多基色显示器的制作方法

专利名称：多基色显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用多于三种基色的多基色显示器，具体但不专门地涉及六基色显示器的像素和子像素布置。
背景技术：
典型地，传统显示器(例如，常规液晶显示器(IXD)显示器)使用三种基色(红、绿和蓝RGB)来再现全颜色范围。这些基色由屏幕上的滤色器的马赛克组成，其中，RGB的每个图像颜色点由分别具有R、G和B滤色器的三基色像素构成。这些基色足以再现大多数可见颜色，但无法覆盖整个范围。近来，提出了使用多个附加基色的显示器。具有多于三种基色的这种显示器预示着多个优势，并被称作“多基色显示器”。多基色显示器可以例如使用四种基色(添加黄RGBY ;或者白RGBW)、五种基色(还包括青RGBYC)或六种基色(还包括品 红RGBYCM)。因此，在过去十年间，已经逐渐关注多基色显示器的构造。实际上，尽管显示器已经显著进步，但是这些显示器仍不能完美呈现真实场景，并且存在向着进一步改进的持续驱动力。例如，无法在当前显示器上完美呈现大多数场景的几何结构(大小、3D外观等)，而是提供了人类感知能够作为对场景的表示而理解和接受的近似外观。此外，场景的颜色再现是受限的并且无法完美表示实际场景(例如，灰度值动态范围可能太低，可能未精确呈现暗区等等)。具体问题是对许多种颜色的精确呈现。实际上，三基色加色显示器仅能够呈现由三基色定义的三角范围内的颜色。这可能降低颜色再现的精确度，这是由于真实世界颜色可能是部分相减的或者可能处于该三角范围外。为了解决这种问题，可以使用具有多于三种基色的多基色显示器。这种附加基色可以例如引入附加的黄色、品红色、青色、藏蓝色或橘黄色。附加基色(Y、C等)的一个优势在于这些附加基色通常具有更高的透射，使得这种显示器典型地更明亮和/或更高效。此外，可以在不损失效率的情况下使基色更饱和，并且可以以比RGB更大的自由度来设计范围区域，从而实现更宽的范围。另一优势在于可以利用基色的不同组合来制造白色，并且这可以用于提高显示器的分辨率(至少针对白色或不太饱和的颜色)。例如，在RGBY显示器中，可以使用R+G+B和B+Y来制造白色。通常表述的是，具有RGBY “单位像素”而不是RGB的RGBY显示器可以制造“每单位像素两个有效像素”。对于RGBYC显示器，可以生成每单位像素三个有效像素R+G+B、Y+B和C+R。对于RGBYCM显示器，可以生成六个有效像素；R+G+B、Y+C+M、R+C、G+M和B+Y。设计显示器时的重要设计考虑是如何将像素分布在显示器上。典型地，在像素重复块内组织像素，然后在显示器上重复该像素重复块。然而，显示器上的所得到的像素图案可以使得像素结构更加可见或更加不可见。然而，尽管三基色显示器的结构相对简单易懂，但是多个基色的添加提供了大量的可能变化，并实质上使折衷、交互和特性复杂化。相应地，针对多基色显示器提出了各种像素布置和图案。然而，尽管这些像素布置和图案趋于在许多情形中提供合适的性能，但是它们不是理想的并可能特别地在一些情况下使得像素结构相对引人注意。此外，近来，提出了以下显示器，其中，将各个基色像素划分为以不同方式驱动以提供不同亮度的至少两个子像素元素。这些显示器使用亮度在每个像素内的非均匀分布，具体地，每个基色像素可以被划分为两个区域(a和b)，这两个区域是利用(典型地)不同的亮度来驱动的，使得其平均亮度是整个像素的期望亮度(即，其遵照期望的Y曲线)。具体地，a和b子像素分别被驱动为尽可能亮或暗(从而避免a/b子像素域中的中灰)。由于中灰驱动导致与离轴观看的最大颜色偏移，因此多域驱动增大观看角。实际上，该驱动得到暗图像部分的所有暗子像素域、亮图像部分的所有亮子像素域、以及中灰图像部分的一个亮子像素和一个暗子像素。在图I中示意了三基色显示器的示例，其中，将RGB显示器的每个像素划分为具有不同亮度的两个区域(亮区域和暗区域b)。图2示意了亮区域a、暗区域b和作为整体的像素的对应Y曲线。
然而，与像素的多域驱动相关联的问题在于其可能显著地影响由特定像素结构引起的特性。具体地，其可能使像素或子像素结构更加可见，或者可能降低有效分辨率。因此，不仅像素的布置对所感知的图像质量来说关键，子像素的布置对所感知的图像质量来说也关键。因此，改进的多基色显示器是有利的，具体地，以下显示器是有利的其便于实现和/或操作，降低了像素和/或子像素结构可见性、提高了有效分辨率，改进了图像质量和/或改进了性能。

发明内容
因此，优选地，本发明力求单独地或以任何组合方式缓和、减轻或消除上述劣势中的一个或多个。根据本发明的一方面，提供了一种具有多于三个加色法基色的多基色显示器，所述多基色显示器包括像素重复块的空间重复，所述像素重复块包括基色的像素的第一像素行，每个基色具有关联的最大亮度，并且每个像素被划分为至少包括与较低亮度子像素相邻的较高亮度子像素的多个子像素，所述第一像素行具有至少形成所述像素重复块的第一子像素行和所述像素重复块的互补子像素行的多个子像素，所述互补子像素行与所述第一子像素行相邻并包括所述第一子像素行的每个子像素的互补子像素，其中，子像素被布置为使得所述第一子像素行的较高亮度子像素的第一组合最大亮度与所述互补子像素行的较高亮度子像素的第二组合最大亮度之差不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的30%。本发明可以在许多实施例中提供改进的多基色显示器。特别是，该方案可以降低像素和/或子像素结构的可见性。该方案还可以提供显示器的有利的有效分辨率。此外，可以在使用被划分为较亮和较暗子像素的基色像素时来提供这些优势，从而允许改进了离轴观看的设计。特别是，该方案可以降低各个子像素行的可见性。