CN103185968A - 显示装置 - Google Patents

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吴其霖
颜维廷
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Abstract

一种显示装置，包括背光模块、滤光模块以及显示面板。背光模块包括多组发光元件，其中每一组发光元件包括至少一第一色发光元件与至少一第二色发光元件。滤光模块配置在此多组发光元件所发出的光的传递路径上且包括多组滤光单元。每一组滤光单元适于让其中一组发光元件所发出的光通过。显示面板配置于多组发光元件所发出的光的传递路径上，其中背光模块轮流点亮此多组发光元件。显示面板在每一帧时间的每一子帧时间中显示对应于被点亮的一组发光元件的图像。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
目前普遍开发的裸眼式立体显示器技术主要分成两种类型：空间多工与时间多工3D显示器。两个技术均利用大脑可以将左右眼所看到的不同图像，融合在一起，以产生立体图像的感觉。其中，空间多工是牺牲解析度来重建立体图像。为了能够让立体图像可在更多角度被观赏到，多个视域将使得三维图像的解析度(Resolution)变成二维图像的一半以下，甚至更少而使图像质量下降。
相较于空间多工的方式，时间多工的方式具有维持解析度或减少解析度损失的特性。一种已知的时间多工的方式是利用在某一个时间点，立体图像显示器将某一视角的图像投射到观赏者的左眼，而在下一个时间点，则将另一视角的图像投射到观赏者的右眼。当两个视角的图像切换够快时，大脑将不会感受到图像的切换，而形成左右眼的图像为视角稍不同的立体图像对。
从传统阴极射线管(Cathode ray tube，CRT)的480p(progressive scan)解析度，到目前高画质信号显示器的1080p(progressive scan)解析度，消费者对于高画质显示器的需求从未改变，然而目前裸眼式的空间多工立体显示器却普遍存在于解析度降低与视角受到限制两大问题。由于裸眼式空间多工立体显示器工作原理的关系，多视域(Multi-View)画面呈现的方式虽然可以增加观赏者观赏的舒适感，但越多视域同时也降低越多的解析度，如果是分为n个视域，画面解析度就降为1/n。为了要解决解析度下降的问题，提升显示器解析度固然是最直接的想法，但也不可能无限制的增加，因为显示器制作的难度以及成本都是需要考虑的地方。随着技术的进步，高显示频率的显示器可以解决显示器的空间有限的问题，如果是再搭配上指向性背光(Directional Backlight)，便可在极短时间内将不同方向的光线投射到不同视域。另外，多视域(Multi-View)画面的呈现可利用柱状透镜膜或视差光栅来达成，然而由于一般的发光二极管光源与其他光源的间距较难缩得很小，使得柱状透镜或视差光栅的节距过大会造成在观赏时有条纹产生。
发明内容
本发明的一实施例提出一种显示装置。显示装置包括背光模块、滤光模块以及显示面板。背光模块包括多组发光元件，其中每一组发光元件包括至少一第一色发光元件与至少一第二色发光元件。不同组发光元件的第一色发光元件所发出的光的主要波长范围彼此不同，且不同组发光元件的第二色发光元件所发出的光的主要波长范围彼此不同。滤光模块配置在此多组发光元件所发出的光的传递路径上，且包括多组滤光单元。每一组滤光单元包括多个滤光单元，且每一组滤光单元适于让此多组发光元件中的其中一组发光元件所发出的光通过，并阻挡其他组发光元件所发出的光。显示面板配置在此多组发光元件所发出的光的传递路径上，其中背光模块轮流点亮此多组发光元件。此外，显示面板在每一帧(frame，又称之为“图框”)时间的每一子帧时间中显示对应于被点亮的一组发光元件的图像。
为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A为本发明一实施例的显示装置示意图。
图1B为图1A中的各组发光元件的发光光谱图。
图1C是图1A中滤光模块的结构图。
图1D为图1A中滤光模块的另一种结构图。
图1E为图1D中的各组发光元件的发光光谱图。
图1F为图1A中滤光模块和显示面板的相对关系示意图。
图1G为图1A中滤光模块和显示面板的第二相对关系示意图。
图1H为图1A中滤光模块和显示面板的第三相对关系示意图。
图2(a)至图2(d)是图1A的显示装置显示画面的动态示意图。
图2(e)是图1A的显示装置的显示画面的时序图。
图3绘示出图1A的显示装置处于某一模式下所显示的图像。
图4为本发明另一实施例的显示装置示意图。
图5A为图4中光导向元件与显示面板的相对关系图。
图5B为图4中光导向元件与显示面板的另一相对关系图。
图6为本发明的另一实施例的光导向元件的示意图。
图7～图10是图4的显示装置显示画面的动态示意图。
【主要元件符号说明】
11、22、33、44：像素
1000、1000a：显示装置
1100：背光模块
1110、1120、1130、1140：多组发光元件
1111、1121、1131、1141：第一色发光元件
1112、1122、1132、1142：第二色发光元件
1113、1123、1133、1143：第三色发光元件
