TW201921335A - 顯示裝置及產生彩色影像之方法 - Google Patents

Abstract

顯示裝置包括顯色板及快門裝置。該顯色板包括組配成用來將第一彩色影像中包括之色光發射之顏色像素。該快門裝置係布置於該顯色板上以接收該第一彩色影像之該等色光並包括快門像素，該快門裝置調整該第一彩色影像之該等色光以輸出第二彩色影像。該快門裝置在單位面積中含有第一數量之該等快門像素，並且該顯色板在該單位面積中含有第二數量之該等顏色像素，該第一數量大於該第二數量。

Description

顯示裝置及產生彩色影像之方法 相關申請案交互參照

本申請案主張2017年9月29日提出申請之美國臨時專利申請案第62/565,131號之優先權及利益，其為了全部目的，係特此以引用方式併入，如同本文中完全提出者。

本發明大體上係關於產生彩色影像之顯示裝置及方法，並且更尤指能夠以高亮度及對比度改善解析度及色彩再現之顯示裝置及方法。

液晶顯示器(LCD)大體上包括填充有液晶之像素、以及用以將各單獨像素開啟或關閉之薄膜電晶體(TFT)背板。由於液晶本身不產生光，因此其需要來自顯示面板後面或側邊之背光照明。背光單元可包括一或多個發光二極體(LED)以向液晶提供光。按照這種方式，液晶顯示器可具有較低亮度及對比度。

有機發光二極體(OLED)顯示器大體上包括位在像素區中之一層有機化合物、以及用以將各單獨像素開啟或關閉之薄膜電晶體(TFT)背板。有機發光二極體顯示器在沒有背光之情況下運作，並且可顯示深黑 階。有機化合物層對空氣及濕氣敏感，這會導致顯示器退化。OLED顯示器典型係用剛性玻璃蓋來包封，以保護有機化合物免受空氣及濕氣之影響。

發光二極體顯示器更視為用於諸如有機發光二極體顯示器及液晶顯示器等平板顯示器之光源之替代品。舉例而言，發光二極體存在於數位看板、行動電子顯示器、及電視中。發光二極體顯示器可包括複數個像素，各像素具有一或多個發光二極體，並且可驅動這複數個像素以表達各種色光。舉例而言，發光二極體顯示器可包括微LED顯示器。發光二極體顯示器可具有較高亮度及對比度，但對於製造有更高解析度可能昂貴。舉例而言，發光二極體顯示器需要包括更多發光二極體以提高解析度，並且隨著發光二極體之數量增加，製造成本可能增加。

以上在本【先前技術】章節中揭示之資訊僅用於增強理解本發明概念之背景，因此，其可含有不構成所屬技術領域中具有通常知識者已知之先前技術的資訊。

本發明之例示性具體實施例提供一種適用於以高亮度及對比度改善解析度之顯示裝置及方法。舉例而言，該顯示裝置包括具有較高亮度及對比度之顯色板、以及比該顯色板具有更高解析度之快門裝置。

根據依據本發明之原理所建構之一例示性具體實施例，一種顯示裝置包括：顯色板，其包括組配成用來將第一彩色影像中所包括之色光發射之顏色像素；以及快門裝置，其係布置於該顯色板上以接收該第一彩色影像之該等色光並包括快門像素，其中該快門裝置係組配成用來調整 該第一彩色影像之該等色光以輸出第二彩色影像。該快門裝置在單位面積中含有第一數量之該等快門像素，並且該顯色板在該單位面積中含有第二數量之該等顏色像素，該第一數量大於該第二數量。

該等快門像素可比該等顏色像素具有更高解析度。

該等顏色像素可包括子顏色像素，各子顏色像素發射複數種顏色的其中一種。

在單位面積中，快門像素之數量可等於或大於子顏色像素之數量。

介於該等快門像素之間的邊界中至少有一些可沿著介於該等子顏色像素之間的邊界而置。

介於該等快門像素之間的邊界中至少有一些可與該等子顏色像素重疊。

該等快門像素中至少有一些各可與二或更多個子顏色像素重疊。

該顯示裝置可進一步包括第一週邊控制器，組配成用來控制該等子顏色像素以基於具有該等顏色像素之解析度之第一影像資料將該第一彩色影像之該等色光發射。在一具體實施例中，該第一週邊控制器係組配成用來接收具有該等顏色像素之解析度之該第一影像資料作為輸入影像資料，並且控制該等子顏色像素以基於接收之第一影像資料將該第一彩色影像之該等色光發射。

在一具體實施例中，該第一週邊控制器係組配成用來接收比該等顏色像素之該解析度具有更高第三解析度之第三影像資料作為輸入影 像資料。在這項具體實施例中，該第一週邊控制器對該第三影像資料進行色度部分取樣以產生該第一影像資料，然後控制該等子顏色像素以基於產生之第一影像資料將該第一彩色影像之該等色光發射。

該顯示裝置可進一步包括第二週邊控制器，組配成用來控制該等快門像素以基於具有該等快門像素之該解析度之第二影像資料對該第一彩色影像之輝度進行調整。

該顯示裝置可進一步包括至少一個漫射層，布置於該顯色板與該快門裝置之間並且組配成用來使該第一彩色影像之該等色光漫射並通過。

該等顏色像素可包括各發射複數種顏色其中一種之子顏色像素；以及該顯色板可包括基板、及設置在該基板上之發光二極體。在各項具體實施例中，該等子顏色像素各包括該等發光二極體其中至少一者。

