液晶显示装置及其窄视角模式下的公共电压驱动方法与流程

本发明涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种液晶显示装置及其窄视角模式下的公共电压驱动方法。

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，如采用面内切换模式(IPS)或边缘场开关模式(FFS)的液晶显示装置均可以实现较宽的视角。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。

混合视角技术(HVA，Hybrid Viewing Angle)是一种液晶显示面板可根据实际情况可以在宽视角和窄视角之间进行任意切换的显示技术。

这种技术的难点主要集中在窄视角模式。在窄视角模式下，为了使液晶显示面板具有更好的显示效果，需要提供一种具有周期性的交流的面内公共电压(AC Vcom)。为了简化说明，这里的交流公共电压假设为周期性方波，如图1所示，具有交流特性的面内公共电压(AC Vcom)跟随帧同步信号(STV)每两帧为一个变化周期，并且具有高电位V_H1和低电位V_L1，幅值(△V₁)为V_H1-V_L1。根据混合视角技术在窄视角模式下的面板特性，在合理范围内，增加幅值(△V₁)视角会变窄，但是穿透率以及显示对比度会降低，若要提高对比度，可以降低具有交流特性的面内公共电压的幅值。如图2所示，此时幅值(△V₂)为V_H2-V_L2，且△V₂小于△V₁，此时穿透率及显示对比度会得到相应的提高，但是同时也会使窄视角模式下显示视角变宽，从而达不到预期的视角要求。

由于上述两种处理方式无论哪一种都存在相应的缺点，目前的解决方案是在窄视角模式下，对绝大多数的画面都采用图1所示的高幅值公共电压的驱动方式，对少数某些对对比度比较敏感的画面(如纯黑画面)临时切换到图2所示的低幅值公共电压的驱动方式，然而这种方案可能造成不同的画面显示效果不均等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液晶显示装置及其窄视角模式下的公共电压驱动方法，使在视角能够达到预期要求的前提下同时能够提高穿透率以及显示对比度。

本发明提供一种液晶显示装置在窄视角模式下的公共电压驱动方法，包括步骤：

向液晶显示面板的公共电极输出具有混合幅值特性的交流公共电压，该具有混合幅值特性的交流公共电压将i+j帧画面作为一次驱动循环，其中前i帧画面输出给公共电极的交流公共电压的幅值为△V₁，剩余的j帧画面输出给公共电极的交流公共电压的幅值为△V₂，其中i和j为大于或等于1的正整数，△V₁与△V₂不相等。

进一步地，△V₂小于△V₁且i大于j，以将输出幅值为△V₁作为主要输出幅值，输出幅值为△V₂作为次要输出幅值。

进一步地，△V₁小于△V₂且j大于i，以将输出幅值为△V₂作为主要输出幅值，输出幅值为△V₁作为次要输出幅值。

进一步地，该交流公共电压为周期性的方波、梯形波、正弦波、三角波或者锯齿波。

进一步地，在窄视角模式下，显示刷新率为120Hz，该交流公共电压跟随帧同步信号每两帧为一个变化周期。

进一步地，在窄视角模式下，显示刷新率为60Hz，该交流公共电压跟随帧同步信号每一帧为一个变化周期。

本发明还提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板和公共电压驱动电路，其中该液晶显示装置在窄视角模式下，该公共电压驱动电路按照上述的公共电压驱动方法向该液晶显示面板的公共电极输出具有混合幅值特性的交流公共电压。

进一步地，该液晶显示装置还包括背光驱动电路、主控芯片以及时序控制芯片，其中：

该时序控制芯片，产生帧同步信号；

该主控芯片，接收由该时序控制芯片产生的帧同步信号，经过一系列内部处理之后生成背光驱动数控信号，同时生成公共电压驱动数控信号；

该背光驱动电路，接收背光驱动数控信号并实时调整输出到背光源的背光驱动输出信号的强弱来调整背光的明暗；

该公共电压驱动电路，接收公共电压驱动数控信号并实时产生相应的具有混合幅值的周期性交流公共电压。

进一步地，背光驱动数控信号和公共电压驱动数控信号存在时间上相互协调的关系，具体为：当公共电压驱动数控信号表现为低幅值特性时，在相同的时间段内背光驱动数控信号表现为相对弱的背光驱动；当公共电压驱动数控信号表现为高幅值特性时，在相同的时间段内背光驱动数控信号表现为相对强的背光驱动。

进一步地，该液晶显示面板为采用平面内切换模式或边缘电场切换模式的液晶显示面板。

本发明提供的液晶显示装置及其窄视角模式下的公共电压驱动方法，在窄视角模式下向公共电极输出具有混合幅值特性的周期性交流公共电压(AC Vcom)，作为目前混合视角显示技术在窄视角模式下显示对比度不足的一种改善方案，使在视角能够达到预期要求的前提下同时能够提高穿透率以及显示对比度，同时还能降低模组整体功耗。

附图说明

图1为液晶显示装置在窄视角模式下的其中一种面内公共电压波形图。

图2为液晶显示装置在窄视角模式下的另一种面内公共电压波形图。

图3为本发明第一实施例中液晶显示装置在窄视角模式下的面内公共电压波形图。

图4为本发明第二实施例中液晶显示装置在窄视角模式下的面内公共电压波形图。

图5为本发明实施例中液晶显示装置的模块结构示意图。

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。

本发明实施例提出一种液晶显示装置在窄视角模式下的面内公共电压驱动方案，这种交流公共电压驱动波形如图3所示，通过将两种不同幅值的交流公共电压混合在一起然后在不同帧画面分时输出至液晶显示面板20(图5)的公共电极21(common electrode，图5)。

