JP2006039555A - フラットパネルディスプレイ装置の画素構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラットパネルディスプレイ装置におけるカラーフリンジエラーの発生を防止し、かつ該ディスプレイ装置を多チャンネルディスプレイとしての使用を可能とするフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を提供する。
【解決手段】 複数の画素４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６を使用してイメージを表示するフラットパネルディスプレイ装置において、複数の画素がそれぞれ少なくとも６個のサブピクセル４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、５０ｆを備えることを特徴とする画素構造である。
【選択図】 図４

Description

本発明はフラットパネルディスプレイ装置に関し、より詳細にはフラットパネルディスプレイ装置の画素構造に関する。

サブピクセルレンダリング技術とは、画素を形成するサブピクセル、すなわち、赤色（Ｒｅｄ：以下、Ｒ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ：以下、Ｇ）、青色（Ｂｌｕｅ：以下、Ｂ）のサブピクセルを個別に直接制御することによってイメージを表示する技術である。このサブピクセルレンダリング技術を用いてフラットパネルディスプレイ装置を駆動することにより、フラットパネルディスプレイ装置の空間解像度を高めることができる。

しかし、サブピクセルレンダリング技術をフラットパネルディスプレイ装置の駆動に適用する場合、カラーフリンジ（color fringe）エラーが発生する恐れがある。これは、フラットパネルディスプレイ装置の画素構造に起因し、この問題を解決するために現在までに多様な画素構造が提供されている。

図１から図３は、現在までに提供されたフラットパネルディスプレイ装置の画素構造の例を示している。
図１は、現在最も広く使われている画素構造であり、１つの画素１０は、ストライプ状のＲ、Ｇ、Ｂサブピクセル１０ｒ、１０ｇ、１０ｂから構成されている。Ｒ、Ｇ、Ｂサブピクセル１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは、縦方向に隣接した画素のサブピクセルと連結して、Ｒ線１２、Ｇ線１４、Ｂ線１６を形成する。したがって、サブピクセルレンダリング技術を用いれば、Ｒ、Ｇ、Ｂサブピクセル１０ｒ、１０ｇ、１０ｂそれぞれのストライプ幅が狭いため、画素全体を使用する場合よりも遥かに細い線を表示できる。しかしながら、各線は白色または灰色を表すことはできない。
それゆえ、図１に示す画素構造を持つフラットパネルディスプレイ装置も、カラーフリンジエラーを生ずる恐れがある。

図２は、ペンタイルマトリクス配列をなす画素構造を示す。
図２を参照して説明すると、４５°に傾いた薄い第１ストライプＳ１はシアン色（Ｃｙａｎ：以下、Ｃ）であり、白色や灰色を表すことができない。同様に、４５°に傾いた第２ストライプＳ２はマゼンタ色（Ｍａｇｅｎｔａ：以下、Ｍ）であり、白色や灰色を表すことができない。したがって、図２に示した画素構造を持つフラットパネルディスプレイ装置も、カラーフリンジエラーを生ずる可能性がある。
図２で、参照符号２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂサブピクセルを表す。

図３は、六角形ドットパターンの画素構造を示す（特許文献１参照）。
図３を参照して説明すると、この画素構造は、３つの原色３５、４５、５５のみを含むので、色の範囲を広げるために３以上のチャンネル数を備えた現状の多チャンネルディスプレイに適用することができない。

結果として、従来の技術を採用したフラットパネルディスプレイ装置は、依然としてカラーフリンジエラーを生ずる恐れがあり、また、多チャンネルディスプレイとしての使用が考慮されていない。
米国特許第５３１１３３７号明細書

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術における前記問題点を改善するためのものであり、フラットパネルディスプレイ装置におけるカラーフリンジエラーの発生を防止し、かつ該ディスプレイ装置を多チャンネルディスプレイとしての使用を可能とするフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を提供することである。

前記技術的課題を達成するために、本発明は、複数の画素を使用してイメージを表示するフラットパネルディスプレイ装置の画素構造において、前記複数の画素は、それぞれ少なくとも６個のサブピクセルを備えることを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を提供する。

前記複数の画素の形状はそれぞれ六角形であり、前記サブピクセルの形状は三角形である。

前記複数の画素の中の１つの画素と、前記１つの画素に隣接した他の画素とは回転対称となる。詳細には６０゜の回転対称となっている。

前記６個のサブピクセルそれぞれは、３個の原色の中の１つを表示するが、前記６個のサブピクセルは、前記１つのサブピクセルが表示する色と、該１つのサブピクセルに隣接した他のサブピクセルが表示する色とが相異なるように配列される。

