專利名稱：液晶顯示器件及其驅動方法
技術領域：
本申請涉及一種液晶顯示器件，尤其涉及一種視角可切換的共單元 (in-cdl)型液晶顯示器件及驅動該共單元型液晶顯示器件的方法。
背景技術：
液晶顯示(LCD)器件包括彼此面對且間隔開的兩個基板和在該兩個基板 之間的液晶層，其使用液晶層液晶分子的光學各向異性和偏振特性來產生圖 像。液晶分子具有細長的形狀，由于光學各向異性特性，光的偏振隨液晶分子 的取向方向變化。因此，LCD器件通過控制液晶分子的取向以及由于調整施 加給液晶層的電場而導致的透過液晶層的光的透射率來顯示圖像。在各種 LCD器件中，使用以矩陣結構設置的開關元件和像素電極的有源矩陣LCD
(AM-LCD)器件由于其較高的分辨率和對于顯示移動圖像的出色適用性而成 為重要研究和發(fā)展的主題。
根據液晶分子的特性、液晶層的形成方法和驅動方法，LCD器件可分為 扭曲向列(TN)模式、超扭曲向列(STN)模式、光學補償雙折射(OCB) 模式、面內切換(IPS)模式和垂直取向(VA)模式。具體地說，使用具有負 介電常數各向異性的負型液晶分子和垂直取向層的VA模式LCD器件包括其 中液晶分子的長軸垂直于取向層排列的液晶層。VA模式LCD器件在對比度 和視角方面具有優(yōu)點。
盡管一般優(yōu)選具有相對寬視角的LCD器件，但在特定環(huán)境，如自動取款 機(ATM)中，為了保密而需要具有相對窄視角的LCD器件。
近年來，已經研究和發(fā)展了在寬視角模式與窄視角模式之間可切換地驅動 的LCD器件。圖1是依照現有技術可在寬視角模式與窄視角模式之間切換的液晶顯示器件的橫截面圖。在圖1中，LCD器件IO包括第一和第二液晶單元 20和40。第一液晶單元20用作顯示與數據信號相對應的圖像的主單元，第二 液晶單元40用作通過根據用戶選擇控制視角來改變驅動模式的切換單元。
第一液晶單元20包括彼此面對且間隔開的第一和第二基板22和24、在 第一和第二基板22和24之間的第一液晶層26、以及分別位于第一和第二基 板22和24外表面上的第一和第二偏振片28和30。第二液晶單元40包括彼 此面對且間隔開的第三和第四基板42和44、在第三和第四基板42和44之間 的第二液晶層46、以及分別位于第三和第四基板42和44外表面上的第三和 第四偏振片48和50。在分離形成第一和第二液晶單元20和40之后，通過粘 附第一和第二液晶單元20和40完成LCD器件10。
根據用戶的選擇以寬視角模式和窄視角模式中的一個來驅動LCD器件 10。當LCD器件10以寬視角模式驅動時，沿任意視角的光透過第二液晶單元 40。結果，由第一液晶單元20顯示的寬視角圖像透過第二液晶單元40， LCD 器件10顯示出寬視角圖像。當LCD器件10以窄視角模式驅動時，沿前視角 的光透過第二液晶單元40，第二液晶單元沿著左右視角在黑背景中顯示白色 文本。因此，由第一液晶單元20顯示的窄視角圖像沿前視角透過第二液晶單 元40，并沿左右視角被白色文本打亂。結果，LCD器件IO顯示出窄視角圖像。
然而，因為與常規(guī)的LCD器件相比，LCD器件10還包括附加的元件， 如第三和第四基板42和44、第二液晶層46以及第三和第四偏振片48和50， 所以LCD器件10在重量和體積(包括厚度)方面變大。此外，因為來自LCD 器件10的背光單元(沒有示出)的光穿過該附加的元件，所以LCD器件IO 的亮度減小。此外，第一和第二液晶單元20和40的粘附的未對準導致LCD 器件10的惡化，用于常規(guī)LCD器件的裝置和工序不能適用于該粘附步驟。此 外，因為作為切換單元的第二液晶單元40具有無源矩陣型，所以LCD器件 10不能以各種窄視角模式驅動。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件及驅動該液晶顯示器件的方法，其基 本上克服了由于現有技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個方面是提供一種不用附加的切換單元就可在寬視角模式與窄視角模式之間切換地驅動的共單元型液晶顯示器件及驅動該共單元型液晶 顯示器件的方法。
一種液晶顯示器件，包括彼此面對且間隔開的第一和第二基板，第一和 第二基板中的每一個都具有圖像顯示子像素和視角調整子像素；對應于圖像顯
示子像素和視角調整子像素的每一個的薄膜晶體管；位于第一和第二基板之間 的液晶層，該液晶層具有負介電常數各向異性；圖像顯示子像素中的第一電場 扭曲部件；和視角調整子像素中的第二電場扭曲部件。
在另一個方面中， 一種制造液晶顯示器件的方法，包括在第一基板上形 成柵線和數據線，柵線和數據線彼此交叉，從而確定圖像顯示子像素和視角調 整子像素；形成與柵線和數據線連接的薄膜晶體管；形成與薄膜晶體管連接的 像素電極；在第二基板上的圖像顯示子像素中形成濾色片；在濾色片上形成公 共電極；在圖像顯示子像素中形成第一電場扭曲部件；在視角調整子像素中形 成第二電場扭曲部件；如此粘附第一和第二基板，即像素電極和公共電極彼此 面對；和在第一和第二基板之間形成具有負介電常數各向異性的液晶層。
在另一個方面中， 一種驅動液晶顯示器件的方法，該液晶顯示器件包括.-彼此面對且間隔開的第一和第二基板，第一和第二基板每個都具有圖像顯示子 像素和視角調整子像素；對應于圖像顯示子像素和視角調整子像素的每一個的 薄膜晶體管；位于第一和第二基板之間的液晶層，該液晶層具有負介電常數各
向異性；圖像顯示子像素中的第一電場扭曲部件；和視角調整子像素中的第二 電場扭曲部件，該方法包括當液晶顯示器件以寬視角模式操作時，通過圖像 顯示子像素顯示寬視角的第一圖像；和通過視角調整子像素在整個視角范圍處 顯示黑色，當液晶顯示器件以窄視角模式操作時，通過圖像顯示子像素顯示寬 視角的第一圖像；和通過視角調整子像素在前視角處顯示黑色，在預定視角范 圍內顯示第二圖像。


為本發(fā)明提供進一步理解并組成說明書一部分的附解了本發(fā)明的實 施方式。
圖1是依照現有技術可在寬視角模式與窄視角模式之間切換的液晶顯示 器件的橫截面圖；圖2是顯示依照本發(fā)明第一實施方式的液晶顯示器件的像素的視圖3A和3B是分別顯示依照本發(fā)明第一實施方式的液晶顯示器件的圖像 顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線；
