用于显示设备的方法与流程

本发明涉及显示设备以及用于显示设备的制造方法。

背景技术：

尽管本发明适用于使用诸如微发光二极管(μled)显示器的单个光源来显示图像数据的任何系统，但是本发明将结合使用rgbled来显示图像数据的led显示器并且更具体地结合无机rgbsmdled显示器对本发明进行描述。

led显示器可以使用单色dipled或rgbled来形成单个像素和多个像素以显示图像。利用这种布置，显示器的分辨率受到单色led的尺寸限制。

存在使用离散通孔或不同颜色的smdled来提供像素的显示器。通常一个像素将由一个离散红色led、一个离散绿色led和一个离散蓝色led构建。这种像素可以称为1r1g1b像素。

然而，为了增加led显示器的分辨率，已经引入了虚拟像素技术，其中一个虚拟像素由两个相邻像素形成。然而，这种技术仅可以用于对称像素。因此，用于虚拟像素的像素将包括两个离散红色led、一个离散绿色led和一个离散蓝色led。这种像素可以称为2r1g1b像素。然而，与1r1g1b像素相比，这种2r1g1b像素是非标准像素并且需要专门生产。在虚拟像素led屏幕上，从所显示的图像的四个像素获取的红色、绿色和蓝色数据被映射以照亮屏幕上物理像素的红色、绿色和蓝色led。因此，理论上分辨率将是实际像素技术led显示器的分辨率的四倍：在竖直上两倍以及在水平上两倍。

因此，存在对提供具有标准构建块的高分辨率显示器的需要。

文献wo2014/197252a2公开了可以包括多个多功能像素的显示器阵列。每个多功能像素可以包括红色显示区域、绿色显示区域和蓝色显示区域。

技术实现要素：

本发明提供具有权利要求1的特征的显示设备和具有权利要求10的特征的相应方法。

因此，一种用于显示彩色图像数据的显示设备包括：在俯视图中即从像素的主要发光方向或像素的单个光源观察，具有正方形形状的多个第一专用像素；也在俯视图中即从像素的主要发光方向或像素的单个光源观察，具有矩形形状的多个第二专用像素，其中，第一专用像素和第二专用像素交错布置以形成显示表面，并且其中，每个第一专用像素和每个第二专用像素准确地包括不同颜色的三个光源。

此外，一种用于显示彩色图像数据的显示设备的组装方法包括：提供具有正方形形状的多个第一专用像素；以及提供具有矩形形状的多个第二专用像素，并且将第一专用像素和第二专用像素交错布置以形成显示表面，其中，每个第一专用像素和每个第二专用像素准确地包括不同颜色的三个光源。

本发明的显示设备对仅三种不同颜色的正方形形状的像素和矩形形状的像素进行组合。因此，每个单个像素仅包括三个光源。这种像素易于制造并且易于对接，这是因为例如每像素需要仅三条信号线和一个共用接地。可替选地，可以提供一个公共输入和三个开关接地连接。

共用显示控制器使用虚拟像素来增加显示器的分辨率。然而，这些虚拟像素控制器需要具有两个红色光源所谓的2r1g1b光源的像素。

然而，在本发明中，单个像素的交错布置允许使用至少一个第一专用像素的不同颜色的至少两个光源和至少一个第二专用像素的另一颜色的一个光源来形成虚拟像素。因此，本发明既不需要两个红色光源也不需要任何复杂的插值算法来提高显示器的分辨率，但是可以使用与插值算法相比需要较少的计算能力的虚拟像素算法。

具有全矩形或全正方形封装rgbled的已知led显示器在细间距应用上并不高效。例如在led尺寸为1.2mm×1.2mm并且间距尺寸小于2mm的情况下，无法高效地使用虚拟像素。这同样适用于led尺寸为0.6mm×0.6mm并且间距尺寸小于1mm的解决方案。通常，如果led尺寸小于1mm并且间距尺寸小于rgbled尺寸的三倍，则本专利申请特别有用。然而，本专利申请可以用于任何其他尺寸的led。