前記複数の画素の中の１つの画素と、前記１つの画素に隣接した他の画素とは、同じサブピクセル構造を持つ。この時、前記６個のサブピクセルは、それぞれ相異なる色を表示するように備えられる。

前記複数の画素は、それぞれ７個のサブピクセルを備える。この時、前記７個のサブピクセルは、それぞれ六角形であり、前記７個のサブピクセルは、６個のサブピクセルが１個のサブピクセルを取り囲んだ形態に配列される。
また、前記７個のサブピクセルは、それぞれ異なる色を表示するように備えられる。

本発明の画素構造によって、フラットパネルディスプレイ装置におけるカラーフリンジエラーの発生を防止することができ、かつ各画素が３つの原色だけではなく、６つ以上の原色を含むことができるので、前記ディスプレイ装置が表示できる色の範囲が従来に比べて遥かに広くなる。さらに、画素のサブピクセルはサブピクセルレンダリング技術で制御できるので、解像度を高めることができる、特にサブピクセルの優れた回転対称性によりあらゆる方向で優れた解像度が提供できる。

以下、本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を、添付図面を参照して詳細に説明する。この添付図面の領域の厚みや体積は、本実施形態の内容を明確にするために誇張して示している。

（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態による画素構造を示す。図４で、参照番号４０は、イメージの最小単位を表す第１画素を示す。
図４を参照して説明すると、第１画素４０は六角形状を有し、三角形状の第１から第６サブピクセル４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆから構成されている。第１から第３サブピクセル４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂを示し、第４から第６サブピクセル４０ｄ、４０ｅ、４０ｆもまたＲ、Ｇ、Ｂを示す。

すなわち、第１画素４０は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂを表示する３個のサブピクセルが反時計回りに反復して配列されている。

一方、第１画素４０と、その左側に隣接した第２画素４２とを比較すると、第２画素４２の構成と第１画素４０の構成は同一であり、第２画素４２を構成する第１から第６サブピクセル４２ａ・・・４２ｆの配列方法もまた、第１画素４０のサブピクセルの方式と同じく反時計回りとなっている。

しかし、第２画素４２は、第１画素４０を時計回りに６０°回転させたものと同一であるために、第２画素４２の第１から第６サブピクセル４２ａ・・・４２ｆの位置と、第１画素４０の第１から第６サブピクセル４０ａ・・・４０ｆの位置とは異なる。

すなわち、第１画素４０でＲを示す第１および第４サブピクセル４０ａ、４０ｄは垂直に配列されており、Ｇを表示する第２および第５サブピクセル４０ｂ、４０ｅは垂直線に対して反時計回りに６０°傾いて配列されている。しかし、第２画素４２では、Ｒを表示するサブピクセル４２ａ、４２ｄは垂直線に対して時計回りに６０°傾いて配列されており、Ｇを表示するサブピクセル４２ｂ、４２ｅは垂直に配列されている。

第１画素４０に隣接した他の画素である第３および第４画素４４、４６も、第２画素と同じく第１画素４０が６０°回転したものと同一である。しかし、第３画素４４は、第１画素４０が反時計回りに回転したものであり、第４画素４６は、時計回りに回転したものである。

このように、第１画素４０の周囲に配列された画素は、第１画素４０を時計回り、または反時計回りに６０°回転させたものと同一になる。すなわち、第１画素４０とその周囲の画素との間には、回転対称性の関係を有している。

第１画素４０の周囲に配列された画素を、このように回転対称に配列することによって、第１画素４０の第１から第６サブピクセル４０ａ・・・４０ｆのそれぞれと、それらに隣接する画素のサブピクセルとが同じ色となることを防止できる。これは、第１画素４０の周囲に分布するサブピクセルについての以下の説明から理解できるであろう。

例えば、第１画素４０のＢを表示する第３サブピクセル４０ｃに、第２画素４２の赤色を表示する第１サブピクセル４２ａが隣接している。また、第１画素４０の赤色を表示する第４サブピクセル４０ｄに、第３画素４４の第１から第６サブピクセル４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆの中のＧを表示する第６サブピクセル４４ｆが隣接している。

また、図４に示す画素構造で何れか１方向、例えば、第１矢印Ａ１で表した斜線方向に配列されたサブピクセルの配列を着目すると、隣接したサブピクセルの表示する色が異なり、Ｒ、ＧおよびＢ（参照番号１、２、３はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂを表す）が交互に分布することが分かる。

