KR101524882B1 - 부분적인 무필터 및 2-칼러 서브픽셀 액정 디스플레이 장치, 그것을 포함하는 이동 전자 장치 및 그것의 작동 방법 - Google Patents

부분적인 무필터 및 2-칼러 서브픽셀 액정 디스플레이 장치, 그것을 포함하는 이동 전자 장치 및 그것의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

액정 디스플레이(LCD) 장치는 이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 구비한 픽셀 어레이를 포함한다. 복수개의 픽셀들은 각각 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 및, 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀을 포함한다. LCD 장치는 광의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 칼러들을 조사하도록 구성된 배면광 및, 배면광 콘트롤러를 더 포함할 수 있다. 배면광 콘트롤러는, 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 배면광을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 픽셀 어레이는 제 1 및 제 2 이미지 성분을 디스플레이하여 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 구성될 수 있다. 관련된 장치들 및 작동 방법들도 설명된다.

Description

부분적인 무필터 및 2-칼러 서브픽셀 액정 디스플레이 장치, 그것을 포함하는 이동 전자 장치 및 그것의 작동 방법 {Partially Filterless and two-color subpixel liquid crystal display devices, mobile electronic devices including the same, and methods of operating the same}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2007 년 2 월 15 일자에 출원된 미국 특허 출원 No. 11/675,250 호의 일부 계속 출원으로서 우선권을 주장하며, 상기 출원에 개시된 내용은 본원에 그 전체가 참조로서 포함된다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치 및 그것의 작동 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD) 장치는 광원 또는 반사기의 정면에 배열된 다수의 칼러 또는 모노크롬 픽셀들로 이루어진, 상대적으로 얇고 평탄한 디스플레이 장치이다. 예를 들면, LCD 장치는 픽셀 어레이(pixel array)를 포함하는 LCD 스크린 및, 픽셀 어레이가 배면광에 의해 조사된 광을 수용하기 위해 배치되도록 LCD 스크린 뒤에 배열된 배면광을 구비할 수 있다. 풀-칼러(full color) LCD 장치에서, 픽셀 어레이의 각각의 픽셀은 레드, 그린 및 블루 광을 각각 디스플레이하도록 구성된 3 개의 서브픽셀들을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 각각의 서브픽셀은 광의 3 개(레드, 그린 또는 블루) 칼러들중 하나를 디스플레이하도록 구성된 칼러 필터 및 액정 셔터를 구비할 수 있다. 이미지를 형성하기 위하여, 서브픽셀들의 셔터들은 각각의 리프레쉬 사이클(refresh cycle)의 상이한 시간 간격 동안 개방될 수 있고, 대응하는 칼러 필터들은 셔터들이 개방되었을 때 개별의 칼러들을 디스플레이할 수 있다. 각각의 셔터가 개방되는 시간 간격의 길이는 서브픽셀에서 디스플레이되는 칼러의 강도를 결정할 수 있고, 레드, 그린 및 블루 칼러들의 조합은 풀-칼러 픽셀을 제공할 수 있다. 풀-칼러 픽셀들의 어레이는 풀-칼러 이미지를 발생시키도록 이용될 수 있다.
도 1 은 통상적인 LCD 디스플레이 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 배면광(102) 및 LCD 스크린(105)을 구비한다. 배면광(102)은 화이트 또는 화이트에 근접한 칼러를 가진 광을 조사하도록 구성되는데, 이것은 LCD 스크린(105)을 조명하도록 이용될 수 있다. LCD 스크린(105)은 레드, 그린 및 블루(RGB) 칼러 필터(130)의 어레이 및, 액정 셔터(120)들의 대응 어레이를 구비한다. 레드 칼러 필터(130r)는 레드 광의 통과를 허용하지만, 그린 및 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된다. 마찬가지로 그린 칼러 필터(130g) 및 블루 칼러 필터(130b)는 그린 및 블루 광의 통과를 각각 허용하고, 광의 다른 칼러들의 통과를 억제하도록 구성된다. 액정 셔터(120)들은 셔터 콘트롤러(110)에 의해 제어된다. 레드, 그린 및 블루 칼러 필터(130)의 각각의 그룹 및 대응 액정 셔터(120)들은 4 개의 픽셀(115a-115d)들을 형성하도록 배치된다. 각각의 디스플레이 사이클에서, 셔터 콘트롤러(110)는 칼러 필터(130)들에 의해 제공된 레드, 그린 및/또는 블루 광을 조합하도록 시간의 미리 결정된 기간 동안 액정 셔터(120)들을 선택적으로 개방하게끔 구성됨으로써 각각의 픽셀(115a-115d)들은 소망의 휘도 레벨에서 소망의 칼러를 디스플레이한다.
본 발명의 일부 구현예들에 따르면, 액정 디스플레이(LCD) 장치는 이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 구비하는 픽셀 어레이를 포함한다. 복수개의 픽셀들은 각각 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 및, 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀을 포함한다. 예를 들면, 제 2 서브픽셀은 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 순차적으로 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 제 1 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터 및, 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함할 수 있다. 제 2 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터 및, 광의 제 2 칼러 및 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함할 수 있다.
다른 구현예들에서, 제 1 칼러 필터는 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하도록 더 구성될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 제 1 서브픽셀은 제 1 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 서브픽셀은 제 1 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 순차적으로 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, LCD 장치는 광의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 칼러들을 조사하도록 구성된 배면광 및, 배면광 콘트롤러를 더 포함할 수 있다. 배면광 콘트롤러는 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 배면광을 활성화시킴으로써 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수 있다. 배면광 콘트롤러는 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 배면광을 활성화시킴으로써 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수 있다. 픽셀 디스플레이는 제 1 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하여 단일 이미지 프레임을 제공하도록 구성될 수 있다.
다른 구현예들에서, LCD 장치는 픽셀 어레이에 결합된 셔터 콘트롤러를 더 포함할 수 있다. 셔터 콘트롤러는, 배면광이 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 활성화될 때 제 1 및 제 2 액정 셔터들을 선택적으로 활성화시켜서 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터를 동시에 디스플레이함으로써 제 1 이미지 성분을 발생시키게끔 구성된다. 셔터 콘트롤러는, 배면광이 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화될 때 적어도 제 2 액정 셔터를 선택적으로 활성화시켜서 제 3 칼러 이미지 데이터를 상이한 시기에 분리되게 디스플레이함으로써 제 2 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수도 있다.
일부 구현예들에서, 배면광 콘트롤러는, 광의 제 1 및 제 2 칼러를 동시에 조사하도록 배면광을 번갈아서 활성화시키고, 광의 제 1 및 제 2 칼러와 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 조사하도록 배면광을 활성화시켜서 미리 결정된 리프레쉬 레이트로 제 1 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 리프레쉬 레이트는 액정 셔터들의 제 1 및/또는 제 2 셔터 레이트에 기초할 수 있다.
다른 구현예들에서, 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간(time period) 동안에 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 동일 시간은 제 1 시간 기간의 적어도 일부일 수 있다. 또한, 배면광 콘트롤러는 제 2 시간 기간 동안에 제 3 칼러 광을 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 제 2 시간 기간의 지속 기간(duration)은 제 1 시간 기간의 지속 기간과 상이할 수 있다.
일부 구현예들에서, 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간의 제 1 부분 동안에 광의 제 1 칼러를 조사하고, 제 1 시간 기간의 제 2 부분 동안에 광의 제 2 칼러를 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 제 1 시간 기간의 제 1 및 제 2 부분들은 상이한 지속 기간을 가질 수 있지만, 각각 동일 시간을 포함할 수 있다.
다른 구현예들에서, 배면광은 고체 상태 발광 패널일 수 있으며, 이것은 광의 제 1 칼러를 조사하도록 구성된 제 1 고체 상태 발광 요소, 광의 제 2 칼러를 조사하도록 구성된 제 2 고체 상태 발광 요소 및, 광의 제 3 칼러를 조사하도록 구성된 제 3 고체 상태 발광 요소를 포함한다. 배면광 콘트롤러는 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소를 동시에 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있고, 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들과 상이한 시기에 제 3 고체 상태 발광 요소를 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 제 1, 제 2 및/또는 제 3 고체 상태 발광 요소들은 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 및/또는 레이저 광원일 수 있다.
다른 구현예들에서, 광의 제 3 칼러의 파장은 광의 제 2 칼러의 파장보다 크지만 광의 제 1 칼러의 파장보다 작을 수 있다. 예를 들면, 광의 제 1 칼러는 레드 광일 수 있고, 광의 제 2 칼러는 블루 광일 수 있고, 광의 제 3 칼러는 그린 광일 수 있다. 또한, 광의 제 1 칼러는 마젠타(magenta) 광일 수 있고, 광의 제 2 칼러는 시안(cyan) 광일 수 있고, 광의 제 3 칼러는 옐로우(yellow) 광일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따라서, 액정 디스플레이(LCD) 장치에서 이용되는 스크린은 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이는 이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 포함한다. 복수개의 픽셀들은 각각 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 및, 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀을 포함한다.
일부 구현예들에서, 제 1 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터 및, 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함할 수 있다. 제 2 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터 및, 광의 제 2 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함할 수 있다.
다른 구현예들에서, 제 1 칼러 필터는 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하도록 더 구성될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 제 1 서브픽셀은 제 1 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 스크린은 셔터 콘트롤러를 포함할 수 있다. 셔터 콘트롤러는 제 1 및 제 2 액정 셔터들을 선택적으로 활성화시켜서 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터를 동시에 디스플레이함으로써 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있다. 셔터 콘트롤러는 적어도 제 2 액정 셔터를 선택적으로 활성화시켜서 제 1 및 제 2 칼러 이미지 데이터와 상이한 시기에 제 3 칼러 이미지 데이터를 분리되게 디스플레이함으로써 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 더 구성될 수 있다. 픽셀 어레이는 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 순차적으로 디스플레이하여 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다.
다른 구현예들에서, 제 1 칼러 필터는 광의 제 3 칼러의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 광의 제 3 칼러의 파장은 광의 제 2 칼러의 파장보다 크지만, 광의 제 1 칼러의 파장보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 고체 상태 발광 패널은 제 1 칼러의 광을 조사하도록 구성된 제 1 고체 상태 발광 요소, 제 2 칼러의 광을 조사하도록 구성된 제 2 고체 상태 발광 요소, 제 3 칼러의 광을 조사하도록 구성된 제 3 고체 상태 발광 요소 및, 발광 콘트롤러를 포함한다. 발광 콘트롤러는 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들을 동시에 활성화시켜서 제 1 및 제 2 칼러들의 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성된다. 발광 콘트롤러는 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들과 상이한 시기에 제 3 고체 상태 발광 요소를 활성화시켜서 제 3 칼러의 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성된다. 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 디스플레이되게끔 구성된다.
일부 구현예들에서, 발광 콘트롤러는, 미리 정해진 주파수에서 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들을 활성화시키는 것과 제 3 고체 상태 발광 요소들을 활성화시키는 것이 번갈아 이루어짐으로써 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 미리 결정된 리프레쉬 레이트로 순차적으로 디스플레이하도록 더 구성될 수 있다.
다른 구현예들에서, 발광 콘트롤러는 제 1 시간 기간 동안에 제 1 및 제 2 발광 요소들을 활성화시키도록 구성될 수 있다. 동일 시간은 제 1 시간 기간의 적어도 일 부분일 수 있다. 더욱이, 발광 콘트롤러는 제 2 시간 기간 동안에 제 3 발광 요소를 활성화시키도록 구성될 수 있다. 제 2 시간 기간의 지속 기간은 제 1 시간 기간의 지속 기간과 상이할 수 있다. 또한, 발광 콘트롤러는 동일 시간을 각각 포함하는 제 1 시간 기간의 상이한 부분들 동안에 제 1 및 제 2 발광 요소들을 활성화시키도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 제 1, 제 2 및/또는 제 3 고체 상태 발광 요소들은 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 및/또는 레이저 광원일 수 있다.
일부 구현예들에서, 제 3 고체 상태 발광 요소는 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들에 의해 조사된 광의 파장들 사이에 있는 파장을 가진 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 3 고체 상태 발광 요소는 그린 광을 조사하도록 구성될 수 있고, 제 1 고체 상태 발광 요소는 레드 광을 조사하도록 구성될 수 있고, 제 2 고체 상태 발광 요소는 블루 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 또한, 제 3 고체 상태 발광 요소는 옐로우 광을 조사하도록 구성될 수 있고, 제 1 고체 상태 발광 요소는 마젠타 광을 조사하도록 구성될 수 있고, 제 2 고체 상태 발광 요소는 시안 광을 조사하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예들에 따르면, 배면광 및 픽셀 어레이를 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 장치의 작동 방법은, 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 배면광을 활성화시키고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 배면광을 활성화시키는 것을 포함한다. 픽셀 어레이는 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 디스플레이하여 단일 이미지를 제공하도록 활성화된다.
일부 구현예들에서, 픽셀 어레이는 복수개의 픽셀들을 포함할 수 있는데, 이들은 각각 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 및 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀을 포함한다. 제 1 및 제 2 서브픽셀들은 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 배면광이 활성화되는 것과 동시에 선택적으로 활성화되어 제 1 이미지 성분을 디스플레이할 수 있다. 제 1 및 제 2 서브픽셀들은 광의 제 3 칼러를 조사하도록 배면광이 활성화되는 것과 동시에 선택적으로 활성화되어 제 2 이미지 성분을 디스플레이할 수도 있다.
다른 구현예들에서, 제 1, 제 2 및 제 3 칼러들의 광을 조사하도록 각각 구성된 제 1, 제 2 및 제 3 고체 상태 발광 요소들이 포함된다. 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들은 동시에 활성화되어 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있고, 제 3 고체 상태 발광 요소는 제 1 및 제 2 고체 상태 발광 요소들과 상이한 시기에 활성화되어 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다.
일부 구현예들에서, 배면광은 제 1 시간 기간 동안에 광들의 제 1 및 제 2 칼러를 조사하도록 활성화될 수 있다. 동일 시간은 제 1 시간 기간의 적어도 일부일 수 있다. 배면광은 동일 시간을 각각 포함하는 제 1 시간 기간의 상이한 부분들 동안에 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 활성화될 수 있다. 또한, 배면광은 제 2 시간 기간 동안에 광들의 제 3 칼러를 조사하도록 활성화될 수 있다. 제 2 시간 기간의 지속 기간은 제 1 시간 기간의 지속 기간과 상이할 수 있다.
다른 구현예들에서, 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 제한하는 배면광의 활성화는 제 1 및/또는 제 2 서브픽셀들의 셔터 레이트에 기초하여 광의 제 3 칼러 및 배면광의 활성화와 번갈아 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에 따르면, 이동 전자 장치는 발광 장치, 발광 콘트롤러, 스크린 및 배터리를 포함한다. 발광 장치는 광의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 칼러들을 조사하도록 구성된다. 발광 콘트롤러는, 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록, 발광 장치를 활성화시키게끔 구성된다. 스크린은 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 디스플레이하여 단일 이미지 프레임을 제공하도록 구성된다. 배터리는 발광 장치 및 스크린에 전기적으로 결합되고, 전력을 제공하도록 구성된다.
일부 구현예들에서, 스크린은 이미지 프레임을 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 구비하는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 복수개의 픽셀들은 각각 제 1 및 제 2 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 제 1 서브픽셀은 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터 및, 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함할 수 있다. 제 2 서브픽셀은 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터 및, 광의 제 2 칼러 및 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제 1 서브픽셀은 제 1 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 제 1 칼러 필터는 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하도록 더 구성될 수 있다.
