CN105137642B - 显示面板、显示装置及显示方法 - Google Patents

显示面板、显示装置及显示方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种显示面板、显示装置及显示方法。一种显示面板包括重复的第一至第三子像素组；其中：第一子像素组，由多个第一子像素组成；第二子像素组，由多个第二子像素组成；以及第三子像素组，由多个所述第一子像素组成；其中：同一行及同一列中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向；所述第二子像素位于四个所述第一子像素形成的凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和；所述第二子像素为第一颜色；所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色。本公开可以提供更好的显示效果。

Description

显示面板、显示装置及显示方法
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种显示面板、显示装置及显示方法。
背景技术
随着光学技术与半导体技术的发展，液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)以及有机发光二极管显示面板(Organic Light Emitting Diode，OLED)等平板显示面板由于具有形体更轻薄、成本和能耗更低、反应速度更快、色纯度和亮度更优以及对比度更高等特点，已经被广泛应用于各类电子产品上。
图1中为现有技术中一种标准RGB显示面板的像素矩阵示意图。其中，例如，各子像素的长宽比约为3:1。位于同一行中相邻的红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素共同组成一个像素单元进行各种颜色的显示。
为了改善视觉效果，人们对于显示面板的分辨率提出了越来越高的要求；这就要求同样面积下子像素的数量不断增加，即子像素的尺寸越来越小。但由于工艺限制，子像素尺寸不可能无限缩小。为了在子像素尺寸一定的情况下改善显示效果，现有技术中提出了Delta(三角形)排列方式的显示面板以及Pentile(波瓦形)排列方式的显示面板。
发明内容
本公开的目的在于提供一种显示面板、显示装置及显示方法，用于至少在一定程度上克服或减轻由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供一种显示面板，包括重复的第一至第三子像素组；其中：
第一子像素组，由多个第一子像素组成；
第二子像素组，由多个第二子像素组成；以及
第三子像素组，由多个所述第一子像素组成；其中：
同一行及同一列中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向；
所述第二子像素位于四个所述第一子像素形成的凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和；
所述第二子像素为第一颜色；所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色。
根据本公开的第二方面，提供一种显示装置，包括：
一上述的显示面板。
根据本公开的第三方面，提供一种显示方法，应用于一显示面板，所述显示面板包括重复的第一至第三子像素组；其中：第一子像素组，由多个第一子像素组成；第二子像素组，由多个第二子像素组成；以及第三子像素组，由多个所述第一子像素组成；其中：同一行及同一列中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向；所述第二子像素位于四个所述第一子像素形成的凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和；所述第二子像素为第一颜色；所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色；所述显示方法包括：
根据一子像素渲染算法，将一待显示图像对应的虚拟像素阵列中各子像素的亮度值转换为所述显示面板中各子像素的亮度值。
本示例性实施例中的显示装置及显示方法中，本示例性实施例中的显示面板及显示方法中，通过提供新的子像素结构及排列方式，使第一至第三颜色子像素之间的接触从竖直面变为斜面，一方面，结合相应的子像素渲染算法可以在视觉上实现与标准RGB基本接近的PPI，而且可以同时实现在行方向和列方向进行子像素之间的借色，提升渲染效果，此外，相比于现有技术中的多畴显示方案，可以避免因奇偶行亮度不均而产生的横纹mura；另一方面，同时，相比于现有标准RGB像素矩阵，大幅度减少了子像素数量，且数据线等布线也随之减少，在节省成本、降低工艺难度的同时，还可以有效的增加显示面板的开口率，进而可以提供更好的显示效果。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是现有技术中标准RGB显示面板中像素矩阵的示意图。