圖4A是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在寬視角模式中液晶顯示器件的圖 像顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線；
圖4B是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在寬視角模式中液晶顯示器件的對 比度特性的曲線；
圖5A是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在窄視角模式中液晶顯示器件的圖 像顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線；
圖5B是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在窄視角模式中液晶顯示器件的對 比度特性的曲線；
圖6是顯示依照本發(fā)明第一實施方式以窄視角模式由液晶顯示器件顯示 的圖像；
圖7是顯示依照本發(fā)明第二實施方式以窄視角模式由液晶顯示器件顯示 的圖像；
圖8是顯示依照本發(fā)明第二實施方式的液晶顯示器件的視角調整子像素 的透射率特性的曲線；
圖9和10分別是顯示依照本發(fā)明第三實施方式的液晶顯示器件的陣列基 板和彩色濾色器基板的平面圖11是沿圖9和10的線XI-XI顯示依照本發(fā)明第三實施方式的液晶顯示
器件的橫截面圖12和13分別是顯示依照本發(fā)明第四實施方式的液晶顯示器件的陣列基 板和彩色濾色器基板的平面圖14是顯示依照本發(fā)明第五實施方式的液晶顯示器件的橫截面圖； 圖15是顯示依照本發(fā)明第六實施方式的液晶顯示器件的橫截面圖； 圖16是顯示依照本發(fā)明第七實施方式的液晶顯示器件的橫截面圖。
具體實施例方式
現在將詳細描述實施方式，在附圖中圖解了其實施例。在任何時候，使用 相同的參考標記指代相同或相似的部件。圖2是顯示依照本發(fā)明第一實施方式的液晶顯示器件的像素的視圖。
在圖2中，液晶顯示器件100包括多條柵線110、多條數據線120、多個 薄膜晶體管(TFT) T、多個存儲電容器CsT和多個液晶電容器dx:。多條數據 線120與多條柵線110交叉，從而確定組成用于彩色圖像的單位像素的第一、 第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4。 TFTT與柵線IIO和數據線 120連接，從而對應于子像素。存儲電容器CsT和液晶電容器Cxx與TFTT連 接，數據信號通過TFT T施加到存儲電容器CsT和液晶電容器Clc。
例如，第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3是分別顯示紅色、綠色 和藍色的圖像顯示子像素，每個都具有寬視角特性，從而透射率在寬視角范圍 處具有相對高的值。此外，第四子像素SP4是顯示白色的視角調整子像素，第 四子像素SP4的透射率在預定的視角處具有相對高的值。第一、第二、第三和 第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4中的每一個都與各自的TFTT連接并由各 自的數據信號驅動。
圖3A和3B是分別顯示依照本發(fā)明第一實施方式的液晶顯示器件的圖像 顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線。曲線的x軸表示左右視角 或上下視角，曲線的y軸表示任意單位(A.U.)的相對透射率。
在圖3A中，圖像顯示子像素，如第一、第二和第三子像素SP1， SP2和 SP3 (圖2的)具有與各自數據信號對應的透射率。當給圖像顯示子像素的液 晶電容器Cu:(圖2的)施加最大值或最小值的數據信號時，通過圖像顯示子 像素在大致整個視角范圍處顯示白色或黑色。白色和黑色分別表示透射率中較 高的值和較低的值。因此，白色通過第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3 中的濾色片(沒有示出)分別變?yōu)榧t色、綠色和藍色。
當給常黑型的第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3施加電壓時，第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每個的透射率在前視角處大約為100， 在大約一80。到大約+80。的左右視角或上下視角處超過大約30 (在大約一70。 到大約+70°的左右視角或上下視角處透射率超過大約60，在大約一50。到大約 +50°的左右視角或上下視角處超過大約85)。因此，圖像顯示子像素，如第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3具有透射率對視角的下述特性曲線， 其中透射率在前視角(大約0。的視角)處具有最大值，隨著左右視角或上下 視角的增加而降低。此外，圖像顯示子像素在預定左右視角或預定上下視角范圍，如大約一80。到大約+80。的范圍內具有超過大約30的透射率。
當給常黑型的第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3施加電壓時，第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每個的透射率在大約—80。到大約+80° 的左右視角和上下視角處小于大約1。除了根據施加電壓而相反顯示白色和黑 色之外，常白型的圖像顯示子像素具有與常黑型圖像顯示子像素類似的透射率 對視角的特性。
結果，不管LCD器件的操作模式如何，圖像顯示子像素，如第一、第二 和第三子像素SP1， SP2和SP3都具有寬視角特性，從而在大約一80。到大約 +80°的左右視角或上下視角處具有相對高的對比度。
