(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３色入力画像信号を受け取るように適合されたＥＬディスプレイであって、
ａ）赤色光、緑色光及び青色光を放出する３つの色域画定ＥＬ発光体であって、該３つの色域画定ＥＬ発光体は色域を定義し、各ＥＬ発光体は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する、３つの色域画定ＥＬ発光体と、
ｂ）それぞれシアン光、マゼンタ光及びイエロー光を放出するシアン、マゼンタ及びイエローの追加のＥＬ発光体であって、各追加のＥＬ発光体は、前記色域内にあり、それぞれの色度座標を有し、前記シアンＥＬ発光体の色度座標と前記マゼンタＥＬ発光体の色度座標との間の線は、黒体軌跡と交差して第１の疑似黒体点を画定し、前記イエローＥＬ発光体の色度座標と前記マゼンタＥＬ発光体の色度座標との間の線は、前記黒体軌跡と交差して第２の疑似黒体点を画定し、前記黒体軌跡に沿った前記第１の疑似黒体点と前記第２の疑似黒体点との間の距離は２０００Ｋよりも大きく、各ＥＬ発光体は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する、シアン、マゼンタ及びイエローの追加のＥＬ発光体と、
ｃ）ディスプレイ白色点を提供する手段と、
ｄ）前記提供されたディスプレイ白色点及び前記入力画像信号に応答して、前記３つの色域画定ＥＬ発光体に対する第１の別個の駆動信号と、前記３つの追加のＥＬ発光体に対する第２の別個の駆動信号とを提供するコントローラーであって、該第２の別個の駆動信号に対応するそれぞれの輝度値は、各々、前記入力画像信号と、前記ディスプレイ白色点と前記第１の疑似黒体点及び前記第２の疑似黒体点との間の距離との関数である、コントローラーと、
を具備する、ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記入力画像信号が前記提供されたディスプレイ白色点に対応する場合、該提供されたディスプレイ白色点の色度座標に最も近い疑似黒体点を画定する前記追加の発光体の前記輝度値の合計は、前記提供されたディスプレイ白色点から最も遠い疑似黒体点を画定する前記追加の発光体の前記輝度値の合計よりも高い、請求項１に記載のＥＬデバイス。
【請求項３】
前記第２の疑似黒体点は、相関色温度が６５００Ｋ以下であり、前記第１の疑似黒体点は、相関色温度が８０００Ｋ以上である、請求項１に記載のＥＬデバイス。
【請求項４】
各ＥＬ発光体はそれぞれの放射効率を有し、前記３つの追加の発光体の前記放射効率は、ともに、前記色域画定ＥＬ発光体のそれぞれの放射効率のすべてよりも高い、請求項１に記載のＥＬデバイス。
【請求項５】
前記３つの色域画定ＥＬ発光体の各々及び前記３つの追加の発光体のうちの正確に２つに対する対応するカラーフィルターを更に有する、請求項１に記載のＥＬデバイス。
【請求項６】
前記ディスプレイ白色点は対応する輝度値を有し、前記コントローラーは、前記入力画像信号に応じて前記ディスプレイ白色点の前記輝度値を調整する、請求項１に記載のＥＬデバイス。
【請求項７】
前記コントローラーは、前記入力画像信号の飽和に応じて前記ディスプレイ白色点の前記輝度値を調整する、請求項６に記載のＥＬデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整可能な白色点を有するエレクトロルミネッセンスディスプレイ装置を提供する。特に、消費電力が低減した、調整可能な白色点を提供する２色の光を放出する少なくとも２つの色域内エレクトロルミネッセンス発光体を有する、エレクトロルミネッセンスディスプレイ装置を提供する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
同じ譲受人に譲渡された、Ronald S. Cok他によって２００８年７月１６日に出願された「Converting THREE-COMPONENT TO FOUR-COMPONENT IMAGE」と題する米国特許出願公開第１２／１７４，０８５号が参照され、その開示は本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
フラットパネルディスプレイデバイスは、コンピューティングデバイスとともに、ポータブルデバイスにおいて、かつテレビを含むエンターテイメントデバイスのために広く使用されている。こうしたディスプレイは、通常、基板の上に分散した複数の画素を用いて画像を表示する。各画素は、いくつかの異なる色の発光体、通常は赤色、緑色及び青色の発光体を組み込んで、入力画像信号内で表される各画像要素を表す。種々のフラットパネルディスプレイ技術、例えばプラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ等のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイが知られている。これらのディスプレイに画像を提示するために、ディスプレイは、通常、各画像要素に対して３色成分を含む画像入力信号を受け取り、ディスプレイはそれを利用して、各画素に対して各々異なる色の発光体を駆動する。
【０００４】
プラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイ及びエレクトロルミネッセンスディスプレイを含む発光型ディスプレイでは、ディスプレイによって生成される可視放射エネルギーの量は、ディスプレイが消費する電力の量に比例する。この同じ関係は、光源に提供されるエネルギーが変調されない、いくつかのＬＣＤ等の透過型ディスプレイには存在せず、それは、透過型ディスプレイは、通常、可能な最も明るい画像を提供するのに十分な光を生成し、そして、光の必要な部分のみがユーザーに透過されるように、入力エネルギーではなくその光を変調するためである。
【０００５】
ディスプレイは、多くの専門家向け電子デバイス及び家庭用電子デバイスで使用されている。多くの専門家向け電子デバイス及び家庭用電子デバイスでは、ユーザーに、ディスプレイデバイスの色温度を調整する機会が与えられる。通常、ディスプレイの色温度は、Ｄ５０、Ｄ６５、Ｄ７０及びＤ９５等、標準発光体の色の近くの色座標を有する色を含む、黒体軌跡上又はその近くの種々の点を表すさまざまな白色点に調整される。さらに、ディスプレイデバイスによっては、ディスプレイの色温度をより高度に変更する能力を提供するものもある。例えば、ディスプレイの色温度を、ディスプレイが、「シネマ」及びディスプレイ等と呼ばれるモード等のモードにされた場合はＤ６５に、「標準」等と呼ばれるモード等のモードにされた場合はＤ９３等の色温度に調整することができる。
【０００６】
ディスプレイデバイスの色温度を調整することが知られている。例えば、ＬＣＤの技術分野において、複数の照明源を用いて、ディスプレイの色温度の調整が可能であることが知られている。例えば、「Illumination system and display device」と題する特許文献１においてCornelissenは、低圧放電ランプ及び追加の青色ＬＥＤを備えた、調整可能なバックライトを有する液晶ディスプレイデバイスについて述べている。これらの２つの光源に対する電力の比率を変化させることにより、ＬＣＤバックライトの色を、それが液晶並びに赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを通過する際にディスプレイの色温度を変化させるように変更することができる。同様に、「Multiple light source color balancing system within a liquid crystal flat panel display」と題する特許文献２においてEvanickyは、ＬＣＤであって、ＬＣＤ用のバックライトとしての役割を果たす蛍光灯を有し、それら蛍光灯のいくつかが他の蛍光灯と異なる色の光を生成する、ＬＣＤについて述べている。蛍光灯の各々によって生成される光の比率を調整することにより、バックライトの色温度、したがってＬＣＤ並びにその赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを通過する光の色温度が変更される。この方法によってＬＣＤシステム全体のコストが加算されるが、これらのディスプレイは、光源が必要な光の色を生成するように直接変更されるため、生成される光を比較的効率的に利用する。不都合なことに、発光型ディスプレイにおいて調整可能なバックライトを採用することはできず、そのため、この方法を、ＥＬディスプレイ等の発光型ディスプレイに直接採用することはできない。
【０００７】
