TWI567722B - 液晶顯示裝置及其顯示方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置及其顯示方法

本發明是有關於一種顯示裝置及其顯示方法，且特別是有關於一種液晶顯示裝置及其顯示方法。

目前，顯示裝置在顯示影像時必須具備廣視角的特性，以滿足多位使用者同時觀看同一台顯示裝置的需求。然而，在某些時候或場合下，如撰寫商業資訊或在ATM提款機輸入個人帳號密碼時，顯示裝置的廣視角特性反而容易造成使用者的個人資訊外洩。因此，為防止高機密性資料被旁人窺視，顯示裝置需具有防窺的設計。

在習知技術中，可於不同的畫面期間透過施加不同的驅動電壓至液晶顯示面板，以使液晶顯示面板在不同畫面期間於側視角範圍內顯示互補的顏色，藉由人眼的視覺暫留特性讓在側視角範圍內的觀看者無法看到主視角的影像畫面。此種方式雖可達到防窺的目的，然由於其為藉由在不同畫面期間於側視角範圍內顯示互補的顏色來達成，因此需提高液晶顯示面板的畫面更新頻率，進而使液晶顯示面板的功率消耗提高。

本發明提供一種液晶顯示裝置及其顯示方法，可在不提高液晶顯示裝置的功率消耗的情形下，有效達到防窺的目的。

本發明提供一種液晶顯示裝置及其顯示方法，可提供廣視角模式與隱私模式。

本發明的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板、背光單元以及驅動單元。液晶顯示面板具有陣列排列的多個畫素單元，其中各個畫素單元包括多個子畫素。背光單元提供第一背光光源以及第二背光光源至液晶顯示面板，其中第一背光光源具有第一視角特性，第二背光光源具有第二視角特性。驅動單元耦接液晶顯示面板，依據顯示資料驅動子畫素，以使各個畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面。

本發明的液晶顯示裝置的顯示方法，其中液晶顯示裝置的液晶顯示面板具有陣列排列的多個畫素單元，各個畫素單元包括多個子畫素。液晶顯示裝置的顯示方法包括下列步驟。提供第一背光光源以及第二背光光源至液晶顯示面板，其中第一背光光源具有第一視角特性，第二背光光源具有第二視角特性。依據顯示資料驅動子畫素，以使各個畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面。

基於上述，本發明實施例的背光單元提供具有第一視角特性的第一背光光源以及具有第二視角特性的第二背光光源，驅動單元依據顯示資料驅動畫素單元中的多個子畫素，以使各畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面。如此便可在不提高液晶顯示裝置的功率消耗的情形下，讓在液晶顯示裝置的側視角範圍內的觀看者無法看到主視角的影像畫面，進而有效達到防窺的目的。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明實施例的一種液晶顯示裝置的示意圖，請參照圖1。液晶顯示裝置100包括液晶顯示面板102、背光單元104以及驅動單元106，其中液晶顯示面板102耦接驅動單元106。液晶顯示面板102具有陣列排列的多個畫素單元，且各個畫素單元包括多個子畫素。舉例來說，圖2繪示本發明實施例的一種畫素單元的示意圖，請參照圖2。圖2的畫素單元200包括子畫素R1、G1、B1、R2、G2、B2，其中子畫素R1、R2用以顯示紅色影像，子畫素G1、G2用以顯示綠色影像，而子畫素B1、B2用以顯示藍色影像。需注意的是，在此僅繪示6個子畫素進行說明，然子畫素的個數與排列方式並不以此為限。

背光單元104用以提供背光光源L1以及背光光源L2至液晶顯示面板102，其中背光光源L1具有第一視角特性，背光光源L2具有第二視角特性，在本實施例中，對應第一視角特性的視角範圍為正視角範圍，對應第二視角特性的視角範圍為側視角範圍。其中正視角範圍為偏離液晶顯示面板102的法線一第一預設角度所包括的視角範圍(例如0°~45°，然不以此為限)，而側視角範圍為位於正視角範圍外且位於偏離液晶顯示面板102的法線一第二預設角度所包括的視角範圍(例如45°~90°，然不以此為限)，其中第二預設角度大於第一預設角度。

驅動單元106可依據顯示資料驅動子畫素，以使液晶顯示面板102上的各個畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面。亦即，於正視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，而於側視角範圍內顯示第二影像畫面。其中在液晶顯示裝置處於廣視角模式時，第二影像畫面可與對應顯示資料的第一影像畫面實質相同，而在液晶顯示裝置處於隱私模式時，第二影像畫面為與第一影像畫面不同的畫面，第二影像畫面例如為第一影像畫面的互補色畫面，而使側視者觀看的畫面為漏出到側視角範圍內的第一影像畫面與第二影像畫面的混合，故側視者觀看的畫面顯示為灰色畫面或低對比畫面。

