CN113805372A - Lcd面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种LCD面板和显示装置，涉及显示装置技术领域。LCD面板包括垂直排布的多条数据线电极和多条扫描线电极，数据线电极和扫描线电极将LCD面板区域划分为多个栅格区域，每个栅格区域中均设置有物理子像素。沿数据线电极延展方向依次排布的三个物理子像素构成一个物理像素，三个物理子像素包括三种不同颜色，且相邻物理像素中的三个物理子像素的排布顺序相同。显示装置包括LCD面板和光束偏移装置。光束偏移装置设置于LCD面板的一侧，用于对物理子像素发出的光束产生沿数据线电极延展方向的偏移，偏移量为物理像素沿数据线方向的长度的一半的整数倍。该LCD面板配合120Hz刷新率和二态XPR(像素偏移技术)，能够获得良好分辨率，提升显示效果。

Description

LCD面板和显示装置
技术领域
本申请属于显示装置技术领域，更具体地，涉及一种LCD面板和显示装置。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)是利用夹在液晶分子上电场强度的变化，改变液晶分子的取向控制透光的强弱来显示图像。
目前，液晶显示器由于其具有的重量轻、体积小、厚度薄的特点，已广泛地被用在各种大中小尺寸的终端显示设备中。
在满足LCD显示效果的前提下如何降低生产成本，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种LCD面板和显示装置，以改善上述问题。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，提供一种LCD面板，包括在LCD面板区域相互垂直排布的多条数据线电极和多条扫描线电极。数据线电极和扫描线电极将LCD面板区域划分为多个栅格区域，每个栅格区域中均设置有物理子像素。沿数据线电极延展方向依次排布的三个物理子像素构成一个物理像素，三个物理子像素包括三种不同颜色，且相邻物理像素中的三个物理子像素的排布顺序相同。
进一步的，物理像素沿扫描线电极的延展方向的长度与其沿数据线电极的延展方向的长度比为1:2。
进一步的，物理子像素的宽度与扫描线电极的宽度相等。
进一步的，LCD面板的刷新率为120Hz。
进一步的，物理子像素的沿数据线电极的延展方向的长度与扫描线电极的宽度相同。
第二方面，提供一种显示装置，包括LCD面板和光束偏移装置。LCD面板的一帧时隙包括两个子帧时隙，物理子像素包括第一色物理子像素、第二色物理子像素和第三色物理子像素，第一色物理子像素、第二色物理子像素和第三色物理子像素发出的光束成像分别对应第一色显示子像素、第二色显示子像素和第三色显示子像素。光束偏移装置设置于LCD面板的一侧，用于对物理子像素发出的光束产生沿数据线电极延展方向的偏移，偏移在相邻子帧间产生的光束偏移量使得第三色显示子像素的位置在下一子帧时隙偏移至本子帧时隙中第一色显示子像素和相邻的第二色显示子像素之间的扫描线电极区域处。
进一步的，第三色显示子像素和第一色显示子像素分别对应不同的物理像素中的物理子像素。
进一步的，光束偏移装置包括透光平板和沿扫描线电极的延展方向延伸的旋转轴，透光平板绕旋转轴旋转，且在一个子帧时隙内，透光平板绕旋转轴转动预设角度，以使第三物理子像素出射的光束产生偏移，偏移量为物理像素沿数据线电极延展方向的长度的一半的整数倍。
进一步的，光束偏移装置为沿数据线电极的延展方向平移抖动的透镜。
进一步的，还包括与物理像素对应的微透镜阵列，微透镜阵列设置于LCD面板远离光束偏移装置的一侧。
本申请实施例提供的LCD面板，通过将同一物理像素中的三个物理子像素沿数据线电极的延展方向排列，同时，采用较宽的扫描线电极将相邻两个物理子像素隔开，以使LCD面板具有120Hz刷新率，沿数据线电极的延展方向占空比较低。LCD面板配合120Hz的刷新率和二态XPR(像素偏移技术)，在像素复用时，第一子帧间隙和第二子帧间隙之间的串扰低，采用时序复用的方式，能够获得良好的分辨率，降低生产成本，提升显示效果，提供更好的LCD投影产品。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的LCD面板第一视角的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的LCD面板第二视角的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的LCD面板的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的显示装置的结构示意图；
