JP2007518117A - 多原色液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の種々の代表的な実施形態によれば、本装置は、例えば、少なくとも4つの異なる原色の副画素要素のアレイを含み得る。この場合、アレイにおける副画素要素の総数は、画像における4原色以上の画素の数に少なくとも4つの異なる原色の数を掛けた乗算積より大幅に小さい。
図を簡単明瞭にするために、図に示した要素は、必ずしも正確に又は一律の縮尺に従って描かれていないことが認識し得る。例えば、要素には、明瞭にするために、他の要素と比較して、又は1つの要素に含まれる一部の物理的な構成要素と比較して、寸法を誇張したものがある。更に、適切であると思われる場合、参照数字は、各図の間で繰り返し用いて、対応する又は類似の要素を示す場合がある。これらの図は、本発明の実施形態の例を記載するものであって、本発明の範囲を制限するものではないことが認識し得る。
本発明の代表的な実施形態によれば、システム100は、光源112及びアレイ状副画素要素を含み得る。例えば、システム100は、例えば、当分野において知られている薄膜トランジスタ(TFT)アクティブマトリックス技術を用いるLCアレイである液晶(LC)要素(セル)114のアレイ113と、例えば、アレイ113に並置し得るn原色(nは3より大きい)のカラーフィルタアレイ116と、を含み得る。システム100は、いずれか他の適切な構成の副画素要素を含み得る。システム100は、更に、アレイ114のセルを、例えば、当分野において知られているアクティブマトリックス駆動方式によって駆動するための電子回路120(ドライバ)を含み得る。本発明の種々の代表的な実施形態によれば、カラー画像の画素は、4原色以上の副画素要素によって再現し得るが、この場合、各副画素要素は、n原色のうちの1つに対応する。背面照射源112は、カラー画像の生成に必要な光を供給する。各副画素要素の透過率は、後述するように、1つ又は複数の対応する画素用の画像データ入力に基づき、例えば、アレイ113の対応するLCセルに印加される電圧によって制御し得る。n原色コントローラ118は、カラー画像の画素を表す副画素データを含む画像データを受信可能であり、また、アレイ113の少なくとも一部の副画素要素を選択的にアクティブにして、副画素データに基づき、減衰パターンを生成可能である。例えば、コントローラ118は、入力データを、例えば、赤(R)、緑(G)及び青(B)、又はYCbCrの形式で受信し、オプションとしてデータを所望のサイズ及び解像度に合わせてスケール変更し、また、入力データに基づき、異なるドライバに出力される信号の大きさを調整し得る。コントローラ118は、入力画像データ、例えば、RGB画像成分又は画素のYCbCrデータを含むデータを、4つ以上の原色、例えば、R、G、B、黄(Y)及びシアン(C)の副画素データに変換可能である。背面照射源112によって供給される白色光の強度は、後述するように、LCアレイの要素によって空間的に変調され、1つ又は複数の画素の画像データに基づき、各副画素要素の照射を選択的に制御し得る。各副画素の選択的に減衰された光は、カラーフィルタアレイ116の対応するカラーフィルタを通過し、これによって、所望の色の副画素組合せを生成する。人の視覚系は、異なる色の副画素要素を通してフィルタ処理された光を空間的に統合してカラー画像を知覚する。
上式において、Stftは、各TFTの遮蔽面積を示し、Lrow及びtrowは、それぞれ各行ドライバラインの長さ及び幅を示し、Lcolumn及びtcolumnは、それぞれ各列ドライバラインの長さ及び幅を示す。従って、表示装置の全面積は、ほぼLcolumn×Lrowであり、また、表示装置の開口比は、アスペクト比AR=Lrow/Lcolumnであると仮定して計算し得る。
パターン201は、8つの副画素要素を含む行に配置された5つの原色、例えば、赤、黄、緑、シアン及び青に対応する副画素要素を含み得る。
上述した代表的な実施形態による表示装置は、他の5原色表示システム(例えば、各画素を再現するために5つの原色の副画素要素が用いられる場合)における列ドライバラインの数(例えば、5×s)、及びTFTの数(例えば、5×s×l)と比較して、より少数の列ドライバライン及びより少数のTFTを含み得ることを当業者は認識し得る。その結果、上述した代表的な実施形態による表示装置は、総遮蔽面積も相対的に小さくなり、この結果、他の5原色表示システムの総遮蔽面積、例えば、5×s×Lcolumn×tcolumn+l×Lrow×trow+5×l×s×Stft及びその結果生じる輝度レベルと比較して、高い輝度レベルをもたらし得る。例えば、16:9のアスペクト比を有する1280×720の表示装置、即ち、s=1280、l=720及びLrow=16/9×Lcolumnの表示装置は、5つの原色の副画素要素が各画素を再現するために用いられる場合、約70%の開口比、即ち、約30%の総遮蔽面積を有し得る。総遮蔽面積が、6%のTFT遮蔽と24%のドライバライン遮蔽とを含み、また、trow=tcolumnであると仮定すると、副画素構成200を実現することによって、TFT遮蔽を約5%に、また、ドライバライン遮蔽を約20%に低減し得ることを当業者は認識し得る。従って、そのような構成200を実現する表示装置の開口比は、約5%増加して、例えば、約75%の値に達し得る。更に、副画素構成200を実現すると、列ドライバの数を約20%低減し得るが、これによって、パターン200の副画素要素をアクティブにするのに必要なデータ速度を低減し得る。
