TWI421576B - 可調整視角之液晶顯示面板 - Google Patents

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Description

可調整視角之液晶顯示面板
本發明係關於一種可調整視角之液晶顯示面板，尤指一種具有視角控制次畫素之液晶顯示面板，其中在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素不提供正視方向之漏光干擾但提供側視方向的漏光干擾，而在廣視角顯示模式下，視角控制次畫素可用做提昇正視以及側視之亮度，但不影響觀看品質。
一般而言，顯示器為了使畫面能提供給多個觀看者，通常具有廣視角的顯示效果，但在某些時候或場合，例如在閱讀機密資訊或輸入密碼時，廣視角的顯示效果卻容易使機密資訊被旁人所窺視而造成機密資訊外洩。因此，為了滿足提供給多個觀看者以及在公眾場合處理機密資訊的兩種不同需求，具有可切換廣視角顯示模式與窄視角顯示模式的可調整視角之顯示器逐漸成為顯示器市場的主流商品之一。
習知顯示器的防窺機制大致上可分為下列數種技術：
一、顯示器直接加裝防窺片：
一般防窺片主要是藉由抑制大視角的亮度，使側視的觀看者無法清楚的讀取所顯示的資訊，達到隱私保護的效果。雖然方法簡單，材料也容易取得，但因為屬於額外加上一片光學膜片，會影響原本正視時顯示器之光學特性及顯示品質，而且也需要手動切換防窺與否，造成使用者在使用上較不方便。
二、背光源控制：
利用原本出射光具有高度準直性的背光源，搭配一可電壓控制的擴散片，例如高分子分散液晶膜(PDLC)，藉由關電壓時可電壓控制的擴散片會將準直光擴散，造成在側視時有光源出射，以提供廣視角顯示模式；開電壓時可電壓控制的擴散片不會對原本的準直光造成擴散的作用，以達成窄視角的顯示模式。此方法主要是藉由控制背光的出射角度，來調整側視的亮度，使側視的人無法讀取顯示資訊。在理想上雖可以完美的避免其他人員窺視資訊，且切換方便，但實際應用上因為光路控制不易，無法達成完全的準直光，雖然可以降低背光源在大視角的分布，但卻無法將大視角的亮度完全降至無法辨識，因此在防窺表現上無法得到令人滿意的效果。
三、加上視角控制模組單元：
在原本正常顯示的顯示模組上，再外加另一片視角控制模組，藉由電壓控制視角控制模組的開關來切換廣視角顯示模式與窄視角顯示模式。此方法在廣視角顯示模式時，不會對原本的影像顯示造成任何干擾或破壞，能保有原本影像的品質。而在窄視角顯示模式下，側視的亮度會被明顯的抑制，而使得側視的人不易判讀影像所顯示的訊息。但因為是由兩片模組所組成，整體重量及厚度皆增加一倍，相對上成本也大幅的提高。
由上述可知，習知顯示器的防窺技術在達到防窺效果的同時往往需要犧牲原有的部分特性，如顯示品質、光學特性、厚度以及重量等，因此習知防窺技術仍具有改善的空間。
本發明之主要目的之一在於提供一種可調整視角之液晶顯示面板，以解決習知技術所面臨的難題。
為達上述目的，本發明提供了一種可調整視角之液晶顯示面板包括第一基板、第二基板、液晶層、複數個彩色次畫素以及複數個視角控制次畫素。第一基板與第二基板相對設置。液晶層包括複數個液晶分子設置於第一基板與第二基板之間。各彩色次畫素之液晶分子包括扭轉向列型液晶分子，且各彩色次畫素包括第一電極設置於第一基板面對第二基板之一內側，以及第二電極設置於第二基板面對第一基板之內側。各視角控制次畫素包括第三電極設置於第一基板面對第二基板之內側、第四電極設置於第一基板面對第二基板之內側，以及第五電極設置於第二基板面對第一基板之內側。
本發明之可調整視角之液晶顯示面板具有視角控制次畫素，其中在廣視角顯示模式下，視角控制次畫素可貢獻亮度，而在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素則可提供側向漏光，藉此干擾側視方向的觀看者，達到防窺的效果。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖至第4圖。第1圖至第4圖繪示了本發明一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖，其中第1圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於廣視角顯示模式之亮態下之示意圖，第2圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於廣視角顯示模式之暗態下之示意圖，第3圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於窄視角顯示模式之亮態下之示意圖，第4圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於窄視角顯示模式之暗態下之示意圖。如第1圖至第4圖所示，本實施例之可調整視角之液晶顯示面板10包括第一基板20、第二基板40、液晶層30、複數個彩色次畫素，以及複數個視角控制次畫素(viewing angle control pixel，簡稱VAC pixel)。第一基板20與第二基板40為相對設置，液晶層30包括複數個液晶分子LC設置於第一基板20與第二基板40之間。彩色次畫素包括紅色次畫素RP、綠色次畫素GP或藍色次畫素BP。各彩色次畫素包括第一電極21設置於第一基板20面對第二基板40之內側，以及第二電極22設置於第二基板40面對第一基板20之內側。此外，在本實施例中，各彩色次畫素之液晶分子LC包括扭轉向列(twist nematic,TN)型液晶分子，其具有扭轉向列效應。在本實施例中，第一基板20可為例如薄膜電晶體基板(亦稱為陣列基板)，而第二基板40可為例如對向基板，且在此狀況下，各彩色次畫素的第一電極21係為彼此電性分離的畫素電極，而第二電極22則為所有彩色次畫素共用的共通電極。第一基板20亦可為對向基板，且第二基板40可為薄膜電晶體基板，且在此狀況下第一電極21為共通電極，而第二電極22為畫素電極。此外，可調整視角之液晶顯示面板10可另包括一彩色濾光片層CF，設置於第一基板20上或第二基板40上。舉例而言，在本實施例中，彩色濾光片層CF係設置於第二基板40之內側，並包括紅色濾光片、綠色濾光片與藍色濾光片分別對應紅色次畫素RP、綠色次畫素GP或藍色次畫素BP。另外，可調整視角之液晶顯示面板10另包括第一偏光片41與第二偏光片42，分別設置於第一基板20與第二基板40之外側，其中第一偏光片41具有第一光穿透軸P1，第二偏光片42具有第二光穿透軸P2，且第一光穿透軸P1與第二光穿透軸P2大體上相互垂直。舉例而言，第一光穿透軸P1之方位角為負45或正135度方向，第二光穿透軸P2之方位角為正45或負135度方向，但不以此為限。再者，第一基板20之內側與第二基板40之內側可分別設置配向膜(圖未示)，用以對液晶分子LC進行配向。
