CN109116639B - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶显示装置及其驱动方法，该液晶显示装置包括第一基板、与第一基板相对设置的第二基板以及位于第一基板和第二基板之间的液晶层，第一基板上设有第一保护层和视角控制电极，视角控制电极包括相互绝缘的第一电极部和第二电极部，每个像素单元包括第一区域和第二区域，第一电极部对应覆盖所有像素单元的第一区域，第二电极部至少对应覆盖所有像素单元的第二区域。液晶显示装置及其驱动方法，窄视角模式显示时，可向第一电极部和第二电极部施加不同的第一电压信号和第二电压信号，在第一区域与第二区域对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，不同区域的视角互补，可改善灰阶反转问题。

Description

液晶显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示装置具有画质好、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从原来的120°左右拓宽到160°以上，人们在享受大视角带来的视觉体验的同时，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，还需要显示装置具备宽视角与窄视角相互切换的功能。其中，一种实现宽窄视角切换的方式是，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，使液晶分子在水平旋转的同时因为垂直方向电场而翘起，液晶显示装置因为漏光而对比度降低，实现窄视角显示；视角控制电极不给电压，即实现宽视角显示。
然而，液晶显示装置在切换为窄视角时，大视角情况下容易出现灰阶反转的问题，尤其在对比度较大的画面下，灰阶反转的问题更为严重，将大大降低窄视角下的画面品质，并影响窄视角防窥效果。可见，如何改善视角可切换液晶显示装置窄视角模式下的大视角灰阶反转，已成为目前亟待解决的问题。一种液晶显示装置采用插黑技术来降低灰阶反转的程度，但对液晶显示装置的穿透率影响较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种可改善视角可切换液晶显示装置窄视角模式下的大视角灰阶反转问题的液晶显示装置及其驱动方法。
本发明实施例提供一种液晶显示装置，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和该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有第一保护层和视角控制电极，该视角控制电极包括相互绝缘的第一电极部和第二电极部，该第一保护层层叠设于该第一电极部和第二电极部之间，该第二基板上设有公共电极和像素电极，该第二基板上由扫描线和数据线限定形成多个像素单元，每个像素单元包括第一区域和第二区域，该第一电极部对应覆盖所有像素单元的第一区域，该第二电极部至少对应覆盖所有像素单元的第二区域。
其中一实施例中，该第一电极部包括多个平行的第一电极条，该第二电极部包括多个平行的第二电极条，在该第一电极条所在的平面内，该第二电极条的投影与该多个第一电极条交替设置。
其中一实施例中，每个像素区域由平行与该数据线的直线分为第一区域和第二区域，该第一电极条和该第二电极条均平行于该数据线而设，每个第一电极条对应覆盖处于同一列的像素单元的第一区域，每个第二电极条对应覆盖处于同一列的像素单元的第二区域。
其中一实施例中，每个像素区域由平行与该扫描线的直线分为第一区域和第二区域，该第一电极条和该第二电极条均平行于该扫描线而设，每个第一电极条对应覆盖处于同一行的像素单元的第一区域，每个第二电极条对应覆盖处于同一行的像素单元的第二区域。
其中一实施例中，覆盖同一像素单元的相邻该第一电极条与第二电极条在第一基板上的投影部分重叠。
其中一实施例中，该第一电极部包括多个平行的第一电极条，该第二电极部设于整个第一基板上，且覆盖该第一区域和该第二区域。
其中一实施例中，每个像素区域由平行与该数据线的直线分为第一区域和第二区域，该第一电极条平行于该数据线而设，每个第一电极条对应覆盖处于同一列的像素单元的第一区域。
其中一实施例中，每个像素区域由平行与该扫描线的直线分为第一区域和第二区域，该第一电极条平行于该扫描线而设，每个第一电极条对应覆盖处于同一行的像素单元的第一区域。
本发明实施例还提供一种上述液晶显示装置的驱动方法，包括：在窄视角模式下，向该第一电极部施加第一电压信号，向该第二电极部施加第二电压信号，第一电压信号不等于第二电压信号。
其中一实施例中，该驱动方法还包括：在宽视角模式下，不向该第一电极部和该第二电极部施加电压信号，或者向该第一电极部和该第二电极部施加与公共电极之间具有较小电压差的电压信号。
