CN1991461A - 液晶显示器件及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器件包括：彼此相对的第一和第二基板；夹在第一和第二基板之间的液晶层；包括第一、第二和第三子像素并限定在第一和第二基板上的多个色彩显示子像素；在第一基板上的每个第一、第二和第三子像素中的第一公共电极；在第一基板上的每个第一、第二和第三子像素中并与第一公共电极交替设置的第一像素电极；在第二基板上的每个第一、第二和第三子像素中的滤色片层；包括第四、第五和第六子像素并限定在第一和第二基板上的多个视角限制子像素，第四、第五和第六子像素一对一地对应于第一、第二和第三子像素；在第一基板上的每个第四、第五和第六子像素中的第二像素电极；以及在第二基板上的每个第四、第五和第六子像素中的第二公共电极。

Description

液晶显示器件及其驱动方法
本申请要求享有2005年12月29日在韩国递交的申请号为2005-0133550的韩国专利申请的权益，在此通过参考的方式援引该专利申请。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，特别是涉及一种用于限制视角的液晶显示器件。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)包括第一基板、第二基板以及液晶层。第一和第二基板彼此相对并相互分开。液晶层夹在两基板之间。LCD器件利用液晶分子的光学各向异性和极化特性来显示图像。
液晶分子由于其细而长的形状而具有排列的取向特性。因而，液晶分子的排列方向可以通过向其施加电场来控制。具体地，称为有源矩阵LCD(AM-LCD)器件的包括薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的LCD器件具有高分辨率和显示移动图像的优秀特性。
传统LCD器件包括第一基板、第二基板以及液晶层。第一基板包括像素电极，并且第二基板包括滤色片层和公共电极。第一和第二基板彼此相对，并且液晶层夹在其间。传统LCD器件利用像素电极与公共电极之间的垂直电场来显示图像。利用垂直电场的LCD器件具有高透光率和高孔径比。然而，LCD器件具有视角窄、对比度低等问题。
为了解决上述问题，建议了新型显示器件，例如共平面开关(IPS)模式LCD器件、垂直排列(VA)模式LCD器件以及边缘场开关模式(fringe fieldswitching mode)LCD器件。参照图1至图3说明这些LCD器件。
图1是根据现有技术的IPS模式LCD器件的横截面图。
如图1所示，IPS模式LCD器件包括第一和第二基板10和20以及夹在其间的液晶层30。第一基板10包括像素电极12和公共电极14，从而通过使用施加到像素电极12和公共电极14的电压在像素电极12与公共电极14之间感应水平电场40。IPS模式LCD器件使用水平电场40显示图像。因为液晶层30中的液晶分子的折射率的变化很小，所以IPS模式LCD器件具有宽视角。
图2是根据现有技术的VA模式LCD器件的横截面图。
如图2所示，VA模式LCD器件包括第一和第二基板10和20以及夹在其间的液晶层30。像素电极12和公共电极24分别形成在第一和第二基板10和20上。像素电极狭缝12a和公共电极狭缝24a形成在像素电极12和公共电极24上。在像素电极12与公共电极24之间感应的电场50被像素电极狭缝12a和公共电极狭缝24a扭曲从而产生第一和第二倾斜电场50a和50b。所以，VA模式LCD器件具有两个域和宽视角。
图3是根据现有技术的FES模式LCD器件的横截面图。
如图3所示，FES模式LCD器件包括第一和第二基板10和20以及夹在其间的液晶层30。公共电极14、栅绝缘层16和多个条状的像素电极12顺序形成在第一基板10上。公共电极14形成在第一基板10的整个表面上。多个像素电极12彼此分开。在公共电极14与像素电极12之间的栅绝缘层16防止在公共电极14与像素电极12之间的短路。因为像素电极12和公共电极14形成在第一基板上并且形成为不同的层，所以边缘场60形成在像素电极12与公共电极14之间。边缘场60具有反U形。因为反U形具有平顶部分，所以FES模式LCD器件与VA模式LCD器件起相似作用。因此，FES模式LCD器件具有宽视角。
具有宽视角的上述LCD器件解决了色移和灰阶反转(gray inversion)的问题。因此，这些LCD器件可以使得在不同视角的许多用户观察到相同图像。
然而，例如，使用自动取款机，不需要使图像显示给任何人。在这种情况下，就必须限制视角。已经采用了一种使用过滤器限制视角的方法。遗憾的是，这种方法增加LCD器件的功耗、生产时间和生产成本。
发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示器件，能够基本上克服因现有技术的局限和缺陷带来的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种选择性地限制视角的液晶显示器件。
本发明的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明，并且一部分通过以下描述将变得显而易见，或者可从本发明的实践中了解。本发明的目的和其他优点可通过书面说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和得到。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，如在此具体实施和广泛描述的，一种液晶显示器件包括：彼此相对的第一和第二基板；夹在第一和第二基板之间的液晶分子层；包括限定在第一和第二基板上的第一、第二和第三子像素的多个色彩显示子像素；在第一基板上的第一、第二和第三子像素中的第一公共电极；在第一基板上的第一、第二和第三子像素中并与第一公共电极交替设置的第一像素电极；在第二基板上的第一、第二和第三子像素中的滤色片层；包括限定在第一和第二基板上的第四、第五和第六子像素的多个视角限制子像素，所述第四、第五和第六子像素一对一地对应于第一、第二和第三子像素；在第一基板上的第四、第五和第六子像素中的第二像素电极；以及在第二基板上的第四、第五和第六子像素中的第二公共电极。
在本发明的另一方案中，一种液晶显示器件包括：彼此相对的第一和第二基板；夹在第一和第二基板之间的液晶分子层；包括第一、第二和第三子像素并限定在第一和第二基板上的多个色彩显示子像素；在第一基板上的第一、第二和第三子像素中的第一像素电极；在第二基板上的第一、第二和第三子像素中的滤色片层；在滤色片层上的第一公共电极；分别在第一像素电极和第一公共电极上的第一和第二狭缝；包括第四、第五和第六子像素并限定在第一和第二基板上的多个视角限制子像素，所述第四、第五和第六子像素一对一地对应于第一、第二和第三子像素；在第一基板上的第一、第二和第三视角限制子像素中的第二像素电极；在第二基板上的第四、第五和第六子像素中的第二公共电极；以及分别在第二像素电极和第二公共电极上的第三和第四狭缝，其中第一和第二狭缝彼此平行地交替设置，并且第三和第四狭缝彼此平行地交替设置。
