TW201505018A

TW201505018A - 畫素結構

Info

Publication number: TW201505018A
Application number: TW102127519A
Authority: TW
Inventors: Syuan-Ling Yang; Shih-Chyuan Fanjiang
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-01
Also published as: CN103578447A; CN103578447B; TWI505255B

Abstract

一種畫素結構，其包括顯示第一色彩的第一子畫素結構、顯示第二色彩的第二子畫素結構、顯示第三色彩的第三子畫素結構以及顯示第三色彩的第四子畫素結構。在第一顯示模式下，第三子畫素結構與第四子畫素結構僅有一者被開啟。在第二顯示模式下，第三子畫素結構與第四子畫素結構兩者都被開啟。第一色彩預定顯示的灰階為L1，第二色彩預定顯示的灰階為L2，第三色彩預定顯示的灰階為L3，而畫素結構的總灰階數為L0。當L1、L2、L3符合下列關係式(1)則以第二顯示模式進行顯示： □

Description

畫素結構

本發明是有關於一種畫素結構。

隨著顯示技術的演進，具有高畫質、空間利用率佳、無輻射等特性的平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)已成為顯示器的主流。在平面顯示器的普及下，消費者除了輕、薄、短、小的訴求之外，更期望平面顯示器所顯示出的影像的色彩接近實物真實的色彩，也就是達到所謂的高色彩重現性(color reproduction)。為了滿足消費者的需求，業者紛紛投入高色彩重現技術的研究與開發。

現有的高色彩重現技術通常藉由置換平面顯示器的背光源以及彩色濾光膜去實現高色彩重現性。舉例而言，透過選用色飽和度(color saturation，以下簡稱飽和度)高的彩色濾光膜，可提升平面顯示器的色域，進而使平面顯示器能夠顯示出接近實物真實的色彩。然而，高飽和度的彩色濾光膜的光穿透率相對低，因此，若欲在高飽和度下維持顯示畫面一定的亮度，則勢必造成背光源功耗的增加。隨著環保意識的崛起及節能減碳的訴求，平面顯示器的功耗勢必會被要求進一步地降低。是以，如何兼顧到飽和度以及光穿透率，實為研發人員亟欲解決的議題之一。

本發明提供一種畫素結構，其能夠提供好的飽和度以及光穿透率。

本發明的一種畫素結構，其包括顯示第一色彩的第一子畫素結構、顯示第二色彩的第二子畫素結構、顯示具有第一飽和度的第三色彩的第三子畫素結構以及顯示具有第二飽和度的第三色彩的第四子畫素結構，其中第一飽和度不同於第二飽和度。第一子畫素結構、第二子畫素結構、第三子畫素結構以及第四子畫素結構彼此並列。在第一顯示模式下，第三子畫素結構與第四子畫素結構僅有一者被開啟，而在第二顯示模式下，第三子畫素結構與第四子畫素結構兩者都被開啟，其中第一色彩預定顯示的灰階為L1，第二色彩預定顯示的灰階為L2，第三色彩預定顯示的灰階為L3，而畫素結構的總灰階數為L0時，L1、L2、L3符合下列關係式(1)則以第二顯示模式進行顯示：

在本發明的一實施例中，上述的第三子畫素結構的面積與第四子畫素結構的面積總和等於第一子畫素結構的面積或是第二子畫素結構的面積。

在本發明的一實施例中，上述的第三子畫素結構與第四子畫素結構分別獨立驅動。

在本發明的一實施例中，上述的第一色彩、第二色彩以及第三色彩分別為紅色、藍色與綠色。

在本發明的一實施例中，上述的第一飽和度大於第二飽和度。

在本發明的一實施例中，上述在相同顯示灰階下，第三子畫素結構的穿透率低於第四子畫素結構的穿透率。

在本發明的一實施例中，上述的第三子畫素結構的面積為第四子畫素結構的面積的40%至60%。

在本發明的一實施例中，上述的L1、L2、L3不符合關係式(1)時，畫素結構以第一顯示模式與第二顯示模式其中一者進行顯示。

在本發明的一實施例中，上述的第一顯示模式為開啟第三子畫素結構並且關閉第四子畫素結構。

在本發明的一實施例中，上述的第一子畫素結構、第二子畫素結構、第三子畫素結構與第四子畫素結構分別具有第一彩色濾光圖案、第二彩色濾光圖案、第三彩色濾光圖案以及第四彩色濾光圖案。

