JP2021005106A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

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Hajime Kimura
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Abstract

【課題】領域毎の輝度の制御が精密にできる照明装置を提供する。【解決手段】しきい1003、複数の光源1002、スペーサ1005及び拡散板1011と、を有する。複数の光源及びスペーサはしきい1003,1004によって囲まれている。そして、しきいの高さを複数の光源の高さよりも高くするとともに、しきいと拡散板との間隔をしきいの高さよりも短くする。また、しきいと拡散板との間隔1015を光源の高さよりも長くする。こうして、光源からしきいの外への光漏れを防止することができ、領域毎の輝度の制御を精密に行うことができる。【選択図】図10

Description

本発明は、表示装置、液晶表示装置、半導体装置、それらを生産する方法、または、そ
れらを用いた方法に関する。特に、表示装置、液晶表示装置、半導体装置などにおける駆
動方法、または、それらにおける信号の処理方法に関する。
近年、液晶ディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイが広く普及してきて
いる。そして、フラットパネルの様々な性能は、ますます向上してきている。フラットパ
ネルの仕様として、解像度(または画素数)があるが、解像度も非常に向上してきている
そのため、低解像度の画像を高解像度の画像に変換するための技術である超解像処理技
術が検討されている(特許文献1乃至3)。
特開2008−160565号公報 特開2008−085411号公報 特開2008−252701号公報
一方、液晶ディスプレイでは、画質を向上させるための様々な技術が検討されている。
そのため、液晶ディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイにおいて、画質を
向上させるための処理を行う場合、さまざまな問題が生じる可能性がある。例えば、画質
が低下してしまったり、正しい画像を表示できなくなってしまったり、消費電力が大きく
なってしまったり、ノイズが多くなってしまったり、余分な部品が必要となってしまった
り、コストが高くなってしまったり、装置が大型化してしまったり、表示装置の額縁が大
きくなってしまったり、処理が遅くなってしまったり、表示が遅くなってしまったり、フ
レーム周波数が低くなってしまったりする可能性がある。
以上のことから、画質が向上した装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供する
ことが課題である。または、正しい画像を表示する装置、その駆動方法、またはその製造
方法を提供することが課題である。または、消費電力が低い装置、その駆動方法、または
その製造方法を提供することが課題である。または、ノイズが少ない装置、その駆動方法
、またはその製造方法を提供することが課題である。または、部品が少ない装置、その駆
動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。または、コストが低い装置、
その駆動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。または、小型化された
装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。または、額縁の
小さい装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。または、
処理が早い装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。また
は、表示が早い装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供することが課題である。
または、フレーム周波数が低くない装置、その駆動方法、またはその製造方法を提供する
ことが課題である。
超解像処理技術を用いて、低解像度の画像を高解像度の画像に変換する。その後、輪郭
強調などの画像処理、フレーム周波数を高くして表示するためのフレームデータの補間、
バックライトを用いた局所輝度制御(ローカル・ディミング:LOCAL DIMMIN
G)のためのデータ処理、オーバードライブ駆動のためのデータ処理などを行う。
または、超解像処理技術を用いて、低解像度の画像を高解像度の画像に変換する。その
後、輪郭強調などの画像処理、フレーム周波数を高くして表示するためのフレームデータ
の補間を行う。その後、バックライトを用いた局所輝度制御(ローカル・ディミング:L
OCAL DIMMING)のためのデータ処理、オーバードライブ駆動のためのデータ
処理などを行う。
従って、超解像処理を行う第1のステップと、ローカルディミング処理を行う第2のス
テップとを有し、前記第1のステップの後で、前記第2のステップが行われることを特徴
とする液晶表示装置の駆動方法が提供される。
または、超解像処理を行う第1のステップと、ローカルディミング処理を行う第2のス
テップと、オーバードライブ処理を行う第3のステップとを有し、前記第1のステップの
後で、前記第2のステップが行われ、前記第2のステップの後で、前記第3のステップが
行われることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が提供される。
または、超解像処理を行う第1のステップと、フレーム補間処理を行う第2のステップ
と、ローカルディミング処理を行う第3のステップと、オーバードライブ処理を行う第4
のステップとを有し、前記第1のステップの後で、前記第2のステップが行われ、前記第
2のステップの後で、前記第3のステップが行われ、前記第3のステップの後で、前記第
4のステップが行われることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が提供される。
または、超解像処理を行う第1のステップと、輪郭強調処理を行う第2のステップと、
ローカルディミング処理を行う第3のステップと、オーバードライブ処理を行う第4のス
テップとを有し、前記第1のステップの後で、前記第2のステップが行われ、前記第2の
ステップの後で、前記第3のステップが行われ、前記第3のステップの後で、前記第4の
ステップが行われることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法が提供される。
なお、スイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイ
ッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく
、特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ(例えば、バイポ
ーラトランジスタ、MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、
PINダイオード、ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator
Metal)ダイオード、MIS(Metal Insulator Semicon
ductor)ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど)などを用いることが出
来る。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることが出来る。
機械的なスイッチの例としては、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)のように
、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチがあ
る。そのスイッチは、機械的に動かすことが出来る電極を有し、その電極が動くことによ
って、導通と非導通とを制御して動作する。
スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとし
て動作するため、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。ただし、オフ電流
を抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オ
フ電流が少ないトランジスタとしては、LDD領域を有するトランジスタやマルチゲート
構造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタの
ソース端子の電位が、低電位側電源(Vss、GND、0Vなど)の電位に近い値で動作
する場合はNチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電
位が、高電位側電源(Vddなど)の電位に近い値で動作する場合はPチャネル型トラン
ジスタを用いることが望ましい。なぜなら、Nチャネル型トランジスタではソース端子が
低電位側電源の電位に近い値で動作するとき、Pチャネル型トランジスタではソース端子
が高電位側電源の電位に近い値で動作するとき、ゲートとソースの間の電圧の絶対値を大
きくできるため、スイッチとして、より正確な動作を行うことができるからである。さら
に、トランジスタがソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大き
さが小さくなってしまうことが少ないからである。
なお、Nチャネル型トランジスタとPチャネル型トランジスタの両方を用いて、CMO
S型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。CMOS型のスイッチにすると、Pチャ
ネル型トランジスタまたはNチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導
通すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入
力信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることが出来る。さ
らに、スイッチをオンまたはオフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることが出来
るので、消費電力を小さくすることも出来る。
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチは、入力端子(ソース端子
またはドレイン端子の一方)と、出力端子(ソース端子またはドレイン端子の他方)と、
導通を制御する端子(ゲート端子)とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを
用いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、ト
ランジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を
少なくすることが出来る。
なお、AとBとが接続されている、と明示的に記載する場合は、AとBとが電気的に接
続されている場合と、AとBとが機能的に接続されている場合と、AとBとが直接接続さ
れている場合とを含むものとする。ここで、A、Bは、対象物(例えば、装置、素子、回
路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。したがって、所定の接続関係
、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続
関係以外のものも含むものとする。
例えば、AとBとが電気的に接続されている場合として、AとBとの電気的な接続を可
能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダ
イオードなど)が、AとBとの間に1個以上接続されていてもよい。あるいは、AとBと
が機能的に接続されている場合として、AとBとの機能的な接続を可能とする回路(例え
ば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換
回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路
、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源
、切り替え回路、増幅回路(信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ
、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、
制御回路など)が、AとBとの間に1個以上接続されていてもよい。例えば、AとBとの
間に別の回路を挟んでいても、Aから出力された信号がBへ伝達される場合は、AとBと
は機能的に接続されているものとする。
なお、AとBとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、AとBとが電
気的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続さ
れている場合)と、AとBとが機能的に接続されている場合(つまり、AとBとの間に別
の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、AとBとが直接接続されている場合(
つまり、AとBとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含むも
のとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続さ
れている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する
装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することが出来る。例え
ば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、EL(エレクトロルミネッ
センス)素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、LE
D(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電流に応
じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グ
レーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、デジタ
ルマイクロミラーデバイス(DMD)、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチュ
ーブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化す
る表示媒体を有することができる。なお、EL素子を用いた表示装置としてはELディス
プレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ(
FED)やSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conducti
on Electron−emitter Disply)など、液晶素子を用いた表示
装置としては液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、
反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)、電子イ
ンクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーがある。
なお、EL素子とは、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に挟まれたEL層とを有する
素子である。なお、EL層としては、1重項励起子からの発光(蛍光)を利用するもの、
3重項励起子からの発光(燐光)を利用するもの、1重項励起子からの発光(蛍光)を利
用するものと3重項励起子からの発光(燐光)を利用するものとを含むもの、有機物によ
って形成されたもの、無機物によって形成されたもの、有機物によって形成されたものと
無機物によって形成されたものとを含むもの、高分子の材料、低分子の材料、高分子の材
料と低分子の材料とを含むものなどを有することができる。ただし、これに限定されず、
EL素子として様々なものを有することができる。
なお、電子放出素子とは、陰極に高電界を集中して電子を引き出す素子である。例えば
、電子放出素子として、スピント型、カーボンナノチューブ(CNT)型、金属―絶縁体
―金属を積層したMIM(Metal−Insulator−Metal)型、金属―絶
縁体―半導体を積層したMIS(Metal−Insulator−Semicondu
ctor)型、MOS型、シリコン型、薄膜ダイオード型、ダイヤモンド型、金属―絶縁
体―半導体−金属型等の薄膜型、HEED型、EL型、ポーラスシリコン型、表面伝導(
SCE)型などを有することができる。ただし、これに限定されず、電子放出素子として
様々なものを有することができる。
なお、液晶素子とは、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する
素子であり、一対の電極、及び液晶により構成される。なお、液晶の光学的変調作用は、
液晶にかかる電界(横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む)によって制
御される。なお、液晶素子としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチッ
ク液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶
、高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC)、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶
、側鎖型高分子液晶、プラズマアドレス液晶(PALC)、バナナ型液晶などを挙げるこ
とができる。また、液晶の駆動方式としては、TN(Twisted Nematic)
モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In
−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Sw
itching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Al
ignment)モード、PVA(Patterned Vertical Align
ment)モード、ASV(Advanced Super View)モード、ASM
(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モー
ド、OCB(Optically Compensated Birefringenc
e)モード、ECB(Electrically Controlled Birefr
ingence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Cry
stal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid C
rystal)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid
Crystal)モード、ゲストホストモード、ブルー相(Blue Phase)モ
ードなどを用いることができる。ただし、これに限定されず、液晶素子及びその駆動方式
として様々なものを用いることができる。
なお、電子ペーパーとしては、分子により表示されるもの(光学異方性、染料分子配向
など)、粒子により表示されるもの(電気泳動、粒子移動、粒子回転、相変化など)、フ
ィルムの一端が移動することにより表示されるもの、分子の発色/相変化により表示され
るもの、分子の光吸収により表示されるもの、電子とホールが結合して自発光により表示
されるものなどのことをいう。例えば、電子ペーパーの表示方式として、マイクロカプセ
ル型電気泳動、水平移動型電気泳動、垂直移動型電気泳動、球状ツイストボール、磁気ツ
イストボール、円柱ツイストボール方式、帯電トナー、電子粉流体、磁気泳動型、磁気感
熱式、エレクトロウェッテイング、光散乱(透明/白濁変化)、コレステリック液晶/光
導電層、コレステリック液晶、双安定性ネマチック液晶、強誘電性液晶、2色性色素・液
晶分散型、可動フィルム、ロイコ染料による発消色、フォトクロミック、エレクトロクロ
ミック、エレクトロデポジション、フレキシブル有機ELなどを用いることができる。た
だし、これに限定されず、電子ペーパー及びその表示方法として様々なものを用いること
ができる。ここで、マイクロカプセル型電気泳動を用いることによって、電気泳動方式の
欠点である泳動粒子の凝集、沈殿を解決することができる。電子粉流体は、高速応答性、
高反射率、広視野角、低消費電力、メモリ性などのメリットを有する。
なお、プラズマディスプレイパネルは、電極を表面に形成した基板と、電極及び微小な
溝を表面に形成し且つ溝内に蛍光体層を形成した基板とを狭い間隔で対向させて、希ガス
を封入した構造を有する。あるいは、プラズマディスプレイパネルは、プラズマチューブ
を上下からフィルム状の電極で挟み込んだ構造とすることも可能である。プラズマチュー
ブとは、ガラスチューブ内に、放電ガス、RGBそれぞれの蛍光体などを封止したもので
ある。なお、電極間に電圧をかけることによって紫外線を発生させ、蛍光体を光らせるこ
とで、表示を行うことができる。なお、プラズマディスプレイパネルとしては、DC型P
DP、AC型PDPでもよい。ここで、プラズマディスプレイパネルの駆動方式としては
、AWS(Address While Sustain)駆動、サブフレームをリセッ
ト期間、アドレス期間、維持期間に分割するADS(Address Display
Separated)駆動、CLEAR(HI‐CONTRAST&LOW ENERG
Y ADDRESS&REDUCTION OF FALSE CONTOUR SEQ
UENCE)駆動、ALIS(Alternate Lighting of Surf
aces)方式、TERES(Technology of Reciprocal S
ustainer)駆動などを用いることができる。ただし、これに限定されず、プラズ
マディスプレイとして様々なものを用いることができる。
なお、光源を必要とする表示装置、例えば、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレ
イ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投
射型液晶ディスプレイ)、グレーティングライトバルブ(GLV)を用いた表示装置、デ
ジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた表示装置などの光源としては、エレク
トロルミネッセンス、冷陰極管、熱陰極管、LED、レーザー光源、水銀ランプなどを用
いることができる。ただし、これに限定されず、光源として様々なものを用いることがで
きる。
なお、トランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることが出来る。よって
、用いるトランジスタの種類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、
微結晶(マイクロクリスタル、ナノクリスタル、セミアモルファスとも言う)シリコンな
どに代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ(TFT)などを用いること
が出来る。TFTを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合
よりも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ること
ができる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。そのため、同時に多
くの個数の表示装置を製造できるため、低コストで製造できる。さらに、製造温度が低い
ため、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透光性を有する基板上にトラ
ンジスタを製造できる。そして、透光性を有する基板上のトランジスタを用いて表示素子
での光の透過を制御することが出来る。あるいは、トランジスタの膜厚が薄いため、トラ
ンジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることが出来る。そのため、開口率が向上
させることができる。
なお、多結晶シリコンを製造するときに、触媒(ニッケルなど)を用いることにより、
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。そ
の結果、ゲートドライバ回路(走査線駆動回路)やソースドライバ回路(信号線駆動回路
)、信号処理回路(信号生成回路、ガンマ補正回路、DA変換回路など)を基板上に一体
形成することが出来る。
なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒(ニッケルなど)を用いることにより、
結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。こ
のとき、レーザー照射を行うことなく、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させること
も可能である。その結果、ソースドライバ回路の一部(アナログスイッチなど)およびゲ
ートドライバ回路(走査線駆動回路)を基板上に一体形成することが出来る。さらに、結
晶化のためにレーザー照射を行わない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることがで
きる。そのため、画質の向上した画像を表示することが出来る。
ただし、触媒(ニッケルなど)を用いずに、多結晶シリコンや微結晶シリコンを製造す
ることは可能である。
なお、シリコンの結晶性を、多結晶または微結晶などへと向上させることは、パネル全
体で行うことが望ましいが、それに限定されない。パネルの一部の領域のみにおいて、シ
リコンの結晶性を向上させてもよい。選択的に結晶性を向上させることは、レーザー光を
選択的に照射することなどにより可能である。例えば、画素以外の領域である周辺回路領
域にのみ、レーザー光を照射してもよい。または、ゲートドライバ回路、ソースドライバ
回路等の領域にのみ、レーザー光を照射してもよい。あるいは、ソースドライバ回路の一
部(例えば、アナログスイッチ)の領域にのみ、レーザー光を照射してもよい。その結果
、回路を高速に動作させる必要がある領域にのみ、シリコンの結晶化を向上させることが
できる。画素領域は、高速に動作させる必要性が低いため、結晶性が向上されなくても、
問題なく画素回路を動作させることが出来る。結晶性を向上させる領域が少なくて済むた
め、製造工程も短くすることが出来、スループットが向上し、製造コストを低減させるこ
とが出来る。必要とされる製造装置の数も少ない数で製造できるため、製造コストを低減
させることが出来る。
または、半導体基板やSOI基板などを用いてトランジスタを形成することが出来る。
これらにより、特性やサイズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイ
ズの小さいトランジスタを製造することができる。これらのトランジスタを用いると、回
路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
または、ZnO、a−InGaZnO、SiGe、GaAs、インジウム亜鉛酸化物(
IZO)、インジウム錫酸化物(ITO)、SnOなどの化合物半導体または酸化物半導
体を有するトランジスタや、さらに、これらの化合物半導体または酸化物半導体を薄膜化
した薄膜トランジスタなどを用いることが出来る。これらにより、製造温度を低くでき、
例えば、室温でトランジスタを製造することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板
、例えばプラスチック基板やフィルム基板に直接トランジスタを形成することが出来る。
なお、これらの化合物半導体または酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用い
るだけでなく、それ以外の用途で用いることも出来る。例えば、これらの化合物半導体ま
たは酸化物半導体を抵抗素子、画素電極、透光性を有する電極として用いることができる
。さらに、それらをトランジスタと同時に成膜又は形成できるため、コストを低減できる
または、インクジェットや印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることが出
