CN112951106A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种显示装置，该显示装置包括显示面板以及微发光二极管显示模块，微发光二极管显示模块设置于显示面板的微发光二极管显示区内，微发光二极管显示模块中的相邻两个像素单元的其中之一具有一个与另一个像素单元内的子像素颜色不同的子像素，该子像素被该相邻两个像素单元共用，以此减少微发光二极管显示区内的子像素的数量，从而提高微发光二极管显示区的透过率，同时通过子像素渲染法驱动所述微发光二极管显示模块，以此增大被借用的子像素内的微发光二极管的驱动电流，来提高该微发光二极管的外量子效率，从而降低微发光二极管显示模块的功耗。

Description

显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

随着全面屏的普及和消费者对机身一体化的追求，屏下传感技术成为中小尺寸显示领域的开发重点。液晶显示(liquid crystal display,LCD)技术因属于整面背光的被动发光结构，光学传感器与光学显示区域无法在空间上重合，较有机发光二极管(organiclight emitting diode,OLED)和微发光二极管(micro light emitting diode,Micro-LED)等像素级主动式发光显示技术存在明显的劣势。

Micro-LED显示技术因超高亮度、高对比度、响应时间快、信耐性好、透明度高以及可挠性等优势，被认为是下一代显示技术。OLED与Micro-LED用于透明显示时，透过率均比LCD有较大的优势。而与OLED相比，Micro-LED不存在高电流驱动下的寿命问题，能够以更小的像素尺寸达到高亮显示，故更适合用于透明显示技术。

然而，Micro-LED的外量子效率(external quantum efficiency,EQE)通常会随着尺寸缩小而降低，且因半导体材料折射率的差异，红光Micro-LED的EQE较蓝光、绿光Micro-LED更低，导致Micro-LED应用于透明显示时的功耗较高。目前，业界较为成熟的Micro-LED芯片的尺寸可以做到25～30μm左右，更小尺寸的芯片有待EQE持续优化和转移技术成熟。在现行较大的芯片尺寸下，如何提高Micro-LED显示模块的透过率以提高光学传感器成像质量成为业界研究的方向。

综上所述，现有采用屏下传感技术的显示装置的微发光二极管显示模块存在功耗较高的问题。故，有必要提供一种显示装置来改善这一缺陷。

发明内容

本申请实施例提供一种显示装置，用于解决现有采用屏下传感技术的显示装置的微发光二极管显示模块存在功耗较高的问题。

本申请实施例提供一种显示装置，包括：

显示面板，包括液晶显示区和临接于所述液晶显示区并用于获取环境光的微发光二极管显示区；

微发光二极管显示模块，设置于所述微发光二极管显示区内；

其中，所述微发光二极管显示模块包括呈阵列排布的多个像素单元，每一个所述像素单元包括至少两个颜色不同的子像素，相邻两个所述像素单元的其中之一具有一个与另一个所述像素单元内的子像素颜色不同的子像素，所述微发光二极管显示模块通过子像素渲染法驱动。

根据本申请一实施例，所述微发光二极管显示模块中的多个所述像素单元采用pentile排列。

根据本申请一实施例，所述多个像素单元包括在行或列方向上交替重复排列第一像素单元和第二像素单元；

所述第一像素单元包括依次间隔排列且颜色各不相同的第一子像素、第二子像素和第三子像素；

所述第二像素单元包括依次间隔排列且颜色各不相同的第四子像素和第五子像素以及一个空白子像素；

所述第一子像素与所述第四子像素的颜色相同，所述第二子像素与所述第五子像素的颜色相同，相邻所述第一像素单元与所述第二像素单元共用所述第三子像素。

根据本申请一实施例，所述第一子像素为红色子像素和蓝色子像素中的一个，所述第二子像素为绿色子像素，所述第三子像素为红色子像素和蓝色子像素中的另一个。

根据本申请一实施例，除所述空白子像素之外，每一个所述子像素包括发光子区和透光子区，所述微发光二极管芯片设置于所述发光子区，所述透光子区的面积大于或等于所述发光子区的面积。