本發明的一種畫素結構的顯示方法，其包括以下步驟。首先，以上述的畫素結構進行初始顯示模式，其中初始顯示模式為第一顯示模式與第二顯示模式其中一者。其次，讀取畫素結構的第一色彩、第二色彩以及第三色彩預定顯示的灰階，其中第一色彩預定顯示的灰階為L1，第二色彩預定顯示的灰階為L2，第三色彩預定顯示的灰階為L3，而畫素結構的總灰階數為L0。接著，計算L1、L2、L3的平均值Ave(L1,L2,L3)。再計算L1、L2、L3分別與平均值Ave(L1,L2,L3)的差值：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3。然後，判定L1、L2、L3是否符合關係式(1)：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3 5%×L0。若L1、L2、L3符合關係式(1)則以第二顯示模式進行顯示，若L1、L2、L3不符合關係式(1)則繼續以初使顯示模式進行顯示。

在本發明的一實施例中，上述的初使顯示模式為第一顯示模式，且判定L1、L2、L3不符合關係式(1)，則繼續以第一顯示模式進行顯示。

在本發明的一實施例中，上述的初使顯示模式為第二顯示模式，且判定L1、L2、L3不符合關係式(1)，則繼續以第二顯示模式進行顯示。

基於上述，本發明的畫素結構包括顯示相同的第三色彩但不同飽和度的第三子畫素結構以及第四子畫素結構。透過同時開啟第三子畫素結構及第四子畫素結構，可藉由飽和度相對低但光穿透率相對高的子畫素結構去補償畫素結構整體的光穿透率或是藉由飽和度相對高但光穿透率相對低的子畫素結構去補償畫素結構整體的顯示色彩，進而使畫素結構能夠提供所需的飽和度以及光穿透率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧畫素結構

12‧‧‧第一子畫素結構

14‧‧‧第二子畫素結構

16‧‧‧第三子畫素結構

18‧‧‧第四子畫素結構

D1‧‧‧方向

S50、S100、S200、S300、S400、S500A‧‧‧步驟

圖1是依照本發明的一實施例的一種畫素結構的上視示意圖。

圖2是依照本發明的一實施例的一種判別畫素結構的顯示模式的流程圖。

圖1是依照本發明的一實施例的一種畫素結構的上視示意圖。請參照圖1，本實施例的畫素結構10包括第一子畫素結構12、第二子畫素結構14、第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18，其中第一子畫素結構12、第二子畫素結構14、第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18彼此並列。在實際應用中，應用本實施例的畫素結構10的顯示器可能包括多個畫素結構10，且這些畫素結構10例如是以陣列的方式排列，以使應用此畫素結構10的顯示器達成面的顯示，並且畫素結構10可進一步地包括主動元件以及顯示元件。所述顯示器例如可以是液晶顯示器、電濕潤顯示器、電泳顯示器或是其他顯示器。

具體地，本實施例的第一子畫素結構12與第二子畫素結構14例如分別具有矩形輪廓，其長邊沿方向D1延伸。同時，第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18位於第一子畫素結構12與第二子畫素結構14之間，並且兩者沿方向D1排列，但本發明不限於此。第一子畫素結構12、第二子畫素結構14、第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18的排列方式可視設計需求而改變。

第一子畫素結構12適於顯示第一色彩，第二子畫素結構14適於顯示第二色彩，第三子畫素結構16適於顯示第三色彩，而第四子畫素結構18也適於顯示第三色彩，其中第三子畫素結構16顯示的第三色彩具有第一飽和度，而第四子畫素結構18顯示的第三色彩具有第二飽和度，且第一飽和度不同於第二飽和度。換言之，本實施例的第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18顯示相同的色彩(第三色彩)但具有不同的飽和度。

具體地，本實施例的第一子畫素結構12、第二子畫素結構14、第三子畫素結構16與第四子畫素結構18例如分別具有第一彩色濾光圖案(未繪示)、第二彩色濾光圖案(未繪示)、第三彩色濾光圖案(未繪示)以及第四彩色濾光圖案(未繪示)。換言之，本實施例的畫素結構10例如是透過彩色濾光圖案的設置來實現全彩化。因此，畫素結構10可以應用於適於透過彩色濾光圖案來實現全彩化的顯示器。

在本實施例中，第一飽和度例如是大於第二飽和度。一般來說，以彩色濾光圖案來實現全彩化效果時，彩色濾光圖案中的顏料或是染料的濃度會決定子畫素結構所顯示的色飽和度與光穿透率。在第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18具有相同的面積下，如果第一飽和度大於第二飽和度，則第三子畫素結構16的穿透率會低於第四子畫素結構18的光穿透率。

