液晶显示装置及其控制方法

专利名称：液晶显示装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置及其控制方法。更详细而言，涉及多原色的液晶显示装置及其控制方法。
背景技术：
历来，作为能够实现薄型化和轻量化的显示装置，已知有液晶显示装置。液晶显示装置包括具有排列为矩阵状的多个像素的液晶显示面板。为了在这样的液晶显示装置中进行彩色显示，而与视频信号一致地在每个像素形成包括红色彩色滤光片的子像素、包括緑色彩色滤光片的子像素、包括蓝色彩色滤光片的子像素的方式广为人知。此外，近年来以扩大色再现范围等为目的，提案有形成有RGB以外的顔色(例如白色)的子像素的液晶显示面板(多原色面板)。作为与多原色面板有关的技术，具体而言例如公开有以下的技木。在向多原色的颜色转换中，作为用于适当地再现白色的技术，公开有如下的颜色转换装置该颜色转换装置进行颜色转换，将被输入的图像数据的多个颜色的数目转换向显示图像的显示装置所使用的多个颜色的数目，该颜色转换装置包括白色颜色转换值计算单元，其计算与上述被输入的图像数据的多个颜色中的白色对应的图像数据的颜色转换值，或对与白色对应的规定点进行颜色转换值的计算；调整值计算单元，其根据上述与白色对应的顔色转换值计算调整值，通过该调整值使得与色空间的调整后的白色对应的颜色转换值位于上述显示装置的能够显示的色再现区域的内侧；和使用上述调整值调整上述被输入的图像数据的颜色转换值的调整单元(例如，參照专利文献I)。此外,作为用于削减消耗电カ和颜色转换时间并抑制颜色跟踪(color tracking)的技术，公开有颜色转换矩阵制作方法，其是根据各原色的特性制作顔色转换矩阵的颜色转换矩阵制作方法，其中，该颜色转换矩阵用于将XYZ表色系的三刺激值XYZ转换为选自能够通过多原色显示装置显示的预定的η原色(η >4)之中的三原色的组合的三原色信号值，该颜色转换矩阵制作方法对三原色的全部顔色和全部三原色的组合执行一种处理，该处理对全部灰度等级反复执行包括如下步骤的处理使用规定的颜色转换矩阵求出与规定灰度等级的三刺激值XYZ对应的三原色信号值的步骤；从上述多原色显示装置的中间灰度再现特性求出与所求出的三原色信号值对应的三原色灰度等级值的步骤；从上述多原色显示装置的器件描述求出与所求出的三原色灰度等级值对应的三刺激值XYZ的步骤；在将所求出的规定灰度等级的三刺激值XYZ的亮度与基准灰度等级的三刺激值XYZ的亮度相加的基础上，求出上述规定灰度等级的三刺激值XYZ与上述基准灰度等级的三刺激值XYZ的色差的步骤；在所求出的色差超过预定的阈值的情况下，根据该规定灰度等级的三刺激值XYZ制 作顔色转换矩阵且存储，并且将上述基准灰度等级变更为该规定灰度等级的步骤；和对上述规定灰度等级进行I灰度等级或多灰度等级变更的步骤，并且，对于三原色中的波长最短的原色，上述阈值被设定为比其他原色的阈值小的值(例如，參照专利文献2)。
进ー步，作为提高红色系的显示亮度并且抑制白色点向緑色一侧偏移的技术，公开有电光学装置，该电光学装置包括显示面板，其设置有多个子像素，在上述子像素中具备红色系的第一着色层、蓝色系的第二着色层、从蓝色至黄色的色相中任意选择的第三和第四两种颜色的着色层中的任一着色层；和光源，其包括发出蓝色光的第一光源；将上述蓝色光的一部分转换为黄色光的蓝色光波长转换単元；和发出红色光的第二光源，上述光源向上述显示面板射出上述蓝色光、上述黄色光与上述红色光的合成光(例如，參照专利文献3)。而且，作为用于改良具有红色、緑色、蓝色和白色的子像素的面板的色再现性的技木，公开有液晶显示元件的驱动方法，该液晶显示元件是使三原色和白色4色的多个像素交替排列为矩阵状而形成的，通过以彼此相邻的上述三原色和白色各色各一个的四个像素为I単位的多个显示要素来显示彩色图像，在该液晶显示元件的驱动方法中，根据被输入
的三原色的灰度等级数据，将上述三原色和白色4色的像素中的各个像素的最大灰度等级亮度、与和用于驱动这些像素的驱动灰度等级数据对应的亮度所成比例设为亮度率，将上述多个显示要素的每个显示要素的上述三原色的像素彼此的上述亮度率的差的绝对值中的最大值设为最大亮度率差时，对上述多个显示要素中的每个显示要素的三原色和白色的4色的灰度等级值进行设定，使得上述多个显示要素中的每个显示要素的上述三原色和白色4色的像素的上述亮度率分别成为，在将和与根据上述白色像素的特性预定的任意的值的设定亮度率的上述最大亮度率差相当的灰度等级数以外的灰度等级数对应的比例的亮度率加在上述三原色的像素各自的上述亮度率而得的值、乘以根据用于显示ー个画面的彩色图像的I帧的全部显示要素的上述最大亮度率差決定的系数、并减去上述白色像素的上述亮度率而得的值，将分别与这些灰度等级值的驱动灰度等级数据对应的上述4色的数据信号分别供给至上述多个显示要素中的三原色和白色4色的像素(例如，參照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-134752号公报专利文献2 :日本特开2007-274600号公报专利文献3 :日本特开2007-206585号公报专利文献4 :日本特开2009-86278号公报

发明内容
发明所要解决的问题但是，在具备多原色面板的现有的液晶显示装置中，在如以下那样的方面存在改善的余地。參照图40 43，作为例子对在红色(R)子像素(彩色滤光片)、緑色(G)子像素(彩色滤光片)和蓝色(B)子像素(彩色滤光片)之上増加上黄色(Y)子像素(彩色滤光片)的情况进行说明。通常的视频信号为R、G、B3色信号，因此需要从3色信号向4色信号转换。此时，当输入白色信号(全部RGB信号为最大灰度等级)时，控制全部子像素为最大透过率(參照图40的左側)。这是为了在进行必须发出最強光的白色显示时使光的利用效率最大。当进行该控制时，在使用3色的子像素时能够实现的亮度和色度的组合的范围，产生不能再现的点。此处，作为第四个子像素増加黄色。从黄色的子像素发射出红色和緑色的光。在显示白色信号时，将全部子像素设定为最大透过率，因此，红色的光从R子像素和Y子像素发射，緑色的光从G子像素和Y子像素发射(參照图40的右側)。相对于此,考虑输入红色信号(R信号为最大灰度等级，GB信号为最低灰度等级)的情況。即，R子像素为最大灰度等级，G子像素和B子像素为最低灰度等级那样的设定的情况。在该情况下，发生红色的亮度变低为原因的显示的问题，该问题对全部色度点的最大亮度的下降产生影响。在显示白色信号吋，红色的光从R子像素和Y子像素双方被发射，但是显示红色信号时，仅从R子像素被发射。因此，在显示红色信号时，红色的光的发射量減少在进行白色显示扩散从Y子像素发射的量。相对于此，在使用RGB3色彩色滤光片的液晶显示面板中，在显示红色信号的情况和显示白色信号的情况下，与红色的光的发射量有关的子像素仅为R子像素，而且，在两种情况下R子像素被设定为最大透过率。因此，在两种情况下红色的光 的发射量不变。同样的现象在緑色光的情况下也发生。因此，当増加Y子像素吋，显示红色或緑色的单色时的亮度的最大值下降，能够再现的亮度的范围变窄。此外，不仅单色显示时的最大亮度，其它颜色的最大亮度也下降。如图41所示，当将横轴设为从白色色度点至红色色度点的色度，将纵轴设为红色亮度(将白色时的最大亮度设为I进行标准化)时，使用RGB的3色彩色滤光片时的红色亮度为1，相对于此，使用RGBY的4色彩色滤光片时的红色亮度降低光不透过Y子像素的量。在白色点与红色点之间的范围，越接近白色点越需要緑色的光，因此能够提升Y子像素的通过率。由此，能够从Y子像素发射红色的光。当一定程度地接近白色点时，存在当将Y子像素的透过率设为最大时绿色的光的发射量与需要量一致的A点。在该A点与红色点之间的区域能够发射的红色亮度比白色点小，图42的以斜线标示的区域在使用4色彩色滤光片时不能再现。以由全部的顔色混色而得的标准化亮度值进行表示则得到图43。以斜线标示的色度和亮度的组合，是能够由RGB的3色彩色滤光片实现，但不能够由RGBY的4色彩色滤光片实现的区域。在绿色的亮度的情况下也发生同样的现象。因此，在使用增加了黄色彩色滤光片的4色彩色滤光片的情况下，在色度图上，单色红色点及其周边、単色緑色及其周边的某一定范围的最大亮度下降，因其影响，发生不能够实现能够由RGB的3色彩色滤光片实现的色度和亮度的光的问题。在将第4色的彩色滤光片设为青色的情况下，上述的说明中的红色和绿色发生的问题变为绿色和蓝色发生的问题，在设为品红色的情况下，红色和绿色发生的问题变为红色和蓝色发生的问题，全部的说明均成立。在将第4色的彩色滤光片设为白色的情况下，基于同样的理由，对于红色、緑色、蓝色全部颜色的原色点的周边，能够通过色度和亮度的组合而实现的范围变窄。这样，在具备多原色面板的现有的液晶显示装置中，在单色附近的色度范围，存在最大亮度下降的情况。此外，根据上述专利文献3所记载的技术，虽然能够提高红色的亮度，但不能够提高其它颜色的亮度。此外，还导致消耗电カ增加。本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供具备能够提高单色或与单色相近的顔色的显示品质的多原色面板的液晶显示装置及其控制方法。用于解决问题的方式本发明者们在对具备能够提高单色或与单色相近的顔色的显示品质的多原色面板的液晶显示装置进行各种研究后，着眼于背光源的驱动方法。而且，还发现能够通过根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，使在显示区域显示单色或与单色相近的颜色时的背光源的发光强度比在显示区域显示白色时的背光源的发光强度大，从而在单色或与单色相近的色度范围提高亮度，想到能够出色地解决上述问题的办法，而完成本发明。S卩，本发明是ー种液晶显示装置，其特征在于该液晶显示装置通过从外部输入3色的图像信号而进行显示，上述液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源，在上述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素，各像素包括 3色的子像素，该3色的子像素分别形成有与上述图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与上述图像信号的顔色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片，上述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制，在上述显示区域显示单色或与单色相近的颜色时的上述背光源的发光强度，大于在上述显示区域显示白色时的发光強度(上述背光源的发光强度)。其中，上述与单色相近的颜色是指将形成有与上述图像信号的顔色以外的顔色对应的颜色的彩色滤光片的至少I色的子像素中的、在透过光的成分中包括上述单色的子像素设定为最高灰度等级以外的灰度等级，并将透过上述単色的子像素设定为最高灰度等级时的颜色。由此，能够在单色或与单色相近的颜色的色度范围提高亮度，因此能够提高单色或与单色相近的颜色的显示品质。此外，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。作为本发明的液晶显示装置的结构，只要是将这样的构成要素作为必须的构成要素而形成的结构，就不对其它的构成要素作特别限定。优选如下方式上述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部，在与上述多个点亮部中的任一个对应的上述显示区域的某部分显示上述单色或上述与单色相近的颜色时的该点亮部的发光强度，大于在该部分(上述显示区域的某部分)显示白色时的该点亮部的发光强度。由此，能够实现更低的电カ消耗。