在一些实施例中，所述互补子像素行的较高亮度子像素的组合最大亮度不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的20%、10%或者甚至5%。这可以提供甚至更有利的性能。像素和/或子像素的最大亮度与该像素/子像素可以生成的最高输出亮度相对应。因此，其与针对像素/子像素的最高(最亮)驱动值而提供的亮度相对应。具体地，像素和/或子像素的最大亮度可以与来自像素/子像素的最亮可能光辐射相对应。对于对应像素的至少一些亮度值，相比于较低亮度子像素，较高亮度子像素具有更高亮度(例如，对于较高亮度子像素和较低亮度子像素的至少一些平均亮度值，相比于较低亮度子像素，较高亮度子像素可以具有更高亮度)。对于对应像素的任何亮度值，与较低亮度子像素相比，较高亮度子像素不具有更低亮度。对于对应像素的至少一些亮度值，较高亮度子像素比较低亮度子像素更亮。较高亮度子像素的亮度不低于较低亮度子像素的亮度。因此，像素可以被视为被划分为(至少)(较)亮子像素和(较)暗子像素。
给定子像素的互补子像素是相同像素的具有互补亮度的子像素。具体地，较高亮度子像素的互补子像素是较低亮度子像素，较低亮度子像素的互补子像素是较高亮度子像素。较闻売度子像素的组合最大売度可以是作为将仅较闻売度子像素的最大売度进行组合的函数而生成的。因此，当计算组合最大亮度时，可以丢弃子像素行中的较低亮度子像素的亮度。在一些实施例中，可以将组合最大亮度确定为子像素行中的较高亮度子像素的最大売度之和(在求和时可能对每个最大売度进行加权)。在像素重复块内，这些行可以沿任何合适的方向。例如，这些行可以是水平的或垂直的。术语“水平”和“垂直”可以被视为与显示器相关，使得水平和垂直方向可以与矩形显示器的边平行。术语“被布置”并不意味着要执行的动作，而是指代像素重复块的结构。具体地，第一像素行可以包括每个基色的一个像素。类似地，每个子像素行可以包括来自像素行中的每一个像素的一个子像素，因此，每个子像素可以包括每个基色的一个子像素。例如，多基色显示器可以具有四个、五个或六个基色。根据本发明的可选特征，子像素被布置为使得所述第一组合最大亮度与所述第二组合最大亮度之差最小化。这可以提供特别有利的性能，特别是，在许多实施例中可以降低子像素结构可见性。根据本发明的可选特征，所述像素重复块还包括每个基色的至少两个像素，所述像素重复块包括基色的像素的第二像素行，所述第二像素行具有至少形成第二子像素行和第二互补子像素行的多个子像素，所述第二互补子像素行与所述第二子像素行相邻并包括所述第二子像素行的每个子像素的互补子像素，并且其中，所述第一像素行中的基色的顺序与所述第二像素行中的基色的顺序不同。这可以提供特别有利的性能，特别是，可以在许多实施例中降低子像素结构可见性。例如，该方案可以在维持可管理的像素重复块大小的同时允许提高的灵活性以及色度
/亮度变化。根据本发明的可选特征，所述第一子像素行和所述第二互补子像素行包括相同的
子像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。类似地，所述第二子像素行和所述第一互补子像素行也可以包括相同的子像素。根据本发明的可选特征，所述第一像素行和所述第二像素行被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且相比于所述第一像素行，对于所述第二像素行，所述第一部分和所述第二部分的顺序是反转的。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。具体地，所述第一部分和所述第二部分可以具有相等数目的像素。所述第一部分和所述第二部分可以一起包括所有像素。根据本发明的可选特征，所述第一像素行被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且像素被布置为使得所述第一部分的第一组合最大像素亮度与所述第二 部分的第二组合最大像素亮度之差不大于所述第一组合最大像素亮度和所述第二组合最大像素亮度之和的30%。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。具体地，所述第一部分和所述第二部分可以具有相等数目的像素。所述第一部分和所述第二部分可以一起包括所有像素。在一些实施例中，有利地，所述差可以不大于20%、10%或者甚至5%。所述第二像素行可以被均等地划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且像素被布置为使得所述第一部分和所述第二部分的组合最大像素亮度之差不大于所述组合最大像素亮度之和的30% (20%/ 10%/ 5%)。例如，可以将该特征与以下特征进行组合相比于所述第一像素行，对于所述第二像素行，所述第一部分和所述第二部分的顺序是反转的。根据本发明的可选特征，其中，所述第一部分中的像素的顺序使得所述第一部分的相邻像素之间的亮度变化之和最大化。与部分之间的低亮度变化相结合，这可以提供非常有利的显示器，其中，特别是，子像素结构的可见性实质上最小化。特别是，该变化可以提供像素至像素的高频率亮度变化，这可以导致子像素结构的可见性降低，同时针对图像数据的个体表示而提供像素重复块的合适区域，从而提高显示器的有效分辨率。根据本发明的可选特征，所述第一像素行被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且像素被布置为使得所述第一部分的像素与所述第二部分的像素之间的
色度差最小化。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。特别是，可以在这两个部分中的每一个内实现合适的色度变化，从而允许这些部分分别覆盖相对较大的颜色范围。具体地，所述第一部分和所述第二部分可以具有相等数目的像素。所述第一部分和所述第二部分可以一起包括所有像素。
