液晶显示器件及其制造方法

专利名称：液晶显示器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)器件及其制造方法。
背景技术：
最近，作为备受瞩目的平板显示器件之一的LCD器件通过将电场施加到具 有液体的流动性和晶体的光学特性的液晶(LC)而改变光学各向异性。LCD器 件与现有技术的阴极射线管(CRT)相比具有小体积和低功耗，并且可以制造 为大尺寸并获得高清晰度。因此，LCD器件被广泛使用。
根据LC的特性和图案结构，LCD器件被分为不同模式的LCD器件。
具体地，扭曲向列模式LCD器件通过在设置指向失之后向其施加电压以使 其扭转90° ，从而控制指向失。多畴模式LCD器件将一个像素划分为多个畴， 改变各畴的主视角方向以实现宽视角。光学补偿双折射(0CB)模式LCD器件 将补偿膜粘接在基板的外表面上以根据光的行进方向来补偿光的相位差。共平 面开关(IPS)模式LCD器件在一个基板上提供两个电极以允许指向失在平行 于定向层的平面上扭转。垂直对准(VA)模式LCD器件通过使用负型LC和垂 直定向层而允许将长轴与定向层的平面垂直设置。
目前为止己经积极进行使LCD器件具有尽可能宽的视角的研究，但是近来 也正在积极进行使LCD具有窄视角和宽视角的研究。
例如，在使用LCD器件以保护公司机密或国家机密以及私人生活的情况 下，当LCD器件仅具有宽视角时，信息可能会泄漏给位于邻近位置的人或者用 户的私人生活会被侵犯。
出于该原因，正在积极进行用于控制LCD器件以允许在期望的时间和期望 的^51角观看到图像的技术。
图1示出了可以在宽视角模式和窄视角模式下选择性工作的现有技术LCD 器f牛的截面图。
参照图1，通过将第一 LC面板11和第二 LC面板2粘接来形成在宽视角
模式和窄视角模式下被选择性驱动的现有技术LCD器件。
第一 LC面板11包括彼此相对并且以预定距离彼此分离的第一基板10和 第二基板20。第一 LC层30夹在第一基板10和第二基板20之间。
虽然未示出，在第一基板10的内表面上形成薄膜晶体管(TFT)和像素电 极。在第二基板20的内表面上形成滤色片和公共电极。
在第二基板20的外表面上形成第二 LC面板12。
第二 LC面板12包括彼此相对并且以预定距离彼此分离的第三基板50和 第四基板60。第二 LC层70夹在第三基板50和第四基板60之间。
虽然未示出，在第三基板50和第四基板60的内表面上分别形成第一电极 和第二电极。第一电极和第二电极连接到预定的控制器以将电场施加到第二 LC层70。
通过施加的电场水平或垂直地排列第二 LC层70。
在第一 LC面板11的第一基板10外表面上形成第一偏振器81，并且在第 二 LC面板12的第四基板60外表面上形成第二偏振器82。
在第一 LC面板11和第二 LC面板12之间进一步提供至少一个偏振器。
当以宽视角模式驱动LCD器件时，第二 LC面板12立即传输由第一 LC面 板11形成的图像，而无论电场是否施加到第二 LC面板70。
当以窄视角模式驱动LCD器件时，第二 LC面板12根据是否施加预定电场 而沿预定方向传输由第二LC面板12处理的光。因此，可以在预定的窄视角处 观看到由第一 LC面板11产生并通过第二 LC面板12的图像。
在将视角控制LC面板粘接到提供主要图像的主LC面板以控制现有技术 LCD视角的情况下，不仅需要另外制造视角控制LC面板，而且产品的厚度和 重量也增加两倍或更多。
而且，当视角控制LC面板和主LC面板彼此粘接时会发生未对准。而且， 在以宽视角模式使用LCD器件的情况下，从背光组件入射的光应当通过视角控 制LC面板。因此，前亮度显著减少。

发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示器件及其制造方法，能够基本上克服因现 有技术的局限和缺点带来的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种液晶显示器件，其允许即使在宽视角下也具有良 好图像质量并且根据用户选择来控制视角以允许图像仅在窄视角处观看图像。
本发明的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明，通过以下描述，将 使它们对于本领域普通技术人员在某种程度上显而易见，或者可通过实践本发 明来认识它们。本发明的这些和其他优点可通过书面描述及其权利要求以及附 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，作为具体和广义的描述， 一种液晶显示器件，包括限定第一至第四子像素区域的第一基板，各子像素 区域限定反射区域和透射区域；形成在第一基板上的第一至第四子像素区域中 的第一至第四薄膜晶体管；电连接到第一至第三薄膜晶体管并形成在反射区域 中的第一至第三反射电极；电连接到第一至第三薄膜晶体管并形成在透射区域 中的第一至第三透射电极；电连接到第四薄膜晶体管的像素电极；与第一基板 相对的第二基板；形成在对应于第一至第三子像素区域的区域上的滤色片层； 形成在第二基板的整个表面上的公共电极；形成始终与第二基板上的第四子像 素区域交叉的至少一个图案；以及夹在第一基板和第二基板之间的液晶层。
在本发明的另一方面，提供了一种液晶显示器件的制造方法，包括在第 一基板上形成彼此交叉的栅线和数据线以限定第一至第四子像素区域；在第一 至第四子像素区域上形成第一至第四薄膜晶体管；在第一至第三子像素区域的 反射区域上形成电连接到第一至第三薄膜晶体管的第一至第三反射电极；在第 一至第三子像素区域的透射区域中形成电连接到第一至第三薄膜晶体管的第 一至第三透射电极，并且在第四子像素区域中形成电连接到第四薄膜晶体管的 像素电极；在与第一基板相对并且对应于第一至第三子像素区域的第二基板的 区域中形成滤色片层；在第二基板的整个表面上形成公共电极；在第二基板上 的第四子像素区域中始终沿第一方向形成肋图案；以及在第一基板和第二基板 之间形成液晶层。
