顯示裝置的制作方法

專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及改善了由能實現高亮度化、低功耗化的rgbw顯示板 模塊構成的顯示裝置中的單色暗淡的顯示裝置，尤其涉及具有背光源 的液晶顯示裝置。
背景技術：
近年來，umpc等超高精細的中小型顯示器的需要正在增加，系 統功耗的削減成為重要的課題。其中，現有的在紅色(r)、綠色(g)、 藍色(b)子像素(以下稱為rgb像素)中追加了白色(w)子像素 (以下稱為w像素)的rgbw像素面板能實現高亮度化，因而通過 降低背光源的規模能實現低功耗化，可以認為今后的需要將會增加。 在此，rgb像素意味由r子像素、g子像素、b子像素構成的彩色 的一個像素，rgbw像素意味由r子像素、g子像素、b子像素和 w子像素構成的彩色的一個像素。多個子像素構成一個像素。
在rgbw像素面板中，能通過使用w像素來提高亮度，但在沒 有使用w像素的單色顯示時，亮度會降低。其結果是在顯示白色和 單色的情況下，相對于白色的單色的相對亮度降低，單色暗淡的圖像 成為圖像質量劣化的主要原因。作為公開這種現有技術的文獻，能夠 列舉出專利文獻1 (美國專利第7221381號說明書)。

發明內容
在現有技術中，考慮液晶顯示面板的y特性來進行不依存于液晶 顯示面板的y特性的rgb —rgbw變換。在該rgb —rgbw變換處 理部，通過變換w像素的強度來改善暗淡。例如，在256灰階(0-255灰階)的顯示中，在用rgbw面板顯示rgb像素二 ( 255, 255,255 )的白色時，相對于在RGB —RGBW變換處理中變換成RGBW 像素=(255, 255, 255， 255)的情況，變換成RGBW像素=(255, 255， 255, 0 )時，白色顯示的亮度會降低。這意味著W像素的強度 下降。
而用RGBW面板顯示RGB像素=(255, 255, O)的黃色時，為 了抑制色度的降低而需要使W像素為0灰階。其理由在于，通過使 用W像素來透射藍色成分，因而在黃色上帶有藍色。因此，黃色需 要使RGBW像素=(255， 255， 0， 0)。此時，即使在降低了 W像 素強度的情況下亮度也不變化。
綜上，在降低W強度的情況下，白色顯示的位置的亮度降低，但 是在黃色等的不使用W像素的單色、兩色顯示的位置，亮度不降低， 因此白色顯示位置和黃色顯示位置的相對亮度更接近由RGB條紋 (stripe)構成的液晶顯示面板，暗淡得到了改善。
圖16是說明現有的RGB —RGBW變換處理部結構的圖。該RGB —RGBW變換處理部1201由生成W數據的W生成電路1202和、按 每個子像素對RGBW像素實施處理的子像素描繪(rendering)電路 1203構成。在此，簡單地說明子像素描繪處理。在RGB —RGBW變 換處理部1201中，對RGB的兩個^f象素生成RGBW的一個〗象素。為 此，圖像的高頻成分的信息減少。因此，根據原來的RGB圖像數據 重新生成減少后的圖像數據的高頻成分信息，對RGBW的每個子像 素實施處理。這稱為子像素描繪處理。在現有的電路結構的情況下， 在上述W生成電路中，W強度的設定由外部設定裝置1204從外部設 定。該設定是通過將參數輸入到未圖示的寄存器并進行保持來進行 的。
另夕卜，RGB —RGBW變換處理部1201從子像素描繪電路1203輸 出上述RGBW像素，并且從W生成電路1202輸出背光源控制信號 (BL控制信號)。
如上述那樣，以往，W強度的參數設定需要從外部進行寄存器設 定。即，W強度的設定不會按照數據而發生變化，因此例如在將W強度設定得較強的情況下，圖像整體上亮度變高，但使用W像素的 像素和單色像素的相對亮度變大，因而單色位置相對變暗。與其相反， 當將W強度設定得較弱時，使用W像素的像素和單色像素的相對亮 度變小，圖像整體上亮度降低。
本發明的目的在于提供一種顯示裝置，能避免RGB像素—RGBW 像素的變換中的單色亮度降低引起的圖像質量劣化(暗淡)，并且實 現低功耗化。
本發明的顯示裝置由RGBW面板模塊構成，該RGBW面板模塊 包括薄膜晶體管基板、RGBW液晶顯示板、以及背光源模塊，其中， 該薄膜晶體管基板具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線， 還具有在上述數據線和上迷掃描線的交叉部配置有RGBW的子像素 而呈矩陣狀的彩色像素，該RGBW液晶顯示板由具有與上述RGBW 的子像素對應的RGBW濾色器的濾色器基板構成，該背光源模塊設 置在上述RGBW液晶顯示板的背面，并照射該RGBW液晶顯示板。