ディスプレイの色温度を変更するように赤色、緑色及び青色の発光素子の比率を調整することにより、ディスプレイの色温度を調整することも知られている。例えば、「Image Display Apparatus」と題する特許文献３においてInohara他は、ＣＲＴにおける蛍光体に対する電子の出力の比を、ＣＲＴの赤色チャネル、緑色チャネル及び青色チャネルの各々に対する電力を調整するか又はオン時間を調整することによって調整することにより、ＣＲＴの色温度を調整する方法について述べている。同様の方法を用いて、発光型ディスプレイにおいて赤色発光体、緑色発光体及び青色発光体の輝度比が調整され、この問題は、ディスプレイにさらなる発光体が追加される場合に幾分かより複雑になる。
【０００８】
しかしながら、すべてのディスプレイが赤色発光体、緑色発光体及び青色発光体しか有していないとは限らない。例えば、「Color OLED display with improved power efficiency」と題する特許文献４においてMiller他は、赤色発光体、緑色発光体、青色発光体及び追加の色域内発光体を有し、色域内白色発光体の効率が赤色発光体、緑色発光体及び青色発光体の効率より大幅に高い、ＯＬＥＤディスプレイについて述べている。この特許で述べられているように、色域内発光体の存在により、ディスプレイの消費電力が大幅に改善される。
【０００９】
４色以上の発光体の技術分野では、色域内発光体を有するディスプレイの色温度を調整することが知られている。例えば、「Method for transforming three color input signals to four or more output signals for a color display」と題する特許文献５においてMurdoch他は、赤色発光体、緑色発光体、青色発光体及び白色発光体を有するエレクトロルミネッセンスディスプレイを、白色発光体の色以外の色温度に駆動する方法を記載している。また、ＬＣＤの技術分野では、「Systems and methods for selecting a white point for image displays」と題する特許文献６においてHigginsは、一組の重み付け係数を用いて赤色発光体、緑色発光体、青色発光体及び白色発光体を有するＬＣＤの色温度を調整する方法を記載している。これらの方法により、ディスプレイの色温度を調整することができるが、それらの方法には、ディスプレイの消費電力に対して著しい影響も与えるという不都合がある。例えば、Higginsによって述べられている方法は、ＬＣＤによって遮断される光の比率を変更し、発光型ディスプレイの場合、カラーフィルターを備えた発光型ディスプレイのより効率の低い赤色発光体、緑色発光体及び青色発光体によって生成される光の比率に対し、高効率白色発光体によって生成される光の比率が変更される。その結果、４つ以上の発光体を有するディスプレイの場合、ディスプレイの消費電力は、ディスプレイの色温度が変化すると劇的に変化する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，８４０，６４６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５３５，１９０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４４９，１４８号明細書
【特許文献４】米国特許第７，２３０，５９４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，８９７，８７６号明細書
【特許文献６】米国特許第７，３０１，５４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発光型、特に４色以上の発色体系を有するエレクトロルミネッセンスディスプレイにおいて、色温度を調整することを可能にし、結果としてのディスプレイの電力効率が色温度に応じて著しく変化しない、発光型ディスプレイ構造が必要とされている。ディスプレイの色温度に関りなく、高電力効率、したがって低ディスプレイ消費電力を維持することが更に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
また、本発明によれば、３色入力画像信号を受け取るように適合されたＥＬディスプレイであって、
ａ）赤色、緑色及び青色の光を放出する３つの色域画定ＥＬ発光体であって、該３つの色域画定ＥＬ発光体は色域を定義し、各ＥＬ発光体は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する、３つの色域画定ＥＬ発光体と、
ｂ）それぞれシアン光、マゼンタ光及びイエロー光を放出するシアン、マゼンタ及びイエローの３つの追加のＥＬ発光体であって、各追加のＥＬ発光体は、前記色域内にあり、それぞれの色度座標を有し、前記シアンＥＬ発光体の色度座標と前記マゼンタＥＬ発光体の色度座標との間の線は、黒体軌跡と交差して第１の疑似黒体点を画定し、前記イエローＥＬ発光体の色度座標と前記マゼンタＥＬ発光体の色度座標との間の線は、前記黒体軌跡と交差して第２の疑似黒体点を画定し、前記黒体軌跡に沿った前記第１の疑似黒体点と前記第２の疑似黒体点との間の距離は２０００Ｋよりも大きく、各ＥＬ発光体は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する、シアン、マゼンタ及びイエローの追加のＥＬ発光体と、
ｃ）ディスプレイ白色点を提供する手段と、
ｄ）前記提供されたディスプレイ白色点及び前記入力画像信号に応答して、前記３つの色域画定ＥＬ発光体に対する第１の別個の駆動信号と、前記３つの追加のＥＬ発光体に対する第２の別個の駆動信号とを提供するコントローラーであって、該第２の別個の駆動信号に対応するそれぞれの輝度値は、各々、前記入力画像信号と、前記ディスプレイ白色点と前記第１の疑似黒体点及び前記第２の疑似黒体点との間の距離との関数である、コントローラーと、
を具備する、ＥＬディスプレイが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の利点は、ディスプレイの色温度にかかわりなく高い電力効率が提供される広範囲の色温度で画像を生成することができる、ということである。これは、ディスプレイを見る人に対して、ディスプレイの消費電力を増大させることなくディスプレイの色温度を選択する柔軟性を提供し、それにより、高い電力効率が維持される。本発明のいくつかの構成では、ディスプレイデバイスの有用な寿命を延長するように複数の色域内発光素子を提供するという利点が追加される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一構成によるディスプレイシステムの概略上面図である。
【図２】ディスプレイ色温度を提供する手段を提供するのに有用なユーザーメニューの図である。
【図３】本発明の構成を実施するのに有用なディスプレイパネルの一部の概略断面図である。
【図４】本発明の構成を実施するのに有用な発光体及びカラーフィルターに対する発光体スペクトル発光及びカラーフィルター透過スペクトルのプロットである。
【図５】本発明の一構成によるＥＬ発光体に対する色座標の位置を提供する１９３１ＣＩＥ色度図である。
【図６】本発明の一構成を実施するのに有用な発光体及びカラーフィルターに対する発光体スペクトル発光及びカラーフィルター透過スペクトルのプロットである。
【図７】本発明の一構成によるＥＬ発光体に対する色座標の位置を提供する１９３１ＣＩＥ色度図である。
【図８】本発明の一構成を実施するのに有用なディスプレイパネルの一部の概略断面図である。
【図９】本発明の一構成によるコントローラーの概略図である。
【図１０】本発明の代替構成によるコントローラーの概略図である。
【図１１】本発明の一構成によるディスプレイシステムの概略上面図である。
【図１２】本発明の一構成を実施するのに有用なディスプレイパネルの一部の概略断面図である。
【図１３】本発明の一構成を実施するのに有用な発光体及びカラーフィルターに対する発光体スペクトル発光及びカラーフィルター透過スペクトルのプロットである。
【図１４】本発明の一構成によるＥＬ発光体に対する色座標の位置を提供する１９３１ＣＩＥ色度図である。
