液晶显示装置及其操作方法、电子装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置及其操作方法、电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有源式矩阵型液晶显示装置，尤其涉及一种具有防窥视 功能的有源式矩阵型液晶显示装置。
背景技术：
有源式矩阵型液晶显示装置中设有2片透明基板，在其相对面上设有像 素电极，2片透明基板的间隙间配置液晶层，透明基板面上的像素电极排列 成矩阵状，以显示像素，各像素电极旁设有ON，OFF切换用的开关组件。一般的液晶显示装置大都希望可以从尽可能广角的位置看见显示画面， 亦即要求广角视野。不过，例如当液晶显示装置用于便携式产品上时，有可 能会在电车等等人员混杂的场所中使用，此时有可能不希望周围的人看到显 示画面。因此对于隐私模式下的使用要求为使用者可清楚看见显示画面，而 使用者以外的闲杂人等则难以看清楚显示画面。因应上述要求，须縮窄公知液晶显示装置的图像信号范围，这样一来， 色阶(信号电压)的范围也变窄，对比会变得不好，而产生从正面看时的像素 显示也变差的问题。因此，例如日本专利特开平09-230377号公报中提出， 一种改变液晶显 示面板的视野角度的方法。此方法由垂直配向型向列式(VAN)液晶模式所实 施，在VAN模式下，为了防偷窥，具有一个倾斜范围的视角会变得十分狭 窄，在隐私模式下的使用有不足的问题。再者，例如日本专利特开2007-17988号公报提出，使用2片液晶显示面 板显示像素，其可于广角可视的第一模式与仅窄角可视的第二模式间进行液 晶显示的切换。然而，此方法因为使用2片面板，装置会变厚，而且也有成 本较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，其不需要特别的工艺或控制，简单来 说，从正面看时，可保持一般亮度及对比的图像显示，而从偏离正面的角度 看时，借由以特定的颜色或交错图案等等进行图像显示而变得不清楚，因而 提供可以隐私模式使用的液晶显示装置。根据本发明，可提供一种有源式矩阵型液晶显示装置，包括像素阵列与 电压源。像素阵列由多个像素组件所构成。电压源供应多个信号电压给像素 阵列，用以控制像素阵列的亮度，并显示图像。其中，相邻的像素组件会分 别给予不同电平的信号电压。相邻的像素组件的平均亮度随着信号电压的变 化关系于正视有源式矩阵型液晶显示装置时，呈现一般的Y曲线，以显示出 预期的图像。且相邻的像素组件的平均亮度随着信号电压的变化关系于偏移 一角度斜视有源式矩阵型液晶显示装置时，呈现在特定色阶(信号电压)范围 内维持在一固定值，以改变图像对比而显示出难以辨识的图像。因此从正面 看的图像可显示出本来的图像，而从斜面看时因对比改变之故，则显示出难 以看出本来图像的图像。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中像素组件可为像素或由 像素分割而得的子像素，例如将一种颜色的像素进一步分割为2。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，还包括储存装置以及对照表。其中，储存装置用以储存欲输入至该像素阵列的像素数据；对照表与储 存装置相通，并记录有对应像素数据的多个电压值，其可输出不同的电压值 给相邻像素组件，以区别隐私模式使能状态下正视与斜视时的亮度。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，还包括开关，其与对照表相 通，并可被控制以切换有源式矩阵型液晶显示装置选择性地进入隐私模式使 能状态或隐私模式禁能状态。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中当有源式矩阵型液晶显 示装置选择性进入隐私模式禁能状态时，会改用另一个与储存装置相通的对 照表来输出电压至像素阵列。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中电压值以数字形式记录 于对照表中，而有源式矩阵型液晶显示装置还包括数字模拟转换器，其与对 照表相通，用以于施加电压值至相邻像素组件前，将电压值转换为模拟形式。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中特定的信号电压范围为
