复合型液晶显示装置的制作方法

本发明涉及液晶显示的技术领域，特别涉及一种复合型液晶显示装置。

背景技术：

液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。液晶显示装置包括相对设置的彩色滤光片基板和薄膜晶体管阵列基板以及夹置在两者之间的液晶层。

现在液晶显示装置逐渐向着宽视角方向发展，如采用面内切换模式(IPS)或边缘场开关模式(FFS)的液晶显示装置均可以实现较宽的视角。然而，当今社会人们越来越注重保护自己的隐私，有很多事情并不喜欢拿出来和人分享。在公共场合，总希望自己在看手机或者浏览电脑的时候内容是保密的。因此，单一视角模式的显示器已经不能满足使用者的需求。除了宽视角的需求之外，在需要防窥的场合下，也需要能够将显示装置切换或者调整到窄视角模式。

为了实现液晶显示装置的宽窄视角切换，有一种方式是利用彩色滤光片基板一侧的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场，以实现窄视角模式。请参图1至图2，其中一种液晶显示装置包括第一基板11、第二基板12和位于第一基板11与第二基板12之间的液晶层13，第一基板11为彩色滤光片基板，第二基板12为薄膜晶体管阵列基板，该液晶显示装置具有呈阵列分布的多个子像素(sub-pixel)，如R、G、B子像素。第一基板11的外侧设有第一偏光片111，第一基板11的内侧设有色阻层112、黑矩阵(BM)113、视角控制电极114和平坦层115；第二基板12的外侧设有第二偏光片121，第二基板12的内侧设有像素驱动电路120，该像素驱动电路120例如包括用于驱动该多个子像素的薄膜晶体管(TFT)、扫描线、数据线、像素电极和公共电极等结构。

如图1所示，当需要宽视角显示时，第一基板11的视角控制电极114施加与公共电极相同的电压，使视角控制电极114与第二基板12的公共电极之间的电位差为零，液晶显示装置在像素电极与公共电极之间的面内电场下实现宽视角显示。

如图2所示，当需要窄视角显示时，第一基板11的视角控制电极114施加与公共电极不同的电压，使视角控制电极114与第二基板12的公共电极之间存在一定的电位差，此时在第一基板11与第二基板12之间产生一个垂直方向电场(如图中箭头E所示)，液晶层13中的液晶分子在像素电极与公共电极之间的面内电场下水平旋转的同时，会因为垂直方向电场而翘起，液晶分子产生漏光而使液晶显示装置的对比度降低，最终实现窄视角显示。

触控屏发展至今已广泛用于个人计算机、智能电话、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目前的触控领域，主要有电阻式触控屏、光电式触控屏、超声波式触控屏、平面电容式触控屏，按照位置分布也分外挂式、内置式等。

目前显示屏的触控基本是外挂式，这就需要在显示器件外，额外准备一个触控盒，例如在第一基板11的外侧设置触控盒116，触控盒116具体是设置在第一偏光片111的外表面上，如图1所示。

由于目前用于触控功能的触控盒116一般为外挂式，需要单独贴合于液晶盒上，会增加盒厚，而且液晶盒内施加于视角控制电极114上的视角切换信号会干扰触控，使之不灵敏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合型液晶显示装置，其附加有触控和视角切换功能，不需要额外增加盒厚，而且可以降低视角切换信号对触控的干扰，使触控更灵敏。

本发明提供一种复合型液晶显示装置，包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板的内侧设有第一偏光片、色阻层、黑矩阵和视角控制电极，该第一基板的外侧或内侧设有触控电路层，该第一偏光片的位置介于该触控电路层与该视角控制电极之间，该第一偏光片由金属材质制成。

进一步地，该触控电路层设置在该第一基板的外侧，该第一偏光片设置在该第一基板的内侧表面上，该色阻层和该黑矩阵设置在该第一偏光片上，该视角控制电极设置在该色阻层和该黑矩阵上。

进一步地，该触控电路层直接制作形成在该第一基板的外侧表面上。

进一步地，该触控电路层设置在该第一基板的内侧表面上，该液晶显示装置还包括绝缘间隔层，该绝缘间隔层设置在该触控电路层上，该第一偏光片设置在该绝缘间隔层上，该色阻层和该黑矩阵设置在该第一偏光片上，该视角控制电极设置在该色阻层和该黑矩阵上。

