CN108196380A - 视角可切换的液晶显示装置及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种视角可切换的液晶显示装置及驱动方法，该液晶显示装置在第一种视角模式下，向该视角控制电极施加直流电压，向该公共电极施加直流公共电压，使该公共电极与该视角控制电极之间的电压差小于预设值，且该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；该液晶显示装置在第二种视角模式下，向该视角控制电极施加直流电压，向该公共电极施加交流公共电压，使该公共电极与该视角控制电极之间的电压差大于预设值，且该液晶显示装置采用行反转驱动。

Description

视角可切换的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，特别是涉及一种视角可切换的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。
现在液晶显示装置逐渐向着宽视角方向发展，宽视角的设计使得使用者从各个方向均可看到完整且不失真的画面。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。
目前的宽视角与窄视角的切换有两种方式可以实现，一是通过百叶窗的遮挡功能来实现，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；二是在显示屏内部采用宽窄视角可切换技术，可直接应用在显示屏上的宽窄视角切换技术一般都只能应用在桌上显示器或者笔记本电脑，因为好的窄视角效果往往需要上基板的窄视角控制信号是一个交流的信号，否则会有直流残留现象，这就还需要高频(120Hz)驱动使其在一个周期内完成宽窄视角切换，这些条件在小尺寸手机屏上无法提供。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种视角可切换的液晶显示装置及驱动方法，对视角控制电极提供直流电压，对公共电极提供交流电压，并在不同视角模式搭配不同的反转驱动方式。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明提供一种视角可切换的液晶显示装置，包括显示面板，该显示面板包括第一基板、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，该第一基板上设有视角控制电极，该第二基板上设有公共电极和像素电极，该第二基板上由多条数据线和多条扫描线相互绝缘交叉限定形成多个子像素，该像素电极设置在每个子像素内，该视角控制电极和该公共电极均为整面覆盖显示区的面状电极，该液晶显示装置在第一种视角模式下，该视角控制电极施加直流电压，该公共电极施加直流公共电压，该公共电极与该视角控制电极之间的电压差小于预设值，该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；该液晶显示装置在第二种视角模式下，该视角控制电极施加直流电压，该公共电极施加交流公共电压，该公共电极与该视角控制电极之间的电压差大于预设值，该液晶显示装置采用行反转驱动。
进一步地，在该第一种视角模式下，该视角控制电极施加的直流电压与该公共电极施加的直流公共电压相同，该视角控制电极与该公共电极之间的电压差为零。
进一步地，在该第二种视角模式下，该公共电极施加的交流公共电压围绕该视角控制电极施加的直流电压为中心上下波动，且该交流公共电压每扫描一条扫描线变换一次极性。
进一步地，在该第二种视角模式下，该公共电极与该视角控制电极之间的电压差大于2V。
进一步地，该液晶层采用正性液晶分子，该第一种视角模式为宽视角模式，该第二种视角模式为窄视角模式；或该液晶层采用负性液晶分子，该第一种视角模式为窄视角模式，该第二种视角模式为宽视角模式。
本发明还提供一种用于驱动如上所述的视角可切换的液晶显示装置的驱动方法，该驱动方法包括：
该液晶显示装置在第一种视角模式下，向该视角控制电极施加直流电压，向该公共电极施加直流公共电压，使该公共电极与该视角控制电极之间的电压差小于预设值，且该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；
该液晶显示装置在第二种视角模式下，向该视角控制电极施加直流电压，向该公共电极施加交流公共电压，使该公共电极与该视角控制电极之间的电压差大于预设值，且该液晶显示装置采用行反转驱动。
进一步地，在该第一种视角模式下，该视角控制电极施加的直流电压与该公共电极施加的直流公共电压相同，使该视角控制电极与该公共电极之间的电压差为零。
进一步地，在该第二种视角模式下，该公共电极施加的交流公共电压围绕该视角控制电极施加的直流电压为中心上下波动，且该交流公共电压每扫描一条扫描线变换一次极性。
进一步地，在该第二种视角模式下，该公共电极与该视角控制电极之间的电压差大于2V。
进一步地，该液晶层采用正性液晶分子，该第一种视角模式为宽视角模式，该第二种视角模式为窄视角模式；或该液晶层采用负性液晶分子，该第一种视角模式为窄视角模式，该第二种视角模式为宽视角模式。
