CN1916705A - 液晶显示装置及其视角控制方法 - Google Patents

液晶显示装置及其视角控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1916705A
CN1916705A CNA2006101159190A CN200610115919A CN1916705A CN 1916705 A CN1916705 A CN 1916705A CN A2006101159190 A CNA2006101159190 A CN A2006101159190A CN 200610115919 A CN200610115919 A CN 200610115919A CN 1916705 A CN1916705 A CN 1916705A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
sub
liquid crystal
orientation
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101159190A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100416358C (zh
Inventor
桃井优一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Display Co Ltd
Original Assignee
LG Philips LCD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Philips LCD Co Ltd filed Critical LG Philips LCD Co Ltd
Publication of CN1916705A publication Critical patent/CN1916705A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100416358C publication Critical patent/CN100416358C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • G02F1/133761—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle with different pretilt angles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/52—RGB geometrical arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本发明提供液晶显示装置及其视角控制方法。本发明公开了一种液晶显示装置，该液晶显示装置可以显示宽视角，还可以在需要时通过沿眼光转动的方向泄漏光而降低对比度从而使视角变窄，该液晶显示装置包括液晶显示板，所述液晶显示板具有至少一个像素，所述至少一个像素包括显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向。

Description

液晶显示装置及其视角控制方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示(LCD)装置及其视角控制方法。
背景技术
近来，LCD装置广泛用于字处理器和个人计算机的显示器，这是因为可以用低电压来驱动LCD装置。LCD装置包括用配向处理加工过的基板，从而获得均匀的画面图像。在这一方面，LCD装置具有视觉依赖性，即，所观看到的图像可能根据方向而变化。
例如，在TN和STN模式LCD装置的情况下，通过使用长且细的液晶分子的配向方向来控制光的方向，从而其具有视角窄的问题。
为了克服LCD装置中的这种视觉依赖性问题，已经公开了多种方案。例如，日本特开平9-19740号公报公开了一种具有视角控制结构的LCD装置，其中将准直光入射在彼此接合的两个液晶显示板上。
以下，对根据现有技术的LCD装置中的视角控制方法进行如下说明。
图1B和1D是示意性地例示了具有彼此接合的两个液晶显示板(准直光入射于其上)的LCD装置的剖面图。
首先，准直光入射在第一LCD板1上。第一LCD板1在结构上与现有技术的显示图像的LCD板相同。
然后，来自第一LCD板1的光入射在第二LCD板2上，其中，第二LCD板对光的透射和散射进行控制。对光的透射得到窄视角模式，对光的散射得到宽视角模式。
此时，由TN LCD板形成第一LCD板，由聚合体散布型LCD板形成第二LCD板2。
同时，如果使用高分子散布型LCD板的第二LCD板2，则如图1D所示，散布在聚合体中的液晶小滴的液晶分子是随机排列的。由此，入射光按与表面透射光(6a)的亮度相同的亮度散射(6b、6c)。
在此情况下，图1C示出了表示亮度与视角之间的关系的曲线图。
同时，如图1B所示，当施加电压时，散布在聚合体中的液晶小滴的液晶分子沿电力线排列，由此透明地透射光。
由于入射了准直光，因此在通过向第二LCD板2施加电压来显示窄视角模式时，图1A示出了表示亮度与视角之间的关系的曲线图。通过对观察的亮度进行控制，可以控制视角。
在现有技术中，必须提供用于使从荧光灯输出的光准直的器件，并且必须执行附加处理以接合聚合体散布型LCD板，从而增加了制造成本。
