专利名称：显示器装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种显示器装置，特别是有关于一种包含有渐变式焦距 的透镜与非周期性像素宽度的显示器装置。
背景技术：
在液晶显示器的制造过程中，由于面板电路线路的布局、框胶及切割公 差等因素，使得液晶显示面板的周缘边框无法显示图像，造成一圈无法消除 的不发光边界区，因而减少显示面板上的可视区域的面积。为了縮减此不发 光边界区的面积，以增加面板上的可视面积，已知技术是在液晶显示面板的
上方设置一块放大透镜或环状菲涅耳透镜(Circular Fresnel Lens),直接进行二 维面积的放大，来产生虚像以屏蔽上述的不发光边界区。
然而，使用放大透镜的已知技术会导致严重的球面像差及色差，而且透 镜本身的重量与厚度相当大，更是不利于讲求轻薄的便携式显示器的应用。 至于运用典型的环状菲涅耳透镜的已知技术，其虽可薄化透镜的厚度并减轻 透镜的重量，但环状菲涅耳透镜的周期结构会与液晶显示面板上的像素 (Pixels)区产生干涉条纹，如莫尔条纹(Moire pattem)等。特别是，当以较大的 斜视角度观看时，液晶显示面板所显示的图像更会被环状菲涅耳透镜的微棱 镜结构中过大的刻面角(Facet Angle)或斜角(Slope Angle)所影响，而产生明暗 条纹或重像(Ghosting)的现象，因而造成视觉上的缺陷。
发明内容
因此，本发明一方面就是在提供一种显示器装置，藉以放大显示面板上
6的显示区的面积，缩减显示面板上的不发光边界区的面积，并降低莫尔条纹、 明暗条纹或重像的发生。
本发明另一方面就是在提供一种显示器装置，藉以提升显示面板的解析 度的一致性，并增加显示面板的可观看的斜视角度。
依照本发明的一实施例，本发明的显示器装置包含 一显示面板和一透 镜。本实施例的显示面板由其中心至边缘依序配置有一固定像素区、 一渐变 像素区与一边界区，其中固定像素区具有多个固定像素，所述多个固定像素 的宽度为PD;渐变像素区具有多个渐变像素组，所述多个渐变像素组的宽度 为一第一递减数歹lUPbP2,…，PN)，其中Po〉Pi。本实施例的透镜具有一渐变 焦距部与一平坦部，其中平坦部是对齐于固定像素区设置，渐变焦距部是对 应于边界区与渐变像素区设置，渐变焦距部具有多个微结构，所述多个渐变 像素组所对应的渐变焦距部的焦距为一第二递减数列{&，&,...,&}。其中，渐 变像素组的数目和微结构的数目均为一整数N。
依照本发明的另一实施例，本发明的显示器装置包含 一显示面板和 一透镜。本实施例的显示面板由其中心至边缘依序配置有一固定像素区、一 渐变像素区与一边界区，其中固定像素区具有多个固定像素，渐变像素区具 有多个渐变像素组。本实施例的透镜具有一渐变焦距部与一平坦部，其中平 坦部是对齐于固定像素区设置，渐变焦距部是对应于边界区与渐变像素区设 置，渐变焦距部具有多个微结构。其中，显示面板与透镜间的距离为d，固定 像素的宽度为P。，渐变像素组的数目和微结构的数目均为一整数N，所述多
个渐变像素组中的第i个渐变像素组的宽度为Pi， i二l, 2，...， N，渐变像素组 中的第j个渐变像素组所对应的渐变焦距部的焦距为《，j = l，2，...，N，渐变像 素组中的第j个渐变像素组的縮放倍率为mj，且mj构成一递减数列(m,, m2,..,，mN}0
应用上述的显示器装置的结构，可縮减面板上的不发光边界区的面；可 使用菲涅耳透镜来薄化和减轻透镜所需的厚度与重量，并通过透镜中间的平坦部来减少干涉条纹的发生；可通过具有渐变式焦距的菲涅耳透镜与具有非 周期性宽度变化的渐变像素组，来提升显示面板的解析度的一致性，并增加 显示面板的可观看的斜视角度。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所 附图的详细说明如下-
图1为本发明显示器装置的一实施例的俯视示意图。 图2为图1的显示器装置的前视示意图。
图3为图2的局部放大示意图。
图4A为本发明显示器装置的另一实施例的俯视示意图。
图4B为图4A的前视分解立体示意图。
附图标号
100 显示面板 110 边界区
