專利名稱：信號變換電路及具有該信號變換電路的多基色液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及使用四個以上的基色來進行顯示的多基色液晶顯示裝置。另外，本發(fā)明還涉及在這種液晶顯示裝置中使用的信號變換電路。
背景技術(shù)：
當前，以液晶顯示裝置為主的各種顯示裝置用于各種用途。一般的顯示裝置中，利用顯示光的三基色即紅、綠、藍的三個子像素來構(gòu)成一個像素，通過這樣能進行彩色顯示。然而，現(xiàn)有的顯示裝置存在如下問題，S卩，可顯示色彩的范圍(被稱為“色彩再現(xiàn)范圍”)較小。圖16中示出使用三基色來進行顯示的現(xiàn)有的顯示裝置的色彩再現(xiàn)范圍。圖 16是CTZ表色系統(tǒng)中的xy色度圖，將與紅、綠、藍的三基色對應(yīng)的三個點作為頂點的三角形表示色彩再現(xiàn)范圍。另外，圖中用X符號描繪出由Pointer所指出的、自然界中存在的各種物體的色彩(參照非專利文獻1)。由圖16可知，存在不包含于色彩再現(xiàn)范圍中的物體色，在使用三基色來進行顯示的顯示裝置中，無法顯示一部分的物體色。因此，為了擴大顯示裝置的色彩再現(xiàn)范圍，已提出將用于顯示的基色數(shù)量增加到四個以上的方法。例如，專利文獻1中，如圖17所示，披露了由顯示紅、綠、藍、黃、藍綠、品紅的六個子像素R、G、B、Ye、C、M構(gòu)成一個像素P的液晶顯示裝置800。圖18中示出該液晶顯示裝置800的色彩再現(xiàn)范圍。如圖18所示，將與六個基色對應(yīng)的六個點作為頂點形成六邊形， 利用該六邊形表示的色彩再現(xiàn)范圍基本將物體色包括在內(nèi)。這樣，通過增加用于顯示的基色數(shù)量，從而能擴大色彩再現(xiàn)范圍。本申請說明書中，將使用四個以上的基色來進行顯示的顯示裝置總稱為“多基色顯示裝置”，將使用四個以上的基色來進行顯示的液晶顯示裝置稱為“多基色液晶顯示裝置(或者簡稱為多基色LCD)”。另外，將使用三基色來進行顯示的現(xiàn)有一般的顯示裝置總稱為“三基色顯示裝置”，將使用三基色來進行顯示的液晶顯示裝置稱為“三基色液晶顯示裝置(或者簡稱為三基色IXD) ”。作為輸入到三基色顯示裝置的視頻信號的形式，一般為RGB格式或YCrCb格式等。由于這些格式的視頻信號包含三個參數(shù)(可以說是三維信號)，因此用于顯示的三基色 (紅、綠及藍)的亮度被唯一確定。為了用多基色顯示裝置進行顯示，需要將三基色顯示裝置用的格式的視頻信號變換成包含更多參數(shù)(四個以上參數(shù))的視頻信號。在本申請說明書中，將與四個以上的基色對應(yīng)的這種視頻信號稱為“多基色信號”。專利文獻1 日本國專利特表2004-5^396號公報非專利文獻1 :M.R.P0inter，“實際表面色彩的范圍”，色彩研究及應(yīng)用("Thegamut of real surface colors,，，Color Research and Application) , Vol. 5, No. 3, pp.145-155(1980)然而，在使用四個以上的基色來表現(xiàn)三基色顯示裝置用的格式的視頻信號所表示的色彩時，各基色的亮度不是唯一確定，存在多種亮度組合。即，將三維信號變換成多基色信號的方法不止一種，其任意性(自由度)極高。因此，至今仍未找出最適合于多基色顯示裝置的信號變換方法。特別是，利用液晶的光學性質(zhì)的液晶顯示裝置由于具有與其它顯示裝置不同的顯示特性，因此對于多基色液晶顯示裝置，至今仍未找出考慮該顯示特性的信號變換方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供適用于多基色液晶顯示裝置的信號變換電路及具有這種信號變換電路的多基色液晶顯示裝置。本發(fā)明的信號變換電路是在使用四個以上的基色來進行顯示的多基色液晶顯示裝置中使用、將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號的信號變換電路，在生成用于使多基色液晶顯示裝置的像素顯示馬克貝斯色卡中的深膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得由表示從正面方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標 (u’，v’)、和表示從斜60°方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u6Q’，v6(l’)所規(guī)定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成為 0.03 以下。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路在生成用于使多基色液晶顯示裝置的像素顯示馬克貝斯色卡中的深膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得所述色差Au’ ν’成為0.008以下。