CN105739195B - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置及其驱动方法，通过在液晶显示装置的第二基板(彩色滤光片基板)上设置视角控制电极，并在需要窄视角时对视角控制电极施加电压以使得其与设置在第一基板(阵列基板)上像素电极以及公共电极之间产生垂直于面板方向的电场，使得液晶分子在垂直方向产生倾角变化，从而达到斜视暗态漏光，对比下降，视角缩小，窄视角显示的目的。由此，通过调节施加给视角控制电极的电压，即可实现在宽视角和窄视角模式之间切换。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示技术持续地向增加显示视角的方向发展。现有的面内切换(In planeswitching，IPS)以及边缘场切换(Fringe field switching，FFS)均可以实现较宽显示视角。传统的TN型液晶显示技术的电极在两片相对设置的基板上面，施加的电场方向垂直于基板，液晶分子相对于基板在平行与垂直两个方向运动；而IPS型液晶显示技术的电极设置在同一基板上，电极之间产生的电场是水平的，同时采用正性液晶(也即，液晶分子的轴向指向电场方向)。因此，在IPS型的液晶显示装置中，液晶分子是平行于基板进行扭转运动，未施加电场的液晶分子是平行基板配向(homogeneous)，上下二片偏光板是90度交叉配置，保持垂直。底层偏光板的偏光轴与液晶分子的配像是相同，入射光经由平行配列的液晶层，直线前进不改变行进方向，射出光无法通过上层偏光板，所以呈现不透光的黑色状态，施加电场后，液晶分子会扭转，在液晶层产生双折射现象，这会改变入射光的偏转方向，使其可以通过上层偏光板，呈现透光状态。由于，液晶分子平交于基板作扭转运动，在液晶面板的各个方向均有不同程度的光线射出，从而能够实现广视角。但是，除了广视角的需求外，用户出于保护个人的隐私或商业秘密的需要，希望在某些场合液晶显示装置具有窄视角。这就要求液晶显示装置需要具备在广视角和窄视角之间切换的功能。
现有技术中，通常在液晶显示面板上增设一百叶窗遮挡膜或者使用双背光系统的液晶显示装置来进行广视角和窄视角的切换，但是这样会增加液晶显示面板的厚度，还会增加控制电路，同时使用也不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液晶显示装置及其驱动方法，不必增设遮挡膜或者增加液晶显示装置的厚度即可实现液晶显示装置的视角调节。
第一方面，本发明提供一种液晶显示装置，包括：
第一基板，以阵列方式设置有多个像素电极和多个公共电极；
第二基板，以阵列方式设置有多个视角控制电极；
液晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；
驱动装置，用于在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的电压，在第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的电压。
优选地，所述驱动装置用于在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的交流电压，在所述第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的交流电压；
其中，在第一模式下，所述具有第一幅值的交流电压的极性随施加给对应的像素电极的驱动电压的变化而变化。
优选地，在第二模式下，所述具有第二幅值的交流电压的极性变化频率为施加给像素电极的驱动电压的极性变化频率的二分之一或与所述驱动电压的极性变化频率相同。
优选地，所述具有第一幅值的交流电压以及所述具有第二幅值的交流电压为正弦波、方波、三角波或锯齿波，所述具有第一幅值的交流电压的幅值大于所述具有第二幅值的交流电压的幅值。
优选地，所述视角控制电极被形成为圆形、方形、菱形、交叉栅形中的任一种形状或其中任一种形状的阵列。
第二方面，提供一种液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置包括设置有像素电极和公共电极的第一基板、设置有多个视角控制电极的第二基板以及设置于第一基板和第二基板之间的液晶层，所述驱动方法包括：
在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的电压；
在第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的电压。
优选地，所述具有第一幅值的电压为交流电压，在第一模式下，所述具有第一幅值的交流电压的极性随施加给对应的像素电极的驱动电压的变化而变化。
优选地，所述具有第二幅值的电压为交流电压，在第二模式下，所述具有第二幅值的交流电压的极性变化频率为施加给像素电极的驱动电压的极性变化频率的二分之一或与所述驱动电压的极性变化频率相同。
优选地，所述具有第一幅值的交流电压以及所述具有第二幅值的交流电压为正弦波、方波、三角波或锯齿波，所述具有第一幅值的交流电压的幅值大于所述具有第二幅值的交流电压的幅值。