在本发明的另一方案中，一种液晶显示器件的驱动方法，所述液晶显示器件包括第一、第二和第三色彩显示子像素以及第一、第二和第三视角限制子像素，其中第一、第二和第三色彩显示子像素一对一地对应于第一、第二和第三视角限制子像素，第一、第二和第三色彩显示子像素包括第一和第二电极，并且第一、第二和第三视角限制子像素包括第三和第四电极，所述方法包括将第一和第二电压施加到每个第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第三和第四电压施加到每个第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中第三和第四电压彼此相同；以及将第五和第六电压施加到每个第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第七和第八电压施加到每个第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中第三和第四电压彼此不同。
在本发明的又一方案中，一种液晶显示器件的驱动方法，所述液晶显示器件包括第一、第二和第三色彩显示子像素以及第一、第二和第三视角限制子像素，其中第一、第二和第三色彩显示子像素一对一地对应于第一、第二和第三视角限制子像素，第一、第二和第三色彩显示子像素包括第一和第二电极，并且第一、第二和第三视角限制子像素包括第三、第四和第五电极，所述方法包括将第一和第二电压施加到每个第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第三和第四电压施加到每个第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中第三和第四电压分别对应于第一和第二电压；以及将第五和第六电压施加到每个第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第七和第八电压施加到每个第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第五电极，其中第三和第四电压彼此不同。
应理解的是，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示范性和解释性的，意欲提供所要求的本发明的进一步解释。
附图说明
本申请所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且包括在该申请中并且作为本申请的一部分，示出了本发明的实施方式并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据现有技术的IPS模式LCD器件的横截面图；
图2是根据现有技术的VA模式LCD器件的横截面图；
图3是根据现有技术的FES模式LCD器件的横截面图；
图4A和图4B分别是根据本发明的第一示例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图；
图5是沿图4A和图4B的线V-V的横截面图；
图6是示出根据本发明在视角限制LCD器件的视角限制子像素中的透光特性的曲线图；
图7A和图7B示出了根据本发明在视角限制LCD器件的色彩显示子像素中的色彩亮度和灰度的特性；
图7C和图7D示出了根据本发明在视角限制LCD器件的色彩显示子像素和视角限制子像素中的色彩亮度和灰度的特性；
图8A至图8C是示出根据本发明第二至第四示例性实施方式的视角限制LCD器件的平面图；
图9A和图9B分别是示出根据本发明第五示例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图；
图10是沿图9A和图9B的线X-X的横截面图；
图11A和图11B分别是示出根据本发明第六示例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图；以及
图12是沿图11A和图11B的线XII-XII的横截面图。
具体实施方式
现在具体描述本发明的优选实施方式，它们的实施例示于附图中。
图4A和图4B分别是根据本发明的第一示例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图，并且图5是沿图4A和图4B的线V-V的横截面图。图6是根据本发明在视角限制LCD器件的视角限制子像素中的透光特性的曲线图。
如图4A、图4B和图5所示，根据本发明的视角限制LCD器件包括第一和第二基板110和150以及夹在其间的液晶层130。在第一和第二基板110和150上限定了单元像素，该单元像素包括第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3与第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3一一对应。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3顺序设置在单元像素的第一列中，并且第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3顺序设置在单元像素的第二列中。
第一基板110包括栅线GL、数据线DL、薄膜晶体管(TFT)T。栅线GL和数据线DL彼此交叉以限定各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3。TFT T形成在各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3上并且连接到栅线GL和数据线DL。第二基板150包括对应于栅线GL和数据线DL以及TFT T的黑矩阵BM。
此外，第一公共线Vcom1、第一公共电极152和第一像素电极112形成在第一基板110上的第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中。第一公共线Vcom1与栅线GL平行并且与栅线GL分开。第一公共电压通过第一公共线Vcom1施加到第一公共电极152。从第一公共线Vcom1延伸的第一公共电极152形成在色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中。连接到TFT T的第一像素电极112形成在色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中。第一公共电极152和第一像素电极112彼此交替设置并且彼此平行。第一公共电极152和第一像素电极112具有弯曲状。然而，第一公共电极152和第一像素电极112可以具有线状。此外，栅线GL和数据线DL可以具有弯曲状。具有弯曲状的第一公共电极152和第一像素电极112的视角限制LCD器件具有多域，从而进一步改善视角。
当不同电压施加到第一像素电极112和第一公共电极152时，在第一像素电极112与第一公共电极152之间感应水平电场。通过水平电场驱动液晶层130。
具有红、绿和蓝颜色之一的滤色片层CF形成在第二基板150上的第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中。第二基板150上的第一色彩显示子像素CSP1对应于第一基板110上的第一色彩显示子像素CSP1。第二基板150上的第二色彩显示子像素CSP2对应于第一基板110上的第二色彩显示子像素CSP2。第二基板150上的第三色彩显示子像素CSP3对应于第一基板110上的第三色彩显示子像素CSP3。
