液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，更详细而言涉及以4个以上的原色进行显示的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置具有轻量、薄型和低耗电等优点，不仅作为便携式电话的显示部等小型显示装置使用，而且还作为大型电视机使用。液晶面板与布朗管(Cathode Ray Tube CRT)或等离子体显示面板(PlasmaDisplay Panel PDP)等自发光型面板不同，液晶面板自身不发光。因此，通常在液晶显示装置中，利用配置于液晶面板背面的背光源的光进行显/Jn ο
近年来，提出了与通常的3原色液晶显示装置不同的、对4个以上的原色进行加法混色的液晶显示装置。这样的液晶显示装置也被称为多原色液晶显示装置。一般而言，在多原色液晶显示装置中，对3原色(即红色、绿色和蓝色)追加其他原色，谋求色再现范围的扩大。此外，在多原色液晶显示装置中，将能够由通常的3原色显示装置显示的输入视频信号的灰度等级水平转换为4个以上的原色的灰度等级水平进行显示(例如参照专利文献 I和2)，这样的转换也被称为多原色转换。
现有技术文献
专利文献
专利文献I :日本特表2004-529396号公报
专利文献2 :国际公开第2007/032133号发明内容
发明要解决的问题
通常的多原色液晶显示装置在驱动时，从背光源射出固定强度的光，在液晶面板通过控制液晶层的施加电压使液晶层的透过率变化来表现多种颜色。然而，在这样的液晶显示装置中，在显示明度低的颜色(例如黑色)的情况下背光源也点亮，不能实现耗电的减少。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置，其能够以低耗电进行色再现范围大的显示。
解决问题的方案
本发明涉及的液晶显示装置，包括具有多个像素的液晶面板；和背光源，其具有向上述液晶面板射出光的至少I个光源单元，上述多个像素中的各个像素具有4个以上的子像素，上述光源单元具有红色光源、绿色光源和蓝色光源。
在某个实施方式中，上述红色光源、上述绿色光源和上述蓝色光源分别是红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。
在某个实施方式中，上述液晶显示装置还包括控制电路，该控制电路基于输入视5频信号，对上述液晶面板和上述背光源进行控制。
在某个实施方式中，上述控制电路包括有源驱动处理部，其基于上述输入视频信号，生成光源信号和液晶数据信号；多原色转换部，其基于上述液晶数据信号，生成面板信号；面板驱动电路，其基于上述面板信号，驱动上述液晶面板；和背光源驱动电路，其基于上述光源信号，驱动上述背光源。
在某个实施方式中，上述有源驱动处理部根据上述光源信号，生成背光源信号，上述多原色转换部基于上述背光源信号和上述液晶数据信号，生成上述面板信号。
在某个实施方式中，根据由上述输入视频信号表示的像素的颜色，使上述光源单元的上述红色光源、上述绿色光源和上述蓝色光源的相对强度变化。
在某个实施方式中，上述光源单元的上述红色光源、上述绿色光源和上述蓝色光源中，与作为上述输入视频信号的最低值的红色、绿色和蓝色的灰度等级水平对应的光源熄灭，与比上述输入视频信号的上述最低值高的红色、绿色和蓝色的灰度等级水平对应的光源点亮。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示黄色的情况下，上述红色光源和上述绿色光源点亮，上述蓝色光源熄灭。
在某个实施方式中，上述红色光源、上述绿色光源和上述蓝色光源各自的相对强度的大小关系，与由上述输入视频信号表示的红色、绿色和蓝色的灰度等级水平的大小关系相同。
在某个实施方式中，在由上述输入视频信号表示的红色、绿色和蓝色的灰度等级水平分别比最低值高的情况下，上述液晶面板中的上述4个以上的子像素各自的相对透过率为最高值。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示橙色或黄绿色的情况下，上述蓝色光源熄灭。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示橙色或黄绿色的情况下，上述红色光源和上述绿色光源各自的相对强度比上述蓝色光源的相对强度高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示绿色的情况下，上述绿色光源的相对强度比上述红色光源的相对强度和上述蓝色光源的相对强度高。
在某个实施方式中，上述4个以上的子像素包含红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和黄色子像素。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示黄色的情况下，上述液晶面板中的上述红色子像素、上述绿色子像素和上述黄色子像素的相对透过率为最高值。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示绿色的情况下，上述绿色光源点亮， 上述液晶面板中的上述绿色子像素和上述黄色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示绿色的情况下，上述红色光源和上述绿色光源点亮，上述液晶面板中的上述绿色子像素和上述黄色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述红色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述红色子像素的相对透过率为最高值，在上述绿色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述绿色子像素的相对透过率为最高值，在上述蓝色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述蓝色子像素的相对透过率为最高值。