在這樣的設計下，當第三子畫素結構16開啟而第四子畫素結構18不開啟時，顯示畫面所呈現的顯示色彩可以呈現較高的飽和度。當第四子畫素結構18開啟而第三子畫素結構16不開啟時，顯示畫面可以呈現較高的光穿透率。另外，當第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18皆開啟時，光穿透率相對高的第四子畫素結構18能夠補償光穿透率相對低的第三子畫素結構16的光穿透率，且飽和度相對高的第三子畫素結構16亦能夠補償飽和度相對低的第四子畫素結構18的色飽和度。因此，畫素結構10在第三色彩的顯示效果上可以藉由多種顯示模式來提供多種顯示效果。如此一來，畫素結構10可以根據顯示畫面的需求提供理想的飽和度以及光穿透率。

另外，本實施例的第三子畫素結構16的面積與第四子畫素結構18的面積總和等於第一子畫素結構12的面積或是第二子畫素結構14的面積。也就是說，本實施例顯示不同顏色的子畫素結構大約各占畫素結構10的總面積的三分之一。在本實施例中，顯示第三色彩的第三子畫素結構16的面積例如是相同於第四子畫素結構18的面積，亦即是第三子畫素結構16及第四子畫素結構18各占畫素結構10的總面積的六分之一，但本發明不限於此。所屬技術領域中具有通常知識者可視其設計需求而對各子畫素的面積進行設計。在其他實施例中，第三子畫素結構16的面積佔第三子畫素結構16與第四子畫素結構18的總面積的比例為40%至60%。

在本實施例中，第三子畫素結構16與第四子畫素結構18可以分別獨立驅動。因此，本實施例的畫素結構10例如可進行至少兩種顯示模式。在第一顯示模式下，第三子畫素結構16與第四子畫素結構18僅有一者被開啟。在第二顯示模式下，第三子畫素結構16與第四子畫素結構18都會被開啟。此時，第三子畫素結構16與第四子畫素結構18可以分別被提供相同或不同的驅動訊號。

在實際的應用中，顯示器可視顯示的內容而選取以第一顯示模式或第二顯示模式進行顯示。舉例而言，在觀賞電影時，對色彩表和度要求較高，可設定開啟飽和度較高的子畫素結構(第三子畫素結構16與第四子畫素結構18其中的一者)進行顯示。在上網時，對色彩飽和度要求較低，可設定開啟飽和度較低的子畫素結構(第三子畫素結構16與第四子畫素結構18其中的另一者)進行顯示。

除了依據不同的顯示需求選擇顯示模式外，畫素結構10的顯示方法還可以針對欲顯示的畫面的特性在顯示過程中切換顯示模式以獲得較有效率的顯示方法。圖2是依照本發明的一實施例的一種判別與切換畫素結構的顯示模式的流程圖。請參照圖2，首先，進行初始顯示模式，其中初始顯示模式為第一顯示模式與第二顯示模式其中一者(步驟S50)。其次，讀取各色彩預定顯示的灰階，其中第一色彩預定顯示的灰階為L1，第二色彩預定顯示的灰階為L2，第三色彩預定顯示的灰階為L3，而畫素結構可顯示的總灰階數為L0(步驟S100)。接著，計算L1、L2、L3的平均值Ave(L1,L2,L3)(步驟S200)。再計算L1、L2、L3分別與平均值Ave(L1,L2,L3)的差值：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3(步驟S300)。然後，判定L1、L2、L3是否符合關係式(1)：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3 5%×L0(步驟S400)。若L1、L2、L3符合關係式(1)則以第二顯示模式進行顯示(步驟S500A)，也就是說，無論顯示器的初使顯示模式為何(第一顯示模式或第二顯示模式)，當L1、L2、L3符合關係式(1)時，隨即切換至第二顯示模式進行顯示。而若L1、L2、L3不符合關係式(1)則繼續以初使顯示模式(即第一顯示模式與第二顯示模式其中一者)進行顯示。

進一步而言，若初使顯示模式為第一顯示模式，且在步驟S400判定為否，則在步驟S400後繼續以第一顯示模式進行顯示。另一方面，若初使顯示模式為第二顯示模式，且在步驟S400判定為否，則在步驟S400後繼續以第二顯示模式進行顯示。也就是說，當L1、L2、L3不符合關係式(1)時，則顯示器維持初始顯示模式，而不用在第一顯示模式與第二顯示模式之間進行切換。