該顯色板可包括微LED顯示器，並且該快門裝置可包括液晶顯示器。

根據本發明原理之一例示性具體實施例，一種產生彩色影像之方法包括以下步驟：接收輸入影像資料；處理該輸入影像資料以產生包括該輸入影像資料之顏色資訊之第一影像資料、及產生包括該輸入影像資料之輝度資訊之第二影像資料，該第一影像資料具有第一解析度，並且該第二影像資料具有比該第一解析度更高之第二解析度；產生色光以基於該第一影像資料提供第一彩色影像；以及調整該第一彩色影像之該等色光之輝度，以基於該第二影像資料輸出第二彩色影像。該產生步驟可包括從顏色像素產生該第一彩色影像之該等色光；以及該調整步驟可包括在與該等 顏色像素重疊之快門像素處調整該第一彩色影像之該等色光之該輝度，以接收該第一彩色影像之該等色光。該第一解析度可對應於該等顏色像素之數量，並且該第二解析度可對應於該等快門像素之數量。

該輸入影像資料可具有比該第一解析度更高之第三解析度。在這項具體實施例中，該處理步驟可包括對該輸入影像資料進行色度部分取樣以產生該第一影像資料。

該方法可更包括在調整該第一彩色影像之該輝度之前先光學補償該第一彩色影像之步驟。

該光學補償之步驟可包括在調整該第一彩色影像之該輝度之前先使該第一彩色影像之該等色光漫射。在這項具體實施例中，該調整步驟在與該等顏色像素重疊之快門像素處調整該光學補償之第一彩色影像之該等色光之該輝度，並且可包括在與該等顏色像素重疊之該等快門像素附近之一或多個快門像素處調整該光學補償之第一彩色影像之該等色光之該輝度。

附加態樣將在下面的【實施方式】中提出，並且部分地透過本揭露將顯而易知，或可藉由實踐本發明概念來學習。

100‧‧‧混合顯示裝置

110‧‧‧顯色板

115‧‧‧基板

120‧‧‧快門裝置

121‧‧‧第一基板

122‧‧‧第二基板

123‧‧‧液晶層

130‧‧‧週邊電路

131‧‧‧處理器

132‧‧‧第一時序控制器

133‧‧‧第一驅動電路

134‧‧‧第二時序控制器

135‧‧‧第二驅動電路

200‧‧‧混合顯示裝置

210‧‧‧顯色板

220‧‧‧快門裝置

230‧‧‧漫射器

240‧‧‧光程

300‧‧‧混合顯示裝置

310‧‧‧顯色板

320‧‧‧快門裝置

500‧‧‧混合顯示裝置

510‧‧‧照明裝置

520‧‧‧快門裝置

SP‧‧‧快門像素

S110~S150‧‧‧步驟

所包括用來對本發明概念提供進一步理解、及併入並構成本說明書一部分之附圖繪示本發明概念之例示性具體實施例，並且連同本說明書，作用在於闡釋本發明概念之原理。

第1圖為根據本發明之原理所建構之混合顯示裝置之一例示性具體實施例的透視圖。

第2圖為與第1圖之顯色板及快門裝置相關聯之週邊電路之一例示性具體實施例的方塊圖。

第3圖為例示性結構的透視圖，其適用於實施第1圖之顯色板之例示性具體實施例。

第4圖為第1圖之混合顯示裝置之一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

第5圖為混合顯示裝置之另一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

第6圖為混合顯示裝置之再另一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

第7圖為混合顯示裝置之又再另一例示性具體實施例之一部分的平面圖。

第8圖為根據本發明之原理所建構之混合顯示裝置之另一例示性具體實施例的透視圖。

第9圖為根據本發明之原理產生彩色影像之方法的流程圖。

在以下說明中，為了闡釋目的，提出許多特定細節以便透徹了解各項例示性具體實施例。然而，顯而易見的是，沒有這些特定細節或利用一或多種均等配置也可實踐各項例示性具體實施例。在其它實例中， 為了避免不必要地混淆各項例示性具體實施例，以方塊圖形式展示眾所周知的結構與裝置。

在附圖中，為求清楚及描述目的，可誇大層件、膜件、面板、區域等之尺寸及相對尺寸。還有，相同的參考元件符號表示相似的元件。

當一元件或層件稱為位在另一元件或層件「上」、「連接至」或「耦接至」另一元件或層件時，該元件或層件可直接位在該另一元件或層件上、連接至或耦接至該另一元件或層件、或可存在中介元件或層件。然而，當一元件或層件稱為「直接位在」另一元件或層件「上」、「直接連接至」或「直接耦接至」另一元件或層件時，不存在中介元件或層件。為了本揭露之目的，可將「X、Y及Z中其中至少一者」及「選自由X、Y及Z所組成之群組之至少一者」解讀為僅X、僅Y、僅Z、或X、Y及Z其中二或更多者之任何組合，舉例如XYZ、XYY、YZ及ZZ。全文中相似的數符係指相似的元件。如本文所使用，用語「及/或」包括相關列項一或多者的任何及全部組合。

