液晶显示装置及其制造方法

专利名称：液晶显示装置及其制造方法
技术领域：
本公开涉及液晶显示装置及其制造方法。
背景技术：
近年来，液晶显示(LCD)装置成为一种备受瞩目的平面显示装置， LCD装置是一种向既具有液体流动性又具有晶体光学特性的液晶施加电 场来改变光学各向异性的装置。因为LCD装置功耗低且体积小，并且可 以在大尺寸下具有高分辨率，所以它被广泛使用。
迄今，人们一直在积极地研究允许更宽视角的LCD装置，但是近年 来观念已经转向了积极开发具有宽视角以及窄视角的LCD装置。
例如，在LCD装置被用于保护公司机密或个人隐私的情况下，当 LCD装置仅具有宽视角时，信息可能泄露给位于附近位置的人或者隐私 可能受到位于附近位置的人的侵犯。
因此，近年来，人们正在积极开发通过控制LCD装置而允许在期望 的时间以期望的视角来观看LCD装置的技术。
图1是例示了可以工作在宽视角模式和窄视角模式下的现有技术 LCD装置的截面图。
参照图1，现有技术LCD装置包括彼此附接的第一液晶(LC)面板 11和第二LC面板12。
第一 LC面板11包括分开预定距离、彼此面对并附接的第一基板10 和第二基板20。第一基板10和第二基板20之间插设有第一 LC层30。 尽管未示出，但是可以在第一基板10的内表面上形成薄膜晶体管 (TFT)和像素电极，并且可以在第二基板20的内表面上形成滤色器和 公共电极。
第二 LC面板12形成在第二基板20的外表面上。
第二 LC面板12包括分开预定距离、彼此面对并附接的第三基板50 和第四基板60。第三基板50和第四基板60之间插设有第二 LC层70。
尽管未示出，但是在第三基板50和第四基板60的内表面上分别形 成有第一电极和第二电极。第一电极和第二电极连接到预定控制器以向 第二LC层70施加电场。
第二LC层70由于所施加的电场而水平或垂直配向。
第一LC面板11的第一基板10的外表面上形成有第一偏光片81， 而第二 LC面板12的第四基板60的外表面上形成有第二偏光片82。
还可以在第一 LC面板11和第二 LC面板12之间提供至少一个偏光片。
在宽视角模式期间，第二 LC面板12与是否施加电场无关地直接将 第一 LC面板11产生的图像传递到第二 LC层70。
在窄视角模式期间，对第二LC面板12施加或不施加预定电场，从 而仅在预定方向上使经第二LC面板12处理的光通过。因此，可以在特 定的窄视角下观看到由第一 LC面板11产生并穿过第二 LC面板12的图 像。
如上所述，在为提供原始图像的主LC面板上附接了视角控制LC面 板以控制现有技术LCD装置的视角的情况下，视角控制LC面板不仅要 额外制造，而且产品的厚度和重量增加了三倍或更多。
另外，当视角控制LC面板与主LC面板彼此附接时，可能会产生配 向失准(misaligning)。因为在宽视角模式期间从背光单元入射的光会始 终穿过视角控制LC面板，所以前向亮度显著减小。

发明内容
实施方式提供了一种液晶显示装置及其制造方法，其允许用户选择 性地以宽视角和窄视角来观看画面。
在一个实施方式中， 一种液晶显示装置包括第一基板，其中限定 有第一到第四子像素区域；面对所述第一基板的第二基板，其中限定有 所述第一到第四子像素区域；第一配向层，其在所述第一基板上的所述第一到第三子像素区域中被配向为第一方向，而在所述第四子像素区域 中被配向不同于所述第一方向的第三方向；所述第二基板上的公共电极； 第二配向层，其在所述第二基板上的所述第一到第三子像素区域中被配 向为第二方向，而在所述第四子像素区域中被配向为不同于所述第二方 向的第四方向；以及所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
在另一个实施方式中， 一种制造液晶显示装置的方法包括以下步骤 制备其中限定有第一到第四子像素区域的第一和第二基板；在所述第一 基板上形成第一配向层；将所述第一配向层的与所述第一到第三子像素
区域相对应的部分配向为第一方向，而将所述第一配向层的与所述第四
子像素区域相对应的部分配向为不同于所述第一方向的第三方向；在所 述第二基板上形成公共电极；在所述公共电极上形成第二配向层；将所 述第二配向层的与所述第一到第三子像素区域相对应的部分配向为第二 方向，而将所述第二配向层的与所述第四子像素区域相对应的部分配向 为不同于所述第二方向的第四方向；以及在所述第一和第二基板之间形 成液晶层。
实施方式在安全范围内为用户提供了灵活性。根据这些实施方式， LCD装置不仅可以供一个人，而且可以供两个或更多个人使用，而不会 有不便之处。并且，根据这些实施方式，LCD装置允许两个或更多个人 安全地观看高质量图像。
下面将在附图和说明书中对一个或更多个实施方式的细节进行阐 述。通过说明书和附图以及权利要求书将了解其他特征。


图1是例示了在宽视角模式和窄视角模式下驱动的现有技术LCD装 置的截面图。
图2是例示了根据实施方式的LCD装置的第一基板的平面图。 图3是例示了与图2的LCD装置的第一基板相面对的第二基板的平 面图。
图4是沿图2和3的线i-r截取的截面图。
图5是例示了根据实施方式的LC面板中的滤色器基板(上基板)
的一部分的截面图。
图6A例示了从侧视角看到的根据实施方式的宽视角模式LCD装置 的画面。
图6B例示了从侧视角看到的根据实施方式的窄视角模式LCD装置 的画面。
图7A到7C是例示了用于对根据实施方式的LCD装置的第二基板 中的红、绿和蓝子像素的第二配向方向与视角控制子像素的第四配向方 向进行不同配向的处理的示意性平面图。
图8是例示了根据实施方式的LCD装置中的偏光片的透光轴和配向 层的配向方向的例子的表。
图9A和9B是例示了根据实施方式的以宽视角模式驱动的LCD装 置的截面图。
图10A和10B是例示了根据实施方式的以窄视角模式驱动的LCD 装置的截面图。
图ll是根据另一实施方式的LCD装置的平面图。
图12是根据实施方式的LCD装置中的第二基板的布线结构的平面图。
图13是例示了根据另一实施方式的LCD装置的一部分的截面图。
具体实施例方式
下面将对本公开的实施方式进行详细描述，附图中例示了这些实施 方式的例子。
根据实施方式的LCD装置包括第一基板、第二基板以及第一基板与 第二基板之间的LC层。该LCD装置还包括红子像素Pr、绿子像素Pg、 蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv。
