一种显示模组、显示装置和显示方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示模组、显示装置和显示方法。


背景技术：

2.液晶显示技术具有轻薄化、视角范围大、分辨率高等优点，得到市场的广泛认可。随着工艺的进步以及市场需求的提升，更高ppi的产品进入到市场中，但是在3d显示中，由于需要给不同人眼不同的画面信息，所以分辨率至少减少至一半，而让人更舒适的3d设计要求不同视图之间更加的密集，这样人眼在位置移动过程中，在不同位置可以看到不同的信息，为人眼提供动态视差的感觉。
3.然而更密集的视图排布会折损更多的分辨率，而且3d显示的串扰和摩尔纹的问题也严重影响着3d的观看效果。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题至少之一，本发明第一个实施例提供一种显示模组，包括显示面板和设置在所述显示面板的出光侧的透镜层，其中
5.所述显示面板包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板设置有阵列排布的多个像素岛，每个像素岛包括按照预设方向连续排列的多个亚像素，所述彩膜基板包括黑矩阵和由所述黑矩阵限定的彩色滤光部，每个像素岛对应一个彩色滤光部；
6.所述透镜层，包括多个按照预设方向连续排列的柱透镜，每个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛设置在所述柱透镜的焦平面上。
7.进一步的，在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的n倍，每n 1个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛在所述预设方向上的宽度小于等于预设宽度，n大于等于1。
8.进一步的，所述彩色滤光部的宽度等于所述黑矩阵的宽度，每2个柱透镜对应一个像素岛。
9.进一步的，每个像素岛包括8个亚像素，投射到人眼形成8个视区。
10.进一步的，所述彩色滤光部的宽度与所述黑矩阵的宽度比为2，每3个柱透镜对应一个像素岛。
11.进一步的，每个像素岛包括8个亚像素，其中，第1亚像素和第5亚像素显示相同信息，第2亚像素和第6亚像素显示相同信息，第3亚像素和第7亚像素显示相同信息，第4亚像素和第8亚像素显示相同信息，投射到人眼形成4个视区。
12.进一步的，每m 1个柱透镜对应一个像素岛时，所述像素岛中靠近所述黑矩阵的至少一个亚像素响应于配置为黑态，以形成在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的m倍，m大于等于1。(实施例四，亚像素补偿)
13.进一步的，所述显示面板包括：
14.衬底；
15.设置在所述衬底上的像素电极，所述像素电极沿与所述预设方向呈预设角度延伸；
16.设置在所述像素电极上的液晶层；
17.设置在所述液晶层上的公共电极；
18.设置在所述公共电极上的彩膜基板；
19.设置在所述彩膜基板上的透镜层，所述透镜层的柱透镜的延伸方向与所述像素电极的延伸方向相同。
20.本发明第二个实施例提供一种显示装置，包括第一个实施例所述的显示模组。
21.本发明第三个实施例提供一种利用第一个实施例所述的显示模组的显示方法，包括：
22.阵列基板的各像素岛出射的光经对应的彩膜基板的彩色滤光部射出显示面板；
23.所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区。
24.进一步的，在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的n倍，每n 1个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛在所述预设方向上的宽度小于等于预设宽度，n大于等于1，所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区进一步包括：
25.所述像素岛的各亚像素的出射光分别经对应的n 1个柱透镜投射到人眼形成连续不间断的视区。
26.进一步的，每m 1个柱透镜对应一个像素岛时，
27.所述显示方法还包括：将所述像素岛中靠近所述柱透镜的至少一个亚像素配置为黑态，形成在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的m倍，m大于等于1；
28.所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区进一步包括：所述像素岛的各亚像素的出射光分别经对应的m 1个柱透镜投射到人眼形成连续不间断的视区。
29.本发明的有益效果如下：
