KR102211913B1 - 표시 장치 구동 방법 - Google Patents
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Abstract
저해상도 이미지가 고해상도로 표시되고 잔상들이 감소된다. 해상도가 초-해상도 처리(super-resolution processing)에 의해 보다 높아질 수 있다. 이러한 경우에, 초-해상도 처리는 프레임 보간 처리(frame interpolation processing)가 수행된 후에 수행된다. 또한, 그러한 경우에, 초-해상도 처리는 복수의 처리 시스템들을 사용하여 수행된다. 그러므로, 프레임 주파수가 높아지는 때에도, 초-해상도 처리가 고속으로 수행될 수 있다. 또한, 프레임 보간 처리에 의해 배속 구동(frame rate doubling)이 수행되므로, 잔상들이 감소될 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치들, 액정 표시 장치들, 반도체 장치들, 그의 생산 방법들, 또는 표시 장치들, 액정 표시 장치들, 또는 반도체 장치들을 사용하는 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 표시 장치들, 액정 표시 장치들, 반도체 장치들 등의 구동 방법들, 또는 그의 신호 처리 방법들에 관한 것이다.
최근, 액정 표시들에 의해 대표되는 평판(flat panel) 디스플레이들이 널리 사용되어 왔다. 또한, 평판들은 많은 점들에서 더욱 향상되어 왔다. 평판들의 사양들(specifications) 중 하나는 해상도(resolution)(또는 화소들의 수)이다. 해상도가 또한 현저하게 향상되어 왔다.
따라서, 저해상도 이미지들을 고해상도 이미지들로 변환시키는 기술인 초-해상도 처리 기술(super-resolution processing technology)이 연구되어 왔다(참조들 1 내지 3을 보라).
[참조]
참조 1: 일본 공개 특허 출원 번호 2008-160565
참조 2: 일본 공개 특허 출원 번호 2008-085411
참조 3: 일본 공개 특허 출원 번호 2008-252701
액정 표시들에서, 이미지 품질을 향상시키는 다양한 방법들이 연구되어 왔다. 따라서, 액정 표시들에 의해 대표되는 평판 표시들에서, 이미지 품질을 향상시키는 처리가 수행되는 경우에, 다양한 문제들이 야기될 수 있다. 예를 들면, 다음 문제들; 이미지 품질의 저하, 정확한 이미지들의 표시의 불가능, 전력 소비의 증가, 잡음 증가, 추가적인 부품들의 필요, 비용의 증가, 장치들의 크기 증가, 표시 장치들의 프레임들의 증가, 처리 속도의 저하, 표시 속도의 저하, 그리고 프레임 주파수의 저하 중 어떠한 것이라도 야기될 수 있다.
이상으로부터, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 보다 높은 이미지 품질을 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 정확한 이미지를 표시하는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 낮은 전력 소비를 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 적은 잡음을 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 보다 적은 부품들을 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 낮은 비용으로 제조된 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 보다 작은 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 좁은 프레임을 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 고속 처리 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 고속으로 표시를 수행하는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 프레임 주파수가 낮지 않은 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 보다 적은 잔상(afterimage)들을 갖는 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 대안적으로, 본 발명의 한 실시형태의 목적은 높은 콘트라스트(high-contrast)의 장치, 그의 구동 방법, 또는 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적들의 설명은 다른 목적들의 존재를 방해하지 않는다는 것에 주의한다. 본 발명의 한 실시형태에서, 모든 목적들을 성취할 필요는 없다는 것에 주의한다.
이미지를 보다 높은 프레임 주파수에서 표시하기 위한 프레임 데이터의 보간(interpolation)이 수행된 후에, 초-해상도 처리 기술로 저해상도 이미지가 고해상도 이미지로 변환된다. 이후, 윤곽 강조(edge enhancement)와 같은 이미지 처리, 백라이트(backlight)를 이용한 로컬 디밍(local dimming)(로컬 휘도 제어(local luminance control))을 위한 데이터 처리, 오버드라이브(overdrive)를 위한 데이터 처리 등이 수행된다.
대안적으로, 보다 높은 프레임 주파수에서 이미지를 표시하기 위한 프레임 데이터의 보간이 수행되고 초-해상도 처리 기술로 저해상도 이미지가 고해상도 이미지로 변환된다. 이후, 윤곽 강조와 같은 이미지 처리, 또는 이미지를 보다 높은 프레임 주파수에서 표시하기 위한 프레임 데이터의 보간이 수행된다. 그 후, 백라이트를 이용한 로컬 디밍을 위한 데이터 처리, 오버드라이브를 위한 데이터 처리 등이 수행된다.
그러므로, 프레임 보간 처리를 수행하는 제 1 단계와 초-해상도 처리를 수행하는 제 2 단계를 포함하는, 액정 표시 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 제 2 단계는 제 1 단계 후에 수행된다.
대안적으로, 프레임 보간 처리를 수행하는 제 1 단계와 초-해상도 처리를 수행하는 제 2 단계를 포함하는, 액정 표시 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 제 1 단계와 제 2 단계가 동시에(concurrently) 수행되는 주기가 제공된다.
대안적으로, 프레임 보간 처리를 수행하는 제 1 단계와, 제 1 초-해상도 처리를 수행하는 제 2 단계, 그리고 제 2 초-해상도 처리를 수행하는 제 3 단계를 포함하는, 액정 표시 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 제 2 단계 또는 제 3 단계는 제 1 단계 후에 수행된다.
대안적으로, 프레임 보간 처리를 수행하는 제 1 단계, 초-해상도 처리를 수행하는 제 2 단계, 그리고 로컬 디밍 처리를 수행하는 제 3 단계를 포함하는, 액정 표시 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 제 2 단계는 제 1 단계 후에 수행된다. 제 3 단계는 제 2 단계 후에 수행된다.
대안적으로, 프레임 보간 처리를 수행하는 제 1 단계, 초-해상도 처리를 수행하는 제 2 단계, 로컬 디밍 처리를 수행하는 제 3 단계, 그리고 오버드라이브 처리를 수행하는 제 4 단계를 포함하는 액정 표시 장치를 구동하는 방법이 제공된다. 제 2 단계는 제 1 단계 후에 수행된다. 제 3 단계는 제 2 단계 후에 수행된다. 제 4 단계는 제 3 단계 후에 수행된다.
다양한 스위치들이 스위치로 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 전기적 스위치, 기계적 스위치 등이 사용될 수 있다. 즉, 그것이 전류 흐름을 제어할 수 있는 한, 어떠한 소자인지에 대한 제한 없이 임의의 소자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터(예를 들면, 바이폴라(bipolar) 트랜지스터 또는 MOS 트랜지스터), 다이오드(예를 들면, PN 다이오드, PIN 다이오드, 쇼트키(Schottky) 다이오드, MIM(metal insulator metal) 다이오드, MIS(metal insulator semiconductor) 다이오드, 또는 다이오드-접속된 트랜지스터) 등이 스위치로 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 소자들이 결합된 논리 회로가 스위치로 사용될 수 있다.
기계적 스위치의 예는, 디지털 마이크로미러 장치(digital micromirror device;DMD)와 같은, MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 이용하여 형성된 스위치이다. 이러한 스위치는 기계적으로 이동될 수 있는 전극을 포함하며, 전극의 이동(movement)에 따라 전도(conduction)와 부전도(non-conduction)를 제어함으로써 동작한다.
트랜지스터를 스위치로 사용하는 경우에, 이것이 단지 스위치로서 동작하는 것이기 때문에 트랜지스터의 극성(polarity)(도전형)은 어떠한 타입으로 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 오프 상태의 전류(off-state current)의 양이 억제되는 때에는 보다 작은 오프 상태의 전류를 갖는 극성을 가진 트랜지스터가 사용되는 것이 바람직하다. 보다 작은 오프 상태의 전류를 갖는 트랜지스터의 예들로는 LDD 영역이 제공된 트랜지스터, 다중-게이트 구조를 갖는 트랜지스터 등이 있다. 또한, 스위치로서 동작되는 트랜지스터의 소스 단자의 전위가 저-전위 측 전원(예를 들면, Vss, GND, 또는 0V)의 전위에 근접할 때, n-채널 트랜지스터가 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 소스 단자의 전위가 고-전위 측 전원(예를 들면, Vdd)의 전위에 근접할 때에는 p-채널 트랜지스터가 사용되는 것이 바람직하다. 이것은 n-채널 트랜지스터의 소스 단자의 전위가 저-전위 측 전원의 전위에 근접할 때, 그리고 p-채널 트랜지스터의 소스 단자의 전위가 고-전위 측 전원의 전위에 근접할 때 게이트-소스 전압의 절대값이 증가될 수 있기 때문이며, 따라서 트랜지스터는 스위치로서 보다 정확하게 동작될 수 있다. 이는 또한 트랜지스터가 자주 소스 팔로어 동작(source follower operation)을 수행하지 않기 때문이며, 따라서 출력 전압에서의 감소가 자주 발생하지 않는다.
n-채널 트랜지스터와 p-채널 트랜지스터를 모두 사용하는 것에 의해, CMOS 스위치가 스위치로 사용될 수 있다는 것에 주의한다. CMOS 스위치를 사용하는 것에 의해, p-채널 트랜지스터 또는 n-채널 트랜지스터 중 하나가 턴온될 때(turned on) 전류가 흐를 수 있으므로, 스위치는 스위치로서 더욱 정확하게 동작될 수 있다. 예를 들어, 스위치로의 입력 신호의 전압이 높거나 낮음에 상관없이 전압은 적절하게 출력될 수 있다. 또한, 스위치를 턴온 또는 턴오프하기 위한 신호의 전압 진폭 값이 보다 작아질 수 있으므로, 전력 소비가 감소될 수 있다.
트랜지스터가 스위치로 사용될 때, 스위치는 입력 단자(소스 단자와 드레인 단자 중 하나), 출력 단자(소스 단자와 드레인 단자 중 나머지 하나), 그리고 전도 제어용 단자(게이트 단자)를 포함한다는 것에 주의한다. 한편, 다이오드가 스위치로 사용될 때, 일부 경우들에서 스위치는 전도 제어용 단자를 포함하지 않는다. 따라서, 다이오드가 스위치로 사용될 때, 단자들을 제어하는 배선들의 수는 트랜지스터를 사용하는 경우와 비교하여 보다 감소될 수 있다.
"A와 B가 접속된다"(A and B are connected)라고 명백하게 설명될 때에는, A와 B가 전기적으로(electrically) 접속되는 경우, A와 B가 기능적으로(functionally) 접속되는 경우, 그리고 A와 B가 직접적으로(directly) 접속되는 경우가 이에 포함된다는 것에 주의한다. 여기서, A와 B의 각각은 객체(object)이다(예를 들면, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 또는 층). 따라서, 미리정해진 접속 관계, 예를 들면, 도면들과 문서들에서 도시된 접속 관계에 제한 없이, 도면들과 문서들에 도시된 접속 관계를 갖는 소자들 사이에 다른 소자가 개재될 수 있다.
예를 들어, A와 B가 전기적으로 접속되는 경우에, A와 B 사이에 전기적 접속을 가능하게 하는 하나 이상의 소자들(예를 들면, 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 레지스터 및/또는 다이오드)이 A와 B 사이에 접속될 수 있다. 대안적으로, A와 B가 기능적으로 접속되는 경우에, A와 B 사이에 기능적 접속을 가능하게 하는 하나 이상의 회로들(예를 들면, 인버터, NAND 회로, 또는 NOR 회로와 같은 논리 회로; DA 컨버터 회로, AD 컨버터 회로, 또는 감마 보정 회로(gamma correction circuit)와 같은 신호 컨버터 회로; 전원 회로와 같은 전위 레벨 컨버터 회로(potential level converter circuit)(예를 들면, dc-dc 컨버터, 스텝업(step-up) dc-dc 컨버터, 또는 스텝다운(step-down) dc-dc 컨버터) 또는 신호의 전위 레벨을 변화시키기 위한 레벨 시프터(level shifter) 회로; 전압 소스; 전류 소스; 스위칭 회로; 신호 진폭, 전류의 양 등을 증가시킬 수 있는 회로와 같은 증폭기 회로, 연산 증폭기, 차동 증폭기 회로, 소스 팔로어 회로, 또는 버퍼 회로; 신호 발생 회로; 메모리 회로; 및/또는 제어 회로)이 A와 B 사이에 접속될 수 있다. 예를 들어, A로부터 출력된 신호가 B로 전송되는 경우에 다른 회로가 A와 B 사이에 개재되는 때라도 A와 B는 기능적으로 접속된다.
"A와 B가 전기적으로 접속된다"라고 명백하게 설명될 때에는, A와 B가 전기적으로 접속되는 경우(즉, A와 B가 그 사이에 개재된 다른 소자 또는 다른 회로와 접속되는 경우), A와 B가 기능적으로 접속되는 경우(즉, A와 B가 그 사이에 개재된 다른 회로와 기능적으로 접속되는 경우), 그리고 A와 B가 직접적으로 접속되는 경우(즉, A와 B가 그 사이에 개재된 다른 소자나 다른 회로 없이 접속되는 경우)가 이에 포함된다는 것에 주의한다. 즉, "A와 B가 전기적으로 접속된다"라고 명백하게 설명될 때에는, 그 설명은 "A와 B가 접속된다"라고만 명백하게 설명되는 경우와 동일하다.
표시 소자와, 표시 소자, 발광 소자를 포함하는 장치인 표시 장치와, 그리고 발광 소자를 포함하는 장치인 발광 장치는 다양한 모드들을 사용할 수 있으며, 다양한 소자들을 포함할 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 그의 콘트라스트, 휘도, 반사율(reflectivity), 투과율(transmittance) 등이 전자기 현상에 의해 변화하는 EL(electroluminescence) 소자(예를 들면, 유기 및 무기 재료들을 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 또는 무기 EL 소자), LED(예를 들면, 백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 또는 청색 LED), 트랜지스터(전류의 양에 따라 광을 방출하는 트랜지스터), 전자 이미터(electron emitter), 액정 소자, 전자 잉크, 전기영동 소자(electrophoretic element), 회절 광 밸브(grating light valve;GLV), 플라즈마 표시 패널(PDP), 디지털 마이크로미러 장치(DMD), 압전 세라믹(piezoelectric ceramic) 표시, 또는 탄소 나노튜브와 같은 표시 매체가 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치로 사용될 수 있다. EL 소자들을 갖는 표시 장치들은 EL 표시를 포함하며; 전자 이미터(emitter)들을 갖는 표시 장치들은 전계 방출 표시(field emission display;FED), SED 타입의 평판 표시(SED:surface-conduction electron-emitter display) 등을 포함하며; 액정 소자들을 갖는 표시 장치들은 액정 표시(예를 들면, 투과형(transmissive) 액정 표시, 반투과형(transflective) 액정 표시, 반사형(reflective) 액정 표시, 직시형(direct-view) 액정 표시, 또는 투사형(projection) 액정 표시)를 포함하며; 전자 잉크 또는 전기영동 소자들을 갖는 표시 장치들은 전자 페이퍼(electronic paper)를 포함한다는 것에 주의한다.
EL 소자는 양극, 음극, 그리고 양극과 음극 사이에 개재된 EL층을 포함하는 소자라는 것에 주의한다. EL층으로서, 일중항 여기자(singlet exciton)로부터의 발광(형광;fluorescence)을 이용하는 층, 삼중항 여기자(triplet exciton)로부터의 발광(인광;phosphorescence)을 이용하는 층, 일중항 여기자로부터의 발광(형광)과 삼중항 여기자로부터의 발광(인광)을 이용하는 층, 유기 재료를 이용하여 형성된 층, 무기 재료를 이용하여 형성된 층, 유기 재료과 무기 재료를 이용하여 형성된 층, 고분자 물질을 포함하는 층, 저분자 물질을 포함하는 층, 고분자 물질과 저분자 물질을 포함하는 층 등이 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 EL 소자들이 EL 소자로서 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
전자 이미터는 음극 상의 높은 전기장 농도(concentration)에 의해 전자들이 추출되는 소자라는 것에 주의한다. 예를 들면, 전자 이미터로서, 스핀트(Spindt) 타입, 탄소 나노튜브(CNT) 타입, 금속, 절연체, 그리고 금속이 적층되는 MIM(metal-insulator-metal) 타입, 금속, 절연체, 그리고 반도체가 적층되는 MIS(metal-insulator-semiconductor) 타입, MOS 타입, 실리콘 타입, 박막 다이오드 타입, 다이아몬드 타입, 금속, 절연체, 반도체, 그리고 금속이 적층되는 박막 타입, HEED 타입, EL 타입, 다공성(porous) 실리콘 타입, SCE(surface-conduction) 타입 등이 사용될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 소자들이 전자 이미터로서 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
액정 소자는 액정들의 광학적 변조(optical modulation) 현상에 의하여 광의 투과와 비투과를 제어하는 소자이며, 한 쌍의 전극들과 액정들을 포함한다는 것에 주의한다. 액정들의 광학적 변조 현상은 액정들에 인가된 전기장(수평 전기장, 수직 전기장, 대각선 전기장을 포함한다)에 의해 제어된다는 것에 주의한다. 액정 소자를 위해 다음: 네마틱(nematic) 액정, 콜레스테릭(cholesteric) 액정, 스멕틱(smectic) 액정, 디스코틱(discotic) 액정, 서모트로픽 액정(thermotropic liquid crystal), 리오트로픽 액정(lyotropic liquid crystal), 저분자 액정, 고분자 액정, 폴리머 분산성 액정(PDLC), 강유전성(ferroelectric) 액정, 반-강유전성(anti-ferroelectric) 액정, 메인-체인(main-chain) 액정, 사이드-체인(side-chain) 고분자 액정, PALC(plasma addressed liquid crystal), 바나나형 액정 등이 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 또한, 액정의 구동 방법으로서 다음: TN(twisted nematic) 모드, STN(super twisted nematic) 모드, IPS(in-plane-switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, MVA(multi-domain vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드, ASV(advanced super view) 모드, ASM(axially symmetric aligned microcell) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, ECB(electrically controlled birefringence) 모드, FLC(ferroelectric liquid crystal) 모드, AFLC(anti-ferroelectric liquid crystal) 모드, PDLC(polymer dispersed liquid crystal) 모드, 게스트-호스트(guest-host) 모드, 블루상(blue phase) 모드 등이 사용될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 액정 소자들 및 그의 구동 방법들이 액정 소자 및 그의 구동 방법으로 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
전자 페이퍼는, 분자들에 의해 이미지들을 표시하는 장치(광학적 이방성(optical anisotropy), 염료 분자 배향(dye molecular orientation) 등을 이용하는 장치), 입자들에 의해 이미지들을 표시하는 장치(전기영동, 입자 이동, 입자 트위스트, 위상 변화 등을 이용하는 장치), 막의 한 단부의 움직임에 의해 이미지들을 표시하는 장치, 분자들의 컬러링(coloring) 특성들 또는 위상 변화를 이용하여 이미지들을 표시하는 장치, 분자들에 의한 광 흡수를 이용하여 이미지들을 표시하는 장치, 또는 전자들과 정공들의 조합에 의한 자기 발광(self-light emission)을 이용하여 이미지들을 표시하는 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 예를 들어, 전자 페이퍼의 표시 방법으로 다음: 마이크로캡슐 전기영동, 수평 전기영동, 수직 전기영동, 구형 트위스트 볼(spherical twisting ball), 자기형 트위스트 볼, 원주형(columnar) 트위스트 볼, 대전된 토너(charged toner), 전자 파우더 및 과립 물질, 자기형 전기영동, 자기형 감열(thermosensitive) 타입, 전기 습윤(electro wetting), 광 산란(light-scattering)(투명-불투명 변화(transparnet-opaque change)), 콜레스테릭 액정 및 광도전층, 콜레스테릭 액정 장치, 쌍안정(bistable) 네마틱 액정, 강유전성 액정, 이색성(dichroic) 염료를 갖는 액정 분산 타입, 움직일 수 있는 막(movavle film), 류코(leuco) 염료의 컬러링 및 디컬러링(decoloring) 특성들, 광색성(photochromism), 통전변색(electrochromism), 전해석출법(electrodeposition), 가요성 유기 EL 등이 사용될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 전자 페이퍼 및 그의 표시 방법들이 전자 페이퍼 및 그의 구동 방법으로 사용될 수 있다. 여기서, 마이크로캡슐 전기영동을 사용하는 것에 의하여, 영동 입자들의 응집 및 침전이라는 전기영동의 단점들이 해결될 수 있다. 전자 파우더 및 과립 물질은 고속 응답, 높은 반사성, 넓은 시야각, 낮은 전력 소비, 그리고 메모리 특성들과 같은 장점들을 갖는다.
플라즈마 표시 패널은, 전극이 제공된 표면을 갖는 기판이 전극 및 미세한 홈이 제공된 표면을 갖는 기판과 마주하는 구조로서, 미세한 홈은 인층(phosphor layer)이 좁은 간격으로 형성되고 그 안에 희가스(rare gas)가 밀봉된다는 것에 주의한다. 대안적으로, 플라즈마 표시 패널은 플라즈마 튜브가 막형상의 전극들 사이에 가장 위로부터 바닥까지 샌드위치되는 구조를 가질 수 있다. 플라즈마 튜브는 유리관 내에 방전 기체, RGB 형광 물질들 등을 밀봉함으로써 형성된다. 플라즈마 표시 패널은 자외선을 발생시키기 위하여 전극들 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 표시를 수행할 수 있으며 이로써 인이 광을 방출한다는 것에 주의한다. 플라즈마 표시 패널은 DC-형 PDP 이거나 AC-형 PDP일 수 있다는 것에 주의한다. 여기서, 플라즈마 표시 패널의 구동 방법으로서, AWS(address while sustain) 구동, ADS(address display separated) 구동, 서브프레임이 리셋 주기, 어드레스 주기, 그리고 유지(sustain) 주기로 분할되는 구동, CLEAR(high-contrast and low energy address and reduction of false contour sequence) 구동, ALIS(alternate lignting of surfaces) 방법, TERES(technology of reciprocal sustainer) 구동 등이 사용될 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 구동 방법들이 플라즈마 표시 패널의 구동 방법으로 사용될 수 있다.
일렉트로루미네선스, 냉음극관(cold cathode), 열음극관(hot cathode), LED, 레이저 광원, 수은 램프 등이 액정 표시(예를 들면, 투과형 액정 표시, 반투과형 액정 표시, 반사형 액정 표시, 직시형 액정 표시, 또는 투사형 액정 표시), 회절 광 밸브(GLV)를 포함하는 표시 장치, 또는 디지털 마이크로미러 장치(DMD)를 포함하는 표시 장치와 같이 광원이 필요한 표시 장치의 광원으로 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양한 광원들이 광원으로 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
다양한 트랜지스터들이 어떠한 타입인지에 제한 없이 트랜지스터로서 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들면, 비정질(amorphous) 실리콘, 다결정(polycrystalline) 실리콘, 미결정(microcrystalline)(또한, 마이크로크리스탈, 나노크리스탈, 또는 세미-아모퍼스(semi-amorphous)로도 불림) 실리콘 등에 의해 대표되는 비-단결정(non-single-crystal) 반도체 막을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 사용될 수 있다. TFT를 사용하는 경우에, 다양한 장점들이 있다. 예를 들어, TFT는 단결정 실리콘을 사용하는 경우보다 낮은 온도에서 형성될 수 있기 때문에, 제조 비용이 감소될 수 있거나 또는 제조 장치가 보다 커질 수 있다. 제조 장치가 보다 커질 수 있기 때문에, TFT는 큰 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 그러므로, 많은 표시 장치들이 낮은 비용으로 동시에 형성될 수 있다. 또한, 제조 온도가 낮기 때문에, 낮은 내열성(heat resistance)을 갖는 기판이 사용될 수 있다. 그러므로, 투광성 기판을 사용하여 트랜지스터가 형성될 수 있다. 또한, 표시 소자에서의 광의 투과는 투광성 기판을 사용하여 형성된 트랜지스터를 사용하는 것에 의해 제어될 수 있다. 대안적으로, 트랜지스터의 두께가 작기 때문에 트랜지스터에 포함된 막의 일부가 광을 전달할 수 있다. 그러므로, 개구율(aperture ratio)이 향상될 수 있다.
다결정 실리콘을 형성하는 경우에 촉매(예를 들면, 니켈)를 사용하는 것에 의해, 결정성(crystallinity)이 보다 향상될 수 있으며, 뛰어난 전기적 특성들을 갖는 트랜지스터가 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 게이트 구동 회로(예를 들면, 주사선 구동 회로), 소스 구동 회로(예를 들면, 신호선 구동 회로), 및/또는 신호 처리 회로(예를 들면, 신호 발생 회로, 감마 보정 회로, 또는 DA 변환 회로)가 화소부와 동일한 기판을 이용하여 형성될 수 있다.
미결정 실리콘을 형성하는 경우에 촉매(예를 들면, 니켈)를 사용하는 것에 의해, 결정성이 보다 향상될 수 있으며, 뛰어난 전기적 특성들을 갖는 트랜지스터가 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 이러한 경우에, 결정성은 레이저 조사(laser irradiation)를 수행하지 않고 단지 열처리만을 수행하는 것에 의해 향상될 수 있다. 따라서, 게이트 구동 회로(예를 들면, 주사선 구동 회로)와 소스 구동 회로(예를 들면, 아날로그 스위치)의 일부가 화소부와 동일한 기판을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 결정화를 위해 레이저 조사를 수행하지 않는 경우에, 실리콘의 결정성에서의 비평탄성(unevenness)이 억제될 수 있다. 따라서, 고품질의 이미지들이 표시될 수 있다.
다결정 실리콘 및 미결정 실리콘이 촉매(예를 들면, 니켈)를 사용하지 않고 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
전체 패널에서 다결정, 미결정 등에 실리콘의 결정성이 향상되는 것이 바람직하지만; 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 실리콘의 결정성은 단지 패널의 일부에서 개선될 수 있다. 결정성의 선택적인 향상은 선택적인 레이저 조사 등에 의해 가능하다. 예를 들어, 화소들을 제외한 주변 구동 회로 영역만이 레이저 광으로 조사될 수 있다. 대안적으로, 게이트 구동 회로, 소스 구동 회로 등의 영역만이 레이저 광으로 조사될 수 있다. 대안적으로, 소스 구동 회로(예를 들면, 아날로그 스위치)의 일부만이 레이저 광으로 조사될 수 있다. 따라서, 실리콘의 결정성은 회로가 고속으로 동작될 필요가 있는 영역에서만 향상될 수 있다. 화소 영역은 특별히 고속으로 동작될 필요가 없기 때문에, 결정성이 향상되지 않더라도 화소 회로는 문제들 없이 동작될 수 있다. 결정성이 향상되는 영역이 작기 때문에, 제조 단계들이 감소될 수 있고, 처리율이 증가될 수 있으며, 제조 비용이 감소될 수 있다. 필요한 제조 장치의 수가 작으므로, 제조 비용이 감소될 수 있다.
트랜지스터는 반도체 기판, SOI 기판 등을 사용하여 형성될 수 있다. 그러므로, 특성들, 크기들, 모양들 등에서 보다 적은 편차들을 갖고, 높은 전류 공급 능력을 가지며, 작은 크기를 가지는 트랜지스터가 형성될 수 있다. 이러한 트랜지스터를 사용한 것에 의해, 회로의 전력 소비가 감소될 수 있거나 회로가 높게 집적될 수 있다.
ZnO, a-InGaZnO, SiGe, GaAs, IZO(indium zinc oxide), ITO(indium tin oxide), SnO, TiO, 또는 AlZnSnO(AZTO)와 같은 화합물 반도체 또는 산화물 반도체를 포함하는 트랜지스터, 이러한 화합물 반도체 또는 산화물 반도체를 박막화하여 얻어진 박막 트랜지스터 등이 사용될 수 있다. 따라서, 제조 온도가 낮아질 수 있으며, 예를 들면 이러한 트랜지스터가 실온에서 형성될 수 있다. 따라서, 트랜지스터는 플라스틱 기판이나 막 기판과 같은 낮은 내열성을 갖는 기판 상에 직접 형성될 수 있다. 이러한 화합물 반도체 또는 산화물 반도체는 트랜지스터의 채널부 뿐만 아니라 다른 용도들을 위해서도 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 이러한 화합물 반도체 또는 산화물 반도체는 레지스터, 화소 전극, 또는 투광성 전극을 위해 사용될 수 있다. 또한, 이러한 소자가 트랜지스터와 동시에 형성될 수 있기 때문에, 비용이 감소될 수 있다.
잉크젯 방법 또는 프린팅 방법에 의해 형성된 트랜지스터 등이 사용될 수 있다. 그러므로, 트랜지스터는 실온에서 형성될 수 있고, 저진공(low vacuum)에서 형성될 수 있으며, 또는 큰 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 트랜지스터는 마스크(레티클(reticle))를 사용하지 않고 형성될 수 있으므로, 트랜지스터의 배치(layout)가 쉽게 변화될 수 있다. 또한, 레지스트(resist)를 사용할 필요가 없기 때문에, 재료 비용이 감소되고 단계들의 수가 감소될 수 있다. 또한, 막이 필요 부분에만 형성되기 때문에, 막이 전체 표면 상에 형성된 후 에칭이 수행되는 제조 방법과 비교하여 재료가 낭비되지 않고, 따라서 비용이 감소될 수 있다.
유기 반도체 또는 탄소 나노튜브를 포함하는 트랜지스터 등이 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 트랜지스터는 가요성(flexible) 기판 위에 형성될 수 있다. 이러한 기판을 사용하여 형성된 반도체 장치는 충격들을 견딜 수 있다.
또한, 다양한 구조들을 갖는 트랜지스터들이 사용될 수 있다. 예를 들어, MOS 트랜지스터, 접합 트랜지스터, 바이폴라 트랜지스터 등이 트랜지스터로 사용될 수 있다. MOS 트랜지스터를 사용하는 것에 의해, 트랜지스터의 크기가 감소될 수 있다. 그러므로, 많은 수의 트랜지스터들이 탑재될 수 있다. 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 것에 의하여, 큰 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 회로가 고속으로 동작될 수 있다.
MOS 트랜지스터, 바이폴라 트랜지스터 등이 하나의 기판 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 전력 소비의 감소, 크기의 감소, 고속 동작 등이 이루어질 수 있다.
또한, 다양한 트랜지스터들이 사용될 수 있다.
트랜지스터는 어떠한 타입인지에 제한 없이, 다양한 기판들을 사용하여 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 기판으로서, 예를 들면, 단결정 기판(예를 들면, 실리콘 기판), SOI 기판, 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 스테인레스 스틸(stainless steel) 기판, 스테인레스 스틸 포일(foil)을 포함하는 기판, 텅스텐 기판, 텅스텐 포일을 포함하는 기판, 가요성 기판 등이 사용될 수 있다. 유리 기판으로서, 예를 들면 바륨 보로실리케이트(barium borosilicate) 유리 기판, 알루미노보로실리케이트(aluminoborosilicate) 유리 기판 등이 사용될 수 있다. 가요성 기판으로서, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 그리고 폴리에테르 설폰(PES)으로 대표되는 플라스틱, 또는 아크릴과 같은 가요성 합성 수지가 사용될 수 있다. 대안적으로, 부착막(폴리프로필렌, 폴리에스테르, 비닐, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드 등을 사용하여 형성된), 섬유질의 페이퍼, 기재막(폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 무기 증착막, 페이퍼 등을 사용하여 형성된) 등이 사용될 수 있다. 대안적으로, 트랜지스터는 하나의 기판을 사용하여 형성될 수 있고, 이후 트랜지스터는 다른 기판으로 이동될 수 있다. 단결정 기판, SOI 기판, 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 페이퍼 기판, 셀로판 기판, 돌 기판, 나무 기판, 천 기판(천연 섬유(예를 들면, 실크, 면, 또는 마), 합성 섬유(예를 들면, 나일론, 폴리우레탄, 또는 폴리에스테르), 재생 섬유(예를 들면, 아세테이트, 쿠프라(cupra), 레이온(rayon), 또는 재생된 폴리에스테르) 등을 포함하는), 가죽 기판, 고무 기판, 스테인레스 스틸 기판, 스테인레스 스틸 포일을 포함하는 기판 등이 트랜지스터가 전치될 기판으로 사용될 수 있다. 대안적으로, 피부(예를 들면, 표피 또는 진피) 또는 사람과 같은 동물의 진피 조직이 트랜지스터가 전치될 기판으로 사용될 수 있다. 대안적으로, 트랜지스터는 하나의 기판을 사용하여 형성될 수 있으며, 기판은 폴리싱(polishing)에 의해 얇아질 수 있다. 단결정 기판, SOI 기판, 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 스테인레스 스틸 기판, 스테인레스 스틸 포일을 포함하는 기판 등이 폴리싱되는 기판으로 사용될 수 있다. 이러한 기판을 사용하는 것에 의해, 뛰어난 성질들을 갖는 트랜지스터 또는 낮은 전력 소비를 갖는 트랜지스터가 형성될 수 있으며, 높은 내구성과 높은 내열성을 갖는 장치가 제공될 수 있고, 또는 무게나 두께의 감소가 이루어질 수 있다.
