DE69509953T2

DE69509953T2 - Dynamische Verfeinerung der Pixelstruktur in einer Anzeige

Info

Publication number: DE69509953T2
Application number: DE69509953T
Authority: DE
Inventors: Kia Silverbrook
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2015-03-14
Also published as: DE69509953D1; US5793345A; EP0673011A1; EP0673011B1; JP3191081B2; JPH08201778A

Description

Die Erfindung betrifft die Anzeige von Bildern auf einem Farbanzeigegerät wie einer Computerfarbanzeige, und insbesondere die Anzeige von Farbbildern auf einem Diskretwertrasterfarbanzeigegerät.
Die Anzeige von Bilder auf Vorrichtungen wie einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder Flüssigkristallanzeigen (LCD) ist bekannt. Hochauflösende Farb-CRT- oder LCD-Anzeigevorrichtungen des allgemeinen Gebrauchs zur Anzeige von Bildern sind in der Lage, in einer Größenordnung von 1024 Zeilen mit 1280 Bildelementen je Zeile anzuzeigen, wobei jedes Bildelement aus roten, grünen und blauen Anteilen zusammengesetzt ist, die zum Intensitätspegel dieses Bildelements auf der Oberfläche der CRT- oder LCD-Vorrichtung beitragen. Außerdem setzen allgemein verwendete Standards eine Auffrischrate der Anzeige generell oberhalb von 25 Hz und üblicherweise von 60 Hz voraus.
Normalerweise wird ein Bild auf einer speziellen Anzeige unter Verwendung des Nachleuchtens auf einem fluoriszierenden Bildschirm (CRT) oder durch Verwendung des Durchlässigkeitswechsels eines Kristallelements (LCD) ausgebildet. Der Eindruck, der durch das vom Auge empfangene Licht von dem Bildschirm entstanden ist, verbleibt für den kleinen Bruchteil einer Sekunde, nachdem die Quelle entfernt wurde. Indem dem Auge in jeder Sekunde viele Vollbilder vergegenwärtigt werden, integriert das Auge zwischen jedem Vollbild, und es wird die Illusion erzeugt, daß die Bilder in kontinuierlicher Weise angezeigt werden. Damit die Illusion der Bewegung erzeugt wird, müssen hinreichend vollständige Vollbilder während jeder Sekunde gezeigt werden, so daß das Auge kontinuierlich zwischen ihnen integriert. Es stellte sich heraus, daß diese Wirkung normalerweise durch eine Bildwiederholrate von mehr als 16 Vollbilder pro Sekunde herbeigeführt werden kann.
Die Rate von 16 Vollbildern pro Sekunde ist jedoch auf CRT-Vorrichtungen nicht schnell genug, damit die Helligkeit eines Bildes flüssig in die des Nächsten gemischt wird, wenn sich der Bildschirm zwischen den Vollbildern verdunkelt. Bei dieser Rate erscheint der Bildschirm "flackernd", falls das auf den Bildschirm geschriebene Bild kein langes "Nachleuchten" zwischen den Vollbildern aufweist. Bei gewöhnlichen CRT-Bildschrimen verbleibt das Nachleuchten normalerweise nur für eine sehr kurze Zeitdauer und verfällt sehr schnell, bevor es abermals durch das nächste anzuzeigende Vollbild geschrieben wird. Bei einer LCD-Anzeige wird dem Element eine relativ kurze Ansprechzeit zugewiesen, was auch hier die Wirkung einer CRT-Vorrichtung mit kurzem Nachleuchten simuliert. Daher erzeugen diese Vorrichtungen häufig ein Flackern, wenn sie bei einer geringen Auffrischrate verwendet werden.
Es zeigte sich, daß eine Bildwiederholrate unterhalb von 30 Vollbildern pro Sekunde allgemein nicht schnell genug zur Beseitigung des Flackerns bei den durch einen CRT-Bildschirm erzeugten Lichtpegeln ist. Ein zum Ausräumen diese Problems eingeführtes Standardverfahren ist das Verschachtelungverfahren oder Zeilensprungverfahren, wodurch verschiedene Abschnitte des Bildes auf verschachtelte Weise angezeigt werden.
Dieses Verfahren begegnet jedoch nicht einem fundamentalen Problem dahingehend, daß mit steigender Anzahl anzuzeigender Bildelemente die verfügbare Zeit zum Anzeigen jedes Bildelementes in steigendem Ausmaß begrenzt wird. Bei einem System mit einer Anzeige von 1280 (Zeilen) · 1024 Bildelemente und einer Vollbildfrequzenz von 30 Hz ist beispielsweise die Zeit zum Anzeigen eines einzelnen Bildelementes unter Vernachlässigung einer beliebigen horizontalen oder vertikalen Rücklaufzeit näherungsweise
Bildelementzeit = 1/1280 Zeilen · 1024 Bildelemente · 30 Hz = 25,4 ns
Da dies die maximal verfügbare Zeit zur Veränderung des Farbwertes eines speziellen Bildelementes ist, muß die durch jedes Bildelement angezeigte Farbe innerhalb dieser kurzen Zeit zu ändern sein, falls die Anzeige ein potentielles Eingabebild nachdrücklich wiedergeben soll, das mit der Zeit einer Veränderung unterliegt.
Dieses Intervall ist extrem kurz und, falls die Auflösung der Anzeigevorrichtung steigt, wird die Zeitdauer sogar noch wichtiger. Ein Anstieg der Auflösung auf beispielsweise 1920 Zeilen · 2560 Bildelemente würde dazu führen, daß die Zeit zur Anzeige jedes Bildelementes auf etwa 6,78 ns reduziert wird. Die Ansprechzeit von jedem Bildelement der Anzeigevorrichtung muß in der Lage sein, mit dieser verkürzten Zeit mitzuhalten.
In den letzten Jahren haben Clark und Lagerwall eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige (FLCD) mit einer hochschnellen Ansprechcharakteristik und einer Speichercharakteristik vorgeschlagen. Die US-Patentschrift 4 964 9-699 von Inoue mit dem Titel "Anzeigevorrichtung" schlägt eine ferroelektrische Flüssigkristallelementanzeigevorrichtung (FLCD) vor.
Anzeigevorrichtungen wie FLCD-Anzeigen sind normalerweise dadurch definiert, daß sie eine vorbestimmte Anzahl von Zeilen aufweisen, wobei jede Zeile wiederum aus einer vorbestimmten Anzahl von Bildelementen besteht. Zur Adressierung eines Abschnitts eines speziellen Bildelementes werden gemeinsame Horizontalleitungen und vertikale Ansteuerleitungen bereitgestellt. Der Schnittpunkt einer speziellen gemeinsamen Horizontalleitung und einer vertikalen Ansteuerleitung tritt bei einem besonderen Bildelement des Interesses auf. Zur Einstellung des besonderen Bildelementes auf einen vorbestimmten Zustand werden die entsprechenden Leitungen daher auf bekannte Art und Weise angesteuert, damit das Bildelement auf diesen Zustand eingestellt wird.
Gemäß der Offenbarung von Katakura et al. (EP 526 135 A1) kann als Erweiterung jedes Bildelement mit einer Anzahl von verschiedene Abschnitte eines Bildelementes steuernde Ansteuerleitungen versehen werden. Bei einer Farbanzeige mit den Primärfarben Rot, Grün und Blau können beispielsweise getrennte Ansteuerleitungen für die roten, grünen bzw. blauen Abschnitte eines speziellen Bildelementes verwendet werden. Zusätzlich kann jede Primärfarbe eine Anzahl von Ansteuerleitungen zur Ansteuerung einer Anzahl von Abschnitten jeder Primärfarbe eines Bildelementes aufweisen. Weiterhin kann die Fläche der Unterbildelemente innerhalb eines Bildelementes schwanken.
Damit die zur Ansteuerung jedes Bildelementes erforderliche Zeit ansteigt, ist es üblich, eine ganze Zeile von Bildelementen gleichzeitig anzusteuern. Dieser gleichzeitige Ansteuervorgang kann durch die Ansteuerung einer gemeinsamen Zeile umgesetzt werden, indem alle Ansteuerleitungen dieser speziellen Zeile gleichzeitig angesteuert werden, wodurch die zum Einstellen jedes Bildelementwertes auf eine vorbestimmte Einstellung verfügbare Zeitmenge steigt. Daher steigt die verfügbare Zeit zum Einstellen eines speziellen Bildelementes mit der Anzahl von Bildelementen in einer speziellen Zeile.
Es zeigte sich, daß unter Verwendung derartiger Technologien alle Bildelemente einer hochauflösenden FLCD-Anzeige in der Größenordnung von beispielsweise 1024 Zeilen · 1280 Bildelemente mit einer Rate von ungefähr 8-10 Hz angesteuert werden können. Wie vorstehend ausgeführt wurde, liegen die Vollbildraten für eine volle Bewegung im wesentlichen über diesem Wert. Für die für moderne Computer- und TV-Anzeigen erforderliche höhere Auflösung ist deshalb die Ansprechzeit des ferroelektrischen Elementes zur Befähigung einer hochschnellen ferroelektrischen Anzeige zum Anzeigen von Bildern bei Standardraten und Auflösungen wie bei der NTSC-Standardrate oder selbst bei Raten unterhalb dieses Standards unzureichend. Diese Problem verschärft sich selbstverständlich, wenn die Auflösung der Anzeige erhöht wird. Ein verwendbares Verfahren zur Beseitigung dieses Problems ist, lediglich diejenigen Abschnitte des Bildschirms aufzufrischen, auf denen eine Bewegung zu irgendeiner speziellen Zeit auftritt, wobei die Speichereigenschaften der Anzeige für die Abschnitte des Bildschirms verwendet werden, die nicht aufgefrischt werden.
