CN110574097A - 液晶显示器(lcd)面板的分布式驱动 - Google Patents

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Abstract

液晶显示(LCD)设备(1400)包括滤色器层(1410)，液晶(LC)层(1414)和像素电路层(1412)。滤色器层(1410)包括与以M行和N列排列的像素阵列对应的多个滤色器(A、B、C、D)。滤色器(A、B、C、D)的数量是像素数量的k倍。LC层(1414)被分成多个LC区域，每个LC区域对应于相应的一个滤色器(A、B、C、D)。像素电路层(1412)包括多个像素电路(1502)，每个像素电路被配置为驱动相应的一个LC区域。像素电路层(1412)还包括xM条栅极线(G1,G2…)和(k/x)N条源极线(S1、S2…)，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。

Description

液晶显示器(LCD)面板的分布式驱动
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月21日提交的题为“DISTRIBUTIVE-DRIVING OF DISPLAYPANEL”的国际申请PCT/CN2016/111387的优先权，其要求2016年11月28日提交的名称为“DISTRIBUTIVE-DRIVING OF DISPLAY PANEL”美国临时申请62/426,882的优先权。两者均通过引用整体并入本文。
背景技术
本公开一般涉及显示技术，更具体地，涉及显示面板的驱动。
显示分辨率受每个宽度尺寸(即，行/水平方向)和高度尺寸(即，列/垂直方向)中的显示面板的物理尺寸以及在每个维度上制造显示面板上的组件的最小图案尺寸的限制。取决于子像素与像素的比率，已知的显示系统可以具有沿行方向排列的非常多的源极线(也称为数据线)，这会增加制造复杂性和成本。例如，具有真实RGB子像素排列的宽四边形高清(WQHD)显示面板(例如，分辨率为1440×2560)(比率为3)，源极线的数量可以是4320。此外，越来越希望缩小显示面板周围的边框，允许更多的屏幕区域。然而，非常大量的栅极线(即扫描线)和用于高分辨率显示器的相应驱动电路限制了窄边框或无边框设计。
此外，对于液晶显示器(LCD)，孔径比是重要特性之一，因为它影响显示器的亮度和功耗。随着LCD的分辨率增加，每个子像素区域中的栅极线和源极线占据的总面积对LCD的孔径比具有更大的影响。
发明内容
本公开一般涉及显示技术，更具体地，涉及显示面板的驱动。
在一个示例中，液晶显示(LCD)设备包括滤色器层，液晶(LC)层和像素电路层。滤色器层包括与以M行和N列排列的像素阵列对应的多个滤色器。滤色器的数量是像素数量的k倍。LC层被分成多个LC区域，每个LC区域对应于相应的一个滤色器。像素电路层包括多个像素电路，每个像素电路被配置为驱动相应的一个LC区域。像素电路层还包括xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。
在另一示例中，LCD装置包括滤色器层、LC层、像素电路层、栅极驱动电路、源极驱动电路和控制逻辑。滤色器层包括与以M行和N列排列的像素阵列对应的多个滤色器。滤色器的数量是像素数量的k倍。LC层被分成多个LC区域，每个LC区域对应于相应的一个滤色器。像素电路层包括多个像素电路，每个像素电路被配置为驱动相应的一个LC区域。像素电路层包括xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。栅极驱动电路经由xM条栅极线可操作地耦合到像素电路层，并且被配置为扫描多个像素电路。源极驱动电路经由(k/x)N条源极线可操作地耦合到像素电路层，并且被配置为将帧中的显示数据写入多个像素电路。控制逻辑可操作地耦合到栅极驱动电路和源极驱动电路，并被配置为接收原始显示数据并基于(k/x)N条源极线将原始显示数据转换为转换后的显示数据。控制逻辑还被配置为向栅极驱动电路提供第一组控制信号，以控制栅极驱动电路以经由xM条栅极线扫描多个像素电路。控制逻辑还被配置为向源驱动电路提供第二组控制信号，以控制源驱动电路将转换后的显示数据写入多个像素电路。
附图说明
当结合以下附图时，以下描述将更容易理解实施例，并且其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是示出根据实施例的包括显示和控制逻辑的装置的框图；
图2A和2B是说明根据一个实施例的包括驱动器的图1中所示的显示器的方框图；
图3是用于驱动具有像素阵列的显示面板的栅极线和源极线的布置的示意图；
图4是说明根据实施例的图1中所示的控制逻辑的一个实例的框图；
图5A是在示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图5B是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图5C是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图5D是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的又一布置的示意图；
图6A是在另一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图6B是根据实施例的用于在图6A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图6C是根据实施例的用于在图6A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图6D是根据实施例的用于在图6A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的又一布置的示意图；
图7A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图7B是根据实施例的用于在图7A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图7C是根据实施例的用于在图7A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图7D是根据实施例的用于在图7A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的又一布置的示意图；
图8A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图8B是根据实施例的用于在图8A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图8C是根据实施例的用于在图8A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图9A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图9B是根据实施例的用于在图9A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图9C是根据实施例的用于在图9A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图10是说明根据一个实施例的可操作地耦合到图2A中所示的控制逻辑和源驱动器的解复用模块的框图；
图11是说明根据实施例的图10中所示的解复用模块的一个实例的框图；
图12A是根据实施例的用于在图5A所示的示例布置中利用子像素的源解复用进行分布式驱动的栅极线和源极线的布置的示意图；
图12B是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中利用子像素的源解复用进行分布式驱动的栅极线和源极线的另一布置的示意图；
图13A-13D是根据实施例的在图6A中所示的示例布置中利用子像素的源解复用来分配驱动的栅极线和源极线的布置的示意图；
图14是表示根据一个实施例的LCD装置的一个例子的剖视图；
图15A是说明根据一个实施例的LCD装置的像素电路的一个例子的电路图；
图15B是示出根据实施例的LCD装置的子像素的一个示例的布局图；
图16A是用于在LCD装置的示例布置中驱动子像素的栅极线和源极线的布置的描绘；
图16B是根据一个实施例的用于在LCD装置的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图；
图17A-17B是根据各种实施例的用于LCD装置的子像素的分布式驱动的示例性滤色器布置的示意图；
图18A-18C是根据实施例的用于在图16B所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线、源极线和像素电路的布置的示意图；
图19A是LCD装置的滤色器布置的示意图；以及
图19B是根据实施例的用于分配驱动LCD装置的子像素的示例性滤色器布置的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，通过实施例阐述了许多具体细节，以便提供对相关公开内容的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本公开。在其他情况下，已经相对概括地描述了公知的方法、过程、系统、组件和/或电路，而没有展开详细描述，以避免不必要地模糊本公开的各方面。
在整个说明书和权利要求书中，术语可以具有超出明确说明的含义的上下文中暗示或暗示的细微差别的含义。同样地，这里使用的短语“在一个实施例/示例中”不一定指代相同的实施例，并且如在此使用的短语“在另一个实施例/示例中”不一定指代不同的实施例。例如，旨在要求保护的主题包括整个或部分示例实施例的组合。
通常，术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如，如本文所使用的诸如“和”、“或”或“和/或”的术语可以包括可以至少部分地取决于使用这些术语的上下文的各种含义。通常，“或”(如果用于关联列表，例如A、B或C)意指A、B和C，此处使用的是包含性意义，以及A、B或C，此处用于择一的含义。另外，这里使用的术语“一个或多个”，至少部分地取决于上下文，可以用于描述单数意义上的任何特征、结构或特征，或者可以用于描述多个意义上的特征、结构或特征的组合。类似地，至少部分地取决于上下文，诸如“一个”、“一个”或“该”之类的术语可以被理解为传达单个用法或传达复数用法。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性因素，而是可以替代地，至少部分地根据上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。
如下面将详细公开的，除了其他新颖特征之外，这里公开的显示面板的分布式驱动可以减少源极线或栅极线的数量。通过根据最佳比率将驱动负载分配到源极和栅极线，可以优化显示面板的时序规格。根据本公开的一些方面，可以通过基于显示面板的特定子像素排列的最佳比率将驱动负载分配到源极和栅极线来实现源极线的减少。另一方面，这里公开的显示面板的分布驱动可以不使栅极扫描过载(例如，通过使栅极线的数量加倍)，因此不会显著减小每个子像素的扫描周期。
根据本公开的一些方面，可以通过基于显示面板的特定子像素排列的最佳比率将驱动负载分配到源极和栅极线来实现栅极线的减少。减少栅极线以及相应的驱动电路有助于实现窄边框或无边框设计。此外，由于每帧中要扫描的栅极线较少，因此可以增加每个子像素的扫描周期。在一些实施例中，源解复用可以与分布式驱动相结合，使得由控制逻辑(例如，驱动器集成电路(IC))提供的数据信道(也称为源信道)的数量不需要增加到与源极线的数量相同。从而避免增加设计和制造复杂性和成本。在显示器是有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器的一些实施例中，由分布驱动引起的额外布线可能不会降低显示器的孔径比，因为每个子像素是顶部发射OLED。
此外，通过以最佳比率平衡源极线和栅极线的数量(例如，使源极线和栅极线的数量彼此相当)，可以避免源极线的数量远大于栅极线的数量的情况。因此，单层COF封装可用于柔性显示器，例如用于具有高分辨率的柔性显示器的封装驱动器IC，从而与使用多层COF封装的传统柔性显示器相比降低了制造成本。