图5a为本申请实施例提供的显示装置中同一物理像素中的物理子像素在第一子帧时隙出射的光束产生的像素显示效果示意图；
图5b为本申请实施例提供的显示装置中同一物理像素中的物理子像素在第二子帧时隙出射的光束产生的像素显示效果示意图；
图6a为在没有光束偏移装置的情况下，同一物理像素中的物理子像素在一帧时隙出射的光束产生的像素显示效果示意图；
图6b为本申请实施例提供的显示装置中同一物理像素中的物理子像素在一帧时隙出射的光束产生的像素显示效果示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
LCD(Liquid Crystal Display，简称液晶显示器)，是利用夹在液晶分子上电场强度的变化，改变液晶分子的取向控制透光的强弱来显示图像。
具体的，液晶显示器的工作原理是基于液晶分子的透光率随与其所施加电压大小变化的特性，光先通过起偏器，变成与偏振片方向一致的线偏振光，并于上下玻璃基板上液晶分子排列的顺序一致。当光通过液晶层时，根据液晶双折射的原理，线偏振光被分解为两束光，且这两束光传播速度不同，在两束光合成一束光时，光的偏振方向会改变。通过液晶层的光会被逐渐扭曲，在达到检偏器时光轴振动方向正好偏转90度，与检偏器的方向一致。此时光能够通过检偏器形成亮场。施加电压时，液晶分子在电场的作用下取向消失，光经过液晶分子之后不发生振动方向的偏振，经过检偏器时无法通过，形成暗场，完成对光的调制。
液晶显示器由于其具有的重量轻、体积小、厚度薄的特点，已广泛地被用在各种大中小尺寸的终端显示设备中。
然而，液晶显示器具有较高分辨率时的成本较高，如何在满足LCD显示效果的前提下，降低生产成本。
基于上述问题，请参照图1，本申请实施例提供了一种LCD面板100。
LCD面板100可以包括阵列基板101、对盒基板103、以及位于阵列基板101与对盒基板103之间的液晶层105。其中，阵列基板101可以包括多个薄膜晶体管、扫描线、数据线以及像素电极。公共电极和黑矩阵(BM)可以设置在阵列基板101上，也可以设置在对盒基板103上。
薄膜晶体管可以是顶栅型薄膜晶体管、底栅型薄膜晶体管、双栅型薄膜晶体管等。薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、有源层、源极和漏极。其中，扫描线与薄膜晶体管的栅极电连接，数据线与薄膜晶体管的源极电连接，薄膜晶体管的漏极与像素电极电连接。
具体的，请参照图2所示，LCD面板100区域中设置有相互垂直排布的多条数据线电极110和多条扫描线电极112。在图2视角下，扫描线电极112是沿横向延伸，数据线电极110是沿纵向延伸，将画面的行方向(扫描线电极112的延展方向)称为“水平方向”，将画面的列方向(数据线电极110的延展方向)称为“竖直方向”。多条扫描线电极112沿纵向依次间隔排布，多条数据线电极110沿横向依次间隔排布。多条数据线电极110和多条扫描线电极112将LCD面板100区域划分为多个栅格区域。
可选的，多条扫描线电极112沿纵向均匀间隔排布，每条扫描线电极112均沿水平方向延伸；多条数据线电极110沿横向均匀间隔排布，每条数据线电极110均沿竖直方向延伸，从而形成的栅格区域的大小均相等。
可选的，在由多条数据线电极110和多条扫描线电极112形成的栅格区域中均设置有物理子像素121。沿数据线电极110的延展方向依次排布的三个物理子像素121构成了一个物理像素120。
由于采用LTPS(Low Temperature Poly-Silicon，简称低温多晶硅)技术的LCD面板100上，扫描线电极112的宽度要大于数据线电极110的宽度，从而使得水平方向的像素占空比高，开口率高；相反的，竖直方向的像素占空比低，开口率低。本申请实施例提供的LCD面板100，一个物理像素120中的三个物理子像素121沿着竖直方向分布，互相之间使用扫描线电极112隔开。
可选的，位于相邻两条扫描线电极112之间的栅格区域中的物理子像素121大小相同。同一物理像素120中的三个物理子像素121包括了三种不同颜色，且相邻物理像素120中的三个物理子像素121的排布顺序相同。
如图2所示，可选的，同一物理像素120中沿数据线电极110的延展方向排布的三个物理子像素121可以依次为第一色物理子像素123、第二色物理子像素125以及第三色物理子像素127。沿数据线电极110延展方向，相邻两个物理子像素121之间采用扫描线电极112隔开。