例如，可以将该特征与以下特征进行组合相比于所述第一像素行，对于所述第二像素行，所述第一部分和所述第二部分的顺序是反转的。根据本发明的可选特征，所述第一像素行被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，所述第一部分的连续像素包括品红色、绿色和蓝色像素，所述第二部分的连续像素包括红色、黄色和青色像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。
根据本发明的可选特征，所述第一子像素行包括较高亮度的品红色子像素、较低亮度的绿色子像素、较高亮度的蓝色子像素、较低亮度的红色子像素、较高亮度的黄色子像素和较低亮度的青色子像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。具体地，像素可以按所描述的顺序而布置。根据本发明的可选特征，所述像素重复块还包括每个基色的至少两个像素，所述像素重复块包括基色的像素的第二像素行，所述第二像素行具有至少形成第二子像素行和第二互补子像素行的多个子像素，所述第二互补子像素行与所述第二子像素行相邻并包括所述第二子像素行的每个子像素的互补子像素，并且其中，所述第二子像素行包括较低亮度的品红色子像素、较高亮度的绿色子像素、较低亮度的蓝色子像素、较高亮度的红色子像素、较低亮度的黄色子像素和较高亮度的青色子像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。具体地，像素可以按所描述的顺序而布置。根据本发明的可选特征，所述第一像素行包括至少第一基色的多个像素。这可以在一些实施例中提供改进的性能。特别是，其可以允许较低亮度基色像素由多于一个像素表示，从而允许对应像素的更明亮表示。根据本发明的可选特征，所述第一子像素行包括较高亮度的红色子像素、较低亮度的绿色子像素、较高亮度的蓝色子像素、较低亮度的红色子像素、较高亮度的黄色子像素和较低亮度的青色子像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。特别是，其可以提供色度和亮度变化的特别有利的组合，这可以降低子像素结构可见性，同时提供适于高图像分辨率的结构。具体地，可以实现提高的有效图像像素分辨率。具体地，像素可以按所描述的顺序而布置。根据本发明的可选特征，所述第一子像素行包括交替的较高亮度子像素和较低亮度子像素。这可以在许多实施例中提供特别有利的性能。根据本发明的一方面，提供了一种提供具有多于三个加色法基色的多基色显示器的方法，所述多基色显示器包括像素重复块的空间重复，所述像素重复块包括基色的像素的第一像素行，每个基色具有关联的最大亮度，并且每个像素被划分为至少包括与较低亮度子像素相邻的较高亮度子像素的多个子像素，所述第一像素行具有至少形成所述像素重复块的第一子像素行和所述像素重复块的互补子像素行的多个子像素，所述互补子像素行与所述第一子像素行相邻并包括所述第一子像素行的每个子像素的互补子像素，所述方法包括将子像素布置为使得所述第一子像素行的较高亮度子像素的第一组合最大亮度与所述互补子像素行的较高亮度子像素的第二组合最大亮度之差不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的30%。本发明的这些和其他方面、特征和优势将从以下描述的实施例中变得明了并参照这些实施例来阐明。


将参照附图，仅作为示例，描述本发明的实施例，在附图中图I是RGB显示器的像素重复块的示例的示意 图2是多域显示器的示例Y驱动曲线的示意 图3和4示意了六基色显示器的像素结构的示例；
图5和6示意了六基色显示器的像素重复块的示例；
图7和8示意了六基色多域显示器的像素重复块的示例；
图9示意了六基色多域显示器的子像素结构；
图10和11示意了六基色多域显示器的像素重复块的示例；以及 图12至19示意了根据本发明的一些实施例的多基色显示器的像素重复块的示例。
具体实施例方式以下描述集中于适用于使用六种不同基色的多基色显示器的本发明实施例。然而，将认识到，本发明不限于该应用，而是可以适用于包括例如使用4种、5种或8种基色的显示器的许多其他显示器。在以下描述中，将使用不同术语。具体地，术语“单位像素”将被使用以与像素重复块等效，并将指代在显示器上重复以生成整个显示器的图案的基色像素图案。术语“基色(primary colour)或基色(primary)像素”将用于指代单个颜色像素，例如R像素、G像素或B像素。因此，在示例中，图像的各个颜色点由多个基色像素的组合光表示。为了简明和方便，基色像素(primary colour pixel)/基色像素(primary pixel)通常简称为像素。因此，术语“基色(primary colour)或基色(primary)像素”将指代在组合总颜色点(即，包括来自所有基色的贡献)被称作像素的情况下在本领域中有时被称作基色子像素的东西。术语“子像素”是针对基色像素的个体划分而使用的。具体地，可以将基色像素(或者仅像素)划分为多个子像素。术语“有效像素或图像像素”用于确定分别设置给定范围或白色的亮度值时的自由度。因此，有效像素或图像像素用于指代面板可分别定义的最精细分辨率。例如，典型地，单位像素通过合适地驱动各个像素来允许多于一个颜色点的表示，并且这些颜色点中的每一个可以被视为与有效像素相对应。因此，有效像素与可分别表示的图像颜色点相对应。诸如IXD、OLED等显示器由覆盖典型地为矩形的显示区域的大量像素形成。为了便于驱动和制造这种显示器，通常通过在屏幕上重复特定像素块来布置这些像素。典型地，这种像素重复块是矩形的，并在水平和垂直方向上均重复。