TW201734563A - 個人沉浸式裝置的顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種個人沉浸式裝置的顯示裝置可包含一第一畫素陣列和一第二畫素陣列。這兩個畫素陣列的畫素具有小於2毫秒的一響應時間,一畫素的響應時間係為畫素的亮度從白色亮度的10%上升到白色亮度的90%的一第一時間量和從白色亮度的90%下降到白色亮度的10%的響應時間的一第二時間量的總和。此外,第一畫素陣列可與第二畫素陣列間隔開一間隙,從第一畫素陣列的一中心到第二畫素陣列的一中心的距離位於58毫米(mm)到72毫米(mm)之間。
Description
本發明係關於一種用於實現虛擬實境的個人沉浸式裝置的顯示裝置。
虛擬實境技術已經應用於防衛領域、建築領域、旅遊領域、電影領域、多媒體領域、遊戲領域等。虛擬實境意味著允許用戶使用一立體影像技術感覺為真實環境的特定環境或特定情況。
虛擬實境技術已經應用於個人沉浸式裝置,以便最大化虛擬實境的沉浸。個人沉浸式裝置的實例包含一頭戴式顯示器(HMD)、一面部安裝的顯示器(FMD)、以及一眼鏡型顯示器(EGD)。
在立體影像的立體感、沉浸、以及疲勞等方面以及不舒適的外觀設計方面,個人沉浸式裝置的性能不如預期的那麼令人滿意。近來開發了在智慧手機上顯示立體影像並將智慧手機安裝在用戶佩戴的頭戴式顯示器(HMD)中的方法,以便在智慧手機的顯示裝置上實現虛擬實境。然而,由於虛擬實境的一最佳設計未應用於智慧手機的顯示裝置,因此使用智慧手機顯示虛擬實境影像的方法不能夠實現高質量的虛擬實境。
本發明提供了一種個人沉浸式裝置的顯示裝置,能夠改善一立體感、一沉浸、以及一疲勞。
在本發明的一個實施例中,一種虛擬實境顯示裝置包含:一第一畫素陣列。第一畫素陣列的畫素具有小於2毫秒的一響應時間,一畫素的響應時間係為畫素的亮度從白色亮度的10%上升到白色亮度的90%的一第一時間量和從白色亮度的90%下降到白色亮度的10%的響應時間的一第二時間量的總和。
在本發明的一個實施例中,這種顯示裝置包含與第一畫素陣列間隔開一間隙的一第二畫素陣列。從第一畫素陣列的一中心到第二畫素陣列的一中心的距離位於58毫米(mm)到72毫米(mm)之間。在本發明的一個實施例中,第一畫素陣列沿著一第一方向與第二畫素陣列相鄰。第一畫素陣列具有一橫向型縱橫比,使得第一畫素陣列在第一方向上的一長度相比較於第一畫素陣列在與第一方向垂直的一第二方向上的一長度更長。第二畫素陣列還具有一橫向型縱橫比,使得第二畫素陣列在第一方向上的一長度相比較於第二畫素陣列在第二方向上的一長度更長。
在本發明的一個實施例中,一第一資料驅動器積體電路(IC)向結合到第一畫素陣列的第一資料線提供資料電壓。一第二資料驅動器積體電路(IC)向結合到第二畫素陣列的第二資料線提供資料電壓。
在本發明的一個實施例中,一第一閘極驅動器向結合到第一畫素陣列的第一閘極線提供掃描訊號。一第二閘極驅動器向結合到第二畫素陣列的第二閘極線提供掃描訊號。此外,第一閘極驅動器和第二閘極驅動器位於第一畫素陣列和第二畫素陣列之間。
在本發明的一個實施例中,第一畫素陣列和第二畫素陣列的畫素包含金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。在本發明的一個實施例中,第一畫素陣列和第二畫素陣列分別具有等於或大於1440ⅹ1280的一分辨率,等於或大於500ppi(每英寸畫素數)的一畫素密度,以及等於或大於14%的一畫素孔徑比。
在本發明的一個實施例中,第一畫素陣列的畫素包含結合到一第一發射線和一第一掃描線的一第一畫素,顯示裝置更包含一驅動電路,驅動電路用以在一圖框週期期間,將一第一掃描訊號在一第一電壓電平提供給第一掃描線,用以將一第一資料電壓掃描到第一畫素中。驅動電路在圖框週期期間並且當第一掃描訊號具有一第二電壓電平時,提供具有小於或等於第一發射線的50%佔空比的一第一發射訊號,第一畫素的發射光線根據第一發射訊號的狀態打開和關閉。
在本發明的一個實施例中,第一畫素包含:一發光元件,根據流過發光元件的電流而發射光線;一儲存電容器;一掃描電晶體,用於向儲存電容器提供資料電壓,掃描電晶體具有連接到第一掃描線的一閘極;一驅動電晶體,根據資料電壓控制流過發光元件的電流的一電平;以及一開關電晶體,響應於第一發射訊號的狀態而導通和截止電流。
在本發明的一個實施例中,畫素陣列包含結合到一第二發射線和一第二掃描線的一第二畫素。驅動電路還在圖框週期期間,將一第二掃描訊號在第一電壓電平提供給第二掃描線,以將資料電壓掃描到第二畫素中,以及在圖框週期期間並且當第二掃描訊號具有第二電壓電平時,提供具有小於或等於50%的佔空比,並且具有與第一發射訊號不同的相位的一第二發射訊號。第二畫素的發射光線根據第二發射訊號的狀態來打開和關閉。
現在將詳細參考本發明的實施例,這些實施例的一些實例表示於附圖中。只要可能,在所有附圖中使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部件。將要注意的是,如果確定習知技術可誤導本發明的實施例,則將省略對這些習知技術的詳細描述。
請參考圖1,根據本發明的一示例性實施例的個人沉浸式裝置包含一鏡頭模塊912、一顯示模塊913、一主板914、一頭套911、一側框架915、一前蓋916等。
顯示模塊913包含用於驅動兩個顯示面板中每一個的一顯示面板驅動電路,並且顯示從主板914接收的一輸入影像。顯示面板包含用戶使用他或她的左眼觀看的一第一顯示面板,以及用戶用他/她的右眼觀看的一第二顯示面板。顯示模塊913將從主板914接收的影像資料顯示在顯示面板上。影像資料可以是實現虛擬實境(VR)視訊影像或強化實境(AR)視訊影像的二維(2D)或三維(3D)影像資料。顯示模塊913可將從主板914接收的各種資訊顯示為文本、符號等。
透鏡模塊912包含用於加寬用戶的左眼和右眼之間視角的超廣角鏡頭(即,一對魚眼鏡頭)。這一對魚眼透鏡包含設置在第一顯示面板前面的一左眼透鏡和設置在第二顯示面板前面的一右眼透鏡。
主板914包含執行虛擬實境軟體並將一左眼影像和一右眼影像提供給顯示模塊913的一處理器。主板914還包括連接到一外部設備、一感測器模塊等的一介面模塊。介面模塊通過例如一通用串列匯流排(USB)和高清晰度多媒體介面(HDMI)的一介面連接到外部設備。感測器模塊包括一陀螺儀感測器、一加速度感測器等。主板914的處理器響應於感測器模塊的一輸出訊號校正左眼影像資料和右眼影像資料,並將通過介面模塊接收的輸入影像的左眼影像資料和右眼影像資料傳送到顯示模塊913。主板914的處理器可基於二維(2D)影像的深度資訊的分析結果產生適合於顯示面板之分辨率的一左眼影像和一右眼影像,並可將左眼影像和右眼影像發送到顯示模塊913。
頭套911包括暴露魚眼透鏡的一後蓋和連接到後蓋的一帶。頭套911的後蓋、側框架915、以及前蓋916組裝得到一內部空間,此內部空間中設置有個人沉浸式裝置的組件,並保護這些組件。這些組件包含透鏡模塊912、顯示模塊913、以及主板914。帶與後蓋相連接。用戶使用帶將個人沉浸式裝置佩戴在他/她的頭上。當用戶在他/她的頭上佩戴個人沉浸式裝置時,他/她使用他/她的左眼和右眼通過魚眼鏡頭觀看不同的顯示面板(即,第一及第二顯示面板)。
