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CN101510389B - 显示装置 - Google Patents

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CN101510389B CN2009100034011A CN200910003401A CN101510389B CN 101510389 B CN101510389 B CN 101510389B CN 2009100034011 A CN2009100034011 A CN 2009100034011A CN 200910003401 A CN200910003401 A CN 200910003401A CN 101510389 B CN101510389 B CN 101510389B
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黑川能毅
万场则夫
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Abstract

本发明提供一种显示装置，其中，RGB→RGBW变换处理部(106)由如下构成：与以往同样的W生成电路(201)、子像素描绘电路(202)、向W生成电路(201)发送W强度设定值(205)的W强度算出部(203)、以及根据在子像素描绘部(202)生成的RGBW像素来扩展数据并根据数据扩展的量来降低背光源的低功耗背光源控制电路(204)。输入的RGB数据用在W强度算出部(203)中算出的W强度来变换为RGBW数据。生成与在子像素描绘部(202)的数据扩展量相对应的背光源控制信号。由此，能够避免RGB像素→RGBW像素的变换中的单色的亮度降低所引起的图像质量劣化(暗淡)，并且实现低功耗化。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及改善了由能实现高亮度化、低功耗化的RGBW显示板模块构成的显示装置中的单色暗淡的显示装置，尤其涉及具有背光源的液晶显示装置。 
背景技术
近年来，UMPC等超高精细的中小型显示器的需要正在增加，系统功耗的削减成为重要的课题。其中，现有的在红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)子像素(以下称为RGB像素)中追加了白色(W)子像素(以下称为W像素)的RGBW像素面板能实现高亮度化，因而通过降低背光源的规模能实现低功耗化，可以认为今后的需要将会增加。在此，RGB像素意味由R子像素、G子像素、B子像素构成的彩色的一个像素，RGBW像素意味由R子像素、G子像素、B子像素和W子像素构成的彩色的一个像素。多个子像素构成一个像素。 
在RGBW像素面板中，能通过使用W像素来提高亮度，但在没有使用W像素的单色显示时，亮度会降低。其结果是在显示白色和单色的情况下，相对于白色的单色的相对亮度降低，单色暗淡的图像成为图像质量劣化的主要原因。作为公开这种现有技术的文献，能够列举出专利文献1(美国专利第7221381号说明书)。 
发明内容
在现有技术中，考虑液晶显示面板的γ特性来进行不依存于液晶显示面板的γ特性的RGB→RGBW变换。在该RGB→RGBW变换处理部，通过变换W像素的强度来改善暗淡。例如，在256灰阶(0～255灰阶)的显示中，在用RGBW面板显示RGB像素＝(255，255， 255)的白色时，相对于在RGB→RGBW变换处理中变换成RGBW像素＝(255，255，255，255)的情况，变换成RGBW像素＝(255，255，255，0)时，白色显示的亮度会降低。这意味着W像素的强度下降。 
而用RGBW面板显示RGB像素＝(255，255，0)的黄色时，为了抑制色度的降低而需要使W像素为0灰阶。其理由在于，通过使用W像素来透射蓝色成分，因而在黄色上带有蓝色。因此，黄色需要使RGBW像素＝(255，255，0，0)。此时，即使在降低了W像素强度的情况下亮度也不变化。 
综上，在降低W强度的情况下，白色显示的位置的亮度降低，但是在黄色等的不使用W像素的单色、两色显示的位置，亮度不降低，因此白色显示位置和黄色显示位置的相对亮度更接近由RGB条纹(stripe)构成的液晶显示面板，暗淡得到了改善。 
图16是说明现有的RGB→RGBW变换处理部结构的图。该RGB→RGBW变换处理部1201由生成W数据的W生成电路1202和、按每个子像素对RGBW像素实施处理的子像素描绘(rendering)电路1203构成。在此，简单地说明子像素描绘处理。在RGB→RGBW变换处理部1201中，对RGB的两个像素生成RGBW的一个像素。为此，图像的高频成分的信息减少。因此，根据原来的RGB图像数据重新生成减少后的图像数据的高频成分信息，对RGBW的每个子像素实施处理。这称为子像素描绘处理。在现有的电路结构的情况下，在上述W生成电路中，W强度的设定由外部设定装置1204从外部设定。该设定是通过将参数输入到未图示的寄存器并进行保持来进行的。 
另外，RGB→RGBW变换处理部1201从子像素描绘电路1203输出上述RGBW像素，并且从W生成电路1202输出背光源控制信号(BL控制信号)。 
