JP2010198040A - 表示装置、画素配置方法および画素配置プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】４原色の表示装置であって、高画質に表示できる表示装置、画素配置方法および画素配置プログラムを提供する。
【解決手段】それぞれ異なる色を発光する４つの画素Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒを一組として、その一組の画素１０を縦横に複数規則的に配置してカラー表示をする表示装置１であって、４つの画素Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒの全てを発光させて、その４つの画素Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒ全体を見たときに、白色と認識されるように、４つの画素Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒそれぞれの面積（開口面積Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）が設定されており、４つの画素Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒにおける面積の小さい２つの画素Ｇ，Ｒが隣り合わないように配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、画素配置方法および画素配置プログラムに関するものである。

カラー画像を表現する表示装置としては、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色を合成してさまざまな色を作り出すものがある。このようにして所望の各種の色を作り出す方法を加法混色法という。また、従来においては、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のカラーフィルタの面積比を変化させて形成して所望の白色光を表示しようとするカラー液晶表示装置が考え出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−８４３４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている従来の表示装置では、三原色で色再現を行うため、実際に製造された表示装置として色再現領域を十分に広くすることが困難である。また、上記特許文献１には、４原色の表示装置についての技術は何ら考慮されていない。そして、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各画素の面積比を変化させる技術を４原色の表示装置に単に適用しようとすると、各種の問題が生じ、縦方向に黒い筋が現れるなど、かえって画質を悪化させるおそれもある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、４原色の表示装置であって、高画質に表示できる表示装置、画素配置方法および画素配置プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、４原色の表示装置であって、縦方向に黒い筋が現れることを軽減できる表示装置、画素配置方法および画素配置プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、４原色の表示装置であって、所望の白色を表示でき、且つ、縦方向に黒い筋が現れることを軽減できる表示装置、画素配置方法および画素配置プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として、該一組の画素を縦横に複数規則的に配置してカラー表示をする表示装置であって、前記４つの画素の全てを発光させて、該４つの画素全体を見たときに、白色と認識されるように、該４つの画素それぞれの面積が設定されており、前記４つの画素における面積の小さい２つの画素が隣り合わないように配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、４つの原色をなす４つの画素で任意の色を表示する表示装置において各画素の面積を異なる構成として、高精度に白色を表示できるとともに、面積の小さい画素（遮光部の面積が大きい画素）同士を離して配置している。これにより本発明は、面積の小さい画素同士が隣接して配置されることによる（縦方向の）黒い筋が認識されることも回避することができる。したがって、本発明は、高画質の表示装置を実現することができる。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として、該一組の画素を縦横に複数規則的に配置してカラー表示をする表示装置であって、前記４つの画素の全てを発光させて、該４つの画素全体を見たときに、白色と認識されるように、該４つの画素それぞれの面積が設定されており、前記４つの画素における輝度の小さい２つの画素が隣り合わないように配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、４つの原色をなす４つの画素で任意の色を表示する表示装置において各画素の面積を異なる構成として、高精度に白色を表示できるとともに、輝度の小さい画素（遮光部の面積が大きい画素）同士を離して配置している。これにより本発明は、輝度の小さい画素同士が隣接して配置されることによる（縦方向の）黒い筋が認識されることも回避することができる。したがって、本発明は、高画質の表示装置を実現することができる。

また、本発明の表示装置は、前記一組の画素が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については同一色の画素が連なるように直線上に複数配置されているストライプ型の表示装置であることが好ましい。
本発明によれば、面積の小さい２つの画素、又は輝度の小さい２つの画素が隣り同士に配置されて、その面積の小さい２つの画素（遮光部の面積が大きい画素）が表示面の縦方向に並んで、黒い筋として認識されることを、回避することができる。したがって、本発明は、ストライプ型の表示装置であって高画質の表示装置を実現することができる。

また、本発明の表示装置は、前記一組の画素が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については上下の該一組の画素間で少なくとも１つの画素分だけシフトして複数配置されているモザイク型の表示装置であることが好ましい。
本発明によれば、面積の小さい２つの画素、又は輝度の小さい２つの画素が隣り同士に配置されて、その面積の小さい２つの画素（遮光部の面積が大きい画素）が表示面の斜め方向に並んで、黒い筋として認識されることを、回避することができる。したがって、本発明は、モザイク型の表示装置であって高画質の表示装置を実現することができる。

また、本発明の表示装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ブラウン管表示装置のうちのいずれかをなすことが好ましい。
本発明は、加法混色によって色を表現する各種の表示装置に適用することができる。