1200、1200a：滤光模块
1210、1220、1230、1240：多组滤光单元
1211～1213、1221～1223、1231～1233、1241～1243：滤光单元
1300：显示面板
1400、1401：光导向元件
1500：扩散版
1210a、1220a、1230a、1240a：多组滤光单元
1400a、1401a：光学结构
a1、b1、c1、d1：波长
a2、b2、c2、d2：波长
a3、b3、c3、d3：波长
a1’、b1’、c1’、d1’：波长
a2’、b2’、c2’、d2’：波长
a3’、b3’、c3’、d3’：波长
I1、I2、I3、I4：图像
L1、L2、L3、L4：光
P1：第一区域
P2：第二区域
V1、V2、V3、V4：视域
a、b、c、d：发光光谱
S：物体
R：像素列
W：文字
x、y、D1、D2、D1’：方向
具体实施方式
图1A为本发明一实施例的显示装置的示意图。请参照图1A，本实施例的显示装置1000包括背光模块1100、滤光模块1200以及显示面板1300。背光模块1100包括多组发光元件1110、1120、1130及1140，其中每一组发光元件1110、1120、1130、1140包括至少一第一色发光元件1111、1121、1131、1141与至少一第二色发光元件1112、1122、1132、1142。举例而言，一组发光元件1110包括至少一第一色发光元件1111及至少一第二色发光元件1112，且一组发光元件1120包括至少一第一色发光元件1121及至少一第二色发光元件1122。不同组发光元件1110～1140的第一色发光元件1111～1141所发出的光的主要波长范围彼此不同，且不同组发光元件1110～1140的第二色发光元件1112～1142所发出的光的主要波长范围彼此不同。换句话说，第一色发光元件1111、第一色发光元件1121、第一色发光元件1131及第一色发光元件1141所各自发出的光的主要波长范围彼此不同，且第二色发光元件1112、第二色发光元件1122、第二色发光元件1132及第二色发光元件1142所各自发出的光的主要波长范围彼此不同。
本实施例的滤光模块1200配置于多组发光元件1110～1140所发出的光L1、L2、L3、L4的传递路径上，且包括多组滤光单元1210、1220、1230及1240，其中每一组滤光单元1210、1220、1230、1240包括多个滤光单元1210、1220、1230、1240。举例而言，一组滤光单元1210包括多个滤光单元1210，且一组滤光单元1220包括多个滤光单元1120。此外，每一组滤光单元1210～1240适于让多组发光元件1110～1140中的其中一组发光元件1110～1140所发出的光通过，并阻挡其他组发光元件1110～1140所发出的光。举例而言，滤光单元1210适于让其中一组发光元件1110所发出的光通过，且阻挡其他组发光元件1120、1130及1140所发出的光。滤光单元1220适于让其中一组发光元件1120所发出的光通过，且阻挡其他组发光元件1110、1130及1140所发出的光。滤光单元1230适于让其中一组发光元件1130所发出的光通过，且阻挡其他组发光元件1110、1120及1140所发出的光。滤光单元1240适于让其中一组发光元件1140所发出的光通过，且阻挡其他组发光元件1110、1120及1130所发出的光。此外，显示面板1300配置在此多组发光元件1110～1140所发出的光L1、L2、L3、L4的传递路径上，其中背光模块1100轮流点亮此多组发光元件1110～1140。
参照图1A，在本实施例中，每一组发光元件1110～1140除了包括第一色发光元件1111～1141与第二色发光元件1112～1142之外，还包括第三色发光元件1113～1143，然而每一组发光元件1110～1140中的发光元件的个数以及颜色的种类不受限于图1A。换句话说，设计者可依据实际需求而有所调整。举例而言，一组发光元件1110还包括第三色发光元件1113，而一组发光元件1120还包括第三色发光元件1123。
在此实施例中，背光模块1100可以是混色的背光源，例如是白色光的背光源。具体而言，背光模块1100中的每一组发光元件1110～1140的第一色发光元件1111～1141、第二色发光元件1112～1142以及第三色发光元件1113～1143例如分别为蓝光发光元件、绿光发光元件及红光发光元件，而这三种发光元件所发出的光混合成白色光。举例而言，第一色发光元件1111、第二色发光元件1112及第三色发光元件1113例如分别为蓝光发光元件、绿光发光元件及红光发光元件。然而，在其他实施例中，每一组发光元件也可只包括第一色发光元件与第二色发光元件，而不包括第三色发光元件，其中第一色发光元件与第二色发光元件例如分别为蓝光发光元件与黄光发光元件，或分别为红光发光元件与青绿(cyan)光发光元件，或者分别为绿光发光元件与洋红(magenta)光发光元件，如此第一色发光元件与第二色发光元件所发出的光也可混合成白色光。在本实施例中，第一色发光元件1111、第二色发光元件1112及第三色发光元件1113例如为发光二极管。
