專利名稱：能顯示彩色的單色液晶顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到顯示器的領(lǐng)域。更具體的，本發(fā)明涉及使用一個(gè)無子像素或者無顏色的濾色鏡用顏色背光來顯示顏色。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是一種通常用來傳遞數(shù)字信息的顯示器，例如圖像，數(shù)據(jù)和電影。顯示器的這種輕重量、小尺寸的特點(diǎn)極大地增加了它的多功能性，比陰極射線管顯示器(CRT)用途更廣泛。高質(zhì)量平板顯示器通常使用背光源。換句話說，照明源被放置于LCD層后用來促進(jìn)合成圖像的可見性。當(dāng)今，平板液晶顯示器或者單元被用于很多包括計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的各種應(yīng)用，在這里，平板LCD是一種很實(shí)用的顯示器，適用于筆記本電腦以及其他的手提電子裝置。正因?yàn)槠桨錖CD在不斷改進(jìn)，它們被越來越多地用在其它主流應(yīng)用，例如桌上型電腦、高端圖表電腦以及電視機(jī)和其它多媒體顯視器。
大部分電腦的LCD顯視器是背光式的即放在LCD后面的內(nèi)置熒光管制亮。一個(gè)后置于LCD的白色散播板均勻地改變光的方向、分散光，以確保一個(gè)均勻的顯示。這就是背后照明或者背照明。最普遍使用之一的LCD嵌板里的熒光管是一種微小的冷陰極熒光管(CCFL)，它用于背后照明。它提供了一種亮白的光源，這種光源可以被LCD后的嵌板擴(kuò)散。除了提供充足的照明之外，CCFLs升溫時(shí)不會(huì)高于周圍的溫度。正因?yàn)楣庠串a(chǎn)生的熱量不會(huì)毀壞附近其他的零件，這就使它們成為理想的LCD背光源。
CCFLs的一優(yōu)點(diǎn)是它們非常小的尺寸。它們非常薄而且驅(qū)動(dòng)燈的板也非常小。然而，打破它們卻不那么困難，這就是為什么當(dāng)筆記本電腦掉在堅(jiān)硬的地板上LCD顯示器可能會(huì)變暗但是電腦本身仍然工作的原因。
當(dāng)每個(gè)人似乎注意力在LCD技術(shù)“零輻射”優(yōu)點(diǎn)的時(shí)候，沒有一個(gè)人真正想過在液晶(字母“L”和“C”代表的真正意思)后面的是什么。這后面的熒光管技術(shù)，正是以前不被推薦使用，作為辦公室里唯一的光源。
一根熒光燈大部分是一根長(zhǎng)直的提供白光的玻璃管。在玻璃管里有低壓的水銀蒸氣。當(dāng)被電離時(shí)，水銀蒸氣發(fā)散出紫外線光。肉眼對(duì)紫外線光不敏感。熒光燈的內(nèi)部涂上了一層磷。磷是一種通過一定形式可以接受能量、并且以可見光的形式發(fā)散能量的物質(zhì)。例如，從常見的高速電視管的電子出來的能量，也被認(rèn)為是陰極射線管或者CRT，這種能量被組成像素的磷吸收。從熒光燈發(fā)出的光是被涂在電子管內(nèi)的磷所發(fā)出的光。當(dāng)被加壓時(shí)磷會(huì)發(fā)熒光，因此得名?？梢猿鼋Y(jié)論直接凝視熒光燈源是有害的。但是任何地方都沒有提及到大部分LCD板實(shí)際上是熒光燈的反射，并且在許多情況下人們一天中花相當(dāng)多的時(shí)間凝視這樣一種光源。
另一個(gè)熒光燈被用作背后照明源的原因是它接近陽光的固有特性。然而，典型熒光燈的光譜并不接近陽光，常常需要補(bǔ)償。在白色平衡上沒有或者不適當(dāng)?shù)恼{(diào)整會(huì)導(dǎo)致色彩失真。
美國(guó)專利號(hào)6,657,607提出一個(gè)解決方案，那就是使用多種光源作為液晶平板顯示器的色彩平衡光源。尤其是靠改變兩個(gè)或者更多的光源的亮度，以及采用不同色彩溫度的光源，于是液晶顯示器在一個(gè)給定的色彩溫度范圍內(nèi)能達(dá)到一定色彩平衡。然而，通過引進(jìn)額外的光源和極化的方法，這專利僅僅糾正液晶顯示器難題的一個(gè)方面，因?yàn)檫@種顯示器仍然是用熒光燈作背光源的。
發(fā)光二極管提供了另一種光源。除了擁有更長(zhǎng)的使用壽命，發(fā)光二極管還提供了穩(wěn)定、純正的光。在LCD中，目前的發(fā)光二極管應(yīng)用是用幾種顏色的發(fā)光二極管組成來模擬一白光源。本發(fā)明者采用發(fā)光二極管作為L(zhǎng)CD的背光源來提高LCD的許多特性。

發(fā)明內(nèi)容