另外的新特征将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员在研究以下和附图时将变得显而易见，或者可以通过实施例的制造或操作来学习。可以通过实践或使用下面讨论的详细示例中阐述的方法、手段和组合的各个方面来实现和获得本公开的新特征。
图1示出了包括显示器102和控制逻辑104的装置100。装置100可以是任何合适的设备，例如，虚拟现实(VR)或增强现实(AR)设备(例如，VR耳机等)、手持设备(例如，功能机或智能电话、平板电脑等)、可穿戴设备(例如眼镜、手表等)、汽车控制站、游戏机、电视机、笔记本电脑、台式电脑、上网本、媒体中心、机顶盒、全球定位系统(GPS)、电子广告牌、电子标志、打印机或任何其他合适的设备。在该实施例中，显示器102可操作地耦合到控制逻辑104并且是装置100的一部分，例如但不限于头戴式显示器、手持式设备屏幕、计算机监视器、电视屏幕、平视显示器(HUD)、仪表板、电子广告牌或电子标志。显示器102可以是OLED显示器、液晶显示器(LCD)、电子墨水显示器、电致发光显示器(ELD)、具有LED或白炽灯的广告牌显示器，或任何其他合适类型的显示器。
控制逻辑104可以是任何合适的硬件、软件、固件或其组合，被配置为接收显示数据106(例如，像素数据)并生成用于驱动显示器102上的子像素的控制信号108。控制信号108用于控制显示数据106(以其原始形式或以转换形式)写入子像素并指示显示器102的操作。例如，用于各种子像素排列的子像素着色(SPR)算法可以是控制逻辑104的一部分或由控制逻辑104实现。如下面参考图4详细描述的。在一个实施例中，控制逻辑104可以包括控制信号生成模块402，其具有定时控制器(TCON)408和时钟发生器410、数据接口404、以及具有存储单元412和数据重建单元414的数据转换模块406。控制逻辑104可以包括任何其他合适的组件，例如编码器、解码器、一个或多个处理器、控制器和存储设备。控制逻辑104可以实现为独立的IC芯片，诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。装置100还可以包括任何其他合适的组件，例如但不限于跟踪设备110(例如，惯性传感器、相机、眼动仪、GPS或用于跟踪眼球运动、面部表情、头部运动、身体运动、手和身体姿势的任何其他合适的设备)、输入设备112(例如，鼠标、键盘、遥控器、手写设备、麦克风、扫描仪等)和扬声器(未示出)。
在一些实施例中，控制逻辑104可以在玻璃上芯片(COG)封装中制造，例如，当显示器102是刚性显示器时。在一些实施例中，控制逻辑104可以在COF封装中制造，例如，当显示器102是柔性显示器(例如，柔性OLED显示器)时。如下面详细描述的，显示面板的分布式驱动可以优化源极线和栅极线的数量。结果，在一些实施例中，由于源极线的数量较少，控制逻辑104可以在单层COF封装中制造。应当理解，控制逻辑104可以与驱动器IC中的驱动电路集成，例如栅极驱动器、源极驱动器和发光驱动器。包括控制逻辑104和驱动器的驱动器IC可以在COF封装中制造，例如单层COF封装。
在该实施例中，装置100可以是手持式或VR/AR设备，例如智能电话、平板电脑或VR耳机。装置100还可以包括处理器114和存储器116。处理器114可以是，例如，图形处理器(例如，图形处理单元(GPU))、应用处理器(AP)、通用处理器(例如，APU、加速处理单元；GPGPU、GPU上的通用计算)，或任何其他合适的处理器。存储器116可以是例如离散帧缓冲器或统一存储器。处理器114被配置为在显示帧中生成显示数据106，并且可以在将显示数据106发送到控制逻辑104之前暂时将显示数据106存储在存储器116中。处理器114还可以生成其他数据，例如但不限于控制指令118或测试信号，并将它们直接或通过存储器116提供给控制逻辑104。然后，控制逻辑104直接从存储器116或从处理器114接收显示数据106。
图2A和2B是说明根据一个实施例的包括驱动电路的图1中所示的显示器102的框图。该实施例中的显示器102包括具有包括多个子像素201的有源区200的显示面板。显示面板还可以包括面板驱动器，例如栅极驱动器202和源极驱动器204。应当理解，在一些实施例中，栅极驱动器202和源极驱动器204可以不是面板上驱动器，即不是显示面板的一部分，而是可操作地耦合到显示面板。
每个子像素201可以是构成像素的任何单元，即像素的细分。例如，子像素201可以是可以单独寻址的单色显示元件。在显示器102是OLED显示器的一些实施例中，每个子像素201可以包括OLED，例如顶部发射OLED，以及用于驱动OLED的像素电路。每个OLED可以发出预定亮度和颜色的光，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。每个像素电路包括薄膜晶体管(TFT)，并且被配置为通过根据来自控制逻辑104的控制信号108控制从各个OLED发射的光来驱动对应的子像素201。像素电路可以是2T1C配置(即，包括开关晶体管、驱动晶体管和存储电容器)，或者为了亮度更加均匀可以包括具有更多晶体管和/或电容器的补偿电路，例如在7T1C、5T1C、5T2C或6T1C配置中。
在显示器102是LCD的一些实施例中，每个子像素201可以包括滤色器、液晶区域和用于驱动液晶区域的像素电路。取决于相应滤色器的特性(例如，颜色、厚度等)，子像素201可呈现不同的颜色和亮度，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。每个像素电路包括至少一个TFT(例如，开关晶体管)和存储电容器。
在该实施例中，多个子像素对应于以M行和N列排列的像素阵列。子像素的数量可以是像素数量的k倍。也就是说，k个子像素可以构成一个像素，并且每个像素可以由k个子像素组成。k可以是大于1的任何正整数。在一些实施方案中，k可以是2、3或4。应理解，在一些实施方案中，k可以是正分数。也就是说，子像素的数量可以不是像素数量的整数倍。在一些实施例中，每行像素可包括沿行/水平方向排列的N条像素(但不一定是直线)，其包括kN条子像素。类似地，在一些实施例中，每列像素可包括沿列/垂直方向排列的M个像素(但不一定是直线)，其包括M个子像素。应当理解，每个像素的k个子像素(以及每行像素中的kN条子像素和每个像素列中的M个子像素)可以不是物理对准的。换句话说，每个像素的k个子像素的中心(以及每行像素中的kN条子像素和每个像素列中的M个子像素)可以在行/水平方向上和/或在列/垂直方向上不排列为直线。还应理解，每个像素的k个子像素的颜色、尺寸和/或形状也可能不相同。
在该实施例中，显示器102(及其显示面板)具有N×M的分辨率，其对应于以M行和N列排列的像素阵列。也就是说，显示器102可以通过其显示分辨率来表征，显示分辨率是可以显示的每个维度中的不同像素的数量。例如，对于分辨率为1440×2560的WQHD显示器，相应的像素阵列排列在2560行和1440列中。在该实施例中，显示数据106由处理器114在显示帧中提供。对于每个帧，显示数据106包括M×N条像素数据，并且每个像素数据对应于像素阵列的一个像素。每个像素可以被认为是由具有多个分量的像素数据表示的原始图像的样本，例如多个颜色分量或亮度和多个色度分量。在一些实施例中，每条像素数据包括表示第一颜色的第一分量，表示第二颜色的第二分量，以及表示第三颜色的第三分量。第一，第二和第三颜色可以是三原色(即，红色，绿色和蓝色)，使得每个像素可以呈现全色。也就是说，显示数据106可以在像素级编程。
在一些实施例中，三个子像素可以构成一个像素，即k是3。在这些实施例中，一条像素数据的三个分量中的每一个可用于渲染相应像素的三个子像素中的一个。在一些实施例中，四个子像素可以构成一个像素，即k是4。在这些实施例中，可以基于相应像素数据的三个分量中的至少一个来渲染像素的四个子像素中的一个(例如，白色子像素)。在美国专利No.9,165,526中公开了一个例子，其标题为“Subpixel Arrangement of Displays andMethods for Rendering the Same”，其通过引用结合于此。在一些实施例中，两个子像素可以构成一个像素，即k是2。在这些实施例中，SPR算法可用于基于特定子像素排列来渲染每个像素的两个子像素。如下美国专利中公开几个例子，例如美国专利No.8,786,645，其标题为“Subpixel Arrangement of Displays and Methods for Rendering the Same”；美国专利No.9,418,586，标题为“Subpixel Arrangement of Displays and Methods forRendering the Same”；美国专利申请公开No.2015/0339969，标题为“Method andApparatus for Subpixel Rendering”；美国专利申请公开No.2016/0240593，标题为“Subpixel Arrangement of Displays and Methods for Rendering the Same”；美国专利申请公开号2016/0275846，标题为“Subpixel Arrangement of Displays and DrivingCircuit Thereof”，其中的每一个专利都通过引用合并于此。应当理解，对应于任何数量的k的任何子像素排列可以通过本文公开的显示面板的分布式驱动来应用。下面详细描述分布式驱动方案对示例性子像素排列的应用。
该实施例中的栅极驱动器202经由多条栅极线(也称为扫描线)可操作地耦合到有源区域200，并且被配置为基于控制信号108中的至少一些来扫描多个子像素201。例如，栅极驱动器202将基于来自控制逻辑104的控制信号108产生的多个扫描信号施加到多个栅极线，用于以栅极扫描顺序扫描多个子像素201。在扫描周期期间将扫描信号施加到每个像素电路的开关晶体管的栅极，以导通开关晶体管，使得对应子像素201的数据信号可以由源极驱动器204写入。应当理解，尽管在图2A中示出了一个栅极驱动器202，但是在一些实施例中，多个栅极驱动器可以彼此结合工作以扫描子像素201。
在一些显示系统中，例如图3中所示的示例，为以M行和N列排列的像素阵列(PX)提供M条栅极线(G1，G2，...，Gm)。M行像素中的每一行中的子像素可操作地耦合到一条栅极线，并且由经由栅极线传输的扫描信号扫描。换句话说，栅极线的数量与像素行数(M)相同。在一些显示系统(未示出)中，M行像素中的每一行中的子像素可操作地耦合到两条栅极线，并且由经由两条栅极线传输的两个扫描信号扫描。也就是说，栅极线的数量是像素行数的两倍(即，双栅极驱动)。例如，可以经由一条栅极线扫描一行像素中的一半子像素，并且可以经由另一条栅极线扫描同一行像素中的另一半子像素。
参照图2A，在第一实施例中，为了实现显示面板的分布驱动，栅极线的数量是xM，其中x是1和2之间的分数。换句话说，平均而言，M行像素中的每一行中的子像素可操作地耦合到多于一条但少于两条栅极线，并且由经由栅极线传输的扫描信号扫描。换句话说，栅极线的数量大于像素行的数量，但是小于像素行的数量的两倍。在该实施例中，x可以表示为p/q，其中p和q中的每一个是正整数，并且p大于q并且小于2q。在一些实施例中，x可以是3/2、4/3、5/3、5/4、7/4、6/5、7/5、8/5、9/5、7/6、11/6、8/7、9/7、10/7、11/7、12/7、13/7、9/8、11/8、13/8、15/8、10/9、11/9、13/9、14/9、16/9或17/9，仅举几例。应理解，x不限于上面给出的实例，并且可以是1和2之间的任何分数。如下面将参考各种示例详细描述的，可以基于特定子像素布置来确定x的值，以平衡栅极线和源极线之间的驱动负载(例如，栅极线和源极线的数量)和/或简化显示面板上的栅极线和/或源极线的布线。应当理解，在该实施例中，由控制逻辑104提供的栅极/扫描通道的数量可以与栅极线的数量相同或不同，例如，由于解复用而小于M。