各視角控制次畫素VAC包括第三電極23設置於第一基板20面對第二基板40之內側、第四電極24設置於第一基板20面對第二基板40之內側，以及第五電極25設置於第二基板40面對第一基板20之內側。第三電極23與第四電極24於垂直投影方向上不相互重疊。在本實施例中，第三電極23與第四電極24係位於同一平面上，且第三電極23與第四電極24係為電性分離而具有不同的電壓，但不以此為限。第三電極23與第四電極24可分別為一透明電極，並可由相同的透明導電層所形成。較佳地，視角控制次畫素VAC之第三電極23、第四電極24可與彩色次畫素之第一電極21由相同的透明導電層，例如同一氧化銦錫層所構成，但不以此為限。第三電極23與第四電極24亦可由不同的透明導電層所構成，或是由相同或不同的不透明導電層所構成。此外，視角控制次畫素VAC的第五電極25可與彩色次畫素的第二電極22電性連接，並由相同的透明導電層所構成，但不以此為限。例如，視角控制次畫素VAC的第五電極25亦可與彩色次畫素的第二電極22電性分離。
本發明之可調整視角之液晶顯示面板10具有可切換廣視角顯示模式與窄視角顯示模式之特性，因此可符合各類型使用者的不同需要。以下依序對本發明之可調整視角之液晶顯示面板在廣視角顯示模式之亮態、暗態，以及窄視角顯示模式之亮態、暗態的操作方式進行詳述。
如第1圖所示，在廣視角顯示模式的亮態下，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC的操作方式如下所述。對於彩色次畫素而言，不對彩色次畫素的第一電極21與第二電極22施加電壓，或是對第一電極21與第二電極22施加相同的電壓，以使第一電極21與第二電極22之間不存在垂直電場，此時藉由配向膜的預設配向方向，從第一電極21往第二電極22的方向來看，液晶分子LC的方位角例如大體上會由負45度旋轉至負135度。此外對於視角控制次畫素VAC而言，不對第三電極23與第四電極24施加電壓，或是對第三電極23與第四電極24施加相同的電壓，使視角控制次畫素VAC內不產生水平電場；另外不對第五電極25施加電壓，或對第五電極25施加與第三電極23與第四電極24相同的電壓，使視角控制次畫素VAC內不會產生垂直電場。在不具有垂直電場與水平電場的狀況下，視角控制次畫素VAC內液晶分子LC會與彩色次畫素內的液晶分子LC具有相同的旋轉方式，亦即從第一電極21往第二電極22的方向來看，液晶分子LC的方位角大體上亦會由負45度旋轉至負135度。透過上述操作方式，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC之液晶分子大體上均呈扭轉向列方式排列，因此兩者皆會容許背光的穿透，且對於正視或側視的觀看者而言，都可觀看到可調整視角之液晶顯示面板10的顯示畫面。值得說明的是由於在廣視角顯示模式之亮態下，視角控制次畫素VAC本身亦可貢獻亮度，因此視角控制次畫素VAC可依設計考量而設置白色濾光片、彩色濾光片或不設置濾光片，而使視角控制次畫素VAC可作為白色次畫素、彩色次畫素或透明次畫素。
如第2圖所示，在廣視角顯示模式的暗態下，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC的操作方式如下所述。對於彩色次畫素而言，分別對彩色次畫素的第一電極21與第二電極22施加不同的電壓，或是第一電極21與第二電極22之其中一者施加電壓，以使第一電極21與第二電極22之間產生一垂直電場，藉由垂直電場的存在，可使彩色次畫素內的液晶分子LC站立而呈現垂直配向方式排列，此時背光無法穿透彩色次畫素而形成暗態。此外，對於視角控制次畫素VAC而言，可包括下列兩種操作方式。第一種操作方式為不對第三電極23與第四電極24施加電壓，或是對第三電極23與第四電極24施加相同的電壓，因此視角控制次畫素VAC內不會產生水平電場，而對第五電極25施加一不同於施加在第三電極23與第四電極24的電壓，因此在視角控制次畫素VAC內會產生一垂直電場。藉由垂直電場的存在，可使視角控制次畫素VAC內液晶分子LC站立而呈現垂直配向方式排列，此時背光無法穿透視角控制次畫素VAC而形成暗態。透過上述操作方式，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC兩者皆不會容許背光的穿透。第二種操作方式為對第三電極23與第四電極24施加不同的電壓，或是對第三電極23與第四電極24的其中一者施加電壓，以產生一水平電場；此外，對第五電極25施加一與第三電極23及第四電極24之其中一者相同的電壓，並儘量使第五電極25與第三電極23第四電極24之間不存在垂直電場或存在微弱的垂直電場。藉由第二種操作方式，亦可使視角控制次畫素VAC不貢獻亮度。在實際應用上，上述對於視角控制次畫素VAC的第一種操作方式與第二種操作方式可擇一應用，或是同時應用，亦即部分視角控制次畫素VAC可採取第一種操作方式，而部分視角控制次畫素VAC可採取第二種操作方式。
