用于多色分立能级显示器的平衡显示象素的方法

专利名称：用于多色分立能级显示器的平衡显示象素的方法
技术领域：
本发明涉及彩色图象显示器，特别涉及诸如等离子平板显示或液晶显示器件之类的分立能级显示器件上的彩色图象显示。
美国专利NO.5124695(Green/Thorn EMI)披露一种适合于显示灰度的单色分立能级显示器，其中每一象素由四个分开的可激励的区域组成，各区域分别按比例1∶2∶4∶8输出成比例的光强。US5124695中的图5被复制成这里的

图1。各个有罗马数字Ⅰ-Ⅳ的发光区域有许多部分，这些部分间留空隙且又集中设置，因此发光时具有相同的平均位置，使得不同的位图形只产生象素的亮度改变。而没有任何明显的位置改变。
从该US专利的图5(本说明为图1)看得很清楚，需要维持集中设置的亮度(illumino sity)区域就导致产生每个象素2区域的基本部分1，被屏幕的暗的部分充满，并形成由罗马数字Ⅰ到Ⅳ定义孔。可以清楚地看出，这些孔是被严格限定的。通常，结合为显示而设定的状态，这孔被用来发出通过显示器的强烈的白光，所述显示器具有被每个象素的各个孔限定的照亮的区域。
为获得彩色显示，一般对每种要求显示的主色，用一种滤色器，将滤色器安放在孔上。彩色显示的一种通用型式是红、绿、蓝(RGB)显示，它对于每个显示象素有单独的红、绿和蓝象素子部分。
US5124695讨论通过并列的红、绿、蓝象素产生的彩色显示，每个象素都按照单色显示用的图1配置产生的。
对给定的显示期望的亮度来说，较小的孔要采用较高强度的背景光。当然，较高强度的背景光需要更大的电能，还要发散更多热量。随高功率需求，设计用于便携式电池供电系统的液晶显示器，就有一个特殊问题，造成电池寿命较短。
US5124695还披露了由于试图驱动象素的透明电极陈列，为降低能耗起见，在显示器结构中使用金属化层。
欧洲专利申请NO.361981(Nakagawa等/sharp)披露一种用于液晶显示单色象素配置。EP A 361981主要是针对象素图形，而每个象素含有单独的二进制加权的能发光的区域。EP A 361981中图8C所示的一个实施例，在本文中复现为图2，披露了一种象素配置，其中发光中心对于每次增大的亮度能级有相当大的移动。EP A 361981的图10而本文如图3所复现的第2实施例披露了一种象素布置图形，对每种亮度能级，发光中心实际上都保持不变。EP A361981没有披露使用金属化层，而电极完全由透明材料制成。就大屏幕显示器来说，由于透明电极电阻率高，需要驱动长的透明电极，这使得所制得的显示器不可能工作。就较大的显示器件来说，为了将驱动显示所需电压降到最小，就需要利用一种与透明电极连接的不透明金属导体。
另外，EP A361981中披露的象素配置，在各个电极间留下相当大的间隙，该处发光状态是不确定的。最后，EP A361981只与单色显示器仅与有关，也没有披露任何推广到全彩色显示器的说明。
高品质彩色显示器的结构要求在极洁净的条件下，以严格的方式产生大量的象素图形。因此，这种器件结构往往需要昂贵的先进的半导体工艺技术，而且只是这些技术中的一个出错就可使显示器不能用。
由于各个象素都是要被复现的，也许重复几百万次，因而单个象素的设计十分重要。一方面，随着每一个额外的分别控制区就需要分别控制电路，并且各种程度不同的附加复杂性增大失效的可能性，有必要保证使每个象素尽可能简单。另一方面，很关键的是减少或消除在显示图象中的不希望有的假象(artifact)，因这些缺陷能容易通过观测者查出。一种假象的形式是通过象素的发光光学上的中心移动而产生，US5124695中公开的发明就是针对此问题的。
