TW523729B - Liquid crystal display with changeable viewing angle - Google Patents

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Martin Schadt
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523729 A7 ___ B7 五、發明說明(/ ) 詳細說明 〔發明的背景〕 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關係於申請專利範圍主項的那一種液晶顯示 益。在刊物”Development of Dua ldomain TFT-LCD by optical pattering”(H Klausmann et al., SID Digest of Technical Papers, 1998,Anaheim,USA)提到一種具有雙領域液 晶格的液晶顯示器。在此雙領域液格中,一個單獨的影像 點(圖元)元件分成二區域。在二區域中,液晶有不同的 方向性(Orientierung)。如此,液晶顯示器的觀看角範圍變 廣。 〔本發明的優點〕 與之相較,具有申請專利範圍主項的特點的本發明的 液晶顯示器的優點爲:一個影像點元件的個別區域(它們 具有不同之方向性)可用電方式分別控制。如此,對於液 晶顯示器.,可將相同設計的影像點元件相鄰設置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一個影像點(圖元)元件之相同朝向的區域有相同的觀 看角度。此觀看角度在液晶的一種朝向方向時很受限制。 但這表示:本發明的液晶顯示器由不同的觀看角度範圍只 能看到一種只有一液晶方向性的影像元件區域所產生的影 像。與背景技術不同者,本發明的裝置可以使個別區域分 別地用電子方式控制。因此可同時在不同的觀看角度範圍 看到不同的影像。 利用申請專利範圍附屬項中的措施,可將主項中的液 晶顯示器作有利的進一步發展。 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 523729 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(二) 由於可經由不同之行線路,不同之列線路或經由前平 面電極(Frontplaneelektrode)的分佈作電控制。因此可以匹配 合影像元件之所要的構造(Layout)。此外可以對所用的驅動 器與控制電路作匹配。此處要注意,列驅動器一般比行驅 動器更有利。 此外,除了可由二個不同觀看方向同時看到二個不同 影像外,宜另外再具有其他的顯示的可能方式。一方面, 可以使液晶顯示器對一觀看方向切換成全暗或全亮,因此 不會顯示影像資訊。反之,由另一觀看方向可看到影像資 訊。此外,也可對於該二觀看方向顯示相同的影像資訊。 在一有限的觀看角度範圍(在其中至少可看到二個不 同的影像資訊)中另外還可以顯示立體影像。舉例而言, 這點對於例如配合航行系統應用以將地圖作三度空間式顯 示的應用上很有利。 利用具有二個不同光源之對應地改變的光導體作後照 明的優點爲:個別之影像點元件可分別作後照明。因此, 舉例而言,各個觀看者可個別地調節其觀看角度範圍用的 顯示器亮度。 〔圖式之簡單說明〕 本發明的實施例示於圖式中,並在以下說明中詳細敘 述。 圖式中: 第一圖係在一被動式液晶顯示器實施例中的一個本發 明液晶顯示器的上視圖, 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------曼------- 丨訂---------線----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 523729 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(;) 第二圖係在一主動式矩陣液晶顯示器實施例中的本發 明的液晶顯示器上視圖,它具有各種不同的行線路以供一 影像點元件的各區域之用, 第三圖係一液晶顯示器的本發明實施例,它具有各種 不同的列線路,以供一影像點元件的各區域之用, 第四圖係液晶顯示器的一本發明實施例,它的前平面 電極作了分劃, 第五圖顯示此實施例的本發明的一種變更方式, 第六圖顯示一液晶顯示器的設計,使用二個光導體與 二個光源,以將不同的觀看角度範圍分別作後方照明。 [圖號說明] (1) 行線路 (2)(3) 列線路 (5)(6) 區域 (21) 列線路 (22)(23) 行線路 (24)(25) 區域 (26)(27) 控制電路 (28) 儲存電路 (32) 區域 (40) 影像元件 (41) 行線路 (42)(43) 列線路 (44) 影像點區域 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) -------------f------- 丨tr.--------1 線—---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 523729 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7____ 五、發明說明(縿) (45) 影像點 (46) (47) 電晶體 (50) 影像元件 (51) 列線路 (52) 彳了線路 (53) 電晶體 (54) 區域 (55) (56) 前平面電極 (60)(61) 前平面電極 (70)(71) 電極 (80)(81) 導電之連接線 (90)(91)光源 (92)(93) 反射器 (94)(95) 光波導體 〔實施例的說明〕 液晶顯示器的液晶係位於二個玻璃板間,該玻璃板上 還可施覆其他的層,例如定方位層。