CN103543548A

CN103543548A - 一种像素结构、显示面板及液晶显示器

Info

Publication number: CN103543548A
Application number: CN201310466704.3A
Authority: CN
Inventors: 闫晓林; 邵诗强; 张登康
Original assignee: TCL Corp
Current assignee: TCL Corp
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: CN103543548B

Abstract

本发明公开一种像素结构、显示面板及液晶显示器，其中，所述像素结构为4×4排列结构，其包括错位排列的四组像素单元，每组像素单元由第一子像素、第二子像素、第三子像素、第四子像素构成并相互拼接排成一行，相邻组像素单元在水平方向错位一个子像素的距离，第一组像素单元和第三组像素单元处于同一列位置，第二组像素单元和第四组像素单元处于同一列位置。本发明在保证图像分辨力不变的情况下，有效地降低了图像颗粒感，同时降低了驱动电路数量，实现了高图像质量的同时，降低了制造成本。同时白色子像素的加入，增加了开口率，提高了显示面板的亮度，降低了成本及功耗，能获得更为逼真的显示效果。

Description

一种像素结构、显示面板及液晶显示器

技术领域

本发明涉及图像显示领域，尤其涉及一种像素结构、显示面板及液晶显示器。

背景技术

在液晶显示领域，显示屏是由许许多多的像素构成的，而为了让每一个单独的像素能显示出各种颜色，需要将像素分解为比像素更低一级的子像素，例如红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素等。即每一像素由对应于三种基本颜色信息的三个子像素所组成，如图1所示，R为红色子像素，G为绿色子像素，B为蓝色子像素，这三个子像素并排排列。

在像素尺寸比较小的情况下，三个子像素分别以不同的亮度发光，从而混合成所需要的颜色。但由于人眼对色度与亮度的敏感度不一样，所以在像素足够小的情况下，主要提供分辨率的绿色子像素和提供颜色信息的红蓝子像素成1:1:1排布显然不经济，也即应尽量增加分辨率像素，减少色度像素，提高分辨率。

同时这种子像素排列方式具有像素独立性高的特点，所以每一像素都可以自己显示所有的颜色，但缺点是要制作m*n的显示器，总共需要制作3m*n个子像素，由于子像素总个数直接决定生产成本，所以现有的像素结构会导致成本增加。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种像素结构、显示面板及液晶显示器，旨在解决现有的像素结构排布方式不合理的问题。

本发明的技术方案如下：

一种像素结构，其中，所述像素结构为4×4排列结构，其包括错位排列的四组像素单元，每组像素单元由第一子像素、第二子像素、第三子像素、第四子像素构成并相互拼接排成一行，相邻组像素单元在水平方向错位一个子像素的距离，第一组像素单元和第三组像素单元处于同一列位置，第二组像素单元和第四组像素单元处于同一列位置。

所述的像素结构，其中，每组像素单元由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、白色子像素构成。

所述的像素结构，其中，所述像素结构为：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为：W、B、G、R；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为：W、R、G、B；

或者所述像素结构为：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为：W、R、G、B；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为：W、B、G、R;

其中，R为红色子像素，G为绿色子像素，B为蓝色子像素，W为白色子像素。

所述的像素结构，其中，所述第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素的长宽比为1:2、1:1或者2:1。

一种显示面板，其中，所述显示面板由如上所述的像素结构重复堆叠形成。

所述的显示面板，其中，所述显示面板边缘的凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充。

一种显示面板，其中，所述显示面板由如上所述的像素结构通过旋转、反置或反转形成的新的像素结构重复堆叠形成。

所述的显示面板，其中，所述显示面板中，相邻两个红色子像素采用同一TFT阵列驱动，相邻两个蓝色子像素采用同一TFT阵列驱动。

一种液晶显示器，其中，所述液晶显示器采用如上所述的显示面板。

所述的液晶显示器，其中，所述凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充，且填充的子像素与相邻像素共用TFT。

所述的液晶显示器，其中，所述凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充，且填充的子像素不共用TFT，始终保持不被点亮状态。

有益效果：本发明通过将四组像素单元错位排列，每个像素点由四个子像素中任意相邻的两个组合而成，在保证图像分辨力不变的情况下，有效地降低了图像颗粒感，同时降低了驱动电路数量，实现了高图像质量的同时，降低了制造成本。