因此，本发明还允许在不需要向每个像素添加第四个光源的情况下提高具有每像素三个颜色光源的显示设备的分辨率。

参照附图，本发明的其他的实施方式是其他的从属权利要求和以下描述的主题。

在另一实施方式中，每个第一专用像素和每个第二专用像素可以包括一个红色光源和一个绿色光源和一个蓝色光源。使用红色、绿色和蓝色(在本文上下文中还被称为rgb)作为光源的颜色允许使用可以与任何类型的显示器控制器进行组合的标准颜色而不需要在显示器控制器侧上进行任何修改。这种显示器控制器可以例如被包括在显示设备中并且包括根据所接收到的图像数据来控制单个专用像素的算法。此外，这种显示器控制器还可以被配置成控制显示设备中的虚拟像素。为了控制显示设备中的虚拟像素，控制器可以使用相邻专用像素的单个颜色光源来形成新的虚拟像素，该新的虚拟像素包括每种颜色的一个光源或更多个光源，例如一个或两个红色光源和一个绿色光源和一个蓝色光源。

在另一实施方式中，第一专用像素和第二专用像素可以包括：具有三个光源的集成表面安装发光二极管，例如在一个smd外壳中具有单个红色、绿色和蓝色二极管的smdled；或者三个离散发光二极管，例如每个离散发光二极管具有不同的颜色，例如红色、绿色和蓝色，其中，离散发光二极管包括比如smdled的表面安装器件或通孔器件。本发明可以用于任何类型的三色led布置，特别是rgb布置。smdrgbled将提供非常紧凑的像素并且因此允许非常细的间距和紧固组装。在本文上下文中术语间距指的是两个单个像素之间的距离。

在另一实施方式中，彼此相邻的竖直地定位的或在彼此之上定位的第一专用像素中的两个可以具有一个竖直地定位的第二专用像素的高度。此外，在交错布置中，彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素中的两个可以被水平地紧邻于一个竖直地定位的第二专用像素布置。在另一实施方式中，彼此紧邻布置的第一专用像素和/或第二专用像素之间的间距可以小于相应的第一专用像素和/或第二专用像素的边缘尺寸的五倍或四倍或三倍。堆叠在彼此之上的第一专用像素中的两个可以与单个第二专用像素一样高。这意味着彼此紧邻地竖直地堆叠的两个第一专用像素和一个第二专用像素可以形成三个像素的矩形布置。然后可以对这些灵活地进行布置，以构建显示设备的完整表面。

在另一实施方式中，显示设备可以包括以行方式布置的第一专用像素和第二专用像素。在行方式布置中，像素可以例如利用上面提到的三个像素的矩形布置进行布置。行可以是水平或竖直的行。

在另一实施方式中，所有的行可以以彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素中的两个开始，或者所有的行可以以第二专用像素中的一个开始。这种布置提供了第一专用像素和第二专用像素的等同的行布置。因此，可以容易地制造显示设备。

在另一实施方式中，各行可以以彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素中的两个或第二专用像素中的一个交替地开始。这种布置提供了从一行至下一行略微偏移的像素并且因此提供了平滑图像。

在另一实施方式中，第一专用像素可以包括50微米至5毫米，特别是100微米至3毫米，并且更特别是600微米的边缘长度。另外或作为替代，第二专用像素可以包括10微米至10毫米，特别是20微米至6毫米，并且更特别是1毫米的竖直边缘长度。此外，作为替代或另外，第二专用像素可以包括10微米至10毫米，特别是30微米至3毫米，并且更特别是300微米的水平边缘长度。本发明尤其可以用于非常细的间距并且用于非常紧固的组装中。相比之下，如果间距尺寸比led尺寸大得多，现有技术的系统只能使用具有虚拟像素的smdrgbled，并且有时只能使用复杂的插值。

在另一实施方式中，在第一专用像素中，三个光源可以被以三角形布置，例如，其中一个光源布置在三角形的各个角的每一个上。另外或作为替代，在第二专用像素中，三个光源可以被线形布置来布置，例如水平线或竖直线。