本发明提供的液晶显示装置及其驱动方法，窄视角模式显示时，可向该第一电极部和第二电极部施加不同的第一电压信号和第二电压信号，由此在同一像素单元的第一区域与第二区域对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，不同区域的视角互补，可改善灰阶反转问题。
附图说明
图1为本发明第一实施例的液晶显示装置的结构示意图；
图2为图1所示液晶显示装置的平面结构示意图；
图3为图1所示液晶显示装置的视角控制电极的平面结构示意图；
图4为图1所示液晶显示装置的窄视角模式结构示意图；
图5为本发明第二实施例的液晶显示装置的结构示意图；
图6为本发明第三实施例的液晶显示装置的结构示意图；
图7为本发明第四实施例的液晶显示装置的结构示意图；
图8(a)为现有技术的液晶显示装置窄视角模式下的显示效果示意图；
图8(b)为本发明的液晶显示装置窄视角模式下的显示效果示意图；
图9为现有技术和本发明的液晶显示装置宽视角模式下的透光率图。
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
图1为本发明第一实施例的液晶显示装置的结构示意图，图2为图1所示液晶显示装置的平面结构示意图。如图1和图2所示，本发明第一实施例的液晶显示装置包括第一基板10、与该第一基板10相对设置的第二基板30以及位于该第一基板10和该第二基板30之间的液晶层50。该第一基板10上设有第一保护层11、视角控制电极14，该视角控制电极14包括相互绝缘的第一电极部142和第二电极部144，第一保护层11层叠设置于第一电极部142和第二电极部144之间。该第二基板30上设有公共电极32、绝缘层34和像素电极36，绝缘层34设于公共电极32和像素电极36之间，且公共电极32形成于第二基板30上。该第二基板30上由扫描线37和数据线38限定形成多个像素单元P，每个像素单元P包括第一区域P1和第二区域P2。该第一电极部142对应覆盖所有像素单元P的第一区域P1，该第二电极部144至少对应覆盖所有像素单元P的第二区域P2。具体地，第二电极部144相对第一电极部142更靠近第一基板10。
本液晶显示装置中，可通过向视角控制电极施加电压，使得液晶层的液晶发生翘起实现漏光，从而实现窄视角模式的显示。并且，窄视角模式显示时，可向该第一电极部和第二电极部施加不同的第一电压信号和第二电压信号，由此在同一像素单元的第一区域与第二区域对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，不同区域的视角互补，可改善灰阶反转问题。
本实施例中，第一基板10可为玻璃基板或透明的塑料基板。
本实施例中，第一基板10上还设有第二保护层16，第二保护层16设于第一基板10上，且覆盖第二电极部144。
本实施例中，第一基板10上还设有色阻层(图未示)，色阻层包括蓝色光阻、红色光阻和绿色光阻，蓝色光阻、红色光阻和绿色光阻相互间隔设置。为避免混色，蓝色光阻、红色光阻和绿色光阻之间设有遮光结构。具体地，色阻层设于第一基板10和第二电极部144之间。
图3为图1所示液晶显示装置的视角控制电极的平面结构示意图，如图3所示。本实施例中，第一电极部142包括多个平行的第一电极条145和与该多个第一电极条145一端电连接的第一导电条146。第二电极部144包括多个平行的第二电极条147和与该多个第二电极条147一端电连接的第二导电条148。在该第一电极条145所在的平面内，该第二电极条147的投影与该第一电极条145和第二电极条147交替设置。给第一电极部142和第二电极部144施加电压信号时，可将第一电极部142和第二电极部144分别电连接于电路板70的两个不同引脚，两个引脚处的电压分别为V1和V2。
本实施例中，每个像素区域P由平行于数据线38的直线分为第一区域P1和第二区域P2，第一电极条145和第二电极条147均平行于数据线38而设，并且，每个第一电极条145对应覆盖处于同一列的像素单元P的第一区域P1，每个第二电极条147对应覆盖处于同一列的像素单元P的第二区域P2。更具体地，覆盖同一像素单元P的相邻第一电极条145与第二电极条147在第一基板10上的投影部分重叠。相邻像素单元P的相邻第一电极条145与第二电极条147在第一基板10上的投影间隔一定距离。由于覆盖同一像素单元P的相邻第一电极条145与第二电极条147在第一基板10上的投影部分重叠，这样可避免中间有区域液晶不受电场控制而乱站影响显示效果。
本实施例中，第二基板30上还设有开关元件41，每个像素单元P内设有一个开关元件41。具体地，开关元件41可为薄膜晶体管(TFT)。每个薄膜晶体管包括栅极、半导体层、源极和漏极，栅极设于第二基板30上，源极和漏极设于半导体层上并与半导体层接触，源极和漏极相互间隔设置，其中漏极与像素电极36电性连接，栅极与扫描线37电性连接，源极与数据线38电性连接。薄膜晶体管的栅极上设有钝化层，半导体层设于该钝化层上。
