JP3191081B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents

ディスプレイ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ用カラー
ディスプレイなどのカラーディスプレイ装置における画
像表示に関し、特に、ディスクリートレベルのラスター
カラーディスプレイ装置におけるカラー画像の表示に関
している。
【０００２】
【従来の技術】ブラウン管（ＣＲＴ）および液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）などの装置における画像表示は公知の
技術である。一般に画像の表示に利用される、高解像度
でカラーのＣＲＴまたはＬＣＤディスプレイは、１０２
４本のラインを表示でき、ライン１本につきピクセルは
１２８０個である。各ピクセルは、赤色、緑色、青色の
各構成要素から成っていて、ＣＲＴまたはＬＣＤの表面
でのピクセルの強さのレベルに寄与している。さらに、
利用時の通常の規格は、一般に２５Ｈｚを超え、普通は
６０Ｈｚのディスプレイリフレッシュ率を想定してい
る。
【０００３】画像は通常、蛍光スクリーン上の残光を利
用して（ＣＲＴの場合）、または結晶要素の透過率の変
化を利用して（ＬＣＤの場合）、特定のディスプレイ上
に形成される。スクリーンから目が受ける光による印象
は、光源が消えた後も何分の一秒間か続く。毎秒、目に
対して多くのフレームが提示され、目は各フレーム間で
統合を行って、画像が連続的に表示されているという錯
覚が作り出される。動きの錯覚を生じるためには、目が
連続して統合を行えるよう、十分に完全なフレームが毎
秒提示される必要がある。この効果は通常、毎秒約１６
フレームを超える速度で映像を繰り返すことにより作ら
れることがこれまでにわかっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、毎秒１６フレ
ームの速度は、ＣＲＴ式の装置の場合、フレーム同士の
間でスクリーンが暗くなるときに、一つの画像の明るさ
を滑らかに次の映像に融和させるには十分な速度ではな
い。この速度では、スクリーン上の画像のフレーム間に
長い「残光」のない場合、スクリーンが点滅するように
見える。一般のＣＲＴ式画面では、残光はごく短い間し
か継続せず、次の表示フレームにより再度描かれる前
に、すぐに衰えてしまう。ＬＣＤ式ディスプレイでは、
短残光のＣＲＴの効果を模しているため、比較的反応時
間の短い要素が選ばれている。従って、こうした装置
は、低いリフレッシュ率で利用すると、点滅を生じるこ
とがしばしばある。
【０００５】毎秒３０フレーム未満の映像反復率は、一
般に、ＣＲＴスクリーンが生成する光レベルで点滅を克
服するには十分な早さでないことがわかっている。この
問題を克服するために採用される標準的な方法として、
インターリーブまたはインターレースがある。これによ
り、画像の異なる部分を挟み込むように表示する。しか
し、この方法では、根本的な問題が解決されていない。
すなわち、表示されるピクセルの数が増えるにつれて、
各ピクセルの表示に利用できる時間がますます限定され
るという問題である。たとえば、１２８０（ライン）×
１０２４ピクセルの表示を行うシステムで、フレーム周
波数が３０Ｈｚの場合、１個のピクセルを表示する時間
は、水平、垂直の帰線時間を無視するとおよそ次の通り
である。
【０００６】 ピクセル時間＝１／１２８０ライン×１０２４ピクセル×３０Ｈｚ ＝２５．４ｎｓｅｃ
【０００７】これは特定のピクセルの色価を変化させる
のに利用できる最長時間なので、時間の経過とともに変
化の対象となる入力画像の意図を忠実に再生しようとす
るなら、各ピクセル要素が表示する色は、この短い時間
内に変化させられなければならない。
【０００８】この間隔はきわめて短く、ディスプレイ装
置の解像度が高くなると、この期間はさらに目立ってく
る。たとえば、解像度を１９２０行×２５６０ピクセル
に上げると、各ピクセルの表示時間は約６．７８ｎｓｅ
ｃに短縮される。ディスプレイ装置の各ピクセルの反応
時間は、この短くなった時間に追いつく必要がある。
【０００９】近年、クラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガ
ーウォール（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）が、高速応答性とメ
モリー性を備えた強誘電液晶（ＦＬＣＤ）を提唱した。
米国特許４，９６４，６９９（イノウエ）の「ディスプ
レイ装置」という特許は、強誘電液晶要素ディスプレイ
装置（ＦＬＣＤ）を提唱している。
【００１０】ＦＬＣＤディスプレイのようなディスプレ
イ装置は、通常、所定数のラインを備えており、各ライ
ンが一定数のピクセルから成るものとして定義される。
特定のピクセルの一部をアドレス指定するために、水平
コモンラインと垂直駆動ラインがある。特定の水平コモ
ンラインと垂直駆動ラインの交点が、問題の特定のピク
セルである。従って、特定のピクセルを所定の状態にす
るには、当業者には公知の方法により対応するラインを
駆動して、ピクセルをその状態に設定する。
【００１１】この延長上で、各ピクセルには、ピクセル
の異なる部分を制御する多数の駆動ラインがある。たと
えば、赤色、緑色、青色の三原色を有するカラーディス
プレイ装置において、特定のピクセルの赤色、緑色、青
色の各部分それぞれについて別々の駆動ラインを使用す
ることができる。加えて、各原色は、一つのピクセル中
の多数の各原色部分を駆動するための多数の駆動ライン
を備えることができる。
【００１２】各ピクセルを駆動するために必要となる時
間を長くするために、ピクセルのライン全体を同時に駆
動する技術が知られている。この同時駆動は、特定のラ
インについて全駆動ラインを同時に駆動しながら一本の
コモンラインを駆動することにより実現し、それにより
各ピクセルの値を所定通りに設定するのに利用できる時
間を増やすことにより実現できる。特定ピクセルの設定
に利用できる時間は、従って、特定ライン上のピクセル
の数の分だけ増加する。
