KR20060008134A - 평면표시장치의 화소구조 - Google Patents

Abstract

평면표시장치의 화소구조에 관해 개시되어 있다. 여기서 본 발명은 복수개의 화소를 이용하여 이미지를 표현하는 평면표시장치의 화소구조에 있어서, 상기 복수개의 화소는 각각 적어도 6개의 부화소(sub-pixel)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조를 제공한다. 이러한 본 발명의 화소 구조를 갖는 평면표시장치는 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있고, 한 화소가 3가지 원색은 물론 6가지 이상의 원색을 포함할 수 있으므로, 종래보다 훨씬 넓은 색을 표현할 수 있다. 이와 함께 화소의 부화소는 부화소 랜더링 기술로 제어할 수 있으므로, 해상도도 높일 수 있는데, 특히 우수한 회전 대칭성으로 인해 모든 방향에서 뛰어난 해상도를 얻을 수 있다.

Description

평면표시장치의 화소구조{Pixel structure of flat panel display apparatus}

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 의한 평면표시장치의 화소구조를 나타낸 모식도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 의한 평면표시장치의 화소구조를 나타낸 모식도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

40, 50, 60:제1 화소 42, 70:제2 화소

44, 80:제3 화소 46, 90:제4 화소

100:제5 화소

40a, 50a, 60a:제1 부화소(sub-pixel)

40b, 50b, 60b, 70b:제2 부화소 40c, 50c, 60c, 70c:제3 부화소

40d, 50d, 60d:제4 부화소 40e, 50e, 60e:제5 부화소

40f, 50f, 60f:제6 부화소 60g:제7 부화소

A11, A31:제1 화살표 A22, A32:제2 화살표

1. 발명의 분야

본 발명은 평면표시장치에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 평면표시장치의 화소구조에 관한 것이다.

2. 관련기술의 설명

부화소 랜더링 기술(sub-pixel rendering technique)은 화소를 이루는 부화소(sub-pixel)들, 곧 R, G, B 화소를 개별적으로 직접 제어하여 화상을 표시하는 기술이다. 평면표시장치의 구동에 상기 부화소 랜더링 기술을 적용함으로써, 평면표시장치의 공간 해상도(spatial resolution)를 높일 수 있다.

그러나 부화소 랜더링 기술을 평면표시장치의 구동에 적용할 경우, 칼라 프린지 에라(color fringe error)라고 하는 문제점도 발생된다. 이러한 문제점은 평면표시장치의 화소 구조에 관련된 것으로, 이 문제를 해결하기 위해 현재까지 다양한 화소 구조가 소개되고 있다.

도 1 내지 도 3은 현재까지 소개된 평면표시장치의 화소 구조의 예를 보여준다.

도 1은 현재 가장 널리 사용되는 화소 구조로써, 한 개의 화소(10)는 스트라이프 형태의 R, G, B 부 화소들(10r, 10g, 10b)로 이루어져 있다. R, G, B 부화소들(10r, 10g, 10b)은 세로 방향으로 이웃한 화소들의 부화소들과 연결되어 R선, G선, B선(12, 14, 16)을 형성한다. 따라서 부화소 기술이 적용 되었을 때 R, G, B 부화소(10r, 10g, 10b) 각각의 스트라이프 폭이 좁아 화소 전체를 이용하는 것 보 다 훨씬 가는 선을 표시할 수 있다 하더라도, 각 선은 동일한 색을 나타내게 되므로 흰색 또는 회색을 표현할 수 없다.

이러한 결과로, 도 1에 도시한 화소 구조를 갖는 평면표시장치도 칼라 프린지 에라로부터 자유롭지 못하다.

도 2는 펜 타일 매트릭스 배열(pen tile matrix arrangement)을 이루는 화소 구조를 보여준다.

도 2를 참조하면, 45도로 경사진 얇은 제1 스트라이프(S1)는 시안(cyan)색으로써, 흰색이나 회색을 표현하지 못한다. 마찬가지로 45도로 경사진 제2 스트라이프(S2)는 마젠타(magenta)색으로써, 흰색이나 회색을 표현하지 못한다. 따라서 도 2에 도시된 화소 구조를 갖는 평면표시장치 역시 칼라 프린지 에라로부터 자유롭지 못하다.

도 2에서 참조부호 20R, 20G, 20B는 각각 R, G, B 부화소를 나타낸다.

도 3은 6각형 도트 패턴의 화소 구조를 보여준다(USP5,311,337).

도 3을 참조하면, 단지 세 개의 원색(primary color)(35, 45, 55)만을 포함하므로, 최근 표현 색 범위를 넓히기 위해 개발되고 있는 세 개 이상의 채널 수를 갖는 다채널 디스플레이로 사용될 수 없다는 한계를 갖는다.

