CN107991800B - 阵列基板和液晶显示装置及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板和液晶显示装置及驱动方法，其中该阵列基板上设有多条扫描线、多条数据线、多个公共电极条和多个选择器，该多个选择器与该多个公共电极条分别一一对应相连，每个公共电极条与对应的选择器的输出端连接并通过该选择器施加交流公共电压，相邻选择器的输出端输出的交流公共电压的极性相反；该多个选择器以相邻两个选择器为一组，其中一个选择器与第G2n‑1条扫描线连接，另一个选择器与第G2n条扫描线连接，每组的两个选择器之间还连接有一个控制开关，该控制开关的第一通路端与其中一个选择器的输出端连接，该控制开关的第二通路端与另一个选择器的输出端连接，该控制开关的控制端与第G2n‑2条扫描线连接，其中n为正整数。

Description

阵列基板和液晶显示装置及驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种阵列基板和液晶显示装置及驱动方法。
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。
随着液晶显示技术的不断进步，显示器的可视角度已经由原来的120°左右拓宽到160°以上，人们在享受大视角带来视觉体验的同时，也希望有效保护商业机密和个人隐私，以避免屏幕信息外泄而造成的商业损失或尴尬。因此除了宽视角之外，还需要显示装置可以切换至窄视角。
目前的宽视角与窄视角的切换，一般是通过百叶窗的遮挡功能来实现的，这就需要在显示器件外，额外准备一个遮挡膜，使用起来很不方便。
近年来，由一种利用彩色滤光片基板(CF)一侧的视角控制电极给液晶分子施加一个垂直电场来实现宽窄视角切换的方法。请参图1与图2，液晶显示装置包括上基板11、下基板12和位于上基板11与下基板12之间的液晶层13，上基板11设有视角控制电极111，下基板12设有公共电极121和像素电极122。如图1，在宽视角显示时，上基板11的视角控制电极111不给电压，液晶显示装置实现宽视角显示。如图2，当需要窄视角显示时，上基板11的视角控制电极111给较大幅值的电压，从而在垂直方向形成电场E(如图中箭头所示)，液晶层13中的液晶分子会因为垂直方向电场E而翘起，液晶显示装置因为漏光而对比度降低，最终实现窄视角。
为了防止液晶分子出现极化，在窄视角显示时，视角控制电极111上所加的电压一般为交流电压。视角控制电极111为整面的平面电极，即视角控制电极111整面覆盖所有的像素单元，而对于液晶显示装置，每个时刻只有一行像素单元在充电，其余未充电的像素单元处于电荷保持的悬空状态，视角控制电极111上的电压变化会通过电容耦合使得悬空状态下的像素电压发生改变，像素电极122分别与公共电极121及视角控制电极111的电压差改变，使液晶分子排布状态改变，像素单元的穿透率相应改变。在同一时间，不同位置的像素单元穿透率的差异会导致显示面板亮度不均；在不同时间，同一个像素单元穿透率的差异会导致显示面板闪烁，穿透率差异在空间和时间的叠加导致面板画质下降，使显示面板容易发生显示不均和闪烁等问题。
为了解决以上问题，将操控宽窄视角切换的电压从彩膜基板侧的视角控制电极改变为阵列基板侧的公共电极条。通过选择器电路可实现施加在阵列基板侧公共电极条上的公共电压的逐行正负切换，每一行已经充电好的公共电极条与待充电的公共电极条之间互不影响，每一行公共电极条被赋予的电压信号不受相邻行公共电极条充电的影响，从而改善由于耦合效应引起的显示面板内显示不均和闪烁的问题，提高显示画质。但在此切换过程中，各个公共电极条需要不断进行从正到负和从负到正的充电，功耗仍然较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板，所采用的选择器电路具有电荷分享(charge sharing)功能，可解决公共电极条在充电时功耗较大的问题。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示装置及驱动方法，所采用的选择器电路具有电荷分享(charge sharing)功能，可解决公共电极条在充电时功耗较大的问题，且液晶显示装置可实现不同场合的宽窄视角切换，并改善画面显示不均和闪烁的问题。
本发明实施例提供一种阵列基板，该阵列基板上设有多条扫描线、多条数据线、多个公共电极条和多个选择器，该多个选择器与该多个公共电极条分别一一对应相连，每个公共电极条与对应的选择器的输出端连接并通过该选择器施加交流公共电压，相邻选择器的输出端输出的交流公共电压的极性相反；该多个选择器以相邻两个选择器为一组，每组的两个选择器中的其中一个选择器与第G2n-1条扫描线连接，另一个选择器与第G2n条扫描线连接，每组的两个选择器之间还连接有一个控制开关，该控制开关的第一通路端与每组的两个选择器中的其中一个选择器的输出端连接，该控制开关的第二通路端与每组的两个选择器中的另一个选择器的输出端连接，该控制开关的控制端与第G2n-2条扫描线连接，其中n为正整数。
本发明实施例还提供一种阵列基板，该阵列基板上设有多条扫描线、多条数据线、多个公共电极条和多个选择器，该多个选择器与该多个公共电极条分别一一对应相连，每个公共电极条与对应的选择器的输出端连接并通过该选择器施加交流公共电压，相邻选择器的输出端输出的交流公共电压的极性相反；该多个选择器以相邻两个选择器为一组，每组的两个选择器均与第Gn条扫描线连接，每组的两个选择器之间还连接有一个控制开关，该控制开关的第一通路端与每组的两个选择器中的其中一个选择器的输出端连接，该控制开关的第二通路端与每组的两个选择器中的另一个选择器的输出端连接，该控制开关的控制端与第Gn-1条扫描线连接，其中n为正整数。