在大型显示器的结构中要考虑的另一个矛盾因素是，给定的每个象素有预定尺寸，用于不透明布线或其他控制电路的间隔越大，则能用于象素，就是相当于发光的那些部分的区域总面积越小。例如，在液晶型显示器中，希望能把对应于发光的透明电极区域增到最大，而以对应于传输信号用来控制透明区域的通常不透明的驱动电路的所用间隔减到最小为条件。
本发明的目的在于提供一种改进的全色显示型式，实质上把任何总的象素发光光心的移动降到最小，同时提供一种改进的上述因素的折衷方案。
根据本发明的第1方案，在于提供一种具有象素图形的分立能级彩色象素显示，一个象素图形包括多个象素，而每个象素具有多个发光的基色子区，每个子区还包括多个发光域，所说发光域可调整成发光状态或非发光状态，其中(a)基色子区基本上沿第1方向从象素一侧延伸到另一侧，但沿基本上垂直于第1方向的第2方向只限于所说象素的范围;
(b)将发光域配置成为亮度中心能以可改变的光强发光，该中心相对应于沿第1方向的移动实质上是稳定的，而所说的亮度中心的任何移动，在第2方向上的移动实质上都受到约束。
根据本发明的第2方案，在于提供一种具有象素图形的分立能级彩色象素显示，一个象素图形包括多个象素，而每个象素具有多个发光的基色子区，每个子区还包括多个发光域，所说发光域可调整到发光状态或非发光状态，其中(a)基色子区基本上沿第1方向从象素的一侧延伸到另一侧，但沿基本上垂直于第1方向的第2方向只限于所说象素的范围;
(b)将发光域配置成为实质上稳定的亮度中心能以可改变的光强发光，其中，沿所说第1方向的任何基色子区亮度中心与相邻接的象素的亮度中心之间的距离实质上等于沿所说第2方向的所说基色子区亮度中心与相邻接的象素的相应的基色子区亮度中心之间的距离。
根据本发明的第3方案，在于提供一种具有象素图形的分立能级彩色象素显示，一个象素图形包括多个象素，而每个象素具有多个发光的基色子区，每个子区还包括多个发光域，所说发光域可调整到发光状态或非发光状态，其中(a)基色子区基本上沿第1方向从象素的一侧延伸到另一侧，但沿基本上垂直于第1方向的第2方向只限于所说象素的范围;
(b)将发光域配置成为实质上稳定的亮度中心能以可改变的光强发光，而其中使任一基色子区的亮度中心与任一相邻接的象素的相应基色子区的亮度中心间的距离增到最大。
现在参照附图，说明本发明的优选实施例，其中图1再现US5124695说明的象素配置;
图2是再现可与EP A361981说明的第1象素配置同等的各能级;
图3是再现可与EP A361981说明的第1象素配置同等的各能级;
图4是说明现有技术提供的单个全色象素配置;
图5是说明一个图4象素的6×2阵列;
图6是说明根据本发明形成的单个象素;
图7说明一个图6象素的3×4阵列;
图8说明一种铁电液晶器件的工作示意透视图;
图9说明一个优选实施例的象素阵列;
图10说明由该优选实施例构成的单个象素;
图11说明可用于一个象素红色部分的可能的能级数;
图12说明可用于优选实施例的象素配置的绿色能级数;以及图13说明可用于优选实施例的象素配置的蓝色能级数;
图14是优选实施例的滤色器层结构剖面图;
图15是用于滤色器层结构的滤色掩模平面图;
图16是优选实施例的数据层面金属层的剖面图;
图17是数据金属层结构用的数据层面金属掩模的平面图;
图18是优选实施例的数据层面介质层的形成结构剖面图;
