CN114280809A - 显示模组及其驱动方法和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示模组及其驱动方法和显示装置，其中，显示模组包括：基底，多个透镜阵列和多个像素岛，每个透镜阵列包括N个透镜，N为大于1的整数且N为奇数；所述多个像素岛与所述多个透镜阵列一一对应，所述N个透镜包括一个中心透镜以及位于所述中心透镜周边的至少一组外围透镜，每组外围透镜包括两个外围透镜，所述每组外围透镜的两个外围透镜关于所述中心透镜对称，在沿远离所述中心透镜的方向上，透镜阵列中的透镜的曲率半径逐渐增大。本发明实施例提供的显示模组能够控制像素岛内的不同像素通过具有不同曲率半径的透镜分时显示，实现超大尺寸、超大视角、多人同时观看的3D显示。

Description

显示模组及其驱动方法和显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种显示模组及其驱动方法和显示装置。

背景技术

随着3D(Three Dimension,三维)显示产业的蓬勃发展，越来越多的场景对3D显示提出了要求，其中就包括超大尺寸、超大视角、多人同时观看的应用场景。多人观看意味着无法利用人眼追踪等技术利用一个较小的主瓣视角实现较大的观看视角，而只能以主瓣视角作为观看视角，因为在主瓣视角与旁瓣视角之间存在着反转区，此处的3D图像是异常的。而超大尺寸则对超大视角提出了更高的要求，以110inch屏幕为例，要实现100°3D显示视角要求单个透镜及像素岛至少要可以实现112°的视角，当视角已经比较大时再增大视角的难度是极高的。

发明内容

本发明提供一种显示模组及其驱动方法和显示装置，能够避免利用单个透镜无法增大观看视角的问题。

本发明的第一方面提供一种显示模组，包括：

基底；

位于所述基底上的多个透镜阵列，每个透镜阵列包括N个透镜，N为大于1的整数且N为奇数；和

位于所述基底远离所述多个透镜阵列一侧的多个像素岛，所述多个像素岛与所述基底之间具有一定间隔，所述多个像素岛与所述多个透镜阵列一一对应，每个像素岛包括M个像素，M为大于N的整数，且M为奇数或偶数，其特征在于，

所述N个透镜包括一个中心透镜以及位于所述中心透镜周边的至少一组外围透镜，每组外围透镜包括两个外围透镜，所述每组外围透镜的两个外围透镜关于所述中心透镜对称，在沿远离所述中心透镜的方向上，透镜阵列中的透镜的曲率半径逐渐增大。

可选地，所述每组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径相同。

可选地，所述M个像素包括中心像素区域和位于所述中心像素区域周边的至少一组外围像素区域，所述每组外围像素区域包括两个外围像素区域，所述每组外围像素区域的两个外围像素区域关于所述中心像素区域对称；

所述中心像素区域包括多个中心像素，所述中心像素区域的所述多个中心像素通过所述中心透镜形成中心视场；

每个外围像素区域包括多个外围像素，在沿远离所述中心像素区域的方向上，各外围像素区域的多个外围像素依次通过与沿远离所述中心透镜方向排列的各外围透镜形成各外围视场。

可选地，在沿远离所述中心像素区域的方向上，相邻外围像素区域之间存在交叠，所述中心像素区域与相邻的外围像素区域之间存在交叠。

可选地，所述基底上设置有多个液晶开关阵列，所述多个液晶开关阵列与所述多个透镜阵列一一对应，每个液晶开关阵列包括N个液晶开关，并与所述N个透镜一一对应，所述液晶开关用于控制各像素区域出射的光线到达对应的透镜。

可选地，每个透镜阵列中的N个透镜的口径相同或不同。

本发明的第二方面提供一种显示装置，包括上述的显示模组。

本发明的第三方面提供一种显示模组的驱动方法，应用于上述的显示模组，所述驱动方法包括：

控制所述像素岛内的不同像素分时显示，通过对应的透镜生成视场。

可选地，所述像素区域与对应的透镜组成视场生成单元，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心像素区域的方向上，控制(N-1)/2+1个视场生成单元依次开启。