雖然第一、第二等用語可在本文中用於描述各項元件、組件、區域、層件、及/或區段，但這些元件、組件、區域、層件、及/或區段仍不應受限於這些用語。這些用語係用於區別一個元件、組件、區域、層件及/或區段與另一元件、組件、區域、層件及/或區段。因此，可將以下論述的第一元件、組件、區域、層件、及/或區段稱作第二元件、組件、區域、層件、及/或區段而不脫離本揭露之教示。

「下方」、「下面」、「下」、「上面」、「上」、及類似者等空間相對用語可為了描述目的而在本文中使用，並且藉以用來描述一 個元件或特徵與另一(另外多個)元件或特徵的關係，如圖式中所示。空間相對用語旨在含括設備在使用、操作、及/或製造時之不同操作，還有圖式中所示之方位。舉例而言，若圖式中設備翻倒，說明為位在其它元件或特徵「下面」或「下方」的元件則會取向為位在此等其它元件或特徵「上面」。因此，例示性用語「下面」可含括上面及下面兩者之取向。再者，設備可用另種方式取向(例如轉動90度或其它取向)，並且正因如此，從而解譯本文中使用之空間相對描述符。

本文中使用之術語係為了描述特定具體實施例，並且意圖不在於限制。單數形的「一」及「該」於本文中使用時，旨在同時包括複數形，除非內容另有清楚指出。此外，「包含」及/或「包括」(及/或其變形)等詞於本說明書中使用時，載明所述特徵、整體、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組之存在，但並未排除一或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或新增。

各項例示性具體實施例係參照剖面圖(其為理想化例示性具體實施例及/或中間結構之示意圖)在本文中作說明。因此，所期待的是，因(例如)製造技術及/或容限所致出於圖之形狀的變例。因此，不應將本文所揭示之例示性具體實施例推斷為受限於區域之特定所示形狀，而是要包括因(例如)製造結果帶來之形狀偏差。因此，圖式中所示之區域本質上屬於示意性，並且其形狀並非旨在繪示裝置之區域之實際形狀，而且並非旨在限制。

除非另有定義，本文使用的全部用語(包括技術及科學用語)都與本揭露所屬技術領域中具有通常知識者普遍理解者有相同的意義。諸 如常用詞典中所定義的用語應解譯為具有與相關技術上下文中其意義一致的意義，而將不以理想化或過度正式概念進行解譯，除非本文有明確界定。

第1圖為根據本發明之原理所建構之混合顯示裝置之一例示性具體實施例的透視圖。第2圖為與第1圖之顯色板及快門裝置相關聯之週邊電路之一例示性具體實施例的方塊圖。

請參閱第1圖，混合顯示裝置100包括顯色板110及面向顯色板100之快門裝置120。顯色板110包括順著顯色板100之上表面方向設置之顏色像素CP。舉例而言，可順著第一方向X、及與第一方向X交截之第二方向Y設置顏色像素CP，如第1圖所示。然而，例示性具體實施例不受限於此。視需要，顏色像素CP之配置可改變。

諸顏色像素CP各可包括子顏色像素，各子顏色像素發射其中一種色光，諸如紅色、綠色、藍色、黃色、白色等，使得各顏色像素CP表達各種顏色。子顏色像素可以是自發光顯示元件。舉例而言，子顏色像素可包括至少一個將某一色光發射至快門裝置120之半導體基礎發光二極體(LED)。

混合顯示裝置100可進一步包括控制顏色像素CP之週邊電路。該週邊電路可接收所具解析度對應於顏色像素CP之輸入影像資料，並且控制顏色像素CP之子顏色像素以產生彩色影像。請參閱第2圖，週邊電路130可包括處理器131、第一時序控制器132、及第一驅動電路133。處理器131基於從例如外接裝置接收之輸入影像資料IMGIN向第一時序控制器132提供第一影像資料IMG1。當輸入影像資料IMGIN與顏色像素CP之解析度不匹配時，處理器131可處理輸入影像資料IMGIN以產生具有顏色像素 CP之解析度之第一影像資料IMG1。舉例而言，處理器131可接收比顏色像素具有更高解析度之輸入影像資料IMGIN，並且可對輸入影像資料進行色度部分取樣以產生具有顏色像素CP之解析度之第一影像資料IMG1。在另一例示性具體實施例中，處理器131可接收藉由使用色度部分取樣方法處理之輸入影像資料IMGIN以具有顏色像素CP之解析度，並且可將其轉移至第一時序控制器132作為第一影像資料IMG1。第一影像資料IMG1可包括要在各顏色像素處顯示之輸入影像資料IMGIN之顏色資訊。

關於色度部分取樣，特此以引用方式將美國專利第9,153,017號併入。色度部分取樣降低顏色資訊之空間解析度，同時保留亮度資訊之空間解析度。該017號專利之方法降低色度部分取樣之趨勢而引進視覺干擾假影，諸如在含有文字、條紋圖型、棋盤圖型、電腦轉列圖形、及人造平滑梯度之影像中之假影。

第一時序控制器132將資料信號輸出至第一驅動電路133，以根據第一影像資料IMG1控制顯色板110之顏色像素CP之子顏色像素。第一驅動電路133可基於資料信號，經由例如掃描線及資料線來控制顏色像素CP之子顏色像素。在這種情況下，可將顏色像素CP之子顏色像素布置在薄膜電晶體層上，並且薄膜電晶體層中可包括掃描線及資料線。

