显示设备,驱动显示设备的方法,和电子设备的制作方法

专利名称：显示设备,驱动显示设备的方法,和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备，驱动显示设备的方法，和电子设备。另外，本发明涉及能够
在显示模式之间进行切换的显示设备，驱动该显示设备的方法，和包括该显示设备的电子设备。
背景技术：
最近，在包括显示设备的电子设备中，通过减小尺寸和重量，改善了携带性。对于这种具有更好携带性的电子设备，最理想的是通过在公共场所按照窄视角模式使用显示功能，阻断靠近其用户的任何其他人的视角，而通常按照宽视角模式使用显示功能。于是，提出了在显示期间，能够在视角模式之间进行切换的显示设备。 例如，提出了一种结构，其中用作视频显示装置的液晶层，用作显示模式切换装置的液晶层，包括反射型偏光板的第一偏光装置，用作显示模式切换装置的液晶层，和第二偏光装置按照上述顺序被分层排列。该结构可实现在保持显示质量的同时，能够防止显示的图像在特定方向上被看到的显示设备(例如，参见国际公报No. W02006/030702)。
另外，对于具有利用横向电场的IPS(平面内切换)模式的显示设备，提出一种结构，其中在子像素中布置多个图像驱动区和一个视角调整区，通过控制设置在视角调整区中的电极，进行视角模式之间的切换(例如，参见未经审查的日本专利申请公开No. 2008-9359)。

发明内容
但是，在包括用作分层排列的显示模式切换装置的多个液晶层的显示设备中，由于部件的数目较大，并且设备结构复杂，因此妨碍了设备的细薄化。 另外，在包括独立于图像驱动区布置的视角调整区的显示设备中，由于视角调整
区的面积縮小了像素开口 (Pixel即erture)，因此妨碍显示高清晰度图像。 按照本发明的一个实施例，最理想的是提供一种不使设备结构复杂化，在显示高
清晰度图像的时候，能够在显示模式之间进行切换的显示设备，驱动该显示设备的方法，和
包括该显示设备的电子设备。 按照本发明的一个实施例，在显示设备中，在液晶层的一侧布置一个像素电极和一个公共电极。此外，在液晶层的另一侧布置另一个公共电极。即，作为梳状电极的第一公共电极被布置在覆盖多个像素电极的绝缘层上。此外，独立于第一公共电极通过电压控制的第二公共电极与在液晶层的另一面的第一公共电极相对放置。另外，按照本发明的一个实施例，电子设备包括该显示设备。 在具有上述结构的显示设备中，通过设置布置在液晶层的一侧的像素电极和第一公共电极之间的电位差，在像素电极和第一公共电极之间产生与第一公共电极的电极平面平行的电场(横向电场)。随后，通过在打开和关闭横向电场的情况下控制液晶层，实现显示功能。另一方面，通过向与在液晶层的另一面的第一公共电极相对放置的第二公共电极施加电压，产生与第一公共电极的电极平面垂直的电场(垂直电场)。随后，使垂直电场和横向电场相加。于是，通过使垂直电场影响用于显示功能的横向电场，实现具有显示模式切换的显示功能。 从而，按照本发明的一个实施例，在驱动具有上述结构的显示设备的方法中，通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场，控制液晶层，实现显示功能。另外，根据第二公共电极的电位，实现显示期间的显示模式切换。 如在显示设备的结构中所示，在驱动方法中，通过使垂直电场影响用于显示功能的横向电场，实现显示模式间的切换。于是，通过使用和电极平面平行的横向电场，以为横向电场模式所特有的宽视角实现显示功能。另一方面，通过使垂直电场影响横向电场，以窄视角实现显示功能，其中视角范围内倾斜方向的对比度低于视角范围内正面方向的对比度。 如上所述，按照本发明的一个实施例，尽管包括单一液晶层的设备结构较简单，不过该显示设备能够实现显示模式切换。另外，在显示设备中，根据与在液晶层的另一面的第一公共电极相对放置的第二公共电极的电位进行显示模式切换。于是，在保持像素开口的情况下，能够显示高清晰度图像。


图1A和1B是图解说明按照本发明的第一实施例的显示设备的结构例子的示图； 图2是显示设备的电路结构图； 图3A和3B是分别图解说明横向电场模式下黑色显示和白色显示的基本操作的示图； 图4A和4B是图解说明按照本发明的第一实施例的宽视角模式下的显示功能的示图； 图5A和5B是图解说明按照本发明的第一实施例的窄视角模式下的显示功能的示图； 图6A-6C是图解说明沿视角内的正面方向，相对于第二公共电极的电位的透光率和对比度的示图； 图7A-7I是图解说明按照第一实施例的显示设备中的视角特性的模拟结果的示图； 图8A-8I是图解说明按照第一实施例的显示设备中的视角特性的观察结果的示图； 图9A和9B是图解说明在宽视角模式下的白色显示期间，像素电极、第一公共电极和第二公共电极间的电位的模拟结果的示图； 图10A和10B是图解说明按照第二实施例的显示设备的结构的示图； 图11是图解说明按照第三实施例的显示设备的结构的示图； 图12是图解说明按照第三实施例的显示设备的基本操作的示图； 图13是示意表示应用按照本发明的一个实施例的显示设备的膝上型计算机的透