红子像素Pr、绿子像素Pg以及蓝子像素Pb分别包括红、绿以及蓝 滤色器，而视角控制子像素Pv不包括滤色器或者包括白滤色器。
以扭曲向列(twistednematic) (TN)法来驱动红子像素Pr、绿子像
素Pg以及蓝子像素Pb，而以电控双折射(ECB)法来驱动视角控制子像素Pv。
红子像素Pr、绿子像素Pg以及蓝子像素Pb正常情况下可以为白色。 根据实施方式的LCD装置按照红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像
素Pb以及视角控制子像素Pv的排列顺序可以有多种排列结构。例如，
红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素Pv可以排列为两行
两列的四方形(quad)类型，或者排列为一行的长条类型。
并且，该LCD装置可以通过在配向层上使视角控制子像素的配向方向不同于红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb的配向方向而排列LC分子，并驱动或不驱动视角控制子像素Pv来控制视角。
以TN法来驱动红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb，而以ECB法来驱动视角控制子像素。
实施方式在安全范围内为用户提供了灵活性。根据实施方式，LCD装置不仅可以供一个人使用，还可以供两个或者更多个人使用而不会有不便之处。并且，根据实施方式，LCD装置允许两个或更多个人安全地观看高质量图像。
下面将参照附图更详细且更具体地描述本公开的架构。
将参照附图详细描述LCD装置以及制造该LCD装置的方法。
图2是例示了根据实施方式的LCD装置的第一基板的平面图，图3
是例示了与图2的LCD装置的第一基板相面对的第二基板的平面图，而 图4是沿图2和3的线I-I'截取的截面图。
另外，图5是沿图3的线n-n'截取的截面图。
参照图2到4，根据实施方式的LCD装置包括红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素Pv。以TN法来驱动红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb，而以ECB法来驱动视角控制子像素。
在TN法中，LC层中的向列状态的LC分子被排列为，使得它们沿 透光方向连续扭曲，并且在被施加电场时，LC分子的扭曲状态连续地释 放并竖立(erect),从而透射光的特性发生改变。
当视角控制子像素Pv处于关闭状态(off-state)时，以宽视角模式
来驱动LCD装置，从而可以在宽视角下高质量地观看由红、绿和蓝子像
素Pr、 Pg和Pb实现的图像。
这里，视角控制子像素Pv处于关闭状态是指视角控制子像素Pv未
被驱动。
另外，当视角控制子像素Pv处于开启状态(on-state)时，以窄视角 模式来驱动LCD装置。因为穿过视角控制子像素Pv的光通过LC的双折 射效应而在侧视角下充当了漏光，所以只能在窄视角(例如前视角)下 高质量地观看由红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb实现的图像。
视角控制子像素Pv处于开启状态是指视角控制子像素Pv被驱动。 还可以通过控制施加到视角控制子像素Pv上的电压来控制视角范围。
如图2和4中所示，该LCD装置的第一基板111包括多条选通线112 (每条选通线排列为一行)和多条与选通线112交叉的数据线115。选通 线112和数据线115限定了子像素Pr、 Pg、 Pb以及Pv。
选通线112包括铜、铝、铝合金(例如铝钕)、钼、铬、钛、钽以及 钼钨中的至少一种材料。
数据线115包括铜、铝、铝合金(例如铝钕)、钼、铬、钛、钽以及 钼钨中的至少一种材料。
子像素中的红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb分别形成在选通线和数 据线之间的交叉处，并且包括用于切换电压的TFT和连接到该TFT的第 一像素电极117。
子像素中的视角控制子像素Pv形成在选通线112和数据线115之间 的交叉处，并且包括用于切换电压的TFT和连接到该TFT并形成在视角 控制子像素Pv内部的第二像素电极517。
第一像素电极117和第二像素电极517中的每一个都包括铟锡氧化 物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)中的至少一种。
TFT包括从选通线112延伸的栅极112a、位于包括栅极112的第一 基板111的整个表面上的栅绝缘层113、位于栅极112a上的栅绝缘层113 的一部分上的半导体层114、从数据线115分出并形成在半导体层114的
一端的源极115a，以及与源极115a隔开并形成在半导体层114的另一端
的漏极115b。半导体层114包括非晶硅a-Si和掺杂非晶硅n+a-Si。
第一基板111上形成有钝化层116以覆盖TFT。钝化层包括露出漏
极115b的一部分的第一接触孔119a和第二接触孔119b。
另夕卜，第一像素电极117经由第一接触孔119a连接到漏极115b，而
第二像素电极517经由第二接触孔119b连接到漏极115b。 栅绝缘层U3插设在选通线112和数据线115之间。 栅绝缘层113包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)中的至少一种。 钝化层116包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)中的至少一种。 另外，钝化层116可以包括苯环丁烯(BCB)和丙烯醛基材料中的
至少一种。
第一基板的前表面上形成有第一配向层171。
第一配向层171的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分 被配向为第一配向方向，而第一配向层171的与视角控制子像素Pv相对
应的部分被配向为第三配向方向。
第一配向方向和第三配向方向之间的角度差可以是±45°。