本发明为用户在安全范围方面提供了灵活性。根据本发明，LCD器件可以 独占地用于一个人，并且甚至当两个或更多人使用LCD器件观看图像时可方便 地提供高质量图像并获得安全性。
应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的， 意谷文对本发明的权利要求提供进一歩的解释。


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。附图中
图1示出了可以在宽视角模式和窄视角模式下选择性工作的现有技术LCD 器^^的截面图2示出了根据本发明第一实施方式的LCD器件的像素的平面图3示出了对应于图2的LCD器件的像素的第二基板的平面图4示出了沿图2和图3中的线I-1'提取的截面图5示出了根据本发明第二实施方式的LCD器件的像素的平面图6示出了对应于图5的LCD器件的像素的第二基板的平面图7示出了沿图5和图6的线II-II'提取的截面图8示出了根据本发明第三实施方式的LCD器件的像素的示意性平面图9示出了根据本发明第四实施方式的LCD器件的像素的平面图IOA和IOB示出了根据本发明的在宽视角模式下的透射特性图11示出了在根据本发明的LCD器件中的宽视角模式期间根据视角控制
子像素Pv的视角的对比率图12A示出了在窄视角模式下当施加电压和不施加电压到红、绿和蓝子像
素Pr、 Pg和Pb时的透射特性图12B示出了在窄视角模式下的视角控制子像素Pv的透射特性图；以及 图13示出了在根据本发明的LCD器件中的窄视角模式期间根据视角控制
子f象素Pv的视角的对比率图。
具体实施例方式
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。 根据本发明的LCD器件包括第一基板、第二基板以及夹在第一基板和第二
基板之间的LC层。LCD器件还包括红子像素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和蓝子像素Pb分别包括红、绿和蓝滤色片。
视角控制子像素Pv可以包括也可以不包括白滤色片。
以垂直对准模式驱动红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb以及视角控 制子像素Pv。
根据本发明的第一实施方式，各红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb 具有透射反射结构，并且视角控制子像素Pv具有透射结构。
根据本发明的第二实施方式，各红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb 具有透射反射结构，并且视角控制子像素Pv具有透射反射结构。
根据本发明的LCD器件通过选择性地控制视角控制子像素Pv为导通状态 和截止状态而可以在窄视角模式和宽视角模式之间切换。
在根据本发明的LCD器件中，可以按不同形状设置红子像素Pr、绿子像 素Pg、蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv。例如，可以按二乘二设置的四方 形或者按一条线设置的条形设置红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb以及 视角控制子像素Pv。
本发明为用户在安全范围方面提供了灵活性。根据本发明，LCD器件可以 独占地用于一个人，并且甚至当两个或更多的人使用LCD器件观看图像时方便 地提供高质量图像并获得安全性。
而且，该LCD器件可以在自然光强烈的室外空间，甚至在光照设备的照明 强烈的室内空间中提供出色的图像质量。由于将自然光或来自光照设备的光用 于LCD器件，可以减少功耗。
参照附图将详细描述根据本发明的LCD器件。
图2示出了根据本发明第一实施方式的LCD器件的像素的平面图，图3 示出了对应于图2的LCD器件的像素的第二基板的平面图，以及图4示出了沿 图2和图3的线I-I'提取的截面图。
参照图2至图4，该LCD器件包括以垂直对准模式驱动的红子像素Pr、绿 子像素Pg、蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv。
垂直对准对应于红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb以及视角控制子 像素Pv的包含在LC层的部分中的LC分子。
LC层170包括向列LC和具有负介电各向异性的LC分子。
该LCD器件包括用于驱动红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的第 一控制单元以及用于驱动视角控制子像素Pv的第二控制单元。
通过第二控制单元选择性地驱动视角控制子像素Pv为导通状态和截止状 态而可以相互切换窄视角模式和宽视角模式。
红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb具有透射反射结构，并且视角 控制子像素Pv具有透射结构。
各透射反射红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb具有在子像素内的 反射区域RA和透射区域TA。
各透射反射红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb具有双盒间隙。透 射区域TA的盒间隙dl约为反射区域的盒间隙d2的两倍。
