驱动电路以及液晶显示装置的制作方法

本发明涉及液晶显示技术领域，更具体地，涉及驱动电路以及液晶显示装置。

背景技术：

随着技术的发展，人们对液晶显示装置的防窥要求也越来越高，所以聚合物分散液晶薄膜(polymerdispersedliquidcrystal，简称pdlc)应运而生。pdlc可以呈现光散射态和光透射态，其中，pdlc呈现光散射态时，应用pdlc的液晶显示装置以宽视角模式工作，不同方向均可以看到完整且不失真的画面；在pdlc呈现光透射态时，应用pdlc的液晶显示装置以窄视角模式工作，正前方可以看到完整且不失真的画面，液晶显示装置处于防窥状态。

pdlc的上述特性，是因为pdlc中液晶主要以微滴的形式均匀分布在聚合物基质中，在无电场施加在pdlc上时，液晶分子以随机的方式排列，从而使得pdlc呈现光散射态；而在一定强度的电场施加在pdlc上使pdlc中的液晶分子规则排列时，pdlc则呈现透射状态。经研究，液晶显示装置中所使用的pdlc在液晶分子规则排列的情况下，需要振幅为42.4v、周期为60hz的正弦交流电来驱动pdlc。鉴于42.4v的驱动电压在弱电范围内难以通过小体积元件实现，因而，pdlc的光透射态可以通过两列振幅为21.2v、周期为60hz的正弦交流电来实现。

为了使pdlc应用在液晶显示装置中实现宽窄视角模式的切换，目前迫切需求一种驱动电路，以满足pdlc实现宽窄视角模式的上述电压需求。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种驱动电路以及液晶显示装置，其能够满足pdlc实现宽窄视角模式的电压需求。

根据本发明的第一方面，提供了一种驱动电路，包括：

控制模块，用于接收视角切换信号，并根据所述视角切换信号控制波形使能信号和电源使能信号的生成和终止；

基础信号产生模块，用于根据所述波形使能信号产生预设周期的交流电，且所述预设周期为窄视角模式驱动pdlc的交流电周期；

电源模块，用于根据所述电源使能信号对放大模块提供电能；

所述放大模块，用于在被提供电能后将所述交流电进行放大，生成第一驱动交流电和第二驱动交流电，以通过所述第一驱动交流电和所述第二驱动交流电的合成交流电驱动pdlc在窄视角模式下工作。

可选地，所述基础波形产生模块，包括：

主控制器；

数模转换器，经由连接线与所述主控制器相连；

其中，所述主控制器接收所述波形使能信号，并根据所述波形使能信号控制所述数模转换器输出所述交流电。

可选地，所述基础波形产生模块还包括：

第一运算放大器，用于接收所述交流电，增加所述交流电的推力后输出到所述放大模块。

可选地，所述控制模块包括：

信号接收端，用于接收所述视角切换信号；

供电电压接收端，用于接收供电电压；

控制单元，用于在接收到所述供电电压和所述视角切换信号，并在所述视角切换信号为由宽视角到窄视角的切换信号的情况下，输出所述波形使能信号和所述电源使能信号。

可选地，所述控制单元包括：n型场效应管和p型场效应管，其中，

所述n型场效应管的栅极和所述供电电压接收端连接，用于接收所述供电电压；

所述n型场效应管的源极接地；

所述n型场效应管的漏极和所述p型场效应管的栅极连接；

所述p型场效应管的源极和所述信号接收端连接，用于接收所述视角切换信号，且高电平的所述视角切换信号表示切换到窄视角模式，低电平的所述视角切换信号表示切换到宽视角模式；