在圖3B中，視角調整子像素，如第四子像素SP4 (圖2的)根據用戶選 擇的LCD器件的操作模式(寬視角模式和窄視角模式之一)在整個視角范圍 內具有大約O的透射率，或者在預定的視角處具有最大透射率。例如，當給常 黑型的第四子像素SP4施加電壓時，第四子像素SP4的透射率在前視角(大 約0。的視角)處大約為O，在大約一45。和大約+45。的左右視角或上下視角處 大約為IOO。此外，第四子像素SP4的透射率在大約一70°到大約一20°和大約 +20°到大約70。的左右視角或上下視角處超過大約30 (在大約一65。到大約一 25°和大約+25°到大約65。的左右視角或上下視角處透射率超過大約60，在大 約一55°到大約_35°和大約+35°到大約55°的左右視角或上下視角處超過大約 85)。因此，視角調整子像素，如第四子像素SP4具有透射率對視角的下述特 性曲線，其中透射率在前視角(大約0。的視角)處具有最小值(例如大約為0)， 在預定的左右視角或預定的上下視角，如大約一45。和大約+45。處具有最大值， 在其他視角處透射率在最大值與最小值之間。結果，該特性曲線具有4次曲線 的形狀。預定的左右視角或預定的上下視角關于前視角大致彼此對稱。具體地 說，視角調整子像素在預定的左右視角或預定的上下視角范圍，如大約一70。 到大約_20°和大約+20°到大約+70°的范圍內具有超過大約30的透射率。
當不給常黑型的第四子像素SP4施加電壓時，第四子像素SP4的透射率 在大約一80。到大約+80。的左右視角或上下視角處大約為0。除了根據施加電壓 而相反顯示白色和黑色之外，常白型的視角調整子像素具有與常黑型的視角調 整子像素相似的透射率對視角的特性。
LCD器件通過用戶的選擇根據施加電壓而以寬視角模式和窄視角模式之一進行操作。在寬視角模式中，視角調整子像素，如第四子像素SP4在整個視 角范圍內顯示黑色。因此，第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3的寬視 角圖像沒有被黑色打亂，LCD器件顯示寬視角圖像。在窄視角模式中，視角 調整子像素，如第四子像素SP4在預定的視角范圍內顯示白色。因此，第一、 第二和第三子像素SP1, SP2和SP3的寬視角圖像在預定的視角范圍處被白色 打亂，LCD器件在預定的視角范圍處由于對比度下降而不會顯示出寬視角圖 像。結果，LCD器件顯示出窄視角圖像。預定的視角范圍由視角調整子像素 的結構或施加的電壓確定。因此，通過給視角調整子像素施加電壓可在寬視角 模式與窄視角模式之間切換LCD器件的操作模式。
圖4A是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在寬視角模式中液晶顯示器件的圖 像顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線，圖4B是顯示依照本發(fā) 明第一實施方式在寬視角模式中液晶顯示器件的對比度特性的曲線。曲線的x 軸表示左右視角或上下視角，曲線的y軸表示任意單位(A.U.)的相對透射率 和任意單位(A.U.)的相對對比度。
在圖4A中，當LCD器件以寬視角模式操作時，圖像顯示子像素，如第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3 (圖2的)具有與數據信號對應的透 射率，如白色或黑色。視角調整子像素，如第四子像素SP4 (圖2的)在整個 視角范圍內具有大約0的透射率。LCD器件的白色對應于圖像顯示子像素的 白色透射率和寬視角模式的視角調整子像素的透射率的總和，LCD器件的黑 色對應于圖像顯示子像素的黑色透射率和寬視角模式的視角調整子像素的透 射率的總和。因為寬視角模式的視角調整子像素的透射率在整個視角范圍內大 約為0，所以LCD器件的白色和黑色大致分別與圖像顯示子像素的白色和黑 色相同。
如圖4B中所示，由LCD器件的白色與黑色的比率定義的對比度在大約 一80。到大約+80。的左右視角和上下視角處超過大約20 (對比度在大約一70。 到大約+70°的左右視角和上下視角處超過大約30，在大約_50°到大約+50°的 左右視角和上下視角處超過大約60)。因此，LCD器件在寬視角模式中在大 致整個視角范圍內都具有相對高的對比度。
圖5A是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在窄視角模式中液晶顯示器件的圖 像顯示子像素和視角調整子像素的透射率特性的曲線，圖5B是顯示依照本發(fā)明第一實施方式在窄視角模式中液晶顯示器件的對比度特性的曲線。曲線的X
軸表示左右視角或上下視角，曲線的y軸表示任意單位(A.U.)的相對透射率 和任意單位(A.U.)的相對對比度。
在圖5A中，當LCD器件以窄視角模式操作時，圖像顯示子像素，如第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3 (圖2的)具有與數據信號對應的透 射率，如白色或黑色。視角調整子像素，如第四子像素SP4 (圖2的)在整個 視角范圍內具有最大透射率。LCD器件的白色對應于圖像顯示子像素的白色 透射率和窄視角模式的視角調整子像素的透射率的總和，LCD器件的黑色對 應于圖像顯示子像素的黑色透射率和寬視角模式的視角調整子像素的透射率 的總和。因此，LCD器件的白色大致與圖像顯示子像素的白色相同，LCD器 件的黑色大致與窄視角模式的圖像顯示子像素的透射率相同。
如圖5B中所示，LCD器件的對比度在前視角(大約0。的視角)處具有大 約130的最大值。此外，LCD器件的對比度在被稱作前視角范圍的大約一20。 到大約+20°的左右視角和上下視角處超過大約10 (對比度在大約一10。到大約 +10°的左右視角和上下視角處超過大約30)，在小于大約一20°和大于大約+20° 的左右視角或上下視角處對比度大約為O。因此，LCD器件在前視角范圍內以 相對高的對比度顯示圖像，在預定視角范圍內(例如小于大約一20。和大于大 約+20°)以相對的對比度顯示圖像。結果，位于預定視角范圍內的用戶看不到 圖像，由此LCD器件以窄視角模式僅在前視角范圍內顯示圖像。
圖6是顯示依照本發(fā)明第一實施方式以窄視角模式由液晶顯示器件顯示 的圖像。
