像素结构的制作方法

本发明关于一种像素结构，尤指一种具有沿像素电极的狭缝方向设置的信号线的像素结构。

背景技术：

近年来，随着使用者对显示器的需求日渐提升而发展出大尺寸曲面电视，其通过固定曲率以提供观看者更佳的观看视角，其中观看者能以较小的视角观看画面全景，并且可进一步通过影像处理以提供具有较佳景深的视觉效果。

然而，一般的曲面显示器具有相同大小的上基板与下基板，且上基板与下基板之间具有一定的厚度，因此上基板与下基板无法以相同曲率进行弯曲，造成曲面显示器内用以遮光的黑色矩阵(Black Matrix)发生错位并造成漏光，进而造成画面的亮度不均。一般而言，曲面显示器的数据线的延伸方向大体上与曲面显示器弯曲的方向垂直，因此平行于数据线延伸方向的部分黑色矩阵发生错位的情形较为严重，故已发展出将该部分的黑色矩阵移除的设计，而在阵列基板上以金属遮蔽层取代该部分的黑色矩阵，并将数据线移入开口区，避免数据线与金属遮蔽层重叠，同时藉由像素电极将数据线的电压信号屏蔽住。然而，在一般的显示器中的像素电极具有狭缝(Slit)，其中数据线的延伸方向通常与狭缝的方向交错且不平行，因此电场会从狭缝窜出而影响周围液晶的导向，进而衍伸出串音(crosstalk)问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种具有沿像素电极的狭缝方向设置的信号线的像素结构。

本发明的一实施例提供一种像素结构，设置于基板上，其中像素结构包括扫描线、信号线以及第一像素。扫描线沿着第一方向延伸设于基板上，而信号线沿着第二方向延伸设置于基板上，其中第一方向与第二方向相交。第一像素包括开关元件以及像素电极。开关元件的栅极电性连接于扫描线。像素电极电性连接于开关元件，其中像素电极包括多个狭缝。信号线包含第一部分以及第二部分，信号线的第一部分与像素电极重叠设置，信号线的第二部分与扫描线重叠设置，而信号线的第一部分至少包含一弯折部分，信号线的弯折部分沿狭缝的方向设置，且像素电极覆盖信号线的弯折部分的边缘。