【００１３】この技術を用いて、高品位ＦＬＣＤディス
プレイ、たとえば、１０２４ライン×１２８０ピクセル
程度のディスプレイの全ピクセルを、およそ８から１０
Ｈｚで駆動できることがわかっている。すでに述べたよ
うに、十分な動きのためのフレーム速度は、これよりも
かなり高速である。従って、現代のコンピュータおよび
テレビの表示に要求されるさらに高い解像度のために
は、強誘電要素の反応時間も、ＮＴＳＣ規格などの標準
的な速度および解像度で、あるいはこれよりも低い速度
で、画像を表示するための高速強誘電ディスプレイの実
現には不十分である。この問題は、もちろん、ディスプ
レイの解像度が高まると目立つようになる。この問題の
克服に利用できる一つの方法は、ある特定の時間におい
て、スクリーン上の動きの生じている部分を、そのとき
更新されていない部分の表示用のメモリー性を利用して
更新するだけのことである。
【００１４】強誘電方式のディスプレイのメモリー性に
関連して、これまでに、ピクセル要素が特定の状態に設
定された後、相当期間にわたってその状態を維持すると
いうことが知られている。この期間は実際には様々であ
るが、残光レベルが分単位のディスプレイでは、数時間
にもなることがある。
【００１５】本発明は、強誘電式のディスプレイに限定
されるものではなく、点灯ピクセルが「メモリ性」を有
するあらゆるディスプレイ形態に拡張される。メモリ性
とは、ピクセルが一度ある状態に設定されたら、しばら
くの間、あるいは別の状態に設定されるまでの間、その
状態が維持されるという意味である。メモリー性のある
ディスプレイを、ディスプレイの各ピクセルが点灯後急
速に明るさを衰退させ、次のフレームではまた点灯させ
る必要のある、ＣＲＴ式ディスプレイと比較する。当業
者にとっては、メモリ性のあるディスプレイが、強誘電
液晶のみならず、ある種の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
液晶ディスプレイ、ある種のプラズマディスプレイ、お
よびある種のエレクトロルミネセンスディスプレイも含
むことは明らかである。
【００１６】本発明の目的は、納得できるレベルの更新
速度を同時に維持しながら、ディスクリートレベルのデ
ィスプレイの解像能力を強化することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ディスクリー
トレベルのディスプレイ装置であり、複数のピクセルを
備えており、各ピクセルは複数の駆動ラインおよび複数
のコモンラインを備えていて、且つ、各ピクセルが所定
数の原色構成部分から構成され、前記複数の駆動ライン
が各原色構成部分用の駆動ラインに分割されており、当
該ディスプレイ装置のパネルには少なくとも二つ、すな
わち、上記ピクセルの複数の上記コモンラインを一斉に
駆動するモーション更新状態と、上記ピクセルの上記コ
モンラインを独立させて駆動するリファイン更新状態と
の二つのピクセル更新状態がある。
【００１８】
【００１９】
【実施例及び作用】添付図面を参照しながら本発明の２
例の実施例について以下に説明する。
【００２０】本発明の好適な実施例を、強誘電液晶ディ
スプレイ技術を用いて以下に説明するが、本発明がこれ
に限定されるものではなく、ディスプレイに関して更新
が生じる速度の高速化が望まれる、メモリ性のあるその
他のディスプレイ形態にも容易に拡張できるものである
ことは明らかである。
【００２１】［実施例１］図１には、本発明の第一実施
例によるピクセル配置１を示している。この配置では、
各ピクセルに８本の駆動ライン２〜９がある。これらの
駆動ラインは、赤色用駆動ライン３本、緑色用駆動ライ
ン３本、青色用駆動ライン２本の割合で分割される。各
原色は、多数のサブピクセル領域に分割される。できれ
ばサブピクセル領域が輝度についてバイナリ関係を成
し、各原色に割り当てられた駆動ラインの数がその色の
輝度に従って十分に加重されていることが望ましい。好
適な実施例の説明においては、サブピクセル領域の輝度
はその照明領域に比例するものと想定する。映像中の単
数または複数の領域か、ピクセルの部分を各駆動ライン
が制御して、単一の駆動ラインに対応するピクセル部分
が、光学的に少なくとも垂直方向においてはほぼ釣り合
いがとれるようにすることが望ましい。光学的に釣り合
わせるとは、各点灯出力レベルでの点灯の中心点が確実
にほぼ一定の位置にあるようにする過程のことをいう。
図１のピクセル配置では、特定レベルで点灯されるこう
したピクセルの部分で、垂直方向の点灯をピクセルのほ
ぼ中央で釣り合わせようと試みている。たとえば、後述
するように、二つのピクセル領域１０、１２は常にとも
に照明されており、これによりこれら二つの領域の中央
に点灯中心点を有する。
【００２２】各ピクセルにコモンライン２本を備えるこ
とにより、個々のピクセルの制御を強化することができ
る。これは、２を因数とする数、本実施例では８から１
６の分だけ、個々に制御できるサブピクセルの点灯領域
を増やす効果がある。
【００２３】通常、コモンラインの数を２倍にすると、
増加したコモンラインを駆動する必要があるために、パ
ネルの更新速度は半減する。しかし、ダイナミックリフ
ァイン法を利用することにより、同じ更新速度を維持す
ることができる。この方法では、当初は質が落ちるが、
映像中の動きが所定のスレショルド以下になればすぐに
回復する。
【００２４】好適なピクセル配置では、各データ駆動ラ
イン２〜９は、２つの別々のサブピクセル点灯領域の制
御に用いられる。
【００２５】データ駆動ライン２、３、４はピクセルの
赤色部分の駆動に用いられ、データ駆動ライン５、６、
７は緑色部分を駆動し、データ駆動ライン８、９はピク
セルの青色部分を駆動する。
【００２６】第一駆動ライン２は、サブピクセル領域１
０〜１３の制御に用いられ、このうち１０、１１、１２
は第一コモンラインにより起動され、部分１３は第二コ
モンラインにより起動される。
【００２７】第二駆動ライン３は、ピクセル部分１４、
１５、１６の制御に利用され、このうち部分１４は一方
のコモンラインにより起動され、部分１５、１６は他方
のコモンラインにより起動される。
