液晶顯示裝置及其寬窄視角切換的驅動模塊的制作方法

本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種液晶顯示裝置及其寬窄視角切換的驅動模塊。

背景技術：

lcd(liquidcrystaldisplay，液晶顯示裝置)具有畫質好、體積小、重量輕、低驅動電壓、低功耗、無輻射和制造成本相對較低的優點，在平板顯示領域占主導地位。

現在液晶顯示裝置逐漸向著寬視角方向發展，如采用面內切換模式(ips)或邊緣場開關模式(ffs)的液晶顯示裝置均可以實現較寬的視角。然而，當今社會人們越來越注重保護自己的隱私，有很多事情并不喜歡拿出來和人分享。在公共場合，總希望自己在看手機或者瀏覽電腦的時候內容是保密的。因此，單一視角模式的顯示器已經不能滿足使用者的需求。除了寬視角的需求之外，在需要防窺的場合下，也需要能夠將顯示裝置切換或者調整到窄視角模式。

hva(hybridviewingangle，混合視角技術)是一種液晶顯示裝置可根據實際情況可以在寬視角和窄視角之間進行任意切換的顯示技術。這種技術的難點主要集中在窄視角模式。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術存在以下問題：現有架構使得液晶顯示裝置整面的窄視角狀態是一樣的，如果應用于智能化應用，例如人機交互，就有些不夠靈活控制了。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提出一種液晶顯示裝置及其寬窄視角切換的驅動模塊，旨在解決現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明實施例第一方面提供一種液晶顯示裝置的寬窄視角切換的驅動模塊，所述驅動模塊包括：視角數據生成模塊、數模轉換模塊及電源模塊；

所述電源模塊用于為所述視角數據生成模塊和所述數模轉換模塊進行供電；

所述視角數據生成模塊，用于根據寬窄視角切換的控制信號，提取視角數據表的子像素視角數據；

所述數模轉換模塊，用于獲取所述視角數據生成模塊提取的子像素視角數據，并根據輸入時鐘信號、同步觸發信號以及公共電壓，將所述子像素視角數據轉換為與所述公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

進一步地，所述視角數據生成模塊包括配置寄存器、視角數據表及映射寄存器；

所述配置寄存器，用于根據寬窄視角切換的控制信號，生成配置信號給所述視角數據表和所述映射寄存器；

所述視角數據表，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯；

所述映射寄存器，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，提取所述視角數據表的子像素視角數據。

進一步地，所述驅動模塊還包括電壓輸出緩沖模塊；所述電源模塊還用于為所述電壓輸出緩沖模塊進行供電；

所述數模轉換模塊通過所述電壓輸出緩沖模塊，將所述子像素視角數據轉換為與所述公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

進一步地，所述公共電壓為周期性交流電壓，所述周期性交流電壓包括方波、梯形波、正弦波、三角波或者鋸齒波。

進一步地，所述周期性交流電壓跟隨幀同步信號每一幀為一個變化周期、或者跟隨幀同步信號每一幀一翻轉、或者跟隨幀同步信號每一行一翻轉。

此外，為實現上述目的，本發明實施例第二方面提供一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括：彩膜基板、與所述彩膜基板相對設置的陣列基板、位于所述彩膜基板和所述陣列基板之間的液晶層，其中，所述彩膜基板上鄰近所述液晶層一側設置有多個條狀控制電極，所述陣列基板上設置有公共電極和像素電極，所述液晶顯示裝置還包括寬窄視角切換的驅動模塊；所述驅動模塊包括：視角數據生成模塊、數模轉換模塊及電源模塊；

所述電源模塊用于為所述視角數據生成模塊和所述數模轉換模塊進行供電；

所述視角數據生成模塊，用于根據寬窄視角切換的控制信號，提取視角數據表的子像素視角數據；

所述數模轉換模塊，用于獲取所述視角數據生成模塊提取的子像素視角數據，并根據輸入時鐘信號、同步觸發信號以及公共電壓，將所述子像素視角數據轉換為與所述公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

