CN108831312A - 显示装置 - Google Patents

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CN108831312A CN201810631357.8A CN201810631357A CN108831312A CN 108831312 A CN108831312 A CN 108831312A CN 201810631357 A CN201810631357 A CN 201810631357A CN 108831312 A CN108831312 A CN 108831312A
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Abstract

本发明提出一种包含第一显示面板以及透镜层的显示装置。第一显示面板具有第一显示区及位于第一显示区一侧的第一边框。第一显示区包含多个第一像素，且部分的该些第一像素形成第一影像调整区邻接第一边框。在第一影像调整区接收相同提供给第一显示面板的第一影像来源信号时，第一影像调整区内的该些第一像素产生的亮度大于第一显示区中其他第一像素的亮度。透镜层覆盖于第一影像调整区及第一边框上，且包含有并排的多个透镜分别沿第一边框延伸的方向延伸。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。具体而言，本发明涉及一种改善显示面板的边缘或拼接显示面板的交界处的显示品质的显示装置。
背景技术
近年来，藉由拼接多个显示面板而实现的大尺寸显示装置已逐渐应用于如公共显示器(PID)等的各种领域中，且其技术发展亦越趋受到重视。然而，在此类大尺寸显示装置中，观看者容易查觉邻近显示面板的拼接交界边缘，且拼接显示面板所显示的画面的一致性及协调感亦容易由于交界边缘所破坏，从而降低了整体显示装置的显示品质。
有鉴于此，部分元件系发展以覆盖交界边缘来模糊交界边缘所产生的突兀感。然而，在此类技术中，覆盖有元件的交界边缘的相对应区域的显示亮度、颜色等却因而改变或劣化，从而降低了整体显示效果。除此之外，此类元件模糊交界边缘的效果亦有限，且观看者仍然可以轻易感受到黑边或黑线。因此，为了改善大尺寸显示装置的显示品质及观赏体验，需要开发可降低交界边缘的边框或间隙等的存在感且同时改善交界边缘的影像显示效果的显示技术及显示装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一实施例提供一种包含第一显示面板以及透镜层的显示装置。第一显示面板具有第一显示区及位于第一显示区一侧的第一边框。第一显示区包含多个第一像素，且部分的该些第一像素形成第一影像调整区邻接第一边框。在第一影像调整区接收相同提供给第一显示面板的第一影像来源信号时，第一影像调整区内的该些第一像素产生的亮度大于第一显示区中其他第一像素的亮度。透镜层覆盖于第一影像调整区及第一边框上，且包含有并排的多个透镜分别沿第一边框延伸的方向延伸。
依据本发明的实施例所提供的显示装置，可藉由透镜层接收并导引光线自边框或交界边缘射出，以消除或减少边框或交界边缘的黑边或黑线的突兀感及切割感。进一步，根据本发明的实施例所提供的显示装置，藉由透镜层导出的光线的亮度及色彩可由于接收第一影像调整区经调整的光线而增强或改善，从而使得边框或交界边缘的影像显示相对于整体显示装置更加协调。
附图说明
图1A及图1B为根据本发明的一实施例的显示装置的示意图。
图2为根据本发明的一实施例的沿着图1B的线A-A’所截取的显示装置的剖面图。
图3为根据本发明的一实施例的图2的部分C的放大示意图。
图4为说明根据本发明的一实施例的透镜的曲率半径、透镜厚度及透镜宽度的示意图。
图5为说明根据本发明的不同实施例的透镜的曲率半径相对于收光范围的关系的示意图。
图6为根据本发明的不同实施例的透镜的收光范围延伸至边框外至少一部分显示区的示意图。
图7A至图7C为说明根据本发明的不同实施例推导图6的不同处透镜的收光范围及相应各部件尺寸及性质的示意图。
图8A为根据本发明的一实施例的包含背光模块的显示装置的示意图。
图8B为根据本发明的一实施例的背光模块的背光的强度-视角分布曲线的例示性示意图。
图9A至图11D为根据本发明的不同实施例透镜相对应于背光的强度-视角分布曲线的发光加总积分的示意图。
图12为根据本发明的另一实施例的显示装置的示意图。
图13为根据本发明的又一实施例的第一影像调整区及第二影像调整区中第一区及第二区的宽度比例相对发光强度变化的示意图。
其中，附图标记：
10：第一显示区
12：第一区
14：第二区
15、15’：透镜层
16：第一影像调整区
18：第一影像预设区
20：第二显示区
22：第一区
24：第二区
26：第二影像调整区
28：第二影像预设区
50：背光模块
100：第一显示面板
101、101’：第一像素
110：第一边框
150：基层
150-1：第一分层
150-2：第二分层
150-3：第三分层
151、152、153、154：透镜
200：第二显示面板
201、201’：第一像素
210：第二边框
1000、2000、3000、4000：显示装置
S1：第一影像来源信号
S2：第二影像来源信号
d1、d2：方向
B、C：部分
P：透镜宽度
TP：像素宽度
B1、B2：边框宽度
r1、R2：曲率半径
a1、a2：光线
A1、A2、D1、D2：收光范围
θ、θ1、θ2、θ3、θ4、θB：角度
θv0、θv1、θv2、θv3：视角
S、L1、L2、L3：厚度
G1、G2、G3：光线
X、Y1、Y1’、Y2、Y2’：位点
n1、n2、n3、n4、n5：折射率
具体实施方式
下文中将描述各种实施例，且所属技术领域中具有通常知识者在参照说明搭配图式下，应可轻易理解本发明的精神与原则。然而，虽然在文中会具体说明一些特定实施例，这些实施例仅作为例示性，且于各方面而言皆非视为限制性或穷尽性意义。因此，对于所属技术领域中具有通常知识者而言，在不脱离本发明的精神与原则下，对于本发明的各种变化及修改应为显而易见且可轻易达成的。
