CN114114747A - 显示装置与显示装置的画面显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置以及一种显示装置的画面显示方法,其中显示装置包括侧入式背光模块、基板与多个像素结构。侧入式背光模块包括导光结构、第一光源、第二光源以及亮度控制组件。第一光源邻设在导光结构的第一侧边,第一光源具有多个第一发光组件。第二光源邻设在导光结构的第二侧边,第一侧边相邻于第二侧边,且第二光源具有多个第二发光组件。亮度控制组件电连接第一发光组件与第二发光组件,而亮度控制组件用以分别控制第一发光组件的光强度与第二发光组件的光强度。基板设置在侧入式背光模块上,像素结构设置在基板上。

Description

显示装置与显示装置的画面显示方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置与显示装置的画面显示方法,特别是涉及一种可提升画面对比度及/或减少电能消耗的显示装置与显示装置的画面显示方法。
背景技术
现今的显示装置已被广泛地应用在各式电子产品例如笔记本计算机(notebook)、智能手机(smart phone)、穿戴装置、智能手表以及车用显示屏等,以提供更方便的信息传递与显示。在具有背光模块的显示装置中,由于传统背光模块所提供的亮度只会有一种亮度,因此不论显示装置所显示的画面亮度为何,背光模块的亮度并不会有所改变,因此造成不必要的电能消耗。据此,须对此问题进行改善。
发明内容
本发明提供一种显示装置与显示装置的画面显示方法,其根据画面的原始灰阶数据而调整显示装置的侧入式(Edge lit)背光模块的光源的亮度,以达提升画面对比度及/或减少电能消耗的效果。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种显示装置,其包括侧入式背光模块、基板与多个像素结构。侧入式背光模块包括导光结构、第一光源、第二光源以及亮度控制组件。第一光源邻设在导光结构的第一侧边,第一光源具有多个第一发光组件。第二光源邻设在导光结构的第二侧边,第一侧边相邻于第二侧边,且第二光源具有多个第二发光组件。亮度控制组件电连接第一发光组件与第二发光组件,而亮度控制组件用以分别控制第一发光组件的光强度与第二发光组件的光强度。基板设置在侧入式背光模块上,像素结构设置在基板上。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种显示装置的画面显示方法,其包括:获取画面中的多个原始灰阶数据,其中各个原始灰阶数据对应于显示装置中的多个像素结构的其中一个,且原始灰阶数据的数量相同于像素结构的数量;根据原始灰阶数据,计算出对应于显示装置中的侧入式背光模块的至少一背光发光数据;侧入式背光模块根据背光发光数据发射背光,其中背光的光强度相关于背光发光数据;根据背光发光数据与原始灰阶数据,计算出对应于显示装置中的像素结构的多个显示灰阶数据,其中显示灰阶数据的数量相同于像素结构的数量;以及像素结构根据显示灰阶数据来控制通过像素结构的背光的穿透率,以显示画面。
本发明的侧入式背光模块所产生的背光的光强度可依据画面的原始灰阶数据而调整,因此,相较于传统不能调整背光的光强度的侧入式背光模块,本发明的侧入式背光模块可在减少电能消耗的情况下使显示装置获得相同或更好的显示质量的画面(例如提升显示画面对比度)。另外,本发明的侧入式背光模块所具有的发光组件远少于传统具有区域调控功能的直下式(direct type)背光模块,据此,本发明的背光模块可通过较少的发光组件而对背光的光强度进行区域调控,以减少成本。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的显示装置的剖面示意图。
图2所示为本发明第一实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图。
图3所示为本发明第一实施例的侧入式背光模块的发光组件与像素结构之间的对应关系的俯视示意图。
图4所示为本发明一实施例的显示装置的画面显示方法的流程图。
图5所示为本发明一实施例的侧入式背光模块的发光组件与部分像素结构的俯视示意图。
图6所示为本发明第二实施例的侧入式背光模块的导光结构与发光组件的爆炸图。
图7所示为本发明第三实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图。
图8所示为本发明第四实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图。
附图标记说明:100、200、300、400-侧入式背光模块;110-导光结构;110a-第一侧边;110b-第二侧边;110c-第三侧边;110d-第四侧边;120-第一光源;122-第一发光组件;130-第二光源;132-第二发光组件;140-亮度控制组件;142-走线;212-第一导光板;212a-第一导光条;214-第二导光板;214a-第二导光条;420-第三光源;422-第三发光组件;430-第四光源;432-第四发光组件;CC1、CC2、CC3、CC4、CC5、CC6-像素对应行;CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、CR6-像素对应列;D1-第一方向;D2-第二方向;D3-第三方向;DP-显示装置;DSL-显示结构层;PXS、PXS1、PXS2、PXS3、PXS4-像素结构;S1_1、S1_2、S1_3、S1_4、S2_1、S2_2、S2_3、S2_4-距离;SB-基板;ST1、ST2、ST3、ST4、ST5-步骤。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明,以下特列举本发明的优选实施例,并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是,附图均为简化的示意图,因此,仅显示与本发明有关的组件与组合关系,以对本发明的基本架构或实施方法提供更清楚的描述,而实际的组件与布局可能更为复杂。另外,为了方便说明,本发明的各附图中所示的组件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制,其详细的比例可依照设计的需求进行调整。
