彩色显示面板及其控制方法与流程

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及彩色显示面板及其控制方法。

背景技术：

全彩led显示屏具有显示色域广、亮度高、可视角大、功耗低、寿命长等优点，在商场、机场、火车站等公共场所的内外墙体显示等领域具有广阔的市场。目前市场上的全彩显示屏的像素单元均由红、绿、蓝三基色led芯片组成。根据三基色原理，通过控制像素单元中led芯片的单色灰度级可产生各种颜色，从而显示彩色画面。

全彩led显示屏的白光由红光、绿光、蓝光混光而成，但由于红绿蓝三种led芯片不在同一位置，红绿蓝三基色芯片发光点相互分离，因此会导致显示屏出现混色不均匀，颜色分离的问题。

技术实现要素：

本申请提供彩色显示面板及其控制方法，以解决现有技术中三基色显示屏混光颜色分离的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出一种彩色显示面板，其中彩色显示面板包括阵列排布的像素单元，每个像素单元至少包括红色子像素单元、绿色子像素单元、蓝色子像素单元和白色子像素单元；其中，彩色显示面板的白光由白色子像素单元实现。

为解决上述技术问题，本申请提出一种控制方法，其中控制方法应用于上述彩色显示面板，所述控制方法包括：获取输入信号中红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值；判断红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值是否相同；若判断出红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值相同时，开启彩色显示面板中的白色子像素单元，关闭彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元；根据相同的数值确定白色子像素单元的灰度值，并根据γ曲线控制白色子像素单元的亮度值，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

本申请公开了一种彩色显示面板，其中彩色显示面板包括阵列排布的像素单元，每个像素单元至少包括红色子像素单元、绿色子像素单元、蓝色子像素单元和白色子像素单元，其中彩色显示面板的白光由白色子像素单元实现。本申请的彩色显示面板的白光由单一的白色子像素单元实现，有效避免了传统红绿蓝三色显示面板混光时出现颜色分离的问题，极大地改善了显示面板的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请彩色显示面板的一实施例结构示意图；

图2是本申请彩色显示面板另一实施例的结构示意图；

图3(a)是本申请中红色子像素单元独立封装一实施例的结构示意图；

图3(b)是图3(a)中封装结构的俯视示意图；

图4(a)是本申请中像素单元整体封装一实施例的结构示意图；

图4(b)是图4(a)中封装结构的俯视示意图；

图5是本申请控制方法一实施例的流程示意图；

图6是本申请控制方法另一实施例的流程示意图；

图7是本申请控制方法又一实施例的流程示意图；

图8是本申请控制方法又一实施例中颜色坐标示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对发明所提供的彩色显示面板及其控制方法进一步详细描述。

目前全彩led显示屏在显示领域具有广阔的应用，在led显示屏的像素单元中，红绿蓝三色led芯片不在同一位置，红绿蓝三基色芯片发光点相互分离，因而像素中红绿蓝三基色混合不均匀，led显示屏显示的彩色像素事实上是分离的红绿蓝三基色的发光点，当观察者与屏幕距离较远时，人眼无法分辨分离的发光点，显示效果不会受到影响；但当观察者距离屏幕比较近时，红绿蓝三基色芯片间距较大时，人眼可以分辨出分离的红绿蓝三基色发光点，每个彩色像素均表现为分离的rgb发光点，色彩分离较明显，显示效果较差。尤其在led屏幕显示大面积的白色像素时，色彩分离现象会更加明显。

为此，若减小led芯片间距，增加led芯片的密度可改善像素色彩分离问题，但增大led芯片密度会大大增加印刷电路板排布和散热的难度，同时也会使得成本急剧增加。

若在led显示屏前设置全反射匀光装置，可以利用全反射原理，使像素中红绿蓝三基色芯片发出的光混合均匀，改善颜色分离问题；或者，拖在led显示屏前设置屏幕罩，通过屏幕罩的散射单元，也有利于像素中rgb三基色芯片发出光的混合，改善颜色分离的问题。但上述方法都需要在led显示屏上设置功能层(全反射匀光层或散射层)，工艺复杂。并且要实现较好的匀光效果需要较厚的功能层，大大增加了led显示屏的厚度，此外，在led显示屏外设置功能层也使得后续的维修难度增大。