下文中，将参照图1A及图1B来说明根据本发明的一实施例的显示装置。
首先，参照图1A及图1B，显示装置1000可包含两个显示面板100及200，且第一显示面板100及第二显示面板200于一侧相互拼接以使显示装置1000可显示较大尺寸的画面。详细而言，第一显示面板100具有第一显示区10及位于第一显示区10一侧的第一边框110。类似地，第二显示面板200具有第二显示区20及位于第二显示区20一侧的第二边框210。第二边框210与第一边框110并排邻接。其中，第一边框110及第二边框210可为实质上第一显示面板100与第二显示面板200拼接的一侧不包含显示像素的边缘区块，亦或是可为实质上第一显示面板100与第二显示面板200拼接时所产生的缝隙的一部分。换言之，第一边框110及第二边框210可例如为实体元件或可例如为拼接时所产生的不显示区域，或者可例如为两者的组合。
承上述，第一显示面板100的第一显示区10可包含多个第一像素101及101’以进行发光显示。举例而言，第一像素101及101’可为分别发出红光、绿光、蓝光的像素，且第一显示区10可藉由不同第一像素101及101’的发光组合来显示预期的色彩及画面。其中，第一显示区10的第一像素101’形成第一影像调整区16邻接第一边框110，而其他第一像素101则形成第一影像预设区18邻接于第一影像调整区16。
类似地，第二显示面板200的第二显示区20可包含多个第二像素201及201’以进行发光显示。举例而言，第二像素201及201’可为分别发出红光、绿光、蓝光的像素，且第二显示区20可藉由不同第二像素201及201’的发光组合来显示预期的色彩及画面。其中，第二显示区20的第二像素201’形成第二影像调整区26邻接第二边框210，而其他第二像素201则形成第二影像预设区28邻接于第二影像调整区26。
参照图1A及图1B，进一步，显示装置1000可包含一透镜层15覆盖于第一影像调整区16及第一边框110上与第二影像调整区26及第二边框210上。此外，根据本发明的一实施例，透镜层15亦可覆盖超过第一影像调整区16及第一边框110与第二影像调整区26及第二边框210，且本发明不限于此所示的示例。其中，如图1A及图1B所示，透镜层15包含有并排的多个透镜151。例如，该些透镜151可为线性延伸的长条透镜151，且该些长条透镜151分别沿第一边框110及第二边框210延伸的方向d1延伸。举例而言，根据本发明的一些实施例，该些长条透镜151可平行于第一边框110及/或第二边框210。
在此，于图1A及图1B中所示出的透镜151的大小及数量仅为了清楚示例而绘示，且所示大小及数量并不代表透镜层15中的透镜151的实际大小及数量。此外，类似地，本申请案所有图式中所示出的各元件的比例及相对比例可为了清楚显示而夸大或改变，且其不代表实际元件的比例及相对比例。
承上，设置于第一影像调整区16及第一边框110上与第二影像调整区26及第二边框210上的透镜层15可藉由透镜151将至少一部分第一显示区10及/或第二显示区20中的光线，例如，于第一影像调整区16及第二影像调整区26中所发出的光线，导引至第一边框110及第二边框210上，从而得以至少部分遮蔽第一边框110及第二边框210的存在，且可使第一边框110及第二边框210上表现预期的显示影像及效果以增加影像的连续性。
另外，为了弥补第一边框110及第二边框210不具像素无法显示发光、发光较弱或显示效果有偏差，可调整使透镜层15下的第一影像调整区16及第二影像调整区26发出较强的光或经调整的光，以藉由经调整的第一影像调整区16及第二影像调整区26所发出的光来弥补第一边框110及第二边框210上的显示缺陷。
举例而言，当发出例如指示相同亮度影像的第一影像来源信号S1至第一显示面板100的第一显示区10时，相对于相同提供给第一显示面板100的第一影像来源信号S1，第一显示区10的第一影像调整区16内的第一像素101’产生的亮度大于第一显示区10中第一影像预设区18的其他第一像素101的亮度。详细而言，当第一影像来源信号S1输入进入显示装置1000时，第一显示面板100中的驱动电路(未示出)会根据第一影像来源信号S1进行调整以发出不同显示信号予第一影像调整区16及第一影像预设区18，以使得相对于相同提供给第一显示面板100的第一影像来源信号S1，进入第一影像调整区16实质控制第一像素101’的显示信号与进入第一影像预设区18实质控制第一像素101的显示信号有所不同。藉此，可在相对于相同提供给第一显示面板100的第一影像来源信号S1下使第一显示区10的第一影像调整区16内的第一像素101’产生的亮度例如大于第一显示区10中第一影像预设区18的其他第一像素101的亮度。
举例而言，当第一影像来源信号S1指示显示为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250时，第一影像预设区18的第一像素101的亮度可如预设般为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250；而第一显示区10的第一影像调整区16内的第一像素101’产生的亮度则可增强为红色(R)灰阶为255、绿色(G)灰阶为255、及蓝色(B)灰阶为255。
类似地，当发出例如指示相同亮度影像的第二影像来源信号S2至第二显示面板200的第二显示区20时，相对于相同提供给第二显示面板200的第二影像来源信号S2，第二显示区20的第二影像调整区26内的第二像素201’产生的亮度大于第二显示区20中第二影像预设区28的其他第一像素201的亮度。详细而言，当第二影像来源信号S2输入进入显示装置1000时，第二显示面板200中的驱动电路(未示出)会根据第二影像来源信号S2进行调整以发出不同显示信号予第二影像调整区26及第二影像预设区28，以使得相对于相同提供给第二显示面板200的第二影像来源信号S2，进入第二影像调整区26实质控制第二像素201’的显示信号与进入第二影像预设区28实质控制第二像素201的显示信号有所不同。藉此，可在相对于相同提供给第二显示面板200的第二影像来源信号S2下使第二显示区20的第二影像调整区26内的第二像素201’产生的亮度例如大于第二显示区20中第二影像预设区28的其他第二像素201的亮度。