120 渐变像素区 120A、 120B、 120N 渐变像素组 120A,、 120A2、 120B,渐变像素 120B2、 120N!、 120N2渐变像素 130 固定像素区 140
200、 200A、 200B 210 渐变焦距部 220 平坦部 230、 230A、 230B、 230N微结构
cp 微结构最大角度
9
视角BA边界区的宽度
d距离
FA渐变焦距部的宽度
f。、 fl、 『2、 fN第二递减数列
PA渐变像素区的宽度
Po固定像素宽度
Pp P2、 Pn第一递减数列
具体实施例方式
请参照图1和图2，其分别绘示根据本发明显示器装置的一实施例的俯视
示意图和前视示意图。本实施例的显示器装置至少包含透镜200和显示面
板100，其中透镜200的面积是大于或等于显示面板100面积，且完全屏蔽显 示面板100。在显示面板100上，由其中心至边缘依序配置有固定像素区130、 渐变像素区120与边界区110，其中边界区IIO为不发光边界区，固定像素区 130和渐变像素区120为可视区域(发光区)。透镜200具有渐变焦距部210与 平坦部220，其中平坦部220是对齐于固定像素区130设置，渐变焦距部210 是对应于边界区110与渐变像素区120设置。渐变焦距部210并具有多个微 结构230，而所述多个微结构230与平坦部220间的夹角的范围可介于0°与 41°之间，且微结构最大角度cp可为41°。透镜200的渐变焦距部210可为线 性菲涅耳透镜。当本实施例的显示器装置工作时，光线由显示面板100的入 光面134进入，再由显示面板100的出光面132传送图像经透镜200放大后， 传送至使用者的眼睛，而达到屏蔽边界区110的效果，以縮减显示面板100 上的不发光边界区的面积。
请参照图3，其绘示根据本发明显示器装置的一实施例的局部放大示意 图。显示面板IOO的固定像素区130具有多个固定像素140，所述多个固定像 素140的宽度皆为Pq，渐变像素区120具有多个渐变像素组120A、 120B、...、120N,所述多个渐变像素组120A、 120B、 ...、 120N的宽度为第一递减数列 {PbP^.^Pw},其中宽度为P,的渐变像素组120A是接近于固定像素130配 置，宽度为PN的变像素组120N是接近于边界区IIO配置，且Pq〉Pp即渐 变像素组120A、 120B、…、120N的宽度P" P2、…、Pn依序漸減。
对应地，透镜200的渐变焦距部210具有多个微结构230A、 230B、...、 230N，渐变像素组120A、 120B、 ...、 120N所对应的渐变焦距部210的焦距 为第二递减数列{&, f2,...， fN}，即第一递减数列(Pb P2,...， P^与第二递减数列 {&，&，...，&}是相互对应。本实施例是以中间为平坦境面(平坦部220)、两侧为 渐变焦距部210的透镜200来薄化透镜厚度、放大显示区面积、縮减不发光 边界、及降低球面像差以及色差的影响，并利用此渐变焦距部210搭配具有 非周期性宽度变化的像素组的渐变像素部120，来提升显示面板100的解析度
的一致性，与增加使用者的视角或可容许的斜视角度e，其中本实施例的视角
或斜视角度e的范围可介于44.7°与45.3°之间。
以下叙述本实施例的设计原则，并辅以应用例来说明设计原则的实际运用。
第一递减数列{ 1, 2,...^1^:
如图3所示，渐变像素组120A、 120B、 ...、 120N的数目和微结构230A、 230B、 ...、 230N的数目均为一整数N，而每一个渐变像素组120A、 120B、... 或120N是由至少一个渐变像素所组成，例如120A!/120A2、 120B"120B2、... 或120N,/120N2。所述多个渐变像素组120A、 120B、 ...、 120N的渐变像素的 数目为一总数M，故每一个渐变像素组120A、 120B、...或120N的渐变像素 的数目为M/N，在本实施例中，M/N的比值为2，但实际上并不限于2。
首先，根据使用者的斜视角度e、及显示面板100与透镜间200的距离d， 来计算渐变像素组的渐变像素的总数M，其公式如下
M^(dXtane)/Po (1)