须知悉的是,以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神下,可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突,均可任意混合搭配使用。
本发明的显示装置可为液晶显示装置(liquid crystal display,LCD)、电泳显示装置(electrophoretic display)或其他适合的显示装置(泛指非自发光的显示装置),且本发明的显示装置也可为具有触控功能的显示装置(触控显示装置),而下文的实施例以液晶显示装置为例进行说明。须说明的是,显示装置可具有显示区以及位于显示区外的至少一侧的周边区,其中显示区用以显示画面,周边区则不会显示画面。另外,显示装置与显示区可各自为矩形、多边形、圆形、具有曲线侧边的形状(例如两侧边为直线,两侧边为圆弧的形状)或其他适合形状的显示装置,本实施例的显示装置以矩形显示装置为例,且显示区的形状亦为矩形,但本发明不以此为限。
请参考图1到图3,图1所示为本发明第一实施例的显示装置的剖面示意图,图2所示为本发明第一实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图,图3所示为本发明第一实施例的侧入式背光模块的发光组件与像素结构之间的对应关系的俯视示意图。如图1与图2所示,显示装置DP包括侧入式(Edge lit)背光模块100、基板SB以及显示结构层DSL,其中基板SB设置在侧入式背光模块100上,而显示结构层DSL设置在基板SB上。本实施例的基板SB可包括任何适合的材料,举例而言,基板SB可为硬质基板或可挠式基板,并可依据基板SB的类型而对应包含例如玻璃、塑料、石英、蓝宝石、聚酰亚胺(polyimide,PI)及/或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET),但基板SB的材料不以此为限。
如图2所示,本实施例的侧入式背光模块100可包括导光结构110、第一光源120、第二光源130与亮度控制组件140。导光结构110举例可为一导光板,且导光结构110可为任何适合的形状并具有多个侧边,第一光源120与第二光源130邻设在导光结构110的不同侧边,导光结构110用以将第一光源120与第二光源130所发出的光线导向基板SB与显示结构层DSL而形成背光(例如导光结构110将光线沿导光结构110的表面的法线方向导向基板SB与显示结构层DSL)。换句话说,侧入式背光模块100的背光从导光结构110射出。在本实施例中,导光结构110举例可为矩形,并具有第一侧边110a、第二侧边110b、第三侧边110c与第四侧边110d,其中第一侧边110a相邻于第二侧边110b与第四侧边110d,第二侧边110b相邻于第一侧边110a与第三侧边110c,第三侧边110c相邻于第二侧边110b与第四侧边110d,但不以此为限。在其他实施例中,导光结构110可为其他多边形或具有曲线侧的形状。此外,导光结构110的第一侧边110a垂直于第一方向D1,第二侧边110b垂直于第二方向D2,而第一方向D1不平行于第二方向D2。在本实施例中,由于本实施例的导光结构110为矩形,因此第三侧边110c也垂直于第一方向D1,第四侧边110d也垂直于第二方向D2,且第一方向D1垂直于第二方向D2。须说明的是,导光结构110的表面的法线方向可平行第三方向D3,其中第三方向D3垂直于第一方向D1与第二方向D2。
第一光源120邻设在导光结构110的第一侧边110a,第一光源120所发出的光线向导光结构110的第一侧边110a发射,第二光源130邻设在导光结构110的第二侧边110b,第二光源130所发出的光线向导光结构110的第二侧边110b发射。在本实施例中,第一光源120可具有多个第一发光组件122,第二光源130可具有多个第二发光组件132,其中第一发光组件122与第二发光组件132可为有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)、无机发光二极管(inorganic light-emitting diode,LED)、量子点发光二极管(QLED、QDLED)或其他适合的发光件。第一发光组件122与第二发光组件132可发出任何适合颜色的光线,例如白光,但不以此为限。在本实施例中,由于第一光源120邻设在第一侧边110a,且第二光源130邻设在第二侧边110b,因此,第一光源120的第一发光组件122沿垂直于第一方向D1的方向(如,第二方向D2)排列,第二光源130的第二发光组件132沿垂直于第二方向D2的方向(如,第一方向D1)排列。如图2所示,第一发光组件122的数量与第二发光组件132的数量可依据需求而调整,且第一发光组件122的数量可相同于或不同于第二发光组件132的数量。举例来说,在图2中,第一发光组件122与第二发光组件132的数量都为6,但不以此为限。
亮度控制组件140可设置在侧入式背光模块100中任何适合的位置,并电连接第一光源120与第二光源130,其中亮度控制组件140用以控制第一光源120与第二光源130所发出的光线的光强度。如图2所示,在本实施例中,各第一发光组件122与各第二发光组件132可通过各自通过不同的走线142而电连接亮度控制组件140,使得亮度控制组件140可用以分别控制第一发光组件122的光强度与第二发光组件132的光强度,但不以此为限。在本发明中,根据显示装置DP所要显示的画面的原始灰阶数据,亮度控制组件140可通过算法(Algorithm)而对应调整第一光源120与第二光源130所发出的光线的光强度,以降低显示装置DP电能消耗,详细的画面显示方法将会在下文详述。
此外,侧入式背光模块100还可选择性地包括其他膜层、结构或组件。举例来说,侧入式背光模块100可选择性地包括反射结构,导光结构110设置在反射结构与基板SB之间,以将从导光结构110相反于基板SB的表面所发射出的光线反射回导光结构110,以提高侧入式背光模块100的光线利用率而提高背光的光强度。举例来说,侧入式背光模块100可选择性地包括扩散结构,设置在导光结构110与基板SB之间,用以将背光均匀扩散。
