CN112614467B - 显示装置以及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置，其包含公共电极层、驱动电极层、液晶层以及驱动电路。公共电极层用以接收公共信号。驱动电极层用以接收驱动电压信号。液晶层设置于公共电极层与驱动电极层之间。驱动电路用于控制驱动电极层与公共电极层之间的电压差，且其包含升压转换器、比较器与半压器。升压转换器用以根据控制信号的不同电平提供具有不同大小的直流电压信号。当驱动电压信号具有第一电压范围时，显示装置处于共享模式，而当驱动电压信号具有第二电压范围时，显示装置处于防窥模式。
Description
技术领域
本发明是关于一种显示装置以及驱动方法，特别是关于一种用于防窥显示屏幕的显示装置以及驱动方法。
背景技术
现有的防窥显示屏幕是在一般液晶显示器中多加入一层防窥层，并于防窥层上下两侧的电极板施加电压产生电压差，使得防窥层内的液晶根据不同电压差改变透射率，进而达到改变显示屏幕可视角度的功效。
然而，目前技术通常采用的架构是在防窥层下方电极板输入切换于正负电压之间的交流电压信号，而上方电极板则接地。就电路设计而言，此种驱动架构中负电压的转换效率不佳。另外，基于显示器面板制程的特性，每个显示器面板改变透射率需要施加的电压差有所不同，因此需要对每个显示器面板调整所施加的电压。综上所述，如何解决上述缺失为此业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种显示装置，其包含公共电极层、驱动电极层、液晶层以及驱动电路。公共电极层用以接收公共信号。驱动电极层用以接收驱动电压信号。液晶层设置于公共电极层与驱动电极层之间。驱动电路用于控制驱动电极层与公共电极层之间的电压差，且包含：升压转换器、比较器与半压器。升压转换器用以根据控制信号的不同电平提供具有不同大小的直流电压信号。比较器用于以直流电压信号作为工作电压以产生电压范围对应于直流电压信号的大小的驱动电压信号。半压器用以提供公共信号，其中公共信号的电压电平为直流电压信号的电压电平的一半。其中，当驱动电压信号具有第一电压范围时，显示装置处于共享模式，而当驱动电压信号具有第二电压范围时，显示装置处于防窥模式。
本发明提供一种驱动方法，适用于一显示装置，其中驱动方法包含：利用显示装置接收控制信号，其中显示装置包含公共电极层、驱动电极层、液晶层以及驱动电路，且驱动电路包含升压转换器、比较器以及半压器；利用升压转换器根据控制信号的不同电平提供具有不同大小的直流电压信号至比较器与半压器；利用比较器以直流电压信号作为工作电压以产生电压范围对应于直流电压信号的大小的驱动电压信号，并将驱动电压信号传递至驱动电极层；以及利用半压器提供公共信号至公共电极层，其中公共信号的电压电平为直流电压信号的电压电平的一半；其中，当驱动电压信号具有第一电压范围时，显示装置处于共享模式，而当驱动电压信号具有第二电压范围时，该显示装置处于防窥模式。
藉由上述的显示装置以及驱动方法，提供能够解决负电压转换效率不佳的问题。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为根据本发明一些实施例所绘示的显示装置的示意图。
图2为图1的防窥模块于一实施例中的剖面图。
图3A及图3B为根据本发明一些实施例所绘示的显示模式示意图。
图4为根据本发明一些实施例所绘示的驱动电路的示意图。
图5为根据本发明一些实施例所绘示的显示装置的信号波型时序图。
图6为根据本发明一些实施例所绘示的驱动方法的流程图。
附图标记
100:显示装置
10:液晶显示面板
101:第一基板
102:第二基板
103:液晶层
110:防窥模块
120:驱动电路
201:公共电极层
202:驱动电极层
400:驱动电路
410:升压转换器
420:比较器
421:运算放大器
430:半压器
431:运算放大器
440:内部总线
450:集成电路介接总线
460:暂存器
470:存储器
BL:背光面板
N1、N2、N3:节点
AVDD:直流电压信号
Hf_AVDD:公共信号
VX:参考电压
DS:驱动电压信号
R1～R4:电阻
VA+、VB+:正输入端
VA-、VB-:负输入端
VAS+、VBS+:正电源端
VAS-、VBS-:负电源端
VAo、VBo:输出端
Vin:输入电压
