信号变换电路及具有该信号变换电路的多基色液晶显示装置的制作方法
专利名称：信号变换电路及具有该信号变换电路的多基色液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置。另外，本发明还涉及在这种液晶显示装置中使用的信号变换电路。
背景技术：
当前，以液晶显示装置为主的各种显示装置用于各种用途。一般的显示装置中，利用显示光的三基色即红、绿、蓝的三个子像素来构成一个像素，通过这样能进行彩色显示。然而，现有的显示装置存在如下问题，S卩，可显示色彩的范围(被称为“色彩再现范围”)较小。图16中示出使用三基色来进行显示的现有的显示装置的色彩再现范围。图 16是CTZ表色系统中的xy色度图，将与红、绿、蓝的三基色对应的三个点作为顶点的三角形表示色彩再现范围。另外，图中用X符号描绘出由Pointer所指出的、自然界中存在的各种物体的色彩(参照非专利文献1)。由图16可知，存在不包含于色彩再现范围中的物体色，在使用三基色来进行显示的显示装置中，无法显示一部分的物体色。因此，为了扩大显示装置的色彩再现范围，已提出将用于显示的基色数量增加到四个以上的方法。例如，专利文献1中，如图17所示，披露了由显示红、绿、蓝、黄、蓝绿、品红的六个子像素R、G、B、Ye、C、M构成一个像素P的液晶显示装置800。图18中示出该液晶显示装置800的色彩再现范围。如图18所示，将与六个基色对应的六个点作为顶点形成六边形， 利用该六边形表示的色彩再现范围基本将物体色包括在内。这样，通过增加用于显示的基色数量，从而能扩大色彩再现范围。本申请说明书中，将使用四个以上的基色来进行显示的显示装置总称为“多基色显示装置”，将使用四个以上的基色来进行显示的液晶显示装置称为“多基色液晶显示装置(或者简称为多基色LCD)”。另外，将使用三基色来进行显示的现有一般的显示装置总称为“三基色显示装置”，将使用三基色来进行显示的液晶显示装置称为“三基色液晶显示装置(或者简称为三基色IXD) ”。作为输入到三基色显示装置的视频信号的形式，一般为RGB格式或YCrCb格式等。由于这些格式的视频信号包含三个参数(可以说是三维信号)，因此用于显示的三基色 (红、绿及蓝)的亮度被唯一确定。为了用多基色显示装置进行显示，需要将三基色显示装置用的格式的视频信号变换成包含更多参数(四个以上参数)的视频信号。在本申请说明书中，将与四个以上的基色对应的这种视频信号称为“多基色信号”。专利文献1 日本国专利特表2004-5^396号公报非专利文献1 :M.R.P0inter，“实际表面色彩的范围”，色彩研究及应用("Thegamut of real surface colors,，，Color Research and Application) , Vol. 5, No. 3, pp.145-155(1980)然而，在使用四个以上的基色来表现三基色显示装置用的格式的视频信号所表示的色彩时，各基色的亮度不是唯一确定，存在多种亮度组合。即，将三维信号变换成多基色信号的方法不止一种，其任意性(自由度)极高。因此，至今仍未找出最适合于多基色显示装置的信号变换方法。特别是，利用液晶的光学性质的液晶显示装置由于具有与其它显示装置不同的显示特性，因此对于多基色液晶显示装置，至今仍未找出考虑该显示特性的信号变换方法。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标 (u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，v6(l’)所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成为 0.03 以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.008以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.01以下。或者，本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，ν’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，V60')所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成为 0. 01 以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.008以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在将用于显示的基色的数量设为 η时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到η个基色中的(η-3)个基色的亮度，通过使用所述(riD个基色的亮度进行运算，从而算出所述η个基色中的剩余三个基色的亮度。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及运算部，该运算部进行所述运算。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括具有上述结构的信号变换