在第二实施例中，为了实现显示面板的分布式驱动，栅极线的数量是xM，其中x是0和1之间的分数。换句话说，平均而言，M行像素中的每一行中的子像素可操作地耦合到少于一条栅极线，并且通过经由一条栅极线传输的扫描信号来扫描多于一行像素中的子像素。换句话说，栅极线的数量小于像素行的数量。在该实施例中，x可以表示为p/q，其中p和q中的每一个是正整数，并且q大于p。在一些实施例中，p可以等于1。例如，每q行像素中的子像素可操作地耦合到一条栅极线。在一些实施例中，p可以大于1。例如，每q行像素中的子像素可操作地耦合到p条栅极线。如下面将参考各种示例详细描述的，可以基于特定子像素布置来确定x的值，以平衡栅极线和源极线之间的驱动负载(例如，栅极线和源极线的数量)和/或简化显示面板上的栅极线和/或源极线的布线。因此，与图3所示的示例相比，栅极线(以及相应的驱动电路，例如栅极驱动器202中)的数量可以减少(1-x)倍，从而每个的扫描周期。可以在每帧中增加子像素。栅极线和相应的驱动电路的减少也可以有助于显示器面板的窄边框或无边框设计。应当理解，在该实施例中，控制逻辑104中的栅极/扫描通道的数量可以与栅极线的数量相同或不同，例如，由于解复用而小于M。
该实施例中的源极驱动器204经由多条源极线(也称为数据线)可操作地耦合到有源区域200，并且被配置为基于至少一些控制信号108将帧中的显示数据106写入多个子像素201。例如，源极驱动器204可以同时将多个数据信号施加到子像素201的多条源极线。也就是说，源极驱动器204可以包括一个或多个移位寄存器、数模转换器(DAC)、多路复用器(MUX)、用于控制向每个像素电路的开关晶体管的源电极施加电压的定时(即，在每帧中的扫描周期期间)和根据显示数据106的灰度的施加电压的大小的运算电路。应当理解，尽管在图2A中示出了一个源驱动器204，但是在一些实施例中，多个源驱动器可以彼此结合工作以将数据信号施加到子像素201的源极线。
参考图3中所示的示例，子像素的数量是像素数量的k倍。换句话说，子像素可以表示为M×N×k。在该示例中，构成一个像素的k个子像素可操作地耦合到相同的栅极线，并且子像素可以表示为M×kN。结果，为像素阵列提供kN源极线(S1，......Sk，S(k+1)，......S2k，......，S(nk-1)，...，Skn)。对于每个像素，提供k个源极线。N列像素中的每一列中的子像素可操作地耦合到k条源极线，并且用经由k条源极线发送的k个数据信号写入。换句话说，源极线的数量是像素列数(N)的k倍。应当理解，在一些实施例中，源极线可以以“Z字形”方式可操作地耦合到子像素列。结果，源极线的数量可以是像素列数(N)的k倍以上。例如，源极线的数量可以是kN+1。在双栅极驱动的示例中，构成一个像素的k个子像素可操作地耦合到两个栅极线，并且子像素可以表示为2M×(k/2)N。因此，平均而言，N列像素中的每一列中的子像素可操作地耦合到k/2条源极线，并且用经由k/2条源极线发送的数据信号写入。也就是说，栅极线的数量是像素列数(N)的k/2倍。
参照图2A，在上述第一实施例中，为了实现显示面板的分布驱动，源极线的数量是yN，其中y是k/x。子像素表示为xM×(k/x)N。xM和(k/x)N中的每一个都是正整数。换句话说，平均而言，N列像素中的每列中的子像素可操作地耦合到k/x源极线，并且用经由k/x源极线传输的数据信号写入。因为在该实施例中x在1和2之间，所以源极线的数量((k/x)N)小于像素列的数量乘以子像素与像素的比率k(kN)，但是大于像素列数的一半乘以比率k((k/2)N)。因此，与图3所示的示例相比，源极线的数量可以减少(1-1/x)倍，从而可以降低制造复杂性和成本。应当理解，由于解复用，控制逻辑104中的源/数据信道的数量可以与源极线的数量相同或不同。
在上述第二实施例中，为了实现显示面板的分布驱动，源极线的数量是yN，其中y是k/x。子像素表示为xM×(k/x)N。xM和(k/x)N中的每一个都是正整数。换句话说，平均而言，N列像素中的每列中的子像素可操作地耦合到k/x源极线，并且用经由k/x源极线传输的数据信号写入。因为在该实施例中x在0和1之间，所以源极线的数量((k/x)N)大于像素列的数量乘以子像素与像素的比率k(kN)。如下面详细描述的，在一些实施例中，由于解复用，由控制逻辑104提供的源/数据信道的数量可以与源极线的数量不同。也就是说，即使源极线的数量由于分布式驱动而增加，数据信道的数量也可以通过源解复用保持相同。
通常，为了实现显示面板的分布驱动，栅极线的数量可以是xM，源极线的数量可以是(k/x)N，其中x是0和2之间的派系，并且xM和(k/x)N中的每一个都是正整数。x可以表示为p/q，其中p和q中的每一个是正整数，并且p小于2q并且不等于q。可以基于特定子像素排列确定x的值(即，p和q)，以平衡栅极线和源极线之间的驱动负载(例如，栅极线和源极线的数量)和/或简化显示面板上的栅极线和/或源极线的布线。应当理解，在一些实施例中，由于栅极线或源极线的“Z字形”连接，栅极线和/或源极线的数量可以分别大于xM和(k/x)N。例如，当源极线以“Z字形”方式可操作地耦合到子像素列时，源极线的数量可以是(k/x)N+1或(k/x)N+2。
另外或可选地，在一些实施例中，发光驱动器206可以包括在显示面板上，其中显示器102上的每个子像素201是发光元件，例如OLED。发光驱动器206可以可操作地耦合到有源区域200，并且被配置为基于控制信号108中的至少一些使每个子像素在每个帧中发光。例如，发光驱动器206可以接收包括时钟信号和使能信号(例如，开始发射STE信号)的控制信号108的一部分并产生一组发光信号。发光驱动器206可以包括一个或多个移位寄存器。应当理解，尽管在图2A中示出了一个发光驱动器206，但是在一些实施例中，多个发光驱动器可以彼此结合工作。
图4是说明根据一个实施例的图1中所示的控制逻辑104的一个例子的方框图。在该实施例中，控制逻辑104是IC(但是可替代地包括由离散逻辑和其他组件构成的状态机)，其提供处理器114/存储器116和显示器102之间的接口功能。控制逻辑104可以向各种控制信号108提供合适的电压、电流、定时和解复用，以使显示器102显示所需的文本或图像。控制逻辑104可以是专用微控制器，并且可以包括存储单元，例如RAM、闪存、EEPROM和/或ROM，其可以存储例如固件和显示字体。在该实施例中，控制逻辑104包括控制信号生成模块402、数据接口404和数据转换模块406。数据接口404可以是任何显示数据接口，例如但不限于显示器串行接口(DSI)、显示像素接口(DPI)和移动工业处理器接口(MIPI)联盟的显示总线接口(DBI)、统一显示界面(UDI)、数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)和DisplayPort(DP)。数据接口404被配置为接收多个帧中的显示数据106以及任何其他控制指令118或测试信号。可以以任何帧速率在连续帧中接收显示数据106，例如每秒30、60、72、120或240帧(fps)。所接收的显示数据106由数据接口404转发到控制信号生成模块402和数据转换模块406。
在该实施例中，控制信号产生模块402将控制信号108提供给栅极驱动器202和源极驱动器204(可选地提供给发光驱动器206)，以驱动有源区200中的子像素。控制信号生成模块402可以包括TCON408和时钟发生器410。TCON 408可以分别向栅极驱动器202，源极驱动器204(可选地向发光驱动器206)提供各种使能信号。时钟发生器410可以分别向栅极驱动器202和源极驱动器204(可选地向发光驱动器206)提供各种时钟信号。
如上所述，可以在像素级编程显示数据106。在每个帧中，显示数据106可以包括与排列在M行和N列中的像素阵列对应的M×N条像素数据。由于这里公开的显示面板的分布驱动，源极线的数量不再与像素列的数量乘以比率k(kN)相同，即，数据信道的数量(kN)，而是变为(k/x)N。因此，在一些实施例中，由于特定的分布式驱动方案，显示数据106可以被转换成转换的显示数据416以适应源极线和栅极线布置。在该实施例中，数据转换模块406基于显示面板上的源极线和栅极线布置将转换后的显示数据416提供给源极驱动器204。在一些实施例中，也可以根据栅极扫描顺序重新排列每个数据信号的定时。
在本实施例中，本实施例中的数据转换模块406包括存储单元412和数据重建单元414。存储单元412被配置为接收显示数据106(原始显示数据)并在每个帧中存储显示数据106，因为显示数据106的转换可以在帧级执行。存储单元412可以是数据锁存器或行缓冲器，其临时存储由数据接口404转发的显示数据106。数据重建单元414可操作地耦合到存储单元412，并被配置为基于显示面板上的源极线和栅极线布置在每个帧中将显示数据106重建成对应的转换显示数据416。数据转换模块406的数据重建单元414可以根据分布驱动方案基于源极线的数量((k/x)N)将显示数据106转换为转换的显示数据416。例如，数据重建单元414可以使用任何合适的采样算法来获得适合于(k/x)N条源极线的转换后的显示数据416。应了解，在一些实施例中，数据转换模块406可不包括在控制逻辑104中。相反，处理器114可以调整显示数据106的定时以适应显示面板上的源极线和栅极线布置。
图5A是在示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的描绘。在该示例中，显示面板包括以行和列布置的第一颜色A、第二颜色B和第三颜色C的子像素阵列。A、B和C表示三种不同的颜色，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”、“行”和“列”可以不对应于上述像素的“阵列”、“行”和“列”。子像素A、B和C交替地布置在子像素阵列的每三个相邻行中。子像素阵列的每两个相邻行彼此交错。在一个示例中，A、B和C颜色之一中的第一子像素和与第一子像素颜色相同的第二子像素可以是行/水平方向上的3个单位和列/垂直方向上的4个单位。第一子像素和第二子像素可以在相同颜色的子像素之间具有最小距离。在该示例中示出的子像素布置的一个示例的细节在美国专利申请公开No.2016/0275846中提供，其标题为“Subpixel Arrangement ofDisplays and Driving Circuit Thereof”。应当理解，相对空间关系(即，行/水平方向上的3个单位和列/垂直方向上的4个单位)不限于上述示例。
图5A示出了包括24个子像素的显示面板的一部分。取决于子像素与像素的比率k，显示面板的分辨率可以是4×2(k＝3)或6×2(k＝2)。无论如何，该示例中的像素阵列布置成两行并且可操作地耦合到两条栅极线G1和G2。关于源极线，像素阵列可以布置成四列，每列可操作地耦合到三条源极线，或者布置成六列，每列可操作地耦合到两条源极线。在任何情况下，该示例中的像素阵列可操作地耦合到12条源极线S1到S12。换句话说，栅极线的数量(2)与像素的行数(2)相同，并且源极线的数量(12)与像素列的数量乘以比率k(4×3或6×2)相同。
图5B是根据一个实施例的用于在图5A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的描绘。在该实施例中，具有与图5A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布式驱动方案驱动，以减少源极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到三条栅极线G1-G3，这是像素行的数量(2)的一倍半(3/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/2)M，其中x＝3/2(1和2之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过三条栅极线驱动。在图5A所示的示例中，每个子像素的扫描周期减少到每个子像素的扫描周期的三分之二(2/3)，这大于使用双栅极驱动的例子的扫描周期(即，图5A所示的例子中每个子像素的扫描周期的一半(1/2))。应当理解，图5A和5B中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到八条源极线S1-S8，其是像素列数乘以比率k的三分之二(2/3)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(2/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图5B中的示例中的源极线的数量在图5B的示例中减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，源极线的数量可以从2880减少到1920。应当理解，在图5A和5B中，标记有相同源极线编号的子像素(例如，S1，S2，S3)，...，S8)由相同的相应源极线连接。与图5A中的例子相比，本实施例中的栅极线和源极线的布线也可以简化。