图2是Delta排列方式的显示面板中像素矩阵的示意图。
图3是Pentile排列方式的显示面板中像素矩阵的示意图。
图4是本公开示例性实施例中一种像素矩阵的结构示意图。
图5是本公开示例性实施例中一种畴倾斜方向的示意图。
图6是本公开示例性实施例中另一种像素矩阵的结构示意图。
图7是现有技术中标准RGB像素矩阵与本公开示例性实施例中一种像素矩阵的亮度中心示意图。
图8是本公开示例性实施例中一种子像素渲染流程示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大、变形或简化了形状尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或步骤可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、步骤、结构等。
本示例性实施例中首先提供了一种显示面板，该显示面板可以为液晶显示面板或者OLED显示面板，在本公开的其他示例性实施例中，该显示面板也可能是PLED(PolymerLight-Emitting Diode，高分子发光二极管)显示面板、PDP(Plasma Display Panel，等离子显示)显示面板等其他平板显示面板，即本示例实施方式中并不特别局限适用范围。
图2中为一种Delta排列方式的显示面板的像素矩阵示意图。其中，各子像素的横向尺寸增加为原来的1.5倍，红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素的数量均减少1/3。通过子像素在横向方向的共用，配合特定的子像素渲染(Sub Pixel Rendering，SPR)算法，即可在视觉上实现与标准RGB显示面板基本相同的PPI(pixels per inch，每英寸的像素数目)。
图3中为一种Pentile排列方式的显示面板的像素矩阵示意图。其中，红色子像素以及蓝色子像素的横向尺寸均增加为原来的2倍、数量均减少为原来的1/2；绿色子像素与标准RGB显示面板中相同。通过子像素在横向方向的共用，配合特定的子像素渲染算法，同样可在视觉上实现与标准RGB显示面板基本相同的PPI。
然而Delta排列方式的显示面板以及Pentile排列方式的显示面板中，均为是在横向方向增加子像素的尺寸，通过横向渲染来实现视觉上的高PPI；而纵向方向上尺寸以及真实PPI与标准RGB显示面板中相同，即其在纵向的子像素结构以及渲染潜力仍有待被挖掘。
参考图4中所示，本示例实施方式中的显示面板包括一像素阵列。该像素阵列包括交错的子像素组和子像素列。其中，子像素组至少包括重复的第一子像素组、第二子像素组以及第三子像素组。其中：第一子像素组由多个第一子像素组成；第二子像素组由多个第二子像素组成；第三子像素组，由多个所述第一子像素组成。同一行中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向，同一列中相邻的所述第一子像素同样具有相反畴倾斜方向；这样，四个所述第一子像素则可以形成一凸多边形间隙。本示例实施方式中，所述第二子像素位于该凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和。例如，图4中，第一子像素A、B、C、D形成一凸多边形间隙，第二子像素E位于该凸多边形间隙中且与该凸多边形间隙的形状适配。
为了能够实现混色显示，所述第二子像素为第一颜色子像素，所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色。例如，同一列中，相邻的第二子像素均为第二颜色子像素或均为第三颜色子像素，所述第一子像素组以及第三子像素组均包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素；又例如，同一行中，相邻的第二子像素均为第二颜色子像素或均为第三颜色子像素，相邻的第一子像素列中均包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素等等；又例如，所述第一子像素组包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素；所述第三子像素组包括交错排列的第三颜色子像素和第二颜色子像素等等。