如图1所示，当需要宽视角模式显示时，可向该第一电极部142施加第一电压信号VCF_ITO1，向第二电极部144施加第二电压信号VCF_ITO2，使VCF_ITO1＝VCF_ITO2＝0，或者使VCF_ITO1＝VCF_ITO2＝Vcom,Vcom为公共电极32的电压，这时液晶不发生翘起，实现正常的宽视角模式显示。如果4所示，当需要窄视角模式显示时，可向该第一电极部142施加第一电压信号VCF_ITO1，向第二电极部144施加第二电压信号VCF_ITO2，使VCF_ITO1<VCF_ITO2,或者VCF_ITO1>VCF_ITO2，由此在同一像素单元P的第一区域P1与第二区域P2对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，不同区域的视角互补，可改善灰阶反转问题。
如下表1所示，相比现有架构，本申请的液晶显示装置的防窥角度提升了10度。图8(a)为现有技术的液晶显示装置窄视角模式下的显示效果示意图，图8(b)为本发明的液晶显示装置窄视角模式下的显示效果示意图，同时参阅图8(a)和图8(b)，相比现有架构，本申请的液晶显示装置在窄视角模式下，灰阶反转下降了34％。图9为现有技术和本发明的液晶显示装置宽视角模式下的透光率图。如图9所示，相比现有架构，本申请的液晶显示装置在宽视角模式下，透光率提高了4.05％。
表1
Figure BDA0001813326220000061
第二实施例
图5为本发明第二实施例的液晶显示装置的结构示意图，如图5所示，本发明第二实施例的液晶显示装置与第一实施例的液晶显示装置基本相似，区别在于，第二实施例中第一电极条145和第二电极条147的方向与第一实施例不同。第二实施例的液晶显示装置的每个像素区域P由平行于扫描线37的直线分为第一区域P1和第二区域P2，第一电极条145和第二电极条147均平行于扫描线37而设，并且，每个第一电极条145对应覆盖处于同一行的像素单元P的第一区域P1，每个第二电极条147对应覆盖处于同一行的像素单元P的第二区域P2。本实施例的其他结构与第一实施例的液晶显示装置相同，在此不再赘述。
第三实施例
图6为本发明第三实施例的液晶显示装置的结构示意图，如图6所示，本发明第三实施例的液晶显示装置与第一实施例的液晶显示装置基本相似，区别在于，第三实施例的液晶显示装置的第二电极部144的结构与第一实施例的第二电极部144的结构不同。第三实施例的液晶显示装置的第一电极条145平行于数据线38而设，并且，每个第一电极条145对应覆盖处于同一列的像素单元P的第一区域P1，第二电极部144设于整个第一基板10上，且同时覆盖第一区域P1和第二区域P2。本实施例的其他结构与第一实施例的液晶显示装置相同，在此不再赘述。
第四实施例
图7为本发明第四实施例的液晶显示装置的结构示意图，如图7所示，本发明第四实施例的液晶显示装置与第二实施例的液晶显示装置基本相似，区别在于，第四实施例的液晶显示装置的第二电极部144的结构与第二实施例的第二电极部144的结构不同。第四实施例的液晶显示装置的第一电极条145平行于扫描线37而设，并且，每个第一电极条145对应覆盖处于同一行的像素单元P的第一区域P1，第二电极部144设于整个第一基板10上，且同时覆盖第一区域P1和第二区域P2。本实施例的其他结构与第二实施例的液晶显示装置相同，在此不再赘述。
可以理解，在其他实施例中，视角控制电极14也可包括相互绝缘的第一电极部、第二电极部和第三电极部，每个像素单元P包括第一区域P1、第二区域P2和第三区域P3，该第一电极部对应覆盖所有像素单元P的第一区域P1，该第二电极部对应覆盖所有像素单元P的第二区域P2，第三电极部对应覆盖所有像素单元P的第三区域P3。本实施例的其他结构与第一实施例的液晶显示装置相同，在此不再赘述。本液晶显示装置中，可通过向视角控制电极施加电压，使得液晶层的液晶发生翘起实现漏光，从而实现窄视角模式的显示。并且，窄视角模式显示时，可向该第一电极部、第二电极部和第三电极部施加不同的第一电压信号、第二电压信号和第三电压信号，由此在同一像素单元的第一区域、第二区域、第三区域对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，不同区域的视角互补，可改善灰阶反转问题。由于三个位置的液晶站立角度不同，使各位置视角形成更好的互补，可更好地改善灰阶反转问题。可以理解，视角控制电极14还可包括四个甚至更多电极部，像素单元P对应分为四个甚至更多区域，电极部数量越多，理论上改善灰阶反转的效果更好。
第五实施例
本发明还提供一种上述液晶显示装置的驱动方法，包括：
在宽视角模式下，不向该第一电极部142和该第二电极部144施加电压信号。此时，仅通过像素电极36和公共电极32之间的水平电场驱动液晶偏转，驱动各个像素单元P进行正常显示。可以理解，也可向该第一电极部142和该第二电极部144施加与公共电极32之间具有较小电压差的电压信号，由于第一电极部142及第二电极部144与公共电极32之间压差较小，因此没有垂直电场或者垂直电场极小，不会使液晶分子发生翘起。
在窄视角模式下，向该第一电极部142施加第一电压信号，向该第二电极部144施加第二电压信号，第一电压信号不等于第二电压信号。此时，同一像素单元的第一区域与第二区域对应的位置形成强度不同的垂直电场，使得不同位置的液晶站立角度不同，大视角观看时，第一区域P1和第二区域P2形成四个液晶翘起方向不同的区域，不同区域的视角互补，改善了灰阶反转问题。