附图说明

图1A绘示了本发明显示面板的剖面示意图。

图1B绘示了图1A本发明显示面板与其像素结构的第一实施例的元件连接示意图。

图1C绘示了图1A显示面板弯曲成曲面的剖面示意图。

图2绘示了本发明像素结构的第一实施例的局部放大示意图。

图3是沿图2的剖线A-A’绘示的像素结构的剖视图。

图4绘示了本发明像素结构第一实施例的第一变化实施例的剖视图。

图5绘示了本发明像素结构第一实施例的第二变化实施例的剖视图。

图6绘示了本发明像素结构第一实施例的第三变化实施例的剖视图。

图7绘示了本发明像素结构的第二实施例的局部示意图。

图8绘示了本发明像素结构的第三实施例的局部示意图。

图9绘示了本发明像素结构的第四实施例的局部示意图。

图10绘示了图9所示第一像素的等效电路示意图。

图11绘示了本发明像素结构的第五实施例的局部示意图。

其中，附图标记：

1、2、3、4、5 像素结构

10 显示面板

100、120 基板

100D 显示区

100P 周边区

102 像素电极

104 第一漏极

106 第二漏极

108 栅极

110 源极

112 第一次像素电极

114 第二次像素电极

116 彩色滤光层

118 黑色矩阵

130 显示介质层

BE 电极分支

C 弯折部分

D1 第一方向

D2 第二方向

DL 数据线

ME 电极主干

GL 扫描线

P1 第一部分

P2 第二部分

PX1 第一像素

PX2 第二像素

S 狭缝

SL、SL’ 信号线

SW 开关元件

T 直线部分

TD 分压元件

TFT1 第一晶体管

TFT2 第二晶体管

W1、W2、W3、W4 宽度

Y 弯曲中心轴

Z 垂直投影方向

具体实施方式

为使熟悉本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图1A至图3，图1A绘示了本发明显示面板的剖面示意图，图1B绘示了图1A本发明显示面板及其像素结构的第一实施例的元件连接示意图，图1C绘示了图1A显示面板弯曲成曲面的剖面示意图，图2绘示了本发明像素结构的第一实施例的局部放大示意图，以及图3是沿图2的剖线A-A’绘示的像素结构的剖视图。如图1A与图1B所示，本实施例介绍可作为曲面显示面板的显示面板10，在未弯曲情况下，其剖面示意图如图1A所示。显示面板10包含基板100、基板120与设置于基板100、120之间的显示介质层130。本实施例以显示面板10为液晶显示面板为例，而显示介质层130为液晶层，但不以此为限。显示面板10也可为其他类型的平面显示面板或可制作成曲面面板的各种显示面板，例如有机发光显示面板，但不以此为限。在本实施例中，基板100为阵列基板，其上设置有呈阵列排列的像素结构1，而基板120为对向基板，其表面可设置共用电极与黑色矩阵，但不以此为限，共用电极与黑色矩阵也可各自设置于基板100表面。基板100、120包括可挠式基板或可塑形式基板，例如塑胶基板，但不以此为限。再者，基板100包括显示区100D以及设于显示区100D外侧的周边区100P，且像素结构1位于显示区100D内。请同时参考图1C，在弯曲成曲面显示面板的情况下，本实施例显示面板10在第一方向D1上具有弯曲曲面，显示面板10具有沿着弯曲中心轴弯曲的显示面，本实施例例如沿着第二方向D2作为弯曲中心轴Y，但不以此为限。像素结构1包括多条扫描线GL与多条信号线SL，扫描线GL沿着第一方向D1延伸设于基板100上，信号线SL沿着第二方向D2延伸设置于基板100上，其中第一方向D1与第二方向D2相交，因此扫描线GL与信号线SL于基板100上交织出网状的结构。扫描线GL与信号线SL可分别由两不同的图案化导电层所构成，但不以此为限。在本实施例，信号线SL为数据线，分别电性连接于像素中开关元件的源极，但不以此为限。像素结构1包括多个像素，以阵列方式设置于显示区100D内，在多个像素中包括至少一第一像素PX1，其包括开关元件SW及像素电极102，且开关元件SW与扫描线GL、信号线SL及像素电极102电性连接。开关元件SW可例如为薄膜晶体管，但不以此为限。此外，举例而言，在像素结构1内的同一列的第一像素PX1中，奇数行的第一像素PX1的开关元件SW电性连接于其左侧相邻的信号线SL，而偶数行的第一像素PX1的开关元件SW电性连接于其右侧相邻的另一信号线SL，但不以此为限。

为了突显本实施例的像素结构1的特色，图2仅绘出扫描线GL、信号线SL、像素电极102及开关元件SW，其中四个第一像素PX1排列成一个2*2阵列，图3仅绘出信号线SL的弯折部分C、像素电极102的电极分支BE及彩色滤光层116设置于基板100上，并省略基板100上的其他元件与膜层，例如开关元件SW，以突显出信号线SL的弯折部分C和像素电极102的电极分支BE的相对设置关系。如图2所示，像素电极102包括电极主干ME以及多条电极分支BE，其中电极主干ME沿着第一方向D1与第二方向D2延伸而具有“十字”形状，各电极分支BE的一端连接于电极主干ME，且另一端朝向不平行于第一方向D1与第二方向D2的方向延伸而形成多个配向区，在本实施例中，电极分支BE的延伸方向与第一方向D1的夹角可以为45度、135度、225度与315度，但不以此为限。另外，相邻的电极分支BE之间具有狭缝S，狭缝S排列的延伸方向与第一方向D1分别具有一夹角。在本实施例中，狭缝S的延伸方向与第一方向D1的夹角可以为45度、135度、225度与315度，但不以此为限。举例而言，虽然图2所示的各像素电极102的电极分支BE由电极主干ME往外延伸，呈现类似国字“米”的排列，但在其他变化实施例中，电极主干ME不同侧的电极分支BE也可彼此相接而形成菱形图案。像素电极102的材料可为透明导电材料例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或其它适合的导电材料。在本实施例中，狭缝S可以具有一致的宽度(亦即等宽度狭缝设计)，且各电极分支BE皆具有相同的宽度，但不以此为限，在其他实施例中，狭缝S或电极分支BE可具有不完全相同的宽度。

