CN103137093B - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示设备及其驱动方法。本发明解决了保持型显示设备中运动图像的运动模糊。运动图像的量从包括在帧中的图像数据检测,且当前帧的图像和下一帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像。这样,图像的运动可以跟随人眼的移动且内插图像的亮度可以变化,且由此,显示器可以制备得接近伪脉冲型显示器。以这种方式,可以提供没有运动模糊的保持型显示设备以及驱动该保持型显示设备的方法。

Description

显示设备及其驱动方法
本申请是申请日为2007年9月17日、申请号为200710154257.2、发明名称为“显示设备及其驱动方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及显示设备以及驱动该显示设备的方法。具体而言,涉及改善在保持型显示设备中运动图像的质量的方法。
背景技术
近年来,在薄显示设备方面具有持续增长的兴趣。作为CRT显示器的替代物,液晶显示器、等离子体显示器、投影显示器等已获得发展并变得越来越流行。而且,场发射显示器、无机电致发光显示器、有机电致发光显示器、电子纸等已经作为下一代显示设备被发展。
在上述显示设备中提供的显示部分中,布置了作为构成图像的最小单元的像素。每个像素根据图像数据发射具有特定亮度的光以在该图像显示部分中显示图像。
当在这种显示设备中显示运动图像时,不同的图像被每秒几十次地快速显示。图像被显示的周期被称为“一个帧周期”。
这里,显示设备的驱动方法可以根据一个帧周期中像素的亮度的时间分布被分类。对于保持型驱动,像素的亮度在一个帧周期中几乎恒定。另一方面,对于以CRT为代表的脉冲型驱动,当一旦在一个帧周期发射强光之后,像素的亮度立即减小且不再发射光。在脉冲驱动中,不发光状态占据了一个帧周期的大部分。
不幸的是,保持型显示设备具有运动模糊,其中在显示运动图像时,运动图像的一部分出现轨迹或整个图像是模糊的。这是因为保持型显示设备上显示的图像在一个帧周期保持静止,而人在图像运动的方向上转动他的眼睛,同时预测图像的移动。这导致人眼的移动和运动图像的移动之间的失配。另一方面,在脉冲型显示设备中,图像在眨眼间(eye’sblink)出现并立即消失,在人眼和运动图像之间没有失配的问题,这不导致运动模糊。
典型地,提出了用于解决保持型显示设备的问题的两种方法(专利文献1:日本专利第3295437号)。第一方法是这样一种方法,其中在一个帧周期中提供用于显示图像的周期和用于显示黑色图像的周期。通过这种方法,显示器可以变为伪脉冲型显示器,余像可以变得较不容易觉察且运动图像特性可以被改善(专利文献2:日本已公开专利申请第H9-325715号和专利文献3:日本已公开专利申请第2000-200063号)。第二方法是这样一种方法,其中一个帧周期被缩短(换句话说,帧频率变大),由此图像的移动跟随人眼的移动以平滑化图像的移动,这导致运动图像特性的改善(专利文献4:日本已公开专利申请第2005-268912号)。而且,作为第一方法的改进,已知这样一种方法,其中不是显示黑色图像,而是显示比原始图像暗的图像以改善运动图像特性(专利文献5:日本已公开专利申请第2002-23707号。专利文献6:日本已公开专利申请第2004-240317号,非专利文献1:SocietyForInformationDisplay’05DIGEST,60.2,pp.1734-1737(2005),非专利文献2:SocietyForInformationDisplay’06DIGEST,69.4,pp.1950-1953(2006)),非专利文献2:SocietyForInformationDisplay’06DIGEST,69.4,pp.1954-1957(2006))。而且,已知这样一种方法,其中根据图像的移动量或温度改变驱动方法(专利文献7:日本已公开专利申请第2002-91400号,专利文献8:日本已公开专利申请第2004-177575号)。
发明内容
如上所述,研究了各种方法以解决保持型显示设备中的运动图像的运动模糊。然而,这些方法并没有给出充分的效果以达到伪脉冲型显示器设备相同的运动图像特性。此外,在插入黑色图像以制成伪脉冲型显示器的方法中,看见更多的闪烁。不幸的是,插入黑色图像导致图像的平均亮度的减小,且为提供与不插入黑色图像情况下相同级别的亮度而使功耗增加。在增加帧频率的方法中,数据处理变得复杂,且需要用于高速处理的驱动器电路,这导致制造成本、数据处理导致的热量产生以及高功耗的问题。
本发明考虑了上述问题。本发明的一个目的是提供没有运动模糊的保持型显示设备以及驱动这种保持型显示设备的方法。而且,本发明的另一目的是提供具有低功耗的显示设备以及驱动该显示设备的方法;提供对于静态图像和运动图像具有改进图像质量的显示设备以及驱动该显示设备的方法;提供具有较宽视角的显示设备以及驱动该显示设备的方法;以及提供具有改善的响应速度的显示设备以及驱动该显示设备的方法。
本发明的一个方面是驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在该显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
第一图像和第三图像中的每一个都由外部视频信号形成;
第二图像基于用于第一图像的外部视频信号以及用于第三图像的外部视频信号形成;并且
第二图像的亮度低于第一图像的亮度。
本发明的另一个方面是驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在该显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
第一图像和第三图像中的每一个都由外部视频信号形成;
第二图像是该第一图像和第三图像之间的中间状态下的图像;并且
第二图像的亮度低于第一图像的亮度。
本发明的另一方面是驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在该显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
第一图像和第三图像中的每一个都由外部视频信号形成;
第二图像是根据第一图像和第三图像形成的内插图像;并且
第二图像的亮度低于第一图像的亮度。
本发明的另一方面是驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在该显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
第一图像和第三图像中的每一个都由外部视频信号形成;
第二图像是通过根据第一图像和第三图像进行运动内插而形成的图像;并且
第二图像的亮度低于第一图像的亮度。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏,该显示屏依次显示第一到第三图像;以及
控制电路,该控制电路包括:
用于由外部视频信号形成第一图像和第三图像的装置;
用于基于第一图像的外部视频信号和第三图像的外部视频信号形成第二图像的装置;以及
用于降低第二图像的亮度以使其小于第一图像的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏,该显示屏依次显示第一到第三图像;以及
控制电路,该控制电路包括:
用于由外部视频信号形成第一图像和第三图像的装置;
用于形成第一图像和第三图像之间的中间状态下的第二图像的装置;以及
用于降低第二图像的亮度以使其小于第一图像的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏,该显示屏依次显示第一到第三图像;以及
控制电路,该控制电路包括:
用于由外部视频信号形成第一图像和第三图像的装置;
用于形成作为根据第一图像和第三图像形成的内插图像的第二图像的装置;以及
用于降低第二图像的亮度以使其小于第一图像的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏,该显示屏依次显示第一到第三图像;以及
控制电路,该控制电路包括:
用于由外部视频信号形成第一图像和第三图像的装置;
用于通过根据第一图像和第三图像进行运动内插形成第二图像的装置;以及
用于降低第二图像的亮度以使其小于第一图像的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
基于在第一图像中显示对象的位置和在第三图像中显示对象的位置确定在第二图像中显示对象的位置;并且
在第二图像中显示的对象的亮度低于在第一图像中显示的对象的亮度。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
在第一图像中显示对象的位置和在第三图像中显示对象的位置之间的中间位置显示第二图像中的对象;并且
在第二图像中显示的对象的亮度低于在第一图像中显示的对象的亮度。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
第二图像是通过根据第一图像和第三图像进行运动内插而形成的图像;并且
在第二图像中显示的对象的亮度低于在第一图像中显示的对象的亮度。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示第一和第二对象;
在第一图像中显示第一对象的位置不同于在第三图像中显示第一对象的位置;
在第一图像中显示第二对象的位置几乎与在第三图像中显示第二对象的位置相同;
基于在第一图像中显示第一对象的位置和在第三图像中显示第一对象的位置确定在第二图像中显示第一对象的位置;
在第二图像中显示的第一对象的亮度低于在第一图像中显示的第一对象的亮度;并且
在第二图像中显示的第二对象的亮度低于在第一图像中显示的第二对象的亮度。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示第一和第二对象;
在第一图像中显示第一对象的位置不同于在第三图像中显示第一对象的位置;
在第一图像中显示第二对象的位置与在第三图像中显示第二对象的位置几乎相同;
在第一图像中显示第二对象的位置和在第三图像中显示第二对象的位置之间的中间位置显示第二图像的第二对象;
在第二图像中显示的第一对象的亮度低于在第一图像中显示的第一对象的亮度;并且
在第二图像中显示的第二对象的亮度低于在第一图像中显示的第二对象的亮度。
本发明的另一方面是一种驱动具有显示屏的液晶显示设备的方法,包括以下步骤:
在显示屏上依次显示第一到第三图像;
其中:
在第一到第三图像中显示第一和第二对象;
在第一图像中显示第一对象的位置不同于在第三图像中显示第一对象的位置;
在第一图像中显示第二对象的位置与在第三图像中显示第二对象的位置几乎相同;
第二图像通过根据第一图像和第三图像进行运动内插形成;
在第二图像中显示的第一对象的亮度低于在第一图像中显示的第一对象的亮度。
在第二图像中显示的第二对象的亮度低于在第一图像中显示的第二对象的亮度。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏和控制电路,
其中:
显示屏依次显示第一到第三图像;
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
该控制电路包括:
用于基于第一图像中显示对象的位置和第三图像中显示对象的位置确定第二图像中显示图像的位置的装置;
用于降低第二图像中显示的对象的亮度以使其小于第一图像中显示的对象的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏和控制电路,
其中:
显示屏依次显示第一到第三图像;
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
该控制电路包括:
用于在第一图像中显示对象的位置和第三图像中显示对象的位置之间的中间位置显示第二图像中的对象的装置;以及
用于降低第二图像中显示的对象的亮度以使其小于第一图像中显示的对象的亮度的装置。
本发明的另一方面是一种液晶显示设备,包括:
显示屏和控制电路,
其中:
显示屏依次显示第一到第三图像;
在第一到第三图像中显示对象;
在第一图像中显示对象的位置不同于在第三图像中显示对象的位置;
该控制电路包括:
用于通过根据第一图像和第三图像进行运动内插而形成第二图像的装置;以及
用于降低第二图像中显示的对象的亮度以使其小于第一图像中显示的对象的亮度的装置。
本发明的另一个方面是包括上述任何结构的液晶显示设备的电子设备。
在本说明书中,可以同时采用通过运动内插使运动图像平滑化的方法、和通过在显示的图像之间提供典型亮度的差异来抑制余像的方法,或可以采用这些方法中的一个。这样,可以减小运动模糊。
应当注意,在该说明书中,短语“亮度为零”包括没有发射光的情况以及连续显示黑色的情况。换句话说,即使发射了少量的光,显示要显示的所有灰度中的最低灰度的情况可以被视为亮度为零的情况。
注意,可以用各种类型的开关作为开关。作为示例给出电学开关、机械开关等。即,可以使用任何元件,只要它可以控制电流,而不限于特定的元件。例如,可以用晶体管(例如双极晶体管或MOS晶体管)、二极管(例如PN二极管、PIN二极管、肖特基二极管、MIM(金属绝缘体金属)二极管、MIS(金属绝缘体半导体)二极管或二极管连接的晶体管)、晶闸管等作为开关。备选地,可以用组合了这些元件的逻辑电路作为开关。
作为机械开关的示例,有通过微电机系统(MEMS)技术形成的开关,如数字微镜设备(DMD)。这种开关包括可以机械移动的电极,并基于该电极的移动控制连接或断开。
在使用晶体管作为开关的情况下,晶体管的极性(导电类型)并不受特别限制,因为它仅作为开关操作。然而,在截止电流应该小时优选使用具有较小的截止电流的极性的晶体管。具有LDD区域的晶体管、具有多栅结构的晶体管等给出了具有较小截止电流的晶体管的示例。此外,当作为开关操作的晶体管的源端的电位与低电位端电源的电位(例如,Vss、GND或0V)接近时,优选地使用N沟道晶体管,而当源端的电位与高电位端电源(例如,Vdd)的电位接近时,优选地使用p沟道晶体管。这是因为当N沟道晶体管的源端的电位与低电位端电源的电位接近以及当p沟道晶体管的源端的电位与高电位端电源的电位接近时栅-源电压的绝对值可以增加,使得晶体管可以更精确地作为开关操作。这还因为晶体管几乎不执行源极跟随器操作,所以输出电压中的减少很难发生。
注意,通过同时使用N沟道和p沟道晶体管可以采用CMOS开关作为开关。通过采用CMOS开关,因为当p沟道晶体管或N沟道晶体管导通时电流可以流动,晶体管可以更精确地作为开关操作。例如,电压可以被适当地输出,而不管开关的输入信号的电压是高还是低。此外,因为可以使用于导通或截止开关的信号的电压幅度值很小,可以减小功耗。
还要注意,当采用晶体管作为开关时,开关包括输入端(源端和漏端之一)、输出端(源端和漏端的另一端)以及用于控制导电性的端子(栅极端)。另一方面,在某些情况下,当用二极管作为开关时,开关不具有用于控制导电性的端子。因此,当使用二极管作为开关时,和使用晶体管的情况相比,用于控制端子的布线的数目可以大为减小。
注意,当明确地描述“A和B相连”时,其中包括A和B电学相连的情况、A和B功能相连的情况以及A和B直接相连的情况。这里,A和B每一个是一个对象(例如,设备、元件、电路、布线、电极、端子、导电膜或层)。相应地,还包括不同于本说明书中描述和附图中示出的连接,并不限制成预定的连接以及本说明书中描述和附图中示出的这些连接。
例如,在A和B电学相连的情况下,可以在A和B之间提供实现A和B的电学相连的一个或多个元件(例如,开关、晶体管、电容器、电感器、电阻器和/或二极管)。此外,在A和B功能相连的情况下,可以在A和B之间提供实现A和B的功能相连的一个或多个电路(例如,诸如“非”门、NAND电路或NOR电路的逻辑电路;诸如DA转换电路、AD转换电路的信号转换电路;或gamma校正电路;诸如电源电路(例如升压电路或电压降低控制电路)、或用于改变信号的电位电平的电平移动电路的电位电平转换电路;电压源;电流源;开关电路或诸如可以增加信号幅度、电流量等的电路的放大电路(例如运算放大器、差分放大电路、源极跟随器电路或缓冲电路)、信号产生电路、存储器电路和/或控制电路)。备选地,在A和B直接相连的情况下,A和B可以直接相连而在其间没有插入其它元件或其它电路。
注意,当明确地描述“A和B直接相连”时,包括A和B直接相连的情况(即,A和B在其间不插入其它元件或其它电路而相连的情况)以及A和B电学相连的情况(即,A和B通过其间插入的其它元件或其它电路相连的情况)。
注意,当明确地描述“A和B电学相连”时,其中包括A和B电学相连的情况(即,A和B通过其间插入的其它元件或其它电路相连的情况)、A和B功能相连的情况(即,A和B通过其间插入的另一电路功能相连的情况)以及A和B直接相连的情况(即,A和B在其间不插入的其它元件或其它电路而相连的情况)。也就是说,当明确地描述为“A和B电学相连”时,描述与只明确地描述“A和B相连”的情况相同。
注意,显示元件、显示设备(具有显示元件的设备)、发光元件和发光设备(具有发光元件的设备)可以采用各种类型,且可以包括各种元件。例如,作为显示元件、显示设备、发光元件或发光设备,可以采用对比度、亮度、反射率、透射率等通过电磁行为改变的显示介质,例如EL元件(例如,有机EL元件、无机EL元件、或包括有机和无机材料的EL元件)、电子发射元件、液晶元件、电子墨水、电泳元件、光栅光阀(GLV)、等离子体显示板(PDP)、数字微镜设备(DMD)、压电陶瓷显示或碳纳米管。注意,使用EL元件的显示设备包括EL显示器;使用电子发射元件的显示设备包括场发射显示器(FED)、SED型的平板显示器(SED:表面导电电子发射显示器)等;使用液晶元件的显示设备包括液晶显示器(例如,透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器、直观型液晶显示器或投影型液晶显示器);且使用电子墨水或电泳元件的显示设备包括电子纸。
注意,EL元件是包括阳极、阴极和插在阳极和阴极之间的EL层的EL元件。EL层可以是各种类型的EL层,例如,但不限于,使用从单态激励的发射(荧光)的层、使用从三重态激励的发射(磷光)的层、使用从单态激励的发射(荧光)和从多重态激励的发射(磷光)的层、包括有机材料的层、包括无机材料的层、包括有机材料和无机材料的层、包括高分子材料的层、包括低分子材料的层以及包括低分子材料和高分子材料的层。
注意,电子发射元件是这样一种元件,其中,通过尖锐阴极上的高电场浓度提取电子。例如,电子发射元件可以是spinto型;碳纳米管(CNT)型;包括金属、绝缘体和金属叠层的金属-绝缘体-金属(MIM)型;包括金属、绝缘体和半导体叠层的金属-绝缘体-半导体(MIS)型;MOS型;硅型;薄膜二极管型;金刚石型;表面导电发射SCD型;包括金属、绝缘体、半导体和金属的叠层的薄膜型;HEED类型;EL类型;多孔硅类型;表面导电电子发射(SED)型等中任何一种。然而,没有特定的限制,可以用各种元件作为电子发射元件。
液晶元件是这样一种元件,它通过液晶的光调制行为控制光的发射与否,并包括一对电极和液晶。液晶的光学调制行为通过施加到液晶的电场(包括横向电场、垂直电场和对角线电场)控制。此外,这种液晶元件的非限制性示例是向列液晶、胆甾相液晶、近晶相液晶、盘状液晶、热致液晶、溶致液晶、低分子液晶、聚合物液晶、铁电液晶、反铁电液晶、主链型液晶、侧链型聚合物液晶、等离子体寻址液晶(PALC)、香蕉型液晶、TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式、IPS(板内切换)模式、FFS(边缘场切换)模式、MVA(多象限垂直配向技术)模式、PVA(图像垂直配向)、ASV(高级超可视,Advancedsuperview)模式、ASM(轴对称排列微单元)模式、OCB(光学补偿双折射)模式、ECB(电学控制双折射)模式、FLC(铁电液晶)模式、AFLC(反铁电液晶)模式、PDLC(聚合物分散型液晶)模式以及客主模式。
注意,电子纸是这样的设备,例如,使用分子(使用光学各向异性或着色分子取向)的设备、使用微粒的设备(利用电泳、微粒运动、微粒旋转或相位变化)、膜的一端移动的显示器、使用分子的发射/相位变化的显示器、使用分子的光学吸收的显示器、电子和空穴组合以发射光的显示器等。例如,电子纸的非限制性示例包括微囊型电泳设备、水平移动型电泳设备、垂直移动型电泳设备、使用球面扭球(spheretwistball)的设备、使用磁扭球的设备、使用柱扭球的设备、使用带电的调色剂的设备、使用电子粉末和粒状材料的设备、磁电泳类型的设备、磁热敏类型的设备、电子湿润类型的设备、光散射(透明性/不透明性变化)类型的设备、使用胆甾相液晶/光导层的设备、胆甾相液晶型设备、双稳态向列液晶型设备、铁电液晶型设备、二色性色素/液晶分散型设备、使用可移动膜的设备、可写入染料隐色体(着色/褪色)型设备、光致变色设备、电致变色设备、电沉积型设备、使用柔性有机电致发光的设备等。可以使用各种类型的电子纸。通过使用微囊电泳,可以解决电泳的问题,即电泳微粒的聚集或沉积。电子粉末和粒状材料具有诸如高速响应、高反射率、宽视角、低功耗和良好存储特性的优点。
等离子体显示器包括具有提供有电极的表面的基板以及具有提供有电极和小凹槽的表面的基板以及凹槽中形成的荧光体层。在等离子体显示器中,基板彼此相对,其间具有窄的间隔且稀有气体被封装在其中。在等离子体显示器中,电压被施加到电极以产生紫外射线以激励荧光体,使得可以执行显示。等离子体显示板可以是DC型PDP或AC型PDP。等离子体显示器的驱动方法的非限制性示例是ASW(边寻址边维持(AddressWhileSustain))驱动;子帧被划分为复位期、寻址期和维持期的ADS(寻址显示分离(AddressDisplaySeparated))驱动;CLEAR(低能量寻址及减少伪轮廓(LowEnergyAddressandReductionofFalseContourSequence))驱动;ALLIS(表面交替发光)方法;TERES(倒易维持技术)驱动。可以采用各种类型的等离子体显示器。
作为包括光源的显示设备的示例,给出液晶显示设备(包括透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器、直观型液晶显示器、投影型液晶显示器)、使用光栅光阀(GLV)的显示设备以及使用数字微镜设备(DMD)的显示设备。作为在上述设备中使用的这种光源的非限制性示例,给出电致发光、冷阴极管、热阴极管、LED、激光器光源、卤素灯等。可以使用各种光源。
注意,可以不限于特定类型而采用各种类型的晶体管。例如,可以采用包括以非晶硅、多晶硅和微晶(也成为“半非晶”)硅等为代表的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)。在使用这些TFT的情况下,具有很多优点。例如,因为TFT可以在比使用单晶硅低的温度下形成,制造成本可以减小且制造设备可以更大。因为制造的设备可以更大,TFT可以使用大基板形成。因此,因为大数目的显示设备可以同时形成,它们可以以低成本形成。此外,因为制造温度低,可以使用具有低耐热性的基板。这样,晶体管可以使用透明基板形成。而且,显示元件中的发光可以通过使用在透明基板上形成的晶体管控制。而且,因为晶体管的膜厚度薄,形成晶体管的膜的部分可以发射光。因此,孔径比可以得到改善。
在形成多晶硅的情况下,通过使用催化剂(例如镍),结晶度可以得到改善,且可以形成具有极好电学特性的晶体管。因此,可以在同一基板上形成栅极驱动器电路(例如,扫描线驱动器电路)、源极驱动器电路(例如,信号线驱动器电路)和信号处理电路(例如,信号产生电路、伽马(gamma)校正电路或DA转换电路)。
此外,通过在形成微晶硅的情况下使用催化剂(例如镍),结晶度可以得到进一步改善,且可以形成具有极好电学特性的晶体管。此时,通过执行热处理而不执行激光照射改善结晶度。相应地,可以在同一基板上形成栅极驱动器电路(例如,扫描线驱动器电路)、源极驱动器电路的一部分(例如,模拟开关)。此外,在不使用激光进行结晶的情况下,硅的结晶不均匀性(不均匀(mura))可以被抑制。因此,可以显示具有高图像质量的图像。
注意,可以不使用催化剂(例如镍)而形成多晶硅和微晶硅。
在整个板中,硅的结晶度优选地在整个板内被增强到多晶结晶度或微晶结晶度,但不限于此。硅的结晶度可以仅在板的一部分中得到增强。结晶度的选择性增强可以通过选择性激光照射等完成,例如,可以使用激光仅照射排除了像素的外围驱动电路部分,或使用激光仅照射栅极驱动电路和/或源极驱动电路的区域。备选地,可以使用激光仅照射源极驱动电路的一部分(例如模拟开关)。因此,可以仅提高高速操作电路所必须的区域中的硅的结晶度。像素区域并不特别需要以高速操作,并且由此,如果结晶度不提高,像素电路可以没有问题地操作。这样,因为结晶度提高的区域小,可以缩短制造工艺,可以提高生产量,且可以减小制造成本。因为必要的制造设备的数目小,制造成本可以减小。
此外,可以通过半导体基板、SOI基板等形成晶体管。因此,可以形成在特性、尺寸、形状等几乎不发生变化的具有高的电流供给能力且具有小尺寸的晶体管。通过使用这种晶体管,电路的功耗可以减小且电路可以被高度集成。
此外,可以使用通过减薄化合物半导体或氧化物半导体而获得的包括化合物半导体或氧化物半导体(例如ZnO、a-InGaZnO、SiGe、GaAs、IZO、ITO或SnO)的晶体管以及薄膜晶体管等。因此,制造温度可以降低,并且,例如,这种晶体管可以在室温形成。相应地,晶体管可以直接在具有低耐热性的基板(例如塑料基板或膜基板)上形成。注意,这种化合物半导体或氧化物半导体不仅可用于晶体管的沟道部分,而且可用于其它应用。例如,这种化合物半导体或氧化物半导体可用于电阻器、像素电极或透明电极。而且,因为这种元件可以与晶体管同时形成,可以减小成本。
也可以使用通过喷墨方法或印刷方法形成的晶体管等。相应地,晶体管可以在室温形成,可以以低真空形成,或可以使用大基板形成。此外,因为可以不使用掩模(中间掩模)形成晶体管,晶体管的布图可以容易变化。而且,因为不必使用抗蚀剂,材料成本降低且步骤数目可以减小。而且,因为仅在必要的部分形成膜,和在整个表面上形成膜之后执行蚀刻的制造方法相比,不浪费材料,所以成本可以减小。
而且,可以使用包括有机半导体或碳纳米管的晶体管等。相应地,这种晶体管可以使用可弯曲的或柔性的基板形成。因此,这种晶体管可以抗震。
此外,可以使用各种类型的晶体管。例如,可以采用MOS晶体管、结晶体管、双极晶体管等。因为MOS晶体管具有小的尺寸,可以安装大数目的晶体管。双极晶体管的使用可以允许大电流流过,由此以高速操作电路。
而且,MOS晶体管、双极晶体管等等可以混合在一个基板上。这样,可以获得低功耗、尺寸的减小以及高速的操作。
而且,可以使用不同于上述类型晶体管的晶体管。
而且,晶体管可以使用各种基板形成。基板的类型不限于特定类型。例如,可以用单晶基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑料基板、纸基板、玻璃纸基板、石基板、木基板、布基板(包括天然纤维(例如,丝、棉或麻)、合成纤维(例如,尼龙、聚亚胺酯、或聚酯)、再生纤维(例如,醋酸纤维素、铜氨纤维、人造纤维或再生聚酯)等)、皮革基板、橡胶基板、不锈钢基板、包括不锈钢箔的基板等作为基板。备选地,可以用动物(例如人)的皮肤(例如表皮或真皮)或皮下组织作为基板。此外,晶体管可以使用一个基板形成,然后,该晶体管可以被转移到另一基板。作为向其转移晶体管的基板,可以使用单晶基板、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑料基板、纸基板、玻璃纸基板、石基板、木基板、布基板(包括天然纤维(例如,丝、棉或麻)、合成纤维(例如,尼龙、聚亚胺酯、或聚酯)、再生纤维(例如,醋酸纤维素、铜氨纤维、人造纤维或再生聚酯)等)、皮革基板、橡胶基板、不锈钢基板、包括不锈钢箔的基板等。备选地,可以使用动物(例如人)的皮肤(例如表皮或真皮)或皮下组织。通过使用这种基板,可以形成具有极好属性的晶体管或具有低功耗的晶体管,可以形成具有高耐久力或高耐热性的设备、或可以获得重量的减少或减薄。
晶体管的结构可以具有各种模式而不限于特定结构。例如,可以使用具有两个或更多栅电极的多栅结构。当使用多栅结构时,提供了多个晶体管串联的结构,因为沟道区是串联的。通过使用多栅结构,截止电流可以减小或晶体管的耐压可以提高以改善可靠性。备选地,通过使用多栅结构,即使当晶体管在饱和区域操作时漏-源电压波动,漏-源电流不剧烈波动,所以电压-电流特性的斜率可以是平坦的。通过使用电压-电流特性的斜率是平坦的特性,可以提供理想的电流源电路或具有极高电阻值的有效负载。相应地,可以提供具有极好属性的差分电路或电流镜电路。
作为另一示例,可以使用在沟道之上和之下形成栅电极的结构。通过使用在沟道上和下形成栅电极的结构,沟道区可以扩大,使得流经那里的电流量可以增大,或耗尽层可以容易形成,以减小亚阈值摆动(S值)。当栅电极在沟道上和下形成时,提供多个晶体管并联的结构。
而且,可以采用栅电极在沟道之上形成的结构、栅电极在沟道之下形成的结构、交错结构、反交错结构、沟道区被划分成多个区域的结构、沟道区并联的结构或沟道区串联的结构。此外,源电极和漏电极可以和沟道区(或其一部分)重叠。通过使用源电极或漏电极可以与沟道区(或其一部分)重叠的结构,可以防止由于沟道区部分中累积的电荷导致的不稳定操作。而且,可以提供LDD区域。通过提供LDD区域,截止电流可以减小或晶体管耐压可以提高以改善稳定性。备选地,通过提供LDD区域,即使当晶体管在饱和区域操作时漏-源电压波动,漏-源电流不大波动,所以电压-电流特性的斜率可以是平坦的。
可以使用各种类型的晶体管且可以使用各种基板形成晶体管。相应地,可以使用同一基板形成实现期望的功能所需的全部电路。例如,可以使用玻璃基板、塑料基板、单晶基板、SOI基板或任何其它基板形成实现期望的功能所需的全部电路。当使用同一基板形成实现期望的功能所需的全部电路时,部件部分的数目可以减小以缩减成本,或电路部件之间的连接的数目可以减小以改善可靠性。备选地,可以使用一个基板形成实现期望的功能所需的一部分电路,而使用另一基板形成实现期望的功能所需的另一部分电路。也就是说,不是实现期望的功能所需的全部电路都需要使用同一基板形成。例如,实现期望的功能所需的一部分电路可以使用由用玻璃基板的晶体管形成,而实现期望的功能所需的另一部分电路可以使用单晶基板形成,所以由使用单晶基板形成的晶体管形成的IC芯片可以通过COG(玻璃上芯片)连接到玻璃基板,且IC芯片可以在玻璃基板上提供。备选地,IC芯片可以通过TAB(带式自动结合)或印刷布线板连接到玻璃基板。当以这样的方式使用同一基板形成电路的一部分时,部件部分的数目可以减小以缩减成本,或电路部件之间的连接的数目可以减小以改善可靠性。备选地,因为具有高驱动电压的部分中或具有高驱动频率的部分中的电路消耗很多功率,这些部分中的电路可以不在同一基板上形成,而是,使用例如单晶基板形成电路以及使用由电路形成的IC芯片,这导致防止了功耗的增加。
注意,一个像素对应于亮度可控的一个元件。因此,作为示例,一个像素对应于一个色元素,且亮度以一个色元素表达。相应地,在具有R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的色元素的彩色显示设备的情况下,图像的最小单元由R像素、G像素和B像素这三个像素形成。注意,色元素不限于三种颜色,可以使用多于三种颜色的色元素,或可以添加除RGB之外的颜色。例如,可以通过添加白色而使用RGBW(W对应于白色)。此外,可以使用RGB加上黄色、青色、洋红、鲜绿色、朱红色等中的一个或多个颜色。而且,类似于R、G和B中至少一个的颜色可以被添加到RGB。例如,可以使用R、G、B1和B2。尽管B1和B2都是蓝色,它们具有稍微不同的频率。类似地,可以使用R1、R2、G和B。通过使用这种色元素,可以执行更逼近真实对象的显示或可以减小功耗。备选地,作为另一示例,在通过使用多个区域控制一个色元素的亮度的情况下,一个区域可以对应于一个像素。因此,作为示例,在执行面积比灰度显示的情况下或包括子像素的情况下,可以在每个色元素中提供控制亮度的多个区域,且使用所有这些区域表达灰度。在这种情况下,控制亮度的一个区域可以对应于一个像素。这样,在这种情况下,一个色元素包括多个像素。备选地,即使在一个色元素中提供多个控制亮度的区域,包括该多个区域的一个色元素可以对应于一个像素。这样,在这种情况下,一个色元素包括一个像素。而且,当在每个色元素中由多个区域控制亮度时,在某些情况下,取决于像素,对显示有贡献的区域具有不同的面积尺度。此外,在每个色元素中控制亮度的多个区域中,供给到该多个像素中的每一个的信号可以轻微地变化以拓宽视角。也就是说,被包括在每个色元素中提供的多个区域中的像素电极的电位可以彼此不同。相应地,施加到液晶分子上的电压根据像素电极而变化。因此,可以拓宽视角。
注意,当明确地描述“(用于三种颜色的)一个像素”时,它对应于将R、G和B三个像素视为一个像素的情况。同时,当明确地描述“(用于一个颜色的)一个像素”时,它对应于多个区域被提供在每个色元素中且被共同视为一个像素的情况。
注意,在某些情况下以矩阵形式提供(布置)像素。这里,以矩阵形式提供(布置)像素的描述包括在纵向或横向方向上像素以直线布置的情况和像素以锯齿线布置的情况。因此,在使用三个色元素执行全色显示的情况中,包括以条形布置像素的情况和以delta(德耳塔)图形布置三种色元素的点的情况。此外,还包括以Bayer(拜耳)布置的形式提供三种色元素的点的情况。注意,色元素不限于三种颜色,可以采用多于三种色元素。给出RGBW(W对应于白色);RGB加上黄色、青色、洋红等中一个或多个作为示例。而且,显示区域的尺寸可以在色元素的各个点之间不同。这样,功耗可以减小,且显示元件的寿命可以延长。
而且,可以使用在像素中包括有源元件的有源矩阵方法或在像素中不包括有源元件的无源矩阵方法。
在有源矩阵方法中,作为有源元件(非线性元件),不仅可以使用晶体管而且可以使用各种有源元件(非线性元件)。例如,还可以使用MIM(金属绝缘体金属)、TFD(薄膜二极管)等。因为这些元件需要较少的制造步骤数目,可以减小制造成本或可以提高产量。而且,因为这种元件的尺寸小,孔径比可以得到改善,使得可以减小功耗,且可以获得更高的亮度。
作为不同于有源矩阵方法的方法,还可以使用不使用有源元件(非线性元件)的无源矩阵方法。因为不使用有源元件(非线性元件),制造步骤较少,使得可以减小制造成本或可以提高产量。而且,因为不使用有源元件(非线性元件),孔径比可以得到改善,使得可以减小功耗,且可以获得更高的亮度。
注意,晶体管是至少具有栅极、漏极和源极三个端子的元件。晶体管具有位于漏极区和源极区之间的沟道区,且电流可以流经漏极区、沟道区和源极区。这里,因为晶体管的源极和漏极可以根据晶体管的结构、工作条件等而变化,难以定义哪个是源极或哪个是漏极。因此,在本说明书(包括描述、权利要求的范围、附图等)中,用作源极和漏极的区域在某些情况下不被称为“源极”或“漏极”。在这种情况下,例如,源极和漏极之一可以被描述为第一端子,而另一个可以被描述为第二端子。备选地,源极和漏极之一可以被描述为第一电极,而另一个可以被描述为第二电极。还备选地,源极和漏极之一可以被描述为源极区,而另一个可以被称为漏极区。
还注意,晶体管可以是至少具有基极、发射极和集电极三个端子的元件。在这种情况下,发射极和集电极其中之一可以类似地被称为“第一端子”,而另一个可以被称为“第二端子”。
栅极对应于栅电极和栅极布线(也称为“栅极线”、“栅极信号线”、“扫描线”、“扫描信号线”等)的全部或一部分。栅电极对应于与形成沟道区的半导体重叠的导电膜(栅极绝缘膜被插入到它们之间)的部分。注意,栅电极的一部分与LDD(轻掺杂漏极)区域、源极区(或漏极区)重叠,在某些情况下其间插入栅极绝缘膜。栅极布线对应于用于相互连接每个晶体管的栅电极的布线、用于相互连接每个像素的栅电极的布线或用于连接栅电极到其它布线的布线。
然而,存在用作栅电极和栅极布线二者的部分(区域、导电膜、布线等)。这种部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“栅电极”或“栅极布线”。也就是说,存在栅电极和栅极布线并不彼此清晰区分的区域。例如,在沟道区与延伸的栅极布线的一部分重叠的情况下,重叠部分(区域、导电膜、布线等)用作栅极布线和栅电极二者。因此,这种部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“栅电极”或“栅极布线”。