接下来，日本特开2004-325563号公报公开了一种LCD装置。在此情况下，在垂直配向模式下，通过改变电极结构来控制视角。通过使电极分裂，使得形成在电极中间的多个开口之间的间隔倾斜。此外，通过改变电力线的形状来控制亮度，从而改变视角。
然而，由于在制造过程中确定了电极结构，因此在形成了LCD板之后不可能改变电极结构。因此，对几种电极形状进行混合，由此形成像素。然后，选择具有最优视角特性的图案的像素，而不显示其他像素，从而使得光效率劣化。
如上所公开的，关于视角控制效率，除了使最大亮度向一个方向偏转之外，没有得到任何效果。
专利文献1：日本特开平9-19740号公报
专利文献2：日本特开2004-325563号公报
专利文献3：日本特开2001-166309号公报
发明内容
因此，本发明旨在提供一种LCD装置，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的目的是提供一种LCD装置，其可以显示宽视角，还可以在需要时通过沿眼光转动的方向泄漏光来降低对比度从而使视角变窄。
本发明的附加优点、目的以及特征将在下面的说明中部分地得到阐述，并且对于本领域普通技术人员在考查以下内容时将部分地显见，或者可以从对本发明的实践而获知。通过文字说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的目的和其它优点。
为实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此所具体实施和概括描述的，LCD装置包括LCD板，所述LCD板具有至少一个像素，所述至少一个像素包括显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向。
在本发明的另一方面中，LCD装置包括：LCD板，其具有至少一个像素，所述至少一个像素包括显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素；以及液晶配向控制装置，其用于控制所述LCD板中的除所述显示器件以外的对比度，其中，通过所述液晶配向控制装置，将第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子配向为相对于至少一个偏光片的吸收轴在0°与3°之间或在0°与6°之间。
在本发明的另一方面中，LCD装置中的视角控制方法包括以下步骤：在至少一个像素中设置显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向；以及通过在第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素中设置电场存在/不存在的状态来控制视角。
与通常使用的宽视角技术一样，下基板与上基板之间的液晶分子按VA模式或TN模式配向。
在VA模式下，液晶分子在不存在电压的状态下垂直配向，在存在电压的状态下平行配向，从而改进了视角。
在TN模式下，液晶分子在不存在电压的状态下平行配向，从而得到常白，并且在存在电压的状态下根据电力线而竖直配向。
为了使用宽视角，VA和TN模式都可以没有问题地显示图像(图2D)。
对于窄视角，因为在转变视角时由于从LCD板漏光而降低了对比度，因此难以观察所显示的图像。然而，即使对窄视角进行调节，防止降低正面对比度也是很重要的(图2B)。
在根据本发明优选实施例的VA和TN模式LCD装置中，通常，一个像素包括涂布有抗蚀剂的RGB子像素(以下，称为RGB像素)。此外，附加地设置了与RGB像素具有不同视觉特性的W子像素(没有光刻胶或未着色，称为W像素)，由此一个像素配备有四个子像素。
在VA模式的情况下，当显示宽视角时，由RGB像素显示图像，W像素处于熄灭状态。由此，可以获得与现有技术的VA模式LCD板的视角相对应的视角。
当显示窄视角时，由RGB像素显示图像，将W像素从熄灭状态改变成点亮状态。W像素在视角特性上与RGB像素不同，由此使得能够控制视角。
在通常的TN模式下，当显示宽视角时，由RGB像素显示图像，W像素处于熄灭状态，从而获得现有技术的视角特性。在显示窄视角时，由RGB像素显示图像，将W像素从熄灭状态改变成点亮状态。W像素在视角特性上与RGB像素不同，由此使得能够控制视角。
由于W像素的液晶分子(平行于偏光片的吸收轴)配向为与RGB像素的液晶分子(相对于偏光片的吸收轴呈45°角)不同的倾斜方向，从而在RGB像素和W像素中获得不同的光学特性。
基于RGB像素和W像素中的液晶分子的不同配向，通过施加电场，可以在RGB像素和W像素中获得不同的光学特性，从而根据对比度来控制视角。
由于在RGB像素中提供了相对于偏光片的吸收轴按45°配向以显示图像的方面、以及与偏光片的吸收轴平行地配向以控制视角的方面，因此对具有一般显示功能的RGB子像素添加了视角控制功能，从而可以略去W像素。
在本发明中，第一子像素的其余部分或第二子像素在VA模式下可以形成为均匀配向型或垂直配向型，并且在TN模式下可以形成为均匀配向型或垂直配向型。
应当明白，本发明的以上一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供对如权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步的理解，被并入且构成本申请的一部分，其例示了本发明的实施例，并且与本说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1例示了使用根据现有技术的使用聚合体散布型LCD板的视角的情况；
图2例示了根据本发明的LCD装置中的视角的情况；
图3例示了RGB像素和W像素的排列；
图4例示了在VA模式LCD装置中的液晶分子的操作的剖面图；
