CN103869566B - 一种像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置，包括一扫描线；一公共电极线，所述扫描线和所述公共电极线水平分布；一像素电极，设置在所述扫描线和所述公共电极线之间，且呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；一薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。本发明提供的像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置，解决了具有倾斜像素电极的液晶显示面板及其立体显示装置的数据线无法等阻抗驱动，驱动电路设计困难等问题。

Description

一种像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，尤其涉及一种用于立体显示装置的液晶显示屏的像素结构。

背景技术

显示产业全球年产值超千亿美元，是信息产业的支柱产业之一。目前显示技术正朝着立体显示、超高清显示、柔性显示、透明显示、可穿戴式显示等方向发展，其中立体显示是当前产业发展的热点和重点方向，并逐渐成为显示器件实现差异化和产品性能竞争的重要特征。

从产业发展现状来看，眼镜式立体显示正逐渐成为平板显示的标准配置，产品的竞争主要集中在性能和成本方面；不需要戴眼镜的裸眼立体显示将在未来几年内成为市场的主流产品，产业发展重点将是可消除视觉疲劳的新型裸眼立体显示。

裸眼立体显示仍然存在诸多问题，其中较为突出的是显示屏幕的二维和三维显示兼容问题，以及长时观看的视觉疲劳问题。从较为长远的技术发展趋势来看，同时实现无窜扰的双目视差功能和单目聚焦功能是未来几年内的技术发展重点方向。

裸眼光栅式立体显示是目前各家公司的重点研究方向，并有可能在未来几年内成为市场的主流技术。柱状棱镜将是未来光栅式立体显示的主流技术。目前企业研究相对比较集中的是9视点柱状棱镜技术，更多视点的裸眼立体显示技术也逐渐成熟。未来产业竞争的热点将集中在成像质量方面，例如：视点间的窜扰、视角范围、图像分辨率和清晰度等。

传统柱透镜采用如图1所示的纵条状透镜12，柱透镜12的透镜单元中心线13与显示屏11的像素R和像素G的分界线平行。使用这种传统柱透镜的问题是：

1.会产生明显的摩尔条纹，表现为观察者10在一旁移动，看到屏幕产生黑色波带；

2.立体显示时，显示影像的横向分辨率与纵向分辨率不一致，横向分辨率下降严重，导致视点数量无法进一步增加。在图1所示的4视点结构中，立体显示的横向分辨率降低至原来二维显示时显示屏11的横向分辨率的1/4，纵向分辨率不变。

为了提高显示质量，常用的对策是把纵条状的柱透镜改为倾斜排列的透镜。图2A是Philips公司的采用倾斜排列透镜的9视点立体显示技术，显示屏211的像素RGB纵 条状排列，斜透镜212的的单元中心线与显示屏211的像素R呈一个夹角α；图2B是Alioscopy公司的采用倾斜排列透镜的6视点立体显示技术，显示屏221的像素纵条状排列，斜透镜222的的单元边界线与显示屏221的纵条状像素呈一个夹角α。夹角α的范围在45度到90度之间。

显示屏上的纵条状像素与斜透镜组合，透镜边缘对单个子像素分割会造成锯齿状显示不良。为了解决透镜单元边缘对单个子像素分割造成的锯齿状不良，专利CN101511035A提出了如图3所示的平行四边形结构的像素结构：显示屏31的像素34呈倾斜分布，与同样倾斜的透镜32的透镜单元33呈平行状态，在每个透镜单元内由纵向分布的RGB三个子像素1、GBR三个子像素2、BRG三个子像素3、RGB三个子像素4构成立体显示的4个视点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是针对现有技术存在一个或多个的问题提出了以下像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置。

为达上述或其它目的，本发明提供了一种像素结构，包括：一扫描线；一公共电极线，所述扫描线和所述公共电极线水平分布；一像素电极，设置在所述扫描线和所述公共电极线之间，且呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；一薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

优选地，还包括一存储电容，具有一上电极、一下电极与一夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述公共电极线。

本发明一实施例还提供了一种像素结构，包括：一扫描线，两所述扫描线呈水平分布；一像素电极，所述像素电极夹设在所述两扫描线之间，且所述像素电极呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；一薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

