液晶显示器的制作方法
专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有子像素结构的液晶显示器，该子像素结构例如包括含有红(R)、绿 (G)、蓝(B)和白(W)的四种颜色的子像素。
背景技术：
近些年来，常常使用对各个像素布置TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵液晶显示器 (LCD)作为平板电视和便携式终端的显示器。在这些液晶显示器中，通常，通过从屏幕的顶部到底部向像素的辅助电容元件和液晶元件线顺序写画面信号来独立地驱动像素。为了降低在液晶显示器上显示画面时的功率消耗，提出了一种液晶显示器，该液晶显示器包括每个像素由液晶显示面板中的四种颜色的子像素构成的像素(例如，参照日本审查专利申请公布No. H4-54207和H4-355722以及日本专利No. 4354491)。更具体地讲， 四种颜色的子像素是红(R)、绿(G)、蓝(B)的子像素以及亮度高于这三种颜色的颜色(Z; 例如白(W)或黄(Y))的子像素。在通过使用针对这四种颜色的子像素的画面信号显示画面的情况下，与现有技术中通过向具有三种颜色RGB子像素结构的每个像素提供三种颜色 R、G和B的画面信号来显示画面的情况相比较，能够提高亮度效率。此外，日本专利No. 4354491还公开了基于显示画面(基于画面信号的信号电平) 有源地控制背光的亮度的液晶显示器(执行降低亮度处理)。在使用这种技术的情况下，在保持了显示亮度的同时，还实现了功率消耗下降和动态范围扩展。
发明内容
然而，在液晶显示器中，基于画面信号的信号电平对从背光进入液晶层的光进行调制以控制透射光(显示光)的光量(亮度)。已知的是，从液晶层透射的光的光谱特征具有色调依赖性，并且随着画面信号的信号电平的下降，透射率峰向更短波长(蓝光侧)移动。在现有技术的三种颜色RGB子像素结构中，分别为子像素设置选择性允许预定波长区域内的光穿过的滤色器。因此，即使在每个颜色的画面信号中的最大信号电平的色度点被用作参考的情况下，上述的透射率峰的波长移动不会产生高度有害的效果。另一方面，在具有上述四种颜色子像素结构的液晶显示器中，Z的子像素具有高亮度特征；因此，从Z的子像素透射的光的光谱特征根据画面信号的信号电平而显著变化。因此，从整个像素透射的光(显示光)的色度点根据画面信号的信号电平而显著移动。具体地讲，在W的子像素用作Z的子像素的情况下，不为W的子像素提供滤色器；因此，依据信号电平的显示光的色度点的这种移动较大。例如，在W的子像素中的单元厚度或驱动电压被设置为允许W的子像素中的透射率具有相对高的液晶光谱特征，即允许透射率峰位于G的波长区域附近的情况下，透射率峰位于B的波长区域中信号电平低于W的子像素中的最大信号电平的位置处。在具有四种颜色RGBZ子像素结构的液晶显示器中，发生根据信号电平的显示光的色度点的移动(颜色移动)，从而导致图像质量下降。在结合使用上述的背光亮度的有源控制的情况下，不能够充分获得诸如功率消耗下降和动态范围扩展的优点。希望提供能够减小在使用四种颜色RGBZ子像素结构显示画面的情况下由于颜色移动导致的图像质量下降的液晶显示器。根据本发明的一个实施例，提供了一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及显示亮度高于这三种颜色的颜色⑵的子像素构成，并且基于与三种颜色R、G和B对应的输入画面信号对从光源部分发出的光进行调制以显示画面；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行预定的转换处理以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号，并且所述显示控制部分使用所述输出画面信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z的子像素的每一个执行显示驱动。其中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置。以及在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行上述转换处理中的色度点调整，以基于光源部分发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。注意“输入画面信号是表示W的画面信号的情况”对应于与R、G和B对应的画面信号的亮度水平(信号电平、亮度等级)全部为最大值的情况。在根据本发明的实施例的液晶显示器中，基于与三种颜色R、G和B对应的输入画面信号执行预定的转换处理，以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号。此时，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，并且在输入画面信号是表示 W的画面信号的情况下，执行色度点调整，以基于光源部分的发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。因此，即使Z的子像素的发射光(透射光)中的峰值波长区域根据与Z对应的输出画面信号的亮度水平(信号电平)的幅度进行变化，在输入画面信号是表示W的画面信号的情况下，显示光的色度点指示白色色度点。换言之，减小了由于Z的子像素发出的光的峰值波长区域的这种变化导致的显示光的颜色移动。在根据本发明的实施例的液晶显示器中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，并且在输入画面信号是表示W的画面信号的情况下，执行色度点调整，以基于光源部分发出的光而将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点；因此，能够减小由于Z的子像素发出的光的峰值波长区域的变化导致的显示光的颜色移动。因此，在使用四种颜色RGBZ子像素结构显示画面的情况下，能够减小由于颜色移动导致的图像质量的下降。基于下面描述将更加全面描述本发明的其它和另外目的、特征和优点。
提供附图是为了进一步理解本发明，附图被并入并且构成说明书的一部分。附图示出了多个实施例并且与说明书一起用于解释技术原理。图1是示出根据本发明的实施例的液晶显示器的整体结构的框图。图2A和2B是示出图1所示的像素的子像素结构例子的示意性平面图。
图3是示出图2A和2B所示的每个子像素的具体结构例子的电路图。图4是示出图1所示的输出信号产生部分的具体结构的框图。图5是示出图4所示的RGB/RGBW转换部分的具体结构的框图。