Hinsichtlich der Speichereigenschaften der ferroelektrischen Art der Anzeige zeigte sich weiterhin, daß die Bildelemente ihren Zustand für eine beträchtliche Zeitdauer aufrechterhalten, nachdem sie in einen speziellen Zustand versetzt wurden. Obwohl diese Zeitdauer in der Praxis schwanken kann, wurden mit Anzeigen mit innerhalb einer Größenordnung von Minuten erzeugten Nachleuchtpegeln Zeitdauern bis zu mehreren Stunden gemessen.
Es sei angemerkt, daß die Erfindung nicht auf ferroelektrische Anzeigen begrenzt ist und sich auf eine beliebige Anzeigeart erstreckt, bei der die beleuchteten Bildelemente eine "Speichercharakteristik" aufweisen. Mit einer Speichercharakteristik ist gemeint, wenn ein einmal in einen bestimmten Zustand versetztes Bildelement in diesem Zustand für eine ausgedehnte Zeitdauer verweilt, oder solange, bis sie in einen anderen Zustand versetzt wird. Eine Anzeige mit einer Speichercharakteristik muß mit einer CRT-Anzeige verglichen werden, bei der jedes Bildelement der Anzeige, wenn es einmal beleuchtet wurde, einem raschen Abfall der Helligkeit unterliegt und beim nächsten Vollbild erneut beleuchtet werden muß. Für den einschlägigen Durchschnittsfachmann wird es offensichtlich sein, daß der Begriff Anzeigen mit einer Speichercharakteristik nicht nur ferroelektrische Flüssigkristallanzeigen, sondern auch bestimmte Arten der Dünnschichttranistor-Flüssigkristallanzeigen (TFT-LCD), bestimmte Arten der Plasmaanzeigen und bestimmte Arten der Leuchtanzeigen umfassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein erhöhtes Auflösungsvermögen für eine Diskretwertanzeige bei gleichzeitiger Beibehaltung eines akzeptablen Niveaus der Auffrischgeschwindigkeit anzugeben.
Daher offenbart die Erfindung eine Diskretwertanzeige einer Bewegungserfassungseinrichtung, die bestimmen kann, wenn eine Bewegung in den Bildelementen eines Bildes oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, einer Vielzahl von Bildelementen mit jeweils einer Vielzahl von Unterbildelementbereichen die durch eine entsprechende Ansteuerleitung angesteuert werden, und eine Vielzahl von gemeinsamen Leitungen und gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Anzeige für eine Betriebsweise in zumindest zwei Bildelementauffrischungszuständen unter Beinhaltung von: einem Bewegungsauffrischungszustand, wobei eine Vielzahl der gemeinsamen Leitungen des Bildelements in Übereinstimmung angesteuert werden können; und einem Verfeinerungsauffrischungszustand, wobei die gemeinsamen Leitungen des Bildelements unabhängig voneinander angesteuert werden können, wobei die gemeinsamen Leitungen mit unterschiedlichen Unterbildelementflächen des Bildelements verbunden sind; wobei die Steuereinrichtung auf die Bewegungserfassungseinrichung reagiert, indem die Anzeige in dem Bewegungsauffrischungszustand betrieben wird, wenn die Bewegung der Bildelemente einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, oder in dem Verfeinerungsauffrischungszustand betrieben wird, wenn die Bewegung der Bildelemente unter einem zweiten vorbestimmten Wert liegt.
Die Erfindung offenbart weiterhin ein Verfahren zum Auffrischen einer Diskretwertanzeige, die Anzeige ist versehen mit einer Bewegungserfassungseinrichtung, die bestimmen kann, ob die Bewegung in den Bildelementen oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, einer Vielzahl von Bildelementen (1, 70), wobei jedes Bildelement eine Vielzahl von Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) aufweist, und eine Vielzahl gemeinsamer Leitungen, wobei die gemeinsamen Leitungen mit unterschiedlichen Unterbildelementflächen des Bildelements (u. a. 71-73) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Einnehmen eines Bewegungsauffrischungszustands, wenn die Bewegung in den Bildelementen eines Eingabebildes in Überschreitung einer ersten vorbestimmten Minimalbewegung erfaßt wird, und das übereinstimmende Ansteuern einer Vielzahl der gemeinsamen Leitungen (u. a. 71-73) entsprechend den Bildelementen (70) aufweist, und das Verfahren weiterhin das Einnehmen eines Verfeinerungsauffrischungszustands, wenn eine geringere Bewegung als eine zweite vorbestimmte Minimalbewegung erfaßt wird, und das Auffrischen der Bildelemente (1, 70) durch unabhängiges Ansteuern der gemeinsamen Leitungen (u. a. 71-73) aufweist.
Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Bildelemententwurfes des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen ersten Satz von in der Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels anzusteuernde Unterbildelemente.
Fig. 3 zeigt einen zweiten Satz von in der Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart des ersten Ausführungsbeispiels anzusteuernde Unterbildelemente.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 1 eines einzelnen Bildelementes.
Fig. 5 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für ein rotes Bildelement.
Fig. 6 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für ein grünes Bildelement.
Fig. 7 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für ein blaues Bildelement.
Fig. 8 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für die Kontrastanreicherung.
Fig. 9 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für die Datenmetallisierung.
Fig. 10 zeigt eine bei der Ausbildung der transparenten Datenwertelektrodenschicht des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für die transparente Datenwertelektrode.
Fig. 11 zeigt eine bei dem Aufbau der Schicht für die gemeinsame Wertmetallisierung gemäß dem Bildelemententwurf nach Fig. 1 verwendete Maske für die gemeinsame Wertmetallisierung.
Fig. 12 zeigt eine bei der Herstellung des Bildelemententwurfes gemäß Fig. 1 verwendete Maske für die gemeinsame Elektrode.
Fig. 13 zeigt eine in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaute regelmäßige Anordnung von Bildelementen.
Fig. 14 zeigt ein in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgebautes einzelnes Bildelement.
Fig. 15 zeigt die für die roten Abschnitte eines Bildelementes verfügbare Anzahl möglicher Werte.
Fig. 16 zeigt die mit der Bildelementanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels verfügbare Anzahl von Grünwerten.
Fig. 17 zeigt die mit der Bildelementanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels verfügbare Anzahl von Blauwerten.
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus der Farbfilterschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 19 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der Farbfilterschicht verwendeten Farbfiltermaske.
Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus der Datenwertmetallisierungsschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 21 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der Datenmetallisierungsschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Datenwertmetallisierungsmaske.
Fig. 22 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus der Ausbildung der Datenwertdielektrikaschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 23 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der Datenwertdielektrikaschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Datenwertdielektrikabildelementmaske.
Fig. 24 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus der transparenten Datenwertelektrodenschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 25 zeigt eine Draufsicht der bei der Ausbildung der transparenten Datenwertelektrodenschicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten transparenten Datenwertelektrodenmaske.
Fig. 26 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus der Datenwertoberflächenschichten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 27 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der Schicht für die gemeinsame Wertmetallisierung verwendeten Maske für die gemeinsame Wertmetallisierung.
Fig. 28 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der gemeinsamen Dielektrikaschicht gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Gemeinwertdielektrikamaske.