這里概述本發(fā)明內(nèi)容的一些方面并簡(jiǎn)要介紹一些優(yōu)選實(shí)施例。本部分、摘要和標(biāo)題部分的簡(jiǎn)化或者省略是為了本部分、摘要和本發(fā)明標(biāo)題的原目的。這種簡(jiǎn)化或者省略不是為了限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明屬于液晶顯示器(LCD)，其發(fā)明的LCD沒有子像素也沒有濾色鏡但是能夠展現(xiàn)彩色，所以被提及為能顯彩色的單色LCD。在一個(gè)傳統(tǒng)的彩色LCD顯示器中，每一個(gè)像素包含三個(gè)子像素，這些子像素包括三個(gè)各自的彩色通道，這些通道分別為三個(gè)彩色的設(shè)置，如紅、綠和藍(lán)。通過控制三個(gè)子像素和通過每個(gè)子像素的光，成千上萬的彩色可以被感知。然而，傳統(tǒng)LCD顯示器的問題之一是顯示精度的損失。依照本發(fā)明的一方面，在LCD中的每個(gè)像素沒有任何子像素和濾色鏡，并且獨(dú)立地工作。因此，在沒有實(shí)際上增加額外像素的情況下，顯示精度被極大地提高。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，不同于傳統(tǒng)LCD里的子像素，每個(gè)子像素被預(yù)定要通過一個(gè)指定的色彩光，例如一個(gè)像素中的三個(gè)子像素被設(shè)定用來分別地傳輸紅、綠和藍(lán)光。每個(gè)LCD中的像素在本發(fā)明中不被設(shè)定來通過一個(gè)預(yù)先確定的色彩光。在一種實(shí)施例中，依賴一個(gè)將被顯示的圖像，三彩光被有序列地打開，所有的像素被分別控制用來允許一點(diǎn)也沒有、所有或者有一些的三彩光通過，這樣可導(dǎo)致成千上萬的可見彩色光。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，發(fā)光二極管有多于三個(gè)預(yù)定的色彩但是仍然聚合成三個(gè)基本色光組或者彩色組。在一個(gè)彩色組中擁有多于一個(gè)彩光的目的之一是為了確?？梢姽庾V被盡可能地覆蓋。
本發(fā)明可被實(shí)施為一種方法、一臺(tái)儀器或者部分系統(tǒng)。根據(jù)一實(shí)施例，一液晶顯示器由以下構(gòu)件組成一塊液晶顯示板，此液晶顯示板上的每一個(gè)像素沒有子像素，每一個(gè)像素重顯彩色是通過對(duì)應(yīng)液晶連續(xù)傳送過來的由一個(gè)顯示信號(hào)所控制的一個(gè)或多個(gè)有色光，此顯示信號(hào)本身是決定顯示器怎樣顯示。
通過下面的優(yōu)先實(shí)施方法的細(xì)節(jié)描述以及有關(guān)于附隨的圖表，先前的和別的本發(fā)明的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將變的更顯然。


通過如下的細(xì)節(jié)描述以及附圖，本發(fā)明將會(huì)容易被理解。圖中有參考數(shù)字指明有構(gòu)件，其中 圖1A展示了一排在傳統(tǒng)LCD里的像素，每一個(gè)像素有三個(gè)子像素分別用來傳導(dǎo)紅、綠和藍(lán)光； 圖1B展示了LCD裝置的橫截面圖，這個(gè)裝置是續(xù)圖1A的LCD服務(wù)的； 圖2A展示了一個(gè)本發(fā)明實(shí)施的LCD裝置； 圖2B展示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明LCD的實(shí)施方法，這個(gè)LCD也可以在圖2A中使用； 圖2C展示了在圖2B中的LCD的控制像素的操作，這LCD用彩色光源作背光來產(chǎn)生各種彩色； 圖3A展示了三色組(如紅、綠和藍(lán))的三個(gè)各自的光譜，這個(gè)三色組所能光譜與人類視覺系統(tǒng)感知的光譜作比較；和 圖3B展示了三種類型的作為第一色組的發(fā)光二極管有三種相似彩色光譜，第二色組的發(fā)光二極管有兩種相似彩色光譜，第三色組的發(fā)光二極管有三種相似彩色光譜。
實(shí)施方式 本發(fā)明的LCD具有不同子像素也沒有濾色鏡但是能夠展現(xiàn)彩色，所以被提及為能顯彩色的單色LCD。在一個(gè)傳統(tǒng)的彩色LCD顯示器中，每一個(gè)像素包含三個(gè)子像素，這些子像素包括三個(gè)各自的彩色通道，這些通道分別為三個(gè)彩色的設(shè)置，如紅、綠和藍(lán)。通過控制三個(gè)子像素和通過每個(gè)子像素的光，成千上萬的彩色可以被感知。然而，傳統(tǒng)LCD顯示器的問題之一是顯示精度的損失。依照本發(fā)明的一方面，在LCD中的每個(gè)像素沒有任何子像素和濾色鏡，并且獨(dú)立地工作。因此，在沒有實(shí)際上增加額外像素的情況下，顯示精度被極大地提高。