上記目的を達成するために、本発明の画素配置方法は、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いてカラー表示する表示装置の画素配置方法であって、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価し（Ｓ１）、前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求め（Ｓ２）、前記求められた面積の４つの画素における面積の小さい２つの画素を選択し（Ｓ３）、前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置する（Ｓ４）ことを特徴とする。
本発明によれば、所望の白色を表示できるように、一組の４つの画素それぞれの面積を求めるので、高精度に白色を表示できる表示装置を設計・製造することができる。また、本発明によれば、面積の小さい２つの画素が隣り合わないように配置するので、（縦方向の）黒い筋が認識される表示装置となることも回避できる。したがって、本発明の画素配置方法によれば、高画質の表示装置を設計・製造することができる。

上記目的を達成するために、本発明の画素配置方法は、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いてカラー表示する表示装置の画素配置方法であって、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価し（Ｓ１１）、前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求め（Ｓ１２）、前記求められた面積の４つの画素それぞれの輝度を求め（Ｓ１３）、該４つの画素における輝度の小さい２つの画素を選択し（Ｓ１４）、前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置する（Ｓ１５）ことを特徴とする。
本発明によれば、所望の白色を表示できるように、一組の４つの画素それぞれの面積を求めるので、高精度に白色を表示できる表示装置を設計・製造することができる。また、本発明によれば、輝度の小さい２つの画素が隣り合わないように配置するので、（縦方向の）黒い筋が認識される表示装置となることも回避できる。したがって、本発明の画素配置方法によれば、高画質の表示装置を設計・製造することができる。

上記目的を達成するために、本発明の画素配置プログラムは、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いて、カラー表示する表示装置の製造に用いられるコンピュータに実行される画素配置プログラムであって、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価する白色評価処理と（Ｓ１）、前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求める白色調整処理と（Ｓ２）、前記白色調整処理で求められた面積の４つの画素における面積の小さい２つの画素を選択する選択処理と（Ｓ３）、前記選択処理で選択された２つの画素が隣り合わないように配置する配置処理（Ｓ４）とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の画素配置プログラムは、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いて、カラー表示する表示装置の製造に用いられるコンピュータに実行される画素配置プログラムであって、それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価する白色評価処理と（Ｓ１１）、前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求める白色調整処理と（Ｓ１２）、前記白色調整処理で求められた面積の４つの画素それぞれの輝度を求め（Ｓ１３）、該４つの画素における輝度の小さい２つの画素を選択する選択処理と（Ｓ１４）、前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置する配置処理（Ｓ１５）とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の主要部を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る画素配置方法を示すフローチャートである。 同上の画素配置方法で面積の小さい２つの画素の選択法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置の主要部を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る画素配置方法を示すフローチャートである。 同上の画素配置方法で輝度の小さい２つの画素の選択法を示す図である。 本発明の応用例に係る表示装置の主要部を示す平面図である。 本発明の他の応用例に係る表示装置の主要部を示す平面図である。 ３原色を用いた表示装置の例を示す平面図である。 同上の表示装置の発光スペクトル特性を示す図である。 同上の表示装置の色度特性を示す色度図である。 ３原色を用いた表示装置の他の例を示す平面図である。 同上の表示装置の発光スペクトル特性を示す図である。 同上の表示装置の色度特性を示す色度図である。 ３原色表示装置について画素の配置を変更した構成を示す図である。 ４原色表示装置について画素の配置を変更した構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る表示装置および画素配置方法について、図面を参照して説明する。本表示装置は、本発明に係る画素配置方法を用いて設計・製造することができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の主要部を示す平面図である。すなわち図１は本実施形態の表示装置１における画素の平面配置を示している。表示装置１は、４原色を合成してカラー表示をするものである。具体的には表示装置１は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素を一組の画素１０として、その一組の画素１０を縦横に複数規則的に配置している。そして、表示装置１は、一組の画素１０が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については同一色の画素が連なるように直線上に複数配置されているストライプ型の表示装置となっている。また、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素の周囲には、遮光部をなすブラックマトリックス１１が配置されている。