Fig. 29 zeigt eine Draufsicht der bei dem Aufbau der transparenten gemeinsamen Elektrodenschicht gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendeten Gemeinwertelektrodenmaske.
Fig. 30 zeigt eine Schnittansicht eines Bildelementes entlang der Linie A-A aus Fig. 10.
Fig. 31 zeigt die grafische Darstellung der Apertur eines in Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgebauten Farbfeldes in Abhängigkeit von der Feldgröße.
Obwohl das bevorzugte und andere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Verwendung der Technologie für eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige beschrieben werden, wird es für den einschlägigen Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, daß die Erfindung nicht hierauf begrenzt ist und vollständig auf andere Arten der Anzeige mit einer Speichercharakteristik ausgedehnt werden kann, bei denen eine Erhöhung der Geschwindigkeit erwünscht ist, mit der Auffrischungen für diese Anzeige auftreten.
In Fig. 1 ist ein Bildelemententwurf 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dieser Entwurf beinhaltet acht Ansteuerleitungen 2-9 für jedes Bildelement. Diese Ansteuerleitungen sind im Verhältnis von drei Ansteuerleitungen für Rot, drei Ansteuerleitungen für Grün und zwei Ansteuerleitungen für Blau geteilt. Jede Primärfarbe ist in eine Anzahl von Unterbildelementbereiche unterteilt. Diese Unterbildelemente bilden vorzugsweise ein binäres Verhältnis bei ihrer Flächenhelle aus, und die Anzahl der jeder Primärfarbe zugewiesenen Ansteuerleitungen wird vorzugsweise in Übereinstimmung mit dieser Flächenhelle der Farben im wesentlichen gewichtet. Zur Diskussion des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird angenommen, daß die Flächenhelle eines Unterbildelementbereichs proportional zu seiner Beleuchtungsfläche ist. Jede Ansteuerleitung steuert vorzugsweise einen oder mehr Bereiche oder Bildelementabschnitte des Bildes, wobei die Bildelementabschnitte einzelnen im wesentlichen zumindest in vertikaler Richtung optisch ausbalancierten Ansteuerleitungen entsprechen. Optisches Ausbalancieren wird als Begriff zur Beschreibung für den Vorgang zur Sicherstellung verwendet, daß das Beleuchtungszentrum bei jedem Beleuchtungsausgabepegel im wesentlichen konstant bleibt. Bei dem Bildelemententwurf gemäß Fig. 1 wurde der Versuch unternommen sicherzustellen, daß diejenigen Abschnitte des bei irgendeinem speziellen Pegel beleuchteten Bildelementes ein ausbalanciertes Beleuchtungszentrum in vertikaler Richtung um den Mittelpunkt des Bildelementes aufweisen. Wie nachfolgend ersichtlich ist, werden beispielsweise die beiden Bildelementbereiche 10 und 12 stets gemeinsam beleuchtet, wodurch sie im Mittelpunkt dieser beiden Bereiche ein Beleuchtungszentrum aufweisen.
Ein höheres Ausmaß an Steuerung der individuellen Bildelemente wird durch die Bereitstellung von zwei gemeinsamen Leitungen für jedes Bildelement erzielt. Dies bewirkt eine Erhöhung der Anzahl unabhängig steuerbarer Beleuchtungsunterbildelementbereiche um den Faktor zwei und bei diesem Beispiel von 8 bis 16.
Normalerweise würde eine Verdopplung der Anzahl gemeinsamer Leitungen die Auffrischungsrate des Feldes aufgrund des Bedürfnisses, die gestiegene Anzahl gemeinsamer Leitungen anzusteuern, halbieren. Unter Verwendung eines dynamischen Verfeinerungsvorgangs wird jedoch die gleiche Auffrischungsgeschwindigkeit mit einem Anfangsverlust an Qualität aufrechterhalten, die sofort wiederhergestellt wird, sobald die Bewegung im Bild unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes reduziert wird.
Bei dem bevorzugten Bildelemententwurf wird jede Datenansteuerleitung 2-9 zur Steuerung von zwei unterschiedlichen Beleuchtungsunterbildelementbereichen verwendet.
Die Datenansteuerleitungen 2, 3 und 4 werden bei der Ansteuerung der roten Abschnitte eines Bildelementes verwendet, die Datenansteuerleitungen 5, 6 und 7 steuern die grünen Abschnitte an und die Datenansteuerleitungen 8 und 9 steuern die blauen Abschnitte eines Bildelementes an.
Die erste Ansteuerleitung 2 wird zur Steuerung der Unterbildelementbereiche 10, 11, 12 und 13 verwendet, wobei die Abschnitte 10, 11 und 12 durch eine erste gemeinsame Leitung aktiviert werden und Abschnitt 13 durch eine zweite gemeinsame Leitung aktiviert wird. Die zweite Ansteuerleitung 3 wird zur Steuerung der Bildelementabschnitte 14, 15 und 16 verwendet, wobei der Abschnitt 14 durch eine gemeinsame Leitung aktiviert wird und die Abschnitte 15 und 16 durch die anderen gemeinsame Leitung aktiviert werden.
Die dritte Ansteuerleitung 4 ist zur Steuerung der Bildelementabschnitte 17 und 18 angeschlossen, wobei jeder Abschnitt durch eine unterschiedliche gemeinsame Leitung aktiviert wird.
Die vierte Ansteuerleitung 5 ist zur Steuerung der Bildelementabschnitte 19, 20, 21 und 22 angeschlossen, wobei die Abschnitte 19, 21 und 22 durch eine gemeinsame Leitung aktiviert werden und der Abschnitt 20 durch eine unterschiedliche gemeinsame Leitung aktiviert wird.
Die fünfte Ansteuerleitung 6 ist zur Steuerung der Bildelementabschnitte 23, 24 und 25 angeschlossen, wobei Abschnitt 25 durch eine gemeinsame Leitung aktiviert wird und die Abschnitte 23 und 24 durch eine unterschiedliche gemeinsame Leitung aktiviert wird.
Die sechste Ansteuerleitung 7 ist zur Steuerung der Bildelementabschnitte 26 und 27 angeschlossen, wobei jeder Abschnitt durch eine unterschiedliche gemeinsame Leitung aktiviert wird.
Die siebte Ansteuerleitung 8 ist zur Steuerung der Bildelementabschnitte 28, 29, 30 und 31 angeschlossen, wobei die Abschnitte 28 und 29 an eine gemeinsame Leitung angeschlossen sind und die Abschnitte 30 und 31 an die andere gemeinsame Leitung angeschlossen sind.
Die achte Ansteuerleitung 9 ist schließlich zur Steuerung der Bildelementabschnitte 32, 33 und 34 angeschlossen, wobei die Abschnitte 32 und 34 an eine gemeinsame Leitung angeschlossen sind und Abschnitt 33 an die andere gemeinsame Leitung angeschlossen ist.
Es ist ersichtlich, daß jede Ansteuerleitung für die Steuerung von zwei Unterbildelementbereichen mit der gleichen Farbe verantwortlich ist, dabei ist die erste die durch die erste gemeinsame Leitung aktivierte und die zweite ist die durch die zweite gemeinsame Leitung gesteuerte. Vorzugsweise ist jede der unabhängig ansteuerbaren Bereiche binär gewichtet, wobei bei diesem Beispiel die grünen Ansteuerleitungen in 6 Unterbildelementbereiche unterteilt sind. Diese Bereiche sind im Verhältnis von 32 : 16 : 8 : 4 : 2 : 1 gewichtet.
Die erste grüne Ansteuerleitung 5 kann beispielsweise einen ersten Unterbildelementbereich mit 19, 21 und 22 und einen zweiten Unterbildelementbereich 20 ansteuern, welche Flächen im Verhältnis von 16 : 2 aufweisen. Die zweite grüne Ansteuerleitung 6 kann einen ersten Unterbildelementbereich 25 und einen zweiten Unterbildelementbereich mit 23 und 24 ansteuern, welche Flächen im Verhältnis von 32 : 4 aufweisen. Die dritte grüne Ansteuerleitung 7 kann einen ersten Unterbildelementbereich 26 und einen zweiten Unterbildelementbereich 27 ansteuern, welche Flächen im Verhältnis von 8 : 1 aufweisen. Das gleiche System wird bei dem roten Abschnitt des Bildelementes verwendet, der ebenfalls drei Ansteuerleitungen aufweist.
Der blaue Abschnitt des Feldes weist lediglich zwei Ansteuerleitungen 8 und 9 auf. Die erste blaue Ansteuerleitung 8 wird zur Ansteuerung eines ersten Unterbildelementbereiches mit 28 und 29 und eines zweiten Unterbildelementbereiches 30, 31 verwendet. Diese beiden Unterbildelementbereiche sind jeweils in einem Verhältnis von 32 : 8 proportioniert. Die zweite blaue Ansteuerleitung 9 steuert einen ersten Unterbildelementbereich mit den Flächen 32 und 34 und einen zweiten Unterbildelementbereich mit der Fläche 33. Diese beiden Unterbildelementbereiche sind jeweils im Verhältnis von 16 : 4 proportioniert.
Der Vorgang der dynamischen Verfeinerung umfaßt die Ansteuerung einer die Bildelemente 1 beinhaltenden Anzeige in drei Betriebsarten, einer Bewegungsauffrischungsbetriebsart, einer Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart und einer Hintergrundauffrischungsbetriebsart.

