專利名稱：顯示器的像素布局的制作方法
背景技術：
一種像素化彩色顯示器包含幾種具有不同顏色的子像素，例如，它們用來例如顯示彩色圖像。子像素通常是顯示器上最小的可轉(zhuǎn)換單元。通過控制不同子像素發(fā)出的光的強度，顯示器能夠生成彩色圖像。傳統(tǒng)顯示器，例如電視機屏幕，包括三種不同種類的子像素，每一種都能夠分別發(fā)出顯示三原色紅色(R)、綠色(G)和藍色中的一種。這些子像素被聚合成像素，例如，使得每個像素包含每種子像素類型中的一個子像素。一個觀察者從各個子像素的原色的貢獻中觀察完整的彩色像素。
在本說明書的內(nèi)容中，像素是一個邏輯單元而不是機械單元。像素能夠被看成為包含不同顏色的子像素的構(gòu)件塊，其中，各種子像素具有一種顏色，或者能夠發(fā)出一種顏色。為了構(gòu)成一個顯示器，像素或者構(gòu)件塊在一個表面上進行重復。換句話說，像素能夠被看成是最小單元，通過在顯示器表面上對其進行重復，使得它能夠單獨形成一個生成整個彩色圖像的表面。此外，子像素的亮度可以通過控制信號加以控制。每個子像素能通過一個獨立的控制信號來控制，但通常比較方便的是通過同一個控制信號來控制幾個子像素。由同一個控制信號控制的多個子像素可以屬于同一個像素或者屬于不同的像素。
顏色的定義是由任意彩色內(nèi)容和非彩色內(nèi)容的組合所組成的視覺感覺的特征。該特征可以用彩色顏色的名稱，例如黃色、橘黃色、棕色、紅色、粉紅色、綠色、藍色、紫色進行描述，或者可以用非彩色顏色的名稱，例如白色、灰色、黑色進行描述并且用例如明亮的、暗淡的、淺的、深的或者用這些名稱的組合來進行限制修飾。
感覺到的顏色取決于顏色激勵源的光學分布，取決于激勵區(qū)域的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)和環(huán)境，取決于觀察者的視覺系統(tǒng)的適應狀態(tài)，以及取決于觀察者對于主要和類似觀察情形的經(jīng)驗。
眼睛視網(wǎng)膜中有三種不同類型的光的感受器(sensor)。這些感受器被稱為L、M和S錐體，它們分別對長的(L)、中的(M)和短的波長敏感。各種類型的錐體都和大腦中的神經(jīng)元相連。當光落在某個錐體上，如果它對于光的波長敏感，則它就會向大腦發(fā)出脈沖。落在錐體上的光越多，發(fā)出脈沖的速度越快。
進入眼睛的光的顏色取決于三種錐體各自向大腦發(fā)出的脈沖的相對數(shù)量。例如，藍光(波長大約400-450nm)，會引起更多的來自S錐體的峰值信號而不是L錐體或者M錐體。
因為人類的眼睛只有三種類型的錐體，許多不同的光譜會引起相同的顏色感覺。例如，陽光和從熒光燈發(fā)出的光都被感覺是白色的光，但是陽光具有很寬的光譜范圍，其中各個波長具有差不多相同的亮度，而熒光燈的光譜中只有幾個波峰。不同的光譜得到同樣的顏色感覺的效應被稱為位變異構(gòu)現(xiàn)象(metamerism)，兩個具有相同顏色感覺的光譜被稱為位變異構(gòu)體(metamer)。
只有三種類型的錐體的另一個影響是可以通過將兩個光源的光疊加到一起并改變這兩個光源的相對亮度來產(chǎn)生不同的顏色。假如紅光和綠光混合在一起，會感覺到黃光。如果發(fā)出紅光的第一光源被設成全亮度，發(fā)出綠光的第二光源被設成零亮度，并且綠光亮度增加而紅光亮度減少，顏色就會從紅色變成橘黃，再到黃色，最終變成綠色。顯示器使用這個原理就能只用三原色產(chǎn)生很多的顏色；三原色通常是紅色、綠色和藍色。
人類眼睛并不是將光的各個波長看作具有相等的亮度。光譜的末端看上去要比中間更暗一些。換句話說，某個給定能量強度的綠光波長會比相同能量強度的紅光或者藍光感覺要更亮一些。并且，由于S錐體的結(jié)構(gòu)，藍光看上去比紅光更暗一些。如果要使藍光看上去感覺和綠光一樣亮，藍光必須包含大約是綠光的十倍的能量。