通过在液晶显示装置的第二基板(彩色滤光片基板)上设置视角控制电极，并在需要窄视角时对视角控制电极施加电压以使得其与设置在第一基板(阵列基板)上的像素电极以及公共电极之间产生垂直于面板方向的电场，使得液晶分子在垂直方向产生倾角变化，从而达到斜视暗态漏光，对比下降，视角缩小，窄视角显示的目的。由此，通过调节施加给视角控制电极的电压，即可实现在宽视角和窄视角模式之间切换。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的液晶显示装置的示意图；
图2A-2E是本发明实施例的液晶显示装置的视角控制电极的示意图；
图3A-3B是本发明实施例的液晶显示装置的原理示意图；
图4A-4B是本发明实施例的液晶显示装置的像素电极的驱动电压的极性变化示意图；
图5A-5D是本发明实施例的液晶显示装置中施加到视角控制电极的电压的波形图；
图6是本发明实施例的液晶显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1是本发明实施例的液晶显示装置的示意图。
如图1所示，本发明实施例的液晶显示装置包括第一基板1、第二基板2、液晶层3以及驱动装置4。
第一基板1也即通常所称的薄膜晶体管阵列基板，其设置有以阵列方式设置的多个像素电极11和多个公共电极12。所述第一基板可以包括透明的衬底13、形成于衬底上的驱动部件(例如TFT器件)以及不同部件之间的连线等，为了便于理解本发明，上述部件未在图1中示出。所述像素电极11和公共电极12设置于衬底13上。所述像素电极11和对应的公共电极12之间可以形成水平方向的电场，从而控制一个像素区域内的液晶分子转向，调节通过的光强。像素电极11和对应的公共电极12可以利用例如氧化铟锡(ITO)等透明导电材料形成。
液晶层3设置于第一基板1和第二基板2之间。液晶层3中的液晶分子被预先配向。在初始状态下，液晶层3使得透过第一基板1的偏振光无法最终通过最上层的偏光膜(图1中未示出)。
第二基板2与第一基板1相对设置，其上以阵列方式设置有多个视角控制电极21。在本实施例中，第二基板为彩色滤光片基板，所述视角控制电极21可以形成为各种形状或预定形状的阵列。图2A-2E是本发明实施例的液晶显示装置的视角控制电极的示意图。如图2A-2E所示，视角控制电极可以被形成为圆形、方形、菱形、交叉栅形中的任一个形状或其中任一个形状的阵列。同一个像素区域内对应的视角控制电极相互连接。
当然，本领域技术人员容易理解，液晶显示装置还包括例如配向膜、用于支撑第二基板使得其与第一基板保持预定距离的支撑部件等以及背光光源、导光板、偏振膜等其它必要部件。为了便于理解本发明的技术方案，以上部件未在图1中示出。
驱动装置4设置于液晶显示面板以外的区域，用于在第一模式下对视角控制电极21施加具有第一幅值的电压，在第二模式下对视角控制电极21施加具有第二幅值的电压。在本发明实施例中，第一模式为窄视角模式，第二模式为广视角模式，第一幅值高于第二幅值。
图3A-3B是本发明实施例的液晶显示装置的原理示意图。其中，图3A是第二模式即广视角模式下液晶显示面板的示意图，图3B是第一模式即窄视角模式下液晶显示面板的示意图。
如图3A所示，在广视角模式下时，视角控制电极21被施加一较低的第二幅值的电压。第二幅值接近于零，可以为例如0.05V。由此，液晶层3所在区域内，电场主要为像素电极11和公共电极12之间形成的水平方向的电场，沿水平方向配向的液晶分子与水平方向的倾角为零或非常小。此时，由于液晶分子进行面内翻转，因此，整个液晶显示装置具有较宽的视角。
如图3B所示，在窄视角模式下时，视角控制电极21被施加具有较高的第一幅值的电压，所述第一幅值可以为例如5V。由此，在视角控制电极21和第一基板1的像素电极11以及公共观电极12之间，会形成垂直方向上的电场。液晶分子同时受到垂直方向的电场以及水平方向电场的影响，除进行面内翻转改变偏振光的偏振方向外，还会在垂直方向翻转，增大液晶分子轴向与水平方向之间的倾角。这进一步使得斜视暗态漏光，对比下降，视角缩小。由此，整个液晶显示装置的视角缩窄。
由此，本发明实施例通过在液晶显示装置的第二基板(彩色滤光片基板)上设置视角控制电极，并在需要窄视角时对视角控制电极施加电压以使得其与设置在第一基板(阵列基板)上像素电极以及公共电极之间产生垂直于面板方向的电场，使得液晶分子在垂直方向产生倾角变化，从而达到斜视暗态漏光，对比下降，视角缩小，窄视角显示的目的。由此，通过调节施加给视角控制电极的电压，即可实现在宽视角和窄视角模式之间切换。
进一步地，为了防止电场方向始终为相同方向导致对光线的调节精度降低，通常会通过切换像素电极的驱动电压极性的方式来保持调节精度，并防止相邻像素相互影响。
图4A-4B是本发明实施例的液晶显示装置的像素电极的驱动电压的极性变化示意图。如图4A和图4B所示的液晶显示装置采用帧反转的方式来对像素电极进行驱动，也即，在第一帧对所有像素电极用正电压驱动，在下一帧对所有像素电极用负电压驱动。
