JPH02173783A - 平形パネル表示装置のカラーマトリツクスアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全体として画像通信に関するものであり、更に
詳しくいえば、赤、緑および青（Ｒ−Ｇ−Ｂ）画素の個
々にアドレスできるマトリックスが全カラー英数字、グ
ラフィック、テレビジョンの映像の少くとも１つを発生
するために用いられるような平形パネル型カラーマトリ
ックス表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

全カラーマトリックス表示装置の現在の世代は、あらゆ
る色度の映像の向きに高画質のカラー映像を発生するの
に十分な画素密度を持っていない。

個々の画素のアドレッシング技術の構成および実現を極
めて容易にし、種々の色の映像の角度解像度を非対称的
にする、長方形マトリックス内に三原色画１ｇ（典型的
にはＲ−Ｇ−Ｂ）を形成する試みが行われている。不十
分力画素密度と非対称的な角度解像度はそれ自体映像の
粗さと、色の「フリンジングす々わちエイリアシング」
とを示している。Ｒ原色とＧ原色の粗であること、また
は非対称性であることの少くとも１つは、とくに混合色
黄（Ｒ＋Ｇ）および白（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の場合に、とくに
問題である。この問題は、人の視覚がＲとＧに対して解
像度がとくに高いことから起る。そのために、ＲとＧの
画素の融合が、個別画素の密度の実用的なレベルにおい
て困難となる。

〔発明が解決すべき課題〕

この問題を解決するために２つの技術が提案された。第
１の技術は、最も明らかなものであって、個々の画素の
量子化効果が大きくならない点まで画素密度を高くする
ことである。製造性、コスト、ドライバが複雑になるこ
と等に関連する諸制約のために、非常に高い画素密度は
非実用的なようである。第２の技術は、色のフリンジ効
果およびエイリアシング効果を最小にし、映像のあらゆ
る角度の向きにおいて有用な解像度を可能にするＲ　−
Ｇ］３素子の最適にされた幾何学的配置を形成すること
である。この第２の技術は、画素密度が比較的低いこと
（粗）、３色Ｒ−Ｇ−Ｂ１組を正直交マトリックス状に
配置することが最適な形状ではないことを主な理由とし
て、困難であることが判明している。画素を３個１組で
はなくて４個１組に配置すると角度効果が助けられるが
、Ｒ素子とＧ素子を組合わせた時の色のしまをなくすこ
とは困難々ことである。

以上述べたのは現在の装置に存在することが知られてい
る制約を示すものである。したがって、上記制約の１つ
または複数個を解消する別の技術を開発することは有用
なことである。

〔課題を解決する手段〕

本発明の１つの面において、マトリックス内に複数の４
色画素パターンを含むカラーマトリックスプレイを提供
することにより従来の装置の欠点を解消できる。各パタ
ーンはＲ−Ｇ−Ｂ画素と黄（Ｙ）画素を含む。各パター
ンは任意の隣接する２行と任意の隣接する２列の交差に
より形成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

カラーマ）　ＩＪソックス示装置は全色映像を発生する
ために任意の数の技術を採用できる。この表示装置は、
多色発光ダイオード（ＩＪＥＤ）マトリックス表示装置
またはマトリックスでアドレスされるエレクトロルミネ
ッセント（ＥＬ）パネルの場合におけるように、自己発
光型とすることができ、または液晶（ＬＣ）分子の整列
と向きを電子的に制御することにより、入射光を透過ま
たは吸収させることができるＬＣマトリックス表示装置
のような非自己発光型とすることもできる。ＬＣマトリ
ックス表示装置のよう々非自己発光装置は、画素が外部
光源からの光を選択的に透過または遮断させることによ
シ量子化された映像を形成するためＫ、マトリックス表
示装置は「光弁」と呼ばれることがある。現在の全ての
マトリックス表示技術で全カラー映像を発生することの
共通の％徴は、原色、典型的にはＲ−Ｇ−Ｂの素子のモ
ザイクである。自己発生装置の場合には、原色の波長帯
の１つの光をおのおの発生する別々の発光素子を求めら
れ、それら別々の発光素子はカラーマトリックス画素パ
ターンを発生するために配置される。

受動非自己発光装置たとえばＬＣマトリックスの場合に
は、個々の光弁のマトリックスの上に色フイルタ７レイ
が置かれ、色画素のモザイクを生ずるように整列させら
れる。また、それらは典型的にはＲ−Ｇ−Ｂフィルタ素
子である。第１図は、第４の色である黄（Ｙ）を付加す
るために改造した典型的な受動力ラーマ）　ＩＪソック
ス置１ｏの部品と、色画素の配置を決定する色フイルタ
アレイとの間の関係を示す。色画素配置の概念と特性は
本発明の主題である。

