專利名稱：彩色顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯示設(shè)備，用于顯示彩色畫面，包括液晶光閥層，其具有若干個(gè)配置為陣列的圖像單元；至少兩個(gè)光源，具有實(shí)質(zhì)上不同的輻射頻譜并且被交替激活；以及顏色選擇裝置，用于與所述光源在所述彩色畫面中共同產(chǎn)生原色。本發(fā)明還涉及一種控制這種彩色顯示設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
WO2004/032523 A1公開了這種顯示設(shè)備。該顯示設(shè)備包括具有兩個(gè)彩色濾波器的像素，其每個(gè)被配置在子像素中，并且使用兩個(gè)被交替激活的、不同的可選擇光源。這種配置相對(duì)于包括白色背景光配置和用于每個(gè)像素的三個(gè)濾波器(RGB)的傳統(tǒng)配置對(duì)于每個(gè)像素具有更寬的開口以及改善的色域。然而這種顯示的一個(gè)問題是相對(duì)于黑白顯示仍然復(fù)雜得多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述種類的彩色顯示設(shè)備，具有減小的復(fù)雜度。
該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的顯示設(shè)備和權(quán)利要求9的方法來達(dá)到。
更具體的，本發(fā)明涉及一種用于顯示彩色畫面的彩色顯示設(shè)備，其包括液晶光閥層，具有配置為陣列的若干個(gè)圖像單元；至少兩個(gè)光源，具有不同的輻射頻譜并且被交替激活；以及彩色選擇裝置，用于與所述光源在所述彩色畫面中共同產(chǎn)生原色，其中所述彩色選擇裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，用于向液晶光閥層中的圖像單元提供至少第一和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使得當(dāng)接收第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)圖像單元在第一傳輸頻帶傳輸光，并且當(dāng)接收第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，在與第一傳輸頻帶不同的第二傳輸頻帶傳輸光。
這允許在不使用昂貴的特殊彩色濾波器時(shí)顯示若干個(gè)原色。替代地，液晶光閥層自身被用于過濾輸入光。這提供了實(shí)際上更加簡(jiǎn)單的顯示設(shè)備，對(duì)每個(gè)像素具有更大開口。
液晶光閥層優(yōu)選的是未扭曲的向列液晶層。這種層為頻譜依賴性提供了有益的電壓。
作為替換，可使用OCB模式LCD層或垂直排列的液晶層。這產(chǎn)生了快速的切換顯示。
光源優(yōu)選的包括不同的發(fā)光二極管或不同的熒光燈。
優(yōu)選的，液晶光閥層的延遲值大于400nm并且更加優(yōu)選的大于600nm。這提供了有益的波長電壓依賴性。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種控制顯示彩色畫面的彩色顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括液晶光閥層至少兩個(gè)光源，所述液晶光閥層具有配置為陣列的若干個(gè)圖像單元，所述至少兩個(gè)光源具有實(shí)質(zhì)上不同的輻射頻譜并且被交替激活，該方法包括步驟向液晶光閥層中的圖像單元提供第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得圖像單元在第一傳輸頻帶傳輸光，以及向該圖像單元提供第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得圖像單元在不同于第一傳輸頻帶的第二傳輸頻帶傳輸光。
該方法提供了對(duì)應(yīng)于以上彩色顯示設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的這些和其它方面將從參考以下描述的實(shí)施例中變得清楚和闡明。


圖1a和1b說明了本發(fā)明的普遍原理。
圖2a和2b示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的彩色顯示設(shè)備；圖3a說明了未扭曲向列液晶層；圖3b說明了用于未扭曲向列液晶層的不同驅(qū)動(dòng)電壓的傳輸頻譜；圖4a說明了其中使用四個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)不同的傳輸頻譜的示例；圖4b說明了圖4a的示例的色域；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示設(shè)備中使用的控制配置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明總得來說涉及可使用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、移動(dòng)電話顯示器等中的彩色顯示設(shè)備，用于顯示靜止或視頻畫面信息。