本发明实施例还提供一种液晶显示装置，包括阵列基板、与该阵列基板相对设置的彩膜基板以及位于该阵列基板与该彩膜基板之间的液晶层，该阵列基板为上述的阵列基板，该彩膜基板设有整面的上电极。
本发明实施例还提供一种用于驱动上述液晶显示装置的驱动方法，该驱动方法包括：
在第一种视角模式下，向该上电极施加基准电压，通过各个选择器分别向各个公共电极条施加相对该基准电压具有较小幅值的公共电压，使所有公共电极条与该上电极之间的电压差小于第一预设值；
在第二种视角模式下，向该上电极施加基准电压，通过各个选择器分别向各个公共电极条施加相对该基准电压具有较大幅值的公共电压，使所有公共电极条与该上电极之间的电压差大于第二预设值；其中，所述第二预设值大于等于所述第一预设值。
本发明实施例提供的阵列基板，在选择器电路中新增了charge sharing功能，能有效降低面板功耗。
本发明实施例提供的液晶显示装置及驱动方法，通过将操控宽窄视角切换的电压从彩膜基板侧的视角控制电极转到阵列基板侧的公共电极条来实现，阵列基板上的公共电极分割为多个相互独立的公共电极条，每个公共电极条通过一个选择器与一条扫描线对应连接，当每一行扫描线打开时，通过选择器为覆盖该行像素单元的公共电极条施加公共电压，实现了公共电极条在像素扫描时被独立地赋予电压信号，每一行已经充电好的公共电极条与待充电的公共电极条之间互不影响，每一行公共电极条被赋予的电压信号不受相邻行公共电极条充电的影响，从而改善由于耦合效应引起的显示面板内显示不均和闪烁的问题，提高显示画质。而且，在选择器电路中新增了charge sharing功能，能有效降低面板功耗。
附图说明
图1为现有一种液晶显示装置在宽视角下的局部截面示意图。
图2为图1中液晶显示装置在窄视角下的局部截面示意图。
图3为本发明第一实施例中液晶显示装置的电路结构示意图。
图4为图3中液晶显示装置上的公共电极条的平面结构示意图。
图5为图3中第一选择器和第二选择器的电路结构示意图。
图6为图3中液晶显示装置沿着VI-VI线的局部截面示意图。
图7为图6中液晶显示装置在窄视角时的示意图。
图8为图3中液晶显示装置在窄视角时第一选择器的驱动波形示意图。
图9为图3中液晶显示装置在窄视角时第二选择器的驱动波形示意图。
图10为图3中每组的两个选择器与控制开关连接的电路结构示意图。
图11为采用不同的选择器电路时的驱动波形比较示意图。
图12a与图12b为图3中液晶显示装置的外形平面示意图。
图13为本发明第二实施例中液晶显示装置的电路结构示意图。
图14为本发明第三实施例中液晶显示装置的电路结构示意图。
图15为图14中液晶显示装置上的公共电极条的平面结构示意图。
图16为图14中每组的两个选择器与控制开关连接的电路结构示意图。
图17为本发明第四实施例中液晶显示装置的局部截面示意图。
图18为图17中液晶显示装置在宽视角时的示意图。
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。
[第一实施例]
请参图3至图6，本发明第一实施例提供的液晶显示装置包括显示面板50，该显示面板50包括阵列基板20、与阵列基板20相对设置的彩膜基板30及位于阵列基板20与彩膜基板30之间的液晶层40。
阵列基板20上设有多条扫描线21和多条数据线22。该多条扫描线21与该多条数据线22绝缘交叉限定形成呈阵列排布的多个像素单元。每个像素单元内设有一个像素电极23和一个薄膜晶体管26，像素电极23通过薄膜晶体管26与临近该薄膜晶体管26的扫描线21和数据线22连接。具体地，薄膜晶体管26包括栅极、源极及漏极，其中栅极电连接对应的扫描线21，源极电连接对应的数据线22，漏极电连接对应的像素电极23。
阵列基板20上还设有平行间隔排列的多个公共电极条24，每个公共电极条24沿着扫描线21方向延伸，本实施例中每个公共电极条24对应覆盖一整行像素单元。该多个公共电极条24包括多个第一公共电极条24a和多个第二公共电极条24b，该多个第一公共电极条24a和该多个第二公共电极条24b在数据线22方向上相互交替设置，其中该多个第一公共电极条24a对应覆盖位于奇数行(即第1、3、5、…行)的像素单元，该多个第二公共电极条24b对应覆盖位于偶数行(即第2、4、6、…行)的像素单元。
如图6所示，在阵列基板20上，像素电极23和公共电极条24可以位于不同层且两者之间夹设有绝缘层29，像素电极23可位于公共电极条24上方，使该液晶显示装置形成边缘电场切换型(Fringe Field Switching,FFS)的架构。该液晶显示装置在普通显示时，公共电极条24和像素电极23之间产生边缘电场，使液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转以获得较广的视角。
彩膜基板30上设有色阻层31、黑矩阵(BM)32和上电极33。色阻层31例如为R、G、B色阻。上电极33为整面的平面电极，即上电极33整面覆盖显示区。色阻层31和黑矩阵32设置在彩膜基板30朝向液晶层40一侧的表面上，其他膜层设置在色阻层31和黑矩阵32上。本实施例中，彩膜基板30上还设有平坦层35，平坦层35覆盖色阻层32和黑矩阵31，上电极33形成在平坦层35上，但不限于此。