本發(fā)明的詳細(xì)描述主要依據(jù)過程、步驟、邏輯框圖、程序、以及其它符號(hào)描述，其直接或間接的與耦合到光路中的光學(xué)裝置的操作相類似。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員通常使用這些方法以有效地向本領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員轉(zhuǎn)達(dá)他們的工作內(nèi)容。這里的“一個(gè)實(shí)施例”是指與本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例相關(guān)的一種特征、結(jié)構(gòu)或者性質(zhì)。在說明書中多處出現(xiàn)的詞組“在一個(gè)實(shí)施例中”不是所有都指同一個(gè)實(shí)施例，也不是指與其它實(shí)施例相獨(dú)立的或者僅有的實(shí)施例。而且，代表本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的程序流程圖或者框圖中的順序既不是指本發(fā)明的固有特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
這里有必要回顧一些液晶顯示器(LCD)的基本原理。正如名字所暗示的，液晶顯示器的主要材料之一是液晶，然而，液晶的特征之一是它們通過電磁場(chǎng)在其上的作用而變化。LCD中一種特別的向列型液晶，它被稱為扭曲向列。它是自然扭曲的。取決于電流的數(shù)量導(dǎo)致的電磁場(chǎng)，加在這些液晶上，能改變它們扭曲角度。一個(gè)LCD操作基于這些液晶是怎樣被電磁場(chǎng)控制以致通過控制其光道來顯示。
有兩種主要類型的LCD用于顯示器上，被動(dòng)矩陣式液晶顯示器和主動(dòng)矩陣式液晶顯示器。被動(dòng)矩陣LCD使用一個(gè)簡(jiǎn)單的柵格供給電荷到LCD顯示器上的一個(gè)特殊的像素。這個(gè)過程開始于兩個(gè)玻璃層，稱為基層。一個(gè)基層被給予列而另一個(gè)被給予行，這些是由透明的傳導(dǎo)物質(zhì)制造。這個(gè)通常是銦錫氧化物。行或列被連接到一個(gè)電路上，這個(gè)電路起控制作用，當(dāng)一個(gè)電荷被傳到一個(gè)特殊的行或列下面時(shí)。這個(gè)液晶物質(zhì)被兩個(gè)玻璃感光底層夾在中間，并且極化膜被加在每個(gè)感光底層的外部。當(dāng)開啟一個(gè)像素，電路傳送一個(gè)電荷到準(zhǔn)確的感光底層的列下面并且一個(gè)上面的主動(dòng)的到另一個(gè)行上面。行和列在指定的像素上交叉，并且傳遞電壓到那個(gè)像素來解開液晶。
主動(dòng)矩陣LCD依賴于薄膜晶體管(TFT)?；旧希琓FTs是微小的轉(zhuǎn)換晶體管和電容器。它們被安排在一個(gè)玻璃基層的矩陣?yán)?。為了指明一個(gè)特殊的像素，適當(dāng)?shù)男斜婚_啟然后一個(gè)電荷送進(jìn)這行。因?yàn)樵谶@行上的其他列的電容被關(guān)上，只有這個(gè)指定行列上的電容能接受這電荷。電容器能夠控制電荷直到下一個(gè)更新周期。如果提供給晶體的電壓量被仔細(xì)控制，這個(gè)晶體的扭曲度被有效控制，允許一些光通過。通過非常精確的、非常小的增加量的實(shí)施，一個(gè)LCD可以創(chuàng)造一個(gè)灰度紋，假設(shè)這里有一個(gè)白色的背光源。如今，大部分顯示器在每個(gè)像素上提供的256種亮度?？梢哉故静噬腖CD必須有三個(gè)子像素，這些子像素有紅、綠和藍(lán)色的濾色鏡來創(chuàng)造各自的彩色像素。
圖1A展示了在一個(gè)LCD中的一排像素120。每個(gè)像素，例如像素122有三個(gè)分別標(biāo)記了紅、綠和藍(lán)的子像素。通過仔細(xì)電壓的控制和變化，每個(gè)子像素可以達(dá)到256種亮度(灰度)。結(jié)合子像素可以制造出16.8百萬彩色的調(diào)色板(例如256種紅色x256種藍(lán)色)。比如，當(dāng)控制信號(hào)加在像素124和126中的子像素，背光就通過紅和綠的子像素，導(dǎo)致了一個(gè)混合色“黃色”。在極端的例子中，當(dāng)所有在一個(gè)像素中的子像素被打開或者關(guān)掉，白色或黑色就產(chǎn)生了。在一個(gè)LCD上放映圖像或電視時(shí)，與圖像和視頻一致的控制信號(hào)被各自地應(yīng)用于像素上，導(dǎo)致每個(gè)像素中的子像素分別被開啟或關(guān)閉。結(jié)果是這個(gè)圖像或視頻被顯示在LCD上。