트랜지스터의 구조는 어떠한 구조인지에 제한 없이 다양한 구조들일 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 두 개 이상의 게이트 전극들을 갖는 다중-게이트 구조가 사용될 수 있다. 다중-게이트 구조를 사용하는 것에 의해, 채널 영역들이 직렬로 접속되므로 복수의 트랜지스터들이 직렬로 접속되는 구조가 제공된다. 다중-게이트 구조로, 오프 상태 전류의 양이 감소될 수 있으며 트랜지스터의 내압(withstand voltage)이 증가될 수 있다(신뢰도가 향상될 수 있다). 또한, 다중-게이트 구조로, 트랜지스터가 포화 영역에서 동작될 때 드레인-소스 전압이 변동될 때에도 드레인-소스 전류가 매우 심하게 변동되지 않고, 따라서 전압-전류 특성들의 평평한 경사가 얻어질 수 있다. 전압-전류 특성들의 평평한 경사를 이용하는 것에 의해, 이상적인 전류 소스 회로 또는 매우 큰 저항값을 갖는 능동 부하(active load)가 실현될 수 있다. 따라서, 뛰어난 특성들을 갖는 차동 회로 또는 전류 미러 회로가 구현될 수 있다.
다른 예로서, 게이트 전극들이 채널의 위와 아래에 형성되는 구조가 사용될 수 있다. 게이트 전극들이 채널의 위와 아래에 형성되는 구조를 사용하는 것에 의하여, 채널 영역이 증가되고, 따라서 전류의 양이 증가될 수 있다. 대안적으로, 게이트 전극들이 채널의 위와 아래에 형성되는 구조를 사용하는 것에 의해, 공핍층(depletion layer)이 쉽게 형성될 수 있으며, 따라서 서브쓰레스홀드 스윙(subthreshold swing)이 향상될 수 있다. 게이트 전극들이 채널의 위와 아래에 형성될 때, 복수의 트랜지스터들이 병렬로 접속되는 구조가 제공된다는 것에 주의한다.
게이트 전극이 채널 영역의 위에 형성되는 구조, 게이트 전극이 채널 영역의 아래에 형성되는 구조, 스태거된(staggered) 구조, 역스태거된(inverted staggered) 구조, 채널 영역이 복수의 영역들로 분할되는 구조, 또는 채널 영역이 병렬로 또는 직렬로 접속되는 구조가 사용될 수 있다. 대안적으로, 소스 전극 또는 드레인 전극이 채널 영역(또는 그의 일부)과 겹치는 구조가 사용될 수 있다. 소스 전극 또는 드레인 전극이 채널 영역(또는 그의 일부)과 겹치는 구조를 사용하는 것에 의해, 채널 영역의 일부에 전하가 누적되는 것에 의한 불안정한 동작이 방지될 수 있다. 대안적으로, LDD 영역이 제공되는 구조가 사용될 수 있다. LDD 영역을 제공하는 것에 의해, 오프 상태의 전류의 양이 감소될 수 있고 또는 트랜지스터의 내전압이 증가될 수 있다(신뢰도가 향상될 수 있다). 또한, LDD 영역을 제공하는 것에 의해, 트랜지스터가 포화 영역에서 동작할 때 드레인-소스 전압이 변동될 때에도 드레인-소스 전류가 매우 심하게 변동하지 않아, 전압-전류 그래프의 기울기가 평탄해질 수 있다.
다양한 트랜지스터들이 트랜지스터로 사용될 수 있으며, 트랜지스터는 다양한 기판들을 사용하여 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 모든 회로들은 동일한 기판을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 모든 회로들은 유리 기판, 플라스틱 기판, 단결정 기판, SOI 기판, 또는 임의의 다른 기판을 이용하여 형성될 수 있다. 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 모든 회로들이 동일한 기판을 사용하여 형성될 때, 부품들의 수에서의 감소에 의해 비용이 감소될 수 있고, 또는 회로 부품들로의 접속들의 수에서의 감소에 의해 신뢰도가 향상될 수 있다. 대안적으로, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 회로들의 일부는 하나의 기판을 사용하여 형성될 수 있으며, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 회로들의 일부는 다른 기판을 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 모든 회로들이 동일한 기판을 사용하여 형성될 것을 요하지는 않는다. 예를 들어, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 회로들의 일부는 유리 기판을 사용하는 트랜지스터들에 의해 형성될 수 있으며, 미리 정해진 기능을 구현하는데 필요한 회로들의 일부는 단결정 기판을 사용하여 형성될 수 있고, 따라서 단결정 기판을 사용하는 트랜지스터에 의해 형성된 IC 칩은 COG(chip on glass)에 의해 유리 기판으로 접속될 수 있고, IC 칩이 유리 기판 위에 제공될 수 있다. 대안적으로, IC 칩은 TAB(tape automated bonding) 또는 인쇄 배선 기판에 의해 유리 기판에 접속될 수 있다. 이러한 방식으로 회로들의 일부가 동일한 기판을 사용하여 형성될 때, 부품들의 수에서의 감소로 비용이 감소될 수 있고, 또는 회로 부품들로의 접속들의 수의 감소로 신뢰도가 향상될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 높은 구동 전압과 높은 구동 주파수를 갖는 회로들이, 큰 전력을 소비하여, 동일한 기판을 사용하여 이러한 회로들을 형성하는 대신 단결정 기판을 이용하여 형성될 때, 상기 회로들에 의해 형성된 IC 칩이 사용되어, 전력 소비의 증가가 방지될 수 있다.
하나의 화소는 이미지의 최소 단위에 대응한다는 것에 주의한다. 따라서, R(적색), G(녹색), B(청색)의 색요소들을 갖는 풀-컬러의 표시 장치의 경우에, 하나의 화소는 R의 색요소의 점, G의 색요소의 점, 그리고 B의 색요소의 점을 포함한다. 색요소들은 3가지 색상들에 제한되지 않으며, 3가지 색상들보다 많은 색요소들이 사용될 수 있거나 또는 RGB와 다른 색상이 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 백색을 추가하는 것에 의해 RGBW(W는 백색에 대응한다)가 사용될 수 있다. 대안적으로, 예를 들면, 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 에메랄드 녹색, 주홍색(vermilim) 등의 하나 이상의 색상들이 RGB에 추가될 수 있다. 대안적으로, 예를 들면, R, G, 그리고 B의 적어도 하나와 유사한 색상이 RGB에 추가될 수 있다. 예를 들어, R, G, B1, 그리고 B2가 사용될 수 있다. B1과 B2는 모두 청색이지만, 그들은 약간 다른 파장들을 갖는다. 유사한 방식으로, R1, R2, G 그리고 B가 사용될 수 있다. 이러한 색요소들을 사용하는 것에 의해, 실제 물체에 보다 가까운 표시가 수행될 수 있으며, 전력 소비가 감소될 수 있다. 하나의 화소는 동일한 색상의 색요소들의 복수의 점들을 포함한다는 것에 주의한다. 이러한 경우에, 복수의 색요소들은 표시에 기여하는 다른 크기들의 영역들을 가진다. 대안적으로, 동일한 색상의 색요소들의 복수의 점들을 개별적으로 제어하는 것에 의해, 계조(gradation)가 표현될 수 있다. 이러한 방법은 면적 계조 방법(area-ratio gray scale method)으로 불린다. 대안적으로, 동일한 색상의 색요소들의 복수의 점들을 사용하는 것에 의해, 복수의 점들의 각각에 공급된 신호들이 약간씩 변화되어 시야각이 넓어질 수 있다. 즉, 동일한 색상의 복수의 색요소들에 포함된 화소 전극들의 전위들이 서로 다를 수 있다. 따라서, 액정 분자들로 인가된 전압은 화소 전극들에 따라 변화된다. 그러므로, 시야각이 넓어질 수 있다.
예를 들어, 회로도를 도시하는 경우에, 일부 경우들에서 하나의 화소는 그의 밝기가 제어될 수 있는 하나의 소자에 대응한다는 것에 주의한다. 그러므로, 그러한 경우에, 하나의 화소는 하나의 색요소에 대응하고 밝기는 하나의 색요소로 표현된다. 따라서, 그러한 경우에서, R(적색), G(녹색), 그리고 B(청색)의 색요소들을 갖는 색상 표시 장치의 경우에, 일부 경우들에서 이미지의 최소 단위는 R 화소, G 화소, 그리고 B 화소의 3개의 화소들을 포함한다.
일부 경우들에서 화소들은 매트릭스로 제공된다(배열된다)는 것에 주의한다. 여기서, 화소가 매트릭스로 제공된다(배열된다)는 설명은 화소들이 직선에 배열되는 경우와 화소들이 들쭉날쭉한 선으로, 수직 방향 또는 수평 방향으로 배열되는 경우를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 3가지의 색요소들(예를 들면, RGB)로 풀-컬러 표시를 수행하는 경우에, 다음 경우들: 화소들이 줄무늬들로 배열되는 경우와 3개의 색요소들의 점들이 델타 패턴(delta pattern)으로 배열되는 경우가 포함된다. 또한, 3가지 색요소들의 점들이 베이어 배치(Bayer arrangement)되는 경우가 또한 포함된다. 표시 영역들의 크기는 색요소들의 점들 사이에서 달라질 수 있다는 것에 주의한다. 그러므로, 전력 소비가 감소될 수 있거나, 또는 표시 소자의 수명이 길어질 수 있다.
능동 소자가 화소에 포함되는 능동(active)) 매트릭스 방법 또는 능동 소자가 화소에 포함되지 않는 수동(passive) 매트릭스 방법이 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
능동 매트릭스 방법에서, 능동 소자(비선형 소자)로서, 트랜지스터 뿐만 아니라 다양한 능동 소자들(비선형 소자들)이 사용될 수 있다. 예를 들어, MIM(metal insulator metal), TFD(thin film diode) 등이 또한 사용될 수 있다. 이러한 소자는 적은 수의 제조 단계들을 갖기 때문에, 제조 비용이 감소될 수 있거나 또는 수율이 향상될 수 있다. 또한, 소자의 크기가 작기 때문에, 개구율이 향상될 수 있고, 따라서 전력 소비가 감소되거나 또는 보다 높은 휘도가 이루어질 수 있다.
능동 매트릭스 방법과 다른 방법으로, 능동 소자(비선형 소자)가 사용되지 않는 수동 매트릭스 방법이 또한 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 능동 소자(비선형 소자)가 사용되지 않기 때문에, 제조 단계들의 수가 적고, 따라서 제조 비용이 감소되거나 또는 수율이 향상될 수 있다. 또한, 능동 소자(비선형 소자)가 사용되지 않기 때문에, 개구율이 향상될 수 있고, 따라서 전력 소비가 감소되거나 또는 보다 높은 휘도가 이루어질 수 있다.
트랜지스터는 게이트, 드레인, 그리고 소스의 적어도 세 개의 단자들을 갖는 소자라는 것에 주의한다. 트랜지스터는 드레인 영역과 소스 영역 사이에 채널 영역을 갖고, 전류는 드레인 영역, 채널 영역, 그리고 소스 영역을 통해 흐를 수 있다. 여기서, 트랜지스터의 소스 및 드레인은 트랜지스터의 구조, 동작 조건 등에 따라 변하기 때문에, 어떤 것이 소스인지 또는 드레인인지 규정하는 것은 어렵다. 따라서, 소스와 드레인으로 동작하는 영역은 일부 경우들에서는 소스 또는 드레인으로 불리지 않는다. 그러한 경우에, 예를 들면, 소스 및 드레인의 하나는 제 1 단자로 불려질 수 있으며 소스 및 드레인의 다른 하나는 제 2 단자로 불려질 수 있다. 대안적으로, 소스 및 드레인의 하나가 제 1 전극으로 불려질 수 있고 소스 및 드레인의 다른 하나는 제 2 전극으로 불려질 수 있다. 대안적으로, 소스 및 드레인의 하나는 제 1 영역으로 불려질 수 있고 소스 및 드레인의 다른 하나는 제 2 영역으로 불려질 수 있다.
트랜지스터는 베이스(base), 이미터(emitter), 그리고 콜렉터(collector)의 적어도 3개의 단자들을 갖는 소자일 수 있다는 것에 주의한다. 이러한 경우에, 유사한 방식으로, 이미터와 콜렉터의 하나는 제 1 단자로 불려질 수 있고, 이미터와 콜렉터의 다른 하나는 제 2 단자로 불려질 수 있다.
반도체 장치는 반도체 소자(예를 들면, 트랜지스터, 다이오드 또는 사이리스터(thyristor))를 포함하는 회로를 갖는 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 반도체 장치는 또한 반도체 특성들을 이용하여 기능할 수 있는 모든 장치들에 대응한다. 또한, 반도체 장치는 반도체 물질을 갖는 장치에 대응한다.
표시 장치는 표시 소자를 갖는 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 표시 장치는 각각이 표시 소자를 갖는 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 표시 장치는 복수의 화소들을 구동하기 위한 주변의 구동 회로를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. 복수의 화소들을 구동하기 위한 주변의 구동 회로는 복수의 화소들과 동일한 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 표시 장치는 배선 결합 또는 범프(bump) 결합에 의해 기판 위에 제공된 주변의 구동 회로, 즉, COG(chip on glass)에 의해 접속된 IC 칩 또는 TAB에 의해 접속된 IC 칩 등을 포함할 수 있다. 표시 장치는 IC 칩, 레지스터, 용량 소자, 인덕터, 트랜지스터 등이 부착되는 FPC(flexible printed circuit)를 포함할 수 있다. 표시 장치는, FPC(flexible printed circuit)를 통해 접속되고 IC 칩, 레지스터, 용량 소자, 인덕터, 트랜지스터 등이 부착되는 PWB(printed wiring board)를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. 표시 장치는 편광판(polarizing plate) 또는 위상차판(retardation plate)과 같은 광학 시트를 포함할 수 있다. 표시 장치는 조명 장치(lighting device), 하우징(housing), 오디오 입력 및 출력 장치, 광센서 등을 포함할 수 있다.
조명 장치는 백라이트 유닛, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 반사 시트, 광원(예를 들면, LED 또는 냉음극관), 냉각 장치(예를 들면, 수냉식 장치 또는 공냉식 장치) 등을 포함할 수 있다는 것에 주의한다.
발광 장치는 발광 소자 등을 갖는 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 발광 장치가 표시 소자로서 발광 소자를 포함하는 경우, 발광 장치는 표시 장치의 특정 예들 중 하나이다.
반사 장치는 광-반사 소자, 광 굴절 소자, 광-반사 전극 등을 갖는 장치에 대응한다는 것에 주의한다.
액정 표시 장치는 액정 소자를 포함하는 표시 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 액정 표시 장치는 직시형 액정 표시, 투사형 액정 표시, 투과형 액정 표시, 반사형 액정 표시, 반투과형 액정 표시 등을 포함한다.
구동 장치는 반도체 소자, 전기 회로, 또는 전자 회로를 갖는 장치에 대응한다는 것에 주의한다. 예를 들어, 소스 신호선으로부터 화소들로의 신호들의 입력을 제어하는 트랜지스터(또한 선택 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터 등으로 불림), 전압 또는 전류를 화소 전극으로 공급하는 트랜지스터, 전압 또는 전류를 발광 소자로 공급하는 트랜지스터 등이 구동 장치의 예들이다. 또한, 신호를 게이트 신호선으로 공급하는 회로(또한 게이트 드라이버, 게이트선 구동 회로 등으로 불림), 신호들을 소스 신호선으로 공급하는 회로(또한, 소스 드라이버, 소스선 구동 회로 등으로 불림) 등이 구동 장치의 예들이다.
표시 장치, 반도체 장치, 조명 장치, 냉각 장치, 발광 장치, 반사 장치, 구동 장치 등은 일부 경우들에서 서로 겹칠 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 일부 경우들에서 표시 장치는 반도체 장치와 발광 장치를 포함한다. 대안적으로, 일부 경우들에서 반도체 장치는 표시 장치와 구동 장치를 포함한다.
"B는 A 상에 형성된다(B is formed on A)" 또는 "B는 A의 위에 형성된다(B is formed over A)"라고 명확히 설명될 때, 이는 반드시 B가 A와 직접 접촉하여 형성되는 것을 의미하지는 않는다는 것에 주의한다. 이 설명은 A와 B가 서로 직접 접촉하지 않는 경우, 즉, 다른 객체가 A와 B 사이에 개재되는 경우를 포함한다. 여기서, A와 B의 각각은 객체(예를 들면, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 또는 층)이다.
따라서, 예를 들어, "층 B가 층 A 상(위)에 형성된다"라고 명확히 설명될 때, 이는 층 B가 층 A와 직접 접촉하여 형성되는 경우와, 다른 층(예를 들면, 층 C 또는 층 D)이 층 A와 직접 접촉하여 형성되고 층 B가 층 C 또는 층 D와 직접 접촉하여 형성되는 경우를 모두 포함한다. 다른 층(예를 들면, 층 C 또는 층 D)은 단일 층 또는 복수의 층들일 수 있다는 것에 주의한다.
유사한 방식으로, "B가 A의 위에 형성된다"라고 명확히 설명될 때, 이는 반드시 B가 A와 직접 접촉하여 형성되는 것을 의미하는 것은 아니며, 다른 객체가 그 사이에 개재될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, "층 B가 층 A의 위에 형성된다"라고 설명될 때, 이는 층 B가 층 A와 직접 접촉하여 형성되는 경우와, 다른 층(예를 들면, 층 C 또는 층 D)이 층 A와 직접 접촉하여 형성되고 층 B가 층 C 또는 층 D와 직접 접촉하여 형성되는 경우를 모두 포함한다. 다른 층(예를 들면, 층 C 또는 층 D)은 단일 층 또는 복수의 층들일 수 있다는 것에 주의한다.
"B는 A의 상에 형성된다(B is formed on A)", "B는 A의 위에 형성된다(B is formed over A)", 또는 "B는 A의 위에 형성된다(B is formed above A)"라고 명확히 설명될 때, 이는 B가 A의 위에 비스듬하게 형성되는 경우를 포함한다는 것에 주의한다.
"B가 A 아래에 형성된다(B is formed under A)" 또는 "B가 A 밑에 형성된다(B is formed below A)"라고 설명될 때 동일하게 말할 수 있다는 것에 주의한다.
객체가 단일 형태(singular form)라고 명확히 설명될 때, 개체는 단일인 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 객체는 복수일 수 있다는 것에 주의한다. 유사한 방식으로, 객체가 복수의 형태라고 명확히 설명될 때, 객체는 복수인 것이 바람직하다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 객체는 단수일 수 있다는 것에 주의한다.
도면들에서의 크기, 층들의 두께, 또는 영역들은 일부 경우들에서 단순화를 위해 과장된다는 것에 주의한다. 따라서, 본 발명의 실시형태들은 도면들에 도시된 이러한 크기들에 제한되지 않는다.
도면들은 이상적인 예들의 투시도들이며, 모양들 또는 값들은 도면들에 도시된 것들에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 예를 들어, 다음: 제조 기술에 따른 모양에서의 편차; 에러로 인한 모양에서의 편차; 잡음으로 인한 신호, 전압 또는 전류에서의 편차; 타이밍에서의 차이로 인한 신호, 전압, 또는 전류에서의 편차 등이 포함될 수 있다.
많은 경우들에서 기술 용어들이 특정 실시형태, 예 등을 설명하기 위하여 사용된다는 것에 주의한다. 그러나, 본 발명의 한 실시형태는 기술적 용어들에 의해 제한되도록 해석되어서는 안 된다.
정의되지 않은 용어들(기술적 용어들 또는 학문적 어법과 같은, 과학과 기술을 위해 사용된 용어들을 포함한다)이 당업자가 이해하는 일반적인 의미와 동일한 의미를 갖는 용어들로서 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 사전들 등에 의해 정의된 용어들은 해당 분야를 배경으로 일관된 의미로서 해석되는 것이 바람직하다.
"제 1", "제 2", "제 3" 등과 같은 용어들은 다양한 소자들, 숫자들, 영역들, 층들, 그리고 지역들을 다른 것들로부터 구별하기 위해 사용된다는 것에 주의한다. 따라서, "제 1", "제 2", "제 3" 등과 같은 용어들은 소자들, 성분들, 영역들, 층들, 지역들 등의 수에 제한되지 않는다. 또한, 예를 들면, "제 1"은 "제 2", "제 3" 등과 대체될 수 있다.
공간적 배치를 설명하기 위하여 "위에(over)", "위에(above)", "아래(under)", "아래(below)", "옆으로(laterally)", "우측(right)", "좌측(left)", "기울어서(obliquely)", "뒤에(behind)", "앞에(front)", "안에(inside)", "밖에(outside)", 그리고 "안에(in)"와 같은 용어들이 소자와 다른 소자 사이 또는 특성과 다른 특성 사이의 관계를 간단히 보이기 위하여 도면들을 참조하여 종종 사용된다는 것에 주의한다. 본 발명의 실시형태들은 이에 제한되지 않으며, 공간적 배치를 설명하기 위한 이러한 용어들은 도면에 도시된 방향만이 아니라 다른 방향을 나타낼 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, "B는 A의 위이다"라고 명확히 설명될 때, 이는 반드시 B가 A의 위에 위치되는 것을 의미하는 것은 아니며, 도면에서 장치가 반전되거나 180°회전될 수 있기 때문에 B가 A의 아래 위치되는 경우를 포함할 수 있다. 따라서, "위에"는 "위에"에 의해 설명된 방향에 더하여 "아래에"에 의해 설명된 방향을 나타낼 수 있다. 본 발명의 실시형태들은 이에 제한되지 않으며, 도면의 장치가 다양한 방향들로 회전될 수 있기 때문에, "위에"는 "위에"와 "아래에"에 의해 설명된 방향들에 더하여 "옆으로", "우측", "좌측", "기울어서", "뒤에", "앞에", "안에", "밖에", 그리고 "안에"에 의해 설명된 다른 방향들 중 어떠한 것이라도 나타낼 수 있다는 것에 주의한다. 즉, 공간적 배열을 설명하기 위한 용어들은 상황에 따라 적절하게 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 이미지 품질이 개선될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 2a 내지 도 2c는 실시형태의 한 예에 따른 표시 화면.
도 3a 내지 도 3d는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 4a 내지 도 4c는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 5a 내지 도 5c는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 6a 내지 도 6c는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 7a 내지 도 7e는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 8a 내지 도 8e는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 9a 및 도 9b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 10a 및 도 10b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 11a 및 도 11b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 12a 및 도 12b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 13a는 실시형태의 한 예에 따른 장치를 도시하는 상면도이며, 도 13b는 장치를 도시하는 단면도.
도 14a 및 도 14c는 실시형태의 한 예에 따른 장치를 도시하는 상면도들이며, 도 14b 및 도 14d는 장치를 도시하는 단면도.
도 15a, 도 15c, 및 도 15e는 실시형태의 한 예에 따른 표시 소자의 전압을 보여주며, 도 15b, 도 15d, 및 도 15f는 표시 소자의 투과율을 보여주는 도면.
도 16a 내지 도 16c는 실시형태의 한 예에 따른 표시 화면.
도 17a 내지 도 17g는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 18a 내지 도 18h는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 19a 및 도 19b는 실시형태의 한 예에 따른 표시 장치들의 구조들을 도시한 도면.
도 20a 내지 도 20e는 실시형태의 한 예에 따른 표시 장치들의 구조들을 도시한 도면.
도 21a 내지 도 21c는 실시형태의 한 예에 따른 트랜지스터들의 구조들을 도시하는 단면도.
도 22a 내지 도 22h는 실시형태의 한 예에 따른 전자 기기들을 도시한 도면.
도 23a 내지 도 23h는 실시형태의 한 예에 따른 전자 기기들을 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2c는 실시형태의 한 예에 따른 표시 화면.
도 3a 내지 도 3d는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 4a 내지 도 4c는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 5a 내지 도 5c는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 6a 내지 도 6c는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 7a 내지 도 7e는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 8a 내지 도 8e는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 9a 및 도 9b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 10a 및 도 10b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 11a 및 도 11b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 12a 및 도 12b는 실시형태의 한 예에 따른 흐름도.
도 13a는 실시형태의 한 예에 따른 장치를 도시하는 상면도이며, 도 13b는 장치를 도시하는 단면도.
도 14a 및 도 14c는 실시형태의 한 예에 따른 장치를 도시하는 상면도들이며, 도 14b 및 도 14d는 장치를 도시하는 단면도.
도 15a, 도 15c, 및 도 15e는 실시형태의 한 예에 따른 표시 소자의 전압을 보여주며, 도 15b, 도 15d, 및 도 15f는 표시 소자의 투과율을 보여주는 도면.
도 16a 내지 도 16c는 실시형태의 한 예에 따른 표시 화면.
도 17a 내지 도 17g는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 18a 내지 도 18h는 실시형태의 한 예에 따른 회로들을 도시한 도면.
도 19a 및 도 19b는 실시형태의 한 예에 따른 표시 장치들의 구조들을 도시한 도면.
도 20a 내지 도 20e는 실시형태의 한 예에 따른 표시 장치들의 구조들을 도시한 도면.
도 21a 내지 도 21c는 실시형태의 한 예에 따른 트랜지스터들의 구조들을 도시하는 단면도.
도 22a 내지 도 22h는 실시형태의 한 예에 따른 전자 기기들을 도시한 도면.
도 23a 내지 도 23h는 실시형태의 한 예에 따른 전자 기기들을 도시한 도면.
이하로, 도면들을 참조하여 실시형태들이 설명될 것이다. 실시형태들은 다양한 다른 방법들로 실행될 수 있으며, 실시형태들의 형태들과 상세한 내용들은 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 방법들로 변화될 수 있다는 것이 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이라는 것에 주의한다. 따라서, 본 발명은 실시형태들의 다음 설명에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 이하에 설명된 구조들에서, 동일한 부분들 또는 유사한 기능들을 갖는 부분들은 다른 도면들에서 공통 참조 번호들에 의해 표시되며, 그의 설명은 반복되지 않는다는 것에 주의한다.
한 실시형태에서 설명된 내용(또는 내용의 일부)은 실시형태에서 설명된 다른 내용(또는 다른 내용의 일부) 및/또는 하나 또는 복수의 다른 실시형태들에서 설명된 내용(또는 내용의 일부)에 적용되거나, 조합되거나, 또는 대체될 수 있음에 주의한다.
각 실시형태에서, 실시형태에서 설명된 내용은 다양한 도표들을 참조하여 설명된 내용이거나 또는 본 명세서에서 설명된 문서와 함께 설명된 내용이라는 것에 주의한다.
한 실시형태에서 도시된 도표(또는 도표의 일부)를, 도표의 다른 부분, 실시형태에서 도시된 다른 도표(또는 다른 도표의 일부일 수 있다), 및/또는 하나 또는 복수의 다른 실시형태들에서 도시된 도표(또는 도표의 일부일 수 있다)와 조합하는 것에 의해, 훨씬 많은 도표들이 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
한 실시형태에서 설명된 도표 또는 문서에서, 도표 또는 문서의 일부가 취합되면, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 어떠한 부분과 관련된 도표 또는 문서가 설명되는 경우, 도표 또는 문서의 일부로부터 취합된 내용이 또한 본 발명의 한 실시형태로서 설명되며, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 하나 이상의 능동 소자들(예를 들면, 트랜지스터들 또는 다이오드들), 배선들, 수동 소자들(예를 들면, 용량 소자들 또는 레지스터들), 도전층들, 절연층들, 반도체층들, 유기 재료들, 무기 재료들, 부품들, 기판들, 모듈들, 장치들, 고체들, 액체들, 기체들, 구동 방법들, 제조 방법들 등이 설명되는 도표(예를 들면, 단면도, 상면도, 회로도, 블록도, 흐름도, 공정도, 투시도, 입체도(cubic diagram), 배치도(layout diagram), 타이밍도, 구조도, 개요도, 그래프, 표, 광로도(ray diagram), 벡터도, 위상도, 파형도, 사진, 또는 화학식) 또는 문서에서, 도표 또는 문서의 일부가 취합되면, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다. 예를 들어, N 개의 회로 소자들(예를 들면, 트랜지스터들 또는 용량 소자들)(N은 정수)이 제공되는 회로도로부터 M 개의 회로 소자들(예를 들면, 트랜지스터들 또는 용량 소자들)(M은 정수, 여기서 M<N)이 취합되면, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다. 다른 예로서, N 개의 층들(N은 정수)이 제공되는 단면도로부터 M 개의 층들(M은 정수, 여기서 M<N)이 취합되면, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다. 다른 예로서, N 개의 소자들(N은 정수)이 제공되는 흐름도로부터 M 개의 소자들(M은 정수, 여기서 M<N)이 취합되면, 본 발명의 한 실시형태가 구성될 수 있다.
(실시형태 1)
초-해상도 처리는 저해상도 이미지들로부터 고해상도 이미지들을 생성하기 위한 처리이다. 대안적으로, 초-해상도 처리는 사진을 찍거나 신호를 전송하는 등의 과정에서 분실된 데이터를 복원하기 위한 처리이다. 따라서, 저해상도로 인하여 상세한 부분들이 부서지는(crushed) 평균적 이미지들 상에서 초-해상도 처리를 수행함으로써, 그의 상세한 부분들이 정확하게 인식되는 이미지들이 생성될 수 있다. 따라서, 이러한 고해상도 이미지들을 표시하는 경우에, 고품질 이미지들이 표시될 수 있다. 예를 들어, 매우 많은 수의 작은 돌들이 흩어져있는 공원이나 매우 많은 수의 작은 잎들을 갖는 나무의 이미지의 경우, 초-해상도 처리를 수행함으로써, 각각의 작은 돌 또는 각각의 작은 잎의 이미지가 정확하게 인식될 수 있다. 유사한 방법으로, 초-해상도 처리를 수행함으로써, 흐릿함(blur)으로 인하여 판독될 수 없는 문자의 상세한 부분들이 인식될 수 있다. 따라서, 문자가 정확하게 판독될 수 있다. 즉, 사람이 회복된 그의/그녀의 시력으로 인물을 보는 것과 같이 문자가 판독될 수 있다. 예를 들어, 초-해상도 처리에서, 이미지 데이터의 복원에 의하여 1440 x 1080의 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지가 생성된다. 즉, 초-해상도 처리 기술은 원래의 이미지로부터 이미지 데이터의 양이 증가되고 해상도 변환이 수행되는 기술이라고 말할 수 있다. 대안적으로, 초-해상도 처리는 입력 이미지의 표준 주파수에 의해 결정된 나이키스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수 성분이 이미지에 포함된 데이터에서 복원되는 것에 의한 기술이라고 말할 수 있다.
액정 표시 장치들과 같은 홀드-형(hold-type) 표시들에서, 빠르게 움직이는 이미지들이 표시되는 경우, 일부 경우들에서 움직임이 흐릿해지는 현상이 발생하고 잔상들이 보이게 된다. 예를 들어, 문자가 티커(ticker)에 표시되고 위아래로 또는 좌우로 움직이는 경우, 일부 경우들에서 문자는 흐릿해지고 정확하게 인식될 수 없다.
따라서, 프레임 보간 처리를 수행하는 것에 의해, 프레임 주파수가 향상될 수 있고, 움직이는 이미지들의 해상도가 향상될 수 있다. 프레임 보간 처리는 잔상들 등을 감소시키기 위하여 보다 높은 프레임 주파수에서 표시가 수행될 때 프레임 데이터가 보간되는 것에 의한 처리이다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 원형이 제 1 프레임의 이미지의 좌측에 표시되고, 제 2 프레임의 이미지에서는 원형이 좌측에서 우측으로 이동되어, 우측에 표시된다. 이러한 경우에, 원형이 중앙에 표시되는 데이터가 생성된다. 이러한 방식으로 데이터가 생성되는 것에 의한 처리가 프레임 보간 처리이다. 또한, 프레임 보간 처리에 의해, 표시의 프레임 주파수가 보간된 프레임들의 수에 의하여 보다 높아질 수 있다. 이러한 방식으로 프레임 보간 처리에 의해 보다 높아진 주파수로 표시를 수행함으로써, 원형이 좌측으로부터 우측으로 이동되는 부드러운 이미지가 표시될 수 있고 잔상들이 감소될 수 있다. 그러므로, 움직이는 이미지들이 흐릿함 없이 표시될 수 있기 때문에, 움직이는 이미지들의 해상도가 향상될 수 있다. 본 명세서에서, 움직이는 이미지들의 해상도는 움직이는 이미지들을 표시할 때의 시각적 해상도를 나타내며, 움직이는 이미지들을 표시할 때 사람에 의해 수용되는 해상도이다. 예를 들면, 움직이는 이미지들의 해상도는 웨지(wedged) 모양이 스크린 상에서 스크롤되는 경우에 간격들이 인식될 수 있는 한계 해상도를 나타낸다.