图5例示了其中在VA模式LCD装置中RGB像素的液晶分子按与W像素的液晶分子不同的方向进行操作的情况的示意性顶视图；
图6例示了当RGB像素处于存在电场的状态并且W像素处于不存在电场的状态时视角的对比度特性；
图7例示了当RGB像素为3.3V并且W像素为3.3V时视角的对比度特性；
图8例示了当W像素处于存在电场的状态时由偏光轴与W像素中的液晶分子形成的角度的正面对比度特性；
图9例示了示出TN模式LCD装置中的具有不同操作方向的RGB像素和W像素的示意性顶视图；
图10例示了当RGB像素处于不存在电场的状态并且W像素处于存在电场的状态时视角的对比度特性；
图11例示了当RGB像素处于不存在电场的状态并且W像素处于不存在电场的状态时视角的对比度特性；
图12例示了由偏光轴与液晶分子均匀配向的W像素中的液晶分子形成的角度的正面对比度特性；以及
图13例示了用于说明现有技术的LCD装置的区分配向技术的示意图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的优选实施例，其示例示出在附图中。只要有可能，就在所有附图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
以下，参照附图对根据本发明的LCD装置和视角控制方法进行说明。
图2A例示了表示窄视角显示器上的对比度和视角的曲线图，图2B例示了其中视角由于来自W像素的光而变小的LCD板10。
图2A对应于图2B。在此情况下，图2A的对比度峰值对应于图2B中的LCD板的针对来自RGB像素的光的中央部分。在图2B中，箭头11表示入射光，箭头13表示透过了W像素的光。由于光透过W像素，因此在LCD板两侧的对比度低于与RGB像素对应的中央部分中的对比度。
在本发明中，可以通过对观察的对比度进行控制来控制视角。
图2C是示出了在宽视角显示器上的对比度和视角的曲线图。
图2D例示了LCD板10的入射光和输出光。
图2C对应于图2D。在此情况下，从板的RGB像素输出的光12获得宽视角，而不会形成图2A的对比度峰值。
在本发明中，单位像素包括至少4个子像素，即，涂布有三色光刻胶的RGB像素和没有光刻胶的W像素(白色或彩色)。
例如，如图3所示，RGB像素和W像素按2×2排列。然而，其并不限于此。
第一实施例
图4A和4B是示出了在垂直配向(VA)模式下液晶分子的操作的剖面图。
在VA模式的第一实施例中，如图4A所示，在不存在电压的状态下，因为不存在电场，所以液晶分子20垂直于基板的平面。
在此情况下，由于通过正交尼科尔棱镜(crossed nicol)来贴附偏光片22，因此偏振光没有延迟地透过，从而得到黑态。然后，如果在存在电压的状态下施加电场(E)，则如图4B所示，由于液晶分子具有负介电各向异性，并且负介电各向异性的液晶分子垂直于电力线，因此液晶分子与表面的平面平行(成0°)。
在本发明中，当处于存在电压的状态时，RGB像素的液晶分子在配向方向上与W像素的液晶分子不同，将对此进行如下说明。
当在RGB像素和W像素中不存在/存在电压时，液晶分子的配向如图5A到5D(其例示了一个像素)所示。
图5A和5B例示了RGB像素中的液晶分子，图5C和5D例示了W像素中的液晶分子。此时，实线的箭头和虚线的箭头表示偏光片的吸收轴。
参照图5A和5B对RGB像素进行说明。当处于不存在电压的状态时(图5A)，液晶分子呈“○”形，因为它在VA模式下。然而，如果处于存在电压的状态(图5B)，则相对于偏光片的偏光轴按45°设置有结构或缝隙，由此对液晶分子进行配向。因此，液晶分子的配向被设置为相对于偏光片的吸收轴成预定角度，从而对入射偏振光产生了延迟，并且光从相对的偏光片发生泄漏，由此得到宽视角的图像。
参照图5C和5D对W像素进行说明。如果处于不存在电压的状态(图5C)，则液晶分子呈“○”形，因为它在VA模式下。然而，如果处于存在电压的状态(图5D)，则液晶分子与偏光片的吸收轴相垂直或平行地排列。在宽视角模式下，如果W像素处于熄灭状态，则可以通过RGB像素获得与现有技术的VA模式板相对应的视角特性。
在窄视角模式下，通过施加电场，使液晶分子配向为与偏光片的吸收轴平行或垂直。例如，如图5D所示，由于沿虚线的箭头方向入射的偏振光没有产生延迟，因此光不会泄漏。在其他方向(尤其是实线的箭头方向)的视角的情况下，在入射偏振光中产生了延迟，因而光从W像素泄漏，从而降低了对比度。
如果在任何方向上产生了问题，例如，在存在电压的情况下，相邻W像素的液晶分子配向为与实线的箭头方向相平行、或者与虚线的箭头方向相垂直，从而在这两个像素中的每一个像素中去除了没有延迟的预定方向(其中光不会泄漏)。因此，光从所有方向泄漏，从而可以控制视角。在正面侧的情况下，在W像素中在所有方向上不会产生延迟，由此光不会泄漏，从而保持了对比度。
如果应用本发明，则在对两个LCD板进行接合时不必设置新部件或处理，从而降低了制造成本。
此外，可以基于电压对W像素的液晶分子的配向方向进行控制。在这一点上，可以通过设置W像素的尺寸和W像素的数量来控制对视角的控制强度。由此，可以根据用户或板设计者来调节以上控制方法。
以下，对本发明的视觉特性控制的仿真结果进行如下说明。
在以上仿真中，下基板和上基板各自由厚度为0.7mm的玻璃基板形成，光学设计对应于Δ＝0.56，液晶具有负介电各向异性(Δε＝-4.1)，并且按45°和135°来限定偏光片的偏光轴。
当施加3.3V的电压时测量对比度。如果施加该电压，则RGB像素包括按90°倾斜的液晶分子，而W像素包括与下偏光片和上偏光片的偏光轴(45°和135°的两个方向)相平行地倾斜的液晶分子。