圖1a和1b示意性地說明了本發(fā)明的普遍原理。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示設(shè)備包括兩個(gè)光源A和B，分別具有不同的輻射頻譜3和4，如圖1a所示。第一光源A的輻射頻譜3包括兩個(gè)不同的顏色5、6，例如藍(lán)色5和黃色6。第二光源B的輻射頻譜4包括兩個(gè)不同的顏色7、8，例如青色7和紅色8。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該顯示設(shè)備還包括液晶光閥層，以下稱為LCD層。LCD層是頻譜可選擇的。驅(qū)動(dòng)信號(hào)被提供給LCD層，使得LCD層的傳輸具有強(qiáng)的波長依賴性。當(dāng)用第一電壓驅(qū)動(dòng)到第一狀態(tài)時(shí)LCD層因此具有第一傳輸函數(shù)1，用短的波長(藍(lán)色、青色)在第一傳輸頻帶10中傳輸光。當(dāng)用第二電壓驅(qū)動(dòng)到第二狀態(tài)時(shí)LCD層具有第二傳輸函數(shù)2，用較長的波長(黃色、紅色)在第二傳輸頻帶11中傳輸光。
通過使用兩個(gè)光源A和B以及LCD層狀態(tài)的不同組合(對(duì)應(yīng)于不同的傳輸函數(shù)1和2)，所有的原色5、6、7、8可根據(jù)圖1b和以下表單獨(dú)產(chǎn)生

大體上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在WO2004/032523 A1中描述的彩色顯示器可以如下方式修改，使用包括頻譜可選擇LCD層和驅(qū)動(dòng)裝置的彩色選擇裝置來代替在該文獻(xiàn)中包括傳統(tǒng)彩色濾波器的彩色選擇裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)裝置用于將頻譜可選擇LCD層的像素驅(qū)動(dòng)到不同頻譜可選擇狀態(tài)。這意味著像素的整個(gè)區(qū)域被用于產(chǎn)生一種顏色，而不是子像素的區(qū)域。
圖2a和2b示意性的說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例并且實(shí)現(xiàn)了圖1a和1b所示普遍原理的彩色顯示設(shè)備。
圖2a說明了彩色顯示器12，其被用于顯示彩色畫面。顯示器12包括若干個(gè)可單獨(dú)控制的圖像單元，以下稱為像素13，其被配置為陣列。圖2b示意性地說明了圖2a中的顯示器的截面圖。顯示器12包括LCD層14，其依次包括多個(gè)層，這將在以下描述。顯示器12還包括至少兩個(gè)光源16、17，他們具有實(shí)際上不同的輻射頻譜。光源16、17被交替激活(點(diǎn)亮)，從而獲得頻譜連續(xù)顯示功能，這將在以下描述。顯示器還包括驅(qū)動(dòng)單元18，其能夠向LCD發(fā)光層14中的圖像單元13提供至少兩個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)d1，d2。當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)d1被提供給像素13時(shí)，像素13在第一傳輸頻帶傳輸光。當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)信號(hào)d2被提供給像素時(shí)，像素在不同于第一傳輸頻帶的第二傳輸頻帶傳輸光。
多種光源可被使用，包括HCFL(發(fā)熱陰極熒光燈)和發(fā)光二極管(LED)。圖1a中的光源A因此包括藍(lán)色LED和黃色LED，而光源B包括青色LED和紅色LED。
LCD層可通過多種方式建立。這種LCD層的一個(gè)示例在圖3a中示意性地示出，即未扭曲向列LCD層，其本身是公知的。該層14在傳播光束20的方向(該波束也可以在相反方向傳播)包括指向90°的第一偏光器21，在45°的延遲器22(延遲值d*Δn＝660nm(其中d是厚度以及Δn是雙折射值))，在-45°的未扭曲液晶層(d*Δn＝660nm)，以及指向0°的第二偏光器24。
傳統(tǒng)LCD效應(yīng)具有275nm(半波)的有效延遲值，其90°旋轉(zhuǎn)傳輸光的極化狀態(tài)，如果偏光器是平行的，則需要暗的像素。然而只要滿足以下條件就可以獲得這種暗的像素狀態(tài)λ2n+1=d*Δn2,]]>其中λ是波長。如果例如在400nm需要暗的狀態(tài)，這可通過200nm(n＝0)或600nm(n＝1)的延遲值來達(dá)到。更高的延遲值導(dǎo)致了更高的波長依賴性。例如，對(duì)于稍微不同于400nm的波長，λ/(2n+1)和d*Δn/2之間的差異對(duì)于高的n值將更大。因此，如果延遲值很高，在400nm時(shí)變暗的狀態(tài)對(duì)于700nm是高度透明的。