图6A和6B是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的例子的示意图。图7A和7B是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的另一个例子的示意图。图8A、8B和8C是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的又一个例子的示意图。图9是示出根据比较例子的依据W信号的信号电平的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图10是示出根据比较例子的R、G、B和W的子像素中的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图11是示出HSV颜色空间中的RGBW子像素结构中的理想颜色再现特征的例子的图。图12是示出根据比较例子的HSV颜色空间中的RGBW子像素结构中的颜色再现特征的例子的图。图13是示出在根据比较例子的RGBW子像素结构中，W信号的信号电平与在W信号的信号电平由R、G和B信号的信号电平来替代的情况下的信号电平之间的关系的例子的图。 图14A和14B是示出根据比较例子的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的例子的图。图15是示出HSV颜色空间中的在使用背光的情况下的根据实施例的RGBW子像素结构中的颜色再现特征的例子的图。图16A和16B是示出根据实施例的例子1中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图17A和17B是示出根据实施例的例子2中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图18是示出根据变型例1的例子3中的依据W信号的信号电平的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图19是示出根据变型例1的例子3中的W信号的信号电平与W信号的信号电平被R、G和B信号的信号电平替换的情况下的信号电平之间的关系的例子的图。图20A和20B是示出根据变型例1的例子3中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图21A和21B是示出根据变型例2的像素的子像素结构例子的示意性平面图。图22是示出根据变型例2的布置在输出信号产生部分中的RGB/RGBZ转换部分的具体结构的框图。
具体实施例方式在下文中参照附图详细描述本发明的优选实施例。按照下面顺序进行描述。1.实施例(使用RGBW面板的液晶显示器的例子)2.变型例1 (在W子像素中分散黄色颜料的例子)3.变型例2 (使用RGBZ面板的液晶显示器的例子)(实施例)[液晶显示器1的整体结构]
图1示出了根据本发明的实施例的液晶显示器(液晶显示器1)的整体框图结构。液晶显示器1基于从外部施加的输入画面信号Din显示画面。液晶显示器1包括液晶显示面板2、背光3 (光源部分)、画面信号处理部分41、输出信号产生部分42、定时控制部分43、背光驱动部分50、数据驱动器51和栅极驱动器52。画面信号处理部分41、输出信号产生部分42、定时控制部分43、背光驱动部分50、数据驱动器51和栅极驱动器52对应于本发明中的“显示控制部分”的具体例子。液晶显示面板2基于输入画面信号Din对从背光3 (以后描述)发出的光进行调制以显示基于输入画面信号Din的画面。液晶显示面板2包括整体上以矩阵形式布置的多个像素20。图2A和图2B示出了每个像素20中的子像素结构例子的示意性平面图。每个像素20包括与红色(R)对应的子像素20R、与绿色(G)对应的子像素20G、与蓝色(B)对应的子像素20B以及亮度高于这三种颜色的白色(W)的子像素20W。在四种颜色R、G、B和W的子像素20R、20G、20B和20W中，与三种颜色R、G和B对应的子像素20R、20G和20B分别包括与颜色R、G和B对应的滤色器24R、24G和24B。换言之，对与R对应的子像素20R设置与R对应的滤色器24R，对与G对应的子像素20G设置与G对应的滤色器24G，对与B对应的子像素20B设置与B对应的滤色器24B。另一方面，对与W对应的子像素20W不设置滤色在图2A所示的例子中，在像素20中，四个子像素20R、20G、20B和20W按照这种顺序布置成一列(例如，沿水平(H)方向)。另一方面，在图2B所示的例子中，在像素20中， 四个子像素20R、20G、20B和20W以2行2列的矩阵形式进行布置。然而，像素20中四个子像素20R、20G、20B和20W的布置不限于此，并且子像素20R、20G、20B和20W可以以任何其
它形式进行布置。由于在实施例中像素20具有这种四种颜色子像素结构，如将在以后详细描述的那样，与现有技术中的三种颜色RGB子像素结构相比较，在显示画面时的亮度效率 (luminance efficiency)可以提高。图3示出了子像素20R、20G、20B和20W的每一个中的像素电路的电路结构例子。 子像素20R、20G、20B和20W中的每一个包括液晶元件22、TFT元件21和辅助电容元件23。 用于线顺序选择待驱动的像素的栅极线G、用于向待驱动的像素提供画面电压(从以后描述的数据驱动器51提供的画面电压)的数据线D和辅助电容线Cs连接到子像素20R、20G、 20B和20W中的每一个。响应于从数据线D经由TFT元件21提供给液晶元件22的一端的画面电压，液晶元件22执行显示操作。通过在一对电极(未示出)之间夹入例如由VA(垂直排列)模式或TN(扭曲向列)模式液晶形成的液晶层(未示出)来构造液晶元件22。液晶元件22中的这对电极的一个(一端)连接到TFT元件21的漏极和辅助电容元件23的一端，这对电极的另一个(另一端)接地。辅助电容元件23是用于稳定液晶元件22的累积电荷的电容元件。辅助电容元件23的一端连接到液晶元件22的一端和TFT元件21的漏极，辅助电容元件23的另一端连接到辅助电容线Cs。TFT元件21是用于向液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端提供基于画面信号Dl的画面电压的开关元件，并且由M0S-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构造。TFT元件21的栅极和源极分别连接到栅极线G和数据线D，TFT元件21的漏极连接到液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端。背光3是向液晶显示面板2施加光的光源部分，并且例如包括CCFL(冷阴极荧光灯)、LED (发光二极管)等等作为发光元件。如将在以后进行描述的那样，背光3基于输入画面信号Din的 亮度水平(信号电平)执行发光驱动(发光亮度的有源控制)。在该实施例中，从背光3发出的光的色度点设置到偏离白色色度点的位置。更具体地讲，在这种情况下，从背光3发出的光的色度点设置到与白色色度点相比更靠近黄色 (Y)的位置。例如，在由蓝色LED与发红光的荧光体和发绿光的荧光体组合而构成的白色 LED被用作光源的情况下，能够以下面方式实现所发出的光的色度点的这种设置。对上述荧光体的添加量进行调整以相对增加从背光3发出的光的光谱特征中的红色分量和绿色分量，从而使得与白色色度点相比，所发出的光的色度点更靠近Y。这种情况下发红光的荧光体的例子包括(Ca，Sr，Ba) S:Eu2+、(Ca, Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+ 禾口 CaAlSiN3:Eu2+。此外，发绿光的荧光体的例子包括SrGa2S4Eu2+和Ca3Sc2Si3O12: Ce3+。画面信号处理部分41对包括与三种颜色R、G和B对应的像素信号的输入画面信号Din执行例如改善图像质量的预定图像处理(例如，锐度处理或伽马校正处理)，以产生包括与三种颜色R、G和B对应的像素信号的画面信号Dl (R的像素信号Dlr、G的像素信号 Dlg和B的像素信号Dlb)。