さらに、表示装置１では、一組の画素１０をなすＲＧＢＣの４つの画素全てを発光させると、所望の白色となるように、その４つの画素それぞれの面積（開口面積）が設定されている。ここで、所望の白色とは、例えば色度特性における黒体軌跡上に設定された色とする。図１においては、青Ｂの画素の開口面積Ａ１、緑Ｇの画素の開口面積Ａ２、シアンＣの画素の開口面積Ａ３、赤Ｒの画素の開口面積Ａ４において、緑Ｇの画素の開口面積Ａ２および赤Ｒの画素の開口面積Ａ４が青Ｂの画素の開口面積Ａ１およびシアンＣの画素の開口面積Ａ３よりも小さい面積に設定されている。換言すれば、Ａ２がＡ１よりも小さく且つＡ３よりも小さく、Ａ４がＡ１よりも小さく且つＡ３よりも小さくなっている。その他の大小関係は特に考慮してくともよい。このようにＲＧＢＣの４つの画素の開口面積が設定されているので、一組の画素１０は所望の白色を表示でき、表示装置１全体としても所望の白色を表示できる。なお、上記開口面積の大小関係は一例であり、一組の画素１０として所望の白色が表示できる大小関係であればよい。

さらに、表示装置１では、一組の画素１０の４つの画素における２つの面積の小さい画素Ａａ，Ａｂが隣り合わないように配置されている。図１の例では、Ａａ＝Ａ２、Ａｂ＝Ａ４であり、緑Ｇの画素（開口面積Ａ２）と赤Ｒの画素（開口面積Ａ４）とが隣り合わないように、すなわち緑Ｇの画素と赤Ｒの画素とを離して配置している。２つの面積の小さい画素Ａａ，Ａｂ、以外の開口面積の大きい画素（すなわち青Ｂの画素およびシアンＣの画素）は、上記条件を前提として、どこに配置してもよいとする。

ここで、開口面積の小さい２つの画素（Ａａ，Ａｂ）同士を離して配置する理由は、ブラックマトリックス１１がなす太い黒帯１１ａ，１１ｂが近接しない構成とするためである。その結果、表示装置１において縦方向に黒い筋が現れることを軽減することができる。

これらにより、本実施形態の表示装置１は、一組の画素１０をなす赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素とブラックマトリクス１１とが作るパターンについて十分に考慮して前記画素を配置することができ、画質決定要因の一つである縦の黒い筋を軽減することができる。したがって、本実施形態の表示装置１は、４原色を用いて再現できる色の範囲を拡大化し、且つ、各画素の面積を不均一として所望の白色を高精度に表示でき、さらに、黒い筋が認識されない高画質の画像を表示することができる。一般に、縦の黒い筋は解像度の小さい表示装置ほど観察者にとって大きく認識され易いので、上記黒い筋を軽減する効果は解像度が低い表示装置１ほど顕著となる。

（第１実施形態の画素配置方法）
図２は、本発明の第１実施形態に係る画素配置方法を示すフローチャートである。すなわち、図２は、図１に示す表示装置１を設計するときに用いられる手順を示すフローチャートである。したがって、本フローチャートは、一組の画素１０における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の各画素の開口面積を変化させた（異なる面積とした）ときに、その各画素の配置を決定する手順を示している。

先ず、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素（一組の画素）の開口面積を同一の面積として、その状態での４つの画素の合成光について白色の評価をする白色評価処理を行う（ステップＳ１）。
この白色評価処理は、ＲＧＢＣの４つの画素の開口面積を同一として各画素からの発光スペクトル特性を予測し、その発光特性から白色を計算することで実現できる。このようにシミュレーションによって白色の評価をすることで、試作などを行った場合よりも簡便に且つ迅速に所望の評価をすることができる。

次いで、ステップＳ１での白色の評価結果に基づきながら、ＲＧＢＣの各画素の開口面積を変化させて、その変化後のＲＧＢＣの各画素の合成光が所望の白色となるときの該ＲＧＢＣの画素それぞれの開口面積（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を求める白色調整処理を行う（ステップＳ２）。
このステップＳ２での開口面積の求めでは、各画素について開口面積を変化させたときの組み合わせを用意し、その用意した組み合わせの全てについて白色（合成光）を計算する。その計算結果において所望の白色に最も近い組み合わせを選ぶことで、所望の白色となるＲＧＢＣの画素それぞれの面積を求めることができる。

次いで、ステップＳ２で求められたＲＧＢＣの各画素の開口面積（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）において２つの面積の小さい画素Ａａ，Ａｂを選択する選択処理を行う（ステップＳ３）。
図３は、ステップＳ３において、開口面積（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）の各画素から２つの面積の小さい画素Ａａ，Ａｂを選択するときの候補を示すものである。すなわち図３は各画素の開口面積の大小関係についての組み合わせとして考えられる候補を７つ示したものである。図３において下線で示した画素を開口面積の小さい画素として選択するものとする。また、同一の開口面積が複数ある場合などは、いずれかを選択すればよい。そして、選択された結果が２つの開口面積の小さい画素Ａａ，Ａｂとなる。

