JP2006267471A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに隣接する画素間において、人間の視覚に与える違和感を改善する。
【解決手段】 ＴＦＴ基板２０は、カラーフィルタ３１ａ〜３１ｃよりも表示面ＤＳ側に設けられた遮光層２５を有する。遮光層２５は、カラーフィルタ３１ａ〜３１ｃを透過したバックライト光ＢＬを部分的に遮光する。これにより、画素内の中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配が形成される。したがって、互いに隣接する画素間において輝度を漸次変化させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明はアクティブマトリクス型表示装置などの表示装置に関する。例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によりアクティブマトリクス駆動される液晶表示装置に関する。

従来、コンピュータ装置のディスプレイやテレビジョン放送受信機等の表示装置として、陰極線管(CRT) や液晶表示装置が広く用いられていたが、近年においては、液晶表示装置等のアクティブマトリクス型表示装置の利用が増加している（例えば、特許文献１を参照）。

アクティブマトリクス型液晶表示装置は、典型的には、ＴＦＴ基板と、これに対向配置されたカラーフィルタ基板と、両基板間に介在する液晶層とを有する。図１４は従来のＴＦＴ基板を模式的に示す平面図であり、図１５は図１４中のＸ−Ｘ’線断面図である。また図１６は従来のカラーフィルタ基板を模式的に示す平面図であり、図１７は図１６中のＹ−Ｙ’線断面図である。

図１４および図１５に示すように、ＴＦＴ基板には、複数の画素電極５１がマトリクス状に設けられており、これらの画素電極５１の周囲には、互いに交差する走査信号線５２とデータ信号線５３とが設けられている。また、これらの走査信号線５２とデータ信号線５３との交差部分において、画素電極５１に接続されたＴＦＴ５４が設けられている。このＴＦＴ５４のゲート電極６２には走査信号線５２が接続され、ゲート電極６２に入力される走査信号によってＴＦＴ５４が駆動制御される。また、ＴＦＴ５４のソース電極６６ａにはデータ信号線５３が接続され、ＴＦＴ５４のソース電極６６ａにデータ信号が入力される。さらに、ドレイン電極６６ｂは、ドレイン引き出し電極５５を介して上側保持容量電極５５ａに接続され、さらに層間絶縁膜６８に形成されたコンタクトホール５６を介して画素電極５１に接続されている。透明絶縁性基板６１上には保持容量配線５７が設けられている。保持容量配線５７と上側保持容量電極５５ａとがゲート絶縁膜６３を挟むことにより、保持容量素子が形成される。

図１６および図１７に示すように、カラーフィルタ基板は、透明絶縁性基板７０上に形成された赤、緑、青各色のカラーフィルタ７１ａ，７１ｂ，７１ｃと、各色のカラーフィルタ７１ａ，７１ｂ，７１ｃの間に介在する遮光層（ブラックマトリクス）７２と、対向電極７３とを有する。
特開2002-228824 号公報

図１８は液晶表示装置(LCD) および陰極管線(CRT) の画像表示における輝度変化を示す図である。これまで広く用いられてきた陰極管線(CRT) での画像表示では、画面上に電子ビームが当った瞬間だけ情報を表示し、他の期間は何も表示しない黒表示となる。また、CRT を用いた表示装置においては、画素内において電子ビームの当った部分が強く発光し、その周囲では発光が弱くなっているので、図１８中の破線で囲まれた部分に示されるように、隣接する画素との輝度変化が緩やかである。

それに対し、液晶表示装置などの一般的なアクティブマトリクス型表示装置では、走査信号線ＧＬ毎に選択され、データ信号線ＳＬを介して映像信号ＶＳが入力された画素ＰＥは、次の電圧情報（映像信号ＶＳ）が書き込まれるまでの一垂直走査期間、画素電極と画素電極に対向する対向電極との間の画素容量により、電圧情報（映像信号ＶＳ）を所定期間保持する。

このような表示装置においては、一画素内の輝度がほぼ均一であるので、図１８中の破線で囲まれた部分に示されるように、隣接する画素との輝度変化が急峻である。したがって、LCD とCRT とで輝度変化に差異が生じるので、これまでCRT を用いた表示装置に見なれた人間の視覚に対し違和感を与えてしまう。

本発明の目的は、互いに隣接する画素間において、その輝度変化を抑制することによって、人間の視覚に与える違和感を改善すること、さらには高品位な映像を提供することである。

本発明では、CRT で実施されているインパルスモードに近い表示方式を意図的に行うことで、CRT のような自然な映像を表示し、人間の視覚に与える違和感が低減された映像を実現することができる。

本発明の第１の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有しており、前記複数の画素のうち互いに隣接する画素間において輝度が漸次変化する。この表示装置によれば、互いに隣接する画素間における輝度の変化が緩やかになる。言い換えれば、一方の画素の外周部と、これに隣接する他方の画素の外周部との間で曲線状に輝度が変化する。したがって、人間の視覚に与える違和感が低減された映像を実現することができる。

なお、本明細書においては、表示の最小単位を画素と呼ぶ。カラー表示装置においては、例えば、赤、緑および青それぞれの絵素（サブピクセル）から１つの画素が構成される。しかし、便宜上、本明細書における画素は絵素の概念を包含する。例えば、一画素内の赤絵素とこれに隣接する緑絵素との間において輝度が漸次変化する場合や、一方の画素内の赤絵素と隣接する他方の画素内の赤絵素との間において輝度が漸次変化する場合が包含される。

本発明の第２の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有しており、前記複数の画素のうち少なくとも１つの画素は、中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配を有する。この表示装置によれば、画素内を光が透過する際に、中央部から周辺部へ輝度傾斜が形成されるので、互いに隣接する画素との輝度傾斜が緩やかとなり、CRT に近い特性を再現した連続性のある映像表示を実現することができる。