【００２８】第三駆動ライン４は、ピクセル部分１７お
よび１８を制御するよう接続されており、各部分が異な
るコモンラインにより起動される。
【００２９】第四駆動ライン５は、ピクセル部分１９、
２０、２１および２２を制御するよう接続されており、
部分１９、２１および２２が一方のコモンラインで、部
分２０が別のコモンラインで起動される。
【００３０】第五駆動ライン６は、ピクセル部分２３、
２４、２５を制御するよう接続されており、部分２５が
一方のコモンラインに、部分２３および２４が別のコモ
ンラインに起動される。
【００３１】第六駆動ライン７は、ピクセル部分２６お
よび２７を制御するよう接続されており、各部分が別々
のコモンラインにより起動される。
【００３２】第七駆動ライン８は、ピクセル部分２８、
２９、３０および３１を制御するように接続されてお
り、部分２８および２９が一方のコモンラインに接続さ
れ、部分３０および３１が他方のコモンラインに接続さ
れる。
【００３３】最後に、第八駆動ライン９は、ピクセル部
分３２、３３および３４を制御するよう接続されてお
り、部分３２および３４が一方のコモンラインに接続さ
れ、部分３３が他方のコモンラインに接続される。
【００３４】各駆動ラインが同色の二つのサブピクセル
部分を制御し、その一方は第一のコモンラインに起動さ
れ、他方は第二のコモンラインに制御されることがわか
る。独立駆動の可能な各領域についてバイナリに重みづ
けすることが望ましい。本発明であれば、緑色の駆動ラ
インは６つのサブピクセル領域に分割されており、これ
ら領域を、３２：１６：８：４：２：１の比率で重みづ
けする。
【００３５】たとえば、第一緑色駆動ライン５は、１
９、２１、２２から成る第一サブピクセル領域および第
二サブピクセル領域２０を１６：２の比率で駆動でき
る。第二緑色駆動ライン６は、３２：４の比率となって
いる、第一サブピクセル領域２５と、第二サブピクセル
領域２３、２４とを駆動することができる。第三緑色駆
動ライン７は、８：１の比率となっている、第一サブピ
クセル領域および第二サブピクセル領域２７を駆動する
ことができる。同じシステムを、同様に３本の駆動ライ
ンを備えるピクセルの赤色部分についても採用してい
る。
【００３６】パネルの青色部分については、駆動ライン
は８と９の２本しかない。第一青色駆動ライン８を、２
８と２９から成る第一サブピクセル領域と、３０、３１
から成る第二サブピクセル領域との駆動に用いる。これ
ら二つのサブピクセル領域は、３２：８の比率で配分さ
れている。第二青色駆動ライン９は、領域３２および３
４から成る第一サブピクセル領域と、領域３３から成る
第二サブピクセル領域とを制御する。これら二つのサブ
ピクセル領域は、１６：４の比率で配分されている。
【００３７】ダイナミックリファイン法では、ピクセル
１を含むディスプレイを、モーション更新モード、リフ
ァイン更新モードおよび背景更新モードの３モードで駆
動する。
【００３８】モーション更新モード ディスプレイへの画像入力において動きが生じると、モ
ーション更新状態に入る。この状態では、ディスプレイ
の特定のラインのコモンラインが両方とも同時に駆動さ
れる。その結果、パネルはコモンラインの数が半減した
ときの更新動作速度としては全速力で動作することがで
きる。このモードで動作しているとき、パネルは赤色お
よび緑色の原色については２倍ずつ重みづけした３６：
１８：９の比率のピクセル、青色の原色については２倍
に重みづけした４０：２０の比率のピクセルを備えるこ
とを特徴とする。従って、モーション更新モードでは、
赤色と緑色については８レベル、青色については４レベ
ルが提供される。
【００３９】リファイン更新モード 検出された動きの量が所定のスレショルドを下回ると、
リファイン更新モードに入る。このモードでは、モーシ
ョン更新モード中に更新された各ピクセルについて２本
のコモンラインが別々に駆動され、これにより事実上、
各原色が生成することのできるレベル数を増加させる。
たとえば、赤色と緑色のサブピクセル領域は、３２：１
６：８：４：２：１に重みづけされており、それぞれ６
４通りのレベルを生成することができる。また、３２：
１６：８：４の重みづけとなっている青色のピクセルサ
ブ領域は、１６通りのレベルを生成することができる。
【００４０】これは、図２および図３から了解される。
図２は、第一コモンラインを利用してリファイン更新モ
ードで駆動される主要ピクセルを示し、図３では、第二
コモンラインを利用してリファイン更新モードで駆動さ
れるリファインピクセルを示している。
【００４１】背景更新 画面の動きが止まると、入力においてまた動きが検出さ
れるまで、所定のシーケンスで全コモンラインを独立に
駆動することにより、パネルを継続的にすっかりリフレ
ッシュすることができる。これは、パネルを元通りにし
て、入力データの状態を反映するようにさせる効果があ
る。
【００４２】製造 ディスプレイを製造し、ピクセル配置１を具備させる一
形態について以下に説明する。ディスプレイの構成に利
用される製造方法は、超大規模集積回路素子（ＶＬＳ
Ｉ）の構成または製造において用いられるものと非常に
よく似ており、こうした素子の構成に通じているものと
想定する。
【００４３】図４を参照すると、ＦＬＣＤパネル４０の
単一のピクセルの、図１の線Ａ−Ａに沿った断面を示し
ている。ＦＬＣＤディスプレイの構成としては、まず、
２枚のガラス基板４２、４３がある。上部ガラス基板４
２を構成するには、まず、赤色フィルタ４５、緑色フィ
ルタ４６、青色フィルタ４７から成るカラーフィルタ層
を積層する。
【００４４】カラーフィルタ 基板４２の表面を丁寧に清掃した後、アルミニウムのキ
レート結合剤（図示せず）を塗布し、以降の層が確実に
ガラスに貼り付けられるようにする。次にスピンコート
法により、原色の染料を含む感光性のポリアミドの厚さ
１．５μｍの層を形成する。最初の層は赤色とする。残
存する溶剤を取り除くため、ポリアミドを８０℃で約１
０分間、プリベークする。
【００４５】次に、感光性ポリアミドを、図５に示すピ
クセルマスクを用いて露光する。このマスクは、赤色カ
ラーフィルタ４５の露光領域に対応する開口部４９を備