在某个实施方式中，在上述红色光源点亮且上述绿色光源熄灭的情况下，上述红色子像素和上述黄色子像素的相对透过率比最低值高，在上述绿色光源点亮且上述红色光源熄灭的情况下，上述绿色子像素和上述黄色子像素的相对透过率比最低值高。
在某个实施方式中，上述4个以上的子像素还包含青色子像素。
在某个实施方式中，上述4个以上的子像素包含红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示绿色的情况下，上述绿色光源点亮， 上述液晶面板中的上述绿色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示红色的情况下，上述红色光源点亮， 上述液晶面板中的上述红色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述绿色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示蓝色的情况下，上述蓝色光源点亮， 上述液晶面板中的上述蓝色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述绿色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示绿色的情况下，上述绿色光源与上述红色光源和/或上述蓝色光源点亮，上述液晶面板中的上述绿色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示红色的情况下，上述红色光源与上述绿色光源和/或上述蓝色光源点亮，上述液晶面板中的上述红色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述绿色子像素和上述蓝色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述输入视频信号表示蓝色的情况下，上述蓝色光源与上述红色光源和/或上述绿色光源点亮，上述液晶面板中的上述蓝色子像素和上述白色子像素的相对透过率比上述红色子像素和上述绿色子像素的相对透过率高。
在某个实施方式中，在上述红色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述红色子像素的相对透过率为最高值，在上述绿色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述绿色子像素的相对透过率为最高值，在上述蓝色光源点亮的情况下，上述液晶面板中的上述蓝色子像素的相对透过率为最高值。
在某个实施方式中，在上述红色光源点亮且上述绿色光源和上述蓝色光源熄灭的情况下，上述红色子像素和上述白色子像素的相对透过率比最低值高，在上述绿色光源点亮且上述红色光源和上述蓝色光源熄灭的情况下，上述绿色子像素和上述白色子像素的相对透过率比最低值高，在上述蓝色光源点亮且上述红色光源和上述绿色光源熄灭的情况下，上述蓝色子像素和上述白色子像素的相对透过率比最低值高。
发明效果
本发明涉及的显示装置，能够以低耗电进行色再现范围大的显示。


图1(a)是本发明涉及的液晶显示装置的第一实施方式的示意图，图1(b)是图 1(a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图，图1(c)是图1(b)所示的液晶面板的示意截面图，图1(d)是图1(a)所示的液晶显示装置中的背光源的示意图，图1(e)是图1(d) 所示的光源单元的示意图。
图2是表示图I (b)所示的液晶面板中的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和黄色子像素的透过光谱的曲线图。
图3是表示图1(e)所示的红色光源、绿色光源和蓝色光源的射出光谱的曲线图。
图4是图I所示的液晶显示装置的示意图。
图5是关于输入视频信号表示绿色的情况下的图I所示的液晶显示装置的曲线图，图5(a)是表示背光源的射出光谱的曲线图，图5(b)是表示液晶面板的透过光谱的曲线图，图5(c)是图5(a)和图5(b)的情况下的射出光光谱的曲线图。
图6是表示图I所示的液晶显示装置的一例的示意图。
图7是图6所示的液晶显示装置的示意图。
图8是表示图7所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图9(a)是比较例I的液晶显示装置的示意图，图9(b)是图9(a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。
图10是表示比较例I的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度和液晶面板的相对透过率的不意图。
图11 (a)是比较例2的液晶显示装置的示意图，图11 (b)是图11 (a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图，图11(c)是图11(a)所示的液晶显示装置的示意图。
图12是表示比较例2的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图13是表示比较例I的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度和液晶面板的相对透过率的不意图。
图14是表示比较例2的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图15是表示以输入视频信号所表示的颜色的色相从红色经由黄色直到绿色的范围内变化的情况下比较例1、2的液晶显示装置的归一化亮度的曲线图。
图16是表示图I所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图17是表示图I所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图18是表示图I所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图19是表示图7所示的有源驱动处理部的结构的示意图。