图5C是根据一个实施例的用于在图5A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一种布置的示意图。在该实施例中，具有与图5A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到一条栅极线G1，该栅极线G1是像素行的数量(2)的一半(1/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(1/2)M，其中x＝1/2(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过一条栅极线驱动。换句话说，在图5A中的示例中，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图5A中的示例中的栅极线的数量减少了一半(1/2)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从2560减少到1280。在图5A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的两倍。应当理解，图5C中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到24条源极线S1-S24，其是像素列数乘以比率k的两倍(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为2kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图5C中，用相同的源极线号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S24)通过相同的相应源极线连接。
图5D是根据一个实施例的用于在图5A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的又一布置的示意图。在该实施例中，具有与图5A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到栅极线G1和栅极线G2的一半，其是像素行的数量(2)的四分之三(3/4)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/4)M，其中x＝3/4(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每四行像素由栅极驱动器202通过三条栅极线驱动。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图5A中的示例中的栅极线的数量减少了四分之一(1/4)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从2560减少到1920。在图5A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的四分之三(4/3)。应当理解，图5D中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到16条源极线S1-S16，其是像素列数乘以比率k的四分之三(4/3)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(4/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图5D中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S16)通过相同的相应源极线连接。
图6A是在另一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该示例中，显示面板包括以行和列布置的第一颜色A，第二颜色B和第三颜色C的子像素阵列。A、B和C表示三种不同的颜色，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”，“行”和“列”可以不对应于如上所述的像素的“阵列”、“行”和“列”。在一个示例中，子像素阵列可以被认为是图5A中的子像素阵列旋转90度。在另一示例中，子像素阵列包括由A-B-C表示的第一子像素重复组和由C-A-B表示的第二子像素重复组，其交替地应用于子像素阵列的两个相邻行。子像素阵列的两个相邻行彼此交错。在该示例中示出的子像素布置的一个示例的细节在美国专利申请公开No.2015/0339969中提供，其标题为“Method and Apparatus for Subpixel Rendering”。
图6A示出了包括36个子像素的显示面板的一部分。取决于子像素与像素的比率k，显示面板的分辨率可以是4×3(k＝3)或6×3(k＝2)。无论如何，该示例中的像素阵列布置成三行并且可操作地耦合到三条栅极线G1-G3。关于源极线，像素阵列可以布置成四列，每列可操作地耦合到三条源极线，或者布置成六列，每列可操作地耦合到两条源极线。在任何情况下，该示例中的像素阵列可操作地耦合到12条源极线S1到S12。换句话说，栅极线的数量(3)与像素的行数(3)相同，并且源极线的数量(12)与像素列的数量乘以比率k(4×3或6×2)相同。
图6B是根据一个实施例的用于在图6A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的描绘。在该实施例中，具有与图6A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布式驱动方案驱动，以减少源极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到四条栅极线G1-G4，其是像素行的数量(3)的四分之三(4/3)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(4/3)M，其中x＝4/3(1和2之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每三行像素由栅极驱动器202通过四条栅极线驱动。在图6A所示的示例中，每个子像素的扫描周期减少到每个子像素的扫描周期的四分之三(3/4)，这大于使用双栅极驱动的例子的扫描周期(即，图6A所示的例子中每个子像素的扫描周期的一半(1/2))。应当理解，图6A和6B中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到九条源极线S1-S9，这三条源极线S1-S9是像素列数乘以比率k的三分之三(3/4)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(3/4)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图6A中的示例中的源极线的数量在图6B的示例中减少了四分之一(1/4)。例如，对于WQHD显示面板，源极线的数量可以从2880减少到2160。应当理解，在图6A和6B中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S9)通过相同的相应源极线连接。与图6A中的例子相比，本实施例中的栅极线和源极线的布线也可以简化。
如上所述，在一些实施例中，源极线可以以“Z字形”方式可操作地耦合到子像素列，例如，如图6C所示。图6C类似于图6B，除了源极线以“Z字形”方式可操作地耦合到子像素列。例如，在每个奇数行(例如，1和3)中，源极线从S1开始，而在每个偶数行(例如，2和4)中，源极线从S0开始。结果，图6C中的源极线的数量比图6B的实施例中的源极线的数量多一个(即，是(3k/4)N+1)。然而，本领域普通技术人员将理解，即使采用源极线布置的“Z字形”方式，具有分布驱动的显示面板上的源极线的数量基本上是(k/x)N。
图6D是根据一个实施例的在图6A所示的示例布置中用于分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一种布置的描绘。在该实施例中，具有与图6A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到两条栅极线G1和G2，其是像素行的数量(3)的三分之二(2/3)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(2/3)M，其中x＝2/3(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每三行像素由栅极驱动器202通过两条栅极线驱动。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图6A中的示例中的栅极线的数量减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从3840减少到2560。在图6A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的一倍半(3/2)。应当理解，图6D中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到18条源极线S1-S18，这是像素列数乘以比率k的1.5倍(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(3/2)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图6D中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S18)通过相同的相应源极线连接。
图7A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该示例中，显示面板包括以行和列布置的第一颜色A、第二颜色B和第三颜色C的子像素阵列。A、B和C表示三种不同的颜色，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”、“行”和“列”可以不对应于如上所述的像素的“阵列”、“行”和“列”。在该示例中，子像素阵列包括由A-B-C表示的子像素重复组，其在行/水平方向和列/垂直方向上重复。这种子像素排列的一个例子被称为“真实RGB”或“RGB条带”排列。
图7A示出了包括24个子像素的显示面板的一部分。取决于子像素与像素的比率k，显示面板的分辨率可以是4×2(k＝3，例如，相邻的A、B和C子像素构成一个像素)或6×2(k＝2)。无论如何，该示例中的像素阵列布置成两行并且可操作地耦合到两条栅极线G1-G2。关于源极线，像素阵列可以布置成四列，每列可操作地耦合到三条源极线，或者布置成六列，每列可操作地耦合到两条源极线。在任何情况下，该示例中的像素阵列可操作地耦合到12条源极线S1到S12。换句话说，栅极线的数量(2)与像素的行数(2)相同，并且源极线的数量(12)与像素列的数量乘以比率k(4×3或6×2)相同。
图7B是根据一个实施例的用于在图7A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该实施例中，具有与图7A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布式驱动方案驱动，以减少源极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到三条栅极线G1-G3，这是像素行的数量(2)的一倍半(3/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/2)M，其中x＝3/2(1和2之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过三条栅极线驱动。在图7A所示的示例中，每个子像素的扫描周期减小到每个子像素的扫描周期的三分之二(2/3)，其大于使用双栅极驱动的示例的扫描周期(即，图7A中所示的示例中的每个子像素的扫描周期的一半(1/2))。应当理解，图7A和7B中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到八条源极线S1-S8，其是像素列数乘以比率k的三分之二(2/3)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(2/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图7A中的示例中的源极线的数量在图7B的示例中减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，源极线的数量可以从2880减少到1920。应当理解，在图7A和7B中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S8)通过相同的相应源极线连接。