视图； 图14是示意表示应用按照本发明的一个实施例的显示设备的摄像机的透视 H H
的透视图； H H H
备的示图； H H H H H H H
15是示意表示应用按照本发明的一个实施例的显示设备的电视机的透视16A和16B是示意表示应用按照本发明的一个实施例的显示设备的数字照相机
16A表示前透视图；16B表示后透视17A-17G是示意表示应用按照本发明的-
17A表示打开的移动终端设备的前视图；17B是打开的移动终端设备的侧视图；17C是折叠后的移动终端设备的前视图17D是折叠后的移动终端设备的左视图17E是折叠后的移动终端设备的右视图17F是折叠后的移动终端设备的顶视图17G是折叠后的移动终端设备的底视图
实施例的显示设备的移动终端设
具体实施例方式
下面说明本发明的优选实施例。
第一实施例 第一实施例是其中第二公共电极是覆盖层(blanket layer)的例子。
显示设备的结构 图1A是表示按照本发明的第一实施例的显示设备的主要部分中的电极和液晶层的简略概况的示意透视图。图IB是沿图1A中的IB-IB得到的与按照本发明的第一实施例的显示设备中的两个像素对应的横截面图。 在图M和1B中，边缘场切换(FFS)模式(一种横向电场模式)被应用于按照第一实施例的显示设备la。下面说明结构。 显示设备la包括具有透光性的第一基板3。在第一基板3上的各个像素中，图1A和IB中未示出的像素电路被排列成阵列。此外，形成覆盖每个像素电路的层间绝缘层5。例如，形成具有平坦表面的层间绝缘层5。 在层间绝缘层5上，像素电极7的矩阵被排成阵列，每个像素电极7被图形化成岛状，并且对应于一个像素。像素电极7包括透明导电层，并且通过在层间绝缘层5中形成的连接孔与包括在像素电路中的薄膜晶体管的源极或漏极连接。 在其中排列像素电极的层间绝缘层5上，形成覆盖像素电极7的绝缘层9。随后，在绝缘层9上布置第一公共电极11。第一公共电极11是梳状电极，其中每隔一段距离布置多个梳齿状电极lla。从而，第一公共电极11具有其中对于每个像素电极7布置梳齿状电极lla的结构。这种情况下，例如，梳齿状电极lla被布置成沿像素电极7的纵向方向延伸。 另夕卜，由于在像素电极7之间梳齿状电极lla通过桥电极llb相互连接，从而该结构保持强度。于是，尽管第一公共电极11是包括多个梳齿状电极lla的梳状电极，不过梳齿状电极lla之间的狭缝开口具有封闭式结构。
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连续形成第一公共电极11，作为用于每个像素电极7的公共电极，并向其供给公 共电压。从而，当设定像素电极7和第一公共电极11之间的电位差时，产生电场，即横向电 场，该电场垂直于梳齿状电极的延伸方向，并且与像素电极7和第一公共电极11的电极平 面平行。通过利用横向电场的切换控制液晶层，实现显示功能，如下所述。
如上所述，在其上布置第一公共电极11的绝缘层9上，形成覆盖第一公共电极11 的取向层13。取向层13的取向轴(例如，研磨处理方向)被设置成与包括在第一公共电 极11中的梳齿状电极lla的延伸方向几乎平行的方向。另外，取向层13的取向轴最好相 对于梳齿状电极lla的延伸方向倾斜一定的角度，以致如下所述的液晶分子的旋转方向可 被对准。 如上所述，构成第一基板3之上的部分。 另一方面，在第一基板3的形成取向层13的一侧的对面，放置第二基板21。第二 基板21包括透光材料。随后，在第二基板21的面对取向层13的表面上布置第二公共电极 23。这种情况下，以覆盖层的形式形成第二公共电极23，作为用于每个像素电极7的公共电 极。 另外，独立于第一公共电极ll，在像素电极7的驱动电压和第一公共电极11的驱 动电压之间的范围中步进地电压控制第二公共电极。从而，当通过电压控制像素电极7和 第一公共电极11，进行显示功能时，通过电压控制第二公共电极23实现显示模式之间的切 换。 另外，在第二基板21和第二公共电极23之间，按图案任意布置图1A和1B中未示 出的用于各种颜色的滤色器，并且布置对应于像素间距的黑点矩阵(black matrix)。