이러한 방식으로 프레임 보간이 수행되고 프레임 주파수가 대응하는 범위에 보다 높아지는 것에 의한 구동을 배속 구동(frame rate doubling)이라고 부른다. 예를 들어, 프레임 주파수가 두 배가 될 때, 이러한 구동은 2배속 구동(double-frame rate driving)이라 부른다. 프레임 주파수가 4배가 될 때, 이러한 구동은 4배속 구동(quadruple-frame rate driving)이라 부른다. 2배속 구동의 경우에, 그 수가 원래의 프레임들의 수와 동일한 프레임들의 이미지들이 프레임 보간 처리에 의해 생성된다. 따라서, 데이터의 총량이 두 배가 되고, 그러므로 이미지들은 두 배의 프레임 주파수로 표시될 수 있다. 유사한 방식으로, 4배속 구동의 경우에는, 원래의 프레임들의 수와 비교하여 3 배만큼 큰 수의 프레임들의 이미지들이 프레임 보간 처리에 의해 생성된다. 따라서, 데이터의 총량은 4 배가 되며, 그러므로 이미지들이 4 배의 프레임 주파수로 표시될 수 있다. 이러한 배속 구동을 수행하는 것에 의해, 움직이는 이미지의 특성들이 향상될 수 있으며, 잔상들이 감소될 수 있다. 배속 구동이 적용되는 표시 장치로서, 홀드-형 표시 장치가 바람직하다. 예를 들어, 배속 구동은 액정 표시, 유기 EL 표시 등에 적용되는 것이 바람직하다. 홀드-형 표시 장치들에서 잔상들이 쉽게 보이므로, 배속 구동에 의해 잔상들이 감소될 수 있다.
그러므로, 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리 모두를 수행하는 것에 의해, 정지 이미지들의 해상도 및 움직이는 이미지들의 해상도가 향상될 수 있다. 프레임 보간 처리나 배속 구동 어느 것도 수행되지 않고 단지 초-해상도 처리만 수행된다면, 초-해상도 처리에 의해 이미지들의 해상도가 보다 높아질지라도 잔상들 등으로 인하여 이미지들은 흐릿해진다. 그러므로, 보다 높은 해상도는 시인되기 어려워진다. 즉, 초-해상도 처리의 유익한 효과가 감소된다. 대안적으로, 초-해상도 처리가 수행되지 않고 단지 프레임 보간 처리 및 배속 구동만 수행된다면, 움직이는 이미지들이 정확하게 인식될 수 있다고 하더라도, 표시되는 이미지들의 해상도 그 자체는 낮다. 그러므로 고품질의 이미지들이 표시될 수 없다. 따라서, 정지 이미지들인지 움직이는 이미지들인지에 상관없이, 고해상도 이미지들을 정확하게 표시하기 위하여 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리 모두를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
그러므로, 도 1a 내지 도 1c는 프레임 보간 처리가 수행된 후에 초-해상도 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름들의 예들을 도시한다.
도 1a는 이미지 소스로부터 얻어진 이미지 신호를 이용하여 프레임 보간 처리가 수행된 후에 초-해상도 처리가 수행되어 해상도가 향상되는 처리 흐름을 도시한다. 초-해상도 처리가 수행된 이후에 다양한 처리들이 또한 수행된다. 그 후에, 이미지가 표시될 수 있다.
이미지 소스는 방송국으로부터 전송되는 TV 방송의 신호, 및/또는 신호로부터 생성된 이미지를 포함한다는 것에 주의한다. 대안적으로, 이미지 소스는 DVD(블루 레이 DVD 등을 포함하는) 또는 CD와 같은 광학 저장 매체(자기 저장 매체 또는 자기광학 저장 매체를 포함하는), 스트리밍(streaming), 인터넷 등으로부터 얻어진 신호; 및/또는 신호로부터 생성된 이미지를 포함한다. 대안적으로, 이미지 소스는 이동 전화, 컴퓨터, CPU, 그래픽 마이크로컴퓨터, 컨트롤러, 전자 기기 등으로부터 얻어진 신호; 및/또는 신호로부터 생성된 이미지를 포함한다. 대안적으로, 이미지 소스는 표시를 수행하기 위해 사용된 신호 및/또는 신호로부터 생성된 이미지를 포함한다.
이미지는 정지 이미지 및/또는 이동하는 이미지 및/또는 영상을 포함한다는 것에 주의한다.
이미지 소스는 인터레이스(interlace) 이미지 또는 프로그레시브(progressive)(논-인터레이스;non-interlace) 이미지일 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 이미지 소스는 인터레이스 이미지들을 프로그레시브 이미지들로 변환시키는 처리인 IP 변환(인터레이스-프로그레시브 변환)이 이미 수행된 이미지일 수 있다. 대안적으로, IP 변환은 프레임 보간 처리가 수행되기 전이나 그 후에, 또는 초-해상도 처리가 수행되기 전에 수행될 수 있다. 도 3a는 초-해상도 처리가 프로그레시브 이미지 상에서 수행되는 경우의 처리 흐름의 일부를 도시한다. 도 3b는 IP 변환이 인터레이스 이미지 상에서 수행된 후에 프레임 보간 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름의 일부를 도시한다. 도 3c는 IP 변환이 인터레이스 이미지 상에서 수행된 후에 프레임 보간 처리가 수행되고, 이후 초-해상도 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름의 일부를 도시한다. 도 3d는 인터레이스 이미지 상에서 IP 변환이 수행된 후에 초-해상도 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름의 일부를 도시한다.
일반적으로, 초-해상도 처리는 하나의 이미지(또는 이미지의 일부) 상에서 또는 복수의 이미지들(또는 이미지들의 일부들) 상에서 수행된다. 또한, 초-해상도 처리에서, 이러한 이미지를 이용하여 새로운 데이터가 생성되어 고해상도 이미지가 생성된다. 그러므로, 초-해상도 처리를 정확하게 수행하기 위하여, 인터레이스 이미지에서와 같이 이미지 데이터의 일부가 분실되는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 초-해상도 처리가 수행되는 이미지는 프로그레시브(논-인터레이스) 이미지가 되는 것이 바람직하다. 그러므로, 인터레이스 이미지의 경우에, 초-해상도 처리가 수행되기 전에 IP 변환이 수행되고, 프로그레시브 이미지 상에서 초-해상도 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
IP 변환이 초-해상도 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 또한/대안적으로, IP 변환이 프레임 보간 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다. 또한/대안적으로, IP 변환은 다른 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 초-해상도 처리된 이미지의 해상도(화소들의 수)는 초-해상도 처리 전의 이미지의 해상도(화소들의 수)보다 높은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 그러나, 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 초-해상도 처리가 수행되기 전에, 해상도(화소들의 수)는 확대 처리(enlargement processing) 등에 의해 이미 높아져 있다. 그러한 경우에, 해상도가 이미 높아져 있기 때문에, 해상도 자체는 초-해상도 처리 전과 후에 변화되지 않는다. 그러나, 초-해상도 처리 전 확대 처리에서, 손실 이미지 데이터가 복원되지 않는다. 즉, 이미지는 단지 확대되고 표시 자체는 고품질을 갖지 않는다. 예를 들어, 매우 많은 수의 작은 돌들이 흩어져있는 공원이나 매우 많은 수의 작은 잎들을 갖는 나무의 이미지의 경우, 각각의 작은 돌 또는 각각의 작은 잎의 이미지는 확대 처리에 의해 정확하게 표시되지 않고 단지 흐릿한 상태로 확대될 뿐이다. 그러므로, 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 이미지의 해상도(화소들의 수)가 변화되지 않고도 손실 이미지 데이터를 복원하고 그의 상세한 부분들이 인식될 수 있는 고품질 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 확대 처리에 의해 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하고, 초-해상도 처리에 의해 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 이 경우에서, 확대 처리에 의해 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지가 생성되는 경우에, 복원되는 데이터는 없다. 그러나, 초-해상도 처리가 수행된 후, 데이터는 복원된다. 따라서, 그의 상세한 부분들이 정확하게 인식될 수 있는 이미지가 생성될 수 있다.
이러한 처리는 많은 경우들에서 전체 스크린 상에서 수행될 수 있으나; 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 이러한 처리는 스크린의 일부 상에서 수행될 수 있다.
확대 처리에 의해 해상도를 높이고, 이후 초-해상도 처리에 의해 해상도를 더 높이는 것이 가능하다는 것에 주의한다. 예를 들어, 확대 처리에 의해 800 x 600의 해상도를 갖는 이미지로부터 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하고, 초-해상도 처리에 의해 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 확대 처리에 의해 해상도를 높이는 경우에, 데이터는 복원되지 않는다는 것에 주의한다. 한편, 초-해상도 처리에 의해 해상도를 높이는 경우에, 데이터는 복원된다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
대안적으로, 초-해상도 처리에 의해 해상도를 높이고 이후 확대 처리에 의해 해상도를 더 높이는 것이 가능하다. 예를 들어, 초-해상도 처리에 의해 800 x 600의 해상도를 갖는 이미지로부터 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하고, 확대 처리에 의해 1440 x 1080의 해상도를 갖는 이미지로부터 1920 x 1080의 해상도를 갖는 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 확대 처리에 의해 해상도를 높이는 경우에, 데이터는 복원되지 않는다는 것에 주의한다. 한편, 초-해상도 처리에 의해 해상도를 높이는 경우에, 데이터는 복원된다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
확대 처리는 초-해상도 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 확대 처리는 프레임 보간 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다. 대안적으로, 확대 처리는 다른 처리 전 또는 후에 수행될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
확대 처리 및 초-해상도 처리가 모두 이러한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 세로 또는 가로의 해상도가 두 배 이상, 바람직하게는 5 배 이상이 되는 경우에, 확대 처리와 초-해상도 처리를 모두 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
확대 처리로서, 예를 들어, 바이-리니어 보간(bi-linear interpolation), 바이-큐빅 컨볼루션(bi-cubic convolution) 등이 사용될 수 있다. 바이-리니어 보간은 4 개의 주변의 화소들이 추출되고 계산되어, 확대시 불충분한 이미지들이 보간되는 것에 의한 방법이다. 바이-큐빅 컨볼루션에서, 변환 후의 좌표의 표준들에서 16 화소 값들(4 x 4 화소 값들)이 변환 전의 좌표로부터 추출된다. 이후, 추출된 16 화소 값들의 가중에 의하여 가중-평균 계산이 수행되어 변환 후의 화소 값들이 결정된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 확대 처리가 이미지 상에서 수행되는지 여부가 분석된다. 확대 처리가 스크린의 부분 또는 전체 상에서 수행되는 경우에, 초-해상도 처리가 수행된다. 확대 처리가 수행되지 않는 경우, 즉, 해상도가 원래 높은 경우에, 초-해상도 처리가 생략될 수 있다. 이미지 분석을 수행하는 것에 의해 다양한 이미지들이 이미지 소스들로 사용되기 때문에, 확대 처리가 수행된 이미지 상에서도 초-해상도 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 이미지 분석 방법의 예로서, 주파수 분석이 수행되고 주파수가 높은지 여부가 결정되는 것에 의한 방법이 있다는 것에 주의한다. 주파수가 낮은 경우에, 확대 처리가 수행되었다고 결정될 수 있다.
다음, A의 가로 해상도(화소들의 수)를 갖고 B의 세로 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지 상에서 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 이미지가 C의 가로 해상도(화소들의 수)를 갖고 D의 세로 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지로 변화된다고 가정된다. 대안적으로, A의 가로 해상도(화소들의 수)를 갖고 B의 세로 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지 상에서 확대 처리와 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 이미지가 C의 가로 해상도(화소들의 수)를 갖고 D의 세로 해상도(화소들의 수)를 갖는 이미지로 변화된다고 가정된다. 이러한 경우에, 초-해상도 처리에 의해 해상도가 보다 높아지는 곱셈 인자는 C/A, 또는 D/B라고 할 수 있으며, 여기서 C는 A로 나누어지고, D는 B에 의해 나누어진다. 또한, 배속 구동을 수행하는 경우에, 프레임 주파수는 N배라고 가정된다.
이러한 경우에, N>(C/A) 또는 N>(D/B) 인 것이 바람직하다. 대안적으로, N≥(C/A) 그리고 N≥(D/B) 인 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
배속 구동을 위해 프레임 보간 처리를 수행하는 경우에, 보간되는 프레임 데이터의 양이 보다 커질 때라도, 데이터는 문제없이 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 2a는 2배속 구동을 도시하는데; 도 2b에 도시된 바와 같은 원형의 위치의 조정에 의하여 3배속 구동이 쉽게 구현될 수 있다. 즉, 배속 구동을 위한 프레임 보간 처리에서, 보간되는 프레임 데이터의 양이 보다 커질 때라도, 이미지에서 큰 문제들은 발생하지 않는다. 대안적으로, 보간되는 프레임 데이터의 양이 더욱 커지도록 하는 것에 의해, 움직이는 이미지의 특성들이 더욱 향상될 수 있고, 잔상들이 더욱 감소될 수 있다.
한편, 초-해상도 처리는 사진을 찍거나 신호 전송시 손실되는 해상도 데이터가 복원되는 것에 의한 처리이다. 따라서, 많은 양의 데이터가 손실된다면, 데이터를 충분하게 복원하는 것은 어렵다. 따라서, (C/A) 또는 (D/B)의 값이 너무 클 때에는 이미지 자체에서 문제들이 발생하고, 이미지는 왜곡된다.
상기로부터, 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리가 수행될 때, N>(C/A) 또는 N>(D/B) 인 것이 바람직하다. 대안적으로, N≥(C/A) 또는 N≥(D/B) 인 것이 바람직하다. 따라서, 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리가 둘 다 수행되고 위의 관계가 만족되면, 상세한 부분들이 명확하고 잔상 느낌이 제거되는 고품질 이미지가 표시될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
프레임 보간 처리를 수행하는 경우에, 스크린의 움직이는 영역에서, 많은 경우들에서 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성된다. 또한, 스크린의 정지 영역에서, 많은 경우들에서, 데이터는 부가적으로 생성되지 않는다. 즉, 스크린에서, 프레임 보간 처리에 의해 데이터가 부가적으로 생성되는 영역과 데이터가 부가적으로 생성되지 않는 영역이 있다. 예를 들어, 도 2a의 경우에, 도 2c에 도시된 바와 같이, 영역(301)과 영역(303)에서, 보간 전의 제 1 프레임의 데이터와 보간 전의 제 2 프레임의 데이터는 변화하지 않는다. 그러므로, 프레임 데이터에서 보간되더라도 변화는 없으며 데이터는 부가적으로 생성되지 않는다. 보간 전의 제 1 프레임의 데이터 또는 보간 전의 제 2 프레임의 데이터를 사용하는 것에 의해 데이터가 생성된다. 한편, 영역(302)에서, 보간 전의 제 1 프레임의 데이터와 보간 전의 제 2 프레임의 데이터는 변화하고, 원형이 삭제되는 영역과 원형이 생성되는 영역이 있게 된다. 그러므로, 데이터가 부가적으로 생성된다.
이러한 방식으로 프레임 보간 처리를 수행하는 경우에, 스크린 상에, 데이터가 부가적으로 생성되는 영역과 데이터가 부가적으로 생성되지 않는 영역이 있다. 또한, 이러한 영역들은 시간에 따라 변화한다. 예를 들어, 데이터가 생성되는 영역의 예로서, 문자가 티커 등에 표시되고 위아래로 또는 좌우로 움직이는 영역이 주어질 수 있다. 문자, 심볼 등의 경우에서, 잔상들이 생성되고 문자, 심볼 등이 쉽게 보이지 않을 때, 문자, 심볼 등의 타입을 결정하는 것은 불가능하고, 이는 큰 문제이다.
이러한 방식으로 프레임 보간 처리가 수행될 때 스크린의 영역들의 일부들에서만 부가적인 데이터를 생성하는 것은 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 그리고 처리 정확도의 향상과 같은 장점들을 갖는다.
또한, 초-해상도 처리가 스크린의 모든 영역들 상에서가 아니라 스크린의 영역들의 일부들 상에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 스트리밍 방송이 스크린의 일부 상에서 표시되는 경우, 일부 경우들에서 저해상도 이미지가 확대될 수 있는 영역에서만 표시된다. 이러한 경우에, 초-해상도 처리를 스트리밍 방송이 표시되는 영역 상에서만 수행함으로써, 이미지 품질이 향상될 수 있다.
이러한 방식으로 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 초-해상도 처리를 수행하는 경우에, 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 처리 정확도의 향상, 또는 이미지 결점들의 감소와 같은 장점이 있다.
따라서, 스크린에서, 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성되는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 있다. 또한, 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성되지 않고 초-해상도 처리가 수행되지 않는, 제 3 영역이 제공될 수 있다. 또한, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치지 않는 영역이 스크린에 제공될 수 있다. 대안적으로, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치는 영역이 스크린에 제공될 수 있다.
많은 경우들에서, 데이터가 티커와 같은 문자 또는 심볼과 관련되는 영역에서 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성된다. 많은 경우들에서, 초-해상도 처리는 적은 움직임을 갖는 영역에서 수행된다. 그러므로, 스크린에서, 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성되는 제 1 영역이 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역과 겹치지 않는 영역이 제공되는 것이 바람직하다. 이를 위한 이유는 다음과 같다. 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성되는 제 1 영역은 움직이는 영역이므로, 잔상들이 보이지 않도록 하기 위하여 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성된다. 그러나, 이러한 움직이는 영역에서, 초-해상도 처리에 의해 해상도가 보다 높아지는 경우라도, 눈들이 해상도를 인식하게 하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 이러한 움직이는 영역에서, 일부 경우들에서는, 초-해상도 처리가 수행되지 않는다고 말할 수 있다. 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역은 상세한 부분들이 명확하게 보여지는 것이 바람직한 영역이다. 정지 이미지와 같은 정적인 이미지가 표시되는 경우에서, 상세한 부분들은 명확하게 보인다고 말할 수 있다. 위와 같은 상태의 발생가능성이 있기 때문에, 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리 모두가 수행되고, 스크린은 두 처리들 모두의 장점을 가지고 표시될 수 있으며, 프레임 보간 처리를 위해 데이터가 부가적으로 생성되는 제 1 영역이, 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역과 겹치지 않는 영역이 제공될 수 있다. 따라서, 적절한 이미지가 표시될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
이러한 방식으로 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리를 모두 수행하는 것에 의해, 높은 이미지 사진 해상도와 높은 움직이는 이미지 해상도를 갖는 이미지들이 표시될 수 있다.
프레임 보간 처리가 수행된 후 초-해상도 처리가 수행되는 경우에, 프레임 주파수는 프레임 보간 처리를 위해 더 높아진다는 것에 주의한다. 따라서, 초-해상도 처리의 처리 속도는 일부 경우들에서는 충분히 높지 않다. 그러므로, 초-해상도 처리를 위한 복수의 처리 시스템들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1b는 초-해상도 처리를 위해 두 개의 처리 시스템들이 제공되는 경우를 도시한다. 또한, 도 1c는 초-해상도 처리를 위해 세 개의 처리 시스템들이 제공되는 경우를 도시한다. 유사한 방식으로, 임의의 처리 시스템이 제공될 수 있다.
복수의 처리 시스템들이 제공되는 경우에, 처리들은 다양한 방법들에 의해 처리 시스템들로 나누어질 수 있다. 예를 들어, 스크린의 우측 절반을 위한 처리가 제 1 초-해상도 처리 시스템에 의해 수행될 수 있고, 스크린의 좌측 절반을 위한 처리가 제 2 초-해상도 처리 시스템에 의해 수행될 수 있다. 이미지와 관련된 이미지 데이터가 일반적으로 각 행에서 이동되므로, 처리들은 하나의 행에 대한 이미지 데이터를 스크린의 우측 절반과 좌측 절반에 대한 데이터의 두 부분들로 분할하는 것에 의해 제 1 초-해상도 처리 시스템과 제 2 초-해상도 처리 시스템 사이에서 분할될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
대안적으로, 어떠한 프레임(예를 들면, 홀수 번째의 프레임 또는 프레임 보간 처리가 수행되지 않은 프레임)의 처리는 제 1 초-해상도 처리 시스템에 의해 수행될 수 있고, 다른 프레임(예를 들면, 짝수 번째의 프레임 또는 프레임 보간 처리에 의해 생성된 프레임)의 처리는 제 2 초-해상도 처리 시스템에 의해 수행될 수 있다. 그러므로, 초-해상도 처리의 처리 속도가 프레임 주파수보다 낮게 될 때에라도, 처리는 교번적(alternate) 처리들에 의해 정상적으로 완료될 수 있다. 대안적으로, 하나의 처리 시스템의 처리 속도가 낮을 수 있으므로, 전력 소비가 감소될 수 있다.
본 실시형태의 한 예는 초-해상도 처리가 프레임 보간 처리가 수행된 이후에 수행되는 경우로 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 초-해상도 처리는 프레임 보간 처리를 수행하는 동안 수행될 수 있다. 먼저, 이미지 데이터(A)가 이미지 소스로부터 공급된다. 이미지 데이터(A)는 프레임 보간 처리에 의해 생성된 이미지 데이터가 아니라 원래의 이미지 데이터이다. 그러므로, 초-해상도 처리가 즉시 수행될 수 있다. 다음, 이미지 데이터(B)가 이미지 소스로부터 공급된다. 이후, 이미 공급되었던 이미지 데이터(A)와 이미지 데이터(B)를 이용하여 프레임 데이터가 보간된다. 프레임 보간 처리가 이미지 데이터(A)와 이미지 데이터(B)를 이용하여 수행될 때, 이미지 데이터(A)를 이용하여 초-해상도 처리가 수행될 수 있다. 즉, 이미지 데이터(A)는 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리 모두를 위하여 사용된다. 그러므로, 초-해상도 처리 및 프레임 보간 처리가 동시에 수행될 수 있다. 그 후, 이미지 데이터(A)와 이미지 데이터(B)를 사용하는 프레임 보간 처리에 의해 이미지 데이터(C)가 생성된다. 이후, 초-해상도 처리가 이미지 데이터(A)와 이미지 데이터(B)를 사용하는 프레임 보간에 의해 얻어진 이미지 데이터(C) 상에서 수행된다. 이러한 방식으로, 프레임 보간 처리와 초-해상도 처리를 동시에 수행하는 것에 의해, 이미지 데이터(A)를 저장하기 위한 메모리들의 수가 감소될 수 있다. 이미지 데이터(A)가 하나의 메모리에 저장될 때, 초-해상도 처리 및 프레임 보간 처리가 데이터의 판독에 의해 수행될 수 있다. 프레임 데이터가 생성되는 이미지 데이터에 대하여, 프레임 보간 처리가 수행된 후에 초-해상도 처리가 수행된다고 말할 수 있다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 1b에서와 같이, 초-해상도 처리를 위하여 복수의 처리 시스템들이 제공될 수 있으며, 초-해상도 처리 및 프레임 보간 처리는 동시에 수행될 수 있다. 도 5b는 이러한 경우의 예를 도시한다. 예를 들어, 초-해상도 처리가 제 2 초-해상도 처리 시스템을 이용하는 것에 의해 적어도 이미지 데이터(A) 상에서 수행된다. 동시에, 프레임 보간 처리가 적어도 이미지 데이터(A)를 사용하여 수행된다. 즉, 프레임 보간 처리 및 초-해상도 처리가 적어도 이미지 데이터(A)를 이용하여 동시에 수행된다. 이후, 초-해상도 처리가 제 1 초-해상도 처리 시스템을 사용하여 프레임 보간이 수행되는 이미지 데이터 상에서 수행된다. 이러한 방식으로 복수의 초-해상도 처리 시스템들을 제공하는 것에 의해, 처리들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 초-해상도 처리는 제 2 초-해상도 처리 시스템을 사용하는 프레임 보간에 의해 생성되지 않은 프레임 데이터 상에서 빨리 수행될 수 있다. 그러므로, 이미지 데이터가 입력될 때, 표시가 빨리 수행될 수 있다. 따라서, 이러한 처리는 실시간 처리가 요구되는 게임 등의 이미지를 표시하는 경우에 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다.
복수의 처리들이 동시에 수행되는 경우, 처리들은 각 처리의 처리 주기의 일부에서만 동시에 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 다시 말해, 복수의 처리들이 동시에 수행되는 경우에서라도, 복수의 처리들이 동시에 수행되지 않는 동안의 주기가 제공될 수 있다. 대안적으로, 복수의 처리들은 각 처리의 모든 처리 주기에서 동시에 수행될 수 있다.
대안적으로, 처리가 도 5c에서와 같이 수행될 수 있다. 예를 들면, 초-해상도 처리가 적어도 이미지 데이터(A) 상에서 제 1 초-해상도 처리 시스템 또는 제 2 초-해상도 처리 시스템을 이용하는 것에 의해 수행된다. 동시에, 프레임 보간 처리가 적어도 이미지 데이터(A)를 이용하여 수행된다. 즉, 프레임 보간 처리 및 초-해상도 처리가 적어도 이미지 데이터(A)를 이용하여 동시에 수행된다. 결국, 초-해상도 처리는 제 2 초-해상도 처리 시스템 또는 제 1 초-해상도 처리 시스템을 이용하여 프레임 보간이 수행되는 이미지 데이터 상에서 수행된다. 이러한 방식으로 복수의 초-해상도 처리 시스템을 제공하는 것에 의해, 처리들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 초-해상도 처리는 제 1 초-해상도 처리 시스템 또는 제 2 초-해상도 처리 시스템을 이용하는 프레임 보간에 의하여 생성되지 않은 프레임 데이터 상에서 빨리 수행될 수 있다. 그러므로, 이미지 데이터가 입력될 때, 이미지는 빠르게 표시될 수 있다. 따라서, 이러한 처리는 실시간 처리가 요구되는 게임 등의 이미지를 표시하는 경우에 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 1a 내지 도 1c, 도 3a 내지 도 3d, 도 4a 내지 도 4c, 그리고 도 5a 내지 도 5c는 예들로써 처리 흐름들을 도시하며, 도 6a는 처리 흐름들을 구현하기 위한 구조의 예(블럭도)를 도시한다는 것에 주의한다. 예를 들어, 이미지 소스가 회로(101)의 입력 단자로 입력된다. 회로(101)의 출력 단자는 회로(102)의 입력 단자와 접속된다. 예를 들어, 회로(101)는 프레임 보간 처리를 수행하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 회로(102)는 초-해상도 처리를 수행하는 기능을 갖는다. 회로(101) 또는 회로(102)는 데이터를 저장하기 위한 메모리 회로(메모리)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 회로(101) 또는 회로(102)는 계산을 위한 유닛을 포함할 수 있다.
도 6b는 처리 흐름들을 구현하기 위한 구조의 다른 예(블럭도)를 도시한다. 도 6b는 도 1b에 대응한다. 예를 들어, 이미지 소스는 회로(101)의 입력 단자로 입력된다. 회로(101)의 출력 단자는 스위치(103a)를 통하여 회로(102a)의 입력 단자로 접속된다. 또한, 회로(101)의 출력 단자는 스위치(103b)를 통하여 회로(102b)의 입력 단자로 접속된다. 회로(102a)의 출력 단자는 스위치(104a)를 통하여 출력 단자와 접속된다. 또한, 회로(102b)의 출력 단자는 스위치(104b)를 통하여 출력 단자와 접속된다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 스위치(103b)는 회로(102b)의 입력 단자와 회로(101)의 입력 단자 사이에서 접속될 수 있다는 것에 주의한다. 도 6c는 도 5b에 대응한다는 것에 주의한다. 회로(101)는 프레임 보간 처리를 수행하는 기능을 갖는다. 회로(102a)와 회로(102b)는 각각 초-해상도 처리를 수행하는 기능을 갖는다. 회로(101) 또는 회로(102)는 데이터를 저장하기 위한 메모리 회로(메모리)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 회로(101) 또는 회로(102)는 계산을 위한 유닛을 포함할 수 있다. 스위치(103a), 스위치(103b), 스위치(104a), 및/또는 스위치(104b)를 제어하는 것에 의해, 처리들이 동시에 수행될 수 있다.
회로(101), 회로(102), 회로(102a), 및/또는 회로(102b)는 그의 기능을 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어 모두로 구현할 수 있다는 것에 주의한다. 회로(101) 및/또는 회로(102)가 그의 기능을 하드웨어로 구현할 때, 처리 속도는 보다 높아질 수 있고 전력 소비는 감소될 수 있다. 회로(101) 및/또는 회로(102)가 그의 기능을 소프트웨어로 구현할 때, 처리의 내용이 변화될 수 있으며, 다양한 처리들이 적절하게 수행될 수 있다.
대안적으로, 복수의 CPU 코어들을 포함하는 멀티코어 CPU를 사용하고 CPU 코어들에 걸쳐서 처리들을 분산하는 것에 의하여, 복수의 초-해상도 처리들 또는 프레임 보간 처리들이 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 멀티코어 CPU의 사용으로 적은 부품들로 고속 동작이 가능해진다. 이러한 멀티코어 CPU는 SOI를 이용하여 형성된 반도체 장치(또는 트랜지스터)를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. SOI의 사용으로, 저전력 소비 동작이 수행될 수 있고 동작 동안 발열이 억제된다.
처리들의 수가 증가될 때에도, 회로(101), 회로(102), 회로(102a), 또는 회로(102b)와 같은 회로를 증가시키는 것에 의하여 도 6a 내지 도 6c와 유사한 방식으로 회로가 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 회로(101), 회로(102), 회로(102a), 또는 회로(102b)에서 수행된 처리는 초-해상도 처리 또는 프레임 보간 처리에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 다양한 다른 처리들이 수행될 수 있다.
지금까지 설명된 내용들 및/또는 이하에 설명된 내용들에서, 단순 확대 처리 등이 초-해상도 처리 대신 수행될 수 있다는 것에 주의한다.
(실시형태 2)
다음으로, 초-해상도 처리 기술들의 예들이 설명된다. 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 고해상도 이미지가 표시될 수 있다.
먼저, 움직이는 영역이 검출되고, 영역의 속도 데이터가 추출된다. 즉, 주어진 시간의 이미지와 관련하여, 각 화소의 흐름을 도시하는 벡터인 광흐름(optical flow)이 이미지 전과 후의 두 개의 이미지들로부터 계산된다. 이후, 추출된 속도 데이터로부터, 영역에서의 이미지 당 위치 편차의 양이 하나의 화소의 크기보다 작은 정확도로 검출된다. 즉, 계산된 광흐름으로부터, 이미지들 사이의 위치 편차의 양이 계산된다. 이후, 검출된 위치 편차의 양에 따라 화소들 사이의 휘도의 레벨이 이미지 열의 복수의 이미지들로부터 보간된다. 이러한 처리로, 물리적 해상도보다 높은 해상도를 갖는 고해상도 이미지가 생성될 수 있다. 그러므로, 초-해상도 처리 기술은 고해상도 이미지를 복원하기 위한 데이터가 추출되고 모션 벡터 데이터 등에 따라 저해상도 이미지로부터 추출되고 복원되는 것에 의한 기술이라고 말할 수 있다.
유사한 초-해상도 처리 기술에서, 예를 들면, 먼저, 밀접한 상관관계를 갖는 연속적인 프레임들이 이미지들로부터 선택된다. 이후, 이미지들의 모션 벡터가 하나의 화소의 크기에 가까운 정확도로 검출된다. 이후, 각 화소의 움직임이 추적되며, 결핍된 고해상도 화소가 각각의 프레임들 사이에서 추적된 화소에서의 변화와 관련된 데이터로부터 추정된다. 이러한 경우에, 카메라는 가볍게 흔들리기 때문에, 동일한 부분이 사진으로 찍히더라도, 사진이 찍힌 저해상도 부분의 부서짐이 프레임들 사이에서 변화된다. 따라서, 이러한 데이터로, 분실된 화소가 보정될 수 있고 고해상도가 구현될 수 있다. 즉, 이러한 처리 방법은 검색이 시간 방향에서 충분하게 수행되는 것에 의한 초-해상도 기술이라고 말할 수 있다. 이러한 초-해상도 기술의 경우에, 모션 벡터들이 정확하게 인식될 수 있다. 그러므로, 카메라의 해상도로 인하여 사진을 찍는 동안에는 얻어질 수 없는, 프레임들 사이의 결손 화소가 또한 복원될 수 있다.
대안적으로, 다른 초-해상도 처리에서, 복수의 프레임들의 유사성이 발견된다. 이후, 유사성을 갖는 프레임들이 정렬되며, 각 화소에서 시간 변화가 인식된다. 이후, 분실된 고해상도 화소가 예측되고 생성되는 것에 의한 방법이 사용될 수 있다.
대안적으로, 다른 초-해상도 처리에서, 먼저, 연속적인 복수의 이미지들과 관련된 데이터가 분석된다. 이후, 고주파수 부품이 사진의 객체들의 공통 부분들의 보정에 의해 복원된다. 따라서, 고해상도 이미지가 얻어질 수 있다.