参照图3和4，在第二基板121的面对第一基板111的区域(该区域 对应于TFT区域、选通线112和数据线115的区域)及其周围的漏光产 生区域上形成有黑底122以遮住(block)这些区域。
例如，可以使用光密度为3.5或更大的金属，例如氧化铬(CrOx) 和铬，或者碳基有机材料来形成黑底122。
第二基板121上的红子像素Pr上形成有包含用于实现红色的涂料的 红滤色器123。
第二基板121上的绿子像素Pg上形成有包含用于实现绿色的涂料的 绿滤色器123。
第二基板121上的蓝子像素Pb上形成有包含用于实现蓝色的涂料的 蓝滤色器123。
可以在第二基板121上的视角控制子像素Pv上形成由透明绝缘材料 形成的白滤色器。也可以不在视角控制子像素Pv上形成滤色器。
可以也可以不在第二基板121的整个表面上形成用于使表面平整的
保护层129。
第二基板121的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分上
形成有第一公共电极124。
参照图5，第二公共电极524在第二基板121的与视角控制子像素
Pv相对应的部分上与第一公共电极124绝缘或分隔开。 第一公共电极124包括ITO和IZO中的至少一种。 第二公共电极524包括ITO和IZO中的至少一种。 第二公共电极524电连接到公共线525以接收公共信号。 公共线525可以被形成为与形成在第一基板111上的选通线相对应。 第二公共电极524可以覆盖公共线525的一部分，从而第二公共电
极524连接到公共线525，或者当它们彼此绝缘时第二公共电极524经由
单独的接触孔连接到公共线525。
公共线525未连接到第一公共电极124，而与第一公共电极124隔
开预定距离。优选的是，公共线525与第一公共电极124绝缘。
具体地讲，在红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素
Pv排列为两行两列的四方形类型的情况下，公共线525与第一公共电极
124相交叠。因此，需要在公共线525和第一公共电极124之间插设绝缘层。
单独形成了用于驱动视角控制子像素Pv的第二公共电极524和公共 线525，以便与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相独立地来驱动和专门控 制视角控制子像素Pv。根据实施方式，红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb 以及视角控制子像素Pv形成在一个公共电极中，并且可以使用形成在第 一基板111上的第二像素电极517来控制视角控制子像素Pv的驱动。
公共线525包括具有良好透光性的ITO和IZO中的至少一种。
另外，公共线525可以包括铜、铝、铝合金(例如铝钕)、钼、铬、 钛、钽、钼钨及其合金中的至少一种。
第二基板121的前表面上形成有第二配向层172。
第二配向层172的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分
被配向为第二配向方向。
第二配向层172的与视角控制子像素PV相对应的部分被配向为第四 配向方向。
第二配向方向和第四配向方向之间的角度差可以是±45°。 第一配向层171的第一配向方向可以与第二配向层172的第一配向 方向相垂直。
另夕卜，第一配向层171的第三配向方向可以与第二配向层172的第 四配向方向相反或一致。
因此，由于第一配向层171的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相 对应的部分具有与第二配向层的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对 应的部分的配向方向相垂直的配向方向，所以插设在它们之间的LC层 131的LC分子132a具有90。的扭曲角并且连续排列。
另外，因为第一配向层171的与视角控制子像素Pv相对应的部分具 有与第二配向层172的与视角控制子像素Pv相对应的部分的配向方向相 一致的配向方向，所以插设在它们之间的LC层131的LC分子132b按 照与该一致配向方向相同的方向来排列。
参照图4，第一基板111的外表面上布置有第一偏光片161，而第二 基板121的外表面上布置有第二偏光片162。
第一偏光片161的第一透光轴与第一配向层171的第一配向方向之 间的角度差是±45°，且第二偏光片162的第二透光轴与第二配向层172 的第二配向方向之间的角度差是土45。。
另外，第一偏光片161的第一透光轴可以与第二偏光片162的第二 透光轴相垂直。
可以选择性地以宽视角模式和窄视角模式来驱动该LCD装置。 在宽视角模式期间，没有对该LCD装置的视角控制子像素进行驱
动，并且向第二像素电极517施加黑电压(black voltage)，或者不施加电
压，从而表现为黑状态。
在窄视角模式期间，对该LCD装置的视角控制子像素进行驱动，向
视角控制子像素Pv的第二像素电极517施加合适的电压，产生了对于
LC层的与视角控制子像素Pv相对应的部分垂直的电场，从而使得LC 分子132b竖立。因此，从前侧观看到的画面维持黑状态，而与是否施加 电压无关，并且由于LC分子132b的双折射以一倾角产生了光的相位延 迟，从而在左和右视角下产生了漏光。
视角控制子像素Pv的LC分子132b最初被配向为第三和第四配向 方向，并且LC分子132b的初始配向方向与第一偏光片161的第一透光 轴和第二偏光片162的第二透光轴相垂直。因此，在没有对视角控制子 像素Pv进行驱动的情况下，光被第二偏光片162遮住，从而观看到了黑 状态。
另外，在对视角控制子像素Pv进行驱动的情况下，向第二像素电极 517和第二公共电极524施加预定电压，从而在第二像素电极517与第二 公共电极524之间产生了垂直电场。因此，LC分子132b竖立起来，并 且已经穿过偏光片的第一透光轴的光的相位被LC分子延迟，并穿过第二 偏光片的第二透光轴，在侧视角下被视为漏光。
尽管未示出，但是根据实施方式的LCD装置包括用于驱动红、绿和 蓝子像素Pr、 Pg和Pb从而提供期望图像的第一控制器，和用于驱动视 角控制子像素Pv从而只允许在期望的视角下观看到图像的第二控制器。
第二控制器可以通过控制施加给视角控制子像素Pv的电场的强度 来控制视角的范围。
