CN101669164B - 显示装置及其显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种在使用由四色以上的子像素构成各像素的显示面板的前提下、维持色彩再现性和亮度的平衡的显示装置。外来光检测部(500)输出与外来光的强度对应的电流(Ia)。切换控制电路(600)基于电流(Ia)的大小，输出用于选择显示模式的显示模式选择信号(S)。输出选择电路(120)在第一显示模式(较暗时)的情况下，将RGB图像信号提供给输入选择电路(160)，在第二显示模式(较亮时)的情况下，将RGB图像信号提供给灰度值变换部(140)。在第一显示模式时，将黑信号生成电路(130)生成的W图像信号用作为灰度信号(DV)。在第二显示模式时，将灰度值变换部(140)通过参照灰度值决定用表格(150)而生成的W图像信号用作为灰度信号(DV)。

Description

显示装置及其显示方法
技术领域
本发明涉及显示装置，更详细地涉及具有由四色以上的子像素构成各像素的显示面板的显示装置。
背景技术
以往，在液晶显示装置中，使用红色、绿色及蓝色(RGB)这三色滤色片用于进行彩色图像显示。在这种液晶显示装置中，如图15(A)所示，由红色、绿色及蓝色这三色像素(分别称之为“子像素”)构成一个像素。通过对这每一个子像素调节透射率，在各像素中显示所希望的颜色。关于这种液晶显示装置，近年来对扩大色彩再现范围(提高色彩再现性)的要求越来越高。另外，便携式电子设备等液晶显示装置也越来越多地在室外使用。因此，为了在外来光很强的环境下也确保良好的可视性，高亮度化的要求也越来越高。在以下的说明中，将红色、绿色、蓝色分别简单地记为R、G、B。例如，将“红色图像信号”称为“R图像信号”。
然而，若为了扩大色彩再现范围而使得滤色片的颜色变深，则由于透射率降低而使得亮度降低。因此，提出了用四色子像素构成一个像素的液晶显示装置，以抑制亮度的降低。例如图15(B)所示，已知有在RGB三原色子像素中增加白色(W)子像素的液晶显示装置。若采用该液晶显示装置，则通过使光透过W子像素，可以获得比由RGB三原色子像素构成一个像素的液晶显示装置高约1.5倍的亮度。
此外，日本专利特开2003-241165号公报中揭示了这样一种液晶显示装置的发明，该液晶显示装置具有由RGB三个场构成一帧的驱动单元、以及由RGBW四个场构成一帧的驱动单元。在该液晶显示装置中，通过根据亮度切换驱动单元，从而进行使用RGB三色的图像显示和使用RGBW四色的图像显示的切换。
专利文献1：日本专利特开2003-241165号公报
发明内容
然而，若在由四色子像素构成一个像素的液晶显示装置中进行单色显示或与之相近的显示时，与在由三色子像素构成一个像素的液晶显示装置中进行同样显示的情况相比，其亮度降低。这是由于，例如在具有RGBW四色子像素的液晶显示装置中进行单色显示时，W子像素为黑显示，若关注一个像素整体的开口面积，则与具有三色子像素的液晶显示装置的开口面积相比，具有四色子像素的液晶显示装置的开口面积较小。这样，只要是用四色子像素构成一个像素，就无法避免单色显示时亮度的降低，难以始终满足高色彩再现性和高亮度化这两个方面。另外，上述日本专利特开2003-241165号公报中揭示的液晶显示装置的发明适用于以场顺序方式进行彩色显示的液晶显示装置，无法适用于对像素进行空间分割从而进行彩色显示的液晶显示装置。
因此，本发明的目的在于提供一种显示装置，该显示装置在使用由四色以上的子像素构成一个像素的显示面板的前提下，维持色彩再现性和亮度的平衡。
本发明的第一方面是显示装置，该显示装置具有多根视频信号线，具备由包括红色、绿色及蓝色这三色的四色以上颜色的子像素构成各像素的显示部，通过对所述多根视频信号线施加基于各子像素的灰度值而生成的驱动用视频信号，在所述显示部显示图像，其特征在于，包括：
外来光检测部，该外来光检测部检测外来光的强度；
显示模式选择部，该显示模式选择部根据所述外来光检测部检测出的外来光的强度，选择第一显示模式和第二显示模式中的某一个显示模式，其中，所述第一显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素中至少一种颜色的子像素的灰度值为预定值，从而进行图像显示，所述第二显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值为基于外部发送来的RGB图像信号所示的灰度值而决定的值，从而进行图像显示；
灰度信号生成部，该灰度信号生成部接收所述RGB图像信号，根据所述显示模式选择部选择的显示模式，生成表示各子像素的灰度值的灰度信号；以及
视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路基于所述灰度信号生成部生成的灰度信号，对所述多根视频信号线施加所述驱动用视频信号，
所述显示模式选择部在所述外来光的强度小于预先决定的基准强度时，选择所述第一显示模式，在所述外来光的强度在所述基准强度以上时，选择所述第二显示模式。
本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第一显示模式时，生成所述灰度信号，使得红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素中至少一种颜色的子像素的灰度值为相当于黑显示的值。
本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色、蓝色及白色子像素构成。
本发明的第四方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色和蓝色子像素、以及黄色或蓝绿色中的至少一种颜色的子像素构成。
本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
还具有灰度值决定用表格，该灰度值决定用表格中存放有表示所述RGB图像信号所示的灰度值与所述四色以上颜色的子像素中除红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值的对应关系的信息，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第二显示模式时，基于所述灰度值决定用表格而生成所述灰度信号。
本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第五方面中，
所述灰度值决定用表格中还存放有表示所述RGB图像信号所示的灰度值与红色、绿色及蓝色子像素的灰度值的对应关系的信息。
