在低亮度级处具有像素到像素的非均匀性改善的有源矩阵显示器

摘要

一种有源矩阵显示器(1)包括含有子像素(10)的像素(P)以及驱动电路(6)，该驱动电路(6)接收确定该像素(P)的期望亮度(BR)和期望颜色(AC)的输入信号(IV)。该驱动电路(6)包括确定该期望亮度(BR)是否低于预定等级(VT)的等级检测器(3)、以及控制器(4)，该控制器(4)用于在该期望亮度(BR)低于该预定等级(VT)时，(i)将有助于期望亮度(BR)的子像素(10)的数目改变为低于获得期望颜色(AC)所需的最佳数目的数目，以及(ii)增加至少一个所述起作用的子像素(10)的等级，以获得与为了获得期望颜色(AC)所需的所有子像素(10)都将有助于期望亮度(BR)相比所述起作用子像素(10)中该子像素的更高亮度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源矩阵显示器以及一种在有源矩阵显示器上显示图像的方法。

背景技术

JP-A-11-015437公开了一种LED显示设备，该LED显示设备通过对红色、绿色和蓝色LED元件的显示数据进行亮度校正来校正LED元件之间亮度特性的差异。对每个LED元件都必须存储亮度校正因子。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有源矩阵显示器，在该有源矩阵显示器中，在低亮度级处像素到像素的非均匀性得到改善，而不需要为每个LED元件存储校正因子。

本发明的第一方面提供一种如权利要求1所述的有源矩阵显示器。本发明的第二方面提供一种在如权利要求10所述的有源矩阵显示器上显示图像的方法。在从属权利要求中限定了有利实施例。

有源矩阵显示器包括含有子像素的像素。每个子像素被驱动以产生有助于(contribute to)像素亮度的期望量的光。通常，像素的不同子像素具有不同的颜色。例如，在全彩色显示器中，像素可包括分别产生蓝、红和绿光的三个子像素。可选择地，像素可包括产生蓝、红、绿和白光的四个子像素。还有可能用黄色、青色和品红色像素来代替红色、绿色、蓝色子像素，或者增加黄色、青色和品红色像素。

驱动电路接收确定像素的期望亮度和期望颜色的输入信号。更详细地，驱动电路驱动像素的子像素，以使得通过由这些子像素发出的光的组合来获得该像素的期望的亮度和颜色。子像素的驱动取决于所使用的子像素的数目和类型。

确定像素的期望亮度是否低于预定等级(level)。通常，像素的亮度可由必须显示的视频输入信号来计算。该视频输入信号可以是复合信号、YUV信号或者RGB信号。如果视频输入信号是YUV信号(Y＝亮度，U和V表示颜色信息)，则可使用亮度信号。如果视频输入信号是RGB信号(红、绿、蓝)，则利用适当的加权因子可对R、G和B分量求和以获得相应的亮度值。采用子像素的驱动信号以确定像素的亮度也是可能的。如果像素的期望亮度低于预定等级，则驱动电路被控制以仅驱动为了获得该像素的期望颜色所需的子像素的子集。换言之，有助于像素的亮度的子像素的数目低于必须有助于获得像素的期望颜色的子像素的数目。像素的期望颜色由待显示的图像来确定。因此，如果像素的亮度低于预定等级，则驱动更少的子像素。使用更少的子像素以产生相同的亮度增加了在所使用的子像素中的电流密度，因此降低了非均匀性。尽管获得了正确亮度，但是像素的颜色偏离期望颜色。然而，在低亮度处，人眼对于所显示的实际颜色不大敏感，但对于亮度仍非常敏感。如果在低亮度处产生颜色误差，则通常是不大引人注意的。亮度的预定等级取决于图像内容和像素的结构，在该亮度的预定等级之下，比为了获得期望的颜色所需的子像素更少的子像素被驱动。在像素的特定结构的实际实现中，该预定等级在最大亮度的0.5与6％之间进行最佳的选择。如果其亮度低于预定等级的像素(进一步称为阈值像素)的颜色被白光(仅白色子像素被驱动)取代，则该特定等级可被选择为高于只采用一个饱和色(只有红、绿、或蓝色子像素被驱动)的情况。在后一种情况下，如果期望颜色更接近该饱和色之一，则预定等级可被选择得更高。