图6A例示了从恻视角看到的根据实施方式的宽视角模式LCD装置 的画面，而图6B例示了从侧视角看到的根据实施方式的窄视角模式LCD 装置的画面。
在对LCD装置IOO进行驱动以实现图像的情况下，随着连续排列的 扭曲角为90°的红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb中的LC层131的LC分 子132a竖立起来，LC分子的扭曲得到释放，因此LC层131的相位延迟 值发生了改变，从而可以实现期望的图像。
在对LCD装置IOO进行驱动以实现图像同时在宽视角模式下对视角 控制子像素Pv进行控制的情况下，对视角控制子像素Pv施加或不施加 黑电压。此时，因为视角控制子像素Pv中的LC层131的LC分子132b
保持排列在与第三和第四配向方向一致的方向上，所以LC分子132b使 穿过第一偏光片161并入射在LC层131上的光直接透过，而穿过LC层 131的光被第二偏光片162遮住，从而观看到黑状态。第一偏光片161的 第一透光轴与第二偏光片162的第二透光轴彼此垂直。因此，视角控制 子像素Pv对红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb所实现的图像没有影响，从 而LCD装置100提供了不仅可以在前视角而且可以在侧视角(宽视角模 式，参见图6A)下观看到合理的图像。
这里，向或不向视角控制子像素Pv施加黑电压是指向或不向第二像 素电极517施加黑电压，从而向或不向LC层的与视角控制子像素Pv相 对应的部分施加了电场。
在对LCD装置100进行驱动以实现图像同时在窄视角模式下对视角 控制子像素Pv进行控制的情况下，向视角控制子像素Pv施加白电压或 比白电压更低的电压。此时，随着沿与第三和第四配向方向一致的方向 排列的视角控制子像素Pv中的LC层131的LC分子132b竖立起来，穿 过第一偏光片161的光穿过LC层131和第二偏光片162，从而产生了 LCD装置100的漏光。具体地讲，通过控制施加在视角控制子像素Pv 上的电压电平，在LCD装置100的左和右侧视角下产生了漏光。即.，因 为视角控制子像素的前透光状态维持了黑状态，而与是否施加电压无关， 所以当红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb被驱动时在前视角处清晰地观看 到了图像。另一方面，当施加电压时由于相位延迟值以倾斜角产生了漏 光，对比度减小，从而在侧视角下无法清晰地观看到LCD装置100的画面。
图7A到7C是例示了用于对根据实施方式的LCD装置的第二基板 中的红、绿和蓝子像素的第二配向方向与视角控制子像素的第四配向方 向进行不同配向的处理的示意性平面图。
参照图7A，红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素 Pv被限定在第二基板121上。
红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素Pv可以被排列
为四元组型或条型。
另外，可以随机布置视角控制子像素，而红、绿和蓝子像素Pr、 Pg
和Pb可以按多种结构来排列。
第二配向层172形成在第二基板121上。
第二配向层172的前表面被配向为第二配向方向。
因此，第二配向层172的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应 的部分的配向方向以及第二配向层172的与视角控制子像素Pv相对应的 部分的配向方向具有第二配向方向。
然后，参照图7B，在被配向为第二配向方向的第二配向层172上布 置具有遮盖部分和敞开部分的掩模190。
掩模190的遮盖部分对应于红、绿和蓝子像素，而掩模190的敞开 部分对应于视角控制子像素。
另外，只有第二配向层172的一部分对应于掩模190的敞开部分， 即，与视角控制子像素Pv相对应的部分被配向为第四配向方向。
移除掩模190。
参照图7C，通过这样，第二配向层172的与红、绿和蓝子像素Pr、
Pg和Pb相对应的部分被配向为第二配向方向，而第二配向层172的与视
角控制子像素相对应的部分被配向为第四配向方向。 下面将描述上述配向方法和其他配向方法。 将第二配向层172的前表面配向为第四配向方向。 在第二配向层172的被配向为第四配向方向的部分上布置仅在与视
角控制子像素Pv相对应的部分处具有遮盖部分的掩模190。
将第二配向层172的与掩模190相对应的部分配向为第二配向方向。 移除掩模190后，第二配向层172的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和
Pb相对应的部分被配向为第二配向方向，而第二配向层172的与视角控
制子像素Pv相对应的部分被配向为第四配向方向。
第一配向方向与第四配向方向之间的角度差可以是±45°。 可以根据上述方法对LCD装置的第一基板111上的第一配向层171
进行配向。
第一配向层171的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分
被配向为第一配向方向，而第一配向层的与视角控制子像素Pv相对应的
部分被配向为第三配向方向。
第一配向方向与第三配向方向之间的角度差可以是±45°。 可以使用多种方法(例如摩擦法、光照法以及离子束照射法)作为
对所述配向层进行配向的方法。另外，可以对这多种方法进行混合。
例如，可以通过使用摩擦法对配向层进行配向来执行第一配向处理，
而可以通过在配向层的一部分上放置掩模并对其进行光照来执行第二配
向处理。
再例如，可以通过使用摩擦法对配向层进行配向来执行第一配向处 理，而可以通过在配向层的一部分上放置掩模并对其进行离子束照射来 执行第二配向处理。
再例如，可以通过使用光照法对配向层进行配向来执行第一配向处 理，而可以通过在配向层的一部分上放置掩模并对其进行离子束照射来 执行第二配向处理。
再例如，可以通过使用光照法对配向层进行配向来执行第一配向处 理，而可以通过在配向层的一部分上放置掩模并使用摩擦法来执行第二 配向处理。
再例如，可以通过对配向层进行离子束照射以对配向层进行配向来 执行第一配向处理，而可以通过在配向层的一部分上放置掩模并使用摩 擦法来执行第二配向处理。