CS:控制信号
CLK1、CLK2:时脉信号
GND:接地电压
V1、V2:电压电平
T1:第一时段
T2:第二时段
SData:数据信号
Vdata1～VdataN:指定电压值
S601、S602、S603、S604、S605:步骤
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
在全篇说明书与权利要求书所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电性连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。
图1为根据本发明一些实施例所绘示的显示装置100的示意图。如图1所示，显示装置100包含液晶显示面板10、背光面板BL、防窥模块110与驱动电路120。在一些实施例中，防窥模块110包含第一基板101、第二基板102与液晶层103。在一些实施例中，液晶显示面板10包含多个像素电路、栅极驱动电路、数据驱动电路、多条数据线以及扫描线，为简洁起见，液晶显示面板10中的这些元件未绘示于图1中。
图2为图1的防窥模块110于一实施例中的剖面图。如图2所示，液晶层103设置于第一基板101与第二基板102之间且第一基板101面向液晶层103的一侧设有公共电极层201，第二基板102面向液晶层的一侧设有驱动电极层202，亦即液晶层位于公共电极层201与驱动电极层202之间。
结构上，驱动电路120与防窥模块110耦接，更确切地说，驱动电路120分别与公共电极层201以及驱动电极层202耦接。
操作上，驱动电路120藉由提供公共信号Hf_AVDD至公共电极层201，以及提供驱动电压信号DS至驱动电极层202来控制公共电极层201与驱动电极层202的电压差以切换显示装置100的显示模式。
于本发明的实施例中，显示装置100包含两种显示模式：共享模式(Sharing mode)与防窥模式(Privacymode)。图3A及图3B为根据本发明一些实施例所绘示的显示模式示意图。如图3A及图3B所示，当显示装置100处于共享模式时具有广可视角度
而显示装置100处于防窥模式时具有窄可视角度
且广可视角度
大于窄可视角度
图4为根据本发明一些实施例所绘示的驱动电路400的示意图。驱动电路400可用于实现图1与图2的驱动电路120。在一些实施例中，如图4所示，驱动电路400包含升压转换器410、比较器420以及半压器430。升压转换器410通过第一节点N1耦接于比较器420以及半压器430。
比较器420包含第一运算放大器421、第一电阻R1以及第二电阻R2。第一运算放大器421包含正输入端VA+、负输入端VA-、输出端VAo、正电源端VAS+以及负电源端VAS-，其中第一运算放大器421的正输入端VA+用于接收第一时脉信号CLK1，第一运算放大器421的正电源端VAS+用于接收直流电压信号AVDD且耦接升压转换器410于第一节点N1，第一运算放大器421的负电源端VAS-与接地端耦接。第一电阻R1包含第一端和第二端，第一电阻R1的第一端用以接收参考电压VX，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器421的负输入端VA-耦接于第二节点N2。第二电阻R2耦接于第二节点N2与接地端之间。在一些实施例中，第一电阻R1与第二电阻R2的电阻值相同。
半压器430包含第二运算放大器431、第三电阻R3以及第四电阻R4。第二运算放大器431包含正输入端VB+、负输入端VB-、输出端VBo、正电源端VBS+以及负电源端VBS-，其中第二运算放大器431的负输入端VB-与输出端VBo耦接，第二运算放大器431的正电源端VBS+与第一节点N1耦接，第二运算放大器431的负电源端VBS-与接地端耦接。第三电阻R3包含第一端和第二端，第三电阻R3的第一端耦接第一节点N1，第三电阻R3的第二端与第二运算放大器431的正输入端VB+耦接于第三节点N3。第四电阻R4耦接于接地端与第三节点N3之间。在一些实施例中，第三电阻R3与第四电阻R4的电阻值相同。
以下将同时以图4与图5来进一步说明驱动电路400的操作。图5为根据本发明一些实施例所绘示的显示装置100的信号波形时序图。在一些实施例中，升压转换器410根据控制信号CS的不同电平提供具有不同大小的直流电压信号AVDD。
