CN105225612A - 像素结构及像素排列用数据转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种像素结构及像素排列用数据转换方法。该像素结构包括：多个第一子像素组和多个第二子像素组，第一子像素组和第二子像素组上下相邻排列，且均包括第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素；第一子像素组的第一行包括第一颜色子像素和第三颜色子像素，第二子像素组的第一行包括第一颜色子像素和第三颜色子像素，且在第一子像素组和第二子像素组中，第一颜色子像素和第三颜色子像素的排列顺序相反；第一子像素组的第二行和第二子像素组的第二行均包括第二颜色子像素；第一颜色子像素和第三颜色子像素的长宽比均为4:3，第二颜色子像素的长宽比为3:1，第二颜色子像素的长度与第一颜色子像素的长度比为3:2。

Description

像素结构及像素排列用数据转换方法

技术领域

本发明涉及平面显示技术，尤其涉及一种SPR(SubPixelRendering,子像素渲染)的像素结构及像素排列用数据转换方法。

背景技术

在现有的平面显示技术中，例如LCD(LiquidCrystalDisplay,液晶显示屏)和OLED(OrganicLightEmittingDiode,有机发光二极管)等，由于面板制造工艺的能力限制局限了显示面板中每一像素的最小布局面积。而这样的限制将使得显示面板无法在具有小型面板尺寸电子装置(例如可携式电子装置)中实现高分辨率。

SPR技术是一种可使用低PPI(PixelPerInch,每英寸像素)显示面板实现高PPI显示效果的显示技术，其主要是通过合理的子像素排列并结合相应的算法来实现的。

图1A为一待显示图像的显示像素阵列的示意图。图1B为现有的一种△RGB排列的示意图。如图1A所示为该待显示图像的显示像素阵列S，每个像素Ps由红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B组成，子像素的长宽比为3:1。如图1B所示为采用△RGB排列的排列像素阵列A，其每个像素P△由两个不同颜色的子像素组成，子像素的长宽比为2:1。显然，相比于待显示图像的显示像素阵列S，排列像素阵列A的实际PPI降低了1/3，相应地数据线也减少了1/3。通过搭配合理的算法，采用△RGB排列的显示面板的显示效果可以接近于实际显示图像的显示效果。但△RGB排列采用岛状设计，存在一定的的工艺难度，并且其仍与实际显示图像的视角效果一致，存在大视角混色色偏的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种采用SPR技术的像素结构及像素排列用数据转换方法，使得采用低PPI的像素结构仍可以具有高分辨率显示效果的同时，减低工艺的复杂度。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

本发明一方面提供了一种像素结构，包括多个第一子像素组和多个第二子像素组，所述第一子像素组和所述第二子像素组上下相邻排列，并且，所述第一子像素组和所述第二子像素组均包括第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素；所述第一子像素组的第一行包括所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素，所述第二子像素组的第一行包括所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素，并且，在所述第一子像素组和所述第二子像素组中，所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的排列顺序相反；所述第一子像素组的第二行包括所述第二颜色子像素，所述第二子像素组的第二行包括所述第二颜色子像素；其中，所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的长宽比均为4:3，所述第二颜色子像素的长宽比为3:1，所述第二颜色子像素的长度与所述第一颜色子像素的长度比为3:2。

于一实施例中，所述第二颜色子像素的中心等效于一个像素的亮度中心。

于另一实施例中，每两个相邻所述第一子像素组和所述第二子像素组中临界处沿纵向布置的子像素颜色不同。

于再一实施例中，所述第一颜色子像素为红色子像素或蓝色子像素、所述第二颜色子像素为绿色子像素、所述第三颜色子像素为蓝色子像素或红色子像素。

于再一实施例中，所述第一子像素组中第一行子像素的排列顺序为RB、第二行子像素为G，所述第二子像素组中第一行子像素的排列顺序为BR、第二行子像素为G，其中B表示所述蓝色子像素、R表示所述红色子像素、G表示所述绿色子像素。

于再一实施例中，该像素结构还包括第一扫描线、第二扫描线、数据线，每个子像素组中的第一颜色子像素和第三颜色子像素共用所述第一扫描线，每个子像素组中的第二颜色子像素共用所述第二扫描线，每两个相邻子像素组中临界处沿纵向布置的子像素以及沿横向布置的子像素之一共用所述数据线。

于再一实施例中，每个子像素组中的所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的栅极与所述第一扫描线相连；每个子像素组中的所述第二颜色子像素的栅极与所述第二扫描线相连；每两个相邻子像素组中临界处沿纵向布置的第一颜色子像素和第三颜色子像素的源极以及沿横向布置的第二颜色子像素之一的源极与所述数据线相连。