다른 구현예들에서, 스크린은 이미지 프레임을 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 구비하는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 복수개의 픽셀들은 제 1, 제 2 및 제 3 서브픽셀들을 각각 구비할 수 있다. 제 1 서브픽셀은 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터 및, 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함할 수 있다. 제 2 서브픽셀은 제 2 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터 및, 광의 제 2 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함할 수 있다. 제 3 서브픽셀은 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있고, 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 3 액정 셔터를 포함할 수 있다. 제 3 서브픽셀은 칼러 필터를 포함하지 않을 수 있다.
일부 구현예들에서, 이동 전자 장치는 셔터 콘트롤러를 더 포함할 수 있다. 셔터 콘트롤러는, 발광 장치가 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 활성화될 때 제 1 및 제 2 액정 셔터들을 개방 상태로 선택적으로 활성화시키고 제 3 액정 셔터를 폐쇄 상태로 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있고, 발광 장치가 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화될 때 제 3 액정 셔터를 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, 발광 장치는 에지 배면광(edge backlight)일 수 있다. 다른 구현예들에서, 발광 장치는 직접 배면광(direct backlight)일 수 있다. 일부 구현예들에서, 발광 장치는, 예를 들면 15 인치 랩탑(laptop) 디스플레이에 대하여, 와트(Watt) 당 약 20 Nit 보다 큰 휘도-대-전력 비율 및/또는 약 100 Nit보다 큰 휘도를 제공하도록 구성될 수 있다.
다른 구현예들에서, 이동 전자 장치는 광학 센서에 결합된 보상 유닛 및 광학 센서를 더 포함할 수 있다. 광학 센서는 주위 광을 검출하도록 구성될 수 있고, 보상 유닛은 검출된 주위 광에 기초하여 발광 장치에 제공된 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 발광 장치가 광의 제 1 및 제 2 칼러를 동시에 조사하거나 또는 광의 제 3 칼러를 상이한 시간에 조사하도록 활성화되지 않았을 때 광학 센서는 주위 광의 레벨들을 샘플링(sampling)하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, 광학 센서는, 발광 장치에 의해 조사된 광의 휘도, 색도 및/또는 칼러 온도에 대한 폐쇄 루프 제어(closed loop control)를 제공하도록 피드백 신호를 발생시키게끔 구성될 수 있다.
도 1 은 통상적인 LCD 장치를 도시하는 블록 다이아그램이다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치 및 작동 방법을 도시하는 블록 다이아그램이다.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 고체 상태 발광 패널 및 작동 방법을 도시하는 블록 다이아그램이다.
도 4a 내지 도 4e 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 스크린 및 작동 방법을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 5 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 고체 상태 발광 패널에 의해 수행될 수 있는 작동을 도시하는 플로우차트이다.
도 6 은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치에 의해 수행될 수 있는 작동을 도시하는 플로우차트이다.
도 7 은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치에 의해 수행될 수 있는 다른 작동을 도시하는 플로우차트이다.
도 8a 및 도 8b 는 본 발명의 다른 구현예들에 따른 LCD 장치 및 작동 방법을 도시하는 블록 다이아그램들이다.
도 9a 내지 도 9e 는 본 발명의 다른 구현예들에 따른 LCD 스크린들 및 작동 방법을 도시하는 플로우차트이다.
도 10 은 본 발명의 다른 구현예들에 따른 LCD 장치에 의해 수행될 수 있는 작동들을 도시하는 플로우차트이다.
도 11 은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치를 구비한 이동 전자 장치 및 작동 방법을 도시하는 블록 다이아그램이다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 이후에 보다 완전하게 설명될 것인데, 첨부된 도면에 본 발명의 구현예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 본원에 기재된 구현예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 오히려, 이들 구현예들은 본원에 개시된 바가 철저하고 완전한 것이 되도록, 그리고 본 발명의 범위가 당업자들에게 완전히 전달되도록 제공된 것이다. 도면에서, 층(layers) 및/또는 영역들의 두께는 명확성을 위해서 과장되었다. 동일한 번호들은 동일한 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2, 제 3 등과 같은 용어들이 본원에서 다양한 요소들을 설명하도록 이용될 수 있을지라도, 이들 요소들은 상기 용어들에 의해서 제한되어서는 아니된다는 점이 이해될 것이다. 이들 용어들은 하나의 요소를 다른 요소로부터 구분하는데 이용될 뿐이다. 예를 들면, 제 1 요소는 제 2 요소로 지칭될 수 있으며, 마찬가지로, 본원 발명의 범위로부터 이탈되지 않으면서, 제 2 요소가 제 1 요소로 지칭될 수 있다.
본원 발명의 설명에서 이용된 용어는 특정의 구현예들을 설명하기 위한 목적일 뿐이며, 본원 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니다. 본원 발명의 설명 및 첨부된 청구항들에서 설명된 바로서, 문맥에서 명확하게 다르게 지적되지 않는 한, 단수 형태인 부정관사(a, an) 및 정관사(the)는 복수의 형태도 포함하는 것으로 의도된다. 여기에서 이용된 용어 " 및/또는"은 하나 또는 그 이상의 관련된 항목들의 임의적이고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 포괄하는 것으로 이해될 것이다. 또한 "포함하는" 및 "포함하고 있는"은 본원 명세서에서 이용될 때, 설명된 특징, 완전체, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성 요소들의 존재를 상술하지만, 하나 또는 그 이상의 특징, 완전체, 단계, 작동, 요소, 구성 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 추가를 제외하는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다.
본 발명은 본 발명의 구현예들에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 플로우차트 설명도 및/또는 블록 및/또는 플로우 다이아그램을 참조하여 다음에 설명된다. 풀로우차트 설명도 및/또는 블록 다이아그램의 각각의 블록 및, 플로우차트 설명도 및/또는 블록 다이아그램에 있는 블록들의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령들에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 일반적인 목적의 컴퓨터, 특별한 목적의 컴퓨터 또는 기계를 제조하는 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 제공될 수 있어서, 컴퓨터의 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 통해 수행되는 명령들은 플로우차트 및/또는 블록 및/또는 플로우 다이아그램 블록 또는 블록들에 기입된 기능/작용을 수행하는 수단을 이룬다.
이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 컴퓨터 독출 가능 메모리내에 저장되어 특정의 방식으로 기능하는 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 프로세서에 명령을 내릴 수 있어서, 컴퓨터 독출 가능 메모리내에 저장된 명령들은 명령 수단을 포함하는 제품들을 생산하여, 그 명령 수단은 플로우차트 및/또는 블록 다이아그램 블록 또는 블록들에 기입된 기능/작용을 수행한다.
컴퓨터 프로그램 명령들은 또한 컴퓨터 또는 다른 프래그램 가능한 데이터 프로세서에 로딩될 수도 있어서 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 프로세서상에서 일련의 작동 단계들이 수행되게 하며, 따라서 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 프로세서상에서 수행되는 명령들은 플로우차트 및/또는 블록 다이그램 블록 또는 블록들에 기입된 기능 또는 작용들을 수행하는 단계들을 제공한다. 일부 대안의 실행예에서, 블록들에 기입된 기능/작용들은 플로우차트에 기재된 순서를 벗어나서 발생될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들면, 포함된 기능/작용에 따라서, 연속으로 도시된 2 개의 블록들이 사실상 실질적으로 동시에 수행될 수 있거나, 또는 블록들이 때로는 역의 순서로 수행될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적인 용어 및 과학적 용어를 포함하는, 본 발명에 개시된 구현예들에서 이용된 모든 용어들은 본원 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 같은 의미를 가지며, 본 발명이 설명된 시기에 공지된 특정의 정의에 반드시 제한되는 것은 아니다. 따라서, 이들 용어들은 그러한 시기 이후에 만들어진 등가의 용어들을 포함할 수 있다. 또한, 통상적으로 이용되는 사전에서 정의된 것과 같은 용어들은 본원 발명의 명세서 및 관련 기술의 문맥에 있는 의미와 일관성이 있는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며 여기에서 정의되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이다. 여기에 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허 및 다른 문헌들은 참고를 위하여 전체로서 포함된다.
본 발명의 일부 구현예들은, 2 개 칼러들의 필터들을 포함하지만 제 3 칼러의 필터를 포함하지 않는 LCD 장치를 이용하여 단일의 풀-칼러(full color) 이미지를 제공하도록 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 순차적으로 표시하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 예를 들면, 일부 배면광들은 레드, 그린 및 블루 광을 순차적으로 분리되게 조사하도록 구성되어 레드, 그린 및 블루 칼러 이미지 데이터를 제공할 수 있으며, 이들은 보는 사람에 의해서 풀-칼러 이미지(full-color image)로서 받아들여질 수 있다. 그와 같은 것으로서, 디스플레이의 레드, 그린 및 블루 액정 셔터들의 개방을 배면광의 소망 칼러의 활성화와 조화시킴으로써, 하나 또는 그 이상의 칼러 필터들의 이용 없이 LCD 디스플레이가 제공될 수 있다. 칼러 필터는 칼러 필터의 컷오프 파장(cutoff wavelength)에 근접한 광의 소망 칼러의 적어도 일부를 우발적으로 차단할 수 있으므로, 하나 또는 그 이상의 칼러 필터들의 제거는 디스플레이의 휘도 및/또는 효율에 영향을 미칠 수 있는 손상을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일부 구현예들에서, LCD 장치는 레드 및 블루 칼러 필터들을 포함하지만, 그린 칼러 필터들을 포함하지 않을 수 있다. 그린(green)은 디스플레이의 휘도를 지배할 수 있으므로, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들에서 그린 칼러 필터들의 제거는 향상된 휘도 및/또는 효율을 제공할 수 있다. 또한, 칼러 필터들이 LCD 장치의 전체 비용의 상당 부분을 차지할 수 있으므로, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들은 통상적인 LCD 장치들에 비교하여 제조 비용의 감소를 가능하게 할 수 있다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치(200) 및 작동 방법을 도시한다. 이제, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, LCD 장치(200)는 배면광(202) 및 LCD 스크린(208)을 구비한다. 배면광(202)은 광의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 칼러들을, 순차적으로 그리고/또는 동시에 조사하도록 구성된다. 보다 상세하게는, 배면광(202)은 레드, 그린 및/또는 블루 광을 조사하도록 구성된다. LCD 스크린(208)은 복수개의 픽셀(215a-215d)들을 포함하는 픽셀 어레이(pixel array, 215)를 포함한다. 각각의 픽셀(215a-215d)들은 레드, 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 각각 디스플레이하도록 구성된 제 1, 제 2 및 제 3 서브픽셀(218r, 218b, 218g)들을 포함한다. 각각의 서브픽셀(218r,218b,218g)들은 액정 셔터(220)를 포함한다. 액정 셔터(220)는 액정 물질 양단에 인가되는 전압에 기초하여 광을 투과시키도록 구성된다. 그와 같은 것으로서, 인가되는 전압에 기초하여, 액정 셔터(220)는 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되어 광의 특정한 칼러를 디스플레이할 수 있다. 또한, 서브픽셀(218r, 218b)들중 일부는 칼러 필터(230)를 포함하는데, 이것은 광의 제 1 칼러가 통과되는 것을 허용하고, 광의 제 2 및 제 3 칼러가 통과되는 것을 억제하도록 구성된다.
보다 상세하게는, 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 서브픽셀(218r)은, 레드 광의 통과를 허용하고 블루 및 그린 광의 통과를 억제하도록 구성된 레드 칼러 필터(230r) 및, 레드 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되게끔 구성된 액정 셔터(220r)를 포함한다. 마찬가지로, 서브픽셀(218b)은 블루 광의 통과를 허용하고 레드 및 그린 광의 통과를 억제하도록 구성된 블루 칼러 필터(230b) 및, 블루 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되게끔 구성된 액정 셔터(220b)를 포함한다. 서브픽셀(218g)은 또한 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 액정 셔터(220g)를 포함한다; 그러나, 서브픽셀(218g)은 칼러 필터를 포함하지 않는다. 그와 같은 것으로서, 액정 셔터(220g)는 필터 기능을 수행하게끔, 즉, 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 그린 광의 통과를 허용하고 레드 및/또는 블루 광의 통과를 억제하게끔 선택적으로 활성화되게 구성된다.
따라서, 셔터(220) 및 배면광(202)은 풀-칼러 이미지를 제공하도록 레드, 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하게끔 선택적으로 활성화될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, LCD 장치(200)는 배면광(202)에 결합된 배면광 콘트롤러(205) 및, LCD 스크린(208)에 결합된 셔터 콘트롤러(210)를 구비한다. 배면광 콘트롤러(205)는, 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 광의 2 개 칼러들을 동시에 조사하고, 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 광의 제 1 및 제 2 칼러들로부터 분리되게 광의 제 3 칼러를 조사하도록, 배면광(202)을 활성화시키게끔 구성된다. 보다 상세하게는, 배면광 콘트롤러(205)는 제 1 칼러의 광과는 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 그러나, 광의 제 3 칼러의 조사 시기와 광의 제 1 및 제 2 칼러의 조사 시기 사이에는 일부 무시할만한 겹침이 있을 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그와 같은 것으로서, 제 1 이미지 성분은 광의 2 개 칼러들에 대한 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하고, 제 2 이미지 성분은 광의 제 3 칼러에 대한 칼러 이미지 데이터를 포함한다. 또한, 셔터 콘트롤러(210)는 각각의 픽셀의 2 개의 액정 셔터(220r, 220b)들을 개방 상태로 선택적으로 활성화시키고 제 3 액정 셔터(220g)를 폐쇄 상태로 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 각각의 픽셀의 제 3 액정 셔터(220g)를 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성된다. 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 LCD 장치(200)에 의해 순차적으로 디스플레이될 수 있어서 단일의 풀-칼러 이미지 프레임을 제공한다.
보다 상세하게는, 도 2a 에 도시된 바와 같이, 배면광 콘트롤러(205)는 배면광(202)을 활성화시켜서 레드 및 블루 광(240a)을 동시에 조사한다. 예를 들면, 배면광(202)은 복수개의 레드, 블루 및 그린 발광 다이오드(LED)들을 포함할 수 있고, 배면광 콘트롤러(205)는 레드 및 블루 LED 를 실질적으로 동시에 활성화시켜서 레드 및 블루 광(240a)을 조사하도록 구성될 수 있다. 또한, 셔터 콘트롤러(210)는 배면광(202)이 동시에 레드 및 블루 광(240a)을 조사하도록 활성화될 때 액정 셔터(220r, 220b)를 개방 상태로 선택적으로 활성화시키고 액정 셔터(220g)를 폐쇄 상태로 활성화시킨다. 그와 같은 것으로서, 폐쇄된 액정 셔터(220g)는 서브픽셀(218g)을 통한 레드 및 블루 광(240g)의 통과를 억제하는 반면에, 개방된 액정 셔터(220r,220b) 및 대응하는 레드 및 블루 칼러 필터(230r,230b)들은 서브픽셀(218r)을 통한 레드 광의 통과 및 서브 픽셀(218b)을 통한 블루 광(240a)의 통과를 허용하여 각각의 픽셀(215a-215d)에서 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터 모두를 디스플레이한다. 그와 같은 것으로서, 레드 칼러 이미지 데이터 및 블루 칼러 이미지 데이터는 제 1 이미지 성분(250a)을 제공하도록 조합된다.
