本发明涉及一种电子装置及其切换视角的方法，且特别涉及一种显示装置及其切换显示视角的方法。
背景技术：
近年来显示器的相关研究领域中，显示器的防窥功能逐渐受到重视。人们希望使用相关产品的同时，也可以保护个人的隐私，因此为显示器加上防窥功能的需求越来越多。常见的防窥显示器的适用范围也由笔记本电脑、液晶监视器朝向便携式消费型影音产品发展，如移动电话、平板等。为了实现防窥功能，常见的防窥设计的做法是于显示器的前方外加防窥片。防窥片可具有利用百叶窗形状的微结构来遮蔽大角度的显示光线，以使显示器可在正视视角或其附近的一定视角范围下正常显示影像而在较大角度的斜视视角下无法清楚呈现显示影像。
然而，由于防窥片内微结构的周期设计，在某些情况下，防窥片内微结构可能会与显示器的显示像素的周期产生干涉，进而在显示器的显示画面上形成摩尔波纹(Moiré pattern)。使用者往往需要依据不同显示器的型号(或分辨率)来选择与购买防窥片。防窥片的防窥角度往往为固定值，无法调整，这使得使用便利性受到限制。
技术实现要素：
本发明提供一种显示装置及其切换显示视角的方法，可不需经过手动切换及额外配置光学调整结构而达到窄视角效果。
本发明的一实施例提供一种显示装置，包括光源模块、显示模块以及光闸。光源模块包括多个第一色光源、多个第二色光源以及多个第三色光源。显示模块包括多个第一色子像素、多个第二色子像素以及多个第三色子像素，其中每一第一色子像素、每一第二色子像素以及每一第三色子像素的宽度为P微米。光闸包括多个第一光闸子像素、多个第二光闸子像素以及多个第三光闸子像素。多个第一光闸子像素分别对应第一色光源以及第一色子像素。多个第二光闸子像素分别对应第二色光源以及第二色子像素。多个第三光闸子像素分别对应第三色光源以及第三色子像素。其中，相邻的第一光闸子像素、第二光闸子像素及第三光闸子像素和对应的第一色子像素、第二色子像素及第三色子像素构成第一单元。另外相邻的第一光闸子像素、第二光闸子像素及第三光闸子像素和对应的第一色子像素、第二色子像素及第三色子像素构成与第一单元相邻的第二单元。第一单元中的第一光闸子像素与第一色子像素的最短对角连线距离与法线方向形成角度θ2。第一单元中的第一光闸子像素与第二单元中的第一光闸子像素对应的第一色子像素的最短连线距离与法线方向形成角度θ3。光闸与显示模块相距T微米。一使用者相对于法线方向的视角为θ1。第一单元中的第一色子像素与第二单元中的第一色子像素的距离为P×n微米，n＝2或3。显示装置符合：P/tan[sin-1(sinθ1/1.5)]≦T≦P×n/tan41.8°；tanθ2＝P/T；以及tanθ3＝P×n/T。
本发明的一实施例提供一种切换显示视角的方法，包括下列步骤：提供上述的显示装置。执行广视角模式，其中执行广视角模式包括下列步骤：驱动第一色光源、第二色光源以及第三色光源。驱动第一光闸子像素、第二光闸子像素以及第三光闸子像素；以及驱动显示模块。执行窄视角模式，其中执行窄视角模式包括下列步骤：驱动第一色光源而不驱动第二色光源以及第三色光源，驱动第一光闸子像素而不驱动第二光闸子像素以及第三光闸子像素，驱动第一单元的第一色子像素，以及不驱动第二单元的第一色子像素。
本发明的另一实施例提供一种切换显示视角的方法，包括下列步骤：提供相似于上述的显示装置。其中显示模块还包括多个白色子像素。光闸还包括多个第四光闸子像素。多个第四光闸子像素分别对应白色子像素。其中，相邻的第一光闸子像素、第二光闸子像素、第三光闸子像素及第四光闸子像素和对应的第一色子像素、第二色子像素、第三色子像素及白色子像素构成第一单元。另外相邻的第一光闸子像素、第二光闸子像素、第三光闸子像素及第四光闸子像素和对应的第一色子像素、第二色子像素、第三色子像素及白色子像素构成第二单元。执行广视角模式，其中执行广视角模式包括下列步骤：驱动第一色光源、第二色光源以及第三色光源，驱动第一光闸子像素、第二光闸子像素、第三光闸子像素及第四光闸子像素；以及驱动显示模块。执行窄视角模式，其中执行窄视角模式包括下列步骤：驱动第一色光源而不驱动第二色光源以及第三色光源。驱动第一光闸子像素而不驱动第二光闸子像素以及第三光闸子像素。驱动第一单元的第一色子像素，以及不驱动第一单元的白色子像素。