对于多原色显示器，为了获得例如白色的期望像素颜色(例如RGBCMY)的所需颜色的最佳数目可高于例如RGB或CMY或只有GM等的所需颜色的最小数目。

在如权利要求2所述的实施例中，该像素包括产生具有不同颜色的光的三个子像素。优选地，这些颜色分别是原色红色、绿色和蓝色。如果检测到像素的亮度低于预定等级，则只驱动三个子像素中的一个或两个。这些子像素被驱动以获得正确的期望亮度。如果需要更多的子像素以获得期望的颜色，则这将导致与期望颜色的偏离。例如，如果所有的三个子像素都必须被驱动以获得正确的期望亮度和颜色，如果像素的亮度低于预定等级，那么只驱动一个或两个子像素以致期望亮度以错误的颜色被显示。可选择地，如果必须驱动两个子像素以获得正确的期望亮度和颜色，如果像素的亮度低于预定等级，那么只驱动一个子像素以致期望亮度以错误的颜色被显示。如果只有一个子像素将被驱动以获得正确的期望亮度和颜色，那么亮度均匀性不可能得到改善。在低于预定等级的像素亮度处仍然有一个子像素被驱动。

在如权利要求4所述的实施例中，如果期望亮度低于预定等级，那么用于控制的装置被设置成控制驱动电路只驱动子像素中的单个子像素。如果只有单个子像素被驱动，那么在该子像素中获得最大电流，并且亮度均匀性将得到改善。

在如权利要求5所述的实施例中，被选择为有助于期望亮度的子像素的数目根据像素的亮度等级而逐渐增加。

在如权利要求6所述的实施例中，用于控制的装置包括用于从可用的子像素颜色中确定待驱动的子像素以获得最接近期望颜色的至少一个像素的颜色的装置。例如，确定期望颜色的色坐标，并且选择原色，该原色的色坐标具有与期望颜色的色坐标最小的差异。

在如权利要求7所述的实施例中，像素包括其中一个产生白光的子像素。优选地，其它子像素分别产生红、绿、蓝光。在这种矩阵显示器中，额外的白色像素允许提高白光的亮度级。

在如权利要求8所述的实施例中，用于控制的装置被设置成控制驱动电路仅驱动产生白光的子像素。这提供了不大引人注意的干扰，因为视觉灵敏度对于低亮度向黑色/白色偏移。在低亮度级处，因此有可能产生白光而不是具有原色的光。

在如权利要求9所述的实施例中，该有源矩阵显示器还包括含有另外的子像素的另一像素。该另一像素与首次提到的像素相邻设置。驱动电路被控制以驱动仅该首次提到的子像素的子集以及仅该另外的子像素的子集。如果该首次提到的像素或该另一像素中的至少一个的期望亮度低于预定等级，那么该首次提到的子像素的子集和该另外的子像素的子集被选择以获得基本上是该首次提到的像素的期望颜色和该另一像素的期望颜色的平均的颜色。该方法的优点在于有可能产生正确电流，但是处于较低分辨率。

在如权利要求11所述的实施例中，该有源矩阵显示器包括三个相邻像素。该三个相邻像素的每个包括红、绿和蓝色子像素。如果像素或子像素的期望亮度低于预定等级，那么控制器控制该驱动器只驱动：该三个像素的第一个的红色子像素、该三个像素的第二个的绿色子像素、以及该三个像素的第三个的蓝色子像素。再者，除了正确的亮度之外，还能够以所驱动的子像素的更高电流来获得期望颜色。组合产生正确的期望颜色和正确的期望亮度的像素可包括多于三个的子像素。像素的该组合可包括多于三个的像素。

在如权利要求13所述的实施例中，该像素包括红、绿、蓝、品红、黄和青色子像素。如果该子像素的亮度高于相关预定等级，则控制器控制驱动器只驱动该像素的一个子像素。

根据下文所述的实施例，本发明的这些和其它方面是显而易见的，并将参考所述实施例对其进行阐明。

附图说明

在附图中：

图1示出部分矩阵显示设备的详图，

图2示出像素驱动电路的实施例，

图3示出说明像素亮度的非均匀性的例子，

图4示出选择比显示期望颜色所需的颜色更少的颜色来以较低非均匀性达到相同亮度的例子，

图5示出选择比所需颜色更少的颜色对非均匀性的影响的例子，

图6示出在色空间中的色三角，

图7示出有源矩阵显示器的实施例，以及

图8示出像素结构的实施例。

具体实施方式

图1示出部分矩阵显示设备的详图。仅示出包含4个子像素10的一个像素P。在实际实施中，矩阵显示设备通常具有以行和列的方式布置的更多个像素P。通常，在具有4个子像素10的像素P中，子像素10分别产生具有红色R、绿色G、蓝色B和白色W的光。可选择地，像素P也可包括分别产生具有红色R、绿色G和蓝色B的光的三个子像素。实际上，像素P可包括具有适当颜色以能够再现期望颜色的任何数量的子像素。

