TWI337684B - In-plane switching mode liquid crystal display device with adjustable viewing angle and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1337684 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯示裝置，特別係關於一種具有可調 整視角之平面切換式液晶顯示裝置及其製造方法。 : 【先前技術】 ： 在平面顯示裝置中，液晶顯示裝置受到相當大的矚目。這是 因為液晶顯示裝置能夠以更低能量消耗及更高清晰度運作，且相 • 對於陰極射線管而言，它更可製造為更小的體積和更大的尺寸。 一般而言’透過施加至液晶之電場來改變光學各向異性進而使液 晶顯示裝置運作’其中液晶具有液體流動性以及晶體光學特性。 依照液晶之特性及液晶圖案之結構，液晶顯示裝置可以呈現為各 種形式。特別地是，液晶顯示裝置能夠以扭轉向列式（Twisted Nematic，TN)、多區域式、光學補償多折射式（〇ptica办 Compensated Bii*efiingence，0CB )、平面切換式（匕指加 φ Switching ’ IPS)以及垂直配向式（verticaiAlignment，VA)等形 式運作。 / 在才轉向列式（TN)液晶顯示裝置中，液晶之引導器被設置 為扭轉9G度，並透過電場施加啸則導ϋ;作域式液晶顯示 裝置之運作是將晝讀分為複數舰域’以改變每觸域中之主 要視角方向，進喊供-寬視角；在光學猶多騎式（〇⑶ 液晶顯示裝置中’―補償_被貼附至基板之外表面，以補償光 線之相位變化’·在平面切換式⑽）液晶顯示裝置中，兩個電極 1337684 係形成於-基板上，因此於—平面内扭轉之液晶引導器平行於配 向層：垂直配向式（VA)液晶_裝置透過使職触晶與配向 層垂直’進而允許液晶分子之長軸垂直排列於—配向層平面。 在上述其他類型中，平面切換式液晶顯示裝置包含一彩色濾 光片基板（上基板）與-薄膜陣列基板（下基板），兩基板相對設 置且兩者之間具有—液晶層。此外，—黑色矩陣形成於上基板上， 用以防止錢⑨漏，且於黑色矩陣上形成有—彩色縣層其由 紅、綠及藍之彩色保護層組成以顯現出彩色。 此外，下基板更包含有限定單元畫素之閘極線與資料線、形 成於閘極線與資料線交叉部之轉換裝置，以及一共用電極和畫素 電極，共用電極和晝素電極為交替地相互交叉設置並產生—横向 電場。 下面將結合圖式對習知技術之平面切換式液晶顯示裝置作出 說明。 「第1圖」所示為習知技術之平面切換式液晶顯示裝置之平 面圖，以及「第2圖」所示為「第1圖」沿I-Ι方向之剖視圖。 如「第1圖」及「第2圖」所示’其中閘極線12與資料線15 垂直設置，並相互交叉於下基板Π上，進而定義出畫素、薄膜電 晶體TFT、共用線25、複數個共用電極24、複數個畫素電極 以及電容電極26，其中薄膜電晶體TFT設置於閘極線12與資料 線15之交又部，共用線25設置於各個晝素内，並平行於閘極線 7 1337684 12。複數個共用電極24係由共用線·25處分支並平行於資料線α 畫素電極17係'連接至薄膜電晶體tft之各條極，並且交 也》又置於共用電極24之間並與糾電極 極26則由各個畫素電㈣延伸形成，並覆蓋共用線25的上部 各_膜電晶體TFT包含有—閘極12a、—閘極絕緣層（圖 中未不）、—半導體層14以及—源極l5a與一秘W其中問

極12a係由各個閑極線12分支而成，開極絕緣層形成於包含閉極 ^之整個表面，半導體層14形成於_ 12a上的問極絕緣層上， 而源極153與>及極15b係由各個資料線叫分叉並形成於半導 體層14之兩端。 各個畫素電極17係透過—汲極接觸孔19而連接纽極说。 。且’各個共用線25與共用電極24形成為—整體結構，並同時 2於_ 12巾。各_線25與共_ 24可由低阻抗的 金屬形成’例如銅（CU)、_)、鉻⑹、銦（M。）和欽㈤。 晝素電極Π與共用電極24係以相互交替之方式形成，其中 旦素電極17可以與㈣線啊形成，或者與資料線μ形成於 不同的層’料職極24與畫素電極17可以互相交替地形成— 直線，或者形成一錯齒圖案。 八用電極24與畫素電極〗7可由具有理縣透射率之透明導 體金屬形成，例如氧化銦錫（Indium Tin 〇xide，肋），㈣有上 述結構之液晶_裝置也可以稱魏化__氧化蝴電極^平面 ^37684 切換式液晶顯示裝置。 請參考「第2圖」，-絕緣較被設置於共用電極24盘晝素 =極17之間’以電性隔離共用電極24與畫素電極17。「第2圖」 的參考數字13係表示由氮化石夕或氧化石夕形成之間極絕緣層。

