TW201643860A - 顯示裝置以及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，包括顯示面板、輸入影像訊號單元及子 畫素成像單元。顯示面板包括多個重複單元，每一重複單元包括兩個第一子單元及兩個第二子單元。每一個第一子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素、兩個第三顏色子畫素及兩個白色子畫素，及每一個第二子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、四個第二顏色子畫素及兩個第三顏色子畫素。輸入影像訊號單元用以接收影像訊號。子畫素成像單元用以對該影像訊號進行子畫素成像處理，以使顯示面板之該些子畫素產生表現值。

Description

顯示裝置以及其驅動方法
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有良好穿透率及亮度的顯示裝置及所述顯示裝置的驅動方式。
抬頭顯示器是普遍運用在航空器上的飛行輔助儀器，而目前部分汽車亦配備抬頭顯示器，以將車速、轉速、引擎水溫、油耗等車輛狀態的影像投影在擋風玻璃前方供駕駛者觀看。
一般而言，抬頭顯示器所顯示的影像較為簡單，並且是成像在人眼無法辨識精細的影像的距離上，故相較於手機、平板電腦等其他用以顯示影像的裝置，抬頭顯示器對解析度的要求較低。然而，為了使駕駛者在晴空下仍可輕易看到投影在擋風玻璃上的影像，相較於其他顯示裝置，抬頭顯示器對亮度的要求甚高。因此，如何有效地提升抬頭顯示器中的顯示面板的穿透率及亮度是目前本領域之技術人員積極進行研究的課題。
本發明提供一種顯示裝置，其具有良好的畫素開口率、穿透率及亮度。
本發明提供一種顯示裝置的驅動方法，使得其中的顯示面板獲得同時具有良好純色及非純色亮度的顯示效果。
本發明的顯示裝置包括顯示面板、輸入影像訊號單元以及子畫素成像單元。顯示面板包括多個重複單元，每一重複單元包括兩個第一子單元以及兩個第二子單元。每一個第一子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素、兩個第三顏色子畫素以及兩個白色子畫素，以及每一個第二子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、四個第二顏色子畫素以及兩個第三顏色子畫素。輸入影像訊號單元用以接收影像訊號。子畫素成像單元用以對該影像訊號進行子畫素成像處理，以使顯示面板之該些子畫素產生表現值。
本發明的顯示裝置的驅動方法包括以下步驟。首先，提供上述的顯示裝置。接著，將影像訊號輸入至輸入影像訊號單元中。繼之，進行取樣位置分析步驟。接著，子畫素成像單元進行第一子單元之子畫素成像處理步驟以及進行第二子單元之子畫素成像處理步驟。之後，進行混合排列影像數據處理步驟。最後，輸出經處理的影像訊號，以使該顯示裝置顯示影像。
基於上述，在本發明的顯示裝置中，顯示面板中每一重複單元包括了兩個第一子單元及兩個第二子單元，其中每一第一 子單元中包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素、兩個第三顏色子畫素以及兩個白色子畫素，且每一第二子單元中包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素以及四個第三顏色子畫素，並所述顯示面板搭配了輸入影像訊號單元以及子畫素成像單元以進行子畫素成像處理。如此一來，與習知的顯示裝置相比，本發明的顯示裝置具有良好的畫素開口率、穿透率、純色及非純色亮度以及影像視覺解析度，而得以提供良好的影像品質。
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‧‧‧第一基板
12‧‧‧液晶層
14‧‧‧彩色濾光層
16、28‧‧‧電極層
18、20‧‧‧第二基板
22‧‧‧第一有機材料層
24‧‧‧有機發光層
26‧‧‧第二有機材料層
100、100a、100b‧‧‧重複單元
200、400‧‧‧光學元件
1000、2000‧‧‧顯示裝置
1200‧‧‧顯示面板
1400‧‧‧輸入影像訊號單元
1600‧‧‧子畫素成像單元
2002‧‧‧發光裝置
2004‧‧‧顯示裝置
3000‧‧‧擋風透光元件
B‧‧‧第三顏色子畫素
BB‧‧‧第三顏色有機發光圖案
BF‧‧‧第三顏色濾光圖案
BM‧‧‧黑矩陣
BS1、BS2、GSa、GSb、RS1、RS2、WSa、WSb‧‧‧取樣範圍
C1~C8、L1~L2‧‧‧行
DL1~DL8‧‧‧資料線
G‧‧‧第二顏色子畫素
GF‧‧‧第二顏色濾光圖案
GG‧‧‧第二顏色有機發光圖案
K‧‧‧抬頭顯示器
LM1‧‧‧照明光束
LM2‧‧‧影像光束
M‧‧‧影像
N1~N2、R1~R4‧‧‧列
P、P2‧‧‧畫素結構
PX、PX2‧‧‧元件層
R‧‧‧第一顏色子畫素
RF‧‧‧第一顏色濾光圖案
RR‧‧‧第一顏色有機發光圖案
S‧‧‧使用者
S10~S20‧‧‧步驟
T‧‧‧驅動元件
U1‧‧‧第一子單元
U2‧‧‧第二子單元
W‧‧‧白色子畫素
WF‧‧‧白色濾光圖案
WW‧‧‧白色有機發光圖案
圖1為本發明一實施方式的顯示裝置的方塊示意圖。
圖2為本發明之重複單元的第一實施方式的上視示意圖。
圖3為沿圖2中之剖線I-I’的一實施方式的剖面示意圖。