現(xiàn)在提到圖1B，在這里展現(xiàn)了一個(gè)LCD顯示器100的截面圖，這個(gè)LCD顯示器可以使用圖1A中的LCD120的LCD102。這個(gè)LCD顯示器100包括LCD102和背光部分104。取決于制造過程或者規(guī)格構(gòu)造，LCD102至少有保護(hù)層、極化層、前層、濾色鏡層、LCD層、后鏡層和偏光層構(gòu)成。背光部分104通常包括一個(gè)生產(chǎn)白光的光源。該光源可以是一個(gè)或更多的冷陰極熒光管或一排發(fā)光二極管。通過LCD102中的子像素選擇性地濾色，一個(gè)彩色的圖像或視頻就可以被顯示出來。
然而，在LCD120里或LCD顯示器100的一個(gè)問題是顯示精度的損失。正如圖1A中顯示的，每三個(gè)子像素只被用作一個(gè)單獨(dú)的像素。比如，一個(gè)典型的筆記本電腦提供的顯示精度高達(dá)1024×768。這樣1024個(gè)列乘以768個(gè)行再乘以3個(gè)子像素就是2,359,296子像素，這意味著有一個(gè)巨大的數(shù)量的晶體管不得不在LCD120里的基層上生成。如果精度更高(例如電視機(jī)顯示器)，LCD120里的基層上要產(chǎn)生更多的晶體管，隨之，LCD的花費(fèi)大大提高了。
另一個(gè)LCD120上體現(xiàn)的問題是拖尾效應(yīng)，這種效應(yīng)經(jīng)常在帶有快速運(yùn)動(dòng)物體的視頻中被看見。因?yàn)樽酉袼氐摹伴_”和“關(guān)”狀態(tài)(更新)被周期性地控制，所以當(dāng)一個(gè)場(chǎng)景中的物體運(yùn)動(dòng)過快(比如比更新速度更快)，尾部效應(yīng)將被顯示，導(dǎo)致物體模糊的顯示。為了減少這樣的效應(yīng)，已經(jīng)有很多措施包括增加更新速度。但結(jié)果是因此生產(chǎn)LCD的費(fèi)用被經(jīng)常增加。
圖2A展示了本發(fā)明實(shí)施中的一種LCD顯示器200。LCD顯示器200包含一個(gè)LCD202，這個(gè)LCD將進(jìn)一步在圖2B中展示。與圖1A中的LCD120不同的是，LCD202沒有子像素這個(gè)概念。LCD202本來是單色的。當(dāng)一個(gè)像素包含三個(gè)子像素時(shí)，這個(gè)LCD的合成的顯示精度就極大地減少，因?yàn)槿齻€(gè)子像素作為一個(gè)像素在工作。例如，對(duì)于一個(gè)1024×768像素的圖像，圖1A中的LCD就有2,359,296的子像素。如下所描述的，LCD202只需要1,024×768＝786,432個(gè)像素。如果每個(gè)子像素被用作一個(gè)獨(dú)立的像素及2,359,296個(gè)子像素，LCD202就可以提供一個(gè)更高的顯示精度。
因?yàn)闆]有子像素，每個(gè)LCD202中的像素被獨(dú)立地設(shè)定一個(gè)光道，這個(gè)光道是被有效得，也就是講只有一個(gè)特定的光亮度可以被通過一個(gè)像素。在一個(gè)實(shí)施例中，加以適當(dāng)?shù)碾姶艌?chǎng)(通過電壓/電流)，256種亮度可以通過一個(gè)像素。256種亮度相當(dāng)于可以被LCD202提供的256種亮度(灰色)。本發(fā)明的其中一個(gè)特點(diǎn)即可以讓LCD202復(fù)制彩色。而這彩色是用至少三個(gè)色彩光源作背光提供的。
在LCD202后是一個(gè)基于LED背光照明部分，這個(gè)部分包含一組擴(kuò)散層和反射鏡204和一排或一矩陣的發(fā)光二極管206。擴(kuò)散層和反射鏡204和其它的光學(xué)的部分(圖中沒有顯示，例如反射鏡)提供光學(xué)裝置來均勻分布從發(fā)光二極管206發(fā)出的光到LCD202。在圖2A中展示的實(shí)施例中，發(fā)光二極管206至少由三個(gè)類型彩色發(fā)光二極管組成。在一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)彩色發(fā)光二極管被應(yīng)用，例如紅、綠和藍(lán)。
