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：
本发明涉及提供有具有多个发光子部分的光源部分的液晶显示器(以下称为 LCD)。
背景技术：
近年来，作为薄屏电视和便携式终端设备的显示器，已经经常使用其中为每个像素提供薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型IXD。在这样的IXD中，通过从屏幕的上部到下部线序地写入图像信号到每个像素的辅助电容元件和液晶元件来驱动每个像素。作为LCD中使用的背光，使用冷阴极荧光灯(CCFL)作为光源的背光是主流，但是近年来，使用发光二极管(LED)的背光也已经出现。对于采用这样的LED作为背光的LCD，在现有技术中已经提出将光源部分划分为多个发光子部分的技术，并且其基于该发光子部分独立地执行发光操作(例如，见日本未审专利申请公开No. 2001-142409)。在这样的子部分发光操作时，基于输入图像信号生成指示用于背光中的每个发光子部分的发光图案的发光图案信号和分区驱动图像信号的每个。同时，为了在IXD中的图像显示时实现低功耗，已经提出其中IXD面板中的每个像素包括四种颜色的子像素的技术。具体地，这些四种颜色的子像素是红色(R)子像素、绿色 (G)子像素、蓝色(B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色(例如，白色(W)、黄色(Y)等)。当通过使用这样的四种颜色的子像素的图像信号执行图像显示时，与过去的通过提供三种颜色的图像信号到具有R、G和B三种颜色的子像素结构的每个像素执行图像显示的情况相比，可以改进亮度效率。换句话说，可以在减少信号电平的同时保持显示亮度，因此与过去的具有三种颜色的子像素结构的LCD相比，可以实现低功耗。此外，日本专利No. 4354491提出上述两种技术(即，其中在具有R、G、B和W的四种颜色的子像素结构的LCD中执行子部分发光操作的技术)的组合。
发明内容
然而，在该日本专利No. 4354491中，在R、G和B的三种输入图像信号经历颜色转换处理从而生成R、G、B和W的四种像素信号后，基于四种像素信号生成上述发光图案信号和分区驱动图像信号的每个。从而，通过日本专利No. 4354491中的技术，与过去的基于三种图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号的情况相比，电路规模等增加，使其难以实现尺寸的减少。换句话说，上述两种技术的组合使得功耗比以前低，但是难以减少成本。同时，当在具有四种颜色R、G、B和Z (W等)的子像素结构的IXD中执行子部分发光操作时，可以想到使用不同于日本专利No. 4354491的技术。换句话说，存在这样的技术， 其中以与上述日本专利No. 4354491中的技术相反的方式，如同过去基于三种输入图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号，然后通过颜色转换处理生成用于四种颜色的每
3个子像素的分区驱动图像信号，并将其提供给每个子像素。在该技术中，基于三种输入图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号，因此不同于上述日本专利No. 4354491中的技术，不出现电路规模等的增加。此外，因为由此生成的三种颜色的分区驱动图像信号经历颜色转换处理，并且最终生成用于四种颜色的每个子像素的分区驱动图像信号，所以对于图像信号可以减少信号电平，并且也可以实现低功耗。然而，在该技术中，基于三种输入图像信号生成发光图案信号。为此，与基于R、G、 B和Z的四种图像信号(像素信号)生成发光图案信号的情况相比，改进亮度效率的效果不够，这也不足以实现低功耗。换句话说，利用该技术，可以通过减少尺寸实现成本减少，但是难以实现低功耗。由于以上原因，期望提出一种技术，其可以在具有R、G、B和Z的四种颜色的子像素结构的LCD中使用子部分发光操作的图像显示时，实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。考虑以上，期望提供这样的LCD，其可能能够在使用执行子部分发光操作的光源部分的图像显示时实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。根据本公开实施例的IXD包括光源部分、IXD面板和显示控制部分。光源部分包括可能能够相互独立控制的多个发光子部分。LCD面板包括多个像素，每个像素具有红色(R) 子像素、绿色(G)子像素、蓝色(B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色，并且基于R、G和B的三种输入图像信号，以发光子部分为基础调制从光源部分发射的光，从而执行图像显示。显示控制部分包括分区驱动处理部分，所述分区驱动处理部分基于输入图像信号生成发光图案信号和R、G、B和Z的四种分区驱动图像信号，所述发光图案信号指示光源部分中基于发光子部分的发光图案。此外，显示控制部分通过使用发光图案信号执行对光源部分的发光子部分的每个的发光驱动，并且通过使用分区驱动图像信号执行对IXD面板中的R、G、B和Z的每个子像素的显示驱动。分区驱动处理部分通过基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理生成R、G、B和Z的四种像素信号， 并且还基于四种像素信号中的R、G和B的三种像素信号生成发光图案信号。此外，分区驱动处理部分基于三种输入图像信号生成R、G和B的三种基本分区驱动信号以及发光图案信号，并且还通过使得三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理生成四种分区驱动图像信号。在根据本公开实施例的LCD中，基于三种输入图像信号，生成发光图案信号和四种分区驱动图像信号的每个，该发光图案信号指示光源部分中基于发光子部分的发光图案。然后，通过使用发光图案信号执行光源的每个发光子部分的发光驱动，并且通过使用分区驱动图像信号执行LCD面板中的R子像素、G子像素、B子像素和Z子像素的每个的显示驱动。此时，基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理，从而生成四种像素信号，然后基于四种像素信号中的三种像素信号生成发光图案信号。与通过照原样使用四种像素信号生成发光图案信号的情况相比，这减少了生成发光图案信号的部分的尺寸。此外，通过使用通过执行第一颜色转换处理获得的四种像素信号的一部分(三种像素信号)生成发光图案信号，该第一颜色转换处理生成指示高于R、G和B子像素的亮度的亮度的颜色(Z)的像素信号。为此，与不执行第一颜色转换处理生成发光图案信号的情况相比，在减少信号电平 (改进亮度效率)的同时保持显示亮度。此外，基于输入图像信号和发光图案信号生成三种基本分区驱动信号，然后该三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理，从而生成四种分区驱动图像信号。与通过使得输入信号经历颜色转换处理生成四种像素信号后、通过使用四种像素信号生成分区驱动图像信号的情况相比，这减少了生成分区驱动图像信号的部分的尺寸。根据本公开上述实施例中的IXD，基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理， 从而生成四种像素信号，然后基于这四种像素信号中的三种像素信号生成发光图案信号。 因此，生成发光图案信号的部分可以在尺寸上减小，此外可以在减少信号电平的同时保持显示亮度。此外，基于输入图像信号和发光图案信号生成三种基本分区驱动信号，然后这三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理，从而生成四种分区驱动图像信号。因此，生成分区驱动图像信号的部分可以在尺寸上减小。因此，在使用执行子部分发光操作的光源部分的图像显示时，可以实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。应当理解的是，前述一般描述和下面的详细描述是示例性的，并且旨在提供要求保护的技术的进一步说明。