在一例示性具體實施例中，可將處理器131、第一時序控制器132、及第一驅動電路133其中至少一者以至少一個積體電路晶片之形式直接嵌裝在顯色板110上。在一例示性具體實施例中，可將處理器131、第一時序控制器132及、第一驅動電路133其中至少一者嵌裝在要附接至顯色板110之可撓性印刷電路板上。

在一或多項例示性具體實施例中，顯色板110可以是微LED顯示器。微LED顯示器於本文中使用時，包括各具有1μm至100μm最大寬度之LED裝置，並且在一些具體實施例中，包括各具有1μm至150μm最大寬度之LED裝置。

在另一例示性具體實施例中，顯色板110可以是有機發光二極體(OLED)顯示器。

請回頭參閱第1圖，顯色板110上方布置快門裝置120。舉例而言，顯色板110及快門裝置120可順著第三方向Z堆疊。快門裝置120接收從顯色板110發射之色光，並且控制色光之輝度以產生觀察者可看見之彩色影像。

在一或多項例示性具體實施例中，快門裝置120可以是液晶顯示(LCD)面板。快門裝置120可包括第一基板121、第二基板122、及液晶層123。第一基板121包括順著第一基板121之上表面方向設置之快門像素SP。舉例而言，可順著第一方向X及第二方向Y設置快門像素SP。可採用與顏色像素CP類似之方式設置快門像素SP。然而，快門像素SP之配置不受限於此。舉例而言，快門像素SP可與顏色像素CP及/或子顏色像素具有不同配置。

第一基板121上布置第二基板122。第二基板122可包括共用電極。或者，可在第一基板121中布置共用電極。第一基板121及第二基板122可為透明，以允許從顯色板110發射之色光隨著液晶層123之對準而通過快門裝置120。液晶層123係布置於第一基板121與第二基板122之間。

快門像素SP調整從顏色像素CP發射之色光之輝度。複數個快門像素SP可控制一個顏色像素之色光之輝度。也就是說，快門裝置120之快門像素SP比顯色板110之顏色像素CP具有更高解析度。這可使觀察者能夠將最終輸出影像感知為使用具有更高解析度之顏色像素之影像。因此，快門裝置120之快門像素SP使混合顯示裝置100能夠實施比顏色像素CP具有更高解析度之最終輸出影像，而不用增加顏色像素CP之數量。

各快門像素SP可包括一或多個子快門像素。在一例示性具體實施例中，各子快門像素包括能夠將光轉換成諸如紅色、綠色、藍色、黃色等某一波長範圍之濾色器，使得各快門像素SP表達各種顏色。按照這種方式，本例示性具體實施例可在單位面積中具有比子顏色像素更多之子快門像素。這還可使混合顯示裝置100實施比子顏色像素及/或顏色像素CP更高之解析度。

混合顯示裝置100之週邊電路也可控制快門像素SP。請參閱第2圖，週邊電路130可進一步包括第二時序控制器134及第二驅動電路135。處理器131基於輸入影像資料IMGIN向第二時序控制器134提供第二影像資料IMG2。輸入影像資料IMGIN及第二影像資料IMG2各可具有比顏色像素CP之解析度更高之快門像素SP之解析度。輸入影像資料IMGIN可與第二影像資料IMG2具有實質相同之解析度。處理器131可處理輸入影像資料IMGIN以產生具有要在各快門像素SP處表達之輝度資訊之第二影像資料IMG2。第二影像資料IMG2可不包括顏色資訊。在一例示性具體實施例中，處理器131可包括用以基於第一影像資料IMG1為各快門像素SP修改輝度資訊之補償演算法，以便補償諸顏色像素CP之間的亮度差異。

第二時序控制器134將資料信號輸出至第二驅動電路135，以根據第二影像資料IMG2控制快門像素SP。第二驅動電路135可基於資料信號，經由例如掃描線及資料線來控制快門像素SP。在這種情況下，可將顏色像素CP之子顏色像素布置在薄膜電晶體層上，並且薄膜電晶體層中可包括掃描線及資料線。由於各快門像素及共用電極之電壓所造成之因素，液晶層123可調整從顏色像素CP之子顏色像素發射之色光之輝度。因此，混合顯示裝置100可提供所欲彩色影像。

在一例示性具體實施例中，可將處理器131、第二時序控制器134、及第二驅動電路135其中至少一者以至少一個積體電路晶片之形式直接嵌裝在快門裝置120上。在一例示性具體實施例中，可將處理器131、第二時序控制器134、及第二驅動電路135其中至少一者嵌裝在要附接至快門裝置120之可撓性印刷電路板上。

在一或多項例示性具體實施例中，用於顯色板110之控制電路及用於快門裝置120之控制電路，諸如處理器131、第一時序控制器132、第一驅動電路133、第二時序控制器134、及第二驅動電路135等，可採用分開或整合方式設有混合顯示裝置100。舉例而言，第一及第二時序控制器132及134係彼此整合，並且控制第一及第二驅動電路133及135之各者。在另一例示性具體實施例中，用於顯色板110及快門裝置120之控制電路可彼此整合。

