CN1991466A - 液晶显示器件及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示器件及其驱动方法。该液晶显示器件包括：第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极位于第一基板上以生成水平电场；和第三电极，该第三电极位于第二基板上以生成纵向电场。在该液晶显示器件中，能够控制宽视角和窄视角。

Description

液晶显示器件及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种通过控制纵向电场来控制宽视角的液晶显示器件及其驱动方法。
背景技术
液晶显示器件，尤其是采用薄膜晶体管(TFT)的液晶显示器件，广泛用在移动通信电话和TV中。
在上述显示器中，要求一种个人显示器，其中，所显示的内容只能被该个人显示器的用户看到，而不会被沿水平方向观看该个人显示器的其他人看到。
尤其是，所显示的内容有时可与几个人分享，但优选的是可个人使用。
过去，为了改善视角特性，提出了面内切换(IPS)技术和边缘场切换(FFS)技术，目前，这些技术已投入了商业制造(例如，参见日本未审专利申请公报第2003-75819号和第H5-108023号)。
根据IPS技术，将多个电极形成在同一基板上，并且在这些电极之间施加电场以使液晶作出响应来显示灰度。实际上，由于多个电极形成在同一基板上，所以电场的平行分量较强，因此，可获得宽视角的特性。
根据FFS技术，在同一基板上放置一绝缘膜以形成第一电极和第二电极，在这些电极之间施加电场使得液晶作出响应以显示灰度。实际上，由于多个电极形成在同一基板上，所以电场的平行分量较强，因此可获得宽视角。
然而，根据现有技术，尽管改善了视角方面的特性，但是存在如下局限，即，无法将视角调节得窄或宽，以保护所显示信息的安全。
发明内容
因此，本发明致力于一种液晶显示器件及其驱动方法，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具有视角控制功能的液晶显示器件及其驱动方法，所述视角控制功能用于当在显示器上显示信息时使视角变宽，当在宽视角的液晶显示器件上使所述信息个人化时使视角变窄。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本文中所具体体现和广泛描述的本发明的宗旨，一种液晶显示器件包括：第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极位于第一基板上以生成水平电场；和第三电极，该第三电极位于面向所述第一基板的第二基板上以生成纵向电场。
在本发明的另一方面中，一种驱动液晶显示器件的方法包括以下步骤：在第一基板上形成第一电极和第二电极，以生成第一电场；在第二基板上形成第三电极，以生成第二电场；并且，通过调节施加给所述第三电场的电压来控制视角。
应理解，上文对本发明的概述与下文对本发明的详述都是示例性和解释性的，旨在提供对如权利要求所述发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是例示了根据本发明实施例的具有面内切换(IPS)结构的液晶显示器件的宽视角模式的示意图；
图2是例示了根据本发明实施例的具有IPS结构的液晶显示器件的窄视角模式的示意图；
图3是例示了对根据本发明实施例的具有现有技术IPS单域结构的液晶显示器件的仿真结果的图；
图4是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第一仿真结果的图；
图5是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第二仿真结果的图；
图6是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第三仿真结果的图；
图7是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第四仿真结果的图；
图8是例示了根据本发明另一实施例的具有边缘场切换(FFS)结构的液晶显示器件的宽视角模式的示意图；
图9是例示了根据本发明另一实施例的具有边缘场切换(FFS)结构的液晶显示器件的窄视角模式的示意图；
图10是例示了对根据本发明另一实施例的具有现有技术FFS单域结构的液晶显示器件的仿真结果的图；
图11是例示了对根据本发明另一实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第一仿真结果的图；
图12是例示了对根据本发明另一实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第二仿真结果的图；
图13是例示了对根据本发明另一实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第三仿真结果的图；以及
图14是例示了对根据本发明另一实施例的采用第三电极的液晶显示器件的第四仿真结果的图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的优选实施例，在附图中示出了其示例。
图1是例示了根据本发明实施例的具有面内切换(IPS)结构的液晶显示器件的宽视角模式的示意图。
如图1所示，作为现有技术的IPS结构，在基板10上形成有第一电极11和第二电极12。
面向基板10的基板20上具有第三电极21，这是本发明的一个方面。
这里，调节第三电极21的电压来减小纵向电场以设置宽视角模式。
对施加给第三电极21的电压进行调节使得可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。
图2是例示了根据本发明实施例的具有IPS结构的液晶显示器件的窄视角模式的示意图。
如图2所示，由于通过施加给第三电极21的、用来生成纵向电场的电压可使液晶倾斜，所以控制了视角。这时设置了窄视角模式。