또한, 도 2b 에 도시된 바와 같이, 배면광 콘트롤러(205)는 도 1 의 레드 및 블루 광(240a)과 상이한 시기에 그린 광(240b)을 분리되게 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키고, 배면광(202)이 그린 광(240b)을 조사하도록 활성화되었을 때 셔터 콘트롤러(210)는 액정 셔터(220g)들을 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 그린 광(240b)이 서브픽셀(218g)을 통과하는 것을 허용한다. 즉, 셔터 콘트롤러(210)는 액정 셔터(220g)를 선택적으로 활성화시켜서 그린 광의 통과를 허용한다. 배면광(202)이 오직 그린 광을 조사하고 있을 때 셔터(220g)가 활성화되어 있기 때문에, 서브픽셀(218g)은 칼러 필터의 이용 없이 그린 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 배면광(202)이 활성화되어 그린 광(240b)을 조사할 때 셔터 콘트롤러(210)는 액정 셔터(220r 및 220b)를 폐쇄 상태로 활성화시켜 서브 픽셀(218r, 218b)을 통한 그린 광의 통과를 억제할 수 있다. 그러나, 일부 구현예들에서, 대응 칼러 필터(230r, 230b)들은 서브 픽셀(218r, 218b)들을 통한 그린 광의 통과를 억제할 수 있으므로, 배면광(202)이 그린광(240b)을 조사하도록 활성화될 때 액정 셔터(220r 및/또는 220b)들이 개방 상태로 활성화될 수 있다. 따라서, 그린 칼러 이미지 데이터는 각각의 픽셀(215a-215d)에서 디스플레이되어 제 2 이미지 성분(250b)을 제공한다. 그러므로, 배면광 콘트롤러(205) 및 셔터 콘트롤러(210)는 도 2a 에 도시된 셔터/배면광 구성과 도 2b 에 도시된 셔터/배면광 구성이 급속하게 번갈아 일어날 수 있어서 순차적으로 제 1 및 제 2 이미지 성분(250a,250b)를 디스플레이하여 단일의 풀-칼러 이미지를 제공한다.
또한, 칼러 필터(230r, 230b)들은 그린 광의 통과를 억제하도록 구성될 수 있으므로, 일부 구현예들에서 배면광 콘트롤러(205)는 배면광(202)이 동시에 레드, 그린 및 블루 광을 조사하도록 활성화되어 제 1 이미지 성분(250a)을 발생시키게끔 구성될 수 있다. 즉, 액정 셔터(220r, 220b)들이 개방 상태로 활성화되어 있을 때 조차도, 칼러 필터(230r, 230b)들은 배면광(202)에 의해 조사되는 그 어떤 그린 광이라도 서브픽셀(218r, 218b)에 의해 디스플레이되는 것을 억제할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러(205)는 도 2b 에 도시된 바와 같이 항상 그린 광(240b)을 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키게끔 구성될 수 있고, 그린 광과 동시에 레드 및 블루 광을 번갈아서 조사하도록 배면광(202)을 활성화시켜 단일의 풀-칼러 이미지 프레임을 제공하게끔 구성될 수 있다.
또한, 셔터 콘트롤러(210)는 액정 셔터(220)들의 셔터 레이트를 가속시켜 미리 정해진 이미지 리프레쉬(image refresh) 레이트를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 각각의 이미지 프레임을 제공하는 제 1 이미지 성분(250a) 및 제 2 이미지 성분(250b)를 순차적으로 디스플레이하기 위하여, 셔터 콘트롤러(210)는 도 1의 액정 디스플레이(100)와 같은 통상적인 액정 디스플레이의 이미지 리프레쉬 레이트와 유사한 이미지 리프레쉬 레이트를 제공하는 리프레쉬 레이트의 2 배로 액정 셔터(220)를 활성화시킬 수 있다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러(205)는 셔터(220)들의 증가된 셔터 레이트에 기초하여 배면광(202)을 활성화시키도록 구성될 수도 있다. 보다 상세하게는, 셔터(220)들의 스위치 레이트는 배면광(202)의 스위치 레이트에 비교하여 제한된 인자일 수 있으므로, 배면광 콘트롤러(205)는 레드 및 블루 광(240a)을 동시에 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키는 것과 셔터(220)들의 스위치 레이트에 기초하여 그린 광(240b)을 분리되게 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키는 것 사이에서 번갈아서 수행되도록 구성될 수 있다. 즉, 배면광 콘트롤러(205)는, 액정 셔터(220g)가 폐쇄 상태로 활성화되었을 때 레드 및 블루 광을 동시에 조사하도록 배면광(202)을 활성화시켜서 제 1 이미지 성분(250a)을 발생시키도록 구성될 수 있고, 액정 셔터(220g)가 개방 상태에 있을 때 레드 및 블루 광과는 상이한 시기에 그린 광(240b)을 분리되게 조사하도록 배면광(202)을 활성화시켜서 각각의 이미지 프레임을 제공하게끔 구성될 수 있다. 그러나, 일부 구현예들에서, 셔터 콘트롤러(210)는 액정 셔터(220)들의 스위치 레이트를 가속시키지 않을 수 있고, 액정 디스플레이(200)는 제 1 및 제 2 이미지 성분(250a, 250b)들을 순차적으로 디스플레이하여 각각의 이미지 프레임을 통상적인 액정 디스플레이의 리프레쉬 레이트의 절반으로 제공할 수 있는데, 이것은 시각적으로 수용 가능할 수 있는 것이다.
비록 도 2a 및 도 2b 가 본 발명의 일부 구현예들에 따른 예시적인 액정 디스플레이 장치 및 작동 방법들을 도시하지만, 본 발명의 일부 구현예들이 그러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 여기에 설명된 작동들을 수행할 수 있는 그 어떤 구성이라도 포괄하도록 의도된다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 비록 액정 디스플레이 장치(200)가 제 2 이미지 성분(250b) 전에 제 1 이미지 성분(250a)를 순차적으로 디스플레이하도록 구성된 것으로 설명되었을지라도, 일부 구현예들에서 액정 디스플레이 장치(200)는 제 1 이미지 성분(250a) 이전에 제 2 이미지 성분(250b)을 디스플레이하여 각각의 이미지 프레임을 제공할 수 있다는 점이 이해된다. 또한, 비록 레드 및 블루 광(240a)을 동시에 조사하고 그린 광(240b)을 분리되게 조사하는 것으로서 설명되었을지라도, 배면광(202)은 광의 그 어떤 2 개 칼러들이라도 동시에 조사하도록 구성될 수 있고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과는 상이한 시기에 광의 나머지 제 3 칼러를 분리되게 조사할 수 있으며, 또한 그 역으로도 가능하다는 점이 이해된다. 더욱이, 비록 LCD 스크린(208)이 오직 레드 및 블루 칼러 필터들을 포함하고 그린 칼러 필터는 포함하지 않는 것으로 설명되었을지라도, LCD 스크린(208)은 그 어떤 2 개 칼러들의 필터라도 포함하고, 제 3 칼러의 필터는 포함하지 않을 수 있다는 점이 이해된다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러(205)는, LCD 스크린(208)에서 상실된 칼러 필터에 대응하는 칼러의 광을 분리되게 조사하도록, 그리고 광의 나머지 2 개 칼러들을 동시에 조사하도록 배면광(202)을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 보다 일반적으로, 배면광(202) 및 LCD 스크린(208)은 그 어떤 2 개-이미지 성분 시퀀스(sequence)라도 제공하도록 활성화되어 단일의 풀-칼러 이미지 프레임을 디스플레이 할 수 있으며, 여기에서 하나의 이미지 성분은 오직 하나의 레드, 그린 또는 블루의 칼러 이미지 데이터를 포함하고, 다른 이미지 성분은 나머지 2 개 칼러들의 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함한다.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 고체 상태 발광 장치 및 작동 방법들을 도시하는 블록 다이아그램이다. 도 3a를 참조하면, 고체 상태 발광 패널(300)은 어레이(array)로 장착된 복수개의 고체 상태 발광 타일(tile, 312)들을 포함한다. 보다 상세하게는, 복수개의 타일(312)들이 선형의 어레이로 장착되어 바아 조립체(330)를 형성할 수 있고, 복수개의 바아 조립체(330)들은 2 차원의 발광 패널(300)을 형성하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 고체 상태 발광 패널(300)은 도 2a 및 도 2b 의 LCD 장치(200)에 있는 배면광(202)과 같이 LCD 장치에서 배면광 유닛으로서 이용될 수 있다. 도 3a 에 도시된 바와 같이, 발광 패널(300)은 4 개의 바아 조립체들을 포함할 수 있는데, 바아 조립체 각각은 3 개의 타일(312)들을 포함할 수 있다; 그러나, 더 적거나 더 많은 타일 및/또는 바아 조립체가 본 발명의 일부 구현예들에서 제공될 수 있다.
도 3b 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 고체 상태 발광 타일(312)을 도시한다. 도 3b를 참조하면, 타일(tile, 312)은 타일(312)상에서 규칙 및/또는 불규칙 패턴으로 배치된 복수개의 고체 상태 발광 장치(314)들을 포함한다. 고체 상태 발광 장치(314)들은 예를 들면 유기 발광 소자(organic light emitting devices, OLED), 무기 발광 다이오드(LED) 및/또는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 타일(312)은, 인터커넥트 라인(interconnect lines), 전자 회로, 커넥터(connector), 테스트 패드 및/또는 다른 요소들과 같은 발광 장치(312)들에 결합된 다른 요소(미도시)들을 포함할 수도 있다. 타일(312)은 예를 들면 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있으며, 인쇄 회로 기판상에서 하나 또는 그 이상의 회로 요소들이 장착될 수 있다. 적절한 타일들은 미국 가출원 일련 번호 60/749,133 호 "고체 상태 배면광 유닛 조립체 및 방법"(2005.12.9. Attorney Docket No. 5308-634 PR)에 개시되고 함께 양도되었다.
도 3c 는 고체 상태 발광 장치(314)를 보다 상세하게 도시한다. 도 3c 에 도시된 바와 같이, 발광 장치(314)는 복수개의 분리된 광 요소들을 포함하는데, 타일(312)상에 장착된 LED (316A-316D)와 같은 것이다. LED(316A-316D)는 상이한 파장들의 광을 조사하도록 구성될 수 있고, 경화 가능 에폭시 수지와 같은, 투명한 엔캡슐란트(clear encapsulant, 315)내에 덮힐 수 있으며, 이것이 LED(316A-316D)들에 대한 기계적 및/또는 환경적인 보호를 제공할 수 있다. 보다 상세하게는, LED(316A-316D)들은 레드 LED(316A), 블루 LED(316B) 및 그린 LED(316C)를 포함할 수 있다. 블루 및/또는 그린 LED(316B 및/또는 316C)는 인듐 갈륨 질화물(InGaN)- 베이스의 블루 및/또는 그린 LED 칩으로서, 본원 발명의 양수인인 Cree, Inc. 로부터 이용 가능한 것이다. 레드 LED(316A)는 예를 들면 알루미늄 인듐 갈륨 포스포로우스(AlInGaP) LED 칩으로서, Epistar, Osram 및/또는 다른 회사로부터 이용 가능하다. 더욱이, 발광 요소(314)는 더 많은 그린 광을 이용할 수 있도록 하기 위하여, 그리고/또는 더 큰 휘도를 제공하기 위하여 추가적인 그린 LED(316D)를 포함할 수도 있다.
도 3a 를 다시 참조하면, 특정의 바아 조립체(330)상의 각각의 고체 상태 발광 장치(314)에서, 같은 칼러의 LED 들이 줄을 지어 직렬로 연결될 수 있으며 줄의 일 단부에서 단일의 캐소드 연결을 가지고 줄의 다른 단부에서 단일의 애노드 연결을 가진다. 따라서, 바아(330)상의 각각의 칼러 LED 는 예를 들면 발광 콘트롤러(305)로부터의 단일 전압의 인가에 의해 활성화될 수 있다. 보다 상세하게는, 발광 콘트롤러(305)는 2 개의 상이한 칼러 LED 들을 동시에 그리고/또는 실질적으로 동시에 활성화시켜, 2 개의 상이한 칼러들에 대한 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수 있다. 발광 콘트롤러(305)는 제 1 및 제 2 칼러 LED 들과 상이한 시기에 제 3 LED 들을 분리되게 활성화시켜, 제 3 칼러에 대한 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수도 있다. 발광 콘트롤러(305)는 2 개의 상이한 칼러 LED 들을 동시에 활성화시키는 것과 제 3 칼러 LED 들을 상이한 시기에 분리되게 활성화시키는 것이 번갈아 일어나게 하여 순차적으로 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 제공하도록 구성될 수 있고, 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분은 예를 들면 도 2a 및 도 2b 의 LCD 디스플레이(200)에 의해 단일의 이미지를 제공하도록 순차적으로 디스플레이될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 3a 및 도 3c를 참조하면, 발광 콘트롤러(305)는 발광 패널(300)의 각각의 고체 상태 발광 장치(314)에 있는 레드 LED(316A) 및 블루 LED(316B)를 동시에 활성화시켜서 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 발광 콘트롤러(305)는 또한 각각의 고체 상태 발광 장치(314)에 있는 레드 및 블루 LED(316A, 316B)와는 상이한 시기에 그린 LED(316C 및/또는 316D)를 분리되게 활성화시켜서 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 발광 콘트롤러(305)는 그린 LED(316C 및/또는 316D)들을 분리되게 활성화시키는 것과 레드 및 블루 LED(316A 및 316B)들을 동시에 활성화시키는 것을 번갈아 일어나게 하여 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 발광 콘트롤러(305)는 소망의 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 제공하기 위하여 그린 LED(316C 및/또는 316D)와 레드 및 블루 LED(316A 및 316B)를 미리 결정된 주파수로 번갈아서 활성화시키도록 구성될 수 있다. 더욱이, 일부 구현예들에서, 발광 콘트롤러(305)는 레드, 그린 및 블루 LED(316A-316D)들을 동시에 활성화시켜 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있으며, 그린 LED(316C 및/또는 316D)를 레드 및 블루 LED(316A 및 316B)와 상이한 시기에 분리되게 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다.
비록 도 3a 내지 도 3c 가 본 발명의 일부 구현예들에 따른 예시적인 고체 상태 발광 장치들 및 작동 방법들을 도시했을지라도, 본 발명의 일부 구현예들은 그러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 여기에 설명된 작용을 수행할 수 있는 그 어떤 구성이라도 포괄하도록 의도된다. 예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 에 도시된 구현예들이 고체 상태 발광 장치(314) 마다 4 개의 발광 요소(316A-316D)들을 포함하는 반면에, 4 개의 발광 요소(316A-316D)들 보다 많거나 그리고/또는 적은 것이 발광 장치(314) 마다 제공될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 각각의 발광 장치(314)는 오직 3 개의 발광 요소들, 즉, 레드, 블루 및 그린 LED (316A-316C)의 각각 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 발광 콘트롤러(305)는 레드 및 그린 LED(316A 및 316C)들을 동시에 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 제공하고, 블루 LED(316B)를 상이한 시기에 분리되게 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 제공하도록 구성될 수 있다. 대안으로서, 발광 콘트롤러(305)는 블루 및 그린 LED(316B 및 316C)를 동시에 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 제공하고, 레드 LED(316A)를 상이한 시기에 분리되게 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 위에서는 레드, 블루 및 그린 발광 요소들과 관련하여 설명되었지만, 다른 컬러 발광 요소들이 이용될 수 있다. 보다 일반적으로, 발광 콘트롤러(305)는 그 어떤 2 개의 칼러 발광 요소들이라도 동시에 활성화시키고, 제 1 및 제 2 칼러 발광 요소들과 상이한 시기에 제 3 칼러 발광 요소를 분리되게 활성화시켜서 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 발생시키도록 구성될 수 있으며, 제 1 및 제 2 이미지 성분들이 순차적으로 디스플레이되어 단일의 이미지 프레임을 제공할 수 있다.
