CN103926698B - 一种阵列基板、3d显示面板和3d显示装置 - Google Patents

一种阵列基板、3d显示面板和3d显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板、3D显示面板和3D显示装置。阵列基板包括：多个以阵列形式排布的亚像素单元，亚像素单元为非等边的平行四边形，亚像素单元的顶边和底边为非等边的平行四边形的短边，同一行各亚像素单元的倾斜方向一致；同一行亚像素单元中，各亚像素单元的顶边在一条直线上，且每一亚像素单元的顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合；对于任意两所述亚像素单元，垂直于该两亚像素单元的顶边的直线，分别经该两亚像素单元各自的顶边的一端点和该端点相对的侧边相交所形成的线段相等；该端点为顶边相邻钝角的顶点。阵列基板上的像素在垂直方向上亮度均匀，进而减少彩色条纹，提高3D显示效果。

Description

一种阵列基板、3D显示面板和3D显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示技术，尤其涉及一种阵列基板、3D显示面板和3D显示装置。
背景技术
立体显示技术可大致分为眼镜式立体显示和自动立体显示。其中自动立体显示也称为裸眼立体显示，不需要佩戴特殊设计的观看设备（例如，特殊设计的眼镜或头盔）。裸眼立体显示技术是利用光栅设备使观赏者的左眼和右眼分别映入相同图像，左眼和右眼所映入的图像具有不同的视差，从而达到立体显示效果。具体的，以狭缝光栅为例，如图1A所示，由于光栅和3D显示面板之间具有一定距离，所以左右眼通过狭缝分别看到不同的像素组合，使得左右眼映入的图像不同。
然而，由于狭缝光栅的狭缝可能设置在显示区域较多的地方，也可能设置在非显示区域较多的地方，而光栅的狭缝设置在显示区域较多的地方时，该处则能够产生较亮的显示效果，当光栅的狭缝设置在非显示区域较多的地方时，则产生较暗的显示效果，因此，整体的显示效果中容易出现明暗相间的条纹，即摩尔条纹。
对于上述的裸眼立体显示技术，主要采用如下方法减少摩尔条纹：
在该显示面板中，使阵列基板上每一行像素单元均相对于前一行像素单元，具有像素单元宽度的无理数倍的横向位移，以使得光栅狭缝中显示区域和非显示区域的比例更加均匀，进而减少摩尔条纹。
但是，本发明的发明人发现，上述方法中，由于每一行像素单元均相对于前一行像素单元具有像素单元宽度的无理数倍的横向位移，像素排布不均匀，导致在垂直方向（即列方向）上周期性的亮度不均匀。如图1B所示，在垂直方向上的各行像素单元，相对于该方向上的同一直线L100，各R、G、B像素单元与该直线相交的线所形成的线段长度不相等。也就意味着在相对的直线L100，各R、G、B像素单元用于显示的区域（该区域可以认为是一线段）不相等，例如标记1的标识的R、G、B像素单元偏红色，标记2所标识的R、G、B像素单元偏绿色；因此造成在该直线延伸方向上R、G、B像素单元的亮度不均匀，造成彩色条纹，影响显示效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种阵列基板、3D显示面板和3D显示装置，以使垂直方向各R/G/B像素单元的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例提供一种阵列基板，包括：
多个以阵列形式排布的亚像素单元，所述亚像素单元为非等边的平行四边形，所述亚像素单元的顶边和底边为所述非等边的平行四边形的短边，同一行各所述亚像素单元的倾斜方向一致；
同一行所述亚像素单元中，各所述亚像素单元的顶边在一条直线上，各所述亚像素单元的底边在一条直线上，且每一所述亚像素单元的顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合；
对于任意两所述亚像素单元，垂直于该两所述亚像素单元的顶边的直线，分别经该两所述亚像素单元各自的顶边的一端点和该两所述亚像素单元各自的与该端点相对的侧边相交所形成的线段相等；其中，该端点为顶边相邻钝角的顶点。
本发明实施例有益效果如下：通过使同一行所述亚像素单元倾斜方向一致，且亚像素单元的顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合，与光栅配合时，使光栅狭缝中显示区域和非显示区域比例更加均匀、以及使垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
本发明实施例提供一种3D显示面板，包括两对盒基板及设置于两对盒基板之间的液晶，一所述对盒基板为上述实施例提供的所述的阵列基板。
本发明实施例有益效果如下：阵列基板中，同一行所述亚像素单元倾斜方向一致，且亚像素单元的顶边顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合，在垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