来る。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することがで
きる。マスク(レチクル)を用いなくても製造することが可能となるため、トランジスタ
のレイアウトを容易に変更することが出来る。さらに、レジストを用いる必要がないので
、材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付けるため、
全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コスト
にできる。
または、有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることがで
きる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することが出来る
。このような基板を用いた半導体装置は、衝撃に強くすることができる。
さらに、様々な構造のトランジスタを用いることができる。例えば、MOS型トランジ
スタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどをトランジスタとして用いるこ
とが出来る。MOS型トランジスタを用いることにより、トランジスタのサイズを小さく
することが出来る。よって、多数のトランジスタを搭載することができる。バイポーラト
ランジスタを用いることにより、大きな電流を流すことが出来る。よって、高速に回路を
動作させることができる。
なお、MOS型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを1つの基板に混在させて
形成してもよい。これにより、低消費電力、小型化、高速動作などを実現することが出来
る。
その他、様々なトランジスタを用いることができる。
なお、トランジスタは、様々な基板を用いて形成することが出来る。基板の種類は、特
定のものに限定されることはない。その基板としては、例えば、単結晶基板、SOI基板
、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・ス
チル・ホイルを有する基板などを用いることが出来る。または、ある基板を用いてトラン
ジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタ
を配置してもよい。トランジスタが転置される基板としては、単結晶基板、SOI基板、
ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基
板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステ
ル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含
む)、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有
する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚(表皮、真皮)又は
皮下組織を基板として用いてもよい。または、ある基板を用いてトランジスタを形成し、
その基板を研磨して薄くしてもよい。研磨される基板としては、単結晶基板、SOI基板
、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・ス
チル・ホイルを有する基板などを用いることができる。これらの基板を用いることにより
、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装
置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができ、特定の構成に限定されな
い。例えば、ゲート電極が2個以上のマルチゲート構造を適用することができる。マルチ
ゲート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列
に接続された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐
圧向上(信頼性の向上)を図ることができる。あるいは、マルチゲート構造により、飽和
領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流が
あまり変化せず、電圧・電流特性の傾きをフラットにすることができる。電圧・電流特性
の傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値を
もつ能動負荷を実現することが出来る。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラー
回路を実現することが出来る。
別の例として、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造を適用することがで
きる。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領
域が増えるため、電流値の増加を図ることができる。または、チャネルの上下にゲート電
極が配置されている構造にすることにより、空乏層ができやすくなるため、S値の改善を
図ることができる。なお、チャネルの上下にゲート電極が配置される構成にすることによ
り、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造、チャネル領域の下にゲート電極
が配置されている構造、正スタガ構造、逆スタガ構造、チャネル領域を複数の領域に分け
た構造、チャネル領域を並列に接続した構造、またはチャネル領域が直列に接続する構成
も適用できる。さらに、チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やドレイン電極
が重なっている構造も適用できる。チャネル領域(もしくはその一部)にソース電極やド
レイン電極が重なる構造にすることによって、チャネル領域の一部に電荷が溜まることに
より動作が不安定になることを防ぐことができる。あるいは、LDD領域を設けた構造を
適用できる。LDD領域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧
向上(信頼性の向上)を図ることができる。あるいは、LDD領域を設けることにより、
飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電
流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きをフラットにすることができる。
なお、トランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板を用いて形成さ
せることができる。したがって、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、同
一の基板に形成することも可能である。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回
路の全てが、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、またはSOI基板などの様々
な基板を用いて形成することも可能である。所定の機能を実現させるために必要な回路の
全てが同じ基板を用いて形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減
、又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、
所定の機能を実現させるために必要な回路の一部が、ある基板に形成され、所定の機能を
実現させるために必要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていることも可能である
。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板を用いて形成され
ていなくてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス
基板上にトランジスタにより形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の
一部は、単結晶基板に形成され、単結晶基板を用いて形成されたトランジスタで構成され
たICチップをCOG(Chip On Glass)でガラス基板に接続して、ガラス
基板上にそのICチップを配置することも可能である。あるいは、そのICチップをTA
B(Tape Automated Bonding)やプリント基板を用いてガラス基
板と接続することも可能である。このように、回路の一部が同じ基板に形成されているこ
とにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による
信頼性の向上を図ることができる。あるいは、駆動電圧が高い部分及び駆動周波数が高い
部分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路は同じ基板に
形成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板にその部分の回路を形成して、その回路で
構成されたICチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐことができる。
なお、一画素とは画像の最小単位を示すものとする。よって、R(赤)G(緑)B(青
)の色要素からなるフルカラー表示装置の場合には、一画素とはRの色要素のドットとG
の色要素のドットとBの色要素のドットとから構成されるものとする。なお、色要素は、
三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、RGB以外の色を用いても良い。例えば
、白色を加えて、RGBW(Wは白)としてもよい。または、RGBに、例えば、イエロ
ー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。また
は、例えば、RGBの中の少なくとも一色に類似した色を、RGBに追加してもよい。例
えば、R、G、B1、B2としてもよい。B1とB2とは、どちらも青色であるが、少し
波長が異なっている。同様に、R1、R2、G、Bとしてもよい。このような色要素を用
いることにより、より実物に近い表示を行うことができる。あるいは、このような色要素
を用いることにより、消費電力を低減することが出来る。なお、一画素に、同じ色の色要
素のドットが複数個あってもよい。そのとき、その複数の色要素は、各々、表示に寄与す
る領域の大きさが異なっていても良い。あるいは、複数個ある、同じ色の色要素のドット
を各々制御することによって、階調を表現してもよい。これを、面積階調方式と呼ぶ。あ
るいは、複数個ある、同じ色の色要素のドットを用いて、各々のドットに供給する信号を
僅かに異ならせるようにして、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、複数個ある、
同じ色の色要素が各々有する画素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液
晶分子に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることが
出来る。
なお、回路図を示す場合などにおいて、一画素は、明るさを制御できる要素一つ分を示
すものとする場合もある。よって、その場合は、一画素とは、一つの色要素を示すものと
し、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、R(赤)G(緑)B(青
)の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Rの画素とGの画素
とBの画素との三画素から構成されるものとする場合もある。
なお、画素は、マトリクス状に配置(配列)されている場合がある。ここで、画素がマ
トリクスに配置(配列)されているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上
に並んで配置されている場合、又はギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって
、例えば三色の色要素(例えばRGB)でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置
されている場合、又は三つの色要素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに
、ベイヤー配置されている場合も含む。なお、色要素のドット毎にその表示領域の大きさ
が異なっていてもよい。これにより、低消費電力化、又は表示素子の長寿命化を図ること
ができる。
なお、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を
有しないパッシブマトリクス方式を用いることが出来る。
アクティブマトリクス方式では、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)として、ト
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いるこ
とが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)やTFD
(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子は、
製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。さ
らに、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝
度化をはかることが出来る。
なお、アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子(アクティブ素子、非線
形素子)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクテ
ィブ素子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩
留まりの向上を図ることができる。能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いない
ため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
なお、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端
子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ド
レイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことが出来る。ここで、ソ
ースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソ
ースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、ソース及びドレイン
として機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例
としては、それぞれを第1端子、第2端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを
第1電極、第2電極と表記する場合がある。あるいは、第1領域、第2領域と表記する場
合がある。
なお、トランジスタは、ベースとエミッタとコレクタとを含む少なくとも三つの端子を
有する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第1端子、第
2端子などと表記する場合がある。
なお、半導体装置とは半導体素子(トランジスタ、ダイオード、サイリスタなど)を含
む回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を半導体装置と呼んでもよい。または、半導体材料を有する装置のことを半導体装置
と言う。
なお、表示装置とは、表示素子を有する装置のことを言う。なお、表示装置は、表示素
子を含む複数の画素を含んでいても良い。なお、表示装置は、複数の画素を駆動させる周
辺駆動回路を含んでいても良い。なお、複数の画素を駆動させる周辺駆動回路は、複数の
画素と同一基板上に形成されてもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプ
などによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス(COG)
で接続されたICチップ、または、TABなどで接続されたICチップを含んでいても良
い。なお、表示装置は、ICチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタな
どが取り付けられたフレキシブルプリントサーキット(FPC)を含んでもよい。なお、
表示装置は、フレキシブルプリントサーキット(FPC)などを介して接続され、ICチ
ップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配
線基板(PWB)を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの
光学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、
光センサなどを含んでいても良い。
なお、照明装置は、バックライトユニット、導光板、プリズムシート、拡散シート、反
射シート、光源(LED、冷陰極管など)、冷却装置(水冷式、空冷式)などを有してい
ても良い。
なお、発光装置とは、発光素子などを有している装置のことをいう。表示素子として発
光素子を有している場合は、発光装置は、表示装置の具体例の一つである。
なお、反射装置とは、光反射素子、光回折素子、光反射電極などを有している装置のこ
とをいう。
なお、液晶表示装置とは、液晶素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置には、
直視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。
なお、駆動装置とは、半導体素子、電気回路、電子回路を有する装置のことを言う。例
えば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ(選択用トランジ
スタ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある)、画素電極に電圧または電流
を供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆
動装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路(ゲートドライバ、ゲ
ート線駆動回路などと呼ぶことがある)、ソース信号線に信号を供給する回路(ソースド
ライバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある)などは、駆動装置の一例である。
なお、表示装置、半導体装置、照明装置、冷却装置、発光装置、反射装置、駆動装置な
どは、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発
光装置を有している場合がある。あるいは、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有
している場合がある。
なお、Aの上にBが形成されている、あるいは、A上にBが形成されている、と明示的
に記載する場合は、Aの上にBが直接接して形成されていることに限定されない。直接接
してはいない場合、つまり、AとBと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。
ここで、A、Bは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層
、など)であるとする。
従って例えば、層Aの上に(もしくは層A上に)、層Bが形成されている、と明示的に
記載されている場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に
直接接して別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層B
が形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、
単層でもよいし、複層でもよい。
さらに、Aの上方にBが形成されている、と明示的に記載されている場合についても同
様であり、Aの上にBが直接接していることに限定されず、AとBとの間に別の対象物が
介在する場合も含むものとする。従って例えば、層Aの上方に、層Bが形成されている、
という場合は、層Aの上に直接接して層Bが形成されている場合と、層Aの上に直接接し
て別の層(例えば層Cや層Dなど)が形成されていて、その上に直接接して層Bが形成さ
れている場合とを含むものとする。なお、別の層(例えば層Cや層Dなど)は、単層でも
よいし、複層でもよい。
なお、Aの上にBが形成されている、A上にBが形成されている、又はAの上方にBが
形成されている、と明示的に記載する場合、斜め上にBが形成される場合も含むこととす
る。
なお、Aの下にBが、あるいは、Aの下方にBが、の場合についても、同様である。
なお、明示的に単数として記載されているものについては、単数であることが望ましい
。ただし、これに限定されず、複数であることも可能である。同様に、明示的に複数とし
て記載されているものについては、複数であることが望ましい。ただし、これに限定され
ず、単数であることも可能である。
なお、図において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場
合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、図は、理想的な例を模式的に示したものであり、図に示す形状又は値などに限定
されない。例えば、製造技術による形状のばらつき、誤差による形状のばらつき、ノイズ
による信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧
、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
なお、専門用語は、特定の実施の形態、又は実施例などを述べる目的で用いられる場合
が多く、これに限定されない。
なお、定義されていない文言(専門用語又は学術用語などの科学技術文言を含む)は、
通常の当業者が理解する一般的な意味と同等の意味として用いることが可能である。辞書
等により定義されている文言は、関連技術の背景と矛盾がないような意味に解釈されるこ
とが好ましい。
なお、第1、第2、第3などの語句は、様々な要素、部材、領域、層、区域を他のもの
と区別して記述するために用いられる。よって、第1、第2、第3などの語句は、要素、
部材、領域、層、区域などの数を限定するものではない。さらに、例えば、「第1の」を
「第2の」又は「第3の」などと置き換えることが可能である。
画質を向上させることが可能となる。
実施の形態の一例に係る(A)〜(E)フローを説明する図、(F)回路を説明する図。 (A)〜(D)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 (A)〜(C)実施の形態の一例に係る表示画面を説明する図。 (A)〜(F)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 (A)〜(D)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 (A)〜(D)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 (A)、(B)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 (A)、(B)実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 実施の形態の一例に係るフローを説明する図。 実施の形態の一例に係る装置を説明する(A)上面図、(B)断面図。 実施の形態の一例に係る装置を説明する(A)、(C)上面図、(B)、(D)断面図。 実施の形態の一例に係る表示素子の(A)、(C)、(E)電圧を説明する図、(B)、(D)、(F)透過率を説明する図。 (A)〜(C)実施の形態の一例に係る表示画面を説明する図。 (A)〜(G)実施の形態の一例に係る回路を説明する図。 (A)〜(H)実施の形態の一例に係る回路を説明する図。 (A)、(B)実施の形態の一例に係る表示装置の構成を説明する図。 (A)〜(E)実施の形態の一例に係る表示装置の構成を説明する図。 (A)〜(C)実施の形態の一例に係るトランジスタの構成を説明する断面図。 (A)〜(H)実施の形態の一例に係る電子機器を説明する図。 (A)〜(H)実施の形態の一例に係る電子機器を説明する図。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異
なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態
及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って実施の形態
の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同
一部分又は同様な機能を有する部分は異なる図面間で共通の符号を用いて示し、同一部分
又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の
形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実
施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換
えなどを行うことが出来る。
なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用い
て述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
なお、ある一つの実施の形態において述べる図(一部でもよい)は、その図の別の部分
、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複
数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、組み合わせることによ
り、さらに多くの図を構成させることが出来る。
(実施の形態1)
超解像処理とは、解像度の低い画像を元にして、解像度の高い画像を生成する処理のこ
とである。または、超解像処理とは、撮影時または信号転送時などにおいて、失われてし
まった情報を復元する処理のことである。したがって、解像度が低いために、細かい部分
が潰れて、平均化された画像に超解像処理を行うことにより、細かい部分まで、正確に認
識できるような画像を生成することが出来る。そのため、そのような解像度の高い画像を
表示した場合、高画質な画像を表示させることが出来る。例えば、小さい石が多数配置さ
れているような公園、または、細かな葉が多数配置されている樹木などにおいて、小さい
石の一つ一つや、細かな葉の一つ一つが、超解像処理を行うことによって、正確に識別し
て見ることが出来る。同様に、ぼやけて読めなかった字が、超解像処理を行うことによっ
て、細かい部分が認識できるようになるため、正確に読めるようにすることが出来る。例
えば、超解像処理は、1440×1080の解像度(画素数)の画像から、画像情報を復
元することによって、1920×1080の解像度(画素数)の画像を作り出すものであ
る。つまり、画像の情報量を元の画像から増加させつつ解像度変換を行うのが超解像処理
技術である、と言うことが可能である。または、超解像処理とは、画像に含まれる情報の
うち、入力画像の標本化周波数で決定されるナイキスト周波数よりも高い周波数成分を復
元する技術である、と言うことも可能である。
しかしながら、超解像処理を行う前の画像において、様々な処理が行われてしまうと、
画像の情報が変化してしまう。超解像処理は、解像度の高い画像を、新たに作り出す処理
であるため、正確に解像度の高い画像を作り出すためには、画像や表示に関する様々な処
理が行われていない画像を用いて、超解像処理を行うことが望ましい。つまり、超解像処
理の後で、様々な処理が行われることが望ましい。ただし、実施の形態の一例は、これに
限定されない。
図1には、超解像処理が行われた後に、様々な処理が行われる場合の処理フローの一例
を示す。
図1(A)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、輪郭強調処理を行う場合の処理フローを示す。輪郭強調処理が行われた後は
、さらに様々な処理が行われ、その後、画像が表示されることが可能である。
