JPH0836188A - 階調表示用画素配列体及び階調表示用画素の配列方法 - Google Patents
階調表示用画素配列体及び階調表示用画素の配列方法Info
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- JPH0836188A JPH0836188A JP7079348A JP7934895A JPH0836188A JP H0836188 A JPH0836188 A JP H0836188A JP 7079348 A JP7079348 A JP 7079348A JP 7934895 A JP7934895 A JP 7934895A JP H0836188 A JPH0836188 A JP H0836188A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不連続レベル表示素子上の画像に現われる擬
似輪郭(アーティファクト)を実質的になくした良好な
階調表示画像を与える画素の配列体及び画素の配列方法
を提供すること。 【構成】 多数の画素について、各画素(63)が、そ
の画素内で対応する一連の独立して点灯可能なエリア
(55乃至61)を用いてそれぞれ次第に強度を増して
いく多数の階調用照度レベルを表示するように適合させ
る。前記一連の点灯可能エリアのうちの少なくともより
高強度の構成要素(例えば57、58、59)は各画素
内で互いに散在するように配列する。
似輪郭(アーティファクト)を実質的になくした良好な
階調表示画像を与える画素の配列体及び画素の配列方法
を提供すること。 【構成】 多数の画素について、各画素(63)が、そ
の画素内で対応する一連の独立して点灯可能なエリア
(55乃至61)を用いてそれぞれ次第に強度を増して
いく多数の階調用照度レベルを表示するように適合させ
る。前記一連の点灯可能エリアのうちの少なくともより
高強度の構成要素(例えば57、58、59)は各画素
内で互いに散在するように配列する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各表示画素が、単一画
素について多数の異なる点灯可能レベルを生み出すよう
に独立して点灯可能な多数のサブピクセルエリアを有す
る階調あるいは不連続(離散)レベル表示用の画素配列
体及び階調表示用画素の配列方法に関する。
素について多数の異なる点灯可能レベルを生み出すよう
に独立して点灯可能な多数のサブピクセルエリアを有す
る階調あるいは不連続(離散)レベル表示用の画素配列
体及び階調表示用画素の配列方法に関する。
【0002】
【従来の技術】英国特許出願公開明細書第2,217,
088号(GB−A2,217,088A)(ニクソン
/イングリッシュ・エレクトリック・バルブ社)及び米
国特許第5,124,695号(グリーン/ソーンEM
I社)は、各画素が、それぞれ1:2:4:8の比率の
相対的な光強度出力を有する別々にエネルギーをもつこ
とができる4つのエリアから形成されているグレースケ
ールの表示に適合した単色(モノクロ)の階調表示素子
を開示している。上記別々にエネルギーをもつことがで
きるサブピクセルエリアは多数のサブコンポーネントを
有する。このサブコンポーネントは、どのサブピクセル
が照らされるかに関係なく、平均の“点灯の光学的中
心”が実質的に変化しないように一定間隔で離して並べ
られ、かつ、同一中心をもつように配列されている。
088号(GB−A2,217,088A)(ニクソン
/イングリッシュ・エレクトリック・バルブ社)及び米
国特許第5,124,695号(グリーン/ソーンEM
I社)は、各画素が、それぞれ1:2:4:8の比率の
相対的な光強度出力を有する別々にエネルギーをもつこ
とができる4つのエリアから形成されているグレースケ
ールの表示に適合した単色(モノクロ)の階調表示素子
を開示している。上記別々にエネルギーをもつことがで
きるサブピクセルエリアは多数のサブコンポーネントを
有する。このサブコンポーネントは、どのサブピクセル
が照らされるかに関係なく、平均の“点灯の光学的中
心”が実質的に変化しないように一定間隔で離して並べ
られ、かつ、同一中心をもつように配列されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このサブピクセルエリ
アの同中心配列は、改善された結果につながるけれど
も、米国特許第5,124,695号は、1つの画像が
どのように階調表示素子上に出現し、また、その表示素
子の単一画素の対応する配列にどのように影響するのか
ということに影響を及ぼす多数の別の重要な要因の認識
がない。
アの同中心配列は、改善された結果につながるけれど
も、米国特許第5,124,695号は、1つの画像が
どのように階調表示素子上に出現し、また、その表示素
子の単一画素の対応する配列にどのように影響するのか
ということに影響を及ぼす多数の別の重要な要因の認識
がない。
【0004】第1に、目は点灯の光学的中心の移動の結
果として知覚される見かけの画素の位置の小さな誤りに
対して敏感であることが認識されているが、この敏感さ
は、弱いか又は鈍い光源の場合と比較して、強いか又は
明るい光源が理想位置から移動する時により重要であ
る。そのため、本発明で認識されている新しい付加的な
単一の画素配列体の構成における考慮すべき事項は、位
置変化をうけることになる可能な光強度である。
果として知覚される見かけの画素の位置の小さな誤りに
対して敏感であることが認識されているが、この敏感さ
は、弱いか又は鈍い光源の場合と比較して、強いか又は
明るい光源が理想位置から移動する時により重要であ
る。そのため、本発明で認識されている新しい付加的な
単一の画素配列体の構成における考慮すべき事項は、位
置変化をうけることになる可能な光強度である。
【0005】第2に、多数のサブピクセル点灯エリアで
構成されている1つの画素について、ある一定の画像が