了以如上述方式首絲成共用電極24，稍後再形成畫素電極 7，並且祕在共用電極24與畫素電極17之間填充—絕緣層， 以電性隔離共用電極24與畫素電極^或是，首先形成畫素電極 P ’稍後形成共用_ 24 ’並接著於兩者之間填充—絕緣層來隔 離共用紐24和畫素電極17。此外，共用電極％與晝素電極口 可以由同-層形成而沒有干預絕緣層。而—保護層16更形成於包 含畫素電極17的整個表面上，用以保護各種圖案。 請參考「第2圖」，黑色矩陣22係配置於上基板（即彩色渡 光片基板）21上’用以防止光線$漏，並且由包含紅、綠及藍彩 色保護層之彩色滤光層23設置於各個黑色矩陣η之間。—保護 層29係設置於彩色濾光廣23上’用以保護彩色渡光層23以及使 彩色濾光層23之表面平坦化。黑色矩陣22於位於下基板u兩端 之晝素内延伸至共用電極24，以防止光線由畫素邊緣洩漏。 並且’亦可利用位於晝素邊緣之共用電極24來覆蓋資料線 15，並執行黑色矩陣22之功能。這時，各個共用電極24應當形 成諸如金屬層之擋光層。 平面切換式液晶顯示裝置之下基板丨丨及上基板（彩色濾光片 1337684 基板）21係透過一具有黏附特性之密封膠而對應連接，並如「第 2圖」所示，液晶層31係形成於兩基板之間。 根據具有上述結構之平面切換式液晶顯示裝置，共用電極24 與畫素電極17均形成於相同基板上，係用以旋轉液晶分子％，同 時保持液晶分子32與下基板π平行，並施加—電壓於兩電極之 間，以產生與下基板11相關之橫向電場。 產生的橫向電場減少了液晶關於一觀看方向之雙折射變化。 因此與S知技術之扭轉向列式液晶顯示裝置相比，平面切換式 液晶顯示裝置提供了 一滿意的視角特性。 第3圖」為習知技術之平面切換式液晶顯示裝置之電壓分 佈示意圖，以及「第4A圖」與「第4B圖」分別為沒有施加電壓 與施加有電壓之平面圖。

如「第3圖」所示，當5V的電壓施加於各個共用電極^且 〇V電舰加於各個畫素電極上時，在共用電極μ及晝素電極 Π正上方之位置處分佈有平行於各個共用電極及畫素電極^ 之等勢面（EquiP〇tentia丨Surface)，並且此等勢面之分佈幾乎垂直 於共用電極24與畫素電極17之間的區域。 由於電場方向垂直於等勢面，因此—水平電場形成於共用電 極24與晝素區域π之間的區域’且-垂直電場係形成於各個丘 用電極24與晝素 Π上料區域，並且轉料與垂直電場 以組合的形式形成於各個共用電極Μ及畫素電極^之邊緣區域。 10 1337684 在平面切換式液晶顯示裝置巾，液晶係透過電場控制進行排 列。如「第4A圖」所示，當沿著與初始之其卜極化板之透射轴 相同之方向施加-妓賴至液晶分子32時，液晶分子32之長 軸被定向為平行於電場方向，如「第4β圖」所示。另一方面當 液晶分子具有負值的介電各向導性時，液晶分子之短軸之導向: 平行於電場方向。 特別地是[極化板與—第二極化板係分職應設置於 下基板與上基板之外表面，如此—來，第_極化板與第二極化板 之透射軸呈相互垂直’並藉由位於下基板之配向層之刷磨方向與 其中一極化板之透射軸相互平行，進而獲得一黑色模式。 意即當沒有施加電壓時，液晶分子32之朝向如「第4A圖」 所示’以顯示-黑暗狀態；相反地，當施加一電壓時，「第犯圖」 所示液晶分子32的方向與f場方向平行，進而顯示―光亮狀態。 如上所述’習知技術之平面城式液晶顯示裝置之優點為具 有寬廣的視角’㈣此優點也可能帶來問題。例如，當使用者在 公共場合使用配備有平面切換式液晶顯示面板之個人顯示裝置 時，使用者的隱私與安全將因旁人得以窺視而被侵犯。 為了解決上述問題，可於主液晶面板上附加輔助的液晶面板 來控制視角，進而保護使用者的隱私或者是為了安全的目的。輔 助液晶面板導致黑暗狀態下沿著水平視角方向產生衫的光線沒 漏，因此其能·得視㈣窄。細，這種情況下，不僅需要額 1337684 外地製造用以視角控制的液晶面板，而且整個液晶顯示裝置產品 的厚度及高度需要增加兩倍之多。並且，t用以視角控制之液晶 面板與主液晶面板相互附接時，可能會發生不重合的問題。此外， 當液晶顯錢置使贱視㈣式時，從背光組件人射之光線應必 須進-步地穿_以視角控制之液晶面板，因此減少相當多的前 部亮度。 【發明内容】 繁於以上的問題’本發明駐要目的在於提供—種具有可調 整視角之平面切換式液晶顯錢置及其製造方法，藉以充分避免 由於習知技術之侷限與缺點所導致的問題。 本發明之目的在於提供—種具有可調整視角之平面切換式液 晶顯示裝置及其製造綠，其巾係透·成紅、綠、藍子晝素以 及視角控制子畫素’進而能夠在擁擠的公共場所下保護使用此液 晶顯示裝置之筆記型電腦使用者的隱私及安全。 本發明之另一目的在於提供一種具有可調整視角之平面切換 式液阳顯不裝置及其製造方法，其中能夠選擇性地使用一窄視角 模式與一寬視角模式。 