為了預測我們從進入我們眼睛的光所得到的顏色感覺，已經(jīng)發(fā)展出大量的模型。其中一個模型，是最廣為人知的并且被CIE(國際照明委員會)設為標準的，是CIE 1931模型。該模型為標準觀察者定義了三種光譜匹配函數(shù)，這些函數(shù)能夠分別用于計算具有特定光譜的光的三激勵值X、Y和Z。顏色視覺的主題還進一步在如Roy S.Berns，F(xiàn)red W.Billmeyer和Max Saltzman；Billmeyer和Saltzman的顏色技術原理(Principles of Color Technology)，第三版；ISBN 0-471-19459-X中進行過闡述。
在理想的顯示器中，通常有利于沿著顯示器盡可能多的行和列產(chǎn)生白光，因為這樣能夠增加顯示器的感知清晰度而不會引入顏色誤差。其例如在子像素呈現(xiàn)方法中的使用，其中，對輸入視頻/圖像信號進行轉(zhuǎn)換，以便將其映射到顯示器的子像素布局上。本領域技術人員通常都知道這些方法。
傳統(tǒng)的RGB顯示器使用條狀像素布局，其中，由一個紅色子像素、一個綠色子像素和一個藍色子像素組成的像素點在水平方向上彼此相鄰排列，從而在顯示器上形成多色的行和單色的列，在多色的行中，每個第三個子像素具有同樣的顏色。這種條狀排列意味著一種簡單的陣列設計、簡單的制造工藝和簡單的驅(qū)動電路，但卻具有較差的顏色均勻性。
根據(jù)現(xiàn)有技術，通過將子像素相應于其周圍的兩行而進行一列的偏移，可以將該條狀排列更改成鑲嵌排列。這意味著一種簡單的陣列設計和更好的顏色均勻性，但卻具有較為困難的制造工藝和較為復雜的驅(qū)動電路。
或者，通過將每個第二行中的子像素偏移一個半子像素寬度，可以將該條狀排列更改成倒三角(delta nabla)結(jié)構(gòu)。這意味著更好的顏色均勻性和簡單的驅(qū)動電路，但卻以更困難的制造工藝和更復雜的矩陣設計為代價。
為滿足商業(yè)需要，一直有生產(chǎn)出能夠放映具有更高清晰度、改善的顏色均勻性的更加明亮的畫面的圖像顯示系統(tǒng)的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是提供一種可以消除或至少減輕上述問題的顯示器。
本發(fā)明總體上涉及顯示器領域，尤其涉及像素化顯示器，諸如液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、有機發(fā)光顯示器(OLED)以及高分子發(fā)光二極管顯示器(PLED)、場發(fā)射顯示器(FED)和箔面顯示器。
本發(fā)明所基于的觀點是通過在顯示器上重復形成以下的兩種不同顏色的子像素的十字形單元C2C2C1C2C2可以改善顯示器的性能。C1是發(fā)出第一顏色的子像素，C2是發(fā)出第二顏色的子像素。選擇C1和C2使得它們一起能發(fā)出白光。
本發(fā)明的一個目標是由根據(jù)附帶的權(quán)利要求1所述的顯示器實現(xiàn)的。在附帶的權(quán)利要求中定義了各個優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種包含子像素排列的顯示器，其中，具有第一顏色的第一子像素被相鄰的具有第二顏色的多個第二子像素沿著第一和第二維度所圍繞。選擇第一和第二顏色以使得它們能一起組成白光。第一和第二維度可以在任意角度上相交。并且，所述第一和第二方向不必是直線。
