JPH08201778A - ディスプレイ及びその更新方法 - Google Patents

ディスプレイ及びその更新方法

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JPH08201778A JP7079395A JP7939595A JPH08201778A JP H08201778 A JPH08201778 A JP H08201778A JP 7079395 A JP7079395 A JP 7079395A JP 7939595 A JP7939595 A JP 7939595A JP H08201778 A JPH08201778 A JP H08201778A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクリートレベルのディスプレイにおい
て、更新速度を満足させつつ、解像度を高める。 【構成】 複数のピクセルを備え、さらに各ピクセルが
複数の駆動ラインおよび複数のコモンラインを備え、デ
ィスプレイパネルが、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を有するディ
スプレイ。

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】本発明の第一は、ディス
クリートレベルのディスプレイであり、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、前記のパネルには少な
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】更に本発明の第二は、ディスクリートレベ
ルのディスプレイの更新方法で、上記ディスプレイが複
数のピクセルを備え、各ピクセルは複数の駆動ラインと
複数のコモンラインを備えていて、上記方法が、入力画
像のピクセルの動きが第一の所定最低モーションを超え
たと検知されたときにモーション更新状態に入って上記
ピクセルに対応する複数の上記コモンラインを一斉に駆
動することと、第二の所定最低モーション未満の動きが
検知されたときにリファイン更新状態に入って上記のコ
モンラインを独立に駆動させて上記ピクセルをリフレッ
シュすることとから成る。
【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(Ta25)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 (72)発明者 キア シルヴァーブルック オーストラリア国、2040、ニューサウスウ エールズ州、ライカーツ、キャサリンスト リート、214

Claims (12)

    【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であって、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。
  2. 【請求項2】 各ピクセルに所定数の原色構成部分があ
    り、前記複数の駆動ラインが各原色構成部分用の駆動ラ
    インに分割されている請求項1のディスプレイ。
  3. 【請求項3】 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2のディスプレイ。
  4. 【請求項4】 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3のディスプレイ。
  5. 【請求項5】 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2のディスプレイ。
  6. 【請求項6】 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3のディスプレ
    イ。
  7. 【請求項7】 前記原色構成部分が赤色、緑色、青色で
    ある請求項2のディスプレイ。
  8. 【請求項8】 強誘電液晶ディスプレイである請求項1
    〜8いずれかのディスプレイ。
  9. 【請求項9】 バックライト式ディスプレイである請求
    項1〜8いずれかのディスプレイ。
  10. 【請求項10】 ディスクリートレベルのディスプレイ
    の更新方法であって、該ディスプレイが複数のピクセル
    を備え、各ピクセルが複数の駆動ラインと複数のコモン
    ラインとを備えていて、前記方法が、入力画像のピクセ
    ルの動きが所定の第一最低モーションを超えていること
    が検出された時にモーション更新状態へ移行すること
    と、前記ピクセルに対応する複数の前記コモンラインを
    一斉に駆動することから成り、該方法がさらに、所定の
    第二モーション未満の動きが検出された時にリファイン
    更新状態に移行することと、前記コモンラインを独立に
    駆動することにより前記ピクセルをリフレッシュするこ
    ととから成る、ディスプレイ更新方法。
  11. 【請求項11】 さらに、前記リフレッシュステップの
    完了後、ディスプレイの全ピクセルを駆動する背景リフ
    レッシュ状態に移行することを含む請求項10のディス
    プレイ更新方法。
  12. 【請求項12】 前記ピクセルが複数の独立に点灯可能
    な領域から成り、前記モーション更新状態で独立に点灯
    可能な前記領域の数が、前記リファイン更新状態で独立
    に点灯可能な前記領域よりも数が少ない請求項10また
    は11のディスプレイ更新方法。
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