优选地，还包括一公共电极线，所述公共电极线沿所述像素电极的中线方向延伸，且与所述两扫描线平行。

优选地，还包括一存储电容，具有一上电极、一下电极与一夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述扫描线。

优选地，还包括两遮光条，所述两遮光条平行夹设所述像素电极，所述遮光条与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°，且与所述像素电极部分交叠。

优选地，所述像素结构的存储电容采用所述公共电极线、与公共电极线等电位的遮光线与所述像素电极交叠形成，所述公共电极线、所述遮光线与所述扫描线为同层金属。

本发明另一实施例还提供了一种像素结构，一种像素结构，包括：一扫描线，所述扫描线呈水平分布；一像素电极，所述像素电极夹设在所述两扫描线之间，且所述像素电极呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；一面公共电极，所述面公共电极对应所述数据线图案镂空，且所述公共电极与所述数据线无交叠；一薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

优选地，所述数据线贯穿所述像素电极是所述数据线沿所述像素电极的一角经垂直延伸、水平延伸再垂直延伸至所述像素电极的另一对角。

优选地，还包括一存储电容，具有一上电极、一下电极与一夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述面公共电极。

本发明再一实施例还提供了一种液晶显示面板，包括：一彩膜基板；一阵列基板，具有呈矩阵状分布的多个所述的像素结构；以及夹设于所述彩膜基板和所述阵列之间的液晶层。

本发明又一实施例还提供了一种液晶显示面板一种立体显示装置，包括：所述的液晶显示面板；一柱透镜光栅，贴附在所述液晶显示面板的外面，所述柱透镜光栅与所述液晶显示面板的垂直法线的角度为β，0°<β<90°，所述柱透镜光栅包括多条平行排列的柱透镜；所述像素结构为平行四边形状且依次排列成多条斜线，每条柱透镜的左右边缘分别与所述像素结构边缘平行重合，每条柱透镜在水平方向上完整覆盖η个所述像素结构，η大于等于2，所述像素结构和所述液晶显示面板左右两侧形成的直角三角形区域内填充有黑矩阵。

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种像素结构、液晶显示面板及其立体显示装置，解决了具有倾斜像素电极的液晶显示面板及其立体显示装置的数据线无法等阻抗驱动，驱动电路设计困难等问题。

附图说明

图1是一现有技术的立体显示装置的平面示意图；

图2A是另一现有技术的立体显示装置的平面示意图；

图2B是又一现有技术的立体显示装置的平面示意图；

图3是再一现有技术的立体显示装置的平面示意图；

图4是本发明一实施例具体像素结构的平面示意图；

图5A是本发明另一实施例像素结构的平面示意图；

图5B是本发明再一实施例像素结构的平面示意图；

图6是本发明图5B所示像素结构沿AA’区的断面图；

图7是本发明一实施例的像素结构的像素阵列的平面图；

图8是本发明另一实施例的像素结构的像素阵列的平面图；

图9是本发明又一实施例的像素结构的像素阵列的平面图；

图10是本发明再一实施例的像素结构的像素阵列的平面图；

图11是本发明图10所述像素阵列结构沿BB'区的断面图；

图12是本发明又一实施例的像素结构的像素阵列的平面图。

具体实施方式

现有的专利CN101511035A中没有具体公开平行四边形的具体像素结构。本发明图4所示为本发明一实施例具体像素结构的平面示意图。参考图4，一扫描线42，一公共电极线43，所述扫描线42和所述公共电极线43水平分布，一像素电极44，设置在所述扫描线42和所述公共电极线43之间，且呈倾斜分布，所述像素电极44与所述扫描线42之间的夹角为a，0°<a<90°，一薄膜晶体管45，设置在所述数据线41与所述扫描线42的交叉区域。

在具体的实现中，相邻两条数据线41与扫描线42、公共电极线43交错形成平行四边形结构，例如，像素电极为等边平行四边形状或不等边四边形状，所述子像素单元的短边长度为0.1mm，长边长度为0.3mm。