在图3中示出了六基色(RGBYMC)显示器的示例。像素在显示器上的分布对可实现的图像质量来说至关重要。由于该结构由像素重复块确定，因此该结构(以及具体地，该像素重复块内像素的排序)至关重要。在许多传统彩色显示器中，将三基色RGB与包括R像素、G像素和B像素的简单像素重复块一起使用(例如，如图I所示)。在这种实施例中，每个像素重复块(单位像素)可以与可分别被设置为表示所呈现的图像的一个颜色值的图像像素/有效像素相对应。具体地，可以接收由多个RGB值表示的输入图像。这些图像像素值中的每一个可以直接用于设置一个像素重复块的RGB亮度。因此，在该示例中，每个有效像素可以与一个像素重复块相 对应，从而与一个单位像素相对应。然而，每个像素重复块或单位像素包括三个基色像素。在多基色显示器中，使用了多于三种基色，因此，像素重复块(或单位像素)将包括多于三种基色像素。在图3中示出了传统六基色显示器的常规像素重复块的示例。在该示例中，像素重复块包括单行的六个像素(每个基色的一个像素)。然而，对于六基色显示器，可以以多于一种方式生成不同颜色，典型地，这用于提供比单个像素重复块更高的图像分辨率。例如，典型地，六基色显示器用于针对每个像素重复块提供两个有效像素。然而，图3的设计并不理想地适于生成比像素重复块更精细的分辨率，这是由于这些像素未被布置为在像素重复块内生成可以用于不同图像像素的区域。为了解决这一点，提出了图4的像素结构。这些配置的主要优势在于基色像素被布置为使得色度互补的颜色组合被紧密的放置在一起。例如，在图4的示例中，白色可以由例如RC、GM和BY生成。这允许像素重复块内的更好分辨率，这是由于例如白色亮度可以由像素组合中的每一个生成(因此，不同的白色亮度可以针对像素重复块的左侧、中间和右侧而生成)。然而，与图4的布置相关联的问题在于该布置趋于生成在一些情形中可能可见的规则线条图案。因此，这可以使得像素结构变为对观察者来说可见。为了解决这一点，可以使用交替的方案，其中，相邻像素行不相同。在图5中示意了这一点的示例。在该示例中，在不同像素行之间修改像素的顺序，使得垂直的颜色线被断开。特别是，可以在垂直方向上相邻地放置互补色，使得组合总计为白色。该方案可以被视为与具有两个行并针对每个像素重复块提供两个图像像素的像素重复块对应。这种像素配置是对常规带状配置的改进，并提供黑色和白色图像以及具有去饱和颜色的图像的所感知的分辨率的特别有利的效果。然而，子像素结构自身仍趋于可见，并且这就部分地降低了所感知的额外分辨率，尤其是在子像素具有1:3的纵横比(子像素的水平长度垂直长度)时，如对于大多数显示器来说典型的那样。提出了通过最小化可见调制频率的亮度和色度变化来进一步降低子结构可见性。可以通过将亮像素和暗像素尽可能均匀地分布在屏幕上以及通过互补色尽可能彼此接近的布置来实现这一点。图6示意了根据RGBCMY显示器的这些潜在原理而设计的像素重复块，其中，最大亮度比近似为 R:G:B:C:M:Y=2:7:1:8:3:9(C ^ G+B，M ^ R+B，Y ^ R+G)。在这种显示器中，R、B和M相对较暗，而G、C和Y相对较亮。在这些示例中，将RBM像素与GCY像素交替，以生成高频率亮度变化。这使得像素结构的可见性降低。这些布局的关键属性在于亮像素和暗像素交替(均处于子像素行中并通过应用棋盘布局)，并且互补色像素或多或少相邻(在水平方向上而不是在垂直方向上)。换言之，使屏幕上的亮度和色度变化尽可能高频率。通过将非常类似的颜色(例如，R和M或G和C)进行互换来获得所示意的变化。这些像素布局在降低像素结构的可见性时以及在优化分辨率时非常有效。近来，开发了以下显示器其中，将各个基色像素划分为两个子像素，这两个子像素是以不同方式驱动的，使得对于至少一些亮度值，一个子像素比另一子像素更亮。以下将该子像素称作较高亮度像素(并由索引a引用)，并且以下将该另一子像素称作较低亮度像素(并由索引b引用)。因此，这两个子像素由与像素的期望亮度值的不同关系表征，具体地，这两个子像素的亮度由两条不同Y曲线描述。此外，驱动这两个子像素，使得这两个子像 素的组合亮度总计为整个像素的期望亮度值。图I示意了由RGB显示器的较高和较低发光度子像素组成的像素的这种多域驱动的引入，图2示意了驱动Y曲线的示例。如图I的示例中所示，典型地，简单地通过将子像素引入到现有像素结构来生成像素布局。然而，本发明的发明人已经意识到，对每个基色像素的不同发光度子像素的使用得到了使用常规方案的未达最优的像素配置。具体地，发明人已经意识到，现有像素配置在与多模式驱动(不同发光度子像素)一起使用时展示了劣势，并且可以通过使用基于子像素的不同发光度的原理来实现实质上改进的性能。因此，发明人已经意识到，对不同发光度子像素的使用实质上且基本上更改了生成显示器的合适像素结构的原理和考虑。为了示意基本上如何通过弓I入不同发光度子像素来修改最优配置，图7示意了图6的像素重复块的像素配置之一。可见，图7的像素重复块的像素中的每一个被划分为彼此相邻(并且在特定示例中，一起覆盖整个像素区域)的两个子像素。图7示意了像素重复块可以如何寻找较亮图像。结果将与图6的像素重复块的结果相对应，从而将得到与图6的像素重复块相同的、子结构的降低的可见性。然而，发明人已经意识到，当考虑灰色图像时，这实质上是不同的。在图8中示意了像素重复块可以如何寻找灰色区域的示例。如图所示，在这种情况下，较低亮度子像素相对较暗，并且每个像素的绝大多数辐射光由较高亮度子像素提供。由此，图8的第一和第三子像素行由Ra、Ma和Ba子像素主导地表征，而第二和第三子像素行由Ga、Ca和Ya子像素主导。然而，这不仅得到子像素行的每个交替对之间的实质色差，而且得到子像素行的交替对之间的显著亮度差，这是由于GCY像素实质上比RMB像素更明亮。如图9所示，这可以得到可使子像素结构可见的线条图案。将认识到，尽管由于线条图案的较低频率使得该问题对于图6的两像素行像素重复块来说特别显著，但是其不限于该示例。例如，图10示意了与图6的像素重复块的单个像素行相对应的单像素行(两个子像素行)像素重复块的示例。在图11中示意了中灰图像的像素重复块。再一次可见，每隔一条线由RMB或GCY像素组主导。因此，创建了相同的线条图案，尽管空间频率加倍。
