JP4476107B2

JP4476107B2 - 多原色表示装置及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP4476107B2
Application number: JP2004337729A
Authority: JP
Inventors: 美広岡田; 一成冨沢; 庄治岡崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: JP2006145982A

Description

本発明は、複数の画素により表示画面が構成される表示装置及び液晶表示装置に関する。より詳しくは、多原色により画像を構成することにより、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（Electroluminescent）、ＦＥＤ（Field Emission Display）等の各種のディスプレイに適用することができる多原色表示装置に関するものである。

表示装置としては、画素（ピクセル）により画像を形成する各種のディスプレイが情報や映像の表示手段として広く普及しているが、１つの画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）からなる３原色のサブピクセルによって構成され、これによりカラー表示するものが一般的である。
このような従来のカラー表示の技術においては、微妙な色合いに対して自然な発色を提供することが難しく、色再現範囲が狭いことから、近年では表示品位を向上するために色再現範囲を拡大することが検討されている。例えば、ＲＧＢの３原色の色純度を濃くすると、色度図において色再現範囲が拡張されることになるが、この場合、色が濃くなることに起因して輝度が低下することになる。

そこで、色再現範囲を拡大するために、サブピクセル数を増やして多原色化し、色の数を４色、５色、６色等と増加させることで、液晶ディスプレイ等の輝度や色再現範囲を拡大する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に白色（Ｗ）を追加することで、光効率（輝度）を向上させる方法が提案されている。また、色再現範囲の拡張のため、サブピクセル数を増やし、色数を増やす方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これらの表示装置では、色再現範囲や輝度の点において有利な設計が可能となるが、色の増加とともにサブピクセルのサイズが小さくなり、ソースバスラインの数が増加し、開口率が大幅に低下してしまうことになる。液晶ディスプレイ等の表示装置においては、開口率は表示品位における重要な基本性能の一つであり、これを向上することが求められている。従って、色再現範囲の拡大を実現しながら開口率の低下を充分に抑制しつつ、ドライバ数の増加も抑制することができるカラー表示装置を提供するためには工夫の余地があった。

そこで、１画素あたり４つのサブピクセルを有するカラーディスプレイ装置に５色を割り当てる技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この考え方を適用した画素の色配列の一例を図３に示す。なお、図３（ａ）は、白表示時のサブピクセルの点灯状態を表し、図３（ｂ）は、中段に青（Ｂ）の横線を表示したときのサブピクセルの点灯状態を表している。図３に示す色配列では、４つのサブピクセルに５色を配置するため、全ての画素には配置することができない色が存在している。そのため、この構成では、色再現範囲を拡大することが可能であるが、解像度が低下するという点で改善の余地がある。例えば、図３（ｂ）では、青（Ｂ）の１本ラインを表現しているが、青（Ｂ）は１画素おきにしか配置されていないため、１画素おきの表示となり、表示装置に近づいてみると、点線のように認識される。このように、表示装置に配置されるサブピクセルの色数よりも画素を構成するサブピクセルの数が少ない場合には、一部の画素では、配置されていないサブピクセルの色を表示できず、該色の解像度が低下していた。
特開２００４−１０２２９２号公報特開２００１−２０９０４７号公報国際公開第０３／０８８２０３号パンフレット

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、色再現範囲を拡大するうえで、開口率の低下及びドライバ数の増加を抑制し、しかも解像度の低下を防ぐことができる表示装置及びそれにより構成されてなる液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、色再現範囲の拡張を実現しながら開口率や解像度を充分に確保して、高い表示品位が得られる多原色表示装置の構成について種々検討したところ、１画素あたりｎ個（ｎは、４以上の整数を表す。）のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置において、（ｎ＋１）色以上のサブピクセルを配置することにより、色再現範囲の拡張を実現しながら開口率を確保することができることに着目した。しかしながら、この構成においては、１画素当たりに配置されるサブピクセルの数よりも表示装置全体に含まれるサブピクセルの色数の方が多いことから、表示装置には含まれるものの各画素には配置されていないサブピクセルの色が全ての画素で１色以上存在することとなり、解像度が低下してしまうという点で改善の余地があった。これに対し、本発明者らは、各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを必須として配置することにより、画素に配置されていない色をその画素において表示する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブピクセルを組み合わせて該色の擬似的な色を表示することができ、解像度の低下を防止して表示品位に優れた表示装置を提供することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、１画素あたりｎ個（ｎは、４以上の整数を表す。）のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、上記表示装置は、（ｎ＋１）色以上のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含む表示装置である。