基于此，本申请提供一种彩色显示面板及其控制方法，在解决颜色分离的同时也不会出现上述问题，并且工艺简单，不需要增加显示面板的厚度，且有利于后续维修更换。

请参阅图1，图1是本申请彩色显示面板的一实施例结构示意图。本申请的彩色显示面板10包括阵列排布的像素单元100，每个像素单元100至少包括红色子像素单元101、绿色子像素单元102、蓝色子像素单元103和白色子像素单元104，其中，彩色显示面板10的白光由白色子像素单元104实现。当彩色显示面板10需要显示白光时，则打开白色子像素单元104，关闭红色子像素单元101、绿色子像素单元102和蓝色子像素单元103。

通过上述方式，本申请的彩色显示面板的白光由单一的白色子像素单元实现，有效避免了红绿蓝混合成白光时出现颜色分离的问题，极大地改善了显示面板的显示效果。并且，本申请的彩色显示面板工艺简单，不需要增加led显示屏的厚度，有利于后续维修更换。

在本实施例中，像素单元的子像素单元可以是三角形排列，如图1所示，白色像素单元104位于所述像素单元100的中心位置，像素单元100的中心位置可以为像素单元100的几何中心位置或者红色子像素单元101、绿色子像素单元102和蓝色子像素单元103所形成图形的中心位置。红色子像素单元101、绿色子像素单元102和蓝色子像素单元103呈三角形排列，优选的可以是为等边三角形排列，使得混色更加均匀。白色子像素单元104位于红色子像素单元101、绿色子像素单元102和蓝色子像素单元103所构成的三角形的中心位置。

上述红色子像素单元101、绿色子像素单元102、蓝色子像素单元103和白色子像素单元构成一个像素单元100，多个像素单元100阵列排布构成彩色显示面板10。

在其他实施例中，彩色显示面板的子像素还可以有其他的排列方式，例如矩形排列、线性排列等。

为满足不同的显示效果要求，在像素单元中红绿蓝白子像素的个数可大于1。请参阅图2，图2是本申请彩色显示面板另一实施例的结构示意图。在本实施例中，像素单元200包括两个红色子像素单元2011和2012、绿色子像素单元202、蓝色子像素单元203和白色子像素单元204。两个红色子像素单元2011和2012、绿色子像素单元202、蓝色子像素单元203和白色子像素单元204呈矩形排列，白色子像素单元204位于矩形的中心位置，红色子像素单元包括第一红色子像素单元2011和第二红色子像素单元2012，第一红色子像素单元2011和第二红色子像素单元2012相较于白色子像素单元204对称分布。

在其他的实施例中，为了实现其他的显示效果，本领域的技术人员也可以想到设置其他颜色的子像素单元的数量大于1或设置不同的排列方式。

此外，本申请的像素单元可以采用dip(dualinline-pinpackage，双列直插式封装)封装、smd(surfacemounteddevices，表面贴装器件)封装、cob(chipsonboard，板上芯片封装)封装或者其他形式封装独立的红绿蓝白四个子像素单元，也可以是红绿蓝白四个子像素单元采用dip封装、smd封装、cob封装或者其他形式整体封装。

请参阅图3(a)和图3(b)，图3(a)是本申请中红色子像素单元独立封装一实施例的结构示意图，图3(b)是对应封装结构的俯视示意图。本实施例采用dip独立封装，红色子像素单元为独立封装的红色灯珠。灯珠可以包括红色发光芯片311、支架312和外罩313。支架312和外罩313形成密闭空间，红色发光芯片311位于密闭空间内，红色发光芯片311可以为红色led裸芯片，红色发光芯片311发光形成红色子像素单元。

在本实施例中，支架312可以包括底座和引脚组，底座用于承放红色发光芯片311，引脚组用于将红色发光芯片311连接外部电路。外罩313可以为封装胶结构，封装胶结构可以为环氧树脂或硅胶等透明光学胶结构。外罩313中还可以包括散射颗粒和/或色剂，散射颗粒用于对芯片出光角度调控，色剂可吸收除红光外的其他颜色的可见光，可提高屏幕对比度。

蓝色灯珠的封装结构和绿色灯珠的封装结构均与红色灯珠的封装结构相似，将红色发光芯片和色剂换成相应颜色的发光芯片和色剂可以实现，在此不再赘述。

需要说明的是，对于白色灯珠，白色灯珠里面的发光芯片可以为蓝色发光芯片或者紫外发光芯片或其他颜色的发光芯片，白色灯珠的外罩中包含荧光粉，荧光粉可吸收发光芯片发出的光并将其转换为白光。在本实施例中，白色灯珠里面为可以为蓝色发光芯片和yag:ce荧光粉，yag:ce荧光粉用于将蓝光转换为白光。

