(57)【要約】【課題】ディスプレーの画面が更に艶やかになる。【解決手段】カラーディスプレーの各色彩の原色光源と、それらに対応する光線強度調節機構とを、個別の応答スペクトルの色もれ状況によってグループを分けることにより、同じグループの原色光源の光線強度調節機構の応答スペクトルと、別グループの原色光源のスペクトルとの色もれが最低になる、カラー画面からカラーセパレーション・サブ画面を分離するステップと、上記のカラーセパレーション・サブ画面のグループ分けの状況によって、単一の時間区間で一グループだけの原色光源が同時に発光し、そしてそれに対応する色彩の原色の光線強度調節機構がオンになり、このとき、全ての別グループがオフになるように制御して、グループ別に順次作動して、最後に時間的混色にて完備なカラー画面を組成する、サブ画面に表示される信号を同期にするステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーディスプレーの各色彩の原色光源と、それらに対応する光線強度調節機構とを、個別の応答スペクトルの色もれ状況によってグループを分けることにより、同じグループの原色光源の光線強度調節機構の応答スペクトルと、別グループの原色光源のスペクトルとの色もれが最低になる、カラー画面からカラーセパレーション・サブ画面を分離するステップと、
上記のカラーセパレーション・サブ画面のグループ分けの状況によって、単一の時間区間で一グループだけの原色光源が同時に発光し、そしてそれに対応する色彩の原色の光線強度調節機構がオンになり、このとき、全ての別グループがオフになるように制御して、グループ別に順次作動して、最後に時間的混色にて完備なカラー画面を組成する、サブ画面に表示される信号を同期にするステップと、を含むことを特徴とする、
カラーディスプレー色再現範囲の拡大方法。
【請求項２】
前記カラーセパレーション・サブ画面は、赤色-緑色サブ画面と、赤色-青色サブ画面とに分け可能であり、
前記赤色-緑色サブ画面と前記赤色-青色サブ画面との赤色ＬＥＤバックライトは、スペクトルの色もれが酷くないので、特別に処理することが必要なく、
サブ画面に表示される信号を同期にするのは、液晶層が赤色-緑色サブ画面を表示しているときに青色ＬＥＤバックライト光源をオフにし、そして液晶層が赤色-青色サブ画面を表示しているときに緑色ＬＥＤバックライト光源をオフにすることであることを特徴とする、請求項１に記載のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法。
【請求項３】
上記のサブ画面に表示される信号を同期にするステップは、各カラーセパレーション・サブ画面の切換総時間を人間の目の視覚残留の応答速度よりも短くすると、カラーディスプレー色再現範囲が拡大されたカラー画面を組成可能であることを特徴とする、請求項１に記載のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーディスプレー色再現範囲の拡大方法に係り、特に、色再現範囲を拡大することにより、ディスプレーの画面が更に艶やかになるバックライト駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷陰極管（ＣＣＦＬ）バックライト光源と、新しいＲＧＢ  ＬＥＤバックライト光源は、冷陰極管が赤色および緑色の色彩表現がより悪くて青色の色彩表現がより良いので、液晶ディスプレーの色彩は青色の成分がより多く、これにより、冷陰極管バックライト光源の色再現範囲はカラーテレビ放送標準（ＮＴＳＣ）の７０％しか達成できなく、新たに開発された冷陰極管バックライト光源であっても、色再現範囲はカラーテレビ放送標準（ＮＴＳＣ）の９５％しか達成できない。しかし、ＲＧＢ混色の方式で作製されたＬＥＤバックライト光源は、理論的にカラーテレビ放送標準（ＮＴＳＣ）の１２０％以上の色再現範囲を容易に達成可能であり、だから、各液晶ディスプレーメーカは全力を挙げて三原色ＬＥＤをバックライト光源とする液晶ディスプレーを開発している。
【０００３】
事実には、現在のカラーフィルタ（ＣＦ）は青光および緑光の透過スペクトルの色もれが極めて酷いので、ＬＥＤバックライトがカラーフィルタを通過して表現する青光は緑色のカラーフィルタから漏れ出すことが多く、同じように、緑光を表現するときには、緑光が青色のカラーフィルタから漏れ出すようになり、このように、ディスプレーの三原色の純度が大幅に降下し、ディスプレーの色再現範囲も降下するようになる問題がある。
