TW201314311A - 無暗帶及無縫電視牆裝置 - Google Patents

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Abstract

一種顯示器包含影像波導(70)，其包含光傳輸波導(80)陣列。每一邊緣光傳輸波導(80a)之斷面面積尺寸大於每一內部光傳輸波導(80b)之斷面面積尺寸。每一邊緣光傳輸波導(80a)之斷面面積尺寸對一個像素(110)之斷面面積尺寸的比率是一整數。附加邊界光傳輸波導(120)所用以製成之材料的光學特性類似於該內部光傳輸波導(80b)的光學特性。該附加邊界光傳輸波導(120)所覆蓋之像素(110)和其最靠近的相鄰像素(110)顯示相同的顏色，該最靠近的相鄰像素(110)是被該邊緣光傳輸波導(80a)所覆蓋的像素。該附加邊界光傳輸波導(120)之斷面面積尺寸小於該內部光傳輸波導(80b)之斷面面積尺寸。

Description

無暗帶及無縫電視牆裝置
本發明係關於電視牆裝置，尤其是關於無暗帶及無縫電視牆裝置。
近代促銷最快速的方法是利用影像展示及促銷活動。目前，LCD、電漿顯示器及LED被認為是商業顯示幕的主流。然而，它們都有一些缺點，例如尺寸受到限制、解析度及色彩不足、動態性能低以及觀看距離受到限制。
因此，螢幕顯示器製造商必須尋求更大的顯示螢幕基礎元件或更小的LED模組，然而因為必須投入大量資源，上游供應商而可能無法符合這種需求。其次，符合影像解析度及整合程式需求的電視牆能將分割訊號分別由指定之液晶顯示器(LCD)輸出，而且給予商業顯示幕一個影像展示的新天地。
然而這種電視牆的缺點在於：每一個LCD本身都有邊框，以致當觀看者正在觀看這類型的電視牆時，其必須忍受每個接合區影像不聯結的「邊框效應(Frame Effect)」。
已針對這個問題提出各種不同的解決方案。具有光纖群組陣列的電視牆是一種新型商業動態顯示裝置。由光纖群組陣列組成之影像傳導裝置可將產生於每一LCD作用區之影像擴大，以消除「邊框效應」。這種顯示裝置具有 諸如高解析度、高對比色彩、高動態影像性能及無縫組合等高品質特性。例如，美國專利公開案US 2005/0243415 A1提出解決「邊框效應」問題的解決方案。然而，US 2005/0243415 A1仍舊存在有「邊界暗帶(dark border)」的問題。該「邊界暗帶」的問題極需解決。
本發明之一個目的在於提供一種顯示器，其能夠減除具有鋪磚式顯示面板陣列的電視牆的邊界暗帶。
根據本發明之一態樣，一種顯示器包含：液晶顯示面板，具有影像輸出表面及該影像輸出表面上的像素；以及影像波導，耦接於該液晶顯示面板之影像輸出表面，且包含光傳輸波導陣列，該光傳輸波導陣列包含內部光傳輸波導及邊緣光傳輸波導，該邊緣光傳輸波導是該光傳輸波導陣列中最外部的光傳輸波導，該光傳輸波導陣列用於接收來自該像素的光，其中每一邊緣光傳輸波導之斷面面積尺寸大於每一內部光傳輸波導之斷面面積尺寸，以及每一邊緣光傳輸波導之斷面面積尺寸對一個像素之斷面面積尺寸的比率是一整數，且每一邊緣光傳輸波導對齊整數個像素。
根據本發明之另一態樣，附加邊界光傳輸波導係附著於該邊緣光傳輸波導，以形成圍繞該光傳輸波導陣列之邊 界，該附加邊界光傳輸波導所用以製成之材料的光學特性類似於該內部光傳輸波導的光學特性，以使該附加邊界光傳輸波導與該邊緣光傳輸波導之間的光學介面實質上相同於該邊緣光傳輸波導與該內部光傳輸波導之間的光學介面。
根據本發明之另一態樣，該附加邊界光傳輸波導是由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯所製成。
根據本發明之另一態樣，該附加邊界光傳輸波導之斷面面積尺寸小於該內部光傳輸波導之斷面面積尺寸。