视角控制子像素Pv具有透射结构。视角控制子像素Pv的盒间隙d3约为 红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的反射区域RA的盒间隙d2的两倍。
视角控制子像素Pv的盒间隙d3可以大于红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝 子像素Pb的透射区域的盒间隙dl。
透射反射红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb可以形成为构图垂直 对准(PVA)或多畴垂直对准(MVA)以实现宽视角模式下的宽视角。
在PVA中，具有预定图案的公共电极或像素电极形成在一个子像素中以扭 曲电场并实现多畴。LC分子被排列为垂直于基板，并且将电压施加到像素电 极和公共电极以沿不同方向自由放置LC分子。因此，对于所有方向获得相同 的视角特性。
在MVA中，介电突起或肋粘接在一个基板上以预先将垂直对准的LC分子 倾余4预定的坡度，并且当施加电压时允许LC分子进一步倾斜。
根据本发明的垂直对准模式LCD器件可以应用到PVA LCD器件和MVA LCD 器件。
当视角控制子像素Pv处于截止状态时，以宽视角模式驱动LCD器件，因 此可以以宽视角并且以高质量观看到使用红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像 素Pb实现的图像。
在此，视角控制子像素Pv的截止状态是指没有驱动视角控制子像素Pv。 由于在形成电场之前包含在视角控制子像素Pv中的LC分子垂直于基板排 列并且第一偏振器和第二偏振器彼此垂直交叉，视角控制子像素Pv变暗并且 对于通过驱动红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb而显示在屏幕上的图 像的图像质量没有影响。因此，可以以宽视角观看到图像。
另一方面，当视角控制子像素Pv处于导通状态时，以窄视角模式驱动LCD 器{牛，并且通过视角控制子像素Pv的光由于LC的双折射效应而用作在侧面视 角处的漏光。因此，仅在例如前视角的窄视角处以高质量观看到通过红子像素 Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb实现的图像。
视角控制子像素Pv的导通状态是指驱动视角控制子像素Pv。 当在分别形成在第一基板和第二基板上的像素电极和公共电极之间形成 电虫汤时，包含在视角控制子像素Pv中的LC分子根据具有负介电各向异性的 LC的特性而被扭曲为垂直于该电场。LC分子具有棒状，并且各LC分子的长轴 和短轴的折射率彼此不同。因此，当LC分子与形成的电场垂直设置时，光横 向通过LC分子并用作横向漏光。因此，视角控制子像素Pv对于通过驱动红子 像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb而显示在屏幕上的图像的图像质量具有 较大的影响。因此，仅可以在窄的前视角处观看到图像。
而且，可以通过控制施加到视角控制子像素Pv的电压来控制视角范围。 具有第一透射轴的第一偏振器191形成在第一基板100的外表面上，并且 具有第二透射轴的第二偏振器192形成在第二基板180的外表面上。 第一透射轴可以垂直于第二透射轴。
参照图2至图4， LCD器件的第一基板100包括通过多条栅线125以及与 多条栅线125交叉的多条数据线139限定的子像素Pr、 Pg、 Pb和Pv。
可以用于栅线125的材料的例子包括Cu、 Al、 Al合金(例如AlNd) 、 Mo、 Cr、 Ti、 Ta和MoW。
栅线125可以形成为层叠有至少两个金属层的多层结构。
可以用于数据线139的材料的例子包括Cu、 Al、 Al合金(例如AlNd)、 Mo、 Cr、 Ti、 Ta和MoW。
子像素的各红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb包括形成在通过各 栅线125和各数据线139限定的交叉处的薄膜晶体管(TFT)以切换电压，以 及连接到TFT的第一像素电极161。
第一像素电极161包括反射区域像素电极161a和透射区域像素电极 161b。狭缝s形成在反射区域像素电极161a和透射区域像素电极161b之间。
狭缝s使垂直对准LC分子在被驱动时沿预定的方向设置。
红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的反射区域RA包括位于反射区
域像素电极161a的上面或下面的反射电极149以在透射反射模式下驱动LCD 器件。子像素的透射区域TA包括作为透射电极的透射区域电极161b。
子像素的视角控制子像素Pv包括形成在通过各栅线125和各数据线139 限定的交叉处的TFT以切换电压，以及连接到TFT并且形成在视角控制子像素 Pv内的第二像素电极162。
红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb具有透射反射结构，并且视角 控制子像素Pv具有透射结构。
可以用于第一像素电极161和第二像素电极162的材料的例子包括氧化铟 锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)。
反射电极149由例如铝基金属的具有良好反射特性的金属形成。
TFT包括从栅线125突出的栅极123、形成在包括栅极123的第一基板100 的整个表面上的栅绝缘层129、形成在对应于栅极123的栅绝缘层129的部分 上并且层叠有掺杂非晶硅n+a-Si的半导体层131、从数据线139分支出并形 成在半导体层131 —端的源极135、以及与源极135以预定距离分离并且形成 在半导体层131另一端的漏极137。通过离子注入非晶硅(a-Si)和杂质离子 形成掺杂非晶硅n+a-Si。
