TWI622974B - 顯示器系統 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含：複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列為nA像素列 x mB像素行，其中A、B為正整數；B條資料線，其中每一資料線分別耦接至該mB像素行中的兩像素行；以及A條掃描線；其中每一資料線分別耦接至該nA像素列中的兩像素列。

Description

顯示器系統

本發明涉及顯示器領域，特別涉及一種顯示器系統。

每英寸像素數目（Pixels Per Inch，PPI，以下簡稱像素密度），取決於顯示器的像素、解析度與顯示器尺寸。具體來說，像素密度的定義是顯示器上每一英吋的距離裡，所包含的像素總量，一般來說像素總量愈高，可顯示的內容便愈精細。相同尺寸的顯示面板，如果像素密度愈高，解析度當然也就愈高。 人眼能辨識的像素密度數值與使用者和顯示器之間的目視距離有關，在某些應用中，例如虛擬實境（Virtual Reality，VR）頭戴式裝置，仍然存在著解析度不夠高，格線明顯等缺點，也就是所謂的紗窗效應（Screen Door Effect），這和目視距離遠遠短於一般顯示器的應用有關，也成為本領域仍待改進的問題之一。

根據本發明的一實施例，提供一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列為nA像素列 x mB像素行；B條資料線，其中每一資料線分別耦接至該mB像素行中的兩像素行；以及A條掃描線，其中每一掃描線分別耦接至該nA像素列中的兩像素列；其中A、B為正整數，n和m分別為大於等於2的正整數。 根據本發明的一實施例，提供一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列；一第一資料線，包含一第一子資料線，耦接至該複數個像素中的第一像素行中的第一子像素行、一第二子資料線，耦接至該第一像素行中的第二子像素行以及一第三子資料線，耦接至該第一像素行中的第三子像素行；以及一第二資料線，包含另一第一子資料線，耦接至該複數個像素中的第二像素行中的第一子像素行、另一第二子資料線，耦接至該第二像素行中的第二子像素行以及另一第三子資料線，耦接至該第二像素行中的第三子像素行；其中該第二像素行係相鄰於該第一像素行，且該第一資料線之該第一子資料線係耦接至該第二資料線之該第一子資料線，該第一資料線之該第二子資料線係耦接至該第二資料線之該第二子資料線，以及該第一資料線之該第三子資料線係耦接至該第二資料線之該第三子資料線。 根據本發明的一實施例，提供一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列；一第一掃描線，耦接至該複數個像素中的第一像素列；以及一第二掃描線，耦接至該複數個像素中的第二像素列，該第二像素列相鄰於該第一像素列；其中該第一掃描線耦接至該第二掃描線。 本發明的顯示器系統可以僅提高顯示面板的規格而不需提高驅動電路的規格，因此，也就不需要改變來源影像的規格，由於顯示面板的規格被提高了，即使來源影像的規格不變，亦可以改善顯示器所呈現出來的視覺效果，改善紗窗效應。