其中，M属于正整数。应用例假设距离d为lXlO—3m，斜视角度e为45。， Po的宽度为150X 10—6m，则lXl(T3Xtan4571 X 10—6=6.67，即M为大于或等于6.67的整数， 为方便计算，可取M为偶数8。
接着，根据使用者与显示器装置间的视距VD、及使用者的人眼视识别角 度a，其范围介于0.019°与0.021°之间，来计算可容许像素差异值(Pixel Difference; PD)，即渐变像素区120中的两相邻像素的宽度的绝对差值I & -Pw I ， i=l M，其公式如下
<formula>formula see original document page 11</formula> (2)
应用例承上述，假设VD为20X10—2m， a为0.02°， PD ^ (20 X 10-2xtan0.02°)/8=8.7Xl0_6，为方便计算取PD为8X 10-6m，相当于每个像素组 縮放一次最多只能差异8nm，若相邻像素组縮放的宽度大于8Xl()—6m时，则 表示人眼会识别出像素之间的差异，进而影响视觉效果。
然后，计算宽度Pw的縮放倍率，即渐变像素组的宽度最小縮放倍率n^。 其公式如下
<formula>formula see original document page 11</formula> (3)
<formula>formula see original document page 11</formula> (4)
其中PA为渐变像素区的宽度，FA为渐变焦距部的宽度。 应用例承上述，假设渐变像素区的宽度PA为4Xl0—3m，渐变焦距部的 宽度FA为5XlO-3m，则宽度PN的縮放倍率mN=4X 10-3/5XlO-3 =0.8;宽度 PN= 150X 10-6 X0.8=120X 10_6m，代表渐变像素组的宽度縮放倍率最小为0.8， 即縮放倍率由1渐变至0.8，才能屏蔽边界区110的宽度BA，其中FA^ PA+BA。
接着，计算渐变像素组(或微结构)的数目N，其公式如下
<formula>formula see original document page 11</formula> (5)
其中N属于正整数。应用例承上述，N=(150X 10-6 - 120X 10-6)/8X 10_6 =3.75，为方便计算取 N为4，而每一个渐变像素组120A、 120B、...或120N的渐变像素的数目为 M/N=2，即渐变像素组120A、 120B、...或120N是分别由渐变像素120A!/A2、 120B美、...或120Ni/N2所组成。
因此，第一递减数列{ Pl5 P2,...， P^符合下列关系 P「Po - ix(P0 - PN)/N， i二l,2,…，N (6) 其中Pi为第i个渐变像素组的宽度。
应用例承上述，(Po-PN)/N=(150X 10-6 — i20X10-6y4= 7.5X10-6 m，故 P=150X 10-6 - 1x7.5X 10-6=142,5X 10-6m; p2=150X10-6 - 2x7.5X ,6=135 XlO—6m; P3 = 150X 10—6 - 3x7.5X 10—6=127.5X 10—6m; P4=150X 10—6 - 4x7.5X 10-6=l20XlO-6m。因此，第一递减数列为《142.5Xl0-6， 135X10-6， 127.5X10—6, 120XlO-6}。
第二递减数列{&，&，...，&}:
首先，计算透镜200的渐变焦距部210的第j个微结构所对应的縮放倍率 mj， j二l,2,…，N，且mj可构成另一递减数列(mbm2,…,mN),其公式如下 岡=1 -jx(l -mN)/N (7)
应用例承上述，(1 -mN)/N = (1 - 0.8)/4=0.05，故m,二l - 0.05=0.95; m2=l - 2x0.05=0.9; m3 =卜3x0.05=0.85; m4= 1 - 4x0.05=0.8。
接着，计算第j个微结构的焦距fj，其公式如下 fj=d/(l - mj) (8)