図4において、本発明の他の代表的な実施形態に基づく、繰り返し可能なパターン401を含む5原色表示装置における副画素要素の構成400を示す。
代表的な実施形態によれば、後述するように、パターン401は、赤、緑及び黄原色の各々に対応する副画素要素の数と比較して、青及びシアン原色の各々に対応する少ない数の副画素要素を含み得る。
本発明の種々の代表的な実施形態によれば、カラー画像の各画素は、構成400の1つ又は複数の副画素要素によって再現し得る。例えば、カラー画像の第1画素は、副画素要素416、415、414、417及び/又は418によって再現し得る。また、例えば、第1画素に隣接する第2画素は、副画素要素434、418、433、435及び/又は436によって再現し得る。本発明の種々の実施形態によれば、構成400の1つ又は複数の副画素要素、例えば、青及び/又はシアン原色に対応する副画素要素、例えば、副画素要素414及び/又は418は、カラー画像の2つ以上の画素に対応する副画素データの組合せによって決定された値に基づき、アクティブにし得る。構成400の他の副画素要素、例えば、緑、赤及び/又は黄原色に対応する副画素要素、例えば、副画素要素416、415、417、434、435及び/又は433は、1つ又は複数の画素に対応する副画素データに基づき、アクティブにし得る。例えば、それぞれ赤、緑及び/又は黄原色のうちの1つ又は複数に対応する副画素要素の、例えば、ドライバ120(図1)のうちの1つ又は複数のドライバには、それぞれ1つ又は複数の画素の赤、緑及び/又は黄副画素データに対応する値を供給し得る。このデータ処理は、コントローラ118(図1)によって提供し得る。例えば、シアン原色に対応する副画素要素のドライバ120(図1)におけるドライバには、2つ以上の画素に対応するシアン副画素データの組合せ、例えば、相加平均、加重平均及び/又はいずれか他の適切な組合せによって決定された値を供給し得る。例えば、青の副画素に対応する副画素要素のドライバ120(図1)におけるドライバには、2つ以上の画素に対応する青の副画素データによる組合せ、例えば、相加平均加重平均及び/又はいずれか他の適切な組合せによって決定された値を供給し得る。2つ以上の画素は、例えば、2つ以上の隣接する画素、例えば、2つ以上の垂直に、水平に及び/又は斜めに隣接する画素、又はカラー画像のいずれか他の2つ以上の画素を含み得る。従って、パターン401の副画素要素は、アクティブにして2つの画素を再現し得ることから、構成400に対応する有効な画素サイズは、パターン401の副画素要素の面積の和の半分に等しくてよいことを当業者は認識し得る。コントローラ118(図1)は、副画素データを再配置して所望値の配列をドライバ120に供給し得る。
構成400を実現する5原色表示装置のドライバラインの全体的なコストは、列ドライバラインのコストが行ドライバラインのコストより一般的に高いことから、従来の3原色LCD表示装置、例えば、3×sの列ドライバラインとlの行ドライバラインとを含む表示装置のドライバラインのコストと比較して、小さいことを当業者は認識し得る。更に、構成400を実現する5原色表示装置の全体的なコストは、4つ又は5つの原色の副画素要素が、各画素を再現するために用いられる他の4原色表示装置の全体的なコストと比較して、また、5つの原色の副画素要素が、各画素を再現するために用いられる他の5原色表示装置の全体的なコストと比較して、小さいことを当業者は認識し得る。
パターン500は、4つの行、例えば、行502、行504、行506、及び行508を含み得る。行504及び行508は全く同じであってよく、また、行504及び行508の各々は、2原色配列、例えば、配列“赤−黄−赤−黄”を含み得る。行506及び行508は、3原色配列、例えば、“緑−シアン−緑−青”、及び3原色配列、例えば、“緑−青−緑−シアン”をそれぞれ含み得る。シアン及び青原色が列に沿って交互に配置されているパターン、例えば、パターン500を実現して、表示装置全体において更に均一な色の分布を達成し得ることを当業者は認識し得る。
Claims (51)
- 4原色以上のカラー画像を表示するためのカラー表示装置であって、