图6例示了当RGB＝3.3V并且W＝0V(即，RGB像素处于点亮状态并且W像素处于熄灭状态)时视角的对比度特性。
图7例示了当RGB＝3.3V并且W＝3.3V(即，RGB像素和W像素处于点亮状态)时视角的对比度特性。在图7中，纵轴表示对比度特性，横轴表示视角。曲线图中的各曲线示出了根据0°、10°、20°、30°、40°、50°以及60°的偏振角的结果。
根据以上结果，通过改变W像素的点亮/熄灭状态而使得正面对比度的降低最小化，由此大大降低了偏振角方向的视角的对比度。
本发明的优势在于：通过在设计LCD板时优化W像素的面积、并且控制施加给W像素的电压，可以精确地调节对最优视角的控制强度。
图8例示了当对W像素施加3.3V时由偏光轴与W像素中的液晶分子形成的角度的正面对比度特性。在图8中，纵轴表示对比度，横轴表示液晶分子对于偏光轴的角度。如果在偏光轴与液晶分子的倾斜方向之间形成0°的角度，即，液晶分子平行于偏光轴，则表示对比度为“1”。同时，如果形成1°与7°之间的角度，则表示对比度特性。
在本发明中，如果对W像素施加电压，则可以改进液晶分子的倾斜方向平行于偏光轴的处理的效率。然而，如图8所示，如果该角度脱离了0°(平行)，则趋于降低正面对比度。
参照图7，由于正面对比度为800，考虑到10°的偏振角方向的对比度在100与200之间，因此，优选地，在偏光轴与液晶分子的倾斜方向之间的角度约为3°，由此保持“100”的对比度。
此外，更优选地，将在偏光轴与W像素中的液晶分子的倾斜方向之间的角度保持在0°到3°的范围内。
根据本发明的以上液晶装置使用了RGB像素。然而，其并不限于此。本发明的显示装置可以使用其他彩色像素作为显示器件。
根据本发明优选实施例的显示装置按TN模式形成。在TN模式的情况下，RGB像素的液晶分子与W像素的液晶分子配向为不同方向，对此进行如下说明。
当在RGB像素和W像素中不存在/存在电压时，液晶分子的配向如图9A到9D(其例示了一个像素)所示。
图9A和9B例示了RGB像素中的液晶分子，图9C和9D例示了W像素中的液晶分子。图9A到9D例示了当存在/不存在电场(E)时液晶分子的配向方向。此时，实线的箭头和虚线的箭头表示偏光片的吸收轴。
参照图9A和9B对RGB像素进行说明。当处于存在电压的状态时(图9A)，液晶分子呈竖立的“○”形。然而，如果处于不存在电压的状态(图9B)，则液晶分子根据偏光片的吸收轴(摩擦方向)而配向。如图9B所示，当处于不存在电场的状态时，TN模式的RGB像素中的液晶分子按90°扭转，由此得到常白态。如果处于存在电场的状态，则如图9A所示，RGB像素中的液晶分子基于电场的方向而配向。
图9C和9D例示了W像素中的液晶分子的配向方向。如果处于不存在电场的状态，则因为摩擦方向为平行地均匀配向，所以液晶分子不发生扭转。如果处于存在电场的状态，则液晶分子基于电场的方向而配向(图9C)。
如果在普通模式下使W像素熄灭，则由于RGB像素而可以得到与现有技术的TN模式LCD板的视角特性相对应的视角特性。
在窄视角模式下，在W像素处于存在电场的状态时，液晶分子竖立地配向。例如，如图9所示，在沿虚线的箭头方向的视角的情况下，在入射偏振光中未产生延迟，由此光不会泄漏。在其他方向(尤其是实线的箭头方向)的视角的情况下，在入射偏振光中产生了延迟，由此光从W像素泄漏，从而降低了对比度。
如果在任何方向上产生了问题，例如，在不存在电场的情况下，相邻W像素的液晶分子配向为与实线的箭头方向相平行、或者与虚线的箭头方向相垂直，从而使这两个像素中的每一个像素中的没有延迟的预定部分(其中光不会泄漏)最小化。由此，光从所有方向泄漏，从而可以理想地控制视角。在正面侧的情况下，在W像素中在所有方向上不会产生延迟，由此光不会泄漏，从而保持了对比度。
用于制造LCD板的方法可以使用现有技术的方法。如果将TN模式应用于本发明的优选实施例，则RGB像素的液晶分子按90°扭转(图9B)，而W像素的液晶分子按0°扭转(均匀扭转，图9D)。
滤色器基板和TFT基板中的任何一个上的RGB像素和W像素的摩擦方向都改变90°(图9E和9F中的实线的箭头)。
为此，如图9E所示，在滤色器基板和TFT基板上沿交叉方向对RGB像素执行摩擦处理。同时，如图9F所示，在滤色器基板和TFT基板上沿平行方向对W像素执行摩擦处理。
通过当前和通常使用的摩擦技术，在各像素中配向方向相同。因此，必须开发用于在RGB像素和W像素中获得不同配向方向的技术。例如，日本特开2001-166309号公报公开了区分配向技术，对此进行如下说明。
图13例示了示出使用以上区分配向技术来制造LCD装置的方法的示意图。在图13中，标号31对应于对液晶分子进行了配向的配向层；标号32对应于透明基板；标号33对应于掩模；标号34对应于未对其施加光的第一配向部分；标号35对应于对其施加了光的第二配向部分；标号36对应于光源。
以下，参照图13对区分配向技术进行描述。
如图13A所示，对形成在透明基板32上的配向层31执行第一摩擦处理。然后，如图13B所示，通过掩模33将诸如深紫外线、紫外线或He-Ne激光的光源36施加到配向层31，从而形成其上未施加光的第一配向部分34和其上施加了光的第二配向部分35。
此时，由于未向第一配向部分34施加光，因此第一配向部分34保持第一摩擦处理的预倾角。然而，在其上施加了光的第二配向部分35的情况下，由于配向层31的分子链的脱离、聚合或异构化，因此预倾角发生变化。
如图13C所示，对配向层31执行强度略弱于第一摩擦处理的第二摩擦处理，其中第二摩擦处理在摩擦方向上与第一摩擦处理不同。由于对具有不同预倾角的第一配向部分34和第二配向部分35执行摩擦条件与第一摩擦处理不同的第二摩擦处理，所以第一配向部分34在预倾角方向上与第二配向部分35不同，从而执行了区分配向技术。