图7C是根据实施例的用于在图7A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图。在该实施例中，具有与图7A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到一条栅极线G1，该栅极线G1是像素行的数量(2)的一半(1/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(1/2)M，其中x＝1/2(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过一条栅极线驱动。换句话说，在图7C的示例中，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图7A中的示例中的栅极线的数量减少了一半(1/2)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从2560减少到1280。在图7A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的两倍。应当理解，图7C中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到24条源极线S1-S24，其是像素列数乘以比率k的两倍(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为2kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图7C中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S24)通过相同的相应源极线连接。
图7D是根据一个实施例的用于在图7A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的又一布置的示意图。在该实施例中，具有与图7A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到一条栅极线G1和栅极线G2的三分之一(1/3)，栅极线G2是像素行的数量(2)的三分之二(2/3)。例如，在一些子像素(像素)行中，例如偶数行，子像素的一半可操作地耦合到一条栅极线，而另一半子像素可操作地耦合到另一条栅极线。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(2/3)M，其中x＝2/3(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每三行像素由栅极驱动器202通过两条栅极线驱动。换句话说，在图7D的示例中，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图7A中的示例中的栅极线的数量减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从3840减少到2560。在图7A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的一倍半(3/2)。应当理解，图7D中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到18条源极线S1-S18，其中像素列数的一倍半(3/2)乘以比率k(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(3/2)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图7D中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S18)通过相同的相应源极线连接。
图8A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该示例中，显示面板包括以行和列布置的第一颜色A、第二颜色B和第三颜色B的子像素阵列。A、B和C表示三种不同的颜色，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”、“行”和“列”可以不对应于如上所述的像素的“阵列”、“行”和“列”。在该示例中，子像素阵列包括由A-B-C-B表示的第一子像素重复组和由C-B-A-B表示的第二子像素重复组，其交替地应用于子像素阵列的两个相邻行。子像素阵列的两个相邻行彼此对齐。显示面板上的子像素B的数量是子像素A或C的数量的两倍。这种子像素排列的一个例子被称为“PenTile RGBG”排列，其中A表示红色(R)子像素、B表示绿色(G)子像素、C表示蓝色(B)子像素。在“PenTile RGBG”排列中，子像素R、G和B的大小可以不同。例如，子像素R或子像素B的大小可以大于子像素G的大小。
图8A示出了包括24个子像素的显示面板的一部分。取决于子像素与像素的比率k，显示面板的分辨率可以是4×2(k＝3，例如，相邻的A、B和C子像素构成一个像素)或6×2(k＝2)。无论如何，该示例中的像素阵列布置成两行并且可操作地耦合到两条栅极线G1-G2。关于源极线，像素阵列可以布置成四列，每列可操作地耦合到三条源极线，或者布置成六列，每列可操作地耦合到两条源极线。在任何情况下，该示例中的像素阵列可操作地耦合到12条源极线S1到S12。换句话说，栅极线的数量(2)与像素的行数(2)相同，并且源极线的数量(12)与像素列的数量乘以比率k(4×3或6×2)相同。
图8B是根据一个实施例的用于在图8A所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该实施例中，具有与图8A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布式驱动方案驱动，以减少源极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到三条栅极线G1-G3，这是像素行的数量(2)的一倍半(3/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/2)M，其中x＝3/2(1和2之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过三条栅极线驱动。在图8A所示的示例中，每个子像素的扫描周期减小到每个子像素的扫描周期的三分之二(2/3)，其大于使用双栅极驱动的示例的扫描周期(即，图8A所示的例子中每个子像素的扫描周期的一半(1/2))。应当理解，图8A和8B中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到八条源极线S1-S8，其是像素列数乘以比率k的三分之二(2/3)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(2/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图8B中的示例中的源极线的数量减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，源极线的数量可以从2880减少到1920。应当理解，在图8A和8B中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S8)通过相同的相应源极线连接。
图8C是根据实施例的用于在图8A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图。在该实施例中，具有与图8A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到一条栅极线G1，该栅极线G1是像素行的数量(2)的一半(1/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(1/2)M，其中x＝1/2(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过一条栅极线驱动。换句话说，在图8C的示例中，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图8A中的示例中的栅极线的数量减少了一半(1/2)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从2560减少到1280。在图8A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的两倍。应当理解，图8C中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到24条源极线S1-S24，其是像素列数乘以比率k的两倍(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为2kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图8C中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S24)通过相同的相应源极线连接。
图9A是在又一示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该示例中，显示面板包括以行和列布置的第一颜色A、第二颜色B和第三颜色C的子像素阵列。A、B和C表示三种不同的颜色，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”、“行”和“列”可以不对应于如上所述的像素的“阵列”、“行”和“列”。在该示例中，子像素排列类似于图8A中的示例，除了子像素B与子像素A和C分开的行中。图9A中的子像素排列可以被认为是图中的子像素排列的特殊情况。因为图9A中的子像素排列的栅极线和源极线的排列与图8A中的相同。子像素B的尺寸可以小于子像素A或C的尺寸。这种子像素排列的一个示例被称为“PenTile菱形”布置。应当理解，子像素A、B和C的尺寸和形状不限于图9A中所示的示例。
图9A示出了包括24个子像素的显示面板的一部分。取决于子像素与像素的比率k，显示面板的分辨率可以是4×2(k＝3，例如，相邻的A、B和C子像素构成一个像素)或6×2(k＝2)。无论如何，该示例中的像素阵列布置成两行并且可操作地耦合到两条栅极线G1-G2。关于源极线，像素阵列可以布置成四列，每列可操作地耦合到三条源极线，或者布置成六列，每列可操作地耦合到两条源极线。在任何情况下，该示例中的像素阵列可操作地耦合到12条源极线S1到S12。换句话说，栅极线的数量(2)与像素的行数(2)相同。并且源极线的数量(12)与像素列的数量乘以比率k(4×3或6×2)相同。
图9B是根据实施例的用于在图9A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。在该实施例中，具有与图9A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布式驱动方案驱动，以减少源极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到三条栅极线G1-G3，这是像素行的数量(2)的一倍半(3/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/2)M，其中x＝3/2(1和2之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过三条栅极线驱动。在图9A所示的示例中，每个子像素的扫描周期减小到每个子像素的扫描周期的三分之二(2/3)，其大于使用双栅极驱动的示例的扫描周期。(即，图9A中所示的示例中的每个子像素的扫描周期的一半(1/2))。应当理解，图9A和9B中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到八条源极线S1-S8，其是像素列数乘以比率k的三分之二(2/3)(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(2/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图9B中的示例中的源极线的数量在图9B的示例中减少了三分之一(1/3)。例如，对于WQHD显示面板，源极线的数量可以从2880减少到1920。应当理解，在图9A和9B中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S8)通过相同的相应源极线连接。