进一步地，该触控电路层设置在该第一基板的内侧表面上，该色阻层和该黑矩阵设置在该触控电路层上，该第一偏光片设置该色阻层和该黑矩阵上，该液晶显示装置还包括绝缘间隔层，该绝缘间隔层设置在该第一偏光片上，该视角控制电极设置在该绝缘间隔层上。

进一步地，该触控电路层直接制作形成在该第一基板的内侧表面上。

进一步地，该液晶显示装置进一步还包括平坦层，该平坦层覆盖在该视角控制电极上。

进一步地，该平坦层在非显示区设有接触孔，该接触孔内填充导电胶，该第二基板上连接有驱动芯片，该驱动芯片通过该导电胶与该视角控制电极电连接。

进一步地，该第二基板的外侧或内侧设有第二偏光片。

进一步地，该第二基板上设有公共电极和像素电极。

本发明提供的复合型液晶显示装置，触控电路层可以直接制作形成在第一基板的外侧表面或内侧表面上，即把第一基板当做触控电路层的承载基板，这样相较于传统的在承载基板上先制作触控电路形成触控盒，然后再将触控盒贴合于第一基板的外侧而言，可以省略一个基板的厚度，大大降低了盒厚。而且，将第一偏光片设置在第一基板内部，第一偏光片由金属材质制成，且第一偏光片的位置介于触控电路层与视角控制电极之间，内置的第一偏光片的金属特性可以屏蔽施加在视角控制电极上的视角切换信号对触控信号的干扰，使触控不受影响，有效增加了触控的灵敏度，使液晶显示装置同时附加有触控和视角切换功能。

附图说明

图1为其中一种液晶显示装置在宽视角时的截面示意图。

图2为图1中液晶显示装置在窄视角时的截面示意图。

图3为本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角时的截面示意图。

图4为图3中液晶显示装置在窄视角时的截面示意图。

图5为图3中液晶显示装置的第二基板的电路示意图。

图6为本发明第二实施例中液晶显示装置的截面示意图。

图7为本发明第三实施例中液晶显示装置的截面示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

[第一实施例]

图3为本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角时的截面示意图，图4为图3中液晶显示装置在窄视角时的截面示意图，请参图3至图4，本实施例提供的液晶显示装置20包括第一基板21、与第一基板21相对设置的第二基板22及位于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23。其中，第一基板21为彩色滤光片基板，第二基板22为薄膜晶体管阵列基板。

液晶显示装置20为采用水平电场的平面内切换型(In-Plane Switching，IPS)或采用边缘电场的边缘电场切换型(Fringe Field Switching，FFS)的液晶显示装置。针对IPS型或FFS型的液晶显示装置，用于驱动液晶分子偏转的公共电极和像素电极是设置在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板)上，液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转，从而获得更广的视角。本实施例中，以边缘电场切换型(FFS)为例对该液晶显示装置20进行说明。

第一基板21的内侧(即朝向液晶层23的一侧)设有第一偏光片211、色阻层212、黑矩阵(BM)213、视角控制电极214和平坦层215。第一偏光片211设置在第一基板21的内侧表面上，第一偏光片211由金属材质制成，第一偏光片211具体可以使用金属线栅工艺或是纳米压印微影技术形成。色阻层212和黑矩阵213错开排布且设置在第一偏光片211上，色阻层212例如包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，以分别形成R、G、B子像素。视角控制电极214设置在色阻层212和黑矩阵213上，即第一偏光片211与视角控制电极214之间由色阻层212和黑矩阵213隔开。平坦层215覆盖在视角控制电极214上，即平坦层215靠近液晶层23，用于平坦化靠近液晶层23的表面。

第一基板21的外侧(即背向液晶层23的一侧)设有触控电路层216，本实施例中，触控电路层216直接制作形成在第一基板21的外侧表面上，即直接把第一基板21当做触控电路层216的承载基板，这样相较于传统的在承载基板上先制作触控电路形成触控盒，然后再将触控盒贴合于第一基板21的外侧而言，可以省略一个基板的厚度，大大降低了盒厚。

