TWI660219B

TWI660219B - 防窺顯示裝置

Info

Publication number: TWI660219B
Application number: TW105133357A
Authority: TW
Inventors: 陳威任; 魏霖杰
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2019-05-21
Also published as: CN106814483B; CN106814483A; TW201814371A

Abstract

一種防窺顯示裝置，包含第一基板以及位於第一基板對側的第二基板，該第二基板具有包含第一電極以及第二電極的電極層，在第一基板上具有移位暫存器以及電壓產生電路，該電壓產生電路電性連接移位暫存器以及電極層。

Description

防窺顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種防窺顯示裝置。

近年來，多視角的顯示技術在顯示裝置的應用上愈益廣泛，各種多視角的面板結構例如有邊緣電場轉換(fringe field switching，FFS)以及橫向電場轉換(in-plane switching，IPS)等，都是藉由控制兩電極之間電場的變化控制液晶分子的旋轉，然而所述之習知技術可達到良好的視角效果，然而並不能有效達到防窺的功能。一般來說，使用者會希望只有在有限視角範圍內能完整接收到顯示器上的訊息。舉例來說，當大於某一個側視角度時，顯示器上的訊息便無法被完整接收或解讀，則可防止窺視。

傳統的防窺顯示器為三電極架構，其於彩色濾光片基板的電極有交流共同電壓訊號的需求，但該交流共同電壓訊號由系統板所供應，並視畫素區域數目給予相對應的訊號數量，理想上每一條彩色濾光片基板的電極有屬於自己對應交流共同電壓訊號，但受邊框空間的限制，彩色濾光片基板的電極分區數目有一定的限制。因此如何滿足窄邊框又可以有更多的彩色濾光片層的電極分區數目實爲產業的一大挑戰。

本發明提出一種防窺顯示裝置，可大幅簡化交流共同電壓輸入訊號的複雜度，同時換取走線空間，以降低顯示器的邊框需求及減少輸入訊號數。

本揭露的防窺顯示裝置，包含第一基板以及位於第一基板對側的第二基板，該第二基板其上具有包含第一電極以及第二電極的電極層，在第一基板上具有移位暫存器以及第一電壓產生電路，該電壓產生電路電性連接移位暫存器以及電極層。

綜上所述，透過本發明的防窺顯示裝置及其驅動方法來實現在正視模式下具有良好的防窺效果。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1A係為習知防窺顯示裝置的俯視圖，圖1B爲沿A-A’的剖面圖，請參照圖1A與1B，此防窺顯示裝置100在第二基板（彩色濾光片基板）具有複數個彩色濾光片基板的電極分區如標號A～D所示，交流共同電壓分別透過奇數訊號線AC COM_D1～AC COM_A1以及偶數訊號線AC COM_D2～AC COM_A2輸入到對應的彩色濾光片基板電極分區，第二基板（彩色濾光片基板）電極透過導電金屬球或導電金屬接收由第一基板（陣列基板）的導線所傳送的交流共同電壓訊號，由於阻抗延遲（RC delay）的關係會造成每一區的第一條橫向畫素與該區最後一條橫向畫素在一個圖框（Frame）所對應的彩色濾光片基板電極的共同電極電壓在時間內感受到電極電位的亮度積分時間仍有差異，造成在灰階畫面下，亮度呈現梯度的變化並使得區與區之間有水平線（H-line）的問題；除此之外，由於輸入交流共同電壓訊號的導線需要佔用邊框面積，因此在有限的邊框面積下，僅能將整個顯示區分成4區，無法解決水平線（H-Line）的問題。

圖2係為揭露書防窺顯示裝置之一實施例200，第一基板爲陣列基板201具有顯示區202其上有複數條第一掃描線2031～203N與複數條第二掃描線2041～204N交錯分佈，在顯示區的兩側分別有複數個第一移位暫存器2051～205N以及複數個第二移位暫存器2061～206N且每一第一移位暫存器的輸出與對應的第一掃描線電性連接，每一第二移位暫存器的輸出與對應的第二掃描線電性連接。在其他實施例中，第一移位暫存器與第二移位暫存器可以同時驅動同一條掃描線以及同一分區的彩色濾光片基板的電極。複數個第一電壓產生電路2071～207N與複數個第二電壓產生電路2081～208N分別電性連接複數個第一移位暫存器的輸出端ST1（1）～ST1（N）與第二移位暫存器的輸出端ST2（1）～ST1（N），在實施例中第一電壓產生電路與第二電壓產生電路均爲電晶體，在其他實施例中可以爲傳輸閘等其他可以控制的開關單元。每一第一電壓產生電路具有控制端、第一端以及第二端，控制端電性連接第一移位暫存器的輸出端，第一端電性連接一第一輸入訊號導線209，第二端電性連接轉換墊210再經由導電金屬球或導電金屬以輸出訊號到對應的彩色濾光片基板的第一電極2111～211N。相同的，每一第二電壓產生電路208具有控制端、第一端以及第二端，控制端電性連接第二移位暫存器的輸出端，第一端電性連接一第二輸入訊號導線212，第二端電性連接轉換墊210再經由導電金屬球或導電金屬以輸出訊號到對應的彩色濾光片基板的第二電極2131～213N，其中上述的N爲不爲零的正整數。