此外,由与栅电极相同材料形成、并形成要连接到栅电极的与栅电极相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等)也被称为“栅电极”。类似地,与栅极布线相同材料形成、并形成连接到栅极布线的与栅极布线相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等)也被称为“栅极布线”。在严格意义上,在某些情况下,这种部分(区域、导电膜、布线等)不与沟道区重叠或不具有连接栅电极到另一栅电极的功能。然而,因为制造工艺条件,存在与栅电极或栅极布线相同材料形成的、形成被连接到栅电极或栅极布线的与栅电极或栅极布线相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等)。这样,这种部分(区域、导电膜、布线等)也可以被称为“栅电极”或“栅极布线”。
在多栅晶体管中,例如,栅电极通常通过使用与栅电极相同材料形成的导电膜连接到另一栅电极。因为这种部分(区域、导电膜、布线等)是用于连接栅电极到另一栅电极的部分(区域、导电膜、布线等),它可以被称为“栅极布线”,但是它也可以被称为“栅电极”,因为多栅晶体管可以被视为一个晶体管。也就是说,与栅电极或栅极布线相同的材料形成的、形成连接到栅电极或栅极布线的与栅电极或栅极布线相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“栅电极”或“栅极布线”。此外,例如,连接栅电极和栅极布线且由不同于栅电极和栅极布线的材料形成的导电膜的部分也可以被称为“栅电极”或“栅极布线”。
注意,栅极端子对应于一部分栅电极的部分(区域、导电膜、布线等)或电学连接到栅电极的部分(区域、导电膜、布线等)。
注意,当布线被称为“栅极布线”、“栅极线”、“栅极信号线”、“扫描线”或“扫描信号线”时,存在一种情况,其中晶体管的栅极不连接到布线。在这种情况下,栅极布线、栅极线、栅极信号线、扫描线或扫描信号线对应于在与晶体管的栅极相同的层中形成的布线、与晶体管的栅极的相同材料形成的布线、或在某些情况下与晶体管的栅极同时形成的布线。作为示例,可以给出用于存储电容器的布线、电源线、参考电位供给线等。
还注意,源极对应于源极区、源电极和源极布线(也称为“源极线”、“源极信号线”、“数据线”、“数据信号线”等)的整体或一部分。源极区对应于包含大量p型杂质(例如,硼或镓)或n型杂质(例如磷或砷)的半导体区域。相应地,包含少量p型杂质或n型杂质的区域,即LDD(轻掺杂漏极)区域不被包括在源极区中。源电极是由不同于源极区的材料形成的导电层的一部分,并电连接到源极区。然而,存在源电极和源极区被统称为“源电极”的情况。源极布线是用于彼此连接晶体管的源电极的布线、用于彼此连接像素的源电极的布线或用于连接源电极到其它布线的布线。
然而,存在用作源电极和源极布线两者的部分(区域、导电膜、布线等)。这种部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“源电极”或“源极布线”。即,存在源电极和源极布线不能彼此清晰区分的区域。例如,在源极区与延伸的源极布线的部分重叠的情况下,重叠的部分(区域、导电膜、布线等)用作源极布线和源电极二者。相应地,这种部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“源电极”或“源极布线”。
此外,与源电极相同的材料形成的、形成连接到源电极的与源电极相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等),或连接源电极和另一源电极的部分(区域、导电膜、布线等)也可以被称为“源电极”。而且,与源极区重叠的部分也可被称为“源电极”。类似地,由与源极布线相同的材料形成的、形成连接到源极布线的与源极布线相同的岛的部分(区域、导电膜、布线等),也可被称为“源极布线”。在严格意义上,在某些情况下,这种部分(区域、导电膜、布线等)不具有连接源电极到另一源电极的功能。然而,因为制造工艺条件,存在与源电极或源极布线相同材料形成的、且被连接到源电极或源极布线的部分(区域、导电膜、布线等)。这样,这种部分(区域、导电膜、布线等)可以被称为“源电极”或“源极布线”。
此外,例如,连接源电极和源极布线且由不同于源电极或源极布线的材料形成的导电膜的部分可以被称为“源电极”或“源极布线”。
注意,源极端子对应于源极区、源电极或电学连接到源电极的部分(区域、导电膜、布线等)的一部分。
注意,当布线被称为“源极布线”、“源极线”、“源极信号线”、“数据线”或“数据信号线”时,存在晶体管的源极(漏极)不连接到布线的情况。在这种情况下,源极布线、源极线、源极信号线、数据线或数据信号线对应于在与晶体管的源极(漏极)相同的层中形成的布线、与晶体管的源极(漏极)的相同材料形成的布线或在某些情况下与晶体管的源极(漏极)同时形成的布线。作为示例,可以给出用于存储电容器的布线、电源线、参考电位供给线等。
还注意,对于漏极情况相同。
还注意,半导体设备对应于具有包括半导体元件(例如,晶体管、二极管或晶闸管)的电路的设备。半导体设备可以是通过利用半导体特性工作的通用设备。而且,包括半导体材料的设备还可以被称为“半导体设备”。
还注意,显示元件对应于光学调制元件、液晶元件、发光元件、EL元件(有机EL元件、无机EL元件,或包括有机和无机材料的EL元件)、电子发射元件、电泳元件、放电元件、光反射元件、光衍射元件、数字微镜设备(DMD)等。注意,本发明不限于这些示例。
此外,显示设备对应于具有显示元件的设备。注意,显示设备可以包括多个像素,该多个像素包括显示元件。此外,显示设备可以包括用于驱动该多个像素的外围驱动电路。用于驱动该多个像素的外围驱动电路可以与该多个像素在同一基板上形成。此外,显示设备还可以包括通过布线键合或突点键合在基板上提供的外围驱动电路,即,通过玻璃上芯片(COG)连接的IC芯片,或通过TAB连接的IC芯片等。而且,显示设备可以包括柔性印刷电路(FPC),IC芯片、电阻器、电容器、电感器、晶体管等附接到其上。注意,显示设备包括印刷布线板(PWB),它通过柔性印刷电路(FPC)连接,且其上附着IC芯片、电阻器、电容器、电感器、晶体管等。显示设备还可以包括光学片材,例如偏振板或延迟板。显示设备还可以包括发光设备,机壳、音频输入和输出设备、光检测器等。这里,诸如背光单元之类的发光设备可以包括导光板、棱镜板、扩散板、反射板、光源(例如,LED或冷阴极管)、冷却设备(例如,水冷设备或风冷设备)等。
而且,发光设备对应于具有背光单元、导光板、棱镜板、扩散板、反射板的设备、或光源(例如,LED、冷阴极管、或热阴极管)、冷却设备等。
此外,发光设备对应于具有例如发光元件的设备。当发光元件用作显示元件时,发光设备是显示设备的典型示例。
注意,反射设备对应于具有光反射元件、光衍射元件、光反射电极等的设备。
液晶显示设备对应于包括液晶元件的显示设备。液晶显示设备包括直观型液晶显示器、投影型液晶显示器、透射型液晶显示器、半透射型液晶显示器、反射型液晶显示器等。
还注意,驱动设备对应于具有半导体元件、电路、电子电路等的设备。例如,控制从源极信号线到像素的信号输入的晶体管(也称为“选择晶体管”、“开关晶体管”等)、供给电压或电流到像素电极的晶体管、供给电压或电流到发光元件的晶体管等是驱动设备的示例。供给信号到栅极信号线的电路(也称为“栅极驱动器”、“栅极线驱动器”等)、供给信号到源极信号线的电路(也称为“源极驱动器”、“源极线驱动器”等)也是驱动设备的示例。
注意,在某些情况下,显示设备、半导体设备、照明设备、冷却设备、发光设备、反射设备、驱动设备等被一起提供。例如,在某些情况下,显示设备包括半导体设备和发光设备。备选地,在某些情况下半导体设备包括显示设备和驱动设备。
当明确地描述“B在A上形成”或“B在A之上形成”时,并不必须表示B直接接触A形成。该描述包括A和B彼此并不直接接触的情况,即,另一对象插入到A和B之间的情况。这里,A和B每一个对应于对象(例如,设备、元件、电路、布线、电极、端子、导电膜、或层)。
相应地,例如,当明确地描述“层B在层A上(之上)形成”时,它包括层B与层A直接接触的情况以及另一层(例如,层C或层D)直接接触层A形成而B直接接触层C或D形成的情况。注意,另一层(例如,层C或层D)可以是单层或多层。
类似地,当明确地描述“B在A上(之上)形成”时,它并不必须表示B与A直接接触地形成。相应地,例如,当明确描述“层B在层A之上形成”时,它包括层B与层A直接接触地形成的情况以及另一层(例如,层C或层D)直接接触层A形成且B直接接触层C或D形成的情况。注意,另一层(例如,层C或层D)可以是单层或多层。
注意,当明确地描述B与A直接接触地形成时,它不包括在A和B之间内插另一对象的情况,而是包括B与A直接接触地形成的情况。
注意,上述陈述对于明确地描述“B在A下或之下形成”的情况也适用。
明确的单数形式优选地表示单数形式。然而,并不限于此,这种单数形式可以包括复数形式。类似地,明确的复数形式优选地表示复数形式。然而,并不限于此,这种复数形式可以包括单数形式。
根据本发明,从包括在帧中的图像数据检测运动图像的量,以产生当前帧的图像和下一帧的下一图像之间的中间状态下的图像作为内插图像。这样,图像的移动可以跟随人眼的移动,且这样图像的移动可以被平滑化。而且,内插图像的亮度是变化的,并且由此,可以使显示接近伪脉冲型显示器,且余像并不被人眼觉察。以这种方式,可以提供没有运动模糊的保持型显示设备以及驱动这种保持型显示设备的方法。
附图说明
在附图中:
图1A至1C示出了本发明的模式;
图2A至2C示出了本发明的模式;
图3A至3E是用于描述测量根据本发明的半导体设备的方法的视图;
图4A和4B是用于描述制备根据本发明的半导体设备的图像的方法的视图;
图5A至5D是根据本发明的半导体设备的方框电路图;
图6A至6E示出了作为本发明的模式的本发明的半导体设备的图像产生方法;
图7A至7C示出了本发明的模式;
图8A至8E示出了本发明的模式;
图9是根据本发明的半导体设备的流程图;
图10A至10F示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图11A至11D示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图12A至12C示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图13A至13D示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图14A至14C示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图15A至15C示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图16A至16D示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图17A至17C示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图18A至18D示出了根据本发明的半导体设备的亮度的控制方法。
图19A至19E示出了本发明的模式;
图20A至20E示出了本发明的模式;
图21A和21B示出了本发明的模式;
图22A至22C示出了根据本发明的半导体设备的时序图;
图23A和23B示出了根据本发明的半导体设备的时序图;
图24A至24E示意性地示出了图像的亮度随时间的变化;
图25A至25G是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图26是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图27是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图28是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图29是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图30A至30C示出了根据本发明的半导体设备中的外围电路的配置;
图31A和31B示出了根据本发明的半导体设备中的外围电路的配置;
图32示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图33是根据本发明的半导体设备的时序图;
图34是根据本发明的半导体设备的时序图;
图35A和35B示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图36示出了根据本发明的半导体设备的剖面图;
图37A至37D示出了根据本发明的半导体设备的外围部件;
图38示出了根据本发明的半导体设备的剖面图;
图39A至39C是根据本发明的半导体设备的框图;
图40是根据本发明的半导体设备的剖面图;
图41A和41B示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图42示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图43示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图44A至44E示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图45A和45B示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图46A至46C示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图47A至47C示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图48A至48C示出了根据本发明的半导体设备的驱动方法;
图49A和49B示出了根据本发明的半导体设备的时序图;
图50A和50B示出了根据本发明的半导体设备的时序图;
图51示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图52示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图53示出了根据本发明的半导体设备的电路配置;
图54A和54B是根据本发明的半导体设备的顶视图和剖面图;
图55示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图56示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图57A和57B示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;图58示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图59A至59C示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;图60示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图61示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图62示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图63示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图64A和64B示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图65A和65B示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图66A至66C示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图67A和67B示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
图68示出了使用根据本发明的半导体设备的电子设备;
具体实施方式
实施例模式
现在将描述本发明的实施例模式。然而,本发明可以以很多不同的模式实施。注意,本领域技术人员应当理解,本发明不限于下面的描述,且可以在不偏离本发明的精神和范围情况下做出模式和细节上的各种修改。因此,本发明不应限于下面说明书中对实施例模式中的描述。
实施例模式1
作为示例,实施例模式1将描述驱动本说明书的显示设备或半导体设备以减小运动模糊的方法。
在该实施例模式中,主要描述了一种情况,其中,当输入的图像数据的帧频(每秒的帧数目,也称为“输入帧频”)和显示的帧频(也称为“显示帧频”)相比时,显示帧频大于输入帧频。具体而言,当输入帧频是60Hz时,显示帧频可以是90Hz、120Hz、或180Hz。此外,当输入帧频是50Hz时,显示帧频是75Hz、100Hz或150Hz。然而,没有限制,可以采用各种值用于输入帧频和显示帧频。
当输入帧频大于显示帧频时,输入的图像数据的一部分被放弃,使得可以满足显示帧频。然而,在该实施例模式中时,显示帧频大于输入帧频,显示帧频不能仅通过输入帧频而被满足。此时,输入图像数据以特定方式被内插以满足显示帧频。
本说明书中,根据输入帧频显示的图像被称为“基本图像”,产生以内插基本图像的图像被称为“内插图像”。作为产生内插图像的方法,存在这些方法,例如,从帧中的图像数据检测图像的运动量(即图像运动多少),且以图像数据之间的中间图像作为内插图像的方法;基本图像用作内插图像的方法;基本图像的亮度乘以系数获得的图像的方法。
这里使用的中间图像是当多个图像之间的差异被视为图像的运动时在运动范围内预测的图像。换句话说,具有通过从多个图像数据之间的差异的内插获得的图像数据的图像被称为“中间图像”。
这里,内插图像和中间图像之间的差异被明确。内插图像是被插入到基本图像之间以内插输入帧和显示帧频之间的差异的图像,并且对包括在内插图像中的图像数据没有特殊的限制。另一方面,中间图像是具有通过内插获得的图像数据的图像。换句话说,输入帧频和显示帧频之间的差异被内插,可以用中间图像作为内插图像或可以使用其它图像。
中间图像通过从多个图像数据之间的差异的内插(即运动内插)获得。
在本实施例模式中,从帧中的图像数据检测图像的运动量,即图像运动了多少,且帧和下一帧的中间状态的图像是内插图像,且内插图像的亮度被改变。
参考图1A至1C,描述了一种减小运动模糊的方法作为示例。在图1A至1C所示的方法中,图像中的圆形区域在帧中运动,而图像的三角形区域在帧中不运动。注意,该图像仅是用于解释的一个示例,且显示的图像不限于该示例。图1A至1C中示出的方法可以应用于各种图像。
图1A示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的两倍。图1A示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。周期100表示一个帧周期。第一图像101是前一帧的基本图像,第二图像102是前一帧的内插图像,第三图像103是当前帧的基本图像,第四图像104是当前帧的内插图像,而第五图像105是下一帧的基本图像。
第二图像102是通过检测从第一图像101到第三图像103的图像的运动量(即图像的运动量)产生的图像,且第二图像102是第一图像101和第三图像103的中间状态下的图像。图1A示出了从帧到帧变化的区域(圆形区域)以及从帧到帧不变化的区域(三角形区域)的中间状态下的图像。换句话说,第二图像102的圆形区域的位置是第一图像101中圆形区域的位置和第三图像103中圆形区域的位置之间的中间位置。这样,第二图像102通过运动内插而内插了图像数据。以这种方式,运动图像被内插以内插图像数据,由此提供平滑的显示。
而且,第二图像102是第一图像101和第三图像103之间的中间状态下的图像,并且,可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图1A所示,该规则是,第一图像101的典型亮度是L,而第二图像102的典型亮度是Lc,它们优选地满足L>Lc。优选地,它们满足0.1L<Lc<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc<0.5L。通过控制亮度以满足所述表达式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
图像的典型亮度将在以后参考图3A至3E描述。
运动模糊的两个不同的原因(图像的运动的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。
而且,作为内插图像的第四图像104可以以相同的方式从第三图像103和第五图像105形成。换句话说,第四图像104是通过从第三图像103到第五图像105的图像运动量检测而获得的第三图像103和第五图像105之间的中间状态下的图像,并且,可以是亮度受特定规则控制的图像。
图1B示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的三倍。图1B示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。周期100表示一个帧周期。第一图像111是前一帧的基本图像,第二图像112是前一帧的第一内插图像,第三图像113是前一帧的第二内插图像,第四图像114是当前帧的基本图像,第五图像115是当前帧的第一内插图像,第六图像116是当前帧的第二内插图像,且第七图像117是下一帧的基本图像。
第二图像112和第三图像113可以是通过检测从第一图像111到第四图像114的图像运动量产生的图像,且第二图像112和第三图像113可以是第一图像111和第四图像114的中间状态下的图像。图1B示出了从帧到帧变化的区域(圆形区域)以及从帧到帧不变化的区域(三角形区域)的中间状态下的图像。换句话说,第二图像112和第三图像113的圆形区域的位置是第一图像111中圆形区域的位置和第四图像114中圆形区域的位置之间的中间位置。具体而言,从第一图像111和第四图像114检测的圆形区域的运动量(即,图像改变了多少)是X。此时,第二图像112中的圆形区域可以从第一图像111的圆形区域位置位移约1/3X。而且,第三图像113中的圆形区域可以从第一图像111的圆形区域位置位移约2/3X。这样,第二图像112和第三图像113通过运动内插而内插了图像数据。以这种方式,运动图像被内插以内插图像数据,由此提供平滑的显示。
而且,第二图像112和第三图像113是第一图像111和第四图像114之间的中间状态下的图像,并且可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图1B所示,规则是,第一图像111的典型亮度是L、第二图像112的典型亮度是Lc1且第三图像113的典型亮度是Lc2,其优选地满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足0.1L<Lc1=Lc2<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc1=Lc2<0.5L。通过控制亮度以满足该表达式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。
作为内插图像的第五图像115和第六图像116可以以相同的方式从作为基本图像的第四图像114和第七图像117形成。换句话说,第五图像115和第六图像116是通过从第四图像114到第七图像117的图像运动量检测而获得的第四图像114和第七图像117之间的中间状态下的图像,并且,还可以是亮度受特定规则控制的图像。
通过图1B的方法,显示帧频如此之高,使得图像的运动可以跟随人眼的移动,由此提供了显示中的平滑运动并极大地减小了运动模糊。
图1C示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的1.5倍。图1C示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。周期100表示一个帧周期。第一图像121是前一帧的基本图像,第二图像122是第一内插图像,第三图像123是第二内插图像,且第四图像124是下一帧的基本图像。注意,作为输入图像数据的第五图像125是当前帧的基本图像,尽管它实际可以不被显示,但是可用于产生第二图像122和第三图像123。
第二图像122和第三图像123是通过检测从第一图像121经由第五图像125到第四图像124的图像运动量而产生的图像,且第二图像122和第三图像123是第一图像121和第四图像124的中间状态下的图像。图1C示出了从帧到帧变化的区域(圆形区域)以及从帧到帧不变化的区域(三角形区域)的中间状态下的图像。换句话说,第二图像122和第三图像123的圆形区域的位置是第一图像121和第四图像124中圆形区域的位置之间的中间位置。这样,第二图像122和第三图像123通过运动内插而内插了图像数据。以这种方式,运动图像被运动内插以内插图像数据,由此提供平滑的显示。
而且,第二图像122和第三图像123是第一图像121和第四图像124之间的中间状态下的图像,并且可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图1C所示,规则是,第一图像121的典型亮度是L,第二图像122的典型亮度是Lc1,且第三图像123的典型亮度是Lc2,其优选地满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足0.1L<Lc1=Lc2<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc1=Lc2<0.5L。通过控制亮度以满足该表达式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以极大地减小。
注意,在图1C的方法中,显示帧频很低,使得用于向显示设备写入信号的时间被延长。这样,可以使显示设备的时钟频率低以减小功耗。此外,运动内插的处理速度可以低以减小功耗。
接下来,参考图2A至2C,描述减小运动模糊的示例。图2A至2C在图像亮度的控制方法上与图1A至1C不同。
图2A示出的方法中,周期100表示一个帧周期。第一图像201是前一帧的基本图像,第二图像202是前一帧的内插图像,第三图像203是当前帧的基本图像,第四图像204是当前帧的内插图像,而第五图像205是下一帧的基本图像。注意,第一图像201、第二图像202、第三图像203、第四图像204和第五图像205分别对应于图1A中的第一图像101、第二图像102、第三图像103、第四图像104和第五图像105,且这些图像可以以与图1A中的图像相同的方式显示。
然而,在图2A的方法中控制图像的亮度的方法不同于图1A的方法。换句话说,第二图像202制备成处于第一图像201和第三图像203之间的中间状态而且可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图2A所示,所述特定规则是,第一图像201的典型亮度是L,而第二图像202的典型亮度是Lc,它们优选地满足L<Lc。优选地,它们满足1.1L<Lc<1.8L,更优选地,满足1.2L<Lc<1.5L。图1A说明了内插图像的亮度低于基本图像的亮度的模式;然而,如图2A所示,两种图像的亮度的幅度关系可以反转。换句话说,如图2A所示,即使当内插图像的亮度高于基本图像的亮度时,显示也可以是伪脉冲型显示器。以这种方法,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
第一图像201、第三图像203和第五图像205的典型亮度可以减小,而第二图像202和第四图像204的典型亮度可以不变。具体而言,L和Lc可以满足L<Lc的关系。优选地,它们满足0.1Lc<L<0.8Lc的关系,更优选地,满足0.2Lc<L<0.5Lc的关系。以这种方式,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
图2B示出的方法中,周期100表示一个帧周期。第一图像211是前一帧的基本图像,第二图像212是前一帧的第一内插图像,第三图像213是前一帧的第二内插图像,第四图像214是当前帧的基本图像,第五图像215是当前帧的第一内插图像,第六图像216是当前帧的第二内插图像,且第七图像217是下一帧的基本图像。注意,第一图像211、第二图像212、第三图像213、第四图像214、第五图像215、第六图像216和第七图像217分别对应于图1B中的第一图像111、第二图像112、第三图像113、第四图像114、第五图像115、第六图像116和第七图像117,且这些图像可以以与图1B中的图像相同的方式显示。
然而,在图2B的方法中控制图像的亮度的方法不同于图1B的方法。换句话说,第二图像212和第三图像213制备成处于第一图像211和第四图像214之间的中间状态而且可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图2B所示,所述特定规则是,第一图像211的典型亮度是L,第二图像212的典型亮度是Lc1,且第三图像213的典型亮度是Lc2,它们优选地满足L<Lc1,L<Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足1.1L<Lc1=Lc2<1.8L的关系,更优选地,满足1.2L<Lc1=Lc2<1.5L的关系。图1B说明了内插图像的亮度低于基本图像的亮度的模式;然而,如图2B所示,两种图像的亮度的幅度关系可以反转。换句话说,如图2B所示,即使当内插图像的亮度高于基本图像的亮度时,显示也可以是伪脉冲型显示器。以这种方法,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
第一图像211、第四图像214和第七图像217的典型亮度可以减小,而第二图像212、第三图像213、第五图像215和第六图像216的典型亮度可以不变。具体而言,L、Lc1和Lc2可以满足L<Lc1,L<Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足0.1Lc1=0.1Lc2<L<0.8Lc1=0.8Lc2,更优选地,满足0.2Lc1=0.2Lc2<L<0.5Lc1=0.5Lc2。以这种方式,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
图2C示出的方法中,周期100表示一个帧周期。第一图像221是前一帧的基本图像,第二图像222表示第一内插图像,第三图像223是第二内插图像,而第四图像224是下一帧的基本图像。注意,第一图像221、第二图像222、第三图像223和第四图像224分别对应于图1C中的第一图像121、第二图像122、第三图像123和第四图像124,且这些图像可以以与图1C中的图像相同的方式显示。
然而,在图2C的方法中控制图像的亮度的方法不同于图1C的方法。换句话说,第二图像222和第三图像223制备成处于第一图像221和第四图像224之间的中间状态而且可以具有由特定规则控制的亮度。例如,如图2C所示,所述特定规则是,第一图像221的典型亮度是L,第二图像222的典型亮度是Lc1,且第三图像223的典型亮度是Lc2,它们优选地满足L<Lc1,L<Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足1.1L<Lc1=Lc2<1.8L,更优选地,满足1.2L<Lc1=Lc2<1.5L。图1C说明了内插图像的亮度低于基本图像的亮度的模式;然而,如图2C所示,两种图像的亮度的幅度关系可以反转。换句话说,如图2C所示,即使当内插图像的亮度高于基本图像的亮度时,显示也可以是伪脉冲型显示器。以这种方式,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
第一图像221和第四图像224的典型亮度可以减小,而第二图像222和第三图像223典型亮度可以不变。具体而言,L、Lc1和Lc2可以满足L<Lc1,L<Lc2或Lc1=Lc2的关系。优选地,它们满足0.1Lc1=0.1Lc2<L<0.8Lc1=0.8Lc2的关系,更优选地,满足0.2Lc1=0.2Lc2<L<0.5Lc1=0.5Lc2的关系。以这种方式,图像通过运动内插而被内插,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动被平滑化,且对于人眼的余像可以减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
接下来,参考图3A至3E,描述图像的典型亮度。图3A至3D示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。图3E示出了在区域中测量图像的亮度的方法的示例。
图3A示出了一个示例,其中从帧到帧位置不发生变化的区域的亮度被视为图像的典型亮度。周期100表示一个帧周期。第一图像301是前一帧的基本图像,第二图像302是前一帧的内插图像,第三图像303是当前帧的基本图像。第一区域304是第一图像301中的亮度测量区域,第二区域305是第二图像302中的亮度测量区域,且第三区域306是第三图像303中的亮度测量区域。
这种典型亮度的使用使得可以判断显示是否接近伪脉冲型显示器。在第一区域304中测量的亮度是L,而在第二区域305中测量的亮度是Lc。此时,如果Lc小于L(Lc<L),可以说显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,可以知道运动模糊减小。
第二区域305中的亮度与第一区域304和第三区域306中的亮度之比优选地在下面的范围内。为了减小运动模糊,第二区域305的亮度优选地是第一区域304或第三区域306的亮度的80%或更低,更优选地,50%或更低。而且,为了减小功耗或闪烁,第二区域305的亮度优选地是第一区域304或第三区域306的亮度的10%或更高,更优选地,20%或更高。总而言之,第二区域305的亮度与第一区域304的亮度或第三区域306的亮度之比优选地在10%至80%且包括10%和80%的范围内,更优选地在20%至50%且包括20%和50%的范围内。
图3B示出了一个示例,其中图像被划分成栅格图形的多个矩形区域,测量该多个区域的亮度,且亮度的平均值被视为典型亮度。周期100表示一个帧周期。第一图像311是前一帧的基本图像,第二图像312是前一帧的内插图像,第三图像313是当前帧的基本图像。第一区域314是第一图像311中的亮度测量区域之一,第二区域315是第二图像312中的亮度测量区域之一,且第三区域316是第三图像313中的亮度测量区域之一。
这种典型亮度的使用使得可以判断显示是否接近伪脉冲型显示器。第一图像311的所有区域中测量的平均亮度是L,而第二图像312的所有区域中测量的亮度是Lc。此时,如果Lc小于L(Lc<L),可以说显示器可以是接近伪脉冲型显示器。这样,可以知道运动模糊减小。
第二图像312中的平均亮度与第一图像311和第三图像313中的平均亮度之比优选地在下面的范围内。为了减小运动模糊,第二图像312的平均亮度优选地是第一图像311和第三图像313的平均亮度的80%或更低,更优选地,50%或更低。而且,为了减小功耗或闪烁,第二图像312的平均亮度优选地是第一图像312和第三图像313的平均亮度的10%或更高,更优选地,20%或更高。总而言之,第二图像312的平均亮度与第一图像311或第三图像313的平均亮度之比优选地在10%至80%且包括10%和80%的范围内,更优选地在20%至50%且包括20%和50%的范围内。