本发明实施例提供一种3D显示装置，包括用于使左眼和右眼分别映入不同图像的光栅，包括如上述实施例提供的3D显示面板。
本发明实施例有益效果如下：光栅狭缝中像素阵列的显示区域和非显示区域比例更加均匀、且垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
附图说明
图1A和图1B为现有技术中用于3D显示的阵列基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的所述亚像素单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的两个高度不相等的亚像素单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的两个高度相等、但宽度不相等的亚像素单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
对于裸眼立体显示技术，可以采用使阵列基板上每一行像素单元均相对于前一行像素单元，具有像素单元宽度的无理数倍的横向位移，以使得光栅狭缝中显示区域和非显示区域的比例更加均匀，进而减少摩尔条纹。但是，由于每一行像素单元均相对于前一行像素单元具有像素单元宽度的无理数倍的横向位移，像素排布不均匀，导致在垂直方向（即列方向）上周期性的亮度不均匀，即垂直方向的区域内R/G/B像素单元的亮度不均匀，因此存在彩色条纹。为了减少彩色条纹，本发明实施例提供一种阵列基板，通过改变亚像素单元的结构，以实现设置光栅后，光栅的狭缝中显示区域和非显示区域比例均匀，垂直方向的周期性显示亮度均匀。下面结合说明书附图对本发明实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图2，图2为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图。本发明实施例提供一种阵列基板，包括：多个以阵列形式排布的亚像素单元201，设置于亚像素单元201之间的黑矩阵202。亚像素单元201为非等边的平行四边形，亚像素单元201的顶边和底边为非等边的平行四边形的短边，同一行各亚像素单元201的倾斜方向一致；
同一行亚像素单元201中，各亚像素单元201的顶边在一条直线上，各亚像素单元201的底边在一条直线上，且每一亚像素单元201的顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元201的底边上且相互重合，该亚像素单元201的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元201的顶边上且相互重合。
对于任意两所述亚像素单元201，垂直于该两所述亚像素单元201的顶边的直线，分别经该两所述亚像素单元201各自的顶边的一端点和该两所述亚像素单元201各自的与该端点相对的侧边相交所形成的线段相等；其中，该端点为顶边相邻钝角的顶点。
本发明实施例中，亚像素单元201在垂直方向上周期性的亮度均匀，进而减少摩尔条纹，提高3D显示效果。
参见图3，图3为本发明实施例提供的亚像素单元的结构示意图。其中，示出了两个相邻的亚像素单元201，及两相邻亚像素单元201之间的黑矩阵202。两亚像素单元201分别具有顶点A、顶点B、顶点C、顶点D，以及A'、顶点B'、顶点C'、顶点D'。优选的，亚像素单元201的两侧边分别为非等边的平行四边形的两长边，亚像素单元201的侧边与垂直线的夹角θ满足如下公式：
tanθ=(L1+W)/H
其中，θ为亚像素单元201的侧边与垂直线的夹角；L1为亚像素单元的顶边或底边的边长，W为相邻两亚像素单元201的顶边相邻两端的距离或相邻两亚像素单元201的底边相邻两端的距离，H为亚像素单元201顶边与底边之间的距离。
在亚像素单元了201的倾斜方向，其中一个亚像素单元201的顶边AD在垂直方向上的投影落于另一亚像素单元201的底边B'C'上，且完全重合。其中，点A与点B'在一条垂直线上。本发明实施例中，在亚像素单倾斜方向上，亚像素单元201的顶边与侧边形成的钝角的顶点，与相邻的亚像素单元201的底边与侧边形成的锐角的顶点在一垂直线上。一行亚像素单元201中，一条垂直线经过该行的任意位置，均能够保证该垂直线相交的亚像素单元201的有效显示区是相等的，例如参考图3所示：一垂直线经第一个亚像素单元201得到的线段AK，以及另一垂直线同时经过两个亚像素单元201得到的线段MN与M'N'，线段AK长度等于线段MN与M'N'长度的总和。
因此对于如下条件：对于任意两亚像素单元，垂直于该两亚像素单元201的顶边的直线，分别经该两亚像素单元201各自的顶边的一端点和该两亚像素单元201各自的该端点相对的侧边相交所形成的线段相等，其中，该端点为该顶边相邻钝角的顶点。对于不同行的亚像素单元201，在满足该条件的情况下，可以使亚像素阵列在垂直方向上周期性的亮度均匀。为了更清楚的进行描述，参见图4和图5示出的亚像素单元的结构示意图。