与图8B中的示例相比，用于图9B中的子像素的分配驱动的栅极线和源极线的布置是不同的，尽管栅极线和源极线的原始布置对于两个示例中的相同。图9A和9B。也就是说，对于子像素的栅极线和源极线的相同布置，可以实现用于子像素的分布驱动的栅极线和源极线的不同布置。还应注意，在图8B和9B的两个例子中，x等于3/2。也就是说，为了实现子像素的分布驱动的相同比率(x)，也可以应用用于子像素的分布驱动的栅极线和源极线的不同布置。
图9C是根据实施例的用于在图9A中所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的另一布置的示意图。在该实施例中，具有与图9A中所示相同的子像素排列的显示面板由分布驱动方案驱动，以减少栅极线的数量。在该实施例中，像素阵列可操作地耦合到一条栅极线G1，该栅极线G1是像素行的数量(2)的一半(1/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(1/2)M，其中x＝1/2(0和1之间的分数)，M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动器202通过一条栅极线驱动。换句话说，在图9A中的示例中，通过本文公开的显示面板的分布式驱动，图9A中的示例中的栅极线的数量减少了一半(1/2)。例如，对于WQHD显示面板，栅极线的数量可以从2560减少到1280。在图9A所示的示例中，每个子像素的扫描周期可以增加到每个子像素的扫描周期的两倍。应当理解，图9C中所示的栅极线表示子像素之间的逻辑连接。本领域普通技术人员可以基于逻辑连接来理解栅极线的实际布线，并且在不同示例中可以是不同的。
关于源极线，像素阵列可操作地耦合到24条源极线S1-S24，其是像素列数乘以比率k的两倍(12)。本实施例中的源极线的数量可以表示为2kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。应当理解，在图9C中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1、S2、S3、......、S24)通过相同的相应源极线连接。
应当理解，图5B、6B、6C、7B、8B和9B中所示的示例仅用于说明目的，并不限制显示面板的分布式驱动仅限于图1中所示的子像素布置。这些例子。还应当理解，即使对于图5B、6B、6C、7B、8B和9B中所示的任何示例中公开的相同子像素布置，也可以应用任何其他合适的分布式驱动方案。例如，x的值不限于如图5B、6B、6C、7B、8B和9B中所示的示例中所公开的3/2和4/3，并且可以是1和2之间的任何分数。也就是说，只要p大于q但小于2q，每q行像素可以由栅极驱动器202经由p条栅极线驱动。此外，如在图5B、6B、6C、7B、8B和9B中所示的示例中所公开的，k的值不限于2和3，并且可以是大于1的任何其他正整数，诸如4。
类似地，应当理解，图5C、5D、6D、7C、7D、8C和9C中所示的示例仅用于说明目的，并不限制显示面板的分布式驱动仅限于这些例子中说明的子像素排列。还应当理解，即使对于图5C、5D、6D、7C、7D、8C和9C中所示的任何示例中公开的相同子像素布置，也可以应用任何其他合适的分布式驱动方案。例如，x的值不限于如图5C、5D、6D、7C、7D、8C和9C所示的示例中所公开的1/2、2/3和3/4，并且可以是0到1之间的分数。也就是说，只要q大于p，每q行像素可以由栅极驱动器202经由p条栅极线驱动。此外，k的值不限于图5C、5D、6D、7C、7D、8C和9C所示的示例中公开的2和3，并且可以是大于1的任何其他正整数，例如4。应理解，在一些实施方案中，k可以是正分数。也就是说，子像素的数量可以不是像素数量的整数倍。
图10是说明根据实施例的可操作地耦合到图2A中所示的控制逻辑104和源驱动器204的解复用模块1002的框图。在一些实施例中，例如关于图5C、5D、6D、7C、7D、8C和9C所示，可以通过分布式驱动来减少栅极线的数量以减少相应的电路(例如，栅极驱动器202)和每个子像素的扫描周期。另一方面，源极线的数量相应地增加。为了避免增加由控制逻辑104提供的数据信道的数量，可以结合分布式驱动方案应用源解复用方案。如图10所示，控制逻辑104可以以其原始形式(例如，原始显示数据106)或以其转换形式(例如，转换后的显示数据416)在多个数据通道中提供显示数据，例如，通过kN数据通道kN输出引脚。在该实施例中，解复用模块1002可以可操作地耦合到数据信道，并且经由源驱动器204将显示数据路由到多条源极线(例如，(k/x)N条源极线)。在x在0和1之间的实施例中，数据信道的数量(例如，kN)小于源极线的数量(例如，(k/x)N)。因此，解复用模块1002可以使得每个数据信道中的显示数据在不同的时钟周期中被提供给多条源极线。应当理解，尽管源解复用方案可以使每个子像素的扫描周期减小，但是由于通过分布驱动也减少了栅极线的数量，所以每个子像素的过调用扫描周期可以保持为相同。因此，利用源解复用的分布式驱动可以优化显示面板的时序规格，并有助于实现显示面板的窄边框或无边框设计。在一些实施例中，解复用模块1002、控制逻辑104、源驱动器204和栅极驱动器202可以在COF封装中制造，例如单层COF封装。
图11是说明根据实施例的图10中所示的解复用模块1002的一个实例的框图。在该实施例中，解复用模块1002包括选择单元1102和kN解复用器1104。选择单元1102可以是显示器102的一部分，例如在显示面板上，或者可以是控制逻辑104的一部分。选择单元1102可以被配置为分别为kN解复用器1104生成kN组选择信号。每个解复用器1104可以是源驱动器204的一部分，并且可操作地耦合到选择单元1102以接收相应的一组选择信号。取决于x的值，每个解复用器1104可以是任何合适的1：X解复用器，其中X＝(1/x)并且x是0和1之间的分数。每个解复用器1104可以可操作地耦合到一个数据信道和1/x源极线。每个解复用器1104可以被配置为从kN数据信道之一接收输入显示数据，并且基于来自选择单元1102的相应选择信号组，在每个时钟周期将输出显示数据提供给1/x源极线之一。
在该实施例中，DEMUX 1可以可操作地耦合到数据信道1并从数据信道1接收输入显示数据。DEMUX 1可以可操作地耦合到1/x源极线S11到S1(1/x)，并且基于来自选择单元1102的各组选择信号，在每个时钟周期向一条源极线S11至S1(1/x)提供输出显示数据。类似地，DEMUX kN可以可操作地耦合到数据信道kN并从数据信道kN接收输入显示数据。DEMUXkN可以可操作地耦合到1/x源极线S(kN)1到S(kN)(1/x)，并且基于来自选择单元1102的各组选择信号，在每个时钟周期向一条源极线S(kN)1至S(kN)(1/x)提供输出显示数据。例如，当x等于1/2时，DEMUX 1至DEMUX kN中的每一个可以是1：2解复用器，其可以在每个时钟周期向两个源极线之一提供输出显示数据。
图12A是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中利用子像素的源解复用进行分布式驱动的栅极线和源极线的布置的示意图。图12A中用于分配驱动的栅极线和源极线的布置类似于图5D中所示的示例，其中，与像素行数相比，栅极线的数量减少因子x等于3/4，而与像素列数相比，源极线的数量增加了因子1/x等于4/3。应当理解，尽管表示图12A中所示的栅极线的连接看起来与图5D中的不同，但是子像素之间的栅极线的逻辑连接在图12A和图5D中是相同的。
与图5D中的示例不同，在该实施例中应用了源解复用方案。因此，两条源极线可以可操作地耦合到1：2解复用器，并且在不同的时钟周期中从相同的数据信道接收显示数据。例如，源极线S1a和S1b可以从数据通道1接收显示数据，并且源极线S8a和S8b可以从数据通道8接收显示数据。结果，与显示面板上的源极线的数量相比，可能仅需要数量通道的一半。在图12A中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1a，S1b，...，S8a，S8b)通过相同的相应源极线连接。
图12B是根据实施例的用于在图5A中所示的示例布置中利用子像素的源解复用进行分布式驱动的栅极线和源极线的另一布置的示意图。用于图12B中的分配驱动的栅极线和源极线的布置类似于图5C中所示的示例，与行的数量相比，栅极线的数量减少因子x等于1/2，与像素列数相比，源极线的数量增加因子1/x等于2。应当理解，尽管表示图12B中所示的栅极线的连接看起来与图5C中的连接不同，但是子像素之间的栅极线的逻辑连接在图12B和图5C中是相同的。
与图5C中的示例不同，在该实施例中应用了源解复用方案。因此，三条源极线可以可操作地耦合到1：3解复用器，并且在不同的时钟周期中从相同的数据信道接收显示数据。例如，源极线S1a，S1b和S1c可以从数据通道1接收显示数据，并且源极线S8a、S8b和S8c可以从数据通道8接收显示数据。结果，与显示面板上的源极线的数量相比，可能仅需要数量的数据通道的三分之一。在图12B中，用相同的源行号标记的子像素(例如，S1a、S1b、S1c、......、S8a、S8b、S8c)通过相同的相应源极线连接。
图13A-13D是根据实施例的用于在图6A中所示的示例布置中利用源子解复用子像素的分配驱动的栅极线和源极线的布置的示意图。图13A-13D中用于分配驱动的栅极线和源极线的布置类似于图6D中所示的示例，其中，与像素行数相比，栅极线的数量减少了等于2/3的因子x，而与像素列数相比，源极线的数量增加1/x等于3/2。应当理解，尽管表示图13A-13D中所示的栅极线的连接看起来与图6D中的连接不同，但是子像素之间的栅极线的逻辑连接在每个pf中是相同的，如图13A-13D和图6D所示。例如，图13A-13C和图6D各自表示子像素之间的栅极线的相同逻辑连接，尽管表示逻辑连接的那些“实线”的出现在图13A-13C和图6D中不相同。如上所述，本领域普通技术人员可以基于逻辑连接理解栅极线的实际布线，并且可以在不同示例中不同。在一个示例中，图13C还可以表示栅极线的实际布线的一个示例，但是也可以应用栅极线的任何其他合适的布线。可以表示子像素之间的栅极线的相同逻辑连接，而没有图13A-13C和图6D中使用的“实线”。例如，在图13D中，栅极线的逻辑连接与图13A-13C和图6D中的逻辑连接相同，因为用相同栅极线号标记的子像素(例如，G1和G2)通过相同的相应栅极线连接。以上解释的相同理解将应用于本公开中描述的所有示例。
与图6D中的示例不同，在该实施例中应用了源解复用方案。因此，两条源极线可以可操作地耦合到1：2解复用器，并且在不同的时钟周期中从相同的数据信道接收显示数据。例如，源极线S1a和S1b可以从数据通道1接收显示数据，并且源极线S9a和S9b可以从数据通道9接收显示数据。结果，与显示面板上的源极线的数量相比，可能仅需要数量通道的一半。在图13A-13D中，用相同的源极线号标记的子像素(例如，S1a，S1b，......，S9a，S9b)通过相同的相应源极线连接。
应当理解，图12A，12B和13A-13D仅用于说明目的，并且利用显示面板的源解复用的分布式驱动可以应用于在以下公开或其他合适的公开中的任何示例布置中的子像素。还应当理解，可以从相同数据信道接收显示数据的源极线的数量也不限于图12A、12B和13A-13D中所示的示例，可以是不同子像素排列中的任何合适的数量。