側框架915固定在頭帶911和前蓋916之間,並且固定設置有透鏡模塊912、顯示模塊913、以及主板914的內部空間的間隙。前蓋916設置在個人沉浸式裝置的一前表面。
根據本發明之實施例的個人沉浸式裝置可實現為圖1所示的一頭戴式顯示器(HMD),但不限於圖1。舉例而言,本發明的實施例可實現為一眼鏡型顯示器(EGD)。
圖2表示圖1所示的顯示模塊913的第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2。圖3表示圖2所示的第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2之間的距離。第一及第二顯示面板PNL1及PNL2中的每一個實現為具有快速響應時間、優良的顏色再現特性、以及優良視角特性的一有機發光二極體(OLED)顯示面板。在眼鏡型顯示器(EGD)的情況下,第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2可實現為一透明有機發光二極體(OLED)顯示面板。
請參考圖2及圖3,第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2獨立製造,並且在顯示模塊913上彼此分離地佈置。第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2在水平x方向上彼此相鄰,但是第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2(以及它們各自的畫素陣列AA)透過一間隙G彼此分離。
在圖2中,「DIC(驅動積體電路)」係為一積體電路(IC)晶片,其中整合有圖7所示的一定時控制器110和一資料驅動器102。「GIP(gate-in panel)」係為一電路,其中圖7所示的閘極驅動器104及一發射(縮寫為EM)驅動器106和一畫素陣列整合在同一基板上。存在兩個DIC,一個用於驅動第一顯示面板PNL1的顯示線(圖未示),另一個用於驅動第二顯示面板PNL2的顯示線(圖未示)。
第一顯示面板PNL1之畫素陣列AA的中心與第二顯示面板PNL2之畫素陣列AA的中心之間的距離Lp可以與用戶的兩隻眼睛之間的距離Le基本相同。第一顯示面板PNL1之畫素陣列AA的中心與第二顯示面板PNL2之畫素陣列AA的中心之間的距離Lp可設置為Le±α。用戶的兩隻眼睛之間的距離Le為左眼的瞳孔和右眼的瞳孔之間的一距離,並且係為大約6.5cm(= 65mm)。因此,距離Le通常在58mm至72mm的範圍內。距離Le可根據種族而稍微改變。「α」為考慮設置第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2之間設置的顯示面板驅動電路(例如,圖2的GIP)、一加工偏差等的設計餘量,並且可設置為10%的Le。
第一及第二顯示面板PNL1及PNL2之每一個的畫素陣列AA具有一橫向型縱橫比,考慮到一垂直視角和一水平視角,其中一水平方向x的長度相比較於一垂直方向y的長度更長。在個人沉浸式裝置中,當增加水平視角時視角的改善效果大於當增加垂直視角時視角的改善效果。本發明的實施例將第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2的每一個製造為一橫向型有機發光二極體(OLED)顯示面板,以便最大化個人沉浸式裝置中的水平視角。
在橫向型縱橫比中,水平方向x上的畫素數量大於垂直方向y上的畫素數量,並且水平方向x上的長度相比較於垂直方向y上的長度更長。此外,在一縱向型縱橫比中,垂直方向y上的畫素數量大於水平方向x上的畫素數量,並且垂直方向y上的一長度相比較於水平方向x上的一長度更長。
本發明人對在改變人體沉浸用裝置的顯示面板類型的同時,用戶感覺到的立體感、沉浸、疲勞進行了實驗。根據實驗結果,如圖3所示,當第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2的畫素陣列透過用戶的雙眼之間的距離彼此分離時,本發明人確認用戶感覺到的立體感覺大大提高。當第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2之畫素陣列彼此分離並且第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2之畫素陣列的中心之間的距離與用戶的左眼和左眼之間的距離相同時,視角變寬,並且獲得立體感一較大的改善效果。在根據本發明實施例的個人沉浸式裝置中,用戶左眼的瞳孔對應於第一顯示面板PNL1的畫素陣列AA的中心,並且用戶右眼的瞳孔對應於第二顯示面板PNL2之畫素陣列AA的中心。
用戶感覺到的立體感在橫向型縱橫比方面相比較於縱向型縱橫比更好。本發明的實施例透過在個人沉浸式裝置分別設置用於左眼的橫向型顯示面板和用於右眼的橫向型顯示面板來提高立體感。
第一畫素陣列AA和第二畫素陣列AA可分別設置在分離的基板上,使得其上顯示左眼影像的第一畫素陣列AA和其上顯示右眼影像的第二畫素陣列AA彼此分離。在這種情況下,第一畫素陣列AA設置在第一顯示面板PNL1的一基板上,第二畫素陣列AA設置在第二顯示面板PNL2的一基板上。在本發明的另一實施例中,第一畫素陣列和第二畫素陣列可以在一個基板上彼此分離。在這種情況下,第一和第二畫素陣列可以在一個顯示面板上彼此分離。在本文公開的本發明的實施例中,第一和第二畫素陣列彼此分離的事實表示第一和第二畫素陣列的資料線、閘極線(或掃描線)、以及畫素彼此分離。因為第一畫素陣列AA和第二畫素陣列AA彼此分離,但是可通過相同的驅動訊號系統驅動,所以第一畫素陣列AA和第二畫素陣列AA可彼此共享顯示面板驅動電路的至少一部分。
當兩個畫素陣列AA分離地設置在一個基板上時,除了提高立體感之外,這種設置還可提供各種效果。習知技術的實現虛擬實境(VR)裝置在一個基板上形成一個畫素陣列,並且在這一個畫素陣列上顯示一左眼影像和一右眼影像。即,習知技術的實現虛擬實境(VR)裝置不將畫素陣列劃分為分離的部分。與習知技術不同,本發明的實施例將顯示面板劃分為兩個顯示面板PNL1和PNL2,並將畫素陣列AA分成兩個畫素陣列,或者將兩個畫素陣列分開設置在一個基板上。因此,在本發明的實施例和習知技術之間在是否劃分畫素陣列方面存在區別。由於這種差別,本發明的實施例可相比較於習知技術現有技術更自由地佈置畫素陣列AA,並且可以最佳視角比分別對應於人的左眼和右眼的設置畫素陣列AA,由此最大化立體感。
由於根據本發明實施例的顯示面板之結構在生產率方面減小了畫素陣列的面積,因此本發明之實施例可減少不良的百分比並提高產量。