每个子像素10包括LED L1、L2、L3、L4(进一步共同称为L)和像素驱动电路PD。LED的L可以是例如无机电致发光(EL)设备、有机EL设备、冷阴极、或有机LED的类似聚合物或者小分子LED。尤其是，聚合物和小分子OLED已经开启了一条制造高质量显示器的新路。这些显示器的优点在于自发光技术、高亮度、近完善的视角和快速的响应时间。这些优点表明OLED技术拥有提供比LCD显示器更好的幕前性能的希望。不同的LED可产生不同的颜色，或者LED可产生例如白光并实施合适的滤色器。在图1中，LED的L1、L2、L3、L4产生红光R、绿光G、蓝光B和白光W。特定的LED L的亮度由流过它的电流Id确定。

有可能采用无源矩阵寻址和有源矩阵寻址。对于后面所考虑的相对较大的显示器(＞7”)，需要有源矩阵寻址以减小功率消耗。

在图1中作为例子，有源矩阵显示器包括沿行方向延伸的选择电极SE和沿列方向延伸的数据电极DE。还有可能的是，选择电极SE沿列方向延伸，以及数据电极DE沿行方向延伸。再者，作为例子，将电流Id提供给子像素10的电源电极PE沿列方向延伸。电源电极PE也可沿行方向延伸，或者可以形成网格。

每个像素驱动电路PD接收来自其相关的选择电极SE的选择信号、来自其相关的数据电极DE的数据信号D、来自其相关的电源电极PE的电源电压VB，并且将电压Vd和电流Id提供给其相关的LED L。尽管对于每个像素10，相同的标记被用于表示相同的元件，但是信号、电压和数据的值可能是不同的。

电流Id经由像素驱动电路PD和电源电极PE被驱动通过LED L。LED的亮度由流过该LED的电流Id的电平来确定。电流Id由数据电极DE上的数据信号电平D来确定。选择电极(通常也称为地址线)SE用于逐一选择(或寻址)像素10的行。实际上，例如为了控制提供给LED的L的电流Id的占空比，每条显示线可采用更多的地址线。一次选择多于一行的像素10是可能的。

图2示出像素驱动电路的实施例。像素驱动电路PD包括晶体管T2和LED L的主电流通路的串联布置。晶体管T2被示出为薄膜晶体管(TFT)，但可以是另一种晶体管类型，LED L被描绘为二极管，但可以是另一种电流驱动的发光元件。串联布置被设置在电源电极PE和接地(绝对接地或局部接地，即公共电压)之间。晶体管T2的控制电极被连接至电容器C与晶体管T1的主电流通路的终端的接点。晶体管T1的主电流通路的另一个终端被连接至数据电极DE，以及晶体管T1的控制电极被连接至选择电极SE。晶体管T1被示出为TFT，但可以是另一种晶体管类型。电容器C的静止自由端被连接至电源电极PE。

下面阐明该电路的操作。当一行像素由与该行像素相关的选择电极SE上的适当电压来选择时，晶体管T1导通。具有表示LED L的所需亮度的电平的数据信号D被馈送给晶体管T2的控制电极。数据信号D定义晶体管T2的栅源电压Vgs，并由此确定从电源电极PE流至LEDL的期望电流Id。在该行像素的选择周期之后，选择电极SE上的电压被改变以使晶体管T1变为高电阻。存储在电容器C上的数据电压D仍然驱动晶体管T2以获得通过LED L的期望电流Id。当选择电极SE被再次选择并且数据电压D改变时，电流Id将改变。

电流Id由经由电阻器Rt接收电源电压VB的电源电极PE提供。电阻器Rt表示朝着所示的像素10的电源电极的电阻。必须注意，与相同电源电极PE相关的其它像素10也可运送电流；该电流由Io表示。电流Id和Io都流过电阻器Rt，从而在电源电极PE中引起电压降。如果在晶体管T2的主电流通路和LED L的串联布置上的电压Vp高得足以获得电流Id，那么像素驱动电路PD仅将正确地起作用。电阻器Rt及其影响与本发明无关。