应用例承上述，f\ = IX 10—3/(1画0.95)= 0.02m; f2= 1 X 10-Vg一o.9^ 0.01m; f3二lXlO-3/(Lo.85^ 0.0067m; f2=lXlO_3/(i_o.8)= 0.005m。因此，第二递减 数列为{0.02， 0.01, 0.0067， 0.005}，其对应至第一递减数列(142.5X 10-6， 135x IO-6， 127.5XlO-6， 120X10-6m}。
请参照图4A和图4B，图4A为本发明显示器装置的另一实施例的俯视示意图，而图4B为图4A的前视分解立体示意图。本实施例是由两片具有渐变
式焦距的透镜200A和200B彼此重迭而成，其中透镜200A和200B的结构与 如图3所示的透镜200完全相同，只是透镜200A和200B两侧的渐变焦距部 210方向不同而已。如图4A所示，透镜200A的渐变焦距部210(微结构230) 是由左右两侧向中间分布，而透镜200B的渐变焦距部210(微结构230)是由前 后两侧向中间分布，故透镜200A和透镜200B可彼此重迭而形成中间为平坦 部220及四周为渐变焦距部210的透镜结构。
综上所述，本实施例于显示区两侧的对应区域，以具渐减宽度的像素组 搭配具渐减焦距的线性菲涅耳透镜，来放大可视区并达成边框屏蔽的效果。 另外，为了解决大视角所造成的图像扭曲，本实施例以眼睛所能分辨的差异 值来设定像素宽广的总变化量，同时以此来决定需要区分出具多少不同焦距 的透镜结构。相对于使用二维面积放大的环状菲涅耳透镜的己知技术，这种 局部一维放大的设计，不仅可因透镜中间的平面结构而减少光损失，还可降 低莫尔条纹、明暗条纹或重像的发生的机率。此外，在相同的非球面曲率设 计条件下，针对特定边框做屏蔽时，相较于已知的二维面积放大的环状菲涅 耳透镜，区域渐变式焦距的线性菲涅耳透镜的微结构角度(刻面角或斜角)更可 进一步地减少。
虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更 动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。
1权利要求
1. 一种显示器装置，其特征在于，所述的显示器装置包含一显示面板，由中心至边缘依序配置有一固定像素区、一渐变像素区与一边界区，其中所述固定像素区具有多个固定像素，所述多个固定像素的宽度为P0，所述渐变像素区具有多个渐变像素组，所述多个渐变像素组的宽度为一第一递减数列{P1，P2，...，PN}，其中P0>P1；以及一透镜，具有一渐变焦距部与一平坦部，其中所述平坦部对齐于所述固定像素区设置，所述渐变焦距部对应于所述边界区与所述渐变像素区设置，所述渐变焦距部具有多个微结构，所述多个渐变像素组所对应的所述渐变焦距部的焦距为一第二递减数列{f1，f2，...，fN}；其中，所述多个渐变像素组的数目和所述多个微结构的数目均为一整数N。
2. 如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，所述多个渐变像素组中 宽度为P,的一渐变像素组是接近于所述固定像素区配置，所述多个渐变像素 组中宽度为Pw的一渐变像素组是接近于所述边界区配置。
3. 如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，每一所述多个渐变像素 组是由至少一渐变像素所组成，所述多个渐变像素组的渐变像素的数目为一 总数m，所述总数m符合下列关系m^(dXtan 9 yp0;其中，m属于正整数，d为所述显示面板与所述透镜间的距离，e为一斜 视角度。
4. 如权利要求3所述的显示器装置，其特征在于，所述斜视角度e的范围介于44.7。与45.3°之间。
5. 如权利要求3所述的显示器装置，其特征在于，所述整数N符合下列 关系NS(P0-PN)/PD; PN=P0xmN; mN=PA/FA; PD^(VDXtana )/M;其中，N属于正整数，PD为一可容许像素差异值，mN为一最小縮放倍 率，PA为所述渐变像素区的宽度，FA为所述渐变焦距部的宽度，VD为一 视距，a为一人眼视识别角度。
6. 如权利要求5所述的显示器装置，其特征在于，所述人眼视识别角度cx 的范围介于0.019°与0.021°之间。