當畫素陣列AA之間的距離減小時,屏幕尺寸減小。因此,顯示影像變窄。相反,當畫素陣列AA之間的距離增加時,對應於用戶之雙眼的畫素陣列的中心移動到屏幕的外部。因此,可減少沉浸和立體感。當用戶的兩隻眼睛之間的距離為65mm並且分離的畫素陣列AA的中心準確地對應於用戶的雙眼的瞳孔時,穿戴個人沉浸式裝置的用戶可感覺到一立體影像,同時感覺到最大立體感。當畫素陣列AA之間的距離過度地減小或增加時,使用魚眼鏡頭可對視角進行光學補償,或者左眼影像和右眼影像之間的距離可基於用戶兩眼之間的距離通過影像處理來調整。然而,這種方法導致視角方面的顯示效率的降低。換句話而言,當如本發明的實施例那樣,畫素陣列分離設置並且畫素陣列的中心精確對應於用戶的左眼和右眼的瞳孔時,用戶可觀看最準確的立體影像。
在個人沉浸式裝置中,魚眼鏡頭存在於用戶的眼睛和顯示面板之間,並且用戶的眼睛和顯示面板之間的距離短到幾厘米。當用戶通過魚眼鏡頭觀看在第一及第二顯示面板PNL1及PNL2上再現的一影像時,用戶觀看相比較於顯示在第一及第二顯示面板PNL1及PNL2上的實際屏幕的尺寸更大四到五倍的一影像。當顯示面板的分辨率在顯示面板附近對用戶眼睛可見的環境中減小並且應用魚眼鏡頭時,畫素的一非發射區域增加。因此,一網格效應增加,並且沉浸減少。第一及第二顯示面板PNL1及PNL2中每一個的畫素陣列具有等於或大於QHD(四高清晰度)分辨率(1440ⅹ1280)的分辨率,等於或大於500ppi(每英寸畫素)的一畫素密度,以及等於或大於14%的一畫素孔徑比,以便增加個人沉浸式裝置的沉浸。在QHD分辨率1440ⅹ1280中,「1440」係為水平方向x上的畫素陣列的畫素數,「1280」係為是垂直方向y上畫素陣列的畫素數。考慮到可生產的有機發光二極體(OLED)顯示面板的技術水平,畫素陣列AA可具有500ppi至600ppi的一畫素密度和14%至20%的一畫素孔徑比。
當個人沉浸式裝置顯示一三維(3D)運動畫面時,總等待時間的增加可導致熒幕保持或運動模糊。三維(3D)運動畫面的熒幕保持或運動模糊降低了三維(3D)運動畫面的質量,還增加了用戶的疲勞。總等待時間是通過主板914處理資料所需的一系統處理時間,添加的將資料發送到顯示模塊913的時間,以及添加到顯示模塊913的一延遲時間。顯示模塊913的延遲時間為添加至畫素的一響應時間的一圖框延遲時間,在這個圖框延遲時間一輸入影像在一個圖框週期期間延遲。
本發明的實施例當個人沉浸式裝置顯示三維(3D)運動畫面時,透過減少畫素的響應時間並且增加一圖框速率(或一刷新速率)可減少用戶的疲勞。為此,本發明的實施例將每個顯示面板PNL1和PNL2之畫素的開關元件和驅動元件製造為一n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。因此,本發明的實施例將畫素電路的響應時間減小到2ms,並且將圖框速率增加到等於或大於90Hz,從而縮短一資料更新週期。當圖框速率為90Hz時,資料更新週期(即,一個圖框週期)係為大約11.1毫秒。因此,本發明的實施例將個人沉浸式裝置的顯示模塊913的延遲時間減少到大約13毫秒,並且可以將總等待時間降低到等於或小於25毫秒的水平。輸入影像的資料通過資料更新週期尋址到畫素。
圖4至圖6表示根據本發明之實施例的一響應時間的測量結果。
在圖4至圖6中,x軸係為時間(毫秒),y軸係為使用一亮度計測量的亮度的相對值。圖6係為圖5的測量的亮度的上升部分的放大圖。在圖5及圖6中,由虛線表示的「4T2C」表示包括四個n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)和兩個電容器的一畫素電路(請參考圖9)的一響應時間,由實線表示的「6T1C」表示具有六個n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)和一個電容器的一畫素電路(圖未示)。
用於測量響應時間的方法的實例包含一B到W(黑到白)方法和一G到G(灰到灰)方法。
黑到白方法測量從一黑色畫素改變到一白色畫素所需要的時間。在液晶顯示裝置的情況下,黑到白方法測量從液晶的完全打開狀態變為液晶的完全關閉狀態所需的時間或從液晶完全關閉的狀態變為液晶完全打開狀態所需要的時間。
灰到灰方法測量接近白色的亮灰色與接近黑色的深灰色之間的一響應時間。當一白色亮度通常視為100%時,灰到灰方法測量從10%的亮度達到90%的亮度所需的時間。
根據本發明之實施例的用於測量響應時間的方法使用灰到灰方法。根據本發明之實施例用於測量響應時間的方法在屏幕上顯示一預定時間(例如,500毫秒)的黑色影像,然後在屏幕上顯示一預定時間的白色影像,然後在屏幕上再次顯示一預定時間的黑色影像,同時測量屏幕上的亮度。根據本發明之實施例的用於測量響應時間的方法產生表示使用亮度計測量的亮度的直方圖。直方圖底部的虛線是最頻繁測量的黑亮度,並且認為是參考黑色亮度(= 0%)。圖4之頂部的虛線是最頻繁測量的白色亮度,並且認為是參考白色亮度(= 100%)。根據本發明之實施例的用於測量響應時間的方法測量作為上升時間的從參考白色亮度(= 100%)的10%到90%的變化,並且測量作為下降時間的從參考白色亮度(= 100%)的90%到10%的變化。根據本發明之實施例的響應時間測量為上升時間和下降時間的和。因此,根據本發明之實施例的響應時間測量為從參考白亮度(= 100%)的10%到90%的上升所需的一響應時間與從參考白色亮度(= 100%)的90%至10%的下降所需的一響應時間的總和。
本發明一實施例具有具有大於零且等於或小於2毫秒的一響應時間,本響應時間通過使用畫素電路4T2C實現畫素陣列的顯示面板的上述方法測量得到,其中畫素電路4T2C具有n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。
從圖5及圖6可見,使用n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)的畫素電路在60Hz的一圖框速率下,在2毫秒內將畫素的亮度快速地增加到等於或大於目標亮度的90%的亮度。因此,使用n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)的畫素電路4T2C具有2毫秒或更短的響應時間,這相比較於一個圖框週期(大約16.67毫秒)短得多。另一方面,在等於或大於兩個圖框週期(大約(16.67×2)毫秒)的時間之後,使用p型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)的畫素電路6T1C可以60Hz的圖框速率將畫素的亮度增加到等於或大於目標亮度的90%的亮度。因此,在使用p型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)的畫素電路6T1C中,一響應時間等於或大於兩個圖框週期。