因此，可见，像素配置的常规方案不适用于以下情形其中，基色像素被划分为较高和较低亮度像素。以下描述了使用像素和子像素配置的显示器，该配置力求提供改进的性能。在所描述的方案中，显示器的像素重复块包括至少一个像素行，该至少一个像素行包括基色像素。基色像素中的每一个被划分为具有不同亮度的两个子像素(尽管将认识至IJ，在一些情形中，每个颜色像素可以被划分为多于两个不同发光度子像素)。驱动这些子像素，使得一个子像素始终具有比另一子像素的亮度更高或与之相同的亮度。每个像素由作为像素可生成的最闻売度的最大売度表征，即，该売度是与最闻驱动值相对应的亮度。如本领域技术人员公知的，由于例如滤色器的相对透明度、眼睛对该颜色的相对敏感度等等，使得这种最大売度可以实质上在不同基色之间变化。尽管最大売度通常针对具体图像而衰减，但是其特别适于设计像素结构。这是由于当像素结构最可见时，最大亮度是对不同像素的实际相对亮度来说合适的度量，并且还由于其为有效像素提供期望表示的能力的合适指示符。例如，颜色范围由最大亮度值定义。此外，其特别适于使用较 高和较低亮度子像素的显示器，这是由于典型地，图像由通常与最大值接近地驱动的较高亮度子像素主导。此外，由于最大亮度如此实质上在不同基色之间变化，因此其通常是显示器的性能的有限的从而有表征性的因素。将基色像素划分为两个不同发光度子像素导致形成两个子像素行。因此，这两个子像素行中的每一个可以包括来自每个基色像素的一个子像素。此外，这两个子像素行将包括互补子像素，使得如果第一行包括基色的较高亮度子像素，则另一子像素行将包括较低亮度子像素(反之亦然)。以下，这些行将被称作第一子像素行和互补子像素行。在所描述的示例中，还通过考虑子像素之间的亮度差来执行像素和子像素的布置。特别是，通过具体考虑较高亮度像素来进行对子像素的布置，使得较高亮度像素自身具有这两个子像素行之间的减小的亮度变化。特别是，这些子像素被布置为使得这两个行的较闻売度子像素的组合最大売度之差不大于这两个组合最大売度之和的30%。例如，可以将具有第一子像素行中的较高亮度子像素的所有基色像素的最大亮度加在一起，以形成第一组合值。可以将具有互补子像素行中的较高亮度子像素的所有基色像素的最大亮度加在一起，以形成第二组合值。这些子像素被布置为使得这两个值之差不大于这两个值之和的30%。因此,该设计不仅基于由此对像素的最大売度的考虑，而且在仅考虑较闻売度子像素时特别维持这些行之间的相对较低的亮度变化。由此，生成像素重复块，以不仅提供亮图像的有利性能，而且可以提供中灰(中间亮度)级的改进性能，特别地，使得中灰级的亮度线条图案保持相对较暗。在许多实施例中，可以通过将该方案与对多像素行像素重复块的使用进行组合来实现特别有利的性能。特别是，像素重复块可以包括第二像素行，第二像素行还包括基色像素的集合。以与第一像素行相同的方式，将基色像素中的每一个划分为具有不同亮度的两个子像素，使得第一像素行还定义了第二子像素行和第二互补子像素行。在该示例中，第二子像素行和第二互补子像素行的子像素也被布置为使得这两个子像素行的较高亮度子像素的组合最大亮度之差不大于子像素行的两个组合最大亮度之和的30%。此外，第一和第二像素行还可以被布置为使得它们包含相同但按不同顺序而排序的基色(具体地，所有基色)。这可以特别用于减小与这两个像素行的方向垂直的方向上的线条图案的机会。实际上，该方案可以力求彼此接近地放置互补颜色值。这可以进一步改进像素重复块内的有效空间图像分辨率。因此，在该方案中，像素和子像素配置使得一个子像素行中的较高亮度子像素之间的(最大)亮度与互补子像素行中的较高亮度子像素的亮度相对接近。在该示例中，该差被保持为不大于子像素行的亮度和的30%。在许多实施例中，已经发现将亮度差保持为不大于20%、10%或者甚至5%是特别有利的。实际上，在许多实施例中，可以通过是实质上最小化子像素行中的较高亮度子像素的亮度之差来实现有利的性能。在许多实施例中，每个子像素行内的子像素在较高亮度子像素与较低亮度子像素之间交替。因此，对于像素重复块中的两个相邻像素，一个子像素行将包括第一像素的较高亮度子像素和第二像素的较低亮度子像素(以及对于第二子像素行来说反过来)。这可以在许多实施例中提供改进的图像质量，并可以具体提供更加同质的图像。

此外，典型地，一个像素行的子像素行可以包含与另一像素行的子像素行相同的子像素。例如，第一子像素行可以包括与第二互补子像素行(或第二子像素行)相同的子像素。同时，第一互补子像素行可以包括与第二子像素行(或第二互补子像素行)相同的子像素。在图12中针对亮图像(较高亮度子像素和较低亮度子像素的亮度近似相等)以及在图13中针对中灰图像示意了可使用单像素行像素重复块针对RGBCMY 6基色显示器而提供的像素重复块的示例。在该示例中，像素重复块包括单个像素行(1201)，单个像素行(1201)被划分为第一子像素行(1203)和第一互补子像素行(1205)。如图所示，第一和第二子像素行之间的亮度变化已经实质上减小，使得子像素结构的可见性实质上降低。在图14中针对亮图像(较高亮度子像素和较低亮度子像素的亮度近似相等)以及在图15中针对中灰图像示意了可使用两像素行像素重复块针对RGBCMY 6基色显示器而提供的像素重复块的示例。在图16和17中提供了另一示例。