最後に、ステップＳ３で選択された開口面積の小さい２つの画素（Ａａ，Ａｂ）を離して、すなわち画素Ａａと画素Ａｂとが隣り合わないように配置する配置処理を行う（ステップＳ４）。
ステップＳ４により、画素Ａａと画素Ａｂとの間に、他の画素（画素Ａａおよび画素Ａｂ以外の画素）が配置されることとなる。

これらにより、図１に示す表示装置１の設計において、開口面積の異なる赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の各画素の配置が決定する。したがって、本実施形態の画素配置方法によれば、高精度に白色を表示でき、且つ、縦方向の黒い筋が認識されることも回避できて、高画質のカラー画像を表示できる表示装置１を設計・製造することができる。
また、上記実施形態の画素配置方法では、コンピュータなどを用いたシミュレーションによって画素の配置を算出する例を示したが、実際に各状態の表示装置を試作してその表示装置毎に発光特性を測定することで、図２に示すように画素の配置を決定することも可能である。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る表示装置の主要部を示す平面図である。すなわち図４は本実施形態の表示装置２における画素の平面配置を示している。表示装置２は、第１実施形態の表示装置１と同様に、４原色を合成してカラー表示をするものである。ただし、本実施形態の表示装置２では、４原色の画素のうちで２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂを選択して、その輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂ同士を離して配置している点などが、第１実施形態の表示装置１と異なっている。

具体的には表示装置２は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素を一組の画素２０として、その一組の画素２０を縦横に複数規則的に配置している。そして、表示装置２は、一組の画素２０が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については同一色の画素が連なるように直線上に複数配置されているストライプ型の表示装置となっている。また、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素の周囲には、遮光部をなすブラックマトリックス２１が配置されている。

さらに、表示装置２では、一組の画素２０をなすＲＧＢＣの４つの画素全てを発光させると、所望の白色となるように、その４つの画素それぞれの面積（開口面積）が設定されている。ここで、所望の白色とは、例えば色度特性における黒体軌跡上に設定された色とする。図４においては、青Ｂの画素と緑Ｇの画素と赤Ｒの画素とをほぼ同一の開口面積として、これらの画素に比べてシアンＣの開口面積を小さくしている。このようにＲＧＢＣの４つの画素の開口面積が設定されているので、一組の画素２０は所望の白色を表示でき、表示装置２全体としても所望の白色を表示できる。なお、上記開口面積の大小関係は一例であり、一組の画素２０として所望の白色が表示できる大小関係であればよい。

このように開口面積を設定された青（Ｂ），緑（Ｇ），シアン（Ｃ），赤（Ｒ）各画素の輝度Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４について比較すると、シアンＣの開口面積が他の画素と比べて小さいので、シアンＣの輝度Ｙ３が一番小さいものとなる。青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒの各画素の開口面積はほぼ同一であるが、青Ｂは色としての輝度が小さいので、青Ｂの輝度Ｙ１が２番目に輝度が小さいものとなる。そして、４原色の画素のうちで２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂとして、青ＢおよびシアンＣの画素を選択して、その輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂを離して配置している。すなわち、輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂ同士が隣り合わないように配置している。２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂ以外の画素、すなわち緑Ｇと赤Ｒとの輝度の大小関係は特に考慮してくともよい。したがって緑Ｇおよび赤Ｒの画素の配置は、上記条件を前提として、どこに配置してもよいとする。

ここで、２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂを離して配置する理由は、輝度の小さい画素を接近させない配置とすることにより、表示装置２において縦方向に黒い筋が現れることを軽減するためである。

これらにより、本実施形態の表示装置２は、ブラックマトリックス２１が作るパターンを考慮するとともに、一組の画素２０における各画素の輝度Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４についても考慮してその各画素を配置しているので、画質決定要因の一つである縦の黒い筋を軽減することができる。したがって、本実施形態の表示装置２は、４原色を用いて再現できる色の範囲を拡大化し、且つ、各画素の面積を不均一として所望の白色を高精度に表示でき、さらに、黒い筋が認識されない高画質の画像を表示することができる。一般に、縦の黒い筋は解像度の小さい表示装置ほど観察者にとって大きく認識され易いので、上記黒い筋を軽減する効果は解像度が低い表示装置２ほど顕著となる。