再者，信号线SL包含第一部分P1以及第二部分P2，其中第一部分P1与像素电极102重叠设置(垂直投影方向Z上重叠设置)，亦即设置在像素电极102的开口区(或称透光区)，而第二部分P2与扫描线GL重叠设置(垂直投影方向Z上重叠设置)。信号线SL的第一部分P1至少包含一弯折部分C，其中弯折部分C沿狭缝S的方向设置，而信号线SL的第二部分P2则是例如具有直线图案。整体而言，本实施例的信号线SL如图2所示沿着第二方向D2延伸，而在设有像素电极102的区域内，信号线SL的第一部分P1沿着狭缝S的方向排列，另在设有扫描线GL的区域内或是未设有像素电极102的区域内，信号线SL的第二部分P2则平行于第二方向D2直线延伸，但不以此为限。此外，本实施例的第二部分P2设置于两相邻的第一部分P1之间，且第二部分P2的两端分别连接于两第一部分P1。此外，如图2与图3所示，像素电极102覆盖信号线SL的弯折部分C的边缘并凸出于弯折部分C的边缘，其中覆盖弯折部分C边缘的部分电极分支BE凸出于弯折部分C边缘的宽度为W1，宽度W1约为1倍至1/3倍的弯折部分C的宽度W2，即宽度W1为1/3W2至W2。举例而言，电极分支BE中凸出于弯折部分C边缘的宽度W1为约1微米至约10微米，较佳为约4微米至8微米，但不以此为限。此外，本实施例的信号线SL的弯折部分C上设有两个电极分支BE，分别覆盖弯折部分C的左右两侧边缘，且此两个电极分支BE之间的狭缝S暴露出部分的弯折部分C。

请继续参考图2，本实施例的像素电极102包括第一次像素电极112与第二次像素电极114，开关元件SW包含第一薄膜晶体管TFT1与第二薄膜晶体管TFT2，其中第一薄膜晶体管TFT1的第一漏极104电性连接于第一次像素电极112，第二薄膜晶体管TFT2的第二漏极106电性连接于第二次像素电极114，且第一薄膜晶体管TFT1与第二薄膜晶体管TFT2可具有共用的栅极108与源极110，其中栅极108电性连接于扫描线GL，而源极110电性连接于信号线SL，且扫描线GL设置于第一次像素电极112与第二次像素电极114之间。第一次像素电极112与第二次像素电极114各自具有电极主干ME以及电极分支BE，而在第一像素PX1的区域内的信号线SL包括两个弯折部分C，分别与第一次像素电极112以及第二次像素电极114重叠设置，且两个弯折部分C藉由信号线SL的第二部分P2电性连接。

此外，像素结构1可另包括黑色矩阵118(图2中以虚线标示出位置)，其例如为设置于相对于基板100的基板120上。黑色矩阵118沿着第一方向D1设置，并且覆盖扫描线GL与开关元件SW。因此，黑色矩阵118仅覆盖信号线SL的第二部分P2，并未沿着第二方向D2延伸而覆盖信号线SL的第一部分P1。由于本实施例的显示面板10以沿着第二方向D2的一假想线作为弯曲轴，而黑色矩阵118不具有沿着第二方向D2延伸的部分，因此可避免显示面板10因弯曲而造成对向基板上的黑色矩阵118与基板100表面的第一像素PX1错位并发生漏光。再者，像素结构1还可包括金属遮蔽线，设于沿着第一方向D1并排的像素电极102之间，以避免相邻像素之间发生跨越干扰或漏光问题。

