液晶显示设备及其控制方法

专利名称：液晶显示设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及ー种液晶显示设备及其控制方法。
背景技术：
通常，液晶显示设备的颜色再现范围由背光光源的光谱波长特性与颜色滤波器的光谱波长透过特性之积決定。当利用用于构成像素的三原色红色、緑色和蓝色的子像素进行顔色再现时，可以再现顔色的色域区域被限制在通过连接能够通过各个子像素显示的显示顔色的色度点的顶点所构成的三角形内的区域。 作为用于扩展可显示色域区域的方法之一，已知ー种使用具有不同的光谱波长特性的两种以上类型的光源来进行分时发光的方法。例如，在日本特开2004-118133号公报所述的技术的情况下，根据能够利用各个光源和具有不同光谱波长透过特性的多个子像素的组合所显示的显示颜色，使输入图像信息经过颜色矩阵转换，并且与分时发光控制同步地驱动和控制液晶面板。此外，为了避免邻接颜色的子像素的漏光，对相关子像素进行遮光以显示黒色。提出了这ー技术，从而使得实现了增强颜色纯度的多原色显示。

发明内容
对于图3F所示的光谱波长特性，考虑实现五原色显示，其中，将作为红色和绿色之间的颜色的黄色302及作为绿色和蓝色之间的颜色的青色304添加到红色301、緑色303和蓝色305。为此，在日本特开2004-118133号公报所述技术的情况下，出现下面的问题必须至少提供光谱波长峰值在红色301、绿色303和蓝色305处的光源以及具有黄色302和青色304的光谱波长峰值的光源。考虑到上述情况，本发明提供一种技术，其使得可以在不向三原色的子像素添加任何其它颜色的子像素且不向三原色的光源添加任何其它颜色的光源的情况下，与三原色显示相比加宽可显示色域。本发明的第一方面涉及ー种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括背光灯，其包括用于发出第一顔色的光的第一光源、用于发出第二顔色的光的第二光源和用于发出第三顔色的光的第三光源；液晶面板，其是包括用于使所述第一顔色的光透过的第一子像素、用于使所述第二顔色的光透过的第二子像素和用于使所述第三顔色的光透过的第三子像素的像素的集合；光源控制部件，其独立控制所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的发光；以及液晶控制部件，其根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率，其中，所述光源控制部件通过将ー个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源，使所述第ニ顔色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一顔色和所述第二顔色之间的颜色的第四顔色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第二顔色和所述第三顔色之间的颜色的第五顔色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任ー过程。本发明的第二方面涉及ー种用于控制液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括背光灯，其包括用于发出第一顔色的光的第一光源、用于发出第二顔色的光的第二光源、用于发出第三顔色的光的第三光源和用于发出第四顔色的光的第四光源；以及液晶面板，其是包括用于使所述第一顔色的光透过的第一子像素、用于使作为所述第二顔色和所述第三顔色之间的颜色的第五顔色的光透过的第二子像素、以及用于使所述第四顔色的光透过的第三子像素的像素的集合，所述方法包括以下步骤光源控制步骤，用于独立控制所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源的发光；以及液晶控制步骤，用于根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率，其中，在所述光源控制步骤中，通过将ー个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源和所述第三光源，使所述第五颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一顔色和所述第二顔色之间的颜色的第六顔色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第三顔色和所述第四顔色之间的顔色的第七顔色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任ー过程。

本发明的第三方面涉及ー种液晶显示设备，其包括背光灯，其包括用于发出第一顔色的光的第一光源、用于发出第二顔色的光的第二光源、用于发出第三顔色的光的第三光源和用于发出第四顔色的光的第四光源；液晶面板，其是包括用于使所述第一顔色的光透过的第一子像素、用于使作为所述第二顔色和所述第三顔色之间的颜色的第五顔色的光透过的第二子像素、以及用于使所述第四顔色的光透过的第三子像素的像素的集合；光源控制部件，其独立控制所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源的发光；以及液晶控制部件，其根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率，其中，所述光源控制部件通过将ー个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源和所述第三光源，使所述第五顔色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一顔色和所述第ニ顔色之间的颜色的第六顔色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第三顔色和所述第四顔色之间的颜色的第七顔色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任ー过程。