随后，形成覆盖第二公共电极23的取向层25。取向层25的取向轴(例如，研磨处 理方向)被设置成反向平行于在第一基板3之上形成的取向层13的取向轴的方向。
如上所述，构成在第二基板21里面的部分。 在接近第一基板3的取向层13和接近第二基板21的取向层25之间，夹入图1A 和1B中未示出的隔离物，液晶层LC被密封在由该隔离物提供的空间中。液晶层LC包括具 有正介电各向异性的液晶分子m。这种情况下，例如，在像素电极7和第一公共电极11之间 产生电位差的条件下，液晶层LC的层厚(即，液晶盒间隙(cell g即)g)被设置成以致液晶 层LC可具有A/2的相差。 另外，在第一基板3的外面，布置入射侧偏光板27。在第二基板21的外面，布置 出射侧偏光板29。入射侧偏光板27被布置成以致其透光轴可垂直于(或者平行于)取向 层13和25的取向轴。另一方面，出射侧偏光板29被布置成以致其透光轴可平行于(或者 垂直于)取向层13和25的取向轴，并且与入射侧偏光板27呈正交偏光(cross-nicol)关 系。从而，当偏光板27和29的透光轴相互呈正交偏光关系时，使两个透光轴中的任意一个 垂直于或者平行于取向层13和25的取向轴没有任何差别。 此外，显示设备la包括图1A和1B中未示出的，布置在入射侧偏光板27外面的背 光源。 图2表示显示设备la的电路结构例子。如图2中所示，在显示设备la中，布置显 示区A及其周边区B。显示区A包括像素阵列部分，其中以矩阵形式布置多个扫描线31和 多个信号线32，并且对应于扫描线和信号线的每个相交部分，布置一个像素a。例如，在像
7素a中，布置用作切换元件的薄膜晶体管。在薄膜晶体管Tr中，栅极与扫描线31连接，源 极和漏极之一与信号线32连接，源极和漏极中的另一个与像素电极7连接。随后，在像素 电极7和第一公共电极11之间形成保持电容器Cs。对第一公共电极11施加第一公共电压 Vcoml。 另一方面，周边区B包括用于驱动扫描线31的扫描线驱动电路34，用于向信号线 32供给与亮度信息对应的视频信号(即，输入信号)的信号线驱动电路35，和根据需要布 置的驱动电路。 如上所述，经薄膜晶体管Tr从信号线写入的视频信号被保持在位于像素电极7和 第一公共电极11之间的保持电容器Cs中。与保持的信号量相应的电压被提供给像素电极 7。因此，通过控制液晶层实现显示功能。图2中未示出包括在第一实施例中的第二公共电 极23。不过，除了施加于第一公共电极ll的公共电压Vcoml以外，第二公共电极23被供给 按步进方式切换的电压。 由于上面说明的像素电路的结构只是一个例子，像素电路可酌情包括电容元件， 此外可包括多个晶体管。另外，响应像素电路的修改，可在周边区B中增加必要的驱动电 路。 显示设备驱动方法 下面参考图1A和1B，并酌情参考其他附图，说明用于具有上述结构的显示设备la
的驱动方法。 1.基本操作 图3A是图解说明显示设备la中的黑色显示的平面图。图3B是图解说明显示设 备la中的白色显示的平面图。 首先，就图3A中所示的黑色显示来说，像素电极7的电位Va被设为电位Va (B)(例 如，0伏)，电位Va(B)和第一公共电极ll的电位Vcoml(例如，O伏)相同。于是，包括在液 晶层LC中的液晶分子的长轴平行于取向层13和25的取向轴方向x取向。这种情况下，通 过入射侧偏光板27的入射光无变化地通过液晶层LC，入射侧偏光板27被这样布置，以致其 透光轴可垂直于(或平行于)取向层13和25的取向轴方向x。不过，由于入射光被出射侧 偏光板29阻断，因此显示功能变成黑色显示状态，出射侧偏光板29被布置成以致其透光轴 和入射侧偏光板27呈正交偏光关系。S卩，以常黑状态驱动显示设备la。
另一方面，就图3B中所示的白色显示来说，像素电极7的电位Va被设为电位 Va(W)(例如，4伏)，电位Va(W)不同于第一公共电极11的电位Vcoml (例如，0伏)。于是， 由于产生垂直于梳齿状电极lla的延伸方向，并且几乎平行于像素电极7和第一公共电极 11的电极平面的横向电场，因此液晶分子m的长轴平行于沿着横向电场的方向取向，液晶 层LC具有A/2的相差。这种情况下，当通过被布置成以致其透光轴可垂直于(或平行于) 取向层13和25的取向轴方向x的入射偏光板27的入射光通过具有A /2的相差的液晶层 LC时，入射光被旋转90。。因此，入射光到达并穿过出射侧偏光板29。于是，显示功能变成 白色显示状态。 上述操作是在用于第一实施例的驱动方法中进行的基本操作。通过相对于第一公 共电极ll的公共电位Vcoml，在Va(B) ( = Vcoml :黑色显示)和Va(W)(白色显示)之间改 变像素电极7的电位Va，实现显示功能。该基本操作和现有技术的显示操作类似。
