説明

平面表示装置の画素信号処理方法及び処理回路

【課題】画素レイアウトの設計が容易であるとともに、フルカラー画素の表示色の重心が安定している平面表示装置の画素信号処理方法及び処理回路を提供する。
【解決手段】複数のフルカラー画素が2次元に配置された表示パネルと、前記表示パネルに映像信号を供給する信号供給回路を有した平面表示装置において、前記表示パネルの1つのフルカラー画素は、同一面積のR、G、B、W画素がRGBWの順序の規則性を持って配置されており、前記信号供給回路から前記W画素に供給されるW画素信号は、前記RGB画素に供給するRGB信号を用いて生成している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は平面表示装置の画素信号処理方法及び処理回路に関するもので、赤(R)、緑(G)、青(B)などの単一色画素を配置してフルカラー画素を得るためのレイアウト技術及びこれらの画素に信号を供給する技術に係わるものである。
【背景技術】
【0002】
有機発光素子を用いたフルカラー画素の寿命を向上する方法として、4つの単一色画素(あるいは4つのサブピクセル)を用いる技術が提案されている。4つの単一色画素は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の画素である。W画素が有効に利用されることにより、高輝度時に他のR,G,B画素に対して過電流を流す必要がないので、長寿命が得られる。
【0003】
ここで、全体の発光効率が上がるように、赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の単一色画素の各開口率が設計されている。各単一色画素の開口率は、画素面積及び画素レイアウト状態に依存する。
【特許文献1】特開2005−129504公報
【特許文献2】特開2005−129505公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
各単一色画素の開口率がそれぞれ異なる場合、画素レイアウトの設計が非常に複雑となり、製造も煩雑である。また、4つの単一色画素を1つのフルカラー画素としてみた場合、このフルカラー画素で表現された表示色の重心が、カラーの内容により一定箇所に安定しない。つまり、フルカラー画素の表示色の中心が、色変化に応じて振れることになる。
【0005】
そこでこの発明は、画素レイアウトの設計が容易であるとともに、フルカラー画素の表示色の重心が安定している平面表示装置の画素信号処理方法及び処理回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明の一実施の形態では、複数のフルカラー画素が2次元に配置された表示パネルと、前記表示パネルに映像信号を供給する信号供給回路を有した平面表示装置において、前記表示パネルの1つのフルカラー画素は、同一面積のR、G、B、W画素がRGBWの順序の規則性を持って配置されており、前記信号供給回路から前記W画素に供給されるW画素信号は、前記RGB画素に供給するRGB信号を用いて生成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
上記の手段により、画素レイアウトの設計が容易であるとともに、フルカラー画素の表示色の重心が安定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1にはこの発明が適用された平面表示装置の一実施の形態を示す。RGB信号は、輝度信号発生回路100を構成する演算回路110に入力されて、輝度信号Yに変換される。
【0009】
次に輝度信号Yはフィルタ120内の遅延回路121に入力されて遅延される。遅延回路121からは、複数の輝度信号Y1,Y2,Y3、・・・Ynを同時化して得ることができる。
【0010】
複数の輝度信号Y1,Y2,Y3、・・・Ynは、係数器122に入力される。係数器122では、各輝度信号Y1,Y2,Y3、・・・Ynに対して、係数が乗算される。係数が乗算された複数の輝度信号は、加算器123に入力され、所定の輝度信号が加算され、輝度信号Y’として出力される。この輝度信号Y’は、非線形処理回路130にて非線形処理を受けて、W信号としてXドライバ210に入力される。
【0011】