钝化层145形成在第一基板100上以覆盖TFT。暴露部分漏极137的第一 接触孔153a和第二接触孔153b形成在钝化层145中。
而且，第一像素电极161经由第一接触孔153a连接到漏极137，并且第 二像素电极162经由第二接触孔153b连接到漏极137。
栅绝缘层129位于栅线125和数据线139之间。
可以用于栅绝缘层129的材料的例子包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)。 可以用于钝化层145的材料的例子包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)。 而且，可以用于钝化层145的材料的例子包括苯丙环丁烯(BCB)和丙稀 基材料。
红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的反射区域RA包括具有用于更 多ftfe提高反射效率的不平整图案147a的有机绝缘层147。而且，子像素的透 射区域TA包括形成在有机绝缘层147中用于双盒间隙的蚀刻槽。在不平整图 案147a上沿该不平整图案147a的曲线形成反射电极149以提高反射效率。
透射反射LCD器件包括使用形成在有机绝缘层147的透射区域TA中的蚀
刻槽的反射区域RA和透射区域TA中的双盒间隙。使透射区域TA的盒间隙dl 约为反射区域RA的盒间隙d2的两倍，以提高反射区域RA和透射区域TA的光 效率。
由于视角控制子像素Pv不包括滤色片层，该视角控制子像素Pv的盒间隙 d3可以大于红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的盒间隙。
参照图3和图4，其上形成有黑矩阵(BM) 181和滤色片层182的第二基 板180与第一基板100相对。公共电极185形成在第二基板180上。
BM 181形成在对应于TFT区域、栅线125、数据线139及其附近的漏光区 域的第二基板180的部分上以遮蔽光。
BM 181可以由具有3. 5或更多光密度的例如Cr0x和Cr的金属或者碳基 有丰几材料形成。
包含实现红颜色的颜料的红滤色片182形成在第二基板180上的红子像素 Pr中。
包含实现绿颜色的颜料的绿滤色片182形成在第二基板180上的绿子像素 Pg中。
包含实现蓝颜色的颜料的蓝滤色片182形成在第二基板180上的蓝子像素 Pb中。
由透明绝缘材料形成的白滤色片形成在第二基板180上的视角控制子像 素Pv上，或者在视角控制子像素Pv上不形成滤色片。
可以在第二基板180的整个表面上形成或不形成用于平整该表面的涂层。
在包括红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素Pv的 第二基板的整个表面上形成公共电极185。
可以用于公共电极185的材料的例子包括氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌 (IZO)。
而且，用于扭曲电场以实现多畴效应的突起188a形成在红子像素Pr、绿 子像素Pg和蓝子像素Pb的公共电极185上。突起188a可以是介电的。
可以提供突起188a以对应于红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的 反射区域RA和透射区域TA的中心。
长棒状肋沿第一方向形成在视角控制子像素Pv的公共电极185上，以最 大化视角控制效果。
第一方向可以平行于或垂直于第一偏振器191的第一透射轴。
第一方向可以平行于或垂直于第二偏振器192的第二透射轴。
因此，由于当将电场施加到LC层170时，通过沿第一方向形成的肋而沿
与第一方向垂直的方向放置视角控制子像素Pv的LC分子，可以朝向左视角和
右视角产生漏光。
由于红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb可以在驱动LC分子时使用 第一基板100的第一像素电极狭缝s和第二基板180的突起188a来驱动LC 分子，所以可实现多畴效应，并且可以在反射模式和透射模式下选择性地驱动 LCD器件。
由于视角控制子像素Pv可以通过使用第一基板100的第二像素电极162 的狭缝s以及沿第一方向设置的肋188b而沿垂直于第一方向的方向驱动LC 分子以朝向左视角和右视角产生漏光，所以通过控制视角控制子像素Pv的驱 动而选择性地实现宽视角模式和窄视角模式。
参照图4，第一偏振器191形成在LCD器件的第一基板100的外表面上， 并且第二偏振器192形成在第二基板180的外表面上。
第一偏振器191具有第一透射轴，并且第二偏振器192具有第二透射轴。 第一和第二透射轴可以彼此垂直。
第一偏振器191的第一透射轴平行于或垂直于第一方向，所述第一方向是 视角控制子像素Pv的肋188b的长方向。
在宽视角模式期间，不驱动LCD器件的视角控制子像素Pv，并且将黑电 压或没有电压施加到视角控制子像素Pv的第二像素电极162，从而视角控制 子像素Pv变为黑态。
艮P， LC分子与基板垂直设置，并且垂直于第一偏振器191的第一透射轴 和第二偏振器192的第二透射轴，从而当不驱动视角控制子像素Pv时，光被 第二偏振器192遮蔽并且视角控制子像素Pv变为黑态。
在窄视角模式期间，驱动LCD器件的视角控制子像素Pv，将合适的电压 施tJ卩到视角控制子像素Pv的第二像素电极162，将垂直电场施加到包含在视 角控制子像素Pv中的LC层170的部分，并且沿垂直于肋188b的第一方向的 方向放置垂直设置的LC分子。因此，无论施加电压与否，黑态保持在前面， 并且由于在倾斜角处LC分子的双折射而产生光的相位延迟，从而在左视角处
