CN108020940A - 能够控制视角的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

能够控制视角的显示装置及其驱动方法。讨论了一种能够通过电信号主动地控制视角的显示装置及其驱动方法。一个实施方式中的显示装置包括具有多个像素的第一基板以及具有凸透镜的第二基板，第二基板面向第一基板。多个像素中的每一个包括主像素和视角控制像素，并且在宽视角模式下在主像素和视角控制像素二者上显示图像。另外，在窄视角模式下在主像素上显示图像并且在视角控制像素上显示黑色。

Description

能够控制视角的显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明的实施方式涉及显示装置及其驱动方法。
背景技术
随着信息化社会的进步，对显示图像的显示装置的各种需求不断增加。因此，存在液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、有机发光显示(OLED)装置等的各种显示装置。
近来，显示装置被应用于诸如移动终端、笔记本计算机、平板计算机和智能手表的个人显示装置。个人显示装置可根据用户的需要来控制视角。个人显示装置可在窄视角模式和宽视角模式下被驱动。在窄视角模式的情况下，只能从前方观看显示图像，即，超过预定视角显示图像不可见。此外，在宽视角模式的情况下，显示图像不仅可从前方观看，而且可超过预定视角观看。本文中，视角指示用户相对于显示装置的前方可看到显示图像的最大角度。例如，如图1所示，在具有80°的视角的显示装置的情况下，相对于与显示装置的前方对应的0°以80°的角度位于左侧或右侧的用户可看到显示图像。
通常，个人显示装置的窄视角模式和宽视角模式可通过形成附加视角控制像素或者通过可拆卸地设置来自3M公司的防窥膜来实现。
用于形成附加视角控制像素的方法可通过在显示面板中在具有宽视角的各个像素之间另外设置视角控制像素来实现。视角控制像素可以是电控双折射(EBC)像素。在这种情况下，在宽视角模式下利用一般像素来显示图像，在窄视角模式下在以相对低的亮度驱动一般像素的条件下利用ECB像素来显示图像，从而实现窄视角模式和宽视角模式二者。然而，在形成附加视角控制像素的方法的情况下，难以在窄视角模式下实现窄视角。
在可拆卸地设置防窥膜的方法的情况下，难以通过电信号主动地控制视角。即，用户必须选择性地附接或分离防窥膜，这导致用户的不便。
发明内容
因此，本发明的实施方式致力于一种基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的显示装置及其驱动方法。
本发明的实施方式的一方面致力于提供一种能够通过电信号主动地控制视角的显示装置及其驱动方法。
本发明的实施方式的附加优点和特征将部分地在以下描述中阐述，并且部分地对于研究了以下部分的本领域普通技术人员而言将变得显而易见，或者可从本发明的实施方式的实践中学习。本发明的实施方式的目的和其它优点可通过在所撰写的说明书及其权利要求书以及附图中所具体指出的结构来实现和达到。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的实施方式的目的，如本文具体实现并且广义描述的，提供了一种显示装置，该显示装置可包括具有多个像素的第一基板以及具有凸透镜的第二基板，第二基板面向第一基板，其中，所述多个像素中的每一个包括主像素和视角控制像素，在宽视角模式下在主像素和视角控制像素二者上显示图像，在窄视角模式下在主像素上显示图像并且在视角控制像素上显示黑色。
在本发明的实施方式的另一方面，提供了一种驱动显示装置的方法，该显示装置包括具有多个像素的第一基板以及具有凸透镜的第二基板，各个像素包括主像素和视角控制像素，第二基板面向第一基板，该方法包括以下步骤：在宽视角模式下在主像素和视角控制像素上显示图像；以及在窄视角模式下在主像素上显示图像并且在视角控制像素上显示黑色。
将理解，本发明的实施方式的以上总体描述和以下详细描述二者是示例性和说明性的，旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用来说明本发明的原理。附图中：
图1是用于说明视角的示例图；
图2是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置的框图；
图3是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置中的第一基板、源极驱动IC、定时控制器、源极柔性膜、源极电路板和控制电路板的示例图；
图4是示出根据本发明的实施方式的显示面板的第二基板的立体图；
图5是示出根据本发明的实施方式的宽视角模式下的像素的平面图；