本發明具有對上述掃描線施加水平掃描信號的掃描驅動器、對上 述數據線輸出山上掃描線數量的灰階電壓的數據驅動器、向上述數據 驅動器發送RGB數據的CPU/MPU,上述數據驅動器具有將RGB數 據變換成RGBW數據的RGB —RGBW變換電路，上述RGB —RGBW 變換電路具有能變更相對于RGB的一個像素的灰階編號的W強度比 率的W強度設定電路，上述W強度設定電路的W強度設定值的特征 在于，根據圖像信號的每幀的圖像數據的色度像素的比率而被決定。
按照本發明，能避免RGB像素—RGBW像素的變換中的單色亮 度降低所引起的圖像質量劣化(暗淡)，并且實現低功耗化。


圖1是用于說明本發明顯示裝置的實施例1的液晶顯示裝置的數 據驅動器結構圖。
圖2是圖1的RGB — RGBW變換處理部的結構圖。
圖3是說明在圖2的W強度算出部中算出W強度的方法的圖。
10圖4是圖2中的W強度算出電路的結構圖。 圖5是圖2中的低功耗背光源控制電路的詳細結構圖。 圖6是說明在圖2的W強度算出部中算出W強度的實施例2的 方法的圖。
圖7是圖2的W強度算出部的實施例2的結構圖。
圖8是圖2的低功耗背光源控制部的實施例2的實現裝置結構圖。
圖9是表示用于判定實施例2中說明的圖6的色度比率和W強度
的關系式是圖像以CG/UI圖像為特征的圖像，還是以自然圖像/動態
圖像為特征的圖像的方法的圖。
圖IO是實施例3中的W強度算出部的結構圖。
圖11是表示構成實施例3中的W強度算出部的模式算出部的電
路結構的圖。
圖12是圖1中的RGB —RGBW變換處理部的實施例4的結構圖。 圖13是說明在圖12的W強度算出部中算出W強度的方法的圖。 圖14是說明W強度的算出和RGB —RGBW變換的流程的圖。 圖15是說明實現實施例4中的W強度算出部和W生成部(RGB —RGBW變換)部結構的框圖。
圖16是說明現有的RGB —RGBW變換處理部結構的圖。
具體實施例方式
下面，參照實施例的附圖來詳細說明本發明的優選實施例。 實施例的附圖中所示的符號，101是數據驅動器，102是系統IF， 103是控制寄存器，104是圖形RAM， 105是定時生成部，106是RGB —RGBW變換處理部，201是W生成電路，202是子像素描繪電路， 203是W強度算出部，204是低功耗背光源控制電路，205是W強度 設定值。
本發明的顯示裝置由RGBW面板模塊構成，該RGBW面板模塊 包括薄膜晶體管基板、RGBW液晶顯示板以及背光源模塊，其中，該 薄膜晶體管基板具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線，還具有在上述數據線和上述掃描線的交叉部配置有RGBW的子像素而 呈矩陣狀的彩色像素，該RGBW液晶顯示板由具有與上述RGBW的 子像素對應的RGBW濾色器的濾色器基板構成，該背光源模塊設置 在上述RGBW液晶顯示板的背面，并照射該RGBW液晶顯示板。 (實施例1 )
使用圖1 ~圖5來說明本發明的實施例1。實施例1的特征在于， 根據圖像數據的色度像素的比率和W像素的比率(例如，1幀圖像內 的個數的比率)來設定W (白)強度和BL (背光源)亮度率。圖1 是用于說明本發明的顯示裝置實施例1的液晶顯示裝置的數據驅動器 結構圖。圖2是圖1的RGB —RGBW變換處理部的結構圖。圖3是 說明在圖2的W強度算出電路中算出W強度的方法的圖。圖4是圖 2中的W強度算出電路的結構圖。圖5是圖2中的低功耗背光源控制 電路的詳細結構圖。色度像素是指在以RGB為一個彩色像素的情況 下，該一個彩色像素不是白色、灰色以及黑色，而是紅色、綠色、藍 色的像素。詳細情況在以下進行定義。
圖1中的數據驅動器101,其構成有RGB —RGBW變換處理部 106。圖2是RGB —RGBW變換處理部106的結構圖，由現有的W 生成電路201、子像素描繪電路202、和向W生成電路201發送W強 度設定值205的W強度算出部203、以及低功耗背光源控制電路204 構成，其中，低功耗背光源控制電路204根據在子像素描繪部202生 成的RGBW像素來擴展數據，并根據數據擴展后的量來降低背光源。 在圖1中，符號102是系統IF, 103是控制寄存器，104是圖形RAM, 105是定時生成部，107是灰階電壓生成部，108是譯碼器，109是 PWM生成部，IIO是控制處理器，lll是面板模塊，112是RGBW液 晶面板，113是背光源模塊。通常的數據驅動器具有的各構成電路等 的功能是已知的，因而省略其詳細的說明。下面說明本實施例特有的 構成部分。數據的擴展是指，變換各數據使得在數據的柱狀圖 (histogram,橫軸為數據的值，縱軸為數據的出現頻率)的橫軸方向 上擴展該數據的分布。
12圖3是算出上述W強度算出電路中的W強度的方法的說明圖，