如何驱动像素的子像素10以在显示器1上显示图像通常是已知的。简言之，代表待显示的图像的输入信号IV(参见图7)被存储在帧存储器FB中。根据该输入信号IV，用于每个像素P的每个子像素10的数据D被确定以获得期望的子像素P的亮度。通过混合由相关的子像素10所产生的光来获得特定的一个像素P的期望的亮度和期望的颜色。例如，如果子像素10发射红光R、绿光G、以及蓝光B，那么通过选择子像素10的适当亮度比，在由子像素10的色坐标所跨越的色三角CT(参见图6)内的所有颜色都可被实现。像素P的亮度由子像素10的亮度之和来确定。

像素驱动电路PD的结构对于本发明而言不是主要的。例如，在出版物“A Comparison of Pixel Circuits for Active MatrixPolymer/Organic LED Displays”，D.Fish et al，SID 02 Digest，pages968-971中公开了一些可选择的像素驱动电路PD。

正如将相对于后面的附图所阐明的，本发明与像素P的已知驱动的不同之处在于，对于每个像素P确定像素P的亮度是否低于预定阈值。如果这是真的，与获得该像素P的期望颜色所需的子像素相比，选择该像素P的更少的子像素10以有助于像素P的亮度。优选地，利用所驱动的子像素10的子集，仍然获得该像素P的期望亮度。因此，起作用(contribute)的至少一个子像素10的亮度必须增加，以仍然能够基本上产生期望的亮度。像素P的颜色将偏离期望的颜色。与处于低亮度级的期望颜色的偏差不大引人注意。然而，与期望亮度的偏差将会更明显。所使用的子像素10的较高亮度由经过子像素10的较高电流Id来实现，因而，正如下面将要阐明的那样，像素P的亮度的非均匀性降低。因此，以颜色偏差为代价，亮度的均匀性得到改善，然而该颜色偏差在所涉及的低亮度级处不是非常明显的。更重要的是保持亮度级基本上等于期望的亮度。

图3示出说明像素亮度的非均匀性的例子。曲线图的纵轴将非均匀性NU示出为百分比，曲线图的横轴以伏特为单位示出TFT T2的栅源电压Vgs。线ME示出迁移率(mobility)误差，线VE示出阈值电压误差，以及线TE示出总误差。图3通过例子示出尤其在低亮度级处遭受图像非均匀性的小分子和聚合物有机LED的这些误差。在图3中，非均匀性在低于约3.5伏的栅源电压Vgs处急剧上升。在相对较低的栅源电压Vgs处，FET T2的阻抗相对较高，经过LED L的电流Id相对较低，因此子像素10的亮度相对较低。

因此，电压编程的电流驱动像素P的非均匀性由晶体管T2的阈值电压和迁移率的变化所导致。由于在退火时形成的硅纹理(grain)中的随机变化，所以常用的低温多晶硅TFT固有地遭受在它们的阈值电压和迁移率中点到点的变化。这些参数的变化导致在晶体管T2的相同给定栅源电压处在不同子像素10中产生不同的电流Id。

根据公式1，子像素10的电流Id取决于TFT迁移率μ和TFT阈值Vt。

Id～μ(Vgs-Vt)²         公式1

因此，尽管施加了相同的栅源电压，但是子像素的亮度示出相对于彼此的随机偏差。这些随机亮度偏差或亮度非均匀性作为随机噪声在所显示的图像中是可见的。通过TFT T2的电流Id的百分比变化相对于其阈值电压和迁移率必须低于约2％以使得不可见。对于均匀图像，图3示出由图像的平均亮度所除的子像素10的亮度的标准偏差，该偏差被表示为百分比值。源自阈值电压非均匀性的误差随着数据电压的降低而迅速增加。因此，图像的亮度在低亮度处将是高度非均匀的。在高亮度处，迁移率的非均匀性变得明显。

若干先进的像素设计被提出以减轻这些亮度非均匀性。在这些设计中，解决方案被称为数字显示器、阈值电压偏移显示器、电流镜显示器以及导通光反馈电路，这些方案都增加了电路以补偿非均匀性。相反，本发明可以采用任何驱动电路以及图2中所示的简单驱动电路。只有子像素10的驱动被修改(adapt)，因为更少的子像素10被驱动，并且因此生成比产生像素P的期望颜色所需的光更多的光。在子像素10中所驱动的更高电流降低了阈值电压非均匀性。

