專利名稱：拼接顯示單元和大屏幕顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大屏幕顯示技術(shù)，尤其涉及一種拼接顯示單元和無縫拼接大屏幕顯示
直O(jiān)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大屏幕顯示裝置由若干塊顯示單元拼接而成。由于驅(qū)動(dòng)電路和生產(chǎn)工藝的需要，在每塊顯示單元的圖像顯示區(qū)域的周圍需要保留有一定空間的邊框，該邊框?yàn)闊o圖像顯示區(qū)域，即圖像不能顯示到邊框。因此，大屏幕顯示裝置各塊相鄰的顯示單元之間容易形成較大的拼接縫，該拼接縫寬度為相鄰兩塊顯示單元邊框?qū)挾鹊目偤?，?dǎo)致每塊顯示單元與相鄰各塊顯示單元上顯示的畫面被分割，破壞了顯示圖像的連續(xù)性和完整性，使整體畫面的視覺效果變差。因此，消除顯示單元邊框的無圖像顯示區(qū)域，實(shí)現(xiàn)真正的無縫拼接是大屏幕拼接技術(shù)研發(fā)的方向，是亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種拼接顯示單元和用該拼接顯示單元組成的大屏幕顯示裝置，使得該大屏幕顯示裝置所顯示的圖像完整、連續(xù)，實(shí)現(xiàn)無縫拼接顯示。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的拼接顯示單元包括依次設(shè)置的準(zhǔn)直背光、顯示器件、圖像放大裝置和屏幕，該顯示器件包括顯示區(qū)域和位于該顯示區(qū)域周圍的邊框區(qū)域，該圖像放大裝置為與顯示器件的顯示區(qū)域?qū)?yīng)并可將該顯示區(qū)域的圖像放大至邊框區(qū)域的偏心微透鏡陣列。這里的圖像放大至邊框區(qū)域是指顯示器件的顯示區(qū)域投射到屏幕上的圖像被圖像放大裝置放大，且放大圖像覆蓋了顯示器件的邊框區(qū)域，由此使得在進(jìn)行拼接顯示時(shí)，相鄰拼接顯示單元之間可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。改進(jìn)之一所述偏心微透鏡陣列的一個(gè)或多個(gè)偏心微透鏡與該顯示器件的一個(gè)或多個(gè)像素對(duì)應(yīng)且口徑大小一致。對(duì)應(yīng)是指一個(gè)或多個(gè)偏心微透鏡的中心位置與一個(gè)或多個(gè)像素的中心位置對(duì)應(yīng)。改進(jìn)之二 所述偏心微陣列中的偏心微透鏡的偏心量自陣列中心向四周逐漸增加。改進(jìn)之三所述準(zhǔn)直背光包括依次設(shè)置的反射片、發(fā)光面、準(zhǔn)直層和校正層，該校正層置于所述顯示器件下方并與其顯示區(qū)域?qū)?zhǔn)，該準(zhǔn)直層為微準(zhǔn)直透鏡陣列，該校正層為微棱鏡陣列，且準(zhǔn)直層的各個(gè)微準(zhǔn)直透鏡分別與校正層的各個(gè)微棱鏡對(duì)準(zhǔn)；
每個(gè)微準(zhǔn)直透鏡包括光束收斂部和設(shè)置在其上的光束準(zhǔn)直部，該光束收斂部的底面設(shè)有小孔，該光束準(zhǔn)直部包括標(biāo)準(zhǔn)透鏡和環(huán)繞該標(biāo)準(zhǔn)透鏡的一層或多層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡，該標(biāo)準(zhǔn)透鏡的中心對(duì)準(zhǔn)該光束收斂部的小孔；
每個(gè)微棱鏡包括與該微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡對(duì)準(zhǔn)的平面部分和與該微準(zhǔn)直透鏡的各層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡對(duì)應(yīng)且對(duì)準(zhǔn)的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分，該棱鏡旋轉(zhuǎn)部分用于將與該微準(zhǔn)直透鏡的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡出射的光線大致偏轉(zhuǎn)至該小孔的軸線方向。
改進(jìn)之四所述微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡與所述小孔的距離為其透鏡焦距，所述微準(zhǔn)直透鏡的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡與所述小孔的距離為其透鏡焦距。改進(jìn)之五所述光束收斂部的底面在小孔以外部分設(shè)有反射膜。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的大屏幕顯示裝置包括若干上述拼接顯示單兀。與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是本發(fā)明顯示器件出射的圖像經(jīng)過圖像放大裝置后可以覆蓋整個(gè)顯示器件的，因此在進(jìn)行拼接顯示時(shí)，相鄰拼接顯示單元之間可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。