此外，本发明还是ー种液晶显示装置，其特征在干该液晶显示装置通过从外部输入3色的图像信号而进行显示，上述液晶显示装置包括液晶显示面板；背光源；和按每ー帧决定上述背光源的发光强度的背光源强度决定电路，在上述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素,各像素包括3色的子像素,该3色的子像素分别形成有与上述图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与上述图像信号的顔色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片，上述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制，上述背光源强度决定电路包括背光源光量计算电路，其将从外部输入的3色的图像信号转换为与子像素的颜色对应的4色以上的信号，并根据上述4色以上的信号，按每像素求出上述背光源的必要的最低限度的发光强度；和最大值判别电路，其求出上述必要的最低限度的发光强度中的最大发光強度，上述背光源以由上述最大值判别电路決定的发光强度(上述最大发光强度)发光。由此，能够在单色或与单色相近的颜色的色度范围提高亮度，因此能够提高单色或与单色相近的颜色的显示品质。此外，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。而且，在将3色的图像信号照原样地转换为4色以上的信号的情况下，存在由于背光源的发光强度不足而发生被输出至源极驱动器的图像信号的灰度等级成为最大灰度等级以上的问题的情況。但是在本发明中，能够从3色的图像信号先转换为4色以上的信号，进而，根据这些信号按每像素求出背光源的必要的最低限度的发光强度，然后，在该必要的最低限度的发光强度内求出最大的发光强度。因此，能够防止上述问题的发生。此外，在整个显示画面暗的情况下，能够进一歩降低背光源的发光强度，因此能够实现更低的消耗电 力。作为本发明的第二液晶显示装置的结构，只要将这样的构成要素作为必须而形成，就不特别地被其它的构成要素限定。以下对本发明的第二液晶显示装置的优选方式进行详细说明。上述背光源光量计算电路也可以根据透过与图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片(基准彩色滤光片)的光的大小、和透过与图像信号的顔色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片(追加彩色滤光片)的光所包含的透过基准彩色滤光片的光的成分的大小，将3色的图像信号转换为4色以上的信号。优选如下方式上述3色的图像信号分别包含灰度等级数据，上述背光源强度决定电路还包括逆伽马转换电路，其对包含灰度等级数据的图像信号(上述包含灰度等级数据的3色的图像信号)进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的3色的图像信号；和除法运算电路，其将上述包含亮度数据的3色的图像信号除以上述最大发光强度。由此，能够防止背光源的发光强度成为负的值。优选如下方式上述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部，在上述最大值判别电路，按与各点亮部对应的上述显示区域的每部分，求出上述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度，上述背光源強度决定电路还包括点亮图样算出电路，该点亮图样算出电路将各点亮部以上述必要的最低限度的发光强度发光时的上述面板的被照射面的亮度分布相加。由此，能够实现更低的电カ消耗。也可以为如下方式上述背光源光量计算电路是第一背光源光量计算电路，上述最大值判别电路是第一最大值判别电路，上述背光源強度决定电路还包括第二背光源光量计算电路，其使用由上述第一最大值判别电路決定的发光强度(上述最大发光强度)，将上述3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，根据上述4色以上的信号，按每像素求出上述背光源的必要的最低限度的发光强度；和第二最大值判别电路，其求出由上述第二背光源光量计算电路算出的必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度，上述背光源以由上述第二最大值判别电路決定的发光强度(上述最大发光强度)发光。即，上述背光源也可以不以由上述第一最大值判别电路决定的发光强度而以由上述第二最大值判别电路決定的发光强度发光。由此，能够实现更低的电カ消耗。而且，本发明还是ー种液晶显示装置的控制方法，其特征在干其是通过从外部输入3色的图像信号而进行显示的液晶显示装置的控制方法，上述液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源，在上述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素，各像素包括3色的子像素，该3色的子像素分别形成有与上述图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与上述图像信号的顔色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片，上述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制，上述控制方法包括按每ー帧决定上述背光源的发光强度的背光源強度决定エ序，上述背光源強度决定エ序包括(I)将从外部输入的3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，并根据上述4色以上的信号按每像素求出上述背光源的必要的最低限度的发光强度的エ序；和(2)求出上述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度的エ序，上述背光源以由上述エ序(2)決定的发光强度(上述最大发光强 度)发光。由此，能够在单色或与单色相近的颜色的色度范围提高亮度，因此能够提高单色或与单色相近的颜色的显示品质。此外，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。而且，在本发明中，3色的图像信号先转换为4色以上的信号，进而，根据这些信号按每像素求出背光源的必要的最低限度的发光强度，然后，在该必要的最低限度的发光强度内求出最大的发光强度。因此，能够防止上述灰度等级成为最大灰度等级以上的问题的发生。此外，在整个显示画面暗的情况下，能够进一歩降低背光源的发光强度，因此能够实现更低的消耗电力。作为本发明的液晶显示装置的控制方法的结构，只要将这样的构成要素和エ序作为必须而形成，就不特别地被其它的构成要素和エ序限定。以下对本发明的液晶显示装置的控制方法的优选方式进行详细说明。上述エ序(I)也可以根据透过与图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片(基准彩色滤光片)的光的大小、和透过与图像信号的顔色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片(追加彩色滤光片)的光所包含的透过基准彩色滤光片的光的成分的大小，将3色的图像信号转换为4色以上的信号。优选如下方式上述3色的图像信号分别包含灰度等级数据，上述背光源强度决定エ序还包括(3)对包含灰度等级数据的图像信号进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的3色的图像信号的エ序；和(4)将上述包含亮度数据的3色的图像信号除以上述最大发光強度的エ序。优选如下方式上述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部，在上述エ序(2)，按与各点亮部对应的上述显示区域的每部分，求出上述必要的最低限度的发光強度中的最大发光强度，上述背光源強度决定エ序还包括(5)将各点亮部以上述必要的最低限度的发光强度发光时的上述面板的被照射面的亮度分布相加的エ序。也可以为如下方式上述背光源強度决定エ序还包括(6)使用由上述エ序(2)决定的发光強度，将上述3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，井根据上述4色以上的信号，按每像素求出上述背光源的必要的最低限度的发光强度的エ序；和(7)求出由上述エ序(6)算出的必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度的エ序，上述背光源以由上述エ序(7)決定的发光强度(上述最大发光强度)发光。即，上述背光源也可以不以由上述エ序(2)決定的发光强度而以由上述エ序(7)決定的发光强度发光。由此，能够实现更低的电カ消耗。发明的效果根据本发明的第一液晶显示装置、第二液晶显示装置和本发明的液晶显示装置的控制方法，能够提高单色或与单色相近的颜色的显示品质。


图I是表示实施方式I的液晶显示装置的结构的截面示意图。图2是用于说明实施方式I的液晶显示装置的驱动方法的图。图3是表示实施方式2的液晶显示装置的结构的截面示意图。图4是实施方式2的液晶显示面板的结构的截面示意图。图5是表示实施方式2的液晶显示装置的像素排列的平面示意图。图6是表示实施方式2的液晶显示装置的另外的像素排列的平面示意图。图7是用于说明实施方式2的液晶显示装置的驱动方法的图。图8是表示实施方式2的液晶显示装置的电路的框图。图9是用于说明实施方式2的背光源強度的决定算法的图。图10是表示实施方式2的液晶显示装置的框结构的图。图11表示实施方式2的背光源强度决定电路的处理的流程。图12表示实施方式2的背光源强度决定电路的框图。图13表示实施方式2的颜色转换电路的处理流程。图14表示实施方式2的颜色转换电路的框图。图15是用于说明实施方式3的液晶显示装置的驱动方法的图。图16是用于说明实施方式3的从3色信号向4色信号转换的转换算法的图。图17是用于说明实施方式3的从3色信号向4色信号转换的转换算法的图。图18是用于说明实施方式3的背光源強度的决定算法的图。图19表示实施方式3的颜色转换电路的处理流程。图20表示实施方式3的颜色转换电路的框图。图21是用于说明实施方式4的液晶显示装置的驱动方法的图。图22是用于说明实施方式4的背光源強度的决定算法的图。图23表示实施方式4的背光源强度决定电路的框图。图24是用于说明实施方式5的液晶显示装置的驱动方法的图。图25是用于说明实施方式5的背光源強度的决定算法的图。图26是表示实施方式6的液晶显示装置的电路的框图。图27是用于说明实施方式6的背光源強度的决定算法的图。图28表不实施方式6的背光源强度决定电路的框图。图29是表示实施方式7的液晶显示装置的电路的框图。
图30是表示实施方式8的液晶显示装置的结构的截面示意图。图31是表示实施方式8的背光源的结构的平面示意图。图32表示实施方式8的背光源强度决定电路的处理的流程。图33表示实施方式8的背光源强度决定电路的框图。图34是用于说明实施方式8的点亮图样算出电路的功能的图。图35是用于说明实施方式8的点亮图样算出电路的功能的图。图36是表示实施方式8的背光源強度决定电路的另外的结构的框图。图37是表示实施方式8的背光源強度决定电路的另外的结构的框图。图38是表示实施方式9的液晶显示装置的像素排列的平面示意图。图39表示实施方式9的颜色转换电路的框图。图40是用于说明具备多原色面板的现有的液晶显示装置的问题的图。图41是用于说明具备多原色面板的现有的液晶显示装置的问题的图。图42是用于说明具备多原色面板的现有的液晶显示装置的问题的图。图43是用于说明具备多原色面板的现有的液晶显示装置的问题的图。