先のRGB信号は、遅延回路140にもまた入力されている。遅延回路140で調整を受けたRGB信号は、R’G’B’信号として、Xドライバ210に入力される。Xドライバ210からの1ライン毎のR’G’B’W信号は、表示パネル200に信号線を介して入力される。この表示パネル200は、1ライン単位でR’G’B’W信号を取り込む。このためのライン走査信号は、Yドライバ220から出力されている。
【0012】
Xドライバ210、Yドライバ220に対する制御信号は、タイミング信号生成回路150から出力されている。タイミング信号生成回路150はクロック及びRGB同期信号を用いて、輝度信号発生回路100、Xドライバ210、Yドライバ220に対するタイミング信号及び制御信号を生成している。
【0013】
表示パネル200は、液晶表示パネルであり、その画素配列は、図2(A)に示すようになっている。図2(A)では、代表的に3つの水平ラインを途中まで示している。各水平ラインは、RGBW画素が繰り返して配列されている。図2(A)では、第1ラインの第1グループにR1−a,G1−a,B1−a,W1−aの符号を付し、第1ラインの第2グループにR2−a,G2−a,B2−a,W2−aの符号を付して示している。また第2ラインの第1グループにR1−b,G1−b,B1−b,W1−bの符号を付し、第2ラインの第2グループにR2−b,G2−b,B2−b,W2−bの符号を付して示している。さらに第3ラインの第1グループにR1−c,G1−c,B1−c,W1−cの符号を付し、第3ラインの第2グループにR2−c,G2−c,B2−c,W2−cの符号を付して示している。
【0014】
図2(B)は、図1に示した装置の一動作例を説明するために示している。例えば第1ラインにおいて、W1画素に供給されるW信号は、W1画素の左右に位置するRGB画素のためのRGB信号から生成される。即ち、W1画素が属するグループのRGB信号を用いてY1信号が生成される。また、W2画素が属するグループのRGB信号を用いてY2信号が生成される。Y1信号とY2信号は、図1で示したように、係数器122に入力される。次に、Y1信号とY2信号とにそれぞれ係数a1(=1/2),a2(=1/2)が乗算されてY’信号が生成される。このY’信号がこの実施例では、W信号(即ちW1信号)として用いられる。
【0015】
図2(C)は、図1に示した装置の他の動作例を説明するために示している。例えば第1ラインにおいて、W1画素に供給されるW信号は、W1画素が属するグループのRGB画素のためのRGB信号から生成される。即ち、W1画素が属するグループのRGB信号を用いてY1信号が生成される。Y1信号は、図1で示したように、係数器122に入力される。次に、Y1信号に係数a1(=1)が乗算されてY’信号が生成される。このY’信号がこの実施例では、W信号(即ちW1信号)として用いられる。この例であると、信号処理回路の構成をさらに簡素化することができる。
【0016】
図2(D)は、図1に示した装置のまた他の動作例を説明するために示している。Y1信号とY2信号を得る処理、Y1信号とY2信号とにそれぞれ係数a1(=1/2),a2(=1/2)が乗算されてY’信号が生成されるまでは図2(B)の例と同じである。このY’信号は、さらに非線形処理回路130において、非線形処理を受けて、W信号(即ちW1×k信号)として用いられる。
【0017】
図2(E)は、図1に示した装置のさらにまた他の動作例を説明するために示している。第1ラインにおいて、W1画素に供給されるW信号は、W1画素が属するグループのRGB画素のためのRGB信号から生成される。即ち、W1画素が属するグループのRGB信号を用いてY1信号が生成される。Y1信号は、図1で示したように、係数器122に入力される。次に、Y1信号に係数a1(=1)が乗算されてY’信号が生成される。ここまでは、図2(C)の例と同じである。このY’信号は、さらに非線形処理回路130において、非線形処理を受けて、W信号(即ちW1×k信号)として用いられる。
【0018】
図3(A)−図3(F)には、上記非線形処理回路130の特性の各種の例を示している。この特性は、Y’信号を例えばルックアップテーブルにより変換処理する方法で実現される。また非線形処理回路130は、複数の特性を選択的に実現するテーブルを内蔵してもよい。そして、表示パネル200に最適な特性を選択できるようにしてもよい。ガンマ補正特性が実現できるようにテーブルが用意されていてもよい。このような補正によると、画像の輝度レベルが小さい特定の範囲において、W画素に供給する信号レベルを抑圧する。これにより画面上の白レベルとクロックレベルの比を大きくしコントラストを向上させることができる。
