TW202138886A - 顯示器及其運作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種顯示器及其運作方法，顯示器包括顯示面板、第一背光模組和第二背光模組。第一背光模組置於顯示面板後方，且第二背光模組置於顯示面板和第一背光模組間。當顯示器操作於公眾模式和隱私模式時，第一背光模組皆被致能來發出在一傳播方向上的第一光。在該傳播方向上的第一光可穿透第二背光模組，並當顯示器操作於公眾模式時，第二背光模組被致能來發出第二光。因此，在公眾模式中，顯示面板收到的光可等於在該傳播方向上的第一光加上第二背光模組所發出的第二光，使得顯示器不用增加第二背光模組的光源亮度，就可達到公眾模式所需求的顯示品質，並提高光源利用率。

Description

顯示器及其運作方法
本發明是關於一種顯示器及其運作方法，特別是關於一種可切換隱私模式（Switchable Privacy Mode，SPM）並提高光源利用率的顯示器及其運作方法。
近年來，顯示器為能具有防窺功能而增加了隱私模式，且可切換隱私模式的顯示器，如穿透型薄膜電晶體液晶顯示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD）通常包括兩個背光模組，以分別用來提供顯示器操作在公眾模式（Public Mode）和隱私模式下的光源。其缺點為當顯示器操作於公眾模式時，顯示器只能依靠其中一個背光模組所提供的光源，使得另一個背光模組的光源無法充分被利用，且依靠的背光模組必須增加光源亮度，以達到公眾模式所需求的顯示品質。因此，如何設計出一種可切換隱私模式並提高光源利用率的顯示器及其運作方法則成為本領域的一項重要課題。
有鑑於此，本發明實施例提供一種顯示器，包括顯示面板、第一背光模組和第二背光模組。第一背光模組置於顯示面板後方，且第二背光模組置於顯示面板和第一背光模組間。當顯示器操作於公眾模式和隱私模式時，第一背光模組皆被致能來發出在一傳播方向上的第一光。在該傳播方向上的第一光可穿透第二背光模組，並當顯示器操作於公眾模式時，第二背光模組被致能來發出第二光，而當顯示器操作於隱私模式時，第二背光模組被禁能。
除此之外，本發明實施例另提供一種顯示器的運作方法，包括如下步驟。首先，利用顯示器的顯示面板來顯示影像，顯示器操作於公眾模式或隱私模式。當顯示器操作於公眾模式時，致能置於顯示面板後方的第一背光模組來發出在一傳播方向上的第一光，並致能置於顯示面板和第一背光模組間的第二背光模組來發出第二光。另外，當顯示器操作於隱私模式時，致能第一背光模組來發出在該傳播方向上的第一光，並禁能第二背光模組。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
首先，請同時參閱圖1A和圖1B，圖1A和圖1B分別是本發明實施例所提供的顯示器操作於公眾模式和隱私模式的示意圖。如圖1A和圖1B所示，顯示器10包括顯示面板101、第一背光模組102和第二背光模組107。需說明的是，因為顯示器10得依靠第一背光模組102和/或第二背光模組107所提供的光源，所以顯示面板101可例如是穿透型薄膜電晶體液晶顯示面板，但本發明不以此為限制，且第一背光模組102和第二背光模組107可例如都是側入式背光模組，但本發明亦不以此為限制。在本實施例中，第一背光模組102置於顯示面板101後方，且第二背光模組107置於顯示面板101和第一背光模組102間。當顯示器10操作於公眾模式和隱私模式時，第一背光模組102皆被致能來發出在一傳播方向上的第一光L1。
本發明不限制顯示器10在切換操作公眾模式或隱私模式時的具體實現方式，且應當理解的是，第一背光模組102包括反射板（Reflector）、導光板（Light Guide）、光源、擴散片（Diffuser）和稜鏡片（Prism Sheet）。實務上，稜鏡片又被稱為增光片（Brightness Enhancement Film，BEF），且背光模組的光源可例如是以至少一發光二極體（Light Emitting Diode，LED）來實現。因此，致能或禁能背光模組也就是指控制背光模組的發光二極體（光源）點亮或關閉。類似地，本發明亦不限制顯示器10在致能或禁能背光模組時的具體實現方式，並為了方便以下說明，本實施例將第一背光模組102的反射板、導光板、光源、擴散片和稜鏡片用以一集成103來表示，總而言之，有關反射板、導光板、擴散片和稜鏡片的運作原理已皆為本技術領域中具有通常知識者所習知，因此集成103的細節就不再多加贅述。