本发明有益效果在于：该液晶显示装置通过某一视角下对公共电极施加交流电压，对视角控制电极施加直流电压，当视角控制电极与公共电极的电压之差大于预设值时，搭配行反转的驱动方式，可以消除直流残留，简化驱动系统，减少原有液晶显示屏幕在宽窄视角切换时所需要的驱动频率，使宽窄视角切换技术能够运用在小尺寸的屏幕上。
附图说明
图1是本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角下黑态显示的截面示意图。
图2是本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角下白态显示的截面示意图。
图3是本发明第一实施例中液晶显示装置在窄视角下黑态显示的截面示意图。
图4是本发明第一实施例中液晶显示装置在窄视角下白态显示的截面示意图。
图5是本发明第一实施例中液晶显示装置的电路构架示意图。
图6是本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角下采用列反转驱动的时序控制图。
图7是本发明第一实施例中液晶显示装置在宽视角下采用点反转驱动的时序控制图。
图8是本发明第一实施例中液晶显示装置在窄视角下采用行反转驱动的时序控制图。
图9是本发明第一实施例中第一行子像素的交流公共电压和交流数据电压的波形示意图。
图10是本发明第一实施例中第一行子像素的直流电压的波形示意图。
图11是本发明第一实施例中第二行子像素的交流公共电压和交流数据电压的波形示意图。
图12是本发明第一实施例中第二行子像素的直流电压的波形示意图。
图13是本发明第二实施例中液晶显示装置在窄视角下白态显示的截面示意图。
图14是本发明第二实施例中液晶显示装置在宽视角下白态显示的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不是把本发明的实施范围局限于此。
[第一实施例]
如图1所示，本发明第一实施例提供一种视角可切换的液晶显示装置，包括显示面板10，该显示面板10包括第一基板11、与该第一基板11相对设置的第二基板12以及位于该第一基板11与该第二基板12之间的液晶层13，其中，第一基板11为彩膜基板，第二基板12为薄膜晶体管阵列基板。
第一基板11在朝向液晶层13的一侧设有色阻层112、黑矩阵111(BM)、平坦层113和视角控制电极114。色阻层112例如为R、G、B色阻。本实施例中，色阻层112和黑矩阵111设置在第一基板11朝向液晶层13一侧的表面上，平坦层113设置在色阻层112和黑矩阵111上，视角控制电极114设置在平坦层113上，但本发明不限于此，各个膜层之间的结构和顺序可以进行适当调整。
第二基板12在朝向液晶层13的一侧设有多条数据线14、多条扫描线15、多个薄膜晶体管18(TFT)、公共电极(common electrode)121和多个像素电极(pixel electrode)122。在第二基板12上，由多条扫描线15与多条数据线14相互绝缘交叉限定形成呈阵列排布的多个子像素(sub-pixel)SP。每个子像素SP内设有薄膜晶体管18和像素电极122。可以理解地，每个薄膜晶体管18包括栅极、有源层、源极及漏极，其中栅极与对应的扫描线15电连接，源极与对应的数据线14电连接，漏极与对应的像素电极122电连接。
公共电极121、像素电极122与视角控制电极114可以采用氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO等透明导电材质制成。
进一步，视角控制电极114和公共电极121都为整面的电极。
本实施例中，公共电极121和像素电极122在第二基板12上位于不同层且两者之间夹设有绝缘层123，使公共电极121和像素电极122相互绝缘。像素电极122可以位于公共电极121上方，即像素电极122相较于公共电极121更靠近液晶层13，但不限于此。在其他实施例中，像素电极122也可以位于公共电极121下方，即公共电极121比像素电极122更靠近液晶层13。
在本实施例中，该液晶层13内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。
如图2所示，该视角控制电极114施加直流电压V-HVA，该公共电极121施加直流公共电压DC Vcom，当视角控制电极114与公共电极121之间不存在电压差，如电压差为0V，或视角控制电极114与公共电极121的电压差小于预设值，如电压差小于2V时，液晶层13中的正性液晶维持初始的较小倾角，该液晶显示装置为宽视角。
如图4所示，该视角控制电极114施加直流电压V-HVA，该公共电极121施加交流公共电压AC Vcom，当视角控制电极114与公共电极121的电压差大于预设值，如电压差大于2V时，会在液晶盒中产生较强的垂直电场E。由于正性液晶在电场作用下将沿着平行于电场线的方向偏转，因此正性液晶在垂直电场E作用下将发生偏转而使倾斜角度增大，使得液晶显示装置出现斜视观察漏光，在斜视方向对比度降低且视角变窄，该液晶显示装置为窄视角。随着视角控制电极114和公共电极121之间的电压差增大，液晶盒中产生的垂直电场E越强，使正性液晶相对于第一基板11、第二基板12的倾斜角度越大，该液晶显示装置的视角变得越窄。