圖4為沿圖2中之剖線I-I’的另一實施方式的剖面示意圖。
圖5為本發明一實施方式的顯示裝置的驅動方法的流程圖。
圖6A至圖6D分別為定義圖1之顯示裝置的顯示面板的取樣範圍的示意圖。
圖7為本發明之重複單元的第二實施方式的上視示意圖。
圖8為本發明之重複單元的第三實施方式的上視示意圖。
圖9為本發明一實施方式的抬頭顯示器的示意圖。
圖1為本發明一實施方式的顯示裝置的方塊示意圖。圖2為本發明之重複單元的第一實施方式的上視示意圖。
請參照圖1，顯示裝置1000包括顯示面板1200、輸入影像訊號單元1400以及子畫素成像單元(sub pixel rendering unit)1600。
請同時參照圖1及圖2，顯示面板1200包括排列成陣列的多個重複單元100。雖然圖1中繪示了九個重複單元100，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，應用本實施方式者亦可依其設計需求而調整陣列的行列數目(即，重複單元100的數目)。另外，為了方便說明，圖2僅繪示出一個重複單元100。
請參照圖2，每一重複單元100包括以兩列N1~N2及兩行L1~L2的矩陣排列的兩個第一子單元U1及兩個第二子單元U2。詳細而言，列N1及列N2上皆包括一個第一子單元U1及一個第二子單元U2，且位於列N1上的第一子單元U1及第二子單元U2的排列與位於列N2上的第一子單元U1及第二子單元U2的排列不相同。
另外，每一第一子單元U1包括排列成兩列四行(2×4)的矩陣的八個子畫素，其分別為兩個第一顏色子畫素R、兩個第二顏色子畫素G、兩個第三顏色子畫素B以及兩個白色子畫素W，以及每一第二子單元U2包括排列成兩列四行(2×4)的矩陣的八個 子畫素，其分別為兩個第一顏色子畫素R、四個第二顏色子畫素G以及兩個第三顏色子畫素B。也就是說，在本實施方式中，每一重複單元100包括排列成八行C1~C8及四列R1~R4的32個子畫素。
詳細而言，位在列N1行L1的第一子單元U1包括排列在行C1至行C4且列R1至列R2上的八個子畫素；位在列N2行L2的第一子單元U1包括排列在行C5至行C8且列R3至列R4上的八個子畫素；位在列N1行L2的第二子單元U2包括排列在行C5至行C8且列R1至列R2上的八個子畫素；以及位在列N2行L1的第二子單元U2包括排列在行C1至行C4且列R3至列R4上的八個子畫素。
更詳細而言，位在列N1行L1的第一子單元U1的第一列(即列R1)以及位在列N2行L2的第一子單元U1的第一列(即列R3)由左而右依序皆為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W；而位在列N1行L1的第一子單元U1的第二列(即列R2)以及位在列N2行L2的第一子單元U1的第二列(即列R4)由左而右依序皆為第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G。也就是說，在本實施方式中，每一第一子單元U1的第一列及第二列各自具有一個第一顏色子畫素R、一個第二顏色子畫素G、一個第三顏色子畫素B以及一個白色子畫素W，且位於第一列的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫 素W的排列與位於第二列的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W的排列不相同。
另外，位在列N1行L2的第二子單元U2的第一列(即列R1)以及位在列N2行L1的第二子單元U2的第一列(即列R3)由左而右依序皆為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G；而位在列N1行L2的第二子單元U2的第二列(即列R2)以及位在列N2行L1的第二子單元U2的第二列(即列R4)由左而右依序皆為第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G。也就是說，在本實施方式中，每一第二子單元U2的第一列及第二列各自具有一個第一顏色子畫素R、兩個第二顏色子畫素G以及一個第三顏色子畫素B，且位於第一列的前述四個子畫素的排列與位於第二列的前述四個子畫素的排列不相同。
鑒於前述設計，在重複單元100中，列R1由左而右依序為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G，列R2由左而右依序為第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G，列R3由左而右依序為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子 畫素W，列R4由左而右依序為第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G(排列4)。
從另一觀點而言，在每一第一子單元U1中，每一第一顏色子畫素R、每一第二顏色子畫素G、每一第三顏色子畫素B以及每一白色子畫素W的面積均相同，而在每一第二子單元U2中，每一個第二顏色子畫素G的面積為一個第一顏色子畫素面積R的50%且每一第一顏色子畫素R的面積與每一第三顏色子畫素B的面積相同。進一步而言，在重複單元100中，第二子單元U2中的每一第二顏色子畫素G的面積：第一子單元U1中的每一第一顏色子畫素R、每一第二顏色子畫素G、每一第三顏色子畫素B或每一白色子畫素W的面積：第二子單元U2中的每一第一顏色子畫素R或每一第三顏色子畫素B的面積為1：1.5：2。
