CN106773268A - 像素矩阵及其显示方法 - Google Patents

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Abstract

一种像素矩阵具有多个像素单元，其中每一像素单元具有至少12个子像素排成多行多列，至少4个第一颜色子像素、至少4个第二颜色子像素以及4个第三颜色子像素；该些第一颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第一颜色子像素组，该些第一颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列，及该些第二颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第二颜色子像素组，该些第二颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列；及其中每一第一颜色子像素组与每一第二颜色子像素组于行方向上相邻排列。

Description

像素矩阵及其显示方法
技术领域
本发明涉及一种像素矩阵(pixel matrix)，特别涉及具有防窥显示功能的显示装置。
背景技术
近来，各种液晶显示装置的产品已经相当地普及于移动手持装置。且由于智能型终端装置的广泛应用，触控功能整合于智能型终端装置已是现今产品主流需求，一般智能型终端装置。
现有具有防窥功能的显示装置包括显示面板、防窥层及背光模块。防窥层一般可选用防窥片(light control film)、棱镜片(prism film)及扩散片(diffuser)…等等的光学膜片组合得到防窥效果。还有在显示面板外加防窥片通过改变大视角光线以达到防窥功能。然而，由于一般防窥片具有固定光学结构，使得光线通过防窥片后的光分布情形(lightdistribution)会受限于防窥片构造限制，导致在广视角情况下，仍会有些许漏光，影响显示品质及防窥能力且使显示装置广视角亮度降低。同时，防窥片等光学膜片材料昂贵，也会提高显示模块的厚度。
因此，如何能在不增加光学膜片及成本的情况下，达成良好的防窥效果实属当前重要研发课题之一。
发明内容
依照本发明的实施方式公开一种像素矩阵，其中每一像素单元包括至少12个子像素沿行方向及列方向排成多行多列(arranged in matrix manner)，每一像素单元包括：至少4个第一颜色子像素、至少4个第二颜色子像素以及至少4个第三颜色子像素；其中该第一颜色、该第二颜色及该第三颜色分别为不同颜色。其中行方向不平行于列方向；其中该些第一颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第一颜色子像素组，该些第一颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列，及该些第二颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第二颜色子像素组，该些第二颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列；及其中每一第一颜色子像素组与每一第二颜色子像素组于行方向上相邻排列。
依照本发明的实施方式公开一种显示装置，包括：显示面板，包括多个像素单元，每一像素单元包括：至少2个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，该些第一颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列；至少2个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，该些第二颜色子像素组分别设置于像素单元的不同行不同列；及至少2个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，其中每一第一颜色子像素组与每一第二颜色子像素组于行方向上相邻排列；其中每一像素单元包括至少12个子像素沿行方向及列方向排成多行多列(arranged in matrix manner)；输入单元，用以接收图像信号；以及图像处理单元，包含广视角伽玛查找表及窄视角伽玛查找表，用以对图像信号进行子像素成像处理(Sub-pixel rendering)，以使显示面板的该些子像素产生对应的表现值。
依照本发明的实施方式还公开一种显示方法，用以驱动上述的显示装置，包括：接收图像信号至输入单元；当显示装置于窄视角显示模式时，包括：接收干扰图样至输入单元，其中干扰图样包含暗态区及亮态区；亮态区的图像信号根据窄视角伽玛查找表及子像素成像处理单元产生窄视角表现值；当窄视角表现值不大于预设表现值时，图像处理单元调整窄视角表现值为第一表现值与第二表现值，其中预设表现值与广视角伽玛查找表有关；以及分别输出第一表现值与第二表现值至亮态区的该些子像素组其中之一的该些子像素。
以上关于本公开内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
图1为本发明的实施方式的显示装置的方块示意图。
图2A为本发明的像素单元的第一实施方式的上视示意图。
图2B为本发明的像素单元的第二实施方式的上视示意图。
图2C为本发明的像素单元的第三实施方式的上视示意图。
图3A为本发明的像素单元的第四实施方式的上视示意图。
图3B为本发明的像素单元的第五实施方式的上视示意图。
图3C为本发明的像素单元的第六实施方式的上视示意图。
图4A为本发明的像素单元的第七实施方式的上视示意图。
图4B为本发明的像素单元的第八实施方式的上视示意图。
图4C为本发明的像素单元的第九实施方式的上视示意图。
图4D为本发明的像素单元的第十实施方式的上视示意图。
图4E为本发明的像素单元的第十一实施方式的上视示意图。
图5A为本发明的像素单元的第十二实施方式的上视示意图。
图5B为本发明的像素单元的第十三实施方式的上视示意图。
图5C为本发明的像素单元的第十四实施方式的上视示意图。
图5D为本发明的像素单元的第十五实施方式的上视示意图。
图6为应用本发明的实施方式的显示方法流程图。
图7为本发明的实施方式的广视角显示模式及窄视角显示模式的伽玛曲线示意图。
图8A为本发明的实施方式的显示方法的干扰图样。
图8B为应用本发明的另一实施方式的显示方法的干扰图样。
图9为应用本发明的实施方式的像素单元510的表现值示意图。
符号说明