基于上述，本发明的显示装置可通过控制光源模块、显示模块及光闸的驱动状态而控制光源模块所发出的光束。
本发明的目的之一为不需经过手动切换而达到切换视角的功能。
本发明的目的之一为不需经过手动切换而达到窄视角的效果。
本发明的目的之一为不需经过额外配置光学调整结构而达到切换视角的功能。
本发明的目的之一为不需经过额外配置光学调整结构而达到窄视角的效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图2为图1的显示装置在执行窄视角模式的剖面示意图。
图3为图1的显示装置的正视方向及视角方向示意图。
图4为图1的显示装置的光源模块的示意图。
图5为图1的显示装置的光闸的示意图。
图6为图1的显示装置的显示模块及光闸的剖面示意图。
图7为本发明另一实施例的显示装置的显示模块及光闸的剖面示意图。
图8为本发明一实施例的显示模块的俯视示意图。
图9为本发明另一实施例的显示模块的俯视示意图。
附图标记说明：
100、100A：显示装置
110：光源模块
120、120’、120A、120B：显示模块
122、122_1、122_2、122A、122B：第一色子像素
124、124_1、124_2、124A、124B：第二色子像素
126、126_1、126_2、126A、126B：第三色子像素
128_1、128_2、128A、128B：白色子像素
130、130’：光闸
132、132_1、132_2：第一光闸子像素
132E2：第一光闸子像素电极
134、134_1、134_2：第二光闸子像素
134E2：第二光闸子像素电极
136、136_1、136_2：第三光闸子像素
136E2：第三光闸子像素电极
138_1、138_2：第四光闸子像素
140：第一偏光结构
150：第二偏光结构
160：第三偏光结构
CF、CF’：彩色滤光结构
R：红色滤光图案
G：绿色滤光图案
B：蓝色滤光图案
D1：法线方向
D2、D3、D4：方向
G1、G1’：第一单元
G2、G2’：第二单元
LC1、LC2：显示介质
RP：第一色子像素电极
GP：第二色子像素电极
BP：第三色子像素电极
E1：共通电极
PD、PD’：显示像素
PDA：显示像素阵列
PS：光闸像素
PSA：光闸像素阵列
SB1：第一基板
SB2：第二基板
SB3：第三基板
SB4：第四基板
SE：出光面
LB0：光束
LB1、LB2、LB3、LB4、LB5：第一色光束
P：宽度
T、L1、L2：距离
θ1、θ2、θ3：夹角
具体实施方式
图1为本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。图2为图1的显示装置在执行窄视角模式的剖面示意图。图3为图1的显示装置的正视方向及视角方向示意图。图4为图1的显示装置的光源模块的示意图。图5为图1的显示装置的光闸的示意图。请参考图1至图5，在本实施例中，显示装置100包括光源模块110、显示模块120、光闸130、第一偏光结构140、第二偏光结构150以及第三偏光结构160。显示装置100例如是从出光面SE提供出显示光束。显示模块120的法线方向D1与显示光束的传递方向D2具有夹角θ1，即显示装置100的视角。光闸130与显示模块120之间具有一距离T(微米)，距离T的详细定义于后说明。
请参考图4，光源模块110包括多个第一色光源112、多个第二色光源114以及多个第三色光源116。在本实施例中，第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116例如分别为红光光源、绿光光源及蓝光光源。在本实施例中，光源模块110例如可为场色序(Field Sequential Color，FSC)背光模块，其中第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116可按序被驱动而点亮，但本发明并不限于此。换言之，场色序背光模块是让红色、绿色与蓝色光源快速切换(switch)，由于切换时间短于人眼视觉所能分辨的时间，借助人眼的视觉残留效应，就能产生混色效果。