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路在生成用于使多基色液晶顯示裝置的像素顯示馬克貝斯色卡中的淺膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得所述色差Au’ ν’成為0.01以下?；蛘?，本發(fā)明的信號變換電路是在使用四個以上的基色來進行顯示的多基色液晶顯示裝置中使用、將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號的信號變換電路，在生成用于使多基色液晶顯示裝置的像素顯示馬克貝斯色卡中的淺膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得由表示從正面方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u’，ν’)、和表示從斜60°方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u6Q’，V60')所規(guī)定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)成為 0. 01 以下。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路在生成用于使多基色液晶顯示裝置的像素顯示馬克貝斯色卡中的淺膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得所述色差Au’ ν’成為0.008以下。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路在將用于顯示的基色的數(shù)量設(shè)為 η時，根據(jù)輸入的視頻信號來參照查找表，從而得到η個基色中的(η-3)個基色的亮度，通過使用所述(riD個基色的亮度進行運算，從而算出所述η個基色中的剩余三個基色的亮度。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路包括查找表存儲器，該查找表存儲器存儲所述查找表；及運算部，該運算部進行所述運算。某一優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的信號變換電路包括具有上述結(jié)構(gòu)的信號變換
4電路；及液晶顯示面板，對該液晶顯示面板輸入由所述信號變換電路生成的多基色信號。本發(fā)明的信號變換電路在將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得從正面看像素時的色度與從斜方向看像素時的色度之差比預定值要小。具體來講，本發(fā)明的信號變換電路在生成用于顯示深膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得由表示從正面方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u’，v’)、和表示從斜60°方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u6CI’，v6(l’)所規(guī)定的色差Au’v’ =((u'-U60')2+(v'-V60')2)成為0.03以下?；蛘?，本發(fā)明的信號變換電路在生成用于顯示淺膚色的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得色差Δu’ ν’成為0.01以下。因此， 能夠抑制因泛白(Y特性的視角依存性)所引起的色相或彩度的偏差，能夠在多基色液晶顯示裝置中實現(xiàn)高品質(zhì)的顯示。


圖1是示意地表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中的液晶顯示裝置100的方框圖。圖2是表示液晶顯示裝置100的像素結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。圖3(a) (C)是用于說明色度的測定條件的俯視圖、正視圖及側(cè)視圖。圖4是對三基色IXD的紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的關(guān)系曲線圖。圖5是表示從斜60°方向看三基色IXD的像素時的色度偏差的xy色度圖。圖6是對多基色IXD的紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素、黃色子像素及藍綠色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的關(guān)系曲線圖。圖7是表示從斜60°方向看多基色IXD的像素時的色度偏差的xy色度圖。