等器件所在的位置，这些位置除了不完全透光外，也由于经过这些位置的光线不受电压控制，而无法显示正确的灰阶，所以都需利用黑色矩阵加以遮蔽，以免干扰其它透光区域。而有效的透光区域与全部面积的比例就称之为开口率。
[0005]图3显示了理想状态下，黑色矩阵的布置。参照图3，在理想情况下，为实现像素的开口率最大化，希望黑色矩阵I恰好延伸到像素电极(ITO) 2的最大开口区的边缘(用语“开口区”指在每个像素电极中，光线能够通过的有效区域)。即沿液晶面板的厚度方向观测，黑色矩阵I的边缘与像素电极2的边缘位于同一竖直平面内。
[0006]然而，为了防止可移动色差现象，通常的做法是加宽黑色矩阵I。图4显示了现有技术中黑色矩阵的布置。参照图4，使黑色矩阵I向像素电极(ITO)2内多遮蔽一段距离Μ，即黑色矩阵I延伸超过像素电极2的边缘一段距离Μ。
[0007]M的值取决于阵列基板5和彩膜基板6相互之间的位移程度，而位移的程度取决于面板的具体情况，一般在O至30 μ m之间，相对位移的值越大，发生的几率越低。通常M的取值可以在O至20 μπι之间。M值越大，黑色矩阵I所造成的“多余的遮蔽”越多，开口率损失就越多。
[0008]图5显示了一个五道光罩(5Mask)制程的像素单元。
[0009]参照图5，线框11示意性表示一个像素单元(Pixel)。其中包括:
[0010]由第一金属层(Metal I)制造的扫描线3 (Gate)和共用电极8 (Com)；
[0011]由非晶硅层制造的薄膜晶体管(TFT)的有源层13 ;
[0012]由第二金属层(Metal 2)制造的数据线9 (Data)、薄膜晶体管(TFT)的源极和漏极；
[0013]由“过孔”层制作的过孔12，用于使上下层的金属导通；
[0014]由像素电极层制作的像素电极2 (ITO区)。
[0015]在图5所示的像素单元中，无论薄膜晶体管是开启还是关闭状态，扫描线3都会相对于彩膜基板6 (CF板)的公共电极8形成或正或负的大偏压，在其两侧引起液晶偏转，从而形成漏光区。
[0016]在理想状态下，扫描线3及其周边漏光区会由设计在彩膜基板6 (CF板)上的黑色矩阵层I遮住，不会对黑画面的显示造成影响。
[0017]但实际操作中，液晶面板很容易会发生彩膜基板6和阵列基板5之间的相对位移(Shift)，产生可移动色差现象(MM Mura)。参照图4，为了防止可移动色差现象，现有技术中的做法是加宽黑色矩阵I，使黑色矩阵I向开口区内多遮蔽一段距离M0
[0018]参照图6，对于通常的像素设计而言，由于每个开口区的上下都布置有扫描线3，因此对于每个像素单元而言，开口区面积的损失值等于2MXW(W为黑色矩阵延伸处的像素电极的宽度)，造成开口率损失较大。
【发明内容】
[0019]为了解决现有技术中的问题，即现有技术中的液晶面板设计使得黑色矩阵所造成的开口率损失较大，降低了光线的利用率，本发明提出了一种改进的液晶面板。其解决了上述问题。
[0020]在实施方案I中，根据本发明的液晶面板包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板的各像素单元在第一方向上的一个端部处布置有扫描线，所述彩膜基板在朝向所述液晶层的一侧对应于所述扫描线布置有黑色矩阵，在所述第一方向上相邻的两个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻或朝相反的方向远离。
[0021]对于现有技术中的像素设计而言，由于每个开口区的上下都布置有扫描线，因此对于每个像素单元而言，开口区面积的损失值等于2MXW(W为黑色矩阵延伸处的像素电极的宽度)，造成开口率损失较大。
[0022]采用根据本发明的像素单元排布方式后，每个像素开口区都只与一根扫描线相邻，因此同样是黑色矩阵加宽M的长度，每个像素单元的开口区面积的损失值仅为MX W，是通常设计下损失值的一半。
[0023]在根据实施方案I所改进的实施方案2中，在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2n-l个像素单元和第2n个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O < η <所述纵列中像素单元总数的1/2，且η为正整数。