图6是示出根据本发明的实施方式的窄视角模式下的像素的平面图；
图7A和图7B是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置中的宽视角模式和窄视角模式二者的示例图；
图8A和图8B是用于说明根据本发明的一个实施方式的显示装置的在窄视角模式下计算视角的方法的示例图；
图9A和图9B是示出根据本发明的另一实施方式的显示装置中的宽视角模式和窄视角模式二者的示例图；
图10A和图10B是用于说明根据本发明的另一实施方式的显示装置的在窄视角模式下计算视角的方法的示例图；
图11是示出根据本发明的实施方式的根据窄视角模式的视角的亮度的曲线图；
图12是示出根据本发明的实施方式的显示面板的第二基板的制造方法的流程图；以及
图13A至图13E示出根据本发明的实施方式的显示面板的第二基板的制造方法。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的示例性实施方式，其示例示出于附图中。只要可能，贯穿附图将使用相同的标号来指代相同或相似的部分。
本发明的优点和特征及其实现方法将通过参照附图描述的以下实施方式而变得清楚。然而，本发明可按照不同的形式具体实现，不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使本发明将彻底和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。另外，本发明仅由权利要求书的范围限定。
附图中所公开的用于描述本发明的实施方式的形状、尺寸、比例、角度和数量仅是示例，因此，本发明不限于所示的细节。相同标号将始终指代相同元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为使本发明的重点不必要地模糊时，所述详细描述将被省略。
在使用本说明书中所描述的“包含”、“具有”和“包括”的情况下，除非使用“仅～”，否则可增加另一部分。除非相反地指出，否则单数形式的术语可包括多数形式。术语“可”包括术语“可以”的含义。
在解释元件时，尽管没有明确描述，但该元件被解释为包括误差区域。
在描述位置关系时，例如，当位置次序被描述为“在～上”、“在～上方”、“在～下”以及“在～旁边”时，除非使用“紧挨”或“直接”，否则可包括不接触的情况。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在～之后”、“随～之后”、“接着～”以及“在～之前”时，除非使用“紧挨”或“直接”，否则可包括不连续的情况。
将理解，尽管本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件相区分。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。
另外，“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”不限于垂直几何配置。即，“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”可包括适用宽范围的功能配置。
另外，应当理解，术语“至少一个”包括与任一项有关的所有组合。例如，“第一元件、第二元件和第三元件当中的至少一个”可包括从第一元件、第二元件和第三元件选择的两个或更多个元件的所有组合以及第一元件、第二元件和第三元件中的各个元件。另外，如果提及第一元件位于第二元件“上”或“上方”，则应当理解，第一元件和第二元件可彼此接触，或者第三元件可介于第一元件和第二元件之间。
如本领域技术人员可充分理解的，本发明的各种实施方式的特征可部分地或全部地彼此耦合或组合，并且可不同地彼此互操作并且在技术上驱动。本发明的实施方式可彼此独立地实现，或者可按照互相依赖的关系一起实现。
以下，将参照附图描述根据本发明的实施方式的显示装置及其驱动方法。
图2是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置的框图。图3是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置中的第一基板、源极驱动IC、定时控制器、源极柔性膜、源极电路板和控制电路板的示例图。图4是示出显示面板的第二基板的立体图。根据本发明的所有实施方式的显示装置的所有组件在操作上耦合并配置。
在图2和图3中，根据本发明的实施方式的显示装置100可以是能够以用于向选通线(G1～Gn)供应选通信号的行扫描方法向像素供应数据电压的任何显示装置。例如，根据本发明的实施方式的显示装置100可以是液晶显示装置、有机发光显示装置、场发射显示装置和电泳显示装置当中的任一个。本文中，根据本发明的实施方式的显示装置100被具体实现为液晶显示装置，但不限于此类型。
