CN105185270B

CN105185270B - 显示面板、显示装置及显示方法

Info

Publication number: CN105185270B
Application number: CN201510541767.XA
Authority: CN
Inventors: 钟彩娇; 张沼栋; 沈柏平; 周婷
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: CN105185270A

Abstract

本公开提供了一种显示面板、显示装置及显示方法。该显示面板包括相邻的第一至第三子像素列；第二子像素列，包括多个矩形的第一子像素，第一子像素列，包括多个平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素；第三子像素列，包括多个呈平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素，其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素为第一颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；其中，m为正整数。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，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。

人类视觉系统进行信息处理的感知通道包括亮度、色度和运动通道。运动感知通过闪烁阈值来实现，亮度和色度感知则由感光细胞来完成。人眼亮度通道只接受红绿感光细胞的信息输入，该通道使用并增强了每个红和绿感光细胞提供的信息，因此亮度通道的分辨率比色度通道的分辨率高数倍(蓝色感光细胞对亮度感觉的贡献可以忽略不计)，人眼对亮度变化的感知最为强烈。在显示面板产品设计中，RGB三种颜色的亮度比约为2:10:1，因此高亮度的绿色子像素的解析度直接影响产品在视觉上的PPI(pixels perinch，每英寸的像素数目)。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Pentile(波瓦形)排列方式的显示面板。

图2中为现有技术中一种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。根据上述理论，绿色子像素的数量和分布保证了整个显示面板的PPI与标准RGB显示面板相同，配合特定的子像素渲染算法，即可在视觉上实现与标准RGB显示面板基本相同的显示效果。

现有Pentile排列方式的显示面板中子像素色彩渲染方式如图2中所示：子像素Y3、Y4、Y5作为一个像素单元，亮度中心为Y4，利用Y3和Y5进行色彩渲染。Y5、Y6、Y7作为另外一个像素单元，亮度中心为Y6，利用Y5和Y7进行色彩渲染，这两个相邻像素单元共用了红色子像素Y5。

然而上述Pentile排列方式的显示面板中，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；而其他方向上尺寸以及真实PPI与标准RGB显示面板中相同，整体渲染效果存在有待挖掘之处。

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，包括多个平行的子像素列，所述多个平行的子像素列中包括相邻的第一至第三子像素列；其中：

第二子像素列，包括多个矩形的第一子像素，所述第一子像素与第一子像素列及第三子像素列相对的两边分别为第一边和第二边；

第一子像素列，包括多个平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素，其第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第一边正对、其第二边与其第一边成一锐角；

第三子像素列，包括多个呈平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素，其第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第二边正对、其第二边与其第一边成一锐角；

其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素为第一颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；其中，m为正整数。

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，所述显示面板包括多个平行的子像素列；其中：第二子像素列，包括多个矩形的第一子像素，所述第一子像素与第一及第三子像素列相对的两边分别为第一边和第二边；第一子像素列，包括多个平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素，其第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第一边正对、其第二边与其第一边成一锐角；第三子像素列，包括多个呈平行四边形的第二子像素；该列第m个第二子像素，其第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第二边正对、其第二边与其第一边成一锐角；其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素为第一颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；其中，m为正整数；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。

本示例实施方式中的显示面板，通过提供新的子像素结构及排列方式，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，另一方面，可以利用平行四边形子像素进行多方向渲染，从而可以改进整体渲染效果。而且，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是现有技术中Pentile排列方式的显示面板中像素矩阵的示意图。

图3是本公开示例性实施例中一种像素矩阵的结构示意图。

图4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5是本公开示例性实施例中又一种像素矩阵的结构示意图。

图6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7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。

参考图3中所示，本示例实施方式中的显示面板包括一像素阵列。该像素阵列包括纵横交叉的子像素行和子像素列。其中，子像素列包括多个平行的子像素列，所述多个平行的子像素列中至少包括相邻的第一子像素列、第二子像素列以及第三子像素列。其中，第二子像素列包括多个矩形的第一子像素(例如图3中的第一子像素A1～A4)，所述第一子像素与第一子像素列相对的边为第一边，即图中第一子像素的左侧边；所述第一子像素与第三子像素列相对的边为第二边，即图中第一子像素的右侧边。第一子像素列包括多个平行四边形的第二子像素(例如图3中的第一子像素B1～B4)；第一子像素列中第m(其中，m为正整数)个第二子像素的第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第一边正对、第二边与其第一边成一锐角；例如，第二子像素B2的右侧边与第一子像素A2的第一边正对，第二子像素B2的右侧边为其第一边，与该右侧边成锐角的下侧边为第二边。第三子像素列包括多个呈平行四边形的第二子像素(例如图3中的第一子像素C1～C4)；第三子像素列中第m个第二子像素的第一边与第二子像素列中第m个第一子像素第二边正对、其第二边与其第一边成一锐角；例如，第二子像素C2的左侧边与第一子像素A2的第二边正对，第二子像素C2的左侧边为其第一边，与该左侧边成锐角的下侧边为第二边。