대안적으로, 다른 고해상도 처리로서, 재구성 초-해상도 처리 방법(reconstruction super-resolution processing method)이 사용될 수 있다. 재구성 초-해상도 처리 방법에서, 우선, 고해상도 이미지들(초기 고해상도 이미지들)이 원래의 저해상도 이미지들로부터 가정된다. 이후, 카메라의 모델로부터 얻어진 PSF(point spread function)에 따라, 저해상도 이미지들의 모든 화소들의 화소 값들이 가정된 고해상도 이미지들로부터 추정된다. 다시 말해, 가정된 고해상도 이미지들은 독자적인 함수(이미징 모델 함수(an imaging model function))에 의해 하향 변환되고(down-converted), 따라서 원래의 저해상도 이미지들과 동일한 해상도를 갖는 저해상도 이미지들이 생성된다. 이후, 추정된 값과 관찰된 화소 값(관찰된 값) 사이의 차이가 계산된다. 이후, 하향 변환 전의 이미지들에 관하여, 상기 차이가 보다 적은 고해상도 이미지들이 검색된다. 이러한 검색 처리는 수렴될 때까지 반복될 수 있으며, 따라서, 정확성이 보다 높아질 수 있고, 또는 단 한 번만 수행될 수도 있다는 것에 주의한다. 그러므로, 고해상도 이미지들이 얻어질 수 있다.
이미징 모델 함수로서, 예를 들어, 1차원 선형 필터를 이용하는 것에 의해 처리가 2차원적으로(세로 및 가로로) 수행되는 이미징 소자 모델(imaging element model)이 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
이러한 재구성 초-해상도 처리 방법의 경우에, 초기 고해상도 이미지들을 필요로하는 반복적인 계산에 의해서 고해상도 이미지들이 재구성된다. 그러한 경우의 계산 방법으로서, ML(maximum-likelihood) 방법, MAP(maximum a posterior) 방법, POCS(projection on to convex sets) 방법 등이 사용될 수 있다.
ML 방법에서, 가정된 고해상도 이미지의 추정된 화소 값과 실제적으로 관찰되는 화소 값 사이의 제곱 에러가 평가 함수로서 사용된다. ML 방법에서, 평가 함수가 최소화되는 고해상도 이미지가 추정된 이미지로 사용된다.
MAP 방법은 고해상도 이미지의 확률 정보가 제곱 에러에 부가되는 평가 함수가 최소화되는 고해상도 이미지가 추정되는 것에 의한 방법이다. 다시 말해, MAP 방법은 고해상도 이미지와 관련된 예견 데이터를 사용하는 것에 의해 다음 확률을 최대화하기 위하여 최적화 문제로서 고해상도 이미지가 평가되는 것에 의한 초-해상도 처리 방법이다.
POCS 방법은 고해상도 이미지와 저해상도 이미지의 화소 값들의 연립 방정식이 형성되고 순차적으로 풀리는 것에 의한 방법이다.
하나의 프레임은 이미지의 복수의 프레임들을 병합하는 것에 의해 형성된다는 것에 주의한다. 그러므로, 이미지는 화소들의 수에서의 증가에 의하여 보다 높은 해상도를 갖도록 만들어진다. 이러한 경우에, 되돌아온 부품(return component)는 취소되도록, 해상도를 보다 높이기 위한 처리가 수행될 수 있다.
대안적으로, 초-해상도 처리 방법으로서, 반복 방법, 주파수-도메인 방법, 통계적 방법 등이 사용될 수 있다. 반복 방법은 주로: 초기 평가의 제 1 단계, 이미징의 제 2 단계, 그리고 재구성의 제 3 단계의 3개의 단계들을 포함한다.
초-해상도 처리는 전체 스크린 상에서 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 그러나, 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다. 초-해상도 처리는 이미지의 내용에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 초-해상도 처리는 이미지의 윤곽 부분 또는 평평한 부분 상에서는 수행되지 않지만, 초-해상도 처리는 이미지의 텍스처 부분(textual portion) 상에서는 수행될 수 있다. 그러한 경우에, 실시간 스펙트럼 분석이 이미지 상에서 수행된다. 또한, 초-해상도 처리가 고주파수 영역 상에서만 수행될 수 있다. 이미지에 따라 초-해상도 처리가 수행되는지 아닌지 여부를 제어하는 것에 의해, 이미지가 왜곡으로부터 보호될 수 있다.
평평한 부분은 특정 주파수를 갖는 영역들 또는 특정 휘도를 갖는 영역들이 높게 분포되는 부분이라는 것에 주의한다. 따라서, 그 색상 분포가 비교적 완만한 하늘이나, 희미한 배경 등이 평평한 부분에 대응한다. 따라서, 평평한 부분은 그 색상이 이미지에서 주로 점진적으로 표현되는 영역이라고 말할 수 있다.
텍스처 부분은 이미지의 고주파수 부분이라는 것에 주의한다. 이러한 영역은 고주파수를 갖기 때문에, 더욱 상세한 부분이 존재할 가능성이 크다. 따라서, 텍스처 부분에서 초-해상도 처리를 수행함으로써, 해상도의 증가가 매우 효과적이라고 말할 수 있다.
초-해상도 처리를 수행하는 경우에, 이미지의 다양한 영역들의 해상도가 인식되고, 초-해상도 처리는 다른 강도로 각 영역 상에서 수행될 수 있다는 것에 주의한다.
원래 이미지의 해상도가 효율적으로 높다면, 초-해상도 처리는 생략될 수 있다는 것에 주의한다. 원래 이미지의 해상도가 높은지를 결정한 후에, 초-해상도 처리가 수행되는지 여부가 결과에 따라 제어될 수 있다.
다양한 초-해상도 처리 기술들이 상기에 설명되었으나, 본 명세서의 초-해상도 처리 기술은 그들에 제한되지 않는다.
(실시형태 3)
이미지는 초-해상도 처리 또는 프레임 보간 처리 후에 다양한 처리들을 수행함으로써 표시될 수 있다는 것에 주의한다. 그러므로, 임의의 다른 실시형태들에서 설명된 내용이 본 실시형태에 적용될 수 있으며, 조합될 수 있고, 또는 대체될 수 있다.
도 7a는 프레임 보간 처리가 수행되는 이미지 신호를 이용하여 초-해상도 처리가 수행되어 해상도가 향상되고, 이후 윤곽 강조가 수행되는 처리 흐름을 도시한다. 다양한 처리들이 또한 윤곽 강조 후에 수행된다. 이후, 이미지가 표시 될 수 있다. 그러므로, 도 7a의 처리 흐름은 도 1a의 처리 흐름에 윤곽 강조가 부가되는 처리 흐름에 대응한다.
이러한 방식으로 윤곽 강조 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 해상도가 정확하게 향상될 수 있다. 윤곽 강조가 초-해상도 처리 전의 이미지 상에서 수행되지 않기 때문에, 불필요한 처리는 수행되지 않는다. 초-해상도 처리 전에 윤곽 강조가 수행되면, 윤곽 강조에 의해 처리가 이미지 상에서 수행된다. 처리가 수행되는 이러한 이미지가 사용될 때, 초-해상도 처리가 정확하게 수행되지 못할 가능성이 있다. 초-해상도 처리는 고해상도 이미지를 정확하게 생성하기 위하여 새로운 고해상도 이미지를 생성시키기 위한 처리이기 때문에, 윤곽 강조가 수행되지 않는 이미지, 즉, 원래의 이미지와 가까운 이미지 상에서 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 그러므로, 윤곽 강조 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의하여, 초-해상도 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 초-해상도 처리에 의해 생성되는 보다 정확한 고해상도 이미지 상에서 윤곽 강조를 수행하는 것에 의해, 이미지의 객체의 윤곽이 보다 정확하게 얻어질 수 있으며, 따라서 보다 명확한 이미지가 얻어질 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 윤곽 강조가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
유사한 방식으로, 윤곽 강조가 수행되기 전에 프레임 보간 처리를 수행하는 것에 의해, 프레임 보간을 위한 데이터가 정확하게 생성될 수 있다. 보다 정확한 고해상도 이미지 상에서 윤곽 강조를 수행하는 것에 의해, 이미지의 객체의 윤곽이 보다 정확하게 얻어질 수 있고, 따라서 보다 명확한 이미지가 얻어질 수 있다.
윤곽 강조에 대하여, 본 실시형태의 한 예는 상기 예로 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 다른 이미지 처리가 수행될 수 있다. 다른 이미지 처리로서, 예를 들면, 스무딩(smoothing), 왜곡 보정, 에러 처리, 결함 보정, 색상 보정, 감마 보정, 역 감마 보정(inverse gamma correction) 등이 윤곽 강조 대신 또는 그에 부가하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 색상 보정에 의하여, 100% 이하의 NTSC비를 갖는 이미지가 100% 이상의 NTSC비를 갖는 이미지로 변환될 수 있다. 따라서, 높은 색상 불순물(color impurity)을 갖는 이미지가 표시될 수 있다.
윤곽 강조와 같은 복수의 이미지 처리들이 수행되며, 처리들은 연속적으로 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 그러나, 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다. 복수의 처리들은 개별적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 어떠한 이미지 처리가 처리(A) 전에 수행될 수 있으며 다른 이미지 처리가 처리(B) 후에 수행될 수 있다.
유사한 방식으로, 실시형태 1에서 설명된 내용 또는 도면은 윤곽 강조와 같은 다른 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다는 것에 주의한다. 유사한 방식으로, 어떠한 처리에서 설명된 내용 또는 도면은 다른 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 7b는 복수의 처리 시스템들이 초-해상도 처리에 제공되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 도 7b의 처리 흐름은 윤곽 강조가 도 1b의 처리 흐름에 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 유사한 방식으로 윤곽 강조는 다른 처리 흐름에 적용될 수 있다는 것에 주의한다.
처리 흐름의 각 단계 전과 후에서, 다양한 다른 처리들이 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 다양한 다른 처리들의 예들로서, IP 변환 처리, 확대 처리 등이 있다. 또한, 다른 처리가 가능하다.
다음, 윤곽 강조가 수행되는 경우와 유사한 방식으로, 도 7c는 초-해상도 처리 후에 수행된 처리로서 오버드라이브 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 따라서, 유사한 방식으로, 윤곽 강조에서 설명된 내용 또는 도면이 오버드라이브 처리와 같은 다른 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다. 유사한 방식으로, 어떠한 처리에서 설명된 내용 또는 도면이 다른 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다.
오버드라이브 처리는 액정 소자의 응답 속도를 보다 높이기 위한 처리이다. 일반적으로, 각 화소에서 표현되는 계조에 대응하는 신호가 스크린의 각 화소로 공급된다. 그러나, 액정 소자는 낮은 응답 속도를 갖기 때문에, 계조에 대응하는 신호가 공급된다고 하더라도, 계조에 대응하는 표시는 하나의 프레임 주기에서 수행될 수 없다. 몇 프레임 주기들 후에, 계조에 대응하는 표시가 결과적으로 수행된다. 따라서, 액정 소자로의 전압 공급시, 원래의 계조에 대응하는 전압이 아니라 보다 큰 진폭을 갖는 전압이 액정 소자에 공급된다. 따라서, 액정 소자의 투과율은 급격하게 변화된다. 이후, 원래의 계조에 대응하는 전압이 공급된다. 상기 동작을 통하여, 액정 소자의 응답 속도는 보다 높아질 수 있다. 원래의 계조에 대응하는 전압이 공급되기 전에 원래의 계조에 대응하는 전압보다 큰 진폭을 갖는 전압이 액정 소자로 일시적으로 공급되는 것에 의한 구동을 오버드라이브라고 부른다. 또한, 어떠한 전압의 레벨이 원래의 계조에 대응하는 전압보다 큰 진폭을 갖는 전압으로 공급되는지를 결정하기 위한 처리를 오버드라이브 처리라고 부른다.
초-해상도 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의하여, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있으며, 보다 적은 잔상들을 갖는 표시가 수행될 수 있다. 대안적으로, 초-해상도 처리는 새로운 이미지가 생성되는 것에 의한 처리이므로, 이미지가 처리에 의해 변화된다. 그러므로, 각 화소의 계조가 변화된다. 따라서, 초-해상도 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해, 초-해상도 처리에 의해 생성된 변화의 양에 따라 오버드라이브 처리가 변화될 수 있다. 따라서, 초-해상도 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있고, 각 화소의 계조가 최적화될 수 있다. 따라서, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고, 오버드라이브가 정확하게 수행될 수 있다. 또한, 초-해상도 처리에 의해, 고해상도 이미지가 잔상들의 생성 없이 표시될 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 오버드라이브 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
여기서, 오버드라이브의 양은 액정 소자 등에 공급된 전압의 증가에 대응하며, 이는 오버드라이브 처리에 의한 전압의 진폭에서의 증가라는 것에 주의한다.
유사한 방식으로, 프레임 보간 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있으며, 보다 적은 잔상들을 갖는 표시가 수행될 수 있다. 대안적으로, 프레임 보간 처리는 새로운 프레임 데이터를 생성하기 위한 처리이므로, 변화되는 이미지는 처리에 의해 생성된다. 따라서, 각 화소의 계조가 변화된다. 그러므로, 프레임 보간 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해, 프레임 보간 처리에 의해 생성된 변화의 양에 따라 오버드라이브 처리가 변화될 수 있다. 따라서, 프레임 보간 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있으며, 각 화소의 계조가 최적화될 수 있다. 따라서, 응답 속도가 보다 높아질 수 있으며, 오버드라이브가 정확하게 수행될 수 있다. 또한, 프레임 보간 처리에 의해, 보다 적은 잔상들을 갖는 표시가 수행될 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 오버드라이브 처리가 수행되기 전에 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
많은 경우들에서, 스크린의 움직이는 영역 상에서, 오버드라이브 처리가 수행된다는 것에 주의한다. 또한, 스크린의 정적인 영역 상에서, 잔상들이 발생되지 않기 때문에 오버드라이브 처리는 거의 수행되지 않는다. 즉, 스크린에서, 오버드라이브 처리가 수행되는 영역과 오버드라이브 처리가 수행되지 않는 영역이 있다. 또한, 이러한 영역들은 시간에 따라 변화한다. 이러한 방식으로, 스크린의 영역들의 일부들에서만 오버드라이브 처리를 수행하는 경우에, 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 또는 처리 정밀성의 향상과 같은 장점이 있다.
또한, 초-해상도 처리가 스크린의 모든 영역들 상에서가 아니라 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 초-해상도 처리가 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 수행되는 경우에, 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 처리 정밀성의 향상, 또는 이미지 결점들의 감소와 같은 장점이 있다.
처리가 스크린의 영역들의 일부들 상에서 수행되는 경우에, 스크린에서, 오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 있다. 또한, 어떠한 처리들도 수행되지 않는 제 3 영역이 제공될 수 있다. 또한, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치지 않는 영역이 스크린에 제공될 수 있다. 대안적으로, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치는 영역이 스크린에 제공될 수 있다.
따라서, 오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역이 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역과 겹치지 않는 영역이 고려된다. 이러한 경우에, 오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역은 움직이는 영역이므로, 잔상들이 보이지않도록 하기 위하여 오버드라이브 처리가 수행된다. 그러나, 이러한 움직이는 영역에서, 초-해상도 처리에 의해 해상도가 보다 높아지더라도, 눈이 해상도를 인식하도록 하는 것은 어려울 수 있다. 그러므로, 이러한 움직이는 영역에서, 일부 경우들에서는 초-해상도 처리가 수행되지 않는다. 따라서, 그러한 경우에, 일부 경우들에서, 오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 겹치지 않는 영역이 제공된다고 말할 수 있다. 그 경우에 또한, 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역은 그의 상세한 부분들이 명확히 보여지는 것이 바람직한 영역이다. 정지 이미지와 같은 정적인 이미지가 표시되는 경우, 상세한 부분들이 명확하게 보여질 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서, 오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 겹치지 않는 영역이 제공된다고 말할 수 있다.
오버드라이브 처리가 수행되는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 겹치는 영역에서, 응답 속도는 높고, 보다 적은 잔상들을 갖는 이미지가 표시되며, 상세한 부분들이 명확하게 보여질 수 있다. 그러므로, 사실적인 이미지가 표시될 수 있다.
이상에서, 초-해상도 처리 후에 윤곽 강조 또는 오버드라이브 처리가 수행되는 경우가 설명되었으나; 초-해상도 처리 후에 수행된 처리는 이에 제한되지 않는다. 윤곽 강조 또는 오버드라이브 처리를 수행하는 경우와 유사한 방식으로, 백라이트의 로컬 디밍 처리가 초-해상도 처리 후에 수행될 수 있다. 도 7d는 이러한 경우의 처리 흐름을 도시한다. 따라서, 윤곽 강조 또는 오버드라이브 처리에서 설명된 내용 또는 도면이 유사한 방식으로 백라이트의 로컬 디밍 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다. 유사한 방식으로, 백라이트의 로컬 디밍 처리에서 설명된 내용 또는 도면이 다른 처리가 수행되는 경우에 적용될 수 있다.
여기서, 백라이트의 로컬 디밍은 스크린의 각 영역에서 변화된 백라이트의 휘도로 표시가 수행되는 것에 의한 기술이다. 따라서, 이미지에 의존하여, 하나의 스크린의 각 영역에서 백라이트의 휘도가 변화된다. 예를 들어, 스크린에 낮은 계조를 표시하기 위한 영역이 있는 경우에, 영역의 백라이트의 휘도는 보다 낮아진다. 또한, 스크린에 높은 계조를 표시하기 위한 영역이 있는 경우에는 영역의 백라이트의 휘도는 보다 높아진다. 이후, 각 화소의 투과율이 백라이트의 휘도에 따라 결정되어 정확한 이미지가 표시될 수 있다. 그러므로, 스크린에서 낮은 계조를 표시하기 위한 영역에서, 백라이트의 휘도 그 자체는 낮고, 따라서 광 누출의 역 효과들이 감소될 수 있다. 그러므로, 이러한 영역에서 검은 이미지를 표시하는 경우에, 완전하게 검은 이미지로서 이미지가 표시될 수 있다. 또한, 스크린에 높은 계조를 표시하기 위한 영역에서, 백라이트의 휘도 그 자체는 높고, 따라서 충분히 밝은 표시가 수행될 수 있다. 그러므로, 이러한 영역에서 흰 이미지를 표시하는 경우에, 일반적인 흰 이미지를 표시하는 경우보다 휘도가 높아지고, 이미지는 보다 높은 최고 휘도로 표시될 수 있다. 따라서, 큰트라스트가 향상될 수 있으며, 명확한 이미지가 표시될 수 있다. 또한, 로컬 디밍에 의해 백라이트의 휘도 자체가 보다 낮아질 수 있으므로, 전력 소비가 감소될 수 있다. 따라서, 로컬 디밍을 수행하기 위하여, 표시되는 이미지에 의존하여 각 영역에서 백라이트의 휘도를 결정하는 처리와, 백라이트의 휘도에 따라 각 화소의 투과율을 결정하는 처리가 있으며, 이에 따라 표시되는 이미지는 정확하게 표시될 수 있다. 이러한 처리들 또는 이러한 처리들 중 하나를 로컬 디밍 처리라고 부른다. 그러므로, 로컬 디밍 처리에서, 각 영역에서 백라이트의 휘도를 결정하는 처리가 수행된 후에, 각 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 그러므로, 예를 들어, 각 영역에서 백라이트의 휘도를 결정하는 처리 및 각 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하는 처리가 개별적으로 설명되는 경우의 처리 흐름이 도 7e에서와 같이 도시될 수 있다.
이러한 방식으로, 초-해상도 처리가 수행된 후에 로컬 디밍 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 초-해상도 처리가 수행될 때, 데이터의 복원로 인하여 새로운 데이터가 추가된다. 따라서, 일부 경우들에서, 각 화소의 계조는 초-해상도 처리 전과 후에 달라진다. 대안적으로, 초-해상도 처리 전과 후에, 스크린에 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 그러므로, 초-해상도 처리에 의해 이미지 데이터가 복원된 후에 로컬 디밍을 수행하는 것에 의해, 로컬 디밍 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 그러므로, 콘트라스트가 향상될 수 있고 정확한 이미지가 표시될 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 로컬 디밍 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
또한, 로컬 디밍 처리를 수행하는 경우에, 백라이트의 휘도는 낮다. 그러므로, 화소의 투과율이 약간 변화하는 때에라도, 실질적인 표시의 계조는 그다지 많이 변화되지 않는다. 한편, 백라이트의 휘도가 낮은 상태에서, 보다 상세한 계조가 화소의 투과율에서의 변화에 의해 표현될 수 있다. 즉, 표시되는 계조들의 수가 증가될 수 있다. 따라서, 로컬 디밍 처리와 고해상도 처리 모두를 수행함으로써, 상세한 부분들이 인지될 수 있도록 하는 것에 의해 고해상도 이미지가 높은 표현 능력으로 표시될 수 있다. 특히, 계조가 스크린의 낮은 계조의 영역에서 적절히 표현될 수 있으며, 계조가 무너지는 표시가 방지될 수 있다.
스크린에서 계조가 낮은 영역에서, 많은 경우에, 로컬 디밍 처리가 수행된다는 것에 주의한다. 또한, 스크린에서 계조가 높은 영역, 즉, 휘도가 높고 밝은 표시가 수행되는 영역에서, 백라이트의 휘도가 쉽게 낮아지지 않기 때문에 로컬 디밍 처리는 거의 수행되지 않는다. 즉, 스크린에서, 로컬 디밍 처리가 수행되는 영역과 로컬 디밍 처리가 수행되지 않는 영역이 있다. 또한, 이러한 영역들은 시간에 따라 변화한다. 이러한 방식으로 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 로컬 디밍 처리를 수행하는 경우에, 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 또는 처리 정밀성의 향상과 같은 장점이 있다.
또한, 초-해상도 처리가 스크린의 모든 영역들 상에서가 아닌 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 초-해상도 처리를 스크린의 영역들의 일부들 상에서만 수행하는 경우에, 처리 속도의 향상, 전력 소비의 감소, 처리 정밀성의 향상, 또는 이미지 결점들의 감소와 같은 장점이 있다.
스크린에서, 처리가 스크린의 영역들의 일부들 상에서 수행되는 경우에, 로컬 디밍 처리가 수행되고 백라이트의 휘도가 낮아지는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 있다. 또한, 로컬 디밍 처리나 초-해상도 처리가 아무것도 수행되지 않는 제 3 영역이 제공될 수 있다. 또한, 로컬 디밍 처리가 수행되고 백라이트의 휘도가 낮아지는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 겹치지 않는 영역이 스크린에 제공될 수 있다. 대안적으로, 제 1 영역과 제 2 영역이 서로 겹치는 영역이 스크린에 제공될 수 있다.
로컬 디밍 처리가 수행되고 백라이트의 휘도가 낮아지는 제 1 영역과 초-해상도 처리가 수행되는 제 2 영역이 겹치는 영역에서, 콘트라스트는 높고, 이미지는 부드러운 계조 표현으로 표시될 수 있으며, 이미지의 상세한 부분들이 명확하게 보여질 수 있다. 따라서, 사실적인 이미지가 표시될 수 있다.
로컬 디밍을 수행하는 경우에, 스크린이 복수의 영역들로 분할되고, 백라이트가 각 영역에 제공된다는 것에 주의한다. 영역의 길이(또는 폭)나 영역의 피치(pitch)가 초-해상도 처리가 스크린의 영역들의 일부들 상에서 수행되고 보다 높은 해상도 이미지의 영역을 표시하는 표시 장치에 포함된 화소의 길이(또는 폭)나 피치와 비교될 때, 백라이트의 영역의 길이(또는 폭) 또는 영역의 피치는 초-해상도 처리가 스크린의 영역들의 일부들 상에서 수행되고 보다 높은 해상도 이미지의 영역을 표시하는 표시 장치에 포함된 화소의 길이(또는 폭)나 피치보다 긴 것이 바람직하다. 이는 로컬 디밍을 수행하는 경우에 이미지가 각 영역에 제공된 백라이트의 휘도 뿐 아니라 화소의 투과율까지 제어하는 것에 의해 표시되기 때문이다. 그러므로, 초-해상도 처리가 수행되는 이미지를 표시하는 경우에, 백라이트의 영역의 길이(또는 폭) 또는 피치가 길더라도, 각 화소의 피치가 짧을 때 고해상도 이미지가 충분히 명확하게 표시될 수 있다.
스크린은 백라이트의 휘도가 제어되는 복수의 영역들로 분할되는 것이 바람직하지만; 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 전체 스크린의 휘도는 스크린의 복수의 영역들로의 분할 없이 제어될 수 있다.
유사한 방식으로, 프레임 보간 처리가 수행된 후에 로컬 디밍 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 프레임 보간 처리는 새로운 프레임 데이터를 생성하기 위한 처리이기 때문에, 변화되는 이미지가 처리에 의해 생성된다. 그러므로, 각 화소의 계조가 변화된다. 대안적으로, 프레임 보간 처리 전후에, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 그러므로, 프레임 보간 처리에 의해 새로운 프레임 데이터가 생성된 후에 로컬 디밍 처리를 수행하는 것에 의해, 로컬 디밍 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 따라서, 큰트라스트가 향상될 수 있으며 정확한 이미지가 표시될 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 로컬 디밍 처리가 수행되기 전에 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리 전에 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 7a 내지 도 7d의 각각에서, 초-해상도 처리, 프레임 보간 처리, 그리고 다른 처리(예를 들면, 윤곽 강조, 오버드라이브 처리, 또는 백라이트의 로컬 디밍 처리)가 수행되는 경우가 설명된다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 상기 처리들에 부가적으로, 윤곽 강조, 오버드라이브 처리 또는 백라이트의 로컬 디밍 처리와 같은 처리가 수행될 수 있다. 그러므로, 유사한 방식으로, 이상에서 설명된 임의의 내용들 또는 도면들이 다른 처리가 또한 수행되는 경우에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 8a 및 도 8b는 각각 초-해상도 처리, 프레임 보간 처리, 그리고 윤곽 강조에 부가하여 다른 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 즉, 도 8a 및 도 8b 각각에 도시된 처리 흐름들은 도 7a 및 도 1a에 도시된 처리들에 다른 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 8a는 이미지 소스로부터 얻어진 이미지 신호를 이용하여 프레임 보간 처리가 수행되어 프레임 주파수가 더욱 높아지고, 초-해상도 처리가 수행되어 해상도가 향상되며, 윤곽 강조가 수행되고, 이후 오버드라이브 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 따라서, 도 8a의 처리 흐름은 도 7c의 처리 흐름에 윤곽 강조가 부가되는 처리 흐름과 대응한다. 도 8a의 처리 흐름은 도 1a의 처리 흐름에 윤곽 강조와 오버드라이브 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다.
오버드라이브 처리가 수행된 후에 다양한 처리들이 또한 수행된다는 것에 주의한다. 이후, 이미지가 표시될 수 있다.
도 1b, 도 1c, 도 5b, 도 5c, 도 7b 등에서와 같이, 초-해상도 처리가 복수의 처리 시스템들을 사용하여 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 도 9a 및 도 9b는 이러한 경우의 예들을 도시한다.
도 8a, 도 9a, 도 9b 등에서와 같이 윤곽 강조가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 해상도가 정확하게 향상될 수 있다. 초-해상도 처리 전의 이미지 상에서 윤곽 강조가 수행되지 않기 때문에, 불필요한 처리는 수행되지 않는다. 따라서, 초-해상도 처리가 정확하게 수행될 수 있다.
유사한 방식으로, 윤곽 강조가 수행되기 전에 프레임 보간 처리가 수행되기 때문에, 프레임 보간을 위한 데이터가 정확하게 생성될 수 있다. 보다 정확한 고해상도 이미지 상에서 윤곽 강조를 수행하는 것에 의해, 이미지의 객체의 윤곽이 보다 정확하게 얻어질 수 있고, 따라서 보다 명확한 이미지가 얻어질 수 있다.
초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의하여, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있으며, 보다 적은 잔상들을 갖는 표시가 수행될 수 있다. 대안적으로, 프레임 보간 처리에 의해 프레임 주파수가 보다 높아지기 때문에, 프레임 주파수에서의 증가에 따라 오버드라이브 처리가 변화될 수 있다. 대안적으로, 각 화소의 계조가 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리에 의한 이미지의 변화에 따라 변화되고; 따라서, 오버드라이브 처리가 계조에서의 변화의 양에 따라 변화될 수 있다. 그러므로, 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해 오버드라이브의 양이 적절히 제어될 수 있으며, 따라서 각 화소의 계조가 최적화될 수 있다. 그러므로, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고 오버드라이브가 정확하게 수행될 수 있다. 또한, 초-해상도 처리에 의해 고해상도 이미지가 잔상들의 발생 없이 표시될 수 있다. 또한, 윤곽 강조에 의해 경계가 뚜렷한 이미지가 표시될 수 있다. 대안적으로, 프레임 보간 처리에 의해 잔상들이 감소될 수 있으며 움직이는 이미지들이 정확하게 표시될 수 있다. 따라서, 고품질 이미지를 얻기 위하여, 오버드라이브 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 중요하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 8b는 이미지 소스로부터 얻어진 이미지 신호를 이용하여 프레임 보간 처리가 수행되어 프레임 주파수가 더욱 높아지고, 초-해상도 처리가 수행되어 해상도가 향상되며, 윤곽 강조가 수행되고, 이후 로컬 디밍 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 따라서, 도 8b의 처리 흐름은 도 7d의 처리 흐름에 윤곽 강조가 부가되는 처리 흐름과 대응한다.
로컬 디밍 처리가 수행된 후에 다양한 처리들이 또한 수행된다는 것에 주의한다. 이후, 이미지가 표시될 수 있다.
이러한 방식으로 윤곽 강조가 수행되기 전에 초-해상도 처리를 수행하는 것에 의해, 해상도가 정확하게 향상될 수 있다. 초-해상도 처리 전의 이미지 상에서 윤곽 강조가 수행되지 않기 때문에, 불필요한 처리는 수행되지 않는다. 따라서, 초-해상도 처리가 정확하게 수행될 수 있다.
유사한 방식으로, 윤곽 강조가 수행되기 전에 프레임 보간 처리가 수행되기 때문에, 프레임 보간을 위한 데이터가 정확하게 생성될 수 있다. 보다 정확한 고해상도 이미지 상에서 윤곽 강조를 수행하는 것에 의해, 이미지의 객체의 윤곽이 보다 정확하게 얻어질 수 있고, 따라서 보다 명확한 이미지가 얻어질 수 있다.
대안적으로, 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리가 수행된 후에 로컬 디밍 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 초-해상도 처리가 수행될 때, 데이터의 복원로 인해 새로운 데이터가 부가된다. 그러므로, 일부 경우들에서 각 화소의 계조가 초-해상도 처리 전후로 다르다. 대안적으로, 초-해상도 처리 전후로, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 유사한 방식으로, 윤곽 강조에 의하여, 이미지가 처리되어 이미지의 물체의 윤곽이 강조된다. 그러므로, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 유사한 방식으로, 프레임 보간 처리에 의하여, 새로운 프레임과 새로운 이미지가 생성된다. 따라서, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 따라서, 프레임 보간 처리에 의해 새로운 프레임이 생성된 후에 로컬 디밍을 수행하는 것에 의해, 이미지 데이터가 초-해상도 처리로 복원되며, 이미지 처리가 윤곽 강조로 수행되고, 로컬 디밍 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 그러므로, 콘트라스트가 향상될 수 있으며, 정확한 이미지가 표시될 수 있다. 따라서, 고품질의 이미지를 얻기 위하여, 로컬 디밍 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에, 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 그리고 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 8c는 이미지 소스로부터 얻어진 이미지 신호를 이용하여 프레임 보간 처리가 수행되고, 초-해상도 처리가 수행되어 해상도가 향상되며, 로컬 디밍 처리가 수행되고, 이후 오버드라이브 처리가 수행되는 경우의 처리 흐름을 도시한다. 따라서, 도 8c의 처리 흐름은 도 8a의 처리 흐름에 로컬 디밍 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 대안적으로, 도 8c의 처리 흐름은 도 8b의 처리 흐름에 오버드라이브 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 대안적으로, 도 8c의 처리 흐름은 도 1a의 처리 흐름에 오버드라이브 처리와 로컬 디밍 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 대안적으로, 도 8c의 처리 흐름은 도 7c의 처리 흐름에 로컬 디밍 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다. 대안적으로, 도 8c의 처리 흐름은 도 7d의 처리 흐름에 로컬 디밍 처리가 부가되는 처리 흐름에 대응한다.