图19是数据能级电介质层结构用的数据能级电介质象素掩模的平面图;
图20是优选实施例的数据能级透明电极层结构的剖面图;
图21是形成数据能级透明电极层用的数据能级透明电极掩模的平面图;
图22是优选实施例的数据层面的表面层结构剖面图;
图23是公共能级金属层结构用的公共能级金属掩模的平面图;
图24是优选实施例的共用介质能级结构用的共用能级介质掩模的平面图;
图25是优选实施例的共用透明电极能级结构用的共用能级电极掩模的平面图;
图26是穿过图10线A-A的象素剖面图;
图27说明根据本优选实施例构成的彩色屏幕孔与该屏板尺寸的关系曲线;
图28说明根据另一个实施例构成的单个象素。
必须保持发光光心的研究已惊奇地揭示了这种要求主要因相干效应的结果而造成。这种相干效应可能发生在给定象素呈现的发光与其周围近邻呈现的发光之间。人眼对象素位置的明显变化很灵敏，一般此敏感度尤其与二个象素与其相邻各象素有关的全体发光位置以及缓慢度化的象素彩色区相关。
现在参照图4，它表示出一种根据US5124695构成全色显示的象素6的简图。为显示一种预定的颜色，各红色3、绿色4和蓝色5子象素部分都要发光。遗憾的是，随着这些子象素部分的色强度改变，也会使总的发光光心改变。例如，对显示主要为红色来说，发光光心实际上在红色子象素1附近，而对显示蓝色为主，则发光光心实际上在蓝色子象素3附近。应注意的是，由于如下会说清楚的理由，这是以假定每个基色子象素部分3、4、5的发光光心实际上都位于各设计区域的中心为条件的。
现在参照图5，它表示出一种根据图4提供的象素构成各象素的彩色象素7的6×2阵列简图。现在考虑对每个发光能级的中心不正确的情况，举例来说，考察一个红色子象素8，可以看出此象素布置为非对称，使具有不同的红色发光能级在水平方向的红色子象素8的光心移动受显示器下一列各象素中的相应红色子象素11干扰很小。显而，红色子象素8的光心移动与上述行中的相应红色子象素10会产生显著的相干效应，因为它们紧靠着，结果，在行方向，红色子象素8的光心移动受其近邻11造成极小的相干效应，而在垂直方向的光心移动则受其近邻9和10会造成明显的相干效应。这意味着，在这种配置中在水平方向需要保持光学上平衡的象素的条件可以宽松，由于放松了此条件，就导致其他条件，诸如布线方法、象素设计或孔比率等的改进。
另外，参照图6，所示为第1种改进了的象素配置13。此配置中，垂直尺寸相对于水平尺寸被拉长，而整个象素占用的实际总面积仍保持不变。通过拉长垂长尺寸，将把垂直方向上的光象素的发光中心的距离拉大，这是以缩小水平方向光心距离为代价的。
现在参照图7，所示为3×4象素的阵列14，而每个象素都按图6构造。现在红色子象素15的光心较接近同一行但为下一列的红色子象素16的光心。此外，红色子象素15的光心离红色子象素17的光心更远。细长象素结构造成的缩短行方向光心间的距离为代价，将列方向发光光心距离拉大处。然而，由于阵列14包括全色象素，红色子象素15与该行相邻的象素16之间的距离仍然是重要的。
本优选的使相邻子象素的光心之间最小距离增到最大的象素配置，在减小因光心一点点移动造成图象上的不希望有的假象是十分重要的。通过把提出的每个子象素部分，例如12的发光光心与共相邻那个光心拉开距离，就可以部分放宽对全面光学上平衡的子象素的要求，而不会导致与非光学上平衡的象素配置有关的混乱的假象。
因此，在第1实施例中，使保证子象素发光光心保持不变的要求条件放松。现在将说明有关铁电液晶显示的本发明第1实施例，但应注意，本发明不限于此，也可适用于其他型式的分立能级显示器，诸如反铁电液晶显示器、等离子屏板显示器或电发光显示器等。