このように、輪郭強調処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解像度
を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、輪郭強調処理が行われていな
いため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る
。そして、超解像処理によって作り出された、より正確で、解像度の高い画像を用いて、
輪郭強調処理を行うことで、画像の中の物の輪郭を、より正確に取得することが出来るの
で、よりくっきりとした画像を得ることが出来る。したがって、よい画質の画像を得るた
めには、輪郭強調処理を行う前に、超解像処理を行うことが重要となる。ただし、実施の
形態の一例は、これに限定されない。
なお、輪郭強調処理については、実施の形態の一例は、上記例に限定されず、他の画像
処理が行われることが可能である。他の画像処理として、例えば、スムージング、ゆがみ
補正、エラー処理、傷補正、色補正などを、輪郭強調処理の代わりに、または、輪郭強調
処理に追加して、行うことが可能である。例えば、色補正を行うことにより、NTSC比
で100%以下の画像を、100%以上の画像に変換することが出来る。これにより、色
純度が高い画像を表示することが出来る。
なお、処理フローでの各段階の前後において、他の様々な処理が行われることは可能で
ある。他の様々な処理の例としては、超解像処理、輪郭強調処理、フレーム補間処理、オ
ーバードライブ処理、ローカルディミング処理、IP変換処理、拡大処理などがあり、さ
らに、他の処理も可能である。
なお、画像ソースは、放送局から送られてくるTV放送の信号、及び/又は、その信号
から生成された画像を含んでいる。または、画像ソースは、DVD(ブルーレイ用などを
含む)やCDなどの光記憶媒体(磁気記憶媒体または光磁気記憶媒体を含む)、ストリー
ミング、インターネットなどから得られる信号、及び/又は、その信号から生成された画
像を含んでいる。または、画像ソースは、携帯電話、コンピュータ、CPU、グラフィッ
ク用マイコン、コントローラ、電子機器などから得られる信号、及び/又は、その信号か
ら生成された画像を含んでいる。その他にも、画像ソースは、表示を行うための元となる
信号、及び/又は、その信号から生成された画像を含んでいる。
なお、画像は、静止画像、及び/又は、動画画像、及び/又は、映像を含んでいる。
なお、画像ソースは、インターレース(飛び越し走査)の画像、または、プログレッシ
ブ(ノンインターレース、非飛び越し走査)の画像であることが可能である。または、画
像ソースは、インターレースの画像をプログレッシブの画像に変換する処理であるIP変
換(インターレース・プログレッシブ変換)が、既に行われた画像であることが可能であ
る。または、超解像処理を行う以前に、IP変換を行うことが可能である。図2(A)に
、プログレッシブの画像を用いて、超解像処理を行う場合の処理フローの一部を示す。図
2(B)に、インターレースの画像をIP変換した後に、超解像処理を行う場合の処理フ
ローの一部を示す。
通常、超解像処理は、1枚の画像(または、その一部)、または、複数枚(または、そ
の一部)の画像を用いて、行われる。そして、超解像処理は、それらの画像を用いて、新
たな情報を作り出すことによって、解像度の高い画像を作り出している。そのため、正確
に超解像処理を行うためには、インターレースのように、画像の情報の一部が欠けている
ことは望ましくない。したがって、超解像処理が行われる画像は、プログレッシブ(ノン
インターレース、非飛び越し走査)の画像であることが望ましい。よって、インターレー
スの画像の場合は、超解像処理を行う前に、IP変換が行われており、プログレッシブの
画像を用いて、超解像処理を行うことが望ましい。ただし、実施の形態の一例は、これら
に限定されない。
なお、図2(C)に示すように、超解像処理を行う前の画像の解像度(画素数)よりも
、超解像処理を行った後の画像の解像度(画素数)のほうが、高いことが望ましいが、実
施の形態の一例は、これに限定されない。例えば、超解像処理を行う前に、拡大処理など
により、解像度(または画素数)が既に高くなっているとする。その場合は、すでに解像
度が高くなっているため、超解像処理の前後では、解像度自体は変化しない。しかし、超
解像処理を行う前の拡大処理では、欠落した画像情報が復元されたわけではない。つまり
、単に拡大されただけなので、表示自体が高画質になっているわけではない。例えば、小
さい石が多数配置されているような公園、または、細かな葉が多数配置されている樹木な
どにおいて、小さい石の一つ一つや、細かな葉の一つ一つが、拡大処理によって、正確に
表示されるわけではなく、ぼやけた状態のまま、単に拡大して表示されるような状態とな
る。よって、超解像処理を行うことにより、画像の解像度(画素数)は変わらないが、欠
落した画像情報が復元されて、細かな部分まで識別出来る高画質な画像となる、というこ
とも可能である。つまり、図2(D)に示すように、1440×1080の画像を、19
20×1080の画像に拡大処理し、1920×1080の画像を、1920×1080
の画像に超解像処理をすることも可能である。このとき、1440×1080の画像を、
1920×1080の画像に拡大処理する場合、復元された情報はない。しかし、超解像
処理を行った後は、情報が復元されているため、細かい部分も正確に識別して見ることが
出来る。
なお、拡大処理により、解像度を高くし、その後、超解像処理によって、さらに解像度
を高くすることも可能である。例えば、800×600の画像を、1440×1080の
画像に拡大処理し、その1440×1080の画像を、1920×1080の画像に超解
像処理をすることも可能である。ただし、拡大処理により、解像度を高くした場合は、情
報の復元は行われていない。そして、超解像処理によって、解像度を高くした場合は、情
報の復元が行われている。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
または、超解像処理によって、解像度を高くして、その後、拡大処理により、解像度を
高くすることも可能である。例えば、800×600の画像を、1440×1080の画
像に超解像処理し、その1440×1080の画像を、1920×1080の画像に拡大
処理をすることも可能である。ただし、拡大処理により、解像度を高くした場合は、情報
の復元は行われていない。そして、超解像処理によって、解像度を高くした場合は、情報
の復元が行われている。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
なお、拡大処理としては、一例として、バイリニア法またはバイキュービック法などを
用いることが可能である。バイリニア法は、周囲4近傍の画素を採取・計算し、拡大時に
不足する画素を補間する方法である。または、バイキュービック法では、変換後の座標系
基準で4×4の16点のピクセル値を変換元より取り出す。そして、これらの取り出した
16点の値に重み付けをして加重平均的な計算を行ない変換後のピクセル値を決定する。
このように、輪郭強調処理などを行う前に、超解像処理を行うこと、つまり、超解像処
理の後で、輪郭強調処理などを行うことにより、解像度の高い画像を正確に作ることがで
き、さらに、輪郭強調を正確に行うことが出来る。ただし、超解像処理の後に行われる処
理は、輪郭強調に限定されず、他の処理の場合にも同様に適用することが出来る。したが
って、輪郭強調処理の場合に述べた内容または図面は、他の処理を行う場合にも、同様に
適用させることが可能である。同様に、一方の処理を行う場合に述べた内容または図面は
、他方の処理を行う場合にも、同様に適用させることが可能である。
例えば、超解像処理の後に、フレーム補間処理を行う場合の処理フローを図1(B)に
示す。フレーム補間処理とは、残像などを減らすために、フレーム周波数を上げて表示す
るときに、フレームのデータを補間して作成する処理のことである。例えば、図3に示す
ように、1フレーム目の画像では、円が左端に表示されており、2フレーム目の画像では
、円が左から右に動いたため、円が右端に表示されているとする。このときに、円が中央
に表示されているデータを作成する。このようにデータを作成する処理が、フレーム補間
処理である。そして、フレーム補間処理によって、補間したフレーム数分だけ、表示にお
けるフレーム周波数も高くすることが可能である。このようにフレーム補間処理を行って
、フレーム周波数を高くして表示を行うことにより、円が左から右へと移動していくなめ
らかな画像を表示することが出来、残像を低減することができるようになる。つまり、動
画特性を向上させることが出来る。
このように、フレーム補間処理を行い、その分だけフレーム周波数を高くして行う駆動
のことを、倍速駆動と呼ぶ。例えば、フレーム周波数が2倍のときには、2倍速駆動とよ
び、フレーム周波数が4倍のときには、4倍速駆動と呼ぶ。2倍速駆動の場合は、フレー
ム補間処理によって、元のフレーム数と同じだけのフレームの画像を作成する。その結果
、データ量が合計で2倍になるため、フレーム周波数を2倍にして表示することが出来る
。同様に、4倍速駆動の場合は、フレーム補間処理によって、元のフレーム数の3倍のフ
レームの画像を作成する。その結果、データ量が合計で4倍になるため、フレーム周波数
を4倍にして表示することが出来る。このような倍速駆動を行うことにより、動画特性を
良くすることができ、残像を低減させることが出来る。適用する表示装置としては、ホー
ルド型の表示装置であることが望ましく、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプ
レイなどに適用することが好適である。ホールド型の表示装置は、残像が見えやすいため
、倍速駆動を用いることにより、残像を低減することが可能となる。
このように、フレーム補間処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解
像度を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、フレーム補間処理が行わ
れていないため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うこと
が出来る。そして、超解像処理によって作り出された、より正確で、解像度の高い画像を
用いて、フレーム補間処理を行うことで、フレーム補間データを、より正確に取得するこ
とが出来るので、よりなめらかで残像の少ない画像を得ることが出来る。したがって、よ
い画質の画像を得るためには、フレーム補間処理を行う前に、超解像処理を行うことが重
要となる。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
ここで、横の解像度(画素数)がA、縦の解像度(画素数)がBである画像に対して、
超解像処理を行うことによって、横の解像度(画素数)がC、縦の解像度(画素数)がD
の画像になったとする。または、横の解像度(画素数)がA、縦の解像度(画素数)がB
である画像に対して、拡大処理および超解像処理を行うことによって、横の解像度(画素
数)がC、縦の解像度(画素数)がDの画像になったとする。そのとき、超解像処理を行
うことによって、解像度を高くしたときの倍率は、CをAで除算した数であるC/A、ま
たは、DをBで除算した数であるD/Bであると言える。一方、倍速駆動を行った場合、
フレーム周波数をN倍にしたとする。
このとき、N>(C/A)、または、N>(D/B)であることが望ましい。または、
N≧(C/A)、かつ、N≧(D/B)であることが望ましい。ただし、実施の形態の一
例は、これに限定されない。
倍速駆動のために、フレーム補間処理をする場合、補間するフレームデータの数は、大
きくしても、問題なく、データを作成することが出来る。例えば、図3(A)の場合は2
倍速であったが、図3(B)のように、円の位置を調整することにより、容易に3倍速に
することが可能である。つまり、倍速駆動のためのフレーム補間処理は、補間されるフレ
ームデータの数が多くなっても、画像には大きな問題は生じない。あるいは、補間される
フレームデータの数を多くすることにより、さらに、動画特性を向上させることができ、
残像をさらに低減することが可能となる。
一方、超解像処理は、撮影時や信号転送時などにおいて、失われてしまった解像度情報
を復元する処理のことである。したがって、あまりに多くの情報が失われてしまった場合
は、それを十分に復元することが困難となる。したがって、(C/A)、または、(D/
B)を大きくしすぎると、画像自体に問題が生じ、画像が乱れてしまう。
以上のことから、フレーム補間処理と超解像処理とを両方行う場合には、N>(C/A
)、または、N>(D/B)であることが望ましい。または、N≧(C/A)、かつ、N
≧(D/B)であることが望ましい。よって、超解像処理とフレーム補間処理の両方の処
理を行った場合、この関係を満たすようにすることにより、細かい部分までくっきりと見
えて、かつ、残像感のない高品質な画像を表示させることが出来る。ただし、実施の形態
の一例は、これに限定されない。
なお、フレーム補間処理を行う場合、画面の中で、動きがあった領域において、フレー
ム補間処理のために、データが新たに作成される場合が多い。そして、画面の中で、動き
がない領域においては、データは新たには作成されない場合が多い。つまり、画面内にお
いて、フレーム補間処理によって、新たなデータが作成される領域と、新たなデータが作
成されない領域とが存在する。例えば、図3(A)のような場合、図3(C)に示すよう
に、領域301および領域303では、補間前の1フレーム目のデータと、補間前の2フ
レーム目のデータとで、変化がない。そのため、補間されたフレームのデータでも、変化
はなく、データは新たには作成されておらず、補間前の1フレーム目のデータ、または、
補間前の2フレーム目のデータを利用して、データが作成されている。一方、領域302
では、補間前の1フレーム目のデータと、補間前の2フレーム目のデータとで、変化があ
るため、円を消す領域と、円を作り出す領域とがあるため、新たにデータを作り出してい
ることとなる。
このように、フレーム補間処理を行う場合、画面内において、新たなデータが作成され
る領域と、新たなデータが作成されない領域とが存在する場合がある。そして、それらの
領域は、時々刻々と変化する。例えば、データが作成される領域の例としては、テロップ
などで、文字が表示され、その文字が上下または左右などに動いていく領域が挙げられる
。文字や記号などの場合、残像が出て見えにくくなると、どのような文字や記号であるの
かが判断できなくなるため、大きな問題となる。
このように、フレーム補間処理を行うときに、画面の中の一部の領域においてのみ、新
たにデータを作成するようにすることは、処理速度の向上、低消費電力化、または、処理
精度の向上などの利点がある。
一方、超解像処理においても、画面の中で、全ての領域で行うのではなく、一部の領域
でのみ行うことも可能である。このように、画面の中の一部の領域においてのみ、超解像
処理を行う場合は、処理速度の向上、低消費電力化、処理精度の向上、または、画質不良
の低減などの利点がある。
したがって、画面内において、フレーム補間処理のために新たなデータが作成される第
1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域が存在する。さらに、フレーム補間処理の
ために新たなデータが作成されず、かつ、超解像処理が行われない第3の領域が存在する
ことも可能である。そして、第1の領域と、第2の領域とが、重ならない領域が、画面内
に存在することが可能となる。または、前記第1の領域と前記第2の領域とが、重なる領
域が、画面内に存在することが可能となる。
フレーム補間処理のために新たなデータが作成されるのは、テロップなどの文字や記号
の情報が表示される場合が多く、超解像処理が行われるのは、あまり動きの少ないような
領域で行われる場合が多い。したがって、画面内において、フレーム補間処理のために新
たなデータが作成される第1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域とが、重ならな
い領域を有していることが好適である。その理由は次の通りである。つまり、フレーム補
間処理のために新たなデータが作成される第1の領域では、動きがある領域なので、残像
が見えないようにするために、フレーム補間処理のために新たなデータが作成されるが、
そのような動きのある領域では、超解像処理をして、解像度を高くしても、目でその解像
度を認識することが困難となる可能性がある。そのため、そのような動きのある領域では
、超解像処理が行われていない場合があると言える。そして、超解像処理が行われる第2
の領域では、細かい部分まできちんと見えることが望ましい領域であり、動きのない、静
止画のような画像を表示している場合に、細かい部分まで明瞭に見えるようになっている
と言える。このような状況が生じる可能性があるので、フレーム補間処理と超解像処理の
両方の処理が行われ、両方の利点を持つ画面を表示できるようになりながら、かつ、フレ
ーム補間処理のために新たなデータが作成される第1の領域と、超解像処理が行われる第
2の領域とが、重ならない領域を有していることが可能である。その結果、より適切な画
像を表示することが出来る。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
次に、輪郭強調処理およびフレーム補間処理の場合と同様に、超解像処理の後で行う処
理として、オーバードライブ処理の場合について、処理フローを図1(C)に示す。した
がって、輪郭強調処理の場合に述べた内容または図面は、他の処理を行う場合にも、同様
に適用させることが可能である。同様に、ある処理を行う場合に述べた内容または図面は
、別の処理を行う場合にも、同様に適用させることが可能である。
オーバードライブ処理とは、液晶素子の応答速度を高くするための処理である。通常、
画面内の各画素には、各画素で表示したい階調に合致した信号が供給される。しかし、液
晶素子の場合、応答速度が遅いため、階調に合致した信号を供給しても、1フレーム期間
中に、階調に合致した表示を行うことが出来ず、数フレーム期間経過して、ようやく、階
調に合致した表示を行うようになる。そこで、液晶素子に電圧を供給するときに、本来の
階調に合致した電圧を供給するのではなく、振幅値が大きくなった電圧を液晶素子に供給
する。その結果、液晶素子の透過率が急激に変化する。その後、本来の階調に合致した電
圧を供給する。以上の動作により、液晶素子の応答速度を高めることが出来る。このよう
に、本来の階調に合致した電圧よりも振幅値の大きな電圧を、本来の階調に合致した電圧
を供給する前に、一時的に液晶素子に供給することを、オーバードライブ駆動と呼ぶ。そ
して、本来の階調に合致した電圧よりも振幅値の大きな電圧として、どのくらいの電圧を
供給するかを決定する処理のことを、オーバードライブ処理と呼ぶ。
このように、超解像処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって、応
答速度を速くすることができ、オーバードライブ量を適切な大きさにすることができ、残
像の少ない表示を行うことが出来る。または、超解像処理は、新たな画像を作り出す処理
であるため、その処理によって、画像が変化する。それにともない、各画素の階調が変化
する。したがって、超解像処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって
、超解像処理によって生じた変化量に応じて、オーバードライブ処理も変化させることが
可能となる。そのため、超解像処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによ
って、オーバードライブ量を適切な大きさにすることができるので、各画素を最適な階調
にすることができる。よって、応答速度を速くすることができ、正確にオーバードライブ
駆動を行うことができる。さらに、超解像処理により、解像度の高い表示を、残像なく、
得ることが出来る。したがって、よい画質の画像を得るためには、オーバードライブ処理
を行う前に、超解像処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これに
限定されない。
なお、ここで、オーバードライブ量とは、オーバードライブ処理によって、液晶素子な
どに供給される電圧の振幅値が増加するが、その時の増加分の電圧量のことである。
なお、画面の中で、動きがあった領域において、オーバードライブ処理が行われること
が多い。そして、画面の中で、動きが無いような領域では、残像が生じないため、オーバ
ードライブ処理が行われることは少ない。つまり、画面内において、オーバードライブ処
理が行われる領域と、オーバードライブ処理が行われない領域とが存在する。そして、そ
れらの領域は、時々刻々と変化する。このように、画面の中の一部の領域においてのみ、
オーバードライブ処理を行う場合は、処理速度の向上、低消費電力化、または、処理精度
の向上などの利点がある。
一方、超解像処理においても、画面の中で、全ての領域で行うのではなく、一部の領域
でのみ行うことも可能である。このように、画面の中の一部の領域においてのみ、超解像
処理を行う場合は、処理速度の向上、低消費電力化、処理精度の向上、または、画質不良
の低減などの利点がある。
画面の一部の領域で処理が行われる場合、画面内において、オーバードライブ処理が行
われる第1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域が存在する。さらに、両方の処理
が行われない第3の領域が存在することも可能である。そして、第1の領域と、第2の領
域とが、重ならない領域が、画面内に存在することが可能となる。または、前記第1の領
域と前記第2の領域とが、重なる領域が、画面内に存在することが可能となる。
そこで、オーバードライブ処理が行われる第1の領域と、超解像処理が行われる第2の
領域とが重ならない領域について考える。そのような状況においては、オーバードライブ
処理が行われる第1の領域では、動きがある領域なので、残像が見えないようにするため
に、オーバードライブ処理が行われる。しかし、そのような動きのある領域では、仮に、
超解像処理をして、解像度を高くしても、目でその解像度を認識することが困難となる可
能性がある。そのため、そのような動きのある領域では、超解像処理が行われていない場
合があり、その結果、そのような場合には、オーバードライブ処理が行われる第1の領域
と、超解像処理が行われる第2の領域とが重ならない領域を有している場合があると言う
ことができる。そして、そのような場合、超解像処理が行われる第2の領域では、細かい
部分まできちんと見えることが望ましい領域であり、動きのない、静止画のような画像を
表示している場合に、細かい部分まで明瞭に見ることが可能になっており、その結果、オ
ーバードライブ処理が行われる第1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域とが重な
らない領域を有している場合があると言える。
オーバードライブ処理が行われる第1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域とが
重なる領域では、応答速度が速く、残像の少ない画像で、かつ、細かい部分までくっきり
と見ることができるため、臨場感のある画像を表示させることが出来る。
これまで、超解像処理の後で、輪郭強調処理、フレーム補間処理、オーバードライブ処
理を行う場合について述べてきたが、超解像処理の後に行う処理は、これらに限定されな
い。輪郭強調処理、フレーム補間処理、オーバードライブ処理を行う場合と同様に、超解
像処理の後に、ローカルディミング(バックライトの局所輝度制御)処理を行うことも可
能である。その場合の処理フローを図1(D)に示す。したがって、輪郭強調処理、フレ
ーム補間処理、オーバードライブ処理を行う場合に述べた内容または図面は、ローカルデ
ィミング(バックライトの局所輝度制御)処理を行う場合にも、同様に適用させることが
可能である。同様に、ローカルディミング(バックライトの局所輝度制御)処理を行う場
合に述べた内容または図面は、別の処理を行う場合にも、同様に適用させることが可能で
ある。
ここで、ローカルディミング(バックライトの局所輝度制御)とは、画面内の各領域に
おいて、バックライトの輝度を変化させて、表示を行う技術のことである。したがって、
画像に応じて、一つの画面内で、領域毎に、バックライトの輝度が異なることになる。例
えば、画面内で、低い階調を表示する領域がある場合、その領域のバックライトの輝度を
小さくする。さらに、画面内で、高い階調を表示する領域がある場合、その領域のバック
ライトの輝度を大きくする。そして、それらのバックライト輝度を前提として、各画素の
透過率を決めて、正しい画像を表示出来るようにする。これにより、画面内で、低い階調
を表示する領域では、バックライト自体の輝度も低いため、光漏れの影響を低減すること
が出来る。そのため、そのような領域において、黒を表示したい場合は、完全な黒として
表示することが可能となる。また、画面内で、高い階調を表示する領域では、バックライ
ト自体の輝度も高いため、十分に明るい表示を行うことが出来る。そのため、そのような
領域において、白を表示したい場合は、輝度を通常の白の場合よりも高くし、ピーク輝度
を高くして、表示することが可能となる。そのため、コントラストを向上させることが出
来、メリハリのある画像を表示することが出来る。さらに、ローカルディミングによって
、バックライト自体の輝度も低くできるため、消費電力を低減させることが可能となる。
よって、ローカルディミングを行うためには、表示したい画像に応じて、各領域のバック
ライトの輝度を決定するための処理と、そのバックライト輝度を前提として、表示したい
画像を正しく表示できるように、各画素の透過率を決定するための処理とがある。それら
の処理のこと、または、それらの処理の一部のことを、ローカルディミング処理と呼ぶ。
したがって、ローカルディミング処理では、各領域のバックライトの輝度を決定する処理
を行ったのち、各画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行うことが可能である。た
だし、実施の形態の一例は、これに限定されない。そこで、一例として、各領域のバック
ライトの輝度を決定する処理と、各画素に供給するビデオ信号を決定する処理とを分けて
記載した場合の処理フローとして、図1(E)のように表すことも出来る。
このように、超解像処理を行った後で、ローカルディミング処理を行うことは好適であ
る。超解像処理を行うと、情報の復元によって、新たな情報が追加されたような状態とな
る。そのため、各画素の階調数は、超解像処理の前後では、異なる場合がある。または、
超解像処理の前後で、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる。し
たがって、超解像処理によって、画像情報が復元された状態になった後で、ローカルディ
ミング処理を行うことにより、正確に、ローカルディミング処理を行うことが出来るため
、コントラストを向上させることが出来、正確な画像を表示することが出来る。したがっ
て、よい画質の画像を得るためには、ローカルディミング処理を行う前に、超解像処理を
行うことが重要となる。または、ローカルディミング処理において、バックライトの輝度
を決定する処理を行う前に、超解像処理を行うことが重要となる。または、ローカルディ
ミング処理において、画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行う前に、超解像処理
を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
さらに、ローカルディミング処理を行っている場合、バックライトの輝度が低くなって
いるため、画素の透過率が多少変化しても、実際の表示の階調は、あまり変化しない。逆
に言えば、バックライトの輝度が低くなっている状態では、画素の透過率を変化させるこ
とにより、より細かな階調も表現することが可能となる。つまり、表示できる階調数が大
きくなったようにすることが出来る。したがって、ローカルディミング処理と超解像処理
とを両方行うことにより、高解像度の画像を、細かい部分も見分けられる高い表現力で表
示することが可能となる。特に、画面内の暗い階調の領域で、適切に階調を表現すること
ができ、階調が潰れてしまうような表示をすることを避けることが出来る。
なお、画面の中で、階調数が小さい表示が多い領域において、ローカルディミング処理
が行われることが多い。そして、画面の中で、階調数が大きい表示が多い領域では、つま
り、輝度の高い、明るい表示が多い領域では、バックライトの輝度を下げにくいため、ロ
ーカルディミング処理が行われることは少ない。つまり、画面内において、ローカルディ
ミング処理が行われる領域と、ローカルディミング処理が行われない領域とが存在する。
そして、それらの領域は、時々刻々と変化する。このように、画面の中の一部の領域にお
いてのみ、ローカルディミング処理を行う場合は、処理速度の向上、低消費電力化、また
は、処理精度の向上などの利点がある。
一方、超解像処理においても、画面の中で、全ての領域で行うのではなく、一部の領域
でのみ行うことも可能である。このように、画面の中の一部の領域においてのみ、超解像
処理を行う場合は、処理速度の向上、低消費電力化、処理精度の向上、または、画質不良
の低減などの利点がある。
画面の一部の領域で処理が行われる場合、画面内において、ローカルディミング処理が