可选地，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心透镜的方向上，分别控制(N-1)/2+1个液晶开关依次开启。

本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的显示模组能够控制像素岛内的不同像素通过具有不同曲率半径的透镜分时显示，实现超大尺寸、超大视角、多人同时观看的3D显示。

本发明实施例提供的显示模组能够通过不同像素区域的像素的复用，减小像素岛的尺寸，提升3D显示的分辨率及光效。

附图说明

图1为相关技术中的像素岛通过单个透镜形成视场的示意图；

图2为本发明实施例提供的显示模组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的显示模组的各透镜的串扰曲线示意图；

图4为本发明实施例提供的显示模组的分时显示示意图。

附图标记

1 透镜阵列

2 像素岛

3 液晶开关阵列

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

参考图1，对3D显示的基本原理进行阐述。单个像素岛包含多个像素(左侧)，将其从上到下依次标号为1到K，经过其对应的透镜，在观看区域(右侧)对应的形成多个光斑，从上到下对应的像素编号依次为从K到1。这K个光斑所在的区域我们称之为主瓣。

由于像素的发光角度很大，因此在一定角度范围内若存在其他透镜，像素发光同样会构成一系列与主瓣相同的区域，称之为旁瓣。

其中相邻两个瓣的最边缘的两个光斑对应的像素分别为K和1。

全屏包括多个像素岛，每个像素岛内对应的像素经过该像素岛正对的透镜后形成的光斑重叠，在空间一小个区域内形成一幅画面，由于像素岛内一共有K个像素，所以一共可以在空间中K个区域内构成K幅画面。这K幅画面与K个观看位置相对应，假设，人眼可以通过同时看到存在正确视差的画面1和画面2构建正确的3D画面。但在两个瓣交界的位置，人眼同时观看到的两幅画面分别为1和K，此时视差与设计值不符，大脑通过这样的视差图像无法构建正确的3D图像，这种情况我们称之为反转区。

现有技术中，单个像素岛的像素与透镜的对应关系如图1所示，要实现大视角就要求像素与透镜光轴的夹角也对应增大，当透镜平面到像素屏幕的距离为设计放置高度时，大角度像素的实际焦距则远远偏离了设计值，因此需要多个透镜对应一个像素岛。最直接容易想到单个透镜切换的方案需要可变透镜，但可变透镜的刷新频率无法达到应用需求。

本发明实施例提供的显示模组及其驱动方法和显示装置，能过避免3D图像在反转区的异常成像，并且能够实现超大尺寸、超大视角、多人同时观看的效果。

本发明的实施例提供一种显示模组，包括：基底；

位于所述基底上的多个透镜阵列，每个透镜阵列包括N个透镜，N为大于1的整数且N为奇数；和

位于所述基底远离所述多个透镜阵列一侧的多个像素岛，所述多个像素岛与所述基底之间具有一定间隔，所述多个像素岛与所述多个透镜阵列一一对应，每个像素岛包括M个像素，M为大于N的整数，且M为奇数或偶数，其特征在于，

所述N个透镜包括一个中心透镜以及位于所述中心透镜周边的至少一组外围透镜，每组外围透镜包括两个外围透镜，所述每组外围透镜的两个外围透镜关于所述中心透镜对称，在沿远离所述中心透镜的方向上，透镜阵列中的透镜的曲率半径逐渐增大。

其中，M为奇数或偶数，只要保证像素岛中心与透镜阵列中心对齐即可。

参考图2和图3，作为示例，显示模组的每个透镜阵列1包括7个透镜，透镜阵列1对应的像素岛2之间具有一定间隔。7个透镜包括一个中心透镜以及位于中心透镜周边的3组外围透镜。其中，中心透镜的曲率半径为R0。每组外围透镜包括两个外围透镜。第1组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径为R1，第2组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径为R2，第3组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径为R3。所述每组外围透镜的两个外围透镜关于所述中心透镜对称。在沿远离所述中心透镜的方向上，透镜阵列中的透镜的曲率半径逐渐增大，即R0>R1>R2>R3。