圖8是對多基色IXD的紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素、黃色子像素及藍綠色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的關(guān)系曲線圖。圖9是表示從斜60°方向看多基色IXD的像素時的色度偏差的xy色度圖。圖10是對多基色IXD的紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素、黃色子像素及藍綠色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的關(guān)系曲線圖。圖11是表示從斜60°方向看多基色IXD的像素時的色度偏差的xy色度圖。圖12是表示從正面方向看像素時的顯示色的XYZ值的圖形。圖13是表示從斜60°方向看像素時的顯示色的XYZ值的圖形。圖14是表示液晶顯示裝置100所具有的信號變換電路20的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖。圖15是表示液晶顯示裝置100所具有的信號變換電路20的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的另一個例子的方框圖。圖16是表示三基色IXD的色彩再現(xiàn)范圍的xy色度圖。圖17是示意地表示現(xiàn)有的多基色LCD800的圖。
圖18是表示多基色IXD800的色彩再現(xiàn)范圍的xy色度圖(標號說明10 液晶顯示面板20 信號變換電路21 色度坐標變換部22 查找表存儲器23 運算部24 插補部100 液晶顯示裝置
具體實施例方式現(xiàn)有一般的TN(Twisted Nematic 扭曲向列型)模式和 STN(Super Twisted Nematic 超扭曲向列型)模式的液晶顯示裝置具有視角小的缺點，為了改進該缺點，已開發(fā)出各種顯示模式。作為改進視角特性的顯示模式，已知有日本國專利特公昭63-21907號公報所披露的IPSan-Plane Switching 面內(nèi)開關(guān)型)模式、和日本國專利特開平1H42225號公報所披露的MVA(Multi-domain Vertical Alignment 多疇垂直取向)模式、日本國專利特開2003-4；3525號公報所披露的CPA (Continuous Pinwheel Alignment 連續(xù)焰火狀排列)
模式等。上述的顯示模式中，雖已實現(xiàn)以廣視角來進行高品質(zhì)的顯示，但最近，作為視角特性的問題，新出現(xiàn)了正面觀測時的Y特性和斜向觀測時的Y特性不同的問題、即Y特性的視角依存性的問題。Y特性是顯示亮度的灰度依存性。若Y特性在正面方向和斜方向不同，則由于灰度顯示狀態(tài)因觀測方向而不同，因此特別是在顯示照片等圖像的情況下、或顯示TV廣播等的情況下會出現(xiàn)問題。γ特性的視角依存性中，可看到斜向觀測時的顯示亮度比原本的顯示亮度要高的現(xiàn)象(被稱為“泛白”)。若發(fā)生泛白，則還會發(fā)生如下問題，即，由像素顯示的色彩在從正面方向看和從斜方向看時不同，本申請發(fā)明者通過對用于多基色LCD的信號變換方法進行各種探討后，結(jié)果找到了能夠抑制因伴隨著泛白的色彩偏差所引起的顯示品質(zhì)的下降的信號變換方法。下面，參照

本發(fā)明的實施方式。此外，本發(fā)明并不局限于以下的實施方式。圖1中示出本實施方式的液晶顯示裝置100。液晶顯示裝置100如圖1所示，具有液晶顯示面板10、和信號變換電路20，是使用四個以上的基色來進行顯示的多基色LCD。液晶顯示裝置100具有矩陣狀排列的多個像素，由多個子像素來規(guī)定各像素。圖2 中示出液晶顯示裝置100的像素結(jié)構(gòu)的一個例子。圖2所示的例子中，規(guī)定各像素的多個子像素為顯示紅色的紅色子像素R、顯示綠色的綠色子像素G、顯示藍色的藍色子像素B、 顯示黃色的黃色子像素如、和顯示藍綠色的藍綠色子像素C。此外，構(gòu)成像素的子像素的種類、數(shù)量、或配置并不局限于圖2所舉例示出的那樣。規(guī)定各像素的多個子像素只要包含顯示相互不同的基色的四個以上的子像素即可。