根据本申请一实施例，所述微发光二极管显示模块在纵向堆叠上采用内藏式、表面嵌入式或者外挂式结构。

根据本申请一实施例，所述微发光二极管显示模块的驱动电路为有源选址驱动电路或无源选址驱动电路。

根据本申请一实施例，所述微发光二极管显示区的面积小于或等于10*10mm。

根据本申请一实施例，所述微发光二极管显示区的像素密度小于或等于所述液晶显示区的像素密度。

根据本申请一实施例，所述显示装置还包括：

背光模组，设置于所述显示面板的背侧，所述背光模组与所述微发光二极管显示区对应的位置设有通孔；

传感器模组，设置于所述通孔内。

本申请实施例的有益效果：本申请实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，所述显示面板包括液晶显示区和临接于所述液晶显示区并用于获取环境光的微发光二极管显示区；以及微发光二极管显示模块，设置于所述微发光二极管显示区内，所述微发光二极管显示模块包括呈阵列排布的多个像素单元，每一个所述像素单元包括至少两个颜色不同的子像素，相邻两个所述像素单元的其中之一具有一个与另一个所述像素单元内的子像素颜色不同的子像素，该子像素被该相邻两个所述像素单元共用，以此减少微发光二极管显示区内的子像素的数量，从而提高微发光二极管显示区的透过率，同时通过子像素渲染法驱动所述微发光二极管显示模块，以此增大被借用的子像素内的微发光二极管的驱动电流，来提高该微发光二极管的外量子效率，从而降低微发光二极管显示模块的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例提供的第一种显示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第一种像素排列示意图；

图3为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第二种像素排列示意图；

图4为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第三种像素排列示意图；

图5为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第四种像素排列示意图

图6为本申请实施例提供的第二种显示装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第三种显示装置的结构示意图；

图8(a)-图8(f)为本申请实施例提供的微发光二极管显示区的位置示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步的说明。

本申请实施例提供一种显示装置，下面结合图1进行详细说明。如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种显示装置的结构示意图，所述显示装置100包括显示面板110、背光模组120、传感器模组130和微发光二极管显示模块140。

显示面板110包括液晶显示区111和临接于液晶显示区111的微发光二极管显示区112，微发光二极管显示区112不仅可以用于进行画面显示，还具备一定的透光率，传感器模组130可通过微发光二极管显示区112获取外界环境光线。微发光二极管显示区112与液晶显示区111无缝衔接，因而在视觉上没有任何明显中断及不连续边界，可以实现完全的全面屏设计。

具体的，如图1所示，所述显示面板110包括依次层叠设置的下偏光片113、阵列基板114、液晶层115、彩膜基板116和上偏光片117，彩膜基板116在液晶显示区111内设有呈阵列排布的多个色阻，在微发光二极管显示区112内并未设有任何色阻。

微发光二极管显示模块140设置于所述微发光二极管显示区112内。微发光二极管显示模块140包括呈阵列排布的多个像素单元，每一个像素单元包括至少两个颜色不同的子像素，每一个子像素内均设有一个与该子像素颜色匹配的微发光二极管芯片，相邻两个像素单元的其中之一具有一个与另一个像素单元中的子像素颜色不同的子像素，该相邻两个像素单元共用该子像素，微发光二极管显示模块140通过子像素渲染法驱动。采用子像素渲染法驱动微发光二极管显示模块140，可以通过较少的像素单元实现相同的显示效果，以此减少微发光二极管显示模块140中的像素单元的数量，从而提高微发光二极管显示模块140的透过率，解决现行的微发光二极管芯片尺寸较大导致的微发光二极管显示模块140透过率不高的问题，并降低微发光二极管显示模块140的功耗。

在一实施例中，微发光二极管显示模块140中的多个像素单元采用pentile排列。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第一种像素排列示意图，微发光二极管显示模块140包括在行方向上交替重复排列的第一像素单元141和第二像素单元142，第一像素单元141包括两个颜色各不相同的第一子像素143和第二子像素144，第二像素单元142包括两个颜色各不相同的第三子像素145和第四子像素146，第一子像素143与第三子像素145的颜色相同，第二子像素144与第四子像素146的颜色不同，相邻的第一像素单元141和第二像素单元142共用第二子像素144。

需要说明的是，液晶显示区111内的像素单元采用传统RGB像素单元的排布方式，微发光二极管显示模块140通过子像素渲染法驱动实现三色显示，借用子像素的方式可以根据实际情况进行选择，不局限于上述的采用左右相邻的第一像素单元141和第二像素单元142借用第二子像素144，也可以采用上下借用、左右上下借用、向左借用、向右借用等借用方式。