如第3圖所示，在窄視角顯示模式的亮態下，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC的操作方式如下所述。在窄視角顯示模式的亮態下與在廣視角顯示模式的亮態下，彩色次畫素的操作方式類似。對於彩色次畫素而言，不對彩色次畫素的第一電極21與第二電極22施加電壓，或是對第一電極21與第二電極22施加相同的電壓，以使第一電極21與第二電極22之間不存在垂直電場，此時藉由配向膜的預設配向方向，從第一電極21往第二電極22的方向來看，液晶分子LC的方位角例如大體上會由負45度旋轉至負135度。此外，對於視角控制次畫素VAC而言，對第三電極23與第四電極24施加不同的電壓，或是對第三電極23與第四電極24之其中一者施加電壓，以使第三電極23與第四電極24之間產生一水平電場，此水平電場可驅使液晶分子LC呈平行(homogeneous)排列，並與偏振片中之第一光穿透軸P1或第二光穿透軸P2，其中之一穿透軸方向平行或垂直；同時，對第五電極25施加一不同於第三電極23或第四電極24之電壓，以使第五電極25與第三電極23或第四電極24之間產生一垂直電場，此垂直電場可使液晶分子LC在垂直方向上產生一傾角(tilt angle)。藉由垂直電場對液晶分子LC產生的傾角可使得視角控制次畫素VAC產生側向的漏光，且在此狀態下視角控制次畫素VAC在正視方向上不會貢獻亮度，但在側視方向上會產生漏光而可產生干擾作用。視角控制次畫素VAC可設置在第一基板20的任何位置，且視角控制次畫素VAC的數目可依需求作調整並不需與彩色次畫素的數目對應。再者，利用調整第三電極23、第四電極24與第五電極25的電壓，可改變垂直電場的大小與水平電場的大小，進而改變液晶分子LC的傾角，達到控制側向漏光的作用。舉例而言，視角控制次畫素VAC可包括第一視角控制次畫素、第二視角控制次畫素與第三視角控制次畫素。在提供垂直電場與水平電場的狀況下，第一視角控制次畫素之液晶分子LC可具有一第一傾角，且第一傾角大體上係介於30度至70度之間，例如45度；在僅提供垂直電場而無水平電場的狀況下，第二視角控制次畫素之液晶分子LC可具有一第二傾角，且第二傾角大體上係介於70度至90度之間，例如85度；在僅提供水平電場而無垂直電場的狀況下，第三視角控制次畫素之液晶分子LC可具有一第三傾角，且第三傾角大體上係大於0度且小於等於30度，例如5度。此外，在液晶分子LC具有第一傾角的狀況下，視角控制次畫素VAC可具有較多的側向漏光；在液晶分子LC具有第二傾角與第三傾角的狀況下，視角控制次畫素VAC則具有較小的側向漏光。在實際應用上，視角控制次畫素VAC可自上述第一視角控制次畫素、第二視角控制次畫素與第三視角控制次畫素三種之中任選至少一種、或兩種、或三種。
如第4圖所示，在窄視角顯示模式的暗態下，彩色次畫素與視角控制次畫素VAC的操作方式與廣視角顯示模式的暗態下相同，在此不再贅述。
請再參考第5圖，並一併參考第1圖至第4圖。第5圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板之上視示意圖，其中為清楚表示視角控制次畫素VAC之電極圖案設計，第5圖未繪示出第二基板與液晶層等元件。如第5圖所示，各視角控制次畫素VAC另包括第一開關元件TFT1與第三電極23電性連接以控制第三電極23，以及第二開關元件TFT2與第四電極24電性連接以控制第四電極24。第三電極23與第四電極24彼此電性分離。在本實施例中，第一開關元件TFT1與第二開關元件TFT2係共用相同之閘極線GL，但分別與兩不同之資料線DL1,DL2電性連接。第三電極23包括電性相連且互相垂直的第一主幹電極231與第二主幹電極232，第四電極24包含電性相連且互相垂直的第一主幹電極241與第二主幹電極242，第三電極23之第一主幹電極231與第四電極24之第一主幹電極241平行，且第三電極23之第二主幹電極232與第四電極24之第二主幹電極242平行。此外，第三電極23另包括複數條平行排列之第一條狀電極23A，且第三電極23之各第一條狀電極23A之一端與第三電極23之第一主幹電極231或第二主幹電極232電性連接，第四電極24另包括複數條平行排列之第一條狀電極24A，且第四電極24之各第一條狀電極24A之一端與第四電極24之第一主幹電極241或第二主幹電極242電性連接。此外，第三電極23之第一條狀電極23A以及第四電極24之第一條狀電極24A與第一光穿透軸P1或與第二光穿透軸P2之其中一者平行或垂直。
在上述實施例中，第三電極23與第四電極24係位於第一基板20上之同一平面，且第三電極23與第四電極24在垂直投影方向上不重疊，此一配置方式屬於平面轉換型(in-plane switch,IPS)電極結構，但本發明之應用並不以此為限，而可為其它類型之電極結構，例如邊緣電場切換型(fringe field switch,FFS)電極結構。再者，上述實施例之視角控制次畫素VAC的第一開關元件TFT1與第二開關元件TFT2係共用相同之閘極線GL，但分別與兩不同之資料線DL1,DL2電性連接，亦即2D1G架構，但本發明之應用並不以此為限。下文將針對本發明之可調整視角之液晶顯示面板的不同實施樣態進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。
請參考第6圖。第6圖繪示了本發明另一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖。如第6圖所示，與第5圖之實施例不同之處在於，本實施例之視角控制次畫素VAC的第一開關元件TFT1與第二開關元件TFT2係共用相同之資料線DL，但分別與兩不同之閘極線GL1,GL2電性連接，亦即2G1D架構。
請參考第7圖。第7圖繪示了本發明又一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖。如第7圖所示，與第5圖及第6圖之實施例不同之處在於，本實施例之視角控制次畫素VAC之第三電極23與第四電極24並未藉由開關元件加以控制，第三電極23係與第一導線CW1電性連接並直接接受第一導線CW1的電壓訊號控制，而第四電極24係與第二導線CW2電性連接並直接接受第二導線CW2的電壓訊號控制。
在第5圖至第7圖的實施例中，第三電極23僅具有沿相同方向排列的第一條狀電極23A，且第四電極24僅具有沿相同方向排列的第一條狀電極24A，因此在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素VAC僅會具有單一側向漏光方向。