在一可选实施例中，第一色物理子像素123、第二色物理子像素125以及第三色物理子像素127可以依次为RGB子像素，其中，“R”、“G”、“B”分别表示红色、绿色、蓝色的图像数据。相邻物理像素120中的RGB子像素的排布顺序相同。
可选的，同一物理像素120沿扫描线电极112的延展方向(水平方向)的长度与其沿数据线电极110的延展方向(竖直方向)的长度比为1：2。也就是相邻设置的第一色物理子像素123、第二色物理子像素125以及第三色物理子像素127拼接所形成的一个物理像素120的横纵比为1：2。
在一可选的实施例中，如图3所示，物理子像素121的宽度尺寸与扫描线电极112的宽度尺寸相等。
在一可选的实施例中，LCD面板100的刷新率为120Hz。
在一可选的实施例中，任一物理子像素121的沿数据线电极110的延展方向的长度与扫描线电极112的宽度相同。
本申请实施例提供的LCD面板100，将RGB子像素沿着数据线电极110的延伸方向(竖直方向)分布，相邻两个子像素之间采用扫描线电极112分隔，相邻设置的RGB子像素拼接在一起形成的一个物理像素120的横纵比为1:2。以使沿RGB子像素排布方向(竖直方向)的像素占空比较低，当沿竖直方向进行光束偏移后，有利于获得更好的像素偏移技术(XPR)效果。
需要注意的是，本申请实施例提供的LCD面板100中，栅格区域所显示的颜色指的是物理子像素121所对应的最终显示颜色，不代表LCD面板100的栅格区域本身具有的颜色。其中，LCD面板100本身可以为黑白像素，通过照明光、微透镜等的配合让不同物理子像素121产生不同颜色。或者，LCD面板100本身也可以是具有颜色(彩膜)的像素，通过白光或RGB光照明来产生颜色/修饰颜色。
本申请实施例还提供了一种显示装置200，请参照图4所示。
在提高投影显示分辨率的前提下，降低生产成本，可以采用像素偏移技术(XPR)。也就是说，将两幅分辨率较低的子画面偏移半个像素后进行叠加，叠加后的画面展示为一幅分辨率较高的图案，相比采用较高分辨率的显示装置200，可以降低生产成本。
由于LCD面板100的刷新率为120Hz，可以采用光束偏移装置210通过抖动一次实现像素的复用，进而提高最终的显示分辨率。
请参照图4，显示装置200可以包括LCD面板100和光束偏移装置210。
光束偏移装置210设置于LCD面板100的一侧，光束偏移装置210用于对LCD面板100中物理子像素121发出的光束沿数据线电极110的延展方向(竖直方向)发生偏移，且使得光束沿数据线电极110的延展方向偏移半个物理像素的大小(即两个物理子像素宽度和一个扫描线电极的宽度)。
照明光经过LCD面板100产生图像后，经过光束偏移装置210，以使LCD面板100出射的光束沿数据线电极110的延展方向(竖直方向)进行周期性的抖动，最终使得LCD面板100出射的光束沿数据线电极110的延展方向进行偏移。
具体的，LCD面板的一帧时隙包括了两个子帧时隙，分别为第一子帧时隙和第二子帧时隙。为了不影响显示效果，第一子帧时隙和第二子帧时隙的刷新率可以为60Hz，完整的一帧时隙的刷新率可以为120Hz。也就是说，LCD面板的刷新率为120Hz，相当于60Hz的刷新率。请参照图5a，所示为同一物理像素120中的RGB子像素在第一子帧时隙内出射的光束产生的像素显示效果，图5b所示为同一物理像素120中的RGB子像素出射的光束在第二子帧时隙内经过光束偏移装置210的偏移后产生的像素显示效果。
请继续参照图5a和5b所示，同一物理像素120区域中的沿竖直方向依次排布的RGB三个物理子像素121出射的光束成像分别对应为第一色显示子像素R、第二色显示子像素G以及第三色显示子像素B。在第二子帧时隙内，光束偏移装置210将RGB三个物理子像素121出射的光束沿竖直方向发生偏移，且在相邻子帧时隙之间产生的光束偏移量为半个物理像素120大小。也就是说，在第一子帧时隙中显示的第三色显示子像素B，在第二子帧时隙中会偏移至与在第一子帧时隙中的第一色显示子像素R和相邻的第二色显示子像素G之间的扫描线电极112区域相对应的位置。
如图5b所示，第三色显示子像素B出射的光束在第二子帧时隙内经过光束偏移装置210沿数据线电极110的延展方向偏移至与第一子帧时隙中的第一色显示子像素R和第二色显示子像素G之间的扫描线电极112相对应的位置。换句话说，第三色显示子像素B出射的光束在下一子帧时隙中被偏移至与本子帧时隙中第一色显示子像素R和相邻的第二色显示子像素G之间的扫描线电极112区域对应的位置，由于第一子帧间隙和第二子帧间隙之间的串扰较低，第一子帧时隙内处于第一色显示子像素R和第二色显示子像素G，与第三色显示子像素B在第二子帧时隙内偏移后的位置交叠较少。