进一步的，微发光二极管显示模块140采用红绿蓝(RGB)三色显示，第一子像素143为绿色子像素和蓝色子像素中的一个，第二子像素144为绿色子像素和蓝色子像素中的另一个，第四子像素146为红色子像素，各个子像素中均设置有与其颜色匹配的微发光二极管芯片。在实际应用中，可以根据需求选择微发光二极管显示模块140的三色显示方案，而不仅限于上述的红绿蓝(RGB)三色显示，也可以是蓝色或者紫外线发光二极管芯片搭配颜色转换材料实现三色显示，该颜色转换材料可以为荧光粉、量子点或者其他颜色转换材料。

具体地，在本申请实施例中，第一子像素143为绿色子像素，第二子像素144为蓝色子像素，第三子像素145为绿色子像素，第四子像素146为红色子像素。

在一实施例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第二种像素排列示意图，图3所示的微发光二极管显示模块中的像素单元的排列方式与图2中的排列方式大致相同，区别在于，图3中的第一子像素143为蓝色子像素，第二子像素144为绿色子像素，第三子像素145为蓝色子像素，第四子像素146为红色子像素。

在一实施例中，如图4所示，图4为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第三种像素排列示意图。微发光二极管显示模块140包括在行和列方向上交替重复排列的第一像素单元141和第二像素单元142。

第一像素单元141包括依次间隔排列且颜色各不相同的第一子像素143、第二子像素144和第三子像素145，第二像素单元142包括依次间隔排列且颜色各不相同的第四子像素146和第五子像素147以及一个空白子像素148。第一子像素143与第四子像素146的颜色相同，第二子像素144与第五子像素147的颜色相同，相邻的第一像素单元141和第二像素单元142共用第三子像素145。增设的空白子像素148可以提高第二像素单元142的透过率，从而提高微发光二极管显示模块140整体的透过率。

进一步的，第一子像素143为红色子像素和蓝色子像素中的一个，第二子像素144为绿色子像素，第三子像素145为红色子像素和蓝色子像素中的另一个。

具体的，如图4所示，第一子像素143和第四子像素146均为红色子像素，第二子像素144为绿色子像素，第三子像素145和第五子像素147均为蓝色子像素。

在其他一些实施例中，如图5所示，图5为本申请实施例提供的微发光二极管显示模块的第四种像素排列示意图，第一子像素143和第四子像素146均为蓝色子像素，第二子像素144为绿色子像素，第三子像素145和第五子像素147均为红色子像素。

在一实施例中，如图2至图5所示，除空白子像素148之外，每一子像素包括发光子区1401和透光子区1402，微发光二极管芯片1403设置于发光子区1401，透光子区1402的面积大于或等于发光子区1401的面积，即透光子区1402的面积占所述子像素面积的比例大于或等于50％。各个微发光二极管芯片1403的大小介于1～500μm，各个子像素的大小介于10～1000μm，并且微发光二极管芯片1403的面积小于子像素的面积。因此，在透光子区1402，光线可以正常通过，在各像素单元打开时，微发光二极管显示模块140可以实现正常的画面显示功能，并且在任意时刻，传感器模组130可以通过各个透光子区1402采集外界环境光线，从而实现屏下指纹识别、屏下摄像头、屏下面部识别、屏下距离感知等各种屏下传感方案。因此，微发光二极管显示区112可以与液晶显示区111无缝衔接，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界，以此实现完全的全面屏设计。同时，由于微发光二极管芯片具有高亮、长寿民的特征，可以采用部分像素单元中的微发光二极管芯片兼做补光灯、指示灯的功能。

在一实施例中，所述微发光二极管芯片1403为正装结构。在实际应用中，可以根据需求选择微发光二极管芯片1403的类型，而不仅限于上述的正装结构，也可以是垂直结构或者倒装结构(flip-chip)。