本发明的第四方面涉及ー种用于控制液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括背光灯，其包括用于发出第一顔色的光的第一光源、用于发出第二顔色的光的第二光源和用于发出第三顔色的光的第三光源；以及液晶面板，其是包括用于使所述第一顔色的光透过的第一子像素、用于使所述第二顔色的光透过的第二子像素和用于使所述第三顔色的光透过的第三子像素的像素的集合，所述方法包括以下步骤光源控制步骤，用于独立控制所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的发光；以及液晶控制步骤，用于根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率，在所述光源控制步骤中，通过将ー个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源，使所述第二顔色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一顔色和所述第二顔色之间的颜色的第四顔色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第二顔色和所述第三顔色之间的颜色的第五顔色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任ー过程。根据本发明，可以在不向三原色的子像素添加任何其它颜色的子像素且不向三原色的光源添加任何其它颜色的光源的情况下，与三原色显示相比加宽可显示色域。
通过以下參考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。


图I是示出第一实施例的液晶显示处理单元的结构的框图。图2示出用于说明第一实施例的光源単元和液晶単元的结构的结构图。图3A-3F示出第一实施例的光源、透过光和子像素的波长特性。图4示出用于说明第一实施例中可进行颜色再现的色域区域的色度图。图5A-5B示出第一实施例的光源和子像素的操作。图6示出用于说明第一实施例的液晶显示处理单元的操作的流程图。 图7A-7F示出第二实施例的光源、透过光和子像素的波长特性。图8A示出用于说明第二实施例中可以进行顔色再现的色域区域的色度图，并且图8B-8C示出光源和子像素的操作。图9A-9B示出第三实施例的透过光的波长特性，并且图9C示出用于说明可以进行顔色再现的色域区域的色度图。图10A-10B示出第三实施例的光源和子像素的操作。图11A-11G示出第四实施例的光源、透过光和子像素的波长特性。图12示出用于说明第四实施例中可以进行顔色再现的色域区域的色度图。
具体实施例方式第一实施例下面说明根据本发明第一实施例的对于背光灯使用多原色光源的液晶显示设备。为了在第一实施例中容易理解地说明工作原理的概念，本实施例假定各个光源具有理想的光谱波长特性，并且各个子像素具有理想的光谱波长透过特性。图I示出用于说明用于实现第一实施例的液晶显示设备中包括的液晶显示处理単元100的结构的框图。液晶显示处理单元100具有视频数据转换単元101、颜色矩阵转换単元102、子帧分割単元103、光源控制信号生成単元104、液晶控制信号生成単元105、同步控制单元106、光源控制单元107、液晶控制单元108、光源单元109和液晶单元110。通过视频数据转换単元101将从外部输入的输入视频信号转换成以像素为单位的符合液晶単元110的显示分辨率的数字视频信号，并且将该信号输出给顔色矩阵转换单元102。如果需要缩放处理和/或I/P转换处理，则视频数据转换单元101进行这些处理。顔色矩阵转换单元102通过使用预先设置的五原色转换表对数字视频信号进行颜色矩阵转换，以生成五原色视频信号。将所生成的五原色视频信号输出给子帧分割単元103。在第一实施例中，通过使用两个子帧以分时方式显示ー个帧图像。因此，在子帧分割単元103中，分割五原色视频信号来提供由两个子帧构成的视频信号，以生成子帧视频信号。此外，子巾贞分割单兀103向同步控制单兀106输出子巾贞同步信号。光源控制信号生成単元104根据子帧视频信号生成光源控制信号，以控制光源单元109的发光。液晶控制信号生成単元105根据子帧视频信号生成液晶控制信号，以驱动和控制液晶単元110。同步控制単元106基于从子帧分割単元103所提供的子帧同步信号，生成同步控制信号以实现光源控制单元107和液晶控制单元108之间的同歩。将该同步控制信号输出给光源控制单元107和液晶控制单元108。光源控制单元107基于光源控制信号，独立控制光源単元109的各顔色的光源的接通(发光)和断开(熄灭)。根据同步控制信号，使光源単元109的发光控制与液晶单元110的控制定时同歩。光源単元109根据光源控制单元107的发光控制，接通所指定的光源。液晶控制单元108基于液晶控制信号驱动和控制液晶単元110，以使得各个子像素具有指定的透过率。根据同步控制信号，使液晶単元110的驱动控制与光源単元109的控制定时同歩。在液晶単元110中，根据基于输入图像数据的液晶控制单元的驱动控制，改变各个子像素的液晶取向角，从而改变各个子像素的透过率。通过使用后述的流程图更加详细地说明液晶显示处理单元100的内部处理。图2示出光源单元(背光灯模块)109和液晶单元(液晶面板模块)110相互组合的液晶模块的结构。为了更易于说明，图2示出简化结构。实际上，在详细结构中，例如，在 考虑例如光源強度、依赖于例如光源的扩散板的扩散特性和光源放射角的情况下，确定液晶单元110和光源単元109之间的空间距离、光源数量和光源布局。作为在背光面211上配置红色光源213 (第三光源)、第一緑色光源214、第二緑色光源215和蓝色光源216 (第一光源)的RGGB背光灯，构成光源单元109。背光面211发挥扩散和反射来自光源的光的作用。将第一緑色光源214和第二緑色光源215称为以“緑色光源组212 (第二光源)”所表不的ー组光源。在第一实施例中，假定第一绿色光源214和第二緑色光源215具有相同的光谱波长特性。液晶单元110是由第一光扩散板201、第一偏光板202、颜色滤波器207、液晶208、第二偏光板209和第二光扩散板210构成的透过型液晶面板。液晶单元110是以红色子像素204 (第三子像素)、緑色子像素205 (第二子像素)和蓝色子像素206 (第一子像素)作为I组所构成的像素203 (像素点)的集合。