【図１５】白色発光体の色度座標の、ディスプレイの白色点からの距離の関数としての平均電力のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一構成は、ディスプレイパネル４を有する、３色入力画像信号１８を受け取るように適合されたＥＬディスプレイ２を提供し、ディスプレイパネル４は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出する３つの色域画定ＥＬ発光体６、８、１０と、２つの疑似黒体点を指定する色度座標を有する２つの追加の色の光を放出する第１の追加のＥＬ発光体１２及び第２の追加のＥＬ発光体１４とを有し、光の２つの追加の色の色度座標は、３つの色域画定発光体６、８、１０によって画定される色域内にかつ黒体軌跡の近くにあり、２つの疑似黒体点は、少なくとも２０００Ｋ異なるそれぞれの相関色温度を有している。各ＥＬ発光体６、８、１０、１２、１４は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する。ＥＬディスプレイ２は、ディスプレイ白色点を提供する方法と、白色点信号１６として受け取ることができる提供されたディスプレイ白色点及び入力画像信号１８に応答するコントローラー２０とを更に有する。コントローラー２０は、３つの色域画定ＥＬ発光体２２に対する第１の別個の駆動信号と、２つの追加のＥＬ発光体１２、１４に対する第２の別個の駆動信号２４とを提供し、第２の別個の駆動信号２４に対応するそれぞれの輝度値は、各々、入力画像信号と、ディスプレイ白色点と２つの追加の色の２つの疑似黒体点との間の距離との関数である。
【００１７】
本発明では、２つ以上の追加のＥＬ発光体１２、１４は、色域内であり、高い電力効率を有し、２つの疑似黒体点（pseudo-blackbody point）を生成することができ、それらの疑似黒体点は、広範囲の所望の白色点を一括することができるのに十分な大きさの距離で分離している。図１５は、単一白色発光体の色度座標の、所望のディスプレイ白色点からの距離の関数として、赤色光、緑色光、青色光及び白色光を放出するＥＬ発光体を有するＥＬディスプレイの平均消費電力を示す。この値は、２つの異なる白色ＥＬ発光体に対してプロットされており、１つはＤ６５（例えば６５００Ｋの色温度）に近い白色点を有し、１つは１０，０００ケルビンの色温度である白色点を有している。この図が示すように、ディスプレイ白色点がＤ６５であり、発光体がＤ６５に近い色度座標を有する場合、ディスプレイの消費電力は低くなり、多くの場合点５００によって示すように最低に近くなり、白色発光体の色又はディスプレイ白色点の色が変化するときはいつでも増大し、それにより、１９３１ＣＩＥ色度図における色度座標間の距離が、点５０４に近い０．０５を超えるときはいつでも、電力は１０パーセントを超えて増大する。同じ関係が、点５０２に示すようにディスプレイ白色点が１０，０００ケルビンであり、ディスプレイ白色点もまた１０，０００ケルビンである場合に存在する。すなわち、この点５０２は、１０，０００ケルビンのディスプレイ白色点に対する最小電力に近い低電力を示す。この場合もまた、ディスプレイ白色点から０．０５に近い距離を有する点５０６。これらの２つの相関色温度間の距離は０．０５を超え、したがって、これらの２つの白色点でレンダリングされる画像を提供する、単一白色発光体を有するいかなるディスプレイも、１つのディスプレイ白色点でいくつかの画像を生成し第２のディスプレイ白色点で他の画像を生成する必要がある場合、消費電力が増大することになる。本発明によるＥＬ発光体の構成を用いる場合、所望のディスプレイ白色点で中間色を高効率でレンダリングするために最も近い疑似黒体点が使用されるように、ＥＬディスプレイ２は、入力画像信号をＥＬディスプレイ２のＥＬ発光体６、８、１０、１２、１４に提供することができることが確認された。
【００１８】
大部分の画像セットは多数の中間色を含むため、所望のディスプレイ白色点が変化する際に別個の疑似黒体点を形成するＥＬ発光体１２、１４間でエネルギーをシフトさせることができることにより、ＥＬディスプレイ２の消費電力を、ディスプレイ白色点に応じて比較的変化しないまま維持することができる。大部分の通常の画像セットに対して、ディスプレイ白色点に近い単一の色域内ＥＬ発光体のみを有する通常のＥＬディスプレイ２では、この単一のＥＬ発光体が、通常は赤色光、緑色光及び青色光を放出するＥＬ発光体６、８、１０の発光面積の２倍近く又はそれを上回る非常に大きい開口率を有する必要があることも確認された。本発明を採用することにより、サイズの等しいＥＬ発光体６、８、１０、１２、１４を適用するが、赤色光、緑色光及び青色光を放出するＥＬ発光体６、８、１０によって画定される色域内の複数のＥＬ発光体１２、１４を提供することによって寿命を延長することにより、ＥＬディスプレイ２の寿命が延長される。
【００１９】
本発明の文脈において、用語「疑似黒体点」は、黒体軌跡に「近い」色度座標によって指定される２つ以上の光の色を指す。正確に２つの追加の発光体を有する本発明のディスプレイシステムでは、これらの疑似黒体点は、これらの２つの追加のＥＬ発光体１２、１４によって放出される光の色に対応し、これらの２つの追加のＥＬ発光体１２、１４によって放出される光の色が黒体軌跡に「近い」ことを必要とする。３つ以上の追加のＥＬ発光体１２、１４を有する本発明のディスプレイシステムでは、これらの疑似黒体点は、個々の追加のＥＬ発光体、又は追加のＥＬ発光体のうちの少なくとも２つからの光の組合せによって形成される光の色に対応する。追加のＥＬ発光体のうちの２つ以上からの光を結合することによって「疑似黒体点」が形成される場合、ＥＬ発光体は、黒体軌跡に「近い」適切な疑似黒体点を形成するよう適切な色の光が形成されるように、黒体軌跡にわたるべきである。
【００２０】
用語「黒体軌跡」は、特定の色空間で黒体温度が変化する際に黒体の色がとる経路又は軌跡を指す。本発明の文脈では、疑似黒体点は、標準ＣＩＥ１９３１色度図に示すように、黒体軌跡上の最も近い点の±０．０５のユークリッド距離内にあるときに黒体軌跡に「近い」。より具体的には、本発明の文脈では、黒体軌跡に「近い」色度座標は、５０００度〜１０，０００ケルビンの色温度を有する黒体放射体によって指定されるように、黒体軌跡における最も近い点から±０．０５の１９３１色度図内のユークリッド距離を有する。
【００２１】
用語「相関色温度」は、色の特性であり、知覚される色が、同じ輝度値における同じ観察条件下での所与の色のそれに最も類似している黒体放射体の温度を指す。任意の色の相関色温度は、１９７６ＣＩＥ均等色度空間内においてその色から最短ユークリッド距離を有する黒体放射体の温度として計算される。本発明の文脈における用語「放射効率」は、電気エネルギーが可視スペクトル内で電磁放射、すなわち波長が３８０ｎｍ〜７５０ｎｍである電磁放射に変換される際の効率である。本発明のＥＬ発光体の場合、この値は、ディスプレイから放出される３８０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長の電磁エネルギーのワットの、ＥＬ発光体を刺激するために提供される電力のワット又は電流のアンペアに対する比として指定される。この量は、ＥＬ発光体によって放出される光束の、ＥＬ発光体を刺激するために用いられる電気の量に対する比である「発光効率」とは別である。発光効率は、通常、ルーメン／ワット又はカンデラ／アンペアを単位として提供され、それは、「発光効率」が、電磁エネルギーの種々の波長に対する人間の眼の変化する感度に影響を与える調整を含むためである。
【００２２】
本発明では、ディスプレイ白色点を指定する白色点信号１６をコントローラー２０に提供する任意の装置を有する、ディスプレイ白色点を提供する構造が提供される。一構成では、この構造は、ＥＬディスプレイ２に提供されるユーザーメニューと、ディスプレイ白色点のオプション間で選択するユーザー入力デバイスとを有している。図２は、１つのこうしたメニュー４０を示す。このメニューでは、ユーザーに対し、ディスプレイ白色点を選択する複数のオプション４２、４４、４６が与えられる。これらのオプションは、一般に、単一の選択オプション４２を示し、ユーザーが、マウス又はボタン等の入力デバイスを用いて残りのオプション４４、４６のうちの１つを選択することができるようにする。ユーザーにはまた、ユーザーが自身の所望の選好を示したことを示す別個のコントロール４８に対するアクセスを与えることができる。これらのオプションは、いくつかの構成では、図２に示すようにグラフィカルユーザーインターフェースを介して提供される。代替的に、ディスプレイは、単一のボタンを有することができ、それは、押下されると、ディスプレイの白色点の色温度を変化させる。図２に示すメニュー４０により、ユーザーは色温度を明示的に選択することができるが、この明示的な制御は必須ではなく、代替構成では、ユーザーに対し、例えばシネマモード（６５００Ｋを推測）及び飽和色モード（９３００Ｋを推測）等のオプションを提供することにより、白色点選択の暗示的な制御を可能にする代替的なオプションが提供される。ディスプレイ白色点の直接的なユーザーの操作の他に、他の構成でディスプレイ白色点を提供する構造は、入力画像信号１８に関連する信号である。例えば、いくつかの構成では、特定のディスプレイ白色点を想定してビデオ信号が符号化される。このディスプレイ白色点は、このビデオ信号に関連するメタデータで符号化される。ビデオ信号はディスプレイに提供され、それにより、入力画像信号１８と同様にディスプレイ白色点（メタデータで符号化される）が提供される。さらに、コントローラー２０は、入力画像信号１８の信号源に基づいてディスプレイ白色点を推測することができる。例えば、標準ビデオポート（例えばＳビデオポート）を介して提供される入力画像信号１８を、６５００Ｋ等のディスプレイ白色点を有するように推定することができるが、コンピューティングプラットフォーム（例えばＶＧＡポート）により密接に関連するポートを介して提供される入力画像信号１８を、９３００Ｋ等、異なるディスプレイ白色点を有するように推定することができる。