詳細來說，液晶顯示面板102上畫素單元中的畫素可被分為用以於正視角範圍內顯示第一影像畫面的畫素群，以及用以於側視角範圍內顯示第二影像畫面的畫素群。例如在圖2實施例中，可將子畫素R1、G1、B1設定為用以於正視角範圍內顯示第一影像畫面的畫素群PG1，並將子畫素R2、G2、B2設定為用以於側視角範圍內，來配合顯示第一影像畫面的畫素群PG1而顯示第二影像畫面的畫素群PG2。不論當液晶顯示裝置100處於廣視角模式或隱私模式時，驅動單元106驅動畫素單元，使對應用以於正視角範圍內顯示第一影像畫面的畫素群PG1的視角與穿透率的關係圖可如圖3所示，而對應用以於側視角範圍內顯示第二影像畫面的畫素群PG2的視角與穿透率的關係圖則如圖4所示。需說明的是，圖3與圖4中，0代表最低穿透率，而1代表最高穿透率。0.0°、90.0°、180.0°、270.0°代表方位角，以相對位置來說，0.0°代表右側方位，90.0°代表上側方位，180.0°代表左側方位，270°代表下側方位，而同心圓的圓心代表視角為0度，同心圓向外延伸表示視角增加，也就是說，外側同心圓的視角會大於內側同心圓的視角。在圖3中，畫素的穿透率在偏向圖形中央(正視角範圍)最高，隨著偏離圖形中央越遠，則畫素的穿透率越低，亦即偏離液晶顯示面板法線的角度越大，穿透率越低。而在圖4中，畫素的穿透率在圖形中央(正視角範圍)最低，例如僅在0.0°、90.0°、180.0°、270.0°等方位位置的側視角範圍具有較高的穿透率，需說明的是，0.0°、90.0°、180.0°、270.0°等位置的側視角範圍於此僅是舉例，可在其他不同位置的側視角範圍具有較高的穿透率，例如可在所有方位角(所有方向位置)的側視角範圍具有較高的穿透率，並不以此為限。

另一方面，背光單元104所提供的背光光源L1以及背光光源L2的視角與亮度的關係圖可分別如圖5與圖6所示，需說明的是，背光單元104 例如是分別擷取圖3與圖4的0.0°到180.0°的方向軸向(左右側軸向)為例，圖5與圖6的視角為0°表示恰為垂直於液晶顯示面板，視角20°與-20°為偏離液晶顯示面板的法線的角度為20°，僅是以正負標明方向，例如往右側方向偏移為正，往左側方向偏移為負，另外截取左右側軸向僅是舉例，不限於此，其他方向軸向也可以有類似的分佈趨勢。如圖5與圖6所示，背光單元104所提供的背光光源L1在正視角範圍內(例如-20°~20°)具有較高的亮度，而背光光源L2則在側視角範圍內(例如-20°~-80°以及20°~80°)具有較高的亮度。如此一來，驅動單元106於隱私模式中驅動畫素群PG1與畫素群PG2時，便可使在液晶顯示裝置100的側視角範圍內的觀看者無法看到正視角的影像畫面，進而有效達到防窺的目的。

舉例來說，圖7A繪示本發明實施例的一種畫素單元的顯示示意圖，請參照圖7A。於隱私模式中，畫素單元700受到驅動單元106驅動而於正視角範圍顯示例如藍色，並於側視角範圍顯示互補色例如黃色。其中對於用以於正視角範圍內顯示畫面的畫素群PG1(其包括子畫素R1、G1、B1)來說，由於畫素單元700欲顯示的顏色為欲於正視角範圍顯示的顏色藍色，因此僅有子畫素B1被致能而顯示藍色，子畫素R1、G1則被禁能，以使畫素群PG1提供藍色。參照圖3、圖5以及圖6可知，背光單元104所提供的背光光源L1、L2在穿透子畫素B1後(子畫素B1的視角與穿透率關係如圖3所示)，除了在正視角範圍內可發出藍光外，亦有部份的藍光入射到側視角範圍(如圖5中-20°~-30°以及20°~30°的部分與圖6中-20°~-60°以及20°~60°的部分)，如此將使得在側視角範圍內的觀看者可看到正視角範圍的顯示內容。因此，為了使側視者觀看的畫面顯示為灰色畫面或低對比畫面，驅動單元106致能畫素群PG2中的子畫素R2、G2，子畫素B2則被禁能，以使畫素群PG2提供藍色的互補色黃色。參照圖4、圖5以及圖6可知，背光單元104所提供的背光光源L1、L2在穿透子畫素R2、G2後(子畫素R2、G2的視角與穿透率關係如圖4所示)，在正視角範圍(例如-20°~20°的範圍)並不會發出黃光或僅能發出微量黃光，亦即不會影響到畫素群PG1在正視角範圍內顯示的藍色，而在側視角範圍所發出的黃光將與子畫素B1在側視角範圍內所發出藍光混合，而使得在側視角範圍內的觀看者看到灰色或低對比的影像內容，而不會看到正視角範圍的顯示內容，因此可達到防窺的目的。值得注意的是，背光單元104所提供的背光光源L1、L2的最大亮度並不須相同，背光光源L2的最大亮度例如可依據子畫素B1發射到側視角範圍內的藍光的亮度來調整。