進一步地，所述視角數據生成模塊包括配置寄存器、視角數據表及映射寄存器；

所述配置寄存器，用于根據寬窄視角切換的控制信號，生成配置信號給所述視角數據表和所述映射寄存器；

所述視角數據表，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯；

所述映射寄存器，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，提取所述視角數據表的子像素視角數據。

進一步地，所述驅動模塊還包括電壓輸出緩沖模塊；所述電源模塊還用于為所述電壓輸出緩沖模塊進行供電；

所述數模轉換模塊通過所述電壓輸出緩沖模塊，將所述子像素視角數據轉換為與所述公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

進一步地，所述公共電壓為周期性交流電壓，所述周期性交流電壓包括方波、梯形波、正弦波、三角波或者鋸齒波。

進一步地，所述周期性交流電壓跟隨幀同步信號每一幀為一個變化周期、或者跟隨幀同步信號每一幀一翻轉、或者跟隨幀同步信號每一行一翻轉。

本發明實施例提供的液晶顯示裝置及其寬窄視角切換的驅動模塊，通過驅動模塊將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極，可實現寬窄視角自由切換，具有較強的操作靈活性和方便性。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種顯示裝置的局部剖面結構示意圖；

圖2a為本發明實施例提供的顯示裝置在寬視角暗態顯示下的原理示意圖；

圖2b為本發明實施例提供的顯示裝置在寬視角亮態顯示下的原理示意圖；

圖2c為本發明實施例提供的顯示裝置在窄視角暗態顯示下的原理示意圖；

圖2d為本發明實施例提供的顯示裝置在窄視角亮態顯示下的原理示意圖；

圖3為本發明實施例的液晶顯示裝置的寬窄視角切換的驅動模塊結構示意圖；

圖4為本發明實施例的第一時序實例結構示意圖；

圖5為本發明實施例的第二時序實例結構示意圖；

圖6為本發明實施例的第三時序實例結構示意圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

現在將參考附圖描述實現本發明各個實施例的。在后續的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本發明的說明，其本身并沒有特定的意義。

圖1為本發明實施例的一種顯示裝置的局部剖面結構示意圖，參見圖1，所述顯示裝置包括：彩膜基板11、與所述彩膜基板11相對設置的陣列基板12、位于所述彩膜基板11和所述陣列基板12之間的液晶層13，其中，所述彩膜基板11上鄰近所述液晶層13一側設置有多個條狀控制電極111，所述陣列基板12上設置有公共電極121和像素電極122；在本實施例中，所述條狀控制電極111在所述陣列基板12上的正投影位于所述公共電極121在所述陣列基板上的正投影內。在其他實施例中，所述條狀控制電極111在陣列基板12上的正投影也可位于像素電極122在陣列基板上的正投影內。所述條狀控制電極111用于施加偏置電壓，以調整顯示裝置的視角。

本發明實施例的顯示裝置可適用于ffs型(fringefiledswitchingmode，邊緣場開關型)以及ips型(in-planeswithingmode，平面轉換型)等的液晶驅動模式的顯示裝置中。所述液晶層為正性液晶，顯示裝置不加電壓時，所述正性液晶的長軸方向平行于所述顯示裝置所在平面。下面介紹本發明實施例提供的顯示裝置的工作原理：

(1)寬視角暗態：

圖2a為本發明實施例的顯示裝置在寬視角暗態顯示下的原理示意圖。

參見圖2a,彩膜基板21和陣列基板22靠近液晶層23一側具有配向層211和221，配向層211和221對液晶分子具有錨定作用，預先將液晶層23的液晶分子設置為液晶分子的長軸方向平行于顯示裝置所在平面的方式排列。當所述彩膜基板21上鄰近所述液晶層23一側設置的多個條狀控制電極212上未施加偏置電壓，并且所述陣列基板22的電性絕緣的公共電極222和像素電極223之間未施加電壓時，彩膜基板21上的偏振片213和陣列基板22上的偏振片224的光軸方向垂直。因為在不加電壓時，液晶分子不改變光線的振動方向，光線無法透過光軸方向互相垂直的兩個偏光片213和224，因此顯示裝置此時為不透光的暗態。