（第２実施形態の画素配置方法）
図５は、本発明の第２実施形態に係る画素配置方法を示すフローチャートである。すなわち、図５は、図４に示す表示装置２を設計するときに用いられる手順を示すフローチャートである。したがって、本フローチャートは、一組の画素２０における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の各画素の開口面積を変化させた（異なる面積とした）ときに、その各画素の配置を決定する手順を示している。

先ず、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素（一組の画素）の開口面積を同一の面積として、その状態での４つの画素の合成光について白色の評価をする白色評価処理を行う（ステップＳ１１）。
この白色の評価は、上記第１実施形態のステップＳ１の具体的手法と同様にして実行することができる。

次いで、ステップＳ１１での白色の評価結果に基づきながら、ＲＧＢＣの各画素の開口面積を変化させて、その変化後のＲＧＢＣの各画素の合成光が所望の白色となるときの該ＲＧＢＣの画素それぞれの開口面積（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を求める白色調整処理を行う（ステップＳ１２）。
このステップＳ１２は、上記第１実施形態のステップＳ２の具体的手法と同様にして実行することができる。

次いで、ステップＳ１２で求められた開口面積を反映させた４つの画素それぞれの輝度Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を求める（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３での輝度の求めは積分演算などの計算によって実行することができる。

次いで、ステップＳ３で求められた４つの画素における輝度の小さい２つの画素（Ｙａ，Ｙｂ）を選択する選択処理を行う（ステップＳ１４）。
図６は、ステップＳ１４において、４つの画素それぞれの輝度Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４から２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂを選択するときの候補を示すものである。すなわち図６は各画素の輝度の大小関係についての組み合わせとして考えられる候補を７つ示したものである。図６において下線で示した輝度を小さい輝度として選択するものとする。また、同一の輝度が複数ある場合などは、いずれかを選択すればよい。そして、選択された結果が２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂとなる。

最後に、ステップＳ１４で選択された２つの輝度の小さい画素Ｙａ，Ｙｂを離してすなわち画素Ｙａと画素Ｙｂとが隣り合わないように配置する配置処理を行う（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５により、画素Ｙａと画素Ｙｂとの間に、他の画素（画素Ｙａおよび画素Ｙｂ以外の画素）が配置されることとなる。

これらにより、図４に示す表示装置２の設計において、開口面積の異なる赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の各画素の配置が、その各画素の輝度を考慮して決定される。したがって、本実施形態の画素配置方法によれば、高精度に白色を表示でき、且つ、縦方向の黒い筋が認識されることも回避できて、高画質のカラー画像を表示できる表示装置１を設計・製造することができる。
また、上記実施形態の画素配置方法では、コンピュータなどを用いたシミュレーションによって画素の配置を算出する例を示したが、実際に各状態の表示装置を試作してその表示装置毎に発光特性を測定することで、図５に示すように画素の配置を決定することも可能である。

（応用例）
図７は、上記第１実施形態に係る表示装置の応用例を示す平面図である。第１実施形態の表示装置１は縦方向に同じ色の画素が並ぶストライプ型の表示装置であるが、本応用例の表示装置３は縦方向において同じ色の画素をシフトして配置するモザイク型の表示装置としている。

すなわち、図７に示す表示装置３は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素を一組の画素３０として、その一組の画素３０を縦横に複数規則的に配置している。そして、表示装置３では、一組の画素３０が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については１ライン下がると１色分だけ右にシフトする画素配置であるモザイク型の表示装置となっている。また、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素の周囲には、遮光部をなすブラックマトリックス３１が配置されている。

表示装置３において、一組の画素３０をなすＲＧＢＣの各画素は、図１に示す表示装置１における一組の画素１０の各画素と同様に、開口面積の小さい画素Ａａと画素Ａｂとを離して（隣り合わないように）配置している。

この応用例によれば、モザイク型の表示装置において画質決定要因の一つである縦の黒い筋が認識されることを軽減でき、高画質の表示装置を実現することができる。すなわち元々モザイク型の表示装置はストライプ型の表示装置よりも縦方向の筋パターンが目立ちにくいが、本応用例の表示装置３は従来のモザイク型の表示装置よりもさらに高画質なカラー画像を表示することができる。

図８は、上記第１実施形態に係る表示装置の他の応用例を示す平面図である。本応用例の表示装置４は、図７に示す表示装置３と同様に、第１実施形態に係る表示装置をモザイク型の表示装置に適用した例である。ただし、本応用例の表示装置４は、縦方向については１ライン下がると２色分だけ右にシフトする画素配置となっている点が、表示装置３と異なる。表示装置４についてのその他の構成および効果は、表示装置３と同様である。