第3圖為例示性結構的透視圖，其適用於實施第1圖之顯色板之例示性具體實施例。

請參閱第3圖，顯色板110可包括基板115及發光二極體LED。

發光二極體LED可設置在基板115之上表面上，並且可將光發射至快門裝置120。例如，發光二極體LED可順著第三方向Z從基板115突出。然而，發光二極體LED之例示性具體實施例不受限於此。舉例而言，發光二極體LED可順著與第三方向Z相反之方向從基板115突出，並且透過透明之基板115將光發射至快門裝置120。對於另一實施例，可在透明之基板115中埋置發光二極體LED。

在一或多項例示性具體實施例中，發光二極體LED可發射諸如紅色、綠色、藍色、黃色、白色等不同色光。在另一例示性具體實施例中，發光二極體LED可發射諸如白色、紫外線或藍光等具有某一波長之同色光，並且可包括布置成使從發光二極體LED發射之同色光通過之波長轉換層。波長轉換層可將同色光轉換成不同色光，諸如紅色、綠色、藍色、黃色及白色。

由於從各發光二極體LED發射之光可散布至相鄰於對應發光二極體之給定取向範圍，所以可將與發光二極體重疊之區域、及圍繞發光二極體之相鄰區域定義為子顏色像素。如此，各子顏色像素可包括單一發光二極體。然而，子顏色像素之例示性具體實施例不受限於此。子顏色像素可更包括二或更多個發光二極體。舉例而言，子顏色像素可包括主發光二極體及附加之發光二極體。按照這種方式，即使主發光二極體操作不正常，附加發光二極體仍可允許子顏色像素提供光。在第3圖中，子顏色像素SCP係以虛線表示。

可將子顏色像素SCP分組，並且各群組可組配顏色像素。如第3圖所示，各顏色像素CP可包括第一至第四子顏色像素SCP1至SCP4。第一至第四子顏色像素SCP1至SCP4之兩個子顏色像素可具有相同顏色，諸如綠色。舉例而言，第一至第四子顏色像素SCP1至SCP4可分別發射紅色、綠色、藍色、及綠色。然而，顏色像素CP之組態不受限於此。舉例而言，各顏色像素CP可包括三個子顏色像素，諸如紅色、綠色、及藍色。對於另一實施例，各顏色像素CP可包括紅色、綠色、藍色、及白色。

儘管所示具體實施例中將一個顏色像素中所包括之子顏色像素SCP展示為具有矩陣形式，但子顏色像素SCP之配置及形狀仍不受限於此。舉例而言，一個顏色像素中所包括之所有子顏色像素都可順著一個方向(例如，第一方向X)設置。對於另一實施例，可將顏色像素中所包括之子顏色像素設置成鋸齒形式。

第4圖為第1圖之混合顯示裝置之一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

請參閱第4圖，顯色板110包括顏色像素CP，並且快門裝置120包括快門像素SP。顯色板110之顏色像素CP比快門裝置120之快門像素SP具有更低解析度。也就是說，在單位面積中，顯色板110比快門裝置120之快門像素SP具有更少顏色像素CP。

複數個快門像素SP可與一個顏色像素重疊，並且可調整從顏色像素發射之色光之輝度。可在顏色像素CP上布置快門像素SP，使得N個快門像素SP可調整從一個顏色像素發射之色光之輝度，其中N為等於或 大於1之正整數。舉例來說，顏色像素CP可具有2K解析度，並且快門像素SP可具有8K或更高解析度。

表1展示顏色像素(SP)解析度之例示值，其中快門像素(SP)解析度為4K及8K。表1展示對從一個顏色像素CP發射之色光之輝度進行調整之N個快門像素SP的各種整數值，其中N為大於或等於1。

各顏色像素CP可包括第一至第四子顏色像素SCP1至SCP4。快門裝置120之與一個顏色像素重疊之區域包括與顏色像素之子顏色像素SCP等量或更多之快門像素SP。也就是說，在諸如與一個顏色像素重疊之區域的單位面積中，子顏色像素SCP之數量可等於或小於快門像素SP之數量。舉例來說，16個快門像素SP可對應於4個子顏色像素，如第4 圖所示。在這種情況下，4個快門像素SP可對應於一個子顏色像素，如第4圖所示。然而，例示性具體實施例不受限於此。舉例而言，9個快門像素SP可對應於包括3或4個子顏色像素之一個顏色像素。可將對應於一個顏色像素之快門像素SP定義為快門像素群組SPG。快門像素群組SSPG可分別與顏色像素CP重疊，並且各快門像素群組SPG包括與對應顏色像素之子顏色像素SCP等量或更多之快門像素SP。

所示具體實施例中之各顏色像素CP係展示為包括分別發射第一顏色C1、第二顏色C2、第三顏色C3、及第二顏色C2之第一至第四子顏色像素SCP1至SCP4。第一至第三顏色C1至C3各可隨著技術之組態及發展而改變，係為諸例示性組合之一，諸如紅色、綠色、藍色、及黃色及/或任何其它顏色。然而，例示性具體實施例不受限於此。舉例而言，諸顏色像素CP各可包括三個子顏色像素，並且快門像素SP之配置及形狀可從而變更。舉例來說，第一至第三顏色C1至C3可分別為紅色、綠色、藍色、及綠色。