(2)寬視角亮態：

圖2b為本發明實施例的顯示裝置在寬視角亮態顯示下的原理示意圖。

此時，所述彩膜基板21上鄰近所述液晶層23一側設置的多個條狀控制電極212上未施加偏置電壓，并且所述陣列基板22的電性絕緣的公共電極222和像素電極223之間施加電壓時，公共電極222和像素電極223之間產生邊緣場使液晶分子的方向發生扭轉，偏轉的液晶分子改變了光線的偏振方向，使得光線能夠透過光軸方向互相垂直的兩個偏光片213和224，從而實現亮態。由于邊緣場效應使得顯示裝置各個方向上的光線能得到一定程度的補償，從而使顯示裝置在各個方向上出射的光線保持一定的亮度，因此可以實現寬視角。

顯示視角主要會受到亮態和暗態的亮度對比度的影響，本發明實施例窄視角的實現是通過在彩膜基板上的條狀控制電極上施加偏置電壓，使顯示裝置在暗態時產生漏光，使得亮態和暗態的對比度下降，從而減小顯示裝置的顯示視角，并且可以通過調整施加的偏置電壓的值調整顯示裝置的顯示視角的大小。以下通過圖2c和圖2d對于窄視角的實現原理進行說明。

(3)窄視角暗態：

圖2c為本發明實施例的顯示裝置在寬視角暗態顯示下的原理示意圖。

在彩膜基板21上的多個條狀控制電極212上施加偏置電壓，此時，所述陣列基板22的電性絕緣的公共電極222和像素電極223之間不施加電壓，因此公共電極222和像素電極223之間不會形成邊緣場效應。但是由于彩膜基板21上的多個條狀控制電極212上施加了偏置電壓，會導致條狀控制電極212和下方的公共電極222或者像素電極223之間存在電壓差，部分液晶分子受到電場作用從而發生偏轉，發生偏轉后的液晶分子對光線的偏振方向提供了一定的扭轉，會形成一定程度的漏光。參見圖2c上部的光線透過率示意圖，可知在條狀控制電極212附近有漏光現象。

(4)窄視角亮態：

圖2d為本發明實施例的顯示裝置在窄視角亮態顯示下的原理示意圖。

在彩膜基板21上鄰近所述液晶層23一側設置的多個條狀控制電極212上施加偏置電壓，并且在陣列基板22的公共電極222和像素電極223施加電壓時，公共電極222和像素電極223之間產生邊緣場使液晶分子的方向發生扭轉，偏轉的液晶分子改變了光線的偏振方向，使得光線能夠透過光軸方向互相垂直的兩個偏光片213和224，從而實現亮態。由于此時，液晶層23中的液晶分子是同時受到公共電極222和像素電極223之間產生的邊緣場以及條狀控制電極212上施加的偏置電壓的作用，因此，該狀態下的亮態與暗態的對比度，與條狀控制電極212上未施加偏置電壓時亮態與暗態的對比度相比，對比度會下降，因此，該狀態下的亮態的視角會變小，實從而現窄視角。

在上述實施例的基礎上，所述偏置電壓的范圍為0-4v，一般偏置電壓要小于施加在像素電極和公共電極之間的電壓。當偏置電壓為0v時，顯示裝置為寬視角顯示，當施加的偏置電壓在0-4v的范圍內變化時，通過選擇不同的偏置電壓，可以獲得不同顯示視角。

本發明實施例通過在彩膜基板靠近液晶層一側設置多個條狀控制電極，在陣列基板上形成邊緣場效應的公共電極和像素電極；未給條狀控制電極施加偏置電壓時，實現寬視角，通過控制是否給公共電極和像素電極施加電壓，實現寬視角的亮態和暗態。當給條狀控制電極施加偏置電壓時，條狀控制電極會與其正下方的公共電極或像素電極形成電壓差，實現條狀控制電極附近區域漏光，通過控制是否給公共電極和像素電極施加電壓，實現窄視角的亮態和暗態。由于條狀控制電極施加偏置電壓導致漏光，從而使顯示裝置亮態和暗態的對比度下降，進而導致顯示裝置的視角變小。

在上述實施例的基礎上，所述條狀控制電極可以是氧化銦錫薄膜，還可以是金屬薄膜。條狀控制電極采用氧化銦錫薄膜可以提高顯示裝置的透過率，采用金屬薄膜可以降低電阻，從而縮短顯示裝置響應時間。