圖3 (a)示出W強度與BL強度的關系。在圖3 (a)中，斜線部分 表示相對于W強度，BL強度取得的區域。W強度越大，BL功耗取 得的范圍越寬，即BL強度的最小值降低。相反，W強度較小時，BL 功耗取得的范圍變窄，即BL強度的最小值變高。在此，BL強度二BL 強度(min)+BL強度(w平均)301。其中，第 一項的BL強度(min ) 用W強度表示，存在BL強度(min) =1/ ( l+W強度)302的關系。 W強度303的算出方法如圖3 (b)所示，根據圖像數據的色度面積 比(個數比、存在比)來決定。色度面積比的算出式如公式1。
色度面積比=除去黑色像素后的色度像素數(*1) /除去黑色像素 后的像素數(*2) . 公式1
*1:在"除去黑色像素后的像素=子像素MAX《黑色閾值"中， "色度像素二(子像素MAX-子像素MIN) >色度閾值"的所有像素 數
*2:"除去黑色像素后的像素=子像素MAX《黑色閾值"的所有 像素數
其中，黑色閾值是取得0灰階~ 255灰階的值，在將255灰階設 為100%的情況下，優選為30%以下左右。另外，色度閾值是取得0 255灰階的值，在將255灰階設為100%的情況下，優選為50%~100% 左右。另外，色度設為最大像素-最小像素，但也可以設為其他表示 色度的指標，例如設為(最大像素-最小像素)/最大像素。公式1 例如在色度比率較高時W強度變小，在色度比率較低時W強度變大。
而BL強度(w平均)是表示圖像數據的白色亮度的平均值的值， 上述BL強度(w平均)的算出式如公式2所示。
BL強度(w平均)=1 - (除去黑色像素后的(子像素MIN值 /子像素MAX值)Y (*3) ) /除去黑色像素后的所有像素數(*4) }
公式2
*3:"除去黑色像素后的像素=子像素MAX《黑色閾值"的像素， 對(子像素MIN/子像素MAX)用Y值進行乘方后的值的加法值
13*4:"除去黑色像素后的像素=子像素MAX《黑色閾值，，的所有
像素數
其中，黑色閾值是取得0灰階~ 255灰階的值。另外，色度閾值 是取得0~ 255灰階的值。例如在白色亮度的平均值較高時，圖像數 據使用較多的W像素，因此圖像數據整體上色度較低。此時，BL強 度(w平均)設定得較小，由此能降低BL功耗。相反，在白色亮度 的平均值較低時，圖像數據的W像素的使用率較少，因此圖像數據 整體上色度變高。此時，通過將BL強度(w平均)設定得較大，從 而避免色度較高的圖像變得相對較暗。
通過使用上述那樣算出的BL強度(min )和BL強度(w平均)， 在色度較高的圖像中，與使用W像素的顯示位置相比，能避免變得 相對較暗的、即所謂的暗淡引起的圖像質量劣化。另外，在色度較低 的圖像的情況下，能降低BL功耗，實現低功耗化。
圖4是圖2的W強度算出電路的詳細結構圖，是將圖3所示的方 法的實現裝置表示為框圖的圖。另外，圖5是圖2中的低功耗背光源 控制電路204的詳細結構圖，描述了如下的實現裝置輸入從圖2的 子像素描繪電路202輸出的RGBW圖像和由圖4算出的BL強度，進 行背光源處理。
圖4中，RGBW數據在將所輸入的RGBW數據設為一個像素的 情況下，算出上述一個像素內的最大灰階，并算出每幀圖像數據的柱 狀圖。根據上述柱狀圖信息算出與RGBW上位N%( N。/。是0% ~ 100% 的實數)相當的閾值灰階。將用上述閾值灰階來對選擇數據取得的最 大灰階值、例如8位數據時為255灰階這樣的灰階值進行除法運算后 的值作為數據擴展系數，對上述RGBW數據乘以上述數據擴展系數， 由此進行數據擴展，算出以面板伽馬特性的伽馬值對上述數據擴展系 數的倒數進行乘方后的值來作為背光源亮度率，通過與基于算出的上 述W強度設定值的背光源亮度率之間的乘法運算，來決定背光源亮 度。
根據本實施例，色度較高的圖像使W強度降低，進而提高背光源亮度，由此背光源功耗增加，但能避免色度和亮度降低。此時，避免
作為RGBW圖像的問題的單色的亮度降低所引起的圖像質量劣化(暗
淡)。另外，色度較低的圖像即使提高w強度，對色度的影響也較 少，因此將w強度設定得較高，由此提高亮度。此時，在設為與以
往相同的亮度的情況下，能降低背光源亮度，實現低功耗化。
(實施例2)
接著，使用圖l、圖2以及圖6~圖8來說明本發明的實施例2。 實施例2與實施例1相同地以設定W強度和BL強度為特征，并且用 于算出W強度的圖像數據的色度比率與W強度的關系式的特征在 于在計算機圖形圖像、用戶接口圖像(CG/UI圖像)和自然圖像、 動態圖像中具有分別獨立的關系式，通過寄存器設定來選擇上述圖像 數據的色度比率與W強度的關系式。