【０００４】
ディスプレーの色彩飽和度が不足である問題を解決するために、Yoichi Taira氏などの開発者は、２００３年にカラーフィルタレス（Color Filterless）のカラーディスプレーを提案し、バックライトにおける発光ダイオードによりディスプレーの表現色彩を直接に制御する。一方、２００６年６月に開催された台湾のフラットディスプレー・ショーでは、中華ブラン管会社（Chunghwa Picture Tubes）が３２インチのカラーフィルタレスＬＥＤバックライト液晶カラーディスプレーを発表した。
【０００５】
カラーフィルタレス・ディスプレーとは、カラーフィルタを一切使用しないものである。その原理は、本来の空間的混色（spatial color-mixing）方式の代わりに時間的混色（temporal color-mixing）方式を採用することにより、少数の原色光源で大量の色彩を合成可能であることにある。空間的混色とは、ユーザが画面の異なる色彩を見えるために、カラーディスプレーの各ピクセル画素がそれぞれ各原色の光線（例えば赤光、緑光や青光）を射出し、これらの光線が空間内に混色してユーザの目に入射することであり、一方、時間的混色とは、同じピクセル画素で各原色の光線（例えば赤光、緑光や青光）を順次快速に切り換え、その切換速度がユーザの視覚残留よりも速いと、時間的混色の効果を達成可能である。このような時間的混色方式を採用するカラーディスプレーは、複数の色彩を持つＬＥＤ（例えば赤光、緑光や青光のＬＥＤ）をバックライト光源とし、これらのＬＥＤを間欠的に点滅して、光線調節液晶により各顔色の光度を制御することにより、画面上に希望の顔色を表現可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の時間的混色方式を採用するカラーフィルタレス・カラーディスプレーは、その長所がカラーフィルタを使用しないで光線の利用率を増加可能であることにあり、そしてバックライト光源が各色彩のＬＥＤを順次点滅させるので、消耗電力が少なく、だから、ＬＥＤバックライト光源の放熱問題は容易に解決可能である。しかしながら、このようなカラーフィルタレスＬＥＤバックライト・液晶カラーディスプレーは、液晶自身の応答速度が速くないと、混色効果が良くなく、だが、その製造技術がより難しくて、現在の生産ラインで作製できない。一方、六色ＬＥＤを利用する技術が開発されたが、色彩表現の制御が大幅に複雑になり、上記の問題は依然として解決できない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、カラーディスプレーの各色彩の原色光源と、それらに対応する光線強度調節機構とを、個別の応答スペクトルの色もれ状況によってグループを分けることにより、同じグループの原色光源の光線強度調節機構の応答スペクトルと、別グループの原色光源のスペクトルとの色もれが最低になる、カラー画面からカラーセパレーション・サブ画面を分離するステップと、上記のカラーセパレーション・サブ画面のグループ分けの状況によって、単一の時間区間で一グループだけの原色光源が同時に発光し、そしてそれに対応する色彩の原色の光線強度調節機構がオンになり、このとき、全ての別グループがオフになるように制御して、グループ別に順次作動して、最後に時間的混色にて完備なカラー画面を組成する、サブ画面に表示される信号を同期にするステップと、を含むことを特徴とするカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法であることを要旨としている。
【０００８】
本願の発明では、前記カラーセパレーション・サブ画面は、赤色-緑色サブ画面と、赤色-青色サブ画面とに分けることが可能であり、前記赤色-緑色サブ画面と前記赤色-青色サブ画面との赤色ＬＥＤバックライトは、スペクトルの色もれが酷くないので、特別に処理することが必要なく、サブ画面に表示される信号を同期にするのは、液晶層が赤色-緑色サブ画面を表示しているときに青色ＬＥＤバックライト光源をオフにし、そして液晶層が赤色-青色サブ画面を表示しているときに緑色ＬＥＤバックライト光源をオフにすることであることを特徴とする請求項１に記載のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法であることを要旨としている。
【０００９】