為了確保一個(gè)平衡的白光或者是在希望達(dá)到的一個(gè)色彩溫度，控制器208用來控制驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管206的電源供應(yīng)210。控制器208接受至少三個(gè)類型的控制信號(hào)、傳感器反饋信號(hào)212、視頻控制信號(hào)214和光控信號(hào)216。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器反饋信號(hào)212是從傳感器來的，這個(gè)傳感器被安置用來感知合成的背光。至于三個(gè)類型的紅、綠和藍(lán)發(fā)光二極管，三個(gè)傳感器209被用來分別感知紅、綠和藍(lán)光并且提供各自的反饋信號(hào)到控制器208。比如，希望有一個(gè)三個(gè)彩色發(fā)光二極管的相對(duì)能量比率R∶G∶B＝0.9∶1∶08?；谀承┰?，比率能保持。三個(gè)傳感器209可以立即察到差異并發(fā)送反饋信號(hào)給控制器208，這個(gè)控制器可決定怎樣調(diào)整電源供應(yīng)210，反過來導(dǎo)致彩色發(fā)光二極管保持原定比率。在另一個(gè)實(shí)施方法中，有超過三個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)三種以上的發(fā)光二極管。如果需要，其中一個(gè)傳感器可用來感光組合光的亮度，這些組合光是由發(fā)光二極管提供。萬一亮度超過一個(gè)特定的極限，光度傳感器可以察到并且適當(dāng)?shù)亟档碗娫垂?yīng)。更進(jìn)一步地，其它傳感器可以被用來感察個(gè)別的色彩光度和/或每個(gè)發(fā)光二極管的波長(zhǎng)，或者控制發(fā)光二極管的循環(huán)以達(dá)到在某些應(yīng)用中希望達(dá)到的光源。
視頻控制信號(hào)214是一種來自視頻處理器的信號(hào)，這個(gè)處理器用來處理(視頻或圖像)信號(hào)，以便能顯示在LCD上。在傳統(tǒng)的顯示方法中，顯示信號(hào)被直接提供到LCD202來控制子像素的“開”或“關(guān)”，或者正好控制各自的液晶扭曲度以允許一定數(shù)量的白光通過相應(yīng)的濾色鏡，從而恢復(fù)色彩。在本發(fā)明中，在一個(gè)控制周期中，來自于視頻信號(hào)的視頻控制信號(hào)214控制各自的液晶扭曲度以允許一定數(shù)量的彩光通過，依賴于人類視覺系統(tǒng)能力來感知一個(gè)合成的組合色彩。
圖2C展示了LCD202中控制像素以及有色背光的操作，這有色背光可以用來恢復(fù)色彩。假定行r3和列c5、c6和c7被一個(gè)或更多LCD驅(qū)動(dòng)器217選中。結(jié)果是，顯示器中的三個(gè)像素被控制了。在一個(gè)實(shí)施方法中，有色背光使用紅、綠和藍(lán)LEDs，這些LEDs被逐漸地及時(shí)啟動(dòng)。依照來自于視頻處理其218的顯示信號(hào)214，假定這些像素需要在t1、t2和t3上相繼顯示“黃”、“橙”和“灰”。一個(gè)重要的特征在這些像素中就是讓適當(dāng)?shù)牟使馔ㄟ^，這樣想得到的色彩黃”、“橙”和“白”被顯示或在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候被感知。
在t1期間，對(duì)于這些像素的晶體被充分地翻轉(zhuǎn)過來讓兩個(gè)色光通過一定時(shí)間，但完全阻塞第三個(gè)。即在這里紅綠光被成功地通過，藍(lán)光被阻塞。當(dāng)一個(gè)用戶看到紅綠光，被感知的色彩到人類視覺里就是“黃色”，在這里“黃”光是這兩個(gè)短時(shí)及連續(xù)基色的色彩結(jié)合。
這些像素的晶體被充分地翻過來，讓第一色光全部通過，緊接著這些像素被翻轉(zhuǎn)一半讓第二色光通過一半，并且阻塞第三色光。在第一個(gè)預(yù)定的周期中，以足夠的光道只有紅光被充分地通過。在第二個(gè)預(yù)定周期中，以一半的光道，只有50％的綠光被同，導(dǎo)致一個(gè)人類視覺可感知的色彩“綠色”。
在t期間，這些像素的晶體被翻轉(zhuǎn)一半以通過所有色光強(qiáng)度的一半，也就是紅、綠和藍(lán)色光強(qiáng)度的一半，導(dǎo)致一個(gè)人類視覺可感知的色彩“灰色”。同樣可以理解當(dāng)這些像素的晶體被充分翻轉(zhuǎn)以通過所有三個(gè)色光的光道被通過，在人類視覺中可感知的彩色就是白色。
在一個(gè)實(shí)施方法中，晶體的光道可以被控制到256不同的亮度(灰度)。有三個(gè)彩光，就可以有16.8百萬不同的可感知的色彩。因此，正如圖2C所展示的，在t1期間相應(yīng)的輸出色彩是(R，G，B)＝(255，255，0)，在t2期間相應(yīng)的輸出色彩是(R，G，B)＝(255，128，0)，在t3期間相應(yīng)的輸出色彩是(R，G，B)＝(255，255，255)。