输出信号产生部分42基于从画面信号处理部分41提供的画面信号Dl (Dlr、Dig 和Dlb)执行预定的信号处理(转换处理)以产生指示背光3中发光水平(照明水平)的照明信号BLl和画面信号D4(R的像素信号D4r、G的像素信号D4g、B的像素信号D4b和W 的像素信号D4w)作为输出画面信号。将在以后描述输出信号产生部分42的具体结构(参照图4到图8A至8C)。定时控制部分43控制背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51的驱动定时，并且向数据驱动器51提供从输出信号产生部分42提供的画面信号D4。栅极驱动器52沿上述栅极线G、响应于由定时控制部分43执行的定时控制来驱动液晶显示面板2中的像素20(子像素20R、20G、20B和20W)。另一方面，数据驱动器51向液晶显示面板2中的每个像素20(子像素20R、20G、20B和20W)提供基于从定时控制部分 43提供的画面信号D4的画面电压。换言之，R的像素信号D4r、G的像素信号D4g、B的像素信号D4b和W的像素信号D4w被分别提供给子像素20R、20G、20B和20W。更具体地讲，数据驱动器51对画面信号D4执行D/A(数字/模拟)转换以产生作为模拟信号的画面信号 (上述的画面电压)，从而将模拟信号输出到像素20 (子像素20R、20G、20B和20W)。因此， 对液晶显示面板2中的像素20 (子像素20R、20G、20B和20W)执行基于画面信号D4的显示驱动。背光驱动部分50响应于由定时控制部分43执行的定时控制、基于从输出信号产生部分42提供的照明信号BLl对背光3执行发光驱动(照明驱动)。更具体地讲，如将在下面进行详细描述的那样，执行基于输入画面信号Din的亮度水平(信号电平)的发光驱动(发光亮度的有源控制)。[输出信号产生部分42的具体结构]接下来，参照图4到图8A至8C，在下面描述输出信号产生部分42的具体结构。图 4示出了输出信号产生部分42的框图结构。输出信号产生部分42包括BL水平计算部分421、IXD电平计算部分422、色度点调整部分423和RGB/RGBW转换部分424。BL水平计算部分421基于画面信号Dl (Dlr、Dlg和Dlb)产生背光3中的照明信号BL1。更具体地讲，BL水平计算部分421分析画面信号Dl的亮度水平(信号电平)以获得与亮度水平对应的照明信号BL1。换言之，例如，从R的像素信号Dlr、G的像素信号Dlg 和B的像素信号Dlb提取具有最高亮度水平的像素信号以产生与所提取的像素信号的亮度水平对应的照明信号BLl。IXD电平计算部分422基于画面信号Dl (Dlr、Dig和Dlb)和从BL水平计算部分 421提供的照明信号BLl产生画面信号D2 (R的像素信号D2r、G的像素信号D2g和B的像素信号D2b)。更具体地讲，IXD电平计算部分422基于画面信号Dl和照明信号BLl执行预定的降低亮度处理(在这种情况下，IXD电平计算部分422将画面信号Dl的信号电平除以照明信号BLl的信号电平)以产生画面信号D2。更具体地讲，IXD电平计算部分422通过下面表达式⑴到⑶产生画面信号D2。D2r = (Dlr/BLl)......(1)
D2g = (Dlg/BLl)......(2)D2b = (Dlb/BLl)......(3)色度点调整部分423对画面信号D2 (D2r、D2g和D2b)执行预定的色度点调整以产生画面信号D3(D3r、D3g和D3b)。更具体地讲，在画面信号D2 (Dl)是指示白色(W)的画面信号的情况下，执行色度点调整从而基于从背光3发出的光将从液晶显示面板2发出的显示光的色度点调整到白色色度点。应该注意“画面信号D2 (Dl)是指示W的画面信号的情况”对应于像素信号D2r、D2g和D2b(Dlr、Dlg和Dlb)的亮度水平(信号电平、亮度等级) 全部在最大值的情况。在这种情况下，色度点调整部分423例如使用由下面表达式(4)指定的转换矩阵 Md2 —⑽执行这种色度点调整。换言之，通过将画面信号D2(像素信号D2r、D2g和D2b)乘以转换矩阵Md2 — d3 (通过执行矩阵运算)产生画面信号D3 (像素信号D3r、D3g和D3b)。 如表达式⑷中所示，能够通过将转换矩阵Md2 — χγζ乘以转换矩阵Mxyz — d3 (矩阵运算)而获得转换矩阵Md2 — d3。转换矩阵Md2 — χγζ是从画面信号D2到白色色度点中的三刺激值 (tristimulus values) (X, Y，Ζ)的转换矩阵。另一方面，转换矩阵Mxyz — d3是从三刺激值 (X，Y，Z)到画面信号D3的转换矩阵，并且能够通过下面表达式(5)进行确定。在表达式 (5)中，(Xw, Yw, Zw)指示子像素20W中的三刺激值，(Wr、Wg、Wb)指示通过由子像素20R、 20G和20B中的信号电平替代子像素20W中的信号电平而获得的值。将在以后详细描述色度点调整部分423中的操作(色度点调整操作)。Md2 — d3 = (Md2 — X (Mxyz — d3)……(4)
/ wt \[%ΛI Vg = V ny^j ‘ Yr,..... (δ)
\ W,/\ :“/(RGB/RGBW 转换部分 4M)RGB/RGBW转换部分424对从色度点调整部分423提供的与三种颜色R、G和B对应的画面信号D3 (D3r、D3g、D3b)执行预定的RGB/RGBW转换处理(颜色转换处理)。因此， 产生了与四种颜色R、G、B和W对应的画面信号D4 (D4r、D4g、D4b和D4w)。
图5示出了 RGB/RGBW转换部分424的框图结构。RGB/RGBW转换部分424包括Wl 计算部分424-1、Wl计算部分424-2、最小值选择部分424-3、乘法部分424_4R、424_4G和 424-4B、减法部分 424-5R、424-5G 和 424-5B 以及乘法部分 424_6R、424_6G 和 424-6B。应该注意作为输入信号的像素信号D3r、D3g和D3b分别称作R0、GO和B0，作为输出信号的像素信号D4r、D4g、D4b和D4w分别称作Rl、Gl、Bl和Wl。首先，例如参照亮度高于三种颜色R、G和B的颜色(Z)的子像素20Z用作子像素 20W的更宽概念的情况，描述使用四种颜色子像素结构的原因以及颜色转换处理中的表达式。较高亮度的颜色(Z)的例子包括黄色(Y)和白色(W)。应该注意 ，上述像素信号D4w和 Wl称作像素信号D4z和Z1。(使用四种颜色子像素结构的原因)首先，使用包括子像素20R、20G、20B和20Z (20W)的四种颜色子像素结构的目的是通过使用子像素20Z(20W)的高亮度特征(亮度高于子像素20R、20G和20B的亮度)提高亮度效率。因此，为了在四种颜色RGBZ(W)子像素结构中实现与三种颜色RGB子像素结构相同的亮度，每种颜色的画面信号的亮度水平小于三种颜色子像素结构的亮度水平。更具体地讲，例如，如图6(A)中的箭头所示，与待进行RGB/RGBZ(W)转换处理的像素信号R0、G0 和BO的亮度水平相比较，通过RGB/RGBZ(W)转换处理获得的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度水平较小。另一方面，例如，如图2A和2B所示，在四种颜色子像素结构中，由于额外布置了子像素20Z(20W)，所以子像素20R、20G和20B的每一个的面积小于三种颜色子像素结构的情况。