下列揭露內容提供用於實施所提供標的物之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不旨在限制。舉例而言，在下列描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考符號及/或字母。此重複係用於簡化及清楚之目的且本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。 此外，為便於描述，可在本文中使用空間相對術語(諸如「在……下方」、「在……下」、「下」、「在……上」、「上」及類似者)以描述一個元件或構件與另一(若干)元件或構件之關係，如圖中所繪示。空間相對術語旨在涵蓋除在圖中描繪之定向以外的在使用或操作中之裝置之不同定向。設備可經另外定向(旋轉90度或以其他定向)，且因此可同樣解釋本文中所使用之空間相對描述符。 雖然闡述本揭露之廣泛範疇之數值範圍及參數為近似值，但已儘可能精確地報告特定實例中所闡述之數值。然而，任何數值本就包含由各自試驗測量中所得到的標準偏差引起之某些必然誤差。又，如本文中使用，術語「大約」一般意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，當由一般技術者考慮時，術語「大約」意謂在一可接受平均值標準誤差內。除了在操作/工作實例中外，或除非另有明確指定，否則所有數值範圍、數量、值及百分比(諸如材料數量、持續時間、温度、操作條件、數量比及本文揭示之其等之類似物之數值範圍、數量、值及百分比)應理解為在所有例項中被術語「大約」修飾。因此，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中闡述之數值參數係可視需要變化之近似值。最起碼，應至少鑒於所報告之有效數字且藉由應用普通捨位技術解釋各數值參數。本文將範圍表達為從一個端點至另一端點或在兩端點之間。除非另有指定，否則本文揭示之所有範圍包含該等端點。 顯示器已成為生活當中不可或缺的一環，應用於各式各樣不同尺寸、不同功用的電子產品，一般來說，尺寸越大的電子產品所搭載的顯示器往往相對較大，且所能容許的整體電子產品的體積和重量也較大，可能是固定式的電子產品，例如電視機、電腦螢幕等；尺寸越小的電子產品所搭載的顯示器則相對較小，對整體電子產品的體積和重量的要求是輕薄短小，可能是手持式的電子產品，例如平版電腦、智慧型手機等。若希望提升顯示器的視覺效果，減少紗窗效應（Screen-Door Effect），在設計顯示器的規格時，有兩個關鍵因素可以用來決定顯示器的視覺效果，且必須同時考慮。 其中第一個關鍵當然就是每英寸像素數目（Pixels Per Inch，PPI，以下簡稱像素密度），在同樣尺寸的顯示器面板裡，像素大小是影響成像清晰度的重要關鍵，其中又以提升文字或複雜圖案清晰度的成效最甚，這點不必親眼目睹，靠簡單的數學計算就能量化。以平版電腦為例，早期的平版電腦畫面中，桌面上顯示應用程式名稱的一個中文字的大小約為12 x 13像素，代表最多只能用156個像素去描繪一個中文字。對線條簡單稀少的字體來說，是可以應付的，比如顯示英文字母絕對不是問題。但對於筆畫較多的中文字來說，扣掉筆畫間留白及字體顯示時需要的額外渲染空間，對使用者來說會有模糊的感覺，只能勉強辨識。較近期的平版電腦則具有較小的像素，同樣尺寸的中文字可享有4倍的像素量，不但可以讓字體描繪清楚，而且還能讓邊緣平滑、看起來舒服。 其中第二個關鍵是目視距離，從物理面來看，在眼球所能聚焦並分辨的距離所達到的最高像素密度之內提升顯示器面板的像素密度，絕對可以提高顯示器的視覺效果。人眼能夠分辨的極限大約在兩個物體和眼睛的夾角約為1/60度的視角時，再小就無法分辨，因此，目視距離越短，人眼能夠分辨的距離越小；目視距離越遠，人眼能夠分辨的距離則會放寬。只要製程技術允許，顯示器面板的解析度可以在達到物理限制前無限上綱，然而，一旦像素密度超越了在人眼極限目視距離內所能分辨的像素密度，因為沒有辦法在一般使用條件下被使用者察覺，則顯得意義不大。 在大部分的應用中，顯示器的視覺效果都可以在最佳目視距離達到可使人眼無法分辨像素格線（即不發生紗窗效應）的程度，業界亦稱做「視網膜」等級的顯示器（Retina Display）。