CN101526702A - 视角可控的液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视角可控的液晶显示装置及其驱动方法，该视角可控的液晶显示装置包括上基板，其上设置上基板公共电极；下基板，其上设置像素电极；液晶层，夹于所述上基板和所述下基板之间，并且在未加电的状态下，液晶分子基本垂直于所述上基板排列；所述下基板上还设置多个彼此平行的条状第二公共电极，其中，所述上基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场，以形成第一视角模式，所述下基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场和一平行于所述上基板的电场，以形成第二视角模式。本发明的视角可控的液晶显示装置可以通过选择电极，而简单地调节不同的视角方向。

Description

视角可控的液晶显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法，特别涉及一种能进行视角方向切换的液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
近年来，液晶显示装置以轻薄、低功耗为特征，被广泛用于电子类产品的信息显示。
这些液晶显示装置从视角范围上来分类，可以分成宽视角和窄视角两大类。传统的扭曲向列型(TN型)液晶显示器普遍存在视角上的限制，亦即只有在特定的视角方向才能清晰的看到显示内容。为了改善液晶显示器在视角上的限制，以便使用者从各个角度均能清晰地看到显示内容，现有技术中已有许多关于增大视角的讨论，例如贴附视角补偿膜、多畴垂直取向、面内转换液晶显示器的提出。尽管视角扩大技术已经成为技术发展的方向，但是在某些液晶显示器的应用中却希望能够限制视角，限制使用者必须由特定的角度才能看到影像，以达到保护隐私的目的。
现有技术中，已经对可调视角大小的液晶显示器进行了讨论，在中国专利CN1991466A中提出通过在面内转换液晶显示器(IPS显示模式或者FFS显示模式)中增加一个调制电极，通过调制电极来达到从宽视角到窄视角的转化。该视角转化液晶显示器是在宽视角和窄视角之间进行转化，可以做到在同一个液晶显示器上根据不同的需要分别获得宽视角和窄视角。
前述的现有技术都是在宽视角和窄视角间的切换，虽然宽视角与窄视角切换技术可以满足使用者在安全性和隐私方面的要求，然而对于视角方向多样化需求还是不能满足。为了满足使用者对视角方向多样化的需求，本发明提出了一种新型的视角可控液晶显示装置，可以做到在同一个液晶显示器上根据不同的需要获得不同的视角方向，既可以满足使用者的隐私性，又能满足视角方向多样化。
发明内容
本发明的目的是提供一种视角可控的液晶显示装置，该视角可控的液晶显示装置可以根据不同的需要，容易地获得不同的视角方向。
本发明的又一目的在于提供一种视角可控的液晶显示装置的驱动方法，该驱动方法可以根据不同的需要，简单地调节所述液晶显示装置的视角变化。
为解决上述技术问题，本发明的视角可控的液晶显示装置包括上基板，所述上基板上设置上基板公共电极；下基板，平行于所述上基板，并在所述下基板上设置像素电极；液晶层，夹于所述上基板和所述下基板之间，并且在未加电的状态下，液晶分子基本垂直于所述上基板排列；所述下基板上还设置多个彼此平行的条状第二公共电极，其中，所述上基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场，以形成第一视角模式，所述下基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场和一平行于所述上基板的电场，以形成第二视角模式。
作为本发明的优选方案，本发明的视角可控的液晶显示装置中液晶分子的介电各向异性为负。
作为本发明的优选方案，所述下基板公共电极和所述像素电极之间设置绝缘层。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种视角可控的液晶显示装置的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤对于所述上基板公共电极和所述像素电极施加电压，以生成垂直于所述上基板的电场，提供第一视角模式；对于所述下基板公共电极和所述像素电极施加电压，以生成一垂直于所述上基板的电场和一平行于所述上基板的电场，提供第二视角模式；通过选择施加电压于上基板公共电极或者下基板公共电极，调节所述第一视角模式和所述第二视角模式。