從上述關係式(1)可知，本實施例選定切換至第二顯示模式的條件是預定顯示的色彩非特定色彩時，其例如為白色、灰色或是黑色等。由於這樣的色彩本身彩度相對低，本實施例透過使顯示這些色彩的畫素結構10以第二顯示模式進行顯示，可在不影響色彩表現下提升光穿透率。然而，無論原本是以第一顯示模式或第二顯示模式進行顯示，只要當各色彩預定顯示的灰階符合關係式(1)，則畫素結構10可以切換至第二顯示模式進行顯示，以在不影響色彩表現下提升光穿透率而獲得高效率的顯示方法。

實際上，第一顯示模式可以進一步區分為兩種子顯示模式，第一顯示模式的第一子模式為開啟第三子畫素結構並且關閉第四子畫素結構，而第一顯示模式的第二子模式為關閉第三子畫素結構並且開啟第四子畫素結構。以下為了描述的方便，第一顯示模式的第一子模式亦被稱為第一A顯示模式，而第一顯示模式的第二子模式亦被稱為第一B顯示模式。

在第三子畫素結構16顯示的第三色彩具有第一飽和度，而第四子畫素結構18顯示的第三色彩具有第二飽和度，且第一飽和度大於第二飽和度時，上述各種顯示模式將呈現不同的顯示效果。舉例而言，在第一A顯示模式下，由於第三子畫素結構16與第四子畫素結構18中僅有飽和度較大的第三子畫素結構16被開啟，可以獲得色飽和度較高的畫面。在第一B顯示模式下，由於第三子畫素結構16與第四子畫素結構18中僅有飽和度較小的第四子畫素結構18被開啟，會獲得色飽和度較低不過光穿透率較高的畫面。在第二顯示模式下，第三子畫素結構16與第四子畫素結構18都會被開啟而可以獲得色飽和度與光穿透率都不至於過低的畫面。

在現有技術中，當顯示資訊與顯示器的色域(色彩規範)不同時，容易發生顯示畫面色度異常飽和或是失真的現象。特別是，不同的色彩規範所定義的綠色色座標差異甚大，因此色度異常飽和或是失真的現象特別容易發生在綠色畫面。在本實施例中，第一色彩、第二色彩以及第三色彩例如分別設定為紅色、藍色與綠色。由於本實施例的第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18能夠顯示不同飽和度的綠色，本實施例可透過開啟第三子畫素結構16以及第四子畫素結構18其中至少一者，以因應不同的色彩規範來顯示所需要的綠色，進而改善色度異常飽和或是失真的現象。也就是說，應用本實施例的畫素結構10的顯示器可以根據不同色彩規範以不同顯示模式進行顯示而顯示理想的畫面。

以下將以表一說明子畫素結構的色彩既定的條件下，改變第三子畫素結構與第四子畫素結構的面積比時，畫素結構在不同顯示模式下的顯示效果。

在表一中，「面積比」是指第三子畫素結構16與第四子畫素結構18的面積比。在此，第三子畫素結構16的面積與第四子畫素結構18的面積總和例如等於第一子畫素結構12的面積或第二子畫素結構14的面積。再者，上述的綠色、白色色座標是畫素結構10所顯示的顏色在CIE 1931色彩空間下的色座標。在此，綠色色座標是第一子畫素結構12與第二子畫素結構14皆未開啟時畫素結構所顯示的綠色的色座標。由綠色色座標資料欄可知，第三子畫素結構16所顯示的綠色的第一飽和度小於第四子畫素結構18 所顯示綠色的第二飽和度。此外，白色色座標是第一子畫素結構12與第二子畫素結構14皆開啟時畫素結構10所顯示的白色的色座標。並且，上述的「光穿透率」是指畫素結構10根據上述條件顯示白色時整體的光穿透率。上述的「飽和度」為根據美國國家電視系統委員會(National Television System Committee,NTSC)所訂定的飽和度。