和右视角处产生漏光。
艮P，当将预定的电压施加到第二像素电极162以在第二像素电极162和公 共电极185之间产生垂直电场时，沿预定的方向放置LC分子，并且通过第一 偏振器191的第一透射轴的光被LC分子延迟相位以通过第二偏振器192的第 二透射轴，从而在侧面视角处观察到漏光。
虽然未示出，根据本发明的LCD器件包括用于驱动红子像素Pr、绿子像 素Pg和蓝子像素Pb以提供期望图像的第一控制单元，以及用于驱动视角控制 子像素Pv以使图像仅在期望视角处被观看到的第二控制单元。
第二控制单元通过控制施加到视角控制子像素Pv的电场强度可以控制视 角范围。
图5示出了根据本发明第二实施方式的LCD器件的像素的平面图，图6 示出了对应于图5的LCD器件的像素的第二基板的平面图，并且图7示出了沿 图5和图6的线I1-II'提取的截面图。
在此，由于在第二实施方式中修改了视角控制子像素的部分，将省略对与 图2至图4相同的部分的详细说明。
参照图5至图7， LCD器件包括红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb 和禾见角控制子像素Pv。以VA模式驱动红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素 Pb和视角控制子像素Pv。
包含在对应于红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素 Pv的LC层的部分中的LC分子被垂直排列。
LC层270包括向列LC和具有负介电各向异性的LC分子。
LCD器件包括用于驱动红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的第一控 制单元，以及用于驱动视角控制子像素Pv的第二控制单元。
通过第二控制单元选择性地驱动视角控制子像素Pv为导通状态和截止状 态，可以相互切换窄视角模式和宽视角模式。
红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素Pv具有透射 反射结构。
各透射反射红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb具有在子像素内的 反射区域RA和透射区域TA。
视角控制子像素Pv的透射区域TA被设计用于控制视角，并且视角控制子
像素Pv的反射区域RA被设计用于当外部光泄漏时提高反射效率。因此，可以 改善图像。
各透射反射红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素 Pv具有双盒间隙。透射区域TA的盒间隙dl约为反射区域的盒间隙d2的两倍。
视角控制子像素Pv的透射区域TA的盒间隙d3可以大于红子像素Pr、绿 子像素Pg和蓝子像素Pb的透射区域TA的盒间隙dl 。
根据本发明的VA模式LCD器件可以应用到PVA模式LCD器件和MVA模式 LCD器件。
用于扭曲电场以实现多畴效应的突起288a形成在红子像素Pr、绿子像素 Pg和蓝子像素Pb的公共电极285上。突起288a可以是介电的。
可以提供突起288a以对应于红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的 反射区域RA和透射区域TA的中心。
可以进一步形成突起288a以对应于视角控制子像素Pv的反射区域RA的 中心。
长棒状肋288b沿第一方向形成在视角控制子像素Pv的透射区域TA的公 共电极285上，以最大化视角控制效果。
第一方向可以平行于或垂直于设置在第一基板200外表面上的第一偏振 器291的第一透射轴。
第一方向可以平行于或垂直于设置在第二基板280外表面上的第二偏振 器292的第二透射轴。
第一偏振器291的第一透射轴平行于或垂直于第一方向，所述第一方向是 视角控制子像素Pv的肋288b的长方向。
因此，由于当将电场施加到LC层270时，通过沿第一方向形成的肋288b 沿与第一方向垂直的方向放置视角控制子像素Pv的LC分子，可以朝向左视角 和右视角产生漏光。
视角控制子像素Pv包括形成在第一基板200上的第二像素电极262。第 二f象素电极262包括形成在视角控制子像素Pv的反射区域中的反射区域像素 电申及262a，以及形成在透射区域TA中的第一透射像素电极262b和第二透射 区域像素电极262c。
视角控制子像素Pv的透射区域TA被划分为第一透射区域TAl和第二透射
区域TA2。在形成在第一透射区域TA1上的第一透射区域像素电极262b和第 二透射区域像素电极262c之间的边界中形成狭缝s。
由于视角控制子像素Pv可以通过使用第一基板200的第二像素电极262 的狭缝s以及沿第一方向设置的肋288b，沿垂直于第一方向的方向驱动LC分 子而朝向左视角和右视角产生漏光，所以通过控制视角控制子像素Pv的驱动 而可以选择性地实现宽视角模式和窄视角模式。
在宽视角模式期间，不驱动LCD器件的视角控制子像素Pv，并且将黑电 压或没有电压施加到视角控制子像素Pv的第二像素电极262，从而视角控制 子像素Pv变为黑态。
艮P， LC分子与基板垂直设置，并且垂直于第一偏振器291的第一透射轴 和第二偏振器292的第二透射轴，从而当不驱动视角控制子像素Pv时，光被 第二偏振器292遮蔽并且视角控制子像素Pv变为黑态。
在窄视角模式期间，驱动LCD器件的视角控制子像素Pv，将合适的电压 施加到视角控制子像素Pv的第二像素电极262，将垂直电场施加到包含在视 角控制子像素Pv中的LC层270的部分，并且沿垂直于肋288b的第一方向的 方向放置在第一透射区域TA1和第二透射区域TA2中垂直设置的LC分子。因 此，无论是否施加电压，黑态保持在前面，并且由于在倾斜角处LC分子的双 折射而产生光的相位延迟，从而在左视角处和右视角处产生漏光。