如上述那样，以往，W强度的参数设定需要从外部进行寄存器设定。即，W强度的设定不会按照数据而发生变化，因此例如在将W 强度设定得较强的情况下，图像整体上亮度变高，但使用W像素的像素和单色像素的相对亮度变大，因而单色位置相对变暗。与其相反，当将W强度设定得较弱时，使用W像素的像素和单色像素的相对亮度变小，图像整体上亮度降低。 
本发明的目的在于提供一种显示装置，能避免RGB像素→RGBW像素的变换中的单色亮度降低引起的图像质量劣化(暗淡)，并且实现低功耗化。 
本发明的显示装置由RGBW面板模块构成，该RGBW面板模块包括薄膜晶体管基板、RGBW液晶显示板、以及背光源模块，其中，该薄膜晶体管基板具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，还具有在上述数据线和上述扫描线的交叉部配置有RGBW的子像素而呈矩阵状的彩色像素，该RGBW液晶显示板由具有与上述RGBW的子像素对应的RGBW滤色器的滤色器基板构成，该背光源模块设置在上述RGBW液晶显示板的背面，并照射该RGBW液晶显示板。 
本发明具有对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器、对上述数据线输出山上扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器、向上述数据驱动器发送RGB数据的CPU/MPU，上述数据驱动器具有将RGB数据变换成RGBW数据的RGB→RGBW变换电路，上述RGB→RGBW变换电路具有能变更相对于RGB的一个像素的灰阶编号的W强度比率的W强度设定电路，上述W强度设定电路的W强度设定值的特征在于，根据图像信号的每帧的图像数据的色度像素的比率而被决定。 
本发明一个方式中的显示装置，包括：显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和对上述显示板进行照明的背光源，该显示装置的特征在于，包括：对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据以及 蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据以及白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB的一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，还包括算出用于发送给上述白色强度设定电路的上述白色强度设定值的白色强度算出电路，上述白色强度算出电路设置在上述数据驱动器的输入数据和上述变换电路之间，上述白色强度算出电路根据上述每帧的RGB数据的最小灰阶和最大灰阶的比率来算出白色灰阶比率，并算出每帧的白色灰阶比率的平均值，根据上述白色灰阶比率的平均值和上述白色强度设定值来算出背光源亮度率，上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。 
此外，本发明的另一个方式的显示装置，包括：显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和对上述显示板进行照明的背光源，该显示装置的特征在于，包括：对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据以及蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，具有算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的多个关系式，在算出相对于上述色度像素的比 率的白色强度的上述多个关系式之中，一个是静态图像、动态图像用的关系式，一个是计算机图形图像、用户接口图像用的关系式，上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。 
此外，本发明的另一个方式的显示装置，包括：显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和对上述显示板进行照明的背光源，该显示装置的特征在于，包括：对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据和蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，具有用于算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的多个关系式，将每帧的RGB数据分成X个区域，上述多个关系式的决定方法由上述X个区域的每个区域的各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值为所设定的色度阈值以上的色度像素与各RGB数据为所设定的白阈值以上的白色像素的比率来决定，其中X是1以上的自然数，色度阈值和白阈值是0以上的整数，上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。 