包括附图以提供本公开的进一步理解，并且附图并入并构成本说明书的一部分。 附图与说明书一起图示实施例，并且用于说明该技术的原理。图1是根据本公开第一实施例的液晶显示器(IXD)的整体结构的方块图。图2A和图2B是每个示意性图示图1所示的像素的子像素结构的示例的平面图。图3是图示图2A和图2B所示的每个子像素的详细结构的示例的电路图。图4是示意性图示图1所示的LCD中的子部分发光区域和子部分照射区域的每个的示例的分解透视图。图5是图示图1所示的分区驱动处理部分的详细结构的方块图。图6是图示图5所示的RGB/RGBZ转换部分422A的详细结构的方块图。图7A和图7B是用于说明RGB/RGBZ转换部分中的转换操作的示例的示意图。图8A和图8B是用于说明RGB/RGBZ转换部分中的转换操作的另一示例的示意图。图9是图示图5所示的RGB/RGBZ转换部分422B的详细结构的方块图。图10是图示图1所示的LCD中的背光的子部分发光操作的概况的示意图。图IlA到IlG是用于说明图1所示的LCD中的背光的子部分发光操作的概况的示意波形图。图12是图示根据比较示例1的IXD中的分区驱动处理部分的结构的方块图。图13是图示根据比较示例2的IXD中的分区驱动处理部分的结构的方块图。图14是图示根据本公开第二实施例的IXD的整体结构的方块图。图15A和图15B是每个示意性图示图14所示的像素的子像素结构的示例的平面图。图16是图示图14所示的分区驱动处理部分的详细结构的方块图。图17是图示图16所示的RGB/RGBW转换部分422C的详细结构的方块图。图18A到18C是用于说明RGB/RGBW转换部分中的转换操作的示例的示意图。图19是图示图16所示的RGB/RGBW转换部分422D的详细结构的方块图。
图20A到20C是每个图示根据本公开的修改的背光中的子部分发光操作的示意图。
具体实施例方式将参考附图详细描述本公开的实施例。顺带提及，将按照下面的顺序提供描述。1.第一实施例(使用RGBZ面板中的子部分发光操作的图像显示的示例)2.第二实施例(使用RGBW面板中的子部分发光操作的图像显示的示例)3.修改(边缘发光型背光等的示例)(第一实施例)[液晶显示器1的整体结构]图1是根据本公开第一实施例的整体IXDOXD 1)的方块图。IXD 1基于外部输入的输入图像信号Din执行图像显示。该IXD 1包括IXD面板 2、背光3 (光源部分)、图像信号处理部分41、分区驱动处理部分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。在这些之中，图像信号处理部分41、分区驱动处理部分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对应于根据本公开实施例的“显示控制部分”的具体示例。IXD面板2基于输入图像信号Din调制从稍后要描述的背光3发射的光，从而基于该输入图像信号Din执行图像显示。该IXD面板2包括整体上按照矩阵形式排列的多个像素20。图2A和2B每个图示示意性平面图中的每个像素20中的子像素结构的示例。每个像素20包括对应于红色(R)的子像素20R、对应于绿色(G)的子像素20G、对应于蓝色(B) 的子像素20B和展现具有高于R、G和B的亮度的亮度的颜色(Z)的子像素20Z。该具有更高亮度的颜色⑵例如包括黄色⑴、白色(W)等，但是在本实施例中，颜色(Z)将描述为它们的上位概念。在四种颜色R、G、B和Z的四种子像素20R、20G、20B和20Z中，在对应于R、 G和B的三种颜色的三种子像素20R、20G和20B中，布置对应于R、G和B的各个颜色的滤色镜MR、24G和MB。换句话说，对应于R的滤色镜24R布置在对应于R的子像素20R中， 对应于G的滤色镜24G布置在对应于G的子像素20G中，并且对应于B的滤色镜24B布置在对应于B的子像素20B中。另一方面，在对应于Z的子像素20Z中，在例如Z = Y的情况下，布置对应于Y的滤色镜(图2A和2B中所示的MZ)。然而，如稍后将描述的第二实施例中将描述的细节，在Z = W的情况下，在该子像素20Z中不布置滤色镜。这里，在图2A所示的示例中，在像素20中，四个子像素20R、20G、20B和20Z以此顺序在按行排列(例如沿着水平(H)方向)。另一方面，在图2B所示的示例中，在像素20 内，四个子像素20R、20G、20B和20Z用两行和两列以矩阵形式(如同网格)排列。然而，像素20中的这四个子像素20R、20G、20B和20Z的布局配置不限于这些示例，并且可以是其它布局配置。在本实施例的像素20中，通过具有这样的四种颜色的子像素结构，如稍后将详细描述的，与过去的具有R、G和B的三种颜色的子像素的情况相比，可以改进图像显示时的亮度效率。换句话说，可以在减少图像显示时的背光3的亮度电平的同时保持显示亮度，因此，与过去的具有三种颜色的子像素结构的LCD相比，可以实现低功耗。
图3图示子像素20R、20G、20B和20Z的每个中的像素电路的结构示例。子像素 20R、20G、20B和20Z的每个具有液晶元件22、TFT元件21、和辅助电容元件23。用于线序选择作为驱动目标的像素的栅极线G、用于提图像电压(从稍后将描述的数据驱动器51提供的图像电压)到作为驱动目标的像素的数据线D、和辅助电容线Cs连接到子像素20R、20G、 20B和20Z的每个。液晶元件22根据通过TFT元件21从数据线D提供到液晶元件22的一端的图像电压执行显示操作。该液晶元件22例如是这样的元件，其中用VA(垂直对齐)模式或TN(扭曲向列)模式的液晶配置的液晶层(未示出)包夹在一对电极(未示出)之间。液晶元件 22中的该对电极之一(一端)连接到TFT元件21的漏极和辅助电容元件23的一端，并且另一个(另一端)接地。辅助电容元件23是用于稳定液晶元件22的存储电荷的电容元件。该辅助电容元件23的一端连接到液晶元件22的一端和TFT元件21的漏极，并且另一端连接到辅助电容线Cs。TFT元件21是用于提供基于图像信号Dl的图像电压到液晶元件 22和辅助电容元件23的每个的一端的开关元件，并且配置为包括MOS-FET (金属氧化物半导体-场效应晶体管)。在该TFT元件21中，栅极连接到栅极线G，源极连接到数据线D，并且漏极连接到液晶元件22和辅助电容元件23的每个的一端。背光3是发射光到IXD面板2的光源部分，并且包括例如CCFL或LED作为发光元件(光源)。在背光3中，如稍后将描述的，根据输入图像信号Din的内容(图像图案)执行发光驱动。例如如图4所示，该背光3还具有多个配置为可相互独立控制的子部分发光区域 36(发光子区域)。换句话说，该背光3是采用分区驱动系统的背光。具体地，在背光3中， 多个光源二维排列，从而提供多个子部分发光区域36。因此，背光3划分为平面内方向上的 n列Xm行=κ单元(n，m= 2或更大的整数)的发光区域。顺带提及，设置划分的数量以实现低于上述IXD面板2中的像素20的分辨率的分辨率。此外，如图4所示，在IXD面板 2中，形成对应于各个子部分发光区域36的多个子部分照射区域26。在该背光3中，根据输入图像信号Din的内容(图像图案)，对于每个子部分发光区域36可以独立地控制发光。此外，这里例如通过组合发射红光的红色LED 3R、发射绿光的LED 3G和发射蓝光的LED 3B的各LED来配置背光3中的光源。然而，用于光源的LED 的类型不限于该示例，并且例如可以采用发射白光的白色LED。顺带提及，至少一个这样的光源布置在每个子部分发光区域36中。图像信号处理部分41使得包括对应于R、G和B三种基本颜色的像素信号的输入图像信号Din经历例如用于增加图像质量的预定图像处理(如锐度处理、伽马校正等)。结果，生成包括对应于R、G和B三种颜色的像素信号的图像信号Dl (用于R的像素信号Dlr、 用于G的像素信号Dlg和用于B的像素信号Dlb)。分区驱动处理部分42使得从图像信号处理部分41提供的图像信号Dl (Dir. Dig 和Dlb)经历预定分区驱动处理。结果，生成指示背光3中以子部分发光区域36为基础的发光图案的发光图案信号BL1、以及分区驱动图像信号D5 (用于R的像素信号D5r、用于G 的像素信号D5g、用于B的像素信号D5b、用于Z的像素信号D5z)。顺带提及，稍后将详细描述该分区驱动处理部分42的结构(图5到图9)。定时控制部分43控制用于驱动背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51