参照图2至图4，根据本发明的实施方式的显示装置100可包括显示面板10、背光单元20、数据驱动器30、选通驱动器40、定时控制器50、源极柔性膜60、源极电路板70、柔性电路板80和控制电路板90。
显示面板10利用像素来显示图像。显示面板10可包括第一基板111、第二基板112以及介于第一基板111和第二基板112之间的液晶层。
第一基板111和第二基板112可由玻璃形成。在第二基板112的第一表面上，可如图4所示制备凸透镜(CV)113。第二基板112的第一表面可如图9A和图9B所示为面向第一基板111的一个表面，或者可如图7A和图7B所示为其相对表面。
凸透镜113可通过在第二基板112的第一表面中形成具有与凸透镜形状对应的形状的凹版图案并用树脂填充凹版图案来获得。为了获得凸透镜113，树脂的折射率必须高于第二基板112的折射率。各个凹版图案可具有椭球形形状，如图4所示。
另外，凸透镜(CV)113的各个间距(PIT)可被设置在X轴方向上，并且光轴(光学轴)可被设置在Y轴方向上。X轴方向可以是选通线方向，Y轴方向可以是数据线方向。可参照图12以及图13A至图13E详细说明在第二基板112上形成凸透镜(CV)的方法。
在显示面板10的第一基板111上，存在数据线(D1～Dm，其中“m”为2或大于2的整数)、视角数据线(VD1～VDm)和选通线(G1～Gn，其中“n”是2或大于2的整数)。数据线(D1～Dm)和视角数据线(VD1～VDm)可彼此平行。数据线(D1～Dm)和视角数据线(VD1～VDm)可与选通线(G1～Gn)交叉。
如图2所示，可在数据线(D1～Dm)、视角数据线(VD1～VDm)和选通线(G1～Gn)的交点处设置像素(P)。各个像素(P)可与数据线(D1～Dm)、视角数据线(VD1～VDm)和选通线(G1～Gn)连接。
如图5和图6所示，各个像素(P)可包括主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)。主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个可包括像素电极、公共电极和存储电容器。
主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个可通过晶体管与任一条选通线(G1～Gn)和任一条数据线(D1～Dm)连接。即，如果晶体管(T)通过选通线的选通信号导通，则数据线的数据电压被供应给主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个中的像素电极。主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个通过由供应给像素电极的数据电压与供应给公共电极的公共电压之间的电压差产生的电场来驱动液晶层的液晶，从而可调节从背光单元20提供的光的透射率。
公共电极可按照诸如扭转向列(TN)模式或垂直取向(VA)模式的垂直电场驱动方法形成在第二基板112上，或者公共电极与像素电极一起可按照诸如面内切换(IPS)模式或边缘场切换(FFS)模式的水平电场驱动方法形成在第一基板111上。除了上述TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式以外，显示面板100的液晶模式可按照任何其它类型的液晶模式来具体实现。
另外，在像素电极与公共电极之间制备存储电容器，其中，存储电容器维持像素电极与公共电极之间的均匀电压差。主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个的操作将参照图5和图6来详细描述。
在显示面板10的第二基板112上，存在黑色基底和滤色器。滤色器可形成在未被黑色基底覆盖的开口中。如果显示面板按照TFT上滤色器(COT)结构形成，则可在显示面板10的第一基板111上形成黑色基底和滤色器。
偏振板可附接到显示面板10的第一基板111和第二基板112中的每一个，并且可提供用于设定液晶的预倾角的配向膜。可在显示面板10的第一基板111和第二基板112之间设置用于维持液晶层的单元间隙的色彩间隔物。
显示面板10可以是对从背光单元20发射的光进行调制的透射型液晶显示面板。背光单元20可包括根据从背光驱动器21供应的驱动电流(DC)发射光的光源、导光板(或漫射板)以及多个光学片。背光单元20可被分类为直下型和边缘型。背光单元20的光源可选自热阴极荧光灯(HCFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)、外部电极荧光灯、发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)中的一种或者两种或更多种。