表示される際に特に目にとって敏感な不必要な疑似(ま
たは人工)輪郭(アーティファクト)を生じさせるよう
に、周囲のあるいは隣接する画素がその画素の点灯エリ
アに干渉する。表示画像が明るくなればなるほど、不連
続レベル表示素子上の目に見える疑似輪郭はますます顕
著になる。点灯可能な画像が少なくなるにつれて各画素
の全エリアのより少ない部分のみが照らされ、結果とし
て発生する画素干渉効果の機会が実質的に制限されるこ
とが考えられる。
構成されている1つの画素について、ある一定の画像が
表示される際に特に目にとって敏感な不必要な疑似(ま
たは人工)輪郭(アーティファクト)を生じさせるよう
に、周囲のあるいは隣接する画素がその画素の点灯エリ
アに干渉する。表示画像が明るくなればなるほど、不連
続レベル表示素子上の目に見える疑似輪郭はますます顕
著になる。点灯可能な画像が少なくなるにつれて各画素
の全エリアのより少ない部分のみが照らされ、結果とし
て発生する画素干渉効果の機会が実質的に制限されるこ
とが考えられる。
【0006】欧州特許出願公開明細書第361981号
(EP−A 361981)(中川/シャープ(株))
は多数の画素配列(配置)を開示している。これらの配
列の1つとして、EP−A 361981号公報の図1
0には、画素の出力レベルを増加させるために実質的に
光学的に安定な配列が開示されている。あいにくこの開
示された配列はかなり規則正しく、このことは、再び該
公報の図10の画素配列を利用する画像中にかなりの疑
似輪郭を生じさせる結果となる場合がある。例えば、同
公報の図10において、レベル3の画素を有する1つの
画像エリアは、観察者に対しより大きな混乱をもたらす
一連の線からなる。また、同図においては、ある一定レ
ベルで点灯エリアのかなりの変更を受ける画素配列が描
いてある。例えば、レベル7からレベル8への変更であ
る。このような画素配列は実用には適さない。
(EP−A 361981)(中川/シャープ(株))
は多数の画素配列(配置)を開示している。これらの配
列の1つとして、EP−A 361981号公報の図1
0には、画素の出力レベルを増加させるために実質的に
光学的に安定な配列が開示されている。あいにくこの開
示された配列はかなり規則正しく、このことは、再び該
公報の図10の画素配列を利用する画像中にかなりの疑
似輪郭を生じさせる結果となる場合がある。例えば、同
公報の図10において、レベル3の画素を有する1つの
画像エリアは、観察者に対しより大きな混乱をもたらす
一連の線からなる。また、同図においては、ある一定レ
ベルで点灯エリアのかなりの変更を受ける画素配列が描
いてある。例えば、レベル7からレベル8への変更であ
る。このような画素配列は実用には適さない。
【0007】本発明の目的は、上述した問題点を解決し
た階調表示に適した改善された画素配列体及び階調表示
用画素の配列方法を提供することにある。
た階調表示に適した改善された画素配列体及び階調表示
用画素の配列方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明の階調表示用画素配列体において
は、多数の画素からなり、各画素が、その画素内で対応
する一連の独立して点灯可能なエリアを用いてそれぞれ
次第に強度を増していく多数の階調照度レベルを表示す
るように適合させられており、前記一連の点灯可能エリ
アのうちの少なくともより高強度の構成要素は各画素内
で互いに散在していることを特徴とする。この場合、前
記一連の独立して点灯可能なエリアのうちの少なくとも
より高強度の構成要素は不規則に間隔を置いて並べられ
ているのが好ましい。また、前記一連の独立して点灯可
能なエリアのうちの少なくともより高強度の構成要素
は、実質的に同じ点灯中心を有するのが好ましい。そし
て、前記一連の独立して点灯可能なエリアのうちのより
低強度の構成要素は実質的に異なる点灯中心を有するこ
とが望ましい。さらに、前記一連の独立して点灯可能な
エリアは、画素内において実質的に非対称に配列されて
いるのが好ましい。本発明でいう構成要素の強度とは、
例えば、構成要素の面積の大きさを示す。具体的には、
本発明では、相対的に面積の大きな要素を各画素におけ
るより周辺部に散在させるという特徴を有する。
するために、本発明の階調表示用画素配列体において
は、多数の画素からなり、各画素が、その画素内で対応
する一連の独立して点灯可能なエリアを用いてそれぞれ
次第に強度を増していく多数の階調照度レベルを表示す
るように適合させられており、前記一連の点灯可能エリ
アのうちの少なくともより高強度の構成要素は各画素内
で互いに散在していることを特徴とする。この場合、前
記一連の独立して点灯可能なエリアのうちの少なくとも
より高強度の構成要素は不規則に間隔を置いて並べられ
ているのが好ましい。また、前記一連の独立して点灯可
能なエリアのうちの少なくともより高強度の構成要素
は、実質的に同じ点灯中心を有するのが好ましい。そし
て、前記一連の独立して点灯可能なエリアのうちのより
低強度の構成要素は実質的に異なる点灯中心を有するこ
とが望ましい。さらに、前記一連の独立して点灯可能な
エリアは、画素内において実質的に非対称に配列されて
いるのが好ましい。本発明でいう構成要素の強度とは、
例えば、構成要素の面積の大きさを示す。具体的には、
本発明では、相対的に面積の大きな要素を各画素におけ
るより周辺部に散在させるという特徴を有する。
【0009】一方、上述の目的を達成するために、本発
明の階調表示用画素の配列方法においては、各画素を次
第に強度を増していく一連の独立して点灯可能なエリア
で構成し、該一連の独立して点灯可能なエリアのうち少
なくともより高強度の構成要素を散在させることを特徴
とする。この場合、前記一連の独立して点灯可能なエリ
アのうちの少なくともより高強度の構成要素は、実質的
に同じ点灯中心を有するように配列するのが好ましい。
また、前記一連の独立して点灯可能なエリアのうちのよ