另外，圖7B繪示本發明另一實施例的一種畫素單元的顯示示意圖，請參照圖7B。，於廣視角模式中，側視角範圍的觀看者可看到與正視角範圍觀看者實質相同的畫面，例如畫素單元700受到驅動單元106驅動而於正視角範圍顯示例如藍色，並於側視角範圍同樣顯示藍色。其中對於用以於正視角範圍內顯示畫面的畫素群PG1(其包括子畫素R1、G1、B1)來說，由於畫素單元700欲顯示的顏色為欲於正視角範圍顯示的顏色藍色，因此僅有子畫素B1被致能而顯示藍色，子畫素R1、G1則被禁能，以使畫素群PG1提供藍色。參照圖3、圖5以及圖6可知，背光單元104所提供的背光光源L1、L2在穿透子畫素B1後(子畫素B1的視角與穿透率關係如圖3所示)，除了在正視角範圍內可發出藍光外，亦有部份的藍光入射到側視角範圍(如圖5中-20°~-30°以及20°~30°的部分與圖6中-20°~-60°以及20°~60°的部分)，如此將使得在側視角範圍內的觀看者可看到正視角範圍的顯示內容，但可能較不清楚。而驅動單元106致能畫素群PG2中的子畫素B2，子畫素R2、G2則被禁能，以使畫素群PG2提供藍色。參照圖4、圖5以及圖6可知，背光單元104所提供的背光光源L1、L2在穿透子畫素B2後(子畫素B2的視角與穿透率關係如圖4所示)，在正視角範圍(例如-20°~20°的範圍)不會發出藍光或僅能發出微量藍光，而在側視角範圍所發出的藍光將與子畫素B1在側視角範圍內所發出藍光混合，而使得在側視角範圍內的觀看的影像畫面，實質相同於正視角範圍內所觀看的影像畫面，而達到廣視的目的。值得注意的是，背光單元104所提供的背光光源L1、L2的最大亮度並不須相同，背光光源L2的最大亮度例如可依據子畫素B1發射到側視角範圍內的藍光的亮度來調整。

圖8繪示本發明實施例的一種液晶顯示裝置的顯示示意圖，請參照圖8。如上所述，藉由分別驅動顯示面板102中各個畫素單元的畫素群PG1與畫素群PG2，即可於正視角範圍內顯示對應顯示資料的影像畫面，並於側視角範圍顯示另一不同的影像畫面，而達到防窺的目的。如在本實施例中，可驅動畫素群PG1顯示“ABCDEFG”的影像畫面802，並驅動畫素群PG2在側視角範圍顯示與正視角範圍相同圖案但顏色互補的影像畫面804，如此便可讓觀看者於側視角範圍看到混合後的灰色影像畫面806，而達到防窺的目的。由於上述實施例為藉由具有不同視角範圍的背光光源與畫素群同時進行正視角範圍與側視角範圍的影像畫面的顯示，因此可不須如先前技術般提高畫面的更新率，而可減低功率消耗，此外，上述實施例的顯示方式相較於利用人眼視覺暫留的方式來進行防窺的方式具有更佳的防窺效果以及穩定性。

值得注意的是，上述實施例為以紅、綠、藍等三種顏色的子畫素來實施畫素單元，然並不以此為限，亦可以不同顏色的子畫素來實施畫素群。如圖9繪示的畫素單元900的示意圖所示，在本實施例中畫素群PG2為以黃色(Yellow)、青綠色(Cyan)以及洋紅色(Magenta)等三種顏色的子畫素Y1、C1、M1來實施，實際上只要可提供與畫素群PG1發出的色光相互補的子畫素組合皆可作為畫素群PG2。類似地，畫素群PG1亦可不限定於以紅、綠、藍等三種顏色的子畫素來實施。也就是說，在隱私模式中，各個畫素單元中至少一子畫素於正視角範圍內顯示影像畫面時，至少另一子畫素可配合正視角範圍的影像畫面而於側視角範圍內顯示另一顏色互補的影像畫面，以此為原則來實現上述的畫素單元，畫素單元的子畫素顏色或個數並不以上述實施例為限。