背光驱动器21生成用于驱动背光单元20的光源的驱动电流(DC)。背光驱动器21在背光控制器的控制下打开/关闭供应给光源的驱动电流(DC)。背光控制器根据从主机系统或定时控制器50提供的全局/局部调光信号来向背光驱动器21发送包括脉宽调制(PWM)信号的占空比调节值的背光控制数据(BCD)。在图2中，背光控制器被设置在定时控制器50内部。
数据驱动器30从定时控制器50接收数字视频数据(DATA)和数据控制信号(DCS)。数据驱动器30从伽马参考电压供应器接收伽马参考电压。
数据驱动器30可包括至少一个源极驱动IC 31。源极驱动IC 31通过划分伽马参考电压来生成伽马灰度级电压。源极驱动IC 31根据数据控制信号(DCS)来利用伽马灰度级电压将数字视频数据(DATA)转换为模拟数据电压。源极驱动IC 31将模拟数据电压供应给数据线(D1～Dm)。另外，源极驱动IC 31将黑色灰度级的数据电压供应给视角数据线(VD1～VDm)。
各个源极驱动IC 31可在驱动芯片中制造。各个源极驱动IC 31可被安装在源极柔性膜60上。各个源极柔性膜60可由可弯折或弯曲的载带封装或膜上芯片形成。各个源极柔性膜60可使用各向异性导电膜通过TAB方法附接到显示面板10的非显示区域，由此源极驱动IC 31可与数据线(D1～Dm)连接。
各个源极驱动IC 31可通过玻璃上芯片(COG)方法或塑料上芯片(COP)方法直接附接到第一基板111上，然后与数据线(D1～Dm)连接。
源极柔性膜60可附接到源极电路板70上。源极电路板70可以是能够弯折或弯曲的柔性印刷电路板。本文中，可提供一个源极电路板70或提供多个源极电路板70。
选通驱动器40从定时控制器50接收选通控制信号(GCS)。选通驱动器40根据选通控制信号(GCS)生成从选通低电压(VGL)摆动到选通高电压(VGH)的选通信号，并将所生成的选通信号供应给选通线(G1～Gn)。选通高电压使显示面板10的像素(P)的晶体管导通，选通低电压使显示面板10的像素(P)的晶体管截止。
选通驱动器40可通过板内选通驱动器(GIP)方法设置在非显示区域(NDA)中。在图2中，选通驱动器40被设置在显示区域(DA)的一个外围侧的非显示区域(NDA)中，但不限于此结构。例如，选通驱动器40可被设置在显示区域(DA)的两个外围侧的非显示区域(NDA)中。
选通驱动器40可包括多个栅极驱动集成电路(栅极驱动IC)。栅极驱动IC可被安装在栅极柔性膜上。各个栅极柔性膜可以是载带封装或膜上芯片。各个栅极柔性膜可利用各向异性导电膜通过TAB方法附接到显示面板10的非显示区域(NDA)，由此栅极驱动IC可与选通线(G1～Gn)连接。
定时控制器50从外部系统板接收视频数据(DATA)和定时信号(TS)。定时信号可包括垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、点时钟等。
基于存储在诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的存储器中的驱动定时信息，定时控制器50生成用于控制选通驱动器40的操作定时的选通控制信号(GCS)并且生成用于控制数据驱动器30的操作定时的数据控制信号(DCS)。定时控制器50将选通控制信号(GCS)供应给选通驱动器40，并且定时控制器50将视频数据(DATA)和数据控制信号(DCS)供应给数据驱动器30。
定时控制器50可被安装在控制电路板90上，如图2所示。控制电路板90和源极电路板70可通过诸如柔性扁平线缆(FFC)或柔性印刷电路(FPC)的柔性电路板80连接，但不限于此结构。如果液晶显示装置被应用于诸如移动装置的小型显示装置，则定时控制器50可被安装在源极电路板70上。在这种情况下，可省略控制电路板90和柔性电路板80。
图5是示出宽视角模式下的像素的平面图，图6是示出窄视角模式下的像素的平面图。
为了说明方便，图5和图6仅示出第k选通线和第k+1选通线(Gk、Gk+1，其中“k”是满足1≤k≤n的整数)、第j数据线和第j+1数据线(DJ、Dj+1，其中“j”是满足1≤j≤n的整数)、第j视角数据线和第j+1视角数据线(VDJ、VDj+1)、设置在上述选通线、数据线和视角数据线的交点处的像素(P)、以及与第j数据线和第j+1数据线(DJ、Dj+1)和第j视角数据线和第j+1视角数据线(VDJ、VDj+1)连接的第一开关和第二开关(SW1、SW2)。
参照图5和图6，各个像素(P)可包括主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)。主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)中的每一个可包括像素电极、公共电极和存储电容器。