本願の発明では、上記のサブ画面に表示される信号を同期にするステップは、各カラーセパレーション・サブ画面の切換総時間を人間の目の視覚残留の応答速度よりも短くすると、カラーディスプレー色再現範囲が拡大されたカラー画面を組成可能であることを特徴とする請求項１に記載のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法であることを要旨としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法によれば、ディスプレーの画面が更に艶やかになる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
本発明のカラーディスプレー色再現範囲の拡大方法は、図１および図２に示すように、人間の目が画面の色彩信号を受けることは下記のステップを含む。
【００１３】
（１）カラー画面からカラーセパレーション・サブ画面を分離するステップ（Ｓ１）：カラーディスプレーの各色彩の原色光源と、それらに対応する光線強度調節機構とを、個別の応答スペクトルの色もれ状況によってグループを分けることにより、同じグループの原色光源の光線強度調節機構の応答スペクトルと、別グループの原色光源のスペクトルとの色もれが最低になり、また、各グループの各原色光が同じカラーセパレーション・サブ画面を構成し、グループの数量はカラーセパレーション・サブ画面の数量と同じである。また、カラーディスプレーは画面の色彩信号をユーザの目に伝送する装置であり、なお、カラーディスプレーの原色光源の光線強度調節機構は、各カラーセパレーションの原色に対して光線の強度を調整する能力を持つ部品の組み合わせであり、液晶ディスプレーの場合には、各顔色のカラーレジスタンス、液晶と偏光板などの組み合わせである。
【００１４】
（２）サブ画面に表示される信号を同期にするステップ（Ｓ２）：上記のカラーセパレーション・サブ画面のグループ分けの状況によって、単一の時間区間で一グループだけの原色光源が同時に発光し、そしてそれに対応する色彩の原色の光線強度調節機構がオンになり、このとき、全ての別のグループがオフになるように制御して、グループ別に順次作動して、最後に時間的混色にて完備なカラー画面を組成する。
【００１５】
以下、図３及び図４を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
各カラー画面１０は、赤色、緑色と青色のカラーセパレーション情報を有し、それを赤色-緑色サブ画面１１と、赤色-青色サブ画面１２とに分けると、緑色光源２１バックライトがカラーフィルタ３０を通過しているときに、それに対応する青色の液晶ピクセル画素２３がオフされ、同じように、青色光源２０バックライトがカラーフィルタ３０を通過しているときに、それに対応する緑色の液晶ピクセル画素２４がオフされ、これにより、バックライトにおける青色光源２０および緑色光源２１が相違の時間で点滅し、これにより、色もれを回避可能であり、なお、赤色光源２２バックライトはスペクトルの色もれが相対的に酷くないので、特別に処理することが必要なく、一方、青色光源２０および緑色光源２１の点滅時間が人間の目の視覚残留よりも速いので、時間的混色の効果を達成可能である。
【００１７】
前記青色光源２０は青光ＬＥＤを含み、前記緑色光源２１は緑光ＬＥＤを含み、前記赤色光源２２は赤光ＬＥＤを含む。
【００１８】
緑色光源２１バックライトが発光しているときに、それに対応する青色の液晶ピクセル画素２３がオフされ、そうすると、表現される緑色画面には青色光源２０バックライトが漏れ出さなくなり、次の時間区間では、青色光源２０バックライトが発光しているときに、それに対応する緑色の液晶ピクセル画素２４がオフされ、そうすると、表現される青色画面には緑色光源２１バックライトが漏れ出さなくなり、青色光源２０および緑色光源２１の点滅時間が人間の目の視覚残留よりも速くすれば、時間的混色の効果を達成可能である。これにより、ディスプレーの三原色の純度が大幅に向上し、ディスプレーの色再現範囲も大幅に向上するようになる。
【００１９】
また、本発明の長所は、現在のＬＥＤバックライトディスプレーの構成を変更しないで、色再現範囲を拡大可能なことであり、そして液晶の応答速度が厳しく要求されず、作製もより簡易である。
【００２０】
本発明の実験用バックライトモジュールは、ＬＥＤをバックライト光源とし、その仕様および特性は表１で示す。
【表１】