信號變換電路20將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號。信號變換電路20例如如圖1所示，將包括表示紅、綠及藍的各亮度的分量在內(nèi)的RGB 格式的視頻信號(三維信號)變換成包括表示紅、綠、藍、黃及藍綠的各亮度的分量在內(nèi)的多基色信號。對液晶顯示面板10輸入由信號變換電路20生成的多基色信號，利用各像素來顯示與輸入的多基色信號對應(yīng)的色彩。作為液晶顯示面板10的顯示模式，可使用各種顯示模式(例如MVA模式、CPA模式、或IPS模式)。此外，本實施方式中，舉例示出對信號變換電路20輸入RGB格式的視頻信號的情況，但輸入到信號變換電路20的視頻信號只要是三維信號，則可為任意格式，也可為XYZ格式或YCrCb格式等。對于顯示裝置的色彩再現(xiàn)性而言，非常重視記憶色。由于大多數(shù)情況下無法將顯示在顯示裝置上的圖像與被攝體直接比較，因此顯示圖像與觀察者所記憶的圖像之間的關(guān)系則很重要。對用于電視機的顯示裝置而言，在記憶色中，認為人的皮膚的顏色(以下稱為 “膚色”。)特別重要。本實施方式中的信號變換電路20至少在生成用于顯示特定的膚色(人的皮膚的顏色)的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得從正面看像素時的色度和從斜方向看像素時的色度之差(即“色差”)比預定值要小。因此，不易看出因泛白所引起的色彩偏差， 可實現(xiàn)高品質(zhì)的顯示。下面，更具體地進行說明。首先，這里所說的色差，是由表示從正面方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u’，ν’)、和表示從斜60°方向看像素時的色度的CIE1976色度坐標(u6Q’，V60')所規(guī)定的色差 Au，ν，= ((u，-u60' )2+(v' -V60' )2)。本實施方式中的信號變換電路20在生成用于顯示馬克貝斯色卡(日文7々《^ ★ ~ 一卜、英文=Macbeth Chart)(—般為了確認色彩再現(xiàn)性而使用的色?？?中的深膚色 (Dark Skin)的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得色差Δu’ v’成為0. 03以下。另外(或者)，信號變換電路20在生成用于顯示淺膚色(Light Skin)的多基色信號時，進行視頻信號的變換，使得色差Δu’ ν’成為0.01以下。由于色度是取決于色相和彩度的測色方面的性質(zhì)，因此色差Au’ ν’小就意味著色相和彩度的偏差小。在現(xiàn)有的一般的三基色IXD中，顯示深膚色時的色差Au’ ν’超過 0.03，顯示淺膚色時的色差Au’ ν’超過0.01。因此通過使色差Au’ ν’在上述的范圍內(nèi)， 從而相比現(xiàn)有的三基色LCD，能夠抑制因泛白所引起的色相和彩度的偏差。此外，本申請說明書中的“深膚色”及“淺膚色”的范圍由表1所示的Y值及色度 χ、y規(guī)定。設(shè)白顯示時的像素的Y值為100，表1所示的Y值表示相對于100的相對值。[表1]
(Y，χ，y)深膚色(Dark Skin)(10. 1±0. 5,0. 400±0. 02,0. 350±0. 02)淺膚色(Light Skin)(35. 8±1，0. 377±0. 02,0. 345±0. 02)
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另外，例如如圖3(a) (c)所示，可測定從正面方向看像素時的色度、和從斜60° 方向看像素時的色度。圖3(a) (c)是用于說明色度的測定條件的俯視圖、正視圖及側(cè)視圖。如圖3(a)及(c)所示，在相對于液晶顯示裝置100的顯示面的正面方向及斜60° 方向(例如如圖所示在水平方向傾斜60°的方向)上設(shè)置色度計，在輸入用正面方向的色度計測定時的像素的色度成為深膚色、淺膚色的色度那樣的信號的狀態(tài)下進行測定即可。為了避免各像素的黑掩模等的影響，在顯示面內(nèi)實際成為色度測定對象的區(qū)域 (測定點)最好是具有50 100個像素左右的面積。另外，設(shè)在相當于顯示面的4%的窗口(圖3(b)中示出。)中顯示的白色的Y值為100，則求出相對于100的相對值以作為深膚色和淺膚色的Y值(亮度)即可。為了進一步抑制色相或彩度的偏差，信號變換電路20最好在生成用于顯示深膚色或淺膚色的多基色信號時進行視頻信號的變換，使得色差Δ ’ν’成為0.008以下。通過使色差Διι’ ν’處于該范圍內(nèi)，從而能夠大幅抑制因泛白所引起的色相或彩度的偏差，可得到非常高的顯示品質(zhì)。此外，作為色彩三屬性的色相、彩度及明度(亮度)中，明度(亮度)的偏差比較難識別，而相反色相或彩度的偏差比較容易識別。在從正面方向看像素時和從斜方向看像素時，減小上述所有三個屬性的偏差在原理上較難，但本實施方式中的信號變換電路20通過優(yōu)先減小色相或彩度的偏差，從而大大地抑制顯示品質(zhì)的下降。下面，根據(jù)具體例進一步詳細說明上述效果。首先，參照圖4及圖5，說明三基色IXD中伴隨著泛白而發(fā)生色彩偏差的理由。圖4用于對三基色IXD的紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素的各子像素清楚地表現(xiàn)正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的差異，設(shè)橫軸的值為正面方向亮度，設(shè)縱軸的值為對應(yīng)于正面方向和斜60 °方向的各方向的正面方向亮度、和斜 60°方向亮度，明顯地示出亮度特性的偏差。