【００２３】
本発明の一構成では、ＥＬディスプレイはＥＬディスプレイパネルを有することができ、それは、カラーフィルターのアレイとともに白色光を放出するＥＬ発光体から形成される。種々のカラーフィルターが採用されることにより、赤色光、緑色光、青色光及び２つの追加の色の光を放出するＥＬ発光体が形成される。図３に、１つのこうしたディスプレイパネルの断面を示す。この構成に示すように、ＥＬディスプレイパネル５０は、駆動層５４が形成される基板５２を有する。この駆動層５４は、各発光体に電流を提供する、アクティブマトリックス回路部等の電子回路を含む。そして、任意の広帯域発光をフィルタリングして狭帯域の赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ形成するように、狭帯域カラーフィルター５６、５８、６０が形成される。いくつかの構成では、追加の色の光を提供するように追加の広帯域カラーフィルター６２が形成される。任意の広帯域発光をフィルタリングして第２の追加の色の光を形成するように、第２の広帯域カラーフィルター（図示せず）を任意選択で形成することができるが、こうしたカラーフィルターは必須ではない。カラーフィルターの領域において厚さの変動を低減するために、平滑層６４を更に提供することができる。第１の電極６６が、通常、カラーフィルターの各々によって画定される領域の内側に形成され、絶縁体６８が、通常、短絡を低減するように電極のセグメント間に形成される。そして、第１の電極の上に、広帯域光を放出するＥＬ発光層７０を形成することができる。このＥＬ発光層７０は、通常、通常少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を有する多層積層体を含む。発光層７０は、通常、複数種の発光構造又は分子を有し、各種が、広帯域発光を形成するように可変波長の狭帯域の光を放出する。最後に、ＥＬ発光層の第１の電極６６とは反対側に、第２の電極７２が形成される。動作中、第１の電極６６及び第２の電極７２は、電位を提供し、ＥＬ発光層７０を通る電流の流れを促進し、ＥＬ発光層７０は、この層を通過する電流に応じて広帯域光を放出する。こうした構造では、第２の電極７２は、通常、アルミニウム等の反射性金属から形成される。第１の電極６６は、通常、酸化インジウムスズ等の透明酸化物から形成され、ＥＬ発光層７０によって放出される光は、通常、矢印によって示す方向７４に放出される。しかしながら、これは必須ではなく、それは、第２の電極７２の反対側にカラーフィルターを形成することができ、第２の電極７２を透明又は半透明とすることができ、第１の電極６６を反射性とすることができるためである。図１の６、８、１０、１２及び１４として示す、ＥＬディスプレイ５０内の個々のＥＬ発光体は、第１の電極６６及び第２の電極７２のパターンによって画定され、それにより、個々のＥＬ発光体が、ＥＬ発光体の２次元アレイを画定するようにパターニングされる第１の電極６６及び第２の電極７２の重なる領域によって形成される。図示するように、このデバイスは、３つの色域画定発光体の各々のためのカラーフィルター５６、５８、６０と、２つの追加の発光体のうちの一方のためのカラーフィルター６２とを有している。
【００２４】
ＥＬ発光層７０によって提供される広帯域光は、図４の８０等のスペクトルを提供することができる。図１の追加のＥＬ発光体１２、１４のうちの一方は、光のスペクトルが、色域画定ＥＬ発光体６、８、１０の色域内でありかつ黒体軌跡に近い色度座標を有するようなものであるとすれば、カラーフィルターなしにこの光を放出することができる。図４に示すスペクトル８０を有する光は、色度座標が０．３２６、０．３４６であり、それらは、５８００ケルビンの相関色温度において黒体軌跡から０．００５のユークリッド距離を有している。第２の追加のＥＬ発光体１２、１４は、何らかの形態のカラーフィルターを有する。このカラーフィルター、例えば図３の６２は、図４のスペクトル８２を有する染料又は顔料ベースのカラーフィルターである。しかしながら、このフィルターを、デバイスの層又は他の既知の構造内に光干渉の設計により形成することができる。図４に示すＥＬスペクトル８０と組み合わせてスペクトル８２を有するカラーフィルターを採用することにより、ＥＬ発光体はスペクトル８４を有することになる。スペクトル８４を有する光は、色度座標０．２７５、０．２９０を有し、それは、１０，５００ケルビンの相関色温度において黒体軌跡から０．００１６のユークリッド距離を有する。
【００２５】
ＥＬ発光層７０が、スペクトル８０を有する光を提供し、２つの追加の発光体を形成するようにカラーフィルターなしで、かつスペクトル８２を有するカラーフィルターありで採用されるとともに、３つの通常の狭帯域フィルターを備えるように採用される場合、結果としてのＥＬディスプレイは、図５に提供する１９３１ＣＩＥ色度座標を有する色を生成するＥＬ発光体を提供する。この図に示すように、長波長光、中波長光及び短波長光を通すために適切な狭帯域カラーフィルターを選択することにより、対応する色域画定ＥＬ発光体は、赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体及び青色ＥＬ発光体に対する色度座標９０、９２及び９４を有する光を生成する。これらの座標は、これらの３つの色の光の組合せを介して形成することができる色を指定する色域９６を決定する。図５はまた、５０００ケルビン〜２５０００ケルビンの色温度に対する黒体軌跡９８の一部も示す。それぞれスペクトル８０及び８４を有する光によって提供される色度座標１００及び１０２も示し、それらは、本発明による疑似黒体点を提供する。これらの疑似黒体点は、色域画定原色によって提供される色域内にあることに加えて、黒体軌跡の近くにあり、２０００ケルビンを超えて異なる相関色温度も有し、追加の発光体のうちの１つの疑似黒体点の１つが、６５００ケルビン以下の相関色温度を有し、追加の発光体のうちの第２の発光体の第２の疑似黒体点が８０００ケルビン以上の相関色温度を有する。この構成において、狭帯域透過フィルターは、色域画定原色をフィルタリングするため、それらの最終的な放射効率を大幅に低減する。０．０１２２Ｗ／Ａの効率を有する広域発光体の場合、赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体及び青色ＥＬ発光体は、０．００２２５Ｗ／Ａ、０．００１６３Ｗ／Ａ及び０．００２２０Ｗ／Ａの放射効率を有する。しかしながら、追加のＥＬ発光体は、フィルタリングされないか又は広帯域フィルターを用いてフィルタリングされるため、大幅に高い放射効率を有し、０．００６４２Ｗ／Ａ及び０．０１２２Ｗ／Ａの放射効率を有する。したがって、各ＥＬ発光体は、それぞれの放射効率を有し、２つの追加の発光体の放射効率は、各々、色域画定ＥＬ発光体のそれぞれの放射効率のすべてより高い。
【００２６】
上記の例では、ＥＬディスプレイ５０におけるＥＬ発光層７０は、相関色温度が低いスペクトル発光８０を有するものと推定され、カラーフィルター６２を用いて、より高い色温度を達成するように放出された光が変更された。しかしながら、これは必須ではなく、本発明のシステムは、より低い相関色温度を取得するように、カラーフィルターとともに本来高い相関色温度を有する発光体を用いて形成される。図６は、高い相関色温度、特に８０００ケルビンを有するＥＬ発光体に対する発光体スペクトル１１０と、発光体スペクトル１１０から短波長エネルギーを低減するためのフィルターのスペクトル１１２とを提供する。このフィルターを適用することにより、ＥＬ発光体の発光体スペクトル１１０をフィルタリングするために、４９００ケルビンの相関色温度のカラーフィルタースペクトル１１２を有するカラーフィルターと組み合わせて、ＥＬ発光体に対してフィルタリングされた発光体スペクトル１１４が得られる。赤色光、緑色光及び青色光を形成するために、通常のカラーフィルター５６、５８、６０とともに、カラーフィルタースペクトル１１２を有する図３のカラーフィルター６２とともに発光体スペクトル１１０を有する図３のＥＬ発光層７０を提供することにより、図７に示す色度座標が得られる。図示するように、発光体スペクトル１１０とともに通常のカラーフィルターにより、色度座標１２０、１２２、１２４を有する赤色発光、緑色発光及び青色発光がもたらされ、それら座標により色域１２６が形成される。追加のＥＬ発光体のうちの１つにおけるフィルタースペクトル１１２を有するカラーフィルターを適用することにより、色度座標１３０が得られ、スペクトル１１０を有するフィルタリングされていないＥＬ発光により、色度座標１３２が提供され、それらの各々は黒体軌跡１２８の近くにある。この組合せにより、フィルタリングされていない発光体のユークリッド距離は、黒体軌跡から０．０２０の距離であり、フィルタリングされた発光体は、黒体軌跡からの距離が０．００１２である。結果としてのＥＬ発光体は、相対的な放射効率が、色域画定ＥＬ発光体の場合は０．００９９Ｗ／Ａ、０．０１０４Ｗ／Ａ及び０．０１５６Ｗ／Ａであり、追加のＥＬ発光体の場合は０．０７３Ｗ／Ａ及び０．０３６６Ｗ／Ａである。