도 4a 내지 도 4e 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 스크린 및 관련 작동 방법들을 도시하는 다이아그램이다. 이제 도 4a 를 참조하면, LCD 스크린(400)은 이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀(415a-415d)들을 포함하는 픽셀 어레이(417)를 구비한다. 도 4b 에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀(415)은 제 1 서브픽셀(418r), 제 2 서브픽셀(418b) 및 제 3 서브픽셀(418g)을 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 서브픽셀(418r, 418b, 418g)들은 각각 제 1, 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 각각 구성된다. 보다 상세하게는, 제 1 서브픽셀(418r)은 레드 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되고, 제 2 서브픽셀(418b)은 블루 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되고, 제 3 서브픽셀(418g)은 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된다. 그와 같은 것으로서, 제 1 서브픽셀(418r)은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터(420r) 및, 레드 광의 통과를 허용하고 블루 광의 통과를 억제하는 레드 칼러 필터(430r)를 포함한다. 마찬가지로, 제 2 서브픽셀(418b)은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터(420b) 및, 블루 광의 통과를 허용하고 레드 광의 통과를 억제하도록 구성된 블루 칼러 필터(430b)를 포함한다. 또한 제 3 서브픽셀(418g)은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 3 액정 셔터(420g)를 구비한다. 그러나, 제 3 서브픽셀(418g)은 컬러 필터를 포함하지 않는다.
따라서, 도 4a를 다시 참조하면, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 및 제 2 액정 셔터(420r, 420b)들을 개방 상태로 선택적으로 활성화시키고 제 3 액정 셔터(420g)를 폐쇄 상태로 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성되며, 제 1 이미지 성분은 레드 및 블루 이미지 칼러 데이터의 조합을 포함한다. 셔터 콘트롤러(410)는 제 3 셔터(420g)를 개방 상태로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성되며, 제 2 이미지 성분은 그린 칼러 이미지 데이터를 포함한다. 보다 상세하게는, 셔터 콘트롤러(410)는 제 3 액정 셔터(420g)를 개방 상태로 활성화시켜서 그린 광의 통과를 허용하여 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성되며, 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(420r, 420b)를 폐쇄 상태로 활성화시켜서 레드 및/또는 블루 광의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 셔터 콘트롤러(410)는 제 3 액정 셔터(420g)를 선택적으로 활성화시켜서 필터 기능을 수행하도록, 즉, 그린 광의 통과를 허용하고 레드 및 블루 광의 통과를 억제하도록 구성되어, 제 3 서브픽셀(418g)은 칼러 필터의 이용 없이 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다.
또한, 레드 칼러 필터(430r) 및/또는 블루 칼러 필터(430b)의 필터링 특성에 따라서, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(420r 및/또는 420b)들을 개방 및/또는 폐쇄 상태들로 선택적으로 활성화시켜 제 2 이미지 성분을 발생시키게끔 구성될 수 있다. 예를 들면, 일부 구현예들에서, 칼러 필터(430r 및/또는 430b)들은 그린 광의 통과를 허용하도록 구성될 수 있고, 셔터 콘트롤러(410)는 셔터(420r,420b)들을 폐쇄 상태로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 도 4c 는 블루 광(499b), 그린 광(499g) 및 레드 광(499r)에 대응하는 파장들을 도시하는 반면에, 도 4d 및 도 4e 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 레드 및 블루 칼러 필터(430r 및 430b)를 위한 변환 함수(transfer function)를 각각 나타낸다. 도 4d 에 도시된 바와 같이, 레드 칼러 필터(430r)는 변환 함수(470r)로 도시된 바와 같이 레드 광(499r)의 통과를 허용하지만 블루 광(499b)의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다. 레드 칼러 필터(430r)의 차단 파장(475)은 차단되어야 하는 블루 광(499b)의 최대 파장을 초과하여 제공될 수 있지만, 투과되어야 하는 레드 광(499r)의 최소 파장 미만으로 제공되어도 된다. 그와 같은 것으로서, 레드 칼러 필터(430r)의 차단 파장(475)에 근접한 레드 광(499r)의 일부 손실은 감소되고 그리고/또는 최소화될 수 있다. 마찬가지로, 도 4e 에 도시된 바와 같이, 블루 칼러 필터(430b)는 변환 함수(470b)에 의해 도시된 바와 같이 블루 광(499b)의 통과를 허용하지만 레드 광(499r)의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다. 블루 칼러 필터(430b)의 차단 파장(485)은 레드 광(499r)의 최소 파장 미만으로 제공되어 그것의 투과를 충분히 차단할 수 있지만, 투과되는 블루 광(499b)의 최대 파장을 넘는다. 따라서, 블루 칼러 필터(430b)의 차단 파장(485)에 근접한 블루 광(499b) 부분들의 손실도 감소되고 그리고/또는 최소화될 수 있다. 더욱이, 변환 함수(470r, 470b)들은 차단 파장(475, 485) 사이에 겹침 부분(480r, 480b)들을 포함할 수 있어서, 칼러 필터(430r,430b)들은 그린 광(499g)의 적어도 일부의 통과를 허용할 수 있다. 즉, 레드 칼러 필터(430r)는 블루 광(499b)의 최대 파장보다 큰 파장을 가진 모든 광의 통과를 허용하도록 확장(broadened)될 수 있고, 블루 칼러 필터(430b)는 레드 광(499r)의 최소 파장 보다 작은 파장을 가진 모든 광의 통과를 허용하도록 확장될 수 있어서, 휘도 및/또는 효율을 증가시킨다.
따라서, 셔터 콘트롤러(410)는 칼러 필터(430r 및/또는 430b)들이 그린 광의 통과를 허용하도록 구성될 때 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 셔터(420r, 420b)들을 폐쇄 상태로 활성화시키게끔 구성될 수 있고, 따라서 레드 칼러 필터(430r)는 오직 블루 광을 차단하도록 구성될 수 있는 반면에, 블루 칼러 필터(430b)는 오직 레드 광을 차단하도록 구성될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 칼러 필터(430r, 430b)들의 존재에 기인하는 레드 광(499r) 및/또는 블루 광(499b) 스펙트럼 부분들의 손실은 각각 감소될 수 있다. 즉, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 제 1 및 제 2 액정 셔터(420r, 420b)들이 개방 상태에 있을 때 제 3 액정 셔터(420g)를 폐쇄 위치로 활성화시킬 수 있고, 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 제 1 및 제 2 액정 셔터(420r, 420b)들이 폐쇄 상태에 있을 때 제 3 액정 셔터(420g)를 개방 상태로 활성화시킬 수 있다.
그러나, 다시 도 4b를 참조할 때, 칼러 필터(430r, 430b)들이 그린 광의 통과를 억제하도록 구성되었다면, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(420r 및/또는 420b)를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 활성화시켜 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 액정 셔터를 폐쇄 상태로 활성화시키도록 전기 전하가 인가되어야 한다면, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 및 제 2 액정 셔터(420r, 420b)들을 개방 상태로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있어서, 예를 들어 전력 소비를 감소시킨다. 더욱이, 예를 들어 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(420r 및/또는 420b)들의 적어도 일부가 같은 위치로 활성화되어 다음 이미지 프레임의 제 1 이미지 성분을 발생시키는 경우에, 셔터 콘트롤러(410)는 제 2 이미지 성분의 발생중에 제 1 이미지 성분을 발생시키는데 이용된 같은 위치(즉, 개방 또는 폐쇄)를 유지하도록 액정 셔터(420r, 420b)들을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 보다 일반적으로, 셔터 콘트롤러(410)는 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(420r 및/또는 420b)를 개방 및/또는 폐쇄 상태로 활성화시켜서 칼러 필터(430r,430b)들의 필터링 특성에 기초하여 제 2 이미지 성분의 발생 효율을 향상시키도록 구성될 수 있다.
더욱이, 셔터 콘트롤러(410)는 디스플레이된 이미지에 대하여 미리 결정된 리프레쉬 레이트를 제공하도록 제 1, 제 2 및 제 3 셔터(420r, 420b 및 420g)들의 셔터 레이트를 가속시키도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, LCD 스크린(400)은 단일의 이미지를 제공하기 위하여 연속적인 2 개의 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하도록 구성되므로, 셔터 콘트롤러(410)는 종래의 LCD 장치의 리프레쉬 레이트에 필적하는 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 유지하기 위하여 2배 만큼 액정 셔터(420r, 420b, 420g)들의 셔터 레이트를 증가시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4e에서 본 발명의 일부 구현예들에 따른 예시적인 LCD 스크린 및 관련 요소들이 도시되었을지라도, 본 발명의 일부 구현예들은 그러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 여기에 설명된 작용을 수행할 수 있는 그 어떤 구성이라도 포괄하도록 의도된다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 비록 LCD 스크린(400)은 오직 레드 및 블루 칼러 필터들을 이용하여 레드, 그린 및 블루 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되는 것으로 설명되었을지라도, LCD 스크린(400)은 제 3 칼러의 필터를 이용하지 않고도 그 어떤 2 개의 칼러 필터들을 이용하여 레드, 그린 및 블루 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 일부 구현예들에서, LCD 스크린(400)의 제 2 및 제 3 서브픽셀(418b,418g)들은 블루 및 그린 칼러 필터들을 각각 포함할 수 있으며, 제 1 서브픽셀(418r)은 칼러 필터를 포함하지 않을 수 있다. 대안으로서, 제 1 및 제 3 서브픽셀(418r, 418g)들은 레드 및 그린 칼러 필터들을 각각 포함할 수 있고, 제 2 서브픽셀(418b)은 칼러 필터를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 비록 레드, 블루 및 그린 필터들을 참조하여 위에서 설명되었을지라도, 다른 칼러 필터들도 이용될 수 있다. 예를 들면, LCD 스크린(400)은 오직 마젠타(magenta) 및 시안(cyan) 칼러 필터들을 이용하여 마젠타, 옐로우 및 시안의 광을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 보다 일반적으로, 본 발명의 일부 구현예에 따르면, LCD 스크린(400)은 N-1 개의 칼러 필터들을 이용하여 광의 N 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 셔터 콘트롤러(410)는 무필터(filterless) 서브픽셀과 관련된 액정 셔터를 폐쇄 상태로 활성화시키고 각각의 픽셀의 다른 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들을 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있고, 무필터 서브픽셀과 관련된 액정 셔터를 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일부 구현예에 따른 고체 상태 발광 장치에 의하여 수행될 수 있는 예시적인 작동들을 도시하는 플로우차트이다. 예를 들면, 고체 상태 발광 장치는 LCD 장치(200)와 같은 LCD 장치에서 이용되는, 도 2a 및 도 2b 의 배면광(202)과 같은 배면광일 수 있다. 이제 도 5를 참조하면, 광의 제 1 및 제 2 칼러들이 동시에 조사되어 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시킬 때 블록(500)에서 작동이 시작된다. 보다 상세하게는, 레드 및 블루 광이 적어도 부분적으로 겹치는 시간 기간 동안에 조사되어 레드 칼러 이미지 데이터 및 블루 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 레드 및 블루 광이 동시에 조사되어 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 블록(510)에서, 광의 제 3 칼러는 광의 제 1 및 제 2 칼러와 상이한 시기에 분리되어 조사됨으로써 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시킨다. 예를 들면, 그린 광이 레드 광 및 블루 광으로부터 분리되게 조사됨으로써 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 보다 일반적으로, 광의 그 어떤 2 개 칼러들이라도 동시에 조사됨으로써 제 1 이미지 성분을 블록(500)에서 발생시킬 수 있고, 광의 나머지 제 3 칼러는 광의 다른 2 개 칼러들과 분리되게 (즉, 상이한 시기에) 조사됨으로써 제 2 이미지 성분을 블록(510)에서 발생시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 레드 및 그린 광은 블록(500)에서 동시에 조사될 수 있고, 블루 광은 블록(510)에서 분리되게 조사될 수 있다. 마찬가지로, 블루 및 그린 광은 블록(500)에서 동시에 조사될 수 있고, 레드 광은 블록(510)에서 상이한 시기에 분리되게 조사될 수 있다. 동시에 그리고/또는 분리되게 조사되어야 하는 광의 칼러 선택은, 예를 들면, 고체 상태 발광 장치와 이용되는 LCD 스크린의 필터 구성에 달려 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 레드, 블루 및 그린 광은 블록(500)에서 동시에 조사될 수 있고, 그린 광은 하나 또는 그 이상의 칼러 필터들에 의해 필터링되어 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 따라서, 제 1 이미지 성분(2 개 칼러들에 대한 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함) 및 제 2 이미지 성분(제 3 칼러에 대한 칼러 이미지 데이터를 포함)은 단일 이미지 프레임을 제공하기 위하여 순차적으로 디스플레이될 수 있다.
더욱이, 일부 구현예들에서, 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 블록(500, 510)에서 미리 결정된 주파수로 순차적으로 발생되어 디스플레이된 이미지를 위한 소망의 리프레쉬 레이트(refresh rate) 및/또는 프레임 레이트(frame rate)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 블록(500,510)의 작동들은 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 디스플레이하도록 구성된 복수개의 액정 셔터들의 셔터 레이트(또는 픽셀 응답 시간)에 따라서 제 2 및 제 1 이미지 성분들을 순차적으로 발생시키도록 번갈아 일어날 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 가속된 셔터 레이트에 기초하여 블록(500,510)들에서 발생될 수 있어서, 이미지는 종래의 LCD 장치의 리프레쉬 레이트에 필적하는 리프레쉬 레이트로 디스플레이될 수 있다.
도 6 은 도 2a 및 도 2b 의 LCD 장치와 같은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 픽셀 어레이(pixel array) 및 배면광을 포함하는 액정 디스플레이 장치에 의해 수행될 수 있는 예시적인 작동들을 도시하는 플로우차트이다. 이제 도 6을 참조하면, 배면광이 활성화되어 광의 제 1 및 제 2 칼러들이 동시에 조사됨으로써 제 1 이미지 성분을 발생시킬 때 블록(600)에서 작동이 시작된다. 제 1 이미지 성분은 제 1 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함한다. 예를 들면, 배면광이 활성화되어 동시에 레드 및 블루 광을 조사할 수 있으며, 그와 같은 것으로서, 제 1 이미지 성분은 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터 양쪽의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 동시에 조사되는 광의 2 개의 칼러들이 상이한(그러나 적어도 부분적으로 겹치는) 시간 기간 동안 조사될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
블록(610)에서, 배면광이 활성화되어 광의 제 1 및 제 2 칼러들과는 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사함으로써 제 2 이미지 성분을 발생시킨다. 제 2 이미지 성분은 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함한다. 예를 들면, 배면광이 활성화되어 레드 및 블루 광과는 분리되게 그린 광을 조사할 수 있으며, 그와 같은 것으로서, 제 2 이미지 성분은 그린 칼러 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 그러나, 위에서 설명된 바와 같이, 배면광은 광의 그 어떤 2 개의 칼러들이라도 동시에 조사하도록 활성화되어 제 1 이미지 성분을 블록(600)에서 발생시킬 수 있고, 또한 광의 다른 2 개 칼러들로부터 분리되게 광의 나머지 제 3 칼러를 조사하도록 활성화되어 제 2 이미지 성분을 블록(610)에서 발생시킬 수 있다.