Bewegungsauffrischungsbetriebsart

Wenn bei dem in die Anzeige eingegebenen Bild eine Bewegung auftritt, wird ein Bewegungsauffrischungszustand eingenommen. Bei diesem Zustand werden die beiden gemeinsamen Leitungen einer speziellen Leitung der Anzeige gleichzeitig angesteuert. Demzufolge kann das Feld bei der vollen Auffrischungsgeschwindigkeit arbeiten, bei der es arbeiten würde, wenn die Anzahl gemeinsamer Leitungen halbiert wäre. Wenn das Feld in dieser Betriebsart arbeitet, weist es die Charakteristik einer binären Wichtung von 36 : 18 : 9 Bildelementen für die roten und grünen Primärfarben und einer binären Wichtung von 40 : 20 Bildelementen für die blaue Primärfarbe auf. Daher werden bei der Bewegungsauffrischungsbetriebsart 8 Werte für Rot und Grün bereitgestellt und 4 Werte für Blau bereitgestellt.

Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart

Sobald der Umfang einer erfaßten Bewegung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, wird eine Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart eingenommen. Bei dieser Betriebsart werden die beiden gemeinsamen Leitungen für jedes während der Bewegungsauffrischungsbetriebsart aufgefrischte Bildelement unabhängig angesteuert, wodurch im wesentlichen die von jeder Primärfarbe produzierbare Anzahl von Werten erhöht wird. Die roten und grünen Unterbildelementbereiche mit ihren 32 : 16 : 8 : 4 : 2 : 1- gewichteten Bereichen können beispielsweise jeweils 64 einzelne Werte produzieren und die blauen Bildelementunterbereichen mit ihrer Wichtung von 32 : 16 : 8 : 4 können beispielsweise 16 verschiedene mögliche Werte produzieren.
Dies kann den Fig. 2 und 3 entnommen werden, wobei Fig. 2 die Hauptbildelemente zeigt, die unter Verwendung einer ersten gemeinsamen Leitung bei der Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart angesteuert werden, und Fig. 3 die bei der Verfeinerungsauffrischungsbetriebsart unter Verwendung der zweiten gemeinsamen Leitung anzusteuernden Verfeinerungsbildelemente zeigt.

Hintergrundauffrischung

Sobald die Bewegung auf dem Bildschirm endet, kann das Feld kontinuierlich voll aufgefrischt werden, bis erneut eine Bewegung bei der Eingabe erfaßt wird, indem alle gemeinsamen Leitungen individuell in einer vorbestimmten Abfolge angesteuert werden. Dies bewirkt eine Wiederherstellung des Feldes, so daß es den Zustand der Eingabedaten wiedergibt.

Herstellung

Nachstehend wird eine Art der Herstellung einer Anzeige mit einer Bildelementanordnung 1 beschrieben. Die bei dem Anzeigeaufbau verwendeten Herstellungsvorgänge sind den beim Aufbau oder der Herstellung von VLSI-Schaltungsvorrichtungen verwendeten sehr ähnlich, und es wird eine Vertrautheit mit dem Aufbau derartiger Vorrichtungen angenommen.
In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein einzelnes Bildelement eines FLCD-Feldes 40 entlang der Linie A-A aus Fig. 1 gezeigt. Der Aufbau einer FLCD-Anzeige startet mit den beiden Glassubstraten 42 und 43. Der Aufbau des oberen Glassubstrates 42 kann zuerst durch Abscheidung einer Farbfilterschicht vonstatten gehen, die ein rotes Farbfilter 45, ein grünes Farbfilter 46 und ein blaues Farbfilter 47 aufweist.

Farbfilter

Nachdem die Oberfläche des Substrats 42 sorgfältig gesäubert wurde, kann ein (nicht gezeigter) Aluminiumchelathaftvermittler aufgebracht werden, damit die saubere Anhaftung an das Glas nachfolgender Schichten sichergestellt wird. Dann wird ein Schleuderbeschichtungsvorgang verwendet, mit dem eine 1,5 um-Schicht aus einem photoempfindlichen Polyamid aufgebracht wird, das einen Primärfarbenfarbstoff enthält, der zunächst Rot sein wird. Zur Entfernung von Lösungsmittelresten wird das Polyamid für ungefähr 10 min bei 80ºC vorgebacken.
Das photoempfindliche Polyamid wird dann unter Verwendung einer Bildelementmaske gemäß Fig. 5 mit der Apertur 49 belichtet, entsprechend der zu belichtenden Fläche des roten Farbfilters 45. Die Polyamidschicht wird danach entwickelt, wobei die roten Farbfilterabschnitte 45 jedes Bildelementes auf dem Substrat 42 verbleiben. Der erste Farbfilterabschnitt wird anschließend zur Ausbildung einer stabilen Struktur nachgebacken, bevor der Ablauf für das grüne Filter 46 und das blaue Filter 47 mit geeigneten Masken wiederholt wird, wie es in Fig. 6 bzw. Fig. 7 gezeigt ist, wobei die Apertur geeignet verschoben und neu bemessen wird.

Kontrastanreicherungsschicht

Sobald die Farbfilterschicht ausgebildet wurde, ist die nächste auszubildende Schicht eine Kontrastanreicherungsschicht 50. Diese Schicht wurde durch die Abscheidung einer 0,5 um-Schicht aus Molybdän ausgebildet, die anschließend unter Verwendung einer Kontrastanreicherungsbildelementmaske gemäß Fig. 8 geätzt wird, wobei undurchsichtige Abschnitte wie beispielsweise 50 verbleiben.
Als Folge der leitenden Beschaffenheit der Kontrastanreicherungsschicht ist es erforderlich sicherzustellen, daß diese sauber von den nachfolgenden Schichten isoliert ist. Das kann durch die CVD-Abscheidung einer 2 um-Schicht aus SiO&sub2; 51 unter Verwendung von Standardtechnologien erreicht werden.