【００２７】
上記の構成では、追加のＥＬ発光体のうちの少なくとも１つがカラーフィルターを含むように形成されているが、これは必須要件ではない。図８に示す本発明の別の構成では、ＥＬディスプレイパネル１４０は、カラーフィルターのアレイとともに白色光を放出するＥＬ発光体から形成されている。図示するように、種々のカラーフィルターが採用されることにより、赤色光、緑色光及び青色光を放出するＥＬ発光体が形成されている。しかしながら、他の構成では、追加のＥＬ発光体の色は、ＥＬディスプレイパネル１４０内の光共振器の長さを調整することによる等、他の方法を用いて形成される。図示するように、ＥＬディスプレイパネル１４０は、通常、駆動層１４４が形成されている基板１４２を有する。この駆動層１４４は、各基本発光体に電流を提供するように、アクティブマトリックス回路等の電子回路を有する。第１の電極１４６が、電極のセグメント間の短絡を低減するための絶縁体１４８とともに形成されている。
【００２８】
第１の電極１４６の上に、変厚非発光層１６６が形成されている。この変厚非発光層は、比較的に透明であり、第１の追加のＥＬ発光体、例えば領域１６８によって示すＥＬ発光体の厚さが、第２の追加のＥＬ発光体、例えば領域１７０によって示すＥＬ発光体の厚さと異なる。この変厚非発光層１６６の目的は、ＥＬディスプレイデバイスの光学構造内に異なる光共振器長をもたらすことである。
【００２９】
そして、第１の電極及び変厚非発光層１６６の上に、広帯域光を放出するようにＥＬ発光層１５０を形成することができる。このＥＬ発光層１５０は、通常、少なくとも正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む多層積層体を有する。ＥＬ発光層１５０内の発光層は、通常、多種の発光構造又は分子を含み、各種が、広帯域発光を形成するように、可変波長の狭帯域の光を放出する。ＥＬ発光層の第１の電極１４６とは反対側に、第２の電極１５２が形成される。動作中、第１の電極１４６及び第２の電極１５２は、電位を提供し、ＥＬ発光層１５０を通る電流の流れを促進し、ＥＬ発光層１５０は、この層を通過する電流に応じて広帯域光を放出する。こうした構造では、第２の電極１５２は、通常、酸化インジウムスズ又は薄銀等の材料を含む、透明材料又は半透明材料から形成される。第１の電極１４６は、通常、アルミニウム等の反射性金属から形成される。そして、デバイスを、低屈折率１７６、例えば発光領域内の第２の電極１５２の上方の空隙を含むように設計することができる。この低屈折率層１７６は、例えば、第２の電極１５２の上方に第２の基板１６２を付与することによって形成される。この第２の基板１６２は、この構成では平滑層１６０とともに発光層１５０から放出される広帯域光をフィルタリングする狭帯域カラーフィルター１５４、１５６及び１５８を含むように作成される。この構成では、狭帯域カラーフィルター１５４、１５６、１５８は、広帯域発光をフィルタリングすることにより、赤色光、緑色光及び青色光を提供する。
【００３０】
この構成により、ＥＬ発光層１５０において生成される光を、矢印１６４の方向に放出することができる。そして、狭帯域カラーフィルター１５４、１５６、１５８は、任意の広帯域発光をフィルタリングしてそれぞれ狭帯域赤色光、緑色光及び青色光を形成するように形成される。第２の広帯域カラーフィルター（図示せず）を、任意選択で、任意の広帯域発光をフィルタリングして追加のＤＬ発光体のうちの一方又は両方を形成するように形成することができるが、こうしたカラーフィルターは必須ではない。
【００３１】
ここで、変厚非発光層１６６に関連してさらなる詳細を提供することができる。この変厚非発光層の厚さを選択することにより、各ＥＬ発光体に対する光共振器長は、いくつかの波長の光を他の波長の光に比較して優先的に放出するように設計されている。本発明のデバイスでは、光共振器長は、領域１７０によって示すもの等、追加のＥＬ発光体のうちの第１のＥＬ発光体が短波長光を優先的に放出するように、この変厚非発光層１６６の厚さを変更することによって選択される。追加のＥＬ発光体のうちの第２のＥＬ発光体は、中波長光又は長波長光を優先的に放出する。このデバイス等のデバイスでは、光共振器長は、第１の電極１４６の上部（すなわち、第１の電極１４６とＥＬ発光層１５０との間の中間面）から第２の電極１５２の上部（すなわち、第２の電極層１５２と低屈折率層１７６との間の中間面）までの距離である。したがって、この非発光層１６６は、追加のＥＬ発光体領域１６８における厚さが第２の追加のＥＬ発光体領域１７０における厚さとは異なる。一構成では、この非発光層１６６は、透明な無機導電体である。例えば、酸化インジウムスズ等の金属酸化物が、既知の方法を用いて第１の電極１４６の上部で、この変厚発光層１６６を形成するようにパターニングされる。ＥＬ発光層が有機化合物を含む別の例では、この変厚非発光層１６６は、シャドーマスクにより又はレーザー転写技法によりパターニングされる、ＮＰＢ等の有機半導体である。さらに他の構成、特にＥＬ発光層が量子ドット等の無機材料を含む構成では、この変厚発光層１６６は無機半導体である。
【００３２】
第１の追加のＥＬ発光体領域１６８と第２の追加のＥＬ発光体領域１７０との間でこの変厚非発光層１６６の厚さを変更することにより、本発明により疑似黒体点を指定する色度座標を有する２つの追加の色の光を提供することができる。しかしながら、赤色光、緑色光及び青色光を放出するＥＬ発光体間でこの層１６６の厚さを変更することも更に有利である。特に、赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体及び青色ＥＬ発光体の効率は、領域１７４によって示す青色光を形成する色域画定ＥＬ発光体内の非発光層１６６の厚さが、色温度が低い方の追加のＥＬ発光体内の非発光層の厚さより、領域１７０によって示す色温度が高い方の追加のＥＬ発光体内の非発光層１６６の厚さに近い場合に向上する。色温度が高い方のＥＬ発光体の形成は、短波長光、特に４２０ｎｍ以下の波長の光を優先的に放出するように共振器長を設計することによって達成される。本発明のディスプレイを完成するために必要なステップの数を低減するために、領域１６８における第１の追加のＥＬ発光体が第２の追加のＥＬ発光体領域１７０におけるＥＬ発光体より高い、高い方の相関色温度を有する場合、青色光を放出する色域画定ＥＬ発光体内の変厚非発光層の厚さは、第１の追加のＥＬ発光体領域１６８内の非発光層の厚さに等しくなる。領域１７２ａ、１７２ｂによって示す、赤色光又は緑色光を形成する色域画定ＥＬ発光体内の非発光層の厚さが、色温度の高い方の追加のＥＬ発光体内の非発光層の厚さより、色温度の低い方の領域１６８によって示す追加のＥＬ発光体内の非発光層の厚さに近いことが更に有用である。色温度の低い方のＥＬ発光体の形成は、中波長光又は低波長光、特に５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光を優先的に放出するように共振器長を設計することによって得られる。この場合もまた、この変厚層を作成するために必要なステップの数を低減するために、第１の追加のＥＬ発光体領域１６８におけるＥＬ発光体が、第２の追加のＥＬ発光体領域１７０におけるＥＬ発光体より高い相関色温度を有する場合、赤色光又は緑色光を放出する色域画定ＥＬ発光体内の非発光層の厚さは、第２の追加のＥＬ発光体領域１７０内の非発光層の厚さに等しくなる。特に好ましい構成では、赤色光及び緑色光を放出する色域画定ＥＬ発光体の両方の領域１７２ａ、１７２ｂ内の非発光層の厚さは、第２の追加のＥＬ発光体１７０内の非発光層の厚さに等しくなる。
【００３３】