도 6 을 참조하면, 픽셀 어레이가 활성화되어 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 디스플레이함으로써 단일의 이미지 프레임을 블록(620)에서 제공한다. 예를 들면, LCD 장치의 사용자 및/또는 관찰자가 단일의 풀-칼러(full-color) 이미지를 인식할 수 있도록, 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 이미지 성분을, 다음에 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 이미지 성분을 순차적으로 신속하게 디스플레이하도록 픽셀 어레이(pixel array)가 활성화될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 픽셀 어레이는 블록(620)에서 그 어떤 2 개 이미지 성분 시퀀스라도 디스플레이하도록 배면광과 조화되어 활성화될 수 있는데, 여기에서 하나의 이미지 성분은 레드, 그린 또는 블루 칼러 이미지 데이터중 오직 하나만을 포함하고, 다른 이미지 성분은 나머지 2 개 칼러들에 대한 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함한다. 보다 상세하게는, 픽셀 어레이의 각각의 서브픽셀의 액정 셔터들은 이후에 상세하게 설명되는 바와 같이 배면광의 출력과 동기화되어 선택적으로 활성화될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 픽셀 어레이 및 배면광을 포함하는 액정 디스플레이 장치에 의해 수행될 수 있는 보다 상세한 작동들을 도시하는 플로우차트이다. 이제 도 7을 참조하면, 배면광이 활성화되어 레드 및 블루 광을 동시에 조사할 때 블록(700)에서 작동이 시작된다. 예를 들면, 배면광은 LED 들과 같은 레드, 블루 및 그린 고체 상태 발광 요소들을 포함할 수 있고, 레드 및 블루 발광 요소들은 실질적으로 동시에 활성화되어 적어도 부분적으로 겹치는 시간 기간 동안 레드 및 블루 광을 조사할 수 있다. 동시에, 블록(710)에서, 픽셀 어레이의 각각의 픽셀의 레드 및 블루 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 개방 상태로 선택적으로 활성화되고, 픽셀 어레이의 각각의 픽셀의 그린 서브픽셀과 관련된 액정 셔터들은 폐쇄 상태로 활성화된다. 그렇게 함으로써, 레드 서브픽셀들과 관련된 레드 칼러 필터들은 레드 광의 통과를 허용하고 블루 광의 통과를 억제할 수 있는 반면에, 블루 서브픽셀들과 관련된 블루 칼러 필터들은 블루 광의 통과를 허용하고 레드 광의 통과를 억제할 수 있다. 또한, 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 폐쇄 상태로 활성화되므로, 그린 서브픽셀들은 칼러 필터를 이용하지 않으면서 레드 및 블루 광이 그것을 통해 통과하는 것을 억제하도록 구성될 수 있다. 즉, 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 필터링 기능을 수행하도록 선택적으로 활성화될 수 있다. 따라서, 레드 서브픽셀들에 의해 디스플레이된 레드 칼러 이미지 데이터 및 블루 서브픽셀들에 의해 디스플레이된 블루 칼러 이미지 데이터는 블록(715)에서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 조합될 수 있다. 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분은 블록(720)에서 픽셀 어레이에 의해 디스플레이된다.
도 7 을 계속 참조하면, 배면광은 블록(730)에서 레드 및 블루 광과는 상이한 시기에 그린 광을 분리되게 조사하도록 활성화된다. 예를 들어, 배면광이 레드, 블루 및 그린의 고체 상태 발광 요소들을 포함하는 경우에, 그린의 고체 상태 발광 요소는 레드 및 블루 고체 상태 발광 요소들과 상이한 시기에 활성화되어 레드 및 블루 광으로부터 분리되게 그린 광을 조사할 수 있다. 동시에, 블록(740)에서, 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 개방 상태로 선택적으로 활성화되어 그린 광의 통과를 허용한다. 배면광이 그린 광을 조사하도록 활성화될 때 레드 및 블루의 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 폐쇄 상태로 활성화되어 그곳을 통한 그린 광의 통과가 억제된다. 그러나, 일부 구현예들에서, 레드 및 블루 서브픽셀들과 관련된 레드 및 블루 칼러 필터들은 그린 광의 통과를 억제하도록 구성될 수 있으며, 그와 같은 것으로서, 배면광이 그린 광을 조사하도록 활성화되었을 때 레드 및/또는 블루 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 개방 상태로 활성화될 수 있다. 따라서, 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분은 블록(745)에서 발생된다. 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분은 블록(750)에서 픽셀 어레이에 의해 디스플레이된다.
따라서, 도 7 에서 도시된 바와 같이, 배면광이 동시에 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 활성화될 때 픽셀 어레이에 있는 각각의 픽셀의 제 1 및 제 2 서브픽셀들이 선택적으로 활성화되어 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있고, 배면광이 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화될 때 픽셀 어레이의 각각의 픽셀의 제 3 서브픽셀은 선택적으로 활성화되어 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 순차적으로 디스플레이되어 단일의 이미지 프레임을 제공할 수 있다.
도 7 의 작동들은 빠른 연속물(rapid succession)로서 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하도록 픽셀 어레이 및 배면광을 활성화시키게끔 수행될 수 있어서, 단일의 풀 칼러 이미지 프레임이 관찰자에게 인식될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 픽셀 어레이가 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이할 수 있는 레이트는, 배면광의 발광 요소들 및/또는 액정 셔터들의 스위치 속도에 달려 있을 수 있다. 예를 들면, 통상적인 액정 디스플레이의 이미지 리프레쉬 레이트에 필적하는 이미지 리프레쉬 레이트에서 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 순차 디스플레이하도록, 액정 셔터들의 셔터 레이트가 가속될 수 있다. 보다 상세하게는, 각각의 2 개 이미지 시퀀스를 제공하도록, 액정 셔터들의 셔터 레이트는 2 배가 될 수 있다. 배면광의 발광 요소들의 스위치 레이트는 액정 셔터들의 셔터 레이트보다 현저하게 빠를 수 있으므로, 액정 셔터들의 셔터 레이트에 기초하여 배면광이 활성화될 수 있다. 보다 상세하게는, 배면광은 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들이 블록(710)에서 폐쇄 상태로 활성화될 때 블록(700)에서 레드 및 블루 광을 조사하도록 활성화될 수 있고, 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들이 블록(740)에서 개방 상태로 활성화되었을 때 블록(730)에서 레드 및 블루 광과는 상이한 시기에 그린 광을 분리되게 조사하도록 활성화될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 일부 구현예들에서, LCD 장치의 리프레쉬 레이트는 액정 셔터들의 최대 셔터 레이트에 따를 수 있다.
도 5 내지 도 7 의 플로우차트는 본 발명의 구현예에 따른 일부 고체 상태 발광 장치 및/또는 액정 디스플레이 장치들의 예시적인 작동을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은 코드의 부분, 구획부 또는 모듈을 나타낼 수 있으며, 이들은 특정한 논리 기능들을 실행하기 위해 하나 또는 그 이상의 실행 가능 명령을 포함할 수 있다. 다른 실행예에서, 블록들에 기재된 기능들은 도면에 도시된 순서를 벗어나서 발생될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 연속으로 도시된 2 개의 블록들이 사실상 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 블록들이 때로는 포함된 기능에 따라서 역의 순서로 실행될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 5 내지 도 7 의 플로우차트들이 제 2 이미지 성분의 이전에 제 1 이미지 성분을 발생시키고 그리고/또는 디스플레이시키는 것이 도시되었을지라도, 제 2 이미지 성분을 제 1 이미지 성분 이전에 발생시키고 그리고/또는 디스플레이시키도록 블록들이 실행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 다른 구현예들은 광의 3 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성된 2 개 서브픽셀들을 포함하는 LCD 장치를 이용하여 단일의 풀-칼러 이미지를 제공하도록 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 예를 들면, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치에서의 각각의 픽셀은 레드/그린 서브픽셀 및 블루/그린 서브픽셀을 포함할 수 있다. 레드/그린 서브픽셀은 레드 및 그린 광 양쪽의 통과를 허용하지만 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된 칼러 필터 및 액정 셔터를 포함할 수 있고, 블루/그린 서브픽셀은 블루 및 그린 광 양쪽의 통과를 허용하지만 레드 광의 통과를 억제하도록 구성된 칼러 필터 및 액정 셔터를 포함할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 광의 3 개 칼러들은 디스플레이의 대응 액정 셔터들의 활성화를 배면광에서의 소망 칼러의 활성화와 조화시킴으로써 2 개의 칼러 필터들을 이용하여 디스플레이될 수 있다.
도 8a 및 도 8b 는 본 발명의 다른 구현예들에 따른 LCD 장치(800) 및 방법들을 도시한다. 도 8a 및 도 8b 를 참조하면, LCD 장치(800)는 배면광(802) 및 LCD 스크린(808)을 구비한다. 배면광(802)은 광의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 칼러를 조사하도록 구성된다. 보다 상세하게는, 배면광(802)은 레드, 그린 및 블루 광을 조사하도록 구성된다. 예를 들면, 배면광(802)은 레드, 그린 및 블루 광을 조사하도록 구성된 (도 3c 의 LED(316A-316D)와 같은) 레드, 그린 및 블루의 고체 상태 발광 요소들을 구비할 수 있다. LCD 스크린(808)은 복수개의 픽셀(815a-815d)들을 구비하는 픽셀 어레이(815)를 구비한다. 각각의 픽셀(815a-815d)들은 제 1 및 제 2 서브픽셀(818r,818b)들을 구비한다. 각각의 서브픽셀(818r,818b)들은 광의 특정한 칼러를 디스플레이하도록 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되게끔 구성된 액정 셔터(820) 및 칼러 필터(830)를 구비한다. 또한, 제 1 및 제 2 서브픽셀(818r,818b)들중 적어도 하나는 2 칼러 서브픽셀이며, 즉, 광의 2 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성된 칼러 필터를 구비하는 서브픽셀이다. 예를 들면, 서브픽셀(818r)은 광의 적어도 제 1 칼러의 통과를 허용하지만 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 컬러 필터(830r)를 구비할 수 있는 반면에, 서브픽셀(818b)은 광의 제 2 칼러 및 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하지만 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 칼러 필터(830b)를 구비할 수 있다.
특히, 도 8a 및 도 8b 에 도시된 바와 같이, 제 1 서브픽셀(818r)은 레드 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 레드/그린(R/G) 서브픽셀이고, 제 2 서브픽셀(818b)은 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 블루/그린(B/G) 서브픽셀이다. 보다 상세하게는, 서브픽셀(818r)은 레드 및 그린 광의 통과를 허용하지만 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된 레드/그린 칼러 필터(830r) 및, 레드 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 액정 셔터(820r)를 구비한다. 마찬가지로, 서브픽셀(818b)은 블루 및 그린 광의 통과를 허용하지만 레드 광의 통과를 억제하도록 구성된 블루/그린 칼러 필터(830b) 및, 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 액정 셔터(820b)를 구비한다.
따라서, 셔터(820) 및 배면광(802)은 레드, 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 선택적으로 활성화되어 풀-칼러 이미지를 제공할 수 있다. 보다 상세하게는, 도 8a 및 도 8b 에 도시된 바와 같이, LCD 장치(800)는 배면광(802)에 결합된 배면광 콘트롤러(805) 및 LCD 스크린(808)에 결합된 셔터 콘트롤러(810)를 구비한다. 배면광 콘트롤러(805)는 광의 2 개 칼러들을 동시에 조사하여 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 배면광(802)을 활성화하게끔 구성된다. 그러나, 일부 구현예들에서, 광의 제 3 칼러의 조사 시기와 광의 제 1 및 제 2 칼러의 조사 시기 사이에는 일부 무시할만한 겹침이 있을 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그와 같은 것으로서, 제 1 이미지 성분은 광의 2 개 칼러들에 대한 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하고, 제 2 이미지 성분은 광의 제 3 칼러에 대한 칼러 이미지 데이터를 포함한다. 또한, 셔터 콘트롤러(810)는 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 배면광(802)의 출력에 기초하여 각각의 픽셀의 액정 셔터(820r, 820b)를 선택적으로 활성화시키도록 구성된다. 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 단일의 풀-칼러 이미지 프레임을 제공하도록 LCD 장치(800)에 의해 순차적으로 디스플레이될 수 있다.
예를 들면, 도 8a 에 도시된 바와 같이, 배면광 콘트롤러(805)는 레드 및 블루 광(840a)을 동시에 조사하도록 배면광(802)을 활성화시킨다. 예를 들면, 배면광(802)은 복수개의 레드, 블루 및 그린 광 발광 다이오드(LED)들을 구비할 수 있으며, 배면광 콘트롤러(805)는 레드 및 블루 광(840a)을 조사하도록 실질적으로 동시에 레드 및 블루 LED 들을 활성화시키게끔 구성될 수 있다. 또한, 픽셀(815a-815d)들에서 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터 양쪽을 디스플레이하도록 배면광(802)이 동시에 레드 및 블루 광(840a)을 조사하게끔 활성화되었을 때, 셔터 콘트롤러(810)는 액정 셔터(820r,820b)들을 선택적으로 활성화시킨다. 보다 상세하게는, 액정 셔터(820r) 및 칼러 필터(830r)는 서브픽셀(218r)을 통한 레드 광의 통과를 허용하는 반면에 (그리고 블루 광의 통과를 억제하는 반면에), 액정 셔터(820b) 및 칼러 필터(830b)는 서브픽셀(818b)을 통한 블루 광의 통과를 허용한다 (그리고 레드 광의 통과를 억제한다). 그와 같은 것으로서, 레드 칼러 이미지 데이터 및 블루 칼러 이미지 데이터는 제 1 이미지 성분(850b)을 제공하도록 조합된다.
또한, 도 8b 에 도시된 바와 같이, 배면광 콘트롤러(805)는 도 8a 의 레드 및 블루 광(840a)과는 상이한 시기에 그린 광(840b)을 분리되게 조사하도록 배면광(802)을 활성화시키고, 배면광(802)이 그린 광(840b)을 조사하도록 활성화되었을 때 셔터 콘트롤러(810)는 액정 셔터(820r,820b)들을 선택적으로 활성화시켜서 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이한다. 보다 상세하게는, 액정 셔터(820r,820b)들 및 칼러 필터(830r, 830b)들은 서브픽셀(818r,818b)들중 하나 또는 양쪽을 통한 그 린 광(840b)의 통과를 허용한다. 따라서, 그린 칼러 이미지 데이터는 픽셀(815a-815d)들의 서브픽셀(818r,818b)들 각각에서 디스플레이되어 제 2 이미지 성분(850b)을 제공할 수 있다. 따라서, 배면광 콘트롤러(805) 및 셔터 콘트롤러(810)는 도 8a 에 도시된 셔터/배면광 구성과, 도 8b 에 도시된 셔터/배면광 구성 사이에서 급속하게 번갈아 수행됨으로써 순차적으로 제 1 및 제 2 이미지 성분(850a,850b)을 디스플레이하여 단일의 풀-칼러 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 셔터 콘트롤러(810)는 액정 셔터(820)의 셔터 레이트를 가속시켜서 미리 결정된 이미지 리프레쉬 레이트를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 이미지 성분(850a) 및 제 2 이미지 성분(850b)을 순차적으로 디스플레이하여 각각의 이미지 프레임을 제공하기 위하여, 셔터 콘트롤러(810)는 액정 셔터(820)들을 두배의 레이트로 활성화시켜서 도 1 의 액정 디스플레이(100)와 같은 종래의 액정 디스플레이의 이미지 리프레쉬 레이트와 유사한 이미지 리프레쉬 레이트를 제공할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러(805)는 셔터(820)들의 증가된 셔터 레이트에 기초하여 배면광(802)을 활성화시키도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 셔터(820)들의 스위치 레이트가 배면광(802)의 스위치 레이트와 비교하여 제한된 인자일 수 있으므로, 각각의 이미지 프레임의 제 1 및 제 2 이미지 성분(850a,850b)들을 발생시키도록 셔터(820)들의 스위치 레이트에 기초하여 레드 및 블루 광(840a)을 동시에 조사하도록 배면광(802)을 활성화시키는 것과 상이한 시간에 분리되게 그린 광(840b)을 조사하도록 배면광(802)을 활성화시키는 것이 번갈아 이루어지도록 배면광 콘트롤러(805)가 구성될 수 있다. 그러나, 일부 구현예들에서, 셔터 콘트롤러(810)는 액정 셔터(820)의 스위치 레이트를 가속시키지 않을 수 있고, 액정 디스플레이(800)는, 종래 액정 디스플레이의 리프레쉬 레이트의 절반의 리프레쉬 레이트로 각각의 이미지 프레임을 제공하도록 제 1 및 제 2 이미지 성분(850a,850b)을 순차적으로 디스플레이할 수 있으며, 그러한 리프레쉬 레이트는 시각적으로 수용 가능한 것일 수 있다.