具体的には、図８に示す表示装置４は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素を一組の画素４０として、その一組の画素４０を縦横に複数規則的に配置している。そして、表示装置４では、一組の画素４０が、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については１ライン下がると２色分だけ右にシフトする画素配置であるモザイク型の表示装置となっている。また、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），シアン（Ｃ）の４つの画素の周囲には、遮光部をなすブラックマトリックス４１が配置されている。

表示装置４において、一組の画素４０をなすＲＧＢＣの各画素は、図１に示す表示装置１における一組の画素１０の各画素と同様に、開口面積の小さい画素Ａａと画素Ａｂとを離して（隣り合わないように）配置している。

この応用例によれば、モザイク型の表示装置において画質決定要因の一つである縦の黒い筋が認識されることを軽減でき、高画質の表示装置を実現することができる。すなわち元々モザイク型の表示装置はストライプ型の表示装置よりも縦方向の筋パターンが目立ちにくいが、本応用例の表示装置４は従来のモザイク型の表示装置よりもさらに高画質なカラー画像を表示することができる。

（本発明の効果について）
次に、本発明が適用されていない表示装置の例を挙げて、本発明の実施形態に係る表示装置の効果について、説明する。

図９は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）を３原色とする表示装置５の主要部を示す平面図である。表示装置５は、本発明が適用されていない表示装置であって、ストライプ型の表示装置である。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの画素を一組の画素５０としている。３つの画素Ｒ，Ｇ，Ｂの周囲にはブラックマトリックス（遮光部）５１が配置されている。

図１０は、表示装置５の３つの画素Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの発光スペクトル特性を示す図である。図１０において、横軸が波長、縦軸が最大値を１００とする相対輝度を示している。図１１は、表示装置５（例えばＬＣＤ）が表示できる色度特性を示す色度図である。図１１における三角形の内側が表示装置５で表示できる色、すなわち画素Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色による色度特性を示している。また、図１１の三角形の内側に存在する曲線は、黒体軌跡を示している。

表示装置５では、図９に示すように、各画素Ｒ，Ｇ，Ｂの開口面積を等しくしている。そして、表示装置５が表示する「白」色は、図１１の色度特性における黒体軌跡の上方の点１１０となる。一般的に、所望の白色は黒体軌跡上に設定されることが多いことから、表示装置５の白色は所望の白色よりも緑味を帯びた白であるといえる。なお、色度図では上にいくほど緑色になる。

図１２は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）を３原色とする表示装置６の主要部を示す平面図である。表示装置５は、本発明が適用されていない表示装置であって、ストライプ型の表示装置である。ただし、表示装置６は、３原色の各画素Ｒ，Ｇ，Ｂの開口面積が均一でない点が、表示装置５と異なっている。

具体的には、表示装置６は、３つの画素Ｒ，Ｇ，Ｂを一組の画素６０としているが、画素Ｇの開口面積が画素Ｒ，Ｂの開口面積よりも小さくなっている。３つの画素Ｒ，Ｇ，Ｂの周囲にはブラックマトリックス６１が配置されている。

図１３は、表示装置６の３つの画素Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの発光スペクトル特性を示す図であり、横軸が波長、縦軸が最大値を１００とする相対輝度を示している。図１４は、表示装置６（例えばＬＣＤ）が表示できる色度特性を示す色度図である。図１４における三角形の内側が表示装置６で表示できる色、すなわち画素Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色による色度特性を示している。また、図１４の三角形の内側に存在する曲線は、黒体軌跡を示している。

表示装置６の画素Ｇが他の色の画素よりも開口面積を小さくされているので、図１３における緑（Ｇ）のピークが図１０における緑（Ｇ）のピークよりも低くなっている。その結果、図１４に示されているように、表示装置６が表示する白色は、緑味がとれ、黒体軌跡上にプロットされた点１４０となる。このようにして、表示装置６は、３原色の画素Ｒ，Ｇ，Ｂの開口面積を不均一とすることにより、所望の白を表示可能としている。

次に、上記表示装置６の技術（画素Ｒ，Ｇ，Ｂの開口面積を不均一とする技術）を単に４原色表示装置に適用したときの問題点について、説明する。この問題点は、画素の配置において現れる。
図１５は、３原色表示装置である図１２に示す表示装置６について、画素の配置を変更した構成を示す図である。そして、図１５（ａ）は表示装置６の平面図であり、図１５（ｂ）は表示装置６の画素配置を変更してなる表示装置７の平面図である。