請參考第8A圖與第8B圖，並一併參考第1圖至第4圖。第8A圖與第8B圖繪示了本發明之平面轉換型電極結構的兩種變化實施例之示意圖。如第8A圖所示，不同於第5圖之實施例，在本實施例中，第三電極23包括第一主幹電極231、複數條平行排列之第一條狀電極23A與複數條平行排列之第二條狀電極23B，其中第一條狀電極23A與第二條狀電極23B彼此不平行，各第一條狀電極23A之一端與第一主幹電極231電性連接，而各第二條狀電極23B之一端分別與相對應的第一條狀電極23A之另一端電性連接；第四電極24包括第一主幹電極241、複數條平行排列之第一條狀電極24A與複數條平行排列之第二條狀電極24B，其中第一條狀電極24A與第二條狀電極24B彼此不平行，各第一條狀電極24A之一端與第一主幹電極241電性連接，而各第二條狀電極23B之一端分別與相對應的第一條狀電極23A之另一端電性連接。此外，第三電極23之第一條狀電極23A與第四電極24之第二條狀電極24B大體上與第一光穿透軸P1平行或垂直，且第三電極23之第二條狀電極23B與第四電極24之第一條狀電極24A大體上與第二光穿透軸P2平行或垂直。
第8B圖所示之電極結構與第8A圖類似，其不同之處在於第三電極23之部分第一條狀電極23A與部分第二條狀電極23B係依序以接續方式連接，而形成類似鋸齒狀的結構；同理，第四電極24之部分第一條狀電極24A與部分第二條狀電極24B亦係依序以接續方式連接，而形成類似鋸齒狀的結構。在第8A圖與第8B圖的實施例中，第三電極23具有沿不同方向排列的第一條狀電極23A與第二條狀電極23B，且第四電極24具有沿不同方向排列的第一條狀電極24A與第二條狀電極24B，因此在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素VAC會具有兩個不同的側向漏光方向。
在上述各實施例中，第三電極23與第四電極24均係位於同一平面上，但並不以此為限。請再參考第9A圖至第9C圖。第9A圖至第9C圖繪示了本發明之平面轉換型電極結構之三種變化實施例之示意圖，其可應用在第1圖至第8B圖中任一者所揭示之平面轉換型電極結構上。在第9A圖至第9C圖所示之實施例中，第三電極23與第四電極24係設置於不同平面，但第三電極23與第四電極24在垂直投影方向上不重疊，因此第三電極23與第四電極24之間仍可透過電壓的控制產生水平電場。如第9A圖所示，第三電極23係為透明電極，其可與第一電極(圖未示)由同一層透明導電層所構成，而第四電極24係為不透明電極，其可與資料線(圖未示)由同一層不透明導電層(第二金屬層)所構成。如第9B圖所示，第四電極24係為透明電極，而第三電極23係為不透明電極，其可選擇性與閘極線(圖未示)由同一層不透明導電層(第一金屬層)所構成。如第9C圖所示，第三電極23係為不透明電極，其可選擇性與資料線(圖未示)由同一層不透明導電層(第二金屬層)所構成，而第四電極24係為不透明電極，其可選擇性與閘極線(圖未示)由同一層不透明導電層(第一金屬層)所構成，但本發明不以此為限，可依照製程設計的不同，亦可以有不同的實施方式，例如：第四電極24係為不透明電極，而第三電極23亦為不透明電極，而且，第三電極23與第四電極24的材質以及製作步驟，亦可選擇性的與其他製程同時或不同時完成。
請參考第10圖。第10圖繪示了本發明又一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板的示意圖。與前述各實施例不同之處在於，本實施例之可調整視角之液晶顯示面板具有邊緣電場切換型電極結構。如第10圖所示，本實施側之可調整視角之液晶顯示面板50之各視角控制次畫素VAC另包括第六電極26設置於第一基板20面對第二基板40之內側，以及絕緣層28設置於第三電極23、第四電極24以及第六電極26之間。各視角控制次畫素VAC之第三電極23係與第四電極24電性連接，且第六電極26與第三電極23、第四電極24係設置於不同平面上，例如第六電極26係設置於第三電極23、第四電極24之下方。此外，第六電極26與第三電極23、第四電極24為電性分離，且第六電極26係為平面型電極。另外，可調整視角之液晶顯示面板50可另包括彩色濾光片層CF，設置於第一基板20上或第二基板40上。舉例而言，在本實施例中，彩色濾光片層CF係設置於第一基板20之內側，亦即將彩色濾光片層製作在陣列基板(COA)的作法。此外，第二電極22與第五電極25可為電性連接而由同一電壓訊號，例如共通訊號加以控制，或電性分離而分別由不同的電壓訊號加以控制。舉例而言，在本實施例中，第二電極22與第五電極25即係由不同的電壓訊號加以控制。
本實施例之可調整視角之液晶顯示面板的彩色次畫素的操作方式與前述各實施例相同，在此不再贅述，以下僅針對視角控制次畫素VAC的操作方式進行詳述。在廣視角顯示模式的亮態下，不對第三電極23、第四電極24以及第六電極26施加電壓，或是對第三電極23、第四電極24與第六電極26施加相同的電壓，使視角控制次畫素VAC內不產生水平電場；另外不對第五電極25施加電壓，或對第五電極25施加與第三電極23、第四電極24及第六電極26相同的電壓，使視角控制次畫素VAC內不會產生垂直電場。在廣視角顯示模式的暗態或在窄視角顯示模式的暗態下，可包括下列兩種操作方式。第一種操作方式為不對第三電極23、第四電極24與第六電極26施加電壓，或是對第三電極23、第四電極24與第六電極26施加相同的電壓，因此視角控制次畫素VAC內不會產生水平電場，而對第五電極25施加一不同於施加在第三電極23、第四電極24與第六電極26的電壓，因此在視角控制次畫素VAC內會產生一垂直電場。藉由垂直電場的存在，可使視角控制次畫素VAC內液晶分子LC站立而呈現垂直配向方式排列，此時背光無法穿透視角控制次畫素VAC而形成暗態。第二種操作方式為對第三電極23、第四電極24與第六電極26施加不同的電壓，或是對第三電極23、第四電極24以及第六電極26的其中一者施加電壓，以產生一水平電場；同時，對第五電極25施加一與第三電極23、第四電極24及第六電極26之其中一者相同的電壓，並儘量使第五電極25與第三電極23、第四電極24或第五電極25與第六電極26之間不存在垂直電場或存在微弱的垂直電場。藉由第二種操作方式，亦可使視角控制次畫素VAC不貢獻亮度。上述對於視角控制次畫素VAC的第一種操作方式與第二種操作方式可擇一應用，或同時應用，亦即部分視角控制次畫素VAC可採取第一種操作方式，而部分視角控制次畫素VAC可採取第二種操作方式。