进一步来说，在本实施例中，背光模块1100包括了四组发光元件1110～1140，而每一组发光元件1110、1120、1130、1140包括第一色发光元件1111、1121、1131、1141、第二色发光元件1112、1122、1132、1142以及第三色发光元件1113、1123、1133、1143。请配合参照图1B，图1B为图1A中的各组发光元件的发光光谱图。四组发光元件1110～1140分别对应到发光光谱a、b、c、d，其中这些第一色发光元件1111、1121、1131、1141所发出的光的主要波长范围a1、b1、c1、d1彼此不同，而这些第二色发光元件1112、1122、1132、1142所发出的光的主要波长范围a2、b2、c2、d2彼此不同，且第三色发光元件1113、1123、1133、1143所发出的光的主要波长范围a3、b3、c3、d3亦彼此不同。在本实施例中，主要波长范围a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2、d2、a3、b3、c3及d3彼此皆无部分重叠。
图1C是图1A中的滤光模块的上视示意图。请参照图1C。本实施例的滤光模块1200可以是一个波长滤光片，波长滤光片会让相对应的波长的光线通过，而阻挡其他波长的光线。在本实施例中，滤光模块1200包括多组滤光单元1210、1220、1230、1240，而每一组滤光单元1210～1240的每一个滤光单元1210～1240又包括第一色滤光单元1211、1221、1231、1241、第二色滤光单元1212、1222、1232、1242及第三色滤光单元1213、1223、1233、1243。举例而言，滤光单元1210包括第一色滤光单元1211、第二色滤光单元1212及第三色滤光单元1213。每四个相邻的滤光单元1210～1240形成一周期，且这些滤光单元1210～1240重复地依序排列，如此的结构可以使光L1、L2、L3、L4经过滤光模块1200后产生条状光源。各组滤光单元1210～1240本质上是对应到各组发光元件1110～1140。具体而言，例如其中的一组滤光单元1210的主要穿透波长范围与其中的一组发光元件1110所发出的光L1的主要波长范围实质上一致，或者其中的一组滤光单元1210的主要穿透波长范围涵盖其中的一组发光元件1110所发出的光L1的主要波长范围，以致当其中的一组发光元件1110所发出的光L1照射到滤光模块1200时，只会通过其中的一组滤光单元1210，且被其他组滤光单元1220～1240所挡住。更精确地说，每一组发光元件1110～1140中的第一色发光元件1111、1121、1131与1141会分别通过每个滤光单元组1210～1240中的第一色滤光单元1211、1221、1231与1241，但会分别被其他滤光单元所阻挡。类似地，每一组发光元件1110～1140中的第二色发光元件1112、1122、1132与1142会分别通过每一组滤光单元1210～1240中的第二色滤光单元1212、1222、1232与1242，但会分别被其他滤光单元所阻挡。每一组发光元件1110～1140中的第三色发光元件1113、1123、1133与1143会分别通过每一组滤光单元1210～1240中的滤光单元1213、1223、1233与1243，但会分别被其他滤光单元所阻挡。
参照至图1B，仔细而言，每一色发光元件所发出的光的主要波长范围的定义为在此光的发光光谱中，强度为最大光强度(即波峰值)的50％以上的那些光强度所对应的波长范围。换句话说，主要波长范围例如为发光光谱的半高宽所涵盖的范围。
本实施例的滤光模块不限于上述图1C的结构，图1D绘示图1A中的滤光模块的另一种变化。请配合参照图1E，图1E为图1D中的各组发光元件的发光光谱图。图1D中的滤光模块1200a包括四组滤光单元1210a～1240a，每四个相邻的滤光单元1210a～1240a形成一周期，且这些滤光单元1210a～1240a重复地依序排列。每一组滤光单元1210a～1240a具有多个主要穿透波长范围a1’～a3’、b1’～b3’、c1’～c3’、d1’～d3’，其涵盖一组发光元件1110～1140的第一色发光元件1111～1141所发出的光的主要波长范围a1～d1、第二色发光元件1112～1142所发出的光的主要波长范围a2～d2及第三色发光元件1113～1143所发出的光的主要波长范围a3～d3。
举例而言，图1E中，滤光单元1210a的这些主要穿透波长范围a1’、a2’及a3’分别涵盖图1B中的发光光谱a中的主要波长范围a1、a2及a3，而滤光单元1220a的这些主要穿透波长范围b1’、b2’及b3’分别涵盖发光光谱b中的主要波长范围b1、b2及b3。因此，此多组发光元件1110～1140所分别发出的光L1、L2、L3及L4可分别通过图1D中的滤光模块1200a的滤光单元1210a、1220a、1230a及1240a。此外，在本实施例中，主要穿透波长范围a1’、b1’、c1’、d1’、a2’、b2’、c2’、d2’、a3’、b3’、c3’及d3’彼此皆无部分重叠。