图3C示出了一个示例,其中图像的中心区域的亮度被测量,且该亮度的平均值被视为典型亮度。周期100表示一个帧周期。第一图像321是前一帧的基本图像,第二图像322是前一帧的内插图像,第三图像323是当前帧的基本图像,第一区域324是第一图像321中的亮度测量区域,第二区域325是第二图像322中的亮度测量区域,且第三区域326是第三图像323中的亮度测量区域。
这种典型亮度的使用使得可以判断显示是否接近伪脉冲型显示器。第一区域324的亮度是L,而第二区域325的亮度是Lc。此时,如果Lc小于L(Lc<L),可以说显示器可以是接近伪脉冲型显示器。这样,可以知道运动模糊减小。
第二区域325中的亮度与第一区域324和第三区域326中的亮度之比优选地在下面的范围内。为了减小运动模糊,第二区域325的亮度优选地是第一区域324或第三区域326的亮度的80%或更低,更优选地,50%或更低。而且,为了减小功耗或闪烁,第二区域325的亮度优选地是第一区域324或第三区域326的亮度的10%或更高,更优选地,20%或更高。总而言之,第二区域325的亮度与第一区域324或第三区域326的亮度之比优选地在10%至80%且包括10%和80%的范围内,更优选地在20%至50%且包括20%和50%的范围内。
图3D示出了一个示例,其中整个图像中的多个采样点的亮度被测量,且该亮度的平均值被视为典型亮度。周期100表示一个帧周期。第一图像331是前一帧的基本图像,第二图像332是前一帧的内插图像,第三图像333是当前帧的基本图像,第一区域334是第一图像331中的亮度测量区域,第二区域335是第二图像332中的亮度测量区域,且第三区域336是第三图像333中的亮度测量区域。
这种典型亮度的使用使得可以判断显示是否接近伪脉冲型显示器。所有第一区域334中测量的亮度的平均值是L,而所有第二区域335中测量的亮度的平均值是Lc。此时,如果Lc小于L(Lc<L),可以说显示器可以是接近伪脉冲型显示器。这样,可以知道运动模糊减小。
第二区域335中的亮度与第一区域334和第三区域336中的亮度之比优选地在下面的范围内。为了减小运动模糊,第二区域335的亮度优选地是第一区域334或第三区域336的亮度的80%或更低,更优选地,50%或更低。而且,为了减小功耗或闪烁,第二区域335的亮度优选地是第一区域334或第三区域336的亮度的10%或更高,更优选地,20%或更高。总而言之,第二区域335的亮度与第一区域334或第三区域336的亮度之比优选地在10%至80%且包括10%和80%的范围内,更优选地在20%至50%且包括20%和50%的范围内。
图3E示出了图3A至3D所示的亮度测量区域中测量亮度的方法。区域341是亮度测量区域,而点342是用于测量区域341(亮度测量区域)中的亮度的点。具有高的时间分辨率的亮度计(用于测量亮度的装置)覆盖小的测量范围,且这当区域341大时,不能测量整个区域。如图3E所示,区域341中的多个点的亮度统一被测量,且亮度的平均值被视为区域341中的亮度。
注意,当图像具有R、G和B的组合时,测量的亮度可以是R、G和B的相加值的亮度,R加G的值的亮度、B加G的值的亮度、R加B的值的亮度或R、G和B每一个的亮度。
本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由地组合。
而且,本实施例模式中附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式中的附图的元素或组分组合。
实施例模式2
现在,实施例模式2将描述检测帧中图像运动以及产生中间图像的方法,以及通过本说明书中的显示设备和半导体设备的驱动方法,基于帧中图像的移动等,控制驱动方法的方法。
现在参考图4A和4B,描述了一种方法,其中图像在帧中的移动被检测且中间图像被产生。图4A示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的两倍。图4A以时间为水平轴示意性地示出了检测图像的运动的方法。周期100表示一个帧周期。第一图像401是前一帧的基本图像,第二图像402是内插图像,而第三图像403是当前帧的基本图像。在图像中,第一区域404、第二区域405和第三区域406作为不具有时间依赖性的区域提供。
在第三图像403中,图像被划分成多个拼块形(tile-shaped)(矩形)区域,且聚焦于多个区域中的一个区域(即,第一区域406)的图像。
接下来,在第一图像401中,聚焦于大于第三区域406区域且以第三区域406为中心的一个区域。该大于第三区域406区域且以第三区域406为中心的区域是数据搜索区域。在该数据搜索区域中,水平方向(X方向)的范围由附图标记407表示,且垂直方向(Y方向)的范围由附图标记408表示。数据搜索区域中水平方向中的范围407和垂直方向中的范围408可以在这样的范围内:其中第三区域406的水平方向中的范围和垂直方向中的范围被加大约15个像素。
在该数据搜索区域中,搜索一个具有与第三区域406的图像数据最类似的图像数据的区域。该搜索方法可以是最小二乘法等。通过搜索,假设获得第一区域404作为具有与图像数据最类似的图像数据的区域。
接下来,用向量409作为获得的第一区域404和第三区域406之间的位置差异的量。注意,向量409被称为“运动向量”。
在第二图像402中,通过使用从运动向量409获得的向量410、第三图像403中的第三区域406中的图像数据以及从第一区域401的第一区域404获得的图像数据,形成第二区域405。
注意,从运动向量409获得的向量410被称为“位移向量”。位移向量410确定用于形成第二区域405的位置。第二区域405从第一区域离开位移向量410而形成。位移向量410可以是作为运动向量409一半的向量。
第二图像402的第二区域405中的图像数据可以通过第三图像403中的第三区域406中的图像数据和第一图像401中的第一区域404中的图像数据确定。例如,第二图像402的第二区域405中的图像数据可以是第三图像403中的第三区域406中的图像数据和第一图像401中的第一区域404中的图像数据的平均。
以这种方式,可以形成对应于第三图像403中的第三区域406的第二图像402中的第二区域405。上述处理可以对第三图像403中的另一区域执行以形成第三图像403和第一图像401之间的中间状态的第二区域402。
图4B示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的三倍。图4B以时间为水平轴示意性地示出了检测图像的运动的方法。周期100表示一个帧周期。第一图像411是前一帧的基本图像,第二图像412是第一内插图像、第三图像413是第二内插图像,且第四图像414是当前帧的基本图像。此外,在图像中,第一区域415、第二区域416、第三区域417和第四区域418作为不具有时间依赖性的区域提供。
在第四图像414中,图像被划分成多个拼块形(矩形)区域,且聚焦于作为该多个区域中的一个区域的第四区域418中的图像数据。
在第一图像411中,聚焦于大于第四区域418区域且以第四区域418为中心的区域。大于第四区域418区域且以第四区域418为中心的区域是数据搜索区域。在该数据搜索区域中,水平方向(X方向)的范围由附图标记419表示,且垂直方向(Y方向)的范围由附图标记420表示。数据搜索区域中水平方向中的范围419和垂直方向中的范围420可以在这样的范围内:其中第四区域418的水平方向中的范围和垂直方向中的范围被加大约15个像素。
在该数据搜索区域中,搜索具有与第四区域418的图像数据最类似的图像数据的区域。该搜索方法可以是最小二乘法等。通过搜索,可以假设获得第一区域415作为具有与图像数据最类似的图像数据的区域。
接下来,用向量421作为获得的第一区域415和第四区域418之间的位置差异的量。注意,向量421被称为“运动向量”。
在第二图像412和第三图像413中,通过使用从运动向量421获得的向量422和423、第四图像414中的第四区域418中的图像数据以及从第一区域411的第一区域415获得的图像数据,形成第二区域416和第三区域417。
注意,从运动向量421获得的向量422被称为“第一位移向量”,且向量423被称为“第二位移向量”。第一位移向量422确定用于形成第二区域416的位置。第二区域416从第一区域415离开第一位移向量422而形成。位移向量422的量可以是作为运动向量421的1/3的向量。第二位移向量423确定用于形成第三区域417的位置。第三区域417从第一区域415离开第二位移向量423而形成。位移向量422可以是作为运动向量421的2/3的向量。
第二图像412的第二区域416中的图像数据可以由第四图像414中的第四区域418中的图像数据和第一图像411中的第一区域415中的图像数据确定。例如,第二图像412的第二区域416中的图像数据可以是第四图像414中的第四区域418中的图像数据和第一图像411中的第一区域415中的图像数据的平均。
第三图像413的第三区域417中的图像数据可以由第四图像414中的第四区域418中的图像数据和第一图像411中的第一区域415中的图像数据确定。例如,第三图像413的第三区域417中的图像数据可以是第四图像414中的第四区域418中的图像数据和第一图像411中的第一区域415中的图像数据的平均。
以这种方式,可以形成对应于第四图像414中的第四区域418的第二图像412中的第二区域416和第三图像413中的第三区域417。上述处理可以对第四图像414的另一区域执行以形成第四图像414和第一图像411之间的中间状态下的第二区域412和第三区域413。
接下来,参考图5A至5D,描述了图像从帧到帧运动以形成中间图像的电路的示例。图5A示出了包括用于在显示区域显示图像的源极驱动器和栅极驱动器的外围驱动电路以及用于控制该外围电路的控制电路之间的连接。图5B示出了控制电路的详细的电路配置的一个示例。图5C示出了被包括在控制电路中的图像处理电路的详细电路配置的一个示例。图5D示出了被包括在控制电路中的图像处理电路的详细电路配置的另一示例。
如图5A所示,本说明书中的显示设备和半导体设备可以包括控制电路511、源极区512、栅极驱动器513以及显示区域514。
注意,控制电路511、源极驱动器512和栅极驱动器513可以与显示区域514在同一基板上形成。
备选地,源极驱动器512、栅极驱动器513和控制电路511的部分可以与显示区域514在同一基板上形成,而其它电路可以在与显示区域514不同的基板上形成。例如,源极驱动器512和栅极驱动器513可以在显示区域514与同一基板上形成,而控制电路511可以在不同的基板上作为外部IC形成。类似地,栅极驱动器513可以与显示区域514在同一基板上形成,而其它电路可以在不同的基板上作为外部IC形成。类似地,源极驱动器512、栅极驱动器513和控制电路511的部分可以与显示区域514在同一基板上形成,而其它电路可以作为外部IC在不同的基板上形成。
外部视频信号500、水平同步信号501和垂直同步信号502被输入到控制电路511。从控制电路511输出视频信号503、源极启动脉冲504、源极时钟505、栅极启动脉冲506和栅极时钟507。
视频信号503、源极启动脉冲504和源极时钟505被输入到源极驱动器512,且源极驱动器512可以根据视频信号503输出电压和电流到显示区域514。
栅极启动脉冲506和栅极时钟507被输入到栅极驱动器513,且栅极驱动器513可以输出用于将从源极驱动器512输出的信号写入显示区域514的定时信号。
当外部视频信号500具有与视频信号503不同的频率时,用于驱动源极驱动器512和栅极驱动器513的定时控制信号也具有与输入水平同步信号501和垂直同步信号502不同的频率。这样,用于驱动源极驱动器512和栅极驱动器513的定时控制信号以及视频信号503应当被处理。控制电路511可以是具有处理控制信号功能的电路。例如,当视频信号503具有两倍于外部视频信号500的频率时,控制电路511内插包括在外部视频信号500中的视频信号以产生具有两倍频率的视频信号503,并使得定时控制信号具有两倍的频率。
控制电路511可以包括如图5B所示的图像处理电路515和定时产生电路516。
外部视频信号500、频率控制信号508可以被输入到图像处理电路515,而从图像处理电路515可以输出视频信号503。
水平同步信号501和垂直同步信号502可以被输入到定时产生电路516,而从定时产生电路516可以输出源极启动脉冲504、源极时钟505、栅极启动脉冲506、栅极时钟507以及频率控制信号508。注意,定时产生电路516可以包括存储器、寄存器等,用于存储指定频率控制信号508的状态的数据。定时产生电路516可以从外部接收指定频率控制信号508的状态的信号。
如图5C所示,图像处理电路515可以包括运动检测电路520、第一存储器521、第二存储器522、第三存储器523、亮度控制电路524以及高速处理电路525。
运动检测电路520可以接收多个图像数据、检测图像的运动并输出该多个图像数据的中间图像数据。
第一存储器521可以接收外部视频信号500,保持该外部视频信号500一定周期,并输出该外部视频信号500到运动检测电路520和第二存储器522。
第二存储器522可以接收从第一存储器521输出的图像数据,保持该图像数据一定周期,并输出该图像数据到运动检测电路520和高速处理电路525。
第三存储器523可以接收从运动检测电路520输出的图像数据,保持该图像数据一定周期,并输出该图像数据到亮度控制电路524。
高速处理电路525可以接收从第二存储器522输出的图像数据、从亮度控制电路524输出的图像数据以及频率控制信号508,并输出作为图像数据视频信号503。
当外部视频信号500具有不同于视频信号503的频率时,包括在该外部视频信号500中的视频信号被处理控制电路515内插以产生视频信号503。输入外部视频信号500被在第一存储器521中保持一次。此时,第二存储器522保持前一帧中的图像数据输入。运动检测电路520可以适当地读取保持在第一存储器521和第二存储器522中的图像数据,且可以从第一存储器521和第二存储器522中的图像数据的差异中检测运动向量,并且,可以产生中间图像数据。产生的中间图像数据被第三存储器523保存。
当运动检测电路520产生中间图像数据时,高速处理电路525输出保持在第二存储器522中的图像数据作为视频信号503。此后,保持在第三存储器523中的图像作为视频信号503经过亮度控制电路524输出。第二存储器522和第三存储器523的更新频率与外部视频信号500的频率相同;然而要通过高速处理电路525输出的视频信号503的频率可以不同于外部视频信号500的频率。具体而言,视频信号503的频率优选地是外部视频信号500的1.5、2或3倍,但是可以没有限制地使用各种频率。视频信号503的频率可以通过频率控制信号508指定。
图5D中的图像处理电路515的配置是这样的配置:其中第四存储器526被添加到图5C所示的图像处理电路515的配置中。以这种方式,除了从第一存储器521输出的图像数据和从第二存储器522输出的图像数据,从第四存储器526输出的图像数据也被输出到运动检测电路520,由此精确地检测图像的运动。
此外,在输入图像数据已经包括用于图像压缩的运动向量的情况下,当图像数据基于例如MPEG(运动图像专家组)的标准时,使用这些图像数据,中间图像可以作为内插图像产生。此时,用于产生包括在运动检测电路500中的运动向量的部分并不是必需的。此外,对外部视频信号500的编码和解码处理变得简单,由此减少了功耗。
接下来,参考图6A至6E,描述一种方法,其中从帧到帧的图像运动被检测以形成中间图像。图6A至6E示意性地示出了当显示帧频是输入帧频的两倍时显示的图像。图6A以时间为水平轴示意性地示出了检测图像运动的方法。周期100表示一个帧周期。第一图像601是前一帧的基本图像,第二图像602是内插图像,而第三图像603是当前帧的基本图像。这些图像中,第一区域604、第二区域605、第三区域606、第四区域607、第五区域608和第六区域609作为没有时间趋势的区域提供。
从第三图像603的第三区域606和第一图像601的第一区域604获得第二图像602中的第二区域605的方法可以是上述方法。换句话说,图6A中的第一图像601、第二图像602、第三图像603、第一区域604、第二区域605和第三区域606、运动向量610和位移向量611可以分别对应于图4A中的第一图像401、第二图像402、第三图像403、第一区域404、第二区域405和第三区域406、运动向量409和位移向量410。
包括在第四区域607和第六区域609中的图像数据在第一图像601和第三图像603中基本没有运动。此时,在第五区域608中产生的图像数据可以是第一图像601中的第四区域607的图像数据和第三图像603中的第六区域609的图像数据的平均;然而,如图6A所示,第五区域608中的图像可以是具有低亮度的黑色图像。换句话说,可以为图像运动很多的区域产生中间图像,且可以为图像运动不多的区域产生黑色图像。这样,第二图像602的典型亮度变小且由此显示器可以是伪脉冲型显示器。以这种方式,图像是通过运动内插而被内插的图像,且通过在要显示的图像之间提供典型亮度的差异,显示器可以接近伪脉冲型显示器。这样,运动可以被平滑化且对人眼的余像可以被减小,由此可以极大地减少运动模糊。
当产生中间图像或黑色图像时,运动向量610可以具有阈值。运动向量610的阈值优选地是一个像素的三倍,更优选地是一个像素的两倍。
图6B示意性地示出了当通过图6A示出的方法产生中间图像时图像的移动。周期100表示一个帧周期。第一图像621是前一帧的基本图像,第二图像622是内插图像,而第三图像623是当前帧的基本图像。箭头624、625、626指示通过扫描信号扫描图像的方向。
图6B示出了一个图像,包括位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧不变的区域(三角形区域)。此时,在图6B所示的驱动方法中,在运动向量大的区域和其中运动向量小的区域中以不同的方式产生第二图像622。基于图像的运动检测运动向量。具体而言,在运动向量大的区域(这里,圆形区域)采用中间图像,而在运动向量小的区域(这里,三角形区域)采用黑色图像。以这种方式,第二图像622的典型亮度很低使得显示器可以是伪脉冲型显示器。以这种方式,图像通过运动内插被内插,且通过提供显示的图像之间典型亮度的差异,显示器可以是伪脉冲型显示器。这样,运动可以被平滑化且对于人眼的余像可以被减小,并由此可以极大地减小运动模糊。
在图6B中,当第二图像622的图像数据被写入到显示区域中而不是断然写入黑色数据时,数据可以仅被写入到图像运动大的区域,而第一图像621的数据可以在图像并不运动很多的区域中保持,不用在其中写入数据。此时,当第一图像621的数据被写入时,扫描信号被完全扫描,如箭头624所示。接下来,当第二图像622的数据被写入时,如图625所示,扫描信号仅在图像运动很大的区域中被扫描。当第三图像623的数据被写入时,如箭头626所示,扫描信号被完全扫描。这样,不必在运动少且不必显示中间图像的区域中写入数据,这导致功耗的减小。此外,第二图像622中的产生中不产生噪声,这导致图像质量的改善。
图6C至6E示出了包括位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧不变的区域(三角形区域)的图像作为一个示例。在图6C至6E中,在图像从帧到帧运动的区域中图像运动的距离各不相同。
在图6C中,周期100表示一个帧周期。第一图像631是前一帧的基本图像,第二图像632是内插图像,而第三图像633是当前帧的基本图像。这里,第二图像632可以是通过检测从第一图像631到第三图像633的图像运动量(运动向量)而获得的第一图像631和第三图像633之间的中间值。而且,第二图像632是第一图像631和第三图像633之间的中间状态下的图像,且可以具有受特定规则控制的亮度。具体而言,该特定规则可以基于运动向量的幅度确定。
在图6D中,周期100表示一个帧周期。第一图像641是前一帧的基本图像,第二图像642是内插图像,而第三图像643是当前帧的基本图像。这里,第二图像642可以是通过检测从第一图像641到第三图像643的图像运动量(运动向量)而获得的第一图像641和第三图像643之间的中间状态的图像。而且,第二图像642是第一图像641和第三图像643之间的中间状态下的图像,且可以具有受特定规则控制的亮度。具体而言,该特定规则可以基于运动向量的幅度确定。
在图6E中,周期100表示一个帧周期。第一图像651是前一帧的基本图像,第二图像652是内插图像,而第三图像653是当前帧的基本图像。注意,第二图像652可以是通过检测从第一图像651到第三图像653的图像运动量(运动向量)而获得的第一图像651和第三图像653的中间状态的图像。而且,第二图像652是第一图像651和第三图像653之间的中间状态图像,且可以具有受特定规则控制的亮度。具体而言,该特定规则可以基于运动向量的幅度确定。
在图6C至6E中,图6C、6D和6E示出了其中区域(圆形区域)从帧到帧中运动的驱动方法。运动量在图6D中最大,运动量在图6C中第二大,且运动量在图6E中第三大。此时,通过检测的运动向量的幅度可以确定内插图像的亮度。
换句话说,图6C中的第二图像632的亮度是Lc0,图6D中的第二图像642的亮度是Lc1,图6E中的第二图像652的亮度是Lc2。Lc0、Lc1和Lc2可以满足Lc1<Lc0<Lc2。换句话说,该区域从帧到帧的运动量越大,内插图像的亮度越小。这样,当图像的运动量大且运动图像模糊时,显示器可以做得接近伪脉冲型显示器。以这种方式,图像通过运动内插而被内插,且可以提供显示的图像之间典型亮度的差异,以制备伪脉冲型显示器。这样,运动可以被平滑化且对人眼的余像可以被抑制,这导致运动模糊的极大的减小。
此外,当图像的运动很小时,运动模糊不明显发生,显示器可以接近保持型显示器,并且由此,可用减小闪烁和功耗。
注意,图像亮度的控制量不仅可以通过检测的运动向量的运动量,而且可以通过用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度),或通过它们的组合来确定。
接下来,参考图7A至7C,描述使图像的运动与显示帧频相关的方法。图7A至7C示意性地示出一种模式,其中显示图像随时间变化,时间由水平轴表示。图7A至7C示出了通过使用位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧中不变的区域(三角形区域)形成的中间图像。图7A示出了显示帧频是输入帧频的两倍的模式。图7B示出了显示帧频是输入帧频的三倍的模式。图7C示出了显示帧频是输入帧频的1.5倍的模式。
在图7A中,周期100表示一个帧周期。第一图像701是前一帧的基本图像,第二图像702是前一帧的内插图像,第三图像703是当前帧的基本图像,第四图像704是当前帧的内插图像,而第五图像105是下一帧的基本图像。
在图7A中,第二图像702可以是通过检测从第一图像701到第三图像703的图像运动量获得的第一图像701和第三图像703之间的中间状态下的图像。类似地,第四图像704可以是通过检测从第三图像703到第五图像705的图像运动量获得的第三图像703和第五图像705之间的中间状态下的图像。
在图7B中,周期100表示一个帧周期。第一图像711是前一帧的基本图像,第二图像712是前一帧的第一内插图像,第三图像713是前一帧的第二内插图像、第四图像714是当前帧的基本图像,第五图像715是当前帧的第一内插图像、第六图像716是当前帧的第二内插图像,而第七图像717是下一帧的基本图像。
在图7B中,第二图像712和第三图像713可以是通过检测从第一图像711到第四图像714的图像运动量获得的第一图像711和第四图像714之间的中间图像。类似地,第五图像715和第六图像716可以是通过检测从第四图像714到第七图像717的图像运动量获得的第四图像714和第五图像717之间的中间图像。
在图7C中,周期100表示一个帧周期。第一图像721是前一帧的基本图像,第二图像722是第一内插图像,第三图像723是第二内插图像,而第四图像724是下一帧的基本图像。注意,第五图像725是当前帧的基本图像,尽管实际不需要显示第五图像725。
在图7C中,第二图像722和第三图像723可以是通过检测从第一图像721经由第五图像725到第四图像724的图像运动量获得的第一图像721和第四图像724之间的中间状态下的图像。
在图7A至7C中,位置在各帧中移动的区域的运动量在基本图像中各不相同。换句话说,图7B(显示帧频是3倍)中所示的图像的运动量最大,图7A(显示帧频是2倍)中所示的图像的运动量第二大,且图7C(显示帧频是1.5倍)中所示的图像的运动量第三大。以这种方式,根据图像的运动量,可以为显示而改变显示帧频的频率。以这种方式,可以选择适用于图像的运动量的驱动频率,并由此可以提高图像的平滑度且可以有效地减小运动模糊,且可以减小由于功耗的和处理量的增加而产生的热的增加。此外,也可以减小图像的小运动中的闪烁。
注意,显示帧频不仅可以通过检测的运动向量的运动量,而可以通过由用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度),或通过它们的组合来确定。
图7A至7C中示出的内插图像是多个基本图像之间的中间状态下的图像,且可以具有受特定规则控制的亮度。该特定规则具体而言可以通过运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度),或通过它们的组合确定。以这种方式,图像被通过运动内插而内插,且可以提供显示的图像之间典型亮度的差异以使显示器成为伪脉冲型显示器。因此,运动可以被平滑化且对人眼的余像可以被抑制,这导致运动模糊的极大减小。
接下来,参考图8A至8E,描述了使图像的运动与驱动方法相关联的方法。图8A至8E示意性地示出显示图像随由水平轴表示的时间变化的模式。图8A至8E示出了通过使用位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧中不变的区域(三角形区域)形成的中间图像。
在图8A中,周期100表示一个帧周期。第一图像801是前一帧的基本图像,第二图像802是前一帧的内插图像,而第三图像803是当前帧的基本图像。注意,第二图像802可以是通过检测从第一图像801到第三图像803的图像运动量(运动向量)获得的第一图像801和第三图像803之间的中间状态下的图像。而且,第二图像802是第一图像801和第三图像803之间的中间图像,且进一步可以具有由特定规则控制的亮度。所述特定规则具体而言可以通过运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)、或它们的组合确定。
图8A示出了实施例模式1中描述的驱动方法。换句话说,从被包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,且用被包括在多个帧中的图像之间的中间图像作为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。该实施例模式中,图8A中所示的驱动方法被称为“亮度控制双倍帧频驱动”。
在图8B中,周期100表示一个帧周期。第一图像811是前一帧的基本图像,第二图像812是前一帧的内插图像,而第三图像813是当前帧的基本图像。注意,第二图像812可以是通过检测从第一图像811到第三图像813的图像运动量(运动向量)获得的第一图像811和第三图像813之间的中间状态下的图像。而且,第二图像812是第一图像811和第三图像813之间的中间图像,且进一步可以具有由特定规则控制的显示帧频。所述特定规则具体而言可以通过运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)、或它们的组合确定。
图8B示出了一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,且用被包括在多个帧中的图像之间的中间图像作为内插图像,且显示帧频比输入帧频高。该实施例模式中,图8B中所示的驱动方法被称为“双倍帧频驱动”。
在图8C中,周期100表示一个帧周期。第一图像821是前一帧的基本图像,第二图像822是前一帧的内插图像,第三图像823是当前帧的基本图像。第二图像822可以是通过特定规则控制第一图像821的亮度获得的图像。所述特定规则具体而言可以通过运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)、或它们的组合确定。
图8C示出了一种方法,其中用暗图像或黑色图像作为插图像以制备伪脉冲型显示器。在本实施例模式中,图8C中所示的驱动方法被称为“黑帧插入驱动”。
在图8D中,周期100表示一个帧周期。第一图像831是前一帧的基本图像,第二图像832是前一帧的内插图像,第三图像833是当前帧的基本图像。第二图像832可以是通过特定规则根据第一图像831的图像数据形成的图像。所述特定规则具体而言可以通过运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)、或它们的组合确定。
在图8D中,第一图像831的灰度值较高,而第二图像832显示为针对具有饱和亮度的部分的内插图像以内插第一图像831的灰度,这导致伪脉冲型显示器。在本实施例模式中,图8D中所示的驱动方法被称为“灰度内插驱动”。
在图8E中,周期100表示一个帧周期。第一图像841是前一帧的基本图像,而第二图像843是当前帧的基本图像。
图8E示出了在一个帧期间显示基本图像的保持型驱动。
在图8A至8E中,从帧到帧运动的区域的运动量在基本图像中各不相同。换句话说,图8A(亮度控制双倍帧频驱动)所示的图像的运动量最大,图8B(双倍帧频驱动)所示的图像的运动量第二大,图8C(黑帧插入驱动)所示的图像的运动量第三大,图8D(灰度内插驱动)所示的图像的运动量第四大,而图8E所示的图像的运动量第五大。以这种方式,根据图像的运动量,可以为显示器改变驱动方法。这样,可以选择针对运动量合适的驱动方法以有效地减小运动模糊,并抑制随着功耗和处理量的增加导致的发热的增加。此外,也可以减小图像的小运动中的闪烁。
接下来,图9是描述基于图像的运动和环境亮度的选择驱动方法的流程图。
在流程开始之后,在第一步骤中选择是否检测环境亮度。当选择时,进入第二步骤。当不选择时,进入第六步骤。注意,不检测环境亮度时包括本说明书中的显示设备或半导体设备没有用于检测环境亮度的装置的情况。
在第二步骤,检测环境亮度。然后,进入第三步骤。
在第三步骤,判断第二步骤中检测的亮度是否等于或小于预定亮度的阈值。当它等于或小于该阈值时,进入第四步骤。当它大于亮度阈值时,进入第五步骤。注意,亮度的阈值被存储在本说明书中的显示设备或半导体设备的存储器中。此外,亮度的阈值可以由用户指定。
在第四步骤,当本说明书中的显示设备或半导体设备具有像液晶显示器一样的背光时,选择背光闪烁模式。然后,进入第五步骤。同时,当本说明书中的显示设备或半导体设备没有背光时,直接进入到第五步骤。此外,背光闪烁模式可以是整个背光的亮度同时增加或减小的模式或一部分背光的亮度依次增加或减小的模式。当选择背光闪烁模式时,如果背光的最大亮度相同,平均亮度变小,这导致背光的黑暗。然而,如果环境亮度等于或低于阈值,背光的黑暗加速显示器的识别,抑制黑色亮度(黑色模糊或亮黑显示)以及功耗。
在第五步骤,当本说明书中的显示设备或半导体设备具有像液晶显示器一样的背光时,确定背光输出。然后,进入第六步骤。同时,当本说明书中的显示设备或半导体设备没有背光时,直接进入第六步骤,或者通过检测的亮度确定最大亮度然后进入第六步骤。注意,当环境亮度小时,背光输出优选小。这样,当获得低黑色亮度时,可以减小功耗。
在第六步骤,检测运动向量ε。此后,进入第七步骤。注意,这里运动向量ε被视为标量。
在第六步骤,从图像检测的运动向量ε可以是一个运动向量或从多个运动向量获得的向量。例如,检测多个运动向量,且可以从检测的运动向量的大小和数量获得用于选择驱动方法的运动向量ε。
在第七步骤,判断运动向量ε是否大于运动向量的第一阈值ε1。当运动向量ε大于第一阈值ε1时,进入第十二步骤。否于是,进入第八步骤。
在第八步骤,判断运动向量ε是否大于运动向量的第二阈值ε2。当运动向量ε大于第二阈值ε2且等于或小于第一阈值ε1时,进入第十三步骤。否于是,进入第九步骤。
在第九步骤,判断运动向量ε是否大于运动向量的第三阈值ε3。当运动向量ε大于第三阈值ε3且等于或小于第二阈值ε2时,进入第十四步骤。否于是,进入第十步骤。
在第十步骤,判断运动向量ε是否大于运动向量的第四阈值ε4。当运动向量ε大于第四阈值ε4且等于或小于第三阈值ε3时,进入第十五步骤。否于是,进入第十一步骤。
在第十一步骤,选择保持型驱动(图8E)。然后,进入第十六步骤。
在第十二步骤,选择亮度控制双倍帧频驱动(图8A)。然后进入第十六步骤。
在第十三步骤,选择双倍帧频驱动(图8B)。然后进入第十六步骤。
在第十四步骤,选择黑帧插入驱动(图8C)。然后进入第十六步骤。
在第十五步骤,选择灰度内插驱动(图8E)。然后进入第十六步骤。
在第十六步骤,将所选择的驱动方法保持一定周期。然后,该流程结束。
在第十六步骤,可以适当地选择维持驱动方法的周期。例如,驱动方法可以基于每个帧中检测的运动向量而针对每个帧改变;每几秒变化;每几分钟变化,或者维持驱动方法的周期可以基于用户设置的显示模式确定。
以这种方式,根据图9所示的流程图选择驱动方法,且这样可以选择适用于图像运动量的驱动方法。因此,运动模糊可以被有效地减小,且随功耗和处理量的增加而导致的发热的增加可以被抑制。此外,也可以减小图像的小运动中的闪烁。
在本实施例模式中,采用了运动向量的4个阈值,且基于这些阈值选择五种驱动方法之一。然而,这里可选择的驱动方法不限于上述驱动方法,且可以使用各种驱动方法。此外,如果可选择的驱动方法数目大,驱动电路变得复杂且处理也变复杂;因此,该数目优选地是5或更小。因此,可以减小制造成本和功耗。
运动向量的阈值ε1至ε4的大小关系可以满足0<ε4<ε3<ε2<ε1。
注意,本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由组合。
而且,本实施例模式中的附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式的附图中的元素或组分组合。
实施例模式3
实施例模式1描述了这样一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,该多个帧中的图像之间的中间图像被视为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。改变内插图像亮度的方法可以是各种方法。
实施例模式3将描述用于控制图像亮度的方法。注意,通过本实施例模式描述的方法控制亮度的图像可以是内插图像或基本图像。
参考图10A至10F,示例性描述控制图像亮度的方法。图10A至10F每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图10A至10F中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
曲线1000由凹线示出。这是因为对于人眼敏感的亮度并不正比于物理亮度,且人眼对小范围的亮度比对大范围的亮度更敏感。换句话说,为了获得对于人眼良好的灰度,大范围的亮度中的变化必须大于小范围的亮度中的变化。
当获得对于人眼良好的灰度时,曲线1000是由表达式1表示的曲线。
[表达式1]Y=Xγ
在表达式1中,Y代表(物理)亮度,X代表灰度且γ代表常数。当常数γ在2<γ<3时,获得对于人眼良好的灰度。注意,X和Y是标准化的。
由于上述原因,曲线1000由凹曲线表示,且其它曲线具有依赖于曲线1000的形状。然而,在本实施例模式中,描述了图像的亮度-灰度特性被如何控制,而不是具体描述曲线1000的形状。换句话说,曲线1000的形状优选地由凹曲线示出;然而,它可以是直线、凸曲线、或具有一个或多个拐点的弯曲的线。
图10A中,曲线1001表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。在曲线1001中,最大灰度是灰度X1010,且最大亮度是亮度Y1020。曲线1001可以通过在整个灰度区域内将曲线1000除以1或更大的系数A获得。此时,曲线1001的亮度-灰度特性可以表示为表达式2:
[表达式2] Y = ( X A ) &gamma; .