[0024]在根据实施方案I所改进的实施方案3中，在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2η个像素单元和第2η+1个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O < η < (所述纵列中像素单元总数的1/2-1/2)，且η为正整数。
[0025]在根据实施方案I到3中任一个所改进的实施方案4中，各所述黑色矩阵设置成覆盖了相应的彼此相邻的两条扫描线。
[0026]在根据实施方案I到4中任一个所改进的实施方案5中，所述黑色矩阵在第一方向上的两个端部相对于相应两个像素单元的像素电极的相应边缘延伸超出一段距离。
[0027]阵列基板和彩膜基板相对位移的程度取决于面板的具体情况，相对位移一般在O至30 μ m之间，相对位移的值越大，发生的几率越低。可以根据阵列基板和彩膜基板通常的相对位移幅度来确定黑色矩阵延伸过像素电极边缘的距离。
[0028]在根据实施方案5所改进的实施方案6中，所述距离为0-30 μ m。
[0029]在根据实施方案5或6所改进的实施方案7中，所述距离为0-20 μ m。
[0030]在根据实施方案I到7中任一个所改进的实施方案8中，在与第一方向垂直的第二方向上，位于同一行中的像素单元排布朝向相同。
[0031]在根据实施方案I到8中任一个所改进的实施方案9中，在与第一方向垂直的第二方向上，位于同一行中的像素单元的扫描线相互对齐。
[0032]本发明还提出了一种液晶显示器，其包括根据本发明的液晶面板。
[0033]根据本发明的液晶面板和显示器，将在第一方向上的每两个相邻的像素单元组成一组，采用“扫描线顶靠扫描线”的组合方式。也就是将其中一个像素单元“倒立”。
[0034]采用这种像素布局方式后，每个像素单元的开口区都只与一根扫描线相邻，因此同样是黑色矩阵延伸加宽M的长度，每个像素单元的开口区面积的损失值仅为MX W，是现有技术中通常设计下损失值的一半。
[0035]本发明通过调整像素单元的布局，将第一方向上两个相邻的像素单元的扫描线都集中到交界处，使黑色矩阵加宽造成的开口区面积损失减半。因此，本发明在消除可移动色差的同时减小了开口率的损失。
[0036]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0038]图1显示了现有技术中的液晶面板；
[0039]图2显示了阵列基板与彩膜基板发生了相对位移的液晶面板；
[0040]图3显示了理想状态下的液晶面板的构造；
[0041]图4显示了现有技术中液晶面板的构造；
[0042]图5示意性显示了一个像素单元；
[0043]图6显示了现有技术中黑色矩阵的作用原理；
[0044]图7显示了根据本发明的液晶面板的像素单元排布。
[0045]在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0046]下面将参照附图来详细地介绍本发明。
[0047]参照图7，本发明提出了一种液晶面板。
[0048]所述液晶面板包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板的各像素单元在第一方向上的一个端部处布置有扫描线，所述彩膜基板在朝向所述液晶层的一侧对应于所述扫描线布置有黑色矩阵。其中，所述第一方向为像素单元的纵向，即图5中坐标轴y的方向。
[0049]参照图7，在所述第一方向上相邻的两个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻或朝相反的方向远离。即将第一方向上两个相邻的像素单元中的一个倒置。
[0050]在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2n-l个像素单元和第2n个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O < η <所述纵列中像素单元总数的1/2，且η为正整数。即当在第一方向的纵列中，像素单元总数为偶数时，像素单元两两组成一组，彼此排布方向相反。而当在第一方向的纵列中，像素单元总数为奇数时，前面的像素单元两两组成一组，彼此排布方向相反，而最后多出一个像素单元可随意排布。
[0051]也可以如此设置:在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2η个像素单元和第2η+1个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O < η < (所述纵列中像素单元总数的1/2-1/2)，且η为正整数。即当在第一方向的纵列中，像素单元总数为奇数时，第一个像素单元排布随意，其余的像素单元两两组成一组，彼此排布方向相反。