附图说明

图1为现有技术中像素结构的结构示意图。

图2为本发明像素结构实施例1的结构示意图。

图3为本发明像素结构实施例2的结构示意图。

图4为本发明显示面板实施例1的结构示意图。

图5为本发明显示面板实施例2的结构示意图。

图6为对实施例1的显示面板的边缘列填充子像素后的结构示意图。

图7为对实施例2的显示面板的边缘列填充子像素后的结构示意图。

图8为本发明实施例1的显示面板中正六边形分布的结构示意图。

图9为本发明实施例1和实施例2的显示面板对黑白条纹进行测试的测试图。

图10为本发明实施例1和实施例2的显示面板对黑白条纹进行测试后归一化的平均亮度分布图。

具体实施方式

本发明提供一种像素结构、显示面板及液晶显示器，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2，图2为本发明像素结构的实施例1的结构示意图，如图所示，该像素结构为4×4排列结构，具体来说，其包括错位排列的四组像素单元，每组像素单元包括四个子像素：第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素，这四个子像素相互拼接排列成一行形成一组像素单元，四组像素结构在竖直方向上错位设置：相邻组像素单元在水平方向错位一个子像素的距离，而第一组像素单元和第三组像素单元处于同一列位置，第二组像素单元和第四组像素单元处于同一列位置。

进一步，所述第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、白色子像素，即分别为R、G、B及W。由于加入了白色子像素W，有利于增加开口率，提高显示面板的显示亮度，同时能够降低功耗。

按照上述子像素类型，所述像素结构可为如图2所示的结构：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为： W、B、G、R；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为： W、R、G、B。

或者所述像素结构也可以如图3所示，实施例2的像素结构：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为： W、R、G、B；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为： W、B、G、R。

在上述实施例的像素结构中，每组像素单元都含有四个不同基色的子像素，并且绿色子像素与白色子像素在列上交替排列。

下面结合显示面板的结构对上述像素结构及效果进行说明。请参阅图4和图5，图4和图5为本发明显示面板实施例1和实施例2的结构示意图，如图所示，图4和图5所示的显示面板分别由图2所示实施例1的像素结构和图3所示实施例2的像素结构重复堆叠形成，即显示面板100由像素结构110重复堆叠形成，或者由像素结构120重复堆叠形成；显示面板200是由像素结构210重复堆叠形成，或者由像素结构220重复堆叠形成。

在上述显示面板中，每组像素单元都包含了红色子像素R（101）、绿色子像素G（102）、蓝色子像素B（103）、白色子像素W（104）。显然，上述显示面板还可以由像素结构110或者像素结构120进行旋转、转置或反转等形成的新的像素结构重复堆叠形成，当然，本发明中的像素结构还可以是从上述显示面板中任意选取的连续的4×4排列结构，上述排列结构与前述的像素结构的排列结构相同，并且也可以是对选取的排列结构进行旋转、转置、反转等形成的新的排布结构。

在本实施例中，所述的各子像素的尺寸可以选择长宽比为2:1的长方形，当然也可以是长宽比为1:2或者1:1或者其他比例关系。

在上述显示面板中，面板边缘两列的位置，例如图4中左侧的边缘列130和右侧的边缘列140呈现交替凹槽，或者图5中左侧的边缘列230和右侧的边缘列240呈现交替凹槽，即基础色（子像素R或子像素B）隔行显示，其空间排布更趋向各向同性，有利于提升图像画质。

同时，考虑到实际生产过程中的便捷性，在制造显示面板的过程中，在上述的凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充，如图6和图7所示，但这些填充的子像素在算法过程中可不做考虑，也可以将其与相邻的同色的子像素看做一个结构进行显示，具体在后文中进行详细描述。

另外，由于人眼总是对有较大反差的东西比较敏感，即人眼观察到的焦点始终集中在极高感受性的子像素上，即具有较高光强度的子像素上，或者说是提供分辨率较高的子像素上。所以最佳的显示面板中子像素的排列为：对人眼比较敏感的子像素以及人眼不敏感的子像素在各个方向上交替排列，同时，对应同一种人眼比较敏感的子像素，在各个方向上都应该具有相同的采样率，以便降低该类子像素的连通区域，从而降低显示图像的颗粒感。