如下示出了在本发明的以上优选实施例中的视觉特性控制的仿真结果。除了液晶具有正介电各向异性以外，这些仿真条件与本发明第一实施例的仿真条件相同。
图10例示了当只对RGB像素施加电场时视角的对比度特性。
图11例示了当对RGB像素和W像素施加电场时将没有延迟(光不会泄漏)的两个W像素分开的视角的对比度特性。
结果，保持了0°偏振角的对比度，然而，在10°与30°之间的偏振角范围内，对比度急剧降低。即，在W像素中正面光不会泄漏。然而，如果偏振角脱离以上范围，则光会泄漏，从而降低对比度。
因此，当改变W像素的点亮/熄灭状态时，可以使正面对比度的降低最小化。在此情况下，大大降低了偏振角方向的视角的对比度。
如上所述，本发明的视角控制技术具有有利特性。尤其地，不必设置新部件或对LCD板进行接合，由此降低了制造成本。
此外，当设计LCD板时，可以优化W像素的尺寸，并且可以对视角控制强度进行电调节，这是因为W像素根据电压对液晶分子的配向进行控制。由此，本发明的优势在于：可以由用户或板设计者来控制视角。
图12例示了由偏光轴与均匀配向的W像素中的液晶分子形成的角度的正面对比度特性。在图12中，纵轴表示对比度，横轴表示液晶分子针对偏光轴的角度。如果在偏光轴与液晶分子的倾斜方向之间形成0°的角度，即液晶分子平行于偏光轴，则表示对比度为“1”。同时，如果形成1°与7°之间的角度，则表示对比度特性。
如果W像素处于不存在电压的状态，则可以改进液晶分子的倾斜方向平行于偏光轴的处理的效率。然而，如图12所示，如果该角度脱离0°(平行)，则趋于降低正面对比度。在该图中，优选地，为了使对比度为700比100(1/7＝0.015)，必须使得在偏光轴与W像素中的液晶分子的倾斜方向之间的角度低于6°。此外，更优选地，将偏光轴与W像素中的液晶分子的倾斜方向之间的角度保持在0°到6°的范围内。
在本发明的优选实施例中，RGB像素和W像素均按TN模式形成。然而，RGB像素可以按TN模式形成，W像素可以按VA模式形成。此外，RGB像素可以按VA模式形成，W像素可以按TN模式形成。
本发明的显示装置使用了RGB像素。然而，本发明的显示装置可以使用其他彩色像素而不是RGB像素。
在本发明中，可以通过对W像素中的光进行控制来降低对比度，并且可以通过显示与原始图像或信息不同的其他图像来控制视角。
如上所述，本发明具有以下优点。
在本发明中，不必提供准直光，并且不必提供相接合的两块LCD板。即，本发明可以只配备一个LCD板，并且可以使用现有技术的背光来工作，从而降低了制造成本，并提高了产量。
此外，可以根据用户的希望使用施加给像素的电压来控制对可选视角进行精确调节的强度。
对于本领域的技术人员，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行各种变化和修改。由此，本发明旨在覆盖其变型和修改，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (28)

1、一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：
液晶显示板，该液晶显示板具有至少一个像素，所述至少一个像素包括显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素，
其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向。
2、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置形成为垂直配向模式。
3、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置形成为扭转向列模式。
4、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
5、根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
6、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为除了相对于至少一个偏光片的吸收轴的平行方向以外的其他方向，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与3°之间。
7、根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而配向，在不存在电压的状态下按偏光片发生扭转，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而竖立并配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与6°之间，并且在不存在电压的状态下均匀地配向。
8、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，第一子像素由红绿蓝像素或其他彩色像素中的每一种而形成。
9、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分由白色形成，或者是彩色的。
10、一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：
液晶显示板，该液晶显示板具有至少一个像素，所述至少一个像素包括显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素；以及