7的定时，并且给数据驱动器51提供从分区驱动处理部分42提供的分区驱动图像信号D5。根据通过定时控制部分43的定时控制，栅极驱动器52沿着上述栅极线G线序驱动IXD面板2内的每个像素2。另一方面，数据驱动器51给IXD面板2的每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)提供有基于从定时控制部分43提供的分区驱动图像信号D5的图像电压。换句话说，子像素20R提供有用于R的像素信号D5r，子像素20G提供有用于G的像素信号D5g，子像素20B提供有用于B的像素信号D5b，并且子像素20Z提供有用于Z的像素信号D5z。具体地，数据驱动器51使得分区驱动图像信号D5经历D/A(数字 /模拟)转换，从而生成作为模拟信号的图像信号(上述图像电压)，并且将生成的图像信号输出到每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)。以此方式，对IXD面板2内的每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)执行基于分区驱动图像信号D5的显示驱动。根据通过定时控制部分43的定时控制，背光驱动部分50基于从分区驱动处理部分42输出的发光图案信号BLl，对背光3中的每个子部分发光区域36执行发光驱动(点亮驱动)。[分区驱动处理部分42的详细结构]接着，参考图5到图9，将描述分区驱动处理部分42的详细结构。图5是分区驱动处理部分42的方块图。该分区驱动处理部分42包括分辨率降低处理部分421、RGB/RGBZ转换部分422A (第一颜色转换部分)和422B (第二颜色转换部分)、BL电平计算部分423 (发光图案生成部分)、扩散部分424、和LCD电平计算部分425(图像信号生成部分)。分辨率降低处理部分421使得图像信号Dl经历预定分辨率降低处理，从而生成变为上述发光图案信号BLl的基础的图像信号D2(分辨率降低信号)。具体地，包括每像素 20的亮度电平信号的图像信号Dl (像素信号Dlr、Dlg和Dlb)重建为其分辨率低于像素20 的分辨率的每子部分发光区域36的亮度电平信号。因此，生成图像信号D2 (用于R的像素信号D2r、用于G的像素信号D2g和用于B的像素信号D2b)。此时，通过从每个子部分发光区域36内的多个像素信号提取预定量的特性(例如，亮度电平的最大值或平均值、或基于它们的合成值、或其它值)，分辨率降低处理部分421执行重建。RGB/RGBZ转换部分422A使得对应于R、G和B三种颜色的图像信号D2 (像素信号 D2r、D2g和D2b)经历RGB/RGBZ转换处理(第一颜色转换处理)。结果，生成对应于R、G、B 和Z四种颜色的像素信号。此外，该RGB/RGBZ转换部分422A选择性地输出对应于四种颜色的像素信号中的对应于R、G和B三种颜色的像素信号D3r、D3g和D!3b作为图像信号D3。 顺带提及，稍后将详细描述RGB/RGBZ转换部分422A的结构(图6)。BL电平计算部分423基于从RGB/RGBZ转换部分422A输出的图像信号D3(D3r、D3g 和D3b)，计算每子部分发光区域36的发光亮度电平，从而生成发光图案信号BL1。具体地， 通过分析每子部分发光区域36的图像信号D3的亮度电平，获得对应于每个区域的亮度电平的发光图案。扩散部分似4使得从BL电平计算部分423输出的发光图案信号BLl经历预定扩散处理，从而输出扩散发光图案信号BL2到LCD电平计算部分425。因此，每子部分发光区域36的信号转换为每像素20的信号。通过考虑背光3中的实际光源(这里为每种颜色的 LED)中的亮度分布(来自光源的光的扩散分布)执行扩散处理。
IXD电平计算部分425基于图像信号Dl (Dir. Dig和Dlb)和扩散发光图案信号 BL2，生成基本驱动信号D4 (用于R的像素信号D4r、用于G的像素信号D4g和用于B的像素信号D4b)。具体地，通过将图像信号Dl的信号电平除以扩散发光图案信号BL2生成基本分区驱动信号D4。更具体地，通过在LCD电平计算部分425中使用下面的表达式(1)到(3) 生成基本分区驱动信号D4。D4r = (Dlr/BL2)......(1)D4g = (Dlg/BL2)......(2)D4b = (Dlb/BL2)......(3)这里，基于上述表达式⑴到(3)，获得基本信号(图像信号Dl)=(发光图案信号BL2X基本分区驱动信号D4)这样的关系。其中，(发光图案信号BL2X基本分区驱动信号D4)的物理含义是将基本分区驱动信号D4的画面图像叠加在正以一定发光图案点亮的背光3中的每个子部分发光区域36的画面图像上。结果，如稍后将详细描述的，LCD面板2中的发送光的亮和暗分布偏移，这导致等效于观看原始显示(通过基本信号的显示)。RGB/RGBZ转换部分422B使得对应于R、G和B三种颜色的基本分区驱动信号 D4 (D4r、D4g和D4b)经历RGB/RGBZ转换处理(第二颜色转换处理)。结果，生成对应于R、 G、B和Z四种颜色的分区驱动信号D5(D5r、D5g、D5b和D5z)。顺带提及，稍后将详细描述该RGB/RGBZ转换部分422B的结构(图9)。这里，下面要详细描述的RGB/RGBZ转换部分422A和422B中的操作(RGB/RGBZ转换处理)的特性基本相同。然而，由RGB/RGBZ转换部分422B生成的分区驱动图像信号D5 是每像素20(子像素20R、20G、20B和20Z)的高分辨率数据，并且是被视觉观察的数据。为此，期望RGB/RGBZ转换部分422B的性能高，从而该RGB/RGBZ转换部分422B的电路规模趋于相对大。另一方面，由于下面的原因(A)到(C)，RGB/RGBZ转换部分422A的性能可以低于RGB/RGBZ转换部分422B的性能，并且电路规模可以相对小。(A)由RGB/RGBZ转换部分 422A生成的图像信号D3是每子部分发光区域36低分辨率(例如大约100单元)的数据。 (B)该图像信号D3用于在BL电平计算部分423中生成发光图案信号BLl，并且是不被视觉观察的数据。(C)通过上述表达式(1)到(3)，在发光图案信号BLl和基本分区驱动信号 D4的特性的乘积中，IXD面板2中的发送光的亮和暗分布偏移，这导致等效于观看原始显示 (通过基本信号的显示)。换句话说，在视觉图像中，对背光3侧的影响被抵消，并且变得无关。(RGB/RGBZ 转换部分 422A)图6是上述RGB/RGBZ转换部分422A的方块图。该RGB/RGBZ转换部分422A具有Zl计算部分422A1、Zl计算部分422A2、最小选择部分422A3、乘法部分422A4R、422A4G 和 422A4B、减法部分 422A5R、422A5G 和 422A5B、以及乘法部分 422A6R、422A6G 和 422A6B。 如上所述，RGB/RGBZ转换部分422A基于对应于R、G和B三种颜色的图像信号D2 (D2r、D2g 和D2b)生成对应于R、G、B和Z四种颜色的像素信号。随后，在这四种颜色的像素信号中， RGB/RGBZ转换部分422A选择性输出对应于R、G和B的像素信号D3r、D3g和D!3b作为图像信号D3。这里，作为输入信号的像素信号D2r、D2g和D^将分别描述为R0、G0和B0，作为输出信号的像素信号D!3b、D3g和D!3b将分别描述为R1、G1和Bi，并且对应于Z的像素信号将描述为Zl。
