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CN110690266A - 一种像素结构及其渲染方法、显示装置 - Google Patents

一种像素结构及其渲染方法、显示装置 Download PDF

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CN110690266A
CN110690266A CN201911058249.7A CN201911058249A CN110690266A CN 110690266 A CN110690266 A CN 110690266A CN 201911058249 A CN201911058249 A CN 201911058249A CN 110690266 A CN110690266 A CN 110690266A
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晏细兰
石坤泉
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Guangzhou Panyu Polytechnic
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Guangzhou Panyu Polytechnic
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Abstract

本发明公开了一种像素结构，包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；其中，所述第一子像素在列方向上排列成第一子像素列，所述第二子像素和所述第三子像素在列方向上交替排列，所述第二子像素和所述第三子像素形成的列与所述第一子像素列按照一比二的数量交替排列；所述第二子像素或所述第三子像素的几何中心处于与其相邻的任意两个所述第一子像素的中心连线的中线上；四个所述第一子像素和一个所述第二子像素和一个所述第三子像素组成的一个最小子像素循环周期单元，且在行方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素和第三子像素的位置互换。本发明提供了一种像素结构及其渲染方法、显示装置，能够提高子像素的开口率，实现高分辨率，而且有利于保持较好的亮度水平和延长产品寿命。

Description

一种像素结构及其渲染方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种像素结构及其渲染方法、显示装置。
背景技术
常用的平板显示装置通常包括LCD(LiquidCrystalDisplay：液晶显示装置)和OLED(OrganicLight-EmittingDiode:有机发光二极管)显示装置。尤其是OLED显示装置，与LCD相比具有自发光、响应速度快、宽视角等诸多优点，适用于柔性显示、透明显示、VR超高PPI显示。
目前，在顶发射有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)面板的制备工艺中，通常采用高精度金属掩模板(FineMetalMask，简称FMM)通过蒸镀工艺蒸镀形成有机发光层。其中，FMM一般有最小开口的限制，蒸镀工艺中不同颜色的子像素有开口间距的限制，因此制备AMOLED不可避免地受到FMM开口以及蒸镀工艺精度的限制。由于子像素的低开口率，使得实现高分辨率较为困难，甚至会影响产品的寿命、亮度。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种像素结构及其渲染方法、显示装置，能够提高子像素的开口率，实现高分辨率，而且有利于保持较好的亮度水平和延长产品寿命。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种像素结构，包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；
所述第一子像素在行方向上排列成第一子像素行，所述第二子像素和所述第三子像素在行方向上交替排列，所述第一子像素行与所述第二子像素和所述第三子像素形成的行交替排列；
所述第一子像素在列方向上排列成第一子像素列，所述第二子像素和所述第三子像素在列方向上交替排列，所述第二子像素和所述第三子像素形成的列与所述第一子像素列按照一比二的数量交替排列；所述第二子像素或所述第三子像素的几何中心处于与其相邻的任意两个所述第一子像素的中心连线的中线上；
四个所述第一子像素和一个所述第二子像素和一个所述第三子像素组成的一个最小子像素循环周期单元，且在行方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素和第三子像素的位置互换。
作为优选方案，连续行、连续列的所述第二子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；连续行、连续列的所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；所述连续行、连续列的所述第二子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线和所述连续行、连续列的所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线按照斜线的垂直方向交替排列。
作为优选方案，连续行、连续列的所述第一子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；
其中，所述第一子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转45度或者逆时针旋转45度的方向；所述第二子像素或第三子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转26.57度或者逆时针旋转26.57度的方向。