在图10A中,曲线1001还可以通过在灰度的整个区域内相对于亮度而将曲线1000除以1或更大的系数B获得。此时,曲线1001的亮度-灰度特性可以由表达式3表达。
[表达式3] Y = 1 B X &gamma;
可以通过对用于指定亮度的图像数据执行除法来实现表达式2表示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,亮度可以通过图像数据处理控制,且因此可以进行精确控制。
可以通过改变整个显示设备的驱动条件实现表达式3表达的亮度-灰度特性的控制方法。例如,在液晶显示设备中,背光的亮度被控制以实现典型亮度的控制。此时,图像数据处理是简单的,以减小发热和功耗。
在表达式2和3中,当A的γ次方等于B时,两个表达式彼此相等。换句话说,控制亮度之后的亮度-灰度特性曲线1001可以通过任何控制方法获得。
在图10B中,曲线1002表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。在曲线1002中,最大灰度是灰度X1010,且最大亮度是亮度Y1022。曲线1001可以通过在灰度的整个区域中从曲线1000减去正数A获得。对应于A的灰度量是X1012。此时,曲线1002的亮度-灰度特性可以表示为表达式4:
[表达式4]Y=(X-A)γ
注意,当A大于X时,Y是0。
可以通过对用于指定亮度的图像数据执行减法来实现表达式4表示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,亮度可以通过图像数据处理控制,且因此可以进行精确控制。
在图10C中,曲线1003表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。在曲线1003中,最大灰度是灰度X1010,且最大亮度是亮度Y1023。曲线1003可以通过在灰度的整个区域中给曲线1000乘以1或更大的系数A获得。此时,曲线1003的亮度-灰度特性可以表示为表达式5:
[表达式5]Y=(AX)γ
在图10C中,曲线1003可以通过在灰度的整个区域中相对于亮度而给曲线100乘以1或更大的系数B获得。此时,曲线1003的亮度-灰度特性可以由表达式6表达。
[表达式6]Y=B(X)γ
可以通过给用于指定亮度的图像数据执行乘法来实现表达式5表示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,亮度可以通过图像数据处理控制,且因此可以进行精确控制。
可以通过增加或减小亮度本身来实现表达式6表达的亮度-灰度特性的控制方法。这对应于在液晶显示设备中,背光的亮度被控制。此时,图像数据处理很简单以减小热量产生和功耗。
在表达式5和6中,当A的γ次方等于B时,两个表达式彼此相等。换句话说,控制亮度之后的亮度-灰度特性曲线1003可以通过任何控制方法获得。
在图10D中,曲线1004表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。在曲线1004中,最大灰度是灰度X1010,且最大亮度是亮度Y1024。曲线1004可以通过在灰度的整个区域中给曲线1000加上正数A获得。对应于A的灰度量是X1014。此时,曲线1004的亮度-灰度特性可以表示为表达式7:
[表达式7]Y=(X+A)γ
可以通过给用于指定亮度的图像数据执行加法来实现表达式7表示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,亮度可以通过图像数据处理控制,且因此可以进行精确控制。
在图10E中,曲线1005表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。曲线1005可以通过与曲线1003相同的控制方法控制;然而,曲线1005不同于曲线1003之处在于亮度的上限是曲线1000的最大亮度。这样,曲线1005的最大灰度是灰度X1010,且曲线1005的最大亮度是亮度Y1020。在灰度范围内除上限亮度Y1020处之外,曲线1005的亮度-灰度特性可以表示为表达式5。
在图10F中,曲线1006表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1006可以通过如曲线1004相同的控制方法控制;然而,曲线1006不同于曲线1004之处在于亮度的上限是曲线1000的最大亮度。这样,曲线1006的最大灰度是灰度X1010,且曲线1006的最大亮度是亮度Y1020。此外,被添加到整个灰度区域的灰度量是X1016。在灰度范围内除上限亮度Y1020处之外,曲线1006的亮度-灰度特性可以表示为表达式7。
在本实施例模式中,除了在图10C和10D中,描述了在控制图像的亮度之后亮度-灰度特性中的上限亮度是控制亮度之前的最大亮度Y1020的情况;然而,在所有情况下,如图10C和10D所示,控制亮度之后的最大亮度可以大于控制亮度之前的最大亮度。
接下来,参考图11A至11D描述控制图像亮度的方法的示例。图11A至11D每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图11A至11D中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图11A中,曲线1101表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1101是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1131a和1131b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1111a是曲线1101的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1111b是通过从灰度X1111a减去灰度X1111c获得的灰度;灰度X1111c是区域1131b中的处理灰度量;亮度Y1121a是区域1131a中曲线1101的最大亮度;亮度Y1121b是灰度X1111a处曲线1000的亮度;且亮度Y1121c区域1131b中曲线1101的最大亮度。
区域1131a是具有从0到灰度X1111a的灰度范围且从0到亮度Y1121b的亮度范围的区域。在区域1131a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1131a中,曲线1101可以是最小灰度为0、最大灰度为X1111a、最小亮度为0且最大亮度为Y1121a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1131b是具有从灰度X1111b到灰度X1010的灰度范围和从Y1121a到亮度Y1121c的亮度范围的区域。在区域1131b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1111c。在区域1131b中,曲线1101可以是最小灰度为X1111a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1121a且最大亮度为Y1121c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
曲线1101可以在灰度X1111a处连续。这样,因为在灰度的边界部分不出现不自然的轮廓(outline),可以提高图像质量。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图11A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
图11B中,曲线1102表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。曲线1102是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1132a和1132b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性。此外,灰度X1112a是曲线1102的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1112b是通过从灰度X1112a减去灰度X1112c获得的灰度;灰度X1112c是区域1132中的处理灰度量;亮度Y1122a是区域1132a中曲线1102的最大亮度;亮度Y1122b是灰度X1112a处曲线1000的亮度;亮度Y1122c是区域1132b中曲线1102的最大亮度;且亮度Y1122d是区域1132b中曲线1102的最小亮度。
区域1132a是具有从0到灰度X1112a的灰度范围和从0到亮度Y1122b的亮度范围的区域。在区域1132a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1132a中,曲线1102可以是最小灰度为0、最大灰度为X1112a、最小亮度为0且最大亮度为Y1122a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1132b是具有从灰度X1112b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1122a到亮度Y1122c的亮度范围的区域。在区域1132b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1112c。在区域1132b中,曲线1102可以是最小灰度为X1112a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1122d且最大亮度为Y1122c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1102可以在灰度X1112a处不连续,使得灰度减小(亮度Y1122a>亮度Y1122d)。这样,在低灰度区域中,可以减小曲线1000和曲线1102之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域,可以增加曲线1000和曲线1102之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图11B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图11C中,曲线1103表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1103是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1133a和1133b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1113a是曲线1103的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1113b是通过从灰度X1113a减去灰度X1113c获得的灰度;灰度X1113c是区域1133b中的处理灰度量;亮度Y1123a是区域1133a中曲线1103的最大亮度;亮度Y1123b是灰度X1113a处曲线1000的亮度;亮度Y1123c区域1133b中曲线1000的最大亮度;且亮度Y1123d是区域1133b中曲线1103的最大亮度。
区域1133a是具有从0到灰度X1113a的灰度范围和从0到亮度Y1123b的亮度范围的区域。在区域1133a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1133a中,曲线1103可以是最小灰度为0、最大灰度为X1113a、最小亮度为0且最大亮度为Y1123a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1133b是具有从灰度X1113b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1123d到亮度Y1123c的亮度范围的区域。在区域1133b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1113c。在区域1133b中,曲线1103可以是最小灰度为X1113a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1123d且最大亮度为Y1123c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1103可以在灰度X1113a处不连续,使得灰度增大(亮度Y1123a<亮度Y1123d)。这样,在低灰度区域,可以增加曲线1000和曲线1103之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域,可以减小曲线1000和曲线1103之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图11C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
图11D中,曲线1104表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1104是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1134a和1134b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1114a是曲线1104的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1114b是通过从灰度X1010减去灰度X1114c获得的灰度;灰度X1114c是区域1134b中的处理灰度量;亮度Y1124a是区域1134a中曲线1104的最大亮度;亮度Y1124b是灰度X1114a处曲线1000的亮度;且亮度Y1124d区域1134b中曲线1104的最小亮度。
区域1134a是具有从0到灰度X1114a的灰度范围和从0到亮度Y1124b的亮度范围的区域。在区域1134a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1134a中,曲线1104可以是最小灰度为0、最大灰度为X1114a、最小亮度为0且最大亮度为Y1124a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1134b是具有从灰度X1114b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1124d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1134b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1114c。在区域1134b中从灰度X1114a到灰度X1114b的区域中,曲线1104可以是最小灰度为X1114a、最大灰度为X1114b、最小亮度为Y1124d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。从灰度X1114b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1104可以在灰度X1114a处不连续,使得灰度增加(亮度Y1124a<亮度Y1124d)。这样,因为其在低灰度区域较暗,而在高灰度区域较亮,可以增强对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图11D中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图12A至12C描述控制图像亮度的方法的示例。图12A至12C每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图12A至12C中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前图像的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图12A中,曲线1201表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。曲线1201是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1231a和1231b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1211是曲线1201的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;亮度Y1221a是区域1231a中曲线1201的最大亮度;亮度Y1121b是灰度X1211处曲线1000的亮度;亮度Y1221c是区域1231b中曲线1201的最大亮度;且亮度Y1221d是区域1231b中曲线1201的最小亮度。
区域1231a是具有从0到灰度X1211的灰度范围和从0到亮度Y1221b的亮度范围的区域。在区域1231a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1231a中,曲线1201可以是最小灰度为0、最大灰度为X1121a、最小亮度为0且最大亮度为Y1121a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1231b是具有从灰度X1211到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1221a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1231b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1231b中,曲线1201可以是最小灰度为X1211、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1221d且最大亮度为Y1121c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1201可以在灰度X1211a处不连续,使得灰度减小(亮度Y1221a>亮度Y1121d)。这样,在低灰度区域中,可以减小曲线1000和曲线1201之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域,可以提高曲线1000和曲线1201之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图12A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
图12B中,曲线1202表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1202是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1232a和1232b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1212是曲线1202的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;亮度Y1222a是区域1232a中曲线1202的最大亮度;亮度Y1122b是灰度X1212处曲线1000的亮度;亮度Y1222c是区域1232b中曲线1202的最大亮度;且亮度Y1222d是区域1232b中曲线1202的最小亮度。
区域1232a是具有从0到灰度X1212的灰度范围和从0到亮度Y1222b的亮度范围的区域。在区域1232a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1232a中,曲线1202可以是最小灰度为0、最大灰度为X1212、最小亮度为0且最大亮度为Y1222a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1232b是具有从灰度X1212到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1222d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1232a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1232b中,曲线1202可以是最小灰度为X1212、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1222a且最大亮度为Y1222c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1202可以在灰度X1212处不连续,使得灰度增大(亮度Y1222a<亮度Y1122d)。这样,在低灰度区域,可以增大曲线1000和曲线1202之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域,可以减小曲线1000和曲线1202之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图12B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
图12C中,曲线1203表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1203是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1233a和1233b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1213a是曲线1203的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;亮度Y1223a是区域1233a中曲线1203的最大亮度;亮度Y1223b是灰度X1213a处曲线1000的亮度;且亮度Y1223d是区域1233b中曲线1203的最小亮度。
区域1233a是具有从0到灰度X1213a的灰度范围和从0到亮度Y1223b的亮度范围的区域。在区域1233a中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A1。在区域1233a中,曲线1203可以是最小灰度为0、最大灰度为X1213a、最小亮度为0且最大亮度为Y1223a的曲线,且由表达式2表示(A是A1)。
区域1233b是具有从灰度X1213a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1223b到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1233b中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A2。在区域1233b的灰度X1213a到灰度X1213b的区域中,曲线1203可以是最小灰度为X1213a、最大灰度为X1213b、最小亮度为Y1223d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。在从灰度X1213b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1203可以在灰度X1213a处不连续,使得灰度增加(亮度Y1223a<亮度Y1223d)。这样,因为其在低灰度区域较暗,而在高灰度区域较亮,所以可以增强对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图12C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图13A至13D描述控制图像亮度的方法。图13A至13D每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图13A至13D中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图13A中,曲线1301表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1301是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1331a和1331b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1311a是曲线1301的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1311b是通过从灰度X1010减去灰度X1311c获得的灰度;灰度X1311c是区域1331b中的处理灰度量;亮度Y1321a是区域1331a中曲线1301的最大亮度;亮度Y1321b是灰度X1311a处曲线1000的亮度。
区域1331a是具有从0到灰度X1311a的灰度范围和从0到亮度Y1321b的亮度范围的区域。在区域1331a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1331a中,曲线1301可以是最小灰度为0、最大灰度为X1311a、最小亮度为0且最大亮度为Y1321a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1331b是具有从灰度X1311a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1321a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1331b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1311c。在区域1331b中从灰度X1311a到X1311b的区域中,曲线1301可以是最小灰度为X1311a、最大灰度为X1311b、最小亮度为Y1321a且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式7表示(A是A2)。在从灰度X1311b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
曲线1301在可以灰度X1311a处连续。这样,因为在灰度的边界部分不出现不自然的轮廓,可以提高图像质量。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图13A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图13B中,曲线1302表示控制亮度之后图像的亮度-灰度特性。曲线1302表示通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1332a和1332b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1312a是曲线1302的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1312b是通过从灰度X1010减去灰度X1312c获得的灰度;灰度X1312c是区域1332b中的处理灰度量;亮度Y1322a是区域1332a中曲线1302的最大亮度;且亮度Y1322b是灰度X1312a处曲线1000的亮度;且亮度1322d是区域1332b中曲线1302的最小亮度。
区域1332a是具有从0到灰度X1312a的灰度范围和从0到亮度Y1322a的亮度范围的区域。在区域1332a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1332a中,曲线1302可以是最小灰度为0、最大灰度为X1312a、最小亮度为0且最大亮度为Y1322a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1332b是具有从灰度X1312b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1322d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1332b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1312c。在区域1332b中从灰度X1312a到X1312b的区域中,曲线1302可以是最小灰度为X1312a、最大灰度为X1312b、最小亮度为Y1322d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式7表示(A是A2)。在从灰度X1312b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1302可以在灰度X1312a处不连续,使得灰度值增加(亮度Y1322a<亮度Y1322d)这样,在低灰度区域中可以减小曲线1000和曲线1302之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域,可以增加曲线1000和曲线1302之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图13B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图13C中,曲线1303表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1303是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1333a和1333b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1313a是曲线1303的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1313b是通过从灰度X1010减去灰度X1313c获得的灰度;灰度X1313c是区域1333b中的处理灰度量;亮度Y1323a是区域1333a中曲线1303的最大亮度;且亮度Y1323b是灰度X1313a处曲线1000的亮度;且亮度Y1323d是区域1333b中曲线1303的最小亮度。
区域1333a是具有从0到灰度X1313a的灰度范围和从0到亮度Y1323a的亮度范围的区域。在区域1333a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1333a中,曲线1303可以是最小灰度为0、最大灰度为X1313a、最小亮度为0且最大亮度为Y1323a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1333b是具有从灰度X1313a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1323d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1333b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1313c。在区域1333b中从灰度X1313a到X1313b的区域中,曲线1303可以是最小灰度为X1313a、最大灰度为X1313b、最小亮度为Y1323d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式7表示(A是A2)。在从灰度X1313b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1303可以在灰度X1313a处不连续,使得灰度值减小(亮度Y1323a>亮度Y1323d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1303之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域,可以增加曲线1000和曲线1303之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图13C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图13D中,曲线1304表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1304表示通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1334a和1334b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1314a是曲线1304的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1314b是通过从灰度X1314a减去灰度X1314c获得的灰度;灰度X1314c是区域1334b中的处理灰度量;亮度Y1324a是区域1334a中曲线1304的最大亮度;亮度Y1324b是灰度X1314a处曲线1000的亮度;亮度1324c是区域1334b中曲线1304的最大亮度;且亮度1324d是区域1334b中曲线1304的最小亮度。
区域1334a是具有从0到灰度X1314a的灰度范围和从0到亮度Y1324b的亮度范围的区域。在区域1334a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1334a中,曲线1304可以是最小灰度为0、最大灰度为X1314a、最小亮度为0且最大亮度为Y1324a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1334b是具有从灰度X1314a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1324d到亮度Y1324c的亮度范围的区域。在区域1334b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1314c。在区域1334b中,曲线1304可以是最小灰度为X1314a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1324d且最大亮度为Y1324c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1304可以在灰度X1314a处不连续,使得灰度值减小(亮度Y1324a>亮度Y1324d)。这样,由于其在低灰度区域较亮而在高灰度区域较暗,所以可以减小对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图13D中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图14A至14C描述控制图像亮度的方法的示例。图14A至14C每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图14A至14C中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图14A中,曲线1401表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1401是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1431a和1431b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1411a是曲线1401的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1411b是曲线1401的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;亮度Y1421a是区域1431a中曲线1401的最大亮度;亮度Y1421b是灰度X1411a处曲线1000的亮度;且亮度Y1421d是区域1431b中曲线1401的最小亮度。
区域1431a是具有从0到灰度X1411a的灰度范围和从0到亮度Y1421a的亮度范围的区域。在区域1431a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1431a中,曲线1401可以是最小灰度为0、最大灰度为X1411a、最小亮度为0且最大亮度为Y1421a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1431b是具有从灰度X1411a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1421a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1431b中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A2。在区域1431b中从灰度X1411a到灰度X1411b的区域中,曲线1401可以是最小灰度为X1411a、最大灰度为X1411b、最小亮度为Y1421d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。从灰度X1411b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1401可以在灰度X1411a处不连续,使得灰度增加(亮度Y1421a<亮度Y1421d)。这样,在低灰度区域可以减小曲线1000和曲线1401之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域可以增加曲线1000和曲线1401之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图14A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图14B中,曲线1402表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1402是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1432a和1432b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1412a是曲线1402的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1412b是曲线1402的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;亮度Y1422a是区域1432a中曲线1402的最大亮度;亮度Y1422b是灰度X1412a处曲线1000的亮度;且亮度Y1422d是区域1432b中曲线1402的最小亮度。
区域1432a是具有从0到灰度X1412a的灰度范围和从0到亮度Y1422a的亮度范围的区域。在区域1432a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1432a中,曲线1402可以是最小灰度为0、最大灰度为X1412a、最小亮度为0且最大亮度为Y1422a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1432b是具有从灰度X1412a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1422a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1432b中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A2。在区域1432b中从灰度X1412a到灰度X1412b的区域中,曲线1402可以是最小灰度为X1412a、最大灰度为1412b、最小亮度为Y1422d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。从灰度X1412b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1402可以在灰度X1412处不连续,使得灰度减小(亮度Y1422a>亮度Y1422d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1402之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域可以减小曲线1000和曲线1402之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图14B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图14C中,曲线1403表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1403是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1433a和1433b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1413是曲线1403的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;亮度Y1423a是区域1433a中曲线1403的最大亮度;亮度Y1423b是灰度X1413处曲线1000的亮度;亮度Y1423c是区域1433b中曲线1403的最大亮度;且亮度Y1423d是区域1433b中曲线1403的最小亮度。
区域1433a是具有从0到灰度X1413的灰度范围和从0到亮度Y1423b的亮度范围的区域。在区域1433a中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A1。在区域1433a中,曲线1403可以是最小灰度为0、最大灰度为X1413、最小亮度为0且最大亮度为Y1423a的曲线,且由表达式5表示(A是A1)。
区域1433b是具有从灰度X1413到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1423d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1433b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1433b中,曲线1403可以是最小灰度为X1413、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1423d且最大亮度为Y1423c的曲线,且由表达式2表示(A是A2)。
注意,曲线1403可以在灰度X1413处不连续,使得灰度减小(亮度Y1423a>亮度Y1423d)。这样,由于其在低灰度区域较亮而在高灰度区域较暗,所以可以减小对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图14C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图15A至15C描述控制图像亮度的方法的示例。图15A至15C每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图15A至15C中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图15A中,曲线1501表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1501是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1531a和1531b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1511a是曲线1501的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1511b是通过从灰度X1511a减去灰度X1511c的灰度;灰度1511c是区域1531b中的处理灰度量;灰度1511d是区域1531a中的处理灰度量;亮度Y1521a是区域1531a中曲线1501的最大亮度;亮度Y1521b是灰度X1531a处曲线1501的亮度;亮度1521c是区域1531b中曲线1501的最大亮度;且亮度Y1521d是区域1531b中曲线1501的最小亮度。
区域1531a是具有从0到灰度X1511a的灰度范围和从0到亮度Y1521b的亮度范围的区域。在区域1531a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1511d。在区域1531a中,曲线1501可以是最小灰度为0、最大灰度为X1511a、最小亮度为0且最大亮度为Y1521a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,在灰度0到灰度X1511d范围内曲线1501的亮度可以是0。