本發明之實施例佔空比驅動第一及第二顯示面板PNL1及PNL2中的每一個,並且當個人沉浸式裝置顯示三維(3D)運動畫面時將畫素的佔空比控制為等於或小於50%的值。因此,本發明的實施例可進一步減少使用一黑色資料插入(BDI)效果的用戶的疲勞。畫素的佔空比是畫素的發射時間相對於一給定發射時間的百分比。舉例而言,當給定發射時間是一個圖框週期時,畫素以等於或小於50%的一佔空比發射光線的事實意味著畫素在等於或小於一個圖框週期的一半的時間發光。畫素的佔空比驅動可使用黑色資料插入(BDI)效果獲得運動模糊的改善和影像保持時間的減少,並且可防止影像保持和閃爍。此外,畫素的佔空比驅動可透過減小在一低灰度級的畫素的電流量來減少觀看三維(3D)運動畫面的用戶的疲勞。
圖7係為圖2所示的顯示面板之結構的方框圖。圖8示意性地表示圖7中所示的一畫素陣列的一部分。圖9係為一畫素電路的實例的等效電路圖。圖10係為輸入到圖9所示之畫素的訊號的波形圖。
請參照圖7至圖10,根據本發明之實施例的第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2中每一個包含顯示一輸入影像的畫素陣列AA和用於將輸入影像的資料寫入於畫素陣列AA上的顯示面板驅動電路。
顯示面板驅動電路包含一資料驅動器102、一閘極驅動器104、一發射(簡稱為「EM」)驅動器106、以及定時控制器110。顯示面板驅動電路還包括一電源電路(圖未示)。電源電路產生驅動資料驅動器102、閘極驅動器104、發射驅動器106、定時控制器110、以及第一及第二顯示面板PNL1及PNL2所需的電能。
顯示面板驅動電路的至少一部分可設置在第一和第二畫素陣列AA之間的基板的表面上。第一顯示面板PNL1和第二顯示面板PNL2可彼此共享顯示面板驅動電路的至少一部分(例如,圖7的定時控制器110)。顯示面板驅動電路以等於或大於90Hz的一高圖框速率將資料尋址到第一及第二顯示面板PNL1及PNL2的畫素10,並將資料寫入畫素10。
複數個資料線11和複數個閘極線12a、12b、以及12c在畫素陣列AA上彼此交叉,並且畫素10以矩陣形式佈置。畫素陣列AA包括共同連接到畫素10的一參考電壓線(以下稱為「REF」線)16和用以向畫素10提供一高電位驅動電壓VDD的一VDD線(圖未示)。一預定的初始化電壓Vini可通過REF線16提供給畫素10。
閘極線12a、12b、以及12c包含提供有一第一掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)的複數個第一掃描線12a,提供有第二掃描脈波SCAN2(1)~SCAN2(4)的複數個第二掃描線12b,以及提供有一發射訊號EM(1)~EM(4)的複數個發射訊號線12c。
每一畫素10包含用於顏色表示的一紅色子畫素、一綠色子畫素以及一藍色子畫素。每一畫素10還可包含一白色子畫素。一個資料線11,閘極線12a、12b、以及12c,REF線16,VDD線等連接到每一畫素10。
一個圖框週期劃分為一掃描週期和一佔空比驅動週期,在掃描週期中,資料尋址到畫素10,並且輸入影像的資料寫入在每一畫素10上,在掃描週期之後,佔空比驅動週期中畫素10響應於交流(AC)發射訊號EM(1)~EM(4),在預定的佔空比發射光線。在佔空比驅動週期期間,交流(AC)發射訊號EM(1)~EM(4)以等於或小於50%的佔空比產生,並且使得畫素10在等於或小於50%的佔空比發射光線。因為掃描週期係為大約一個水平週期,因此佔空比驅動週期佔據一個圖框週期的大部分。在掃描週期期間,畫素10的電容器使用一資料電壓重電。畫素10響應於交流(AC)發射訊號 EM(1)~EM(4)重複地執行發射作業(或一開啟作業)以及一非發射作業(或關閉作業)。因此,畫素的發射光線可根據發射訊號 EM(1)~EM(4)的狀態來接通和截止。每一畫素10在一個圖框週期期間重複地執行開啟作業和關閉作業,並且在等於或小於50%的佔空比發射光線。畫素10關閉,然後使用充電到電容器的資料電壓發射光線。因此,在掃描週期之後的佔空比驅動週期期間,畫素10不另外提供有資料電壓,並且在等於或小於50%的佔空比下驅動。因此,在一個圖框週期期間以相同的亮度顯示資料。
資料驅動器102在定時控制器110的控制下,將從定時控制器110接收的輸入影像的資料DATA1~DATA4轉換為一伽馬補償電壓,並且產生資料電壓。資料驅動器102將資料電壓輸出到資料線11。資料驅動器102可以在一初始化週期ti期間,將一預定的參考電壓Vref輸出至資料線11,以便初始化畫素10的驅動元件。
在定時控制器110的控制下,閘極驅動器104將第一及第二掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)及SCAN2(1)~SCAN2(4)提供給第一及第二掃描線12a及12b。第一及第二掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)及SCAN2(1)~SCAN2(4)與資料同步電壓。當資料電壓提供給畫素時,第一掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)維持在一導通電平並且導通一開關元件T3,由此選擇使用資料電壓充電畫素10。第二掃描脈波SCAN2(1)~SCAN2(4)與第一掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)同時上升並且相比較於第一掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)更早地下降,從而在初始化週期ti期間初始化畫素10。第二掃描脈波SCAN2(1)~SCAN2(4)與第一掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)同時上升,並在一採樣週期ts之前下降。
閘極驅動器104使用一移位暫存器移位掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)和SCAN2(1)~SCAN2(4),並且順次地將掃描脈波SCAN1(1)~SCAN1(4)和SCAN2(1)~SCAN2(4)提供給掃描線12a及12b。閘極驅動器104的移位暫存器可通過一GIP製程與畫素陣列AA一起直接形成在顯示面板的基板上。
發射驅動器106為在定時控制器110的控制下輸出發射訊號EM(1)~EM(4),並將發射訊號EM(1)~EM(4)提供給發射訊號線12c的一佔空比驅動器。發射驅動器106使用一移位暫存器移位發射訊號EM(1)~EM(4),並且順次地將發射訊號EM(1)~EM(4)提供給發射訊號線12c。發射驅動器106在定時控制器110的控制下在佔空比驅動週期期間重複地切換發射訊號EM(1)~EM(4),並且在等於或小於50%的佔空比下驅動畫素10。發射驅動器106的移位暫存器可通過GIP製程與畫素陣列AA一起直接形成在顯示面板的基板上。