本实施例的驱动方法与上述实施例中的液晶显示装置属于同一个构思，该驱动方法的更多内容还可以参见上述实施例中关于液晶显示装置的描述，在此不再赘述。
以上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)

1.一种液晶显示装置，包括第一基板(10)、与该第一基板(10)相对设置的第二基板(30)以及位于该第一基板(10)和该第二基板(30)之间的液晶层(50)，其特征在于，该第一基板(10)上设有第一保护层(11)和视角控制电极(14)，该视角控制电极(14)包括相互绝缘的第一电极部(142)和第二电极部(144)，该第一保护层(11)层叠设于该第一电极部(142)和第二电极部(144)之间，该第二基板(30)上设有公共电极(32)和像素电极(36)，该第二基板(30)上由扫描线(37)和数据线(38)限定形成多个像素单元(P)，每个像素单元(P)包括第一区域(P1)和第二区域(P2)，该第一电极部(142)对应覆盖所有像素单元(P)的第一区域(P1)，该第二电极部(144)至少对应覆盖所有像素单元(P)的第二区域(P2)，该第一电极部(142)和该第二电极部(144)分别用于接收不同的第一电压信号和第二电压信号，使该第一区域和该第二区域对应的位置形成强度不同的垂直电场。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一电极部(142)包括多个平行的第一电极条(145)，该第二电极部(144)包括多个平行的第二电极条(147)，且在该第一电极条(145)所在的平面内，该第二电极条(147)的投影与该多个第一电极条(145)交替设置。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，每个像素区域(P)由平行于该数据线(38)的直线分为第一区域(P1)和第二区域(P2)，该第一电极条(145)和该第二电极条(147)均平行于该数据线(38)而设，每个第一电极条(145)对应覆盖处于同一列的像素单元(P)的第一区域(P1)，每个第二电极条(147)对应覆盖处于同一列的像素单元(P)的第二区域(P2)。
4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，每个像素区域(P)由平行于该扫描线(37)的直线分为第一区域(P1)和第二区域(P2)，该第一电极条(145)和该第二电极条(147)均平行于该扫描线(37 )而设，每个第一电极条(145)对应覆盖处于同一行的像素单元(P)的第一区域(P1)，每个第二电极条(147)对应覆盖处于同一行的像素单元(P)的第二区域(P2)。
5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，覆盖同一像素单元(P)的相邻该第一电极条(145)与第二电极条(147)在第一基板(10)上的投影部分重叠。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一电极部(142)包括多个平行的第一电极条(145)，该第二电极部(144)设于整个第一基板(10)上，且覆盖该第一区域(P1)和该第二区域(P2)。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，每个像素区域(P)由平行于该数据线(38)的直线分为第一区域(P1)和第二区域(P2)，该第一电极条(145)平行于该数据线(38)而设，每个第一电极条(145)对应覆盖处于同一列的像素单元(P)的第一区域(P1)。
8.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，每个像素区域(P)由平行于该扫描线(37)的直线分为第一区域(P1)和第二区域(P2)，该第一电极条(145)平行于该扫描线(37)而设，每个第一电极条(145)对应覆盖处于同一行的像素单元(P)的第一区域(P1)。
9.一种如权利要求1-8任意一项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：
在窄视角模式下，向该第一电极部(142)施加第一电压信号，向该第二电极部(144)施加第二电压信号，第一电压信号不等于第二电压信号。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，该驱动方法还包括：
在宽视角模式下，不向该第一电极部(142)和该第二电极部(144)施加电压信号，或者向该第一电极部(142)和该第二电极部(144)施加与公共电极(32)之间具有较小电压差的电压信号。
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