이러한 방식으로 초-해상도 처리와 프레임 보간 처리가 수행된 후에 로컬 디밍 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 초-해상도 처리가 수행될 때, 데이터의 복원로 인하여 새로운 데이터가 부가된다. 그러므로, 일부 경우들에서 각 화소의 계조는 초-해상도 처리 전후로 다르다. 대안적으로, 초-해상도 처리 전후로, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 유사한 방식으로, 프레임 보간 처리에 의하여 새로운 프레임과 새로운 이미지가 생성된다. 따라서, 스크린에서 화소의 계조가 변화되는 영역이 있다. 따라서, 프레임 보간 처리에 의해 새로운 프레임이 생성된 후에 로컬 디밍을 수행하는 것에 의해, 이미지 데이터가 초-해상도 처리로 복원되며, 로컬 디밍 처리가 정확하게 수행될 수 있다. 따라서, 콘트라스트가 개선될 수 있으며, 정확한 이미지가 표시될 수 있다. 따라서, 고품질의 이미지를 얻기 위하여, 로컬 디밍 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리와 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에 초-해상도 처리와 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 로컬 디밍 처리에서, 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행되기 전에, 초-해상도 처리와 프레임 보간 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
대안적으로, 프레임 보간 처리, 초-해상도 처리, 그리고 로컬 디밍 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의하여, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고, 오버드라이브의 양이 적절하게 제어될 수 있으며, 보다 적은 잔상들을 갖는 표시가 수행될 수 있다. 대안적으로, 각 화소의 계조가 프레임 보간 처리, 초-해상도 처리, 그리고 로컬 디밍 처리에 의한 이미지 또는 백라이트의 휘도의 변화에 따라 변화되고; 따라서, 오버드라이브 처리가 휘도에서의 변화의 양에 따라 변화될 수 있다. 그러므로, 프레임 보간 처리, 초-해상도 처리, 그리고 로컬 디밍 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리를 수행하는 것에 의해서 오버드라이브의 양이 적절히 제어될 수 있으며, 따라서 각 화소의 계조가 최적화될 수 있다. 그러므로, 응답 속도가 보다 높아질 수 있고 오버드라이브가 정확하게 수행될 수 있다. 또한, 초-해상도 처리에 의해 고해상도 이미지가 잔상들의 발생 없이 표시될 수 있다. 또한, 로컬 디밍 처리에 의해 높은 콘트라스트의 이미지가 표시될 수 있다. 대안적으로, 프레임 보간 처리에 의해 잔상들이 감소되며 움직이는 이미지들이 정확하게 표시될 수 있다. 따라서, 고품질의 이미지를 얻기 위하여, 오버드라이브 처리가 수행되기 전에 프레임 보간 처리, 초-해상도 처리, 그리고 로컬 디밍 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
이러한 방식으로 로컬 디밍 처리와 오버드라이브 처리가 모두 수행되는 경우에, 도 8d에 도시된 바와 같이 로컬 디밍 처리가 수행된 후에 오버드라이브 처리가 수행되는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 처리 흐름의 각 단계 전후로, 다양한 다른 처리들이 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 다양한 다른 처리들의 예들로서, 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 프레임 보간 처리, 오버드라이브 처리, 로컬 디밍 처리, IP 변환 처리, 확대 처리 등이 있다. 또한, 다른 처리가 가능하다.
따라서, 도 8b에서 오버드라이브 처리가 수행되는 경우 또는 도 8a에서 로컬 디밍 처리가 수행되는 경우에, 도 8e와 같은 처리 흐름이 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
(실시형태 4)
다음, 처리 흐름의 일부가 변형되는 경우가 설명된다. 그러므로, 임의의 다른 실시형태들에서 설명된 내용이 본 실시형태에 적용될 수 있으며, 조합될 수 있고, 또는 대체될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 각각 도 7e, 도 7d, 도 8b, 도 8c, 도 8e 등의 일부가 변형되는 경우의 예를 도시한다. 먼저, 초-해상도 처리가 수행된다. 동시에, 로컬 디밍 처리에서 백라이트의 휘도를 제어하는 처리가 초-해상도 처리가 수행되지 않은 이미지 데이터를 이용하여 수행된다. 이후, 초-해상도 처리에 의해 해상도가 보다 높아진 데이터와, 백라이트의 각 영역의 결정된 휘도와 관련되고 낮은 해상도를 갖는 데이터를 사용하는 것에 의해, 로컬 디밍 처리에서 각 화소로 공급되는 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행된다.
초-해상도 처리를 수행하는 경우에, 일부 경우들에서, 이미지는 상당하게 변화되지 않는다. 부가적으로, 백라이트의 피치는 화소의 피치보다 매우 크다. 그러므로, 로컬 디밍 처리에서 각 영역의 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 초-해상도 처리 전의 데이터를 사용하는 것에 의해 수행되는 때에라도, 실질적인 문제는 없다.
이러한 처리를 수행하는 것에 의하여, 초-해상도 처리와, 로컬 디밍 처리에서 백라이트의 휘도를 제어하기 위한 처리가 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 총 처리시간이 짧아질 수 있다. 따라서, 실시간 표시가 요구되는 경우에도, 예를 들면, 게임을 표시하는 경우에도, 표시는 지연없이 수행될 수 있다.
예를 들어, 복수의 CPU 코어들을 포함하는 멀티코어 CPU를 사용하고 CPU 코어들에 걸쳐서 처리들을 분산하는 것에 의하여, 초-해상도 처리와 로컬 디밍 처리가 동시에 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 멀티코어 CPU를 사용하여 적은 부품들로 고속 동작이 가능하다. 이러한 멀티코어 CPU는 SOI를 이용하여 형성된 반도체 장치(또는 트랜지스터)를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. SOI의 사용으로, 저전력 소비 동작이 수행될 수 있고 동작 동안 발열이 억제된다.
도 10a에, 윤곽 강조, 오버드라이브 처리, 프레임 보간 처리 등이 부가될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 윤곽 강조가 부가되는 경우의 흐름도가 도 10b에 도시된다. 도 10b는 초-해상도 처리가 수행된 후에 윤곽 강조가 수행되는 경우의 흐름도를 도시한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 11a 및 도 11b는 각각 도 7d, 도 8b, 도 8c, 도 8e 등의 일부가 변형되는 경우의 다른 예를 도시한다. 먼저, 프레임 보간 처리가 수행된다. 동시에, 로컬 디밍 처리에서 백라이트의 휘도를 제어하기 위한 처리가 그의 프레임 주파수가 보다 높아지지 않은 이미지 데이터를 이용하여 수행된다. 다음, 초-해상도 처리가 그의 프레임 주파수가 프레임 보간 처리에 의해 보다 높아진 이미지 데이터를 이용하여 수행된다. 이후, 그의 해상도가 보다 높아진 데이터와, 백라이트의 각 영역의 결정된 휘도와 관련되고 낮은 해상도를 갖는 데이터를 이용하여, 로컬 디밍 처리의 각 화소로 공급된 비디오 신호를 결정하기 위한 처리가 수행된다.
초-해상도 처리와 로컬 디밍 처리에서 백라이트의 휘도를 제어하기 위한 처리는 동시에 수행될 수 있음에 주의한다.
예를 들어, 복수의 CPU 코어들을 포함하는 멀티코어 CPU를 사용하고 CPU 코어들에 걸쳐서 처리들을 분산하는 것에 의하여, 프레임 보간 처리, 초-해상도 처리, 그리고 로컬 디밍 처리가 동시에 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 멀티코어 CPU를 사용하는 것으로 고속 동작이 적은 부품들로 가능하다. 이러한 멀티코어 CPU는 SOI를 이용하여 형성된 반도체 장치(또는 트랜지스터)를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. SOI의 사용으로, 저전력 소비 동작이 수행될 수 있고 동작 동안 발열이 억제된다.
프레임 보간 처리를 수행하는 경우에, 일부 경우들에서, 이미지는 상당하게 변화되지 않는다. 부가적으로, 백라이트의 피치는 화소의 피치보다 매우 크다. 그러므로, 로컬 디밍 처리의 각 영역의 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 프레임 보간 처리 전의 데이터를 사용하는 것에 의해 수행되는 때라도, 실질적인 문제는 없다.
이러한 처리를 수행하는 것에 의하여, 프레임 보간 처리와 로컬 디밍 처리의 백라이트의 휘도를 제어하는 처리가 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 총 처리 시간이 짧아질 수 있다. 따라서, 실시간 표시가 요구되는 경우에라도, 예를 들면, 게임을 표시하는 경우에라도, 표시는 지연없이 수행될 수 있다.
도 11a에서, 윤곽 강조, 오버드라이브 처리 등이 부가될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 도 11b는 윤곽 강조가 또한 수행되는 경우의 예를 도시한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 11a에서, 초-해상도 처리가 복수의 처리 시스템들을 이용하여 처리될 수 있다는 것에 주의한다. 도 12a 및 도 12b는 이러한 경우의 예들을 도시한다. 도 12a는 도 1b의 처리 흐름이 적용되는 처리 흐름에 대응한다. 도 12b는 도 5b의 처리 흐름이 적용되는 처리 흐름에 대응한다. 실시형태 1에서 설명된 내용이 이러한 방식으로 적용될 수 있다. 다른 내용들이 유사한 방식으로 적용될 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서, 조명 장치들의 예들이 설명된다. 조명 장치는 액정 표시 장치의 백라이트, 인테리어 램프 등으로 사용될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 13a 및 도 13b는 점광원(point light source)이 사용되는 경우의 백라이트 또는 조명 장치를 도시한다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 장치(1001)는 복수의 점광원들(1002)을 포함한다. 점광원들(1002)을 일렬로 배치하는 것에 의해, 균일한 면광원(planar light source)이 형성될 수 있다. 액정 표시 장치의 백라이트 또는 액정 표시 장치의 백라이트의 일부로서 장치(1001)가 사용될 수 있다.
부가적으로, 파티션들(1003)이 가로 방향으로 정렬된다. 또한, 파티션들(1004)이 세로 방향으로 정렬된다. 복수의 파티션들(1003) 및 복수의 파티션들(1004)을 정렬하는 것에 의해, 면광원이 복수의 영역들로 분할될 수 있다. 도 10a에서, 면광원은 세로 방향으로 3 개의 영역들로 분할되고 가로 방향으로 9 개의 영역들로 분할된다. 따라서, 파티션들에 의해 광이 다른 영역으로 누출되는 것이 방지된다. 또한, 각 영역에서 점광원(1002)의 휘도를 제어하는 것에 의해, 로컬 디밍(백라이트의 로컬 디밍)이 구현될 수 있다. 특히, 파티션들을 정렬시키는 것에 의해, 광이 다른 영역으로 누출되는 것이 방지될 수 있고, 각 영역의 휘도가 정확하게 제어될 수 있다. 따라서, 각 영역의 액정 소자의 투과율이 용이하게 얻어질 수 있다. 대안적으로, 적은 광 누출 때문에 콘트라스트가 향상될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
대안적으로, 광원들의 일부가 비점등(non-lighting) 상태에 있는 것으로 설정될 수 있으며, 비점등 상태는 스크린에서 라인마다 또는 블록마다 이동될 수 있다. 즉, 스크린의 점광원들은 부분적으로 꺼질 수 있으며, 꺼진 상태의 영역들이 주사될 수 있다. 예를 들어, 점광원들이 가장 위로부터 바닥까지 주사될 수 있다. 이러한 백라이트 스캐닝을 수행함으로써, 잔상들이 감소될 수 있으며, 움직이는 이미지 특성들이 향상될 수 있다.
파티션들로서, 파티션들(1003)과 같이 가로 방향으로 정렬되는 파티션들 만이 정렬될 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 파티션들로서, 파티션들(1004)과 같이 세로 방향으로 정렬되는 파티션들 만이 정렬될 수 있다. 대안적으로, 파티션 자체를 제공하지 않는 것도 가능하다.
파티션(1003) 또는 파티션(1004)의 표면은 미러(mirror) 표면이거나 백색(white) 표면인 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 미러 표면의 경우에, 광이 반사될 수 있으며, 따라서 광이 효율적으로 사용될 수 있다. 그러므로, 전력 소비가 감소될 수 있다. 백색 표면인 경우에, 광은 확산될 수 있다. 그러므로, 영역들 사이의 경계들이 쉽게 보이지 않으며, 따라서 가시성(visibility)이 향상될 수 있다.
파티션(1003) 또는 파티션(1004)의 투과율은 50% 이하인 것이 바람직하며, 30% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 대안적으로, 파티션(1003) 또는 파티션(1004)의 투과율은 1% 이상인 것이 바람직하며, 5% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 투과율이 낮기 때문에, 광 누출이 감소될 수 있고 각 영역의 휘도가 정밀하게 제어될 수 있다. 그러나, 광이 완전히 투과하지 않는 경우에, 영역들 사이의 경계들이 보여질 수 있어, 일부 경우들에서는 가시성이 저하된다. 따라서, 적은 양의 광이 지나갈 때, 영역들 간의 경계들이 쉽게 보이지 않으며, 따라서 가시성이 향상될 수 있다.
파티션(1003) 또는 파티션(1004)은 아크릴, 플라스틱, 폴리카보네이트(polycarbonate), 또는 PET와 같은 유기 재료를 이용하여 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
스페이서(1005)가 제공될 수 있다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 스페이서(1005)를 제공하지 않는 것도 가능하다. 스페이서(1005)는 점광원들(1002), 파티션들(1003), 파티션들(1004) 등의 위에 제공된 시트가 구부러지는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
스페이서(1005)를 제공하는 경우에, 스페이서들(1005)의 수는 너무 많지 않고 작을 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 도 13a에서, 면광원은 세로 방향으로 3 개의 영역들로 분할되고, 가로 방향으로 9 개의 영역들로 분할되어, 총 27 개의 영역들이 제공된다. 스페이서들(1005)이 제공되는 영역들과 스페이서들(1005)이 제공되지 않는 영역들을 제공하는 것이 가능하다. 대안적으로, 스페이서들(1005)의 수는 영역들의 수보다 작을 수 있다. 이러한 방식으로 스페이서들(1005)이 전 영역들에 제공되지 않는 경우에, 제조가 편리해질 수 있고 및/또는 비용이 감소될 수 있다.
스페이서(1005)는 투명 스페이서, 흑색 스페이서, 또는 백색 스페이서인 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 투명 스페이서, 흑색 스페이서, 또는 백색 스페이서로, 스페이서(1005)의 존재 및 비존재에 따라 휘도의 비평탄성 또는 색상의 편차의 발생이 억제될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
스페이서(1005)는 아크릴, 플라스틱, 폴리카보네이트, 또는 PET와 같은 유기 재료를 이용하여 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
예를 들어, 점광원(1002)은 3가지 색상들의 발광 다이오드들 또는 3 가지 색상들의 레이저들을 이용하여 형성된다는 것에 주의한다. 또한, 발광 다이오드들 또는 레이저들은 적색, 청색, 그리고 녹색의 색상들을 가진다. 또한, 예를 들어, 3 가지 색상들의 레이저들을 사용하는 것에 의하여 백색이 표현될 수 있다. 따라서, 색상들은 백색이 표현될 수 있으면 적색, 청색, 그리고 녹색에 제한되지 않는다. 예를 들어, 청록색, 자홍색, 노란색 등(CMYK)이 점광원으로 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 각 색상에서 휘도가 제어될 수 있는 경우에, 로컬 디밍이 보다 정확하게 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 전력 소비가 감소될 수 있거나 콘트라스트가 향상될 수 있다.
각 색상의 발광 다이오드들의 수는 동일한 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 어떠한 색상의 발광 다이오드들의 수 만이 증가될 수 있다. 예를 들어, 녹색 발광 다이오드들의 수는 적색 또는 청색 발광 다이오드들의 수의 두 배가 될 수 있다. 이러한 방식으로 각 색상의 발광 다이오드들의 수를 변화시키는 것에 의해, 색도(chromaticity)가 용이하게 조정될 수 있다. 또한, 각 색상들 사이의 발광 다이오드들의 수명에서의 차이도 억제될 수 있다.
발광 다이오드들의 색상들은 3 가지 색상들에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 예를 들어, 어떠한 색상과 유사한 색상을 갖는 발광 다이오드를 사용하는 것에 의해 색도가 증가될 수 있다. 예를 들어, 녹색과 유사한 색상을 적색, 청색, 그리고 녹색에 부가하는 것에 의해 4 가지 색상들이 사용될 수 있다.
백색 발광 다이오드가 적색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드, 그리고 녹색 발광 다이오드에 부가하여 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 백색 발광 다이오드를 사용하는 것에 의하여, 발광 다이오드들의 수명들이 길어질 수 있다. 대안적으로, 백색 발광 다이오드를 사용하는 것에 의해, 온도로 인한 색상에서의 차이가 억제될 수 있다.
적색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드, 또는 녹색 발광 다이오드와 같이 백색 발광 다이오드와 다른 발광 다이오드를 사용하지 않고 백색 발광 다이오드만을 사용하는 것이 가능하다는 것에 주의한다. 백색 발광 다이오드만을 사용하는 것에 의하여, 색상들이 서로 혼합되지 않는 것이 방지될 수 있다. 대안적으로, 백색 발광 다이오드만을 사용하는 것에 의해, 열화(deterioration)로 인한 색상의 편차가 억제될 수 있다.
가로 방향의 점광원(1002)의 피치(1007)는 세로 방향의 점광원(1002)의 피치(1006)보다 짧은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
영역들의 수에 대하여, 가로 방향의 영역들의 수는 세로 방향의 영역들의 수보다 큰 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 예를 들어, 도 13a에서 세로 방향의 영역들의 수는 3 이고 가로 방향의 영역들의 수는 9 이다.
하나의 스크린의 영역들의 수는 어떠한 색상의 발광 다이오드들의 수보다 작은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 즉, 한 영역의 어떠한 색상에 대하여, 복수의 점광원들이 제공되는 것이 바람직하다. 하나의 영역에 제공된 점광원들로서, 어떠한 색상의 복수의 점광원들의 휘도가 제어되어 동시에 동일한 휘도가 되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 휘도는 하나의 영역의 각 색상에서 제어되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하나의 영역에 3 개의 적색 발광 다이오드들이 제공되는 경우에, 휘도가 올라갈 때 세 개의 발광 다이오드들의 휘도가 올라가고, 휘도가 내려갈 때 세 개의 발광 다이오드들의 휘도가 내려가는 것이 바람직하다. 그러나, 발광 다이오드들의 특성들 등이 변화하기 때문에, 발광 다이오드가 동일한 휘도를 갖도록 하는 것은 어렵다. 따라서, 특성들에서의 편차들을 고려하여 발광 다이오드들이 동일한 휘도로 광을 발광하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 약 30%의 편차를 고려하여 발광 다이오드들이 동일한 휘도로 광을 발광하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 하나의 영역의 복수의 점광원들을 제공하는 것에 의해, 휘도에서의 비평탄성이 억제될 수 있다. 대안적으로, 점광원들의 열화가 억제될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 13b는 도 13a의 단면도의 일부의 예를 도시한다. 확산판(1011)이 장치(1001) 위에 제공된다. 휘도의 비평탄성이 확산판(1011)에 의해 억제된다. 확산판(1011)은 스페이서들(1005)에 의해 지지되어 스크린의 중앙에서도 휘어지지 않는다.
표시 패널(1012)이 확산판(1011) 위에 제공된다. 표시 패널은, 예를 들면, 화소, 구동 회로, 액정 소자, 유리 기판, 박막 트랜지스터, 편광판, 위상차판, 색상 필터, 및/또는 프리즘 시트를 포함한다. 백라이트와 협력하여 표시 패널(1012)을 동작시키는 것에 의해 적절한 표시가 수행될 수 있다.
확산판(1011)은 광을 전송하는 동안 광을 확산시키는 기능을 갖는다는 것에 주의한다. 따라서, 확산판(1011)은 광을 확산시키는 기능을 가지며, 높은 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 그러므로, 확산판(1011)의 투과율은 파티션(1003)의 투과율보다 높은 것이 바람직하다. 확산판(1011)의 투과율이 높을 때, 파티션(1003) 상에서 반사된 광은 확산판(1011)을 통해 투과될 수 있다. 그러므로, 광이 다른 영역으로 누출되는 것이 방지될 수 있고 스크린으로 쉽게 방출될 수 있다. 그러므로, 각 영역의 휘도가 정확하게 제어될 수 있으며, 로컬 디밍이 정확하게 수행될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
파티션(1003)의 높이(1014)는 점광원(1002)의 높이(1013)보다 높은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 점광원(1002)으로부터 방출된 광이 다른 영역으로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 파티션(1003)의 높이(1014)는 점광원(1002)의 높이(1013)보다 높은 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
파티션(1003)과 확산판(1011) 사이의 거리(1015)는 파티션(1003)의 높이(1014)보다 짧은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 거리(1015)가 긴 경우에, 많은 양의 광이 누출된다. 따라서, 거리(1015)는 파티션(1003)의 높이(1014)보다 짧은 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
파티션(1003)과 확산판(1011) 사이의 거리(1015)는 점광원(1002)의 높이(1013)보다 긴 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 거리(1015)가 너무 짧은 경우에, 경계들이 뚜렷하기 때문에 영역들 사이의 경계들이 스크린 상에서 보여질 수 있다. 그러므로, 영역들 사이의 경계들이 스크린 상에서 보이지 않도록 하기 위하여, 일부 광의 누출을 위한 길이가 필요하다. 그러므로, 파티션(1003)의 높이를 점광원(1002)의 높이(1013)보다 높게 만드는 것에 의해, 적절한 양의 광이 누출될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
파티션(1003)의 높이(1014)는 점광원(1002)의 높이와 대체로 동일한 것이 바람직하다는 것에 주의한다. "대체로 동일(substantially the same)"하다는 설명은 두 개의 객체들이 제조 오차, 변화, 또는 약간의 차이를 고려하였을 때 동일한 값들을 갖는 경우를 말한다. 예를 들어, 약 10%의 편차가 포함될 수 있다. 파티션의 높이를 점광원(1002)의 높이와 대체로 같게 만드는 것에 의해, 광 누출량이 일정해질 수 있고, 휘도에서의 비평탄성이 억제될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
도 13a 및 도 13b의 각 영역에 점광원이 제공되었지만, 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 각 영역에 작은 면광원이 제공될 수 있다. 도 14a 내지 도 14d는 면광원이 각 영역에 제공되는 경우의 예를 도시한다. 면광원은 점광원의 경우와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 그러므로, 도 13a 및 도 13b에 설명된 내용(내용의 일부일 수 있다) 또는 도면(도면의 일부일 수 있다)은 도 14a 내지 도 14d에 적용될 수 있다.
도 14a에서, 면광원(1102)이 각 영역에 제공된다. 면광원(1102)은 다양한 구조들로 구현될 수 있다.
도 11a가 파티션(1003)과 파티션(1004)이 제공되지 않는 경우를 도시하고 있으나, 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 파티션들(1003)과 같이 가로 방향에서 정렬되는 파티션들 만이 정렬될 수 있다. 대안적으로, 파티션들(1004)과 같이 세로 방향으로 정렬되는 파티션들 만이 정렬될 수 있다. 대안적으로, 파티션들 모두를 제공하는 것이 가능하다.
스페이서(1005)가 제공될 수 있다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 스페이서(1005)를 제공하지 않는 것이 가능하다. 스페이서(1005)는 면광원들(1102) 위에 제공된 시트 등이 휘어지는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 면광원의 경우에, 영역에서 보이드(void)가 작고, 따라서 스페이서(1005)를 제공하지 않는 것이 가능하다는 것에 주의한다.
가로 방향의 면광원(1102)의 피치는 세로 방향의 면광원(1102)의 피치보다 짧은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
파티션의 높이는 면광원(1102)의 높이보다 높은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 면광원(1102)으로부터 방출된 광이 다른 영역으로 누출되는 것을 방지하기 위하여, 파티션의 높이는 면광원(1102)의 높이보다 높은 것이 바람직하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
또한, 확산판이 면광원(1102) 위에 제공되는 경우에, 파티션과 확산판 사이의 거리는 면광원(1102)의 높이보다 긴 것이 바람직하다. 거리가 너무 짧은 경우에는, 경계들이 선명하기 때문에 영역들 사이의 경계들이 스크린에 보여질 수 있다. 따라서, 영역들 사이의 경계들이 스크린 상에서 보이지 않도록 하기 위하여, 일부 광의 누출을 위한 길이가 필요하다. 따라서, 파티션의 높이를 면광원(1102)의 높이보다 높게 만드는 것에 의하여, 적절한 양의 광이 누출될 수 있다. 본 실시형태의 한 예가 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
다음, 면광원(1102)의 예로서, 도 14b는 도광판과 선광원(또는 점광원들의 그룹)이 제공되어 작은 면광원이 형성되는 경우의 단면도를 도시한다. 도 14b는 세 개의 면광원들의 단면도를 도시한다. 광은 선광원(1103)으로부터 도광판(1104)으로 들어간다. 광은 도광판(1104)에서 완전히, 반복적으로 반사되고 전송된다. 또한, 도광판(1104)의 바닥 표면(1105)이 처리된다. 따라서, 광은 도광판(1104)의 표면으로부터 방출되어 면광원이 구현된다.
예를 들어, 바닥 표면(1105)은 다음과 같이 처리되는데; 비평탄성이 프리즘과 같이 형성되거나, 또는 잉크가 프린트된다. 그의 밀도, 모양 등을 제어하는 것에 의해 균일한 면광원이 구현될 수 있다.
도 14a에서와 같이 면광원이 사용되는 경우에, 확산판(1011)이 면광원 위에 제공될 수 있다. 따라서, 휘도의 비평탄성이 억제될 수 있다. 점광원을 사용하는 경우와 달리, 면광원(1102)을 사용하는 경우에, 휘도는 어느 정도 미리 균일화되었다는 것을 주의한다. 따라서, 확산판(1011)을 제공하지 않는 것이 가능하다.
면광원(1102)의 다른 예로서, 평면 형광관(평면 음극관)이 사용될 수 있다.
대안적으로, 도 14c에 도시된 바와 같이, 형광관(음극관)(1106)이 구부러져 영역에 제공되어 평면 형광관(평면 음극관)과 같이 사용된다. 따라서, 면광원이 구현될 수 있다. 그러한 경우에, 도 14d의 단면도에 도시된 바와 같이, 확산판(1107)을 형광관(음극관)(1106) 주위에, 특히 형광관(음극관)(1106) 위에 제공하는 것에 의해, 면광원을 균일한 면광원에 가깝게 만드는 것이 가능하다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
(실시형태 6)
다음으로, 표시 장치의 다른 구조예와 구동 방법이 설명된다. 본 실시형태에서, 신호 기록에 대한 그의 휘도 응답이 느린(응답 시간이 긴) 표시 소자를 포함하는 표시 장치를 사용하는 경우가 설명된다. 본 실시형태에서, 액정 소자는 긴 응답 시간을 갖는 표시 소자의 예로서 설명된다. 본 실시형태에서, 액정 소자는 긴 응답 시간을 갖는 표시 소자의 예로서 도시된다. 그러나, 본 실시형태의 표시 소자는 이에 제한되지 않으며, 신호 기록에 대한 그의 휘도 응답이 느린 다양한 표시 소자들이 사용될 수 있다.
일반적인 액정 표시 장치에서, 신호 기록에 대한 휘도 응답이 느려서, 이는 때때로 신호 전압이 액정 소자로 계속적으로 인가될 때에도 응답을 완료하는 하나의 프레임 주기 이상을 요한다. 움직이는 이미지들은 이러한 표시 소자에 의해서는 정확하게 표시될 수 없다. 또한, 능동 매트릭스 구동의 경우에, 하나의 액정 소자로 신호를 기록하기 위한 시간은 주사선들의 수에 의하여 신호 기록 사이클(하나의 프레임 주기 또는 하나의 서브프레임 주기)을 분할하는 것에 의해 얻어진 주기(하나의 주사선 선택 주기)일 뿐이며, 많은 경우들에서, 액정 소자는 이러한 짧은 시간에서 응답할 수 없다. 따라서, 액정 소자의 응답의 대부분은 신호 기록이 수행되지 않는 동안의 주기에서 수행된다. 여기서, 액정 소자의 유전 상수가 액정 소자의 투과율에 따라 변화되는데, 신호 기록이 수행되지 않는 동안의 주기에서의 액정 소자의 응답이란 전하가 액정 소자의 외부와 교환되지 않는 상태(정전하 상태)에서 액정 소자의 유전 상수가 변화된다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 전하=(커패시턴스)ㆍ(전압)인 식에서, 커패시턴스는 전하가 일정한 상태에서 변화된다. 따라서, 액정 소자로 인가된 전압이 액정 소자의 응답에 따라 신호 기록의 전압으로부터 변화된다. 따라서, 신호 기록에 대한 그의 휘도 응답이 느린 액정 소자가 능동 매트릭스 구동에 의해 구동되는 경우에, 액정 소자로 인가된 전압은 이론적으로 신호 기록의 전압에 도달될 수 없다.
본 실시형태의 표시 장치에서, 신호 기록의 신호 레벨이 미리 보정되어(보정 신호가 사용된다), 표시 소자는 신호 기록 사이클 내의 원하는 휘도에 도달할 수 있다. 따라서, 상기 문제는 해결될 수 있다. 또한, 액정 소자의 응답 시간이 신호 레벨이 높아짐에 따라 짧아지기 때문에, 액정 소자의 응답 시간은 보정 신호를 기록하는 것에 의해 또한 짧아질 수 있다. 이러한 보정 신호가 부가되는 것에 의한 구동 방법을 오버드라이브라고 부른다. 본 실시형태의 오버드라이브에 의하여, 신호 기록 사이클이 표시 장치로의 이미지 신호 입력을 위한 사이클(입력 이미지 신호 사이클 Tin)보다 짧아질 때에도, 신호 레벨은 신호 기록 사이클에 따라 보정되어, 표시 소자는 신호 기록 사이클 내의 원하는 휘도에 도달할 수 있다. 예를 들어, 신호 기록 사이클이 입력 이미지 신호 사이클 Tin보다 짧은 경우는, 하나의 원래 이미지가 복수의 서브이미지들로 분할되고 복수의 서브이미지들이 하나의 프레임 주기에서 순차적으로 표시되는 경우이다.
다음, 능동 매트릭스 구동에 의해 구동된 표시 장치에서 신호 기록의 신호 레벨을 보정하는 예가 도 15a 및 도 15b를 참조하여 설명된다. 도 15a는 수평 축을 시간으로 하고 수직 축을 신호 기록의 신호 레벨로 하여, 하나의 표시 소자의 신호 기록의 신호 레벨의 휘도에서의 시간 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다. 도 15b는 수평 축을 시간으로 하고 수직 축을 표시 레벨로 하여, 표시 레벨에서의 시간 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다. 표시 소자가 액정 소자일 때, 신호 기록의 신호 레벨은 전압일 수 있고, 표시 레벨은 액정 소자의 투과율일 수 있다는 것에 주의한다. 다음 설명에서, 도 15a의 수직 축은 전압으로 간주되고, 도 15b의 수직 축은 투과율로 간주된다. 본 실시형태의 오버드라이브에서, 신호 레벨은 전압과 다른 것일 수 있다(예를 들어, 듀티비 또는 전류일 수 있다)는 것에 주의한다. 본 실시형태의 오버드라이브에서, 표시 레벨은 투과율과 다른 것일 수 있다(예를 들면, 휘도 또는 전류일 수 있다)는 것에 주의한다. 액정 소자들은 두 개의 모드들로 분류되는데: 전압이 0일 때 흑색이 표시되는 노멀리 블랙 모드(normally black mode)(예를 들면, VA 모드 및 IPS 모드)와, 전압이 0일 때 백색이 표시되는 노멀리 화이트 모드(예를 들면, TN 모드 및 OCB 모드)이다. 도 15b에 도시된 그래프는 두 가지 모드들에 대응한다. 노멀리 블랙 모드에서 그래프의 상단부분에서 투과율이 증가하고, 노멀리 화이트 모드의 그래프의 하단부분에서 투과율이 증가한다. 즉, 본 실시형태의 액정 모드는 노멀리 블랙 모드 또는 노멀리 화이트 모드 중 하나일 수 있다. 신호 기록의 타이밍은 파선들에 의해 시간 축 상에서 표시되고, 신호 기록 후의 주기가 다음 신호 기록이 수행될 때까지 수행된다는 것이 보유 주기 Fi로 표시된다는 것에 주의한다. 본 실시형태에서, i는 정수이며 각 보유 주기를 나타내는 인덱스이다. 도 15a 및 도 15b에서, i는 0 내지 2 이지만; i는 0 내지 2와 다른 정수일 수 있다(i가 0 내지 2인 경우만 도시되었다). 보유 주기(Fi)에서, 이미지 신호에 대응하는 휘도를 구현하기 위한 투과율은 Ti로 표시되고, 정상 상태에서 투과율(Ti)을 제공하기 위한 전압은 Vi로 표시된다. 도 15a에서, 파선(5101)은 오버드라이브가 수행되지 않는 경우에 액정 소자로 인가된 전압에서의 시간 변화를 나타내며, 실선(5102)은 오버드라이브가 본 실시형태에서 수행되는 경우에 액정 소자로 인가된 전압에서의 시간 변화를 나타낸다. 유사한 방식으로, 도 15b에서, 파선(5103)은 오버드라이브가 수행되지 않는 경우에 액정 소자의 투과율에서의 시간 변화를 나타내며, 실선(5104)은 오버드라이브가 본 실시형태에서 수행되는 경우에 액정 소자의 투과율에서의 시간 변화를 나타낸다. 원하는 투과율(Ti)과 보유 주기(Fi)의 종단부에서의 실질적인 투과율 사이의 차이는 에러 αi로 나타내진다는 것에 주의한다.