有關本發明之其匕優點、目的及特徵’將在下文的説明中得 到闡明’並且本領域具有—般技術之技藝者可娜下文揭露之試 驗’4然瞭解本發明的部分特徵，或者透過實踐本發明而學習之。 有關本發明的目的及其它優點，可以透過制書及巾請專利範圍 1337684 以及圖式特別指出的構架而實現和獲得。 , A達上述目的及其他優點’本發明所揭露之平面切換 ^液阳顯不裝置包含H板與—第二基板、複數條閘極線與 •資料線、至少―薄膜電晶體、至少-第-畫素電極與第一共用電 極、至少-第二畫素電極、至少—第二共用電極以及—位於第一 基板與第二基制之液晶層。其巾，複數條腿線與資料線係設 置於第-基板上且互相交叉，並定義恤、綠、藍子畫素以及視 角控制子畫素’且薄臈電晶體係設置於間極線與資料線之交叉 而第一畫素電極與第一共用電極係互相分離，並交替地設置 ;、· ’”彔藍子畫素上，第一畫素電極係位於視角控制子畫素上， 且第二朗電極錢置料二基板上，並與第二畫素電極相互對 應。 本發明還提供了一種平面切換式液晶顯示裝置之製造方法， ^係包含下列步驟：首先形成相互交叉之閘極線與資料線於一第一 基板上，並定義出紅、綠、藍子晝素以及視角控制子畫素，接著 形成電晶體於閘極線與資料線之交叉部，接著形成第一共用電極 : 與第一晝素電極於紅、綠、藍子畫素上，其中第一共用電極係平 ·· 行於資料線，而第一晝素電極與第一共用電極係交替設置，接著 形成第二畫素電極於視角控制子畫素上，且形成第二共用電極於 第二基板上，並與第二晝素電極相互對應，最後形成一液晶層於 第一基板與第二基板之間。 13 _ 1337684 此外’本發明揭露之液晶顯示裝置包含有紅、綠及藍子畫素' 視角控制子畫素以及-液晶層，其中紅、綠及藍子晝素具^第一 錢電極與第-共用電極，且第—畫素電極與第—共用電極係交 替设置於-第-基板上’視舱制子畫素具有位於第—基板之第 二晝素電極以及位於第二基板之第二共用電極，而液轉係位於 第一基板與第二基板之間。 再者’本發明揭露之液晶顯示裝置更包含有第—基板與第二 基板、複數條卩雜線與資料線、至少__薄膜電晶體、第—書素電 極與第-共用電極、第二4素電極、第二共用電極以及—液:層。 其中’第-基板與第二基板為相對設置，且閘極線與資料線係設 置於第-基板上並相互交叉，以定義出設置於—單元$素中之第 一子畫素1二子畫素、第三子畫素及細子晝素之^少四個子 畫素’而薄膜電晶體係設置於雜線與資料線之交又部，且第一 晝素電極與第-共用電極係互相分離，並㈣地設置於第—子全 素至第二子晝素上，而第二畫素電極係位於第四子晝素上，且第 四子畫素上沒有設置第一畫素電極與第一共用電極第四子查素 在關閉狀態時執行—宽視龍式’在開啟狀態時執行—窄視角模 式’第二共用電極位於第二基板上，並與第二晝素電極相互對應，、 而液晶層係位於第—基板鮮二基板之間。 【實施方式】 有關本判的龍與實作，紐合賦作最佳實施例詳細說 '爸' 14 1337684 明如下。 「第5圖」所示為本發明-實施例之平面切換式液晶顯示裝 置之平面圖，以及「第6A圖」與「第6B圖」為「第5圖」沿辽 -Π方向之寬視角模式之剖視圖。 本發明揭露第-實施例之液晶顯示裝置包含有—下基板、一 上基板、以及-液晶層，其中液晶層係設置於下基板與上基板之 間，且液晶顯示裝置更包含有-紅色子畫素、一綠色子晝素、一 藍色子晝素、以及一視角控制子畫素。 此紅色子晝素、綠色子畫素及藍色子晝素係形成於上基板 上，並分別包含有紅、綠、藍彩色濾光片，而各個視角控制子晝 素包^有一視角控制共用電極，而非彩色濾、光片。 並且’視角控制共用電極係連接至—視角控制共用線，且此 視角控制共用線係延伸至液晶顯示面板之外端。 複數個制電_畫素電極㈣職於下基板之紅、綠及藍 子晝素中，並藉由施加的電壓產生-橫向電場，*各個視角控制 子畫素係形成—狹板狀，並與各個視肖㈣共料極相對應，藉 由施加的電壓而於各個視角控制晝素電極與視角控制共用電極之 間產生一垂直電場。 虽各個視角控制子畫素處於關閉狀態時，液晶顯示裝置之 紅、綠及藍子晝素執行—寬視賴式；反之，當每個視角控制子 旦素處於開啟狀態時’液晶顯示裝置藉由一側面視角產生的光線 1337684 >曳=執行—窄汹模心當在—f視賴式下鶴各個視角控 •a素時’其視角範圍將透過控制施加於各個共用電極與晝素 電極之至少一電壓位準進行控制。 下面將、纟。5圖式清楚地說明本發明之實施例之結構。 p如「第5圖」、「第6A圖」及「第6B圖」所示，本發明一實 施例所揭露之液晶顯示裝置包含有以直線設置之複數個閑極線 ⑴與複數個資料，線115、及一薄膜電晶體tft，並中資料線⑴ 與開極線112係垂直相交，並定義出子畫素朽、仏洲及卜而 薄膜電晶體TFT係形成於閘極線112與資料線ιΐ5之交又部，用 乂轉換、·工子畫素ρΓ、綠子畫素pg、及藍子畫素％之電壓。此外， 複數個共用電極VeC)mi24分別與各個平行於間極線112之共用線 連接並且垂直分支於一單元畫素中，而各個畫素電極117係 連接至每個薄膜電晶體TFT，並平行於共用電極124。 第5圖」、第6A圖」及「第6B圖」所示，一閘極絕緣 層113更形成於閘極線112與資料線115之間，且問極絕緣層⑴

Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ’ PECVD)沉積無機絕緣層，如氮化石夕與氧化石夕等而形 成。 視角控制子畫素pv包含有一用以轉換電壓之薄膜電晶體與一 視角控制畫素電極5Π，其中薄膜電晶體係設置於閘極線H2與資 料線115之各個交又部’而視角控制晝素電極517係連接至薄膜 \&\ 16 1337684 電晶體，並在各個視角控制子畫素pv中具有—狹板形狀。 如氮化石夕與氧化石夕等無機絕緣金屬，與例如苯環丁烧（bcb) 與丙稀基金屬之有機絕緣金屬之其中之—塗覆至包含有資料線 115的整個表面上，以形成一保護層116，且此保護層μ將整個 表面平坦化並保護形成於其上之圖案。 各個薄膜電晶體包含有-開極112a 一閘極絕緣層ιΐ3、一 半導體層114以及-源極無極丨15a、丨15b，其中閘極丨i2a係由 各個閘極線112分支而成’而閘極絕緣層113係形成於包含有閘 極之整個表面上’半導體層114係透過依序沉積不推雜非晶 矽（a-S〇與摻雜非晶石夕（n+a_Si)而形成，並透過植入離子雜質 至位於閘極112a上之閘極絕緣層113 #形成。源極與祕u5a、 115b係由各個資料，線115處分支而成，並形成於半導體層以之 兩端。每個薄膜電晶體係用以控制施加至單元晝素之電壓，且各 個畫素電極117係穿過-第—接觸孔11%連接至祕⑽。 開極線112與資料線115可由低阻抗金屬形成，例如銅、紹、 紹化敍（AlNd)、翻、鉻、鈦、组、及輯合金，而共用線125 與閘極線112同時形成。 並且，共用電極124與畫素電極in同時由具有理想光透射 率之透明導電金屬所形成，例如銦錫氧化物或是崎氧化物，而 共用電極124更可由低阻抗金屬層形成，並且當形成共用線125 時由共用線125處分支而成。 17 1337684 也就是說，共用電極124可由銦錫氧化物或是銦鋅氧化物形 成，此種氧化物係為透明的導電材料，以使光線可以通過此導電 材料而產生透射，然後共用電極124形成於與畫素電極117相同 之層中。或者，共用電極124可形成於與閘極線112相同之層中。 共用電極124可形成於畫素電極117之上層，或是可以形成於畫 素電極117之下層，並且只要畫素電極117與共用電極124不會 導致短路’晝素電極m即可以形成於與共用_ 124相同的層 各個共用電極124之一端係透過一第二接觸孔11%電性連接 至各個共用線125,因此各個共用線125之電舰夠施加至各個共 用電極124上。為了施加電壓，遂於畫素電極m之一端結合為 個整體’以連接至每個馳電晶體之汲極n5b，而各個共用電 極124與畫素電極1Π形成為一直線或是一鑛齒狀，且共用電極 124與畫素電極117係交替形成並互相平行。 第12圖」為本發明一實施例之液晶面板之彩色濾光片基板 (即上基板）之局部部份平面圖，以及「第13圖」為「第12圖」 沿ΠΙ-ΙΠ方向之剖視圖。 如第5圖」、「第12圖」及「第13圖」所示’其中黑色矩 陣12曰2係形成於與下基板⑴姉應之上基板上，以阻擋薄 膜電aB體區域、f雜線112、資料線115、以及娜區域之光線茂 漏區域❿黑色矩陣122係由如鉻或是氧化鉻等光學密度為3.5 18 或更高的金成’或者是由有機材卿成，例如碳基材料。 並且’衫色遽光層】23係形成於上基板121之紅、綠及藍色 子晝素Pi·、Pg及Pb上’在彩色渡光層⑵$包含有用以提供顏 色之紅、綠、藍耗保護層，且各彩色保護層係按順序排列。一 保護層129形成於彩色濾、光層⑵上，用以使上基板121之内表 面平坦化。 由透明電極材料形成之各個視角控制共用電極524係形成於 上基板m之各個視角控制子畫素Pv中。視角控制共用電極524 係由具有_猶透射率之透卿電金勒彡成，例如銦錫氧化物 或是銦鋅氧化物’且各個視角控制共職極524與各個視角控制 共用線525相互連接’而視角控制共用線525係形成於每個黑色 矩陣122巾並延伸至外端，進而施加訊號。 視角控制共用線525可由具有理想光線透射率之透明導電金 屬所形成，例如麵氧化物或是銦鋅氧化物，或者是可由具有低 阻抗之金屬形成，例如銅、紹、紹化鈥（Α_、翻、絡、欽、組、 及翻鶴合金。 下基板m與上基板12U系透過一密封膠（圖中未示）而相 互連接，其中此密封膠具有特性，且其印刷係沿著上下基 板⑵、111之邊緣。