区域1531b是具有从灰度X1511b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1521d到亮度Y1521c的亮度范围的区域。在区域1531b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1511c。在区域1531b中,曲线1501可以是最小灰度为X1511a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1521d且最大亮度为Y1521c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1501可以在灰度X1511处不连续,使得灰度减小(亮度Y1521a>亮度Y1521d)。这样,在低灰度区域可以减小曲线1000和曲线1501之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域可以增加曲线1000和曲线1501之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图15A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图15B中,曲线1502表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1502是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1532a和1532b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1512a是曲线1502的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1512b是通过从灰度X1512a减去灰度X1512c的灰度;灰度X1512c是区域1532b中的处理灰度量;灰度X1512d是区域1532a中的处理灰度量;亮度Y1522a是区域1532a中曲线1502的最大亮度;亮度Y1522c区域1532b中曲线1502的最大亮度;且亮度Y1522d是区域1532b中曲线1502的最小亮度。
区域1532a是具有从0到灰度X1512的灰度范围和从0到亮度Y1522b的亮度范围的区域。在区域1532a中,对曲线1000的处理可以是减去正数A1。对应于A1的灰度量是X1512d。在区域1532a中,曲线1502可以是最小灰度为0、最大灰度为X1512a、最小亮度为0且最大亮度为Y1522a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,在灰度0到灰度X1512d的范围内曲线1502的亮度可以为0。
区域1532b是具有从灰度X1512a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1522d到亮度Y1522c的亮度范围的区域。在区域1532b中,对曲线1000的处理可以是减去正数A2。对应于A2的灰度量是X1512c。在区域1532b中,曲线1502可以是最小灰度为X1512a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1522d且最大亮度为Y1522c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1502可以在灰度X1512处不连续,使得灰度增加(亮度Y1522a<亮度Y1522d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1502之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域可以减小曲线1000和曲线1502之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图15B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图15C中,曲线1503表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1503是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1533a和1533b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1513a是曲线1503的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1513b是通过从灰度X1010减去灰度X1513c的灰度;灰度X1513c是区域1533b中的处理灰度量;灰度X1513d是区域1533a中的处理灰度量;亮度Y1523a是区域1533a中曲线1503的最大亮度;且亮度Y1523d是区域1533b中曲线1503的最小亮度。
区域1533a是具有从0到灰度X1513a的灰度范围和从0到亮度Y1523a的亮度范围的区域。在区域1533a中,对曲线1000的处理可以是正数A1。对应于A1的灰度量是X1513d。在区域1533a中,曲线1503可以是最小灰度为0、最大灰度为X1513a、最小亮度为0且最大亮度为Y1523a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,在灰度0到灰度X1513d的范围内曲线1503的亮度可以是0。
区域1533b是具有从灰度X1513a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1523a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1533b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1513c。在区域1533b中从灰度X1513a到灰度X1513b的区域中,曲线1503可以是最小灰度为X1513a、最大灰度为X1513b、最小亮度为Y1523d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式7表示(A是A2)。在从灰度X1513b到灰度X1010的范围内,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1503可以在灰度X1513处不连续,使得灰度增加(亮度Y1523a<亮度Y1523d)。这样,由于其在低灰度区域较暗,而在高灰度区域较亮,所以增大了对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图15C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图16A至16D描述控制图像亮度的方法的示例。图16A至16D每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图16A至16D中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图16A中,曲线1601表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1601是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1631a和1631b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1611a是曲线1601的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1611d是区域1631a中的处理灰度量;亮度Y1621a是区域1631a中曲线1601的最大亮度;且亮度Y1621c是区域1531b中曲线1601的最大亮度。
区域1631a是具有从0到灰度X1611a的灰度范围和从0到亮度Y1621a的亮度范围的区域。在区域1631a中,对曲线1000的处理可以是减去正数A1。对应于A1的灰度量是X1611d。在区域1631a中,曲线1601可以是最小灰度为0、最大灰度为X1611a、最小亮度为0且最大亮度为Y1621a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,在灰度0到灰度X1611d的范围内曲线1601的亮度可以是0。
区域1631b是具有从灰度X1611a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1621a到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1631b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1631b中,曲线1601可以是最小灰度为X1611a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1621a且最大亮度为Y1621c的曲线,且由表达式2表示(A是A2)。
注意,曲线1601可以在灰度X1611a处连续。这样,因为在灰度的边界部分不出现不自然的轮廓,可以提高图像质量。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图16A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图16B中,曲线1602表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1602是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1632a和1632b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1612a是曲线1602的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1612d是区域1632a中的处理灰度量;亮度Y1622a是区域1632a中曲线1602的最大亮度;且亮度Y1622c是区域1632b中的曲线1602的亮度;且亮度1622d是区域1632b中曲线1602的最小亮度。
区域1632a是具有从0到灰度X1612a的灰度范围和从0到亮度Y1622a的亮度范围的区域。在区域1632a中,对曲线1000的处理可以是减去正数A1。对应于A1的灰度量是X1612d。在区域1632a中,曲线1602可以是最小灰度为0、最大灰度为X1612a、最小亮度为0且最大亮度为Y1622a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,从灰度0到灰度X1612d的范围内曲线1602的亮度可以是0。
区域1632b是具有从灰度X1612a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1622d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1632b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1632b中,曲线1602可以是最小灰度为X1612a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1622d且最大亮度为Y1622c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1602在灰度X1612a处可以不连续,使得灰度值减小(亮度Y1622a>亮度Y1622d)。这样,在低灰度区域可以减小曲线1000和曲线1602之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域可以增加曲线1000和曲线1602之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图16B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图16C中,曲线1603表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1603是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1633a和1633b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1613a是曲线1603的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1613d是区域1633a中的处理灰度量;亮度Y1623a是区域1633a中曲线1603的最大亮度;亮度Y1623c是区域1633b中曲线1603的最大亮度;且亮度1623d是区域1633b中曲线1603的最小亮度。
区域1633a是具有从0到灰度X1613a的灰度范围和从0到亮度Y1623a的亮度范围的区域。在区域1633a中,对曲线1000的处理可以是减去正数A1。对应于A1的灰度量是X1613d。在区域1633a中,曲线1603可以是最小灰度为0、最大灰度为X1613a、最小亮度为0且最大亮度为Y1623a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,从灰度0到灰度X1613d范围内曲线1603的亮度可以是0。
区域1633b是具有从灰度X1613a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1623d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1633b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1633b中,曲线1603可以是最小灰度为X1613a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1623d且最大亮度为Y1623c的曲线,且由表达式2表示(A是A2)。
注意,曲线1603在灰度X1613a处可以不连续,使得灰度值增加(亮度Y1623a<亮度Y1623d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1603之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域可以减小曲线1000和曲线1603之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图16C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图16D中,曲线1604表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1604是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1634a和1634b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1614a是曲线1604的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1614b是曲线1604的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;灰度X1614d是区域1634a中的处理灰度量;亮度Y1624a是区域1634a中曲线1604的最大亮度;亮度Y1624b是灰度X1614a处曲线1000的亮度;且亮度1624d是区域1634b中曲线1604的最小亮度。
区域1634a是具有从0到灰度X1614a的灰度范围和从0到亮度Y1624b的亮度范围的区域。在区域1634a中,对曲线1000的处理可以是减去正数A1。对应于A1的灰度量是X1614d。在区域1634a中,曲线1604可以是最小灰度为0、最大灰度为X1614a、最小亮度为0且最大亮度为Y1624a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。注意,灰度0到灰度X1614的范围内曲线1604的亮度可以为0。
区域1634b是具有从灰度X1614a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1624b到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1634b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1634b中从灰度X1614a到灰度X1614b的区域中,曲线1604可以是最小灰度为X1614a、最大灰度为X1614b、最小亮度为Y1624d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。在从灰度X1614b到灰度X1010的区域内,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1604在灰度X1614a处可以不连续,使得灰度值增加(亮度Y1624a<亮度Y1624d)。这样,因为其在低灰度区域较暗,而在高灰度区域较亮,所以可以增大对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图16D中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图17A至17C描述控制图像亮度的方法的示例。图17A至17C每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图17A至17C中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图17A中,曲线1701表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1701是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1731a和1731b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1711a是曲线1701的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1711b是通过从灰度X1010减去灰度X1711c的灰度;灰度1711c是区域1731b中的处理灰度量;灰度X1711d是通过给灰度1711a加上灰度X1711e的灰度;灰度X1711e是区域1731a中的处理灰度量;亮度Y1721a是区域1731a中曲线1701的最大亮度;亮度Y1721d是区域1731b中曲线1701的最小亮度;且亮度Y1721e是灰度为0时曲线1701的亮度。
区域1731a是具有从0到灰度X1711d的灰度范围和从0到亮度Y1721a的亮度范围的区域。在区域1731a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1711e。在区域1731a中,曲线1701可以是最小灰度为0、最大灰度为X1711a、最小亮度为Y1721e且最大亮度为Y1721a的曲线,且由表达式4表示(A是A1)。
区域1731b是具有从灰度X1711a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1721d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1731b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1711c。对应于A2的灰度量是X1711c。在区域1731b中从灰度X1711a到灰度X1711b的区域中,曲线1701可以是最小灰度为X1711a、最大灰度为X1711b、最小亮度为Y1721d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。从灰度X1711b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1701可以在灰度X1711a处不连续,使得灰度增加(亮度Y1721a<亮度Y1721d)。这样,在低灰度区域可以减小曲线1000和曲线1701之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域可以增加曲线1000和曲线1701之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图17A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图17B中,曲线1702表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1702是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1732a和1732b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1712a是曲线1702的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1712b是通过从灰度X1010减去灰度X1712c的灰度;灰度X1712c是区域1732b中的处理灰度量;灰度X1712d是给灰度X1712a加上灰度X1712e的灰度;灰度X1712e是区域1732a中的处理灰度量;亮度Y1722a是区域1732a中曲线1702的最大亮度;亮度Y1722d是区域1732b中曲线1702的最小亮度;且亮度Y1722e是灰度为0时曲线1702的亮度。
区域1732a是具有从0到灰度X1712d的灰度范围和从0到亮度Y1722a的亮度范围的区域。在区域1732a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1712e。在区域1732a中,曲线1702可以是最小灰度为0、最大灰度为X1712a、最小亮度为Y1722e且最大亮度为Y1722a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1732b是具有从灰度X1712a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1722d到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1732b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1712c。在区域1732b中从灰度X1712a至灰度X1712b的区域中,曲线1702可以是最小灰度为X1712a、最大灰度为X1712b、最小亮度为Y1722d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式7表示(A是A2)。在从灰度X1712b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1702可以在灰度X1712a处不连续,使得灰度减小(亮度Y1722a>亮度Y1722d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1702之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域可以减小曲线1000和曲线1702之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图17B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图17C中,曲线1703表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1703是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1733a和1733b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1713a是曲线1703的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1713b是通过从灰度X1713a减去灰度X1713c的灰度;灰度X1713c是区域1733b中的处理灰度量;灰度X1713d是给灰度X1713a加上灰度X1713e的灰度;灰度X1713e是区域1733a中的处理灰度量;亮度Y1723a是区域1733a中曲线1703的最大亮度;亮度Y1723c是区域1733b中曲线1703的最大亮度;亮度Y1723d是区域1733b中曲线1703的最小亮度且亮度Y1723e是灰度为0时曲线1703的亮度。
区域1733a是具有从0到灰度X1713d的灰度范围和从0到亮度Y1723a的亮度范围的区域。在区域1733a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1713e。在区域1733a中,曲线1703可以是最小灰度为0、最大灰度为X1713a、最小亮度为Y1723e且最大亮度为Y1723a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1733b是具有从灰度X1713b到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1723d到亮度Y1723c的亮度范围的区域。在区域1733b中,对曲线1000的处理可以是加上正数A2。对应于A2的灰度量是X1713c。在区域1733b中,曲线1703可以是最小灰度为X1713a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1723d且最大亮度为Y1723c的曲线,且由表达式4表示(A是A2)。
注意,曲线1703可以在灰度X1713处不连续,使得灰度减小(亮度Y1723a>亮度Y1723d)。这样,因为其在低灰度区域较亮而在高灰度区域较暗,所以可以减小对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图17C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
接下来,参考图18A至18D描述控制图像亮度的方法的示例。图18A至18D每一个都示出了亮度与图像的灰度之间的关系(亮度-灰度特性),其中水平轴(X轴)表示灰度且垂直轴(Y轴)表示亮度。在图18A至18D中,曲线1000、灰度X1010以及亮度Y1020分别表示控制亮度之前的亮度-灰度特性、曲线1000中的最大灰度以及曲线1000中的最大亮度。
图18A中,曲线1801表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1801是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1831a和1831b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1811a是曲线1801的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1811b是曲线1801的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;灰度X1811d是给灰度X1181a加上灰度X1811e的灰度;灰度X1811e是区域1831a中的处理灰度量;亮度Y1821a是区域1831a中曲线1801的最大亮度;亮度Y1821b是灰度X1811a处曲线1000的亮度;且亮度Y1821e是灰度为0时曲线1801的亮度。
区域1831a是具有从0到灰度X1811d的灰度范围和从0到亮度Y1821a的亮度范围的区域。在区域1831a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1811e。在区域1831a中,曲线1801可以是最小灰度为0、最大灰度为X1811a、最小亮度为Y1821e且最大亮度为Y1821a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1831b是具有从灰度X1811a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1821b到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1831b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1831b中,在从灰度X1811a至灰度X1811b的范围内,曲线1801可以是最小灰度为X1811a、最大灰度为X1811b、最小亮度为Y1821a且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。在从灰度X1811b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1801可以在灰度X1811a处连续。这样,因为在灰度的边界部分不出现不自然的轮廓,可以提高图像质量。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图18A中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图18B中,曲线1802表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1802是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1832a和1832b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1812a是曲线1802的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1812b是曲线1802的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;灰度X1812d是给灰度X1812a加上灰度X1812e的灰度;灰度X1812e是区域1832a中的处理灰度量;亮度Y1822a是区域1832a中曲线1802的最大亮度;亮度Y1822b是灰度X1812a处曲线1000的亮度;亮度Y1822d是区域1832b中的曲线1802的最小亮度;且亮度1822e是灰度为0时曲线1802的亮度。
区域1832a是具有从0到灰度X1812d的灰度范围和从0到亮度Y1822a的亮度范围的区域。在区域1832a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1812e。在区域1832a中,曲线1802可以是最小灰度为0、最大灰度为X1812a、最小亮度为Y1822e且最大亮度为Y1822a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1832b是具有从灰度X1812a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1822b到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1832b中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A2。在区域1832b中从灰度X1812a到X1812b的区域中,曲线1802可以是最小灰度为X1812a、最大灰度为X1812b、最小亮度为Y1822d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。从灰度X1812b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1802在灰度X1812a处可以不连续,使得灰度值增加(亮度Y1822a<亮度Y1822d)。这样,在低灰度区域可以减小曲线1000和曲线1802之间的亮度差异以减小闪烁。在高灰度区域可以增加曲线1000和曲线1802之间的亮度差异以减小运动模糊。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图18B中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图18C中,曲线1803表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1803是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1833a和1833b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1813a是曲线1803的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1813b是曲线1803的亮度是亮度Y1020的灰度中的最小灰度;灰度X1813d是给灰度X1812a加上灰度X1813e的灰度;灰度X1813e是区域1833a中的处理灰度量;亮度Y1823a是区域1833a中曲线1803的最大亮度;亮度Y1823b是灰度X1813a处曲线1000的亮度;亮度Y1823d是区域1833b中曲线1803的最小亮度;且亮度Y1823e是灰度为0时曲线1803的亮度。
区域1833a是具有从0到灰度X1813d的灰度范围和从0到亮度Y1823a的亮度范围的区域。在区域1833a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1813e。在区域1833a中,曲线1803可以是最小灰度为0、最大灰度为X1813a、最小亮度为1823e且最大亮度为Y1823a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1833b是具有从灰度X1813a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1823b到亮度Y1020的亮度范围的区域。在区域1833b中,对曲线1000的处理可以是乘以1或更大的系数A2。在从区域1833b的灰度X1813a到灰度X1813b的区域中,曲线1603可以是最小灰度为X1813a、最大灰度为X1813b、最小亮度为Y1823d且最大亮度为Y1020的曲线,且由表达式5表示(A是A2)。在从灰度X1813b到灰度X1010的区域中,亮度可以恒定在最大亮度Y1020。
注意,曲线1803在灰度X1813a处可以不连续,使得灰度值减小(亮度Y1823a>亮度Y1823d)。这样,在低灰度区域可以增加曲线1000和曲线1803之间的亮度差异以减小运动模糊。在高灰度区域可以减小曲线1000和曲线1803之间的亮度差异以减小闪烁。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图18C中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图18D中,曲线1804表示控制亮度之后的亮度-灰度特性。曲线1804是通过在亮度-灰度平面中提供两个区域(区域1834a和1834b)并在每个区域中对曲线1000执行不同的处理而获得的亮度-灰度特性曲线。此外,灰度X1814a是曲线1804的亮度-灰度特性变化的边界部分的灰度;灰度X1814d是给灰度X1814a加上灰度X1814e的灰度;灰度X1814e是区域1834a中的处理灰度量;亮度Y1824a是区域1834a中曲线1804的最大亮度;亮度Y1824b是灰度X1814a处曲线1000的亮度;亮度Y1824c是区域1834b中曲线1804的最大亮度;亮度Y1824d是区域1834b中曲线1804的最小亮度;且亮度Y1824e是灰度为0时曲线1804的亮度。
区域1834a是具有从0到灰度X1814d的灰度范围和从0到亮度Y1824a的亮度范围的区域。在区域1834a中,对曲线1000的处理可以是加上正数A1。对应于A1的灰度量是X1814e。在区域1834a中,曲线1804可以是最小灰度为0、最大灰度为X1814a、最小亮度为Y1824e且最大亮度为Y1824a的曲线,且由表达式7表示(A是A1)。
区域1834b是具有从灰度X1814a到灰度X1010的灰度范围和从亮度Y1824d到亮度Y1824c的亮度范围的区域。在区域1834b中,对曲线1000的处理可以是除以1或更大的系数A2。在区域1834b中,曲线1804可以是最小灰度为X1814a、最大灰度为X1010、最小亮度为Y1824d且最大亮度为Y1824c的曲线,且由表达式2表示(A是A2)。
注意,曲线1804在灰度X1814a处可以不连续,使得灰度值减少(亮度Y1824a>亮度Y1824d)。这样,因为其在低灰度区域较亮而在高灰度区域较暗,所以可以减小对比度。
可以通过处理用于指定亮度的图像数据来实现图18D中所示的亮度-灰度特性的控制方法。此时,可以通过图像数据处理来控制亮度,且因此可以进行精确控制。
在图像亮度的控制方法的上述示例中,已经描述了通过在亮度-灰度平面中的所有区域中对曲线1000执行相同的处理获得的亮度-灰度特性,以及通过在亮度-灰度平面提供两个区域且在每个区域对曲线1000执行不同的处理获得的亮度-灰度特性。然而,用于相同处理的区域不限于上述示例,且可以提供任何数目的区域,例如可以提供3个区域、4个区域或更多的区域。
对于图像亮度的控制方法,在提供多个区域的情况下,整个显示设备的驱动条件可以变化。例如,在液晶显示设备中,为每个图像数据部分地控制背光的亮度。此时,图像数据处理简单且由此可以减小功耗和发热。此外,当显示黑色图像时,可以减小光泄漏以提高对比度。
注意,本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由地组合。
而且,本实施例模式中附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式中附图的元素或组分相组合。
实施例模式4
实施例模式4将示例性说明通过根据本发明的显示设备或半导体设备的驱动方法减小运动模糊的方法。
图19A至19E示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的三倍。图19A至19E示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。图19A至19E每一个使用其位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧不变的区域(三角形区域)示出了中间状态下的图像。
在图19A中,周期100表示一个帧周期。第一图像1901是前一帧的基本图像,第二图像1902是前一帧的第一内插图像,第三图像1903是前一帧的第二内插图像,而第四图像1904是当前帧的基本图像。
图19A示出了实施例模式1中描述的驱动方法。换句话说,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第二图像1902和第三图像1903通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
此时,第一图像1901的典型亮度是L,第二图像1902的典型亮度是Lc1且第三图像1903的典型亮度是Lc2,它们优选地满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们满足0.1L<Lc1=Lc2<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc1=Lc2<0.5L。通过控制亮度以满足该表达式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。
注意,当显示第二图像1902和第三图像1903时,可以减小背光的亮度。这样,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,可以减小功耗。
在图19B中,周期100表示一个帧周期。第一图像1911是前一帧的基本图像,第二图像1912是前一帧的第一内插图像,第三图像1913是前一帧的第二内插图像,而第四图像1914是当前帧的基本图像。
与图19A类似,在图19B中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第二图像1912和第三图像1913通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
不管基本图像或内插图像如何,图19B不同于图19A之处在于,用于亮度控制的图像被交替地显示。换句话说,第一图像1911的典型亮度是L,第二图像1912的典型亮度是Lc1,第三图像1913的典型亮度是Lc2,且第四图像1914的典型亮度是Lc3,它们可以满足L>Lc1,L=Lc2,L>Lc3,Lc1<Lc2,Lc1=Lc3或Lc2>Lc3。优选地,它们满足0.1L=0.1Lc2<Lc1=Lc3<0.8L=0.8Lc2,更优选地,满足0.2L=0.2Lc2<Lc1=Lc3<0.5L=0.5Lc2。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。除此之外,典型亮度变化的频率可以变大以减小闪烁。
因为用于亮度控制的图像被交替地显示,在某些情况下,即使内插图像的亮度也不减小而几乎与基本图像相同。在这些情况下,增加平均亮度以增加光的使用效率。这样可以提高显示亮度且可以减小功耗。
注意,当显示第二图像1912和第四图像1914时,可以减小背光的亮度。这样,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,可以减小功耗。
在图19C中,周期100表示一个帧周期。第一图像1921是前一帧的基本图像,第二图像1922是前一帧的第一内插图像,第三图像1923是前一帧的第二内插图像,而第四图像1924是当前帧的基本图像。
与图19A类似,在图19C中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第二图像1922和第三图像1923通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图19C不同于图19A之处在于,第三图像1923的亮度被整体减小以产生黑色图像或接近黑色图像的暗图像(基本黑色图像)。换句话说,第一图像1921的典型亮度是L,第二图像1922的典型亮度是Lc1,且第三图像1923的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1>Lc2。优选地,它们满足Lc2=0<0.1L<Lc1<0.8L,更优选地,满足Lc2=0<0.2L<Lc1<0.5L。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。注意,内插图像可以是一种类型的内插图像。这样,可以减小图像处理的负荷,可以抑制功耗和产生的热量。从第一图像1921到第三图像1923的亮度变化可以被平滑化以减小闪烁。
当显示第二图像1922时,可以减小背光的亮度。此外,当显示第三图像1923时,背光的亮度可以是0。这样,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
在图19D中,周期100表示一个帧周期。第一图像1931是前一帧的基本图像,第二图像1932是前一帧的第一内插图像,第三图像1933是前一帧的第二内插图像,且第四图像1934是当前帧的基本图像。
与图19A类似,在图19D描述了一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。换句话说,第二图像1932和第三图像1933通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图19D不同于图19A之处在于,第二图像1932的亮度被整体减小以产生黑色图像或接近黑色图像的暗图像(基本黑色图像)。换句话说,第一图像1931的典型亮度是L,第二图像1932的典型亮度是Lc1,且第三图像1933的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc2,L>Lc1或Lc1<Lc2。优选地,它们可以满足Lc1=0<0.1L<Lc2<0.8L,更优选地,满足Lc1=0<0.2L<Lc2<0.5L。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。注意,内插图像可以是一种类型的内插图像。这样,可以减小图像处理的负荷,可以抑制功耗和产生的热量。从第二图像1932到第四图像1934的亮度变化可以被平滑化以减小闪烁。
当使用具有低的电压响应速度的显示元件的显示设备(例如,液晶显示设备)被使用时,可以采用改变其亮度以使其高于预定亮度的驱动方法(过驱动)来增加该显示元件的响应速度。如图19D所示,黑色图像被作为第二图像1932插在第一图像1931和第三图像1933之间,这与过驱动相同。这样,可以提高显示第三图像1933的速度。
当显示第二图像1932时,背光的亮度可以是0。此外,当显示第三图像1933时,可以减小背光的亮度。因此,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
在图19E中,周期100表示一个帧周期。第一图像1941是前一帧的基本图像,第二图像1942是前一帧的第一内插图像,第三图像1943是前一帧的第二内插图像,且第四图像1944是当前帧的基本图像。
与图19A类似,在图19E描述了一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。换句话说,第二图像1942和第三图像1943通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图19E不同于图19A之处在于,当第一图像1941的灰度值在亮度的饱和部分高时,作为内插图像显示第二图像1942以内插第一图像1941的灰度。换句话说,第一图像1941的典型亮度是L,第二图像1942的典型亮度是Lc1,且第三图像1943的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1<Lc2。优选地,它们可以满足Lc1<0.1L<Lc2<0.8L,更优选地,满足Lc1<0.2L<Lc2<0.5L。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。注意,通过运动向量产生的内插图像可以是一种类型的内插图像。这样,可以减小图像处理的负荷,可以抑制功耗和产生的热量。
注意,当显示第二图像1942和第三图像1943时,可以减小背光的亮度。这样,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