本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第五方面中，
具有多个灰度值决定用表格，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第二显示模式时，根据所述外来光的强度选择所述多个灰度值决定用表格中的某一个，基于该选择的灰度值决定用表格而生成所述灰度信号。
本发明的第八方面的特征在于，在本发明的第一方面中，
所述外来光检测部为光电二极管或光电晶体管。
本发明的第九方面是显示装置的显示方法，该显示装置具有多根视频信号线，具备由包括红色、绿色及蓝色这三色的四色以上颜色的子像素构成各像素的显示部，通过对所述多根视频信号线施加基于各子像素的灰度值而生成的驱动用视频信号，在所述显示部显示图像，其特征在于，包括：
外来光检测步骤，该外来光检测步骤检测外来光的强度；
显示模式选择步骤，该显示模式选择步骤根据所述外来光检测步骤检测出的外来光的强度，选择第一显示模式和第二显示模式中的某一个显示模式，其中，所述第一显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素中至少一种颜色的子像素的灰度值为预定值，从而进行图像显示，所述第二显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值为基于外部发送来的RGB图像信号所示的灰度值而决定的值，从而进行图像显示；
灰度信号生成步骤，该灰度信号生成步骤接收所述RGB图像信号，根据所述显示模式选择步骤选择的显示模式，生成表示各子像素的灰度值的灰度信号；以及
视频信号线驱动步骤，该视频信号线驱动步骤基于所述灰度信号生成步骤生成的灰度信号，对所述多根视频信号线施加所述驱动用视频信号，
在所述显示模式选择步骤中，当所述外来光的强度小于预先决定的基准强度时，选择所述第一显示模式，当所述外来光的强度在所述基准强度以上时，选择所述第二显示模式。
另外，对于在本发明的第九方面中通过参考实施方式及附图所掌握的变形例，认为是用于解决问题的方法。
根据本发明的第一方面，设有至少使一种颜色的子像素的灰度值为预定值的第一显示模式、以及使用四色以上的所有子像素以用于灰度显示的第二显示模式，并基于外来光的强度选择这些显示模式。而且，当外来光的强度小于基准强度时，以第一显示模式进行图像显示，当外来光的强度在基准强度以上时，以第二显示模式进行图像显示。因此，当显示装置在较暗的环境下使用时，通过设定上述预定值以降低亮度，从而进行可得到良好色彩再现性的图像显示。另一方面，当显示装置在较亮的环境下使用时，通过使用所有子像素用于灰度显示，从而进行提高了亮度的图像显示。由此，可以根据显示装置的使用环境，高效地切换色彩再现性优先于亮度的图像显示、与亮度优先于色彩再现性的图像显示。
根据本发明的第二方面，当显示模式选择部选择第一显示模式时，至少一种颜色的子像素固定于黑显示。因此，在较暗的环境下使用显示装置时，可显示深色、分明的图像。
根据本发明的第三方面，在具有白色子像素的显示装置中，与上述第一方面同样，可以根据显示装置的使用环境，高效地切换色彩再现性优先于亮度的图像显示、与亮度优先于色彩再现性的图像显示。
根据本发明的第四方面，在具有黄色或蓝绿色子像素的显示装置中，与上述第一方面同样，可以根据显示装置的使用环境，高效地切换色彩再现性优先于亮度的图像显示、与亮度优先于色彩再现性的图像显示。
根据本发明的第五方面，基于灰度值决定用表格，决定红色、绿色及蓝色这三原色以外颜色的子像素的灰度值。因此，通过考虑色彩再现性或亮度来精细地设定上述三原色以外颜色的子像素的灰度值，从而可以进行更佳的图像显示。另外，通过改变灰度值决定用表格的值，可以容易地调整颜色。
根据本发明的第六方面，基于灰度值决定用表格，也决定了红色、绿色及蓝色这三原色子像素的灰度值。因此，通过预先也精细地设定三原色子像素的灰度值，从而可以进行更佳的图像显示。
根据本发明的第七方面，预先保存有多个灰度值决定用表格，在生成灰度信号时，根据外来光的强度参照灰度值决定用表格。因此，可以将外来光强度分成多个等级，根据该等级参照不同设定的灰度值决定用表格。从而，可以根据外来光的强度，进行更佳的图像显示。
根据本发明的第八方面，可通过简单的结构来检测显示装置接收的外来光。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1中的液晶显示装置的整体结构的框图。
图2是表示上述实施方式1中的外来光检测部及切换控制电路的结构的电路图。
图3是表示上述实施方式1中的输出选择电路的结构的逻辑电路图。
图4A和图4B是表示上述实施方式1中的黑信号生成电路的结构的电路图。
图5是表示上述实施方式1中的灰度值决定用表格的结构例的图。
图6是表示上述实施方式1中的输入选择电路的结构的逻辑电路图。
图7是表示本发明实施方式1的变形例1的结构的框图。
图8是表示上述变形例1中的W灰度值决定用表格的结构例的图。
图9是表示本发明实施方式1的变形例2的结构的框图。
图10是用于说明上述变形例2中的显示模式选择信号的图。
图11是表示本发明实施方式2中的液晶显示装置的整体结构的框图。
图12是表示本发明实施方式3中的液晶显示装置的整体结构的框图。
图13是表示本发明实施方式3中的RGB灰度值决定用表格的结构例的图。
图14是表示本发明实施方式3中的RGBY灰度值决定用表格的结构例的图。
图15A-D是表示液晶显示装置的显示部的像素结构的示意图。
标号说明
100灰度信号生成部
120输出选择电路
130黑信号生成电路
140灰度值变换部
150灰度值决定用表格
160输入选择电路
200显示部
300源极驱动器(视频信号线驱动电路)
400栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)
500外来光检测部
600切换控制电路
DA数字图像信号
DV灰度信号
S显示模式选择信号
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
<1.实施方式1>
<1.1整体结构及动作>
图1是表示本发明实施方式1的液晶显示装置的整体结构的框图。该液晶显示装置具有灰度信号生成部100、显示部(显示面板)200、源极驱动器(视频信号线驱动电路)300、栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)400、外来光检测部500和切换控制电路600。