在上述實施例的基礎上，陣列基板還包括多條數據線和多條掃描線，所述條狀控制電極可以平行于所述數據線，還可以平行于所述掃描線。此外，陣列基板的多條數據線和多條掃描線限定出多個像素單元，相鄰的兩個條狀控制電極間隔一行或一列像素單元。位于陣列基板上方的彩膜基板設置有黑矩陣，陣列基板的多條數據線和多條掃描線位于所述黑矩陣正下方。所述條狀控制電極在所述彩膜基板的正投影位于所述黑矩陣在所述彩膜基板的正投影內。因此，條狀控制電極的寬度只要小于或者等于黑矩陣的寬度即可。這樣設置的好處是：利用黑矩陣遮蓋條狀控制電極，不會對顯示裝置的開口率產生影響，也不會影響顯示裝置的光透過率。

此外，用戶小角度正視顯示裝置時，眼睛接收到的光線主要是像素單元中心區域的光線，而大視角斜看顯示裝置時，用戶眼睛接收到的光線主要為像素單元邊緣區域透過的光線，因此窄視角時只需設置像素單元邊緣區域處存在漏光即可防止附近的人斜視看到顯示裝置上的信息。由于設置條狀控制電極在所述彩膜基板的正投影位于黑矩陣在彩膜基板的正投影內，條狀控制電極主要位于像素單元邊緣區域，條狀控制電極上施加的偏置電壓主要使像素單元邊緣區域存在漏光，不影響像素單元中心區域的投射的光線。因此，在窄視角觀看時，不影響顯示裝置的亮度。

基于上述原理，本發明提出以下實施例：

如圖3所示，本發明第一實施例提供一種液晶顯示裝置的寬窄視角切換的驅動模塊，該驅動模塊包括：視角數據生成模塊30、數模轉換模塊31及電源模塊32。

電源模塊32用于為視角數據生成模塊30和數模轉換模塊31進行供電。

視角數據生成模塊30，用于根據寬窄視角切換的控制信號，提取視角數據表的子像素視角數據。

請再參考圖3所示，在本實施例中，視角數據生成模塊30包括配置寄存器301、視角數據表302及映射寄存器303；

配置寄存器301，用于根據寬窄視角切換的控制信號，生成配置信號給視角數據表302和映射寄存器303。

視角數據表302，用于根據配置寄存器301生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯。

在本實施例中，視角數據表的大小根據液晶顯示裝置的分辨率及應用方式來確定。

在本實施例中，視角數據表302根據配置寄存器301生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯，可實現任意漸變的電壓輸出變化，進而實現混合視角技術效果最佳化的調整和不同客戶對窄視角不同需求性的調整。

例如，液晶顯示裝置為fhd(fullhighdefinition，全高清分辨率)，需要橫向視角(即寬視角)控制，并且控制精度需要達到子像素精準度，則需要1920*8*3*n(n>＝2)的視角數據；若控制進度需要達到像素精準度則需要1920*8*1*n(n>＝2)的視角數據。

映射寄存器303，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，提取視角數據表302的子像素視角數據。

在本實施例中，映射寄存器303可根據分辨率、極性模式或者輸出模式提取視角數據表302的子像素視角數據。

數模轉換模塊31，用于獲取視角數據生成模塊30提取的子像素視角數據，并根據輸入時鐘信號、同步觸發信號以及公共電壓，將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

在本實施例中，同步觸發信號(sp)為每幀開始的同步信號，與面板stv同步，且與stv有固定相位關系。

輸入時鐘信號(clk)，上升沿觸發同步觸發信號(sp)和映射寄存器的動作，其下降沿使能對應數模轉換模塊輸出相應極性電壓。

在一種實施方式中，驅動模塊還包括電壓輸出緩沖模塊33；電源模塊32還用于為電壓輸出緩沖模塊33進行供電。

數模轉換模塊32通過電壓輸出緩沖模塊33，將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

在本實施例中，公共電壓為周期性交流電壓，該周期性交流電壓具體包括方波、梯形波、正弦波、三角波或者鋸齒波。需要說明的是，本實施例對周期性交流電壓并不作限制。

請參考圖4所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一幀一翻轉。

請參考圖5所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一幀為一個變化周期。

請參考圖6所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一行一翻轉。

需要說明的是，公共電壓vcom跟隨幀同步信號的翻轉并限于上述情況，本實施例也不作限制。例如：控制進度達到像素精準度時，可根據子像素的不同排列，可以實現不同翻轉。

本發明實施例提供的液晶顯示裝置的寬窄視角切換的驅動模塊，通過驅動模塊將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極，可實現寬窄視角自由切換，具有較強的操作靈活性和方便性。