第二像素电极114形成在第一基板110上的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中。第二像素电极114连接到TFT T。另外，第二公共线Vcom2和第二公共电极154形成在第二基板150上的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中。第一基板110上的第一视角限制子像素VSP1对应于第二基板150上的第一视角限制子像素VSP1。第一基板110上的第二视角限制子像素VSP2对应于第二基板150上的第二视角限制子像素VSP2。第一基板110上的第三视角限制子像素VSP3对应于第二基板150上的第三视角限制子像素VSP3。
第二公共电压通过第二公共线Vcom2施加到第二公共电极154。第二像素电极114和第二公共电极154可以具有分别覆盖第一和第二基板110和150上的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的整个表面的板状。第二公共电压可以通过非显示区中的额外线而不是第二公共线Vcom2而施加到第二公共电极154。
当相同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154时，不驱动液晶层130从而LCD器件显示黑图像。当不同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154时，由在第二像素电极114与第二公共电极154之间的垂直电场驱动液晶层130，从而LCD器件具有视角的最大透光率并且显示白图像。
液晶层130中的液晶分子可以排列为具有相对于栅线GL呈90度和270度之一的角度。分别具有第一和第二光轴的第一和第二偏振片(未示出)设置在第一和第二基板110和150的外表面上。第一和第二光轴可以分别相对于栅线呈0度和90度。因此，第一和第二光轴彼此垂直。
当第一和第二光轴彼此垂直并且由第一像素电极112与第一公共电极152之间的倾斜电场驱动具有90度和270度之一的初始排列的液晶层130时，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3具有宽视角并显示良好图像。在另一方面，是否在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中驱动液晶层230由施加到第二像素电极114和第二公共电极154的电压来确定，从而第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有不同的透光特性。在ON状态下，即相同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154时，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在从前视角的60度可以具有最大透光率，并且在前视角具有最小透光率。随着从具有最大透光率的点向左侧和右侧移动，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有小于最大透光率的透光率。在OFF状态下，即不同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154时，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在所有视角均具有约0透光率。
因此，由于第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在所有视角均显示黑图像，所以第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3在所有视角均显示图像而不受第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的影响。在另一方面，因为第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在前视角显示黑图像并且在侧视角显示白图像，所以由于第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3而使第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3在侧视角不显示图像并且在前视角不受第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的影响而显示图像。在这种情况下，施加到第二像素电极114和第二公共电极154的电压差可以小于3V。所以，用户在前视角而不是在侧视角观察到图像。
上述视角限制LCD器件具有由水平电场驱动的第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及由垂直电场驱动的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。然而，可以用其他类型驱动第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。
另外，如图5所示，第一栅绝缘层122形成在第一公共电极152与数据线DL之间，并且第二栅绝缘层124形成在数据线DL与第一像素电极112之间。然而，第一公共电极152和第一像素电极112可以由彼此相同的层形成，而无需第一和第二栅绝缘层122和124之一。
当第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有ON状态时，来自各单元像素的图像在特定视角具有基本上相同的亮度。因此，在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中的亮度差由第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3补偿，并且进一步改善了视角。参照图7A至图7D说明上述效果。
图7A和图7B示出了根据本发明的在视角限制LCD器件的色彩显示子像素中的色彩亮度和灰度的特性，并且图7C和图7D示出了根据本发明的在视角限制LCD器件的色彩显示子像素和视角限制子像素中的色彩亮度和灰度的特性。
如图7A和图7B所示，第一至第三图像具有彼此不同的亮度。第一至第三的每个图像包括红、绿和蓝颜色R、G和B。此外，第一至第三图像可以具有不同的灰度级。因此，当液晶层具有视角限制模式时，即第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有ON状态，可以不管第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3而观察到具有不同灰度级的图像。因而，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3根据来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像的灰度级显示白图像。控制第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3，从而来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像具有与标准灰度级相同的灰度级。