显示部200包括：多根(n根)源极总线(视频信号线)SL1～SLn；多根(m根)栅极总线(扫描信号线)GL1～GLm；以及分别对应于这多根源极总线SL1～SLn和多根栅极总线GL1～GLm的交叉点而设置的多个(n×m个)像素形成部。这些像素形成部配置成矩阵状，形成像素阵列。另外，各像素形成部分别形成预先决定的R(红)、G(绿)、B(蓝)、或W(白)中的某一种颜色。即，本实施方式中，如图15(B)所示，由RGBW四色子像素构成一个像素。
各像素形成部由以下构成：开关元件即TFT20，该TFT20的栅极端子连接于通过对应交叉点的栅极总线GLj，且源极端子连接于通过该交叉点的源极总线SLi；与该TFT20的漏极端子连接的像素电极；在上述多个像素形成部公共设置的相对电极即公共电极Ec；以及在上述多个像素形成部公共设置的像素电极和公共电极Ec之间夹着的液晶层。于是，利用像素电极和公共电极Ec形成的液晶电容，构成像素电容Cp。
外来光检测部500检测该液晶显示装置接收的外来光的强度，并输出大小与其检测的外来光的强度对应的电流Ia。切换控制电路600根据外来光检测部500输出的电流Ia的大小，输出用于选择后述的显示模式的显示模式选择信号S。灰度信号生成部100接收从外部发送来的数字图像信号DA(RGB图像信号)。而且，灰度信号生成部100基于切换控制电路600输出的显示模式选择信号S，生成并输出表示RGBW各色的灰度值的灰度信号DV。此外，关于灰度信号生成部100、外来光检测部500、以及切换控制电路600的详细说明，将在后文中阐述。另外，本实施方式中，利用切换控制电路600来实现显示模式选择部。
源极驱动器300接收灰度信号生成部100输出的灰度信号DV和定时信号发生器(未图示)输出的(源极驱动器用的)定时信号，对各源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号，用于对显示部200内的各像素形成部的像素电容Cp进行充电。栅极驱动器400基于定时信号发生器(未图示)输出的(栅极驱动器用的)定时信号，以一个垂直扫描期间为周期，对各栅极总线GL1～GLm反复施加激活的扫描信号。
利用上述结构，对各源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号，对各栅极总线GL1～GLm施加扫描信号，从而在显示部200显示图像。此外，本实施方式中，以液晶显示装置是常白型、RGBW各色的数据是8比特为前提进行说明。
<1.2显示模式>
如上所述，显示部200内的各像素采用图15(B)所示的结构。即，各像素由RGBW四色子像素构成。本实施方式中，设有两个显示模式(其中一个称为“第一显示模式”，另一个称为“第二显示模式”)，并基于外来光检测部500所接收的外来光的强度选择其中某一个显示模式。
在“第一显示模式”的情况下，进行使用RGB三色的图像显示。具体地说，对于四色子像素中的RGB三色子像素，基于外部发送来的数字图像信号DA施加电压，以获得所希望的透射率，通过该电压的施加来进行灰度显示。此时，W子像素进行黑色的显示，与RGB三色的灰度值无关。另一方面，在“第二显示模式”的情况下，进行使用RGBW四色的图像显示。具体地说，对于RGBW这些所有子像素，基于外部发送来的数字图像信号DA施加电压，以获得所希望的透射率，通过该电压的施加来进行灰度显示。
<1.3外来光检测部及切换控制电路的结构及动作>
图2是表示外来光检测部500及切换控制电路600的结构的电路图。本实施方式中，外来光检测部500由光电二极管510构成。切换控制电路600具有：电阻值为R1的电阻器601；生成预定的基准电压Vref的电源602；以及用于进行电压比较的比较器603。如图2所示，光电二极管510和电阻器601串联连接，向光电二极管510提供反向的电压。比较器603的反相输入端子连接于光电二极管510和电阻器601的节点604。比较器603的同相输入端子连接于电源602。此外，外来光检测部500也可以由例如光电晶体管构成，来代替光电二极管510。外来光检测部500既可以与显示部200形成单片，又可以设置于显示部200的外部。此外，由于与显示部200形成单片的结构可以检测出与显示部200接收的外来光的强度大致相等的(外来光的)强度，因此是有效的。
在这种结构中，当光电二极管500接收到外来光时，就向切换控制电路600提供大小与该外来光的强度对应的电流Ia。然后，电流Ia流过电阻器601，从而在该电阻器601的两端产生电压Vk(＝Ia×R1)。向比较器603的反相输入端子提供上述电压Vk，向比较器603的同相输入端子提供基准电压Vref。然后，用比较器603对电压Vk和基准电压Vref进行比较。当结果是电压Vk在基准电压Vref以上时，比较器603输出的显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平。另一方面，当电压Vk小于基准电压Vref时，显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平。此外，为了方便说明，以下将获得电压Vk在基准电压Vref以上的外来光强度时的状态称为“较亮”，将获得电压Vk小于基准电压Vref的外来光强度时的状态称为“较暗”。
在图2所示的结构中，随着外来光的强度增大，上述电流Ia变大。随着电流Ia增大，上述电压Vk变大。因而，随着外来光的强度增大，电压Vk变大。另外，如上所述，当电压Vk在基准电压Vref以上时，显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平，当电压Vk小于基准电压Vref时，显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平。从而，当该液晶显示装置在较亮的环境下使用时，显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平。另一方面，当该液晶显示装置在较暗的环境下使用时，显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平。此外，当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，选择上述“第一显示模式”，当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，选择上述“第二显示模式”。
<1.4灰度信号生成部的结构及动作>
<1.4.1灰度信号生成部的概要>
