CN110221451A

CN110221451A - 显示装置及显示方法

Info

Publication number: CN110221451A
Application number: CN201810175078.5A
Authority: CN
Inventors: 黄俊杰
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-10
Also published as: US20190272793A1; US10580365B2

Abstract

本发明内容关于一种显示装置及显示方法，显示装置包括显示装置、背光装置、第一柱状透镜阵列及第二柱状透镜阵列。显示装置包括多个显示元件，且相邻的至少三个显示元件系用以组合及显示出一影像中的至少一像素。背光装置用以产生多道第一入射光及第二入射光；第一柱状透镜阵列及第二柱状透镜阵列系用以时序地折射第一入射光及第二入射光，使第一入射光及第二入射光时序地被第一柱状透镜及所述多个第二柱状透镜折射后，将投射在显示元件上不同垂直高度的位置。

Description

显示装置及显示方法

技术领域

本揭示内容系关于一种显示装置，特别是指能根据显示单元的排列顺序以及柱状透镜阵列，提升水平方向及垂直方向的解析效果的技术。

背景技术

目前，市面上已有能实现像素为7680×4320的「8K」分辨率的显示面板，能提供用户更细腻的影像表现。然而，由于8K超高分辨率的投影技术，必须搭配相对应的硬装置，造成生产成本及市场价格过高，而难以成为市场主流。

为了因应市场需求，如何利用较低规格的硬装置，改良其显示技术，以提升输出的影像的解析效果，即为本案的主要目的。

发明内容

本揭示内容为一种显示装置，该显示装置包括一显示装置、一背光装置、一第一柱状透镜阵列及一第二柱状透镜阵列，该显示装置包括多个显示元件，所述多个显示元件是根据显示的光色依序排列于该显示装置上，且相邻的至少三个显示元件用以组合及显示出一影像中的至少一像素；该背光装置用以产生多道第一入射光及多道第二入射光；该第一柱状透镜阵列包括沿垂直方向依序排列的多个第一柱状透镜，所述多个第一柱状透镜的凸面面对于该显示装置；该第二柱状透镜阵列包括沿垂直方向依序排列的多个第二柱状透镜，所述多个第二柱状透镜的凸面面对于该第一柱状透镜阵列；所述多道第一入射光及所述多道第二入射光在依序被所述多个第一柱状透镜及所述多个第二柱状透镜折射后，将投射在所述多个显示元件上不同垂直高度的位置。

本揭示内容为一种显示方法，包括下列步骤：通过一显示装置中的一背光装置，依序轮流投射多道第一入射光及多道第二入射光；通过一第一柱状透镜阵列及一第二柱状透镜阵列，时序地折射所述多道第一入射光及第二入射光，以分别形成多道第一背光线及多道背光线，所述多道第一背光线及所述多道第二背光线在垂直方向上交错且互不重叠；通过一显示装置，使所述多道第一背光线及所述多道第二背光线通过该显示装置上的多个显示单元；所述多个显示元件根据显示的光色依序排列于该显示装置上，且相邻的至少三个显示元件用以组合及显示出一影像中的至少一像素。

综上所述，在本案的各个实施态样中，根据相邻的显示元件的排序方式，显示出一像素，以提升水平方向的解析效果；同时，利用第一柱状透镜阵列及第二柱状透镜阵列的折射，将光线投射在显示元件上不同垂直高度的位置，据此，能进一步提升垂直方向的分辨率，产生更佳的视觉效果。

附图说明

图1为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的显示装置示意图。

图2A为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的显示装置示意图。

图2B为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的显示元件示意图。

图3A为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的第一背光线及第二背光线的投影示意图。

图3B为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的第一背光线及第二背光线的投影示意图。

图4为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的第二柱状透镜阵列示意图。

图5为根据本揭示内容的部分实施例所绘示的步骤流程图。

其中附图标记为：

100 显示装置

110 第一柱状透镜阵列

111 第一柱状透镜

120 第二柱状透镜阵列

121 第二柱状透镜

130 处理器

200 显示装置

210～230 显示单元

R、R1～R6 显示元件

211、221、231 第一显示元件

212、222、232 第二显示元件

213、223、233 第三显示元件

300 背光装置

310 第一光源单元

320 第二光源单元

330 发光二极管

401 弹簧

402 框架

403 锁固元件

L1 第一背光线

L2 第二背光线

θ 倾斜角度

S501～S504 步骤

P1～P4 像素

具体实施方式

以下将以图式公开本揭示内容的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭示内容。也就是说，在本揭示内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

于本文中，当一组件被称为「连接」或「耦接」时，可指「电性连接」或「电性耦接」。「连接」或「耦接」亦可用以表示二或多个组件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用「第一」、「第二」、…等用语描述不同组件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的组件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本揭示内容。