如图7C和图7D所示，LCD器件显示根据其色彩具有不同亮度的第四至第六图像。假设在第四图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度对应于图7A和图7B中的第一图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度，并且在第五图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度对应于图7A和图7B中的第二图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度。另外，假设在第六图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度对应于图7A和图7B中的第三图像中的红、绿和蓝颜色R、G和B的亮度。白颜色W的图像根据来自第四至第六图像的图像具有不同亮度。如上所述，从第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3显示白颜色的图像，并且从第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3显示第四至第六图像。
参照图7C和图7D更详细地说明上述驱动方法。如图7C所示，第一至第三白颜色W1、W2和W3对应于红、绿和蓝颜色图像R、G和B。当红、绿和蓝颜色R、G和B具有与图7C的第四图像彼此相同的亮度时，驱动第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3，从而第四图像中的第一至第三白颜色W1、W2和W3具有彼此相同的亮度。换句话说，当红颜色R具有比蓝颜色B更大而比绿颜色G更小的亮度作为第五图像时，驱动第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3，从而第一白颜色W1具有比第二白颜色W2更大而比第三白颜色W3更小的亮度。当红颜色R具有与绿颜色G相同而比蓝颜色B更大的亮度作为第六图像时，驱动第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3，从而第一白颜色W1具有与第二白颜色W2相同而比第三白颜色W3更小的亮度。
当通过上述方法驱动第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3时，第四至第六图像根据其颜色具有不同的亮度。然而，第四至第六图像具有基本上相同的灰度级。换句话说，如图7D所示，第二和第三图像的灰度级上下移动，从而第四至第六图像具有相同的灰度级。
因此，根据本发明的具有上述驱动方法的LCD器件显示具有基本上相同的灰度级的图像并且改善限制视角的效果。
当在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中的TFT T导通时，由在第一像素电极112与第一公共电极152之间感应的水平电场驱动液晶层130以显示具有宽视角的图像。当在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的TFT T导通时，由在第一基板110上的第二像素电极114与第二基板150上的第二公共电极154之间感应的垂直电场驱动液晶层130。
当不同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154时，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在前视角不显示白颜色并且不将光发射到特定视角。换句话说，在侧视角，来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像被第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3损坏，从而限制在侧面的视角。根据本发明的LCD器件具有窄视角模式。在窄视角模式中，不同电压施加到第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的第二像素电极114中，从而图像具有基本上彼此相同的灰度级。
在另一方面，相同电压施加到第二像素电极114和第二公共电极154，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在所有视角均不显示白颜色，从而在所有视角的用户均观察到来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像。在这种情况下，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3不具有视角限制功能。根据本发明的LCD器件具有宽视角模式。
根据本发明的LCD器件根据第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有在宽和窄视角模式之间的可转换性。
虽然未示出，但是LCD器件可以包括灰度级确定单元、亮度检测单元和亮度补偿单元。灰度级确定单元确定标准灰度级。亮度检测单元检测在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中显示的图像的亮度。亮度补偿单元根据由亮度检测单元检测的图像亮度来确定第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的白颜色的亮度。施加到第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的第二像素电极114中的电压由亮度补偿单元确定。
图8A至图8C分别是示出根据本发明的第二至第四示例性实施方式的视角限制LCD器件的平面图。图8A至图8C中的LCD器件包括单元像素。单元像素包括第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。如上所述，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3根据来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像显示白颜色。
如图8A所示，在根据本发明的第二示例性实施方式的视角限制LCD器件中，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3在第(2N-1)行彼此交替设置，并且第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在第(2N)行彼此交替设置。
当视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有太小的面积时，LCD器件不具有视角限制功能。然而，当视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3具有太大的面积时，LCD器件具有减少的孔径比和亮度。因此，考虑到视角限制功能和孔径比，视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的面积可以在单元像素的面积的10％至50％之间。