實施例2的圖1、圖2與實施例1等同。圖6是說明在圖2的W 強度算出部中算出W強度的實施例2的方法的圖。圖6與上述實施 例的圖3在圖3 (b)中不同，除此之外都相同。圖6 (b)表示W強 度與色度面積比，但在自然圖像/動態圖像模式603和CG/UI圖像模 式606具有不同的關系式。在CG/UI圖像模式606的情況下，在圖的 表示色度面積比的橫軸的p點(0<P<1的實數)，W強度為0。因 此，在CG/UI圖像的情況下，即使色度比率較小，也能將W強度設 定得較小。
圖7是圖2的W強度算出部的實施例2的結構圖。圖7表示實現 圖6的方法的框圖。在圖7中，W強度算出部203由如下構成輸入 作為顯示數據的RGB數據701和黑色閾值704的黑色閾值判定部 706、輸入y設定值的(MIN/MAX) Y算出部707、輸入幀信號 (VSYNC) 703的S (MIN/MAX) Y算出部708、對除去黑色像素 后的像素進行計數的計數器709、 BL強度(w平均)算出部710、輸 入色度閾值705和幀信號(VSYNC ) 703以及黑色閾值判定部706的 色度像素計數器711、色度面積比算出部712、 W強度算出部713、 BL強度(min)算出部714。
15另外，圖8是圖2的低功耗背光源控制部的實施例2的實現裝置 結構圖。該低功耗背光源控制部204由如下構成輸入作為顯示數據 的RGBW數據801的最大值算出部807、柱狀圖計數部808、輸入選 擇數據設定點(5點)并向柱狀圖計數部808輸出選擇數據設定值(16 點)810的選擇數據值算出部809、 255/選擇數據值設定部811、顯示 數據x顯示數據擴展計數算出部812、溢出數據處理部813、小數點 舍去部814、選擇表815、系數(BL強度/255 )算出部816，其中， 該柱狀圖計數部808接受最大值算出部807的輸出和幀信號 (VSYNC) 802、舍去像素率設定值l、舍去像素率設定值2、 BL強 度判定部804的輸出。
在圖8中，擴展顯示數據813是處理溢出數據的塊，如圖8中的 表匯總的那樣，該擴展顯示數據813為100%時，灰階為255,選擇 數據值為255，背光源控制信號(亮度率)為255 ( 100%)。擴展顯 示數據813在130%時，選擇數據值為179、背光源控制信號(亮度 率)為117 (70%)。
根據本實施例，色度較高的圖像使W強度降低，進而提高背光源 亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，從而避免作 為RGBW像素的問題的單色的亮度降低所引起的圖像質量劣化(暗 淡)。另外，色度較低的圖像即使提高W強度也對色度影響較少， 因此將W強度設定得較高，由此提高亮度。此時，在設為與以往相 同的亮度時，能降低背光源亮度，由此實現低功耗化。 (實施例3)
接著，使用圖1、圖2、圖6、圖9~圖11來說明本發明的實施 例3。實施例3與實施例2同樣地在CG/UI圖像和自然圖像/動態圖 像中具有分別獨立的色度比率與W強度的關系式，并且上述兩個關 系式的特征在于，自動檢測并決定圖像數據是以CG/UI圖像為特征的 圖像、還是以自然圖像/動態圖像為特征的圖像。圖1、圖2與實施例 1等同。
圖9是表示用于判定在實施例2中所說的圖6的色度比率與W強
16度的關系式是圖像是以CG/UI圖像為特征的圖像、還是以自然圖像/ 動態圖像為特征的圖像的方法的圖。圖9 (a)示出將液晶面板901 的畫面分割為16部分時的例子。累積各區域1 ~ 16的白色像素(其 中，表示白色像素^R、 G、 B像素分別為白色閾值以上的情況)903 的比率和色度像素(在此，黃色BOX表示位置902)的比率(其中， 表示白色像素二R、 G、 B像素分別在白色閾值以上的情況)，在分割 區域的一個區域以上滿足以下的條件1、 2時，成為CG/UI模式。在 圖9 (b)中將該關系表示為模式選擇條件904。另外，下述條件的白 色閾值是0~ 255的范圍，優選為180~ 250的范圍。下述條件的黑色 閾值是0 255的范圍，優選為30以下。下述條件的白色比率閾值是 0%~100%的范圍，優選為設定在50%。下述條件的色度比率閾值是 0%~100%的范圍，優選為設定在1~5%。
條件1:相對于區域內的除去黑色像素后的像素數(其中，"除 去黑色像素的像素數=子像素的最大值>黑色閾值"的像素)，區域 內的白色像素數(其中，"白色像素=各子像素(R、 G、 B) >白色 閾值，，)在白色比率閾值設定以上的情況。
條件2:相對于在區域內的除去黑色像素后的像素數(其中，"除 去黑色像素的像素數=子像素的最大值>黑色閾值"的像素)，區域 內的色度像素數(其中，"色度像素=(子像素MAX -子像素MIN) >色度閾值"的像素)在色度比率閾值設定以上的情況。