결과적으로, 종래 기술에 의한 평면표시장치는 여전히 칼라 프린지 에라로부터 자유롭지 못하고, 다채널 디스플레이로의 사용은 전혀 고려되지 않고 있다..

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선 하기 위한 것으로서 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있고, 다채널 디스플레이로도 사용 가능한 평면표시장치의 화소구조를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 화소를 이용하여 이미지를 표현하는 평면표시장치의 화소구조에 있어서, 상기 복수개의 화소는 각각 적어도 6개의 부화소(sub-pixel)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조를 제공한다.

상기 복수개의 화소는 각각 6각형일 수 있고, 이때, 상기 부화소는 삼각형일 수 있다.

상기 복수개의 화소 중 선택된 제1 화소와 상기 제1 화소에 인접한 제2 화소는 회전 대칭을 이루도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 화소는 60°의 회전 대칭을 이룬다.

상기 6개의 부화소 각각은 3개의 원색(primary color) 중 하나를 표시하되, 상기 6개의 부화소는 상기 6개의 부화소 중 선택된 제1 부화소가 표시하는 색과 상기 제1 부화소에 인접한 제2 부화소가 표시하는 색이 다르도록 배열될 수 있다.

상기 복수개의 화소 중 선택된 제1 화소와 상기 제1 화소에 인접한 제2 화소는 동일하다. 이때, 상기 6개의 부화소는 각각 서로 다른 색을 표시하도록 구비된다.

상기 복수의 화소는 각각 7개의 부화소를 포함할 수 있다. 이때, 상기 7개의 부화소는 각각 육각형이고, 상기 7개의 부화소는 6개의 부화소가 1개의 부화소를 둘러싼 형태로 배열될 수 있다.

또한, 상기 7개의 부화소는 각각 서로 다른 색을 표시하도록 구비될 수 있다.

이러한 본 발명을 이용하면, 어느 방향에서나 인접한 부화소가 서로 다른 색을 표시하므로, 평면표시장치의 칼라 프린지 에라를 줄일 수 있다. 또한, 한 화소가 6개의 원색을 포함하므로, 넓은 영역의 색을 표현할 수 있다. 또한, 본 발명의 화소구조는 우수한 회전 대칭성을 갖기 때문에, 본 발명의 화소 구조를 갖는 평면표시장치는 모든 방향에서 우수한 해상도를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 평면표시장치의 화소 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

<제1 실시예>

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 화소구조를 보여준다. 도 4에서 참조번호 40은 이미지의 최소 단위를 표현할 수 있는 제1 화소를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제1 화소(40)는 6각형이고, 제1 내지 제6 부화소(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f)로 구성되어 있다. 제1 내지 제3 부화소(40a, 40b, 40c)는 각각 적색(Red)(이하, R), 녹색(Green)(이하, G), 청색(Blue)(이하, B)을 표시하고, 제4 내지 제6 부화소(40d, 40e, 40f)도 또한 R, G, B를 표시한다.

결과적으로, 제1 화소(40)는 각각 R, G, B를 표시하는 3개의 부화소가 시계 반대 방향으로 반복 배열된 것임을 알 수 있다.

한편, 제1 화소(40)와 그 좌측에 인접한 제2 화소(42)를 비교하면, 제2 화소(42)의 구성과 제1 화소(40)의 구성이 동일하고, 제2 화소(42)를 이루는 제1 내지 제6 부화소(42a...42f)의 배열방식 또한 제1 화소(40)의 그것들과 마찬가지로 반시계 방향으로 배열된 것을 알 수 있다.

그러나 제2 화소(42)는 제1 화소(40)를 시계 방향으로 60도 만큼 회전한 것과 동일하기 때문에, 제2 화소(42)의 제1 내지 제6 부화소(42a...40f)의 위치와 제1 화소(60)의 제1 내지 제6 부화소(40a...40f)위치는 다르게 된다.

곧, 제1 화소(40)에서 적색(R)을 표시하는 제1 및 제4 부화소들(40a, 40d)은 수직으로 배열되어 있고, 녹색(G)을 표시하는 제2 및 제5 부화소들(40b, 40e)은 120도로 배열되어 있으나, 제2 화소(42)에서는 적색을 표시하는 부화소들(42a, 42d)이 60도로 배열되어 있고, 녹색을 표시하는 부화소들(42b, 42e)은 수직으로 배열되어 있다.

제1 화소(40)에 인접한 다른 화소들인 제3 및 제4 화소들(44, 46) 역시 제2 화소와 마찬가지로 제1 화소(40)가 60도 만큼 회전된 것이다. 그러나 제3 화소(44)는 제1 화소(40)가 시계 반대 방향으로 회전된 것이고, 제4 화소(46)는 시계 방향으로 회전된 것이다.

