CN104145301A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

在支持四原色显示的显示装置中，考虑自发光型显示装置的耗电量、非自发光型显示装置的视角特性这样的显示器性能来对四原色的值的组合进行最优化。利用对每一种原色具有至少一个子像素的四原色构成的像素，本发明的显示装置对输入影像信号所表示的影像进行显示。该显示装置在对输入影像信号中的像素信号的像素色进行表现时，仅利用所述四原色中的三种原色来表现以下像素色：比根据显示装置所能表现的色域而确定的规定的明度要小的明度下的、上述色域的边界上以外的至少一个像素色。例如在四原色为红色、绿色、蓝色、黄色的情况下，即使在上述色域的边界上以外，也根据像素信号所表示的色度，使用绿色、蓝色、黄色的组或者红色、蓝色、黄色的组来表现像素色。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更详细而言，涉及一种支持四原色显示的显示装置。
背景技术
作为扩大显示装置的色彩再现范围(色域)的方法，包括增加原色数的方法。通常而言，输入到显示装置的影像信号中的像素信号是用于呈现三原色的信号，因此利用四种以上的原色来进行显示的显示装置中具备将所输入的像素信号转换为四种以上原色的信号的色转换装置(例如参照专利文献1)。这里，作为四原色可以举出R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、Y(黄色)的组合，R、G、B、W(白色)的组合，R、G、B、C(青色)的组合等。
专利文献1所记载的色转换装置计算所输入的白色所对应的色转换值，或对白色所对应的规定点计算色转换值，基于白色所对应的色转换值来计算调整值，使得调整后的白色所对应的色转换值位于色再现区域的内侧，并利用该调整值来调整所输入的图像数据的色转换值。在该色转换装置中，由于使白色所对应的色转换值位于色再现区域的内侧，因此能抑制白色的色转换结果的变化。
此外，专利文献2公开了一种支持多原色显示的显示装置，其目的在于确保包含R、G、B等高色度原色的影像的亮度，提高显示品质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007－134752号公报
专利文献2：日本专利特开2011－164464号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，用于呈现(再现)某种颜色的原色的值的组合在仅能显示三原色的显示装置中是唯一确定的，但在支持四原色显示等多原色显示的显示装置中则存在多个组合，并非唯一确定。
然而，在以专利文献1、2所记载的技术为代表的现有的支持四原色显示的显示装置中，并没有对从用于呈现某种颜色的四种原色的值的组合中，选择使用哪个组合进行最优化。
例如，专利文献1所记载的技术仅仅关注了由输入影像信号再现影像的准确性、变换的简便性，更具体而言，只是为了使所输入的图像数据即三刺激值XYZ准确地再现在显示面板上而转换为四原色的值，但并没考虑四种原色的值的组合。此外，专利文献2所记载的技术是在非自发光型的显示装置中，若包含具有一定以上色度的原色像素，则对于帧或块，将背光源的亮度控制得较高，并没有考虑像素值的处理，更不用说四种原色的值的组合。
由此，在现有的支持四原色显示的显示装置中，并没有对用于呈现某种颜色的原色的值的组合进行最优化。然而，若例如出于降低耗电量、提高视角特性的目的进行最优化，则是非常有益的，因此希望进行这种改良。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，在支持四原色显示的显示装置中，考虑自发光型显示装置的耗电量、非自发光型显示装置的视角特性这样的显示器性能来对四原色的值的组合进行最优化。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第一技术手段在于一种显示装置，利用对每一种原色具有至少一个子像素的四原色构成的像素来对输入影像信号所表示的影像进行显示，其特征在于，在对所述输入影像信号中的像素信号的像素色进行表现时，仅利用所述四原色中的三种原色来表现以下像素色：比根据所述显示装置所能表现的色域而确定的规定的明度要小的明度下的、所述色域的边界上以外的至少一个像素色。
本发明的第二技术手段的特征在于，在第一技术手段中，所述显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置，该显示装置包括色转换处理部，该色转换处理部将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值的和达到最小的灰度值的组合。
本发明的第三技术手段的特征在于，在第一技术手段中，所述显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置，该显示装置包括色转换处理部，该色转换处理部将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值的和达到最大的灰度值的组合。
本发明的第四技术手段的特征在于，在第二或第三技术手段中，所述色转换处理部具有三维查找表，该三维查找表用于将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值。
本发明的第五技术手段的特征在于，在第二至第四的任一技术手段中，向所述色转换处理部输入RGB的信号、三刺激值XYZ的信号、包含RGB的四色信号中的某一种作为所述输入影像信号中的像素信号。
本发明的第六技术手段的特征在于，在第一至第五的任一技术手段中，所述四原色为红色、绿色、蓝色、黄色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用红色、黄色、蓝色的组或者绿色、黄色、蓝色的组作为所述三种原色。