此外，本发明的另一个方式的显示装置，包括：显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫 描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和对上述显示板进行照明的背光源，该显示装置的特征在于，包括：对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据和蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，其中，根据由各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值算出每帧的色度值的柱状图，然后算出与上述柱状图的上位N％相当的阈值，根据该阈值来决定上述白色强度设定电路的白色强度设定值，其中N％为0％～100％的实数。 
按照本发明，能避免RGB像素→RGBW像素的变换中的单色亮度降低所引起的图像质量劣化(暗淡)，并且实现低功耗化。 
附图说明
图1是用于说明本发明显示装置的实施例1的液晶显示装置的数据驱动器结构图。 
图2是图1的RGB→RGBW变换处理部的结构图。 
图3是说明在图2的W强度算出部中算出W强度的方法的图。 
图4是图2中的W强度算出电路的结构图。 
图5是图2中的低功耗背光源控制电路的详细结构图。 
图6是说明在图2的W强度算出部中算出W强度的实施例2的方法的图。 
图7是图2的W强度算出部的实施例2的结构图。 
图8是图2的低功耗背光源控制部的实施例2的实现装置结构图。 
图9是表示用于判定实施例2中说明的图6的色度比率和W强度的关系式是图像以CG/UI图像为特征的图像，还是以自然图像/动态图像为特征的图像的方法的图。 
图10是实施例3中的W强度算出部的结构图。 
图11是表示构成实施例3中的W强度算出部的模式算出部的电路结构的图。 
图12是图1中的RGB→RGBW变换处理部的实施例4的结构图。 
图13是说明在图12的W强度算出部中算出W强度的方法的图。 
图14是说明W强度的算出和RGB→RGBW变换的流程的图。 
图15是说明实现实施例4中的W强度算出部和W生成部(RGB→RGBW变换)部结构的框图。 
图16是说明现有的RGB→RGBW变换处理部结构的图。 
具体实施方式
下面，参照实施例的附图来详细说明本发明的优选实施例。 
实施例的附图中所示的符号，101是数据驱动器，102是系统IF，103是控制寄存器，104是图形RAM，105是定时生成部，106是RGB→RGBW变换处理部，201是W生成电路，202是子像素描绘电路，203是W强度算出部，204是低功耗背光源控制电路，205是W强度设定值。 
本发明的显示装置由RGBW面板模块构成，该RGBW面板模块包括薄膜晶体管基板、RGBW液晶显示板以及背光源模块，其中，该薄膜晶体管基板具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，还 具有在上述数据线和上述扫描线的交叉部配置有RGBW的子像素而呈矩阵状的彩色像素，该RGBW液晶显示板由具有与上述RGBW的子像素对应的RGBW滤色器的滤色器基板构成，该背光源模块设置在上述RGBW液晶显示板的背面，并照射该RGBW液晶显示板。 
(实施例1) 
使用图1～图5来说明本发明的实施例1。实施例1的特征在于，根据图像数据的色度像素的比率和W像素的比率(例如，1帧图像内的个数的比率)来设定W(白)强度和BL(背光源)亮度率。图1是用于说明本发明的显示装置实施例1的液晶显示装置的数据驱动器结构图。图2是图1的RGB→RGBW变换处理部的结构图。图3是说明在图2的W强度算出电路中算出W强度的方法的图。图4是图2中的W强度算出电路的结构图。图5是图2中的低功耗背光源控制电路的详细结构图。色度像素是指在以RGB为一个彩色像素的情况下，该一个彩色像素不是白色、灰色以及黑色，而是红色、绿色、蓝色的像素。详细情况在以下进行定义。 
图1中的数据驱动器101，其构成有RGB→RGBW变换处理部106。图2是RGB→RGBW变换处理部106的结构图，由现有的W生成电路201、子像素描绘电路202、和向W生成电路201发送W强度设定值205的W强度算出部203、以及低功耗背光源控制电路204构成，其中，低功耗背光源控制电路204根据在子像素描绘部202生成的RGBW像素来扩展数据，并根据数据扩展后的量来降低背光源。在图1中，符号102是系统IF，103是控制寄存器，104是图形RAM，105是定时生成部，107是灰阶电压生成部，108是译码器，109是PWM生成部，110是控制处理器，111是面板模块，112是RGBW液晶面板，113是背光源模块。通常的数据驱动器具有的各构成电路等的功能是已知的，因而省略其详细的说明。下面说明本实施例特有的构成部分。数据的扩展是指，变换各数据使得在数据的柱状图(histogram，横轴为数据的值，纵轴为数据的出现频率)的横轴方向上扩展该数据的分布。 
图3是算出上述W强度算出电路中的W强度的方法的说明图，图3(a)示出W强度与BL强度的关系。在图3(a)中，斜线部分表示相对于W强度，BL强度取得的区域。W强度越大，BL功耗取得的范围越宽，即BL强度的最小值降低。相反，W强度较小时，BL功耗取得的范围变窄，即BL强度的最小值变高。在此，BL强度＝BL强度(min)+BL强度(w平均)301。其中，第一项的BL强度(min)用W强度表示，存在BL强度(min)＝1/(1+W强度)302的关系。W强度303的算出方法如图3(b)所示，根据图像数据的色度面积比(个数比、存在比)来决定。色度面积比的算出式如公式1。 