如图3，向液晶显示面板20的公共电极21输出具有混合幅值特性的交流公共电压(AC Vcom)，该具有混合幅值特性的交流公共电压将i+j帧画面作为一次驱动循环，其中前i帧画面输出给公共电极21的交流公共电压的幅值为V_H1-V_L1＝△V₁，剩余的j帧画面输出给公共电极21的交流公共电压的幅值为V_H2-V_L2＝△V₂，其中，i和j为大于或等于1的正整数，△V₁与△V₂不相等，本实施例中△V₂小于△V₁，但不限于此，在其他实施例中也可以是△V₁小于△V₂。

由于窄视角模式下的显示视角为第一要素，显示对比度次之，因此当△V₂小于△V₁时，将输出幅值为△V₁作为主要输出幅值，输出幅值为△V₂作为次要输出幅值，即i大于j(例如i＝4，j＝2；i＝3，j＝1等)；因此当△V₁小于△V₂时，将输出幅值为△V₂作为主要输出幅值，输出幅值为△V₁作为次要输出幅值，即j大于i(例如j＝4，i＝2；j＝3，i＝1等)；这样，由于大多数帧驱动电压输出为高幅值，因此显示视角能够基本不受影响，同时插入的少数帧具有低幅值的驱动电压，通过分时补偿可以提高穿透率及显示对比度。可以通过不断的实际调试，定位合适的i和j值，从而最大程度的弥补由单一幅值公共电压驱动所带来片面影响与不足。

为简化说明，这里的交流公共电压假设为周期性的方波，但不限于此，也可以为周期性的梯形波、正弦波、三角波或者锯齿波，而且实际情况电压波形可能要相对复杂。

图3所示是针对窄视角模式下显示刷新率为120Hz(即每秒刷新120次画面)的情况，具有交流特性的面内公共电压跟随帧同步信号(STV)每两帧为一个变化周期。若窄视角模式下显示刷新率为60Hz(即每秒刷新60次画面)，只需将图3中的每两帧合并为一帧考虑即可，即此时具有交流特性的面内公共电压跟随帧同步信号(STV)每一帧为一个变化周期，如图4所示。

对应的具体实施电路结构如图5所示，图5为本发明实施例中液晶显示装置的模块结构示意图，液晶显示装置包括液晶显示面板20、公共电压驱动电路30、背光驱动电路40、其他驱动电路50、主控芯片60及时序控制芯片70。

时序控制芯片70，产生帧同步信号(g)以及包括帧同步信号在内的一系列时序信号(f)；

主控芯片60，接收由时序控制芯片70产生的帧同步信号(g)，经过一系列内部处理之后生成背光驱动数控信号(d)，同时生成公共电压驱动数控信号(e)；

背光驱动电路40，接收背光驱动数控信号(d)并实时调整输出到背光源22的背光驱动输出信号(a)的强弱来调整背光的明暗；

公共电压驱动电路30，接收公共电压驱动数控信号(e)并实时产生相应的具有混合幅值的周期性交流公共电压(b)；

其他驱动电路50，接收时序信号(f)并产生液晶显示面板20所需的众多其他的驱动信号(c)；其中，其他驱动电路50例如包括栅极驱动电路、源极驱动电路等，其他的驱动信号例如包括扫描驱动信号、数据电压信号等。

进一步地，由主控芯片60产生的背光驱动数控信号(d)以及公共电压驱动数控信号(e)，这两者之间存在时间上相互协调的关系，具体可描述为：当公共电压驱动数控信号(e)表现为低幅值特性时，在相同的时间段内背光驱动数控信号(d)表现为相对弱的背光驱动；当公共电压驱动数控信号(e)表现为高幅值特性时，在相同的时间段内背光驱动数控信号(d)表现为相对强的背光驱动。这是因为公共电压的低幅值特性使相应时间段内显示对比度提高，在这段时间内减弱背光驱动可以补偿并防止由对比度瞬时突变可能带来的轻微闪烁，从而使显示效果保持均一，同时由于背光的平均驱动强度有所降低，因此可节省一部分整体输出功耗。

液晶显示面板20优选为采用平面内切换模式(In-Plane Switching，IPS)或边缘电场切换模式(Fringe Field Switching，FFS)的液晶显示面板，针对IPS模式或FFS模式的液晶显示面板，公共电极21和像素电极(图未示)是形成在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板，图未示)上，液晶分子在与基板大致平行的面内旋转从而获得更广的视角。液晶显示面板20可以在宽视角模式与窄视角模式之间切换，在宽视角模式下，公共电极21上施加的电压为直流公共电压(DC Vcom)；当有防窥需求切换至窄视角模式下时，公共电极21上施加的电压为上述的具有混合幅值特性的交流公共电压(AC Vcom)。该直流公共电压(DC Vcom)和该交流公共电压(AC Vcom)均由公共电压驱动电路30产生并提供给液晶显示面板20的公共电极21。

本发明实施例提供的液晶显示装置及其窄视角模式下的公共电压驱动方法，在窄视角模式下向公共电极输出具有混合幅值特性的周期性交流公共电压(AC Vcom)，作为目前混合视角显示技术在窄视角模式下显示对比度不足的一种改善方案，使在视角能够达到预期要求的前提下同时能够提高穿透率以及显示对比度，同时还能降低模组整体功耗。

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。