灰度信号生成部100如图1所示，具有：输出选择电路120；黑信号生成电路130；灰度值变换部140；灰度值决定用表格150；以及输入选择电路160。输出选择电路120和输入选择电路160之间设有用于传送RGB图像信号的信号线组。这些信号线组如图1所示，分成两个***。输出选择电路120设有分别由多个输出端子构成的第一输出端子组121和第二输出端子组122。第一输出端子组121与上述两个***的信号线组中的一个信号线组连接。第二输出端子组122与上述两个***的信号线组中的另一个信号线组连接。另外，输入选择电路160设有分别由多个输入端子构成的第一输入端子组161和第二输入端子组162。第一输入端子组161与上述两个***的信号线组中的一个信号线组连接。第二输入端子组162与上述两个***的信号线组中的另一个信号线组连接。此外，输入选择电路160的第一输入端子组161及第二输入端子组162除了与用于传送RGB图像信号的信号线连接之外，还与用于传送W图像信号的信号线连接。
在上述结构中，向输出选择电路120及输入选择电路160提供切换控制电路600输出的显示模式选择信号S。输出选择电路120基于显示模式选择信号S，将外部发送来的数字图像信号DA输出到上述两个***的信号线组中的某一个。黑信号生成电路130输出灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号。灰度值变换部140接收输出选择电路120的第二输出端子组122输出的RGB图像信号。而且，灰度值变换部140参照灰度值决定用表格150，生成并输出要提供给输入选择电路160的RGBW图像信号。输入选择电路160基于显示模式选择信号S，从上述两个***的信号线组中的某一个接收RGBW图像信号，并将其作为灰度信号DV输出。下面，说明灰度信号生成部100内的各构成要素的结构及动作。
<1.4.2输出选择电路>
图3是表示输出选择电路120的结构的逻辑电路图。利用该输出选择电路120，对于RGB各自的数据进行8比特数据的输入输出，但图3中仅示出了与1比特数据的输入输出相关的构成要素。
如图3所示，该输出选择电路120包括反相器123和两个与门电路(第一与门电路124及第二与门电路125)。向第一与门电路124的一个输入端子提供RGB图像信号(这里称为输入信号Din)。向第一与门电路124的另一个输入端子提供切换控制电路600输出的显示模式选择信号S。然后，从第一与门电路124输出表示输入信号Din和显示模式选择信号S的逻辑积的信号，作为输出信号Dout1。向第二与门电路125的一个输入端子提供RGB图像信号(输入信号Din)。向第二与门电路125的另一个输入端子提供显示模式选择信号S的逻辑反相信号。然后，从第二与门电路125输出表示输入信号Din和显示模式选择信号S的逻辑反相信号的逻辑积的信号，作为输出信号Dout2。通过利用上述结构，该输出选择电路120起到作为“一输入二输出”的信号分离器的功能。
在上述结构中，当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，输入信号Din呈现为来自第一与门电路124的输出信号Dout1。另一方面，当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，输入信号Din呈现为来自第二与门电路125的输出信号Dout2。这样，在显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，从第一输出端子组121输出RGB图像信号。另一方面，在显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，从第二输出端子组122输出RGB图像信号。
<1.4.3黑信号生成电路>
图4(A)是表示黑信号生成电路130的结构的电路图。图4(A)中，仅示出了与构成W图像信号的数据中的1比特数据的生成相关的构成要素。如图4(A)所示，黑信号生成电路130由一端与电源连接的电阻器131构成。从而，黑信号生成电路130输出的信号的逻辑值为“1”。通过采用与8比特数据的生成相关的同样的结构，构成W图像信号的8比特数据的逻辑值都为“1”。即，W图像信号所示的灰度值为相当于黑显示的灰度值。这样，从黑信号生成电路130输出灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号。
此外，上述中使8比特数据的逻辑值都是“1”，但不一定全部都要为“1”。即，所谓“相当于黑显示的灰度值”，只要是为导通显示时的百分之一以下的亮度显示的灰度值即可。这种情况下，对于逻辑值为“0”的数据，如图4(B)所示，只要从一端接地的电阻器132的另一端输出信号即可。
<1.4.4灰度值变换部>
接着，说明灰度值变换部140的动作。在灰度值变换部140中，参照灰度值决定用表格150，生成RGBW图像信号。灰度值决定用表格150采用图5所示的结构。图5中，用十六进制表示各信号的灰度值。如图5所示，作为(输入到灰度值变换部的)输入信号的R图像信号、G图像信号及B图像信号的灰度值的组合与作为(从灰度值变换部输出的)输出信号的R图像信号、G图像信号、B图像信号及W图像信号的灰度值对应。这里，作为输出信号的W图像信号的灰度值为与表示像素的亮度分量的Y值对应的值。该Y值基于RGB三色图像信号的灰度值算出。如上所述，灰度值决定用表格150中对RGBW各子像素预先设定有灰度值，以获得所希望的透射率。
灰度值变换部140接收输出选择电路120的第二输出端子组122输出的RGB图像信号，作为输入信号。然后，灰度值变换部140参照上述灰度值决定用表格150，根据RGB三色输入信号生成RGBW四色输出信号(RGBW图像信号)。参照灰度值决定用表格150生成的RGBW图像信号从灰度值变换部140输出，并提供给输入选择电路160的第二输入端子组162。
<1.4.5输入选择电路>
图6是表示输入选择电路160的结构的逻辑电路图。利用该输入选择电路160，对于RGBW各自的数据进行8比特数据的输入输出，但图6中仅示出了与1比特数据的输入输出相关的构成要素。