4电路；及液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。本发明的信号变换电路在将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度与从斜方向看像素时的色度之差比预定值要小。具体来讲，本发明的信号变换电路在生成用于显示深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6CI’，v6(l’)所规定的色差Au’v’ =((u'-U60')2+(v'-V60')2)成为0.03以下。或者，本发明的信号变换电路在生成用于显示浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ ν’成为0.01以下。因此， 能够抑制因泛白(Y特性的视角依存性)所引起的色相或彩度的偏差，能够在多基色液晶显示装置中实现高品质的显示。
图1是示意地表示本发明的优选实施方式中的液晶显示装置100的方框图。图2是表示液晶显示装置100的像素结构的一个例子的图。图3(a) (C)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。图4是对三基色IXD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图5是表示从斜60°方向看三基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图6是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图7是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图8是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图9是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图10是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图11是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图12是表示从正面方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。图13是表示从斜60°方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。图14是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的一个例子的方框图。图15是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的另一个例子的方框图。图16是表示三基色IXD的色彩再现范围的xy色度图。图17是示意地表示现有的多基色LCD800的图。
图18是表示多基色IXD800的色彩再现范围的xy色度图(标号说明10 液晶显示面板20 信号变换电路21 色度坐标变换部22 查找表存储器23 运算部24 插补部100 液晶显示装置
具体实施例方式现有一般的TN(Twisted Nematic 扭曲向列型)模式和 STN(Super Twisted Nematic 超扭曲向列型)模式的液晶显示装置具有视角小的缺点，为了改进该缺点，已开发出各种显示模式。作为改进视角特性的显示模式，已知有日本国专利特公昭63-21907号公报所披露的IPSan-Plane Switching 面内开关型)模式、和日本国专利特开平1H42225号公报所披露的MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多畴垂直取向)模式、日本国专利特开2003-4；3525号公报所披露的CPA (Continuous Pinwheel Alignment 连续焰火状排列)
模式等。上述的显示模式中，虽已实现以广视角来进行高品质的显示，但最近，作为视角特性的问题，新出现了正面观测时的Y特性和斜向观测时的Y特性不同的问题、即Y特性的视角依存性的问题。Y特性是显示亮度的灰度依存性。若Y特性在正面方向和斜方向不同，则由于灰度显示状态因观测方向而不同，因此特别是在显示照片等图像的情况下、或显示TV广播等的情况下会出现问题。γ特性的视角依存性中，可看到斜向观测时的显示亮度比原本的显示亮度要高的现象(被称为“泛白”)。若发生泛白，则还会发生如下问题，即，由像素显示的色彩在从正面方向看和从斜方向看时不同，本申请发明者通过对用于多基色LCD的信号变换方法进行各种探讨后，结果找到了能够抑制因伴随着泛白的色彩偏差所引起的显示品质的下降的信号变换方法。下面，参照
本发明的实施方式。此外，本发明并不局限于以下的实施方式。图1中示出本实施方式的液晶显示装置100。液晶显示装置100如图1所示，具有液晶显示面板10、和信号变换电路20，是使用四个以上的基色来进行显示的多基色LCD。液晶显示装置100具有矩阵状排列的多个像素，由多个子像素来规定各像素。图2 中示出液晶显示装置100的像素结构的一个例子。图2所示的例子中，规定各像素的多个子像素为显示红色的红色子像素R、显示绿色的绿色子像素G、显示蓝色的蓝色子像素B、 显示黄色的黄色子像素如、和显示蓝绿色的蓝绿色子像素C。此外，构成像素的子像素的种类、数量、或配置并不局限于图2所举例示出的那样。规定各像素的多个子像素只要包含显示相互不同的基色的四个以上的子像素即可。