在上述兩條件以外的情況下，成為自然圖像/動態模式906。在圖 9(c)中表示上述兩個模式的色度面積比與W強度的關系。在CG/UI 圖像的情況905下，相對于背景為白色，存在較多的色度較高的文字 等圖案。此時，比較顯示數據整體的白色像素比率和色度像素的比率 時，色度的比率被設定得較低。但是，當背景存在較多的白色像素時， 色度較高的位置即使較少，暗淡的發生也將變得顯著。因此，通過將 圖像分割成區域，進一步強調色度像素，能優化上述圖案。
并且，圖IO是實施例3中的W強度算出部結構圖。W強度算出 部203由如下構成輸入作為顯示數據的RGB數據1001和黑色闊值1004的黑色闞值判定部1006、輸入y設定值(min/max)的y算出 部1007、輸入幀信號(VSYNC) 1003的￡ (MIN/MAX) y算出部 1008、對除去黑色像素后的像素進行計數的計數器1009、 BL強度(w 平均)算出部1010、模式算出部1011、色度面積比算出部1012、 W 強度算出部1013、 BL強度(min)算出部1014，其中，該模式算出 部1011輸入色度閾值1005和幀信號(VSYNC) 1003以及黑色閾值 判定部1006、白色閾值1016、白色像素比率閾值1017、色度像素比 率閾值1018、區域選擇信號(1~4) 1019 ~ 1022。
根據圖IO的結構，得到BL強度206、 W強度設定值205。該BL 強度206成為低功耗BL控制部的控制信號，W強度設定值205成為 W生成(RGB —RGBW)中的控制信號。
圖11示出構成實施例3中的W強度算出部的模式算出部電路結 構。在圖11中為了便于說明，示出了將區域分割設為4分割的情況。 圖11所示的模式算出部由如下構成色度像素判定部1101、白色像 素判定部1102、色度像素計數器(1 )1103、色度像素計數器(2)1104、 色度像素計數器(3) 1105、色度像素計數器(4) 1106、白色像素計 數器(1)1107、白色像素計數器(2) 1108、白色像素計數器(3) 1109、白色像素計數器(4) 1110、白色像素最大值選擇部1111、色 度計數器選擇值1112、色度像素比率判定部1113、白色像素比率判 定部11M、 CG/UI模式選擇判定部1115、色度全像素計數器1116。
根據圖11的結構，得到模式選擇信號和c信號。該c信號被輸入 到圖10所示的1012的色度面積比(=c/a)算出部，并被用于算出色 度面積。
根據本實施例，色度較高的圖像使W強度降低，進而提高背光源 亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，從而避免作 為RGB W像素的問題的單色的亮度降低引起的圖像質量劣化(暗淡)。 另外，色度較低的圖像即使提高W強度也對色度影響較少，因此將 W強度設定得較高，由此提高亮度。此時，在設為與以往相同的亮度 時，能降低背光源亮度，實現低功耗化。
18(實施例4)
接著，通過圖1、圖5、圖12~圖15來說明本發明的實施例4。 實施例4的特征在于，根據色度柱狀圖來決定W強度，根據上述W 強度而從RGB變換成RGBW像素，由此在原理上完全抑制高色度圖 像的暗淡。而且特征在于，通過將低功耗BL控制配置在子像素描繪 處理部之前，由此不會損害在子像素描繪處理(減少后的圖像數據高 頻成分的生成)中實施的圖像的高精細度化的效果。圖1的整體模塊 結構和圖5的低功率背光源控制部與實施例1等同。
圖12是圖1中的RGB —RGBW變換處理部的實施例4的結構圖。 RGB —RGBW變換處理部106由如下構成現有的子像素描繪電路 1304、從RGB像素解析色度柱狀圖并算出W強度的W強度算出電 路1303、根據在上述W強度算出部中算出的W強度來生成RGBW 數據的W生成電路1301 (RGB一RGBW變換)、根據RGBW數據 的數據擴展的量而降低背光源的低功耗背光源控制電路13 02 。在實施 例4中，該RGB —RGBW變換處理部106的結構與實施例1 ~實施例 3不同，在W生成部(RGB —RGBW變換)1301和子像素描繪部1304 之間構成低功耗背光源控制部。
圖13是說明在圖12的W強度算出電路中算出W強度的方法的 圖。圖13 (a)表示W強度與BL強度的關系。圖13 (a)中，粗線 部分表示相對于W強度而BL強度取得的值。W強度越大，BL功率 越低，相反W強度越小時BL功率越高。在此，存在BL強度=1/( 1+W 強度)的關系。另外，W強度的算出方法如圖13 (b)所示，是將橫 軸設為色度值(MAX -MIN/2)、將縱軸設為W強度的曲線圖，根 據上述色度值來決定W強度。在此，上述色度數據通過柱狀圖解析 來決定。以下說明將色度值設為(MAX-MIN/2)的理由。