本发明的第七技术手段的特征在于，在第一至第五的任一技术手段中，所述四原色为红色、绿色、蓝色、白色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用红色、绿色、白色的组或者绿色、蓝色、白色的组或者蓝色、红色、白色的组作为所述三种原色。
本发明的第八技术手段的特征在于，在第一至第五的任一技术手段中，所述四原色为红色、绿色、蓝色、青色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用绿色、青色、红色的组或者蓝色、青色、红色的组作为所述三种原色。
本发明的第九技术手段的特征在于，在第一至第八的任一技术手段中，该显示装置包括非自发光型的显示面板、以及对该显示面板的背面进行照射的背光，在所述显示面板中显示所述输入影像信号所表示的影像。
本发明的第十技术手段的特征在于，在第一至第八的任一技术手段中，该显示装置包括自发光型的显示面板，在该显示面板中显示所述输入影像信号所表示的影像。
本发明的第十一技术手段的特征在于，在第一至第八的任一技术手段中，所述显示装置是投射型的显示装置，所述投射型的显示装置包括对所述输入影像信号所表示的影像进行显示的非自发光型的显示面板、对该显示面板的背面进行照射的背光、透过型的屏幕、以及将所述显示面板中显示的影像投射到所述屏幕的背面的投射透镜。
发明效果
若采用本发明的支持四原色显示的显示装置，则能考虑自发光型显示装置的耗电量、非自发光型显示装置的视角特性这样的显示器性能来对四原色的值的组合进行最优化。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的液晶显示装置的结构例的框图。
图2是示意性表示图1的液晶显示装置的显示部的结构例的图。
图3是表示图2的显示部中的各子像素形成部的结构例的图。
图4是表示液晶显示装置所能表现的色域的一个示例的图。
图5是表示图4的色域中规定的明度以下的区域的一个示例的图。
图6是表示图4的色域中规定的明度以下的区域的其他示例的图。
图7是表示本发明的支持四原色(RGBY)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图。
图8是表示现有的支持三原色(RGB)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图。
图9是表示本发明的支持四原色(RGBW)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图。
图10是表示本发明的支持四原色(RGBY)显示的液晶显示装置中，L*＝80时各原色的点亮率的一个示例的图。
图11是表示现有的支持三原色(RGB)显示的液晶显示装置中，L*＝80时各原色的点亮率的一个示例的图。
图12是表示本发明的支持四原色(RGBW)显示的液晶显示装置中，L*＝80时各原色的点亮率的一个示例的图。
具体实施方式
本发明的显示装置是利用由四原色构成的像素(pixel)来对输入影像信号所表示的影像进行显示的装置。该像素对于每一种原色具有至少一个子像素(sub pixel)。即，该显示装置的一个像素对于每一种原色具有一个以上的子像素，例如可以如下面的结构例所示那样对各原色分别设置一个子像素来构成一个像素。或者，也可以对某一原色设置两个子像素，对其它原色设置一个子像素来构成一个像素等。此外，虽然以各原色的子像素的总开口率恒定为前提进行说明，但也可以对每种原色采用不同的开口率。
首先，以液晶显示装置为例对本发明的显示装置进行说明。
图1是表示本发明一个实施方式的液晶显示装置的结构例的框图。本结构例中，以采用RGBY(红色、绿色、蓝色、黄色)作为四原色的液晶显示装置为例进行说明，但即使是支持RGBW(红色、绿色、蓝色、白色)、RGBC(红色、绿色、蓝色、青色)等其它四原色显示的液晶显示装置，其基本结构也是相同的。本结构例的液晶显示装置大体上由驱动控制电路1、输入部2、影像处理电路3、控制部4、光源控制电路5、以及显示部6构成，该显示部6具有有源矩阵型的支持四原色显示的彩色液晶面板。然而，并不限于该结构例，只要是支持四原色显示的液晶显示装置即可。
驱动控制电路1生成用于驱动显示部6的驱动信号。其细节将在后文详述。输入部2是与外部设备相连接、并从外部设备输入影像信号的外部接口，其中，外部设备例如有接收数字广播信号从而输入包含在该数字广播信号中的影像信号的调谐器、或者游戏机、播放器、记录器等。以下，将从该输入部2输入的影像信号称为输入影像信号。影像处理电路3是对来自输入部2的输入影像信号进行各种信号处理的电路。控制部4由对液晶显示装置的动作进行控制的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、存储器等构成。
光源控制电路5根据来自控制部4的控制指令，对提供给构成显示部6的背光源9的电力进行控制来调整背光源9的亮度。光源控制电路5例如根据从影像处理电路3输出的RGB信号的影像特征量(例如平均亮度等级、最大亮度等级等)来对分割画面得到的每个分割区域调整背光源9的亮度。
显示部6由彩色滤光片7、液晶面板主体8、以及背光源9构成。液晶面板主体8如后述的图3所示，形成有多个数据信号线LS，以及与多个数据信号线Ls交叉的多个扫描信号线Lg。由该液晶面板主体8和彩色滤光片7来构成含有呈矩阵状配置的多个像素形成部的彩色液晶面板。背光源9例如可以认为是LED(Light Emitting Diode：发光二极管)、冷阴极射线管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷阴极射线管)等。
图2是示意性表示显示部6的结构例的图。显示部6中的各像素形成部62由分别与红色、绿色、蓝色、以及黄色相对应的R子像素形成部61、G子像素形成部61、B子像素形成部61、以及Y子像素形成部61构成。由该显示部6所显示的彩色图像的各像素由分别与红色、绿色、蓝色、以及黄色相对应的R子像素、G子像素、B子像素、以及Y子像素构成。