本発明においては、（１）１画素あたり４個のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、上記表示装置は、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）及びシアン（Ｃ）のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことが好ましい。この場合、黄（Ｙ）又はシアン（Ｃ）が配置されない画素が存在することとなるが、各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことにより、黄（Ｙ）が配置されない画素（Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｃ）においても、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）との混色（Ｒ＋Ｇ）で黄（Ｙ）を表現することにより、解像度の低下を防ぐことができる。また、黄（Ｙ）が配置される画素（Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙ）においては、黄（Ｙ）と共に赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯することで輝度の向上を図ることも可能である。

また本発明においては、（２）１画素あたり４個のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、上記表示装置は、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）及びマゼンダ（Ｍ）のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことが好ましい。この場合、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）又は黄（Ｙ）が配置されない画素が存在することとなるが、各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことにより、黄（Ｙ）が配置されない画素（Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｃ又はＲ／Ｇ／Ｂ／Ｍ）においても、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）との混色（Ｒ＋Ｇ）で黄（Ｙ）を表現することにより、解像度の低下を防ぐことができる。また、黄（Ｙ）が配置される画素（Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙ）においては、黄（Ｙ）と共に赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯することで輝度の向上を図ることも可能である。

上記表示装置は、表示画像に用いられる色のサブピクセルが一部又は全部の画素に配置されていない場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルのうち少なくとも２つを組み合わせて用いることで、画素に配置されていない色のサブピクセルを代替させるものであることが好ましい。このように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを利用して、一部の画素に配置されていない色を擬似的に表現することが可能な構成とすることで、本発明の作用効果を充分に発揮させることができる。

本発明の表示装置は、複数の画素により画像が構成され、多原色を用いて表示を行う表示装置であって、１つの画素が複数のサブピクセル（ドット）により構成されることになる多原色表示装置におけるカラー表示技術に広く適用することが可能であり、例えば、液晶テレビ等の液晶表示装置、ＰＤＰ、有機ＥＬ、ＦＥＤ等の各種のディスプレイに好適に適用することができる。中でも、上記表示装置により構成されてなる液晶表示装置は、色再現範囲を拡張しつつ、輝度や表示品位において優れた基本性能を有することとなり、液晶ディスプレイとして液晶テレビ等に好適に適用されるものである。

本発明の表示装置及び液晶表示装置の構成としては、上述した特徴を有し、更に表示装置が通常有する構成要素を備えたものであればよく、その他の構成において特に限定されるものではない。なお、本発明においては、本発明のサブピクセルの色配列を満たす画素により表示装置の画像を構成する全ての画素が構成されることが好ましいが、本発明のサブピクセルの色配列を満たす画素を主体として画像を構成する画素が構成されればよい。

本発明の表示装置は、上述の構成からなるので、多原色を用いた画像表示により色再現範囲を拡大するうえで、表示装置における開口率の低下やドライバ数の増加を抑制することができると共に、一部又は全部の画素に配置されていない色をその画素において表示する場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを組み合わせて該色の擬似的な色を表現することで、解像度の低下を防いで優れた表示品位を実現することができるものであり、多原色表示装置として液晶テレビ等の各種のディスプレイに好適に適用することができるものである。