图8B和图8C示出了具有改善的孔径比的视角限制LCD器件。如图8B所示，在根据本发明的第三示例性实施方式的视角限制LCD器件中，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3在第(3N-2)行和第(3N)行彼此交替设置，并且视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在第(3N-1)行彼此交替设置。此外，如图8C所示，在根据本发明的第四示例性实施方式的视角限制LCD器件中，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3在第(3N-2)列和第(3N)列彼此交替设置，并且视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在第(3N-1)列彼此交替设置。在图8B和图8C中，一个视角限制子像素与两个色彩显示子像素匹配，从而视角限制子像素占用的面积减少。所以，改善了孔径比和亮度。
图9A和图9B分别是示出根据本发明第五实例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图，图10是沿图9A和图9B的线X-X的截面图。在第五示例性实施方式中，LCD器件具有IPS模式。
如图9A、图9B和图10所示，视角限制LCD器件包括彼此相对的第一和第二基板210和250，以及夹在其间的液晶层230。在第一和第二基板210和250上限定包括第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的单元像素。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3一对一地对应于第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3顺序设置在单元像素的第一列中，并且第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3顺序设置在单元像素的第二列中。
第一基板210包括栅线GL、数据线DL、TFT T。栅线GL和数据线DL彼此交叉以限定各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3。TFT T形成在各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3上并且连接到栅线GL和数据线DL。第一绝缘层222可以形成在栅线GL与数据线DL之间，并且第二绝缘层224可以形成在数据线DL上。第二基板250包括对应于栅线GL和数据线以及TFT T的黑矩阵BM。
至少一个第一狭缝212a形成在第一基板210上的第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中的第一像素电极212上。第一狭缝212a具有弯曲状。第一狭缝212a可以具有相对于栅线GL的45度角和315度角之一。
滤色片层CF形成在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中，并且第一公共电极252形成在滤色片层CF上。滤色片层CF包括红、绿和蓝颜色之一。至少一个具有弯曲状的第二狭缝252a形成在第二公共电极252a上。第二狭缝252a与第一狭缝212a交替设置并且平行于第一狭缝212a。
第一和第二狭缝212a和252a具有图9A和图9B中的弯曲状。然而，第一和第二狭缝212a和252a可以具有线性条状。此外，数据线DL、第一像素电极212和第一公共电极252可以具有与第一和第二狭缝212a和252a相同的弯曲状。液晶层230在线性条状的情况下具有单域。液晶层230在弯曲状的情况下具有多域，从而进一步改善视角。
当不同电压施加到第一像素电极212和第一公共电极252时，在第一像素电极212与第一公共电极252之间感应的电场被第一和第二狭缝212a和252a扭曲，从而形成倾斜电场。倾斜电场驱动液晶层230，从而进一步改善视角。因为倾斜电场穿过第一和第二狭缝212a和252a，从而根据倾斜电场排列液晶层230中的液晶分子，并且使其具有相对于栅线GL呈45度和315度之一的角度。当第一和第二狭缝212a和252a具有线性条状时，其中第一和第二狭缝与数据线DL平行，液晶分子被设置与栅线GL平行。
第二像素电极214形成在第一基板210上的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中，并且对应于第二像素电极214的第二公共电极254形成在第二基板250上的第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中。平行于栅线GL并且具有线性条状的至少一个第三狭缝214a形成在第二像素电极214上，并且平行于第三狭缝214a并且与第三狭缝214a交替设置的至少一个第四狭缝254a形成在第二公共电极254上。
当不同电压施加到第二像素电极214和第二公共电极254时，在第二像素电极214与第二公共电极254之间感应的电场被第三和第四狭缝214a和254a扭曲，从而电场变得倾斜。倾斜电场穿过第三和第四狭缝214a和254a，从而液晶层230中的液晶分子根据倾斜电场排列并且使其具有相对于数据线DL呈0度的角度。换句话说，液晶层230排列成垂直于栅线GL。因为在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的倾斜电场垂直于栅线GL，所以第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在前视角具有0％的透光率。随着从前视角向左侧和右侧移动到特定视角，透光率增加，从而第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在特定视角具有最大透光率。随着从具有最大透光率的特定视角向左侧和右侧移动，透光率减小。特定视角可以是从前视角的60度。
液晶层130中的液晶分子可以排列成具有相对于栅线GL呈90度和270度之一的角度。分别具有第一和第二光轴的第一和第二偏振片(未示出)设置在第一和第二基板210和250的外表面上。第一和第二光轴可以是分别相对于栅线呈0度和90度。因此，第一和第二光轴彼此垂直。
当第一和第二光轴彼此垂直并且由第一像素电极212与第一公共电极252之间的水平电场驱动具有90度和270度之一的初始排列的液晶层130时，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3具有宽视角并且显示优异的图像。