图4示出了选择比显示期望颜色所需的颜色更少的颜色来以较低非均匀性达到基本上相同亮度的例子。图4A和图4B中都示出了沿着纵轴的亮度BR和沿着横轴的像素P的子像素10的颜色。在图4A中，像素P包括具有红色R、绿色G、蓝色B、白色W的四个子像素10。图4B中，像素P包括具有红色R、绿色G和蓝色B的三个子像素10。阴影部分表示哪些子像素有助于像素P的亮度和颜色。

人类的眼睛对在低亮度级处的颜色不大敏感是已知的。根据感觉调查我们发现，取决于图像内容，低于最大亮度的0.5至6％的亮度级的颜色误差是可接受的。因此，在低于该阈值处，像素颜色信息(参见图6，在x-y平面内的色坐标)不大相关。然而，如前所述，像素强度的变化仍然是引人注意的。在带有具有RGBW子像素10的像素P的聚合物LED的有源矩阵显示器的实际实施中，已经发现，对于像素P的最暗的20至40级，代替驱动RGB子像素10，有可能只驱动白色W子像素10以产生相同的光强度。或者更一般而言，如果像素P的亮度低于预定阈值，则采用减小数目的子像素10以产生该像素P的光是可能的。优选地，如果白色子像素10是可用的，那么RGB子像素10的作用被白色子像素所代替。可选择地，驱动产生期望颜色所需的RGB子像素的子集是可能的。例如，如果所有的三个子像素RGB都必须有助于像素亮度以获得期望的颜色，则只有两个或一个子像素10实际上有助于获得基本上相同的的像素亮度。这将导致与期望颜色的偏差。优选地，被选择来有助于像素亮度的子像素10的颜色被选择以获得最小的颜色偏差。

在常见的、精确的颜色再现模式中，获得期望颜色所需的所有子像素10被驱动以有助于像素P的亮度。在低亮度模式中，只有这些子像素10的子集被驱动以有助于像素P的亮度。在低亮度模式期间激活的子像素10的数目可以取决于像素P的亮度。从精确的颜色再现模式到低亮度模式的转变可以在一个简单的步骤中被实现，或者可选择地在多个连续步骤中被实现，其中随着亮度的降低，更少的子像素10有助于像素P的亮度。

图4A示出在RGBW显示器中的多步转变的例子。在亮度级VT10之上，具有红色R、绿色G、蓝色B和白色W的所有子像素10都有助于像素P的亮度以能够显示具有期望亮度的正确的期望颜色。在亮度级VT10与VT11之间，只有具有红色R、绿色G和白色W的子像素10有助于像素P的亮度。根据像素P的期望颜色，除了具有红色R和绿色G的子像素10之外的其它子像素10被驱动以使得最佳地近似期望颜色。为了产生相同的亮度，至少一个具有红色R、绿色G或白色W的子像素10的亮度在转变之后高于在转变之前。由具有红色R和绿色G的子像素10产生的亮度的最佳比可由色三角确定，以使得所实现的颜色的色坐标最接近像素P的期望颜色。在亮度级VT11与VT12之间，只有具有红色R和白色W的子像素10有助于像素P的亮度。为了产生相同的亮度，具有红色R或白色W的至少一个子像素10的亮度在转变之后高于在转变之前。在亮度级VT12之下，只有具有白色W的子像素10有助于像素P的亮度。因此，代替通过以相对较小的电流Id驱动四个子像素10来产生正确的期望颜色，现在只以相对较高的电流驱动一个子像素10以最小化非均匀性。正确的亮度得到实现，但是处于错误的颜色。

图4A中所示的三个亮度级转变只是一个例子。可选择地，例如只有单个的转变可被实现，其中在低于预定亮度级处，只有白色W子像素10或者具有原色R、G、B的子像素之一有助于像素P的亮度。选择哪个子像素10可以取决于待显示的实际颜色。例如，如果实际颜色非常接近原色红色R，那么只有红色子像素10被选择以有助于像素P的亮度。更一般地，由于期望颜色的色坐标是已知的，所以在图6的色三角中寻找能够通过只激活一个子像素10来显示的最接近的颜色是可能的。

