CN106353936A - 宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法，其中该液晶显示装置包括第一基板、第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有公共电极，该第二基板上由扫描线和数据线限定形成多个子像素，每个子像素内设有像素电极，该第一基板上临近该液晶层设有第一配向膜，该第二基板上临近该液晶层设有第二配向膜，该第一基板上还设有视角控制电极，该视角控制电极为图案化结构且包括相互间隔的多个视角控制电极条，该多个视角控制电极条的延伸方向平行于该第一配向膜的配向方向。本实施例中，通过控制施加在视角控制电极上的电压，可以实现视角控制电极条延伸方向上的宽窄视角切换，具有较强的操作灵活性和方便性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法。
背景技术
液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。
现在的显示器件逐渐朝着宽视角的方向发展，无论是手机移动终端应用，桌上显示器还是笔记本电脑应用，除了宽视角的需求之外，在许多场合还需要显示装置具备宽视角与窄视角相互切换的功能。目前，主要有以下几种方式实现对液晶显示装置的宽视角与窄视角切换。
第一种是在显示屏上贴附百叶遮挡膜来实现，当需要进行防窥时，利用百叶遮挡膜遮住屏幕即可缩小视角。但是，这种方式需要额外准备百叶遮挡膜，给使用者造成极大的不便，而且一张百叶遮挡膜只能实现一种视角，一旦贴附上百叶遮挡膜后，视角便固定了，只能实现窄视角模式，就无法再显示宽视角功能。
第二种是在液晶显示装置中设置双光源背光***用于调节液晶显示装置的视角，该双光源背光***由两层层叠的导光板结合反棱镜片构成，顶层导光板(LGP-T)结合反棱镜片改变光线的走向使得光线限制在比较窄的角度范围，实现液晶显示装置的窄视角，而底部导光板(LGP-B)结合反棱镜片的功能则实现液晶显示装置的宽视角。但是，这种双光源背光***会导致液晶显示装置的厚度及成本均增加，不符合液晶显示装置轻薄化的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法，可实现不同场合的宽窄视角切换，解决现有视角切换方式所具有的弊端。
本发明提供一种宽窄视角可控的液晶显示装置，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有公共电极，该第二基板上由扫描线和数据线限定形成多个子像素，每个子像素内设有像素电极，该第一基板上临近该液晶层设有第一配向膜，该第二基板上临近该液晶层设有第二配向膜，该第一基板上还设有视角控制电极，该视角控制电极为图案化结构且包括相互间隔的多个视角控制电极条，该多个视角控制电极条的延伸方向平行于该第一配向膜的配向方向。
进一步地，该多个视角控制电极条沿着水平方向延伸。
进一步地，该多个视角控制电极条的延伸方向与扫描线相同。
进一步地，该多个视角控制电极条沿着竖直方向延伸。
进一步地，该多个视角控制电极条的延伸方向与数据线相同。
进一步地，该公共电极与该视角控制电极之间设有绝缘层，该视角控制电极相较于该公共电极更靠近该液晶层。
进一步地，该多个视角控制电极条相互电连接在一起。
进一步地，该第二配向膜的配向方向与该第一配向膜的配向方向相互垂直。
本发明还提供一种上述宽窄视角可控的液晶显示装置的视角控制方法，该视角控制方法包括：
在宽视角显示时，向该视角控制电极的多个视角控制电极条施加与该公共电极相同的电压；
在窄视角显示时，向该视角控制电极的多个视角控制电极条施加与该公共电极不同的电压。
进一步地，在宽视角显示时，向该公共电极输出直流公共电压，向该视角控制电极的多个视角控制电极条输出与该公共电极的直流公共电压相同的直流电压；在窄视角显示时，向该公共电极输出直流公共电压，向该视角控制电极的多个视角控制电极条输出围绕该直流公共电压上下波动的周期***流电压。
本发明提供的宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法，通过在第一基板上设置图案化的视角控制电极，视角控制电极的多个视角控制电极条的延伸方向平行于第一配向膜的配向方向，通过控制施加在视角控制电极上的电压，可以实现在视角控制电极条的延伸方向上的宽窄视角切换。从而，在无需使用遮挡膜、基本不增加产品厚度和制作成本的条件下，可基于TN模式的液晶显示实现宽窄视角自由切换，具有较强的操作灵活性和方便性，达到集娱乐视频与隐私保密于一体的多功能液晶显示装置。
附图说明
图1为本发明第一实施例中液晶显示装置的单个子像素的平面示意图。