请参考图6，在宽视角模式下，该液晶显示装置采用列反转驱动，具体地，在宽视角模式的其中一帧画面，与奇数列数据线14相连的多个子像素SP的电压都为正极性电压信号，与偶数列数据线14相连的多个子像素SP的电压都为负极性电压信号；在相邻的另一帧画面，与奇数列数据线14相连的多个子像素SP的电压都为负极性电压信号，与偶数列数据线14相连的多个子像素SP的电压都为正极性电压信号。
在其它实施例中，请参考图7，在宽视角模式下，该液晶显示装置采用点反转驱动，具体地，在宽视角模式的其中一帧画面，其中一个子像素SP的电压为正极性电压信号，与之相邻的其它子像素SP的电压为负极性电压信号；在相邻的另一帧画面，所有子像素SP的电压的极性均与该其中一帧画面的所有子像素SP的电压的极性相反。
在窄视角模式下，该液晶显示装置采用行反转驱动，具体地，该显示面板在窄视角模式的其中一帧画面，与奇数行扫描线15相连的多个子像素SP的电压都为正极性电压信号，与偶数行扫描线15相连的多个子像素SP的电压都为负极性电压信号；在相邻的另一帧画面，与奇数行扫描线15相连的多个子像素SP的电压都为负极性电压信号，与偶数行扫描线15相连的多个子像素SP的电压都为正极性电压信号。
如图8所示，在窄视角模式的其中一帧画面，奇数行扫描线15开启时，向公共电极121施加负极性电压信号，偶数行扫描线15开启时，向公共电极121施加正极性电压信号；在相邻的另一帧画面，奇数行扫描线15开启时，向公共电极121施加正极性电压信号，偶数行扫描线15开启时，向公共电极121施加负极性电压信号。
也就是说，该液晶显示装置在窄视角模式下，该公共电极121施加的交流公共电压AC Vcom围绕该视角控制电极114施加的直流电压V-HVA为中心上下波动，且该交流公共电压AC Vcom每扫描一条扫描线15变换一次极性。
如图9和图11所示，该液晶显示装置在窄视角下，第一行子像素在第N帧画面中为正极性电压，第二行子像素在第N帧画面中为负极性电压，在画面切换一帧后即第N+1帧中，第一行子像素为负极性电压，第二行子像素为正极性电压；
也就是说，本实施例在窄视角下，每行子像素在相邻两帧画面中将被分别施加正负不同极性的电压。这样，视角控制电极114与公共电极121之间产生的垂直电场E在不同帧画面不断变动方向，可以避免液晶层13中的正性液晶一直被施加同一方向电场而出现极化现象。
在本实施例中，通过对下基板公共电极121施加交流公共电压AC Vcom，对上基板视角控制电极114施加直流电压V-HVA，可以实现与现有技术上基板视角控制电极114施加交流电压相当的交流驱动效果，消除DC残留。
本实施例的视角可切换的液晶显示装置，在窄视角下通过对公共电极121施加交流公共电压AC Vcom，对视角控制电极114施加更稳定的直流电压V-HVA，降低对上基板视角控制电极114的电阻要求，从而取消原有的上基板视角控制电极114整面设置的金属网格(metal mesh)，并且不需要复杂的系统来支持输出原有上基板所需交流信号，降低在宽窄视角切换时所需要的高频驱动，使得宽窄视角切换可以在60HZ的频率下被驱动，进而可以使宽窄视角切换技术能够运用在手机等小尺寸的显示屏幕上，使宽窄视角切换技术的应用范围更宽泛。
[第二实施例]
本发明第二实施例提供的视角可切换的液晶显示装置与第一实施例(图1)中的视角可切换的液晶显示装置基本相同，不同之处在于，在本实施例中，在本实施例中，该液晶层13内的液晶分子为负性液晶分子，如图13所示，当视角控制电极114与公共电极121之间不存在电压差，如电压差为0V，或视角控制电极114与公共电极121电压之差较小，如电压差小于2V时，液晶层13中的负性液晶维持较大倾斜角，使得液晶显示装置出现斜视观察漏光，在斜视方向对比度低且视角窄，该液晶显示装置为窄视角。
在窄视角模式下，该视角控制电极114施加直流电压V-HVA，该公共电极121施加直流公共电压DC Vcom，使该公共电极121与该视角控制电极114之间的电压差小于预设值，且该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；
如图14所示，当视角控制电极114与公共电极121之间存在较大电压差如电压差大于2V时，会在液晶盒中产生较强的垂直电场E。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，因此负性液晶在垂直电场E作用下将发生偏转而使倾斜减小，该液晶显示装置为宽视角。
该液晶显示装置在宽视角模式下，该视角控制电极114施加直流电压V-HVA，该公共电极121施加交流公共电压AC Vcom，使该公共电极121与该视角控制电极114之间的电压差大于预设值，且该液晶显示装置采用行反转驱动；
进一步地，该液晶显示装置在宽视角模式下，该公共电极121施加的交流公共电压AC Vcom围绕该视角控制电极114施加的直流电压V-HVA为中心上下波动，且该交流公共电压AC Vcom每扫描一条扫描线15变换一次极性。
进一步地，该预设值为2V。但本发明不限于此，该预设值可根据不同的液晶显示装置而进行调整。
本实施例的其余结构以及工作原理均与第一实施例相同，这里不再赘述。