圖3為本揭露書實施例之於第一移位暫存器與第一電壓產生電路驅動訊號示意圖。接著，請一併參照圖2與圖3，如圖3所示，水平軸表示的是時間，而垂直軸分別表示的是電壓。由上到下分別是第一輸入訊號CF_AC_COM_in_Left，多個第一移位暫存器的輸出訊號G(n), G(n+2), G(n+4)以及多個第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n), CF_AC_COM_out(n+2), CF_AC_COM_out(n+4)，其中n爲奇數。在時間T1的時候，第一輸入訊號CF_AC_COM_in_Left爲高準位，第一移位暫存器的輸出訊號G(n)由低準位變爲高準位，導通對應的第一電壓產生電路，輸出CF_AC_COM_in_Left產生第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n)，由於第一輸入訊號CF_AC_COM_in_Left在高準位，所以第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n)也爲高準位。在時間T2的時候，第一移位暫存器的輸出訊號G(n)由高準位變爲低準位，關閉對應的第一電壓產生電路，使得第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n)被鎖定在高準位，一直到時間T3第一移位暫存器的輸出訊號G(n)再次由低準位變爲高準位，且第一輸入訊號CF_AC_COM_in_Left也由高準位轉變爲低準位的時候，第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n)才會由高準位轉變爲低準位，所以第一輸出訊號CF_AC_COM_out(n)位置高準位一個完整圖框的時間。同理，第二輸入訊號與第二輸出訊號的輸出方式與前述雷同在此不在贅述，在本實施例中，第一移位暫存器電性連接的第一掃描線爲奇數掃描線，第二移位暫存器電性連接的第二掃描線爲偶數掃描線，且第一掃描線與第二掃描線爲交錯驅動，在其他實施例，第一移位暫存器與第二移位暫存器可共同電性連接同一掃描線，並同時驅動同一掃描線。由於，第一輸出訊號是由第一輸入訊號所決定，因此可以藉由調整第一輸入訊號來得到不同的第一輸出訊號，方法在此不再贅述。

在本實施例中，每一電壓產生電路都電性連接第一輸入導線並藉由對應的移位暫存器的輸出訊號導通電流路徑使第一輸入訊號，即交流共同電壓，經由轉換墊後透過金屬球或金屬導體輸出到彩色濾光片基板的對應電極，同時由於每一電壓產生電路皆由對應的移位暫存器的輸出訊號控制，因此可以輸出的輸出訊號數量（交流共同電極電壓）也與移位暫存器的數目相同，彩色濾光片基板電極的分區數目不受限制。本實施例的架構所使用的輸入訊號導線減少，並可以在窄邊框的要求之下仍可達到彩色濾光片基板電極的分區數目不受限制效果。

請參照圖4a，圖4a係為本揭露書實施例訊號之防窺顯示裝置的示意圖。如圖4a所示，防窺顯示裝置400具有第一基板401，系統板402以及分別用以產生第一、第二輸入訊號的第一輸入訊號產生電路403和第二輸入訊號產生電路404。舉例來說，當第一輸入訊號要由第一輸入訊號導線412傳輸到面板的遠端即遠離第一輸入訊號產生電路的位置X以及經由第一輸入訊號導線412傳輸到面板的近端即接近第一輸入訊號產生電路403的位置Y，該目標位置X與第一輸入訊號產生電路403之間具有一傳輸距離L1，該目標位置Y與第一輸入訊號產生電路之間具有一傳輸距離L2。由於，阻抗延遲的關係，第一輸入訊號傳遞到目標位置X時的電壓的準位會比第一輸入訊號傳遞到目標位置Y電壓準位下降，因此，必須要增加第一輸入訊號初始電壓的準位來消除因爲阻抗延遲所帶來得影響。

請參照圖4b，圖4b為對應圖4a的訊號示意圖。如圖4b所示，水平軸表示的是時間，而垂直軸分別表示的是第一移位暫存器的輸出訊號G(n)，第一輸入訊號AC COM in以及第一輸出訊號AC COM out。在時間T1的時候，對應位置X移位暫存器輸出掃描訊號由低準位轉變爲高準位，由於第一輸入訊號傳輸到位置X的傳輸距離較長，因此第一輸入訊號AC COM in在時間T1的初始電壓具有一較高的電壓準位，舉例來說是11V，隨着時間的增加到時間T2的時候，對應位置Y移位暫存器輸出掃描訊號由低準位轉變爲高準位，第一輸入訊號會傳輸到位置Y，由於傳輸的距離較短，因此第一輸入訊號的電壓準位下降到較低的電壓準位舉例來說是10V。由於掃描訊號是由遠離第一輸入訊號產生電路訊號產生電路的遠端循序開啓到接近第一輸入訊號產生電路的近端，因此第一輸入訊號可設計爲初始電壓高末端電壓低的梯度設計可以讓第一輸出訊號AC COM out維持在一個穩定的準位，舉例來說是10V。相對的，若掃描訊號是由接近第一輸入訊號產生電路的近端循序開啓到遠離第一輸入訊號產生電路訊號產生電路的遠端則第一輸入訊號可設計爲初始電壓低末端電壓高的梯度設計，也可解決亮度不均的問題。