所述p型场效应管的漏极为信号输出端，且所述信号输出端输出所述波形使能信号和所述电源使能信号。

可选地，所述控制单元还包括：

第一电阻，串联在所述n型场效应管的栅极和所述供电电压接收端之间；

第二电阻和第一稳压二极管，并联在所述n型场效应管的栅极和所述第一电阻之间节点和地之间；

第三电阻，串联在所述信号接收端和所述p型场效应管的源极之间；

第二稳压二极管，串联在所述第三电阻和所述p型场效应管的源极之间的节点和地之间；

第四电阻和第五电阻，串联在所述n型场效应管的的漏极和所述p型场效应管的漏极之间；

第六电阻，串联在所述p型场效应管的漏极和地之间；

第七电阻，串联在所述p型场效应管的漏极和所述信号输出端之间。

可选地，所述放大模块包括：第一电容和第二运算放大器，且所述第二运算放大器为双通道运算放大器，其中，

所述第一电容用于接收所述交流电，并对所述交流电中的直流成分进行滤除后输出到所述双通道运算放大器中；

所述双通道运算放大器中的一个运算放大器用于搭建负反馈放大电路，以将所述交流电放大而生成所述第一驱动交流电；

所述双通道运算放大器中的另一个运算放大器用于搭建反相器，以将所述交流电放大而生成所述第二驱动交流电，且所述第二驱动交流电和所述第一驱动交流电为相互反向的等振幅等周期交流电。

可选地，所述电源模块包括：供电电路和电压转换电路，其中，

所述供电电路通过第一供电电路或第二供电电路提供电能；

所述电压转换电路用于将所述供电电路提供的电能进行升压，以满足所述放大模块的电能需求，其中，

所述供电电路通过第一供电电路或第二供电电路提供电能；

所述电压转换电路用于将所述供电电路提供的电能进行升压，以满足所述放大模块的电能需求，其中，

所述第一供电电路通过第一连接件和第一电源的电能输出端连接，用于在所述第一连接件上件时通过所述第一电源提供电能；

所述第二供电电路通过第二连接件和第二电源的电能输出端连接，用于在所述第二连接件上件时通过所述第二电源提供电能，且所述第一电源的供电电压范围大于所述第二电源的供电电压范围。

可选地，所述驱动电路还包括：

电压检测模块，用于对所述视角切换信号进行检测，并在所述视角切换信号引起的所述合成交流电和直流电进行切换时，使背光使能信号处于低电平预设时长，其中，所述预设时长为所述合成交流电和直流电之间的切换过程所用时长；

背光使能模块，用于接收所述背光使能信号，并根据所述背光使能信号控制pdlc的背光灯开关，其中，所述背光使能信号处于低电平时pdlc的背光灯熄灭，所述背光使能信号处于高电平时pdlc的背光灯点亮。

根据本发明的第二方面，提供了一种液晶显示装置，包括：通过连接器连接的显示控制模块和如上所述的驱动电路，其中，

所述显示控制模块，用于根据用户操作生成视角切换信号；

所述驱动电路，用于接收所述视角切换信号，并根据所述视角切换信号生成驱动相应视角模式下pdlc的驱动电压。

本发明的有益效果是，通过控制模块根据视角切换信号控制波形使能信号和电源使能信号的生成和终止，通过基础信号产生模块产生交流电，通过电源模块对放大模块提供电能，通过放大模块将交流电进行放大，生成第一驱动交流电和第二驱动交流电，以通过所述第一驱动交流电和所述第二驱动交流电的合成交流电驱动pdlc在窄视角模式下工作，从而在弱电范围内通过小体积元件即可提供较大电压的交流电，满足了pdlc实现宽窄视角模式的电压需求。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本发明第一实施例的驱动电路的结构框图；