因此，在不允许使用子像素20Z(20W)的高亮度特征的情况下，像素信号R1、G1和Bl的亮度水平大于像素信号R0、GO和BO的亮度水平。图6B示出了这种情况下的例子，并且示出了一个例子，其中在子像素20Z是子像素20W的情况下，像素信号R0、GO和BO构成红色单色信号(仅仅像素信号RO具有有效亮度水平(它不是0))。在这种情况下，白色(W)是当R、G和B的亮度水平彼此相同时出现的颜色；因此，在像素信号R0、G0和BO构成红色单色信号的情况下，通过使用子像素20W不能够降低像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。因此， 在这种情况下，如上所述，由于子像素20R的面积相对小于三种颜色子像素结构的情况，所以如图6B中的箭头所示，需要将像素信号Rl的亮度水平增加到高于像素信号RO的亮度水平的水平。因此，在四种颜色子像素结构中，由于子像素20R、20G和20B的面积较小，为了实现与三种颜色子像素结构的情况相同的亮度，需要将像素信号R1、G1和Bl的亮度水平增加到高于像素信号R0、GO和BO的亮度水平的水平。然而，如图6A所示，在可以使用子像素 20Z(20ff)的高亮度特征的情况下，通过将像素信号R0、GO和BO的亮度水平的一部分分配给像素信号Zl (Wl)的亮度水平，可以降低像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。换言之，像素信号Rl、Gl、Bl和Zl (Wl)的亮度水平可以被降低到低于像素信号R0、G0和BO的最大亮度水平的水平。然而，当此时分配给像素信号Zl的亮度水平的量太大时，例如，如图6A所示，像素信号Zl的亮度水平高于像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。在这种情况下，当BL水平计算部分421基于像素信号Dlr、Dig和Dlb (Rl、Gl和Bi)产生照明信号BLl时，如上所述，例如，使用从像素信号Dlr、Dlg和Dlb选择的具有最高值的像素信号。因此，需要满足下面表达式(6)，即满足像素信号Zl的亮度水平等于或小于像素信号Rl、Gl和Bl中的最高亮度水平的条件。Zl 彡 Max (Rl，Gl，Bi)......(6)(RGB/RGBZ转换处理的表达式)首先，如图7A和7B所示，在待进行RGB/RGBZ转换处理的像素信号R0、G0和BO的亮度水平与通过RGB/RGBZ转换处理获得的像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度水平之间，下面的关系(表达式⑵和(8))成立。换言之，如图7A所示，在(R0，GO, BO) = (Xr, Xg, Xb) 的情况下，(R1，G1，B1，Z1) = (0,0,0, Xz)成立。此外，如图 7B 所示，在(R0，G0，B0) = (1， 1，1)的情况下，(Rl，Gl, Bi, Zl) = (Kr，Kg, Kb，0)成立。注意=Xr = Xg = Xb 的情况对应于子像素20Z是白色的子像素20W的情况。此外，在背光3中的光谱与现有技术的三种颜色RGB子像素结构的光谱相同并且子像素20R、20G、20B和20Z的宽度(子像素宽度)彼此相同的情况下，Kr = Kg = Kb成立。
(R0, GO, B0)=(Xr, Xg, Xb)=>(Rl, Gl, Bi, Z1)=(0, 0，0，Xz) ......(7)
(R0, GO, B0)=(1,1，1)^>(R1, Gl, Bi, Zl)=(Kr, Kg, Kb, 0) ......(8)在这种情况下，通过RGB/RGBZ转换处理获得的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度水平由上述的表达式(7)和⑶进行表示，下面的表达式(9)到(11)成立。注意像素信号R1、 Gl和Bl的亮度水平不可以设置成负值，因此除了表达式(9)到(11)以外还需要满足(R1， Gl, Bi) ^ O。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及显示亮度高于这三种颜色的颜色(Z)的子像素构成，并且基于与三种颜色R、G和 B对应的输入画面信号对从光源部分发出的光进行调制以显示画面；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行预定的转换处理以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号，并且所述显示控制部分使用所述输出画面信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z的子像素的每一个执行显示驱动，其中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，以及在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行转换处理中的色度点调整，以基于光源部分发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。
2.根据权利要求1的液晶显示器，其中作为转换处理，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行色度点调整并且对经过色度点调整的画面信号执行预定的颜色转换处理，从而产生输出画面信号。
3.根据权利要求2的液晶显示器，其中所述输出信号产生部分基于输入画面信号来产生光源部分中的照明信号并且基于输入画面信号和该照明信号来执行预定的亮度减小处理并且对经过亮度减小处理的画面信号执行色度点调整，以及所述显示控制部分使用输出画面信号执行显示驱动并且使用照明信号对光源部分执行发光驱动。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的液晶显示器，其中每个像素包括三种颜色R、G和B的子像素以及作为Z的子像素的白色(W)的子像素。
5.根据权利要求4的液晶显示器，其中为三种颜色的子像素提供与颜色R、G和B对应的滤色器时，而不为W的子像素提供滤色器。
6.根据权利要求5的液晶显示器，其中所述光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点相比更靠近黄色(Y)的一侧。
7.根据权利要求6的液晶显示器，其中黄色颜料被分散在W的子像素中。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及亮度高于这三种颜色的颜色(Z)的子像素构成；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分使用输出画面信号对R、G、B和Z的子像素执行显示驱动。光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置。在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行色度点调整，使得基于所发出的光的从液晶显示面板发出的显示光的色度点被调整到白色色度点。