行われて、バックライトの輝度が低減される第1の領域と、超解像処理が行われる第2の
領域とが存在する。さらに、ローカルディミング処理および超解像処理の両方の処理が行
われない第3の領域が存在することも可能である。そして、ローカルディミング処理が行
われて、バックライト輝度が低減される第1の領域と、超解像処理が行われる第2の領域
とが、重ならない領域が、画面内に存在することが可能となる。または、前記第1の領域
と前記第2の領域とが、重なる領域が、画面内に存在することが可能となる。
ローカルディミング処理が行われて、バックライトの輝度が低減される第1の領域と、
超解像処理が行われる第2の領域とが重なる領域では、コントラストが高く、なめらかな
階調表現が可能な画像で、かつ、細かい部分までくっきりと見ることができるため、臨場
感のある画像を表示させることが出来る。
なお、ローカルディミングが行われる場合、画面内が複数の領域に分割され、各領域に
各々バックライトが配置されている。その領域の長さ(または幅)、または、その領域の
ピッチと、画面の一部の領域で超解像処理が行われ、解像度が向上した画像の領域を表示
する表示装置の画素の長さ(または幅)、または、ピッチとを比較すると、バックライト
の領域の長さ(または幅)、または、その領域のピッチのほうが長いことが好適である。
なぜなら、ローカルディミングを行う場合、各領域のバックライトの輝度だけでなく、画
素の透過率も制御して、画像を表示する。そのため、超解像処理を行った画像を表示する
場合であっても、バックライトの領域の長さ(または幅)、または、その領域のピッチが
長くても、各画素のピッチが短ければ、十分に綺麗に高解像度の表示が行えるからである
なお、図1(A)から図1(E)まで、処理フローについて示したが、それを実現する
場合の構成(ブロック図)の一例を図1(F)に示す。回路101の入力端子に画像ソー
スが入力される。そして、回路101の出力端子は、回路102の入力端子に接続されて
いる。回路101は、超解像処理を行う機能を有している。回路102は、輪郭強調処理
、フレーム補間処理、オーバードライブ処理、または、ローカルディミング処理を行う機
能を有している。回路101又は回路102は、情報を記憶するための記憶回路(メモリ
)を有していることが可能である。または、回路101又は回路102は、計算するため
のユニットを有していることが可能である。
なお、回路101及び/または回路102は、各々が有する機能をハードウェアを用い
て実現することも可能であるし、ソフトウェアを用いて機能を実現することも可能である
し、ハードウェアとソフトウェアを両方用いて機能を実現することも可能である。ハード
ウェアを用いて実現することにより、処理速度を速くすることが可能となる。または、消
費電力を低減することが可能である。ソフトウェアを用いて実現することにより、処理内
容を変更して、様々な処理を適宜行うことが可能となる。
なお、処理数が増えた場合も、回路101、回路102のような回路を増やすことによ
って、図1(F)と同様に回路を構成することが出来る。
なお、これまで述べた内容、及び/又は、これ以下に述べる内容において、超解像処理
の代わりに、単なる拡大処理などを行うことも可能である。
(実施の形態2)
次に、超解像処理技術の例について述べる。超解像処理を行うことにより、解像度の高
い画像を表示することが可能となる。
まず、動きを有する領域を検出し、その領域の速度情報を抽出する。つまり、任意の時
点における画像に対して、その前後2つの画像から各画素のフローを表すベクトルである
オプティカルフローを求める。そして、抽出した速度情報から当該領域の1画像あたりの
位置ずれ量を1画素の大きさ未満の精度で検出する。つまり、求めたオプティカルフロー
から画像間の位置ずれ量を求める。そして、検出した位置ずれ量に基づき画像列中の複数
枚の画像から画素間の輝度値を内挿する。このような処理を行うことにより、物理的な解
像度を超える高解像度の画像を生成することが出来る。このように、超解像処理技術とは
、高解像度の画像復元のための情報を、低解像度画像の中から動きベクトル情報などを基
に、抽出、復元するための技術であるということが出来る。
同様な超解像処理技術の方法として、例えば、まず、映像の中から相関性の高い連続す
るフレームを選びだす。そして、ピクセル単位に近い細かさで映像の動きベクトルを検出
する。そして、ピクセル単位の動きを追跡し、各フレーム間のその追跡ピクセルの変化情
報から、欠落している高解像度ピクセルを推測していく。そのとき、カメラが微妙に揺れ
ているため、同じ部分を撮影しているにもかかわらず、撮影された低解像度の部分の潰れ
方がフレーム間で異なる。そこで、この情報を用いて、欠落しているピクセルを補い、高
解像度化することが可能となる。つまり、この処理方法は、時間方向に探索を深くかける
タイプの超解像処理技術であると言うことが出来る。この超解像処理の場合、動きベクト
ルを精密に把握できるため、撮影時にカメラ解像度の関係で取得できなかったフレーム間
の欠損画素をも復元することも可能となる。
または、別の超解像処理として、複数のフレームに対して相似性を調査する。そして、
相似性のあるフレーム同士で位置合わせを行い、各画素の時間的変化を把握する。そして
、失われた高解像ピクセルを予測生成する、という方法を用いることが出来る。
または、別の超解像処理として、まず、連続する複数の画像情報を解析する。そして、
被写体の共通箇所を補正して高周波成分を復元していく。これにより、解像度の高い画像
を得ることが出来る。
または、別の超解像処理として、再構成型超解像処理方法を用いることが可能である。
再構成型超解像処理方法では、まず、元の低解像度の画像から、高解像度画像(初期高解
像度画像)を仮定する。そして、仮定した高解像度画像から、カメラモデルによって得ら
れる点広がり関数(PSF関数)に基づき、全ての低解像度画像の画素毎に、その画素値
を推定する。つまり、独自の関数(撮像モデル関数)によりダウンコンバートして元の低
解像度の画像と同じ低解像度画像を作り出す。そして、その推定値と、観測された画素値
(観測値)との差を取る。そして、ダウンコンバート前の画像に対し、その差が小さくな
るような高解像度画像を探索する。なお、この探索処理を収束するまで繰り返して、精度
を向上させることも可能であるし、探索を1回のみにすることも可能である。これにより
、高解像度の画像を求めることが出来る。
なお、撮像モデル関数としては、例えば、一次元線形フィルタを、縦横、二次元的にか
けた撮像素子モデルを用いることが可能である。
この再構成型超解像処理方法の場合は、初期高解像度画像を必要とする繰り返し計算に
より、高解像度画像を再構成するようにしている。そして、その時の計算方法として、M
L(Maximum−likelihood)法、MAP(Maximum A Pos
terior)法、または、POCS(Projection On to Conve
x Sets)法などを用いることが可能である。
ML法では、仮定されている高解像度画像からの推定画素値と実際に観測された画素値
の二乗誤差を評価関数とする。そして、その評価関数を最小化するような高解像度画像を
推定画像とする方法である。
MAP法は、二乗誤差に高解像度画像の確率情報を付加した評価関数を最小化するよう
な高解像度画像を推定する方法である。つまり、MAP法は、高解像度画像に対するある
先見情報を利用して、事後確率を最大化する最適化問題として高解像度画像を推定する超
解像処理方法である。
POCS法は、高解像度画像と低解像度画像の画素値に関して連立方程式を作成し、そ
の方程式を逐次的に解く方法である。
なお、画像の複数のフレームを合成して1フレームとする。そして、それにより、画素
数を増やして画像を高解像度化する。そのとき、折り返し成分をキャンセルするようにし
て、高解像処理を行うことも可能である。
または、超解像処理の手法として、反復法、周波数領域法、統計法などを用いることが
可能である。反復法の場合、主として3つの段階からなっている。第1に初期推量を行い
、第2にイメージング・プロセスがあり、第3に再構成プロセスからなっている。
なお、超解像処理は、画面全体に対して、処理を行うことが可能である。ただし、実施
の形態の一例は、これらに限定されない。画像の内容に応じて、超解像処理を行うことが
可能である。例えば、画像において、エッジ部や平坦部では、超解像処理を行わず、テク
スチャ部では、超解像処理を行うことが可能である。その場合、画像に対して、リアルタ
イムスペクトラム解析を行う。そして、高周波を有する領域にのみ、超解像処理を行うこ
とも可能である。このように、画像に応じて、超解像処理の有無を制御することにより、
画像が逆に悪化してしまうことを低減することが可能となる。
なお、平坦部とは、特定の周波数領域や、まとまった輝度領域の度数が高く分布してい
る部分のことである。従って、比較的、色分布がなだらかな空、ぼけた背景などがこれに
相当する。よって、画像中ではおもに、グラデーション表現が主体となる領域であるとい
うことが出来る。
なお、テクスチャ部とは、画像の周波数の高い部分のことである。この領域では、周波
数が高いため、より詳細な部分が存在する可能性が高い。したがって、テクスチャ部にお
いて超解像処理を行うことにより、解像度を上げることの効果が、非常に大きいと言うこ
とが出来る。
なお、超解像処理を行う場合、画像の様々な領域において、それぞれ解像度を認識して
、領域ごとに、異なった強度の超解像処理を行うことも可能である。
なお、元の画像の解像度が十分に高い場合には、超解像処理を行わないようにすること
が可能である。
このように、様々な超解像処理技術があるが、本明細書における超解像処理技術は、こ
れらに限定されない。
(実施の形態3)
実施の形態1および実施の形態2では、超解像処理と、他の処理、例えば、輪郭強調処
理、フレーム補間処理、オーバードライブ処理、ローカルディミング(バックライトの局
所輝度制御)処理とを行う場合について示した。ただし、実施の形態の一例は、これらに
限定されず、超解像処理及び他の処理の他に、輪郭強調処理、フレーム補間処理、オーバ
ードライブ処理、ローカルディミング(バックライトの局所輝度制御)処理などの処理を
さらに行うことも可能である。
したがって、実施の形態1および実施の形態2で述べた内容(一部でもよい)、図(一
部でもよい)を、本実施の形態に対して、組み合わせ、適用などを行うことは可能である
例えば、超解像処理と輪郭強調処理とに加えて、さらに別の処理をした場合の処理フロ
ーを図4に示す。つまり、図1(A)で述べた内容に対して、さらに別の処理を行った場
合に相当する。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
図4(A)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数が高くなった後で、輪郭強調処理
を行う場合の処理フローを示す。したがって、図4(A)の処理フローは、図1(B)の
処理フロー後に、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。または、図4(A)の処理フ
ローは、図1(A)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行った場合にも相当する
なお、輪郭強調処理が行われた後、さらに様々な処理が行われ、その後、画像が表示さ
れることが可能である。
このように、フレーム補間処理および輪郭強調処理を行う前に、超解像処理を行うこと
によって、正確に解像度を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、フレ
ーム補間処理および輪郭強調処理が行われていないため、余計な処理が行われていない。
そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る。
そして、より正確で、解像度の高い画像を用いて、フレーム補間処理を行うことで、フ
レーム補間データを、より正確に取得することが出来るので、よりなめらかで残像の少な
い画像を得ることが出来る。特に、輪郭強調処理を行う前に、フレーム補間処理を行うた
めに、正確にフレーム補間データを作成することが出来る。そして、より正確で、解像度
の高い画像を用いて、輪郭強調処理を行うことで、画像の中の物の輪郭を、より正確に取
得することが出来るので、よりくっきりとした画像を得ることが出来る。
図4(B)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、輪郭強調処理を行い、その後、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数を
高くする場合の処理フローを示す。したがって、図4(B)の処理フローは、図1(B)
の処理フローに対して、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。または、図4(B)の
処理フローは、図1(A)の処理フロー後に、フレーム補間処理を行った場合にも相当す
る。
なお、フレーム補間処理が行われた後、さらに様々な処理が行われ、その後、画像が表
示されることが可能である。
このように、輪郭強調処理およびフレーム補間処理を行う前に、超解像処理を行うこと
によって、正確に解像度を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、輪郭
強調処理およびフレーム補間処理が行われていないため、余計な処理が行われていない。
そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る。
そして、より正確で、解像度の高い画像を用いて、フレーム補間処理を行うことで、フ
レーム補間データを、より正確に取得することが出来るので、よりなめらかで残像の少な
い画像を得ることが出来る。さらに、フレーム補間処理を行う前に、輪郭強調処理を行う
ため、輪郭強調処理を行うデータ数が少ない。そのため、処理時間を短くすることが出来
る。
図4(C)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、輪郭強調処理を行い、その後、オーバードライブ処理を行う場合の処理フロ
ーを示す。したがって、図4(C)の処理フローは、図1(C)の処理フローに対して、
輪郭強調処理を行った場合にも相当する。または、図4(C)の処理フローは、図1(A
)の処理フロー後に、オーバードライブ処理を行った場合にも相当する。
このように、輪郭強調処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解像度
を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、輪郭強調処理が行われていな
いため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る
。または、超解像処理および輪郭強調処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うこ
とによって、応答速度を速くすることができ、オーバードライブ量を適切な大きさにする
ことができ、残像の少ない表示を行うことが出来る。または、超解像処理および輪郭強調
処理によって、画像が変化することにともない、各画素の階調が変化するため、その変化
量に応じて、オーバードライブ処理も変化させることが可能となる。そのため、超解像処
理および輪郭強調処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって、オーバ
ードライブ量を適切な大きさにすることができるので、各画素を最適な階調にすることが
できる。よって、応答速度を速くすることができ、正確にオーバードライブ駆動を行うこ
とができる。さらに、超解像処理により、解像度の高い表示を、残像なく、得ることが出
来る。また、輪郭強調処理により、輪郭のくっきりした画像を表示させることが可能とな
る。したがって、よい画質の画像を得るためには、オーバードライブ処理を行う前に、超
解像処理および輪郭強調処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、こ
れに限定されない。
図4(D)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、輪郭強調処理を行い、その後、ローカルディミング処理を行う場合の処理フ
ローを示す。したがって、図4(D)の処理フローは、図1(D)の処理フローに対して
、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。または、図4(D)の処理フローは、図1(
A)の処理フロー後に、ローカルディミング処理を行った場合にも相当する。
このように、輪郭強調処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解像度
を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、輪郭強調処理が行われていな
いため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る
または、超解像処理および輪郭強調処理を行った後で、ローカルディミング処理を行う
ことが好適である。超解像処理を行うと、情報の復元によって、新たな情報が追加された
ような状態となる。そのため、各画素の階調数は、超解像処理の前後では、異なる場合が
ある。または、超解像処理の前後で、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在する
こととなる。同様に、輪郭強調処理によって、画像内の物の輪郭が強調されたような画像
に処理される。そのため、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる
。したがって、超解像処理によって、画像情報が復元された状態になり、輪郭強調処理に
よって、画像の処理が行われた後で、ローカルディミング処理を行うことにより、正確に
、ローカルディミング処理を行うことが出来るため、コントラストを向上させることが出
来、正確な画像を表示することが出来る。したがって、よい画質の画像を得るためには、
ローカルディミング処理を行う前に、超解像処理および輪郭強調処理を行うことが重要と
なる。または、ローカルディミング処理において、バックライトの輝度を決定する処理を
行う前に、超解像処理および輪郭強調処理を行うことが重要となる。または、ローカルデ
ィミング処理において、画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行う前に、超解像処
理および輪郭強調処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これらに
限定されない。
図4(E)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数を上げたあと、オーバードライブ
処理を行う場合の処理フローを示す。したがって、図4(E)の処理フローは、図1(B
)の処理フロー後に、オーバードライブ処理を行った場合にも相当する。または、図4(
E)の処理フローは、図1(C)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行った場合
にも相当する。
このように、フレーム補間処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解
像度を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、フレーム補間処理が行わ
れていないため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うこと
が出来る。
または、超解像処理およびフレーム補間処理を行った後で、オーバードライブ処理を行
うことによって、応答速度を速くすることができ、オーバードライブ量を適切な大きさに
することができ、残像の少ない表示を行うことが出来る。または、超解像処理およびフレ
ーム補間処理によって、画像が変化することにともない、各画素の階調が変化するため、
その変化量に応じて、オーバードライブ処理も変化させることが可能となる。または、フ
レーム補間処理により、フレーム周波数が高くなるため、それに応じて、オーバードライ
ブ処理も変化させることが可能となる。そのため、超解像処理およびフレーム補間処理を
行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって、オーバードライブ量を適切な大
きさにすることができるので、各画素を最適な階調にすることができる。よって、応答速
度を速くすることができ、正確にオーバードライブ駆動を行うことができる。さらに、超
解像処理により、解像度の高い表示を、残像なく、得ることが出来る。したがって、よい
画質の画像を得るためには、オーバードライブ処理を行う前に、超解像処理およびフレー
ム補間処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない
図4(F)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数を上げた後、ローカルディミング
処理を行う場合の処理フローを示す。したがって、図4(F)の処理フローは、図1(B
)の処理フロー後に、ローカルディミング処理を行った場合にも相当する。または、図4
(F)の処理フローは、図1(D)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行った場
合にも相当する。
このように、フレーム補間処理を行う前に、超解像処理を行うことによって、正確に解
像度を向上させることが出来る。超解像処理を行う前の画像は、フレーム補間処理が行わ
れていないため、余計な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うこと
が出来る。
または、超解像処理およびフレーム補間処理を行った後で、ローカルディミング処理を
行うことが望ましい。超解像処理を行うと、情報の復元によって、新たな情報が追加され
たような状態となる。そのため、各画素の階調数は、超解像処理の前後では、異なる場合
がある。または、超解像処理の前後で、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在す
ることとなる。同様に、フレーム補間処理によって、新たなフレームが作成され、新たな
画像が作成される。そのため、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することと
なる。したがって、超解像処理によって、画像情報が復元された状態になり、フレーム補
間処理によって、画像の処理が行われた後で、ローカルディミング処理を行うことにより
、正確に、ローカルディミング処理を行うことが出来るため、コントラストを向上させる
ことが出来、正確な画像を表示することが出来る。したがって、よい画質の画像を得るた
めには、ローカルディミング処理を行う前に、超解像処理およびフレーム補間処理を行う
ことが重要となる。または、ローカルディミング処理において、バックライトの輝度を決
定する処理を行う前に、超解像処理およびフレーム補間処理を行うことが重要となる。ま
たは、ローカルディミング処理において、画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行
う前に、超解像処理およびフレーム補間処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形
態の一例は、これらに限定されない。
図5(A)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解像度を
上げた後で、ローカルディミング処理を行い、その後、オーバードライブ処理を行う場合
の処理フローを示す。したがって、図5(A)の処理フローは、図1(C)の処理フロー
に対して、ローカルディミング処理を行った場合にも相当する。または、図5(A)の処
理フローは、図1(D)の処理フロー後に、オーバードライブ処理を行った場合にも相当
する。
このように、超解像処理を行った後で、ローカルディミング処理を行うことが好適であ
る。超解像処理を行うと、情報の復元によって、新たな情報が追加されたような状態とな
る。そのため、各画素の階調数は、超解像処理の前後では、異なる場合がある。または、
超解像処理の前後で、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる。し
たがって、超解像処理によって、画像情報が復元された状態になった後で、ローカルディ
ミング処理を行うことにより、正確に、ローカルディミング処理が行うことが出来るため
、コントラストを向上させることが出来、正確な画像を表示することが出来る。したがっ
て、よい画質の画像を得るためには、ローカルディミング処理を行う前に、超解像処理を
行うことが重要となる。または、ローカルディミング処理において、バックライトの輝度
を決定する処理を行う前に、超解像処理を行うことが重要となる。または、ローカルディ
ミング処理において、画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行う前に、超解像処理
を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
または、超解像処理およびローカルディミング処理を行った後で、オーバードライブ処
理を行うことによって、応答速度を速くすることができ、オーバードライブ量を適切な大
きさにすることができ、残像の少ない表示を行うことが出来る。または、超解像処理およ
びローカルディミング処理によって、画像やバックライトの輝度が変化することにともな
い、各画素の階調が変化するため、その変化量に応じて、オーバードライブ処理も変化さ
せることが可能となる。そのため、超解像処理およびローカルディミング処理を行った後
で、オーバードライブ処理を行うことによって、オーバードライブ量を適切な大きさにす
ることができるので、各画素を最適な階調にすることができる。よって、応答速度を速く
することができ、正確にオーバードライブ駆動を行うことができる。さらに、超解像処理
により、解像度の高い表示を、残像なく、得ることが出来る。また、ローカルディミング
処理により、コントラストの高い画像を表示させることが可能となる。したがって、よい
画質の画像を得るためには、オーバードライブ処理を行う前に、超解像処理およびローカ
ルディミング処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これに限定さ
れない。
このように、ローカルディミング処理とオーバードライブ処理とを両方行う場合は、図
5(B)に示すように、ローカルディミング処理を行ったあとで、オーバードライブ処理
を行うことが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。なお、処
理フローでの各段階の前後において、他の様々な処理が行われることは可能である。他の
様々な処理の例としては、超解像処理、輪郭強調処理、フレーム補間処理、オーバードラ
イブ処理、ローカルディミング処理、IP変換処理、拡大処理などがあり、さらに、他の
処理も可能である。
したがって、図4(D)において、オーバードライブ処理を行う場合、または、図4(
C)において、ローカルディミング処理を行う場合は、図5(C)に示すような処理フロ
ーであることが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
または、図4(F)において、オーバードライブ処理を行う場合、または、図4(E)
において、ローカルディミング処理を行う場合は、図5(D)に示すような処理フローで
あることが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
次に、図6(A)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解
像度を上げた後で、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数を上げたあと、輪郭強調処
理を行い、その後、オーバードライブ処理を行う場合の処理フローを示す。ただし、実施
の形態の一例は、これに限定されない。したがって、図6(A)の処理フローは、図4(
A)の処理フロー後に、オーバードライブ処理を行った場合にも相当する。または、図6
(A)の処理フローは、図4(C)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行った場
合にも相当する。または、図6(A)の処理フローは、図4(E)の処理フローに対して
、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。
同様に、図6(B)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、
解像度を上げた後で、輪郭強調処理を行い、その後、フレーム補間処理を行い、フレーム
周波数を上げたあと、オーバードライブ処理を行う場合の処理フローを示す。ただし、実
施の形態の一例は、これに限定されない。したがって、図6(B)の処理フローは、図4
(B)の処理フロー後に、オーバードライブ処理を行った場合にも相当する。または、図