30.本发明针对目前现有的问题，制定一种显示模组、显示装置和显示方法，通过与像素岛对应设置的彩色滤光部和柱透镜，能够解决现有3d技术存在的串扰问题和黑区问题，实现各视区之间的连续观看。进一步的，通过成比例设置的彩色滤光部宽度和黑矩阵宽度，以及对应设置的柱透镜实现连续不间断观看，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高3d显示效果，改善用户体验，具有广泛的应用前景。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1示出本发明的一个实施例所述显示模组的结构示意图；
33.图2示出本发明的一个实施例所述显示模组的光路示意图；
34.图3示出本发明的一个实施例所述显示模组的局部结构示意图；
35.图4示出本发明的另一个实施例所述显示模组的结构示意图；
36.图5示出本发明的另一个实施例所述显示模组的光路示意图；
37.图6示出本发明的另一个实施例所述显示模组的投影示意图；
38.图7示出本发明的再一个实施例所述显示模组的光路示意图；
39.图8示出本发明的再一个实施例所述显示模组的投影示意图；
40.图9示出本发明的又一个实施例所述显示模组的光路示意图；
41.图10示出本发明的一个实施例所述显示方法的流程图。
具体实施方式
42.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
43.需要说明的是，本文中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。在本文中，除非另有说明，所采用的术语“位于同一层”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过同一构图工艺形成，并且，这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。在本文中，除非另有说明，表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。
44.针对现有技术中存在的问题，如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种显示模组，包括显示面板和设置在所述显示面板的出光侧的透镜层，其中所述显示面板包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板设置有阵列排布的多个像素岛，每个像素岛包括按照预设方向连续排列的多个亚像素，所述彩膜基板包括黑矩阵和由所述黑矩阵限定的彩色滤光部，每个像素岛对应一个彩色滤光部；所述透镜层，包括多个按照预设方向连续排列的柱透镜，每个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛设置在所述柱透镜的焦平面上。
45.在本实施例中，通过与像素岛对应设置的彩色滤光部和柱透镜，能够解决现有3d技术存在的串扰问题和黑区问题，实现各视区之间的连续观看。
46.在一个具体的示例中，如图1所示，所述显示面板包括：
47.衬底10；
48.设置在所述衬底10上的像素电极11，所述像素电极11沿垂直于纸面向里的方向延伸，本实施例的像素电极11为条状电极，该条状电极可以设置为与预设方向f垂直延伸，或者与预设方向f呈一定角度延伸；
49.设置在所述像素电极11上的液晶层12，液晶层12包括阵列排布的多个像素岛13，每个像素岛13包括按照预设方向f连续排列的多个亚像素；
50.设置在所述液晶层12上的公共电极14；
51.设置在所述公共电极14上的彩膜基板，所述彩膜基板包括黑矩阵16和由所述黑矩阵限定的彩色滤光部15，本实施例中彩膜基板包括由黑矩阵16限定的多个彩色滤光部，对
应于每个像素至少包括的三个子像素，例如红色滤光部、绿色滤光部和蓝色滤光部，其中一个子像素对应一个像素岛，即一个像素岛对应一个彩色滤光部；
52.设置在所述彩膜基板上的盖板17；
53.设置在所述盖板17上的透镜层，包括多个按照预设方向f连续排列的柱透镜18，每个柱透镜18对应一个像素岛，每个柱透镜的口径在所述衬底上的正投影覆盖所述像素岛在所述衬底上的正投影，即每个柱透镜的口径与所述像素岛的尺寸相关。并且，考虑到人眼在各个位置处观看到的光线是从像素岛的一个位置发出的，所述像素岛设置在所述柱透镜的焦平面上。
54.如图2所示为显示面板出射的光经对应的柱透镜投射到人眼中的投影，在本实例中，所述像素岛包括8个亚像素，相邻两个像素岛之间由黑矩阵限定，如图所示，各像素岛的亚像素出射的光线经柱透镜投射到人眼中形成不同的视区，并且各视区为连续的视区。因此，通过与像素岛对应设置的彩色滤光部和柱透镜，能够实现不同视区之间无黑区的连续观看效果，从而解决现有技术中不同视区之间存在黑区的问题。
55.在一个可选的实施例中，如图3所示，所述透镜层的柱透镜18的延伸方向与所述像素电极11的延伸方向相同。
56.在本实施例中，在像素岛设置在柱透镜的焦平面的基础上，通过设置柱透镜的延伸方向与像素电极的延伸方向相同，即柱透镜的延伸方向与像素岛的延伸方向相同，能够满足显示模组的串扰值最小化，理论值为0。