在窄視角顯示模式的亮態下，對第三電極23、第四電極24與第六電極26施加不同的電壓，或是對第三電極23、第四電極24與第六電極26之其中一者施加電壓，以使第三電極23與第四電極24之間產生一水平電場，此水平電場可驅使液晶分子LC呈平行排列並與第一光穿透軸P1或第二光穿透軸P2其中之一穿透軸方向平行或垂直；同時，對第五電極25施加一不同於第三電極23、第四電極24或第六電極26之電壓，以使第五電極25與第三電極23、第四電極24之間或第五電極25與第六電極26之間產生一垂直電場，此垂直電場可使液晶分子LC在垂直方向上產生一傾角。藉由垂直電場對液晶分子LC產生的傾角可使得視角控制次畫素VAC產生側向的漏光，且在此狀態下視角控制次畫素VAC在正視方向上不會貢獻亮度，但在側視方向上會產生漏光而可產生干擾作用。在實際應用上，視角控制次畫素VAC可設置在第一基板20的任何位置，且視角控制次畫素VAC的數目可依需求作調整並不需與彩色次畫素的數目對應。再者，利用調整第三電極23、第四電極24、第五電極25與第六電極26的電壓，可改變垂直電場的大小與水平電場的大小，進而改變液晶分子LC的傾角，達到控制側向漏光的作用。垂直電場與水平電場對於液晶分子LC的傾角的影響如前所述，在此不多加贅述。
請參考第11圖，並一併參考第10圖。第11圖繪示了第10圖所示之第三電極、第四電極的一實施例之上視示意圖。如第11圖所示，各視角控制次畫素VAC之第三電極23包含電性相連且互相垂直的第一主幹電極231與第二主幹電極232，且各視角控制次畫素VAC之第四電極24包含電性相連且互相垂直的第一主幹電極241與第二主幹電極242。第三電極23之第一主幹電極231與第二主幹電極232以及第四電極24之第一主幹電極241與第二主幹電極242彼此連接而形成中空之矩形框架。此外，第三電極23與第四電極24另包括複數條平行排列之第一條狀電極23A，各第一條狀電極23A之一端係與第三電極23之第一主幹電極231或第二主幹電極232電性連接，各第一條狀電極23A之另一端係與第四電極24之第一主幹電極241或第二主幹電極242電性連接，且相鄰之第一條狀電極231之間具有一狹縫(slit)23S。另外，第一條狀電極23A大體上與第一光穿透軸P1以及第二光穿透軸P2之其中一者平行或垂直。
請再參考第12圖，並一併參考第10圖。第12圖繪示了第10圖之第三電極、第四電極的另一實施例之上視示意圖。如第12圖所示，相較於第11圖之實施例，本實施例之第三電極23與第四電極24另包括複數條平行排列之第二條狀電極23B。第一條狀電極23A與第二條狀電極23B彼此不平行，各第一條狀電極23A之一端係與第三電極23之第一主幹電極231或第二主幹電極232電性連接，各第一條狀電極23A之另一端係與相對應之第二條狀電極23B之一端電性連接，各第二條狀電極23B之另一端係與第四電極24之第一主幹電極241或第二主幹電極242電性連接，且相鄰之第一條狀電極23A之間與相鄰之第二條狀電極23B之間具有一狹縫23S。此外，第一條狀電極23A大體上與第一光穿透軸P1平行或垂直，且第二條狀電極23B大體上與第二光穿透軸P2平行或垂直。
請再參考第13圖，並一併參考第10圖。第13圖繪示了第10圖之第三電極、第四電極的又一實施例之上視示意圖。如第13圖所示，第13圖所示之電極結構與第12圖類似，其不同之處在於第三電極23之部分第一條狀電極23A與部分第二條狀電極23B係依序以接續方式連接，而形成類似鋸齒狀的結構；同理，第四電極24之部分第一條狀電極24A與部分第二條狀電極24B亦係依序以接續方式連接，而形成類似鋸齒狀的結構。
在第11圖的實施例中，第三電極23與第四電極24僅具有沿相同方向排列的第一條狀電極23A，因此在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素VAC僅會具有單一側向漏光方向。在第12圖與第13圖的實施例中，第三電極23與第四電極24具有沿不同方向排列的第一條狀電極23A與第二條狀電極23B，因此在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素VAC會具有兩個不同的側向漏光方向。
請再參考第14圖與第15圖。第14圖繪示了本發明一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板於廣視角顯示模式下以正視或側視方向觀看之示意圖，第15圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於窄視角顯示模式下以側視方向觀看之示意圖。本實施例之可調整視角之液晶顯示面板60可劃分為複數個第一區塊62A與複數個第二區塊62B。第一區塊62A與第二區塊62B可呈矩陣型式排列，但不以此為限。在一第一選擇實施例中，任一第一區塊62A內與任一第二區塊62B內均設置有視角控制次畫素，且所有的視角控制次畫素可都選用具有單一側向漏光方向之視角控制次畫素。如第14圖所示，在廣視角顯示模式下，所有的視角控制次畫素對正視方向與側視方向均可貢獻亮度；而如第15圖所示，在窄視角顯示模式下，可藉由電壓的控制將例如第一區塊62A內的視角控制次畫素控制在開啟狀態，並將例如第二區塊62B內的視角控制次畫素控制在關閉狀態。在此狀況下，第一區塊62A內之視角控制次畫素會提供單一側向漏光，而第二區塊62B內之視角控制次畫素無法提供側向漏光，因此可對側視之觀看者造成干擾，達到窄視角顯示效果。在一第二選擇實施例中，任一第一區塊62A內與任一第二區塊62B內均設置有視角控制次畫素，且所有的視角控制次畫素可都選用具有兩個不同的側向漏光方向之視角控制次畫素。同樣地，如第15圖所示，在窄視角顯示模式下，可藉由電壓將例如第一區塊62A內的視角控制次畫素控制在開啟狀態，並將例如第二區塊62B內的視角控制次畫素控制在關閉狀態。在此狀況下，第一區塊62A內之視角控制次畫素會提供兩個不同的側向漏光方向，而第二區塊62B內之視角控制次畫素無法提供側向漏光，因此可對側視之觀看者造成干擾，達到窄視角顯示效果。在一第三選擇實施例中，任一第一區塊62A內與任一第二區塊62B內均設置有視角控制次畫素，且第一區塊62A內與第二區塊62B內設置有具有不同之側向漏光方向的視角控制次畫素。