输出至像素阵列的Y曲线的整体的信号电压范围的20%~80%。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中为了使从斜角度看时的 图像难以看出本来图像，在特定色阶(信号电压)范围下至少混合两种不同的 固定亮度。例如像素阵列具有第一区与第二区，其中第一区在特定的信号电 压范围内的平均亮度系数维持在一固定值，而第二区在特定的信号电压范围 内的平均亮度维持在另一固定值，因而于偏移一角度斜视该有源式矩阵型液 晶显示装置时对比会变更差。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中第一区与第二区彼此水 平相邻或彼此垂直相邻。上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置，其中像素阵列包括多个第一 区与第二区，且第一区与第二区以一间隔配置成棋盘状。根据本发明，可提供一种具有上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置 的电子装置，用以显示数据。根据本发明，可提供一种使上述所记载的有源式矩阵型液晶显示装置操 作于一隐私模式下的方法，包括使有源式矩阵型液晶显示装置进入一隐私模 式使能状态；以及分别施加不同的信号电压至像素阵列的相邻像素组件，以 使相邻像素组件产生一平均亮度。其中，相邻像素组件的平均亮度系随信号 电压的变化关系于正视有源式矩阵型液晶显示装置时呈现Y曲线，以显示出 预期的图像；且相邻像素组件的平均亮度随信号电压的变化关系用于偏移一 角度斜视有源式矩阵型液晶显示装置时，在特定的信号电压范围内维持在一 固定值，以改变图像对比至难以辨识的程度。根据本发明，利用分别施加不同电平的信号电压至相邻像素来改变图像 对比，因而使正面看的图像为一般预期的图像，而斜面看时显示出来的画面 无法辨识，确保隐私的维护。


图1表示出色阶(信号电压)与亮度的关系图。图2为从离正面60度倾斜角看的使用者与液晶显示画面的位置示意图。 图3(A)为从离正面60度倾斜角看时所看到的2种亮度呈纵向交错的画面。 图3(B)为从离正面60度倾斜角看时所看到的2种亮度呈横向交错的画面。图3(C)为从离正面60度倾斜角看时所看到的2种亮度呈棋盘状交错的 画面。图4为本发明有源式矩阵型液晶显示装置的像素显示方式的方框图。并且，上述附图中的附图标记说明如下1从正面看时色阶与亮度的变化曲线(曲线)2从离正面60度倾斜角看时色阶与亮度的变化曲线3施加2个不同电压给相邻像素时色阶与亮度的变化曲线的实例4施加2个不同电压给相邻像素时色阶与亮度的变化曲线的另一实例I高亮度区域II低亮度区域21像素22子像素23子像素24数字模拟(D/A)转换器 25对照表 26内存 27像素数据 28开关具体实施方式
以下参考附图详细说明本发明的实施例图1所示者为亮度(或称为辉度)相对于色阶(或灰阶，信号电压)的变化关 系。此类曲线通常称为Y曲线。曲线1为一般的Y曲线。 一般来说，亮度相对 于色阶以指数函数的关系增加。另一方面，曲线2为如第二图中使用者从离 正面60度倾斜角看时，对应于色阶的亮度变化。通常，各像素分别施予对 应于图l横轴上所示色阶的电压，根据个别的像素显示出画面，其中从正面 者以曲线l的亮度表示，从斜面者以曲线2的亮度表示。例如，对应于色阶施加某电压V于一像素时，从正面看的亮度以V的函 数Io(V)表示。此即为Y曲线1。相反地，同样对应于色阶施加某电压V于一 　数Io(V)表示。此即为Y曲线1。相反地，同样对应于色阶施加某电压V于一 像素的情形下，从离正面60度倾斜角看的亮度以V的函数l60 (V)表示。此 即为Y曲线2。换言之，由于从正面看的亮度以曲线1表示，而从离正面60 度倾斜角看的亮度以曲线2表示，因此某一信号与某一信号间的亮度差原则 上只用曲线1的变化与曲线2的变化的差异来表示。因此，从斜面看的图像 和从正面看的图像为几乎相同的图像，只是显示出来的画面不太清楚。所以，根据本发明，利用分别施加不同电平的信号电压至相邻像素来改 变图像对比，因而使正面看的图像为一般预期的图像，而斜面看时显示出来 的画面无法辨识，确保隐私的维护。例如，分别施加信号电压W及V2至相 邻的像素1及像素2，则从正面看的亮度为像素1及像素2的平均，亦即 (10(V0+I()(V2))/2，而从离正面60度倾斜角看的亮度为(l6o(VO+l6o(V2))/2。此 时，已知(Io(VO+Io(V2))/2为本来的y曲线，可由正面看到一般预期的图像。