随后，除了基本操作之外，在按照本发明的第一实施例的驱动方法中，通过控制第 二公共电极23的电位，实现显示模式切换。切换的显示模式和视角特性相关。下面参考图 3A和3B，以及图4A、4B、5A和5B中所示的对应于一个像素的横截面图，说明实现显示模式 切换的驱动方法。在图4A、4B、5A和5B中，感应电场的方向用箭头表示。
2.宽视角模式 首先，参考图3A、3B、4A和4B说明宽视角模式下的显示操作。图4A是图解说明黑 色显示的横截面图，该横截面图所源于的平面图对应于图3A。另外，图4B是图解说明白色 显示的横截面图，该横截面图所源于的平面图对应于图3B。 在宽视角模式显示期间，按照和基本操作中相同的方式电压控制电极7和第一公 共电极ll。同时，在黑色显示和白色显示期间，第二公共电极23都被供不同于第一公共电 极11的公共电位Vcoml的公共电位Vcom2。公共电位Vcom2被设为白色显示期间像素电 极7的电位Va(W)(例如，4伏)，和第一公共电极11的电位Vcoml(例如，O伏)之间的电 位值，该电位值不影响通过电压控制像素电极7和第一公共电极11进行的黑色显示和白色 显示。即，在像素电极7和第一公共电极11与第二公共电极23之间，通过对第二公共电极 23施加电压，产生垂直于电极平面的垂直电场。 这样，液晶分子m的取向状态受到控制，以致液晶分子m的方位角方向对应于如图 3A中所示的黑色显示期间的基本操作，和如图3B中所示的白色显示期间的基本操作。
另一方面，在如图4A中所示的黑色显示期间，基于弱垂直电场的影响，液晶分子m 相对于电极平面的角度(极角)被倾斜9 1°角度。第二公共电极23的电位Vcom2被设成
这样的电压(例如，i伏)，以致产生的垂直电场如此微弱，从而使er角度保持足够小的 值。于是，在由垂直电场引起的液晶分子的极角方向倾斜(角度ei)的有限影响下，实现 在宽范围视角内透光率较低的黑色显示。 另一方面，在如图4B中所示的白色显示期间，基于弱垂直电场的影响，液晶分子m 相对于电极平面的角度(极角)被倾斜。不过，白色显示期间，液晶分子的倾斜(该倾斜还 受横向电场影响)小于黑色显示期间的倾斜(角度9 1)。于是，在第二公共电极23的电位 的有限影响下，实现在宽范围视角内透光率较高的白色显示。
于是，实现具有宽视角和足够高的对比度的宽视角模式显示。 另外，在宽视角模式下，由于对其施加电压的第二公共电极23从浮动状态发生转 变，防止了显示时相邻像素间的影响。
3.窄视角模式 下面参考图3A、3B、5A和5B说明窄视角模式下的显示操作。图5A是图解说明黑 色显示的横截面图，该横截面图所源于的平面图对应于图3A。另外，图5B是图解说明白色 显示的横截面图，该横截面图所源于的平面图对应于图3B。 在窄视角模式显示期间，按照和基本操作中相同的方式电压控制电极7和第一公 共电极ll。同时，在黑色显示和白色显示期间，第二公共电极23都被供与第一公共电极11 的公共电位Vcoml，和宽视角模式下第二公共电极23的公共电位Vcom2不同的公共电位 Vcom2'。按照和宽视角模式相同的方式，公共电位Vcom2'被设为像素电极7的电位Va(W) (例如，4伏)，和第一公共电极11的电位Vcoml (例如，O伏)之间的电位值。另外，设置公 共电位Vcom2'，以致与宽视角模式下的黑色显示期间相比，像素电极7(和第一公共电极11)与公共电位Vcom2'之间的电位差更大。在像素电极7和第一公共电极11与第二公共 电极23之间，通过对第二公共电极23施加公共电位Vcom2'，产生垂直电场，和宽视角模式 下相比，该垂直电场更强。不过，第二公共电极23的公共电位Vcom2'被设置在不影响通过 电压控制像素电极7和第一公共电极11，实现的黑色显示和白色显示期间的正向方向的视 角的范围中。 于是，按照和宽视角模式相同的方式，液晶分子m的取向状态受到控制，以致液晶 分子m的方位角方向对应于如图3A中所示的黑色显示期间的基本操作，和如图3B中所示 的白色显示期间的基本操作。 另一方面，在如图5A中所示的黑色显示期间，基于弱垂直电场的影响，液晶分子m 相对于电极平面的角度(极角)被倾斜92°角度。与宽视角模式相比，角度92更大(> 9 1))。这种情况下，第二公共电极23的电位Vcom2'被设成在黑色显示期间，液晶分子的 极角(角度9 2)不影响正面视场的范围中的电位值(例如，1.3伏)。
因此，对于正面视场来说，在由垂直电场引起的液晶分子的极角方向倾斜(角度 9 2)的有限影响下，实现透光率低的黑色显示。不过，由于受液晶分子的极角方向倾斜(角 度9 2)的影响，在正面视场外的斜向视场的透光率被增大，从而实现对比度低的显示。
