專利名稱：用于具有多于三種原色的顯示器的最佳子像素排列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)第一、第二、第三和第四顯示元件的顯示器，可控制這些顯示元件以分別顯示第一、第二、第三和第四原色。
背景技術(shù)：
視覺(jué)是經(jīng)由眼睛得到的感覺(jué)，由此感知構(gòu)成其外觀的對(duì)象(如顏色、光量、形狀和尺寸)的質(zhì)量。
顏色定義為由彩色和非彩色成分的任何組合所組成的可視感覺(jué)的屬性?？赏ㄟ^(guò)彩色顏色名稱，如黃、橙、棕、紅、粉紅、綠、藍(lán)、紫等，或者通過(guò)非彩色顏色名稱，如白、灰、黑等來(lái)描述這一屬性，并且通過(guò)明亮、昏暗、亮、暗等或者通過(guò)這些名稱的組合進(jìn)行限定。
所感覺(jué)出的顏色取決于顏色刺激的光譜分布，刺激區(qū)域的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)和周?chē)鷧^(qū)域，觀察者視覺(jué)系統(tǒng)的適應(yīng)狀態(tài)，以及觀察者的主要經(jīng)驗(yàn)和類似的觀察情形。
顏色的無(wú)關(guān)屬性為亮度、色調(diào)和飽和度。亮度是視覺(jué)的屬性，根據(jù)該屬性一個(gè)區(qū)域表現(xiàn)出發(fā)射了更多或更少的光。色調(diào)是視覺(jué)的屬性，根據(jù)該屬性，一個(gè)區(qū)域看上去類似于所感覺(jué)到的顏色中的一種，例如紅、黃、綠和藍(lán)或它們的組合。飽和度是一個(gè)區(qū)域的被判斷為與其亮度成正比的色彩感、色度感。
顏色的相關(guān)屬性為明度、色彩感和色度。明度定義為相對(duì)于表現(xiàn)出白色或高度透光的同樣照射區(qū)域判斷時(shí)一個(gè)區(qū)域的亮度。色彩感是視覺(jué)的屬性，根據(jù)該屬性感覺(jué)出的一個(gè)區(qū)域的顏色看起來(lái)具有更多或更少彩色。色度定義為一個(gè)區(qū)域的被判斷為與表現(xiàn)為白色或高度透光的同樣照射區(qū)域的亮度成正比的色彩感、色度感。
在眼睛的視網(wǎng)膜中，存在三種不同類型的光傳感器。這些傳感器稱作L、M和S圓錐體，其分別對(duì)于具有長(zhǎng)(L)、中等(M)和短(S)波長(zhǎng)的光敏感。每種傳感器通過(guò)神經(jīng)與大腦相連。當(dāng)光入射到一個(gè)圓錐體上時(shí)，在其對(duì)于該光波長(zhǎng)敏感時(shí)，將開(kāi)始向大腦發(fā)送脈沖。

圖1表示了人眼中L、M和S圓錐體的光譜敏感性。入射到圓錐體上的光越多，則其越快地向大腦發(fā)送脈沖(“發(fā)射尖峰”(fire spike))。
進(jìn)入眼睛的光的顏色由三種圓錐體中的每一個(gè)發(fā)送給大腦的脈沖的相對(duì)量來(lái)決定。例如，相比于從L圓錐體或M圓錐體產(chǎn)生的尖峰而言，藍(lán)光(波長(zhǎng)近似400-450nm)從S圓錐體產(chǎn)生更多尖峰。
由于人眼僅具有三種圓錐體，存在產(chǎn)生相同色感的多種不同的光譜。例如，太陽(yáng)光和來(lái)自熒光燈的光都感覺(jué)為白色，不過(guò)太陽(yáng)光具有非常寬的光譜，對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)具有近似相等的強(qiáng)度，熒光燈的光譜僅具有為數(shù)不多的幾個(gè)峰值。這種不同光譜產(chǎn)生相同色感的效應(yīng)稱作異譜同色，并且產(chǎn)生相同色感的兩個(gè)光譜稱作條件等色。
僅具有三種圓錐體的另一個(gè)影響是，通過(guò)將來(lái)自兩個(gè)光源的光加在一起，同時(shí)改變這些光源的相對(duì)強(qiáng)度，可產(chǎn)生不同的顏色。如果將紅光與綠光混合，則看起來(lái)為黃色。如果將發(fā)射紅光的第一光源設(shè)定為全強(qiáng)度，將發(fā)射綠光的第二光源設(shè)定為零強(qiáng)度，則在綠光強(qiáng)度增加同時(shí)紅光強(qiáng)度減小時(shí)，顏色從紅變?yōu)槌?、變?yōu)辄S，并最終變?yōu)榫G。
使用這種原理的顯示器僅使用三原色(通常為紅、綠和藍(lán))就可以產(chǎn)生多種顏色。
為了預(yù)測(cè)從進(jìn)入眼睛的光得到的色感，已經(jīng)研究出多種模型。這些模型中最普遍了解并且由CIE(Commission Internationaled’Eclairage-International Commission on Illumination)標(biāo)準(zhǔn)化的一種是CIE 1931模型。其定義了用于普通觀察者的三個(gè)光譜匹配函數(shù)，對(duì)于具有某一光譜的光，可用于分別計(jì)算三色刺激值X、Y和Z。由這些三色刺激值，可如下計(jì)算色度坐標(biāo)x和yx=XX+Y+Z---(1)]]>y=YX+Y+Z---(2)]]>Y與感覺(jué)屬性亮度有關(guān)，x和y坐標(biāo)決定色度，其中x為紅-綠軸，y為黃-藍(lán)軸。