圖10是依照本發明實施例的一種液晶顯示裝置的顯示方法示意圖，其中液晶顯示裝置的液晶顯示面板具有陣列排列的多個畫素單元，各畫素單元包括多個子畫素。請參照圖10。由上述實施例可知，液晶顯示裝置的顯示方法可包括下列步驟。首先，提供第一背光光源以及第二背光光源至液晶顯示面板，其中第一背光光源具有第一視角特性，第二背光光源具有第二視角特性(步驟S1002)。接著，依據顯示資料驅動子畫素，以使各畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面(步驟S1004)。其中對應第一視角特性的視角範圍為正視角範圍，對應第二視角特性的視角範圍為側視角範圍，其中正視角範圍為偏離液晶顯示面板的法線第一預設角度所包括的視角範圍，側視角範圍為位於正視角範圍外且位於偏離液晶顯示面板的法線一第二預設角度所包括的視角範圍，第二預設角度大於第一預設角度。詳細來說，各個畫素單元包括多個子畫素，各個畫素單元中至少一子畫素於正視角範圍內顯示第一影像畫面，且至少另一子畫素配合用以顯示第一影像畫面的子畫素而於側視角範圍內顯示第二影像畫面。各畫素單元可例如包括紅色、綠色以及藍色的子畫素，然不以此為限，在部份實施例中，亦可例如更包括黃色、青綠色以及洋紅色的子畫素。其中，於隱私模式中，用以顯示第一影像畫面的子畫素與用以顯示第二影像畫面的至少另一子畫素所顯示的顏色為互補色，以使在側視角範圍所呈現的第二影像畫面不同於對應顯示資料的第一影像畫面。另外，在廣視角模式中，用以顯示第一影像畫面的子畫素與用以顯示第二影像畫面的子畫素所顯示的顏色相同，如此可使側視角範圍的第二影像畫面實質相同於正視角範圍內對應顯示資料的第一影像畫面，而達到廣視的目的。

綜上所述，本發明的實施例的背光單元可提供具有第一視角特性的第一背光光源以及具有第二視角特性的第二背光光源，驅動單元依據顯示資料驅動畫素單元中的多個子畫素，以使各畫素單元於對應第一視角特性的視角範圍內顯示對應顯示資料的第一影像畫面，並於對應第二視角特性的視角範圍內顯示第二影像畫面。如此便可在不提高液晶顯示裝置的功率消耗的情形下，讓在液晶顯示裝置的側視角範圍內的觀看者無法看到正視角的影像畫面，進而有效達到防窺的目的，使液晶顯示裝置相較於先前技術具有更佳的防窺效果以及穩定性。

100‧‧‧液晶顯示裝置
102‧‧‧液晶顯示面板
104‧‧‧背光單元
106‧‧‧驅動單元
L1、L2‧‧‧背光光源
200、700、900‧‧‧畫素單元

R1、G1、B1、R2、G2、B2、Y1、C1、M1‧‧‧子畫素

PG1、PG2‧‧‧畫素群

802、804、806‧‧‧影像畫面

S1002、S1004‧‧‧液晶顯示裝置的顯示方法步驟

圖1是依照本發明的實施例的一種液晶顯示裝置的示意圖。 圖2繪示本發明實施例的一種畫素單元的示意圖。 圖3繪示本發明實施例的一種對應用以於正視角範圍內顯示畫面的畫素群的視角與穿透率的關係圖。 圖4繪示本發明實施例的一種對應用以於側視角範圍內顯示畫面的畫素群的視角與穿透率的關係圖。 圖5以及圖6繪示本發明實施例的背光光源的視角與亮度的關係圖。 圖7A繪示本發明實施例的一種畫素單元的顯示示意圖。 圖7B繪示本發明另一實施例的一種畫素單元的顯示示意圖。 圖8繪示本發明實施例的一種液晶顯示裝置的顯示示意圖。 圖9繪示本發明另一實施例的一種畫素單元的示意圖。 圖10是依照本發明實施例的一種液晶顯示裝置的顯示方法示意圖。