在一实施例中，所述微发光二极管显示模块140在纵向堆叠上采用表面嵌入式(on-cell)的方式设置在显示面板110内。

具体地，如图1所示，微发光二极管显示模块140形成于彩膜基板116远离阵列基板114的一侧上，微发光二极管显示模块140还包括形成于彩膜基板116上的驱动电路层(图中未示出)以及用于封装保护微发光二极管芯片和驱动电路层的封装层，上偏光片117通过光学胶贴合于微发光二极管显示模块140上。下偏光片113与微发光二极管显示区112对应的位置设有通孔，上偏光片117采用全贴结构，在与微发光二极管显示区112对应的位置并未设有通孔。在实际应用中，也可以在上偏光片117与微发光二极管显示区112对应的位置开设通孔。

在一实施例中，微发光二极管显示模块140的驱动电路采用有源选址驱动电路(active matrix,AM)，驱动电路中的薄膜晶体管可以为非晶硅(a-si)薄膜晶体管、金属氧化物(IGZO)薄膜晶体管或者低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管等中的一种或多种。在实际应用中，可以根据需求选择所述驱动电路的类型，而不限于上述的有源选址驱动电路，也可以是无源选址驱动电路(passive matrix,PM)。

在一实施例中，所述微发光二极管显示模块140在纵向堆叠上采用内藏式(in-cell)的方式设置在显示面板110内。

具体地，如图6所示，图6为本申请实施例提供的第二种显示装置的结构示意图，微发光二极管显示模块140形成于阵列基板114靠近液晶层115的一侧上，下偏光片113与微发光二极管显示区112对应的位置设有通孔，上偏光片117采用全贴结构，在与微发光二极管显示区112对应的位置并未设有通孔。除此之外，其他组件间的相互空间关系皆相同于图1所示的显示装置，故微发光二极管显示区112同样能够以无缝衔接的方式临接于液晶显示区111，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界。

在一实施例中，所述微发光二极管显示模块140在纵向堆叠上采用外挂式(add-on)的方式设置在显示面板110内。

具体地，如图7所示，图7为本申请实施例提供的第三种显示装置的结构示意图，微发光二极管显示模块140形成于上偏光片117远离彩膜基板116的一侧上。微发光二极管显示模块140包括透明衬底基板149和形成于透明衬底基板149上的驱动电路层(图中未示出)、多个微发光二极管芯片以及封装层150，透明衬底基板149通过光学胶层118贴合在上偏光片117上。上偏光片117和下偏光片113在与微发光二极管显示区112对应的位置均开设有通孔。除此之外，其他组件间的相互空间关系皆相同于图1所示的显示装置，故微发光二极管显示区112同样能够以无缝衔接的方式临接于液晶显示区111，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界。

在一实施例中，所述透明衬底基板149的材料为无色聚酰亚胺(colorless PI)。在实际应用中，可以根据需求选择透明衬底基板149的材料，而不仅限于上述的无色聚酰亚胺，也可以为玻璃或者PMMA等高透过率材料。

在一实施例中，所述微发光二极管显示区112的面积为10*10mm。在实际应用中，可以根据需求选择微发光二极管显示区112的面积，而不限于上述的10*10mm，也可以小于10*10mm。如此，可以减小微发光二极管显示模块140的面积，使得需要转印的微发光二极管芯片的数量也可以减少，从而保证微发光二极管芯片的转印良率以及成本控制。

在一实施例中，所述微发光二极管显示区112的像素密度小于所述液晶显示区111的像素密度。通过降低微发光二极管显示区112内的像素密度，减少微发光二极管显示模块140中微发光二极管芯片的数量，以此提高微发光二极管显示模块140的透过率。在实际应用中，可以根据需求选择微发光二极管显示区112和液晶显示区111的像素密度大小，而不限于上述的微发光二极管显示区112的像素密度小于液晶显示区111的像素密度，也可以是微发光二极管显示区112的像素密度等于液晶显示区111的像素密度。

在一实施例中，如图8(a)-图8(f)所示，图8(a)-图8(f)为本申请实施例提供的微发光二极管显示区的位置示意图，微发光二极管显示区112设置于显示面板110的液晶显示区111中的挖孔位置，该挖孔的形状可以为圆形(如图8(a))、椭圆形(如图8(d))或者矩形(如图8(f))，该挖孔的位置可以位于液晶显示区111内的任意区域。在实际应用中，可以根据需求选择微发光二极管显示区112的位置和形状，而不限于上述的位于液晶显示区111内的挖孔，也可以是位于液晶显示区111一侧边缘的水滴形挖孔(如图8(b))或者凹口(如图8(c))，还可以是位于液晶显示区111之外(如图8(f))等位置，且所述微发光二极管显示区112可以与液晶显示区111无缝衔接，因而在视觉上没有任何显示中断及不连续边界，以此实现完全的全面屏设计。