在本实施例中的RGBW四基色显示面板中，人眼对白色W和绿色G的敏感度较强，而对于红色R和蓝色B的敏感度较低，而在本实施例中，如图4和图5所示，白色子像素W和绿色子像素G形成类似正六边形的排布方式，其空间排布更趋向各向同性，在保持水平方向和竖直方向分辨力不变的情况下，提高了其他各个方向的分辨力。

由于在R、G、B三种基色中，G与W的亮度差别最小，在本实施例中，G与W在竖直方向上交替排列的情况下，相邻行之间的明暗交替感会减弱，这样，即使在像素物理尺寸极小的情况下，即dpi不高的情况下，在显示黑色条纹或者文字边缘的时候，视觉上不会出现强烈边缘毛刺感。

在上述显示面板的结构中具有如下特点：

1、在上述显示面板中，在同一行中任意选取的相邻四个子像素都包含有子像素R、子像素G、子像素B以及子像素W。

2、当以子像素W为中心，任何一个子像素W的左侧和右侧都包含完整的三种基本颜色信息，即子像素R、子像素B、子像素G，但边缘位置的子像素W除外，例如图4中右侧边缘第二行最后一个子像素W的右侧包含一个完整的三种基本颜色信息，而在左侧边缘第二行的第一个子像素W的左侧则不包含任何子像素。正如之前所述，每一彩色信息应由对应于三种基本颜色信息（子像素R、子像素B及子像素G）混合而成，缺少某一种就会导致颜色偏色，所以本结构的显示面板有利于在显示面板的任何位置，都能实现完整的彩色信息，防止屏幕边缘或彩色图像显示出现偏色现象。

3、在上述显示面板的任意一列中（边缘列130、140或者230、240除外），都仅仅包含2个不同基色的子像素（数量相同）：R和B或者W和G，其中，W和G交替排列，同时R与R相邻，B与B相邻；

在该结构的显示面板中，对颜色信息贡献较大的子像素R和子像素B均匀分布在对分辨率贡献较大的子像素G和W周围，在频率结构上颜色和亮度信息的分布更加均匀。

4、在本实施例中，可将相邻的同基色两个子像素看做一个结构，以子像素R为例，可将两个相邻的子像素R看做是一个结构301。该结构301在空间上形成正六边形分布，如图8所示，同样子像素B也具有类似的结构，这种正六边形排列方式从频谱上分析，其空间排布更趋向各向同性，有利于提升图像画质。

5、由于在本实施例的显示面板中，两个相邻的子像素构成用于显示的一个像素，即在RGBW四基色显示面板中的每个像素点由子像素R、子像素G、子像素B以及子像素W中的任意两个子像素组合而成，相对于三基色显示器，子像素个数只相当于RGB三基色排列方式的2/3，大大减少了显示面板中TFT阵列的数量，节约了成本。

6、在本实施例的显示面板中，在同一列上，总是两个子像素R和两个子像素B交替排列，那么，对于两个子像素R或者两个相邻的子像素B可以共用一个TFT阵列进行驱动控制，这样可以在减少1/3的子像素的基础上再减少1/6的驱动电路，减少了驱动电路所占用的空间，提高了显示面板的开口率，降低了显示功耗，降低了成本投入。同时，这样也不会影响图像质量，其原因如下：

目前的显示面板分辨率越来越高，显示面板中的像素物理尺寸极小的情况下，例如达到400dpi时，人眼观察到的焦点始终集中在极高的感受性的子像素上，即有较高光强度的子像素W和子像素G上，往往忽略了提供颜色信息的子像素R和子像素B，在人眼视觉表现上，不会引起视觉的注意，所以其对图像质量的影响基本可以忽略。