而一液晶層131係形成上下基板⑵、⑴ 之間。 如「第6A圖」及「第6B圖」所示，更可設置一第一極化板 1337684 161與-第二極化板162附接至下基板ln與上基板121之外表 面’使其透射轴互相垂直，致使形成於下基板⑴之配向層之刷 磨方向與其中一極化板之透射軸相互平行，進而獲得一黑色模式。 視角控制子畫素Pv之單元間隙係大於或等於紅、綠及藍色子 畫素Pr、Pg及Pb之單it間隙。這種構架增加了—單元間隙因 此亮度能夠隨著視角而增加，且於此構架中’其對比率得以降低。 具有上述結構之平面切換式（n>s)液晶顯示裝置（lcd)可 執行-寬視紐式或是-窄視賴式。當平面切換式（ips)液晶 顯不裝置執行寬視龍式時…黑色電壓可選擇性地施加至各個 視角控制子畫素Pv。另-方面，當平面切換式（lps)液晶顯示裝 置執行窄視紐式時’電壓將施加至各個視肖控制子畫素pv。 接著，於各個視角控制子畫素pv中產生一垂直電場，以允許 其中的液晶分子垂直移動。因此，無論是否施加電壓，從前側觀 察之透射狀態健持-黑色狀態。於傾斜角度所觀察之透射狀態 能夠隨著施加電壓而改變。 在寬視角模式中，黑色電壓施加至視角控制子畫素Pv，以產 生一黑色狀態。當電壓沒有施加至每個紅、綠及藍色子畫素pr、 Pg及Pb時，液晶分子132之設置如「第6A圖」所示，因此顯示 一黑色狀態。相反地’「第6B圖」所示，當施加一電壓至每個紅、 綠及藍色子畫素Pr、pg&Pb時，液晶分子132之設置將平行於 電場方向，因此顯示一光亮狀態。 20 寬:_本發明之平面切換式液晶顯示裝置可執行-寬視角模式日Γ-乍視角模式。當平面切換式液晶顯示裝置執行 角模式之齡Γ由施加電壓至紅、綠域色子晝素則實現寬視 持/色㈣。黑色技亮，且視脸妍^Ρν雜關閉以維 、第7Α圖」與「第7Β圖」為本發明一實施例之寬視角模式 透射特後圖帛8圖」為本發明一實施例之平面切換式液晶顯 不裝置執行寬視賴式時在視肖㈣子畫素中對比賴視角變化 圖0 、請參考「第7Α圖」與「第7Β圖」’在寬視角模式過程中， 視角控制子畫素PV之透射率約為〇%，以維持一黑色狀態。各個 紅、綠及藍色子晝素Pv、Pg及pb之透射率約為〇%，並且當沒有 知加電壓時（即關閉狀態）變為―黑色狀態，當施加有電壓時（即 開啟狀態）’在整個視角上方變為—光亮狀態，進而使用者能夠觀 察到螢幕。 如「第8圖」所示，在寬視角模式過程中，於整個視角上方 之對比率係呈一致且良好。 本發明一實施例之平面切換式液晶顯示裝置使用一選擇訊 號’以選擇性地在寬視角模式與窄視角模式之間進行轉換。當藉 由選擇訊號選擇寬視角模式時，各個視角控制子畫素將被關閉。 當透過選擇訊號選擇窄視角模式時，各個視角控制子晝素將被開 21 1337684 啟。 置執行窄視角模式 下面將對本發明之平面切換式液晶顯示裝 之操作作出清楚地說明。 第9A圖」、「第9B圖」及 ^ 所*騎行窄視角 、式之本發明之平面切換式液晶顯示裝置沿「第5圏」之㈣方

向:剖细。「第1GA圖」與「第1GB圖」_物明之平面 刀換式液晶顯示裝置執行概角模式的透射特性圖。「第U圖」 所不為當本㈣之平_換歧晶_裝置執行窄視細式_ 視角控制子畫素巾對比率隨著視角變化圖。 ,「第9A圖」所示為當沒有施加電壓時（即關閉狀態）執行窄 視角模式之平面切換式液晶顯示裝置之剖視圖，以及「第犯圖」 所示為當施加電㈣（即開啟狀態）喊行窄視賴式之平面= 換式液晶顯示裝置之剖視圖。 於執行窄視角模式之平面切換式液晶顯稀置中，—垂直電 場形成於各個視角控制子畫素Pv中之各個視角控制共㈣極汹 與各個制控制畫素電極517之間，因此液晶分子132被垂直定 向。 如第9A圖」與「第1〇A圖」所示，當沒有施加電壓時， 於各個紅、綠及藍色子畫素中的各個共用電極m就個書音電 極m之間沒有形成垂直電場，且定位於各個共㈣極124與各 個旦素電極in之間的液晶分子132沒有偏離初始的排列位置， 1337684 因此液晶分子132形成一黑色狀態。 並且，一垂直電場形成於各個視角控制子晝素Pv中的下基板 之各個視角控制畫素電極517與上基板之各個視角控制共用電極 524之間，因此液晶分子132被垂直選擇並定向。 因此’液晶分子132之相位偏差沒有產生於一前視角’並進 而形成一黑色狀態。相反地將產生相當多的遲延，並進而透過視 角控制子畫素中直立的液晶分子132，沿垂直視角方向減少對比

率。因此，垂直視角被減少，進而獲得一窄視角。 此外，請參考「第9B圖」與「第ι〇Α圖」，由於施加電壓時 (即開啟狀態）’ -垂直電場形成於各個共用電極124與畫素電極 1Π之間，因此容納於各個共用電極124與晝素電極117間之液晶 分子132的長轴被定向為平行於電場方向。當液晶分子132具有 負值的介f各向導㈣，液晶分子132之短軸被定向為平行於電 場方向。