所示具體實施例中之顏色像素CP及快門像素SP係展示為順著第一方向X及第二方向Y設置。然而，顏色像素CP及快門像素SP之例示性具體實施例不受限於此。舉例而言，顏色像素CP及/或快門像素SP可設置成鋸齒形式。根據例示性具體實施例，顏色像素、子顏色像素SCP、及快門像素SP之形狀亦可不同。

由於子顏色像素SCP包括諸如發光二極體之自發光顯示元件，因此子顏色像素SCP可具有較高亮度及對比度。然而，子顏色像素SCP可不必製造成具有較高解析度及整合度。另一方面，諸如液晶顯示像素之 快門像素SP可製造成具有較高解析度及整合度，但在接收從背光單元發射之同色光(諸如白色)之情況下，可具有較低亮度及對比度。

根據依據本發明之原理所建構之例示性具體實施例，混合顯示裝置100包括：顯色板110，其包括具有較低解析度之顏色像素CP；以及快門裝置120，其包括具有較高解析度之快門像素SP。顏色像素CP包括子顏色像素SCP，並且具有較高亮度及對比度，因為子顏色像素SCP包括諸如發光二極體之自發光顯示元件。假定人眼對色差比對輝度差具有更低敏銳度，並且從而使用諸如色度部分取樣之一些編碼方法，即使顏色像素CP具有標準解析度，具有更高解析度之快門像素SP仍可調整從顏色像素CP發射之色光之輝度。這使觀察者能夠將最終輸出影像感知為包括具有更高解析度之顏色像素之影像。因此，顯色板110可使混合顯示裝置100能夠輸出具有高亮度及對比度之影像，並且快門裝置120可使輸出影像能夠具有較高解析度。

第5圖為混合顯示裝置之另一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

請參閱第5圖，混合顯示裝置200包括顯色板210、快門裝置220、及漫射器230。

採用與第4圖所示顯色板110及快門裝置120相同之方式組配顯色板210及快門裝置220。在下文中，為求清楚及簡明，將省略重複之說明。

漫射器230係布置在顯色板210與快門裝置220之間。漫射器230可使從顏色像素CP之子顏色像素SCP發射之色光漫射並通過。當顯色 板210產生彩色影像時，漫射器230可防止容易辨識或至少較不輕易辨識介於諸子顏色像素SCP之間的邊界、及/或介於諸顏色像素CP之間的邊界，藉此降低對子顏色像素SCP及/或顏色像素CP之較低解析度之最終影像造成之效應。快門裝置220可透過漫射器230接收漫射之色光。

本發明不受限於新增漫射器230。可在顯色板與快門裝置之間以任何種類及數量組合***各種光學元件。在一具體實施例中，混合顯示裝置200包括光程240，為了顯色板210所發射之色光之均勻漫射，光程240為介於顯色板210與漫射器230之間的最小間隙。可將諸如微透鏡或反射器(圖未示)之附加光學元件布置在顯色板210與漫射器230之間，以變更由下伏子顏色像素SCP中之發光二極體所發射之色光之光散布函數(light spread function；LSF)。在某些具體實施例中，這些附加光學元件將使光程240縮減。光程240之縮減將會藉此縮減本揭露之混合顯示裝置之厚度。

第6圖為混合顯示裝置之再另一例示性具體實施例之一部分的透視圖。

請參閱第6圖，混合顯示裝置300包括顯色板310、及布置在顯色板310上之快門裝置320。可採用與第4圖所示顯色板110相同之方式組配顯色板310。因此，為求清楚及簡明，將省略冗餘之說明。

快門像素SP可與子顏色像素SCP具有相等之解析度。當然，在這種情況下，快門像素SP之解析度高於顏色像素CP之解析度。舉例而言，各顏色像素CP包括發射第一顏色C1、第二顏色C2、第三顏色C3、及 第二顏色C4之4個子顏色像素SCP，並且為各顏色像素CP提供4個快門像素。

第7圖為混合顯示裝置之又再另一例示性具體實施例之一部分的平面圖。

可採用各種方式在顏色像素CP上安置快門像素SP。在一例示性具體實施例中，快門像素SP係安置於顏色像素CP上，使得介於諸快門像素SP之間的邊界係沿著介於諸子顏色像素SCP之間的邊界而置，並且各快門像素SP與二或更多個子顏色像素SCP重疊。對快門裝置之結構「安置」於顯色板之結構「上」或「沿著」顯色板之結構「而置」之參照、以及「重疊」一詞及諸如「重疊」等變型於本揭露中使用時，係指這些結構之幾何配置。在一例示性具體實施例中，如果實質垂直於顯色板之垂直平面與兩邊界交截，則介於諸快門像素SP之間的邊界係沿著介於諸子色像素SCP之間的邊界而置。如本揭露中所使用，如果快門裝置之結構在顯色板之結構之至少一部分上方延展、以及在一些情況下於實質所有顯色板之結構上方延展，則快門裝置之結構與顯色板之結構重疊。舉例而言，在第6圖所示重疊之具體實施例中，各快門像素SP在實質所有子顏色像素SCP上方延展。在第7圖所示重疊之具體實施例中，各快門像素SP在4個子顏色像素SCP其中各者之一部分上方延展。假定各快門像素SP可控制從4個子顏色像素SCP之部分發射之色光之輝度，並且因此可控制比顏色像素更小之區域中4種顏色之輝度，則透過快門像素SP輸出之彩色影像可比顏色像素CP具有更高解析度。