如图6所示，该输入选择电路160包括反相器163、两个与门电路(第三与门电路164及第四与门电路165)、以及或门电路166。向第三与门电路164的一个输入端子提供输出选择电路120输出的RGB图像信号、或黑信号生成电路130输出的W图像信号(将这些图像信号称为输入信号Din1)。向第三与门电路164的另一个输入端子提供切换控制电路600输出的显示模式选择信号S。然后，从第三与门电路164输出表示输入信号Din1和显示模式选择信号S的逻辑积的信号，作为内部信号d1。向第四与门电路165的一个输入端子提供灰度值变换部140输出的RGBW图像信号(这里称为输入信号Din2)。向第四与门电路165的另一个输入端子提供显示模式选择信号S的逻辑反相信号。然后，从第四与门电路165输出表示输入信号Din2和显示模式选择信号S的逻辑反相信号的逻辑积的信号，作为内部信号d2。还向或门电路166的一个输入端子提供内部信号d1，向或门电路166的另一个输入端子提供内部信号d2。然后，从或门电路166输出表示内部信号d1和内部信号d2的逻辑和的信号，作为输出信号Dout。通过利用上述结构，该输入选择电路120起到作为“二输入一输出”的多路复用器的功能。
在上述结构中，当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，输入信号Din1呈现为来自第三与门电路164的输出信号Dout1，但输入信号Din2并不呈现为来自第四与门电路165的输出信号Dout1。另一方面，当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，输入信号Din1并不呈现为来自第三与门电路164的输出信号Dout2，但输入信号Din2呈现为来自第四与门电路165的输出信号Dout2。因而，当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，输入信号Din1呈现为来自或门电路166的输出信号Dout。另一方面，当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，输入信号Din2呈现为来自或门电路166的输出信号Dout。这样，在显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，从第一输入端子组161输入的RGBW图像信号作为灰度信号DV从输入选择电路160输出。另一方面，在显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，从第二输入端子组162输入的RGBW图像信号作为灰度信号DV从输入选择电路160输出。
<1.5亮度不同引起的动作不同>
如上所述，本实施方式中设有两个显示模式。该显示模式的选择通过切换控制电路600对显示模式选择信号S的逻辑电平的切换而进行。另外，该显示模式选择信号S的逻辑电平基于外来光的强度而决定。因此，这里说明外来光的强度(亮度)不同引起的该液晶显示装置的动作不同。
<1.5.1在较亮环境下的动作>
首先，说明液晶显示装置在较亮的环境下使用时的动作。当图2所示的光电二极管510接收到较强的外来光时，外来光检测部500提供较大的电流Ia给切换控制电路600。然后，利用该电流Ia和电阻器601，生成较大的电压Vk。从而，电压Vk大于基准电压Vref，切换控制电路600输出的显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平。将该显示模式选择信号S提供给输出选择电路120和输入选择电路160。
当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，输出选择电路120从第二输出端子组122输出RGB图像信号。然后，在灰度值变换部140中，基于RGB三色图像信号，生成RGBW四色图像信号。将灰度值变换部140生成的RGBW图像信号提供给输入选择电路160的第二输入端子组162。输入选择电路160输出从第二输入端子组162输入的RGBW图像信号，作为灰度信号DV。然后，基于输入选择电路160输出的灰度信号DV，源极驱动器300对源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号。
如上所述，当液晶显示装置在较亮的环境下使用时，基于灰度值变换部140生成的RGBW图像信号进行图像显示。此时，RGBW各色的灰度值基于图5所示的灰度值决定用表格150而决定。因而，对RGBW所有子像素决定灰度值，以获得所希望的透射率。从而，进行使用RGBW四色的图像显示。
<1.5.2在较暗环境下的动作>
接下来，说明液晶显示装置在较暗的环境下使用时的动作。当图2所示的光电二极管510接收到较弱的外来光时，外来光检测部500提供较小的电流Ia给切换控制电路600。然后，利用该电流Ia和电阻器601，生成较小的电压Vk。从而，电压Vk小于基准电压Vref，切换控制电路600输出的显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平。将该显示模式选择信号S提供给输出选择电路120和输入选择电路160。
当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，输出选择电路120从第一输出端子组121输出RGB图像信号。然后，将该RGB图像信号提供给输入选择电路160的第一输入端子组161。还如上所述，在黑信号生成电路130生成灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号，将该W图像信号提供给输入选择电路160的第一输入端子组161。输入选择电路160输出从第一输入端子组161输入的RGBW图像信号，作为灰度信号DV。然后，基于输入选择电路160输出的灰度信号DV，源极驱动器300对源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号。
如上所述，当液晶显示装置在较暗的环境下使用时，基于外部发送来的RGB图像信号和黑信号生成电路130生成的W图像信号进行图像显示。此时，W图像信号的灰度值固定为相当于黑显示的值。因而，对RGB三原色子像素决定灰度值，以获得所希望的透射率，但对W子像素固定其为黑显示。从而，进行仅使用RGB三原色的图像显示。
<1.6效果>
根据本实施方式，液晶显示装置设有两个显示模式，基于外来光的强度选择某一个显示模式。具体而言，当显示部200接收到较强的外来光时，成为第二显示模式，进行使用RGBW四色的图像显示。因此，即使液晶显示装置在室外等较亮的环境下使用，也可以使光透过W子像素，所以可以提高显示部200的亮度。另一方面，当显示部200接收到较弱的外来光时，成为第一显示模式，对W子像素固定其为黑显示，进行使用RGB三色的图像显示。因此，当液晶显示装置在夜间等较暗的环境下使用时，可以显示深色、分明的图像。