第一光扩散板201作为用于补偿视野角度的光扩散板。第二光扩散板210作为用于扩散来自光源単元109的光、并且抑制入射到液晶单元110的光的亮度不均匀和颜色不均匀的扩散板。图3A示出第一实施例中的各个光源的光谱波长特性(发光光谱)。红色光源213是波长峰值在红色波长带、并且光谱波长带窄的光源。类似地，蓝色光源216是波长峰值在蓝色波长带、并且光谱波长带窄的光源。即使不利用颜色滤波器207进行带限制，这些光源也使得可以获得红色(第三顔色)和蓝色(第一顔色)的充分显示颜色。另ー方面，緑色光源组212构成具有包括青色(第四顔色)、緑色(第二顔色)和黄色(第五顔色)的光谱波长特性的宽颜色显示光源。其次，图3B示出各个子像素的光谱波长透过特性(透过光谱)。仅绿色波长带中的光透过绿色子像素205。另ー方面，从黄色到红色的范围的波长带中的光透过红色子像素204。类似地，从蓝色到青色的范围的波长带中的光透过蓝色子像素206。换句话说，绿色光源的发光光谱和红色子像素的透过光谱在黄色波长范围中重叠。此外，緑色光源的发光光谱和蓝色子像素的透过光谱在青色波长范围中重叠。这样，緑色光源组212和蓝色子像素206满足如下第一条件緑色光源组212的发光光谱包括作为绿色和蓝色之间的颜色的青色，并且青色的光也透过蓝色子像素206。此夕卜，緑色光源组212和红色子像素204满足如下第二条件緑色光源组212的发光光谱包括作为绿色和红色之间的颜色的黄色，并且黄色的光也透过红色子像素204。
接着说明用于通过组合光源単元109的各个光源的发光控制和液晶単元110的各个子像素的透过控制来提取红色301、黄色302、緑色303、青色304和蓝色305这五原色的方法。图5示出在通过将ー个帧分割成两个子帧时的光源単元109的各个光源的接通的关系和液晶单元110的各个子像素的透过控制的关系。參考图5A，在第一子帧期间，红色光源213和蓝色光源216接通，并且绿色光源组212断开。对于子像素，对红色子像素204和蓝色子像素206进行透过控制，并且对緑色子像素205进行遮光(将透过率控制为具有最小值)。因此，使红色301的光和蓝色305的光透过。图3C示出该关系。红色子像素204的光谱波长透过特性对于红色光源213的光谱波长特性提供足够宽的帯。因此，红色光源213的光几乎完全透过红色子像素204，并且获得红色301的透过光。在蓝色光源216和蓝色子像素206之间也存在相同关系。蓝色光源 216的光几乎完全透过蓝色子像素206，并且获得蓝色305的透过光。在第二子帧期间，仅绿色光源组212接通，并且红色光源213和蓝色光源216断开。对于子像素，对所有顔色的子像素都进行透过控制。因此，使黄色302的光、緑色303的光和青色304的光透过。基于图3D说明绿色303的显示。緑色光源组212是具有宽光谱波长带的宽颜色显示光源。然而，緑色子像素205的光谱波长透过特性具有峰值在绿波长带的窄透过特性。因此，利用緑色子像素205获得绿色303的透过光。其次，基于图3E说明黄色302和青色304的显示。当在接通緑色光源组212期间使光透过红色子像素204时，使处于绿色光源组212的光谱波长带和红色子像素204的光谱波长透过特性重叠的带中的波长的光透过红色子像素204。因此，利用红色子像素204获得黄色302的透过光。类似地，当在接通緑色光源组212期间使光透过蓝色子像素206吋，使处于绿色光源组212的光谱波长带和蓝色子像素206的光谱波长透过特性重叠的带中的波长的光透过蓝色子像素206。因此，利用蓝色子像素获得青色304的透过光。将ー个帧的显示期间分割成第一子帧期间和第二子帧期间等多个时期，以进行分时显示，因此可以利用具有图3F所示的光谱波长特性的红色301、黄色302、緑色303、青色304和蓝色305进行五原色显示。此外，控制各个颜色的发光亮度，因此可以在图4所示的五角形401 (R-Y-G-C-B)所表示的色域区域进行颜色再现。作为參考，以图4所示的三角形402 (R-G-B)所表示的色域区域表示利用红色301、绿色303和蓝色305这三原色显示可以进行颜色再现的色域区域。根据比较结果，可以确认通过提供五原色显示扩展了可再现色域区域。接着通过使用图6所示的流程图更详细地说明液晶显示处理单元100所进行的内部处理。在步骤S601，通过视频数据转换単元101将从外部输入的输入视频信号转换成符合液晶単元110的显示分辨率的以像素为单位的数字视频信号，并且将该信号输出给顔色矩阵转换单元102。例程进入步骤S602。在这种情况下，假定YUV格式作为数字视频信号的格式。然而，视频信号格式不局限于此，只要在抑制各种输入画面图像的色域缩窄的同时可以将该信号正确传送至顔色矩阵转换单元102即可。在步骤S602，颜色矩阵转换单元102基于从视频数据转换单元101输入的数字视频信号，进行将各个像素顔色分割或者分类成能够利用子像素所显示的五原色成分的顔色矩阵转换。将该转换之后的视频信号作为五原色视频信号输出给子帧分割単元103。例程进入步骤S603。对于颜色矩阵转换，使用顔色转换表，其中，预先优化颜色转换表并使其适用于能够利用视频显示设备的子像素所显示的五原色。因此，进行向五原色视频信号的转换，其中，对利用三个轴所表示的数字视频信号进行利用五原色成分的替换。在步骤S603，通过子帧分割单元103将从颜色矩阵转换单元102输入的各帧的五原色视频信号(一个帧的图像数据)分割成两个子帧的图像数据。将该信号分割成第一子帧图像数据和第二子帧图像数据，其中，第一子帧图像数据由在第一子帧期间要显示的红色301和蓝色305的像素数据构成，第二子帧图像数据由在第二子帧期间要显示的黄色302、緑色303和青色304的像素数据构成。生成该信号，作为输出给光源控制信号生成单元104和液晶控制信号生成単元105的子帧视频信号。此外，基于输出给同步控制单元106的子帧视频信号生成子帧同步信号。例程进入步骤S604和步骤S606。