如图3所示，阵列基板20上还设有多个选择器27，该多个选择器27与该多个公共电极条24分别一一对应相连，每个公共电极条24与对应的选择器27的输出端连接并可以通过该选择器27施加交流公共电压，每个公共电极条24上施加的交流公共电压可以每帧画面变换一次极性，即交流公共电压的驱动频率与该显示面板50的帧频相同。在同一帧画面，相邻选择器27的输出端输出的交流公共电压的极性相反，即如果上一个选择器27的输出端输出的公共电压为com-，则下一个选择器27的输出端输出的公共电压为com+，再下一个选择器27的输出端输出的公共电压为com-，以此类推。这样，该多个公共电极条24即可被充入极性不同的公共电压(com-或com+)，以下将配合选择器27的电路结构做更详细介绍。
如图5所示，每个选择器27包括第一开关元件T1、第二开关元件T2、第三开关元件T3、第四开关元件T4、第一存储电容Cst1和第二存储电容Cst2，第一开关元件T1的控制端与第二开关元件T2的控制端相连并与对应的扫描线21连接，第一开关元件T1的第一通路端用于接收第一交流控制电压V1和第二交流控制电压V2的其中之一，第二开关元件T2的第一通路端用于接收第一交流控制电压V1和第二交流控制电压V2的其中另一，第一开关元件T1的第二通路端与第三开关元件T3的控制端相连并连接于第一节点Q1，第二开关元件T2的第二通路端与第四开关元件T4的控制端相连并连接于第二节点Q2，第三开关元件T3的第一通路端用于接收第一直流公共电压Vcom_L，第四开关元件T4的第一通路端用于接收第二直流公共电压Vcom_H，第三开关元件T3的第二通路端与第四开关元件T4的第二通路端相连形成输出端与对应的公共电极条24连接，第一存储电容Cst1与第一节点Q1连接，第二存储电容Cst2与第二节点Q2连接。
本实施例中，该第一交流控制电压V1和该第二交流控制电压V2呈反相对称关系，该第一交流控制电压V1的极性和该第二交流控制电压V2的极性可以每一帧画面反转一次。该第一直流公共电压Vcom_L与该第二直流公共电压Vcom_H的幅值相同但极性相反。
如图3所示，阵列基板20上还设有第一电压线201、第二电压线202、第三电压线203和第四电压线204，每个选择器27还与第一电压线201、第二电压线202、第三电压线203和第四电压线204连接，其中第一电压线201和第二电压线202的其中之一与每个选择器27的第一开关元件T1的第一通路端连接，第一电压线201和第二电压线202的其中另一与每个选择器27的第二开关元件T2的第一通路端连接，第三电压线203与每个选择器27的第三开关元件T3的第一通路端连接，第四电压线204与每个选择器27的第四开关元件T4的第一通路端连接。具体地，第一电压线201、第二电压线202、第三电压线203、第四电压线204和该多个选择器27可以均设置在该显示面板50的非显示区。
如图3和图10所示，本实施例中，该多个选择器27以相邻两个选择器27为一组，每组的两个选择器27中的其中一个选择器27与第G2n-1条扫描线连接，另一个选择器27与第G2n条扫描线连接，每组的两个选择器27之间还连接有一个控制开关28，该控制开关28的第一通路端与每组的两个选择器27中的其中一个选择器27的输出端连接，该控制开关28的第二通路端与每组的两个选择器27中的另一个选择器27的输出端连接，该控制开关28的控制端与第G2n-2条扫描线连接，其中n为正整数。通过控制开关28的设置，使得每组的两个选择器27之间具有电荷分享(charge sharing)功能。
具体地，本实施例中，在第2n-1个选择器与第2n个选择器之间设置有控制开关28，第2n-1个选择器对应与第G2n-1条扫描线连接，第2n个选择器对应与第G2n条扫描线连接，控制开关28的第一通路端与第2n-1个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第2n个选择器的输出端连接，控制开关28的控制端与第G2n-2条扫描线连接，其中n为正整数。
当n取值1时，在第1个选择器与第2个选择器之间设置有控制开关28，第1个选择器对应与第1条扫描线(本实施例为G1)连接，第2个选择器对应与第2条扫描线(本实施例为G2)连接，控制开关28的第一通路端与第1个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第2个选择器的输出端连接，由于在G1之前没有扫描线，此时控制开关28的控制端可以选择单独给控制信号，例如接入STV(帧开始)信号。
当n取值2时，在第3个选择器与第4个选择器之间设置有控制开关28，第3个选择器对应与第3条扫描线(本实施例为G3)连接，第4个选择器对应与第4条扫描线(本实施例为G4)连接，控制开关28的第一通路端与第3个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第4个选择器的输出端连接，控制开关28的控制端与第2条扫描线(本实施例为G2)连接。
当n取其他值时，可以参上面进行推导。
如图3至图5所示，更详细地，该多个公共电极条24包括多个第一公共电极条24a和多个第二公共电极条24b，该多个第一公共电极条24a和该多个第二公共电极条24b在数据线22方向上相互交替设置，该多个选择器27包括多个第一选择器27a和多个第二选择器27b，每个第一公共电极条24a与一个第一选择器27a对应相连，每个第二公共电极条24b与一个第二选择器27b对应相连，每组的两个选择器27中，其中一个为第一选择器27a，另一个为第二选择器27b。针对第一选择器27a，第一开关元件T1的第一通路端与第一电压线201连接以接收该第一交流控制电压V1，第二开关元件T2的第一通路端与第二电压线202连接以接收该第二交流控制电压V2；针对第二选择器27b，第一开关元件T1的第一通路端与第二电压线202连接以接收该第二交流控制电压V2，第二开关元件T2的第一通路端与第一电压线201连接以接收该第一交流控制电压V1。