Datenwertmetallisierungsschicht

Der nächste aufzubauende Abschnitt der Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise die Datenwertmetallisierungsschicht 2-9. Die Abscheidung dieser Metallisierungsschicht erfolgt unmittelbar über der Schicht aus SiO&sub2;.
Bei dem Aufbau von Vorrichtungen unter Verwendung von Metallschichten wurde die Verwendung von Molybdän (Mo) zur Ausbildung der relevanten Schaltungsanrodnung bevorzugt. Molybdän wird aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften für die Strukturierung und die Planartechnik bevorzugt. Aluminium stellt ebenfalls einen möglichen Anwärter zur Verwendung bei der Strukturierung der Metallisierungsschicht dar. Der Widerstand von Aluminium beträgt bei 25ºC 0,027 uΩm, wohingegen der Widerstand von Molybdän bei 25ºC bei 0,0547 uΩm liegt.
Daher ist eine leitende Schicht aus Aluminium annähernd doppelt so leitend wie eine aus Molybdän. Die Ausbildung von Hügeln oder Spitzen bei Aluminium als Folge des Abbaus einer Verspannung während einer differentiellen thermischen Ausdehnung von Aluminium stellt jedoch, im Vergleich zu anderen bei der Erstellung der Anzeige verwendeten Werkstoffen, ein ernstes Problem bei herkömmlichen Arten von Anzeigen dar, welche derzeit die Verwendung von Aluminium vermeiden.
Die Abscheidung einer Metallschicht ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Halbleiterschaltungsherstellung gut bekannt und es wird nachstehend ein Ablaufbeispiel für eine derartige Abscheidung beschrieben. Eine 0,3 um-Schicht aus einer Aluminium- und 0,5% Kupfer- Legierung (AlCu) wird zunächst auf die Oberfläche des Substrats gesputtert. Vorzugsweise das Aluminium wird auf eine Höhendifferenz von 0,09 mm auf der Oberfläche planarisiert. Die gesputterte Aluminiumschicht wird dann für die Photolackanhaftung durch die Schleuderbeschichtung einer Monoschicht aus Hexamethyldisilazan (HMDS) vorbereitet. Danach wird eine 1 um-Schicht aus einem positiven Photolack wie AZ1370 auf die Vorbereitungsschicht aufgeschleudert. Daraufhin wird der Photolack für 3 min bei 90ºC unter Verwendung eines Infrarotofens vorgebacken. Anschließend wird der Photolack unter Verwendung der
Datenwertmetallisierungsmaske gemäß Fig. 9 belichtet, welche einfache vertikale Streifen entsprechend den etlichen Bereichen der Datenwertschicht aufweist. Der Photolack wird mit der Metallisierungsmaske bei 35 MJ/cm² belichtet.
Der Photolack kann danach für 50 s bei 23ºC in einer 25%igen wäßrigen Lösung A2-351 und 40%igen wäßrigen Lösung A2-311 entwickelt werden. Daraufhin kann eine Entwicklungsprüfung stattfinden, bevor der Lack abgezogen wird und jegliche Felder außerhalb der Toleranz entweder verworfen oder nachbearbeitet werden. Der Photolack kann dann bei 150ºC nachgebacken werden, bevor das gesputterte Aluminium in einer gerührten Lösung aus 80% Phosphorsäure, 5% Salpetersäure, 5% Essigsäure und 10% Wasser bei 40ºC für 2 min naßgeätzt wird.
Schließlich wird der übrige Photolack unter Verwendung eines geringen phenolorganischen Strippers (Lösung zum Abziehen des Lacks) wie dem Shipley "Remover 1112A" abgezogen, wobei die Datenwertmetallisierungsschicht 2-9 auf dem Substrat 42 verbleibt.

Transparente Datenwertelektrodenschicht

Die nächste auszubildende Schicht ist die transparente Datenwertelektrodenschicht 11, 14, 17, 21, 25, 26, 33. Diese Schicht wird durch Abscheidung einer transparenten Elektrode wie Indiumzinnoxid (ITO) auf dem Substrat 42 ausgebildet.
Der Ausbildungsvorgang beinhaltet das Sputtern von Indium und Zinn in einer Sauerstoffatmosphäre zur anfänglichen Ausbildung einer 0,07 um-Schicht aus ITO. Diese Schicht aus ITO wird anschließend abermals durch Schleuderbeschichtung einer Monoschicht aus HMDS vorbereitet. Auf dieser Schicht wird eine 1 um-Schicht aus einem positiven Photolack wie AZ1370 geschleudert. Der Photolack kann dann zur Entfernung von Lösungsmitteln für ungefähr 3 min bei 90ºC unter Verwendung eines Infrarotofens vorgebacken werden.
Der Photolack wird danach mit der Datenwertelektrodenmaske gemäß Fig. 10 bei einer Energie von ungefähr 35 MJ/cm² belichtet. Der Photolack wird für 50 s bei 23ºC in einer 25%igen wäßrigen Lösung A2-351 und einer 40%igen wäßrigen Lösung AZ311 entwickelt. Nun wird der Photolack bei 120ºC nachgebacken. Das ITO wird anschließend naßgeätzt und der verbleibende Photolack unter Verwendung eines geringen phenolorganischen Strippers wie dem Shipley "Remover 1112A" abgezogen, wobei die transparente Datenwertelektrodenschicht mit der Datenmetallisierungsschicht elektrisch verbunden bleibt.

Oberflächenschichten

Die nächste aufzubringende Schicht ist eine Oberflächenschutzschicht 54. Diese Schicht kann das Sputtern von 0,1 um eines Tantalpentoxidisolators, das Aufbringen von 0,1 um eines Siliziumtitanoxids und das Aufschleudern von 0,02 um eines Polyamids beinhalten, welches dann nachgebacken und deren Oberfläche poliert wird, damit die Flüssigkristallmoleküle sauber ausgerichtet werden.

Unteres Glassubstrat

Nachdem die Oberfläche des unteren Substrates 43 sorgfältig gesäubert wurde, werden die gemeinsame Metallschicht 55, die gemeinsame transparente Elektrodenschicht 56 und die Oberflächenschutzschicht 57 in ähnlicher Weise entworfen, wie es für die entsprechenden Datenwertschichten aufgezeigt wurde, wobei die Maske für die gemeinsame Metallisierung in Fig. 11 gezeigt ist und die Maske für die gemeinsame Elektrode in Fig. 12 gezeigt ist.

Abschließender Zusammenbau

Der abschließende Zusammenbau des FLCD-Feldes 40 erfordert die Plazierung der kugelförmigen Abstandskörper 58 aus Silizium zwischen den Feldern. Diese können auf das Datenwertsubstrat bis zu einer Dichte von annähernd 100 kugelförmigen Körpern pro Quadratmillimeter aufgesrüht werden. Auf ähnliche Weise werden die Hafttröpfchen 59 auf das gemeinsame Substrat gesprüht. Ein (nicht gezeigter) Eckenverbindungskleber kann dann an den Rand des Feldes aufgebracht werden, bevor sie miteinander verbunden und mit Flüssigkristallen gefüllt werden.
Das Vorstehende beschreibt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bildelemententwurfes. Die tatsächliche Endgestalt eines speziellen Bildelementes wird von der beim Aufbau der Bildelemente verwendeten besonderen Anzeigentechnologie abhängen. Das erste Ausführungsbeispiel wurde hinsichtlich einer ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigenart beschreiben, wobei die Anzeige einer Kontrastanreicherungsschicht beinhaltet. Der Entwurf der Bildelementanordnung war weiterhin derart, daß zwei gemeinsame Leitungen verwendet wurden, und drei Datenleitungen für jede der roten und grünen Abschnitte der Anzeige sowie zwei Datenleitungen für den blauen Abschnitt jedes Bildelementes verwendet wurde.