えている。ポリアミド層を現像して、基板４２上の各ピ
クセルのうち、赤色のカラーフィルタの部分４５を残
す。第一カラーフィルタ部をポストベークし、構造を安
定させる。この後、この工程を緑色フィルタ４６および
青色フィルタ４７について、図６および図７にそれぞれ
示す通りの、適切に開口部を移動させ、サイズを変更し
た適切なマスクを用いて繰り返す。
【００４６】コントラスト強調層 カラーフィルタ層を形成したら、次に形成するのはコン
トラスト強調層５０である。この層は、厚さ０．５μｍ
のモリブデンの層を被覆し、次にこの層を、図８に示す
コントラスト強調ピクセルマスクを用いてエッチング
し、たとえば５０のような不透明部分を残すことにより
形成する。
【００４７】コントラスト強調層には導電性があるた
め、基板の層から適切に絶縁する必要がある。これは、
標準技術を利用し、ＳｉＯ2５１の２μｍの層５１をＣ
ＶＤ法により形成して実現することができる。このコン
トラスト強調層はブラックマトリクスとも呼ばれる。
【００４８】データレベルメタル層 ディスプレイ装置の次に構成する部分は、データレベル
メタル層２〜９であることが望ましい。このメタル層
は、ＳｉＯ2の層の上に直接積層する。
【００４９】メタル層を用いる装置の構成では、関連回
路の形成のために、モリブデンを使用することが望まし
い。モリブデンが望ましいのは、この物質がパターニン
グ性と平坦性に優れているからである。メタル層のパタ
ーニングに利用する金属としてアルミニウムも候補に挙
げられる。アルミニウムの抵抗は温度２５℃で０．０２
７μΩｍであり、一方、モリブデンの抵抗は温度２５℃
で０．０５４７μΩｍである。従って、アルミニウム製
のメタル導電層は、導電性がモリブデン製のものの２倍
となる。しかし、アルミニウムは、ディスプレイの製作
に用いる他の物質に比べて特異な熱膨張を示すため、そ
の間の応力解放の結果としてアルミニウム中にヒルロッ
クまたはスパイクが生じ、以前のディスプレイ形態では
重大な問題を引き起こす。このために、現在、アルミニ
ウムは利用されていない。
【００５０】メタル層の積層は、半導体回路製造分野の
当業者にはよく知られている。こうした積層方法の一例
を以下に説明する。まず、アルミニウムと０．５％の銅
から成る合金（ＡｌＣｕ）の０．３μｍの層を基板の表
面にスパッタリングする。アルミニウムは、表面の凹凸
差を０．０９μｍまでに平坦化することが望ましい。次
に、スパッタリングしたアルミニウム層に、ヘキサメチ
ルジシラザン（ＨＭＤＳ）の単層をスピン法でコーティ
ングすることにより、フォトレジストを接着できるよう
に準備（プライミング）する。次に、プライミング層上
に、ＡＺ１３７０などのポジティブフォトレジストの１
μｍの層をスピン法でコーティングする。このフォトレ
ジストを、赤外炉を使って、９０℃で３分間、プリベー
クする。次に、図９に示すデータレベルメタルマスクを
使ってフォトレジストを露光する。このマスクは、デー
タメタル層の様々な領域に対応する単純な縦のストライ
プから成る。フォトレジストは、３５ＭＪ／ｃｍ2でメ
タルマスクを使って露光する。
【００５１】この後、フォトレジストを、ＡＺ−３５１
の２５％水溶液およびＡＺ−３１１の４０％水溶液の中
で温度２３℃で５０秒間現像することができる。現像検
査を行った後、レジストを除去し、許容差を超えるパネ
ルについては廃棄するかまたはやり直す。次にフォトレ
ジストを１５０℃でポストベークした上で、スパッタリ
ングしたアルミニウムを、りん酸８０％、硝酸５％、酢
酸５％、水１０％の撹拌溶液中で、温度４０℃で２分
間、ウェットエッチングする。
【００５２】最後に、残ったフォトレジストを、シプレ
ー（Ｓｈｉｐｌｅｙ）の「リムーバ１１１２Ａ」などの
低フェノール有機ストリッパを用いて取り除き、基板４
２上にデータレベルメタル層２〜９を残す。
【００５３】データレベル透明電極層 次に形成する層は、データレベル透明電極層１１、１
４、１７、２１、２５、２６、３３である。この層は、
基板４２上にスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）などの
透明電極を積層することにより形成する。
【００５４】形成方法としては、まず、インジウムとス
ズを酸素化させた雰囲気中でスパッタリングして、０．
０７μｍのＩＴＯの層を形成する。次にこのＩＴＯの層
に、ＨＭＤＳの単層をスピン法によりコーティングして
プライミングする。この層の上に、ＡＺ１３７０などの
ポジティブフォトレジストの１μｍの層をスピン法によ
りコーティングする。この後、溶剤を取り除くため、赤
外炉を使って９０℃で約３分間、フォトレジストをプリ
ベークする。
【００５５】次に、図１０に示すデータレベル電極マス
クを使って、およそ３５ＭＪ／ｃｍ2のエネルギーでフ
ォトレジストを露光させる。このフォトレジストを、Ａ
Ｚ−３５１の２５％水溶液とＡＺ３１１の４０％水溶液
の中で２３℃で５０秒間、現像する。そして、フォトレ
ジストを１２０℃でポストベークする。ＩＴＯをウェッ
トエッチングし、残った感光体を、シプレー（Ｓｈｉｐ
ｌｅｙ）の「リムーバ１１１２Ａ」などの低フェノール
有機ストリッパを使って取り除き、データメタル層に接
続されたデータ透明電極層を残す。
【００５６】表面層 次に形成する層は、表面保護層５４である。この層は、
０．１μｍの五酸化タンタル絶縁体をスパッタリング
し、０．１μｍのチタン酸化珪素を塗布し、０．０２μ
ｍのポリアミドをスピン法によりコーティングして、ポ
ストベーキングし、表面をラビングして液晶分子を適切
に配向することにより形成する。
【００５７】底部ガラス基板 底部基板４３の表面を丁寧に清掃した後、コモンメタル
層５５、コモン透明電極層５６および表面保護層５７
を、対応するデータレベル層について述べたのと同様の
方法で、図１１のコモンメタルマスクおよび図１２のコ
モン電極マスクを用いて形成する。
【００５８】最終構成 ＦＬＣＤパネル４０の最終的な構成には、パネル間にシ
リコンのスペーサ粒子５８を配置する必要がある。これ
は、データレベル基板上に、１平方ミリメートルあたり
の粒子数が約１００個となるような密度に吹き付ける。