另一方面，在如图5B中所示的白色显示期间，基于垂直电场的影响，液晶分子m相 对于电极平面的角度(极角)被倾斜。还受横向电场影响的液晶分子的倾斜小于黑色显示 期间的倾斜(角度9 2)。 于是，对于正面视场来说，在由垂直电场引起的液晶分子的极角方向倾斜的有限
影响下，实现透光率高的白色显示。于是，对于正面视场来说，结合黑色显示实现对比度足
够高的显示。不过，由于受液晶分子的极角方向倾斜的影响，在正面视场外的斜向视场的透
光率被降低，从而与黑色显示期间增大的透光率结合，实现对比度低的显示。 于是，尽管对于正面视场能够实现对比度高的显示，不过显示是以对斜向视场来
说，对比度被降低的窄视角模式进行的。 4.第二公共电极的电压设置 如上所述，参考图6A-6C中所示的测量值，设置第二公共电极23的公共电位Vcom2 和Vcom2' ， Vcom2和Vcom2'用于在上面提及的宽视角模式和窄视角模式之间进行切换。 图6A-6C图解说明沿视角内的倾斜方向，相对于第二公共电极的电位的透光率和对比度。 图6A图解说明黑色显示期间的透光率。图6B图解说明白色显示期间的透光率。图6C图 解说明对比度。 首先，用于切换到宽视角模式的第二公共电极23的公共电位Vcom2被设为不影响 通过电压控制像素电极7和第一公共电极11而进行的黑色显示和白色显示的电位值。于 是，对于第二公共电极23的公共电位Vcom2，选择等于1伏的电位值，以致透光率在黑色显 示期间较低，在白色显示期间较高，并且对比度良好。 随后，用于切换到窄视角模式的第二公共电极23的公共电位Vcom2'被设置在以 致与宽视角模式下的黑色显示期间相比，第二公共电极23与像素电极7(和第一公共电极 11)之间的电位的差值更大的范围中。不过，第二公共电极23的公共电位Vcom2'被设置 在不影响通过电压控制像素电极7和第一公共电极11而进行的黑色显示和白色显示期间 正面方向的视角的范围中。于是，在比为公共电位Vcom2选择的等于l伏的电位值大的范围中，为公共电位Vcom2'选择等于1.3伏的电位值。尽管如果公共电位Vcom2'等于1. 3 伏，正面方向对比度降低到约50，不过对比度保持在良好的范围中。 可通过模拟设置应用于第二公共电极的上述公共电位Vcom2和Vcom2'。在所述 模拟中，如下举例说明了各种因素 (1)包括在第一公共电极11中的排列的梳齿状电极lla的间距； (2)在像素电极7、第一公共电极11和第二公共电极23之间形成的绝缘层和液晶
层LC的介电常数； (3)施加于像素电极7的驱动电压Va (B)和Va (W);
(4)第一公共电极11的公共电位Vcoml 。 按照上面提及的第一实施例，尽管显示设备采用其中使用单一液晶层的简单结 构，不过通过电压控制布置成内嵌式(in-cell)结构的第二公共电极23，能够实现显示期 间的显示模式切换。此外，为了进行显示模式切换，用于显示模式切换的元件不是平行于像 素阵列布置的。这是因为第二公共电极23被布置成隔着液晶层LC与第一公共电极11相 对。于是，在保持像素开口的同时，能够显示高清晰度图像。 图7A-71图解说明按照第一实施例，如上所述设计的显示设备la中的视角特性的 模拟结果。图7A-7C表示举例说明没有第二公共电极的结构的视角特性的比较例。图7D-7F 图解说明按照第一实施例的宽视角模式下的显示设备la的视角特性。图7G-7I图解说明 按照第一实施例的窄视角模式下的显示设备la的视角特性。 如图7A-7F中所示，与图7D-7F对应的，按照第一实施例的宽视角模式下的显示设 备la的黑色显示、白色显示和对比度与如图7A-7C中所示的作为比较例的宽视角下的黑色 显示、白色显示和对比度一样良好。如图71中所示，在按照第一实施例的窄视角模式下的 显示设备la上的显示中，尽管对于正面方向的视角，保持良好的对比度，不过对于图71中 左右方位角方向的视角，对比度被降低。这是因为即使在黑色显示期间，在比左右方位角方 向的30°极角更倾斜的方向上，显示设备仍然处于透光状态。因此，对比度接近l。
