CN107403591A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示装置，包含多个点发光体、一雾面体以及一透镜阵列。两相邻的点发光体具有一间距，且雾面体设置于多个点发光体的出光侧。透镜阵列设置于雾面体的一侧，且透镜阵列具有多个具有正屈折度的透镜单元。本发明通过光扩散元件与透镜阵列的搭配，可以实现各个发亮的点发光体发出的光线通过透镜阵列及光扩散元件后，可形成一于近距离观赏仍具有良好品质的影像，且可同时维持充分的影像亮度及可视距离。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种利用点发光体排列出显示信息的显示装置。

背景技术

目前具有点光源阵列的显示装置，例如大型的发光二极管显示看板，通常利用多个发亮的发光二极管排列出欲显示文字或图案。然而，受限于发光二极管的打件间距与散热要求，构成各个像素的发光二极管之间必须维持一定距离，因此于近距离观看显示装置时，影像会呈现不连续的点状分布而导致不佳的成像品质。如图1所示，因两个发光二极管102间需维持一间距P，近距离观看时影像会呈现不连续的点状分布。因此，为改善成像品质，如图2所示的设计中，可将一扩散板104放置于发光二极管102的出光侧，通过扩散板104的散射作用可减少两相邻像素间的无效显示区域以改善成像品质。然而，因穿透扩散板104的光线将以更大的角度进行散射，如此于远距离观看时，整体的显示亮度将明显下降。

发明内容

一种可利用点发光体排列出显示信息的显示装置，该显示装置可提供于近距离观赏仍具有良好品质的影像，且可提供充分的影像亮度及可视距离。

本发明的实施例提供一种显示装置，包含多个点发光体、一雾面体以及一透镜阵列。两相邻的点发光体具有一间距，且雾面体设置于多个点发光体的出光侧。透镜阵列设置于雾面体的一侧，且透镜阵列具有多个具有正屈折度的透镜单元。

本发明的另一实施例提供一种显示装置，包含多个点发光体、一雾面体以及一透镜阵列。两相邻的点发光体具有一间距，且雾面体设置于多个点发光体的出光侧。透镜阵列设置于多个点发光体的出光侧且邻近雾面体，透镜阵列具有多个具有正屈折度的透镜单元且一对一对应多个点发光体。

本发明的另一实施例提供一种显示装置，包含多个点发光体、一光扩散元件以及一透镜阵列。两相邻的点发光体具有一间距，且光扩散元件设置于点发光体的出光侧。透镜阵列设置于点发光体的出光侧且邻近光扩散元件，透镜阵列具有多个对应点发光体位置设置且具有正屈折度的透镜单元。

通过上述各个实施例的设计，光扩散元件散射各个发亮的点发光体发出的光线，可缩小或消除相邻像素间的无效显示区域，避免于近距离观看时影像呈现不连续的点状分布而改善成像品质，而具有正屈折度的透镜阵列可收敛光线发散程度或减少光线发散角度，避免光线被光扩散元件过度发散而导致亮度衰退的问题。因此，通过光扩散元件与透镜阵列的搭配，当各个发亮的点发光体发出的光线通过透镜阵列及光扩散元件后，可形成一于近距离观赏仍具有良好品质的影像，且可同时维持充分的影像亮度及可视距离。

附图说明

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合附图，作详细说明如下。

图1为利用点光源显示信息的一已知设计的示意图。

图2为利用点光源显示信息的另一已知设计的示意图。

图3为本发明一实施例的显示装置的示意图。

图4为说明本发明一实施例出光光锥的示意图。

图5为本发明另一实施例的显示装置的示意图。

图6为本发明另一实施例的显示装置的示意图。

图7为本发明另一实施例的显示装置的示意图。

图8为显示点发光体的光线于通过光扩散元件前后的光强度分布的曲线图。

图9为显示点发光体的光线于通过光扩散元件与透镜阵列前后的光强度分布的曲线图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图3为本发明一实施例的显示装置的示意图。如图3所示，显示装置10包含多个点发光体12、一透镜阵列14及一光扩散元件16(例如为扩散板22、雾状结构、雾状表面、雾状玻璃或毛玻璃)。两相邻的点发光体12具有一间距P，且各个点发光体12可选择性地发亮及熄灭，因此于一实施例中，多个发亮的点发光体12可排列出欲显示的信息，且每个发亮的点发光体12构成待显示的文字或图案的一像素。光扩散元件16设置于点发光体12的出光侧，点发光体12所排列出的文字或图案可于光扩散元件16上显示为一可视影像。因两相邻点发光体12具有一间距P，故于相邻像素间会产生无效显示区域。通过光扩散元件16散射各个发亮的点发光体12发出的光线，可缩小或消除相邻像素间的无效显示区域，避免于近距离观看时影像呈现不连续的点状分布而改善成像品质。透镜阵列14设置于点发光体12的出光侧，透镜阵列14可具有多个对应点发光体12的位置设置且具有正屈折度的透镜单元14a，藉以收敛通过透镜阵列14的光线的发散角度。因此，通过透镜阵列14的光收敛效果可提高收光效率并增加影像的亮度及可视距离，补偿因光扩散元件16散射造成的亮度损失。于一实施例中，多个具有正屈折度的透镜单元14a，可与多个点发光体12具有一对一的对应关系。于一实施例中，点发光体12的发散半角范围例如可为25-75度，且光扩散元件16的扩散角范围例如可为30-60度。于此，光扩散元件16的扩散角可为光线通过光扩散元件16时的入射角及出射角的差值。于一实施例中，透镜阵列14的收敛半角可与光扩散元件16的扩散角搭配选择，举例而言，当使用一收敛半角大的透镜阵列14可搭配一扩散角大的光扩散元件16，反之使用一收敛半角小的透镜阵列14可搭配一扩散角小的光扩散元件16，使显示装置10的整体出光半角可小于90度，避免出光超出可视范围。