图20(a)是本发明涉及的液晶显示装置的第二实施方式的示意图，图20(b)是图 20 (a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。
图21是表示图20所示的液晶显示装置的一例的示意图。
图22是关于输入视频信号表示绿色的情况下的图20所示的液晶显示装置的曲线图，图22(a)是表示背光源的射出光谱的曲线图，图22(b)是表示液晶面板中的黄色子像素的透过光谱的曲线图，图22(c)是图22(a)和图22(b)的情况下的射出光光谱的曲线图，图 22(d)是表示图20所示的液晶显示装置的射出光光谱的曲线图。
图23是表示图20所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图24是表示图20所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图25是表示在图20所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图25(a)是表示色度的变化的曲线图，图25(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图26是表示在图20所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图26(a)是表示色度的变化的曲线图，图26(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图27是表示在图20所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图27(a)是表示色度的变化的曲线图，图27(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图28是表示在图20所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图28(a)是表示色度的变化的曲线图，图28(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图29(a)是本发明涉及的液晶显示装置的第三实施方式的示意图，图29(b)是图 29(a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图，图29 (c)是图29(b)所示的液晶面板的示意截面图。
图30是关于输入视频信号表示绿色的情况下的图29所示的液晶显示装置的曲线图，图30(a)是表示背光源的射出光谱的曲线图，图30(b)是表示液晶面板的透过光谱的曲线图，图30(c)是图30(a)和图30(b)的情况下的射出光光谱的曲线图。
图31是表示图29所示的液晶显示装置的一例的示意图。
图32是图31所示的液晶显示装置的示意图。
图33是表示图32所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图34(a)是比较例3的液晶显示装置的示意图，图34(b)是图34(a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图，图34(c)是图34(a)所示的液晶显示装置的示意图。
图35是表示比较例3的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图36是表示比较例3的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图37是表示图29所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图38(a)是本发明涉及的液晶显示装置的第四实施方式的示意图，图38(b)是图38 (a)所示的液晶显示装置中的液晶面板的示意图。
图39是表示图38所示的液晶显示装置的一例的示意图。
图40是关于输入视频信号表示绿色的情况下的图38所示的液晶显示装置的曲线图，图40(a)是表示背光源的射出光谱的曲线图，图40(b)是表示液晶面板中的黄色子像素的透过光谱的曲线图，图40(c)是表示图40(a)和图40(b)的情况下的射出光光谱的曲线图，图40(d)是表示图38所示的液晶显示装置的射出光光谱的曲线图。
图41是表示图38所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图42是表示图38所示的液晶显示装置中的输入视频信号的亮度水平、背光源的相对强度、液晶数据信号的透过率水平和液晶面板的相对透过率的示意图。
图43是表示在图38所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图43(a)是表示色度的变化的曲线图，图43(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图44是表示在图38所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图44(a)是表示色度的变化的曲线图，图44(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图45是表示在图38所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图45(a)是表示色度的变化的曲线图，图45(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
图46是表示在图38所示的液晶显示装置中输入视频信号表示绿色的情况下与背光源的红色光源的相对强度的变化相伴的色度和归一化亮度的变化的曲线图，图46(a)是表示色度的变化的曲线图，图46(b)是表示归一化亮度的变化的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明涉及的液晶显示装置的实施方式。其中，本发明不限定于以下的实施方式。