图4B示出在RGB显示器中的多步转变的例子。在亮度级VT1之上，所有的具有红色R、绿色G和蓝色B的子像素10都有助于像素P的亮度以使得能够以期望亮度显示正确的期望颜色。在亮度级VT1与VT2之间，只有具有红色R和绿色G的子像素10有助于像素P的亮度。优选地，具有适于最佳地近似期望颜色的颜色的子像素10被选择以有助于像素P的亮度。在所示的例子中，红色R和绿色G的子像素10必须被驱动以最佳地近似期望颜色，并且使得所获得的亮度基本上等于期望亮度。为了产生期望亮度，具有红色R或绿色G的子像素10的至少一个的亮度在转变之后高于在转变之前。由具有红色R和绿色G的子像素10所产生的亮度的最佳比可由色三角确定。这将相对于图6进行详细阐明。在亮度级VT2之下，只有具有红色R的子像素10有助于像素P的亮度。因此，代替通过以相对较小的电流Id驱动三个子像素10产生正确的期望颜色，现在以相对较高的电流只驱动一个子像素10以最小化非均匀性。再次，正确的亮度基本上得到实现，但是处于错误的颜色。当然，如果相关的颜色更好地近似期望颜色，则其它子像素10中只有一个可被驱动。许多其它的转变是可能的，例如从有助于像素P的亮度的三个子像素10到在等级VT1与VT2之间的亮度级处起作用的一个子像素10只有一个转变。

在输入信号IV的每个帧周期期间，对于亮度低于最高或单个阈值等级VT1或VT10的每个像素P，必须计算转变。通常，并且尤其是对于OLED显示器，各种子像素10的孔径、以及TFT T2的尺寸相对于子像素10的不同颜色的发光材料的效率和寿命进行优化。通过注意在显示器上所达到的效果、考虑所有这些参数，在实验上确定最合适的阈值和转变步策略。

图5示出选择比获得期望颜色所需的颜色更少的颜色对非均匀性的影响的例子。纵轴将非均匀性示出为百分比，横轴以Cd/m²为单位示出亮度BR。在图5中所示的例子中，在10Cd/m²的亮度处实现单个阈值等级VT。在该阈值等级VT之上，像素P的所有子像素10都被驱动以有助于像素P的亮度。在该阈值等级VT之下，只有一个子像素10被驱动以有助于像素P的亮度，而其它子像素10没有起作用。为了在阈值等级VT正下方达到基本上相同的亮度，在阈值等级VT的正上方单个子像素10中的电流必须比在每个驱动的子像素10中的电流大得多。因此，单个驱动的子像素10的栅源电压Vgs高得多，并且因此相对亮度误差降低，参见图3。结果，在低于阈值等级VT的低亮度级处的图像非均匀性得到改善。

这一效果在图5中说明，其中由于只采用了一个而不是全部的子像素10来产生像素P的期望亮度，所以非均匀性NU在10Cd/m²的亮度阈值等级处逐步降低。

图6示出在色空间中的色三角。众所周知，在诸如阴极射线管和矩阵显示器之类的光产生系统中，可通过混合一定量的基色或原色来产生不同的颜色。图6示出(xy)色空间，该色空间是在固定亮度或亮度处的二维显示的色空间。该(xy)色空间中的轨迹VC是该区域的边界线，其示出了由人可见的所有颜色。100％的饱和色位于该轨迹VC上。与轨迹VC相邻的数字表示以纳米为单位的相关颜色的波长。正如可以看到的，大约450nm的波长对应于完全饱和的蓝色BL，520nm波长对应于完全饱和的绿色GR，以及700nm波长对应于完全饱和的红色RE。不饱和色位于轨迹VC内部。采用完全饱和的颜色作为原色在商业上是不切实际的。在实际实施中，原色R、G、B被选择为由图6中的例子所示。可通过采用这些原色R、G、B来表示的所有颜色都由三角CT表示。在三角上及内部的所有颜色都可由采用这些原色R、G、B的显示设备表示。

每种颜色完全由其x和y色坐标来确定，因为这些坐标确定颜色的色彩(tint)和饱和度。在原色R、G、B的特定比处(取决于原色R、G、B的色坐标，该比例如以NTSC标准可以是30∶59∶11)，获得白色W。在色三角CT中的点AC的颜色的色彩由通过该点AC和白色点W的线与轨迹VC的交点SC得到。该点AC的颜色的饱和度由一方面点AC与W之间的距离以及另一方面点AC与SC之间的距离的比来确定。