这里，在RGB/RGBZ转换部分422A中每个块的描述之前，将参考图7A和7B描述为什么来自该RGB/RGBZ转换部分422A的输出信号(图像信号D3)可能不对应于R、G、B和Z 四种颜色，并且可以对应于R、G和B三种颜色的原因。换句话说，将描述即使在通过使用基于对应于这三种颜色的图像信号D3生成的发光图案信号BLl执行图像显示时，也获得通过四种颜色的子像素结构降低功耗的效果的原因。首先，使用包括子像素20R、20G、20B和20Z的四种颜色的子像素结构的原因是通过使用子像素20Z (展现高于子像素20R、20G和20B的亮度的亮度)的高亮度属性，在图像显示时降低功耗(改进亮度效率)。因此，当在R、G、B和Z四种颜色的子像素结构中试图实现与R、G和B三种颜色的子像素结构的情况中相同的亮度时，每种颜色的图像信号的亮度电平变为低于三种颜色的子像素结构的情况中的亮度电平。具体地，例如，如图7A中箭头所示，RGB/RGBZ转换处理后的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平变为分别低于RGB/RGBZ 转换处理前的像素信号R0、G0和BO的亮度电平。另一方面，例如如图2A和2B所示，在四种颜色的子像素结构中，因为额外布置子像素20Z，所以子像素20R、20G和20B的每个的区域变得小于三种颜色的子像素结构情况中的区域。为此，当不允许使用子像素20Z中的高亮度属性时，RU Gl和Bl的亮度电平相反地变得高于像素信号R0、GO和BO的亮度电平。图7B描绘该情况的示例，并且图示其中当子像素20Z为白色(W)子像素时，像素信号R0、G0和BO是红色单色信号(只在像素信号 RO中有效(不为0)的亮度电平存在)的示例。这里，白色(W)是当R、G和B的亮度电平相同时表示的颜色，因此当像素信号R0、GO和BO是如上所述的红色单色信号时，不允许通过使用白色子像素降低像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平。因此，在该情况下，因为如上所述子像素20R的区域与三种颜色的子像素结构的情况相比相对小，所以相应地期望像素信号Rl的亮度电平高于像素信号RO的亮度电平，如图7B的箭头所示。为此，在四种颜色的子像素结构中，因为子像素20R、20G和20B的每个的区域变小，所以简单地期望像素信号R1、G1和Bl的亮度电平高于像素信号R0、G0和BO的亮度电平，以便实现与三种颜色的子像素结构的情况相同的亮度。然而，如图7A所示，在可以使用子像素20Z的高亮度属性的情况下，可以通过将像素信号R0、G0和BO的亮度电平的一部分分布到像素信号Zl的亮度电平来降低像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平。换句话说，可以将像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度电平抑制为低于像素信号R0、G0和BO的亮度电平的最大值。然而，当使得对像素信号Zl的分布量太大时，在图7A中，例如像素信号Zl的亮度电平变为高于像素信号R1、G1和Bl的亮度电平。这里，在BL电平计算部分423中，当基于像素信号D3r、D3g和D!3b (Rl、Gl和Bi)生成发光图案信号BLl时，通常使用每个子部分发光区域36中的像素信号的最大值。因此，当满足下面的表达式(4)时，即，当满足像素信号 Zl的亮度电平低于像素信号R1、G1和Bl的亮度电平的状态时，显然图像信号D3可以是对应于R、G和B三种颜色的信号。换句话说，即使在通过使用基于对应于这三种颜色的图像信号D3生成的发光图案信号BLl执行图像显示时，也获得通过四种颜色的子像素结构降低功耗的效果。Zl 彡 Max (Rl，Gl，Bi)......(4)随后，参考图8A和8B，将描述用于整个RGB/RGBZ转换部分422A中的RGB/RGBZ转
10换处理中的计算的表达式。 首先，如图8A和8B所示，假设在RGB/RGBZ转换处理前的像素信号R0、G0和BO的亮度电平和RGB/RGBZ转换处理后的像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度电平之间以下关系(表达式(5)和(6))成立。换句话说，如图8A所示，当(R0, GO, BO) = (Xr, Xg, Xb)时，(Rl, Gl, Bi，Zl) = (0,0,0, Xz)成立。此外，如图 8B 所示，当(R0, GO, BO) = (1,1,1)时，(Rl, Gl, Bi，Zl) = (kr, kg, kb，0)成立。顺带提及，其中& = Xg = Xb的情况等效于其中子像素20Z是白色(W)子像素的情况。此外，当背光3中的光谱与过去的具有R、G和B三种颜色的子像素结构的情况中的光谱相同时，当子像素20R、20G、20B和20Z的宽度(子像素宽度)相等时，kr = kg = kb成立。(R0, GO, BO) = (Xr, Xg, Xb) ^>(R1, Gl, Bi, Zl) = (0, 0, 0, Xz) ... (5)(R0, GO, BO) = (1, 1, 1) ι (Rl, Gl, Bi, Zl) = (kr, kg, kb, 0)... (6)这里，当通过使用上述表达式( 和(6)表达时，RGB/RGBZ转换处理后的像素信号R1、G1和Bl的亮度电平变为如下面的表达式(7)到(9)的值。顺带提及，因为像素信号 RUGl和Bl的亮度电平不允许设为负数(负)值，所以除了这些表达式(7)到(9)外，还期望满足条件(RLGLBl)彡O。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源部分，其包括每个独立控制的多个发光子部分；液晶显示面板，其包括多个像素，每个像素具有红色(R)子像素、绿色(G)子像素、蓝色 (B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色，液晶显示面板基于R、G和B的三种输入图像信号调制从光源部分中的每个发光子部分发射的光，从而执行图像显示；以及显示控制部分，其包括分区驱动处理部分，所述分区驱动处理部分从所述三种输入图像信号生成发光图案信号和四种分区驱动图像信号两者，所述发光图案信号表示通过点亮光源部分中的发光子部分形成的发光图案，所述四种分区驱动图像信号分别对应于R、G、B 和Z的四种颜色，所述显示控制部分利用所述发光图案信号对光源部分中的发光子部分执行发光驱动，并且利用所述四种分区驱动图像信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z子像素执行显示驱动，其中所述分区驱动处理部分通过基于所述三种输入图像信号执行第一颜色转换来生成R、G、B和Z的四种像素信号，并且从所述四种像素信号中的R、G和B的三种像素信号生成所述发光图案信号，以及此外所述分区驱动处理部分从所述三种输入图像信号和所述发光图案信号两者生成R、G 和B的三种基本分区驱动图像信号，并且通过对所述三种基本分区驱动图像信号执行第二颜色转换生成所述四种分区驱动图像信号。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述分区驱动处理部分通过分别对所述三种输入图像信号执行分辨率降低处理来生成R、G和B的分辨率降低信号，然后通过对所述分辨率降低信号执行第一颜色转换生成所述R、G、B和Z的四种像素信号。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述分区驱动处理部分还包括对所述发光图案信号执行扩散处理的扩散部分，并且从所述三种输入图像信号和作为扩散处理的结果的扩散的发光图案信号两者生成所述三种基本分区驱动图像信号。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述Z子像素是白(W)子像素。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中R、G和B子像素每个提供有对应的滤色镜， 而W子像素不提供有滤色镜。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中光源部分是直接发光型或边缘发光型。
全文摘要
一种液晶显示器，包括光源部分，其包括每个独立控制的多个发光子部分；液晶显示面板，其包括多个像素，每个像素具有R、G、B和Z的四种颜色的子像素，并且基于R、G和B的三种颜色的输入图像信号调制从发光子部分发射的光；以及显示控制部分，其包括分区驱动处理部分，利用发光图案信号驱动发光子部分，并且利用四种颜色的分区驱动图像信号驱动四个子像素。所述分区驱动处理部分通过基于输入图像信号执行第一颜色转换生成四种颜色的像素信号，从三种颜色的像素信号生成发光图案信号，从输入图像信号和发光图案信号两者生成三种颜色的基本分区驱动信号，并且通过对基本分区驱动信号执行第二颜色转换生成分区驱动图像信号。