显示结构层DSL可包括多个膜层与结构,以在显示区中形成多个像素结构PXS(即,多个像素结构PXS设置在基板SB上)。详细而言,在显示装置DP为液晶显示装置的条件下,显示结构层DSL的各个像素结构PXS可包括显示组件、薄膜晶体管以及其他适合的组件(例如电容)。像素结构PXS内的电子组件可通过显示结构层DSL中的数据线及/或扫描线电连接到周边区的显示驱动电路(例如栅极驱动电路(integrated gate driver IGD))及/或芯片(intergrated circuit),使得周边区的显示驱动电路可驱动像素结构PXS内的电子组件,以进行画面的显示。在本实施例中,各显示组件可包括显示介质层(例如液晶层,但不以此为限)的一部分、像素电极及共同电极,其中像素电极与共同电极可通过所接收到的显示电压而产生电场,藉此影响显示介质层的透明度,以控制侧入式背光模块100所发射的背光穿过此部分的显示介质层的光强度(即,控制侧入式背光模块100所发射的背光穿过像素结构PXS的穿透率),进而控制各个像素结构PXS的发光区的光线的亮度而以显示画面,但操作方式不以此为限。
另外,显示装置DP的显示结构层DSL还可包括其他适合的膜层或组件。在一些实施例中,显示结构层DSL还可包括遮蔽层,用以遮蔽不透明组件(例如薄膜晶体管、数据线与扫描线)而降低外界光线经由此些不透明组件而反射的机率,其中遮蔽层可为单层结构或多层结构。遮蔽层可具有多个开口,遮蔽层可通过开口来定义像素结构PXS的发光区的俯视形状,并分隔像素结构PXS。在一些实施例中,显示结构层DSL还可包括色彩转换层,设置在像素结构PXS中(例如设置在遮蔽层的开口内),以将侧入式背光模块100所产生的背光的颜色转换为其他所需的颜色。举例来说,当显示装置DP为彩色显示装置DP时,色彩转换层可包括不同颜色的色彩转换部,例如色彩转换层可包括多个红色转换部、多个绿色转换部以及多个蓝色转换部,分别设置在不同的像素结构PXS中,使得像素结构PXS可各自为红色子像素、绿色子像素与蓝色子像素的其中一种,但不以此为限,色彩转换层所包括的转换部的色彩可依据需求而改变,例如可选择性地包括黄色转换部及/或白色转换部。再举例来说,当显示装置DP为单色显示装置时,显示结构层DSL可不包括色彩转换层,使得背光的颜色不被转换,或者,显示结构层DSL可包括含有一种颜色的转换部,使得显示装置DP为此颜色的单色显示装置。
此外,像素结构PXS可以任何适合的方式排列。在本实施例中,如图3所示,像素结构PXS可排列成矩阵,其中像素结构PXS可排列成沿一方向延伸的行,并排列成沿另一方向延伸的列,而像素结构PXS排列成的行可沿列的延伸方向依序排列,以成为矩阵。举例来说,在图3中,像素结构PXS排列成的列可沿第一方向D1延伸,像素结构PXS排列成的行可沿第二方向D2延伸,但不以此为限。在其他实施例中,像素结构PXS排列成的行与列都可沿不同于第一方向D1与第二方向D2的方向延伸,但不以此为限。
另外,显示装置DP还可选择性地包括其他适合的膜层、结构或组件。举例来说,显示装置DP还可选择性地包括对向基板,像素结构PXS设置在基板SB与对向基板之间。显示装置DP还可选择性地包括两个偏振片,一个偏振片设置在基板SB与侧入式背光模块100之间,另一个偏振片设置在对向基板上。
请参考图4,并同时参考图1至图3,图4所示为本发明一实施例的显示装置的画面显示方法的流程图。须说明的是,图4所示的显示装置DP的画面显示方法的流程图是示例性的,本发明的显示装置DP的画面显示方法并不以图4所示的流程与步骤为限。
在图4的步骤ST1中,获取画面中的多个原始灰阶数据,其中各原始灰阶数据对应于显示装置DP中的像素结构PXS的其中一个,且原始灰阶数据的数量相同于像素结构PXS的数量。详细而言,可依据显示装置DP所具有的像素结构PXS的数量,将显示画面以相同数量的原始灰阶数据表示,其中原始灰阶数据与像素结构PXS为一对一的对应关系,各原始灰阶数据为显示画面在此原始灰阶数据对应的像素结构PXS所对应的区域的画面灰阶值,而此画面灰阶值则为像素结构PXS在显示此画面时,其发光区的光线应具有的亮度。在本文中,原始灰阶数据举例可为0至255,其中0为最小亮度,255为最大亮度,但不以此为限。另外,在获取原始灰阶数据后,可将原始灰阶数据传送至侧入式背光模块100的亮度控制组件140,并可选择性地将原始灰阶数据传送至显示驱动电路。
在图4的步骤ST2中,根据原始灰阶数据,计算出对应于显示装置DP中的侧入式背光模块100的至少一背光发光数据。在图4的步骤ST3中,侧入式背光模块100根据背光发光数据发射背光,其中背光的光强度相关于背光发光数据。背光发光数据的计算方式可依据侧入式背光模块100的光源发光控制方式及/或其他实际需求而设计,因此,虽然下文记载了多种背光发光数据的计算方式,但背光发光数据的计算方式并不以本文所述的方式为限。以下,先以背光发光数据的第一计算方式进行说明。
在背光发光数据的第一计算方式中,亮度控制组件140可根据原始灰阶数据而计算出一个背光发光数据,其中背光发光数据相关于原始灰阶数据中的最大值。因此,侧入式背光模块100在根据背光发光数据发射背光时,所发出的背光的光强度相关于原始灰阶数据中的最大值。也就是说,当原始灰阶数据中的最大值越小,背光的光强度则越小。
另外,在背光发光数据的第一计算方式中,由于仅计算出一个背光发光数据,因此亮度控制组件140可使第一光源120的第一发光组件122与第二光源130的第二发光组件132根据同一个背光发光数据而向导光结构110发射光线而形成背光,且第一发光组件122与第二发光组件132所发射的光线的光强度相关于同一个背光发光数据(即,原始灰阶数据中的最大值越小,第一发光组件122与第二发光组件132所发射的光线的光强度越小)。举例来说,第一发光组件122与第二发光组件132实质上发射相同光强度的光线,及/或,第一光源120在单位面积下的光强度实质上相同于第二光源130在单位面积下的光强度,但不以此为限。在此情况下,侧入式背光模块100所发出的背光是均匀的。
可选择性地,在背光发光数据的第一计算方式(或下文所述的其他计算方式)中,当各个原始灰阶数据都小于或等于显示装置DP的最大灰阶数据(如,255)的50%时,也就是显示画面的所有位置所需的显示亮度都小于或等于像素结构PXS所能达到的最大亮度的50%时,第一光源120为开启状态且第二光源130为关闭状态而使得第一发光组件122所发射的光线形成背光,或者,第一光源120为关闭状态且第二光源130为开启状态而使得第二发光组件132所发射的光线形成背光。此外,在此情况下,可选择地,第一光源120与第二光源130的开启与关闭状态可彼此交替,进而提升侧入式背光模块100的使用寿命(lifetime)。