根據本發明之另一態樣，該附加邊界光傳輸波導所覆蓋之像素和其最靠近的相鄰像素顯示相同的顏色，該最靠近的相鄰像素是被該邊緣光傳輸波導所覆蓋的像素。
根據本發明之另一態樣，反射膜係附著於該附加邊界光傳輸波導，該附加邊界光傳輸波導夾置於該反射膜與該邊緣光傳輸波導之間，該反射膜係配置以反射來自該邊緣光傳輸波導之光線，並將該光線重新導向回到該邊緣光傳輸波導，以降低該邊緣光傳輸波導的傳輸光線和顏色變動的損失。
根據本發明之另一態樣，該反射膜是一種具有高反射率的白反射膜。
後文將參照圖式說明本發明較佳實施例。
參照圖1，圖1是鋪磚式顯示面板陣列的示意後視 圖。該陣列包含水平方向的三個顯示面板以及垂直方向的三個顯示面板。每一個顯示面板包含發光表面10及光波導20。每一發光表面10配置成為複數個像素或圖像元件。實務上，例如，發光表面10可包含：背光配置；聚焦、準直及/或均質光學裝置；及液晶顯示面板等等。
每一個發光面板顯示欲顯示之整體影像之部份。該等部分代表以棋盤排列的相鄰鋪磚單元。然而，由於發光表面10的邊緣周圍必須有電連接線及實體支撐，因此發光表面10無法直接相互緊靠，而會在發光表面10之間留下暗帶或『黑矩陣』。因此，光波導20係用於增加來自每一個發光表面10之影像的大小，以便光波導20的輸出表面可相互緊靠，以形成連續觀看平面。
圖2表示了這種配置，圖2是圖1陣列的示意前視圖。在此，光波導20的輸出表面相互緊靠，以形成連續觀看表面30。
圖3是包含準直光源40、均質器50、液晶顯示面板60及影像波導70的顯示器之示意側視圖。
準直光源40及均質器50是用於提供液晶顯示面板60所需之背光。液晶顯示面板60的種類可以是使用白色背光或其他可見色彩背光，且液晶顯示面板60提供了液晶像素，以調變顯示器的背光。
影像波導70包含光傳輸波導80陣列，每一光傳輸波導80陣列將來自液晶顯示面板60上之特定區域之光線攜帶到輸出表面90上之對應特定區域。因此，光傳輸波導 被配置成發散的形式，使得輸出表面90上所覆蓋的面積實際上大於液晶顯示面板60上的影像顯示面積。如上述，這允許圖3中的顯示器陣列相互緊靠，而在觀看平面上沒有不悅目的黑矩陣。
在運作上，來自準直光源40及均質器50的照明在進入光傳輸波導陣列80之前先通過液晶顯示面板60。輸入之光線沿著光傳輸波導80陣列前進並朝向輸出表面90。光傳輸波導80陣列的輸出端形成觀看表面。參照圖4及圖5。圖4是光傳輸波導80陣列的示意平面圖，該光傳輸波導80陣列耦接至液晶顯示面板60之影像輸出表面60a。圖5是圖4配置之示意側視圖。如圖4及圖5所示，光傳輸波導80陣列包含邊緣光傳輸波導80a及內部光傳輸波導80b，其構成影像波導70。邊緣光傳輸波導80a形成了光傳輸波導80陣列中最外部的光傳輸波導。
光傳輸波導80彼此間隔間隙100，在間隙100中填充著黏著劑。每一個邊緣光傳輸波導80a的斷面面積設計成是液晶顯示面板60的像素尺寸的整數倍率。每一邊緣光傳輸波導80a之寬度「X」對一個像素寬度的比率是一個整數。如圖5所示，每一邊緣光傳輸波導80a之寬度「X」等於整數數目的像素寬度。每一邊緣光傳輸波導80a之寬度正好覆蓋整數數目的像素110。由於影像輸出表面60a上的邊緣光傳輸波導80a與各別像素這種精確的對準，因此邊緣光傳輸波導80a所正好完整覆蓋的整數數目的像素可適當地用於產生所需之組合顏色(例如白色) 用來顯示，藉以消除暗帶效應。
每一邊緣光傳輸波導80a之寬度「X」大於每一內部光傳輸波導80b之寬度「Y」。邊緣光傳輸波導80a之彎曲程度顯然大於每一內部光傳輸波導80b之彎曲程度，這造成了邊緣光傳輸波導80a中所傳輸的光線有最大的反射損失。由於進入邊緣光傳輸波導80a的光線會損失，這可能會造成暗帶。因此，邊緣光傳輸波導80a的斷面面積係設計成大於內部光傳輸波導80b的斷面面積，這樣可增加進入邊緣光傳輸波導80a的光線量，進而消除暗帶效應。