可选的，光束偏移装置210对RGB三个物理子像素121出射的光束沿竖直方向偏移半个物理像素120大小后，使得在第二子帧时隙内显示的第三色显示子像素B和与其相邻的第一色显示子像素R分别对应不同的物理像素120中的物理子像素121。如图5b所示，在第二子帧时隙内，沿竖直方向排布的第三色显示子像素B所在的物理像素120和第一色显示子像素R所在的物理像素120为不同的物理像素120，且第三色显示子像素B所在的物理像素120与第一色显示子像素R所在的物理像素120相邻。在第二子帧时隙内，沿竖直方向排布的第一色显示子像素R和第二色显示子像素G为同一物理像素120。
在一可选的实施例中，请继续参照图4所示，光束偏移装置210可以包括透光平板211和沿扫描线电极112的延展方向延伸的旋转轴213。透光平板211绕旋转轴213旋转，在一个子帧时隙内，透光平板211绕旋转轴213转动预设角度，以使同一物理像素120中的物理子像素121出射的光束沿竖直方向产品偏移，且偏移量为物理像素120沿数据线延伸方向的长度的一半的整数倍。如图5a和5b所示，同一物理像素120中的第三物理子像素121出射的光束在第二子帧时隙内偏移至与第一物理子像素121和第二物理子像素121之间的扫描线电极112相对应的位置。
在一可选的实施例中，光束偏移装置210可以为沿数据线电极110的延展方向(竖直方向)平移抖动的透镜。
可选的，本申请实施例提供的显示装置200还包括微透镜阵列220，该微透镜阵列220与LCD面板100的物理像素120相对应。微透镜阵列220设置于LCD面板100远离光束偏移装置210的一侧，微透镜阵列220设置于LCD面板100的入光侧，光束偏移装置210设置于LCD面板100的出光侧，以使显示装置200可以获得较高的光透过率。
可选的，微透镜可以为沿扫描线电极112的延展方向延伸的条形柱状结构，或者是多个条形柱状结构形成二维的微透镜阵列。
本申请实施例提供的显示装置200，通过在一帧间隙内的两个子帧间隙中采用像素复用的方法，实现了沿数据线电极110延展方向的分辨率的翻倍，以使等效后的一个显示像素的形状横纵比为1:1。
请参照图6a所示，在没有光束偏移装置210的情况下，在一帧时隙内，同一物理像素120中的三个物理子像素GRB出射的光束成像分别对应为第一色显示子像素R、第二色显示子像素G以及第三色显示子像素B。以使一个物理像素120对应为一个显示像素，且该显示像素的形状横纵比为1:2。
请参照图6b所示，在设置有光束偏移装置210的情况下，在一帧时隙内的一个子帧时隙中，光束偏移装置210将同一物理像素120中的三个物理子像素121出射的光束沿数据线电极110的延展方向偏移物理像素120大小的一半。在图6b中，同一物理像素120中的第三色显示子像素B偏移至与位于该同一物理像素120中的第一物理子像素和第二物理子像素之间的扫描线电极112相对应的位置。同时，沿竖直方向上与该物理像素120相邻的下一物理像素中的第一色显示子像素R偏移至与位于该物理像素120中第二物理子像素和第三物理子像素之间的扫描线电极112相对应的位置；下一物理像素中的第二色显示子像素G偏移至与位于该物理像素120中第三物理子像素B与下一物理像素中的第一物理子像素R之间的扫描线电极112相对应的位置。换句话说，在图6b中，第一行的R、第三行的G以及第五行的B在第一子帧时隙显示；第二行的B、第四行的R以及第六行的G在第二子帧时隙显示。在一帧中，上面区域和下面区域中均同时显示了RBG三色，从而构成一个完整的显示像素。
因此，在一帧时隙内，一个物理像素120对应显示了两个RGB子像素，两个RGB子像素沿竖直方向的排列方式均是按照RGB方式依次排列，可以等效为两个显示像素。
本申请实施例提供的显示装置200，通过光束偏移装置210对物理子像素121出射的光束沿数据线电极110的延展方向发生偏移，使得一个物理像素120对应的一个显示像素等效为两个显示像素。换句话说，一个物理像素120可以对应分时的实现等效的两个显示像素，从而增加了分辨率。当LCD面板100为1080P的分辨率时，经过光束偏移装置210可以等效为2×1080P的分辨率。
利用LCD面板100实现投影显示，可以采用类似手机或者液晶显示器的LCD面板100作为调制器，而不采用field sequential(帧序制)进行像素复用直接将画面投射出去。本申请实施例提供的显示装置200相对于上述方法，是在一帧时隙内的两个子帧时隙中采用了像素复用的方法，提升了等效的分辨率，在实现同等分辨率显示效果的基础上，可以具有更少的物理像素120，进而降低生产成本。同时，单个物理像素120的大小会更大，像素的开口率和LCD面板100的透过率都可以更高；物理像素120与物理像素120之间的缝隙导致的纱窗效应会更轻微。