举例而言，当第二影像来源信号S2指示显示为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250时，第二影像预设区28的第一像素201的亮度可如预设般为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250；而第二显示区20的第二影像调整区26内的第一像素201’产生的亮度则可增强为红色(R)灰阶为255、绿色(G)灰阶为255、及蓝色(B)灰阶为255。然而，上述仅为示例，且对于第一影像调整区16及第二影像调整区26的影像调整的态样不限于此。举例而言，在部分实施例中，为了弥补通过透镜151出射所可能损耗(例如被透镜151所吸收)的特定色彩的光，亦可使上述第一影像调整区16及第二影像调整区26的不同颜色的光线进行不同程度的调整。例如，在指示第一影像预设区18及/或第二影像预设区28显示为红色(R)灰阶为245、绿色(G)灰阶为245、及蓝色(B)灰阶为245时，可使第一影像调整区16及/或第二影像调整区26亮度为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为255等，且本发明不限于此。
此外，显示装置1000亦可仅包含一个显示面板或可包含多于两个显示面板相互拼接而成，且针对第一边框及/或第二边框所述的说明可适用于一个显示面板或多个显示面板的示例而不超出本发明的范畴。举例而言，在只有一个显示面板如第一显示面板100的情况下，透镜层15可覆盖于第一影像调整区16及第一边框110上。在此情况下，相对于相同提供给第一显示面板100的第一影像来源信号S1，第一显示区10的第一影像调整区16内的第一像素101’产生的亮度大于第一显示区10中第一影像预设区18的第一像素201的亮度，且第一影像调整区16的经调整的光可被导引至第一边框110上出射，以使第一边框110模糊化并改善第一边框110上的显示品质而产生无边框或窄边框的显示效果。
下文中，将进一步参照由图1B的线A-A’所截取的显示装置1000的剖面图的图2来详述根据本发明的一实施例的透镜层15覆盖于显示面板上的态样。在此，为了简洁起见，图2将示出图1B的部分B的剖面图。
参照图2，透镜层15可包含至少一基层150及设置于该至少一基层150上的透镜151。根据本发明的实施例，在第一边框110及第二边框210上的透镜151可接收来自第一影像调整区16及/或第二影像调整区26(未于图2示出，而第二影像调整区26的光学效果与第一影像调整区16的光学效果大致对应)所发出的光并于第一边框110及第二边框210上出射，以使得第一边框110及第二边框210上可显示发光，进而消除或减少第一边框110及第二边框210的存在感。
举例而言，如图2所示，第一影像调整区16的位点X(即与第一边框110的临接位置)所出射的光线G1、G2、G3可以不同入射角入射至透镜层15，其中经由至少一基层150传递至在第一边框110上的不同处的透镜151出射。由于通过透镜151出射的光线对观看者而言就如同是在第一边框110上出射一般，可从而消除或减少第一边框110的存在感。此外，虽然在此未具体示出，但自第一影像调整区16出射至第二边框210上的透镜151、自第二影像调整区26出射至第一边框110上的透镜151、自第二影像调整区26出射至第二边框210上的透镜151的作动亦类似上述自第一影像调整区16出射至第一边框110上的透镜151的作动。并且，如上参照图1A及图1B所述，可藉由调整第一影像调整区16及/或第二影像调整区26所发出的光的亮度及色彩等要素来进一步提升于第一边框110及第二边框210上显示的效果，且在此将不再赘述。
为了使第一边框110及第二边框210上的透镜151可导引来自第一边框110及第二边框210外的第一显示区10及第二显示区20的至少一部分(例如第一影像调整区16及/或第二影像调整区26)所发出的光出射，基层150的层数、基层150及透镜151的材质及尺寸、透镜151的曲率，以及透镜151、像素(如第一像素及第二像素)及第一边框110和第二边框210的比例及相对比例皆可相应地调整设计，以使预期光线可藉由基层150及透镜151折射传导而自第一边框110及第二边框210上出射，且其具体说明及示例将进一步于后文中叙述。
举例而言，在垂直于第一边框110的延伸方向d1的方向d2上，透镜151具有一透镜宽度P，且第一像素101及101’具有第一像素宽度TP。根据本发明的一实施例，透镜宽度P较佳可小于第一像素宽度TP。举例而言，透镜宽度P可不大于第一像素宽度TP的1/5。或者是，透镜宽度P可介于第一像素宽度TP的1/5至1/6之间。此外，根据本发明的一些实施例，第一边框110及第二边框210可分别为第一像素宽度TP的两倍，亦即第一边框110及第二边框210在垂直于第一边框110的延伸方向d1的方向d2上可具有宽度总和约为第一像素宽度TP的四倍。进一步，根据本发明的一实施例，其中第一边框110及第二边框210在垂直于第一边框110的延伸方向d1的方向d2上的宽度总和不超过3mm。然而，上述皆仅为示例，且本发明不限于此。
接着，参照为图2的部分C的放大示意图的图3，将接续说明根据本发明的一实施例的基层150的厚度、材质及相对应折射率的示例。
参照图3，根据本发明的一实施例，透镜层15’可包含透镜151及基层150，且基层150可包含第一分层150-1、第二分层150-2、及第三分层150-3。其中，第一分层150-1可具有折射率n1，第二分层150-2可具有折射率n2，第三分层150-3可具有折射率n3，透镜151可具有折射率n4，且透镜层15’外的环境如一般大气可具有折射率n5。承上，在配置以使由第一显示区10及第二显示区20出射的光的至少一部分可被基层150及透镜151导引而至第一边框110及第二边框210上方出射的情况下，透镜层15’的各部分可为各种材料、厚度、或折射率。