上述主要穿透波长范围的定义为在穿透光谱中，穿透率为最大穿透率(即波峰值)的50％以上的那些穿透率所对应的波长范围。换句话说，主要穿透波长范围例如为穿透光谱的半高宽所涵盖的范围。然而，在其他实施例中，当滤光单元的穿透光谱的斜率可因参数的调整而作得较为陡峭时，由于滤光单元的过滤不同波长的光的能力增加，因此发光元件的发光光谱的主要波长范围可定义为，在发光光谱中强度为最大光强度(即波峰值)的X％以上的那些光强度所对应的波长范围，其中X大于50(例如X＝70)，而相邻两发光光谱的曲线可以更为靠近而仍不会使主要波长范围有部分重叠。或者，为了提升立体图像的质量，而降低串音(crosstalk)现象，X值也可小于50(例如X＝30或10)，则相邻两发光光谱的曲线要较为远离才不会使主要波长范围有部分重叠。同理，滤光单元的主要穿透波长范围也可定义为在穿透光谱中，穿透率为最大穿透率(即波峰值)的Y％以上的那些穿透率所对应的波长范围。当穿透光谱的斜率可因参数的调整而作得较为陡峭时，可使Y大于50(例如Y＝70)，而两相邻穿透光谱的曲线可以较为靠近而仍不会使主要波长范围有部分重叠。另一方面，当Y小于50(例如Y＝30或10)时，相邻两穿透光谱的曲线要较为远离才不会使主要穿透波长范围有部分重叠，因此可降低串音现象。
请参照回图1A，图中所绘示的背光模块1100中的发光元件1111～1113、1121～1123、1131～1133、1141～1143只是示意性地绘示出来，实际上在本实施例中，每一种发光波长的发光元件的数量皆有多个，不同种发光波长的发光元件交错排列，且每一种发光波长的发光元件分布于一平面上。为了达到均匀地发光，滤光模块1200与背光模块1100之间还可以配置扩散版1500，以让各组发光元件所发出的光L1、L2、L3及L4能更均匀地散布至滤光模块1200上。此外，在另一实施例中，背光模块1100也可以是采用导光板来导光的侧边入光式背光模块，而各组发光元件1110～1140配置于导光板的至少一侧，导光板配置于滤光模块1200的一侧，而导光板将光L1、L2、L3及L4从导光板的侧面导向正面而传递至滤光模块1200。在本实施例中，显示面板1300可以是液晶面板。参照至图1A，显示面板1300包括多组像素11、22、33及44。每一组像素11、22、33、44包括了多个像素11、22、33、44，而这些像素11、22、33及44依序且重复地排列。举例而言，一组像素11包括了多个像素11，而一组像素22包括了多个像素22。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，显示面板1300所包括的像素的组数也可依使用需求而作调整。
图1F为图1A中滤光模块和显示面板的相对关系示意图，并且以图1C所述的滤光模块作示范说明。参照至图1F，在本实施例中，滤光模块1200中的每一组滤光单元1210～1240沿着第一方向D1延伸，而且延着第二方向D2排列，亦即例如沿着图1F中的方向y延伸并沿着图1F中的方向x排列。在本实施例中，第一方向D1实质上垂直于第二方向D2。显示面板1300上具有多个像素列R，而每一像素列R中的多个像素11、22、33或44沿着图1F中的方向y排列排列，且这些像素列R沿着图1F中的方向x排列。在本实施例中，第一方向D1实质上平行于每一像素列R中的这些像素11、22、33或44的排列方向。换句话说，在本实施例中，滤光模块1200中的每一组滤光单元1210～1240的配置是平行于显示面板1300上的每一像素列R中的这些像素11、22、33或44的排列方式。然而本实施例的滤光模块和显示面板的相对关系不限于此，以下将示范性的举例两种其他的实施样态。
图1G为图1A中滤光模块和显示面板的另一相对关系的示意图。图1G中每一组滤光单元1210～1240可以是呈斜向延伸，亦即每一组滤光单元1210～1240的第一方向D1’(即延伸方向)倾斜于每一像素列R。此外，本实施例的每一组像素11、22、33、44亦是倾斜于每一像素列R而排列的。换句话说，每一组滤光单元1210～1240的第一方向D1’(即延伸方向)平行于每一组像素11、22、33、44的排列方向。
图1H为图1A中滤光模块和显示面板的又一相对关系示意图。图1H中每一个滤光单元1210～1240包括多个子滤光单元(1210b)，这些子滤光单元(1210b)呈斜向排列，例如呈阶梯式斜向排列。图1H示范性的绘示出一组滤光单元1210中的滤光单元1210相对于像素11、22、33、44的排列情形。在本实施例中，每一像素11、22、33、44亦呈斜向排列，例如呈阶梯式斜向排列。
接着，请再参照回图1A，图1A更示范性的绘示其中一组发光元件1110所发出的光L1照射到滤光模块1200的情形，详言之，其中一组发光元件1110所发出的光L1会从周期性结构的滤光模块1200中通过一组滤光单元1210，再射至显示面板1300上的像素11、22、33、44。显示面板1300上的像素11、22、33、44负责显示出不同视角的图像的一部分，具体来说，通过滤光模块1200和显示面板1300的特殊的对位设计，使得从多个滤光单元1210的射出的光L1通过显示面板1300上多个像素11、22、33、44后，便在四个视域V1、V2、V3、V4上呈现四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4。