定時控制器110接收從主板914接收的左眼影像和右眼影像的數位視訊資料DATA和與數位視訊資料DATA同步的一定時訊號。定時訊號包含一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、一時脈訊號CLK以及一資料使能訊號DE。定時控制器110根據從主板914接收的定時訊號和一預定的暫存器設置值,產生用於控制資料驅動器102之作業定時的一資料定時控制訊號,用於控制閘極驅動器104之作業定時的一閘極定時控制訊號,以及用於控制發射驅動器106之作業定時的一佔空比定時控制訊號。定時控制器110使用佔空比定時控制訊號控制發射訊號EM的佔空比。
如圖9所示,每一畫素10包含一有機發光二極體(OLED)、複數個薄膜電晶體(TFT)T1至T4、以及一儲存電容器Cst。一電容器C可連接在第二薄膜電晶體(TFT)T2的一汲極和一第二節點B之間。在圖9中,「Coled」表示有機發光二極體(OLED)的一寄生電容。薄膜電晶體(TFT)實現為一n型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。在掃描週期期間,畫素10對第一薄膜電晶體(TFT)T1的一閥值電壓進行採樣,並且提供有輸入影像的資料電壓。在一佔空比驅動週期tem期間,畫素10在等於或小於50%的佔空比下發射光線。掃描週期劃分為其中畫素10初始化的一初始化週期ti,其中對每一畫素10的驅動元件的閥值電壓進行採樣的採樣週期ts,以及其中輸入影像的資料電壓供給至畫素10的一程式化週期tw。
有機發光二極體(OLED)根據從資料驅動器102輸出的資料電壓,使用由第一薄膜電晶體(TFT)T1控制的電流量來發光。透過第二薄膜電晶體(TFT)T2切換有機發光二極體(OLED)的一電流路徑。有機發光二極體(OLED)包含一陽極和一陰極之間形成的一有機化合物層。有機化合物層可包含一電洞注入層HIL、一電洞傳輸層HTL、一發射層EML、一電子傳輸層ETL、以及一電子注入層EIL,但不限於此。有機發光二極體(OLED)的陽極連接到第二節點B,並且有機發光二極體(OLED)的陰極連接到提供有一低電位電源電壓或一接地電平電壓VSS的一VSS電極。「Coled」表示在有機發光二極體(OLED)的陽極和陰極之間形成的一寄生電容。
第一薄膜電晶體(TFT)T1為根據閘極到源極電壓Vgs調節有機發光二極體(OLED)中流動的電流的一驅動元件。第一薄膜電晶體(TFT)T1包含連接到第一節點A的一閘極,連接到第二薄膜電晶體(TFT)T2之源極的一汲極,以及連接到第二節點B的一源極。
第二薄膜電晶體(TFT)T2是響應於發射訊號EM,將有機發光二極體(OLED)中流動的電流切換為導通和截止的一開關元件。發射訊號EM在採樣週期ts期間在一導通電平產生,並且在佔空比驅動週期期間重複導通電平和截止電平。因此,發射訊號EM以等於或小於50%的佔空比產生。第二薄膜電晶體(TFT)T2的汲極連接到提供有高電位驅動電壓VDD的VDD線,並且第二薄膜電晶體(TFT)T2的源極連接到第一薄膜電晶體(TFT)T1的汲極。第二薄膜電晶體(TFT)T2的一閘極連接到發射訊號線12c,並且提供有發射訊號EM。發射訊號EM在採樣週期ts期間在導通電平(或一高邏輯電平)產生,並且導通第二薄膜電晶體(TFT)T2。發射訊號EM在初始化週期ti期間和程式化週期tw期間反轉為截止電平(或一低邏輯電平),並且截止第二薄膜電晶體(TFT)T2。發射訊號EM根據脈波寬度調變(PWM)佔空比重複導通電平和截止電平,並且在佔空比驅動週期期間以等於或小於50%的佔空比產生。由於第二薄膜電晶體(TFT)T2響應於發射訊號EM而切換,因此有機發光二極體(OLED)在等於或小於50%的佔空比下發射光線。
第三掃描薄膜電晶體(TFT)T3為響應於第一掃描脈波SCAN1在第一節點A將資料電壓Vdata提供給儲存電容器Cst的一開關元件。第三薄膜電晶體(TFT)T3包含連接到第一掃描線12a的一閘極,連接到資料線11的一汲極,以及連接到第一節點A的一源極。第一掃描脈波SCAN1通過第一掃描線12a提供給畫素10。第一掃描脈波SCAN1在大約一個水平週期1H期間在導通電平下產生,並且導通第三薄膜電晶體(TFT)T3。第一掃描脈波SCAN1在佔空比驅動週期tem期間反轉為一截止電平,並且截止第三薄膜電晶體(TFT)T3。
第四薄膜電晶體(TFT)T4是響應於第二掃描脈波SCAN2,將參考電壓Vref提供給第二節點B的一開關元件。第四薄膜電晶體(TFT)T4包含連接到第二掃描線12b的一閘極、連接到參考電壓線16的一汲極、以及連接到第二節點B的一源極。第二掃描脈波SCAN2通過第二掃描線12b提供給畫素10。第二掃描脈波SCAN2在初始化週期ti期間在導通電平生成,並且導通第四薄膜電晶體(TFT)T4。第二掃描脈波SCAN2在剩餘週期期間維持一截止電平,並且控制第四薄膜電晶體(TFT)T4處於截止狀態。
儲存電容器Cst連接在第一節點A和第二節點B之間,並且儲存第一節點A和第二節點B之間的一差電壓,從而保持第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs。儲存電容器Cst以源極跟隨器方式採樣驅動元件,即第一薄膜電晶體(TFT)T1的一閥值電壓Vth。電容器C連接在VDD線和第二節點B之間。當第一節點A的一電壓根據在程式化週期tw期間掃描的資料電壓Vdata而改變時,儲存電容器Cst和電容器C劃分第一節點A的電壓的變化量,並將分壓後電壓反映在第二節點B的一電壓上。
畫素10的掃描週期如圖10所示,劃分為初始化週期ti、採樣週期ts、以及程式化週期tw。掃描週期被設置為大約一個水平週期1H,並且在掃描週期期間資料寫入在畫素陣列的一個水平線上設置的畫素10上。在掃描週期期間,採樣驅動元件,即,畫素10的第一薄膜電晶體(TFT)T1的閥值電壓Vth,並且資料電壓補償閥值電壓Vth的量。因此,在一個水平週期1H期間,輸入影像的資料DATA補償驅動元件(第一薄膜電晶體T1)的閥值電壓Vth的量,並且寫入至畫素10上。
當初始化週期ti開始時,第一及第二掃描脈波SCAN1及SCAN2上升並在導通電平上產生。同時,發射訊號EM下降並且改變到截止電平。在初始化週期ti期間,第二薄膜電晶體(TFT)T2截止並且阻斷有機發光二極體(OLED)的一電流路徑。在初始化週期ti期間,第三及第四薄膜電晶體(TFT)T3及T4導通。在初始化週期ti期間,預定的參考電壓Vref提供給資料線11。在初始化週期ti期間,第一節點A的電壓初始化為參考電壓Vref,並且第二節點B的電壓初始化為預定的初始化電壓Vini。在初始化週期ti之後,第二掃描脈波SCAN2變為截止電平並且截止第四薄膜電晶體(TFT)T4。導通電平是使得畫素10的開關元件(T2至T4)導通的薄膜電晶體(TFT)的一閘極電壓的一電壓電平。截止電平是使得畫素10的開關元件(T2至T4)截止的薄膜電晶體(TFT)的閘極電壓的一電壓電平。