代替采用所示的三原色R、G、B，例如为了获得覆盖比三角形CT所覆盖的轨迹VC的更大区域的多边形，采用更多的原色是可能的。也有可能增加原色白色W。在所讨论的矩阵显示器中，子像素10具有确定表示哪些颜色可被显示的多边形的不同颜色。

图7示出有源矩阵显示器的实施例。有源矩阵显示器包括有源矩阵显示设备1，该有源矩阵显示设备包含与交叉的选择电极SE和数据电极DE相关的像素10(参见图1和8)。选择驱动器SD将选择电压或选择数据提供给选择电极SE以逐一选择选择电极SE。这意味着与所选择的选择电极SE相关的像素10将产生由通过数据驱动器DD提供给数据电极DE的数据D所确定的光的量。当下一个选择电极SE被选择时，保持与在先选择的选择电极SE相关的像素10的状态。与现在选择的选择电极SE相关的像素10的状态再次由数据电极DE上的数据D来确定。在帧周期之后，所有的选择电极SE都被选择一次以显示完整的图像。在下一个帧周期期间，下一个图像将被显示。电源PS将电源电压VB提供给显示设备1的电源电极PE(参见图1)。

图7示出具有施加单个亮度阈值VT的驱动电路的有源矩阵显示器的实施例。转换电路2将输入视频IV的NTSC或PAL R、G、B信号转换为已知的Y、U、V信号。Y是确定亮度的亮度信号，以及U和V被称为色度信号，它们确定颜色。阈值电路3接收亮度信号Y和阈值等级VT以检测亮度Y低于阈值等级VT的像素P。阈值电路3提供控制信号CA，该控制信号CA向自适应(adaptation)电路4指示像素P的亮度是否低于阈值等级VT。

自适应电路4还接收Y、U、V信号，并且提供取决于所接收的Y、U、V信号和控制信号CA的修改后的Y’、U’、V’信号。修改后的Y’信号基本上等于所接收的Y信号，以使得亮度基本上与有助于像素P的亮度的子像素10的数目无关。如果控制信号CA指示像素P的亮度Y低于阈值等级VT，那么修改后的U’、V’信号优选由接收的U、V信号来确定，以使得即使现在较少的子像素10有助于像素P的亮度，所产生的颜色也尽可能接近期望颜色。例如，自适应电路4可包括含有用于显示器的原色R、G和B的U’和V’值的查找表、以及确定原色R、G、B中的哪一个具有最接近期望颜色的U’和V’值的U’和V’值的判决电路。对于亮度Y高于阈值等级VT的像素P，自适应电路4不修改接收的Y、U、V信号，并提供与Y、U、V信号相同的修改的Y’、U’、V’信号。例如，利用处理器可进行U’和V’值的确定，该处理器例如计算用于控制U和V信号的增益的增益因子。然后Y、U、V信号的等级的修改可利用增益受控放大器进行。转换电路5将Y’、U’、V’信号转换为R’、G’、B’信号，所述R’、G’、B’信号被存储在帧存储器FB中，并以已知的方式进行处理以在显示器1上显示。

可选择地，在从NTSC标准校正至显示器RGB原色的色坐标之后，R、G、B信号可被直接处理，而不用将它们转换为Y、U、V信号。通常，显示器的RGB颜色与NTSC RGB不同，即无论如何都需要颜色校正。R、G、B信号的亮度可被计算为加权和。如果加权和高于阈值等级，则R、G、B信号不被修改。如果加权和低于阈值级，则R、G、B信号的等级被修改以使得这些信号中的至少一个为零级，而其它信号的至少一个为增加的等级，以使亮度基本上保持相同。非零信号的增加的等级被选择以获得最接近期望颜色的颜色。从R、G、B至Y、U、V的转换以及从相反的方向的转换现在并不需要，但是需要额外的计算能力来计算亮度Y和R、G和B等级的色坐标。处理器可用来确定加权和，检测加权和是否低于阈值等级，计算或者在查找表中查找修改后的等级R’、G’、B’或要被施加给R、G、B信号的校正因子。因此，处理器可直接计算修改后的等级R’、G’、B’，或者可计算被提供给增益受控放大器的校正因子。该增益受控放大器接收R、G、B信号，并且根据校正因子分别提供R’、G’、B’信号。