图3所示的串扰曲线为利用像素岛内各个像素经过透镜后的出光角谱计算所得，一般认为串扰小于10％时，显示器件可以清晰成像。

可以看到在图3中，可以利用不同曲率半径的透镜在不同的角度范围内实现清晰成像，因此可以通过在保留透镜和像素位置关系的前提下，利用不同曲率半径透镜的拼接实现极大角度内的清晰成像。

同时，不同曲率半径透镜的串扰曲线清晰成像的角度范围不同，越边缘的透镜可以清晰成像的范围越小。因为单个视点(像素)的成像角度基本固定，所以，越边缘的透镜成像用到的像素数也越少。具体数值可以根据像素出光角谱及串扰曲线确定或根据单个视点的成像角度大概估算。示例性的，图4所示设计对应的像素数依次为29、14、11、9。

需要说明的是，图4所示设计对应的像素数依次为29、14、11、9是根据透镜的规格，按照串扰小于10％的标准进行卡控，在固定的硬件条件下可以实现的像素数量。当透镜规格、像素规格、放置高度等条件发生变化时都会影响这个数量，需要重新进行计算和设计。

可选地，所述每组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径相同。

本发明实施例提供的显示模组的每组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径相同，能够保证透镜成像的对称性，并且能够防止如果每组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径不同造成的串扰。

可选地，所述M个像素包括中心像素区域和位于所述中心像素区域周边的至少一组外围像素区域，所述每组外围像素区域包括两个外围像素区域，所述每组外围像素区域的两个外围像素区域关于所述中心像素区域对称；

所述中心像素区域包括多个中心像素，所述中心像素区域的所述多个中心像素通过所述中心透镜形成中心视场；

每个外围像素区域包括多个外围像素，在沿远离所述中心像素区域的方向上，各外围像素区域的多个外围像素依次通过与沿远离所述中心透镜方向排列的各外围透镜形成各外围视场。

通过将不同像素区域的像素利用具有不同曲率半径的透镜成像，能够防止像素之间的串扰。本发明由于增加了透镜的数量，因此，通过单个透镜成像的像素数相对减少，因此，单个透镜对应的像素均能清晰成像，也防止了单个透镜如果对应的像素数太多产生的串扰问题。参考图4，作为示例，每个像素岛包括70个像素，70个像素包括1个中心像素区域和位于所述中心像素区域周边的3组外围像素区域。其中，中心像素区域包括58个像素。第1组外围像素区域共包括28个像素，其中，第1组外围像素区域的每个外围像素区域均包括14个像素。第1组外围像素区域共包括28个像素，其中，第1组外围像素区域的每个外围像素区域均包括14个像素。第2组外围像素区域共包括22个像素，其中，第2组外围像素区域的每个外围像素区域均包括11个像素。第3组外围像素区域共包括18个像素，其中，第3组外围像素区域的每个外围像素区域均包括9个像素。

中心像素区域的58个像素通过曲率半径为R0的中心透镜形成中心视场。第1组外围像素区域的28个像素通过曲率半径为R1的第1组外围透镜形成第1组外围视场。第2组外围像素区域的22个像素通过曲率半径为R2的第2组外围透镜形成第2组外围视场。第3组外围像素区域的18个像素通过曲率半径为R3的第3组外围透镜形成第3组外围视场。