(实施方式I)
以下，说明本发明涉及的液晶显示装置的第一实施方式。在图1(a)表示本实施方式的液晶显示装置100的示意图。液晶显示装置100包括液晶面板10和背光源20。
液晶面板10具有多个像素。多个像素排列成具有多行和多列的矩阵状。各像素由4个以上的多个子像素规定。此外，这样的液晶面板10、液晶显示装置100也分别被称为多原色面板、多原色显示装置。
图I (b)表示液晶面板10中的像素P的示意图。像素P具有4个以上的子像素。 4个以上的子像素显示相互不同的颜色。像素P也被称为彩色显示像素。这里，像素P具有红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye。
此外，在图1(b)中，红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye 沿着行方向示为一列，但是红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye也可以排列成2行2列的矩阵状。此外，在图1(b)中，所示的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的面积相互相等，但是红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的面积也可以不同。在将红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B 和黄色子像素Ye的面积的平均称为子像素平均面积时，通过使红色子像素R的面积比子像素平均面积大，能够充分表现明度高的红色。此外，通过使蓝色子像素B的面积比子像素平均面积大，能够抑制背光源的发光效率下降。因此，优选红色子像素R、蓝色子像素B的面积比绿色子像素G、黄色子像素Ye的面积大。
图I (c)表示液晶面板10的示意截面图。此外，在液晶面板10中，红色子像素R、 绿色子像素G、蓝色子像素B、黄色子像素Ye分别具有一对电极12a、12b和位于电极12a、 12b之间的液晶层LC。此外，在红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye 分别设置有彩色滤光片13R、13G、13B、13Y。
此外，这里液晶层LC是垂直取向型，电极12a设置于背面基板16a，电极12b和彩色滤光片13R、13G、13B、13Y设置于前面基板16b。电极12a按每个子像素分离地设置，电极12b在多个子像素(典型而言是多个像素P)共用(连续)地设置。此外，这里虽然未图示，但是在背面基板16a还设置有栅极总线、辅助电容总线、绝缘层、源极总线、薄膜晶体管和取向膜等，在前面基板16b还设置有取向膜等。此外，在背面基板16a和前面基板16b的外侧设置有偏光板。
例如，液晶层LC包含具有负的介电各向异性的向列型液晶材料，与正交尼科尔配置的偏光板组合，以常黑模式进行显示。此外，在本说明书中，有时将红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye各自的液晶层LC分别表示为液晶层LCK、LCg, LCb, LCy。
图1(d)表示背光源20的示意图。背光源20至少具有I个光源单元22。这里， 在背光源20中，多个光源单元22排列成具有多行和多列的矩阵状。I个光源单元22与多个像素对应。例如在全高清标准的情况下，在液晶面板10设置有1920X1080个像素，与此相对在背光源20设置有1000 2000个光源单元22。或者，也可以在背光源20设置有 100 200个光源单元22。
图I (e)表示光源单元22的示意图。光源单元22具有红色光源22R、绿色光源 22G、蓝色光源22B。从红色光源22R、绿色光源22G和蓝色光源22B射出的光的强度能够相互独立地控制。通过控制分别从光源单元22的光源22R、22G、22B射出的光的强度，能够使背光源20的光变化。
作为红色光源22R、绿色光源22G、蓝色光源22B，例如分别优选使用红色发光二极管(Light Emitting Diode :LED)、绿色发光二极管、蓝色发光二极管。在本说明书的以下的说明中，有时分别将红色光源22R、绿色光源22G和蓝色光源22B简称为光源22R、22G、22B。
例如背光源20也可以是正下方型。这里虽然未图示，在液晶面板10与光源单元 22之间也可以设置有扩散板。或者，背光源20也可以是边光型。这里虽然未图示，在液晶面板10与光源单元22之间也可以设置有导光板。这样的扩散板或导光板设置于背光源20 内。此外，在如上所述设置多个光源单元22的情况下，有时从光源22R、22G、22B射出的光的强度的偏差比较大，但是在背光源20设置光源单元22之后，通过对供给到光源22R、22G、 22B的电流等进行微调整，能够抑制来自光源22R、22G、22B的光的强度的偏差。
背光源20向液晶面板10射出光源22R、22G、22B的光。从光源22R、22G、22B射出的光的强度能够任意地控制，例如来自光源22R、22G、22B的光的强度根据供给到光源22R、22G、22B的电流得到控制。来自光源22R、22G、22B的光的强度的控制，由脉冲宽度调制(Pulseffidth Modulation PWM)进行。例如通过增大占空比，能够使光源22R、22G、22B 的光的强度增加。或者，通过增大脉冲的振幅，能够使来自光源22R、22G、22B的光的强度增加。或者，通过增大占空比且增大脉冲的振幅，能够使光源22R、22G、22B的光的强度增加。
此外，这里在背光源20设置有多个光源单元22。在本说明书的以下的说明中，将液晶面板10的像素P中的从I个光源单元22被照射光的像素P的范围称为光照射区域。 由某个光源单元22产生的光照射区域和由与其相邻的光源单元22产生的光照射区域部分重叠。通过控制从光源单元22射出的光的强度，从背光源20射入液晶面板10的与该光源单元22对应的光照射区域内的像素P的光的强度发生变化。在光照射区域内的全部像素P 显示黑色的情况下，通过使光源单元22熄灭，能够减少耗电。此外，通过使背光源20内的光源单元22的强度不同，能够容易地实现高对比度。