图3是表示图2所示的各子像素形成部的结构例的图。图3(A)是表示显示部6(主要是液晶面板主体8和彩色滤光片7)中的一个子像素形成部61的电学结构的图，图3(B)是表示子像素形成部61的电学结构的等效电路图。如图2、图3所示，本结构例的各像素形成部62由与用于显示彩色图像的原色数相等个数的子像素形成部61构成，并以和多个数据信号线Ls与多个扫描信号线Lg的交叉点相对应的方式设置各子像素形成部61。此外，还设有与各扫描信号线Lg平行配置的辅助电容线Lcs，并且设有对于所有子像素形成部61共用的公共电极Ecom。
在图3中，各子像素形成部61包括：作为开关元件的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor：TFT)61a，该TFT61a的栅极端子与通过其所对应的交叉点的扫描信号线Lg相连接，且其源极端子与通过该交叉点的数据信号线Ls相连接；与该TFT61a的漏极端子相连接的像素电极61b；以及为了与该像素电极61b之间形成辅助电容Ccs而配置的辅助电极61c。此外，各子像素形成部61还包括：对所有子像素形成部61公共设置的公共电极Ecom；以及对夹在像素电极61b与公共电极Ecom之间的作为电光学元件的液晶层，由像素电极61b、公共电极Ecom、以及由它们夹着的液晶层形成液晶电容Clc。
驱动控制电路1包括：显示控制电路11、数据信号线驱动电路13、以及扫描信号线驱动电路14。显示控制电路11从影像处理电路3接收数据信号DAT(Ri、Gi、Bi)，从未图示的时序控制器接收时序控制信号TS，并输出数字影像信号DV(Ro、Go、Bo、Yo)、数据起始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、锁存选通信号LS、栅极起始脉冲信号GSP、以及栅极时钟信号GCK等。SSP、SCK、LS、GSP、以及GCK等信号是用于对在显示部6中显示图像的时序进行控制的时序信号。
如图2所示，显示部6的各子像素形成部61由分别与红色、绿色、蓝色、黄色相对应的R子像素形成部、G子像素形成部、B子像素形成部、以及Y子像素形成部构成，数据信号DAT由分别与红、绿、蓝三原色相对应的三个原色信号(Ri、Gi、Bi)构成。由此，显示控制电路11包括将RGB三原色所对应的输入原色信号(Ri、Gi、Bi)转换成RGBY四原色所对应的输出原色信号(Ro、Go、Bo、Yo)的色转换处理电路12。数字影像信号DV是从色转换处理电路12输出的输出原色信号(Ro、Go、Bo、Yo)，利用该数字影像信号DV将要进行显示的彩色图像显示在显示部6中。
数据信号线驱动电路13接收从显示控制电路11输出的数字图像信号DV(Ro、Go、Bo、Yo)、数据起始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、以及锁存选通信号LS，并将数据信号电压Vs作为驱动信号施加到各数据信号线Ls，以对显示部6内的各子像素形成部61中的像素电容(Clc+Ccs)进行充电。此时，在数据信号线驱动电路13中，在产生数据时钟信号SCK的脉冲的时刻，依次对表示要施加到各数据信号线Ls的电压的数字影像信号DV进行保持。然后，在产生锁存选通信号LS的脉冲的时刻，将上述被保持的数字影像信号DV转换成模拟电压，并将其作为数据信号电压Vs同时施加到显示部6中的所有数据信号线Ls。
这里，数据信号线驱动电路13生成与构成数字影像信号DV的原色信号Ro、Go、Bo、Yo相对应的模拟电压来作为数据信号电压Vs，对与R子像素形成部61相连接的数据信号线Ls施加红色的原色信号Ro所对应的数据信号电压Vs，对与G子像素形成部61相连接的数据信号线Ls施加绿色的原色信号Go所对应的数据信号电压Vs，对与B子像素形成部61相连接的数据信号线Ls施加蓝色的原色信号Bo所对应的数据信号电压Vs，对与Y子像素形成部61相连接的数据信号线Ls施加黄色的原色信号Yo所对应的数据信号电压Vs。
扫描信号线驱动电路14基于从显示控制电路11输出的栅极起始脉冲信号GSP和栅极时钟信号GCK，来对显示部6中的扫描信号线Lg依次施加激活的扫描信号(使TFT61a导通的扫描信号电压Vg)。
驱动控制电路1还包括未图示的辅助电极驱动电路以及公共电极驱动电路。从辅助电极驱动电路向各辅助电容线Lcs施加规定的辅助电极电压Vcs，并从公共电极驱动电路向公共电极Ecom施加规定的公共电压Vcom。另外，也可以使辅助电极电压Vcs和公共电压Vcom为同一电压，使得辅助电极驱动电路和公共电极驱动电路可以公用。
如上所述，在显示部6中，对数据信号线Ls施加数据信号电压Vs，对扫描信号线Lg施加扫描信号电压Vg，对公共电极Ecom施加公共电压Vcom，对辅助电容线Lcs施加辅助电极电压Vcs。由此，与数字影像信号DV相对应的电压被保持在各子像素形成部61的像素电容中，并被施加给液晶层，其结果，数字影像信号DV所表示的彩色图像被显示在显示部6中。
另外，此时，各R子像素形成部61根据其内部的像素电容中所保持的电压来控制红色光的透过量，各G子像素形成部61根据其内部的像素电容中所保持的电压来控制绿色光的透过量，各B子像素形成部61根据其内部的像素电容中所保持的电压来控制蓝色光的透过量，各Y子像素形成部61根据其内部的像素电容中所保持的电压来控制黄色光的透过量。
如上所述，本发明的支持四原色显示的液晶显示装置包括液晶面板，以及对该显示面板的背面进行照射的背光，并在该显示面板中显示输入影像信号所表示的影像。
下面，一并参照图4～图12对本发明的主要特征进行说明。
图4是表示液晶显示装置(支持RGBY四原色显示的液晶显示装置)所能呈现的色域的一个示例的图。这里，图4(A)是从上方观察三维色空间图得到的图，也可以认为是明度L*下的xy色度图。图4(B)是三维色空间图，图4(C)是从与xy平面平行的方向观察图4(B)得到的图。图5是表示图4的色域中规定的明度以下的区域的一个示例的图，图5(A)是规定的明度以下的某一明度L*下的xy色度图，图5(B)是三维色空间图，图5(C)是从与xy平面平行的方向观察图5(B)得到的图。图6是表示图4的色域中规定的明度以下的区域的其它示例的图，图6(A)是规定的明度以下的某一明度L*下的xy色度图，图6(B)是三维色空间图，图6(C)是从与xy平面平行的方向观察图6(B)得到的图。