基板20在第三电极21上具有介电膜22以减小纵向电场的影响。
即使在没有介电膜22的情况下，也可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。然而，在这种情况中，宽视角模式下的对比度劣化。另一方面，当另外形成有介电膜22时，防止对比度劣化并使得可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。
接着，将参照图3至图7来描述对视角进行的仿真的结果。
图3至图7例示了在360度的视角下对比度的等位线(contour line)的分布。
在该仿真中，采用了几个参数，例如：液晶的折射率，no＝1.473和ne＝1.550；单元间隙为4.5微米；以及预倾角为1度。此外，将摩擦角(液晶的配向方向)设计为在不采用光学补偿膜的情况下相对于电极狭缝(slit)倾斜15度。
图3是例示了对根据本发明实施例的具有现有技术IPS单域结构的液晶显示器件的仿真结果的图。
在该实施例中，第一电极11的宽度为5微米，第一电极11与第二电极12之间的间隙为10微米，并且第一电极11与第二电极12之间的电势差为6.5V。
作为仿真结果，正面(front)对比度为876，并获得如图3所示的特性。
另一方面，图4是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极21的液晶显示器件的第一仿真结果的图。
更详细地说，图4例示了对如下情况的仿真结果：在面向基板10的基板20上形成有第三电极21，在基板10上形成有第一电极11和第二电极12，并且施加给第三电极21的电压等于施加给第一电极11的电压。其他的条件与图3中所例示的情况中的条件相同。
如图4所示，尽管对比度的倾向(tendency)与图3中所例示的情况相同，但是由于第三电极21的影响，使得正面对比度较小(正面对比度：234)。
图5是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极21的液晶显示器件的第二仿真结果的图。
更详细地说，图5例示了对如下情况的仿真结果：采用了与图4中的单元相同的单元，并且施加给第三电极21的电压比第一电极11的电压高1.2V。
如图5所示，尽管正面对比度变小(即，120)，但可使左视角和右视角特性劣化，而不改变上视角和下视角特性这些角度。
图6是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极21的液晶显示器件的第三仿真结果的图。
更详细地说，图6例示了对如下情况的仿真结果：在面向基板10的基板20上形成有3.5微米的、相对介电常数为3的介电膜22，在基板10上形成有第一电极11和第二电极12，并且将与第一电极11的电压相同的电压施加给第三电极21。
如图6所示，可以理解，视角特性与现有技术的IPS模式的视角特性(参见图3)相同，并且正面对比度高于没有介电膜22的情况的正面对比度，但类似于现有技术IPS模式的正面对比度(图6中正面对比度为688)。
图7是例示了对根据本发明实施例的采用第三电极21的液晶显示器件的第四仿真结果的图。
图7例示了对如下情况的仿真结果：采用与图6中的单元相同的单元，并且施加给第三电极21的电压比第一电极11的电压高1.2V。
如图7所示，与图5所示的情况相同，在不改变上视角和下视角特性的情况下会使左视角和右视角特性劣化。
此外，与没有介电膜22的情况相比，正面对比度被设置为高值(正面对比度：184)。
如上所述，根据本发明实施例，在面向其上形成有第一电极和第二电极的基板的基板上形成第三电极，并且控制施加给第三电极的电压，使得可以实现具有期望视角特性的液晶显示器件。
此外，在第三电极上形成介电膜，使得可以控制视角以及与现有技术IPS结构的水平相同的正面对比度。
图8是例示了根据本发明另一实施例的具有边缘场切换(FFS)结构的液晶显示器件的宽视角模式的示意图。
如图8所示，与现有技术FFS结构相同，在基板110上通过插入绝缘膜113形成有第一电极111和第二电极112。
面向基板110的基板120具有第三电极121，这是本发明的一个方面。
这里，调节第三电极121的电压来减小纵向电场以设置宽视角模式。
对施加给第三电极121的电压进行调节使得可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。
图9是例示了根据本发明另一实施例的具有FFS结构的液晶显示器件的窄视角模式的示意图。
如图9所示，由于通过施加给第三电极121的、用来生成纵向电场的电压可使液晶倾斜，所以控制了视角。这时设置了窄视角模式。
基板120在第三电极121上具有介电膜122以减小纵向电场的影响。
即使在没有介电膜122的情况下，也可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。然而，在这种情况中，宽视角模式下的对比度劣化。在这种情况下，当另外形成有介电膜22时，防止对比度劣化并使得可以在宽视角模式与窄视角模式之间进行切换。
接着，将参照图10至图14来描述对视角进行的仿真的结果。
图10至图14例示了在360度的视角下对比度的等位线的分布。
在该仿真中，采用了几个参数，例如：液晶的折射率，no＝1.473和ne＝1.550；单元间隙为4.5微米；以及预倾角为1度。此外，将摩擦角(液晶的配向方向)设计为在不采用光学补偿膜的情况下相对于电极狭缝倾斜15度。
图10是例示了对根据本发明另一实施例的具有现有技术FFS单域结构的液晶显示器件的仿真结果的图。
大部分现有技术FFS具有水平狭缝结构。这里，类似于单域IPS结构，采用了其中垂直地形成有用于第一电极的狭缝的图案。
此外，第一电极111的宽度为3微米，第一电极111之间的间隙为10微米，并且第一电极111与第二电极112之间的电势差为7.5V。
作为仿真结果，正面对比度为606，并获得如图10所示的特性。