色度面积比＝除去黑色像素后的色度像素数(*1)/除去黑色像素后的像素数(*2)                             ···公式1 
*1：在“除去黑色像素后的像素＝子像素MAX≤黑色阈值”中，“色度像素＝(子像素MAX-子像素MIN)＞色度阈值”的所有像素数 
*2：“除去黑色像素后的像素＝子像素MAX≤黑色阈值”的所有像素数 
其中，黑色阈值是取得0灰阶～255灰阶的值，在将255灰阶设为100％的情况下，优选为30％以下左右。另外，色度阈值是取得0～255灰阶的值，在将255灰阶设为100％的情况下，优选为50％～100％左右。另外，色度设为最大像素-最小像素，但也可以设为其他表示色度的指标，例如设为(最大像素-最小像素)/最大像素。公式1例如在色度比率较高时W强度变小，在色度比率较低时W强度变大。 
而BL强度(w平均)是表示图像数据的白色亮度的平均值的值，上述BL强度(w平均)的算出式如公式2所示。 
BL强度(w平均)＝1-{∑(除去黑色像素后的(子像素MIN值/子像素MAX值)γ(*3))/除去黑色像素后的所有像素数(*4)} 
                                  ···公式2 
*3：“除去黑色像素后的像素＝子像素MAX≤黑色阈值”的像素，对(子像素MIN/子像素MAX)用γ值进行乘方后的值的加法值 
*4：“除去黑色像素后的像素＝子像素MAX≤黑色阈值”的所有像素数 
其中，黑色阈值是取得0灰阶～255灰阶的值。另外，色度阈值是取得0～255灰阶的值。例如在白色亮度的平均值较高时，图像数据使用较多的W像素，因此图像数据整体上色度较低。此时，BL强度(w平均)设定得较小，由此能降低BL功耗。相反，在白色亮度的平均值较低时，图像数据的W像素的使用率较少，因此图像数据整体上色度变高。此时，通过将BL强度(w平均)设定得较大，从而避免色度较高的图像变得相对较暗。 
通过使用上述那样算出的BL强度(min)和BL强度(w平均)，在色度较高的图像中，与使用W像素的显示位置相比，能避免变得相对较暗的、即所谓的暗淡引起的图像质量劣化。另外，在色度较低的图像的情况下，能降低BL功耗，实现低功耗化。 
图4是图2的W强度算出电路的详细结构图，是将图3所示的方法的实现装置表示为框图的图。另外，图5是图2中的低功耗背光源控制电路204的详细结构图，描述了如下的实现装置：输入从图2的子像素描绘电路202输出的RGBW图像和由图4算出的BL强度，进行背光源处理。 
图4中，RGBW数据在将所输入的RGBW数据设为一个像素的情况下，算出上述一个像素内的最大灰阶，并算出每帧图像数据的柱状图。根据上述柱状图信息算出与RGBW上位N％(N％是0％～100％的实数)相当的阈值灰阶。将用上述阈值灰阶来对选择数据取得的最大灰阶值、例如8位数据时为255灰阶这样的灰阶值进行除法运算后的值作为数据扩展系数，对上述RGBW数据乘以上述数据扩展系数，由此进行数据扩展，算出以面板伽马特性的伽马值对上述数据扩展系数的倒数进行乘方后的值来作为背光源亮度率，通过与基于算出的上述W强度设定值的背光源亮度率之间的乘法运算，来决定背光源亮度。 
根据本实施例，色度较高的图像使W强度降低，进而提高背光源 亮度，由此背光源功耗增加，但能避免色度和亮度降低。此时，避免作为RGBW图像的问题的单色的亮度降低所引起的图像质量劣化(暗淡)。另外，色度较低的图像即使提高W强度，对色度的影响也较少，因此将W强度设定得较高，由此提高亮度。此时，在设为与以往相同的亮度的情况下，能降低背光源亮度，实现低功耗化。 
(实施例2) 
接着，使用图1、图2以及图6～图8来说明本发明的实施例2。实施例2与实施例1相同地以设定W强度和BL强度为特征，并且用于算出W强度的图像数据的色度比率与W强度的关系式的特征在于：在计算机图形图像、用户接口图像(CG/UI图像)和自然图像、动态图像中具有分别独立的关系式，通过寄存器设定来选择上述图像数据的色度比率与W强度的关系式。 
实施例2的图1、图2与实施例1等同。图6是说明在图2的W强度算出部中算出W强度的实施例2的方法的图。图6与上述实施例的图3在图3(b)中不同，除此之外都相同。图6(b)表示W强度与色度面积比，但在自然图像/动态图像模式603和CG/UI图像模式606具有不同的关系式。在CG/UI图像模式606的情况下，在图的表示色度面积比的横轴的p点(0≤P＜1的实数)，W强度为0。因此，在CG/UI图像的情况下，即使色度比率较小，也能将W强度设定得较小。 
图7是图2的W强度算出部的实施例2的结构图。图7表示实现图6的方法的框图。在图7中，W强度算出部203由如下构成：输入作为显示数据的RGB数据701和黑色阈值704的黑色阈值判定部706、输入γ设定值的(MIN/MAX)γ算出部707、输入帧信号(VSYNC)703的∑(MIN/MAX)γ算出部708、对除去黑色像素后的像素进行计数的计数器709、BL强度(w平均)算出部710、输入色度阈值705和帧信号(VSYNC)703以及黑色阈值判定部706的色度像素计数器711、色度面积比算出部712、W强度算出部713、BL强度(min)算出部714。 