在另一例示性具體實施例中，如第4及6圖所示，可將快門像素SP布置在顏色像素CP上，使得介於諸快門像素SP之間的邊界至少有一些係沿著介於諸子顏色像素SCP之間的邊界而置並且與之重疊，如第4及6圖所示。在這種情況下，各快門像素SP可與一個子顏色像素重疊，並且因此可控制從對應子顏色像素發射之色光之輝度。

為簡單起見，以上關於快門像素SP對從一或多個重疊子顏色像素SCP發射之色光之輝度進行控制之論述所假設的是，從子顏色像素SCP發射之色光在快門像素接收這些光之前並未漫射。在此類漫射之情況下，與子顏色像素SCP重疊之快門像素附近之一或多個附加快門像素SP可控制漫射色光之輝度。

第8圖為根據本發明之原理所建構之混合顯示裝置之另一例示性具體實施例的透視圖。

請參閱第8圖，混合顯示裝置500包括照明裝置510及快門裝置520。照明裝置510包括將光發射至快門裝置520之複數個發光像素LEP。發光像素LEP可發射相同波長之光，諸如白色、紫外線、或藍色。舉例來說，發光像素LEP可包括發射同色光之發光二極體。

快門裝置520包括複數個快門像素SP。快門像素SP包括子快門像素SSP，各子快門像素SSP藉由使用來自發光像素LEP之光來表達其中一種色光，諸如第一顏色C1、第二顏色C2、及第三顏色C3，使得各快門像素SP產生各種色光。第一至第三顏色C1至C3分別可以是紅色、綠色、及藍色。快門裝置520可包括參照第1圖所述之第一基板121、第二基板122、及液晶層123，並且可調整從發光像素LEP發射之光之輝度。快門裝置520 可進一步包括分別布置於第二基板122中並與子快門像素SSP重疊之濾色器。濾色器可將來自發光像素LEP之光轉換成預定波長以顯示彩色影像。

發光像素LEP各可受到控制以調整光之亮度。舉例來說，各發光像素LEP之亮度可透過與混合顯示裝置500之週邊電路耦接之信號線來單獨控制。照明裝置510可包括薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層具有分別經由掃描線及資料線與混合顯示裝置500之週邊電路電連接、並且組配成用來對發光像素LEP之亮度進行控制之像素電路。在一具體實施例中，用以對發光像素LEP之亮度進行控制之像素電路是使用主動矩陣定址架構來切換單獨發光像素LEP。在另一具體實施例中，用以對發光像素LEP之亮度進行控制之像素電路是使用被動矩陣定址架構。也就是說，照明裝置510之發光像素LEP可發射光，並且為各單位面積控制光之亮度，而快門裝置520之快門像素SP可進一步調整光之輝度、及表達各種顏色。因此，藉由提供能夠對各單位面積控制光之亮度的發光像素LEP，混合顯示裝置500可提供具有較高解析度之輸出影像。

發光像素LEP可比子快門像素SSP及快門像素SP具有更低解析度。單位面積中發光像素LEP之數量可小於子快門像素SSP及/或快門像素SP之數量。M個子快門像素SSP及/或快門像素SP可與一個發光像素重疊，其中M為等於或大於1之正整數。

可處理輸入影像資料以產生具有與發光像素LEP對應之第一解析度之第一影像資料。第一影像資料可包括輸入影像資料之輝度資訊，使得週邊電路可基於第一影像資料來驅動發光像素LEP。亦可處理輸入影像資料以產生具有與快門像素SP對應之第二解析度之第二影像資 料。第二影像資料可包括輸入影像資料之顏色資訊，並且週邊電路可基於第二影像資料來驅動快門像素。當然，第二影像資料可包括輸入影像資料之輝度資訊。

所示具體實施例中之發光像素LEP及快門像素SP係展示為順著第一方向X及第二方向Y設置。然而，例示性具體實施例不受限於此。舉例而言，發光像素LEP及快門像素SP可順著一個方向(例如，第一方向X)設置。對於另一實施例，可將發光像素LEP及快門像素SP設置成鋸齒形式。

第9圖為根據本發明之原理產生彩色影像之方法的流程圖。

請參閱第1及9圖，於步驟S110，接收輸入影像資料。於步驟S120，處理輸入影像資料以產生具有可與顏色像素CP之解析度對應之第一解析度之第一影像資料。第一影像資料可包括輸入影像資料之顏色資訊，使得與顯色板110相關聯之週邊電路可基於顏色資訊來驅動顏色像素CP。第一影像資料可進一步包括輸入影像資料之輝度資訊。在一例示性具體實施例中，週邊電路可對輸入影像資料進行色度部分取樣，以在輸入影像資料比顏色像素CP具有更高解析度時產生具有第一解析度之第一影像資料。

於步驟S130，處理輸入影像資料以產生具有可與快門像素SP之解析度對應之第二解析度之第二影像資料。第二解析度高於第一解析度。第二影像資料可包括輸入影像資料之輝度資訊，使得與快門裝置120相關聯之週邊電路可基於輝度資訊來驅動快門像素SP。

步驟S120及S130不必按照第9圖所示之順序進行處理。步驟S120及S130可按照任何順序發生。舉例而言，步驟S130可在S120之前發生，或步驟S120及S130可同時發生。