如上所述，在液晶显示装置100中，在前面基板16b设置有彩色滤光片13R、13G、 13B、13Y，从背光源20射出的光透过液晶层LCK、LCg, LCb, LCy之后，透过彩色滤光片13R、 13G、13B、13Y，进行红色、绿色、蓝色和黄色的显示。此外，液晶层LCK、LCe、LCB、LCY的透过率， 根据施加于液晶层LCK、LCg, LCb, LCy的电压，即电极12a与电极12b之间的电压变化。
此外，彩色滤光片13R、13G、13B、13Y在液晶面板10是固有的，在液晶层LCK、LCg, LCb、LCy的透过率分别为最低值的情况下，液晶面板10中的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率为最低值。此外，在液晶层LCK、LCg, LCb, LCy的透过率分别为最高值的情况下，液晶面板10中的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率为最高值。
图2表示液晶面板10中的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过光谱。例如红色子像素R的透过光谱表示在使红色子像素R的透过率为最高值、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率为最低值时的液晶面板10的透过光谱。具体而言，红色子像素R的透过光谱是在液晶面板10中使液晶层LCk的施加电压为最高值、液晶层1^、1^、％的施加电压为最低值的状态下测定。此外，绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过光谱也同样测定。在液晶面板10中，红色子像素R主要透过波长为570nm以上的光，绿色子像素G主要透过波长为480nm 580nm的光。此外， 蓝色子像素B主要透过波长为400nm 520nm的光，黄色子像素Ye主要透过波长为500nm 以上的光。
图3表示背光源20中的光源22R、22G、22B的射出光谱。如上所述能够控制光源 22R、22G、22B各自的强度，而这里表示在使光源22R、22G、22B各自的强度为最高时的射出光谱。光源22R的射出光谱的峰值波长约为450nm，光源22G的射出光谱的峰值波长约为 520nm，光源22BB的射出光谱的峰值波长约为630nm。
图4表示液晶显示装置100的示意图。如上所述，在背光源20中，光源单元22具有光源22R、22G、22B。背光源20向液晶面板10射出光源22R、22G、22B的光。从光源22R、 22G、22B射出的光的强度能够任意地控制，并且背光源20的光除能够控制强度以外，还能够控制色温。
在本说明书中，将根据最低值和最高值对光源22R的强度进行归一化 (normalization)而得到的值表示为相对强度sr。同样,将根据最低值和最高值对光源22G、22B各自的强度进行归一化而得到的值表示为相对强度Sg、Sb。相对强度sr、sg、sb各自的最低值为O (zero),最高值为I，相对强度sr、Sg、sb各自在O以上I以下的范围内变化。在本说明书中，相对强度sr、sg、sb为最低值(即O)的情况下，光源22R、22G、22B分别熄灭，相对强度sr、Sg、sb比最低值高(即sr、Sg、sb > O)的情况下,光源22R、22G、22B分别点売。
从背光源20射出的光，根据光源22R、22G、22B的光的强度发生变化。此外，在由相互相邻的光源单元22产生的光照射区域重叠的区域的像素P，射入不同的光源单元22的各个光源22R、22G、22B的光。
此外，在本说明书的以下的说明中，将根据最低值和最高值对从背光源20对液晶面板10的各像素P射出的光中来自光源22R、22G、22B的光各自的强度进行归一化而得到的值称为相对强度br、bg、bb。当相对强度sr、sg、sb被决定时,根据其来决定相对强度br、 bg、bb。当相对强度sr、Sg、sb分别为I时,相对强度br、bg、bb分别为I,当相对强度sr、 Sg、sb分别为O时,相对强度br、bg、bb分别为O。
此外，在各光源单元22的相对强度Sr、Sg、sb相等的情况下，液晶面板10的像素 P中背光源20的相对强度br、bg、bb的比例大致相等，但是从背光源20射出的光的强度根据像素P的不同未必相等。例如在从各光源单元22的光源22R射出的光的强度相等的情况下，不同的像素P中来自光源22R的光的强度也未必相等。同样，在从各光源单元22的光源22G、22B射出的光的强度相等的情况下，不同的像素P中来自光源22G、22B的光的强度未必相等。
但是，在本说明书的以下的说明中，为了避免说明过度复杂，除特别指出的情况以外，在各光源单元22的相对强度sr相等的情况下，认为光源22R的光以相等的强度射入液晶面板10的各个像素P。同样，在各光源单元22的相对强度Sg、Sb相等的情况下，认为光源22G、22B的光以相等的强度射入液晶面板10的各个像素P。在各光源单元22的相对强度sr、Sg、Sb相等的情况下，典型而言，背光源20的相对强度br、bg、bb的大小关系与光源 22R、22G、22B的相对强度sr、sg、sb的大小关系相同，例如背光源20的相对强度br、bg、bb 分别与光源22R、22G、22B的相对强度sr、Sg、sb相等。
如上所述，在液晶面板10中，像素P具有红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素 B和黄色子像素Ye。在本说明书中，将液晶面板10的红色、绿色、蓝色和黄色的灰度等级水平表示为Ρκ、P。、PB、Pyo灰度等级水平ρκ、P。、pB> Py与红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的液晶层LCK、LCg, LCb, LCy的透过率对应。具体而言，对红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的液晶层LCK、LCg, LCb, LCy施加与灰度等级水平PK、P。、PB> Py对应的电压，由此使得红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率发生变化。此外，如上所述，在本实施方式的液晶显示装置100中， 由于来自背光源20的光的强度发生变化，所以要注意液晶面板10的灰度等级水平与液晶显示装置100的灰度等级水平未必一致。