由于在较亮的环境下进行使用RGBW四色的图像显示，所以图像的颜色整体变浅。但是，在这种较亮的环境下，由于外来光的影响使得颜色变浅，从而降低色彩再现性。因此，即使显示深色图像，也几乎无法得到可视性变佳的效果。因而，关于在较亮环境下图像的颜色变浅这一点，可认为并不是特别的问题。另外，由于在较暗环境下进行仅使用RGB三原色的图像显示，所以无法获得高亮度。但是，由于在较暗环境下即使亮度降低对可视性的影响也较低，所以关于这一点也认为并不是特别的问题。
如上所述，根据本实施方式，当液晶显示装置在较亮的环境下使用时，进行可获得高亮度的图像显示。另一方面，当液晶显示装置在较暗的环境下使用时，进行可获得良好色彩再现性的图像显示。由此，可以根据液晶显示装置的使用环境，高效地切换色彩再现性优先于亮度的图像显示、与亮度优先于色彩再现性的图像显示。从而，在难以始终满足高色彩再现性和高亮度化这两方面的限制条件下，可以实现维持色彩再现性和亮度的平衡的液晶显示装置。
<1.7变形例>
<1.7.1变形例1>
在上述实施方式1中，在进行第二显示模式时，用于图像显示的RGBW图像信号通过在灰度值变换部140参照灰度值决定用表格150而生成。但是，本发明并不限于此。在具有RGBW四色子像素的液晶显示装置中，有时对于RGB三原色，照原样使用外部发送来的数字图像信号DA所示的灰度值作为图像显示时的灰度值。在这种情况下，对于RGBW四色中的RGB三色，不需要在灰度值变换部140生成图像信号。因此，输出选择电路120的第二输出端子组122和输入选择电路160的第二输入端子组162之间的结构也可以采用图7所示的结构。在该结构中，在灰度值变换部141仅基于RGB图像信号生成W图像信号。因此，图5所示的灰度值决定用表格150可以采用图8所示的结构(W灰度值决定用表格151)，从而可以减少所需的存储量。
<1.7.2变形例2>
另外，在上述实施方式1中，在进行第二显示模式时，灰度值变换部140所参照的灰度值决定用表格只有一个，但本发明并不限于此。例如图9所示，也可以采用通过灰度值变换部142参照三个表格(第一灰度值决定用表格152、第二灰度值决定用表格153、第三灰度值决定用表格154)的结构。此外，在该结构中，为了决定灰度值变换部142要参照的表格，向灰度值变换部142提供2比特的显示模式选择信号S。此时，只要根据外来光的强度，设定显示模式选择信号S的各比特的值即可，例如图10所示。于是，输出选择电路120只要采用以下结构即可：即，在显示模式选择信号S的第一比特和第二比特的双方都为“1”时，从第一输出端子组121输出RGB图像信号，在除此以外的时刻，从第二输出端子组122输出RGB图像信号。从而，可以在较亮时、稍亮时、稍暗时，分别参照第一灰度值决定用表格152、第二灰度值决定用表格153、第三灰度值决定用表格154，生成RGBW图像信号，并基于该RGBW图像信号进行使用RGBW四色的图像显示。这样，可以根据亮度在各种显示模式下进行图像显示。
<2.实施方式2>
<2.1整体结构及动作>
图11是表示本发明实施方式2的液晶显示装置的整体结构的框图。本实施方式不同于上述实施方式1，灰度信号生成部100未设有输出选择电路120。因此，如图11所示，采用以下结构：即，外部发送来的数字图像信号(RGB图像信号)DA被提供给输入选择电路160和灰度值变换部143。输入选择电路160包括：用于接收灰度值变换部143输出的W图像信号的第一输入端子167；以及用于接收黑信号生成电路130输出的W图像信号的第二输入端子168。另外，灰度值变换部143采用参照如图8所示的W灰度值决定用表格155的结构，向该灰度值变换部143提供显示模式选择信号S。此外，对于和上述实施方式1相同的构成要素，省略其说明。
在上述结构中，切换控制电路600基于外来光检测部500输出的电流Ia的大小，输出用于选择第一显示模式或第二显示模式中的某一个显示模式的显示模式选择信号S。灰度值变换部143接收从外部发送来的RGB图像信号。灰度值变换部143还基于显示模式选择信号S，生成并输出要提供给输入选择电路160的W图像信号。此时，灰度值变换部143参照W灰度值决定用表格155。黑信号生成电路130输出灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号。输入选择电路160接收从外部发送来的RGB图像信号，并基于显示模式选择信号S，从第一输入端子167或第二输入端子168中的某一个输入端子接收W图像信号。
<2.2亮度不同引起的动作不同>
接下来，说明本实施方式中的亮度不同引起的动作不同。
<2.2.1在较亮环境下的动作>
首先，说明液晶显示装置在较亮的环境下使用时的动作。当外来光检测部500接收到较强的外来光时，外来光检测部500提供较大的电流Ia给切换控制电路600。此时，与上述实施方式1相同，切换控制电路600输出的显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平。将该显示模式选择信号S提供给灰度值变换部143及输入选择电路160。
当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时，灰度值变换部143通过参照W灰度值决定用表格155，从而基于RGB三色图像信号生成W图像信号。将灰度值变换部143生成的W图像信号提供给输入选择电路160的第一输入端子167。输入选择电路160基于显示模式选择信号S，接收从外部发送来的RGB图像信号和从第一输入端子167输入的W图像信号，并将这些信号作为灰度信号DV输出。然后，基于输入选择电路160输出的灰度信号DV，源极驱动器300对源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号。
如上所述，当液晶显示装置在较亮的环境下使用时，基于外部发送来的RGB图像信号和灰度值变换部143生成的W图像信号进行图像显示。此时，W灰度值基于图8所示的W灰度值决定用表格155而决定。因而，除了对RGB三原色子像素决定灰度值外，还对W子像素也决定灰度值，以获得所希望的透射率。从而，进行使用RGBW四色的图像显示。
<2.2.2在较暗环境下的动作>
接下来，说明液晶显示装置在较暗的环境下使用时的动作。当外来光检测部500接收到较弱的外来光时，外来光检测部500提供较小的电流Ia给切换控制电路600。此时，与上述实施方式1相同，切换控制电路600输出的显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平。将该显示模式选择信号S提供给灰度值变换部143和输入选择电路160。