Zweites Ausführungsbeispiel

Gemäß Fig. 13 wird ein Abschnitt eines Bildelemententwurfs einer Flüssigkristallvorrichtung 70 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Flüssigkristallanzeige 70 ist für die hochauflösende Anzeige von Vollfarbbildern entworfen und beinhaltet eine wesentliche Anzahl gemeinsamer Leitungen und entsprechender gemeinsamer transparenter Elektroden 68, die auf einem ersten Substrat entworfen werden. Die gemeinsamen Leitungen sind Elektroden, die im wesentlichen senkrecht zu einer großen Anzahl von Datenansteuerungsleitungen und transparenten Datenelektroden 69 verlegt sind, welche auf einem zweiten Substrat in einer nachfolgend beschriebenen Weise ausgebildet sind.
Übliche Größen für hochauflösende Computeranzeigen beinhalten Anzeigen mit 1024 einzelnen Bildelementzeilen, von denen jede in 1280 einzelne Bildelementspalten unterteilt ist, wobei ein Satz Leitungen auf einem ersten Glassubstrat ausgebildet ist und der andere Satz Ansteuerleitungen auf einem zweiten Glassubstrat ausgebildet ist. Am Schnittpunkt dieser Zeilen und Spalten sind durch den Kasten 70 angedeutete Bildelemente ausgebildet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jedes Bildelement der Anzeige mehr als eine Ansteuerleitung und mehr als eine damit verbundene gemeinsame Leitung auf.
Insbesondere weist gemäß der Fig. 14, die den Entwurf eines einzelnen Bildelementes 70 zeigt, jedes Bildelement 70 drei gemeinsame Ansteuerleitungen 71, 72, 73 auf, wobei die äußeren beiden gemeinsamen Ansteuerleitungen 71, 73 optional an der Kante der Anzeige miteinander elektrisch verbunden sind. Auf ähnliche Weise weist jedes Bildelement viele Datenleitungen auf, die in rote Datenansteuerleitungen 75, 76, grüne Datenansteuerleitungen 79, 80 und blaue Datenansteuerleitungen 77, 78 unterteilt sind.
Die Datenansteuerleitungen werden für jede Farbe symmetrisch behandelt und demzufolge nur die Betriebsweise der roten Datenansteuerleitungen 75, 76 nachstehend beschrieben. Die roten Datenansteuerleitungen 75, 76 steuern die transparenten Elektrodenbereiche 82-87. Die erste rote Datenansteuerleitung 35 steuert die transparenten Elektrodenbereiche 82, 84, 86 und die zweite Datenansteuerleitung steuert die Bereiche 83, 85 und 87.
Vorzugsweise bildet jeder transparente Elektrodenbereich 82-87, der unabhängig angesteuert werden kann, einen binären Bereichszusammenhang mit anderen Bereichen aus. Der Bereich 84 entspricht beispielsweise einer Quadrateinheit, der Bereich 85 zwei Quadrateinheiten, die Bereiche 82 und 86 bilden zusammen einen Bereich von vier Quadrateinheiten aus und die Bereiche 83 und 87 bilden einen Bereich von acht Quadrateinheiten aus. Daher können bei der Ansteuerung von Kombinationen aus den, Ansteuerleitungen und den gemeinsamen Leitungen unter Beachtung der Tatsache, daß die äußeren Ansteuerleitungen 71 und 72 vorzugsweise miteinander elektrisch verbunden sind, 16 mögliche Werte für jede Primärfarbe des Bildelementes 70 oder 16³ = 4096 verschiedene Farben pro Bildelement 30 erzielt werden. Selbstverständlich können durch die Ausbildung eines derartigen binären Zusammenhangs bei den Beleuchtungsbereichen wesentlich mehr Werte erzielt werden, als wenn die Bereiche alle die gleiche Größe aufweisen würden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 sind die 16 möglichen Werte für die rote Primärfarbe des Bildelementes 70 gezeigt. Auf ähnliche Weise zeigen die Fig. 16 und 17 die 16 möglichen Werte für die grüne Primärfarbe bzw. die blaue Primärfarbe. In Verbindung ist daher jedes Bildelement des bevorzugten Ausführungsbeispiels in der Lage, 4096 verschiedene mögliche Farben anzuzeigen.
Wie man einer Untersuchung der gemäß den Fig. 15 bis 17 hergestellten Strukturen entnehmen kann, verbleibt das optische Zentrum oder das Zentrum der Beleuchtung für jede Primärfarbe im wesentlichen an der gleichen Stelle, wenn die Intensität der Primärfarbe von Wert zu Wert erhöht wird. Die Notwendigkeit, die Bewegung des optischen Zentrums der Beleuchtung der Bildelementintensität mit steigender Intensität zu minimieren, ist ein wichtige Betrachtung bei der Beseitigung unerwünschter Artefakte bei auf einer FLCD-Vorrichtung angezeigten Bildern, und es wurden in erster Linie aus diesem Grunde die beiden äußeren gemeinsamen Leitungen bereitgestellt.
Wie vorstehend bereits erörtert wurde, wurde der optische Zentrierungsvorgang jedoch leicht in horizontaler Richtung entspannt.
Die gemeinsamen Leitungen 71, 72 können optional miteinander an der Ecke der Vorrichtung unter Verwendung einer Vielzahl von Verfahren miteinander verbunden werden. Das zu bevorzugende Verfahren ist, die logische Schaltungsanordnung und die etlichen für die verschalteten Ansteuerleitungen erforderlichen Verbindungskontaktflächen zu verdoppeln und beide Leitungen mit dem gleichen dekodierten Signal anzusteuern. Alternativ können die Ansteuerleitungen auf einer Bandautomatikverbindungsvorrichtung (tape automated bonding - TAB) mit flexibler Druckschaltungsplatte (printed circuit board - PCB) durch Verwendung von doppelseitigen TAB-Spuren elektrisch verbunden werden.

Herstellung

Nachstehend wird die Herstellung einer ferroelektrischen Anzeige mit einem Bildelemententwurf gemäß Fig. 14 beschrieben. Der Aufbau einer FLCD-Anzeige beginnt mit den zwei Glassubstraten. Unter anfänglicher Bezugnahme auf Fig. 18 wird nachstehend der Aufbau des oberen Glassubstrats 62 beschrieben.

Farbfilter

Nachdem die Oberfläche des Substrats sorgfältig gesäubert wurde, kann ein (nicht gezeigter) Aluminiumchelathaftvermittler aufgebracht werden, damit die saubere Anhaftung an das Glas nachfolgender Schichten sichergestellt wird.
Dann wird ein Schleuderbeschichtungsvorgang verwendet, mit dem eine 1,5 um-Schicht aus einem photoempfindlichen Polyamid aufgebracht wird, das einen Primärfarbenfarbstoff enthält, der zunächst Rot sein wird. Zur Entfernung von Lösungsmittelresten wird das Polyamid für ungefähr 10 min bei 80ºC vorgebacken. Das photoempfindliche Polyamid wird dann unter Verwendung einer Bildelementmaske gemäß Fig. 19 mit der Apertur 90 belichtet, entsprechend der zu belichtenden Fläche des roten Farbfilters 91. Die Polyamidschicht wird danach entwickelt, wobei die roten Farbfilterabschnitte 91 jedes Bildelementes auf dem Substrat 62 verbleiben. Der erste Farbfilterabschnitt wird anschließend zur Ausbildung einer stabilen Struktur nachgebacken, bevor der Ablauf für das grüne Filter 92 und das blaue Filter 53 mit (nicht gezeigten) geeigneten Masken wiederholt wird, deren Apertur geeignet um ein Drittel der Bildelementbreite verschoben wird.

Datenwertmetallisierungsschicht

Gemäß Fig. 20 ist der nächste Abschnitt der hergestellten Anzeigevorrichtung vorzugsweise die Datenwertmetallisierungsschicht 35-40. Die Abscheidung dieser Metallisierungsschicht erfolgt unmittelbar über den Farbfiltern und sie kann im wesentlichen unter Verwendung des gleichen, hinsichtlich der Datenwertschicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Verfahrens abgeschieden werden, jedoch mit einer Bildelementmaske gemäß Fig. 21.