도 15a에 도시된 그래프에서, 파선(5101)과 실선(5102) 모두 원하는 전압(V0)이 보유 주기(F0)에서 인가되는 경우를 도시하고; 도 15b에 도시된 그래프에서, 파선(5103)과 실선(5104)은 모두 원하는 투과율(T0)이 얻어지는 경우를 나타낸다고 가정한다. 오버드라이빙이 수행되지 않는 경우, 원하는 전압(V1)이 파선(5101)에 의해 보여지는 바와 같이 보유 주기(F1)의 시작부에서 인가된다. 상술된 바와 같이, 신호 기록을 위한 주기는 보유 주기보다 매우 짧으며, 액정 소자는 보유 주기의 대부분에서 정전하 상태에 있다. 따라서, 보유 주기(F1)에서 액정 소자로 인가된 전압은 투과율의 변화에 따라 변화되며, 보유주기(F1)의 종단부에서의 원하는 전압(V1)과는 매우 다르다. 이러한 경우에, 도 15b의 그래프의 파선(5103)은 원하는 투과율(T1)과 매우 다르다. 따라서, 이미지 신호의 정확한 표시가 수행될 수 없으며, 따라서 이미지 품질이 저하된다. 한편, 본 실시형태에서 오버드라이브가 수행되는 경우에, 실선(5102)에 의해 보여지는 바와 같이, 원하는 전압(V1)보다 높은 전압(V1')이 보유 주기(F1)의 시작부에서 액정 소자로 인가된다. 즉, 원하는 전압(V1)으로부터 보정되는 전압(V1')이 보유 주기(F1)의 시작부에서 액정 소자로 인가되어 보유 주기(F1)의 종단부에서 액정 소자로 인가된 전압이 보유 주기(F1)에서 액정 소자에 인가된 전압에서의 점진적인 변화를 예상하고 원하는 전압(V1)에 가까워진다. 따라서, 원하는 전압(V1)이 액정 소자로 정확하게 인가될 수 있다. 이러한 경우에, 도 15b의 그래프에서 실선(5104)에 의해 보여진 바와 같이, 원하는 투과율(T1)은 보유 주기(F1)의 종단부에서 얻어질 수 있다. 다시 말해, 액정 소자는 보유 주기의 대부분에서 정전하 상태에 있다는 사실에도 불구하고, 신호 기록 사이클 내의 액정 소자의 응답이 실현될 수 있다. 이후, 보유 주기(F2)에서, 원하는 전압(V2)이 V1보다 낮아지는 경우가 설명된다. 이러한 경우에 또한, 보유 주기(F1)에서와 같이, 원하는 전압(V2)으로부터 보정되는 전압(V2')이 보유 주기(F2)의 종단부에서 액정 소자로 인가되어, 보유 주기(F2)의 종단부에서 액정 소자로 인가된 전압이 보유 주기(F2)에서 액정소자로 인가된 전압에서의 점진적인 변화를 예상하고, 원하는 전압(V2)에 가까워진다. 따라서, 도 15b의 그래프에서 실선(5104)에 의해 보여진 바와 같이, 원하는 투과율(T2)이 보유 주기(F2)의 종단부에서 얻어질 수 있다. 보유 주기(F1)에서와 같이 Vi가 Vi-1보다 높은 경우에, 보정된 전압(Vi')이 보정되어 원하는 전압(Vi)보다 높아지는 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 또한, 보유 주기(F2)에서와 같이 Vi가 Vi-1보다 낮은 경우에, 보정된 전압(Vi')이 보정되어 원하는 전압(Vi)보다 낮아지는 것이 바람직하다. 미리 액정 소자의 응답 특성들을 측정하는 것에 의해 특정 보정 값이 유도될 수 있다는 것에 주의한다. 장치에서 오버드라이브를 구현하는 방법으로서, 보정식이 수식화되어 논리 회로에 포함되는 것에 의한 방법, 보정값이 룩업 테이블로 메모리에 저장되고 필요할 때 판독되는 것에 의한 방법 등이 사용될 수 있다.
본 실시형태에서, 오버드라이브를 장치에 구현하는데에는 몇몇 제한들이 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 소스 드라이버의 정격 전압의 범위에서 전압 보정이 수행되어야 한다. 즉, 원하는 전압이 원래 높고 이상적인 보정 전압이 소스 드라이버의 정격 전압을 초과하는 경우, 모든 보정이 수행될 수 없다. 이러한 경우의 문제들이 도 15c 및 도 15d를 참조하여 설명된다. 도 15a에서와 같이, 도 15c는 수평 축으로 시간을 수직 축으로 전압을 갖는, 하나의 액정 소자의 전압에서의 시간 변화가 실선(5105)으로 개략적으로 도시되는 그래프이다. 도 15b에서와 같이, 도 15d는 수평 축으로 시간을 수직 축으로 투과율을 갖는, 하나의 액정 소자의 투과율에서의 시간 변화가 실선(5106)으로 개략적으로 도시되는 그래프이다. 다른 참조번호들은 도 15a 및 도 15b의 것과 유사하므로, 그의 설명은 생략된다는 것에 주의한다. 도 15c 및 도 15d는 보유 주기(F1)에서 원하는 투과율(T1)을 구현하기 위한 보정 전압(V1')이 소스 드라이버의 정격 전압을 초과하기 때문에 충분한 보정이 수행될 수 없는 상황을 도시하고 있으므로; V1'=V1이 주어져야 한다. 이러한 경우에, 보유 주기(F1)의 종단부에서의 투과율은 에러(α1)에 의해 원하는 투과율(T1)로부터 벗어나게 된다. 에러(α1)는 원하는 전압이 원래 높을 때에만 증가되며; 따라서, 많은 경우들에서, 에러(α1)의 발생으로 인한 이미지 품질의 저하는 허용가능한 범위 안에 있다는 것에 주의한다. 그러나, 에러(α1)가 증가함에 따라, 전압 보정을 위한 알고리즘에서의 에러가 또한 증가된다. 다시 말해, 전압 보정을 위한 알고리즘에서, 원하는 투과율이 보유 주기의 종단부에서 얻어진다고 가정될 때, 에러(α1)가 증가된다고 하더라도, 에러(α1)가 작다는 것을 근거로 전압 보정이 수행된다. 따라서, 에러는 다음 보유 주기(F2)의 보정에 포함되며; 따라서, 에러(α2)가 또한 증가된다. 또한, 에러(α2)가 증가되는 경우에, 예를 들면, 다음 에러(α3)가 또한 증가되며, 에러는 연쇄 반응 방식으로 증가되고, 이미지 품질의 심각한 열화를 가져온다. 본 실시형태의 오버드라이브에서, 이러한 연쇄 반응 방식으로 에러들이 증가하는 것을 막기 위하여, 보정 전압(Vi')이 보유 주기(F1)에서의 소스 드라이버의 정격 전압을 초과할 때, 보유 주기(Fi)의 종단부에서의 에러(αi)가 추정되고, 에러(αi)의 양을 고려하여 보유 주기(Fi+1)에서의 보정 전압이 조정될 수 있다. 따라서, 에러(αi)가 증가될 때라도 에러(αi+1) 상의 에러(αi)의 효과는 최소화될 수 있고, 연쇄 반응 방식의 에러들의 증가는 방지될 수 있다. 본 실시형태에서, 에러(α2)가 오버드라이브에서 최소화되는 예가 도 15e 및 도 15f를 참조하여 설명된다. 도 15e의 그래프에서, 실선(5107)은 도 15c의 그래프의 보정 전압(V2')이 보정 전압(V2")이 되도록 또한 조정되는 경우의 전압에서의 시간 변화를 나타낸다. 도 15f의 그래프는 도 15e의 그래프에 따라 전압이 보정되는 경우에 투과율에서의 시간 변화를 도시한다. 도 15d의 그래프의 실선(5106)은 과도한 보정이 보정 전압(V2')에 의해 야기된다는 것을 나타낸다. 한편, 도 15f의 그래프에서의 실선(5108)은 에러(α1)를 고려하여 조정되는 보정 전압(V2")에 의해 과도한 보정이 억제되고, 에러(α2)가 최소화되는 것을 나타낸다. 특정 보정 값은 액정 소자의 응답 특성들을 미리 측정하는 것으로부터 유도될 수 있다는 것에 주의한다. 장치에서 오버드라이브를 구현하는 방법으로서, 보정식이 수식화되어 논리 회로에 포함되는 것에 의한 방법, 보정 값이 룩업 테이블로 메모리에 저장되고 필요할 때 판독되는 것에 의한 방법 등이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 방법은 보정 전압(Vi')을 계산하기 위한 부분으로부터 개별적으로 부가될 수 있거나, 보정 전압(Vi')을 계산하기 위한 부분에 포함될 수 있다. 에러(αi-1)를 고려하여 조정되는 보정 전압(Vi")의 보정량(원하는 전압(Vi)과의 차이)은 Vi'의 것보다 작은 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 즉, │Vi'" - Vi│<│Vi' - Vi│ 이 바람직하다.
이상적인 보정 전압이 소스 드라이버의 정격 전압을 초과하기 때문에 유발되는 에러(αi)는 신호 기록 사이클이 짧아짐에 따라 증가된다는 것에 주의한다. 이는 액정 소자의 응답 시간이 신호 기록 사이클이 짧아짐에 따라 짧아져야 할 필요가 있기 때문이며, 따라서, 보다 높은 보정 전압이 필요하다. 또한, 필요한 보정 전압에서의 증가의 결과로서, 보정 전압은 소스 드라이버의 정격 전압을 보다 자주 초과하며, 따라서 큰 에러(αi)가 보다 자주 발생한다. 따라서, 본 실시형태의 오버드라이브는 신호 기록 사이클이 보다 짧아짐에 따라 보다 효율적이 된다고 말할 수 있다. 특히, 본 실시형태의 오버드라이브는 다음 구동 방법들: 예를 들면, 하나의 원래 이미지가 복수의 서브이미지들로 분할되고 복수의 서브이미지들이 순차적으로 하나의 프레임 주기에서 표시되는 것에 의한 구동 방법, 이미지의 움직임이 복수의 이미지들로부터 검출되고 복수의 이미지들의 중간 이미지가 생성되며 복수의 이미지들 사이로 삽입되는 것에 의한 구동 방법(모션 보상 배속 구동이라고도 불림), 그리고 이러한 구동 방법들이 조합되는 구동 방법을 수행하는 경우에서 특히 효율적이다.
소스 드라이버의 정격 전압은 상술된 상한에 추가하여 하한을 갖는다는 것에 주의한다. 하한의 예는 전압 0보다 낮은 전압이 인가될 수 없는 경우이다. 이러한 경우에, 이상적인 보정 전압이 상술된 상한의 경우에서와 같이 인가될 수 없기 때문에, 에러(αi)가 증가된다. 그러나, 그러한 경우에 또한, 보유 주기(Fi)의 종단부에서의 에러(αi)가 추정되며, 보유 주기(Fi+1)에서의 보정 전압이 상기 방법과 유사한 방법으로 에러(αi)의 양을 고려하여 조절될 수 있다. 전압 0보다 낮은 전압(음의 전압)이 소스 드라이버의 정격 전압으로 인가될 수 있는 경우에, 음의 전압은 보정 전압으로서 액정 소자에 인가될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 보유 주기(Fi)의 종단부에서 액정 소자에 인가된 전압은, 정전하 상태로 인한 전위에서의 변화를 예상하여 원하는 전압(Vi)에 가까워지도록 조정될 수 있다.
액정 소자의 열화를 억제하기 위하여, 액정 소자로 인가된 전압의 극성이 주기적으로 반전되는 것에 의한, 소위 반전 구동(inversion driving)이 오버드라이브와 조합하여 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 즉, 본 실시형태에서 오버드라이브는 오버드라이브가 반전 구동과 동시에 수행되는 경우를 포함한다. 예를 들어, 극성을 반전하기 위한 사이클의 길이가 입력 이미지 신호 사이클(Tin)의 것과 같거나 또는 대체로 같은 때, 신호 기록 사이클의 길이가 입력 이미지 신호 사이클(Tin)의 절반인 경우에, 양의 신호의 기록의 두 세트들과 음의 신호의 기록의 두 세트들이 교번적으로 수행된다. 이러한 방법으로, 극성을 반전하기 위한 사이클의 길이는 신호 기록 사이클보다 커져, 화소의 충전과 방전의 빈도가 감소될 수 있다. 따라서, 전력 소비가 감소될 수 있다. 극성을 반전하기 위한 사이클이 너무 길어질 때, 일부 경우들에서, 극성의 차이로 인한 휘도 차이가 플리커(flicker)로 인식되는 결함이 발생하므로; 따라서, 극성을 반전하기 위한 사이클의 길이는 입력 이미지 신호 사이클 (Tin)과 대체로 같거나 또는 그보다 작은 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
(실시형태 7)
다음, 표시 장치의 다른 구조예 및 구동 방법이 설명된다. 본 실시형태에서, 표시 장치의 외부로부터 입력된 이미지(입력 이미지)의 움직임을 보간하기 위한 이미지가 복수의 입력 이미지들에 응답하여 표시 장치 내부에 생성되고, 생성된 이미지(생성 이미지)와 입력된 이미지가 순차적으로 표시되는 방법이 설명된다. 입력 이미지의 움직임을 보간하기 위한 이미지가 생성 이미지일 때, 움직이는 이미지들의 움직임이 부드럽게 될 수 있으며, 홀드 구동(hold driving) 때문에 생기는 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 품질의 저하가 억제될 수 있다. 여기서, 움직이는 이미지의 보간이 이하에 설명된다. 이상적으로, 움직이는 이미지들의 표시는 각 화소의 휘도를 실시간으로 제어하는 것에 의해 구현되지만; 화소들의 실시간 개별 제어는 엄청난 수의 제어 회로들, 배선들을 위한 공간, 그리고 엄청난 양의 입력 이미지 데이터와 같은 문제들을 갖는다. 따라서, 화소들의 개별적인 제어를 구현하는 것은 어렵다. 따라서, 움직이는 이미지들을 표시 장치에 의해 표시하기 위하여, 복수의 정지 이미지들이 순차적으로 어떠한 사이클로 표시되어, 표시가 움직이는 이미지들로 나타나게 된다. 사이클(본 실시형태에서, 입력 이미지 신호 사이클로 불리며 Tin으로 표기된다)은 표준화되며, 예를 들어, NTSC에서는 1/60초이고 PAL에서는 1/50초이다. 이러한 사이클은 임펄스(impulsive) 표시 장치인 CRT에서 움직이는 이미지 표시의 문제점을 유발시키지 않는다. 그러나, 홀드-형 표시 장치에서, 이러한 표준들을 따르는 움직이는 이미지들이 변화없이 표시될 때, 홀드 구동으로 인한 잔상들(홀드 흐림(hold blur)) 등으로 인하여 표시가 흐릿해지는 결함이 발생한다. 홀드 흐림은 사람의 눈들의 트래킹(tracking)으로 인한 무의식적인 움직임 보간과 홀드-형 표시 사이의 불일치에 의해 인식되기 때문에, 홀드 흐림은 입력 이미지 신호 사이클을 종래의 표준들에서보다 짧게 함으로써(제어를 화소들의 실시간 개별 제어에 가깝게 함으로써) 감소될 수 있다. 그러나, 표준이 변화될 필요가 있고 데이터의 양이 증가되기 때문에, 입력 이미지 신호 사이클의 길이를 줄이는 것은 어렵다. 그러나, 입력 이미지의 움직임을 보간하기 위한 이미지가 표준화된 입력 이미지 신호에 응답하여 표시 장치의 내부에서 생성되고, 생성 이미지가 입력 이미지를 보간하는 동안 표시가 수행되어, 표준에서의 변화 또는 데이터 양의 증가 없이 홀드 흐림은 감소될 수 있다. 이미지 신호가 입력 이미지의 움직임을 보간하기 위한 입력 이미지 신호에 응답하여 표시 장치 내에서 생성되는 동작을 움직이는 이미지 보간(moving image interpolation)이라고 부른다.
본 실시형태에서 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법에 의해, 움직임 흐림이 감소될 수 있다. 본 실시형태에서 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법은 이미지 생성 방법과 이미지 표시 방법을 포함한다. 또한, 특정 패턴을 갖는 움직임을 위하여 다른 이미지 생성 방법 및/또는 다른 이미지 표시 방법을 사용하는 것에 의하여, 움직임 흐림이 효율적으로 감소될 수 있다. 도 16a 및 도 16b는 각각 본 실시형태의 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법의 예를 도시하는 대략적인 도면들이다. 도 16a 및 도 16b는 각각 수평 축을 시간으로 하여, 수평 방향의 위치를 이용하는 것에 의해 각 이미지를 처리하는 타이밍을 도시한다. "입력"으로 표시된 부분은 입력 이미지 신호가 입력되는 타이밍을 가리킨다. 여기서, 시간적으로 인접한 두 개의 이미지들로서, 이미지들(5121 및 5122)에 집중한다. 입력 이미지는 사이클(Tin)의 간격으로 입력된다. 일부 경우들에서, 한 사이클(Tin)의 길이는 하나의 프레임 또는 하나의 프레임 주기를 나타낸다는 것에 주의한다. "생성"으로 표시된 부분은 새로운 이미지가 입력 이미지 신호로부터 생성되는 타이밍을 가리킨다. 여기서, 이미지들(5121 및 5122)에 응답하여 생성된 생성 이미지인 이미지(5123)에 집중한다. "표시"로 표시된 부분은 이미지가 표시 장치에 표시되는 타이밍을 가리킨다. 집중된 이미지들과 다른 이미지들은 단지 파선들로 표현되었으며, 집중된 이미지들과 유사한 방식으로 이러한 이미지들을 처리하는 것에 의해, 본 실시형태의 움직이는 이미지들을 보간하는 방법의 예가 구현될 수 있다는 것에 주의한다.
도 16a에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법의 예에서, 시간적으로 인접한 두 개의 입력 이미지들에 응답하여 생성되는 생성 이미지가, 한 이미지가 표시된 후에 다른 이미지가 표시될 때까지의 주기에 표시되어, 움직이는 이미지 보간이 수행될 수 있다. 이러한 경우에서, 표시 이미지의 표시 사이클은 입력 이미지의 입력 사이클의 절반인 것이 바람직하다. 표시 사이클은 이에 제한되지 않으며 다양한 표시 사이클들일 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 표시 사이클의 길이가 입력 사이클의 절반보다 짧은 경우에, 움직이는 이미지들은 보다 부드럽게 표시될 수 있다. 대안적으로, 표시 사이클의 길이가 입력 사이클의 절반보다 긴 경우에, 전력 소비가 감소될 수 있다. 여기서, 이미지는 시간적으로 인접한 두 개의 입력 이미지들에 응답하여 생성되지만; 기본으로 동작하는 입력 이미지들의 수는 2에 제한되지 않고 다른 수들일 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 시간적으로 인접한 3 개의(또는 3 개 이상의) 입력 이미지들에 응답하여 이미지가 생성될 때, 두 개의 입력 이미지들에 응답하여 이미지가 생성되는 경우와 비교하여 보다 높은 정확성을 갖는 생성 이미지가 얻어질 수 있다. 이미지(5121)의 표시 타이밍은 이미지(5122)의 입력 타이밍과 동일하다, 즉, 표시 타이밍은 입력 타이밍보다 한 프레임 후라는 것을 주의한다. 그러나, 본 실시형태에서 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법에서의 표시 타이밍은 이에 제한되지 않으며 다양한 표시 타이밍들일 수 있다. 예를 들어, 표시 타이밍은 입력 타이밍에 대하여 하나 이상의 프레임만큼 지연될 수 있다. 그러므로, 생성 이미지가 지연될 수 있는 이미지(5123)의 표시 타이밍은, 이미지(5123)를 생성하기 위한 충분한 시간을 허용하고, 전력 소비 및 제조 비용에서의 감소를 이끈다. 표시 타이밍이 입력 타이밍에 대하여 긴 시간 지연될 때, 입력 이미지를 유지하는 주기가 길어지고, 입력 이미지를 유지하기 위해 필요한 메모리 용량이 증가된다는 것에 주의한다. 따라서, 표시 타이밍은 입력 타이밍에 대하여 대략적으로 하나 또는 두 개의 프레임들만큼 지연되는 것이 바람직하다.
여기서, 이미지들(5121 및 5122)에 응답하여 생성되는 이미지(5123)의 특정 생성 방법의 예가 설명된다. 움직이는 이미지들을 보간하기 위하여 입력 이미지의 움직임을 검출하는 것이 필요하다. 본 실시형태에서, 블록 매칭 방법이라 불리는 방법이 입력 이미지의 움직임을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 본 실시형태는 이에 제한되지 않으며, 다양한 방법들(예를 들면, 이미지 데이터의 차이를 얻기 위한 방법 또는 푸리에 변환을 이용하는 방법)이 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 블록 매칭 방법에서, 먼저, 하나의 입력 이미지에 대한 이미지 데이터(여기서, 이미지(5121)의 이미지 데이터)가 데이터 기억 수단(예를 들면, 반도체 메모리 또는 RAM과 같은 메모리 회로)에 저장된다. 이후, 다음 프레임의 이미지(여기서, 이미지(5122))가 복수의 영역들로 분할된다. 분할된 영역들은 도 16a에 도시된 바와 같이 동일한 사각형 모양들을 가질 수 있으나; 분할된 영역들은 그들에 제한되지 않으며 다양한 모양들(예를 들면, 모양이나 크기는 이미지들에 따라 변화한다)을 가질 수 있다는 것에 주의한다. 이후, 각 분할된 영역에서, 데이터는 이전 프레임의 이미지 데이터(여기서, 이미지(5121)의 이미지 데이터)와 비교되고, 이는 데이터 기억 수단에 저장되어, 이미지 데이터가 서로 유사한 영역이 검색된다. 도 16a의 예는 데이터가 이미지(5122)의 영역(5124)의 데이터와 유사한 영역에 대하여 이미지(5121)가 검색되고, 영역(5126)이 발견되는 것을 도시한다. 이미지(5121)가 검색될 때 검색 범위는 제한되는 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 도 16a의 예에서, 영역(5124)보다 약 4 배 큰 영역(5125)이 검색 영역으로 설정된다. 검색 영역을 이보다 크게 하는 것에 의해, 고속 움직임을 갖는 움직이는 이미지에서라도 검출 정확도가 증가될 수 있다. 과도하게 넓은 범위에서의 검색은 엄청난 양의 시간을 필요로 하고, 이는 움직임의 검출을 구현하기 어렵게 만든다는 것에 주의한다. 따라서, 영역(5125)은 영역(5124)의 크기보다 약 2 배 내지 6 배 큰 것이 바람직하다. 이후, 검색된 영역(5126)과 이미지(5122)의 영역(5124) 사이의 위치의 변화가 모션 벡터(5127)로서 얻어진다. 모션 벡터(5127)는 한 프레임 주기의 영역(5124)에서 이미지 데이터의 움직임을 나타낸다. 이후, 움직임의 중간 상태를 도시하는 이미지를 생성하기 위하여, 그의 방향에서의 변화없이 모션 벡터의 크기를 변화시킴으로써 얻어진 이미지 생성 벡터(5128)가 생성되고, 이미지(5121)의 영역(5126)에 포함된 이미지 데이터가 이미지 생성 벡터(5128)에 따라 움직여서, 이미지(5123)의 영역(5129)에 이미지 데이터가 생성된다. 이미지(5122)의 전체 영역 상에서 일련의 처리들을 수행하는 것에 의해, 이미지(5123)가 생성된다. 이후, 입력 이미지(5121), 이미지(5123), 그리고 이미지(5122)를 순차적으로 표시하는 것에 의해 움직이는 이미지들이 보간될 수 있다. 이미지에서 객체(5130)의 위치는 이미지들(5121 및 5122) 사이에서 다르다(즉, 객체는 이동된다)는 것에 주의한다. 생성된 이미지(5123)에서, 객체는 이미지들(5121 및 5122) 사이의 중간점에 위치된다. 이러한 이미지들을 표시하는 것에 의해, 움직이는 이미지들의 움직임이 부드럽게 될 수 있고, 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 흐림이 감소될 수 있다.
이미지 생성 벡터(5128)의 크기는 이미지(5123)의 표시 타이밍에 따라 결정될 수 있다는 것에 주의한다. 도 16a의 예에서, 이미지(5123)의 표시 타이밍이 이미지들(5121 및 5122)의 표시 타이밍들 사이의 중간점(1/2)이기 때문에, 이미지 생성 벡터(5128)의 크기는 모션 벡터(5127)의 절반이다. 대안적으로, 예를 들어, 표시 타이밍이 이미지들(5121 및 5122)의 표시 타이밍들 사이의 1/3일 때, 이미지 생성 벡터(5128)의 크기는 1/3이 될 수 있고, 표시 타이밍이 이미지들(5121 및 5122)의 표시 타이밍들 사이의 2/3일 때, 크기는 2/3가 될 수 있다.
이러한 방식으로, 다른 모션 벡터들을 갖는 복수의 영역들을 움직임으로써 새로운 이미지가 생성되는 경우에, 일부 경우들에서, 다른 영역에 대한 종착지인 영역으로 하나의 영역이 이미 이동된 부분, 또는 임의의 영역이 이동되지 않은 부분이 생성된다는 것에 주의한다(즉, 일부 경우들에서 겹침이나 공백이 일어난다). 이러한 부분들에 대하여, 데이터는 보정될 수 있다. 겹친 부분을 보정하기 위한 방법으로서, 예를 들면, 겹친 데이터가 평균화되는 것에 의한 방법; 모션 벡터들 등의 방향에 따라 우선순위의 순서로 데이터가 정렬되고, 높은 우선순위의 데이터가 생성 이미지에서의 데이터로 사용되는 것에 의한 방법; 또는 색상과 밝기 중 하나가 우선순위의 순서로 정렬되고 그의 다른 것이 평균화되는 것에 의한 방법이 사용될 수 있다. 공백 부분을 보정하는 방법으로서, 이미지(5121) 또는 이미지(5122)의 부분의 이미지 데이터가 변경 없이 생성 이미지의 데이터로 사용되는 것에 의한 방법, 이미지(5121) 또는 이미지(5122)의 부분의 이미지 데이터가 평균화되는 것에 의한 방법 등이 사용될 수 있다. 이후, 생성된 이미지(5123)는 이미지 생성 벡터(5128)의 크기에 따라 표시되어, 움직이는 이미지들의 움직임이 부드럽게 될 수 있고, 홀드 구동으로 인한 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 품질에서의 열화가 억제될 수 있다.
본 실시형태의 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법의 다른 예에서, 도 16b에 도시된 바와 같이, 시간적으로 인접한 두 개의 입력 이미지들에 응답하여 생성되는 생성 이미지가, 하나의 이미지가 표시된 후 다른 이미지가 표시될 때까지의 주기에 표시될 때, 각 표시 이미지는 표시될 복수의 서브이미지들로 분할된다. 따라서, 움직이는 이미지들이 보간될 수 있다. 이러한 경우는 짧은 이미지 표시 사이클의 장점들에 부가하여, 어두운 이미지를 일정한 간격들로 표시하는 장점들(표시 방법이 임펄스 표시에 가깝게 될 때 장점들)을 가질 수 있다. 즉, 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지의 흐림이, 이미지 표시 사이클의 길이가 이미지 입력 사이클의 절반과 같아지는 경우와 비교하여, 더욱 감소될 수 있다. 도 16b의 예에서, "입력"과 "생성"은 도 16a의 예의 처리들과 유사할 수 있으며; 따라서, 그의 설명은 생략된다. 도 16b의 예의 "표시"에 대하여, 하나의 입력 이미지 및/또는 하나의 생성 이미지가 표시될 복수의 서브이미지들로 분할될 수 있다. 특히, 도 16b에 도시된 바와 같이, 이미지(5121)는 서브이미지들(5121a 및 5121b)로 분할되고 서브이미지들(5121a 및 5121b)은 순차적으로 표시되어, 이미지(5121)가 표시되는 것으로 사람의 눈들이 인식하도록 하고; 이미지(5123)는 서브이미지들(5123a 및 5123b)로 분할되고 서브이미지들(5123a 및 5123b)은 순차적으로 표시되어, 이미지(5123)가 표시되는 것으로 사람의 눈들이 인식하도록 하며; 그리고, 이미지(5122)는 서브이미지들(5122a 및 5122b)로 분할되고 서브이미지들(5122a 및 5122b)은 순차적으로 표시되어, 이미지(5122)가 표시되는 것으로 사람의 눈들이 인식하도록 한다. 즉, 표시 방법은 임펄스 표시에 가깝게 될 수 있으며, 사람 눈들에 의해 인식된 이미지가 도 16a의 예와 유사하므로, 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 흐림이 더욱 감소될 수 있다. 서브이미지들의 분할의 수는 도 16b에서는 2 이지만; 서브이미지들의 분할의 수는 이에 제한되지 않으며, 다른 숫자들일 수 있다는 것에 주의한다. 서브이미지들은 도 16b에서는 일정한 간격들(1/2)로 표시되지만; 서브이미지들을 표시하는 타이밍은 이에 제한되지 않으며, 다양한 타이밍들일 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 어두운 서브이미지들(5121b, 5122b, 및 5123b)을 표시하는 타이밍이 보다 일찍 만들어진 경우(특히, 1/4 내지 1/2의 타이밍), 표시 방법은 임펄스 표시에 보다 가깝게 될 수 있으며, 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 흐림이 더욱 감소될 수 있다. 대안적으로, 어두운 서브이미지들을 표시하는 타이밍이 지연될 때(특히, 1/2 내지 3/4의 타이밍), 밝은 이미지를 표시하는 주기의 길이가 증가될 수 있어, 표시 효율이 증가될 수 있으며 전력 소비는 감소될 수 있다.
본 실시형태의 움직이는 이미지들을 보간하기 위한 방법의 다른 예는, 이미지에서 움직이는 객체의 모양이 검출되고 움직이는 객체의 모양에 따라 다른 처리가 수행되는 예이다. 도 16c는 도 16b의 예에서와 같은, 움직이는 문자들(또한 스크롤링 텍스트들, 자막들, 캡션들 등으로 불린다)이 표시되는 경우의 표시 타이밍을 도시한다. "입력"과 "생성"이라는 단어들은 도 16b의 것과 유사할 수 있으며, 이들은 도 16c에는 도시되지 않는다는 것에 주의한다. 일부 경우들에서, 홀드 구동에 의한 움직이는 이미지들의 흐림의 양은 움직이는 객체의 특성들에 따라 변화한다. 특히, 많은 경우들에서, 문자들이 움직일 때 흐림이 현저하게 인식된다. 이는 눈들이 문자들을 판독하기 위하여 움직이는 문자들을 따라가기 때문이며, 따라서 홀드 흐림이 쉽게 발생한다. 또한, 많은 경우들에서 문자들이 명확한 외부선들을 가지고 있기 때문에, 홀드 흐림으로 인한 흐림이 또한 일부 경우들에서 강조된다. 즉, 이미지에서 움직이는 객체가 문자인지를 결정하는 것, 그리고 객체가 문자인 경우 특별한 처리를 수행하는 것은 홀드 흐림을 감소시키는데 효율적이다. 특히, 윤곽 검출, 패턴 검출 등이 이미지에서 움직이는 객체 상에서 수행될 때, 그리고 객체가 문자로 결정될 때, 하나의 이미지의 분할에 의해 생성된 서브이미지들 상에서라도 움직임 보정이 수행되어 움직임의 중간 상태가 표시된다. 따라서, 움직임이 부드럽게 될 수 있다. 객체가 문자가 아닌 것으로 결정되는 경우, 도 16b에 도시된 바와 같이 하나의 이미지의 분할에 의해 서브이미지들이 생성될 때, 서브이미지들은 움직이는 객체의 위치에서의 변화없이 표시될 수 있다. 도 16c의 예는 문자들인 것으로 결정된 영역(5131)이 위로 움직이고, 영역(5131)의 위치가 이미지들(5121a 및 5121b) 사이에서 다른 경우를 도시한다. 유사한 방식으로, 영역(5131)의 위치는 이미지들(5123a 및 5123b) 사이에서, 그리고 이미지들(5122a 및 5122b) 사이에서 다르다. 따라서, 홀드 흐림이 특히 쉽게 인식되는 문자들의 움직임이 일반적인 움직임 보상 배속 구동에 의한 것보다 부드럽게 될 수 있고, 잔상들 등으로 인한 움직이는 이미지들의 흐림이 더욱 감소될 수 있다.