不同的面板的阻抗延遲也會不同，可以根據需求調整第一輸入訊號的初始電壓以達到最好的效果。除此之外，藉由調整輸入訊號的梯度可以解決由於阻抗延遲（RC delay）的關係會造成每一區的第一條橫向畫素與該區最後一條橫向畫素在一個圖框（Frame）時間內感受到彩色濾光片基板電極電位的亮度積分時間有差異，造成在灰階畫面下，亮度呈現梯度的變化並使得區與區之間有水平線（H-line）的問題。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧防窺顯示裝置

201‧‧‧陣列基板

202‧‧‧顯示區

203‧‧‧第一掃描線

204‧‧‧第二掃描線

2051～205N‧‧‧第一移位暫存器

2061～206N‧‧‧第二移位暫存器

2071～207N‧‧‧第一電壓產生電路

2081～208N‧‧‧第二電壓產生電路

209‧‧‧第一輸入訊號導線

210‧‧‧轉換墊

2111～211N‧‧‧彩色濾光基板第一電極

212‧‧‧第二輸入訊號導線

2131～213N‧‧‧彩色濾光基板第二電極

ST1（1）～ST1（N）‧‧‧第一移位暫存器輸出訊號

ST2（1）～ST2（N）‧‧‧第二移位暫存器輸出訊號

403‧‧‧第一輸入訊號產生電路

404‧‧‧第二輸入訊號產生電路

圖1繪示為習知之防窺顯示裝置的上視圖。圖1B繪示為習知之防窺顯示裝置沿A-A’的剖面圖。圖2繪示為本發明實施例之防窺顯示裝置的示意圖。圖3繪示為本發明實施例的驅動訊號示意圖。圖4A繪示為本發明實施例的另一示意圖。圖4B繪示為本發明實施例之於不同傳輸距離的驅動訊號示意圖。

Claims

一種防窺顯示裝置，包含：一第一基板，定義有一顯示區；一第二基板位於該第一基板對側；一防窺電極層包含一第一防窺電極以及一第二防窺電極，而該第一防窺電極與該第二防窺電極交錯位於該第二基板，其中該第一防窺電極以及該第二防窺電極用以接收交流共同電壓；一第一移位暫存器位於該第一基板；一第一電壓產生電路位於該第一基板且位於該顯示區之外，該第一電壓產生電路分別電性連接該移位暫存器與該第一防窺電極，該第一電壓產生電路包括一薄膜電晶體，該薄膜電晶體具有一第一端、一第二端與一控制端，該第一端電性連接一第一輸入訊號導線，該第二端電性連接該第一防窺電極以及該控制端電性連接該第一移位暫存器；以及一第一輸入訊號產生電路，電性連接該第一輸入訊號導線，其中該第一輸入訊號產生電路用以提供一第一輸入訊號至該第一輸入訊號導線，該第一輸入訊號在一第一傳輸距離大於一第二傳輸距離時，該第一輸入訊號傳輸到該第一傳輸距離之一初始電壓準位高於該第一輸入訊號傳輸到該第二傳輸距離之該初始電壓準位。
如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示裝置，其中該第一電壓產生電路接收該第一移位暫存器的一第一掃描訊號以輸出一第一輸出訊號到該第一防窺電極。
如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示裝置，其中該第一輸入訊號具有一高電壓準位時間與一低電壓準位時間，且該初始電壓準位在該高電壓準位時間隨時間而遞減，而在該低電壓準位時間隨時間而遞增。
如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示裝置，更包含一彩色濾光層，而該彩色濾光層位於該第一防窺電極與該第二基板之間。
如申請專利範圍第4項所述之防窺顯示裝置，更包含一金屬，而該金屬電性連接該第一防窺電極與該第一基板。
如申請專利範圍第1項所述之防窺顯示裝置，更包含一第二移位暫存器位於該第一移位暫存器對側以及一第二電壓產生電路電性連接該第二移位暫存器以及該第二防窺電極。
如申請專利範圍第6項所述之防窺顯示裝置，更包含一第一掃描線位於該第一移位暫存器與該第二移位暫存器之間並電性連接該第一移位暫存器以及一第二掃描線位於該第一移位暫存器與該第二移位暫存器之間並電性連接該第二移位暫存器，且該第一掃描線與該第二掃描線交錯位於該第一基板。
如申請專利範圍第7項所述之防窺顯示裝置，更包含一第一掃描線位於該第一移位暫存器與該第二移位暫存器之間並電性連接該第一移位暫存器以及第二移位暫存器。