采用如图4所示的像素结构，在显示屏左右两侧的部分数据线长度与中央的数据线长度不一致。如图3所示，在显示屏左侧，第二行像素的左侧数据线，以及第三行像素的左侧数据线长度与第一行像素的左侧数据线不等长；在显示屏右侧第一行像素的左侧数据线，以及第二行像素的左侧数据线长度与第三行像素的左侧数据线不等长。数据线 不等长导致数据信号的驱动能力不一致，会造成显示不良。另外，显示屏左侧部分像素的数据线的引入端在左侧，而其他大部分数据线的引入端在显示屏上侧，这使得具体设计时无法正常设计驱动芯片的位置。

本发明提出了另一种像素结构如图5所示，参考图5，根据存储电容结构的不同分为如图5A所示的使用公共电极线513做存储电容的结构，以及如图5B所示的使用扫描线521做存储电容的结构。

图5A所示的像素结构，其包括：一扫描线511，一公共电极线513，所述扫描线511和所述公共电极线513水平分布；一像素电极514，设置在所述扫描线511和所述公共电极线513之间，且呈倾斜分布，所述像素电极514与所述扫描线511之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线512，沿所述像素电极514的对角方向延伸且与所述扫描线511垂直；一薄膜晶体管514，设置在所述数据线512与所述扫描线511的交叉区域。

在具体的实现中，上述像素结构包括存储电容，具有一上电极、一下电极与一夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述公共电极线。

图5B所示的像素结构，其包括：一扫描线521，两所述扫描线521呈水平分布；一像素电极523，所述像素电极523夹设在所述两扫描线521之间，且所述像素电极523呈倾斜分布，所述像素电极523与所述扫描线521之间的夹角为a，0°<a<90°；一数据线522，沿所述像素电极523的对角方向延伸且与所述扫描线521垂直；一薄膜晶体管524，设置在所述数据线522与所述扫描线521的交叉区域。

其中，还包括一存储电容，具有一上电极、一下电极与一夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述扫描线。

在具体的实现中，以图5B的像素结构为例，本发明的像素结构在AA’区的断面图如图6所示：在玻璃基板60的上方为扫描线61，在扫描线61的上方为栅极绝缘层64，在栅极绝缘层64的上方为数据线62，在数据线62的上方为有机绝缘层65，在有机绝缘层65的上方为ITO像素电极63。

以图5B的像素结构为例，采用本发明的像素结构的像素阵列如图7所示：扫描线71与数据线72隔着栅极绝缘层相互垂直分布。采用本发明的像素结构，所有像素的数据线72的引入端都统一在显示屏的上侧。一方面保证了所有数据线72的长度一致，另一方面保证了所有数据线驱动芯片可以同时设计在显示屏上侧。

图8是本发明另一实施例的像素结构的像素阵列的平面图。与前述实施例相同的部分不再赘述，不同在于本实施例中，如图8所示，像素的存储电容采用公共电极线83与像素电极84交叠形成，公共电极线83与扫描线81平行，公共电极线83与扫描线81为同层金属。

图9是本发明另一实施例的像素结构的像素阵列的平面图。与前述实施例相同的部分不再赘述，不同在于本实施例中，如图9所示，像素的存储电容采用公共电极线93、与公共电极线等电位的遮光线95与像素电极94交叠形成，公共电极线93与扫描线91平行，公共电极线93、与公共电极线等电位的遮光线95与扫描线91为同层金属。遮光线95设计在相邻的像素电极94之间。

图10是本发明另一实施例的像素结构的像素阵列的平面图。与前述实施例相同的部分不再赘述，不同在于本实施例中，如图10所示，像素的存储电容采用ITO等透明显示材料制作的公共电极103与像素电极104交叠形成，扫描线101与数据线102交叉区域形成薄膜晶体管。数据线102下方的透明公共电极103可以如图11所示进行镂空设计，以减小数据线102与公共电极103之间的耦合电容。

图11是本发明图10所示的像素阵列沿BB'区断面图，如图11所示，玻璃基板110上方是被镂空的透明公共电极111，在透明公共电极111上方是绝缘层112，在绝缘层112上方是数据线113，在113上方是有机绝缘膜114，在有机绝缘膜114上方是像素电极115。

图12是本发明另一实施例的像素结构的像素阵列的平面图。与前述实施例相同的部分不再赘述，不同在于本实施例中，如图12所示，数据线122在像素电极123的中央进行弯折设计，形成如图12所示的弯折结构124，以保证数据线122与扫描线121重叠的区域落在像素电极123的角部，方便进行薄膜晶体管125的设计。