本發(fā)明的上述方面的一個優(yōu)點是，僅僅使用兩種子像素就能夠沿著兩個維度產(chǎn)生白光。另一個優(yōu)點是，為了補償所述圍繞子像素的不希望有的低感知亮度，所述第一子像素的面積可以小于所述圍繞子像素的總面積。
有利的是，所述兩個維度是正交的，因為這樣便于沿著顯示器的行和列產(chǎn)生白光。
有利的是，所述第二子像素中的一個被布置為沿著所述維度之一而位于具有第三顏色的第三子像素和具有第四顏色的第四子像素之間。選擇所述第三和第四子像素，以使得它們和所述第二子像素一起能夠發(fā)出被感知為白色的光。這使得可以沿著另外的線產(chǎn)生白光。如果每個所述第二子像素都被布置為沿著所述兩個維度之一而位于具有所述第三顏色的子像素和具有所述第四顏色的子像素之間，則其還可以進一步改進。
優(yōu)選的，所述第一顏色是黃色，第二顏色是藍色，因為大面積的藍色子像素能夠補償人眼對于被感知為藍色的發(fā)光能量的較低的靈敏度。而且，藍色和黃色的子像素的組合有利于高分子有機發(fā)光二極管(PolyLED)顯示器。當前，在生產(chǎn)PolyLED顯示器時，很難制造具有足夠壽命的藍色子像素，也很難制作高效的紅色子像素。另一方面，可以制作具有很高亮度和很長壽命的黃色子像素，例如，其壽命可以是所生產(chǎn)的紅色和綠色子像素的兩倍。因此，黃色子像素的使用能補償紅色子像素的低效。并且，通過使用更多數(shù)量的藍色子像素，它們中的至少一個能維持某個特定時間長度的統(tǒng)計概率增加了。
有利的是，所述藍色子像素中的一個被布置為沿著所述維度之一而位于紅色子像素和綠色子像素之間，例如如下RBBYBGB其中，中心處的像素是黃色(Y)。因此不僅能夠通過十字形單元產(chǎn)生白光，而且還可以通過像素的左側(cè)行產(chǎn)生白光。或者，所有所述藍色子像素可以被分別布置為位于紅色子像素和綠色子像素之間。按照本實施例的子像素排列是RBGBYBGBR這就提供了在像素的三個不同的行和三個不同的列中產(chǎn)生白光的可能性。如果像素尺寸保持不變，沿著像素的不同的行或列產(chǎn)生白光的可能性越大，則感知的像素清晰度越高。另外，同樣顏色的子像素被很好的隔開，從而使得這些像素可以被感知為具有更好的均勻性。
當使用四色顯示器，需要進行顏色變換，以將三色圖像/視頻信號(RGB、YUV等)轉(zhuǎn)換為該顯示器需要的四種顏色(RGBY)。本領域技術人員知道這一點。
子像素可以具有任意形狀，盡管如果生產(chǎn)出來的話，不是所有形狀的子像素都有實用價值。在包含對稱像素的排列中，像素最好是正方形，其中，對稱像素即具有等同排列的行和列的像素。當像素是非對稱時，最好用矩形像素。子像素的尺寸應該調(diào)節(jié)為使得顯示器的整體顏色是白色的，如色溫D65。
有利的是，具有同一顏色并屬于同一十字形單元的所有子像素由同一控制信號進行控制。如果兩個相鄰十字形單元具有一個共有的子像素，則控制信號必須進行相應調(diào)整，最好使得兩個十字形單元可以互相獨立地被控制。
本發(fā)明的要點是，排列子像素以使得不同顏色的子像素均勻地分布。子像素還被排列為使得它們沿著所期望的一個像素的很多方向產(chǎn)生白光，這里的期望指的是例如生產(chǎn)成本。該要點優(yōu)選地通過用十字形方式排列兩種互補顏色的子像素、將所述十字形單元分布在顯示器表面以及用紅色和綠色子像素填充在十字形單元之間的空位來執(zhí)行。