请参阅图4(a)和图4(b)，图4(a)是本申请中像素单元整体封装一实施例的结构示意图，图4(b)是对应封装结构的俯视示意图。本实施例采用dip整体封装。像素单元可以整体封装成灯珠，灯珠包括至少四个发光芯片401、支架402和外罩403。支架402和外罩403形成密闭空间，发光芯片401位于密闭空间内。发光芯片401可以为led裸芯片。发光芯片401包括红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片和紫外发光芯片。

在本实施例中，支架402可以包括底座和引脚组，底座用于承放红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片和紫外发光芯片，引脚组用于将红色发光芯片、绿色发光芯片、蓝色发光芯片和紫外发光芯连接外部电路。外罩403可以为封装胶结构，封装胶结构可以为环氧树脂或硅胶等透明光学胶结构。外罩403中还可以包括荧光粉、散射颗粒和/或色剂，散射颗粒用于对芯片出光角度调控，色剂可吸收除红光外的其他颜色的可见光，可提高屏幕对比度。

红色发光芯片发光形成红色子像素单元，绿色光发光形成绿色子像素单元，蓝色发光芯片发光形成蓝色子像素单元，紫外发光芯片发出紫外光，外罩403中的荧光粉吸收紫外光并将紫外光转换为白光，形成白色子像素单元。优选的，荧光粉不吸收红绿蓝三基色光，可以保证屏幕的色彩度。

此外，本申请还提供一种确定rgbw彩色显示面板中各个子像素最大亮度的方式：

将彩色显示面板中白色子像素单元的色坐标和最大亮度设置为彩色显示面板的白平衡坐标以及白光的最大亮度；根据白平衡坐标、白色子像素的最大亮度、红色子像素单元的色坐标、绿色子像素单元的色坐标和蓝色子像素单元的色坐标设置红色子像素的最大亮度、绿色子像素的最大亮度和所述蓝色子像素的最大亮度。

在本实施例中，主要通过下述公式(1)确定红色子像素的最大亮度、绿色子像素的最大亮度和蓝色子像素的最大亮度：

其中zr＝1-xr-yr,zg＝1-xg-yg,zb＝1-xb-yb,zw＝1-xw-yw。

在上述公式中，(xw,yw)为白色子像素单元色坐标，lwm为白光的最大亮度；(xr,yr)为红色子像素单元色坐标，lrm为红光的最大亮度；(xg,yg)为绿色子像素单元色坐标，lgm为绿光的最大亮度；(xb,yb)为蓝色子像素单元色坐标，lbm为蓝光的最大亮度。

本申请还提出一种控制方法，应用于上述彩色显示面板，请参阅图5，图5是本申请控制方法一实施例的流程示意图，其中控制方法应用于rgb颜色系统，包括以下步骤：

s51：获取输入信号中红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值。

rgb色彩模式使用rgb模型为图像中每一个像素的rgb分量分配一个0～255范围内的数值。在rgb模式下，每种rgb成分都可使用从0(黑色)到255(白色)的值。rgb即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，每一个颜色通道都对应一个数值。

彩色显示面板包括控制器，控制器获取输入信号中红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值。

s52：判断红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值是否相同。

控制器判断红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值是否相同，若是，则执行步骤s53。

s53：开启彩色显示面板中的白色子像素单元，关闭彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

当控制器判断出红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值相同时，说明输入信号中的要显示的颜色为白色，则开启彩色显示面板中的白色子像素单元，关闭彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。本实施例中彩色显示面板的控制器控制单一的白色子像素单元发光显示白光，从而避免由于红绿蓝三基色混色形成白光而出现的颜色分离的现象。

s54：根据相同的数值确定白色子像素单元的灰度值，并根据γ曲线控制白色子像素单元的亮度值，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

由于红色通道、绿色通道和蓝色通道的数值都相同，因此在本实施例中的彩色显示面板可以选择输入信号红绿蓝中任意一个通道的数值确定白色子像素单元的灰度值。在本实施例中，控制器可以根据红色通道的数值确定白色子像素单元的灰度值，即将白色子像素单元的灰度值设置成红色子像素的数值。

进一步的，控制器根据γ曲线控制白色子像素单元的亮度值，矫正显示效果，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