表示装置６では、一組の画素６０が左からＢ，Ｇ，Ｒの順に配置されている。一方、表示装置７においては、一組の画素７０が左からＢ，Ｒ，Ｇの順に配置されている。すなわち、表示装置７は、表示装置６における画素Ｇと画素Ｒとの位置を入れ換えたものである。表示装置６，７のいずれも、画素Ｇの開口面積が他の色の画素と比べて小さい。このように。画素Ｇの開口面積が小さいため、画素Ｇ近傍のブラックマトリックス６１，７１の幅が広くなり、黒い縦帯が画素Ｇの近傍で太く認識される。

ここで、表示装置６と表示装置７とで、画素Ｇの縦帯（即ち太い黒筋）６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂについて、注目する。すると、表示装置６と表示装置７とで画素Ｇ，Ｒの配置を変更しているにもかかわらず、画素Ｇの縦帯６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂが２個の画素おきに出現し、両装置でその縦帯の間隔が等しくなっている。このことは一般に、表示装置６，７以外の３原色表示装置の画素配置についても、同様なこととなるものである。つまり、３原色表示装置においては、どのような順序で画素を配置し、かつ、開口面積を非均一にしても、画素とブラックマトリックスのつくるパターン（太い縦帯の間隔）に変化が生じない。これは、３原色のストライプ型の表示装置における画素配置の周期性と左右対称性によるものである。

図１６は４原色表示装置を示す平面図である。そして、図１６（ａ）に示す表示装置８と図１６（ｂ）に示す表示装置９とでは画素の配置が異なる構成としている。すなわち、図１６は、４原色の各画素の開口面積を非均一にして、さらに、各画素の配置を変更することにより、画素とブラックマトリックスのつくるパターン（太い縦帯の間隔）に変化が生じ、これにより画質が悪くなる場合が生じることを示している。

具体的には、表示装置８では一組の画素８０をなす４つの画素が左からＢ，Ｇ，Ｒ，Ｃの順序で配置され、表示装置９では一組の画素９０をなす４つの画素が左からＢ，Ｇ，Ｃ，Ｒの順序で配置されている。したがって、表示装置９は、表示装置８の画素Ｒと画素Ｃとの位置を入れ換えた構成となっている。表示装置８，９のいずれも、画素Ｇと画素Ｒの開口面積が他の色の画素と比べて小さい。つまり、画素Ｇの近傍と画素Ｒと近傍のとで、ブラックマトリックス８１，９１の幅が広くなり、黒い縦帯８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが太くなっている。

ここで、表示装置８と表示装置９とで、黒い縦帯８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄの出現間隔について注目する。すると、表示装置８では、左側から見て、黒い縦帯８１ａ，８１ｂが２本連続して出現したあと、２個の画素Ｃ，Ｂをおいて、再び黒い縦帯８１ｃ，８１ｄが出現する。一方、表示装置９では、左側から見て、黒い縦帯９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄが１個の画素おきに出現する。つまり、表示装置８と表示装置９とで、画素とブラックマトリックスのつくるパターン（太い縦帯の間隔）に相違が生じている。これは、４原色のストライプ型の表示装置における画素配置に、独立な配置（その装置固有の配置）が存在することに起因する。表示装置８における画素配置Ｂ・Ｇ・Ｒ・Ｃと表示装置９における画素配置Ｂ・Ｇ・Ｃ・Ｒとは、周期性および左右対称性を考慮しても独立な配置である。

表示装置８，９のように、画素とブラックマトリックスとが作るパターン（黒い縦帯の間隔）が異なると、画質に影響を与える。例えば、表示装置８のように黒い縦帯９１ａ，９１ｂが接近する場合は、表示装置９のように接近しない場合に比べて、縦に黒い筋が入っているように知覚される可能性が高い。このため、より高画質の表示装置を実現するためには、画素とブラックマトリックスとが作るパターンについて十分に考慮する必要がある。

一方、図１，図４，図７，図８に示す本発明の実施形態に係る表示装置１，２，３，４では、画素とブラックマトリックスとが作るパターンについて十分に考慮されており、４原色の画素における開口面積が小さい２つ、又は輝度の小さい２つを、離して配置しているので、縦の黒筋が認識されることを軽減された高画質の表示装置を実現することができる。