在設W強度算出電路的輸入數據為(R、 G、 B) , W生成電路 (RGB —RGBW變換)的輸出數據為(R '、 G， 、 B '、 W),與上 述輸出數據(R， 、 G '、 B， 、 W)相當的疑似的RGB數據為(R "、G，， 、 B ") 、 W強度二Wst(其中，0《Wst幀合并l)時，以下
19的關系式成立。
R "=R '+W (G" 、 B，，也同樣) 其中，上述是取Y特性為Y=l的情況。
在此，使上述(R "、 G" 、 B ")的亮度與對輸入數據的亮度取 (l+W強度)倍后的亮度相等，因此
R "=R '+W=(l+Wst) xR(G" 、 B，，也同樣)...式l 另外，當將(R、 G、 B)的最小值設為MIN，將RGBW變換后 的(R '、 G， 、 B，)的最小值設為MIN，時， MIN '+W= ( l+Wst) *MIN
而且，根據圖像質量的評價結果，W值優選為與MIN'相等。因 jt匕，以下的式2成立。
MIN '+W=2W= ( l+Wst) xMIN 所以W^(1+Wst) xMIN/2 ..' 式2
才艮據式1、式2,下式成立。 R '= ( l+Wst) x (R-MIN/2) 此處，R，取得的最大灰階是255，因此 (l+Wst) x (R-MIN/2) <255 所以Wst<255/ (R —MIN/2) -l 在R二MAX的情況下，上述Wst為最小，因此 Wst=255/ ( MAX - MIN/2 ) - 1' ' 式3 其中，0《Wst《1。另外，當考慮Y特性時， 亮度值=(灰階編號/255 ) y
其中，0《灰階編號< 255，因此當將上述(式3)的灰階值(255、 MAX、 MIN)修正為Y特性時，
Wst=l/ ( MAX/255 )廣(MIN/255 ) y/2 ) - 1 (其中，0《Wst《1 )。
才艮據以上的說明，取色度值為(MAX-MIN/2) ， W強度(Wst) 由(式3)來算出。
接著，圖14是說明W強度的算出、和RGB —RGBW變換的流程
20的圖。在圖14中，(1)算出色度柱狀圖. .算出色度(MAX-MIN) 1506的累積值1501。接著，(2)閾值算出...根據色度 (MAX - MIN )的累積值算出與上位N。/o相當的色度閾值1505: 1502。 之后，(3)算出W強度'..根據色度閾值算出W強度1507: 1503。 接著，(4)進行RGB —RGBW變換. .使用算出的W強度(Wst) 來根據RGB數據算出RGBW . . 1504。該變換式在圖14中以符號 1508表示。
圖15是說明實現實施例4中的W強度算出部和W生成部(RGB —RGBW變換)的結構的框圖。W強度算出部1303由如下構成最 大/最小值算出部(0<色度值<255 ) 1605、色度值算出部1606、色度 柱狀圖計數部1607、 W強度算出部(0<W強度<1 ) 1608、 1 (l+W 強度)算出部1609。另外，W生成部1301由最小值MIN算出部1610、 W數據算出部1611構成。
根據圖15的結構，得到RGB —RGBW變換和BL強度1306。該 BL強度1306被供給低功耗BL控制部1302,控制背光源的強度。
根據本實施例，色度較高的圖像使W強度降低，進而提高背光源 亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，從而避免 RGBW像素的問題即由于單色亮度降低而導致的圖像質量劣化(暗 淡)。另外，色度較低的圖像即使提高W強度也對色度影響較少， 因此，通過將W強度設定得較高來提高亮度。此時，在將亮度設為 與以往相同時能降低背光源亮度，因此能夠實現低功耗化。
權利要求
1. 一種顯示裝置，包括顯示板，具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線，并與上述數據線和上述掃描線的交叉部對應而呈矩陣狀配置有包含紅色、綠色、藍色、白色的子像素的彩色像素；和對上述顯示板進行照明的背光源，該顯示裝置的特征在于，包括對上述掃描線施加水平掃描信號的掃描驅動器；向上述數據線輸出上述掃描線數量的灰階電壓的數據驅動器；以及向上述數據驅動器發送RGB數據的處理裝置，其中，上述數據驅動器具有變換電路，該變換電路用于將包含紅色子像素數據、綠色子像素數據以及藍色子像素數據的一個彩色像素的RGB數據變換成包含紅色子像素數據、綠色子像素數據、藍色子像素數據以及白色子像素數據的一個彩色像素的RGBW數據，上述變換電路具有白色強度設定電路，該白色強度設定電路能變更相對于RGB的一個像素的灰階編號的白色強度的比率，上述白色強度設定電路的白色強度設定值按照每幀的RGB數據的色度像素的比率來決定。
2. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 包括算出用于發送給上述白色強度設定電路的上述白色強度設定值的白色強度算出電路，上述白色強度算出電路設置在上述數據驅動器的輸入數據和上 述變換電路之間，上述白色強度算出電路根據上述每幀的RGB數據的最小灰階和 最大灰階的比率來算出白色灰階比率，并算出每幀的白色灰階比率的 平均值，根據上述白色像素比率的平均值和上述白色強度設定值來算 出背光源亮度率。
3. 根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于， 包括控制電路，當以從上述變換電路輸出的RGBW數據為一個像素時算出上述一個像素的最大灰階，根據每幀的RGB數據的柱狀圖 來算出與上述柱狀圖的上位N。/。相當的閾值灰階，將用上述閾值灰階 來除RGB數據取得的最大灰階值而得到的值作為擴展系數，將上述 擴展系數乘以上述RGBW數據來擴展數據，以使上述柱狀圖上的 RGB數據的分布在橫軸方向上擴展，算出以顯示板的伽馬特性的伽馬 值對上述擴展系數的倒數進行乘方后的值來作為背光源亮度率，通過 與基于算出的上述白色強度設定值的背光源亮度率之間的乘法運算， 來確定背光源亮度，其中，NM為0%~ 100%的實數。
4. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述色度像素是各RGB數據的子像素數據的最大值和最小值的差值為所設定的色度閾值以上的像素，其中色度闞值是0以上的整數， 上述色度像素的比率是色度像素的數量相對于除去各RGB數據 的子像素的最大灰階為黑閾值以上的黑色像素之后的像素的1幀內的 數量的比率，其中黑閾值是0以上的整數。
5. 根據權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，上述白色像素比率的平均值，在輸入到上述數據驅動器的每一幀 的RGB數據中，在除去最大灰階為黑閾值以上的黑色像素之后的像 素中進行算出，其中黑閾值為0以上的整數。
6. 根據權利要求4或5所述的顯示裝置，其特征在于， 上述數據驅動器具有寄存器，上述色度閾值、上述黑閾值從上述數據驅動器的外部被設定到上 述寄存器中。
7. —種顯示裝置，包括顯示板，具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線，并與 上述數據線和上述掃描線的交叉部對應而呈矩陣狀配置有包含紅色、 綠色、藍色、白色的子像素的彩色像素；和對上述顯示板進行照明的背光源，該顯示裝置的特征在于，包括對上述掃描線施加水平掃描信號的掃描驅動器；向上述數據線輸出上述掃描線數量的灰階電壓的數據驅動器；以及向上述數據驅動器發送RGB數據的處理裝置，其中，上述數據驅動器具有變換電路，該變換電路用于將包含紅色子像 素數據、綠色子像素數據以及藍色子像素數據的 一 個彩色像素的RGB 數據變換成包含紅色子像素數據、綠色子像素數據、藍色子像素數據 和白色子像素數據的一個彩色像素的RGBW數據，上述變換電路具有白色強度設定電路，該白色強度設定電路能變 更相對于RGB —個像素的灰階編號的白色強度的比率，上述白色強度設定電路的白色強度設定值按照每幀的RGB數據 的色度像素的比率來決定，具有算出相對于上述色度像素的比率的白 色強度的多個關系式。
8. 根據權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于， 在算出相對于上述色度像素的比率的白色強度的上述多個關系式之中， 一個是靜態圖像、動態圖像用的關系式， 一個是計算機圖形 圖像、用戶接口圖像用的關系式。
9. 根據權利要求7或8所述的顯示裝置，其特征在于， 上述數據驅動器具有寄存器，算出相對于上述色度像素的比率的白色強度的上述多個關系式， 從上述數據驅動器的外部被設定到上述寄存器中。
10. 根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述色度像素是輸入到上述數據驅動器的各RGB數據的子像素數據的最大值和最小值的差值為所設定的色度閾值以上的像素。