本发明的液晶显示装置的主要特征在于，显示对输入影像信号中的像素信号的像素色进行呈现时，仅利用上述四原色中的三种原色来呈现比规定的明度要小的明度下的、上述色域的边界上以外的至少一种像素色。换言之，在比规定的明度小的明度下，在色域的边界上以外的部分设定以三种原色来进行色彩表现的色度区域。由此，能起到以比规定的明度小的明度提高视角特性的效果，因此起到能使显示器性能最优化的效果。能起到这种效果的理由将在后文阐述。
这里，作为明度(L*)，可以采用L*a*b*表色系统(L*a*b*色空间)、L*u*v*表色系统(L*u*v*色空间)中的亮度(Brightness)，但只要将白色设为100(％)，用相对值来表现其它颜色，则怎么样定义都可以。以下，按照通常的扩散色下的值域，用0～100的范围表示明度来进行说明。
此外，上述规定的明度取决于液晶显示装置的显示部，更详细而言，取决于液晶显示装置所能表现的色域(即液晶显示装置能以四原色表现的色域)。以极端情况为例，即使在规定的明度达到99那样的液晶显示装置的结构中，在比之更小的明度下能起到本发明的提高视角特性的效果，并且，即使在比之更高的明度下，只要进行四原色显示，则使液晶显示装置进行四原色显示，也扩大了色域，这是有意义的。由此，规定的明度可以不是100，只要不是0，则能获得提高视角特性的效果。
此外，关于上述色域，若对某一明度进行说明，则指例如图4(A)的四边形所包围的色度区域，而该色域的边界上则指该四边形的线上(外框的线上)。若对所有明度进行说明，则色域是指图4(B)、(C)所示的多面体那样的物体(由于一部分边为曲线，因此也可以称为曲面体的物体)的内部区域，而色域的边界上则是指该物体的外边缘上(外框上)。
接着，参照图5和图6对图4所例示的色域中的规定明度进行举例。
在定义了图4中的色域的支持四原色(RGBY)显示的液晶显示装置中，不点亮G的子像素所能显示的像素色的区域例如为图5(A)、(B)、(C)中灰色所示的区域。若确定了色域，则该区域能唯一地确定为由Y等其它颜色补偿G分量的区域。并且，由图5(C)所示可知，上述灰色所示的区域中比最大的明度Th要小的明度的像素色中存在能仅用三种原色R、B、Y来表现的像素色。
同样，不点亮R子像素所能显示的像素色的区域也根据色域而唯一地确定，例如是图6(A)、(B)、(C)中用灰色表示的区域。能仅使用三种原色G、B、Y来表现一种以上像素色的明度的阈值(设为Th')也与上述Th同样地来确定。并且，在不点亮G子像素所能显示的区域中，上述Th相当于上述规定明度，在不点亮R子像素所能显示的区域中，上述Th'相当于上述规定明度。
由此意味着，上述规定的明度根据上述色域中的区域而不同，对于图5和图6中灰色所示的区域内，液晶显示装置能仅利用上述四原色中的三种以下的原色来表现比规定的明度要小的明度下的所有像素色。
由此，在图4～图6的示例中，四原色为R、G、B、Y(即，显示部6为RGBY的显示器)，而作为上述三种原色，则根据输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用G、B、Y的组或者R、B、Y的组合。通过如上述那样采用不显示G或R子像素的像素色，在显示该像素色时，能提高该像素色部分的视角特性。例如通过在像素色为橙色(肤色)的区域中不点亮G的子像素，能抑制斜视时绿色的漏光(float)，该区域的颜色(这里为接近肤色)的视角特性得以提高。此外，通过不在像素色为黄绿色的区域中点亮R的子像素，能抑制斜视时红色的漏光，黄绿色的视角特性得以提高。
如上所述，本发明的液晶显示装置以比上述色域所决定的规定的明度要小的明度，使得在上述色域的边界上以外的部分存在利用三种原色来进行色彩表现的像素色。本发明的液晶显示装置当然也可以对能使用1～3种原色来表现的上述色域的边界上的像素色采用任何数量、组合的原色(当然是四种以下的原色)。
此外，若能仅使用三种原色来表现至少一种颜色，则可以认为具有对该颜色进行视角特性(尤其是接近肤色的视角特性)最佳的显示，即能实现视角特性的改善的效果，若能仅用三种原色表现更多的颜色，则效果更好。为了获得更好的效果，优选以比规定的明度要小的明度在色域的边界上以外的所有色度区域中利用三种原色来表现像素色。对于这里例示的四原色为R、G、B、Y的情况，优选利用RYB三色或GYB三色中的某一种来显示比规定的明度要小的明度的像素色中，边界上以外的所有像素色。更具体而言，优选上述色域中不点亮R子像素所能显示的像素色是比明度小于明度Th'的像素色中，图6中的灰色所示的区域内的所有像素色。此外，优选上述色域中不点亮G子像素所能显示的像素色是明度小于明度Th的像素色中，图5的灰色所示的区域内的所有像素色。
此外，本发明的液晶显示装置优选具备如下色转换处理部。该色转换处理部能用图1中的色转换处理电路12来举例表示，以下作为色转换处理电路12来进行说明。
当该液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置的情况下，色转换处理电路12将输入影像信号中的像素信号的各分量(该例中为R、G、B的各信号，对应于上述Ri、Gi、Bi)转换成用于输出到与上述四原色(该例中为RGBY)分别对应的子像素的灰度值(对应于上述Ro、Go、Bo、Yo)的和达到最小的灰度值的组合。
另外，该转换与液晶是常黑还是常白无关，只要显示部是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置，则灰度值的和越小，原色的数量越少，因此都能同样适用。
另一方面，当该液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置的情况下，色转换处理电路12将输入影像信号中的像素信号的各分量转换为上述和达到最大的灰度值的组合。另外，该转换与液晶是常黑还是常白无关，只要显示部是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置，则灰度值的和越大，原色的数量越少，因此都能同样适用。