造成消除暗帶效應的其中一個原因在於：最外部光傳輸波導與光傳輸波導陣列外部環境之間的光學介面不同於最外部光傳輸波導與內部光傳輸波導之間的光學介面。
如圖4與圖5所示，附加邊界光傳輸波導120係附著於該邊緣光傳輸波導80a，以形成圍繞該光傳輸波導陣列之邊界。每一附加邊界光傳輸波導120所用以製成之材料的光學特性類似於該內部光傳輸波導80b的光學特性。例如，該附加邊界光傳輸波導120可由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯所製成。如此可使該附加邊界光傳輸波導120與該邊緣光傳輸波導80a之間的光學介面實質上相同於該邊緣光傳輸波導80a與該內部光傳輸波導80b之間的光學介面，進而消除暗帶效應。
在光傳輸波導的尺寸方面，每一附加邊界光傳輸波導120的寬度「Z」小於每一內部光傳輸波導80b的寬度「Y」。亦即，每一附加邊界光傳輸波導120的斷面面積 小於每一內部光傳輸波導80b的斷面面積。如果每一附加邊界光傳輸波導120的斷面面積大於每一內部光傳輸波導80b的斷面面積，則可能會因為來自附加邊界光傳輸波導120的串線干擾光線而於邊緣光傳輸波導80a內產生不想要的光學色彩混合。因此，附加邊界光傳輸波導120被設計成具有較小尺寸，以消除光學色彩混合，並消除邊緣光傳輸波導80a與附加邊界光傳輸波導120之間的串線干擾。
附加邊界光傳輸波導120之功能在於加強光傳輸波導80陣列的影像輸出，而可傳送完整色彩並消除暗帶效應。
由於光傳輸波導80陣列的整體外徑尺寸L2加上附加邊界光傳輸波導120的斷面尺寸等於液晶顯示面板60的可視區域尺寸L1，可經由光傳輸波導80陣列完整輸出原始影像，而不會影響動態影像影性能，達到兩個光傳輸波導陣列之間良好的影像連結。
在現存的電視牆裝置中，在輸入影像切割放大時，影像與LCD像素之間無法形成整數倍率關係，因此存在一個疑慮：LCD邊緣像素上的不正確顏色會顯現於光傳輸波導陣列邊界。由於顯示螢幕上的影像顏色會變動，上述問題會造成邊界暗帶。
附加邊界光傳輸波導120用於延伸影像邊界，以減少原始輸入影像之放大，且使光傳輸波導80陣列的邊界可具有可控制顏色區域。在可控制顏色區域中，附加邊界光傳輸波導120所覆蓋之像素110和其最靠近的相鄰像素 110顯示相同的顏色，該最靠近的相鄰像素110是被該邊緣光傳輸波導80a所覆蓋的像素。因此可達成邊緣像素穩定性及光強度調和一致，進而消除暗帶。
關於光傳輸波導80陣列與液晶顯示面板60之間的影像對齊，可利用外徑尺寸L2來使邊緣光傳輸波導80a對齊液晶顯示面板60的邊緣像素。由於邊緣光傳輸波導80a與內部光傳輸波導80b對齊液晶顯示面板60的像素，這種設計可在組裝過程中去除累積性誤差，並增進組裝過程效能。
利用特殊工具或夾具，可將附加邊界光傳輸波導120組裝於光傳輸波導80陣列上。該組裝過程可去除累積性組裝誤差且增進組裝彈性。可在相同模具中將附加邊界光傳輸波導120與光傳輸波導80陣列組合在一起，亦可獨立製造附加邊界光傳輸波導120，然後再將其固定於光傳輸波導80陣列，進行附加組裝作業。
現在參照圖6與圖7。圖6是圖5配置併入反射膜之示意平面圖。圖7是圖6配置之示意側視圖。
如圖6與圖7所示，具有高反射率的白反射膜130係附著於附加邊界光傳輸波導120，其中附加邊界光傳輸波導120夾置於白反射膜130與邊緣光傳輸波導80a之間。具有高反射率的白色反射膜130用於反射來自該邊緣光傳輸波導80a之光線，並將該光線重新導向回到該邊緣光傳輸波導80a，以降低該邊緣光傳輸波導80a的傳輸光線和顏色變動的損失，藉以消除暗帶效應。相反地，使用銀反 射膜由於光路中色彩會反射，進而造成顏色混合。