在图14和15的示例中，增强了图12和13的像素重复块，以便还包括第二像素行(1401 )，第二像素行(1401)被划分为第二子像素行(1403)和第二互补子像素行(1405)。同样适用于图16和17的不例。如图所示，将得到实质上减小的线条图案。实际上对于R:G:B:C:M:Y=2:7:1:8:3:9的典型相对亮度值，图14和15的示例将具有第一和第二互补子像素行1203、1405的亮度变化13。第二子像素行1403和第一互补子像素行1205的亮度变化是17。因此，亮度变化为4/30=13. 3%。图16和17的示例以及实际上图12和13的示例的情况相同，在图12和13的示例中，第一子像素行1201的最大亮度是13，第二子像素行1205的最大亮度是17，即，亮度变化是4/30=13. 3%。因此，在仍设法维持高效分辨率的同时实现任何线条结构的降低得多的可见性。在这些示例中，第一子像素行和第二互补子像素行包括相同子像素，类似地，第二子像素行和第一互补子像素行包括相同子像素。这可以在许多情形中提供有利的图像质量，特别地，可以提供像素重复块的更加同质的外观。将认识到，在一些实施例中，像素和子像素的布置还可以力求减小子像素行之间的色度变化。例如，可以通过对像素和子像素进行排序来实现满足所需最大亮度差的最小色度差。还可以执行像素重复块内以及具体地像素行内的像素的布置，从而获得改进的图
像质量。特别是，第一像素行中的像素可以被划分为连续像素的两个部分，其中，每个部分例如可以有效地用作图像像素，即，可以控制这两个部分中的每一个根据图像数据来显示不同值。因此，每个部分可以与有效像素相对应。因此，在一些实施例中，像素行可以被划分为第一和第二部分。为了提供同质的性能，该布置可以力求提供适度类似的两个部分。此外，在许多实施例中，这两个部分包含等 量的像素，所有像素被分配给第一部分或第二部分。例如，在图14至17的示例中，将像素重复块的第一像素行1201划分为包括行1201的前三个像素的第一部分和包括行1201的后三个像素的第二部分。然后，根据亮度将像素分配给第一或第二部分。实际上，在特定示例中，对像素进行划分，使得MG和B像素成组在一起，并且R、Y和C像素成组在一起。因此，三个像素MGB成组在一起，以提供具有亮度11的有效图像像素，并且三个像素RYC成组在一起，以提供有效亮度19。因此，分配像素，使得像素行的两个部分之间的亮度差被保持为相对较低。特别是，可以通过将亮度差保持为低于组合亮度的30%来实现有利的性能。在特定示例中，亮度差为8/30-26. 8%。因此，将像素划分为两个部分，其中每个部分与图像像素值相对应，即，可以分别控制每个部分提供对两个部分来说不同的图像点。因此，每个部分可以具体与有效图像像素相对应。通过将亮度保持为较低，两个有效像素是更加同质的，特别地，可以将其动态明亮度范围保持为相对类似，从而允许改进图像质量。将认识到，对于像素重复块包括两个像素行的示例，相同方案可以适用于第二像素行。实际上，可以将这两个像素行划分为连续像素的第一部分和第二部分。然而，这两个部分的顺序可以在两个像素线之间互换。因此，第一像素线的顺序可以是第二部分在第一部分之后，而第二像素线的顺序可以是第一部分在第二部分之后。这种方案例如是在图14至17的示例中使用的，并可以提供改进的图像质量。特别是，随着两个不同有效像素的不同特性交替，可以减小与像素行垂直的方向上的线效应。与两个部分的亮度考虑类似，替换地或附加地，像素布置可以考虑像素的色度特性以及对应的成组。特别是，可以将像素划分为第一和第二部分，从而最小化第一和第二部分之间的色度差(即，第一和第二部分中的像素的组合色度效应)。该最小化可能受一个或多个准则制约。例如，该最小化可能是在两个部分之间的亮度差低于给定阈值的约束下执行的。具体地，可以进行第一和第二部分内的像素的布置，使得每个部分内的相邻像素之间的亮度变化(和/或可能地，色度变化)最大化。例如，第一部分中的像素的顺序可以使得第一部分的邻居/相邻像素之间的亮度变化之和最大化。类似地，第二部分中的像素的顺序可以使得第二部分的邻居/相邻像素之间的亮度变化之和最大化。作为具体示例，第一部分可以包括分别具有相对(最大)亮度2、7和I的像素M、G、B。通过按例如B、M、G的顺序布置这些像素，相邻像素之间的总亮度差将为(3-1) + (7-3)=6。然而，通过按M、G、B的顺序重新布置这些像素，实现了相邻像素之间的总亮度差(7-3) + (7-1)=10。相邻像素之间的增大的亮度差在不影响有效像素分辨率的情况下提供了更高频率变化，从而可以特别地降低像素(和子像素)结构的可见性。因此，尽管所描述的方案在某种程度上与高频率(S卩，子像素交替)亮度变化的现有技术目的冲突，但是可以通过在每个有效像素内布置这些像素来引入高频率分量，以提供高频率变化。将认识到，以上示例描述了具体集中于显示器的像素和子像素的特定特性的方案。然而，将认识到，每个显示器的具体优选结构取决于个体显示器的具体特性。特别是，其将取决于该显示器的每个基色的具体色度和亮度特性。图14至16提供了具有基色红(R)、绿(G)、蓝(B)、黄(Y)、品红(M)和青(C)的六基色显示器的特别有利的子像素布置的具体示例。这些示例提供了特性的非常有利的折衷和组合，特别地，提供了高效分辨率，其中，在中灰级处，类似的有效像素特性与较低子像素可 见性进行组合。这是与使用更亮和更暗子像素的多域驱动一起实现的，从而改进离轴视觉特性。可以通过采用具有第一子像素行的像素重复块来实现特别有利的性能，该第一子像素行包括较高亮度品红色子像素、较低亮度绿色子像素、较高亮度蓝色子像素、较低亮度红色子像素、较高亮度黄色子像素和较低亮度青色子像素。实际上，可以通过以下方式来实现特别有利的性能较高亮度品红色子像素、较低亮度绿色子像素、较高亮度蓝色子像素是连续子像素；以及较低亮度红色子像素、较高亮度黄色子像素和较低亮度青色子像素是连续子像素。