应该理解，三角形或线的取向可以因应用而不同。例如三角形的尖端可以定位在顶部中心位置或者三角形可以从该位置以任何角度进行旋转。这同样适用于线形布置。三个光源可以例如定位在竖直线、水平线或具有任何旋转角度的旋转线上。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参照以下结合附图进行的描述。下面使用在所附的附图的示意图中指定的示例性实施方式更详细地解释本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的示意图；

图2示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的另一示意图；

图3示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的另一示意图；

图4示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的另一示意图；

图5示出了根据本发明的显示设备的实施方式的示意图；

图6示出了根据本发明的显示设备的另一实施方式的示意图；

图7示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的另一示意图；

图8示出了根据本发明的实施方式的第一专用像素和第二专用像素的另一示意图；以及

图9示出了根据本发明的组装方法的实施方式的流程图。

在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102的示意图。

第一专用像素101a、101b、101c、101d包括具有等长边的正方形形状。第二专用像素102包括矩形形状，其中，矩形形状的竖直边是第一专用像素101a、101b、101c、101d的边长的两倍加上裕量(margin)。裕量可以是第一专用像素101a、101b、101c、101d中的两个之间的距离a。

图1示出了四个第一专用像素101a、101b、101c、101d和一个第二专用像素102。四个第一专用像素101a、101b、101c、101d被布置成两列，在每列中具有第一专用像素101a、101b、101c、101d中的两个。第二专用像素102竖直地布置在两列之间。

在图1的布置中，每个第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102包括不同颜色的三个光源，例如led。第一专用像素101a、101b、101c、101d均包括：红色光源101ar、101br、101cr、101dr；一个绿色光源101ag、101bg、101cg、101dg；以及一个蓝色光源101ab、101bb、101cb、101db。在第一专用像素101a、101b、101c、101d中，光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、10lcb、101db布置成矩形形状，即红色光源101ar、101br、101cr、101dr，绿色光源10lag、101bg、101cg、101dg，以及蓝色光源101ab、101bb、101cb、101db均位于三角形的角上，其中，三角形的尖端向下指向。

第二专用像素102也包括三个光源例如led：一个红色光源102r、一个绿色光源102g以及一个蓝色光源102b，三个光源从底部至顶部布置在竖直线上。

在左列的两个第一专用像素101a、101b中，绿色光源101ag、101bg布置在三角形的右上角上，红色光源101ar、101br布置在三角形的左上角上，以及蓝色光源101ab、101bb布置在三角形的下角上。

在右列的两个第一专用像素101c、101d中，绿色光源101cg、101dg布置在三角形的左上角上，红色光源101cr、101dr布置在三角形的右上角上，以及蓝色光源101cb、101db布置在三角形的下角上。

应当理解，第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102中的单个光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b的以上描述的布置仅是示例性的并且还可以使用其他布置。

图1的第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102的布置允许提供除了所呈现的第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102之外的多个虚拟像素。

因此，图2示出了与如图1中所示的像素101a、101b、101c、101d、102的相同布置。为了清楚起见，省略了单个光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b的附图标记。然而图1的附图标记适用。

在图2中，形成所显示图像的像素的光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b的可能组合各自由描绘其相应周长的线示出。实际像素201、202、203、204、205均由通过虚线示出的相应专用像素101a、101b、101c、101d、102的三个光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b形成。

可能的虚拟像素206、207、208、209由实线示出。第一虚拟像素206包括左上第一专用像素101a的红色光源101ar和蓝色光源101ab以及第二专用像素102的绿色光源102g。第二虚拟像素207包括左下第一专用像素101b的蓝色光源101bb和绿色光源101bg以及第二专用像素102的红色光源102r。第三虚拟像素208包括右上第一专用像素101c的红色光源101cr和蓝色光源101cb以及第二专用像素102的绿色光源102g。第四虚拟像素209包括右下第一专用像素101d的蓝色光源101db和绿色光源101dg以及第二专用像素102的红色光源102g。

因此，所示出的第一专用像素101a、101b、101c、101d和第二专用像素102的布置允许从五个实际或专用像素101a、101b、101c、101d、102中提供总共9个像素，因此几乎使显示器的分辨率加倍。