显示模块120包括多个第一色子像素122、多个第二色子像素124以及多个第三色子像素126，其中每一第一色子像素122、每一第二色子像素124以及每一第三色子像素126的宽度P(微米)为相同宽度。显示模块120包括第一基板SB1、配置于第一基板SB1上的显示像素阵列PDA以及第二基板SB2，显示像素阵列PDA位于第一基板SB1及第二基板SB2之间。显示像素阵列PDA是由包含显示介质LC1及彩色滤光结构CF的多个显示像素PD所构成。
显示介质LC1可包括液晶分子或是其它可适用的介质。在本发明下列实施例中的显示介质是以液晶分子当作范例，但不限于此。再者，在本发明下列实施例中的液晶分子，优选地，是以可被水平电场转动或切换的液晶分子或者是可被垂直电场转动或切换的液晶分子为范例，但不限于此。换句话说，在本实施例中，显示模块120为液晶显示模块。
彩色滤光结构CF例如是由多个红色滤光图案R、多个绿色滤光图案G以及多个蓝色滤光图案B所构成的彩色滤光片。第一色子像素122包含红色滤光图案R、显示介质LC1及第一色子像素电极RP，第二色子像素124包含绿色滤光图案G、显示介质LC1及第二色子像素电极GP，第三色子像素126包含蓝色滤光图案B、显示介质LC1及第三色子像素电极BP，而按序排列的第一色子像素122、第二色子像素124以及第三色子像素126可形成单一个显示像素PD。
请同时参考图1、图4及图5，光闸130包括多个第一光闸子像素132、多个第二光闸子像素134以及多个第三光闸子像素136。第一光闸子像素132包含共通电极E1、显示介质LC2及第一光闸子像素电极132E2，第二光闸子像素134包含共通电极E1、显示介质LC2及第二光闸子像素电极134E2，第三光闸子像素136包含共通电极E1、显示介质LC2及第三光闸子像素电极136E2。第一光闸子像素132分别对应第一色光源112以及第一色子像素122，第二光闸子像素134分别对应第二色光源114以及第二色子像素124，以及第三光闸子像素136分别对应第三色光源116以及第三色子像素126。光闸130包括第三基板SB3、光闸像素阵列PSA以及第四基板SB4，光闸像素阵列PSA位于第三基板SB3及第四基板SB4之间。光闸像素阵列PSA是由包含显示介质LC2的多个光闸像素PS所构成。
在本实施例中，光闸130为一液晶光闸，光闸130可不具有彩色滤光结构CF。而第一光闸子像素132、第二光闸子像素134及第三光闸子像素136举例是分别重叠并对应于第一色子像素122、第二色子像素124及第三色子像素126。
第一偏光结构140位于第一光闸子像素132与光源模块110之间。第二偏光结构150位于第一色子像素122与第一光闸子像素132之间。而第一色子像素122位于第三偏光结构160以及第一光闸子像素132之间。在本实施例中，第一偏光结构140、第二偏光结构150以及第三偏光结构160例如是偏光片或适于分别使特定偏振状态的光通过等偏光结构，本发明并不加以限制。
请继续参考图1、图4及图5，在广视角模式下，驱动光源模块110的第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116并使得同时提供光束，光闸130中所有光闸子像素132、134及136亦为同时驱动，以及驱动显示模块120，使得第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116所提供的光束LB0可通过光闸像素PS以及显示像素PD中的子像素。