图2为图1中液晶显示装置的单个子像素沿着II-II线的截面示意图。
图3a至图3b为图2中在视角控制电极与公共电极两者电压相同时液晶分子的排列示意图。
图4a至图4b为图2中在视角控制电极与公共电极两者电压不同时液晶分子的排列示意图。
图5为本发明第二实施例中液晶显示装置的单个子像素的平面示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[第一实施例]
图1为本发明第一实施例中液晶显示装置的单个子像素的平面示意图，图2为图1中液晶显示装置的单个子像素沿着II-II线的截面示意图，请参图1至图2，该液晶显示装置包括第一基板21、与第一基板21相对设置的第二基板22及位于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23。其中，第一基板21为彩色滤光片基板，第二基板22为薄膜晶体管阵列基板。本实施例提供的液晶显示装置适用于扭曲向列型(Twisted Nematic,TN)的液晶显示装置，即基于TN型液晶显示为基础加以改进。
第一基板21在靠近液晶层23的一侧(即内侧)设有公共电极211(commonelectrode)、绝缘层212、视角控制电极213和第一配向膜214。其中，公共电极211可以为整面结构，视角控制电极213具体为图案化结构，公共电极211与视角控制电极213之间设有绝缘层212，视角控制电极213相较于公共电极211更靠近液晶层23。第一配向膜214形成在视角控制电极213上，第一配向膜214临近液晶层23设置。第一配向膜214具有配向方向X1，使液晶层23中靠近第一基板21的液晶分子可以沿着配向方向X1排列。
第二基板22在靠近液晶层23的一侧(即内侧)设有扫描线222、数据线223、薄膜晶体管(TFT)224、像素电极225(pixel electrode)和第二配向膜226。其中，多条扫描线222与多条数据线223相互交叉限定形成呈阵列分布的多个子像素(sub-pixel)，每个子像素例如为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)子像素，每个子像素内设有像素电极225。薄膜晶体管224位于扫描线222与数据线223交叉的位置附近，每个薄膜晶体管224包括栅极、源极及漏极(图未标)，其中栅极电连接对应的扫描线222，源极电连接对应的数据线223，漏极电连接对应的像素电极225。第二配向膜226临近液晶层23设置。第二配向膜226具有配向方向X2，使液晶层23中靠近第二基板22的液晶分子可以沿着配向方向X2排列。本实施例中，第二配向膜226的配向方向X2与第一配向膜214的配向方向X1相互垂直，从而使液晶分子在上下两个基板21、22之间可呈现90°的扭转姿态排列。具体地，可以通过摩擦配向、光配向等方式实现对第一配向膜214与第二配向膜226的配向操作。
应当理解，在本实施例中，图中仅在第一基板21和第二基板22上示意了与本实施例相关的膜层结构，与本实施例不相关的膜层结构则进行了省略。
视角控制电极213用于施加电压以控制该液晶显示装置在宽视角与窄视角之间切换。具体地，视角控制电极213为图案化结构且包括相互间隔的多个视角控制电极条213a，该多个视角控制电极条213a的延伸方向平行于第一配向膜214的配向方向X1。本实施例中，该多个视角控制电极条213a沿着水平方向延伸，且该多个视角控制电极条213a的延伸方向与扫描线222相同。
进一步地，该多个视角控制电极条213a相互电连接在一起，例如可以在非显示区相互电连接在一起。该液晶显示装置还包括驱动芯片(图未示)，该多个视角控制电极条213a与该驱动芯片电连接。由于这些视角控制电极条213a之间相互电连接，因此通过该驱动芯片可以向这些视角控制电极条213a施加统一的电压信号。
上述的视角控制电极213、公共电极211与像素电极225可采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明导电材质制成为透明电极。
视角控制电极213用于控制该液晶显示装置进行视角切换，通过在视角控制电极213的各个视角控制电极条213a上施加电压，可以在各个视角控制电极条213a与公共电极211之间产生不同电压差(即偏压)，使该液晶显示装置实现在宽视角模式与窄视角模式之间切换。
如图3a与图3b所示，当向视角控制电极213上施加与公共电极211相同的电压时，例如向公共电极211输出直流公共电压(即DC Vcom)，同时向各个视角控制电极条213a输出与公共电极211的直流公共电压(即DC Vcom)相同的直流电压信号时，则在视角控制电极213与公共电极211之间没有偏压产生，该液晶显示装置实现正常宽视角显示。此时，如果像素电极225上未施加显示用的电压，则液晶分子在第一基板21与第二基板22之间保持初始的扭转姿态，该液晶显示装置呈现白态，如图3a所示；如果像素电极225上施加显示用的电压，则液晶分子在第一基板21与第二基板22之间的初始扭转姿态被打破，该液晶显示装置呈现黑态，如图3b所示。