另外，图8是图2的低功耗背光源控制部的实施例2的实现装置结构图。该低功耗背光源控制部204由如下构成：输入作为显示数据的RGBW数据801的最大值算出部807、柱状图计数部808、输入选择数据设定点(5点)并向柱状图计数部808输出选择数据设定值(16点)810的选择数据值算出部809、255/选择数据值设定部811、显示数据×显示数据扩展计数算出部812、溢出数据处理部813、小数点舍去部814、选择表815、系数(BL强度/255)算出部816，其中，该柱状图计数部808接受最大值算出部807的输出和帧信号(VSYNC)802、舍去像素率设定值1、舍去像素率设定值2、BL强度判定部804的输出。 
在图8中，扩展显示数据813是处理溢出数据的块，如图8中的表汇总的那样，该扩展显示数据813为100％时，灰阶为255，选择数据值为255，背光源控制信号(亮度率)为255(100％)。扩展显示数据813在130％时，选择数据值为179、背光源控制信号(亮度率)为117(70％)。 
根据本实施例，色度较高的图像使W强度降低，进而提高背光源亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，从而避免作为RGBW像素的问题的单色的亮度降低所引起的图像质量劣化(暗淡)。另外，色度较低的图像即使提高W强度也对色度影响较少，因此将W强度设定得较高，由此提高亮度。此时，在设为与以往相同的亮度时，能降低背光源亮度，由此实现低功耗化。 
(实施例3) 
接着，使用图1、图2、图6、图9～图11来说明本发明的实施例3。实施例3与实施例2同样地在CG/UI图像和自然图像/动态图像中具有分别独立的色度比率与W强度的关系式，并且上述两个关系式的特征在于，自动检测并决定图像数据是以CG/UI图像为特征的图像、还是以自然图像/动态图像为特征的图像。图1、图2与实施例1等同。 
图9是表示用于判定在实施例2中所说的图6的色度比率与W强 度的关系式是图像是以CG/UI图像为特征的图像、还是以自然图像/动态图像为特征的图像的方法的图。图9(a)示出将液晶面板901的画面分割为16部分时的例子。累积各区域1～16的白色像素(其中，表示白色像素＝R、G、B像素分别为白色阈值以上的情况)903的比率和色度像素(在此，黄色BOX表示位置902)的比率(其中，表示白色像素＝R、G、B像素分别在白色阈值以上的情况)，在分割区域的一个区域以上满足以下的条件1、2时，成为CG/UI模式。在图9(b)中将该关系表示为模式选择条件904。另外，下述条件的白色阈值是0～255的范围，优选为180～250的范围。下述条件的黑色阈值是0～255的范围，优选为30以下。下述条件的白色比率阈值是0％～100％的范围，优选为设定在50％。下述条件的色度比率阈值是0％～100％的范围，优选为设定在1～5％。 
条件1：相对于区域内的除去黑色像素后的像素数(其中，“除去黑色像素的像素数＝子像素的最大值≥黑色阈值”的像素)，区域内的白色像素数(其中，“白色像素＝各子像素(R、G、B)≥白色阈值”)在白色比率阈值设定以上的情况。 
条件2：相对于在区域内的除去黑色像素后的像素数(其中，“除去黑色像素的像素数＝子像素的最大值≥黑色阈值”的像素)，区域内的色度像素数(其中，“色度像素＝(子像素MAX-子像素MIN)≥色度阈值”的像素)在色度比率阈值设定以上的情况。 
在上述两条件以外的情况下，成为自然图像/动态模式906。在图9(c)中表示上述两个模式的色度面积比与W强度的关系。在CG/UI图像的情况905下，相对于背景为白色，存在较多的色度较高的文字等图案。此时，比较显示数据整体的白色像素比率和色度像素的比率时，色度的比率被设定得较低。但是，当背景存在较多的白色像素时，色度较高的位置即使较少，暗淡的发生也将变得显著。因此，通过将图像分割成区域，进一步强调色度像素，能优化上述图案。 
并且，图10是实施例3中的W强度算出部结构图。W强度算出部203由如下构成：输入作为显示数据的RGB数据1001和黑色阈值 1004的黑色阈值判定部1006、输入γ设定值(MIN/MAX)的γ算出部1007、输入帧信号(VSYNC)1003的∑(MIN/MAX)γ算出部1008、对除去黑色像素后的像素进行计数的计数器1009、BL强度(w平均)算出部1010、模式算出部1011、色度面积比算出部1012、W强度算出部1013、BL强度(min)算出部1014，其中，该模式算出部1011输入色度阈值1005和帧信号(VSYNC)1003以及黑色阈值判定部1006、白色阈值1016、白色像素比率阈值1017、色度像素比率阈值1018、区域选择信号(1～4)1019～1022。 
根据图10的结构，得到BL强度206、W强度设定值205。该BL强度206成为低功耗BL控制部的控制信号，W强度设定值205成为W生成(RGB→RGBW)中的控制信号。 
图11示出构成实施例3中的W强度算出部的模式算出部电路结构。在图11中为了便于说明，示出了将区域分割设为4分割的情况。图11所示的模式算出部由如下构成：色度像素判定部1101、白色像素判定部1102、色度像素计数器(1)1103、色度像素计数器(2)1104、色度像素计数器(3)1105、色度像素计数器(4)1106、白色像素计数器(1)1107、白色像素计数器(2)1108、白色像素计数器(3)1109、白色像素计数器(4)1110、白色像素最大值选择部1111、色度计数器选择值1112、色度像素比率判定部1113、白色像素比率判定部1114、CG/UI模式选择判定部1115、色度全像素计数器1116。 