如图3所示，本实施例的像素结构1另包括彩色滤光层116设置于基板100上，位于信号线SL与像素电极102之间，但不以此为限。另外，开关元件SW(未于图3绘出)设置于彩色滤光层116与基板100之间，换言之，本实施例的基板100可为显示面板10的下基板或阵列基板，并可视为彩色滤光层116在阵列基板上(color filter on array，COA)。此外，像素结构1另选择性地包括金属遮蔽线(图未示)，沿着第二方向D2延伸设置于不同颜色的彩色滤光层116的交界或相邻像素的像素电极102的交界处，并位于彩色滤光层116与基板100之间，可用以遮蔽光线，并进一步避免因位于彩色滤光层116的交界的液晶分子配向异常所造成的漏光。

以下进一步说明本发明像素结构1的信号线SL具有弯折部分C的优点。在其他条件都相同下，提供信号线为传统图案的像素结构作为对照实施例，亦即，在对照实施例的像素结构中，信号线仅具有直线图案而不具有沿像素电极的狭缝延伸的弯折部分。在垂直串音(vertical crosstalk)的模拟中，参考画面亮度表示整面屏幕显示预定灰阶(例如最小灰阶的全黑画面)时的亮度值，测试画面亮度则定义为：当屏幕的中央区域显示最大灰阶而其他区域显示预定灰阶时，与中央区域在垂直方向上相邻的区域的实际亮度值。其中，参考画面亮度与测试画面亮度之间的亮度差异越小，则表示垂直串音问题越小。在经模拟后，对照实施例的亮度差异为1.63％，而本实施例的亮度差异为0.66％，可知本实施例像素结构1的信号线SL因具有弯折部分C且其两侧被像素电极102所覆盖，所以可显著改善垂直串音问题，大幅提升显示品质。根据本实施例，像素结构1的像素电极102覆盖信号线SL的弯折部分C的边缘，藉此利用像素电极102遮蔽信号线SL的电场(例如信号线SL与共通电极之间的电场)，可有效地抑制串音的现象。另外，由于信号线SL具有沿像素电极102的狭缝S的方向延伸的弯折部分C，因此信号线SL的电场并不会破坏像素电极102对液晶分子的配向效果，进而在不影响穿透率的情况下而可达到有效抑制串音现象的功效。

本发明的像素结构并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它变化实施例及较佳实施例的像素结构，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。

请参考图4，其绘示了本发明像素结构第一实施例的第一变化实施例的剖视图。如图4所示，本变化实施例与第一实施例不同的地方在于，于信号线SL的弯折部分C上对应设置有三个像素电极102的电极分支BE，其中两个电极分支BE设置于弯折部分C的边缘附近，覆盖弯折部分C的边缘并凸出于弯折部分C的边缘，而另一电极分支BE设置于弯折部分C中央的位置。在本变化实施例中，可藉由调整狭缝S的宽度或电极分支BE的宽度以于信号线SL的弯折部分C上对应设置如图4的三个电极分支BE。

请参考图5，其绘示了本发明像素结构第一实施例的第二变化实施例的剖视图。如图5所示，本变化实施例与第一实施例不同之处在于，覆盖弯折部分C边缘的电极分支BE的宽度W3大于其他未覆盖弯折部分C边缘的电极分支BE的宽度W4，换言之，本变化实施例的各电极分支BE的宽度并不完全相同。