図８に示すデバイスは、基板と反対の方向に光を放出する上部発光構造を採用している。しかしながら、これは必須ではなく、本発明のＥＬディスプレイのいくつかの構成を達成するように、底部発光構造に変厚非発光層１６６が採用される。図８に示すように上部発光ＥＬデバイス内の適切な位置に非常に低屈折率の層１７６を含めることがより単純である場合もあるが、本発明の第１の追加のＥＬ発光体領域１６８と第２の追加のＥＬ発光体領域１７０との間に比較的小さい色変化しか必要でないため、低屈折率層１７６が空気程度に低い屈折率を有する必要はない。したがって、デバイスの層内に固体材料を含めることは、これらの材料の屈折率が発光層１５０の屈折率より低い限り、低屈折率層１７６を形成するのに有用である。底部発光ＯＬＥＤデバイスでは、駆動層１４４内に通常形成される材料は、低屈折率層１７６を提供することができる。
【００３４】
本発明を十分に理解するために、図１のコントローラー２０の説明に再び戻る必要がある。上述したように、このコントローラー２０は、提供されたディスプレイ白色点（信号１６で提供される）と入力画像信号１８とに応答して、３つの色域画定ＥＬ発光体６、８、１０に対する第１の別個の駆動信号２２と、２つの追加のＥＬ発光体１２、１４に対する第２の別個の駆動信号２４とを提供し、そこでは、第２の別個の駆動信号に対応するそれぞれの輝度値は、各々、入力画像信号と、ディスプレイ白色点と２つの追加のＥＬ発光体１２、１４の疑似黒体点との間の距離との関数である。特に、入力画像信号が提供されたディスプレイ白色点に対応する場合、コントローラーは、提供されたディスプレイ白色点の色度座標に最も近い疑似黒体点を有する追加のＥＬ発光体が、提供されたディスプレイ白色点の色度座標から最も遠い疑似黒体点を有する追加の発光体より高い輝度値を有するように、第２の別個の駆動信号を提供する。コントローラー２０は、この結果を達成するために多数の方法を採用することができる。
【００３５】
図９に、本発明のＥＬディスプレイにおいて有用なコントローラーを示す。図示するように、コントローラー１８０は、入力画像信号１８２を受け取る入力画像信号受取ユニット１８４を有している。このユニットは、入力画像信号１８２を解凍し入力画像信号１８２を本技術分野において既知である方法を用いて３色チャネル線形強度に変換する等、任意の基本復号ステップを実行することができる。所望のディスプレイ白色点の色を示す信号１８６を受け取る白色点受取ユニット１８８も提供される。所望のディスプレイ白色点に基づいて、適合行列選択ユニット１９０は、色変換、通常は、入力画像信号を所望のディスプレイ白色点まで回転させる３×３行列を選択する。適合行列適用ユニット１９２は、その後、この変換を復号された入力画像信号に適用して、入力画像信号を所望のディスプレイ白色点に正規化する。白色点受取ユニット１８８によって受け取られたディスプレイ白色点に基づき、第１正規化行列確定ユニット１９４は、その後、適切な正規化行列を選択する。この選択プロセス中、ユニット１９４は、２つの追加のＥＬ発光体のうちのいずれがディスプレイ白色点の色度座標から最も遠い疑似黒体点を有するかを判断し、適合行列適用ユニット１９２の出力をディスプレイ白色点から、ディスプレイ白色点から最も遠い疑似黒体点を有する追加のＥＬ発光体の色度座標まで回転させるように、行列を選択又は計算する。そして、第１の正規化行列適用ユニット１９６により、適合行列の適用後、入力データストリームに確定された行列が適用される。そして、最小値確定ユニット１９８により、第１の正規化行列の適用後に、画像信号の各画素に対して３色チャネルの最小値が確定される。そして、第１の正規化行列の適用後、最小値減算ユニット２００を用いて、各画素に対して３チャネル信号の各チャネルから最小値が減算される。そして、この最小値が、最小値加算ユニット２０２によって、所望のディスプレイ白色点の色度座標から最も遠い疑似黒体点を有するＥＬ発光体に対応する追加のカラーチャネルに対する強度に加算される。そして、第２の正規化行列確定ユニット２０４は、３つの非ゼロ色成分の色座標を第２の疑似黒体点の色まで回転させるように行列を確定する。そして、第２の正規化行列適用ユニット２０６は、この行列を適用して、最小値加算ユニット２０２後の３つの非ゼロ色成分の色座標を、所望のディスプレイ白色点の色度座標に最も近い色度座標を有するＥＬ発光体の疑似黒体点まで回転させる。第２の最小値確定ユニット２０８もまた、各画素に対して結果としての３つの非ゼロチャネルの最小値を確定する。その後、この最小値は、最小値減算ユニット２１０によって、第２の正規化行列ユニットを適用した後に取得された信号から減算される。そして、最小値加算ユニット２１２が適用されることにより、ディスプレイ白色点１３２の色度座標に最も近い色度座標を有するＥＬ発光体に対応する第５のカラーチャネルにこの最小値が加算される。その後、最小値減算ユニット２００、２１２によって提供される２つのゼロ値は、入力画像信号における残りの３つのカラーチャネルに対する結果としての値のための非ゼロ値とともに用いられることにより、第１及���第２の駆動信号形成ユニット２１４によって第１の駆動信号２１６が形成される。そして、第１及び第２の駆動信号形成ユニット２１４により、２つの追加のチャネルに対する値を用いて第２の駆動信号２１８が形成される。このデータを適切にフォーマット設定することに加えて、このユニット２１４はまた、最小値加算ユニット２１２によって提供される線形強度値を、ＥＬディスプレイ内のＥＬ発光体を駆動するために用いられるコード値、電圧又は電流に変換するために必要な任意の変換を適用する。この方法が適切に適用され、かつ入力画像信号が、等しいＲ値、Ｇ値及びＢ値を有する通常のＲＧＢ信号である（すなわち、入力色が白色であり、したがって提供されたディスプレイ白色点に対応する）場合、かつ発光体のうちの１つに対する疑似黒体点が所望のディスプレイ白色点に等しいか又は非常に近い場合、第１の駆動信号及び第２の駆動信号は、実際に、ディスプレイ白色点に近いか又は等しい疑似黒体点を有するＥＬ発光体を通して、ディスプレイの輝度のすべてを駆動する。したがって、提供されたディスプレイ白色点の色度座標に最も近い疑似黒体点を有する追加の発光体は、提供されたディスプレイ白色点の色度座標から最も遠い疑似黒体点を有する追加の発光体より高い輝度値を生成する。
【００３６】
本発明のいくつかの構成では、コントローラーは追加の画像処理ステップを実行することができる。例えば、ディスプレイ白色点は、指定又は推測される対応する輝度値を有することができ、コントローラーは、入力画像信号に応じてディスプレイ白色点の輝度値を調整することができる。一例では、入力画像信号１８２は、一連の画像又はビデオフレームを構成する画素のアレイに対して３つのカラーチャネルを含むことができる。コントローラー１８０は、図１０に示すように任意のユニット２２０、２２２、２２４及び２２６を更に含むことができる。最大値確定ユニット２２０は、最小値加算ユニット２１２がその計算を実行した後に、各チャネルに対して各フレームの最大非ゼロ強度値を確定することができる。その後、比確定ユニット２２２は、各フレームにおける各チャネルに対し可能な最大強度値と最大非ゼロ強度値との比を計算することができる。そして、最小比確定ユニット２２４は、これらの比の最小値を確定することができる。最後に、値スケーリングユニット２２６は、最小比確定ユニット２２４によって確定される最小比により最小値加算ユニット２１２からもたらされる強度値をスケーリングすることができる。このスケール値は、常に１以上となる。したがって、図１０のコントローラー１８０は、明るい飽和色を含む画像が低い最小比値を有する傾向にあるため、入力画像信号の飽和に応じて、各フレームに対してディスプレイ白色点の輝度値を調整する。入力画像信号に応じてディスプレイ白色点の輝度値を調整する同様の方法は、参照により本明細書に援用される、Ronald S. Cok他による「Converting Three-Component To Four-Component Image」と題する２００８年７月１６日に出願された米国特許出願第１２／１７４，０８５号に述べられている。
【００３７】