圖3a示意性地說明的LCD，如上所述具有額外的660nm的延遲器。這意味著應(yīng)當(dāng)使用交叉偏光器，提供在0V具有高質(zhì)量的暗狀態(tài)。增加電壓意味著減少LCD層的延遲并且增加總的延遲值。在低電壓時(shí)，有效的延遲值很低并且因此傳輸是非常顏色中立的。在基于所使用的材料和厚度的電壓，d*Δn是275nm并且達(dá)到亮狀態(tài)。在更高的電壓會(huì)產(chǎn)生波長依賴性。
因此未扭曲向列LC層14對(duì)于不同的驅(qū)動(dòng)電極電壓具有不同的傳輸頻譜，如圖3b所示。對(duì)于0V(V0)，傳輸對(duì)于所有的波長是0％(黑色)。在增加電壓時(shí)，傳輸百分比對(duì)于所有波長增加直到在電壓(Vw)獲得實(shí)際的顏色中立即白色狀態(tài)(d*Δn＝275nm)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，然而驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)一步增加。這使得LC層如上解釋的高度波長相關(guān)。在第一較高電壓(V1)，例如，層主要在低于500nm的第一傳輸頻帶傳輸光。在第二、更高的電壓(V2)，代之的是層主要在高于500nm的第二傳輸頻帶傳輸光。
圖4a說明了其中本發(fā)明的實(shí)施例被執(zhí)行的示例。兩個(gè)不同的傳輸頻譜(對(duì)應(yīng)于V1和V2)被從圖3b中選出，并且被用作LC頻譜可選擇狀態(tài)。除了該頻譜可選擇狀態(tài)，還使用黑色和白色狀態(tài)。四個(gè)發(fā)光二極管26、27、28、29(藍(lán)色、青色、黃色、紅色)被用作光源，并且被分別成對(duì)激活26、28(實(shí)線)和27、29(虛線)。通過這種配置獲得了四個(gè)原色以及黑色和白色。
圖4b說明了圖4a的示例的色域。四個(gè)原色被標(biāo)記為黑色斑點(diǎn)。色域?qū)τ谝苿?dòng)應(yīng)用被認(rèn)為是非常廣的，比如PDA或移動(dòng)電話。虛線三角形說明作為對(duì)比的NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會(huì))彩色三角形。
除了四個(gè)原色之外，白色(標(biāo)記為環(huán)形)和十個(gè)其它顏色(十字)可被獲得，當(dāng)然還有黑色。因此總共16個(gè)顏色可被獲得，具有很好的亮度并且使用廉價(jià)的具有低復(fù)雜度的配置。通過使用多于兩個(gè)頻譜可選擇狀態(tài)，當(dāng)然在更高復(fù)雜度的代價(jià)下可獲得更多顏色。
圖5說明了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示設(shè)備中使用的控制配置?？刂婆渲脤?shí)現(xiàn)了控制彩色顯示設(shè)備的方法?？刂茊卧?3接收以RGB幀30形式將被顯示的畫面信息(視頻或靜止)?？刂茊卧?3用于將每個(gè)輸入幀30劃分為第一SF1，31，以及第二SF2，32，子幀，當(dāng)其一個(gè)接一個(gè)的顯示時(shí)，共同給出了RGB幀30的可感知外觀。控制單元33通過在使得驅(qū)動(dòng)單元18饋送第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)d1到LC光閥層14之后點(diǎn)亮第一光源16來顯示第一子幀31?？刂茊卧?3通過在使得驅(qū)動(dòng)單元18饋送第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)d2到LC光閥層14之后點(diǎn)亮第二光閥層17來顯示第二子幀。尋址方法是公知的。
總的幀長度通常是20ms，其意味著對(duì)于每個(gè)子幀10nm是可用的。該時(shí)間段可以以下方式使用。首先像素被尋址，其在2ms內(nèi)完成，然后在7ms內(nèi)系統(tǒng)等待像素響應(yīng)，即像素達(dá)到理想狀態(tài)。然后光源在1ms內(nèi)被點(diǎn)亮。
如果接收的信息涉及靜止畫面，只要畫面被顯示其就被重復(fù)。注意LC光閥層14控制亮度(灰度級(jí))和顏色。給定RGB幀30對(duì)應(yīng)于由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)d1、d2給出的使用例如查找表34發(fā)現(xiàn)用于每一幀的最有可能的近似。
應(yīng)當(dāng)注意的是除了圖3說明的未扭曲向列之外的其它LC光閥層可被使用。本領(lǐng)于技術(shù)人員可找到多種方式來達(dá)到所需要的電壓波長依賴性。顯示器的最高總延遲值優(yōu)選的應(yīng)當(dāng)大于400nm并且更優(yōu)選的大于660nm。
在一種變形中，垂直排列的LC層可被使用。該變形可提供實(shí)際上與3b中描述的相同的光特性，但是用于不同的驅(qū)動(dòng)電壓。該變形的優(yōu)點(diǎn)是在高電壓達(dá)到黑色，這意味著相對(duì)于上述黑色狀態(tài)放寬的情況顯示器可被驅(qū)動(dòng)到黑色狀態(tài)。這改善了顯示器的切換速度。