在许多实施例中，可以通过按照前述列出的具体顺序维持连续子像素来提供改进的性能。特别是，如图14至15或16至17所示的包含具有子像素序列的第一子像素行的像素重复块可以是特别有利的。实际上，如果像素重复块包括第二像素行(例如，对于图14至17的示例)，则通常可以发现改进的性能。有利地，第二像素行可以包括相同像素，其中，子像素行包括较低亮度品红色子像素、较高亮度绿色子像素、较低亮度蓝色子像素、较高亮度红色子像素、较低亮度黄色子像素和较高亮度青色子像素。同样，可以通过以下方式来实现特别有利的性能较低亮度品红色子像素、较高亮度绿色子像素、较低亮度蓝色子像素是连续子像素；以及较高亮度红色子像素、较低亮度黄色子像素和较高亮度青色子像素是连续子像素。在许多实施例中，可以通过按照前述列出的具体顺序维持连续子像素来提供改进的性能。特别是，如图14至15或16至17所示的包含具有子像素序列的子像素行的像素重复块可以是特别有利的。在一些实施例中，第一(以及通常第二)像素行可以包括至少第一基色的多个像素。实际上，品红基色在提闻显不器效率时非常有效，但其代价是其他饱和色的売度减小。特别地，对于红色来说，这是成问题的，因此，交替6像素行布局可以使用红基色而不是品红基色来增大红色亮度(从而更类似于5基色显示器)。所描述的方案也可以用于这种显示器。例如，可以通过利用R子像素替换M子像素来生成针对RGBCMY显示器而导出的布局。因此，根据图14至17的示例并利用对第二红子像素的引用替换对品红子像素的引用，可以针对这种显示器生成高效且有利的布局。具体地，特别有利的显示器可以基于像素重复块，其中，子像素行包括较高亮度红色子像素、较低亮度绿色子像素、较高亮度蓝色子像素、较低亮度红色子像素、较高亮度黄色子像素和较低亮度青色子像素。在图18中针对亮图像以及在图19中针对中灰图像示出了示例。在使用一个基色的多个像素的显示器中，将这些像素相对均匀地分布在像素重复块上(从而分布在显示器上)可以是有利的。实际上，在图18和19的示例中，所有红子像素尽可能均匀地散布在显示器上(即，处于3子像素组中的相同相对位置处)，从而降低结构可见性并提高分辨率。实际上，所示的布局具有附加优势，这是由于其还具有3子像素组(RGB和RYC)之间的最小色度变化，并且，这些组中的每一个跨越几乎全色范围。这就提高了分辨率，并且还需要较不复杂的信号处理以获得该分辨率(“子像素呈现”)。因此，在该示例中，划分为包括RGB像素的连续像素的第一部分和包括RYC像素的连续像素的第二部分可以提供特别有利的性能。将认识到，为了清楚，以上描述参照不同功能单元和元件描述了本发明的实施例。 然而，对具体功能单元的引用仅应被视为对用于提供所描述的功能的合适装置的引用，而不指示严格的逻辑或物理结构或组织。本发明可以是以包括硬件、软件、固件或其任何组合的任何合适形式来实现的。本发明的实施例的元件和组件可以是以任何合适的方式在物理、功能和逻辑上实现的。尽管结合一些实施例描述了本发明，但是并不意在将本发明限于这里阐述的具体形式。更确切地说，本发明的范围仅由所附权利要求限定。此外，尽管似乎可以结合具体实施例来描述特征，但是本领域技术人员将意识到，可以根据本发明将所描述的实施例的各个特征进行组合。在权利要求中，术语“包括”并不排除存在其他元件或步骤。此外，尽管分别列出，但是多个装置、元件或方法步骤可以由例如单个单元或处理器实现。此外，尽管可以在不同权利要求中包括各个特征，但是有利地，可能可以将这些特征进行组合，并且，包括在不同权利要求中并不意味着特征的组合不是可行的和/或有利的。此外，将特征包括在一种类别的权利要求中并不意味着限于该类别，而是指示该特征在适当时同样适用于其他权利要求类别。此外，权利要求中的特征的顺序并不暗指着必须使特征生效的任何特定顺序，特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味着必须按该顺序执行这些步骤。更确切地说，可以按任何合适的顺序执行这些步骤。此外，单数引用并不排除复数。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除复数。权利要求中的附图标记仅是作为澄清的示例而提供的，而不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。
权利要求
1.一种具有多于三个加色法基色的多基色显示器，所述多基色显示器包括像素重复块的空间重复，所述像素重复块包括基色的像素的第一像素行(1201 )，每个基色具有关联的最大亮度，并且每个像素被划分为至少包括与较低亮度子像素相邻的较高亮度子像素的多个子像素，所述第一像素行(1201)具有至少形成所述像素重复块的第一子像素行(1203)和所述像素重复块的互补子像素行(1205)的多个子像素，所述互补子像素行(1205)与所述第一子像素行(1203)相邻并包括所述第一子像素行(1203)的每个子像素的互补子像素， 其中，子像素被布置为使得所述第一子像素行(1203)的较高亮度子像素的第一组合最大亮度与所述互补子像素行(1205)的较高亮度子像素的第二组合最大亮度之差不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的30%。
2.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，子像素被布置为使得所述第一组合最大亮度与所述第二组合最大亮度之差最小化。