可选择性地,在背光发光数据的第一计算方式(或下文所述的其他计算方式)中,各第一发光组件122可对应像素结构PXS中的其中一些,各第二发光组件132可对应像素结构PXS中的其中一些,而当第一发光组件122对应的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,此第一发光组件122为关闭状态而不发光,当第二发光组件132对应的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,此第二发光组件132为关闭状态而不发光。举例而言,请参考图3,各个第一发光组件122可在第一方向D1上各自对应不同的连续三列的像素结构PXS(在图3中分别表示为像素对应列CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、CR6),各个第二发光组件132可在第二方向D2上各自对应不同的连续三行的像素结构PXS(在图3中分别表示为像素对应行CC1、CC2、CC3、CC4、CC5、CC6)。当第一发光组件122在第一方向D1上对应的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,此第一发光组件122为关闭状态而不发光;当第二发光组件132在第二方向D2上对应的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,此第二发光组件132为关闭状态而不发光。举例来说,当像素对应列CR1的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,图3中最右侧的第一发光组件122为关闭状态而不发光;当像素对应行CC3的所有像素结构PXS所对应的原始灰阶数据都为0时,图3中从下到上的第三个第二发光组件132为关闭状态而不发光。在此情况下,可提升显示画面的对比度。须说明的是,第一发光组件122与像素结构PXS之间的对应方式以及第二发光组件132与像素结构PXS之间的对应方式不以此为限,可依据第一发光组件122的数量、第二发光组件132的数量、像素结构PXS的排列与数量以及其他需求而调整。
在图4的步骤ST4中,根据背光发光数据与原始灰阶数据,计算出对应于显示装置DP中的像素结构PXS的多个显示灰阶数据,其中显示灰阶数据的数量相同于像素结构PXS的数量。在图4的步骤ST5中,像素结构PXS根据显示灰阶数据来控制通过像素结构PXS的背光的穿透率,以显示画面。在一些实施例中,显示灰阶数据可在显示驱动电路及/或侧入式背光模块100的亮度控制组件140中计算,显示灰阶数据与像素结构PXS为一对一的对应关系,且各显示灰阶数据是根据背光发光数据以及对应相同像素结构PXS的原始灰阶数据所计算出来的数据。也就是说,各像素结构PXS会对应一个原始灰阶数据以及一个显示灰阶数据。接着,当显示灰阶数据计算完成后,显示驱动电路会将显示灰阶数据传送到对应的像素结构PXS中的电子组件(例如像素电极、共同电极),而各像素结构PXS中的电子组件(例如像素电极、共同电极)会根据所对应的显示灰阶数据来调整显示介质层的透明度,以控制背光的穿透率。须说明的是,显示灰阶数据的计算方式可为任何适合的方式,并可依据实际需求而调整。在本文中,显示灰阶数据举例可为0至255,其中0为最小亮度,255为最大亮度,但不以此为限。
在以第一计算方式计算背光发光数据的情况下,各显示灰阶数据是根据同一个背光发光数据以及对应相同像素结构PXS的原始灰阶数据所计算出来的数据。当像素结构PXS以所对应的显示灰阶数据调整显示介质层的透明度时,由于侧入式背光模块100依据背光发光数据发射背光,因此,各像素结构PXS的发光区的光线会具有符合其对应的原始灰阶数据的亮度。
举例而言,在以第一计算方式计算背光发光数据的情况下,假使所有原始灰阶数据的最大值为204,可根据原始灰阶数据而计算出一个背光发光数据,且侧入式背光模块100以背光发光数据产生背光。关于根据背光发光数据所产生背光,举例来说,当像素结构PXS根据此背光进行显示时,若显示灰阶数据为255,则像素结构PXS的发光区的光线会具有符合原始灰阶数据为204的亮度;若显示灰阶数据为0,则像素结构PXS的发光区的光线会具有符合原始灰阶数据为0的亮度;若显示灰阶数据为200,则像素结构PXS的发光区的光线会具有符合原始灰阶数据为160的亮度(根据比例计算),但不以此为限。接着,可依据原始灰阶数据与此背光发光数据进行计算(例如参考上述比例计算方式或其他适合的计算方式)而获得显示灰阶数据,使得当像素结构PXS以所对应的显示灰阶数据调整显示介质层的透明度时,像素结构PXS的发光区的光线会具有符合其对应的原始灰阶数据的亮度。
此外,根据上述内容,由于侧入式背光模块100所产生的背光的光强度降低,并同时要维持像素结构PXS的发光区的光线亮度时,因此,可通过提高显示灰阶数据而使显示介质层透明度提高,进而提升背光的穿透率而维持像素结构PXS的发光区的光线亮度。换句话说,根据上述的显示灰阶数据的计算,在对应相同像素结构PXS的原始灰阶数据与显示灰阶数据值中,显示灰阶数据可大于原始灰阶数据(即,对应于像素结构PXS的其中一个的显示灰阶数据大于对应于此像素结构PXS的原始灰阶数据),但不以此为限。
由上述可知,本发明的侧入式背光模块100所产生的背光的光强度可依据原始灰阶数据而调整,因此,当显示装置DP在显示低亮度的画面的情况下,可通过光强度较低的背光进行画面显示。据此,相较于传统不能调整背光的光强度的侧入式背光模块100,本发明的侧入式背光模块100可在减少电能消耗的情况下使显示装置DP获得相同或更好的显示质量的画面,因此,本发明的显示装置DP具有节省能源的效果。