り低強度の構成要素は実質的に異なる点灯中心を有する
ように配列するのが好ましい。さらに、前記一連の独立
して点灯可能なエリアは、画素内において実質的に非対
称に配列するのが望ましい。
明の階調表示用画素の配列方法においては、各画素を次
第に強度を増していく一連の独立して点灯可能なエリア
で構成し、該一連の独立して点灯可能なエリアのうち少
なくともより高強度の構成要素を散在させることを特徴
とする。この場合、前記一連の独立して点灯可能なエリ
アのうちの少なくともより高強度の構成要素は、実質的
に同じ点灯中心を有するように配列するのが好ましい。
また、前記一連の独立して点灯可能なエリアのうちのよ
り低強度の構成要素は実質的に異なる点灯中心を有する
ように配列するのが好ましい。さらに、前記一連の独立
して点灯可能なエリアは、画素内において実質的に非対
称に配列するのが望ましい。
【0010】図1は、米国特許第5,124,695号
の図1に関連して検討されているような理想的な画素配
列であることに加え、上述した英国特許出願公開明細書
第2,217,088号に開示されているものと同等の
画素配列1を示す。この配列画素1は、独立して点灯可
能なエリア2−5からなり、それらの表面積の比率は2
進法関係を形成している。図2には、2つの画素8及び
9が示されており、画素8は対応する8単位の強度レベ
ル(レベル8)用の照らされる外側の境界エリア(図1
の2の部分)を有し、一方、画素9は照らされる内側の
3つのエリア(図1の3、4、5の部分)を有し、それ
によって7単位の強度(レベル7)を与える。
の図1に関連して検討されているような理想的な画素配
列であることに加え、上述した英国特許出願公開明細書
第2,217,088号に開示されているものと同等の
画素配列1を示す。この配列画素1は、独立して点灯可
能なエリア2−5からなり、それらの表面積の比率は2
進法関係を形成している。図2には、2つの画素8及び
9が示されており、画素8は対応する8単位の強度レベ
ル(レベル8)用の照らされる外側の境界エリア(図1
の2の部分)を有し、一方、画素9は照らされる内側の
3つのエリア(図1の3、4、5の部分)を有し、それ
によって7単位の強度(レベル7)を与える。
【0011】図2からわかるように、照らされる画素
8、9のこれらの部分は、各画素について実質的に同じ
光学的中心あるいは点灯点をもつ。これは、画素の中心
点について実質的に対称であり、かつ、中心を共有する
ように配列されている結果である。
8、9のこれらの部分は、各画素について実質的に同じ
光学的中心あるいは点灯点をもつ。これは、画素の中心
点について実質的に対称であり、かつ、中心を共有する
ように配列されている結果である。
【0012】重要なのは、レベル7で照らされている画
素9の点灯エリアがレベル8で照らされている画素8点
灯エリアと実質的に異なっていることである。このた
め、レベル8の場合と対比して、レベル7で照らされて
いる画素部分には大きな空間的不一致があるということ
ができる。より大きな点灯強度レベルでは、この大きな
空間的不一致は、ハーフトーンあるいはその逆の画像が
そのような画素配列を利用して表示される時に不必要な
疑似輪郭を作り出す傾向がある。そのような画素配列を
利用する連続する色調の白黒(モノクロ)画像のシミュ
レーションによって、顔の画像上の“できもの(あるい
は大きなしみ)”のような目立つ要求されていない疑似
輪郭あるいはアーティファクト及び他の顕著なゆがみを
生じるのがわかった。これは、1つの画素とそれに隣接
する画素との相互作用及びその隣接画素に関連する各画
素の点灯部分の空間的不一致のためであると考えられ
る。これらの疑似輪郭は、画像に関しより高強度の領域
において特に顕著であったため、画素の理想的な形態と
しての単なる同中心の配列を放棄することにつながる場
合がある。
素9の点灯エリアがレベル8で照らされている画素8点
灯エリアと実質的に異なっていることである。このた
め、レベル8の場合と対比して、レベル7で照らされて
いる画素部分には大きな空間的不一致があるということ
ができる。より大きな点灯強度レベルでは、この大きな
空間的不一致は、ハーフトーンあるいはその逆の画像が
そのような画素配列を利用して表示される時に不必要な
疑似輪郭を作り出す傾向がある。そのような画素配列を
利用する連続する色調の白黒(モノクロ)画像のシミュ
レーションによって、顔の画像上の“できもの(あるい
は大きなしみ)”のような目立つ要求されていない疑似
輪郭あるいはアーティファクト及び他の顕著なゆがみを
生じるのがわかった。これは、1つの画素とそれに隣接
する画素との相互作用及びその隣接画素に関連する各画
素の点灯部分の空間的不一致のためであると考えられ
る。これらの疑似輪郭は、画像に関しより高強度の領域
において特に顕著であったため、画素の理想的な形態と
しての単なる同中心の配列を放棄することにつながる場
合がある。
【0013】本発明者らによる別の画素配列に関するさ
らなる研究は、上述した空間的不一致はより高強度の照
度レベルにおいて重要な問題点であり、これはこの不一
致の性質を減少させることによって緩和できるという結
論を導いている。理想的な画素配列は、強度分布が各可
能画素レベルについて画素の中心点の周囲でガウス(正
規)分布の性質をもつものであろうと考えられている。
しかしながら、実際的な理由がそのような配列を実施す
ることを困難にしている。このため、近似が好ましく用
いられる。
らなる研究は、上述した空間的不一致はより高強度の照
度レベルにおいて重要な問題点であり、これはこの不一
致の性質を減少させることによって緩和できるという結
論を導いている。理想的な画素配列は、強度分布が各可
能画素レベルについて画素の中心点の周囲でガウス(正
規)分布の性質をもつものであろうと考えられている。
しかしながら、実際的な理由がそのような配列を実施す
ることを困難にしている。このため、近似が好ましく用