3.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述像素重复块还包括每个基色的至少两个像素，所述像素重复块包括基色的像素的第二像素行(1401)，所述第二像素行(1401)具有至少形成第二子像素行(1403)和第二互补子像素行(1405)的多个子像素，所述第二互补子像素行(1405)与所述第二子像素行(1403)相邻并包括所述第二子像素行(1403)的每个子像素的互补子像素，并且其中，所述第一像素行(1403)的基色的顺序与所述第二像素行(1405)中的基色的顺序不同。
4.根据权利要求3所述的多基色显示器，其中，所述第一子像素行(1203)和所述第二互补子像素行(1405)包括相同的子像素。
5.根据权利要求3所述的多基色显示器，其中，所述第一像素行(1201)和所述第二像素行(1401)被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且相比于所述第一像素行(1201 )，对于所述第二像素行(1401 )，所述第一部分和所述第二部分的顺序是反转的。
6.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一像素行(1201)被划分为连续像素的第一部分的和连续像素的第二部分，并且像素被布置为使得所述第一部分的第一组合最大像素亮度与所述第二部分的第二组合最大像素亮度之差不大于所述第一组合最大像素亮度和所述第二组合最大像素亮度之和的30%。
7.根据权利要求6所述的多基色显示器，其中，所述第一部分中的像素的顺序使得所述第一部分的相邻像素之间的亮度变化之和最大化。
8.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一像素行(1201)被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，并且像素被布置为使得所述第一部分的像素与所述第二部分的像素之间的色度差最小化。
9.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一像素行(1201)被划分为连续像素的第一部分和连续像素的第二部分，所述第一部分的连续像素包括品红色、绿色和蓝色像素，所述第二部分的连续像素包括红色、黄色和青色像素。
10.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一子像素行(1203)包括较高亮度的品红色子像素、较低亮度的绿色子像素、较高亮度的蓝色子像素、较低亮度的红色子像素、较高亮度的黄色子像素和较低亮度的青色子像素。
11.根据权利要求10所述的多基色显示器，其中，所述像素重复块还包括每个基色的至少两个像素，所述像素重复块包括基色的像素的第二像素行(1401 )，所述第二像素行(1401)具有至少形成第二子像素行(1403)和第二互补子像素行(1405)的多个子像素，所述第二互补子像素行(1405)与所述第二子像素行(1405)相邻并包括所述第二子像素行(1403)的每个子像素的互补子像素，并且其中，所述第二子像素行(1403)包括较低亮度的品红色子像素、较高亮度的绿色子像素、较低亮度的蓝色子像素、较高亮度的红色子像素、较低亮度的黄色子像素和较高亮度的青色子像素。
12.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一像素行包括至少第一基色的多个像素。
13.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一子 像素行(1201)包括较高亮度的红色子像素、较低亮度的绿色子像素、较高亮度的蓝色子像素、较低亮度的红色子像素、较高亮度的黄色子像素和较低亮度的青色子像素。
14.根据权利要求I所述的多基色显示器，其中，所述第一子像素行(1201)包括交替的较高亮度子像素和较低亮度子像素。
15.一种提供具有多于三个加色法基色的多基色显示器的方法，所述多基色显示器包括像素重复块的空间重复，所述像素重复块包括基色的像素的第一像素行(1201)，每个基色具有关联的最大亮度，并且每个像素被划分为至少包括与较低亮度子像素相邻的较高亮度子像素的多个子像素，所述第一像素行(1201)具有至少形成所述像素重复块的第一子像素行(1203)和所述像素重复块的互补子像素行(1205)的多个子像素，所述互补子像素行(1205)与所述第一子像素行(1203)相邻并包括所述第一子像素行(1203)的每个子像素的互补子像素，所述方法包括 将子像素布置为使得所述第一子像素行(1203)的较高亮度子像素的第一组合最大亮度与所述互补子像素行(1205)的较高亮度子像素的第二组合最大亮度之差不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的30%。
全文摘要
一种具有多于三个加色法基色的多基色显示器，包括像素重复块的空间重复。该块包括基色的像素的第一像素行(1201)。每个像素被划分为多个子像素，所述多个子像素至少包括与较低亮度子像素相邻的较高亮度子像素。第一像素行(1201)形成彼此相邻且包括互补子像素的第一子像素行(1203)和互补子像素行(1205)。子像素被布置为使得所述第一子像素行(1203)的较高亮度子像素的第一组合最大亮度与所述互补子像素行(1205)的较高亮度子像素的第二组合最大亮度之差不大于所述第一组合最大亮度和第二组合亮度之和的30%。本发明可以提供一种具有例如降低的像素结构可见性的改进显示器。
文档编号G09G3/20GK102754144SQ201080054603
公开日2012年10月24日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年12月1日
发明者A.塞沃, E.H.A.兰亘迪克, M.A.克洛彭豪韦 申请人:Tp视觉控股有限公司