举例而言，根据本发明的一实施例，第一分层150-1可为玻璃或偏光片(POL)，且可具有折射率n1为1.5及厚度L1为0.7mm；第二分层150-2可为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，且可具有折射率n2为1.5及厚度L2为4mm；第三分层150-3可为透镜基底，且具有折射率n3为1.5及厚度L3为0.1mm：透镜151可具有折射率n4为1.63及厚度S为0.013mm；且大气中可具有折射率n5为1。然而，上述仅为示例，且本发明不限于此。
根据本发明的一较佳实施例，透镜151的厚度S可为其曲率半径r1，且透镜宽度P可为其两倍曲率半径r1。亦即，透镜151可为一半圆形。然而，基于制程限制，参照图4，亦可设置以使透镜151为接近半圆形的形状，且在此情况下，透镜151的厚度S可小于而接近其曲率半径r1，透镜宽度P则可小于而接近其两倍曲率半径r1。举例而言，根据本发明的一实施例，透镜151的曲率半径r1可为0.02mm，厚度S可为0.013mm，透镜宽度P可为0.0375mm。然而，此仅为示例，且本发明不限于此。
接着，将参照图5说明根据本发明的一实施例的透镜的曲率半径相对于收光范围的关系。在此，为求单纯表示，是假设基层150仅包含一层或包含折射率相同或接近的多层，然而所属技术领域中具有通常知识者应知道的是，当基层150包含多层不同折射率的层时，其亦落于下文中所说明的具体原则概念中。
如图5所示，在透镜的材质相同下，藉由具有较小的曲率半径r1的透镜151接收光线a1并导出透镜151上方出射时的收光范围A1可大于藉由具有较大的曲率半径R2的透镜152接收光线a2并导出透镜152上方出射时的收光范围A2。详细而言，自第一显示面板及/或第二显示面板出射的光可被导引至透镜并于透镜上方出射的范围为收光范围，且在通过相同的基层150被折射传导下，具有较小的曲率半径r1的透镜151可包含较大的收光范围A1，而具有较大的曲率半径R2的透镜152可包含较小的收光范围A2。此外，当透镜的曲率半径越小时，光自透镜出射后可在越短距离内散开，进而达到模糊化黑边或黑线的效果。因此，为使透镜可自较大的收光范围接收发自像素的光，可在其他限制条件允许下尽量使曲率半径缩小(使曲率变大)。
根据本发明的一实施例，单一透镜的收光范围可包含5个至10个或以上的像素(第一像素或第二像素)的宽度。另外，根据本发明的另一实施例，单一透镜的收光范围可至少包含一组完整的红色像素、绿色像素及蓝色像素以可发出白光。然而，本发明不限于此。
基于上述参照图4及图5的说明，进一步参照图6至图7C，将具体说明根据本发明的不同实施例推导第一边框110的边框宽度B1、第二边框210的边框宽度B2、透镜宽度P、透镜厚度S、透镜曲率、光线折射角或入射角角度、基层150的各分层厚度等之间的关系式的示例。
如上述，根据本发明的一实施例，预期不同要素(如尺寸)之间的关系可满足至少一部分显示区所发出的光可被导引至第一边框110及/或第二边框210上的透镜而出射，且在符合此目的下，透镜、像素、及边框等各部件之间的比例及相对比例可依据需求自由地调整。
举例而言，参照图6所示的显示装置2000的剖面图，将例示性说明根据本发明的一实施例的显示装置2000中的透镜实施态样。其中，显示装置2000除了具体阐述的透镜实施态样外，其他结构相同于上述参照图1A至图2所述的显示装置1000，且在此将不再赘述。亦即，显示装置2000可包含第一显示面板100及第二显示面板200、以及设置于第一显示面板100及第二显示面板200上的透镜层15。其中，将以显示装置2000的透镜层15中的两个特定透镜153及154作为示例，以推导及说明此两处透镜153及154的收光范围及关系式设定。然而，所属技术领域中具有通常知识者应可自下列说明而相应地设定其他未具体示出及说明的透镜的实施态样。
具体而言，参照图6，透镜153位于第一边框110与第二边框210的正中间，且自第一显示区10的位点Y1以角度θ1入射至基层150而导引至透镜153的光线可自透镜153垂直出射。在此根据下，各部件的关系式必须满足自位点Y1至透镜153中心的收光范围D1大于第一边框110的边框宽度B1，才可使第一显示区10的至少一部分发光得以通过透镜153垂直出射。
详细而言，连同图6参照其中绘示光线入射基层150与透镜153的放大示意图的图7A，类似于上文其他实施例，透镜153可具有曲率半径r1、透镜宽度P、厚度S、折射率n4，且基层150可具有第一分层150-1(折射率n1、厚度L1)、第二分层150-2(折射率n2、厚度L2)、第三分层150-3(折射率n3、厚度L3)。此外，环境折射率为n5。在此情况下，收光范围D1与一半透镜宽度P的总和可藉由各分层的厚度及光线在不同分层交界处的折射角来计算，其关系式的式1如下：
式1：D1+P/2＝L1*tan(θ1)+L2*tan(θ2)+L3*tan(θ3)
根据上述列式1，由于须满足收光范围D1至少大于第一边框110的边框宽度B1的条件，方可使至少一部分光可被导引至透镜153上出射，故可相应地推导出其关系式的式2及式3如下：
式2：D1≧B1
式3：L1*tan(θ1)+L2*tan(θ2)+L3*tan(θ3)-P/2≧B1
承上所述，可根据本发明的此实施例相应地在满足式3的条件下自由地调整式3中的各要素，以使至少一部分光可被导引至透镜153上出射。进一步，当基层150包含的分层数量与上述参照图7A所述不同的情况下，亦可依据上述公式依照相同原则推导出下列关系式的式4，且透镜及至少一基层至少符合式4：