具体实施例方式以下举出实施方式，參照附图对本发明进行更详细的说明，但是本发明并不仅限于这些实施方式。在本说明书中，将红色简记为R或r,将绿色简记为G或g,将蓝色简记为B或b,将白色简记为W或W，将黄色简记为Y，将青色简记为C，将品红色简记为M。(实施方式I)图I是表示实施方式I的液晶显示装置的结构的截面示意图。本实施方式的液晶显示装置是组合以下部件而得的透过型液晶显示装置能够独立地改变红色、緑色和蓝色的发光强度的背光源単元(背光源102);带有RGB以外的顔色的彩色滤光片的液晶显示面板101。在利用液晶显示面板101时，存在用背光源点亮白色进行单色的显示时的亮度的下降的问题。但是，能够通过组合背光源102和液晶显示面板101使背光源102的发光强度(点亮强度)变化来进行补偿。基本的驱动方法如下 根据输入信号的灰度等级，·调整背光源的发光强度(以下也称为背光源強度)，·将从发光強度和输入信号的灰度等级算出的输出信号送至液晶显示面板。如果仅仅照原样执行该驱动方法，则发生单色亮度的下降。以下对用于防止该亮度下降的具体的驱动方法进行说明。图2是用于说明实施方式I的液晶显示装置的驱动方法的图。例如利用在通常的RGB之上新增加黄色的彩色滤光片。即，在RGB3色的子像素之上増加Y子像素。此外，黄色的彩色滤光片设为使R的光和G的光通过。在进行白色显示的情况(输入全部255灰度等级的RGB信号的情況)下，如果考虑效率则将各种顔色的子像素控制为全部255灰度等级即可。此时需要取得白色平衡，由于!■光和g光也从黄色滤光片透过，因此r和g的背光源強度下降与此相当的量(參照图2的左侧列)。相对于此，在进行红色显示(将R信号设为255灰度等级，将GB信号设为O灰度等级)的情况下，R子像素成为255灰度等级，GB子像素和Y子像素成为O灰度等级。背光源仅R点亮。在这种情况下，r光不从黄色滤光片透过，仅从R滤光片发射，因此r光的透过量比白色显示时少(參照图2的中间列)。其原因在于不能够用黄色滤光片补偿!■光的发射量。如果提升Y子像素的透过率，则会从黄色滤光片发射不需要的g光，因此在显示中发生问题。因此，利用R光增强背光源的r光強度的不足部分。由此，能够补偿显示中不足的r光的強度(參照图2的右侧列)。这样，能够防止单色亮度的下降。本实施方式的特征在于进行控制，使得RGB背光源的任一顔色均不在255灰度等级时成为最高的发光强度，而在进行単色显示时成为最高的发光强度。根据本实施方式能够防止如下情况在利用具有RGB以外的顔色的彩色滤光片的液晶显示面板101时成为问题的、用背光源点亮白色进行单色显示时的亮度的下降大于使用仅具有RGB的彩色滤光片的液晶显示面板时的亮度的下降。
此处，使用数学式对需要的发光强度的大小进行说明。首先，以下说明符号的定义。R :从R子像素发射的光的强度G :从G子像素发射的光的強度B :从B子像素发射的光的强度1^:1■的背光源強度g%:g的背光源強度b%:b的背光源强度rE :r光的R子像素的透过率g^g光的G子像素的透过率bB :b光的B子像素的透过率rY :是r光的Y子像素的透过率，与R子像素相比通过a倍的r光。gY :是g光的Y子像素的透过率，与G子像素相比通过b倍的g光。考虑从通常的RGB向RGBY的转换(仅关注R光)。在RGB信号全部为255灰度等级的情况下(称为全白)，在现有技术中，通常进行如下控制为了最明亮地点亮而使背光源全部顔色100%点亮，为了成为使光透过最多的状态而使全部顔色的子像素为255灰度等级。当在转换为RGBY的情况下使用同样的方法吋，由于背光源全部顔色100%点亮，且全部顔色的子像素为255灰度等级，因此i^=l、rK=l、rY=a。R全白=；rBLX (rE+rY) =l+a在仅R信号为255灰度等级的情况下(称为全红)，r的背光源100%点亮，而其它为O (无点売)，由于仅R子像素为255灰度等级，而其它为O灰度等级，因此rBIj=l、;rR=l、;rY=0。R全红=rBLX (rE+rY) =1因此，在全红的情况下，与全白相比，透过面板的红色成分的光强度为I / (1+a)。为了使R4自=Rmc,考虑改变液晶的透过率的方法和改变背光源的发光强度的方法两种方法。为了在全白、全红中的哪种情况下均不便背光源的光的利用效率下降，而在本实施方式中，选择将液晶的透过率固定以背光源的发光强度进行调整的方法。在该情况下，
rBL 全^c-rBL 全白 X ( Ι+a) ο同样，G全白=gBLX (gG+gY) =l+b,G全緑=gBLX (gG+gY) =1,gBL全緑=gBL全白 X (1+b)。这样，在本实施方式中，提案有使背光源強度比全白时增强的方法。在以下的实施方式中进行更详细的说明。另外，在以下的实施方式中，背光源強度的100%以全白显示时的背光源强度为基准值。(实施方式2)图3是表示实施方式2的液晶显示装置的结构的截面示意图。本实施方式的液晶显示装置是组合以下部件而得的透过型液晶显示装置能够改变发光強度的白色背光源単元(背光源202);和带有RGB三原色的彩色滤光片和RGB以外的原色的彩色滤光片的液晶显示面板201。背光源202的发光强度在发光面的整个面被一律地控制(变化)。此处所谓的白色背光源是在组合有带有RGB和其它颜色的彩色滤光片(子像素)的液晶显示面板的情况下，将全部的彩色滤光片(子像素)的灰度等级设为最大灰度等级时显示颜色成为白色的理想的背光源。也可以通过对白平衡进行细微调整，使得在全部的彩色滤光片(子像素)不为最大灰度等级时显示白色。此外，白色背光源的光源没有特别限定，可以为冷阴极管(CCFL)、白LED、RGB三种发光二极管(LED)。此处，对增加黄色彩色滤光片(Y子像素)而得的液晶显示面板进行说明，但也能够通过在增加青色的彩色滤光片(C子像素)的情况下将R调换为B，在増加品红色的彩色滤光片(M子像素)的情况下将G调换为B，进行同样的说明。图4表示实施方式2的液晶显示面板的结构。图5表示实施方式2的液晶显示装置的像素排列。图6表示实施方式2的液晶显示装置的另外的像素排列。液晶显示面板201包括ー对透明基板2、3 ;被密封在这些基板2、3间的间隙的液晶层4 ;在基板2、3中的ー个基板，例如观察侧(图中上側)的相反侧的基板2的内表面，在行方向(画面的左右方向)和列方向(画面的上下方向)呈矩阵状排列而形成的多个透明的像素电极5 ;在另ー个基板，即观察侧的基板3的内表面，与多个像素电极5的排列区域对应地形成的一片膜状的透明的对置电极6 ;和分别配置在基板2、3的外表面的ー对偏光板11、12。液晶显示面板201是具有将TFT (薄膜晶体管)作为有源(能动)元件的有源矩阵型的液晶显示元件。虽然在图4中省略，但是在形成有像素电极5的基板2的内表面设置有与像素电极5分别对应地配置且与这些像素电极5分别连接的多个TFT ;用于向各行的TFT供给栅极信号的多个扫描线；和用于向各列的TFT供给数据信号的多数目据线。液晶显示面板201对从配置在其观察侧的相反侧的背光源202照射来的光的透过进行控制以显示图像。此外，液晶显示面板201具有多个像素14。在像素14中，通过将数据信号供给到像素电极5与对置电极6彼此相対的区域，即向电极5、6间施加与数据信号对应的电压，而使液晶层4的液晶分子的取向状态发生变化，其结果，能够控制光的透过。 像素14在与像素电极5对应的区域呈矩阵状排列，如图5所示，各像素14分别包括具备红色彩色滤光片7R的R子像素13R ;具备绿色彩色滤光片7G的G子像素13G ;具备蓝色彩色滤光片7B的B子像素13B ;和具备黄色彩色滤光片7Y的Y子像素13Y。作为4色的子像素的排列，既可以如图5所示那样为2子像素X 2子像素的排列，也可以如图6所示那样为条形排列，虽然未图示，但是也能够使用马赛克型的排列或三角型的排列。彩色滤光片7R、7G、7B、7Y形成在基板2、3中的任一个例如观察侧基板3的内表面。另外，对置电极6形成在彩色滤光片7R、7G、7B、7Y上，此外，在基板2、3的内表面分别设置有覆盖像素电极5和对置电极6的取向膜9、10。而且，基板2、3设置预定的间隙地相对配置，通过包围呈矩阵状排列有像素14的显示区域的框状密封部件(未图示)被粘合，液晶层4被密封在这些基板2、3间的由上述密封部件包围的区域。液晶显示面板201是使液晶层4的液晶分子扭转取向的TN或STN型、使液晶分子 与基板2、3表面实质垂直地取向的处置取向型、使液晶分子不扭转而与基板2、3表面实质平行地取向的水平取向型、使液晶分子弯曲取向的弯曲取向型中的任ー种，或者是强介电性或反强介电性的液晶显示元件。偏光板11、12配置为，以不向各像素14的电极5、6间施加电压时的显示成为黑色的方式设定各自的透过轴的朝向。另外，图4所示的液晶显示面板201是使分别设置在ー对基板2、3的内表面的电极5、6间产生电场，以改变液晶分子取向状态的液晶显示面板，但是不仅限于此，也可以为在ー对基板中的任ー个基板的内表面设置用于形成多个像素的例如梳齿形的第一和第二电极，并使这些电极间产生横电场(沿基板面的方向的电场)以改变液晶分子的取向状态的横电场控制型的液晶显示面板。以下对本实施方式的液晶显示装置的控制方法进行说明。图7是用于说明实施方式2的液晶显示装置的驱动方法的图。以最大灰度等级显示白色时的背光源強度与子像素的灰度等级的关系如图7的左侧列所示。各种颜色子像素成为最大灰度等级。接着，考虑不改变背光源的发光强度地以最大灰度等级显示红色的情况(參照图7中的中间列)。在这种情况下，子像素仅R成为最大灰度等级，其它子像素均被控制为O灰度等级。此时，显示成为红色显示，但是该红色亮度与白色显示时相比变暗。其原因在干，白色显示时的红色亮度是将透过R滤光片的红色的光与透过黄色滤光片的红色的光混合而得到的，相对于此，红色显示时的红色亮度仅为透过R滤光片的红色的光。为了消除该红色亮度下降的原因，进行提升背光源的发光强度的控制(參照图7的右列)。如果假定白色显示时从黄色滤光片透过的红色的光量为从R滤光片透过的红色的光量的α倍，则中间列的红色亮度成为左侧列的红色亮度的I /(l+α )倍。因此，为了在以最大灰度等级显示白色的情况和以最大灰度等级显示红色的情况下使红色亮度相等，将背光源的发光强度为(l+α )倍即可。上述说明是对在整个画面显示相同灰度等级的情况的说明，在实际进行显示时，背光源的发光强度对于全部的像素是相同的。因此，控制顺序为，(I)对全部的像素抽取最低限度的必要的背光源強度，从其中算出最大的背光源強度。(2)对于算出的背光源強度，计算向各色子像素输入的灰度等级。
用于实现上述系统的系统框图如图8所示，输入信号被输入背光源強度决定电路。利用该电路，根据输入信号求出显示所需要的最低限度的背光源強度。求出的背光源強度作为背光源強度信号被发送至背光源。输入信号，被转换为与被改变后的背光源強度相应的信号，被输入颜色转换电路(3色4色转换电路)，转换为4色信号。通过将背光源强度信号输入控制背光源的电路(背光源驱动电路)，并将4色信号输入控制面板的电路(源极驱动器)，能够输出视频。使用该系统，能够解决在将输入信号照原样地输入颜色转换电路的情况下可能产生的、由于背光源強度的不足而引起的输出灰度等级成为最大灰度等级以上的问题。此外，同时具有能够在整个显示画面暗的情况下降低背光源強度的好处。必要的背光源強度因将3色信号转换为4色信号的方式的不同而不同。因此，以下先对用于从3色转向4色的信号转换的算法进行说明，然后对用于背光源強度決定的算法进行说明。对用于将RGB输入信号转换为R’ G’ B’ Y’信号的算法进行说明。此处，作为说明的前提，输入信号以将最大灰度等级设为I的光的透过量表示。将红色光的来自黄色滤光片的透过量设为来自R滤光片的透过量的α倍。将绿色光的来自 黄色滤光片的透过量设为来自G滤光片的透过量的β倍。首先，输入信号B由于仅从B’滤光片被发射，因此在转换前后值不变。因此，B’ =Β。接着，将输入信号RG转换为R’ G’ Y’。根据上述前提条件，以下的等式成立。R=I / (l+a)XR，+a / (1+a ) XYf (a)G=I / (1+β ) XGj +β / (1+β)ΧΥ，(b)当令Y’ =MAX (R，G)时，(令MAX (R，G)为取R和G中的较大一方的值的函数。)R，= (l+α ) XR-α XMAX (R，G) (C)G，= (1+β ) XG-β XMAX (R，G) (d)。R’、G’需要分别为0彡R’彡1、0彡G’彡I。虽然能够通过增强背光源強度使得成为不超过I的值，但由于不能够通过背光源強度的调整而不取负的值，因此需要区别条件。区别方法为(I) (c)、(d)均取正的值，(2) (C)取负的值，(3) (d)取负的值这三种。(I) (C)、(d)均取正的值的情況，转换式如上所述。(2) (C)取负的值的情況，虽然是在(C)中第二项变大的情况，但是在R > G的情况下，MAX (R，G) =R,因此总为R’ > O,因此需要令R < G=MAX (R，G)。由此，(c)取负的值时的条件成为G > (1+a ) / a XR0此时，R与G相比值非常小。因此，当令Y’ =G吋，处于从黄色滤光片向外部发射所需以上红色光的状态。因此R’< O成为必要的条件。在这种情况下，进行红色光全部从黄色滤光片发射的控制即可，令R’ =0即可。此时，Y，= (1+a ) / a XR,G，= (1+β ) Χ6-{β X (1+a ) / a } XR成立。(3) (d)取负的值时，将(2)的R和G、R’和G’、α和β调换即可。当RXl+β)/ ^XG时，