6(B)の処理フローは、図4(C)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行った
場合にも相当する。または、図6(B)の処理フローは、図4(E)の処理フローに対し
て、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。
図6(A)および図6(B)のように、輪郭強調処理およびフレーム補間処理を行う前
に、超解像処理を行うことによって、正確に解像度を向上させることが出来る。超解像処
理を行う前の画像は、輪郭強調処理およびフレーム補間処理が行われていないため、余計
な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る。
同様に、図6(A)および図6(B)のように、超解像処理、フレーム補間処理、およ
び、輪郭強調処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって、応答速度を
速くすることができ、オーバードライブ量を適切な大きさにすることができ、残像の少な
い表示を行うことが出来る。または、超解像処理、フレーム補間処理、および、輪郭強調
処理によって、画像が変化することにともない、各画素の階調が変化するため、その変化
量に応じて、オーバードライブ処理も変化させることが可能となる。または、フレーム補
間処理により、フレーム周波数が高くなるため、それに応じて、オーバードライブ処理も
変化させることが可能となる。そのため、超解像処理、フレーム補間処理、および、輪郭
強調処理を行った後で、オーバードライブ処理を行うことによって、オーバードライブ量
を適切な大きさにすることができるので、各画素を最適な階調にすることができる。よっ
て、応答速度を速くすることができ、正確にオーバードライブ駆動を行うことができる。
さらに、超解像処理により、解像度の高い表示を、残像なく、得ることが出来る。したが
って、よい画質の画像を得るためには、オーバードライブ処理を行う前に、超解像処理、
フレーム補間処理、および、輪郭強調処理を行うことが重要となる。ただし、実施の形態
の一例は、これに限定されない。
次に、図6(C)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、解
像度を上げた後で、フレーム補間処理を行い、フレーム周波数を上げたあと、輪郭強調処
理を行い、その後、ローカルディミング処理を行う場合の処理フローを示す。ただし、実
施の形態の一例は、これに限定されない。したがって、図6(C)の処理フローは、図4
(A)の処理フロー後に、ローカルディミング処理を行った場合にも相当する。または、
図6(C)の処理フローは、図4(D)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行っ
た場合にも相当する。または、図6(C)の処理フローは、図4(F)の処理フローに対
して、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。
同様に、図6(D)では、画像ソースから得た画像信号を用いて、超解像処理を行い、
解像度を上げた後で、輪郭強調処理を行い、その後、フレーム補間処理を行い、フレーム
周波数を上げたあと、ローカルディミング処理を行う場合の処理フローを示す。ただし、
実施の形態の一例は、これに限定されない。したがって、図6(D)の処理フローは、図
4(B)の処理フロー後に、ローカルディミング処理を行った場合にも相当する。または
、図6(D)の処理フローは、図4(D)の処理フローに対して、フレーム補間処理を行
った場合にも相当する。または、図6(D)の処理フローは、図4(F)の処理フローに
対して、輪郭強調処理を行った場合にも相当する。
図6(C)および図6(D)のように、輪郭強調処理およびフレーム補間処理を行う前
に、超解像処理を行うことによって、正確に解像度を向上させることが出来る。超解像処
理を行う前の画像は、輪郭強調処理およびフレーム補間処理が行われていないため、余計
な処理が行われていない。そのため、正確に超解像処理を行うことが出来る。
同様に、図6(C)および図6(D)のように、超解像処理、フレーム補間処理、およ
び、輪郭強調処理を行った後で、ローカルディミング処理を行うことが望ましい。超解像
処理を行うと、情報の復元によって、新たな情報が追加されたような状態となる。そのた
め、各画素の階調数は、超解像処理の前後では、異なる場合がある。または、超解像処理
の前後で、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる。同様に、フレ
ーム補間処理によって、新たなフレームが作成され、新たな画像が作成される。そのため
、画素の階調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる。同様に、輪郭強調処理
によって、画像内の物の輪郭が強調されたような画像に処理される。そのため、画素の階
調数が変化する領域が、画面内に存在することとなる。したがって、超解像処理によって
、画像情報が復元された状態になり、フレーム補間処理によって、画像の処理が行われ、
輪郭強調処理が行われた後で、ローカルディミング処理を行うことにより、正確に、ロー
カルディミング処理が行うことで、コントラストを向上させることが出来、正確な画像を
表示することが出来る。したがって、よい画質の画像を得るためには、ローカルディミン
グ処理を行う前に、超解像処理、フレーム補間処理、および、輪郭強調処理を行うことが
重要となる。または、ローカルディミング処理において、バックライトの輝度を決定する
処理を行う前に、超解像処理、フレーム補間処理、および、輪郭強調処理を行うことが重
要となる。または、ローカルディミング処理において、画素に供給するビデオ信号を決定
する処理を行う前に、超解像処理、フレーム補間処理、および、輪郭強調処理を行うこと
が重要となる。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
さらに、ローカルディミング処理とオーバードライブ処理とを両方行う場合は、図5(
B)と同様、ローカルディミング処理を行ったあとで、オーバードライブ処理を行うこと
が好適である。
したがって、図6(C)において、オーバードライブ処理を行う場合、または、図6(
A)において、ローカルディミング処理を行う場合は、図7(A)に示すような処理フロ
ーであることが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
または、図6(D)において、オーバードライブ処理を行う場合、または、図6(B)
において、ローカルディミング処理を行う場合は、図7(B)に示すような処理フローで
あることが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。
(実施の形態4)
次に、処理フローの一部を変形した場合について述べる。したがって、他の実施の形態
で述べた内容を適用させることが可能である。
図8(A)に、図1(E)または図4(F)の一部を変形した場合の例について示す。
まず、超解像処理を行った後、フレーム補間処理を行う。このとき、同時に、ローカルデ
ィミング処理におけるバックライトの輝度の制御の処理を行う。そして、フレーム補間処
理を行いフレーム周波数が高くなったデータと、フレーム周波数は低いが決定された各領
域のバックライトの輝度のデータとを用いて、ローカルディミング処理における各画素に
供給するビデオ信号を決定する処理を行う。
フレーム補間処理を行った場合、それほど大きく画像は変化しない場合がある。一方、
バックライトの配置のピッチは、画素ピッチと比較すると、遙かに大きい。したがって、
フレーム補間処理を行う前のデータを用いて、ローカルディミング処理における各領域の
バックライトの輝度を決定する処理を行っても、実用上、問題はない。
図8(A)に示す処理を行うことにより、フレーム補間処理と、ローカルディミング処
理におけるバックライトの輝度の制御の処理とを同時に行えるために、全体の処理時間を
短縮することが可能となる。したがって、ゲームなどのリアルタイム性が要求されるよう
な表示を行う場合においても、遅延無く表示させることが出来る。
なお、図8(A)において、輪郭強調処理、オーバードライブ処理なども追加で行うこ
とが可能である。一例として、輪郭強調処理も行った場合の例を、図8(B)に示す。た
だし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
次に、図9に、図1(D)の一部を変形した場合の例について示す。まず、超解像処理
を行う。そして、同時に、ローカルディミング処理におけるバックライトの輝度の制御の
処理を行う。そして、超解像処理を行い解像度が高くなったデータと、解像度は低いが決
定された各領域のバックライトの輝度のデータとを用いて、ローカルディミング処理にお
ける各画素に供給するビデオ信号を決定する処理を行う。
超解像処理を行った際に、それほど大きく画像が変化しない場合がある。一方、バック
ライトの配置のピッチは、画素ピッチと比較すると、はるかに大きい。したがって、超解
像処理を行う前のデータを用いて、ローカルディミング処理における各領域のバックライ
トの輝度を決定する処理を行っても、実用上、問題はない。
図9に示す処理を行うことにより、超解像処理と、ローカルディミング処理におけるバ
ックライトの輝度の制御の処理とを同時に行えるために、全体の処理時間を短縮すること
が可能となる。したがって、ゲームなどのリアルタイム性が要求されるような表示を行う
場合においても、遅延無く表示させることが出来る。
なお、図9において、輪郭強調処理、オーバードライブ処理、フレーム補間処理なども
追加で行うことが可能である。
(実施の形態5)
本実施の形態では、照明装置の一例について示す。照明装置は、液晶表示装置のバック
ライト、または、室内灯などとして用いることが可能である。ただし、実施の形態の一例
は、これに限定されない。
図10に、点光源を用いた場合のバックライト、または、照明装置について示す。図1
0(A)に示すように、装置1001には、点光源1002が複数配置されている。配列
状に点光源1002を配置することにより、均一な面光源を構成することが可能となる。
装置1001は、液晶表示装置のバックライト、または、その一部として利用することが
可能である。
そして、しきい1003が、横方向に伸びて配置されている。また、しきい1004が
、縦方向に伸びて配置されている。これらのしきい1003およびしきい1004を複数
配置することによって、面光源を複数の領域に分けることが出来る。図10(A)では、
縦方向が、3個の領域に分けられ、横方向が、9個の領域に分けられている。そのため、
しきいによって、他の領域に光が漏れることを低減できる。そして、各領域の点光源10
02の輝度を制御することにより、ローカルディミング(バックライトの局所輝度制御、
LOCAL DIMMING)を実現することが出来る。特に、しきいを配置することに
より、他の領域に光が漏れることを低減できるため、領域毎の輝度の制御が精密に出来る
ようになる。そのため、各画素の液晶素子の透過率の導出が容易になる。または、光漏れ
が少ないため、コントラストを向上させることが出来る。ただし、実施の形態の一例は、
これに限定されない。
または、光源の一部を非点灯状態にして、その非点灯状態を画面内で移動するようにす
ることが可能である。つまり、画面内の点光源を部分的にオフにして、オフにした領域を
スキャンしていくことが可能である。例えば、上から下に走査していくことが可能である
。このようなバックライトスキャンを行うことにより、残像を低減し、動画特性を向上さ
せることが出来る。
なお、しきいとしては、しきい1003などのように、横方向に伸びて配置されている
もののみを配置することも可能である。または、しきいとしては、しきい1004などの
ように、縦方向に伸びて配置されているもののみを配置することも可能である。または、
しきい自体を設けないことも可能である。
なお、しきい1003またはしきい1004の表面は、鏡面、または、白色になってい
ることが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これに限定されない。鏡面の場合は
、光を反射させることができるため、光を有効に利用することが出来る。そのため、消費
電力を低減することが出来る。白色の場合は、光を拡散させることができる。そのため、
領域の境界が見えにくくなるため、視認性を向上させることが可能となる。
なお、しきい1003またはしきい1004の透過率は、50%以下、望ましくは30
%以下であることが望ましい。または、しきい1003またはしきい1004の透過率は
、1%以上、望ましくは5%以上であることが望ましい。ただし、実施の形態の一例は、
これらに限定されない。透過率が低いことにより、光漏れを低減させ、領域毎の輝度の制
御が精密に出来るようになる。ただし、完全に透過しない場合は、領域の境界が見えてし
まい、視認性が低下する可能性がある。そのため、僅かに透過させることにより、領域の
境界が見えにくくなり、視認性を向上させることが可能である。
なお、しきい1003またはしきい1004は、アクリル、プラスチック、ポリカーボ
ネート、PETなど、有機物を有して構成されることが可能である。ただし、実施の形態
の一例は、これに限定されない。
なお、スペーサ1005を設けることも可能である。ただし、実施の形態の一例は、こ
れに限定されず、スペーサ1005を設けないことも可能である。スペーサ1005は、
点光源1002、しきい1003、または、しきい1004などの上に配置されるシート
がたわんでしまうことを防止する機能を有している。
なお、スペーサ1005を設ける場合、あまり多くの数で設けず、少ない数で設けるこ
とが可能である。したがって、例えば、図10(A)では、縦方向に3個の領域、横方向
に9個の領域に分けられ、合計27個の領域を有しているが、スペーサ1005が設けら
れている領域と、スペーサ1005が設けられていない領域とを作ることが可能である。
または、スペーサ1005の数は、領域の数よりも少なくして設けることが可能である。
このように、全ての領域にスペーサ1005を設けないことにより、製造を容易にするこ
と、及び/又はコストを低減することが可能となる。
なお、スペーサ1005は、透明、黒色、または、白色であることが好適である。透明
、黒色、または、白色を用いることにより、スペーサ1005の有無によって、輝度ムラ
が出たり、色ズレが生じたりすることを低減することが可能となる。ただし、実施の形態
の一例は、これに限定されない。
なお、スペーサ1005は、アクリル、プラスチック、ポリカーボネート、PETなど
、有機物を有して構成されることが可能である。ただし、実施の形態の一例は、これに限
定されない。
なお、点光源1002は、例えば、3色分の発光ダイオード、または、3色分のレーザ
ーで構成されている。そして、各々の発光ダイオード、または、レーザーは、赤、青、緑
の色を持っている。そして、例えば、3色の発光ダイオードを用いることにより、白色に
することが可能である。したがって、白色にできるようになっていれば、色は、赤、青、
緑に限定されない。例えば、シアン、マゼンタ、イエローなどのCMYKを点光源として
用いることも可能である。
このように、色毎に輝度を制御出来る場合は、より精密にローカルディミングを行うこ
とが出来るため、消費電力の低減、または、コントラストの向上などを実現することが可
能となる。
なお、各色の発光ダイオードの数は、同じであることが好適である。ただし、実施の形
態の一例は、これらに限定されない。ある色のみ、発光ダイオードの数を増やすことも可
能である。例えば、緑色の発光ダイオードの数を、赤、または、青の発光ダイオードの数
の倍にすることが可能である。このように、発光ダイオードの数を、色毎に異なるように
することにより、色度の調整が容易に出来るようになる。また、発光ダイオードの寿命が
、色毎に異なってしまうことを低減することも可能である。
なお、発光ダイオードは、3色であることに限定されない。例えば、ある色に近い色を
持つ発光ダイオードも用いることにより、色度を広くすることが出来る。例えば、赤、青
、緑の他に、緑色に近い色も追加して、4色で構成することも可能である。
なお、発光ダイオードは、赤、青、緑の他に、白色の発光ダイオードも用いることが出
来る。白色の発光ダイオードを用いることにより、発光ダイオードの寿命を延ばすことが
可能となる。または、白色の発光ダイオードを用いることにより、温度による色変化を低
減することが可能となる。
なお、白色の発光ダイオードのみを用い、赤、青、緑などの白以外の発光ダイオードを
用いないことも可能である。白色のみを用いることにより、色が混じり合わないことを防
ぐことが出来る。または、白色のみを用いることにより、劣化によって、色ズレが生じる
ことを低減することが可能となる。
なお、点光源1002の横方向のピッチ1007は、点光源1002の縦方向のピッチ
1006よりも、短いことが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定さ
れない。
なお、領域の数は、縦方向の領域の数よりも、横方向の領域の数のほうが多いことが好
適である。例えば、図10(A)では、縦方向の領域の数は3であり、横方向の領域の数
は9である。
なお、1つの画面の中の領域の数は、ある色の発光ダイオードの数よりも、少ないこと
が好適である。つまり、1つの領域のある一つの色について、複数の点光源を有すること
が望ましい。そして、1つの領域において配置されている点光源について、ある一つの色
を有する複数の点光源の輝度は、同時に、同じ輝度になるように制御されることが好適で
ある。つまり、1つの領域において、色毎に、輝度が制御されることが好適である。例え
ば、1つの領域において、赤色の発光ダイオードが3つあった場合、3つの発光ダイオー
ドは、輝度を上げるときは、3つとも輝度をあげ、輝度を下げるときには、3つとも輝度
を下げるようにすることが好適である。ただし、発光ダイオードなどでは、特性がばらつ
くために、完全に同じ輝度になることは難しい。したがって、特性ばらつきを含む程度に
おいて、同じ輝度で発光させることが望ましい。例えば、30%程度のばらつきを有して
、同じ輝度で発光させることが望ましい。このように、1つの領域に、複数の点光源を配
置することにより、輝度ムラを低減することが可能である。または、点光源の劣化を低減
することが可能である。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
図10(B)には、図10(A)の断面の一部の一例を示す。装置1001の上には、
拡散板1011が配置されている。拡散板1011により、輝度ムラを低減している。拡
散板1011は、スペーサ1005によって、画面の中央部でもたわまないように、支え
られている。
拡散板1011の上には、表示パネル1012が配置されている。表示パネルは、例え
ば、画素、駆動回路、液晶素子、ガラス基板、薄膜トランジスタ、偏光板、位相差板、カ
ラーフィルタ、及び/又は、プリズムシートを有している。表示パネル1012と、バッ
クライトとを連携させて動作させることにより、適切な表示を実現することが可能となる
なお、拡散板1011は、光を透過させつつ、光を拡散させる機能を有している。した
がって、光を拡散させる機能を有しつつ、透過率は高いことが好適である。そのため、拡
散板1011の透過率は、しきい1003の透過率よりも、高いことが好適である。拡散
板1011の透過率が高いことにより、しきい1003で反射された光が、拡散板101
1を透過していくことが可能である。そのため、他の領域に光が漏れることを低減しつつ
、画面には光が出やすくすることが出来る。したがって、領域毎の輝度の制御が精密に出
来るようになり、ローカルディミングを適切に行うことが可能となる。ただし、実施の形
態の一例は、これらに限定されない。
なお、点光源1002の高さ1013よりも、しきい1003の高さ1014の方が高
いことが好適である。点光源1002から出た光が、別の領域に漏れにくくするためには
、しきい1003の高さ1014の方が高いことが望ましい。ただし、実施の形態の一例
は、これらに限定されない。
なお、しきい1003と拡散板1011との間隔1015は、しきい1003の高さ1
014よりも短いことが好適である。間隔1015が長い場合、光が漏れすぎてしまう。
そのため、間隔1015は、しきい1003の高さ1014よりも短いことが好適である
。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
なお、しきい1003と拡散板1011との間隔1015は、点光源1002の高さ1
013よりも長いことが好適である。間隔1015が小さすぎる場合、領域の境界がくっ
きりとしすぎてしまうため、画面にも、境界が見えてしまう可能性がある。したがって、
画面に、領域の境界が視認されないようにするためには、多少の光が漏れる程度の長さが
必要となる。そこで、しきい1003の高さ1014を点光源1002の高さ1013よ
りも長くすることによって、適量の光を漏れさせることが可能となる。ただし、実施の形
態の一例は、これらに限定されない。
なお、しきい1003の高さ1014と、しきい1004の高さとは、概ね等しいこと
が好適である。概ね等しいとは、製造誤差やばらつきを含んだ上で、多少の差を有してい
る場合があることを想定した上で、等しい場合のことである。例としては、10%程度以
内のばらつきを有していることが可能である。しきいの高さを概ね等しくすることにより
、光の漏れ量が均等になるため、輝度ムラを低減することが可能となる。ただし、実施の
形態の一例は、これらに限定されない。
なお、図10では、各領域内に、点光源を配置したが、実施の形態の一例は、これに限
定されない。領域毎に、小さな面光源を配置することも可能である。図11に、各領域に
面光源を配置した場合の一例を示す。面光源を用いる場合も、点光源を用いた場合と同様
に構成させることが可能となる。したがって、図10で述べた内容(一部でもよい)、図
(一部でもよい)を、図11に適用させることが可能である。
図11(A)では、各領域に、面光源1102が配置されている。面光源1102は、
様々な構成を用いて、実現することが可能である。
なお、図11(A)では、しきい1003およびしきい1004を設けない場合につい
て示したが、実施の形態の一例は、これに限定されない。しきい1003などのように、
横方向に伸びて配置されているもののみを配置することも可能である。または、しきい1
004などのように、縦方向に伸びて配置されているもののみを配置することも可能であ
る。または、両方のしきいを設けることも可能である。
なお、スペーサ1005を設けることも可能である。ただし、実施の形態の一例は、こ
れに限定されず、スペーサ1005を設けないことも可能である。スペーサ1005は、
面光源1102などの上に配置されるシートがたわんでしまうことを防止する機能を有し
ている。ただし、面光源の場合、領域内で空洞ができる面積が小さいため、スペーサ10
05を設けないことが可能となる。
なお、面光源1102の横方向のピッチは、面光源1102の縦方向のピッチよりも、
短いことが好適である。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
なお、面光源1102の高さよりも、しきいの高さの方が高いことが好適である。面光
源1102から出た光が、別の領域に漏れにくくするためには、しきいの高さの方が高い
ことが望ましい。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
さらに、面光源1102上に拡散板を設ける場合、しきいと拡散板との間隔は、面光源
1102の高さよりも長いことが好適である。間隔が小さすぎる場合、領域の境界がくっ
きりとしすぎてしまうため、画面にも、境界が見えてしまう可能性がある。したがって、
画面に、領域の境界が視認されないようにするためには、多少の光が漏れる程度の長さが
必要となる。そこで、面光源1102の高さよりもしきいを長くすることによって、適量
の光を漏れさせることが可能となる。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されな
い。
次に、面光源1102の一例として、導光板と線光源(または点光源の集まり)を有し
て、小さな面光源を構成した場合の断面図を図11(B)に示す。図11(B)では、3
つ分の面光源の断面図を示す。線光源1103から導光板1104へ、光が入射する。導
光板1104の中では、光は全反射を繰り返し、伝搬されていく。そして、導光板110
4の底面1105には、加工がされている。そのため、導光板1104の表面から光が出
て行き、面光源が実現される。
底面1105の加工については、一例としては、プリズム状に凹凸が形成されている場
合、または、インクが印刷されている場合などがある。これらの密度または形状などを制
御することにより、均一な面光源を実現することが出来る。
なお、図11(A)のような面光源を用いた場合において、面光源の上に、拡散板10
11を設けることが可能である。これにより、輝度ムラを低減することが可能である。た
だし、面光源1102を用いる場合、点光源の場合とは異なり、すでに、ある程度、領域
内で輝度が均一化されているため、拡散板1011を設けないことも可能である。
面光源1102の別の例としては、平面蛍光管(平面陰極管)を用いることが可能であ
る。
または、図11(C)のように、蛍光管(陰極管)1106を領域内で曲げて配置し、
平面蛍光管(平面陰極管)に近い状態にして、面光源を実現することも可能である。その
場合、図11(D)の断面図に示すように、蛍光管(陰極管)1106の周り、特に、上
側に、拡散板1107を配置して、均一な面光源に近づけるようにすることも可能である
。ただし、実施の形態の一例は、これらに限定されない。
(実施の形態6)
次に、表示装置の別の構成例およびその駆動方法について説明する。本実施の形態にお
いては、信号書込みに対する輝度の応答が遅い(応答時間が長い)表示素子を用いた表示
装置の場合について述べる。本実施の形態においては、応答時間が長い表示素子として液
晶素子を例として説明するが、本実施の形態における表示素子はこれに限定されず、信号
書込みに対する輝度の応答が遅い様々な表示素子を用いることができる。
一般的な液晶表示装置の場合、信号書込みに対する輝度の応答が遅く、液晶素子に信号
電圧を加え続けた場合でも、応答が完了するまで1フレーム期間以上の時間がかかること
がある。このような表示素子で動画を表示しても、動画を忠実に再現することはできない
。さらに、アクティブマトリクス駆動の場合、一つの液晶素子に対する信号書込みの時間
は、通常、信号書込み周期(1フレーム期間または1サブフレーム期間)を走査線数で割
った時間(1走査線選択期間)に過ぎず、液晶素子はこのわずかな時間内に応答しきれな
いことが多い。したがって、液晶素子の応答の大半は、信号書込みが行われない期間で行
われることになる。ここで、液晶素子の誘電率は、当該液晶素子の透過率に従って変化す
るが、信号書込みが行われない期間において液晶素子が応答するということは、液晶素子
の外部と電荷のやり取りが行なわれない状態(定電荷状態)で液晶素子の誘電率が変化す
ることを意味する。つまり、(電荷)=(容量)・(電圧)の式において、電荷が一定の
状態で容量が変化することになるため、液晶素子に加わる電圧は、液晶素子の応答にした
がって、信号書込み時の電圧から変化してしまうことになる。したがって、信号書込みに
対する輝度の応答が遅い液晶素子をアクティブマトリクスで駆動する場合、液晶素子に加
わる電圧は、信号書込み時の電圧に原理的に到達し得ない。
本実施の形態における表示装置は、表示素子を信号書込み周期内に所望の輝度まで応答
させるために、信号書込み時の信号レベルを予め補正されたもの(補正信号)とすること
で、上記の問題点を解決することができる。さらに、液晶素子の応答時間は信号レベルが
大きいほど短くなるので、補正信号を書き込むことによって、液晶素子の応答時間を短く
することもできる。このような補正信号を加える駆動方法は、オーバードライブとも呼ば
れる。本実施の形態におけるオーバードライブは、信号書込み周期が、表示装置に入力さ
れる画像信号の周期(入力画像信号周期Tin)よりも短い場合であっても、信号書込み
周期に合わせて信号レベルが補正されることで、信号書込み周期内に表示素子を所望の輝
度まで応答させることができる。信号書込み周期が、入力画像信号周期Tinよりも短い
場合とは、例えば、1つの元画像を複数のサブ画像に分割し、当該複数のサブ画像を1フ
レーム期間内に順次表示させる場合が挙げられる。
次に、アクティブマトリクス駆動の表示装置において信号書込み時の信号レベルを補正
する方法の例について、図12(A)および(B)を参照して説明する。図12(A)は
、横軸を時間、縦軸を信号書込み時の信号レベルとし、ある1つの表示素子における信号
書込み時の信号レベルの輝度の時間変化を模式的に表したグラフである。図12(B)は
、横軸を時間、縦軸を表示レベルとし、ある1つの表示素子における表示レベルの時間変
化を模式的に表したグラフである。なお、表示素子が液晶素子の場合は、信号書込み時の
信号レベルは電圧、表示レベルは液晶素子の透過率とすることができる。これ以降は、図
12(A)の縦軸は電圧、図12(B)の縦軸は透過率であるとして説明する。なお、本
実施の形態におけるオーバードライブは、信号レベルが電圧以外(デューティー比、電流
等)である場合も含む。なお、本実施の形態におけるオーバードライブは、表示レベルが
透過率以外(輝度、電流等)である場合も含む。なお、液晶素子には、電圧が0である時