在液晶面板10为常黑的情况下，在分别对液晶层LCK、LCg, LCb, LCy施加最低施加电压(典型而言电压为O)时透过率为最低值，在分别对液晶层LCK、LCg, LCb, LCy施加最高施加电压时透过率为最高值。在液晶层LCK、LCe、LCB、LCY的施加电压低的情况下，红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率低。此外，在液晶层LCK、LCg,LCb, LCy的施加电压高的情况下，红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素 Ye的透过率高。
这样，液晶面板10的灰度等级水平pK、pe、pB、pY与液晶面板10中的红色子像素R、 绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率对应。此外，在本说明书的以下的说明中，将在红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye各自中以使最低值为O (zero)、最高值为I的方式进行归一化而得的透过率表示为相对透过率pK、pe、pB、pY。 此外，在来自背光源20的光的强度为固定的情况下，灰度等级水平PK、Pe、PB、PY相对于亮度 (或射出光强度)为非线性，而相对透过率PK、Pe、PB、Py相对于亮度(或射出光强度)为线性。
从背光源20中的光源22R、22G、22B射出的光，透过液晶面板10中的红色子像素 R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye,从红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye射出。来自红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素 Ye的射出光到达观察者，呈现与射出光强度对应的亮度。在红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye中，射出光强度越高亮度越高，射出光强度越低亮度越低。
从液晶面板10的各像素P射出的光的强度，由从背光源20射出的光的强度与液晶面板10的透过率之积表示。例如从液晶面板10的各像素P射出的光的强度，由从红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye射出的光的强度之和表示。
具体而言，从红色子像素R射出的光，主要是从背光源20中的光源22R射出，并且透过了液晶面板10中的液晶层LCk和彩色滤光片13R的光。因此，从红色子像素R射出的光的强度，主要由背光源20中的光源22R的光的强度与红色子像素R的透过率之积表示。 此外，红色子像素R的透过率主要由彩色滤光片13R的透过率与液晶层LCk的透过率之积表不。
同样，从绿色子像素G射出的光，主要是从背光源20中的光源22G射出，并且透过了液晶面板10中的液晶层LCe和彩色滤光片13G的光。因此，从绿色子像素G射出的光的强度，主要由背光源20中的光源22G的光的强度与绿色子像素G的透过率之积表示。此外， 绿色子像素G的透过率主要由彩色滤光片13G的透过率与液晶层LCe的透过率之积表示。
此外，从蓝色子像素B射出的光，主要是从背光源20中的光源22B射出，并且透过了液晶面板10中的液晶层LCb和彩色滤光片13B的光。因此，从蓝色子像素B射出的光的强度，主要由背光源20中的光源22B的光的强度与蓝色子像素B的透过率之积表示。此外， 蓝色子像素B的透过率主要由彩色滤光片13B的透过率与液晶层LCb的透过率之积表示。
此外，从黄色子像素Ye射出的光，主要是从背光源20中的光源22R、22G射出，并且透过了液晶面板10中的液晶层LCy和彩色滤光片13Y的光。因此，从黄色子像素Ye射出的光的强度，主要由背光源20中的光源22R、22G的光的强度之和与黄色子像素Ye的透过率之积表示。此外，黄色子像素Ye的透过率主要由彩色滤光片13Y的透过率与液晶层LCy 的透过率之积表示。
液晶面板10的灰度等级水平pK、pG> pB、ργ和背光源20的相对强度br、bg、bb根据输入视频信号设定。输入视频信号例如是能够与伽玛值为2. 2的布朗管(Cathode Ray Tube :CRT)对应的信号，依据的是 NTSC(National Television Standards Committee,国家电视标准委员会)标准或PAL(Phase Alternating Line,逐行倒相制式)标准。输入视频信号表示红色、绿色和蓝色的灰度等级水平r、g和b，一般而言，灰度等级水平r、g、b由 8比特表示。或者，该输入视频信号具有能够转换为红色、绿色和蓝色的灰度等级水平r、 g和b的值，该值由三维表示。例如输入视频信号是YCrCb信号。此外，在输入视频信号依据BT. 709标准的情况下，输入视频信号的灰度等级水平r、g和b分别位于从最低灰度等级水平(例如灰度等级水平为O)到最高灰度等级水平(例如灰度等级水平为255)的范围内。此外，在以下的说明中，输入视频信号的灰度等级水平r、g、b不仅指输入视频信号自身表示的灰度等级水平，还指通过对由输入视频信号表示的值进行转换而得到的灰度等级水平。
输入视频信号的灰度等级水平r、g、b相对于红色、绿色和蓝色的亮度具有非线性的关系，但是在本说明书中，将对输入视频信号的灰度等级水平r、g、b以与红色、绿色和蓝色的亮度具有线性关系的方式按规定的关系进行转换而得到的值也称为亮度水平r、g、b。 亮度水平r、g、b是根据最低值和最高值对红色、绿色、蓝色各自的亮度进行归一化而得到的，在红色、绿色和蓝色分别为最高亮度的情况下的亮度水平是1，在为最低亮度的情况下的亮度水平是O (zero)。此外,灰度等级水平r、g、b相对于亮度为非线性,而亮度水平r、 g、b相对于亮度为线性。灰度等级水平r、g、b的大小关系与亮度水平r、g、b的大小关系相同。