【0019】
上記した表示パネルの画素配列は、各水平ラインがR,G,B,W画素の順序であり、縦(垂直)方向に同じタイプの画素が配置された。しかし、縦(垂直)方向に並ぶ画素配列が、図4に示すように、RBRBRB・・・・、GWGWGW・・・・、BRBRBR・・・・のように配列されてもよい。この場合は、垂直方向の解像度も向上することになる。
【0020】
図1に示した遅延回路140は、単純に時間調整だけでなく、補間回路を含むものであってもよい。補間回路は、表示パネル上の物理的な画素配列位置と、画素信号のサンプリング位相との整合を取るために用いられる。
【0021】
遅延回路140の内部について、図5を参照して説明する。この遅延回路140は、色信号を補間するRGB信号を遅延する遅延器140Aと、RGB信号を用いて補間信号を生成する補間回路140Bを有する。
【0022】
補間回路140Bは、赤(R),緑(G),青(B)の入力映像信号のいずれか1つの入力映像信号を基準の第1の色信号とし、他の2つの入力映像信号を第2と第3の色信号とする。そして時間的にずれた複数の第2の色信号にそれぞれ係数を掛けて合成して第1の補間色信号を生成し、時間的にずれた複数の第3の色信号にそれぞれ係数を掛けて合成して第2の補間色信号を生成する回路である。
【0023】
入力端子141R,141G,141Bには、R,G,B信号が供給される。この入力映像信号は、遅延器140Aと補間回路140Bに供給される。
【0024】
補間回路140Bは、上記した第1の色信号(例えばG信号)と、第1の補間色信号(例えばRc信号)と、第2の補間色信号(例えばBc信号)とを出力する。第1の色信号(G信号)、第1の補間色信号(Rc信号)と、第2の補間色信号(Bc信号)は出力選択回路140Cに供給される。出力選択回路140Cは、補間色信号であるRc,G,Bc信号を選択して出力することができるし、また遅延器140AからのR、G、B信号を選択して出力することもできる。この選択は、切り替え端子142に与えられる切り替え信号により行なわれる。出力選択回路140Cが、R、G、B信号を選択して出力するケースは、表示パネルの画素配列に適合するRGB信号が入力されたときである。出力選択回路140Cが、Rc,G,Bc信号を選択して出力するケースは、これから説明するように、表示パネル上の物理的な画素配列位置と、画素信号のサンプリング位相との整合を取るときである。この選択切り替えは、ユーザにより任意に切り替えが可能である。
【0025】
出力選択回路140Cの出力は、Xドライバ210に供給される。140Dは、入力映像信号の同期信号に同期してクロックCK1,CK2を生成する位相ロックループ回路であり、ここでは、各種のタイミングパルスが生成されており、各回路で利用される。
【0026】
なお、R’G’B’信号は並列で出力されているが、シリーズ変換されて出力されてもよい。
【0027】
補間回路140Bの入力端子141R,141G,141Bには、並列RGB信号が入力する。ここで、表示パネル200の表示領域における画素配列が水平方向へR、G、B、W(図示せず),R、G、B、W(図示せず)、…とシリーズに配列されているものとする。Gを基準にして、並列RGB信号を、シリーズに配列すると、シリーズRGB信号は、基本的には、Rc0、G0、Bc0、Rc1、G1、Bc1、…の配列となる(図7参照)。この並列−シリーズ変換では、物理的な画素配置に適合するように画素の利得が調整される。実際には、RGB画素に対してW画素も加えてシリーズ配列されるので、並列RGB信号がさらに係数調整されるが、今は、基本的な考え方で説明する。
【0028】
並列RGB信号からシリーズRGB信号に配列変更を行った場合、以下の点が分かる。つまりG信号は基準であるから、各Gサンプルはそのままの利得を維持してもよい。しかし、R信号は、本来の位置からずれた位置で表示され、B信号も本来の位置からずれた位置で表示されることになる。この結果、並列RGB信号時のR信号、B信号をそのまま対応するシリーズ配列の画素に供給した場合、RGB信号で表現される本来の色信号とは異なる色信号に変化する。
【0029】