作为优选方案，连续行、连续列的所述第一子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向上，对称分布在所述连续行、连续列的所述第二子像素或所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线的两侧。
作为优选方案，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状为圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或八边形中的任意一种。
作为优选方案，所述第一子像素为90°旋转的等腰三角形；所述第二子像素与所述第三子像素均为菱形；所述第一子像素的角边平行用于所述第二子像素和所述第三子像素，且相邻列的两个所述第一子像素互为镜像对称。
作为优选方案，所述第二子像素的面积和所述第三子像素的面积相等，所述第一子像素的面积为所述第二子像素的面积的四分之一。
作为优选方案，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素在总体数量上的比例为4：1：1。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例提供了一种如上所述的像素结构的渲染方法，步骤包括：
从像素显示信息数据中获取各所述像素单元中所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的显示颜色对应的颜色的理论亮度值；
计算得到所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素的实际亮度值；其中，所述第一子像素的实际亮度值设置为与其显示颜色对应的颜色的理论亮度值；所述第二子像素或所述第三子像素的实际亮度值为理论像素单元中的四个所述第一子像素对应位置的理论亮度值的加权和；所述理论像素单元，由一个所述第二子像素或一个所述第三子像素与四个所述第一子像素构成；所述加权系数为四分之一；
向所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素输入实际亮度值以实现图像显示。
此外，本发明实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的像素结构；所述显示装置为有机发光二极管显示装置或液晶显示装置。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明通过优化子像素排布方式提高子像素的开口率和像素分辨率，以及通过优化子像素数量比例，增加不同颜色子像素的开口间距，从而有利于提高像素结构的亮度，增强显示装置的显示效果；同时，利用一种针对上述像素结构的渲染方法，在保留绿色的亮度细节的同时，降低红蓝颜色的物理分辨率，保证图像的显示效果同时降低了显示装置的功耗。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种像素结构的第一结构示意图；
图2是本发明实施例中的一种像素结构的第二结构示意图；
图3是本发明实施例中的一种像素结构的第三结构示意图；
其中，1、最小子像素循环周期单元；2、理论像素单元；
10、第一子像素；20、第二子像素；30、第三子像素。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1、图2和图3，本发明提供一种示例性实施例，一种像素结构，包括：第一子像素10、第二子像素20和第三子像素30，所述第一子像素10在行方向上排列成第一子像素行，所述第二子像素20和所述第三子像素30在行方向上交替排列，所述第一子像素行与所述第二子像素和所述第三子像素形成的行交替排列；
所述第一子像素10在列方向上排列成第一子像素列，所述第二子像素20和所述第三子像素30在列方向上交替排列，所述第二子像素20和所述第三子像素30形成的列与所述第一子像素列按照一比二的数量交替排列；所述第二子像素20或所述第三子像素30的几何中心处于与其相邻的任意两个所述第一子像素的中心连线的中线上；
其中，所述第二子像素20和所述第三子像素30在行方向上隔列交替排列；具体地，所述第二子像素20和所述第三子像素30形成的列与两个所述第一子像素列相邻。
其中，所述第二子像素20或所述第三子像素30的几何中心处于与其相邻的四个所述第一子像素的几何中心处；具体地，一个所述第二子像素20或一个所述第三子像素30与四个第一子像素10构成一个理论像素单元2，在所述理论像素单元2中，所述四个第一子像素10分布在四角，所述四个第一子像素的对角线交点处为所述第二子像素20或所述第三子像素30的几何中心处。
四个所述第一子像素10和一个所述第二子像素20和一个所述第三子像素30组成的一个最小子像素循环周期单元1，且在行方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素20和第三子像素30的位置互换。
所述四个所述第一子像素10和一个所述第二子像素20和一个所述第三子像素30组成的一个最小子像素循环周期单元1，且在行方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素20和第三子像素30的位置互换，指的是：
在行方向上，在奇数最小子像素循环周期中，所述最小子像素循环周期单元1的第一行是四个所述第一子像素，第二行的顺序排列为所述第二子像素和所述第三子像素；在偶数最小子像素循环周期中，所述最小子像素循环周期单元1的第一行是四个所述第一子像素，第二行的顺序排列为所述第三子像素和所述第二子像素。
或者，四个所述第一子像素10和一个所述第二子像素20和一个所述第三子像素30组成的一个最小子像素循环周期单元1，且在列方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素20和第三子像素30的位置互换。
所述四个所述第一子像素10和一个所述第二子像素20和一个所述第三子像素30组成的一个最小子像素循环周期单元1，且在列方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素20和第三子像素30的位置互换，指的是：