艮P，当将预定电压施加到第二像素电极262以在第二像素电极262和公共 电极285之间产生垂直电场时，沿预定方向放置LC分子，并且通过第一偏振 器291的第一透射轴的光被LC分子延迟相位以通过第二偏振器292的第二透 射轴，从而在侧面视角处观察到漏光。
虽然未示出，根据本发明的LCD器件包括用于驱动红子像素Pr、绿子像 素Pg和蓝子像素Pb以提供期望图像的第一控制单元，以及用于驱动视角控制 子f象素Pv以使图像仅在期望视角处被观看到的第二控制单元。
第二控制单元通过控制施加到视角控制子像素Pv的电场强度来控制视角 范围。
图8示出了根据本发明第三实施方式的LCD器件的像素的示意性平面图。 图8示意性示出了子像素和肋图案的电极结构，并且没有示出薄膜晶体管。
参照图8， LCD器件的像素包括通过栅线325和数据线339的交叉的红子 像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素Pv，并且以VA模式进 行驱动。
在第一基板的红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的第一像素电极 361中始终沿第二方向和第三方向形成第一狭缝S1形成。
在第二基板的红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb上沿第二方向和 第三方向形成第一肋388a。
第二方向和第三方向彼此垂直。第一肋388a和第一狭缝Sl以弯曲结构形 成在子像素内。
艮P，第一肋388a和第一狭缝Sl从第二方向弯曲到第三方向，并且从第三 方向弯曲到第二方向。
在红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的透射区域TA中的部分第一 肋388a和部分第一狭缝Sl沿第二方向形成。沿第二方向形成部分第一肋388a 和部分第一狭缝S1。反射区域RA的第一肋388a和第一狭缝Sl沿第三方向形 成。
第二方向从第一偏振器的第一透射轴倾斜45° ，并且第三方向从第一透 射轴倾斜135。。
而且，第二方向可以从第二偏振器的第二透射轴倾斜45° ，并且第三方 向从第二透射轴倾斜135。。
第一肋388a和第一狭缝Sl确定当在子像素内施加电场时放置垂直设置的 LC分子的方向，并形成四畴结构。沿不同方向驱动和放置LC分子以实现宽视 角。
时钟沿第一方向的第二狭缝S2形成在第一基板的视角控制子像素Pv的第 二像素电极362中。
沿第一方向的第二肋388b形成在第一基板的视角控制子像素Pv的公共电 极上。
同时，具有第一透射轴的第一偏振器形成在第一基板的外表面上，并且具 有第二透射轴的第二偏振器形成在第二基板的外表面上。 第一透射轴和第二透射轴可以彼此垂直。 第一方向可以平行于或垂直于第一偏振器的第一透射轴。
第一方向可以平行于或垂直于第二偏振器的第二透射轴。
因此，由于当将电场施加到LC层时通过沿第一方向形成的第二肋388b 将^a角控制子像素Pv的LC分子沿垂直于第一方向的方向放置，可以朝向左视 角和右视角产生漏光。
由于当驱动LC分子时，红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb可以使 用第一基板的像素电极361的第一狭缝Sl和第二基板的第一肋388a来驱动 LC分子，因此可以实现多畴效果，并且可以以反射模式和透射模式选择性地 驱动LCD器件。
由于视角控制子像素Pv使用沿第一基板的第二像素电极382的第一方向 设置的第二狭缝S2以及沿第一方向设置的第二肋388b，通过沿垂直于第一方 向的方向驱动LC分子而朝向左视角和右视角产生漏光，所以可以通过控制视 角控制子像素Pv的驱动而选择性地实现宽视角模式和窄视角模式。
图9示出了根据本发明第四实施方式的LCD器件的像素的平面图。
图9示意性示出了子像素和肋图案的电极结构，并且没有示出薄膜晶体 管。将省略对与图8相同的部分的详细说明。
参照图9， LCD器件的像素包括通过栅线425和数据线439的交叉的红子 像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素Pv，并且以VA模式进 行驱动。
红子像素Pr、绿子像素Pg、蓝子像素Pb和视角控制子像素Pv具有透射 反射结构，并且其中每一个均包括反射区域RA和透射区域TA。
第一反射电极449a形成在红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的反 射区域RA中。第二反射电极449b形成在视角控制子像素Pv的反射区域RA 中。
在第一基板的红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的第一像素电极 461中形成始终沿第二方向和第三方向的第一狭缝Sl。
在第二基板的红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb上始终沿第二和 第三方向形成第一肋488a。
在第一基板上的视角控制子像素Pv的第二像素电极462中形成沿第一方 向的第二狭缝S2。
在第二基板的上的视角控制子像素Pv的公共电极上始终沿第一方向形成
第二肋488b。
在以窄视角模式控制视角控制子像素Pv的情况下，在包含在视角控制子 像素Pv的透射区域TA中的LC层的部分中的LC分子沿垂直于第一方向的方向 放置。当光通过LC层和第二偏振器时，通过第一偏振器的光朝向LCD器件的 左视角和右视角产生漏光。
图IOA和IOB示出了根据本发明的在宽视角模式中的透射特性图。