请参阅图1所示，根据本揭示内容的部分实施例所绘示的显示装置100示意图。在部分实施例中，显示装置100至少包括一显示装置200、一背光装置300、一第一柱状透镜阵列110及一第二柱状透镜阵列120，显示装置200包括多个显示元件R，用以显示一影像中的多个像素。在部分实施例中，显示装置200可以是液晶显示面板，其中可包含主动阵列组件基板、彩色滤光片阵列、偏光片、液晶层、配向层等。亦即，显示元件R可为液晶分子及滤光片，且显示装置100中包括一处理器130，处理器130能传送一控制信号至显示装置200，以调整显示元件R于不同时间点时的光通过率，进而使每个显示元件R呈现出不同光色。

请参阅图1及图2A所示，在部分实施例中，显示装置200包括复阵列显示单元210、220、230，且每组显示单元210～230分别包括一第一显示元件211、221、231、一第二显示元件212、222、232及一第三显示元件213、223、233。显示元件211～213、221～223、231～233用以显示不同的光色，例如：光的三原色红(图2A中标示的R)、绿(图2A中标示的G)、蓝(图2A中标示的B)。然而，在其他部分实施例中，每组显示单元210～230可用以显示三种以上的不同光色(如：红色、绿色、蓝色、黄色)。在传统的作法中，显示装置将每一组显示单元210～230设定为用以显示一影像的一像素，而本揭露内容则针对显示方式进行改良。

此外，图1绘示的显示元件R，与图2A绘示的显示元件211～213、221～223、231～233为相同组件，为便于说明其特性，图2A中乃将显示元件R在水平方向上细分为211～213、221～223、231～233，且将显示元件R在垂直方向上细分为R1～R6。

在部分实施例中，每一组显示单元210～230内的显示元件211～213、221～223、231～233依照一预设顺序排列，例如：沿着水平方向(即，图2A所示的X轴方向)，以红、绿、蓝的顺序排列，且相邻的至少三个显示元件用以组合并显示出影像中的至少一像素。在部分实施例中，影像中相邻的二个像素是由至少一个相同的显示元件及至少一个其他的显示元件组合及显示而成。举例而言，如图2B所示，当显示元件排列为RGBRGB时，显示装置100可依照水平方向的顺序，将RGB、GBR、BRG、RGB，分别设定为用于显示不同像素P1～P4，亦即，同一个显示元件，可用于显示一影像中的多个像素，如此，即可在水平方向上增加解析效果。

背光装置300用以产生多道第一入射光及多道第二入射光。第一柱状透镜阵列110光学耦合于背光装置300及显示装置200之间，且于垂直方向上具有光学能力。第一柱状透镜阵列110包括多个第一柱状透镜111，第一柱状透镜111沿垂直方向(如图1所示的Y轴方向)依序排列，其平面面对于背光装置300，其凸面则面对于显示装置200。第一柱状透镜111用以改变第一入射光及第二入射光的方向，在第一入射光及第二入射光经过第一柱状透镜111时，能反射成第一折射光及第二折射光，而朝不同方向偏移。例如：第一折射光将朝上方偏移、第二折射光则朝下方偏移。

第二柱状透镜阵列120光学耦合于背光装置300及显示装置200之间，且于垂直方向上具有光学能力，第二柱状透镜阵列120包括多个第二柱状透镜121，第二柱状透镜121沿垂直方向依序排列，其平面面对于显示装置200，其凸面则面对于第一柱状透镜111的凸面。第二柱状透镜121用以将第一折射光及第二折射光重新调整为一均匀的背光源，使第一折射光及第二折射光被第二柱状透镜折射为第一背光线及第二背光线后，第一背光线及第二背光线将投射在显示装置200上的不同垂直高度位置。本领域技术人员可明白第一柱状透镜阵列110及第二柱状透镜阵列120的配置方式，故在此不另赘述。

在部分实施例中，背光装置300包括多个第一光源单元310及多个第二光源单元320，第一光源单元310及第二光源单元320沿背光装置300的垂直方向，依序交错排列，且背光装置300能控制第一光源单元310及第二光源单元320，使第一光源单元310及第二光源单元320于不同时间点依序投射出第一入射光及第二入射光。举例而言，在奇数秒(1、3、5)时，第一光源单元310投射第一入射光，第二光源单元320则关闭，此时处理器130会改变显示元件的光通过率，以呈现出预期的像素光色；反之，在偶数秒(2、4、6)时，第一光源单元310关闭，第二光源单元320则投射第二入射光，此时处理器130亦会改变显示元件的光通过率，以呈现出预期的像素光色。据此，由于第一入射光、第二入射光经折射为第一背光线及第二背光线后，于不同时间点，投射在显示元件上不同垂直高度的位置，因此，就用户而言，即如同一个显示元件能显示出两个像素般，使显示装置100于垂直方向上的分辨率提升为两倍。