可选地，在沿远离所述中心像素区域的方向上，相邻外围像素区域之间存在交叠，所述中心像素区域与相邻的外围像素区域之间存在交叠。

本发明实施例提供的显示模组能够通过不同像素区域的像素的复用，减小像素岛的尺寸，提升3D显示的分辨率及光效。

在无时序设计中，所有像素岛中相同位置的一个像素共同组成一幅画面，形成一个视点。

由于所有像素岛类似，后续叙述简化为对一个像素岛进行说明。

本发明采用了分时复用的方式，因此一个像素可以通过在不同时序显示不同颜色，在一个完整的时间周期内形成多个视点。从而实现复用，节省面板空间，提高显示分辨率。

以同一个实施例为例，如图4所示，在曲率半径为R0的透镜下方，对应单边29个像素共计58个像素，完成图3中曲率半径为R0的透镜串扰曲线所示角度内的清晰成像。若透镜位置不变，则后续第30到43个像素(14个)对应曲率半径为R1的透镜，完成图3中曲率半径为R1的透镜串扰曲线所示角度内的清晰成像。但由于设计中，右半侧像素对应的曲率半径为R1的透镜相对中心位置向左平移了一个透镜口径的距离，因此相应的像素也应该向左平移相同的位置。此时，形成第30到43个视点所使用的像素便与形成之前1到29视点所使用的像素发生了重叠，假设透镜口径与10个像素的宽度相同，那么形成第30到43个视点所使用的时从中间计数，第20到33个像素。但由于两次像素发光在时间上不重叠，因此可以在实现视点显示的同时节约面板空间。后续类似的形成剩余视点的显示，总计是使用70个像素实现了126个视点，实现了用较少的像素显示较多的视点，单个像素岛尺寸的减小同时提升了屏幕的分辨率和光效，并且形成超过112°的视场角。

可选地，所述基底上设置有多个液晶开关阵列，所述多个液晶开关阵列与所述多个透镜阵列一一对应，每个液晶开关阵列包括N个液晶开关，并与所述N个透镜一一对应，所述液晶开关用于控制各像素区域出射的光线到达对应的透镜。

利用液晶开关区控制透镜的开启与关闭能够不同像素区域的像素在进行分时显示时通过对应的透镜成像。

参考图2，基底上设置有多个液晶开关阵列3，每个液晶开关阵列包括7个液晶开关，与7个透镜一一对应，每个液晶开关用于控制各像素区域出射的光线到达对应的透镜。

液晶开关对厚度影响较大的结构主要是上下两层基板。基板常规材料为玻璃，常规厚度500um，两层基板均可做减薄处理或者改用较厚的基板，其厚度可实现大约400um～1400um的变化范围。另若有特殊需求可额外增加玻璃或者改用其他柔性衬底，可以实现更大的厚度变化范围，但若使用柔性衬底，其支撑效果会变差。

可选地，每个透镜阵列中的N个透镜的口径相同或不同。

示例性的，7个透镜的口径相同或不同。由于要实现超大视角，对透镜的光学性能提出了极高的要求，根据F#＝f/D，如果视角F#需要增大，所需透镜口径D需要很小，同时增大焦距f，而增大焦距f则要求放置高度较高。单独使用胶层隔垫难以支撑较高的放置高度，液晶开关的厚度则可以解决这一问题。

本发明的第二方面提供一种显示装置，包括上述的显示模组。

该显示装置包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出单元、输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元、存储器、处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，上述显示装置的结构并不构成对显示装置的限定，显示装置可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，显示装置包括但不限于显示器、手机、平板电脑、电视机、可穿戴电子设备、导航显示设备等。

所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。

本发明的第三方面提供一种显示模组的驱动方法，应用于上述的显示模组，所述驱动方法包括：

控制所述像素岛内的不同像素分时显示，通过对应的透镜生成视场。

可选地，所述像素区域与对应的透镜组成视场生成单元，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心像素区域的方向上，控制(N-1)/2+1个视场生成单元依次开启。

本发明采用了分时复用的方式，因此一个像素可以通过在不同时序显示不同颜色，在一个完整的时间周期内形成多个视点。从而实现复用，节省面板空间，提高显示分辨率。

参考图4，在t1时刻，中心像素区域的58个像素通过曲率半径为R0的中心透镜形成中心视场。在t2时刻，第1组外围像素区域的28个像素通过曲率半径为R1的第1组外围透镜形成第1组外围视场。在t3时刻，第2组外围像素区域的22个像素通过曲率半径为R2的第2组外围透镜形成第2组外围视场。在t4时刻，第3组外围像素区域的18个像素通过曲率半径为R3的第3组外围透镜形成第3组外围视场。