图2中的(a)～(d)是图1A的显示装置显示画面的动态示意图。在本实施例中，背光模块1200轮流点亮多组发光元件1110～1140，而图(a)～(d)即为轮流点亮各组发光元件1110、1120、1130、1140的情形。图(e)是图1A的显示装置的显示画面的时序图，请参照至图(e)，在本实施例中，显示装置1000在显示每一画面所需的时间为一帧时间F1，而每一帧时间F1包括四个子帧时间S1～S4，具体而言，图(a)～(d)分别为子帧时间S1～S4所呈现的情形，然而本发明并不受限于此，子帧时间的数目可依画面呈现的方式做调整。
详细而言，图(a)对应到子帧时间S1。在子帧时间S1时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1110。当其中的一组发光元件1110被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L1只会通过滤光模块1200中一组滤光单元1210，再经过显示面板1300上多组像素11、22、33、44，然后分别射至四个视域V1、V2、V3、V4。具体而言，光L1通过多个像素11会达到视域V1，光L1通过多个像素22会达到视域V2，光L1通过多个像素33会达到视域V3，且光L1通过多个像素44会达到视域V4。此外，多个像素11、22、33、44分别在四个视域V1、V2、V3、V4上分别显示四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4的一部分。
接着，图(b)对应到子帧时间S2。在子帧时间S2时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1120。当其中的一组发光元件1120被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L2只会通过滤光模块1200中一组滤光单元1220，再经过显示面板1300上多组像素22、33、44、11，然后分别射至四个视域V1、V2、V3、V4。此时，有别于子帧时间S1，光L2通过多个像素22后会达到视域V1，光L2通过多个像素33后会达到视域V2，光L2通过多个像素44后会达到视域V3，且光L2通过多个像素11后会达到视域V4。此外，多个像素22、33、44、11分别在四个视域V1、V2、V3、V4上显示四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4的一部分。
接着，图(c)对应到子帧时间S3。在子帧时间S3时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1130。当其中的一组发光元件1130被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L3只会通过滤光模块1200中一组滤光单元1230，再经过显示面板1300上多组像素33、44、11、22，然后分别射至四个视域V1、V2、V3、V4。仔细而言，光L3通过多个像素33后会达到视域V1，光L3通过多个像素44后会达到视域V2，光L3通过多个像素11后会达到视域V3，且光L3通过多个像素22后会达到视域V4。此外，多个像素33、44、11、22分别在四个视域V1、V2、V3、V4上分别显示四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4的一部分。
接着，图(d)对应到子帧时间S4。在子帧时间S4时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1140。当其中的一组发光元件1140被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L4只会通过滤光模块1200中的一组滤光单元1240，再经过显示面板1300上的多组像素像素44、11、22、33，然后分别射至四个视域V1、V2、V3、V4。具体而言，光L4通过多个像素44后会达到视域V1，光L4通过多个像素11后会达到视域V2，光L4通过多个像素22后会达到视域V3，且光L4通过多个像素33后会达到视域V4。此外，多个像素44、11、22、33分别在四个视域V1、V2、V3、V4上显示四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4的一部分。
组合四个子帧时间S1～S4内所显示的四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4的一部分，一个帧时间F1的四个完整不同视角的图像I1、I2、I3、I4便形成，而经过多个帧时间F1更可以呈现出动态的图像。以出现在视域V1的一视角的图像I1来说，S1子帧时间内由多个像素11提供一视角的图像I1的一部分，依序，S2子帧时间内由多个像素22提供一视角的图像I1的一部分，S3子帧时间内由多个像素33提供一视角的图像I1的一部分，S4子帧时间内由多个像素44提供一视角的图像I1的一部分，因此经过一完整帧时间F1，四个子帧时间S1～S4内所显示的图像便组成一完整的视角的图像I1并显示在视域V1。因为位在每个视域V1、V2、V3、V4的一视角的图像I1、I2、I3、I4由位在不同位置的多个像素11、22、33、44所提供，因此图像的解析度不会因多个视域V1、V2、V3、V4的关系而有所降低。