本揭露内容通过显示元件在水平方向上的排序，定义出多个像素，以提升水平方向的解析效果；同时，通过背光装置300时序地投射第一入射光及第二入射光，以时序地投射在显示元件上的不同垂直高度的位置的方法，让垂直方向的分辨率提升两倍，据此，即可在不改变显示装置200的硬件的情况下，改善显示装置100的显示效果。

请参阅第1及3A图所示，在部分实施例中，第一柱状透镜阵列110会将处于不同垂直高度的位置的第一入射光及第二入射光以不同角度聚焦，折射形成第一折射光及第二折射光，再经过第二柱状透镜阵列120，产生第一背光线及第二背光线。第一背光线及第二背光线时序地投射在显示元件R的上半部或下半部，且彼此之间互不重叠。举例而言，第一背光线L1投射于同一列显示元件R1～R6的上半部、第二背光线L2则投射在同一列显示元件R1～R6的下半部。

然而，第一背光线L1及第二背光线L2投射的位置，并不限于「同一显示元件R1～R6」的上半部或下半部，只要两者的投射位置有垂直方向的交错即可。在其他部分实施例中，该第一背光线L1及该第二背光线L2分别投射在垂直方向上相邻的显示元件R1～R6其中两者的上半部及下半部，且彼此之间互不重叠。如图3B所示，第一背光线L1投射在显示元件R3的下半部及显示元件R4的上半部，第二背光线L2则投射在显示元件R2的下半部及显示元件R3的上半部。

此外，在图3B所示的部分实施例中，由于第一背光线L1、第二背光线L2的投射面积，涵盖了显示元件R1～R6间的间距，因此，为使第一背光线L1、第二背光线L2能均匀投射在显示元件R1～R6上，在部分实施例中，每一个光源单元310、320可包括多个发光二极管330(如图1所示)，以确保亮度。

在图3A所示的部分实施例中，第一背光线L1、第二背光线L2投射在显示元件R1～R6上的垂直面积等同于显示元件R1～R6的垂直面积的一半。在图3A所示的部分实施例中，第一背光线L1、第二背光线L2投射在显示元件R1～R4上的垂直面积等同于显示元件R1～R4的垂直面积。此外，在部分实施例中，第二柱状透镜121的垂直位置分别对应于各该显示元件R1～R4的垂直位置。

请参阅图4所示，第二柱状透镜阵列120的一侧朝垂直方向倾斜，使第二柱状透镜阵列120与显示装置200(或显示装置100的水平线)间保持有一倾斜角度θ，据此，能使第一入射光及第二入射光在水平方向上保持有倾斜角度θ，以避免产生莫列波纹(Moirépattern)的现象，影响显示效果。在部分实施例中，第二柱状透镜阵列120设于显示装置100中的一框架402上，第二柱状透镜阵列120的一侧通过弹簧401，抵靠在框架402上，且框架402上设有一锁固元件403(如：螺帽及螺杆)，在用户转动锁固元件403时，能改变第二柱状透镜阵列120的一侧的垂直高度，进而通过弹簧401的弹性恢复力，调整倾斜角度θ。

请参阅图5所示，本揭露内容的部分实施例的步骤流程示意图，显示装置100根据下列方法，产生高分辨率的影像。在步骤S501中，处理器130先根据一影像信号，传送控制信号至背光装置300及显示装置200，使背光装置300内的第一光源单元310、第二光源单元320时序地投射出第一入射光及第二入射光。

在步骤S502中，通过第一柱状透镜阵列110，将第一入射光线L11朝上方偏移，以形成多道第一折射光线L12，且第一柱状透镜阵列110还能将第二入射光线L21朝下方偏移，以形成第二折射光线L22。

在步骤S503中，通过第二柱状透镜阵列120，将第一折射光线L12及第二折射光线L22折射为第一背光线L1及第二背光线L2，使第一背光线L1及第二背光线L2的投射方向在垂直方向上交错。

在步骤S504中，通过显示装置200，使第一背光线L1及第二背光线L2时序地通过显示装置200上的显示单元互不重叠的位置。其中，显示元件根据显示的光色依序排列于显示装置200上，显示装置100(如：处理器130或显示装置200内的运算模块)将水平方向上相邻的至少三个显示元件，设定为用于显示一影像中的至少一像素。据此，当显示装置200根据控制信号，改变显示元件的光通过率时，即能在水平方向上仿真出较高的分辨率，且能在垂直方向上将分辨率提升为两倍。

如前所述，第二柱状透镜阵列120的一侧的垂直高度能被弹簧401所调整，使第一背光线L1及第二背光线L2能与显示装置200的水平方向保持倾斜角度θ，避免莫列波纹的现象产生。

虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示装置，包括多个显示元件，所述多个显示元件根据显示的光色依序排列于所述显示装置上，且相邻的至少三个显示元件用以组合及显示出一影像中的至少一像素；