少なくとも3つの原色の副画素要素の少なくとも第1及び第2の繰り返し可能な色配列に配置された少なくとも4つの異なる原色の副画素要素のアレイを備え、
前記第1色配列は、前記第2配列に含まれない少なくとも1つの原色の副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項1に記載の表示装置は更に、
前記カラー画像の画素を表す副画素データに基づいて、前記アレイの少なくとも一部の副画素要素を選択的にアクティブにして、1つ又は複数の減衰パターンを生成することが可能なコントローラを備える、表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記カラー画像の少なくとも第1及び第2画素に対応する副画素データに基づいて、前記第1及び第2色配列の副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記少なくとも第1及び第2画素の副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第1及び第2配列の少なくとも1つにおける少なくとも1つの副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項4に記載の表示装置において、
前記少なくとも1つのアクティブにされる副画素要素は、前記第2配列に含まれない原色の副画素要素を含み、
前記副画素データは、前記第2配列に含まれない原色に対応する前記少なくとも第1及び第2画素の副画素データを含む、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記アクティブにされる前記副画素要素の副画素データと前記第2配列に含まれない原色との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記第2画素における緑及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の緑の副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項6又は7に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記第2画素における青及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の青の副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項6に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記第2画素における青及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列のシアンの副画素要素をアクティブにすることが可能である、表示装置。 - 請求項3に記載の表示装置において、
前記コントローラは、
前記第1副画素要素の原色に対応する前記第2画素の副画素データと第1補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の第1副画素要素をアクティブにし、
前記第2副画素要素の原色に対応する前記第2画素の副画素データと第2補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の第2副画素要素をアクティブにし、
前記第2配列に含まれない原色に対応する前記第1画素の副画素データと第3補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列に含まれない原色の副画素要素をアクティブにする、
ことが可能である、表示装置。 - 請求項10に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記第1副画素要素、前記第2副画素要素及び前記第2配列に含まれない原色の副画素要素によって再現された輝度間の関係に基づいて、前記第1、第2及び第3補正成分のうちの少なくとも1つを決定することが可能である、表示装置。 - 請求項11に記載の表示装置において、
前記コントローラは、前記第2配列に含まれない原色の副画素要素によって再現された輝度に対応する値が、前記第1及び第2副画素要素によって再現された輝度の和と実質的に等しくなるように、前記第1、第2及び第3補正成分のうちの少なくとも1つを決定することが可能である、表示装置。 - 請求項10乃至12のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記第1及び第2副画素要素は、緑及び青の副画素要素を含み、