(실시형태 8)
본 실시형태에서, 액정 표시 장치에서 사용될 수 있는 화소의 구조들과 동작이 설명된다. 본 실시형태의 액정 소자의 동작 모드로서, TN(twisted nematic) 모드, IPS(in-plane-switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, MVA(multi-domain vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드, ASM(axially symmetric aligned microcell) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, FLC(ferroelectric liquid crystal) 모드, AFLC(anti-ferroelectric liquid crystal) 모드 등이 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
도 17a는 액정 표시 장치에서 사용될 수 있는 화소 구조의 예를 도시한다. 화소(5080)은 트랜지스터(5081), 액정 소자(5082), 그리고 용량 소자(5083)를 포함한다. 트랜지스터(5081)의 게이트는 배선(5085)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(5081)의 제 1 단자는 배선(5084)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(5081)의 제 2 단자는 액정 소자(5082)의 제 1 단자와 전기적으로 접속된다. 액정 소자(5082)의 제 2 단자는 배선(5087)과 전기적으로 접속된다. 용량 소자(5083)의 제 1 단자는 액정 소자(5082)의 제 1 단자와 전기적으로 접속된다. 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 배선(5086)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터의 제 1 단자는 소스 및 드레인 중 하나이며, 트랜지스터의 제 2 단자는 소스 및 드레인 중 다른 하나라는 것에 주의한다. 즉, 트랜지스터의 제 1 단자가 소스일 때, 트랜지스터의 제 2 단자는 드레인이다. 유사한 방식으로, 트랜지스터의 제 1 단자가 드레인일 때, 트랜지스터의 제 2 단자는 소스이다.
배선(5084)은 신호선으로 동작할 수 있다. 신호선은 화소의 외부로부터 입력되는, 신호 전압을 화소(5080)로 전달하기 위한 배선이다. 배선(5085)은 주사선으로 동작할 수 있다. 주사선은 트랜지스터(5081)의 온/오프를 제어하기 위한 배선이다. 배선(5086)은 용량선으로 동작할 수 있다. 용량선은 미리정해진 전압을 용량 소자(5083)의 제 2 단자로 인가하기 위한 배선이다. 트랜지스터(5081)는 스위치로 동작할 수 있다. 용량 소자(5083)는 저장 용량 소자로 동작할 수 있다. 저장 용량 소자는 스위치가 오프일 때에도 신호 전압이 액정 소자(5082)로 지속적으로 인가되는 용량 소자가다. 배선(5087)은 대향 전극으로 동작할 수 있다. 대향 전극은 미리정해진 전압을 액정 소자(5082)의 제 2 단자로 인가하기 위한 배선이다. 각 배선의 기능은 이에 제한되지 않으며, 각 배선은 다양한 기능들을 가질 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 용량선으로 인가된 전압을 변화시키는 것에 의하여, 액정 소자로 인가된 전압이 조정될 수 있다. 트랜지스터(5081)가 스위치로 동작하는 한, 트랜지스터(5081)는 p-채널 트랜지스터 또는 n-채널 트랜지스터일 수 있음이 용인될 수 있다는 것에 주의한다.
도 17b는 액정 표시 장치에서 사용될 수 있는 화소 구조의 예를 도시한다. 도 17b에 도시된 화소 구조의 예는 배선(5087)이 생략되고 액정 소자(5082)의 제 2 단자 및 용량 소자(5083)의 제 2 단자가 전기적으로 서로 접속되어있다는 것을 제외하면 도 17a와 동일하다. 도 17b에 도시된 화소 구조의 예는 수평 전계 모드(IPS 모드 및 FFS 모드를 포함하는) 액정 소자를 사용하는 경우에 특히 사용될 수 있다. 이는 수평 전계 모드 액정 소자에서, 액정 소자(5082)의 제 2 단자와 용량 소자(5083)의 제 2 단자가 동일한 기판 위에 형성될 수 있어, 액정 소자(5082)의 제 2 단자와 용량 소자(5083)의 제 2 단자를 서로 전기적으로 접속하는 것이 용이하기 때문이다. 도 17b에 도시된 바와 같은 화소 구조로, 배선(5087)이 생략될 수 있으며, 따라서 제조 공정이 간단해지고 제조 비용이 감소될 수 있다.
도 17a 또는 도 17b에 도시된 복수의 화소 구조들이 매트릭스로 배열될 수 있다. 따라서, 액정 표시 장치의 표시부가 형성되고, 다양한 이미지들이 표시될 수 있다. 도 17c는 도 17a에서 도시된 복수의 화소 구조들이 매트릭스로 배열되는 경우의 회로 구조를 도시한다. 도 17c는 표시부에 포함된 복수의 화소들 중 4 개의 화소들을 도시하는 회로도이다. i번째 열 j번째 행(i 및 j는 자연수)으로 배열된 화소는 화소 5080_i,j로 표현되며, 배선(5084_i), 배선(5085_j), 그리고 배선(5086_j)은 화소(5080_i,j)과 전기적으로 접속된다. 유사한 방식으로, 배선(5084_i+1), 배선(5085_j), 그리고 배선(5086_j)은 화소(5080_i+1,j)과 전기적으로 접속된다. 유사한 방식으로, 배선(5084_i), 배선(5085_j+1), 그리고 배선(5086_j+1)은 화소(5080_i,j+1)과 전기적으로 접속된다. 유사한 방식으로, 배선(5084_i+1), 배선(5085_j+1), 그리고 배선(5086_j+1)은 화소(5080_i+1,j+1)과 전기적으로 접속된다. 각 배선은 동일한 행 또는 동일한 열에서 복수의 화소들에 공통으로 이용될 수 있다는 것에 주의한다. 도 17c에 도시된 화소 구조에서, 배선(5087)은 대향 전극이고, 이는 모든 화소들에 의해 공통으로 사용되며; 따라서, 배선(5087)은 자연수 i 또는 j에 의해 지시되지 않는다. 도 17b의 화소 구조가 또한 본 실시형태의 한 예에서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 배선(5087)은 배선(5087)이 제공되는 구조에서라도 필수적이지 않고, 다른 배선이 배선(5087)으로 동작할 때 생략될 수 있다는 것에 주의한다.
도 17c의 화소 구조는 다양한 방법들에 의해 구동될 수 있다. 특히, 화소들이 AC 드라이브라고 불리는 방법에 의해 구동될 때, 액정 소자의 열화(번인(burn-in))가 억제될 수 있다. 도 17d는 AC 드라이브의 일종인 도트 반전 구동(dot inversion driving)이 수행되는 경우에 도 17c의 화소 구조에서 각 배선으로 인가된 전압의 타이밍도이다. 도트 반전 구동에 의해, AC 드라이브가 수행될 때 보이는 플리커들이 억제될 수 있다.
도 17c의 화소 구조에서, 배선(5085_j)에 전기적으로 접속된 화소의 스위치는 한 프레임 주기의 j번째 게이트 선택 주기에서 선택되고(온 상태), 다른 주기들에서는 선택되지 않는다(오프 상태). 이후, j번째 게이트 선택 주기 후에 (j+1)번째 게이트 선택 주기가 제공된다. 이러한 방식으로 순차적인 주사를 수행함으로써, 모든 화소들이 순차적으로 한 프레임 주기에서 선택된다. 도 17d의 타이밍도에서, 화소의 스위치는 전압의 레벨이 높을 때 선택되고, 스위치는 전압의 레벨이 낮을 때 선택되지 않는다. 이는 각 화소의 트랜지스터가 n-채널 트랜지스터인 경우라는 것에 주의한다. p-채널 트랜지스터를 이용하는 경우에서, 전압과 선택 상태 사이의 관계는 n-채널 트랜지스터를 사용하는 경우와 반대이다.
도 17d에 도시된 타이밍도에서, k번째 프레임(k는 자연수)의 j번째 게이트 선택 주기에서, 양의 신호 전압이 신호선으로 사용된 배선(5084_i)으로 인가되고, 음의 신호 전압이 배선(5084_i+1)으로 인가된다. 이후, k번째 프레임의 (j+1)번째 게이트 선택 주기에서, 음의 신호 전압이 배선(5084_i)으로 인가되고, 양의 신호 전압이 배선(5084_i+1)으로 인가된다. 이후, 매 게이트 선택 주기마다 극성들이 반전되는 신호들이 교번적으로 신호선으로 공급된다. 따라서, k번째 프레임에서, 양의 신호 전압이 화소들(5080_i,j와 5080_i+1,j+1)로 인가되고, 음의 신호 전압이 화소들(5080_i+1,j와 5080_i,j+1)로 인가된다. 이후, (k+1)번째 프레임에서, k번째 프레임에서 기록된 신호 전압과 반대인 극성을 갖는 신호 전압이 각 화소에 기록된다. 따라서, (k+1)번째 프레임에서, 양의 신호 전압이 화소들(5080_i+1,j와 5080_i,j+1)로 인가되고, 음의 신호 전압이 화소들(5080_i,j와 5080_i+1,j+1)로 인가된다. 이러한 방식으로, 도트 반전 구동은 인접한 화소들 사이에서 다른 신호 전압이 동일한 프레임으로 인가되고, 화소에 대한 전압 신호의 극성이 매 하나의 프레임마다 반전되는 것에 의한 구동 방법이다. 도트 반전 구동에 의해서, 액정 소자의 열화가 억제되는 동안, 표시되는 전체적인 이미지 또는 이미지의 일부가 균일할 때 보여지는 플리커들이 억제될 수 있다. 배선들(5086_j와 5086_j+1)을 포함하는 모든 배선들(5086)에 인가된 전압은 일정한 전압일 수 있다는 것에 주의한다. 배선들(5084)에 대한 신호 전압의 극성만이 타이밍도에 도시되었지만, 신호 전압은 도시된 극성에서 대체로 다양한 레벨들을 가질 수 있다는 것에 주의한다. 여기서, 극성이 점마다(화소마다) 반전되는 경우가 설명되었지만; 본 실시형태는 이에 제한되지 않으며, 극성은 복수의 화소들마다 반전될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 기록될 신호 전압의 극성은 두 개의 게이트 선택 주기들마다 반전되어, 기록 신호 전압에서 소비 전력이 감소될 수 있다. 대안적으로, 극성은 열(소스선 반전) 또는 행(게이트선 반전)마다 반전될 수 있다.
일정한 전압이 한 프레임 주기에서 화소(5080)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자에 인가될 수 있다는 것에 주의한다. 여기서, 주사선으로 사용된 배선(5085)에 인가된 전압의 레벨은 한 프레임 주기의 대부분에서 로우이기 때문에, 이는 대체로 일정한 전압이 배선(5085)에 인가된다는 것을 의미하고; 따라서, 화소(5080)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자가 배선(5085)에 접속될 수 있다. 도 17e는 액정 표시 장치에서 사용될 수 있는 화소 구조의 예를 도시한다. 도 17c의 화소 구조와 비교하여, 도 17e의 화소 구조의 특징은 배선(5086)이 생략되고 화소(5080)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자와 이전 행의 배선(5085)이 서로 전기적으로 접속된다는데 있다. 특히, 도 17e에 도시된 범주에서, 화소들(5080_i,j+1과 5080_i+1,j+1)의 용량 소자들(5083)의 제 2 단자들은 배선(5085_j)에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, 화소(5080)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자와 이전 행의 배선(5085)을 서로 전기적으로 접속하는 것에 의해서, 배선(5086)이 생략될 수 있고, 따라서 화소의 개구율이 증가될 수 있다. 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 이전 행 대신 다른 행의 배선(5085)에 접속될 수 있다는 것에 주의한다. 도 17e의 화소 구조는 도 17c의 화소 구조와 유사한 구동 방법에 의해 구동될 수 있다는 것에 주의한다.
신호선으로 사용된 배선(5084)으로 인가된 전압은 용량 소자(5083)와 용량 소자(5083)의 제 2 단자에 전기적으로 접속된 배선을 사용하는 것에 의해 낮아질 수 있다는 것에 주의한다. 이러한 경우의 화소 구조와 구동 방법이 도 17f 및 도 17g를 참조하여 설명된다. 도 17a의 화소 구조와 비교하여, 도 17f의 화소 구조의 특징은 두 개의 배선들(5086)이 화소 열마다 제공되고, 인접한 화소들에서 하나의 배선이 용량 소자들(5083)의 모든 다른 제 2 단자에 전기적으로 접속되며, 다른 배선이 용량 소자들(5083)의 남아있는 모든 다른 제 2 단자에 전기적으로 접속된다는데 있다. 두 개의 배선들(5086)은 배선(5086-1) 및 배선(5086-2)으로 불림에 주의한다. 특히, 도 17f에 도시된 범주에서, 화소(5080_i,j)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 배선(5086-1_j)과 전기적으로 접속되고; 화소(5080_i+1,j)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 배선(5086-2_j)과 전기적으로 접속되고; 화소(5080_i,j+1)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 배선(5086-2_j+1)과 전기적으로 접속되고; 화소(5080_i+1,j+1)의 용량 소자(5083)의 제 2 단자는 배선(5086-1_j+1)과 전기적으로 접속된다.
예를 들어, 도 17g에 도시된 바와 같이, 양의 신호 전압이 k번째 프레임의 화소(5080_i,j)에 기록될 때, 배선(5086-1_j)은 로우 레벨이 되고, j번째 게이트 선택 주기 이후에 하이 레벨로 변화된다. 이후, 배선(5086-1_j)은 한 프레임 주기동안 하이 레벨에서 유지되고, 음의 신호 전압이 (k+1)번째 프레임의 j번째 게이트 선택 주기에서 기록된 후에, 배선(5086-1_j)이 하이 레벨로 변화된다. 이러한 방식으로, 용량 소자(5083)의 제 2 단자에 전기적으로 접속되는 배선의 전압이, 양의 신호 전압이 화소에 기록된 후에, 양의 방향으로 변화되어, 액정 소자로 인가된 전압이 미리정해진 레벨에 의해 양의 방향으로 변화될 수 있다. 즉, 화소에 기록된 신호 전압은 미리정해진 레벨에 의해 낮아질 수 있어, 신호 기록에서 소비 전력이 감소될 수 있다. 음의 신호 전압이 j번째 게이트 선택 주기에서 기록될 때, 용량 소자(5083)의 제 2 단자에 전기적으로 접속되는 배선의 전압이, 음의 신호 전압이 화소에 기록된 후에, 음의 방향으로 변화된다는 것에 주의한다. 따라서, 액정 소자로 인가된 전압이 미리정해진 레벨에 의하여 음의 방향으로 변화될 수 있으며, 화소에 기록된 신호 전압이 양의 극성의 경우에서와 같이 감소될 수 있다. 다시 말하면, 용량 소자(5083)의 제 2 단자에 전기적으로 접속되는 배선에 대해서와 같이, 동일한 프레임의 동일한 행에서 음의 신호 전압이 인가되는 화소과, 양의 신호 전압이 인가되는 화소에 대하여, 다른 배선들이 이용되는 것이 바람직하다. 도 17f는 배선(5086-1)이 양의 신호 전압이 k번째 프레임에서 인가되는 화소에 전기적으로 접속되고, 배선(5086-2)이 음의 신호 전압이 k번째 프레임에서 인가되는 화소에 전기적으로 접속되는 예를 도시한다. 이는 단지 예일 뿐이며, 예를 들어, 양의 신호 전압이 기록되는 화소들 및 음의 신호 전압이 기록되는 화소들이 모든 두 개의 화소들마다 나타나는 것에 의한 구동 방법을 사용하는 경우에, 배선들(5086-1과 5086-2)과의 전기적 접속들을 모든 두 개의 화소들마다 교번적으로 수행하는 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 또한, 동일한 극성의 신호 전압이 한 행의 모든 화소들에 기록되는 경우에(게이트선 반전), 하나의 배선(5086)이 행마다 제공될 수 있다. 다시 말하면, 도 17c의 화소 구조에서, 도 17f 및 도 17g를 참조하여 설명된 바와 같이 화소에 기록된 신호 전압이 낮아지는 것에 의한 구동 방법이 사용될 수 있다.
다음, 특히 액정 소자의 모드가 MVA 모드와 PVA 모드에 의해 대표되는 수직 배향(VA) 모드인 경우에 사용되는 것이 바람직한 화소 구조 및 구동 방법이다. VA 모드는 제조시 러빙 단계(rubbing step)가 없고, 블랙 표시 시간에 광의 누출이 적으며, 구동 전압이 낮다는 것과 같은 장점들을 갖지만, 스크린이 경사진 각도로부터 보여질 때 이미지 품질이 저하된다(시야각이 좁아진다)는 문제가 있다. VA 모드에서 시야각을 넓게 하기 위하여, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이 하나의 화소가 복수의 서브화소들을 포함하는 화소 구조가 효율적이다. 도 18a 및 도 18b에 도시된 화소 구조들은 화소(5080)가 두 개의 서브화소들(서브화소(5080-1)와 서브화소(5080-2))을 포함하는 경우의 예들이다. 한 화소의 서브화소들의 수는 둘에 제한되지 않으며, 다른 숫자들일 수 있다는 것에 주의한다. 시야각은 서브화소들의 수가 커짐에 따라 더욱 넓어질 수 있다. 복수의 서브화소들이 동일한 회로 구조를 가질 수 있다. 여기서, 모든 서브화소들은 도 17a에 도시된 회로 구조를 가진다. 제 1 서브화소(5080-1)는 트랜지스터(5081-1), 액정 소자(5082-1), 그리고 용량 소자(5083-1)를 포함한다. 각 소자의 접속 관계는 도 17a의 회로 구조와 동일하다. 유사한 방식으로, 제 2 서브화소(5080-2)는 트랜지스터(5081-2), 액정 소자(5082-2), 그리고 용량 소자(5083-2)를 포함한다. 각 소자들의 접속 관계는 도 17a의 회로 구조와 동일하다.
도 18a의 화소 구조는 하나의 화소에 포함된 두 개의 서브화소들에 대하여, 주사선들로 사용된 두 개의 배선들(5085)(배선(5085-1)과 배선(5085-2)), 신호선으로 사용된 하나의 배선(5084), 그리고 용량선으로 사용된 하나의 배선(5086)을 포함한다. 이러한 방식으로 신호선과 용량선이 두 개의 서브화소들 사이에서 공유될 때, 개구율이 향상될 수 있다. 또한, 신호선 구동 회로가 단순화될 수 있기 때문에, 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 액정 패널과 구동 회로 IC 사이의 접속들의 수가 감소될 수 있기 때문에, 수율이 향상될 수 있다. 도 18b의 화소 구조는 하나의 화소에 포함된 두 개의 서브화소들에 대하여, 주사선으로 사용된 하나의 배선(5085), 신호선들로 사용된 두 개의 배선들(5084)(배선(5084-1) 및 배선(5084-2)), 그리고 용량선으로 사용된 하나의 배선(5086)을 포함한다. 이러한 방식으로 주사선과 용량선이 두 개의 서브화소들 사이에서 공유될 때, 개구율이 향상될 수 있다. 또한, 주사선들의 총 수가 감소될 수 있기 때문에, 각 게이트선 선택 주기의 길이가 고선명도 액정 패널에서라도 충분히 증가될 수 있으며, 적절한 신호 전압이 각 화소로 기록될 수 있다.
도 18c 및 도 18d는 도 18b의 화소 구조의 액정 소자가 화소 전극의 모양으로 대체되는 예를 도시하며, 각 소자의 전기적 접속이 개략적으로 도시된다. 도 18c 및 도 18d에서, 전극(5088-1)은 제 1 화소 전극에 대응하고, 전극(5088-2)은 제 2 화소 전극에 대응한다. 도 18c에서, 제 1 화소 전극(5088-1)은 도 18b의 액정 소자(5082-1)의 제 1 단자에 대응하고, 제 2 화소 전극(5088-2)은 도 18b의 액정 소자(5082-2)의 제 1 단자에 대응한다. 즉, 제 1 화소 전극(5088-1)은 트랜지스터(5081-1)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속되고, 제 2 화소 전극(5088-2)은 트랜지스터(5081-2)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속된다. 한편, 도 18d에서, 화소 전극과 트랜지스터 사이의 접속 관계는 도 18c와 반대이다. 즉, 제 1 화소 전극(5088-1)은 트랜지스터(5081-2)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속되고, 제 2 화소 전극(5088-2)은 트랜지스터(5081-1)의 소스 및 드레인 중 하나와 전기적으로 접속된다.
도 18c 및 도 18d에 도시된 바와 같이 복수의 화소 구조들을 매트릭스로 교번적으로 배열하는 것에 의하여, 특별한 유익한 효과들이 얻어질 수 있다. 도 18e 및 도 18f는 화소 구조와 그의 구동 방법의 예들을 도시한다. 도 18e의 화소 구조에서, 화소들(5080_i,j와 5080_i+1,j+1)에 대응하는 부분은 도 18c에 도시된 구조를 갖고, 화소들(5080_i+1,j와 5080_i,j+1)에 대응하는 부분은 도 18d에 도시된 구조를 갖는다. 이러한 구조에서, 도 18f에 도시된 타이밍도와 같은 구동을 수행하는 것에 의하여, k번째 프레임의 j번째 게이트 선택 주기에서, 양의 신호 전압이 화소(5080_i,j)의 제 1 화소 전극과 화소(5080_i+1,j)의 제 2 화소 전극으로 기록되고, 음의 신호 전압이 화소(5080_i,j)의 제 2 화소 전극과 화소(5080_i+1,j)의 제 1 화소 전극으로 기록된다. k번째 프레임의 (j+1)번째 게이트 선택 주기에서, 양의 신호 전압이 화소(5080_i,j+1)의 제 2 화소 전극과 화소(5080_i+1,j+1)의 제 1 화소 전극으로 기록되고, 음의 신호 전압이 화소(5080_i,j+1)의 제 1 화소 전극과 화소(5080_i+1,j+1)의 제 2 화소 전극으로 기록된다. (k+1)번째 프레임에서, 신호 전압의 극성은 각 화소에서 반전된다. 따라서, 신호선에 인가된 전압의 극성은 도트 반전 구동에 대응하는 구동이 서브화소들을 포함하는 화소 구조에서 구현되는 동안 하나의 프레임 주기에서 동일할 수 있다. 따라서, 신호 전압을 화소들에 기록하는데 소비 전력이 급격히 감소될 수 있다. 배선들(5086_j 및 5086_j+1)을 포함하는 모든 배선들(5086)에 인가된 전압은 일정한 전압일 수 있다는 것에 주의한다.
또한, 도 18g 및 도 18h에 도시된 화소 구조 및 구동 방법에 의하여, 화소에 기록된 신호 전압의 레벨이 낮아질 수 있다. 구조에서, 각 화소에 포함된 복수의 서브화소들에 전기적으로 접속되는 용량 소자들의 선들은 서브화소들 사이에서 다르다. 즉, 도 18g 및 도 18h에 도시된 화소 구조 및 구동 방법을 이용하는 것에 의하여, 동일한 극성들을 갖는 전압들이 동일한 프레임에 기록되는 서브화소들은 동일한 행에서 용량선을 공유하고, 다른 극성들을 갖는 전압들이 동일한 프레임에 기록되는 서브화소들은 동일한 행에서 다른 용량선들을 이용한다. 이후, 각 행의 기록이 종료될 때, 용량선들의 전압은, 양의 신호 전압이 기록되는 서브화소들에서 양의 방향으로 변화되고, 음의 신호 전압이 기록되는 서브화소들에서 음의 방향으로 변화된다. 따라서, 화소로 기록된 신호 전압의 레벨이 낮아질 수 있다. 특히, 용량선들로 사용된 두 개의 배선들(5086)(배선들(5086-1 및 5086-2))이 각 행에 제공된다. 화소(5080_i,j)의 제 1 화소 전극과 배선(5086-1_j)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i,j)의 제 2 화소 전극과 배선(5086-2_j)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i+1,j)의 제 1 화소 전극과 배선(5086-2_j)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i+1,j)의 제 2 화소 전극과 배선(5086-1_j)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i,j+1)의 제 1 화소 전극과 배선(5086-2_j+1)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i,j+1)의 제 2 화소 전극과 배선(5086-1_j+1)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i+1,j+1)의 제 1 화소 전극과 배선(5086-1_j+1)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 화소(5080_i+1,j+1)의 제 2 화소 전극과 배선(5086-2_j+1)은 용량 소자를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 이는 단지 예일 뿐이며, 예를 들어, 양의 신호 전압이 기록되는 화소들 및 음의 신호 전압이 기록되는 화소들이 모든 두 개의 화소들마다 나타나는 것에 의한 구동 방법을 사용하는 경우에, 배선들(5086-1 및 5086-2)과의 전기적 접속들을 모든 두 개의 화소들마다 교번적으로 수행하는 것이 바람직하다는 것에 주의한다. 또한, 동일한 극성의 신호 전압이 한 행의 모든 화소들에 기록되는 경우에(게이트선 반전), 하나의 배선(5086)이 행마다 제공될 수 있다. 다시 말하면, 도 18e의 화소 구조에서, 화소에 기록된 신호 전압이 도 18g 및 도 18h를 참조하여 설명된 바와 같이 낮아지는 것에 의한 구동 방법이 사용될 수 있다.
(실시형태 9)
본 실시형태에서, 표시 장치들의 예들이 설명된다.
먼저, 액정 표시 장치의 시스템 블록의 예가 도 19a를 참조하여 설명된다. 액정 표시 장치는 회로(5361), 회로(5362), 회로(5363_1), 회로(5363_2), 화소부(5364), 회로(5365), 그리고 조명 장치(5366)를 포함한다. 회로(5362)로부터 확장되는 복수의 배선들(5371)과, 회로(5363_1)와 회로(5363_2)로부터 확장되는 복수의 배선들(5372)이 화소부(5364)에 제공된다. 또한, 액정 소자들과 같은 표시 소자들을 포함하는 화소들(5367)이 복수의 배선들(5371)과 복수의 배선들(5372)이 서로 교차하는 각각의 영역들에 매트릭스로 제공된다.
회로(5361)는 비디오 신호(5360)에 응답하여 신호, 전압, 전류 등을 회로(5362), 회로(5363_1), 회로(5363_2), 그리고 회로(5365)로 출력하는 기능을 가지며, 제어기, 제어 회로, 타이밍 생성기, 전원 회로, 조절기 등으로 동작할 수 있다. 본 실시형태에서, 예를 들어, 회로(5361)는 신호선 구동 회로 시작 신호(SSP), 신호선 구동 회로 클럭 신호(SCK), 신호선 구동 회로 반전된 클럭 신호(SCKB), 비디오 신호 데이터(DATA), 또는 래치 신호(LAT)를 회로(5362)로 공급한다. 대안적으로, 회로(5361)는 주사선 구동 회로 시작 신호(GSP), 주사선 구동 회로 클럭 신호(GCK), 또는 주사선 구동 회로 반전된 클럭 신호(GCKB)를 회로(5363_1)와 회로(5363_2)로 공급한다. 대안적으로, 예를 들어, 회로(5361)는 백라이트 제어 신호(BLC)를 회로(5365)로 출력한다. 본 실시형태는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 회로(5361)는 다양한 신호들, 전압들, 전류들 등을 회로(5362), 회로(5363_1), 회로(5363_2), 그리고 회로(5365)로 공급할 수 있다.
예를 들어, 회로(5361)에서, 초-해상도 처리, 윤곽 강조, 프레임 보간 처리, 오버드라이브 처리, 로컬 디밍 처리, IP 변환 처리, 및/또는 확대 처리가 수행될 수 있다는 것에 주의한다.
회로(5365)에서, 로컬 디밍 처리 등이 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 회로(5365)에서, 로컬 디밍 처리에서 각 영역의 백라이트의 휘도를 결정하기 위한 처리가 수행될 수 있다.
회로(5361) 또는 회로(5365)에서, 다양한 처리들이 수행될 수 있다는 것에 주의한다. 그러므로, 회로(5361) 또는 회로(5365)는 보다 많은 회로들을 포함할 수 있다. 즉, 회로(5361) 또는 회로(5365)는 복수의 회로들을 이용하여 형성될 수 있다. 그러한 경우에, 회로(5361) 또는 회로(5365)에 포함된 복수의 회로들이 하나의 IC 칩 위에 형성될 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 회로(5361) 또는 회로(5365)에 포함된 복수의 회로들은 복수의 다른 IC 칩들 위에 형성될 수 있다. 그러한 경우에, 회로(5361) 또는 회로(5365)는 복수의 IC 칩들을 사용하여 형성될 수 있다.
그러한 경우에, 회로(5362)는 회로(5361)로부터 공급된 신호(예를 들면, SSP, SCK, SCKB, DATA 또는 LAT)에 응답하여 비디오 신호들을 복수의 배선들(5371)로 출력하는 기능을 가지며, 신호선 구동 회로로서 동작할 수 있다. 회로(5363_1) 또는 회로(5363_2)는 각각 회로(5361)로부터 공급된 신호(예를 들면, GSP, GCK, 또는 GCKB)에 응답하여 주사 신호들을 복수의 배선들(5372)로 출력하는 기능을 가지며, 주사선 구동 회로로서 동작할 수 있다. 회로(5365)는 백라이트 제어 신호(BLC)에 응답하여 조명 장치(5366)에 공급된 전력의 양과 조명 장치(5366)로 전력을 공급하는 시간 등을 제어하는 것에 의해 조명 장치(5366)의 휘도(또는 평균 휘도)를 제어하는 기능을 가지며, 전원 회로로서 동작할 수 있다.
비디오 신호들이 복수의 배선들(5371)로 입력되는 경우에, 복수의 배선들(5371)은 신호선들, 비디오 신호선들, 소스선들 등으로 동작할 수 있다는 것에 주의한다. 주사 신호들이 복수의 배선들(5372)로 입력되는 경우에, 복수의 배선들(5372)은 신호선들, 주사선들, 게이트선들 등으로 동작할 수 있다. 본 실시형태의 한 예는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다.
동일한 신호가 회로(5361)로부터 회로(5363_1) 및 회로(5363_2)로 입력되는 경우에, 많은 경우들에서, 회로(5363_1)로부터 복수의 배선들(5372)로 출력된 주사 신호들과 회로(5363_2)로부터 복수의 배선들(5372)로 출력된 주사 신호들은 대략적으로 동일한 타이밍들을 갖는다는 것에 주의한다. 따라서, 회로(5363_1) 및 회로(5363_2)의 구동에 의해 발생된 부하가 감소될 수 있다. 따라서, 표시 장치가 보다 커질 수 있다. 대안적으로, 표시 장치는 보다 높은 선명도를 가질 수 있다. 대안적으로, 회로(5363_1) 및 회로(5363_2)에 포함된 트랜지스터들의 채널폭이 감소될 수 있기 때문에, 보다 좁은 프레임을 갖는 표시 장치가 얻어질 수 있다. 본 실시형태는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 회로(5361)는 다른 신호들을 회로(5363_1) 및 회로(5363_2)에 공급할 수 있다.
회로(5363_1)와 회로(5363_2) 중 하나가 생략될 수 있다는 것에 주의한다.
용량선, 전원선, 또는 주사선과 같은 배선이 화소부(5364)에 부가적으로 제공될 수 있다는 것에 주의한다. 이후, 회로(5361)는 그러한 배선으로 신호, 전압 등을 출력할 수 있다. 대안적으로, 회로(5363_1) 또는 회로(5363_2)와 유사한 회로가 부가적으로 제공될 수 있다. 부가적으로 제공된 회로는 주사 신호와 같은 신호를 부가적으로 제공된 배선으로 출력할 수 있다.
화소(5367)는 표시 소자로서 EL 소자와 같은 발광 소자를 포함할 수 있다는 것에 주의한다. 이러한 경우에, 도 19b에 도시된 바와 같이, 표시 소자가 광을 방출할 수 있기 때문에, 회로(5365)와 조명 장치(5366)는 생략될 수 있다. 또한, 전원을 표시 소자로 공급하기 위하여, 전원선들로 동작할 수 있는 복수의 배선들(5373)이 화소부(5364)에 제공될 수 있다. 회로(5361)는 전압(ANO)으로 불리는 전원 전압을 배선들(5373)로 공급할 수 있다. 배선들(5373)은 색요소들에 따라 화소들로 개별적으로 접속되거나 모든 화소들과 접속될 수 있다.
도 19b는 회로(5361)가 다른 신호들을 회로(5363_1)와 회로(5363_2)로 공급하는 예를 도시한다는 것에 주의한다. 회로(5361)는 주사선 구동 회로 시작 신호(GSP1), 주사선 구동 회로 클럭 신호(GCK1), 또는 주사선 구동 회로 반전된 클럭 신호(GCKB1)와 같은 신호를 회로(5363_1)로 공급한다. 또한, 회로(5361)는 주사선 구동 회로 시작 신호(GSP2), 주사선 구동 회로 클럭 신호(GCK2), 또는 주사선 구동 회로 반전된 클럭 신호(GCKB2)와 같은 신호를 회로(5363_2)로 공급한다. 이러한 경우에, 회로(5363_1)는 복수의 배선들(5372)의 홀수 번째 행들의 배선들만을 주사할 수 있으며, 회로(5363_2)는 복수의 배선들(5372)의 짝수 번째 행들의 배선들만을 주사할 수 있다. 따라서, 회로(5363_1)와 회로(5363_2)의 구동 주파수가 낮아질 수 있어, 전력 소비가 감소될 수 있다. 대안적으로, 하나의 스테이지의 플립-플랍이 배치될 수 있는 면적이 보다 커질 수 있다. 따라서, 표시 장치가 보다 높은 선명도를 가질 수 있다. 대안적으로, 표시 장치가 커질 수 있다. 본 실시형태는 이에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 도 19a에서와 같이, 회로(5361)는 동일한 신호를 회로(5363_1)와 회로(5363_2)로 공급할 수 있다.