值得一提的是，集成103發出的第一光L1將具有較廣的光束角，而為了能具有防窺功能，第一背光模組102更包括光學膜片（Optical Film）105，設置於集成103和第二背光模組107間，用以將第一光L1限制在該傳播方向。也就是說，集成103發出的第一光L1會先通過光學膜片105而被限制其傳播方向。實務上，光學膜片105可例如為隱私過濾器（Privacy Filter），使得第一光L1被限制在該傳播方向，尤其是指被限制在垂直且朝向顯示面板101的傳播方向，以達到防窺效果，但本發明不以此為限制。另外，如圖1A所示，當顯示器10操作於公眾模式時，第二背光模組107被致能來發出朝向顯示面板101的第二光L2，並如圖1B所示，當顯示器10操作於隱私模式時，第二背光模組107被禁能。在本實施例中，第二光L2將具有較廣的光束角。因此，當顯示器10操作於公眾模式時，使用者可在較廣的視角範圍收到光線，以看到顯示器10所顯示的影像，但本發明不侷限於此。
也就是說，不論在公眾模式或隱私模式中，第一背光模組102都將維持在致能狀態以發出第一光L1，且被限制在傳播方向上的第一光L1可穿透第二背光模組107。因此，在圖1A的公眾模式中，入射到顯示面板101的光可等於被限制在該傳播方向上的第一光L1加上致能第二背光模組107所發出的第二光L2，如此一來，顯示器10不用增加第二背光模組107的光源亮度，就可達到公眾模式所需求的顯示品質，或者說因為這時候的顯示器10可同時依靠第一背光模組102所提供的光源，所以本實施例能夠減少第二背光模組107的發光二極體數量，以達到節省成本，並提高光源利用率。
舉例來說，如圖2所示，不同於第一背光模組102，第二背光模組107可只包括導光板201和光源203。光源203置於導光板201的一側表面上，用來產生第二光L2，並且因受惠第一背光模組102可同時在公眾模式下提供光源，所以光源203能夠是以較少數量的發光二極體來實現。為了方便以下說明，本實施例僅以五個發光二極體，即發光二極體2031～2035來實現光源203，但其並非用以限制本發明。另外，導光板201具有表面結構，使得第二背光模組107能夠單向或雙向發出第二光L2。舉例來說，請一併參閱圖3A～圖4B，圖3A和圖3B分別是導光板201的表面結構為V型溝槽（V-cut）和圓點（Dot）所反射光的示意圖，且圖4A和圖4B則分別是第二背光模組107來單向和雙向發出第二光L2的示意圖。
如圖3A所示，光源203產生的第二光L2會以任意角度及傳播方向進入導光板201內，並當進入導光板201內的第二光L2遇到表面結構為V型溝槽（V-cut）時，反射的第二光L2則具有不錯的收斂效果，使得第二光L2會以單向射出。請注意，圖4A的實施例除了分別繪示第二背光模組107可單向左或單向右發出第二光L2外，圖4A的顯示器10還操作於公眾模式。因此，這時候的顯示面板101收到的光可等於被限制在該傳播方向上的第一光L1加上第二背光模組107所單向左或單向右發出的第二光L2。這樣的設計可應用在車載顯示器，以避免光通過車窗反射而影響到駕駛，但本發明不以此為限制。相對地，如圖3B所示，當進入導光板201內的第二光L2遇到表面結構為圓點（Dot）時，第二光L2會以雙向射出。由於其它細節也如同前述內容所述，故於此就不再多加贅述。總而言之，為能使第二背光模組107可單向或雙向發出第二光L2，導光板201的表面結構設計為V型溝槽（V-cut）或圓點（Dot）在此僅只是舉例，其並非用以限制本發明。