同様に、接着液滴５９を、共通基板に吹き付ける。エッ
ジを接合する接着剤（図示せず）をパネルの周辺部に塗
布してから、これらを合わせて液晶を満たす。
【００５９】以上が、本発明を含むピクセル配置の一つ
の実施例である。特定ピクセルの実際の最終形態は、ピ
クセルの構成に利用する特定のディスプレイ技術によっ
て異なる。第一実施例は、ディスプレイがコントラスト
強調層を備えた強誘電液晶形式のディスプレイとの関連
で説明した。さらに、ピクセル配置は、コモンラインを
２本使用し、ディスプレイの赤色と緑色の各部分にデー
タラインを３本、青色の部分にデータライン２本をピク
セル毎に使う設計とした。
【００６０】［実施例２］図１３に、第二実施例による
液晶装置７０のピクセル配置の一部分を示している。液
晶ディスプレイ７０は、フルカラー画像の高解像度ディ
スプレイ用の設計となっており、相当数のコモンライン
を備え、これに対応するコモン透明電極６８が第一基板
に配置されている。コモンラインは、以下に説明する方
法で第二基板上に形成された多数のデータ駆動ラインお
よびデータ透明電極６９にほぼ垂直に配置された電極で
ある。
【００６１】高解像度コンピュータ用ディスプレイでよ
く見られるサイズは、１０２４行のピクセルをそれぞれ
１２８０の列に分割したディスプレイで、一組のライン
は第一ガラス基板上に、もう一組の駆動ラインは第二ガ
ラス基板上にあるものなどである。こうした行と列の交
点には、ボックス７０で示すピクセルが形成される。本
発明の第二実施例では、ディスプレイの各ピクセルに複
数の駆動ラインがあり、これに関連する複数のコモンラ
インがある。
【００６２】特に、単独のピクセル７０の配置を示す図
１４を参照すると、各ピクセル７０に３本のコモン駆動
ライン７１、７２、７３があり、外側の２本のコモン駆
動ライン７１、７３が、ディスプレイの端部において光
学的、電気的に接続されている。同様に、各ピクセルに
複数のデータラインがあり、赤色データ駆動ライン７
５、７６、緑色データ駆動ライン７９、８０、ならびに
青色データライン７７、７８に分かれている。
【００６３】データ駆動ラインは、各色について対称に
扱われる。そこで、ここでは赤色データ駆動ライン７
５、７６の動作のみを説明する。赤色データ駆動ライン
７５、７６は、透明電極領域８２〜８７を制御する。第
一赤色データ駆動ライン７５は、透明電極領域８２、８
４、８６を制御し、第二データ駆動ライン７６は領域８
３、８５、８７を制御する。
【００６４】独立に駆動することのできる透明電極領域
８２〜８７が、他の領域との間でバイナリな領域関係を
形成することが望ましい。例えば、領域８４が１平方単
位、領域８５が２平方単位の時、領域８２と８６とで４
平方単位の領域を形成し、領域８３と８７とで８平方単
位の領域を形成する。従って、駆動ラインおよびコモン
ラインの駆動時の組み合わせにおいて、また、外側の駆
動ライン７１と７２が電気的に結合されていることが望
ましいことを想起すると、ピクセル７０の各原色に関し
て１６のレベルの実現が可能である。すなわち、ピクセ
ル７０について１６の３乗の４０９６通りの色が実現で
きる。もちろん、点灯領域でこのようなバイナリの関係
を形成することにより、領域がすべて同サイズの場合よ
りも、相当多くのレベルを実現できる。
【００６５】図１５を参照すると、ピクセル７０の赤色
の原色について考えられる１６のレベルを示している。
同様に、図１６および図１７は、緑色の原色および青色
の原色について考えられる１６のレベルをそれぞれ示し
ている。組み合わせにより、好適な実施例の各ピクセル
は、従って、４０９６通りの色を表示することができ
る。
【００６６】図１５から１７に生成されるパターンを観
察すればわかるように、各原色の光学中心もしくは点灯
中心点は、レベルからレベルへ原色の強さが上がってい
っても、ほぼ同じ位置にとどまる。強さが高まっていく
ときにピクセルの強さの光学的点灯中心点の動きを最低
限に抑える必要があるというのは、ＦＬＣＤ装置に表示
する映像における不要な人為構造の除去の際の重要な検
討事項であり、主にこの理由で、２本のコモンラインが
外部に備えられているのである。
【００６７】しかし、すでに述べたように、光学的中心
点による方法は、水平方向ではやや緩やかになってい
る。
【００６８】コモンライン７１、７２は、共に、様々な
方法を用いて装置のエッジ部分に光学的に接続すること
ができる。望ましい方法は、相互接続する駆動ラインに
必要な論理回路と様々なボンディングパッドとを二重に
作り、両方のラインを同じ複号信号で駆動することであ
る。あるいは、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）フレ
キシブルプリント回路板（ＰＣＢ）上で、両面ＴＡＢト
レースを用いて駆動ラインを電気的に接続することもで
きる。
【００６９】製造 図１４によるピクセル配置を備えた強誘電ディスプレイ
の製造について以下に説明する。ＦＬＣＤディスプレイ
の構成には、まず、２枚のガラス基板を用意する。最初
に図１８を参照して、上部ガラス基板６２の構成につい
て説明する。
【００７０】カラーフィルタ 基板の表面を丁寧に清掃した後、アルミニウムキレート
結合剤（図示せず）を塗布し、以降の層が確実にガラス
に接着されるようにする。
【００７１】スピンコート法により、原色の染料を含む
感光性ポリアミドの１．５μｍの層を形成する。最初の
層は赤色とする。残存する溶剤を除去するため、ポリア
ミドを８０℃で約１０分間プリベークする。次に感光性
ポリアミドを、図１９に示すピクセルマスクを用いて露
光する。このマスクは、赤色カラーフィルタ９１の露光
すべき領域に対応する開口部９０を備えている。ポリア
ミド層を現像し、基板６２上の各ピクセルのうち、赤色
カラーフィルタ部分９１を残す。この第一カラーフィル
タ部分をポストベークし、構造を安定させる。この後、
この工程を緑色フィルタ９２および青色フィルタ９３に
ついて、ピクセル幅の３分の１ずつ開口部をずらした適
切なマスク（図示せず）を用いて繰り返す。
【００７２】データレベルメタル層 ここで図２０を参照すると、ディスプレイ装置で次に構
成する部分は、データレベルメタル層７５〜８０である