これにより、図４に示す画素構造を持つフラットパネルディスプレイ装置は、如何なる方向でも白色または灰色を表示でき、隣接したサブピクセルが同じ色を表示しないように配列されるため、カラーフリンジエラーの発生を防止することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による画素構造は、第１の実施形態による画素構造と同じく画素が六角形状になっているが、各画素に含まれる原色の数がさらに多いことが特徴である。

図５を参照して具体的に説明すると、第２の実施形態による画素構造において、第１画素５０は、三角形状の第１から第６サブピクセル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆから構成される。第１から第６サブピクセル５０ａ・・・５０ｆは反時計回りに順に配列されているが、代替的に時計回りに順に配列されてもよい。第１から第６サブピクセル５０ａ・・・５０ｆは、重ねて白色を表示できる色、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｍ、Ｃおよび黄色（Ｙｅｌｌｏｗ：以下、Ｙ）である。第１画素５０の周囲の他の画素も第１画素５０と同一である。参照番号４、５、６は、それぞれ前記Ｍ、Ｃ、Ｙを表す。

前記のように、第１画素５０は６つのサブピクセルを含み、それらは相異なる色を表示するので、第１画素５０と同じ画素が第１画素５０の周囲に配置される場合、隣接した画素のサブピクセルは、当然相異なる色を表示する。

一方、図５で任意の方向に配列された、例えば、第１矢印Ａ１１と第２矢印Ａ２２とに沿って配列されたサブピクセルに着目すれば、隣接したサブピクセルは相異なる色を表示することが分かるであろう。

図５の画素構造を有するフラットパネルディスプレイ装置は、如何なる方向でも白色または灰色を表示でき、それゆえカラーフリンジエラーの発生を防止できることができる。また、１画素を構成する６つのサブピクセルがそれぞれ相異なる色を表示するので、図５の画素構造を有するフラットパネルディスプレイ装置が表示可能な色の範囲は、従来に比べて遥かに広くなる。

（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る画素構造は、画素が六角形状の複数のサブピクセルから構成され、前記複数のサブピクセルが相異なる色を表す。

図６を参照して説明すると、第１画素６０は、第１から第７サブピクセル６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０ｇから構成される。第７サブピクセル６０ｇは第１画素６０の中心に位置し、第１から第７サブピクセル６０ａ・・・６０ｇの形状はそれぞれ六角形である。したがって、第１画素６０の形状は、第１および第２の実施形態の第１画素４０、５０のように六角形ではなく、１８の辺からなる多角形である。第１から第６サブピクセル６０ａ・・・６０ｆは、合わせて白色を表現できる色、例えばＲ、Ｇ、Ｂ、Ｍ、Ｃ、Ｙおよび白色である。一方、第７サブピクセル６０ｇは白色である。

一方、第１画素６０の境界を形成する第１から第６サブピクセル６０ａ・・・６０ｆは、何れも異なる色を示し、第１画素６０の周囲に配列された第２から第５画素７０、８０、９０、１００は、第１画素６０と同じ構成のサブピクセルから構成されている。したがって、第１画素５０の任意のサブピクセルとそれに隣接した画素のサブピクセルとが表示する色は相異なる。

例えば、第１画素６０の第５サブピクセル６０ｅはＣを表示する一方、第５サブピクセル６０ｅに隣接した第２画素７０の第２および第３サブピクセル７０ｂ、７０ｃはそれぞれＧおよびＢを表示する。

また、任意の方向に配列されたサブピクセル、例えば、相異なる方向に伸張した第１矢印Ａ３１および第２矢印Ａ３２に沿って配列されたサブピクセルを説明すれば、隣接したサブピクセルが示す色が相異なるだけでなく、連続して配列された７個のサブピクセルの示す色がすべて異なるということが分かるであろう。

それゆえ、図６の画素構造を有するフラットパネルディスプレイ装置もカラーフリンジエラーの発生を防止でき、かつ画素に相異なる色を表示する７個のサブピクセルが含まれていているため表現できる色の範囲が従来に比べて遥かに広くなる。

前記のように、本発明の画素構造において、画素の形状は６個のサブピクセルを含む六角形であるか、または７個のサブピクセルを含む１８個の辺を持つ多角形である。６個のサブピクセルを含む画素の場合、サブピクセルは回転対称であるか、あるいは回転対象でなくてもよい。