現(xiàn)在可將顏色之間的關(guān)系(忽略強(qiáng)度Y)繪制成二維色度圖，如圖2。由曲線表示光譜顏色的色度坐標(biāo)，表示以納米(nm)為單位的相應(yīng)波長(zhǎng)。所有可視顏色的色度坐標(biāo)都處于曲線內(nèi)部的馬蹄形區(qū)域中。圖表底部的直線(紫線)連接紅色與藍(lán)色光譜顏色，從而通過(guò)混合紅色與藍(lán)色而獲得的非光譜顏色(例如紫色，紫羅蘭色等)處于沿該直線的位置。日光中白色物體的色度坐標(biāo)在圖2中表示為D。色度圖中某一點(diǎn)到白色點(diǎn)的方向和距離決定其色調(diào)和飽和度。
如前面所述，混合兩種顏色的光能產(chǎn)生一種新顏色。該新顏色的色度坐標(biāo)處于兩種顏色之間的虛線上。例如，混合綠色(G)與青色(C)將產(chǎn)生色度坐標(biāo)處于G與C之間的虛線21上的顏色，如圖2中所示。通過(guò)增加第三種顏色，例如紅色(R)，可產(chǎn)生處于由R、G和C跨越的虛三角形之內(nèi)的所有顏色。通過(guò)混合六種不同原色(例如R、Y、G、C、B、M)的光，可產(chǎn)生色度坐標(biāo)處于塊R、Y、G、C、B、M內(nèi)，即多邊形內(nèi)的所有顏色，該多邊形的角部為R、Y、G、C、B和M。
色度圖僅表示了三色刺激值的比例；從而，具有相同三色刺激比例的亮和暗色屬于相同的點(diǎn)。為此，發(fā)光點(diǎn)D也表示灰色；例如，橙色和棕色趨于繪制在彼此相似的位置。
例如Roy.S.Berns，F(xiàn)red W.Billmeyer和Max Saltzman在Billmeyer和Saltzman’s Principles of Color Technology(第三版，ISBN 0-471-19459-X)中進(jìn)一步闡述了色覺(jué)的主要問(wèn)題，該文獻(xiàn)在此全文引作參考。
本發(fā)明概括而言涉及顯示器領(lǐng)域，并具體涉及液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)顯示器、平板智能管(FIT)顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器，下面將對(duì)所有這些顯示器進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明；以及涉及等離子體顯示板(PDP)、PolyLED顯示器、有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)以及箔片顯示器。
在現(xiàn)有技術(shù)中，液晶顯示器已經(jīng)證明本身適合于需要緊湊和低能耗的多種用途。液晶顯示器(LCD)是一種具有小體積、小厚度和低能耗優(yōu)點(diǎn)的平板顯示裝置。
LCD已經(jīng)用在諸如移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、電子日歷、電子書(shū)籍、電視機(jī)或視頻游戲控制器的便攜式裝置中，以及多種其他辦公自動(dòng)化設(shè)備和音頻/視頻機(jī)器等中。
LCD控制施加給具有介電各向異性的液晶材料的電場(chǎng)，以調(diào)制光，從而顯示圖片或圖像，所有這些材料本身是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。與內(nèi)部發(fā)光的顯示裝置-如電致發(fā)光(EL)裝置、陰極射線管(CRT)以及發(fā)光二極管(LED)不同的是，LCD使用外部光源。
通常，將LCD顯示器設(shè)計(jì)成液晶板，包括基本上為矩形顯示元件(像素)的矩陣，根據(jù)液晶混合物的性質(zhì)可以控制顯示元件透射或反射光，液晶混合物通常注入兩個(gè)透明基板之間，此外該顯示器包括行和列導(dǎo)線，用于通過(guò)相關(guān)的電子設(shè)備，如行和列驅(qū)動(dòng)器，向顯示器的選定部件施加電壓，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。
根據(jù)利用光的方法，LCD裝置主要分成透射型裝置和反射型裝置。透射型LCD包括背光單元，用于向液晶板輸送光。
使用發(fā)光二極管(LED)生產(chǎn)大屏幕裝置，如大型TV。根據(jù)所需的像素尺寸，可將多個(gè)紅、綠和藍(lán)光發(fā)光二極管集合在一起，以形成與LCD顯示器中的一個(gè)像素相應(yīng)的單個(gè)顯示元件。隨后將這種顯示元件設(shè)置成矩形矩陣，并與必須的電子設(shè)備連接，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。