這裡的最佳目視距離指的是一般來說使用者操作顯示器時，其雙眼和顯示器之間的距離。例如電視機的最佳目視距離會大於平版電腦的最佳目視距離，而平版電腦的最佳目視距離又會大於手機的最佳目視距離；因此，要達到「視網膜」等級，電視機所需的像素密度一般不需要高於平版電腦所需的像素密度，而平版電腦所需的像素密度一般則會低於手機所需的像素密度。 圖1為在不同目視距離下要達到「視網膜」等級的視覺效果所需的像素密度的曲線圖。圖1的曲線圖的橫軸為目視距離，其單位為公分；縱軸為每英寸像素數目，一般來說，平版電腦的最佳目視距離約為33公分，因此平版電腦的顯示器若能達到每英寸像素數目為264或以上時，便可使人類的雙眼無法辨識出像素格線和像素點，達到「視網膜」等級的視覺效果。智慧型手機、智慧手錶的最佳目視距離比平版電腦略近，約為27.5公分，因此智慧型手機、智慧手錶的顯示器需要達到每英寸像素數目為326或以上，才能夠達到「視網膜」等級的視覺效果。 最佳目視距離再往下走，就是虛擬實境（Virtual Reality，VR）、擴增實境（Augmented Reality，AR）等近眼顯示(Near-Eye Display，NED)的應用，尤其是運用在頭戴式顯示（Head- Mounted Display，HMD）的產品，例如虛擬實境頭戴式裝置。為了做到輕薄短小，頭戴式顯示裝置的顯示器和人眼之間的距離一般大約為4公分或小於4公分，然而這樣的極短距離已低於人眼可辨識的焦距，使人眼無法對焦，因此，頭戴式顯示裝置會再將影像投射並直接放大為虛像至最佳目視距離約為10公分處。由於是採用直接放大的投射方式，所以實際上頭戴式顯示裝置的顯示器仍然需要符合目視距離4公分的每英寸像素數目為2183，才能夠達到「視網膜」等級的視覺效果，其規格要求遠遠地高於智慧型手機。可想而知，光是要能夠推動極高的資料量，對顯示器系統的軟硬體資源已極為吃重，加上被限制在極度有限的體積和重量規格之內，對顯示面板以外的驅動電路來說，更是一個設計上的難題。 圖2為習知的顯示器系統的一實施例的示意圖。在圖2中，一顯示器系統200包含有一顯示面板10以及一驅動電路80。顯示面板10包含有以矩陣形式排列的複數個像素，例如A（列數） x B（行數）個像素，A、B為正整數。驅動電路80包含有一資料驅動器20、一掃描驅動器30、以及一時序控制器40。顯示面板10和資料驅動器20之間具有複數條資料線22，例如B條，DATA[0]至DATA[B-1]；顯示面板10和掃描驅動器30之間具有複數條掃描線23，例如A條，GATE[0]至GATE[A-1]。 資料驅動器20在時序控制器40的控制下將數位視訊資料轉換為資料電壓，並施加該資料電壓至資料線22，掃描驅動器30則會在時序控制器40的控制下提供掃描脈衝和發光控制脈衝至掃描線23。在顯示器系統200中，以矩陣形式排列的複數個像素的每一行（column）像素都獨立地受到各自對應的資料線22控制，並且每一列（row）像素都獨立地受到各自對應的掃描線23控制。而當顯示面板10的規格發生化變化時，習知的作法會相對應地變化資料驅動器20、掃描驅動器30以及時序控制器40等的設計本身。舉例來說，當顯示面板10的像素配置由A x B升級為nA x mB，例如 2A x 2B或3A x 3B等，則驅動電路必須要做相對應的升級，例如，資料驅動器整體必須要做相對應的升級來控制2B行像素行，以及掃描驅動器必須要做相對應的升級來控制2A列像素列，以達到分別控制每一行和每一列像素的目的，但如此一來，當顯示面板10的像素配置大幅增加時，會嚴重地增加實現的複雜度和成本。 本發明提供了一個有彈性的設計，在完全不變動驅動電路的情況下，單獨地提升顯示面板的規格。請參考圖3，圖3為本發明的顯示器系統的一實施例的示意圖。此顯示器系統300包含有一顯示面板12和一驅動電路80。其中顯示面板12的像素配置的行數和列數都較圖2的顯示器系統200增加了一倍，例如2A（列數） x 2B（行數）個像素，但圖3的顯示系統300依然使用和圖2的顯示器系統200相同的驅動電路80，包含資料驅動器20、掃描驅動器30以及時序控制器40（即1A x 1B規格的驅動電路）。 