前記第2配列に含まれない原色の副画素要素は、シアンの副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記第2色配列は、前記第1配列に含まれない少なくとも1つの原色の副画素要素を含み、表示装置。 - 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記少なくとも4つの異なる原色は、少なくとも5つの原色を含む、表示装置。 - 請求項15に記載の表示装置において、
前記少なくとも5つの原色は、赤、黄、緑、シアン及び青を含む、表示装置。 - 請求項1乃至16のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記アレイの副画素要素は、前記少なくとも4つの原色の各々の副画素要素を含む繰り返し可能なパターンに配置され、前記パターンは、第2原色の副画素要素より少ない第1原色の副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項17に記載の表示装置において、
前記少なくとも4つの原色は、少なくとも5つの原色を含み、
前記繰り返し可能なパターンは、青、シアン、緑、赤及び黄の原色の副画素要素を含み、
前記パターンにおける青及びシアンの副画素要素の数は、前記パターンにおける緑、赤及び黄の副画素要素の数より小さい、表示装置。 - 請求項17又は18に記載の表示装置において、
前記パターンは、8つの副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項19に記載の表示装置において、
前記8つの副画素要素は、1つの行に配置される、表示装置。 - 請求項20に記載の表示装置において、
前記副画素要素は、赤−黄−緑−シアン−赤−黄−緑−青の順に配置される、表示装置。 - 請求項19に記載の表示装置において、
前記パターンは、4つの副画素要素の2つの隣接行を含む、表示装置。 - 請求項22に記載の表示装置において、
前記パターンは、緑−シアン−緑−青の順に配置された副画素要素の行と、赤−黄−赤−黄の順に配置された副画素要素の隣接行と、を含む、表示装置。 - 請求項17又は18に記載の表示装置において、
前記パターンは、16個の副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項24に記載の表示装置において、
前記16個の副画素要素は、各々前記副画素要素のうちの8個を含む第1及び第2隣接行に配置される、表示装置。 - 請求項25に記載の表示装置において、
前記第1行の副画素要素は、黄−緑−赤−シアン−黄−緑−赤−青の順に配置され、前記第2行の副画素要素は、黄−緑−赤−青−黄−緑−赤−シアンの順に配置される、表示装置。 - 請求項25に記載の表示装置において、
前記第1行の副画素要素は、赤−黄−緑−シアン−赤−黄−緑−青の順に配置され、前記第2行の副画素要素は、赤−黄−緑−青−赤−黄−緑−シアンの順に配置される、表示装置。 - 請求項24に記載の表示装置において、
前記16個の副画素要素は、各々前記副画素要素のうちの4個を含む4つの隣接行に配置される、表示装置。 - 請求項28に記載の表示装置において、
前記パターンにおける第1及び第3行の各々の副画素要素は、赤−黄−赤−黄の順に配置され、
前記パターンにおける第2行の副画素要素は、緑−シアン−緑−青の順に配置され、
前記パターンにおける第4行の副画素要素は、緑−青−緑−シアンの順に配置される、表示装置。 - 請求項1乃至29のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記第1配列は、前記第2配列に隣接する、表示装置。 - 請求項1乃至30のいずれか一項に記載の表示装置において、
複数の前記色配列のうちの少なくとも1つは、少なくとも4つの原色の副画素要素を含む、表示装置。 - 請求項31に記載の表示装置において、
前記第1及び第2色配列のうちの少なくとも1つは、3つ以上の原色の副画素要素の副配列を含む、表示装置。 - 請求項32に記載の表示装置において、
前記副配列は、緑、赤及び黄の副画素要素を含む、表示装置。 - 4原色以上のカラー画像を表示する方法であって、
前記カラー画像の画素を表す副画素データに基づいて、複数の副画素要素のアレイの少なくとも一部の副画素要素を選択的にアクティブにして、1つ又は複数の減衰パターンを生成すること、を備え、
前記アレイは、3つ以上の副画素要素の少なくとも第1及び第2の繰り返し可能な配列に配置された少なくとも4つの異なる原色の副画素要素を含み、
前記第1色配列は、前記第2配列に含まれない少なくとも1つの原色の副画素要素を含む、方法。 - 請求項34に記載の方法は更に、
前記カラー画像の少なくとも第1及び第2画素に対応する副画素データに基づいて、前記第1及び第2色配列の副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項35に記載の方法は更に、