に黒表示となるノーマリーブラック型(例:VAモード、IPSモード等)と、電圧が0
である時に白表示となるノーマリーホワイト型(例:TNモード、OCBモード等)があ
るが、図12(B)に示すグラフはどちらにも対応しており、ノーマリーブラック型の場
合はグラフの上方へ行くほど透過率が大きいものとし、ノーマリーホワイト型の場合はグ
ラフの下方へ行くほど透過率が大きいものとすればよい。すなわち、本実施の形態におけ
る液晶モードは、ノーマリーブラック型でも良いし、ノーマリーホワイト型でも良い。な
お、時間軸には信号書込みタイミングが点線で示されており、信号書込みが行われてから
次の信号書込みが行われるまでの期間を、保持期間Fiと呼ぶこととする。本実施形態に
おいては、iは整数であり、それぞれの保持期間を表すインデックスであるとする。図1
2(A)および(B)においては、iは0から2までとして示しているが、iはこれ以外
の整数も取り得る(0から2以外については図示しない)。なお、保持期間Fiにおいて
、画像信号に対応する輝度を実現する透過率をTiとし、定常状態において透過率Tiを
与える電圧をViとする。なお、図12(A)中の破線5101は、オーバードライブを
行わない場合の液晶素子にかかる電圧の時間変化を表し、実線5102は、本実施の形態
におけるオーバードライブを行う場合の液晶素子にかかる電圧の時間変化を表している。
同様に、図12(B)中の破線5103は、オーバードライブを行わない場合の液晶素子
の透過率の時間変化を表し、実線5104は、本実施の形態におけるオーバードライブを
行う場合の液晶素子の透過率の時間変化を表している。なお、保持期間Fiの末尾におけ
る、所望の透過率Tiと実際の透過率との差を、誤差αiと表記することとする。
図12(A)に示すグラフにおいて、保持期間F0においては破線5101と実線51
02ともに所望の電圧V0が加えられており、図12(B)に示すグラフにおいても、破
線5103と実線5104ともに所望の透過率T0が得られているものとする。そして、
オーバードライブが行われない場合、破線5101に示すように、保持期間F1の初頭に
おいて所望の電圧V1が液晶素子に加えられるが、既に述べたように信号が書込まれる期
間は保持期間に比べて極めて短く、保持期間のうちの大半の期間は定電荷状態となるため
、保持期間において液晶素子にかかる電圧は透過率の変化とともに変化していき、保持期
間F1の末尾においては所望の電圧V1と大きく異なった電圧となってしまう。このとき
、図12(B)に示すグラフにおける破線5103も、所望の透過率T1と大きく異なっ
たものとなってしまう。そのため、画像信号に忠実な表示を行うことができず、画質が低
下してしまう。一方、本実施の形態におけるオーバードライブが行われる場合、実線51
02に示すように、保持期間F1の初頭において、所望の電圧V1よりも大きな電圧V1
´が液晶素子に加えられるようにする。つまり、保持期間F1において徐々に液晶素子に
かかる電圧が変化することを見越して、保持期間F1の末尾において液晶素子にかかる電
圧が所望の電圧V1近傍の電圧となるように、保持期間F1の初頭において所望の電圧V
1から補正された電圧V1´を液晶素子に加えることで、正確に所望の電圧V1を液晶素
子にかけることが可能となる。このとき、図12(B)に示すグラフにおける実線510
4に示すように、保持期間F1の末尾において所望の透過率T1が得られる。すなわち、
保持期間うちの大半の期間において定電荷状態となるにも関わらず、信号書込み周期内で
の液晶素子の応答を実現できる。次に、保持期間F2においては、所望の電圧V2がV1
よりも小さい場合を示しているが、この場合も保持期間F1と同様に、保持期間F2にお
いて徐々に液晶素子にかかる電圧が変化することを見越して、保持期間F2の末尾におい
て液晶素子にかかる電圧が所望の電圧V2近傍の電圧となるように、保持期間F2の初頭
において所望の電圧V2から補正された電圧F2´を液晶素子に加えればよい。こうする
ことで、図12(B)に示すグラフにおける実線5104に示すように、保持期間F2の
末尾において所望の透過率T2が得られる。なお、保持期間F1のように、ViがVi−
1と比べて大きくなる場合は、補正された電圧Vi´は所望の電圧Viよりも大きくなる
ように補正されることが好ましい。さらに、保持期間F2のように、ViがVi−1と比
べて小さくなる場合は、補正された電圧Vi´は所望の電圧Viよりも小さくなるように
補正されることが好ましい。なお、具体的な補正値については、予め液晶素子の応答特性
を測定することで導出することができる。装置に実装する方法としては、補正式を定式化
して論理回路に組み込む方法、補正値をルックアップテーブルとしてメモリに保存してお
き、必要に応じて補正値を読み出す方法、等を用いることができる。
なお、本実施の形態におけるオーバードライブを、実際に装置として実現する場合には
、様々な制約が存在する。例えば、電圧の補正は、ソースドライバの定格電圧の範囲内で
行われなければならない。すなわち、所望の電圧が元々大きな値であって、理想的な補正
電圧がソースドライバの定格電圧を超えてしまう場合は、補正しきれないこととなる。こ
のような場合の問題点について、図12(C)および(D)を参照して説明する。図12
(C)は、図12(A)と同じく、横軸を時間、縦軸を電圧とし、ある1つの液晶素子に
おける電圧の時間変化を実線5105として模式的に表したグラフである。図12(D)
は、図12(B)と同じく、横軸を時間、縦軸を透過率とし、ある1つの液晶素子におけ
る透過率の時間変化を実線5106として模式的に表したグラフである。なお、その他の
表記方法については図12(A)および(B)と同様であるため、説明を省略する。図1
2(C)および(D)は、保持期間F1における所望の透過率T1を実現するための補正
電圧V1´がソースドライバの定格電圧を超えてしまうため、V1´=V1とせざるを得
なくなり、十分な補正ができない状態を表している。このとき、保持期間F1の末尾にお
ける透過率は、所望の透過率T1と誤差α1だけ、ずれた値となってしまう。ただし、誤
差α1が大きくなるのは、所望の電圧が元々大きな値であるときに限られるため、誤差α
1の発生による画質低下自体は許容範囲内である場合も多い。しかしながら、誤差α1が
大きくなることによって、電圧補正のアルゴリズム内の誤差も大きくなってしまう。つま
り、電圧補正のアルゴリズムにおいて、保持期間の末尾に所望の透過率が得られていると
仮定している場合、実際は誤差α1が大きくなっているのにも関わらず、誤差α1が小さ
いとして電圧の補正を行なうため、次の保持期間F2における補正に誤差が含まれること
となり、その結果、誤差α2までも大きくなってしまう。さらに、誤差α2が大きくなれ
ば、その次の誤差α3がさらに大きくなってしまうというように、誤差が連鎖的に大きく
なっていき、結果的に画質低下が著しいものとなってしまう。本実施の形態におけるオー
バードライブにおいては、このように誤差が連鎖的に大きくなってしまうことを抑制する
ため、保持期間Fiにおいて補正電圧Vi´がソースドライバの定格電圧を超えるとき、
保持期間Fiの末尾における誤差αiを推定し、当該誤差αiの大きさを考慮して、保持
期間Fi+1における補正電圧を調整できる。こうすることで、誤差αiが大きくなって
しまっても、それが誤差αi+1に与える影響を最小限にすることができるため、誤差が
連鎖的に大きくなってしまうことを抑制できる。本実施の形態におけるオーバードライブ
において、誤差α2を最小限にする例について、図12(E)および(F)を参照して説
明する。図12(E)に示すグラフは、図12(C)に示すグラフの補正電圧V2´をさ
らに調整し、補正電圧V2´´とした場合の電圧の時間変化を、実線5107として表し
ている。図12(F)に示すグラフは、図12(E)に示すグラフによって電圧の補正が
なされた場合の透過率の時間変化を表している。図12(D)に示すグラフにおける実線
5106では、補正電圧V2´によって過剰補正が発生しているが、図12(F)に示す
グラフにおける実線5108では、誤差α1を考慮して調整された補正電圧V2´´によ
って過剰補正を抑制し、誤差α2を最小限にしている。なお、具体的な補正値については
、予め液晶素子の応答特性を測定することで導出することができる。装置に実装する方法
としては、補正式を定式化して論理回路に組み込む方法、補正値をルックアップテーブル
としてメモリに保存しておき、必要に応じて補正値を読み出す方法、等を用いることがで
きる。そして、これらの方法を、補正電圧Vi´を計算する部分とは別に追加する、また
は補正電圧Vi´を計算する部分に組み込むことができる。なお、誤差αi―1を考慮し
て調整された補正電圧Vi´´の補正量(所望の電圧Viとの差)は、Vi´の補正量よ
りも小さいものとすることが好ましい。つまり、|Vi´´−Vi|<|Vi´−Vi|
とすることが好ましい。
なお、理想的な補正電圧がソースドライバの定格電圧を超えてしまうことによる誤差α
iは、信号書込み周期が短いほど大きくなる。なぜならば、信号書込み周期が短いほど液
晶素子の応答時間も短くする必要があり、その結果、より大きな補正電圧が必要となるた
めである。さらに、必要とされる補正電圧が大きくなった結果、補正電圧がソースドライ
バの定格電圧を超えてしまう頻度も大きくなるため、大きな誤差αiが発生する頻度も大
きくなる。したがって、本実施の形態におけるオーバードライブは、信号書込み周期が短
い場合ほど有効であるといえる。具体的には、1つの元画像を複数のサブ画像に分割し、
当該複数のサブ画像を1フレーム期間内に順次表示させる場合、複数の画像から画像に含
まれる動きを検出して、当該複数の画像の中間状態の画像を生成し、当該複数の画像の間
に挿入して駆動する(いわゆる動き補償倍速駆動)場合、またはこれらを組み合わせる場
合、等の駆動方法が行なわれる場合に、本実施の形態におけるオーバードライブが用いら
れることは、格段の効果を奏することになる。
なお、ソースドライバの定格電圧は、上述した上限の他に、下限も存在する。例えば、
電圧0よりも小さい電圧が加えられない場合が挙げられる。このとき、上述した上限の場
合と同様に、理想的な補正電圧が加えられないこととなるため、誤差αiが大きくなって
しまう。しかしながら、この場合でも、上述した方法と同様に、保持期間Fiの末尾にお
ける誤差αiを推定し、当該誤差αiの大きさを考慮して、保持期間Fi+1における補
正電圧を調整することができる。なお、ソースドライバの定格電圧として電圧0よりも小
さい電圧(負の電圧)を加えることができる場合は、補正電圧として液晶素子に負の電圧
を加えても良い。こうすることで、定電荷状態による電位の変動を見越して、保持期間F
iの末尾において液晶素子にかかる電圧が所望の電圧Vi近傍の電圧となるように調整で
きる。
なお、液晶素子の劣化を抑制するため、液晶素子に加える電圧の極性を定期的に反転さ
せる、いわゆる反転駆動を、オーバードライブと組み合わせて実施することができる。す
なわち、本実施の形態におけるオーバードライブは、反転駆動と同時に行なわれる場合も
含む。例えば、信号書込み周期が入力画像信号周期Tinの1/2である場合に、極性を
反転させる周期と入力画像信号周期Tinとが同程度であると、正極性の信号の書込みと
負極性の信号の書込みが、2回毎に交互に行なわれることになる。このように、極性を反
転させる周期を信号書込み周期よりも長くすることで、画素の充放電の頻度を低減できる
ので、消費電力を低減できる。ただし、極性を反転させる周期をあまり長くすると、極性
の違いによる輝度差がフリッカとして認識される不具合が生じることがあるため、極性を
反転させる周期は入力画像信号周期Tinと同程度か短いことが好ましい。
(実施の形態7)
次に、表示装置の別の構成例およびその駆動方法について説明する。本実施の形態にお
いては、表示装置の外部から入力される画像(入力画像)の動きを補間する画像を、複数
の入力画像を基にして表示装置の内部で生成し、当該生成された画像(生成画像)と、入
力画像とを順次表示させる方法について説明する。なお、生成画像を、入力画像の動きを
補間するような画像とすることで、動画の動きを滑らかにすることができ、さらに、ホー
ルド駆動による残像等によって動画の品質が低下する問題を改善できる。ここで、動画の
補間について、以下に説明する。動画の表示は、理想的には、個々の画素の輝度をリアル
タイムに制御することで実現されるものであるが、画素のリアルタイム個別制御は、制御
回路の数が膨大なものとなる問題、配線スペースの問題、および入力画像のデータ量が膨
大なものとなる問題等が存在し、実現が困難である。したがって、表示装置による動画の
表示は、複数の静止画を一定の周期で順次表示することで、表示が動画に見えるようにし
て行なわれている。この周期(本実施の形態においては入力画像信号周期と呼び、Tin
と表す)は規格化されており、例として、NTSC規格では1/60秒、PAL規格では
1/50秒である。この程度の周期でも、インパルス型表示装置であるCRTにおいては
動画表示に問題は起こらなかった。しかし、ホールド型表示装置においては、これらの規
格に準じた動画をそのまま表示すると、ホールド型であることに起因する残像等により表
示が不鮮明となる不具合(ホールドぼけ:hold blur)が発生してしまう。ホー
ルドぼけは、人間の目の追従による無意識的な動きの補間と、ホールド型の表示との不一
致(discrepancy)で認識されるものであるので、従来の規格よりも入力画像
信号周期を短くする(画素のリアルタイム個別制御に近づける)ことで低減させることが
できるが、入力画像信号周期を短くすることは規格の変更を伴い、さらに、データ量も増
大することになるので、困難である。しかしながら、規格化された入力画像信号を基にし
て、入力画像の動きを補間するような画像を表示装置内部で生成し、当該生成画像によっ
て入力画像を補間して表示することで、規格の変更またはデータ量の増大なしに、ホール
ドぼけを低減できる。このように、入力画像信号を基にして表示装置内部で画像信号を生
成し、入力画像の動きを補間することを、動画の補間と呼ぶこととする。
本実施の形態における動画の補間方法によって、動画ぼけを低減させることができる。
本実施の形態における動画の補間方法は、画像生成方法と画像表示方法に分けることがで
きる。そして、特定のパターンの動きについては別の画像生成方法および/または画像表
示方法を用いることで、効果的に動画ぼけを低減させることができる。図13(A)およ
び(B)は、本実施の形態における動画の補間方法の一例を説明するための模式図である
。図13(A)および(B)において、横軸は時間であり、横方向の位置によって、それ
ぞれの画像が扱われるタイミングを表している。「入力」と記された部分は、入力画像信
号が入力されるタイミングを表している。ここでは、時間的に隣接する2つの画像として
、画像5121および画像5122に着目している。入力画像は、周期Tinの間隔で入
力される。なお、周期Tin1つ分の長さを、1フレームもしくは1フレーム期間と記す
ことがある。「生成」と記された部分は、入力画像信号から新しく画像が生成されるタイ
ミングを表している。ここでは、画像5121および画像5122を基にして生成される
生成画像である、画像5123に着目している。「表示」と記された部分は、表示装置に
画像が表示されるタイミングを表している。なお、着目している画像以外の画像について
は破線で記しているのみであるが、着目している画像と同様に扱うことによって、本実施
の形態における動画の補間方法の一例を実現できる。
本実施の形態における動画の補間方法の一例は、図13(A)に示されるように、時間
的に隣接した2つの入力画像を基にして生成された生成画像を、当該2つの入力画像が表
示されるタイミングの間隙に表示させることで、動画の補間を行うことができる。このと
き、表示画像の表示周期は、入力画像の入力周期の1/2とされることが好ましい。ただ
し、これに限定されず、様々な表示周期とすることができる。例えば、表示周期を入力周
期の1/2より短くすることで、動画をより滑らかに表示できる。または、表示周期を入
力周期の1/2より長くすることで、消費電力を低減できる。なお、ここでは、時間的に
隣接した2つの入力画像を基にして画像を生成しているが、基にする入力画像は2つに限
定されず、様々な数を用いることができる。例えば、時間的に隣接した3つ(3つ以上で
も良い)の入力画像を基にして画像を生成すれば、2つの入力画像を基にする場合よりも
、精度の良い生成画像を得ることができる。なお、画像5121の表示タイミングを、画
像5122の入力タイミングと同時刻、すなわち入力タイミングに対する表示タイミング
を1フレーム遅れとしているが、本実施の形態における動画の補間方法における表示タイ
ミングはこれに限定されず、様々な表示タイミングを用いることができる。例えば、入力
タイミングに対する表示タイミングを1フレーム以上遅らせることができる。こうするこ
とで、生成画像である画像5123の表示タイミングを遅くすることができるので、画像
5123の生成にかかる時間に余裕を持たせることができ、消費電力および製造コストの
低減につながる。なお、入力タイミングに対する表示タイミングをあまりに遅くすると、
入力画像を保持しておく期間が長くなり、保持にかかるメモリ容量が増大してしまうので
、入力タイミングに対する表示タイミングは、1フレーム遅れから2フレーム遅れ程度が
好ましい。
ここで、画像5121および画像5122を基にして生成される画像5123の、具体
的な生成方法の一例について説明する。動画を補間するためには入力画像の動きを検出す
る必要があるが、本実施の形態においては、入力画像の動きの検出のために、ブロックマ
ッチング法と呼ばれる方法を用いることができる。ただし、これに限定されず、様々な方
法(画像データの差分をとる方法、フーリエ変換を利用する方法等)を用いることができ
る。ブロックマッチング法においては、まず、入力画像1枚分の画像データ(ここでは画
像5121の画像データ)を、データ記憶手段(半導体メモリ、RAM等の記憶回路等)
に記憶させる。そして、次のフレームにおける画像(ここでは画像5122)を、複数の
領域に分割する。なお、分割された領域は、図13(A)のように、同じ形状の矩形とす
ることができるが、これに限定されず、様々なもの(画像によって形状または大きさを変
える等)とすることができる。その後、分割された領域毎に、データ記憶手段に記憶させ
た前のフレームの画像データ(ここでは画像5121の画像データ)とデータの比較を行
い、画像データが似ている領域を探索する。図13(A)の例においては、画像5122
における領域5124とデータが似ている領域を画像5121の中から探索し、領域51
26が探索されたものとしている。なお、画像5121の中を探索するとき、探索範囲は
限定されることが好ましい。図13(A)の例においては、探索範囲として、領域512
4の面積の4倍程度の大きさである、領域5125を設定している。なお、探索範囲をこ
れより大きくすることで、動きの速い動画においても検出精度を高くすることができる。
ただし、あまりに広く探索を行なうと探索時間が膨大なものとなってしまい、動きの検出
の実現が困難となるため、領域5125は、領域5124の面積の2倍から6倍程度の大
きさであることが好ましい。その後、探索された領域5126と、画像5122における
領域5124との位置の違いを、動きベクトル5127として求める。動きベクトル51
27は領域5124における画像データの1フレーム期間の動きを表すものである。そし
て、動きの中間状態を表す画像を生成するため、動きベクトルの向きはそのままで大きさ
を変えた画像生成用ベクトル5128を作り、画像5121における領域5126に含ま
れる画像データを、画像生成用ベクトル5128に従って移動させることで、画像512
3における領域5129内の画像データを形成させる。これらの一連の処理を、画像51
22における全ての領域について行うことで、画像5123が生成される。そして、画像
5121、画像5123、画像5122を順次表示することで、動画を補間することがで
きる。なお、画像中の物体5130は、画像5121および画像5122において位置が
異なっている(つまり動いている)が、生成された画像5123は、画像5121および
画像5122における物体の中間点となっている。このような画像を表示することで、動
画の動きを滑らかにすることができ、残像等による動画の不鮮明さを改善できる。
なお、画像生成用ベクトル5128の大きさは、画像5123の表示タイミングに従っ
て決められることができる。図13(A)の例においては、画像5123の表示タイミン
グは画像5121および画像5122の表示タイミングの中間点(1/2)としているた
め、画像生成用ベクトル5128の大きさは動きベクトル5127の1/2としているが
、他にも、例えば、表示タイミングが1/3の時点であれば、大きさを1/3とし、表示
タイミングが2/3の時点であれば、大きさを2/3とすることができる。
なお、このように、様々な動きベクトルを持った複数の領域をそれぞれ動かして新しい
画像を作る場合は、移動先の領域内に他の領域が既に移動している部分(重複)や、どこ
の領域からも移動されてこない部分(空白)が生じることもある。これらの部分について
は、データを補正することができる。重複部分の補正方法としては、例えば、重複データ
の平均をとる方法、動きベクトルの方向等で優先度をつけておき、優先度の高いデータを
生成画像内のデータとする方法、色(または明るさ)はどちらかを優先させるが明るさ(
または色)は平均をとる方法、等を用いることができる。空白部分の補正方法としては、
画像5121または画像5122の当該位置における画像データをそのまま生成画像内の
データとする方法、画像5121または画像5122の当該位置における画像データの平
均をとる方法、等を用いることができる。そして、生成された画像5123を、画像生成
用ベクトル5128の大きさに従ったタイミングで表示させることで、動画の動きを滑ら
かにすることができ、さらに、ホールド駆動による残像等によって動画の品質が低下する
問題を改善できる。
本実施の形態における動画の補間方法の他の例は、図13(B)に示されるように、時
間的に隣接した2つの入力画像を基にして生成された生成画像を、当該2つの入力画像が
表示されるタイミングの間隙に表示させる際に、それぞれの表示画像をさらに複数のサブ
画像に分割して表示することで、動画の補間を行うことができる。この場合、画像表示周
期が短くなることによる利点だけでなく、暗い画像が定期的に表示される(表示方法がイ
ンパルス型に近づく)ことによる利点も得ることができる。つまり、画像表示周期が画像
入力周期に比べて1/2の長さにするだけの場合よりも、残像等による動画の不鮮明さを
さらに改善できる。図13(B)の例においては、「入力」および「生成」については図
13(A)の例と同様な処理を行なうことができるので、説明を省略する。図13(B)
の例における「表示」は、1つの入力画像または/および生成画像を複数のサブ画像に分
割して表示を行うことができる。具体的には、図13(B)に示すように、画像5121
をサブ画像5121aおよび5121bに分割して順次表示することで、人間の目には画
像5121が表示されたように知覚させ、画像5123をサブ画像5123aおよび51
23bに分割して順次表示することで、人間の目には画像5123が表示されたように知
覚させ、画像5122をサブ画像5122aおよび5122bに分割して順次表示するこ
とで、人間の目には画像5122が表示されたように知覚させる。すなわち、人間の目に
知覚される画像としては図13(A)の例と同様なものとしつつ、表示方法をインパルス
型に近づけることができるので、残像等による動画の不鮮明さをさらに改善できる。なお
、サブ画像の分割数は、図13(B)においては2つとしているが、これに限定されず様
々な分割数を用いることができる。なお、サブ画像が表示されるタイミングは、図13(
B)においては等間隔(1/2)としているが、これに限定されず様々な表示タイミング
を用いることができる。例えば、暗いサブ画像(5121b、5122b、5123b)
の表示タイミングを早くする(具体的には、1/4から1/2のタイミング)ことで、表
示方法をよりインパルス型に近づけることができるため、残像等による動画の不鮮明さを
さらに改善できる。または、暗いサブ画像の表示タイミングを遅くする(具体的には、1
/2から3/4のタイミング)ことで、明るい画像の表示期間を長くすることができるの
で、表示効率を高めることができ、消費電力を低減できる。
本実施の形態における動画の補間方法の他の例は、画像内で動いている物体の形状を検
出し、動いている物体の形状によって異なる処理を行う例である。図13(C)に示す例
は、図13(B)の例と同様に表示のタイミングを表しているが、表示されている内容が
、動く文字(スクロールテキスト、字幕、テロップ等とも呼ばれる)である場合を示して
いる。なお、「入力」および「生成」については、図13(B)と同様としても良いため
、図示していない。ホールド駆動における動画の不鮮明さは、動いているものの性質によ
って程度が異なることがある。特に、文字が動いている場合に顕著に認識されることが多
い。なぜならば、動く文字を読む際にはどうしても視線を文字に追従させてしまうので、
ホールドぼけが発生しやすくなるためである。さらに、文字は輪郭がはっきりしているこ
とが多いため、ホールドぼけによる不鮮明さがさらに強調されてしまうこともある。すな
わち、画像内を動く物体が文字かどうかを判別し、文字である場合はさらに特別な処理を
行うことは、ホールドぼけの低減のためには有効である。具体的には、画像内を動いてい
る物体に対し、輪郭検出または/およびパターン検出等を行なって、当該物体が文字であ
ると判断された場合は、同じ画像から分割されたサブ画像同士であっても動き補間を行い
、動きの中間状態を表示するようにして、動きを滑らかにすることができる。当該物体が
文字ではないと判断された場合は、図13(B)に示すように、同じ画像から分割された
サブ画像であれば動いている物体の位置は変えずに表示することができる。図13(C)
の例では、文字であると判断された領域5131が、上方向に動いている場合を示してい
るが、画像5121aと画像5121bとで、領域5131の位置を異ならせている。画
像5123aと画像5123b、画像5122aと画像5122bについても同様である
。こうすることで、ホールドぼけが特に認識されやすい動く文字については、通常の動き
補償倍速駆動よりもさらに動きを滑らかにすることができるので、残像等による動画の不
鮮明さをさらに改善できる。
(実施の形態8)
本実施の形態においては、液晶表示装置に適用できる画素の構成及び画素の動作につい
て説明する。なお、本実施の形態における液晶素子の動作モードとして、TN(Twis
ted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モ
ード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Mu
lti−domain Vertical Alignment)モード、PVA(Pa
tterned Vertical Alignment)モード、ASM(Axial
ly Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(
Optically Compensated Birefringence)モード、
FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モード、AFL
C(AntiFerroelectric Liquid Crystal)などを用い
ることができる。
図14(A)は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図である。画素50
80は、トランジスタ5081、液晶素子5082及び容量素子5083を有している。
トランジスタ5081のゲートは配線5085と電気的に接続される。トランジスタ50
81の第1端子は配線5084と電気的に接続される。トランジスタ5081の第2端子
は液晶素子5082の第1端子と電気的に接続される。液晶素子5082の第2端子は配
線5087と電気的に接続される。容量素子5083の第1端子は液晶素子5082の第
1端子と電気的に接続される。容量素子5083の第2端子は配線5086と電気的に接
続される。なお、トランジスタの第1端子とは、ソースまたはドレインのいずれか一方で
あり、トランジスタの第2端子とは、ソースまたはドレインの他方のことである。つまり
、トランジスタの第1端子がソースである場合は、トランジスタの第2端子はドレインと
なる。同様に、トランジスタの第1端子がドレインである場合は、トランジスタの第2端
子はソースとなる。
配線5084は信号線として機能させることができる。信号線は、画素の外部から入力
された信号電圧を画素5080に伝達するための配線である。配線5085は走査線とし
て機能させることができる。走査線は、トランジスタ5081のオンオフを制御するため
の配線である。配線5086は容量線として機能させることができる。容量線は、容量素
子5083の第2端子に所定の電圧を加えるための配線である。トランジスタ5081は
、スイッチとして機能させることができる。容量素子5083は、保持容量として機能さ
せることができる。保持容量は、スイッチがオフの状態においても、信号電圧が液晶素子
5082に加わり続けるようにするための容量素子である。配線5087は、対向電極と
して機能させることができる。対向電極は、液晶素子5082の第2端子に所定の電圧を
加えるための配線である。なお、それぞれの配線が持つことのできる機能はこれに限定さ