装Ｒ１０に背後から光が照射される。装ｆｆ１ＮＯは偏
光器１２と、複数の薄膜トランジスタ１６を含むガラス
基板１４とを有する。周知の液晶物質１８が基板１４と
、Ｂ−Ｇ−Ｒ−Ｙ色フィルタ２２．２４，２８．２８を
含む共通電極２ｏとの間に設けられる。別のガラス基板
３０と偏光器３２が装置１０の素子を完成する。

第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図および第２Ｄ図は、力２
−マトリックス表示装置を構成するための４種類の色画
素の配置を示す。第２Ａ図は原色が対象線方向に向けら
れているＲ−Ｇ−Ｂ配置を示す。第２Ｂ図は原色画素が
３個１組でまとめられているＲ−Ｇ−Ｂ配置を示す。こ
れはオフセット構造を有する。このオフセット構造は、
デルタ電子銃シャドワマスクカラー陰極線管に一般的に
用いられている３個１組の色配置を思い出させる。

第２Ｃ図は原色の帯状の垂直の向きによるＲ−Ｇ−Ｂパ
ターンを示す。このパターンはインライン電子銃シャド
ワマスクカラー陰極線管を思い起こさせる。第２Ｄ図は
４素子Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｇパターンを示す。

第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図および第３Ｄ図は、第２
Ａ図、第２Ｃ図および第２Ｄ図を参照して述べた４ｓ類
の色画素配置のおのおのに対する垂直、水平および２つ
の４５度の各向きのＲ−Ｇ−Ｂ素子より合成された白い
線を示す。２組の図のおのおのにおける文字記号は、各
文字記号が４色画素配置の１つに関連させられるように
相関させられる。第２Ｄ図と第３Ｄ図の４画素パターン
において２個の冗長Ｇ素子は、２個の各Ｇ画素における
求められている全線輝度の半分を生ずるように、駆動さ
れることに注目すべきでおる。第３Ａ図、第３Ｂ図、第
３Ｃ図および第３Ｄ図の重要性は、線の角度向きおよび
原色画素の配置との関数として、直線の線幅の非一様性
および「階段ステッピング」すなわち「エイリアシング
」の変化する度合を示していることでちる。第２Ｄ図の
４素子バター／は線の幅が最も一様で、階段状ステッピ
ングすなわちエイリアシングを最小にするようである。

これは、３素子パターンのどれよりも、長方形マトリッ
クス中に４素子色画素を一層角度方向に対称的に配置し
た結果である。第３Ａ図乃至第３Ｄ図の白黒の表現から
明らかでないものは、種々の色画素配置において典型的
に観察される、線映像の角度の向きの関数としての色し
まノ（ターンすなわち色エイリアシングである。それら
の効果は個々の色画素の寸法９色度、輝度、形に依存す
るから、図形により、または白黒で表現することは容易
ではない。それらの効果は現在のカラーマドＩＪツクス
表示装置において容易に観察できる。

それらの効果は８票子とＧ素子に十分な視覚的統合性が
欠除していることが主な原因であって、可視スペクトル
の中間波長であるＧと、長い波長であるＲとに対する人
の視覚組織の良い解像性能の関数である。たとえば、Ｒ
とＧの素子で構成されているＹ映像においては、観察者
は黄色がかった映像を見るが、個々のＲ素子とＧ素子を
見分けることもできる。内部が塗りつぶされたよりなＹ
映像ではなくて、映像は個々の素子のモザイクで構成さ
れているように見える。更に、縁部効果と非対称的な効
果が特定の原色を映像の縁部に集積させて原色のしま模
様を強く出現させ、画質を低下させることがある。画質
の低下の程度は色画素の配置、および映像の構成に用い
られる線の角度の向きに応じて変る。このことはＲ−Ｇ
−Ｂ素子で構成されている白映像についてもそうである
。Ｒ素子とＧ素子は、画素の寸法が比較的小さく（たと
えば約０．０２０〜０．０２５備（ｏ、ｏｏｓ〜０．０
１０インチ））、約５０．８　＝　７１．１ｃＩｎ（約
２０〜２８インチ）の通常の視距離においても、個々に
識別可能である。しかし、短い波長（ＢＫ感する）の視
覚機構の独特の性質のため忙、白混合のための適切な相
対輝度のＢ素子は同じ条件の下ではほとんど識別できな
い。

本発明のカラーマトリックスアレイ１００．１００ａの
実施例が第４Ａ図、第４Ｂ図にそれぞれ示されている。

アレイ１００、第４Ａ図、は複数の隣接する行１０２，
１０４　を有する。各行１０２ｉ０４は複数の画素１０
６を含む。行１０２，１０４　　は矢印Ｆで示される第
１の向きへ延びる。アレイ１００は複数の隣接する列１
０８，１１０　　も有する。各列１０８．１１０　　も
複数の画素１０６を含む。列１０８゜１１０は第１の向
きに垂直の第２の向き（矢印Ｓの向き）に延びる。