另一方面，請同時參閱圖5A和圖5B，圖5A和圖5B分別是本發明另一實施例所提供的顯示器操作於公眾模式和隱私模式的示意圖。相較於圖1A和圖1B的顯示器10，圖5A和圖5B中的顯示器50更包括高分子分散型液晶層（Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC）109，設置於顯示面板110和第二背光模組107間。高分子分散型液晶層109利用外加電場的開啟或關閉來控制液晶分子與聚合物間的折射率關係，以達到光散射或光穿透的效果。請一併參閱圖6A和圖6B，圖6A和圖6B將用來解釋高分子分散型液晶層109的運作原理。如圖6A所示，當施加電壓V給高分子分散型液晶層109時，液晶分子則垂直基材表面排列整齊，使得入射光可朝同一傳播方向穿透高分子分散型液晶層109，且高分子分散型液晶層109也因而呈現透明態（On State）。
相 對地，如圖6B所示，當不施加電壓V給高分子分散型液晶層109時，液晶分子則不規則排列，使得入射光受到液晶分子的影響而產生嚴重散射，且高分子分散型液晶層109也因而呈現不透明態（Off State）。由此可見，當顯示器50操作於公眾模式時，高分子分散型液晶層109可不被施加電壓V使得第一光L1和第二光L2散射。也就是說，在圖5A的公眾模式中，顯示器50可因高分子分散型液晶層109的運作原理而加大了第一光L1和第二光L2的散射範圍，使得使用者能獲得更廣的觀看視角。相對地，當顯示器50操作於隱私模式時，高分子分散型液晶層109可被施加電壓V使得第一光L1維持在該傳播方向上傳遞。
另外，如前所述，既然第二背光模組107可只包括導光板201和光源203，所以當圖5A的高分子分散型液晶層109不被施加電壓V時，高分子分散型液晶層109亦可遮蔽一些在導光板201上所產生的不均勻亮點和缺陷，以達到遮瑕效果。最後，為了更進一步說明關於顯示器10的運作流程，本發明進一步提供其運作方法的一種實施方式。請參閱圖7，圖7是本發明實施例所提供的運作方法的步驟流程圖。需說明的是，圖7的運作方法是可執行於圖1A和圖1B的顯示器10中，因此請一併參照圖1A和圖1B以利理解，但本發明並不限制圖7的運作方法僅能夠執行於圖1A和圖1B的顯示器10中。
如圖7所示，在步驟S710中，利用顯示面板110來顯示影像，並且在步驟S720中，顯示器10被控制操作於公眾模式或隱私模式。請注意，本發明不限制控制顯示器10操作於公眾模式或隱私模式的具體實現方式，本技術領域中具有通常知識者應可依據實際需求或應用來進行相關設計。總而言之，當顯示器10操作於公眾模式時，即執行步驟S730，致能第一背光模組102來發出在一傳播方向上的第一光L1，並致能第二背光模組107來發出第二光L2。相對地，當顯示器10操作於隱私模式時，則執行步驟S740，致能第一背光模組102來發出在該傳播方向上的第一光L1，並禁能第二背光模組107。另外，如前所述，不論在公眾模式或隱私模式中，在該傳播方向上的第一光L1可穿透第二背光模組107。
類似地，請參閱圖8，圖8的運作方法是可執行於圖5A和圖5B的顯示器50中，因此請一併參照圖5A和圖5B以利理解，但本發明亦不限制圖8的運作方法僅能夠執行於圖5A和圖5B的顯示器50中。相較於圖7的運作方法，圖8的運作方法更包括步驟S810和步驟S820。在步驟S730後的步驟S810中，即不施加電壓給高分子分散型液晶層109使得第一光L1和第二光L2散射，並在步驟S740後的步驟S820中，則施加電壓給高分子分散型液晶層109使得第一光L1維持在該傳播方向上傳播。由於細節皆已如同前述內容所述，故於此就不再多加贅述。
綜上所述，本發明實施例提供一種顯示器及其運作方法，可以是不論在公眾模式或隱私模式中，都致能第一背光模組來發出在傳播方向上的第一光。被限制在該傳播方向上的第一光可穿透第二背光模組，並當顯示器操作於公眾模式時，第二背光模組被致能來發出第二光。因此，在公眾模式中，顯示面板收到的光可等於被限制在該傳播方向上的第一光加上致能第二背光模組所發出的第二光，使得顯示器不用增加第二背光模組的光源亮度，就可達到公眾模式所需求的顯示品質，並提高光源利用率。另外，本發明亦可在顯示面板和第二背光模組間加入高分子分散型液晶層，並在公眾模式下藉由高分子分散型液晶層的運作原理來加大了第一光和第二光的散射範圍，使得使用者能獲得更廣的觀看視角。