再回到圖2A，光控信號(hào)216是依照一個(gè)特定的設(shè)置而產(chǎn)生的。例如，某家電視廠商希望它生產(chǎn)的LCD電視偏微紅而其它電視廠商希望它生產(chǎn)的LCD電視偏藍(lán)色。因此，用控制各自發(fā)光二極管的亮度，一個(gè)6500K的白光溫度(有些微紅)或者一個(gè)9000K的白光溫度(有些帶藍(lán)光)就可以生產(chǎn)。在一個(gè)實(shí)施方法中，三種類型的彩色發(fā)光二極管被使用，二極管相應(yīng)的能量比率是R∶G∶B＝1∶1∶0.9。相應(yīng)的光控信號(hào)216因此產(chǎn)生被傳到控制器208，控制器208確保電源供應(yīng)210來依照比率控制三色二極管。取決于各種實(shí)施，其它的控制信號(hào)，比如亮度控制信號(hào)，可以被包括在光控信號(hào)216里。
用傳感器反饋信號(hào)212，視頻控制信號(hào)214和光控信號(hào)216，LCD中的背光可以提供任何一種彩色電源并且容易被控制。在一個(gè)實(shí)施方法中，發(fā)光二極管分別在三個(gè)彩色組里，每個(gè)色組產(chǎn)生一個(gè)特定的彩色，這個(gè)彩色是和一個(gè)在CIE比色法系統(tǒng)中的彩色溫度相應(yīng)的。光學(xué)傳感器209用來確保這樣的色彩溫度，通過傳感器反饋212驅(qū)動(dòng)控制器208來維持。
在LCD應(yīng)用中，彩色是由三個(gè)基色彩(紅、綠和藍(lán))合成而產(chǎn)生或復(fù)制。圖3A畫出了發(fā)光二極管的三色組(紅、綠和藍(lán))的三個(gè)各自的光譜320、322和324。疊加在上的是三個(gè)近似的紅、綠和藍(lán)光譜326、328和330，這些光譜可以被人類視覺系統(tǒng)所感知。從圖看知，無論怎樣混合，紅、綠和藍(lán)基色，有些色彩是無法顯示的。但是，光譜320、322和324比光譜326、328和330要狹窄很多，因此有些波長(zhǎng)根本沒有或者其能量不夠強(qiáng)以無法復(fù)制某些彩色(比如大約500nm或600nm的彩色)。
發(fā)光二極管的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是幾乎在任何可見區(qū)的波長(zhǎng)都是找到對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的發(fā)光二極管。如加以分類，發(fā)光二極管可以彩色組或色組為單位，每個(gè)彩色組或色組集中于一個(gè)彩色。因此正如這里所使用的，一個(gè)發(fā)光二極管的彩色意味著一個(gè)彩色或一個(gè)色組。由于發(fā)光二極管的彩色多種性，一個(gè)原始彩色或基色(紅、綠或藍(lán))或甚至一個(gè)白光(平衡白色)的光譜設(shè)計(jì)可以比傳統(tǒng)的放電管更靈活。在一個(gè)實(shí)施例中，超過三種類型的發(fā)光二極管被應(yīng)用。圖3B展示了三種類型的作為第一色組的發(fā)光二極管有三種相似彩色光譜，第二色組的發(fā)光二極管有兩種相似彩色光譜，第三色組的發(fā)光二極管有三種相似彩色光譜。結(jié)果是，幾乎所有彩色都可以被三色組的不同混合復(fù)制。
在不損失通用的情況下，上述的實(shí)施方法可以被如下描寫。假定一個(gè)背光組C來產(chǎn)生三角形定義的所有彩色，或者一個(gè)CIE彩色所定義的光譜或者所有色彩，這些色彩可表示為一套或一組R(i)，G(i)，和B(i)，即每個(gè)相應(yīng)的發(fā)光二極管的色組，在這里i＝1，2，..，N，這樣C={Σi=1NR(λi),Σi=1MG(λi),Σi=1NB(λi)}]]>這里N、M和K是整數(shù)并且可能是也可能不是同樣的，λ是一個(gè)波長(zhǎng)或一種彩色。當(dāng)一個(gè)背光部分使用一個(gè)背光套組，這樣所有想要的彩色就能生動(dòng)地顯示出來。另外，這樣產(chǎn)生出來的全色光譜可比如NTSC或PAL電視標(biāo)準(zhǔn)所定義的彩色光譜更寬廣。
本發(fā)明可以作為一個(gè)方法、一個(gè)儀器或一個(gè)系統(tǒng)的部分來實(shí)現(xiàn)，每種實(shí)現(xiàn)都可以產(chǎn)出如下的優(yōu)勢(shì)或利益。第一，LCD中的每個(gè)像素沒有任何子像素，就像傳統(tǒng)LCD中的子像素是一個(gè)獨(dú)立的像素，因此，在沒有實(shí)際增加的附加的像素前提下，顯示精度被極大地提高。第二，不像傳統(tǒng)LCD中的子像素，那里子像素預(yù)定通過一個(gè)指定的光道，比如三個(gè)一個(gè)像素中的三個(gè)子像素被設(shè)定分別傳送紅、綠和藍(lán)光，而本發(fā)明中的LCD的像素沒有被設(shè)定來通過預(yù)定的光道，這樣LCD的成本和復(fù)雜性被極大地降低了。