而且，图11示出了在根据本发明的LCD器件中的宽视角模式期间根据视 角控制子像素Pv处的视角的对比率图。
图10A示出了在宽视角模式期间当电压施加到和没有施加到红子像素Pr、 绿子像素Pg和蓝子像素Pb时的透射特性图。图10B示出了在宽视角模式期间 视角控制子像素Pv的透射特性图。
参照图10A和10B，在宽视角模式期间，视角控制子像素Pv的透射率接 近0%，从而视角控制子像素Pv总是变为黑态。另一方面，关于红子像素Pr、 绿子像素Pg和蓝子像素Pb的导通/截止状态的透射特性，由于在不施加电压 时其透射率接近0%，故截止状态的透视特性变为黑态，并且当施加电压时， 导通状态的透射特性在全部视角范围内变为均匀的白态。
而且，在宽视角模式期间对比率在全部视角内是均匀和良好的(参照图 11)。
图12A示出了在窄视角模式中当施加电压并且电压没有施加到红、绿和蓝 子像素Pr、 Pg和Pb的透射特性图；并且图12B示出了在窄视角模式中视角控 制子像素Pv的透射特性图。
图13示出了在根据本发明的LCD器件中窄视角模式期间根据视角控制子 像素Pv处的视角的对比率图。
在以窄视角模式驱动的LCD器件中，在视角控制子像素Pv中的公共电极 和第二像素电极之间形成垂直电场。初始垂直设置的LC分子垂直于所形成的 电场放置。
由于形成在视角控制子像素Pv中的狭缝和肋平行于或垂直于第一透射 轴，所以通过视角控制子像素Pv的光在侧方向上具有高的透射率。
参照图12A和12B，由于在截止状态期间在红子像素Pr、绿子像素Pg和 蓝子像素Pb的公共电极和第一像素电极之间没有产生电场，在公共电极和第
一像素电极之间排列的LC分子不从初始垂直设置移动，从而在常黑模式下观
看到图像。
由于在导通状态期间在红子像素Pr、绿子像素Pg和蓝子像素Pb的公共 电极和第一像素电极之间形成电场，在公共电极和第一像素电极之间垂直排列 的LC分子的长轴垂直于所形成的电场设置。
因此，在前视角的整体上的白模式中观看到图像，但是由于在左视角和右 视角方向上视角控制子像素Pv的放置的LC分子而产生严重的延迟，并且对比 率下降，从而左/右视角变窄，产生窄视角。
参照图13，根据本发明的LCD器件，由于包含在视角控制子像素Pv中的 LC分子在右/左视角方向上产生严重的延迟，从而对比率下降，对比率仅在前 视角处良好。
当在窄视角模式期间合适地控制施加到视角控制子像素Pv的电压时，可 以控制在公共电极和第二像素电极之间形成的电场强度，并因而可以控制在右 /左方向上LC分子的延迟，从而可以控制窄视角的范围。
因此，为LCD器件的用户提供了安全范围的灵活性。因此。根据本发明的 LCD器件可以独占地用于一个人。而且，甚至在根据本发明的LCD器件用于两 个或更多人的情况下，将视角控制到期望的范围，从而可以获得安全性的同时 可以在没有不便的情况下以高质量观看到图像。
同时，根据本发明的LCD器件可以提供关于红子像素Pr、绿子像素Pg和 蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv的多种设置。例如，红子像素Pr、绿子 像素Pg和蓝子像素Pb以及视角控制子像素Pv可以水平设置，并且可以随意 设置其排列顺序。
根据本发明，LCD器件可以选择性地实现为宽视角模式和窄视角模式，从
而可以获得私人安全性。
本发明可以在强烈的外部光环境下控制视角并且提供良好的图像质量。 而且，本发明通过在LC面板内增加视角控制子像素而控制视角，从而简
化了工艺。
而且，根据本发明，因为不需要增加单独的视角控制层，光效率良好并且 可以提供外形薄且重量轻的LCD器件。
而且，本发明为用户提供了安全范围的灵活性。根据本发明，LCD器件可
以独占地用于一个人，并且甚至在两个或更多人使用该LCD器件观看图像时也
能够方便地提供高质量图像并且获得私人安全性。
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 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及其等效范围内 的各种修改和变化。
权利要求
1. 一种液晶显示器件，包括限定第一至第四子像素区域的第一基板，各子像素区域限定反射区域和透射区域；形成在第一基板上的第一至第四子像素区域中的第一至第四薄膜晶体管；分别电连接到第一至第三薄膜晶体管并形成在反射区域中的第一至第三反射电极；分别电连接到第一至第三薄膜晶体管并形成在透射区域中的第一至第三透射电极；电连接到第四薄膜晶体管的像素电极；与第一基板相对的第二基板；形成在对应于第一至第三子像素区域的第二基板的区域上的滤色片层；形成在第二基板的整个表面上的公共电极；始终穿过第二基板上的第四子像素区域形成的至少一个图案；以及夹在第一基板和第二基板之间的液晶层。
2、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，包含在液晶层中 的液晶分子的长轴垂直于第一基板排列。
3、 根据权利要求l所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括 用于控制第一至第三子像素区域的第一控制单元；以及 用于控制第四子像素区域以控制视角范围的第二控制单元。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括 设置在第一基板的外表面上的第一偏振器；以及设置在第二基板的外表面上的第二偏振器，其中第一偏振器的第一透射轴 和第二偏振器的第二透射轴彼此垂直。
5、 根据权利要求4所述的液晶显示器件，其特征在于，第一偏振器的第 一透射轴垂直于第一方向。
6、 根据权利要求4所述的液晶显示器件，其特征在于，第一偏振器的第 一透射轴平行于第一方向。