另一方面，垂直電場形成於各個視角控制子晝素PV中的下基 板in之各個視角控制畫素電極51?與上基板121之視角控制共 用電極524之間，因此液晶分子132被垂直選擇及定向。 因此，當從前視角觀察時，杉狀態視為整個視野，但是由 容納於視角控制子畫素中的液晶分子產生相當多的遲延，因此 =纽角方向觀看時，對比率將被減少，進而縮減垂直視角 而獲仔一窄視角。 23 产 1337684 根據具有上述結構之本發明一實施例之平面切換式液晶顯示 裝置中，電壓被施加至各個視角控制子畫素pv中，且其透射率接 近為0%。因此，如「第10B圖」所示，在窄視角模式下，當從前 視角觀察時可獲得一黑色狀態，以及當從側視角（例如垂直視角） ' 觀察時’可獲得一光亮狀態。 ， 如上所述，透過容納於各個視角控制子畫素pv甲之直立液晶 分子132在垂直視角方向產生相當多的遲延，並使得對比率減少， • 致使垂直視角降低並獲得窄視角，如「第11圖」所示。 如「第9C圖」所示’於窄視角模式下，透過控制施加至各個 視角控制子晝素Pv之電壓，能夠控制形成於各個視角控制共用電 極524與各個視角控制畫素電極517間之垂直電場。因此，液晶 分子132沿垂直視角方向之遲延值能夠得到控制。 即’透過至少-畫素鲜，其垂直電壓可形成於包含各 個視角控制子畫素之各個視角控制畫素電極517與各個視角控制 •共用電極524之間。因此’使用者能夠控制·覽之螢幕視角為 期望的角度。 ~ 因此，本發明之實施例能夠在沒有任何不便之情况下，甚至 是當-或多個人使用此顯示裝置時，為㈣者提供了可變化之視 角範圍，並同時提供一高清晰度螢幕。 在本發明之實施例中，紅、綠、藍色子晝素pr、^、％，以 及視角控制子畫素Pv能夠以各種方式設置，如，如下文所述， 24 1337684 定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 内田可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視 本說明書_之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖所不為習知技術之平面切換式液晶顯示裝置之平面圖； 第2圖所示為第1圖沿Ι·Ι方向之剖視圖； 第3圖所示為習知技術之平面切換式液晶顯示裝置之電壓分 • 佈圖； 第4Α圖與第4Β圖分別所示為習知技術之平面切換式液晶顯 示裝置沒有施加·與施加電壓之平面圖； 第5圖所示為本發明之平_換式液晶顯示裝置之平面圖； 圖與第6Β圖所示為第5圖沿Η方向之寬視角模式之 刮視圖， 在寬視賴㈣⑽==她顯示裝置 二 j9Α1帛9Β圖及第9C圖所示為執行窄視角槿式之平面 切換式液晶顯示裝置沿第5圖之π_π方向之剖視圖·、式之千面 置執第與第10Β圖所示為本發明之平面切換式液晶顯干穿 置執仃窄則模式的透轉_; 顯不裝 、》) 29 13J7684 模式示為本翻之平面城歧晶顯示裝置執行窄視角 、；時；視角控制子畫素中對比率隨著視角變化圖； 2騎4本發明—實施例之液晶面板之彩级光片基板 之局部平面圖； 第13圖所示為第12圖沿ΠΓ-ΠΙ方向之剖視圖； 第14圖所錢本發㈣—實施例之平面切換歧 之平面圖； 第15圖所示為形成於第14圖之平面切換式液晶顯示裝置之 上基板之線路結構平面圖；以及 一第關與第17圖為本發明另一實施例之平面切換式液晶顯 不裝置之薄膜電晶體基板與彩色濾光片基板之平面圖。 【主要元件符號說明】 11 下基板 12 閘極線 12a 閘極 13 閘極絕緣層 14 半導體層 15 資料線 15a 源極 15b 汲極 16 保護層 1337684

17 晝素電極 19 汲極接觸孔 21 上基板 22 黑色矩陣 23 彩色滤光詹 24 共用電極 25 共用線 26 電容電極 29 保護層 31 液晶層 32 液晶分子 111 下基板 112 閘極線 112a 閘極 113 閘極絕緣層 114 半導體層 115 資料線 115a 源極 115b 汲極 116 保護層 117 畫素電極 1337684 119a 第一接觸孔 119b 第二接觸孔 121 上基板 122 黑色矩陣 123 彩色濾光層 124 共用電極 125 共用線 129 保護層 131 液晶層 132 液晶分子 161 第一極化板 162 第二極化板 517 視角控制畫素電極 524 視角控制共用電極 525 視角控制共用線 531 導電線 533 導電連接圖案

Pr 紅子畫素

Pg 綠子晝素

Pb 藍子畫素

Pv 視角控制子晝素 32

Claims (1)