57.上述实施例能够解决各视区间的连续观看，但由于黑矩阵的存在，如图2所示，对应于人眼中的投影，在相邻两个连续的视区投影之间还存在黑区，即黑矩阵在人眼中的投影。
58.针对上述情况，本技术的发明人经过大量理论研究和实验，在上述实施例的基础上进一步提出一个实施例，具体的，在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的n倍，每n 1个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛在所述预设方向上的宽度小于等于预设宽度，n大于等于1。
59.在本实施例中，一方面通过成比例设置的彩色滤光部宽度和黑矩阵宽度，同时对应设置柱透镜的数量，从而实现从彩色滤光部出射的光线投射到人眼中的投影与黑矩阵在人眼中的投影成比例，同时通过不同的柱透镜投射光线使得在任意观看位置均存在视区投影和黑矩阵投影；另一方面通过限定像素岛的尺寸小于预设宽度，即限定像素岛小于人眼分辨率极限时忽视黑矩阵在人眼中的投影，从而实现在人眼中形成连续不间断的视区显示，有效提升显示模组的显示效果。
60.在一个具体的示例中，如图4所示，所述彩色滤光部的宽度等于所述黑矩阵的宽度，每2个柱透镜对应一个像素岛。
61.在本实施例中，如图4和图5所示，将彩色滤光部的宽度设置为与黑矩阵的宽度相同，均为a；同时将柱透镜的口径缩小为前述第一个实施例的一半，即一个像素岛对应两个柱透镜，则彩色滤光部出射的光分别通过对应的两个柱透镜投射到人眼中。具体的，如图5所示，一个像素岛对应两个柱透镜181和182，其中实线为像素岛经过左侧柱透镜181的投影结果并形成实线投影视区21，虚线为像素岛经过右侧柱透镜182的投影结果并形成虚线投影视区22，值得说明的是，实线投影视区21和虚线投影视区22为重合的投影视区，为便于描
述分开标识。如图可知，从彩色滤光部出射的光经过不同柱透镜的投射，在图中实线投影视区21中的黑矩阵对应的投影区与虚线投影视区22中的像素岛视区对应，实线投影视区21中的像素岛视区与虚线投影视区22中的黑矩阵对应的投影区对应；换句话说，从人眼的角度出发，当像素岛的尺寸和对应的柱透镜的尺寸足够大，则在任意观看位置看到的屏幕图像为如图6所示的图像，彩色滤光部出射的光线透射到人眼中的投影和黑矩阵对应的投影间隔排列。因此，限定像素岛小于人眼分辨率极限时，人眼无法分辨出图6中黑矩阵对应的投影，即黑矩阵对应在人眼中的投影不再影响显示效果，从而实现在人眼中形成连续不间断的视区显示，解决现有技术中存在的问题，并有效提升显示模组的显示效果。
62.进一步的，在一个可选的实施例中，如图5所示，仍以每个像素岛包括8个亚像素131为例，各像素岛的亚像素经柱透镜透射到人眼中形成8个视区，即在人眼中形成连续不间断的视区。
63.在一个具体的示例中，所述彩色滤光部的宽度与所述黑矩阵的宽度比为2，每3个柱透镜对应一个像素岛。
64.在本实施例中，如图7所示，所述彩色滤光部15的宽度为2a，所述黑矩阵16的宽度为a，每个像素岛对应三个柱透镜，分别为左侧的183，中间的184和右侧的185，则彩色滤光部出射的光分别通过对应的两个柱透镜投射到人眼中。具体的，如图7所示，其中细实线为像素岛经过左侧柱透镜183的投影结果并形成投影视区23，粗实线为像素岛经过中间柱透镜184的投影结果并形成投影视区24，虚线为像素岛经过右侧柱透镜185的投影结果并形成投影视区25，值得说明的是，投影视区23、投影视区24和投影视区25为重合的投影视区，为便于描述分开标识。根据投影视区23、投影视区24和投影视区25，则人眼在任意位置观看到的为如图8所示的图像，彩色滤光部出射的光线透射到人眼中的投影和黑矩阵对应的投影为2:1间隔排列。当限定像素岛小于人眼分辨率极限时，人眼无法分辨出图6中黑矩阵对应的投影，即黑矩阵对应在人眼中的投影不再影响显示效果，从而实现在人眼中形成连续不间断的视区显示，解决现有技术中存在的问题，并有效提升显示模组的显示效果。
65.进一步的，在一个可选的实施例中，仍以每个像素岛包括8个亚像素131为例，各像素岛的亚像素经柱透镜透射到人眼中形成8个视区，即在人眼中形成连续不间断的视区。同时，考虑到彩色滤光部出射的光线透射到人眼中的投影和黑矩阵对应的投影为2:1间隔排列，则将第1亚像素和第5亚像素设置为显示相同信息，第2亚像素和第6亚像素设置为显示相同信息，第3亚像素和第7亚像素设置为显示相同信息，第4亚像素和第8亚像素设置为显示相同信息，投射到人眼形成4个视区。在本实施例中，根据像素到与彩色滤光部和柱透镜的对应关系，对于同一分组的亚像素可以设置为输入相同的数据线，即同一分组的第1亚像素和第5亚像素使用相同的数据线、同一分组的第2亚像素和第6亚像素使用相同的数据线、同一分组的第3亚像素和第7亚像素使用相同的数据线、同一分组的第4亚像素和第8亚像素使用相同的数据线；从而简化显示模组的布线，降低工艺复杂度和制作成本。
66.值得说明的是，本技术对彩膜基板上彩色滤光部和黑矩阵的宽度比不作限定，相对应的对像素岛与柱透镜的对应数量不作限定，上述实施例仅用于说明本技术的具体实施方式，本领域技术人员应当根据实际应用需求选择适当的宽度比和数量比，以满足上述比例对应关系，以实现连续不间断的视区显示为设计准则，在此不再赘述。