信号变换电路20将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。信号变换电路20例如如图1所示，将包括表示红、绿及蓝的各亮度的分量在内的RGB 格式的视频信号(三维信号)变换成包括表示红、绿、蓝、黄及蓝绿的各亮度的分量在内的多基色信号。对液晶显示面板10输入由信号变换电路20生成的多基色信号，利用各像素来显示与输入的多基色信号对应的色彩。作为液晶显示面板10的显示模式，可使用各种显示模式(例如MVA模式、CPA模式、或IPS模式)。此外，本实施方式中，举例示出对信号变换电路20输入RGB格式的视频信号的情况，但输入到信号变换电路20的视频信号只要是三维信号，则可为任意格式，也可为XYZ格式或YCrCb格式等。对于显示装置的色彩再现性而言，非常重视记忆色。由于大多数情况下无法将显示在显示装置上的图像与被摄体直接比较，因此显示图像与观察者所记忆的图像之间的关系则很重要。对用于电视机的显示装置而言，在记忆色中，认为人的皮肤的颜色(以下称为 “肤色”。)特别重要。本实施方式中的信号变换电路20至少在生成用于显示特定的肤色(人的皮肤的颜色)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度和从斜方向看像素时的色度之差(即“色差”)比预定值要小。因此，不易看出因泛白所引起的色彩偏差， 可实现高品质的显示。下面，更具体地进行说明。首先，这里所说的色差，是由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，ν’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，V60')所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)。本实施方式中的信号变换电路20在生成用于显示马克贝斯色卡(日文7々《^ ★ ~ 一卜、英文=Macbeth Chart)(—般为了确认色彩再现性而使用的色校卡)中的深肤色 (Dark Skin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ v’成为0. 03以下。另外(或者)，信号变换电路20在生成用于显示浅肤色(Light Skin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ ν’成为0.01以下。由于色度是取决于色相和彩度的测色方面的性质，因此色差Au’ ν’小就意味着色相和彩度的偏差小。在现有的一般的三基色IXD中，显示深肤色时的色差Au’ ν’超过 0.03，显示浅肤色时的色差Au’ ν’超过0.01。因此通过使色差Au’ ν’在上述的范围内， 从而相比现有的三基色LCD，能够抑制因泛白所引起的色相和彩度的偏差。此外，本申请说明书中的“深肤色”及“浅肤色”的范围由表1所示的Y值及色度 χ、y规定。设白显示时的像素的Y值为100，表1所示的Y值表示相对于100的相对值。[表1]
(Y，χ，y)深肤色(Dark Skin)(10. 1±0. 5,0. 400±0. 02,0. 350±0. 02)浅肤色(Light Skin)(35. 8±1，0. 377±0. 02,0. 345±0. 02)
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另外，例如如图3(a) (c)所示，可测定从正面方向看像素时的色度、和从斜60° 方向看像素时的色度。图3(a) (c)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。如图3(a)及(c)所示，在相对于液晶显示装置100的显示面的正面方向及斜60° 方向(例如如图所示在水平方向倾斜60°的方向)上设置色度计，在输入用正面方向的色度计测定时的像素的色度成为深肤色、浅肤色的色度那样的信号的状态下进行测定即可。为了避免各像素的黑掩模等的影响，在显示面内实际成为色度测定对象的区域 (测定点)最好是具有50 100个像素左右的面积。另外，设在相当于显示面的4%的窗口(图3(b)中示出。)中显示的白色的Y值为100，则求出相对于100的相对值以作为深肤色和浅肤色的Y值(亮度)即可。为了进一步抑制色相或彩度的偏差，信号变换电路20最好在生成用于显示深肤色或浅肤色的多基色信号时进行视频信号的变换，使得色差Δ ’ν’成为0.008以下。通过使色差Διι’ ν’处于该范围内，从而能够大幅抑制因泛白所引起的色相或彩度的偏差，可得到非常高的显示品质。此外，作为色彩三属性的色相、彩度及明度(亮度)中，明度(亮度)的偏差比较难识别，而相反色相或彩度的偏差比较容易识别。在从正面方向看像素时和从斜方向看像素时，减小上述所有三个属性的偏差在原理上较难，但本实施方式中的信号变换电路20通过优先减小色相或彩度的偏差，从而大大地抑制显示品质的下降。下面，根据具体例进一步详细说明上述效果。首先，参照图4及图5，说明三基色IXD中伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。图4用于对三基色IXD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素清楚地表现正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异，设横轴的值为正面方向亮度，设纵轴的值为对应于正面方向和斜60 °方向的各方向的正面方向亮度、和斜 60°方向亮度，明显地示出亮度特性的偏差。