文档编号G09G3/36GK102347009SQ201110195139
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月13日 优先权日2010年7月27日
发明者菊地健, 谷野友哉 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及具有子像素结构的液晶显示器，该子像素结构例如包括含有红(R)、绿 (G)、蓝(B)和白(W)的四种颜色的子像素。
背景技术：
近些年来，常常使用对各个像素布置TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵液晶显示器 (LCD)作为平板电视和便携式终端的显示器。在这些液晶显示器中，通常，通过从屏幕的顶部到底部向像素的辅助电容元件和液晶元件线顺序写画面信号来独立地驱动像素。为了降低在液晶显示器上显示画面时的功率消耗，提出了一种液晶显示器，该液晶显示器包括每个像素由液晶显示面板中的四种颜色的子像素构成的像素(例如，参照日本审查专利申请公布No. H4-54207和H4-355722以及日本专利No. 4354491)。更具体地讲， 四种颜色的子像素是红(R)、绿(G)、蓝(B)的子像素以及亮度高于这三种颜色的颜色(Z; 例如白(W)或黄(Y))的子像素。在通过使用针对这四种颜色的子像素的画面信号显示画面的情况下，与现有技术中通过向具有三种颜色RGB子像素结构的每个像素提供三种颜色 R、G和B的画面信号来显示画面的情况相比较，能够提高亮度效率。此外，日本专利No. 4354491还公开了基于显示画面(基于画面信号的信号电平) 有源地控制背光的亮度的液晶显示器(执行降低亮度处理)。在使用这种技术的情况下，在保持了显示亮度的同时，还实现了功率消耗下降和动态范围扩展。
发明内容
然而，在液晶显示器中，基于画面信号的信号电平对从背光进入液晶层的光进行调制以控制透射光(显示光)的光量(亮度)。已知的是，从液晶层透射的光的光谱特征具有色调依赖性，并且随着画面信号的信号电平的下降，透射率峰向更短波长(蓝光侧)移动。在现有技术的三种颜色RGB子像素结构中，分别为子像素设置选择性允许预定波长区域内的光穿过的滤色器。因此，即使在每个颜色的画面信号中的最大信号电平的色度点被用作参考的情况下，上述的透射率峰的波长移动不会产生高度有害的效果。另一方面，在具有上述四种颜色子像素结构的液晶显示器中，Z的子像素具有高亮度特征；因此，从Z的子像素透射的光的光谱特征根据画面信号的信号电平而显著变化。因此，从整个像素透射的光(显示光)的色度点根据画面信号的信号电平而显著移动。具体地讲，在W的子像素用作Z的子像素的情况下，不为W的子像素提供滤色器；因此，依据信号电平的显示光的色度点的这种移动较大。例如，在W的子像素中的单元厚度或驱动电压被设置为允许W的子像素中的透射率具有相对高的液晶光谱特征，即允许透射率峰位于G的波长区域附近的情况下，透射率峰位于B的波长区域中信号电平低于W的子像素中的最大信号电平的位置处。在具有四种颜色RGBZ子像素结构的液晶显示器中，发生根据信号电平的显示光的色度点的移动(颜色移动)，从而导致图像质量下降。在结合使用上述的背光亮度的有源控制的情况下，不能够充分获得诸如功率消耗下降和动态范围扩展的优点。希望提供能够减小在使用四种颜色RGBZ子像素结构显示画面的情况下由于颜色移动导致的图像质量下降的液晶显示器。根据本发明的一个实施例，提供了一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及显示亮度高于这三种颜色的颜色⑵的子像素构成，并且基于与三种颜色R、G和B对应的输入画面信号对从光源部分发出的光进行调制以显示画面；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行预定的转换处理以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号，并且所述显示控制部分使用所述输出画面信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z的子像素的每一个执行显示驱动。其中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置。以及在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行上述转换处理中的色度点调整，以基于光源部分发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。注意“输入画面信号是表示W的画面信号的情况”对应于与R、G和B对应的画面信号的亮度水平(信号电平、亮度等级)全部为最大值的情况。在根据本发明的实施例的液晶显示器中，基于与三种颜色R、G和B对应的输入画面信号执行预定的转换处理，以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号。此时，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，并且在输入画面信号是表示 W的画面信号的情况下，执行色度点调整，以基于光源部分的发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。因此，即使Z的子像素的发射光(透射光)中的峰值波长区域根据与Z对应的输出画面信号的亮度水平(信号电平)的幅度进行变化，在输入画面信号是表示W的画面信号的情况下，显示光的色度点指示白色色度点。换言之，减小了由于Z的子像素发出的光的峰值波长区域的这种变化导致的显示光的颜色移动。在根据本发明的实施例的液晶显示器中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，并且在输入画面信号是表示W的画面信号的情况下，执行色度点调整，以基于光源部分发出的光而将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点；因此，能够减小由于Z的子像素发出的光的峰值波长区域的变化导致的显示光的颜色移动。因此，在使用四种颜色RGBZ子像素结构显示画面的情况下，能够减小由于颜色移动导致的图像质量的下降。基于下面描述将更加全面描述本发明的其它和另外目的、特征和优点。
提供附图是为了进一步理解本发明，附图被并入并且构成说明书的一部分。附图示出了多个实施例并且与说明书一起用于解释技术原理。图1是示出根据本发明的实施例的液晶显示器的整体结构的框图。图2A和2B是示出图1所示的像素的子像素结构例子的示意性平面图。
图3是示出图2A和2B所示的每个子像素的具体结构例子的电路图。图4是示出图1所示的输出信号产生部分的具体结构的框图。图5是示出图4所示的RGB/RGBW转换部分的具体结构的框图。