显示装置：100
显示面板：110
输入单元：120
图像处理单元：130
像素单元：210、220、230、310、320、330、410、420、430、440、450、510、520、530、540
显示方法：600
步骤：S601、S610、S621、S620、S640、S630、S634、S650
子像素组：RP、GP、BP、WP
子像素：B1、B2、R、G、B、W
表现值：LA、LB、LC
扫描线：SL
数据线：DL
驱动元件：T
显示面板：710
触控面板：720
具体实施方式
下文举实施方式配合附图作详细说明，但所提供的实施方式并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
图1为本发明实施方式的显示装置的方块示意图。图2A为本发明的像素单元的第一实施方式的上视示意图。
请参考图1，显示装置100包括显示面板110、输入单元(input unit)120以及图像处理单元(SPR unit)130。输入单元120用于接收来自外部的图像信号(image)，图像处理单元130用于根据输入单元120所接收到的图像信号来进行子像素成像处理(sub pixelrendering)。输入单元120与图像处理单元130可以是整合于数据驱动器(未示出)或时序控制器(未示出)内。图像处理单元130将图像信号进行子像素成像处理后，将图像信号由原始颜色子像素排列转换成特定颜色子像素排列的矩阵，并输出其对应的表现值(performancevalue)。子像素表现值可通过数据驱动器输出至显示面板110的各个子像素。
请同时参考图1及图2A，显示面板110包括排列成阵列形式(matrix manner)的多个像素单元(pixel unit)210。应用本实施方式者可依其设计需求而调整阵列的行列数目(即，像素单元210的数目)。另外，为了方便说明，图2A仅示出一个像素单元210。
请参考图2A，每一像素单元210包括排列成2列6行(2×6)的12个子像素，分别为4个第一颜色子像素R、4个第二颜色子像素B、及4个第三颜色子像素G，以下以子像素R、子像素G、子像素B表示不同颜色的子像素，上述轴向定义列方向为水平方向而行方向为垂直方向。每一个子像素R、每一个子像素B、及每一个子像素G各自包括相对应的扫描线SL、相对应的数据线DL以及一个驱动元件T。驱动元件T与对应的扫描线SL以及对应的数据线DL电性连接。另外，虽然图1的显示装置100的像素单元是以图2A所示的像素单元210来实现，但本发明并不限于此。在其他实施方式中，像素单元也可是以图2B所示的像素单元220来实现。另外，本发明所公开的像素单元与图1的像素单元210相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符号表示，且不再重复说明。
另外，显示面板110是任何可以显示图像的构件，且其可为非自发光显示面板，包含液晶显示面板(liquid crystal display，LCD)、电泳显示面板、电湿润显示面板，或自发光显示面板，包含有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)显示面板、电浆显示面板或场发射显示面板。具体而言，在显示面板110为液晶显示面板的情况下，驱动元件T例如为薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)；若显示面板110是有机发光二极管显示面板，则驱动元件T例如是包含两个晶体管与一个电容器的驱动电路，然而本发明不限于此。
详细而言，显示面板110可以包含上基板与下基板(未示出)，上基板可配置有黑矩阵(black matrix)。以液晶显示器而言，黑矩阵具有多个开口，而多个颜色图案(colorpattern)分别配置于开口中以使对应的子像素显示其表现值(performance value)至显示面板110。以有机发光显示器而言，多个像素电极(pixel electrode)分别配置于开口中以使对应的子像素显示其表现值(performance value)至显示面板110。另外，下基板可以配置为元件层，元件层可包括扫描线、数据线、驱动元件、像素电极以及保护层等构件(未示出)。值得一提的是，子像素的表现值可以子像素所接收到的图像信号经由信号处理后所得到的色相(hue)、明度(value)、饱和度(saturation)、亮度(luminance)或灰阶(greylevel)等表现值。本发明的实施方式是以灰阶为例，然而不以此为限，举例而言，经过标准化(Normalized)的亮度可为0至1，色相可为0至360度，明度可为0至100，彩度可为大于或等于0，灰阶可为0至255…等等的色彩表现，都可作为子像素的表现值。
此外，本发明所公开的第一颜色、第二颜色、第三颜色、及第四颜色分别为不同的颜色，可以是蓝绿红或者蓝绿红白等，本发明不以此为限。本发明所公开的子像素R、子像素G子像素B、子像素W可以分别代表红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、白色子像素，但并非用以限制，仅作为标号使用。
本发明所公开的子像素R、子像素G子像素B、子像素W的开口率(也即发光区域，或是像素电极所涵盖的区域)可以为相等或不相等，需因实际需求调整设计，而非发光区域可以由黑矩阵或其他不透光材料覆盖。本发明的实施方式所公开的子像素R、子像素G子像素B、子像素W的形状可以是矩形、多边形或圆形…本发明并不以此为限，本发明的实施方式仅以矩形。
本发明所公开的一列及一行指的是单一个子像素具有1×1的矩阵空间；同一列或同一行指的可以为子像素与周边围绕的黑矩阵所呈现的趋势方向。
图2A至图2C为本发明的像素单元的第一实施方式至第三实施方式的上视示意图，且所述实施方式是三原色显示(three-primary color display)的像素单元。
请同时参考图2A至图2C，本发明的像素单元的第一实施方式至第三实施方式中，像素单元均由4个子像素R、4个子像素B、及4个子像素G所组成，并排成2×6的矩阵形式，像素单元在每一列方向上皆包含有三种不同颜色的子像素。像素单元包括2个第一颜色子像素组(sub-pixel pair)、2个第二颜色子像素组、2个第三颜色子像素组，其中相同颜色的子像素两两相邻排列组成子像素组，也即两个相邻排列的子像素R为一个子像素组RP，两个相邻排列的子像素G为一个子像素组GP，两个相邻排列的子像素B为一个子像素组BP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元210的不同行不同列，相邻列的2个子像素组BP位在像素单元210的不同行不同列，相邻列的子像素组RP与子像素组BP位在像素单元210的同一行不同列。