在列方向上，在奇数最小子像素循环周期中，所述最小子像素循环周期单元1的第一列是两个所述第一子像素，第二列的顺序排列为所述第二子像素和所述第三子像素，第三列是两个所述第一子像素；在偶数最小子像素循环周期中，所述最小子像素循环周期单元1的第一列是两个所述第一子像素，第二列的顺序排列为所述第三子像素和所述第二子像素，两个所述第一子像素。
其中，处于同一行或同一列的所述第一子像素的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的所述第三子像素组的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的所述第二子像素的几何中心位于同一直线上。
所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状为圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或八边形中的任意一种。
所述第一子像素10的显示颜色为绿色，所述第二子像素20的显示颜色为红色或蓝色，所述第三子像素30的显示颜色为蓝色或红色。
所述第一子像素10、所述第二子像素20和所述第三子像素30在总体数量上的比例为4：1：1。
需要说明的是，实际上，第一子像素10保留了原始数据的全部分辨率，而第二子像素20和第三子像素30只保留了原始数据分辨率的1/4，其中行方向和列方向各为原始数据的1/2。
由于在实际应用中，尤其是超高PPI的应用场景下，人眼对细节的区分主要来自于亮度，而在红绿蓝三色子像素中，绿色的亮度最高，保留绿色的分辨率能有效保留图像的细节，故在本实施例的像素排布结构中，所述第一子像素10对应与绿色像素，和输入数据中的绿色数据一一对应，所述第二子像素20和所述第三子像素30则为多个相邻数据像素共用。
在本发明实施例的像素排布结构中，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的数量总和为理论像素单元2子像素和的1/2，实际上可大幅降低显示发送的数据量，减少数据线的数量，使得面板开口率更高，同时减少了驱动的能力要求，降低功耗。
请参见图1、2，本实施例的一种具体实施方式为，提供用于OLED的像素结构，包括：第一子像素10、第二子像素20和第三子像素30。
连续行、连续列的所述第一子像素10的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；连续行、连续列的所述第二子像素20或所述第三子像素30的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；
连续行、连续列的所述第二子像素20的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；连续行、连续列的所述第三子像素30的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；所述连续行、连续列的所述第二子像素20的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线和所述连续行、连续列的所述第三子像素30的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线按照斜线的垂直方向交替排列；
其中，所述第一子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转45度或者逆时针旋转45度的方向；所述第二子像素或第三子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转26.57度或者逆时针旋转26.57度的方向。
其中，26.57度为arctan(0.5)的大约计算结果。
连续行、连续列的所述第一子像素10的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向上，对称分布在所述连续行、连续列的所述第二子像素20或所述第三子像素30的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线的两侧。
可以理解的是，结合第一子像素10的形状和第二子像素20与第三子像素30的位置，第一子像素10可往第二子像素20和第三子像素30之间的空列略微移动其几何中心，以让出更大的不同颜色的子像素间距离，故第一子像素10实际可能分布在理论斜线的两侧。
所述第一子像素10为90°旋转的等腰三角形；所述第二子像素20与所述第三子像素30均为菱形。
所述第一子像素10的角边平行用于所述第二子像素20和所述第三子像素30，且相邻列的两个所述第一子像素互为镜像对称。
可以理解的是，为了保证第一子像素10和第二子像素20与第三子像素30的边界距离，第一子像素10的角边必须平行用于第二子像素20和第三子像素30，故相邻列的两个第一子像素互为镜像对称。
所述第二子像素20的面积和所述第三子像素30的面积相等，所述第一子像素10的面积为所述第二子像素20的面积的1/4。
可以理解的是，可考虑材料的发光效率和老化速度的差异，蓝色像素，即第三子像素30会比红色像素即第二子像素20稍大。
显示颜色为红色的第二子像素20的面积小于显示颜色为蓝色的第三子像素30的面积，或者显示颜色为蓝色的第二子像素20的面积小于显示颜色为红色的第三子像素30的面积。
请参见图3，本实施例的一种具体实施方式为，提供用于LCD的像素结构，包括：第一子像素10、第二子像素20和第三子像素30，且所述第一子像素10、所述第二子像素20和所述第三子像素30均为矩形，在行方向上第二子像素20和第三子像素30紧凑排列；
第二子像素20和第三子像素30的大小完全一致，并等于第一子像素10的四倍。第二子像素20和第三子像素30的宽度等于两倍的第一子像素10，第二子像素20和第三子像素30的高度等于两倍的第一子像素10。
第二子像素20和第三子像素30的宽高比为3：1。
其中，第一子像素10为绿色像素，第二子像素20为红色子像素，第三子像素30为蓝色子像素。