而且，第一偏光片211设置在第一基板21内部，第一偏光片211由金属材质制成，且第一偏光片211的位置介于触控电路层216与视角控制电极214之间，内置的第一偏光片211的金属特性可以屏蔽施加在视角控制电极214上的视角切换信号对触控信号的干扰，使触控不受影响，有效增加了触控的灵敏度。

触控电路层216可采用单层或多层金属网格或者透明电极设计。例如，触控电路层216具体可以包括触控驱动电极和触控感应电极，触控驱动电极和触控感应电极可以由多个菱形的电极块串接而成，在触控驱动电极和触控感应电极的交错处通常设置架桥结构来确保触控驱动电极和触控感应电极之间的彼此绝缘以及在各自方向上电极块的导通，此为本领域技术人员熟知。

本实施例中，第二基板22的外侧(即背向液晶层23的一侧)设有第二偏光片221。第二偏光片221与第一偏光片211的透光轴方向(图未示)相互垂直。第二偏光片221的材质不限，可以由金属或非金属材质制成。

图5为图3中液晶显示装置的第二基板的电路示意图，请结合图5，第二基板22的内侧(即朝向液晶层23的一侧)设有扫描线222、数据线223、薄膜晶体管(TFT)224、第一绝缘层225、公共电极226(common electrode)、第二绝缘层227和像素电极228(pixel electrode)。应当理解，本实施例中在第一基板21和第二基板22上仅示意与本发明相关的膜层结构，对不相关的膜层结构进行了省略。

如图5所示，第二基板22上由多条扫描线222与多条数据线223交叉限定形成呈阵列排布的多个子像素(sub-pixel)。子像素例如为红(R)、绿(G)或蓝(B)子像素，多个相邻的子像素构成一个显示像素(pixel)，例如一个显示像素可包括红(R)、绿(G)和蓝(B)三个子像素。每个子像素内设有像素电极228和薄膜晶体管(TFT)224，薄膜晶体管224位于扫描线222与数据线223交叉位置附近。每个薄膜晶体管224包括栅极、源极及漏极(图未标)，其中栅极电连接对应的扫描线222，源极电连接对应的数据线223，漏极电连接对应的像素电极228。

本实施例中，像素电极228位于公共电极226上方，即像素电极228相较于公共电极226更靠近液晶层23，像素电极228与公共电极226之间设有第二绝缘层227，但不限于此。在其他实施例中，像素电极228和公共电极226的位置可互换，即像素电极228也可以位于公共电极226下方。另外，当该液晶显示装置采用平面内切换型(IPS)模式时，公共电极226和像素电极228还可以位于同一层中，此时公共电极226和像素电极228可分别制成具有多个电极条的结构且相互插入配合。

本实施例中，视角控制电极214、公共电极226与像素电极228可采用ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等透明导电材质制成。

在其他实施例中，第二偏光片221也可以设置在第二基板22的内侧，即第二偏光片221设置在第二基板22内部。

本实施例中，液晶层23中的液晶分子为正性液晶分子，正性液晶分子具备响应快的优点。在初始状态(即显示装置20未施加任何电压的情形)下，液晶层23内的正性液晶分子呈现与基板21、22平行的平躺姿态，正性液晶分子的长轴方向与基板21、22的表面基本平行(如图3)。

视角控制电极214用于控制该液晶显示装置20进行视角切换。如图3和图4所示，通过在视角控制电极214上施加电压，可以在视角控制电极214与公共电极226之间产生电压差(即偏压)，使该液晶显示装置20在宽视角模式与窄视角模式之间切换。

请参图3，当在视角控制电极214与公共电极226之间未施加偏压时，液晶层23中的液晶分子的倾斜角度几乎不发生变化，仍为平躺姿态，液晶分子为传统的面内电场驱动方式，由位于同一基板(即第二基板22)上的像素电极228与公共电极226之间形成的面内电场驱动液晶分子在与基板21、22平行的平面内旋转，液晶分子在较强的面内电场作用下实现宽视角模式。