当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时，灰度值变换部143并不生成W图像信号。与上述实施方式1相同，在黑信号生成电路130生成灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号，将该W图像信号提供给输入选择电路160的第二输入端子168。输入选择电路160基于显示模式选择信号S，接收从外部发送来的RGB图像信号和从第二输入端子168输入的W图像信号，并将这些信号作为灰度信号DV输出。然后，基于输入选择电路160输出的灰度信号DV，源极驱动器300对源极总线SL1～SLn施加驱动用视频信号。
如上所述，当液晶显示装置在较暗的环境下使用时，基于外部发送来的RGB图像信号和黑信号生成电路130生成的W图像信号进行图像显示。此时，W图像信号的灰度值固定为相当于黑显示的值。因而，对RGB三原色的子像素决定灰度值，以获得所希望的透射率，但对W子像素固定其为黑显示。从而，进行仅使用RGB三原色的图像显示。
<2.3效果>
在本实施方式中，与上述实施方式1相同，当液晶显示装置在较亮的环境下使用时，进行可获得高亮度的图像显示，当液晶显示装置在较暗的环境下使用时，进行可获得良好的色彩再现性的图像显示。这里，本实施方式不同于上述实施方式1，灰度信号生成部100未设有输出选择电路120。因此，可通过简单的结构来实现可维持色彩再现性和亮度的平衡的液晶显示装置。
<3.实施方式3>
<3.1整体结构及动作>
图12是表示本发明实施方式3的液晶显示装置的整体结构的框图。本实施方式不同于上述实施方式1，各像素如图15(C)所示，由RGB三原色的子像素和Y(黄色)子像素构成。灰度信号生成部100设有两个灰度值变换部(第一灰度值变换部144及第二灰度值变换部145)。另外，灰度信号生成部100还设有第一灰度值变换部144参照用的RGB灰度值决定用表格156、和第二灰度值变换部145参照用的RGBY灰度值决定用表格157。如图13所示，在RGB灰度值决定用表格156中，作为输入到第一灰度值变换部144的输入信号的R图像信号、G图像信号及B图像信号的灰度值的组合与作为从第一灰度值变换部144输出的输出信号的R图像信号、G图像信号及B图像信号的灰度值对应。另外，如图14所示，在RGBY灰度值决定用表格157中，作为输入到第二灰度值变换部145的输入信号的R图像信号、G图像信号及B图像信号的灰度值的组合与作为从第二灰度值变换部145输出的输出信号的R图像信号、G图像信号、B图像信号及Y图像信号的灰度值对应。此外，对于和上述实施方式1相同的构成要素，省略其说明。
在上述结构中，切换控制电路600与上述实施方式1相同地输出显示模式选择信号S。将该显示模式选择信号S提供给输出选择电路120及输入选择电路160。输出选择电路120将外部发送来的RGB图像信号输出到两个***的信号线组中的某一个。此时，若显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平，则RGB图像信号从第一输出端子组121输出，若显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平，则RGB图像信号从第二输出端子组122输出。第一灰度值变换部144接收输出选择电路120的第一输出端子组121输出的RGB图像信号。而且，第一灰度值变换部144参照RGB灰度值决定用表格156，生成并输出要提供给输入选择电路160的RGB图像信号。第二灰度值变换部145接收输出选择电路120的第二输出端子组122输出的RGB图像信号。而且，第二灰度值变换部145参照RGBY灰度值决定用表格157，生成并输出要提供给输入选择电路160的RGBW图像信号。黑信号生成电路130输出灰度值为相当于黑显示的值的W图像信号。输入选择电路160接收RGBW图像信号，并将其作为灰度信号DV而输出。此时，若显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平，则输入选择电路160接收从第一输入端子组161输入的RGBW图像信号，若显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平，则输入选择电路160接收从第二输入端子组162输入的RGBW图像信号。
<3.2效果>
本实施方式中，各像素由RGBY子像素构成。这样，当包括W(白色)以外颜色的子像素作为RGB以外颜色的子像素时，若点亮RGB以外的颜色，则会发生色移。因此，在进行使用RGBY四色的图像显示时，需要对RGB图像信号进行灰度值变换。本实施方式中，当显示模式选择信号S的逻辑电平为低电平时(第二显示模式时)，参照图14所示的RGBY灰度值决定用表格157，生成RGBY图像信号。因此，通过预先将适当的灰度值输入到RGBY灰度值决定用表格157，对RGB图像信号进行适当的灰度值变换和生成适当的Y图像信号，从而可以在使用RGBY四色进行图像显示时获得良好的显示质量。
另外，在本实施方式的液晶显示装置中，采用通过使用RGBY四色来获得良好的色彩的结构。因此，关于RGB滤色片，使用不同于具有图15(A)所示结构的像素的液晶显示装置的滤色片。因而，在使Y为黑显示从而进行仅使用RGB三原色的图像显示时，也需要对RGB图像信号进行灰度值变换。本实施方式中，当显示模式选择信号S的逻辑电平为高电平时(第一显示模式时)，参照图13所示的RGB灰度值决定用表格156，生成RGB图像信号。因此，通过预先将适当的灰度值输入到RGB灰度值决定用表格156，对RGB图像信号进行适当的灰度值变换，从而可以在使用RGB三色进行图像显示时获得良好的显示质量。
如上所述，若采用本实施方式，则即使是在具有W(白色)以外颜色的子像素作为RGB以外颜色子像素的结构中，也可以实现无损显示质量、维持色彩再现性和亮度的平衡的液晶显示装置。
<4.其它>
上述各实施方式中，举例说明了由RGBW或RGBY四色的子像素构成各像素的液晶显示装置，但本发明并不局限于此。本发明可以应用于例如由RGBC(C为蓝绿色)四色的子像素构成各像素的液晶显示装置。本发明也可以应用于图15(D)所示的由五色子像素构成各像素的液晶显示装置。

Claims (16)

1.一种显示装置，具有多根视频信号线，具备由包括红色、绿色及蓝色这三色的四色的子像素构成各像素的显示部，通过对所述多根视频信号线施加基于各子像素的灰度值而生成的驱动用视频信号，在所述显示部显示图像，其特征在于，包括：