本发明另提供背光发光数据的第二计算方式,以下将对其详述。亮度控制组件140可根据原始灰阶数据而计算出多个背光发光数据,而多个背光发光数据包括至少一第一背光发光数据以及至少一第二背光发光数据,第一发光组件122根据第一背光发光数据向导光结构110发射光线,第二发光组件132根据第二背光发光数据向导光结构110发射光线,且第一背光发光数据的其中一个不同于第二背光发光数据的其中一个。在背光发光数据的第二计算方式中,亮度控制组件140可根据原始灰阶数据计算出两个背光发光数据,分别为一个第一背光发光数据与一个第二背光发光数据,所有第一发光组件122则根据此第一背光发光数据向导光结构110发射光线(即,第一发光组件122所发射的光线的光强度相关于此第一背光发光数据),所有第二发光组件132则根据此第二背光发光数据向导光结构110发射光线(即,第二发光组件132所发射的光线的光强度相关于此第二背光发光数据),而第一背光发光数据与第二背光发光数据彼此不相同。换句话说,以第二计算方式计算出的背光发光数据会使得第一发光组件122所发射的光线的光强度不同于第二发光组件132所发射的光线的光强度,及/或,第一光源120在单位面积下的光强度不同于第二发光组件132在单位面积下的光强度。须注意的是,由于所有第一发光组件122所发射的光线的光强度实质上彼此相同,所有第二发光组件132所发射的光线的光强度实质上彼此相同,因此,侧入式背光模块100所发出的背光仍是均匀的。
在以第二计算方式计算背光发光数据的情况下,各显示灰阶数据是根据两个背光发光数据(即,第一背光发光数据与第二背光发光数据)以及对应相同像素结构PXS的原始灰阶数据所计算出来的数据。当像素结构PXS以所对应的显示灰阶数据调整显示介质层的透明度时,由于侧入式背光模块100依据背光发光数据发射背光,因此,像素结构PXS的发光区的光线会具有符合其对应的原始灰阶数据的亮度。
本发明另提供背光发光数据的第三计算方式,以下将对其详述。在背光发光数据的第三计算方式中,亮度控制组件140可根据原始灰阶数据计算出多个背光发光数据,分别为多个第一背光发光数据与多个第二背光发光数据,第一背光发光数据与第一发光组件122彼此一对一对应(即,第一背光发光数据的数量相同于第一发光组件122的数量),第一背光发光数据可彼此相同或不同,第二背光发光数据与第二发光组件132彼此一对一对应(即,第二背光发光数据的数量相同于第二发光组件132的数量),第二背光发光数据可彼此相同或不同,且第一背光发光数据的至少其中一个不相同于第二背光发光数据的至少其中一个。换句话说,以第三计算方式计算出的背光发光数据会使得第一发光组件122与第二发光组件132各自独立操作,并根据对应的背光发光数据而各自发射出所需强度的光线。因此,第一发光组件122所发射的光线的光强度可彼此相同或不同,第二发光组件132所发射的光线的光强度可彼此相同或不同,使得侧入式背光模块100所发出的背光可为均匀的或不均匀的。
在背光发光数据的第三计算方式中,各第一发光组件122可对应像素结构PXS中的其中一些,并可根据第一发光组件122对应的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据来计算出对应此第一发光组件122的第一背光发光数据;各第二发光组件132可对应像素结构PXS中的其中一些,并可根据第二发光组件132对应的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据来计算出对应此第二发光组件132的第二背光发光数据。举例而言,请参考图3,各个第一发光组件122可在第一方向D1上各自对应不同的连续三列的像素结构PXS(即,图3的像素对应列CR1~CR6),并可分别根据像素对应列CR1~CR6中的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据而计算出第一背光发光数据,各个第二发光组件132可在第二方向D2上各自对应不同的连续三行的像素结构PXS(即,图3的像素对应行CC1~CC6),并可分别根据像素对应行CC1~CC6中的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据而计算出第二背光发光数据。
根据上述的背光发光数据的第三计算方式,各个像素结构PXS所接收到的背光是由一个第一发光组件122与一个第二发光组件132所提供。举例来说,像素对应列CR1与像素对应行CC1交会处的像素结构PXS的背光是由图3中最右侧的第一发光组件122与最下侧的第二发光组件132所提供,像素对应列CR2与像素对应行CC4交会处的像素结构PXS的背光是由图3中从右到左的第二个第一发光组件122与从下到上的第四个第二发光组件132所提供,但不以此为限。据此,当侧入式背光模块100以第三计算方式所计算出的背光发光数据产生背光时,侧入式背光模块100可对背光的光强度进行区域调控,以达到电能节省与显示画面的对比度提升的效果。
在以第三计算方式计算背光发光数据的情况下,各显示灰阶数据是根据对应相同像素结构PXS的两个背光发光数据(即,第一背光发光数据与第二背光发光数据)以及原始灰阶数据所计算出来的数据。当像素结构PXS以所对应的显示灰阶数据调整显示介质层的透明度时,由于侧入式背光模块100依据背光发光数据发射背光,因此,像素结构PXS的发光区的光线会具有符合其对应的原始灰阶数据的亮度。
根据上述的背光发光数据的第二计算方式与第三计算方式,各第一发光组件122根据第一背光发光数据的其中一个向导光结构110发射光线,各第二发光组件132根据第二背光发光数据的其中一个向导光结构110发射光线。举例来说,多个第一发光组件122可对应到相同的第一背光发光数据(即,第一发光组件122与第一背光发光数据之间的对应关系为多对一),多个第二发光组件132可对应到相同的第二背光发光数据(即,第二发光组件132与第二背光发光数据之间的对应关系为多对一),例如背光发光数据的第二计算方式,但不以此为限。举例来说,每一个第一发光组件122所对应到第一背光发光数据可彼此不同(即,第一发光组件122与第一背光发光数据之间的对应关系为一对一),每一个第二发光组件132所对应到第二背光发光数据可彼此不同(即,第二发光组件132与第二背光发光数据之间的对应关系为一对一),例如背光发光数据的第三计算方式,但不以此为限。
除此之外,在本发明中,可选择性地根据像素结构PXS与光源之间的距离以及此像素结构PXS所对应的原始灰阶数据而计算出加权灰阶数据,而此加权灰阶数据可应用在上述的背光发光数据的计算方式,使得背光发光数据是根据加权灰阶数据所计算出,而非直接由原始灰阶数据所计算出,但不以此为限。在一些实施例中,可通过亮度控制组件140或其他适合的计算组件来计算加权灰阶数据。