主像素(SP1)可通过第一晶体管(T1)与第k选通线(Gk)和第j数据线(Dj)连接。详细地，第一晶体管(T1)的栅极与第k选通线(Gk)连接，第一晶体管(T1)的源极与第j数据线(Dj)连接，第一晶体管(T1)的漏极与主像素(SP1)的像素电极连接。
如果选通信号被施加到第k选通线(Gk)，则第一晶体管(T1)导通，以使得第j数据线(Dj)的数据电压被供应给主像素(SP1)的像素电极。因此，主像素(SP1)通过在像素电极的数据电压与公共电极的公共电压之间的电压差中产生的电场来驱动液晶层的液晶，以使得可调节从背光单元20提供的光的透射率。
视角控制像素(SP2)通过第二晶体管(T2)与第k选通线(Gk)和第j视角数据线(VDj)连接。详细地，第二晶体管(T2)的栅极与第k选通线(Gk)连接，第二晶体管(T2)的源极与第j视角数据线(VDj)连接，第二晶体管(T2)的漏极与视角控制像素(SP2)的像素电极连接。
如果选通信号被施加到第k选通线(Gk)，则第二晶体管(T2)导通，以使得第j视角数据线(VDj)的数据电压被供应给视角控制像素(SP2)的像素电极。因此，视角控制像素(SP2)通过在像素电极的数据电压与公共电极的公共电压之间的电压差中产生的电场来驱动液晶层的液晶，以使得可调节从背光单元20提供的光的透射率。
视角控制像素(SP2)相对大于主像素(SP1)。例如，如图5和图6所示，视角控制像素(SP2)在X轴方向上相对长于主像素(SP1)，其中，X轴方向指示选通线方向。
第一开关(SW1)被设置在第j数据线(Dj)与第j视角数据线(VDj)之间，从而对第j个数据线(Dj)与第j视角数据线(VDj)之间的连接进行开关。第一开关(SW1)通过第一开关控制信号(SCS1)来接通/断开。例如，第一开关(SW1)通过具有第一逻辑电平电压的第一开关控制信号(SCS1)来接通，并且通过具有第二逻辑电平电压的第一开关控制信号(SCS1)来断开。
第二开关(SW2)被设置在第j视角数据线(VDj)与源极驱动IC 31之间，从而对第j视角数据线(VDj)与源极驱动IC 31之间的接触进行开关。第二开关(SW2)通过第二开关控制信号(SCS2)来接通/断开。例如，第二开关(SW2)通过具有第一逻辑电平电压的第二开关控制信号(SCS2)来接通，并且通过具有第二逻辑电平电压的第二开关控制信号(SCS2)来断开。
根据本发明的实施方式的显示装置可在宽视角模式或窄视角模式下驱动。在窄视角模式的情况下，只能从前方观看显示图像，即，超过预定视角显示图像不可见。此外，在宽视角模式的情况下，显示图像不仅可从前方观看，而且可超过预定视角观看。可在定时控制器50中根据在宽视角模式还是窄视角模式下驱动来生成第一开关控制信号和第二开关控制信号(SCS1、SCS2)。
视角指示用户相对于显示装置的前方可看到显示图像的最大角度。例如，如图1所示，在具有80°的视角的显示装置的情况下，相对于与显示装置的前方对应的0°以80°的角度位于左侧或右侧的用户可看到显示图像。
详细地，在宽视角模式的情况下，如图5所示，第一开关(SW1)通过第一逻辑电平电压的第一开关控制信号(SCS1)而接通，第二开关(SW2)通过第二逻辑电平电压的第二开关控制信号(SCS2)而断开。在宽视角模式下，第j数据线(Dj)和第j视角数据线(VDj)彼此连接，并且第j视角数据线(VDj)和源极驱动IC 31未彼此连接。因此，相同的数据电压被供应给第j数据线(Dj)和第j视角数据线(VDj)。因此，在宽视角模式的情况下，相同的数据电压被供应给主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)，由此可利用主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)显示图像。
此外，在窄视角模式的情况下，如图6所示，第一开关(SW1)通过第二逻辑电平电压的第一开关控制信号(SCS1)而断开，第二开关(SW2)通过第一逻辑电平电压的第二开关控制信号(SCS2)而接通。在窄视角模式下，第j数据线(Dj)和第j视角数据线(VDj)未彼此连接，并且第j视角数据线(VDj)和源极驱动IC 31彼此连接。因此，数据电压被供应给第j数据线(Dj)，黑色灰度级的数据电压被供应给第j视角数据线(VDj)。因此，在窄视角模式的情况下，黑色灰度级的数据电压被供应给视角控制像素(SP2)，由此可仅在主像素(SP1)中显示图像。