れず、様々な機能を有することが出来る。例えば、容量線に加える電圧を変化させること
で、液晶素子に加えられる電圧を調整することもできる。なお、トランジスタ5081は
スイッチとして機能すればよいため、トランジスタ5081の極性はPチャネル型でもよ
いし、Nチャネル型でもよい。
図14(B)は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図である。図14(
B)に示す画素構成例は、図14(A)に示す画素構成例と比較して、配線5087が省
略され、かつ、液晶素子5082の第2端子と容量素子5083の第2端子とが電気的に
接続されている点が異なっている以外は、図14(A)に示す画素構成例と同様な構成で
あるとしている。図14(B)に示す画素構成例は、特に、液晶素子が横電界モード(I
PSモード、FFSモードを含む)である場合に適用できる。なぜならば、液晶素子が横
電界モードである場合、液晶素子5082の第2端子および容量素子5083の第2端子
を同一な基板上に形成させることができるため、液晶素子5082の第2端子と容量素子
5083の第2端子とを電気的に接続させることが容易であるからである。図14(B)
に示すような画素構成とすることで、配線5087を省略できるので、製造工程を簡略な
ものとすることができ、製造コストを低減できる。
図14(A)または図14(B)に示す画素構成は、マトリクス状に複数配置されるこ
とができる。こうすることで、液晶表示装置の表示部が形成され、様々な画像を表示する
ことができる。図14(C)は、図14(A)に示す画素構成がマトリクス状に複数配置
されている場合の回路構成を示す図である。図14(C)に示す回路構成は、表示部が有
する複数の画素のうち、4つの画素を抜き出して示した図である。そして、i列j行(i
,jは自然数)に位置する画素を、画素5080_i,jと表記し、画素5080_i,
jには、配線5084_i、配線5085_j、配線5086_jが、それぞれ電気的に
接続される。同様に、画素5080_i+1,jについては、配線5084_i+1、配
線5085_j、配線5086_jと電気的に接続される。同様に、画素5080_i,
j+1については、配線5084_i、配線5085_j+1、配線5086_j+1と
電気的に接続される。同様に、画素5080_i+1,j+1については、配線5084
_i+1、配線5085_j+1、配線5086_j+1と電気的に接続される。なお、
各配線は、同じ列または行に属する複数の画素によって共有されることができる。なお、
図14(C)に示す画素構成において配線5087は対向電極であり、対向電極は全ての
画素において共通であることから、配線5087については自然数iまたはjによる表記
は行わないこととする。なお、実施の形態の一例においては図14(B)に示す画素構成
を用いることも可能であるため、配線5087が記載されている構成であっても配線50
87は必須ではなく、他の配線と共有されること等によって省略されることができる。
図14(C)に示す画素構成は、様々な方法によって駆動されることができる。特に、
交流駆動と呼ばれる方法によって駆動されることによって、液晶素子の劣化(焼き付き)
を抑制することができる。図14(D)は、交流駆動の1つである、ドット反転駆動が行
われる場合の、図14(C)に示す画素構成における各配線に加えられる電圧のタイミン
グチャートを表す図である。ドット反転駆動が行なわれることによって、交流駆動が行な
われる場合に視認されるフリッカ(ちらつき)を抑制することができる。
図14(C)に示す画素構成において、配線5085_jと電気的に接続されている画
素におけるスイッチは、1フレーム期間中の第jゲート選択期間において選択状態(オン
状態)となり、それ以外の期間では非選択状態(オフ状態)となる。そして、第jゲート
選択期間の後に、第j+1ゲート選択期間が設けられる。このように順次走査が行なわれ
ることで、1フレーム期間内に全ての画素が順番に選択状態となる。図14(D)に示す
タイミングチャートでは、電圧が高い状態(ハイレベル)となることで、当該画素におけ
るスイッチが選択状態となり、電圧が低い状態(ローレベル)となることで非選択状態と
なる。なお、これは各画素におけるトランジスタがNチャネル型の場合であり、Pチャネ
ル型のトランジスタが用いられる場合、電圧と選択状態の関係は、Nチャネル型の場合と
は逆となる。
図14(D)に示すタイミングチャートでは、第kフレーム(kは自然数)における第
jゲート選択期間において、信号線として用いる配線5084_iに正の信号電圧が加え
られ、配線5084_i+1に負の信号電圧が加えられる。そして、第kフレームにおけ
る第j+1ゲート選択期間において、配線5084_iに負の信号電圧が加えられ、配線
5084_i+1に正の信号電圧が加えられる。その後も、それぞれの信号線は、ゲート
選択期間ごとに極性が反転した信号が交互に加えられる。その結果、第kフレームにおい
ては、画素5080_i,jには正の信号電圧、画素5080_i+1,jには負の信号
電圧、画素5080_i,j+1には負の信号電圧、画素5080_i+1,j+1には
正の信号電圧が、それぞれ加えられることとなる。そして、第k+1フレームにおいては
、それぞれの画素において、第kフレームにおいて書き込まれた信号電圧とは逆の極性の
信号電圧が書き込まれる。その結果、第k+1フレームにおいては、画素5080_i,
jには負の信号電圧、画素5080_i+1,jには正の信号電圧、画素5080_i,
j+1には正の信号電圧、画素5080_i+1,j+1には負の信号電圧が、それぞれ
加えられることとなる。このように、同じフレームにおいては隣接する画素同士で異なる
極性の信号電圧が加えられ、さらに、それぞれの画素においては1フレームごとに信号電
圧の極性が反転される駆動方法が、ドット反転駆動である。ドット反転駆動によって、液
晶素子の劣化を抑制しつつ、表示される画像全体または一部が均一である場合に視認され
るフリッカを低減することができる。なお、配線5086_j、配線5086_j+1を
含む全ての配線5086に加えられる電圧は、一定の電圧とされることができる。なお、
配線5084のタイミングチャートにおける信号電圧の表記は極性のみとなっているが、
実際は、表示された極性において様々な信号電圧の値をとり得る。なお、ここでは1ドッ
ト(1画素)毎に極性を反転させる場合について述べたが、これに限定されず、複数の画
素毎に極性を反転させることもできる。例えば、2ゲート選択期間毎に書き込む信号電圧
の極性を反転させることで、信号電圧の書き込みにかかる消費電力を低減させることがで
きる。他にも、1列毎に極性を反転させること(ソースライン反転)もできるし、1行ご
とに極性を反転させること(ゲートライン反転)もできる。
なお、画素5080における容量素子5083の第2端子には、1フレーム期間におい
て一定の電圧が加えられていれば良い。ここで、走査線として用いる配線5085に加え
られる電圧は1フレーム期間の大半においてローレベルであり、ほぼ一定の電圧が加えら
れていることから、画素5080における容量素子5083の第2端子の接続先は、配線
5085でも良い。図14(E)は、液晶表示装置に適用できる画素構成の一例を示す図
である。図14(E)に示す画素構成は、図14(C)に示す画素構成と比較すると、配
線5086が省略され、かつ、画素5080内の容量素子5083の第2端子と、一つ前
の行における配線5085とが電気的に接続されていることを特徴としている。具体的に
は、図14(E)に表記されている範囲においては、画素5080_i,j+1および画
素5080_i+1,j+1における容量素子5083の第2端子は、配線5085_j
と電気的に接続される。このように、画素5080内の容量素子5083の第2端子と、
一つ前の行における配線5085とを電気的に接続させることで、配線5086を省略す
ることができるので、画素の開口率を向上できる。なお、容量素子5083の第2端子の
接続先は、一つ前の行における配線5085ではなく、他の行における配線5085でも
良い。なお、図14(E)に示す画素構成の駆動方法は、図14(C)に示す画素構成の
駆動方法と同様のものを用いることができる。
なお、容量素子5083および容量素子5083の第2端子に電気的に接続される配線
を用いて、信号線として用いる配線5084に加える電圧を小さくすることができる。こ
のときの画素構成および駆動方法について、図14(F)および図14(G)を用いて説
明する。図14(F)に示す画素構成は、図14(A)に示す画素構成と比較して、配線
5086を1画素列あたり2本とし、かつ、画素5080における容量素子5083の第
2端子との電気的な接続を、隣接する画素で交互に行うことを特徴としている。なお、2
本とした配線5086は、それぞれ配線5086−1および配線5086−2と呼ぶこと
とする。具体的には、図14(F)に表記されている範囲においては、画素5080_i
,jにおける容量素子5083の第2端子は、配線5086−1_jと電気的に接続され
、画素5080_i+1,jにおける容量素子5083の第2端子は、配線5086−2
_jと電気的に接続され、画素5080_i,j+1における容量素子5083の第2端
子は、配線5086−2_j+1と電気的に接続され、画素5080_i+1,j+1に
おける容量素子5083の第2端子は、配線5086−1_j+1と電気的に接続される
そして、例えば、図14(G)に示すように、第kフレームにおいて画素5080_i
,jに正の極性の信号電圧が書き込まれる場合、配線5086−1_jは、第jゲート選
択期間においてはローレベルとさせ、第jゲート選択期間の終了後、ハイレベルに変化さ
せる。そして、1フレーム期間中はそのままハイレベルを維持し、第k+1フレームにお
ける第jゲート選択期間に負の極性の信号電圧が書き込まれた後、ローレベルに変化させ
る。このように、正の極性の信号電圧が画素に書き込まれた後に、容量素子5083の第
2端子に電気的に接続される配線の電圧を正の方向に変化させることで、液晶素子に加え
られる電圧を正の方向に所定の量だけ変化させることができる。すなわち、その分画素に
書き込む信号電圧を小さくすることができるため、信号書き込みにかかる消費電力を低減
させることができる。なお、第jゲート選択期間に負の極性の信号電圧が書き込まれる場
合は、負の極性の信号電圧が画素に書き込まれた後に、容量素子5083の第2端子に電
気的に接続される配線の電圧を負の方向に変化させることで、液晶素子に加えられる電圧
を負の方向に所定の量だけ変化させることができるので、正の極性の場合と同様に、画素
に書き込む信号電圧を小さくすることができる。つまり、容量素子5083の第2端子に
電気的に接続される配線は、同じフレームの同じ行において、正の極性の信号電圧が加え
られる画素と、負の極性の信号電圧が加えられる画素とで、それぞれ異なる配線であるこ
とが好ましい。図14(F)は、第kフレームにおいて正の極性の信号電圧が書き込まれ
る画素には配線5086−1が電気的に接続され、第kフレームにおいて負の極性の信号
電圧が書き込まれる画素には配線5086−2が電気的に接続される例である。ただし、
これは一例であり、例えば、正の極性の信号電圧が書き込まれる画素と負の極性の信号電
圧が書き込まれる画素が2画素毎に現れるような駆動方法の場合は、配線5086−1お
よび配線5086−2の電気的接続もそれに合わせて、2画素毎に交互に行なわれること
が好ましい。さらに言えば、1行全ての画素で同じ極性の信号電圧が書き込まれる場合(
ゲートライン反転)もあるが、その場合は、配線5086は1行あたり1本でよい。つま
り、図14(C)に示す画素構成においても、図14(F)および図14(G)を用いて
説明したような、画素に書き込む信号電圧を小さくする駆動方法を用いることができる。
次に、液晶素子が、MVAモードまたはPVAモード等に代表される、垂直配向(VA
)モードである場合に特に好ましい画素構成およびその駆動方法について述べる。VAモ
ードは、製造時にラビング工程が不要、黒表示時の光漏れが少ない、駆動電圧が低い等の
優れた特徴を有するが、画面を斜めから見たときに画質が劣化してしまう(視野角が狭い
)という問題点も有する。VAモードの視野角を広くするには、図15(A)および図1
5(B)に示すように、1画素に複数の副画素(サブピクセル)を有する画素構成とする
ことが有効である。図15(A)および図15(B)に示す画素構成は、画素5080が
2つの副画素(副画素5080−1,副画素5080−2)を含む場合の一例を表すもの
である。なお、1つの画素における副画素の数は2つに限定されず、様々な数の副画素を
用いることができる。副画素の数が大きいほど、より視野角を広くすることができる。複
数の副画素は互いに同一の回路構成とすることができ、ここでは、全ての副画素が図14
(A)に示す回路構成と同様であるとして説明する。なお、第1の副画素5080−1は
、トランジスタ5081−1、液晶素子5082−1、容量素子5083−1を有するも
のとし、それぞれの接続関係は図14(A)に示す回路構成に準じることとする。同様に
、第2の副画素5080−2は、トランジスタ5081−2、液晶素子5082−2、容
量素子5083−2を有するものとし、それぞれの接続関係は図14(A)に示す回路構
成に準じることとする。
図15(A)に示す画素構成は、1画素を構成する2つの副画素に対し、走査線として
用いる配線5085を2本(配線5085−1,配線5085−2)有し、信号線として
用いる配線5084を1本有し、容量線として用いる配線5086を1本有する構成を表
すものである。このように、信号線および容量線を2つの副画素で共用することにより、
開口率を向上させることができ、さらに、信号線駆動回路を簡単なものとすることができ
るので製造コストが低減でき、かつ、液晶パネルと駆動回路ICの接続点数を低減できる
ので、歩留まりを向上できる。図15(B)に示す画素構成は、1画素を構成する2つの
副画素に対し、走査線として用いる配線5085を1本有し、信号線として用いる配線5
084を2本(配線5084−1,配線5084−2)有し、容量線として用いる配線5
086を1本有する構成を表すものである。このように、走査線および容量線を2つの副
画素で共用することにより、開口率を向上させることができ、さらに、全体の走査線本数
を低減できるので、高精細な液晶パネルにおいても1つあたりのゲート線選択期間を十分
に長くすることができ、それぞれの画素に適切な信号電圧を書き込むことができる。
図15(C)および図15(D)は、図15(B)に示す画素構成において、液晶素子
を画素電極の形状に置き換えた上で、各素子の電気的接続状態を模式的に表した例である
。図15(C)および図15(D)において、電極5088−1は第1の画素電極を表し
、電極5088−2は第2の画素電極を表すものとする。図15(C)において、第1画
素電極5088−1は、図15(B)における液晶素子5082−1の第1端子に相当し
、第2画素電極5088−2は、図15(B)における液晶素子5082−2の第1端子
に相当する。すなわち、第1画素電極5088−1は、トランジスタ5081−1のソー
スまたはドレインの一方と電気的に接続され、第2画素電極5088−2は、トランジス
タ5081−2のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。一方、図15(D
)においては、画素電極とトランジスタの接続関係を逆にする。すなわち、第1画素電極
5088−1は、トランジスタ5081−2のソースまたはドレインの一方と電気的に接
続され、第2画素電極5088−2は、トランジスタ5081−1のソースまたはドレイ
ンの一方と電気的に接続されるものとする。
図15(C)および図15(D)で示したような画素構成を、マトリクス状に交互に配
置することで、特別な効果を得ることができる。このような画素構成およびその駆動方法
の一例を、図15(E)および図15(F)に示す。図15(E)に示す画素構成は、画
素5080_i,jおよび画素5080_i+1,j+1に相当する部分を図15(C)
に示す構成とし、画素5080_i+1,jおよび画素5080_i,j+1に相当する
部分を図15(D)に示す構成としたものである。この構成において、図15(F)に示
すタイミングチャートのように駆動すると、第kフレームの第jゲート選択期間において
、画素5080_i,jの第1画素電極および画素5080_i+1,jの第2画素電極
に正の極性の信号電圧が書き込まれ、画素5080_i,jの第2画素電極および画素5
080_i+1,jの第1画素電極に負の極性の信号電圧が書き込まれる。さらに、第k
フレームの第j+1ゲート選択期間において、画素5080_i,j+1の第2画素電極
および画素5080_i+1,j+1の第1画素電極に正の極性の信号電圧が書き込まれ
、画素5080_i,j+1の第1画素電極および画素5080_i+1,j+1の第2
画素電極に負の極性の信号電圧が書き込まれる。第k+1フレームにおいては、各画素に
おいて信号電圧の極性が反転される。こうすることによって、副画素を含む画素構成にお
いてドット反転駆動に相当する駆動を実現しつつ、信号線に加えられる電圧の極性を1フ
レーム期間内で同一なものとすることができるので、画素の信号電圧書込みにかかる消費
電力を大幅に低減することができる。なお、配線5086_j、配線5086_j+1を
含む全ての配線5086に加えられる電圧は、一定の電圧とされることができる。
さらに、図15(G)および図15(H)に示す画素構成およびその駆動方法によって
、画素に書き込まれる信号電圧の大きさを小さくすることができる。これは、それぞれの
画素が有する複数の副画素に電気的に接続される容量線を、副画素毎に異ならせるもので
ある。すなわち、図15(G)および図15(H)に示す画素構成およびその駆動方法に
よって、同一のフレーム内で同一の極性が書き込まれる副画素については、同一行内で容
量線を共通とし、同一のフレーム内で異なる極性が書き込まれる副画素については、同一
行内で容量線を異ならせる。そして、各行の書き込みが終了した時点で、それぞれの容量
線の電圧を、正の極性の信号電圧が書き込まれた副画素では正の方向、負の極性の信号電
圧が書き込まれた副画素では負の方向に変化させることで、画素に書き込まれる信号電圧
の大きさを小さくすることができる。具体的には、容量線として用いる配線5086を各
行で2本(配線5086−1,配線5086−2)とし、画素5080_i,jの第1画
素電極と、配線5086−1_jとが、容量素子を介して電気的に接続され、画素508
0_i,jの第2画素電極と、配線5086−2_jとが、容量素子を介して電気的に接
続され、画素5080_i+1,jの第1画素電極と、配線5086−2_jとが、容量
素子を介して電気的に接続され、画素5080_i+1,jの第2画素電極と、配線50
86−1_jとが、容量素子を介して電気的に接続され、画素5080_i,j+1の第
1画素電極と、配線5086−2_j+1とが、容量素子を介して電気的に接続され、画
素5080_i,j+1の第2画素電極と、配線5086−1_j+1とが、容量素子を
介して電気的に接続され、画素5080_i+1,j+1の第1画素電極と、配線508
6−1_j+1とが、容量素子を介して電気的に接続され、画素5080_i+1,j+
1の第2画素電極と、配線5086−2_j+1とが、容量素子を介して電気的に接続さ
れる。ただし、これは一例であり、例えば、正の極性の信号電圧が書き込まれる画素と負
の極性の信号電圧が書き込まれる画素が2画素毎に現れるような駆動方法の場合は、配線
5086−1および配線5086−2の電気的接続もそれに合わせて、2画素毎に交互に
行なわれることが好ましい。さらに言えば、1行全ての画素で同じ極性の信号電圧が書き
込まれる場合(ゲートライン反転)もあるが、その場合は、配線5086は1行あたり1
本でよい。つまり、図15(E)に示す画素構成においても、図15(G)および図15
(H)を用いて説明したような、画素に書き込む信号電圧を小さくする駆動方法を用いる
ことができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、表示装置の一例について説明する。
まず、図16(A)を参照して、液晶表示装置のシステムブロックの一例について説明
する。液晶表示装置は、回路5361、回路5362、回路5363_1、回路5363
_2、画素部5364、回路5365、及び照明装置5366を有する。画素部5364
には、複数の配線5371が回路5362から延伸して配置され、複数の配線5372が
回路5363_1、及び回路5363_2から延伸して配置されている。そして、複数の
配線5371と複数の配線5372との交差領域には、各々、液晶素子などの表示素子を
有する画素5367がマトリクス状に配置されている。
回路5361は、映像信号5360に応じて、回路5362、回路5363_1、回路
5363_2、及び回路5365に、信号、電圧、又は電流などを供給する機能を有し、
コントローラ、制御回路、タイミングジェネレータ、電源回路、又はレギュレータなどと
して機能することが可能である。本実施の形態では、一例として、回路5361は、回路
5362に、信号線駆動回路用スタート信号(SSP)、信号線駆動回路用クロック信号
(SCK)、信号線駆動回路用反転クロック信号(SCKB)、ビデオ信号用データ(D
ATA)、ラッチ信号(LAT)を供給するものとする。または、回路5361は、一例
として、回路5363_1、及び回路5363_2に、走査線駆動回路用スタート信号(
GSP)、走査線駆動回路用クロック信号(GCK)、及び走査線駆動回路用反転クロッ
ク信号(GCKB)を供給するものとする。または、回路5361は、回路5365に、
バックライト制御信号(BLC)を供給するものとする。ただし、これに限定されず、回
路5361は、他にも様々な信号、様々な電圧、又は様々な電流などを、回路5362、
回路5363_1、回路5363_2、及び回路5365に供給することが可能である。
なお、回路5361において、超解像処理、輪郭強調処理、フレーム補間処理、オーバ
ードライブ処理、ローカルディミング処理、IP変換処理、及び/又は、拡大処理などを
行うことが可能である。
なお、回路5365において、ローカルディミング処理などを行うことが可能である。
または、回路5365において、ローカルディミング処理における各領域のバックライト
の輝度を決定する処理を行うことが可能である。
なお、回路5361または回路5365において、様々な処理を行うことが出来る。し
たがって、回路5361または回路5365の中には、さらに数多くの回路で構成される
ことが可能である。つまり、回路5361または回路5365は、複数の回路で構成され
ることが可能である。その場合、回路5361または回路5365が有する複数の回路は
、1つのICチップ上に形成されることが可能である。ただし、実施の形態の一例は、こ
れに限定されない。複数のICチップに分かれて、配置されることが可能である。その場
合は、回路5361または回路5365は、複数のICチップを用いて構成される。
回路5362は、回路5361から供給される信号(例えば、SSP、SCK、SCK
B、DATA、LAT)に応じて、ビデオ信号を複数の配線5371に出力する機能を有
し、信号線駆動回路として機能することが可能である。回路5363_1、及び回路53
63_2は、回路5361から供給される信号(GSP、GCK、GCKB)に応じて、
走査信号を複数の配線5372に出力する機能を有し、走査線駆動回路として機能するこ
とが可能である。回路5365は、回路5361から供給される信号(BLC)に応じて
、照明装置5366に供給する電力の量、又は時間などを制御することによって、照明装
置5366の輝度(又は平均輝度)を制御する機能を有し、電源回路として機能すること
が可能である。
なお、複数の配線5371にビデオ信号が入力される場合、複数の配線5371は、信
号線、ビデオ信号線、又はソース線などとして機能することが可能である。複数の配線5
372に走査信号が入力される場合、複数の配線5372は、信号線、走査線、又はゲー
ト線などとして機能することが可能である。ただし、実施の形態の一例はこれに限定され
ない。
なお、回路5363_1、及び回路5363_2に、同じ信号が回路5361から入力
される場合、回路5363_1が複数の配線5372に出力する走査信号と、回路536
3_2が複数の配線5372に出力する走査信号とは、おおむね等しいタイミングとなる
場合が多い。したがって、回路5363_1、及び回路5363_2が駆動する負荷を小
さくすることができる。よって、表示装置を大きくすることができる。または、表示装置
を高精細にすることができる。または、回路5363_1、及び回路5363_2が有す
るトランジスタのチャネル幅を小さくすることができるので、狭額縁な表示装置を得るこ
とができる。ただし、これに限定されず、回路5361は、回路5363_1と回路53
63_2とに別々の信号を供給することが可能である。
なお、回路5363_1と回路5363_2との一方を省略することが可能である。
なお、画素部5364には、容量線、電源線、走査線などの配線を新たに配置すること
が可能である。そして、回路5361は、これらの配線に信号又は電圧などを出力するこ
とが可能である。または、回路5363_1又は回路5363_2と同様の回路を新たに
追加し、この新たに追加した回路は、新たに追加した配線に走査信号などの信号を出力す
ることが可能である。
なお、画素5367が表示素子としてEL素子などの発光素子を有することが可能であ
る。この場合、図16(B)に示すように、表示素子が発光することが可能なので、回路
5365、及び照明装置5366は省略されることが可能である。そして、表示素子に電
力を供給するために、電源線として機能することが可能な複数の配線5373を画素部5
364に配置することが可能である。回路5361は、電圧(ANO)という電源電圧を
配線5373に供給することが可能である。この配線5373は、画素の色要素別に接続
されることが可能であるし、全ての画素に共通して接続されることが可能である。
なお、図16(B)では、一例として、回路5361は、回路5363_1と回路53
63_2とに別々の信号を供給する場合の一例を示す。回路5361は、走査線駆動回路
用スタート信号(GSP1)、走査線駆動回路用クロック信号(GCK1)、及び走査線
駆動回路用反転クロック信号(GCKB1)などの信号を回路5363_1に供給する。
そして、回路5361は、走査線駆動回路用スタート信号(GSP2)、走査線駆動回路
用クロック信号(GCK2)、及び走査線駆動回路用反転クロック信号(GCKB2)な
どの信号を回路5363_2に供給する。この場合、回路5363_1は、複数の配線5
372のうち奇数行目の配線のみを走査し、回路5363_2は、複数の配線5372の
うち偶数行目の配線のみを走査することが可能になる。よって、回路5363_1、及び
回路5363_2の駆動周波数を小さくできるので、消費電力の低減を図ることができる
。または、1段分のフリップフロップをレイアウトすることが可能な面積を大きくするこ
とができる。よって、表示装置を高精細にすることができる。または、表示装置を大型に
することができる。ただし、これに限定されず、図16(A)と同様に、回路5361は
、回路5363_1と回路5363_2とに同じ信号を出力することが可能である。
なお、図16(B)と同様に、図16(A)においても、回路5361は、回路536
3_1と回路5363_2とに別々の信号を供給することが可能である。
以上、表示装置のシステムブロックの一例について説明した。
次に、表示装置の構成の一例について、図17(A)、(B)、(C)、(D)、及び
(E)を参照して説明する。
図17(A)では、画素部5364に信号を出力する機能を有する回路(例えば、回路
5362、回路5363_1、及び回路5363_2など)は、画素部5364と同じ基
板5380に形成される。そして、回路5361は、画素部5364とは別の基板に形成
される。こうして、外部部品の数が減るので、コストの低減を図ることができる。または
、基板5380に入力される信号又は電圧の数が減るので、基板5380と、外部部品と
の接続数を減らすことができる。よって、信頼性の向上、又は歩留まりの向上を図ること
ができる。
なお、回路が画素部5364とは別の基板に形成される場合、当該基板は、TAB(T
ape Automated Bonding)方式によってFPC(Flexible
Printed Circuit)に実装されることが可能である。または、当該基板
は、COG(Chip on Glass)方式によって画素部5364と同じ基板53
80に実装することが可能である。
なお、回路が画素部5364とは別の基板に形成される場合、当該基板には、単結晶半
導体を用いたトランジスタを形成することが可能である。したがって、当該基板に形成さ
れる回路は、駆動周波数の向上、駆動電圧の向上、出力信号のばらつきの低減などのメリ
ットを得ることができる。
なお、外部回路からは、入力端子5381を介して信号、電圧、又は電流などが入力さ
れる場合が多い。
図17(B)では、駆動周波数が低い回路(例えば、回路5363_1、回路5363
_2)は、画素部5364と同じ基板5380に形成される。そして、回路5361、及
び回路5362は、画素部5364とは別の基板に形成される。こうして、移動度が小さ
いトランジスタによって、基板5380に形成される回路を構成することが可能になる。
よって、トランジスタの半導体層として、非単結晶半導体、微結晶半導体、有機半導体、
又は酸化物半導体などを用いることが可能になる。したがって、表示装置の大型化、工程