图8A-81图解说明按照第一实施例，如上所述设计的显示设备la中的视角特性的 观察结果。图8A-8C表示举例说明没有第二公共电极的结构的视角特性的比较例。图8D-8F 图解说明按照第一实施例的宽视角模式下的显示设备la的视角特性。图8G-8I图解说明 按照第一实施例的窄视角模式下的显示设备la的视角特性。 如图8A-8F中所示，确认与图8D-8F对应的，按照第一实施例的宽视角模式下的显 示设备la的黑色显示、白色显示和对比度与如图8A-8C中所示的作为比较例的宽视角下的 黑色显示、白色显示和对比度一样良好。如图81中所示，确认在按照第一实施例的窄视角 模式下的显示设备la上的显示中，尽管对于正面方向的视角，保持良好的对比度，不过对 于图81中左右方位角方向的视角，对比度被降低。 另外，在按照本发明的第一实施例的显示设备la中，第一公共电极ll被布置在像 素电极7的一侧，S卩，面对液晶层LC的一侧。于是，能够减小宽视角模式下，第二公共电极 23的电位的影响。图9A图解说明在宽视角模式下的白色显示期间，像素电极7，第一公共 电极11和第二公共电极23间的电位的模拟结果。图9B图解说明作为比较，像素电极7和 第一公共电极11的堆叠顺序被反转的结构的模拟结果。 如图9A和9B中所示，对应于图9A的按照第一实施例的显示设备la的结构导致像素电极7和第二公共电极23之间的宽间隔，及第一公共电极11的屏蔽效果。于是，确认 垂直电场对用于显示功能的横向电场的影响被降低，所述垂直电场是由像素电极7和第二 公共电极23之间的电位差造成的，所述横向电场是由像素电极7和第一公共电极11之间 的电位差造成的。 于是，通过在宽视角模式下对第二公共电极23施加电压，在垂直电场的影响被减 小的情况下实现宽视角显示，同时防止显示时相邻像素间的影响。 另外，由于第二公共电极23被布置在用于现有技术的横向电场模式下的显示功 能的像素电极7和第一公共电极11对面，防止了在第二基板21的残留电荷。于是，能够防 止诸如残像之类的液晶异常。 另外，在像素电极7和第一公共电极11间未产生电位差的情况下的黑色显示期 间，产生垂直电场。于是，由取向层13和25导致的液晶分子m的取向约束力，和由垂直电 场导致的取向约束力的结合使取向约束力增强。因此，抑制了当按压显示面时发生的渗色 异常(bleeding malfunction)。 另外，施加于第二公共电极的公共电位Vcom2和Vcom2'可被设为与宽视角模式 和窄视角模式下的两个电平相比，数目更多的多个电平。例如，这种情况下，在公共电位 Vcom2和Vcom2'之间，可以设置中间电位。于是，能够以多个视角进行显示模式切换，包括 位于宽视角模式的视角特性和窄视角模式的视角特性之间的中间视角特性。
第二实施例 第二实施例是第二公共电极是梳状电极的例子。
显示设备的结构 图10A是表示按照本发明的第二实施例的显示设备的主要部分中的电极和液晶 层的简略概况的示意透视图。图10B是对应于按照本发明的第二实施例的显示设备中的两 个像素的横截面图。在图10A和10B中，按照和按照第一实施例的显示设备la相同的方式， 边缘场模式(FFS)也被应用于按照第二实施例的显示设备lb。 尽管显示设备lb中的第二公共电极23'的结构和按照第一实施例的显示设备la 中的不同，不过，其它结构例子对应于显示设备la中的对应结构例子。
第二公共电极23'是类似于第一公共电极11的梳状电极。在第二公共电极23' 中，间隔一定距离排列的多个梳齿状电极23a'与桥电极23b'相互连接。随后，包括在第 二公共电极23'中的梳齿状电极23a'被布置成与包括在第一公共电极ll中的梳齿状电 极lla相对放置。此外，包括在第二公共电极23'中的桥电极23b'被布置成与包括在第 一公共电极11中的桥电极lib相对放置。
显示设备驱动方法 用于具有上述结构的显示设备lb的驱动方法和用于按照本发明的第一实施例的
显示设备la的驱动方法类似。于是，用于显示设备la的驱动方法的描述(其中"第二公共
电极23"被"第二公共电极23'"替换)适合于用于显示设备lb的驱动方法。 上述第二实施例也可获得和第一实施例相同的有利效果。即，尽管显示设备采用
其中使用单一液晶层的简单结构，不过通过电压控制布置成内嵌式结构的第二公共电极
23'，能够实现显示期间的显示模式切换。此外，为了进行显示模式切换，用于显示模式切
换的元件不是平行于像素阵列布置的。这是因为第二公共电极23'被布置成与在液晶层LC的另一面的第一公共电极11相对。于是，在保持像素开口的同时，能够显示高清晰度图 像。 除了第一实施例的有利效果之外，第二公共电极23'的电极部分不被布置在直接 面对像素电极7的位置。于是，由于横向电场和垂直电场被有效地施加于液晶层，因此易于 控制宽视角模式和窄视角模式。
第三实施例 第三实施例是第一公共电极呈多畴(multidomain)结构的例子。