Datenwertdielektrikaschicht

Fig. 22 zeigt die Datenwertdielektrikaschicht 105. Diese Schicht wird durch einen einfachen photoempfindlichen Polyamidvorgang ausgebildet. Die verwendbaren Ablaufschritte zur Ausbildung dieser Schicht beinhalten die Schleuderbeschichtung von 2 um einer photoempfindlichen transparenten Polyamidschicht.
Vorzugsweise wird eine gute Planarisierung durch die Verwendung einer Esteroligomerlösung mit 50% Harzinhalt erreicht, im Gegensatz zu dem eher üblichen PIQ-Polyamidätzverfahren.
Das Polyamid wird anschließend für 10 min bei 80ºC vorgebacken. Danach wird das Polyamid unter Verwendung der in Fig. 23 gezeigten Maske belichtet, bevor es entwickelt und nachgebacken wird, um sicherzustellen, daß die endgültige dielektrische Schicht 105 die in Fig. 22 gezeigte Gestalt annimmt.

Transparente Datenwertelektrodenschicht

Fig. 24 zeigt die transparente Datenwertelektrodenschicht, die die ersten Abschnitte 106, 107 zur Steuerung des roten Primärfarbenbereichs beinhaltet. Diese Schicht wird durch Aufbringen einer transparenten Elektrode wie ITO (Indiumzinnoxid) auf dem Substrat 62 ausgebildet.
Obwohl eine funktionale Anzeige hergestellt werden kann, indem die transparente Datenwertschicht anfänglich auf der Farbfilterschicht ausgebildet wird und die Datenwertmetallisierungsschicht auf der Oberseite der Datenwertdielektrikaschicht ausgebildet wird, beinhaltet das zweite Ausführungsbeispiel die Erzeugung der Datenwertdielektrikaschicht vor der transparenten Datenwertschicht. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß die transparente Datenwertschicht sehr nahe an dem Flüssigkristallabschnitt erzeugt wird, auf dem sie arbeitet. Daher wird das zwischen einer benachbarten transparenten Datenwertelektrode und einer entsprechenden gemeinsamen transparenten Wertelektrode erzeugte elektrische Feld wesentlich erhöht.
Die Ausbildung der Datenwertdielektrikaschicht kann im wesentlichen in Übereinstimmung mit der unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen erfolgen, wobei die Bildelementmaske gemäß Fig. 25 verwendet wird. Bezug nehmend auf Fig. 26 können nun die üblichen Oberflächenschichten aufgebracht werden. Dies beinhaltet das Sputtern von 0,1 um eines Tantalpentoxidisolators, das Aufbringen von 0,1 um eines Siliziumtitanoxids, die Schleuderbeschichtung von 0,02 um Polyamid, welches dann nachgebacken wird und die Oberfläche für eine saubere Flüssigkristallmolekülausrichtung poliert wird.
Das zweite Substrat der Anzeige wird auf die gleiche Weise entworfen wie das erste Substrat, außer daß verschiedene Masken verwendet werden und der Verteilung der Farbfilterschicht. Nachdem die Oberfläche des Substrats sorgfältig gesäubert wurde, werden mit der in Fig. 27 gezeigten Maske für die gemeinsame Metallschicht, der in Fig. 28 gezeigten Maske für die gemeinsame dielektrische Schicht und der in Fig. 29 gezeigten Maske für die gemeinsame Elektrode eine gemeinsame Metallisierungsschicht, eine gemeinsame Dielektrikaschicht, eine gemeinsame transparente Elektrodenschicht und die etlichen Oberflächenschichten entworfen.
Fig. 30 zeigt einen endgültigen Querschnitt 119 eines Bildelements der Anzeige entlang der Linie A-A aus Fig. 10. Zur besseren Verdeutlichung des bevorzugten Ausführungsbeispiels wurde der ungefähre Maßstab des Querschnitts in vertikaler Richtung vergrößert.
Dieser Querschnitt beinhaltet die oberen 62 und unteren 61 Glassubstrate wie sie vorstehend beschrieben wurden. Auf jedem Glassubstrat ist eine polarisierende Schicht 111, 112 abgeschieden, die in Abhängigkeit der erforderlichen Ansteuerungsmechanismen entweder parallele oder senkrechte Polarisationsachsen zueinander aufweisen können.
Die auf den Substraten abgeschiedenen Schichten sind zur Erzeugung eines transparenten Elektrodenabschnitts für den speziell erforderlichen transparenten Bereich entworfen, zusätzlich zu einer Zuführungseinrichtung zur Bereitstellung einer Spannungsquelle an die transparente Elektrode, so daß das erforderliche elektrische Feld zwischen dem oberen Substrat 62 und dem unteren Substrat 61 aufgebaut werden kann, und so daß das Flüssigkristall 113, welches zwischen die Substrate geschichtet ist, in seinen einschlägigen bistabilen Zustand gezwungen werden kann.
Wie vorstehend angemerkt, bezieht sich die Bistabilität auf den Einfluß des Flüssigkristall auf die Lichtpolarisation. Daher scheint Licht 114 durch das Feld mittel eines (nicht gezeigten) Hintergrundlichtes und wird durch den unteren Substratpolarisator 112 polarisiert. Danach weist es einen abhängig von dem bistabilen Zustand des Flüssigkristalls veränderten Polarisationszutsand auf, bevor es durch die zweite Polarisationsschicht 111 hindurch tritt, die in Abhängigkeit der erforderlichen Ansteuerungsanordnung ihre Polarisationsachse im rechten Winkel oder parallel zu dem unteren Substratpolarisator 112 aufweist. Deswegen wird in Abhängigkeit des Zustands des Kristalls 113, der vorzugsweise eine ferroelektrische Flüssigkristallart ist, das Licht entweder geblockt oder durch die Kombination der Polarisatoren 111, 112 und dem Flüssigkristall 113 übertragen.
Wie vorstehend angemerkt, wird der Zustand des Flüssigkristall 113 verändert, indem elektrische Felder zwischen den transparenten Elektroden der oberen und unteren Substrate aufgebaut werden. Dies erfolgt primär durch Kreuzungsabschnitte der transparenten Elektroden. Dies können beispielsweise eine obere gemeinsame transparent Elektrode 116 und eine untere transparente Datenelektrode 106, 107 sein. Diese transparenten Elektroden weisen ungefähr 0,7 um dick Indiumzinnoxid (ITO) auf, das mit einer 0,7 um metallischen Spannungszuführungsleitung verbunden ist. Die gemeinsame transparente Wertschicht 116 ist mit entsprechenden Abschnitten der gemeinsamen Metallisierungsschicht 117 verbunden, die die gemeinsamen Metallisierungsleitungen 71-73 aus Fig. 14 beinhaltet. Die transparente Daten- oder Segmentwertschicht, beispielsweise 106, 107, ist mit entsprechenden Abschnitten der Datenwertmetallisierungschicht verbunden, welche die Datenmetallisierungsleitungen 75, 76 aus Fig. 14 beinhaltet.
Die transparente gemeinsame Elektrodenschicht 116 ist von einer benachbarten gemeinsamen Metallisierungselektrode 117 mittels einer gemeinsamen Dielektrikaschicht 118 isoliert. Zusätzlich ist es notwendig, die gemeinsame transparente Schicht 116 von dem Flüssigkristall selbst zu isolieren. Diese Isolation wird durch eine 0,1 um dicke Isolationsschicht 119 aus Tantalpentoxid (Ta&sub2;O&sub5;) bereitgestellt. Dann wird eine 0,1 um-Schicht aus Siliziumtitanoxid (SiTiOX) 120 zur Ausglättung irgendwelcher Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Substrats bereitgestellt. Eine Ausrichtungsschicht 121 mit ungefähr 0,02 um Polyamid wird danach ausgebildet, wobei die Ausrichtungsschicht durch Entwurf der Polyamidschicht und anschließendes Polieren deren Oberfläche in einer Richtung mit Samt, Stoff, Papier usw. ausgebildet wird. Wie vorstehend angemerkt, werden die etlichen Schichten ebenfalls auf dem unteren Substrat 61 unter Hinzufügung der Farbfilterschicht nachgebildet.
Die beiden Substrate 62, 61 werden durch 1,5 um dicke kugelförmige Glaskörper 122 beabstandet. Diese kugelförmigen Körper sind aufgrund der Maßstabsabmessungen des Feldes verlängert gezeigt. Eine Dichte in der Größenordnung von 100 kugelförmigen Körpern pro Quadratmillimeter ist geeignet. Die Substrate werden durch Hafttröpfchen 123 zusammen gehalten, so daß das Feld zwischen den Tröpfchen 123 und den kugelförmigen Körpern 122 in einem statischen Gleichgewicht gehalten wird, wobei die Dicke des Flüssigkristalls in der Größenordnung von 1,5 um entsprechend dem Durchmesser der kugelförmigen Körper 122 liegt.