尽管该流程图未说明，但是同步控制単元106基于从子帧分割単元103所提供的子帧同步信号，生成同步控制信号以实现光源単元109的光源接通和液晶単元110的驱动的同歩。将所生成的同步控制信号输出给光源控制单元107和液晶控制单元108。在步骤S604，光源控制信号生成单元104基于从子帧分割单元103输入的子帧图像数据，生成光源控制信号以控制光源単元109的发光。光源控制信号是用于在第一子帧期间接通红色光源213和蓝色光源216、并且在第二子帧期间接通緑色光源组212的控制信号。将所生成的光源控制信号输出给光源控制单元107。例程进入步骤S605。在步骤S605，光源控制单元107基于从光源控制信号生成单元104输入的光源控制信号，确定在各子帧期间要接通的光源。根据从同步控制単元106提供的同步控制信号，与液晶単元110的控制定时同步，使光源単元109经过发光控制。根据该控制，使光源単元109中所指定的光源(根据光源控制信号所指定的光源)接通(发光)。例程返回到步骤S601，并且重复该流程图的处理。在步骤S606，液晶控制信号生成单元105基于从子帧分割单元103所输入的子帧视频信号生成液晶控制信号，以实现用于使得各子像素的透过率为所指定的透过率的液晶取向角。将所生成的液晶控制信号输出给液晶控制单元108。在第一子帧期间，根据第一子帧的图像数据中红色的像素数据，控制红色子像素的透过率。此外，将绿色子像素的透过率控制为遮挡或熄灭(最小值)。此外，根据第一子帧的图像数据中蓝色的像素数据，控制蓝色子像素的透过率。在第二子帧期间，根据第二子帧的图像数据中黄色的像素数据，控制红色子像素的透过率。此外，根据第ニ子帧的图像数据中绿色的像素数据，控制緑色子像素的透过率。此外，根据第ニ子帧的图像数据中青色的像素数据，控制蓝色子像素的透过率。例程进入步骤 S607。在步骤S607，液晶控制单元108基于从液晶控制信号生成单元105输入的液晶控制信号，控制液晶单元110的各子像素的液晶取向角。根据从同步控制单元106所提供的同步控制信号，与光源単元109的控制定时同步地驱动和控制液晶単元110。因此，改变液晶单元110的子像素的透过率。例程返回到步骤S601，并且对于每ー帧重复该流程图的处理。
根据上述系统和控制，将ー个帧的显示期间分割成两个子帧期间，并且将ー个帧的图像数据分割成两个子帧的图像数据来进行分时显示。在各个子帧期间切换要接通的光源。在ー个子帧期间，接通在发光波长中包括青色和黄色的光源，并且使在透过波长中包括青色的液晶单元110的子像素和在透过波长中包括黄色的液晶单元110的子像素经过透过控制。因此，可以实现透过光是作为黄色301和緑色303之间的颜色的黄色302的子像素以及透过光是作为绿色303和蓝色305之间的颜色的青色304的子像素。因此，可以利用黄色301、黄色302、绿色303、青色304和蓝色305进行五原色显示。换句话说，可以在不向红色、緑色和蓝色的子像素添加任何其它颜色的子像素且不向红色、緑色和蓝色的光源添加任何其它颜色的光源的情况下，与三原色显示相比扩展可显示的色域区域。本发明的范围包括液晶显示设备及其控制方法，其中，包括这样ー种系统通过组合光源和子像素以满足上述条件来获得至少ー个中间色，以比光源的顔色的数量更多数量的原色来进行显示。换句话说，还允许提供仅获得黄色302和青色304中的任一个这样的系统。例如，假定蓝色是第一顔色，蓝色光源是第一光源，蓝色子像素是第一子像素，緑色是第二顔色，緑色光源是第二光源，緑色子像素是第二子像素，青色是第四顔色，红色是第 三顔色，红色光源是第三光源，并且红色子像素是第三子像素。如图5B所示，在第一子帧期间，通过接通蓝色光源，获得蓝色的光作为透过蓝色子像素的透过光，并且通过接通红色光源，获得红色的光作为透过红色子像素的透过光。在第二子帧期间，通过接通緑色光源，获得青色的光作为透过蓝色子像素的透过光，并且获得緑色的光作为透过緑色子像素的透过光。遮挡或者熄灭红色子像素(透过率最小)。因此，可以利用红色、緑色和蓝色这三个颜色的光源和子像素进行红色、緑色、蓝色和青色的四原色显示。类似地，通过在第二子帧期间控制红色子像素的透过以及遮挡蓝色子像素，可以进行红色、緑色、蓝色和黄色的四原色显示。本发明包括如上所述构成的液晶显示设备，其包括蓝色、緑色和红色的光源和子像素，并且通过将ー个帧的显示期间分割成包括至少第一子帧期间和第二子帧期间的多个子帧期间来进行光源的发光控制。在如上所述进行四原色显示的系统的情况下，第一条件和第二条件中任ー个条件成立就足够了。也就是说，对于红色、緑色、蓝色和青色的四原色显示，仅第一条件成立就足够了。此外，对于红色、緑色、蓝色和黄色的四原色显示，仅第二条件成立就足够了。如果第一条件和第二条件两者同时成立，则并非必须进行上述红色、绿色、蓝色、青色和黄色的五原色显示。还可以进行两种类型的四原色显示中的任ー个。本实施例说明了这样的示例性情况在将ー个帧的显示期间分割成第一子帧期间和第二子帧期间的情况下，进行分时显示。然而，还将允许在将ー个帧的显示期间分割成第一子帧期间、第二子帧期间和第三子帧期间的情况下进行分时显示。例如，在第一子帧期间，接通红色光源213，并且断开绿色光源组212和蓝色光源216。对于子像素，对于红色子像素204进行透过控制，并且遮挡绿色子像素205和蓝色子像素206 (进行控制以使得透过率具有最小值)。因此，使红色的光透过。在第二子帧期间，仅接通緑色光源组212，并且断开红色光源213和蓝色光源216。对于子像素，对于所有顔色的子像素进行透过控制。因此，使黄色302的光、蓝色303的光和青色304的光透过。在第三子帧期间，接通蓝色光源216，并且断开绿色光源组212和红色光源213。对于子像素，对蓝色子像素206进行透过控制，并且遮挡绿色子像素205和红色子像素204 (进行控制以使得透过率具有最小值)。因此，使蓝色305的光透过。另外，在这种情况下，可以利用红色301、黄色302、绿色303、青色304和蓝色305进行五原色显示。还可以采用这样ー种系统在第二子帧期间仅获得黄色302和青色304中的任ー个。第二实施例下面说明本发明的第二实施例。与第一实施例的差异如下。也就是说，第二实施例的不同在于，代替使用宽颜色显示光源作为绿色光源组212，对于第一緑色光源214和第ニ緑色光源215组合具有不同光谱波长峰值的光源。说明中省略对与第一实施例相同的、液晶显示设备100的结构和内部处理以及液晶模块的结构的说明。图7A示出第二实施例的各个光源的光谱波长特性。第一緑色光源214和第二绿色光源215是具有窄的带、并且具有不同的光谱波长峰值的光源。通过组合或合成这两个光源所获得的緑色光源组具有以虚线212所表示的光谱波长特性。