显示设备的结构 图11是表示按照本发明的第三实施例的显示设备的主要部分中的电极和液晶层 的简略概况的示意透视图。图12是对应于一个像素的主要部分的平面图，图解说明显示设 备的基本操作。在图11和12中，按照和按照第一实施例的显示设备la相同的方式，边缘 场模式(FFS)也被应用于按照第三实施例的显示设备lc。另外，对显示设备lc应用所述多 畴(multidomain)结构。 尽管显示设备lc中的第一公共电极11'的结构和按照第一实施例的显示设备la 中的不同，不过，其它结构例子对应于显示设备la中的对应结构例子。 第一公共电极ll'是类似于第一实施例中的第一公共电极ll的梳状电极。另外，
使间隔一定距离排列的多个梳齿状电极lla'在其沿着梳齿状电极lla '在像素电极7上
方的延伸方向的中部朝着两个方向弯折。使梳齿状电极lla'沿着相对于图11和12中未
示出的取向层的取向轴x倾斜几乎相等的角度9x的两个方向弯折。例如，角度9x约为
5° 。随后，按照和第一实施例相同的方式，在像素电极7之间使梳齿状电极lla'通过桥电
极llb相互连接。 显示设备驱动方法 由于用于具有上述结构的显示设备lc的驱动方法和用于按照本发明的第一实施 例的显示设备la的驱动方法类似，因此，用于显示设备la的驱动方法的描述(其中"第一 公共电极ll"被"第一公共电极11'"替换)适合于用于显示设备lc的驱动方法。
上述第三实施例也可获得和第一实施例相同的有利效果。S卩，尽管显示设备采用 其中使用单一液晶层的简单结构，不过通过电压控制布置成内嵌式结构的第二公共电极 23，能够实现显示期间的显示模式切换。此外，为了进行显示模式切换，用于显示模式切换 的元件不是平行于像素阵列布置的。这是因为第二公共电极23被布置成与在液晶层LC的 另一面的第一公共电极ll'相对。于是，在保持像素开口的同时，能够显示高清晰度图像。
另外，显示设备lc包括其中包括在第一公共电极ll'中的梳齿状电极lla'在与 像素电极7的中部对应的位置被弯折的结构。因此，在每个像素电极7上方的部分被分成 两个区域，在所述两个区域中，梳齿状电极lla'被布置成沿不同的方向延伸。于是，除了第 一实施例的有利效果之外，由于在一个像素电极7上方的部分被分成的两个区域中，沿不 同的旋转方向驱动液晶分子m，因此改进了中间色或白色显示(色移)期间的视角特性。
第三实施例可以与第二实施例结合。这种情况下，对应于第一公共电极11'，可使 第二公共电极在其沿着梳齿状电极在像素电极7上方的延伸方向的中部弯折。于是，可把 第二实施例的有利效果增加到第三实施例中。
按照本发明的实施例的显示设备的应用例子
13
按照本发明的实施例的上述显示设备可被应用于图13-17G中所示的各种电子设 备。例如，所述各种电子设备包括数字照相机，膝上型计算机，诸如移动电话机之类的移动 终端设备，和摄像机。即，显示设备可被应用于包括在各种电子设备中的显示设备，用于以 图像或视频的形式显示输入电子设备的或者在电子设备中产生的视频信号。下面将说明应 用所述显示设备的电子设备的例子。 图13是图解说明应用按照本发明的一个实施例的显示设备的膝上型计算机的示 意透视图。应用该显示设备的膝上型计算机包括主单元121中的输入字符的键盘122和显 示图像的显示部分123。通过利用所述显示设备作为显示部分123制造该膝上型计算机。
图14是图解说明应用按照本发明的一个实施例的显示设备的摄像机的示意透视 图。应用所述显示设备的摄像机包括主单元131，设置在正面的摄影透镜132，用于摄影的 开始/停止开关133，和显示部分134。通过利用所述显示设备作为显示部分134制造该摄 像机。 图15是图解说明应用按照本发明的一个实施例的显示设备的电视机的示意透视 图。应用所述显示设备的电视机包括视频显示屏部分101，视频显示屏部分101包括面板 102和滤光玻璃103。通过利用所述显示设备作为视频显示屏部分101制造该电视机。
图16A和16B图解说明应用按照本发明的一个实施例的显示设备的数字照相机。 图16A表示正面的示意透视图，图16B表示背面的示意透视图。应用所述显示设备的数字 照相机包括闪光灯用发光部分lll，显示部分112，菜单开关113，和快门按钮114。通过利 用所述显示设备作为显示部分112制造该数字照相机。 图17A-17G图解说明应用按照本发明的一个实施例的显示设备的诸如移动电话 机之类的移动终端设备。图17A表示打开的移动终端设备的前视图，图17B是打开的移动 终端设备的侧视图，图17C是折叠后的移动终端设备的前视图，图17D是折叠后的移动终端 设备的左视图，图17E是折叠后的移动终端设备的右视图，图17F是折叠后的移动终端设备 的顶视图，图17G是折叠后的移动终端设备的底视图。应用所述显示设备的移动电话机包 括上部机壳141，下部机壳142，连接部分(这种情况下，铰链部分)143，显示器144，子显示 器145，闪光灯146，照相机147。通过利用所述液晶显示设备作为显示器144或者子显示器 145制造该移动电话机。 本申请包含与在2008年11月21日向日本专利局提出的日本优先权专利申请JP 2008-297720中公开的主题相关的主题。 本领域的技术人员应明白根据设计要求和其它因素，可产生各种修改、组合、子组 合和变更，只要它们在附加的权利要求或其等同物的范围之内。
