可調整視角的液晶顯示器及其方法
2023-04-27 11:16:21 1
專利名稱：可調整視角的液晶顯示器及其方法
技術領域：
本發明有關一種可調整視角的液晶顯示器及其方法，且特別是有關於一種可利用電訊號切換以調整使用者所需視角的可調整視角液晶顯示器及其方法。
背景技術：
隨著科技的進步，消費者有更多的機會在公共區域使用具有顯示器的移動產品，例如手機、筆記本計算機等，但消費者如果在公共區域使用時，又想保有個人的隱私，這時他們會需要一個可調視角的顯示器。而目前有以下三種較常見的液晶顯示器視角的控制方法。
圖1是現有技術中利用百葉窗式結構以調整液晶顯示器視角的示意圖。請參照圖1，在液晶顯示器100前面加設百葉窗式結構110，並以規則方式排列。藉由調整百葉窗式結構110本身的高度h以及百葉窗式結構110彼此間隔距離1，可限制顯示器100發出的光線L進入觀察者眼睛的角度。因此只有在視角為θ的範圍內，光線L才能通過吸收材質110，且觀察者才能看到影像。而視角超過θ的外的光線L則通通會被吸收材質110所吸收。
然而，此種視角控制方法的缺點在於百葉窗式結構110必須在使用時再外加於顯示器外，造成使用上的不方便；由於部份光線L被百葉窗式結構110吸收，造成顯示亮度會下降一半以上；而且其視角的調整是左右同時增加或減少，無法滿足使用者對視角切換的多樣需求，例如提供僅正視以及左側側視的使用者觀察。
圖2A及圖2B是現有技術中利用光散射件以調整液晶顯示器視角的示意圖。在平行背光Lb與液晶層(Cell)200之間加入一塊可調整光散射特性的光散射件210，例如是聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)。藉由調整施加於光散射件210的電壓，決定窄視角模式以及廣視角模式。如圖2A所示，在窄視角模式下，光散射件210為電壓導通狀態ON，光散射件210為透明狀，背光Lb是保持平行通過液晶晶格200。因此，僅正視的觀察者才能觀察到影像。如圖2B所示，在廣視角模式下，光散射件210為電壓不導通狀態OFF，背光Lb經由光散射件210的作用形成散射光Ls通過液晶層200，使得各個視角的觀察者皆可觀察到影像。
然而，此種視角控制方法的缺點在於當光散射件210切換至電壓導通狀態ON時，背光Lb經過光散射件210時會有部份被反射，造成液晶面板200的亮度降低；而且如同上一個實例所述，此種視角控制方法僅能提供窄視角及廣視角兩種模式，並無法針對使用者所需的視角作調整，因而局限了視角調整的多樣選擇。
圖3A及圖3B是現有技術中利用外加配向膜以達到視角可調效果的視角控制示意圖。藉由調整外加液晶顯示器上配向膜的配向方向，產生廣視角及窄視角兩種模式。如圖3A所示，在窄視角模式下，觀察者正視時可看到影像300。而當觀察者斜視時，則會看到特定的亮暗相間的圖形310將顯示的影像300遮住，如圖3B所示，使得觀察者較不易辨識影像，因而達到視角可調的效果。
然而，如上述的三個實例所述，目前這些視角可調的液晶顯示器架構，在進行視角切換時多有亮度下降、對比下降的缺點，而且無法將視角切換到正視以外使用者所需的視角，因此皆非是真正的視角可調方法。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種可調整視角的液晶顯示器及其方法。在背光與液晶面板之間置入光柵，並於光柵與液晶面板之間置入一組側光。在廣視角模式時，同時啟動背光與側光，而在窄視角模式時，只啟動背光或側光，即可調整出使用者所需的視角。
為實現本發明的目的，提出一種可調整視角的液晶顯示器，此液晶顯示器包括顯示面板、背光裝置以及側光裝置。側光裝置設置於顯示面板下方，且背光裝置設置於側光裝置下。側光裝置包括第一側光源以及導光板。第一側光源設置於導光的第一側邊。利用側光與背光的開關可提供所需的窄視角以及廣視角兩種模式，達到視角可調的效果。
為實現本發明的目的，提出一種液晶顯示器的視角調整方法。視角調整方法包括執行窄視角模式包括提供一單方向光；以及執行廣視角模式包括提供一散射光。
為讓本發明的上述目的、特點和優點能更明顯易懂，下文特舉兩較佳實施例，並配合附圖進行詳細說明。
圖1是現有技術中利用百葉窗吸收材質以調整液晶顯示器視角的示意圖。
圖2A以及圖2B是現有技術中利用光散射材質以調整液晶顯示器視角的示意圖。
圖3A以及圖3B是現有技術中利用外加液晶顯示器以達到視角可調效果的視角控制示意圖。
圖4A是依照本發明第一實施例的液晶顯示器剖面示意圖。
圖4B是依照本發明第一實施例的液晶顯示器的視角調整方法流程圖。
圖4C是圖4A中於窄視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。
圖4D是圖4A中於廣視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。
圖5A是依照本發明第二實施例的液晶顯示器剖面示意圖。
圖5B是圖5A中導光板的幾何結構示意圖。