本发明另一方面提供了一种像素排列用数据转换方法，包括第一像素结构和如上述任一种像素结构的第二像素结构，所述数据转换方法包括如下步骤：1)提供所述第一像素结构中第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第一数据、第二数据和第三数据；2)提供所述第二像素结构中第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第四数据、第五数据和第六数据；3)将所述第四数据和部分所述第一数据对应，将所述第五数据和部分所述第二数据对应，将所述第六数据和部分所述第三数据对应。

本发明提供的像素结构及像素排列用数据转换方法，通过采用SPR排列，并配合相应的亮度分配方法，可使其在实际子像素数量及数据线均减少且实际子像素尺寸增加、降低工艺难度的基础上，实现实际显示图像接近于更高PPI的显示效果。其中数据线可降低1/3，而像素单元的尺寸可增加为显示像素的约2倍，开口率提高了仅20％；此外还可以改善红画面大视角偏黄的问题。在同时有高分辨率和高NTSC需求时，色阻需加厚，色阻工艺难度加大，特别是绿色子像素色阻，易发生剥离(Peeling)等问题，而本发明采用的像素结构，绿色子像素面积较大，且做成横向带状(strip)结构，可降低工艺难度。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1A为一待显示图像的显示像素阵列的示意图。

图1B为现有的一种△RGB排列的示意图。

图2为根据一示例实施例示出的显示装置的模块示意图。

图3为根据一示例示出的像素结构A的示意图。

图4A-4B分别为显示像素阵列S及像素结构A中的亮度中心排布的示意图。

图5A为根据一示例示出的显示像素阵列S的示意图。

图5B为对应图5A所示的显示像素阵列S的像素结构A的示意图。

图5C为对应图5B所示的像素结构A的像素单元的示意图。

图6A为根据一示例示出的子像素电路示意图。

图6B为根据一示例示出的像素结构A的电路示意图。

图7为根据一示例实施例示出的像素排列用数据转换方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式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发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元等，也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发明。

图2为根据一示例实施例示出的显示装置的模块示意图。如图2所示，显示装置10包括：显示面板110及子像素渲染模块120。

其中显示面板110包括一采用SPR技术排列的像素结构A。图3为根据一示例示出的像素结构A的示意图。如图3所示，像素结构A包括：多个第一子像素组g1和多个第二子像素组g2。其中多个第一子像素组g1和多个第二子像素组g2分别沿横向重复排列。在纵向上，第一子像素组g1和第二子像素组g2上下相邻排列。第一子像素组g1和第二子像素组g2均包括第一颜色子像素、第二颜色子像素及第三颜色子像素。不失一般性地，如图3所示，第一颜色子像素例如为蓝色子像素B，第三颜色子像素例如为红色子像素R，第二颜色子像素例如为绿色子像素G，但本发明不以此为限，第一颜色子像素也可以为红色子像素R，而第三颜色子像素为蓝色子像素B。

第一子像素组g1和第二子像素组g2均包括两行子像素。仍以图3为例说明，其中第一子像素组g1的第一行包括蓝色子像素B和红色子像素R，蓝色子像素B和红色子像素R分别沿纵向布置，其各自的长宽比均为4:3；其第二行包括绿色子像素G，绿色子像素G沿横向布置，其长宽比为3:1。而蓝色子像素B或红色子像素R的长度与绿色子像素G的长度之比为3:2。第二子像素组g2的第一行包括红色子像素R和蓝色子像素B，红色子像素R和蓝色子像素B分别沿纵向布置，其各自的长宽比均为4:3；其第二行包括绿色子像素G，绿色子像素G沿横向布置，其长宽比为3:1。而蓝色子像素B或红色子像素R的长度与绿色子像素G的长度之比同样为3:2。

第一子像素组g1和第二子像素组g2各自的第一行中的子像素排列相反，例如如图3中从左至右的顺序，第一子像素组g1的第一行中的子像素分别为蓝色子像素B和红色子像素R，而第二子像素组g2的第一行中的子像素分别为红色子像素R和蓝色子像素B。因此，每两个相邻的第一子像素组g1和第二子像素组g2临界处沿纵向布置的子像素颜色不同。

子像素渲染模块120用于对上述采用SPR排列技术的像素结构A中的子像素进行亮度分配。

SPR显示算法的核心为建立实际显示图像的显示像素阵列S中的显示像素Ps(如图1A所示)与采用SPR排列技术的像素结构A中的像素单元U(如图3所示)之间的空间及亮度的映射关系，从而定义出像素结构A中的灰阶。