如图4a与图4b所示，当向视角控制电极213上施加与公共电极211不同的电压时，例如向公共电极211输出直流公共电压(即DC Vcom)，同时向各个视角控制电极条213a输出围绕该直流公共电压(即DC Vcom)上下波动的周期***流电压时，则在视角控制电极213与公共电极211之间产生偏压，会在第一基板21靠近液晶层23的区域形成水平电场(如图中箭头E所示)，液晶分子在该水平电场作用下发生偏转，最终导致屏幕出现漏光现象，屏幕对比度降低而视角减小，使该液晶显示装置实现窄视角显示。此时，如果像素电极225上未施加显示用的电压，该液晶显示装置呈现白态，如图4a所示；如果像素电极225上施加显示用的电压，该液晶显示装置呈现黑态，如图4b所示。
优选地，本实施例中，在宽视角显示时，向公共电极211输出的电压为直流公共电压(即DC Vcom)，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a输出的电压为与公共电极211的直流公共电压(DC Vcom)相同的直流电压；在窄视角显示时，向公共电极211输出的电压为直流公共电压(DC Vcom)，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a输出的电压为围绕该直流公共电压(DC Vcom)上下波动的周期***流电压，其中该周期***流电压的波形具体可以为方波、正弦波、三角波或锯齿波等。
本实施例中在窄视角显示下，施加于各个视角控制电极条213a上的电压信号为周期性的交流电压，使各个视角控制电极条213a的电压极性相对于公共电极211不断翻转，这样在第一基板21靠近液晶层23的区域形成的水平电场方向不断变化，可以避免第一基板21靠近液晶层23的液晶出现极化。
视角控制电极213的多个视角控制电极条213a的延伸方向平行于第一配向膜214的配向方向X1，当该多个视角控制电极条213a的延伸方向与第一配向膜214的配向方向X1平行时，可以实现视角控制电极条213a延伸方向上的窄视角。本实施例中，该多个视角控制电极条213a平行于第一配向膜214的配向方向X1且沿着水平方向延伸，因此，本实施例可以实现液晶显示装置在左右方向上的窄视角。
| 上/下/左/右方向的视角 | 60°/60°/60°/60° | 60°/60°/30°/30° |
| 中心对比度 | 940 | 385 |
如上表中的试验数据所示，本实施例中，在宽视角显示下，上/下/左/右方向的视角均可以达到60°，中心对比度可以达到940；在窄视角显示下，上/下方向的视角均可以达到60°，但左/右方向的视角降为30°，即在左右方向实现了窄视角显示效果，而窄视角显示时中心对比度可以维持在385。
[第二实施例]
请参图5，本实施例与上述第一实施例的主要区别在于，在本实施例中，该多个视角控制电极条213a沿着竖直方向延伸，而且该多个视角控制电极条213a的延伸方向与数据线223相同。由于在本实施例中，该多个视角控制电极条213a平行于第一配向膜214的配向方向X1且沿着竖直方向延伸，因此，本实施例可以实现液晶显示装置在上下方向上的窄视角。
| 上/下/左/右方向的视角 | 60°/60°/60°/60° | 25°/30°/70°/70° |
| 中心对比度 | 940 | 225 |
如上表中的试验数据所示，本实施例中，在宽视角显示下，上/下/左/右方向的视角均可以达到60°，中心对比度可以达到940；在窄视角显示下，左/右方向的视角均可以达到70°，但上/下方向的视角降为25°～30°，即在上下方向实现了窄视角显示效果，而窄视角显示时中心对比度可以维持在225。
关于本实施例的其他结构，可以参见上述第一实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种液晶显示装置的视角控制方法，用于对上述宽窄视角可控的液晶显示装置进行视角切换控制，该视角控制方法包括：
在宽视角显示时，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a施加与公共电极211相同的电压；
在窄视角显示时，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a施加与公共电极211不同的电压。