请参考图2，从广视角模式切换为窄视角模式，执行窄视角模式，光源模块110的第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116依时序驱动，且光闸130中第一光闸子像素132、第二光闸子像素134以及第三光闸子像素136亦依时序驱动。举例而言，当驱动光源模块110的第一色光源112时，驱动第一光闸子像素132，且不驱动第二色光源114、第三色光源116、第二光闸子像素134及第三光闸子像素136。当驱动光源模块110的第二色光源114时，驱动第二光闸子像素134，且不驱动第一色光源112、第三色光源116、第一光闸子像素132及第三光闸子像素136。当驱动光源模块110的第三色光源116时，驱动第三光闸子像素136，且不驱动第一色光源112、第二色光源114、第一光闸子像素132及第二光闸子像素134。换句话说，光闸130中的第一光闸子像素132、第二光闸子像素134以及第三光闸子像素136对应着光源模块110中的第一色光源112、第二色光源114及第三色光源116依时序分别开启。
因此，以驱动第一色光源112及第一光闸子像素132为例，第一色光源所发出的不同传递路径的第一色光束LB1、LB2、LB3、LB4、LB5传递路径如下说明。第一色光束LB1按序传递通过第一光闸子像素132及第一色子像素122并从出光面SE射出。第一色光束LB2、LB3分别传递通过第一光闸子像素132至第二色子像素124及第三色子像素126，以被第二色子像素124及第三色子像素126滤除或反射。第一色光束LB4、LB5分别传递通过第二光闸子像素134及第三光闸子像素136至第二偏光结构150，则会因第二光闸子像素134及第三光闸子像素136未被驱动以调制第一色光束LB4、LB5的偏振方向而被第二偏光结构150滤除，如图2所示。如此一来，可使得具有较大视角的第一色光束LB2、LB3、LB4、LB5不会从出光面SE射出，进而使显示装置100不需经过手动切换及/或额外配置光学调整结构而达到窄视角效果。
图6为图1的显示装置的显示模块及光闸的剖面示意图。请同时参考图3及图6，为了方便说明，图6仅示出显示像素PD及光闸像素PS。在本实施例中，连续紧密排列的第一光闸子像素132_1、第二光闸子像素134_1及连续紧密排列的第三光闸子像素136_1和对应的第一色子像素122_1、第二色子像素124_1及第三色子像素126_1构成一第一单元G1。而另外连续紧密排列第一光闸子像素132_2、第二光闸子像素134_2及第三光闸子像素136_2和对应的第一色子像素122_2、第二色子像素124_2及第三色子像素126_2构成与第一单元G1相邻的一第二单元G2。其中，上段说明中所述的“相邻”可为“彼此相邻”或“连续紧密排列”，本发明并不限于此。换句话说，每一单元G1或G2即包含了相对应的显示像素PD以及光闸像素PS，且相邻此单元中相对应的显示像素PD以及光闸像素PS即为相邻此单元的另一单元。
在本实施例中，显示装置100符合下列条件式：
P/tan[sin-1(sinθ1/1.5)]≦T≦P×n/tan41.8°；
tanθ2＝P/T；以及
tanθ3＝P×n/T。
其中，
P为第一、第二及第三色子像素122_1、122_2、124_1、124_2、124_1、126_2的宽度(微米)；
θ1为使用者相对于法线方向D1的视角夹角；
T为光闸130的第四基板SB4的上表面与显示模块120的第一基板SB1的下表面间的距离(微米)；
n为位于两相邻的第一色子像素122_1、122_2之间的子像素数量；
θ2为第一单元G1中的第一光闸子像素132_1的第一光闸子像素电极132E2与第一色子像素122_1的滤光图案的最短对角连线距离L1的方向D3与法线方向D1的夹角，法线方向D1为垂直于出光面SE的方向；以及
θ3为第一单元G1中的第一光闸子像素132_1的第一光闸子像素电极132E2与第二单元G2中的第一光闸子像素132_2对应的第一色子像素122_2的滤光图案的最短连线距离L2的方向D4与法线方向D1的夹角。
举例而言，在本实施例中，n值为2，且第一单元G1的第二色子像素124_1及第三色子像素126_1是位于第一单元G1的第一色子像素122_1以及第二单元G2的第一色子像素122_2之间。因此，显示装置100符合P/tan[sin-1(sinθ1/1.5)]≦T≦2P/tan41.8°；tanθ2＝P/T；以及tanθ3＝2P/T。