请参考图2A，像素单元210具有2个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，及2个沿同一行上两个相邻列排列的子像素G为子像素组GP(也即，为2×1的矩阵形式)。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元210的不同行不同列；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元210的不同行不同列；相邻列的子像素组RP与子像素组BP位在像素单元210的同一行不同列；子像素组GP位在像素单元的同一列不同行，子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，一个像素单元210内的2个子像素组GP不相邻排列。并且像素单元210的一列由左而右可以是RRGBBG的排列形式，另一列由左而右可以是BBGRRG的排列形式(排列1)。
请参考图2B，像素单元220具有2个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，及2个沿同一列两个相邻行排列的子像素G为子像素组GP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元220的不同行不同列；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元220的不同行不同列；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元220的不同行不同列；子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，像素单元220的一列由左而右可以是RRGGBB的排列形式，另一列由左而右可以是BBRRGG的排列形式(排列2)。
请参考图2C，像素单元230大致上与像素单元220相似，像素单元230具有2个沿同一列两个相邻排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻排列的子像素B为子像素组BP，及2个沿同一列两个相邻排列的子像素G为子像素组GP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元230的不同行不同列；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元230的不同行不同列；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元230的不同行不同列；子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，像素单元220的一列由左而右可以是RRGGBB的排列形式，另一列由左而右可以是GGBBRR的排列形式(排列3)。
图3A至图3C为本发明的像素单元的第四实施方式至第六实施方式的上视示意图，且所述实施方式是三原色显示的像素单元。
请参考图3A，像素单元310由6个子像素R、6个子像素B、及6个子像素G所组成，并排成3×6的矩阵形式，像素单元在每一列方向上皆包含有三种不同颜色的子像素。像素单元包括3个第一颜色子像素组(sub-pixel pair)、3个第二颜色子像素组、3个第三颜色子像素组，其中相同颜色的子像素两两相邻排列组成子像素组，也即两个相邻排列的子像素R为一个子像素组RP，两个相邻排列的子像素G为一个子像素组GP，两个相邻排列的子像素B为一个子像素组BP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元的相邻行；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元的相邻行；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元的相邻行；及子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，像素单元310的第一列由左而右可以是RRGGBB的排列形式，第二列由左而右可以是GGBBRR的排列形式，第三列由左而右可以是BBRRGG的排列形式(排列4)。
请同时参考图3B至图3C，本发明的像素单元的第五实施方式至第六实施方式中，像素单元均由8个子像素R、8个子像素B、及8个子像素G所组成，并排成4×6的矩阵形式，像素单元在每一列方向上皆包含有三种不同颜色的子像素。像素单元包括4个第一颜色子像素组、4个第二颜色子像素组、4个第三颜色子像素组，其中相同颜色的子像素两两相邻排列组成子像素组，也即两个相邻排列的子像素R为一个子像素组RP，两个相邻排列的子像素G为一个子像素组GP，两个相邻排列的子像素B为一个子像素组BP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元的相邻行；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元的相邻行；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元的相邻行；及子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。
请参考图3B，像素单元320由24个子像素组成，具有4个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，4个同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，及4个同一列两个相邻行排列的子像素G为子像素组GP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元320的相邻行；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元320的相邻行；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元320的相邻行；子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，像素单元320的第一列由左而右可以是RRGGBB的排列形式，第二列由左而右可以是BBRRGG的排列形式，第三列由左而右可以是GGBBRR的排列形式，第四列由左而右可以是BBRRGG的排列形式(排列5)。