圖5C是依照本發明第二實施例的液晶顯示器的視角調整方法流程圖。
圖5D是圖5A中於廣視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。
圖5E是圖5A中於窄視角模式下僅正面及左側觀察者能看到影像的液晶顯示器剖面示意圖。
圖5F是圖5A中於窄視角模式下僅左側觀察者能看到影像的液晶顯示器剖面示意圖。
具體實施例方式
接下來就以二個實施例來說明本發明的可調整視角液晶顯示器。
第一實施例請參照圖4A，其是依照本發明第一實施例的一種液晶顯示器剖面示意圖。液晶顯示器400包括背光組件410、光柵420、側光裝置430以及顯示面板440。背光組件410可以是直下式背光組件，也可以是側光式背光組件。光柵420例如是一種以光吸收材質製成的百葉窗式結構，用以將通過其中的光線限制在一定範圍內，並形成近似平行的光線。而側光裝置430包括透明的導光板432以及側光源434，例如是燈管或發光二極體。擴散導光板432可供由下方入射的光線通過，也可用以將側光源434發出的光線以散射狀擴散至顯示面板440上。
請參照圖4B，其是依照本發明第一實施例液晶顯示器的視角調整方法流程圖。首先，於步驟450，執行窄視角模式包括關閉側光源434，並利用背光組件410以及光柵420提供近似平行背光至顯示面板440。於步驟460，執行廣視角模式包括利用側光源434發出的側光經由導光板432提供散射光至顯示面板440。
請參照圖4C，其是圖4A中於窄視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。於窄視角模式下，側光源434為關閉狀態，而背光組件410為開啟狀態。當背光組件410發出的背光Lb入射光柵420時，如同現有技術的第一個實例所述，只有在小視角範圍內的入射背光Lb才能通過光柵420，而形成幾近平行的背光Lp。因此，僅正視的觀察者才能看到顯示器400的信息，兩旁的觀察者則無法看到。
請參照圖4D，其是圖4A中於廣視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。於廣視角模式下，背光組件410以及側光源434均為開啟狀態，即使背光Lb經由光柵420的作用，產生幾近平行的背光Lp。側光源434發出的光線經導光板432擴散形成散射光線Ls，再通過顯示面板440進入觀察者的眼睛。因此，不論是正面或兩旁的觀察者皆可以觀察到顯示器400的信息。
另外，當窄視角模式時，因為只有開啟背光組件410，顯示器400的亮度會比廣視角模式時低，此時可加大背光組件410在窄視角模式時的電流，藉以與廣視角模式時的亮度一致。如此一來，使用者不會觀察到亮度的差異。
第二實施例請參照圖5A，其是依照本發明第二實施例的一種液晶顯示器剖面示意圖。液晶顯示器500包括背光組件510、光柵520、側光裝置530以及顯示面板540。背光組件510可以是直下式背光組件，也可以是側光式背光組件。光柵520為以光吸收材質製成的百葉窗式結構，用以將通過其中的光線限制在一定範圍內，並形成近似平行的光線。而側光裝置530包括透明的具方向性導光板532、第一側光源534以及第二側光源536。第一及第二側光源534及536例如是燈管或發光二極體。導光板532可供由下方入射的光線通過，而且如圖5B所示，導光板532包括第一薄膜531以及第二薄膜533，利用第一及第二薄膜531及533的特殊幾何結構，可使得第一側光源534發出的光線L1經由導光板532的導引沿垂直顯示面板540方向的左斜方向入射至顯示面板540，且第二側光源536發出的光線L2經由導光板532的導引沿垂直顯示面板540方向的右斜方向入射至顯示面板540。
請參照圖5C，其是依照本發明第二實施例液晶顯示器的視角調整方法流程圖。首先，於步驟550，執行廣視角模式包括同時利用背光組件510與光柵520、第一側光源534以及第二側光源536，分別提供近似平行背光、側光L1以及L2至顯示面板540。於步驟560，執行窄視角模式包括利用背光組件510與光柵520、第一側光源534或第二側光源536，以提供近似平行背光、側光L1以及L2其中部份至顯示面板540。
請參照圖5D，其是圖5A中於廣視角模式下操作的液晶顯示器剖面示意圖。於廣視角模式下，背光組件510、第一側光源534以及第二側光源536均為開啟狀態。背光組件510發出的背光Lb經由光柵520形成近似平行的背光Lp，再經由透明的導光板532進入顯示面板540，而第一側光源534發出的光線L1經由導光板532的導引由左斜方向進入顯示面板540。另外，第二側光源536發出的光線L2也經由導光板532的導引由右斜方向進入顯示面板540。因此，可同時使得正面、左側及右側的觀察者看到顯示器500的信息，達到廣視角的效果。