在依照本發(fā)明第一實施方式的LCD器件中，分別給第一、第二、第三和 第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4 (圖2的)施加第一、第二、第三和第四 數據信號。當LCD器件以寬視角模式操作時，圖像顯示子像素，如第一、第 二和第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，視角調整子像素， 如第四子像素SP4在整個視角范圍內顯示黑色。結果LCD器件以寬視角顯示 出第一圖像。
如圖6中所示，當LCD器件以窄視角操作時，圖像顯示子像素，如第一、 第二和第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，視角調整子像素， 如第四子像素SP4在前視角范圍內顯示黑色，在預定視角范圍內顯示單個白色的第二圖像。因為由于第二圖像的干擾使得對比度下降，在預定視角范圍內看
不到第一圖像，所以LCD器件在前視角范圍內，即以窄視角顯示出第一圖像。 施加給第四子像素SP4的第四數據信號具有相等的電壓，從而第二圖像對應于 均勻亮度的白色。
圖7是顯示依照本發(fā)明第二實施方式以窄視角模式由液晶顯示器件顯示 的圖像，圖8是顯示依照本發(fā)明第二實施方式的液晶顯示器件的視角調整子像 素的透射率特性的曲線。
在依照本發(fā)明第二實施方式的LCD器件中，分別給第一、第二、第三和 第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4 (圖2的)施加第一、第二、第三和第四 數據信號。寬視角模式的第二實施方式的LCD器件的操作大致與寬視角模式 的第一實施方式的LCD器件的操作相同。因此，當LCD器件以寬視角模式操 作時，圖像顯示子像素，如第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬 視角的第一圖像，視角調整子像素，如第四子像素SP4在整個視角范圍內顯示 黑色。結果LCD器件以寬視角顯示出第一圖像。
如圖7中所示，當LCD器件以窄視角操作時，圖像顯示子像素，如第一、 第二和第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，視角調整子像素， 如第四子像素SP4在前視角范圍內顯示黑色，在預定視角范圍內顯示與第一圖 像不同的第二圖像(如字符或文本)。因此，分別給第一、第二和第三子像素 SP1， SP2和SP3施加對應于第一圖像的第一、第二和第三數據信號，給第四 子像素SP4施加對應于第二圖像的第四數據信號。因為由于第二圖像的干擾使 得對比度下降，在預定視角范圍內看不到第一圖像，所以LCD器件在前視角 范圍內，即以窄視角顯示出第一圖像。
通過TFT分別施加給LCD器件的第四子像素SP4的第四數據信號具有各 種電壓，從而第二圖像通過灰度差具有例如字符或文本的形狀。如圖8中所示， 當給LCD器件的第四子像素SP4施加彼此不同的第一、第二、第三和第四電 壓時，第四子像素SP4在前視角范圍內顯示出透射率大約為0的黑色，在預定 視角范圍內(例如在大約一45。和大約+45。的視角處)顯示出對應于大約0，大 約40，大約80和大約100透射率的四個灰度。因此，LCD器件在預定視角范 圍內顯示出具有灰度差的第二圖像。
圖9和10分別是顯示依照本發(fā)明第三實施方式的液晶顯示器件的陣列基板和彩色濾色器基板的平面圖。此外，圖11是沿圖9和10的線XI-XI顯示依
照本發(fā)明第三實施方式的液晶顯示器件的橫截面圖。
在圖9和11中，LCD器件200包括彼此面對并間隔開的第一和第二基板 205和245。第一基板205包括第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3 和SP4。在第一基板205上形成有第一柵線210a、第二柵線210b和柵極電極 212。盡管在圖11中柵極電極212與第四子像素SP4中的第二柵線210b連接， 但第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每個都包括柵極電極。在第一柵 線210a、第二柵線210b和柵極電極212上形成有無機和有機絕緣材料之一的 柵極絕緣層，在柵極電極212之上的柵極絕緣層214上形成有半導體材料，如 無定形硅(a-Si:H)的有源層216。盡管圖11中沒有示出，但第一、第二和第 三子像素SP1， SP2和SP3每個都包括有源層。在有源層216上彼此間隔開地 形成有導電材料的源極和漏極電極218a和218b。柵極電極212、有源層216、 源極電極218a和漏極電極218b組成了第四薄膜晶體管(TFT) T4。此夕卜，第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3分別包括第一、第二和第三TFT。
在柵極絕緣層214上形成有與第一和第二柵線210a和210b交叉以確定第 一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4的第一和第二數據線220a 和220b。源極電極218a與第二數據線221b連接。在第一數據線220a、第二 數據線220b、源極電極218a和漏極電極218b上形成有無機和有機絕緣材料 之一的鈍化層219。鈍化層219具有暴露漏極電極218a的漏極接觸孔219a。 在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2, SP3和SP4中的鈍化層219上 分別形成有透明導電材料的第一、第二、第三和第四像素電極230a， 230b， 230c和230d。第一、第二、第三和第四像素電極230a， 230b， 230c和230d 每個都與第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4每個中的相 應漏極電極連接。例如，第四像素電極230d通過第四子像素SP4中的漏極接 觸孔219a與漏極電極218b連接。
與第一 TFT Tl連接的第一像素電極230a形成在由第一柵線210a和第一 數據線220a確定的第一子像素SP1中，給第一像素電極230a施加第一數據信 號。類似地，與第二 TFT T2連接的第二像素電極230b形成在由第一柵線210a 和第二數據線220b確定的第二子像素SP2中，給第二像素電極230b施加第二 數據信號。此外，與第三TFT T3連接的第三像素電極230c形成在由第二柵線210b和第一數據線220a確定的第三子像素SP3中，給第三像素電極230c施 加第三數據信號。最后，與第四TFTT4連接的第四像素電極230d形成在由 第二柵線210b和第二數據線220b確定的第四子像素SP4中，給第四像素電極 230d施加第四數據信號。