除此之外，还可以将多种方法应用于多畴结构，在多畴结构中，配 向层被配向为不同的配向方向。
图8是例示了根据实施方式的LCD装置中的偏光片的透光轴和配向
层的配向方向的例子的表。
第一偏光片161布置在LCD装置的第一基板111的外表面上，而第 二偏光片162布置在第二基板121的外表面上。
第一偏光片161具有第一偏光轴，而第二偏光片162具有第二偏光 轴。第一偏光轴可以垂直于第二偏光轴。
第一配向层171形成在第一基板111的内表面上，而第二配向层172
形成在第二基板121的内表面上。
第一配向层171的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分 被配向为第一配向方向，而第二配向层172的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分被配向为第二配向方向。
第一配向层171的与视角控制子像素Pv相对应的部分被配向为第三 酉己向方向,-而第二配向层172的与视角控制子像素Pv相对应的部分被配 向为第四配向方向。
第一配向方向可以与第二配向方向相垂直。
第三配向方向可以与第四配向方向相反或一致。
第一配向方向与第三配向方向之间的角度差可以是±45°。
第二配向方向与第四配向方向之间的角度差可以是±45°。
下面举例子来说明第一偏光片161的第一透光轴、第一配向层171 的第一配向方向和第三配向方向、第二配向层172的第二配向方向和第 四配向方向以及第二偏光片162的第二透光轴之间的关系。
假设第一偏光片161的第一透光轴为0°，则第一配向方向具有相对 于第一透光轴成-45。的配向轴。
另外，第二配向层172的面对第一配向层171的第二配向方向具有 相对于第一配向方向成+90。的配向轴。
因为第二偏光片162的第二透光轴具有相对于第一透光轴成+90。的 透光轴，所以第二配向层172的第二配向方向具有相对于第二透光轴成 -45。的配向轴。
因此，在TN方法中，LC层131的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和 Pb相对应的部分排列为具有相对于光的透射方向成90。的扭曲角。
第一配向层171的第三配向方向具有相对于第一透光轴成-90。的配 向轴。
另外，第二配向层172的面对第一配向层171的第四配向方向具有 相对于第三配向方向成+180。的配向轴。
因此，第三配向方向与第四配向方向的配向方向彼此一致，并且第 四配向方向与第二偏光片的第二透光轴彼此一致。因此，视角控制子像素Pv的LC层中的LC分子132b的指向矢排列 为与第一偏光片161的第一透光轴相垂直，并且与第二偏光片162的透 光轴保持水平，被施加电压时LC分子132b相对于基板的表面竖立起来 从而产生相位延迟。
分别布置在第一基板111和第二基板121的外表面上的第一偏光片 161和第二偏光片162被布置为，使得第一偏光片161和第二偏光片162 的透光轴彼此垂直。配向层的与视角控制子像素Pv相对应的部分具有与 第一偏光片161和第二偏光片162之一的透光轴平行的配向方向。
同时，视角控制子像素Pv的单元间距大于等于红、绿和蓝子像素 Pr、 Pg和Pb的单元间距。
以宽视角模式和窄视角模式来驱动具有上述结构的LCD装置。在宽 视角模式期间，向或不向视角控制子像素Pv施加黑电压。
在窄视角模式期间，向视角控制子像素Pv的第二像素电极517施加 合适的电压。此时，因为产生了对于视角控制子像素Pv的垂直电场从而 允许LC分子132b向第一基板垂直移动，所以前部的透光状态维持黑状 态，而与是否施加电压无关，并且当施加电压时会产生针对一倾斜角的 漏光。
下面详细描述工作于宽视角模式下的LCD装置和工作于窄视角模 式下的LCD装置。
图9A是例示了根据实施方式的工作于宽视角模式下的LCD装置的 截面图。
图9B是例示了根据实施方式的工作于宽视角模式下的LCD装置的 截面图。
根据实施方式的LCD装置包括第一基板lll、第二基板121以及插 设在第一基板111和第二基板121之间的LC层131。限定了红子像素Pr、 绿子像素Pg、蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv。
在TN模式下驱动红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb，而在ECB模式
下驱动视角控制子像素Pv。
当视角控制子像素Pv处于关闭状态时，通过红、绿和蓝子像素Pr、
Pg和Pb在宽视角模式下驱动该LCD装置。
在该LCD装置中，向视角控制子像素Pv施加黑电压，从而视角控 制子像素Pv变成黑状态。在不向红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb施加电 压时，通过LC分子132a的扭曲排列而整体上显示白状态。
参照图9A，当在宽视角模式期间向红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb 施加电压时，光由于LC分子132a的扭曲排列而直接穿过，从而观看到 了正常的白状态。
这里，由于是在宽视角模式下驱动LCD装置，所以向或不向视角控 制子像素Pv施加电压，从而显示了黑状态。
参照图9B，在宽视角模式期间向红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb施 加电压，从而在画面上显示了灰度。
由于是在宽视角模式下驱动LCD装置，所以向或不向视角控制子像 素Pv施加黑电压，从而显示了黑状态。因此，通过红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb显示在画面上的灰度不仅在前视角上而且在侧视角上直接显示。 随着红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb中的LC层131的LC分子132a 连续以90。扭曲角竖立排列，扭曲得到释放，因此LC分子132a的透光率 发生改变，从而可以实现期望的图像。