7、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，第四子像素区域的像素电极具有沿图案的长方向的狭缝图案。
8、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括电连接到形成在第一基板的第四子像素区域中的第四薄膜晶体管的反射电极。
9、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括形成在对 应于第一至第三子像素区域的第二基板的部分上的介电突起。
10、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，第一至第三子像 素区域的透射电极和反射电极具有沿第二方向和第三方向形成的长狭缝。
11、 根据权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，在对应于第一 至第三子像素区域的第二基板的部分上沿第二方向和第三方向形成肋图案。
12、 根据权利要求ll所述的液晶显示器件，其特征在于，第二方向和第 三方向彼此垂直。
13、 根据权利要求ll所述的液晶显示器件，其特征在于，第二方向和第 三方向从偏振器的透射轴倾斜±45° 。
14、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，在第一至第三子 像素区域中，透射区域的盒间隙为反射区域的盒间隙的两倍。
15、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，第四子像素区域 的盒间隙比第一至第三子像素区域的盒间隙大滤色片层的厚度。
16、 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，第一至第三子像 素区域的反射区域具有有机绝缘层，该有机绝缘层具有不平整图案。
17、 一种液晶显示器件的制造方法，包括 制备第一基板和第二基板；在包括第一至第四子像素区域的第一基板上形成彼此交叉的栅线和数据线；在第一至第四子像素区域上形成第一至第四薄膜晶体管；在第一至第三子像素区域的反射区域上形成电连接到第一至第三薄膜晶 体管的第一至第三反射电极；在第一至第三子像素区域的透射区域中形成电连接到第一至第三薄膜晶 体管的第一至第三透射电极，并且在第四子像素区域中形成电连接到第四薄膜 晶体管的像素电极；在与第一基板相对并且对应于第一至第三子像素区域的第二基板的区域中形成滤色片层；在第二基板的整个表面上形成公共电极；在第二基板上的第四子像素区域中始终沿第一方向形成肋图案；以及在第一基板和第二基板之间形成液晶层。
18、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在第一基板的外表面上设置具有第一透射轴的第一偏振器，并且在第二基板的外表面上设置具有垂直于第一透射轴的第二透射轴的第二偏振器。
19、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，形成第一至第三反射电极的步骤包括在第四子像素区域的反射区域中形成电连接到第四薄膜晶体管的第四反射电极。
20、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第四子像素区域的像素电极具有沿第一方向的狭缝图案。
21、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在对应于第一至第三子像素区域的第二基板的部分上形成介电突起。
22、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第一至第三子像素区域的透射电极和反射电极具有始终沿从第一方向倾斜45°的第二方向以及垂直于第二方向的第三方向的狭缝图案。
23、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括在对应于第一至第三子像素区域的第二基板的部分上始终沿从第一方向倾斜45°的第二方向以及垂直于第二方向的第三方向形成肋图案。
24、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，透射区域的盒间隙为第一至第三子像素区域中的反射区域的盒间隙的两倍。
25、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第四子像素区域的盒间隙比第一至第三子像素区域的盒间隙大滤色片层的厚度。
26、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第一至第三子像素区域的反射区域具有有机绝缘层，该有机绝缘层具有不平整图案。
27、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，包含在液晶层中的液晶分子的长轴垂直于第一基板排列。
全文摘要
本发明提供了一种可以自由控制视角的LCD器件及其制造方法。该LCD器件包括第一基板、第二基板以及夹在第一基板和第二基板之间的LC层。该LCD器件还包括红、绿、蓝和视角控制子像素。这些子像素以VA模式进行驱动。红、绿和蓝子像素具有透射反射结构。视角控制子像素具有透射结构或透射反射结构。
文档编号G02F1/1362GK101206360SQ20071011105
公开日2008年6月25日 申请日期2007年6月13日 优先权日2006年12月13日
发明者张亨锡, 金台翰, 陈贤硕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社