现在参照图8，所示为铁电液晶显示器件(FLCD)20的基本工作原理，此FLCD包括一对电极板(通常由涂以透明型电极的玻璃基片组成)21和22以及安装在其间且垂直于电极板的具有分子层23的铁电液晶层。该铁电液晶设为手片层列C相(Chiral smectic phase)或H相，并且厚度上分布得足够薄(例如0.5-5μ)，以便释放出手征层列相所内在的螺旋结构。
当上下两基片21、22之间加上超过一定阈值的电场E(或-E)时，就使液晶分子23按电场定向。液晶分子具有拉长的形状，长轴与短轴之间呈现折射的各向异性。所以，如果把铁电液晶器件20夹在固定于玻璃基片21、22的一对交叉极化器(未示出)之间，就可提供一种液晶光调制器件。
当加上超过某一阈值的电场24时，使液晶分子23定向于第1极化定向状态25。另外，当加反相电场(-E)时，则使液晶分子23定向于第2极化定向状态26。此定向状态只要所加反向电场不超过某一阈值，还能保持不变。
现在参照图9，所示为按照优选实施例的液晶器件20的象素布置部分。该液晶显示器20，设计用作全彩色图象的高分辨显示器，它包括布置在第1基片上的很多共用线和相应的共用透明电极28。共用线是基本上垂直于以下所述方式在第2基片上形成的大量数据驱动线和数据透明电极29布置的电极的。
用于高分辨率计算机显示器的一般尺寸包含具有1624个不同的象素行，每行又分成1280不同的象素列的显示器，在第1玻璃基片上形成一组线，而在第2玻璃基片上形成的另一组驱动线，用重线框30指出的象素形成于这些行和列的交叉处。在本发明的优选实施例中，每个显示器的象素有大于1的驱动线和与其相关的大于1的共用线。
特别是，参照图10，其中所示为单个象素30的布置，每个象素30有3条共同的驱动线31、32、33，在显示器的边缘将外侧的两条共用驱动线31、32、任选地电接连在一起。同样，每个象素有许多数据线，它可分为红数据驱动线35、36，绿数据驱动线39、40和蓝数据驱动线37、38。
对称地处理每种颜色的数据驱动线，而因此，现在只说明红数据驱动线35、36的工作。此红数据驱动线35、36控制透明电极区42-47。第1红数据驱动线35控制透明电极区42、44、46和第2红数据驱动线控制区43、45和47。
最好，每个透明电极区42-47(它可各自单独被驱动)与其他区形成二进制(binary)区关系。例如，区44为1平方单位、区45为2平方单位，区42和46共同形成4平方单位区，以及区43和47形成一个8平方单位区。所以，在驱动各驱动线和共用线组合时，应记得最好将外侧驱动线31和33电连接在一起，对象素30的每种基色可达到16个可能的能级，或可达到每象素30有163＝4096种不同的颜色。当然，通过在发光区中形成这种二进制关系，实际上要比设着各区全都为相同大小可达到更多的层面。
由观察在图11到图13中形成的图形可以知道，由于基色的光强从一个能级增大到另一能级时，每个基色的发光光心或中心基本上保持在同样的位置。随光强增大，要求把象素发光的光心移动量减到最小，对除去FLCO器件上显示图案中的不希望有的假象方面是个重要的考虑，而且主要是由这个原因，如上所述，设置了两个外部共用线，已稍稍放松了在水平方向上的确定光心的处理。
用多种方法都可在器件的边缘将共用线31、33任意连接在一起。在与共用线32的选通不同的时期内，进行共用线31、33的选通。优选的连接共用线31、32的方法是加倍逻辑电路和用于互连驱动线所需的各种焊盘，且用相同的译码信号驱动两条线。或者，利用两侧的带自动焊接(TAB)连线，可将驱动线电连接在TAB的柔性印制电路板(PCB)上。