其中，x表示分层的数量，Ln表示第n层基层(第n分层)的厚度，θn表示在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上，当光线于透镜边缘以垂直至少一基层的方向出光时，光线于入射进入第n层基层(第n分层)的折射角角度，P为透镜在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上的透镜宽度，且B1为第一边框在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上的宽度。
上述由位点Y1入射而导引至透镜153并自位点Y1’出射透镜153的光，基于位点Y1’与透镜153的曲率中心之间的连线为法线，可具有折射角角度θ。承上，参照图6及图7A，角度θ可基于三角函数定义为下列式5：
式5：θ＝arctan[P/(2(r1-S))]
进一步，连同图6及图7A参照图7B，可基于司乃耳定律(Snell’s law)自透镜153出射环境的折射角角度θ推导其他各分层的折射角的角度θ1、θ2、θ3、θ4。亦即，根据司乃耳定律，各分层的折射角或入射角的关系式满足下列式6至式9：
式6：n5*sin(θ)＝n4*sin(θ4)
式7：n4*sin(θ-θ4)＝n3*sin(θ3)
式8：n2*sin(θ2)＝n3*sin(θ3)
式9：n1*sin(θ1)＝n2*sin(θ2)
因此，基于上述，当θ趋近于由式5所定义的关系式时，可基于式5至式9将角度θ(或者曲率半径r1、透镜厚度S、与透镜宽度P)与θ3连结起来,进而继续计算θ2与θ1。亦即，透镜153可主要基于式5及式3(或式4)连同式6至式9推导，且在满足相关关系式而使至少一部分光可导引至透镜153上出射的情况下，透镜153与显示装置中的其他部件的性质及尺寸可自由地调整。
接着，参照回图6，将接续说明根据本发明的另一实施例的透镜154的收光及关系式推导。
具体而言，连同图6参照图7C，透镜154的中心正好切齐第二边框210未与第一边框110相接的边缘，且相较于透镜153距离第一显示区10更远。根据本发明的另一实施例，透镜154亦可接收来自第一显示区10的光并自透镜154上出射。举例而言，自第一显示区10的位点Y2以角度θ1入射至基层150而导引至透镜154的光线可自透镜154垂直出射。亦即，位点Y2是距离透镜154最远且出射光可被导引至透镜154上出射的位置。在此根据下，举例而言，关系式必须满足自位点Y2至透镜154中心的收光范围D2大于第一边框110的边框宽度B1与第二边框210的边框宽度B2的总和，才可使至少一部分光得以通过透镜154垂直出射。
详细而言，连同图6参照其中绘示光线入射基层150与透镜154的放大示意图的图7C，类似于上文参照图7A所述的实施例，透镜154可具有曲率半径r1、透镜宽度P、厚度S、折射率n4，且基层150可具有第一分层150-1(折射率n1、厚度L1)、第二分层150-2(折射率n2、厚度L2)、第三分层150-3(折射率n3、厚度L3)。此外，环境折射率为n5。在此情况下，类似于上述式1，收光范围D2与一半透镜宽度P的总和可藉由各分层的厚度及光线的折射角来计算，其关系式的式10如下：
式10：D2+P/2＝L1*tan(θ1)+L2*tan(θ2)+L3*tan(θ3)
根据上述列式，由于须满足收光范围D2至少大于第一边框110的边框宽度B1与第二边框210的边框宽度B2的总和的条件，方可使第一显示区10的至少一部分光可被导引至透镜154上出射，故可相应地推导出其关系式的式11及式12如下：
式11：D2≧B1+B2
式12：L1*tan(θ1)+L2*tan(θ2)+L3*tan(θ3)-P/2≧B1+B2
承上所述，可根据本发明的此实施例相应地在满足式12的条件下自由地调整各要素。进一步，当基层150包含的分层数量与上述参照图7C所述不同的情况下，亦可依据上述公式依照相同原则推导出下列关系式的式13，且透镜及至少一基层至少符合式13：
其中，x表示分层的数量，Ln表示第n层基层(第n分层)的厚度，θn表示在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上，当光线于透镜边缘以垂直至少一基层的方向出光时，光线于入射进入第n层基层(第n分层)的折射角角度，P为透镜在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上的透镜宽度，B1为第一边框在垂直第一边框的延伸方向的方向d2上所截取的剖面上的宽度，且B2为第二边框在垂直第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度。
除上述与图7A所述的关系列式的差异外，图6所示的透镜154的实施例的其他关系式实质上与图7A及图7B所述相同，且在此将不再赘述。举例而言，图6所示的透镜154的实施例亦可连同上文式5至式9搭配式12(或式13)相应地推导，且在满足相关关系式而使至少一部分光可导引至透镜154上出射的情况下，透镜154与显示装置中的其他部件的尺寸或材质(对应折射率)可自由地调整。例如，为使整体显示装置较为轻薄，可使基层150的厚度缩小，但基层的厚度必须足够厚以使至少一部分第一显示区或第二显示区中的光可被引导至第一边框或第二边框上出射。又或者，可设想预期需位于收光范围内的像素数量来反推设计其他因素。承上，符合具有一定收光范围的透镜的曲率半径、透镜宽度及透镜厚度等亦可相应地藉由入射角或折射角的角度而推导出其对应范围。
根据上述列式推导，根据本发明的一实施例，举例而言，透镜宽度P可不大于像素宽度的1/5。或者是，透镜宽度P可介于像素宽度的1/5至1/6之间。此外，根据本发明的一些实施例，第一边框110及第二边框210可分别为像素宽度的两倍，亦即第一边框110及第二边框210在垂直于第一边框110的延伸方向d1的方向d2上可具有宽度总和约为像素宽度的四倍。然而，上述皆仅为示例，且在满足上列参照图6至图7C所推导的式1至式13及其相应或类似原则所推导出的其他关系式下，本发明不限于此。