图2示出本发明第一实施例的控制模块的电路图；

图3示出本发明第一实施例的放大模块的电路图；

图4示出本发明第一实施例的电源模块的电路图；

图5(a)和图5(b)示出本发明第一实施例中视角切换信号、合成交流电以及背光使能信号之间的对应关系示意图；

图6示出本发明第二实施例的液晶显示装置的结构框图；

图7示出本发明第二实施例的液晶显示装置的工作过程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

下面通过附图具体描述本发明的实施例。

图1示出本发明第一实施例的驱动电路100，包括：

控制模块110，用于接收视角切换信号，并根据视角切换信号控制波形使能信号和电源使能信号的生成和终止；

基础信号产生模块120，用于根据波形使能信号产生预设周期的交流电，且预设周期为窄视角模式驱动pdlc的交流电周期；

电源模块130，用于根据电源使能信号对放大模块提供电能；

放大模块140，用于在被提供电能后将交流电进行放大，生成第一驱动交流电和第二驱动交流电，以通过第一驱动交流电和第二驱动交流电的合成交流电驱动pdlc在窄视角模式下工作。

本发明实施例中提供的驱动电路使得在弱电范围内通过小体积元件即可提供较大电压的交流电，以满足pdlc实现宽窄视角模式的电压需求。在本实施例中基础信号产生模块120根据波形使能信号产生预设周期的正弦交流电，且预设周期为窄视角模式驱动pdlc的交流电周期方能实现在窄视角模式驱动pdlc电路，下面以基础信号产生模块120产生预设周期的正弦交流电为例进行详细说明。

需要说明的是，根据视角切换信号控制波形使能信号和电源使能信号的生成和终止，即，视角切换信号表示切换到窄视角模式时控制波形使能信号和电源使能信号生成，视角切换信号表示切换到宽视角模式时控制波形使能信号和电源使能信号终止。

在一个可选的实施例中，基础波形产生模块120，包括：

主控制器；

数模转换器，经由连接线与主控制器相连；

其中，主控制器接收波形使能信号，并根据波形使能信号控制数模转换器输出正弦交流电。

本发明实施例中，主控制器为微处理单元(microcontrollerunit，mcu)，包括时钟端scl和数据端sda。其中，所述时钟端scl用于发送时钟信号；所述数据端sda用于发送控制信号。上述连接线可以采用philips公司开发的两线式串行i2c总线，包括时钟端scl和数据端sda，从而使得mcu通过i2c总线通道给数模转换器(digitaltoanalogconverter，dac)写入不同的指令，dac接收到指令后输出正弦交流电。

进一步，基础波形产生模块120还可以包括：

第一运算放大器，用于接收正弦交流电，并对正弦交流电进行放大后输出到放大模块。

本发明实施例中，运算放大器(operationalamplifier，op放大器)，对正弦交流电进行放大后输出到放大模块，有利于放大模块接收到高保真度的正弦交流电信号。

在一个可选的实施例中，控制模块110包括：

信号接收端，用于接收视角切换信号；

供电电压接收端，用于接收供电电压；

控制单元，用于在接收到供电电压和视角切换信号，并在视角切换信号为由宽视角到窄视角的切换信号的情况下，输出波形使能信号和电源使能信号。

本发明实施例中，控制模块110的信号接收端接收视角切换信号，并通过控制单元向基础波形产生模块120的主控制器输出波形使能信号，以及向电源模块130输出电源使能信号，从而，视角切换信号与基础波形产生模块120的主控制器相互隔离，并且主控制器的其它信号也是在电源信号vin1之后输入主控制器以使主控制器控制数模转换器输出正弦交流电。