在另一種變形中，圖3a中的延遲器22被省略。這也把黑色狀態(tài)置于高驅(qū)動(dòng)電壓上。
另一種可設(shè)想的變形包括使用OCB(光補(bǔ)償雙折射)模式LCD，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。OCB模式LCD也提供快速切換。
總之，本發(fā)明涉及一種彩色顯示設(shè)備，包括具有不同的輻射頻譜的至少兩個(gè)光源，以及液晶光閥層。光源被被依次激活，并且光閥層被提供以驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得其獲得強(qiáng)的波長依賴性。這允許顯示設(shè)備在不提供彩色濾波器時(shí)產(chǎn)生原色。這提供了比較簡(jiǎn)單的顯示器，適用于移動(dòng)應(yīng)用并且提供了高亮度。
本發(fā)明不限于所述的實(shí)施例。其在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以不同的方式更改。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示彩色畫面的彩色顯示設(shè)備，其包括液晶光閥層(14)，具有配置為陣列的若干個(gè)圖像單元(13)；至少兩個(gè)光源(16，17)，具有實(shí)質(zhì)上不同的輻射頻譜并且被交替激活；以及彩色選擇裝置，用于與所述光源在所述彩色畫面中共同產(chǎn)生原色，其中所述彩色選擇裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置(18)，用于向液晶光閥層(14)中的圖像單元提供至少第一和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d1，d2)，使得當(dāng)接收第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d1)時(shí)圖像單元在第一傳輸頻帶傳輸光，并且當(dāng)接收第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d2)時(shí)，在與第一傳輸頻帶不同的第二傳輸頻帶傳輸光。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色顯示設(shè)備，其中液晶光閥層(14)是未扭曲向列液晶層。
3.如權(quán)利要求1所述的彩色顯示設(shè)備，其中的液晶光閥層(14)是OCB模式液晶層。
4.如權(quán)利要求1所述的彩色顯示設(shè)備，其中液晶光閥層(14)是垂直排列的液晶層。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的彩色顯示設(shè)備，其中所述光源(16，17)包括不同的發(fā)光二極管。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的彩色顯示設(shè)備，其中所述光源(16，17)包括不同的熒光燈。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的彩色顯示設(shè)備，其中液晶光閥層(14)的延遲值高于400nm。
8.如前面任一權(quán)利要求所述的彩色顯示設(shè)備，其中液晶光閥層(14)的延遲值高于660nm。
9.一種控制用于顯示彩色畫面的彩色顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括液晶光閥層(14)和至少兩個(gè)光源(16，17)，所述液晶光閥層具有配置為陣列的若干個(gè)圖像單元(13)，所述至少兩個(gè)光源具有實(shí)質(zhì)上不同的輻射頻譜并且被交替激活，該方法包括步驟向液晶光閥層(14)中的圖像單元提供第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d1)使得圖像單元在第一傳輸頻帶傳輸光，并且向圖像單元(14)提供第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d1)使得圖像單元在不同于第一傳輸頻帶的第二傳輸頻帶傳輸光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彩色顯示設(shè)備，包括具有不同輻射頻譜的至少兩個(gè)光源(16，17)，以及液晶光閥層(14)。光源(16，17)被依次激活，并且光閥層被提供以驅(qū)動(dòng)信號(hào)(d1，d2)，使得其獲得強(qiáng)的波長依賴性。這允許顯示設(shè)備產(chǎn)生原色，而無需提供彩色濾波器。這提供了比較簡(jiǎn)單的顯示器，適用于移動(dòng)應(yīng)用并且提供了高亮度。
文檔編號(hào)H04N9/31GK1985212SQ200580023082
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者S·J·羅森達(dá)爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司