当不同电压施加到第二像素电极214和第二公共电极254时，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在侧视角显示白颜色并且在前视角不显示白颜色，从而在侧视角的用户不会观察到来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像。因此，视角限制LCD器件具有窄视角模式。在另一方面，相同的电压施加到第二像素电极214和第二公共电极254，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在所有视角具有基本上0％的透光率，从而在所有视角的用户观察到来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像。因此，视角限制LCD器件具有宽视角模式。所以视角限制LCD具有在宽和窄视角模式之间的可转换性。
在上述示例性实施方式中，第一至第四狭缝212a、252a、214a、254a根据液晶分子的排列方向以及第一和第二偏振片(未示出)的光轴而具有与上述形状不同的形状。此外，可以如图7A至图7D所示驱动第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。
图11A和图11B分别是示出根据本发明第六实例性实施方式的用于视角限制LCD器件的阵列基板和滤色片基板的平面图；并且图12是沿图11A和图11B的线XII-XII的截面图。
如图11A、图11B和图12所示，视角限制LCD器件包括彼此相对的第一和第二基板310和350，以及夹在其间的液晶层330。在第一和第二基板310和350上限定包括第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3以及第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的单元像素。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3一对一地对应于第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3顺序设置在单元像素的第一列中，并且第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3顺序设置在单元像素的第二列中。
第一基板310包括栅线GL、数据线DL、TFT T。栅线GL和数据线DL彼此交叉以限定各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3。TFT T形成在各子像素CSP1、CSP2、CSP3、VSP1、VSP2和VSP3上并且连接到栅线GL和数据线DL。第一绝缘层322可以形成在栅线GL和数据线DL之间，并且第二绝缘层324和第三栅绝缘层326可以顺序形成在数据线DL上。第二基板350包括对应于栅线GL和数据线以及TFT T的黑矩阵BM。
具有板状的第一公共电极352形成在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的整个表面上的第一基板310上。第一公共电极352可以形成在第二与第三栅绝缘层324与326之间。具有弯曲状并连接到TFT T的第一像素电极312形成在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中的第三栅绝缘层326上。弯曲状的第一像素电极312可以具有相对于栅线GL呈45度和315度的角度之一。滤色片层CF形成在第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3中的第二基板350上。滤色片层CF包括红、绿和蓝颜色之一。
第一像素电极312具有图11A中的弯曲状。然而，第一像素电极312可以具有线性条状。此外，数据线DL可以具有与第一像素电极312相同的弯曲状。液晶层330在线性条状的情况下具有单域。液晶层330在弯曲状的情况下具有多域，从而进一步改善视角。
当不同电压施加到第一像素电极312和第一公共电极352时，由在第一像素电极312与第一公共电极352之间感应的边缘场驱动液晶层330，从而改善视角。边缘场具有反U形。由对应于边缘场的平顶表面的水平电场驱动液晶层330，从而改善视角。
第一公共电极352形成在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的第一基板310上。第一公共电极352具有板状，从而第一公共电极352覆盖第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的整个表面。第一公共电极352可以形成在第一基板310上的第二栅绝缘层324上。至少一个第二像素电极314形成在第一公共电极352上。第二像素电极314连接到第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的TFT T并且具有弯曲状。第三栅绝缘层326可以夹在第一公共电极352和第二像素电极314之间。第二公共电极354形成在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的第二基板350上。第二公共电极354可以具有板状，从而第二公共电极354覆盖第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的整个表面。弯曲状的第二像素电极314可以具有相对于栅线GL呈45度和315度的角度之一。
与第一像素电极312相似，第二像素电极314可以具有线性条状。此外，数据线DL可以具有与第二像素电极314相同的弯曲状。液晶层330在线性条状的情况下具有单域。液晶层330在弯曲状的情况下具有多域，从而进一步改善视角。
根据其模式通过使用不同电极来驱动第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3。在宽视角模式中，第二像素电极314和第一公共电极352用来驱动在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的液晶层330。然而，在窄视角模式中，第一公共电极352和第二公共电极354用来驱动在第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3中的液晶层330。
更详细地，当不同电压施加到宽视角中的第二像素电极314和第一公共电极352时，由在第二像素电极314与第一公共电极352之间感应的边缘场驱动液晶层330。在这种情况下，与第一公共电极352相同的电压施加到第二公共电极354，从而在第一与第二公共电极352与354之间不感应电场。换句话说，在宽视角模式中，由第二像素电极314与第一公共电极352之间的边缘场驱动液晶层330，从而将优异图像显示到所有视角。来自第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3的白颜色的亮度对应于来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像的亮度，从而第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3补偿来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像的亮度。因此，改善了宽视角模式中的亮度特性。当第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3不包括第二像素电极314并且相同电压施加到第一和第二公共电极352和354时，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3显示黑颜色。所以，降低了亮度和孔径比。然而，因为第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3包括第二像素电极314，所以LCD器件不具有上述问题。