G’ =0，Y，= (1+β ) / β XG,R，= (l+α ) XR- { α X (1+β ) / β } XG。接着，对背光源強度的决定算法进行说明。图9是用于说明实施方式2的背光源的决定算法的图。作为顺序，首先，按每像素求出所需的背光源強度，然后，将其最大值设定为显示所需的背光源強度。对每个像素所需的背光源強度w的求出方法进行说明。w在输入信号RGB的值全部为I且R’ G’ B’ Y’被转换为I时取I这个强度值。 如上所述，被转换为R’ G’ B’ Y’信号的值如下。B’ =B (在全部情况下相同)R’ = (l+α ) XR-α XMAX (R, G) ((I)吋)=0((2)时)= (1+a ) XR- { a X (1+β ) / β } XG ((3)时)G，= (1+β ) XG-β XMAX (R, G) ((I)吋)= (1+β ) XG- { β X (1+a ) / a } XR ((2)时)=0((3)时)Y，=MAX (R，G) ((I)时)= (1+a ) / a XR ((2)时)= (1+β ) / β XG ((3)时)此处举出的条件(I) (3)如下所述。(I)R <(1+β ) / 3XG 且 G<(l+a)/ a XR(2) G > (1+a ) / a XR(3) R > (1+β ) / β XG因此，某个输入信号RGB的组合的像素所需的背光源強度成为以上的值的最大值。其中，(I)的情况下的最大值为MAX (R，G，B), (2)的情况下的最大值为(l+β ) XG-β X (1+a ) / a XR, (3)的情况下的最大值为(1+a ) XR-a X (1+β ) /β XG,因此，某个输入信号RGB的组合的像素所需的背光源強度w是R、G、B、(1+β ) XG-β X (1+a ) / a XR,(1+a ) XR-α X (l+β ) / β XG,这5个值的最大值。即使背光源的強度増大到需要以上，也能够利用液晶減少光的透过量，因此作为整个背光源単元所需的背光源強度，成为对全部输入信号RGB的组合求出的上述5个值的最大值中的最大值。这样，在本实施方式中，按每像素决定必要的最低限度的背光源強度。(參照图9的上起第三段)然后，将输入信号RGB除以此处求出的所需的背光源強度W。(參照图9的上起第四段)然后，将进行该除法运算而得的输入信号RGB向4色信号进行转换。(參照图9的上起第五段)因此，当照原样地将输入信号转换为4色吋，即使在输出灰度等级成为最大灰度等级以上的情况下(參照图9的上起第二段)，R’ G’ B’ Y’的值也全部为O以上I以下的值。接着，对液晶显示面板201和背光源202的驱动和控制部分的结构进行详细说明。图10是表示实施方式2的液晶显示装置的框结构的图。如图10所示,用于驱动液晶显示面板201以显示视频的驱动电路包括基于视频、信号向液晶显示面板201内的各像素电极供给数据电压的源极驱动器206 ;沿扫描线依次驱动液晶显示面板201内的各像素电极的栅极驱动器207 ;背光源强度决定电路203 ;颜色转换电路204 ;和以在背光源强度决定电路203決定的最大亮度Lmax控制背光源202的点亮动作的背光源驱动电路205。图11表示实施方式2的背光源强度决定电路的处理的流程。在背光源強度决定电路203，按每ー帧进行以下的处理。首先，输入包含灰度等级数据的RGB的图像(视频)信号Rin、Gin、Bin (SI)。接着，对图像信号Rin、Gin,Bin进行逆伽马转换，转换为包含亮度数据的图像信号RUGUBl (S2)。接着，按每像素求出所需的背光源光量L (S3)。接着，从按每像素求出的背光源光量L中求出ー个最大亮度Lmax (S4)。接着，将图像信号R1、G1、B1按每像素除以最大亮度Lmax，算出图像信号Rl / Lmax,Gl / Lmx、BI / Lmax (S5)。然后，对图像信号Rl / Lmax, Gl / Lmax, BI / Lmax进行伽马转换，输出包含灰度等级数据的图像信号R2、G2、B2，并且作为控制背光源的数据输出光量Lmax (S6)。图12表示实施方式2的背光源强度决定电路的框图。如图12所示，背光源强度决定电路203包括逆伽马转换电路208、亮度信号保持电路209、背光源光量计算电路210、最大值判别电路211、除法运算电路212、背光源強度保持电路213和伽马转换电路214。逆伽马转换电路208对图像信号Rin、Gin, Bin进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的图像信号Rl、Gl、BI。然后，图像信号Rl、Gl、BI被输出至亮度信号保持电路209，并被保存一定期间(例如，I帧期间)。背光源光量计算电路210基于从亮度信号保持电路209输出的图像信号Rl、G1、BI，如上所述那样按每像素计算所需的背光源光量し如上述的计算那样，背光源光量L成为 5 个亮度 R、G、B、(l+3 ) XG-β X (l+α ) / α X R 和(1+α ) X R-α X (1+β ) / β XG中的任ー个。最大值判别电路211从自背光源光量计算电路210输出的各像素的背光源光量L之中决定ー个最大的亮度Lmx。背光源強度保持电路213将从最大值判别电路211输出的最大亮度Lmax保存一定期间(例如，I帧期间)，并且将最大亮度Lmax输出至背光源驱动电路205。除法运算电路212将从亮度信号保持电路209输出的图像信号Rl、Gl、BI按每像素除以最大売度Um，计算图像イ目号Rl / Lmx、Gl / LmajoBI / Lmaxo伽马转换电路214对从除法运算电路212输出的图像信号Rl / Lmax, Gl / Lmax,BI / Lmax进行伽马转换，生成包含灰度等级数据的图像信号R2、G2、B2，并且输出至颜色转换电路204。图13表示实施方式2的颜色转换电路的处理的流程。在颜色转换电路204，按每一帧进行以下的处理。首先，从背光源强度决定电路203输入包含灰度等级数据的RGB图像信号R2、G2、B2 (SI)。接着，对图像信号R2、G2、B2进行逆伽马转换，转换为包含亮度数据的图像信号R3、G3、B3 (S2)。 接着，按每像素决定从3色的图像信号R3、G3、B3向4色的图像信号转换的转换式(S3)。接着，利用所決定的转换式，按每像素将3色的图像信号R3、G3、B3向4色的图像信号 R4、G4、B4、Y4 转换(S4)。然后，对图像信号R4、G4、B4、Y4进行伽马转换，输出包含灰度等级数据的图像信号 Rout、Gout、Bout、Yout (S5)。图14表示实施方式2的颜色转换电路的框图。如图14所示，颜色转换电路204包括逆伽马转换电路215、输入信号判别电路216、颜色转换计算电路217和伽马转换电路218。逆伽马转换电路215对图像信号R2、G2、B2进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的图像信号R3、G3、B3。输入信号判别电路216基于从逆伽马转换电路215输出的3色的图像信号R3、G3、B3，如上述的计算那样，决定用于转换为4色的图像信号R4、G4、B4、Y4的算法。S卩，与上述式(C)、(d) —样,从R4= (l+α ) XR3-a XMAX (R3, G3) (C)，G4= (1+β ) Χ63-β XMAX (R3, G3) (d)，的计算式算出R4、G4。然后，判断是以下中的哪种情况(1) (c)’、(d)’均取正的值的情況；(2) (c)’取负的值的情況；(3) (d)’取负的值的情况，将表示或使用以下的哪一转换式的控制信号D输出至顔色转换计算电路217。B4=B3 (在全部情况下相同)R4= (l+α ) XR3-a XMAX (R3, G3) ((I)时)=0((2)时)= (l+α ) XR3- { α X (1+β ) / β } XG3 ((3)时)G4= (1+β ) Χ63-β XMAX (R3, G3) ((I)时)= (1+β ) Χ63-{β X (1+α ) / α } XR3 ((2)时)=0((3)时)Υ4=ΜΑΧ (R3, G3) ((I)时)= (l+α ) / α XR3 ((2)时)= (1+β ) / β XG3 ((3)时)此处举出的条件(I) (3)如下所述。(I) R3 <(1+β ) / β XG3 且 G3 <(1+α ) / a XR3(2)G3 >(1+α ) / a XR3
(3)R3 >(1+β ) / β XG3颜色转换计算电路217利用由从输入信号判别电路216输出的控制信号D決定的上述任ー转换式，将3色的图像信号R3、G3、B3转换为4色的图像信号R4、G4、B4、Y4。伽马转换电路218对从颜色转换计算电路217输出的图像信号R4、G4、B4、Y4进行伽马转换，生成包含灰度等级数据的图像信号并且输出至源极驱动器。以上，在本实施方式中，通过使显示单色或与单色相近的颜色时的背光源的发光強度大于显示白色时的发光強度，能够抑制在显示单色附近时画面的亮度下降。此外，如上所述，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。(实施方式3) 本实施方式的液晶显示装置，除代替黄色的彩色滤光片(Y子像素)设置有不具备彩色滤光片的白色子像素外，具有与实施方式2同样的结构。另外，在观察侧基板的内表面，与白色像素分别对应地形成有无色的透明膜，该透明膜用于将该白色像素的液晶层厚度调整为与上述红、绿、蓝3色的像素13R、13G、13B的液晶层厚度相同的程度。以下对本实施方式的液晶显示装置的控制方法进行说明。图15是用于说明实施方式3的液晶显示装置的驱动方法的图。以最大灰度等级显示白色时的背光源強度与子像素的灰度等级的关系如图15的左侧列所示。各种颜色子像素成为最大灰度等级。接着，考虑不改变背光源的发光强度地以最大灰度等级显示红色的情况(參照图15中的中间列)。在这种情况下，子像素仅R成为最大灰度等级，其它子像素均被控制为O灰度等级。此时，显示成为红色显示，但是该红色亮度与白色显示时相比变暗。其原因在干，白色显示时的红色亮度是将透过R滤光片的红色的光与透过白色滤光片的红色的光混合而得到的，相对于此，红色显示时的红色亮度仅为透过R滤光片的红色的光。为了消除该红色亮度下降的原因，进行提升背光源的发光强度的控制(參照图15的右列)。如果假定白色显示时从白色滤光片透过的红色的光量为从R滤光片透过的红色的光量的α倍，则中间列的红色亮度成为左侧列的红色亮度的I /(l+α )倍。因此，为了在以最大灰度等级显示白色的情况和以最大灰度等级显示红色的情况下使红色亮度相等，将背光源的发光强度为(l+α )倍即可。