いられる。
【0014】近似を行う場合、例えば、上述したEP−
A 361981号公報で説明されている配列のような
画素配列の中に実質的な対称性あるいは規則性を導入し
ないように注意しなければならない。これらは、そのよ
うな画素配列によって再現される画像中にたくさんの望
まれていない疑似輪郭をもたらすことになるからであ
る。
A 361981号公報で説明されている配列のような
画素配列の中に実質的な対称性あるいは規則性を導入し
ないように注意しなければならない。これらは、そのよ
うな画素配列によって再現される画像中にたくさんの望
まれていない疑似輪郭をもたらすことになるからであ
る。
【0015】空間的不一致の概念は容易に定義できるも
のではない。空間的不一致を減らすための1つの類似性
は、“ツイ−ド”の織物模様と比べた時の“チェック
(格子柄)”の織物模様の間の差異がある。この差異は
次の例を参照すれば容易に明らかになる。
のではない。空間的不一致を減らすための1つの類似性
は、“ツイ−ド”の織物模様と比べた時の“チェック
(格子柄)”の織物模様の間の差異がある。この差異は
次の例を参照すれば容易に明らかになる。
【0016】図3を参照すると、より高い画素の出力レ
ベルでのより高度な散剤又は混ぜ合わせを有する本発明
の説明的態様に従った画素配列が示されている。より低
い点灯強度レベル(相対的に面積のより小さいレベル)
11、12は従来例のように中心を共有して配列されて
いる。より高強度の点灯レベル(相対的に面積のより大
きいレベル)13、14は画素の中心点を取り囲んでな
お実質的に同中心に配列されている。しかしながら、レ
ベル13及び14は、一方が他方の中に散在している。
ベルでのより高度な散剤又は混ぜ合わせを有する本発明
の説明的態様に従った画素配列が示されている。より低
い点灯強度レベル(相対的に面積のより小さいレベル)
11、12は従来例のように中心を共有して配列されて
いる。より高強度の点灯レベル(相対的に面積のより大
きいレベル)13、14は画素の中心点を取り囲んでな
お実質的に同中心に配列されている。しかしながら、レ
ベル13及び14は、一方が他方の中に散在している。
【0017】図4を参照すると、それぞれが図3の配列
をもつ2つの画素16及び17が示されており、画素1
6は7単位の照度レベルを示し、画素17は8単位の照
度レベルを示している。図4を図2と比較することによ
って、これらの照らされる画素部分が画素一面により分
散させられ、あるいは、“広がっている”のが認められ
る。
をもつ2つの画素16及び17が示されており、画素1
6は7単位の照度レベルを示し、画素17は8単位の照
度レベルを示している。図4を図2と比較することによ
って、これらの照らされる画素部分が画素一面により分
散させられ、あるいは、“広がっている”のが認められ
る。
【0018】しかしながら、図5には、図1及び図2の
画素配置に従って構成された16×16の点灯画素配列
体(18)が示されている。この配列体は、交互に配置
された点灯レベル7(19)と点灯レベル8(20)を
有する横の列の画素からなる。結果として、配列体18
全体では、平均照度レベル0.5×(7+8)=7.5
をもつ。これは、灰色の中央の色合いとして視覚化され
る。
画素配置に従って構成された16×16の点灯画素配列
体(18)が示されている。この配列体は、交互に配置
された点灯レベル7(19)と点灯レベル8(20)を
有する横の列の画素からなる。結果として、配列体18
全体では、平均照度レベル0.5×(7+8)=7.5
をもつ。これは、灰色の中央の色合いとして視覚化され
る。
【0019】同様に、図6には、図3及び図4のような
画素配置をもつ16×16の画素配列体(23)が示さ
れている。この配列体(23)は、交互配置された8レ
ベル画素(21)からなる横の列と7レベル画素(2
2)からなる横の列を含み、再びレベル7.5の灰色の
中央の色合いを表示する。図6を図5と比較すると、図
6の配列体の方が、図5の配列により表示を試みられた
ものよりもより粒が細かく、しみの少ない改善された総
合的な画像を与え、また、同じ画像をより良好に表示で
きる。
画素配置をもつ16×16の画素配列体(23)が示さ
れている。この配列体(23)は、交互配置された8レ
ベル画素(21)からなる横の列と7レベル画素(2
2)からなる横の列を含み、再びレベル7.5の灰色の
中央の色合いを表示する。図6を図5と比較すると、図
6の配列体の方が、図5の配列により表示を試みられた
ものよりもより粒が細かく、しみの少ない改善された総
合的な画像を与え、また、同じ画像をより良好に表示で
きる。
【0020】図7及び図8には、同様の説明的態様が示
されている。しかしながら、ここでは表示される画像
は、一定の強度レベル7(23)をもつ右下隅の一定の
点灯領域を有する。さらに、表示される画像は、平均し
て7.5の強度値(即ち、交互するレベル7とレベル
8)の領域をもつ残りの領域24を有する。図7と図8
の比較でわかるように、図8の配列体は、2つのエリア
23及び24の境界部分を有する改善された総合的な画
像を与える。この境界部分は、図7においてよりも図8
においてより目立たない。つまり、図7では、2領域2
3、24の間での点灯強度の知覚される差異は、点灯強
度の実際の差異よりもはるかに大きい。
されている。しかしながら、ここでは表示される画像
は、一定の強度レベル7(23)をもつ右下隅の一定の
点灯領域を有する。さらに、表示される画像は、平均し
て7.5の強度値(即ち、交互するレベル7とレベル
8)の領域をもつ残りの領域24を有する。図7と図8
の比較でわかるように、図8の配列体は、2つのエリア
23及び24の境界部分を有する改善された総合的な画
像を与える。この境界部分は、図7においてよりも図8
においてより目立たない。つまり、図7では、2領域2
3、24の間での点灯強度の知覚される差異は、点灯強
度の実際の差異よりもはるかに大きい。