在窄视角模式中，不同电压施加到第一和第二公共电极352和354，从而由第一与第二公共电极352与354之间的垂直电场驱动液晶层330。在这种情况下，与第一公共电极352相同的电压施加到第二像素电极314，从而在第二像素电极314与第一公共电极352之间不感应电场。第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在特定视角显示白颜色。因此，来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像被白颜色损坏，从而限制视角。第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在前视角具有0％的透光率。随着从前视角向左侧和右侧移动到特定视角，透光率增加。随着从特定视角向左侧和右侧移动，透光率减少。因此，第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3在特定视角具有最大透光率。最大透光率可以是约100％。
为了获得上述透光特性，液晶层330中的液晶分子可以排列成具有相对于栅线GL呈90度和270度之一的角度。分别具有第一和第二光轴的第一和第二偏振片(未示出)设置在第一和第二基板310和350的外表面上。第一和第二光轴可以是分别相对于栅线呈0度和90度。因此，第一和第二光轴彼此垂直。
当第一和第二光轴彼此垂直并且由第一像素电极312与第一公共电极352之间的边缘场驱动具有90度和270度之一的初始排列的液晶层330时，第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3具有宽视角并且显示优异的图像。
第一至第三视角限制子像素VSP1、VSP2和VSP3根据其模式补偿或干扰来自第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的图像的亮度。更详细地，当对应于施加到第一至第三色彩显示子像素CSP1、CSP2和CSP3的电压的不同电压施加到第二像素电极314和第一公共电极352时，视角限制LCD器件具有宽视角模式。在另一方面，当不同电压施加到第一和第二公共电极352和354时，视角限制LCD器件具有窄视角模式。所以，根据本发明第六示例性实施方式的视角限制LCD器件具有在宽和窄视角模式之间的可转换性。
在第一和第二公共电极352和354之间的电压差可以小于3V。
参照图7A至图7D所述的驱动方法可以应用到根据本发明第六示例性实施方式的视角限制LCD器件。在窄视角模式中，LCD器件显示具有基本上相同灰度级的图像。
很明显，本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明的用于液晶显示器件的基板及其制造方法做出修改和变化。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求书及其等效范围内的各种修改和变化。

Claims (33)

1、一种液晶显示器件，其特征在于，包括：
彼此相对的第一和第二基板；
夹在所述第一基板与第二基板之间的液晶分子层；
限定在所述第一和第二基板上包括第一、第二和第三子像素的多个色彩显示子像素；
在该第一基板上的所述第一、第二和第三子像素中的第一公共电极；
在该第一基板上的所述第一、第二和第三子像素中并且与该第一公共电极交替设置的第一像素电极；
在该第二基板上的所述第一、第二和第三子像素中的滤色片层；
包括限定在所述第一和第二基板上的第四、第五和第六子像素的多个视角限制子像素，所述第四、第五和第六子像素一对一地对应于所述第一、第二和第三子像素；
在该第一基板上的所述第四、第五和第六子像素中的第二像素电极；以及
在该第二基板上的所述第四、第五和第六子像素中的第二公共电极。
2、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括在该第一基板上的所述第四、第五和第六子像素中的第三公共电极。
3、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第、第二和第三公共电极具有平板状，并且所述第一和第二像素电极具有条状。
4、根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述第一和第二像素电极具有弯曲的条状。
5、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二像素电极具有至少一个弯曲部分。
6、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二像素电极彼此平行。
7、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，还包括夹在该第一公共电极与该第一像素电极之间以及夹在该第三公共电极与该第二像素电极之间的栅绝缘层。
8、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，在该第一像素电极与该第一公共电极之间并且在该第二像素电极与该第三公共电极之间形成具有反U形的第一电场，并且在该器件处于ON状态时，在该第二公共电极与该第三公共电极之间形成垂直于所述第一和第二基板之一的第二电场。
9、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三子像素设置在第(2N-1)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第四、第五和第六子像素设置在第(2N)行并且彼此交替设置在各像素行，其中N是正整数。
10、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三子像素设置在第(3N-2)行和第(3N)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第四、第五和第六子像素设置在第(3N-1)行并且彼此交替设置在各像素行，其中N是正整数。
11、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，该第一像素电极和该第一公共电极具有条状。
12、根据权利要求11所述的器件，其特征在于，该第一像素电极和该第一公共电极具有弯曲的条状。
13、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，该第二像素电极和该第二公共电极具有平板状。
14、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，在该第一像素电极与该第一公共电极之间形成与所述第一和第二基板平行的第一电场，并且在该第二像素电极与该第二公共电极之间形成垂直于所述第一和第二基板之一的第二电场。