비록 도 8a 및 도 8b 가 본 발명의 일부 구현예들에 따른 예시적인 액정 디스플레이 장치 및 작동 방법을 도시할지라도, 본 발명의 일부 구현예들은 그러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 본원에 설명된 작동을 수행할 수 있는 그 어떤 구성이라도 포괄하도록 의도된다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 비록 액정 디스플레이 장치(800)가 제 2 이미지 성분(850b) 이전에 제 1 이미지 성분(850a)을 순차적으로 디스플레이하도록 구성된 것으로 도시되었을지라도, 일부 구현예들에서 액정 디스플레이 장치(800)는 제 1 이미지 성분(850a) 이전에 제 2 이미지 성분(850b)을 디스플레이하여 각각의 이미지 프레임을 제공할 수 있다는 점이 이해된다. 또한, 비록 레드 및 블루 광(840a)이 동시에 조사되고 그린 광(840b)이 분리되어 조사되는 것으로 도시되었을지라도, 배면광(802)은 광의 그 어떤 2 개 칼러들을 동시에 조사하도록 구성될 수 있고, 광의 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시간에 광의 나머지 제 3 칼러를 분리되게 조사할 수 있거나, 또는 그 역일 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한 동시에 조사된 광의 2 개 칼러들이 상이한 (그러나 적어도 부분적으로 겹치는) 지속 시간 동안 조사될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
더욱이, 비록 LCD 스크린(808)이 레드/그린 및 블루/그린 서브픽셀을 구비하는 것으로서 설명될지라도, LCD 스크린(808)은 광의 3 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성되는 2 개 서브픽셀들의 그 어떤 조합이라도 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 서브픽셀(818r)은 레드 광의 통과를 허용하지만 블루 및 그린 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820r)를 포함할 수 있는 반면에, 서브픽셀(818b)은 블루 및 그린 광의 통과를 허용하지만 레드 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820b)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 서브픽셀(818r)은 레드 및 그린 광의 통과를 허용하지만 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820r)를 구비할 수 있는 반면에, 서브픽셀(818b)은 블루 광의 통과를 허용하지만 레드 및 그린 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820b)를 구비할 수 있다. 또한, 서브픽셀(818r)은 그린 광의 통과를 허용하지만 레드 및 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820r)를 구비할 수 있는 반면에, 서브픽셀(818b)은 레드 및 블루 광의 통과를 허용하지만 그린 광의 통과를 억제하도록 구성된 필터(820b)를 구비할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러(805)는, LCD 스크린(808)에 있는 2 개 칼러 서브픽셀을 통과하도록 허용된 칼러들중 하나에 대응하는 광의 칼러를 분리되게 조사하고, 광의 나머지 2 개 칼러들을 동시에 조사하도록, 배면광(802)을 활성화시키도록 구성될 수 있다. 보다 일반적으로, 배면광(802) 및 LCD 스크린(808)은 그 어떤 2 개의 이미지 성분 시퀀스라도 제공하여 단일의 풀-칼러 이미지 프레임을 디스플레이하도록 구성될 수 있는데, 여기에서는 스크린(809)에서 이용된 특정 칼러 필터들의 특성에 따라서, 하나의 이미지 성분은 레드, 그린 또는 블루 칼러 이미지 데이터중 오직 하나만을 포함하고, 다른 이미지 성분은 나머지 2 개 칼러들에 대한 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함한다.
도 9a 내지 도 9e 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 스크린 및 관련 특성과 작동 방법을 도시한다. 이제 도 9a를 참조하면, LCD 스크린(900)은 이미지 를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀(915a-915d)들을 포함하는 픽셀 어레이(917)를 구비한다. 도 9b 에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀(915)은 제 1 서브픽셀(918r) 및 제 2 서브픽셀(918b)을 포함하는데, 이들중 적어도 하나는 2 개 칼러들의 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 2 개 칼러 서브픽셀이다. 예를 들면, 제 1 서브픽셀(918r)은 제 1 및 제 2 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있는 반면에, 제 2 서브픽셀(918b)은 제 2 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 서브픽셀(918r)은 레드 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되는 반면에, 제 2 서브픽셀(918b)은 블루 및 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된다. 그와 같은 것으로서, 제 1 서브픽셀(918r)은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터(920r) 및 레드 및 그린 광의 통과를 허용하지만 블루 광의 통과를 억제하도록 구성된 레드/그린(R/G) 칼러 필터(930r)를 구비한다. 마찬가지로, 제 2 서브픽셀(918b)은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터(920b) 및, 블루 및 그린 광의 통과를 허용하지만 레드 광의 통과를 억제하도록 구성된 블루/그린(B/G) 칼러 필터(430b)를 구비한다.
따라서, 다시 도 9a 를 참조하면, 셔터 콘트롤러(910)는, 레드 및 블루 광의 통과를 허용하여 레드 및 블루 이미지 칼러 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 배면광과 조화되게 제 1 및 제 2 액정 셔터(920r,920b)들을 선택적으로 활성화시키게끔 구성된다. 또한 셔터 콘트롤러(910)는, 그린 광의 통과를 허용하여 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도 록 배면광과 조화되게 제 1 및 제 2 액정 셔터(920r,920b)들을 선택적으로 활성화시키도록 구성된다. 그와 같은 것으로서, 2 개의 서브픽셀(918r,918b)들은 셔터 콘트롤러(910)에 의해 선택적으로 활성화되어 광의 3 개 칼러들을 디스플레이할 수 있다.
도 9c 및 도 9d 는 블루 광(999b), 그린 광(999g) 및 레드 광(999r)에 대응하는 파장들에 대하여 본원 발명의 일부 구현예들에 따른 2 개 칼러 서브픽셀들에서 이용될 수 있는 칼러 필터(930r,930b)들에 대한 변환 함수들을 도시한다. 도 9c 에 도시된 바와 같이, 변환 함수(970r)에 의해서 표시된 바로서, 레드/그린 칼러 필터(930r)는 레드 광(999r) 및 그린 광(999g)의 통과를 허용하지만 블루 광(999b)의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다. 레드/그린 칼러 필터(930r)의 차단 파장(975)은 차단되어야 하는 블루 광(999b)의 최대 파장보다 초과하여 제공되지만, 투과되어야하는 레드 광(999r) 및 그린 광(999g)의 최소 파장들보다 미만으로 제공될 수 있다. 마찬가지로, 도 9d 에 도시된 바와 같이, 변환 함수(970b)에 의해 표시된 바로서, 블루/그린 칼러 필터(930b)는 블루 광(999b) 및 그린 광(999g)의 통과를 허용하지만 레드 광(999r)의 통과를 억제하도록 구성될 수 있다. 블루/그린 칼러 필터(930b)의 차단 파장(985)은 레드 광의 투과를 충분히 차단하는 레드 광(999r)의 최소 파장 미만으로 제공될 수 있지만, 투과되어야 하는 블루 광(999b) 및 그린 광(999g)의 최대 파장을 초과하여 제공될 수 있다. 즉, 레드/그린 칼러 필터(930r)는 블루 광(999b)의 최대 파장보다 큰 파장을 가진 모든 광의 통과를 허용할 수 있고, 블루/그린 칼러 필터(930b)는 레드 광(499r)의 최소 파장보다 작은 파장을 가진 모든 광의 통과를 허용할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 칼러 필터(930r, 930b)들 양쪽은 그린 광(999g)의 통과를 허용하므로, 변환 함수(970r, 970b)는 차단 파장(975,985)들 사이의 겹침 부분(980r,980b)들을 포함할 수 있다.
도 9c 및 도 9d 에 도시된 변환 함수(970r,970b)들은 본 발명의 이상화된 구현예들을 나타낸다는 점이 이해되어야 한다. 그와 같은 것으로서, 도시된 변환 함수들의 형상들로부터의 변이가 예상되어야 한다. 따라서, 본 발명의 구현예들은 여기에 도시된 영역들의 특정한 형상에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 그러한 형상에서의 변이를 포함한다. 예를 들면, 직각으로서 설명되거나 도시된 변환 함수(970r,970b)의 영역들은 통상적으로 둥글거나 또는 만곡된 특징들을 가질 것이다. 따라서, 도면들에 도시된 변환 함수(970r,970b)는 본질적으로 개략적이며 그것의 형상들은 그러한 변환 함수들의 정확한 형상을 도시하도록 의도된 것이 아니며 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
이제 도 9a 내지 도 9d 를 참조하면, 셔터 콘트롤러(910)는, 칼러 필터(930r, 930b)들의 필터링 특성에 기초하여 제 1 및/또는 제 2 액정 셔터(920r 및/또는 920b)를 개방 및/또는 폐쇄 상태로 활성화시킴으로써 제 1 및/또는 제 2 이미지 성분을 발생시키는데 있어서의 효율을 향상시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 칼러 필터(930r,930b)들 양쪽은 그린 광(999g)의 통과를 허용할 수 있으므로, 셔터 콘트롤러(910)는 그린 칼러 이미지 데이터를 동시에 디스플레이하도록 액정 셔터(920r,920b) 양쪽을 활성화시킬 수 있으며, 이것은 휘도 및/또는 효율을 향상시킬 수 있다. 대조적으로, 칼러 필터(930r)가 레드 광(999r)의 통과를 허용하고 블루 광(999b) 및 그린 광(999g)의 통과를 억제하도록 구성되었다면, 셔터 콘트롤러(910)는 오직 제 2 액정 셔터(920b)만을 활성화시켜서 그린 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
또한 셔터 콘트롤러(910)는 제 1 및 제 2 셔터(920r,920b)들의 셔터 레이트를 가속시켜서 디스플레이된 이미지의 미리 결정된 리프레쉬 레이트(refresh rate)를 제공하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 단일의 이미지를 제공하기 위하여 LCD 스크린(900)은 2 개의 이미지 성분을 시퀀스로서 순차적으로 디스플레이하도록 구성되므로, 셔터 콘트롤러(910)는, 종래의 LCD 장치의 리프레쉬 레이트에 필적하는 리프레쉬 레이트를 유지하기 위하여 2배 만큼 액정 셔터(920r 및/또는 920b)들의 셔터 레이트를 증가시킬 수 있다.
도 9e 는 본 발명의 일부 구현예들에 따른 이미지 리프레쉬 기간에 대하여 배면광에 의해 조사되는 레드, 블루 및 그린 광의 상대적인 켜짐 기간(on-period)(여기에서는 듀티 사이클(duty cyle)로서 지칭되기도 함)을 도시하는 그래프이다. 이제 도 9e 를 참조하면, 이미지 리프레쉬 기간은 제 1 시간 기간(990rb) 및 제 2 시간 기간으로 분할된다. 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간(990rb) 동안에 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성되고, 제 2 시간 기간(990g) 동안에 광의 제 3 칼러를 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성된다. 보다 상세하게, 배면광 콘트롤러는, 제 1 시간 기간(990rb) 동안에 레드 및 블루 광을 조사하고, 제 2 시간 기간(990g) 동안에 그린 광을 조사하도록, 배면광을 활성화시키게끔 구성된다. 예를 들면, 배면광이 LED 와 같은 레드, 블루 및 그린 고체 상태 발광 요소들을 포함하는 경우에, 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간(990rb) 동안에 레드 및 블루 LED 를 켜고 그린 LED를 끄도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 배면광 콘트롤러는 제 2 시간 기간(990g) 동안에 그린 LED를 켜고 레드 및 블루 LED 를 끄도록 구성될 수 있다. 그러나, 배면광 콘트롤러는 제 1 및/또는 제 2 시간 기간(990rb 및 990g)의 전체 지속 기간에 대하여 배면광을 활성화시키지 않을 수 있다. 더욱이, 일부 구현예들에서, 제 1 및 제 2 시간 기간(990rb,990g)은 같은 지속 기간(duration)을 가지지 않을 수 있다. 예를 들면, 약 16.67 ms 의 이미지 리프레쉬 기간에 대하여 (즉, 약 60 Hz 의 리프레쉬 레이트에 대하여) 제 1 시간 기간은 6.67 ms 의 지속 기간을 가질 수 있는 반면에, 제 2 시간 기간은 10 ms 의 지속 기간을 가질 수 있다. 그러나, 다른 구현예들에서, 제 1 및 제 2 시간 기간(990rb, 990g)들은 실질적으로 지속 기간이 같을 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 시간 기간(990rb 및 990g)내에서 광의 상이한 칼러들의 듀티 사이클은 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이 같거나 같지 않을 수 있다.
도 9e를 계속 참조하면, 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간(990rb)의 제 1 부분(909r) 동안에 레드 광을 조사하고, 제 1 시간 기간(990rb)의 제 2 부분(909b) 동안에 블루 광을 조사하도록 배면광을 활성화시키게끔 구성된다. 일부 구현예들에서, 제 1 시간 기간(990rb)의 제 1 부분(909r) 및 제 2 부분(909b)은 실질적으로 같은 지속 기간일 수 있으며, 즉, 배면광은 실질적으로 동시에 레드 광 및 블루 광을 조사하도록 활성화될 수 있다. 그러나, 다른 구현예들에서 제 1 시간 기간(990rb)의 제 1 부분(909r) 및 제 2 부분(909b)은 상이한 지속 기간의 것일 수 있는데, 그 지속 기간들은 제 1 시간 기간(990rb)의 일부 동안 적어도 부분적으로 겹친다. 그와 같은 것으로서, 개별적인 레드 및 블루 LED 에 대한 활성화의 상이한 지속 기간들에도 불구하고, 배면광 콘트롤러는 제 1 시간 기간(990rb) 동안에 (음영 부분(909)으로서 도시된) 레드 및 블루 광을 동시에 조사하도록 배면광을 활성화시킬 수 있다. 마찬가지로, 배면광 콘트롤러는, 제 1 시간 기간(990rb)의 부분(909r,909b) 동안의 레드 및 블루 광의 활성화와 겹치지 않는 제 2 시간 기간(990g)의 부분(909g) 동안에 그린 광을 조사하도록 배면광을 활성화시킬 수 있다. 그와 같은 것으로서, 배면광 콘트롤러는, 제 1 및 제 2 서브 픽셀(918r, 918b)들의 액정 셔터(920r, 920b)들과 조화되어 레드 및 블루 광을 동시(909)에 조사하고 그린 광을 상이한 시기(909g)에 조사하여 순차적으로 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 디스플레이하도록 배면광을 활성화시킬 수 있다. 제 1 시간 기간(990rb)내의 레드 및 블루 광 및, 제 2 시간 기간(990g)내의 그린 광에 대한 활성화의 지속 기간(들)(그리고 셔터(920r, 920b)들의 활성화의 대응하는 지속 기간)은 이미지에 소망의 화이트 지점을 제공하도록 조절될 수 있다.
LCD 장치(900)의 리프레쉬 레이트는 제 1 및 제 2 시간 기간(990rb 및 990g)들의 합에 기초한다. 따라서, 제 1, 제 2 및 제 3 이미지 성분들을 순차적으로 디스플레이하여 이미지를 제공하도록 구성된 종래의 무필터 액정 디스플레이와 비교하여, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 2 -서브픽셀 액정 장치는 각각의 이미지를 제공하는데 오직 2 개의 이미지 성분들이 디스플레이될 수 있으므로, 약 33 % 로 증가되는 리프레쉬 레이트를 제공할 수 있다.