【0021】
【実施例】以下に本発明の実施例について、好ましいい
くつかの態様を強誘電性液晶素子(FLCD)を例にと
り、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。具体的には、FLCD以外の
表示素子、例えば、液晶素子、反強誘電性液晶素子、プ
ラズマディスプレーあるいはエレクトロルミネセンス表
示素子のような他の階調表示素子にも同様に適用可能で
ある。
くつかの態様を強誘電性液晶素子(FLCD)を例にと
り、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。具体的には、FLCD以外の
表示素子、例えば、液晶素子、反強誘電性液晶素子、プ
ラズマディスプレーあるいはエレクトロルミネセンス表
示素子のような他の階調表示素子にも同様に適用可能で
ある。
【0022】実施例1 まず、本発明の第1の実用的態様について、双安定性強
誘電性液晶素子の画素配列体を例にとり説明する。強誘
電性液晶素子(FLCD)は、通常、2枚の基板間に挾
持される例えば、強誘電液晶のような強誘電性物質を含
む。基板上には多数の透明電極が置かれ、各画素中のそ
れらの間に多数の電界を生じさせる。強誘電液晶は、そ
の強誘電液晶に影響を及ぼす電界を用いた強誘電液晶の
配向に依存した強誘電液晶層を通過する光に対する複屈
折応答特性を有する。上記電極構造は、通常、ガラス基
板上に半導体加工技術を用いて形成される。
誘電性液晶素子の画素配列体を例にとり説明する。強誘
電性液晶素子(FLCD)は、通常、2枚の基板間に挾
持される例えば、強誘電液晶のような強誘電性物質を含
む。基板上には多数の透明電極が置かれ、各画素中のそ
れらの間に多数の電界を生じさせる。強誘電液晶は、そ
の強誘電液晶に影響を及ぼす電界を用いた強誘電液晶の
配向に依存した強誘電液晶層を通過する光に対する複屈
折応答特性を有する。上記電極構造は、通常、ガラス基
板上に半導体加工技術を用いて形成される。
【0023】強誘電液晶は、電界が所定の大きさを越え
る時はその液晶が第1の複屈折状態に配列し、電界が、
その液晶が第2の複屈折状態にスイッチングを起こす反
対方向における所定の大きさよりも大きくなるまでその
複屈折状態のままであるというヒステリシス特性をも
つ。そのため、単一の画素を駆動させるには、必要とさ
れる電界が基板を横切って生じるように、第1の電圧に
対してコモンITO(インジウム・チン・オキサイド)
層を駆動させ、かつ、第2の電圧に対して必要なデータ
駆動線を駆動させることによって電圧差を基板を横切る
ように生じさせる。一般に、液晶表示素子は、1本の線
上のすべての画素をそれらの必要とされる状態に安定さ
せるのと同時に全線の画素を動かす。
る時はその液晶が第1の複屈折状態に配列し、電界が、
その液晶が第2の複屈折状態にスイッチングを起こす反
対方向における所定の大きさよりも大きくなるまでその
複屈折状態のままであるというヒステリシス特性をも
つ。そのため、単一の画素を駆動させるには、必要とさ
れる電界が基板を横切って生じるように、第1の電圧に
対してコモンITO(インジウム・チン・オキサイド)
層を駆動させ、かつ、第2の電圧に対して必要なデータ
駆動線を駆動させることによって電圧差を基板を横切る
ように生じさせる。一般に、液晶表示素子は、1本の線
上のすべての画素をそれらの必要とされる状態に安定さ
せるのと同時に全線の画素を動かす。
【0024】本実施例で用いられる表示素子の作成に
は、何回もの単一画素の複製を伴う。この作成方法は、
当該技術分野においてつねに進歩かつ改変の状態にある
複雑な加工技術を含む。本実施例の表示素子は進歩的な
半導体加工技術に従い作成されており、そして、説明を
簡単にするために、ある一定の設計規則が、実際の表示
素子作成のために満たされる必要があると考える。これ
らの設計規則は、図9に示されるような第1の実用的態
様を参照しながら次のように説明される。
は、何回もの単一画素の複製を伴う。この作成方法は、
当該技術分野においてつねに進歩かつ改変の状態にある
複雑な加工技術を含む。本実施例の表示素子は進歩的な
半導体加工技術に従い作成されており、そして、説明を
簡単にするために、ある一定の設計規則が、実際の表示
素子作成のために満たされる必要があると考える。これ
らの設計規則は、図9に示されるような第1の実用的態
様を参照しながら次のように説明される。
【0025】この表示素子は、多数の画素を有し、ま
た、各画素は画素割付(配置)25をもつ。この配列
は、電圧を取り付けてある透明電極エリア、例えば28
に供給するための多数の金属線、例えば26を含む。金
属線26は、所定の厚さ(この場合は10μm)であ
り、その厚さは、大部分が作成方法によって決まると仮
定する。さらに、ある1つのレベル(28)に属するサ
ブピクセルエリアと隣接するレベル(29)に属するサ
ブピクセルエリアとの間隔あるいは絶縁間隙が少なくと
も10μm程度の幅であると仮定する。尚、説明の便宜
を図る目的で、縦横各10μmの参照網目(グリッド)
が、これらの設計規則の結果を明らかにするために画素
配列の後ろに付加されている。さらに、4ビットの2の
べき乗の重み付けがなされた画素配列体が必要であると
仮定する。
た、各画素は画素割付(配置)25をもつ。この配列
は、電圧を取り付けてある透明電極エリア、例えば28
に供給するための多数の金属線、例えば26を含む。金
属線26は、所定の厚さ(この場合は10μm)であ
り、その厚さは、大部分が作成方法によって決まると仮
定する。さらに、ある1つのレベル(28)に属するサ
ブピクセルエリアと隣接するレベル(29)に属するサ
ブピクセルエリアとの間隔あるいは絶縁間隙が少なくと
も10μm程度の幅であると仮定する。尚、説明の便宜
を図る目的で、縦横各10μmの参照網目(グリッド)
が、これらの設計規則の結果を明らかにするために画素
配列の後ろに付加されている。さらに、4ビットの2の