15、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括：
在该第一基板上的多条栅线；
与所述多条栅线交叉以限定所述第一、第二和第三子像素以及所述第四、第五和第六子像素的多条数据线；
与所述多条栅线和所述多条数据线连接的多个薄膜晶体管，
其中所述第一和第二像素电极与所述多个薄膜晶体管连接。
16、根据权利要求15所述的器件，其特征在于，还包括在该第二基板上并且对应于所述多条栅线、多条数据线以及多个薄膜晶体管的黑矩阵。
17、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括夹在该第一公共电极与该第一像素电极之间的栅绝缘层。
18、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三子像素设置在第(2N-1)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第四、第五和第六子像素设置在第(2N)行并且彼此交替设置在各像素行，其中N是正整数。
19、根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三子像素设置在第(3N-2)行和第(3N)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第四、第五和第六子像素设置在第(3N-1)行并且彼此交替设置在各像素行，其中N是正整数。
20、一种液晶显示器件，包括：
彼此相对的第一和第二基板；
夹在所述第一基板与第二基板之间的液晶分子层；
包括第一、第二和第三子像素并限定在所述第一和第二基板上的多个色彩显示子像素；
在该第一基板上的所述第一、第二和第三子像素中的第一像素电极；
在该第二基板上的所述第一、第二和第三子像素中的滤色片层；
在所述滤色片层上的第一公共电极；
分别在该第一像素电极和该第一公共电极上的第一和第二狭缝；
包括第四、第五和第六子像素并限定在所述第一和第二基板上的多个视角限制子像素，所述第四、第五和第六子像素一对一地对应于所述第一、第二和第三子像素；
在该第一基板上的所述第一、第二和第三视角限制子像素中的第二像素电极；
在该第二基板上的所述第四、第五和第六子像素中的第二公共电极；以及
分别在该第二像素电极和该第二公共电极上的第三和第四狭缝，
其中所述第一和第二狭缝彼此平行地交替设置，并且
其中所述第三和第四狭缝彼此平行地交替设置。
21、根据权利要求20所述的器件，其特征在于，所述第一和第二狭缝具有至少一个弯曲部分，并且所述第三和第四狭缝与该栅线平行。
22、根据权利要求21所述的器件，其特征在于，在该第一像素电极与该第一公共电极之间的第一电场具有至少一个弯曲部分，并且在该器件处于ON状态时，在该第二像素电极与该第二公共电极之间的第二电场垂直于该栅线。
23、根据权利要求20所述的器件，其特征在于，所述第一和第二狭缝具有弯曲的条状，并且所述第三和第四狭缝具有线性条状。
24、根据权利要求20所述的器件，其特征在于，还包括：
在该第一基板上的多条栅线；
与所述多条栅线交叉以限定所述第一、第二和第三色彩显示子像素以及所述第一、第二和第三视角限制子像素的多条数据线；
与所述多条栅线和多条数据线连接的多个薄膜晶体管，
其中所述第一和第二像素电极与所述多个薄膜晶体管连接。
25、根据权利要求24所述的器件，其特征在于，还包括在该第二基板上并且对应于所述多条栅线、多条数据线以及多个薄膜晶体管的黑矩阵。
26、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三色彩显示子像素设置在第(2N-1)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第一、第二和第三视角限制子像素设置在第(2N)行并且彼此交替设置在各像素行，其中N是正整数。
27、根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一和第二基板包括多个像素列和多个像素行，其中所述第一、第二和第三色彩显示子像素设置在第(3N-2)行和第(3N)行并且彼此交替设置在各像素行，所述第一第二和第三视角限制子像素设置在第(3N-1)行并且彼此交替设置在各像素行。
28、一种液晶显示器件的驱动方法，所述液晶显示器件包括第一、第二和第三色彩显示子像素以及第一、第二和第三视角限制子像素，其中所述第一、第二和第三色彩显示子像素一对一地对应于所述第一、第二和第三视角限制子像素，并且所述第一、第二和第三色彩显示子像素包括第一和第二电极，所述第一、第二和第三视角限制子像素包括第三和第四电极，所述方法包括：
将第一和第二电压施加到每个所述第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第三和第四电压施加到每个所述第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中所述第三和第四电压彼此相同；以及
将第五和第六电压施加到每个所述第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第七和第八电压施加到每个所述第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中所述第三和第四电压彼此不同。
29、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三电极形成在该第一基板上并且该第四电极形成在该第二基板上。
30、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一和第三电极形成在该第一基板上并且所述第二和第四电极形成在该第二基板上。
31、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，视角限制图像在前视角具有最小亮度并且在与该前视角不同的侧视角具有最大亮度。
32、一种液晶显示器件的驱动方法，所述液晶显示器件包括第一、第二和第三色彩显示子像素以及第一、第二和第三视角限制子像素，其中所述第一、第二和第三色彩显示子像素一对一地对应于所述第一、第二和第三视角限制子像素，并且所述第一、第二和第三色彩显示子像素包括第一和第二电极，所述第一、第二和第三视角限制子像素包括第三、第四和第五电极，所述方法包括：
将第一和第二电压施加到每个所述第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第三和第四电压施加到每个所述第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第四电极，其中所述第三和第四电压分别对应于所述第一和第二电压；以及
将第五和第六电压施加到每个所述第一、第二和第三色彩显示子像素的第一和第二电极以及将第七和第八电压施加到每个所述第一、第二和第三视角限制子像素的第三和第五电极，其中所述第三和第四电压彼此不同。
33、根据权利要求32所述的方法，其特征在于，视角限制图像在前视角具有最小亮度并且在与该前视角不同的侧视角具有最大亮度。
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