应当理解，这里公开的“像素阵列”不限于显示面板上的所有像素(即，整个显示面板)，并且可以是显示面板上所有像素的一部分。也就是说，“像素阵列”中的M行像素可以与显示器102的垂直分辨率相同或者更小，并且“像素阵列”中的N列像素可以与图像像素阵列中的N列相同或更小。显示器102的水平分辨率。例如，对于分辨率为1440×2560(即，像素行数和垂直分辨率为2560)并且x等于4/3的WQHD显示面板，因为2560×(4/3)不是整数，在该示例中，“像素阵列”可以具有2559行(即，M＝2559)。因此，分布驱动方案可以应用于2559行像素，并且用于该特定“像素阵列”的栅极线的数量可以增加到3412(2559×(4/3))。对于整个显示面板，最后一行像素可以可操作地耦合到一条栅极线而不分配驱动，使得在该示例中栅极线的总数是3413。类似地，当x在上述示例中等于2/3时，因为2560×(2/3)不是整数，所以在该示例中“像素阵列”可以具有2559行(即，M＝2559)。因此，分布驱动方案可以应用于2559行像素，并且用于该特定“像素阵列”的栅极线的数量可以减少到1706(即，2559×(2/3))。对于整个显示面板，最后一行像素可以可操作地耦合到一条栅极线而不进行分布驱动，使得在该示例中栅极线的总数是1707。
根据本公开的一些方面，通过将本文公开的分布驱动方案应用于LCD，可以在相同的工艺设计规则下由于每个子像素中的金属线的总长度的减小而增加孔径比。增加孔径比还增加了LCD的亮度和/或降低了LCD的功耗。在一些实施例中，每个子像素的形状近似于正方形，即，源极线的间距与栅极线的间距之间的比率接近1。因此，可以减小每个子像素中的金属线的总长度(子像素中的源极线和栅极线的段)。
根据本公开的一些方面，通过将本文公开的分布式驱动方案应用于LCD，在相同的工艺设计规则下，由于源极线间距/间隔的增加，可以增加像素密度。在传统的LCD中，例如具有RGB条带子像素排列的LCD，源极线间距/间隔明显小于栅极线间距/间隔。因此，像素密度受到在某些工艺设计规则下可以批量生产的最小源极线间距/间距的限制。通过这里公开的分布驱动方案增加源极线间距/间隔(与栅极线间距/间隔相比)，可以增加LCD的像素密度。
图14是示出根据实施例的LCD装置1400的一个示例的截面图。LCD装置1400可以是任何合适类型的LCD，例如扭曲向列(TN)LCD、面内切换(IPS)LCD、高级边缘场切换(AFFS)LCD、垂直对准(VA)LCD、高级超视图(ASV)LCD、蓝相模式LCD、无源矩阵(PM)LCD或任何其他合适的LCD。LCD装置1400可以包括显示面板1402和背光面板1404，它们通过驱动电路1406可操作地耦合到控制逻辑104。背光板1404包括用于向显示板1402提供光的光源1408，例如但不限于白炽灯泡、LED、EL面板、冷阴极荧光灯(CCFL)和热阴极荧光灯(HCFL)，以上仅举几个例子。
显示面板1402可以是例如TN面板、IPS面板、AFFS面板、VA面板、ASV面板或任何其他合适的显示面板。在该示例中，显示面板1402包括滤色器层1410、像素电路层1412、以及设置在滤色器层1410和像素电路层1412之间的液晶(LC)层1414。如图14所示，滤色器层1410包括分别对应于多个子像素A、B、C和D的多个滤色器A、B、C和D.图14中的A、B、C和D表示四种不同颜色的各种组合，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。滤色器层1410还可以包括设置在滤色器A、B、C和D之间的黑色矩阵，如图14所示。作为子像素A、B、C和D的边界的黑矩阵用于阻挡从滤色器A、B、C和D外部的部分出射的光。LC层1414被分成多个LC区域A、B、C和D，每个LC区域对应于滤色器A、B、C和D中的相应一个。在该示例中，像素电路层1412包括分别对应于多个子像素A、B、C和D的多个像素电路A、B、C和D。像素电路A、B、C和D中的每一个被配置为驱动LC区域A、B、C和D中的相应一个。以控制通过各个滤波器A、B、C或D的光。像素电路层1412中的像素电路A、B、C和D的操作由来自驱动电路1406(例如，包括栅极驱动电路202和源极驱动电路204)的驱动信号1416控制。显示面板1402可以包括任何其他合适的组件，例如本领域已知的一个或多个玻璃基板，偏振层或触摸板。
如图14所示，多个子像素A、B、C和D中的每一个由至少一个滤色器，相应的像素电路和相应的滤色器和像素电路之间的LC区域构成。滤色器A、B、C和D可以由树脂膜形成，其中包含具有所需颜色的染料或颜料。取决于相应滤色器的特性(例如，颜色、厚度等)，子像素可呈现不同的颜色和亮度。如上所述，显示面板1402上的子像素的数量可以是显示面板1402的像素数量的k倍。因此，显示面板1402上的滤色器层1410中的滤色器的数量也可以是显示面板1402的像素数量的k倍。
图15A是示出根据实施例的LCD装置1400的像素电路1502的一个示例的电路图。像素电路1502可以包括开关元件，例如TFT，以及存储电容器Cs。存储电容器Cs并联电连接到LC区电容器CLC。TFT的栅极电连接到栅极线1506，TFT的源极电连接到源极线1508。TFT的漏极电连接到存储电容器Cs的一个电极和LC区电容器CLC的一个电极。存储电容器Cs和LC区电容器CLC的其他电极例如可以接地或电连接显示面板的背板。
图15B是示出根据实施例的LCD装置1400的子像素的一个示例的布局图。在该示例中，子像素具有像素电路1502，栅极线1506的段和源极线1508的段，如图15A所示。在图15B中，孔径是透光部分并且被指定用于放置LC区域。像素电路1502中的TFT和存储电容器Cs以及子像素中的栅极线1506和源极线1508的区段是不透光的。子像素的透明部分(孔径)与其周围的电子器件(例如，TFT、电容器和金属线)之间的比率被称为孔径比(或填充因子)。在一些实施例中，可以通过减小TFT和/或存储电容器Cs的面积来增加孔径比。
在一些实施例中，可以通过减小子像素中的金属线的面积来增加孔径比。如图15B所示，每个子像素中的非透光区域包括子像素中的源极线的一段和子像素中的栅极线的一段。对于源极线的段，可以通过子像素中的源极线宽度和源极线长度来计算面积，其等于栅极线的间距(栅极线宽度加上栅极线间距)。类似地，对于栅极线的区段，可以通过子像素中的栅极线宽度和栅极线长度来计算面积，其等于源极线的间距(源极线宽度加上源极线间距)。在一些实施例中，可以通过减小源极线宽度和/或栅极线宽度来减小金属线的面积。在一些实施例中，可以通过减小源极线长度和/或栅极线长度(即栅极线间距和/或源极线间距)来减小金属线的面积。
图16A是在LCD装置1400的示例布置中用于驱动子像素的栅极线和源极线的布置的描绘。在该示例中，LCD显示面板包括以行和列布置的第一颜色A、第二颜色B和第三颜色C的子像素阵列。A、B和C表示三种不同颜色的各种组合，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色。应当理解，子像素的“阵列”、“行”和“列”可以不对应于如上所述的像素的“阵列”、“行”和“列”。在该示例中，子像素阵列包括由A-B-C表示的子像素重复组，其在行/水平方向和列/垂直方向上重复。这种子像素排列的一个例子被称为“真实RGB”或“RGB条带”排列，如上面参考图7A所述。
图16A示出了包括12个子像素的LCD显示面板的一部分。在该示例中，子像素与像素的比率k是3(k＝3，例如，同一行中的相邻A、B和C子像素构成一个像素)，并且显示面板部分的分辨率为2×2。该示例中的像素阵列包括四个像素P11、P12、P21和P22，它们布置成两行并且可操作地耦合到两条栅极线G1-G2。关于源极线，像素阵列P11、P12、P21和P22布置成两列，每列可操作地耦合到三条源极线。也就是说，该示例中的像素阵列可操作地耦合到六条源极线S1到S6。栅极线的数量(2)与像素的行数(2)相同，并且源极线的数量(6)与像素列的数量乘以比率k相同(2×3)。
如图16A所示，每个像素的非透光区域包括金属线的区域，例如栅极线和源极线(G1-G2和S1-S6)的区段。以及像素电路的面积(表示为每个子像素左下角的黑盒子)。每个像素(孔径)的剩余区域对光是透明的。
在一些实施例中，每个像素P11、P12、P21或P22呈大致方形。由于每个像素P11、P12、P21或P22由具有相同形状和大小的三个相邻子像素组成，所述子像素布置在同一行中。每个子像素呈大致矩形形状，长度(列方向)和宽度(行方向)之比约为3。也就是说，栅极线间距和源极线间距之比约为3，源极线间距和栅极线间距之比约为1/3。在一个示例中，对于具有705像素/英寸(PPI)的像素密度的LCD显示面板，像素电路的面积(例如，包括TFT和存储电容器)约为100μm2。子像素的尺寸为约36μm(长度)乘以约12μm(宽度)。每条金属线(例如，每条源极线或栅极线)的宽度约为5μm。在该示例中，栅极线间距和源极线间距之间的比率约为3，并且源极线间距和栅极线间距之间的比率约为1/3。该示例中的孔径比约为27％。在另一个实例中，通过将每条金属线的宽度从约5μm减小至约3μm并且保持所有其他条件相同，孔径比可以从约27％增加至约46％。
应当理解，在一些实施例中，由于工艺设计规则，每个金属线的宽度不能进一步减小。为了增加孔径比，可以应用这里公开的分布驱动方案来减小每个子像素中的金属线的总长度。图16B是根据实施例的用于在LCD装置1400的示例布置中分配驱动子像素的栅极线和源极线的布置的示意图。与图16A中的示例相同，在该示例中，LCD显示面板的一部分包括与四个像素P11、P12、P21和P22的阵列对应的12个子像素。子像素与像素的比率k是3(k＝3，例如，三角形排列中的相邻A、B和C子像素构成一个像素)，并且显示面板的分辨率是2×2。
图16B中的示例与图16A中的示例不同，因为像素P11、P12、P21和P22的阵列可操作地耦合到三条栅极线G1-G3。这是像素行数(2)的一倍半(3/2)。本实施例中的栅极线的数量可以表示为(3/2)M，其中x＝3/2(大于1的分数)，并且M是像素行的数量。例如，每两行像素由栅极驱动电路202通过三条栅极线驱动。关于源极线，像素阵列P11、P12、P21和P22可操作地耦合到四条源极线S1-S4，这是像素列数乘以比率k的三分之二(2/3)(6)。本实施例中的源极线的数量可以表示为(2/3)kN，其中k是子像素与像素的比率，N是像素列的数量。换句话说，图16A中的示例中的源极线的数量在图16B的示例中通过本文公开的分布式驱动方案减少了三分之一(1/3)。结果，每个子像素的长度(列方向)和宽度(行方向)之间的比率约为4/3。也就是说，栅极线间距和源极线间距之比约为4/3，源极线间距和栅极线间距之比约为3/4。
在一个示例中，对于具有705PPI的像素密度的LCD显示面板。像素电路的面积(例如，包括TFT和存储电容器)约为100μm2，子像素的尺寸约为24μm(长度)乘以约18μm(宽度)。每条金属线(例如，每条源极线或栅极线)的宽度约为5μm。在该示例中，栅极线间距与源极线间距之比约为4/3，源极线间距与栅极线间距之比约为3/4。该示例中的孔径比约为34％。与上面关于图16A描述的示例相比，LCD显示面板的部分具有相同的显示分辨率(2×2)和相同数量的子像素(12)，仅通过将分布驱动方案应用于子像素排列(同时保持相同的像素电路尺寸和每条金属线的宽度)，由于金属线长度减小(例如，每个子像素中约48μm至约42μm)，孔径比可从约27％增加至约34％。
通常，这里公开的分布驱动方案可以调整源极线间距和栅极线间距之间的比率以使其接近1。在一些实施方案中，该比例大于1/2，例如约3/4或约9/8。在一些实施方案中，该比例为约1。
图17A-17B是根据各种实施例的用于LCD装置1400的子像素的分布式驱动的示例性滤色器布置(三角形布置)的示意图。A、B和C表示三种不同的滤色器，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色滤色器。图17A中的滤色器装置可以用在上面图16B中描述的例子中。在该示例中，多个滤色器以重复图案布置，并且两个相邻行的滤色器在列方向上彼此交错。在一些实施例中，两个相邻行的滤色器彼此错开一个滤色器的高度(列方向上的长度)的一半。在其他实施例中，滤色器的相邻行的偏移可以是每个滤色器的高度的四分之一或任何部分。
图17B示出了滤色器布置的另一示例。A、B和C表示三种不同滤色器的各种组合，例如但不限于红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色或白色滤色器。在该示例中，多个滤色器以重复图案布置，并且两个相邻列的滤色器在行方向上彼此交错。在一些实施例中，滤色器的两个相邻列彼此错开一个滤色器的高度(列方向上的长度)的一半。在其他实施例中，滤色器的相邻列的偏移可以是每个滤色器的高度的四分之一或任何部分。在一些实施例中，图17B中的滤色器布置可被视为图17A中的滤色器布置旋转90度。