第二實施例

參考圖1-圖3所示，本發明第二實施例提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括：彩膜基板11、與所述彩膜基板11相對設置的陣列基板12、位于所述彩膜基板11和所述陣列基板12之間的液晶層13，其中，所述彩膜基板11上鄰近所述液晶層13一側設置有多個條狀控制電極111，所述陣列基板上設置有公共電極121和像素電極122。

液晶顯示裝置還包括寬窄視角切換的驅動模塊，該驅動模塊包括：視角數據生成模塊30、數模轉換模塊31及電源模塊32。

電源模塊32用于為視角數據生成模塊30和數模轉換模塊31進行供電。

視角數據生成模塊30，用于根據寬窄視角切換的控制信號，提取視角數據表的子像素視角數據。

請再參考圖3所示，在本實施例中，視角數據生成模塊30包括配置寄存器301、視角數據表302及映射寄存器303；

配置寄存器301，用于根據寬窄視角切換的控制信號，生成配置信號給視角數據表302和映射寄存器303。

視角數據表302，用于根據配置寄存器301生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯。

在本實施例中，視角數據表的大小根據液晶顯示裝置的分辨率及應用方式來確定。

在本實施例中，視角數據表302根據配置寄存器301生成的配置信號，對子像素視角數據進行編輯，可實現任意漸變的電壓輸出變化，進而實現混合視角技術效果最佳化的調整和不同客戶對窄視角不同需求性的調整。

例如，液晶顯示裝置為全高清分辨率(fhd，fullhighdefinition)，需要橫向視角(即寬視角)控制，并且控制精度需要達到子像素精準度，則需要1920*8*3*n(n>＝2)的視角數據；若控制進度需要達到像素精準度則需要1920*8*1*n(n>＝2)的視角數據。

映射寄存器303，用于根據所述配置寄存器生成的配置信號，提取視角數據表302的子像素視角數據。

在本實施例中，映射寄存器303可根據分辨率、極性模式或者輸出模式提取視角數據表302的子像素視角數據。

數模轉換模塊31，用于獲取視角數據生成模塊30提取的子像素視角數據，并根據輸入時鐘信號、同步觸發信號以及公共電壓，將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

在本實施例中，同步觸發信號(sp)為每幀開始的同步信號，與面板stv同步，且與stv有固定相位關系。

輸入時鐘信號(clk)，上升沿觸發同步觸發信號(sp)和映射寄存器的動作，其下降沿使能對應數模轉換模塊輸出相應極性電壓。

在一種實施方式中，驅動模塊還包括電壓輸出緩沖模塊33；電源模塊32還用于為電壓輸出緩沖模塊33進行供電。

數模轉換模塊32通過電壓輸出緩沖模塊33，將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極。

在本實施例中，公共電壓為周期性交流電壓，該周期性交流電壓具體包括方波、梯形波、正弦波、三角波或者鋸齒波。需要說明的是，本實施例對周期性交流電壓并不作限制。

請參考圖4所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一幀一翻轉。

請參考圖5所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一幀為一個變化周期。

請參考圖6所示，圖中的s1-s1920視角數據表302中的視角數據，banka即為第一組視角數據，bankb即為第二組視角數據，clk為輸入時鐘信號，sp為同步觸發信號，firstframe為第一幀信號，secondframe為第二幀信號，vcom為公共電壓，公共電壓vcom跟隨幀同步信號每一行一翻轉。

需要說明的是，公共電壓vcom跟隨幀同步信號的翻轉并限于上述情況，本實施例也不作限制。例如：控制進度達到像素精準度時，可根據子像素的不同排列，可以實現不同翻轉。

本發明實施例提供的液晶顯示裝置，通過驅動模塊將子像素視角數據轉換為與公共電壓相對應的電壓給液晶顯示裝置的彩膜基板上的條狀控制電極，可實現寬窄視角自由切換，具有較強的操作靈活性和方便性。

需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。