圖3示意表示了陰極射線管(CRT)的基本原理，現(xiàn)今陰極射線管用在許多電視中以及許多其他顯示裝置中。陰極31例如加熱燈絲，設(shè)置在玻璃管32的內(nèi)部，在玻璃管32的內(nèi)部產(chǎn)生真空。電子從加熱的陰極31自然釋放出來(lái)，并移動(dòng)到玻璃管32中。陽(yáng)極33吸引陰極31釋放出的電子，從而形成電子束或線34。在電視機(jī)的陰極射線管32中，電子束34由聚焦陽(yáng)極33會(huì)聚成緊密的光束，然后受加速陽(yáng)極35的加速。電子束34通過(guò)真空進(jìn)入玻璃管32的內(nèi)部，并撞擊玻璃管32另一端處的平面屏幕36。該屏幕36涂有熒光體37，熒光體37在受到電子束34的撞擊時(shí)會(huì)發(fā)光。玻璃管內(nèi)部的導(dǎo)電涂層吸收積累于玻璃管屏幕端處的電子。
為了提供引導(dǎo)光束34的裝置，在典型的CRT顯示裝置中，玻璃管32纏繞在控制線圈38、39中?？刂凭€圈38、39是簡(jiǎn)單的銅線圈，能在玻璃管內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且電子束34相應(yīng)于磁場(chǎng)。第一組線圈3 8產(chǎn)生使電子束垂直運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，而第二組線圈39使電子束水平運(yùn)動(dòng)。通過(guò)控制施加給線圈38、39的電壓，可使電子束34處于屏幕36上任意點(diǎn)處。
彩色CRT顯示器包括三個(gè)電子束，通常表示為在屏幕上同時(shí)移動(dòng)的紅、綠和藍(lán)電子束。取代設(shè)置在黑白CRT顯示裝置屏幕處的單片熒光體，彩色CRT顯示器中的屏幕涂有設(shè)置成點(diǎn)或條的紅、綠和藍(lán)熒光體。在玻璃管內(nèi)部，非?？拷鼰晒怏w涂層的位置，設(shè)有薄金屬屏，即蔭罩板。該蔭罩板被穿有非常小的、與屏幕上的熒光點(diǎn)(或條)對(duì)準(zhǔn)的孔。
可通過(guò)使紅色熒光體發(fā)射紅色光束來(lái)產(chǎn)生紅點(diǎn)，而按照相應(yīng)的方式產(chǎn)生綠和藍(lán)點(diǎn)。為了產(chǎn)生白點(diǎn)，同時(shí)發(fā)出紅、綠和藍(lán)光束——三種顏色混合在一起產(chǎn)生白色。為了產(chǎn)生黑點(diǎn)，在三個(gè)光束掃描通過(guò)屏幕上的點(diǎn)時(shí)將所有三個(gè)光束關(guān)閉。彩色CRT顯示器上所有其他的顏色是紅、綠和藍(lán)色的組合。CRT顯示器通常是時(shí)序顯示器，其表明通過(guò)在屏幕上重復(fù)地掃描(多個(gè))光束來(lái)構(gòu)成圖像，在顯示圖像時(shí)，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員本身已知的方式進(jìn)行。
平板智能管(有時(shí)被稱作FIT或F！T)是一種新型陰極射線管(CRT)技術(shù)，其不具有蔭罩板。由在正確的熒光線上引導(dǎo)電子束的電子控制系統(tǒng)來(lái)管理蔭罩板的主要功能，即顏色選擇。利用面板上的專用結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)電子束的位置。
圖4是FIT中跟蹤原理的一種簡(jiǎn)化表示。在FIT中，沿水平熒光線41掃描電子束34，與過(guò)去研制的索引型無(wú)掩模CRT中垂直于豎直熒光線掃描單個(gè)光束不同。FIT方法非常類似于CD播放器的方法，在CD播放器中利用跟蹤系統(tǒng)將激光束引導(dǎo)到螺旋管上。沿水平熒光線41掃描電子束34，并利用反饋系統(tǒng)校正與該熒光線的任何偏離。在處于每個(gè)熒光線41上面或下面的軌跡上，具有位置檢測(cè)器42(例如測(cè)量電流的導(dǎo)電條)。來(lái)自這些檢測(cè)器42的信息饋入控制系統(tǒng)43，該控制系統(tǒng)43按照使電子束軌跡與熒光線41重合的方式驅(qū)動(dòng)(多個(gè))校正線圈44。
在CRT和FIT顯示器中，熒光點(diǎn)或條構(gòu)成顯示元件，從而可控制其發(fā)射出具有預(yù)定波長(zhǎng)(顏色)的光。
在現(xiàn)有技術(shù)的RGB彩色顯示器中，可顯示的色域局限于由三原色，例如紅、綠和藍(lán)覆蓋的原色三角形(如圖2中所示)。不能顯示該原色三角形外部的顏色，例如金色和綠藍(lán)色(如果原色為紅、綠和藍(lán))，從而趨于顯示出可被顯示的顏色，例如更加不飽和的黃色和藍(lán)色成份更高的綠。已知向大多數(shù)現(xiàn)有應(yīng)用中使用的三原色增加一種或多種附加的原色，可擴(kuò)展所能顯示的色域。