前記少なくとも第1及び第2画素の副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第1及び第2配列の少なくとも1つにおける少なくとも1つの副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項36に記載の方法において、
前記少なくとも1つのアクティブにされる副画素要素は、前記第2配列に含まれない原色の副画素要素を含み、
前記副画素データは、前記第2配列に含まれない原色に対応する前記少なくとも第1及び第2画素の副画素データを含む、方法。 - 請求項35に記載の方法は更に、
前記アクティブにされる副画素要素の副画素データと前記第2配列に含まれない原色との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項38に記載の方法は更に、
前記第2画素における緑及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の緑の副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項38又は39に記載の方法は更に、
前記第2画素における青及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の青の副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項38に記載の方法は更に、
前記第2画素における青及びシアンの副画素データの組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列のシアンの副画素要素をアクティブにすることを備える、方法。 - 請求項35に記載の方法は更に、
前記第1副画素要素の原色に対応する前記第2画素の副画素データと第1補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の第1副画素要素をアクティブにすること、
前記第2副画素要素の原色に対応する前記第2画素の副画素データと第2補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列の第2副画素要素をアクティブにすること、
前記第2配列に含まれない原色に対応する前記第1画素の副画素データと第3補正成分との組合せによって決定された値に基づいて、前記第2配列に含まれない原色の副画素要素をアクティブにすること、
を備える、方法。 - 請求項42に記載の方法は更に、
前記第1副画素要素、前記第2副画素要素及び前記第2配列に含まれない原色の副画素要素によって再現された輝度間の関係に基づいて、前記第1、第2及び第3補正成分のうちの少なくとも1つを決定することを備える、方法。 - 請求項43に記載の方法は更に、
前記第2配列に含まれない原色の副画素要素によって再現された輝度に対応する値が、前記第1及び第2副画素要素によって再現された輝度の和と実質的に等しくなるように、前記第1、第2及び第3補正成分のうちの少なくとも1つを決定することを備える、方法。 - 請求項42乃至44のいずれか一項に記載の方法において、
前記第1及び第2副画素要素は、緑及び青の副画素要素を含み、
前記第2配列に含まれない原色の副画素要素は、シアンの副画素要素を含む、方法。 - 請求項34乃至45のいずれか一項に記載の方法において、
前記少なくとも4つの異なる原色は、少なくとも5つの原色を含む、方法。 - 請求項46に記載の方法において、
前記少なくとも5つの原色は、赤、黄、緑、シアン及び青を含む、方法。 - 請求項34乃至47のいずれか一項に記載の方法において、
複数の前記色配列のうちの少なくとも1つは、少なくとも4つの原色の副画素要素を含む、方法。 - 複数の4原色以上の画素を有するカラー画像を表示するためのカラー表示装置であって、
少なくとも4つの異なる原色の副画素要素のアレイを備え、
前記アレイにおける副画素要素の総数は、前記画像における4原色以上の画素の数に前記少なくとも4つの異なる原色の数を掛けた乗算積より大幅に小さい、表示装置。 - 請求項49に記載の表示装置において、
前記乗算積の一部である前記アレイにおける副画素要素の総数は、前記4つ以上の原色の数に関係する、表示装置。 - 請求項49又は50に記載の表示装置において、
前記アレイの副画素要素は、少なくとも3つの原色の副画素要素の少なくとも1つの繰り返し可能な色配列に配置され、
前記乗算積の一部である前記アレイにおける副画素要素の総数は、前記色配列における副画素の数を前記4つ以上の原色の数で割った数にほぼ等しい、表示装置。
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