1337684 99年10月15日替換頁 十、申請專利範圍： 1‘一種平面切換式液晶顯示裝置，其包括有： 一第一基板與一第二基板； 複數條閘極線與資料線，係設置於該第一基板上且互相交 又’以定義紅、綠、藍子晝素、及視角控制子晝素； 至少一薄膜電晶體，係設置於該閘極線與該資料線之交又 部； 至少一第一晝素電極與第一共用電極，係互相分離並交替 地設置於該第一基板之該紅、綠、藍子晝素上； 至少一第二晝素電極，係設置於該第一基板之該視角控制 子晝素上； 至少一第二共用電極，係設置於該第二基板之該視角控制 子畫素上’且對應該第二晝素電極；以及 一液晶層’係設置於該第一基板與該第二基板之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 更包含有一第一極化板與一第二極化板，係分別附接於該第一 基板之一側與該第二基板之一側。 3. 如申請專利範圍第1項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 更包含有分別設置於該第二基板之該紅、綠、藍子晝素之紅、 綠、藍彩色濾光片。 4. 如申請專利範圍第1項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 更包含有至少一设置於該等子畫素與該薄膜電晶體邊界之零 34 色矩陣 99年10月15日替換頁 5. 如申請專利範圍第i項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 更包s有至少-與該第二共用電極連接之共用線，且該第二共 用電極係延伸至該液晶顯示裝置之外側。 ” 6. 如申請專利範圍第5項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 該共用線係由-透明導電㈣或是麵材_成。 、 如申請專利範圍第i項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 該第-共用電極係由一透明導電材料所形成。 8. 如申晴專利範圍第j項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 該視角控制子晝素具有一單元間隙，且該單元間 戈 於該紅、綠、藍色子畫素之單元間隙。 次等 9. 如申清專利範圍第1項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 該第共用電極與該第—晝素電極係形成-直線或是一鑛齒 狀0 1〇.如申請專利範_ 1撕述之平面城式液轉示裝置，盆中 更包含有-驅動電路，係用以提供至少一畫素電壓位準，. 該^角控制子晝素中之該第二晝素電極與該第二共用電極之 間產生一垂直電場。 11如..4利域第5項所述之平面娜式液晶顯示裝置，其中 該’、用線係與*置於該第二基板外侧之導電線相互連接。 12.如申β專利㈣第u項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其 35 1337684 k卯年10月】5曰替換頁 t更包含有一用以電性連接該第一基板與該第二基板之導電 連接圖案。 i3·如申°月專利範圍第1項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其中 更包含有-第-共用線與一第二共用線，係分別設置於該第一 基板與該第二基板上且相互重疊。 14. Ί專她圍第13項所述之平面切換式液晶顯示裝置，其 中該第二畫素電極係連接至該第一共用線。 15. -種平φ切換歧晶顯示裝置之製造方法，其包含以下步驟： 形成複數個相互交叉之閘極線與資料線於一第一基板 上並疋義出紅、綠、藍子晝素以及視角控制子晝素； 形成至少一電晶體於該閘極線與該資料線之交叉部； 形成至少-第-共用電極與第一畫素電極於該第一基板 之該”工、綠、監子晝素上，且鮮_制電極係平行於該資料 線該第旦素電極係與該第一共用電極交替設置； 形成至少-第二晝素電極於該第一基板之該視角控制子 畫素上； 也成至/第一共用電極於一第二基板之該視角控制子 畫素上，謂應於鱗二晝素電極；以及 形成-液晶層於該第—基板與鄉二基板之間。 0.如申吻專利乾圍第15項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 方法其中更包含有形成一極化板於該第一基板與該第二基 36 1337684 99年10月15日替換頁 板一側之步驟。 17.如申請專利範圍第15項所述之平面切換式液日日日顯示裝置之製 &方法’其中更包含有形成紅、綠、藍彩色慮光片於該第二基 板上之步驟。 