文档编号G09G3/36GK102254527SQ201110121469
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月18日
发明者浅野光康, 菊地健, 西智裕, 谷野友哉 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及提供有具有多个发光子部分的光源部分的液晶显示器(以下称为 LCD)。
背景技术：
近年来，作为薄屏电视和便携式终端设备的显示器，已经经常使用其中为每个像素提供薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型IXD。在这样的IXD中，通过从屏幕的上部到下部线序地写入图像信号到每个像素的辅助电容元件和液晶元件来驱动每个像素。作为LCD中使用的背光，使用冷阴极荧光灯(CCFL)作为光源的背光是主流，但是近年来，使用发光二极管(LED)的背光也已经出现。对于采用这样的LED作为背光的LCD，在现有技术中已经提出将光源部分划分为多个发光子部分的技术，并且其基于该发光子部分独立地执行发光操作(例如，见日本未审专利申请公开No. 2001-142409)。在这样的子部分发光操作时，基于输入图像信号生成指示用于背光中的每个发光子部分的发光图案的发光图案信号和分区驱动图像信号的每个。同时，为了在IXD中的图像显示时实现低功耗，已经提出其中IXD面板中的每个像素包括四种颜色的子像素的技术。具体地，这些四种颜色的子像素是红色(R)子像素、绿色 (G)子像素、蓝色(B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色(例如，白色(W)、黄色(Y)等)。当通过使用这样的四种颜色的子像素的图像信号执行图像显示时，与过去的通过提供三种颜色的图像信号到具有R、G和B三种颜色的子像素结构的每个像素执行图像显示的情况相比，可以改进亮度效率。换句话说，可以在减少信号电平的同时保持显示亮度，因此与过去的具有三种颜色的子像素结构的LCD相比，可以实现低功耗。此外，日本专利No. 4354491提出上述两种技术(即，其中在具有R、G、B和W的四种颜色的子像素结构的LCD中执行子部分发光操作的技术)的组合。
发明内容
然而，在该日本专利No. 4354491中，在R、G和B的三种输入图像信号经历颜色转换处理从而生成R、G、B和W的四种像素信号后，基于四种像素信号生成上述发光图案信号和分区驱动图像信号的每个。从而，通过日本专利No. 4354491中的技术，与过去的基于三种图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号的情况相比，电路规模等增加，使其难以实现尺寸的减少。换句话说，上述两种技术的组合使得功耗比以前低，但是难以减少成本。同时，当在具有四种颜色R、G、B和Z (W等)的子像素结构的IXD中执行子部分发光操作时，可以想到使用不同于日本专利No. 4354491的技术。换句话说，存在这样的技术， 其中以与上述日本专利No. 4354491中的技术相反的方式，如同过去基于三种输入图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号，然后通过颜色转换处理生成用于四种颜色的每
3个子像素的分区驱动图像信号，并将其提供给每个子像素。在该技术中，基于三种输入图像信号生成发光图案信号和分区驱动图像信号，因此不同于上述日本专利No. 4354491中的技术，不出现电路规模等的增加。此外，因为由此生成的三种颜色的分区驱动图像信号经历颜色转换处理，并且最终生成用于四种颜色的每个子像素的分区驱动图像信号，所以对于图像信号可以减少信号电平，并且也可以实现低功耗。然而，在该技术中，基于三种输入图像信号生成发光图案信号。为此，与基于R、G、 B和Z的四种图像信号(像素信号)生成发光图案信号的情况相比，改进亮度效率的效果不够，这也不足以实现低功耗。换句话说，利用该技术，可以通过减少尺寸实现成本减少，但是难以实现低功耗。由于以上原因，期望提出一种技术，其可以在具有R、G、B和Z的四种颜色的子像素结构的LCD中使用子部分发光操作的图像显示时，实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。考虑以上，期望提供这样的LCD，其可能能够在使用执行子部分发光操作的光源部分的图像显示时实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。根据本公开实施例的IXD包括光源部分、IXD面板和显示控制部分。光源部分包括可能能够相互独立控制的多个发光子部分。LCD面板包括多个像素，每个像素具有红色(R) 子像素、绿色(G)子像素、蓝色(B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色，并且基于R、G和B的三种输入图像信号，以发光子部分为基础调制从光源部分发射的光，从而执行图像显示。显示控制部分包括分区驱动处理部分，所述分区驱动处理部分基于输入图像信号生成发光图案信号和R、G、B和Z的四种分区驱动图像信号，所述发光图案信号指示光源部分中基于发光子部分的发光图案。此外，显示控制部分通过使用发光图案信号执行对光源部分的发光子部分的每个的发光驱动，并且通过使用分区驱动图像信号执行对IXD面板中的R、G、B和Z的每个子像素的显示驱动。分区驱动处理部分通过基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理生成R、G、B和Z的四种像素信号， 并且还基于四种像素信号中的R、G和B的三种像素信号生成发光图案信号。此外，分区驱动处理部分基于三种输入图像信号生成R、G和B的三种基本分区驱动信号以及发光图案信号，并且还通过使得三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理生成四种分区驱动图像信号。在根据本公开实施例的LCD中，基于三种输入图像信号，生成发光图案信号和四种分区驱动图像信号的每个，该发光图案信号指示光源部分中基于发光子部分的发光图案。然后，通过使用发光图案信号执行光源的每个发光子部分的发光驱动，并且通过使用分区驱动图像信号执行LCD面板中的R子像素、G子像素、B子像素和Z子像素的每个的显示驱动。此时，基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理，从而生成四种像素信号，然后基于四种像素信号中的三种像素信号生成发光图案信号。与通过照原样使用四种像素信号生成发光图案信号的情况相比，这减少了生成发光图案信号的部分的尺寸。此外，通过使用通过执行第一颜色转换处理获得的四种像素信号的一部分(三种像素信号)生成发光图案信号，该第一颜色转换处理生成指示高于R、G和B子像素的亮度的亮度的颜色(Z)的像素信号。为此，与不执行第一颜色转换处理生成发光图案信号的情况相比，在减少信号电平 (改进亮度效率)的同时保持显示亮度。此外，基于输入图像信号和发光图案信号生成三种基本分区驱动信号，然后该三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理，从而生成四种分区驱动图像信号。与通过使得输入信号经历颜色转换处理生成四种像素信号后、通过使用四种像素信号生成分区驱动图像信号的情况相比，这减少了生成分区驱动图像信号的部分的尺寸。根据本公开上述实施例中的IXD，基于三种输入图像信号执行第一颜色转换处理， 从而生成四种像素信号，然后基于这四种像素信号中的三种像素信号生成发光图案信号。 因此，生成发光图案信号的部分可以在尺寸上减小，此外可以在减少信号电平的同时保持显示亮度。此外，基于输入图像信号和发光图案信号生成三种基本分区驱动信号，然后这三种基本分区驱动信号经历第二颜色转换处理，从而生成四种分区驱动图像信号。因此，生成分区驱动图像信号的部分可以在尺寸上减小。因此，在使用执行子部分发光操作的光源部分的图像显示时，可以实现成本减少和功耗减少之间的兼容性。应当理解的是，前述一般描述和下面的详细描述是示例性的，并且旨在提供要求保护的技术的进一步说明。