进一步地，在宽视角显示时，向公共电极211输出直流公共电压(即DC Vcom)，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a输出与公共电极211的直流公共电压(DC Vcom)相同的直流电压；在窄视角显示时，向公共电极211输出直流公共电压(DC Vcom)，向视角控制电极213的多个视角控制电极条213a输出围绕该直流公共电压(DC Vcom)上下波动的周期***流电压，其中该周期***流电压的波形可以为方波、正弦波、三角波或锯齿波等。
本实施例的视角控制方法与上述实施例中的液晶显示装置属于同一个构思，该视角控制方法的更多内容还可以参见上述实施例中关于液晶显示装置的描述，在此不再赘述。
本发明提供的宽窄视角可控的液晶显示装置及视角控制方法，通过在第一基板上设置图案化的视角控制电极，视角控制电极的多个视角控制电极条的延伸方向平行于第一配向膜的配向方向，通过控制施加在视角控制电极上的电压，可以实现视角控制电极条的延伸方向上的宽窄视角切换。从而，在无需使用遮挡膜、基本不增加产品厚度和制作成本的条件下，可基于TN模式的液晶显示实现宽窄视角自由切换，具有较强的操作灵活性和方便性，达到集娱乐视频与隐私保密于一体的多功能液晶显示装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种宽窄视角可控的液晶显示装置，包括第一基板(21)、与该第一基板(21)相对设置的第二基板(22)以及位于该第一基板(21)与该第二基板(22)之间的液晶层(23)，该第一基板(21)上设有公共电极(211)，该第二基板(22)上由扫描线(222)和数据线(223)限定形成多个子像素，每个子像素内设有像素电极(225)，该第一基板(21)上临近该液晶层(23)设有第一配向膜(214)，该第二基板(22)上临近该液晶层(23)设有第二配向膜(226)，其特征在于，该第一基板(21)上还设有视角控制电极(213)，该视角控制电极(213)为图案化结构且包括相互间隔的多个视角控制电极条(213a)，该多个视角控制电极条(213a)的延伸方向平行于该第一配向膜(214)的配向方向(X1)。
2.根据权利要求1所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该多个视角控制电极条(213a)沿着水平方向延伸。
3.根据权利要求2所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该多个视角控制电极条(213a)的延伸方向与扫描线(222)相同。
4.根据权利要求1所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该多个视角控制电极条(213a)沿着竖直方向延伸。
5.根据权利要求4所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该多个视角控制电极条(213a)的延伸方向与数据线(223)相同。
6.根据权利要求1所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该公共电极(211)与该视角控制电极(213)之间设有绝缘层(212)，该视角控制电极(213)相较于该公共电极(211)更靠近该液晶层(23)。
7.根据权利要求1所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该多个视角控制电极条(213a)相互电连接在一起。
8.根据权利要求1所述的宽窄视角可控的液晶显示装置，其特征在于，该第二配向膜(226)的配向方向(X2)与该第一配向膜(214)的配向方向(X1)相互垂直。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的宽窄视角可控的液晶显示装置的视角控制方法，其特征在于，该视角控制方法包括：
在宽视角显示时，向该视角控制电极(213)的多个视角控制电极条(213a)施加与该公共电极(211)相同的电压；
在窄视角显示时，向该视角控制电极(213)的多个视角控制电极条(213a)施加与该公共电极(211)不同的电压。
10.根据权利要求9所述的宽窄视角可控的液晶显示装置的视角控制方法，其特征在于，在宽视角显示时，向该公共电极(211)输出直流公共电压，向该视角控制电极(213)的多个视角控制电极条(213a)输出与该公共电极(211)的直流公共电压相同的直流电压；在窄视角显示时，向该公共电极(211)输出直流公共电压，向该视角控制电极(213)的多个视角控制电极条(213a)输出围绕该直流公共电压上下波动的周期***流电压。
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