一背光装置，用以产生多道第一入射光及多道第二入射光；

一第一柱状透镜阵列，包括沿垂直方向依序排列的多个第一柱状透镜，所述多个第一柱状透镜的凸面面对于所述显示装置；及

一第二柱状透镜阵列，包括沿垂直方向依序排列的多个第二柱状透镜，所述多个第二柱状透镜的凸面面对于所述第一柱状透镜阵列；所述多道第一入射光及所述多道第二入射光在依序被所述多个第一柱状透镜及所述多个第二柱状透镜折射后，将投射在所述多个显示元件上不同垂直高度的位置。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置包括复阵列显示单元，各所述组显示单元至少包括一第一显示元件、一第二显示元件及一第三显示元件，用以分别显示不同的光色；各所述组显示单元依序排列，用以使相邻的至少三个不同的所述显示元件组合及显示出所述影像中的至少一像素。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述影像包括相邻的一第一像素及一第二像素，且所述第一像素及第二像素由至少一个相同的显示元件及至少一个其他的显示元件组合及显示而成。

4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示元件、所述第二显示元件及所述第三显示元件沿水平方向依序排列。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光装置包括多个第一光源单元及多个第二光源单元，所述多个第一光源单元及所述多个第二光源单元沿垂直方向依序交错排列。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述多个第一光源单元及所述多个第二光源单元于不同时间点依序投射出所述多道第一入射光及所述多道第二入射光。

7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一入射光及第二入射光时序地被所述多个柱状透镜折射后，分别形成一第一背光线及一第二背光线，所述第一背光线及所述第二背光线分别投射在所述多个显示元件的上半部或下半部，且彼此之间互不重叠。

8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一入射光及第二入射光时序地被所述多个柱状透镜折射后，分别形成一第一背光线及一第二背光线，所述第一背光线及所述第二背光线分别投射在垂直方向上相邻的所述多个显示元件的二者的上半部及下半部，且彼此之间互不重叠。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，各所述第二柱状透镜的垂直位置分别对应于各所述显示元件的垂直位置。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个第一光源单元及所述多个第二光源单元内分别设有多个发光二极管。

11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二柱状透镜阵列的一侧朝垂直方向倾斜，使所述第二柱状透镜阵列与所述显示装置之间保持有一倾斜角度。

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述第二柱状透镜阵列的一侧通过一弹簧固定于显示装置中，所述弹簧用以调整所述倾斜角度。

13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置根据一控制信号，于不同时间点改变所述多个显示元件的光通过率。

14.一种显示方法，其特征在于，包括：

通过一显示装置中的一背光装置，时序地轮流投射多道第一入射光及多道第二入射光；

通过一第一柱状透镜阵列及一第二柱状透镜阵列，时序地折射所述多道第一入射光及第二入射光，以分别形成多道第一背光线及多道第二背光线，所述多道第一背光线及所述多道第二背光线在垂直方向上交错且互不重叠；及

通过一显示装置，使所述多道第一背光线及所述多道第二背光线通过所述显示装置上的多个显示单元；所述多个显示元件根据显示的光色依序排列于所述显示装置上，且相邻的至少三个显示元件用以组合及显示出一影像中的至少一像素。

15.如权利要求14所述的显示方法，其特征在于，还包括：

通过所述显示装置，将水平方向上相邻且用以显示不同光色的至少三个显示元件，设定为显示所述影像中的至少一像素。

16.如权利要求14所述的显示方法，其特征在于，还包括：

所述第一柱状透镜阵列将所述多道第一入射光线朝上方偏移，以形成多道第一折射光线，且所述第一柱状透镜阵列还将所述多道第二入射光线朝下方偏移，以形成多道第二折射光线；及

所述第二柱状透镜阵列将所述多道第一折射光线及所述多道第二折射光线折射为所述多道第一背光线及所述多道第二背光线。

17.如权利要求16所述的显示方法，其特征在于，所述多道第一背光线及所述多道第二背光线分别投射在所述多个显示元件的上半部或下半部，且彼此之间互不重叠。

18.如权利要求16所述的显示方法，其特征在于，所述多道第一背光线及所述多道第二背光线分别投射在垂直方向上相邻的所述多个显示元件的二者的上半部及下半部，且彼此之间互不重叠。

19.如权利要求16所述的显示方法，其特征在于，还包括：

所述第二柱状透镜阵列使所述多道第一折射光线或所述多道第二折射光线产生一倾斜角度的偏移，使所述多道第一背光线及所述多道第二背光线的投射位置，与所述显示装置的水平线之间保持有所述倾斜角度。

20.如权利要求14所述的显示方法，其特征在于，还包括：

通过所述显示装置，于所述多道第一背光线及所述多道第二背光线投射至所述显示装置上时，改变所述多个显示元件的光通过率。