典型而言，在输入视频信号表示白色的情况下，背光源20中的光源22R、22G、22B 的光分别为最高强度，液晶面板10中的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的透过率分别为最高值。在这种情况下，红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye分别为最闻売度。
表I中表示液晶显示装置100中的红色子像素R、绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的亮度比。红色子像素R的亮度比表示红色子像素R的亮度相对于在显示白色(W)时像素P的亮度的比例。具体而言，红色子像素R的亮度比表示红色子像素R为最高透过率、其他子像素(即绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye)为最低透过率时的亮度相对于显示白色(W)时的亮度的比例。同样，绿色子像素G、蓝色子像素B和黄色子像素Ye的亮度比表示对应的子像素为最高透过率、其他子像素为最低透过率时的亮度相对于显示白色(W)时的亮度的比例。
[表I]
权利要求
1.ー种液晶显示装置，其特征在于，包括 具有多个像素的液晶面板；和 背光源，其具有向所述液晶面板射出光的至少I个光源単元， 所述多个像素中的各个像素具有4个以上的子像素， 所述光源単元具有红色光源、緑色光源和蓝色光源。
2.如权利要求I所述的液晶显示装置，其特征在干 所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源分别是红色发光二极管、绿色发光二极 管和蓝色发光二极管。
3.如权利要求I或2所述的液晶显示装置，其特征在于 还包括控制电路，该控制电路基于输入视频信号，对所述液晶面板和所述背光源进行控制。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述控制电路包括 有源驱动处理部，其基于所述输入视频信号，生成光源信号和液晶数据信号； 多原色转换部，其根据所述液晶数据信号，生成面板信号； 面板驱动电路，其基于所述面板信号，驱动所述液晶面板；和 背光源驱动电路，其基于所述光源信号，驱动所述背光源。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在干 所述有源驱动处理部根据所述光源信号，生成背光源信号，所述多原色转换部基于所述背光源信号和所述液晶数据信号，生成所述面板信号。
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 根据由所述输入视频信号表示的像素的顔色，使所述光源単元的所述红色光源、所述緑色光源和所述蓝色光源的相对强度变化。
7.如权利要求3 6中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述光源単元的所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源中，与成为所述输入视频信号的最低值的红色、緑色和蓝色的灰度等级水平对应的光源熄灭，与比所述输入视频信号的所述最低值高的红色、緑色和蓝色的灰度等级水平对应的光源点亮。
8.如权利要求3 7中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示黄色的情况下，所述红色光源和所述绿色光源点亮，所述蓝色光源熄灭。
9.如权利要求3 8中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源各自的相对强度的大小关系，与由所述输入视频信号表示的红色、緑色和蓝色的灰度等级水平的大小关系相同。
10.如权利要求3 9中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在由所述输入视频信号表示的红色、緑色和蓝色的灰度等级水平分别比最低值高的情况下，所述液晶面板中的所述4个以上的子像素各自的相对透过率为最高值。
11.如权利要求3 10中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示橙色或黄緑色的情况下，所述蓝色光源熄灭。
12.如权利要求3 11中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于在所述输入视频信号表示橙色或黄緑色的情况下，所述红色光源和所述绿色光源各自的相对强度比所述蓝色光源的相对强度高。
13.如权利要求3 12中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示緑色的情况下，所述绿色光源的相对强度比所述红色光源的相对强度和所述蓝色光源的相对强度高。
14.如权利要求3 13中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述4个以上的子像素包含红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和黄色子像素。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示黄色的情况下，所述液晶面板中的所述红色子像素、所述绿色子像素和所述黄色子像素的相对透过率为最高值。
16.如权利要求14或15所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示緑色的情况下，所述绿色光源点亮，所述液晶面板中的所述緑色子像素和所述黄色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