そこで、なんらかの形でR信号、B信号の補正が必要となる。図6は、その補正を行う回路であり、この回路が、補間回路140Bの基本構成である。R信号は、遅延素子D11、D12の直列回路に入力され、G信号は遅延素子D21,D22の直列回路に入力され、B信号は遅延素子D31,D32の直列回路に入力される。遅延素子D12の入力側と出力側のR信号は、それぞれ1/3係数器21、2/3係数器22に入力されて利得制御され、加算器25で加算され、Rc信号となる。遅延素子D32の入力側と出力側のB信号は、それぞれ2/3係数器23、1/3係数器24に入力されて利得制御され、加算器26で加算され、Bc信号となる。G信号は、遅延素子D21,D22の直列回路からそのまま出力される。
【0030】
G信号、Rc信号、Bc信号は、それぞれ利得制御回路を有したバランス調整回路27で色バランスを調整され、出力選択回路140Cに入力される。
【0031】
図7には、上記した補間回路140BでシリーズRGB信号を得る場合の計算式の例を示している。G信号の場合は、これが基準となるために(1×G0)、(1×G1)、…として得られる。R信号の場合は、{(2/3)R0 + (1/3)R1}、{(2/3)R1 + (1/3)R2}、…として得られる。B信号の場合は、{(1/3)B0 + (2/3)B1}、{(1/3)B1 + (2/3)B2}、…として得られる。このように、R信号、B信号に対しては、シリーズ配列された場合、物理的な配置位置が変更されたので、隣の画素の成分の影響を考慮している。
【0032】
上記の処理は、補間演算処理であるが、フィルタリング処理により、上記したシリーズRGB信号を得ることも可能である。
【0033】
図8は、上記補間回路140Bの他の例である。R信号処理回路401、G信号処理回路402、B信号処理回路403は、それぞれ同じ構成である。R信号処理回路401の構成から説明する。R信号は、0挿入回路1aに供給される。ここではR信号のサンプル間に2つの0挿入が行われる。したがってここでのクロック周波数は、入力したR信号のためのクロック周波数より大きく、3倍のクロック周波数となる。0挿入回路1aから出力された信号は、遅延素子1b、1c、1d、1e、1fの直列回路に入力される。遅延素子1b、1c、1d、1e、1fの出力は、それぞれ乗算器1g、1h、1i、1j、1kにて係数メモリ1mからの係数と乗算される。乗算結果は、合成回路1lにて合成され、サンプル回路1nに入力される。サンプル回路1nは、Rc信号が存在すべき位相で、Rc信号を出力する。
【0034】
G信号処理回路402、B信号処理回路403も上記したR信号処理回路401と構成は同じであるから、具体的な説明は省略する。G信号処理回路402においては、合成回路2lからの合成出力は、サンプル回路2nに入力される。そしてサンプル回路2nは、G信号が存在すべき位相でG信号を出力する。B信号処理回路403においては、合成回路3lからの合成出力は、サンプル回路3nに入力される。そしてサンプル回路3nは、Bc信号が存在すべき位相でBc信号を出力する。
【0035】
図9には、上記した各信号処理回路401,402,403のフィルタリング処理を説明するために、サンプルデータが処理される様子を示している。R信号のサンプルの間には、120度位相間隔で、0が挿入されている。このR信号が上記したフィルタリング処理を受けると、係数値の設定により、ゲイン制御を受けるとともに、位相も制御されることになる。G信号、B信号も同様にゲイン制御及び位相制御を受ける。そして、サンプル回路1n、2n、3nにおいて、R’信号、G信号、B'信号の出力タイミング(位相)を設定することにより、先の実施形態と同様なシリーズRGB信号を得ることができる。
【0036】
このフィルタ出力に対しても、RGB間のバランスを得るために、利得制御回路を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】この発明の一実施の形態が適用された平面表示装置を構成例を示す図である。
【図2】図1の装置の動作例を説明するために画素配列と画素信号処理例を示す図である。
【図3】図1の線形処理回路における特性の各種例を示す図である。
【図4】この発明が適用された画素配列の他の例を示す図である。
【図5】図1の遅延回路140の他の例を示す図である。
【図6】図5の回路の動作原理を説明するために画素信号の処理回路例を示す図である。
【図7】図5の回路の動作原理を説明するために画素信号の計算処理例を示す図である。
【図8】図5の回路の動作原理を説明するために画素信号のさらに他の処理回路例を示す図である。
【図9】図8の回路の動作説明図である。
【符号の説明】
【0038】