制作虽然本发明可应用到所有型式的显示器，但现在只说明具有图10象素布置的铁电显示的制造。
用于显示器结构的制造工艺设想为很类似于用到超大规模集成电路器件(VLSI)及这种器件结构密切的结构或制造。
一种FLCD显示器的结构由两个玻璃基片着手制造。先参照图14，现在将说明顶上玻璃基片22的结构。
滤色器在已彻底洗净基片表面后，可施加铝螯合物耦联剂(未示出)到玻璃基片上，以保证后继的各层能牢固附着到玻璃上。
接着，用旋涂工艺施加1.5μm厚的含基色晶片(die)，在第1种情况下应为红色的光敏聚酰亚胺层。当除去残留的溶剂，将该聚酰亚胺在80℃下预烘约10分钟。接着利用如图15所示的象素掩模给光敏聚酰亚胺进行曝光，而掩模有相应于待露出红色滤色器51区域的孔50。接着使聚酰亚胺层显影留下在基片22上的各象素的红色滤色器部分51。在用孔适当移动1/3象素宽度的适当掩模(未示出)，重复上述工艺，制作绿滤色器52和蓝滤色器53之前，要后烘此第1色滤色器，形成稳定的结构。
数据能级金属层参照图16，构成显示器件的下一部分较好地是数据能级(level)金属层35-40。此金属层的淀积直接出现在滤色器上。
在用金属层的器件结构中，最好采用钼(MO)来形成相关的电路线。优选钼是由于钼有优良的刻成图形的性能和平面化性能。
铝也是一种可选择用于金属层刻成图形之材料。铝在25℃时的电阻率为0.027μΩ，然而钼在25℃时的电阻率为0.0547μΩ。因此，由铝制作的金属导电层的导电性几乎是钼制的二倍。但是，在铝层中会形成小丘或尖峰，这是由铝的不均匀热膨胀应力释放造成的结果，比之用于显示器生产的其他材料，对现有型式的显示器往往防止使用铝，固会产生严重问题。
因两基片之间的距离为1-2μm量级，在此量级或更厚的金属层中的小丘可能造成基片分开超过次品屏板应达到的技术要求。制造的方法不可能消除小丘的形成。但是，通过把数据金属层设置在滤色器层的顶上，再用2μm平面化的介质层(待下面说明)覆盖在数据金属层上，可使小丘形成的影响大大减轻，因为大多数小丘被介质层内部吸收。当然，极大的小丘(大于3μm)仍会造成屏板分开。
金属层的淀积方法对半导体电路制造领域的技术人员来说是众所周知的，现在将说明这种淀积的一种工艺实例。
首先，在基片表面上溅射铝和0.5%铜(ALCu)合金的0.3μm层。较好地是将铝平面化至表面高度差为0.09μm以内。随后，为光刻胶粘附打底，用旋涂法，将单层的六甲基乙硅烷(hexamethy ldisilazane[HMDS])预涂在溅射的铝层上。接着，在预涂层上旋涂1μm的正性光刻胶层，如AZ1370。然后，用红外线炉预烘此光刻胶层，在90℃下经3分钟。接着，使用图17所示的，含有与各数据金属层35-40区域对应的简单竖条的象素掩模，使光刻胶曝光。对金属掩模，以35mj/cm2光能，使光刻胶曝光。
接着，可在25%AZ-351水溶液和40%AZ-311水溶液中在23℃下，使光刻胶显影50秒。然后，在剥离树脂之前可进行显影检查，而容许之外的任何屏板则或报废或返工。在晃动的80%磷酸、5%硝酸、5%醋酸和10%水的溶液中，在40℃下，经2分钟湿法蚀刻溅射的铝层之前，要将光刻胶在150℃作后烘处理。
最后，使用低苯酚有机剥离剂，例如Shipley去除剂“1112A”，剥去残留的光刻胶，而在此基片22上留下数据层面的金属层35-40。