在此，虽然绘示入射透镜153及154的光线的第一入射角的角度皆为角度θ1，此仅为示例，且本发明不限于此。举例而言，入射透镜153及154的光线的第一入射角的角度实质上可相同或不同。此外，除了透镜153与154以外，对于其他位置的透镜，所属技术领域中具有通常知识者应可在参阅上述说明下，类似地推导出可使至少一部分光可导引至透镜上出射的预期收光范围，并相应地自由调整显示装置中的透镜与其他部件之间如厚度、宽度等的因素，且在此将不再予于赘述。
接下来，将进一步参照图8A及8B说明根据本发明的另一实施例的显示装置3000。
参照图8A，显示装置3000进一步包含背光模块50设置于第一显示面板100(及/或第二显示面板200)相反于透镜层15的一侧。其中，背光模块50可产生背光入射第一显示面板100(及/或第二显示面板200)。
如上所述，背光在视角为法线方向(0度)上可具有经标准化(归一)后为1的强度，且在其他视角的角度θB上可具有其他强度。因此，背光模块50所产生的背光可具有以法线方向(0度)为平均值的强度-视角分布曲线。举例而言，根据本发明的一实施例，所使用背光模块50的背光的强度-视角分布曲线可如图8B所示，其标准差等于20度。然而，此仅为示例，且本发明不限于此。
基于所使用的背光模块50的背光的强度-视角分布曲线，可计算每个透镜可发射光的总亮度。具体而言，追踪从透镜各位置出射的光是由什么角度(对应背光的视角)入射基层，计算光在每层介面的反射率与折射率或穿透率，基于背光的强度-视角分布曲线来加总积分透镜所有角度出射的亮度，再扣除透镜的收光范围内会被边框所产生的黑边遮蔽的范围后，即可基于背光模块50的背光的强度-视角分布曲线得到特定位置透镜可产生的总亮度。例如，参照图9A，由于自透镜中心线右方以不同角度(视角)入射至透镜左半部的收光范围内包含边框所产生的黑边，对应于被黑边遮蔽的视角θv0至视角θv1度的范围内将不会有光入射至透镜，故基于背光的强度-视角分布曲线计算透镜的总亮度时需相应地扣除此段无法经透镜出射的光。具体而言，所述透镜左半部的收光范围为视角θv0至视角θv2，但其中对应于视角θv0至视角θv1的收光范围受到黑边遮蔽，故实际可入射至透镜左半部的视角范围为视角θv1至视角θv2。举例而言，在图9A中，根据本发明的一实施例，视角θv0可为0度，视角θv1可为26度，视角θv2可为38度。在此情况下，透镜左半部的收光范围为视角0度至视角38度，但其中对应于视角0度至视角26度的收光范围受到黑边遮蔽，故实际可入射至透镜左半部的视角范围为视角26度至视角38度。
如上述论述，根据本发明的一些实施例，一部分区块遭到黑边遮蔽且对应于不同标准差的背光的强度-视角分布曲线的透镜出射亮度的加总积分示意图系如图9A至图11D所示。详细而言，图9A为根据本发明的一实施例透镜其中一部分角度被边框遮蔽，且可接收来自其他角度范围的光的示意图，且图9B至图9D分别示出依据不同标准差的背光的强度-视角分布曲线，相对应于图9A的可接收光范围及被遮蔽范围的示意图；图10A为根据本发明的一实施例透镜其中一部分角度被边框遮蔽，且可接收来自其他角度范围的光的示意图，且图10B至图10D分别示出依据不同标准差的背光的强度-视角分布曲线，相对应于图10A的可接收光范围及被遮蔽范围的示意图；图11A为根据本发明的一实施例透镜其中一部分角度被边框遮蔽，且可接收来自其他角度范围的光的示意图，且图11B至图11D分别示出依据不同标准差的背光的强度-视角分布曲线，相对应于图11A的可接收光范围及被遮蔽范围的示意图。其中，图9A、图10A及图11A示出对应为背光入射一透镜的视角角度的示意图。举例而言，在图9A中，如上所述，根据本发明的一实施例，视角θv0可为0度，视角θv1可为26度，视角θv2可为38度。另外，在图10A中，视角θv0可为0度，视角θv1可为20度，视角θv2可为38度，且视角θv3-可为7度；而在图11A中，视角θv0可为0度，视角θv1可为14度，视角θv2可为38度，且视角θv3-可为14度。其中，在图10A及图11A中，透镜左半部的收光范围为视角θv0至视角θv2，但其中对应于视角θv0至视角θv1的收光范围受到黑边遮蔽，故实际可入射至透镜左半部的视角范围为视角θv1至视角θv2：而透镜右半部的收光范围为视角θv0至视角θv2，但其中对应于视角θv0至视角θv3的收光范围受到黑边遮蔽，故实际可入射至透镜右半部的视角范围为视角θv3至视角θv2。然而，上述仅为举例，且视角的实例及可能被遮蔽的范围不限于此，且所属技术领域中具有通常知识者应可在参照上述说明下相应地基于强度-视角分布曲线推导特定位置透镜可产生的总亮度。
基于图9A至图11D的结果，根据本发明的一实施例，较佳使用背光的强度-视角分布曲线的标准差大于20度的背光模块。藉此，即便透镜有一部分区块的入射光被黑边遮蔽，亦能有部分区块的光可入射透镜并自透镜出射，使透镜出射光的总亮度可维持于较高水准。进一步，根据本发明的另一实施例，可使用背光的强度-视角分布曲线的标准差大于25度的背光模块以得到更佳的效果。
另外，根据本发明的一实施例，可选择以使在特定强度-视角分布的背光光源下，距离透镜最远可入射至透镜的入射角的视角的发光强度约为视角为0°时的1/3左右，以避免光线在经过基层中多个分层后发光强度由于被吸收而过弱。详细而言，假设最远可入射至透镜出射的光线的入射角的视角为40°，且背光在视角40°可具有一预设发光强度时，由于视角40°入射的光线可能会在经过基层中多个分层后减弱(例如被吸收或部分反射)，故若此预设发光强度过小则此光线在通过多个分层自透镜出射时发光强度可能会过小或消失。因此，需使此特定视角(如40°)的预设发光强度高于一定数值，此特定视角入射的光线才能够以预期强度自透镜出射。例如，根据本发明的一实施例，相对于背光在视角为法线方向(0度)上的经标准化(归一)为1的强度，距离透镜最远可入射至透镜的入射角的视角(如40°)可具有预设发光强度为1/3。然而，为了避免非正视角的其他视角的光强度太强而过度耗能，亦须使距离透镜最远可入射至透镜的入射角的视角的发光强度的比例控制在一定范围内。举例而言，可选择以使距离透镜最远可入射至透镜的入射角的视角的发光强度约为视角为0°时的1/3至1/2。然而，上述的视角与发光强度比例皆仅为示例，且本发明不限于此。