空間分辨率是顯示系統(tǒng)將兩個(gè)彼此靠近的物體顯示為分離的點(diǎn)的能力。對(duì)于不能將不同顏色像素投射到彼此頂部的所有顯示器類型而言，添加具有不同顏色的原色的子像素，在子像素的數(shù)量保持相等的情況下導(dǎo)致顯示器的空間分辨率減小。
最小的開(kāi)關(guān)元件是子像素。如果使子像素更小，則在與具有三個(gè)子像素的像素具有相同尺寸的一個(gè)像素中可以有四個(gè)子像素。不過(guò)這樣較昂貴，并且通常認(rèn)為隨著子像素?cái)?shù)量的增多分辨率下降。另一方面，如果子像素的大小保持恒定并且是使用四個(gè)而非三個(gè)子像素來(lái)形成像素，那么像素分辨率將減小。
此外，增加多于三種顏色會(huì)產(chǎn)生與顏色、亮度和圖像均勻性有關(guān)的誤差。
因而，在矩陣顯示器中增加一種或多種原色導(dǎo)致整體圖像質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種顯示器，其中限制了由于增加一種或多種原色而引起的整體圖像質(zhì)量的下降，特別是顏色和亮度誤差。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示器，其中顯示元件的最佳結(jié)構(gòu)導(dǎo)致顏色和亮度的均勻性增大。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種顯示器，其中使用子像素算法可在子像素級(jí)別上產(chǎn)生黑和白轉(zhuǎn)變，而不會(huì)產(chǎn)生顏色贗像。
本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)第一、第二、第三和第四顯示元件的顯示器，可控制這些顯示元件以分別顯示第一、第二、第三和第四種原色，其特征在于，設(shè)置與其他對(duì)所述顯示元件相比表現(xiàn)出最大色距的特定一對(duì)所述顯示元件，使所述特定對(duì)的元件之間具有最小的空間距離，或者將所述特定對(duì)的元件彼此鄰接地放置。
如權(quán)利要求2-6中定義的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，其構(gòu)成使色距最大同時(shí)使顯示元件之間的空間距離最小的最佳解決方案。
如權(quán)利要求7-12中定義的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，這些顏色特別適用于彩色顯示器中。
如權(quán)利要求13中定義的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，由于改善了亮度的分布，從而圖像質(zhì)量提高。
參照下面所述的實(shí)施例以及說(shuō)明，顯然可得出本發(fā)明的這些和其他方面。
本質(zhì)上講，本發(fā)明涉及具有四個(gè)或更多原色的矩陣顯示器的一種新穎和創(chuàng)新的顯示元件排列方法。根據(jù)本發(fā)明，最佳排列將產(chǎn)生顏色和亮度的最佳均勻性。此外，根據(jù)本發(fā)明的排列方法將限制顏色和亮度誤差。
本發(fā)明的一個(gè)重要方面是，盡管像素級(jí)別的顯示分辨率較低，不過(guò)當(dāng)使用所謂的子像素算法時(shí)可產(chǎn)生子像素級(jí)別的黑和白轉(zhuǎn)換，而沒(méi)有顏色贗像，如圖14和圖15中所示。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1表示了人眼中L、M和S圓錐體的光譜敏感性。
圖2為色度圖。
圖3為陰極射線管(CRT)的基本原理的示意性說(shuō)明。
圖4為平板智能管(FIT)的跟蹤原理的簡(jiǎn)化說(shuō)明。
圖5為現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的條形排列的示意性說(shuō)明。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的馬賽克排列的示意性說(shuō)明。
圖7為現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的德?tīng)柼嘏帕械氖疽庑哉f(shuō)明。
圖8為六色顯示器中子像素的RGBYMC條形排列的示意性說(shuō)明。
圖9為六色顯示器中子像素排列的示意性說(shuō)明，其中RGB-條與YMC-條在連續(xù)行中交替。
圖10為六色顯示器中子像素排列的示意性說(shuō)明，其中RGB-條與YMC-條在連續(xù)的行和列中交替。
圖11為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的六色顯示器中子像素排列的示意性說(shuō)明，其中RGB-條與CMY-條在連續(xù)的行中交替。
圖12為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的六色顯示器中子像素排列的示意性說(shuō)明，其中RGB-條與CMY-條在連續(xù)的行和列中交替。