举例来说，当控制信号CS在第一时段T1为低电平时，升压转换器410提供具有第一电压电平V1的直流电压信号AVDD，而当控制信号CS在第二时段T2为高电平时，升压转换器410提供具有第二电压电平V2的直流电压信号AVDD，且第一电压电平V1不同于第二电压电平V2。也就是说，藉由将控制信号CS于不同电平之间切换，升压转换器410能够将输入电压Vin升压为具有第一电压电平V1或是第二电压电平V2的直流电压信号AVDD。
在一些实施例中，比较器420用于以直流电压信号AVDD作为工作电压，以产生电压范围对应于直流电压信号AVDD的大小的驱动电压信号DS。更详细地说，第一运算放大器421藉由比较正输入端VA+与负输入端VA-间的电压大小，输出电压范围与直流电压信号AVDD的电压电平正相关的驱动电压信号DS。
举例来说，于第一时段T1，直流电压信号AVDD具有第一电压电平V1，驱动电压信号DS则具有与第一电压电平V1对应的第一电压范围Ra(亦即0～V1)。于第二时段T2，直流电压信号AVDD具有第二电压电平V2，驱动电压信号DS则具有与第二电压电平V2对应的第二电压范围Rb(亦即0～V2)。承上所述，第一电压范围Ra不同于第二电压范围Rb，且第一电压范围Ra与第二电压范围Rb中的电压值不小于0。
在一些实施例中，当驱动电压信号DS具有第一电压范围Ra时，显示装置100处于共享模式，而当驱动电压信号DS具有第二电压范围Rb时，显示装置100处于防窥模式。
在一些实施例中，第一时脉信号CLK1的电压范围介于接地电压与参考电压VX在第二节点N2的分压之间。因此，第一时脉信号CLK1的电压会周期性地大于或小于第二节点N2的电压，导致输出的驱动电压信号DS具有与第一时脉信号CLK1相同的频率。
在一些实施例中，半压器430用以提供公共信号Hf_AVDD至图2的公共电极层201。更确切地说，第二运算放大器431输出与正输入端VB+(亦即第三节点N3)具有相同电压电平的公共信号Hf_AVDD。由于第三电阻R3与第四电阻R4具有相同的电阻值，第三节点N3的电压为直流电压信号AVDD的电压电平的一半。换言之，公共信号Hf_AVDD的电压电平为直流电压信号AVDD的电压电平的一半。
举例来说，于第一时段T1，直流电压信号AVDD具有第一电压电平V1，而公共信号Hf_AVDD的电压电平为第一电压电平V1的一半(于图5中标示为1/2V1)。于第二时段T2，直流电压信号AVDD具有第二电压电平V2，而公共信号Hf_AVDD的电压电平为第二电压电平V2的一半(于图5中标示为1/2V2)。
由上述可知，藉由产生电压值在第一电压范围Ra与第二电压范围Rb中均不小于0的驱动电压信号DS来驱动显示装置100，将能避免驱动电路400在转换负电压效率不佳的问题。举例来说，驱动电压信号DS的第一电压范围Ra为0～20V，半压器430产生10V的公共信号Hf_AVDD使得显示装置100处于共享模式；而驱动电压信号DS的第二电压范围Rb为0～10V，半压器430产生5V的公共信号Hf_AVDD使得显示装置100处于防窥模式。
在另一些实施例中，图4中的驱动电路400更包含了内部总线440、集成电路介接总线450、暂存器460以及存储器470。升压转换器410通过内部总线440耦接于集成电路介接总线450、暂存器460以及存储器470。
在一些实施例中，集成电路介接总线450用于接收数据信号SData与第二时脉信号CLK2。集成电路介接总线450通过内部总线440将数据信号SData中包含的多个指定电压值Vdata1～VdataN储存于暂存器460。
在一些实施例中，于显示装置100的出厂前测试阶段，升压转换器410可以藉由内部总线440存取暂存器460，以依据指定电压值Vdata1～VdataN逐步调升(或调降)直流电压信号AVDD的第一电压电平V1或第二电压电平V2，进而逐步调整图2中防窥模块110的液晶偏转角度。因此，产线人员能测试每个显示装置100的防窥效果，以适性地校准其直流电压信号AVDD的第一电压电平V1与第二电压电平V2，亦即校准其广可视角度
与窄可视角度
当广可视角度
与窄可视角度
符合各自的测试标准时，升压转换器410可以将指定电压值Vdata1～VdataN中对应的一或多者储存于存储器470中，以固定第一电压电平V1与第二电压电平V2于往后的运作中的数值。如此一来，不同显示装置100的广可视角度