在曲率半径为R0的透镜下方，对应单边29个像素共计58个像素，完成图3中曲率半径为R0的透镜串扰曲线所示角度内的清晰成像。若透镜位置不变，则后续第30到43个像素(14个)对应曲率半径为R1的透镜，完成图3中曲率半径为R1的透镜串扰曲线所示角度内的清晰成像。但由于设计中，右半侧像素对应的曲率半径为R1的透镜相对中心位置向左平移了一个透镜口径的距离，因此相应的像素也应该向左平移相同的位置。此时，形成第30到43个视点所使用的像素便与形成之前1到29视点所使用的像素发生了重叠，假设透镜口径与10个像素的宽度相同，那么形成第30到43个视点所使用的时从中间计数，第20到33个像素。但由于两次像素发光在时间上不重叠，因此可以在实现视点显示的同时节约面板空间。后续类似的形成剩余视点的显示，总计是使用70个像素实现了126个视点，实现了用较少的像素显示较多的视点。

可选地，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心透镜的方向上，分别控制(N-1)/2+1个液晶开关依次开启。

利用液晶开关区控制透镜的开启与关闭能够不同像素区域的像素在进行分时显示时通过对应的透镜成像。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，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，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种显示模组，包括：

基底；

位于所述基底上的多个透镜阵列，每个透镜阵列包括N个透镜，N为大于1的整数且N为奇数；和

位于所述基底远离所述多个透镜阵列一侧的多个像素岛，所述多个像素岛与所述基底之间具有一定间隔，所述多个像素岛与所述多个透镜阵列一一对应，每个像素岛包括M个像素，M为大于N的整数，且M为奇数或偶数，其特征在于，

所述N个透镜包括一个中心透镜以及位于所述中心透镜周边的至少一组外围透镜，每组外围透镜包括两个外围透镜，所述每组外围透镜的两个外围透镜关于所述中心透镜对称，在沿远离所述中心透镜的方向上，透镜阵列中的透镜的曲率半径逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述每组外围透镜的两个外围透镜的曲率半径相同。

3.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述M个像素包括中心像素区域和位于所述中心像素区域周边的至少一组外围像素区域，所述每组外围像素区域包括两个外围像素区域，所述每组外围像素区域的两个外围像素区域关于所述中心像素区域对称；

所述中心像素区域包括多个中心像素，所述中心像素区域的所述多个中心像素通过所述中心透镜形成中心视场；

每个外围像素区域包括多个外围像素，在沿远离所述中心像素区域的方向上，各外围像素区域的多个外围像素依次通过与沿远离所述中心透镜方向排列的各外围透镜形成各外围视场。

4.根据权利要求3所述的显示模组，其特征在于，在沿远离所述中心像素区域的方向上，相邻外围像素区域之间存在交叠，所述中心像素区域与相邻的外围像素区域之间存在交叠。

5.根据权利要求3所述的显示模组，其特征在于，所述基底上设置有多个液晶开关阵列，所述多个液晶开关阵列与所述多个透镜阵列一一对应，每个液晶开关阵列包括N个液晶开关，并与所述N个透镜一一对应，所述液晶开关用于控制各像素区域出射的光线到达对应的透镜。

6.根据权利要求1所述的显示模组，其特征在于，每个透镜阵列中的N个透镜的口径相同或不同。

7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的显示模组。

8.一种显示模组的驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的显示模组，所述驱动方法包括：

控制所述像素岛内的不同像素分时显示，通过对应的透镜生成视场。

9.根据权利要求8所述的显示模组的驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的显示模组，所述像素区域与对应的透镜组成视场生成单元，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心像素区域的方向上，控制(N-1)/2+1个视场生成单元依次开启。

10.根据权利要求8所述的显示模组的驱动方法，其特征在于，应用于如权利要求5所述的显示模组，所述驱动方法包括：

在(N-1)/2+1个不同时刻，在沿远离所述中心透镜的方向上，分别控制(N-1)/2+1个液晶开关依次开启。

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