第三，不像傳統(tǒng)的LCD平行地使用子像素，本發(fā)明使用的單色LCD能在同一像素中產(chǎn)生所有的彩色光，因此，彩色能被充分地對(duì)應(yīng)，因此極小化了彩色鑲嵌的可能性。第四，發(fā)光二極管呈超過三個(gè)預(yù)定彩色的色彩卻仍然組合為三色光。本發(fā)明其中一個(gè)在一個(gè)色組中擁有超過一個(gè)彩光的目的是確?？梢暪庾V被盡可能的覆蓋。其它的優(yōu)勢(shì)或者利益對(duì)那些熟悉這領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
借助于具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，這些說明是描述性的，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。依據(jù)本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的范圍本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)這些優(yōu)選實(shí)施例作出各種修改，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括具有象素點(diǎn)陣的一個(gè)液晶顯示屏，每一個(gè)象素不包括子象素，每一個(gè)象素由一個(gè)或者多個(gè)彩色光源連續(xù)地透過相應(yīng)的由顯示信號(hào)控制開啟的液晶時(shí)再現(xiàn)色彩，所述顯示信號(hào)是顯示在液晶顯示屏上的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括依據(jù)視頻控制信號(hào)控制所述一個(gè)或者多個(gè)彩色光源的控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器用于依據(jù)顯示信號(hào)控制液晶顯示屏的象素。
4.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器用于控制每一個(gè)象素的液晶通過的光量。
5.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器用于控制每一個(gè)象素的液晶，控制所述液晶的打開期間并有預(yù)定的光亮通過。
6.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器用于控制每一個(gè)象素的液晶，使得一個(gè)周期內(nèi)有一定的光量通過所述液晶，所述一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器還控制每一個(gè)象素的液晶允許相應(yīng)的光通過所述液晶的相應(yīng)的在該周期內(nèi)的持續(xù)時(shí)間。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)背光單元作為所述液晶顯示器的背光源，其中所述背光單元至少包括在所述周期內(nèi)相繼點(diǎn)亮的三色光源。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，受控制通過液晶的光量、以及依據(jù)通過液晶的光的種類控制通過液晶的持續(xù)時(shí)間可以再現(xiàn)出數(shù)百萬種可以感知的色彩。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括為所述液晶顯示器提供背光的背光單元，所述背光單元包括多個(gè)紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(L)組成的發(fā)光二極管組，所述發(fā)光二極管組在一個(gè)周期內(nèi)順序點(diǎn)亮，所述每個(gè)發(fā)光二極管組包括Σi=1NR(λi),Σi=1MG(λi),Σi=1NB(λi),]]>其中N、M和K是整數(shù)，λ表示波長(zhǎng)或者顏色。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中N、M和K是不同的整數(shù)，以保證充分地再現(xiàn)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的可見光譜。