在採樣週期ts期間,第一掃描脈波SCAN1保持導通電平,並且第二掃描脈波SCAN2維持截止電平。當採樣週期ts開始時,發射訊號EM上升並變為導通電平。在採樣週期ts期間,第二及第三薄膜電晶體(TFT)T2及T3導通。在採樣週期ts期間,第二薄膜電晶體(TFT)T2響應於導通電平的發射訊號EM而導通。在採樣週期ts期間,第三薄膜電晶體(TFT)T3由於導通電平的第一掃描脈波SCAN1而保持導通狀態。在採樣週期ts期間,參考電壓Vref提供給資料線11。在採樣週期ts期間,第一節點A的電壓保持在參考電壓Vref,並且第二節點B的電壓由於汲極到源極電流Ids而上升。通過源極跟隨器方式將第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs採樣為第一薄膜電晶體(TFT)T1的閥值電壓Vth,並且將採樣的閥值電壓Vth儲存於儲存電容器Cst中。在採樣週期ts期間,第一節點A的電壓是參考電壓Vref,並且第二節點B的電壓為「Vref-Vth」。
在程式化週期tw期間,第三薄膜電晶體(TFT)T3響應於導通電平的第一掃描脈波SCAN1而保持導通狀態,並且其餘的薄膜電晶體(TFT)T1、T2、以及T4截止。在程式化週期tw期間,輸入影像的資料電壓Vdata提供給資料線11。資料電壓Vdata提供給第一節點A,並且電容器Cst和C之間的電壓分壓結果相對於第一節點A之電壓的變化量(Vdata-Vref)反映在第二節點B的電壓上。因此,第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs程式化。在程式化週期tw期間,第一節點A的電壓是資料電壓Vdata,並且第二節點B的電壓是透過將儲存電容器Cst和電容器C之間的電壓分壓的結果(C'*(Vdata-Vref)與通過採樣週期ts設置的「Vref-Vth」相加所獲得的「Vref-Vth+C'*(Vdata-Vref)」。結果,第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs通過程式化週期tw編程為「Vdata-Vref+Vth-C'*(Vdata-Vref)」。在本文公開的本發明的實施例中,C'係為Cst/(Cst+C)。
當佔空比驅動週期tem開始時,發射訊號EM上升並再次變化為導通電平。另一方面,第一掃描脈波SCAN1下降並變為截止電平。在佔空比驅動週期tem期間,第二薄膜電晶體(TFT)T2保持導通狀態並形成有機發光二極體(OLED)的一電流路徑。在佔空比驅動週期tem期間,第一薄膜電晶體(TFT)T1根據資料電壓Vdata控制在有機發光二極體(OLED)中流動的一電流量。
佔空比驅動週期tem是從程式化週期tw之後到下一圖框週期的初始化週期ti之間的範圍。本發明的本實施例使得畫素10在佔空驅動週期tem期間不連續發射光線,並且通過發射訊號EM的切換,使得畫素10以等於或小於50%的佔空比發射光線。當在導通電平上產生發射訊號EM時,第二薄膜電晶體(TFT)T2導通並形成有機發光二極體(OLED)的電流路徑。在佔空比驅動週期tem期間,基於第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs控制的一電流Ioled在有機發光二極體(OLED)中流動並且使有機發光二極體(OLED)發光。在佔空比驅動週期tem期間,由於第一及第二掃描脈波SCAN1及SCAN2保持截止電平,因此第三及第四薄膜電晶體(TFT)T3及T4截止。
在佔空比驅動週期tem期間,有機發光二極體(OLED)中流動的電流Ioled由以下等式1表示。有機發光二極體(OLED)由於電流Ioled而發射光線,並且表示輸入影像的亮度。 [等式1]
在上述等式1中,k是由第一薄膜電晶體(TFT)T1的遷移率、寄生電容、通道電容等確定的一比例常數。
由於第一薄膜電晶體(TFT)T1的閥值電壓Vth包含在通過程式化週期tw編程的第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs中,因此閥值電壓在等式1中表示的Ioled中取消。因此,驅動元件,即第一薄膜電晶體(TFT)T1的閥值電壓對有機發光二極體(OLED)的電流Ioled的影響可去除。
圖11係為根據本發明之實施例的一畫素電路的佔空比驅動方法的波形圖。圖12表示根據本發明之實施例的一畫素電路的佔空比驅動方法中的黑色資料插入(BDI)效應。在圖12中,(a)表示一個圖框的一影像。圖12的(b)表示當與圖12的(a)相同的影像使用佔空比驅動方法顯示在畫素上時,一非佔空比驅動週期(即,截止週期)順次移位的一實例。圖13表示其中在沒有附加資料尋址的情況下,在一個圖框週期期間維持畫素的資料的原理。
請參考圖11及圖12,垂直同步訊號Vsync係為定義一個圖框週期的一定時訊號。在一個圖框週期期間,對應於一個圖框的量的影像資料尋址到畫素10並寫在畫素10上。
僅在一個圖框週期的一初始掃描週期期間,一輸入影像的資料尋址到畫素10並寫在畫素10上。畫素10在發射訊號EM(1)~EM(n)的截止電平週期中關閉。然而,如圖10所示,畫素10保持資料電壓,並且在截止週期之後的一導通週期期間以與截止週期之前的一導通週期相同的亮度發射光線。
發射訊號EM(1)~EM(n)的一導通電平週期定義畫素陣列中的一導通週期。導通電平的發射訊號EM在畫素10中形成有機發光二極體(OLED)的電流路徑並導通有機發光二極體(OLED)。另一方面,發射訊號 EM(1)~EM(n)的截止電平週期定義畫素陣列中的一截止週期。在截止週期期間,截止電平的發射訊號 EM(1)~EM(n)提供給畫素10。截止週期的畫素10顯示一黑灰度級,因為有機發光二極體(OLED)的電流路徑阻斷,並且電流不在有機發光二極體(OLED)中流動。
在一個圖框週期的佔空比驅動週期tem期間,發射訊號 EM(1)~EM(n)具有兩個或更多個週期。發射訊號 EM(1)~EM(n)的一個週期包括一個導通電平週期和一個截止電平週期。因此,在佔空比驅動週期tem期間,發射訊號 EM(1)~EM(n)的導通電平週期和截止電平週期彼此交替,並且相鄰的導通電平週期截止,其中這相鄰的導通電平週期之間插入截止電平週期。在佔空比驅動週期tem中,每一畫素10由於發射訊號 EM(1)~EM(n)而一次或多次地關閉。因為發射訊號 EM(1)~EM(n)的截止電平週期沿著顯示面板的一掃描方向移位,所以畫素陣列AA中的截止週期沿著發射訊號 EM(1)~EM(n)的截止電平週期移位,如圖11所示。換句話而言,不是所有的發射訊號在相同的相位中受到驅動。一些發射訊號彼此異相。例如發射訊號EM(1)具有與發射訊號EM(n)不同的相位。這使得不同畫素列的發光在不同相位導通和截止。
佔空比驅動方法以等於或小於50%的佔空比驅動畫素10,從而可改善影像保持和閃爍。佔空比係指一畫素的導通時間與畫素的組合的導通和截止時間的比率。特別地,當個人沉浸式裝置顯示三維(3D)運動影像時,佔空比驅動方法可減少用戶的疲勞。