於步驟S140，從顏色像素CP產生色光，以基於第一影像資料提供彩色影像。與顯色板110相關聯之週邊電路可接收第一影像資料，並且控制顏色像素CP之子顏色像素以基於第一影像資料發射第一彩色影像之色光。

於步驟S150，在快門像素SP處調整第一影像資料之色光之輝度，以基於第二影像資料輸出第二彩色影像。與快門裝置120相關聯之週邊電路可接收第二影像資料，並且控制快門像素SP以使用第一彩色影像輸出第二彩色影像。快門像素SP比顏色像素CP具有更高解析度，並且這可使第二彩色影像能夠由人類感知為比第一彩色影像具有更高解析度。在一例示性具體實施例中，在調整第一影像資料之色光之輝度之前，可先光學補償第一彩色影像之色光。舉例而言，第一彩色影像之色光可藉由至少一個漫射層來漫射並通過該至少一個漫射層，諸如參照第5圖所述之漫射器230。因此，可防止容易辨識或者至少較不輕易辨識介於諸顏色像素CP及/或諸顏色像素CP之諸子顏色像素之間的邊界。

雖然本文中已說明某些例示性具體實施例及實作態樣，透過本說明書，其它具體實施例及修改仍將顯而易知。因此，本發明概念不受限於此類具體實施例，而是受限於所提申請專利範圍之更寬範圍、以及各種明顯的修改及均等配置。

Claims (20)

1. 一種顯示裝置，包含：顯色板，包含組配成用來將第一彩色影像中包含之色光發射之顏色像素；以及快門裝置，布置於該顯色板上以接收該第一彩色影像之該等色光並包含快門像素，其中，該快門裝置係組配成用來調整該第一彩色影像之該等色光以輸出第二彩色影像，其中，該快門裝置在單位面積中含有第一數量之該等快門像素，並且該顯色板在該單位面積中含有第二數量之該等顏色像素，該第一數量大於該第二數量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該等快門像素比該等顏色像素具有更高解析度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該等顏色像素包含子顏色像素，各子顏色像素發射複數種顏色的其中一種。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中，在單位面積中，快門像素之數量等於或大於子顏色像素之數量。
5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中，介於該等快門像素之間的邊界中至少有一些係沿著介於該等子顏色像素之間的邊界而置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中，介於該等快門像素之間的該等至少一些邊界與該等子顏色像素重疊。
7. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中，該等快門像素中至少有一些各與二或更多個子顏色像素重疊。
8. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，進一步包含第一週邊控制器，組配成用來控制該等子顏色像素以基於具有該等顏色像素之解析度之第一影像資料將該第一彩色影像之該等色光發射。
9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中，該第一週邊控制器係組配成用來接收第二影像資料並對該第二影像資料進行色度部分取樣，以在該第二影像資料比該等顏色像素具有更高解析度時提供該第一影像資料。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，進一步包含第二週邊控制器，組配成用來控制該等快門像素以基於具有該等快門像素之該解析度之第二影像資料對該第一彩色影像之輝度進行調整。
11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，進一步包含至少一個漫射層，布置於該顯色板與該快門裝置之間並且組配成用來使該第一彩色影像之該等色光漫射並通過。
12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中：該等顏色像素包含子顏色像素，各子顏色像素發射複數種顏色的其中一種；以及該顯色板包含基板和設置在該基板上之發光二極體，其中，該等發光二極體係被包括於該等子顏色像素中。
13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該顯色板包含微LED顯示器，並且該快門裝置包含液晶顯示器。
14. 一種產生彩色影像之方法，該方法包含以下步驟：接收輸入影像資料；處理該輸入影像資料，以產生包括該輸入影像資料之顏色資訊之第一影像資料，以及產生包括該輸入影像資料之輝度資訊之第二影像資料，該第一影像資料具有第一解析度，並且該第二影像資料具有比該第一解析度更高之第二解析度；產生色光以基於該第一影像資料提供第一彩色影像；以及調整該第一彩色影像之該等色光之輝度，以基於該第二影像資料輸出第二彩色影像。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中：該產生步驟包含從顏色像素產生該第一彩色影像之該等色光；以及該調整步驟包含在與該等顏色像素重疊之快門像素處調整該第一彩色影像之該等色光之該輝度，以接收該第一彩色影像之該等色光。
16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，進一步包含在調整該第一彩色影像之該輝度之前先光學補償該第一彩色影像以使該第一彩色影像漫射之步驟，其中，該調整步驟包含在與該等顏色像素重疊之該等快門像素處調整該光學補償之第一彩色影像之該等色光之該輝度、以及在與該等顏色像素重疊之該等快門像素附近之一或多個快門像素處調整該光學補償之第一彩色影像之該等色光之該輝度。
17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中，該第一解析度對應於該等顏色像素之數量，並且該第二解析度對應於該等快門像素之數量。
18. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該輸入影像資料具有高於該第一解析度之第三解析度，並且該處理步驟包含對該輸入影像資料進行色度部分取樣以產生該第一影像資料。
19. 如申請專利範圍第14項所述之方法，進一步包含在調整該第一彩色影像之該輝度之前先光學補償該第一彩色影像之步驟。
20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中，該光學補償之步驟包含在調整該第一彩色影像之該輝度之前先使該第一彩色影像之該等色光漫射。