在本实施例中，四个视域V1、V2、V3、V4显示了四个不同视角的图像I1、I2、I3、I4，举例来说，人眼在视域V1和V2间观看，两个视角的图像I1、I2分别投射在两眼，便可在大脑中产生物体的立体(三维)图像，而在V3和V4间观看可以得到此物体的另一立体(三维)图像。因此本实施例的显示装置1000可以显示出物体的立体(三维)图像，而移动到不同位置观看时，可以看到此物体不同视角的外观，换句话说，可以观看到立体(三维)物体的各角度，如此增加了许多的乐趣。此外，在本实施例中，视域和视角的数目不限于此，可以依设计者的需求而有所调整。
在本实施例中，四个视域V1、V2、V3、V4也可以显示四个相同视角的图像，如此便形成平面(二维)的图像。由于形成平面或立体图像皆是通过显示面板1300上不同位置的多个像素11、22、33、44，所以立体(三维)图像的解析度和平面(二维)图像的解析度都是全画面解析度，而立体(三维)图像的亮度和平面(二维)图像的亮度也是相同的。
图3绘示出图1A的显示装置处于某一模式下所显示的图像。在所述的模式下，图1A的显示装置可同时显示平面(二维)及立体(三维)图像。为了呈现更多元的变化，在图1A实施例中，显示面板可以划分成多个区域，例如第一区域P1以及第二区域P2，第一区域P1可以在每一帧时间F1的不同子帧时间S1～S4分别显示不同视角的图像，而第二区域P2可以在每一帧时间F1的不同子帧时间S1～S4中显示相同视角的图像，如此第一区域P1显示出立体(三维)图像，而第二区域P2显示出平面(二维)图像，亦即例如第一区域P1呈现出立体的物体S，第二区域P2呈现出平面文字W或平面图像。换句话说，本实施例的显示装置1000也可以同时输出平面(二维)及立体(三维)的多区域画面。
图4为本发明另一实施例的显示装置示意图，图4的显示装置1000a与图1A的显示装置1000类似，然而，二者主要差异之处在于本实施例的显示装置1000a还包括配置于滤光模块1200与显示面板1300之间的光导向元件1400，光导向元件1400可将通过滤光模块1200的各光线L1、L2、L3、L4导向不同的视域V1、V2、V3、V4。
图5A为图4中光导向元件与显示面板的相对关系图。在本实施例的显示装置1000a中，光导向元件1400包括多个呈周期性排列的光学结构1400a，每一光学结构1400a沿着第一方向D1延伸，且沿着第二方向D2排列，亦即例如沿着图5A中的方向y延伸并沿着图5A中的方向x排列。在本实施例中，第一方向D1实质上垂直于第二方向D2。其中每一光学结构1400可以是柱状透镜。另一方面，图5A中的显示面板1300上具有多个像素列R，而每一像素列R中的多个像素11、22、33或44沿着图5A中的方向y排列排列，且这些像素列R沿着图5A中的方向x排列。在本实施例中，第一方向D1实质上平行于每一像素列R中的这些像素11、22、33或44的排列方向。换句话说，光导向元件1400的多个光学结构1400a是配置成平行于显示面板1300上的每一像素列R中的这些像素11、22、33或44的排列方式。
然而本实施例的滤光模块和显示面板的相对关系不限于此，图5B绘示了另一种相对关系，图5B中的光导向元件1400的多个光学结构1400a可以配置成斜向延伸的，亦即每一光学结构1400a的第一方向D1’(即延伸方向)倾斜于每一像素列R。此外，本实施例的每一组像素11、22、33、44亦是倾斜于每一像素列R而排列的。换句话说，每一光学结构1400a的第一方向D1’(即延伸方向)平行于每一组像素11、22、33、44的排列方向。
此外，在本实施例的显示装置1000a中的光导向元件1400不限于为上述的柱状透镜，图6便绘示了本发明的另一实施例的光导向元件的示意图。本实施例的光导向元件1401可以是视差光栅，而光导向元件1401的每一个光学结构1401a为狭缝。如图5A与图5B的实施例所述的，光学结构1401a可以配置成平行于显示面板1300上的每一组像素11、22、33、44的排列方向，其中每一组像素11、22、33、44的排列方向可以是平行于或倾斜于每一像素列R。换句话说，例如每一狭缝是沿着平行于显示面板1300上的每一像素列R的方向延伸或者是沿着倾斜于每一素列R的方向延伸。
请参照回图4，图中所绘示的背光模块1100中的发光元件1111～1113、1121～1123、1131～1133、1141～1143只是示意性地绘示出来，实际上在本实施例中，每一种发光波长的发光元件的数量皆有多个，不同种发光波长的发光元件交错排列，且每一种发光波长的发光元件分布于一平面上。此外，在本实施例中，设计光导向元件1400的多个光学结构1400a之间的节距(pitch)取决于由滤光模块出射的光L1、L2、L3、L4的节距，而本实施例中的滤光模块1200中的多组滤光单元1210～1240间的节距通过制程参数的调整便可以缩小，使得多组发光元件1110～1140所发出光L1、L2、L3、L4的节距变小，进而使光导向元件1400的多个光学结构1400a的节距配置上可以更细，如此可以减少在观看图像时，多个光学结构1400a所产生的细纹被观察到的机会。