ことが望ましい。このメタル層は、カラーフィルタのす
ぐ上に積層する。これは、第一実施例においてデータレ
ベル層について利用したのと本質的に同じ方法で積層す
ることができるが、ただし、ピクセルマスクは図２１に
示すものを用いる。
【００７３】データレベル誘電層 図２２を参照すると、データレベル誘電層１０５を示し
ている。この層は、単純な感光性ポリアミド工程から形
成される。この層の形成に用いることのできる処理ステ
ップとして、２μｍの感光性透明ポリアミド層のスピン
法によるコーティングがある。できれば、一般に使われ
るＰＩＱポリアミド酸法よりも、５０％の樹脂を含むエ
ステルオリゴマー溶剤を利用することにより、優れた平
坦性を実現することが望ましい。
【００７４】ポリアミドを８０℃で１０分間プリベーク
し、次に、図２３に示すマスクを用いて露光する。その
後、現像し、ポストベークして、最終的な誘電層１０５
が確実に図２２に示す形態となるようにする。
【００７５】データレベル透明電極層 図２４を参照すると、赤色原色領域を制御する第一部分
１０６および１０７を含む、データレベル透明電極層を
示している。この層は、ＩＴＯ（スズ添加酸化インジウ
ム）などの透明電極を基板６２上に塗布することにより
形成される。
【００７６】機能ディスプレイは、カラーフィルタ層上
にまずデータレベル透明層を形成し、データレベル誘電
層上にデータレベルメタル層を形成することにより生成
できるのであるが、第二実施例では、データレベル透明
層を形成する前に、データレベル誘電層を形成する。こ
の方式には、データレベル透明層が、下で動作する液晶
部分に非常に近いところに形成されると言う利点があ
る。従って、隣接するデータレベル透明電極と、対応す
るコモンレベル透明電極との間に形成される電界は相当
に増加する。
【００７７】データレベル誘電層の形成は、事実上、第
一実施例についての説明と同様であるが、ただし、図２
５のピクセルマスクを利用する。
【００７８】図２６を参照すると、ここで、通常の表面
層を形成することができる。これは、０．１μｍの五酸
化タンタル絶縁体をスパッタリングし、０．１μｍのチ
タン酸化珪素を塗布し、０．０２μｍのポリアミドをス
ピン法によりコーティングして、ポストベーキングし、
表面をラビングして液晶分子の配向を適切に調整するこ
とにより形成する。
【００７９】ディスプレイの第二基板は、第一基板と同
じ方法で配置するが、ただし、別のマスクを使用し、カ
ラーフィルタ層を調整する。基板の表面を丁寧に清掃し
た後、コモンメタル層、コモン誘電層、コモン透明電極
層および様々な表面層を、図２７に示すコモンメタルマ
スク、図２８に示すコモン誘電マスク、および図２９に
示すコモン電極マスクを使って形成する。
【００８０】図３０を参照すると、図１０の線Ａ−Ａに
よるディスプレイのピクセルの最終的な断面１１９を示
している。好適な実施例をわかりやすくするために、断
面のおよその比率を垂直方向に拡大している。
【００８１】この断面は、前述したような上部６２およ
び下部６１の各ガラス基板を備えている。各ガラス基板
には偏光フィルム１１１、１１２が被覆してあり、必要
な駆動機構によって、偏光軸を互いに平行にも垂直にも
することができる。
【００８２】基板上に形成した層は、透明電極に対して
電圧源を提供する供給手段に加えて、必要な特定の透明
領域について透明電極部分を生成する設計になってお
り、これにより、必要な電界を上部基板６２と下部基板
６１との間に設定でき、また、両基板に挟まれた液晶１
１３が、強制的にその双安定状態に入るようになってい
る。
【００８３】上述のように、双安定性は、光の偏りに対
する液晶の影響に関連している。このため、光１１４
は、バックライト手段（図には示していない）によりパ
ネルを通過し、下部基板偏光子１１２により偏光され
る。この後、光の偏光状態は、液晶１１３の双安定状態
に従って変わり、第二偏光フィルム１１１を通過する。
このフィルムは、必要な駆動配置によって、その偏光軸
を、下部基板偏光子１１２に対して直角または平行にす
ることができる。従って、できれば強誘電型の液晶であ
ることが望ましい液晶１１３の状態に従って、光は、偏
光子１１１、１１２および液晶１１３の組み合わせによ
り、遮られるかまたは透過する。
【００８４】液晶１１３の状態は、上述のように、上下
の基板の透明電極の間の電界を設定することにより変更
できる。これは、主に透明電極の交点により行う。たと
えば、上部コモン透明電極１１６および下部データ透明
電極１０６、１０７である。これら透明電極は、厚さお
よそ０．７μｍのスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）
を、０．７μｍのメタル電圧供給ラインに接続して成
る。コモンレベル透明層１１６は、図１４のコモンメタ
ルライン７１〜７３を含む、コモンメタル層１１７の対
応する部分に接続されている。データまたはセグメント
レベルの透明層、たとえば１０６、１０７は、図１４の
データメタルライン７５、７６を含むデータレベルメタ
ル層の対応する部分に接続されている。
【００８５】透明コモン電極層１１６は、隣接するコモ
ンメタル電極１１７から、コモン誘電層１１８により絶
縁されている。さらに、コモン透明層１１６を、液晶自
体から絶縁する必要がある。この絶縁は、五酸化タンタ
ル（Ｔａ2Ｏ5）でできた０．１μｍの絶縁層１１９によ
り行う。次に０．１μｍのチタン酸化珪素（ＳｉＴｉＯ
x）の層１２０を作って基板表面の凹凸を滑らかにす
る。次に約０．０２μｍのポリアミドから成る調整層１
２１を、ポリアミド層を積層し、その表面をベルベッ
ト、布、紙などで一方向にこすることにより形成する。
上述のように、カラーフィルタ層を加えて、下部基板６
１上にも様々な層を反復する。
【００８６】２枚の基板６２、６１は、１．５μｍのガ
ラス粒子１２２により隔てられる。これらの粒子は、パ
ネルの縮尺寸法のために、図では伸びた状態になってい
る。粒子の密度としては、１ｍｍ2につき１００個台が
適当である。基板は接着液滴１２３により貼り付け、パ
ネルが液滴１２３と粒子１２２との間で静的平衡を保