此外，设施加白电压(最高灰度电压)时的亮度为1，对于各方向的亮度，则在归一化后进行表示。图4中，正面方向的亮度特性(REF)中，由于横轴的值=纵轴的值，因此成为直线。 另一方面，斜60°方向的亮度特性(R、G、B)成为曲线。该曲线的相距表示正面方向的亮度特性的直线的偏差量，定量地表示正面观测时和斜向观测时的亮度的偏差量(差异)。三基色IXD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合只有一种。例如，某规格的三基色IXD中，在显示(Y，x，y) = (10. 1，0.400，0.350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度如图4中所示为(LR，LG，LB) = (0. 182,0. 081, 0. 062)。然而，若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG, LB)= (0. 296,0. 199,0. 157)。即，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度分别上升至原来的1. 63倍、2. 45倍及2. 53倍。这样，由于各基色的亮度以不同比率上升，因此由图5所示的xy色度图可知，色度发生偏差。具体来讲，由于与绿色子像素的亮度或蓝色子像素的亮度相比，红色子像素的亮度的上升比率较低，因此色度朝蓝绿色一侧偏移。接着，参照图6及图7，说明多基色IXD中也伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。图6是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异的曲线图。由图6可知，多基色LCD中，正面方向的亮度特性(REF)和斜60°方向的亮度特性(R、G、B、Ye、C)也不同。多基色IXD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合存在多种。在具有对表2中示出的色度χ、y及Y值的那样的基色进行显示的子像素的多基色LCD中， 显示(Y，X，y) = (10. 1,0. 400,0. 350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度例如如图6中所示，为(LR，LG, LB, LYe, LC)= (0. 505,0. 247,0. 000,0. 000,0. 089)。[表 2]
权利要求
1.一种信号变换电路，在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号，其特征在于，从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择表示从斜60°方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量与表示从正面方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的组合，来进行视频信号的变换。
2.如权利要求1所述的信号变换电路，其特征在于，从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择从斜60°方向看时的各子像素的亮度相对于从正面方向看时的各子像素的亮度大致等比上升的组合，来进行视频信号的变换。
3.如权利要求1或2所述的信号变换电路，其特征在于，将用于显示的基色的数量设为η时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到η个基色中的OH)个基色的亮度，通过使用所述(ΠΙ)个基色的亮度进行运算，从而算出所述 η个基色中的剩余三个基色的亮度。
4.如权利要求3所述的信号变换电路，其特征在于，包括查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及运算部，该运算部进行所述运算。
5.一种多基色液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1至4的任一项所述的信号变换电路；及液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。
全文摘要
本发明提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。本发明的信号变换电路在多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。本发明的信号变换电路从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择表示从斜60°方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量与表示从正面方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的组合，来进行视频信号的变换。
文档编号G09G3/36GK102290041SQ20111028640
公开日2011年12月21日 申请日期2007年11月20日 优先权日2006年11月28日