详细而言,在加权灰阶数据的计算过程中,可根据各个像素结构PXS与第一光源120之间的距离以及各个像素结构PXS与第二光源130之间的距离,计算出各个像素结构PXS的权重。举例来说,各权重可包括第一距离信息以及第二距离信息,第一距离信息表示其像素结构PXS与第一光源120之间的距离,第二距离信息表示其像素结构PXS与第二光源130之间的距离。在一些实施例中,权重的第一距离信息可表示其像素结构PXS与第一光源120之间在第一方向D1上的距离,权重的第二距离信息可表示其像素结构PXS与第二光源130之间在第二方向D2上的距离,但不以此为限。
权重的第一距离信息与第二距离信息可参考图5,其绘示了发光组件与部分像素结构PXS。如图5所示,像素结构PXS1与第一光源120(从右到左的第六个第一发光组件122)之间在第一方向D1上存在有距离S1_1,像素结构PXS1与第二光源130(从下到上的第六个第二发光组件132)之间在第二方向D2上存在有距离S2_1;像素结构PXS2与第一光源120(从右到左的第三个第一发光组件122)之间在第一方向D1上存在有距离S1_2,像素结构PXS2与第二光源130(从下到上的第三个第二发光组件132)之间在第二方向D2上存在有距离S2_2;像素结构PXS3与第一光源120(从右到左的第一个第一发光组件122)之间在第一方向D1上存在有距离S1_3,像素结构PXS3与第二光源130(从下到上的第一个第二发光组件132)之间在第二方向D2上存在有距离S2_3;像素结构PXS4与第一光源120(从右到左的第六个第一发光组件122)之间在第一方向D1上存在有距离S1_4,像素结构PXS4与第二光源130(从下到上的第一个第二发光组件132)之间在第二方向D2上存在有距离S2_4。在图5中,由于距离S1_1大于距离S1_2大于距离S1_4大于距离S1_3,因此,像素结构PXS1的第一距离信息大于像素结构PXS2的第一距离信息大于像素结构PXS4的第一距离信息大于像素结构PXS3的第一距离信息;由于距离S2_4大于距离S2_1大于距离S2_2大于距离S2_3,因此,像素结构PXS4的第二距离信息大于像素结构PXS1的第二距离信息大于像素结构PXS2的第二距离信息大于像素结构PXS3的第二距离信息。须说明的是,权重可将其第一距离信息与其第二距离信息分别表示,或者,权重可将其第一距离信息与其第二距离信息以一特定方式计算成的另一信息。
之后,根据各个像素结构PXS的权重以及其对应的原始灰阶数据,计算出多个加权灰阶数据,其中各个加权灰阶数据对应于像素结构PXS的其中一个,且加权灰阶数据的数量相同于像素结构PXS的数量。加权灰阶数据与像素结构PXS为一对一的对应关系,且加权灰阶数据的数据范围可为任何适合的范围。举例来说,当权重将其第一距离信息与其第二距离信息以一特定方式计算成的另一信息时,各加权灰阶数据则相关于后续计算出的背光发光数据(如,上述的背光发光数据的第一计算方式),但不以此为限。举例来说,当权重将其第一距离信息与其第二距离信息分别表示时,各加权灰阶数据可包括第一加权灰阶数据与第二加权灰阶数据,其中第一加权灰阶数据相关于后续计算出的第一背光发光数据(如,上述的背光发光数据的第二计算方式或第三计算方式),第二加权灰阶数据相关于后续计算出的第二背光发光数据(如,上述的背光发光数据的第二计算方式或第三计算方式),但不以此为限。
然后,根据加权灰阶数据而计算出背光发光数据,也就是说,背光的光强度会因为像素结构PXS所对应的原始灰阶数据以及像素结构PXS与光源之间的距离所影响。在一些实施例中,背光发光数据相关于加权灰阶数据中的最大值,但不以此为限。举例来说,当加权灰阶数据应用在上述背光发光数据的第一计算方法时,亮度控制组件140可根据加权灰阶数据而计算出一个背光发光数据(即,在上述第一计算方法的描述中,可将原始灰阶数据替换为加权灰阶数据),但不以此为限。举例来说,当加权灰阶数据应用在上述背光发光数据的第二计算方法时,亮度控制组件140可根据加权灰阶数据而计算出一个第一背光发光数据以及一个第二背光发光数据(即,在上述第二计算方法的描述中,可将原始灰阶数据替换为加权灰阶数据),但不以此为限。举例来说,当加权灰阶数据应用在上述背光发光数据的第三计算方法时,亮度控制组件140可根据加权灰阶数据而计算出多个第一背光发光数据以及多个第二背光发光数据(即,在上述第三计算方法的描述中,可将原始灰阶数据替换为加权灰阶数据),但不以此为限。
一般而言,导光结构110会包括多个扩散网点,使得侧入式背光模块100的光源所发射的光线在射入导光结构110后,导光结构110可实质上将此些光线沿第三方向D3导出,进而产生侧入式背光模块100的背光。在一些实施例中,导光结构110的扩散网点的密度会随着与光源之间的距离增加而提升,使得侧入式背光模块100所产生的背光的光强度较为均匀。在一些实施例中,当加权灰阶数据应用在背光发光数据的计算方式时,由于背光的光强度会因为像素结构PXS所对应的原始灰阶数据以及像素结构PXS与光源之间的距离所影响,因此,可将导光结构110的扩散网点的密度进行适当的调整,以使侧入式背光模块100所产生的背光的光强度较为均匀。举例来说,导光结构110可包括平均分布的扩散网点,但不以此为限。
在本发明的显示装置DP的画面显示方法中,还可另外包括其他步骤,而此些步骤可于上述任何步骤之前或之后进行,或是在上述任两步骤之间进行。此外,上述的显示装置DP的画面显示方法的步骤可在不违背本发明的精神和原则的情况下调整执行顺序或对其改变。
本发明的显示装置以及显示装置的画面显示方法并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例与变化实施例,然为了简化说明并突显各实施例与变化实施例之间的差异,下文中使用相同标号标注相同组件,并不再对重复部分作赘述。