请参考图6，其绘示了本发明像素结构第一实施例的第三变化实施例的剖视图。如图6所示，本变化实施例与第二变化实施例不同的地方在于，信号线SL的弯折部分C上仅对应设置一个电极分支BE，该电极分支BE的宽度W3大于信号线SL的弯折部分C的宽度W2与其他电极分支BE的宽度W4，且该电极分支BE可完全覆盖弯折部分C并凸出于弯折部分C的两个边缘。

请参考图7，其绘示了本发明像素结构的第二实施例的局部示意图。如图7所示，本实施例与第一实施例不同的地方在于，像素结构2的信号线SL的第一部分P1另包括直线部分T，其与像素电极102重叠设置，并连接于弯折部分C。详细而言，本实施例的第二次像素电极114的面积比第一次像素电极112的面积大，而在第二次像素电极114的区域内，信号线SL包括两个沿第二方向D2延伸的直线部分T，其中一个直线部分T设置于第二部分P2与弯折部分C之间，并与第二部分P2及弯折部分C连接，而另一个直线部分T设置于弯折部分C与其下方另一个第一像素PX1的弯折部分C之间，并与此两个弯折部分C连接。在本实施例中，设置第一次像素电极112的区域可例如为主像素区，且其可具有较高的电位，而设置第二次像素电极114的区域可例如为次像素区，且其可具有较低的电位，但不以此为限。另举例而言，在需要呈现低灰阶的情况下，可仅驱动第一次像素电极112的区域(主像素区)显示画面，而关闭第二次像素电极114的区域(次像素区)。

请参考图8，其绘示了本发明像素结构的第三实施例的局部示意图。如图8所示，本实施例与第二实施例不同的地方在于，像素结构3的第二次像素电极114的区域内，信号线SL并不具有弯折部分，而是为沿第二方向D2延伸的直线部分T，并且直线部分T与第二次像素电极114重叠设置。在本实施例中，直线部分T的一端可与信号线SL的第二部分P2连接，而直线部分T的另一端可与在第二方向D2上相邻的另一个第一像素PX1的弯折部分C连接。根据本实施例，第一像素PX1中设置第一次像素电极112的区域当作主显示区，而设置第二次像素电极114的区域当作次显示区，并且在显示画面时，主显示区的电位会高于次显示区。由于信号线SL电场串出造成的垂直串音问题主要会显现在低灰阶画面中，若显示面板10在低灰阶画面时只有设计主显示区会显示画面，则只需设计信号线SL在主显示区具有弯折部分C，以改善垂直串音问题，而信号线SL在次显示区具有直线部分T，不具有弯折部分C。在本实施例中，藉由设计信号线SL在主显示区具有弯折部分C，而在次显示区具有直线部分T，可以改善垂直串音问题，也可减少弯折部分C的图案对光线穿透度的影响。

请参考图9与图10，其中图9绘示了本发明像素结构的第四实施例的局部示意图，而图10绘示了图9所示第一像素的等效电路示意图。如图9与图10所示，本实施例与第二实施例不同的地方在于，像素结构4另包括分压元件TD，其中分压元件TD举例为一薄膜晶体管，与信号线SL以及扫描线GL电性连接，分压元件TD也另与开关元件SW电性连接。本实施例像素结构4中位于同一直列(第二方向D2)的分压元件TD皆电性连接于同一条信号线SL，但不以此为限。再者，像素结构4另包括数据线DL，其沿着第二方向D2延伸设置并电性连接于开关元件SW的源极110。数据线DL可由相同于信号线SL的图案化导电层所构成，但不以此为限。在本实施例，数据线DL的图案与同一像素中的信号线SL大致呈镜向对称，同样包含第一部分P1以及第二部分P2，其中第一部分P1与像素电极102重叠设置(垂直投影方向Z上重叠设置)，设置在像素电极102的开口区(透光区)，而第二部分P2与扫描线GL重叠设置(垂直投影方向Z上重叠设置)。数据线DL的第一部分P1至少包含一弯折部分C，沿狭缝S的方向设置，并且像素电极102覆盖数据线DL的弯折部分C的边缘并凸出于弯折部分C的边缘，而数据线DL的第二部分P2例如具有直线图案，但不以此为限。此外，像素结构4中位于同一直列的开关元件SW皆电性连接于同一条数据线DL，但不以此为限。