请参考图3C，像素单元330大致上与像素单元320相似，像素单元330由24个子像素组成，像素单元330具有4个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，4个同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，及4个同一列两个相邻行排列的子像素G为子像素组GP。且相邻列的2个子像素组RP位在像素单元330的相邻行；相邻列的2个子像素组BP位在像素单元330的相邻行；相邻列的2个子像素组GP位在像素单元330的相邻行；子像素组GP的两对侧分别相邻子像素组RP与子像素组BP。更详细地说，像素单元330的第一列由左而右可以是RRGGBB的排列形式，第二列由左而右可以是GGBBRR的排列形式，第三列由左而右可以是BBRRGG的排列形式，第四列由左而右可以是GGBBRR的排列形式(排列6)。
图4A至图4E为本发明的像素单元的第七实施方式至第十一实施方式的上视示意图，且所述实施方式是多原色显示(multi-primary color display)的像素单元。
请同时参考图4A至图4E，本发明的像素单元的第七实施方式至第十一实施方式中，像素单元均由4个子像素R、4个子像素B、4个子像素G所组成、及4个子像素W所组成，并排成2列8行的(2×8)的矩阵形式，像素单元在每一列方向上皆包含有四种不同颜色的子像素，且有两种颜色子像素在同一行相邻排列、另两种颜色子像素在同一行不相邻排列。像素单元包括2个第一颜色子像素组(sub-pixel pair)、2个第二颜色子像素组、2个第三颜色子像素组，其中相同颜色的子像素两两相邻排列组成子像素组，也即两个相邻排列的子像素R为一个子像素组RP，两个相邻排列的子像素G为一个子像素组GP，两个相邻排列的子像素B为一个子像素组BP，两个相邻排列的子像素W为一个子像素组WP。以下分别说明像素单元410至像素单元450的具体实施方式。
请参考图4A，像素单元410由16个子像素组成，像素单元410为具有2个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，2个沿同一行两个相邻列排列的子像素G为子像素组GP(也即，为2×1的矩阵形式)，及2个沿同一行两个相邻列排列的子像素W为子像素组WP。2个子像素组RP分别位在像素单元410的不同行不同列；2个子像素组BP分别位在像素单元410的不同行不同列；像素单元410内的同一行具有子像素组RP与子像素组BP相邻列设置；2个子像素组GP分别位在像素单元410的同一列不同行；2个子像素组WP分别位在像素单元410的同一列不同行；像素单元410内的2个子像素组GP不相邻行排列及2个子像素组WP不相邻行排列；同一列的子像素组GP与子像素组WP位于相邻行。更详细地说，像素单元410的一列由左而右可以是RRGWBBGW的排列形式，另一列由左而右可以是BBGWRRGW的排列形式(排列7)。
请同时参考图4B至图4E，像素单元420至像素单元450均为具有2个沿同一列两个相邻行排列的子像素R组成子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素B组成子像素组BP，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素G组成子像素组GP，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素W组成子像素组WP。
请参考图4B，像素单元420大致上与像素单元410相似，差异在于子像素组GP及子像素组WP的子像素为沿同一列相邻行排列(也即，为1×2的矩阵形式)。详细而言，2个子像素组RP分别位在像素单元420的不同行不同列，2个子像素组BP分别位在像素单元420的不同行不同列，2个子像素组GP分别位在像素单元420的不同行不同列，2个子像素组WP分别位在像素单元420的不同行不同列。同一行上的子像素组GP与子像素组WP相邻列排列；同一行上的子像素组BP与子像素组RP相邻列排列。子像素组BP在列方向上具有两对侧分别设置子像素组GP及子像素组WP；子像素组RP在列方向上具有两对侧分别设置子像素组GP及子像素组WP。更详细地说，像素单元420的一列由左而右可以是RRGGBBWW的排列形式，另一列由左而右可以是BBWWRRGG的排列形式(排列8)。
请参考图4C，像素单元430由2个子像素组RP、2个子像素组GP、2个子像素组BP、2个子像素组WP共16个子像素组成排列成2列8行的矩阵形式。2个子像素组BP位在同一行上的相邻列，2个子像素组GP位在同一行上的相邻列，2个子像素组RP分别位在像素单元430的不同行不同列，2个子像素组WP分别位在像素单元430的不同行不同列，同一行上的子像素组RP与子像素组WP相邻列排列。子像素组BP在同一列具有两对侧分别设置子像素组RP及子像素组WP；子像素组GP在同一列具有两对侧分别设置子像素组RP及子像素组WP。更详细地说，像素单元430的每一行的第一列及第二列可以是子像素B、第五列及第六列可以是子像素G。像素单元430的一列由左而右可以是BBWWGGRR的排列形式，另一列由左而右可以是BBRRGGWW的排列形式(排列9)。
请参考图4D，像素单元440大致上与像素单元430相似，均有两种颜色的子像素组分别位于同一行。差异在于像素单元440的是子像素组BP与子像素组WP分别位于同一行，也即，像素单元440的每一行的第一列及第二列可以是子像素B、第五列及第六列可以是子像素W。2个子像素组GP分别位在像素单元440的不同行不同列，2个子像素组RP分别位在像素单元440的不同行不同列，同一行上的子像素组RP与子像素组GP相邻列排列。子像素组BP在同一列具有两对侧分别设置子像素组GP及子像素组RP；子像素组WP在同一列具有两对侧分别设置子像素组GP及子像素组RP。更详细地说，像素单元440的一列由左而右可以是BBGGWWRR的排列形式，另一列由左而右可以是BBRRWWGG的排列形式(排列10)。