參照下文描述的實施例，本發(fā)明的該發(fā)明和其它方面將會很明顯并進行詳細描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在四色顯示器中的各個子像素的示意性說明；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在四色顯示器中的各個子像素的示意性說明；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例，在四色顯示器中的各個子像素的示意性說明。
具體實施例方式
所有本發(fā)明的像素布局的共同情況是，當它們分布在顯示器上時，在顯示器上組成大量的由藍色和黃色子像素組成的十字形單元。
按照第一個實施例，使用下列類型的像素(10)GBRRYB
因此，將藍色子像素布置在第一行中的綠色子像素和紅色子像素之間，將黃色子像素布置在相鄰第二行中的兩個藍色子像素之間，這樣黃色子像素被布置為與所述第一行中的所述藍色子像素相鄰。正如圖1中所示，像素110在顯示器上以類似網(wǎng)格的圖案進行重復，從而使得顯示器的每一列中的每個第二個子像素都是藍色111。其余的子像素是綠色112或黃色113或紅色114，并且都被布置為使得在每一列中只有兩種交替的顏色。換句話說，每一列包含了藍色和綠色子像素或者藍色和黃色，又或者藍色和紅色子像素。并且，每個第三列包含了黃色和藍色子像素，這樣一列總是布置在包含紅色子像素的一列和包含綠色子像素的一列之間。同樣，每個第三列包含了紅色和藍色的子像素，這樣一列總是排列在包含黃色子像素的一列和包含綠色子像素的一列之間。顯示器的每個第二行包含了按照恒定順序排列的三個子像素的重復序列，其中，藍色子像素布置在一個綠色子像素和一個紅色子像素之間。在其余行中，黃色和藍色子像素被布置為使得兩個藍色子像素排列在兩個黃色子像素之間，一個黃色子像素排列在兩個藍色子像素之間。例如，由屬于一個像素的一個黃色和三個藍色子像素與該黃色子像素下面的第四個藍色子像素一起組成一個十字形單元。同一列的兩個相鄰的十字形單元190、193具有一個共同的藍色子像素194。同一行中的兩個相鄰的十字形單元191、192沒有任何共同的藍色子像素。在一個替換實施例中，在每個第四行(例如，第1、5、9行)中的紅色和綠色子像素的位置可以交換，從而使得在每一行和每一列中都能產(chǎn)生白光。
第二個實施例和結(jié)合圖1所述的第一個實施例相同，除了對于每一個由三列構(gòu)成的組，像素110進行一行的位移，圖2中的像素210、220和230對此進行了說明。因為一個像素的高度是兩行，因此，每一個由三列構(gòu)成的組的位移，相當于相應于在被位移像素的左側(cè)和右側(cè)的相鄰像素210、220、260而將每個第二像素偏移一行。與所述的第一個實施例相反的是，所有四種顏色在該顯示器的每一行中都存在。另一方面，每一列只包含了兩種不同的顏色，就像圖1中所介紹的那樣。十字形單元如同圖1中介紹的那樣被形成，除了在實施例中相鄰的十字形單元290、292、293具有一個共同的藍色子像素291；294。
在第三個實施例中，正如圖3中所說明的，像素包含了三行和三列，子像素按如下排列GBRBYBRBG像素在顯示器上的以類似柵格的方式并排重復，就像圖1介紹的，以使得每個第三行和每個第三列只包含藍色和黃色子像素。所有其余行和列包含了重復的一個組，該組由一個紅色、一個綠色和一個藍色子像素組成。此外，在每個像素中形成一個完整的十字形單元。因此，相鄰的十字形單元390、392、393沒有任何共同的藍色子像素。
圖1和圖2中所介紹的像素是非對稱的，子像素是矩形，而圖3中介紹的像素是對稱的，子像素是正方形。
所介紹的顯示器上的像素的排列不應該被看成是一個限定，因為像素和子像素可以是各種規(guī)則或不規(guī)則的形狀并且可以采用各種規(guī)則或不規(guī)則的圖案進行排列。