第４Ａ図または第４Ｂ図の各プレイは、任意の隣接する
２行と任意の隣接する２列の交差により形成された、複
数の４色画素パターン１１２を含む。各画素パターンは
Ｒ，Ｙ、Ｂ、Ｇの画素を含む。

第４Ａ図のアレイにとって特殊であるが、行の１つ１０
２は４個の画素のうちの２つ、たとえばＲとＹ、の交番
するパターンを含む。隣接する行１０４は他の２個の画
素、たとえばＢと０１の交番するパターンを含む。列の
１つ１０８は４個の画素のうちの２つ、たとえばＲとＢ
１の交番するパターンを含む。隣接する列１１（ｌは他
の２個の画素、たとえばＹとＧ、の交番するパターンを
含む。その結果、マトリックス全体に単一の４色画素パ
ターン１１２が繰返えされる。

第４Ｂ図のアレイにおいては、隣接する各行は４個の各
画素の順次パターンを含む。たとえば、行１０２ａはＲ
、Ｙ　、Ｇ　、Ｂの画素を含み、行１０４鳳はＢ、Ｇ、
Ｒ，Ｙの画素を含む。隣接する各列は４個の各画素の順
次パターンを含む。たとえば、列１０８ａはＲ，Ｂ、Ｙ
、Ｇ（７）画素を含み、隣接する列１１０ａはＹ、Ｇ、
Ｒ，Ｂの画素を含む。その結果、４つの４色画素パター
ン１１２ａ、　１１２ｂ　、　１１２ｃ　、　１１２ｄ
　がマトリックス全体にわ九りて屓次繰返見される。

第４Ａ図と第４Ｂ図は本発明のパターンを示し、第４Ｃ
図と第４Ｄ図はＲ−Ｇ−Ｂ−Ｙ画素配置により発生され
た垂直方向、水平方向、２つの４５度方向の合成された
白線を示す。第４Ａ図は、マトリックス全体にわたって
同じ４つのＲ−Ｇ−Ｂ−Ｙ画素が定期的に繰返えされる
Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｙパターンを示す。第４Ｂ図は、Ｒ−Ｇ−
Ｂ−Ｙパターンの行がマトリックスの水平方向に単に交
番し、そのパターンの列がマ）　ＩＪラックス垂直方向
に単に交番するようなパターンの変形例を示す。

第４Ｂ図のパターンはわずかに複雑であるが、主水平方
向と主垂直方向から僅かにずれた角度で一層対称的な線
を生じさせることを可能にする。

線の幅が−様であること、階段状の段階的変化すなわち
エイリアシングから相対的に自由なことが第４Ｃ図と第
４Ｄ図から明らかである。また、色に特有の性質は白黒
表現で示すことはできない。

正しい寸法、正しい色度および正しい輝度の全色映像か
ら明らかなことは、Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｙ色画素配置により発
生される映像中に色しまパターンすなわち色エイリアシ
ングがないことである。本発明に従って、単一の原色素
子により色映像Ｒ１Ｇ、Ｂ、Ｙを発生でき、混合色マゼ
ンタ（ＲＩＢ）、青紫色（Ｇ＋Ｂ）、白（Ｙ＋Ｂ　）を
最大２種類の原色で、しかもそのうちの１色は常にＢで
ある。

Ｂは、やっと識別できる輝度レベルにおいて色度を決定
するのに極めて効果的であるという特性を持つから、全
ての混合色は、２つの原色の混合により決定される色度
と、非青系の原色素子のみによりほぼ決定される輝度お
よび幾何学的外観とを持つ単一の−様な映像として現わ
れる。本発明を用いることにより達成されるカラーマト
リックス表示映像の改善は非常に重要で、劇的である。

以上説明したのは、おのおのが、起動させられた時に１
つの原色を生じ、他の色画素に組合わされて適切に起動
された時に、空間的に合成された全色映像を生ずるよう
な、個々にアドレスできるいくつかの画素を利用する色
表示のための装置についてである。更に詳しくいえば、
本発明は、全色の英数字、グラフィックまたはテレビジ
ョン型のビデオ映像の少くとも１つを発生するために、
個々にアドレスできるＲ−Ｇ−Ｂ画素のマトリックスが
用いられる装置のようが平形パネル型カラーマトリック
ス表示装置に関するものである。本発明は、４原色系Ｒ
−Ｇ−Ｂ−Ｙを生じさせるためにもう１つの原色Ｙを含
む。