请参考图6,图6所示为本发明第二实施例的侧入式背光模块的导光结构与发光组件的爆炸图。如图6所示,本实施例与第一实施例的差异在于侧入式背光模块200的结构。在本实施例中,显示装置DP的侧入式背光模块200的导光结构110包括第一导光板212与第二导光板214,其中第一导光板212具有沿第一方向D1延伸的多个第一导光条212a,第二导光板214具有沿第二方向D2延伸的多个第二导光条214a,而第一导光板212与第二导光板214在垂直于第一方向D1与第二方向D2的第三方向D3上重叠。并且,第一光源120在第一方向D1上对应第一导光板212,使得第一光源120可射向第一导光板212的第一导光条212a,第二光源130在第二方向D2上对应第二导光板214,使得第二光源130可射向第二导光板214的第二导光条214a。第一光源120射向第一导光板212的光线可被第一导光条212a所区分,且不同第一导光条212a内的光可在第一导光板212中彼此不混合;第二光源130射向第二导光板214的光线可被第二导光条214a所区分,且不同第二导光条214a内的光可在第二导光板214中彼此不混合。也就是说,若光线射向其中一个第一导光条212a,虽然此光线会在此第一导光条212a内折射及/或反射,但此光线并不会从此第一导光条212a直接射入另一个第一导光条212a。举例而言,在图6中,各个第一导光条212a对应第一光源120中的第一发光组件122的其中一个,各个第二导光条214a对应第二光源130中的第二发光组件132的其中一个,因此,对应不同第一导光条212a的第一发光组件122所发射的光线可通过第一导光条212a而彼此区分,对应不同第二导光条214a的第二发光组件132所发射的光线可通过第二导光条214a而彼此区分,但不以此为限。据此,通过导光结构110的设计,可使背光发光数据的计算以及显示灰阶数据的计算更精确且容易,进而提高显示质量。
请参考图7,图7所示为本发明第三实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图。如图7所示,本实施例与第一实施例的差异在于侧入式背光模块300的光源。在本实施例中,侧入式背光模块300的第一光源120与第二光源130为条状光源,并各自通过走线142电连接亮度控制组件140,第一光源120在单位面积下的光强度实质上是均匀的,第二光源130在单位面积下的光强度实质上是均匀的。在一些实施例中,第一光源120在单位面积下的光强度实质上相同于第二光源130在单位面积下的光强度,但不以此为限。在本实施例的侧入式背光模块300中,背光发光数据的计算可使用上述的背光发光数据的第一计算方式、第二计算方式或其他适合的方式,但不以此为限。
请参考图8,图8所示为本发明第四实施例的显示装置的侧入式背光模块的俯视示意图,其中图8省略了走线142与亮度控制组件140,以使附图清楚。如图8所示,本实施例与第一实施例的差异在于侧入式背光模块400的光源。详细而言,侧入式背光模块400还包括第三光源420与第四光源430,侧入式背光模块400通过第一光源120、第二光源130、第三光源420与第四光源430来产生背光,其中第三光源420邻设在导光结构110的第三侧边110c且具有多个第三发光组件422,第四光源430邻设在导光结构110的第四侧边110d且具有多个第四发光组件432。也就是说,在本实施例中,第一光源120与第三光源420彼此相对,且第二光源130与第四光源430彼此相对,但不以此为限。亮度控制组件140还电连接第三发光组件422与第四发光组件432,并用以分别控制第三发光组件422的光强度与第四发光组件432的光强度。
在一些实施例中,各像素结构PXS的背光都是由第一光源120、第二光源130、第三光源420与第四光源430所提供。在一些实施例中,一些像素结构PXS的背光是由第一光源120与第二光源130所提供,一些像素结构PXS的背光是由第三光源420与第二光源130所提供,一些像素结构PXS的背光是由第一光源120与第四光源430所提供,一些像素结构PXS的背光是由第三光源420与第四光源430所提供。关于第一发光组件122、第二发光组件132、第三发光组件422与第四发光组件432的光强度,举例可通过以下方式来调整。举例来说,根据背光发光数据的第一计算方式,第一发光组件122、第二发光组件132、第三发光组件422与第四发光组件432的光强度相关于一个背光发光数据,但不以此为限。举例来说,根据背光发光数据的第二计算方式或第三计算方式,第一发光组件122与第三发光组件422的光强度相关于一个(或其中一个)第一背光发光数据,第二发光组件132与第四发光组件432的光强度相关于一个(或其中一个)第二背光发光数据,但不以此为限。举例来说,根据背光发光数据的第二计算方式或第三计算方式,背光发光数据另包括至少一第三背光发光数据与至少一第四背光发光数据,第三背光发光数据与第四背光发光数据可根据所有的原始灰阶数据(或加权灰阶数据)或部分的原始灰阶数据(或加权灰阶数据)来计算(例如,根据对应第三发光组件422的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据来计算出第三背光发光数据,根据对应第四发光组件432的像素结构PXS所对应的原始灰阶数据来计算出第四背光发光数据),第一发光组件122相关于一个(或其中一个)第一背光发光数据,第二发光组件132的光强度相关于一个(或其中一个)第二背光发光数据,第三发光组件422相关于一个(或其中一个)第三背光发光数据,第四发光组件432相关于一个(或其中一个)第四背光发光数据,但不以此为限。
综上所述,本发明的侧入式背光模块所产生的背光的光强度可依据画面的原始灰阶数据而调整,因此,相较于传统不能调整背光的光强度的侧入式背光模块,本发明的侧入式背光模块可在减少电能消耗的情况下使显示装置获得相同或更好的显示质量的画面(例如提升显示画面对比度)。另外,本发明的侧入式背光模块所具有的发光组件远少于传统具有区域调控功能的直下式(direct type)背光模块(例如,586个发光组件),据此,本发明的背光模块可通过较少的发光组件而对背光的光强度进行区域调控,以减少成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种显示装置,其特征在于,包括:
一侧入式背光模块,包括:
一导光结构;
一第一光源,邻设在所述导光结构的一第一侧边,其中所述第一光源具有多个第一发光组件;
一第二光源,邻设在所述导光结构的一第二侧边,其中所述第一侧边相邻于所述第二侧边,且所述第二光源具有多个第二发光组件;以及
