多原色技术在液晶显示器中的应用

叶宁

（南京中电熊猫平板显示科技有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

多原色色彩显示器新技术是一种产品相比较于传统彩色显示器，可同时显示更宽泛广域的不同颜色的新型显示器。除了使用标准的激光三原子彩色光照射模式（包括红色，绿色和以及蓝色），该激光技术还利用了其他几种颜色，例如金黄色，洋红色和少年青色，并因此能够准确显示出人眼几乎能直接看到亮度范围内的任何颜色[1]。

1 多原色技术发明的背景技术

三原色技术作为与扩大过去的显示装置中的色彩还原范围相关的技术，揭示了一种液晶显示装置，它在行方向上配置红色、蓝色、绿色及白色的像素，在列方向上只配置相同颜色的像素。在该液晶显示装置中，提出通过对RGB的三原色增加W来提高亮度和色彩还原范围的方法。另外，虽然还提出了条状排列和矩阵排列的2种颜色排列，但在电视机等大型显示器的应用中，一般根据与图像的匹配性而采用条状排列。但是在该液晶显示装置中，没有揭示4色的排列采用条状排列的情况。另外，为了更进一步扩大色彩还原范围，还提出了将子像素个数增加到5个或6个从而增加颜色数的方法。即使是这样的结构，虽然能够扩大色彩还原范围，但是在黑暗的背景中显示一条白线时，因为B/C和Y要分离来进行识别，所以为了兼顾扩大色彩还原范围与抑制亮度下降，同时提高显示质量，还要下很多的功夫[2]。

关于用至少4原色的子像素来进行彩色显示的液晶显示器，揭示了按RGYBC的5原色的顺序对4个子像素排列成RGYB、CRGY、BCRG、YBCR、GYBC的情况，但是，即使是这些显示装置，在充分抑制白线显示中的颜色分离现象等、要求高质量的显示质量的液晶电视等的显示器中，也还需要在提高基本性能上下功夫。多原色技术是鉴于上述现状而进行的，目的在于提供一种显示装置及由此显示装置构成的液晶显示装置，它不仅通过使用多原色的图像显示来扩大色彩还原范围，而且使构成像素的子像素之间的颜色分离变得很难识别，且在显示白线时发挥容易识别作为1条线的作用效果，从而能够提高显示质量。

2 多原色技术

针对扩大显示装置的色彩还原范围进行了各种研究之后，着眼于增加构成1个像素的子像素来采用多原色，采用4种或更多颜色，这对于扩大色彩还原范围是有效的。而且，在过去一般是按照色相顺序来排列子像素，但在排列了4种以上子像素的像素中，以Y值为基准，发现例如通过将Y值高的子像素配置在像素的中央附近，能够防止1个像素内的颜色分离，由此想到能够彻底地解决上述问题，实现了多原色技术[3]。

多原色技术是由每1个像素包含4色以上的子像素的像素构成图像的显示装置，是构成上述显示装置的像素以在像素的中央区域配置亮度值最高的颜色的子像素的像素作为主体的显示装置。

在这样的显示装置中排列子像素的方法有条状排列和矩阵排列，但由于实际在液晶电视等中使用时从降低驱动频率的意义来说，最好采用条状排列。即构成上述像素的子像素最好排列成条状。

3 液晶显示器

3.1 液晶显示器的概念

液晶显示器是平面且超薄的显示电子设备。它由一定厚度的彩色或黑白高像素液晶组成，并放置在没有光源或光反射的图片前面。由于其低功耗，LCD电子显示器一直受到电子工程师的青睐，并且适用于大量包含电池的电子和电气设备。它的主要工作原理是激发液晶显示器背面的分子灯以恒定电流模式产生点，线和面光，并与液晶显示器背面的旋转配合形成交互式屏幕[4]。

3.2 液晶显示器的工作原理

液晶是一种特殊的化学物质，其性质介于有色固体和其他液体之间。它本身是无色的有机化合物。在正常条件下为无色液体，但其整个分子顺序与其他固体排列在一起。液晶中的晶体也非常规则，因此被称为规则液晶。它的另一个特殊化学性质是，如果将中性电场施加到彩色液晶的两端，它将直接改变其整个分子规则排列。如果在两端都装有偏光滤镜，则可以直接防止彩色光通过。如果配备有滤色器以改变彩色液晶的输出电压值，则可以直接改变特定端的彩色液晶的透光率，也就是可以生动地解释说，改变施加到液晶两端的输出电压可以直接改变其颜色透射强度[5]。

LCD是一种使用液晶作为材料的显示器。液晶是介于固体和液体之间的一种有机化合物。在常温条件下，它既具有液体流动性又具有晶体的光学各向异性。加热时变成透明液体，冷却后变成晶体。浑浊的固态。

在电场的作用下，液晶分子的排列将发生变化，这将影响通过液晶的入射光束的强度。光强度的这种变化通过偏振器的作用进一步表现为明暗变化。据此，通过控制液晶的电场，可以改变光的亮度，从而达到信息显示的目的。因此，液晶材料的作用类似于小的“光阀”。

因为在液晶材料周围有控制电路和驱动电路。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子将发生扭曲，从而使穿过它的光会发生规则折射（液晶材料的旋光），然后被第二层偏振器过滤并显示在屏幕上。

值得指出的是，由于液晶材料本身不发光，因此LCD通常需要为显示面板配备其他光源。主光源系统称为“背光模块”。其中，背光板由可发光的荧光材料组成。光线的主要功能是提供均匀的背光。

4 多原色技术在液晶显示器中的应用

多原色技术显示装置是优先考虑Y值，通过将亮度值越高的颜色的子像素配置在像素的中央区域，从而能够提高防止显示白线时的颜色分离的作用效果，但是在该结构中，最好具有按亮度值从高到低的顺序、从像素的中央区域向两端的区域排列子像素的像素。另外，亮度值最高的颜色的子像素的宽度比其它子像素宽，这也对提高多原色技术的作用效果有用[6]。

构成上述显示装置的像素具有2种以上的像素时的配置状态。其中，在将亮度值最高的颜色的子像素配置在像素的中央区域的像素至少有2种排列时，最好是以格子形来配置该2种排列，从而构成上述显示装置。另外，在具有由矩阵排列构成的像素的形态中，为了将亮度值最高的颜色的子像素配置在利用矩阵排列构成的像素的中央区域，只要在2×3排列或3×2排列等中适当设定排列图形即可，不限定于上述形态。

用上述子像素的排列图形构成的液晶显示装置，扩大了色彩还原范围，具有亮度及显示质量好的基本性能，作为液晶显示器最适合用于液晶电视等。即，是由每1个像素包含4色以上的子像素的像素构成图像的显示装置，该液晶显示装置是具有上述显示装置中的子像素的排列图形的液晶显示装置，也是本发明中的一种。作为多原色技术的显示装置及液晶显示装置的结构，只要是必须具有上述的特征的、具有显示装置通常有的构成要素的结构即可，而其它的结构中没有特别限定。

5 结论

多原色技术不仅通过使用4色以上的多原色的图像显示来扩大色彩还原范围和提高亮度，而且很难识别构成像素的子像素之间的颜色分离，显示白线时能够发挥容易识别作为1条线的作用效果，提高显示质量，作为多原色显示装置，能够适用于液晶电视等的各种显示器。希望在不久的将来，多原色技术可以被研制得越来越成熟，并最终实现产业化。