67.考虑到彩色滤光部的宽度和柱透镜的宽度不成比例的情况下，在一个可选的实施
例中，每m 1个柱透镜对应一个像素岛时，所述像素岛中靠近所述黑矩阵的至少一个亚像素响应于配置为黑态，以形成在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的m倍，m大于等于1。
68.在本实施例中，通过设置像素岛中至少一个亚像素的显示颜色，利用亚像素补偿黑矩阵，即调整彩色滤光部与黑矩阵的宽度比，从而实现连续不间断的视区显示。
69.具体的，如图9所示，仍以一个像素岛对应一个彩色滤光部、对应两个柱透镜的情况为例，其中，一个像素岛对应9个亚像素，一个亚像素的宽度为3μm，则像素岛的开口区总宽度为27μm，黑矩阵的宽度为21μm，为满足人眼在任意观看位置的连续不间断的视区显示，采用亚像素补偿的方式满足彩色滤光部和黑矩阵的宽度比。具体的，一个像素岛对应两个柱透镜181和182，则彩色滤光部15和黑矩阵16的宽度比为1:1，每个像素岛包括9个亚像素分别为1、2、3、4、5、6、7、8和9，则将像素岛中靠近所述黑矩阵的亚像素9配置为黑态，即另亚像素9显示黑色，通过设置亚像素的显示颜色补偿黑矩阵。如图9所示，亚像素9设置为黑色，透射到人眼的视区9’为黑色，则补偿后的彩色滤光部的宽度能够视为24μm，黑矩阵的宽度能够视为24μm，则彩色滤光部与黑矩阵的宽度比满足上述宽度比需求，能够实现在人眼中形成连续不间断的视区显示，解决现有技术中存在的问题，并有效提升显示模组的显示效果。
70.与上述实施例提供的显示模组相对应，本技术的一个实施例还提供一种利用上述显示模组的显示方法，由于本技术实施例提供的显示方法与上述几种实施例提供的显示模组相对应，因此在前实施方式也适用于本实施例提供的显示方法，在本实施例中不再详细描述。
71.如图10所示，本技术的一个实施例还提供一种利用上述显示模组的显示方法，包括：阵列基板的各像素岛出射的光经对应的彩膜基板的彩色滤光部射出显示面板；所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区。
72.在本实施例中，通过与像素岛对应设置的彩色滤光部和柱透镜，能够解决现有3d技术存在的串扰问题和黑区问题，实现各视区之间的连续观看。具体实施方式同前述实施例，在此不再赘述。
73.在一个可选的实施例中，在所述预设方向上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的n倍，每n 1个柱透镜对应一个像素岛，并且所述像素岛在所述预设方向上的宽度小于等于预设宽度，n大于等于1，所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区进一步包括：所述像素岛的各亚像素的出射光分别经对应的n 1个柱透镜投射到人眼形成连续不间断的视区。
74.在本实施例中，一方面通过成比例设置的彩色滤光部宽度和黑矩阵宽度，同时对应设置柱透镜的数量，从而实现从彩色滤光部出射的光线投射到人眼中的投影与黑矩阵在人眼中的投影成比例，同时通过不同的柱透镜投射光线使得在任意观看位置均存在视区投影和黑矩阵投影；另一方面通过限定像素岛的尺寸小于预设宽度，即限定像素岛小于人眼分辨率极限时忽视黑矩阵在人眼中的投影，从而实现在人眼中形成连续不间断的视区显示，有效提升显示模组的显示效果。具体实施方式同前述实施例，在此不再赘述。
75.在另一个可选的实施例中，每m 1个柱透镜对应一个像素岛时，所述显示方法还包括：将所述像素岛中靠近所述柱透镜的至少一个亚像素配置为黑态，形成在所述预设方向
上所述彩色滤光部的宽度为所述黑矩阵的宽度的m倍，m大于等于1；所述像素岛的各亚像素的出射光经透镜层中对应的柱透镜投射到人眼形成连续的视区进一步包括：所述像素岛的各亚像素的出射光分别经对应的m 1个柱透镜投射到人眼形成连续不间断的视区。
76.在本实施例中，通过设置像素岛中至少一个亚像素的显示颜色，利用亚像素补偿黑矩阵，即调整彩色滤光部与黑矩阵的宽度比，从而实现连续不间断的视区显示。具体实施方式同前述实施例，在此不再赘述。
77.基于上述显示模组，本发明的另一个实施例提供了一种显示装置，包括上述显示模组，并且所述显示装置为液晶显示装置，可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
78.本发明针对目前现有的问题，制定一种显示模组、显示装置和显示方法，通过与像素岛对应设置的彩色滤光部和柱透镜，能够解决现有3d技术存在的串扰问题和黑区问题，实现各视区之间的连续观看。进一步的，通过成比例设置的彩色滤光部宽度和黑矩阵宽度，以及对应设置的柱透镜实现连续不间断观看，从而弥补了现有技术中存在的问题，有效提高3d显示效果，改善用户体验，具有广泛的应用前景。
79.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。