如上所述，由于黑边遮蔽及透镜本身材质，经由透镜出射的发光的强度可能会降低。因此，可例如基于0度的视角计算透镜有无所造成的透光差异来决定如图1A所述的第一影像调整区16及/或第二影像调整区26所需调整的亮度大小。举例而言，参照下列表1，根据本发明的一实施例，在有透镜的情况下，透光率可为无透镜下的透光率的0.84倍，但不限于此。在此实施例中，当相对于相同提供给第一显示面板100或第二显示面板200的第一影像来源信号S1或第二影像来源信号S2时，第一影像调整区16或第二影像调整区26内的第一像素101’或第二像素201’产生的亮度可大于第一显示区10或第二显示区20中其他第一像素101或第二像素201的亮度的1.2倍，藉以弥补由透镜材质所造成的透光损失。然而，此仅为示例，且实际弥补光量可基于不同的透镜材质的透光率来调整。
表1
此外，基于上述黑边遮蔽所造成的发光损耗，亦可增强其调整的程度。举例而言，当基于透镜材质及透光率需调整第一影像调整区16或第二影像调整区26中的第一像素或第二像素产生的亮度为第一显示区或第二显示区中其他第一像素或第二像素的亮度的1.2倍时，可实质上调整第一影像调整区或第二影像调整区中的第一像素或第二像素产生的亮度为第一显示区或第二显示区中其他第一像素或第二像素的亮度的1.3倍，以部分地弥补由于黑边遮蔽所造成的发光损失。然而，上述皆仅为示例，且基于不同透镜的材质及透光率及黑边遮蔽预期弥补的程度，可相应地设计第一影像调整区或第二影像调整区应调整的程度，且本发明不限于此。
根据本发明的又一实施例，参照图12所示的显示装置4000，第一影像调整区16可包含第一区12及第二区14分别沿第一边框110延伸。所述第一区12与所述第二区14并排，且第一区12较靠近第一边框110。在此配置下，第一区12及第二区14内的第一像素产生的亮度均大于第一显示区10中其他第一像素的亮度。进一步，第一区12内的第一像素产生的亮度亦大于第二区14内第一像素产生的亮度。
类似于上述第一影像调整区16，参照图12所示的第二影像调整区26亦可包含第一区22及第二区24分别沿第二边框210延伸。所述第一区22与所述第二区24并排，且第一区22较靠近第二边框210。在此配置下，第一区22及第二区24内的第二像素产生的亮度均大于第二显示区20中其他第二像素的亮度。进一步，第一区22内的第二像素产生的亮度亦大于第二区24内第二像素产生的亮度。
承上所述，可藉由如图12所示分区段进行不同程度的增强调整，而在实现模糊黑边存在感并提升显示品质下，同时避免观看者侧视时可能会感受到第一影像调整区16及/或第二影像调整区26相较于第一显示区10及/或第二显示区20的过亮倾向。举例而言，根据本发明的一实施例，由于部分区块被第一边框110或第二边框210遮蔽而具有越小的收光范围的透镜主要藉由接收第一区12或22的发光来进行显示，因此第一区12或22的亮度可大于第二区14或24，而弥补具有较少黑边遮蔽及较大收光范围的透镜的发光的第二区14或24的亮度可大于第一显示区10或第二显示区20中的其他第一像素或第二像素的亮度。
举例而言，第一区12或22内的第一像素或第二像素产生的亮度可大于第一显示区10或第二显示区20中的第一影像预设区18或第二影像预设区28的其他第一像素或第二像素的亮度的1.3倍；而第二区14或24内的第一像素或第二像素产生的亮度可大于第一显示区10或第二显示区20中的第一影像预设区18或第二影像预设区28的其他第一像素或第二像素的亮度的1倍至1.3倍，例如，1.2倍。或者是，举例而言，当第一影像来源信号S1或第二影像来源信号S2指示显示为红色(R)灰阶为240、绿色(G)灰阶为240、及蓝色(B)灰阶为240时，第一影像预设区18的第一像素101或第二影像预设区28的第二像素201的亮度可为预设般为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250；而第一显示区10的第一区12内的第一像素101’或第二显示区20的第一区22内的第二像素201’产生的亮度则可增强为红色(R)灰阶为255、绿色(G)灰阶为255、及蓝色(B)灰阶为255，而第一显示区10的第二区14内的第一像素101’或第二显示区20的第二区24内的第二像素201’产生的亮度则可较少地增强为红色(R)灰阶为250、绿色(G)灰阶为250、及蓝色(B)灰阶为250。然而，上述皆仅为示例，且本发明不限于此。
进一步，根据本发明的其他实施例，第一影像调整区16及/或第二影像调整区26亦可进一步分为第一区、第二区、第三区或第四区等多个区块，且可分别依据需求来进行不同的调整。
再者，根据本发明的一实施例，在垂直第一边框110的延伸方向d1的方向d2上，可使第一区12或22的宽度大于第二区14或24的宽度。
举例而言，参照绘示黑边区域(例如第一边框110及第二边框210)上的透镜的发光整体亮度的例示性态样的图13，将说明第一区及第二区的宽度比例不同下的发光表现。其中，在图13中，第一区12及22的发光强度为如上所述的1.3倍，且第二区14及24的发光强度为如上所述的1.2倍。承上述，依据第一区相对第二区的宽度比例为4个像素：0个像素、3个像素：1个像素、以及2个像素：2个像素条件，在黑边区域上可具有不同的总发光亮度。因此，参照图13的结果，为了使对应于第一边框110及第二边框210的黑边区域上的透镜的补充发光强度尽可能较大，且可相应减少侧视光强度下，较佳可为第一区12或22的宽度是三个像素宽，而第二区14或24的宽度是一个像素宽。藉此，可在整体发光强度仅略微减小下，减少或避免侧视光过强。然而，上述仅为示例，所属技术领域中具有通常知识者在参阅上述说明下，可基于需求及预期表现来因应各要素自由地调整第一区12或22与第二区14或24的发光强度及宽度，且本发明不限于此所具体示出的示例。
