專利名稱：水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，尤其涉及一種由多個(gè)像素排列組成的
液晶顯示裝置，各像素具有設(shè)置于基板上且彼此上、下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極，以便在與基板平行 的平面上變更液晶分子的配向。
背景技術(shù)：
對(duì)于顯示裝置(特別是液晶顯示裝置)而言，通常要求較廣的視角以便從各個(gè)角 度看見顯示的內(nèi)容。但是，如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦(PC)、移動(dòng)式游戲 機(jī)、或DVD燒錄器等個(gè)人攜帶型設(shè)備，往往不希望使用者本人以外的第三者看到顯示的內(nèi) 容。因此，為了適應(yīng)這些使用需求，近年來漸漸開發(fā)出可變更有效顯示視角的液晶顯示裝置。 以變更有效顯示視角的最簡單方法而言，例如有在液晶顯示部黏貼利用偏光 特性的薄片的方法。另外，以電性方式變更有效顯示視角的方法而言，例如，在垂直配 向型(Virtical Alignment ;VA)、扭轉(zhuǎn)向列型(Twisted Nematic ;TN)、或電控雙折射型 (ElectricallyControlled Birefringence ;ECB)等垂直驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置中，利用珈瑪 (v)特性的變化的方法；或者是，如日本特表2007-503603號(hào)公報(bào)中所揭示的具備用于控制 視角的一對(duì)面板的顯示裝置等。 另外，在平面切換型(In-Plane Switching ;IPS)或邊緣場切換型(Fringe Field Switching ;FFS)等水平驅(qū)動(dòng)型(或橫電場方式)的液晶顯示裝置中，由于可保持理想的珈 瑪特性(v = 2. 2)，因此無法如垂直驅(qū)動(dòng)型一樣利用珈瑪特性的變化對(duì)有效顯示視角加以 改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可變更有效顯示視角的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置。 根據(jù)本發(fā)明的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，由多個(gè)像素排列組成，各像素包含設(shè)置
于基板上且彼此上、下對(duì)應(yīng)的第一電極與第二電極，以便在與基板平行的平面上變更液晶
分子的配向。各像素還包含第三電極，其與基板相對(duì)設(shè)置，其中，一包含液晶分子的液晶層
夾置于基板與第三電極之間。第一電極及第三電極可在液晶層內(nèi)垂直于基板的方向上產(chǎn)生電場。 如此，通過可對(duì)基板產(chǎn)生垂直方向電場的構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置在想 要變更有效顯示視角時(shí)，液晶分子的配向不僅可在水平方向變更，也可在垂直方向變更。液 晶配向于垂直方向的變更將導(dǎo)致視角特性變差，因此有效顯示視角變窄。


圖1為已知水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素構(gòu)造。
圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素構(gòu)造。
3
圖3說明一般水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的視角特性。 圖4表示施加在與液晶層垂直的方向上的電壓V和透射率T 的關(guān)系的圖表。 圖5為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素之造。 圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的有效顯示視角的圖表。 符號(hào)說明 10， 20， 30基板 12，22，32液晶層 14，24，34像素電極 16，26，36共同電極 28，38，39視角變更用電極 100， 200， 300像素 110，210，220，310，320電源 230，330控制部
具體實(shí)施例方式以下將參照

本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。
圖1為已知水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素構(gòu)造。 圖1所示的像素100具有基板10、液晶層12、像素電極14、及共同電極16。在基