请参考图4E，像素单元450大致上与像素单元430～440相似，均有两种颜色的子像素组分别位于同一行。差异在于像素单元450的是子像素组RP与子像素组GP分别位于同一行，也即，像素单元450的每一行的第一列及第二列可以是子像素R、第五列及第六列可以是子像素G。2个子像素组WP分别位在像素单元450的不同行不同列，2个子像素组BP分别位在像素单元450的不同行不同列，同一行上的子像素组WP与子像素组BP相邻列排列。子像素组RP在同一列具有两对侧分别设置子像素组WP及子像素组BP；子像素组GP在同一列具有两对侧分别设置子像素组WP及子像素组BP。更详细地说，像素单元450的一列由左而右可以是RRWWGGBB的排列形式，另一列由左而右可以是RRBBGGWW的排列形式(排列11)。
图5A至图5D为本发明的像素单元的第十二实施方式至第十五实施方式的上视示意图，且所述实施方式是多原色显示的像素单元。
请同时参考图5A至图5D，本发明的像素单元的第十二实施方式至第十五实施方式中，像素单元均由4个子像素R、4个子像素B、4个子像素G所组成、及4个子像素W所组成，并排成2列8行的(2×8)的矩阵形式，像素单元在每一列方向上皆包含有四种不同颜色的子像素，且每一相同颜色子像素在同一行不相邻排列。像素单元包括2个第一颜色子像素组(sub-pixel pair)、2个第二颜色子像素组、2个第三颜色子像素组，其中相同颜色的子像素于同一列两两相邻排列组成子像素组，也即两个同一列相邻排列的子像素R为一个子像素组RP，两个同一列相邻排列的子像素G为一个子像素组GP，两个同一列相邻排列的子像素B为一个子像素组BP，两个同一列相邻排列的子像素W为一个子像素组WP。以下分别说明像素单元510至像素单元540的具体实施方式。
请参考图5A，像素单元510由16个子像素组成，像素单元510为具有2个沿同一列两个相邻行排列的子像素R为子像素组RP(也即，为1×2的矩阵形式)，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素G为子像素组GP，2个沿同一列两个相邻行排列的子像素B为子像素组BP，及2个沿同一列两个相邻行排列的子像素W为子像素组WP。2个子像素组RP分别位在像素单元510的不同行不同列；2个子像素组GP分别位在像素单元510的不同行不同列；2个子像素组BP分别位在像素单元510的不同行不同列；2个子像素组WP分别位在像素单元510的不同行不同列。且相邻列的四个颜色子像素组的排列方式是以圆形循环(cyclic queue)方式重复，像素单元510第一列由左而右依序是子像素组RP、子像素组GP、子像素组BP、及子像素组WP；而第二列会偏移两个颜色的子像素组由子像素组BP开始排列，由左而右依序是子像素组BP、子像素组WP、子像素组RP、及子像素组GP。更详细地说，像素单元510的一列由左而右可以是RRGGBBWW的排列形式，另一列由左而右可以是BBWWRRGG的排列形式(排列12)。
请参考图5B，像素单元520大致上与像素单元510相似，差异在于像素单元520第一列由左而右依序是子像素组RP、子像素组GP、子像素组WP、及子像素组BP；而第二列会偏移两个颜色的子像素组由子像素组WP开始排列，由左而右依序是子像素组WP、子像素组BP、子像素组RP、及子像素组GP。更详细地说，像素单元520的一列由左而右可以是RRGGWWBB的排列形式，另一列由左而右可以是WWBBRRGG的排列形式(排列13)。
请参考图5C，像素单元530大致上与像素单元510相似，差异在于像素单元530第一列由左而右依序是子像素组GP、子像素组RP、子像素组WP、及子像素组BP；而第二列会偏移两个颜色的子像素组由子像素组WP开始排列，由左而右依序是子像素组WP、子像素组BP、子像素组GP、及子像素组RP。更详细地说，像素单元530的一列由左而右可以是GGRRWWBB的排列形式，另一列由左而右可以是WWBBGGRR的排列形式(排列14)。
请参考图5D，像素单元540大致上与像素单元510相似，差异在于像素单元540第一列由左而右依序是子像素组RP、子像素组GP、子像素组BP、及子像素组WP；而第二列会偏移两个颜色的子像素组由子像素组BP开始排列，由左而右依序是子像素组BP、子像素组WP、子像素组RP、及子像素组GP。更详细地说，像素单元520的一列由左而右可以是RRGGWWBB的排列形式，另一列由左而右可以是WWBBRRGG的排列形式(排列15)。
图6为应用本发明的实施方式的显示方法流程图。请同时搭配图1参考图6，显示装置100中的输入单元120用于接收图像信号。显示装置100中的图像处理单元130用于根据输入单元120所接收到的图像信号来进行子像素成像处理(sub pixel rendering)，以使显示面板110中的对应像素单元的子像素(即子像素R、子像素B、子像素G与子像素W)产生表现值。以子像素R来说明图像信号进行子像素成像处理的方法。首先，决定图像数据的输出范围，其中输出范围可包含子像素R或邻近该子像素R的其他子像素R所构成的区域；接着，查找对应的转换矩阵(transform matrix)，并根据该转换矩阵将图像信号转换对应输出范围的子像素R的表现值。所述的转换矩阵可以是将图像信号由原始颜色子像素排列转换成特定颜色子像素排列的矩阵。
本发明还公开一种可搭配具有上述像素单元的显示装置的显示方法，于防窥显示效果下，显示装置100仅能在特定视角范围内显示图像，以下称作窄视角显示模式；于正常显示效果下，显示装置100可以在广视角范围显示图像，以下称作广视角显示模式。本发明公开一种具有防窥功能的显示方法包括：于窄视角显示模式时，当窄视角表现值不大于预设表现值时，调整窄视角表现值以使子像素组的两个子像素显示不同的表现值；当窄视角表现值大于预设表现值时，子像素组内的两个子像素显示可显示相同表现值。于广视角显示模式时，子像素组的两个子像素可显示相同表现值。以下将说明本发明所公开一种具有防窥功能的显示装置100的显示方法，显示方法600包括：
S601：接收图像信号至输入单元；
S610：决定显示装置的显示模式；
当显示装置在窄视角显示模式时，包括
S621：接收干扰图样(interference pattern)至输入单元，其中该干扰图样具有暗态区与亮态区；
S620：亮态区根据图像信号及窄视角伽玛查找表产生窄视角表现值；
S640：当该窄视角表现值不大于预设表现值TH时，该图像处理单元调整该窄视角表现值为第一表现值与第二表现值；
S650：当窄视角表现值不大于预设表现值TH，输出第一表现值与第二表现值至亮态区子像素组。
S660：当窄视角表现值大于预设表现值TH，输出窄视角表现值至亮态区子像素组。