如上所述，在宽视角模式的情况下，相同的数据电压被供应给主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)，由此可利用主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)显示图像，从而实现宽视角。另外，在窄视角模式的情况下，黑色灰度级的数据电压被供应给视角控制像素(SP2)，由此可在主像素(SP1)中显示图像并且在视角控制像素(SP2)中显示黑色，从而实现窄视角。即，可根据所施加的电信号来控制宽视角模式和窄视角模式。
图7A和图7B是示出根据本发明的一个实施方式的显示装置中的宽视角模式和窄视角模式二者的示例图。图7A示出根据宽视角模式的显示装置100，图7B示出根据窄视角模式的显示装置100。
为了说明方便，图7A和图7B仅示出显示面板10的第一基板111和第二基板112、第一基板111的第一表面上的像素(P)、附接到第一基板111的第二表面的第一偏振板(POL1)、附接到第二基板112的第一表面的第二偏振板(POL2)以及背光单元200。在图7A和图7B中，在第二基板112的第一表面上制备凸透镜113，其中，第二基板112的第一表面对应于与面向第一基板111的一个表面相对的表面。
参照图7A和图7B，视角控制像素(SP2)相对大于主像素(SP1)。例如，如图7A和图7B所示，视角控制像素(SP2)在X轴方向上比主像素(SP1)长，其中，X轴方向指示选通线方向。在图7A和图7B中，主像素(SP1)的尺寸与视角控制像素(SP2)的尺寸之比为1:2，但不限于此结构。例如，可根据凸透镜113的焦距来改变主像素的尺寸(SP1)和视角控制像素(SP2)的尺寸。
在宽视角模式的情况下，如图7A所示，在各个像素(P)中的主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)上显示图像，由此从主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)发射的光可朝着所有方向前进。因此，显示图像不仅可从前方观看，而且可超过预定视角观看。即，用户可在预定视角内观看显示图像。
此外，在窄视角模式的情况下，如图7B所示，在各个像素(P)的主像素(SP1)上显示图像，并且在视角控制像素(SP2)中显示黑色。各个像素(P)的主像素(SP1)被设置在凸透镜113的中心，由此从各个像素(P)的主像素(SP1)发射的光被凸透镜113折射，并且折射光朝着前方前进。因此，只能从前方观看显示图像，即，显示图像超过预定视角不可见。
根据本发明的实施方式，如上所述，凸透镜113被设置在第二基板112上，并且各个像素(P)被划分成主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)。在宽视角模式下，在主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)二者上显示图像以使得可实现宽视角。在窄视角模式下，在主像素(SP1)上显示图像并且在视角控制像素(SP2)上显示黑色，以使得可实现窄视角。即，可根据电信号主动地控制视角。
图8A和图8B示出在图7B的窄视角模式下计算视角的方法。
参照图8A和图8B，从背光单元200发射的光(L)通过主像素(SP1)入射在凸透镜113上的临界角(θCR)可由下式1定义。
[式1]
在上式1中，θCR是从背光单元200发射的光(L)入射在主像素(SP1)上的临界角，“n1”是空气层的折射率，“n2”是第二基板112的折射率。
入射在主像素(SP1)上的具有预定临界角(θCR)的光(L)如图8A所示可通过主像素(SP1)的上边缘到达凸透镜113，或者如图8B所示可通过主像素(SP1)的下边缘到达凸透镜113。如图8A所示通过主像素(SP1)的上边缘在凸透镜113上折射的光(L)的角度可被定义为第一视角(θ1)。另外，如图8B所示通过主像素(SP1)的下边缘在凸透镜113上折射的光(L)的角度可被定义为第二视角(θ2)。在这种情况下，窄视角模式的最终视角可被设定为从第一视角和第二视角选择的最大值。
图9A和图9B是示出根据本发明的另一实施方式的显示装置中的宽视角模式和窄视角模式二者的示例图。图9A示出宽视角模式下的根据本发明的另一实施方式的显示装置，图9B示出窄视角模式下的根据本发明的另一实施方式的显示装置。
为了说明方便，图9A和图9B仅示出显示面板10的第一基板111和第二基板112、在第一基板111的第一表面上的像素(P)、附接到第一基板111的第二表面的第一偏振板(POL1)、附接到第二基板112的第一表面的第二偏振板(POL2)以及背光单元200。在图9A和图9B中，在第二基板112的第一表面上制备凸透镜113，并且第二基板112的第一表面对应于面向第一基板111的一个表面。在这种情况下，用于确保凸透镜113的焦距(f)的间隙基板114被设置在第一基板111和第二基板112之间。间隙基板114可由玻璃形成。