이와 같이, 제1 화소(40) 둘레에 배열된 화소들은 제1 화소(40)를 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 60도 만큼 회전한 것과 동일하게 된다. 곧, 제1 화소(40)와 그 둘레의 화소사이에는 우수한 회전 대칭성을 갖는다.

제1 화소(40) 둘레에 배열된 화소들을 이와 같이 회전 대칭성을 갖도록 배열 함으로써, 제1 화소(40)의 제1 내지 제6 부화소들(40a...40f) 중 어느 하나와 이것에 접촉되는 인접 화소의 부화소가 동일한 색을 표시하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 사실은 제1 화소(40) 둘레에 분포하는 부화소들을 살펴봄으로써 알 수 있다.

예를 들면, 제1 화소(40)의 청색(B)을 표시하는 제3 부화소(40c)에 제2 화소(42)의 적색을 표시하는 제1 부화소(42a)가 인접해 있다. 또한, 제1 화소(40)의 적색을 표시하는 제4 부화소(40d)에 제3 화소(44)의 제1 내지 제6 부화소(44a, 44b, 44c, 44d, 44e, 44f) 중 청색을 표시하는 제6 부화소(44f)가 인접해 있다.

또한, 도 4에 도시한 화소 구조에서 어느 한 방향, 예컨대 제1 화살표(A1)로 나타낸 사선방향으로 배열된 부화소들의 배열을 살펴보면, 인접한 부화소가 표시하는 색이 다르고, R, G 및 B(참조번호 1, 2, 3은 각각 R, G, B를 나타냄)가 교대로 분포함을 알 수 있다.

이에 따라 도 4에 도시한 화소 구조를 갖는 평면표시장치는 어느 방향에서나 흰색 또는 회색을 표시할 수 있고, 인접한 부화소가 동일한 색을 표현하지 않도록 배열되어 있어 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에 의한 화소구조는 제1 실시예에 의한 화소구조와 마찬가지로 화소가 6각형으로 되어 있으나, 각 화소에 포함된 원색의 수가 보다 많은데 특징이 있다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 제2 실시예에 의한 화소 구조에서 제1 화소(50)는 제1 내지 제6 부화소들(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)을 포함한다. 제1 내 지 제6 부화소들(50a...50f)은 시계 반대 방향으로 배열되어 있다. 그러나 시계 방향으로 배열할 수도 있다. 제1 내지 제6 부화소들(50a...50f)은 합쳐서 흰색을 표시할 수 있는 색, 예를 들면 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 마젠타(M), 시안(C) 및 황색(Y)을 표시할 수 있다. 제1 화소(50) 둘레의 다른 화소들도 제1 화소(50)와 동일하다. 참조번호 4, 5, 6은 각각 상기 마젠타(M), 시안(C), 황색(Y)을 나타낸다.

상술한 바와 같이, 제1 화소(50)는 여섯 개의 부화소들을 포함하고, 이들은 서로 다른 색을 표시하므로, 제1 화소(50)와 동일한 화소들이 제1 화소(50) 둘레에 구비될 경우, 인접한 화소의 부화소들은 당연히 서로 다른 색을 표시하게 된다.

한편, 도 5에서 임의의 방향으로 배열된, 예를 들면 제1 화살표(A11)와 제2 화살표(A22)를 따라 배열된 부화소들을 살펴보면, 인접한 부화소들은 서로 다른 색을 표시하는 것들임을 알 수 있다.

상술한 결과로부터, 도 5의 화소 구조를 갖는 평면표시장치는 어느 방향에서는 흰색 또는 회색을 표시할 수 있어 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있음을 알 수 있다. 또한, 한 화소를 이루는 여섯 개의 부화소들이 각각 서로 다른 색을 표시하므로, 도 5의 화소 구조를 갖는 평면표시장치가 표현할 수 있는 색범위는 종래보다 훨씬 넓어진다.

<제3 실시예>

부화소가 6각형을 이루고, 화소가 이러한 부화소를 복수개 포함하고, 상기 복수개의 부화소 각각은 서로 다른 색을 표현하는데 특징이 있다.

도 6을 참조하면, 제1 화소(60)는 제1 내지 제7 부화소(60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f, 60g)를 포함한다. 제7 부화소(60g)는 제1 화소(60)의 중심에 위치하고, 제1 내지 제7 부화소(60a...60g)는 각각 6각형이다. 따라서 제1 화소(60)의 형태는 제1 및 제2 실시예의 제1 화소(40, 50)와 같이 6각형이 아니라 18개의 변으로 이루어진 다각형이 된다. 제1 내지 제7 부화소(60a...60g)는 합쳐서 흰색을 표현할 수 있는 색, 예를 들면 적색, 녹색, 청색, 마젠타, 시안, 황색 및 흰색을 표현할 수 있다.