這里，第一、第二、第三和第四像素電極230a， 230b， 230c和230d彼此 間隔開，相鄰兩個像素電極之間的間隙認為是電場扭曲部件，如狹縫。例如， 靠近第一柵線210a的第四像素電極230d的上邊的外部用作第一像素狹縫 232a，靠近第二柵線210b的第四像素電極230d的下變的外部用作第二像素狹 縫232b。
在圖10和11中，LCD器件200的第二基板245包括第一、第二、第三 和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4。在第二基板245的內表面上形成有與 第一基板205的第一和第二柵線210a和210b、第一和第二數據線220a和220b、 以及第一到第四TFT Tl到T4對應的黑色矩陣250。在黑色矩陣250上形成有 包括第一、第二和第三彩色濾色器260a， 260b和260c的濾色片。第一、第二 和第三彩色濾色器260a， 260b和260c分別形成在第一、第二和第三子像素 SP1， SP2和SP3中的第二基板245的內表面上。因為第四子像素SP4用作視 角調整子像素，所以在第四子像素SP4中不需要彩色圖像的顯示。此外，因為 通過省略濾色片而透射率增加，所以，不在第四子像素SP4中形成濾色片。然 而在另一個實施方式中，在第四子像素SP4中形成透明材料的濾色片(即透明 層)，從而提高LCD器件單元間隙的均勻性和濾色片的平坦特性。
在第一、第二和第三彩色濾色器260a， 260b和260c和第四子像素SP4 中的第二基板上形成有公共電極270。在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4中的公共電極270上分別形成有電介質材料的第一、第二、 第三和第四公共突出280a， 280b， 280c和280d。第一、第二、第三和第四公 共突出280a， 280b， 280c和280d用作電場扭曲部件。每個都具有半球形狀的 第一、第二和第三公共突出280a， 280b和280c分別形成在第一、第二和第三 子像素SP1， SP2和SP3的中部。此夕卜，沿平行于柵線的水平方向具有條形的 第四公共突出280d形成在第四子像素SP4的中部。
如此粘附第一和第二基板205和245，即第四像素電極230d面對公共電 極270，且在第一和第二基板205和245之間形成包括具有負介電常數各向異性的負性液晶分子的液晶層290。盡管圖9， 10和11中沒有示出，但在第一 和第二基板205和245的外表面上分別形成有第一和第二偏振片，第一偏振片 的偏振軸垂至于第二偏振片的偏振軸。例如，第一基板105外表面上的第一偏 振片具有沿平行于柵線的水平方向的偏振軸，第二基板245外表面上的第二偏 振片具有沿平行于數據線的垂直方向的偏振軸。
當給第一和第二柵線210a和210b連續(xù)施加柵極信號時，第一、第二、第 三和第四TFTT1， T2， T3和T4導通，第一、第二、第三和第四數據信號通 過第一和第二數據線220a和220b分別施加到第一、第二、第三和第四像素電 極230a， 230b， 230c和230d。液晶層290中的液晶分子通過在每個第一、第 二、第三和第四像素電極230a， 230b， 230c和230d與公共電極270之間產生 的電場而預取向。電場被第一、第二、第三和第四公共突出280a， 280b， 280c 和280d以及像素狹縫扭曲。因此，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和 SP3每一個中，液晶分子預取向為具有以第一、第二和第三公共突出280a，280b 和280c每一個為中心的扇形，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3 每一個中形成了多疇。此外，在第四子像素SP4中，液晶分子預取向為具有關 于第四公共突出280d對稱的形狀，并形成了雙疇。結果，第一、第二和第三 子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，第四子像素SP4顯示沿前視 角范圍具有低透射率(黑色)，沿預定的左右視角范圍具有高透射率的第二圖 像。
在另一實施方式中，第四子像素SP4的電場扭曲部件，如狹縫和突出可具 有各種形式。圖12和13分別是顯示依照本發(fā)明第四實施方式的液晶顯示器件 的陣列基板和彩色濾色器基板的平面圖。因為依照第四實施方式的LCD器件 的第一、第二和第三子像素與依照第三實施方式的LCD器件的相同，所以將 省略其解釋。
在圖12和13中，第一、第二、第三和第四像素電極330a， 330b， 330c 和330d彼此間隔開，相鄰兩個電極之間的間隙認為是電場扭曲部件，如狹縫。 例如，靠近第一柵線310a的第四像素電極330d的左邊的外部用作第一像素狹 縫332a，靠近第二柵線310b的第四像素電極330d的右邊的外部用作第二像 素狹縫332b。此外，在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4 中的公共電極370上分別形成有電介質材料的第一、第二、第三和第四公共突出380a， 380b， 380c和380d作為電場扭曲部件。每個都具有半球形狀的第一、 第二和第三公共突出380a， 380b和380c分別形成在第一、第二和第三子像素 SPl， SP2和SP3的中部。此外，沿平行于數據線的垂直方向具有條形的第四 公共突出380d形成在第四子像素SP4的中部。