圖13為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的六色顯示器中子像素排列的示意性說(shuō)明，其中交替地設(shè)置RGBCMY條與CMYRGB條。
圖14為現(xiàn)有技術(shù)RGB顯示器中可能實(shí)現(xiàn)的最小白色顯示元件的示意性說(shuō)明。
圖15為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例具有RGB/CMY子像素排列的顯示器中可能實(shí)現(xiàn)的最小白色顯示元件的示意性說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有技術(shù)多色顯示器包括具有紅、綠和藍(lán)原色；以及附加的原色、如黃色或白色的顯示器。在具有四種原色的LCD中，每個(gè)像素由四個(gè)子像素構(gòu)成，例如紅、綠、藍(lán)和黃子像素構(gòu)成一個(gè)像素。
當(dāng)選擇附加的一種原色時(shí)，應(yīng)該考慮其對(duì)顯示器的亮度和色域的影響。當(dāng)僅考慮亮度時(shí)，具有高亮度的原色，如三角形黃-白-綠內(nèi)的那些原色，看似是合乎需要的。對(duì)于色域而言，著眼于盡可能大地?cái)U(kuò)展色域，優(yōu)選高飽和的黃色、青色或品紅色。
此外，黃色是一種帶有較大亮度的顏色，從而易于檢測(cè)到其的缺失；并且這就是從視覺(jué)觀點(diǎn)看，通常最希望增加更飽和的黃色的原因所在。考慮到所有要求，黃原色將是RGB顯示器中附加原色的最佳選擇。
圖1說(shuō)明人眼中圓錐體對(duì)各種顏色光的靈敏度。眼睛對(duì)黃光(570至580nm)非常敏感，這就是向僅具有紅、綠和藍(lán)原色的現(xiàn)有技術(shù)顯示器(RGB顯示器)增加黃原色將大大改善顯示圖像的整體亮度和圖像質(zhì)量的原因所在。
不過(guò)，如果要顯示某種特殊類型的圖像，則除黃色以外的顏色也是適當(dāng)?shù)牡谒姆N原色。存在多種與醫(yī)學(xué)顯象領(lǐng)域或印刷領(lǐng)域有關(guān)的應(yīng)用，其中附加原色的首選是除黃色以外的顏色。盡管在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中提到紅、藍(lán)、綠、青色、品紅色和黃色是適當(dāng)?shù)念伾贿^(guò)不應(yīng)將其視作對(duì)本發(fā)明的一種限制。
在當(dāng)前(具有原色紅(R)，綠(G)和藍(lán)(B))的彩色顯示器中，通常根據(jù)圖5、6和7中所示的三種圖案中的一種來(lái)構(gòu)成子像素。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的條形排列的示意性說(shuō)明。該條形排列意味著簡(jiǎn)單的陣列設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的制造過(guò)程以及簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路，不過(guò)顏色均勻性差。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的馬賽克排列的示意性說(shuō)明。馬賽克排列意味著簡(jiǎn)單的陣列設(shè)計(jì)和更好的顏色均勻性，不過(guò)以制造過(guò)程更難和驅(qū)動(dòng)電路更復(fù)雜為代價(jià)。
圖7為現(xiàn)有技術(shù)彩色顯示器中子像素的德?tīng)柼嘏帕械氖疽庑哉f(shuō)明。德?tīng)柼嘏帕幸馕吨伾鶆蛐宰詈煤万?qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，不過(guò)是以制造過(guò)程更難和陣列設(shè)計(jì)更復(fù)雜為代價(jià)。
圖5的條狀排列是最流行的，隨后為圖6的馬賽克排列和圖7的德?tīng)柼嘏帕小⒅饕獏⒄諚l形排列描述本發(fā)明的實(shí)施例，不過(guò)不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，這是因?yàn)榭稍诙喾N顯示結(jié)構(gòu)和顯示器類型中實(shí)施本發(fā)明。
在人的感覺(jué)中，均勻性對(duì)于總體感覺(jué)的顯示質(zhì)量有影響。本發(fā)明尋求解決的與顯示器感覺(jué)均勻性的缺陷有關(guān)的問(wèn)題，在具有六種顏色，即紅、綠、藍(lán)、黃、品紅和青色(RGBYMC顯示器)的顯示器的情形中最易于說(shuō)明。圖2表示了RGBYMC顯示器中R、G、B、Y、M和C的示例性色度坐標(biāo)。圖8為六色顯示器中子像素的RGBYMC條形排列的示意性說(shuō)明。顯示屏包括像素矩陣，而像素由重復(fù)排列的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)、黃(Y)、品紅(M)和青色(C)子像素構(gòu)成。