承上所述，根据本发明如上文所述的实施例，可提供具有模糊化边缘或拼接交界处的黑边或黑线的显示装置，且所述显示装置中边缘或拼接交界处上的显示影像的品质亦可进一步提升。因此，单一显示装置或拼接显示装置的边缘或拼接交界处的突兀感及切割感可减少或消除，且显示装置的影像的一致性及协调感可改善，从而提升了显示装置的显示品质。
上文中所述仅为本发明的一些较佳实施例。应注意的是，在不脱离本发明的精神与原则下，本发明可进行各种变化及修改。所属技术领域中具有通常知识者应明了的是，本发明由所附申请专利范围所界定，且在符合本发明的意旨下，各种可能置换、组合、修饰及转用等变化皆不超出本发明由所附申请专利范围所界定的范畴。

Claims (13)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：
一第一显示面板，具有一第一显示区及位于该第一显示区一侧的一第一边框；其中，该第一显示区包含多个第一像素，部分的该些第一像素形成一第一影像调整区邻接该第一边框；在该第一影像调整区接收相同提供给该第一显示面板的一第一影像来源信号时，该第一影像调整区内的该些第一像素产生的亮度大于该第一显示区中其他第一像素的亮度；以及
一透镜层，覆盖于该第一影像调整区及该第一边框上；
其中，该透镜层包含有并排的多个透镜，该些透镜分别沿该第一边框延伸的方向延伸。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，进一步包含：
一第二显示面板，具有一第二显示区及位于该第二显示区一侧的一第二边框；其中该第二边框与该第一边框并排邻接；其中，该第二显示区包含多个第二像素，部分的该些第二像素形成一第二影像调整区邻接该第二边框；在该第二影像调整区接收相同提供给该第二显示面板的一第二影像来源信号时，该第二影像调整区内的该些第二像素产生的亮度大于该第二显示区中其他第二像素的亮度；
其中，该透镜层覆盖于该第二边框及该第二影像调整区上。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该透镜层包含至少一基层，该透镜及该至少一基层符合下列关系式：
其中，Ln：第n层基层的厚度；
θn：在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上，当一光线于该透镜边缘以垂直该至少一基层的方向出光时，该光线于进入该第n层基层的折射角；
P：该透镜在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度；
B1：该第一边框在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该透镜层包含至少一基层，该透镜及该至少一基层符合下列关系式：
其中，Ln：第n层基层的厚度；
θn：在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上，当一光线于该透镜边缘以垂直该至少一基层的方向出光时，该光线于进入该第n层基层的折射角；
P：该透镜在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度；
B1：该第一边框在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度；
B2：该第二边框在垂直该第一边框的延伸方向的方向上所截取的剖面上的宽度。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该透镜及该第一像素在垂直该第一边框的延伸方向的方向上分别具有一透镜宽度及一第一像素宽度，该透镜宽度小于该第一像素宽度。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该透镜宽度不大于该第一像素宽度的1/5。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，该透镜宽度介于该第一像素宽度的1/5至1/6之间。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，进一步包含一背光模块设置于该第一显示面板相反于该透镜层的一侧；其中，该背光模块产生一背光入射该第一显示面板，该背光具有以法线方向(0度)为平均值的一强度-视角分布曲线，该强度-视角分布曲线的标准差大于20度。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，该强度-视角分布曲线的标准差大于25度。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当相对于相同的该第一影像来源信号时，该第一影像调整区内的该些第一像素产生的亮度大于该第一显示区中其他第一像素的亮度的1.2倍。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该第一影像调整区包含一第一区及一第二区分别沿该第一边框延伸，该第一区与该第二区并排，且该第一区较靠近该第一边框；该第一区及该第二区内的该些第一像素产生的亮度均大于该第一显示区中其他第一像素的亮度，且该第一区内该些第一像素产生的亮度大于该第二区内该些第一像素产生的亮度。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，该第一区内的该些第一像素产生的亮度大于该第一影像调整区外的该第一显示区中其他第一像素的亮度的1.3倍。
13.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，在垂直该第一边框的延伸方向的方向上，该第一区的宽度大于该第二区的宽度。
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