替代布置也是可能的。虚拟像素可以例如使用相应的第一专用像素101a、101b、101c、101d的所有三个光源以及第二专用像素102的仅红色光源102r。

第一专用像素101a、101b、101c、101d可以例如包括50微米至5毫米，特别是100微米至3毫米，并且更特别是600微米的边缘长度。第二专用像素102可以包括10微米至10毫米，特别是20微米至6毫米，并且更特别是1毫米的竖直边缘长度。此外，第二专用像素102可以包括10微米至10毫米，特别是30微米至3毫米，并且更特别是300微米的水平边缘长度。

图3示出了第一专用像素101x和第二专用像素102的另一示意图。由于专用像素101x可以是等同的，因此针对所有的第一专用像素101x使用相同的附图标记。这同样适用于两个第二专用像素102。然而，还可以使用具有不同或旋转布置的图1的光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b的像素。

在图3中，使图1和图2的布置加倍，即设置两次，并且两个布置被设置为一个竖直地在另一个上方。图3中所示的配置可以例如用于形成如例如图5中所示的显示器的完整面板。

图4示出了第一专用像素101x和第二专用像素102的另一示意图。由于专用像素101x可以是等同的，因此针对所有的第一专用像素101x相同的附图标记。这同样适用于两个第二专用像素102。然而，还可以使用具有不同或旋转布置的图1的光源101ar、101br、101cr、101dr、101ag、101bg、101cg、101dg、101ab、101bb、101cb、101db、102r、102g、102b的像素。

在图4的布置中，第一专用像素101x和第二专用像素102在第一行304或排与第二305行或排之间偏移。第一行304以图1和图2中所示的布置开始，并且包括在末尾处的另外的第二专用像素102。相比之下，第二行305以第二专用像素102开始，并且然后包括紧邻于第二专用像素102的图1和图2的布置。这意味着与第一行304相比，第二行305偏移了第二专用像素102的宽度。图4中所示的配置可以例如用于形成如例如图6中所示的显示器的完整面板。

图5示出了显示设备400的示意图。显示设备400包括多个行404、405(更多的行由省略号表示)。提供控制器402以控制显示器400的专用的和虚拟的单个像素并且控制器402提供相应的彩色图像数据403。

在显示设备400中，每个行404、405包括如例如图3中所示的相同的像素布置。这意味着第一专用像素和第二专用像素被布置在显示设备400的每个行404、405的相同位置例如在沿竖直行中。

图6示出了显示设备500的替代示意图。与显示设备400相比，在显示设备500中，各行以两个第一专用像素101x或以第二专用像素102交替地开始，如例如图4中所示。

应当理解，在显示设备400和显示设备500中，还可以竖直地而不是水平地使用图3和图4的布置，即旋转约90度。于是显示设备400和显示设备500将包括列而不是行。

图7示出了第一专用像素101x和第二专用像素102的另一示意图。

在图7中，两个第一专用像素101x彼此紧邻地水平地设置，在两个第一专用像素101x之间同样具有小的距离。第二专用像素102水平地定位在两个第一专用像素101x下方。

图7中的布置是图1和图2的布置的替代布置并且可以用于其中专用像素101x、102的旋转可能是有益的应用中。

图8示出了第一专用像素101和第二专用像素102的另一示意图。第一专用像素是正方形形状的并且具有预定边缘长度701。第二专用像素102是矩形形状的并且具有水平边缘长度702和竖直边缘长度703。

第一专用像素101的边缘长度701是第二专用像素702的竖直边缘长度703的长度的约一半并且是第二专用像素702的水平边缘长度702的长度的两倍。

通常，第一专用像素101可以具有50微米至5毫米，特别是100微米至3毫米，并且更特别是600微米的边缘长度701。第二专用像素102的竖直边缘长度703可以是10微米至10毫米，特别是20微米至6毫米，并且更特别是1毫米，以及第二专用像素102的水平边缘长度703可以是10微米至10毫米，特别是30微米至3毫米，并且更特别是300微米。