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【００２１】
図５に示すように、積分ボールにて上記三色ＬＥＤのスペクトル分布を測定して、上記三色ＬＥＤバックライトを理論的に見込むことにより、従来のＬＥＤバックライトと、広色再現範囲バックライトと、カラーフィルタレスＬＣＤとの色再現範囲の差別を計算し、図６から明らかなように、従来のＬＥＤバックライトの色再現範囲が100.28％ＮＴＳＣであり、本発明の広色再現範囲バックライトの色再現範囲が117.41％ＮＴＳＣであり、だから、本発明の広色再現範囲バックライトの色再現範囲は従来のＬＥＤバックライトよりも17％程度増加し、なお、カラーフィルタレスＬＣＤの色再現範囲が119.02％ＮＴＳＣであり、だから、本発明の広色再現範囲バックライトの色再現範囲はカラーフィルタレスＬＣＤよりも1.5％少なかった、これにより、広色再現範囲バックライト技術によれば、ディスプレーの色再現範囲が大幅に拡大し、色再現範囲が三色ＬＣＤバックライトとほぼ同じであり、そしてディスプレーの構成を大幅に変更することが必要ない。
【００２２】
本発明の実験用の液晶パネルおよびバックライトは、図７及び図８に示すように、液晶パネルがSamsung製の19インチＬＣＤを使用し、且つ液晶パネル４０、カラーフィルタと拡散フィルムを流用し、冷陰極管バックライト光源を取り除いて三色ＬＥＤバックライトモジュール４１を組付け、そしてパネル駆動回路４２及び電源供給器４３と電気的に連接し、その構成は、図７に示すように、バックライト光源４４が３組Ｘ３組に配列され、なお、各組がＲＧＧＢ（赤緑緑青）の四つのＬＥＤで構成され、バックライト光源の混色を良くするために、各ＬＥＤの出射穴には反射式拡散フィルムが貼り付けてある。
【００２３】
図９は、従来のＬＥＤバックライト・ディスプレーと、広色再現範囲バックライトとの色再現範囲を比較図であり、最も外側のラインがＮＴＳＣの標準色再現範囲であり、マーク（●）で連接したラインが広色再現範囲バックライト技術を使用しないディスプレーの色再現範囲であり、マーク（◇）で連接したラインが広色再現範囲バックライト技術を使用するディスプレーの色再現範囲であり、図９から明らかなように、マーク（◇）で連接したラインの範囲は、マーク（●）で連接したラインよりも広く、且つＮＴＳＣの標準色再現範囲を囲んでおり、データによると、色再現範囲が99％ＮＴＳＣから116.76％ＮＴＳＣに拡大し、すなわち、色再現範囲がほぼ18％ＮＴＳＣに増加し、これは、広色再現範囲バックライト技術が色再現範囲を増加し、ディスプレーの画面が更に艶やかになることを証明した。
【００２４】
本発明は、カラーフィルタを使用しないで色再現範囲を拡大可能であり、系統の構成が現在の生産ラインを流用可能である。これにより、何れかのディスプレーを使用するか、そしてディスプレーの液晶の応答時間の速さに係らずに、各液晶ピクセル画素は色々の顔色を混色可能であり、ひいてはディスプレーの色再現範囲が拡大するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のフローチャートである。
【図２】本発明のステップを示す概略図である。
【図３】本発明の実施例の応用を示す概略図である。
【図４】本発明の青色バックライト及び緑色バックライトが時間を分けて煌いている状態を示す概略図である。
【図５】本発明の赤緑青三色ＬＥＤのスペクトルの分布を示す概略図である。
【図６】三つのディスプレー技術の色再現範囲の比較図である。
【図７】本発明の装置の構築の概略図である。
【図８】本発明のＬＥＤバックライト光源の構造を示す概略図である。
【図９】従来のＬＥＤバックライトディスプレーと本発明との色再現範囲の比較図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  カラー画面
１１  赤色-緑色サブ画面
１２  赤色-青色サブ画面
２０  青色光源
２１  緑色光源
２２  赤色光源
２３  液晶ピクセル画素
２４  液晶ピクセル画素
３０  カラーフィルタ
４０  液晶パネル
４１  バックライトモジュール
４２  駆動回路
４３  電源供給器
４４  バックライト光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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