依照第四實施方式的LCD器件的操作與依照第三實施方式的LCD器件的 操作類似。液晶分子通過在每個第一、第二、第三和第四像素電極330a， 330b， 330c和330d與公共電極370之間產生的電場而預取向。電場被第一、第二、 第三和第四公共突出380a, 380b， 380c和380d以及像素狹縫扭曲。因此，在 第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每一個中，液晶分子預取向為具有 以第一、第二和第三公共突出380a， 380b和380c每一個為中心的扇形，在第 一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每一個中形成了多疇。此外，在第四 子像素SP4中，液晶分子預取向為具有關于第四公共突出380d對稱的形狀， 并形成了雙疇。結果，第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角 的第一圖像，第四子像素SP4顯示沿前視角范圍具有低透射率(黑色)，沿預 定的上下視角范圍具有高透射率的第二圖像。
因而，依照第四實施方式具有垂直條形的第四突出部的LCD器件可在寬 視角模式與控制上下視角的窄視角模式之間切換，而依照第三實施方式具有水 平條形的第四公共突出的LCD器件可在寬視角模式與控制左右視角的窄視角 模式之間切換。
盡管在依照每個第三和第四實施方式的LCD器件的每個第四子像素SP4 中形成水平條形或垂直條形的電場扭曲部件，但在依照另一實施方式的LCD 器件的每個第四子像素SP4中可交替地形成水平條形和垂直條形的電場扭曲 部件。由用戶選擇確定水平條形與垂直條形的比率，例如l: 1。
此外，盡管在每個第三和第四實施方式中第一、第二和第三圖像顯示子像 素SP1， SP2和SP3以及第四視角調整子像素SP4組成了用于彩色圖像的單位 像素，但在另一實施方式中，五個子像素，如用于紅色、綠色、藍色和白色的 第一、第二、第三和第四圖像顯示子像素以及第五視角調整子像素組成一個單 位像素。由用戶選擇確定四個圖像顯示子像素與一個視角調整子像素的面積比 率。此外，子像素具有其中子像素沿一條線設置的長條型、其中子像素以2x2 矩陣設置的四方型、以及其中第五子像素設置在2x2矩陣的第一到第四子像素的中心的五片瓦(pentile)型之一。
圖14， 15和16分別是顯示依照本發(fā)明第五、第六和第七個實施方式的液 晶顯示器件的橫截面圖。
在圖14中，LCD器件400包括第一和第二基板405和445以及在第一和 第二基板405和445之間的液晶層490。在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4中的第一基板405內表面上分別形成有第一、第二、第三和 第四像素電極(沒有示出，430b，沒有示出，430d)，在第二基板445的內表 面上形成有公共電極470。第一、第二、第三和第四像素電極(沒有示出，430b， 沒有示出，430d)彼此間隔開，相鄰兩個電極之間的間隙認為是電場扭曲部件， 如狹縫。例如，靠近第一柵線410a的第四像素電極430d的上邊的外部用作第 一像素狹縫432a，靠近第二柵線(沒有示出)的第四像素電極430d的下邊的 外部用作第二像素狹縫432b。此外，在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4中的公共電極470中分別形成有作為電場扭曲部件的第一、 第二、第三和第四公共狹縫(沒有示出，480b，沒有示出和480d)。每個都 具有圓形的第一、第二和第三公共狹縫(沒有示出，480b和沒有示出)分別 形成在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3的中部。沿平行于柵線的水 平方向具有條形的第四公共狹縫480d形成在第四子像素SP4的中部。
液晶層490中的液晶分子通過在每個第一、第二、第三和第四像素電極(沒 有示出，430b，沒有示出和430d)與公共電極470之間產生的電場而預取向。 電場被第一、第二、第三和第四公共狹縫(沒有示出，480b，沒有示出和480d) 以及像素狹縫扭曲。因此，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每一 個中，液晶分子預取向為具有以第一、第二和第三公共狹縫(沒有示出，480b 和沒有示出)每一個為中心的扇形，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和 SP3每一個中形成了多疇。此外，在第四子像素SP4中，液晶分子預取向為具 有關于第四公共狹縫480d對稱的形狀，并形成了雙疇。結果，第一、第二和 第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，第四子像素SP4顯示沿 前視角范圍具有低透射率(黑色)，沿預定的上下視角范圍具有高透射率的第 二圖像。
在圖15中，LCD器件500包括第一和第二基板505和545以及在第一和 第二基板505和545之間的液晶層490。在第一、第二、第三和第四子像素SP1，SP2， SP3和SP4中的第一基板505內表面上分別形成有第一、第二、第三和 第四像素電極(沒有示出，530b，沒有示出，530d)，在第二基板545的內表 面上形成有公共電極570。在第一、第二、第三和第四像素電極(沒有示出， 530b，沒有示出，530d)上形成有作為電場扭曲部件的電介質材料的像素突出。 例如，在靠近第一柵線510a的第四像素電極530d的上邊上形成有第一像素突 出532a，在靠近第二柵線(沒有示出)的第四像素電極530d的下邊上形成有 第二像素突出532b。此外，在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3 和SP4中的公共電極570上分別形成有作為電場扭曲部件的第一、第二、第三 和第四公共突出(沒有示出，580b，沒有示出和580d)。每個都具有圓形的 第一、第二和第三公共突出(沒有示出，580b和沒有示出)分別形成在第一、 第二和第三子像素SP1， SP2和SP3的中部。沿平行于柵線的水平方向具有條 形的第四公共突出580d形成在第四子像素SP4的中部。