請參照圖5E，其是圖5A中於窄視角模式下僅正面及左側觀察者能看到影像的液晶顯示器剖面示意圖。於窄視角模式下，背光組件510、第一側光源534及第二側光源536不同時為開啟狀態。如圖5E所示，背光組件510及第一側光源534為開啟狀態，而第二側光源536則為關閉狀態。因此，如上所述，同理可知只有第一側光源534發出的光線L1以及經由光柵520形成的背光Lp通過顯示面板540，所以只有正視與左側的觀察者可以看到影像，而右方的觀察者則無法看到影像。
請參照圖5F，其是圖5A中於窄視角模式下僅左側觀察者能看到影像的液晶顯示器剖面示意圖。此時，背光組件510及第二側光源536為關閉狀態，而僅第一側光源534為開啟狀態。因此，如上所述，只有第一側光源534發出的光線L1通過顯示面板540，所以只有左側的觀察者可以看到影像，而正面及右側的觀察者則無法看到影像。因此，可藉由背光組件510、第一側光源534及第二側光源536的開啟及關閉切換使用者所需的視角。
此外，當窄視角模式時，因為背光組件510、第一側光源534及第二側光源536並非同時開啟，顯示器500的亮度會比廣視角模式時低，此時可加大背光組件510、第一或第二側光源534或536在窄視角模式時的電流，藉以與廣視角模式時的亮度一致。如此一來，使用者不會觀察到亮度的差異。
如上所述，本發明雖以光柵配合背光組件產生近似平行光為例作說明，然本發明的液晶顯示器亦可使用其它可產生近似平行光的背光裝置。另外，背光裝置與側光裝置的相對位置，也不限於圖4A以及圖5A所示的側光裝置設於背光裝置上，亦可以是側光裝置設於背光裝置的下，只要能產生近似平行光並配合側光，以提供所需的窄視角及廣視角模式，達到視角可調的效果，皆不脫離本發明的技術範圍。
本發明上述兩實施例所揭露的液晶顯示器，其優點在於利用側光裝置，不僅可供下方的背光透射至顯示面板，而且可將側光源光線導引至不同的觀察者視角，使得在廣視角模式下，正面與兩旁的觀察者皆可看到顯示器的信息，而在窄視角模式下，只有正面、左側或右側的觀察者才能看到顯示器信息，達到視角真正可調的目的。而且，在窄視角模式下，可藉由增加背光組件或側光源的電流，提供與廣視角模式亮度一致的效果。
綜上所述，雖然本發明已以兩較佳實施例揭示如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉本技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的等效的變化或替換，因此本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求範圍所界定的為準。
權利要求
1.一種可調整視角的液晶顯示器，包括一顯示面板；一側光裝置，設置於該顯示面板下方，包括一導光板；及一第一側光源，設置於該導光板的一第一側邊；以及一背光裝置，設置於該側光裝置下。
2.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特徵在於該背光裝置包括一背光組件以及一光柵，該光柵設置於該背光組件與該側光裝置之間。
3.如權利要求2所述的液晶顯示器，其特徵在於該光柵的材質為一光吸收材質。
4.如權利要求2所述的液晶顯示器，其特徵在於該光柵的結構為一百葉窗式結構。
5.如權利要求1所述的液晶顯示器，其特徵在於該側光裝置還包括一第二側光源，設置於該導光板的一第二側邊。
6.如權利要求5所述的液晶顯示器，其特徵在於該導光板具有方向性。
7.一種液晶顯示器的視角調整方法，該液晶顯示器包括一側光裝置以及一背光裝置，該方法包括執行一窄視角模式，包括提供一單方向光；以及執行一廣視角模式，包括提供一散射光。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於執行該窄視角模式的提供該單方向光的步驟包括提供一偏斜側光。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於執行該窄視角模式的步驟還包括提供一近似平行背光。
10.如權利要求7所述的方法，其特徵在於執行該窄視角模式的提供該單方向光的步驟包括提供一近似平行背光。
11.如權利要求7所述的方法，其特徵在於執行該廣視角模式的提供該散射光的步驟包括提供一近似平行背光以及提供一側光。
12.如權利要求7所述的方法，其特徵在於執行該窄視角模式的步驟還包括增加通過該背光裝置的電流。
13.如權利要求7所述的方法，其特徵在於執行該窄視角模式的步驟還包括增加通過該側光裝置的電流。
全文摘要
一種可調整視角的顯示器包括顯示面板、背光裝置以及側光裝置。側光裝置設置於顯示面板的下方，且背光裝置設置於側光裝置下。側光裝置包括第一側光源以及導光板。第一側光源系設置於導光板的第一側邊。顯示方法包括於窄視角模式下，提供一單方向光至顯示面板；以及於廣視角模式下，提供一散射光至顯示面板。
文檔編號G02F1/133GK1614476SQ20041009564
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月26日 優先權日2004年11月26日
發明者蔡孟璋, 林永倫, 張志明 申請人:友達光電股份有限公司