数の削減、コストの低減、又は歩留まりの向上などを図ることができる。
なお、図17(C)に示すように、回路5362の一部(回路5362a)が画素部5
364と同じ基板5380に形成され、残りの回路5362(回路5362b)が画素部
5364とは別の基板に形成されることが可能である。回路5362aは、移動度が低い
トランジスタによって構成することが可能な回路(例えば、シフトレジスタ、セレクタ、
スイッチなど)を有する場合が多い。そして、回路5362bは、移動度が高く、特性ば
らつきが小さいトランジスタによって構成することが好ましい回路(例えば、シフトレジ
スタ、ラッチ回路、バッファ回路、DA変換回路、AD変換回路など)を有する場合が多
い。こうすることによって、図17(B)と同様に、トランジスタの半導体層として、非
単結晶半導体、微結晶半導体、有機半導体、又は酸化物半導体などを用いることが可能と
なり、さらに外部部品の削減を図ることができる。
図17(D)では、画素部5364に信号を出力する機能を有する回路(例えば、回路
5362、回路5363_1、及び回路5363_2など)、及びこれらの回路を制御す
る機能を有する回路(例えば、回路5361)は、画素部5364とは別の基板に形成さ
れる。こうして、画素部と、その周辺回路とを別々の基板に形成することが可能になるの
で、歩留まりの向上を図ることができる。
なお、図17(D)と同様に、図17(A)〜(C)においても、回路5363_1、
及び回路5363_2を画素部5364とは別の基板に形成することが可能である。
図17(E)では、回路5361の一部(回路5361a)が画素部5364と同じ基
板5380に形成され、残りの回路5361(回路5361b)が画素部5364とは別
の基板に形成される。回路5361aは、移動度が小さいトランジスタによって構成する
ことが可能な回路(例えば、スイッチ、セレクタ、レベルシフト回路など)を有する場合
が多い。そして、回路5361bは、移動度が高く、ばらつきが小さいトランジスタを用
いて構成することが好ましい回路(例えば、シフトレジスタ、タイミングジェネレータ、
オシレータ、レギュレータ、又はアナログバッファなど)を有する場合が多い。
なお、図17(A)〜(D)においても、回路5361aを画素部5364と同じ基板
に形成し、回路5361bを画素部5364とは別の基板に形成することが可能である。
(実施の形態10)
本実施の形態では、トランジスタの構造の一例について図18(A)、(B)、及び(
C)を参照して説明する。
図18(A)は、トップゲート型のトランジスタの構成の一例である。図18(B)は
、ボトムゲート型のトランジスタの構成の一例である。図18(C)は、半導体基板を用
いて作製されるトランジスタの構造の一例である。
図18(A)には、基板5260と、基板5260の上に形成される絶縁層5261と
、絶縁層5261の上に形成され、領域5262a、領域5262b、領域5262c、
領域5262d、及び5262eを有する半導体層5262と、半導体層5262を覆う
ように形成される絶縁層5263と、半導体層5262及び絶縁層5263の上に形成さ
れる導電層5264と、絶縁層5263及び導電層5264の上に形成され、開口部を有
する絶縁層5265と、絶縁層5265の上及び絶縁層5265の開口部に形成される導
電層5266と、導電層5266の上及び絶縁層5265の上に形成され、開口部を有す
る絶縁層5267と、絶縁層5267の上及び絶縁層5267の開口部に形成される導電
層5268と、絶縁層5267の上及び導電層5268の上に形成され、開口部を有する
絶縁層5269と、絶縁層5269の上及び絶縁層5269の開口部に形成される発光層
5270と、絶縁層5269の上及び発光層5270の上に形成される導電層5271と
を示す。
図18(B)には、基板5300と、基板5300の上に形成される導電層5301と
、導電層5301を覆うように形成される絶縁層5302と、導電層5301及び絶縁層
5302の上に形成される半導体層5303aと、半導体層5303aの上に形成される
半導体層5303bと、半導体層5303bの上及び絶縁層5302の上に形成される導
電層5304と、絶縁層5302の上及び導電層5304の上に形成され、開口部を有す
る絶縁層5305と、絶縁層5305の上及び絶縁層5305の開口部に形成される導電
層5306と、絶縁層5305の上及び導電層5306の上に配置される液晶層5307
と、液晶層5307の上に形成される導電層5308とを示す。
図18(C)には、領域5353及び領域5355を有する半導体基板5352と、半
導体基板5352の上に形成される絶縁層5356と、半導体基板5352の上に形成さ
れる絶縁層5354と、絶縁層5356の上に形成される導電層5357と、絶縁層53
54、絶縁層5356、及び導電層5357の上に形成され、開口部を有する絶縁層53
58と、絶縁層5358の上及び絶縁層5358の開口部に形成される導電層5359と
を示す。こうして、領域5350と領域5351とに、各々、トランジスタが作製される
絶縁層5261は、下地膜として機能することが可能である。絶縁層5354は、素子
間分離層(例えばフィールド酸化膜)として機能する。絶縁層5263、絶縁層5302
、絶縁層5356は、ゲート絶縁膜として機能することが可能である。導電層5264、
導電層5301、導電層5357は、ゲート電極として機能することが可能である。絶縁
層5265、絶縁層5267、絶縁層5305、及び絶縁層5358は、層間膜、又は平
坦化膜として機能することが可能である。導電層5266、導電層5304、及び導電層
5359は、配線、トランジスタの電極、又は容量素子の電極などとして機能することが
可能である。導電層5268、及び導電層5306は、画素電極、又は反射電極などとし
て機能することが可能である。絶縁層5269は、隔壁として機能することが可能である
。導電層5271、及び導電層5308は、対向電極、又は共通電極などとして機能する
ことが可能である。
基板5260、及び基板5300の一例としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基
板、金属基板、ステンレス基板、又は可撓性基板などがある。ガラス基板の一例としては
、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどがある。可撓性基板の一例
としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN
)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチック、又はアクリル等の可
撓性を有する合成樹脂などがある。他にも、貼り合わせフィルム(ポリプロピレン、ポリ
エステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなど)、繊維状な材料を含む紙、基材
フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)などがある。
半導体基板5352としては、一例として、n型又はp型の導電型を有する単結晶Si
基板を用いることが可能である。ただし、これに限定されず、基板5260と同様なもの
を用いることが可能である。領域5353は、一例として、半導体基板5352に不純物
が添加された領域であり、ウェルとして機能する。例えば、半導体基板5352がp型の
導電型を有する場合、領域5353は、n型の導電型を有し、nウェルとして機能する。
一方、半導体基板5352がn型の導電型を有する場合、領域5353は、p型の導電型
を有し、pウェルとして機能する。領域5355は、一例として、不純物が半導体基板5
352に添加された領域であり、ソース領域又はドレイン領域として機能する。なお、半
導体基板5352に、LDD領域を形成することが可能である。
絶縁層5261の一例としては、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、酸化
窒化珪素(SiO)(x>y)、窒化酸化珪素(SiN)(x>y)などの
酸素若しくは窒素を有する膜、又はこれらの積層構造などがある。絶縁層5261が2層
構造で設けられる場合の一例としては、1層目の絶縁膜として窒化珪素膜を設け、2層目
の絶縁膜として酸化珪素膜を設けることが可能である。絶縁層5261が3層構造で設け
られる場合の一例としては、1層目の絶縁膜として酸化珪素膜を設け、2層目の絶縁膜と
して窒化珪素膜を設け、3層目の絶縁膜として酸化珪素膜を設けることが可能である。
半導体層5262、半導体層5303a、及び半導体層5303bの一例としては、非
単結晶半導体(非晶質(アモルファス)シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコンなど
)、単結晶半導体、化合物半導体若しくは酸化物半導体(ZnO、InGaZnO、Si
Ge、GaAs、IZO、ITO、SnO)、有機半導体、又はカーボンナノチューブな
どがある。
なお、例えば、領域5262aは、不純物が半導体層5262に添加されていない真性
の状態であり、チャネル領域として機能する。ただし、領域5262aに微少な不純物を
添加することが可能であり、領域5262aに添加される不純物は、領域5262b、領
域5262c、領域5262d、又は領域5262eに添加される不純物の濃度よりも低
いことが好ましい。領域5262b、及び領域5262dは、低濃度に不純物が添加され
た領域であり、LDD(Lightly Doped Drain:LDD)領域として
機能する。ただし、領域5262b、及び領域5262dを省略することが可能である。
領域5262c、及び領域5262eは、高濃度に不純物が半導体層5262に添加され
た領域であり、ソース領域又はドレイン領域として機能する。
なお、半導体層5303bは、不純物元素としてリンなどが添加された半導体層であり
、n型の導電型を有する。
なお、半導体層5303aとして、酸化物半導体、又は化合物半導体が用いられる場合
、半導体層5303bを省略することが可能である。
絶縁層5263、絶縁層5302、及び絶縁層5356の一例としては、酸化珪素(S
iO)、窒化珪素(SiN)、酸化窒化珪素(SiO)(x>y)、窒化酸化
珪素(SiN)(x>y)などの酸素若しくは窒素を有する膜、又はこれらの積層
構造などがある。
導電層5264、導電層5266、導電層5268、導電層5271、導電層5301
、導電層5304、導電層5306、導電層5308、導電層5357、及び導電層53
59の一例としては、単層構造の導電膜、又はこれらの積層構造などがある。当該導電膜
の一例としては、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデ
ン(Mo)、タングステン(W)、ネオジム(Nd)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni
)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、コバルト
(Co)、ニオブ(Nb)、シリコン(Si)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、炭素
(C)、スカンジウム(Sc)、亜鉛(Zn)、リン(P)、ボロン(B)、ヒ素(As
)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、錫(Sn)、酸素(O)によって構成され
る群から選ばれた一つの元素の単体膜、又は、前記群から選ばれた一つ又は複数の元素を
含む化合物などがある。当該化合物の一例としては、前記群から選ばれた一つ若しくは複
数の元素を含む合金(インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)
、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化錫(Sn
O)、酸化錫カドミウム(CTO)、アルミネオジム(Al−Nd)、マグネシウム銀(
Mg−Ag)、モリブデンニオブ(Mo−Nb)、モリブデンタングステン(Mo−W)
、モリブデンタンタル(Mo−Ta)などの合金材料)、前記群から選ばれた一つ若しく
は複数の元素と窒素との化合物(窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデンなどの窒化
膜)、又は、前記群から選ばれた一つ若しくは複数の元素とシリコンとの化合物(タング
ステンシリサイド、チタンシリサイド、ニッケルシリサイド、アルミシリコン、モリブデ
ンシリコンなどのシリサイド膜)などがある。他にも、カーボンナノチューブ、有機ナノ
チューブ、無機ナノチューブ、又は金属ナノチューブなどのナノチューブ材料がある。
なお、シリコン(Si)は、n型不純物(リンなど)、又はp型不純物(ボロンなど)
を含むことが可能である。
なお、銅が導電層として用いられる場合、密着性を向上させるために積層構造にするこ
とが好ましい。
なお、酸化物半導体、又はシリコンと接触する導電層としては、モリブデン又はチタン
を用いることが好ましい。
なお、導電層としてネオジムとアルミニウムとの合金材料を用いることによって、アル
ミニウムがヒロックを起こしにくくなる。
なお、導電層として、シリコンなどの半導体材料を用いる場合、シリコンなどの半導体
材料をトランジスタが有する半導体層と同時に形成することが可能である。
なお、ITO、IZO、ITSO、ZnO、Si、SnO、CTO、又はカーボンナノ
チューブなどは、透光性を有しているので、これらの材料を画素電極、対向電極、又は共
通電極などの光を透過させる部分に用いることが可能である。
なお、低抵抗材料(例えばアルミニウムなど)を用いて積層構造とすることによって、
配線の抵抗を小さくすることができる。
なお、低耐熱性の材料(例えばアルミニウムなど)を、高耐熱性の材料(例えばモリブ
デン、チタン、ネオジムなど)によって挟む積層構造にすることによって、低耐熱性の材
料の持つメリットを生かしつつ、配線、電極などの耐熱性を高くすることができる。
なお、他の材料に反応して性質が変わってしまう材料を、当該他の材料に反応しにくい
材料によって挟んだり、覆ったりすることが可能である。例えば、ITOとアルミニウム
とを接続させる場合は、ITOとアルミニウムとの間に、ネオジム合金、チタン、モリブ
デンなどを挟むことが可能である。例えば、シリコンとアルミニウムとを接続させる場合
は、シリコンとアルミニウムとの間に、ネオジム合金、チタン、モリブデンを挟むことが
可能である。なお、これらの材料は、配線、電極、導電層、導電膜、端子、ビア、プラグ
などにも用いることが可能である。
絶縁層5265、絶縁層5267、絶縁層5269、絶縁層5305、及び絶縁層53
58の一例としては、単層構造の絶縁膜、又はこれらの積層構造などがある。当該絶縁膜
の一例としては、酸化珪素(SiO)、窒化珪素(SiN)、若しくは酸化窒化珪素
(SiO)(x>y)、窒化酸化珪素(SiN)(x>y)等の酸素若しく
は窒素を含む膜、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む膜、又は、シロ
キサン樹脂、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロ
ブテン、若しくはアクリル等の有機材料などがある。
発光層5270の一例としては、有機EL素子、又は無機EL素子などがある。有機E
L素子の一例としては、正孔注入材料からなる正孔注入層、正孔輸送材料からなる正孔輸
送層、発光材料からなる発光層、電子輸送材料からなる電子輸送層、電子注入材料からな
る電子注入層など、若しくはこれらの材料のうち複数の材料を混合した層の単層構造、若
しくはこれらの積層構造などがある。
液晶層5307の一例としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック
液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、
高分子液晶、高分子分散型液晶(PDLC)、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、
側鎖型高分子液晶、プラズマアドレス液晶(PALC)、バナナ型液晶などを挙げること
ができる。また、液晶の駆動方式としては、TN(Twisted Nematic)モ
ード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In−
Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Swi
tching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Ali
gnment)モード、PVA(Patterned Vertical Alignm
ent)モード、ASV(Advanced Super View)モード、ASM(
Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード
、OCB(Optically Compensated Birefringence
)モード、ECB(Electrically Controlled Birefri
ngence)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crys
tal)モード、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Cr
ystal)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid
Crystal)モード、ゲストホストモード、ブルー相(Blue Phase)モー
ドなどがある。
なお、絶縁層5305の上及び導電層5306の上には、配向膜として機能する絶縁層
、突起部として機能する絶縁層などを形成することが可能である。
なお、導電層5308の上には、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、又は突起部と
して機能する絶縁層などを形成することが可能である。導電層5308の下には、配向膜
として機能する絶縁層を形成することが可能である。
なお、図18(A)の断面構造において、絶縁層5269、発光層5270、及び導電
層5271を省略し、図18(B)に示す液晶層5307、導電層5308を絶縁層52
67の上及び導電層5268の上に形成することが可能である。
なお、図18(B)の断面構造において、液晶層5307、導電層5308を省略し、
図18(A)に示す絶縁層5269、発光層5270、及び導電層5271を絶縁層53
05の上及び導電層5306の上に形成することが可能である。
なお、図18(C)の断面構造において、絶縁層5358及び導電層5359の上に、
図18(A)に示す絶縁層5269、発光層5270、及び導電層5271を形成するこ
とが可能である。あるいは、図18(B)に示す液晶層5307、導電層5308を絶縁
層5267の上及び導電層5268に形成することが可能である。
(実施の形態11)
本実施の形態においては、電子機器の例について説明する。
図19(A)乃至図19(H)、図20(A)乃至図20(D)は、電子機器を示す図
である。これらの電子機器は、筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LE
Dランプ5004、操作キー5005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続
端子5006、センサ5007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離
、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線
、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフ
ォン5008、等を有することができる。
図19(A)はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ5009
、赤外線ポート5010、等を有することができる。図19(B)は記録媒体を備えた携
帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表
示部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図19(C)はゴー
グル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第2表示部5002、支持部5012
、イヤホン5013、等を有することができる。図19(D)は携帯型遊技機であり、上
述したものの他に、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図19(E)は
プロジェクタであり、上述したものの他に、光源5033、投射レンズ5034、等を有
することができる。図19(F)は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第2表示
部5002、記録媒体読込部5011、等を有することができる。図19(G)はテレビ
受像器であり、上述したものの他に、チューナ、画像処理部、等を有することができる。
図19(H)は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可
能な充電器5017、等を有することができる。図20(A)はディスプレイであり、上
述したものの他に、支持台5018、等を有することができる。図20(B)はカメラで
あり、上述したものの他に、外部接続ポート5019、シャッターボタン5015、受像
部5016、等を有することができる。図20(C)はコンピュータであり、上述したも
のの他に、ポインティングデバイス5020、外部接続ポート5019、リーダ/ライタ
5021、等を有することができる。図20(D)は携帯電話機であり、上述したものの
他に、アンテナ5014、携帯電話・移動端末向けの1セグメント部分受信サービス用チ
ューナ、等を有することができる。
図19(A)乃至図19(H)、図20(A)乃至図20(D)に示す電子機器は、様
々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など
)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示す
る機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能
、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能
を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム
又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数
の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の
一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮し
た画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに
、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮
影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラ
に内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができ
る。なお、図19(A)乃至図19(H)、図20(A)乃至図20(D)に示す電子機
器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。
次に、半導体装置の応用例を説明する。
図20(E)に、半導体装置を、建造物と一体にして設けた例について示す。図20(
E)は、筐体5022、表示部5023、操作部であるリモコン装置5024、スピーカ
5025等を含む。半導体装置は、壁かけ型として建物と一体となっており、設置するス
ペースを広く必要とすることなく設置可能である。
図20(F)に、建造物内に半導体装置を、建造物と一体にして設けた別の例について
示す。表示パネル5026は、ユニットバス5027と一体に取り付けられており、入浴
者は表示パネル5026の視聴が可能になる。
なお、本実施の形態において、建造物として壁、ユニットバスを例としたが、本実施の
形態はこれに限定されず、様々な建造物に半導体装置を設置することができる。
次に、半導体装置を、移動体と一体にして設けた例について示す。
図20(G)は、半導体装置を、自動車に設けた例について示した図である。表示パネ
ル5028は、自動車の車体5029に取り付けられており、車体の動作又は車体内外か
ら入力される情報をオンデマンドに表示することができる。なお、ナビゲーション機能を
有していてもよい。
図20(H)は、半導体装置を、旅客用飛行機と一体にして設けた例について示した図
である。図20(H)は、旅客用飛行機の座席上部の天井5030に表示パネル5031
を設けたときの、使用時の形状について示した図である。表示パネル5031は、天井5
030とヒンジ部5032を介して一体に取り付けられており、ヒンジ部5032の伸縮
により乗客は表示パネル5031の視聴が可能になる。表示パネル5031は乗客が操作
することで情報を表示する機能を有する。
なお、本実施の形態において、移動体としては自動車車体、飛行機車体について例示し
たがこれに限定されず、自動二輪車、自動四輪車(自動車、バス等を含む)、電車(モノ
レール、鉄道等を含む)、船舶等、様々なものに設置することができる。
101 回路
102 回路
301 領域
302 領域
303 領域
1001 装置
1002 点光源
1003 しきい
1004 しきい
1005 スペーサ
1006 縦方向のピッチ
1007 横方向のピッチ
1011 拡散板
1012 表示パネル
1013 高さ
1014 高さ
1015 間隔
1102 面光源
1103 線光源
1104 導光板
1105 底面
1106 蛍光管(陰極管)
1107 拡散板
5000 筐体
5001 表示部
5002 第2表示部
5003 スピーカ
5004 LEDランプ
5005 操作キー
5006 接続端子
5007 センサ
5008 マイクロフォン
5009 スイッチ
5010 赤外線ポート
5011 記録媒体読込部
5012 支持部
5013 イヤホン
5015 シャッターボタン
5016 受像部
5018 支持台
5019 外部接続ポート
5020 ポインティングデバイス
5021 リーダ/ライタ
5022 筐体
5023 表示部
5024 リモコン装置
5025 スピーカ
5026 表示パネル
5027 ユニットバス
5028 表示パネル
5029 車体
5030 天井
5031 表示パネル
5032 ヒンジ部
5033 光源
5034 投射レンズ
5080 画素
5081 トランジスタ
5082 液晶素子
5083 容量素子
5084 配線
5085 配線
5086 配線
5087 配線
5101 破線
5102 実線
5103 破線
5104 実線
5105 実線
5106 実線
5107 実線
5108 実線
5121 画像
5121a 画像
5121b 画像
5122 画像
5122a 画像
5122b 画像
5123 画像
5123a 画像
5123b 画像
5124 領域
5125 領域
5126 領域
5127 動きベクトル
5128 画像生成用ベクトル
5129 領域
5130 物体
5131 領域
5260 基板
5261 絶縁層
5262 半導体層
5262a 領域
5262b 領域
5262c 領域
5262d 領域
5262e 領域
5263 絶縁層
5264 導電層
5265 絶縁層
5266 導電層
5267 絶縁層
5268 導電層
5269 絶縁層
5270 発光層
5271 導電層
5300 基板
5301 導電層
5302 絶縁層
5303a 半導体層
5303b 半導体層
5304 導電層
5305 絶縁層
5306 導電層
5307 液晶層
5308 導電層
5350 領域
5351 領域
5352 半導体基板
5353 領域
5354 絶縁層
5355 領域
5356 絶縁層
5357 導電層
5358 絶縁層
5359 導電層
5360 映像信号
5361 回路
5361a 回路
5361b 回路
5362 回路
5362a 回路
5362b 回路
5363 回路
5364 画素部
5365 回路
5366 照明装置
5367 画素
5371 配線
5372 配線
5373 配線
5380 基板
5381 入力端子

Claims (1)

  1. 画像に対して拡大処理を行う第1のステップと、
    前記第1のステップの処理が行われた画像に対して、失われた情報を復元する処理を行う第2のステップと、
    前記第2のステップの処理が行われた画像に対して、フレーム補間処理を行う第3のステップと、を有し、
    前記第3のステップの処理が行われた画像において、新たなデータが作成される領域と、新たなデータが作成されない領域と、を有する表示装置の駆動方法。
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