本发明提供一种示例性实施例，一种上述像素结构的渲染方法，步骤包括：
S1、从像素显示信息数据中获取各所述像素单元中所述第一子像素10、所述第二子像素20和所述第三子像素30的显示颜色对应的颜色的理论亮度值；
S2、计算得到所述第一子像素10、所述第二子像素20、所述第三子像素30的实际亮度值；其中，所述第一子像素10的实际亮度值设置为与其显示颜色对应的颜色的理论亮度值；所述第二子像素20或所述第三子像素30的实际亮度值为理论像素单元2中的四个所述第一子像素10对应位置的理论亮度值的加权和；所述理论像素单元2，由一个所述第二子像素20或一个所述第三子像素30与四个所述第一子像素10构成；
所述加权系数通过欧氏距离计算得到；
S3、向所述第一子像素10、所述第二子像素20和所述第三子像素30输入实际亮度值以实现图像显示。
所述加权系数为四分之一。
可以理解的是，由于第二子像素20在四个第一子像素10的几何中心，即和四个第一子像素的距离相等，即和四个第一子像素的距离相等，故加权系数为1/4。
本发明提供一种示例性实施例，一种显示装置，包括上述的像素结构；所述显示装置为有机发光二极管显示装置或液晶显示装置。
本发明通过优化子像素排布方式提高子像素的开口率和像素分辨率，以及通过优化子像素数量比例，增加不同颜色子像素的开口间距，从而有利于提高像素结构的亮度，增强显示装置的显示效果；同时，利用一种针对上述像素结构的渲染方法，在保留绿色的亮度细节的同时，降低红蓝颜色的物理分辨率，保证图像的显示效果同时降低了显示装置的功耗。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种像素结构，其特征在于，包括第一子像素、第二子像素和第三子像素；
所述第一子像素在行方向上排列成第一子像素行，所述第二子像素和所述第三子像素在行方向上交替排列，所述第一子像素行与所述第二子像素和所述第三子像素形成的行交替排列；
所述第一子像素在列方向上排列成第一子像素列，所述第二子像素和所述第三子像素在列方向上交替排列，所述第二子像素和所述第三子像素形成的列与所述第一子像素列按照一比二的数量交替排列；所述第二子像素或所述第三子像素的几何中心处于与其相邻的任意两个所述第一子像素的中心连线的中线上；
四个所述第一子像素和一个所述第二子像素和一个所述第三子像素组成的一个最小子像素循环周期单元，且在行方向上，奇偶最小子像素循环周期中，第二子像素和第三子像素的位置互换。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，连续行、连续列的所述第二子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；连续行、连续列的所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；所述连续行、连续列的所述第二子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线和所述连续行、连续列的所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线按照斜线的垂直方向交替排列。
3.如权利要求2所述的像素结构，其特征在于，连续行、连续列的所述第一子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成一斜线；
其中，所述第一子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转45度或者逆时针旋转45度的方向；所述第二子像素或第三子像素所形成斜线的斜向方向为行方向或列方向顺时针旋转26.57度或者逆时针旋转26.57度的方向。
4.如权利要求2所述的像素结构，其特征在于，连续行、连续列的所述第一子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向上，对称分布在所述连续行、连续列的所述第二子像素或所述第三子像素的几何中心在不同于行方向或列方向的斜向方向排成的斜线的两侧。
5.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状为圆形、三角形、四边形、五边形、六边形或八边形中的任意一种。
6.如权利要求5所述的像素结构，其特征在于，所述第一子像素为90°旋转的等腰三角形；所述第二子像素与所述第三子像素均为菱形；所述第一子像素的角边平行用于所述第二子像素和所述第三子像素，且相邻列的两个所述第一子像素互为镜像对称。
7.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第二子像素的面积和所述第三子像素的面积相等，所述第一子像素的面积为所述第二子像素的面积的四分之一。
8.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素在总体数量上的比例为4：1：1。
9.一种如权利要求1至8任一所述的像素结构的渲染方法，其特征在于，步骤包括：
从像素显示信息数据中获取各所述像素单元中所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的显示颜色对应的颜色的理论亮度值；
计算得到所述第一子像素、所述第二子像素、所述第三子像素的实际亮度值；其中，所述第一子像素的实际亮度值设置为与其显示颜色对应的颜色的理论亮度值；所述第二子像素或所述第三子像素的实际亮度值为理论像素单元中的四个所述第一子像素对应位置的理论亮度值的加权和；所述理论像素单元，由一个所述第二子像素或一个所述第三子像素与四个所述第一子像素构成；所述加权系数为四分之一；
向所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素输入实际亮度值以实现图像显示。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一所述的像素结构；所述显示装置为有机发光二极管显示装置或液晶显示装置。
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