第一緑色光源214由峰值在青色附近的第一緑色的发光元件构成。第二緑色光源215由峰值在黄色附近的第二绿 色的发光元件构成。其次，图7B示出各个子像素的光谱波长透过特性。为了从緑色光源组212获得绿色703的子像素透过光，与图3B所示的第一实施例的子像素的光谱波长透过特性相比，カロ宽并优化緑色子像素205的光谱波长透过带。与此相一致，改变红色子像素204和蓝色子像素206的光谱波长衰减特性，并且使红色子像素204的衰减开始波长与第一实施例相比偏向较长波长，并且使蓝色子像素206的衰减开始波长与第一实施例相比偏向较短波长。下面的特征与第一实施例的相同緑色光源的发光光谱和红色子像素的透过光谱在黄色的波长范围中重叠，并且緑色光源的发光光谱和蓝色子像素的透过光谱在青色的波长范围中重叠。换句话说，本实施例的各个颜色的光源和子像素满足上述第一条件和第二条件。顔色滤波器的作用与第一实施例的相同。以与第一实施例相同的方式，通过将ー个帧分割成两个子帧期间、并且将ー个帧的图像数据分割成两个子帧的图像数据，以分时方式显示ー个帧的图像。此外，将光源単元109的各个光源的发光控制和液晶単元110的各个子像素的透过控制进行组合，因此，对红色701、黄色702、绿色703、青色704和蓝色705的五原色获得子像素透过光。在第一子帧期间，接通红色光源213 (第四光源)和蓝色光源216 (第一光源)，并且断开緑色光源组212 (第二和第三光源)。对于子像素，对红色子像素204 (第三子像素)和蓝色子像素206 (第一子像素)进行透过控制，并且对緑色子像素205 (第二子像素)进行遮光。因此，获得红色701 (第四顔色)的子像素透过光和蓝色705 (第一顔色)子像素透过光。图7C示出该关系。在第二子帧期间，接通緑色光源组212 (第二和第三光源)，并且断开红色光源213 (第四光源)和蓝色光源216 (第一光源)。对于子像素，对所有顔色的子像素(第一 第三子像素)都进行透过控制。因此，获得黄色702 (第七顔色)的子像素透过光、緑色703(第五顔色)的子像素透过光和青色704 (第六顔色)的子像素透过光。如图7D所示，通过组合緑色光源组212和緑色子像素205获得绿色703的子像素透过光。此外，如图7E所示，通过组合緑色光源组212和红色子像素204，获得黄色702的子像素透过光。类似地，通过组合緑色光源组212和蓝色子像素206，获得青色704的子像素透过光。结果，可以根据基于第一子帧和第二子帧的使用的分时显示，基于具有图7F所示的光谱波长特性的红色701、黄色702、绿色703、青色704和蓝色705进行五原色显示。此夕卜，通过控制各个颜色的发光亮度，可以实现以图8A所示的五边形801 (R-Y-G-C-B)所示的色域区域的顔色再现。与利用图8A所示的三角形802 (R-G-B)所表示的三原色显示可以进行顔色再现的色域区域相比，可以确认通过提供五原色显示扩展了可表现的色域区域。图SB示出在通过将ー个帧分割成两个子帧时的光源単元109的各个光源的接通的关系和液晶单元110的各个子像素的透过控制的关系。如图8B所示，在第二子帧期间，还可以对红色子像素进行遮光(使透过率最小化)。因此，可以利用红色、緑色、蓝色和青色进行四原色显示。类似地，通过在第二子帧期间中控制红色子像素的透过以及对蓝色子像素遮光，可以进行利用红色、緑色、蓝色和黄色的四原色显示。在第二实施例中，緑色光源组的发光光谱与红色子像素和蓝色子像素的透过光谱之间的重叠小。因此，黄色702和青色704的发光强度小于红色701、绿色703和蓝色705的发光强度。在这种情况下，在不超过黄色702和青色704的发光亮度的上限的范围内，在五原色显示的情况下，可以将可表现色域区域扩展成图8所示的区域801。然而，在超过黄色702和青色704的发光强度的上限的五原色显示的情况下，可显示的色域区域从图8所 示的区域801收缩到图8所示的区域802的范围内。考虑到上述情況，采用下面的过程也是适当的。也就是说，与其它颜色的光源的发光亮度相比，增强绿色光源组212的发光亮度，并且根据绿色光源组212的发光亮度，降低緑色子像素205的透过率。因此，使緑色703经过变暗调整，并且增强黄色702和青色704的发光亮度。根据上述结构和控制，即使在代替宽颜色显示光源、通过使用一组组合的具有不同光谱波长峰值的两个光源来对绿色光源组212进行替换时，也可以提供与第一实施例相同的效果。也就是说，除红色、緑色和蓝色的子像素和光源以外，在不提供任何其它颜色的子像素和光源的情况下，与三原色显示相比，也可以扩展可显示色域区域。第三实施例下面将參考图9和10说明本发明的第三实施例。第三实施例具有以下特征。也就是说，以与第一和第二实施例相同的方式，在第二子帧期间获得第一黄色902的子像素透过光和第一青色904的子像素透过光。此外，在第一子帧期间，获得第二青色906的子像素透过光。提供与第一实施例相对应的液晶显示处理单元100和液晶模块的结构，并且省略对其的说明。下面将说明和解释与液晶显示处理单元100所进行的内部处理有关的不同部分。将基于图IOA进行说明。在第二子帧期间，緑色光源组212使得透过红色子像素204，从而显示第一黄色902，并且绿色光源组212使得透过蓝色子像素206，从而显示第一青色904。因此，通过分别控制红色子像素204和蓝色子像素206的透过率，可以独立调整第一黄色902和第一青色904的发光亮度。该过程是基于下面的事实。也就是说，緑色光源的发光光谱和红色子像素的透过光谱在第一黄色的波长范围中重叠，并且緑色光源的发光光谱和蓝色子像素的透过光谱在第一青色的波长范围中重叠。另ー方面，假定下面的情況。也就是说，红色光源的发光光谱和绿色子像素的透过光谱在第二黄色的波长范围中重叠，并且蓝色光源的发光光谱和绿色子像素的透过光谱在第二青色的波长范围中重叠。在该假设的前提下，在第一子帧期间，红色光源213使得透过緑色子像素205，从而显示第二黄色(第七顔色)，并且蓝色光源216使得透过绿色子像素205，从而显示第二青色906 (第六顔色)。换句话说，在这两个情况下，通过使用緑色子像素205，利用顔色混合显示第二黄色和第二青色906。因此，当控制绿色子像素205的透过率时，不可以独立调整第二黄色和第二青色906的发光亮度。