如此一來，在每一第一子單元U1中包括兩個第一顏色子畫素R、兩個第二顏色子畫素G、兩個第三顏色子畫素B以及兩個白色子畫素W而每一第二子單元U2中未包括白色子畫素W而包括四個第二顏色子畫素G的情況下，每一重複單元100中，第一顏色子畫素R的總面積、第二顏色子畫素G的總面積與第三顏色子畫素B的總面積彼此相等且大於白色子畫素W的總面積。
另外一提的是，相較於紅色及藍色，人眼對綠色的敏感度較高，藉此在每一第二子單元U2中透過將每一第一顏色子畫素R與每一第二顏色子畫素G的面積設計為每一第三顏色子畫素B 的面積的兩倍，顯示面板1200仍能夠提供良好的影像品質。
另外，每一個第一顏色子畫素R、每一個第三顏色子畫素B、每一個第二顏色子畫素G以及每一個白色子畫素W各自由相對應的掃描線SL1~SL4、相對應的資料線DL1~DL8以及一個驅動元件T驅動。舉例而言，位於第一列R1第一行C1的第一顏色子畫素R由掃描線SL1與資料線DL1驅動，而位於第二列R2第三行C3的第一顏色子畫素R由掃描線SL2與資料線DL3驅動。驅動元件T與對應的掃描線SL1~SL4以及對應的資料線DL1~DL8電性連接。
另外，顯示面板1200是任何可以顯示影像的構件，且其可為非自發光顯示面板，包含液晶顯示面板(liquid crystal display，LCD)、電泳顯示面板、電濕潤顯示面板或電粉塵顯示面板，或自發光顯示面板，包含有機發光二極體(organic light-emitting diode，OLED)顯示面板、電漿顯示面板或場發射顯示面板。具體而言，在顯示面板1200為液晶顯示面板的情況下，驅動元件T例如為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)，然本發明不限於此。若顯示面板1200是有機發光二極體顯示面板，則驅動元件T例如包括兩個TFT與一個電容器，然本發明不限於此。
具體而言，以下將參照圖3及圖4來說明顯示面板1200的細部結構。圖3為沿圖2中之剖線I-I’的一實施方式的剖面示意圖。圖4為沿圖2中之剖線I-I’的另一實施方式的剖面示意圖。
請先參照圖3，顯示面板1200包括第一基板10、第二基 板18、元件層PX、液晶層12以及彩色濾光層(color filter)14。詳細而言，在本實施方式中，顯示面板1200為液晶顯示面板。
第一基板10的材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是不透光或反射材料(例如金屬)。第二基板18位於第一基板10的對向。第二基板18的材質可為玻璃、石英或有機聚合物。液晶層12位於第一基板10與第二基板18之間。
彩色濾光層14位於第二基板18上。然而，本發明不限於此。在其他實施方式中，彩色濾光層14也可位於第一基板10上。彩色濾光層14包括多個第一顏色濾光圖案RF、多個第二顏色濾光圖案BF、多個第三顏色濾光圖案GF及多個白色顏色濾光圖案WF。具體而言，在本實施方式中，第一顏色濾光圖案RF、第二顏色濾光圖案BF以及第三顏色濾光圖案GF分別為紅色濾光圖案、藍色濾光圖案以及綠色濾光圖案。然而，本發明不限於此。在其他實施方式中，第一顏色濾光圖案RF、第二顏色濾光圖案BF以及第三顏色濾光圖案GF也可為其他顏色之濾光圖案的任意組合。另外，第一顏色濾光圖案RF、第二顏色濾光圖案BF、第三顏色濾光圖案GF及白色濾光圖案WF分別可以是所屬領域中具有通常知識者所周知的任一濾光圖案。
此外，第二基板18上更可配置有黑矩陣(black matrix)BM。黑矩陣BM具有多個開口，而第一顏色濾光圖案RF、第二顏色濾光圖案BF、第三顏色濾光圖案GF及白色濾光圖案WF分別配置於這些開口中。
另外，第二基板18上更可配置電極層16。電極層16為透明導電層，其材質包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物或銦鋅氧化物。電極層16位於彩色濾光層14與液晶層12之間。在本實施方式中，電極層16全面地覆蓋於彩色濾光層14，然本發明不限於此。電極層16可與元件層PX之間產生電場，以控制或驅動液晶層12。
元件層PX設置於第一基板10上。在本實施方式中，元件層PX是由多個畫素結構P構成。畫素結構P包括掃描線、資料線、驅動元件、畫素電極以及保護層等構件(未繪示)。進一步而言，請同時參照圖2及圖3，第一顏色子畫素R包括畫素結構P以及與其對應設置的第一顏色濾光圖案RF，第三顏色子畫素B包括畫素結構P以及與其對應設置的第二顏色濾光圖案BF，第二顏色子畫素G包括畫素結構P以及與其對應設置的第三顏色濾光圖案GF，白色子畫素W包括畫素結構P以及與其對應設置的白色濾光圖案WF。也就是說，在本實施方式中，第一顏色子畫素R、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G分別為紅色子畫素、藍色子畫素以及綠色子畫素。
接著，請參照圖4，顯示面板1200包括第一基板20、元件層PX2、第一有機材料層22、有機發光層24、第二有機材料層26以及電極層28。詳細而言，在本實施方式中，顯示面板1200為有機發光二極體顯示面板。
第一基板20例如是玻璃基板或塑膠基板。元件層PX設 置在第一基板20上。在本實施方式中，元件層PX2是由多個畫素結構P2構成。畫素結構P2包括掃描線、資料線、驅動元件、畫素電極以及保護層等構件(未繪示)。