图2所示为控制模块110的电路图，参照图2，控制模块110中的控制单元111包括：n型场效应管q1和p型场效应管q2，其中，

n型场效应管q1的栅极和供电电压接收端vin1连接，用于接收供电电压；

n型场效应管q1的源极接地；

n型场效应管q1的漏极和p型场效应管q2的栅极连接；

p型场效应管q2的源极和信号接收端pdlc连接，用于接收视角切换信号，且高电平的视角切换信号表示切换到窄视角模式，低电平的视角切换信号表示切换到宽视角模式；

p型场效应管q2的漏极为信号输出端，且信号输出端输出的pdlc1为波形使能信号和电源使能信号。

控制单元111的工作原理如下：在供电电压接收端vin1接收到供电电压的情况下，n型场效应管q1的栅极电压高于源极电压，n型场效应管q1导通。继而，在信号接收端pdlc接收到高电平的视角切换信号的情况下，p型场效应管q2的栅极电压低于源极电压，p型场效应管q2导通，信号输出端pdlc1向外输出波形使能信号和电源使能信号；而在信号接收端pdlc接收到低电平的视角切换信号的情况下，p型场效应管q2的栅极电压不低于源极电压，p型场效应管q2断开，信号输出端pdlc1不向外输出波形使能信号和电源使能信号。

本发明实施例中的控制单元111通过一个n型场效应管q1和一个p型场效应管q2的相互配合，使得供电电压接收端vin1没有接收到供电电压的情况下，信号输出端pdlc1无电压输出，因而，信号接收端pdlc的电压也不会导通到基础波形产生模块120的主控制器内部；并且通过信号接收端pdlc接受视角切换信号的高低电平则实现了pdlc宽窄视角切换的功能。

进一步，参照图2，控制单元111还可以包括：

第一电阻r1，串联在n型场效应管q1的栅极和供电电压接收端之间；

第二电阻r2和第一稳压二极管d1，并联在n型场效应管q1的栅极和第一电阻r1之间节点和地之间；

第三电阻r3，串联在信号接收端pdlc和p型场效应管q2的源极之间；

第二稳压二极管d2，串联在第三电阻r3和p型场效应管q2的源极之间的节点和地之间；

第四电阻r4和第五电阻r5，串联在n型场效应管q1的的漏极和p型场效应管q2的漏极之间；

第六电阻r6，串联在p型场效应管q2的漏极和地之间；

第七电阻r7，串联在p型场效应管q2的漏极和信号输出端pdlc1之间。

在一个可选的实施例中，放大模块140包括：第一电容和第二运算放大器，且第二运算放大器为双通道运算放大器，其中，

第一电容用于接收正弦交流电，并对正弦交流电中的直流成分进行滤除后输出到双通道运算放大器中；

双通道运算放大器中的一个运算放大器用于搭建负反馈放大电路，以将正弦交流电放大而生成第一驱动交流电；

双通道运算放大器中的另一个运算放大器用于搭建反相器，以将正弦交流电放大而生成第二驱动交流电，且第二驱动交流电和第一驱动交流电为相互反向的等振幅等周期交流电。

图3所示为本发明实施例中一种放大模块140的电路图。参照图3，放大模块140包括第一电容c1，以及由双通道运算放大器u1连通的负反馈放大电路141和反相器142。

其中，所述第一电容c1和正弦交流电接收端acv1连接；所述双通道运算放大器u1包括与负反馈放大电路141连接的第一供电端v-、第一反相输入端-ina、第一同向输入端+ina、第一输出端outa，以及与反相器142连通的第二供电端v+、第二反相输入端-inb、第二同向输入端+inb、第二输出端outb。该双通道运算放大器可以选用华越微d4580这一双通道运算放大器，但需要强调的是，本发明对所使用运算放大器的具体型号不作限定。