本發明不限於以上說明。在不違離本發明範圍與精神前提下，熟知本項技術人士可針對實施例細節進行各種不同之修改。
10‧‧‧發光表面
20‧‧‧光波導
30‧‧‧連續觀看表面
40‧‧‧準直光源
50‧‧‧均質器
60‧‧‧液晶顯示面板
60a‧‧‧影像輸出表面
70‧‧‧影像波導
80‧‧‧光傳輸波導
80a‧‧‧邊緣光傳輸波導
80b‧‧‧內部光傳輸波導
90‧‧‧輸出表面
100‧‧‧間隙
110‧‧‧像素
120‧‧‧附加邊界光傳輸波導
130‧‧‧白反射膜
圖1是鋪磚式顯示面板陣列的示意後視圖。
圖2是圖1陣列的示意前視圖。
圖3是包含準直光源、均質器、液晶面板及光波導的顯示器之示意側視圖。
圖4是光傳輸波導陣列的示意平面圖，該光傳輸波導陣列耦接至顯示面板之影像輸出表面。
圖5是圖4配置之示意側視圖。
圖6是圖5配置併入反射膜之示意平面圖。
圖7是圖6配置之示意側視圖。
10‧‧‧發光表面
20‧‧‧光波導
40‧‧‧準直光源
50‧‧‧均質器
60‧‧‧液晶顯示面板
70‧‧‧影像波導
80‧‧‧光傳輸波導
90‧‧‧輸出表面

Claims (6)

  1. 一種顯示器，包含：液晶顯示面板(60)，具有影像輸出表面(60a)及該影像輸出表面(60a)上的像素(110)；以及影像波導(70)，耦接於該液晶顯示面板(60)之影像輸出表面(60a)，且包含光傳輸波導(80)陣列，該光傳輸波導(80)陣列包含內部光傳輸波導(80b)及邊緣光傳輸波導(80a)，該邊緣光傳輸波導(80a)是該光傳輸波導陣列中最外部的光傳輸波導，該光傳輸波導(80)陣列用於接收來自該像素(110)的光，其中每一邊緣光傳輸波導(80a)之斷面面積尺寸大於每一內部光傳輸波導(80b)之斷面面積尺寸，以及每一邊緣光傳輸波導(80a)之斷面面積尺寸對一個像素(110)之斷面面積尺寸的比率是一整數，且每一邊緣光傳輸波導(80a)對齊整數個像素(110)。
  2. 根據申請專利範圍第1項之顯示器，其中，附加邊界光傳輸波導(120)係附著於該邊緣光傳輸波導(80a)，以形成圍繞該光傳輸波導(80)陣列之邊界，該附加邊界光傳輸波導(120)所覆蓋之像素(110)和其最靠近的相鄰像素(110)顯示相同的顏色，該最靠近的相鄰像素(110)是被該邊緣光傳輸波導(80a)所覆蓋的像素，該附加邊界光傳輸波導(120)所用以製成之材料的光學特性類似於該內部光傳輸波導(80b)的光學特性，以使該附加邊界光傳輸波導(120)與該邊緣光傳輸 波導(80a)之間的光學介面實質上相同於該邊緣光傳輸波導(80a)與該內部光傳輸波導(80b)之間的光學介面。
  3. 根據申請專利範圍第2項之顯示器，其中，該附加邊界光傳輸波導(120)是由聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯所製成。
  4. 根據申請專利範圍第2項之顯示器，其中，該附加邊界光傳輸波導(120)之斷面面積尺寸小於該內部光傳輸波導(80b)之斷面面積尺寸。
  5. 根據申請專利範圍第2項之顯示器，其中，反射膜係附著於該附加邊界光傳輸波導(120)，該附加邊界光傳輸波導(120)夾置於該反射膜與該邊緣光傳輸波導(80a)之間，該反射膜係配置以反射來自該邊緣光傳輸波導(80a)之光線，並將該光線重新導向回到該邊緣光傳輸波導(80a)，以降低該邊緣光傳輸波導(80a)的傳輸光線和顏色變動的損失。
  6. 根據申請專利範圍第5項之顯示器，其中，該反射膜是一種具有高反射率的白反射膜(130)。
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