11. 一種顯示裝置，包括顯示板，具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線，并與 上述數據線和上述掃描線的交叉部對應而呈矩陣狀配置有包含紅色、 綠色、藍色、白色的子像素的彩色像素；和對上述顯示板進行照明的背光源，該顯示裝置的特征在于，包括對上述掃描線施加水平掃描信號的掃描驅動器；向上述數據線輸出上述掃描線數量的灰階電壓的數據驅動器；以及向上述數據驅動器發送RGB數據的處理裝置，其中，上述數據驅動器具有變換電路，該變換電路用于將包含紅色子像 素數據、綠色子像素數據和藍色子像素數據的一個彩色像素的RGB 數據變換成包含紅色子像素數據、綠色子像素數據、藍色子像素數據 和白色子像素數據的一個彩色像素的RGBW數據，上述變換電路具有白色強度設定電路，該白色強度設定電路能變 更相對于RGB—個像素的灰階編號的白色強度的比率，上述白色強度設定電路的白色強度設定值按照每幀的RGB數據 的色度像素的比率來決定，具有用于算出相對于上述色度像素的比率 的白色強度的多個關系式，將每幀的RGB數據分成X個區域，上述多個關系式的決定方法 由上述X個區域的每個區域的各RGB數據的子像素數據的最大值和 最小值的差值為所設定的色度閾值以上的色度像素與各RGB數據為 所設定的白閾值以上的白色像素的比率來決定，其中X是l以上的自 然數，色度闞值和白閾值是O以上的整數。
12.根據權利要求11所述的顯示裝置，其特征在于，在算出相對于上述色度像素的比率的白色強度的多個關系式之 中， 一個是靜態圖像、動態圖像用的關系式， 一個是計算機圖形圖像、 用戶接口圖像用的關系式，根據靜態圖像、動態圖像的上述關系式，向上述計算機圖形圖像 和用戶接口圖像進行切換的切換條件是在上述各區域內的至少一個 區域中，上述色度像素的比率為色度比率闞值以上，并且上述白色像 素的比率為白比率閾值以上，其中色度比率閣值和白比率閾值為0至 1的實it。
13. 根據權利要求11或12所述的顯示裝置，其特征在于， 上述驅動器具有寄存器，上述X個區域、上述色度閾值、上述白閾值、上述色度比率閾值、 上述白比率閾值，從上述數據驅動器的外部被設定到上述寄存器中。
14. 一種顯示裝置，包括顯示板，具有多條數據線和與該數據線交叉的多條掃描線，并與 上述數據線和上述掃描線的交叉部對應而呈矩陣狀配置有包含紅色、 綠色、藍色、白色的子像素的彩色像素；和對上述顯示板進行照明的背光源，該顯示裝置的特征在于，包括對上述掃描線施加水平掃描信號的掃描驅動器；向上述數據線輸出上述掃描線數量的灰階電壓的數據驅動器；以及向上述數據驅動器發送RGB數據的處理裝置，其中，上述數據驅動器具有變換電路，該變換電路用于將包含紅色子像 素數據、綠色子像素數據和藍色子像素數據的一個彩色像素的RGB 數據變換成包含紅色子像素數據、綠色子像素數據、藍色子像素數據 和白色子像素數據的一個彩色像素的RGBW數據，上述變換電路具有白色強度設定電路，該白色強度設定電路能變 更相對于RGB—個像素的灰階編號的白色強度的比率，上述白色強度設定電路的白色強度設定值按照根據由各RGB數 據的子像素數據的最大值和最小值的差值算出的色度值的每幀的柱 狀圖算出的與上述柱狀圖的上位N。/。相當的闞值來決定，其中N%為 0%~ 100%的實數。
15. 根據權利要求14所述的顯示裝置，其特征在于， 具有算出用于發送給上述白色強度設定電路的上述白色強度設定值的白色強度算出電路，上述白色強度算出電路算出根據由各RGB數據的子像素數據的 最大值和最小值的差值算出的色度值的每幀的柱狀圖算出的與上述柱狀圖的上位Ny。相當的閾值，其中N%為0% ~ 100%的實數。
16. 根據權利要求14或15所述的顯示裝置，其特征在于， 上述白色強度設定電路按照白色強度并根據RGB數據的最小值來決定白色數據，從上述白色強度設定電路輸出的RGBW數據是對 變換前的RGB數據進行了 (l+白色強度)倍增后的值，其中0《白 色強度<1。
17. 根據權利要求14~ 16中任意一項所述的顯示裝置，其特征在于，從上述白色強度算出電路輸出的背光源強度是進行了 1/ ( 1+白色 強度)倍增后的值，其中0《白色強度<1。
全文摘要
本發明提供一種顯示裝置，其中，RGB→RGBW變換處理部(106)由如下構成與以往同樣的W生成電路(201)、子像素描繪電路(202)、向W生成電路(201)發送W強度設定值(205)的W強度算出部(203)、以及根據在子像素描繪部(202)生成的RGBW像素來擴展數據并根據數據擴展的量來降低背光源的低功耗背光源控制電路(204)。輸入的RGB數據用在W強度算出部(203)中算出的W強度來變換為RGBW數據。生成與在子像素描繪部(202)的數據擴展量相對應的背光源控制信號。由此，能夠避免RGB像素→RGBW像素的變換中的單色的亮度降低所引起的圖像質量劣化(暗淡)，并且實現低功耗化。
文檔編號G09G3/20GK101510389SQ20091000340
公開日2009年8月19日 申請日期2009年1月12日 優先權日2008年2月15日
發明者萬場則夫, 小村真一, 工藤泰幸, 高田直樹, 黑川能毅 申請人:株式會社日立顯示器