18·如申印專利祀圍第15項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 &方法’其中更包含有形成至少—連接於該第二共用電極之共 用線之步驟。 19_如申叫專利把圍第15項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 过方法’其巾各該第二共用電極係由_透明導電材料形成。 20.如申„月專利範圍第18項所述之平面切換式液晶顯示裳置之製 以方法’其巾該制線麵—翻導電材贼金屬形成。 申請專利範圍第17項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 ^方法’其中更包含有形成至少—黑色矩陣於該紅、綠、藍彩 色濾光片邊界之步驟。 申請專利範圍第17項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 造方法，其中更包含有形成一保護層於該紅、綠、藍彩色濾光 片上之步驟。 、主申„月專利細第15項所述之平面切換式液晶顯示裳置之製 造枝’其中該第一共用電極係由與該閘極線相同之祐料形 成。 24.如申請專利範圍第15項所述之平面切換式液晶顯示敦置之製 37 1337684 tr㈣—㈣蝴岭 25.==:所—換式-·_ 電壓以產生二共用電極與―加- 專她ϋ第15項所述之平面切換歧 Si二中該IT控制子畫素於-⑽ L且於-乍視角模式下為開啟狀態。 辽如申請專利範圍第15項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 造方法，其中更可對設置於該視角控制子畫素之該第二畫素電 極施加至少一電壓位準。 28.如申請專利範圍第18項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 k方法，其中更包含有形成一導電線以電性連接設置於該第二 基板外側之該共用線之步驟。 29.如申請專利範圍第18項所述之平面切換式液晶顯示裝置之製 造方法’其中更包含有在該形成該液晶層於該第一基板與該第 二基板間之步驟之後，形成一導電連接圖案於該導電線之步 驟。 30. —種液晶顯示裝置，其包含有： 複數個紅、綠及藍子晝素，其具有至少一第一晝素電極與 第一共用電極，且該第一晝素電極與該第一共用電極係交替設 38 1337684 、I 99年10月15日替換頁 ' 置於一第一基板上； 複數個視角控制子晝素，其具有設置於該第一基板之至少 一第二畫素電極，及設置於-第二基板之至少—第二共用電 極；以及 -液晶層，雜置於該第-基板购第二基板之間。 31. 如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示裝置，其中當沒有施 加一電壓時’該視脸制子晝素驅動執行1視角模式，以及 當施加該電壓時，該視餘制子畫素驅動執行—窄視賴式。 32. 如申請專利範圍第31項所述之液晶顯示裝置，其中施加該電 壓形成水平電場於該紅、綠及藍子畫素中，以及沒有施加該 電壓時形成一垂直電場於該視角控制子晝素中。 33·如申凊專利範圍第30項所述之液晶顯示裝置，其中該視角控 制子晝素於一關閉狀態產生黑色狀態，以及於一開啟狀態產生 光亮狀態。 34. 如申請專利範圍第31項所述之液晶顯示裝置，其中當該視角 控制子晝素執行該窄視角模式時，對該第二晝素電極施加至少 用以控制一視角範圍之電壓位準。 35. —種液晶顯示裝置，其包含有： 一第一基板與一第二基板，且兩基板相互對應； 複數個閘極線與資料線，係相互交叉設置於該第一基板 上，並定義位於一單元晝素中之第一子晝素、第二子畫素、第 39 丄/004 一 99年10月15日替換頁 二子晝素及第四子畫素之至少四個子書素. ' 至少聽②晶體，係設置於該_線與該資料線之交叉 部； 至少一第-晝素電極與第一共用電極，係互相分離並交替 设置於該第-基板之該第—子畫素至料三子畫素上； 至少一第二晝素電極’係位於該第一基板之該第四子畫素 上▲，且該細子晝素_p撒態時執行—寬視減式，於開啟 狀態時執行一窄視角模式； 至少一第二共用電極，係設置於該第二基板之該第四子畫 素上，且對應該第二晝素電極；以及 3 液晶層’係設置於該第一基板與該第二基板之間。 如專利把圍第35項所述之液晶顯示裝置，其中藉由施加 37 於該視肖控制子畫素中形成—垂直電場。 =申％專概圍第％項所述之液晶顯示裝置，其中該第四子 '垂直角度係為不透光，以及於一傾斜角度並一施加曾 ®即透光。 如申清專利範圍第35項所述之液晶顯示裝置，其中當該第四 =晝素執行該窄視角模式時，對該第二晝素電極施加至少一用 W控制一視角範圍之電壓位準。 40 1337684 齡⑽修正替換頁: 121