在窄視角顯示模式下，可藉由電壓同時將第一區塊62A內與第二區塊62B內的視角控制次畫素控制在開啟狀態，而由於第一區塊62A內與第二區塊62B內的視角控制次畫素具有不同方向的側向漏光方向，因此可對側視之觀看者造成干擾，達到窄視角顯示效果。在一第四選擇實施例中，任一第一區塊62A內與任一第二區塊62B內均設置有視角控制次畫素，且各視角控制次畫素可分別選自於具有單一側向漏光方向之視角控制次畫素與具有不同之側向漏光方向的視角控制次畫素之任一者。在窄視角顯示模式下，可藉由電壓同時將第一區塊62A內與第二區塊62B內的視角控制次畫素控制在開啟狀態，此時第一區塊62A內與第二區塊62B內的視角控制次畫素均會產生側向漏光，藉此可降低側視方向的對比，亦可具有窄視角顯示作用。在一第五選擇實施例中，可僅於例如第一區塊62A內設置視角控制次畫素，而不在第二區塊62B內設置視角控制次畫素，第二區塊62B內之原視角控制次畫素可僅設計為白色次畫素。在窄視角顯示模式下，藉由電壓將例如第一區塊62A內的視角控制次畫素控制在開啟狀態，且將第二區塊62B內之白色次畫素控制在關閉狀態。在此狀況下，第一區塊62A內之視角控制次畫素會提供側向漏光，而第二區塊62B內之白色次畫素則無法提供側向漏光，因此可對側視之觀看者造成干擾，達到窄視角顯示效果。
綜上所述，本發明之可調整視角之液晶顯示面板具有視角控制次畫素，其中在廣視角顯示模式下，視角控制次畫素可貢獻亮度，而在窄視角顯示模式下，視角控制次畫素則可提供側向漏光，藉此干擾側視方向的觀看者，達到防窺的效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．可調整視角之液晶顯示面板
20．．．第一基板
21．．．第一電極
22．．．第二電極
23．．．第三電極
231．．．第一主幹電極
232．．．第二主幹電極
23A．．．第一條狀電極
23B．．．第二條狀電極
23S．．．狹縫
24．．．第四電極
241．．．第一主幹電極
242．．．第二主幹電極
24A．．．第一條狀電極
24B‧‧‧第二條狀電極
25‧‧‧第五電極
26‧‧‧第六電極
28‧‧‧絕緣層
30‧‧‧液晶層
40‧‧‧第二基板
41‧‧‧第一偏光片
42‧‧‧第二偏光片
50‧‧‧可調整視角之液晶顯示面板
60‧‧‧可調整視角之液晶顯示面板
62A‧‧‧第一區塊
62B‧‧‧第二區塊
VAC‧‧‧視角控制次畫素
LC‧‧‧液晶分子
RP‧‧‧紅色次畫素
GP‧‧‧綠色次畫素
BP‧‧‧藍色次畫素
CF‧‧‧彩色濾光片層
P1‧‧‧第一光穿透軸
P2‧‧‧第二光穿透軸
TFT1‧‧‧第一開關元件
TFT2‧‧‧第二開關元件
GL‧‧‧閘極線
GL1‧‧‧閘極線
GL2‧‧‧閘極線
DL‧‧‧資料線
DL1‧‧‧資料線
DL2‧‧‧資料線
CW1‧‧‧第一導線
CW2‧‧‧第二導線
第1圖至第4圖繪示了本發明一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖。
第5圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板之上視示意圖。
第6圖繪示了本發明另一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖。
第7圖繪示了本發明又一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板之示意圖。
第8A圖與第8B圖繪示了本發明之平面轉換型電極結構的兩種變化實施例之示意圖。
第9A圖至第9C圖繪示了本發明之平面轉換型電極結構之三種變化實施例之示意圖。
第10圖繪示了本發明又一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板的示意圖。
第11圖繪示了第10圖之第三電極/第四電極的一實施例之上視示意圖。
第12圖繪示了第10圖之第三電極/第四電極的另一實施例之上視示意圖。
第13圖繪示了第10圖之第三電極/第四電極的又一實施例之上視示意圖。
第14圖繪示了本發明一較佳實施例之可調整視角之液晶顯示面板於廣視角顯示模式下以正視或側視觀看之示意圖。
第15圖繪示了本實施例之可調整視角之液晶顯示面板於窄視角顯示模式下以側視觀看之示意圖。
10．．．可調整視角之液晶顯示面板
20．．．第一基板
21．．．第一電極
23．．．第三電極
231．．．第一主幹電極
232．．．第二主幹電極
23A．．．第一條狀電極
24．．．第四電極
241．．．第一主幹電極
242．．．第二主幹電極
24A．．．第一條狀電極
TFT1．．．第一開關元件
TFT2．．．第二開關元件
GL．．．閘極線
DL1．．．資料線
DL2．．．資料線
RP．．．紅色次畫素
GP．．．綠色次畫素
BP．．．藍色次畫素
VAC．．．視角控制次畫素

Claims (39)

  1. 一種可調整視角之液晶顯示面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，包括複數個液晶分子，設置於該第一基板與該第二基板之間；複數個彩色次畫素，其中各該彩色次畫素之該等液晶分子包括扭轉向列(twisted nematic)型液晶分子，且各該彩色次畫素包括；一第一電極，設置於該第一基板面對該第二基板之一內側；以及一第二電極，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側；以及複數個視角控制次畫素，其中各該視角控制次畫素包括；一第三電極，設置於該第一基板面對該第二基板之一內側；一第四電極，設置於該第一基板面對該第二基板之該內側；以及一第五電極，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側，其中於一窄視角顯示模式下，該等視角控制次畫素包括至少一第一視角控制次畫素，且該第一視角控制次畫素之該第三電極與該第四電極之間具有一水平電場，該第一視角控制次畫素之該第五電極與該第三電極/該 第四電極之至少其中一者之間具有一垂直電場，且該第一視角控制次畫素之該等液晶分子在一垂直方向上具有一第一傾角。
  2. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第一傾角大體上係介於30度至70度之間。