此外，顯示器包括多個(gè)部件，諸如與如行和列驅(qū)動(dòng)器之類的電子裝置(未示出)連接的行和列導(dǎo)線(未示出)，所有的連接方式都是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，因此為了使多余的細(xì)節(jié)不會(huì)干擾本發(fā)明，在此不再進(jìn)行描述。如果以根據(jù)圖8的現(xiàn)有技術(shù)條形排列設(shè)計(jì)六色顯示器，則顏色均勻性(混色)將非常差。
利用根據(jù)圖9的RGB-和YMC-條的交替條形排列，可獲得好得多的顏色均勻性，其中RGB-條與YMC-條在連續(xù)的行中交替設(shè)置。
一種更佳的實(shí)施例是根據(jù)圖10在連續(xù)的行和列之間交替設(shè)置RGB-條和YMC-條，這將產(chǎn)生與前面的排列近似相同的顏色均勻性。
兩種顏色之間的距離即色距，表示CIE色度圖中兩種顏色之間的距離，即通過(guò)表示所述兩種顏色的點(diǎn)(色度坐標(biāo))繪制出的直線的長(zhǎng)度。在圖2中，利用從綠色(G)到品紅色(M)的虛線表示綠色與品紅色之間的色距。
如果第一種顏色在CIE色度圖中具有色度坐標(biāo)x1、y1，第二種顏色在CIE色度圖中具有色度坐標(biāo)x2、y2，則一種計(jì)算色距DC的方法根據(jù)公式(3)。
Dc=(x1-x2)2+(y1-y2)2---(3)]]>不過(guò)，可按照另一種方法計(jì)算色距，其中考慮到人的色感，并且其中色距是個(gè)人或者人群感覺(jué)到的色距，或者通過(guò)其他方法感覺(jué)到的色距。
例如可以在CIE 1976 Yu’v’色空間中計(jì)算色距，其中根據(jù)公式(4)和(5)由X，Y和Z坐標(biāo)計(jì)算u’和v’。
u′=4X(X+15Y+3Z)---(4)]]>v′=9Y(X+15Y+3Z)---(5)]]>從而，可根據(jù)公式(6)確定兩種顏色之間的色距。
Dc=(u1′-u2′)2+(v1′-v2′)2---(6)]]>根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)按照彼此最小的空間距離(即彼此靠近)，最好彼此鄰接地排列具有最大色距(即在顏色空間中彼此最遠(yuǎn))的這些原色，此外通過(guò)將顯示元件排列成使相同顏色的子像素在水平方向和垂直方向同等地空間遠(yuǎn)離，可得到最佳的均勻性。這種解決方案將連接紅與青色、綠與品紅、藍(lán)與黃。
在圖2中，綠色(G)與任何其他五種原色之間的最大色距，即綠色(G)與品紅(M)之間的距離表示為虛線21。類似地，藍(lán)色(B)與任何其他原色之間的最大色距，即藍(lán)色(B)與黃色(Y)之間的距離表示為虛線22；紅色(R)與任何其他原色之間的最大色距，即紅色(R)與青色(C)之間的距離表示為虛線23。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，按照交替的條形結(jié)構(gòu)設(shè)置顯示元件，這將產(chǎn)生根據(jù)圖11的RGB-和CMY-條。
在圖11的放大部分中，表示出紅色(R)與青色(C)像素之間的空間距離(111)，綠色像素(G)與品紅(M)像素之間的空間距離(112)，以及藍(lán)色像素(B)與黃色(Y)像素之間的空間距離(113)。
在圖11的實(shí)施例中，理想情況下通過(guò)彼此鄰接地設(shè)置顯示元件，使所述的空間距離111、112和113最小。可由元件之間小的物理距離分隔元件，如圖11的放大部分中所示。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例，圖12中示出的RGB-和CMY-條的另一種結(jié)構(gòu)，幾乎與前一種結(jié)構(gòu)一樣好。
根據(jù)第三實(shí)施例，根據(jù)圖13提出了RGBCMY-和CMYRGB-條的另一種排列。由于在水平和垂直方向上具有相同顏色的子像素并非是同等分布的，從而該實(shí)施例并非優(yōu)選實(shí)施例。
使用子像素算法，可大大增加顯示器的感覺(jué)分辨率。這對(duì)于常規(guī)RGB顯示器是公知的，不過(guò)對(duì)于RGBYMC顯示器可以研究出類似的算法。當(dāng)能以“近似子像素級(jí)別”產(chǎn)生白色時(shí)，可最佳地執(zhí)行該算法。在所有可能的排列中，圖11的排列在這一方面再次產(chǎn)生最佳的性能，這是因?yàn)榭蓮膱D像中的任何子像素開(kāi)始利用水平方向上的三個(gè)像素(RGB)或垂直方向上的兩個(gè)像素(RC、GM、BY)產(chǎn)生白色。實(shí)際上，這就比在水平和垂直方向上都需要三個(gè)像素的RGB馬賽克顯示器中更佳。注意，這在交換行與列的子像素結(jié)構(gòu)時(shí)同樣成立。