发明者室井孝夫, 富泽一成, 森智彦, 植木俊 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置。另外，本发明还涉及在这种液晶显示装置中使用的信号变换电路。
背景技术：
当前，以液晶显示装置为主的各种显示装置用于各种用途。一般的显示装置中，利用显示光的三基色即红、绿、蓝的三个子像素来构成一个像素，通过这样能进行彩色显示。然而，现有的显示装置存在如下问题，S卩，可显示色彩的范围(被称为“色彩再现范围”)较小。图16中示出使用三基色来进行显示的现有的显示装置的色彩再现范围。图 16是CTZ表色系统中的xy色度图，将与红、绿、蓝的三基色对应的三个点作为顶点的三角形表示色彩再现范围。另外，图中用X符号描绘出由Pointer所指出的、自然界中存在的各种物体的色彩(参照非专利文献1)。由图16可知，存在不包含于色彩再现范围中的物体色，在使用三基色来进行显示的显示装置中，无法显示一部分的物体色。因此，为了扩大显示装置的色彩再现范围，已提出将用于显示的基色数量增加到四个以上的方法。例如，专利文献1中，如图17所示，披露了由显示红、绿、蓝、黄、蓝绿、品红的六个子像素R、G、B、Ye、C、M构成一个像素P的液晶显示装置800。图18中示出该液晶显示装置800的色彩再现范围。如图18所示，将与六个基色对应的六个点作为顶点形成六边形， 利用该六边形表示的色彩再现范围基本将物体色包括在内。这样，通过增加用于显示的基色数量，从而能扩大色彩再现范围。本申请说明书中，将使用四个以上的基色来进行显示的显示装置总称为“多基色显示装置”，将使用四个以上的基色来进行显示的液晶显示装置称为“多基色液晶显示装置(或者简称为多基色LCD)”。另外，将使用三基色来进行显示的现有一般的显示装置总称为“三基色显示装置”，将使用三基色来进行显示的液晶显示装置称为“三基色液晶显示装置(或者简称为三基色IXD) ”。作为输入到三基色显示装置的视频信号的形式，一般为RGB格式或YCrCb格式等。由于这些格式的视频信号包含三个参数(可以说是三维信号)，因此用于显示的三基色 (红、绿及蓝)的亮度被唯一确定。为了用多基色显示装置进行显示，需要将三基色显示装置用的格式的视频信号变换成包含更多参数(四个以上参数)的视频信号。在本申请说明书中，将与四个以上的基色对应的这种视频信号称为“多基色信号”。专利文献1 日本国专利特表2004-5^396号公报非专利文献1 :M.R.P0inter，“实际表面色彩的范围”，色彩研究及应用("Thegamut of real surface colors,，，Color Research and Application) , Vol. 5, No. 3, pp.145-155(1980)然而，在使用四个以上的基色来表现三基色显示装置用的格式的视频信号所表示的色彩时，各基色的亮度不是唯一确定，存在多种亮度组合。即，将三维信号变换成多基色信号的方法不止一种，其任意性(自由度)极高。因此，至今仍未找出最适合于多基色显示装置的信号变换方法。特别是，利用液晶的光学性质的液晶显示装置由于具有与其它显示装置不同的显示特性，因此对于多基色液晶显示装置，至今仍未找出考虑该显示特性的信号变换方法。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标 (u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，v6(l’)所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成为 0.03 以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.008以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.01以下。或者，本发明的信号变换电路是在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用、将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号的信号变换电路，在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，ν’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，V60')所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成为 0. 01 以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在生成用于使多基色液晶显示装置的像素显示马克贝斯色卡中的浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得所述色差Au’ ν’成为0.008以下。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路在将用于显示的基色的数量设为 η时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到η个基色中的(η-3)个基色的亮度，通过使用所述(riD个基色的亮度进行运算，从而算出所述η个基色中的剩余三个基色的亮度。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及运算部，该运算部进行所述运算。某一优选的实施方式中，本发明的信号变换电路包括具有上述结构的信号变换