由上述条件式可知，本实施例的显示装置100可通过调整第一、第二及第三色子像素的宽度值P或调整光闸130与显示模块120的距离值T，而使显示装置100所发出的显示光束仅会传递通过同一单元的显示子像素与光闸子像素。而传递通过其中一单元的显示子像素与相邻单元的光闸子像素的显示光束，则因入射光闸子像素的角度条件产生全反射现象。如此一来，可防止显示光束从相邻单元的光闸子像素通过，进而将显示装置100的视角控制在θ1以下，以达到窄视角的效果。
图7为本发明另一实施例的显示装置的显示模块及光闸的剖面示意图。请参考图7，本实施例的显示装置100A类似于图6的显示装置100，而两者不同之处在于，在本实施例中，第一单元G1’以及第二单元G2’中的每一个还包括位于显示像素PD内的白色子像素128_1，以及位于光闸像素PS内的第四光闸子像素138_1。第二单元G2’的第一色子像素122_2至第三色子像素126_2是位于第一单元G1’的白色子像素128_1以及第二单元G2’的白色子像素128_2之间。
在本实施例中，单一个显示像素PD’由第一色子像素122_1、第二色子像素124_1、第三色子像素126_1及白色子像素128_1所组成，且这些子像素中所对应彩色滤光结构的部分分别为红色滤光图案、绿色滤光图案、蓝色滤光图案及透明图案。
相较于图6的实施例，本实施例在执行广视角模式时，在驱动第一光闸子像素132_1、132_2、第二光闸子像素134_1、134_2及第三光闸子像素136_1、136_2的同时还驱动第四光闸子像素138_1、138_2。而从广视角模式下切换为窄视角模式，执行窄视角模式，在驱动第一单元G1’的第一色子像素122_1的同时还驱动第二单元G2’的第一色子像素122_2，并且不驱动第一单元G1的白色子像素128_1。此外，在本实施例中，可进一步不驱动第四光闸子像素138_1，但本发明并不限于此。
因此，在本实施例中，n值为3，且第一单元G1’的第二色子像素124_1及第三色子像素126_1是位于第一单元G1’的第一色子像素122_1以及第二单元G2’的第一色子像素122_2之间。显示装置100A符合P/tan[sin-1(sinθ1/1.5)]≦T≦3P/tan41.8°；tanθ2＝P/T；以及tanθ3＝3P/T。
由上述条件式可知，在相同于先前实施例的第一、第二及第三色子像素的宽度P或光闸130’与显示模块120’之间距离值T的条件之下，本实施例的显示装置100A能提供更好的窄视角效果。
图8为本发明一实施例的显示模块的俯视示意图。请参考图8，在本实施例中，显示模块120A中的每个显示像素PD的第一色子像素122A、第二色子像素、第三色子像素126A及白色子像素128A的长度为一个显示像素PD的长度，宽度为四分之一的显示像素PD的宽度，并且以长边为相邻边的方式按序排列形成显示像素PD，显示像素PD的长度和宽度举例为相等。因此，在执行窄视角模式时，在水平方向上的相邻透光区域将相隔四分之三的显示像素PD长，且每个透光区域的长度为四分之一的显示像素PD长。
图9为本发明另一实施例的显示模块的俯视示意图。请参考图9，在本实施例中，显示模块120B类似于图8的显示模块120A，其两者差别在于，显示模块120B中的每个显示像素PD的第一色子像素122B、第二色子像素124B、第三色子像素126B及白色子像素128B的长度与宽度分别为半个显示像素PD的长度与宽度，并且以2×2阵列方式排列形成显示像素PD，显示像素PD的长度和宽度举例为相等。此外，本实施例在相邻的显示像素PD中更进一步的将阵列中的两行或两列交错配置如图9所示。因此，在执行窄视角模式时，在水平方向上的相邻透光区域将相隔二分之三显示像素PD长，且每个透光区域的长度为二分之一的显示像素PD长。在垂直方向上的相邻透光区域将相隔二分之一显示像素PD长，且每个透光区域的长度为二分之一的显示像素PD长。
综上所述，本发明的显示装置可通过控制光源模块、显示模块及光闸的驱动状态而控制光源模块所发出的光束。因此，可不需经过手动切换及/或额外配置光学调整结构而达到切换视角，进而达到窄视角效果。
虽然本发明以实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求为准。