此外，設(shè)施加白電壓(最高灰度電壓)時的亮度為1，對于各方向的亮度，則在歸一化后進行表示。圖4中，正面方向的亮度特性(REF)中，由于橫軸的值=縱軸的值，因此成為直線。 另一方面，斜60°方向的亮度特性(R、G、B)成為曲線。該曲線的相距表示正面方向的亮度特性的直線的偏差量，定量地表示正面觀測時和斜向觀測時的亮度的偏差量(差異)。三基色IXD中，用于使像素顯示某一色彩的各子像素的亮度的組合只有一種。例如，某規(guī)格的三基色IXD中，在顯示(Y，x，y) = (10. 1，0.400，0.350)的深膚色的情況下，紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素的亮度如圖4中所示為(LR，LG，LB) = (0. 182,0. 081, 0. 062)。然而，若從斜60°方向看，則這些亮度發(fā)生浮動，具體來講，變成(LR，LG, LB)= (0. 296,0. 199,0. 157)。即，紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素的亮度分別上升至原來的1. 63倍、2. 45倍及2. 53倍。這樣，由于各基色的亮度以不同比率上升，因此由圖5所示的xy色度圖可知，色度發(fā)生偏差。具體來講，由于與綠色子像素的亮度或藍色子像素的亮度相比，紅色子像素的亮度的上升比率較低，因此色度朝藍綠色一側(cè)偏移。接著，參照圖6及圖7，說明多基色IXD中也伴隨著泛白而發(fā)生色彩偏差的理由。圖6是對多基色IXD的紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素、黃色子像素及藍綠色子像素的各子像素示出正面方向上的亮度特性和斜60°方向上的亮度特性之間的差異的曲線圖。由圖6可知，多基色LCD中，正面方向的亮度特性(REF)和斜60°方向的亮度特性(R、G、B、Ye、C)也不同。多基色IXD中，用于使像素顯示某一色彩的各子像素的亮度的組合存在多種。在具有對表2中示出的色度χ、y及Y值的那樣的基色進行顯示的子像素的多基色LCD中， 顯示(Y，X，y) = (10. 1,0. 400,0. 350)的深膚色的情況下，紅色子像素、綠色子像素、藍色子像素、黃色子像素及藍綠色子像素的亮度例如如圖6中所示，為(LR，LG, LB, LYe, LC)= (0. 505,0. 247,0. 000,0. 000,0. 089)。[表 2]
權(quán)利要求
1.一種信號變換電路，在使用四個以上的基色來進行顯示的多基色液晶顯示裝置中使用，將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號，其特征在于，從用于使像素顯示某一色彩的子像素的亮度的組合中，選擇表示從斜60°方向看像素時的色彩的三個刺激值(X，Y，Z)的各分量與表示從正面方向看像素時的色彩的三個刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的組合，來進行視頻信號的變換。
2.如權(quán)利要求1所述的信號變換電路，其特征在于，從用于使像素顯示某一色彩的子像素的亮度的組合中，選擇從斜60°方向看時的各子像素的亮度相對于從正面方向看時的各子像素的亮度大致等比上升的組合，來進行視頻信號的變換。
3.如權(quán)利要求1或2所述的信號變換電路，其特征在于，將用于顯示的基色的數(shù)量設(shè)為η時，根據(jù)輸入的視頻信號來參照查找表，從而得到η個基色中的OH)個基色的亮度，通過使用所述(ΠΙ)個基色的亮度進行運算，從而算出所述 η個基色中的剩余三個基色的亮度。
4.如權(quán)利要求3所述的信號變換電路，其特征在于，包括查找表存儲器，該查找表存儲器存儲所述查找表；及運算部，該運算部進行所述運算。
5.一種多基色液晶顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4的任一項所述的信號變換電路；及液晶顯示面板，對該液晶顯示面板輸入由所述信號變換電路生成的多基色信號。
全文摘要
本發(fā)明提供適用于多基色液晶顯示裝置的信號變換電路及具有這種信號變換電路的多基色液晶顯示裝置。本發(fā)明的信號變換電路在多基色液晶顯示裝置中使用，將輸入的視頻信號變換成與四個以上的基色對應(yīng)的多基色信號。本發(fā)明的信號變換電路從用于使像素顯示某一色彩的子像素的亮度的組合中，選擇表示從斜60°方向看像素時的色彩的三個刺激值(X，Y，Z)的各分量與表示從正面方向看像素時的色彩的三個刺激值(X，Y，Z)的各分量之比大致相同的組合，來進行視頻信號的變換。
文檔編號G09G3/36GK102290041SQ20111028640
公開日2011年12月21日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者室井孝夫, 富澤一成, 森智彥, 植木俊 申請人:夏普株式會社