数据能级介质层现在参照图18，所示为数据能级(level)介质层65。此层由单纯的光敏聚酰亚胺工艺完成。可用以形成此层的工艺步骤包括旋涂厚2μm的透明的光敏聚酰亚胺层。最好，通过用含505树脂的脂类齐聚物溶剂而不用更常用的PIQ聚酰亚胺酸方法来达到良好平面化。
接着，将聚酰亚胺在80℃前烘10分钟。再使聚酰亚胺用如图9所示的掩模曝光，被显影后再后烘，以确保完成的介质层65有图18所示的形状。
数据能级透明电极层现在参照图20，所示的数据能级透明电极层包括控制红基色区的第1部分66、67。该层是通过把透明电极如ITO(铟锡氧化物)等施加在基片22上而形成。
虽然由最初在滤色层上形成的数据层面透明层和在数据层面的介质层顶上形成的数据层面金属层就可以产生实用显示器，但是，本优选的实施例却包括在数据层面透明层之前被生成的数据能级介质层。就有这样的优点，使所生成的数据层面透明层很靠近液晶部分，在其上工作。故此，在数据能级的透明电极和相应的共用层面的透明电极之间出现的电场会显著增大。
数据能级介质层的形成工艺包括在氧化气氛中溅射铟和锡，先形成0.07μmITO层。然后，再用旋涂法给此ITO层预涂HMDS单层。在此层顶上又旋涂1μm例如AZ1370等的正性光刻胶层。接着，可将光刻胶层进行前烘，以除去溶剂，所用为红外线炉，在90℃下约3分钟。
接着，在能量约35mj/cm2下，以图21所示的数据层面电极掩模，给光刻胶曝光。在25%AZ＝351水溶液和40%AZ311水溶液中，23℃下，经50秒，使光刻胶层显影。然后，在120℃对光刻胶进行后烘。随后，使用低苯酚有机剥离剂如Shipley“Remorer 1112A”剥去湿法蚀刻ITO后残存的光刻胶，留下与数据金属层连接的数据透明电极层。
参照图22，此时可加上表面层68。此表面层包括溅射0.1μm五氧化钼绝缘物、加上0.1μm氧化硅钛、旋涂0.02μm聚酰亚胺，然后进行后烘和用适当的液晶分子调整磨过的表面。
按第1基片相同的方法布置第2基片21(图8)，但所用掩模不同且加滤色层。
在彻底清洗了基片表面后，用如图23所示的共用金属掩模、如图24所示的共用介质掩模以及如图25所示的共用电极掩模，敷设共用金属层、共用介质层、共用透明电极层以及各种表面层。
现在参照图26，所示为取自图10的线A-A的完成后的显示器象素30的剖面图。为更好说明本优选实施例，垂直方向的剖面尺寸被适当放大。
该剖面包括上22和下21的玻璃基片，已如上述，每个玻璃基片上都被淀积上偏振膜71、72，此极化膜可以彼此偏振轴相平行或相垂直，视所需的驱动机理而定。
基片上淀积的各层是用于特殊要求的透明区而设置的产生透明电极部分，另外，用以传输电压源给透明电极的电源装置，使上基片22和下基片21间可产生所需的电场，且可使两基片间夹持的液晶73强制进入其相关的双稳态。
如上所述，双稳态关系到液晶对光的偏振的作用。因此，借助于背光(未示出)穿过屏板发出光74，且由下基片偏振器72被偏振化。于是，其偏振状态的改变决定于液晶73的双稳态，通过第2起偏振膜71前，光可以有垂直于或平行于下基片偏振器72的偏振轴，它决定于所要求的驱动装置。因而，取决于液晶73的状态，此液晶最好的铁电液晶型，此光会被偏振器71、72和液晶或阻断或透射。