ち、液晶の厚さは１．５μｍのオーダー、すなわち粒子
１２２の直径程度となるようにする。
【００８７】サブピクセルの寸法 上述のように、画像の表示は通常、所定の規格に従って
行われる。たとえば、コンピュータ端末でよく用いられ
るＣＲＴ式ディスプレイで用いる規格は、ピクセル１２
８０個×１０２４ラインの解像度での画像表示である。
上記の表示形式に関連して保存される画像は、テレビの
表示が様々な表示サイズで行われるがすべて同じ画像の
表示であるのと同様、様々なディスプレイサイズで表示
することができる。差があるのは、各ピクセルの実際の
サイズである。
【００８８】好適な実施例においては、様々なサイズの
ピクセルを、透明電極領域を修正することにより達成す
ることができる。図１４を参照すると、寸法Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄは、必要なピクセルのサイズに従って修正するこ
とができる。できれば、メタルラインの幅は２０μｍの
一定値に保つことが望ましいが、この幅は、利用する製
造方法に左右される。下に示す表１は、様々なサイズの
ディスプレイについての寸法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの様々なサ
イズ（単位はμｍ）を示している。ディスプレイの寸法
は対角線を計測したもので、関係するピクセル領域の寸
法は、ミクロンを単位とし、小数点以下第二位で四捨五
入した。図３１は、表１に設定するデータを利用したカ
ラーＦＬＣＤディスプレイの対応する開口率のグラフを
示している。
【００８９】
【表１】
【００９０】以上、本発明の実施例を二例だけ説明し
た。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
たとえば、他の形態のディスプレイへの応用も、当業者
には容易に明らかになるであろう。さらに、当業者にと
っては明らかな修正を、本発明の範囲から離れることな
く、上記の実施例に加えることができる。たとえば、シ
ステムがモノクロディスプレイに対して同等の用途を有
する場合、ピクセルのディスプレイは、カラーディスプ
レイである必要はない。また、前述のように、本発明
は、複数の更新速度でディスプレイを駆動しようとする
他のディスプレイ形態にも適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
更新速度の低下を引き起こすことなく解像度の向上が図
られ、高速駆動で高品位な画像表示が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のピクセル配置の略平面図
である。
【図２】本発明の第一実施例においてリファイン更新モ
ードで駆動される第一のサブピクセルセットを示す図で
ある。
【図３】本発明の第一実施例においてリファイン更新モ
ードで駆動される第二のサブピクセルセットを示す図で
ある。
【図４】図１の線Ａ−Ａについて単一のピクセルの断面
図である。
【図５】図１のピクセル配置の製作に用いる赤色ピクセ
ルマスクを示す図である。
【図６】図１のピクセル配置の製作に用いる緑色ピクセ
ルマスクを示す図である。
【図７】図１のピクセル配置の製作に用いる青色ピクセ
ルマスクを示す図である。
【図８】図１のピクセル配置の製作に用いるコントラス
ト強調マスクを示す図である。
【図９】図１のピクセル配置の製作に用いるデータメタ
ルレイヤーマスクを示す図である。
【図１０】図１のピクセル配置のデータレベル透明電極
層の形成に用いるデータレベル透明電極マスクを示す図
である。
【図１１】図１のピクセル配置のコモンレベルメタル層
の構成に用いるコモンレベルメタルマスクを示す図であ
る。
【図１２】図１のピクセル配置の製作に用いるコモン電
極マスクを示す図である。
【図１３】第二実施例に従って構成されたピクセルのア
レイを示す図である。
【図１４】第二実施例に従って構成された単一のピクセ
ルを示す図である。
【図１５】ピクセルの赤色部分用に利用可能なレベル数
を示す図である。
【図１６】第二実施例のピクセル配置において利用可能
な緑色レベル数を示す図である。
【図１７】第二実施例のピクセル配置で利用可能な青色
レベル数を示す図である。
【図１８】第二実施例のカラーフィルタ層の構成の断面
図である。
【図１９】カラーフィルタ層の構成に用いるカラーフィ
ルターマスクの平面図である。
【図２０】第二実施例のデータレベルメタル層の構成の
断面図である。
【図２１】第二実施例のデータメタル層の構成に用いる
データレベルメタルマスクの平面図である。
【図２２】第二実施例のデータレベル誘電層の形成構造
の断面図である。
【図２３】第二実施例のデータレベル誘電層の構成に用
いるデータレベル誘電ピクセルマスクの平面図である。
【図２４】第二実施例のデータレベル透明電極層の構成
の断面図である。
【図２５】第二実施例のデータレベル透明電極層の形成
に用いるデータレベル透明電極マスクの平面図である。
【図２６】第二実施例のデータレベル表面層の構成の断
面図である。
【図２７】コモンレベルメタル層の構成に用いるコモン
レベルメタルマスクの平面図である。
【図２８】好適な実施例のコモン誘電層の構成に用いる
コモンレベル誘電マスクの平面図である。
【図２９】好適な実施例のコモン透明電極層の構成に用
いるコモンレベル電極マスクの平面図である。
【図３０】図１０の線Ａ−Ａについてのピクセルの断面
図である。
【図３１】パネルサイズに関して好適な実施例に従って
構成したカラーパネルの開口部のグラフである。
【符号の説明】
１ ピクセル配置 ２ 第一駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層） ３ 第二駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層） ４ 第三駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層） ５ 第四駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層、第一緑色駆動ライン） ６ 第五駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層、第二緑色駆動ライン） ７ 第六駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層、第三緑色駆動ライン） ８ 第七駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層、第一青色駆動ライン） ９ 第八駆動ライン（駆動ライン、データレベルメタル