上述负反馈放大电路141包括：

电容c11，串联在第一供电端v-和电源模块130的负电压输出端vs-之间节点和地之间；

并联的电阻r11和电阻r12，串联在第一同向输入端+ina和地之间；

电阻r13，串联在第一反相输入端-ina和第一电容c1之间；

电阻r15，串联在第一输出端outa和负反馈放大电路141的输出端acv2之间；以及，

电阻r14，串联在第一反相输入端-ina和第一输出端outa之间。

上述反相器142包括：

电容c21，串联在第二供电端v+和电源模块130的正电压输出端vs+之间节点和地之间；

并联的电阻r21和电阻r22，串联在第二同向输入端+inb和地之间；

电阻r23，串联在第二反相输入端-inb和反相器142的输入端acv2之间；

电阻r25，串联在第二输出端outb和反相器142的输出端acv3之间；以及，

电阻r24，串联在第二反相输入端-inb和第二输出端outb之间。

需要说明的是，反相器142的输入端acv2接收的为负反馈放大电路141的输出端acv2输出的第一驱动交流电，从而反相器142将第一驱动交流电反向后得到和第一驱动交流电为相互反向的等振幅等周期的第二驱动交流电。负反馈放大电路141的输出端acv2还向放大模块外输出上述第一驱动交流电，以及，反相器142的输出端acv3向放大模块外输出上述第二驱动交流电。

上述第一供电端v-、第二供电端v+和电源模块130连接，以从电源模块130获得电能。其中，所述第一供电端v-和电源模块130之间的节点通过电容c11接地，所述第二供电端v+和电源模块130之间的节点通过电容c21接地，电容c11和电容c21的使用起到了稳压的作用。

本发明实施例中，放大模块140将正弦交流电中的直流成分通过第一电容c1进行滤除后放大生成第一驱动交流电和第二驱动交流电，在pdlc的驱动电压为振幅42.4v、周期60hz的正弦交流电的情况下，第一驱动交流电和第二驱动交流电则为两个互为反向的振幅21.2v、周期60hz的正弦交流电。进一步，两列相互反向的正弦交流电，经相位转换并叠加后则可以得到一个振幅42.4v、周期60hz的正弦交流电，从而驱动pdlc实现窄视角模式。

图4所示为电源模块130的示意图。参照图4，电源模块130可以包括：供电电路和电压转换电路133，其中，

供电电路通过第一供电电路131或第二供电电路132提供电能；

电压转换电路133用于将供电电路提供的电能进行升压，以满足放大模块140的电能需求，其中，

第一供电电路131通过第一连接件s1和第一电源的电能输出端vled1连接，用于在第一连接件s1上件时通过第一电源提供电能；

第二供电电路132通过第二连接件s2和第二电源的电能输出端vin1连接，用于在第二连接件s2上件时通过第二电源提供电能，且第一电源的供电电压范围大于第二电源的供电电压范围。

上述第一连接件和第二连接件可以选用0欧姆电阻，即，通过0欧姆电阻实现第一供电电路131和第一电源的电能输出端vled1之间的连通或断开，以及通过另一0欧姆电阻实现第二供电电路132和第二电源的电能输出端vin1之间的连通或断开。

在液晶显示装置中，上述第二电源可以采用逻辑电源，逻辑电源的供电电压范围为0-3.6v；上述第一电源可以采用背光灯所使用电源，该电源的供电电压范围为5-21v。

本发明实施例中，电源模块130通过第一供电电路131或第二供电电路132提供电能，使得电源模块130的输入电源范围较广，便于电源模块130对输入电源进行调节得到满足放大模块的电能。

进一步，电源模块130中的供电电路的输出端通过p型场效应管q3和电压转换电路133连接，并且通过第八电阻r8、第九电阻r9以及n型场效应管q4和控制模块110的信号输出端pdlc1连接，以接收信号输出端pdlc1输出的电源使能信号。并且，n型场效应管q4的栅极和信号输出端pdlc1连接，n型场效应管q4的源极接地，n型场效应管q4的漏极和第九电阻r9连接；第八电阻r8和第九电阻r9之间的节点和p型场效应管q3的栅极连接，p型场效应管q3的源极和供电电路的输出端连接，p型场效应管q3的漏极和电压转换电路133连接。因而，在信号输出端pdlc1输出高电平信号(窄视角模式)时，n型场效应管q4的栅极电压高于源极电压，n型场效应管q4导通，并且在供电电路的输出端提供电能的情况下，p型场效应管q3的源极电压高于其栅极电压，p型场效应管q3导通，电压转换电路133接收到第一供电电路131或第二供电电路132提供的电压，电压转换电路133对接收到电压进行升压，以满足放大模块140的电能需求。