根据图11的结构，得到模式选择信号和c信号。该c信号被输入到图10所示的1012的色度面积比(＝c/a)算出部，并被用于算出色度面积。 
根据本实施例，色度较高的图像使W强度降低，进而提高背光源亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，从而避免作为RGBW像素的问题的单色的亮度降低引起的图像质量劣化(暗淡)。另外，色度较低的图像即使提高W强度也对色度影响较少，因此将W强度设定得较高，由此提高亮度。此时，在设为与以往相同的亮度时，能降低背光源亮度，实现低功耗化。 
(实施例4) 
接着，通过图1、图5、图12～图15来说明本发明的实施例4。实施例4的特征在于，根据色度柱状图来决定W强度，根据上述W强度而从RGB变换成RGBW像素，由此在原理上完全抑制高色度图像的暗淡。而且特征在于，通过将低功耗BL控制配置在子像素描绘处理部之前，由此不会损害在子像素描绘处理(减少后的图像数据高频成分的生成)中实施的图像的高精细度化的效果。图1的整体模块结构和图5的低功率背光源控制部与实施例1等同。 
图12是图1中的RGB→RGBW变换处理部的实施例4的结构图。RGB→RGBW变换处理部106由如下构成：现有的子像素描绘电路1304、从RGB像素解析色度柱状图并算出W强度的W强度算出电路1303、根据在上述W强度算出部中算出的W强度来生成RGBW数据的W生成电路1301(RGB→RGBW变换)、根据RGBW数据的数据扩展的量而降低背光源的低功耗背光源控制电路1302。在实施例4中，该RGB→RGBW变换处理部106的结构与实施例1～实施例3不同，在W生成部(RGB→RGBW变换)1301和子像素描绘部1304之间构成低功耗背光源控制部。 
图13是说明在图12的W强度算出电路中算出W强度的方法的图。图13(a)表示W强度与BL强度的关系。图13(a)中，粗线部分表示相对于W强度而BL强度取得的值。W强度越大，BL功率越低，相反W强度越小时BL功率越高。在此，存在BL强度＝1/(1+W强度)的关系。另外，W强度的算出方法如图13(b)所示，是将横轴设为色度值(MAX-MIN/2)、将纵轴设为W强度的曲线图，根据上述色度值来决定W强度。在此，上述色度数据通过柱状图解析来决定。以下说明将色度值设为(MAX-MIN/2)的理由。 
在设W强度算出电路的输入数据为(R、G、B)，W生成电路(RGB→RGBW变换)的输出数据为(R‘、G’、B‘、W)，与上述输出数据(R’、G‘、B’、W)相当的疑似的RGB数据为(R“、G”、B“)、W强度＝Wst(其中，0≤Wst帧合并1)时，以下 的关系式成立。 
R“＝R‘+W(G”、B”也同样) 
其中，上述是取γ特性为γ＝1的情况。 
在此，使上述(R“、G”、B“)的亮度与对输入数据的亮度取(1+W强度)倍后的亮度相等，因此 
R“＝R‘+W＝(1+Wst)×R(G”、B”也同样)  ···式1 
另外，当将(R、G、B)的最小值设为MIN，将RGBW变换后的(R‘、G’、B’)的最小值设为MIN’时， 
MIN‘+W＝(1+Wst)*MIN 
而且，根据图像质量的评价结果，W值优选为与MIN’相等。因此，以下的式2成立。 
MIN‘+W＝2W＝(1+Wst)×MIN 
所以W＝(1+Wst)×MIN/2         ···式2 
根据式1、式2，下式成立。 
R‘＝(1+Wst)×(R-MIN/2) 
此处，R’取得的最大灰阶是255，因此 
(1+Wst)×(R-MIN/2)＜255 
所以Wst＜255/(R-MIN/2)-1 
在R＝MAX的情况下，上述Wst为最小，因此 
Wst＝255/(MAX-MIN/2)-1    ···式3 
其中，0≤Wst≤1。另外，当考虑γ特性时， 
亮度值＝(灰阶编号/255)γ 
其中，0≤灰阶编号≤255，因此当将上述(式3)的灰阶值(255、MAX、MIN)修正为γ特性时， 
Wst＝1/(MAX/255)γ-(MIN/255)γ/2)-1 
(其中，0≤Wst≤1)。 
根据以上的说明，取色度值为(MAX-MIN/2)，W强度(Wst)由(式3)来算出。 
接着，图14是说明W强度的算出、和RGB→RGBW变换的流程 的图。在图14中，(1)算出色度柱状图···算出色度(MAX-MIN)1506的累积值：1501。接着，(2)阈值算出···根据色度(MAX-MIN)的累积值算出与上位N％相当的色度阈值1505:1502。之后，(3)算出W强度···根据色度阈值算出W强度1507:1503。接着，(4)进行RGB→RGBW变换···使用算出的W强度(Wst)来根据RGB数据算出RGBW···1504。该变换式在图14中以符号1508表示。 
图15是说明实现实施例4中的W强度算出部和W生成部(RGB→RGBW变换)的结构的框图。W强度算出部1303由如下构成：最大/最小值算出部(0＜色度值＜255)1605、色度值算出部1606、色度柱状图计数部1607、W强度算出部(0＜W强度＜1)1608、1(1+W强度)算出部1609。另外，W生成部1301由最小值MIN算出部1610、W数据算出部1611构成。 