板10上以一定間隔平行地配置具有一定寬度的多個(gè)像素電極14。另外，在基板10的下方
以覆蓋基板10的下側(cè)表面的方式設(shè)置共同電極16。液晶層12設(shè)置在基板10及像素電極
14的上方。本發(fā)明的液晶顯示裝置包括多個(gè)具有該構(gòu)造的像素所配置成的矩陣狀排列。 基板10可以使用玻璃基板、透明塑料基板、或透明薄膜等。 像素電極14或共同電極16可使用ITO等透明電極或金屬電極等。 像素電極14及共同電極16與電源110連接，當(dāng)打開電源110時(shí)，在像素電極14和
共同電極16之間產(chǎn)生電位差。通過該電位差，在液晶層12內(nèi)的平行于基板10的方向上產(chǎn)
生電場(水平方向電場)。當(dāng)產(chǎn)生水平方向電場時(shí)，液晶層12的液晶分子(圖未顯示)的
配向可在與基板IO平行的平面上變更。另外，液晶分子垂直方向的配向相對(duì)于基板10而
言為O度。 共同電極16為基準(zhǔn)電位或接地。以共同電極16的電位為基準(zhǔn)，從電源110對(duì)像
素電極14施加的電壓的值一般可在0至4. 5伏特之間變更。當(dāng)電壓值變更時(shí)，因?yàn)樵谝壕?br> 層12所產(chǎn)生的水平方向電場的大小也改變，所以液晶分子的配向也改變。 圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素構(gòu)造。 圖2所示的像素200除了具有基板20、液晶層22、像素電極24、及共同電極26之
外，還具有視角變更用電極28。視角變更用電極28與基板20相對(duì)設(shè)置而夾住液晶層22。
例如，可使用ITO等透明電極做為視角變更用電極28。 像素電極24及共同電極26與第一電源210連接，當(dāng)?shù)谝浑娫?10開啟時(shí)，像素電極24和共同電極26之間產(chǎn)生一電位差。通過該電位差可在液晶層22產(chǎn)生水平方向電場。因此，液晶層22液晶分子(圖未顯示)的配向可在與基板20平行的平面上產(chǎn)生變更。
視角變更用電極28與第二電源220連接。從第二電源220供給至視角變更用電極28的電壓通過控制部230來控制?？刂撇?30可接受來自使用者輸入的要求視角變更的訊號(hào)而開啟第二電源220。當(dāng)?shù)诙娫?20為未打開的狀態(tài)時(shí)，即，在一般顯示時(shí)，視角變更用電極28為浮動(dòng)電位。另外，控制部230可變更第二電源220的供給電壓，以便使視角變更用電極28和像素電極24之間的電位差為3伏特以上。如上所述，從第一電源210往像素電極24施加的電壓的值以共同電極26的電位為基準(zhǔn)， 一般可在0至4. 5伏特的范圍內(nèi)變更。此時(shí)，從第二電源220往視角變更用電極28施加的電壓的值以相同的共同電極26的電位為基準(zhǔn)，至少可在3至7. 5伏特的范圍內(nèi)變更。另外，像素電極24及共同電極26的配置也可為相反的設(shè)置。此時(shí)，由于共同電極26與一定的基準(zhǔn)電位或接地連接，因此只要施加至視角變更用電極28的電壓與共同電極26的電位相對(duì)為3伏特以上的一定電位即可，而不需要變更。 通過視角變更用電極28和像素電極24或共同電極26之間的電位差，在液晶層22
內(nèi)垂直于基板20的方向上產(chǎn)生電場(垂直方向電場)。當(dāng)產(chǎn)生垂直方向電場時(shí)，液晶層22
的液晶分子(圖未顯示)的配向與基板20之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜。 —般而言，水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的透射率T以如下公式表示 T = sin2(AndA Ji) 'sin2(2110 在此，And表示液晶分子的配向狀態(tài)( 一般也稱為相位差(retardation))，以如
下的公式顯示 A nd = (ne_n0) d r^為與液晶分子的長軸方向平行的折射率，n。為與長軸方向垂直的折射率，d為液晶層的厚度。V為液晶的導(dǎo)軸(director)與偏光板的吸收軸或透過軸所構(gòu)成的角度。當(dāng)顯示黑色時(shí)，V為0°或90° 。 圖3為說明一般的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的視角特性的示意圖。 圖3中，(a)是從正面觀看液晶顯示器40a時(shí)的液晶分子42a和偏光板之間的位
置關(guān)系。在此種情況下，由圖可清楚得知V為0°或90° 。
(b)為液晶分子42b與基板平
行配向時(shí)，傾斜觀看液晶顯示器40b時(shí)的液晶分子42b和偏光板之間的位置關(guān)系。此時(shí)，相