在图4～图6中举出了如下示例：四原色为R、G、B、Y、作为上述三种原色，根据输入影像信号中的像素信号所表示的色度(即，根据像素信号的像素色)，使用G、B、Y的组或者R、B、Y的组来表现像素色，但原色的组并不限于此。
例如在四原色为R、G、B、W的情况下，根据输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用R、G、W的组，或者G、B、W的组，或者B、R、W的组来作为上述三种原色。也就是说，若显示部6为RGBW的显示器，则将以比规定的明度要小的明度并利用RGW、GBW、BRW的任意三种颜色所显示的像素色设置在边界上以外即可。
通过如上述那样采用不显示R、G、B中的某一子像素的像素色，从而在显示该像素色时，能提高该像素色部分的视角特性。更具体而言，在四原色为R、G、B、W的情况下，通过不点亮R子像素提高青色附近的视角特性，通过不点亮G子像素提高洋红附近的视角特性，通过不点亮B子像素提高橙色～黄色～黄绿的视角特性。
另外，在这里所例示的液晶显示装置等非自发光型且支持RGBW四原色显示的显示装置中，在比规定的明度要小的明度的情况下，在显示像素色时，也可以采用R、G、B的组来作为上述三种原色。通过采用不显示W子像素的像素色，在显示该像素色时，能提高该像素色部分的视角特性。例如在像素色为粉色的区域、像素色为浅绿色的区域、像素色为青色的区域中，通过不点亮W子像素从而抑制了斜视时的白色的漏光，提高了视角特性。这里做一点补充，在后述的自发光型显示装置的情况下，具有能降低耗电量的效果，但由于W通常是亮度较高的像素，因此若仅以RGB来显示，则会亮度不足，无法得到上述效果。由此，在自发光型且支持RGBW四原色显示的显示装置的情况下，只要不选择使用RGB这三种原色来进行表现即可。
此外，在四原色为R、G、B、C的情况下，根据输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用G、C、R的组，或者B、C、R的组来作为上述三种原色。也就是说，若显示部6为RGBC的显示器，则将以比规定的明度要小的明度并利用GCR或BCR三种颜色所显示的像素色设置在边界上以外即可。
通过如上述那样准备不显示B或G子像素的像素色，从而在显示该像素色时，能提高该像素色部分的视角特性。更具体而言，在四原色为R、G、B、C的情况下，通过不点亮G子像素来提高洋红附近的视角特性，通过不点亮B子像素来提高橙色附近的视角特性。
接着，对色转换处理电路12中的转换方法进行详细说明。
通过利用色转换处理电路12执行上述那样的转换，从而首先在色域中除边界以外的部分存在能以小于规定的明度的明度仅利用三种原色来表现的像素色，并且在色域的边界上也存在能仅利用两种以下的尽可能少的原色来表现的像素色。换言之，在色转换处理电路12中，利用某一转换式来对像素信号的各分量进行转换而不依赖于明度，如果是无法利用三种以下的原色进行表现的颜色，则得到以全部四种原色来表现的转换结果。
对该转换式进行说明。若使用线性规划法，则能获得某一限制条件下最佳的原色组合。线性规划法是指在满足一些一次不等式以及一次等式的变量的值中，求取使某一一次式(目标函数)最大化或最小化的值的方法，在RGBE显示器中，能用下式来表示某一颜色的三刺激值(Xt、Yt、Zt)。E指四原色中RGB以外的原色(第四种原色)。
[数学式1]
X t Y t Z t = X r X g X b X e Y r Y g Y b Y e Z r Z g Z b Z e r g b e
上式中的矩阵是表示显示部6的色域的矩阵，由与显示部6的各原色相对应的系数构成。在该例那样的液晶显示装置的情况下，矩阵主要由与彩色滤光片的颜色相对应的系数构成。在矩阵中，Xr、Yr、Zr表示原色R的三刺激值，Xg、Yg、Zg表示原色G的三刺激值，Xb、Yb、Zb表示原色B的三刺激值，Xe、Ye、Ze表示原色E的三刺激值。r、g、b、e分别表示红、绿、蓝、第四种原色的子像素的点亮率。由于某一种颜色的三刺激值(Xt、Yt、Zt)能通过从R、G、B的转换来求得，因此对色转换处理电路12的输入可以是三刺激值XYZ的信号，也可以是RGB的信号。
若将上式展开，则如下所示。
Xt＝rXr+gXg+bXb+eXe
Yt＝rYr+gYg+bYb+eYe
Zt＝rZr+gZg+bZb+eZe
Xr+Xg+Xb+Xe为白色的三刺激值X，将其与各子像素的点亮率(r、g、b、e)相乘后的结果(Xt、Yt、Zt)表示显示色的三刺激值。
上式中，等式有三个，未知数有四个，因此表示某一颜色(Xt、Yt、Zt)的原色的组合(r、g、b、e)存在无数个。由此，如下式那样设定目标函数F，通过基于线性规划法的数值计算来求得F(r、g、b、e)达到最小时的r、g、b、e。
F(r、g、b、e)＝r+g+b+e
对液晶显示装置的色域所包含的所有像素色(换言之，上述(Xt、Yt、Zt)所能取的所有颜色)分别求出F(r、g、b、e)达到最小时的点亮率的组(r、g、b、e)。然而，这里，对该液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰阶数据来进行显示的装置的情况进行说明。此外，如这里说明的那样，在点亮率随着灰度值的增加而增加的情况下，可以认为点亮率的组(r、g、b、e)与灰度值的组具有相同意义。由此，F(r、g、b、e)相当于上述和(输出到子像素的灰度值的和)。
作为该计算结果的一个示例，在支持RGBY四原色显示的显示装置中，若求得R灰度值(r)、G灰度值(g)、B灰度值(b)、Y灰度值(y)的和最小的组合，则在比规定的明度要小的明度下，在R的点亮区域中不点亮G，在比规定的明度(其它的规定明度，但也包括相同值的情况)要小的明度下，在G的点亮区域中不点亮R。反过来也成立，在比规定的明度要小的明度下，在R的点亮区域中不点亮G，在比其他的规定的明度要小的明度下，在G的点亮区域中不点亮R，该情况下，F(r、g、b、e)达到最小。