包括附图以提供本公开的进一步理解，并且附图并入并构成本说明书的一部分。 附图与说明书一起图示实施例，并且用于说明该技术的原理。图1是根据本公开第一实施例的液晶显示器(IXD)的整体结构的方块图。图2A和图2B是每个示意性图示图1所示的像素的子像素结构的示例的平面图。图3是图示图2A和图2B所示的每个子像素的详细结构的示例的电路图。图4是示意性图示图1所示的LCD中的子部分发光区域和子部分照射区域的每个的示例的分解透视图。图5是图示图1所示的分区驱动处理部分的详细结构的方块图。图6是图示图5所示的RGB/RGBZ转换部分422A的详细结构的方块图。图7A和图7B是用于说明RGB/RGBZ转换部分中的转换操作的示例的示意图。图8A和图8B是用于说明RGB/RGBZ转换部分中的转换操作的另一示例的示意图。图9是图示图5所示的RGB/RGBZ转换部分422B的详细结构的方块图。图10是图示图1所示的LCD中的背光的子部分发光操作的概况的示意图。图IlA到IlG是用于说明图1所示的LCD中的背光的子部分发光操作的概况的示意波形图。图12是图示根据比较示例1的IXD中的分区驱动处理部分的结构的方块图。图13是图示根据比较示例2的IXD中的分区驱动处理部分的结构的方块图。图14是图示根据本公开第二实施例的IXD的整体结构的方块图。图15A和图15B是每个示意性图示图14所示的像素的子像素结构的示例的平面图。图16是图示图14所示的分区驱动处理部分的详细结构的方块图。图17是图示图16所示的RGB/RGBW转换部分422C的详细结构的方块图。图18A到18C是用于说明RGB/RGBW转换部分中的转换操作的示例的示意图。图19是图示图16所示的RGB/RGBW转换部分422D的详细结构的方块图。
图20A到20C是每个图示根据本公开的修改的背光中的子部分发光操作的示意图。
具体实施例方式将参考附图详细描述本公开的实施例。顺带提及，将按照下面的顺序提供描述。1.第一实施例(使用RGBZ面板中的子部分发光操作的图像显示的示例)2.第二实施例(使用RGBW面板中的子部分发光操作的图像显示的示例)3.修改(边缘发光型背光等的示例)(第一实施例)[液晶显示器1的整体结构]图1是根据本公开第一实施例的整体IXDOXD 1)的方块图。IXD 1基于外部输入的输入图像信号Din执行图像显示。该IXD 1包括IXD面板 2、背光3 (光源部分)、图像信号处理部分41、分区驱动处理部分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。在这些之中，图像信号处理部分41、分区驱动处理部分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对应于根据本公开实施例的“显示控制部分”的具体示例。IXD面板2基于输入图像信号Din调制从稍后要描述的背光3发射的光，从而基于该输入图像信号Din执行图像显示。该IXD面板2包括整体上按照矩阵形式排列的多个像素20。图2A和2B每个图示示意性平面图中的每个像素20中的子像素结构的示例。每个像素20包括对应于红色(R)的子像素20R、对应于绿色(G)的子像素20G、对应于蓝色(B) 的子像素20B和展现具有高于R、G和B的亮度的亮度的颜色(Z)的子像素20Z。该具有更高亮度的颜色⑵例如包括黄色⑴、白色(W)等，但是在本实施例中，颜色(Z)将描述为它们的上位概念。在四种颜色R、G、B和Z的四种子像素20R、20G、20B和20Z中，在对应于R、 G和B的三种颜色的三种子像素20R、20G和20B中，布置对应于R、G和B的各个颜色的滤色镜MR、24G和MB。换句话说，对应于R的滤色镜24R布置在对应于R的子像素20R中， 对应于G的滤色镜24G布置在对应于G的子像素20G中，并且对应于B的滤色镜24B布置在对应于B的子像素20B中。另一方面，在对应于Z的子像素20Z中，在例如Z = Y的情况下，布置对应于Y的滤色镜(图2A和2B中所示的MZ)。然而，如稍后将描述的第二实施例中将描述的细节，在Z = W的情况下，在该子像素20Z中不布置滤色镜。这里，在图2A所示的示例中，在像素20中，四个子像素20R、20G、20B和20Z以此顺序在按行排列(例如沿着水平(H)方向)。另一方面，在图2B所示的示例中，在像素20 内，四个子像素20R、20G、20B和20Z用两行和两列以矩阵形式(如同网格)排列。然而，像素20中的这四个子像素20R、20G、20B和20Z的布局配置不限于这些示例，并且可以是其它布局配置。在本实施例的像素20中，通过具有这样的四种颜色的子像素结构，如稍后将详细描述的，与过去的具有R、G和B的三种颜色的子像素的情况相比，可以改进图像显示时的亮度效率。换句话说，可以在减少图像显示时的背光3的亮度电平的同时保持显示亮度，因此，与过去的具有三种颜色的子像素结构的LCD相比，可以实现低功耗。
图3图示子像素20R、20G、20B和20Z的每个中的像素电路的结构示例。子像素 20R、20G、20B和20Z的每个具有液晶元件22、TFT元件21、和辅助电容元件23。用于线序选择作为驱动目标的像素的栅极线G、用于提图像电压(从稍后将描述的数据驱动器51提供的图像电压)到作为驱动目标的像素的数据线D、和辅助电容线Cs连接到子像素20R、20G、 20B和20Z的每个。液晶元件22根据通过TFT元件21从数据线D提供到液晶元件22的一端的图像电压执行显示操作。该液晶元件22例如是这样的元件，其中用VA(垂直对齐)模式或TN(扭曲向列)模式的液晶配置的液晶层(未示出)包夹在一对电极(未示出)之间。液晶元件 22中的该对电极之一(一端)连接到TFT元件21的漏极和辅助电容元件23的一端，并且另一个(另一端)接地。辅助电容元件23是用于稳定液晶元件22的存储电荷的电容元件。该辅助电容元件23的一端连接到液晶元件22的一端和TFT元件21的漏极，并且另一端连接到辅助电容线Cs。TFT元件21是用于提供基于图像信号Dl的图像电压到液晶元件 22和辅助电容元件23的每个的一端的开关元件，并且配置为包括MOS-FET (金属氧化物半导体-场效应晶体管)。在该TFT元件21中，栅极连接到栅极线G，源极连接到数据线D，并且漏极连接到液晶元件22和辅助电容元件23的每个的一端。背光3是发射光到IXD面板2的光源部分，并且包括例如CCFL或LED作为发光元件(光源)。在背光3中，如稍后将描述的，根据输入图像信号Din的内容(图像图案)执行发光驱动。例如如图4所示，该背光3还具有多个配置为可相互独立控制的子部分发光区域 36(发光子区域)。换句话说，该背光3是采用分区驱动系统的背光。具体地，在背光3中， 多个光源二维排列，从而提供多个子部分发光区域36。因此，背光3划分为平面内方向上的 n列Xm行=κ单元(n，m= 2或更大的整数)的发光区域。顺带提及，设置划分的数量以实现低于上述IXD面板2中的像素20的分辨率的分辨率。此外，如图4所示，在IXD面板 2中，形成对应于各个子部分发光区域36的多个子部分照射区域26。在该背光3中，根据输入图像信号Din的内容(图像图案)，对于每个子部分发光区域36可以独立地控制发光。此外，这里例如通过组合发射红光的红色LED 3R、发射绿光的LED 3G和发射蓝光的LED 3B的各LED来配置背光3中的光源。然而，用于光源的LED 的类型不限于该示例，并且例如可以采用发射白光的白色LED。顺带提及，至少一个这样的光源布置在每个子部分发光区域36中。图像信号处理部分41使得包括对应于R、G和B三种基本颜色的像素信号的输入图像信号Din经历例如用于增加图像质量的预定图像处理(如锐度处理、伽马校正等)。结果，生成包括对应于R、G和B三种颜色的像素信号的图像信号Dl (用于R的像素信号Dlr、 用于G的像素信号Dlg和用于B的像素信号Dlb)。分区驱动处理部分42使得从图像信号处理部分41提供的图像信号Dl (Dir. Dig 和Dlb)经历预定分区驱动处理。结果，生成指示背光3中以子部分发光区域36为基础的发光图案的发光图案信号BL1、以及分区驱动图像信号D5 (用于R的像素信号D5r、用于G 的像素信号D5g、用于B的像素信号D5b、用于Z的像素信号D5z)。顺带提及，稍后将详细描述该分区驱动处理部分42的结构(图5到图9)。定时控制部分43控制用于驱动背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51