液晶層5卯中的液晶分子通過在每個第一、第二、第三和第四像素電極(沒 有示出，530b，沒有示出和530d)與公共電極570之間產生的電場而預取向。 電場被第一、第二、第三和第四公共突出(沒有示出，580b，沒有示出和580d) 以及像素突出扭曲。因此，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每一 個中，液晶分子預取向為具有以第一、第二和第三公共突出(沒有示出，580b 和沒有示出)每一個為中心的扇形，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和 SP3每一個中形成了多疇。此外，在第四子像素SP4中，液晶分子預取向為具 有關于第四公共突出580d對稱的形狀，并形成了雙疇。結果，第一、第二和 第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，第四子像素SP4顯示沿 前視角范圍具有低透射率(黑色)，沿預定的上下視角范圍具有高透射率的第 二圖像。
在圖16中，LCD器件600包括第一和第二基板605和645以及在第一和 第二基板605和645之間的液晶層690。在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3和SP4中的第一基板605內表面上分別形成有第一、第二、第三和 第四像素電極(沒有示出，630b，沒有示出，630d)，在第二基板645的內表 面上形成有公共電極670。在第一、第二、第三和第四像素電極(沒有示出， 630b，沒有示出，630d)上形成有作為電場扭曲部件的電介質材料的像素突出。 例如，在靠近第一柵線610a的第四像素電極630d的上邊上形成有第一像素突出632a，在靠近第二柵線(沒有示出)的第四像素電極630d的下邊上形成有 第二像素突出632b。此外，在第一、第二、第三和第四子像素SP1， SP2， SP3 和SP4中的公共電極670上分別形成有作為電場扭曲部件的第一、第二、第三 和第四公共狹縫(沒有示出，680b，沒有示出和680d)。每個都具有圓形的 第一、第二和第三公共狹縫(沒有示出，680b和沒有示出)分別形成在第一、 第二和第三子像素SP1， SP2和SP3的中部。沿平行于柵線的水平方向具有條 形的第四公共突出680d形成在第四子像素SP4的中部。
液晶層690中的液晶分子通過在每個第一、第二、第三和第四像素電極(沒 有示出，630b，沒有示出和630d)與公共電極670之間產生的電場而預取向。 電場被第一、第二、第三和第四公共狹縫(沒有示出，680b，沒有示出和680d) 以及像素突出扭曲。因此，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3每一 個中，液晶分子預取向為具有以第一、第二和第三公共狹縫(沒有示出，680b 和沒有示出)每一個為中心的扇形，在第一、第二和第三子像素SP1， SP2和 SP3每一個中形成了多疇。此外，在第四子像素SP4中，液晶分子預取向為具 有關于第四公共狹縫680d對稱的形狀，并形成了雙疇。結果，第一、第二和 第三子像素SP1， SP2和SP3顯示寬視角的第一圖像，第四子像素SP4顯示沿 前視角范圍具有低透射率(黑色)，沿預定的上下視角范圍具有高透射率的第 二圖像。
盡管在依照第三到第七實施方式的LCD器件中的每個第一、第二和第三 圖像顯示子像素SP1， SP2和SP3的中部形成有圓形的單個公共狹縫或半圓形 的單個公共突出，但可在依照另一實施方式的LCD器件中的每個第一、第二 和第三圖像顯示子像素SP1， SP2和SP3中形成圓形和多邊形之一的至少兩個 公共狹縫或至少兩個公共突出。
此外，在依照另一實施方式的LCD器件中，可在每個第一、第二和第三 子像素SP1 ， SP2和SP3中形成相對于平行于柵線的水平方向具有大約20°到 大約70。角(優(yōu)選大約40。到大約50。的角，尤其是大約45。的角)的傾斜條形 的像素狹縫、像素突出、公共狹縫或公共突出作為電場扭曲部件。此外，在依 照另一個實施方式的LCD器件中，可在每個第一、第二和第三子像素SP1， SP2和SP3中形成相對于平行于柵線的水平方向具有大約20°到大約70°和大 約110°到大約160。角(優(yōu)選大約40°到大約50°和大約130°到大約140°的角，尤其是大約45。和大約135。的角)的鋸齒條形的像素狹縫、像素突出、公共狹 縫或公共突出作為電場扭曲部件。
此外，在依照另一實施方式的LCD器件中，可在每個第一、第二和第三 子像素SP1， SP2和SP3中形成X形，Y形或變形的Y形的像素狹縫、像素 突出、公共狹縫或公共突出作為電場扭曲部件。當使用傾斜條形、鋸齒形、X 形、Y形或變形的Y形的像素狹縫、像素突出、公共狹縫或公共突出時，第 一基板上的像素狹縫或像素突出具有與第二基板上的公共狹縫或公共突出對 應的形狀并與第二基板上的公共狹縫或公共突出交替。
在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下，本發(fā)明的液晶顯示器件和驅動該液 晶顯示器件的方法可做各種修改和變化，這對于本領域技術人員來說是顯而易 見的。因而，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權利要求及其等價物范圍內的本發(fā)明的 修改和變化。
權利要求
1.一種液晶顯示器件，包括彼此面對且間隔開的第一和第二基板，第一和第二基板的每一個都具有圖像顯示子像素和視角調整子像素；對應于圖像顯示子像素和視角調整子像素的每一個的薄膜晶體管；位于第一和第二基板之間的液晶層，該液晶層具有負介電常數各向異性；圖像顯示子像素中的第一電場扭曲部件；和視角調整子像素中的第二電場扭曲部件。
2. 根據權利要求1所述的液晶顯示器件，其中圖像顯示子像素具有透射 率對視角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最大值，且 隨著視角增加而降低。
3. 根據權利要求l所述的液晶顯示器件，其中視角調整子像素具有透射 率對視角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最小值，在 相對于大約0。的視角彼此大敵對稱的第一和第二視角處具有最大值。
4. 根據權利要求1所述的液晶顯示器件，進一步包括 第一基板內表面上的柵線和數據線，柵線和數據線彼此交叉以確定圖像顯示子像素和視角調整子像素并與薄膜晶體管連接；在第一基板內表面上的圖像顯示子像素和視角調整子像素中的像素電極； 在第二基板內表面上的圖像顯示子像素中的濾色片；和 濾色片上的公共電極。