具体地，第一开关元件T1、第二开关元件T2、第三开关元件T3、第四开关元件T4和控制开关28可以为晶体管，该控制端为栅极，该第一通路端和该第二通路端的其中之一为源极，另一为漏极，但不限于此。
在一帧画面显示时，当各条扫描线21先后依次打开对各行像素单元充电时，由于每个公共电极条24均通过一个选择器27与一条对应的扫描线21连接，每个公共电极条24在其对应覆盖的一行像素单元的充电时间段将被充入公共电压。例如，当扫描线G1打开为第一行中的各个像素单元进行充电时，通过与扫描线G1连接的第一选择器27a为覆盖第一行像素单元的第一公共电极条24a进行充电并充入公共电压Vcom-。在扫描线G1关闭时，充入第一行的第一公共电极条24a中的公共电压Vcom-处于电荷保持状态，直至下一帧画面扫描线G1被再次打开为止。当扫描线G2打开为第二行中的各个像素单元进行充电时，通过与扫描线G2连接的第二选择器27b为覆盖第二行像素单元的第二公共电极条24b进行充电并充入公共电压Vcom+。在扫描线G2关闭时，充入第二行的第二公共电极条24b中的公共电压Vcom+处于电荷保持状态，直至下一帧画面扫描线G2被再次打开为止。
本实施例中，液晶层40中的液晶分子为正性液晶，正性液晶具备响应快的优点。如图8，在初始状态(即液晶显示装置未施加任何电压的情形)下，液晶层40内的正性液晶呈现与基板20、30基本平行的平躺姿态，即正性液晶的长轴方向与基板20、30的表面基本平行。但在实际应用中，液晶层40内的正性液晶与基板20、30之间可以具有较小的初始预倾角，该初始预倾角的范围可为小于或等于10度，即：0°≦θ≦10°。
本实施例通过控制施加在彩膜基板30的上电极33和阵列基板20的公共电极条24上的电压信号，可以使该液晶显示装置在宽视角模式与窄视角模式之间实现切换。
宽视角模式：请参图3、图5与图6，本实施例在宽视角模式下，向彩膜基板30的上电极33施加基准电压，通过各个选择器27向阵列基板20上的各个公共电极条24施加相对该基准电压具有较小幅值的公共电压，使所有公共电极条24与上电极33之间的电压差小于第一预设值(如小于1V)。此时，由于所有公共电极条24与上电极33之间的电压差较小，液晶层40中液晶分子的倾斜角度几乎不发生变化，仍保持为平躺姿态，因此该液晶显示装置实现正常的宽视角显示。
具体地，在宽视角模式下，上电极33施加的基准电压可以为恒定的0V，通过选择器27向每个公共电极条24施加的公共电压可以与该基准电压相同，即每个公共电极条24上施加电压也均为0V，使得各个公共电极条24与上电极33之间的电压差为零，可以实现较好的宽视角效果。但不限于此，在宽视角模式下，每个公共电极条24上施加的公共电压可以为不是0V的直流电压或交流电压，只要使得每个公共电极条24与上电极33之间的电压差小于第一预设值即可。
窄视角模式：请参图3、图5与图7，本实施例在窄视角模式下，向彩膜基板30的上电极33施加基准电压，通过各个选择器27向阵列基板20上的各个公共电极条24施加相对该基准电压具有较大幅值的公共电压，使所有公共电极条24与上电极33之间的电压差大于第二预设值(如大于2V)，其中所述第二预设值大于等于上述第一预设值。此时，由于所有公共电极条24与上电极33之间的电压差较大，在液晶盒中于阵列基板20与彩膜基板30之间会产生较强的垂直电场E(如图7中箭头所示)，由于正性液晶在电场作用下将沿着平行于电场线的方向旋转，因此正性液晶在该垂直电场E作用下将发生偏转，使液晶分子与基板20、30之间的倾斜角度增大而翘起，液晶分子从平躺姿态变换为倾斜姿态，使液晶显示装置出现大角度观察漏光，在斜视方向对比度降低且视角变窄，该液晶显示装置最终实现窄视角显示。
请结合图3、图5与图8-9，在窄视角模式下，上电极33施加的基准电压可以为恒定的0V，第一电压线201上施加第一交流控制电压V1，第二电压线202上施加第二交流控制电压V2，第三电压线203上施加第一直流公共电压Vcom_L，第四电压线204上施加第二直流公共电压Vcom_H。在图8与图9中，G(2n-1)代表奇数位置的扫描线21，G(2n)代表偶数位置的扫描线21，V1代表施加在第一电压线201上的第一交流控制电压，V2代表施加在第二电压线202上的第二交流控制电压，Q1代表第一开关元件T1的第二通路端与第三开关元件T3的控制端之间的节点电压，Q2代表第二开关元件T2的第二通路端与第四开关元件T4的控制端之间的节点电压，Vcom_(2n-1)代表充入每个第一公共电极条24a上的公共电压波形，Vcom_(2n)代表充入每个第二公共电极条24b上的公共电压波形。
在第N帧画面，针对第一选择器27a，扫描线G(2n-1)输出高电压时，T1被打开，由于V1为高电压，Q1被V1拉高，T3被打开，Vcom-通过T3输出至第一公共电极条24a；扫描线G(2n-1)关闭时，Q1的高电压被Cst1储存，T3保持开启状态使第一公共电极条24a上充入的公共电压Vcom-维持稳定；在此期间，V2为低电压，Q2被V2拉低，T4关闭。