在宽视角模式期间，向或不向视角控制子像素Pv施加黑电压。 此时，因为视角控制子像素Pv中的LC层131的LC分子132b维持 了其中LC分子132b排列为与第三和第四配向方向一致的方向的状态， 所以LC分子132b使穿过第一偏光片161并入射到LC层131上的光透 过，并且穿过LC层131的光被第二偏光片162遮住，从而光没有透射过 第二偏光片162因此显示了黑状态。
第一偏光片161的第一透光轴垂直于第二偏光片162的第二透光轴。 因此，由于视角控制子像素Pv对红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb所实现 的图像没有影响，所以不仅在前视角而且在侧视角正确地观看到了图像。 艮口，在宽视角模式期间，当不向红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb施 加电压时，它们变成白状态，而当在LCD装置中施加电压时，红、绿和 蓝子像素Pr、 Pg和Pb在整个视角上均匀地显示灰度。
同时，当视角控制子像素Pv处于打开状态时，LCD装置在侧视角 处产生了漏光，因此在窄视角模式下被驱动。
当在窄视角模式下驱动视角控制子像素PV时，根据施加在第二像素
电极517上的至少一个电压电平来控制视角范围。
图10A是根据实施方式的工作于窄视角模式下的图4的LCD装置的 截面图。
图10B是根据实施方式的工作于窄视角模式下的图4的LCD装置的 截面图。
根据实施方式的LCD装置包括第一基板111、第二基板121以及插 设在第一基板111和第二基板121之间的LC层131。限定了红子像素Pr、 绿子像素Pg、蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv。
在TN模式下驱动红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb，而在ECB模式 驱动视角控制子像素Pv。
在窄视角模式期间，因为LCD装置的视角控制子像素使光通过画面 的横侧(lateral side)而透射，所以在前视角处清晰地观看到由红、绿和 蓝子像素Pr、 Pg和Pb显示的图像，而因为对比度由于视角控制子像素 Pv所产生的漏光而减小，所以在侧视角处未清晰地观看到该图像。
参照图IOA，因为在关闭状态期间不向LC层131的与红、绿和蓝 子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分施加电场，所以LC分子132a维持了 初始的排列状态，即，LC层131中的LC分子132a以90。的扭曲角连续 排列，显示了正常的白模式。
另外，因为视角控制子像素Pv处于打开状态，所以视角控制子像素 Pv使光通过LCD装置的侧视角来透射。
艮P，当视角控制子像素Pv处于关闭状态时，LC分子按照与第一配 向层171和第二配向层172的配向方向相同的方向排列。另一方面，当 视角控制子像素Pv处于打开状态时，向LC层131施加了电场，因此LC 分子132b竖立起来，从而使光通过横侧来透射。
因此，通过视角控制子像素Pv中的竖立起来的LC分子132在左右 视角处产生了漏光，从而对比度减小，这降低了左右视角处的图像质量。
另夕卜，参照图10B，在打开状态期间，LC层131的与红、绿和蓝子 像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分中的LC分子排列的扭曲得到释放，因此 竖立起来从而显示了灰度。
另外，当视角控制子像素Pv处于打开状态时，向LC层131施加了 电场，使得已经被配向为与第一配向层171和第二配向层172的配向方 向相同的方向的LC分子132b竖立起来，从而通过横侧来透射光。
因此，由红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb产生的图像直接显示在前 视角处，而在左右视角处，通过视角控制子像素Pv中的竖立起来的LC 分子132在横侧(later side)产生了极大的延滞(retardation),从而对比 度降低，因此图像质量在左右视角处降低。
当在窄视角模式期间对施加在视角控制子像素Pv上的电压进行适 当控制时，可以对施加在LC层的与视角控制子像素相对应的部分的电场 进行控制，从而可以对LC分子132在左右视角方向上的延滞值进行控制。
因此，用户可以将用户可以观看到画面的视角控制为期望的度数， 从而为LCD装置的用户提供了安全范围内的灵活性。另外，LCD装置不 仅可以供一个人，而且可以供两个或更多个人来观看高质量的图像，而 不会有不便之处，同时保证了安全性。
图11是根据另一个实施方式的LCD装置的平面图。
参照图11，根据实施方式的LCD装置可以包括排列成行的红、绿和 蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角控制子像素Pv。
参照图11，视角控制子像素可以随机布置，而红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb的位置也可以排列为多种结构。
图12是根据实施方式的LCD装置中的第二基板的布线结构的平面图。
参照图12，第二基板121被分成画面显示区域A (其中LC被驱动 以显示一画面)和外部区域B，该外部区域为非显示区域。
第二基板121的画面显示区域A中形成有分别与红、绿和蓝子像素 Pr、 Pg和Pb相对应的红、绿和蓝滤色器R、 G和B。
视角控制子像素Pv中形成有或未形成用于产生白光的白滤色器。
第二基板121的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb相对应的部分上 形成有第一公共电极124。
第二基板121的与视角控制子像素Pv相对应的部分上形成有第二公 共电极524。
第一公共电极124和第二公共电极524包括ITO、 IZO以及ITZO中 的至少一种。
第一公共电极124和第二公共电极524彼此隔开。
第一公共电极124和第二公共电极524可以通过绝缘层彼此绝缘。
第一公共电极124形成在第二基板121的整个表面上，并且第一公
共电极124的与视角控制子像素Pv相对应的部分可以敞幵(open)。
第二公共电极524电连接到公共线，所述公共线将用于观看控制的
公共信号施加到第二公共电极524。
公共线连接到用于观看控制的公共信号，并且沿第二基板的外部区