其中，顯示面板12的複數個像素並非完全各自獨立地受到資料線32和掃描線33的控制，而是兩行的像素會被當作一行來被資料線32控制，兩列的像素會被當作一列來被掃描線33控制。更具體地說，在顯示面板10中，第一行和第二行的像素會被連接到資料線32中的同一條資料線DATA[0]，並受其控制，第三行和第四行的像素會被連接到資料線32中的同一條資料線DATA[1] ，並受其控制，依此類推，且其中每一資料線所耦接的兩像素行互不重複；另外，第一列和第二列的像素會被連接到掃描線33中的同一條掃描線GATE[0] ，並受其控制，第三行和第四行的像素會被連接到掃描線33中的同一條掃描線GATE[1] ，並受其控制，依此類推。其中，每一掃描線所耦接的兩像素列互不重複。 本發明的好處是可以利用較低階的驅動電路，包含資料驅動器、掃描驅動器以及時序控制器來驅動較高階的顯示面板。其原理在於利用相鄰的複數行來共用一資料線，以及相鄰的複數列來共用一掃描線，來達成不需提升驅動電路的規格便可驅動較高階顯示面板的目的。應注意的是，雖然實施例中，圖3的顯示面板12的像素配置的行數和列數係較圖2的顯示面板10增加了一倍，但本發明並不以此為限制，圖3的顯示面板12的像素配置的行數和列數實際上可以較圖2的顯示面板10增加了任意的整數倍，例如利用每相鄰三行像素行共用一條資料線，每相鄰三列像素列共用一條掃描線，便可沿用1A x 1B規格的驅動電路80，包含資料驅動器20、掃描驅動器30以及時序控制器40，來控制具有3A（列數） x 3B（行數）個像素的顯示面板。 圖4為本發明的顯示器系統的另一實施例的示意圖。在圖4中，顯示面板12的每一像素都具有紅（R）、綠（G）、藍（B）的子像素，因此，資料線32中的每一條都會再分為三條子資料線，例如用來控制第1行和第2行像素行的資料線DATA[0]具有子資料線DATA_R[0]、子資料線DATA_G[0]、子資料線DATA_B[0]來分別控制第1行和第2行像素行的紅色子像素行、綠色子像素行和藍色子像素行。應注意的是，本實施例實際上可依據顯示面板12中不同的子像素排列方式來進行相對應的變化。 雖然上述實施例是以2A（列數） x 2B（行數）個像素以及3A（列數） x 3B（行數）個像素作為舉例說明，但是在本發明的其他實施例中，驅動電路80亦適用於nA（列數） x mB（行數）個像素，其中n和m分別為大於等於2的正整數，例如2A x 2B、2A x 3B、3A x 2B、4A x 4B等像素配置模式。 除此之外，應注意的是，本發明實施例中的顯示面板12並不限於特定種類，可以是任何類型的顯示面板，例如有機發光二極體（organic light emitting diode，OLED）顯示面板、液晶顯示器（liquid crystal display，LCD）等，但並不以此為限。 本發明的顯示器可以僅提高顯示面板的規格而不需提高驅動電路的規格，因此，也就不需要改變來源影像的規格，由於顯示面板的規格被提高了，即使來源影像的規格不變，亦可以改善顯示器所呈現出來的視覺效果，改善紗窗效應。特別是運用在頭戴式顯示的產品上，可以同時達到輕薄短小以及高像素密度的要求。 前文概述數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應明白，其等可容易將本揭露用作設計或修改其他操作及結構之一基礎以實行本文中介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技術者亦應認識到，此等等效構造並未脫離本揭露之精神及範疇，且其等可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下在本文中進行各種改變、置換及更改。 再者，本申請案之範疇並不旨在限於說明書中描述之程序、機器、製造、物質組合物、構件、方法及步驟之特定實施例。一般技術者將容易從本揭露之揭露內容瞭解，可根據本揭露利用執行與本文描述之對應實施例實質上相同之功能或達成與其等實質上相同之結果之當前現有或隨後開發之程序、機器、製造、物質組合物、構件、方法或步驟。因此，隨附發明申請專利範圍旨在將此等程序、機器、製造、物質組合物、構件、方法或步驟包括於其等範疇內。