在宽视角模式下，如图9A所示，在各个像素(P)的主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)上显示图像，由此从主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)发射的光可朝着所有方向前进。因此，显示图像不仅可从前方观看，而且可超过预定视角观看。即，用户可在预定视角内观看显示图像。
此外，在窄视角模式的情况下，如图9B所示，在各个像素(P)的主像素(SP1)上显示图像，并且在视角控制像素(SP2)中显示黑色。从各个像素(P)的主像素(SP1)发射的光(L)被凸透镜113折射，并且折射光朝向前方前进。因此，只能从前方观看显示图像，即，显示图像超过预定视角不可见。
根据本发明的实施方式，如上所述，凸透镜113被设置在第二基板112上，并且各个像素(P)被划分成主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)。在宽视角模式下，在主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)二者上显示图像以使得可实现宽视角。在窄视角模式下，在主像素(SP1)上显示图像并且在视角控制像素(SP2)上显示黑色，以使得可实现窄视角。即，可根据电信号主动地控制视角。
图10A和图10B示出在图9B的窄视角模式下计算视角的方法。
参照图10A和图10B，各个像素(P)的主像素(SP1)被设置在凸透镜113的中心。在这种情况下，从背光单元200发射的光(L)通过主像素(SP1)入射在凸透镜113上的临界角(θCR)可由上式1定义。
入射在主像素(SP1)上的具有预定临界角(θCR)的光(L)如图10A所示可通过主像素(SP1)的上边缘到达凸透镜113，或者如图10B所示可通过主像素(SP1)的下边缘到达凸透镜113。如图10A所示通过主像素(SP1)的上边缘在凸透镜113上折射的光(L)的角度可被定义为第三视角(θ3)。另外，如图10B所示通过主像素(SP1)的下边缘在凸透镜113上折射的光(L)的角度可被定义为第四视角(θ4)。在这种情况下，窄视角模式的最终视角可被设定为从第三视角和第四视角选择的最大值。
图11是示出根据本发明的实施方式的根据窄视角模式的视角的亮度的曲线图。
在图11中，X轴的右侧对应于右侧视角，X轴的左侧对应于左侧视角，Y轴对应于亮度。
参照图11，相对于最大亮度100％，可将窄视角模式的视角设定为具有5％或超过5％的亮度的角度。在图11中，5％或超过5％的亮度可通过左侧视角38°和右侧视角34°来获得。因此，根据本发明的实施方式，可从左侧视角38°和右侧视角34°看到图像，并且超过左侧视角38°和右侧视角34°图像不可见。
根据本发明的实施方式，如上所述，可通过电信号主动地控制视角，并且还可在窄视角模式下通过左侧视角38°和右侧视角34°实现窄视角。
图12是示出根据本发明的实施方式的显示面板的第二基板的制造方法的流程图。图13A至图13E示出显示面板的第二基板的制造方法。
以下，将参照图12和图13A至图13E详细描述根据本发明的一个实施方式的第二基板112的制造方法。在图12和图13A至图13E中，第二基板112由玻璃形成。
首先，如图13A所示，在第二基板112的第一表面上沉积金属层(ML)。金属层(ML)可由钼(Mo)形成，并且可优选按照大约的厚度沉积。可考虑各个凹版图案112a的厚度设定金属层(ML)的厚度(参见图12的S101)。
其次，如图13B所示，在金属层(ML)上布置掩模(M)，通过UV照射使金属层(ML)的一些区域暴露，从而形成金属图案(MP)(参见图12的S102)。
第三，如图13C所示，利用诸如氢氟酸(HF)的蚀刻气体来蚀刻具有金属图案(MP)的第二基板112，由此可在没有金属图案(MP)的第二基板112的第一表面中形成凹版图案112a(参见图12的S103)。
第四，如图13D所示，从第二基板112的第一表面去除金属图案(MP)(参见图12的S104)。
第五，如图13E所示，通过利用树脂填充第二基板112的第一表面中的凹版图案112来形成凸透镜113。为了获得凸透镜113，树脂的折射率必须高于第二基板112的折射率。
为了使凸透镜113的形状为半球形或椭球形形状，可在利用树脂填充凹版图案112a之前在第二基板112的第一表面上沉积有机膜。在这种情况下，可在有机膜中填充树脂(参见图12的S105)。
此外，如果第二基板112由塑料基板形成，则可在第二基板112的第一表面中通过挤出成型或压制成型来形成凹版图案112a。