4电路；及液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。本发明的信号变换电路在将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度与从斜方向看像素时的色度之差比预定值要小。具体来讲，本发明的信号变换电路在生成用于显示深肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，v’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6CI’，v6(l’)所规定的色差Au’v’ =((u'-U60')2+(v'-V60')2)成为0.03以下。或者，本发明的信号变换电路在生成用于显示浅肤色的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ ν’成为0.01以下。因此， 能够抑制因泛白(Y特性的视角依存性)所引起的色相或彩度的偏差，能够在多基色液晶显示装置中实现高品质的显示。
图1是示意地表示本发明的优选实施方式中的液晶显示装置100的方框图。图2是表示液晶显示装置100的像素结构的一个例子的图。图3(a) (C)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。图4是对三基色IXD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图5是表示从斜60°方向看三基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图6是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图7是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图8是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图9是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图10是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的关系曲线图。图11是表示从斜60°方向看多基色IXD的像素时的色度偏差的xy色度图。图12是表示从正面方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。图13是表示从斜60°方向看像素时的显示色的XYZ值的图形。图14是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的一个例子的方框图。图15是表示液晶显示装置100所具有的信号变换电路20的优选结构的另一个例子的方框图。图16是表示三基色IXD的色彩再现范围的xy色度图。图17是示意地表示现有的多基色LCD800的图。
图18是表示多基色IXD800的色彩再现范围的xy色度图(标号说明10 液晶显示面板20 信号变换电路21 色度坐标变换部22 查找表存储器23 运算部24 插补部100 液晶显示装置
具体实施例方式现有一般的TN(Twisted Nematic 扭曲向列型)模式和 STN(Super Twisted Nematic 超扭曲向列型)模式的液晶显示装置具有视角小的缺点，为了改进该缺点，已开发出各种显示模式。作为改进视角特性的显示模式，已知有日本国专利特公昭63-21907号公报所披露的IPSan-Plane Switching 面内开关型)模式、和日本国专利特开平1H42225号公报所披露的MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多畴垂直取向)模式、日本国专利特开2003-4；3525号公报所披露的CPA (Continuous Pinwheel Alignment 连续焰火状排列)
模式等。上述的显示模式中，虽已实现以广视角来进行高品质的显示，但最近，作为视角特性的问题，新出现了正面观测时的Y特性和斜向观测时的Y特性不同的问题、即Y特性的视角依存性的问题。Y特性是显示亮度的灰度依存性。若Y特性在正面方向和斜方向不同，则由于灰度显示状态因观测方向而不同，因此特别是在显示照片等图像的情况下、或显示TV广播等的情况下会出现问题。γ特性的视角依存性中，可看到斜向观测时的显示亮度比原本的显示亮度要高的现象(被称为“泛白”)。若发生泛白，则还会发生如下问题，即，由像素显示的色彩在从正面方向看和从斜方向看时不同，本申请发明者通过对用于多基色LCD的信号变换方法进行各种探讨后，结果找到了能够抑制因伴随着泛白的色彩偏差所引起的显示品质的下降的信号变换方法。下面，参照
本发明的实施方式。此外，本发明并不局限于以下的实施方式。图1中示出本实施方式的液晶显示装置100。液晶显示装置100如图1所示，具有液晶显示面板10、和信号变换电路20，是使用四个以上的基色来进行显示的多基色LCD。液晶显示装置100具有矩阵状排列的多个像素，由多个子像素来规定各像素。图2 中示出液晶显示装置100的像素结构的一个例子。图2所示的例子中，规定各像素的多个子像素为显示红色的红色子像素R、显示绿色的绿色子像素G、显示蓝色的蓝色子像素B、 显示黄色的黄色子像素如、和显示蓝绿色的蓝绿色子像素C。此外，构成像素的子像素的种类、数量、或配置并不局限于图2所举例示出的那样。规定各像素的多个子像素只要包含显示相互不同的基色的四个以上的子像素即可。