圖1是實(shí)施例的拼接顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例的圖像放大裝置的效果示意圖3是實(shí)施例的拼接顯示單元拼接后的效果示意圖； 圖4是實(shí)施例的準(zhǔn)直背光的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是實(shí)施例的微準(zhǔn)直透鏡和微棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是實(shí)施例的準(zhǔn)直背光光路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本實(shí)施例的大屏幕顯示裝置由若干個(gè)拼接顯示單元組成，如圖1所示，每個(gè)拼接顯示單元包括自下而上依次疊加設(shè)置的準(zhǔn)直背光10、顯示器件20、圖像放大裝置30和屏幕 40。如圖2所示，該顯示器件20包括顯示區(qū)域21和位于該顯示區(qū)域21周圍的邊框區(qū)域22。該圖像放大裝置30為與顯示器件20的顯示區(qū)域21對(duì)應(yīng)并可將該顯示區(qū)域21的圖像放大至邊框區(qū)域22的偏心微透鏡陣列。該偏心微透鏡陣列的每個(gè)偏心微透鏡都有一定偏心量(偏心量由每個(gè)像素的放大倍數(shù)決定)，且偏心量自陣列的中心向四周逐漸增加。偏心微透鏡大致呈球冠狀，球冠的底面為平面并正對(duì)顯示器件20的表面，球冠的其中一個(gè)端面(遠(yuǎn)離陣列中心方向)為平面，并大致垂直于球冠底面。其中，偏心微透鏡和顯示器件20像素之間可以采用各種對(duì)應(yīng)形式，例如可以采用一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一或多對(duì)多等形式。如圖2所示，在本實(shí)施例中，每個(gè)偏心微透鏡的口徑大小和圖像顯示器件20每個(gè)像素發(fā)出的光束口徑大小一致，每個(gè)偏心微透鏡中心位置和每個(gè)像素中心位置一致，即圖像放大裝置30的各個(gè)偏心微透鏡和顯示器件20的各個(gè)像素是一一對(duì)應(yīng)的，每個(gè)像素發(fā)出的光束進(jìn)入與之對(duì)應(yīng)的偏心微透鏡。顯示器件20顯示區(qū)域 21發(fā)出的圖像光線經(jīng)過圖像放大裝置30的放大后的效果如圖2所示，可以看出顯示器件 20的顯示區(qū)域21發(fā)出的圖像光線經(jīng)圖像放大裝置30放大后，可以覆蓋至顯示器件20的邊框區(qū)域22。如果將兩個(gè)拼接顯示單元進(jìn)行拼接，可以得到如圖3所示的無縫拼接效果。如圖1和圖4所示，該準(zhǔn)直背光10包括自下而上依次設(shè)置的反射片50、發(fā)光面60、 準(zhǔn)直層70和校正層80，該校正層80置于顯示器件20下方并與其顯示區(qū)域21對(duì)準(zhǔn)，該準(zhǔn)直層70為由微準(zhǔn)直透鏡71周期性排列所形成的微準(zhǔn)直透鏡陣列，該校正層80為由微棱鏡81周期性緊密排列所形成的微棱鏡陣列，且準(zhǔn)直層70的各個(gè)微準(zhǔn)直透鏡71分別與校正層 80的各個(gè)微棱鏡81對(duì)準(zhǔn)。如圖5所示，每個(gè)微準(zhǔn)直透鏡71包括光束收斂部711和設(shè)置在其上的光束準(zhǔn)直部 712。該光束收斂部711的底面713(即與發(fā)光面60相對(duì)的一面)設(shè)有小孔714，小孔714 口徑與微準(zhǔn)直透鏡71 口徑相比可以忽略不計(jì)。為了保證最后顯示屏的輸出亮度，取小孔714 的口徑與光線收斂部口徑比為1 :10為佳。為了減小光損，該底面713在小孔714以外部分鍍有反射膜。該光束準(zhǔn)直部712包括標(biāo)準(zhǔn)透鏡715和環(huán)繞該標(biāo)準(zhǔn)透鏡715的一層或多層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716，該標(biāo)準(zhǔn)透鏡715位于光束準(zhǔn)直部712的中心位置，其中心對(duì)準(zhǔn)該光束收斂部711的小孔714。每個(gè)微棱鏡81包括與該微準(zhǔn)直透鏡71的標(biāo)準(zhǔn)透鏡715對(duì)準(zhǔn)的平面部分811和與該微準(zhǔn)直透鏡71的各層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716對(duì)應(yīng)且對(duì)準(zhǔn)的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分812，該棱鏡旋轉(zhuǎn)部分812用于將與該微準(zhǔn)直透鏡71的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716出射的光線大致偏轉(zhuǎn)至該小孔714 的軸線方向。