べき乗の重み付けがなされた画素配列体が必要であると
仮定する。
【0026】上基板は4本の金属駆動線32、33、3
4及び36を含む。金属駆動線32は、1面積単位の透
明電極エリアからなる透明電極エリア36を制御するの
に用いれる。金属線33は、2面積単位の透明電極エリ
アからなる透明電極エリア45を制御する。金属線34
は、4面積単位の透明電極エリアを一緒に構成する透明
電極エリア38、29、40及び41を制御する。金属
線26は、8面積単位の透明電極エリアを一緒に形成す
る透明電極エリア42、28、44及び45を制御す
る。
4及び36を含む。金属駆動線32は、1面積単位の透
明電極エリアからなる透明電極エリア36を制御するの
に用いれる。金属線33は、2面積単位の透明電極エリ
アからなる透明電極エリア45を制御する。金属線34
は、4面積単位の透明電極エリアを一緒に構成する透明
電極エリア38、29、40及び41を制御する。金属
線26は、8面積単位の透明電極エリアを一緒に形成す
る透明電極エリア42、28、44及び45を制御す
る。
【0027】図10は、それぞれが図9の設計に従う4
つの画素(画素配列体)である。駆動線は、例えば、駆
動線32、33、34及び26のそれぞれが各画素の対
応エリアを制御するように、各画素について同じ位置に
入口及び出口となる点をもつ。
つの画素(画素配列体)である。駆動線は、例えば、駆
動線32、33、34及び26のそれぞれが各画素の対
応エリアを制御するように、各画素について同じ位置に
入口及び出口となる点をもつ。
【0028】図11には、上基板上に通常の方法で形成
され、また、従来技術で一般的であるようなアルミニウ
ムやモリブデンで通常できているデータ金属駆動線マス
ク37を示す。その後、透明電極層が上基板上に並べら
れる。透明電極は、通常、インジウム・チン・オキサイ
ド(ITO)で形成されており、図11に示されている
ような金属層の対応部分に接続されるように図12に示
されるようにパターニングが施される。
され、また、従来技術で一般的であるようなアルミニウ
ムやモリブデンで通常できているデータ金属駆動線マス
ク37を示す。その後、透明電極層が上基板上に並べら
れる。透明電極は、通常、インジウム・チン・オキサイ
ド(ITO)で形成されており、図11に示されている
ような金属層の対応部分に接続されるように図12に示
されるようにパターニングが施される。
【0029】あいにく、図12に示されるような透明電
極でおおわれているエリアのみが上下基板に生じる必要
とされる電界を有する。そのため、透明電極を有しない
上基板のエリアを通過する光は、制御されておらず、中
間的な強度をもつことになる。この光がパネルを通過す
るのを妨げるために、2μm厚のSiO2 からなる透明
絶縁層がデータ金属層と透明電極層の一面に配置され
る。この絶縁層の上部には、図13のように図案化され
た不透明金属層39が置かれる。この金属層は、透明電
極エリアの制御を受けない表示素子の部分を通り抜ける
光を遮断するように設計されている。
極でおおわれているエリアのみが上下基板に生じる必要
とされる電界を有する。そのため、透明電極を有しない
上基板のエリアを通過する光は、制御されておらず、中
間的な強度をもつことになる。この光がパネルを通過す
るのを妨げるために、2μm厚のSiO2 からなる透明
絶縁層がデータ金属層と透明電極層の一面に配置され
る。この絶縁層の上部には、図13のように図案化され
た不透明金属層39が置かれる。この金属層は、透明電
極エリアの制御を受けない表示素子の部分を通り抜ける
光を遮断するように設計されている。
【0030】再び図10を参照すると、各データ電極
(例えば32)が、すべての縦の列の画素を作動させる
のが明らかとなる。図14及び図15からわかるよう
に、コモン電極層はデータ電極層に対して実質的に垂直
に配置され、従来から知られているように横の列を基準
として形成されている。各横の列は、各画素の作動用の
透明電極に加え、各1単位の画素に電圧を供給するため
のコモン金属供給レール41を有する。図14には、1
単位の画素についてのコモン金属供給レール41が示さ
れている。また、図15は、各個別画素についての透明
電極エリア42を示す。
(例えば32)が、すべての縦の列の画素を作動させる
のが明らかとなる。図14及び図15からわかるよう
に、コモン電極層はデータ電極層に対して実質的に垂直
に配置され、従来から知られているように横の列を基準
として形成されている。各横の列は、各画素の作動用の
透明電極に加え、各1単位の画素に電圧を供給するため
のコモン金属供給レール41を有する。図14には、1
単位の画素についてのコモン金属供給レール41が示さ
れている。また、図15は、各個別画素についての透明
電極エリア42を示す。
【0031】図13に示されるような不透明金属コント
ラスト増加層(不透明金属層)の使用は、実体的かつ結
果として起こる最終画像39の薄暗さをもたらす場合が
ある。あいにく、この表示素子の製作のために選ばれた
関連する設計規則は、不透明金属コントラスト増加層3
9によって遮断されているかなりの比率の画素エリアを
もたらしている。さらに、このコントラスト増加層39
は境界部43によって1画素ごとに電気的に隔離(絶
縁)されている。もちろん、光は図11のデータ金属層
37及び図14のコモン金属層41によって遮断される
ので境界部43を通過することはできない。同様に、図
11のデータ金属層配列画素は隣接する画素から境界部
44を用いて電気的に隔離されている。図14のコモン
金属層は、2つの境界領域45及び46を用いて一列ご
とに電気的に隔離されている。
ラスト増加層(不透明金属層)の使用は、実体的かつ結
果として起こる最終画像39の薄暗さをもたらす場合が
ある。あいにく、この表示素子の製作のために選ばれた
関連する設計規則は、不透明金属コントラスト増加層3
9によって遮断されているかなりの比率の画素エリアを