上述说明是对在整个画面显示相同灰度等级的情况的说明，在实际进行显示时，背光源的发光强度对于全部的像素是相同的。因此，控制顺序为，(I)对全部的像素抽取最低限度的必要的背光源強度，从其中算出最大的背光源強度。(2)对算出的背光源強度，算出向各色子像素输入的灰度等级。用于实现上述系统的系统框图，与实施方式2的图8所示同样，与从输入信号生成4色信号的流程也相同。用于背光源強度決定的算法不同，以下进行说明。图16和17是用于说明实施方式3的从3色信号转向4色信号的转换算法的图。对用于将RGB输入信号转换为R’ G’ B’ W’的算法进行说明。此处，将红色光的来自白色滤光片的透过量设为来自红色滤光片的透过量的α倍。将绿色光的来自白色滤光片的透过量设为来自緑色滤光片的透过量的β倍。将蓝色光的来自白色滤光片的透过量设为来自蓝色滤光片的透过量的Y倍。基于与实施方式2时相同的理由，当令W’ =MAX (R，G，B)时，(令MAX (R，G，B)为取R、G和B中的最大的值的函数。)R=R，X I / (1+ α ) +W，X α / (l+α )G=Gf Xl / (1+β ) +Wj X β / (1+β )Β=Β’ Xl / (1+ Y ) +W，X Y / (1+γ )因此，R，= (1+α ) XR-α XMAX (R，G，B)G，= (1+β ) XG-β XMAX (R，G，B)B，= (1+Y ) XB-Y XMAX (R，G，B)此处R’、G’、B’全部的值均必须为O以上，但存在因输入信号的值而取负的值的情况。在这种情况下，需要改变包括W’在内的值。在R’、G’、B’全部的值均为O以上的情况下，如图16的左侧列所示。I )上式为 R，< 0、G，> 0、B，> O 时，令R’ =0，对G’、B’、W’进行再计算。W，= (l+α ) / a XRG，= (1+β ) XG-β X (1+α ) / a XRBj = ( 1+ Y ) XB- Y X (1+α) / a XRII)上式为 R’ > 0、G’ < 0、Β’ > O 时，G’ =0W，= (1+β ) / β XGR，= (1+α ) XR-a X (1+β ) / β XGB’ = (1+Y ) XB-Y X (1+β ) / β XGIII)上式为R，> 0、G，> 0、Β，< O时(參照图16的右列)，B’ =0W，= (1+Y ) / Y XBRf = (l+α ) XR-a X ( 1+ y ) / y XBGj = (1+β ) XG-β X (1+y)/ Y XBIV)上式为 R’ < 0、G’ < 0、Β’ > O 时，令R’ =0或G’ =0进行计算，但这因R和G的大小关系的不同而不同。如果I )中G’ > O则能够使用式I )，如果II)中R’ > O则能够使用式II)，其界限为(1+β ) / β XG= (1+α ) / a XR。(l+β ) / β XG <(l+a ) / a X R 时，I )中 G’ < 0，因此使用 II )，(1+β ) / β XG >(1+α ) / a X R 时，II )中 R’ < 0，因此使用 I )。V)上式为 R’ > 0、G’ < O、B’ < O 时(參照图 17)，(1+y ) / Y XB <( 1+β) / β XG 时，II)中 B’ < 0，因此使用 III)，(1+y ) / Y XB >( 1+β) / β XG 时，III)中 G’ < 0，因此使用 II)。VI)上式为 R’ < 0、G’ > 0、Β’ < O 时，
(1+α ) / α XR<(l+y ) / Y X B 时，III)中 R’ < 0，因此使用 I )，(1+α ) / a XR>(l+y ) / Y XB 时，I )中 B’ < 0，因此使用 III)。根据以上所示，从RGB向R’ G’ B’ W’的转换为以下的任ー种。(I)当 R>a / (l+α ) XMAX (R，G，B)且G > β / (1+β ) XMAX (R，G，B)且B > γ / (1+γ ) XMAX (R，G，B)时，W’ =MAX (R，G，B)R，= (l+α ) XR-a XMAX (R，G，B) G’ = (l+β ) XG-β XMAX (R，G，B)Bj = (1+y ) XB-y XMAX (R, G, B),(2)当 R<a / ( 1+a ) XMAX (R，G，B)且(l+β ) / β XG > (1+α ) / a XR 且(1+α ) / a XR < (1+y ) / γΧΒ 时，Wj = (1+α ) / a XRR’ =0G，= (l+β ) XG-β X (1+α ) / a XRBj = ( 1+ Y ) XB- Y X (1+α ) / a XR(3)当G<3 / (1+β ) XMAX (R，G，B)且(1+β ) / β XG < (1+α ) / aXR 且(1+y ) / y XB > (1+β ) / 3XG 时，W，= (1+β ) / β XGR，= (1+α ) XR-a X (1+β ) / β XGG’ =0B’ = (1+Y ) XB-Y X (1+β ) / β XG(4)当 B < Y / (1+γ ) XMAX (R，G，B)且(1+α ) / a XR>( 1+y) / YXBi(1+γ ) / Y XB <( 1+β) / 3XG 时，B’ =0W，= (1+Y ) / Y XBRf = (1+α ) XR-a X (1+ y ) / y XBG，= (1+β ) XG-β X (1+Y ) / Y ΧΒ。接着，对背光源強度的决定算法进行说明。图18是用于说明实施方式3的背光源的决定算法的图。作为顺序，首先，按每像素求出所需的背光源強度，然后，将其最大值设定为显示所需的背光源強度。对每像素所需的背光源強度w的求出方法进行说明。w在输入信号RGB的值全部为I且r’ g’ B’ r被转换为I时取I这个强度值。能够与实施方式2同样地求出，如上所述，被转换为R’ G’ B’ず信号的值中的、存在取最大值的可能性的为以下的九个值。R、G、B、
(1+α ) XR- { α (1+β ) / β } XG>(1+β ) XG- { β (1+α ) / a}XR、( 1+ a ) XR- { α ( 1+ y ) / γ } ΧΒ>( 1+ Y ) XB- { Y (1+α) / a}XR、(1+y ) XB- { Y (1+β ) / β } XG,(1+β ) Χ6-{β (1+γ ) / Y } ΧΒ。因此，某个输入信号RGB的组合的像素所需的背光源強度成为上述九个值的最大值。即使背光源的強度増大到需要以上，也能够利用液晶減少光的透过量，因此作为整个背光源単元所需的背光源強度，成为对全部输入信号RGB的组合求出的上述九个值的最大值中的最大值。这样，在本实施方式中，按每像素决定必要的最低限度的背光源強度。(參照图18的上起第三段)然后，将输入信号RGB除以此处求出的所需的背光源強度W。(參照图18的上起第四段)然后，将进行该除法运算而得的输入信号RGB向4色信号进行转换。(參照图18的上起第五段)因此，当照原样地将输入信号转换为4色吋，即使在输出灰度等级成为最大灰度等级以上的情况下(參照图18的上起第二段)，R’G’B’W’的值也全部为I以下的值。由此，通过背光源強度的控制，R’ G’ B’W’的值成为I以下，通过区别从3色向4色转换时的情況，r’ g’ B’ r的值成为O以上。本实施方式的液晶显示装置具有与图10所示的实施方式2同样的框结构。此外，在本实施方式的背光源强度决定电路进行与图11所示的实施方式2同样的处理。此外，本实施方式的背光源强度决定电路具有与图12所示的实施方式2同样的框结构。其中，如上述的计算那样，每像素所需的背光源光量L成为九个亮度R、G、B、(l+α ) XR- {α (1+β ) / β } X G、( 1+β ) X G_ { β (1+α ) / a } X R、( 1+a ) X R-- { α(1+Υ ) / Y }ΧΒ,(1+Υ )ΧΒ- { Y (1+α)/ a } X R、( 1+Υ ) XB- { Y (1+β)/ β }XG,(1+β ) XG- {β (1+Υ ) / Y } XB 中的任ー个。图19表示实施方式3的颜色转换电路的处理的流程。在本实施方式的颜色转换电路，按每一帧进行以下的处理。首先，从背光源強度决定电路输入包含灰度等级数据的RGB图像信号R2、G2、Β2
(SI)。 接着，对图像信号R2、G2、Β2进行逆伽马转换，转换为包含亮度数据的图像信号R3、G3、B3 (S2)。接着，按每像素决定从3色的图像信号R3、G3、B3向4色的图像信号转换的转换式
(S3)。接着，利用所決定的转换式，按每像素将3色的图像信号R3、G3、B3向4色的图像信号尺4、64、84、胃4转换(54)。然后，对图像信号R4、G4、B4、W4进行伽马转换，输出包含灰度等级数据的图像信号 Rout、Gout、Bout、Wout (S5)。图20表示实施方式3的颜色转换电路的框图。
如图20所示，本实施方式的颜色转换电路包括逆伽马转换电路315、输入信号判别电路316、颜色转换计算电路317和伽马转换电路318。逆伽马转换电路315对图像信号R2、G2、B2进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的图像信号R3、G3、B3。输入信号判别电路316根据从逆伽马转换电路315输出的3色的图像信号R3、G3、B3，如上述的计算那样，决定用于转换为4色的图像信号R4、G4、B4、W4的算法。即，从R4= (l+α ) XR3-a XMAX (R3, G3, Β3)G4= (1+β ) Χ63-β XMAX (R3, G3, Β3)Β4= (1+y ) XB3-Y XMAX (R3, G3, B3)
的计算式计算R4、G4、B4。然后，对属于下述(I) (4)中的哪ー种情况进行计算。然后，将表示使用以下的哪ー转换式的控制信号D输出至顔色转换计算电路317。(I) R4 > 0、G4 > 0、B4 > O 时，向顔色转换计算电路输出控制信号D，以利用以下的数学式进行计算。W4=MAX (R, G, B)R4= (l+α ) XR3-a XMAX (R3, G3, Β3)G4= (1+β ) Χ63-β XMAX (R3, G3, Β3)Β4= (1+y ) ΧΒ3-Υ XMAX (R3，G3，Β3)。(2)R4 < 0、(1+β ) / β XG3 > (1+α ) / aXR3、(l+a)/ a XR3 <(l+y ) /Y XB3 时，向顔色转换计算电路输出控制信号D，以利用下式进行计算。W4= ( 1+ a ) / a XR3R4=0G4= (1+β ) Χ63-β X (1+α ) / a XR3Β4= (1+y ) ΧΒ3-Υ X (1+α ) / a XR3(3)G4 < 0、(1+β ) / β XG4 < (1+α ) / a XR4,(1+Y ) / Y ΧΒ4 >(1+β ) /β XG4 时，向顔色转换计算电路输出控制信号D，以利用下式进行计算。W4= (1+β ) / β XG3R4= (1+α ) XR3_a X (1+β ) / β XG3G4=0Β4= (1+y ) XB3-Y X (1+β ) / β XG3。(4)Β4 < 0、(1+α ) / a XR3 > (1+y ) / y XB3,(l+y ) / Y ΧΒ3 <(1+β ) /β XG3 时，向顔色转换计算电路输出控制信号D，以利用下式进行计算。W4= (1+ Y ) / Y ΧΒ3R4= (l+α ) XR3-a X (1+y ) / y XB3G4= (1+β ) Χ63-β X (1+y ) / Y ΧΒ3Β4=0颜色转换计算电路317利用由从输入信号判别电路316输出的控制信号D決定的上述任ー转换式，将3色的图像信号R3、G3、B3转换为4色的图像信号R4、G4、B4、W4。