本發明的實施例在佔空比驅動期間保持畫素的資料電壓,而不在畫素上額外寫入資料。這將參考圖13進行描述。
如圖13所示,在通過資料尋址將資料寫入畫素10之後,第一掃描脈波SCAN1在一個圖框週期期間維持截止電平。結果,在儲寸電容器Cst使用資料電壓充電之後,連接到第一薄膜電晶體(TFT)T1之閘極的第一節點A浮置。當第一薄膜電晶體(TFT)T1的一源極電壓Vs改變時,閘極電壓Vg根據源極電壓Vs的變化而改變,同時保持儲存電容器Cst的電荷。結果,在畫素10由於發射訊號EM的導通電平週期和截止週期而截止之後,即使資料不再次寫入畫素10中,驅動元件,即第一薄膜電晶體(TFT)T1的閘極到源極電壓Vgs也可均勻地保持。由於如上所述第一薄膜電晶體T1的閘極到源極電壓Vgs均勻地保持,因此保持寫在畫素10上的資料。
如上所述,本發明的實施例可透過優化顯示裝置的面板結構、分辨率、響應特性、驅動方法等來提高個人沉浸式裝置中的立體感和沉浸,並且還能夠減少用戶的疲勞。
雖然已經參考本發明的一些示例性實施例對本發明的實施例進行了描述,但是應當理解的是,本領域技術人員在本發明的原理範圍內可設計許多其它修改和實施例。更特別地,在本發明、附圖以及所附的專利申請範圍範圍內,可以對主題組合設置的組成部分與/或設置進行各種變化和修改。除了組成部件與/或設置的變化和修改之外,替代使用對於本領域技術人員也將是顯而易見的。
10‧‧‧畫素
11‧‧‧資料線
12a‧‧‧第一掃描線
12b‧‧‧第二掃描線
12c‧‧‧發射訊號線
16‧‧‧參考電壓線
102‧‧‧資料驅動器
104‧‧‧閘極驅動器
106‧‧‧發射驅動器
110‧‧‧定時控制器
911‧‧‧頭套
912‧‧‧鏡頭模塊
913‧‧‧顯示模塊
914‧‧‧主板
915‧‧‧側框架
916‧‧‧前蓋
AA‧‧‧畫素陣列
A‧‧‧第一節點
B‧‧‧第二節點
C‧‧‧電容器
G‧‧‧間隙
DATA‧‧‧資料
DATA1~DATA4‧‧‧資料
DIC‧‧‧積體電路(IC)晶片
PNL1‧‧‧第一顯示面板
PNL2‧‧‧第二顯示面板
Lp‧‧‧距離
Le‧‧‧距離
T1‧‧‧第一薄膜電晶體
T2‧‧‧第二薄膜電晶體
T3‧‧‧第三薄膜電晶體
T4‧‧‧第四薄膜電晶體
VDD‧‧‧高電位驅動電壓
VSS‧‧‧接地電平電壓
OLED‧‧‧有機發光二極體
SCAN1‧‧‧第一掃描脈波
SCAN1(1)~SCAN1(4)‧‧‧第一掃描脈波
SCAN2‧‧‧第二掃描脈波
SCAN2(1)~(1)~SCAN2(4)‧‧‧第二掃描脈波
GIP‧‧‧gate-in panel
ti‧‧‧初始化週期
ts‧‧‧採樣週期
tw‧‧‧程式化週期
tem‧‧‧佔空比驅動週期
Vs‧‧‧源極電壓
Vg‧‧‧閘極電壓
Vgs‧‧‧閘極到源極電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
CLK‧‧‧時脈訊號
Hsync‧‧‧水平同步訊號
DE‧‧‧資料使能訊號
Vini‧‧‧初始化電壓
Coled‧‧‧寄生電容
Cst‧‧‧儲存電容器
EM‧‧‧發射訊號
EM(1)~EM(n)‧‧‧發射訊號
1H‧‧‧一個水平週期
11‧‧‧資料線
12a‧‧‧第一掃描線
12b‧‧‧第二掃描線
12c‧‧‧發射訊號線
16‧‧‧參考電壓線
102‧‧‧資料驅動器
104‧‧‧閘極驅動器
106‧‧‧發射驅動器
110‧‧‧定時控制器
911‧‧‧頭套
912‧‧‧鏡頭模塊
913‧‧‧顯示模塊
914‧‧‧主板
915‧‧‧側框架
916‧‧‧前蓋
AA‧‧‧畫素陣列
A‧‧‧第一節點
B‧‧‧第二節點
C‧‧‧電容器
G‧‧‧間隙
DATA‧‧‧資料
DATA1~DATA4‧‧‧資料
DIC‧‧‧積體電路(IC)晶片
PNL1‧‧‧第一顯示面板
PNL2‧‧‧第二顯示面板
Lp‧‧‧距離
Le‧‧‧距離
T1‧‧‧第一薄膜電晶體
T2‧‧‧第二薄膜電晶體
T3‧‧‧第三薄膜電晶體
T4‧‧‧第四薄膜電晶體
VDD‧‧‧高電位驅動電壓
VSS‧‧‧接地電平電壓
OLED‧‧‧有機發光二極體
SCAN1‧‧‧第一掃描脈波
SCAN1(1)~SCAN1(4)‧‧‧第一掃描脈波
SCAN2‧‧‧第二掃描脈波
SCAN2(1)~(1)~SCAN2(4)‧‧‧第二掃描脈波
GIP‧‧‧gate-in panel
ti‧‧‧初始化週期
ts‧‧‧採樣週期
tw‧‧‧程式化週期
tem‧‧‧佔空比驅動週期
Vs‧‧‧源極電壓
Vg‧‧‧閘極電壓
Vgs‧‧‧閘極到源極電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
CLK‧‧‧時脈訊號
Hsync‧‧‧水平同步訊號
DE‧‧‧資料使能訊號
Vini‧‧‧初始化電壓
Coled‧‧‧寄生電容
Cst‧‧‧儲存電容器
EM‧‧‧發射訊號
EM(1)~EM(n)‧‧‧發射訊號
1H‧‧‧一個水平週期
圖1係為根據本發明的一示例性實施例的一個人沉浸式裝置; 圖2表示圖1所示的一顯示模塊的第一及第二顯示面板; 圖3表示圖2所示的第一顯示面板和第二顯示面板之間的距離; 圖4至圖6表示根據本發明一示例實施例的一響應時間的測量結果; 圖7係為圖2所示的顯示面板之結構的方框圖; 圖8示意性地表示圖7中所示的一畫素陣列的一部分; 圖9係為一畫素電路的實例的等效電路圖; 圖10係為輸入到圖9所示之畫素的訊號的波形圖; 圖11係為根據本發明一示例實施例的一畫素電路的佔空比驅動方法的波形圖; 圖12表示根據本發明一示例實施例的一畫素電路的佔空比驅動方法中的一黑色資料插入(BDI)效應;以及 圖13表示其中在沒有附加資料尋址的情況下,在一個圖框週期期間維持畫素的資料的原理。
913‧‧‧顯示模塊
DIC‧‧‧積體電路(IC)晶片
PNL1‧‧‧第一顯示面板
PNL2‧‧‧第二顯示面板
GIP‧‧‧gate-in panel
AA‧‧‧畫素陣列
G‧‧‧間隙
Claims (20)