图6A和6B是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的例子的示意图。图7A和7B是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的另一个例子的示意图。图8A、8B和8C是描述RGB/RGBW转换部分中的转换操作的又一个例子的示意图。图9是示出根据比较例子的依据W信号的信号电平的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图10是示出根据比较例子的R、G、B和W的子像素中的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图11是示出HSV颜色空间中的RGBW子像素结构中的理想颜色再现特征的例子的图。图12是示出根据比较例子的HSV颜色空间中的RGBW子像素结构中的颜色再现特征的例子的图。图13是示出在根据比较例子的RGBW子像素结构中，W信号的信号电平与在W信号的信号电平由R、G和B信号的信号电平来替代的情况下的信号电平之间的关系的例子的图。 图14A和14B是示出根据比较例子的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的例子的图。图15是示出HSV颜色空间中的在使用背光的情况下的根据实施例的RGBW子像素结构中的颜色再现特征的例子的图。图16A和16B是示出根据实施例的例子1中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图17A和17B是示出根据实施例的例子2中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图18是示出根据变型例1的例子3中的依据W信号的信号电平的光谱透射率的波长依赖性的例子的图。图19是示出根据变型例1的例子3中的W信号的信号电平与W信号的信号电平被R、G和B信号的信号电平替换的情况下的信号电平之间的关系的例子的图。图20A和20B是示出根据变型例1的例子3中的B和Y的色相的每一个中的饱和度与亮度或它的倒数之间的关系的图。图21A和21B是示出根据变型例2的像素的子像素结构例子的示意性平面图。图22是示出根据变型例2的布置在输出信号产生部分中的RGB/RGBZ转换部分的具体结构的框图。
具体实施例方式在下文中参照附图详细描述本发明的优选实施例。按照下面顺序进行描述。1.实施例(使用RGBW面板的液晶显示器的例子)2.变型例1 (在W子像素中分散黄色颜料的例子)3.变型例2 (使用RGBZ面板的液晶显示器的例子)(实施例)[液晶显示器1的整体结构]
图1示出了根据本发明的实施例的液晶显示器(液晶显示器1)的整体框图结构。液晶显示器1基于从外部施加的输入画面信号Din显示画面。液晶显示器1包括液晶显示面板2、背光3 (光源部分)、画面信号处理部分41、输出信号产生部分42、定时控制部分43、背光驱动部分50、数据驱动器51和栅极驱动器52。画面信号处理部分41、输出信号产生部分42、定时控制部分43、背光驱动部分50、数据驱动器51和栅极驱动器52对应于本发明中的“显示控制部分”的具体例子。液晶显示面板2基于输入画面信号Din对从背光3 (以后描述)发出的光进行调制以显示基于输入画面信号Din的画面。液晶显示面板2包括整体上以矩阵形式布置的多个像素20。图2A和图2B示出了每个像素20中的子像素结构例子的示意性平面图。每个像素20包括与红色(R)对应的子像素20R、与绿色(G)对应的子像素20G、与蓝色(B)对应的子像素20B以及亮度高于这三种颜色的白色(W)的子像素20W。在四种颜色R、G、B和W的子像素20R、20G、20B和20W中，与三种颜色R、G和B对应的子像素20R、20G和20B分别包括与颜色R、G和B对应的滤色器24R、24G和24B。换言之，对与R对应的子像素20R设置与R对应的滤色器24R，对与G对应的子像素20G设置与G对应的滤色器24G，对与B对应的子像素20B设置与B对应的滤色器24B。另一方面，对与W对应的子像素20W不设置滤色在图2A所示的例子中，在像素20中，四个子像素20R、20G、20B和20W按照这种顺序布置成一列(例如，沿水平(H)方向)。另一方面，在图2B所示的例子中，在像素20中， 四个子像素20R、20G、20B和20W以2行2列的矩阵形式进行布置。然而，像素20中四个子像素20R、20G、20B和20W的布置不限于此，并且子像素20R、20G、20B和20W可以以任何其
它形式进行布置。由于在实施例中像素20具有这种四种颜色子像素结构，如将在以后详细描述的那样，与现有技术中的三种颜色RGB子像素结构相比较，在显示画面时的亮度效率 (luminance efficiency)可以提高。图3示出了子像素20R、20G、20B和20W的每一个中的像素电路的电路结构例子。 子像素20R、20G、20B和20W中的每一个包括液晶元件22、TFT元件21和辅助电容元件23。 用于线顺序选择待驱动的像素的栅极线G、用于向待驱动的像素提供画面电压(从以后描述的数据驱动器51提供的画面电压)的数据线D和辅助电容线Cs连接到子像素20R、20G、 20B和20W中的每一个。响应于从数据线D经由TFT元件21提供给液晶元件22的一端的画面电压，液晶元件22执行显示操作。通过在一对电极(未示出)之间夹入例如由VA(垂直排列)模式或TN(扭曲向列)模式液晶形成的液晶层(未示出)来构造液晶元件22。液晶元件22中的这对电极的一个(一端)连接到TFT元件21的漏极和辅助电容元件23的一端，这对电极的另一个(另一端)接地。辅助电容元件23是用于稳定液晶元件22的累积电荷的电容元件。辅助电容元件23的一端连接到液晶元件22的一端和TFT元件21的漏极，辅助电容元件23的另一端连接到辅助电容线Cs。TFT元件21是用于向液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端提供基于画面信号Dl的画面电压的开关元件，并且由M0S-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构造。TFT元件21的栅极和源极分别连接到栅极线G和数据线D，TFT元件21的漏极连接到液晶元件22的一端和辅助电容元件23的一端。背光3是向液晶显示面板2施加光的光源部分，并且例如包括CCFL(冷阴极荧光灯)、LED (发光二极管)等等作为发光元件。如将在以后进行描述的那样，背光3基于输入画面信号Din的 亮度水平(信号电平)执行发光驱动(发光亮度的有源控制)。在该实施例中，从背光3发出的光的色度点设置到偏离白色色度点的位置。更具体地讲，在这种情况下，从背光3发出的光的色度点设置到与白色色度点相比更靠近黄色 (Y)的位置。例如，在由蓝色LED与发红光的荧光体和发绿光的荧光体组合而构成的白色 LED被用作光源的情况下，能够以下面方式实现所发出的光的色度点的这种设置。对上述荧光体的添加量进行调整以相对增加从背光3发出的光的光谱特征中的红色分量和绿色分量，从而使得与白色色度点相比，所发出的光的色度点更靠近Y。这种情况下发红光的荧光体的例子包括(Ca，Sr，Ba) S:Eu2+、(Ca, Sr,Ba)2Si5N8:Eu2+ 禾口 CaAlSiN3:Eu2+。此外，发绿光的荧光体的例子包括SrGa2S4Eu2+和Ca3Sc2Si3O12: Ce3+。画面信号处理部分41对包括与三种颜色R、G和B对应的像素信号的输入画面信号Din执行例如改善图像质量的预定图像处理(例如，锐度处理或伽马校正处理)，以产生包括与三种颜色R、G和B对应的像素信号的画面信号Dl (R的像素信号Dlr、G的像素信号 Dlg和B的像素信号Dlb)。