在图3中，第一子像素列中所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向相反。但也可以如图4中所示，第一子像素列中所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向可以一致。或者，在本公开的其他示例实施方式中，部分第一子像素列中的所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向相反，部分第一子像素列中的所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向一致等等，并不以本示例实施方式中所列举的方式为限。此外，本示例实施方式中上述锐角为θ满足：arctan(2/3)<θ<90°，从而可以保证斜向方向上借色的效果，但本公开中并不排除上述锐角可以为其他角度。

为了能够实现混色显示，第二子像素列中第m个所述第一子像素可以为第一颜色；第一子像素列中及第三子像素列中的第m个第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；例如，第一子像素A2为第一颜色子像素，第二子像素B2为第二颜色子像素、第二子像素C2为第三颜色子像素；又例如，第一子像素A2为第一颜色子像素，第二子像素B2为第三颜色子像素、第二子像素C2为第二颜色子像素。第一子像素列及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色。例如，第一子像素列中第二子像素B2第二边相邻的是第二子像素B3，第三子像素列中第二子像素C2第二边相邻的是第二子像素C3，则B3和C3中一个为第二颜色、另一个为第三颜色。本示例性实施例中，以所述第一颜色为红色、第二颜色为绿色以及第三颜色为蓝色为例进行说明。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。

具体到整个显示面板，则可以是第一子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列，第三子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列，第一子像素列及第三子像素列中子像素的排列方式相同。或者，如图5中所示，第一子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列，第三子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列，第一子像素列及第三子像素列中第1个所述第二子像素的颜色不同，从而实现第二颜色和第三颜色的所述第二子像素在行方向上交错排列；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因奇偶行亮度不均而产生的横纹mura。但如上所述，各颜色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7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以及便于显示后续子像素渲染算法中所需提供的亮度，本示例实施方式中，所述第一子像素在列方向上的长度与在行方向上的长度之比(即长宽比)为3:1，所述第二子像素在列方向上的长度与在行方向上的长度之比(即长高比)均为3:2。由上可知，本示例实施方式中所述第二子像素在行方向上的宽度为所述第一子像素宽度的2倍。当然，本领域技术人员也可以根据需要具体调整第一子像素以及第二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。

继续参考图5中所示，本示例性实施例中可以利用第二子像素列中第m个所述第一子像素、第一及第三子像素列中的第m个所述第二子像素、第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的所述第二子像素共同形成一显示单元。例如，图5中的A、B、C、D、E五个子像素共同形成一第一像素单元，B、E、F、G、H五个子像素共同形成一第二像素单元，E、H、I、J、K五个子像素共同形成一第三像素单元；第一像素单元和第二像素单元共用子像素B和E，第一像素单元和第三像素单元共用子像素E，第二像素单元和第三像素单元共用子像素E和H。

在本示例性实施例中的显示方式中，所述第二子像素可以作为所述像素单元的亮度中心。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6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)。

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 PixelRendering，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7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7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7中所示，其中，本示例实施方式中所提供的像素矩阵(图7下部分)中，每一第二子像素被4个像素单元所共用，即需要为共用该第二子像素的4个像素单元各自对应的所述虚拟像素单元中与该第二子像素颜色相同的子像素的亮度做出贡献。基于此，可以叠加得到各第二子像素的亮度值。例如：在任一所述像素单元中，任一第二颜色的第二子像素的亮度值为L₂：

L₂＝p(l₁+l₂+l₃+l₄)；

其中，所述l₁～l₄为共用该第二子像素的四个显示单元各自对应的所述虚拟显示单元中第二颜色子像素的亮度值，p为转换系数且p<1；

任一所述显示单元中，每一第三颜色的所述第二子像素亮度值为L₃：

L₃＝p(m₁+m₂+m₃+m₄)；

其中，所述m₁～m₄为共用该第二子像素的四个显示单元各自对应的所述虚拟显示单元中第三颜色子像素的亮度值。

第一子像素并未被其他显示共用，任一所述像素单元中，任一所述显示单元中，所述第一子像素亮度值L₁＝q·n；其中，所述n为该显示单元对应的所述虚拟显示单元中第一颜色子像素的亮度值，q为转换系数且q<1。

参考图7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。以红色子像素B为例，红色子像素B被像素单元P以及P上方的像素单元(B、C、F、G、H)、右上方的像素单元(B、G、I、J、L)以及右方的像素单元(B、E、K、L、M)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(X4、X5、X6)、右上方的虚拟像素单元(X7、X8、X9)以及右方的虚拟像素单元(Y7、Y8、Y9)。即红色子像素B需要提供红色子像素Y4、X4、X7、Y7的部分亮度。举例而言，虚拟像素单元P’以及P’上方的虚拟像素单元、左上方的虚拟像素单元以及右方的虚拟像素单元中，Y4、X4、X7、Y7的亮度均由红色子像素B以及另一红色子像素共同提供，则对应的上述转换系数可以为1/2。由此可知，红色子像素B的亮度B可以为：