若該微準(zhǔn)直透鏡71具有多層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716，則微棱鏡81的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分 812將具有與各層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716對(duì)應(yīng)的多個(gè)部分。微準(zhǔn)直透鏡71的標(biāo)準(zhǔn)透鏡715和傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716與小孔714的距離為其透鏡焦距。此外，為了避免光線在微準(zhǔn)直透鏡71內(nèi)部發(fā)生全反射而降低能量利用率，微準(zhǔn)直透鏡71最外層的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716的外緣和小孔714外沿之間連線與光束收斂部711法線之間的夾角要小于準(zhǔn)直層70所采用材料的臨界角。本實(shí)施例的工作原理如下
如圖6、圖7所示，發(fā)光面60為一朗伯體面光源，放置在反射片50上方，發(fā)光面60發(fā)出的光線有一部分通過小孔714進(jìn)入準(zhǔn)直層70，另外一部分光線在準(zhǔn)直層70底面713的反射膜和反射片50之間反射并最終進(jìn)入小孔714。準(zhǔn)直層70采用PMMA材料，折射率為1. 49，由于PMMA材料的折射作用，進(jìn)入光束收斂部711的光線角度為正負(fù)42度，。隨后光線進(jìn)入光束準(zhǔn)直部712，這些光線分為兩部分 (1)正負(fù)14度內(nèi)的光線進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)透鏡715，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)透鏡使得小孔距離標(biāo)準(zhǔn)透鏡距離為透鏡焦距，又使打到透鏡表面的光線不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)透鏡715折射后的發(fā)散半角為6度；(2)設(shè)計(jì)傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡使得正負(fù)14度至42度的光線不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象， 光線經(jīng)傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡716折射后的發(fā)散半角也是6度，只不過光束和垂直方向成觀度角。校正層80疊放于準(zhǔn)直層70之上，并和準(zhǔn)直層70嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，校正層80材料也為 PMMA。光線進(jìn)入校正層80之后，沿垂直方向出射的光束經(jīng)過平面部分811，基本不發(fā)生折射，保持傳播方向不變，繼續(xù)沿垂直方向出射。與垂直方向成觀度角方向出射的光線經(jīng)過棱鏡旋轉(zhuǎn)部分812，發(fā)生折射，傳播方向發(fā)生改變，變成沿垂直方向出射。所有經(jīng)過校正層 80出射的光線發(fā)散半角都為6度。最后整個(gè)朗伯體發(fā)光面60經(jīng)過該準(zhǔn)直裝置之后，變成準(zhǔn)直光出射。由于進(jìn)入小孔 714的光線全部被準(zhǔn)直，能量利用率高，完全滿足后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)于高亮度、高準(zhǔn)直發(fā)光面 60的要求。顯示器件20疊放于準(zhǔn)直背光10之上，由準(zhǔn)直背光10出射的光線投射到圖像顯示屏上，圖像顯示屏每個(gè)像素發(fā)出的光線束發(fā)散半角為6度。圖像放大裝置30疊放于顯示器件20之上，每個(gè)偏心微透鏡和顯示器件20的每個(gè)像素嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。每個(gè)像素光束只能進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的偏心微透鏡，由于每個(gè)偏心微透鏡都有一定的偏心量，經(jīng)過偏心微透鏡陣列的光線束投射到屏幕40上的位置都有了一定的位移。其中，顯示器件20邊緣的像素被投射到屏幕40的邊緣位置，并覆蓋顯示器件20的邊框區(qū)域 22。此外，對(duì)于擴(kuò)散半角為6度的光束，通過緊貼在圖像顯示屏上的偏心微透鏡陣列，可以保證相鄰兩光線束在屏幕40上互不交疊，保證屏幕40上圖像的清晰度。