在图19A至19D中所示的方法可以与图6A至6E和图7A至7C所示的方法自由组合。具体而言,使内插图像为多个基本图像之间的中间状态且进一步可以具有受特定规则控制的显示帧频。具体而言该特定规则可以由运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)或它们的组合确定。当显示帧频高时,内插图像的亮度随着时间逐渐变化,由此使运动图像的显示和亮度的改变平滑化。相应地,可以减小运动模糊和闪烁。而且,可以交替地显示亮图像和暗图像。以这种方式,可以使典型亮度变化的频率大,以减小闪烁。
图20A至20E示出了一种模式,其中显示帧频是输入帧频的三倍。图20A至20E示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。图20A至20E每一个示出了其位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧不变的区域(三角形区域)的中间状态下的图像。
在图20A中,周期100表示一个帧周期。第一图像2001是前一帧的基本图像,第二图像2002是前一帧的第一内插图像,第三图像2003是前一帧的第二内插图像,而第四图像2004是当前帧的基本图像。
图20A示出了实施例模式1中描述的驱动方法。换句话说,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第二图像2002和第三图像2003通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
此时,第一图像2001的典型亮度是L,第二图像2002的典型亮度是Lc1且第三图像2003的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1=Lc2。优选地,它们可以满足0.1L<Lc1=Lc2<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc1=Lc2<0.5L。通过控制亮度以满足该表达式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。
注意,当显示第二图像2002和第三图像2003时,可以减小背光的亮度。因此,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,可以减小功耗。
在图20B中,周期100表示一个帧周期。第一图像2011是前一帧的基本图像,第二图像2012是前一帧的第一内插图像,第三图像2013是前一帧的第二内插图像,而第四图像2014是当前帧的基本图像。
与图20A类似,在图20B中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第二图像2012和第三图像2013通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图20B不同于图20A之处在于,基本图像和第二图像2012的亮度不变,而第三图像2013的亮度变化。换句话说,第一图像2011的典型亮度是L,第二图像2012的典型亮度是Lc1,且第三图像2013的典型亮度是Lc2,它们可以满足L=Lc1,L>Lc2,Lc1>Lc2。优选地,它们可以满足0.1L=0.1Lc1<Lc2<0.8L=0.8Lc1,更优选地,满足0.2L=0.2Lc1<Lc2<0.5L=0.5Lc1。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。因为一个帧周期的平均亮度大,可以减小功耗。
注意,当显示第三图像2013时可以减小背光的亮度。这样,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,可以减小功耗。
在图20C中,周期100表示一个帧周期。第一图像2021是前一帧的基本图像,第二图像2022是前一帧的第一内插图像,第三图像2023是前一帧的第二内插图像,而第四图像2024是当前帧的基本图像。
与图20A类似,在图20C中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。第二图像2022和第三图像2023通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图20C不同于图20A之处在于,基本图像和第三图像2023的亮度不变,而第二图像2022的亮度变化。换句话说,第一图像2021的典型亮度是L,第二图像2022的典型亮度是Lc1,且第三图像2023的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L=Lc2或Lc1<Lc2。优选地,它们可以满足0.1L=0.1Lc2<Lc1<0.8L=0.8Lc2,更优选地,满足0.2L=0.2Lc2<Lc1<0.5L=0.5Lc2。以这种方式,显示器可以制成伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。因为一个帧周期的平均亮度高,所以可以减小功耗。
当显示第二图像2022时,可以减小背光的亮度。因此,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
在图20D中,周期100表示一个帧周期。第一图像2031是前一帧的基本图像,第二图像2032是前一帧的第一内插图像,第三图像2033是前一帧的第二内插图像,且第四图像2034是当前帧的基本图像。
与图20A类似,在图20D描述了一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。换句话说,第二图像2032和第三图像2033通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图20D不同于图20A之处在于,作为内插图像的第二图像2032和第三图像2033的亮度的变化量不同。换句话说,第一图像2031的典型亮度是L,第二图像2032的典型亮度是Lc1,且第三图像2033的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1>Lc2。优选地,Lc1可以满足0.2L<Lc1<0.8L,且Lc2可以满足0.1L<Lc2<0.5L。以这种方式,显示器可以制备得接近伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。从第一图像2031到第三图像2033变化的亮度可以是平滑的以减小闪烁。
当显示第二图像2032和第三图像2033时,可以减小背光的亮度。因此,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
在图20E中,周期100表示一个帧周期。第一图像2041是前一帧的基本图像,第二图像2042是前一帧的第一内插图像,第三图像2043是前一帧的第二内插图像,且第四图像2044是当前帧的基本图像。
与图20A类似,在图20E描述了一种方法,其中从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且内插图像的亮度是变化的。换句话说,第二图像2042和第三图像2043通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
图20E不同于图20A之处在于,作为内插图像的第二图像2042和第三图像2043的亮度的变化量不同。换句话说,第一图像2041的典型亮度是L,第二图像2042的典型亮度是Lc1,且第三图像2043的典型亮度是Lc2,它们可以满足L>Lc1,L>Lc2或Lc1<Lc2。优选地,Lc1可以满0.1L<Lc1<0.5L且Lc2可以满足0.2L<Lc2<0.8L。以这种方式,显示器可以制备得接近伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。从第二图像2042到第四图像2044变化的亮度可以是平滑的以减小闪烁。
注意,当显示第二图像2042和第三图像2043时,可以减小背光的亮度。因此,可以减小光泄漏以提高显示对比度。而且,还可以减小功耗。
当使用具有低的电压响应速度的显示元件的显示设备(例如,液晶显示设备)被使用时,可以采用改变其亮度以使其高于预定亮度的驱动方法(过驱动)以增加该显示元件的响应速度。如图20D所示,黑色图像被作为第二图像2042插在第一图像2041和第三图像2043之间,这与过驱动相同。因此,可以提高显示第三图像2043的速度。
在图20A至20E中所示的方法可以与图6A至6E和图7A至7C所示的方法自由组合。具体而言,使内插图像为多个基本图像之间的中间状态且进一步可以具有受特定规则控制的显示帧频。具体而言,该特定规则可以由运动向量的幅度、用户设置或外部环境(例如环境亮度或温度)或它们的组合确定。当显示帧频大时,内插图像的亮度随着时间逐渐变化,由此使运动图像和亮度的改变平滑化。相应地,可以减小运动模糊和闪烁。而且,可以交替地显示亮图像和暗图像。以这种方式,可以使典型亮度变化的频率大以减小闪烁。
参考图21A和21B,描述了本说明书中的另一驱动方法。图21A和21B示意性地示出了显示的图像随时间的变化,其中水平轴表示时间。图21A和21B每一个示出了其位置从帧到帧变化的区域(圆形区域)和位置从帧到帧不变的区域(三角形区域)的中间状态下的图像。图21A和21B示出了使用多个子帧显示一个图像的模式。
在图21A中,周期100表示一个帧周期。第一图像2101是前一帧的基本图像,第二图像2102是前一帧的内插图像,而第三图像2103是当前帧的基本图像。注意,第一图像2101、第二图像2102和第三图像2103中每一个都可以包括多个子帧。用于显示第一图像2101的多个子帧是SF2111、SF2112和SF2113;用于显示第二图像2102的多个子帧是SF2114、SF2115和SF2116;且用于显示第三图像2103的多个子帧是SF2117、SF2118和SF2119。
图21A示出了一种驱动方法,其中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,且该内插图像的亮度是变化的。第一图像2101的亮度不同于第二图像2102的亮度,而每个图像中的多个子帧的典型亮度总体上相同。换句话说,第二图像2102通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
用于显示第一图像2101的多个子帧SF2111、SF2112和SF2113的典型亮度是L,用于显示第二图像2102的多个子帧SF2114、SF2115和SF2116的典型亮度是Lc,它们可以满足0.1L<Lc<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc<0.5L的关系。以这种方式,显示器可以制备得接近伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。
在图21B中,周期100表示一个帧周期。第一图像2121是前一帧的基本图像,第二图像2122是前一帧的内插图像,而第三图像2123是当前帧的基本图像。注意,第一图像2121、第二图像2122和第三图像2123中每一个都可以包括多个子帧。用于显示第一图像2121的多个子帧是SF2131、SF2132和SF2133;用于显示第二图像2122的多个子帧是SF2134、SF2135和SF2136;且用于显示第三图像2123的多个子帧是SF2137、SF2138和SF2139。
图21B示出了一种驱动方法,其中,从包括在多个帧中的图像数据检测图像的运动量,以产生该多个帧的图像之间的中间状态下的图像作为内插图像,该内插图像的亮度是变化的,且显示的子帧的亮度以显示顺序交替地变化。换句话说,第二图像2122和第三图像2123通过运动内插而内插图像数据。以这种方式,对图像上的运动对象进行运动内插以内插图像数据,由此获得平滑的显示。
子帧SF2131、SF2133和SF2135的典型亮度是L,子帧SF2132、SF2134和SF2136的典型亮度是Lc,它们可以满足0.1L<Lc<0.8L,更优选地,满足0.2L<Lc<0.5L。以这种方式,显示器可以制备得接近伪脉冲型显示器,并且因此余像不被人眼觉察。
以这种方式,运动模糊的两个不同的原因(图像的运动中的不平滑性和对于人眼的余像)同时被去除,使得运动模糊可以大为减小。而且,可以使典型亮度变化的频率大以减小闪烁。
作为将图像划分成多个子帧的方法,可以采用为每种颜色划分图像的场顺序方法、基于灰度划分图像的时间灰度方法等,在本说明书中可以采用任何驱动方法作为驱动方法。用于图像的子帧的数目可以是任何数目而不限于3。
注意,本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由组合。
本实施例模式中的附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式中的附图的元素或组分组合。
实施例模式5
实施例模式5将描述本说明书中的显示设备或半导体设备的驱动方法中的驱动时序的示例。
首先,参考图22A至22C,描述了通过背光控制图像亮度的方法。图22A至22C是显示帧频是输入帧频两倍的情况下的时序图。周期100表示一个帧周期,周期2291是显示第一图像的周期且周期2292是显示第二图像的周期。在图22A至22C中,原始图像在周期2291中显示,亮度减小的图像在周期2292显示。
在图22A至22C中,G1至Gn表示扫描线,在该时序图中示出了每个扫描线的电压。例如,该扫描线可以是图5A中的栅极驱动器513的输出端子。栅极驱动器513的输出端子可以与显示区域514的像素电路相连,使得像素电路可以通过每个线被选择(扫描)。图22A至22C示出了根据扫描线G1至Gn的时序图扫描的像素电路。而且,图22A至22C示出了从扫描线G1开始且在扫描线Gn结束的扫描。
图22A的时序图示出了这样一种情况,其中背光的亮度在扫描周期设置为0,且在所有扫描线的扫描完成之后,背光开始发光以执行显示。图22A中,电压V2201和电压V2202表示数据电压绝对值的上限,且亮度L2203和亮度L2204表示背光亮度。
在周期2291中,背光的亮度在扫描周期是0,且数据电压的绝对值的上限是电压V2201。注意,数据电压可以根据每个像素电压变化并且由此具有较大的电压值范围。在所有的扫描线的扫描完成之后,背光亮度被设置为亮度L2203以执行显示。
在周期2292中,背光的亮度在扫描周期是0,且数据电压的绝对值的上限是电压V2202。在所有的扫描线的扫描完成之后,背光被设置为亮度L2204以执行显示。
这里,周期2291中的背光亮度L2203可以高于周期2292中的背光亮度L2204。相应地,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,对于人眼的余像可以被抑制。
注意,电压V2201和电压V2202可以几乎相同。相应地,图像数据可以容易地处理;因此,可以减小功耗和发热。
在图22A所示的时序图中,通过变化的亮度L2203和亮度L2204,使得显示器接近伪脉冲型显示器,并且,在扫描周期背光的亮度设置为0;因此,显示器可以更接近脉冲类型。相应地,可以增强对于人眼的余像的抑制效果;且可以极大地减小运动模糊。
图22B所示的时序图中,背光也在扫描周期中发光。于是,背光在周期2291和2292中变化,使得图像的亮度被控制。在图22B中,电压V2211和电压V2212表示数据电压绝对值的上限,且亮度L2213和亮度L2214表示背光亮度。
在周期2291中,数据电压的绝对值的上限是电压V2211。而且,通过将扫描周期中的背光亮度设置为亮度L2213执行显示。
在周期2292中,数据电压的绝对值的上限是电压V2212。而且,通过将扫描周期中的背光亮度设置为亮度L2214执行显示。。
这里,周期2291中的背光亮度L2213可以高于周期2292中的背光亮度L2214。相应地,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,对于人眼的余像可以被抑制。
注意,电压V2211和电压V2212可以基本相同。相应地,图像数据可以容易地处理;因此,可以减小功耗和发热。
注意,在图22B所示的时序图中,通过使背光在扫描周期也发光,可以减小扫描线G1至Gn的频率和数据电压。相应地,可以减小功耗和发热。
图22C的时序图示出了这样一种情况,其中提供可以独立控制亮度的多个背光BL1至BLm。该多个背光BL1至BLm的亮度可以根据扫描线G1至Gn的扫描时序控制。本说明书中,这种方法被称为“背光扫描方法”。图22C中,电压V2221和电压V2222表示数据电压绝对值的上限,且亮度L2223和亮度L2224表示背光亮度。
注意,该多个背光的数目可以与扫描线的数目相同。在这种情况下,因为背光可以通过背光扫描而根据扫描时序变化,可以显示正确的亮度。
注意,该多个背光的数目可以小于扫描线的数目。在这种情况下,为一个背光提供多个扫描线,且为扫描线和背光而调整扫描时序。相应地,可以减小背光的数目和制造成本。而且,因为驱动的简化,可以减小功耗和发热。
注意,电压V2221和电压V2222可以几乎相同。相应地,图像数据可以容易地处理;因此,可以减小功耗和发热。
在图22A至22C中,在周期2291中显示原始图像,且在周期2292中显示具有减弱的亮度的图像。然而,本发明不限于此,且可以使用各种组合。例如,可以在周期2291中显示原始图像,且在可以周期2292中显示亮度增加的图像;可以在周期2291显示亮度减弱的图像,且在周期2292中显示原始图像;或者可以在周期2291中显示亮度增强的图像且在周期2292中显示原始图像。
注意,图22A至22C示出了显示帧频使输入帧频的两倍的情况下的时序图,但本发明不限于此,可以采用各种帧频。例如,显示帧频可以是输入帧频的1.5倍、3倍或4倍或更多倍。
接下来,参考图23A和23B描述通过数据电压控制图像的亮度的方法。图23A和23B示出了显示帧频是输入帧频两倍的情况下的时序图。周期100表示一个帧周期,周期2391是显示第一图像的周期且周期2392是显示第二图像的周期。在图23A和23B中,原始图像在周期2391中显示,且亮度减弱的图像在周期2392中显示。
在图23A和23B中,G1至Gn表示扫描线,且在该时序图中示出了每个扫描线的电压。例如,该扫描线可以是图5A中的栅极驱动器513的输出端子。栅极驱动器513的输出端子可以与显示区域514中的像素电路相连,使得像素电路被每个线选择(扫描)。图23A和23B示出了根据扫描线G1至Gn的时序图而被扫描的像素电路。而且,图23A和23B示出了从扫描线G1开始且在扫描线Gn结束的扫描。
图23A和23B示出了两种数据电压:显示元件是常黑类型情况下的数据电压(数据电压NB)和显示元件是常白类型情况下的数据电压(数据电压NW)。这里,常黑类型的显示元件是当向像素电路施加的数据电压为0(不施加电压)时显示黑色(具有最小亮度)且其中亮度随着施加的电压变高而增加的显示元件。另一方面,常白类型的显示元件是当向像素电路施加的数据电压为0(不施加电压)时显示白色(具有最大亮度)且其中亮度随着施加的电压变高而降低的显示元件。
在图23A的时序图中,背光的亮度在一个帧周期100中是恒定的,且周期2391中图像的亮度和周期2392中图像的亮度通过数据电压改变。在图23A中,电压V2301、电压V2302、电压V2303和电压V2304表示数据电压绝对值的上限,且亮度L2305代表背光亮度。
图23A的周期2391中的数据电压NB的绝对值的上限电压V2301高于在图23A的周期2392中的数据电压NB的绝对值的上限电压V2302。常黑类型的元件随着施加的电压的增加具有更高的亮度。因此,当数据电压的绝对值的上限高时,和上限低的情况相比,整个图像的亮度高。也就是说,像在图23A中的数据电压NB一样,通过将电压V2301设置得比电压V2302高,周期2391中的图像的亮度高于周期2392中图像的亮度。因此,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,可以抑制对于人眼的余像且可以减小运动模糊。
在图23A的周期2391中的数据电压NW的绝对值的上限电压V2303制备得低于在图23A的周期2392中的数据电压NW的绝对值的上限电压V2304。常白类型的元件随着施加的电压的增加具有更低的亮度。因此,当数据电压的绝对值的上限低时,和上限高的情况相比,整个图像的亮度高。也就是说,像在图23A中的数据电压NW一样,通过使电压V2303设置得比电压V2304低,周期2391中的图像的亮度高于周期2392中图像的亮度。因此,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,可以抑制对于人眼的余像且可以减小运动模糊。
在图23B所示的时序图中,示出了过驱动,该过驱动在这种情况下执行:其中背光的亮度在一个帧周期100中恒定且周期2391中的图像的亮度和周期2392中的图像的亮度通过数据电压改变。此时,在每个周期2391和2392中,每个扫描线G1至Gn的扫描可以通过将周期划分成第一半和第二半而执行两次。在第一半中,执行过驱动,且在第二半中显示原始图像的亮度,从而改善显示元件的响应速度。在图23B中,周期2393代表周期2391的第一半;周期2394代表周期2391的第二半;周期2395代表周期2392的第一半;周期2396代表周期2392的第二半;电压V2311、电压V2312、电压V2313、电压V2314、电压V2315、电压V2316、电压V2317和电压V2318表示数据电压绝对值的上限,且亮度L2319代表背光亮度。
首先,描述图23B中的数据电压NB中的原始图像的数据电压。周期2391和2392中的数据电压NB的原始电压值可以是第二半中的电压V2312和电压V2314。当电压V2312比电压V2314高时,可以使周期2391中的图像的亮度高于周期2392中图像的亮度。相应地,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,可以抑制对于人眼的余像且可以减小运动模糊。
这里,周期2391和2392的第一半中的数据电压NB可以是过驱动电压,通过它而使数据电压立即变得更接近第二半中作为原始电压值的电压。具体而言,从周期2391中的原始图像的数据电压V2312到周期2392中的原始图像的数据电压V2314,电压将减小。因此,为了更快速地改变数据电压,可以使周期2395中的数据电压V2313比预期图像的数据电压V2314低。因此,数据电压可以更快速地从数据电压V2312变化到数据电压V2314。
类似地,从周期2392中的原始图像的数据电压V2314到周期2391中的原始图像的数据电压V2312,电压将增加。因此,为了更快速地改变数据电压,可以使周期2393中的数据电压V2311比预期图像的数据电压V2312高。因此,数据电压可以更快速地从数据电压V2314变化到数据电压V2312。
接下来,描述图23B中的数据电压NW中的原始图像的数据电压。周期2391和2392中的数据电压NW的原始电压值可以是第二半中的电压V2316和电压V2318。当电压V2316比电压V2318低时,可以使周期2391中的图像的亮度高于周期2392中图像的亮度。从而,显示器可以接近伪脉冲型显示器;因此,可以抑制对于人眼的余像且可以减小运动模糊。
这里,周期2391和2392的第一半中的数据电压NW可以是过驱动电压,通过它而使数据电压立即变得更接近第二半中作为原始电压值的电压。具体而言,从周期2391中的原始图像的数据电压V2316到周期2392中的原始图像的数据电压V2318,电压将增加。因此,为了更快速地改变数据电压,可以使周期2395中的数据电压V2317比预期图像的数据电压V2318高。因此,数据电压可以更快速地从数据电压V2316变化到数据电压V2318。
类似地,从周期2392中的原始图像的数据电压V2318到周期2391中的原始图像的数据电压V2316,电压将减小。因此,为了更快速地改变数据电压,可以使周期2393中的数据电压V2315比预期图像的数据电压V2316低。因此,数据电压可以更快速地从数据电压V2318变化到数据电压V2316。
注意,在图23B所示的时序图中,在周期2391和2392的第一半中施加过驱动电压,且在第二半中施加原始图像的电压,但这些电压可以反转。也就是说,可以在周期2391和2392的第一半中施加原始图像的电压,而在第二半中施加过驱动电压。而且,在这种情况下,当原始图像的电压减小时,在显示原始图像的周期之间的周期中,使施加的电压低于预期电压,而当原始图像的电压增加时,在显示原始图像的周期之间的周期中,使施加的电压高于预期电压。
在图23B中,一个帧周期100被划分成4个周期,但是本发明不限于此,且一个帧周期可以被划分成任何数目的周期。例如,当一个帧周期100被划分成3个周期时,周期2391或2392的响应速度可以提高,且除此之外,驱动频率可以减小;因此,可以减小功耗和发热。
注意,图23A和23B示出了显示帧频是输入帧频的两倍的情况下的时序图,但本发明不限于此,且可以采用各种帧频。例如,显示帧频可以是输入帧频的1.5倍、3倍或4倍或更多倍。
注意,图22A至22C中示出的示例可以与图23A和23B中所示的示例组合。
注意,本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由组合。
本实施例模式中的附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式中的附图的元素或组分组合。
实施例模式6
实施例模式6将描述具有受控亮度的图像的显示顺序。
图24A至24E示意性地示出了显示的图像的亮度随时间的变化,其中水平轴为时间。
图24A示出了一种情况,其中具有受控亮度的图像和具有不受控亮度的图像被交替地显示。在图24A中,第一图像2401、第二图像2402、第三图像2403、第四图像2404、第五图像2405、第六图像2406、第七图像2407和第八图像2408被依次显示。这里,第一图像2401的典型亮度是L1,第二图像2402的典型亮度是L2,第三图像2403的典型亮度是L3,第四图像2404的典型亮度是L4,第五图像2405的典型亮度是L5,第六图像2406的典型亮度是L6,第七图像2407的典型亮度是L7,且第八图像2408的典型亮度是L8。
当比较在时间上相邻的图像的典型亮度时,可以获得L1>L2,L2<L3,L3>L4,L4<L5,L5>L6,L6<L7和L7>L8的关系。相应地,可以增加改变亮度的频率;因此,可以减小闪烁。此外,因为显示了具有受控的典型亮度的图像,可以抑制对于人眼的余像并可以减小运动模糊。
注意,在第一到第八图像中,具有受控亮度的图像可以是黑色图像。整个图像可以是黑色的,或备选地,图像的大部分可以是黑色的。
可以只在显示彼此相对类似的图像(例如运动图像)的周期中获得上述亮度关系。当图像的内容突然变化时,例如,当场景切换时,并不要求上述亮度关系。
周期2490至2495是当显示第一到第八图像时对应于输入帧频的一个帧。
当周期2490是一个帧时,显示帧频是输入帧频的一半,即,对应于这样的情况:其中在一图像和下一图像被显示的周期中,另一图像被输入。在这种情况下,可以提供被输入但不被显示的图像。
当周期2491是一个帧时,显示帧频和输入帧频彼此相等。换句话说,第一到第八图像都是基本图像。即,这种情况对应于具有不受控亮度的基本图像和具有受控亮度的基本图像交替显示的情况。
当周期2492是一个帧时,显示帧频是输入帧频的两倍。此时,第一图像2401、第三图像2403、第五图像2405以及第七图像2407是基本图像。因为第二图像2402、第四图像2404、第六图像2406和第八图像2408是没有输入的图像,这些图像是通过运动内插等产生的内插图像。换句话说,这种情况对应于内插图像的亮度被控制以进行显示的情况。
当周期2493是一个帧时,显示帧频是输入帧频的三倍。此时,第一图像2401、第四图像2404和第七图像2407是基本图像。因为第二图像2402、第三图像2403、第五图像2405、第六图像2406和第八图像2408是没有输入的图像,这些图像是通过运动内插等产生的内插图像。在这种情况下,交替地提供在一个帧中第一内插图像(例如第二图像2402)的亮度被控制以进行显示的帧和在一个帧中基本图像(例如第四图像2404)的亮度和第二内插图像(例如第六图像2406)的亮度被控制以进行显示的帧。
当周期2494是一个帧时,显示帧频是输入帧频的四倍。此时,第一图像2401和第五2405是基本图像。因为第二图像2402、第三图像2403、第四图像2404、第六图像2406、第七图像2407和第八图像2408是没有输入的图像,这些图像是通过运动内插等产生的内插图像。在这种情况下,一个帧中第一内插图像(例如第二图像2402)的亮度和第三内插图像(例如第四图像2404)的亮度被控制以进行显示。
当周期2495是一个帧时,显示帧频是输入帧频的五倍。此时,第一图像2401和第六图像2406是基本图像。因为第二图像2402、第三图像2403、第四图像2404、第五图像2405、第七图像2407和第八图像2408是没有输入的图像,这些图像是通过运动内插等产生的内插图像。在这种情况下,交替地提供第一内插图像(例如第二图像2402)的亮度和第三内插图像(例如第四图像2404)的亮度被控制的帧,以及基本图像(例如第六图像2406)的亮度、第二内插图像(例如第八图像2408)的亮度以及第四内插图像(未示出)的亮度被控制以进行显示的帧。
以这种方式,当显示第一到第八图像时,显示帧频相对于输入帧频可以具有各种值。
对于图24B至24E,类似地,显示帧频相对于输入帧频可以具有各种值。
图24B示出了一种情况,其中交替显示具有受控亮度的图像对和具有不受控亮度的图像对。在图24B中,第一图像2411、第二图像2412、第三图像2413、第四图像2414、第五图像2415、第六图像2416、第七图像2417和第八图像2418被依次显示。这里,第一图像2411的典型亮度是L1,第二图像2412的典型亮度是L2,第三图像2413的典型亮度是L3,第四图像2414的典型亮度是L4,第五图像2415的典型亮度是L5,第六图像2416的典型亮度是L6,第七图像2417的典型亮度是L7,且第八图像2418的典型亮度是L8。
当比较在时间上相邻的图像的典型亮度时,可以获得L1=L2,L2>L3,L3=L4,L4<L5,L5=L6,L6>L7和L7=L8的关系。相应地,因为显示了具有受控的典型亮度的图像,可以抑制对于人眼的余像并可以减小运动模糊。
注意,在第一到第八图像中,具有受控亮度的图像可以是黑色图像。整个图像可以是黑色的,或备选地,图像的大部分可以是黑色的。
具有受控亮度的图像的数目和具有不受控亮度的图像的数目可以不限于1或2,且可以是任何数目。例如,交替显示各自包括3个图像的组,或交替显示各自包括4个图像的组。
可以只在显示彼此相对类似的图像(例如运动图像)的周期中获得上述亮度关系。当图像的内容突然变化时,例如,当场景切换时,并不要求上述亮度关系。
图24C示出了一种情况,其中依次显示亮度被控制得逐渐减小的4个图像。在图24C中,第一图像2421、第二图像2422、第三图像2423、第四图像2424、第五图像2425、第六图像2426、第七图像2427和第八图像2428被依次显示。这里,第一图像2421的典型亮度是L1,第二图像2422的典型亮度是L2,第三图像2423的典型亮度是L3,第四图像2424的典型亮度是L4,第五图像2425的典型亮度是L5,第六图像2426的典型亮度是L6,第七图像2427的典型亮度是L7,且第八图像2428的典型亮度是L8。
当比较在时间上相邻的图像的典型亮度时,可以获得L1>L2,L2>L3,L3>L4,L4<L5,L5>L6,L6>L7和L7>L8的关系。相应地,亮度逐渐改变,且可以减小闪烁。此外,因为显示了具有受控的典型亮度的图像,可以抑制对于人眼的余像并可以减小运动模糊。
亮度受控以逐渐递减的图像的数目不限于4,且可以是任何数目。例如,交替显示各自包括3个图像的组,或交替显示各自包括5个图像的组。
注意,在第一到第八图像中,具有受控亮度的图像可以是黑色图像。整个图像可以是黑色的,或备选地,图像的大部分可以是黑色的。
可以只在显示彼此相对类似的图像(例如运动图像)的周期中获得上述亮度关系。当图像的内容突然变化时,例如,当场景切换时,并不要求上述亮度关系。
图24D示出了一种情况,其中依次显示亮度被控制得逐渐减小的4个图像和亮度被控制得逐渐增加的4个图像。在图24D中,第一图像2431、第二图像2432、第三图像2433、第四图像2434、第五图像2435、第六图像2436、第七图像2437和第八图像2438被依次显示。这里,第一图像2431的典型亮度是L1,第二图像2432的典型亮度是L2,第三图像2433的典型亮度是L3,第四图像2434的典型亮度是L4,第五图像2435的典型亮度是L5,第六图像2436的典型亮度是L6,第七图像2437的典型亮度是L7,且第八图像2438的典型亮度是L8。
当比较在时间上相邻的图像的典型亮度时,可以获得L1>L2,L2>L3,L3>L4,L4=L5,L5<L6,L6<L7和L7<L8的关系。相应地,亮度逐渐地变化,并由此减小了闪烁。因为显示了具有受控的典型亮度的图像,可以抑制对于人眼的余像并可以减小运动模糊。
亮度受控以逐渐递增或递减的图像的数目不限于4,且可以是任何数目。例如,交替显示各自包括3个图像的组,或交替显示各自包括5个图像的组。
注意,在第一到第八图像中,具有受控亮度的图像可以是黑色图像。整个图像可以是黑色的,或备选地,图像的大部分可以是黑色的。
可以只在显示彼此相对类似的图像(例如运动图像)的周期中获得上述亮度关系。当图像的内容突然变化时,例如,当场景切换时,并不要求上述亮度关系。
图24E示出了一种情况,其中依次显示亮度被控制得逐渐增加的4个图像。在图24E中,第一图像2441、第二图像2442、第三图像2443、第四图像2444、第五图像2445、第六图像2446、第七图像2447和第八图像2448被依次显示。这里,第一图像2441的典型亮度是L1,第二图像2442的典型亮度是L2,第三图像2443的典型亮度是L3,第四图像2444的典型亮度是L4,第五图像2445的典型亮度是L5,第六图像2446的典型亮度是L6,第七图像2447的典型亮度是L7,且第八图像2448的典型亮度是L8。
当比较在时间上相邻的图像的典型亮度时,可以获得L1<L2,L2<L3,L3<L4,L4>L5,L5<L6,L6<L7和L7<L8的关系。相应地,亮度逐渐地变化,并由此减小了闪烁。因为显示了具有受控的典型亮度的图像,可以抑制对于人眼的余像并可以减小运动模糊。
亮度受控以逐渐增加或减小的图像的数目不限于4,且可以是任何数目。例如,交替显示各自包括3个图像的组,或交替显示各自包括5个图像的组。
注意,在第一到第八图像中,具有受控亮度的图像可以是黑色图像。整个图像可以是黑色的,或备选地,图像的大部分可以是黑色的。
可以只在显示彼此相对类似的图像(例如运动图像)的周期中获得上述亮度关系。当图像的内容突然变化时,例如,当场景切换时,并不要求上述亮度关系。
注意,本实施例模式的内容可以与其它实施例模式自由组合。
本实施例模式中的附图的每一个元素或组分可以与其它实施例模式中的附图的元素或组分组合。
实施例模式7
实施例模式7将描述晶体管的结构和用于制造该晶体管的方法。
图25A至25G示出了晶体管的结构和用于制造该晶体管的方法。图25A示出了晶体管的结构示例。图25B至25G示意了该晶体管的制造方法。
晶体管的结构和制造方法不限于图25A至25G中示出的这些,且可以采用各种结构和制造方法。
参考图25A描述晶体管的结构示例。图25A是具有不同结构的多个晶体管的剖面图。在图25A中,具有不同结构的多个晶体管被并列布置;然而,这种布置用于描述晶体管的结构,且不必如图25A所示实际设置这些晶体管,且晶体管可以按需设置。
然后,将描述构成晶体管的层。
例如,基板7011可以是玻璃基板(例如硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃)、石英基板、陶瓷基板或包括不锈钢的金属基板。除此之外,也可以使用丙烯酸(acrylic)或以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)为代表的塑料之类的具有柔性的、由合成树脂形成的基板。通过使用这种柔性基板,可以制造可弯曲的半导体设备。柔性基板在使用的基板的面积和形状方面没有限制,并由此,例如,可以使用具有1米或更大边的矩形基板作为基板7011,所以可以显著提高生产率。和使用圆形硅基板的情况相比,该优点是极具优势的。
绝缘膜7012用作基底(base)膜。衬底膜7012用于防止来自于基板7011的诸如Na这样的碱金属或碱土金属不利地影响半导体元件的特性。绝缘膜7012可以具有包含氧或氮的绝缘膜的单层结构或叠层结构,包含氧或氮的绝缘膜例如是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy,x>y)或硅的氮化氧化物(SiNxOy,x>y)。例如,当绝缘膜7012具有两层结构时,优选硅的氮化氧化物膜用作第一绝缘膜且氧氮化硅膜用作第二绝缘膜。当绝缘膜7012具有三层结构时,优选地氧氮化硅膜用作第一绝缘膜、硅的氮化氧化物膜用作第二绝缘膜且氧氮化硅膜用作第三绝缘膜。
半导体层7013、7014和7015可以使用非晶半导体或半非晶半导体(SAS)制成。备选地,可以使用多晶半导体膜。SAS是一种具有非晶结构和晶体结构(包括单晶结构和多晶结构)之间的中间结构的半导体,且具有自由能稳定的第三状态。而且,SAS包括具有短程有序和点阵畸变的晶体区域。在SAS膜的至少一部分中可以观察到0.5至20nm的结晶区域。当包含硅为主要成分时,拉曼谱向小于520cm-1波数的一侧偏移。通过X-射线衍射可以观察到被视为来自于硅晶格的(111)和(220)的衍射峰。SAS包含至少1原子%的氢或卤素以终止悬空键。可以通过材料气体的辉光放电分解(等离子体CVD)获得SAS。当包含硅作为主要成分时,不仅可以使用SiH4,还可使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等作为材料气体。而且,可以混入GeF4。备选地,材料气体还可以被H2或者H2与一种或多种选自He、Ar、Kr和Ne的惰性气体元素的气体稀释。稀释比率设置在2至1000倍,压力设置在0.1至133Pa,且电源频率设置在1至120MHz,优选地设置在13至60MHz,且基板可以在不大于300℃的温度下加热。作为膜中的杂质元素,诸如氧、氮和碳这样的大气成分中的杂质的浓度不大于1×1020cm-3。具体而言,氧的浓度优选地不大于5×1019cm-3,更优选地不大于1×1019cm-3。这里,通过已知的方法(例如溅射方法、LPCVD方法或等离子体CVD方法)使用包含硅(Si)为其主要成分(例如SixGe1-x)的材料形成非晶半导体膜。然后,通过诸如激光结晶方法、使用RTA或退火炉的热结晶方法或使用促进结晶的金属元素的热结晶方法之类的已知的结晶方法使该非晶半导体膜结晶化。
绝缘膜7016可以具有包含氧或氮的绝缘膜的单层结构或叠层结构,该包含氧或氮的绝缘膜例如是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)薄膜、氧氮化硅膜(SiOxNy,x>y)或硅的氮化氧化物(SiNxOy,x>y)薄膜。
栅电极7017可以具有导电膜的单层结构或两层或三层导电膜的叠层结构。作为用于栅电极7017的材料,可以使用导电膜。例如,可以使用诸如钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铬(Cr)、硅(Si)等之类的元素的膜;包含所述元素的氮化物膜(典型地,氮化钽膜、氮化钨膜或氮化钛膜);组合了所述元素的合金膜(典型地,Mo-W合金或Mo-Ta合金);包含这些元素的硅化物膜(典型地,硅化钨膜或硅化钛膜)等。注意,上述诸如氮化物膜、合金膜、硅化物膜之类的膜可以具有单层结构或叠层结构。
绝缘膜7018可以具有通过溅射方法、等离子体CVD方法等形成的包含氧或氮的绝缘膜或包含碳的膜的单层结构或叠层结构,包含氧或氮的绝缘膜例如是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅膜(SiOxNy,x>y)或硅的氮化氧化物(SiNxOy,x>y)膜;包含碳的膜例如是的DLC(类金刚石碳)。
绝缘膜7019可以具有下面膜的单层结构或叠层结构:硅烷树脂;包含氧或氮的绝缘膜,例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy,x>y)或硅的氮化氧化物(SiNxOy,x>y)膜;或诸如DLC(类金刚石碳)这样的包含碳的膜;有机材料,例如环氧物、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯苯酚、苯并环丁烯(benzocyclobutene)或丙烯酸。注意,硅氧烷树脂对应于包括Si-O-Si键的树脂。硅氧烷包括硅(Si)和氧(O)键形成的骨架结构。使用至少包含氢的有机基(例如烷基或芳烃)作为其取代基。备选地,可以用氟基或者氟基和至少包含氢的有机基作为取代基。注意,可以形成直接覆盖栅电极7017的绝缘膜7019而提供绝缘膜7018。
可以使用诸如Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au、Mn等之类元素的膜、包含所述元素的氮化物膜、组合这些元素的合金膜、包含这些元素的硅化物膜等作为导电膜7023。例如,作为包含这些元素中的一些的合金,可以使用包含C和Ti的Al合金、包含Ni的Al合金、包含C和Ni的Al合金、包含C和Mn的Al合金等。在采用叠层结构的情况,例如,可以是Al被插入到Mo、Ti等之间的结构;因此,可以提高Al对热或化学反应的耐受力。
接下来,参考图25A中每一个都具有不同结构的多个晶体管的剖面图描述每个结构的特性。
晶体管7001表示单漏极晶体管。因为可以通过简单的方法形成,它在制造成本和高产出率方面具有优势。注意,渐变角度等于或大于45°且小于95°,更优选地,等于或大于60°且小于95°。备选地,渐变角度可以小于45°。这里,半导体层7013和7015每一个具有不同的掺杂浓度,并且半导体层7013用作沟道区且半导体层7015用作源极区和漏极区。通过以这种方式控制杂质量,可以控制半导体层的电阻率。而且,半导体层和导电膜7023之间的电学连接状态可以接近欧姆接触。注意,作为单独形成每一层都包括不同杂质量的半导体层的方法,可以使用以栅电极7017作为掩模向半导体层添加杂质的方法。
晶体7002表示栅电极7017具有特定渐变角度或更大的渐变角度的晶体管。因为可以通过简单的方法形成,它在制造成本和高产出率方面具有优势。这里,半导体层7013、7014和7015每一个具有不同的掺杂浓度。且半导体层7013用作沟道区,半导体层7014用作轻掺杂漏极(LDD)区域且半导体层7015用作源极区和漏极区。通过以这种方式控制杂质量,可以控制半导体层的电阻率。而且,半导体层和导电膜7023之间的电学连接状态可以更接近欧姆接触。而且,因为晶体管包括LDD区域,几乎不在晶体管中施加高的电场,所以可以抑制由于热电子导致的元件的恶化。注意,作为单独形成各自包括不同杂质量的半导体层的方法,可以使用以栅电极7017作为掩模向半导体层添加杂质的方法。在晶体管7002中,因为栅电极7017具有特定渐变角度或更大的渐变角度,可以提供通过栅电极7017添加到半导体层的掺杂浓度的梯度,且可以容易地形成LDD区域。注意,渐变角度等于或大于45°且小于95°,更优选地,等于或大于60°且小于95°。备选地,渐变角度可以小于45°。
晶体7003表示栅电极7017包括至少两层且下部栅电极比上部栅电极长的晶体管。在本说明书中,上部栅电极和下部栅电极的形状被称为“帽形”。当栅电极7017具有这样的帽形时,LDD区域可以不使用光掩模形成。注意,像晶体管7003一样,LDD区域与栅电极7017重叠的结构优选地被称为“GOLD(栅极重叠LDD)结构”。作为形成具有这种帽形的栅电极7017的方法,可以使用下面的方法。
首先,当图形化栅电极7017时,通过干法蚀刻来蚀刻下和上部栅电极,使得其侧壁是倾斜的(渐变的)。然后,通过各向异性蚀刻,上部栅电极的倾角被处理成基本垂直。这样,形成了栅电极,使得剖面具有帽形。然后,执行两次杂质元素的掺杂,使得半导体层7013用作沟道区,半导体层7014用作LDD区域且半导体层7015用作源极区和漏极区。
注意,LDD区域与栅电极7017重叠的一部分被称为“Lov区域”,LDD区域不重叠栅电极7017的一部分被称为“Loff区域”。Loff区域在抑制截止电流值方面是极为有效的,而它在通过减小漏极附近的电场来防止由于热电子导致的导通电流值的恶化方面是不很有效。另一方面,Lov区域在通过减小漏极区中的电场来防止导通电流值的恶化方面是极有效的,而它在抑制截止电流值方面是不很有效。这样,优选地,形成具有对应于各个电路的每一个所需特性的结构的晶体管。例如,当半导体设备用于显示设备时,具有Loff区域的晶体管优选地用作像素晶体管以抑制截止电流值。另一方面,作为外围电路中的晶体管,优选地使用具有Lov的晶体管以通过减轻漏极附近的电场来防止导通电流值的恶化。
晶体管7004表示包括与栅电极7017的侧面接触的侧壁7021的晶体管。当晶体管包括侧壁7021时,可以形成与侧壁7021重叠的区域作为LDD区域。
晶体管7005表示通过使用掩模7022用杂质元素掺杂半导体层形成LDD(Loff)区域的晶体管。于是,可以确保形成LDD区域,且可以减小晶体管的截止电流。
晶体管7006表示通过使用掩模在半导体层进行掺杂以形成LDD(Lov)区域的晶体管。于是,可以确保形成LDD区域,通过减小晶体管的漏极附近的电场,可以防止导通电流值的恶化。
接下来,参考图25B至25G描述晶体管的制造工艺的示例。
注意,晶体管的结构和制造工艺不限于图25A至25G中示出的那些结构和工艺,可以使用各种结构和制造工艺。
在本实施例模式中,基板7011、绝缘膜7012、半导体层7013、半导体层7014、半导体层7015、绝缘膜7016、绝缘膜7018和/或绝缘膜7019的表面通过等离子体处理而氧化或氮化,使得半导体层或绝缘膜可以被氧化或氮化。以这种方式通过等离子体处理氧化或氮化半导体层或绝缘膜,半导体层或绝缘膜的表面被调整,且绝缘膜可以比通过CVD方法或溅射方法形成的绝缘膜致密;这样,可以抑制诸如针孔之类的缺陷,且可以改善半导体设备的特性等。经过等离子体处理的绝缘膜7024被称为“等离子体处理绝缘膜”。
注意,氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)可用于侧壁7021。作为在栅电极7017的侧面上形成侧壁7021的方法,例如可以使用这样的方法:其中,形成栅电极7017,然后,形成(SiOx)或氮化硅(SiNx)薄膜,且然后通过各向异性蚀刻来蚀刻(SiOx)或氮化硅(SiNx)。这样,(SiOx)或氮化硅(SiNx)膜仅在栅电极7017的侧面上保留,所以可以在栅电极7017的侧面上形成侧壁7021。
图29示出了底栅晶体管和电容器的剖面结构。
在整个基板7091上形成第一绝缘膜(绝缘膜7092)。然而,在某些情况下可以不形成第一绝缘膜(绝缘膜7092),而不受限于这种结构。第一绝缘膜可以防止来自于基板的杂质对半导体层造成负面影响及改变晶体管的属性。换句话说,第一绝缘膜用作衬底膜。因此,可以制造高度可靠的晶体管。作为第一绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
第一导电层(导电层7093和导电层7094)在该第一绝缘膜上形成。导电层7093包括晶体管7108的栅电极的部分。导电层7094包括电容器7109的第一电极的一部分。作为第一导电层,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