上述实施方式只是本发明的实施例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明专利所申请的保护范围中所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种视角可切换的液晶显示装置，包括显示面板(10)，该显示面板(10)包括第一基板(11)、与该第一基板(11)相对设置的第二基板(12)以及位于该第一基板(11)与该第二基板(12)之间的液晶层(13)，该第一基板(11)上设有视角控制电极(114)，该第二基板(12)上设有公共电极(121)和像素电极(122)，该第二基板(12)上由多条数据线(14)和多条扫描线(15)相互绝缘交叉限定形成多个子像素(SP)，该像素电极(122)设置在每个子像素(SP)内，该视角控制电极(114)和该公共电极(121)均为整面覆盖显示区的面状电极，其特征在于，该液晶显示装置在第一种视角模式下，该视角控制电极(114)施加直流电压(V-HVA)，该公共电极(121)施加直流公共电压(DC Vcom)，该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差小于预设值，该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；该液晶显示装置在第二种视角模式下，该视角控制电极(114)施加直流电压(V-HVA)，该公共电极(121)施加交流公共电压(AC Vcom)，该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差大于预设值，该液晶显示装置采用行反转驱动。
2.根据权利要求1所述的视角可切换的液晶显示装置，其特征在于，在该第一种视角模式下，该视角控制电极(114)施加的直流电压(V-HVA)与该公共电极(121)施加的直流公共电压(DC Vcom)相同，该视角控制电极(114)与该公共电极(121)之间的电压差为零。
3.根据权利要求1所述的视角可切换的液晶显示装置，其特征在于，在该第二种视角模式下，该公共电极(121)施加的交流公共电压(AC Vcom)围绕该视角控制电极(114)施加的直流电压(V-HVA)为中心上下波动，且该交流公共电压(AC Vcom)每扫描一条扫描线(15)变换一次极性。
4.根据权利要求3所述的视角可切换的液晶显示装置，其特征在于，在该第二种视角模式下，该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差大于2V。
5.根据权利要求1所述的视角可切换的液晶显示装置，其特征在于，该液晶层(13)采用正性液晶分子，该第一种视角模式为宽视角模式，该第二种视角模式为窄视角模式；或该液晶层(13)采用负性液晶分子，该第一种视角模式为窄视角模式，该第二种视角模式为宽视角模式。
6.一种用于驱动如权利要求1至5任一项所述的视角可切换的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，该驱动方法包括：
该液晶显示装置在第一种视角模式下，向该视角控制电极(114)施加直流电压(V-HVA)，向该公共电极(121)施加直流公共电压(DC Vcom)，使该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差小于预设值，且该液晶显示装置采用列反转驱动或者点反转驱动；
该液晶显示装置在第二种视角模式下，向该视角控制电极(114)施加直流电压(V-HVA)，向该公共电极(121)施加交流公共电压(AC Vcom)，使该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差大于预设值，且该液晶显示装置采用行反转驱动。
7.根据权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，在该第一种视角模式下，该视角控制电极(114)施加的直流电压(V-HVA)与该公共电极(121)施加的直流公共电压(DC Vcom)相同，使该视角控制电极(114)与该公共电极(121)之间的电压差为零。
8.根据权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，在该第二种视角模式下，该公共电极(121)施加的交流公共电压(AC Vcom)围绕该视角控制电极(114)施加的直流电压(V-HVA)为中心上下波动，且该交流公共电压(AC Vcom)每扫描一条扫描线(15)变换一次极性。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，在该第二种视角模式下，该公共电极(121)与该视角控制电极(114)之间的电压差大于2V。
10.根据权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该液晶层(13)采用正性液晶分子，该第一种视角模式为宽视角模式，该第二种视角模式为窄视角模式；或该液晶层(13)采用负性液晶分子，该第一种视角模式为窄视角模式，该第二种视角模式为宽视角模式。
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