以下に本発明を実現するための最良の形態として表示装置に具現化させた例を掲げ、図面を参照して更に詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の表示装置を構成する画素の形態の一例を示す正面模式図であり、４つのサブピクセルにより構成される画素がマトリクス状に３×３個配置されている。（ａ）は、白表示時のサブピクセルの点灯状態を表し、（ｂ）は、中段に黄（Ｙ）の横線を表示したときのサブピクセルの点灯状態を表している。
図１に示すように、本実施形態の表示装置には、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）の５色のサブピクセルが配置されており、１画素（ピクセル）は４つのサブピクセルで構成されている。各画素には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のサブピクセルが必ず配置されており、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙにより構成される画素と、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｃにより構成される画素とが、格子状（市松状）に配置されている。このような表示装置において、白表示は、図１（ａ）に示すように、全サブピクセルを点灯させることにより実現することができる。一方、中段に黄（Ｙ）の横線を表示する場合には、図１（ｂ）に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙの画素では、黄（Ｙ）のみ点灯させ、黄（Ｙ）を含んでいないＲ／Ｇ／Ｂ／Ｃの画素では、赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯させて黄（Ｙ）の擬似的な色を表示させることにより、黄（Ｙ）の横線を表示する際の解像度の低下を防止することができた。このとき、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙの画素で、黄（Ｙ）と共に赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯させることで輝度の向上を図ることも可能である。

（実施の形態２）
図２は、本発明の表示装置を構成する画素の形態の一例を示す正面模式図であり、４つのサブピクセルにより構成される画素がマトリクス状に３×３個配置されている。（ａ）は、白表示時のサブピクセルの点灯状態を表し、（ｂ）は、中段に黄（Ｙ）の横線を表示したときのサブピクセルの点灯状態を表している。
図２に示すように、本実施形態の表示装置には、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の６色のサブピクセルが配置されており、１画素（ピクセル）は４つのサブピクセルで構成されている。各画素には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のサブピクセルが必ず配置されており、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙにより構成される画素と、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｍにより構成される画素と、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｃにより構成される画素とが、同一構成の画素が斜め方向（図２中、左上から右下に向かう方向）に連続するように配置されている。このような表示装置において、白表示は、図２（ａ）に示すように、全サブピクセルを点灯させることにより実現することができる。一方、中段に黄（Ｙ）の横線を表示する場合には、図２（ｂ）に示すように、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙの画素では、黄（Ｙ）のみ点灯させ、黄（Ｙ）を含んでいないＲ／Ｇ／Ｂ／Ｍの画素及びＲ／Ｇ／Ｂ／Ｃの画素では、赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯させて黄（Ｙ）の擬似的な色を表示させることにより、黄（Ｙ）の横線を表示する際の解像度の低下を防止することができた。このとき、Ｒ／Ｇ／Ｂ／Ｙの画素で、黄（Ｙ）と共に赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）を点灯させることで輝度の向上を図ることも可能である。

本発明の実施の形態１の表示装置における画素の色配列を示す概念図であり、（ａ）は、白表示時のサブピクセルの点灯状態を表し、（ｂ）は、中段に黄（Ｙ）の横線を表示したときのサブピクセルの点灯状態を表している。本発明の実施の形態２の表示装置における画素の色配列を示す概念図であり、（ａ）は、白表示時のサブピクセルの点灯状態を表し、（ｂ）は、中段に黄（Ｙ）の横線を表示したときのサブピクセルの点灯状態を表している。従来の表示装置における画素の色配列の一例を示す概念図である。

Claims

１画素あたりｎ個（ｎは、４以上の整数を表す。）のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、
該表示装置は、（ｎ＋１）色以上のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことを特徴とする表示装置。
１画素あたり４個のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、
該表示装置は、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）及びシアン（Ｃ）のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
１画素あたり４個のサブピクセルを含む画素により画像が構成される表示装置であって、
該表示装置は、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）及びマゼンダ（Ｍ）のサブピクセルを含み、かつ各画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブピクセルを必須として含むことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記表示装置は、表示画像に用いられる色のサブピクセルが一部又は全部の画素に配置されていない場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のサブピクセルのうち少なくとも２つを組み合わせて用いることで、画素に配置されていない色のサブピクセルを代替させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置により構成されることを特徴とする液晶表示装置。