在一实施例中，请参阅图1，所述背光模组120设置于所述显示面板110的背侧，即所述显示面板110的入光侧。所述背光模组120与所述微发光二极管显示区112对应的位置设有通孔，所述传感器模组130设置于所述通孔内。具体的，所述背光模组120为侧入式背光模组，光源设置于所述背光模组120的导光板的入光侧。

在一实施例中，所述传感器模组130为摄像头，设置于本申请实施例所提供的显示装置内，可以实现屏下摄像的技术效果。在实际应用中，可以根据需求选择传感器模组130中传感器的类型和数量，而不限于上述的摄像头，也可以是指纹识别传感器、摄像头、结构光传感器、距离传感器、光线传感器或者飞行时间传感器中的至少一种或者多种的组合。

综上所述，本申请实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，所述显示面板包括液晶显示区和临接于所述液晶显示区并用于获取外界光线的微发光二极管显示区；背光模组，与所述显示面板相对设置，所述背光模组与所述微发光二极管显示区对应的位置设有通孔；传感器模组，设置于所述通孔内；以及微发光二极管显示模块，设置于所述微发光二极管显示区内，所述微发光二极管显示模块包括呈阵列排布的多个像素单元，每一个所述像素单元包括至少两个颜色不同的子像素，每一个所述子像素内均设有一个与所述子像素颜色匹配的微发光二极管芯片，相邻两个所述像素单元共用其中一个所述像素单元中的一个所述子像素，以此减少微发光二极管显示区内的微发光二极管芯片的数量，从而提高微发光二极管显示区的透过率，同时通过子像素渲染法驱动所述微发光二极管显示模块，以此增大被借用的子像素内的微发光二极管的驱动电流，来提高该微发光二极管的外量子效率，从而降低微发光二极管显示模块的功耗。

综上所述，虽然本申请以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本申请，本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本申请的保护范围以权利要求界定的范围为基准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，包括液晶显示区和临接于所述液晶显示区并用于获取环境光的微发光二极管显示区；

微发光二极管显示模块，设置于所述微发光二极管显示区内；

其中，所述微发光二极管显示模块包括呈阵列排布的多个像素单元，每一个所述像素单元包括至少两个颜色不同的子像素，相邻两个所述像素单元的其中之一具有一个与另一个所述像素单元内的子像素颜色不同的子像素，所述微发光二极管显示模块通过子像素渲染法驱动。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微发光二极管显示模块中的多个所述像素单元采用pentile排列。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述多个像素单元包括在行或列方向上交替重复排列第一像素单元和第二像素单元；

所述第一像素单元包括依次间隔排列且颜色各不相同的第一子像素、第二子像素和第三子像素；

所述第二像素单元包括依次间隔排列且颜色各不相同的第四子像素和第五子像素以及一个空白子像素；

所述第一子像素与所述第四子像素的颜色相同，所述第二子像素与所述第五子像素的颜色相同，相邻所述第一像素单元与所述第二像素单元共用所述第三子像素。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一子像素为红色子像素和蓝色子像素中的一个，所述第二子像素为绿色子像素，所述第三子像素为红色子像素和蓝色子像素中的另一个。

5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，除所述空白子像素之外，每一个所述子像素包括发光子区和透光子区，所述微发光二极管芯片设置于所述发光子区，所述透光子区的面积大于或等于所述发光子区的面积。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微发光二极管显示模块在纵向堆叠上采用内藏式、表面嵌入式或者外挂式结构。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微发光二极管显示模块的驱动电路为有源选址驱动电路或无源选址驱动电路。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述微发光二极管显示区的面积小于或等于10*10mm。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述微发光二极管显示区的像素密度小于或等于所述液晶显示区的像素密度。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

背光模组，设置于所述显示面板的背侧，所述背光模组与所述微发光二极管显示区对应的位置设有通孔；

传感器模组，设置于所述通孔内。

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