输出信号产生部分42基于从画面信号处理部分41提供的画面信号Dl (Dlr、Dig 和Dlb)执行预定的信号处理(转换处理)以产生指示背光3中发光水平(照明水平)的照明信号BLl和画面信号D4(R的像素信号D4r、G的像素信号D4g、B的像素信号D4b和W 的像素信号D4w)作为输出画面信号。将在以后描述输出信号产生部分42的具体结构(参照图4到图8A至8C)。定时控制部分43控制背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51的驱动定时，并且向数据驱动器51提供从输出信号产生部分42提供的画面信号D4。栅极驱动器52沿上述栅极线G、响应于由定时控制部分43执行的定时控制来驱动液晶显示面板2中的像素20(子像素20R、20G、20B和20W)。另一方面，数据驱动器51向液晶显示面板2中的每个像素20(子像素20R、20G、20B和20W)提供基于从定时控制部分 43提供的画面信号D4的画面电压。换言之，R的像素信号D4r、G的像素信号D4g、B的像素信号D4b和W的像素信号D4w被分别提供给子像素20R、20G、20B和20W。更具体地讲，数据驱动器51对画面信号D4执行D/A(数字/模拟)转换以产生作为模拟信号的画面信号 (上述的画面电压)，从而将模拟信号输出到像素20 (子像素20R、20G、20B和20W)。因此， 对液晶显示面板2中的像素20 (子像素20R、20G、20B和20W)执行基于画面信号D4的显示驱动。背光驱动部分50响应于由定时控制部分43执行的定时控制、基于从输出信号产生部分42提供的照明信号BLl对背光3执行发光驱动(照明驱动)。更具体地讲，如将在下面进行详细描述的那样，执行基于输入画面信号Din的亮度水平(信号电平)的发光驱动(发光亮度的有源控制)。[输出信号产生部分42的具体结构]接下来，参照图4到图8A至8C，在下面描述输出信号产生部分42的具体结构。图 4示出了输出信号产生部分42的框图结构。输出信号产生部分42包括BL水平计算部分421、IXD电平计算部分422、色度点调整部分423和RGB/RGBW转换部分424。BL水平计算部分421基于画面信号Dl (Dlr、Dlg和Dlb)产生背光3中的照明信号BL1。更具体地讲，BL水平计算部分421分析画面信号Dl的亮度水平(信号电平)以获得与亮度水平对应的照明信号BL1。换言之，例如，从R的像素信号Dlr、G的像素信号Dlg 和B的像素信号Dlb提取具有最高亮度水平的像素信号以产生与所提取的像素信号的亮度水平对应的照明信号BLl。IXD电平计算部分422基于画面信号Dl (Dlr、Dig和Dlb)和从BL水平计算部分 421提供的照明信号BLl产生画面信号D2 (R的像素信号D2r、G的像素信号D2g和B的像素信号D2b)。更具体地讲，IXD电平计算部分422基于画面信号Dl和照明信号BLl执行预定的降低亮度处理(在这种情况下，IXD电平计算部分422将画面信号Dl的信号电平除以照明信号BLl的信号电平)以产生画面信号D2。更具体地讲，IXD电平计算部分422通过下面表达式⑴到⑶产生画面信号D2。D2r = (Dlr/BLl)......(1)
D2g = (Dlg/BLl)......(2)D2b = (Dlb/BLl)......(3)色度点调整部分423对画面信号D2 (D2r、D2g和D2b)执行预定的色度点调整以产生画面信号D3(D3r、D3g和D3b)。更具体地讲，在画面信号D2 (Dl)是指示白色(W)的画面信号的情况下，执行色度点调整从而基于从背光3发出的光将从液晶显示面板2发出的显示光的色度点调整到白色色度点。应该注意“画面信号D2 (Dl)是指示W的画面信号的情况”对应于像素信号D2r、D2g和D2b(Dlr、Dlg和Dlb)的亮度水平(信号电平、亮度等级) 全部在最大值的情况。在这种情况下，色度点调整部分423例如使用由下面表达式(4)指定的转换矩阵 Md2 —⑽执行这种色度点调整。换言之，通过将画面信号D2(像素信号D2r、D2g和D2b)乘以转换矩阵Md2 — d3 (通过执行矩阵运算)产生画面信号D3 (像素信号D3r、D3g和D3b)。 如表达式⑷中所示，能够通过将转换矩阵Md2 — χγζ乘以转换矩阵Mxyz — d3 (矩阵运算)而获得转换矩阵Md2 — d3。转换矩阵Md2 — χγζ是从画面信号D2到白色色度点中的三刺激值 (tristimulus values) (X, Y，Ζ)的转换矩阵。另一方面，转换矩阵Mxyz — d3是从三刺激值 (X，Y，Z)到画面信号D3的转换矩阵，并且能够通过下面表达式(5)进行确定。在表达式 (5)中，(Xw, Yw, Zw)指示子像素20W中的三刺激值，(Wr、Wg、Wb)指示通过由子像素20R、 20G和20B中的信号电平替代子像素20W中的信号电平而获得的值。将在以后详细描述色度点调整部分423中的操作(色度点调整操作)。Md2 — d3 = (Md2 — X (Mxyz — d3)……(4)
/ wt \[%ΛI Vg = V ny^j ‘ Yr,..... (δ)
\ W,/\ :“/(RGB/RGBW 转换部分 4M)RGB/RGBW转换部分424对从色度点调整部分423提供的与三种颜色R、G和B对应的画面信号D3 (D3r、D3g、D3b)执行预定的RGB/RGBW转换处理(颜色转换处理)。因此， 产生了与四种颜色R、G、B和W对应的画面信号D4 (D4r、D4g、D4b和D4w)。
图5示出了 RGB/RGBW转换部分424的框图结构。RGB/RGBW转换部分424包括Wl 计算部分424-1、Wl计算部分424-2、最小值选择部分424-3、乘法部分424_4R、424_4G和 424-4B、减法部分 424-5R、424-5G 和 424-5B 以及乘法部分 424_6R、424_6G 和 424-6B。应该注意作为输入信号的像素信号D3r、D3g和D3b分别称作R0、GO和B0，作为输出信号的像素信号D4r、D4g、D4b和D4w分别称作Rl、Gl、Bl和Wl。首先，例如参照亮度高于三种颜色R、G和B的颜色(Z)的子像素20Z用作子像素 20W的更宽概念的情况，描述使用四种颜色子像素结构的原因以及颜色转换处理中的表达式。较高亮度的颜色(Z)的例子包括黄色(Y)和白色(W)。应该注意 ，上述像素信号D4w和 Wl称作像素信号D4z和Z1。(使用四种颜色子像素结构的原因)首先，使用包括子像素20R、20G、20B和20Z (20W)的四种颜色子像素结构的目的是通过使用子像素20Z(20W)的高亮度特征(亮度高于子像素20R、20G和20B的亮度)提高亮度效率。因此，为了在四种颜色RGBZ(W)子像素结构中实现与三种颜色RGB子像素结构相同的亮度，每种颜色的画面信号的亮度水平小于三种颜色子像素结构的亮度水平。更具体地讲，例如，如图6(A)中的箭头所示，与待进行RGB/RGBZ(W)转换处理的像素信号R0、G0 和BO的亮度水平相比较，通过RGB/RGBZ(W)转换处理获得的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度水平较小。另一方面，例如，如图2A和2B所示，在四种颜色子像素结构中，由于额外布置了子像素20Z(20W)，所以子像素20R、20G和20B的每一个的面积小于三种颜色子像素结构的情况。