第一有機材料層22設置在第一基板20上，其例如是電洞注入層(hole injection layer，HIL)、電洞傳輸層(hole transport layer，HTL)中至少一者。電洞注入層與電洞傳輸層的形成方法例如是蒸鍍法。
有機發光層24設置於第一有機材料層22上。有機發光層24包括多個第一顏色有機發光圖案RR、多個第二顏色有機發光圖案BB、多個第三顏色有機發光圖案GG以及多個白色有機發光圖案WW。具體而言，在本實施方式中，第一顏色有機發光圖案RR、第二顏色有機發光圖案BB以及第三顏色有機發光圖案GG分別為紅色有機發光圖案、藍色有機發光圖案及綠色有機發光圖案。然而，本發明不限於此。在其他實施方式中，第一顏色有機發光圖案RR、第二顏色有機發光圖案BB以及第三顏色有機發光圖案GG也可為其他顏色之有機發光圖案的任意組合。另外，第一顏色有機發光圖案RR、第二顏色有機發光圖案BB、第三顏色有機發光圖案GG以及白色有機發光圖案WW分別可以是所屬領域中具有通常知識者所周知的任一有機發光圖案。
進一步而言，請同時參照圖2及圖4，第一顏色子畫素R包括畫素結構P2以及與其對應設置的第一顏色有機發光圖案RR，第三顏色子畫素B包括畫素結構P2以及與其對應設置的第 二顏色有機發光圖案BB，第二顏色子畫素G包括畫素結構P2以及與其對應設置的第三顏色有機發光圖案GG，白色子畫素W包括畫素結構P2以及與其對應設置的白色有機發光圖案WW。也就是說，在本實施方式中，第一顏色子畫素R、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G分別為紅色子畫素、藍色子畫素及綠色子畫素。
第二有機材料層26位於有機發光層24上。第二有機材料層26可為電子傳輸層(electron transport layer，ETL)、電子注入層(electron injection layer，EIL)中至少一者。電子傳輸層與電子注入層的形成方法例如是蒸鍍法。
電極層28位於第二有機材料層26上。電極層28的材質包括透明金屬氧化物導電材料，其例如是銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或是上述至少二者之堆疊層。此外，視需要，可於電極層28上形成偏光片(polarizer)或蓋板等構件。
請再次參照圖1，顯示裝置1000中的輸入影像訊號單元1400用於接收影像訊號。顯示裝置1000中的子畫素成像單元1600用於對輸入影像訊號單元1400接收到的影像訊號進行子畫素成像處理，以使顯示面板1200中的子畫素(即第一顏色子畫素R、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G與白色子畫素W)產生表現值。詳細而言，對影像訊號進行子畫素成像處理的方法包括以下步驟，其中係以第一顏色子畫素R為例來進行說明。首先，進行 取樣位置分析步驟，以定義出第一子單元U1及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R的取樣範圍，其中取樣範圍位於包含一個第一顏色子畫素R以及鄰近該第一顏色子畫素R的其他子畫素所構成的區域內。接著，子畫素成像單元1600會進行第一子單元之子畫素成像處理步驟以及第二子單元之子畫素成像處理步驟，以求得前述取樣範圍所對應的轉換矩陣，並藉由所求得的轉換矩陣分別將第一子單元U1及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R所對應的一原始畫素排列的影像訊號轉換為另一新畫素排列的影像訊號。之後，進行混合排列影像數據處理步驟，以將所有第一顏色子畫素R的新畫素排列的影像訊號進行混合排列，即將轉換得到之第一子單元U1及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R所對應的新畫素排列的影像訊號進行混合排列，藉以得到顯示面板1200中的第一顏色子畫素R所對應的新畫素排列的影像訊號。也就是說，透過轉換矩陣的轉換，可使得在進行子畫素成像處理前後，顯示面板1200產生了不相同的表現值。
另外，在本實施方式中，上述表現值為亮度，然本發明不限於此。在其他實施方式中，表現值可為色相、明度、彩度或灰階。舉例而言，亮度可為大於或等於0 nits，色相可為0至360度，明度可為0至100，彩度可為大於或等於0，灰階可為0至255。下文中，將搭配圖5以及圖6A至圖6D，詳細說明本實施方式之顯示裝置1000的驅動方法。圖5為本發明一實施方式的顯示裝置的驅動方法的流程圖。圖6A至圖6D分別為定義圖1之顯示裝置 的顯示面板的取樣範圍的示意圖。
請參照圖5，首先，進行步驟S10，提供顯示裝置1000。接著，進行步驟S12，將第一子單元U1及第二子單元U2中分別對應於第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W的原始畫素排列的影像訊號輸入至輸入影像訊號單元1400中，即輸入影像訊號單元1400接收了顯示面板1200之具特定表現值的影像訊號。