与窄可视角度
(亦即，防窥效果)便会趋于一致。
举例来说，升压转换器410存取暂存器460中的指定电压值Vdata2，则于第一时段T1，升压转换器410将直流电压信号AVDD的第一电压电平V1调整为指定电压值Vdata2，使得显示装置100具有广可视角度
此时，若产线人员判定广可视角度
的数值符合测试标准，则升压转换器410可以将指定电压值Vdata2储存于存储器470中。
又例如，升压转换器410存取暂存器460中的指定电压值Vdata4，则于第二时段T2，升压转换器410将直流电压信号AVDD的第二电压电平V2调整为指定电压值Vdata4，使得显示装置100具有窄可视角度
此时，若产线人员判定窄可视角度
的数值符合测试标准，则升压转换器410可以将指定电压值Vdata4储存于存储器470中。
在一些实施例中，存储器470可以用各种合适的非挥发性存储器来实现，例如可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory,PROM)。在另一些实施例中，暂存器460可以用各种合适的非挥发性存储器、挥发性存储器或其组合来实现，例如快闪存储器。
图6为根据本发明一些实施例所绘示的驱动方法600的流程图。如图6所示，驱动方法600包含步骤S601、步骤S602、步骤S603、步骤S604以及步骤S605。以下步骤参照图4与图5来作说明，但不以其为限。
于步骤S601，利用显示装置100接收控制信号CS。在一些实施例中，控制信号CS在第一时段T1内为低电平，使得显示装置100处于共享模式；控制信号CS在第二时段T2内为高电平，使得显示装置100处于防窥模式。
于步骤S602，利用升压转换器410根据控制信号CS的不同电平提供具有不同大小的直流电压信号AVDD至比较器420与半压器430。在一些实施例中，升压转换器410于第一时段T1提供具有第一电压电平V1的直流电压信号AVDD，于第二时段T2提供具有第二电压电平V2的直流电压信号AVDD。
于步骤S603，利用比较器420以直流电压信号AVDD作为工作电压以产生电压范围对应于直流电压信号AVDD的大小的驱动电压信号DS，并将驱动电压信号DS传递至驱动电极层202。在一些实施例中，比较器420于第一时段T1提供具有第一电压范围Ra的驱动电压信号DS，于第二时段T2提供具有第二电压范围Rb的驱动电压信号DS。
于步骤S604，利用半压器430提供公共信号Hf_AVDD至公共电极层201，其中公共信号Hf_AVDD的电压电平为直流电压信号AVDD的电压电平的一半。在一些实施例中，公共信号Hf_AVDD于第一时段T1的电压电平为第一电压电平V1的一半，且公共信号Hf_AVDD于第二时段T2的电压电平为第二电压电平V2的一半。
于步骤S605，依据驱动电压信号DS将显示装置100操作于共享模式或防窥模式。例如，若驱动电压信号DS具有第一电压范围Ra，则显示装置100处于共享模式。又例如，当驱动电压信号DS具有第二电压范围Rb，则显示装置100处于防窥模式。
在一些实施例中，当显示装置100处于共享模式时，公共电极层201与驱动电极层202间具有第一电压差，且液晶层103内的液晶具有第一透射率；当显示装置100处于防窥模式时，公共电极层201与驱动电极层202间具有第二电压差，且液晶层103内的液晶具有第二透射率，其中第一电压差大于第二电压差，且第一透射率大于第二透射率。也就是说，共享模式下的显示装置100因为具有较高透射率的液晶层103，因而有广可视角度
另一方面，防窥模式下的显示装置100具有较低透射率的液晶层103，因而有窄可视角度
在一些实施例中，上述第一电压差正相关于第一电压电平V1，第二电压差正相关于第二电压电平V2。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种显示装置，其特征在于，包含：
一公共电极层，用以接收一公共信号；
一驱动电极层，用以接收一驱动电压信号；
一液晶层，设置于该公共电极层与该驱动电极层之间；以及
一驱动电路，用于控制该驱动电极层与该公共电极层之间的电压差，且该驱动电路包含：
一升压转换器，用以根据一控制信号的不同电平提供具有不同大小的一直流电压信号；
一比较器，用于以该直流电压信号作为工作电压以产生电压范围对应于该直流电压信号的大小的该驱动电压信号；以及