考虑到上述情况，在第三实施例中，使得緑色子像素205的光谱波长透过特性具有下面的光谱波长透过特性遮挡或阻断红色光源213的光谱波长带中的光。换句话说，红色光源的发光光谱和绿色子像素的透过光谱不重叠，因此抑制红色光源213的光从绿色子像素205泄漏。因此，如图IOB所示，在第一子帧期间，通过使用緑色子像素205仅提取第ニ青色906。因此，在第一子帧期间，通过使用緑色子像素205透过第二青色906的光，并且控制绿色子像素的透过率。因此，可以调整第二青色906的发光亮度。将对下面的情况进行说明通过原样使用第二实施例的光源単元109和液晶単元110的结构，显示第二青色906。如图9A所示，当在接通蓝色光源216期间使得透过绿色子像素205时，使处于蓝色光源216的光谱波长特性和緑色子像素205的光谱波长透过特性重叠的带中的波长的光透过绿色子像素205。因此，利用緑色子像素205获得第二青色906的透过光。 结果，根据通过使用第一子帧和第二子帧的分时显示，可以通过使用具有图9B所示的光谱波长特性的红色901、第一黄色902、绿色903、第一青色904、第二青色906和蓝色905进行六原色显示。此外，通过控制各个颜色的发光亮度，可以在以图9C所示的六边形911 (R-Y-G-C2-C1-B)所表示的色域区域中进行颜色再现。与在第二实施例的情况下利用图9C所示的区域912所表示的五原色显示可以进行顔色再现的色域区域相比，可以确认进ー步扩展了可再现色域区域。由于可以进行六原色显示这ー情况，代替五原色视频信号，通过使用用于数字视频信号的预先设置的六原色转换表，通过颜色矩阵转换单元102进行颜色矩阵转换，以生成六原色视频信号。在下面的块中，基于该六原色视频信号进行子帧视频信号的生成之后的处理。换句话说，将ー个帧的输入图像数据分割成由红色、蓝色和第二青色的像素数据所构成的第一子帧图像数据，以及由緑色、黄色和第一青色的像素数据所构成的第二子帧图像数据。在第一子帧期间，根据第一子帧的图像数据中红色的像素数据，控制红色子像素的透过率。根据第一子帧的图像数据中第二青色的像素数据，控制緑色子像素的透过率。根据第一子帧的图像数据中蓝色的像素数据，控制蓝色子像素的透过率。在第二子帧期间，根据第二子帧的图像数据中黄色的像素数据，控制红色子像素的透过率。根据第二子帧的图像数据中绿色的像素数据，控制緑色子像素的透过率。根据第二子帧的图像数据中第一青色的像素数据，控制蓝色子像素的透过率。因此，通过分时显示实现六原色显示。根据上述结构和控制，与第一和第二实施例相比，在接通红色和蓝色这两个光源的子帧期间，还对具有下面的透过波长特性的緑色子像素进行透过控制，其中，该透过波长特性是遮挡或阻断任ー个光源(该情况下，红色光源)的发光波长带。因此，可以通过使用第一子巾贞提取作为绿色903和蓝色905之间的颜色的第二青色906。因此,利用红色901、黄色902、绿色903、第一青色904、第二青色906和蓝色905进行六原色显示。说明了通过使用第一子帧提取第二青色906。然而，以相反方式，还可以通过使得緑色子像素205的透过特性是下面的透过波长特性来提取第二黄色遮挡或阻断蓝色光源216的发光波长带。换句话说，蓝色光源的发光光谱和绿色子像素的透过光谱不重叠，并且红色光源的发光光谱和绿色子像素的透过光谱在第二黄色的波长范围中重叠。将ー个帧的输入图像数据分割成由红色、蓝色和第二黄色的像素数据所构成的第一子帧图像数据，以及由緑色、第一黄色和青色的像素数据所构成的第二子帧图像数据。在第一子帧期间，根据第一子帧的图像数据中红色的像素数据，控制红色子像素的透过率。根据第一子帧的图像数据中第二黄色的像素数据，控制緑色子像素的透过率。根据第一子帧的图像数据中蓝色的像素数据，控制蓝色子像素的透过率。在第二子帧期间，根据第二子帧的图像数据中第一黄色的像素数据，控制红色子像素的透过率。根据第二子帧的图像数据中绿色的像素数据，控制緑色子像素的透过率。根据第ニ子帧的图像数据中青色的图像数据，控制蓝色子像素的透过率。因此，可以通过利用红色、蓝色、绿色、青色、第一黄色和第二黄色进行六原色显示。

第四实施例下面将说明本发明的第四实施例。第四实施例的结构是下面的情况在对于绿色光源组212不使用宽颜色显示光源或具有不同光谱波长峰值的光源的情况下，使用光谱波长带窄、并且峰值在绿色波长带中的光源。提供与第一实施例相对应的液晶显示处理单元100的结构和内部处理、以及液晶模块的结构，并且省略对其的说明。此外，提供与第三实施例相对应的用于进行六原色显示的过程，并且省略对其的说明。图IlA示出第四实施例中的红色光源213、绿色光源组212和蓝色光源216的光谱波长特性。此外，图IlB示出红色子像素204、緑色子像素205和蓝色子像素206的光谱波长透过特性。将特性差异进行组合，并且以与第一和第三实施例相同的方式进行控制。因此,如图IlC和IlD所示,在第一子巾贞期间获得红色1101、蓝色1105和第二青色1106。此夕卜，在第二子帧期间，如图IlE和IlF所示，获得黄色1102、绿色1103和第一青色1104。根据使用第一子帧和第二子帧的分时显示，可以利用具有图IlG所示的光谱波长特性的红色1101、黄色1102、绿色1103、第一青色1104、第二青色1106和蓝色1105进行六原色显示。该情况下可以进行顔色再现的色域区域是以图12所示的六边形1201(R-Y-G-C1-C2-B)所表示的区域。通过利用红色1101、黄色1102、绿色1103、第一青色1104和蓝色1105的五原色显示可以进行顔色再现的色域区域是以图12所示的五边形1202 (R-Y-G-Cl-B)所表示的区域。此外，通过利用红色1101、绿色1103和蓝色1105的三原色显示可以进行顔色再现的色域区域是以图12所示的三角形(R-G-B)所表示的区域。因此，即使在緑色光源组212是光谱波长带窄、并且峰值在绿色波长带中的这类光源时，也可以在无需提供任何新的光源和新的子像素的情况下，通过根据分时显示针对各子帧切换要接通的光源，进行五原色显示和六原色显示。因此，与三原色显示相比，可以扩展可显示的色域区域。尽管參考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功倉^:。
权利要求