图7为本发明的实施方式的广视角显示模式及窄视角显示模式的伽玛曲线示意图。
图8A与图8B与为应用本发明的实施方式的显示方法的干扰图样。请同时搭配图6至第8图参考。
显示方法600包括执行以下步骤：步骤S601：输入单元120接收图像信号至显示装置100；步骤S610：决定显示装置100的显示模式为广视角显示模式或窄视角显示模式；当显示装置欲显示窄视角显示模式时，图像信号可根据显示装置100内储存的窄视角伽玛查找表的窄视角伽玛曲线(gamma curve)以调整图像信号的色域表现。请参考图7，伽玛曲线可以是由标准化亮度对应灰阶值而得到的数值曲线，如图7所示，窄视角伽玛曲线通常可以是具有朝下开口的曲线(convex curve)，代表于低灰阶时亮度的变化趋势较为剧烈；于高灰阶时亮度的变化趋势较为缓和。广视角伽玛曲线通常可以是具有朝上开口的曲线(concavecurve)，代表于低灰阶时亮度的变化趋势较为缓和；于高灰阶时亮度的变化趋势较为剧烈。当显示装置100欲显示窄视角显示模式时，则进行步骤S621：输入单元120接收干扰图样，而干扰图样可以是如图8A与图8B所示黑白相间的图像画面，干扰图样为具有相同色度但不同亮度在侧视范围(side view)的用户(user)所接收到的图像，也即干扰图样可以区分为暗态区(dark zone)与亮态区(bright zone)，暗态区指的是表现值较低的区域，尤其是指灰阶为0的区域；而亮态区指的是表现值较亮的区域，尤其是指灰阶为255的区域。步骤S620：亮态区根据图像信号及窄视角伽玛查找表以产生窄视角表现值，图像信号通过输入单元120传送至图像处理单元130，图像处理单元130再根据图像信号及窄视角伽玛查找表决定窄视角伽玛曲线，再通过子像素成像处理单元使得图像信号能根据显示面板110的像素单元排列方式产生对应的表现值。步骤S640：当位于亮态区的窄视角表现值不大于预设表现值TH时，该图像处理单元调整窄视角表现值为第一表现值与第二表现值；当图像处理单元130判断窄视角表现值不大于预设表现值TH时，进行调整窄视角表现值的亮度功能。
当显示装置在窄视角显示模式时，显示方法600还进一步包括步骤：
S642：决定窄视角表现值是否不大于预设表现值TH，其中预设表现值TH系与广视角伽玛查找表有关；及
S644：当窄视角表现值不大于预设表现值TH，图像处理单元调整窄视角表现值为表现值LA与表现值LC。
于窄视角显示模式时，图像处理单元还包括执行步骤S642：决定窄视角信号是否小于预设表现值TH，其中预设表现值TH系与广视角伽玛查找表有关，举例而言，当步骤S620输出的窄视角表现值LB不大于预设表现值TH时，则调整输出到显示面板110的像素组的窄视角表现值，所述的预设表现值TH可以是例如广视角伽玛曲线的半色调图像(half toneimage)，通常称作阶调值(tone value)，举例而言，灰阶255的阶调值可以是灰阶186。然也可以依实际设计需求设计预设表现值TH。步骤S644：当窄视角信号小于预设表现值TH，图像处理单元130则根据第一权重调整窄视角表现值LB而得到表现值LA，其中第一权重小于1；及根据第二权重调整窄视角表现值LB而得到的表现值调整表现值LC，其中第二权重大于1。举例而言，第一权重可以为0，而第二权重可以是2倍。步骤S650：输出表现值LA与表现值LC至窄视区域子像素组。步骤S660：当窄视角表现值大于预设表现值，输出窄视角表现值LB至亮态区子像素组。
请参考图9，图9为本发明所公开的实施例的像素单元510的表现值示意图。请参考图6的流程图搭配像素单元510。以像素单元510内的子像素组BP为例，子像素组BP具有子像素B1与子像素B2，当步骤S620输出的窄视角表现值LB小于灰阶186时，则进入步骤S644调整输出至子像素组BP的表现值，其中子像素B1的表现值可以根据第一权重进行调整，以使输出至子像素B1的表现值LA小于原本的窄视角表现值LB；子像素B2的表现值可以根据第二权重进行调整，以使输出至子像素B2的表现值LC大于原本的窄视角表现值LB。所述的表现值LA、LB、LC用以表示表现值的数值。
显示方法600还进一步包括，当显示装置在广视角显示模式时，
S630：根据图像信号及广视角伽玛查找表产生广视角表现值；
S634：将广视角表现值输出至像素单元的子像素组。
请参考图9，图9为本发明所公开的实施例的像素单元510。请参考图6的流程图搭配像素单元510。步骤S630：根据图像信号及广视角伽玛查找表产生广视角表现值，以本发明所公开的实施方式为例是图像信号通过伽玛转换将图像信号由信号域转换到亮度域，使得图像信号对应到相应的表现值，以便于图像处理单元130执行子像素成像处理；及步骤S634：将经过图像处理单元130执行子像素成像处理后所产生的广视角表现值输出至子像素组BP的子像素B1与子像素B2，也即于广视角显示模式时，子像素组BP的子像素B1与子像素B2所接收的表现值可为相同。
于广视角显示模示下，子像素B1与子像素B2皆可用以显示广视角图像，当接收到的图像信号的经过广视角伽玛查找表所对应的广视角表现值对应到的表现值为LB，因此子像素组BP的子像素B1与子像素B2可显示具有灰阶LB的表现值。由于子像素组BP的子像素B1及子像素B2均显示相同表现值，于广视角显示模式子像素组PP的表现值达到亮度迭加的功效，因此通过本发明所公开的像素排列及其显示方法可使得在具有相同环境亮度的情况下，提升显示装置100的显示品质。
于窄视角显示模示下，当位于亮态区的窄视角表现值LB不大于预设表现值TH，则图像处理单元130对子像素组BP进行亮度调整，将子像素组BP的子像素B1与子像素B2重新进行亮度调整，已使得调整后的子像素B1与子像素B2分别具有表现值LA与表现值LC，且表现值LA<LB<LC。换句话说，经过亮度调整子像素组BP仅由一个子像素提供表现值给显示面板110。因此子像素P1的窄视角表现值LA可以是0、而子像素P2的干扰表现值LC可以为2LB。也即于亮态区内降低子像素B1的表现值、于亮态区提高子像素B2的表现值。因此通过本发明所公开的像素排列及其显示方法可以不需增加光学膜片即可达到窄视角显示的功效，增加显示装置100的通用性，且降低防窥显示装置的成本跟厚度。
本发明公开一种显示方法，于广视角显示模式时，子像素组内的两个子像素的呈现相同的表现值以达到提升显示品质的功效；于窄视角显示模式时，调整干扰图样内亮态区的子像素组的表现值以达到防窥显示的功效。