  3. 如請求項2所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第一傾角大體上為45度。
  4. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於該窄視角顯示模式下，該等視角控制次畫素另包括至少一第二視角控制次畫素，且該第二視角控制次畫素之該第五電極與該第三電極/該第四電極之至少其中一者之間具有一垂直電場，且該第二視角控制次畫素之該等液晶分子在該垂直方向上具有不同於該第一傾角之一第二傾角。
  5. 如請求項4所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第二傾角大體上係介於70度至90度之間。
  6. 如請求項5所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第二傾角大體上為85度。
  7. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於該窄視角顯示模式下，該等視角控制次畫素另包括至少一第三視角控制次畫素，且該第三視角控制次畫素之該第三電極與該第四電極之間具有一水平電場，且該第三視角控制次畫素之該等液晶分子在該垂直方向上具有不同於該第一傾角之一第三傾角。
  8. 如請求項7所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第三傾角大體上係大於0度且小於等於30度。
  9. 如請求項8所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第三傾角大體上為5度。
  10. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於一廣視角亮態顯示模式下，該等視角控制次畫素之該等液晶分子大體上係呈扭轉向列方式排列。
  11. 如請求項10所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於該廣視角亮態顯示模式下，該視角控制次畫素包括一白色次畫素、一透明次畫素或一彩色次畫素。
  12. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於一廣視角暗態顯示模式下，該等視角控制次畫素之該等液晶分子係呈垂直配向方式排列。
  13. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該彩色次畫素包括一紅色次畫素、一綠色次畫素或一藍色次畫素。
  14. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素另包括一第一開關元件用以控制該第三電極，以及一第二開關元件用以控制該第四電極。
  15. 如請求項14所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第一開關元件與該第二開關元件係共用一閘極線，以及與兩不同之資料線電性連接。
  16. 如請求項14所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第一開關元件與該第二開關元件係共用一資料線，以及與兩不同之閘極線電性連接。
  17. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，另包括一第一導線與一第二導線設置於該第一基板之上，其中各該視角控制次畫素之該第三電極係與該第一導線電性連接，各該視角控制次畫素之該第四電極係與該第二導線電性連接。
  18. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，另包括一彩色濾光片層，設置於該第一基板上或該第二基板上。
  19. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，另包括一第一偏光片與一第二偏光片，分別設置於該第一基板之一外側與該第二基板之一外側，其中該第一偏光片具有一第一光穿透軸，該第二偏光片具有一第二光穿透軸，且該第一光穿透軸與該第二光穿透軸大體上相互垂直。
  20. 如請求項19所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極與該第四電極於一垂直投影方向上係不相互重疊。
  21. 如請求項19所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極更包含電性相連且互相垂直的一第一主幹電極與一第二主幹電極，且各該視角控制次畫素之該第四電極更包含電性相連且互相垂直的一第一主幹電極與一第二主幹電極，該第三電極之該第一主幹電極係與該第四電極之該第一主幹電極平行，該第三電極之該第二主幹電極係與該第四電極之該第二主幹電極平行。
  22. 如請求項21所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極另包括複數條平行排列之第一條狀電極，該第三電極之各該第一條狀電極之一端與該第三電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接，各該視角控制次畫素之 該第四電極另包括複數條平行排列之第一條狀電極，該第四電極之各該第一條狀電極之一端與該第四電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接。
  23. 如請求項22所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極之該等第一條狀電極以及該第四電極之該等第一條狀電極係與該第一光穿透軸與該第二光穿透軸之其中一者實質上平行。