液晶配向控制装置，该液晶配向控制装置用于控制所述液晶显示板中的除所述显示器件以外的对比度，
其中，通过所述液晶配向控制装置，将第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子配向为相对于至少一个偏光片的吸收轴在0°与3°之间或者在0°与6°之间。
11、根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置形成为垂直配向模式。
12、根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置形成为扭转向列模式。
13、根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
14、根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
15、根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向。
16、根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为除了相对于至少一个偏光片的吸收轴的平行方向以外的其他方向，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与3°之间。
17、根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中，第一子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而配向，在不存在电压的状态下按偏光片发生扭转，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而竖立并配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与6°之间，并且在不存在电压的状态下均匀地配向。
18、根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，第一子像素由红绿蓝像素或其他彩色像素中的每一种而形成。
19、根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，第二子像素由白色或彩色形成，第一子像素的其余部分由与第一子像素的颜色相同的颜色形成。
20、一种液晶显示装置中的视角控制方法，所述视角控制方法包括以下步骤：
在至少一个像素中设置显示器件的第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素，其中，第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子与第一子像素的液晶分子不同地配向；以及
通过在第一子像素、第一子像素的其余部分或第二子像素中对电场存在/不存在状态进行设置，来控制视角。
21、根据权利要求20所述的视角控制方法，其中，按垂直配向模式形成所述液晶显示装置。
22、根据权利要求20所述的视角控制方法，其中，按扭转向列模式形成所述液晶显示装置。
23、根据权利要求21所述的视角控制方法，其中，将第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
24、根据权利要求22所述的视角控制方法，其中，将第一子像素的其余部分或第二子像素形成为均匀配向型或垂直配向型。
25、根据权利要求21所述的视角控制方法，其中，第一子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为除了相对于至少一个偏光片的吸收轴的平行方向以外的其他方向，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在不存在电压的状态下垂直地配向，在存在电压的状态下配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与3°之间。
26、根据权利要求22所述的视角控制方法，其中，第一子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而配向，在不存在电压的状态下按偏光片发生扭转，并且
第一子像素的其余部分或第二子像素的液晶分子在存在电压的状态下根据电力线而竖立并配向为相对于偏光片的吸收轴在0°与6°之间，并且在不存在电压的状态下均匀地配向。
27、根据权利要求20所述的视角控制方法，其中，由红绿蓝像素或其他彩色像素中的每一种来形成第一子像素。
28、根据权利要求20所述的视角控制方法，其中，由白色或彩色来形成第二子像素，由与第一子像素的颜色相同的颜色来形成第一子像素的其余部分。
CNB2006101159190A 2005-08-19 2006-08-18 液晶显示装置及其视角控制方法 Expired - Fee Related CN100416358C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005239030 2005-08-19
JP2005239030 2005-08-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1916705A true CN1916705A (zh) 2007-02-21
CN100416358C CN100416358C (zh) 2008-09-03

Family