伽马转换电路318对从颜色转换计算电路317输出的图像信号R4、G4、B4、W4进行伽马转换，生成包含灰度等级数据的图像信号并且输出至源极驱动器。以上，在本实施方式中，通过使显示单色或与单色相近的颜色时的背光源的发光強度大于显示白色时的发光強度，能够抑制在显示单色附近时画面的亮度下降。此外，如上所述，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。(实施方式4)本实施方式的液晶显示装置，除代替白色背光源単元具备能够独立地改变RGB的发光强度的RGB背光源单兀外,具有与实施方式2同样的结构。虽然背光源也可以为RGB三种LED，但是只要是能够对RGB分别独立地进行发光强度调整的単元，使用怎样的光源均可。此处，对增加黄色彩色滤光片(Y子像素)而得的液晶显示面板进行说明，但是能够通过在增加青色的彩色滤光片(C子像素)的情况下将R调换为B，在増加品红色的彩色滤光片(M子像素)的情况下将G调换为B，进行同样的说明。以下对本实施方式的液晶显示装置的控制方法进行说明。图21是用于说明实施方式4的液晶显示装置的驱动方法的图。以最大灰度等级显示白色时的背光源強度与子像素的灰度等级的关系如图21的左侧列所示。通过将各种颜色子像素设为最大灰度等级，将光的利用效率最大化。接着，考虑不改变背光源的发光强度地以最大灰度等级显示红色的情况(參照图21中的中间列)。在这种情况下，子像素仅R成为最大灰度等级，其它子像素均被控制为O灰度等级。此时，显示成为红色显示，但是该红色亮度与白色显示时相比变暗。其原因在干，白色显示时的红色亮度是将透过R滤光片的红色的光与透过黄色滤光片的红色的光混合而得到的，相对于此，红色显示时的红色亮度仅为透过R滤光片的红色的光。为了消除该红色亮度下降的原因，进行仅提升红色光源发光强度的控制(參照图21的右列)。如果假定白色显示时从黄色滤光片透过的红色的光量为从R滤光片透过的红色的光量的α倍，则中间列的红色亮度 成为左侧列的红色亮度的I / (l+α)倍。因此，为了在以最大灰度等级显示白色的情况和以最大灰度等级显示红色的情况下使红色亮度相等，将红色光源的发光强度为(l+α )倍即可。上述说明是对在整个画面显示相同灰度等级的情况的说明，在实际进行显示时，背光源的发光强度对于全部的像素是相同的。因此，控制顺序为，(I)按照各RGB对于全部的像素抽取最低限度的必要的背光源強度，并从其中按照各RGB算出最大的背光源強度。(2)对算出的背光源強度，算出向各色子像素输入的灰度等级。用于实现上述系统的系统框图，与实施方式2的图8所示同样，与从输入信号生成4色信号的流程也相同。此外，用于将被输入颜色转换电路的RGB输入信号转换为R’ G’ B’ Y’信号的算法也与实施方式2同样。以下对本实施方式的背光源強度的决定算法进行说明。图22是用于说明实施方式4的背光源強度的决定算法的图。背光源强度以r、g、b表不。在被输入颜色转换电路之前，原来的输入信号被转换为除以背光源强度而得的信号。因此，相对于原来的输入信号RGB，被转换为4色的信号R’ G’ B’ Y’符合以下的关系。保持B’ =B / b (a)。(I)G / g<( l+α) / aXR/r 且 R/r<(l+3)/ 3XG/g 时，R，= (1+a ) XR / r-a XMAX (R / r, G / g) (b)G，= (l+β) XG/ g-β XMAX (R / r, G / g) (c)Y，=MAX (R / r, G / g) (d)(2)G / g >(l+a ) / aXR/r 时， R’ =0G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / a } XR / r (e)Yf = (1+α ) / aXR/r (f)。(3)R / r >(1+β ) / β XG / g 时，R，= (1+α ) XR / r_ { a X (l+β ) / β } XG / g (g)G， =0Y，= (1+β ) / β XG / g (h)。R’ G’ B’ Y’全部的值必须为0以上I以下。在从3色向4色的转换中存在不取负的值的限制，因此，以满足R’ G’ B’ Y’全部成为I以下的条件的方式设定rgb即可。首先，根据(a)和(d)，需要r彡R、g彡G、b彡B。只有满足这一点，(b) (C)就满足条件。接着，考虑在(2)、(3)的情况下所需的rg的值。根据(e)，r的值越大G’的值就越大，因此所需的g的值变大。同样，根据(g)，g的值越大所需的r的值就越大。因此，SP使仅在ー个像素内考虑r和g的所需的值，也存在发生不足的可能性。因此，通过在(e)中假设r的能够取的最大值，求出在该像素所需的g的值，通过在(g)中假设g的能够取的最大值，求出在该像素所需的r的值。g的能够取的最大值为G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / α } XR / r 彡(1+β ) / g 彡 1，由此，在R=0、G=I时成为1+β。同样，使用(g)，r的能够取的最大值为1+α。当将r=l+a代入(e)，以求出该像素所需的g的值时，G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / a } XR / (1+α )彡 1，由此g=a X (l+β ) XG / ( α+β XR)。同样，当将g=l+β 代入(g)时，r= β X (1+α ) XR / (β + aXG)。因此，在某个像素的输入信号为RGB吋，对于该像素最低限度需要的背光源強度为，!■ポ和运父(l+α ) XR / ( β + α XG)中的较大一方的值，8:6和0父(l+β ) XG / ( α+β XR)中的较大一方的值，b :B。通过按每像素求出上述值并对全部的输入信号求出rgb各自的最大值，来求出作为整个背光源単元所需的背光源強度。这样，在本实施方式中，按每像素决定所需的最低限度的背光源強度rgb。(參照图22的上起第三段)然后，将输入信号RGB除以此处求出的所需的背光源強度rgb。(參照图22的上起第四段)然后，将进行该除法运算而得的输入信号RGB转换为4色信号。(參照图22的上起第五段)因此，当照原样地将输入信号转换为4色吋，即使在输出灰度等级成为最大灰度等级以上的情况下(參照图22的上起第二段)，R’ G’ B’ Y’的值也全部为O以上I以下的值。另外，在图22，仅提升超过最大透过量的某个像素内的所需背光源強度。(2)的情况是假设其它像素所需的g的强度为I的情况的变更。假设，即使考虑其它的像素的影响，只要能够降低g的強度，输入信号/ BL強度的G的值就会上升，只要在其它像素存在进ー步提升g的強度的必要，输入信号/ BL強度的G的值就会下降。本实施方式的液晶显示装置具有与图10所示的实施方式2同样的框结构。此外，在本实施方式的背光源强度决定电路，进行与图11所示的实施方式2同样 的处理。其中，在S3，对RGB各颜色的光源求出所需的背光源光量L (R)、L (G),L (B)。此夕卜，在S4，从按每像素求出的背光源光量L (R)之中求出ー个R光源的最大亮度LK，从按每像素求出的背光源光量L (G)之中求出ー个G光源的最大亮度Le，从按每像素求出的背光源光量L (B)之中求出ー个B光源的最大亮度Lb。进ー步，在S5，通过将图像信号Rl按每像素地除以最大亮度Lk来算出图像信号Rl / Lk，通过将图像信号Gl按每像素地除以最大亮度Le来算出图像信号Gl / Le，通过将图像信号BI按每像素地除以最大亮度Lb来算出图像信号BI / Lb。然后，在S6，对图像信号Rl / LK、G1 / Lg,BI / Lb进行伽马转换，输出包含灰度等级数据的图像信号R2、G2、B2,并且作为控制背光源的数据输出光量LK、Lg, Lb。图23表示实施方式4的背光源强度决定电路的框图。如图23所示，实施方式4的背光源强度决定电路包括逆伽马转换电路408、亮度信号保持电路409、背光源光量计算电路410、最大值判别电路411、除法运算电路412、背光源強度保持电路413和伽马转换电路414。逆伽马转换电路408，对图像信号Rin、Gin, Bin进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的图像信号Rl、Gl、BI。然后，图像信号Rl、Gl、BI被输出至亮度信号保持电路409，并被保存一定期间(例如，I帧期间)。背光源光量计算电路410根据从亮度信号保持电路409输出的图像信号Rl、G1、BI，如上所述那样按每像素地算出所需的背光源光量L (R)、L (G), L (B)0如上述的计算那样，背光源光量し(R)成为R和β X (l+α ) XR / (β + aXG)中的较大一方的值,背光源光量L (G)成为G和a X (l+β ) XG / ( α+β XR)中的较大一方的值，背光源光量L(B)成为B。最大值判别电路411从自背光源光量计算电路410输出的各像素的背光源光量L(R)之中决定ー个最大的亮度Lk，此外，从自背光源光量计算电路410输出的各像素的背光源光量L (G)之中决定ー个最大的亮度Le，进ー步，从自背光源光量计算电路410输出的各像素的背光源光量L (B)之中决定ー个最大的亮度Lb。背光源強度保持电路413将从最大值判别电路411输出的最大亮度LK、Le、LB保存一定期间(例如，I帧期间)，并且将最大亮度LK、Lg, Lb输出至背光源驱动电路。除法运算电路412将从亮度信号保持电路409输出的图像信号Rl、Gl、BI按每像素地除以最大亮度LK、Le、Lb，算出图像信号Rl / LK、Gl / Lg, BI / LB。
伽马转换电路414对从除法运算电路412输出的图像信号Rl / LK、G1 / Lg, BI /Lb进行伽马转换，生成包含灰度等级数据的图像信号R2、G2、B2，并且输出至顔色转换电路。此外，在本实施方式的颜色转换电路，进行与图13所示的实施方式2同样的处理。进ー步，本实施方式的颜色转换电路具有与图14所示的实施方式2同样的框结构。此外，本实施方式的颜色转换电路进行的处理也与实施方式2时同样。以上，在本实施方式中，通过使显示单色或与单色相近的颜色时的背光源的发光強度大于显示白色时的发光強度，能够抑制在显示单色附近时画面的亮度下降。此外，如上所述，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。(实施方式5)本实施方式的液晶显示装置，除代替白色背光源単元包括能够改变RGB的发光强度的RGB背光源单兀外,具有与实施方式3同样的结构。虽然背光源也可以为RGB三种LED，但只要是能够对RGB分别独立地进行发光強度调整的単元，使用怎样的光源均可。此处，对增加白色彩色滤光片(Y子像素)而得的液晶显示面板进行说明。以下对本实施方式的液晶显示装置的控制方法进行说明。图24是用于说明实施方式5的液晶显示装置的驱动方法的图。以最大灰度等级显示白色时的背光源強度与子像素的灰度等级的关系如图24的左侧列所示。通过将各种颜色子像素设为最大灰度等级，而使光的利用效率最大化。接着，考虑不改变背光源的发光强度地以最大灰度等级显示红色的情况(參照图24中的中间列)。在这种情况下，子像素仅R成为最大灰度等级，其它子像素均被控制为O灰度等级。此时，显示成为红色显示，但该红色亮度与白色显示时相比变暗。其原因在干，白色显示时的红色亮度是将透过R滤光片的红色的光与透过白色滤光片的红色的光混合而得到的，相对于此，红色显示时的红色亮度仅为透过R滤光片的红色的光。为了消除该红色亮度下降的原因，进行仅提升红色光源发光强度的控制(參照图24的右列)。如果假定白色显示时从白色滤光片透过的红色的光量为从R滤光片透过的红色的光量的α倍，则中间列的红色亮度成为左侧列的红色亮度的I / (l+α)倍。因此，为了在以最大灰度等级显示白色的情况和以最大灰度等级显示红色的情况下使红色亮度相等，将红色光源的強度设为(1+α )倍即可。上述说明是对在整个画面显示相同灰度等级的情况的说明，在实际进行显示时，背光源的照射強度对于全部的像素是相同的。因此，控制顺序为，(I)按照各RGB对于全部的像素抽取最低限度的必要的背光源強度，从其中按照各RGB算出最大的背光源強度。(2)对算出的背光源強度，算出向各色子像素输入的灰度等级。用于实现上述系统的系统框图，与实施方式2的图8所示同样，与从输入信号生成4色信号的流程也同样。