本发明的优点在于，本发明可以利用下基板公共电极与上基板公共电极的电位切换来选择不同的视角方向，因此在操作上极为便利。而且较于其他宽视角与窄视角切换的液晶显示装置，本发明的液晶显示装置具有视角多样性的特点，可以做到不同视角方向的切换，满足使用者对不同方向观看的需求，同时本发明的液晶显示装置可以通过简单的生产工艺实现，从而降低视角可调的液晶显示装置的成本，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明视角可控液晶显示装置的剖面示意图。
图2为本发明视角可控液晶显示装置初始状态的光偏振方向以及液晶取向方向的示意图。
图3为本发明视角可控液晶显示装置于6点钟视角方向时的电极状态示意图。
图4为本发明视角可控液晶显示装置于6点钟视角方向时的加电后液晶分子排列俯视图。
图5为本发明视角可控液晶显示装置于6点钟视角方向时的加电后液晶分子排列俯视图的剖面图。
图6为本发明视角可控液晶显示装置于6点钟视角方向时的视角特性模拟示意图。
图7为本发明视角可控液晶显示装置于9点钟视角方向时的电极状态示意图。
图8为本发明视角可控液晶显示装置于9点钟视角方向时的加电后液晶分子排列俯视图。
图9为本发明视角可控液晶显示装置于9点钟视角方向时的加电后液晶分子排列俯视图的剖面图。
图10为本发明视角可控液晶显示装置于9点钟视角方向时的视角特性模拟示意图。
具体实施方式
下面参照附图，具体说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，图1是本发明视角可控液晶显示装置的剖面示意图。如图中所示，本发明的视角可控液晶显示装置包含有下玻璃基板102、上玻璃基板101。其中，在下玻璃基板102的上表面形成像素电极105，像素电极105上面沉积一层绝缘层106，绝缘层106上形成下基板公共电极104；上玻璃基板101上面形成上基板公共电极103；以及一液晶层107填充于上基板公共电极103和下基板公共电极104之间，液晶层107中的液晶分子具有负的介电各向异性。初始状态时，液晶层107中的液晶分子垂直于上下玻璃基板101、102排列。在本发明的优选实施例中，下基板公共电极104、上基板公共电极103以及像素电极105均为透明电极，例如由氧化铟锡透明导电层形成。绝缘层106可以为一层透明的保护层，例如氮化硅或有机材料层。由于本发明的视角可控液晶显示装置采用了类似面内转化的显示模式，因此下基板公共电极104的优选配置仅形成于部分的像素电极105上方，例如下基板公共电极104形成为多条沿同一方向排列的突起，且相邻条之间有一定的间隔距离，以暴露出部分的像素电极105表面。
图2示出了本发明视角可控液晶显示装置的光偏振方向以及液晶取向方向。如图2所示，本发明的优选实施例中，液晶的取向为垂直取向。通过摩擦工艺使液晶分子具有88度的预倾角，倾斜方向为202所示方向，与像素的短边方向201成5度夹角。上基板的偏光片吸收轴方向为203所示方向，与像素的短边方向201成45度夹角；下基板的偏光片吸收轴方向为204所示方向，与像素的短边方向201成135度夹角，上下基板的偏光片吸收轴方向正交。
本发明视角可控液晶显示装置提供6点钟视角方向模式(下视角方向模式)，因此该视角可控液晶显示装置只能在6点钟方向获得高的对比度，在其他视角方向形成严重的灰阶反转等光学特性差异，从而不能看到清晰的图像。图3所示为本发明视角可控液晶显示装置于6点钟视角方向时的电极状态示意图。如图3所示，为了达到提供6点钟视角方向的目的，本发明的视角可控液晶显示装置6点钟视角方向模式时，利用像素电极105和下基板公共电极104在液晶层107中产生一垂直电场和一水平电场，例如对于像素电极105提供一驱动电压V，使下基板公共电极104接地，以及使上基板公共电极103浮接，以控制液晶的转向，使得液晶层107中的液晶分子朝向垂直于由垂直电场和水平电场组成的平面的方向倒下(液晶层107中的液晶分子具有负的介电各向异性)，与上、下玻璃基板101、102平行。
图3示出了6点钟视角方向模式的示意图。当不加电压的时候，液晶分子垂直排列，偏光片正交贴敷在上下玻璃基板101、102上，此时为暗态。当在像素电极105和下基板公共电极104之间施加电压时，液晶分子朝向垂直于由垂直电场和水平电场组成的平面的方向倒下，也就是朝向下基板公共电极上条纹方向倒下，倒下的方向与上下偏光片的吸收轴方向成45度角，形成亮态。
请参考图4与图5，图4示出了6点钟视角方向模式，施加相应电压时的液晶分子排向分布图。图5示出了图4中AA’的剖面图。图6示出了6点钟视角方向模式的视角特性模拟示意图。