根据第一子像素的畴倾斜角度θ(如图5中所示)的不同，四个所述第一子像素则可以形成一凸多边形间隙的形状也将有所不同，进而，所述第二子像素的形状也可以有所不同，所述第二子像素可以呈菱形或六边形等。举例而言，如图4中所示，当所述第一子像素的畴倾斜角度的绝对值大于71.57°且小于90°时，所述第二子像素可以呈六边形；或者，如图6中所示，所述第一子像素(红色子像素以及蓝色子像素)的畴倾斜角度的绝对值等于71.57°时，所述第二子像素(绿色子像素)可以呈菱形；然而，当所述第一子像素的畴倾斜角度的绝对值大于71.57°且小于90°时，如果相邻的由第一子像素组成子像素列距离较小时，所述第二子像素也可能呈菱形；所述第一子像素的畴倾斜角度的绝对值等于71.57°时，如果相邻的由第一子像素组成子像素列距离较大时，所述第二子像素也可以呈六边形，并不以本示例实施方式中为限。
参考图6中所示，以所述第一颜色为绿色、第二颜色为红色以及第三颜色为蓝色为例对本示例性实施例中的显示面板进行更详细的说明。但本领域技术人员容易理解的是，在本公开的其他示例性实施例中，所述第一颜色至第三颜色也可以为其他颜色组合，并不以本示例性实施例中为限。所述第一子像素组包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素；所述第三子像素组包括交错排列的第三颜色子像素和第二颜色子像素，这种排列方式可以使像素单元在斜向方向的亮度均匀分配，改善斜向方向的渲染效果，同时视角更佳；此外，该子像素排列方式还可以避免普通双畴因奇偶行亮度不均而产生的横纹mura。但如上所述，子像素的其他排列方式，同样属于本公开的保护范围。
继续参考图6中所示，为了使各像素单元在视觉的显示轮廓与标准RGB中像素单元在视觉的显示轮廓基本相同，本示例实施方式中，所述第一子像素，即红色子像素及蓝色子像素的在列方向上的长度与在行方向上的长度之比均为3:2。所述第二子像素，即绿色子像素在列方向上的长度与所述第一子像素的在列方向上的长度之比为2:1，所述第一子像素在行方向上的长度与相邻的由第一子像素组成子像素列之间的距离相关。当然，本领域技术人员也可以根据需要具体调整红色子像素、绿色子像素以及蓝色子像素的面积以及宽长比，本示例性实施例中对此不做特殊限定。
参考图6中所示，本示例性实施例中可以利用同一列中相邻的一所述第二颜色子像素及一所述第三颜色子像素和与该第二颜色子像素及第三颜色子像素侧边邻接的三个第一颜色子像素共同形成一像素单元。例如，图3中的A、B、C、D、E五个子像素共同形成一第一像素单元，D、F、G、H、I五个子像素共同形成一第二像素单元，第一像素单元和第二像素单元共用子像素D。
在本示例性实施例中的显示方式中，每个像素单元均具有一亮度中心。亮度中心为像素单元中明亮的中心，人眼对亮度中心的感知最强烈，其可以用于在视觉上区分像素单元，显示面板的分辨率通常可以通过计算亮度中心的数量来定义。如图7中所示，由于本示例性实施例中亮度中心的数量相比于现有技术中的标准RGB显示面板并没有减少，因此同等尺寸下，在视觉上可以与标准RGB显示面板具有数量基本相同的像素单元，即在视觉上可以与标准RGB显示面板具有基本相同的PPI(pixels per inch，每英寸的像素数目)。
本示例实施方式中，所述显示面板上还设置有为各行子像素提供扫描信号的栅线以及为各列数据线提供数据信号的数据线。为了配合各子像素的上述形状和排列以及后续的SPR算法，本示例实施方式中，所述第一子像素组及第三子像素组中子像素均连接至同一栅线；并且，所述栅线位于所述第一子像素组与第三子像素组之间且与所述第二子像素组中子像素的中部连接。本示例实施方式中，数据线可以设置在相邻的子像素列之间，与现有技术中类似，在此不再赘述。
进一步的，本示例实施方式中还提供的一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板以及栅极驱动、源极驱动器等现有技术中的其他组件。上述显示面板中各子像素的显示亮度可以通过子像素渲染算法(Sub Pixel Rendering，SPR)确定。本示例性实施例中，所述显示装置还可以包括一子像素渲染模块，子像素渲染模块可以根据子像素渲染算法将一待显示图像对应的虚拟像素阵列中各子像素的亮度值转换为所述显示面板中各子像素的亮度值。
参考图8中所示，本示例性实施例中，所述虚拟像素阵列可以包括阵列分布且由红色子像素、绿色子像素以及蓝色的彩色子像素形成的虚拟像素单元(图8上部分)，即为待显示图像数据信息所对应的标准RGB像素矩阵。继续参考图8中所示，其中，本示例实施方式中所提供的像素矩阵(图8下部分)中，每一绿色子像素被6个像素单元所共用，即为共用该绿色子像素的6个像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中绿色子像素的亮度做出贡献。基于此，可以叠加得到各绿色子像素的亮度值。例如：在任一所述像素单元中，任一绿色子像素的亮度值为L1：
L1＝x1l1+x2l2+x3l3+x4l4+x5l5+x6l6；