從表一可知，在第三子畫素結構16與第四子畫素結構18的面積比為40：60至60：40的實驗例中，以第二模式進行顯示時，畫素結構10整體的光穿透率可高於面積比為0：100(即畫素結構10僅設置高飽和度的子畫素結構去顯示綠光)的畫素結構的光穿透率。並且，以第二模式進行顯示時，畫素結構10整體的飽和度可高於面積比為100：0(即畫素結構僅設置低飽和度的子畫素結構去顯示綠光)的畫素結構整體的飽和度。因此，畫素結構10可以根據不同的飽和度以及光穿透率的需求進行顯示。然而，上述將第三色彩定義為綠色的手段僅是舉例說明之用，本實施例並不用以限定第三色彩。所屬技術領域具有通常知識者可依其設計需求去選定第三色彩。

綜上所述，本發明的畫素結構包括顯示相同的第三色彩但不同飽和度的第三子畫素結構以及第四子畫素結構。透過開啟第三子畫素結構及第四子畫素結構，可藉由飽和度相對低但光穿透率相對高的子畫素結構去補償畫素結構整體的光穿透率，進而使畫素結構能夠兼具好的飽和度以及光穿透率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S50、S100、S200、S300、S400、S500A‧‧‧步驟

Claims

一種畫素結構，包括：一第一子畫素結構，顯示一第一色彩；一第二子畫素結構，顯示一第二色彩；一第三子畫素結構，顯示一第三色彩，且該第三子畫素結構顯示的該第三色彩具有一第一飽和度；以及一第四子畫素結構，顯示該第三色彩，且該第四子畫素結構顯示的該第三色彩具有一第二飽和度，而該第一飽和度不同於該第二飽和度，該第一子畫素結構、該第二子畫素結構、該第三子畫素結構以及該第四子畫素結構彼此並列，在一第一顯示模式下，該第三子畫素結構與該第四子畫素結構僅有一者被開啟，而在一第二顯示模式下，該第三子畫素結構與該第四子畫素結構兩者都被開啟，其中該第一色彩預定顯示的灰階為L1，該第二色彩預定顯示的灰階為L2，該第三色彩預定顯示的灰階為L3，而該畫素結構的總灰階數為L0時，L1、L2、L3符合下列關係式(1)則以該第二顯示模式進行顯示：
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第三子畫素結構的面積與該第四子畫素結構的面積總和等於該第一子畫素結構的面積或是該第二子畫素結構的面積。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第三子畫素結構與該第四子畫素結構分別獨立驅動。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第一色彩、該第二色彩以及該第三色彩分別為紅色、藍色與綠色。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第一飽和度大於該第二飽和度。
如申請專利範圍第5項所述的畫素結構，其中在相同顯示灰階下，該第三子畫素結構的穿透率低於該第四子畫素結構的穿透率。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第三子畫素結構的面積佔該第三子畫素結構與該第四子畫素結構的總面積的比例為40%至60%。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中L1、L2、L3不符合關係式(1)時，該畫素結構以該第一顯示模式與該第二顯示模式其中一者進行顯示。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第一顯示模式為開啟該第三子畫素結構並且關閉該第四子畫素結構。
如申請專利範圍第1項所述的畫素結構，其中該第一子畫素結構、該第二子畫素結構、該第三子畫素結構與該第四子畫素結構分別具有一第一彩色濾光圖案、一第二彩色濾光圖案、一第三彩色濾光圖案以及一第四彩色濾光圖案。
一種畫素結構的顯示方法，包括：以一如申請專利範圍第1項所述的畫素結構進行一初始顯示模式，其中該初始顯示模式為該第一顯示模式與該第二顯示模式其中一者；讀取該畫素結構的該第一色彩、該第二色彩以及該第三色彩預定顯示的灰階，其中該第一色彩預定顯示的灰階為L1，該第二色彩預定顯示的灰階為L2，該第三色彩預定顯示的灰階為L3，而該畫素結構的總灰階數為L0；計算L1、L2、L3的平均值Ave(L1,L2,L3)；計算L1、L2、L3分別與平均值Ave(L1,L2,L3)的差值：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3；以及判定L1、L2、L3是否符合關係式(1)：| Li-Ave(L1,L2,L3)| _i=1~3 5%×L0；若L1、L2、L3符合關係式(1)則以該第二顯示模式進行顯示，若L1、L2、L3不符合關係式(1)則繼續以該初使顯示模式進行顯示。
如申請專利範圍第11項所述的畫素結構，其中該初使顯示模式為該第一顯示模式，且判定L1、L2、L3不符合關係式(1)，則繼續以該第一顯示模式進行顯示。
如申請專利範圍第11項所述的畫素結構，其中該初使顯示模式為該第二顯示模式，且判定L1、L2、L3不符合關係式(1)，則繼續以該第二顯示模式進行顯示。