도 19b에서와 같이, 도 19a에서, 회로(5361)는 회로(5363_1)와 회로(5363_2)에 다른 신호들을 공급할 수 있다는 것에 주의한다.
지금까지, 표시 장치의 시스템 블록의 예가 설명되었다.
다음, 표시 장치들의 구조들의 예들이 도 20a 내지 도 20e를 참조하여 설명된다.
도 20a에서, 신호들을 화소부(5364)로 출력하는 기능을 갖는 회로들(예를 들면, 회로(5362), 회로(5363_1), 및 회로(5363_2))이 화소부(5364)와 동일한 기판(5380) 위에 형성된다. 또한, 회로(5361)가 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성된다. 이러한 방식으로, 외부 부품들의 수가 감소되기 때문에, 비용에서의 감소가 이루어질 수 있다. 대안적으로, 기판(5380)으로 입력되는 신호들 또는 전압들의 수가 감소되기 때문에, 기판(5380)과 외부 부품 사이의 접속들의 수가 감소될 수 있다. 따라서, 신뢰도의 향상 또는 수율의 증가가 이루어질 수 있다.
회로가 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성되는 경우에, 기판은 TAB(tape automated bonding)에 의해 FPC(flecible printed circuit) 상에 탑재될 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 기판은 COG(chip on glass)에 의해 화소부(5364)와 같은 기판(5380) 위에 탑재될 수 있다.
회로가 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성되는 경우에, 단결정 반도체를 이용하여 형성된 트랜지스터가 기판 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 따라서, 기판 위에 형성된 회로는 구동 주파수의 향상, 구동 전압의 향상, 그리고 출력 신호들에서의 편차들의 억제와 같은 장점들을 가질 수 있다.
많은 경우들에서, 신호, 전압, 전류 등은 외부 회로로부터 입력 단자(5381)를 통해 입력된다는 것에 주의한다.
도 20b에서, 낮은 구동 주파수를 갖는 회로들(예를 들면, 회로(5363_1) 및 회로(5363_2))가 화소부(5364)와 동일한 기판(5380) 위에 형성된다. 또한, 회로(5361)와 회로(5362)가 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성된다. 이러한 방식으로, 기판(5380) 위에 형성된 회로는 낮은 이동도(mobility)를 갖는 트랜지스터를 이용하여 형성될 수 있기 때문에, 비-단결정 반도체, 미결정 반도체, 유기 반도체, 산화물 반도체 등이 트랜지스터의 반도체층으로 사용될 수 있다. 따라서, 표시 장치의 크기에서의 증가, 단계들의 수의 감소, 비용에서의 감소, 수율에서의 향상 등이 이루어질 수 있다.
도 20c에 도시된 바와 같이, 회로(5362)의 일부(회로(5362a))가 화소부(5364)와 동일한 기판(5380) 위에서 형성될 수 있고, 회로(5362)의 다른 부분(회로(5362b))이 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 많은 경우들에서, 회로(5362a)는 낮은 이동도를 갖는 트랜지스터를 이용하여 형성될 수 있는 회로(예를 들어, 시프트 레지스터, 셀렉터, 또는 스위치)를 포함한다. 또한, 많은 경우들에서, 회로(5362b)는 높은 이동도와 특성들에서의 적은 편차들을 갖는 트랜지스터를 사용하여 형성되는 것이 바람직한 회로(예를 들면, 시프트 레지스터, 래치 회로, 버퍼 회로, DA 컨버터 회로 또는 AD 컨버터 회로)를 포함한다. 이러한 방식으로, 도 20b에서와 같이, 비-단결정 반도체, 미결정 반도체, 유기 반도체, 산화물 반도체 등이 트랜지스터의 반도체층으로 사용될 수 있다. 또한, 외부 부품들의 감소가 이루어질 수 있다.
도 20d에서, 신호들을 화소부(5364)로 출력하는 기능을 갖는 회로들(예를 들면, 회로(5362), 회로(5363_1), 그리고 회로(5363_2))과 이러한 회로들을 제어하는 기능을 갖는 회로(예를 들면, 회로(5361))가 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성된다. 이러한 방식으로, 화소부와 그의 주변 회로들이 다른 기판들 위에 형성될 수 있기 때문에, 수율에서의 향상이 이루어질 수 있다.
도 20d에서와 같이, 도 20a 내지 도 20c에서 회로(5363_1) 및 회로(5363_2)는 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
도 20e에서, 회로(5361)의 일부(회로(5361a))가 화소부(5364)와 동일한 기판(5380) 위에 형성되어 있고, 회로(5361)의 다른 부분(회로(5361b))이 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성된다. 많은 경우들에서, 회로(5361a)는 낮은 이동도를 갖는 트랜지스터를 이용하여 형성될 수 있는 회로(예를 들어, 스위치, 셀렉터, 또는 레벨 시프트 회로)를 포함한다. 또한, 많은 경우들에서, 회로(5361b)는 높은 이동도와 적은 편차들을 갖는 트랜지스터를 사용하여 형성되는 것이 바람직한 회로(예를 들면, 시프트 레지스터, 타이밍 발생기, 오실레이터, 레귤레이터, 또는 아날로그 버퍼)를 포함한다.
도 20a 내지 도 20d에서 또한, 회로(5361a)는 화소부(5364)와 동일한 기판 위에 형성될 수 있으며, 회로(5361b)는 화소부(5364)와 다른 기판 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
(실시형태 10)
본 실시형태에서, 도 21a 내지 도 21c를 참조하여 트랜지스터들의 구조들의 예들이 설명된다.
도 21a는 탑-게이트 트랜지스터(top-gate transistor)의 구조의 예를 도시한다. 도 21b는 바텀-게이트 트랜지스터(bottom-gate transistor)의 구조의 예를 도시한다. 도 21c는 반도체 기판을 이용하여 형성된 트랜지스터의 구조의 예를 도시한다.
도 21a는 기판(5260); 기판(5260) 위에 형성된 절연층(5261); 절연층(5261) 위에 형성되고, 영역(5262a), 영역(5262b), 영역(5262c), 영역(5262d), 그리고 영역(5262e)이 제공되는, 반도체층(5262); 반도체층(5262)을 덮도록 형성된 절연층(5263); 반도체층(5262)과 절연층(5263) 위에 형성된 도전층(5264); 절연층(5263)과 도전층(5264) 위에 형성되고, 개구부들이 제공되는, 절연층(5265); 절연층(5265) 위에 형성되고, 절연층(5265)에 형성된 개구부들에 형성되는, 도전층(5266); 도전층(5266)과 절연층(5265) 위에 형성되고, 개구부가 제공되는, 절연층(5267); 절연층(5267) 위에 형성되고, 절연층(5267)에 형성된 개구부에 형성되는, 도전층(5268); 절연층(5267)과 도전층(5268) 위에 형성되고, 개구부가 제공되는, 절연층(5269); 절연층(5269) 위에 형성되고, 절연층(5269)에 형성된 개구부에 형성되는, 발광층(5270); 그리고, 절연층(5269)과 발광층(5270) 위에 형성된 도전층(5271)을 도시한다.
도 21b는 기판(5300); 기판(5300) 위에 형성된 도전층(5301); 도전층(5301)을 덮도록 형성된 절연층(5302); 도전층(5301)과 절연층(5302) 위에 형성된 반도체층(5303a); 반도체층(5303a) 위에 형성된 반도체층(5303b); 반도체층(5303b)과 절연층(5302) 위에 형성된 도전층(5304); 절연층(5302)과 도전층(5304) 위에 형성되고, 개구부가 제공되는, 절연층(5305); 절연층(5305) 위에 형성되고, 절연층(5305)에 형성된 개구부에 형성되는, 도전층(5306); 절연층(5305)과 도전층(5306) 위에 형성된 액정층(5307); 그리고, 액정층(5307) 위에 형성된 도전층(5308)을 도시한다.
도 21c는 영역(5353) 및 영역(5355)을 포함하는 반도체 기판(5352); 반도체 기판(5352) 위에 형성된 절연층(5356); 반도체층(5352) 위에 형성된 절연층(5354); 절연층(5356) 위에 형성된 도전층(5357); 절연층(5354), 절연층(5356), 그리고 도전층(5357) 위에 형성되고, 개구부들이 제공되는, 절연층(5358); 그리고, 절연층(5358) 위에 형성되고, 절연층(5358)에 형성된 개구부들에 형성되는, 도전층(5359)을 도시한다. 따라서, 트랜지스터가 영역(5350) 및 영역(5351)의 각각에서 형성된다.
절연층(5261)은 하지막으로 동작할 수 있다. 절연층(5354)은 소자 분리층(예를 들면, 필드 산화막)으로서 동작한다. 절연층(5263), 절연층(5302), 그리고 절연층(5356)의 각각은 게이트 절연막으로 동작할 수 있다. 도전층(5264), 도전층(5301), 그리고 도전층(5357)의 각각은 게이트 전극으로 동작할 수 있다. 절연층(5265), 절연층(5267), 절연층(5305), 그리고 절연층(5358)의 각각은 층간막 또는 평탄화막으로 동작할 수 있다. 도전층(5266), 도전층(5304), 그리고 도전층(5359)의 각각은 배선, 트랜지스터의 전극, 용량 소자의 전극 등으로 동작할 수 있다. 도전층(5268)과 도전층(5306)의 각각은 화소 전극, 반사 전극 등으로 동작할 수 있다. 절연층(5269)은 격벽으로 동작할 수 있다. 도전층(5271)과 도전층(5308)의 각각은 대향 전극, 공통 전극 등으로 동작할 수 있다.
기판(5260)과 기판(5300)의 각각으로서, 예를 들면, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판, 스테인레스 스틸 기판, 가요성 기판 등이 사용될 수 있다. 유리 기판으로서, 예를 들면, 바륨 보로실리케이트 유리 기판, 알루미노보로실리케이트 유리 기판 등이 사용될 수 있다. 가요성 기판으로서, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 그리고 폴리에테르 설폰(PES)으로 대표된 플라스틱, 또는 아크릴과 같은 가요성 합성 수지가 사용될 수 있다. 대안적으로, 부착막(폴리프로필렌, 폴리에스테르, 비닐, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 크로라이드 등을 사용하여 형성된), 섬유질의 페이퍼, 기재막(폴리에스테르, 폴리아미드, 무기 증착막, 페이퍼 등을 사용하여 형성된) 등이 사용될 수 있다.
반도체 기판(5352)으로서, 예를 들면 n-형 또는 p-형의 도전형을 갖는 단결정 실리콘 기판이 사용될 수 있다. 본 실시형태는 이에 제한되지 않으며, 기판(5260)과 유사한 기판이 사용될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 영역(5353)은 불순물이 반도체 기판(5352)에 첨가되어 우물로 동작하는 영역이다. 예를 들어, 반도체 기판(5352)이 p-형의 도전형을 갖는 경우, 영역(5353)은 n-형의 도전형을 가지며 n-우물로서 동작한다. 한편, 반도체 기판(5352)이 n-형의 도전형을 갖는 경우, 영역(5353)은 p-형의 도전형을 가지며 n-우물로서 동작한다. 예를 들어, 영역(5355)은 불순물이 반도체 기판(5352)으로 첨가되어 소스 영역 또는 드레인 영역으로 동작하는 영역이다. LDD 영역이 반도체 기판(5352)에서 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
절연층(5261)에 대하여, 예를 들면, 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화질화 실리콘(SiOxNy)(x>y), 또는 질화산화 실리콘(SiNxOy)(x>y)과 같은, 산소 또는 질소를 포함하는 절연막의 단층 구조 또는 적층 구조가 사용될 수 있다. 절연막(5261)이 2층 구조를 갖는 경우의 예에서, 질화 실리콘막과 산화 실리콘막이 제 1 절연막과 제 2 절연막으로 각각 형성될 수 있다. 절연막(5261)이 3층 구조를 갖는 경우의 예에서, 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 그리고 산화 실리콘막이 제 1 절연막, 제 2 절연막, 그리고 제 3 절연막으로 각각 형성될 수 있다.
반도체층(5262), 반도체층(5303a), 그리고 반도체층(5303b)의 각각에 대하여, 예를 들면 비-단결정 반도체(예를 들면, 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 또는 미결정 실리콘), 단결정 반도체, 화합물 반도체 또는 산화물 반도체(예를 들면, ZnO, InGaZnO, SiGe, GaAs, IZO, ITO, 또는 SnO), 유기 반도체, 탄소 나노튜브 등이 사용될 수 있다.
예를 들어, 영역(5262a)은 불순물이 반도체층(5262)으로 부가되지 않고 채널 영역으로 동작하는 고유의 영역이라는 것에 주의한다. 그러나, 약간의 불순물들이 영역(5262a)에 부가될 수 있다. 영역(5262a)에 부가된 불순물의 농도는 영역(5262b), 영역(5262c), 영역(5262d), 그리고 영역(5262e)에 부가된 불순물의 농도보다 낮은 것이 바람직하다. 영역(5262b)과 영역(5262d)의 각각은 불순물이 저농도로 부가되어 LDD(lightly doped drain) 영역으로서 동작하는 영역이다. 영역(5262b) 및 영역(5262d)은 생략될 수 있다는 것에 주의한다. 영역(5262c) 및 영역(5262e)의 각각은 불순물이 고농도로 부가되어 소스 영역 또는 드레인 영역으로 동작하는 영역이다.
반도체층(5303b)은 인 등이 불순물 원소로 부가되고 n-형 도전형을 갖는 반도체층이라는 것에 주의한다.
산화물 반도체 또는 화합물 반도체가 반도체층(5303a)으로 사용되는 경우에, 반도체층(5303b)은 생략될 수 있다는 것에 주의한다.
절연층(5263), 절연층(5302), 그리고 절연층(5356)의 각각에 대하여, 예를 들면, 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화질화 실리콘(SiOxNy)(x>y), 또는 질화산화 실리콘(SiNxOy)(x>y)과 같은, 산소 또는 질소를 포함하는 절연막의 단층 구조 또는 적층 구조가 사용될 수 있다.
도전층(5264), 도전층(5266), 도전층(5268), 도전층(5271), 도전층(5301), 도전층(5304), 도전층(5306), 도전층(5308), 도전층(5357), 도전층(5359)의 각각으로서, 예를 들면, 단층 구조 또는 적층 구조를 갖는 도전막 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도전막으로서, 알루미늄(Al), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 망간(Mn), 코발트(Co), 니오브(Nb), 실리콘(Si), 철(Fe), 팔라듐(Pd), 탄소(C), 스칸듐(Sc), 아연(Zn), 인(P), 붕소(B), 비소(As), 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 그리고 산소(O)로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나의 원소를 포함하는 단층막; 상기 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 화합물; 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 화합물은 상기 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 합금(예를 들면, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 산화 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO), 아연 산화물(ZnO), 주석 산화물(SnO), 카드뮴 주석 산화물(CTO), 알루미늄-네오디뮴(Al-Nd), 마그네슘-은(Mg-Ag), 몰리브덴-니오브(Mo-Nb), 몰리브덴-텅스텐(Mo-W), 또는 몰리브덴-탄탈(Mo-Ta)); 질소와 상기 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 화합물(예를 들면, 질화 티타늄, 질화 탄탈, 질화 몰리브덴 등을 포함하는 질화막); 또는, 실리콘과 상기 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 화합물(예를 들면, 텅스텐 실리사이드, 티타늄 실리사이드, 니켈 실리사이드, 알루미늄 실리콘 또는 몰리브덴 실리콘을 포함하는 실리사이드막); 등이다. 대안적으로, 탄소 나노튜브, 유기 나노튜브, 무기 나노튜브, 또는 금속 나노튜브와 같은 나노튜브 물질이 사용될 수 있다.
실리콘(Si)은 n-형 불순물(예를 들면, 인) 또는 p-형 불순물(예를 들면, 붕소)을 포함할 수 있다는 것에 주의한다.
구리가 도전층으로 사용되는 경우에, 부착력을 향상시키기 위해 적층 구조가 사용되는 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
산화물 반도체 또는 실리콘과 접촉하는 도전층에 대하여, 몰리브덴 또는 티타늄이 사용되는 것이 바람직하다는 것에 주의한다.
도전층에 대하여 네오디뮴 및 알루미늄을 포함하는 합금 재료를 사용하는 것에 의하여, 알루미늄이 힐록(hillocks)을 쉽게 유발하지 않는다는 것에 주의한다.
실리콘과 같은 반도체 재료가 도전층으로 사용되는 경우에, 실리콘과 같은 반도체 재료가 트랜지스터의 반도체층과 동시에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
ITO, IZO, ITSO, ZnO, Si, SnO, CTO, 탄소 나노튜브 등이 발광 특성들을 갖기 때문에, 이러한 재료는 화소 전극, 대향 전극, 또는 공통 전극과 같은 광이 투과하는 부분으로 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
낮은 저항 재료(예를 들면, 알루미늄)를 포함하는 적층 구조를 사용하는 것에 의해, 배선 저항이 낮아질 수 있다는 것에 주의한다.
낮은 내열성 재료(예를 들면, 알루미늄)가 높은 내열성 재료들(예를 들면, 몰리브덴, 티타늄 또는 네오디뮴) 사이에 개재되는 적층 구조를 사용하는 것에 의해, 낮은 내열성 재료의 장점들이 효율적으로 사용될 수 있으며, 배선, 전극 등의 내열성이 증가될 수 있다는 것에 주의한다.
다른 재료와의 반응에 의해 그의 특성들이 변화되는 재료는 다른 재료와 쉽게 반응하지 않는 재료들 사이에 개재되거나 그들로 도포될 수 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, ITO와 알루미늄이 서로 접속되는 경우에, 티타늄, 몰리브덴, 또는 네오디뮴의 합금이 ITO와 알루미늄의 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 실리콘과 알루미늄이 서로 접속되는 경우에, 티타늄, 몰리브덴, 또는 네오디뮴의 합금이 실리콘과 알루미늄 사이에 개재될 수 있다. 이러한 재료는 배선, 전극, 도전층, 도전막, 단자, 비아(via), 플러그 등으로 사용될 수 있다는 것에 주의한다.
절연층(5265), 절연층(5267), 절연층(5269), 절연층(5305), 그리고 절연층(5358)의 각각에 대하여, 예를 들면, 단층 구조 또는 적층 구조를 갖는 절연막 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 절연막으로서, 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화질화 실리콘(SiOxNy)(x>y), 또는 질화산화 실리콘(SiNxOy)(x>y)과 같은, 산소 또는 질소를 포함하는 절연막; 다이아몬드형 탄소(DLC)와 같은 탄소를 포함하는 막; 실록산 수지, 에폭시, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐 페놀, 벤조사이크로부틴, 또는 아크릴과 같은 유기 재료; 등이 사용될 수 있다.
발광층(5270)을 위하여, 예를 들면, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자 등이 사용될 수 있다. 유기 EL 소자를 위하여, 예를 들면, 정공 주입 재료를 이용하여 형성된 정공 주입층, 정공 수송 재료를 이용하여 형성된 정공 수송층, 발광 재료를 이용하여 형성된 발광층, 전자 수송 재료를 이용하여 형성된 전자 수송층, 전자 주입 재료를 이용하여 형성된 전자 주입층, 또는 복수의 이러한 재료들이 혼합된 층의 단층 구조 또는 적층 구조가 사용될 수 있다.
예들 들어, 액정층(5307)을 위하여 다음: 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정, 스멕틱 액정, 디스코틱 액정, 서모트로픽 액정(thermotropic liquid crystal), 리오트로픽 액정(lyotropic liquid crystal), 저분자 액정, 고분자 액정, 폴리머 분산성 액정(PDLC), 강유전성 액정, 반-강유전성 액정, 메인-체인 액정, 사이드-체인 고분자 액정, PALC(plasma addressed liquid crystal), 바나나형 액정 등이 사용될 수 있다. 또한, 액정의 구동 방법으로서 다음: TN(twisted nematic) 모드, STN(super twisted nematic) 모드, IPS(in-plane-switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, MVA(multi-domain vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드, ASV(advanced super view) 모드, ASM(axially symmetric aligned microcell) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, ECB(electrically controlled birefringence) 모드, FLC(ferroelectric liquid crystal) 모드, AFLC(anti-ferroelectric liquid crystal) 모드, PDLC(polymer dispersed liquid crystal) 모드, 게스트-호스트 모드, 블루상 모드 등이 사용될 수 있다.
배향막으로 동작하는 절연층, 돌출부로서 동작하는 절연층 등이 절연층(5305)과 도전층(5306) 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
색상 필터, 블랙 매트릭스, 또는 돌출부로서 동작하는 절연층 등이 도전층(5308) 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 배향막으로 동작하는 절연층은 도전층(5308) 하부에 형성될 수 있다.
절연층(5269), 발광층(5270), 그리고 도전층(5271)은 도 21a의 단면도에서 생략될 수 있고, 도 21b에 도시되는 액정층(5307)과 도전층(5308)은 절연층(5267)이 도전층(5268) 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
액정층(5307) 및 도전층(5308)은 도 21b의 단면도에서 생략될 수 있고, 도21a에 도시되는 절연층(5269), 발광층(5270), 그리고 도전층(5271)은 절연층(5305)과 도전층(5306) 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다.
도 21c의 단면도에서, 도 21a에 도시되는 절연층(5269), 발광층(5270), 그리고 도전층(5271)이 절연층(5358)과 도전층(5359) 위에 형성될 수 있다는 것에 주의한다. 대안적으로, 도 21b에 도시되는 액정층(5307) 및 도전층(5308)은 절연층(5267)과 도전층(5268) 위에 형성될 수 있다.
(실시형태 11)
본 실시형태에서, 전자 기기들의 예들이 설명된다.
도 22a 내지 도 22h 및 도 23a 내지 도 23d는 전자 기기들을 도시한다. 이러한 전자 기기들은 하우징(5000), 표시부(5001), 스피커(5003), LED 램프(5004), 동작키들(5005)(전원 스위치 또는 동작 스위치를 포함하는), 접속 단자(5006), 센서(5007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전 주파수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 소리, 시간, 단단함, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유속, 습도, 기울기, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 가진 센서), 마이크로폰(5008) 등을 포함할 수 있다.
도 22a는 상기 물체들에 더하여 스위치(5009), 적외선 포트(5010) 등을 포함할 수 있는 모바일 컴퓨터를 도시한다. 도 22b는 상기 물체들에 더하여 제 2 표시부(5002), 기록 매체 판독부(5011) 등을 포함할 수 있는, 기록 매체(예를 들면, DVD 재생 장치)가 제공되는, 휴대용 이미지 재생 장치를 도시한다. 도 22c는 상기 물체들에 더하여 제 2 표시부(5002), 지지부(5012), 이어폰(5013) 등을 포함할 수 있는 고글형 표시를 도시한다. 도 22d는 상기 물체들에 더하여 기록 매체 판독부(5011) 등을 포함할 수 있는, 휴대용 게임기를 도시한다. 도 22e는 상기 물체들에 더하여 광원(5033), 투사 렌즈(5034) 등을 포함할 수 있는 투사기를 도시한다. 도 22f는 상기 물체들에 더하여 제 2 표시부(5002), 기록 매체 판독부(5011) 등을 포함할 수 있는 휴대용 게임기를 도시한다. 도 22g는 상기 물체들에 더하여 튜너, 이미지 처리부 등을 포함할 수 있는 텔레비전 수신기를 도시한다. 도 22h는 상기 물체들에 더하여 신호들을 송수신할 수 있는 충전기(5017) 등을 포함할 수 있는 휴대용 텔레비전 수신기를 도시한다. 도 23a는 상기 물체들에 더하여 지지대(5018) 등을 포함할 수 있는 표시를 도시한다. 도 23b는 상기 물체들에 더하여 외부 접속 포트(5019), 셔터 버튼(5015), 이미지 수신부(5016) 등을 포함할 수 있는 카메라를 도시한다. 도 23c는 상기 물체들에 더하여 포인팅 장치(5020), 외부 접속 포트(5019), 판독기/기록기(5021) 등을 포함할 수 있는 컴퓨터를 도시한다. 도 23d는 상기 물체들에 더하여 안테나(5014), 이동전화기들 및 이동단말기들을 위하여 하나의 세그먼트(하나의 세그먼트 디지털 TV 방송들)의 부분적 수신 서비스의 튜너를 포함할 수 있는 이동 전화를 도시한다.
도 22a 내지 도 22h 그리고 도 23a 내지 도 23d에 도시된 전자 기기들은 다양한 기능들, 예를 들면, 표시부에 많은 정보(예를 들면, 정지 이미지, 움직이는 이미지, 문서 이미지)를 표시하는 기능; 터치 패널 기능; 달력, 날짜, 시간 등을 표시하는 기능; 다양한 소프트웨어(프로그램들)로 처리를 제어하는 기능; 무선 통신 기능; 무선 통신 기능으로 많은 컴퓨터 네트워크들과 접속되는 기능; 무선 통신 기능으로 다양한 데이터를 송신하고 수신하는 기능; 그리고 기록 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 읽고 프로그램 또는 데이터를 표시부에 표시하는 기능을 갖는다. 또한, 복수의 표시부들을 포함하는 전자 기기는 이미지 정보를 주로 하나의 표시부에 표시하고 다른 표시부에 문서 정보를 표시하는 기능, 시차(parallax)가 복수의 표시부들 상에서 고려되는 이미지들을 표시함으로써 3차원 이미지를 표시하는 기능 등을 가질 수 있다. 또한, 이미지 수신부를 포함하는 전자 기기는, 정지 이미지를 찍는 기능, 움직이는 이미지를 찍는 기능, 찍힌 이미지를 자동적으로 또는 수동적으로 보정하는 기능, 찍힌 이미지를 기록 매체(외부 기록 매체 또는 카메라에 내장된 기록 매체)에 저장하는 기능, 찍힌 이미지를 표시부에 표시하는 기능 등을 가질 수 있다. 도 22a 내지 도 22h 및 도 23a 내지 도 23d에 도시된 전자 기기들에 제공될 수 있는 기능들은 그들에 제한되지 않으며, 전자 기기들을 다양한 기능들을 가질 수 있다는 것에 주의한다.
본 실시형태에서 설명된 전자 기기들은 각각 일부 종류의 정보를 표시하기 위한 표시부를 포함한다.
다음, 반도체 장치들의 응용들이 설명된다.
도 23e는 반도체 장치가 빌딩 구조에 포함되는 예를 도시한다. 도 23e는 하우징(5022), 표시부(5023), 동작부인 원격 컨트롤러(5024), 스피커(5025) 등을 도시한다. 반도체 장치는 벽에 거는 타입으로 빌딩 구조에 포함되며, 큰 공간을 요구할 필요없이 설치될 수 있다.
도 23f는 반도체 장치가 빌딩 구조에 포함되는 다른 예를 도시한다. 표시 패널(5026)이 미리제조된 욕실 유닛(5027)에 포함되며, 따라서, 욕실객이 표시 패널(5026)을 볼 수 있다.
본 실시형태는 벽과 미리제조된 욕실이 빌딩 구조들의 예들로서 주어진 것으로 설명하고 있지만, 본 실시형태는 그들에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 반도체 장치는 다양한 빌딩 구조물들에 제공될 수 있다.
다음, 반도체 장치들이 움직이는 물체들에 포함되는 예들이 설명된다.
도 23g는 반도체 장치가 차에 내장되는 예를 도시한다. 표시 패널(5028)은 차체(5029)에 내장되고, 차의 운행과 관련된 정보 또는 요구시 차의 내부나 외부로부터 입력되는 정보를 표시할 수 있다. 표시 패널(5028)은 네비게이션 기능을 가질 수 있다는 것에 주의한다.
도 23h는 반도체 장치가 여객 비행기에 내장되는 예를 도시한다. 도 23h는 표시 패널(5031)이 여객 비행기의 좌석 위에 천장(5030)에 제공되어 사용시 형상을 도시한다. 표시 패널(5031)은 힌지부(5032)를 통하여 천장(5030)에 내장되고, 여객은 힌지부(5032)를 당김으로써 표시 패널(5031)을 볼 수 있다. 표시 패널(5031)은 여객의 동작에 의하여 정보를 표시하는 기능을 갖는다.
차체들 및 기체들이 본 실시형태에서 움직이는 물체들의 예들로 도시되었지만, 본 실시형태는 그들에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 반도체 장치들은 두바퀴 자동차들, 4바퀴 자동차들(자동차들, 버스들 등을 포함한다), 기차들(모노레일들, 철도 등을 포함한다), 및 선박들과 같은 다양한 물체들에 제공될 수 있다.
본 출원은 일본 특허청에 2009년 2월 6일 제출된 일본 특허 출원 일련 번호 2009-025966에 기초하며, 여기에 포함된 모든 내용들이 참조된다.
101:회로, 102:회로, 102a:회로, 102b:회로, 103a:스위치, 103b:스위치, 104a:스위치, 104b:스위치, 301:영역, 302:영역, 303:영역, 1001:장치, 1002:점광원, 1003:파티션, 1004:파티션, 1005:스페이서, 1006:세로 방향의 피치, 1007:가로 방향의 피치, 1011:확산판, 1012:표시 패널, 1013:높이, 1014:높이, 1015:거리, 1102:면광원, 1103:선광원, 1104:도광판, 1105:바닥 표면, 1106:형광관(음극관), 1107:확산판, 5000:하우징, 5001:표시부, 5002:제 2 표시부, 5003:스피커, 5004:LED 램프, 5005:동작 키, 5006:접속 단자, 5007:센서, 5008:마이크로폰, 5009:스위치, 5010:적외선 포트, 5011:기록 매체 판독부, 5012:지지부, 5013:이어폰, 5015:셔터 버튼, 5016:수신부, 5018:지지대, 5019:외부 접속 포트, 5020:포인팅 장치, 5021:판독기/기록기, 5022:하우징, 5023:표시부, 5024:원격 컨트롤러, 5025:스피커, 5026:표시 패널, 5027:미리제조된 욕실 유닛, 5028:표시 패널, 5029:차체, 5030:천장, 5031:표시 패널, 5032:힌지부, 5033:광원, 5034:투사 렌즈, 5080:화소, 5081:트랜지스터, 5082:액정 소자, 5083:용량 소자, 5084:배선, 5085:배선, 5086:배선, 5087:배선, 5101:파선, 5102:실선, 5103:파선, 5104:실선, 5015:실선, 5106:실선, 5107:실선, 5108:실선, 5121:이미지, 5121a:이미지, 5121b:이미지, 5122:이미지, 5122a:이미지, 5122b:이미지, 5123:이미지, 5123a:이미지, 5123b:이미지, 5124:영역, 5125:영역, 5126:영역, 5127:모션 벡터, 5128:이미지 생성 벡터, 5129:영역, 5130:객체, 5131:영역, 5260:기판, 5261:절연층, 5262:반도체층, 5262a:영역, 5262b:영역, 5262c:영역, 5262d:영역, 5262e:영역, 5263:절연층, 5264:도전층, 5265:절연층, 5266:도전층, 5267:절연층, 5268:도전층, 5269:절연층, 5270:발광층, 5271:도전층, 5273:절연층, 5300:기판, 5301:도전층, 5302:절연층, 5303a:반도체층, 5303b:반도체층, 5304:도전층, 5305:절연층, 5306:도전층, 5307:액정층, 5308:도전층, 5350:영역, 5351:영역, 5352:반도체 기판, 5353:영역, 5354:절연층, 5355:영역, 5356:절연층, 5357:도전층, 5358:절연층, 5359:도전층, 5360:비디오 신호, 5361:회로, 5361a:회로, 5361b:회로, 5362:회로, 5362a:회로, 5362b:회로, 5363:회로, 5364:화소부, 5365:회로, 5366:조명 장치, 5367:화소, 5371:배선, 5372:배선, 5373:배선, 5380:기판, 5381:입력 단자
Claims (1)
- 프레임 보간 처리를 행하는 제 1 단계와,
상기 제 1 단계에 의해 생성된 데이터에 대하여 제 1 초해상 처리를 행하는 제 2 단계와,
상기 제 1 단계에 의해 생성된 데이터에 대하여 제 2 초해상 처리를 행하는 제 3 단계와,
상기 제 2 단계 및 상기 제 3 단계에 의해 생성된 데이터에 대하여 윤곽 강조를 행하는 제 4 단계를 갖고,
상기 제 1 단계 후에, 상기 제 2 단계와 상기 제 3 단계가 동시에 행하여지는, 표시 장치의 구동 방법.
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