圖14是現(xiàn)有技術(shù)RGB顯示器中可能實(shí)現(xiàn)的最小白色顯示元件的示意性說(shuō)明。在圖14的顯示器中，表示出4行、每行包括5個(gè)像素，總共為20個(gè)像素。每個(gè)像素具有紅、綠和藍(lán)子像素，產(chǎn)生總共60個(gè)圖示的子像素。
圖15是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面具有RGB/CMY子像素排列的顯示器中可能實(shí)現(xiàn)的最小白色顯示元件的示意性說(shuō)明。在圖15的顯示器中，表示出3行、每行3個(gè)像素，總共為9個(gè)像素。每個(gè)像素具有如圖11的顯示器那樣排列的紅、綠、藍(lán)、青色、品紅和黃子像素，產(chǎn)生總共54個(gè)所示的子像素。
在圖14的常規(guī)RGB顯示器中，通過(guò)激勵(lì)包括紅、綠和藍(lán)子像素的像素，可產(chǎn)生白光，從而要求激勵(lì)水平方向上總共三個(gè)子像素，以產(chǎn)生白光，如箭頭所示。使用子像素算法，通過(guò)激勵(lì)紅色子像素和青色子像素、綠色子像素和品紅子像素或者藍(lán)色子像素和黃色子像素，可由圖15的顯示器產(chǎn)生白光，如箭頭所示。還可以通過(guò)激勵(lì)像素的紅、綠和藍(lán)子像素，或者通過(guò)激勵(lì)像素的青色、黃和品紅子像素，來(lái)產(chǎn)生白光。
盡管圖14的RGB顯示器中像素為圖15的RGB/CMY顯示器中像素的三倍，不過(guò)對(duì)于黑白圖像(諸如文本)來(lái)說(shuō)，圖15的RGB/CMY顯示器的分辨率為RGB顯示器的1.5倍以上。
為了提供更好的圖像質(zhì)量，要設(shè)置成彼此鄰接的顯示元件的排列包括將具有最高亮度信號(hào)的顯示元件以彼此最大的距離排列。下面將參照示例性RGBY顯示器說(shuō)明該原理。不過(guò)，無(wú)論如何不能將這種特定顯示器類型視作對(duì)本發(fā)明的限制。
示例性RGBY顯示器是一種規(guī)則的矩陣排列，包括相同像素的行和列，每個(gè)像素包括2×2個(gè)子像素(即每個(gè)像素包括四個(gè)不同的子像素，每種顏色一個(gè)子像素，設(shè)置成2行，每行中具有2個(gè)子像素)。
在任何RGBY矩陣顯示器中，綠色顯示元件和黃色顯示元件對(duì)通常呈現(xiàn)出比任何其他對(duì)顯示元件、如紅色顯示元件和藍(lán)色顯示元件都高的亮度。
通過(guò)在像素的對(duì)角線而非同一行(或列)上設(shè)置綠色顯示元件和黃色顯示元件，使呈現(xiàn)最高亮度的特定對(duì)顯示元件之間的空間距離最大。
這可以例如通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)在第一行上設(shè)置紅色顯示元件和黃色顯示元件，在第二行上設(shè)置綠色顯示元件和藍(lán)色顯示元件，而非在第一行上設(shè)置紅色顯示元件和藍(lán)色顯示元件，在第二行上設(shè)置綠色顯示元件和黃色顯示元件。由此，黃色與綠色顯示元件的中心之間的距離將等于或大于任何其他對(duì)顯示元件之間的任何其他空間距離，即是例如綠色顯示元件與藍(lán)色顯示元件之間的距離的大約2=1.41]]>倍。
從而，提出了一種在顏色和亮度方面呈現(xiàn)最佳均勻性、限制顏色和亮度誤差并使包括黑白文本的圖像的分辨率最大化的新穎和創(chuàng)新的顯示器。
不應(yīng)該將顯示器中像素的所述排列視作一種限制，因?yàn)橄袼睾妥酉袼乜梢跃哂卸喾N規(guī)則或不規(guī)則形狀，并且設(shè)置成多種規(guī)則或不規(guī)則圖案。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器可以例如實(shí)現(xiàn)為一種分離的孤立單元，或者可以包含在用于電信網(wǎng)絡(luò)(如GSM、UMTS、GPS、GPRS或DAMPS)的移動(dòng)終端，或者其他現(xiàn)有類型的便攜式裝置(如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、掌上電腦、便攜式計(jì)算機(jī)、電子日歷、電子書(shū)籍、電視機(jī)或視頻游戲控制器)，以及多種其他辦公自動(dòng)化設(shè)備和音頻/視頻機(jī)器等中，或者與它們相結(jié)合。
主要參照主要的實(shí)施例描述了本發(fā)明。不過(guò)，在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)除上面所披露的實(shí)施例之外的實(shí)施例同樣也是可能的。權(quán)利要求中所用的所有術(shù)語(yǔ)要根據(jù)其在技術(shù)領(lǐng)域中的普通含義來(lái)理解，除非本文中另外明確地做出限定。有關(guān)“一個(gè)/該[元件、裝置、部件、項(xiàng)、單元、步驟等]”指的是所述元件、裝置、部件、項(xiàng)、單元、步驟的至少一個(gè)實(shí)例。此處所述的方法步驟不必按照所披露的嚴(yán)格順序來(lái)執(zhí)行，除非明確指出。