1.一种液晶显示设备，其包括 背光灯，其包括用于发出第一颜色的光的第一光源、用于发出第二颜色的光的第二光源和用于发出第三颜色的光的第三光源； 液晶面板，其是包括用于使所述第一颜色的光透过的第一子像素、用于使所述第二颜色的光透过的第二子像素和用于使所述第三颜色的光透过的第三子像素的像素的集合；光源控制部件，其独立控制所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的发光；以及液晶控制部件，其根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率， 其中，所述光源控制部件通过将一个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源，使所述第二颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的第四颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的第五颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
2.根据权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述第二光源、所述第一子像素和所述第三子像素满足下面的条件中的至少任一条件 第一条件所述第二光源的发光光谱还包括作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的所述第四颜色，并且还使所述第四颜色的光透过所述第一子像素；以及 第二条件所述第二光源的发光光谱还包括作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的所述第五颜色，并且还使所述第五颜色的光透过所述第三子像素，以及 在所述子帧期间，接通所述第二光源，以使得所述第二颜色的光透过所述第二子像素，如果满足所述第一条件，则使所述第四颜色的光透过所述第一子像素，如果满足所述第二条件，则使所述第五颜色的光透过所述第三子像素，并且如果满足所述第一条件和所述第二条件这两者，则进行使所述第四颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使所述第五颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
3.根据权利要求I或2所述的液晶显示设备，其特征在于，所述光源控制部件通过将一个帧的显示期间分割成多个子帧期间来进行光源控制，所述多个子帧期间包括 第一子帧期间，在所述第一子帧期间，通过接通所述第一光源和所述第三光源，使所述第一颜色的光透过所述第一子像素，并且使所述第三颜色的光透过所述第三子像素；以及第二子帧期间，在所述第二子帧期间，通过接通所述第二光源，使所述第二颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的所述第四颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的所述第五颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
4.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其特征在于， 在所述第一子帧期间，所述液晶控制部件根据所述图像数据中的所述第一颜色的数据控制所述第一子像素的透过率，并且根据所述图像数据中的所述第三颜色的数据控制所述第三子像素的透过率，以及 在所述第二子帧期间，所述液晶控制部件根据所述图像数据中的所述第二颜色的数据控制所述第二子像素的透过率，并且如果使所述第四颜色的光透过所述第一子像素，则根据所述图像数据中的所述第四颜色的数据控制所述第一子像素的透过率，并且如果使所述第五颜色的光透过所述第三子像素，则根据所述图像数据中的所述第五颜色的数据控制所述第三子像素的透过率。
5.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其特征在于，在所述第一子帧期间，所述液晶控制部件将所述第二子像素的透过率控制成最小值。
6.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述第一光源的发光光谱还包括作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的第六颜色， 还使所述第六颜色的光透过所述第二子像素，并且不使所述第三光源的发光光谱中所包括的任何颜色的任何光透过所述第二子像素，以及 所述光源控制部件工作，以使得在所述第一子帧期间，通过接通所述第一光源和所述第三光源，使所述第一颜色的光透过所述第一子像素，使所述第六颜色的光透过所述第二子像素，并且使所述第三颜色的光透过所述第三子像素。
7.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其特征在于， 所述第三光源的发光光谱包括作为所述第三颜色和所述第二颜色之间的颜色的第七颜色， 还使所述第七颜色的光透过所述第二子像素，并且不使所述第一光源的发光光谱中所包括的任何颜色的任何光透过所述第二子像素，以及 所述光源控制部件工作，以使得在所述第一子帧期间，通过接通所述第一光源和所述第三光源，使所述第一颜色的光透过所述第一子像素，使所述第七颜色的光透过所述第二子像素，并且使所述第三颜色的光透过所述第三子像素。
8.根据权利要求I所述的液晶显示设备，其特征在于，所述第一颜色是蓝色，所述第二颜色是绿色，所述第三颜色是红色，所述第四颜色是青色，并且所述第五颜色是黄色。