请参阅图6，图6是本申请控制方法另一实施例的流程示意图。本实施例中的步骤若与上述步骤相同的地方，不再赘述。具体步骤如下：

s61：获取输入信号中红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值。

s62：判断红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值是否相同。

若判断出红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值相同，则执行下述步骤s631～s632；若判断出红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值不相同，则执行下述步骤s633～s634。

s631：开启彩色显示面板中的白色子像素单元，关闭彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

s632：根据相同的数值确定白色子像素单元的灰度值，并根据γ曲线控制白色子像素单元的亮度值，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

步骤s631～s632可参考上述步骤s53～s54，在此不再赘述。

s633：关闭彩色显示面板中的白色子像素单元，开启彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

控制器判断出红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值不相同，则可以得出此时输入信号中需要显示的颜色不是白色，因此控制器关闭彩色显示面板中的白色子像素单元，开启彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

s634：根据红色通道的数值确定红色子像素单元的灰度值，根据绿色通道的数值确定绿色子像素单元的灰度值，根据蓝色通道的数值确定蓝色子像素单元的灰度值，并根据γ曲线控制红色子像素单元的亮度值、绿色子像素单元的亮度值和蓝色子像素单元的亮度值，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

控制器根据红色通道的数值确定红色子像素单元的灰度值，根据绿色通道的数值确定绿色子像素单元的灰度值，根据蓝色通道的数值确定蓝色子像素单元的灰度值，并通过γ曲线补偿彩色显示面板中的亮度偏差，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。具体的方法和原理已在上述步骤s54中说明，在此不再赘述。

为进一步改善彩色显示面板的显示效果，本申请还提供控制方法的又一实施例。请参阅图7，图7是本申请控制方法又一实施例的流程示意图。本实施例中的步骤若与上述步骤相同的地方，不再赘述。具体步骤如下：

s71：获取输入信号中红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值。

s72：判断红色通道的数值、绿色通道的数值和蓝色通道的数值是否相同。

s731：开启彩色显示面板中的白色子像素单元，关闭彩色显示面板中的红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

s732：根据相同的数值确定白色子像素单元的灰度值，并根据γ曲线控制白色子像素单元的亮度值，以使彩色显示面板显示与输入信号对应的亮度和颜色。

本实施例中s710～s732与上述步骤中的s610～s632相类似，在此不再赘述，具体可参阅上述步骤。

s733：判断输入信号的rgb值是否可以通过混合白色和红绿蓝中的任一单色光得出，若是，则开启白色子像素单元和对应单色光子像素单元，关闭其余两个单色光子像素单元。

控制器则根据γ曲线，确定红绿蓝子像素对应的亮度lr、lg和lb，然后根据下述公式2计算得到输入信号对应的色坐标(xi,yi)和亮度li。控制器判断输入信号的对应的色坐标(xi,yi)是否位于颜色坐标中白色子像素坐标和红绿蓝色坐标的连线上，即判断输入信号对应的色坐标(xi,yi)是否位于图8中的线段rw、bw、gw上，其中图8为本申请中颜色坐标示意图。

公式2：

其中，zr＝1-xr-yr,zg＝1-xg-yg,zb＝1-xb-yb,zi＝1-xi-yi。

若判断输入信号对应的色坐标(xi,yi)位于图8中的线段rw、bw、gw上，则表明输入信号的颜色可通过白色子像素单元和x色(红绿蓝中的任意一个)子像素单元混光实现。根据下述公式3计算需要得到的白色子像素单元的亮度lw和x色子像素单元的亮度lx，彩色显示面板根据lw和lx分别控制白色子像素和x色子像素的亮度即可实现与输入信号对应的亮度和颜色。此时，与rgb三色显示的显示面板相比，原本需要rgb三色子像素混光得到的颜色可以通过混个白色和x色子像素单元实现，由此可改善三个显示面板中颜色分离的现象。

公式3：

其中，zx＝1-xx-yx,zw＝1-xw-yw。

s734：若判断出输入信号的rgb值不可以通过混合白色和红绿蓝中的任一单色光得出，则关闭宝色子像素单元，开启红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元。

若彩色显示面板判断出输出信号对应的色坐标(xi,yi)不位于图8中的线段rw、bw、gw上，即表明输入信号的rgb值不可以通过混合白色和红绿蓝中的任一单色光得出。此时，彩色显示面板控制白色子像素单元关闭，红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元开启，并根据输入信号中的rgb值确定红绿蓝三个子像素单元的灰度值，进而根据γ曲线分别控制红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元的亮度值，以显示与输入信号对应的颜色和亮度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。