接著，進行步驟S14，使子畫素成像單元1600定義第一子單元U1中的第一顏色子畫素R的取樣範圍RS1以及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R的取樣範圍RS2，如圖6A所示。詳細而言，取樣範圍RS1與取樣範圍RS2彼此相鄰接，且具有相同的面積及形狀。接著，進行步驟S16，使子畫素成像單元1600分別求得取樣範圍RS1與取樣範圍RS2所對應的轉換矩陣，並藉由所求得的轉換矩陣將第一子單元U1以及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R所對應的原始畫素排列的影像訊號轉換為新畫素排列的影像訊號。詳細而言，取樣範圍RS1與取樣範圍RS2所對應的轉換矩陣皆為如下所示之維度為3×3的轉換矩陣Matrix_R：
另外，藉由轉換矩陣將第一子單元U1以及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R的原始畫素排列的影像訊號轉換為新畫 素排列的影像訊號的方法包括：將第一子單元U1以及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R的原始畫素排列的影像訊號分別乘上所對應的權重值後，進行加總，以得到各自的新畫素排列的影像訊號。如此一來，每一取樣範圍RS1與取樣範圍RS2中的一個第一顏色子畫素R提供了與習知RGB顯示面板中相對應之範圍內的2個R子畫素相同的作用。也就是說，與習知RGB顯示面板相比，顯示面板1200能夠顯示出具有相當亮度的紅色(即純色)。
之後，重覆步驟S14~S16，以分別對第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W進行取樣位置分析步驟、第一子單元之子畫素成像處理步驟及第二子單元之子畫素成像處理步驟。以下，將參照圖6B至圖6D進行詳細說明。
請參照圖6B，第一子單元U1中的第二顏色子畫素G具有兩種取樣範圍GSa、GSb，且其彼此相鄰接並具有相同的面積及形狀。詳細而言，取樣範圍GSa及取樣範圍GSb所對應的轉換矩陣分別為如下所示之維度為2×2的轉換矩陣Matrix_Ga及轉換矩陣Matrix_Gb：
並且，透過上述轉換矩陣進行轉換後，每一取樣範圍Gsa及取樣範圍GSb中的一個第二顏色子畫素G提供了與習知RGB 顯示面板中相對應之範圍內的2個G子畫素相同的作用。另外一提的是，在第二子單元U2中，由於每一畫素均具有與習知RGB顯示面板中之G子畫素相同的第二顏色子畫素G，故子畫素成像單元1600並未對第二子單元U2進行子畫素成像處理。如此一來，與習知RGB顯示面板相比，顯示面板1200能夠顯示出具有相當亮度的綠色(即純色)。
另外，請參照圖6C，第一子單元U1中的第三顏色子畫素B的取樣範圍BS1以及第二子單元U2中的第三顏色子畫素B的取樣範圍BS2彼此相鄰接，且具有相同的面積及形狀。詳細而言，取樣範圍BS1與取樣範圍BS2所對應的轉換矩陣皆為如下所示之維度為3×3的轉換矩陣Matrix_B：
並且，經由上述轉換矩陣進行轉換後，每一取樣範圍BS1與取樣範圍BS2中的一個第三顏色子畫素B提供了與習知RGB顯示面板中與其對應之範圍內的2個G子畫素相同的作用。如此一來，與習知RGB顯示面板相比，顯示面板1200能夠顯示出具有相當亮度的藍色(即純色)。
另外，請參照圖6D，第一子單元U1中的白色子畫素W具有兩種取樣範圍WSa、WSb。每一取樣範圍WSa、WSb均包括二分之一個第一子單元U1及二分之二個第一子單元U2，即每一 取樣範圍WSa、WSb均包括了8個完整子畫素的範圍，其包括第一子單元U1中的一個第一顏色子畫素R、一個第二顏色子畫素G、一個第三顏色子畫素B及一個白色子畫素W，以及第二子單元U2中的一個第一顏色子畫素R、兩個第二顏色子畫素G及一個第三顏色子畫素B。詳細而言，取樣範圍WSa及取樣範圍WSb所對應的轉換矩陣分別為如下所示之維度為2×2的轉換矩陣Matrix_Wa及轉換矩陣Matrix_Wb：
並且，經由上述轉換矩陣進行轉換後，每一取樣範圍WSa及取樣範圍WSb中的一個白色子畫素W提供了比習知RGB顯示面板還大的亮度。
之後，請再次參照圖5，進行步驟18，將第一子單元U1及第二子單元U2中的第一顏色子畫素R所對應的新畫素排列的影像訊號進行混合排列，以得到顯示面板1200中的第一顏色子畫素R所對應的新畫素排列的影像訊號；將第一子單元U1中的第二顏色子畫素G的兩種新畫素排列的影像訊號與第二子單元U2中的第二顏色子畫素G所對應的原始畫素排列的影像訊號進行混合排列，以得到顯示面板1200中的第二顏色子畫素G所對應的新畫素排列的影像訊號；將第一子單元U1及第二子單元U2中的第三顏 色子畫素B所對應的新畫素排列的影像訊號進行混合排列，以得到顯示面板1200中的第三顏色子畫素B所對應的新畫素排列的影像訊號；以及將第一子單元U1中的白色子畫素W的兩種新畫素排列的影像訊號進行混合排列，以得到顯示面板1200中的白色子畫素W所對應的新畫素排列的影像訊號。
最後，進行步驟20，將所得到的顯示面板1200中的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W所對應的新畫素排列的影像訊號結合，以形成一經處理的影像訊號(即一全彩影像訊號)，並將所述經處理的影像訊號輸出，以使顯示面板1200顯示影像。