根据图15的结构，得到RGB→RGBW变换和BL强度1306。该BL强度1306被供给低功耗BL控制部1302，控制背光源的强度。 
根据本实施例，色度较高的图像使W强度降低，进而提高背光源亮度，由此背光源功率增加，但能避免色度和亮度降低，从而避免RGBW像素的问题即由于单色亮度降低而导致的图像质量劣化(暗淡)。另外，色度较低的图像即使提高W强度也对色度影响较少，因此，通过将W强度设定得较高来提高亮度。此时，在将亮度设为与以往相同时能降低背光源亮度，因此能够实现低功耗化。 

Claims (13)

1.一种显示装置，包括：
显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和
对上述显示板进行照明的背光源，
该显示装置的特征在于，包括：
对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；
向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及
向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，
上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据以及蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据以及白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，
上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB的一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，
上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，
上述显示装置还包括算出用于发送给上述白色强度设定电路的上述白色强度设定值的白色强度算出电路，
上述白色强度算出电路设置在上述数据驱动器的输入数据和上述变换电路之间，
上述白色强度算出电路根据上述每帧的RGB数据的最小灰阶和最大灰阶的比率来算出白色灰阶比率，并算出每帧的白色灰阶比率的平均值，根据上述白色灰阶比率的平均值和上述白色强度设定值来算出背光源亮度率，
上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
包括控制电路，当以从上述变换电路输出的RGBW数据为一个像素时算出上述一个像素的最大灰阶，根据每帧的RGB数据的柱状图来算出与上述柱状图的上位N％相当的阈值灰阶，将用上述阈值灰阶来除RGB数据取得的最大灰阶值而得到的值作为扩展系数，将上述扩展系数乘以上述RGBW数据来扩展数据，以使上述柱状图上的RGB数据的分布在横轴方向上扩展，算出以显示板的伽马特性的伽马值对上述扩展系数的倒数进行乘方后的值来作为背光源亮度率，通过与基于算出的上述白色强度设定值的背光源亮度率之间的乘法运算，来确定背光源亮度，其中，N％为0％～100％的实数。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述色度像素是各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值为所设定的色度阈值以上的像素，其中色度阈值是0以上的整数。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述白色灰阶比率的平均值，在输入到上述数据驱动器的每一帧的RGB数据中，在除去最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素中进行算出，其中黑阈值为0以上的整数。
5.一种显示装置，包括：
显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和
对上述显示板进行照明的背光源，
该显示装置的特征在于，包括：
对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；
向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及
向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，
上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据以及蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，
上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，
上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，具有算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的多个关系式，
在算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的上述多个关系式之中，一个是静态图像、动态图像用的关系式，一个是计算机图形图像、用户接口图像用的关系式，