7. 如权利要求5所述的显示器装置，其特征在于，各所述多个渐变像素组 的渐变像素的数目为所述总数M除以所述整数N。
8. 如权利要求5所述的显示器装置，其特征在于，所述第一递减数列(P!，P2，…，P^符合下列关系Pi=P0-ix(P0-PN); i二l,2,…，N;其中，Pi为第i个渐变像素组的宽度。
9. 如权利要求5所述的显示器装置，其特征在于，所述第二递减数列", &，...，^}符合下列关系f产d/(l-mj);mj二l _ jx(l - mN)/N;j = l，2,...，N;其中，fj为第j个微结构的焦距，mj第j个微结构所对应的縮放倍率。
10. 如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，所述透镜为一菲涅耳 透镜。
11. 如权利要求1所述的显示器装置，其特征在于，所述多个微结构与所 述平坦部间的夹角的范围介于0°与41°之间。
12. —种显示器装置，其特征在于，所述的显示器装置包含 一显示面板，由中心至边缘依序配置有一固定像素区、 一渐变像素区与一边界区，其中所述固定像素区具有多个固定像素，所述渐变像素区具有多 个渐变像素组；一透镜，具有一渐变焦距部与一平坦部，其中所述平坦部对齐于所述固 定像素区设置，所述渐变焦距部对应于所述边界区与所述渐变像素区设置， 所述渐变焦距部具有多个微结构；其中，所述显示面板与所述透镜间的距离为d，所述多个固定像素的宽度 为PQ，所述多个渐变像素组的数目和所述多个微结构的数目均为一整数N， 所述多个渐变像素组中的第i个渐变像素组的宽度为Pi， i=l, 2,..., N，所述 多个渐变像素组中的第j个渐变像素组所对应的所述渐变焦距部的焦距为S， j = l， 2,...， N，所述多个渐变像素组中的第j个渐变像素组的缩放倍率为A， 且mj构成一递减数列(m!, m2，...,mN}。
13. 如权利要求12所述的显示器装置，其特征在于，所述整数N符合下列关系Ng(P0-PN)/PD; PN=P0xmN; mN=PA/FA; PD^(VDXtanctyM;其中，PD为一可容许像素差异值，PA为所述渐变像素区的宽度，FA 为所述渐变焦距部的宽度，VD为一视距，a为一人眼视识别角度，M为所述 多个渐变像素组的渐变像素的总数，且所述总数M为所述整数N的倍数。
14. 如权利要求13所述的显示器装置，其特征在于，所述边界区的宽度为 BA，且FA^PA+BA。
15. 如权利要求13所述的显示器装置，其特征在于，所述人眼视识别角度 a的范围介于0.019°与0.021°之间。
16. 如权利要求13所述的显示器装置，其特征在于，所述总数M符合下列关系M^(dXtane)/p。；其中，e为一斜视角度。
17. 如权利要求i6所述的显示器装置，其特征在于，所述斜视角度e的范围介于44.7。与45.3°之间。
18. 如权利要求12所述的显示器装置，其特征在于，所述第j个渐变像素 组的縮放倍率mj二l -jx(l - mN)/N。
19. 如权利要求12所述的显示器装置，其特征在于，所述显示面板与所述 透镜间的距离为d，第j个渐变像素组的焦距fj = d/(l - m》。
20. 如权利要求12所述的显示器装置，其特征在于，所述多个微结构与所 述平坦部间的夹角的范围介于O。与41°之间。
全文摘要
本发明提供一种显示器装置，该装置包含显示面板和透镜。此显示面板由其中心至边缘依序配置有固定像素区、渐变像素区与边界区，其中固定像素区具有多个固定像素，渐变像素区具有多个渐变像素组，所述多个渐变像素组的宽度为一第一递减数列。此透镜具有渐变焦距部与平坦部，其中平坦部是对齐于固定像素区设置，渐变焦距部是对应于边界区与渐变像素区设置，所述多个渐变像素组所对应的渐变焦距部的焦距为一第二递减数列。
文档编号G02F1/1335GK101435944SQ20081017634
公开日2009年5月20日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者周文彬, 李锡烈, 程琮钦, 胡克龙, 陈政德, 高国峰 申请人:友达光电股份有限公司