本发明的上述实施例中的像素结构还可以应用于液晶显示面板。例如，一种液晶显示面板，包括：一彩膜基板；一阵列基板，具有呈矩阵状分布的多个所述的像素结构；以及夹设于所述彩膜基板和所述阵列之间的液晶层。

本发明的上述实施例中的像素结构还可以应用于液晶显示面板。例如，一种立体显示装置，包括：所述的液晶显示面板；一柱透镜光栅，贴附在所述液晶显示面板的外面，所述柱透镜光栅与所述液晶显示面板的垂直法线的角度为β，0°<β<90°，所述柱透镜光栅包括多条平行排列的柱透镜；所述像素结构为平行四边形状且依次排列成多条斜 线，每条柱透镜的左右边缘分别与所述像素结构边缘平行重合，每条柱透镜在水平方向上完整覆盖η个所述像素结构，η大于等于2，所述像素结构和所述液晶显示面板左右两侧形成的直角三角形区域内填充有黑矩阵。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (12)

1.一种像素结构，包括：

扫描线；

公共电极线，所述扫描线和所述公共电极线水平分布；

像素电极，设置在所述扫描线和所述公共电极线之间，且呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；

数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；

薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

2.如权利要求1所述的像素结构，其中，还包括存储电容，具有上电极、下电极与夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述公共电极线。

3.一种像素结构，包括：

扫描线，所述扫描线呈水平分布；

像素电极，所述像素电极夹设在两条所述扫描线之间，且所述像素电极呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；

数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；

薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

4.如权利要求3所述的像素结构，其中，还包括公共电极线，所述公共电极线沿所述像素电极的中线方向延伸，且与所述两扫描线平行。

5.如权利要求3所述的像素结构，其中，还包括存储电容，具有上电极、下电极与夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述扫描线。

6.如权利要求4所述的像素结构，其中，还包括两遮光条，所述两遮光条平行夹设所述像素电极，所述遮光条与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°，且与所述像素电极部分交叠。

7.如权利要求6所述的像素结构，其中，所述像素结构的存储电容采用所述公共电极线、与公共电极线等电位的遮光线与所述像素电极交叠形成，所述公共电极线、所述遮光线与所述扫描线为同层金属。

8.一种像素结构，包括：

扫描线，所述扫描线呈水平分布；

像素电极，所述像素电极夹设在两条所述扫描线之间，且所述像素电极呈倾斜分布，所述像素电极与所述扫描线之间的夹角为a，0°<a<90°；

数据线，贯穿所述像素电极且与所述扫描线垂直；

面公共电极，所述面公共电极的一部分图案全面覆盖所述像素电极，所述面公共电极对应所述数据线的另一部分图案镂空；

一薄膜晶体管，设置在所述数据线与所述扫描线的交叉区域。

9.如权利要求1或3或8所述的像素结构，其中，所述数据线贯穿所述像素电极是所述数据线沿所述像素电极的一角经垂直延伸、水平延伸再垂直延伸至所述像素电极的另一对角。

10.如权利要求8所述的像素结构，其中，还包括存储电容，具有上电极、下电极与夹设于该上电极与该下电极间的绝缘层，所述上电极为所述像素电极，所述下电极为所述面公共电极。

11.一种液晶显示面板，包括：

彩膜基板；

阵列基板，具有呈矩阵状分布的多个如权利要求1-10之一所述的像素结构；

以及夹设于所述彩膜基板和所述阵列之间的液晶层。

12.一种立体显示装置，包括：

如权利要求11所述的液晶显示面板；

柱透镜光栅，贴附在所述液晶显示面板的外面，所述柱透镜光栅与所述液晶显示面板的垂直法线的角度为β，0°<β<90°，所述柱透镜光栅包括多条平行排列的柱透镜；

所述像素结构为平行四边形状且依次排列成多条斜线，每条柱透镜的左右边缘分别与所述像素结构边缘平行重合，每条柱透镜在水平方向上完整覆盖η个所述像素结构，η大于等于2，如权利要求1-10之一所述的像素结构和所述液晶显示面板左右两侧形成的直角三角形区域内填充有黑矩阵。