其中，l1～l6及x1～x6分别为共用该绿色子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中绿色子像素的亮度值及其中由该绿色子像素所贡献的亮度比例。
参考图8中所示，以A、B、C、D、E组成的像素单元P为例，其对应的虚拟像素单元P’由子像素y4、y5、y6组成。由于像素单元P中有三个绿色颜色子像素C、D、E，并且其中绿色子像素C同时与该像素单元中的红色子像素A及蓝色子像素B相邻，而绿色子像素D仅与该像素单元中的红色子像素A相邻，绿色子像素E仅与该像素单元中的蓝色子像素B相邻。基于此，则像素单元P中绿色子像素C为虚拟像素单元P’中绿色子像素y6的亮度所贡献的比例较大，例如为3/4，而则像素单元P中绿色子像素D、E为虚拟像素单元P’中绿色子像素y6的亮度所贡献的比例较小，例如各为1/8；在其他像素单元中，亮度比例均可以依此设置。
以像素矩阵中的绿色子像素C为例，其分别被像素单元P以及P左方的像素单元(C、F、G、H、I)、上方的像素单元(A、C、D、J、N)、左上方的像素单元(C、G、H、M、N)、左下方的像素单元(C、F、I、O、P)以及下方的像素单元(B、C、E、P、Q)所共用，这些像素单元所对应的虚拟像素单元分别为虚拟像素单元P以及P左方的虚拟像素单元(y1、y2、y3)、上方的虚拟像素单元(x4、x5、x6)、左上方的虚拟像素单元(x1、x2、x3)、左下方的虚拟像素单元(z1、z2、z2)以及下方的虚拟像素单元(z4、z5、z5)，即绿色子像素C需要提供绿色子像素x2、x5、y2、y5、z2、z5的部分亮度。举例而言，虚拟像素单元P’以及P’左方的虚拟像素单元中y2以及y5亮度值的3/4由绿色子像素C提供，虚拟像素单元P’上方的虚拟像素单元、左上方的虚拟像素单元、左下方的虚拟像素单元以及下方的虚拟像素单元中x2、x5、z2以及z5亮度值的1/8由绿色子像素C提供。由此可知，绿色子像素C的亮度L1可以为：
红色子像素A被像素单元P以及P上方的像素单元所共用，这些像素单元所对应的虚拟像素单元分别为虚拟像素单元P’以及P’上方的虚拟像素单元，即红色子像素A需要提供红色子像素x4、y4的全部亮度。由此可知，红色子像素A的亮度L2可以为：
L2＝m1+m2；
其中，m1～m2为共用该子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中红色子像素的亮度值，即x4、y4。
同样可知，蓝色子像素B需要提供蓝色子像素y6、z6的全部亮度。由此可知，蓝色子像素B的亮度L3可以为：
L3＝n1+n2；
其中，n1～n2为共用该子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中蓝色子像素的亮度值，即y6、z6。
此外，在计算得到各子像素的亮度值之后，还可以分别对应相乘一调整系数，调整系数主要用于对计算得到的亮度值进行衰减，以避免亮度溢出，同时，调整系数还可以用于对显示画面的亮度和饱和度等的调整。
像素矩阵中其他像素单元中各子像素的亮度均可以通过上述方法计算得到，再据此通过源极驱动器以及数据线等提供对应的数据信号即可进行显示。本领域技术人员容易理解的是，上述计算中涉及到的比例以及系数等其亦可能为其他值，并不以本示例性实施例中为限。
进一步的，本示例性实施例中还提供了一种对应于上述显示面板的显示方法。由于该方法的具体实施方式已经在上述显示面板的相关示例性实施例中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
本示例性实施例中的显示面板及显示方法中，通过提供新的子像素结构及排列方式，使第一至蓝色子像素之间的接触从竖直面变为斜面，一方面，结合相应的子像素渲染算法可以在视觉上实现与标准RGB基本接近的PPI，而且可以同时实现在行方向和列方向进行子像素之间的借色，提升渲染效果，此外，相比于现有技术中的多畴显示方案，可以避免因奇偶行亮度不均而产生的横纹mura；另一方面，同时，相比于现有标准RGB像素矩阵，大幅度减少了子像素数量，且数据线等布线也随之减少，在节省成本、降低工艺难度的同时，还可以有效的增加显示面板的开口率，进而可以提供更好的显示效果。
本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (14)

1.一种显示面板，其特征在于，包括重复的第一至第三子像素组；其中：
第一子像素组，由位于同一行的多个第一子像素组成；
第二子像素组，由位于同一行的多个第二子像素组成；以及
第三子像素组，由位于同一行的多个所述第一子像素组成；其中：
同一行及同一列中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向；
所述第二子像素位于四个所述第一子像素形成的凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和；