本発明の主な利点のうちの１つは、ディスプレイが、ディスプレイの白色点が変更されると同様の量の電力を消費するということである。図６に示すものに類似する発光を有するディスプレイパネルを採用することにより、ディスプレイは、色域内の光を放出する従来技術において既知である単一の追加のＥＬ発光体のみを有するか、又は本発明の２つの追加のＥＬ発光体を備えるように構成される。これらのディスプレイの各々に対する電力を、表１において、ディスプレイ白色点に応じて示す。この例では、ＲＧＢＷ系の単一白色発光体は、８０００ケルビンの相関色温度を有する。したがって、ＲＧＢＷディスプレイがこの単一白色発光体を用いて構成される場合、ディスプレイの最小電力は、８０００ケルビンに近い色温度に対して発生し、他の色温度に対して増大する。図示するように、ディスプレイの白色点が１０，０００ケルビンである場合、消費電力は３．９Ｗであり、ディスプレイの色温度が６５００度Ｋに設定される場合、１０パーセントを超えて増大して、４．３５Ｗまで増大する。しかしながら、本発明の例では第２の追加の発光体が提供される場合、電力は、１０，０００Ｋにおけるわずか３．６５Ｗから６５００Ｋにおける３．７３Ｗまで増大し、電力の変化はわずかに２％である。さらに、第２の発光体が追加されると、消費電力は概して低くなり、６５００度ケルビン条件では１４パーセント低い電力が提供される。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
別の構成では、本発明の図１１のＥＬディスプレイ３０２は、３色入力画像信号３２０を受け取るように適合されている。このＥＬディスプレイ３０２は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出するように基板３０４に形成された３つの色域画定ＥＬ発光体３０６、３０８、３１０を有している。３つの色域画定ＥＬ発光体の色度座標は、色域を画定し、各ＥＬ発光体は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する。シアン、マゼンタ及びイエローの光をそれぞれ放出する３つの追加の（シアン、マゼンタ及びイエロー）ＥＬ発光体３１６、３１４、３１２も含まれる。このＥＬディスプレイ３０２では、各追加のＥＬ発光体３１２、３１４、３１６は、色域画定原色３０６、３０８、３１０の色域内にあり、それぞれの色度座標を有している。このＥＬディスプレイにおいて、シアンＥＬ発光体３１６の色座標とマゼンタＥＬ発光体３１４の色度座標の間に引かれた線は、黒体軌跡と交差して第１の疑似黒体点を画定する。イエローＥＬ発光体３１２の色度座標とマゼンタＥＬ発光体３１４の色度座標との間に引かれた線は、黒体軌跡と交差して第２の疑似黒体点を画定する。黒体軌跡に沿った第１の疑似黒体点と第２の疑似黒体点との間の距離は２０００Ｋを超える。追加のＥＬ発光体の各々は、対応する駆動信号に応じて対応する輝度値の光を出力する。ＥＬディスプレイ３０２は、白色点信号３２２に応じてディスプレイ白色点を提供する構造と、提供されたディスプレイ白色点及び入力画像信号３２０に応答して、３つの色域画定ＥＬ発光体３０６、３０８、３１０に対する第１の別個の駆動信号３２４、及び３つの追加のＥＬ発光体３１２、３１４、３１６に対する第２の別個の駆動信号３２６を提供するコントローラー３１８とを更に有する。本発明では、第２の別個の駆動信号３１６に対応するそれぞれの輝度値は、各々、入力画像信号３２０と、ディスプレイ白色点の色度座標と第１の疑似黒体点及び第２の疑似黒体点との間の距離との関数である。いくつかの構成では、入力画像信号３２０が提供されたディスプレイ白色点に対応する場合、提供されたディスプレイ白色点の色度座標に最も近い疑似黒体点を画定する追加の発光体の輝度値の合計は、提供されたディスプレイ白色点から最も遠い疑似黒体点を画定する追加の発光体の輝度値の合計より高い。
【００４０】
図１２は、図１１のディスプレイにおけるディスプレイパネルの断面を示す。ディスプレイパネル３４０は基板３４２を有している。この基板の上に駆動層３４４が形成されている。基板の上にカラーフィルター３４６、３４８、３５０、３５２、３５４が形成されており、平滑層３５６が付与されている。図１２に示すように、赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体、青色ＥＬ発光体並びにシアン、マゼンタ及びイエローのうちの２つのＥＬ発光体に対応する異なるスペクトルを有する５つのカラーフィルターを適用することにより、ディスプレイパネル３４０上に６つのＥＬ発光体が形成される。これらのカラーフィルターのうちの３つ３４６、３４８及び３５０は、本発明のディスプレイの色域画定原色を形成する狭帯域カラーフィルターである。これらのカラーフィルターのうちの２つ３４８及び３５０は、広帯域光を効率的にフィルタリングする広帯域カラーフィルターである。広帯域フィルターを提供する第６のフィルターを適用して第３の色域内ＥＬ発光体を形成することができるが、このフィルターは必須ではない。したがって、ディスプレイは、３つの色域画定ＥＬ発光体及び３つの追加のＥＬ発光体のうちの正確に２つの各々に対して対応するカラーフィルターを有する。平滑層３４４の上には、第１の電極３５８が絶縁体３６０とともに形成されている。第１の電極３５８の上には、ＥＬ発光層３６２が形成され、ＥＬ発光層３４４の上には、第２の電極３６４が形成されている。このデバイスでは、各ＥＬ発光体内で放出される光は、矢印によって示すように方向３６６に移動する。望ましい構成では、フィルター内のＥＬ発光体は、通常、イエローバイアス又はシアンバイアスを有する光を放出する。フィルター内のＥＬ発光体が、イエローバイアスを有する光を放出する場合、高帯域フィルター３４８、３５０はシアンフィルター及びマゼンタフィルターとなる。フィルターのないＥＬ発光体がシアンバイアスを有する光を放出する場合、広帯域フィルター３４８、３５０はイエローフィルター及びマゼンタフィルターとなる。
【００４１】
図１３は、波長の関数として広帯域発光体の発光スペクトル３８０を示す。この特定の発光体は、イエローバイアスを有し、色度座標が０．３２６、０．３４６であり、相関色温度が約５８００ケルビンである。図１３には、本発明の一構成を実施するのに有用である、それぞれシアンカラーフィルター及びマゼンタカラーフィルターに対するカラーフィルタースペクトル３８２、３８４も示されている。しかしながら、発光体がシアンバイアスを有していた場合、マゼンタカラーフィルター及びイエローカラーフィルターを含むことが必要であることが認識されるべきである。
【００４２】
図１４は、狭帯域赤色カラーフィルター、狭帯域緑色カラーフィルター及び狭帯域青色カラーフィルター、並びに図１３からのスペクトル３８２及び３８４を有する広帯域フィルターとともに、発光スペクトル３８０を有する広帯域発光体を適用することによって達成される点を含む、１９３１ＣＩＥ色度図を提供する。図１４に示すように、図１２の３４０等のディスプレイパネルは、色度座標３９０、３９２及び３９４を有する赤色光、緑色光及び青色光を放出するＥＬ発光体を含むこれらのフィルターを採用して形成される。ＥＬ発光体に対する色度座標３９０、３９２及び３９４が色域３９６を形成する。この色域内に、それぞれシアンＥＬ発光体、マゼンタＥＬ発光体及びイエローＥＬ発光体に対応する色度座標３９８、４００、４０２がある。シアンＥＬ発光体の色度座標３９８とマゼンタＥＬ発光体の色度座標４００との間に線４０４が引かれており、それは、黒体軌跡４０８と交差して第１の疑似黒体点４０６を画定する。この第１の疑似黒体点４０４は、黒体軌跡に位置し、約１９，５００ケルビンの色温度を有する。イエローＥＬ発光体４０２の色度座標とマゼンタＥＬ発光体４００の色度座標との間に引かれた線４１０は、黒体軌跡４０８と交差して、色温度が約５８００ケルビンである第２の疑似黒体点４１２を画定する。黒体軌跡に沿った第１の疑似黒体点と第２の疑似黒体点との間の距離は、２０００ケルビンを超え、実際には、この例では、この距離は約１４，０００ケルビンである。
【００４３】
上記の構成のように、ディスプレイパネル３４０を採用する本発明のＥＬディスプレイは、ディスプレイ白色点を提供する構造と、提供されたディスプレイ白色点及び入力画像信号に応答するコントローラーとを更に有している。このコントローラーは、３つの色域画定ＥＬ発光体に対する第１の別個の駆動信号と、３つの追加のＥＬ発光体に対する第２の別個の駆動信号とを提供し、そこでは、第２の別個の駆動信号に対応するそれぞれの輝度値は、各々、入力画像信号と、ディスプレイ白色点の色度座標と第１及び第２の疑似黒体点との間の距離との関数である。図１０に示すコントローラー１８０を、この構成で採用することも可能である。しかしながら、第１及び第２の駆動信号形成ユニット２１４は、これらの強度値の各々を、シアン強度値、マゼンタ強度値及びイエロー強度値に対する２つの別個の重み付け値で乗算し、各チャネルに対してこれらを合計することにより、第１の疑似黒体点及び第２の疑似黒体点に対する強度をシアン強度値、マゼンタ強度値及びイエロー強度値に変換する。これらの重み付け値は、単に、疑似黒体点の各々を形成するために必要なＥＬ発光体の各々の比を表す。このコントローラーはまた、本技術分野において既知であるように、赤色入力強度値、緑色入力強度値及び青色入力強度値を、シアンＥＬ発光体、マゼンタＥＬ発光体及びイエローＥＬ発光体と同様にＥＬ発光体を画定する赤色域、緑色域及び青色域を駆動する別個の信号に変換する他のアルゴリズムを採用することができる。