또한, 종래의 3-서브픽셀 접근 방식과 비교하여, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들은 전력 소비가 감소되는 것을 제공할 수 있다. 예를 들면, LCD를 통과하는 각각의 칼러의 광의 전력은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009049807900-pct00001
여기에서 PK,LCD (K= R, G, B)는 LCD 패널을 통과하는 각각의 칼러의 광 전력이고, ηLCD 는 LCD 효율이고, ηK, filter 는 각각의 칼러의 필터 투과성이고, PK 는 (켜졌을 때) 각각의 칼러의 배면광 전력이고, ηsp 는 서브픽셀들의 수이고, DCR 은 각각의 칼러의 듀티 사이클(duty cycle)이다. 각각의 칼러에 대한 전력 소비는 다음의 식들에 의해서 표현될 수 있다:
Figure 112009049807900-pct00002
따라서 총 전력 소비는 다음과 같이 표현될 수 있다.
P = PRDCR + PGDCG + PBDCB (7)
따라서, (도 8a 및 도 8b 의 LCD 장치(800)와 같은) 본 발명의 일부 구현예들에 따른 2-서브픽셀 LCD 장치에 대하여, 총 전력 소비는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009049807900-pct00003
또한, (도 2a 및 도 2b 의 LCD 장치(200)와 같은) 본 발명의 일부 구현예들에 따른 부분적으로 무필터인 LCD 장치에 대하여, 총 전력 소비는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009049807900-pct00004
대조적으로, 통상적인 3-서브픽셀 LCD 장치에 대한 총 전력 소비는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009049807900-pct00005
또한, 프레임당 3 개 이미지 성분들을 순차적으로 디스플레이하도록 구성된 종래의 무필터 LCD 장치에 대하여, 총 전력 소비는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009049807900-pct00006
따라서, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들의 전력 소비는 종래의 LCD 장치들과 비교하여 최대 약 50 % 로 감소될 수 있다.
비록 도 9a 내지 도 9e 가 본 발명의 일부 구현예들에 따른 예시적인 LCD 스크린 및 관련 요소들을 도시할지라도, 본 발명의 일부 구현예들은 그러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 여기에 설명된 작동을 수행할 수 있는 그 어떤 구성이라도 포괄하도록 의도된다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 비록 LCD 스크린(900)이 레드/그린 및 블루/그린 서브픽셀을 이용하여 레드, 그린 및 블루 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되는 것으로서 도시되었을지라도, LCD 스크린(900)은 광의 3 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성된 2 개 서브픽셀들의 그 어떤 조합이라도 이용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 일부 구현예들에서, 레드 광의 통과를 허용하지만 블루 및 그린 광의 통과를 억제하는 칼러 필터를 포함하는 레드 서브픽셀은, 블루 및 그린 광의 통과를 허용하지만 레드 광의 통과를 억제하는 칼러 필터를 포함하는 블루/그린 서브픽셀과 함께 이용될 수 있다. 또한, 비록 레드, 블루 및 그린 필터들과 관련하여 위에서 설명되었을지라도, 다른 칼러 필터들도 이용될 수 있다. 예를 들면, LCD 스크린(900)은 오직 마젠타/옐로우 및 시안/옐로우 서브픽셀을 이용하여 마젠타, 옐로우 및 시안 광을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 보다 일반적으로, 본 발명의 일부 구현예들에 따르면, LCD 스크린(900)은 2 개의 서브픽셀들을 이용하여 광의 3 개 칼러들을 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
도 10 은 본 발명의 다른 구현예들에 따른 픽셀 어레이 및 배면광을 포함하는 액정 디스플레이 장치에 의해 수행될 수 있는 보다 상세한 작동들을 나타내는 플로우차트이다. 이제 도 10을 참조하면, 배면광이 레드 및 블루 광을 동시에 조사하도록 활성되었을 때 블록(1000)에서 작동이 시작된다. 예를 들면, 배면광은 LED 와 같은 레드, 블루 및 그린 고체 상태 발광 요소들을 포함할 수 있으며, 레드 및 블루 발광 요소들은 적어도 부분적으로 겹쳐지는 시간 기간 동안에 레드 및 블루 광을 조사하도록 실질적으로 동시에 활성화될 수 있다. 동시에, 블록(1010)에서, 픽셀 어레이의 각각의 픽셀의 레드/그린 및 블루/그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 선택적으로 활성화된다. 그와 같은 것으로서, 레드/그린 서브픽셀들과 관련된 레드/그린 칼러 필터들은 레드 광의 통과를 허용하고 블루 광의 통과를 억제할 수 있는 반면에, 블루/그린 서브픽셀들과 관련된 블루/그린 칼러 필터들은 블루 광의 통과를 허용하고 레드 광의 통과를 억제할 수 있다. 따라서, 레드/그린 서브픽셀들에 의해 디스플레이되는 레드 칼러 이미지 데이터 및 블루/그린 서브픽셀들에 의해 디스플레이되는 블루 칼러 이미지 데이터는 블록(1510)에서 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 조합될 수 있다. 레드 및 블루 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분은 블록(1020)에서의 픽셀 어레이에 의해 디스플레이된다.
도 10을 계속 참조하면, 배면광은 블록(1030)에서의 레드 및 블루 광과 상이한 시기에 그린 광을 분리되게 조사하도록 활성화된다. 예를 들면, 배면광이 레드, 블루 및 그린 고체 상태 발광 요소들을 포함하는 경우에, 그린 고체 상태 발광 요소는 레드 및 블루 고체 상태 발광 요소들과 상이한 시기에 활성화되어 레드 및 블루 광과 분리되게 그린 광을 조사할 수 있다. 동시에, 블록(1040)에서, 레드/그린 서브픽셀 및/또는 블루 그린 서브픽셀들과 관련된 액정 셔터들은 그린 광의 통과를 허용하도록 선택적으로 활성화된다. 따라서, 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분은 블록(1045)에서 발생된다. 그린 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분은 블록(1050)에서 픽셀 어레이에 의해 디스플레이된다.
따라서, 도 10 에 도시된 바와 같이, 픽셀 어레이에 있는 각각의 픽셀의 제 1 및 제 2 서브픽셀들은 배면광이 광의 제 1 및 제 2 칼러들을 동시에 조사할 때 선택적으로 활성화되어 제 1 이미지 성분을 발생시킬 수 있고, 픽셀 어레이의 각각의 픽셀의 제 1 및 제 2 서브픽셀들은 배면광이 제 1 및 제 2 칼러들과 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화될 때 선택적으로 활성화되어 제 2 이미지 성분을 발생시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 이미지 성분들은 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 순차적으로 디스플레이될 수 있다.
도 10 의 작동들은 제 1 이미지 성분 및 제 2 이미지 성분을 급속한 연속물로서 순차적으로 디스플레이하도록 픽셀 어레이 및 배면광을 활성화시키게끔 수행될 수 있어서, 단일의 풀-칼러 이미지 프레임이 관찰자에 의해서 인식될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 픽셀 어레이가 제 1 및 제 2 이미지 성분들을 순차적으로 디스플레이할 수 있는 레이트는 배면광의 발광 요소들 및/또는 액정 셔터들의 스위치 속도에 달려있을 수 있다. 예를 들면, 종래의 액정 디스플레이의 이미지 리프레쉬 레이트에 필적하는 이미지 리프레쉬 레이트에서 제 1 및 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하도록, 액정 셔터들의 셔터 레이트가 가속될 수 있다. 보다 상세하게는, 각각의 2 개 이미지 시퀀스를 제공하도록, 액정 셔터들의 셔터 레이트가 2 배로 될 수 있다. 배면광의 발광 요소들의 스위치 레이트는 액정 셔터들의 셔터 레이트보다 현저하게 빠를 수 있기 때문에, 배면광은 액정 셔터들의 셔터 레이트에 기초하여 활성화될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 일부 구현예들에서, LCD 장치의 리프레쉬 레이트는 액정 셔터들의 최대 셔터 레이트에 달려 있을 수 있다.
도 10 의 플로우차트는 본 발명의 구현예들에 따른 일부 고체 상태 발광 장치 및/또는 액정 디스플레이 장치들의 예시적인 작동들을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은 모듈, 구획부 또는 코드의 부분을 나타낼 수 있으며, 이것은 특정한 논리 기능을 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 수행 가능한 명령들을 포함할 수 있다. 또한 다른 실행예에 있어서, 블록들에 기재된 기능들은 때때로 도면들에 기재된 순서를 벗어나서 발생할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 예를 들면, 연속으로 도시된 2 개의 블록들이, 사실상 실질적으로 동시에 수행될 수 있거나, 또는 포함된 기능성에 따라서 블록들이 때때로 역의 순서로 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 비록 도 10 의 플로우차트가 제 2 이미지 성분 이전에 제 1 이미지 성분을 발생시키고 그리고/또는 디스플레이하는 것을 도시할지라도, 제 2 이미지 성분이 제 1 이미지 성분 이전에 발생되고 그리고/또는 디스플레이되도록 블록들이 수행될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 또한, 레드/그린 및 블루/그린 서브픽셀들과 관련하여 도 10 에 도시되었을지라도, 광의 3 개 칼러들의 통과를 허용하도록 구성된 2 개 서브픽셀들의 그 어떤 조합이라도 이용될 수 있으며, 예를 들면 블루/그린 서브픽셀과 조합된 레드 서브픽셀, 레드/그린 서브픽셀과 조합된 블루 서브픽셀, 시안/옐로우 서브픽셀과 조합된 마젠타 서브픽셀등과 같은 것이 이용될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
위에서 지적된 바와 같이, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 부분적인 무필터 및/또는 2 개의 서브픽셀 LCD 장치들은 통상적인 LCD 장치들에 비교하여 전력 소비가 감소될 수 있다. 예를 들면, 칼러 무필터 및/또는 다른 공지의 LCD 장치들에 대한 이론적인 한계는 약 50 % 효율일 수 있다. 본 발명의 일부 구현예들에 따라서 그린 칼러 필터를 가지지 않고 상대적으로 넓은 레드 및 블루 칼러 필터들을 가지는, 부분적인 무필터 LCD 장치로써, 최대 약 35 내지 40 % 의 실제 효율이 달성될 수 있다. 대조적으로, (냉음극 형광 램프 및/또는 화이트 LED와 같은) 화이트 배면광을 가진 종래의 이동 LCD 디스플레이들은 단지 약 15 % 의 실제 투과율을 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 부분적인 무필터 및/또는 2 개의 서브픽셀 LCD 장치들은 여기에서 이동 터미널(mobile terminal)로서 지칭되는 이동 전자 장치들에서 특정의 용도를 가질 수 있다. 예를 들면, 이동 전자 장치들은 노트북, 랩탑 및/또는 팜탑 컴퓨터; 개인용 휴대 단말기(PDA); 개인 식별 매니저(individual identification manager; PIM); 셀 폰(cell phone); 스마트 폰(smart phone); 데이터 처리, 팩시밀 및 데이터 통신 성능과 휴대 무선 전화를 조합시킬 수 있는 개인 통신 시스템(Personal Communication Systems; PCS); 휴대용 음악 플레이어; 및/또는 (배터리 및/또는 연료 전지와 같은) 휴대용 전원에 의존하는 디스플레이를 포함하는 다른 휴대용 장치를 포함할 수 있다. 그러한 이동 전자 장치들은 (예를 들면 태양광의 가독성에 대하여) 상대적으로 높은 정점 휘도(peak luminance)를 필요로 할 수 있다; 그러나, 시야각 및/또는 리프레쉬 레이트들은 그러한 장치들에서 중요하지 않은 것일 수도 있다 (랩탑 및/또는 휴대용 비디오 플레이어들에 대하여 예외의 가능성이 있다).
도 11 은 본 발명의 일부 구현예들에 따른 액정 디스플레이 장치들을 포함하는 이동 전자 장치(1100)를 도시한다. 이제 도 11을 참조하면, 이동 전자 장치(1100)는 발광 패널(1102), 발광 콘트롤러(1105), 스크린(1108), 셔터 콘트롤러(1110) 및, 배터리(1121)와 같은 전원을 포함한다. 스크린(1108)은 도 2a 및 도 2b 의 부분적인 무필터 LCD 스크린(208) 또는 도 8a 및 도 8b 의 2-서브픽셀 LCD 스크린(808)과 같은, LCD 스크린일 수 있다. 마찬가지로, 발광 장치(1102)는 도 2a 및 도 2b 의 배면광(202) 및/또는 도 8a 및 도 8b 의 배면광(802)과 같은, LCD 디스플레이를 위한 배면광일 수 있다. 일부 구현예들에서, 이동 전자 장치(1100)는 이동 전자 장치(1100)의 특정 기능성에 따라서, 무선 송수신기(125), 메모리(131), 스피커(138), 프로세서(141), 안테나(165) 및/또는 사용자 인터페이스(155)를 구비할 수 있다.
발광 콘트롤러(1105)는 발광 패널(1102)을 활성화시키거나 또는 그곳에 전기를 인가하도록 구성된 회로를 포함한다. 보다 상세하게는, 발광 콘트롤러(1105)는, 예를 들면 발광 장치(1102)의 레드 및 블루 LED 를 활성화시켜서 레드 및 블루 광을 동시에 조사하고, 발광 장치(1102)의 그린 LED 를 활성화시켜서 그린 광을 상이한 시간에 분리되게 조사하도록, 발광 장치(1102)의 개별적인 LED 스트링(string)들에 대한 독립적인 전류 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 셔터 콘트롤러(1110)는, 발광 장치(1102)의 활성화와 조화되어 특정의 액정 셔터들을 개방 및/또는 폐쇄시키기 위하여 스크린(1108)의 픽셀 및/또는 서브픽셀들을 어드레스(address)하도록 구성된 회로를 포함한다. 배터리(1121)는 이동 전자 장치(1100)의 다양한 요소들에 전력을 제공하도록 구성된다. 그와 같은 것으로서, 이동 전자 장치는 부스터 콘버터(booster converter)와 같은 DC/DC 콘버터(미도시)를 더 포함하여, 배터리(1121)에 의해 제공되는 전압과 상이한 전압이 필요할 수 있는 내부 회로를 위한 공급 전압을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, DC/DC 콘버터는 발광 콘트롤러(1105)내에 포함될 수 있다.
발광 장치(1102)는 도 3a 의 발광 패널(300)과 같은 고체 상태 발광 장치일 수 있으며, 그와 같은 것으로서, 위에서 설명된 바와 같이 복수개의 타일(tile, 312)을 포함하는 복수개의 바아 조립체(bar assemblies, 330)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 구현예들은 다른 구성들에서 형성된 발광 패널들과 관련하여 채용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 일부 구현예들에서, 발광 장치(1102)는 스크린(1108)의 적어도 일측을 따라서 위치된 에지 배면광(edge backlight)일 수 있다. 그와 같은 것으로서, 이동 전자 장치(1100)는 스크린(1108)에 근접한 광 안내부(미도시)를 더 구비할 수 있는데, 광 가이드(guide)는 에지 배면광에 의한 광 출력을 스크린(1108)으로 분포시키도록 구성된다. 다른 구현예들에서, 발광 장치(1102)는 스크린(1102)에 근접하게 뒤에 위치된 2-차원 발광 패널을 형성하도록 배치된 복수개의 바아 조립체들을 포함하는 직접 배면광일 수 있다.