在第N帧画面，针对第二选择器27b，扫描线G(2n)输出高电压时，T2被打开，由于V1为高电压，Q2被V1拉高，T4被打开，Vcom+通过T4输出至第二公共电极条24b；扫描线G(2n)关闭时，Q2的高电压被Cst2储存，T4保持开启状态使第二公共电极条24b上充入的公共电压Vcom+维持稳定；在此期间，V2为低电压，Q1被V2拉低，T3关闭。
在第N+1帧画面，针对第一选择器27a，扫描线G(2n-1)输出高电压时，T2被打开，由于V2为高电压，Q2被V2拉高，T4被打开，Vcom+通过T4输出至第一公共电极条24a；扫描线G(2n-1)关闭时，Q2的高电压被Cst2储存，T4保持开启状态使第一公共电极条24a上充入的公共电压Vcom+维持稳定；在此期间，V1为低电压，Q1被V1拉低，T3关闭。
在第N+1帧画面，针对第二选择器27b，扫描线G(2n)输出高电压时，T1被打开，由于V2为高电压，Q1被V2拉高，T3被打开，Vcom-通过T3输出至第二公共电极条24b；扫描线G(2n)关闭时，Q1的高电压被Cst1储存，T3保持开启状态使第二公共电极条24b上充入的公共电压Vcom-维持稳定；在此期间，V1为低电压，Q2被V1拉低，T4关闭。
第N+2帧画面的驱动方式与第N帧画面相同，如此循环。
其中，Cst1和Cst2作为储存电容，作用是扫描线21关闭和T1、T2关闭时，分别保持Q1和Q2节点的电压，分别维持T3、T4的打开或关闭状态。
本实施例中，通过选择器电路，当该多条扫描线21分别施加扫描信号时，通过该多个第一选择器27a可以分别向该多个第一公共电极条24a施加公共电压，通过该多个第二选择器27b可以分别向该多个第二公共电极条24b施加公共电压，并且该多个第一公共电极条24a和该多个第二公共电极条24b上施加的公共电压的极性相反。其中在第N帧画面，每个第一公共电极条24a被施加的公共电压为Vcom-，每个第二公共电极条24b被施加的公共电压为Vcom+，两者极性相反；在第N+1帧画面，每个第一公共电极条24a被施加的公共电压为Vcom+，每个第二公共电极条24b被施加的公共电压为Vcom-，两者极性也相反；第N+2帧画面再重复第N帧画面的过程，如此循环。
具体地，在窄视角模式下，施加在每个公共电极条24a、24b上的公共电压的幅值可以选择大于3V(即|Vcom-|≥3V,|Vcom+|≥3V)，这样使得各个公共电极条24与上电极33之间的电压差大于3V，可以实现较好的窄视角效果。同时，本实施例在窄视角模式下，通过控制开关28的设置，使得每组的两个选择器27之间具有电荷分享(charge sharing)功能，从而达到省功耗的目的。
如图3、图8-9所示，该液晶显示装置在显示时采取行反转(row inversion)，且每个第一公共电极条24a所覆盖的一行像素单元被施加的数据电压的极性与第一公共电极条24a上被施加的公共电压的极性相同，每个第二公共电极条24b所覆盖的一行像素单元被施加的数据电压的极性与第二公共电极条24b上被施加的公共电压的极性相同。具体地，在第N帧画面，各个第一公共电极条24a施加负极性的公共电压Vcom-时，通过数据线22也给位于奇数行的各个像素单元施加负极性的数据电压，各个第二公共电极条24b施加正极性的公共电压Vcom+时，通过数据线22也给位于偶数行的各个像素单元施加正极性的数据电压；在第N+1帧画面，各个第一公共电极条24a施加正极性的公共电压Vcom+时，通过数据线22也给位于奇数行的各个像素单元施加正极性的数据电压，各个第二公共电极条24b施加负极性的公共电压Vcom-时，通过数据线22也给位于偶数行的各个像素单元施加负极性的数据电压。第N+2帧画面再重复第N帧画面的过程，如此循环。
如图10和图11所示，Vcom_(2n-1)代表施加在每个第一公共电极条24a上的公共电压波形，Vcom_(2n)代表施加在每个第二公共电极条24b上的公共电压波形。在第N帧画面，第一公共电极条24a上被施加公共电压Vcom-，第二公共电极条24b上被施加公共电压Vcom+；当切换至第N+1帧画面，需要给第一公共电极条24a充入公共电压Vcom+，给第二公共电极条24b充入公共电压Vcom-，针对原有不带charge sharing功能的旧电路，在给第一公共电极条24a充入公共电压Vcom+(从Vcom-拉升至Vcom+)时需要消耗较多的功耗，但在本实施例中，由于在选择器电路中新增了charge sharing功能，并使控制开关28接受前两级扫描线G(2n-2)的控制，在给第一公共电极条24a和第二公共电极条24b充入新的公共电压之前，通过控制开关28的导通将第一公共电极条24a和第二公共电极条24b短接(参图11中虚线椭圆处)，这样可以起到charge sharing的功能(在charge sharing的过程中不耗电)，使得之后在给第一公共电极条24a充入公共电压Vcom+时，只需从Vcom-与Vcom+之间的中轴线(即零轴)拉升至Vcom+，电压摆幅减少了一半，从而达到省功耗的目的。
如图6和图7所示，该液晶显示装置还包括驱动电路60，由驱动电路60分别向彩膜基板30的上电极33和阵列基板20的各个公共电极条24施加所需的电压信号。为了给彩膜基板30的上电极33施加电压信号，可以在显示面板50的周边非显示区，通过导电胶70将阵列基板20导通至彩膜基板30，由驱动电路60提供电压信号至阵列基板20，再由阵列基板20通过导电胶70将电压信号分别施加给彩膜基板30的上电极33。