至少覆盖该第一导电层形成第二绝缘层(绝缘膜7104)。第二绝缘膜也用作栅极绝缘膜。作为第二绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
作为接触半导体层的第二绝缘膜,优选地使用氧化硅膜。这是因为可以减小半导体层和第二绝缘层的界面处的陷阱能级(traplevel)。
当第二绝缘膜与Mo接触时,优选地使用氧化硅膜作为与Mo接触的第二绝缘膜。这是因为氧化硅膜不氧化Mo。
通过光刻方法、喷墨方法、印刷方法等在与第一导电膜重叠的第二绝缘膜上的一部分中形成半导体层。一部分半导体层延伸到第二绝缘膜不与第一导电膜重叠的部分,且该部分位于第二绝缘膜之上。半导体层包括沟道区(沟道区7100)、LDD区域(LDD区域7098、LDD区域7099)以及杂质区域(杂质区域7095、杂质区域7096、杂质区域7097)。沟道区7100用作晶体管7108的沟道区。LDD区域7098和7099用作晶体管7108的LDD区域。注意,并不必须形成LDD区域7098和7099。杂质区域7095包括用作晶体管7018的源电极和漏电极其中一个的部分。杂质区域7096包括用作晶体管7018的源电极和漏电极其中另一个的部分。杂质区域7097包括用作电容器7109的第二电极的部分。
整体形成第三绝薄膜(绝缘膜7101)。在该第三绝缘膜的一部分中选择性地形成接触孔。绝缘层7101具有层间绝缘膜的功能。作为第三绝缘膜,可以使用无机材料(例如,氧化硅(SiOx)、氮化硅或氧氮化硅)、具有低介电常数的有机化合物材料(例如光敏和非光敏的有机树脂材料)等。备选地,可以使用包括硅烷的材料。硅烷是这样一种材料,其中,通过硅(Si)和氧(O)的键形成骨架结构结构。使用至少包含氢的有机基(例如烷基或芳烃)作为其取代基。可以用氟基作为取代基。备选地,可以使用至少包含氢的有机基和氟基作为取代基。
在第三绝缘膜上形成第二导电层(导电层7102和导电层7103)。导电层7102通过在第三绝缘膜中形成的接触孔与晶体管7108的源电极和漏电极的另一个相连。因此,导电层7102包括用作晶体管7108的源电极和漏电极其中另一个的部分,当导电层7103与导电层7094电学相连时,导电层7013包括用作电容器7109的第一电极的部分。备选地,当导电层7103与导电层7097电学相连时,导电层7103包括用作电容器7109的第二电极的部分。备选地,当导电层7103不与导电层7094和7097相连时,形成另一电容器而不是电容器7109。该电容器中,导电层7103、导电层7097和绝缘层7101可以分别用作第一电极、第二电极和绝缘层。注意,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金作为第二导电层。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
在形成第二导电层之后的步骤中,可以形成各种绝缘膜或各种导电膜。
接下来,使用描述非晶硅(α-Si:H)或微晶硅(μ-Si:H)作为晶体管的半导体层的晶体管和电容器的结构。
图26示出了顶栅晶体管和电容器的剖面结构。
在整个基板7031上形成第一绝缘膜(绝缘膜7032)。该第一绝缘膜可以防止来自于基板的杂质对半导体层造成负面影响并改变晶体管的属性。换句话说,该第一绝缘膜用作衬底膜。因此,可以制造高度可靠的晶体管。作为第一绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
并非必须形成该第一绝缘膜。如果不形成该第一绝缘膜,可以减少步骤的数目,且可以降低制造成本。因为可以简化结构,可以提高产出率。
在该第一绝缘膜上形成第一导电层(导电层7033、导电层7034和导电层7035)。导电层7033包括用作晶体管7048的源电极和漏电极其中一个的部分。导电层7034包括用作晶体管7048的源电极和漏电极其中另一个的部分。导电层7035包括电容器7049的第一电极的一部分。作为第一导电层,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任一个的叠层。
在导电层7033和导电层7034上形成第一半导体层(半导体层7036和半导体层7037)。半导体层7036包括用作源电极和漏电极其中一个的部分。半导体层7037包括用作源电极和漏电极其中另一个的部分。作为第一半导体层,可以使用包括磷的硅等。
在导电层7033和导电层7034之间的部分以及在第一绝缘膜上形成第二半导体层(半导体层7038)。半导体层7038的一部分延伸到导电层7033和导电层7034之上的部分。半导体层7038包括用作晶体管7048的沟道区的部分。作为第二半导体层,可以使用具有非晶态的半导体层,例如非晶硅(α-Si:H),或诸如微晶(μ-Si:H)之类的半导体层。
至少覆盖该半导体层7038和导电层7035形成第二绝缘膜(绝缘膜7039和绝缘膜7040)。第二绝缘膜用作栅极绝缘膜。作为第二绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
作为接触第二半导体层的第二绝缘膜,优选地使用氧化硅膜。这是因为可以减小半导体层和第二绝缘层的界面处的陷阱能级。
当第二绝缘膜与Mo接触时,优选地使用氧化硅膜作为与Mo接触的第二绝缘膜。这是因为氧化硅膜不氧化Mo。
在第二绝缘膜上形成第二导电层(导电层7041和导电层7042)。导电层7041包括用作晶体管7048的栅电极的部分。导电层7042用作电容器7049的第二电极或布线。可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金作为第二导电层。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
在形成第二导电层之后的步骤中,可以形成各种绝缘膜或各种导电膜。
图27示出了反交错(inverselystaggered)(底栅)晶体管和电容器的剖面结构。具体而言,图27中所示的晶体管是沟道蚀刻型晶体管。
在整个基板7051上形成第一绝缘膜(绝缘膜7052)。该第一绝缘膜可以防止来自于基板的杂质对半导体层产生负面影响并改变晶体管的属性。换句话说,第一绝缘膜用作衬底膜。因此,可以制造高度可靠的晶体管。作为第一绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
并非必须形成该第一绝缘膜。如果不形成该第一绝缘膜,可以减少步骤的数目,且可以降低制造成本。因为可以简化结构,可以提高产出率。
第一导电层(导电层7053和导电层7054)在该第一绝缘膜上形成。导电层7053包括晶体管7068的栅电极的部分。导电层7054包括用作电容器7069的第一电极的一部分。作为第一导电层,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
至少覆盖该第一导电层形成第二绝缘层(绝缘膜7055)。第二绝缘膜也用作栅极绝缘膜。作为第二绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
作为接触半导体层的第二绝缘膜,优选地使用氧化硅膜。这是因为可以减小半导体层和第二绝缘层的界面处的陷阱能级。
当第二绝缘膜与Mo接触时,优选地使用氧化硅膜作为与Mo接触的第二绝缘膜。这是因为氧化硅膜不氧化Mo。
通过光刻方法、喷墨方法、印刷方法等在第二绝缘膜与第一导电膜重叠的一部分中形成第一半导体层(半导体层7056)。半导体层7056的一部分延伸到第二绝缘膜不与第一导电膜重叠的部分。半导体层7056包括用作晶体管7068的沟道区的部分。作为第二半导体层,可以使用具有非晶态的半导体层例如非晶硅(α-Si:H),或诸如微晶(μ-Si:H)之类的半导体层。
在第一半导体层的一部分上形成第二半导体层(半导体层7057和半导体层7058)。半导体层7057包括用作源电极和漏电极其中一个的部分。半导体层7058包括用作源电极和漏电极的另一个的部分。可以使用包括磷的硅等作为第二半导体层。
在第二半导体层和第二绝缘膜上形成第二导电层(导电层7059、导电层7060和导电层7061)。导电层7059包括用作晶体管7068的源电极和漏电极其中一个的部分。导电层7060包括用作晶体管7068的源电极和漏电极其中另一个的部分。导电层7061包括用作电容器7069的第二电极的部分。注意,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金作为第二导电层。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
在形成第二导电层之后的步骤中,可以形成各种绝缘膜或各种导电膜。
描述了沟道蚀刻型晶体管的工艺作为示例。第一半导体层和第二半导体层可以使用相同的掩模形成。具体而言,第一半导体层和第二半导体层依次形成。第一半导体层和第二半导体层使用相同的掩模形成。
描述沟道蚀刻型晶体管的工艺作为另一示例。不使用新的掩模,形成晶体管的沟道区。具体而言,在形成第二导电层之后,使用第二导电层作为掩模去除第二半导体层的一部分。备选地,通过使用与第二导电层相同的掩模去除第二半导体层的一部分。去除的第二半导体层下的第一半导体层变成晶体管的沟道区。
图28示出了反交错(底栅)晶体管和电容器的剖面结构。具体而言,图28中所示了沟道保护(沟道停止)型晶体管。
在整个基板7071上形成第一绝缘膜(绝缘膜7072)。该第一绝缘膜可以防止来自于基板的杂质对半导体层造成负面影响并改变晶体管的属性。换句话说,第一绝缘膜用作衬底膜。因此,可以制造高度可靠的晶体管。作为第一绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
并非必须形成该第一绝缘膜。如果不形成该第一绝缘膜,可以减少步骤的数目,且可以降低制造成本。因为可以简化结构,可以提高产出率。
在该第一绝缘膜上形成第一导电层(导电层7073和导电层7074)。导电层7073包括用作晶体管7088的栅电极的部分。导电层7074包括用作电容器7089的第一电极的一部分。作为第一导电层,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
至少覆盖该第一导电层形成第二绝缘层(绝缘膜7075)。第二绝缘膜用作栅极绝缘膜。作为第二绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
作为接触半导体层的第二绝缘膜,优选地使用氧化硅膜。这是因为可以减小半导体层和第二绝缘层的界面处的陷阱能级。
当第二绝缘膜与Mo接触时,优选地使用氧化硅膜作为与Mo接触的第二绝缘膜。这是因为氧化硅膜不氧化Mo。
通过光刻方法、喷墨方法、印刷方法等在第二绝缘膜与第一导电膜重叠的一部分中形成第一半导体层(半导体层7076)。半导体层7076的一部分延伸到第二绝缘膜不与第一导电膜重叠的部分。半导体层7076包括用作晶体管7088的沟道区的部分。作为半导体层7076,可以使用具有非晶态的半导体层例如非晶硅(α-Si:H),或诸如微晶(μ-Si:H)之类的半导体层。
在第一半导体层的一部分上形成第三绝缘层(绝缘层7082)。绝缘膜7082具有防止晶体管7088的沟道被蚀刻的功能。换句话说,绝缘膜7082用作沟道保护膜(沟道停止膜)。作为第三绝缘膜,可以使用氧化硅膜、氮化硅膜和/或氧氮化硅膜(SiOxNy)的单层或叠层。
在第一半导体层的部分和第三绝缘膜的部分上形成第二半导体层(半导体层7077和半导体层7078)。半导体层7077包括用作源电极和漏电极其中一个的部分。半导体层7078包括用作源电极和漏电极的另一个的部分。可以使用包括磷的硅等作为第二半导体层。
在第二半导体层上形成第二导电层(导电层7079、导电层7080和导电层7081)。导电层7079包括用作晶体管7088的源电极和漏电极其中一个的部分。导电层7080包括用作晶体管7088的源电极和漏电极其中另一个的部分。导电层7081包括用作电容器7089的第二电极的部分。注意,可以使用Ti、Mo、Ta、Cr、W、Al、Nd、Cu、Ag、Au、Pt、Nb、Si、Zn、Fe、Ba、Ge或这些元素的合金作为第二导电层。而且,可以使用包括这些(包括其合金)其中任何一个的叠层。
在形成第二导电层之后的步骤中,可以形成各种绝缘膜或各种导电膜。
上面描述了这些晶体管的结构和制造方法。形成这样一种布线、电极、导电层、导电膜、端子、通孔或插头,它们具有:选自铝(Al)、钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、钕(Nd)、铬(Cr)、镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镁(Mg)、钪(Sc)、钴(Co)、锌(Zn)、铌(Nb)、硅(Si)、磷(P)、硼(B)、砷(As)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)和氧(O)的一个和多个元素;包括该组中元素其中一个和多个的化合物或合金材料(例如,氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、添加了氧化硅的氧化铟锡(ITSO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、铝钕(Al-Nd)、镁银(Mg-Ag)、钼铌(Mo-Nb)等);组合了这些化合物的物质等等。备选地,形成具有这样一种物质的布线、电极、导电层、导电膜、端子,优选地该物质包括这些化合物、硅和选择该组的一个或多个元素的化合物(硅化物)(例如,硅化铝、硅化钼、硅化镍)或氮和从该组选出的一个或多个元素的化合物(例如,氮化钛、氮化钽、氮化钼)。
注意,硅(Si)可以包括n型杂质(例如磷)或p型杂质(例如硼)。包含在硅中的杂质可以增加电导率或实现与常规导体的相同的性能。这样,这种硅可以容易地用作布线或电极。
硅可以是任何类型的硅,例如单晶硅、多晶硅或微晶硅。备选地,可以使用不具有晶格的硅,例如非晶硅。通过使用单晶硅或多晶硅,可以减小布线、电极、导电层、导电膜或端子的电阻。通过使用非晶硅和多晶硅,可以通过简单的工艺形成布线等。
此外,铝或银具有高电导率,并由此可以减小信号延迟。因为铝或银容易被蚀刻,铝或银可以容易地被构图和精密地处理。
而且,铜具有高的电导率,并由此可以减小信号延迟。在使用铜时,优选地采用叠层结构以增强粘附性。
钼和钛也是优选的材料。这是因为即使钼或钛与半导体氧化物(ITO、IZO等)或硅接触,钼或钛不产生缺陷。而且,钼或钛容易被蚀刻且具有高的耐热性。
钨是优选的,因为钨具有高的耐热性。
钕也是优选的,因为钕具有高耐热性的优点。具体而言,钕和铝的合金用于增加耐热性,由此几乎防止铝的小丘。
而且,硅是优选地,因为硅可以与包括在晶体管中的半导体层同时形成且具有高的耐热性。
因为ITO、IZO、ITSO、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、氧化锡(SnO)和氧化镉锡(CTO)具有透光属性,它们可以用作光将透过的部分。例如,可以用ITO、IZO、ITSO、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、氧化锡(SnO)或氧化镉锡(CTO)作为像素电极和/或公共电极。
IZO是优选的,因为IZO容易被蚀刻和处理。在蚀刻IZO时几乎没有IZO的剩余物留下。这样,当像素电极使用IZO形成时,可以减少液晶元件或发光元件的缺陷(例如短路或取向无序)。
这种布线、电极、导电层、导电膜、端子、通孔或插柱可以具有单层结构或叠层结构。通过采用单层结构,可以简化这种布线、电极、导电层、导电膜、端子的制造工艺;可以减小处理的天数;且可以减小成本。备选地,通过使用多层结构,采纳了每一个材料的优点且减小了其缺点,使得可以形成高性能的布线或电极。例如低阻材料(例如铝)被包括在多层结构中由此减小这种布线的电阻。作为另一示例,当低耐热性材料被插在高耐热性材料之间以形成叠层结构时,在利用这些低耐热性材料的优点的同时,可以提高布线或电极的耐热性。例如,包括铝的层可以优选地插在包括钼、钛或钕的层之间作为叠层结构。
如果布线或电极彼此直接接触,在某些情况下彼此导致不利的影响。例如,一个布线和电极被混入另一个布线或电极并改变了属性,这样,不能获得所需的功能。作为另一示例,在形成高阻部分时,存在不能正常形成的问题。在这种情况下,优选地在叠层结构中通过使用非活性材料夹住活性材料或用非活性材料覆盖活性材料。例如当ITO与铝相连时,钛、钼和钕的合金优选地布置在ITO和铝之间。作为另一示例,当硅连接到铝时,钛、钼和钕的合金优选地布置在硅和铝之间
注意,术语“布线”表示包括导体的部分。这种布线的形状可以是线性的;但不限于此,这种布线可以是短的。因此,电极被包括在这种布线中。
注意,可以用碳纳米管作布线、电极、导电层、导电膜、端子、通孔或插柱。因为碳纳米管具有透光属性,它可以用于光将透过的部分。例如,可以用碳纳米管作像素电极和/或公共电极。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式8
实施例模式8将描述显示设备的配置。
图30A示出了显示设备的配置。图30A是该显示设备的顶视图。
在基板8200上形成像素部分8201、扫描线端输入端子8203和信号线端输入端子8204,在基板8200之上,扫描线以行方向从扫描线端输入端子8203延伸,且信号线以列方向从信号线端输入端子8204延伸。像素以矩阵形式布置且每个像素8202布置在像素部分8201中扫描线和信号线的交叉部分。
上面已经描述了从外部驱动器电路输入信号的情况。然而,不发明不限于此,IC芯片可以被安装在显示设备上。
例如,如图31A所示,IC芯片8211可以通过COG(玻璃上芯片)方法安装到基板8200上。在这种情况下,在将IC芯片8211安装到基板8200上之前可以执行检测以提高显示设备的产出率。而且,还可以增加可靠性。此外,如图30A所示的相同的部分由相同的附图标记表示且省略了对其的描述。
作为另一示例,如图31B所示,IC芯片8211可以通过TAB带式自动结合)方法安装到FPC(柔性印刷板)上。在这种情况下,在将IC芯片8211安装到FPC8210上之前可以执行检测以提高显示设备的产出率。而且,还可以增加可靠性。此外,如图30A所示的相同的部分由相同的附图标记表示且省略了对其的描述。
除了可以在基板8200上安装IC芯片之外,还可以在基板8200上安装驱动器电路。
例如,如图30B所示,可以在基板8200上形成扫描线驱动器电路8205。在这种情况下,可以减小部件零件的数目以减少制造成本。可以减小部件零件之间的连接点的数目以增加可靠性。因为扫描线驱动器电路8205的驱动频率低,可以容易地使用非晶硅或微晶硅作为晶体管的半导体层形成扫描线驱动器电路8205。此外,可以通过COG方法将用于输出信号到信号线的IC芯片安装到基板8200上。备选地,通过TAB方法在其上安装用于输出信号到信号线的IC芯片的FPC可以布置在基板8200上。此外,可以通过COG方法将用于控制扫描线驱动器电路8205的IC芯片安装到基板8200。备选地,通过TAB方法在其上安装用于输出信号到信号线的IC芯片的FPC可以布置在基板8200上。此外,如图30A相同的部分由相同的附图标记表示且省略了对其的描述。
作为另一示例,如图30C所示,可以在基板8200上形成扫描线驱动器电路8205和信号线驱动器电路8206。这样,可以减小部件零件的数目以减少制造成本。可以减小部件零件之间的连接点的数目以增加可靠性。此外,可以通过COG方法将用于控制扫描线驱动器电路8205的IC芯片安装到基板8200上。备选地,通过TAB方法在其上安装用于控制扫描线驱动器电路8205的IC芯片的FPC可以布置在基板8200上。可以通过COG方法将用于控制信号线驱动器电路8206的IC芯片安装到基板8200。备选地,可以通过TAB方法将用于控制信号线驱动器电路8206的IC芯片安装到基板8200。此外,如图30A相同的部分由相同的附图标记表示且省略了对其的描述。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式9
实施例模式9将描述显示设备的操作。
图32示出了的显示设备的配置作为示例。
显示设备8400包括像素部分8401、信号线驱动器电路8403和扫描线驱动器电路8404。在像素部分8401中,多个信号线S1至Sm以列方向从信号线驱动器电路8403延伸。在像素部分8401中,多个扫描线G1至Gn以行方向从扫描线驱动器电路8404延伸。像素8402以矩阵形式布置且每个像素8402布置在扫描线S1至Sm和信号线G1至Gn的每个交叉部分。
信号线驱动器电路8403具有向每个扫描线S1至Sn输出信号的功能。所述信号可以被称为“视频信号”。注意,扫描线驱动器电路8404具有向每个扫描线G1至Gn输出信号的功能。该信号可以被称为“扫描信号”。
像素8402至少可以包括与信号线相连的开关元件。通过扫描线的电位(扫描信号)控制该开关元件导通与截止。当开关元件导通时,像素8402被选择。另一方面,当开关元件截止时,像素8402不被选择。
当像素8402被选择时(选择状态),视频信号从信号线输入到像素8402。像素8402的状态(例如亮度、透明度、存储电容器的电压)根据输入视频信号变化。
当像素8402不被选择时(非选择状态),视频信号不被输入到像素8402。注意,像素8402保持对应于选择时输入的视频信号的电位,且这样像素8402保持该状态(例如亮度、透明度、存储电容器的电压)。
显示设备的配置不限于图32中所示的配置。例如,可以根据像素8402的配置添加附加布线(扫描线、信号线、电源线、电容器线或公共线)。作为另一示例,可以添加具有各种功能的电路。
图33是用于描述显示设备的操作的时序图的一个示例。
图33中的时序图描述了一个帧周期,该帧周期对应于显示一屏图像的周期。对于一个帧周期没有特殊的限制,但是一个帧周期优选地为1/60秒或更短以使人们看不见闪烁。
在图33的时序图中,示出了选择第一行的扫描线G1,第i行的扫描线Gi(扫描线G1至Gm其中之一)、第(i+1)行扫描线Gi+1以及第m行扫描线Gm的时序。
在选择扫描线的同时,也选择与扫描线相连的像素8402。例如,当第i行的扫描线Gi被选择时,也选择连接到该第i行的扫描线Gi的像素8402。
扫描线G1至Gm从第一行的扫描线G1到第m行的扫描线Gm被依次选出(扫描线被扫描)。例如,当选择第i行的扫描线Gi时,第i行之外的扫描线(G1到Gi-1,Gi+1至Gm)不被选择。在下一周期,第i+1行的扫描线Gi+1被选择。一个扫描线被选择的周期被称为“一个选通选择周期(gateselectionperiod)”。
因此,当选择某一行的扫描线时,与该扫描线相连的多个像素8402的每一个都从信号线G1至Gm接收视频信号。例如,当第i行的扫描线Gi被选择时,与第i行的扫描线Gi相连的多个像素8402的每一个都从信号线S1至Sn接收给定的视频信号。以这种方法,该多个像素8402的每一个可以通过扫描信号和视频信号被分别控制。
接下来,描述了一个选通选择周期被划分成多个子选通选择周期的情况。图34是在一个选通选择周期被划分成两个子选通选择周期(第一子选通选择周期和第二子选通选择周期)的情况下的时序图。
注意,一个选通选择周期可以被划分成三个或更多个子选通选择周期。
图34的时序图示出了对应于显示一屏图像的周期的一个帧周期。对于一个帧周期没有特殊的限制,但是一个帧周期优选地为1/60秒或更短以使人们看不见闪烁。
注意,一个帧被划分成两个子帧(第一子帧和第二子帧)。
图34的时序图示出了用于选择第i行的扫描线Gi、第(i+1)行扫描线Gi+1、第j行的扫描线Gj(扫描线Gi+1至Gm之一)以及第j+1行扫描线Gj+1的时序。
当选择扫描线的时间,也选择了与扫描线相连的像素8402。例如,当第i行的扫描线Gi被选择时,也选择了连接到该第i行的扫描线Gi的像素8402。
扫描线G1至Gm的每一个在每个子选通选择周期被依次扫描。例如在某一个选通选择周期中,在第一子选通选择周期中选择第i行的扫描线Gi,在第二子选通选择周期选择第j行的扫描线Gj。这样,在一个选通选择周期中,它可以像选择了两行扫描线一样操作。此时,在第一子选通选择周期和第二子选通选择周期中,不同的信号被输入到信号线S1至Sn。因此,连接到第i行的扫描线Gi的多个像素8402可以接收与连接到第j行的扫描线Gj的多个像素8402不同的信号。
接下来,描述在显示中用于提高图像质量的驱动方法。
图35A和35B示出了高频驱动。
图35A示出了在两个输入图像之间显示内插图像的情况。周期8410是输入视频信号的周期。图像8411、图像8412、图像8413和图像8414分别是第一输入图像、第一内插图像、第二输入图像和第二内插图像。这里使用的输入图像是基于从显示设备外部输入的信号形成的图像。而且,内插图像是在不同于输入图像的定时显示并内插输入图像的图像。
图像8412是基于图像8411和图像8413的图像信号形成的图像。具体而言,通过包括在图像8411中的对象的位置和包括在图像8413中对象的位置之间的差异,估计对象的运动,且包括在图像8412中的对象的位置被视为图像8411和图像8413之间的中间状态下的图像。这种处理被称为“运动内插”。因为图像8412是通过运动内插形成的图像,可以显示在输入图像中不显示的中间(1/2)位置的对象,可以平滑化对象的运动。此外,图像8412可以通过图像8411和8413的视频信号的平均值形成。以这种方式,因为可以减少由于内插图像的形成导致的电路的负载,这样可以减小功耗。
图像8412可以是从图像8411形成的图像。具体而言,图像8411的亮度整体或部分地增加或减少以形成图像8412。更具体而言,图像8411的整体亮度通过转换图像8411的gamma特性而变高或变低。
注意,图像8412可以是黑色图像。以这种方式,可以提高保持型显示设备中的运动图像的质量。
图35B示出了在两个输入图像之间显示两个内插图像的情况。周期8410是输入视频信号的周期。图像8421、图像8422、图像8423和图像8424分别是第一输入图像、第一内插图像、第二内插图像和第二输入图像。
每一个图像8422和图像8423是基于图像8421和图像8424的图像信号形成的图像。具体而言,通过使用包括在图像8421中的对象的位置和包括在图像8424中对象的位置之间的差异的运动内插可以形成图像8422和图像8423。因为图像8422和图像8423每一个是通过运动内插形成的图像,可以显示在输入图像中不显示的中间位置(1/3或2/3)的对象,可以平滑化对象的移动。此外,图像8422和图像8423可以通过图像8421和8414的视频信号的平均值形成。以这种方式,因为可以减少由于内插图像的形成导致的电路的负载,这样可以减小功耗。
图像8422和图像8423可以是从图像8421形成的图像。具体而言,图像8421的亮度整体或部分地增加或减少以形成图像8422和图像8423。更具体而言,图像8421的整体亮度通过转换图像8421的gamma特性而变高或变低。
注意,图像8422可以是黑色图像。以这种方式,可以提高保持型显示设备中的运动图像的质量。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式10
实施例模式10将描述液晶板的外围部分。
图36示出了包括所谓的边缘照明型背光单元5201和液晶板5207的液晶显示设备的示例。边缘照明类型对应于在背光单元的端部提供光源且光源的荧光从整个发光表面发射的类型。边缘照明类型的背光单元很薄且可以节省功率。
背光单元5201包括散射板5202、导光板5203、反射板5204、灯反射器5205和光源5206。
光源5206具有根据需要发射光的功能。例如,可以使用冷阴极管、热阴极管、发光二极管、无机EL元件、有机EL元件等作为光源5206。
图37A至3D每一幅都示出了边缘照明类型的背光单元的详细结构。注意,省略了散射板、导光板、反射板等的描述。
图37A中示出的背光单元5211具有使用冷阴极管5213作为光源的结构。此外,提供灯反射器5212以有效地反射来自冷阴极管5213的光。因为来自于冷阴极管的亮度高,这种结构通常用于大的显示设备。
图37B中示出的背光单元5221具有使用发光二极管(LED)5223作为光源的结构。例如,发射白光的发光二极管(LED)5223提供有其间的预定间隔。此外,提供灯反射器5222以有效地反射来自发光二极管(LED)5223的光。
图37C中示出的背光单元5231具有使用R、G和B的发光二极管(LED)5223、发光二极管(LED)5234以及发光二极管(LED)5235作为光源的结构。R、G和B的发光二极管(LED)5223、发光二极管(LED)5234以及发光二极管(LED)5235每一个提供有其间预定的间隔。通过使用R、G和B的发光二极管(LED)5223、发光二极管(LED)5234以及发光二极管(LED)5235,可以改善色彩可再现性。此外,提供灯反射器5232以有效地反射来自发光二极管的光。
图37D中示出的背光单元5241具有使用R、G和B的发光二极管(LED)5243、发光二极管(LED)5244以及发光二极管(LED)5245作为光源的结构。例如,在R、G和B的发光二极管(LED)5243、发光二极管(LED)5244以及发光二极管(LED)5245中,与其它发光二极管相比,提供更多具有低发射强度(例如绿色)的颜色的发光二极管。通过使用R、G和B的发光二极管(LED)5243、发光二极管(LED)5244以及发光二极管(LED)5245,可以改善色彩可再现性。此外,提供灯反射器5242以有效地反射来自发光二极管的光。
图40示出了包括所谓的直接型背光单元和液晶板的液晶显示设备的示例。直接型对应于在发光表面之下直接提供光源且光源的荧光从整个发光表面发射的类型。直接型背光单元可以有效地利用发射的光量。
背光单元5290包括散射板5291、光屏蔽板5292、灯反射器5293、光源5294以及液晶板5295。
光源5294具有根据需要发射光的功能。例如,可以使用冷阴极管、热阴极管、发光二极管、无机EL元件、有机EL元件等作为光源5294。
图38示出了偏振板(也称为“偏振膜”)的结构的示例。
偏振板5250包括保护膜5251、衬底膜5252、PVA偏振膜5253、衬底膜5254、粘合层5255以及释放(release)膜5256。
当PVA偏振膜5253被将成为基底材料(衬底膜5252和衬底膜5254)从两边夹住时,可以改善可靠性。注意,PVA偏振膜5253可以夹在具有高透明度和高耐久力的纤维素三醋酸酯(TAC,triacetylcellulose)膜之间。还注意,每个衬底膜和TAC膜用作包括在PVA偏振膜5253中的偏振器的保护膜。
粘合到液晶板的玻璃基板的粘合层5255被粘合到衬底膜之一(衬底膜5254)。注意,粘合层5255通过向衬底膜之一(衬底膜5254)应用粘合剂形成。向粘合层5255提供释放膜5256(分离膜)。
向另一衬底膜(衬底膜5252)提供保护膜5251。
可以在偏振膜5250的表面上提供硬涂敷散射层(抗闪层)。因为硬涂敷散射层的表面具有由AG处理形成的微小的不均匀性且具有散射外部光的抗闪功能,可以防止液晶板中外部光的反射和表面反射。
还注意,可以在偏振膜5250的表面上按层提供具有不同折射率的多个光学薄膜层(也称为“抗反处理”或“AR处理”)。具有不同折射率的多个按层提供的光学薄膜层可以通过光的干涉效应减小表面的反射。
图39A示出了液晶显示设备的系统框图的示例。
在像素部分5265中,提供从信号线驱动器电路5263延伸的信号线5269。在像素部分5265中,还提供从扫描线驱动器电路5264延伸的扫描线5260。此外,多个像素以矩阵的形式布置在信号线5269和信号线5260的交叉部分。注意,多个像素中的每一个包括开关元件。因此,用于控制液晶分子的倾角的电压可以被独立地输入到多个像素中的每一个。以这种方式在每个交叉部分提供开关元件的结构被称为“有源矩阵类型”。还注意,本发明不限于这种有源矩阵类型,且可以使用无源矩阵类型。因为无源矩阵类型在每个像素中没有开关元件,工艺简单。
驱动器电路5268部分包括控制电路5262、信号线驱动器电路5263和扫描线驱动器电路5264。视频信号5261被输入到控制电路5262。信号线驱动器电路5263和扫描线驱动器电路5264由控制电路5262根据该视频信号5261控制。因此,控制电路5262输入控制信号到每个信号线驱动器电路5263和扫描线驱动器电路5264。然后,信号线驱动器电路5263输入视频信号到每个信号线5269,且扫描线驱动器电路5264输入扫描信号到每个扫描线5260。然后,根据输入到像素的像素电极的扫描信号和视频信号选择包括在像素中的开关元件。
注意,控制电路5262还根据视频信号5261控制电源5267。电源5267包括用于向照明单元5266供给功率的单元。可以使用边缘照射型背光单元或直接型背光单元作为照明单元5266。还要注意,可以使用正面光作为照明单元5266。正面光对应于包括照明体和导光体的板状照明单元,它附接到像素部分的正面表面一侧并照射整个区域。通过使用这种照明单元,可以低功耗地均匀地照射像素部分。
如图39B所示,扫描线驱动器电路5264包括移位寄存器5271、电平移动器5272以及用作缓冲器的电路5273。诸如选通(gate)起始脉冲(GSP)或选通时钟信号(GCK)之类的信号被输入到移位寄存器5271。
如图39C所示,信号线驱动器电路5263包括移位寄存器5281、第一锁存器5282、第二锁存器5283、电平移动器5284以及用作缓冲器的电路5285。用作缓冲器的电路5285对应于具有放大微弱信号功能并包括运算放大器等的电路。诸如起始脉冲(SSP)之类的信号被输入到电平移动器5284且诸如视频信号之类的数据(DATA)被输入到第一锁存器5282。锁存(LAT)信号可以被暂时保持在第二锁存器5283中且同时被输入到像素部分5265。这称为“行顺序驱动”。因此,当像素用在执行非行顺序驱动而是点顺序驱动中时,第二锁存器省略。
注意,在本实施例模式中,可以使用各种类型的液晶板。例如,可以使用液晶层被密封在两个基板之间的结构作为液晶板。在一个基板上形成晶体管、电容器、像素电极、取向膜等。偏振板、延迟板或透镜板可以在与一个基板的顶面相对的表面上提供。滤色器、黑色矩阵、相对电极、取向膜等可以在另一个基板上提供。注意,偏振板或延迟板可以在与另一基板的顶面相对的表面上提供。还注意,滤色器和黑色矩阵可以在这一个基板的顶面上形成。还注意,通过在一个基板的顶面一侧或与一个基板的顶面一侧相对的表面上提供狭缝(栅格)可以执行三维显示。
还注意,可以在两个基板之间提供偏振板、延迟板、透镜板之中的每一个。备选地,偏振板、延迟板、透镜板可以附接到两个基板之一到或与之成一整体。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式11
实施例模式11将描述可以应用到液晶显示设备的像素结构和像素的操作。
注意,在本实施例模式中,作为液晶元件的操作模式,可以使用TN(扭曲向列)模式、IPS(板内切换)模式、FFS(边缘场切换)模式、MVA(多象限垂直配向技术)模式、PVA(图像垂直配向)、ASM(轴对称排列微单元)模式、OCB(光学补偿双折射)模式、FLC(铁电液晶)模式、AFLC(反铁电液晶)模式等。
图41A示出了可以应用到液晶显示设备的像素结构的示例。
像素5600包括晶体管5601、液晶元件5602以及电容器5603。晶体管5601的栅极连接到布线5605。晶体管5601的第一端子连接到布线5604。晶体管5601的第二端子连接到液晶元件5602的第一电极和电容器5603的第一电极。液晶元件5602的第二电极对应于相对电极5607。电容器5603的第二电极连接到布线5606。
布线5604用作信号线。布线5605用作扫描线。布线5606用作电容器线。晶体管5601用作开关。电容器5603用作存储电容器。
晶体管5601可以用作开关,且晶体管5601可以是p沟道晶体管或n沟道晶体管。
图41B示出了可以应用到液晶显示设备的像素结构的示例。具体而言,图41B是示出了可应用到适用于横向电场模式(包括IPS模式和FFS模式)的液晶显示设备的像素结构的示例的图示。
像素5610包括晶体管5611、液晶元件5612以及电容器5613。晶体管5611的栅极连接到布线5615。晶体管5611的第一端子连接到布线5614。晶体管5611的第二端子连接到液晶元件5612的第一电极和电容器5613的第一电极。液晶元件5612的第二电极连接到布线5616。电容器5613的第二电极连接到布线5606。
布线5614用作信号线。布线5615用作扫描线。布线5616用作电容器线。晶体管5611用作开关。电容器5613用作存储电容器。
晶体管5611可以用作开关,且晶体管5611可以是p沟道晶体管或n沟道晶体管。
图42示出了可以应用到液晶显示设备的像素结构的示例。具体而言,图42示出了一种像素结构的示例,其中通过减少布线的数目可以增加像素的孔径比。
图42示出了在相同列方向上提供的两个像素(像素5620和像素5630)。例如,当在第N行提供像素5620时,在第(N+1)行提供像素5630。
像素5620包括晶体管5621、液晶元件5622以及电容器5623。晶体管5621的栅极连接到布线5625。晶体管5621的第一端子连接到布线5624。晶体管5621的第二端子连接到液晶元件5622的第一电极和电容器5623的第一电极。液晶元件5622的第二电极对应于相对电极5627。电容器5623的第二电极和前一行的晶体管的栅极连接到相同的布线。
像素5630包括晶体管5631、液晶元件5632以及电容器5633。晶体管5631的栅极连接到布线5635。晶体管5631的第一端子连接到布线5624。晶体管5631的第二端子连接到液晶元件5632的第一电极和电容器5633的第一电极。液晶元件5632的第二电极对应于相对电极5637。电容器5633的第二电极和前一行的晶体管的栅极连接到相同的布线(布线5625)。
布线5624用作信号线。布线5625用作第N行扫描线。布线5625还用作第(N+1)行的电容器线。晶体管5621用作开关。电容器5623用作存储电容器。
布线5635用作第(N+1)行的扫描线。布线5635还用作第(N+2)行的电容器线。晶体管5631用作开关。电容器5633用作存储电容器。
每一个晶体管5621和晶体管5631可以用作开关,且每一个晶体管5621和晶体管5231可以是p沟道晶体管或n沟道晶体管。
图43示出了可以应用到液晶显示设备的像素结构的示例。具体而言,图43示出了一种像素结构的示例,其中通过使用子像素改善视角。
像素5659包括子像素5640和子像素5650。尽管描述了像素5659包括两个子像素的情况,像素5659可以包括三个或更多个子像素。
子像素5640包括晶体管5641、液晶元件5642以及电容器5643。晶体管5641的栅极连接到布线5645。晶体管5641的第一端子连接到布线5644。晶体管5641的第二端子连接到液晶元件5642的第一电极和电容器5643的第一电极。液晶元件5642的第二电极对应于相对电极5647。电容器5643的第二电极连接到布线5646。
像素5650包括晶体管5651、液晶元件5652以及电容器5653。晶体管5651的栅极连接到布线5655。晶体管5651的第一端子连接到布线5644。晶体管5651的第二端子连接到液晶元件5652的第一电极和电容器5653的第一电极。液晶元件5652的第二电极对应于相对电极5657。电容器5653的第二电极连接到布线5646。
布线5644用作信号线。布线5645用作扫描线。布线5655用作信号线。布线5646用作电容器线。晶体管5641用作开关。晶体管5651用作开关。电容器5643用作存储电容器。电容器5653用作存储电容器。
晶体管5641可以用作开关,且晶体管5641可以是p沟道晶体管或n沟道晶体管。晶体管5651可以用作开关,且晶体管5651可以是p沟道晶体管或n沟道晶体管。
输入到子像素5640的视频信号可以是不同于输入到子像素5650的视频信号的值。在这种情况下,因为液晶元件5642的液晶分子的取向和液晶元件5652的液晶分子的取向彼此可以变化,所以可以拓宽视角。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式12
实施例模式12将描述用于驱动显示设备的方法。具体而言,描述用于驱动液晶显示设备的方法。
可用于本实施例模式中所述的液晶显示设备的液晶显示板具有液晶材料被夹在两个基板之间的结构。在两个基板的每一个中提供用于控制施加到液晶材料上的电场的电极。液晶材料对应于通过从外部施加的电场而改变的材料的光学和电学属性。因此,液晶板对应于这样的设备:其中,使用为这两个基板的每一个提供的电极,可以通过控制施加到液晶材料上的电压获得所需的光学和电学属性。此外,大量的电极以平面的方式布置,每一个电极对应于像素,且施加到像素的电压被独立地控制。因此,可以获得能够显示清晰图像的液晶显示板。
这里,根据电场变化的液晶材料的响应时间取决于两个基板之间的缝隙(单元缝隙)和液晶材料的类型,且一般是几毫秒到几十毫秒。而且,在电场的变化量小的情况下,液晶材料的响应时间被进一步延长。这种特性在液晶显示板显示运动图像时导致图像显示的缺陷,例如余像、视觉暂留或对比度的下降。具体而言,当一个半色调变换成另一个半色调(电场中的变化小)时,上述缺陷变得显著。
同时,作为使用有源矩阵方法的液晶板的特定问题,给出了由于恒定电荷驱动导致的写入电压的波动。下面描述本实施例模式中的恒定电荷驱动。
使用有源矩阵方法的像素电路包括控制写入的开关和保持电荷的电容器。用于驱动使用有源矩阵方法的像素电路的方法对应于这样的方法:其中开关导通,预定的电压被写入到像素电路中,且此后开关立即截止,且像素电路中的电荷被保持(保持状态)。在保持状态时,不执行像素电路的内部和外部之间的电荷的交换(恒定电荷)。通常,开关截止周期的长度大约为开关导通周期的长度的几百倍(由扫描线数目决定)。因此,可以认为像素的开关几乎总是截止的。如上所述,本实施例模式中的恒定电荷驱动对应于驱动液晶板时像素电路在几乎所有周期处于保持状态的驱动方法。
接下来,描述液晶材料的电学属性。当从外部施加的电场改变时,液晶材料的介电常数以及光学属性发生变化。也就是说,当液晶板的每个像素被视为夹在两个电极之间的电容器(液晶元件)时,该电容器对应于一个电容器,其电容根据施加的电压变化。这种现象被称为“动态电容”。
当通过恒定电荷驱动方法驱动其电容以这种方式根据施加的电压变化的电容器时,发生下面的现象。如果液晶元件的电容在电荷不移动的保持状态变化,施加的电压也变化。这可以从这一事实理解:电荷量在下面的关系表达中是恒定的:(电荷量)=(电容)×(施加的电压)。
由于上述原因,因为在使用有源矩阵方法的液晶板中执行恒定电荷驱动,保持状态时的电压从写入时的电压变化。相应地,液晶元件的透射率的改变也不同于不采用保持状态的驱动方法中的液晶元件的透射率改变。图47A至47C示出了这种状态。图47A示出了水平轴表示时间且垂直轴表示电压绝对值的情况下控制像素电路中的写入的电压的示例。图47B示出了水平轴表示时间且垂直轴表示电压情况下控制像素电路中的写入的电压的示例。图47C示出了水平轴表示时间且垂直轴表示液晶元件的透射率时将图47A或47B所示的电压写入像素电路中的情况下液晶元件的透射率随时间的变化的示例。图47A至47C每幅图中,周期F表示用于重写电压的周期且重写电压的时间被描述为t1、t2、t3和t4
这里,对应于输入到液晶显示设备的图像数据的写入电压在时间0重写时对应于|V1|,且在t1、t2、t3和t4重写时对应于|V2|(见图47A)。
注意,对应于输入到液晶显示设备的写入电压的极性可以周期地切换(反转驱动:见图47B)。因为通过该方法可以尽可能多地防止直流电压被施加到液晶,可以防止液晶元件的恶化导致的烧毁。还注意,切换极性的周期(反转周期)可以与重写电压的周期相同。在这种情况下,因为反转周期短可以减小由反转驱动导致的闪烁的产生。而且,反转周期可以是重写电压的周期的整数倍的周期。在这种情况下,因为反转周期长且可以减小改变极性和重写电压的频率,所以可以减小功耗。
图47C示出了当向液晶元件施加如图47A和47B所示的电压的情况下液晶元件的透射率随时间的变化。这里,电压|V1|被施加到液晶元件且足够时间之后液晶元件的透射率为TR1。类似地,电压|V2|被施加到液晶元件且足够时间之后液晶元件的透射率为TR2。当施加到液晶元件的电压在t1时间从|V1|变化成|V2|时,液晶元件的透射率并不如虚线5461所示立即变成TR2,而是缓慢地变化。例如,当重写电压的周期与60Hz(16.7毫秒)的视频信号的帧周期相同时,到透射率变成TR2,需要用于几个帧的时间。
注意,如虚线5461所示的透射率随时间平滑的变化对应于当精确地向液晶元件施加电压|V2|时透射率随时间的变化。在实际的液晶板中,例如,使用有源矩阵方法的液晶板中,因为由于恒定电荷驱动,保持状态时间的电压从写入时的电压变化,所以液晶元件的透射率并不如虚线5461所示而随时间变化,而是如实现5462所示随时间逐渐地变化。这是因为由于恒定电荷驱动,电压变化,使得不可能仅通过一次写入达到期望电压。相应地,液晶元件的透射率的响应时间看上去变得比原始响应时间(虚线5461)更长,所以发生了诸如余像、视觉暂留、或对比度的下降之类的图像显示中的明显缺陷。
通过使用过驱动,可以同时解决液晶元件的原始响应速度的长的长度的问题和因为动态电容和恒定电荷驱动的写入的不足使响应时间看上去更长的现象,图48A至48C示出了这种状态。图48A示出了水平轴表示时间且垂直轴表示电压绝对值的情况下控制像素电路中写入的电压的示例。图48B示出了水平轴表示时间且垂直轴表示电压的情况下控制像素电路中写入的电压的示例。图48C示出了当水平轴表示时间且垂直轴表示液晶元件的透射率时,如图48A或48B所示的电压被写入到像素电路的情况下,液晶元件的透射率随时间的变化。图48A至48C每幅图中,周期F表示用于重写电压的周期且重写电压的时间被描述为t1、t2、t3和t4
这里,对应于输入到液晶显示设备的图像数据的写入电压在时间0重写时对应于|V1|,在t1重写时对应于|V3|,且在t2、t3和t4重写时对应于|V2|(见图48A)。
注意,对应于输入到液晶显示设备的图像数据的写入电压的极性可以周期地切换(反转驱动:见图48B)。因为通过该方法可以尽可能多地防止直流电压被施加到液晶,可以防止液晶元件的恶化导致的烧毁。还注意,切换极性的周期(反转周期)可以与重写电压的周期相同。在这种情况下,因为反转周期短,可以减小由反转驱动导致的闪烁的产生。而且,反转周期可以是重写电压的周期的整数倍的周期。在这种情况下,因为反转周期长且可以通过改变极性减小重写电压的频率,可以减小功耗。
图48C示出了在向液晶元件施加如图48A和48B所示的电压的情况下,液晶元件的透射率随时间的变化。这里,电压|V1|被施加到液晶元件且足够时间之后液晶元件的透射率对应于TR1。类似地,电压|V2|被施加到液晶元件且足够时间之后液晶元件的透射率对应于TR2。类似地,电压|V3|被施加到液晶元件且足够时间之后液晶元件的透射率对应于TR3。当施加到液晶元件的电压在t1时间从|V1|变化成|V3|时,液晶元件的透射率试图如虚线5471所示花几个帧变化到TR3。然而,在时间t2电压|V3|的施加终止,且在时间t2之后施加电压|V2|。因此,液晶元件的透射率并不如虚线5471所示而是如实线5472所示变化。这里,优选地,电压|V3|的值被设置使得在t2时透射率近似为TR2。这里,电压|V3|也可以被称为“过驱动电压”。