另一方面，图11是例示了对根据本发明另一实施例的采用第三电极121的液晶显示器件的第一仿真结果的图。
更详细地说，图11例示了对如下情况的仿真结果：在面向基板110的基板120上形成有第三电极121，在基板110上形成有第一电极111和第二电极112，并且施加给第三电极121的电压等于施加给第一电极111的电压。其他的条件与图10中所例示的情况中的条件相同。
如图11所示，尽管对比度的倾向与图10中所例示的情况相同，但是由于第三电极121的影响，使得正面对比度较小(正面对比度：270)。
图12是例示了对根据本发明上述实施例的采用第三电极121的液晶显示器件的第二仿真结果的图。
更详细地说，图12例示了对如下情况的仿真结果：采用了与图11中的单元相同的单元，并且施加给第三电极121的电压比第一电极111的电压高1.5V。
如图12所示，尽管正面对比度变小(即，172)，但左视角和右视角特性劣化，而上视角和下视角特性没有改变这样的程度。
图13是例示了对根据本发明上述实施例的采用第三电极121的液晶显示器件的第三仿真结果的图。
更详细地说，图13例示了对如下情况的仿真结果：在面向基板110的基板120上形成有3.5微米的、相对介电常数为3的介电膜122，在基板110上形成有第一电极111和第二电极112，并且将与第一电极111的电压相同的电压施加给第三电极121。
如图13所示，可以理解，视角特性与现有技术的FFS模式的视角特性(参见图10)相同，并且正面对比度高于没有介电膜122的情况的正面对比度，但类似于现有技术FFS模式的正面对比度(图13中正面对比度为592)。
图14是例示了对根据本发明上述实施例的采用第三电极121的液晶显示器件的第四仿真结果的图。
更详细地说，图14例示了对如下情况的仿真结果：采用与图13中的单元相同的单元，并且施加给第三电极121的电压比第一电极111的电压高3.3V。
如图14所示，与图12所示的情况相同，在不改变上视角和下视角特性的情况下会使左视角和右视角特性劣化。
此外，与没有介电膜122的情况相比，正面对比度被设置为高值(正面对比度：228)。
如上所述，根据本发明另一实施例，在面向其上形成有第一电极和第二电极的基板的基板上形成第三电极，并且控制施加给第三电极的电压，使得可以实现具有期望视角特性的液晶显示器件。
此外，在第三电极上形成介电膜，使得可以控制与现有技术IPS/FFS结构的水平相同的正面对比度以及视角。
根据本发明，可以实现具有视角控制功能的液晶显示器件，该视角控制功能用来在显示器上显示信息时使视角变宽，而在宽视角的液晶显示器件上使该信息个人化时使视角变窄。
本领域技术人员很清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果这些修改和变型落入所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明亦涵盖这些修改和变型。
本申请要求于2005年12月28日提交的日本专利申请第JP2005-379810号和第JP2005-379830号的优先权，通过引用并入其内容，如同在此完全阐述一样。

Claims (16)

1、一种液晶显示器件，该液晶显示器件包括：
第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极位于第一基板上以生成水平电场；和
第三电极，该第三电极位于面向所述第一基板的第二基板上以生成纵向电场。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述第二基板还包括位于所述第三电极上的介电膜。
3、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，通过调节施加给所述第三电极的电压将宽视角模式切换到窄视角模式。
4、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其中，施加给所述第三电极的所述电压是与所述第一电极的电压基本相同的电压。
5、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其中，施加给所述第三电极的所述电压高于所述第一电极的电压。
6、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述第一电极与所述第二电极之间插入绝缘膜。
7、根据权利要求6所述的液晶显示器件，其中，所述第二基板还包括位于所述第三电极上的介电膜。
8、根据权利要求6所述的液晶显示器件，其中，通过调节施加给所述第三电极的电压将宽视角模式切换到窄视角模式。
9、根据权利要求8所述的液晶显示器件，其中，施加给所述第三电极的所述电压是与所述第一电极的电压基本相同的电压。
10、根据权利要求8所述的液晶显示器件，其中，施加给所述第三电极的所述电压高于所述第一电极的电压。
11、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中，所述液晶显示器件包括面内切换模式与边缘场切换模式中的一种。
12、一种驱动液晶显示器件的方法，该方法包括以下步骤：
在第一基板上形成第一电极和第二电极，以生成第一电场；
在第二基板上形成第三电极，以生成第二电场；并且
通过调节施加给所述第三电极的电压来控制视角。
13、根据权利要求12所述的方法，其中，通过调节施加给所述第三电极的电压将所述视角从宽视角模式切换到窄视角模式。
14、根据权利要求12所述的方法，其中，将与所述第一电极和所述第二电极的电压之一相同的电压施加给所述第三电极。
15、根据权利要求12所述的方法，其中，将高于所述第一电极和所述第二电极的电压之一的电压施加给所述第三电极。
16、根据权利要求12所述的方法，其中，所述液晶显示器件包括面内切换模式与边缘场切换模式中的一种。
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