不同于图1A的显示装置1000，在本实施例中，多组发光元件1110～1140发出的光L1、L2、L3、L4分别通过多组相对应的滤光单元1210～1240后，会照致整个显示面板1300上的所有的像素，光线与像素间本质上可以没有明显的对应关系，举例来说，一组发光元件1110发出的光L1只通过滤光模块1200中多个组滤光单元1210，经过光导向元件1400，照至整个显示面板1300，然后于视域V1呈现图像。类似的，一组发光元件1120发出的光L2只通过滤光模块1200中多个组滤光单元1220，经过光导向元件1400，照至整个显示面板1300，然后于视域V2呈现图像。一组发光元件1130发出的光L3只通过滤光模块1200中多个组滤光单元1230，经过光导向元件1400，照至整个显示面板1300，然后于视域V3呈现图像。一组发光元件1140发出的光L4只通过滤光模块1200中多个组滤光单元1240，经过光导向元件1400，照至整个显示面板1300，然后于视域V4呈现图像。因此，所有的视域V1、V2、V3、V4中的图像皆具有全画面解析度。
图4中所绘示的光L1、L2、L3、L4是所有多组发光元件1110～1140发出光线后的情形，用以作为参考的用途。图7～图10是图4的显示装置显示画面的动态示意图。在本实施例中，背光模块1100轮流点亮多组发光元件1110～1140，而图7～图10即为轮流点亮各组发光元件1110、1120、1130、1140的情形。请参照至图2中的(e)，在本实施例中，显示装置1000a在显示每一画面所需的时间为一帧时间F1，而每一帧时间F1包括四个子帧时间S1～S4，具体而言，图7～图10分别为子帧时间S1～S4所呈现的情形，然而本发明并不受限于此，子帧时间的数目可依画面呈现的方式做调整。
详细而言，图7对应到子帧时间S1。在子帧时间S1时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1110。当其中的一组发光元件1110被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L1只会通过滤光模块1200中多个组滤光单元1210，再经过整个显示面板1300上的像素，然后达到视域V1，进一步的，显示面板1300上的像素在视域V1显示一视角的完整图像I1。
接着，图8对应到子帧时间S2。在子帧时间S2时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1120。当其中的一组发光元件1120被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L2只会通过滤光模块1200中多个组滤光单元1220，再经过整个显示面板1300上的像素，然后达到视域V2，进一步的，显示面板1300上的像素在视域V2显示一视角的完整图像I2。
接着，图9对应到子帧时间S3。在子帧时间S3时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1130。当其中的一组发光元件1130被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L3只会通过滤光模块1200中多个组滤光单元1230，再经过整个显示面板1300上的像素，然后达到视域V3，进一步的，显示面板1300上的像素在视域V3显示一视角的完整图像I3。
接着，图10对应到子帧时间S4。在子帧时间S4时，背光模块1100只有点亮其中的一组发光元件1140。当其中的一组发光元件1140被点亮时，因为滤光模块1200的作用，光L4只会通过滤光模块1200中多个组滤光单元1240，再经过整个显示面板1300上的像素，然后达到视域V4，进一步的，显示面板1300上的像素在视域V4显示一视角的完整图像I4。
组合四个子帧时间S1～S4，一个帧时间F1的四个完整不同视角的图像I1、I2、I3、I4便分别出现在四个视域V1、V2、V3、V4上。本实施例的显示装置1000a所能呈现画面的效果与变化可参照图1A的实施例所述的，故在此不再赘述。
综上所述，本发明的实施例的显示装置利用多组具有不同主要穿透波长范围的滤光单元和多组不同主要波长范围的发光元件作搭配，并轮流点亮这些多组具不同主要波长范围的发光元件，使显示装置呈现的立体图像具有多个视角而且解析度和亮度如同显示平面图像时的情形。此外，利用多组具不同主要穿透波长的滤光单元可以缩小多个发光元件所发出的光的节距，如此使图像的质量提升，而减少图像中产生条纹的机会。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光模块，包括多组发光元件，其中每一组发光元件包括至少一第一色发光元件与至少一第二色发光元件，不同组发光元件的所述多个第一色发光元件所发出的光的主要波长范围彼此不同，且不同组发光元件的所述多个第二色发光元件所发出的光的主要波长范围彼此不同；
滤光模块，配置于所述多组发光元件所发出的光的传递路径上，且包括多组滤光单元，其中每一组滤光单元包括多个滤光单元，且每一组滤光单元适于让所述多组发光元件中的其中一组发光元件所发出的光通过，并阻挡其他组发光元件所发出的光；以及