100‧‧‧液晶顯示裝置

102‧‧‧液晶顯示面板

104‧‧‧背光單元

106‧‧‧驅動單元

L1、L2‧‧‧背光光源

Claims (16)

1. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶顯示面板，具有陣列排列的多個畫素單元，其中各該畫素單元包括多個子畫素；一背光單元，提供一第一背光光源以及一第二背光光源至該液晶顯示面板，其中該第一背光光源具有一第一視角特性，該第二背光光源具有一第二視角特性；以及一驅動單元，耦接該液晶顯示面板，依據一顯示資料驅動該些子畫素，以使各該畫素單元於對應該第一視角特性的視角範圍內顯示對應該顯示資料的一第一影像畫面，並於對應該第二視角特性的視角範圍內顯示一第二影像畫面，其中對應該第一視角特性的視角範圍為一正視角範圍，對應該第二視角特性的視角範圍為一側視角範圍，該正視角範圍為偏離該液晶顯示面板的法線的一第一預設角度所包括的視角範圍，該側視角範圍為位於該正視角範圍外且位於偏離該液晶顯示面板的法線的一第二預設角度所包括的視角範圍，其中該第二預設角度大於該第一預設角度。
2. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中各該畫素單元中至少一該些子畫素於該正視角範圍內顯示該第一影像畫面，至少另一該些子畫素配合用以顯示該第一影像畫面的子畫素而於該側視角範圍內顯示該第二影像畫面。
3. 如專利申請範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中於一隱私模式中，用以顯示該第一影像畫面的子畫素與用以顯示第 二影像畫面的子畫素所顯示的顏色為互補色。
4. 如專利申請範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中於一廣視角模式中，用以顯示該第一影像畫面的子畫素與用以顯示第二影像畫面的子畫素所顯示的顏色相同。
5. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中於一隱私模式中，該第二影像畫面不同於對應該顯示資料的該第一影像畫面。
6. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中於一廣視角模式中，該第二影像畫面實質相同於對應該顯示資料的該第一影像畫面。
7. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中各該畫素單元包括紅色、綠色以及藍色的子畫素。
8. 如專利申請範圍第7項所述之液晶顯示裝置，其中各該畫素單元更包括黃色(Yellow)、青綠色(Cyan)以及洋紅色(Magenta)的子畫素。
9. 一種液晶顯示裝置的顯示方法，其中液晶顯示裝置的液晶顯示面板具有陣列排列的多個畫素單元，各該畫素單元包括多個子畫素，該液晶顯示裝置的顯示方法包括：提供一第一背光光源以及一第二背光光源至該液晶顯示面板，其中該第一背光光源具有一第一視角特性，該第二背光光源具有一第二視角特性；以及依據一顯示資料驅動該些子畫素，以使各該畫素單元於對應 該第一視角特性的視角範圍內顯示對應該顯示資料的一第一影像畫面，並於對應該第二視角特性的視角範圍內顯示一第二影像畫面，其中對應該第一視角特性的視角範圍為一正視角範圍，對應該第二視角特性的視角範圍為一側視角範圍，該正視角範圍為偏離該液晶顯示面板的法線的一第一預設角度所包括的視角範圍，該側視角範圍為位於該正視角範圍外且位於偏離該液晶顯示面板的法線的一第二預設角度所包括的視角範圍，其中該第二預設角度大於該第一預設角度。
10. 如專利申請範圍第9項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中各該畫素單元中至少一該些子畫素於該正視角範圍內顯示該第一影像畫面，至少另一該些子畫素配合用以顯示該第一影像畫面的子畫素而於該側視角範圍內顯示該第二影像畫面。
11. 如專利申請範圍第10項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中於一隱私模式中，用以顯示該第一影像畫面的子畫素與用以顯示第二影像畫面的子畫素所顯示的顏色為互補色。
12. 如專利申請範圍第10項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中於一廣視角模式中，用以顯示該第一影像畫面的子畫素與用以顯示第二影像畫面的子畫素所顯示的顏色相同。
13. 如專利申請範圍第9項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中於一隱私模式中，該第二影像畫面不同於對應該顯示資料的該第一影像畫面。
14. 如專利申請範圍第9項所述之液晶顯示裝置的顯示方 法，其中於一廣視角模式中，該第二影像畫面實質相同於對應該顯示資料的該第一影像畫面。
15. 如專利申請範圍第9項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中各該畫素單元包括紅色、綠色以及藍色的子畫素。
16. 如專利申請範圍第15項所述之液晶顯示裝置的顯示方法，其中各該畫素單元更包括黃色(Yellow)、青綠色(Cyan)以及洋紅色(Magenta)的子畫素。