使用field sequential(帧序制)的LCD面板100，大多为180Hz的LCD，通过对显示画面抖动3次或者照明轮转3次实现更高的等效分辨率。本申请实施例提供的显示装置200相对于该方法，仅需要LCD面板100实现120Hz的刷新率即可。由于低刷新率的LCD面板100的成本会更低一些，液晶分子响应速度不足导致的串扰也更轻微一些。另外，本申请实施例提供的显示装置200仅需要抖动画面两次即可实现field sequential(帧序制)的效果，所需要的二态XPR(像素偏移技术)器件也更容易实现。
本申请实施例提供的LCD面板100和显示装置200，配合120Hz的刷新率和二态XPR(像素偏移技术)，能够获得良好的分辨率，提升显示效果。通过将同一物理像素120中的三个物理子像素RGB沿数据线电极110的延展方向排列，同时采用较宽的扫描线电极112将相邻两个物理子像素121隔开，沿数据线电极110的延展方向占空比较低，在像素复用时，第一子帧间隙和第二子帧间隙之间的串扰低，以获得更好的XPR(像素偏移技术)显示效果。沿着数据线电极110排布的微透镜阵列220，可以获得较高的光透过率。采用时序复用的方法实现，能够提供更好的LCD投影产品，具有成本低、显示效果好的优点。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种LCD面板，其特征在于，包括在LCD面板区域相互垂直排布的多条数据线电极和多条扫描线电极，所述数据线电极和所述扫描线电极将所述LCD面板区域划分为多个栅格区域，每个所述栅格区域中均设置有物理子像素；
沿所述数据线电极延展方向依次排布的三个物理子像素构成一个物理像素，所述三个物理子像素包括三种不同颜色，且相邻所述物理像素中的三个物理子像素的排布顺序相同。
2.根据权利要求1所述的LCD面板，其特征在于，所述物理像素沿所述扫描线电极的延展方向的长度与其沿所述数据线电极的延展方向的长度比为1:2。
3.根据权利要求1所述的LCD面板，其特征在于，所述物理子像素的宽度与所述扫描线电极的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的LCD面板，其特征在于，所述LCD面板的刷新率为120Hz。
5.根据权利要求1所述的LCD面板，其特征在于，所述物理子像素的沿所述数据线电极的延展方向的长度与所述扫描线电极的宽度相同。
6.一种显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1-5任一项所述的LCD面板，所述LCD面板的一帧时隙包括两个子帧时隙，所述物理子像素包括第一色物理子像素、第二色物理子像素和第三色物理子像素，所述第一色物理子像素、所述第二色物理子像素和所述第三色物理子像素发出的光束成像分别对应第一色显示子像素、第二色显示子像素和第三色显示子像素；以及
光束偏移装置，所述光束偏移装置设置于所述LCD面板的一侧，用于对物理子像素发出的光束产生沿所述数据线电极延展方向的偏移，所述偏移在相邻子帧间产生的光束偏移量使得所述第三色显示子像素的位置在下一子帧时隙偏移至本子帧时隙中所述第一色显示子像素和相邻的第二色显示子像素之间的扫描线电极区域处。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第三色显示子像素和所述第一色显示子像素分别对应不同的物理像素中的物理子像素。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述光束偏移装置包括透光平板和沿所述扫描线电极的延展方向延伸的旋转轴，所述透光平板绕所述旋转轴旋转，且在一个子帧时隙内，所述透光平板绕所述旋转轴转动预设角度，以使第三物理子像素出射的光束产生偏移，偏移量为所述物理像素沿数据线电极延展方向的长度的一半的整数倍。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述光束偏移装置为沿所述数据线电极的延展方向平移抖动的透镜。
10.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，还包括与所述物理像素对应的微透镜阵列，所述微透镜阵列设置于所述LCD面板远离所述光束偏移装置的一侧。
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