層、第二青色駆動ライン） １０，１２，１３ サブピクセル領域 １１ サブピクセル領域（データレベル透明電極層） １４ ピクセル部分（データレベル透明電極層） １５，１６，１８〜２０，２２ ピクセル部分 １７，２１ ピクセル部分（データレベル透明電極層） ２３，２４ ピクセル部分（第二サブピクセル領域） ２５ ピクセル部分（データレベル透明電極層、第一サ
ブピクセル領域） ２６ ピクセル部分（データレベル透明電極層） ２７ ピクセル部分（第一サブピクセル領域、第二サブ
ピクセル領域） ２８，２９ ピクセル部分（第一サブピクセル領域）
３０，３１ ピクセル部分（第二サブピクセル領域） ３２，３４ ピクセル部分（第一サブピクセル領域） ３３ ピクセル部分（データレベル透明電極層、第二サ
ブピクセル領域） ４０ ＦＬＣＤパネル ４２，４３ ガラス基板 ４５ 赤色フィルタ（赤色カラーフィルタ） ４６ 緑色フィルタ ４７ 青色フィルタ ４９ 開口部 ５０ コントラスト強調層 ５１ ＳｉＯ2 ５４ 表面保護層 ５５ コモンメタル層 ５６ コモン透明電極層 ５７ 表面保護層 ５８ スペーサ粒子 ５９ 接着液滴 ６１ 下部基板 ６２ 上部ガラス基板、基板、上部基板 ６８ コモン透明電極 ６９ データ透明電極 ７０ 液晶装置、液晶ディスプレイ、ピクセル ７１〜７３ コモン駆動ライン（駆動ライン、コモンラ
イン、コモンメタルライン） ７５，７６ 赤色データ駆動ライン（データメタルライ
ン、データレベルメタル層） ７７，７８ 青色データライン（データレベルメタル
層） ７９，８０ 緑色データライン（データレベルメタル
層） ８２，８４，８６ 透明電極領域 ８３，８５，８７ 領域 ９０ 開口部 ９１ 赤色カラーフィルタ ９２ 緑色フィルタ ９３ 青色フィルタ １０５ データレベル誘電層 １０６，１０７ 第一部分（下部データ透明電極） １０９ 断面 １１１ 偏光フィルム（偏光子、第二偏光フィルム） １１２ 偏光フィルム（偏光子、下部基板偏光子） １１３ 液晶 １１４ 光 １１６ 上部コモン透明電極（コモンレベル透明層、透
明コモン電極層、コモン透明層） １１７ コモンメタル層、コモンメタル電極 １１８ コモン誘電層 １１９ 絶縁層 １２０ ＳｉＴｉＯx層 １２１ 調整層 １２２ ガラス粒子（粒子） １２３ 接着液滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−241548（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−323281（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134421（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−131286（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134419（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−172194（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−320881（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/133 505 G09G 3/36

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のピクセルを備え、各ピクセルが複
    数の駆動ラインと複数のコモンラインを備えているディ
    スクリートレベルのディスプレイ装置であって、各ピクセルが所定数の原色構成部分から構成され、前記
    複数の駆動ラインが各原色構成部分用の駆動ラインに分
    割されており、 当該ディスプレイ装置の パネルには、ピクセルの前記複
    数のコモンラインを一斉に駆動することのできるモーシ
    ョン更新状態と、ピクセルの前記コモンラインを独立に
    駆動することのできるリファイン更新状態との少なくと
    も二通りの更新状態があることを特徴とするディスプレ
    イ装置。
  2. 【請求項２】 各原色構成部分用の駆動ラインがサブピ
    クセル部分に接続されており、前記ディスプレイ装置が
    モーション更新状態にあるときには、前記駆動ライン
    が、照度領域の比率が実質的にバイナリな率になるよう
    にサブピクセル部分を駆動する請求項１のディスプレイ
    装置。
  3. 【請求項３】 前記リファイン更新状態にあるとき、前
    記各駆動ラインと、それに対応する前記複数のコモンラ
    インとが、事実上バイナリな比率の照度領域を駆動する
    請求項２のディスプレイ装置。
  4. 【請求項４】 各原色構成部分用の前記駆動ラインがほ
    ぼ前記原色構成部分の照度に従って割り当てられている
    請求項１のディスプレイ。
  5. 【請求項５】 前記駆動ラインの前記サブピクセル部分
    が光学的にほぼ中央に位置する請求項２のディスプレイ
    装置。
  6. 【請求項６】 前記原色構成部分が赤色、緑色、青色で
    ある請求項１のディスプレイ装置。
  7. 【請求項７】 強誘電液晶ディスプレイである請求項１
    〜６いずれかのディスプレイ装置。
  8. 【請求項８】 バックライト式ディスプレイである請求
    項１〜７いずれかのディスプレイ装置。
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