如图12a和图12b所示，该液晶显示装置进一步还设有视角切换按键80，用于切换该液晶显示装置的不同视角模式。视角切换按键80可以为机械按键(如图12a)，也可以为虚拟按键(如图12b，通过软件控制或者应用程序来设定)。当用户需要切换宽窄视角时，可通过操作该视角切换按键80向液晶显示装置发出视角切换请求，最终由驱动电路60控制施加在彩膜基板30的上电极33和阵列基板20的各个公共电极条24上的电压信号，实现宽窄视角的切换，使用户可以根据的不同防窥需求，自由选择切换宽窄视角，因此本发明实施例的液晶显示装置具有较强的操作灵活性和方便性，提供集娱乐视频与隐私保密于一体的多功能液晶显示装置。
本实施例中，通过将操控宽窄视角切换的电压从彩膜基板侧的视角控制电极转到阵列基板侧的公共电极条来实现，阵列基板上的公共电极分割为多个相互独立的公共电极条，每个公共电极条通过一个选择器与一条扫描线对应连接，当每一行扫描线打开时，通过选择器为覆盖该行像素单元的公共电极条施加公共电压，实现了公共电极条在像素扫描时被独立地赋予电压信号，每一行已经充电好的公共电极条与待充电的公共电极条之间互不影响，每一行公共电极条被赋予的电压信号不受相邻行公共电极条充电的影响，从而改善由于耦合效应引起的显示面板内显示不均和闪烁的问题，提高显示画质。
本实施例中，在选择器电路中新增了charge sharing功能，能有效降低面板功耗。
[第二实施例]
请参图13，本实施例提供的液晶显示装置与上述第一实施例的区别在于，在本实施例中，每一行中的各个像素单元交替地连接至位于该行像素单元上下两侧的两条扫描线21上，每一列的各个像素单元交替地连接至位于该列像素单元左右两侧的两条数据线22上。例如，针对第一行像素单元，位于奇数位置的各像素单元与位于上侧的扫描线G0连接，位于偶数位置的各像素单元与位于下侧的扫描线G1连接；针对第二行像素单元，位于奇数位置的各像素单元与位于上侧的扫描线G1连接，位于偶数位置的各像素单元与位于下侧的扫描线G2连接；后续每两行重复上述排列。针对第一列像素单元，位于奇数位置的各像素单元与位于左侧的数据线D1连接，位于偶数位置的各像素单元与位于右侧的数据线D2连接；针对第二列像素单元，位于奇数位置的各像素单元与位于右侧的数据线D3连接，位于偶数位置的各像素单元与位于左侧的数据线D2连接；后续每两列重复上述排列。
本实施例中，每一行中的各个像素单元仅通过奇数列或仅通过偶数列的数据线22进行充电。例如，第一行中的各个像素单元仅与奇数位置的数据线22(D1、D3、D5等)连接，因此第一行中的各个像素单元仅通过奇数列的数据线22进行充电，其余奇数行的像素单元也是仅通过奇数列的数据线22进行充电；第二行中的各个像素单元仅与偶数位置的数据线22(D2、D4、D6等)连接，因此第二行中的各个像素单元仅通过偶数列的数据线22进行充电，其余偶数行的像素单元也是仅通过偶数列的数据线22进行充电。这样，每条数据线22上施加的数据电压(Vdata)的极性在同一帧画面可以维持不变，例如，奇数位置的数据线22(D1、D3、D5等)施加负极性的数据电压(Vdata-)，偶数位置的数据线22(D2、D4、D6等)施加正极性的数据电压(Vdata+)，从而能够以数据线列驱动的方式来实现行反转显示，可以节省功耗。
本实施例的其他结构可以参见上述第一实施例，在此不再赘述。
[第三实施例]
请参图14，本实施例提供的液晶显示装置与上述第一实施例的区别在于，在本实施例中，每个公共电极条24沿着扫描线21方向延伸，每两个公共电极条24对应覆盖一整行像素单元，其中一个公共电极条24对应覆盖一行中位于奇数位置的像素单元，另一个公共电极条24对应覆盖一行中位于偶数位置的像素单元。该多个公共电极条24包括多个第一公共电极条24a和多个第二公共电极条24b，该多个第一公共电极条24a和该多个第二公共电极条24b在数据线22方向上相互交替设置。其中，第一公共电极条24a对应覆盖一行中位于偶数位置的像素单元，第二公共电极条24b对应覆盖一行中位于奇数位置的像素单元；或者，第一公共电极条24a对应覆盖一行中位于奇数位置的像素单元，第二公共电极条24b对应覆盖一行中位于偶数位置的像素单元。
本实施例中，针对第一行像素单元，第一公共电极条24a对应覆盖第一行中位于偶数位置的像素单元，第二公共电极条24b对应覆盖第一行中位于奇数位置的像素单元；针对第二行像素单元，第一公共电极条24a对应覆盖第二行中位于奇数位置的像素单元，第二公共电极条24b对应覆盖第二行中位于偶数位置的像素单元；后续每两行重复上述排列。
如图15所示，每个第一公共电极条24a和每个第二公共电极条24b均由相互间隔的多个电极块240串联组成，相邻两个电极块240之间间隔一个像素单元的宽度，这样每个电极块240对应覆盖一个像素单元。
如图14与图16所示，该多个选择器27以相邻两个选择器27为一组，每组的两个选择器27均与第Gn条扫描线连接，每组的两个选择器27之间还连接有一个控制开关28，该控制开关28的第一通路端与每组的两个选择器27中的其中一个选择器27的输出端连接，该控制开关28的第二通路端与每组的两个选择器27中的另一个选择器27的输出端连接，该控制开关28的控制端与第Gn-1条扫描线连接，其中n为正整数。通过控制开关28的设置，使得每组的两个选择器27之间具有电荷分享(charge sharing)功能。
具体地，本实施例中，在第2n-1个选择器与第2n个选择器之间设置有控制开关28，第2n-1个选择器和第2n个选择器均对应与第Gn条扫描线连接，控制开关28的第一通路端与第2n-1个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第2n个选择器的输出端连接，控制开关28的控制端与第Gn-1条扫描线连接，其中n为正整数。