在显示技术中，存在一个亮度中心原则，人眼对亮度变化的感知度是对色度的数倍，对于显示像素阵列，其中的绿色子像素G可以作为显示像素的亮度中心，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。而对于采用SPR排列的显示面板，为了与实际显示图像的分辨率相同，则需要和显示图像相同的亮度中心个数及相同的亮度中心分布，相同的亮度中心分布例如包括：各行及各列亮度中心之间的间距相同。图4A-4B分别示出了显示像素阵列S及像素结构A中的亮度中心。如图4B所示，像素结构A中的绿色子像素G的中心仍可以等效于一个像素的亮度中心。

根据亮度中心原则，子像素渲染模块120在对排列像素阵列中的子像素进行亮度分配时，首先需要根据亮度中心的映射关系，确定出像素结构A中、与显示像素阵列S中的显示像素Ps对应的像素单元U；再根据亮度映射关系，分别确定每个像素单元U中各子像素的亮度。

如图3中所示的所选取的最小像素单元U的示意图，其中像素单元U包括5个相邻的子像素，其中第一行和第三行分别包括第一颜色子像素(例如为蓝色子像素B)和第三颜色子像素(例如为红色子像素R)，且第一行和第三行中的第一颜色子像素和第三颜色子像素的排列顺序相反。第二行包括第二颜色子像素(例如为绿色子像素G)。

图5A为显示像素阵列S的示意图。图5B为对应图5A所示的显示像素阵列S的像素结构A示意图。图5C为对应图5B中像素结构A的像素单元的示意图。同时参考图5A-5C，其中1号显示像素对应1号像素单元，2号显示像素对应2号像素单元，依次类推。从图中可以看到，对应1号显示像素的1号像素单元与对应2号显示像素的2号像素单元共用红色子像素Rd及蓝色字像素Be。而对应2号显示像素的2号显示单元与对应3号显示像素的3号像素单元共用蓝色子像素Bg和红色子像素Rh。

因此，以2号像素单元中的红色子像素Rd和Rh、蓝色子像素Be和Bg及绿色子像素Gf为例，说明显示像素阵列S与像素结构A中的各子像素的对应关系为：Rd->R1与R2，Be->B1与B2，Gf->G2，Bg->B2与B3，Rh->R2和R3。

相应地，像素结构A中的各子像素与显示像素阵列S中各子像素的亮度对应关系则为：

L(Rd)＝p*L(R1)+q*L(R2)

L(Be)＝p*L(B1)+q*L(B2)

L(Gf)＝L(G2)

L(Bg)＝p*L(B3)+q*L(B2)

L(Rh)＝p*L(R3)+q*L(R2)

其中，p、q为亮度转换系数，一般定义0<p<1且0<q<1。

图6A为子像素电路示意图。图6B为像素结构A的电路示意图。如图6A所示，一个子像素电路包括一个TFT(薄膜晶体管)及液晶电容C，TFT包括栅极Gt、源极St及与液晶电容C电连接的漏极Dt。如图6B所示，像素结构A还包括第一扫描线S1、第二扫描线S2及数据线D。其中，每个子像素组(第一子像素组g1或第二子像素组g2)的第一颜色子像素(以第一子像素组g1为例，如图6B中每个子像素组中第一行的左边的子像素电路对应的子像素)与第三颜色子像素(以第一子像素组g1为例，如图6B中每个子像素组中第一行的右边的子像素电路对应的子像素)共用第一扫描线S1，即第一颜色子像素与第三颜色子像素的栅极Gt与第一扫描线S1电连接。每个子像素组(第一子像素组g1或第二子像素组g2)的第二颜色子像素(如每个子像素组中第二行的子像素电路对应的子像素)使用第二扫描线S2，即第二颜色子像素的栅极Gt与第二扫描线S2电连接。每两个相邻的第一子像素组g1或每两个相邻的第二子像素组g2中临界处沿纵向布置的子像素(如第一颜色子像素和第三颜色子像素)与沿横向布置的子像素(如第二颜色子像素)之一共用数据线D，即每两个相邻的第一子像素组g1或每两个相邻的第二子像素组g2中临界处沿纵向布置的第一颜色子像素和第三颜色子像素的源极St与沿横向布置的第二颜色子像素之一的源极St与数据线D电连接。

图7为根据一示例实施例示出的像素排列用数据转换方法的流程图。如图7所示，该方法包括：

步骤S1，提供第一像素结构中的第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第一数据、第二数据和第三数据。

该第一像素结构例如为图5A所示的显示像素阵列S，第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素例如分别为红色子像素R2、绿色子像素G2和蓝色字像素B2。第一数据、第二数据和第三数据例如分别为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色字像素B的亮度值L(R2)、L(G2)和L(B2)。