此外，用于将被输入颜色转换电路的RGB输入信号转换为R’ G’ B’ Y’信号的算法也与实施方式3同样。即，从RGB向R，G，B，W，的转换为以下的任ー种。(1)当尺>0 / (l+α ) XMAX (R，G，B)且
G > β / (1+β ) XMAX (R，G，B)且B > Y / (1+y ) XMAX (R，G，B)时，W，=MAX (R，G，Β)R，= (l+α ) XR-α XMAXG，= (l+β ) XG-β XMAX (R，G，B)Bj = (1+y ) XB-y XMAX (R, G, B),(2)当 R<a / ( 1+a ) XMAX (R，G，B)且、(l+β ) / β XG > (1+α ) / a XR 且(1+α ) / a XR < (1+y ) / γ XB 时，W，= (1+α ) / a XRR， =0G，= (l+β ) XG-β X (1+α ) / a XRBj = ( 1+ Y ) XB- Y X (1+α ) / a XR(3)当 G く β / (1+β ) XMAX (R，G，B)且(1+β ) / β XG < (1+α ) / aXR 且(1+y ) / y XB > (1+β ) / 3XG 时，W，= (1+β ) / β XGR，= (1+α ) XR-a X (1+β ) / β XGG， =0B’ = (1+Y ) XB-Y X (1+β ) / β XG(4)当 B < Y / (1+γ ) XMAX (R，G，B)且(1+α ) / a XR>( 1+y) / YXBi(1+γ ) / Y XB <( 1+β) / 3XG 时，B， =0W，= (1+Y ) / Y XBRf = (1+α ) XR-a X (1+ y ) / y XBG，= (1+β ) XG-β X (1+Y ) / Y ΧΒ。以下对本实施方式的背光源強度的决定算法进行说明。图25是用于说明实施方式5的背光源強度的决定算法的图。背光源强度以r、g、b表不。在被输入颜色转换电路之前，原来的输入信号被转换为除以背光源强度而得的信号。因此，相对于原来的输入信号RGB,被转换为4色的信号R’ G’ B’ W’符合以下的关系。(I)W，=MAX (R / r, G / g, B / b) (a)R，= (l+α ) XR / r-a XMAX (R / r, G / g, B / b) (b)G，= (1+β ) XG / g-β XMAX (R / r, G / g, B / b) (c)B，= (1+y ) XB / b-y XMAX (R / r, G / g, B / b) (d)。(2)在(I)中R’ < 0，且通过令R’ =0能够使得G’彡O、B’彡O的情况下，W，= (l+α ) / aXR/r (e)
R’ =0G，= (l+β ) XG / g-β X (1+α ) / aXR/r (f)Bj = (l+y)XB / b-yX (l+α ) / a XR / r (g)。(3)在(I)中G’ <0，且通过令6’ =0能够使得R’彡O、B’彡O的情况下，W，= (1+β ) / β XG / g (h)R，= (1+α ) XR / r-a X (1+β ) / β XG / g (i)G’ =0B，= (1+γ ) XB / b-Y X (1+β ) / β XG / g (j)。(4)在(I)中B’ <0，且通过令B’ =0能够使得G’彡0、R’彡O的情况下，Wj = (1+Y ) / Y XB / b (k)R，=(l+a)XR/r_aX (1+y ) / y XB / b (I)G，= (1+β ) XG / g-β X (1+y ) / Y XB / b (m)
B’ =0。R’ G’ B’ず全部的值必须为0以上I以下。在从3色向4色的转换中存在不取负的值的限制，因此，以满足R’ G’ B’ Ψ全部成为I以下的条件的方式设定rgb即可。首先，根据(a)，需要使r彡R、g彡G、b彡B。如果满足这一点，则(b) (c) (d)满足条件。当与实施方式4同样地考虑时，为了求出在(2)中无论其它输入信号如何都能够使G’彡I均成立的g的值，设想输入r所能够取的最大值r= (l+α)的情况即可，此时的g的值为将r= (l+α )代入(f)而得到G’ =1的解即可，因此，g=a X (l+β ) XG / ( α+β XR)。同样，根据む)、(1)、(」)、(1)、(111)，得出b=a X (1+y ) XB / ( a + y XR)Γ=β X (l+a)XR/ (β + aXG)b=^ X (1+Y ) XB / ( β + y XG)r= y X (l+a)XR/ (y + aXB)g=y X (l+β ) XG / ( y+ β XB)0(e)式是在进入(2)的条件分支的情况下使用的条件(b)式的满足R’ < O的情况。由此，(l+α ) XR / r-a XMAX (R / r, G / g, B / b) < O根据(a)，MAX(R / r, G / g, B / b) ^ 1，因此(1+α ) XR / r < a XMAX (R / r, G / g, B / b) ^ α(1+α ) / α XR / r < I,因此,使用(e)式时总满足条件。同样，(h)、(k)也总满足条件。如上所述，对于某个输入信号RGB，所需的背光源的強度rgb为，r :R、{ β X (1+α ) XR / ( β + α XG)}、{ Y X (1+α ) XR / ( y + α ΧΒ)}中的
最大值g:G、{aX (1+β ) XG / ( α +β XR)},{ y X (1+β)Χ6/(γ + βΧΒ)}中的最大值
b:B、{aX (1+y ) XB / ( a + y XR)}^ β X (1+γ)ΧΒ/(β + γΧ6)}中的
最大值。通过按姆像素求出上述值并对全部的输入信号求出rgb各自的最大值,来求出作为整个背光源単元所需的背光源強度。这样，在本实施方式中，按每像素决定必要的最低限度的背光源強度rgb。(參照图25的上起第三段)然后，将输入信号RGB除以此处求出的所需的背光源強度rgb。(參照图25的上起第四段)然后，将进行该除法运算而得的输入信号RGB转换为4色信号。(參照图25的上起第五段)因此，当照原样地将输入信号转换为4色吋，即使在输出灰度等级成为最大灰度等级以上的情况下(參照图25的上起第二段)，R’G’B’W’的值也全部为I以下的值。由此，通过背光源強度的控制，使得R’ G’ B’ず的值成为I以下，通过区别3色向4色转换时的情况，使得r’ g’ B’ r的值成为O以上。
另外，在图25，仅提升超过最大透过量的某个像素内的所需背光源強度。(3)的情况是假设其它像素所需的g、b的强度为I的情况的变更。假设，即使考虑其它的像素的影响，只要能够降低g、b的強度，输入信号/ BL強度的G、B的值就会上升，只要在其它像素存在进ー步提升g、b的強度的必要，输入信号/ BL強度的G、B的值就会下降。本实施方式的液晶显示装置具有与图10所示的实施方式2同样的框结构。此外，在本实施方式的背光源强度决定电路，进行与图11所示的实施方式2同样的处理。其中，在S3，对RGB各颜色的光源求出所需的背光源光量L (R)、L (G),L (B)。此夕卜，在S4，从按每像素求出的背光源光量L (R)之中求出ー个R光源的最大亮度LK，从按每像素求出的背光源光量L (G)之中求出ー个G光源的最大亮度Le，从按每像素求出的背光源光量L (B)之中求出ー个B光源的最大亮度Lb。进ー步，在S5，通过将图像信号Rl按每像素地除以最大亮度Lk来计算图像信号Rl / Lk，通过将图像信号Gl按每像素地除以最大亮度Le来计算图像信号Gl / Le，通过将图像信号BI按每像素地除以最大亮度Lb来计算图像信号BI / Lb。然后，在S6，对图像信号Rl / LK、G1 / Lg,BI / Lb进行伽马转换，输出包含灰度等级数据的图像信号R2、G2、B2,并且作为控制背光源的数据输出光量LK、Lg, Lb。此外，本实施方式的背光源强度决定电路具有与图23所示的实施方式4同样的框结构。其中，如上述的计算那样，每像素所需的背光源光量L(R)成为R、{ β X (l+α )XR /
(β + α XG)}、{ y X (1+α ) XR / ( y + a XB)}中的最大值，每像素所需的背光源光量L(G)成为 G、{aX (l+β ) XG / ( α +β XR)},{ y X (1+β ) XG / ( y + β ΧΒ)}中的最大值，每像素所需的背光源光量L (B)成为Β、{α X (1+y ) XB / ( a + y XR))^ β X(1+Y ) XB / ( β + γ XG)}中的最大值。此外，在本实施方式的颜色转换电路，进行与图19所示的实施方式3同样的处理。进ー步，本实施方式的颜色转换电路具有与图20所示的实施方式3同样的框结构。此外，本实施方式的顔色转换电路进行的处理也与实施方式3的情况相同。以上，在本实施方式中，通过使显示单色或与单色相近的颜色时的背光源的发光強度大于显示白色时的发光強度，能够抑制在显示单色附近时画面的亮度下降。此外，如上所述，根据被输入的图像信号控制背光源的发光强度，因此能够抑制消耗电カ的增加。(实施方式6)
本实施方式的液晶显示装置具有与实施方式4相同的结构。即，包括能够使RGB的发光强度独立地变化的RGB背光源単元。虽然背光源也可以为RGB三种LED，但是只要是能够对RGB分别独立地进行发光强度调整的単元，使用怎样的光源均可。此处，对增加黄色彩色滤光片(Y子像素)而得的液晶显示面板进行说明，但是能够通过在增加青色的彩色滤光片(C子像素)的情况下将R调换为B，在増加品红色的彩色滤光片(M子像素)的情况下将G调换为B，进行同样的说明。以下对本实施方式的液晶显示装置的控制方法进行说明。在实施方式4，在决定背光源强度时，为了决定r的強度而假设g的强度为最大的情况，为了决定g的強度而假设r的强度为最大的情況。但是，r的強度成为最大的情况仅是存在R子像素为最大灰度等级且G子像素为最小灰度等级的像素的情況，是被非常限定的条件。同样，g的強度成为最大的情况仅是存在G子像素为最大灰度等级且R子像素为 最小灰度等级的像素的情況，这也是被非常限定的条件。因此，在实施方式4求出的背光源強度通常是比必要的最低限度的背光源強度高的強度。在本实施方式中，提案的方法是为了求出g的背光源强度而使用在实施方式4求出的背光源強度rl的值进行再计算，为了求出r的背光源强度而使用在实施方式4求出的背光源強度gl的值进行再计算。由此，能够将背光源的发光强度设定得比实施方式4小，因此能够实现更低的电カ消耗。用于实现上述系统的系统框图如图26所示。首先，在图26,输入信号R、G、B被输入第一背光源强度决定部,输出为rl、gl、bl。rl、gl、bl分别是在实施方式4求出的r、g、b。在第二背光源强度决定部,被输入输入信号R、G、B和从第一背光源强度决定部输出的rl、gl、bl,关于输出，背光源强度信号r、g、b被输出向背光源驱动电路，将输入信号R、G、B分别除以r、g、b而得的信号被输出向颜色转换电路。被输入至颜色转换电路的信号被转换为R’ G’ B’ Y’，然后被输出。用于将被输入至颜色转换电路的RGB信号转换为R’ G’ B’ Y’信号的算法与实施方式2、4相同。以下对本实施方式的背光源強度的决定算法进行说明。首先，对第一背光源強度决定部的算法进行说明。图27是用于说明实施方式6的背光源強度的决定算法的图。背光源强度以r、g、b表不。在被输入颜色转换电路之前，原来的输入信号被转换为除以背光源强度而得的信号。因此，相对于原来的输入信号RGB，被转换为4色的信号R’ G’ B’ Y’符合以下的关系。保持B，=B / b (a)。(I)G / g<( l+α) / aXR/r 且 R/r<(l+3)/ 3XG/g 时，R，= (1+α ) XR / r-a XMAX (R / r，G / g) (b)G，= (1+ β ) XG / g-β XMAX (R / r, G / g) (c)V =MAX (R / r, G / g) (d)(2)G / g >(l+a ) / a XR / r 时，R’ =0G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / a } XR / r (e)