上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
上述色度像素是输入到上述数据驱动器的各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值为所设定的色度阈值以上的像素。
7.一种显示装置，包括：
显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和
对上述显示板进行照明的背光源，
该显示装置的特征在于，包括：
对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；
向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及
向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，
上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据和蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，
上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，
上述白色强度设定电路的白色强度设定值按照每帧的RGB数据的色度像素的比率来决定，具有用于算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的多个关系式，
将每帧的RGB数据分成X个区域，上述多个关系式的决定方法由上述X个区域的每个区域的各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值为所设定的色度阈值以上的色度像素与各RGB数据为所设定的白阈值以上的白色像素的比率来决定，其中X是1以上的自然数，色度阈值和白阈值是0以上的整数，
上述色度像素的比率是色度像素的数量相对于除去各RGB数据的子像素的最大灰阶为黑阈值以上的黑色像素之后的像素的1帧内的数量的比率，其中黑阈值是0以上的整数。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，
在算出相对于上述色度像素的比率的白色强度的多个关系式之中，一个是静态图像、动态图像用的关系式，一个是计算机图形图像、用户接口图像用的关系式，
根据静态图像、动态图像的上述关系式，向上述计算机图形图像和用户接口图像进行切换的切换条件是：在上述各区域内的至少一个区域中，上述色度像素的比率为色度比率阈值以上，并且上述白色像素的比率为白比率阈值以上，其中色度比率阈值和白比率阈值为0至1的实数。
9.根据权利要求7或8所述的显示装置，其特征在于，
上述数据驱动器具有寄存器，
上述X个区域、上述色度阈值、上述白阈值、上述色度比率阈值、上述白比率阈值，从上述数据驱动器的外部被设定到上述寄存器中。
10.一种显示装置，包括：
显示板，具有多条数据线和与该数据线交叉的多条扫描线，并与上述数据线和上述扫描线的交叉部对应而呈矩阵状配置有包含红色、绿色、蓝色、白色的子像素的彩色像素；和
对上述显示板进行照明的背光源，
该显示装置的特征在于，包括：
对上述扫描线施加水平扫描信号的扫描驱动器；
向上述数据线输出上述扫描线数量的灰阶电压的数据驱动器；以及
向上述数据驱动器发送RGB数据的处理装置，其中，
上述数据驱动器具有变换电路，该变换电路用于将包含红色子像素数据、绿色子像素数据和蓝色子像素数据的一个彩色像素的RGB数据变换成包含红色子像素数据、绿色子像素数据、蓝色子像素数据和白色子像素数据的一个彩色像素的RGBW数据，
上述变换电路具有白色强度设定电路，该白色强度设定电路能变更相对于RGB一个像素的灰阶编号的白色强度的比率，
其中，根据由各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值算出每帧的色度值的柱状图，并算出与上述柱状图的上位N％相当的阈值，根据该阈值来决定上述白色强度设定电路的白色强度设定值，其中N％为0％～100％的实数。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
具有白色强度算出电路，
上述白色强度算出电路根据由各RGB数据的子像素数据的最大值和最小值的差值算出每帧的色度值的柱状图，并算出与上述柱状图的上位N％相当的阈值，根据上述阈值算出用于发送给上述白色强度设定电路的上述白色强度设定值，其中N％为0％～100％的实数。
12.根据权利要求10或11所述的显示装置，其特征在于，
上述白色强度设定电路按照白色强度并根据RGB数据的最小值来决定白色数据，从上述白色强度设定电路输出的RGBW数据是对变换前的RGB数据进行了(1+白色强度)倍增后的值，其中0≤白色强度≤1。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，
从上述白色强度算出电路输出的背光源强度是进行了1/(1+白色强度)倍增后的值，其中0≤白色强度≤1。
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