所述第二子像素为第一颜色；所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，其中：
所述第一子像素组包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素；
所述第三子像素组包括交错排列的第三颜色子像素和第二颜色子像素。
3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，同一列中相邻的一所述第二颜色子像素及一所述第三颜色子像素和与该第二颜色子像素及第三颜色子像素侧边邻接的三个第一颜色子像素共同形成一像素单元。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的显示面板，其特征在于，所述第二子像素呈菱形或六边形。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述第一子像素的畴倾斜角度的绝对值大于71.57°且小于90°，所述第二子像素呈六边形；或者，所述第一子像素的畴倾斜角度的绝对值等于71.57°，所述第二子像素呈菱形。
6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一子像素的在列方向上的长度与在行方向上的长度之比均为3:2。
7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一子像素组及第三子像素组中子像素均连接至同一栅线；并且，所述栅线位于所述第一子像素组与第三子像素组之间且与所述第二子像素组中子像素的中部连接。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一颜色为蓝色，所述第二颜色为绿色，所述第三颜色为红色。
9.根据权利要求1-3或5-8任意一项所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板或者有机发光二极管显示面板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
一根据权利要求1-9任意一项所述的显示面板。
11.一种显示方法，其特征在于，应用于一显示面板，所述显示面板包括重复的第一至第三子像素组；其中：第一子像素组，由多个第一子像素组成；第二子像素组，由多个第二子像素组成；以及第三子像素组，由多个所述第一子像素组成；其中：同一行及同一列中相邻的所述第一子像素具有相反畴倾斜方向；所述第二子像素位于四个所述第一子像素形成的凸多边形间隙中，且所述第二子像素在列方向的长度等于两个所述第一子像素在子像素列方向的长度之和；所述第二子像素为第一颜色；所述第二子像素相邻的四个第一子像素中的两个为第二颜色，另外两个为第三颜色；所述显示方法包括：
根据一子像素渲染算法，将一待显示图像对应的虚拟像素阵列中各子像素的亮度值转换为所述显示面板中各子像素的亮度值。
12.根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，所述第一子像素组包括交错排列的第二颜色子像素和第三颜色子像素；所述第三子像素组包括交错排列的第三颜色子像素和第二颜色子像素；同一列中相邻的一所述第二颜色子像素及一所述第三颜色子像素和与该第二颜色子像素及第三颜色子像素侧边邻接的三个第一颜色子像素共同形成一像素单元。
13.根据权利要求12所述的显示方法，其特征在于，所述虚拟像素阵列包括阵列分布且由第一颜色、第二颜色以及第三颜色子像素形成的虚拟像素单元；所述显示方法中根据所述子像素渲染算法，将各所述虚拟像素单元中子像素的亮度值转换为所述显示面板的像素单元中子像素的亮度值。
14.根据权利要求13所述的显示方法，其特征在于，所述子像素渲染算法包括，在任一所述像素单元中：
每一所述第一颜色子像素亮度值L1＝x1l1+x2l2+x3l3+x4l4+x5l5+x6l6；其中，l1～l6及x1～x6分别为共用该第一颜色子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中第一颜色子像素的亮度值及其中由该第一颜色子像素所贡献的亮度比例；
所述第二颜色子像素亮度值L2＝m1+m2；其中，m1～m2为共用该子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中第二颜色子像素的亮度值；
所述第三颜色子像素亮度值L3＝n1+n2；其中，n1～n2为共用该子像素的所有像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中第三颜色子像素的亮度值。
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