本发明视角可控液晶显示装置提供9点钟视角方向模式(左视角模式)，在该模式下，只能在9点钟方向获得高的对比度，在其他视角方向形成严重的灰阶反转等光学特性差异，从而不能看到清晰的图像。为了达到此目的，本发明的视角可控液晶显示装置在9点钟视角方向模式时利用像素电极105和上基板公共电极103在液晶层107中产生一垂直电场，例如对于像素电极105提供一驱动电压V，使上基板公共电极103接地，以及使下基板公共电极104浮接，以控制液晶的转向，使得液晶层107中的液晶分子朝向预倾的方向202倒下。图7示出了9点钟视角方向模式的示意图。当不加电压的时候，液晶分子垂直排列，偏光片正交贴敷在上下基板上，此时为暗态；当在像素电极105和上基板公共电极103之间施加电压时，液晶分子朝向预倾的方向202倒下(液晶层107中的液晶分子具有负的介电各向异性)，与上下玻璃基板101、102平行，也就是垂直下基板公共电极上条纹方向倒下，倒下的方向与上偏光片的吸收轴方向成40度角、与下偏光片的吸收轴方向成130度角，形成亮态。
请参考图8与图9，图8示出了9点钟视角方向模式，施加相应电压时的液晶分子排向分布图。图9示出了图8中AA’的剖面图。图10示出了9点钟视角方向模式的视角特性图。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改和变型落入所附权利要求书及其等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，包括：
上基板，所述上基板上设置上基板公共电极，
下基板，平行于所述上基板，并在所述下基板上设置像素电极，
液晶层，夹于所述上基板和所述下基板之间，并且在未加电的状态下，液晶分子基本垂直于所述上基板排列，
所述下基板上还设置多个彼此平行的条状第二公共电极，
其中，所述上基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场，以形成第一视角模式，所述下基板公共电极和所述像素电极提供一垂直于所述上基板的电场和一平行于所述上基板的电场，以形成第二视角模式。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述液晶分子的介电各向异性为负。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述下基板公共电极和所述像素电极之间设置绝缘层。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一视角模式的方向和所述第二视角模式的方向基本垂直。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一视角模式为左视角模式，第二视角模式为下视角模式。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述上基板公共电极、所述下基板公共电极和所述像素电极均为透明电极。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述透明电极包括ITO、IZO和IGO的一种或其组合。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中在所述上基板和所述下基板的外侧分别贴附偏光片，并且贴附于所述上基板的偏光片的吸收轴方向垂直于贴附于所述下基板的偏光片的吸收轴方向。
9.一种液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置包括：
上基板，所述上基板上设置上基板公共电极，
下基板，平行于所述上基板，并在所述下基板上设置像素电极，
液晶层，夹于所述上基板和所述下基板之间，并且在未加电的状态下，液晶分子基本垂直于所述上基板排列，
所述下基板上还设置多个彼此平行的条状第二公共电极，
所述驱动方法包括以下步骤：
对于所述上基板公共电极和所述像素电极施加电压，以生成垂直于所述上基板的电场，提供第一视角模式，
对于所述下基板公共电极和所述像素电极施加电压，以生成一垂直于所述上基板的电场和一平行于所述上基板的电场，提供第二视角模式，
通过选择施加电压于上基板公共电极或者下基板公共电极，调节所述第一视角模式和所述第二视角模式。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其中所述第一视角模式的方向和所述第二视角模式的方向彼此垂直。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其中对于所述上基板公共电极和所述像素电极施加电压时，所述下基板公共电极浮置，并且对于所述下基板公共电极和所述像素电极施加电压时，所述上基板公共电极浮置。
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