如上所述，通过在上、下基片的透明电极之间设置电场，就可交替改变液晶73的状态。这主要是借助于透明电极的交叉部分实现的。举例说，是用上共用透明电极76和下数据透明电极66、67做到此。这些透明电极包括与0.7μm金属电压电源线连接的厚约0.7μm的氧化铟锡(ITO)。共用层面透明层76被连到相应的共用金属层7的部分，该部分包括图10的共用金属线31-33。数据或线段状层面透明层如66、67则被连到相应的数据层面金属层的部分，包括图10的数据金属线35、36。
透明共用电极层76借助于共用介质层78与相邻的共用金属电极77隔开。此外，还需要把共用透明电极与液晶本身隔开。此隔离物由五氧化二钼(Ta2O5)制作的0.1μm隔离层79来提供。随后，在该基片表面上制作0.1μm的硅钛氧化物(SiTiOx)层80使一些不平处光滑。接着，通过设置聚酰亚胺层以形成微调层来形成包括约0.02μm聚酰亚胺的微调层81，再用丝绒、布或纸等沿一个方向抛光其表面。如上所述，在下基片21还重复增加各种滤色层。
将两基片22、21用1.5μm的玻璃球82保持分开。由于屏板的比例尺寸将这些球视作细长的。球的密度的每立方毫米100个球量级为合适。基片用粘结剂小滴83固定在一起，使在液滴82和球83之间，具有1.5μm级的液晶厚度，就是球82的直径，使屏板保持静平衡。
子象素大小如上所述，通常图象的显示器要有一定标准。计算机终端通用的CRT型显示器所用的标准，是用1280象素乘1024线分辨的显示图象。就上述的显示方式来说，可使存入的图象在尺寸不同的显示器上显示，如同电视影象进入尺寸不同的显示器一样，而且还全都显示相同的图象。区别在于各象素的实际大小。
在优选的实施例中，通过改变透明电极区的面积可以实现不同大尺寸的象素。参见图10，由所要求的象素尺寸可决写改变尺度A、B、C和D。虽然金属线的宽度决定于所用的制造工艺，但此宽度最好固定在20μm。下面的表A示出用于不同尺寸显示器的各尺度A、B、C和D的各种尺寸(以微米为单位)，对显示器的尺寸度量沿其对角线测量，所示相应的象素面积的尺度最接近0.1μm。图27说明利用表A给出的数据得到的相应彩色FLCD孔比的曲线图。
表A 用于各种象素尺寸的尺度
<p>前文说明只是本发明的一个实施例。本领域技术人员都清楚，对此可能作出的各种修改都不会脱离本发明的范围。
特别是，对本领域的技术人员来说，将本发明扩展用于其他型式的分立平面显示器是显而为行的。
在上述的实施例中，每三个基色象素，亦即红、绿和蓝象素被分成六个区，使它们每一个都可以实现16个层次的显示等级。但是，本发明不限于此种结构，可以扩广到如图11-13所示来构制至少一个红、绿和蓝基色象素的结构，而其他方面是自由灵活地可将象素分成多个区也可不分。这种结构的一个具体例，其中每一个红和绿基色象素都有如图11和12那样的图形，而蓝基色象素只被分成如图28所示的三个区。
权利要求
1.一种具有象素图形的分立能级彩色象素的显示器(20)包括多个象素(30)，每个象素有多个发光的(例如42-47)的基色子区域，每个子区域还包括多个发光域(42-47)，所说的发光域可以被调到发光状态或不发光状态，其特征在于，所说的象素包括(a)所述基色子区域(例如42-47)基本上沿第1方向从象素(30)的一侧延伸到另一侧，但在基本上垂直于第1方向的第2方向上仅有一个所说象素的有限的范围；以及(b)使所述发光域(42-47)配置成能以亮度中心以可变的光强发光，而此亮度中心对在第1方向的移动基本上是稳定的，所说的亮度中心的任何移动基本上被限制于在第2方向内的移动。