7的定时，并且给数据驱动器51提供从分区驱动处理部分42提供的分区驱动图像信号D5。根据通过定时控制部分43的定时控制，栅极驱动器52沿着上述栅极线G线序驱动IXD面板2内的每个像素2。另一方面，数据驱动器51给IXD面板2的每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)提供有基于从定时控制部分43提供的分区驱动图像信号D5的图像电压。换句话说，子像素20R提供有用于R的像素信号D5r，子像素20G提供有用于G的像素信号D5g，子像素20B提供有用于B的像素信号D5b，并且子像素20Z提供有用于Z的像素信号D5z。具体地，数据驱动器51使得分区驱动图像信号D5经历D/A(数字 /模拟)转换，从而生成作为模拟信号的图像信号(上述图像电压)，并且将生成的图像信号输出到每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)。以此方式，对IXD面板2内的每个像素20 (子像素20R、20G、20B和20Z的每个)执行基于分区驱动图像信号D5的显示驱动。根据通过定时控制部分43的定时控制，背光驱动部分50基于从分区驱动处理部分42输出的发光图案信号BLl，对背光3中的每个子部分发光区域36执行发光驱动(点亮驱动)。[分区驱动处理部分42的详细结构]接着，参考图5到图9，将描述分区驱动处理部分42的详细结构。图5是分区驱动处理部分42的方块图。该分区驱动处理部分42包括分辨率降低处理部分421、RGB/RGBZ转换部分422A (第一颜色转换部分)和422B (第二颜色转换部分)、BL电平计算部分423 (发光图案生成部分)、扩散部分424、和LCD电平计算部分425(图像信号生成部分)。分辨率降低处理部分421使得图像信号Dl经历预定分辨率降低处理，从而生成变为上述发光图案信号BLl的基础的图像信号D2(分辨率降低信号)。具体地，包括每像素 20的亮度电平信号的图像信号Dl (像素信号Dlr、Dlg和Dlb)重建为其分辨率低于像素20 的分辨率的每子部分发光区域36的亮度电平信号。因此，生成图像信号D2 (用于R的像素信号D2r、用于G的像素信号D2g和用于B的像素信号D2b)。此时，通过从每个子部分发光区域36内的多个像素信号提取预定量的特性(例如，亮度电平的最大值或平均值、或基于它们的合成值、或其它值)，分辨率降低处理部分421执行重建。RGB/RGBZ转换部分422A使得对应于R、G和B三种颜色的图像信号D2 (像素信号 D2r、D2g和D2b)经历RGB/RGBZ转换处理(第一颜色转换处理)。结果，生成对应于R、G、B 和Z四种颜色的像素信号。此外，该RGB/RGBZ转换部分422A选择性地输出对应于四种颜色的像素信号中的对应于R、G和B三种颜色的像素信号D3r、D3g和D!3b作为图像信号D3。 顺带提及，稍后将详细描述RGB/RGBZ转换部分422A的结构(图6)。BL电平计算部分423基于从RGB/RGBZ转换部分422A输出的图像信号D3(D3r、D3g 和D3b)，计算每子部分发光区域36的发光亮度电平，从而生成发光图案信号BL1。具体地， 通过分析每子部分发光区域36的图像信号D3的亮度电平，获得对应于每个区域的亮度电平的发光图案。扩散部分似4使得从BL电平计算部分423输出的发光图案信号BLl经历预定扩散处理，从而输出扩散发光图案信号BL2到LCD电平计算部分425。因此，每子部分发光区域36的信号转换为每像素20的信号。通过考虑背光3中的实际光源(这里为每种颜色的 LED)中的亮度分布(来自光源的光的扩散分布)执行扩散处理。
IXD电平计算部分425基于图像信号Dl (Dir. Dig和Dlb)和扩散发光图案信号 BL2，生成基本驱动信号D4 (用于R的像素信号D4r、用于G的像素信号D4g和用于B的像素信号D4b)。具体地，通过将图像信号Dl的信号电平除以扩散发光图案信号BL2生成基本分区驱动信号D4。更具体地，通过在LCD电平计算部分425中使用下面的表达式(1)到(3) 生成基本分区驱动信号D4。D4r = (Dlr/BL2)......(1)D4g = (Dlg/BL2)......(2)D4b = (Dlb/BL2)......(3)这里，基于上述表达式⑴到(3)，获得基本信号(图像信号Dl)=(发光图案信号BL2X基本分区驱动信号D4)这样的关系。其中，(发光图案信号BL2X基本分区驱动信号D4)的物理含义是将基本分区驱动信号D4的画面图像叠加在正以一定发光图案点亮的背光3中的每个子部分发光区域36的画面图像上。结果，如稍后将详细描述的，LCD面板2中的发送光的亮和暗分布偏移，这导致等效于观看原始显示(通过基本信号的显示)。RGB/RGBZ转换部分422B使得对应于R、G和B三种颜色的基本分区驱动信号 D4 (D4r、D4g和D4b)经历RGB/RGBZ转换处理(第二颜色转换处理)。结果，生成对应于R、 G、B和Z四种颜色的分区驱动信号D5(D5r、D5g、D5b和D5z)。顺带提及，稍后将详细描述该RGB/RGBZ转换部分422B的结构(图9)。这里，下面要详细描述的RGB/RGBZ转换部分422A和422B中的操作(RGB/RGBZ转换处理)的特性基本相同。然而，由RGB/RGBZ转换部分422B生成的分区驱动图像信号D5 是每像素20(子像素20R、20G、20B和20Z)的高分辨率数据，并且是被视觉观察的数据。为此，期望RGB/RGBZ转换部分422B的性能高，从而该RGB/RGBZ转换部分422B的电路规模趋于相对大。另一方面，由于下面的原因(A)到(C)，RGB/RGBZ转换部分422A的性能可以低于RGB/RGBZ转换部分422B的性能，并且电路规模可以相对小。(A)由RGB/RGBZ转换部分 422A生成的图像信号D3是每子部分发光区域36低分辨率(例如大约100单元)的数据。 (B)该图像信号D3用于在BL电平计算部分423中生成发光图案信号BLl，并且是不被视觉观察的数据。(C)通过上述表达式(1)到(3)，在发光图案信号BLl和基本分区驱动信号 D4的特性的乘积中，IXD面板2中的发送光的亮和暗分布偏移，这导致等效于观看原始显示 (通过基本信号的显示)。换句话说，在视觉图像中，对背光3侧的影响被抵消，并且变得无关。(RGB/RGBZ 转换部分 422A)图6是上述RGB/RGBZ转换部分422A的方块图。该RGB/RGBZ转换部分422A具有Zl计算部分422A1、Zl计算部分422A2、最小选择部分422A3、乘法部分422A4R、422A4G 和 422A4B、减法部分 422A5R、422A5G 和 422A5B、以及乘法部分 422A6R、422A6G 和 422A6B。 如上所述，RGB/RGBZ转换部分422A基于对应于R、G和B三种颜色的图像信号D2 (D2r、D2g 和D2b)生成对应于R、G、B和Z四种颜色的像素信号。随后，在这四种颜色的像素信号中， RGB/RGBZ转换部分422A选择性输出对应于R、G和B的像素信号D3r、D3g和D!3b作为图像信号D3。这里，作为输入信号的像素信号D2r、D2g和D^将分别描述为R0、G0和B0，作为输出信号的像素信号D!3b、D3g和D!3b将分别描述为R1、G1和Bi，并且对应于Z的像素信号将描述为Zl。