图4为说明本发明一实施例出光光锥的示意图。如图4所示，各点发光体12于发亮时可形成一出光光锥C，且两相邻光锥C间形成一由起始位置A开始逐渐扩大的叠合区域V(阴影线部分)。于本实施例中，光扩散元件16可设置于实质上叠合起始位置A处，透镜阵列14的每一透镜单元14a可对应一个点发光体12，于另一实施例中，透镜阵列14的多个透镜单元14a可对应一个点发光体12(图中未显示)，且每一透镜单元14a可涵盖对应的点发光体12的一出光光锥C于透镜阵列14上形成的投射区域M，要注意的是，本实施例不以此为限制，亦即点发光体12与透镜单元14a可以一对一对应、一对多对应或多对一对应。通过上述的对位设计，可进一步提高减少像素间的无效显示区域且维持良好显示亮度的效果。再者，例如于上述的实施例中，光扩散元件16与透镜阵列14之间的光路上可不设置其他具有光屈折力的光学元件，以确保光扩散元件16与透镜阵列14两者搭配形成的光传播路径不受到其他光学元件的影响。要注意的是，本实施例不以此为限制，亦即光扩散元件16与透镜阵列14之间的光路上也可设置其他具有光屈折力的光学元件。

于本发明的实施例中，光扩散元件16仅需能获得散射入射光线的效果且透镜阵列14仅需能获得光收敛的效果即可，两者的结构、材料、外形并不限定。光扩散元件16例如可为形成于不同介质上的雾面体，举例而言，将雾面体形成于一片状体或板状体上可形成一扩散板22，且透镜阵列14例如可设置于扩散板22的朝向点发光体12的一侧(图3)、背向点发光体12的一侧(图5)、或同时设置于扩散板22的两侧(图6)均可。如图7所示，于另一实施例中，雾面体可直接形成于透镜阵列14的一侧而构成一光扩散面24，如此即可省略扩散板16此一构件而缩小显示装置20的体积。光扩散面24的设置位置并不限定，例如可设置于透镜阵列14其背向点发光体12的一侧(图7)，或者亦可比照图5及图6的扩散板22的实施例，将光扩散面24形成于透镜阵列14其面向点发光体12的一侧、或将光扩散面24分别形成于并排的两透镜阵列14相向的两个表面上。再者，点发光体12例如可为具有点发光特性的发光二极管但不限定，如激光二极管等。

图8的曲线N显示点发光体12的发光角度，且曲线Q显示点发光体12的光线通过光扩散元件16的光发散角度，由图8可明显看出点发光体12的光线于通过光扩散元件后，光线发散角度将明显增加(半角从约近54度增加到约近90度)，而可减少相邻点光体间的无效显示区域。图9的曲线N显示点发光体12的发光角度，曲线R显示点发光体12的光线通过具有正屈折度的透镜阵列14与光扩散元件16后的光发散角度。由图9可明显看出，光线通过具有正屈折度的透镜阵列14与光扩散元件16后可明显收敛光线发散角度以提高显示亮度。于一实施例中，点发光体12的发光角度(光锥顶角)可达54度，若搭配透镜阵列14与光扩散元件16则可将光发散角度增加到近90度且光量集中例如近18度之内。

通过上述各个实施例的设计，光扩散元件散射各个发亮的点发光体发出的光线，可缩小或消除相邻像素间的无效显示区域，避免于近距离观看时影像呈现不连续的点状分布而改善成像品质，而具有正屈折度的透镜阵列可收敛光线发散程度或减少光线发散角度，避免光线被光扩散元件过度发散而导致亮度衰退的问题。因此，通过光扩散元件与透镜阵列的搭配，当各个发亮的点发光体发出的光线通过透镜阵列及光扩散元件后，可形成一于近距离观赏仍具有良好品质的影像，且可同时维持充分的影像亮度及可视距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：

多个点发光体，两相邻的点发光体具有一间距；

一雾面体，设置于该多个点发光体的出光侧；以及

一透镜阵列，设置于该雾面体的一侧，且该透镜阵列具有多个具有正屈折度的透镜单元。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该多个透镜单元与该多个点发光体为一对一对应。

3.一种显示装置，其特征在于，包含：

多个点发光体，两相邻的点发光体具有一间距；

一雾面体，设置于该多个点发光体的出光侧；以及

一透镜阵列，设置于该多个点发光体的出光侧且邻近该雾面体，该透镜阵列具有多个具有正屈折度的透镜单元且一对一对应该多个点发光体。

4.如权利要求1或3所述的显示装置，其特征在于，该雾面体与该透镜阵列之间的光路上不设置具有光屈折力的光学元件。

5.如权利要求1或3所述的显示装置，其特征在于，该透镜阵列设置于该雾面体的一侧、或者同时设置于该雾面体的两侧。

6.如权利要求1或3所述的显示装置，其特征在于，各该点发光体的一发散半角范围为25-75度，且该雾面体的一扩散角范围为30-60度。

7.一种显示装置，其特征在于，包含：

多个点发光体，其中两相邻的点发光体具有一间距；

一光扩散元件，设置于该多个点发光体的出光侧；以及

一透镜阵列，设置于该多个点发光体的出光侧且邻近该光扩散元件，该透镜阵列具有多个对应该多个点发光体的位置设置且具有正屈折度的透镜单元。

8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该光扩散元件为一扩散板。

9.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该光扩散元件为形成于该透镜阵列一侧的光扩散面。

10.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该透镜阵列设置于该光扩散元件的一侧、或者同时设置于该光扩散元件的两侧。