同样，在该液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置的情况下，通过基于线性规划法的数值计算来求得F(r、g、b、e)达到最大时的r、g、b、e。作为该计算结果的一个示例，以支持RGBY四原色的显示装置来进行说明，在比规定的明度要小的明度下，在R的点亮区域中不点亮G，在比其他的规定的明度要小的明度下，在G的点亮区域中不点亮R，该情况下，F(r、g、b、e)达到最大。
这里，对上述规定的明度进行补充。在基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置的情况下，对液晶显示装置的色域所包含的所有像素色分别求出上述和(即F)达到最小的灰度值的组，该结果中，对于各色度能够仅以三色来表现的明度的极限值是唯一确定的。同样，在基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置的情况下，对液晶显示装置的色域所包含的所有像素色分别求出上述和(即F)达到最大的灰度值的组，该结果中，对于各色度能够仅以三色来表现的明度的极限值是唯一确定的。
因此，该例中，通过使显示装置具备对所有明度进行上述转换的色转换处理电路12这一第二特征来实现本发明的设置至少一个以比规定的明度要小的明度(除边界上)来仅使用三种原色的像素色的主要特征(以下称为第一特征)。当然，本发明也能构成为仅具备上述第二特征而不具备上述第一特征的发明。
另外，该例中，利用下述第三特征来实现上述第一特征。该第三特征是指，在表现某一色度的颜色的情况下，在比对每个色度确定的规定的明度(若确定了显示部6的色域则唯一确定的上述极限值)要小的明度下，仅使用四原色中的三原色。当然，本发明也能构成为仅具备上述第三特征而不具备上述第一特征的发明。若用图5(B)的示例说明，则上述那样定义时每个色度的规定明度由灰色所示的外壁中，除垂直方向的两个侧壁以外的外壁的部分、即上侧的三个曲面来表示。该三个曲面下侧的颜色既能用三色也能用四色来表现，但在本发明中用三色来表现。
接着，参照图7～图12对上述那样利用线性规划法计算得到的点亮率进行说明。
图7是表示本发明的支持四原色(RGBY)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图，图8是表示现有的支持三原色(RGB)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图。图9是表示本发明的支持四原色(RGBW)显示的液晶显示装置中，L*＝20时各原色的点亮率的一个示例的图。图10、图11、图12分别对应于图7、图8、图9，表示L*＝80时各原色的点亮率的一个示例。
图7～图12中，对于色域内的色度，用该色度的位置上的圆圈大小来表示各原色的点亮率的高低。即，此处，色度的位置上所图示的圆圈越大，则表示该色度下其原色的点亮率越高。
如图7(A)中表示四原色(RGBY)中的R、G的点亮率那样，该情况下，色域被划分为仅点亮R的区域和仅点亮G的区域。另外，四原色中的B、Y的点亮率分别如图7(B)、(C)中所示那样，点亮率在整个色域中都不为0(除边界上)。
因此，在这里例示的支持RGBY四原色显示的液晶显示装置中，至少在L*＝20的情况下，能仅利用RBY或GBY的三原色来进行色彩表现，由于R和G不同时点亮，因此视角特性最佳。相反，在如现有技术那样不进行最优化的情况下，虽然没有图示，但由于R的点亮区域和G的点亮区域在整个区域中重复，因此例如在肤色附近，会在整个区域中观察到斜视时绿色的漏光。
为进行比较，对支持三原色(RGB)显示的显示装置进行说明。如图8(A)示出三原色(RGB)中的R、G的点亮率那样，对色域内的所有色度，使R和G均点亮。然而，在图8(A)中，尤其是在右侧，存在G的点亮率被R的点亮率遮挡的部分。另外，三原色中的B的点亮率也如图8(B)所示那样，点亮率在整个色域中都不为0(除边界上)。由此，在现有的支持三原色(RGB)显示的显示装置中，在整个区域中点亮R、G、B，该情况下，R的点亮区域与G的点亮区域也在整个区域中重复，因此例如在肤色附近，会在整个区域中观察到斜视时绿色的漏光。
如图9(A)中表示四原色(RGBW)中的R、G的点亮率那样，该情况下，色域被划分为仅点亮R的区域、仅点亮G的区域、以及R和G均点亮的区域。并且，如图9(B)所示，四原色中的B的点亮率在一部分区域中为0，该区域与R和G均点亮的区域相同。另外，四原色中的W的点亮率分别如图9(C)中所示那样，点亮率在整个色域中都不为0(除边界上)。
因此，在支持RGBW四原色显示的液晶显示装置中，至少在L*＝20的情况下，能仅利用RGW、GBW、BRW中的任意三种原色来进行色彩表现。这里，举出了R和G均点亮的区域与点亮B的区域不重复的例子，但也可以一部分重复，此时，仅在该重复的色度的区域中进行四原色表现。相反，在如现有技术那样不进行最优化的情况下，虽然没有图示，但例如由于R的点亮区域和G的点亮区域在整个区域中重复，因此在肤色附近，会在整个区域中观察到斜视时绿色的漏光。
此外，如图10、图11、图12所示那样L*＝80的情况下，与L*＝20的情况相比，色域变窄，但基本趋势是相同的。然而，在L*＝80的情况下，如图10(A)、图12(A)所示，无论采用RGBY、RGBW中的任何一种四原色显示，都会产生些许R和G均点亮的区域。
并且，由L*＝20与L*＝80的情况的比较可知，随着明度的上升，需要以全部的四原色进行表现的色度区域会增加，而能以三种原色来表现的色度变少。并且，可以认为随着明度上升，能以三种原色来表现的色度变少的时刻的明度即为上述规定的明度。
接着，对色转换处理电路12中用于容易地实现上述转换方法的结构进行说明。
出于速度上的考虑，并不优选对每个像素通过运算来执行转换处理电路12中的上述转换。由此，色转换处理电路12优选具有用于将输入影像信号中的像素信号的各分量转换为用于输入到与上述四原色分别对应的子像素的灰度值的三维查找表(3D-LUT)。