当n取值1时，在第1个选择器与第2个选择器之间设置有控制开关28，第1个选择器和第2个选择器均对应与第1条扫描线(本实施例为G1)连接，控制开关28的第一通路端与第1个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第2个选择器的输出端连接，控制开关28的控制端与第0条扫描线(本实施例为G0)连接。
当n取值2时，在第3个选择器与第4个选择器之间设置有控制开关28，第3个选择器和第4个选择器均对应与第2条扫描线(本实施例为G2)连接，控制开关28的第一通路端与第3个选择器的输出端连接，控制开关28的第二通路端与第4个选择器的输出端连接，控制开关28的控制端与第1条扫描线(本实施例为G1)连接。
当n取其他值时，可以参上面进行推导。
本实施例中，利用第一公共电极条24a和第二公共电极条24b施加极性相反的公共电压，还可以实现像素单元的点反转驱动，从而提升显示画质。
本实施例的其他结构可以参见上述第一实施例，在此不再赘述。
[第四实施例]
请参图17与图18，本实施例提供的液晶显示装置与上述第一实施例的区别在于，本实施例中的液晶层40采用负性液晶。随着技术进步，负性液晶的性能得到显著提高，应用也越发广泛。本实施例中，如图17所示，在初始状态(即液晶显示装置未施加任何电压的情形)下，液晶层40内的负性液晶相对于基板20、30具有较大的初始预倾角，即负性液晶在初始状态相对于基板20、30呈倾斜姿态。
窄视角模式：请参图17，本实施例在窄视角模式下，向彩膜基板30的上电极33施加基准电压，通过各个选择器27向阵列基板20上的各个公共电极条24施加相对该基准电压具有较小幅值的公共电压，使所有公共电极条24与上电极33之间的电压差小于第一预设值(如小于1V)。此时，由于所有公共电极条24与上电极33之间的电压差较小，液晶层40中液晶分子的倾斜角度几乎不发生变化，仍保持为倾斜姿态，使液晶显示装置出现大角度观察漏光，在斜视方向对比度降低且视角变窄，此时该液晶显示装置实现窄视角显示。
具体地，在窄视角模式下，上电极33施加的基准电压可以为恒定的0V，通过选择器27向每个公共电极条24施加的公共电压可以与该基准电压相同，即每个公共电极条24上施加电压也均为0V，这样各个公共电极条24与上电极33之间的电压差为零，可以实现较好的窄视角效果。
宽视角模式：请参图18，本实施例在宽视角模式下，向彩膜基板30的上电极33施加基准电压，通过各个选择器27向阵列基板20上的各个公共电极条24施加相对该基准电压具有较大幅值的公共电压，使所有公共电极条24与上电极33之间的电压差大于第二预设值(如大于2V)，其中所述第二预设值大于等于上述第一预设值。此时，由于所有公共电极条24与上电极33之间的电压差较大，在液晶盒中于阵列基板20与彩膜基板30之间会产生较强的垂直电场E(如图18中箭头所示)，由于负性液晶在电场作用下将沿着垂直于电场线的方向偏转，因此负性液晶在该垂直电场E作用下发生偏转，使液晶分子与基板20、30之间的倾斜角度减小，该液晶显示装置出现大角度漏光现象会相应减少，在斜视方向对比度提高且视角增大，该液晶显示装置最终实现宽视角显示。
具体地，在宽视角模式下，上电极33施加的基准电压可以为恒定的0V，通过选择器27施加在每个公共电极条24上的公共电压的幅值可以选择大于3V(即|Vcom-|≥3V,|Vcom+|≥3V)，这样使得各个公共电极条24与上电极33之间的电压差大于3V，可以实现较好的宽视角效果。同时，本实施例在宽视角模式下，通过控制开关28的设置，使得每组的两个选择器27之间具有电荷分享(charge sharing)功能，从而达到省功耗的目的。
本实施例的其他结构可以参见上述第一实施例，在此不再赘述。
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。

Claims (10)

1.一种阵列基板(20)，该阵列基板(20)上设有多条扫描线(21)、多条数据线(22)、多个公共电极条(24)和多个选择器(27)，该多个选择器(27)与该多个公共电极条(24)分别一一对应相连，每个公共电极条(24)与对应的选择器(27)的输出端连接并通过该选择器(27)施加交流公共电压，相邻选择器(27)的输出端输出的交流公共电压的极性相反；其特征在于，该多个选择器(27)以相邻两个选择器(27)为一组，每组的两个选择器(27)中的其中一个选择器(27)与第G2n-1条扫描线连接，另一个选择器(27)与第G2n条扫描线连接，每组的两个选择器(27)之间还连接有一个控制开关(28)，该控制开关(28)的第一通路端与每组的两个选择器(27)中的其中一个选择器(27)的输出端连接，该控制开关(28)的第二通路端与每组的两个选择器(27)中的另一个选择器(27)的输出端连接，该控制开关(28)的控制端与第G2n-2条扫描线连接，其中n为正整数。
2.根据权利要求1所述的阵列基板(20)，其特征在于，每个公共电极条(24)沿着扫描线(21)方向延伸，每个公共电极条(24)对应覆盖一整行像素单元。