對(duì)于從正面觀看液晶顯示器40b的情況而言，因?yàn)橐壕Х肿?2b和偏光板之間的位置關(guān)系
大致沒有變化，所以視角特性相當(dāng)優(yōu)良。但是，當(dāng)液晶分子具有與基板相對(duì)的一預(yù)傾角而配
向時(shí)，雖然從正面觀看液晶顯示器時(shí)的V為0°或90° ，但當(dāng)傾斜觀看時(shí)，如(c)所示，其
關(guān)系被破壞，珈瑪特性脫離理想值，而視角特性變差。即，有效顯示視角變窄。 在此，說明將視角變更用電極28和像素電極24或共同電極26之間的電位差設(shè)定
為3伏特以上的理由。 圖4表示施加在與液晶層的垂直方向上的電壓V和透射率T的關(guān)系的圖表。以液晶層夾置于平行配置的偏光板之間的構(gòu)造，將液晶分子和偏光板所構(gòu)成的角度設(shè)為45° 。液晶分子開始具有與基板相對(duì)傾斜的臨限值電壓，該電壓約為2伏特。隨著液晶分子與基板成為垂直的動(dòng)作，透射率T也上升。然后，施加電壓在約4.5至5伏特，透射率T成為最大，當(dāng)大于該施加電壓，透射率反而會(huì)下降。將透射率T最大時(shí)的液晶分子的傾斜設(shè)為evl。。，而將透射率T最小(=0)時(shí)的液晶分子的傾斜設(shè)為9 v。 ( ^ 0度)。 此時(shí)，使有效顯示視角產(chǎn)生變化效果的施加電壓V必須大于液晶分子具有傾斜
e^的電壓值，其中e^通過如下公式求出
—般而言，液晶分子具有e,的傾斜時(shí)，施加的電壓值約3伏特。因此，視角變更用電極28和像素電極24或共同電極26之間的電位差可設(shè)定為3伏特以上。另外，因?yàn)樵谝壕觾?nèi)施加在垂直方向的電壓約4. 5至5伏特時(shí)透射率T為最大，所以電位差的上限約4. 5至5伏特則足夠，并不需要高于此值的電壓。 圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的像素構(gòu)造。 圖5所示的像素300包含第一子像素Sl及第二子像素S2。第一子像素Sl用于正
常顯示，而第二子像素S2僅在變更視角時(shí)使用。 第一子像素S1及第二子像素S2共同具有基板30、液晶層32、及共同電極36。第一子像素Sl還具有像素電極34，其中像素電極34具有一定的寬度，且在基板30上以一定間隔平行配置。另外，第二子像素S2還具有第一視角變更用電極38以及第二視角變更用電極39 ;其中第一視角變更用電極38與基板30相對(duì)設(shè)置并共同夾住液晶層32 ;第二視角變更用電極39設(shè)置于基板30上。例如，可使用ITO等透明電極作為第一及第二視角變更用電極38、39。 與圖1所示的像素100相同，像素電極34及共同電極36與第一電源310連接，當(dāng)打開第一電源310時(shí)，在像素電極34和共同電極36之間產(chǎn)生電位差。通過該電位差，在液晶層32產(chǎn)生水平方向電場。結(jié)果，液晶層32的液晶分子(圖未顯示)的配向在與基板30平行的平面上產(chǎn)生變更。第一及第二視角變更用電極38、39與第二電源320連接。從第二電源320供給至
視角變更用電極38的電壓由控制部330控制?？刂撇?30可接收來自使用者的要求變更
視角的訊號(hào)，而打開第二電源320。另外，控制部330可變更第二電源320的供給電壓，以便
使第一及第二視角變更用電極38、39之間的電位差為3伏特以上。通過該電位差，在液晶
層32產(chǎn)生垂直方向電場。當(dāng)產(chǎn)生垂直方向電場時(shí)，液晶層32的液晶分子(未圖示)的配
向與基板30呈現(xiàn)相對(duì)傾斜。如上所述，當(dāng)液晶分子與基板相對(duì)具有傾斜時(shí)，由于該傾斜，液
晶層的透射率產(chǎn)生變化。因此，第二子像素S2的珈瑪特性脫離理想值。 因?yàn)榻M合具有大致理想的珈瑪特性的第一子像素S1、和視角變更時(shí)珈瑪特性會(huì)變
化的第二子像素S2，像素300整體的視角特性變差，從而有效顯示視角變窄。 相對(duì)于圖2所示的第一實(shí)施例的像素構(gòu)造，圖5所示的第二實(shí)施例的像素構(gòu)造在
視角變更時(shí)，因?yàn)榈谝蛔酉袼豐l也可保持大致理想的珈瑪特性，所以可保持顯示裝置所顯
示的影像本身的對(duì)比。另外，由于必須設(shè)置用來變更有效顯示視角的第二子像素S2，因此像
素的開口率僅縮小所需的部分。但是，當(dāng)矩陣狀排列像素時(shí)，通過活用存在于像素間的死角
來設(shè)置第二子像素S2，可拓寬第一子像素S1的面積，并增加像素的開口率。 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的有效顯示視角的圖表。
(a)表示正常顯示時(shí)的有效顯示視角，(b)表示視角變更時(shí)的有效顯示視角。從圖6可知，
在視角變更時(shí)，與正常顯示時(shí)相比，左右的視角變窄。因此，正對(duì)顯示裝置的使用者以外的