在这种反转方式下，可以将所有的视角控制电极21相互连接，并在第一模式下对其输出具有第一幅值的交流电压，该交流电压的极性随像素电极的驱动电压极性的变化而变化。也就是说，施加到视角控制电极21的交流电压在第一模式下具有与液晶显示装置刷新频率相同的频率，该频率可以为例如120Hz。由此，可以保持像素电极和视角控制电极之间的压差不会随着像素电极驱动电压的反转而大幅变化，使得窄视角模式下时液晶分子的倾角保持不变。
同时，在第二模式下，驱动装置4向视角控制电极21输出具有第二幅值的交流电压。该交流电压的频率可以与液晶显示装置的刷新频率相同，或为其一半。由于在第二模式下，仍然对视角控制电极21施加一定幅值的电压是尽是为了防止保持视角控制电极21的电容充放电，因此，交流电压的频率可以适当的低于刷新频率，降低系统负担。
同时，无论是第一模式的交流电压还是第二模式的交流电压，都可以形成为例如正弦波、方波、三角波或锯齿波，如图5A-5D所示。
图6是本发明实施例的液晶显示装置的驱动方法的流程图。
如图6所示，本发明实施例的驱动方法用于驱动如图1所示的液晶显示装置，所述方法包括：
步骤610、在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的电压。
步骤620、在第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的电压。
进一步地，所述具有第一幅值的电压为交流电压，在第一模式下，所述具有第一幅值的交流电压的极性随施加给对应的像素电极的驱动电压的变化而变化。
进一步地，所述具有第二幅值的电压为交流电压，在第二模式下，在第二模式下，所述具有第二幅值的交流电压的极性变化频率为施加给像素电极的驱动电压的极性变化频率的二分之一或与所述驱动电压的极性变化频率相同。
进一步地，所述具有第一幅值的交流电压以及所述具有第二幅值的交流电压为正弦波、方波、三角波或锯齿波。
进一步地，所述具有第一幅值的交流电压的幅值大于所述具有第二幅值的交流电压的幅值。
由此，在需要窄视角时对视角控制电极施加电压以使得其与设置在第一基板(阵列基板)上像素电极以及公共电极之间产生垂直于面板方向的电场，使得液晶分子在垂直方向产生倾角变化，从而达到斜视暗态漏光，对比下降，视角缩小，窄视角显示的目的。因此，通过调节施加给视角控制电极的电压，即可实现在宽视角和窄视角模式之间切换。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
第一基板，以阵列方式设置有多个像素电极和多个公共电极；
第二基板，以阵列方式设置有多个视角控制电极；
液晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间；
驱动装置，用于在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的交流电压，在第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的交流电压；
其中，在第一模式下，所述具有第一幅值的交流电压的极性随施加给对应的像素电极的驱动电压的极性变化而变化；
在第二模式下，所述具有第二幅值的交流电压的极性变化频率为施加给像素电极的驱动电压的极性变化频率的二分之一或与所述驱动电压的极性变化频率相同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二基板为彩色滤光片基板。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述具有第一幅值的交流电压以及所述具有第二幅值的交流电压为正弦波、方波、三角波或锯齿波，所述具有第一幅值的交流电压的幅值大于所述具有第二幅值的交流电压的幅值。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述视角控制电极被形成为圆形、方形、菱形、交叉栅形中的任一种形状或其中任一种形状的阵列。
5.一种液晶显示装置的驱动方法，所述液晶显示装置包括设置有像素电极和公共电极的第一基板、设置有多个视角控制电极的第二基板以及设置于第一基板和第二基板之间的液晶层，所述驱动方法包括：
在第一模式下对所述视角控制电极施加具有第一幅值的交流电压；
在第二模式下对所述视角控制电极施加具有第二幅值的交流电压；
其中，在第一模式下，所述具有第一幅值的交流电压的极性随施加给对应的像素电极的驱动电压的极性变化而变化；
在第二模式下，所述具有第二幅值的交流电压的极性变化频率为施加给像素电极的驱动电压的极性变化频率的二分之一或与所述驱动电压的极性变化频率相同。
6.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，所述具有第一幅值的交流电压以及所述具有第二幅值的交流电压为正弦波、方波、三角波或锯齿波，所述具有第一幅值的交流电压的幅值大于所述具有第二幅值的交流电压的幅值。
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