200、300‧‧‧顯示器系統

10、12‧‧‧顯示面板

20‧‧‧資料驅動器

30‧‧‧掃描驅動器

22、32‧‧‧資料線

23、33‧‧‧掃描線

40‧‧‧時序控制器

80‧‧‧驅動電路

DATA[0]～DATA[B-1]‧‧‧資料線

GATE[0]～GATE[A-1]‧‧‧掃描線

DATA_R[0]～DATA_R[B-1]‧‧‧子資料線

在結合附圖閱讀時，可自以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各個構件不按比例繪製。實際上，為了清楚論述，可任意增大或減小各個構件之尺寸。 圖1為在不同目視距離下要達到「視網膜」等級的視覺效果所需的像素密度的曲線圖； 圖2為習知的顯示器系統的一實施例的示意圖； 圖3為本發明的顯示器系統的一實施例的示意圖；以及 圖4為本發明的顯示器系統的另一實施例的示意圖。

Claims (10)

1. 一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列為nA像素列x mB像素行；B條資料線，其中每一資料線分別耦接至該mB像素行中的兩像素行；以及A條掃描線，其中每一掃描線分別耦接至該nA像素列中的兩像素列；其中A、B為正整數，n、m分別為大於等於2的正整數。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器系統，另包含：一驅動電路，通過該B條資料線與該A條掃描線耦接至該顯示面板。
3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器系統，其中該驅動電路包含：一時序控制器；一資料驅動器，依據該時序控制器的控制，將B個輸入資料轉換為B個資料電壓，並施加該B個資料電壓至該B條資料線；以及一掃描驅動器，依據該時序控制器的控制，提供A個掃描脈衝至該A條掃描線。
4. 如申請專利範圍第3項所述的顯示器系統，其中該B條資料線中的每一資料線所耦接的兩像素行係不重複的，該資料驅動器通過該B條資料線 控制該mB像素行。
5. 如申請專利範圍第3項所述的顯示器系統，其中該A條資料線中的每一掃描線所耦接的兩像素列係不重複的，該掃描驅動器通過該A條資料線控制該nA像素列。
6. 一種顯示器系統，包含：一顯示面板，包含複數個像素，該複數個像素以矩陣形式排列；一第一資料線，包含一第一子資料線，耦接至該複數個像素中的第一像素行中的第一子像素行、一第二子資料線，耦接至該第一像素行中的第二子像素行以及一第三子資料線，耦接至該第一像素行中的第三子像素行；以及一第二資料線，包含另一第一子資料線，耦接至該複數個像素中的第二像素行中的第一子像素行、另一第二子資料線，耦接至該第二像素行中的第二子像素行以及另一第三子資料線，耦接至該第二像素行中的第三子像素行；其中該第二像素行係相鄰於該第一像素行，且該第一資料線之該第一子資料線係耦接至該第二資料線之該第一子資料線，該第一資料線之該第二子資料線係耦接至該第二資料線之該第二子資料線，以及該第一資料線之該第三子資料線係耦接至該第二資料線之該第三子資料線。
7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示器系統，其中該複數個像素中之該第一像素行中之該第一子像素行，以及該複數個像素中之該第二像素行中 之該第一子像素行係紅色子像素行；該複數個像素中之該第一像素行中之該第二子像素行，以及該複數個像素中之該第二像素行中之該第二子像素行係綠色子像素行；以及該複數個像素中之該第一像素行中之該第三子像素行，以及該複數個像素中之該第二像素行中之該第三子像素行係藍色子像素行。
8. 如申請專利範圍第6項所述的顯示器系統，其中該顯示面板係有機發光二極體顯示面板。
9. 如申請專利範圍第6項所述的顯示器系統，另包含：一第一掃描線，耦接至該複數個像素中的第一像素列。
10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示器系統，另包含：一第二掃描線，耦接至該複數個像素中的第二像素列，該第二像素列相鄰於該第一像素列；其中該第一掃描線耦接至該第二掃描線。