图18A-18C是根据一个实施例的用于在图16B所示的示例布置中分配驱动子像素的栅极线、源极线和像素电路的布置的示意图。图18A-18C中的三个示例中的滤色器布置是相同的，例如图17A中所示的示例。在相同的滤色器布局下，不同的像素电路布局(对于每个像素电路具有相同的面积而不管其形状和布置)和/或不同的栅极线布置可能影响视觉质量和金属线布局复杂性。
在图18A的示例中，每条栅极线G1-G3和源极线S1-S4是直线。每个源极线S1-S4布置在相邻的滤色器列之间，即，沿着滤色器的左边缘和右边缘。每条栅极线G1-G3在行方向上布置在滤色器上。关于像素电路，至少两个像素电路相对于它们各自的滤色器具有不同的相对位置。例如，一些像素电路可以布置在相应的滤色器的底部，而一些像素电路可以布置在相应的滤色器的顶部。每条栅极线不与像素电路区域交叉。在该示例中，每条栅极线的直线形状使得金属线布局不那么复杂，而不平衡的子像素放置可能影响颜色均匀性。
在图18B的示例中，每条栅极线G1-G3和源极线S1-S4是直线。每个源极线S1-S4布置在相邻的滤色器列之间，即，沿着滤色器的左边缘和右边缘。每条栅极线G1-G3在行方向上布置在滤色器上。关于像素电路，至少两个像素电路相对于它们各自的滤色器具有不同的相对位置。例如，奇数列子像素中的每个像素电路可以相对于同一列中的对应滤色器(例如，在左下角处)具有相同的相对位置。子像素的偶数列中的每个像素电路可以相对于相同列中的对应滤色器(例如，在左上角处)具有相同的相对位置。结果，即使相邻行的滤色器彼此交错，像素电路也可以在行方向上对准。每条栅极线与像素电路区域交叉。在该示例中，每条栅极线的直线形状和行方向上的对准像素电路使得金属线和像素电路布局不太复杂，而不平衡子像素放置可能影响颜色均匀性。
在图18C的示例中，每条源极线S1-S4是布置在相邻的滤色器列之间，即沿着滤色器的左边缘和右边缘的直线。每条栅极线G1-G3是沿着滤色器的顶部和底部边缘布置的折线。关于像素电路，每个像素电路相对于相应的一个滤色器具有相同的相对位置。例如，每个像素电路可以布置在相应滤色器的底部。因此，每条栅极线不与像素电路区域交叉。在该示例中，完美平衡的子像素放置不影响颜色均匀性，而每条栅极线的折线形状使得金属线布局更复杂。
尽管在关于图16A-16B描述的示例中，子像素与像素的比率k是3，但是应当理解，在其他示例中，比率k可以是大于一的任何整数，诸如2或4。图19A是LCD装置1400的滤色器布置的示意图。在该示例中，对于LCD显示面板上的滤色器的“真实RGB”或“RGB条带”布置，子像素与像素的比率k可以是2。例如，同一行中的两个相邻子像素可以形成一个像素1902。图19B是根据实施例的用于分配驱动LCD装置1400的子像素的示例性滤色器布置的示意图。在该示例中，子像素与像素的比率k对于滤色器的三角形排列也可以是2。两个子像素可以形成一个像素1904。
而且，已知集成电路设计系统(例如，工作站)，其基于存储在计算机可读介质上的可执行指令来创建具有集成电路的晶片，所述计算机可读介质例如但不限于CDROM、RAM、其他形式的ROM、硬盘驱动器、分布式存储器等。指令可以由任何合适的语言表示，例如但不限于硬件描述符语言(HDL)、Verilog或其他合适的语言。这样，这里描述的逻辑、单元和电路也可以通过这样的系统使用其中存储有指令的计算机可读介质生成集成电路。
例如，可以使用这种集成电路制造系统来创建具有上述逻辑、单元和电路的集成电路。该计算机可读介质存储可由一个或多个集成电路设计系统执行的指令，该集成电路设计系统使得一个或多个集成电路设计系统设计集成电路。在一个示例中，所设计的集成电路包括滤色器层、液晶(LC)层和像素电路层。滤色器层包括与以M行和N列排列的像素阵列对应的多个滤色器。滤色器的数量是像素数量的k倍。LC层被分成多个LC区域，每个LC区域对应于相应的一个滤色器。像素电路层包括多个像素电路，每个像素电路被配置为驱动相应的一个LC区域。像素电路层还包括xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。
在另一示例中，所设计的集成电路包括滤色器层、LC层、像素电路层、栅极驱动电路、源极驱动电路和控制逻辑。滤色器层包括与以M行和N列排列的像素阵列对应的多个滤色器。滤色器的数量是像素数量的k倍。LC层被分成多个LC区域，每个LC区域对应于相应的一个滤色器。像素电路层包括多个像素电路，每个像素电路被配置为驱动相应的一个LC区域。像素电路层包括xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。栅极驱动电路经由xM条栅极线可操作地耦合到像素电路层，并且被配置为扫描多个像素电路。源极驱动电路经由(k/x)N条源极线可操作地耦合到像素电路层，并且被配置为将帧中的显示数据写入多个像素电路。控制逻辑可操作地耦合到栅极驱动电路和源极驱动电路，并被配置为接收原始显示数据并基于(k/x)N条源极线将原始显示数据转换为转换后的显示数据。控制逻辑还被配置为向栅极驱动电路提供第一组控制信号，以控制栅极驱动电路以经由xM条栅极线扫描多个像素电路。控制逻辑还被配置为向源驱动电路提供第二组控制信号，以控制源驱动电路将转换后的显示数据写入多个像素电路。
已经出于说明和描述的目的而非限制性地呈现了本公开的上述详细描述和其中描述的示例。因此，预期本公开涵盖落入上文和本文所要求保护的基本原理的精神和范围内的任何和所有修改、变化或等同物。

Claims (35)

1.一种液晶显示(LCD)装置，包括：
包括多个滤色器的滤色器层，其中滤色器对应于以M行和N列排列的像素阵列，并且多个滤色器是多个像素的k倍；
液晶(LC)层被分成多个LC区域，其中每个LC区域对应于相应的一个滤色器；以及
像素电路层，包括：
多个像素电路，其中每个像素电路被配置为驱动LC区域中的相应一个，以及
xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，(k/x)N条源极线的第一间距与xM条栅极线的第二间距之间的比率约为x2/k。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述比率大于1/2。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述比率为约3/4或9/8。
5.根据权利要求1所述的装置，其中：
多个滤色器以重复图案排列；和
两个相邻行的滤色器彼此交错。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述滤色器的两个相邻行彼此错开所述滤色器的高度的一半。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，xM条栅极线中的每条是折线。
8.根据权利要求1所述的装置，其中：
多个滤色器以重复图案排列；和
两个相邻的滤色器列彼此交错。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述滤色器的两个相邻列彼此错开所述滤色器的高度的一半。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，(k/x)N条源极线中的每一个是折线。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，每个像素电路相对于相应的一个滤色器具有相同的相对位置。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，至少两个像素电路相对于它们各自的滤色器具有不同的相对位置。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，LCD装置的分辨率是N×M。
14.根据权利要求1所述的装置，还包括：
栅极驱动电路，通过xM条栅极线可操作地耦合到像素电路层，并被配置为扫描多个像素电路；以及
源极驱动电路经由(k/x)N条源极线可操作地耦合到像素电路层，并且被配置为将帧中的显示数据写入多个像素电路。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，帧中的显示数据包括M×N条像素数据，每条像素数据对应于像素阵列之一，并且包括表示第一颜色的第一分量，表示第二颜色的第二分量和表示第三颜色的第三分量。
16.根据权利要求14所述的装置，还包括可操作地耦合到所述栅极驱动电路和源极驱动电路的控制逻辑，所述控制逻辑包括：
数据接口，用于接收原始显示数据；
数据转换模块，用于根据(k/x)N条源极线将原始显示数据转换为转换后的显示数据；和
控制信号生成模块，用于：
向栅极驱动电路提供第一组控制信号，以控制栅极驱动电路通过xM条栅极线扫描多个像素电路，以及
向源驱动电路提供第二组控制信号，以控制源驱动电路将转换后的显示数据写入多个像素电路。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，
x表示为p/q；
p和q中的每一个都是正整数；和
p大于q且小于2q。
18.根据权利要求17所述的装置，其中x是3/2。
19.根据权利要求1所述的装置，其中，每个像素电路包括薄膜晶体管(TFT)和电容器。
20.一种LCD装置，包括：
包括多个滤色器的滤色器层，其中滤色器对应于以M行和N列排列的像素阵列，并且多个滤色器是多个像素的k倍；
LC层被分成多个LC区域，其中每个LC区域对应于相应的一个滤色器；
像素电路层，包括：
多个像素电路，其中每个像素电路被配置为驱动LC区域中的相应一个，以及
xM条栅极线和(k/x)N条源极线，其中x是大于1的分数，并且xM和(k/x)N中的每一个是正整数；
栅极驱动电路，通过xM条栅极线可操作地耦合到像素电路层，并被配置为扫描多个像素电路；
源极驱动电路，通过(k/x)N条源极线可操作地耦合到像素电路层，并被配置为将帧中的显示数据写入多个像素电路；以及
控制逻辑可操作地耦合到栅极驱动电路和源极驱动电路，并配置为：
接收原始显示数据，
基于(k/x)N源极线将原始显示数据转换为转换后的显示数据，
向栅极驱动电路提供第一组控制信号，以控制栅极驱动电路通过xM条栅极线扫描多个像素电路，以及
向源驱动电路提供第二组控制信号，以控制源驱动电路将转换后的显示数据写入多个像素电路。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，(k/x)N条源极线的第一间距与xM条栅极线的第二间距之间的比率约为x2/k。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述比率大于1/2。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述比率为约3/4或9/8。
24.根据权利要求20所述的装置，其中：
多个滤色器以重复图案排列；和
两个相邻行的滤色器彼此交错。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述滤色器的两个相邻行彼此错开所述滤色器的高度的一半。
26.根据权利要求24所述的装置，其中，xM条栅极线中的每条是折线。
27.根据权利要求20所述的装置，其中：
多个滤色器以重复图案排列；和
两个相邻的滤色器列彼此交错。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述滤色器的两个相邻列彼此错开所述滤色器的高度的一半。
29.根据权利要求27所述的装置，其中，(k/x)N条源极线中的每一个是折线。
30.根据权利要求20所述的装置，其中，每个像素电路相对于相应的一个滤色器具有相同的相对位置。
31.根据权利要求20所述的装置，其中，所述像素电路中的至少两个相对于它们各自的滤色器具有不同的相对位置。
32.根据权利要求20所述的装置，其中，LCD装置的分辨率是N×M。
33.根据权利要求20所述的装置，其中，帧中的显示数据包括M×N条像素数据，每条像素数据对应于像素阵列之一，包括表示第一颜色的第一分量，表示第二颜色的第二分量和表示第三颜色的第三分量。
34.根据权利要求20所述的装置，其中x是3/2。
35.根据权利要求20所述的装置，其中，每个像素电路包括TFT和电容器。
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