而 为了表示出例如曲线3及4所示的在特定的信号电压范围内具有固定的亮度 (IUVO+l6o(V2)y2， Vi及V2须事先设定，以改变图像对比，而使从离正面60 度倾斜角看到的图像难以辨识。换言之，曲线3及4为了破坏本来图像显示 功能(即施予各像素不同信号电压以得到不同亮度的画面显示)所设定的曲 线，使从斜面看的亮度不随信号电压的变化改变。如此一来，各像素的亮度 从正面看时相对于信号电压的变化呈Y曲线变化，显示出本来所预期的图像， 而从离正面60度倾斜角看的亮度变化，于特定的信号电压范围内，呈现固 定的亮度。当全部的像素均为相同的亮度时，图像对比变差，可使本来的图 像变得难以辨认。此外，例如使一列或某些固定列的像素所得之(I6。(V0+I6。(V2))/2为曲线3， 而与其交错的一列或某些列的像素所得之(l60(Vi)+l6o(V2))/2为曲线4，则可得到如第三图(A)所示的从离正面60度倾斜角看时所看到的高亮度区域I与低 亮度区域II两种亮度呈纵向交错的画面。换言之，若在不同区域中使用2种 Y曲线，可使从斜面看的图像对比更差，有更加复杂的阴影效果。此外，高亮 度区域I与低亮度区域II也可配置成如第三图(B)及第三图(C)所示的横向交 错、棋盘式交错(间隔配置)等画面，因而使从斜面看的图像有更加复杂的阴 影效果，而使其更加难以辨识。上述本发明的有源式矩阵型液晶显示装置所包含的像素矩阵以像素为单
位进行电压供给的差异化。除此之外，像素矩阵亦可以像素分割而得的子像 素为单位进行电压供给的差异化。不过，在未分割像素的情形下，为了得到 两个电压要使用2个像素，因而分辨率会减半。为了解决此问题，如前述般 将一个像素(或子像素)分为二，给予两个电压信号，则可维持本来的分辨率。图4为根据本发明有源式矩阵型液晶显示装置的像素显示方式的方框 图，其以同时供给不同电压到相邻子像素为例加以说明。在图4中，液晶显 示装置具有像素阵列以包含多个像素21。各像素21对应设置于矩阵的纵方 向与横方向上的多个R， G， B三原色，并分割为子像素22与子像素23。液 晶显示装置更包含电压源，供应信号电压到像素阵列，用以控制像素阵列的 亮度，显示出图像。首先，将像素数据27存在内存26中，从内存26输出 的像素数据根据对照表25，经数字模拟(D/A)转换器24转换成电压数据。其 中，对照表25分别与数字模拟转换器24、内存26耦接，并以数字形式纪录 有对应像素数据的电压值，其可分别输出不同的电压值到子像素22、 23，以 区别隐私模式使能状态下正视与斜视时的亮度。数字模拟转换器24用以于 施加电压值至子像素22、 23前，将电压值转换为模拟形式。此时，对照表中所设定的输出信号电压K与V2分别对应至使从正面看显示装置时的亮度为一般的Y曲线1，从斜面看显示装置时的亮度为曲线3。所输出的信号电压 V,与V2分别施加至子像素22与子像素23。上述实施例中的各装置虽用来处理子像素，但同样可用以处理相邻的像 素，而得到几乎相同的效果。另外，可设计一可选择的系统，以利用与对照表耦接的开关，切换一隐 私模式禁能状态(即只需显示本来图像的情况)，以及一隐私模式使能状态(即 需使从正面看的图像为本来的图像，而从斜面看的图像为与本来图像对比不 同的图像的情况)。在一般的场合下显示出广视野的图像，而只在公共场所等 隐私模式为必要的情形下使从斜面看的图像难以辨识。在图4中，利用开关 部28转换对照表，以输出信号电压至像素阵列，其中，可选择一般的对照 表，如对照表25以及另一个与内存26耦接的隐私模式用对照表(未图示)。 如此一来，根据本发明的显示装置在不使用隐私模式时，可有较广的视野， 随场所可有因地置宜的实施方式。除此之外，为了使隐私模式下从斜面看的图像更难辨识，也可将所使用
的信号电压范围狭窄化。为了使Y曲线中相对于信号电压的亮度可如曲线3 或4般保持固定，通常须将整体信号电压限定在某范围内。因此，若只在两个Y曲线的亮度为固定的特定信号电压范围内使用的话，从斜面看的图像可在 一个区域内呈现完全相同的亮度，而在混合不同亮度的两个区域内呈现阴影 的效果。这种两个Y曲线的亮度为固定的特定信号电压范围，可从信号电压整 体范围的20% 80%选择，在此范围内使用下，可使每个区域中从斜面看的 亮度完全相同。根据本发明的液晶显示装置，其于隐私模式下的操作方法，包括使液晶 显示装置进入隐私模式使能状态；以及分别施加不同的信号电压至像素阵列 的相邻像素，以使相邻像素产生一平均亮度。其中，相邻像素的平均亮度系 随信号电压的变化关系于正视液晶显示装置时呈现Y曲线，以显示出预期的 图像；且相邻像素的平均亮度随信号电压的变化关系于偏移一角度斜视液晶 显示装置时，在特定的信号电压范围内维持在一固定值，以改变图像对比至 难以辨识的程度。根据本发明的液晶显示装置可用在个人计算机、笔记本电脑、个人数字 助理(PDA)、数码相机、移动电话、车载导航系统等电子器材的液晶显示部， 用以显示数据。尤其对于笔记本电脑、PDA、移动电话等便携式电子器材的 应用更加有利。