Yf = (1+α ) / aXR/r (f)。(3)R / r >(1+β ) / β XG / g 时，R，= (1+α ) XR / r~ { a X (1+β ) / β } XG / g (g)G’ =0Y，= (1+β ) / β XG / g (h)。R’ G’ Β’ Y’全部的值必须为O以上I以下。在从3色向4色的转换中存在不取负的值的限制，因此，以满足R’ G’ B’ Y’全部成为I以下的条件的方式设定rgb即可。首先，根据(a)和(d)，需要r≤R、g≤G、b≤B。只要满足这一点，(b) (C)就满足条件。接着，考虑在(2)、(3)的情况下所需的rg的值。根据(e)，r的值越大G’的值就越大，因此所需的g的值变大。同样，根据(g)，g的值越大所需的r的值就越大。因此，SP使仅在ー个像素内考虑r和g的所需的值，也存在发生不足的可能性。因此，通过在(e)中假设r的能够取的最大值，求出在该像素所需的g的值，通过在(g)中假设g的能够取的最大值，求出在该像素所需的r的值。g的能够取的最大值为G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / α } XR / r ≤(1+β ) / g ≤1，由此，在R=0、G=I时成为1+β。同样，使用(g)，r的能够取的最大值为1+α。当将r=l+a代入(e)，求出该像素所需的g的值时，G，= (l+β ) XG / g- { β X (1+α ) / a } XR / (1+α )≤1，由此g=a X (l+β ) XG / ( α+β XR)。(i)同样，当将g=l+3 代入(g)时，Γ=β X (1+α ) XR / (β + aXG) ( j)0因此，在某个像素的输入信号为RGB吋，对于该像素最低限度需要的背光源強度为，
权利要求
1.ー种液晶显示装置，其特征在干 该液晶显示装置通过从外部输入3色的图像信号而进行显示， 所述液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源， 在所述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素， 各像素包括3色的子像素，该3色的子像素分别形成有与所述图像信号的顔色对应的顔色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与所述图像信号的颜色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片， 所述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制， 在所述显示区域显示单色或与单色相近的颜色时的所述背光源的发光强度，大于在所述显示区域显示白色时的所述背光源的发光强度， 其中，所述与单色相近的颜色是指将形成有与所述图像信号的顔色以外的顔色对应的颜色的彩色滤光片的至少I色的子像素中的、在透过光的成分中包括所述单色的子像素设定为最高灰度等级以外的灰度等级，并将透过所述単色的子像素设定为最高灰度等级时的颜色。
2.如权利要求I所述的液晶显示装置，其特征在干 所述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部， 在与所述多个点亮部中的任一个对应的所述显示区域的某部分显示所述单色或所述与单色相近的颜色时的该点亮部的发光强度，大于在该部分显示白色时的该点亮部的发光強度。
3.ー种液晶显示装置，其特征在干 该液晶显示装置通过从外部输入3色的图像信号而进行显示， 所述液晶显示装置包括液晶显示面板；背光源；和按每ー帧决定所述背光源的发光強度的背光源強度决定电路， 在所述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素， 各像素包括3色的子像素，该3色的子像素分别形成有与所述图像信号的顔色对应的顔色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与所述图像信号的颜色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片， 所述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制， 所述背光源强度决定电路包括 背光源光量计算电路，其将从外部输入的3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，井根据所述4色以上的信号，按每像素求出所述背光源的必要的最低限度的发光强度；和 最大值判别电路，其求出所述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度， 所述背光源以由所述最大值判别电路决定的发光强度发光。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在干 所述3色的图像信号分别包含灰度等级数据， 所述背光源強度决定电路还包括逆伽马转换电路，其对包含灰度等级数据的图像信号进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的3色的图像信号；和 除法运算电路，其将所述包含亮度数据的3色的图像信号除以所述最大发光强度。
5.如权利要求3或4所述的液晶显示装置，其特征在于 所述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部， 在所述最大值判别电路，按与各点亮部对应的所述显示区域的每部分，求出所述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度， 所述背光源強度决定电路还包括点亮图样算出电路，该点亮图样算出电路将各点亮部以所述必要的最低限度的发光强度发光时的所述面板的被照射面的亮度分布相加。
6.如权利要求3 5中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述背光源光量计算电路是第一背光源光量计算电路， 所述最大值判别电路是第一最大值判别电路， 所述背光源強度决定电路还包括 第二背光源光量计算电路，其使用由所述第一最大值判别电路決定的发光强度，将所述3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，根据所述4色以上的信号，按每像素求出所述背光源的必要的最低限度的发光强度；和 第二最大值判别电路，其求出由所述第二背光源光量计算电路算出的必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度， 所述背光源以由所述第二最大值判别电路决定的发光强度发光。
7.ー种液晶显示装置的控制方法，其特征在干 其是通过从外部输入3色的图像信号而进行显示的液晶显示装置的控制方法， 所述液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源， 在所述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素， 各像素包括3色的子像素，该3色的子像素分别形成有与所述图像信号的顔色对应的顔色的彩色滤光片；和至少I色的子像素，该至少I色的子像素形成有与所述图像信号的颜色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片， 所述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制， 所述控制方法包括按每ー帧决定所述背光源的发光强度的背光源強度决定エ序， 所述背光源強度决定エ序包括 (1)将从外部输入的3色的图像信号转换为与子像素的顔色对应的4色以上的信号，并根据所述4色以上的信号按每像素求出所述背光源的必要的最低限度的发光强度的エ序；和 (2)求出所述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度的エ序， 所述背光源以由所述エ序(2)決定的发光强度发光。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于 所述3色的图像信号分别包含灰度等级数据， 所述背光源強度决定エ序还包括 (3)对包含灰度等级数据的图像信号进行逆伽马转换，生成包含亮度数据的3色的图像イM号的エ序；和 (4)将所述包含亮度数据的3色的图像信号除以所述最大发光强度的エ序。
9.如权利要求7或8所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于 所述背光源具有能够相互独立地控制发光強度的多个点亮部， 在所述エ序(2)，按与各点亮部对应的所述显示区域的每部分，求出所述必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度， 所述背光源強度决定エ序还包括(5)将各点亮部以所述必要的最低限度的发光强度发光时的所述面板的被照射面的亮度分布相加的エ序。
10.如权利要求7 9中任一项所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于 所述背光源強度决定エ序还包括 (6)使用由所述エ序(2)決定的发光强度，将所述3色的图像信号转换为与子像素的颜色对应的4色以上的信号，井根据所述4色以上的信号，按每像素求出所述背光源的必要的最低限度的发光强度的エ序；和 (7)求出由所述エ序(6)算出的必要的最低限度的发光强度中的最大发光强度的エ序， 所述背光源以由所述エ序(7)決定的发光强度发光。
全文摘要
本发明提供具备能够提高单色附近的显示品质的多原色面板的液晶显示装置及其控制方法。本发明是通过从外部输入3色的图像信号而进行显示的液晶显示装置，上述液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源，在上述液晶显示面板的显示区域形成有多个像素，该多个像素各自包括4色以上的子像素，各像素包括分别形成有与上述图像信号的颜色对应的颜色的彩色滤光片的3色的子像素；和形成有与上述图像信号的颜色以外的颜色对应的颜色的彩色滤光片的至少1色的子像素，所述背光源的发光强度能够根据被输入的图像信号来控制，在上述显示区域显示单色或与单色相近的颜色时的上述背光源的发光强度大于在上述显示区域显示白色时的发光强度。
文档编号G09G3/20GK102687194SQ20108005067
公开日2012年9月19日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年11月20日
发明者上野哲也 申请人:夏普株式会社