한편, 제1 화소(60)의 경계를 이루는 제1 내지 제6 부화소(60a...60f)는 모두 다른 색을 표시하고, 제1 화소(60) 둘레에 배열된 제2 내지 제5 화소(70, 80, 90, 100)는 제1 화소(60)와 동일한 구성의 부화소를 포함하고 있다. 따라서 제1 화소(50)의 임의 부화소와 이에 인접한 화소의 부화소가 표시하는 색은 서로 다르게 된다.

예를 들면 제1 화소(60)의 제5 부화소(60e)는 시안색을 표시하는데, 반해 제5 부화소(60e)에 인접한 제2 화소(70)의 제2 및 제3 부화소(70b, 70c)는 각각 녹색 및 청색을 표시한다.

또한, 임의 방향으로 배열된 부화소들, 예를 들면 서로 다른 방향으로 경사진 제1 화살표(A31)와 제2 화살표(A32)를 따라 배열된 부화소들을 살펴보면, 인접한 부화소들이 표시하는 색이 다를 뿐만 아니라 연속으로 배열된 7개의 부화소들을 임의로 선택하더라도, 선택된 7개의 부화소들이 표시하는 색이 각각 다르다는 것을 알 수 있다.

이러한 결과를 종합해 볼 때, 도 6의 화소 구조를 갖는 평면표시장치도 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있고, 화소에 서로 다른 색을 표시하는 7개의 부화소가 포함되어 있어 표현할 수 있는 색의 범위가 종래보다 훨씬 넓어질 수 있다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 제2 및 제3 실시예에 의한 화소 구조에도 제1 실시예와 같은 회전 대칭을 부여할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 화소 구조에서 화소 모양은 6개의 부화소를 포함하는 6각형이거나 7개의 부화소를 포함하는 18개의 변을 갖는 다각형이다. 6개의 부화소를 포함하는 화소의 경우, 부화소들은 회전 대칭성을 갖거나 갖지 않을 수 있다.

회전 대칭성을 갖는 경우, 6개의 부화소들은 3개의 원색 중 하나를 표시하고, 시계 반대 방향 또는 시계 방향으로 순차적으로 배열되어 있다. 회전 대칭성을 갖지 않는 경우, 상기 6개의 부화소들이 서로 다른 색을 표시한다. 화소가 7개의 부화소로 이루어진 경우, 각각의 부화소 모양은 6각형이고 서로 다른 색을 표시한다.

이와 같이 6각형 또는 18개의 변을 갖는 화소들이 인접할 경우, 어느 한 화소의 부화소와 이에 인접하는 다른 화소의 부화소는 필연적으로 서로 다른 색을 표 시하는 것이 된다. 곧, 화소의 기하학적 형태로 인해 동일한 색을 표시하는 부화소들이 인접하도록 화소들이 인접되는 것은 불가능하다.

따라서 본 발명의 화소구조가 적용된 평면표시장치는 칼라 프린지 에라로부터 자유로울 수 있고, 화소가 3가지 원색은 물론 6가지 이상의 원색을 포함할 수 있으므로, 상기 평면표시장치가 표현할 수 있는 색의 범위는 종래보다 훨씬 넓어진다. 이와 함께 화소의 부화소는 부화소 랜더링 기술로 제어할 수 있으므로, 해상도도 높일 수 있는데, 특히 우수한 회전 대칭성으로 인해 모든 방향에서 뛰어난 해상도를 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 복수개의 화소를 이용하여 이미지를 표현하는 평면표시장치의 화소구조에 있어서,

   상기 복수개의 화소는 각각 적어도 6개의 부화소(sub-pixel)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 화소는 각각 6각형인 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 부화소는 삼각형인 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 화소 중 선택된 제1 화소와 상기 제1 화소에 인접한 제2 화소는 회전 대칭을 이룬 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 화소는 60°의 회전 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 6개의 부화소 각각은 3개의 원색(primary color) 중 하나를 표시하되, 상기 6개의 부화소는 상기 6개의 부화소 중 선택된 제1 부화소가 표시하는 색과 상기 제1 부화소에 인접한 제2 부화소가 표시하는 색이 다르도록 배열된 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 화소 중 선택된 제1 화소와 상기 제1 화소에 인접한 제2 화소는 동일한 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 6개의 부화소는 각각 서로 다른 색을 표시하도록 구비된 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 화소는 각각 7개의 부화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 7개의 부화소는 각각 육각형인 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 7개의 부화소는 6개의 부화소가 1개의 부화소를 둘러싼 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 7개의 부화소는 각각 서로 다른 색을 표시하도록 구비된 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 화소구조.

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