以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
10,50:顯示器 101:顯示面板 102:第一背光模組 103:反射板、導光板、光源、擴散片和稜鏡片的集成 105:光學膜片 107:第二背光模組 109:高分子分散型液晶層 L1:第一光 L2:第二光 201:導光板 203:光源 2031~2035:發光二極體 V:電壓 S710~S740, S810~S820:流程步驟
圖1A和圖1B分別是本發明實施例所提供的顯示器操作於公眾模式和隱私模式的示意圖。
圖2是圖1A和圖1B的顯示器中的第二背光模組的結構示意圖。
圖3A和圖3B分別是圖2的導光板的表面結構為V型溝槽（V-cut）和圓點（Dot）所反射光的示意圖。
圖4A和圖4B分別是圖2的第二背光模組來單向和雙向發出第二光的示意圖。
圖5A和圖5B分別是本發明另一實施例所提供的顯示器操作於公眾模式和隱私模式的示意圖。
圖6A和圖6B分別是有施加和未施加電壓給高分子分散型液晶層的示意圖。
圖7是本發明實施例所提供的運作方法的步驟流程圖。
圖8是本發明另一實施例所提供的運作方法的步驟流程圖。
10:顯示器
101:顯示面板
102:第一背光模組
103:反射板、導光板、光源、擴散片和稜鏡片的集成
105:光學膜片
107:第二背光模組
L1:第一光
L2:第二光

Claims (9)

  1. 一種顯示器，包括： 一顯示面板； 一第一背光模組，置於該顯示面板後方，當該顯示器操作於一公眾模式和一隱私模式時，該第一背光模組皆被致能來發出在一傳播方向上的一第一光；以及 一第二背光模組，置於該顯示面板和該第一背光模組間，在該傳播方向上的該第一光穿透該第二背光模組，並當該顯示器操作於該公眾模式時，該第二背光模組被致能來發出一第二光，而當該顯示器操作於該隱私模式時，該第二背光模組被禁能。
  2. 如請求項1所述的顯示器，其中該第一背光模組包括： 一光學膜片，用以將該第一光限制在該傳播方向。
  3. 如請求項2所述的顯示器，其中該第二背光模組包括： 一導光板；以及 一光源，置於該導光板的一側表面，用來產生該第二光。
  4. 如請求項3所述的顯示器，其中該導光板具有一表面結構，使得該第二背光模組能夠單向或雙向發出該第二光。
  5. 如請求項4所述的顯示器，其中當該導光板的該表面結構為V型溝槽（V-cut）時，該第二背光模組則單向發出該第二光，並當該導光板的該表面結構為圓點（Dot）時，該第二背光模組則雙向發出該第二光。
  6. 如請求項2所述的顯示器，更包括： 一高分子分散型液晶層，置於該顯示面板和該第二背光模組間，當該顯示器操作於該公眾模式時，該高分子分散型液晶層不被施加電壓使得該第一光和該第二光散射，並當該顯示器操作於該隱私模式時，該高分子分散型液晶層被施加該電壓使得該第一光維持在該傳播方向上傳遞。
  7. 一種顯示器的運作方法，包括： 利用該顯示器的一顯示面板來顯示一影像，且該顯示器被控制操作於一公眾模式或一隱私模式； 當該顯示器操作於該公眾模式時，致能置於該顯示面板後方的一第一背光模組來發出在一傳播方向上的一第一光，並致能置於該顯示面板和該第一背光模組間的一第二背光模組來發出一第二光；以及 當該顯示器操作於該隱私模式時，致能該第一背光模組來發出在該傳播方向上的該第一光，並禁能該第二背光模組。
  8. 如請求項7所述的運作方法，更包括： 提供具有一光學膜片的該第一背光模組，用以將該第一光限制在該傳播方向。
  9. 如請求項8所述的運作方法，更包括： 當該顯示器操作於該公眾模式時，不施加電壓給設置於該顯示面板和該第二背光模組間的一高分子分散型液晶層使得該第一光和該第二光散射；以及 當該顯示器操作於該隱私模式時，施加該電壓給該高分子分散型液晶層使得該第一光維持在該傳播方向上傳遞。
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