例如，按照本發(fā)明的顯示器可以作為一個獨立的單機單元來實現(xiàn)，或者，也可以被包含在、結(jié)合到諸如GSM、UMTS、GPS、GPRS或DAMPS的電信網(wǎng)絡的移動終端或者一種已知類型的另一種移動設備，諸如個人數(shù)字助理(PDA)、掌上電腦、可移動式電腦、電子日歷、電子書、電視機或視頻游戲控制器，以及各種其它的自動辦公設備和音頻/視頻機器等之中。
顯示器也能進行轉(zhuǎn)置，以使得在該說明書中對于某行為真實的內(nèi)容在該轉(zhuǎn)置的顯示器的列中成為有效的。
本發(fā)明主要是參照主要的實施例來描述的。但是，正如所附的專利權(quán)利要求所定義的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除以上示出的實施例外的實施例同樣有可能實現(xiàn)。在權(quán)利要求中使用的術語都按照它們在技術領域中的日常含義進行解釋，除非另外在此處明確定義。所有對于“一個/這個[元件、方法、部件、成員、單元、步驟等]”的引用都要開放性地解釋成所述元件、方法、部件、成員、單元、步驟等等中的至少一個實例。這里描述的方法的步驟不一定要嚴格按照示出的順序來執(zhí)行，除非明確指定。
權(quán)利要求
1.一種包含子像素排列的顯示器，其中，具有第一顏色(113)的第一子像素被相鄰的具有第二顏色(111)的多個第二子像素沿第一維度和第二維度所圍繞，其中，所述第一顏色和第二顏色一起能夠發(fā)出被感覺為白色的光。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述第一維度和第二維度相互正交。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的顯示器，其中，至少一個所述第二子像素被布置為沿所述維度之一而位于第三子像素和第四子像素之間，該第三子像素具有第三顏色(112)，第四像素具有第四顏色(114)，其中，所述第二、第三和第四種顏色一起能產(chǎn)生被感覺為白色的光。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其中，所有所述第二子像素分別被布置為沿著所述第一維度或者所述第二維度而位于兩個子像素之間，其中，所述兩個子像素中的第一個具有所述第三顏色(112)，并且所述兩個子像素中的第二個具有所述第四顏色(114)。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其中，所述第一顏色(113)是黃色，所述第二顏色(111)是藍色。
6.如權(quán)利要求4所述的顯示器，其中，所述第一顏色(113)是黃色，所述第二顏色(111)是藍色，所述第三顏色(112)是紅色，所述第四顏色(113)是綠色。
7.如以上任意一項權(quán)利要求所述的顯示器，其中，所有所述子像素都具有相同尺寸，都是正方形。
8.如以上任意一項權(quán)利要求所述的顯示器，其中，所述第二子像素可以由單獨的控制信號來控制。
全文摘要
一種改進的用于像素化顯示器的子像素排列，其中，由被多個藍色子像素環(huán)繞的一個黃色子像素組成的十字形單元分布在顯示器表面。此外，紅色和綠色子像素被布置為使得可以從一個包含所述十字形單元的像素的三個相鄰行和三個相鄰列中發(fā)出白光。
文檔編號G09G3/20GK101076844SQ200580042806
公開日2007年11月21日 申請日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者E·H·A·朗根戴克, M·A·克隆龐霍韋爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司