根据本发明的实施方式，凸透镜113被设置在第二基板112上，并且各个像素(P)被划分为主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)。在宽视角模式下，在主像素(SP1)和视角控制像素(SP2)二者上显示图像，以使得可实现宽视角。在窄视角模式下，在主像素(SP1)上显示图像并且在视角控制像素(SP2)上显示黑色，以使得可实现窄视角。即，在本发明的实施方式中可根据电信号主动地控制视角。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明的实施方式进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖对本发明的这些修改和变化，只要它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内即可。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年10月31日提交的韩国专利申请No.10-2016-0143222的优先权，其通过引用并入本文，如同在本文中充分阐述一样。

Claims (14)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
第一基板以及面向所述第一基板的第二基板；
在所述第一基板上的多个像素；以及
在所述第二基板上的凸透镜，
其中，所述多个像素中的每一个包括主像素和视角控制像素，
在宽视角模式下，在所述主像素和所述视角控制像素二者上显示图像，并且
在窄视角模式下，在所述主像素上显示图像并且在所述视角控制像素上显示黑色。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述主像素被设置在所述凸透镜的中心。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述凸透镜包括填充在所述第二基板的第一表面中制备的凹版图案中的树脂，并且所述树脂的折射率大于所述第二基板的折射率。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第二基板的所述第一表面对应于与面向所述第一基板的表面相对的表面。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第二基板的所述第一表面对应于面向所述第一基板的表面。
6.根据权利要求5所述的显示装置，该显示装置还包括设置在所述第一基板和所述第二基板之间的第三基板。
7.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括：
在第一方向上布置在所述第一基板上的选通线；以及
在第二方向上布置在所述第一基板上的数据线和视角数据线，其中，所述第二方向与所述第一方向交叉。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，在所述宽视角模式下，相同的数据电压被供应给与所述主像素连接的所述数据线，并且被供应给与所述视角控制像素连接的所述视角数据线。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其中，在所述窄视角模式下，图像数据电压被供应给与所述主像素连接的所述数据线，并且黑色数据电压被供应给与所述视角控制像素连接的所述视角数据线。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述视角控制像素的尺寸大于所述主像素的尺寸。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述视角控制像素在所述第一方向上比所述主像素长。
12.一种用于驱动显示装置的方法，所述显示装置包括具有多个像素的第一基板以及具有凸透镜的第二基板，各个像素包括主像素和视角控制像素，所述第二基板面向所述第一基板，所述方法包括以下步骤：
在宽视角模式下，在所述主像素和所述视角控制像素上显示图像；以及
在窄视角模式下，在所述主像素上显示图像并且在所述视角控制像素上显示黑色。
13.根据权利要求12所述的用于驱动显示装置的方法，其中，在所述宽视角模式下在所述主像素和所述视角控制像素上显示图像的步骤包括以下步骤：
将相同的数据电压供应给与所述主像素连接的数据线，并且供应给与所述视角控制像素连接的视角数据线。
14.根据权利要求12所述的用于驱动显示装置的方法，其中，在所述窄视角模式下在所述主像素上显示图像并且在所述视角控制像素上显示黑色的步骤包括以下步骤：
将图像数据电压供应给与所述主像素连接的数据线；以及
将黑色数据电压供应给与所述视角控制像素连接的视角数据线。
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