控制器CO接收输入视频IV的行同步信号Hs和帧同步信号Vs，以将控制信号CPR提供给输入处理器，将控制信号CR提供给选择驱动器SD，将控制信号CC提供给数据驱动器DD，以及将控制信号CP提供给电源PS。

输入处理器包括转换电路2、阈值电路3、自适应电路4和转换电路5。完整的驱动器电路6包括输入处理器、帧存储器FB、选择驱动器SD、数据驱动器DD、电源PS和控制器CO。控制信号CPR控制转换电路2以检索、处理并存储R、B、G信号或与水平同步信号Hs和垂直同步信号Vs同步的输入信号IV的值。控制信号CR、CC和CP同步像素10的行的选择、数据D至所选择行的像素10的提供、以及电源电压VB的提供。电源电压VB可被固定，从而使得控制信号CP冗余。

已经发现，可接受的阈值VT取决于图像内容和所使用的算法。可接受的阈值VT在最大亮度的0.5％与6％之间变化。当所谓的阈值下像素P的颜色被白色取代时，阈值VT可被选择为高于当该颜色被红色R、绿色G或蓝色B取代时的阈值。在后一种情况下，阈值VT可取决于像素P的颜色的饱和度：在更饱和的颜色处选择的阈值VT更高。

图8示出像素结构的实施例。图8A示出像素Pi(P1至P4)的结构，每个像素Pi包括具有红色R、绿色G、蓝色B的三个正方形子像素Lj(L10至L21)并被设置为劈形结构。图8B示出正方形像素Pi(P10至P15)的像素结构，每个像素包括分别具有红色R、绿色G、蓝色B的三个细长的子像素Lj(L110至L117)。图8C示出正方形像素P100的像素结构，该正方形像素P100包括分别具有红色R、绿色G、蓝色B、青色C、品红色M、黄色Y和白色W的七个细长的子像素。

根据本发明的实施例涉及其中多个相邻像素Pi具有低于阈值VT的亮度的情况。在图像的暗区中经常出现这种情况。现在，一组相邻像素Pi的平均亮度和颜色被确定。例如，这种组包括三个相邻像素Pi。通过组中的每个相邻像素Pi仅使用一个子像素Lj来表示平均亮度和颜色。所使用的子像素Lj具有不同的颜色。例如，如图8A或8B所示，如果每个像素Pi具有红色R、绿色G和蓝色B子像素Lj，并且像素Pi的每组包括三个像素Pi，那么只使用该组的一个像素Pi的红色R子像素，只使用该组的另一个像素Pi的绿色G子像素，以及只使用该组的剩下一个像素Pi的蓝色B子像素。现在，有可能利用在起作用的子像素Lj中更高的电流来产生正确的亮度和正确的颜色，但是处于较低的空间分辨率。然而，这似乎并不是一个问题，因为人眼对处于低亮度级的空间细节不大敏感。

通过实施比图2所示的更复杂的驱动电路可获得对均匀性的进一步的改善。例如，阈值电压校正电路作用在白色子像素上，同时R、G、B子像素10由图2的两个标准晶体管电路驱动。这以较低的部件数同对于每个子像素具有阈值补偿的RGB像素P一样提供了相同的均匀性性能。

在根据本发明的又一个实施例中，多原色显示器包括像素P100，该像素P100包括7个子像素R、G、B、C、M、Y、W，甚至存在更大的自由度以选择在像素P的低亮度级处的子像素10的子集以改善均匀性。例如，可以防止它驱动低于阈值亮度的任何子像素10，以避免非均匀性变得清晰可见。因此，亮度高于阈值的子像素10产生光，而亮度低于阈值的子像素10被断开。

应当注意，上述实施例是说明而不是限定本发明，并且本领域熟练技术人员在不背离所附权利要求书的范围的条件下将能够设计许多替换实施例。

在权利要求书中，置于括号间的任何附图标记不应解释为限制该权利要求。动词“包括”及其变形的使用并不排除与权利要求中所述的元件或步骤不同的元件或步骤的存在。元件前的冠词“一”或“一个”并不排除多个这种元件的存在。本发明可借助包含若干不同元件的硬件以及借助适当编程的计算机来实现。在列举若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可通过同一项硬件来实现。某些措施仅在相互不同的从属权利要求中被陈述的事实并不表明这些措施的组合不能被有利地利用。