本发明还公开可应用本发明的显示方法的像素矩阵，包括多种像素单元排列方式，其中每个像素单元包括由至少12个子像素所组成，且同一种颜色子像素还可两两相邻排列组成至少2个子像素组。藉以通过子像素组内的两个子像素显示不同表现值达到防窥显示的功效。
综上所述，本发明所提出一种像素矩阵及应用该像素矩阵的显示方法，以使显示装置可具有广视角显示及窄视角显示功能，因此通过本发明所公开的像素排列及其显示方法可以不需增加光学膜片即可达到窄视角显示的功效，增加显示装置的通用性，且降低防窥显示装置的成本跟厚度。
虽然本发明以前述实施方式公开如上，然而其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所做的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求。

Claims (26)

1.一种像素矩阵，包括多个像素单元，每一像素单元包括：
至少12个子像素沿行方向及列方向排成多行多列，该些子像素包括：
至少4个第一颜色子像素、至少4个第二颜色子像素以及至少4个第三颜色子像素；
其中该第一颜色、该第二颜色及该第三颜色分别为不同颜色；
其中该行方向不平行于该列方向；
其中该些第一颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第一颜色子像素组，该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列，及
该些第二颜色子像素两两相邻排列形成至少2个第二颜色子像素组，该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列；及
其中每一第一颜色子像素组与每一第二颜色子像素组于该行方向上相邻排列。
2.如权利要求1所述的像素矩阵，其中每一像素单元由12个子像素所组成，该些第三颜色子像素分别于该列方向上与该些第一颜色子像素组其中之一及该些第二颜色子像素组其中之一相邻排列。
3.如权利要求2所述的像素矩阵，其中该些第三颜色子像素两两相邻排列形成2个第三颜色子像素组，且该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列。
4.如权利要求2所述的像素矩阵，其中每一像素单元为2列6行(2×6)的矩阵排列的其中之一：
R R G B B G R R G G B B
B B G R R G(排列1) B B R R G G(排列2)
R R G G B B
G G B B R R(排列3) 。
5.如权利要求1所述的像素矩阵，其中每一像素单元由18个子像素所组成，该些子像素包括：
6个第一颜色子像素、6个第二颜色子像素以及6个第三颜色子像素；
其中该些第一颜色子像素两两相邻排列形成3个第一颜色子像素组，该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列，
该些第二颜色子像素两两相邻排列形成3个第二颜色子像素组，该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列，及
该些第三颜色子像素两两相邻排列形成3个第三颜色子像素组，该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列。
6.如权利要求5所述的像素矩阵，其中每一像素单元为3列6行(3×6)的矩阵排列的其中之一：
R R G G B B
G G B B R R
B B R R G G(排列4) 。
7.如权利要求1所述的像素矩阵，其中每一像素单元由24个子像素所组成，该些子像素包括：
8个第一颜色子像素、8个第二颜色子像素以及8个第三颜色子像素；
其中该些第一颜色子像素两两相邻排列形成4个第一颜色子像素组，且相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行，
该些第二颜色子像素两两相邻排列形成4个第二颜色子像素组，且相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行，及
该些第三颜色子像素两两相邻排列形成4个第三颜色子像素组，且相邻列的该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行。
8.如权利要求7所述的像素矩阵，其中每一像素单元为4列6行的(4×6)矩阵排列：
9.如权利要求1所述的像素矩阵，其中每一像素单元由16个子像素所组成，该些子像素包括：
4个第一颜色子像素、4个第二颜色子像素、4个第三颜色子像素以及4个第四颜色子像素；
其中该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色、及该第四颜色分别为不同颜色。
10.如权利要求9所述的像素矩阵，其中相邻列的该些第三颜色子像素位于同一行，相邻列的该些第四颜色子像素位于同一行。
11.如权利要求9所述的像素矩阵，其中
该些第一颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第一颜色子像素组，且相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
该些第二颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第二颜色子像素组，且相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
该些第三颜色子像素两两相邻排列形成2个第三颜色子像素组，且相邻列的该些第三颜色子像素组设置于该像素单元的同一行；及
该些第四颜色子像素两两相邻排列形成2个第四颜色子像素组，且相邻列的该些第四颜色子像素组设置于该像素单元的同一行。
12.如权利要求9所述的像素矩阵，其中每一像素单元为2列8行的(2×8)矩阵排列为下列其中之一：
13.如权利要求9所述的像素矩阵，其中
该些第一颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第一颜色子像素组，且相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
该些第二颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第二颜色子像素组，且相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