域形成。
公共线可以与第一公共电极交叠，并且可以在公共线与第一公共电 极之间插设绝缘材料。
可以沿第二基板的外部区域形成导线，该导线连接到形成在第二基 板上的公共线。
在公共线525是以和第二公共电极524相同的材料形成的情况下， 可以使用和第二公共电极524相同的材料集中地构图出导线531以进行 观看控制。
此外，导线531也可以由单独的金属线形成，并且公共线525可以 连接到导线531。
第一公共电极124从第一基板111的第一控制器接收公共信号。为 此，可以在预定位置形成至少一个用于将第一公共电极124与第一控制 器连接起来的第一导电连接图案533a (例如银点)。
例如，第一导电连接图案533a在密封图案的外侧形成在第一公共电 极124与第一基板111之间，所述密封图案用于将第一基板111结合到第 二基板121上。 第二公共电极524从第一基板111的第二控制器接收用于观看控制
的公共信号。为此，可以在预定位置形成至少一个用于将第二公共电极
524与第二控制器连接起来的第二导电连接图案533b。
第一导电连接图案533a和第二导电连接图案533b可以被形成为， 使得它们彼此不接触或者不产生信号干扰。
可以在宽视角模式或者窄视角模式下驱动根据实施方式的LCD装 置。为了选择性地将LCD装置切换到宽视角模式和窄视角模式，使用选 择信号来执行视角模式切换操作。如果选择信号选择了宽视角模式，则 不向LC层的与视角控制子像素Pv相对应的部分施加电场。另一方面， 如果选择了窄视角模式，则向LC层的与视角控制子像素Pv相对应的部 分施加电场，从而已经穿过LC层的这部分的光在侧视角处产生了漏光。 如果选择了窄视角模式，则向视角控制子像素Pv施加适当的驱动电 压。驱动电压从第一基板111的第二控制器输入，通过使第一基板111 和第二基板121导电的第二导电连接图案533b而连接到导线531，并通 过与导线531电连接的公共线525被施加给第二公共电极524。
可以通过对施加给第二公共电极524的公共电压和施加给第二像素 电极517的像素电压来控制施加给LC层131的与视角控制子像素Pv相 对应的部分的电场强度。因此，由于可以对左右视角方向处的LC层131 的与视角控制子像素Pv相对应的部分中的LC分子132b的延滞值进行控 制，所以能够实现具有多种视角的LCD装置。
同时，还可以在导线531上连接可以防止静电放电的多种图案。 图13是例示了根据另一实施方式的LCD装置的一部分的截面图。 省略了与前面的实施方式相同的部分的详细描述，仅描述本实施方 式的特性。
参照图13，该LCD装置包括红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及 视角控制子像素Pv。在TN模式下驱动红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb， 而在ECB模式下驱动视角控制子像素Pv。
可以在第二基板121的与红、绿和蓝子像素Pr、 Pg和Pb以及视角 控制子像素Pv相对应的部分上形成一个公共电极124。
可以通过对施加在视角控制子像素Pv的第二像素电极517上的电压
来控制视角范围。
根据实施方式，在该LCD装置中可以选择性地实现宽视角模式和窄
视角模式，从而可以保证个人安全性。
根据实施方式，可以通过使视角控制子像素的配向方向不同于LCD 装置的配向层中的红、绿和蓝子像素的配向方向、在ECB模式下驱动视 角控制子像素而在TN模式下驱动红、绿和蓝子像素来控制视角。因此， 该LCD装置可以容易地造出。
另外，根据实施方式，通过在LC面板内部添加视角控制子像素来 控制视角，从而处理被简化。
另外，根据实施方式，不需要添加单独的视角控制层，从而可以提 供光效率出色并且质轻且外形纤薄的LCD装置。
另外，根据实施方式的LCD装置在安全范围内为用户提供了灵活 性，不仅可以供一个人，而且可以供两个或更多个人来观看高质量的图 像，而不会有不便之处，同时保证了安全性。
该说明书中对"一个实施方式"、"实施方式"、"示例性实施方式"等的 任何引述都意味着本发明的至少一个实施方式中包括了与该实施方式相 结合而描述的特定特征、结构或特性。出现在本说明书中各处的这种用 语并不必都是引述同一实施方式。此外，当结合任意实施方式来描述特 定特征、结构或特性时，应当接受的是它落入了本领域技术人结合这些 实施方式中的其他实施方式来实现该特征、结构或特性的能力范围内。
尽管已经参照实施方式的多个示例性实施方式对它们进行了描述， 但是应该理解，本领域技术人可以设计多种其他修改和实施方式，这些 修改和实施方式将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地讲，在 公开、附图和所附权利要求书的范围内可以对组件部分和/或主题组合排 列的排列进行各种变化和修改。除了组件部分和/或排列上的各种变化和 修改以外，本领域技术人还可以想到另选的用途。
权利要求
1、一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括第一基板，其中限定有第一到第四子像素区域；面对所述第一基板的第二基板，其中限定有所述第一到第四子像素区域；第一配向层，其在所述第一基板上的所述第一到第三子像素区域中被配向为第一方向，而在所述第四子像素区域中被配向不同于所述第一方向的第三方向；所述第二基板上的公共电极；第二配向层，其在所述第二基板上的所述第一到第三子像素区域中被配向为第二方向，而在所述第四子像素区域中被配向为不同于所述第二方向的第四方向；以及所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
2、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括 所述第一基板的外表面上的第一偏光片，所述第一偏光片具有第一透光轴；以及所述第二基板的外表面上的第二偏光片，所述第二偏光片 具有第二透光轴，其中所述第一透光轴与所述第二透光轴彼此垂直。