17.如权利要求14或15所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示緑色的情况下，所述红色光源和所述绿色光源点亮，所述液晶面板中的所述绿色子像素和所述黄色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
18.如权利要求14 17中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述红色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述红色子像素的相对透过率为最高值， 在所述绿色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述绿色子像素的相对透过率为最高值， 在所述蓝色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述蓝色子像素的相对透过率为最高值。
19.如权利要求14 18中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述红色光源点亮且所述绿色光源熄灭的情况下，所述红色子像素和所述黄色子像素的相对透过率比最低值高， 在所述绿色光源点亮且所述红色光源熄灭的情况下，所述绿色子像素和所述黄色子像素的相对透过率比最低值高。
20.如权利要求14 19中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述4个以上的子像素还包含青色子像素。
21.如权利要求I 13中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述4个以上的子像素包含红色子像素、緑色子像素、蓝色子像素和白色子像素。
22.如权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示緑色的情况下，所述绿色光源点亮，所述液晶面板中的所述緑色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
23.如权利要求21或22所述的液晶显示装置，其特征在于在所述输入视频信号表示红色的情况下，所述红色光源点亮，所述液晶面板中的所述红色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述绿色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
24.如权利要求21 23中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示蓝色的情况下，所述蓝色光源点亮，所述液晶面板中的所述蓝色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述绿色子像素的相对透过率高。
25.如权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示緑色的情况下，所述绿色光源与所述红色光源和/或所述蓝色光源点亮，所述液晶面板中的所述绿色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
26.如权利要求21或25所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示红色的情况下，所述红色光源与所述绿色光源和/或所述蓝色光源点亮，所述液晶面板中的所述红色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述绿色子像素和所述蓝色子像素的相对透过率高。
27.如权利要求21、25或26所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述输入视频信号表示蓝色的情况下，所述蓝色光源与所述红色光源和/或所述绿色光源点亮，所述液晶面板中的所述蓝色子像素和所述白色子像素的相对透过率比所述红色子像素和所述绿色子像素的相对透过率高。
28.如权利要求21 27中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述红色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述红色子像素的相对透过率为最高值， 在所述绿色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述绿色子像素的相对透过率为最高值， 在所述蓝色光源点亮的情况下，所述液晶面板中的所述蓝色子像素的相对透过率为最高值。
29.如权利要求21 28中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述红色光源点亮且所述绿色光源和所述蓝色光源熄灭的情况下，所述红色子像素和所述白色子像素的相对透过率比最低值高， 在所述绿色光源点亮且所述红色光源和所述蓝色光源熄灭的情况下，所述绿色子像素和所述白色子像素的相对透过率比最低值高， 在所述蓝色光源点亮且所述红色光源和所述绿色光源熄灭的情况下，所述蓝色子像素和所述白色子像素的相对透过率比最低值高。
全文摘要
本发明涉及的液晶显示装置(100)，包括具有多个像素(P)的液晶面板(10)；和背光源(20)，其具有向液晶面板(10)射出光的至少1个光源单元(22)。多个像素(P)中的各个像素具有4个以上的子像素(R、G、B、Ye)，光源单元(22)具有红色光源(22R)、绿色光源(22G)和蓝色光源(22B)。根据本发明，能够提供一种能够以低耗电进行色再现范围大的显示的液晶显示装置。
文档编号G09G3/20GK102985963SQ20118003402
公开日2013年3月20日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年7月9日
发明者森智彦, 富泽一成, 长谷川诚, 吉田悠一 申请人:夏普株式会社