值得說明的是，在本實施方式中，第一子單元U1以及第二子單元U2中的畫素皆由兩個子畫素構成，且其所佔面積與習知RGB顯示面板中的畫素(即三個子畫素)的面積相同。換言之，在本實施方式中，顯示面板1200中的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B及白色子畫素W的面積不是等於就是大於習知RGB顯示面板中的RGB子畫素的面積，藉此使得顯示面板1200中所配置的金屬走線數量降低。如此一來，在顯示裝置1000中，顯示面板1200透過搭配了輸入影像訊號單元1400以及子畫素成像單元1600以進行子畫素成像處理，不但畫素開口率得以提升進而具有良好的穿透率以及亮度，還能夠提供良好的影像品質。另一方面，在本實施方式中，顯示面板1200透過加入了白色子畫素W，使得與習知RGB顯示面板相比，顯示面板1200 的穿透率及非純色(即白色)亮度增加。
另外，如上所述，由於與習知RGBW顯示面板中的RGBW子畫素相比，顯示面板1200具有面積較大的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G及第三顏色子畫素B，以及由於顯示面板1200中的第一顏色子畫素R的總面積、第二顏色子畫素G的總面積與第三顏色子畫素B的總面積彼此相等且大於白色子畫素W的總面積，故在顯示裝置1000中，透過搭配了輸入影像訊號單元1400以及子畫素成像單元1600以進行子畫素成像處理，顯示面板1200能夠避免發生習知RGBW顯示面板所具有之純色(即紅色、綠色、藍色)亮度過低且非純色(即白色)亮度過高的問題，而同時具有良好的純色及非純色亮度以提供具有良好品質的影像。
另外，在圖2的實施方式中，重複單元100中兩個位於不同列的第一子單元U1呈交錯排列，且兩個位於不同列的第二子單元U2呈交錯排列。然而，本發明並不限於此，只要重複單元包括兩個第一子單元U1及兩個第二子單元U2即屬於本發明的範疇。
圖7為本發明之重複單元的第二實施方式的上視示意圖。圖8本發明之重複單元的第三實施方式的上視示意圖。為了方便說明，圖7及圖8省略繪示掃描線SL1~SL4、資料線DL1~DL8以及驅動元件T。另外，圖7及圖8所示的重複單元100a、重複單元100b與圖2的重複單元100相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。
詳細而言，請同時參照圖7、圖8以及圖2，圖7及圖8所示的重複單元100a~100b與圖2的重複單元100之間的差異僅在於：第一子單元U1及第二子單元U2的配置方式不相同。下文中，將參照圖7及圖8分別說明該些實施方式之重複單元100a~100b的子畫素配置方式。
請先參照圖7，在重複單元100a中，兩個第一子單元U1皆位在行L1上，且兩個第二子單元U2皆位在行L2上。詳細而言，在重複單元200中，列R1由左而右依序為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G，列R2由左而右依序為第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G，列R3由左而右依序為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G，列R4由左而右依序為第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G(排列5)。
接著，請參照圖8，在重複單元100b中，兩個第一子單元U1皆位在列N1上，且兩個第二子單元U2皆位在列N2上。詳細而言，在重複單元300中，列R1由左而右依序為第一顏色子畫 素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及白色子畫素W，列R2由左而右依序為第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、白色子畫素W、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G，列R3由左而右依序為第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B以及第二顏色子畫素G，列R4由左而右依序為第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B、第二顏色子畫素G、第一顏色子畫素R以及第二顏色子畫素G(排列6)。
值得說明的是，由於重複單元100a~100b與重複單元100之間的差異僅在於第一子單元U1及第二子單元U2的配置方式不相同，故根據上述關於圖1、圖5及圖6A至圖6D的內容，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，對具有重複單元100a~100b的顯示面板進行驅動的方法，甚至進行子畫素成像處理的方法。
另外，如前文所述，具有重複單元100a~100b的顯示面板中的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G、第三顏色子畫素B及白色子畫素W的面積不是等於就是大於習知RGB顯示面板中的RGB子畫素的面積，藉此使得該些顯示面板中所配置的金屬走線數量降低。如此一來，透過搭配進行子畫素成像處理後，該些顯示面板不但畫素開口率得以提升進而具有良好的穿透率以及亮 度，還能夠提供良好的影像品質。