3、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括 所述第一基板的外表面上的第一偏光片，所述第一偏光片具有第一透光轴；以及所述第二基板的外表面上的第二偏光片，所述第二偏光片 具有第二透光轴，其中所述第一透光轴和所述第二透光轴之一与所述第三方向一致或 与所述第三方向垂直。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一方向与所述 第二方向彼此垂直。
5、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中所述第三方向与所述 第四方向彼此相同或相反。
6、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中所述液晶层的与所述 第一到第三子像素区域相对应的部分的液晶分子的指向矢连续地从所述 第一方向扭曲到所述第二方向，所述指向矢从所述第一基板排列到所述 第二基板。
7、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中所述液晶层的与所述 第四子像素区域相对应的部分的液晶分子的指向矢从所述第三方向到所 述第四方向水平排列，所述指向矢从所述第一基板排列到所述第二基板。
8、 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其中所述第四子像素区域 的单元间隙比所述第一到第三子像素区域的单元间隙厚了滤色器的厚 度。
9、 根据权利要求1所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括 第一控制器，用于驱动所述第一到第三子像素区域；第二控制器，用于驱动所述第四子像素区域以控制视角范围。
10、 根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中所述第二基板上的 所述公共电极包括所述第二基板的与所述第一到第三子像素区域相对应的部分上的第 —公共电极；所述第二基板的与所述第四子像素区域相对应的部分上的第二公共 电极；以及连接到所述第二公共电极的公共线。
11、 根据权利要求10所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括 所述公共线下方的黑底。
12、 根据权利要求11所述的液晶显示装置，该液晶显示装置还包括: 所述第二基板的外框上的导线，所述导线电连接到所述公共线； 导向所述导线的第一导电连接图案；以及导向所述第一公共电极的第二导电连接图案，所述第二导电连接图 案与所述第一导电连接图案隔开。
13、 一种制造液晶显示装置的方法，该方法包括以下步骤 制备其中限定有第一到第四子像素区域的第一和第二基板；在所述第一基板上形成第一配向层；将所述第一配向层的与所述第一到第三子像素区域相对应的部分配 向为第一方向，而将所述第一配向层的与所述第四子像素区域相对应的部分配向为不同于所述第一方向的第三方向； 在所述第二基板上形成公共电极； 在所述公共电极上形成第二配向层；将所述第二配向层的与所述第一到第三子像素区域相对应的部分配 向为第二方向，而将所述第二配向层的与所述第四子像素区域相对应的 部分配向为不同于所述第二方向的第四方向；以及在所述第一和第二基板之间形成液晶层。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中形成公共电极的所述步骤包括在所述第二基板的与所述第一到第三子像素区域相对应的部分上形 成第一公共电极；以及在所述第二基板的与所述第四子像素区域相对应的部分上形成第二 公共电极，所述第二公共电极与所述第一公共电极绝缘。
15、 根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤形成与 所述第二公共电极相连的公共线。
16、 根据权利要求13所述的方法，该方法还包括以下步骤 在所述第一基板的外表面上布置具有第一透光轴的第一偏光片；以及在所述第二基板的外表面上布置具有第二透光轴的第二偏光片。
17、 根据权利要求13所述的方法，其中将所述第一配向层的与所述 第一到第三子像素区域相对应的部分配向为第一方向的所述步骤，以及 将所述第一配向层的与所述第四子像素区域相对应的部分配向为不同于 所述第一方向的第三方向的所述步骤包括将所述第一配向层的整个表面配向为所述第一方向； 在所述第一基板上布置掩模，所述掩模具有与所述第一到第三子像 素区域相对应的遮盖部分，并且具有与所述第四子像素区域相对应的敞开部分；在所述掩模布置在所述第一基板上的情况下，将所述第一配向层配向为所述第三方向；以及 移除所述掩模。
18、 根据权利要求13所述的方法，其中将所述第二配向层的与所述 第一到第三子像素区域相对应的部分配向为第二方向的所述步骤，以及 将所述第二配向层的与所述第四子像素区域相对应的部分配向为不同于 所述第二方向的第四方向的所述步骤包括将所述第二配向层的整个表面配向为所述第二方向； 在所述第二基板上布置掩模，所述掩模具有与所述第一到第三子像素区域相对应的遮盖部分，并且具有与所述第四子像素区域相对应的敞开部分；在所述掩模布置在所述第二基板上的情况下，将所述第二配向层配 向为所述第四方向；以及 移除所述掩模。
19、 根据权利要求15所述的方法，该方法还包括以下步骤形成连 接到围绕所述第二基板的外框的所述公共线的导线。
20、 根据权利要求19所述的方法，该方法还包括以下步骤在所述 第一和第二基板之间形成所述液晶层之后，形成导向所述导线的第一导 电连接图案，并形成导向所述第一公共电极的第二导电连接图案。
全文摘要
本发明提供了液晶显示装置及其制造方法。该液晶显示装置包括红子像素、绿子像素、蓝子像素以及视角控制子像素。以TN法来驱动红、绿和蓝子像素，而以ECB法来驱动视角控制子像素。因此，该液晶显示装置在安全范围内为用户提供了灵活性，不仅可以供一个人，而且可以供两个或更多个人来观看高质量的图像，而不会有不便之处，同时保证了安全性。
文档编号G02F1/1333GK101206331SQ20071030010
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月17日 优先权日2006年12月18日
发明者张亨锡, 陈贤硕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社