도 11을 계속 참조하면, 이동 전자 장치(1100)는 하나 또는 그 이상의 광학 센서(1140)들 및 보상 유닛(1160)을 더 구비한다. 광학 센서(1140)는 이동 전자 장치(1100)의 전류 작동 환경에서 주위 광을 검출하도록 구성될 수 있고, 보상 유닛(1160)은 그에 따라서 발광 장치(1102)의 광 출력을 감소시키거나 또는 증가시키도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 광학 센서(1140)로부터의 센서 출력들이 보상 유닛(1160)에 제공될 수 있으며, 보상 유닛은 출력을 샘플링(sampling)해서 발광 콘트롤러(1105)에 샘플링된 값을 제공함으로써 검출된 주위 광에 기초하여 발광 장치(1102)에 제공된 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 발광 콘트롤러(1105)는 스크린(1108)의 LED 스트링에 대한 펄스 폭 정보를 저장하도록 구성된 복수개의 레지스터(registers)들을 포함할 수 있다. 레지스터들에 있는 초기 값들은 초기화/캘리브레이션 과정에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 레지스터 값들은 예를 들면 보상 유닛(1160)에 결합된 광학 센서(1140)로부터의 입력에 기초하여 시간에 걸쳐 적합화되게 변화될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 광학 센서(1140)는 피드백 신호를 발생시킬 수 있으며, 피드백 신호는 발광 장치(1102)의 대응하는 LED 스트링들에 대한 레지스터 값들을 조절하도록 칼러 관리 보상 유닛(1160)에 의해 이용될 수 있다. 일부 구현예들에서, 광학 센서(1140)는 온도 정보를 보상 유닛(1160) 및/또는 발광 콘트롤러(1105)로 제공하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수도 있는데, 발광 콘트롤러는 발광 장치(1102)의 LED 의 온도 작동 특성들에 대한 공지의 휘도 및/또는 예상 휘도에 기초하여 발광 장치(1102)로부터의 광 출력을 조절할 수 있다.
따라서, 센서(1140), 발광 콘트롤러(1105) 및 보상 유닛(1160)은 발광 장치(1102)의 광 출력을 제어하기 위한 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템을 형성한다. 피드백 제어 시스템은 발광 장치(1102)의 출력을 소망의 휘도, 색도 및/또는 칼러 온도에서 유지하도록 이용될 수 있다. 예를 들면, 일부 구현예들에서, 발광 장치(1102)는 약 100 Nit 보다 큰 휘도를 제공하고 그리고/또는 예를 들면 15 인치 디스플레이에 대하여 와트(Watt) 당 약 20 Nit 보다 큰 휘도-대-전력 비율을 제공하도록 작동될 수 있다. 비록 보상 유닛(1160)이 분리 요소로서 도시되었을지라도, 보상 유닛(1160)의 기능성은 일부 구현예들에서 발광 콘트롤러(1105)와 같은 다른 요소에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
광학 센서(1140)는 대표적인 샘플 데이터를 획득하기 위하여 이동 전자 장치(1100)내의 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 예를 들면, 광학 센서(1140)는 이동 전자 장치(1100)의 외부 표면상에 위치될 수 있다. 또한, 광학 센서(1140)는 스크린(1108)의 표면 뒤에서 내부에 위치될 수 있고, 스크린(1108)을 통하여 주위 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, (광섬유들과 같은) 광 안내부들이 이동 전자 장치(1100)내에 제공되어 상이한 위치들로부터 광학 센서(1140)로 광을 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 발광 장치(1102)가 활성화되지 않았을 때 광학 센서(1140)는 주위 광의 레벨을 샘플링(sampling)하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9e를 참조하면, 광의 제 1 및 제 2 칼러들이나 광의 제 3 칼러가 발광 장치에 의해 조사되지 않았을 때, 광학 센서(1140)는 제 1 시간 기간(990rb)의 끝에서 주위 광 레벨들을 샘플링할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들은 더 효율적인 종래 LCD 배면광 전력의 약 40 % 내지 약 50 %를 소비할 수 있으며, 덜 효율적인 종래 LCD 배면광 전력의 약 25 내지 30 % 만큼 작게 소비할 수 있다. 또한, (예를 들면 검출된 주위 광에 기초하여) 우수한 칼러 범위가 제공될 수 있는데, 이것은 포화된 칼러들의 상대적으로 넓은 범위를 가진 디스플레이 이미지에 대하여 명백한 콘트라스트 및/또는 휘도를 향상시킬 수 있다. 그와 같은 것으로서, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 LCD 장치들은, NTSC(National Television Standard Committee)의 약 70 % 보다 낮은 범위(gamut)를 제공할 수 있는 통상적인 고효율 LCD 디스플레이들과 대조적으로, NTSC 표준의 100 %를 초과하는 (예를 들면, NTSC 의 약 105 %) 칼러 범위를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 구현예들에 따른 2-서브픽셀 및/또는 부분적인 칼러 무필터 LCD 장치들(그리고 적절하게는 동기화된 비디오 시퀀싱(video sequencing))을 포함하는 이동 전자 장치들은 LCD 의 향상된 순 투과 효율을 제공할 수 있다.
도면 및 명세서에서, 본 발명의 전형적인 구현예들이 개시되어 있으며, 비록 특정의 용어들이 이용될지라도, 이들은 총괄적이고 설명을 의미로 사용된 것이며 제한의 목적을 위해서 이용된 것이 아니고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치에서 이용될 수 있다.

Claims (36)

  1. 광의 제 1 칼러(color), 제 2 칼러 및 제 3 칼러 중 적어도 하나를 조사하도록 구성된 배면광;
    제 1 시간 기간 동안 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 상기 제 1 시간 기간과 상이한 제 2 시간 기간 동안 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키기 위해 상기 배면광을 활성화시키도록 구성된 배면광 콘트롤러 - 상기 배면광 콘트롤러는, 상기 제 1 시간 기간의 제 1 부분 동안 광의 제 1 칼러를 조사하고, 상기 제 1 시간 기간의 제 2 부분 동안 광의 제 2 칼러를 조사하기 위해 상기 배면광을 활성화시키도록 구성되고, 상기 제 1 시간 기간의 제 1 부분 및 제 2 부분은 상이한 지속 기간들을 가지지만 각각 동일 시간을 포함하고, 상기 제 2 이미지 성분의 상기 제 2 시간 기간의 지속 기간은 상기 제 1 이미지 성분의 상기 제 1 시간 기간의 지속 기간과 상이함 -; 및
    이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이(pixel array)
    를 포함하고,
    상기 복수개의 픽셀들은 각각:
    제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀; 및
    제 2 칼러 이미지 데이터 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀
    을 포함하고,
    상기 픽셀 어레이는 상기 제 1 이미지 성분 및 상기 제 2 이미지 성분을 순차적으로 디스플레이하여 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 구성된, 액정 디스플레이(LCD) 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터, 및 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함하고,
    상기 제 2 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터, 및 광의 제 2 칼러 및 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브픽셀은 상기 제 1 칼러 이미지 데이터 및 상기 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성되고, 상기 제 1 칼러 필터는 광의 제 3 칼러의 통과를 허용하도록 더 구성되는, 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면광이 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 조사하도록 활성화되었을 때 제 1 액정 셔터 및 제 2 액정 셔터를 선택적으로 활성화시켜서 상기 제 1 칼러 이미지 데이터 및 상기 제 2 칼러 이미지 데이터를 동시에 디스플레이하여 상기 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성되고, 상기 배면광이 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화되었을 때 적어도 제 2 액정 셔터를 선택적으로 활성화시켜서 상기 제 3 칼러 이미지 데이터를 상이한 시기에 분리되게 디스플레이하여 상기 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성된, 셔터 콘트롤러를 더 구비하는, 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면광 콘트롤러는, 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하도록 상기 배면광을 교번하여 활성화시키고, 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러와 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 조사하도록 상기 배면광을 활성화시켜서 상기 제 1 이미지 성분 및 상기 제 2 이미지 성분을 미리 결정된 리프레쉬 레이트(refresh rate)로 순차적으로 디스플레이하도록 구성되는, 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 리프레쉬 레이트는 제 1 액정 셔터 및 제 2 액정 셔터 중 적어도 하나의 셔터 레이트에 기초하는, 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이 장치의 리프레쉬 레이트는 상기 제1 시간 기간 및 상기 제2 시간 기간의 합을 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 배면광은 고체 상태 발광 패널을 포함하고,
    상기 고체 상태 발광 패널은,
    광의 제 1 칼러를 조사하도록 구성된 제 1 고체 상태 발광 요소;
    광의 제 2 칼러를 조사하도록 구성된 제 2 고체 상태 발광 요소; 및
    광의 제 3 칼러를 조사하도록 구성된 제 3 고체 상태 발광 요소
    를 포함하고,
    상기 배면광 콘트롤러는, 상기 제 1 고체 상태 발광 요소 및 상기 제 2 고체 상태 발광 요소를 동시에 활성화시켜서 상기 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 상기 제 3 고체 상태 발광 요소를 상기 제 1 고체 상태 발광 요소 및 상기 제 2 고체 상태 발광 요소와 상이한 시기에 활성화시켜서 상기 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성되는, 액정 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 고체 상태 발광 요소, 상기 제 2 고체 상태 발광 요소 및 상기 제 3 고체 상태 발광 요소 중 적어도 하나는 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 레이저 광원 중 적어도 하나를 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이 및 상기 배면광에 전기적으로 결합되어 전력을 제공하도록 구성된 배터리를 더 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    광의 제 3 칼러의 파장은 광의 제 2 칼러의 파장보다 크지만 광의 제 1 칼러의 파장보다 작은, 액정 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    광의 제 1 칼러는 레드 광을 포함하고, 광의 제 2 칼러는 블루 광을 포함하고, 광의 제 3 칼러는 그린 광을 포함하는, 액정 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 복수개의 픽셀들을 구비하는 픽셀 어레이 및 발광 장치를 포함하는 액정 디스플레이(LCD) 장치의 작동 방법으로서,
    상기 복수개의 픽셀들은 각각 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 및 제 2 칼러 이미지 데이터 및 제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀을 포함하고,
    상기 방법은,
    제 1 시간 기간 동안 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계 - 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러는 상기 제 1 시간 기간의 제 1 부분 및 제 2 부분 동안 각각 조사되고, 상기 제 1 부분 및 제 2 부분은 상이한 지속 기간을 가지지만 각각 동일 시간을 포함함 -;
    상기 제 1 시간 기간과 상이한 제 2 시간 기간 동안 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 상기 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계 - 상기 제 2 이미지 성분의 상기 제 2 시간 기간의 지속 기간은 상기 제 1 이미지 성분의 상기 제 1 시간 기간의 지속 기간과 상이함 -;
    상기 제 1 이미지 성분을 디스플레이하기 위하여, 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 것과 동시에 상기 제 1 서브픽셀 및 상기 제 2 서브픽셀을 선택적으로 활성화시키는 단계; 및
    상기 제 2 이미지 성분을 디스플레이하기 위하여, 광의 제 3 칼러를 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 것과 동시에 상기 제 1 서브픽셀 및 상기 제 2 서브픽셀을 선택적으로 활성화시키는 단계
    를 포함하는, 액정 디스플레이 장치의 작동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 제 1 칼러, 제 2 칼러 및 제 3 칼러의 광을 조사하도록 각각 구성된 제 1 고체 상태 발광 요소, 제 2 고체 상태 발광 요소 및 제 3 고체 상태 발광 요소를 포함하고,
    광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계 및 광의 제 3 칼러를 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계는,
    상기 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 상기 제 1 고체 상태 발광 요소 및 상기 제 2 고체 상태 발광 요소를 동시에 활성화시키는 단계; 및
    상기 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 상기 제 1 고체 상태 발광 요소 및 상기 제 2 고체 상태 발광 요소와 상이한 시기에 상기 제 3 고체 상태 발광 요소를 활성화시키는 단계
    를 포함하는, 액정 디스플레이 장치의 작동 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이 장치의 리프레쉬 레이트는 상기 제1 시간 기간 및 상기 제2 시간 기간의 합을 포함하는, 액정 디스플레이 장치의 작동 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계, 및 상기 제 1 서브픽셀 및 상기 제 2 서브픽셀 중 적어도 하나의 셔터 레이트에 기초하여 광의 제 3 칼러를 조사하도록 상기 발광 장치를 활성화시키는 단계를 교번하는 단계를 더 포함하는, 액정 디스플레이 장치의 작동 방법.
  20. 광의 제 1 칼러, 제 2 칼러 및 제 3 칼러 중 적어도 하나를 조사하도록 구성된 발광 장치;
    광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하여 제 1 칼러 이미지 데이터 및 제 2 칼러 이미지 데이터의 조합을 포함하는 제 1 이미지 성분을 발생시키고, 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러와 상이한 시기에 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하여 제 3 칼러 이미지 데이터를 포함하는 제 2 이미지 성분을 발생시키기 위해 상기 발광 장치를 활성화하도록 구성된 발광 콘트롤러;
    상기 제 1 이미지 성분 및 상기 제 2 이미지 성분을 디스플레이하여 단일의 이미지 프레임을 제공하도록 구성된 스크린 - 상기 스크린은 이미지를 디스플레이하도록 구성된 복수개의 픽셀들을 구비하는 픽셀 어레이를 포함함 -; 및
    상기 발광 장치 및 상기 스크린에 전기적으로 결합되어 전력을 제공하도록 구성된 배터리
    를 포함하고,
    상기 복수개의 픽셀들은 각각,
    상기 제 1 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 1 서브픽셀 - 상기 제 1 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 1 액정 셔터, 및 광의 제 1 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 2 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 1 칼러 필터를 포함함 -;
    상기 제 2 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 2 서브픽셀 - 상기 제 2 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 2 액정 셔터, 및 광의 제 2 칼러의 통과를 허용하고 광의 제 1 칼러의 통과를 억제하도록 구성된 제 2 칼러 필터를 포함함 -; 및
    제 3 칼러 이미지 데이터를 디스플레이하도록 구성된 제 3 서브픽셀 - 상기 제 3 서브픽셀은 개방 상태 및 폐쇄 상태로 활성화되도록 구성된 제 3 액정 셔터를 포함하고, 칼러 필터를 포함하지 않음 -
    을 포함하는, 이동 전자 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 발광 장치가 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 조사하도록 활성화될 때 상기 제 1 액정 셔터 및 상기 제 2 액정 셔터를 개방 상태로 선택적으로 활성화시키고 상기 제 3 액정 셔터를 폐쇄 상태로 활성화시켜서 상기 제 1 이미지 성분을 발생시키도록 구성되고, 상기 발광 장치가 광의 제 3 칼러를 분리되게 조사하도록 활성화될 때 상기 제 3 액정 셔터를 개방 상태로 선택적으로 활성화시켜서 상기 제 2 이미지 성분을 발생시키도록 구성된 셔터 콘트롤러를 더 포함하는, 이동 전자 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 20 Nit/Watt 보다 큰 휘도-대-전력 비율 및 100 Nit 보다 큰 휘도 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된, 이동 전자 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    주위 광을 검출하도록 구성된 광학 센서; 및
    상기 광학 센서 및 상기 발광 장치에 결합되고, 상기 검출된 주위 광에 기초하여 상기 발광 장치에 제공되는 전력을 제어하도록 구성된 보상 유닛
    을 더 포함하는, 이동 전자 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 광학 센서는, 상기 발광 장치가 광의 제 1 칼러 및 제 2 칼러를 동시에 조사하거나 또는 광의 제 3 칼러를 상이한 시기에 조사하도록 활성화되지 않을 때 주위 광 레벨들을 샘플링하도록 구성되는, 이동 전자 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 광학 센서는 상기 발광 장치에 의해 조사된 광의 휘도, 색도 및 칼러 온도 중 적어도 하나의 폐쇄 루프 제어(closed loop control)를 제공하기 위해 피드백 신호를 발생시키도록 구성되는, 이동 전자 장치.
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