100…輝度信号発生回路、110…演算回路、120…フィルタ、130…非線形処理回路、140…遅延回路、150…タイミング信号生成回路、200…表示パネル、210…Xドライバ、220…Yドライバ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のフルカラー画素が2次元に配置された表示パネルと、前記表示パネルに映像信号を供給する信号供給回路を有した平面表示装置において、
前記表示パネルの1つのフルカラー画素は、同一面積で単一色画素であるR、G、B、W画素を有し、RGBWの順序の規則性を持って水平ライン方向に沿って配置されており、
前記信号供給回路から前記W画素に供給されるW画素信号は、前記RGB画素に供給するRGB信号を用いて生成していることを特徴とする平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項2】
前記単一色画素の第1グループをR1、G1、B1、W1画素とし、この第1グループと隣り合う第2グループをR2、G2、B2、W2画素とした場合、R1、G1、B1画素とR2、G2、B2画素に対応する入力信号をそれぞれR1、G1、B1信号、R2、G2、B2信号とし、前記W1画素に供給するW1信号は、
前記R1、G1、B1信号を用いて生成した輝度信号であるY1信号と、R2、G2、B2信号を用いて生成した輝度信号であるY2信号とがそれぞれ係数を乗算された後、加算されて生成されていることを特徴とする請求項1記載の平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項3】
前記W1信号には、さらに非線形処理回路による非線形処理が施されることを特徴とする請求項2記載の平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項4】
前記単一色画素の第1グループをR1、G1、B1、W1画素とした場合、R1、G1、B1画素に対応する入力信号をそれぞれR1、G1、B1信号とし、前記W1画素に供給するW1信号としては、前記R1、G1、B1信号を用いて生成した輝度信号であるY1信号が用いられていることを特徴とする請求項1記載の平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項5】
前記W1信号には、さらに非線形処理回路による非線形処理が施されることを特徴とする請求項4記載の平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項6】
前記表示パネルにおいて前記R、G、B、W画素は、RGBWの順序の規則性を持って水平ライン方向に沿って配置され、垂直方向へは、RBRB・・・・の画素順と、GWGW・・・・の画素順と、BRBR・・・・の画素順が存在することを特徴とする請求項1記載の平面表示装置の画素信号処理方法。
【請求項7】
複数のフルカラー画素が2次元に配置された表示パネルと、前記表示パネルに映像信号を供給する信号供給回路を有した平面表示装置において、
前記表示パネルの1つのフルカラー画素は、同一面積で単一色画素であるR、G、B、W画素を有し、RGBWの順序の規則性を持って水平ライン方向に沿って配置されており、
前記信号供給回路は、前記RGB画素に供給するRGB信号を用い、前記W画素に供給するW画素信号を生成する輝度信号発生回路を有することを特徴とする平面表示装置の画素信号処理装置。
【請求項8】
前記表示パネルは、前記単一色画素の第1、第2グループ、・・・・がR1、G1、B1、W1画素、R2、G2、B2、W2画素と繰り返して設けられ、
前記輝度信号発生回路は、前記R1、G1、B1画素とR2、G2、B2画素に対応する入力信号をそれぞれR1、G1、B1信号、R2、G2、B2信号とし、前記W1画素に供給するW1信号は、前記R1、G1、B1信号を用いて生成するために、遅延回路、係数器及び加算器を有することを特徴とする請求項7記載の平面表示装置の画素信号処理回路。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2008−170692(P2008−170692A)
【公開日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−3475(P2007−3475)
【出願日】平成19年1月11日(2007.1.11)
【出願人】(302020207)東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】