本實(shí)施例的拼接顯示單元視角大，不損失分辨率，顏色飽和度高，最大程度地維持了顯示屏的圖像特征。將多個(gè)拼接顯示單元進(jìn)行拼接，即可得到無縫拼接的大屏幕顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種拼接顯示單元，其特征在于，包括依次設(shè)置的準(zhǔn)直背光、顯示器件、圖像放大裝置和屏幕，該顯示器件包括顯示區(qū)域和位于該顯示區(qū)域周圍的邊框區(qū)域，該圖像放大裝置為與顯示器件的顯示區(qū)域?qū)?yīng)并可將該顯示區(qū)域的圖像放大至邊框區(qū)域的偏心微透鏡陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接顯示單元，其特征在于所述偏心微透鏡陣列的一個(gè)或多個(gè)偏心微透鏡與該顯示器件的顯示區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)像素對(duì)應(yīng)且口徑大小一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拼接顯示單元，其特征在于所述偏心微陣列中的偏心微透鏡的偏心量自陣列中心向四周逐漸增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接顯示單元，其特征在于所述準(zhǔn)直背光包括依次設(shè)置的反射片、發(fā)光面、準(zhǔn)直層和校正層，該校正層置于所述顯示器件下方并與其顯示區(qū)域?qū)?zhǔn)，該準(zhǔn)直層為微準(zhǔn)直透鏡陣列，該校正層為微棱鏡陣列，且準(zhǔn)直層的各個(gè)微準(zhǔn)直透鏡分別與校正層的各個(gè)微棱鏡對(duì)準(zhǔn)；每個(gè)微準(zhǔn)直透鏡包括光束收斂部和設(shè)置在其上的光束準(zhǔn)直部，該光束收斂部的底面設(shè)有小孔，該光束準(zhǔn)直部包括標(biāo)準(zhǔn)透鏡和環(huán)繞該標(biāo)準(zhǔn)透鏡的一層或多層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡，該標(biāo)準(zhǔn)透鏡的中心對(duì)準(zhǔn)該光束收斂部的小孔；每個(gè)微棱鏡包括與該微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡對(duì)準(zhǔn)的平面部分和與該微準(zhǔn)直透鏡的各層傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡對(duì)應(yīng)且對(duì)準(zhǔn)的棱鏡旋轉(zhuǎn)部分，該棱鏡旋轉(zhuǎn)部分用于將與該微準(zhǔn)直透鏡的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡出射的光線大致偏轉(zhuǎn)至該小孔的軸線方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拼接顯示單元，其特征在于所述微準(zhǔn)直透鏡的標(biāo)準(zhǔn)透鏡與所述小孔的距離為其透鏡焦距，所述微準(zhǔn)直透鏡的傾斜旋轉(zhuǎn)透鏡與所述小孔的距離為其透鏡焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的拼接顯示單元，其特征在于所述光束收斂部的底面在小孔以外部分設(shè)有反射膜。
7.一種大屏幕顯示裝置，包括若干拼接顯示單元，其特征在于所述拼接顯示單元為權(quán)利要求1至7任一所述的拼接顯示單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及大屏幕顯示技術(shù)，尤其涉及一種拼接顯示單元和無縫拼接大屏幕顯示裝置。該拼接顯示單元包括依次設(shè)置的準(zhǔn)直背光、顯示器件、圖像放大裝置和屏幕，該顯示器件包括顯示區(qū)域和位于該顯示區(qū)域周圍的邊框區(qū)域，該圖像放大裝置為與顯示器件的顯示區(qū)域?qū)?yīng)并可將該顯示區(qū)域的圖像放大至邊框區(qū)域的偏心微透鏡陣列。該大屏幕顯示裝置由若干上述拼接顯示單元組成。由于顯示器件出射的圖像經(jīng)過圖像放大裝置后可以覆蓋整個(gè)顯示器件的，因此在進(jìn)行拼接顯示時(shí)，相鄰拼接顯示單元之間可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。
文檔編號(hào)G09F9/00GK102184678SQ20111011469
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者彭曉林, 黃永峰 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司