信号变换电路20将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。信号变换电路20例如如图1所示，将包括表示红、绿及蓝的各亮度的分量在内的RGB 格式的视频信号(三维信号)变换成包括表示红、绿、蓝、黄及蓝绿的各亮度的分量在内的多基色信号。对液晶显示面板10输入由信号变换电路20生成的多基色信号，利用各像素来显示与输入的多基色信号对应的色彩。作为液晶显示面板10的显示模式，可使用各种显示模式(例如MVA模式、CPA模式、或IPS模式)。此外，本实施方式中，举例示出对信号变换电路20输入RGB格式的视频信号的情况，但输入到信号变换电路20的视频信号只要是三维信号，则可为任意格式，也可为XYZ格式或YCrCb格式等。对于显示装置的色彩再现性而言，非常重视记忆色。由于大多数情况下无法将显示在显示装置上的图像与被摄体直接比较，因此显示图像与观察者所记忆的图像之间的关系则很重要。对用于电视机的显示装置而言，在记忆色中，认为人的皮肤的颜色(以下称为 “肤色”。)特别重要。本实施方式中的信号变换电路20至少在生成用于显示特定的肤色(人的皮肤的颜色)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得从正面看像素时的色度和从斜方向看像素时的色度之差(即“色差”)比预定值要小。因此，不易看出因泛白所引起的色彩偏差， 可实现高品质的显示。下面，更具体地进行说明。首先，这里所说的色差，是由表示从正面方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u’，ν’)、和表示从斜60°方向看像素时的色度的CIE1976色度坐标(u6Q’，V60')所规定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)。本实施方式中的信号变换电路20在生成用于显示马克贝斯色卡(日文7々《^ ★ ~ 一卜、英文=Macbeth Chart)(—般为了确认色彩再现性而使用的色校卡)中的深肤色 (Dark Skin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ v’成为0. 03以下。另外(或者)，信号变换电路20在生成用于显示浅肤色(Light Skin)的多基色信号时，进行视频信号的变换，使得色差Δu’ ν’成为0.01以下。由于色度是取决于色相和彩度的测色方面的性质，因此色差Au’ ν’小就意味着色相和彩度的偏差小。在现有的一般的三基色IXD中，显示深肤色时的色差Au’ ν’超过 0.03，显示浅肤色时的色差Au’ ν’超过0.01。因此通过使色差Au’ ν’在上述的范围内， 从而相比现有的三基色LCD，能够抑制因泛白所引起的色相和彩度的偏差。此外，本申请说明书中的“深肤色”及“浅肤色”的范围由表1所示的Y值及色度 χ、y规定。设白显示时的像素的Y值为100，表1所示的Y值表示相对于100的相对值。[表1]
(Y，χ，y)深肤色(Dark Skin)(10. 1±0. 5,0. 400±0. 02,0. 350±0. 02)浅肤色(Light Skin)(35. 8±1，0. 377±0. 02,0. 345±0. 02)
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另外，例如如图3(a) (c)所示，可测定从正面方向看像素时的色度、和从斜60° 方向看像素时的色度。图3(a) (c)是用于说明色度的测定条件的俯视图、正视图及侧视图。如图3(a)及(c)所示，在相对于液晶显示装置100的显示面的正面方向及斜60° 方向(例如如图所示在水平方向倾斜60°的方向)上设置色度计，在输入用正面方向的色度计测定时的像素的色度成为深肤色、浅肤色的色度那样的信号的状态下进行测定即可。为了避免各像素的黑掩模等的影响，在显示面内实际成为色度测定对象的区域 (测定点)最好是具有50 100个像素左右的面积。另外，设在相当于显示面的4%的窗口(图3(b)中示出。)中显示的白色的Y值为100，则求出相对于100的相对值以作为深肤色和浅肤色的Y值(亮度)即可。为了进一步抑制色相或彩度的偏差，信号变换电路20最好在生成用于显示深肤色或浅肤色的多基色信号时进行视频信号的变换，使得色差Δ ’ν’成为0.008以下。通过使色差Διι’ ν’处于该范围内，从而能够大幅抑制因泛白所引起的色相或彩度的偏差，可得到非常高的显示品质。此外，作为色彩三属性的色相、彩度及明度(亮度)中，明度(亮度)的偏差比较难识别，而相反色相或彩度的偏差比较容易识别。在从正面方向看像素时和从斜方向看像素时，减小上述所有三个属性的偏差在原理上较难，但本实施方式中的信号变换电路20通过优先减小色相或彩度的偏差，从而大大地抑制显示品质的下降。下面，根据具体例进一步详细说明上述效果。首先，参照图4及图5，说明三基色IXD中伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。