步骤S2，提供第二像素结构中的第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第四数据、第五数据和第六数据。

该第二像素结构例如为图5B所示的像素结构A，第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素例如分别为红色子像素Rd或Rh、绿色子像素Gf和蓝色子像素Be或Bg。第四数据、第五数据和第六数据例如分别为红色子像素Rd或Rh、绿色子像素Gf和蓝色子像素Be或Bg的亮度值L(Rd)或L(Rh)、L(Gf)、L(Be)或L(Bg)。

步骤S3，将第四数据和部分第一数据对应，将第五数据和部分第二数据对应，将第六数据和部分第三数据对应。

例如，如上述，像素结构A中的各子像素与显示像素阵列S中各子像素的亮度对应关系则为：

L(Rd)＝p*L(R1)+q*L(R2)

L(Be)＝p*L(B1)+q*L(B2)

L(Gf)＝L(G2)

L(Bg)＝p*L(B3)+q*L(B2)

L(Rh)＝p*L(R3)+q*L(R2)

其中，p、q为亮度转换系数，一般定义0<p<1且0<q<1。

本发明提供的像素结构及像素排列用数据转换方法，通过采用SPR排列，并配合相应的亮度分配方法，可使其在实际子像素数量及数据线均减少且实际子像素尺寸增加、降低工艺难度的基础上，实现实际显示图像接近于更高PPI的显示效果。其中数据线可降低1/3，而像素单元的尺寸可增加为显示像素的约2倍，开口率提高了仅20％；此外还可以改善红画面大视角偏黄的问题。在同时有高分辨率和高NTSC需求时，色阻需加厚，色阻工艺难度加大，特别是绿色子像素色阻，易发生剥离(Peeling)等问题，而本发明采用的像素结构，绿色子像素面积较大，且做成横向带状(strip)结构，可降低工艺难度。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (8)

1.一种像素结构，其特征在于，包括多个第一子像素组和多个第二子像素组，所述第一子像素组和所述第二子像素组上下相邻排列，并且，所述第一子像素组和所述第二子像素组均包括第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素；

所述第一子像素组的第一行包括所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素，所述第二子像素组的第一行包括所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素，并且，在所述第一子像素组和所述第二子像素组中，所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的排列顺序相反；

所述第一子像素组的第二行包括所述第二颜色子像素，所述第二子像素组的第二行包括所述第二颜色子像素；

其中，所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的长宽比均为4:3，所述第二颜色子像素的长宽比为3:1，所述第二颜色子像素的长度与所述第一颜色子像素的长度比为3:2。

2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第二颜色子像素的中心等效于一个像素的亮度中心。

3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，每两个相邻所述第一子像素组和所述第二子像素组中临界处沿纵向布置的子像素颜色不同。

4.如权利要求3所述的像素结构，其特征在于，所述第一颜色子像素为红色子像素或蓝色子像素、所述第二颜色子像素为绿色子像素、所述第三颜色子像素为蓝色子像素或红色子像素。

5.如权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述第一子像素组中第一行子像素的排列顺序为RB、第二行子像素为G，所述第二子像素组中第一行子像素的排列顺序为BR、第二行子像素为G，其中B表示所述蓝色子像素、R表示所述红色子像素、G表示所述绿色子像素。

6.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括第一扫描线、第二扫描线、数据线，每个子像素组中的第一颜色子像素和第三颜色子像素共用所述第一扫描线，每个子像素组中的第二颜色子像素共用所述第二扫描线，每两个相邻子像素组中临界处沿纵向布置的子像素以及沿横向布置的子像素之一共用所述数据线。

7.如权利要求6所述的像素结构，其特征在于，每个子像素组中的所述第一颜色子像素和所述第三颜色子像素的栅极与所述第一扫描线相连；每个子像素组中的所述第二颜色子像素的栅极与所述第二扫描线相连；每两个相邻子像素组中临界处沿纵向布置的第一颜色子像素和第三颜色子像素的源极以及沿横向布置的第二颜色子像素之一的源极与所述数据线相连。

8.一种像素排列用数据转换方法，其特征在于，包括第一像素结构和如权利要求1-7任一项所述的第二像素结构，所述数据转换方法包括如下步骤：

1)提供所述第一像素结构中第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第一数据、第二数据和第三数据；

2)提供所述第二像素结构中第一颜色子像素、第二颜色子像素和第三颜色子像素的第四数据、第五数据和第六数据；

3)将所述第四数据和部分所述第一数据对应，将所述第五数据和部分所述第二数据对应，将所述第六数据和部分所述第三数据对应。