9.一种液晶显示设备，其包括 背光灯，其包括用于发出第一颜色的光的第一光源、用于发出第二颜色的光的第二光源、用于发出第三颜色的光的第三光源和用于发出第四颜色的光的第四光源； 液晶面板，其是包括用于使所述第一颜色的光透过的第一子像素、用于使作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的第五颜色的光透过的第二子像素、以及用于使所述第四颜色的光透过的第三子像素的像素的集合； 光源控制部件，其独立控制所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源的发光；以及 液晶控制部件，其根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率， 其中，所述光源控制部件通过将一个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源和所述第三光源，使所述第五颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的第六颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第三颜色和所述第四颜色之间的颜色的第七颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
10.根据权利要求9所述的液晶显示设备，其特征在于，所述第二光源、所述第三光源、所述第一子像素和所述第三子像素满足下面的条件中的至少任一条件 第一条件所述第二光源的发光光谱还包括作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的所述第六颜色，并且还使所述第六颜色的光透过所述第一子像素；以及 第二条件所述第三光源的发光光谱还包括作为所述第三颜色和所述第四颜色之间的颜色的所述第七颜色，并且还使所述第七颜色的光透过所述第三子像素，以及 在所述子帧期间，接通所述第二光源和所述第三光源，以使得所述第五颜色的光透过所述第二子像素，如果满足所述第一条件，则使所述第六颜色的光透过所述第一子像素，如果满足所述第二条件，则使所述第七颜色的光透过所述第三子像素，并且如果满足所述第一条件和所述第二条件这两者，则进行使所述第六颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使所述第七颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
11.根据权利要求9或10所述的液晶显示设备，其特征在于，所述光源控制部件通过将一个帧的显示期间分割成多个子帧期间来进行光源控制，所述多个子帧期间包括 第一子帧期间，在所述第一子帧期间，通过接通所述第一光源和所述第四光源，使所述第一颜色的光透过所述第一子像素，并且使所述第四颜色的光透过所述第三子像素；以及 第二子帧期间，在所述第二子帧期间，通过接通所述第二光源和所述第三光源，使所述第五颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的所述第六颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第三颜色和所述第四颜色之间的颜色的所述第七颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
12.一种用于控制液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括背光灯，其包括用于发出第一颜色的光的第一光源、用于发出第二颜色的光的第二光源和用于发出第三颜色的光的第三光源；以及液晶面板，其是包括用于使所述第一颜色的光透过的第一子像素、用于使所述第二颜色的光透过的第二子像素和用于使所述第三颜色的光透过的第三子像素的像素的集合，所述方法包括以下步骤 光源控制步骤，用于独立控制所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源的发光；以及 液晶控制步骤，用于根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率， 在所述光源控制步骤中，通过将一个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源，使所述第二颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的第四颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的第五颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
13.一种用于控制液晶显示设备的方法，所述液晶显示设备包括背光灯，其包括用于发出第一颜色的光的第一光源、用于发出第二颜色的光的第二光源、用于发出第三颜色的光的第三光源和用于发出第四颜色的光的第四光源；以及，液晶面板，其是包括用于使所述第一颜色的光透过的第一子像素、用于使作为所述第二颜色和所述第三颜色之间的颜色的第五颜色的光透过的第二子像素、以及用于使所述第四颜色的光透过的第三子像素的像素的集合，所述方法包括以下步骤光源控制步骤，用于独立控制所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源的发光；以及 液晶控制步骤，用于根据图像数据控制所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的透过率， 其中，在所述光源控制 步骤中，通过将一个帧的显示期间分割成包括如下子帧期间的多个子帧期间来进行光源控制在该子帧期间，通过接通所述第二光源和所述第三光源，使所述第五颜色的光透过所述第二子像素，并且进行使作为所述第一颜色和所述第二颜色之间的颜色的第六颜色的光透过所述第一子像素的过程、以及使作为所述第三颜色和所述第四颜色之间的颜色的第七颜色的光透过所述第三子像素的过程中的至少任一过程。
全文摘要
本发明涉及液晶显示设备及其控制方法。通过将一个帧的显示期间分割成第一子帧期间和第二子帧期间来控制光源，其中，在所述第一子帧期间，通过接通蓝色和红色的光源，从蓝色子像素获得蓝色透过光，并且从红色子像素获得红色透过光，在所述第二子帧期间，通过接通绿色的光源，从绿色子像素获得绿色透过光，并且至少进行下面的过程中的任一个从蓝色子像素获得青色透过光的过程和从红色子像素获得黄色透过光的过程。
文档编号G02F1/133GK102768828SQ20121013514
公开日2012年11月7日 申请日期2012年5月2日 优先权日2011年5月2日
发明者花本伸行 申请人:佳能株式会社