图4用于对三基色IXD的红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的各子像素清楚地表现正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异，设横轴的值为正面方向亮度，设纵轴的值为对应于正面方向和斜60 °方向的各方向的正面方向亮度、和斜 60°方向亮度，明显地示出亮度特性的偏差。此外，设施加白电压(最高灰度电压)时的亮度为1，对于各方向的亮度，则在归一化后进行表示。图4中，正面方向的亮度特性(REF)中，由于横轴的值=纵轴的值，因此成为直线。 另一方面，斜60°方向的亮度特性(R、G、B)成为曲线。该曲线的相距表示正面方向的亮度特性的直线的偏差量，定量地表示正面观测时和斜向观测时的亮度的偏差量(差异)。三基色IXD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合只有一种。例如，某规格的三基色IXD中，在显示(Y，x，y) = (10. 1，0.400，0.350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度如图4中所示为(LR，LG，LB) = (0. 182,0. 081, 0. 062)。然而，若从斜60°方向看，则这些亮度发生浮动，具体来讲，变成(LR，LG, LB)= (0. 296,0. 199,0. 157)。即，红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的亮度分别上升至原来的1. 63倍、2. 45倍及2. 53倍。这样，由于各基色的亮度以不同比率上升，因此由图5所示的xy色度图可知，色度发生偏差。具体来讲，由于与绿色子像素的亮度或蓝色子像素的亮度相比，红色子像素的亮度的上升比率较低，因此色度朝蓝绿色一侧偏移。接着，参照图6及图7，说明多基色IXD中也伴随着泛白而发生色彩偏差的理由。图6是对多基色IXD的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之间的差异的曲线图。由图6可知，多基色LCD中，正面方向的亮度特性(REF)和斜60°方向的亮度特性(R、G、B、Ye、C)也不同。多基色IXD中，用于使像素显示某一色彩的各子像素的亮度的组合存在多种。在具有对表2中示出的色度χ、y及Y值的那样的基色进行显示的子像素的多基色LCD中， 显示(Y，X，y) = (10. 1,0. 400,0. 350)的深肤色的情况下，红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、黄色子像素及蓝绿色子像素的亮度例如如图6中所示，为(LR，LG, LB, LYe, LC)= (0. 505,0. 247,0. 000,0. 000,0. 089)。[表 2]
权利要求
1.一种信号变换电路，在使用四个以上的基色来进行显示的多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号，其特征在于，从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择表示从斜60°方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量与表示从正面方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的组合，来进行视频信号的变换。
2.如权利要求1所述的信号变换电路，其特征在于，从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择从斜60°方向看时的各子像素的亮度相对于从正面方向看时的各子像素的亮度大致等比上升的组合，来进行视频信号的变换。
3.如权利要求1或2所述的信号变换电路，其特征在于，将用于显示的基色的数量设为η时，根据输入的视频信号来参照查找表，从而得到η个基色中的OH)个基色的亮度，通过使用所述(ΠΙ)个基色的亮度进行运算，从而算出所述 η个基色中的剩余三个基色的亮度。
4.如权利要求3所述的信号变换电路，其特征在于，包括查找表存储器，该查找表存储器存储所述查找表；及运算部，该运算部进行所述运算。
5.一种多基色液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1至4的任一项所述的信号变换电路；及液晶显示面板，对该液晶显示面板输入由所述信号变换电路生成的多基色信号。
全文摘要
本发明提供适用于多基色液晶显示装置的信号变换电路及具有这种信号变换电路的多基色液晶显示装置。本发明的信号变换电路在多基色液晶显示装置中使用，将输入的视频信号变换成与四个以上的基色对应的多基色信号。本发明的信号变换电路从用于使像素显示某一色彩的子像素的亮度的组合中，选择表示从斜60°方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量与表示从正面方向看像素时的色彩的三个刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的组合，来进行视频信号的变换。
文档编号G09G3/36GK102290041SQ20111028640
公开日2011年12月21日 申请日期2007年11月20日 优先权日2006年11月28日
发明者室井孝夫, 富泽一成, 森智彦, 植木俊 申请人:夏普株式会社
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