也就是说,液晶元件的响应时间可以通过改变过驱动电压|V3|控制到一定程度。这是因为液晶元件的响应时间通过电场强度变化。具体而言,当电场变强时,液晶元件的响应时间变短,且当电场减弱时液晶元件的响应时间变长。
注意,优选地,过驱动电压|V3|根据电压(即供给期望透射率TR1和TR2的电压|V1|和|V2|)的变化量而变化。这是因为即使当液晶元件的响应时间通过电压的变化量而改变时,根据液晶元件的响应速度的变化,通过改变过驱动电压|V3|总是可以获得合适的响应时间。
还注意,优选地过驱动电压|V3|根据液晶元件的模式变化,例如TN模式、VA模式、IPS模式或OCB模式。这是因为即使当液晶元件的响应时间根据液晶元件的模式变化时,通过根据液晶元件的响应时间改变过驱动电压|V3|总是可以获得合适的响应时间。
还注意,电压重写周期F可以与输入信号的帧周期相同。在这种情况下,因为可以简化液晶显示设备的外围驱动器电路,可以获得具有低制造成本的液晶显示设备。
还注意,电压重写周期F可以短于输入信号的帧周期。例如,电压重写周期F可以是输入信号的帧周期的一半(1/2),输入信号的帧周期的三分之一(1/3),或是等于或小于输入信号的帧周期的三分之一(1/3)。使该方法和液晶显示设备的保持驱动导致的运动图像的质量中的恶化的对策(例如黑色图像插入驱动、背光闪烁、背光扫描或通过运动内插的中间图像插入驱动)相组合是有效的。也就是说,因为在液晶显示设备的保持驱动导致的运动图像的质量中的恶化的对策中液晶元件所需的响应时间短,通过使用本实施例模式中描述的过驱动,可以相对容易地缩短液晶元件的响应时间。尽管液晶元件的响应时间基本通过单元缝隙、液晶材料、液晶元件的模式等缩短,技术上很难缩短液晶元件的响应时间。因此,使用诸如过驱动之类的驱动方法缩短液晶元件的响应时间的方法是十分重要的。
还注意,电压重写周期F可以比输入信号的帧周期长。例如,电压重写周期F可以是输入信号的帧周期的两倍,输入信号帧周期的三倍,或输入信号帧周期的三倍或更多倍。将本方法与判断电压是否被重写一个长周期的单元(电路)相组合是有效的。也就是说,当电压在长周期不重写时,电路的操作在该周期可以停止,不执行电压重写操作本身。因此,可以获得具有低功耗的液晶显示设备。
接下来,描述根据供给期望透射率TR1和TR2的电压|V1|和|V2|改变过驱动电压|V3|的特定方法。
因为过驱动电路对应于用于根据供给期望透射率TR1和TR2的电压|V1|和|V2|适当地控制过驱动电压的电路,输入到过驱动电路的信号是与供给期望透射率TR1的电压|V1|和供给期望透射率TR2的电压|V2|相关联的信号,且从过驱动电路输出的信号是与过驱动电压|V3|相关联的信号。这里,这些信号的每一个可以具有模拟电压值,例如,施加到液晶元件的电压(例如,|V1|、|V2|或|V3|),或可以是用于供给施加到液晶元件的电压的数字信号。这里,与过驱动电路相关联的信号被描述为数字信号。
首先,参考图44A描述过驱动电路的一般结构。这里,输入视频信号5401a和5401b用作控制过驱动电压的信号。作为处理这些信号的结果,输出视频信号5404作为供给过驱动电压的信号输出。
这里,因为供给期望透射率TR1和TR2的电压|V1|和|V2|是相邻帧中的视频信号,优选地输入视频信号5401a和5401b类似地是相邻帧中的视频信号。为了获得这些信号,输入视频信号5401a被输入到图44A所示的延迟电路5402且因此输出的信号可以用作输入视频信号5401b。例如,存储器可以用作延迟电路5402。也就是说,输入视频信号5401a被存储在存储器中以将输入视频信号5401a延迟一个帧;同时前一帧中存储的信号被从存储器取出用作输入视频信号5401b;输入视频信号5401a和输入视频信号5402b被同时输入到校正电路5403。因此,可以处理相邻帧中的视频信号。通过输入相邻帧中的视频信号到校正电路5403,可以获得输出视频信号5404。注意,当存储器用作延迟电路5402时,可以获得具有将视频信号存储一个帧以将输入视频信号5401a延迟一个帧的容量的存储器(即,帧存储器)。这样,存储器可以用作延迟电路而没有过多或过少的存储器容量。
接下来,描述主要用于减少存储器容量形成的延迟电路5402。因为通过使用这种电路作为延迟电路5402可以减少存储器容量,可以减少制造成本。
具体而言,如图44B所示的延迟电路可以用作具有这种特性的延迟电路5402。图44B中所示的延迟电路5402包括编码器5405、存储器5406和解码器5407。
图44B所示的延迟电路5402的操作如下。首先,在输入视频信号5401a被存储在存储器5406之前通过编码器5405执行压缩处理。这样,存储到存储器5406中的数据的尺寸可以减小。相应地,因为可以减小存储器容量,还可以减少制造成本。然后,压缩的视频信号被传送到解码器5407,且在那里执行展开处理。这样,可以被恢复被编码器5405压缩的原先的信号。这里,被编码器5405和解码器5407执行的压缩和展开处理是可逆处理。这样,因为即使在执行压缩和展开处理之后,视频信号没有恶化,可以减小存储器容量,而不导致最终在设备上显示的图像质量的恶化。而且,通过编码器5405和解码器5407执行的压缩和展开处理可以是不可逆处理。这样,因为压缩的视频信号的数据尺寸可以做得极小,可以显著减小存储器容量。
注意,作为用于减少存储器容量的方法,除了上述方法,可以使用各种方法。可以使用减小包括在视频信号中的颜色信息(例如,执行从26万色到6.5万色的色调减少)或不通过编码器执行图像压缩来减少数据量的方法(例如,使分辨率减小)的方法等。
接下来,参考图44C和44E描述校正电路5403的具体示例。校正电路5403对应于用于从两个输入视频信号输出具有特定值的输出视频信号的电路。这里,当两个输入视频信号和输出视频信号之间的关系是非线性时,难以通过简单的操作计算该关系,可以使用查找表(LUT)作为校正电路5403。因为两个输入视频信号和输出视频信号之间的关系通过LUT中的测量提前计算,对应于两个输入视频信号的输出视频信号可以仅通过查看LUT计算(见图44C)。通过使用LUT5408作为校正电路5403,可以实现校正电路5403,而不需要执行复杂的电路设计等。
这里,因为LUT5408是存储器之一,优选尽可能地减小存储器容量以减小制造成本。作为用于实现存储器容量减少的校正电路5403的示例,可以给出图44D中所示的电路。图44D中所示的校正电路5403包括LUT5409和加法器5410。输入视频信号5401a和输出的输出视频信号5404之差的数据被存储在LUT5409中。也就是说,从LUT5409取出来自于输入视频信号5401a和输入视频信号5401b的对应差异数据,且取出的差异数据和输入视频信号5401a通过加法器5410相加,使得可以获得输出视频信号5404。注意,当存储在LUT5409中的数据是差异数据时,可以减小LUT5409的存储器容量。这是因为差异数据的数据尺寸小于输出视频信号5404本身的数据尺寸,使得用于LUT5409所需的存储器容量可以做小。
此外,当通过简单的操作(例如两个输入视频信号的四则运算操作)可以计算输出视频信号时,可以通过组合简单的电路(例如加法器、减法器和乘法器)实现校正电路5403。相应地,不需要使用LUT,从而可以显著减小制造成本。作为这种电路,可以给出图44E示出中所示的电路。图44E中所示的校正电路5403包括减法器5411、乘法器5412和加法器5413。首先,输入视频信号5401a和输入视频信号5401b之间的差被减法器5411计算。此后,通过使用乘法器使该差值和适当的系数相乘。然后,通过加法器5413向输入视频信号5401a添加已与适当的系数相乘的差值,可以获得输出视频信号5404。通过使用这种电路,不必使用LUT。因此,可以显著减小制造成本。
注意,在特定条件下通过使用图44E中所示的校正电路5403,可以防止输出不恰当的输出视频信号5404。该条件如下。供给过驱动电压的输出视频信号5404和输入视频信号5401a和5401b之间的差的值具有线性关系。此外,该差值对应于使用乘法器5412与该线性关系的倾角相乘后的系数。也就是说,优选地图44E中所示的校正电路5403用于具有这种属性的液晶元件。作为具有这种特性的液晶元件,给出IPS模式的液晶元件,其中响应时间具有小的灰度依赖性。例如,以这种方式通过为IPS模式的液晶元件使用图44E所示的校正电路5403,可以显著减小制造成本,且可以提供能够防止输出不恰当的输出视频信号5404的过驱动电路。
通过软件处理可以实现图44A至44E所示的电路的操作类似的操作。对于用作延迟电路的存储器,作为示例,可以使用包括在液晶显示设备中的另一存储器、包括在传送液晶显示设备上显示的图像的设备中的存储器(例如个人计算机或类似于个人计算机的设备中包括的视频卡等)。这样,除了减少制造成本之外,过驱动的强度、可用性等可以根据用户偏好加以选择。
参考图45A和45B,描述了控制公共线的电位的驱动。图45A示出了多个像素电路,其中相对于使用具有像液晶元件一样的电容属性的显示元件的显示设备中的一个扫描线提供一个公共线。图45A中所示的每个像素电路包括晶体管5421、辅助电容器5422、显示元件5423、视频信号线5424、扫描线5425以及公共线5426。
晶体管5421的栅电极电学连接到扫描线5425;晶体管5421的源电极和漏电极其中一个电学连接到视频信号线5424;晶体管5421的源电极和漏电极其中另一个电学连接到辅助电容器5422的电极之一和显示元件5423的电极之一。此外,辅助电容器5422的另一电极电学连接到公共线5426。
首先,在由扫描线5425选择的每个像素中,因为晶体管5421导通,对应于视频信号的电压通过视频信号线5424被施加到显示元件5423和辅助电容器5422。此时,当视频信号是使所有像素连接到公共线5426的信号时,显示最小灰度,或当视频信号是使所有像素连接到公共线5426的信号时,显示最大灰度,视频信号并不需要通过视频信号线5424被写入到每个像素。施加到显示元件5423的电压可以通过改变公共线5426的电位而不是通过视频信号线5424写入视频信号而改变。
接下来,图45B示出了多个像素电路,其中相对于使用具有像液晶元件一样的电容属性的显示元件的显示设备中的一个扫描线提供两个公共线。图45B中所示的每个像素电路包括晶体管5431、辅助电容器5432、显示元件5433、视频信号线5434、扫描线5435、第一公共线5436和第二公共线5437。
晶体管5431的栅电极电学连接到扫描线5435;晶体管5431的源电极和漏电极其中一个电学连接到视频信号线5434;晶体管5431的源电极和漏电极其中另一个电学连接到辅助电容器5432的电极之一和显示元件5433的电极之一。此外,辅助电容器5432的另一电极电学连接到第一公共线5436。而且,在与该像素相邻的像素中,辅助电容器5432的另一电极电学连接到第二公共线5437。
在图45B所示的像素电路中,电学地连接到一个公共线的像素的数量减小。因此通过改变第一公共线5436或第二公共线5437的电位,而不是通过视频信号线5434写入视频信号,显著地增加了改变施加到显示元件5433的电压的频率。此外,可以执行源反转驱动或点反转驱动。通过执行源反转驱动或点反转驱动,可以改善元件的可靠性并抑制闪烁。
参考图46A至46C描述扫描背光。图46A是示出了布置了冷阴极管的扫描背光的视图。图46A所示的扫描背光包括散射板5441和N个冷阴极管5442-1至5442-N。该N个冷阴极管5442-1至5442-N布置在散射板5441后面,所以当这N个冷阴极管5442-1至5442-N的亮度改变时它们可以被扫描。
参考图46C描述扫描中每个冷阴极管的亮度的变化。首先冷阴极管5442-1的亮度变化一定周期。此后,在冷阴极管5442-1相邻处提供的冷阴极管5442-2的亮度变化相同的周期。以这种方式,从冷阴极管5442-1到冷阴极管5442-N,亮度依次变化。尽管在图46C中变化一定周期的亮度设置得比原始亮度低,它可以比原始亮度高。此外,尽管从冷阴极管5442-1到5442-N执行扫描,也可以以相反的顺序,从冷阴极管5442-N到5442-1执行扫描。
通过如图46A至46C所示执行驱动,可以减小背光的平均亮度。因此,可以减小背光的功耗,而背光的功耗主要组成了液晶显示设备的功耗。
注意,可以用LED作为扫描背光的光源。这种情况下扫描背光如图46B所示。图46B中所示的扫描背光包括散射板5451以及光源5452-1至5452-N,每个光源中布置了LED。当LED用作扫描背光的光源时,具有这样的优点:背光可以薄且轻。此外,还具有这样的优点:颜色再现区域可以扩大。而且,因为在每个光源5452-1至5452-N中布置的LED可以被类似地扫描,可以获得点扫描背光。通过使用点扫描背光,可以进一步改善运动图像的图像质量。
注意,当LED用作背光的光源时,可以如图46C所示通过改变亮度执行驱动。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式13
实施例模式13将描述显示设备中像素的结构和操作。
图49A和49B是示出了数字时间灰度驱动的示例的时序图。图49A示出了当对像素的信号写入周期(寻址周期)和发光周期(维持周期)被划分的驱动方法。
一个帧周期是用于完全显示一个显示区域的图像的周期。一个帧周期包括多个子帧周期,且一个子帧周期包括寻址周期和维持周期。寻址周期Ta1至Ta4表示用于向所有行的像素写入信号的时间,且周期Tb1至Tb4表示向一行的像素(或一个像素)写入信号的时间。维持周期Ts1至Ts4表示用于根据写入像素的视频信号维持照明状态或非照明状态的时间,且维持周期的长度的比率设置为满足Ts1:Ts2:Ts3:Ts4=23:22:21:20=8:4:2:1。灰度根据执行哪个维持周期发光表达。
这里,参考图49B将描述第i像素行。首先,在寻址周期Ta1,像素选择信号从第一行依次输入到扫描线,且在寻址周期Ta1的周期Tb1(i)中,第i行的像素被选择。然后,当第i行的像素被选择时,视频信号从信号线输入到第i行的像素。然后,当该视频信号被写入到第i行的像素时,第i行的像素维持该信号,直到信号被再次输入为止。在维持周期Ts1中第i行像素的照明和不照明通过写入的视频信号控制。类似地,在寻址周期Ta2、Ta3和Ta4,视频信号被输入到第i行像素,且维持周期Ts2、Ts3和Ts4中第i行的像素的照明和不照明由视频信号控制。于是,在每个子帧周期,被写入了用于在寻址周期不照明并在寻址周期结束之后维持周期开始时照明的信号的像素被照明。
这里,描述了表达4位灰度的情况;然而,灰度的位数和数目不限于此。注意,照明不需要以Ts1、Ts2、Ts3和Ts4的顺序执行,且顺序可以是随机的或发光可以在被划分成多个周期的周期中执行。Ts1、Ts2、Ts3和Ts4的照明时间的比率不必是2的幂,且可以具有与2的幂相同的长度或与之略有不同。
接下来,描述当像素的信号写入周期(寻址周期)和发光周期(维持周期)不被划分时的驱动方法。视频信号的写入操作完成的行中的像素维持该信号,直到另一信号被写入到该像素(或该信号被擦除)为止。数据保持时间是写入操作和像素的另一信号的下一写入操作之间的周期。在数据保持时间中,根据写入到该像素的视频信号照明或不照明像素。执行相同的操作直到最后一行为止,并且寻址周期结束。然后,操作从数据保持时间结束处的行按顺序进行到下一子帧周期中的信号写入操作。
如上所述,在信号写入操作完成且信号保持时间开始之后,在根据写入到该像素的视频信号照明或不照明的像素的驱动方法的情况下,即使数据保持周期比寻址周期短,信号不被同时输入到两行。相应地,需要防止寻址周期彼此重叠。因此,数据保持时间不能短于寻址周期。因此,难以执行高级灰度显示。
这样,通过提供擦除周期,数据保持时间设置得比寻址周期短。图50A示出了通过提供擦除周期,数据保持时间设置得比寻址周期短的驱动方法。
这里,参考图50B将描述第i像素行。在寻址周期Ta1,像素扫描信号被从第一行依次输入到扫描线,且像素被选择。然后,在周期Tb1(i)中,当第i行的像素被选择时,视频信号被输入到第i行的像素。然后,当该视频信号被写入到第i行的像素时,第i行的像素维持该信号,直到信号被再次输入为止。在维持周期Ts1(i)中,第i行像素的照明和不照明通过写入的视频信号控制。也就是说,在视频信号向第i行的写入操作完成之后,立即根据写入到该像素的视频信号照明或不照明第i行的像素。类似地,在寻址周期Ta2、Ta3和Ta4,视频信号被输入到第i行像素,且维持周期Ts2、Ts3和Ts4中第i行的像素的照明和不照明由视频信号控制。然后,维持周期Ts4(i)的结束由擦除操作的开始设置。这是因为在擦除时间Te(i)中,不管写入到第i行像素的视频信号如何,像素都强迫不被照明。即,当擦除时间Te(i)开始时,第i行像素的数据保持时间结束。
这样,可以提供具有高等级灰度、高占空比(一个帧周期中照明周期的比率)的显示设备,其中数据保持时间比寻址周期短,而没有划分寻址周期和维持周期。因为可以降低即时亮度,所以可以改善显示元件的可靠性。
这里,描述了表达4位灰度的情况;然而,灰度的位数和数目不限于此。注意,照明不需要以Ts1、Ts2、Ts3和Ts4的顺序执行,且顺序可以是随机的,或发光可以在被划分成多个周期的周期中执行。Ts1、Ts2、Ts3和Ts4的照明时间的比率不必是2的幂,且可以具有与2的幂相同的长度或与之略有不同。
描述可以应用数字时间灰度驱动的像素的结构和操作。
图51是示出了可以应用数字时间灰度驱动的像素的例子的图示。
像素6400包括开关晶体管6401、驱动晶体管6402、发光元件6404以及电容器6403。开关晶体管6401的栅极连接到扫描线6406,开关晶体管6401的第一电极(源电极和漏电极之一)连接到信号线6405,且开关晶体管6401的第二电极(源电极和漏电极其中另一个)连接到驱动晶体管6402的栅极。驱动晶体管6402的栅极通过电容器6403连接到电源线6407,且驱动晶体管6402的第一电极连接到电源线6407且驱动晶体管6402的第二电极连接到发光源极6404的第一电极(像素电极)。发光元件6404的第二电极对应于公共电极6408。
发光元件6404的第二电极(公共电极6408)设置为低电源电位。该低电源电位是满足低电源电位<高电源电位的电位,向电源线6407设置高电源电位以作为参考。作为低电源电位,例如,可以采用GND、0V等。高电源电位和低电源电位之间的电位差被施加到发光元件6404,且电流被供给到发光元件6404。这里,为了使发光元件6404发光,每个电位被设置为使得高电压电位和低电压电位之间的电位差是正向(forward)阈值电压或更高。
可以用驱动晶体管6402的栅电容作为电容器6403的替代物,所以电容器6403可以省略。驱动晶体管6402的栅电容可以在源极区、漏极区、LDD区域与栅电极重叠的区域中形成。备选地,电容可以在沟道区和栅电极之间形成。
在电压输入电压驱动方法的情况下,视频信号被输入到驱动晶体管6402的栅极,使得驱动晶体管6402处于充分导通或完全截止的两个状态之一。即,驱动晶体管6402操作在线性区域。
输入使驱动晶体管6402操作在饱和区域的视频信号,使得电流可以供给到发光元件6404。当发光元件6404是根据电流决定亮度的元件时,可以抑制由于发光元件6404的恶化导致的亮度衰减。而且,当视频信号是模拟信号时,对应于该视频信号的电流可以供给到发光元件6404。这种情况下,可以执行模拟灰度驱动。
描述被称为“阈值电压补偿像素”的像素结构和操作。阈值电压补偿像素可以应用于数字时间灰度驱动和模拟灰度驱动。
图52是示出了被称为“阈值电压补偿像素”的像素结构的示例的图示。
图52中的像素包括驱动晶体管6410、第一开关6411、第二开关6412、第三开关6413、第一电容器6414、第二电容器6415和发光元件6416。驱动晶体管6410的栅极按下述顺序通过第一电容器6414和第一开关6411连接到信号线6421。而且,驱动晶体管6410的栅极通过第二电容器6415连接到电源线6422。驱动晶体管6410的第一电极连接到电源线6422。驱动晶体管6410的第二电极通过第三开关6413连接到发光元件6416的第一电极。而且,驱动晶体管6410的第二电极通过发光元件6416的第一电极连接到驱动晶体管6410的栅极。发光元件6416的第二电极对应于公共电极6417。注意,第一开关6411、第二开关6412和第三开关6413的导通/截止分别由输入到第一扫描线6423的信号、输入到第二扫描线6424的信号以及输入到第三扫描线6425的信号控制。
图52中所示的像素结构不限于此。例如,可以向图52中的像素添加开关、电阻器、电容器、晶体管、逻辑电路等。例如,第二开关6412可以包括p沟道晶体管或n沟道晶体管,第三开关6413可以包括与第二开关6412极性相反的晶体管,且第二开关6412和第三开关6413可以由相同的扫描线控制。
描述被称为“电流输入像素”的像素的结构和操作。电流输入像素可以应用于数字灰度驱动和模拟灰度驱动。
图53是示出了被称为“电流输入型像素”的结构的示例。
图53中的像素包括驱动晶体管6430、第一开关6431、第二开关6432、第三开关6433、电容器6434和发光元件6435。驱动晶体管6430的栅极按下述顺序通过第二开关6432和第一开关6431连接到信号线6411。而且,驱动晶体管6430的栅极通过电容器6434连接到电源线6442。驱动晶体管6430的第一电极连接到电源线6442。驱动晶体管6430的第二电极通过第一开关6431连接到信号线6441。而且,驱动晶体管6430的第二电极通过第三开关6433连接到发光元件6435的第一电极。发光元件6435的第二电极对应于公共电极6436。
图53中所示的像素结构不限于此。例如,可以向图53中的像素添加开关、电阻器、电容器、晶体管、逻辑电路等。例如,第一开关6431可以包括p沟道晶体管或n沟道晶体管,第二开关6432可以包括与第一开关6431极性相同的晶体管,且第一开关6431和第二开关6432可以由相同的扫描线控制。第二开关6432可以在驱动晶体管6430的栅极和信号线6441之间提供。注意,第一开关6431、第二开关6432和第三开关6433的导通/截止分别由输入到第一扫描线6443的信号、输入到第二扫描线6444的信号以输入到第三扫描线6445的信号控制。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式14
实施例模式14将描述显示设备的像素结构。具体而言,描述了使用有机EL元件的显示设备的像素结构。
图54A示出了包括两个晶体管的像素的顶面图(布局图)的示例。图54B示出了沿图54中的X-X’线的剖面图。
图54A和54B示出了第一晶体管6005、第一布线6006、第二布线6007、第二晶体管6008、第三布线6011、相对电极6012、电容器6013、像素电极6015、隔壁6016、有机导电膜6017、有机薄膜6018以及基板6019。注意,优选地,第一晶体管6005用作开关晶体管,第二晶体管6008用作驱动晶体管,第一布线6006用作栅极信号线,第二布线6007用作源极信号线且第三布线6011用作电源线。
第一晶体管6005的栅电极电学地连接到第一布线6006,第一晶体管6005的源电极和漏电极其中一个电学地连接到第二布线6007,第一晶体管6005的源电极和漏电极其中的另一个电学地连接到第二晶体管6008的栅电极和电容器6013的一个电极。注意,第一晶体管6005的栅电极包括多个栅电极。相应地,可以减少第一晶体管6005的截止状态的泄漏电流。
第二晶体管6008的源电极和漏电极其中一个电学地连接到第三布线6011,第二晶体管6008的源电极和漏电极其中另一个电学地连接到像素电极6015。相应地,流到像素电极6015的电流可以由第二晶体管6008控制。
在像素电极6015上提供有机导电膜6017,且在其上进一步提供有机薄膜6018(有机化合物层)。在有机薄膜6018(有机化合物层)上提供相对电极6012。注意,相对电极6012可以形成为使得所有的像素公共相连,或可以使用掩模图形化等。
从有机薄膜6018(有机化合物层)发射的光透过像素电极6015或相对电极6012。
图54B中,光从像素电极侧(即,形成晶体管等的一侧)发射的情况被称为“底发射”;且光从相对电极侧发射的情况可以称为“顶发射”。
在底发射的情况下,优选地,像素电极6015由透明导电膜形成。在顶反射的情况下,优选地相对电极6012由透明导电膜形成。
在用于彩色显示的发光设备中,具有RGB各个光发射颜色的EL元件可以单独地形成,或具有单个颜色的EL元件可以在整个表面上均匀地形成且通过使用滤色器可以获得RGB的发光。
注意,图54A和54B中所示的结构仅是示例,且可以采用各种结构以及图54A和54B中所示的结构,用于像素布局、剖面结构,EL元件的电极的堆叠次序等。而且,作为发光元件,可以使用各种元件,例如诸如LED的晶体元件、由无机薄膜形成的元件以及附图中所示的有机薄膜形成的元件。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
实施例模式15
实施例模式15将描述电子设备的示例。
图55示出了组合了显示板9601和电路板9605的显示板模块。显示板9601包括像素部分9602、扫描线驱动器电路9603以及信号线驱动器电路9604。例如,电路板9605提供有控制电路9606、信号划分电路9607等。显示板9601和电路板9605通过连接布线9608彼此相连。FPC等可用作连接布线。
图56是电视接收机的主要结构的框图。调谐器9611接收视频信号和音频信号。视频信号被视频信号放大器电路9612、视频信号处理电路9613和控制电路9622处理。视频信号处理电路9613将从视频信号放大器电路9612输出的信号转换为对应于红色、绿色和蓝色每一种颜色的色彩信号。控制电路9622将视频信号转换成驱动器电路的输入规格。控制电路9622输出信号到每个扫描线驱动器电路9624和信号线驱动器电路9614。扫描线驱动器电路9624和信号线驱动器电路9614驱动显示板9621。当执行数字驱动时,可以采用这种结构:其中在信号线端提供信号划分电路9623,使得输入数字信号被划分成m个供给的信号(m是正整数)。
在调谐器9611接收的信号中,音频信号被发射到音频信号放大器电路9615,且其输出通过音频信号处理电路9616被供给到扬声器9617。控制电路9618从输入部分9619接收关于接收台(接收频率)和音量的控制信息,并发射信号到调谐器9611或音频信号处理电路9616。
图57A示出了不同于图56的与显示板模块结合的电视接收机。在图57A中,结合到机壳9631中的显示屏9632使用显示板模块形成。注意,可以适当地提供扬声器9633、输入装置(操作键9634、连接端子9635、传感器9636(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9637)等。
图57B示出了无线地实施显示的电视接收机。电视接收机适当地提供有显示部分9643、扬声器部分9647、输入装置(操作键9646、连接端子9648、传感器9649(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9641)等。电池和信号接收机被合并入机壳9642。电池驱动显示部分9643、扬声器部分9647、传感器部分9649和麦克风9640。电池可以通过充电器9641反复地充电。充电器9640可以发射和接收视频信号以及发送该视频信号到显示器的信号接收机。图57B中所示的设备通过操作键9646控制。备选地,通过操作操作键9646,图57B中所示的设备可以发送信号到充电器9640。也就是说,设备可以是视频-音频双向通信设备。还备选地,通过操作操作键9646,图57B中所示的设备可以发送信号到充电器9640且另一电子设备用于接收可以从充电器9640发射的信号;这样,图57B中所示的设备可以控制另一电子设备的通信。也就是说,该设备可以是通用目的的遥控设备。注意,本实施例模式中的每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以应用于显示部分9643。
接下来,参考图58描述移动电话的结构示例。
显示板9662可拆卸地结合到机壳9650中。机壳9650的形状和尺寸可以根据显示板9662的尺寸适当地改变。固定显示板9662的机壳9650被安装在装配为模块的印刷布线板9651中。
显示板9662通过FPC9663与印刷布线板9651相连。印刷布线板9651提供有扬声器9652、麦克风9653、发射/接收电路9654,包括CPU、控制器等的信号处理电路9655、传感器9661(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)。这种模块、操作键9656、电池9657以及天线9660相组合并被存放在机壳9659中。提供从机壳9659中形成的开放窗口中观看的显示板9662的像素部分。
在显示板9662中,像素部分和一部分外围驱动器电路(具有多个驱动器电路中低操作频率的驱动器电路)可以通过使用晶体管在同一基板上形成,且外围驱动电路(多个驱动器电路中具有高操作频率驱动器电路)的其它部分可以在IC芯片上形成。然后,IC芯片可以通过COG(玻璃上芯片)安装到显示板9662上。备选地,IC芯片可以通过使用TAB(带式自动结合)或印刷布线板连接到玻璃基板。使用这种结构,可以减少显示设备的功耗,且可以延长每次充电后移动电话的操作时间。而且,可以实现移动电话的成本的减少。
图58中示出的移动电话具有各种功能,例如,但不限于,显示各种信息(例如,静态图像、运动图像以及文本图像)的功能;在显示部分显示日历、日期、时间等的功能;操作或编辑显示部分上显示的信息的功能;通过各种软件(程序)控制处理的过程;无线通信的功能;通过使用无线通信功能与其它移动电话、固定电话或音频通信设备通信的功能;通过使用无线通信功能与各种计算机网络相连的功能;通过使用无线通信功能发射或接收各种数据的功能;根据接入的电话、输入的接收或警告操作振动器的功能;以及根据接入的电话、输入的接收或警告产生声音的功能。
图59A示出了一种显示器,它包括机壳9671、支撑基座9672、显示部分9673、扬声器9677、LED灯9679、输入装置(连接端子9674、传感器9675(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)、麦克风9676和操作键9678)等。图59A中的显示器可以具有各种功能,例如但不限于,在显示部分上显示各种信息(例如,静态图像、运动图像以及文本图像)的功能。
图59B示出了一种照相机,它包括主体9691、显示部分9692、快门按钮9696、扬声器9700、LED灯9701、输入装置(图像接收部分9694、操作键9694、外部连接端口9695、连接端子9697、传感器9698(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9699)等。图59B中的照相机可以具有各种功能,例如但不限于,拍摄静态图像或运动图像的功能;自动调整拍摄的图像(静态图像或运动图像)的功能;在记录介质(外部地提供或结合到照相机中)存储拍摄的图像的功能;以及在显示部分上显示拍摄的图像的功能。
图59C示出了一种计算机,它包括主体9711、机壳9712、显示部分9713、扬声器9720、LED灯9721、读取器/写入器9722、输入装置(键盘9714、外部连接端口9715、指点定位装置9716、连接端子9717、传感器9718(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9719)等。图59C中的计算机可以具有各种功能,例如但不限于,在显示部分上显示各种信息(例如,静态图像、运动图像以及文本图像)的功能;通过各种软件(程序)控制处理的过程;诸如无线或有线通信之类的通信功能;通过使用通信功能与各种计算机网络相连的功能;以及通过使用通信功能发射或接收各种数据的功能。
图66A示出了一种移动计算机,它包括主体9791、显示部分9792、开关9793、扬声器9799、LED灯9800、输入装置(操作键9794、红外端口9795、连接端子9796、传感器9797(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9798)等。图66A中的移动计算机可以具有各种功能,例如但不限于,在显示部分上显示各种信息(例如,静态图像、运动图像以及文本图像)的功能;在显示部分上提供的接触式板的功能;在显示部分上显示日历、日期、时间等的功能;通过各种软件(程序)控制处理的过程;无线通信的功能;通过使用无线通信功能与各种计算机网络相连的功能;以及通过使用通信功能发射或接收各种数据的功能。
图66B示出了一种具有记录介质的便携式图像再现设备(例如DVD播放器),它包括主体9811、机壳9812、显示部分A9813、显示部分B9814、扬声器部分9817、LED灯901441、输入装置(记录介质(例如DVD)读取部分9815、操作键9816、连接端子9818、传感器9819(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9820)等。显示部分A9813主要显示图像信息且显示部分B9814主要显示文本信息。
图66C示出了护目镜型显示器,它包括主体9031、显示部分9032、耳机9033、支撑部分9034、LED灯9039、扬声器9038、输入装置(连接端子9035、传感器9036(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9037)等。图66C中的护目镜型显示器可以具有各种功能,包括但不限于,在显示部分上显示外部获得的图像(例如,静态图像、运动图像和文本图像)的功能。
图67A示出了一种便携式游戏机,它包括机壳9851、显示部分9852、扬声器部分9853、记录介质插入部分9855、LED灯9859、输入装置(操作键9854、连接端子9856、传感器9857(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9858)等。图67A中的便携式游戏机可以具有各种功能,例如但不限于,读取要在显示部分中显示的保存在记录介质中的程序或数据的功能;以及通过无线通信与其它便携式游戏机共享信息的功能。
图67B示出了一种具有电视接收功能的数字照相机,它包括主体9861、显示部分9862、扬声器9864、快门按钮9865、LED灯9871、输入装置(操作键9863、图像接收部分9866、天线9867、连接端子9868、传感器9869(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9870)等。图67B中的具有电视接收功能的数字照相机可以具有各种功能,例如但不限于,拍摄静态或运动图像的功能;自动地调整拍摄的图像的功能;从天线获得各种信息的功能;存储拍摄的图像或从天线获得的各种信息的功能;以及在显示部分上显示拍摄的图像或从天线获得的信息的功能。
图68示出了一种便携式游戏机,它包括机壳9881、第一显示部分9882、第二显示部分9883、扬声器部分9884、记录介质插入部分9886、LED灯9890、输入装置(操作键9885、连接端子9887、传感器9888(具有测量功率、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋转数、距离、光、液体、磁性、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电功率、辐射、流速、湿度、梯度、振荡、气味或红外线的功能)以及麦克风9889)等。图68中的便携式游戏机可以具有各种功能,例如但不限于,读取要在显示部分中显示的保存在记录介质中的程序或数据的功能;以及通过无线通信与其它便携式游戏机共享信息的功能。
如图59A至59C,66A至66C、67A、67B和68所示,包括用于显示某种信息的显示部分的电子设备可以平滑地显示运动图像,抑制对于人眼的余像,且可以显示没有运动模糊的图像。
接下来,将描述半导体设备的应用示例。
图60示出了半导体设备与建筑物相结合的示例。图60示出了机壳9730、显示部分9731、作为操作部分的遥控设备9732、扬声器部分9733等。半导体设备按壁挂式附着或合并入建筑物,且可以在不需要大空间的条件下提供。
图61示出了半导体设备与建筑物相结合的另一示例。显示板9741与预先制造的浴室9742结合,且洗澡的人可以看见显示板9741。显示板9741具有通过洗澡的人的操作显示信息的功能;以及用作广告或娱乐装置的功能。
该半导体设备不仅可以提供到如图61所示的预先制造的浴室9742的侧壁上,而是可以在各种地方提供。例如,半导体设备可以附着或结合到镜子、浴缸本身的部分。此时,显示板9741的形状可以根据镜子或浴缸的形状变化。
图62示出了半导体设备与建筑物相结合的另一示例。显示板9752弯曲并附着到柱形对象9751的弯曲表面。这里,电线杆被描述为柱形对象9751。
图62中的显示板9752在高于人的视点的位置提供。当在大量的户外建筑物(例如电线杆)中提供的显示板9752上显示相同的图像时,可以为不定数目的观众实现广告。因为对于显示板9752而言,容易显示相同的图像且通过外部控制及时切换图像,可以期望高效的信息显示和广告效应。当提供有自照明显示元件时,即使在夜晚,显示板9752也可以有效地用作高度可见的显示介质。当显示板9752在电线杆中提供时,可以容易地获得用于显示板9752的电源装置。在诸如灾难这样的紧急事件中,显示板9752还可以向受害者快速地发送正确的信息。
作为显示板9752,例如,可以使用这样的显示板:其中在膜状基板上提供诸如有机晶体管之类的开关元件,且显示元件被驱动使得可以显示图像。
在本实施例模式中,示出了墙壁、柱状物体以及预先制造的浴室作为建筑物的示例;然而,本实施例模式不限于此,各种建筑物可以提供有半导体设备。
接下来,描述结合了运动物体的半导体设备。
图63示出了半导体设备与汽车相结合的示例。显示板9762与车体9761结合,且可以按需显示车体的操作或从车体内部或外部输入的信息。注意,可以提供导航功能。
该半导体设备不仅可以如图63所示提供到车体9761中,还可以在各种地方提供。例如,半导体设备可以与玻璃窗、门、轮胎、变速器、座位、后视镜等相结合。此时,显示板9762的形状可以根据提供有该半导体设备的对象的形状改变。
图64A和64B示出了半导体设备与轨道列车相结合的示例。
图64A示出了显示板9772在轨道列车的门9771的玻璃中提供的示例,和使用纸张的常规广告相比,它在改变广告的人工成本(不需要)方面具有优势。因为显示板9772可以通过外部信号立即切换在显示部分中显示的图像,例如,当列车上的乘客类型变化时,显示板上的图像可以每个时间周期切换;这样,可以期望更有效的广告效。
图64B示出了在轨道车中向玻璃窗9773、天花板9774以及门的玻璃9771提供显示板9772的示例。以这种方式,半导体设备可以容易地提供到常规半导体设备难以提供的地方;这样,可以获得有效的广告效应。而且,半导体设备可以通过外部信号立即切换显示部分上显示的图像;这样,用于改变广告的成本和时间减少,可以实现更灵活的广告管理和信息传输。
半导体设备不仅可以如图64所示在门9771、玻璃窗9773以及天花板9774上提供,还可以在各种地方提供。例如,半导体设备可以与皮带、座位、扶手、地板等结合。此时,显示板9772的形状可以根据提供有半导体设备的对象的形状改变。
图65A和65B示出了半导体设备与客机结合的示例。
图65A示出了当使用显示板9782时,附着到客机的座位上方的天花板9781的显示板9782的形状。显示板9782使用铰链部分9783结合到天花板9781,且乘客可以通过拉伸铰链部分9783看到显示板9782。显示板9782具有通过乘客操作显示信息的功能以及用作广告或娱乐装置的功能。此外,当铰链部分弯曲且如图65B所示放置在飞机的天花板9781中时,可以确保安全的起飞和降落。注意,当显示板的显示元件在紧急事件中发光时,显示板还可以用作信息传输装置和撤退灯光。
半导体设备不仅可以如图65A和65B所示在天花板9781中提供,还可以在各种地方提供。例如,半导体设备可以与座位、与座位接触的桌子、靠手、窗户等相结合。在机身的墙壁上可以提供很多人观看的大显示板。此时,显示板9782的形状可以根据提供有半导体设备的对象的形状改变。
注意,在本实施例模式中,示出了轨道车、汽车以及飞机的机身作为移动对象;然而,本发明不限于此,且半导体设备可以提供到各种对象中,例如摩托车、四轮驱动汽车(包括轿车、公共汽车等)、火车(包括单轨火车、铁路车等)以及船上。因为半导体设备可以通过外部信号立即切换移动对象的显示板上显示的图像,运动物体提供有该半导体设备,使得运动物体可以用作不定数目客户的广告显示板、灾难事件中的信息显示板等。
尽管已经参考各个附图描述了本实施例模式,每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为另一附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合上述附图中的每个部分与其它部分形成更多的附图。
本实施例模式中每个附图中描述的内容(或内容的部分)可以自由地应用于、组合于或替换为其它实施例模式中的附图中描述的内容(或内容的部分)。而且,可以通过组合本实施例模式中的附图中的每个部分与其它实施例模式中的部分形成更多的附图。
注意,本实施例模式仅描述了采用、略微变换、修正、改善或详细地描述了其它实施例模式中描述的内容(或内容的部分)、应用示例或其相关部分的示例等的示例。因此,其它实施例模式中描述的内容可以自由地应用于、组合于或替换为本实施例模式。
本申请基于2006年9月15日提交到日本专利局的日本专利申请序列号第2006-251911,此处引用其全部内容作为参考。

Claims (10)

1.一种图像处理设备,包括:
第一存储器;
第二存储器;
运动检测电路;
第三存储器;
亮度控制电路;以及
高速处理电路,
其中外部视频信号被配置为输入到所述第一存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在第一周期后通过所述第一存储器输入到所述第二存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第一周期后通过所述第一存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在第二周期后通过所述第二存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第二周期后通过所述第二存储器输入到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路被配置为输出中间图像数据,
其中所述中间图像数据被配置为在所述第三存储器中被保持达第三周期后,输入到所述亮度控制电路,
其中所述亮度控制电路被配置为将所述中间图像数据输出到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路使用来自所述第一存储器的输出和来自所述第二存储器的输出以及来自所述第一存储器的所述输出与来自所述第二存储器的所述输出之间的差的运动向量来产生所述中间图像数据,并且
其中所述高速处理电路顺序地将来自所述第二存储器的图像数据和所述中间图像数据输出到显示器作为输出视频信号。
2.根据权利要求1所述的图像处理设备,
其中所述输出视频信号的频率是所述外部视频信号的频率的1.5倍、2倍或3倍。
3.根据权利要求1所述的图像处理设备,
其中所述中间图像数据的亮度根据所述运动向量的大小来确定。
4.根据权利要求1所述的图像处理设备,
其中显示帧频的频率根据所述运动向量的大小而改变。
5.一种显示设备,包括:
在显示区域中的多个像素,所述多个像素中的每一个包括:
薄膜晶体管;以及
像素电极;
连接到所述显示区域的图像处理电路,所述图像处理电路包括:
第一存储器;
第二存储器;
运动检测电路;
第三存储器;
亮度控制电路;以及
高速处理电路,
其中外部视频信号被配置为输入到所述第一存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在第一周期后通过所述第一存储器输入到所述第二存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第一周期后通过所述第一存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在第二周期后通过所述第二存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第二周期后通过所述第二存储器输入到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路被配置为输出中间图像数据,
其中所述中间图像数据被配置为在所述第三存储器中被保持达第三周期后,输入到所述亮度控制电路,
其中所述亮度控制电路被配置为将所述中间图像数据输出到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路使用来自所述第一存储器的输出和来自所述第二存储器的所述输出以及来自所述第一存储器的所述输出与来自所述第二存储器的输出之间的差的运动向量来产生所述中间图像数据,并且
其中所述高速处理电路顺序地将来自所述第二存储器的图像数据和所述中间图像数据输出到所述显示区域作为输出视频信号。
6.一种显示设备,包括:
在显示区域中的多个像素,所述多个像素中的每一个包括:
薄膜晶体管,在沟道形成区域中包括氧化物半导体;以及
像素电极;
连接到所述显示区域的图像处理电路,所述图像处理电路包括:
第一存储器;
第二存储器;
运动检测电路;
第三存储器;
亮度控制电路;以及
高速处理电路,
其中外部视频信号被配置为输入到所述第一存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在第一周期后通过所述第一存储器输入到所述第二存储器,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第一周期后通过所述第一存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在第二周期后通过所述第二存储器输入到所述运动检测电路,
其中所述外部视频信号被配置为在所述第二周期后通过所述第二存储器输入到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路被配置为输出中间图像数据,
其中所述中间图像数据被配置为在所述第三存储器中被保持达第三周期后,输入到所述亮度控制电路,
其中所述亮度控制电路被配置为将所述中间图像数据输出到所述高速处理电路,
其中所述运动检测电路使用来自所述第一存储器的输出和来自所述第二存储器的输出以及来自所述第一存储器的所述输出与来自所述第二存储器的所述输出之间的差的运动向量来产生所述中间图像数据,并且
其中所述高速处理电路顺序地将来自所述第二存储器的图像数据和所述中间图像数据输出到所述显示区域作为输出视频信号。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的显示设备,
其中所述输出视频信号的频率是所述外部视频信号的频率的1.5倍、2倍或3倍。
8.根据权利要求5和6中任一项所述的显示设备,
其中所述中间图像数据的亮度根据所述运动向量的大小来确定。
9.根据权利要求5和6中任一项所述的显示设备,
其中显示帧频的频率根据所述运动向量的大小而改变。
10.根据权利要求6所述的显示设备,
其中所述氧化物半导体包括ZnO、a-InGaZnO、IZO、ITO或SnO。
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