显示面板，配置于所述多组发光元件所发出的光的传递路径上，其中所述背光模块轮流点亮所述多组发光元件，且所述显示面板在每一帧时间的每一子帧时间中显示对应于被点亮的所述组发光元件的图像。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一组滤光单元所包括的所述多个滤光单元包括多个第一色滤光单元与多个第二色滤光单元，不同组滤光单元的所述多个第一色滤光单元与所述多个第二色滤光单元的主要穿透波长范围彼此不同。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一组滤光单元的每一个滤光单元具有多个主要穿透波长范围，每一组滤光单元的所述多个主要穿透波长范围分别涵盖一组发光元件的所述第一色发光元件所发出的光的主要波长范围及所述第二色发光元件所发出的光的主要波长范围。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括光导向元件，配置于所述滤光模块与所述显示面板之间，以将来自不同组滤光单元的光分别导向不同的方向。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述显示面板在每一帧时间的不同的子帧时间中分别显示不同视角的图像。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述显示面板在每一帧时间的不同的子帧时间中显示相同的图像。
7.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述显示面板的第一区域在每一帧时间的不同的子帧时间中分别显示不同视角的图像，且所述显示面板的第二区域在每一帧时间的不同的子帧时间中显示相同的图像。
8.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于所述光导向元件包括多个呈周期性排列的光学结构，每一光学结构沿着第一方向延伸，且所述多个光学结构沿着第二方向排列。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于所述第一方向实质上平行于所述显示面板的每一像素列中的多个像素的排列方向。
10.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于所述的所述第一方向相对于所述显示面板的每一像素列中的多个像素的排列方向倾斜。
11.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于每一所述光学结构为柱状透镜。
12.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于所述光导向元件为视差光栅，且每一所述光学结构为狭缝。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于所述显示面板包括多组像素，每一组像素在每一帧时间的不同的子帧时间中分别显示不同视角的图像的一部分，不同组像素在每一帧时间的同一子帧时间中分别显示不同视角的图像的一部分，且在一帧时间内，所述多组像素所显示的每一视角的图像的所述部分组成一视角的完整图像。
14.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一个滤光单元沿着第一方向延伸，且所述多个滤光单元沿着第二方向排列。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于所述第一方向实质上平行于所述显示面板的每一像素列中的多个像素的排列方向。
16.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于所述的所述第一方向相对于所述显示面板的每一像素列中的多个像素的排列方向倾斜。
17.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一个滤光单元包括多个子滤光单元，每一个滤光单元的所述多个子滤光单元沿着第一方向排列，且所述多个滤光单元沿着第二方向排列，其中所述第一方向相对于所述显示面板的每一像素列中的多个像素的排列方向倾斜。
18.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于每一组发光元件还包括至少一第三色发光元件，且不同组发光元件的所述多个第三色发光元件所发出的光的主要波长范围彼此不同。
19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于每一组滤光单元所包括的所述多个滤光单元还包括多个第三色滤光单元，不同组滤光单元的所述多个第一色滤光单元、所述多个第二色滤光单元及所述多个第三色滤光单元的主要穿透波长范围彼此不同。
20.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于每一组滤光单元的每一个滤光单元具有多个主要穿透波长范围，每一组滤光单元的所述多个主要穿透波长范围分别涵盖一组发光元件的所述第一色发光元件所发出的光的主要波长范围、所述第二色发光元件所发出的光的主要波长范围及所述第三色发光元件所发出的光的主要波长范围。
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