另外，具有重複單元100a~100b的顯示面板透過加入了白色子畫素W，使得與習知RGB顯示面板相比，該些顯示面板的穿透率及非純色(即白色)亮度增加。另外，透過具有重複單元100a~100b的顯示面板中包括面積較大的第一顏色子畫素R、第二顏色子畫素G及第三顏色子畫素B，以及第一顏色子畫素R的總面積、第二顏色子畫素G的總面積與第三顏色子畫素B的總面積彼此相等且大於白色子畫素W的總面積，並搭配該些顯示面板進行子畫素成像處理，該些顯示面板皆能夠避免發生習知RGBW顯示面板所具有之純色(即紅色、綠色、藍色)亮度過低且非純色(即白色)亮度過高的問題，而同時具有良好的純色及非純色亮度以提供具有良好品質的影像。
另外一提的是，圖1的顯示裝置1000以及具重複單元100a~100b的顯示裝置除了具有良好的畫素開口率、穿透率、純色亮度及非純色亮度，由於透過搭配子畫素成像處理，還具有良好的影像視覺解析度。如此一來，本發明的顯示裝置能夠應用於抬頭顯示器中。
圖9為本發明一實施方式的抬頭顯示器的示意圖。請參照圖9，抬頭顯示器K配置於交通工具的擋風透光元件3000下方。在本實施方式中，交通工具例如是汽車，而擋風透光元件3000例如是位於駕駛正前方的擋風玻璃。然而，本發明並不限於此。在其他實施方式中，交通工具亦可為火車、飛機、船、潛水艇或其 他種類的交通工具，而擋風透光元件3000亦可為搭乘交通工具的乘客旁的窗戶或設置於其他位置的透光屏幕。
詳細而言，抬頭顯示器K包括顯示模組2000。顯示模組2000包括發光裝置2002以及顯示裝置2004。在本實施方式中，發光裝置2002所發出的照明光束LM1可穿過顯示裝置2004而轉換為影像光束LM2。影像光束LM2可投射於交通工具的擋風透光元件3000上而形成影像M，進而讓使用者S觀看。
另外，抬頭顯示器K可選擇性包括光學元件200，其配置於影像光束LM2傳遞路徑上。在本實施方式中，光學元件200例如是平面反射鏡。詳細而言，光學元件200可改變影像光束LM2的傳遞方向，進而使影像光束LM2傳遞至擋風透光元件3000上成像。另外，抬頭顯示器K更可選擇性包括光學元件400，其配置於來自光學元件200的影像光束LM2傳遞路徑上。在本實施方式中，光學元件400例如是曲面反射鏡。詳細而言，光學元件400除了可再度改變影像光束LM2的傳遞方向，增加影像光束LM2的傳遞路徑長，以提升影像M的尺寸外，光學元件400更可補償形成於呈曲面的擋風透光元件3000上影像M的像差，進而讓使用者S觀看到成像品質良好的畫面。然而，本發明的抬頭顯示器不限於此。在其他實施方式中，抬頭顯示器可依不同需求而使用多片光學元件。舉例而言，抬頭顯示器可利用三件反射式光學元件或兩件反射式光學元件搭配一件透鏡元件來組成抬頭顯示器的光學路徑。
另外，在本實施方式中，顯示裝置2004能夠以圖1的顯示裝置1000或是具有重複單元100a~100b的顯示裝置來實現。進一步而言，在本實施方式中，顯示裝置2004是以顯示面板1200為非自發光顯示面板(如圖3所示)的顯示裝置1000或是具有重複單元100a~100b的顯示面板為非自發光顯示面板的顯示裝置來實現。如此一來，顯示裝置2004具有良好的穿透率，藉此能夠顯示出具有良好的亮度，甚至良好的純色亮度，及良好的顯示品質的影像M。此外，由於顯示裝置2004的穿透率提升，故可節省其背光板的耗電量，進而使抬頭顯示器K的整體耗電量降低。
另外，雖然抬頭顯示器K的顯示模組2000包括發光裝置2002以及顯示裝置2004，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，抬頭顯示器的顯示模組可以僅包括顯示裝置。此時，所述顯示裝置能夠以顯示面板1200為自發光顯示面板(如圖4所示)的顯示裝置1000或是具有重複單元100a~100b的顯示面板為自發光顯示面板的顯示裝置來實現。
綜上所述，在本發明的顯示裝置中，顯示面板中每一重複單元包括了兩個第一子單元及兩個第二子單元，其中每一第一子單元中包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素、兩個第三顏色子畫素以及兩個白色子畫素，且每一第二子單元中包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素以及四個第三顏色子畫素，並所述顯示面板搭配了輸入影像訊號單元以及子畫素成像單元以進行子畫素成像處理。如此一來，與習知的顯示裝置相比， 本發明的顯示裝置具有良好的畫素開口率、穿透率、純色及非純色亮度以及影像視覺解析度，而得以提供良好的影像品質。
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。
100‧‧‧重複單元
1000‧‧‧顯示裝置
1200‧‧‧顯示面板
1400‧‧‧輸入影像訊號單元
1600‧‧‧子畫素成像單元