7、在本实施例的显示面板中，由于两个相邻的子像素构成用于显示的一个像素，即在RGBW四基色的显示面板中的每个像素点由子像素R、子像素G、子像素B以及子像素W的任意两个子像素组合而成。在视频电子标准协会（VESA）发布的平板显示测量标准Version2.0（Flat Panel Display Measurements Standard Version 2.0）版本303-2章节中，提出利用栅格检测模式进行分辨率损耗度测试，其中主要依靠测得黑白条纹的反差比C_m，又称迈克耳逊对比度，来进行显示分辨力能力的确定，该值的范围为0至1，越接近于1，则代表越能较好的区分黑白交替条纹，即分辨力越好，反之，代表分辨力越差。

其中反差比C_m的计算公式为：

；S_w为白色条纹下亮度的最大值，S_b为黑色条纹下亮度的最大值；

按照上述计算方法，实施例1和实施例2中的CF（Color Filter，彩色滤光片）排列下对黑白条纹（布满全屏）进行测试，实施例1和实施例2的测试图如图9所示；实施例1或实施例2下，获取归一化后的平均亮度分布图如图10所示，在归一化后的平均亮度分布图中，401单元为白色条纹下亮度最大值S_w所在区域，402单元为黑色条纹下亮度最大值S_b所在区域，并且有：S_w=1；S_b=0。

由反差比C_m计算公式可得，实施例1和实施例2的CF排列下测得黑白条纹的反差比C_m=1，故相对于RGB三基色显示器，实施例1和实施例2的显示面板在颜色和亮度信息的分布更加均匀，且该排列利用RGB排列下2/3的子像素数量达到与RGB排列相同的分辨率和显示效果，能有效降低TFT数量，节约成本，也就是说，在相同子像素数量的情况下，本发明能有效提高分辨率和增强显示效果。

基于上述显示面板，本发明还提供一种液晶显示器，其采用上述显示面板，在制造显示面板的过程中，在上述的凹槽处可采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充。

在上述的凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充。具体可分为：与相邻像素共用TFT（TFT阵列）或不共用TFT（TFT阵列）。

与相邻像素共用TFT，在相邻同色子像素共用同一个TFT的情况下，保证了整个面板中同色子像素大小的一致性，有利于显示面板边缘处图像质量的提升；

不共用TFT，且在处理时将该类子像素看做无效子像素，始终保持不被点亮状态。有利于实际成产过程中的便捷性。

综上所述，本发明的像素结构、显示面板及液晶显示器，将白色子像素作为一个发光像素引入到显示面板中，每个像素点由W原色与R、G、或者B四基色中的两两组合参与显示，在保证图像分辨力不变的情况下，有效地降低了图像颗粒感，同时降低了驱动电路数量，实现了高图像质量的同时，降低了制造成本。同时白色子像素的加入，增加了开口率，提高了显示面板的亮度，降低了成本及功耗，能获得更为逼真的显示效果。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种像素结构，其特征在于，所述像素结构为4×4排列结构，其包括错位排列的四组像素单元，每组像素单元由第一子像素、第二子像素、第三子像素、第四子像素构成并相互拼接排成一行，相邻组像素单元在水平方向错位一个子像素的距离，第一组像素单元和第三组像素单元处于同一列位置，第二组像素单元和第四组像素单元处于同一列位置。

2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，每组像素单元由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、白色子像素构成。

3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构为：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为：W、B、G、R；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为：W、R、G、B；

或者所述像素结构为：

第一行从左至右依次为：R、G、B、W；

第二行从左至右依次为：W、R、G、B；

第三行从左至右依次为：B、G、R、W；

第四行从左至右依次为：W、B、G、R;

4.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第一子像素、第二子像素、第三子像素及第四子像素的长宽比为1:2、1:1或者2:1。

5.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板由如权利要求1至4任一所述的像素结构重复堆叠形成。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板边缘的凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充。

7.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板由如权利要求1至4任一所述的像素结构通过旋转、反置或反转形成的新的像素结构重复堆叠形成。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板边缘的凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板中，相邻两个红色子像素采用同一TFT阵列驱动，相邻两个蓝色子像素采用同一TFT阵列驱动。

10.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器采用如权利要求6或8所述的显示面板。

11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于，所述凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充，且填充的子像素与相邻像素共用TFT。

12.根据权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于，所述凹槽处采用与其相邻子像素同基色的子像素进行填充，且填充的子像素不共用TFT，始终保持不被点亮状态。