ID=37737726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101159190A Expired - Fee Related CN100416358C (zh) 2005-08-19 2006-08-18 液晶显示装置及其视角控制方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7522242B2 (zh)
CN (1) CN100416358C (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101206331B (zh) * 2006-12-18 2010-08-18 乐金显示有限公司 液晶显示装置及其制造方法
CN102004341B (zh) * 2009-09-02 2014-04-02 乐金显示有限公司 液晶显示设备及其制造方法
WO2017118056A1 (zh) * 2016-01-08 2017-07-13 京东方科技集团股份有限公司 背光源和显示装置
CN111190296A (zh) * 2020-02-25 2020-05-22 深圳市隆利科技股份有限公司 显示器防窥方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836495B1 (ko) * 2007-04-18 2008-06-09 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 구동방법
GB2455061A (en) * 2007-10-30 2009-06-03 Sharp Kk Liquid Crystal Device with three sets of electrodes for controlling tilt and azimuth angles
GB2457691A (en) * 2008-02-21 2009-08-26 Sharp Kk Display with regions simultaneously operable in different viewing modes
GB2457693A (en) * 2008-02-21 2009-08-26 Sharp Kk Display comprising a parallax optic for providing private and public viewing modes
TWI421576B (zh) 2010-07-15 2014-01-01 Au Optronics Corp 可調整視角之液晶顯示面板
TWI447490B (zh) * 2011-05-05 2014-08-01 Au Optronics Corp 液晶顯示面板
TWI428675B (zh) * 2011-05-19 2014-03-01 Au Optronics Corp 顯示裝置
US8848150B2 (en) 2011-09-23 2014-09-30 Japan Display West Inc. Liquid crystal display and electronic device
GB2496113A (en) * 2011-10-28 2013-05-08 Sharp Kk Multiple view window multi-primary display
US9928371B2 (en) 2014-11-19 2018-03-27 Papal, Inc. Systems and methods for protecting information displayed on a user interface of a device
US9886598B2 (en) 2014-12-29 2018-02-06 Paypal, Inc. Automatic adjustment of a display to obscure data
US9928372B2 (en) * 2015-10-23 2018-03-27 Paypal, Inc. Selective screen privacy
US11862113B2 (en) * 2020-08-13 2024-01-02 Chongqing Konka Photoelectric Technology Research Institute Co., Ltd. Display panel and electronic device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3077959B2 (ja) * 1993-11-25 2000-08-21 シャープ株式会社 液晶表示素子
CN1100279C (zh) * 1996-10-29 2003-01-29 日本电气株式会社 有源矩阵液晶显示屏
JP3120751B2 (ja) * 1996-11-06 2000-12-25 日本電気株式会社 横電界方式の液晶表示装置
US6614498B1 (en) * 1998-10-07 2003-09-02 Seiko Epson Corporation Liquid-crystal display device and electronic equipment
JP2000193984A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Sony Corp 液晶ライトバルブ装置