本发明实施例中，在控制模块110的供电电压接收端vin1没有接收到供电电压的情况下，电源模块130则不会通过信号输出端pdlc1接收到电源使能信号，从而电压转换电路133不会漏电到自身的芯片中造成电能损耗。

由于放大模块140的电能需求的电压较高，电压转换电路133用于将供电电路提供的电能进行升压，具体可以通过一个类singleboost的ic实现升压得到电压值为+v的电压，并通过dischargepump来实现电压的反转而得到电压值为-v的电压，电压值为+v的电压输出到放大模块140的第二供电端v+，以及电压值为-v的电压输出到放大模块140第一供电端v-后，使得放大模块140输出第一驱动交流电和第二驱动交流电。

在一个可选的实施例中，驱动电路还包括：

电压检测模块，用于对视角切换信号进行检测，并在视角切换信号引起的合成交流电和直流电之间进行切换时使背光使能信号处于低电平预设时长，其中，预设时长为合成交流电和直流电之间的切换过程所用时长；

背光使能模块，用于接收背光使能信号，并根据背光使能信号控制pdlc的背光灯开关，其中，背光使能信号处于低电平时pdlc的背光灯熄灭，背光使能信号处于高电平时pdlc的背光灯点亮。

图5(a)和图5(b)所示为控制模块110中的信号接收端pdlc接收到的视角切换信号pdlc、合成交流电ac1&ac2、背光使能信号led_en之间的对应关系。其中，低电平的视角切换信号pdlc表示宽视角工作模式，高电平的视角切换信号pdlc表示窄视角工作模式；高电平的背光使能信号led_en表示点亮pdlc的背光灯，低电平的背光使能信号led_en表示熄灭pdlc的背光灯。并且，图5(a)表示由宽视角向窄视角切换的过程，图5(b)表示由窄视角向宽视角切换的过程。参照图5(a)和图5(b)，在合成交流电和直流电之间完成切换时，即，pdlc接收到正弦交流电或直流电时，背光使能信号led_en恢复高电平，点亮pdlc的背光灯。

本发明实施例中，驱动电路通过电压检测模块和背光使能模块，使得合成交流电和直流电之间完成切换时点亮pdlc的背光灯，使得pdlc在宽窄视角切换过程中具备防画异功能。

图6示出本发明第二实施例的液晶显示装置的结构框图。参照图6，液晶显示装置包括：通过连接器连接的显示控制模块和如上所述的驱动电路，其中，

显示控制模块，用于根据用户操作生成视角切换信号；

驱动电路，用于接收视角切换角切换信号，并根据视角切换信号生成驱动相应视角模式下pdlc的驱动电压。

图7所示为液晶显示装置的工作过程示意图。参照图7，连接器将视角切换信号发送到驱动电路，驱动电路根据视角切换信号生成交流电或0v直流电。pdlc膜片在交流电的驱动下呈现透射状态，液晶屏只能被正前方的使用者看到完整不失真的图像，液晶屏的左侧和右侧无法看到图像，液晶显示装置处于防窥状态；在0v直流电的情况下，pdlc膜片呈现散射状态，液晶屏的正前方、左侧以及右侧都可以看到完整不失真的图像。

综上所述，本发明实施例提供驱动电路及液晶显示装置，通过控制模块根据视角切换信号控制波形使能信号和电源使能信号的生成和终止，通过基础信号产生模块产生正弦交流电，通过电源模块对放大模块提供电能，通过放大模块将正弦交流电进行放大，生成第一驱动交流电和第二驱动交流电，以通过所述第一驱动交流电和所述第二驱动交流电的合成交流电驱动pdlc在窄视角模式下工作，从而满足了pdlc实现宽窄视角模式的电压需求。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。