回転対称の場合、６個のサブピクセルは３個の原色の中の１つを表示し、反時計回りまたは時計回りに順に配列される。回転対称でない場合、前記６個のサブピクセルが相異なる色を表示する。画素が７個のサブピクセルからなる場合、それぞれのサブピクセルの形状は六角形であり、それぞれ異なる色を表示する。

このように六角形または１８個の辺を持つ画素が隣接する場合、任意の１画素のサブピクセルとそれに隣接する他の画素のサブピクセルとは、必然的に相異なる色を表示することになる。すなわち、画素の幾何学的形状によって、同じ色を表示するサブピクセル同士が隣接することは不可能である。

以上、前記の説明で多くの事項を具体的に記載しているが、これらは発明の範囲を限定するものではなく、例示であることに留意されたい。例えば、当業者ならば、第２および第３実施形態による画素構造にも第１の実施形態のような回転対称を付与することができる。このように本発明は、本発明の範囲および趣旨から逸脱しない範囲で多様な変更および変形が可能なことは理解できるであろう。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。

本発明は、イメージが表示されるスクリーンが平面である各種表示装置、例えば、フラットテレビ、または携帯電話機、カムコーダ、ＰＤＡ、ＧＰＳ、計器のパネルなどに適用することができる。

従来技術によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。 従来技術によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。 従来技術によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。 本発明の第３実施形態によるフラットパネルディスプレイ装置の画素構造を示す模式図である。

符号の説明

４０ 第１画素
４２ 第２画素
４４ 第３画素
４６ 第４画素
４０ａ 第１画素の第１サブピクセル
４０ｂ 第１画素の第２サブピクセル
４０ｃ 第１画素の第３サブピクセル
４０ｄ 第１画素の第４サブピクセル
４０ｅ 第１画素の第５サブピクセル
４０ｆ 第１画素の第６サブピクセル
４２ａ 第２画素の第１サブピクセル
４２ｂ 第２画素の第２サブピクセル
４２ｃ 第２画素の第３サブピクセル
４２ｄ 第２画素の第４サブピクセル
４２ｅ 第２画素の第５サブピクセル
４２ｆ 第２画素の第６サブピクセル
４４ａ 第３画素の第１サブピクセル
４４ｂ 第３画素の第２サブピクセル
４４ｃ 第３画素の第３サブピクセル
４４ｄ 第３画素の第４サブピクセル
４４ｅ 第３画素の第５サブピクセル
４４ｆ 第３画素の第６サブピクセル
Ａ１ 第１矢印

Claims (15)

1. 複数の画素を用いてイメージを表示するフラットパネルディスプレイ装置の画素構造において、
   前記複数の画素は、それぞれ少なくとも６個のサブピクセルを含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
2. 前記複数の画素は、それぞれ六角形であることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
3. 前記サブピクセルは、三角形であることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
4. 前記複数の画素の中の１つの画素と、前記１つの画素に隣接した他の画素とは回転対称であることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
5. 前記１つの画素および前記他の画素は、互いに６０゜の回転対称であることを特徴とする請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
6. 前記６個のサブピクセルはそれぞれ３つの原色の中の１つを表示し、前記６個のサブピクセルの中の１つのサブピクセルが表示する色と、前記１つのサブピクセルに隣接した他のサブピクセルが表示する色とが相異になるように、前記６個のサブピクセルが配列されることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
7. 前記複数の画素の中の１つの画素と、前記１つの画素に隣接した他の画素とは、同じサブピクセル配列を有することを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
8. 前記少なくとも６個のサブピクセルは、相異なる色を表示することを特徴とする請求項７に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
9. 前記複数の画素は、それぞれ７個のサブピクセルを含むことを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
10. 前記７個のサブピクセルは、それぞれ六角形であることを特徴とする請求項９に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
11. 前記７個のサブピクセルにおいて、６個のサブピクセルが他の１個のサブピクセルを取り囲むように配列されていることを特徴とする請求項９に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
12. 前記７個のサブピクセルは、それぞれ異なる色を表示することを特徴とする請求項９に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
13. 前記画素は、１８個の側面を有する多角形であることを特徴とする請求項１１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
14. 前記６個のサブピクセルは組み合わせて白色を表現し、前記６個のサブピクセルに取り囲まれた他の1個のサブピクセルは白色を表現することを特徴とする請求項１１に記載のフラットパネルディスプレイ装置の画素構造。
15. 複数の画素を使用してイメージを表示するフラットパネルディスプレイ装置において、前記複数の画素はそれぞれ少なくとも６個のサブピクセルを含む画素構造を備えることを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置。

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