Unterbildelementabmessungen

Wie vorstehend angemerkt, erfolgt die Anzeige von Bildern normalerweise in Übereinstimmung mit vorbestimmten Standards. Ein bei Anzeigen nach CRT-Bauart verwendeter Standard zur allgemeinen Verwendung bei Computerterminals ist beispielsweise die Anzeige von Bildern mit einer Auflösung von 1280 Bildelementen bei 1024 Zeilen. Ein Bild, das hinsichtlich des vorstehend angeführten Anzeigenformats gespeichert ist, kann in einer Vielzahl von Anzeigengrößen angezeigt werden, vergleichbar mit der Tatsache, daß Fernsehanzeigen in einer Vielzahl von Anzeigengrößen auftreten und dennoch alle das gleiche Bild anzeigen. Der Unterschied liegt in der momentanen Größe jedes Bildelementes.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können verschieden große Bildelemente durch eine Veränderung des Bereiches der transparenten Elektroden erhalten werden. Mit Bezug auf Fig. 14 können die Abmessungen A, B, C und D abhängig von der gewünschten Bildelementgröße verändert werden. Die Breite der Metallisierungsleitungen wird vorzugsweise konstant bei 20 um gehalten, obwohl diese Breite von dem verwendeten Herstellungsvorgang abhängen wird. Die nachstehende Tabelle A zeigt die etlichen Größen (in Mikrometern) der Abmessungen A, B, C, D für verschieden große Anzeigen, wobei die Messung für die Anzeige entlang ihrer Diagonalen gemessen ist und die Abmessungen der einschlägigen Bildelementbereiche auf ganze Zehntel Mikrometer gerundet sind. Fig. 31 zeigt eine grafische Darstellung des entsprechenden Aperturverhältnisses der Farb-FLCD-Anzeige unter Verwendung der in Tabelle A angegebenen Daten.

Tabelle A: Abmessungen für etliche Bildelementgrößen

Die vorstehenden Ausführungen beschreiben lediglich zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise eine Anwendung auf andere Anzeigearten wäre dem Fachmann völlig gegenwärtig. Zusätzlich können dem Fachmann offensichtliche Abwandlungen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Bildelementanzeige muß beispielsweise keine Farbanzeige sein, da das System die gleiche Anwendung auf Monochromanzeigen findet. Zusätzlich ist die Erfindung, wie vorstehend bereits angemerkt, ebenfalls auf andere Anzeigearten anwendbar, bei denen es erwünscht ist, die Anzeige bei vielen Auffrischraten anzusteuern.

Claims

1. Diskretwertanzeige mit

einer Bewegungserfassungseinrichtung, die bestimmen kann, wenn eine Bewegung in den Bildelementen eines Bildes oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt,

einer Vielzahl von Bildelementen (1, 70) mit jeweils 2 einer Vielzahl von Unterbildelementbereichen (10-34), die durch eine entsprechende Ansteuerleitung angesteuert werden, und eine Vielzahl von gemeinsamen Leitungen (71- 73), und

gekennzeichnet durch

eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Anzeige für eine Betriebsweise in zumindest zwei Bildelementauffrischungszuständen unter Beinhaltung von:

einem Bewegungsauffrischungszustand, wobei eine Vielzahl der gemeinsamen Leitungen (71-73) des Bildelements in Übereinstimmung angesteuert werden können; und

einem Verfeinerungsauffrischungszustand, wobei die gemeinsamen Leitungen (71-73) des Bildelements unabhängig voneinander angesteuert werden können, wobei die gemeinsamen Leitungen mit unterschiedlichen Unterbildelementflächen des Bildelements verbunden sind;

wobei die Steuereinrichtung auf die Bewegungserfassungseinrichung reagiert, indem die Anzeige in dem Bewegungsauffrischungszustand betrieben wird, wenn die Bewegung der Bildelemente einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, oder in dem Verfeinerungsauffrischungszustand betrieben wird, wenn die Bewegung der Bildelemente unter einem zweiten vorbestimmten Wert liegt.

2. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bildelement (1, 70) eine vorbestimmte Anzahl von Primärfarbkomponenten aufweist und die Vielzahl von Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) in Ansteuerleitungen für jede Primärfarbkomponente unterteilt wird.

3. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) für jede Primärfarbkomponente mit Unterbildelementabschnitten (u. a. 82-87) verbunden sind und wobei, wenn sich die Anzeige in einem Bewegungsauffrischungszustand befindet, die Ansteuerleitungen Unterbildelementabschnitte ansteuern, deren Flächenverhältnis oder Flächenhelle ein im wesentlichen binäres Verhältnis ausbildet.

4. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich die Anzeige in dem Verfeinerungsauffrischungszustand befindet, jede der Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) und entsprechend die Vielzahl gemeinsamer Leitungen (71-73) eine Fläche oder Flächenhelle (u. a. 82-87) mit einem im wesentlichen binären Verhältnis ansteuern.

5. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) für jede Primärfarbkomponente im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Flächenhelle der Primärfarbkomponente zugewiesen sind.

6. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Unterbildelementabschnitte (u. a. 82-87) der Ansteuerleitungen im wesentlichen optisch zentriert sind.

7. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärfarbkomponenten Rot, Grün und Blau sind.

8. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige ist.

9. Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige eine Schwarzlichtanzeige ist.

10. Verfahren zum Auffrischen einer Diskretwertanzeige, die Anzeige ist versehen mit

einer Bewegungserfassungseinrichtung, die bestimmen kann, ob die Bewegung in den Bildelementen oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt,

einer Vielzahl von Bildelementen (1, 70), wobei jedes Bildelement eine Vielzahl von Ansteuerleitungen (2-9, 75-80) aufweist, und

eine Vielzahl gemeinsamer Leitungen, wobei die gemeinsamen Leitungen mit unterschiedlichen Unterbildelementflächen des Bildelements (u. a. 71-73) verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Verfahren das Einnehmen eines Bewegungsauffrischungszustands, wenn die Bewegung in den Bildelementen eines Eingabebildes in Überschreitung einer ersten vorbestimmten Minimalbewegung erfaßt wird, und das übereinstimmende Ansteuern einer Vielzahl der gemeinsamen Leitungen (u. a. 71-73) entsprechend den Bildelementen (70) aufweist, und

das Verfahren weiterhin das Einnehmen eines Verfeinerungsauffrischungszustands, wenn eine geringere Bewegung als eine zweite vorbestimmte Minimalbewegung erfaßt wird, und das Auffrischen der Bildelemente (1, 70) durch unabhängiges Ansteuern der gemeinsamen Leitungen (u. a. 71-73) aufweist.

11. Verfahren zum Auffrischen einer Diskretwertanzeige gemäß Anspruch 10, das weiterhin den Schritt der Einnahme eines Hintergrundauffrischungszustands aufweist, indem alle Bildelemente der Anzeige angesteuert werden, sobald der Auffrischvorgang abgeschlossen ist.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

die Bildelemente eine Vielzahl von unabhängig beleuchtbaren Flächen aufweisen, und

die Anzahl der unabhängig beleuchtbaren Flächen in dem Bewegungsauffrischungszustand geringer als die Anzahl unabhängig beleuchtbarer Flächen in dem Verfeinerungsauffrischungszustand ist.