3.一种阵列基板(20)，该阵列基板(20)上设有多条扫描线(21)、多条数据线(22)、多个公共电极条(24)和多个选择器(27)，该多个选择器(27)与该多个公共电极条(24)分别一一对应相连，每个公共电极条(24)与对应的选择器(27)的输出端连接并通过该选择器(27)施加交流公共电压，相邻选择器(27)的输出端输出的交流公共电压的极性相反；其特征在于，该多个选择器(27)以相邻两个选择器(27)为一组，每组的两个选择器(27)均与第Gn条扫描线连接，每组的两个选择器(27)之间还连接有一个控制开关(28)，该控制开关(28)的第一通路端与每组的两个选择器(27)中的其中一个选择器(27)的输出端连接，该控制开关(28)的第二通路端与每组的两个选择器(27)中的另一个选择器(27)的输出端连接，该控制开关(28)的控制端与第Gn-1条扫描线连接，其中n为正整数，在驱动该阵列基板(20)过程中，依次对第Gn-1条扫描线和第Gn条扫描线施加扫描信号，且在第Gn条扫描线输出高电压时，第Gn-1条扫描线关闭。
4.根据权利要求3所述的阵列基板(20)，其特征在于，每个公共电极条(24)沿着扫描线(21)方向延伸，每两个公共电极条(24)对应覆盖一整行像素单元，其中一个公共电极条(24)对应覆盖一行中位于奇数位置的像素单元，另一个公共电极条(24)对应覆盖一行中位于偶数位置的像素单元。
5.根据权利要求1至4任一项所述的阵列基板(20)，其特征在于，每个选择器(27)包括第一开关元件(T1)、第二开关元件(T2)、第三开关元件(T3)、第四开关元件(T4)、第一存储电容(Cst1)和第二存储电容(Cst2)，该第一开关元件(T1)的控制端与该第二开关元件(T2)的控制端相连并与对应的扫描线(21)连接，该第一开关元件(T1)的第一通路端用于接收第一交流控制电压(V1)和第二交流控制电压(V2)的其中之一，该第二开关元件(T2)的第一通路端用于接收该第一交流控制电压(V1)和该第二交流控制电压(V2)的其中另一，该第一开关元件(T1)的第二通路端与该第三开关元件(T3)的控制端相连并连接于第一节点(Q1)，该第二开关元件(T2)的第二通路端与该第四开关元件(T4)的控制端相连并连接于第二节点(Q2)，该第三开关元件(T3)的第一通路端用于接收第一直流公共电压(Vcom_L)，该第四开关元件(T4)的第一通路端用于接收第二直流公共电压(Vcom_H)，该第三开关元件(T3)的第二通路端与该第四开关元件(T4)的第二通路端相连形成输出端与对应的公共电极条(24)连接，该第一存储电容(Cst1)与该第一节点(Q1)连接，该第二存储电容(Cst2)与该第二节点(Q2)连接。
6.根据权利要求5所述的阵列基板(20)，其特征在于，该第一交流控制电压(V1)和该第二交流控制电压(V2)呈反相对称关系，该第一直流公共电压(Vcom_L)与该第二直流公共电压(Vcom_H)的幅值相同但极性相反。
7.根据权利要求5所述的阵列基板(20)，其特征在于，该阵列基板(20)上还设有第一电压线(201)、第二电压线(202)、第三电压线(203)和第四电压线(204)，每个选择器(27)还与该第一电压线(201)、该第二电压线(202)、该第三电压线(203)和该第四电压线(204)连接，其中该第一电压线(201)和该第二电压线(202)的其中之一与每个选择器(27)的第一开关元件(T1)的第一通路端连接，该第一电压线(201)和该第二电压线(202)的其中另一与每个选择器(27)的第二开关元件(T2)的第一通路端连接，该第三电压线(203)与每个选择器(27)的第三开关元件(T3)的第一通路端连接，该第四电压线(204)与每个选择器(27)的第四开关元件(T4)的第一通路端连接。
8.根据权利要求7所述的阵列基板(20)，其特征在于，该多个公共电极条(24)包括多个第一公共电极条(24a)和多个第二公共电极条(24b)，该多个第一公共电极条(24a)和该多个第二公共电极条(24b)在数据线(22)方向上相互交替设置，该多个选择器(27)包括多个第一选择器(27a)和多个第二选择器(27b)，每个第一公共电极条(24a)与一个第一选择器(27a)对应相连，每个第二公共电极条(24b)与一个第二选择器(27b)对应相连，每组的两个选择器(27)中，其中一个为第一选择器(27a)，另一个为第二选择器(27b)；针对该第一选择器(27a)，该第一开关元件(T1)的第一通路端与该第一电压线(201)连接，该第二开关元件(T2)的第一通路端与该第二电压线(202)连接；针对该第二选择器(27b)，该第一开关元件(T1)的第一通路端与该第二电压线(202)连接，该第二开关元件(T2)的第一通路端与该第一电压线(201)连接。
9.一种液晶显示装置，包括阵列基板(20)、与该阵列基板(20)相对设置的彩膜基板(30)以及位于该阵列基板(20)与该彩膜基板(30)之间的液晶层(40)，其特征在于，该阵列基板(20)为权利要求1至8任一项所述的阵列基板(20)，该彩膜基板(30)设有整面的上电极(33)。
10.一种用于驱动如权利要求9所述的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，该驱动方法包括：
在第一种视角模式下，向该上电极(33)施加基准电压，通过各个选择器(27)分别向各个公共电极条(24)施加相对该基准电压具有较小幅值的公共电压，使所有公共电极条(24)与该上电极(33)之间的电压差小于第一预设值；
在第二种视角模式下，向该上电极(33)施加基准电压，通过各个选择器(27)分别向各个公共电极条(24)施加相对该基准电压具有较大幅值的公共电压，使所有公共电极条(24)与该上电极(33)之间的电压差大于第二预设值；其中，所述第二预设值大于等于所述第一预设值。
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