權(quán)利要求
1.一種包括多個(gè)第一、第二、第三和第四顯示元件的顯示器，可控制這些顯示元件以分別顯示第一、第二、第三和第四原色(G、B、M、Y)，其特征在于將與其他對(duì)的所述顯示元件相比呈現(xiàn)出最大色距(21；22)的特定一對(duì)所述顯示元件(G、M；B、Y)設(shè)置成使所述特定對(duì)(G、M；B、Y)的元件之間的空間距離(112、113)最小，或者將所述特定對(duì)的元件設(shè)置成彼此鄰接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中將與其他對(duì)的所述顯示元件相比呈現(xiàn)出最大色距(112，113)的特定兩對(duì)的顯示元件(G、B；M、Y)設(shè)置成使所述特定對(duì)的元件之間具有最小空間距離(112、113)，或者將所述特定對(duì)的元件設(shè)置成彼此鄰接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯示器，還包括第五顯示元件，可控制該第五顯示元件以顯示第五原色。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器，其中將與其他對(duì)的所述顯示元件相比呈現(xiàn)出最大色距的三個(gè)特定對(duì)的顯示元件設(shè)置成使所述特定對(duì)的元件之間具有最小空間距離，或者將所述特定對(duì)的元件設(shè)置成彼此鄰接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的顯示器，還包括第六顯示元件，可控制該第六顯示元件以顯示第六原色。
6.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中該顯示器是矩陣顯示器。
7.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中原色之一是紅、綠、藍(lán)、黃、青色或品紅色之一。
8.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中原色中的兩種是紅、綠、藍(lán)、黃、青色和品紅中的兩種。
9.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中原色中的三種是紅、綠、藍(lán)、黃、青色和品紅中的三種。
10.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中原色中的四種是紅、綠、藍(lán)、黃、青色和品紅中的四種。
11.根據(jù)權(quán)利要求3-10中任一項(xiàng)所述的顯示器，其中原色中的五種是紅、綠、藍(lán)、黃、青色和品紅中的五種。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任一項(xiàng)所述的顯示器，其中所述的原色是紅、綠、藍(lán)、黃、青色和品紅色。
13.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中第一顯示元件和第二顯示元件均鄰接第三顯示元件設(shè)置，并且其中呈現(xiàn)出最大亮度的特定對(duì)的所述第一顯示元件、所述第二顯示元件與所述第三顯示元件之間的空間距離分別等于或大于任何其他對(duì)的所述第一顯示元件、第二顯示元件和第三顯示元件之間的任何空間距離。
14.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中所述顯示器是液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)顯示器、平坦智能管(FIT)顯示器、發(fā)光二極管(LED)顯示器、等離子體顯示板(PDP)、PolyLED顯示器、有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)或箔片顯示器。
全文摘要
一種顯示器，包括多個(gè)第一、第二、第三和第四顯示元件，可控制這些顯示元件以分別顯示第一、第二、第三和第四原色。將與其他對(duì)所述顯示元件相比呈現(xiàn)出最大色距的特定一對(duì)所述顯示元件設(shè)置成使所述特定對(duì)元件之間的空間距離最小，或者將所述特定對(duì)元件設(shè)置成彼此鄰接。
文檔編號(hào)G09G3/18GK1742304SQ200480002948
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
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