因此，在不允许使用子像素20Z(20W)的高亮度特征的情况下，像素信号R1、G1和Bl的亮度水平大于像素信号R0、GO和BO的亮度水平。图6B示出了这种情况下的例子，并且示出了一个例子，其中在子像素20Z是子像素20W的情况下，像素信号R0、GO和BO构成红色单色信号(仅仅像素信号RO具有有效亮度水平(它不是0))。在这种情况下，白色(W)是当R、G和B的亮度水平彼此相同时出现的颜色；因此，在像素信号R0、G0和BO构成红色单色信号的情况下，通过使用子像素20W不能够降低像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。因此， 在这种情况下，如上所述，由于子像素20R的面积相对小于三种颜色子像素结构的情况，所以如图6B中的箭头所示，需要将像素信号Rl的亮度水平增加到高于像素信号RO的亮度水平的水平。因此，在四种颜色子像素结构中，由于子像素20R、20G和20B的面积较小，为了实现与三种颜色子像素结构的情况相同的亮度，需要将像素信号R1、G1和Bl的亮度水平增加到高于像素信号R0、GO和BO的亮度水平的水平。然而，如图6A所示，在可以使用子像素 20Z(20ff)的高亮度特征的情况下，通过将像素信号R0、GO和BO的亮度水平的一部分分配给像素信号Zl (Wl)的亮度水平，可以降低像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。换言之，像素信号Rl、Gl、Bl和Zl (Wl)的亮度水平可以被降低到低于像素信号R0、G0和BO的最大亮度水平的水平。然而，当此时分配给像素信号Zl的亮度水平的量太大时，例如，如图6A所示，像素信号Zl的亮度水平高于像素信号R1、G1和Bl的亮度水平。在这种情况下，当BL水平计算部分421基于像素信号Dlr、Dig和Dlb (Rl、Gl和Bi)产生照明信号BLl时，如上所述，例如，使用从像素信号Dlr、Dlg和Dlb选择的具有最高值的像素信号。因此，需要满足下面表达式(6)，即满足像素信号Zl的亮度水平等于或小于像素信号Rl、Gl和Bl中的最高亮度水平的条件。Zl 彡 Max (Rl，Gl，Bi)......(6)(RGB/RGBZ转换处理的表达式)首先，如图7A和7B所示，在待进行RGB/RGBZ转换处理的像素信号R0、G0和BO的亮度水平与通过RGB/RGBZ转换处理获得的像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度水平之间，下面的关系(表达式⑵和(8))成立。换言之，如图7A所示，在(R0，GO, BO) = (Xr, Xg, Xb) 的情况下，(R1，G1，B1，Z1) = (0,0,0, Xz)成立。此外，如图 7B 所示，在(R0，G0，B0) = (1， 1，1)的情况下，(Rl，Gl, Bi, Zl) = (Kr，Kg, Kb，0)成立。注意=Xr = Xg = Xb 的情况对应于子像素20Z是白色的子像素20W的情况。此外，在背光3中的光谱与现有技术的三种颜色RGB子像素结构的光谱相同并且子像素20R、20G、20B和20Z的宽度(子像素宽度)彼此相同的情况下，Kr = Kg = Kb成立。
(R0, GO, B0)=(Xr, Xg, Xb)=>(Rl, Gl, Bi, Z1)=(0, 0，0，Xz) ......(7)
(R0, GO, B0)=(1,1，1)^>(R1, Gl, Bi, Zl)=(Kr, Kg, Kb, 0) ......(8)在这种情况下，通过RGB/RGBZ转换处理获得的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度水平由上述的表达式(7)和⑶进行表示，下面的表达式(9)到(11)成立。注意像素信号R1、 Gl和Bl的亮度水平不可以设置成负值，因此除了表达式(9)到(11)以外还需要满足(R1， Gl, Bi) ^ O。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及显示亮度高于这三种颜色的颜色(Z)的子像素构成，并且基于与三种颜色R、G和 B对应的输入画面信号对从光源部分发出的光进行调制以显示画面；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行预定的转换处理以产生与四种颜色R、G、B和Z对应的输出画面信号，并且所述显示控制部分使用所述输出画面信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z的子像素的每一个执行显示驱动，其中，光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置，以及在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行转换处理中的色度点调整，以基于光源部分发出的光将从液晶显示面板发出的显示光的色度点调整到白色色度点。
2.根据权利要求1的液晶显示器，其中作为转换处理，所述输出信号产生部分基于输入画面信号执行色度点调整并且对经过色度点调整的画面信号执行预定的颜色转换处理，从而产生输出画面信号。
3.根据权利要求2的液晶显示器，其中所述输出信号产生部分基于输入画面信号来产生光源部分中的照明信号并且基于输入画面信号和该照明信号来执行预定的亮度减小处理并且对经过亮度减小处理的画面信号执行色度点调整，以及所述显示控制部分使用输出画面信号执行显示驱动并且使用照明信号对光源部分执行发光驱动。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的液晶显示器，其中每个像素包括三种颜色R、G和B的子像素以及作为Z的子像素的白色(W)的子像素。
5.根据权利要求4的液晶显示器，其中为三种颜色的子像素提供与颜色R、G和B对应的滤色器时，而不为W的子像素提供滤色器。
6.根据权利要求5的液晶显示器，其中所述光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点相比更靠近黄色(Y)的一侧。
7.根据权利要求6的液晶显示器，其中黄色颜料被分散在W的子像素中。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示器，包括光源部分；液晶显示面板，包括多个像素，每个像素由三种颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素以及亮度高于这三种颜色的颜色(Z)的子像素构成；以及显示控制部分，包括输出信号产生部分，所述输出信号产生部分使用输出画面信号对R、G、B和Z的子像素执行显示驱动。光源部分发出的光的色度点被设置到与白色色度点偏离的位置。在输入画面信号是表示白色(W)的画面信号的情况下，输出信号产生部分执行色度点调整，使得基于所发出的光的从液晶显示面板发出的显示光的色度点被调整到白色色度点。
文档编号G09G3/36GK102347009SQ201110195139
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月13日 优先权日2010年7月27日
发明者菊地健, 谷野友哉 申请人:索尼公司
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