- 一種個人沉浸式裝置的顯示裝置,包含:該個人沉浸式裝置的顯示裝置的一第一畫素陣列,其中該第一畫素陣列的畫素具有小於2毫秒的一響應時間,一畫素的響應時間係為該畫素的亮度從白色亮度的10%上升到白色亮度的90%的一第一時間量和從白色亮度的90%下降到白色亮度的10%的響應時間的一第二時間量的總和。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,其中該第一畫素陣列的畫素包含金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,其中該第一畫素陣列具有等於或大於1440ⅹ1280的一分辨率,等於或大於500ppi(每英寸畫素數)的一畫素密度,以及等於或大於14%的一畫素孔徑比。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,更包含:一第二畫素陣列,與該第一畫素陣列間隔開一間隙,其中從該第一畫素陣列的一中心到該第二畫素陣列的一中心的距離位於58毫米(mm)到72毫米(mm)之間。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,更包含:一第二畫素陣列,與該第一畫素陣列間隔開一間隙,其中該第一畫素陣列沿著一第一方向與該第二畫素陣列相鄰,其中該第一畫素陣列具有一橫向型縱橫比,使得該第一畫素陣列在該第一方向上的一長度相比較於該第一畫素陣列在與該第一方向垂直的一第二方向上的一長度更長,其中該第二畫素陣列具有一橫向型縱橫比,使得該第二畫素陣列在該第一方向上的一長度相比較於該第二畫素陣列在該第二方向上的一長度更長。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,更包含:一第二畫素陣列,與該第一畫素陣列間隔開一間隙,一第一資料驅動器積體電路(IC),用於向結合到該第一畫素陣列的第一資料線提供資料電壓;以及一第二資料驅動器積體電路(IC),用於向結合到該第二畫素陣列的第二資料線提供資料電壓。
- 如請求項6所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,更包含:一第一閘極驅動器,用於向結合到該第一畫素陣列的第一閘極線提供掃描訊號;一第二閘極驅動器,用於向結合到該第二畫素陣列的第二閘極線提供掃描訊號,該第一閘極驅動器和該第二閘極驅動器位於該第一畫素陣列和該第二畫素陣列之間。
- 如請求項1所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,其中該第一畫素陣列的畫素包含結合到一第一發射線和一第一掃描線的一第一畫素,並且更包含:一驅動電路,用以:在一圖框週期期間,將一第一掃描訊號在一第一電壓電平提供給該第一掃描線,以將一第一資料電壓掃描到該第一畫素中;以及在該圖框週期期間並且當該第一掃描訊號具有一第二電壓電平時,提供具有小於或等於該第一發射線的50%佔空比的一第一發射訊號,該第一畫素的發射光線根據該第一發射訊號的狀態打開和關閉。
- 如請求項8所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,其中該第一畫素包含:一發光元件,根據流過該發光元件的電流而發射光線;一儲存電容器;一掃描電晶體,用以向該儲存電容器提供一資料電壓,該掃描電晶體具有連接到該第一掃描線的一閘極;一驅動電晶體,根據該資料電壓控制流過該發光元件的電流的一電平;以及一開關電晶體,響應於該第一發射訊號的狀態而導通和截止該電流。
- 如請求項8所述之個人沉浸式裝置的顯示裝置,其中該第一畫素陣列包含結合到一第二發射線和一第二掃描線的一第二畫素;以及其中該驅動電路用以:在該圖框週期期間,將一第二掃描訊號在該第一電壓電平提供給該第二掃描線,以將一資料電壓掃描到該第二畫素中;以及在該圖框週期期間並且當該第二掃描訊號具有該第二電壓電平時,提供具有小於或等於50%的佔空比,並且具有與該第一發射訊號不同的相位的一第二發射訊號,該第二畫素的發射光線根據該第二發射訊號的狀態來打開和關閉。
- 一種顯示裝置,包含:一第一畫素陣列;以及一第二畫素陣列,與該第一畫素陣列間隔開一間隙;其中從該第一畫素陣列的一中心到該第二畫素陣列的一中心的距離係為58毫米(mm)到72毫米(mm)之間。
- 如請求項11所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列和該第二畫素陣列的畫素具有小於2毫秒的一響應時間,一畫素的響應時間係為該畫素的亮度從白色亮度的10%上升到白色亮度的90%的一第一時間量和從白色亮度的90%下降到白色亮度的10%的響應時間的一第二時間量的總和。
- 如請求項11所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列和該第二畫素陣列的畫素包含金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。
- 如請求項11所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列和該第二畫素陣列具有等於或大於1440ⅹ1280的一分辨率,等於或大於500ppi(每英寸畫素數)的一畫素密度,以及等於或大於14%的一畫素孔徑比。
- 如請求項11所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列沿著一第一方向與該第二畫素陣列相鄰,其中該第一畫素陣列具有一橫向型縱橫比,使得該第一畫素陣列在該第一方向上的一長度相比較於該第一畫素陣列在與該第一方向垂直的一第二方向上的一長度更長,其中該第二畫素陣列具有一橫向型縱橫比,使得該第二畫素陣列在該第一方向上的一長度相比較於該第二畫素陣列在該第二方向上的一長度更長。
- 如請求項11所述之顯示裝置,更包含:一第一資料驅動器積體電路(IC),用於向結合到該第一畫素陣列的第一資料線提供資料電壓;以及一第二資料驅動器積體電路(IC),用於向結合到該第二畫素陣列的第二資料線提供資料電壓。
- 如請求項16所述之顯示裝置,更包含:一第一閘極驅動器,用於向結合到該第一畫素陣列的第一閘極線提供掃描訊號;一第二閘極驅動器,用於向結合到該第二畫素陣列的第二閘極線提供掃描訊號,該第一閘極驅動器和該第二閘極驅動器位於該第一畫素陣列和該第二畫素陣列之間。
- 如請求項11所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列的畫素包含結合到一第一發射線和一第一掃描線的一第一畫素,並且更包含:一驅動電路,用以:在一圖框週期期間,將一第一掃描訊號在一第一電壓電平提供給該第一掃描線,以將一第一資料電壓掃描到該第一畫素中;以及在該圖框週期期間並且當該第一掃描訊號具有一第二電壓電平時,提供具有小於或等於該第一發射線的50%佔空比的一第一發射訊號,該第一畫素的發射光線根據該第一發射訊號的狀態打開和關閉。
- 如請求項18所述之顯示裝置,其中該第一畫素包含:一發光元件,根據流過該發光元件的電流而發射光線;一儲存電容器;一掃描電晶體,用於向該儲存電容器提供一資料電壓,該掃描電晶體具有連接到該第一掃描線的一閘極;一驅動電晶體,根據該資料電壓控制流過該發光元件的電流的一電平;以及一開關電晶體,響應於該第一發射訊號的狀態而導通和截止該電流。
- 如請求項18所述之顯示裝置,其中該第一畫素陣列包含結合到一第二發射線和一第二掃描線的一第二畫素;以及其中該驅動電路用以:在該圖框週期期間,將一第二掃描訊號在該第一電壓電平提供給該第二掃描線,以將一資料電壓掃描到該第二畫素中;以及在該圖框週期期間並且當該第二掃描訊號具有該第二電壓電平時,提供具有小於或等於50%的佔空比的一第二發射訊號,該第二畫素的發射光線根據該第二發射訊號的狀態來打開和關閉。
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