这里，在RGB/RGBZ转换部分422A中每个块的描述之前，将参考图7A和7B描述为什么来自该RGB/RGBZ转换部分422A的输出信号(图像信号D3)可能不对应于R、G、B和Z 四种颜色，并且可以对应于R、G和B三种颜色的原因。换句话说，将描述即使在通过使用基于对应于这三种颜色的图像信号D3生成的发光图案信号BLl执行图像显示时，也获得通过四种颜色的子像素结构降低功耗的效果的原因。首先，使用包括子像素20R、20G、20B和20Z的四种颜色的子像素结构的原因是通过使用子像素20Z (展现高于子像素20R、20G和20B的亮度的亮度)的高亮度属性，在图像显示时降低功耗(改进亮度效率)。因此，当在R、G、B和Z四种颜色的子像素结构中试图实现与R、G和B三种颜色的子像素结构的情况中相同的亮度时，每种颜色的图像信号的亮度电平变为低于三种颜色的子像素结构的情况中的亮度电平。具体地，例如，如图7A中箭头所示，RGB/RGBZ转换处理后的像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平变为分别低于RGB/RGBZ 转换处理前的像素信号R0、G0和BO的亮度电平。另一方面，例如如图2A和2B所示，在四种颜色的子像素结构中，因为额外布置子像素20Z，所以子像素20R、20G和20B的每个的区域变得小于三种颜色的子像素结构情况中的区域。为此，当不允许使用子像素20Z中的高亮度属性时，RU Gl和Bl的亮度电平相反地变得高于像素信号R0、GO和BO的亮度电平。图7B描绘该情况的示例，并且图示其中当子像素20Z为白色(W)子像素时，像素信号R0、G0和BO是红色单色信号(只在像素信号 RO中有效(不为0)的亮度电平存在)的示例。这里，白色(W)是当R、G和B的亮度电平相同时表示的颜色，因此当像素信号R0、GO和BO是如上所述的红色单色信号时，不允许通过使用白色子像素降低像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平。因此，在该情况下，因为如上所述子像素20R的区域与三种颜色的子像素结构的情况相比相对小，所以相应地期望像素信号Rl的亮度电平高于像素信号RO的亮度电平，如图7B的箭头所示。为此，在四种颜色的子像素结构中，因为子像素20R、20G和20B的每个的区域变小，所以简单地期望像素信号R1、G1和Bl的亮度电平高于像素信号R0、G0和BO的亮度电平，以便实现与三种颜色的子像素结构的情况相同的亮度。然而，如图7A所示，在可以使用子像素20Z的高亮度属性的情况下，可以通过将像素信号R0、G0和BO的亮度电平的一部分分布到像素信号Zl的亮度电平来降低像素信号Rl、Gl和Bl的亮度电平。换句话说，可以将像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度电平抑制为低于像素信号R0、G0和BO的亮度电平的最大值。然而，当使得对像素信号Zl的分布量太大时，在图7A中，例如像素信号Zl的亮度电平变为高于像素信号R1、G1和Bl的亮度电平。这里，在BL电平计算部分423中，当基于像素信号D3r、D3g和D!3b (Rl、Gl和Bi)生成发光图案信号BLl时，通常使用每个子部分发光区域36中的像素信号的最大值。因此，当满足下面的表达式(4)时，即，当满足像素信号 Zl的亮度电平低于像素信号R1、G1和Bl的亮度电平的状态时，显然图像信号D3可以是对应于R、G和B三种颜色的信号。换句话说，即使在通过使用基于对应于这三种颜色的图像信号D3生成的发光图案信号BLl执行图像显示时，也获得通过四种颜色的子像素结构降低功耗的效果。Zl 彡 Max (Rl，Gl，Bi)......(4)随后，参考图8A和8B，将描述用于整个RGB/RGBZ转换部分422A中的RGB/RGBZ转
10换处理中的计算的表达式。 首先，如图8A和8B所示，假设在RGB/RGBZ转换处理前的像素信号R0、G0和BO的亮度电平和RGB/RGBZ转换处理后的像素信号R1、G1、B1和Zl的亮度电平之间以下关系(表达式(5)和(6))成立。换句话说，如图8A所示，当(R0, GO, BO) = (Xr, Xg, Xb)时，(Rl, Gl, Bi，Zl) = (0,0,0, Xz)成立。此外，如图 8B 所示，当(R0, GO, BO) = (1,1,1)时，(Rl, Gl, Bi，Zl) = (kr, kg, kb，0)成立。顺带提及，其中& = Xg = Xb的情况等效于其中子像素20Z是白色(W)子像素的情况。此外，当背光3中的光谱与过去的具有R、G和B三种颜色的子像素结构的情况中的光谱相同时，当子像素20R、20G、20B和20Z的宽度(子像素宽度)相等时，kr = kg = kb成立。(R0, GO, BO) = (Xr, Xg, Xb) ^>(R1, Gl, Bi, Zl) = (0, 0, 0, Xz) ... (5)(R0, GO, BO) = (1, 1, 1) ι (Rl, Gl, Bi, Zl) = (kr, kg, kb, 0)... (6)这里，当通过使用上述表达式( 和(6)表达时，RGB/RGBZ转换处理后的像素信号R1、G1和Bl的亮度电平变为如下面的表达式(7)到(9)的值。顺带提及，因为像素信号 RUGl和Bl的亮度电平不允许设为负数(负)值，所以除了这些表达式(7)到(9)外，还期望满足条件(RLGLBl)彡O。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源部分，其包括每个独立控制的多个发光子部分；液晶显示面板，其包括多个像素，每个像素具有红色(R)子像素、绿色(G)子像素、蓝色 (B)子像素和Z子像素，Z子像素展现具有高于R、G和B子像素的亮度的亮度的Z颜色，液晶显示面板基于R、G和B的三种输入图像信号调制从光源部分中的每个发光子部分发射的光，从而执行图像显示；以及显示控制部分，其包括分区驱动处理部分，所述分区驱动处理部分从所述三种输入图像信号生成发光图案信号和四种分区驱动图像信号两者，所述发光图案信号表示通过点亮光源部分中的发光子部分形成的发光图案，所述四种分区驱动图像信号分别对应于R、G、B 和Z的四种颜色，所述显示控制部分利用所述发光图案信号对光源部分中的发光子部分执行发光驱动，并且利用所述四种分区驱动图像信号对液晶显示面板中的R、G、B和Z子像素执行显示驱动，其中所述分区驱动处理部分通过基于所述三种输入图像信号执行第一颜色转换来生成R、G、B和Z的四种像素信号，并且从所述四种像素信号中的R、G和B的三种像素信号生成所述发光图案信号，以及此外所述分区驱动处理部分从所述三种输入图像信号和所述发光图案信号两者生成R、G 和B的三种基本分区驱动图像信号，并且通过对所述三种基本分区驱动图像信号执行第二颜色转换生成所述四种分区驱动图像信号。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述分区驱动处理部分通过分别对所述三种输入图像信号执行分辨率降低处理来生成R、G和B的分辨率降低信号，然后通过对所述分辨率降低信号执行第一颜色转换生成所述R、G、B和Z的四种像素信号。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述分区驱动处理部分还包括对所述发光图案信号执行扩散处理的扩散部分，并且从所述三种输入图像信号和作为扩散处理的结果的扩散的发光图案信号两者生成所述三种基本分区驱动图像信号。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述Z子像素是白(W)子像素。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中R、G和B子像素每个提供有对应的滤色镜， 而W子像素不提供有滤色镜。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中光源部分是直接发光型或边缘发光型。
全文摘要
一种液晶显示器，包括光源部分，其包括每个独立控制的多个发光子部分；液晶显示面板，其包括多个像素，每个像素具有R、G、B和Z的四种颜色的子像素，并且基于R、G和B的三种颜色的输入图像信号调制从发光子部分发射的光；以及显示控制部分，其包括分区驱动处理部分，利用发光图案信号驱动发光子部分，并且利用四种颜色的分区驱动图像信号驱动四个子像素。所述分区驱动处理部分通过基于输入图像信号执行第一颜色转换生成四种颜色的像素信号，从三种颜色的像素信号生成发光图案信号，从输入图像信号和发光图案信号两者生成三种颜色的基本分区驱动信号，并且通过对基本分区驱动信号执行第二颜色转换生成分区驱动图像信号。
文档编号G09G3/36GK102254527SQ201110121469
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月18日
发明者浅野光康, 菊地健, 西智裕, 谷野友哉 申请人:索尼公司
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