本発明は４原色パターンを用いる。ｒ−色パターンは、
解像力が限られているカラーマトリックス表示装置の設
計のために次のような２つの主な利点を有する。１）原
色Ｙを含むことにより、ＹをＲ＋Ｇ混合色で力くて１つ
の色素子で発生でき、白は、典型的なＲ＋Ｇ＋Ｂの組合
わせではなくてＹ＋Ｂの組合わせで発生できるという点
で、問題のあるＲＡＧの混合色を用いる必要をなくした
こと、および２）単一素子線または二重素子線のための
角度非対称性が全ての原色および全ての混合色に対して
最小にされる。以前に行われた視覚についての基礎実験
によれば、青の色度が広い空間領域にわたって積分され
ることが判明している。

したがって、背は色の変化を実効的に可能にするが、輝
度または可視解像力にはほとんど寄与しない。Ｙ原色を
付加することによシ、原色Ｒ，Ｇ′またはＹにより全て
の二次色すなわち混合色を発生可能とすることによって
、人の視覚のそのような特徴を利用できるから有利であ
る。人の視覚のそのような特徴は、原色Ｒ，ＧまたはＹ
をＢと組合わせて用いることによシ全ての二次色すなわ
ち混合色を生ずることを可能に、するから、使用すると
有利である。混合色を生じさせるために原Ｒ，Ｇまたは
Ｙを組合わせて起動する必要はない。Ｂが他の原色と組
合わせて用いられる場合は、認め得るしまパターンの発
生、または線幅の増大を生ずることなしに色を変えるこ
とができる。角度非対称性の減少または解消は、４原色
画素パターンを３原色パターンよりも一層対称的に正マ
トリックスに配置できることから得られるもう１つの利
点である。こうすることにより、種々の角度の向きの線
のぎざぎざの縁部が最少となり、かつ色のしま模様す々
わちエイリアシングの発生が最少限に抑えられる。

４色（Ｒ−Ｇ−Ｂ−Ｙ）画素配置の主な利点は、１）視
認できる色のしま模様または色のエイリアシングの問題
が最少限にされること、２）角度の向きにまたがって種
々のカラー線またはカラー映像の対称性が一層良いこと
、である。第１の利点は、短い波長および輝度の低い短
い波長に対する解像力に対する人の視覚の広い面積の空
間的な色度積分機能に訴えることにより得られ、対称性
が大きくなるという利点は、４原色画素を正マトリック
スに配置する時に一層良い角度対称形状を達成できる性
能によるものである。それら２つの特徴により、画素の
密度が高くなることによるコストの増大と、構成が一層
複雑になるという問題を生ずることなしに、はるかに優
れたカラーマトリックス表示映像画質を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー映像形成色画素マトリックスの主な部品
の一例を示す斜視図、第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図お
よび第２Ｄ図は従来のマ）　ＩＪツクス表示装置の色画
素配置を示す線図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図およ
び第３Ｄ図は第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図および第２
Ｄ図に示されている画素配置のための垂直、水平および
４５度角度の各向きにおける白い線を示す線図、第４Ａ
図、第４Ｂ図、第４Ｃ図および第４Ｄ図は本発明のカラ
ーマトリックスプレイおよびそれにより発生された白い
線の例を示す線図である。 １０＠・・・カラーマトリックス装置、１２゜３２・・
・・偏光器、１４．３Ｑ・ψ番・ガラス基板、１６一番
４番トランジスタ、１８・・・・液晶物質、２０−＠・
−電極、２２〜２８・Φ・・色フィルタ、１００．１０
０ａ　　・・・・マトリックスアレイ、１０２．１０４
　　φ・・・隣接行、１０８．１１０　　・・・・隣接
列。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに直交する行と列のマトリックスを形成するように
   配置された青、緑、赤または黄の４色の１つでおのおの
   表される複数の画素を備え、前記マトリックス中の各行
   は前記４色の繰返えし順序を有し、４行１組の中の各行
   は、前記４行１組中の隣接する２行の第１の群は前記４
   色の第１の繰返えし行順序を有し、かつ隣接する２行の
   第２の群が前記４色の第２の繰返えし行順序を有するよ
   うに、前記４色のうちの異なる１色で始まり、それによ
   り４行の繰返えしの組を形成し、前記第１の行順序と前
   記第２の行順序は、隣接する２列の第１の群が前記４色
   の第１の繰返えし列順序を有し、隣接する２列の第２の
   群が前記４色の第２の繰返えし列順序を有するように、
   前記第１の行順序と前記第２の行順序が配置され、前記
   第１の行順序と前記第２の行順序は、前記第１の列順序
   および前記第２の列順序とともに、前記マトリックス中
   に２行・２列により形成された４つの素子のブロックを
   形成し、各ブロックは各素子に１つ前記４色を含むこと
   を特徴とする平形パネル表示装置のカラーマトリックス
   アレイ。