在一玻璃側上,在靜 止狀態時,所有長形液晶分子都以其縱軸平行於玻璃表面 對準。所有液晶分子的縱軸指向一方向。此時,經由液晶 格距離可使液晶分子縱軸方向改變,因此經由液晶格距離 可使分子旋轉90° 。此時,造成不同方向性的區域的一種 可能方式,係將液晶定向成使得在一區域中旋轉了+90° , 而在另一區域旋轉了-90°角度。此外,還可經由液晶格距 離將縱軸與玻璃表面的夾角改變。一種不同的光方向性係 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) " '~" I n n 1 I n I ammMW I l ϋ i n · n i ϋ n I -a— 1_1 一:0午· a········ an· mm 菌 n ϋ n n ϋ ·ϋ ϋ ·ϋ n ϋ n n ϋ ϋ ϋ ί ϋ ϋ ϋ n ϋ ϋ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 523729 Α7 Β7 五、發明說明(i-) 由以下方式得到:在一區域使液晶分子縱軸在一玻璃側與 玻璃表面夾成+6»,而在另一區域夾成j。此外這種角度 稱爲液晶的傾角。其量的大小宜在〇°與30°間。在以下 實施例只說明二種液晶方向式,方向性係藉不同傾轉角度 而輸入。 第一圖顯示一種液晶顯示器,呈一種X-Y矩陣構造。 此液晶顯示器經由行線路(1)及列線路(2)(3)控制,該線路設 成互相垂直,行-或列線路位在不同的玻璃基質上,在該玻 璃基質間有圖中未示的液晶。螢幕的定位址方式係爲被動 者,換言之,在各影像點(圖示)上沒有主動電路(例如 一種薄膜電晶體),而資訊則係藉列-與行線路上的相關信 號呈歹ΐι順序方式寫入螢光幕中。一單獨的影像點係由一個 行(1)與二個列線路(2)相交而形成。只有對於所選之影像點 有關的線路才會被提列。使用透明銦錫氧化物(ΙΤΟ)當作列 -與行電極材料。有一影像元件(4)在第一圖中被選出,邊緣 用虛線框示以使之之較淸楚地顯出。它分成二個區域(5)(6) 。在此實施例以及以下實施例中,不同的區域各選成一樣 大小。舉例而言,在區域中,利用液晶的光方向性或利用 另一^種相當的方法將液晶構造傾轉+ <9角度。而在另一區域 (6)中,液晶構造則傾轉角度。各區域都有一列線路⑵ 或(3)與之配合,該線路將具有相同液晶傾轉度的所有相鄰 之影像點半部蓋住。由於液晶作不同的傾轉會造成觀看角 度改度,因此追種與液晶角度+ θ與有關的觀看角度範 圍可經由不同之線路分別控制。 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 訂---------IAW----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523729 A7 五、發明說明(心) 第一·圖中顯不本發明液晶顯不另一貫施例。此處該 液晶顯示器做成主動矩陣形式。控制作用經由一個列線路 (21)與二個行線路(22)(23)達成。影像元件(20)劃分成二個區 域(24)(25),二域各有一個本身的「控制電晶體」(26)或(27) 。它們共用一共同的儲存線路(28)。上區域(24)中,液晶構 造傾轉了+ Θ角度,下區域(25)則傾轉了角度。在一個列 週期X中,區域(24)與上方所鄰界的影像元件的一區域(31) 同時受控制。在隨後的列週期X+1中,區域(25)與下方鄰 界的影像元件的一區域(32)同時受控制。因此,如果資訊 係一列一列地寫入顯示器中,則所有下方影像元件(25)(31) 等的行資訊必須相對於上方影像元件(24)(32)的資訊推移一 個列i期。上、下影像元件區域的影像資訊可以依此區別 。分別的儲存線路(28)除了其儲存功能外,還當作區域間 的黑矩陣之用。由於行線路有雙倍數目所造成的一些孔徑 損失(Aperturverlust)可利用更強的後方照方而補償。特別是 在用於汽車時(在此場合始終有足夠電源供使用),後方照 明裝置要得到較高的功率是毫無問題的。 第三圖中顯示本發明液晶顯示器的另一種設計。它同 樣係一種主動矩陣液晶顯示器,具有一個選出的影像元件 (40)。這種影像元件係經由一個行線路(41)·及二個列線路 (42)(43)控制。一個上影像點區域(44)係經電晶體(46)控制, 而一個下影像點(45)則經電晶體(47)控制。在此,液晶的方 向性每一行各不同。這點可使不同的影像在不同的觀看角 度顯示。此處與第二圖中不同者,每個影像元件需要一個 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------MW (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T----------線» 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523729 A7 五、發明說明(7) 行與二個列線路。這點很有利,因爲列驅動器比行驅動器 便宜。 第四圖中顯示另一種本發明的裝置。此處液晶顯示器 也做成主動矩陣形式。有一影像元件(50)被選出,它係經 由一個列線路(51)及一個行線路(52)利用電晶體(53)控制。 影像點元件(50)分劃成具不同液晶構造的二個區域。區域 (54)中的液晶具傾角+ 0,區域(55)中的液晶具傾角-0。在 該透明的前平面電極(55)(56)與具有電晶體及列、行線路的 矩陣之間有液晶(圖中未示),被二個玻璃板封入。前平面 電極(55)與(56)設計成指狀,因此它們不相交。它們係互相 電絕緣者。前平面電極(60)覆蓋住影像點元件的下區域, 例如(55),其液晶會都具傾角-6»。前平面電極(61)蓋住影像 點元件的上區域,例如(54),其液晶全都具傾角+ Θ。 二種控制方式被提出,在第一種控制方式,在二個前 平面電極上施加矩形波的交流電壓。