请参图4，当在视角控制电极214与公共电极226之间施加一定偏压时，会在两个基板21、22之间形成垂直电场(如图中箭头E所示)，由于正性液晶分子在电场作用下将沿着平行于电场线的方向旋转，正性液晶分子在该垂直电场作用下将发生偏转，使液晶分子与基板21、22之间的倾斜角度增大。由于液晶分子发生了偏转，使得在该液晶显示装置20的屏幕斜视方向上，穿过液晶分子的光线由于相位延迟与上下偏光片211、221不匹配，出现了漏光现象，导致从该液晶显示装置20的斜视方向上观看屏幕时，屏幕上的对比度降低而影响观看效果，使视角减小，从而实现窄视角模式。

进一步地，平坦层215在非显示区设有接触孔215a，使视角控制电极214通过接触孔215a露出。可以通过一道光罩制程，在平坦层215中形成接触孔215a。接触孔215a内填充导电胶31。第二基板22上连接有驱动芯片32，驱动芯片32通过导电胶31与视角控制电极214电连接，视角控制电极214上的电压信号可以由驱动芯片32提供，驱动芯片32先提供电压信号至第二基板22，再由第二基板22通过导电胶31将电压信号施加在第一基板21的视角控制电极214上，实现该液晶显示装置20的宽窄视角的切换。

具体地，驱动芯片32可以采取COG(chip on glass)绑定方式直接绑定在第二基板22上，如图3所示；其他实施例中，驱动芯片32也可以采取COF(chip on film)的绑定方式，即驱动芯片32先绑定在柔性线路板(FPC)上，通过柔性线路板再绑定在第二基板22上。

本实施例提供的液晶显示装置20，附加有触控和视角切换功能，因而是一种复合型液晶显示装置。

[第二实施例]

图6为本发明第二实施例中液晶显示装置的截面示意图，请参图6，本实施例与上述第一实施例的主要区别在于，本实施例中，第一基板21的内侧(即朝向液晶层23的一侧)设有触控电路层216、绝缘间隔层217、第一偏光片211、色阻层212、黑矩阵(BM)213、视角控制电极214和平坦层215。

触控电路层216设置在第一基板21的内侧表面上。绝缘间隔层217设置在触控电路层216上。第一偏光片211设置在绝缘间隔层217上，即触控电路层216与第一偏光片211之间由绝缘间隔层217隔开。第一偏光片211由金属材质制成，第一偏光片211具体可以使用金属线栅工艺或是纳米压印微影技术形成。色阻层212和黑矩阵213错开排布且设置在第一偏光片211上。视角控制电极214设置在色阻层212和黑矩阵213上，即第一偏光片211与视角控制电极214之间由色阻层212和黑矩阵213隔开。平坦层215覆盖在视角控制电极214上。

触控电路层216可采用单层或多层金属网格或者透明电极设计。本实施例中，触控电路层216直接制作形成在第一基板21的内侧表面上，即直接把第一基板21当做触控电路层216的承载基板，这样相较于传统的在承载基板上先制作触控电路形成触控盒，然后再将触控盒贴合于第一基板21的外侧而言，可以省略一个基板的厚度，大大降低了盒厚。

而且，第一偏光片211设置在第一基板21内部，第一偏光片211由金属材质制成，且第一偏光片211的位置介于触控电路层216与视角控制电极214之间，内置的第一偏光片211的金属特性可以屏蔽施加在视角控制电极214上的视角切换信号对触控信号的干扰，使触控不受影响，有效增加了触控的灵敏度。

[第三实施例]

图7为本发明第三实施例中液晶显示装置的截面示意图，请参图7，本实施例与上述第二实施例的主要区别在于，本实施例中，绝缘间隔层217与色阻层212和黑矩阵213的顺序进行了互换，即触控电路层216设置在第一基板21的内侧表面上，例如触控电路层216直接制作形成在第一基板21的内侧表面上。色阻层212和黑矩阵213错开排布且设置在触控电路层216上。第一偏光片211设置在色阻层212和黑矩阵213上，即触控电路层216与第一偏光片211之间由色阻层212和黑矩阵213隔开。绝缘间隔层217设置在第一偏光片211上。视角控制电极214设置在绝缘间隔层217上，即第一偏光片211与视角控制电极214之间由绝缘间隔层217隔开。平坦层215覆盖在视角控制电极214上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。