もたらしている。さらに、このコントラスト増加層39
は境界部43によって1画素ごとに電気的に隔離(絶
縁)されている。もちろん、光は図11のデータ金属層
37及び図14のコモン金属層41によって遮断される
ので境界部43を通過することはできない。同様に、図
11のデータ金属層配列画素は隣接する画素から境界部
44を用いて電気的に隔離されている。図14のコモン
金属層は、2つの境界領域45及び46を用いて一列ご
とに電気的に隔離されている。
【0032】実施例2 図16には、増加したレベルの強度における空間的不一
致を減少させる特性を有する本発明の第2の実用的態様
を示す。この配列もまた4本の駆動線51乃至54を有
するため、4つのエリアを独立して駆動させる。駆動線
51は、およそ1面積単位の透明電極エリア55に接続
され、該電極エリア55を駆動させる。駆動線52は、
およそ2面積単位である透明電極エリア56を駆動させ
る。駆動線53は、約8面積単位の透明エリアを一緒に
形成している透明電極エリア59、58及び57を駆動
させる。駆動線54は、合わせて約4面積単位である透
明電極エリア60及び61を駆動させる。図17には、
すべて異なる並べ換えで駆動線を駆動したときに得られ
る16の表示可能レベルを示す。
致を減少させる特性を有する本発明の第2の実用的態様
を示す。この配列もまた4本の駆動線51乃至54を有
するため、4つのエリアを独立して駆動させる。駆動線
51は、およそ1面積単位の透明電極エリア55に接続
され、該電極エリア55を駆動させる。駆動線52は、
およそ2面積単位である透明電極エリア56を駆動させ
る。駆動線53は、約8面積単位の透明エリアを一緒に
形成している透明電極エリア59、58及び57を駆動
させる。駆動線54は、合わせて約4面積単位である透
明電極エリア60及び61を駆動させる。図17には、
すべて異なる並べ換えで駆動線を駆動したときに得られ
る16の表示可能レベルを示す。
【0033】図16及び図17の画素配列については、
多数の面に気づく。これらには、より低い画素レベルが
中心を共有する配列の画素エリアをもたないという事実
が含まれる。先に述べたように、画素を同中心に配列す
る必要性は、より高強度レベルの画素に関してより重要
である。驚くべきことに、より低レベルの点灯について
の点灯の中心点の移動はほとんどの画像に現われる実質
的な疑似輪郭を生じないことがわかった。さらに注意す
べきなのは、第8レベルの透明エリア(57、58、5
9)及び第4レベルの透明エリア(60、61)は実質
的に同じ明るさの中心をもつことに加えて、散在(点
在)させられ、あるいは混ぜ合わされているのが認めら
れる。
多数の面に気づく。これらには、より低い画素レベルが
中心を共有する配列の画素エリアをもたないという事実
が含まれる。先に述べたように、画素を同中心に配列す
る必要性は、より高強度レベルの画素に関してより重要
である。驚くべきことに、より低レベルの点灯について
の点灯の中心点の移動はほとんどの画像に現われる実質
的な疑似輪郭を生じないことがわかった。さらに注意す
べきなのは、第8レベルの透明エリア(57、58、5
9)及び第4レベルの透明エリア(60、61)は実質
的に同じ明るさの中心をもつことに加えて、散在(点
在)させられ、あるいは混ぜ合わされているのが認めら
れる。
【0034】図18は、図16の配列画素について、対
応するデータ金属層を示す。図19は、図16の配列画
素について、対応するデータ線透明電極を示す。図20
は、コモン電極層に関する金属層を示し、また、図21
は、透明コモン電極層を示す。これらの図面(図16、
図18乃至図21)は全体として画素の内部の配列を示
している。
応するデータ金属層を示す。図19は、図16の配列画
素について、対応するデータ線透明電極を示す。図20
は、コモン電極層に関する金属層を示し、また、図21
は、透明コモン電極層を示す。これらの図面(図16、
図18乃至図21)は全体として画素の内部の配列を示
している。
【0035】図22には、本実施例の1つの配列画素
(図16)に従って構成され、かつ、上層を省略した部
分をもつ部分的なパネル部(画素配列体)64を示す。
この構成は、パネル全体に必要とされる縦列数に相当す
る実際の数の縦の列を用いて一定の様式で形成された多
数の縦の画素列65からなる。さらに、そのパネルある
いは表示素子の各線について1本の割合で多数のコモン
線66が形成されている。
(図16)に従って構成され、かつ、上層を省略した部
分をもつ部分的なパネル部(画素配列体)64を示す。
この構成は、パネル全体に必要とされる縦列数に相当す
る実際の数の縦の列を用いて一定の様式で形成された多
数の縦の画素列65からなる。さらに、そのパネルある
いは表示素子の各線について1本の割合で多数のコモン
線66が形成されている。
【0036】画素データ線65とコモン線66は、どち
らも2つの導電性物質で形成されたパターンからなり、
互いに隔離されており、また両者の間に置かれる強誘電
性液晶からも隔離されている。
らも2つの導電性物質で形成されたパターンからなり、
互いに隔離されており、また両者の間に置かれる強誘電
性液晶からも隔離されている。
【0037】各画素列65は、その画素列の異なる透明
部分を駆動させるためにパネルの端部と接続された多数
の駆動線、例えば67、68、69及び70を含む。さ
らに、各コモン線66もまたパネルの端部71と接続さ
れている。
部分を駆動させるためにパネルの端部と接続された多数
の駆動線、例えば67、68、69及び70を含む。さ
らに、各コモン線66もまたパネルの端部71と接続さ
れている。
【0038】ある特定の横の画素列を特定単位の値に設
定するために、コモン線66を、低い値で駆動する一方
でその線上のすべての画素の全駆動線もまたそれらの必
要な値で駆動し、それによってさまざまな透明部分を横
切る必要とされる電界を生じさせることができる。