权利要求
1. 一种有源式矩阵型液晶显示装置，包括一像素阵列，包含多个像素组件；以及一电压源，供应信号电压到该像素阵列，用以控制该像素阵列的亮度，以并显示一图像；其中分别施加不同电平的信号电压到相邻的像素组件；其中所述相邻像素组件的平均亮度随信号电压的变化关系于正视该有源式矩阵型液晶显示装置时呈现一γ曲线，以显示出一预期的图像；且其中所述相邻像素组件的平均亮度随信号电压的变化关系于偏移一角度斜视该有源式矩阵型液晶显示装置时，在一特定的信号电压范围内维持在一固定值，以改变图像对比至一难以辨识的程度。
2. 根据权利要求1的有源式矩阵型液晶显示装置，其中该相邻像素组件 为相邻的像素或由一像素分割而得的相邻子像素。
3. 根据权利要求1的有源式矩阵型液晶显示装置，还包括 一储存装置，用以储存欲输入至该像素阵列的像素数据； 第一对照表，与该储存装置相通，其中记录有对应该像素数据的电压值，用以于该有源式矩阵型液晶显示装置选择性进入一隐私模式使能状态时输 出电压至该像素阵列；第二对照表，与该储存装置相通，其中记录有对应该像素数据的电压值， 用以于该有源式矩阵型液晶显示装置选择性进入一隐私模式禁能状态时输 出电压至该像素阵列；以及一开关，与该第一与第二对照表相通，可被控制以切换该有源式矩阵型 液晶显示装置选择性进入该隐私模式使能状态或该隐私模式禁能状态；其中在该隐私模式使能状态下该第一对照表可输出不同的电压值到该 相邻像素组件，以区别正视与斜视时的亮度。
4. 根据权利要求3的有源式矩阵型液晶显示装置，其中所述电压值以数 字形式记录于该对照表中，而该有源式矩阵型液晶显示装置还包括一数字模 拟转换器，与该第一与第二对照表相通，用以于施加所述电压值至该相邻像 素组件前，将所述电压值转换为模拟形式。
5. 根据权利要求1的有源式矩阵型液晶显示装置，其中该特定的信号电 压范围为输出至该像素阵列的该Y曲线的信号电压范围的20%~80%。
6. 根据权利要求1的有源式矩阵型液晶显示装置，其中该像素阵列的第 一区在该特定的信号电压范围内的平均亮度维持在该固定值，而该像素阵列 的第二区在该特定的信号电压范围内的平均亮度维持在另一固定值，因而于 偏移一角度斜视该有源式矩阵型液晶显示装置时对比更差。
7. 根据权利要求6的有源式矩阵型液晶显示装置，其中该像素阵列包括多个该第一区与该第二区，该第一区与该第二区彼此水平或垂直相邻，或间 隔配置成棋盘状。
8. —种具有根据权利要求1的有源式矩阵型液晶显示装置的电子装置， 用以显示数据。
9. 一种使一有源式矩阵型液晶显示装置操作于一隐私模式下的方法，包括使该有源式矩阵型液晶显示装置进入一隐私模式使能状态；以及 施加不同信号电压至一像素阵列的相邻像素组件；其中所述相邻像素组件的平均亮度随信号电压的变化关系于正视该有 源式矩阵型液晶显示装置时呈现一Y曲线，以显示出一预期的图像；且其中所述相邻像素组件的平均亮度随信号电压的变化关系于偏移一角 度斜视该有源式矩阵型液晶显示装置时，在一特定的信号电压范围内维持在 一固定值，以改变图像对比至一难以辨识的程度。
10. 根据权利要求9的方法，其中该相邻像素组件为相邻的像素或由一像素分割而得的相邻子像素。
全文摘要
本发明公开一种有源式矩阵型液晶显示装置及其操作方法、电子装置，所述液晶显示装置包括像素阵列与电压源。像素阵列由多个像素元件所构成。电压源供应多个信号电压给像素阵列，用来控制像素阵列的亮度，并显示图像。分别施加不同的信号电压给相邻像素或子像素，所述相邻像素或子像素的平均亮度使得正视时呈现一般的γ曲线，而斜视时呈现在特定色阶(信号电压)范围内为固定的情况，因此从正面看的图像显示出本来的图像，而从斜角度面看则显示出难以看出本来图像的图像。本发明利用分别施加不同电平的信号电压至相邻像素来改变图像对比，因而使正面看的图像为一般预期的图像，而斜面看时显示出来的画面无法辨识，确保隐私的维护。
文档编号G09G3/36GK101399025SQ20081016683
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者吉贺正博, 柴崎稔 申请人:统宝光电股份有限公司