5. 根據權利要求4所述的液晶顯示器件，其中第一和第二電場扭曲部件 的每一個都包括像素電極上的電介質材料的像素突出、像素電極中的像素狹 縫、公共電極上的電介質材料的公共突出、以及公共電極中的公共狹縫中的至 少一個。
6. 根據權利要求5所述的液晶顯示器件，其中第一電場扭曲部件包括具 有圓形和多邊形之一的至少一個部件，從而在圖像顯示子像素中形成多疇。
7. 根據權利要求5所述的液晶顯示器件，其中第二電場扭曲部件包括具 有水平條形和垂直條形之一的至少一個部件，從而在視角調整子像素中形成雙 疇。
8. 根據權利要求4所述的液晶顯示器件，其中第一電場扭曲部件包括像 素狹縫、像素突出、公共狹縫和公共突出中的至少一個，這些像素狹縫、像素突出、公共狹縫和公共突出中的每一個都具有下述形狀之一相對于平行于柵線的水平方向具有大約20°到大約70。角的傾斜條形、相對于水平方向具有大 約20。到大約70。和大約110°到大約160。角的鋸齒條形、X形、Y形或變形的 Y形。
9. 根據權利要求1所述的液晶顯示器件，其中圖像顯示子像素包括第一、 第二和第三子像素，視角調整子像素包括第四子像素，其中第一、第二、第三 和第四子像素具有其中第一、第二、第三和第四子像素沿單條線設置的條型和 其中第一、第二、第三和第四子像素以2x2矩陣設置的四方型之一。
10. 根據權利要求1所述的液晶顯示器件，其中圖像顯示子像素包括第一、 第二、第三和第四子像素，視角調整子像素包括第五子像素，其中第一、第二、 第三、第四和第五子像素具有其中第一、第二、第三、第四和第五子像素沿單 個線設置的條型和其中第一、第二、第三和第四子像素以2x2矩陣設置且第五 子像素設置在第一、第二、第三和第四子像素中心的四方型之一。
11. 根據權利要求4所述的液晶顯示器件，進一步包括在第二基板內表面 上的視角調整子像素中的透明層。
12. 根據權利要求1所述的液晶顯示器件，進一步包括分別位于第一和第 二基板外表面上的第一和第二偏振片，其中第一偏振片的偏振軸垂直于第二偏 振片的偏振軸。
13. —種制造液晶顯示器件的方法，包括在第一基板上形成柵線和數據線，柵線和數據線彼此交叉，從而確定圖像 顯示子像素和視角調整子像素；形成與柵線和數據線連接的薄膜晶體管；形成與薄膜晶體管連接的像素電極；在第二基板上的圖像顯示子像素中形成濾色片；在濾色片上形成公共電極；在圖像顯示子像素中形成第一電場扭曲部件；在視角調整子像素中形成第二電場扭曲部件；粘附第一和第二基板以使像素電極和公共電極彼此面對；和在第一和第二基板之間形成具有負介電常數各向異性的液晶層。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中圖像顯示子像素具有透射率對視 角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最大值，且隨著視 角增加而降低。
15. 根據權利要求13所述的方法，其中視角調整子像素具有透射率對視 角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最小值，在相對于 大約0。的視角彼此大致對稱的第一和第二視角處具有最大值。
16. 根據權利要求13所述的方法，其中第一和第二電場扭曲部件中的每 一個都包括像素電極上的電介質材料的像素突出、像素電極中的像素狹縫、公 共電極上的電介質材料的公共突出、以及公共電極中的公共狹縫中的至少一 個。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中第一電場扭曲部件包括具有圓形 和多邊形之一的至少一個部件，從而在圖像顯示子像素中形成多疇。
18. 根據權利要求16所述的方法，其中第二電場扭曲部件包括具有水平 條形和垂直條形之一的至少一個部件，從而在視角調整子像素中形成雙疇。
19. 根據權利要求13所述的方法，進一步包括分別在第一和第二基板外 表面上形成第一和第二偏振片，其中第一偏振片的偏振軸垂直于第二偏振片的 偏振軸。
20. —種驅動液晶顯示器件的方法，該液晶顯示器件包括彼此面對且間 隔開的第一和第二基板，第一和第二基板每個都具有圖像顯示子像素和視角調 整子像素；對應于圖像顯示子像素和視角調整子像素每一個的薄膜晶體管；位 于第一和第二基板之間的液晶層，該液晶層具有負介電常數各向異性；圖像顯 示子像素中的第一扭曲部件；和視角調整子像素中的第二電場扭曲部件，該方 法包括當液晶顯示器件以寬視角模式操作時， 通過圖像顯示子像素顯示寬視角的第一圖像；和 通過視角調整子像素在整個視角范圍處顯示黑色， 當液晶顯示器件以窄視角模式操作時， 通過圖像顯示子像素顯示寬視角的第一圖像；禾口通過視角調整子像素在前視角處顯示黑色，在預定視角范圍內顯示第二圖像。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中圖像顯示子像素具有透射率對視 角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最大值，且隨著視 角增加而 降低。
22. 根據權利要求20所述的方法，其中視角調整子像素具有透射率對視 角的下述特性曲線，即其中透射率在大約0。的視角處具有最小值，在相對于 大約0。的視角彼此大致對稱的第一和第二視角處異有最大值。
23. 根據權利要求20所述的方法，其中第二圖像是白色和文本之一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示器件及其驅動方法，包括彼此面對且間隔開的第一和第二基板，第一和第二基板中的每一個都具有圖像顯示子像素和視角調整子像素；對應于圖像顯示子像素和視角調整子像素的每一個的薄膜晶體管；位于第一和第二基板之間的液晶層，該液晶層具有負介電常數各向異性；圖像顯示子像素中的第一電場扭曲部件；和視角調整子像素中的第二電場扭曲部件。
文檔編號G02F1/1362GK101598874SQ20081012694
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權日2008年6月5日
發(fā)明者宋寅赫, 李炅彥, 金臺翰 申請人:樂金顯示有限公司