本实施例的开关元件SW包括第一晶体管TFT1与第二晶体管TFT2，其中第一晶体管TFT1与第二晶体管TFT2可分别包括第一漏极104与第二漏极106，并共用栅极108与源极110。第一晶体管TFT1的第一漏极104电性连接于第一次像素电极112，第二晶体管TFT2的第二漏极106电性连接于第二次像素电极114，且分压元件TD电性连接于第二晶体管TFT2的第二漏极106。另一方面，第一晶体管TFT1的第一漏极104电性连接于第一次像素电极112，以藉由第一漏极104来驱动第一次像素电极112，其中第一次像素电极112、共通电极与液晶层(图未示)形成液晶电容Clc，同样的，第二晶体管TFT2的第二漏极106电性连接于第二次像素电极114，而第二次像素电极114、共通电极与液晶层也会形成另一液晶电容Clc。在本实施例中，分压元件TD具有分配及调整电压的功能，当与分压元件TD连接的信号线SL传递高电压的信号时，信号线SL的电场较强会使像素电极112与114具有不同的电压，进而影响像素电极112与114所对应的液晶分子的倾倒角方向与排列行为。本实施例利用像素电极102覆盖信号线SL的边缘，可屏蔽信号线SL的电场，以减低信号线SL对液晶分子排列的影响。另外，信号线SL具有沿像素电极102的狭缝S的方向延伸的弯折部分C，因此信号线SL的电场并不会破坏像素电极102对液晶分子的配向效果，在不影响穿透率的情况下而可达到有效抑制串音现象的功效。此外，本实施例的数据线DL的图案设计亦可达到上述的功效。再者，在本实施例的变化实施例中，数据线DL也可以不具有弯折部分C而仅具有直线图案。

请参考图11，其绘示了本发明像素结构的第五实施例的局部示意图。如图11所示，本实施例与第一实施例不同的地方在于，像素结构5包含另一信号线SL’以及与信号线SL’电性连接的第二像素PX2，在本实施例中，第一像素PX1与第二像素PX2皆仅具有单一像素电极102，亦即单一像素电极102没有被栅极线GL区分为第一次像素电极与第二次像素电极，但不以此为限。其中，信号线SL与信号线SL’在第一方向D1上彼此相邻并排，第一像素PX1与第二像素PX2在第二方向D2上彼此相邻并排，其中第一像素PX1的开关元件SW电性连接于信号线SL，第二像素PX2的开关元件SW电性连接于信号线SL’，且开关元件SW设置于信号线SL与信号线SL’之间。信号线SL’至少包含一弯折部分C，其沿着第一像素PX1与第二像素PX2的像素电极102的狭缝S方向设置，且第一像素PX1与第二像素PX2的像素电极102的电极分支BE同时覆盖了信号线SL与信号线SL’的弯折部分C的边缘，其覆盖方式可参考图3，且可设计为如图4至图6的方式。此外，本实施例的各开关元件SW仅具有一个晶体管，分别电性连接于对应的信号线SL或信号线SL’，但不以此为限。

综上所述，在本发明的像素结构中，信号线延伸经过设置像素电极的区域内，在此区域内的信号线具有至少一弯折部分沿着像素电极狭缝的方向延伸，而像素电极覆盖信号线的弯折部分的边缘。在此设计下，像素电极会遮蔽信号线的边缘电场，可有效地抑制串音的现象。另外，由于信号线具有沿像素电极狭缝的方向延伸的弯折部分，因此信号线的电场并不会破坏像素电极对液晶分子的配向效果，进而在不影响穿透率的情况下而可达到有效抑制串音现象的功效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。