2.一种具有象素图形的分立能级变色象素的显示器(20)包括多个象素(30)，每个象素有多个发光的(例如42-47)的基色子区域，每个子区域还包括多个发光域(42-47)，所说的发光域可以被调整到发光状态或不发光状态，其特征在于，所说的象素包括(a)所述基色子区域(42-47)在第1方向基本上从象素的一侧延伸到另一侧，但在基本上垂直于第1方向的第2方向上仅有一个所说象素的有限范围;以及(b)使发光域配置能以亮度中心的可变的光强发光，而此亮度中心基本上是稳定的，其中任一基色子区域(15)的亮度中心与在所说第1方向的下一邻近的象素(17)的亮度中心之间的距离基本上等于所说基色子区域的亮度中心与在所说第2方向的下一邻近的象素的相应基色子区域的亮度中心之间的距离。
3.一种具有象素图形的分立能级彩包象素的显示器(20)包括多个象素(30)，每个象素有多个发光的基色子区域(例如42-47)，每个子区域还包括多个发光域(42-47)，所说的发光域可以被调整到发光状态或不发光状态，其特征在于，所说的象素包括(a)所述基色子区域(42-47)在第1方向基本上从象素的一侧延伸到另一侧，但在基本上垂直于第1方向的第2方向上仅有一个所说象素的有限范围;(b)将发光域配置能以亮度中心以可变的光强发光，而此亮度中心基本上是稳定的，其中使任一基色子区域(15)的亮度中心与任何下一邻近的象素(17)、(16)的相应的基色子区域的亮度中心之间的距离增到最大。
4.一种确定用于分立能级显示器的象素布置图形的方法，所说显示器包括多个象素(30)，每个象素包括多个发光基色子区域，而每个发光子区域还包括多个发光域(42-47)，每个发光域可调整到发光或不发光状态，其特征在于，所说方法包括(a)确定从所说的基色子区域(15)中心计量到相应的下一邻近的象素(16、17)的基色子区域每个中心的距离;(b)确定从所说的基色子区域(15)计量到最靠近的下一个基色子区域(16)的所说距离的最小值;(c)确定一系列发光域的图形，该系列的每一种具有一个发光中心，其相对于所说最靠近下一个基色子区域(16)的相应发光层次的距离基本上保持不变，但其光学中心可在与其正交方向(如17)上移动。
5.一种用于多彩色分立能级显示器的象素图形(20)，所说的显示器包括多个象素(30)，每个象素有多个发光(15)基色子区域，每个发光基色子区域还包括多个发光域(42-47)，而每个发光域可以调整到发光的或不发光的状态，其中发光域被分成一系列发光能级，每个发光能级都有发光光心，而且其中把第1象素方向定义为从所说基色子区域(15)的光心到邻近的相应的基色子区域(16、17)的光心的最短距离，以及其中发光光心对应于所说的第1方向(17)的每一能级实际上都保持不变，而所说光心在基本上正交于所说第1方向的方向可能移动。
6.如权利要求1至5任一项权利要求的装置，其中所说多种基色包括绿色和蓝色。
全文摘要
在单色显示器件中，随发光强度增加而保持发光光心不变的重要性已众所周知。因此，任何象素配置都含有一种在要求保持发光光心不变和用以驱动显示器象素的实际需要之间进行折衷。在全色象素显示器中，由于全色象素配置和单色象素配置不同，可以部分地或基本上放宽对保持光心的要求。本发明披露一种具有放宽对保持发光光心要求的全色显示器用的象素配置(30)，此外，还披露以放宽了光心要求，构成全色象素配置的方法。
文档编号G02F1/141GK1111360SQ95102690
公开日1995年11月8日 申请日期1995年3月11日 优先权日1994年3月11日
发明者加·西尔沃布鲁克, 威廉·克拉克·内勒 申请人:澳大利亚Pty佳能信息系统研究公司