第三者不容易看到顯示內(nèi)容。 本發(fā)明也可應(yīng)用于被動(dòng)型或主動(dòng)型中任一型式的液晶顯示裝置。 雖然本發(fā)明以若干最佳實(shí)施例做說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能在不脫離本發(fā)明精神
與范疇的情況下進(jìn)行各種不同形式的改變。以上所舉實(shí)施僅用以說明本發(fā)明而已，并非用以限制本發(fā)明的范圍。凡不違背本發(fā)明精神所進(jìn)行的各種修改或變化，都屬于本發(fā)明申請專利范圍。 例如，在參照第5圖而說明的本發(fā)明第二實(shí)施例中，雖然該像素具有兩個(gè)子像素，但也可具有兩個(gè)以上的子像素，且通過使用其中至少一個(gè)子像素做為變更顯示視角用，可獲得本發(fā)明的功效。 再者，或可不需要全面性同時(shí)驅(qū)動(dòng)視角變更用電極，而僅驅(qū)動(dòng)欲使視角變窄的部分。另外，通過部分驅(qū)動(dòng)，當(dāng)傾斜觀看時(shí)可顯示圖案，通過該圖案也可使顯示內(nèi)容不易被看見。
權(quán)利要求
一種水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，包含多個(gè)像素，各像素包含設(shè)置于一基板上的第一電極與第二電極，所述第一電極與所述第二電極彼此上、下對(duì)應(yīng)，以便在與所述基板平行的一平面上產(chǎn)生電場，從而變更多個(gè)液晶分子的配向，所述水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置的特征在于各像素包含一第三電極，與所述基板相對(duì)設(shè)置，其中，一包含所述液晶分子的液晶層夾置于所述基板與所述第三電極之間；其中，所述第一電極及所述第三電極在所述液晶層內(nèi)的垂直于所述基板的方向上產(chǎn)生電場。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，其中，各像素包含兩個(gè)以上的子 像素；所述兩個(gè)以上的子像素中的至少一個(gè)子像素包含所述第一電極與所述第二電極，以便 在與所述基板平行的平面上變更所述液晶分子的配向；所述兩個(gè)以上的子像素中的至少一個(gè)其它子像素包含所述第一電極與所述第三電極， 以便在所述液晶層內(nèi)的垂直于所述基板的方向上產(chǎn)生電場。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，其中，所述第一電極設(shè)置于所述 基板上方，所述第二電極設(shè)置于所述基板下方，以便在與所述基板平行的平面上變更所述 液晶分子的配向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，還具有 一電源，供給電壓至所述第三電極；以及一控制部，控制由所述電源供給至所述第三電極的電壓，以便在所述液晶層內(nèi)的垂直 于所述基板的方向上產(chǎn)生電場；除了在所述液晶層內(nèi)的垂直于所述基板的方向上產(chǎn)生電場時(shí)之外，所述第三電極的電 位為浮動(dòng)電位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，其中，所述控制部控制從所述電 源供給至所述第三電極的電壓，以便使所述第一電極和所述第三電極之間所產(chǎn)生的電壓差 為3伏特以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置，其中，所述第一 電極為共同電極 或像素電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變更有效顯示視角的水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置。該水平驅(qū)動(dòng)型液晶顯示裝置由多個(gè)像素排列組成。各像素包含設(shè)置于基板上且彼此上、下對(duì)應(yīng)的第一電極與第二電極，以便在與基板平行的平面上改變液晶分子的配向。各像素還包含第三電極，其與基板相對(duì)設(shè)置，其中，一包含液晶分子的液晶層夾置于基板與第三電極之間。第一電極及第三電極可以在液晶層內(nèi)垂直于基板的方向上產(chǎn)生電場。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK101726934SQ20091017981
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者柴崎稔 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司