【００４４】
このディスプレイ装置の利益を論証するために、この前の例で提供されているような赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体、青色ＥＬ発光体及び同じ黄白色ＥＬ発光体を有するＥＬディスプレイに対して、消費電力を測定した。この例で説明したＥＬディスプレイに対しても消費電力を測定した。これらの電力の測定を、同じ通常の画像セットを用いて行ったが、６５００ケルビン及び１０，０００ケルビンを含む２つの異なる色温度で測定した。表２に結果の値を示す。この表２に示すように、赤色ＥＬ発光体、緑色ＥＬ発光体、青色ＥＬ発光体及び黄白色ＥＬ発光体を有するディスプレイは、６５００Ｋの色温度に対して約４．８Ｗ消費する。しかしながら、この同じディスプレイを用いて色温度が１０，０００Ｋである画像を提供した場合、ディスプレイの消費電力は５．５Ｗを上回る値まで大幅に増大した。しかしながら、例で説明したように赤色域画定ＥＬ発光体、緑色域画定ＥＬ発光体及び青色域画定ＥＬ発光体とともにシアン発光体、マゼンタ発光体及び黄白色発光体を有する本発明のディスプレイを用いると、色温度にかかわりなく電力は略等価であり、このディスプレイ構成に対して４．３Ｗから４．４Ｗまでしか増大しない。追加のシアン発光体及びマゼンタ発光体を含めることにより、色温度に関りなく電力は少なくとも１０％低減することも注目すべきであり、それらの追加は、主に、ディスプレイの色温度が調整される場合に有用であり、それは、ディスプレイ白色点の変化に対するディスプレイの消費電力の感度を低減し、この例では、ディスプレイが１０，０００ケルビンの白色点まで駆動される場合、消費電力が２０％有効に低減するためである。
【００４５】
【表２】
0005426020.tif 000003
【００４６】
図１１に示す構成例は、３つの狭帯域フィルター及び２つの広帯域フィルターとともに広帯域発光体を提供するが、本発明の要件を満たすＥＬディスプレイの他の構成が形成される。これには、さまざまな光共振器構成と、種々の色の発光を有する材料のパターニングとを含むディスプレイが挙げられる。
【００４７】
好ましい構成では、本発明のＥＬディスプレイは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含み、それは、限定されないがTang他による米国特許第４，７６９，２９２号及びVanSlyke他による米国特許第５，０６１，５６９号に開示されている小分子ＯＬＥＤ又は高分子ＯＬＥＤから構成される。有機発光材料の多くの組合せ及び変形を用いてこうしたパネルを製造することができる。
【００４８】
本発明は、特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の精神及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４９】
２  ＥＬディスプレイ
４  ディスプレイパネル
６  赤色色域画定ＥＬ発光体
８  緑色色域画定ＥＬ発光体
１０  青色色域画定ＥＬ発光体
１２  第１の追加のＥＬ発光体
１４  第２の追加のＥＬ発光体
１６  白色点信号
１８  ３色入力画像信号
２０  コントローラー
２２  色域画定ＥＬ発光体に対する駆動信号
２４  追加のＥＬ発光体に対する駆動信号
４０  メニュー
４２  ディスプレイ白色点オプション
４４  ディスプレイ白色点オプション
４６  ディスプレイ白色点オプション
４８  別個のコントロール
５０  ＥＬディスプレイパネル
５２  基板
５４  駆動層
５６  赤色光を形成するための狭帯域カラーフィルター
５８  緑色光を形成するための狭帯域カラーフィルター
６０  青色光を形成するための狭帯域カラーフィルター
６２  追加の広帯域カラーフィルター
６４  平滑層
６６  第１の電極
６８  絶縁体
７０  ＥＬ発光層
７２  第２の電極
７４  発光の方向
８０  ＥＬスペクトル
８２  カラーフィルタースペクトル
８４  フィルタリングされたＥＬスペクトル
９０  赤色ＥＬ発光体色度座標
９２  緑色ＥＬ発光体色度座標
９４  青色ＥＬ発光体色度座標
９６  色域
９８  黒体軌跡
１００  追加のＥＬ発光体色度座標
１０２  追加のＥＬ発光体色度座標
１１０  発光体スペクトル
１１２  フィルタースペクトル
１１４  フィルタリングされた発光体スペクトル
１２０  赤色色度座標
１２２  緑色色度座標
１２４  青色色度座標
１２６  色域
１２８  黒体軌跡
１３０  追加の発光体色度座標
１３２  追加の発光体色度座標
１４０  ＥＬディスプレイパネル
１４２  基板
１４４  駆動層
１４６  第１の電極
１４８  絶縁体
１５０  ＥＬ発光層
１５２  第２の電極
１５４  狭帯域カラーフィルター
１５６  狭帯域カラーフィルター
１５８  狭帯域カラーフィルター
１６０  平滑層
１６２  第２の基板
１６４  発光方向
１６６  変厚非発光層
１６８  第１の追加のＥＬ発光体領域
１７０  第２の追加のＥＬ発光体領域
１７２ａ  赤色光又は緑色光を放出するＥＬ発光体の領域
１７２ｂ  赤色光又は緑色光を放出するＥＬ発光体の領域
１７４  青色光を放出するＥＬ発光体の領域
１７６  低屈折率の層
１８０  コントローラー
１８２  入力画像信号
１８４  入力画像信号受取ユニット
１８６  ディスプレイ白色点信号
１８８  白色点受取ユニット
１９０  適合行列選択ユニット
１９２  適合行列適用ユニット
１９４  第１の正規化行列確定ユニット
１９６  第１の正規化行列適用ユニット
１９８  最小値確定ユニット
２００  最小値減算ユニット
２０２  最小値加算ユニット
２０４  第２の正規化行列確定ユニット
２０６  第２の正規化行列適用ユニット
２０８  第２の最小値確定ユニット
２１０  最小値減算ユニット
２１２  最小値加算ユニット
２１４  第１及び第２の駆動信号形成ユニット
２１６  第１の駆動信号
２１８  第２の駆動信号
２２０  最大値確定ユニット
２２２  比確定ユニット
２２４  最小比確定ユニット
２２６  値スケーリングユニット
３０２  ＥＬディスプレイ
３０４  基板
３０６  赤色色域画定ＥＬ発光体
３０８  緑色色域画定ＥＬ発光体
３１０  青色色域画定ＥＬ発光体
３１２  追加のＥＬ発光体
３１４  追加のＥＬ発光体
３１６  追加のＥＬ発光体
３１８  コントローラー
３２０  入力画像信号
３２２  白色点信号
３２４  第１の別個の駆動信号
３２６  第２の別個の駆動信号
３４０  ディスプレイパネル
３４２  基板
３４４  駆動層
３４６  狭帯域カラーフィルター
３４８  狭帯域カラーフィルター
３５０  狭帯域カラーフィルター
３５２  広帯域カラーフィルター
３５４  広帯域カラーフィルター
３５６  平滑層
３５８  第１の電極
３６０  絶縁体
３６２  ＥＬ発光層
３６４  第２の電極
３６６  発光方向
３８０  発光スペクトル
３８２  カラーフィルタースペクトル
３８４  カラーフィルタースペクトル
３９０  赤色色度座標
３９２  緑色色度座標
３９４  青色色度座標
３９６  色域
３９８  シアン色度座標
４００  マゼンタＥＬ発光体
４０２  黄色色度座標
４０４  線
４０６  第１の疑似黒体点
４０８  黒体軌跡
４１０  線
４１２  第２の疑似黒体点
５００  Ｄ６５の場合の最小電力に近い点
５０２  １０，０００ケルビンの場合の最小電力に近い点
５０４  Ｄ６５のディスプレイ白色点から０．０５の距離に近い点
５０６  １０，０００ケルビンのディスプレイ白色点から０．０５の距離に近い点
【図１】
0005426020.tif 000004
【図２】
0005426020.tif 000005
【図３】
0005426020.tif 000006
【図４】
0005426020.tif 000007
【図５】
0005426020.tif 000008
【図６】
0005426020.tif 000009
【図７】
0005426020.tif 000010
【図８】
0005426020.tif 000011
【図９】
0005426020.tif 000012
【図１０】
0005426020.tif 000013
【図１１】
0005426020.tif 000014
【図１２】
0005426020.tif 000015
【図１３】
0005426020.tif 000016
【図１４】
0005426020.tif 000017
【図１５】
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