B＝1/2(Y4+X4+X7+Y7)。

蓝色子像素C需要提供虚拟像素单元中蓝色子像素X3、X6、Y3、Y6的部分亮度。同样可知，蓝色子像素C的亮度C可以为：

C＝1/2(X3+X6+Y3+Y6)。

红色子像素D需要提供虚拟像素单元中红色子像素Y1、Y4、Z1、Z4的部分亮度。同样可知，红色子像素D的亮度D可以为：

D＝1/2(Y1+Y4+Z1+Z4)。

蓝色子像素E需要提供虚拟像素单元中蓝色子像素Y6、Y9、Z6、Z9的部分亮度。同样可知，蓝色子像素E的亮度E可以为：

E＝1/2(Y6+Y9+Z6+Z9)。

绿色子像素A需要提供虚拟像素单元中绿色子像素Y5的全部亮度。同样可知，绿色子像素A的亮度A可以为：

A＝Y5。

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系数等亦可能为其他值，并不以本示例性实施例中为限。

此外，本示例性实施例中的子像素渲染方式大幅度增加了色彩渲染的范围，但于此同时，借助特殊的子像素结构，避免了色彩渲染过于发散而导致像素单元过大，便于画面边界的区分。而且，上述子像素渲染方式中，亮度中心始终为第二子像素，即亮度中心不会发生偏移，从而可以进一步提升画面显示效果。

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

1.一种显示面板，其特征在于，包括多个平行的子像素列，所述多个平行的子像素列中包括相邻的第一至第三子像素列；其中：

第二子像素列，包括多个呈矩形的第一子像素，所述第一子像素与所述第一子像素列及所述第三子像素列相对的两边分别为第一边和第二边；

第一子像素列，包括多个呈平行四边形的第二子像素，所述第一子像素列中第m个第二子像素第一边与所述第二子像素列中第m个第一子像素第一边正对、所述第一子像素列中第m个第二子像素第二边与所述第一子像素列中第m个第二子像素第一边成一锐角；

第三子像素列，包括多个呈平行四边形的第二子像素，所述第三子像素列中第m个第二子像素第一边与所述第二子像素列中第m个第一子像素第二边正对、所述第三子像素列中第m个第二子像素第二边与所述第三子像素列中第m个第二子像素第一边成一锐角；

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，其中：

第一子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列；

第三子像素列中第二颜色和第三颜色的所述第二子像素交替排列。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的显示面板，其特征在于，其中：

第一子像素列中所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向相反。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的显示面板，其特征在于，其中：

第一子像素列中所述第二子像素第二边的倾斜方向与第三子像素列中所述第二子像素的所述第二边的倾斜方向一致。

5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第二子像素在行方向上的宽度为所述第一子像素宽度的2倍。

6.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素、第一及第三子像素列中的第m个所述第二子像素、第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的所述第二子像素共同形成一显示单元。

7.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述锐角为θ，所述θ满足：arctan(2/3)<θ<90°。

8.一种显示装置，其特征在于，包括：

一根据权利要求1-7任意一项所述的显示面板。

9.一种显示方法，其特征在于，应用于一显示面板，所述显示面板包括多个平行的子像素列；其中：

第二子像素列，包括多个矩形的第一子像素，所述第一子像素与第一及第三子像素列相对的两边分别为第一边和第二边；

第一子像素列，包括多个平行四边形的第二子像素，所述第一子像素列中第m个第二子像素第一边与所述第二子像素列中第m个第一子像素第一边正对、所述第一子像素列中第m个第二子像素第二边与所述第一子像素列中第m个第二子像素第一边成一锐角；

其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素为第一颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的第二子像素之一为第二颜色、另一为第三颜色；其中，m为正整数；

所述显示方法包括：

10.根据权利要求9所述的显示方法，其特征在于，其中，第二子像素列中第m个所述第一子像素、第一及第三子像素列中的第m个所述第二子像素、第一及第三子像素列中的第m个第二子像素第二边相邻的所述第二子像素共同形成一显示单元。

11.根据权利要求10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至第三颜色子像素形成的虚拟显示单元；所述显示方法中根据所述子像素渲染算法，将各所述虚拟显示单元中子像素的亮度值转换为所述显示面板的显示单元中子像素的亮度值。

12.根据权利要求11所述的显示方法，其特征在于，所述子像素渲染算法包括：

任一所述显示单元中，所述第一子像素亮度值L₁＝q·n；其中，所述n为该显示单元对应的所述虚拟显示单元中第一颜色子像素的亮度值，q为转换系数且q<1；

任一所述显示单元中，每一第二颜色的所述第二子像素亮度值为L₂＝p(l₁+l₂+l₃+l₄)；其中，所述l₁～l₄为共用该第二子像素的四个显示单元各自对应的所述虚拟显示单元中第二颜色子像素的亮度值，p为转换系数且p<1；

任一所述显示单元中，每一第三颜色的所述第二子像素亮度值为L₃＝p(m₁+m₂+m₃+m₄)；其中，所述m₁～m₄为共用该第二子像素的四个显示单元各自对应的所述虚拟显示单元中第三颜色子像素的亮度值。