图9示出了用于显示彩色图像数据403、503的显示设备400、500的组装方法的实施方式的流程图。为便于理解，结合图1至图6中所使用的附图标记将用于图9的描述中。

组装方法包括：提供s1具有正方形形状的多个第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x，以及提供s2具有矩形形状的多个第二专用像素102。

此外，将第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和第二专用像素102交错布置s3以形成显示表面，其中，每个第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和每个第二专用像素102准确地包括不同颜色的三个光源。

组装方法还可以包括：向每个第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和每个第二专用像素102提供一个红色光源101ar、101br、101cr、101dr、102r和一个绿色光源101ag、101bg、101cg、101dg、102g和一个蓝色光源101ab、101bb、101cb、101db、102b。另外或作为替代，可以将第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和/或第二专用像素102提供为具有三个光源的集成表面安装发光二极管smd-led，或者提供为三个离散发光二极管led，其中，离散发光二极管包括表面安装器件smd或通孔器件。

此外，第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x中的两个可以在彼此相邻地竖直地定位时具有竖直定位的一个第二专用像素102的高度。此外，布置可以包括：将彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x中的两个被水平地紧邻于一个竖直地定位的第二专用像素定位。布置还可以包括：在彼此紧邻布置的第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和/或第二专用像素102之间提供间距，该间距小于相应的第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和/或第二专用像素102的边缘尺寸的五倍或四倍或三倍。

布置还可以包括：将第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x和第二专用像素102以行的方式进行布置，其中，所有的行304、305、404、405、504、505可以以彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x中的两个开始或者以第二专用像素102中的一个开始。此外，行304、305、404、405、504、505可以以彼此相邻地竖直地定位的第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x中的两个和第二专用像素102中的一个交替地开始。

另外，提供可以包括：将第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x提供为具有50微米至5毫米，特别是100微米至3毫米，并且更特别是600微米的边缘长度，并且将第二专用像素102提供为具有10微米至10毫米，特别是20微米至6毫米，并且更特别是1毫米的竖直边缘长度，并且将第二专用像素102提供为具有10微米至10毫米，特别是30微米至3毫米，并且更特别是300微米的水平边缘长度。

第一专用像素101a、101b、101c、101d、101x的三个光源可以提供为以三角形形状布置。此外，第二专用像素102中的三个光源可以被布置为线形布置。

尽管本文中已经说明并且描述了具体的实施方式，但是本领域的普通技术人员将认识到存在各种替代和/或等效实现方式。应该认识到，一个或更多个示例性实施方式仅是示例，且并非旨在以任何方式限制范围、适用性或配置。相反，前述概述和详细描述将为本领域的技术人员提供用于实现至少一个示例性实施方式的便捷路线图，应当理解的是，在不脱离所附权利要求书及其合法同等内容中所阐述的范围的情况下，可以对示例性实施方式中描述的元件的功能和布置进行各种改变。通常，本申请旨在涵盖本文中所讨论的具体实施方式的任何修改或变化。

本发明提供一种用于显示彩色图像数据(403、503)的显示设备(400、500)，该显示设备(400、500)包括：具有正方形形状的多个第一专用像素(101a、101b、101c、101d、101x)；以及具有矩形形状的多个第二专用像素(102)，其中，第一专用像素(101a、101b、101c、101d、101x)和第二专用像素(102)交错布置以形成显示表面，并且其中，每个第一专用像素(101a、101b、101c、101d、101x)和每个第二专用像素(102)准确地包括不同颜色的三个光源。此外，本发明提供了相应的组装方法。

附图标记列表

400、500显示设备

101a、101b、101c、101d、101x第一专用像素

102第二专用像素

101ar、101br、101cr、101dr、102r红色光源

101ag、101bg、101cg、101dg、102g绿色光源

101ab、101bb、101cb、101db、102b蓝色光源

201、202、203、204、205实际像素

206、207、208、209虚拟像素

304、305行

402、502控制器

403、503彩色图像数据

404、405行

504、505行

701、702、703边缘长度

s1-s3方法步骤