一半压器，用以提供该公共信号，其中该公共信号的电压电平为该直流电压信号的电压电平的一半；
其中，当该驱动电压信号具有一第一电压范围时，该显示装置处于一共享模式，而当该驱动电压信号具有一第二电压范围时，该显示装置处于一防窥模式，该第一电压范围不同于该第二电压范围，且该第一电压范围与该第二电压范围中的电压值不小于0。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，其中该比较器包含：
一第一运算放大器，包含一正输入端、一负输入端、一输出端、一正电源端以及一负电源端，其中该第一运算放大器的该正输入端用于接收一第一时脉信号，该第一运算放大器的该正电源端用于接收该直流电压信号，且耦接该升压转换器于一第一节点，该第一运算放大器的该负电源端与一接地端耦接；
一第一电阻，包含一第一端和一第二端，该第一电阻的该第一端用以接收一参考电压，该第一电阻的该第二端与该第一运算放大器的该负输入端耦接于一第二节点；以及
一第二电阻，耦接于该第二节点与该接地端之间。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，其中该半压器包含：
一第二运算放大器，包含一正输入端、一负输入端、一输出端、一正电源端以及一负电源端，其中该第二运算放大器的该负输入端与该输出端耦接，该第二运算放大器的该正电源端与该第一节点耦接，该第二运算放大器的该负电源端与该接地端耦接；
一第三电阻，包含一第一端和一第二端，该第三电阻的该第一端耦接该第一节点，该第三电阻的该第二端与该第二运算放大器的该正输入端耦接于一第三节点；以及
一第四电阻，耦接于该接地端与该第三节点之间，其中该第三电阻与该第四电阻的电阻值相同。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，其中该驱动电路更包含：
一集成电路介接总线，用于接收一数据信号，其中该数据信号包含多个指定电压值；
一暂存器，用于储存该多个指定电压值，其中该升压转换器用于存取该暂存器以将该直流电压信号依序调整为该多个指定电压值；以及
一存储器，用以储存该多个指定电压值中的一或多者。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，其中该显示装置处于该共享模式时，该公共电极层与该驱动电极层之间具有一第一电压差，且该液晶层内的液晶具有一第一透射率，而该显示装置处于该防窥模式时，该公共电极层与该驱动电极层间具有一第二电压差，且该液晶层内的液晶具有一第二透射率，其中该第一电压差大于该第二电压差，且该第一透射率大于该第二透射率。
6.一种驱动方法，适用于一显示装置，其特征在于，其中该驱动方法包含：
利用该显示装置接收一控制信号，其中该显示装置包含一公共电极层、一驱动电极层、一液晶层以及一驱动电路，且该驱动电路包含一升压转换器、一比较器以及一半压器；
利用该升压转换器根据该控制信号的不同电平提供具有不同大小的一直流电压信号至该比较器与该半压器；
利用该比较器以该直流电压信号作为工作电压以产生电压范围对应于该直流电压信号的大小的一驱动电压信号，并将该驱动电压信号传递至该驱动电极层；以及
利用该半压器提供一公共信号至该公共电极层，其中该公共信号的电压电平为该直流电压信号的电压电平的一半；
其中，当该驱动电压信号具有一第一电压范围时，该显示装置处于一共享模式，而当该驱动电压信号具有一第二电压范围时，该显示装置处于一防窥模式，该第一电压范围不同于该第二电压范围，且该第一电压范围与该第二电压范围中的电压值不小于0。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，其中当该显示装置处于该共享模式时具有一广可视角度，而当该显示装置处于该防窥模式时具有一窄可视角度。
8.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，其中当该控制信号为低逻辑电平时，该升压转换器提供具有一第一电压电平的该直流电压信号，而当该控制信号为高逻辑电平时，该升压转换器提供具有一第二电压电平的该直流电压信号，且该第一电压电平不同于该第二电压电平。
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