这里，3D-LUT如利用线性规划法的计算所说明的那样事先进行计算，以像素色(Xt、Yt、Zt)的组与其转换结果即(r、g、b、e)的组相关联的方式来生成。此外，由于3D-LUT的色调整点较多，因此能通过使用3D-LUT来适当调整。
此外，在液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置的情况下，对于上述仅使用三种原色的像素值，以使四个子像素的灰度值中，不使用的一个颜色的灰度值为最小值(通常为0)的方式进行转换即可。相反，在液晶显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置的情况下，对于上述仅使用三种原色的像素值，以使四个子像素的灰度值中，不使用的一个颜色的子像素的灰度值为最大值(在8位数据的情况下为255)的方式进行转换即可。由此，作为对不使用的一个颜色的子像素的转换后的灰度值，在3D-LUT中准备上述值即可。
另外，色转换处理电路12并不限于具备3D-LUT，若像上述那样忽略计算速度，则也可以不具备LUT本身。此外，LUT也可以不是3D-LUT，而是具备各分量用的LUT。在表现特定的颜色时参照各分量用的LUT，利用从各个LUT获取到的各分量的灰度值进行转换，以达到目标的一种颜色即可。例如，输入像素信号可以采用R、G、B的信号，从R用的LUT中获取R和Y分量的灰度值，从G用的LUT中获取G和Y分量的灰度值，从B用的LUT中获取B和Y分量的灰度值，对Y的灰度值进行求和等来进行转换。
另外，虽然举出了设置色转换处理电路12的例子，但作为液晶显示装置不具备色转换处理部的例子，也可以举出以在记录器、播放器等源设备中设置同样的色转换处理部、并在源设备一侧直接将转换后的信号输入到显示装置这样的方式为代表的、从外部输入适合在本发明的显示装置中进行显示的信号(即，与上述转换后的信号相同的信号)那样的方式等。
此外，在图1的结构例中，作为输入影像信号中的像素信号，举出将RGB信号输入到色转换处理电路12的例子，在上述转换式中，举出输入RGB信号、三刺激值XYZ的信号的例子来进行了说明。然而，作为输入到色转换处理电路12的信号，也可以是包含RGB的四色信号等其它组合的信号，仅转换式不同，能以同样的思想进行转换。这里，包含RGB的四色的信号是指最优化之前的信号，也可以是不同于四原色的其他组合的四色的信号。例如，可以向支持RGBW的四原色显示的液晶显示装置输入RGBY的信号作为输入影像信号的像素信号，并转换为RGBW来进行显示。
若使用上述转换式进行说明，则在输入四色的信号(假设为(rr、gg、bb、ee))时，其所表示的颜色(Xt、Yt、Zt)是唯一确定的，但由于能表现(Xt、Yt、Zt)的原色的组合还存在多个，因此需要从中选择最合适的组合(r、g、b、e)。即，在将所输入的四色的信号(rr、gg、bb、ee)转换为最合适的四原色信号(r、g、b、e)的结构的装置中，结果是以和下述处理相同的转换处理来进行转换：即，按照规定的矩阵系数将(rr、gg、bb、ee)的组转换成(Xt、Yt、Zt)的组，然后使用上述转换式将其转换为(r、g、b、e)的组。由此，同样地将(Xt、Yt、Zt)转换成F最小(或最大)的(r、g、b、e)即可。即，将与(rr、gg、bb、ee)的组相对应的(Xt、Yt、Zt)转换成F最小(或最大)的(r、g、b、e)即可。实际上，事先求得F最小(或最大)的转换结果，并采用3D－LUT，参照将(rr、gg、bb、ee)的组与转换结果即(r、g、b、e)关联起来的表格来进行转换即可。
此外，在以上的说明中，以各原色的子像素的面积比(开口率)相同为前提，但有时也使用各原色的开口率不同的显示部。另外，在对一个像素中的原色设置有多个子像素的情况下，该原色的开口率是指这多个子像素的总开口率。然而，在这种情况下，色转换处理电路12也以同样的方法将输入影像信号中的像素信号的各分量转换为灰度值的组合即可。例如，在使用上述转换式的情况下，即使子像素的开口率根据原色而不同，由于原色的三刺激值与其对应地来变化，因此无需特别进行对(r、g、b、e)赋予权重等处理。
以上，以液晶显示装置为例对本发明的显示装置进行了说明，但并不限于此，也同样可以应用于其它具备非自发光型显示面板的显示装置来代替液晶面板，该情况下也能起到同样的效果。
此外，本发明的显示装置也可以是具备有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示面板、PDP(Plasma DisplayPanel：等离子显示面板)等自发光型的显示面板作为图1的显示部6、在该显示面板上对输入影像信号所表示的影像进行显示的装置。另外，对于有机EL显示器的情况，能通过例如使用四色发光层的方式、使用四色彩色滤光片的方式等来进行四原色显示。对于PDP的情况，能通过例如采用四种荧光体颜色来进行四原色显示。
自发光型的显示装置与液晶显示装置那样的非自发光型显示装置同样，具有原色的组合能使显示器性能最优化的效果，但在耗电量的最优化方面不同。例如，由于在比规定的明度要小的明度下在R的点亮区域中不点亮G，且在G的点亮区域中不点亮R，因此，由于存在不点亮的子像素而实现了省电，降低了耗电量。换言之，通过在具备自发光型显示面板的显示装置中应用本发明的主要特征即上述第一特征、上述第二特征、上述第三特征中的某一或多个特征，能实现省电。
关于原色的组合的最优化，对与灰度数据的关系进行补充说明。在自发光型显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置的情况下，以色转换处理电路12为例示出的色转换处理部将输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于输出到与上述四原色分别对应的子像素的灰度值的和达到最小的灰度值的组合。其原因在于，自发光型显示部的发光亮度越高，其消耗的电力越多，而四色的灰度值的总和越小，则发光亮度越低，从而能够省电。该例中，若用上述转换式来说明，则当F(r、g、b、e)达到最小时，耗电量也达到最小。
另一方面，当自发光型显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置的情况下，以色转换处理电路12为例示出的色转换处理部将上述各分量转换为上述和达到最大的灰度值的组合。其原因在于，如上所述自发光型显示部的发光亮度越高，其消耗的电力越多，而四色的灰度值的总和越大，则发光亮度越低，从而能够省电。该例中，若用上述转换式来说明，则当F(r、g、b、e)达到最大时，耗电量达到最小。
关于其它方面，即使在显示装置是自发光型的情况下，也基本能应用对液晶显示装置的说明，因此省略该说明。
显示装置也可以是具备液晶面板等非自发光型显示面板、对显示面板的背面进行照射的背光(照射灯)、透过型的屏幕、以及将显示于显示面板的影像透射到屏幕背面的投射透镜的投射型显示装置。具备上述结构的投射型显示装置是将影像投射到设置在装置内部的屏幕背面来观察透射光的装置，称为背投式投影机。该背投式投影机由于具备非自发光型的显示面板，因此能如以液晶显示装置为例进行说明的那样提高视角特性。关于其它方面，即使在显示装置是背投式投影机的情况下，也基本能应用对液晶显示装置的说明，因此省略该说明。
如上所述，在支持四原色显示的显示装置中，存在多个表示某一颜色的原色的组合，但原色组合的不同会导致耗电量、视角特性产生差异，因此通过选择最合适的组合，能提高显示性能。这里，根据本发明的自发光型的显示装置，能对四种原色的值的组合进行最优化以降低耗电量，并且，通过使用同样的组合，若采用本发明的非自发光型显示装置，则能进行最优化以提高视角特性。相比于此，现有技术并未考虑这种显示性能的最优化，而且没有在支持四原色显示的显示装置中仅利用三种原色来进行显示，因此可以认为本发明是有益的。
标号说明
1   驱动控制电路
2   输入部
3   影像处理电路
4   控制部
5   光源控制电路
6   显示部
7   彩色滤光片
8   液晶面板主体
9   背光源
11  显示控制电路
12  色转换处理电路
13  数据信号线驱动电路
14  扫描信号线驱动电路
61  子像素形成部
61a TFT
61b 像素电极
61c 辅助电极
62  像素形成部

Claims (11)

1.一种显示装置，利用对每一种原色具有至少一个子像素的四原色构成的像素来对输入影像信号所表示的影像进行显示，其特征在于，
在对所述输入影像信号中的像素信号的像素色进行表现时，仅利用所述四原色中的三种原色来表现以下像素色：比根据所述显示装置所能表现的色域而确定的规定的明度要小的明度下的、所述色域的边界上以外的至少一个像素色。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变小的灰度数据来进行显示的装置，
该显示装置包括色转换处理部，该色转换处理部将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值的和达到最小的灰度值的组合。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置是基于显示亮度随灰度值的变小而变大的灰度数据来进行显示的装置，
该显示装置包括色转换处理部，该色转换处理部将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值的和达到最大的灰度值的组合。
4.如权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于，所述色转换处理部具有三维查找表，该三维查找表用于将所述输入影像信号中的像素信号的各分量转换成用于向与所述四原色分别对应的子像素输出的灰度值。
5.如权利要求2至4的任一项所述的显示装置，其特征在于，向所述色转换处理部输入RGB的信号、三刺激值XYZ的信号、包含RGB的四色信号中的某一种作为所述输入影像信号中的像素信号。
6.如权利要求1至5的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述四原色为红色、绿色、蓝色、黄色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用红色、黄色、蓝色的组或者绿色、黄色、蓝色的组作为所述三种原色。
7.如权利要求1至5的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述四原色为红色、绿色、蓝色、白色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用红色、绿色、白色的组或者绿色、蓝色、白色的组或者蓝色、红色、白色的组作为所述三种原色。
8.如权利要求1至5的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述四原色为红色、绿色、蓝色、青色，根据所述输入影像信号中的像素信号所表示的色度，使用绿色、青色、红色的组或者蓝色、青色、红色的组作为所述三种原色。
9.如权利要求1至8的任一项所述的显示装置，其特征在于，该显示装置包括非自发光型的显示面板、以及对该显示面板的背面进行照射的背光，在所述显示面板中显示所述输入影像信号所表示的影像。
10.如权利要求1至8的任一项所述的显示装置，其特征在于，该显示装置包括自发光型的显示面板，在该显示面板中显示所述输入影像信号所表示的影像。
11.如权利要求1至8的任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置是投射型的显示装置，所述投射型的显示装置包括对所述输入影像信号所表示的影像进行显示的非自发光型的显示面板、对该显示面板的背面进行照射的背光、透过型的屏幕、以及将所述显示面板中显示的影像投射到所述屏幕的背面的投射透镜。
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