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，包括多個重複單元，每一重複單元包括：兩個第一子單元，其中每一個第一子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素、兩個第三顏色子畫素以及兩個白色子畫素；以及兩個第二子單元，其中每一個第二子單元包括八個子畫素，所述八個子畫素包括兩個第一顏色子畫素、四個第二顏色子畫素以及兩個第三顏色子畫素；一輸入影像訊號單元，用以接收一影像訊號；以及一子畫素成像單元(sub pixel rendering unit)，用以對該影像訊號進行一子畫素成像處理，以使該顯示面板之該些子畫素產生一表現值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述第一子單元之8個子畫素排列成兩列四行(2×4)的矩陣排列。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述第一子單元之第一列以及第二列各自具有一個第一顏色子畫素、一個第二顏色子畫素、一個第三顏色子畫素以及一個白色子畫素。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中在所述第一子單元中，位於第一列的四個子畫素的排列以及位於第二列的四個子畫素的排列不相同。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中所述第一子單元之八個子畫素的排列為：R G B W B W R G其中，R為所述第一顏色子畫素，G為所述第二顏色子畫素、B為所述第三顏色子畫素、W為所述白色子畫素。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中所述第一子單元之八個子畫素的面積皆相同。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述第二子單元之八個子畫素排列成兩列四行(2×4)的矩陣排列。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示裝置，其中所述第二子單元之第一列以及第二列各自具有一個第一顏色子畫素、兩個第二顏色子畫素以及一個第三顏色子畫素。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的顯示裝置，其中在所述第二子單元中，位於第一列的四個子畫素的排列以及位於第二列的四個子畫素的排列不相同。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的顯示裝置，其中所述第二子單元之八個子畫素的排列為：R G B G B G R G其中，R為所述第一顏色子畫素，G為所述第二顏色子畫素、B為所述第三顏色子畫素。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的顯示裝置，其中在所述第二子單元中，每一個第二顏色子畫素的面積為一個第一顏色子畫素面積的50%且所述第一顏色子畫素的面積與所述第三顏色子畫素的面積相同。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述兩個第一子單元以及所述兩個第二子單元是以兩列兩行(2*2)的矩陣排列。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述兩個第一子單元以及所述兩個第二子單元的排列為下列其中之一：U1 U2 U2 U1(排列1)U1 U2 U1 U2(排列2)U1 U1 U2 U2(排列3)其中，U1為所述第一子單元且U2為所述第二子單元。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中所述重複單元之32個子畫素的排列為下列其中之一：R G B W R G B G B W R G B G R G R G B G R G B W B G R G B W R G(排列4) R G B W R G B G B W R G B G R G R G B W R G B G B W R G B G R G(排列5)R G B W R G B W B W R G B W R G R G B G R G B G B G R G B G R G(排列6)。
  15. 一種顯示裝置的驅動方法，包括：提供一顯示裝置，如申請專利範圍第1項所述；將該影像訊號輸入至該輸入影像訊號單元中；進行一取樣位置分析步驟；該子畫素成像單元進行一第一子單元之子畫素成像處理步驟以及進行一第二子單元之子畫素成像處理步驟；進行一混合排列影像數據處理步驟；以及輸出一經處理的影像訊號，以使該顯示裝置顯示一影像。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的顯示裝置的驅動方法，其中該顯示裝置之所述兩個第一子單元以及所述兩個第二子單元的排列為下列其中之一：U1 U2 U2 U1(排列1) U1 U2 U1 U2(排列2)U1 U1 U2 U2(排列3)其中，U1為所述第一子單元且U2為所述第二子單元。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的顯示裝置的驅動方法，其中所述重複單元之32個子畫素的排列為下列其中之一：R G B W R G B G B W R G B G R G R G B G R G B W B G R G B W R G(排列4)R G B W R G B G B W R G B G R G R G B W R G B G B W R G B G R G(排列5)R G B W R G B W B W R G B W R G R G B G R G B G B G R G B G R G(排列6)。
TW104118628A 2015-06-09 2015-06-09 顯示裝置以及其驅動方法 TWI571857B (zh)

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