定するために、コモン線66を、低い値で駆動する一方
でその線上のすべての画素の全駆動線もまたそれらの必
要な値で駆動し、それによってさまざまな透明部分を横
切る必要とされる電界を生じさせることができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画素配列
体及び画素の配列方法を用いることにより、不必要な擬
似輪郭(アーティファクト)を実質的になくすことがで
き、良好な階調表示を実現することができる。
体及び画素の配列方法を用いることにより、不必要な擬
似輪郭(アーティファクト)を実質的になくすことがで
き、良好な階調表示を実現することができる。
【図1】GB−A2,2172088A号公報に示され
ている表示素子の1画素を簡略化した図である。
ている表示素子の1画素を簡略化した図である。
【図2】図1の画素を用いて、それぞれレベル7及びレ
ベル8で照らされている2つの画素を示した図である。
ベル8で照らされている2つの画素を示した図である。
【図3】本発明の説明的態様による1つの配列画素を示
す図である。
す図である。
【図4】図3の配列画素を用いて、それぞれレベル7及
びレベル8で照らされている2つの画素を示す図であ
る。
びレベル8で照らされている2つの画素を示す図であ
る。
【図5】各画素が図1の配列画素である画素配列体の一
つの例を示す図である。
つの例を示す図である。
【図6】各画素が図3の配列画素である画素配列体の一
つの例を示す図である。
つの例を示す図である。
【図7】各画素が図1の配列画素である画素配列体の他
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図8】各画素が図3の配列画素である画素配列体の他
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図9】本発明の実施例1で用いた配列画素を示す図で
ある。
ある。
【図10】本発明の実施例1で用いた2×2の画素配列
体を示す図である。
体を示す図である。
【図11】本発明の実施例1におけるデータ金属層を示
す図である。
す図である。
【図12】本発明の実施例1における透明データ電極層
を示す図である。
を示す図である。
【図13】本発明の実施例1におけるコントラスト増加
層を示す図である。
層を示す図である。
【図14】本発明の実施例1におけるコモン線金属層を
示す図である。
示す図である。
【図15】本発明の実施例1におけるコモン線透明電極
層を示す図である。
層を示す図である。
【図16】本発明の実施例2で用いた配列画素を示す図
である。
である。
【図17】本発明の実施例2で得られる多数の異なる表
示レベルを示す図である。
示レベルを示す図である。
【図18】本発明の実施例2におけるデータ金属層を示
す図である。
す図である。
【図19】本発明の実施例2における透明データ電極層
を示す図である。
を示す図である。
【図20】本発明の実施例2におけるコモン線金属層を
示す図である。
示す図である。
【図21】本発明の実施例2におけるコモン線透明電極
層を示す図である。
層を示す図である。
【図22】本発明の実施例2における部分的な画素配列
体を示す図である。
体を示す図である。
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 (72)発明者 ウイリアム クラーク ネイラー ジュニ ア アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95051、サンタクララ、キーリー ブルバ ード1000、#93
Claims (9)
- 【請求項1】 多数の画素からなり、各画素が、その画
素内で対応する一連の独立して点灯可能なエリアを用い
てそれぞれ次第に強度を増していく多数の階調照度レベ
ルを表示するように適合させられており、前記一連の点
灯可能エリアのうちの少なくともより高強度の構成要素
は各画素内で互いに散在していることを特徴とする階調
表示用画素配列体。 - 【請求項2】 前記一連の独立して点灯可能なエリアの
うちの少なくともより高強度の構成要素が不規則に間隔
を置いて並べられていることを特徴とする請求項1記載
の階調表示用画素配列体。 - 【請求項3】 前記一連の独立して点灯可能なエリアの
うちの少なくともより高強度の構成要素が、実質的に同
じ点灯中心を有することを特徴とする請求項1又は2記
載の階調表示用画素配列体。 - 【請求項4】 前記一連の独立して点灯可能なエリアの
うちのより低強度の構成要素が実質的に異なる点灯中心
を有することを特徴とする請求項3記載の階調表示用画
素配列体。 - 【請求項5】 前記一連の独立して点灯可能なエリア
が、画素内において実質的に非対称に配列されているこ
とを特徴とする請求項1記載の階調表示用画素配列体。 - 【請求項6】 各画素を次第に強度を増していく一連の
独立して点灯可能なエリアで構成し、該一連の独立して
点灯可能なエリアのうち少なくともより高強度の構成要
素を散在させることを特徴とする階調表示用画素の配列
方法。 - 【請求項7】 前記一連の独立して点灯可能なエリアの
うちの少なくともより高強度の構成要素が、実質的に同
じ点灯中心を有するように配列することを特徴とする請
求項6記載の階調表示用画素の配列方法。 - 【請求項8】 前記一連の独立して点灯可能なエリアの
うちの低強度の構成要素が実質的に異なる点灯中心を有
するように配列することを特徴とする請求項6又は7記
載の階調表示用画素の配列方法。 - 【請求項9】 前記一連の独立して点灯可能なエリア
が、画素内において実質的に非対称に配列することを特
徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の階調表示用
画素の配列方法。
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