  24. 如請求項22所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極更包括複數條平行排列之第二條狀電極分別與該第三電極之相對應的該等第一條狀電極電性連接，各該視角控制次畫素之該第四電極更包括複數條平行排列之第二條狀電極分別與該第四電極之相對應的該等第一條狀電極電性連接，該第三電極之該等第一條狀電極與該第四電極之該等第二條狀電極大體上與該第一光穿透軸平行或垂直，且該第三電極之該等第二條狀電極與該第四電極之該等第一條狀電極大體上與該第二光穿透軸平行或垂直。
  25. 如請求項20所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極與該第四電極係為電性分離。
  26. 如請求項20所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角 控制次畫素之該第三電極與該第四電極係設置於同一平面上，且該第三電極與該第四電極係分別為一透明電極。
  27. 如請求項20所述之可調整視角之液晶顯示面板，另包括一絕緣層，設置於各該視角控制次畫素之該第三電極與該第四電極之間，該第三電極與該第四電極係設置於不同平面上，其中該第三電極包括一透明電極或一不透明電極，且該第四電極包括一透明電極或一不透明電極。
  28. 如請求項19所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素另包括一第六電極設置於該第一基板面對該第二基板之該內側，以及一絕緣層設置於該第三電極/該第四電極以及該第六電極之間，各該視角控制次畫素之該第三電極係電性連接至該第四電極，該第六電極與該第三電極/該第四電極係設置於不同平面上，且該第六電極與該第三電極/該第四電極電性分離。
  29. 如請求項28所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該各該視角控制次畫素之該第六電極係為一平面型電極。
  30. 如請求項29所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中各該視角控制次畫素之該第三電極更包含電性相連且互相垂直的一第一主幹電極與一第二主幹電極，且各該視角控制次畫素之該第四電極更包含電性相連且互相垂直的一第一主幹電極與一第二主幹 電極，該第三電極之該第一主幹電極與該第二主幹電極以及該第四電極之該第一主幹電極與該第二主幹電極彼此連接而形成一中空之矩形框架。
  31. 如請求項30所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第三電極與該第四電極另包括複數條平行排列之第一條狀電極，各該第一條狀電極之一端係與該第三電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接，各該第一條狀電極之另一端係與該第四電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接，且相鄰之該等第一條狀電極之間具有一狹縫(slit)。
  32. 如請求項31所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該等第一條狀電極大體上與該第一光穿透軸以及該第二光穿透軸之其中一者平行。
  33. 如請求項30所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該第三電極與該第四電極另包括複數條平行排列之第一條狀電極與複數條平行排列之第二條狀電極，該等第一條狀電極與該等第二條狀電極彼此不平行，各該第一條狀電極之一端係與該第三電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接，各該第一條狀電極之另一端係與相對應之各該第二條狀電極之一端電性連接，各該第二條狀電極之另一端係與該第四電極之該第一主幹電極或該第二主幹電極電性連接，且相鄰之該等第一條狀電極之間與相鄰之 該等第二條狀電極之間具有一狹縫。
  34. 如請求項33所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該等第一條狀電極大體上與該第一光穿透軸平行或垂直，且該等第二條狀電極大體上與該第二光穿透軸平行或垂直。
  35. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該可調整視角之液晶顯示面包括至少一第一區塊(domain)與至少一第二區塊，至少部分該等視角控制次畫素係設置於該第一區塊內，且至少部分該等視角控制次畫素係設置於該第二區塊內。
  36. 如請求項35所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於一窄視角顯示模式下，該第一區塊內之該等視角控制次畫素為開啟狀態而具有側向漏光，該第二區塊內之該等視角控制次畫素為關閉狀態而不具有側向漏光。
  37. 如請求項35所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於一窄視角顯示模式下，該第一區塊內之該等視角控制次畫素與該第二區塊內之該等視角控制次畫素為開啟狀態，且該第一區塊內之該等視角控制次畫素與該第二區塊內之該等視角控制次畫素具有不同方向的側向漏光。
  38. 如請求項35所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中於一窄視 角顯示模式下，該第一區塊內之該等視角控制次畫素與該第二區塊內之該等視角控制次畫素為開啟狀態，且該第一區塊內之該等視角控制次畫素與該第二區塊內之該等視角控制次畫素皆具有相同方向之側向漏光，使該窄視角顯示模式時側視方向的對比下降。
  39. 如請求項1所述之可調整視角之液晶顯示面板，其中該可調整視角之液晶顯示面包括至少一第一區塊與至少一第二區塊，該等視角控制次畫素係設置於該第一區塊內，該第二區塊內未設置該等視角控制次畫素，僅設置一白色次畫素，且於一窄視角顯示模式下，該第一區塊內之該等視角控制次畫素為開啟狀態而具有側向漏光，該第二區塊內之該等白色次畫素為關閉狀態，不具有側向漏光。
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