11.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，所述一個(gè)預(yù)先設(shè)定的可見光譜是電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一組色彩。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括分別感知紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(L)發(fā)光二極管組的色彩的光學(xué)傳感器，光學(xué)傳感器的信號(hào)被反饋給控制器用于依據(jù)預(yù)先設(shè)定的功率比控制所述紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(L)發(fā)光二極管組中的發(fā)光二極管。
13.一種液晶顯示器包括一組包括三種顏色的在一個(gè)周期內(nèi)順序點(diǎn)亮的背光，一個(gè)依據(jù)視頻控制信號(hào)控制三色光的控制器；和一個(gè)具有象素點(diǎn)陣的液晶顯示屏，每一個(gè)象素不再包括子象素并以一個(gè)或者多個(gè)顏色光的受控的光量連續(xù)地通過該像素的液晶再現(xiàn)色彩，其中所述一個(gè)或者多個(gè)顏色光是充分的，所述液晶依據(jù)顯示信號(hào)打開，在所述液晶顯示屏上顯示。
14.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一組光學(xué)傳感器，用于感知三種顏色光并提供一個(gè)或者多個(gè)視頻控制信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括依據(jù)所述顯示信號(hào)控制液晶顯示屏的象素的一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，用于依據(jù)顯示信號(hào)控制每一個(gè)象素的液晶的光通量。
17.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，用于依據(jù)顯示信號(hào)控制每一個(gè)象素的液晶打開的持續(xù)時(shí)間并通過預(yù)先設(shè)定的光量。
18.如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，用于控制每一個(gè)象素的液晶在所述周期中通過的光量，其中所述一個(gè)或者多個(gè)驅(qū)動(dòng)器還控制每一個(gè)象素的液晶在所述周期中打開通過相應(yīng)的顏色光的不同的持續(xù)時(shí)間。
19.如權(quán)利要求18所述的液晶顯示器，其中控制通過所述液晶的光量與相應(yīng)顏色的光通過的持續(xù)時(shí)間，可以再現(xiàn)數(shù)百萬種色彩。
20.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，進(jìn)一步包括為所述液晶顯示器通過背光的背光單元，所述背光單元包括在一個(gè)周期中順序點(diǎn)亮的多個(gè)紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光二極管組，所述每個(gè)發(fā)光二極管組包括Σi=1NR(λi),Σi=1MG(λi),Σi=1NB(λi),]]>其中N、M和K是整數(shù)，λ表示波長(zhǎng)或者顏色。
全文摘要
本發(fā)明提供在液晶平板顯示器里背后照明的技術(shù)。依照一實(shí)施方法，在LCD中的每個(gè)像素沒有任何子像素和濾色鏡，并且個(gè)像素獨(dú)立地工作。因此，在沒有實(shí)際上增加額外像素的情況下，顯示精度被極大地提高。不同于傳統(tǒng)LCD里的子像素，每個(gè)子像素被預(yù)定要通過一個(gè)指定的色彩光，例如一個(gè)像素中的三個(gè)子像素被設(shè)定用來分別地傳輸紅、綠和藍(lán)光。本發(fā)明的LCD中的像素不被設(shè)定來通過一個(gè)預(yù)先確定的色彩光。在一種實(shí)施例中，依賴一個(gè)將被顯示的圖像，三彩光被有序列地打開，所有的像素被分別控制用來允許一點(diǎn)也沒有、所有或者有一些的三彩光通過，這樣可導(dǎo)致成千上萬的可見彩色光。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1847935SQ20061000419
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者胡大文, 李克彬 申請(qǐng)人:矽感成像有限公司