JP3999081B2 (ja) * 2002-01-30 2007-10-31 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP4151493B2 (ja) * 2003-07-10 2008-09-17 株式会社豊田自動織機 表示装置
KR100973810B1 (ko) * 2003-08-11 2010-08-03 삼성전자주식회사 4색 액정 표시 장치
KR101072375B1 (ko) * 2003-12-29 2011-10-11 엘지디스플레이 주식회사 화소별 개구율 자동제어가 가능한 액정표시장치
JP4944443B2 (ja) * 2005-12-28 2012-05-30 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 視野角制御可能な液晶表示素子及び視野角制御方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101206331B (zh) * 2006-12-18 2010-08-18 乐金显示有限公司 液晶显示装置及其制造方法
US8269934B2 (en) 2006-12-18 2012-09-18 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device with first to third subpixels driven in a TN mode and a fourth subpixel drive in ECB mode
US8704986B2 (en) 2006-12-18 2014-04-22 Lg Display Co., Ltd. Method of manufacturing a liquid crystal display device with first to third subpixels driven in a TN mode and a fourth subpixel driven in ECB mode
CN102004341B (zh) * 2009-09-02 2014-04-02 乐金显示有限公司 液晶显示设备及其制造方法
WO2017118056A1 (zh) * 2016-01-08 2017-07-13 京东方科技集团股份有限公司 背光源和显示装置
US10564472B2 (en) 2016-01-08 2020-02-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Backlight and display apparatus
CN111190296A (zh) * 2020-02-25 2020-05-22 深圳市隆利科技股份有限公司 显示器防窥方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7522242B2 (en) 2009-04-21
CN100416358C (zh) 2008-09-03
US20070040975A1 (en) 2007-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1916705A (zh) 液晶显示装置及其视角控制方法
CN1052310C (zh) 用于显示器的背照明装置
CN1991472A (zh) 液晶显示装置及其视角控制方法
CN1154873C (zh) 液晶显示器
CN1062957C (zh) 液晶显示装置及其制造方法
CN1991469A (zh) 液晶显示器件及其方法
CN101354113B (zh) 光学膜、照明装置和显示单元
CN2657045Y (zh) 电光装置和电子设备
CN1702512A (zh) 光源、显示设备、便携式终端设备和光束方向切换元件
CN1637507A (zh) 液晶显示装置
CN106019697A (zh) 显示装置
KR20080062086A (ko) 광원 큐브 및 이를 이용한 평면 광원 장치 및 액정 표시장치
CN1991463A (zh) 液晶显示器件
CN1991471A (zh) 液晶显示装置
WO2017161912A1 (en) Display panel, transparent display apparatus and manufacturing method
CN1646974A (zh) 用于液晶显示装置的背光组件
CN1847957A (zh) 平面光源设备及其驱动方法、显示设备、终端设备
CN1267777C (zh) 反射液晶显示装置、显示设备、投影光学系统和投影显示系统
CN1667472A (zh) 光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置
CN1773337A (zh) 液晶显示装置及其制造方法
CN1873502A (zh) 液晶显示装置
CN1924679A (zh) 液晶显示装置和具有该液晶显示装置的信息终端设备
CN1991464A (zh) 液晶显示器件及其制造方法
CN101060147A (zh) 发光器件及以其为光源的背光单元和利用该单元的场序制lcd装置
CN108803150B (zh) 光照装置及对mmg面板进行配向的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080903

Termination date: 20200818

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee