TWI378284B - - Google Patents

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TWI378284B
TWI378284B TW096136791A TW96136791A TWI378284B TW I378284 B TWI378284 B TW I378284B TW 096136791 A TW096136791 A TW 096136791A TW 96136791 A TW96136791 A TW 96136791A TW I378284 B TWI378284 B TW I378284B
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Tatsuki Inuzuka
Shinichi Komura
Yoshifumi Sekiguchi
Original Assignee
Hitachi Displays Ltd
Panasonic Liquid Crystal Displ
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Description

1378284 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於顯示裝置，其係顯示彩色圖像。 【先前技術】 彩色圖像之顯示裝置有液晶顯示器，其係組合按像素進 行穿透率控制之液晶面板與背照光而進行顯示。 顯示彩色圖像時，背照光至少包含RGB(紅綠藍）三色成 分，藉由具至少RGB三色的彩色濾光片之子像素構成可配 置於液晶面板之像素，控制跨波長全域之光量，以可進行 彩色圖像顯卜在此，子像素係指具有任―刪彩色遽光 片之穿透率控制的最小單位。接著，像素係指rgb三種子 像素的組合，#由將多數像素配置於面内而製成畫面。其 以外的CRT(陰極射線管)、電漿、投影器等的多數顯示裝 置，以像素組合進行顯示之基本原理係相同。 _但是，放置顯示裝置之環境條件，有照明的明亮度。顯 ’、直面的觀察者將環境光於表面反射之反射光與顯示裝置 本來的顯示光合成而觀看。 在此，顯示畫面明亮度的焉大與最小之比為對比度r， 呈現顯示光與反射光之關係時，係R=(最大顯示光量+反身 光量）/(最小顯示光量+反射光量）。_般而言，對比度^ 大，辨識性越佳。在此，最大顯示光量係對應顯示謂 大值之顯示光量，最小顯示光量係對應顯示信號最小值之 =示光量。料度提料，使最域Μ量増加，或反期 光罝減少有效。 124750.doc 1378284 因此，為管理顯示畫面的對比度 備用以檢測環境明亮度之光感測器 可變設定顯示光的強度（亮度）。
專利文獻1係揭示以下技術：在陰暗房間與明亮屋外， 改變背照光發光量》例如，陽光照射的白&，依據光感測 器的輸出信號，提高背照光發光量，使顯示畫面的最大顯 示光量增加。如此，提升對比度R，使辨識性增加。. 專利文獻2係提案如下：為提升顯示面板自體的亮度， 在相同面積内配置RGBW之像素相比，各子像素的面積比 係4:3。RGB的彩色濾光片將光源波長分佈切成三分之 一，相對於此，W直接以1透射光源光量。從該等關係， RGB面板與RGBW面板的最大顯示光量比率係
已知有以下方法：準 依據光感測器輪出， 除了 RGB三種子像素外，藉由準備w(白）的子像素，提升 明亮度。因W像素沒有彩色濾光片，故穿透率高，對亮度 提升有很大效果。具體而言，以往之RGB所形成之像素與 ((4+4+4)/3):((3 + 3 + 3)/3 + 3x 1)=1:1.5。 用以驅動RGB W像素之RGBw信號的產生方法，係提案 以下步驟。RGB三色的輸入色信號最小值為w=min(R、 G、B)信號，且將分別從rgb減去W之值形成新R，G，B， 、G'=G-W、Β·=Β-λ\〇信號。在此，藉由W信號乘 上適度的放大係數，可得到亮度提升的效果。 再者’非專利文獻1係詳述色再現性之技術背景。 [專利文獻1]曰本特開2006-106294號公報 [專利文獻2] US 2005/0225562 124750.doc 1378284 [非專利文獻1]色彩科學手冊第二版，曰本色彩學會 编’東京大學出版會，1998初版 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] ， 一般而言，顯示裝置先固定可構成加法混色基礎之rgb 三原色的色度，藉由以RGB信號指定三原色的混合比決 定色域内的-點顏色。但是’在RGB三種像素追加w像素 之RGBW面板中，有W像素造成亮度提升效果的半面， RGB三原色的色度改變（色域改變）之現象。 因為W像素的發光波長分佈與RGB三原色的發光波長分 佈相重疊，導致RGB三原色分別疊上取決於w像素發光量 之W的波長分佈。藉此，變化三原色的色度，使加法混色 無法成立。具體而言，W像素的發光量為〇時，色域為最 大；W像素的發光量為MAX時’色域為最小。如此，為提 升冗度’ W像素的使用比率越高，色域越縮小，形成白茫 茫的顯示畫面。 如此，RGBW面板中，亮度提升特性與色再現特性係有 取決於w像素使用比率之相反關係。具該種特性之w像素 係以往之RGB面板所沒有的要素，故沒有所謂|像素使用 比率之信號。 前述之以往例係顯示W像素追加所造成之亮度提升原 理，但未提示考慮有取決於W像素發光量之色再現特性之 色仏虎變換。具體而& ’沒有言及W像素使用比率，盆择 果使顯示畫面白茫茫。 (S ) 124750.doc 1378284 [數1]
Rout Gout Rin Bout =C* Gin _ Wout _ Bin ' 換言之，從上述之RGB輸入信號色信號變換為RGB W輸 • 出信號之方法係相當於要求變換矩陣C，其係用以使用等 號連結三輸入四輸出。在此，為使RGB三色的輸入色信號 φ 最小值為W=MIN(R、G、B)信號，將W從屬於RGB信號 • 時，無法控制對W信號畫質的提升。換言之，為將作為輸 出信號之RGB W分別獨立控制時，條件不足而無法求解（變 換矩陣C)。 本發明為使用RGB W像素所構成之液晶面板得到亮度提 升效果，以算出RGBW四色信號之方法為課題，可與11(}]3 三色的輸入信號一同控制對W信號晝質的提升。 [解決問題之技術手段] # 為解決前述課題，本發明係包含：控制W信號使用率之 信號輸入機構、及由RGB輸入信號與該W使用率算出 RGBW信號之色信號變換機構。 在此’作為用於控制W信號使用率之信號，例如感測輸 入環境明亮度’藉由改變顯示畫面之W像素的使用比率， 實現色彳§號變換’以滿足各種觀察環境之要求畫質。 此外，本發明使用依據以下現象之信號處理機構。一般 而言’雖不同分光分佈，但好像是相同色之現象稱為條件 等色。這是因為人類視覺無法分解全部波長分佈，具有稱 124750.doc C S ) 1378284 為RGB(紅藍綠）之波長分佈特性。本發明仿照上述視覺現 象’將RGBW顯示裝置中亦產生之雖為不同rgb W組合但 好像是相同色之現象稱為條件等色。此係w的波長分佈與 RGB的波長分佈重複所致。作為簡單例，二個不同色信號 (R=G=B=—定值，W=〇)與（R=G=B = 〇, w=—定值）係形成 相同色。再者，考慮兩者間的中間組合，則用以顯示相同 色之色仏號組合有多數。本發明使用相當於該種條件等色 之顯不裝置的現象，邊維持顯示色，邊使用修正RGB貿組 合之機構。在此，本發明進一步考慮與背照光的發光波長 之組合。具備依據該種顯示裝置的條件等色，判斷用以呈 現相同色之驅動信號組合之機構。 人類的視覺特性可區別RGB三種顏色而知覺。但是，在 無法充分適應極亮環境下觀察對象時，因RGB三種知覺達 飽和狀態，故感到白茫茫。伴隨適應，知覺的飽和狀態消 除，可正確知覺刪三種比率，色再現特性返回。 因此，如屋外在明亮的環境下提高辨識性時，對比度 (亮度提升）比色再現特性重要。另—方面，在比較暗的環 境中’因臟三種知覺充分起作用，&色再現特性重要。 ^此，在廣泛變化之觀察環境下所使用之攜帶型顯示裝置 中’隨著環境而要求晝質變化。 本發明藉由將環境明亮度作為參數而連續切換在取決於 像素使用比率之相反關係之亮度提升與色再現特性，實 現滿足各種觀察環境之要求畫質之效果。 [發明之效果] 124750.d〇c 10 1378284 本發明藉由依據外部環境明亮度可變設定w像素使用比 率，在比較明亮的照明環境下進行重視對比度之顯示，在 丨較陰暗的照明環境下進行重視色再現性之顯示，以在廣 泛照明環境令實現高辨識性。 - 人類的視覺特性可區別卿三種顏色而知覺。但是，在 • 無法充分適應極亮環境下觀察對象時，因RGB三種知覺達 飽和狀態’故感到白茫茫，適應，知覺的飽和狀態消 # 除’可正確知覺刪三種比率，色再現特性返回。 • 目此，如屋外在明亮的環境下提高辨識性時，對比度 (亮度提升)比色再現特性重要。另一方面，在比較暗的環 境中，因RGB三種知覺充分起作用，&色再現特性重要。 如此，在廣泛變化之觀察環境下所使用之攜帶型顯示裝置 中’隨著環境而要求畫質變化。 本發明藉由將環境明亮度作為參數而連續切換具取決於 W像素使用比率之相反關係之亮度提升與色再現特性，實 • 現滿足各種觀察環境之要求畫質之效果。 人類的視覺特性可區別RGB三種顏色而知覺。但是，無 法直接在充分適應極亮環境下觀察對象時，因rgb三種知 覺達飽和狀態，故感到白茫茫。伴隨適應，消除知覺的飽 和狀態’可正確知覺RGB三種比率，並回到色再現特性。 因此，如屋外所示，在明亮的環境下提高辨識性時，對 比度（亮度提升）係比色再現特性重要。另一方面，在比較 暗的環境中，因RGB三種知覺充分功能，故色再現特性重 要如此，在廣泛變化之觀察環境所使用之攜帶型顯示裝 124750.doc 1378284 置中，依據環境變化要求畫質。 本發明藉由將環境明亮度作為參數而連續切換具取決於 w像素使用比率之相反關係之亮度提升與色再現特性’實 現滿足各種觀察環境之要求畫質之效果。 因本發明使用利用有顯示裝置的條件等色之RGBW信號 的修正機構，修正RGBW信號，以減低顯示所需的背照光 光量，故有以下效果：在維持顯示色下，減低顯示裝置的 驅動電力。
【實施方式】 以下，使用圖面說明各實施例。 [實施例] (1)四輸入四輸出之關係式 圖1係表示適用本發明之裝置的基本構成。其係將所輸 入之RGB信號變換為用以顯示的RGBW信號之構成例。另 外’本發明並非取決於用以顯示RGBW信號之面板構造
者°例如’可使用組合有液晶元件與具RGBW波長透過特 性·之;慮光片之任意面板構造。因此，並非取決於驅動電路 構成。此外，以下之說明中，省略含面板之輸出入信號的 γ特性。 [數2]
Rout Rin Gout =C· Gin Bout Bin _ Wout _ Xin 本發明為將（式丨）所示三輸 …（式2) 四輸出之關係變換為可唯 124750.doc -12· (S ) 1378284 —解答之四輸入四輸出之關係，如（式2)所示，其特徵係準 備新信號X的輸入機構。新信號輸入機構係具備以下功 能.例如將觀察顯示裝置之環境明亮度、使用者偏好、所 顯示之彳5號特性等形成數值而取入。該等可單一或組合複 數而使用，且可與將輸入信號之數值變換為供内部使用之 適當數值之機構相組合。另外，（式2)的變換矩陣C不一定 為線型，结合關得、’可為具備使用有任何函數變換表等之 結合關係者。如此，其特徵係主動控制w像素的使用率。 此外，本發明係將用以顯示而產生的RGBW信號與人類 視覺所知覺的三原色之關係整合為四輸入三輸出系。再 者，本發明係將使用液晶顯示裝置時的RGBW液晶面板與 背照光驅動信號之組合整合4N輸入三輸出系。其特徵係 使用該關係式所產生之輸入側自由度，例如，算出用以減 低耗電之驅動信號。 (2)將外部環境明亮度作為新條件而使用之方法 圖2係本發明之構成例，將外部環境明亮度作為w信號 使用率之裝置構成例。構成要素係將以下構件作為基本構 成要素：色信號變換裝置10，其係輸入用以檢測外部環境 明亮度之明亮度感測器信號與RGB三色信號，以變換為 RGBW四色的輸出信號；背照光調變電路11，其係控制液 晶元件穿透率與背照光發光量；及面板12，其係平面配置 RGBW子像素。 從RGB輸入信號色信號變換為RGBW輸出信號中，藉由 加上將W像素使用比率作為條/件，置換為四輸入四輸出之 124750.doc 1378284 關係而得到唯-解答。在此，w像素使用比率有以下效 • 果’改變顯7F的亮度提升特性與色再現特性。換言之，有 ?文變顯不色立體形狀的效果。為說明該效果，首先對色立 體進行說明》 • (3)色立體與W變形之說明 圖3係模式表示謂素使用比率與顯示色立體之關係。 提升RGB信號的亮度成分之簡單方法係加上W信號。但 Φ I’因w信號包含全部波長，故彩度低下。如此，-般而 , t ’亮度提升效果與色再現特性係有相反關係。若在此算 出W信號作為RGB信號的從屬關係而使w=p(R、g、b)(在 此F係任意函數），則無法控制w信號使用率所決定之亮度 與彩度的關係。 ~ & 本發明之待徵係設置一種機構，其係主動決定該種亮度 提升效果與色再現特性的相反關係。例如，使用可檢測環 境明亮度之明亮度感測器的輸出信號。接著，其特徵係在 •日月亮環境中使亮度提升效果優先，在陰暗環境中重視色再 現特性，在兩者中間，取決於環境明亮度而連續改變畫質 效果。再者’為連續改變之具體調整項目，係控制 的使用比率。 、 取決於W像素的使用比率’連續改變顯示面板可顯示之 色立體形狀。接著’為使之明亮’取決於W像素的使用比 率而改變RGB原色的色度。若改變臟原色則無法成立加 法混色。但是，因W像素的使用比率與刪子像素共通， 故在W像素使用比率固定的條件下使刪原色的加法混色 124750.doc .14· 亮度設定W像 入信號之RGB 。接著，以顯 成立因此，如上所述，本發明依據環境明 吏用比率’在該條件下進行依據RGB輸 子像素的驅動，顯示加法混色所形成之顏色 不畫面全體的像素組合形成彩色圖像。 ⑷本發明之信號處理電路的構成例 圖4係表示本發明之信號處理電路的構成例。 其係由以下構件所構成：明亮度感測器1〇1 ’其係檢判 外部環境明亮度；色修正電路1〇2，其係進行所輸入之 RGBk號的色修正；w產生電路⑼，其係選擇實行複數 種的WL號算出方法；w產生選擇電路⑽，其係、選擇前述 !數種的wh號算出方法；κ修正電路1〇5，其係將前述明 儿度感測器的輸出信號作為修正係數κ而進行w信號的調 王，均勻化電路106，其邊維持所產生RGBW信號的顏色 與冗度邊均勻化；及背照光調變電路1〇7，其係算出液晶 面板驅動信號與背照光驅動信號而輸出。 以下，說明各電路動作與構成❶另外，因顯示色信號之 座h系有很多種類’故有關亮度與色域之信號成分有複數 種。例如， 1) RGB空間中’ RGB信號的共通成分W與從RGB信號減 去W之彩度成分 2) HSL空間中’明亮度成分[與顯示色彩鮮明度之成分s 3) xyY空間中，亮度γ與色度xy 在此’ RGB空間係由適當定義之RGB信號所形成之空 間；HSL空間係由η(色相hue)s(彩度saturati〇n)L(明度）所 124750.doc 1378284 形成之空間；XyY係由CIE(國際照明學會）所定義之色度Xy 與Y(亮度）所形成之空間。 此外’有考慮人類視覺特性之XYZ空間、Lab空間等。 本發明並非將上述多數信號種類特定者，其係使用有關亮 度（明亮度、明度）與色再現特性（彩度、色域）之信號成 分。接著，其特徵係取決於環境明亮度，管理顯示晝面亮 度與色再現待性》為簡化，以下之實施例中，以W表記有 關焭度之信號成分而進行說明，但也可使用L(明度）、 Y(亮度）取代之。藉由準備用以換算該等之機構，當然可 在信號處理步驟中混合使用。 (5) 感測器101 本發明輸入可放置顯示裝置之環境明亮度，算出決定w 像素使用率之修正係數K。為此，明亮度感測器係使用矽 或CDS(硫化鎘）等素材所構成之光感測器。接著，藉由AD 變換該感測器的輸出信號，形成數位信號而取入，並使用 該數位值’讀出事前準備之變換表，決定w的使用率κ。 算出修正係敫K之電路也可另外準備。如此，本發明之特 徵係藉由依據明亮度主動控制用以顯示之信號，提高觀察 者所感知之顯示畫質。另外，.κ的決定並不限於明亮卢， 但為說明顯示裝置之優點，在此以明亮度為例。該明亮度 感測器也可以使用者指定之開關代替。 (6) 色修正電路102 說明本發明所具備之色修正的實施例。基本上，以下之 畫質修正可以RGB信號或將其變換之任意三色信號為對象 124750.doc .16- 1378284 而實行。此係可以位於產峰w户 、 生Wk唬之刖階段方式而構成。 (A)彩度最大化 在所設定之色立體，以彩度貼 〜屎邾在色立體表面之方式進行 修正。在明亮環境中，進扞 進仃室視對比度的顯示時，亦有很 少期待色再現性之情況。因此，悬 琅好觀察上色情況。所輸 入之色彳§號可指定色立體内部的紅奋a苗 瓶門0丨的任意位置，但將位於該等 色立體内部之顏色移動至色立體表面。藉此，有易於觀察 上色情況之效果。具體的信號處理係將咖信號變換為亮 度.色相·彩度信號’修正彩度信號使其形成最大值。在 此，也可進行如亮度與色相保持相同值之條件設定。接 著’修正後的亮度.色相.彩度信號再度變換為臟信 號。 (B)輸入資料的解析 例如，展現點陣圖而顯示以HTML語言所記述之輸入信 號時，可從HTML語言碼判定所顯示之文字等的顏色種 類。此外，是否包含照片等圖，可從JPEG4BMp等的檔案 形式區別判定。換言之，可判定信號特性，而不需將該等 輸入信號展現於用以顯示之點陣圖信號。此外，藉由改寫 用以進行該等輸入信號的色指定碼，可修正點陣圖信號展 現結果的顏色。在此，HTML的色指定碼改寫可從RGB信 號與亮度.色相.彩度之關係適當修正。尤其，色指定碼 為RGB原色的組合時，可判定不含用以要求如自然圖像之 色再現性信號。如此’可採取相當於顯示圖像的統計測定 之特性資料》 124750.doc •17· (c)黑白顯不 在明亮環境下，重視辨識性時，相較於顏色的有無而重 視對比度時，沒有色再現而形成黑白顯示。其係將所輸入 之RGB信號變換為無彩色之黑白信號。 (D)使用者設定模式 藉由準備可輸入使用者偏好之任何機構，可進行色調 整。例如，紅色色相的微妙差別等。 (7) W產生電路1〇3 RGBW各信號係採0至1之值。各RGB在視覺上具不同意 義但在此說明具對等特質者。亦即，說明即使任意交換 RGB ’計算式亦成立。此外’在此不處理丫特性等的非線 形特性。 w條件方面，在RGB全部為0時，w=〇，rgb全部為i 時W 1。為此，W的异出方法很多，取決於該方法而改 變W的加量。本發明之特徵係具備一種機構，其係準備該 複數運算方法而進行選擇ew信號的算出方法如下所述。 (A) W=MIN(R ' G ' B) 如此而求出之W係RGB共通成分的大小。以rgb單獨或 二個組合而形成之CMY進行顯示時，因殘留的色信號有 0，故w為0。RGBCMY係以加法及減法之三原色而周知之 顏色，顯示該等顏色時，W=〇，不會損及鮮明度，但無法 得到因W追加所造成之亮度提升效果。位於具共通成 分之色立體内部之顏色可進行W追加，並提高亮度。藉由 如上述之…像素所造成之亮度提升效果，色立體形成中央 124750.doc 18 Ϊ378284 部分高度隆起之形狀°雖提高白信號的亮度，但因無法得 到原色信號的亮度提升效果，故有明亮度不同之顯著情 況。 (B) W=MAX(R、G、B) RGB單色顯示中附加白成分而實現亮度提升。 (C) W=(M . (MAX(R、G、B)-MIN(R、G、B)) +MIN(R、G、B)
其係使用新變數M=0〜1而整合為上述（A)與之式。在 此，若 M=0，W=MIN(R、G、B)，若 M=1，W=MAX(R、 G、B)。 (D) W=(l/3) . (R+G+B) RGB原色顯示之W成分的追加量係先乘上用以於腦三 色分割之係數（1/3)。 此外，有以下等式： (E) W=(R · G · B)
(F) W=(l/3) · (R - G+G · B+B · R) 本發明係準備一個或複數種 μ 職種W W成分算出方法。接 者，如圖5所示，其特徵係準 嚯 儕複數種時，依據從W產生 k擇電路104所輸入之選擇信號， . ° 藉由準備用以選擇算出 方法之機構，進行顯示晝質的調整。 (8) W產生選擇電路1〇4 號的產生方法在顯示畫面内 換的關鍵，可使用Μ干，# 任意切換使用。該切 '更用供顯不之輸入資料的解析效果。 例如，分類為以下等： 双果 124750.doc 1378284 1) 晝面内顯示文字圖形之像素 2) 不重視色再現性，但上色不可或缺的像素 3) 要求色再現性之像素 在此丨）中，右信號處理器進行依據HTML語言等之顯 . Λ ^像素位置與顯示内容不需等到點陣圖產生，可從 - ^ 。。所D己述之碼判斷。此外，照片資料等藉由看到
一；、·擴張子例如，可判斷BMP(點陣圖資料）、jPG(jPEG φ M縮資料）等。因此’不需等到該等照片資料展現於記憶 , 體上，可判斷像素位置與顯示内容。以該種判斷結果，在 .4不文字圖形之像素位置可切換重視對比度的信號處理， 在頁不照片等的像素位置可切換重視色再現的信號處理。 或對於已經展現點陣圖之圖像㈣，可進行任何的統計 處理。如圖6所示，將所輸入之RGB信號-次蓄積於畫面 記憶體。接著’進行畫面内的信號分佈測定。藉由進行像 素位置與顯示内容之關連，可在顯示文字圖形之像素位置 • 切換重視對比度的信號處理，在顯示照片等的像素位置切 換重視色再現的信號處理。統計值方面，有色分佈（亦即 面積比例）、邊緣分佈、頻率成分等。測定結果與所輪出 之選擇信號之關連，例如可使用事先準備之變換表。在該 種電路構成允許變形，例如，不要畫面記憶體，或可使用 函數運算電路取代變換表。如上所述，本發明之特徵係藉 由在畫面内某一像素單位具備可產生用以切換使用w像素 之4§號處理方法之選擇信號之機構，提升顯示晝質。 (9) K修正電路1〇5 124750.doc -20- 1378284 色階段中’因RGB三原色沒有相混色，故彩度低下。 第三階層係上述三角形YMC分別以二色混色之階段。 YMC中的二色與該原色之RGB的一色將三種向下的三角形 (YCG)、（CMB) ' (MYR)形成於色立體表面上。第二階層 與第三階層的YMC係指相同點。在該混色的階段中，發生 RGB三原色相混色，使彩度低下。 第四階層係位於第三階層頂點之YMC分別以二色混色之 階段。形成以YMC所構成之三角形為底面，白為頂點之三 角錐。 但是，上述係原理說明，將實際的顯示裝置測定值繪圖 而製成之色立體大多係壓扁者。因此，本發明之說明中， 大約的形狀為表示特徵，有使用模式圖形之情況。 例如，使用前述之W算出方法（A)時，將RGB共通成分 (亦即RGB最小值）形成W ’進行使用有w像素之顯示，以 使該W放大。該者係相當於將上述色立體的第四階層朝縱 向延伸。因為，從第一至第二階層為止係不含RGB共通成 分之色立體區域，因不具W,故無改變。將第三階層變 形，以聯繫兩者。放大該W之色立體，使RGB原色無改 變’且近似無彩色之色亮度增加。該W放大所造成之色立 體的形狀改變因W信號的算出方法而不同。伴隨此，顯示 畫質的改變亦不同。在哪種條件下，選擇哪種w信號產生 方法，可取決於設計事項》 如此，利用白成分的混色量，色立體形狀係以朝上下方 向伸縮之方式而改變。伴隨此，水平分割色立體之刮面積 124750.doc •22· 1378284 係以與上限方向的伸缩反比之方式而伸縮。換言之，古戶 與彩度的伸縮係相反關係。但是，該相反關係在考旦放 顯=裝置之環境明亮度後係合理的。在外部明亮而:求= 不壳度之狀況中，反而色彩再現性的要求低下。另一方 面’外部變暗而無法要求顯示亮度之狀況中，提高色重 性。設定該種顯示裝置的晝質要求時，前述色立體的形2 改變係形成符合要求之性質。 (11) RGBW信號的均勻化電路丨〇6 為簡化’ RGB亮度係相同，〜為臟三色分的亮度時， RGBW的最大亮度比率係1:1:1:3。在此， 〇·5 ’ W信號為i.◦時，顯示晝面的RGBW的顯示亮度^計 為4.5,各顯示亮度的比率係1:1:1:6。觀察該種顯：；面 時，因w的顯示亮度比RGB高，故感到心素的凹凸感。 因此’本發明特徵係使用前述顯示裝置的條件配色性 質，使RGBW的明亮度均句化，以達成消除凹凸感 此，例如，_的色信號為mm"; 時，顯示亮度合計4.5而維持 _ ,,, 谷顯不亮度的比率係 1:1:1:1。但是，該例中，因 u KCjBk號必須設定在1以上， 故無實用性。其他例方面 々卸RGBW的色信號為1、1、i、 0.5時，顯示亮度合計4 .1 1 , 1 , 而維持顏色，各顯示亮度的比率 係ι:ι:ι:ι.5。與初期比率1:1:1:6相比 RGBW的顯示亮度比率 .^ 差使 感。 门勺化，在顯不畫面可消除凹凸 與上述說明相同，以 T异機實灯步驟時，準備如圖9所 124750.doc
•23·
:的=可按準備有色信號的振幅範圍、顯示亮度維 顏色維持等判定條件之回路型運算步驟而探索型實 灯。接著’在滿足條狀範_，藉由使RGB 2率近似均勻，可得到結果。或可準備解析要求的乙 0時，藉由使用該種方程式’可算出而無須進行回路運 算0 本發明之特徵係使用上述條件配色的性f，藉由邊維持 RGBW信號的顏色與亮度，邊變換r_信號的組合實 現細W像素顯示亮度的均勻化。藉此，可排除顯示畫面 的凹凸感，並提升畫質。 另外，上述中，係將RGBW像素的顯示亮度比率單純化 而進行說明’但在實際的顯示裝置中，最好進行依據有測 定值之設定。此外，具備RGB以外波長分佈的像素之顯示 裝置中，使用同樣的步驟，可得到效果。在時間性重複點 滅之像素顯示中，因以同樣的思考方式在時間與面積的座 標軸檢測均勻化’故可實現畫質提升。 (12)背照光調變電路1〇7 液晶面板為RGBW像素，背照光為RGBW的獨立光源 時，進一步增加組合的自由度eW光源，基本上同時將 RGB光源發光時，可得到相同的波長特性◊另一方面，各 色獨立調整RGB光源，可大幅變化波長特性。該等光源的 波長分佈有未必與液晶面板所具備彩色濾光片的波長分佈 一致之情況’但在此為簡化，使兩者一致。假設不一致 時’伴隨不一致的色變動，藉由修正用以驅動液晶面板像 124750.doc •24· 素之仏號，可抑制顯示的色變動。 ::明為得到依據所輸入RGB信號之 面板的RGBW像素盘呰Bg i ^ 面將液日曰 幾個限制條件，算出且體、eRGBW光源之組合藉由設定 條件，例如可❹"aj 號。用錢制自由度之 吏用將者照光的耗電達最小之條件。 液晶顯示器係由以下構件所構成：子像素： 以控制穿透率夕达曰-从也 你，.且。用 片.及具波長分佈特性之彩色濾光 ‘、、、光’其係照射用以多數平面配置該 晶面板。在此’從各子像素輸出之光量，為簡化象素省之二 特性等的非線形要素’以背照光光量與液晶穿透率之積表 示。用以輸出-光量的背照光光量與液晶穿透率係反比關 係’但將背照光光量固定後，唯一決定液晶穿透率。在 此’使背照光光量可變，設定進行顯示所需的最小光量， 並可設定液晶穿透率’以保持反比關係。此時顯示輸出無 變化。具體而言，測定輸入信號晝面内的最大值，最好設 疋背照光光量’以可顯示該最大值。此時因背照光光量比 最大光量低，故有可減少耗電之效果。 使用有RGB W面板之顯示裝置，顯示的基本原理係與上 述相同，以背照光光量與液晶穿透率之積表示。接著，藉 由可變設定背照光光量，可減低耗電。但是，本發明作為 驅動對象之RGB W面板係依據W像素的使用比率而將信號 變換結果形成信號而使用，而非直接使用RGB輸入信號。 因此，為設定背照光光量，無法使用畫面内RGB輸入信號 的最大值。本發明在背照光光量固定（固定為最大值）之條 124750.doc -25· 1378284 件下，如前所述’以依據w像素的使用比率所算出之 RGBW信號為測定對象，檢出畫面内的最大值，再使用該 結果，可變設定背照光光量，以可顯示該最大值。因此， 即使輸入RGB信號一定，取決於外部環境明亮度而使背照 光光量可變。再者，即使外部環境明亮度一定，取決於輸 入RGB信號而使背照光光量可變。 如圖10所示，輸入RGBW信號，一次蓄積於晝面記憶 體。為使晝面測定結果與進行依據其之信號處理之晝面一 致，使之延遲。假設，即使一畫面分不一致，判斷不影響 晝質時，可省略畫面記憶體。接著，測定畫面内的信號特 性，算出顯不所需的最小背照光光量。使用該結果，將所 輸入的RGBW信號分離為液晶面板的驅動信號與背照光驅 動仏號，形成各驅動信號而輸出。觀察者所見的顯示畫面 係上述兩者的組合。 此外，本發明係使用相當於視覺上之條件配色之顯示裝 置之現象。具體而言，因W波長分佈與RGB波長分佈重 複，故使用下者：在用以產生相同色之RGBW組合產生自 由度。接著，各像素中，將顯示相同色所需的RGBW信號 使用該設定的自由度進行修正以使最大值形成最小並於 該結果檢出畫面内的最大值，.而設定背照光光量，以可顯 示該最大值。 另外，上述中，係針對背照光光量在畫面内均勻進行說 明，但藉由*意調變用以構成背照光之複數發光機構也 可進仃刀佈於畫面内之發光。換言之，在畫面内設置複數 124750.doc •26· < S) 1378284 區域，可控制各區域的發光量。此外，也可進如分佈波長 特杜之發光。具體而言，組合複數個LED(發光二極體）而 構成背照光時，分別獨立控制取決於面内位置之發光量的 調變、或取決於RGB等波長之調變，形成背照光而使用。 藉由"又定顯示所需的背照光光量，經常與全點燈之 背照光相比，可實現耗電減少。 (13)其他構成例 刖述之說明中，係分離如下述之功能：控制w產生電路 之號為W產生選擇電路1 ,控制κ修正電路丨〇5係明 凴度感測器101。但是，該等的控制對象與控制電路藉 由任意重複構成，可增加控制的自由度。為說明之，圖π 係表示具備新信號測定電路1〇8與]^設定電路1〇9之構成。 信號測定電路108具有以下功能：測定所輸入RGB信號 的信號特性，將該測定結果傳至w產生選擇電路1〇4與尺設 定電路109。此外，在此與明亮度感測器的輸出信號一致 而傳達至W產生選擇電路1〇4與κ設定電路1〇9。如此，w 產生選擇電路104與K設定電路1〇9，其使用有更多資訊之 精度很高’並產生用以控制W產生電路103與κ修正電路 105之控制信號。 在此’測定信號測定電路108之信號特性可使用一定區 域内的信號分佈（亦即信號所佔面積）、邊緣有無、頻率成 分、色分佈等。 此外，圖12係配置有像素再現電路110之裝置構成例。 像素再現係指將鄰接的複數像素二維配置放入信號處理條 I24750.doc •27· 1378284 件而決^細像素的各信號之m如，跨描晝文字圖 形之區域，算出用以順利顯示輪廓線之RGBW信號配置。 本發明之特徵係算出w信號後，以RGBW信號為對象進 行像素再現。接著，藉由任意選擇均勻化電路1〇6與像素 再現電路110的輸出而用於顯示，可提高顯示畫Μ Μ 區域與邊緣區域雙方的辨識性而顯示。該選擇方法在此並 未圖示’但可利用使用有前述信號測定電路ι〇8的測定結 果之判斷電路。 [產業上可利用性] 本發明可適用於液晶顯示器。此外，可適用於使用液晶 顯示器之電視受像器、電腦、螢幕裝置等。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明基本構成之圖面。 圖2係輸入外部環境明亮度之裝置構成例。 圖3係表示W像素使用比率與顯示色立體之關係的圖 面。 圖4係本發明之信號處理電路的構成例。 圖5係W產生電路。 圖6係W產生選擇電路。 圖7係Κ修正電路。 圖8係表示RGB色立體之變形效果的圖面β 圖9係RGBW信號的均勻化電路。 圖10係背照光調變電路i〇7。 圖11係本發明之信號處理電路的構成例。 124750.doc •28· 1378284 圖12係本發明之信號處理電路的構成例。 【主要元件符號說明】 10 變換為RGBW四色的輸出信號之色信號變換 裝置 控制液晶元件穿透率與背照光發光量之背照 光調變電路 平面配置RGB W子像素之面板
檢測外部環境明亮度之明亮度感測器 進行所輸入之RGB信號色修正之色修正電路 選擇實行複數種W信號的算出方法之w產生 電路 選擇前述複數種W信號的算出方法之w產生 選擇電路 將刚述明亮度感測器的輸出信號作為修正係 數κ而進行w信號調整之κ修正電路
11 12 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 邊維持所產生號的顏色與亮度邊均 勻化之均勻化電路 背照光調變電路 k號測定電路 K設定電路 像素再現電路 124750.doc •29·

Claims (1)

  1. V允 曰修(更)正本I、申請專利範圍： 第096136791號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年5月） 一種顯示裝置，其係平面配置具RGB W波長分佈特性之 像素者，其特徵為包含： w產生選擇信號電路，其係根據輸入之輸入信號，產 生W信號之選擇信號； 2. W產生電路，其係根據上述選擇信號，從預定之複數 種類之W信號的計算方法選擇丨個計算方法； 修正電珞，其係依據預先檢測出之顯示裝置之外部環 境之明亮度資訊，將根據所選擇之上述計算方法所算出 之〜信號加以修正；及 者光調變電路，其係自w信號修正後之RGB W信號， 計算出背光驅動信號。 如請求項1之顯示裝置，其中 上述修正電路係對根據所選擇之上述計算方法所記算 出之W信號，使用由上述明亮度資訊所算出之決定你像 素利用率之修正係數進行W信號之修正。 3. 如請求項1之顯示裝置，其包含： 句勻化電路，其係將包含根據由上述w產生電 之上述計算方法所計算出之w信號的RGBw信號 度或顯示亮度之比率均勻化。 D 路選擇 之明亮 4. 如請求項1之顯示裝置，其包含: 液晶面板’其包括控制穿透率之液 RGB W的波長分佈特性之彩色濾光器；及 背光，其照射光至上述液晶面板。 元件與具有 124750-10l0504.doc 1378284 5.如請求項1之顯示裝置，其包含： 感測器，其檢測上述顯示裝置之外部環境之明亮度資 訊。
    124750-1010504.doc
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