一亮度控制组件,电连接所述第一发光组件与所述第二发光组件,所述亮度控制组件用以分别控制所述第一发光组件的光强度与所述第二发光组件的光强度;
一基板,设置在所述侧入式背光模块上;以及
多个像素结构,设置在所述基板上。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述侧入式背光模块还包括:
一第三光源,邻设在所述导光结构的一第三侧边,其中所述第三侧边相邻于所述第二侧边,且所述第三光源具有多个第三发光组件;
一第四光源,邻设在所述导光结构的一第四侧边,其中所述第四侧边相邻于所述第三侧边,且所述第四光源具有多个第四发光组件;
其中所述亮度控制组件还电连接所述第三发光组件与所述第四发光组件,且所述亮度控制组件还用以分别控制所述第三发光组件的光强度与所述第四发光组件的光强度。
3.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述导光结构包括:
一第一导光板,具有多个第一导光条,所述第一导光条沿一第一方向延伸,所述第一方向垂直于所述导光结构的所述第一侧边,且各个所述第一导光条对应所述第一光源中的所述第一发光组件的其中一个;以及
一第二导光板,具有多个第二导光条,所述第二导光条沿一第二方向延伸,所述第二方向垂直于所述导光结构的所述第二侧边,且各个所述第二导光条对应所述第二光源中的所述第二发光组件的其中一个;
其中所述第一方向不平行于所述第二方向,且所述第一导光板与所述第二导光板在垂直于所述第一方向与所述第二方向的一第三方向上重叠。
4.一种显示装置的画面显示方法,其特征在于,包括:
获取一画面中的多个原始灰阶数据,其中各个所述原始灰阶数据对应于所述显示装置中的多个像素结构的其中一个,且所述原始灰阶数据的数量相同于所述像素结构的数量;
根据所述原始灰阶数据,计算出对应于所述显示装置中的一侧入式背光模块的至少一背光发光数据;
所述侧入式背光模块根据所述至少一背光发光数据发射背光,其中所述背光的光强度相关于所述至少一背光发光数据;
根据所述至少一背光发光数据与所述原始灰阶数据,计算出对应于所述显示装置中的所述像素结构的多个显示灰阶数据,其中所述显示灰阶数据的数量相同于所述像素结构的数量;以及
所述像素结构根据所述显示灰阶数据来控制通过所述像素结构的所述背光的穿透率,以显示所述画面。
5.如权利要求4所述的画面显示方法,其特征在于,对应于所述像素结构的其中一个的所述显示灰阶数据大于对应于所述像素结构的所述其中一个的所述原始灰阶数据。
6.如权利要求4所述的画面显示方法,其特征在于,所述至少一背光发光数据相关于所述原始灰阶数据中的最大值。
7.如权利要求4所述的画面显示方法,其特征在于,所述侧入式背光模块包括:
一导光结构,所述侧入式背光模块的所述背光从所述导光结构射出;
一第一光源,邻设在所述导光结构的一第一侧边,其中所述第一光源具有多个第一发光组件;以及
一第二光源,邻设在所述导光结构的一第二侧边,其中所述第一侧边相邻于所述第二侧边,且所述第二光源具有多个第二发光组件;
其中所述第一发光组件与所述第二发光组件根据所述至少一背光发光数据向所述导光结构发射光线而形成所述背光,且所述第一发光组件与所述第二发光组件所发射的所述光线的光强度相关于所述至少一背光发光数据。
8.如权利要求7所述的画面显示方法,其特征在于,所述至少一背光发光数据包括至少一第一背光发光数据以及至少一第二背光发光数据,各个所述第一发光组件根据所述至少一第一背光发光数据的其中一个向所述导光结构发射所述光线,各个所述第二发光组件根据所述至少一第二背光发光数据的其中一个向所述导光结构发射所述光线,且所述至少一第一背光发光数据的其中一个不同于所述至少一第二背光发光数据的其中一个。
9.如权利要求8所述的画面显示方法,其特征在于,所述至少一第一背光发光数据包括多个第一背光发光数据,所述至少一第二背光发光数据包括多个第二背光发光数据,所述第一背光发光数据与所述第一发光组件彼此一对一对应,所述第二背光发光数据与所述第二发光组件彼此一对一对应。
10.如权利要求7所述的画面显示方法,其特征在于,各个所述第一发光组件在一第一方向上对应所述像素结构中的其中一些像素结构,各个所述第二发光组件在一第二方向上对应所述像素结构中的其中一些像素结构,所述第一方向垂直于所述导光结构的所述第一侧边,所述第二方向垂直于所述导光结构的所述第二侧边;
其中,当所述第一发光组件的其中一个在所述第一方向上对应的所述一些像素结构所对应的所述原始灰阶数据都为0时,所述第一发光组件的所述其中一个不发光;以及
其中,当所述第二发光组件的其中一个在所述第二方向上对应的所述一些像素结构所对应的所述原始灰阶数据都为0时,所述第二发光组件的所述其中一个不发光。
11.如权利要求7所述的画面显示方法,其特征在于,当各个所述原始灰阶数据小于或等于一最大灰阶数据的50%时,所述第一光源为开启状态且所述第二光源为关闭状态,使得所述第一发光组件所发射的所述光线形成所述背光。
12.如权利要求7所述的画面显示方法,其特征在于,还包括:
根据各个所述像素结构与所述第一光源之间的距离以及各个所述像素结构与所述第二光源之间的距离,计算出各个所述像素结构的一权重;以及
根据各个所述像素结构所对应的所述原始灰阶数据以及各个像素结构的所述权重,计算出多个加权灰阶数据,其中各个所述加权灰阶数据对应于所述像素结构的其中一个,且所述加权灰阶数据的数量相同于所述像素结构的数量;
其中所述至少一背光发光数据相关于所述加权灰阶数据中的最大值。
13.如权利要求12所述的画面显示方法,其特征在于,所述导光结构包括平均分布的多个扩散网点。
14.如权利要求7所述的画面显示方法,其特征在于,所述导光结构包括:
一第一导光板,具有多个第一导光条,所述第一导光条沿一第一方向延伸,所述第一方向垂直于所述导光结构的所述第一侧边,且各个所述第一导光条对应所述第一光源中的所述第一发光组件的其中一个;以及
一第二导光板,具有多个第二导光条,所述第二导光条沿一第二方向延伸,所述第二方向垂直于所述导光结构的所述第二侧边,且各个所述第二导光条对应所述第二光源中的所述第二发光组件的其中一个;
其中所述第一方向不平行于所述第二方向,且所述第一导光板与所述第二导光板在垂直于所述第一方向与所述第二方向的一第三方向上重叠。
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