参见图4，示出了位于不同行且高度不同的亚像素单元2011和亚像素单元2012，亚像素单元2011的具有顶点A1、B1、C1和D1，亚像素单元2011的具有顶点A2、B2、C2和D2。亚像素单元2011和亚像素单元2012可以位于相邻行，也可以位于不相邻行。亚像素单元2011的高度为H1，顶边A1D1和底边B1C1长为L1，与相邻亚像素单元的间距为W1，垂直于顶边A1D1的直线经过顶点A1，与侧边相交所形成的线段A1K1的长度为h1，侧边A1B1与A1K1的夹角θ1；亚像素单元2012的高度为H1，顶边A2D2和底边B2C2长为L2，与相邻亚像素单元的间距为W2，垂直于顶边A2D2的直线经过顶点A2，与侧边相交所形成的线段A2K2的长度为h2，侧边A2B2与A2K2的夹角θ2；其中，L1+W1等于L2+W2。
又参见图5，示出了位于不同行但是高度相同的亚像素单元2011和亚像素单元2012，亚像素单元2011的具有顶点A1、B1、C1和D1，亚像素单元2011的具有顶点A2、B2、C2和D2。亚像素单元2011和亚像素单元2012可以位于相邻行，也可以位于不相邻行。亚像素单元2011的高度为H1，顶边A1D1和底边B1C1长为L1，与相邻亚像素单元的间距为W1，垂直于顶边A1D1的直线经过顶点A1，与侧边相交所形成的线段A1K1的长度为h1，侧边A1B1与A1K1的夹角θ1；亚像素单元2012的高度为H1，顶边A2D2和底边B2C2长为L2，与相邻亚像素单元的间距为W2，垂直于顶边A2D2的直线经过顶点A2，与侧边相交所形成的线段A2K2的长度为h2，侧边A2B2与A2K2的夹角θ2；其中，H1等于H2，L1不等于L2，W1不等于W2，L1+W1不等于L2+W2。
根据如下公式（1）和公式（2）：
h1=H1－W1*cotθ1 （1）
h2=H2－W2*cotθ2 （2）
对于亚像素单元2011和亚像素单元2012，需要满足h1等于h2。在满足h1等于h2的情况下，有如下多种亚像素单元排列的组合方式：
例如：不同行的亚像素单元可以如图4所示，高度H1和H2不同，夹角θ1和θ2不相等、宽度L1和L2不相等及两相邻亚像素单元之间的间距W1和W2不相等，但是L1+W1等于L2+W2。
又例如：不同行的亚像素单元可以如图5所示，高度H1和H2相等，但是夹角θ1和θ2不相等、宽度L1和L2不相等及两相邻亚像素单元之间的间距W1和W2不相等。
又例如：不同行的亚像素单元可以如图4所示亚像素单元2012和图5所示亚像素单元2012，高度H1和H2不相等，夹角θ1和θ2不相等、宽度L1和L2不相等及两相邻亚像素单元之间的间距W1和W2不相等。
根据上述的亚像素单元的组合方式，在应用于具有光栅的显示装置时，对于一固定的光栅宽度内，当一光栅内设置m个如图5所示的亚像素单元2011，另光栅内设置n个如图5所示的亚像素单元2012时，由于L1+W1不等于L2+W2，m与n不相等，其中m和n为自然数。当然对于如图4所示的亚像素单元2011和亚像素单元2012，则一固定的光栅宽度内的个数是相等的。
需要说明的是，以上实施例仅用于说明不同亚像素单元的组合情况，但并非全部组合情况，在满足不同行的亚像素单元的h1等于h2的情况下，可以有多种组合方式，在此不一一举例。凡是符合本发明思想所得到的亚像素单元及各亚像素单元的组合均在本发明的保护范围之内。
优选的，相邻两亚像素单元201之间的黑矩阵202的宽度，与该相邻两亚像素单元201之间的间隔的宽度相等。
此外，以行为单位，亚像素单元201的倾斜方向可以有多种设置。
例如：参见图2示出的阵列基板的结构示意图。全部亚像素单元201的倾斜方向一致，使亚像素单元201阵列被光栅遮挡时，光栅的狭缝中显示区域和非显示区域比例均匀，且形成的亚像素阵列在垂直方向上周期性的亮度均匀。
又例如，参见图6，示出的又一种阵列基板的结构示意图。与图2所示阵列基板的结构不同之处在于：相邻两行亚像素单元201的倾斜方向相反。由于每一行亚像素单元201中各亚像素单元201倾斜方向相同，因此相邻两行亚像素单元201的倾斜方向相反时，狭缝中显示区域和非显示区域比例仍是均匀的，且形成的亚像素阵列在垂直方向上周期性的亮度均匀。
又例如，相邻N行亚像素单元201为一亚像素单元201组，且亚像素单元201组中的亚像素单元201的倾斜方向一致；相邻亚像素单元201组中的亚像素单元201的倾斜方向相反；其中，N为大于或等于2的整数。该结构可参考图6所示的阵列基板，在图6所示阵列基板上的变型即可，因此不再重复示出。本实施例中，狭缝中显示区域和非显示区域比例是均匀的，且形成的亚像素阵列在垂直方向上周期性的亮度均匀。
以上各实施例中，亚像素单元201可以为一个像素单元的子像素单元；或者，亚像素单元201为一个像素单元划分为多个可发光区域形成的；或者亚像素单元201为一个子像素单元划分为多个可发光区域形成的。该子像素单元通常指一个像素单元包括的R、G、B或W子像素单元。