此外,這二個前平面 電極之一例如前平面電極(60)受到一種交流信號。它具有 影像重複頻率,或者更宜具有雙倍之影像重複頻率,以避 免閃爍(Flimmer)。此交流信號的電壓選設的方式,舉例而 言,係使得所有與前平面電極有關的影像點區域都切換成 暗狀態。第二種控制方式,係將矩形波的交流信號施加到 二前平面電極(60)與(61)上。電壓選設成使得在低振幅時作 標準影顯示,而在高振幅時,影像元件的相關區域呈黑暗 狀。 利用這二種控制方式,可以做三種操作方式: 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 訂---------線丨----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523729 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(?) 1) 將二個列電極平行操作,資料可由兩邊很良好地讀 出。 2) 只將二個列中一列作控制。影像只能從一邊(只由右 或只由左)檢出。 3) 不同的行信號在控制時各施到一前平面電極上。因 此由分別的觀看角度可分別看到二個不同的影像。利用這 種施加到前平面電極的交流電壓,在一觀看角度範圍中的 顯示情形從顯示器的全亮或全暗的切換狀態過渡到顯示影 像的狀態。 第五圖顯示這種設計的一種特別變更方式,其中,該 指形的前平面電極被列形的電極(70)(71)取代’該列形電極 用薄士導電連接線(80)(81)(例如低電阻金屬層)連結。第五 圖中只顯示前平面電極(70)(71)與導電之連接線(80)(81)。在 此控制方式中,與第四圖的裝置並無不同。 第六圖中顯示本發明液晶顯示器另一設計。此處係一 種特殊後照明方式,具有二樣狀光源(90)與(91),例如冷陰 極螢光燈(CCFL),它具有反射器(92)與(93),光源(90)及(91) 的光經反射器(92)與(93)耦合到光波導體(94)與(95),光波導 體表面設有稜鏡構造。此稜鏡構造設計成使光只在一選出 的觀看角度範圍發出。因此藉著將二個光源分別控制,可 對各觀看角度範圍分別作亮度控制。因此,舉例而言,在 車子中,駕駛者與乘客可分別調整其適合亮度。 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) n n m ϋ -ϋ »ϋ «^1 I— I ϋ ί ϋ n n ϋ ϋ— i H 一 ^ I w a··· aw 蠢 HA (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 523729 A8 B8 C8 D8 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 4·} 六、申請專利範圍 1_一種液晶顯示器,具有影像元件,其中的所有影像 元件以相同方式分成至少二個區域,且該區域之預設的液 晶構造不同,其特徵在: 一影像元件的各個別區本身可用電方式控制。 2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器,其中·· 一影像元件的不同區域可經由不同之行線路作選擇。 3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器,其中: 一影像元件的不同區域可經由不同的列線路作選擇。 4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器.,其中: 不同的區域可利用不同的透明前平面電極作選擇。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 液晶構造的不同係由液晶傾轉造成,其中,液晶的傾 轉角度宜在0°〜30。之間。 6·如申請專利.範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 液晶構造的不同係由液晶作相反的換曲了 90。的量而 達成 7·如申請專利範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 依觀看角度而定同時可看到一第一影像或一第二影像 8·如申請專利範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 象 一δν I ·ϋ I -1 n βϋ ϋ I fl— ϋ H ϋ ϋ n ϋ I n n ϋ ϋ n n ϋ ϋ n n n I ϋ I
    523729 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 依觀看角度而定可以看到一影像或將一影像的顯示作 用停留住。 9. 如申請專利範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 一影像可在整個顯示器範圍中看到。 10. 如申請專利範圍第1或第2項之液晶顯示器,其中 藉著將一個觀看角度範圍中的二個部分影像組合達成 一種三度空間的影像顯示效果,在該範圍中可看到二個不 同影像。 11. 如申請專利範圍第丨或第2項之液晶顯示器,其中 該顯示器的後方照明裝置利用二個不同光波導體及二 個不同光源達成,其光線經由光導體在不同之觀看角度範 圍中偏轉。 - —--------^--------·1線—. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 k------------------ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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