（電子機器）
次に、上記実施形態の表示装置を構成要素とする電子機器について説明する。
図１７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１７（ａ）において、符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は上記実施形態の表示装置からなる表示部を示している。図１７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１７（ｂ）において、符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符号７０２は上記実施形態の表示装置からなる表示部、符号７０３は情報処理装置本体を示している。図１７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１７（ｃ）において、符号８００は時計本体を示し、符号８０１は上記実施形態の表示装置からなる表示部を示している。

図１７に示す電子機器は、上記実施形態の表示装置を備えているので、高画質なカラー画像を表示することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

本発明に係る表示装置および画素配置方法は、液晶表示装置（ＬＣＤ）におけるカラーフィルタ、有機ＥＬ表示装置におけるカラーフィルタ又は発色層、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）における蛍光体、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ）における蛍光体などに適用することができる。また、本発明に係る表示装置および画素配置方法は、４色のドット（画素）でカラーを形成する全ての表示装置に適用することができる。

また、本発明において、所望の白色を表示するように４つの画素の面積をそれぞれ設定する手法は、各画素についてのカラーフィルタの透過特性、又はバックライトの発光特性を直接変更する手法に、置き換えてもよい。

また、図２又は図５に示す本発明の実施形態に係る画素配置方法は、プログラムとそのプログラムを実行するコンピュータとで実現することができる。すなわち、図２又は図５に示す手順をプログラムで規定し、そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本発明に係る画素配置方法を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳおよび周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１，２，３，４，５，６，７，８，９…表示装置、１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０…一組の画素、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１…ブラックマトリックス、１１ａ，１１ｂ…太い黒帯、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４…開口面積、Ａａ，Ａｂ…面積の小さい画素、Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｒ…画素、Ｙａ，Ｙｂ…輝度の小さい画素。

Claims (9)

1. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として、該一組の画素を縦横に複数規則的に配置してカラー表示をする表示装置であって、
   前記４つの画素の全てを発光させて、該４つの画素全体を見たときに、白色と認識されるように、該４つの画素それぞれの面積が設定されており、
   前記４つの画素における面積の小さい２つの画素が隣り合わないように配置されていることを特徴とする表示装置。
2. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として、該一組の画素を縦横に複数規則的に配置してカラー表示をする表示装置であって、
   前記４つの画素の全てを発光させて、該４つの画素全体を見たときに、白色と認識されるように、該４つの画素それぞれの面積が設定されており、
   前記４つの画素における輝度の小さい２つの画素が隣り合わないように配置されていることを特徴とする表示装置。
3. 前記一組の画素は、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については同一色の画素が連なるように直線上に複数配置されているストライプ型の表示装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記一組の画素は、横方向の直線上に複数配置されているとともに、縦方向については上下の該一組の画素間で少なくとも１つの画素分だけシフトして複数配置されているモザイク型の表示装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
5. 液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、ブラウン管表示装置のうちのいずれかをなすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いてカラー表示する表示装置の画素配置方法であって、
   それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価し、
   前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求め、
   前記求められた面積の４つの画素における面積の小さい２つの画素を選択し、
   前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置することを特徴とする画素配置方法。
7. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いてカラー表示する表示装置の画素配置方法であって、
   それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価し、
   前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求め、
   前記求められた面積の４つの画素それぞれの輝度を求め、該４つの画素における輝度の小さい２つの画素を選択し、
   前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置することを特徴とする画素配置方法。
8. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いて、カラー表示する表示装置の製造に用いられるコンピュータに実行される画素配置プログラムであって、
   それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価する白色評価処理と、
   前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求める白色調整処理と、
   前記白色調整処理で求められた面積の４つの画素における面積の小さい２つの画素を選択する選択処理と、
   前記選択処理で選択された２つの画素が隣り合わないように配置する配置処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする画素配置プログラム。
9. それぞれ異なる色を発光する４つの画素を一組として用いて、カラー表示する表示装置の製造に用いられるコンピュータに実行される画素配置プログラムであって、
   それぞれ異なる色を発光する４つの画素を設定し、該４つの画素の面積を同一として該４つの画素を発光させたときの色を評価する白色評価処理と、
   前記４つの画素それぞれの面積を変化させ、該変化させた４つの画素を発光させたときに所望の白色となる該４つの画素それぞれの面積を求める白色調整処理と、
   前記白色調整処理で求められた面積の４つの画素それぞれの輝度を求め、該４つの画素における輝度の小さい２つの画素を選択する選択処理と、
   前記選択された２つの画素が隣り合わないように配置する配置処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする画素配置プログラム。

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