需要说明的是，以上各实施例中，每一行亚像素单元201均相对于前一行亚像素单元201不需要进行横向位移，即可实现使光栅狭缝中显示区域和非显示区域比例更加均匀、以及使垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，从而有效减少摩尔条纹的目的。当然，还可以在上述实施例的基础上，使每一行亚像素单元201均相对于前一行亚像素单元201，具有一个亚像素单元宽度的无理数倍的横向位移，这并不影响本发明的效果。
本发明实施例有益效果如下：通过使同一行所述亚像素单元倾斜方向一致，且亚像素单元的顶边顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合，与光栅配合时，以及使垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
本发明实施例提供一种3D显示面板，包括两对盒基板及设置于两对盒基板之间的液晶，一所述对盒基板为上述实施例提供的所述的阵列基板。
本发明实施例有益效果如下：阵列基板中，同一行所述亚像素单元倾斜方向一致，且亚像素单元的顶边顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合，以及使垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
本发明实施例提供一种3D显示装置，包括用于使左眼和右眼分别映入不同图像的光栅，包括如上述实施例提供的3D显示面板。
本发明实施例有益效果如下：垂直方向（即列方向）上周期性的亮度均匀，减少彩色条纹，提高3D显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
多个以阵列形式排布的亚像素单元，所述亚像素单元为非等边的平行四边形，所述亚像素单元的顶边和底边为所述非等边的平行四边形的短边，同一行各所述亚像素单元的倾斜方向一致；
同一行所述亚像素单元中，各所述亚像素单元的顶边在一条直线上，各所述亚像素单元的底边在一条直线上，且每一所述亚像素单元的顶边在垂直方向向下的投影落于相邻的亚像素单元的底边上且相互重合，该亚像素单元的底边在垂直方向向上的投影落于另一相邻的亚像素单元的顶边上且相互重合；
分别位于不同行的两所述亚像素单元的各自的侧边与垂直线的夹角不相等，且对于任意两所述亚像素单元，垂直于该两所述亚像素单元的顶边的直线，分别经该两所述亚像素单元各自的顶边的一端点和该两所述亚像素单元各自的与该端点相对的侧边相交所形成的线段长度相等；其中，该端点为顶边与侧边形成的钝角的顶点。
2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述亚像素单元的两侧边分别为所述非等边的平行四边形的两长边，所述亚像素单元的侧边与垂直线的夹角满足如下公式：
tanθ＝(L1+W)/H
其中，θ为所述亚像素单元的侧边与垂直线的夹角；L1为所述亚像素单元的顶边或底边的边长，W为相邻两所述亚像素单元的顶边相邻两端的距离或相邻两所述亚像素单元的底边相邻两端的距离，H为所述亚像素单元顶边与底边之间的距离。
3.如权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，全部所述亚像素单元的倾斜方向一致。
4.如权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，相邻两行所述亚像素单元的倾斜方向相反。
5.如权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，相邻N行所述亚像素单元为一亚像素单元组，且所述亚像素单元组中的所述亚像素单元的倾斜方向一致；相邻所述亚像素单元组中的所述亚像素单元的倾斜方向相反；其中，N为大于或等于2的整数。
6.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述亚像素单元为一个像素单元的子像素单元；或者，
所述亚像素单元为一个像素单元或一个所述像素单元的子像素单元划分为多个可发光区域形成的。
7.如权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，还包括黑矩阵，所述黑矩阵设置于相邻所述亚像素单元之间的间隙处。
8.如权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，相邻两所述亚像素单元之间的黑矩阵的宽度，与该相邻两所述亚像素单元之间的间隔的宽度相等。
9.一种3D显示面板，包括两对盒基板及设置于两对盒基板之间的液晶，其特征在于，一所述对盒基板为权利要求1-8任一所述的阵列基板。
10.一种3D显示装置，包括用于使左眼和右眼分别映入不同图像的光栅，其特征在于，所述3D显示装置还包括如权利要求9所述的3D显示面板。
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