外来光检测部，该外来光检测部检测外来光的强度；
显示模式选择部，该显示模式选择部根据所述外来光检测部检测出的外来光的强度，选择第一显示模式和第二显示模式中的某一个显示模式，其中，所述第一显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外的颜色的子像素的灰度值为预定值，从而进行图像显示，所述第二显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值为基于外部发送来的RGB图像信号所示的灰度值而决定的值，从而进行图像显示；
灰度信号生成部，该灰度信号生成部接收所述RGB图像信号，根据所述显示模式选择部选择的显示模式，生成表示各子像素的灰度值的灰度信号；以及
视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路根据所述灰度信号生成部生成的灰度信号，对所述多根视频信号线施加所述驱动用视频信号，
所述显示模式选择部在所述外来光的强度小于预先决定的基准强度时，选择所述第一显示模式，在所述外来光的强度在所述基准强度以上时，选择所述第二显示模式。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第一显示模式时，生成所述灰度信号，使得红色、绿色及蓝色这三色以外的颜色的子像素的灰度值为相当于黑显示的值。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色、蓝色及白色的子像素构成。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色和蓝色的子像素、以及黄色或蓝绿色中的至少一种颜色的子像素构成。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
还具有灰度值决定用表格，该灰度值决定用表格中存放有表示所述RGB图像信号所示的灰度值与所述四色以上颜色的子像素中除红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值的对应关系的信息，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第二显示模式时，基于所述灰度值决定用表格而生成所述灰度信号。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，
所述灰度值决定用表格中还存放有表示所述RGB图像信号所示的灰度值与红色、绿色及蓝色子像素的灰度值的对应关系的信息。
7.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，
具有多个灰度值决定用表格，
所述灰度信号生成部在所述显示模式选择部选择所述第二显示模式时，根据所述外来光的强度选择所述多个灰度值决定用表格中的某一个，基于该选择的灰度值决定用表格而生成所述灰度信号。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述外来光检测部为光电二极管或光电晶体管。
9.一种显示方法，是显示装置的显示方法，该显示装置具有多根视频信号线，具备由包括红色、绿色及蓝色这三色的四色的子像素构成各像素的显示部，通过对所述多根视频信号线施加基于各子像素的灰度值而生成的驱动用视频信号，在所述显示部显示图像，其特征在于，包括：
外来光检测步骤，该外来光检测步骤检测外来光的强度；
显示模式选择步骤，该显示模式选择步骤根据所述外来光检测步骤检测出的外来光的强度，选择第一显示模式和第二显示模式中的某一个显示模式，其中，所述第一显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外的颜色的子像素的灰度值为预定值，从而进行图像显示，所述第二显示模式是使红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值为基于外部发送来的RGB图像信号所示的灰度值而决定的值，从而进行图像显示；
灰度信号生成步骤，该灰度信号生成步骤接收所述RGB图像信号，根据所述显示模式选择步骤选择的显示模式，生成表示各子像素的灰度值的灰度信号；以及
视频信号线驱动步骤，该视频信号线驱动步骤根据所述灰度信号生成步骤生成的灰度信号，对所述多根视频信号线施加所述驱动用视频信号，
在所述显示模式选择步骤中，当所述外来光的强度小于预先决定的基准强度时，选择所述第一显示模式，当所述外来光的强度在所述基准强度以上时，选择所述第二显示模式。
10.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，
所述灰度信号生成步骤中，在所述显示模式选择步骤选择所述第一显示模式时，生成所述灰度信号，使得红色、绿色及蓝色这三色以外的颜色的子像素的灰度值为相当于黑显示的值。
11.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色、蓝色及白色的子像素构成。
12.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，
构成所述显示部的各像素由红色、绿色和蓝色的子像素、以及黄色或蓝绿色中的至少一种颜色的子像素构成。
13.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，
所述灰度信号生成步骤中，在所述显示模式选择步骤选择所述第二显示模式时，基于预先设置的灰度值决定用表格而生成所述灰度信号，该灰度值决定用表格用于存放表示所述RGB图像信号所示的灰度值与所述四色以上颜色的子像素中除红色、绿色及蓝色这三色以外颜色的子像素的灰度值的对应关系的信息。
14.如权利要求13所述的显示方法，其特征在于，
所述灰度值决定用表格中还存放有表示所述RGB图像信号所示的灰度值与红色、绿色及蓝色子像素的灰度值的对应关系的信息。
15.如权利要求13所述的显示方法，其特征在于，
预先设有多个灰度值决定用表格，
所述灰度信号生成步骤中，在所述显示模式选择步骤选择所述第二显示模式时，根据所述外来光的强度选择所述多个灰度值决定用表格中的某一个，基于该选择的灰度值决定用表格而生成所述灰度信号。
16.如权利要求9所述的显示方法，其特征在于，
所述外来光检测步骤中，基于光电二极管或光电晶体管所接收的外来光，检测该外来光的强度。
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