[0052]在与第一方向垂直的第二方向上，位于同一行中的像素单元排布朝向相同。参照图5，第二方向即坐标系中X轴的方向。优选地，在第二方向上，位于同一行中的像素单元的扫描线相互对齐。
[0053]为了解决扫描线附近的漏光现象，各黑色矩阵设置成覆盖了与其相应的彼此相邻的两条扫描线。为了防止彩膜基板和阵列基板的相对位移造成漏光，黑色矩阵在第一方向上的两个端部相对于相应两个像素单元的像素电极的边缘延伸超出一段距离。阵列基板和彩膜基板相对位移的程度取决于面板的具体情况。根据阵列基板和彩膜基板通常的相对位移幅度，所述距离可以为0-30 μπι。更优选地，所述距离为0-20 μπι。
[0054]本发明还提出了一种液晶显示器，其包括根据本发明的液晶面板。
[0055]现有技术中液晶面板的像素单元都是简单的重复性排列，即扫描线(Gate line)在每个像素单元中的布局都是相同的。
[0056]而参照图7，根据本发明的液晶面板，将第一方向(即图5中坐标系的y轴方向)上每两个相邻的像素单元组成一组，采用“扫描线顶靠扫描线”的组合方式。也就是将其中一个像素单元“倒立”。
[0057]采用这种像素布局方式后，每个像素单元的开口区都只与一根扫描线相邻，因此同样是黑色矩阵延伸加宽M的长度，每个像素单元的开口区面积的损失值仅为MX W，是现有技术中通常设计下损失值的一半。
[0058]本发明通过调整像素布局，将第一方向上两个相邻的像素单元的扫描线都集中到交界处，使黑色矩阵加宽造成的开口区面积损失减半。因此，本发明在消除可移动色差的同时减小了开口率的损失。
[0059]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【权利要求】
1.一种液晶面板，包括液晶层以及位于所述液晶层两侧的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板的各像素单元在第一方向上的一个端部处布置有扫描线，所述彩膜基板在朝向所述液晶层的一侧对应于所述扫描线布置有黑色矩阵，其特征在于，在所述第一方向上相邻的两个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻或朝相反的方向远离。
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2n-l个像素单元和第2n个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O < η <所述纵列中像素单元总数的1/2，且η为正整数。
3.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，在沿第一方向的像素单元的纵列上，第2η个像素单元和第2η+1个像素单元设置成使得它们的扫描线彼此相邻，其中O< η < (所述纵列中像素单元总数的1/2-1/2)，且η为正整数。
4.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，各所述黑色矩阵设置成覆盖了相应的彼此相邻的两条扫描线。
5.根据权利要求4所述的液晶面板，其特征在于，所述黑色矩阵在第一方向上的两个端部相对于相应两个像素单元的像素电极的相应边缘延伸超出一段距离。
6.根据权利要求5所述的液晶面板，其特征在于，所述距离为0-30μ m。
7.根据权利要求6所述的液晶面板，其特征在于，所述距离为0-20μ m。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的液晶面板，其特征在于，在与第一方向垂直的第二方向上，位于同一行中的像素单元排布朝向相同。
9.根据权利要求1到7中任一项所述的液晶面板，其特征在于，在与第一方向垂直的第二方向上，位于同一行中的像素单元的扫描线相互对齐。
10.一种液晶显示器，其特征在于，包括根据权利要求1到9中任一项所述的液晶面板。
【文档编号】G02F1/1333GK104483791SQ201410802582
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】郑华 申请人:深圳市华星光电技术有限公司