该些第三颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第三颜色子像素组，且相邻列的该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；及该些第四颜色子像素于同一列两两相邻排列形成2个第四颜色子像素组，且相邻列的该些第四颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行。
14.如权利要求9所述的像素矩阵，其中每一像素单元为2列8行的(2×8)矩阵排列为下列其中之一：
15.一种显示装置，包括：
显示面板，包括多个像素单元，其中每一像素单元包括至少12个子像素沿行方向及列方向排成多行多列；
每一像素单元包括：
至少2个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列；
至少2个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列；及
至少2个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，
其中每一第一颜色子像素组与每一第二颜色子像素组于该行方向上相邻排列；
输入单元，用以接收图像信号；以及
图像处理单元，包含广视角伽玛查找表及窄视角伽玛查找表，以使该显示面板的该些子像素产生对应的表现值。
16.如权利要求15所述的显示装置，其中每一像素单元由12个子像素所组成，该些第三颜色子像素分别于该列方向上与该些第一颜色子像素组其中之一及该些第二颜色子像素组其中之一相邻排列。
17.如权利要求16所述的显示装置，其中该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列。
18.如权利要求15所述的显示装置，其中每一像素单元由18个子像素所组成，该些子像素包括6个第一颜色子像素、6个第二颜色子像素以及6个第三颜色子像素，且每一像素单元包括：
3个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列；
3个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列；及
3个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行不同列。
19.如权利要求15所述的显示装置，其中每一像素单元由24个子像素所组成，该些子像素包括8个第一颜色子像素、8个第二颜色子像素以及8个第三颜色子像素，且每一像素单元包括：
4个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
4个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；及
4个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第三颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行。
20.如权利要求15所述的显示装置，其中每一像素单元由16个子像素所组成，该些子像素包括：
4个第一颜色子像素、4个第二颜色子像素、4个第三颜色子像素以及4个第四颜色子像素；
其中该第一颜色、该第二颜色、该第三颜色、及该第四颜色分别为不同颜色。
21.如权利要求20所述的显示装置，其中相邻列的该些第三颜色子像素位于同一行，相邻列的该些第四颜色子像素位于同一行。
22.如权利要求20所述的显示装置，其中每一像素单元包括：
2个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
2个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
2个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第三颜色子像素组设置于该像素单元的同一行；及
2个第四颜色子像素组，每一第四颜色子像素组由2个第四颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第四颜色子像素组设置于该像素单元的同一行。
23.如权利要求15所述的显示装置，其中每一像素单元包括：
2个第一颜色子像素组，每一第一颜色子像素组由2个第一颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第一颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
2个第二颜色子像素组，每一第二颜色子像素组由2个第二颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第二颜色子像素组分别设置于该像素单元的不同行；
2个第三颜色子像素组，每一第三颜色子像素组由2个第三颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第三颜色子像素组设置于该像素单元的不同行；及
2个第四颜色子像素组，每一第四颜色子像素组由2个第四颜色子像素相邻排列所组成，相邻列的该些第四颜色子像素组设置于该像素单元的不同行。
24.一种显示方法，用以驱动如权利要求16所述的显示装置，该方法包括：
接收该图像信号至该输入单元；
接收干扰图样至该输入单元，其中该干扰图样包含暗态区及亮态区；
该亮态区根据该图像信号及该窄视角伽玛查找表产生窄视角表现值；
当该窄视角表现值不大于预设表现值时，该图像处理单元调整该窄视角表现值为第一表现值与第二表现值，其中该预设表现值与该广视角伽玛查找表有关；以及
分别输出该第一表现值与该第二表现值至该亮态区的该些子像素组其中之一的该些子像素。
25.如权利要求24所述的显示方法，其中当该窄视角表现值不大于该预设表现值时，该图像处理单元调整该窄视角表现值为该第一表现值与该第二表现值，包括：
根据第一权重调整该窄视角信号而得到该第一表现值，其中该第一权重小于1；及
根据第二权重调整该窄视角信号而得到该第二表现值，其中该第二权重大于1。
26.如权利要求24所述的显示方法，该方法还包括：
当该窄视角表现值大于该预设表现值时，将该窄视角表现值输出至该像素单元的该些子像素组。
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