权利要求
一种显示设备，包括多个像素电极；布置在覆盖多个像素电极的绝缘层上的第一公共电极，所述第一公共电极是梳状电极；和面对第一公共电极布置的第二公共电极，在第一公共电极和第二公共电极之间具有液晶层，所述第二公共电极是独立于第一公共电极通过电压控制的。
2. 按照权利要求1所述的显示设备，其中通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场控制液晶层来执行显示功能，和根据第二公共电极的电位来执行显示模式的切换。
3. 按照权利要求1或2所述的显示设备，其中通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场控制液晶层来执行显示功能，和根据第二公共电极的电位来执行取向状态的切换，所述取向状态是包括在与显示功能相关的液晶层中的液晶分子的取向状态。
4. 按照权利要求l-3任意之一所述的显示设备，其中液晶层包括介电各向异性为正的液晶分子，通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场控制液晶层来执行显示功能，该电场平行于第一公共电极的电极平面。
5. 按照权利要求l-4任意之一所述的显示设备，其中第二公共电极的电位被控制在第一公共电极的电位和在白色显示期间像素电极的电位之间的范围中。
6. 按照权利要求l-5任意之一所述的显示设备，其中通过控制第二公共电极的电位使视角特性变窄，以致在黑色显示期间，第一公共电极和第二公共电极之间的电位差较大。
7. 按照权利要求l-6任意之一所述的显示设备，其中以与第一公共电极对应的梳状电极的形状布置第二公共电极。
8. 按照权利要求l-7任意之一所述的显示设备，其中包括在第一公共电极中的多个梳齿状电极在沿着所述多个梳齿状电极在多个像素电极上延伸的方向的中部朝着两个方向被弯折。
9. 一种显示设备的驱动方法，所述显示设备包括布置在覆盖多个像素电极的绝缘层上的第一公共电极，所述第一公共电极是梳状电极，和经液晶层与第一公共电极相对布置的第二公共电极，所述方法包括下述步骤通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场控制液晶层来执行显示功能；和根据第二公共电极的电位来执行显示模式的切换。
10. 按照权利要求9所述的驱动方法，其中当执行显示模式的切换时，根据第二公共电极的电位控制包括在液晶层中的液晶分子的取向状态。
11. 按照权利要求9或10所述的驱动方法，其中液晶层包括介电各向异性为正的液晶分子，禾口当执行显示功能时，通过利用在像素电极和第一公共电极之间产生的电场控制液晶层，该电场平行于第一公共电极的电极平面。
12. 按照权利要求9-ll任意之一所述的驱动方法，其中当进行显示模式切换时，在白色显示期间，第二公共电极的电位被控制在第一公共电极的电位和像素电极的电位之间的范围中。
13. 按照权利要求9-12任意之一所述的驱动方法，其中当执行显示模式的切换时，通过控制第二公共电极的电位使视角特性变窄，以致在黑色显示期间，第一公共电极和第二公共电极之间的电位差较大。
14. 一种电子设备，包括显示设备；其中所述显示设备包括多个像素电极；布置在覆盖多个像素电极的绝缘层上的第一公共电极，所述第一公共电极是梳状电极；和面对第一公共电极布置的第二公共电极，在第一公共电极和第二公共电极之间具有液晶层，第二公共电极是独立于第一公共电极通过电压控制的。
全文摘要
显示设备包括多个像素电极，布置在覆盖多个像素电极的绝缘层上的第一公共电极，第一公共电极是梳状电极，和与在液晶层的另一面的第一公共电极相对布置的第二公共电极，第二公共电极是独立于第一公共电极通过电压控制的。
文档编号G02F1/133GK101738792SQ20091022649
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月20日 优先权日2008年11月21日
发明者东周, 寺西康幸, 皿井志一郎, 高间大辅 申请人:索尼株式会社