本発明の第３の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する。また、前記画素に対応する前記カラーフィルタの周辺部を部分的に遮光する遮光層をさらに有する。この表示装置によれば、画素に対応するカラーフィルタの外周よりも狭い範囲で部分的に遮光が行なわれるので、一画素内において、周辺部の輝度を中央部の輝度よりも低下させることができる。したがって、互いに隣接する画素との輝度傾斜が緩やかとなり、人間の視覚に違和感のないCRT に近い特性を再現し、連続性のある映像表示を実現することができる。

本発明の第４の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する。前記画素に対応する前記カラーフィルタは、中央部の膜厚よりも周辺部の膜厚の方が厚い。この表示装置によれば、画素に対応するカラーフィルタを光が透過する際に、中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配が形成されるので、互いに隣接する画素との輝度変化が緩やかとなる。

本発明の第５の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する。前記画素に対応する前記カラーフィルタは、明度の異なる材料を用いて中央部と周辺部とが形成され、前記中央部の輝度よりも前記周辺部の輝度の方が低い輝度勾配を有する。なお、中央部を形成する材料と周辺部を形成する材料は、明度（Ｙ値）が異なるが、色度（x,y ）が同等であることが好ましい。

本発明の第６の局面による表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有しており、表示面上または表示面よりも観察者側に設けられ、前記画素の輪郭をぼやかす層をさらに有する。この表示装置によれば、既存のアクティブマトリクス型表示装置に対して大きな変更を伴わずに、互いに隣接する画素との輝度変化を緩やかにすることができる。

本発明の第７の局面による表示装置は、一方向に順次配置された第１、第２および第３画素を有しており、前記第２画素は、前記第１画素と前記第３画素との平均輝度以下の輝度を有する。言い換えれば、映像信号が書き込まれる第１画素と、その周囲に配置され、映像信号が書き込まれる第３画素との間に、中間の輝度の電圧情報が書き込まれる第２画素を配置する。映像信号が書き込まれる２つの画素の間に、中間の輝度を表示する画素を配置することで、映像信号が書き込まれる複数の画素間における輝度変化を緩やかにすることができる。

本発明の第７の局面による表示装置において、前記第２画素に書き込まれる電圧情報が、前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報から抵抗分割により決定されても良い。言い換えれば、映像信号が書き込まれる２つの画素間に設けられ、中間の輝度を選択する画素に書き込まれる電圧情報は、周囲の画素に書き込まれる電圧情報から抵抗分割によって決定されても良い。

また、前記第２画素に書き込まれる電圧情報が、前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報に基づいて複数のフレームサイクルで順次変化することによって、前記第２画素が、前記第１画素と前記第３画素との平均輝度以下の輝度を表示しても良い。言い換えれば、映像信号が書き込まれる２つの画素間に設けられ、中間の輝度を選択する画素に書き込まれる電圧情報が、周囲の画素の電圧情報に基づいて数フレームごとに順次表示される。したがって、人間の視覚特性を利用することにより、中間の輝度が表示される。

さらに、本発明の第７の局面による表示装置は、前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報に基づいて前記第２画素に書き込まれる電圧情報を演算する外部回路をさらに有していても良い。言い換えれば、中間の輝度を選択する画素に書き込まれる電圧情報が、外部回路によって、周囲の画素に書き込まれる電圧情報から演算され決定される。

本発明によれば、互いに隣接する画素間において輝度が漸次変化するので、人間の視覚に与える違和感を改善することができる。したがって、CRT のような高品位な映像を実現することができる。

以下、図面を参照しながら、透過型液晶表示装置を例にして本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、同族的な構成要素を総括的に表すために、参照符号の英字を省略して、参照符号の数字のみを表記することがある。例えば、赤色のカラーフィルタ３１ａと、緑色のカラーフィルタ３１ｂと、青色のカラーフィルタ３１ｃとを総括的にカラーフィルタ３１と表記することがある。

（実施形態１）
図１は本実施形態の透過型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。液晶表示装置は、ＴＦＴ基板２０と、ＴＦＴ基板２０に対向配置されたカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板と言う）３０と、両基板２０，３０間に介在する液晶層１０と、液晶層１０を封止するシール材４０とを有する。ＣＦ基板３０は、透明絶縁性基板上に形成された赤、緑、青各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの間に介在する遮光層（ブラックマトリクス）３２と、液晶層１０側に設けられた対向透明電極（不図示）とを有する。本実施形態の液晶表示装置はマトリクス状に配列された複数の画素を有する。ＴＦＴ基板２０上に設けられた後述の画素電極１１と、ＣＦ基板３０上のカラーフィルタ７１とが重なる領域により、画素が規定される。なお、厳密には、表示すべき状態に応じて電圧が印加される領域のうち、遮光層３２の開口部に対応する領域が画素に対応することになる。

図２はＴＦＴ基板２０の一画素を拡大して示す平面図であり、図３は図２中のＡ−Ａ’線断面図である。ＴＦＴ基板２０には、複数の画素電極１１がマトリクス状に設けられている。画素電極１１の周囲には、走査信号を供給するための走査信号線１２が行方向に延びて設けられるとともに、データ信号を供給するためのデータ信号線１３が列方向に延びて設けられている。また、走査信号線１２とデータ信号線１３との交差部分には、スイッチング素子としてのＴＦＴ１４が設けられている。ＴＦＴ１４のゲート電極２２には走査信号線１２が接続され、ゲート電極に入力される走査信号によって、ＴＦＴ１４が駆動制御される。また、ＴＦＴ１４のソース電極２６ａにはデータ信号線１３が接続され、ＴＦＴ１４のソース電極２６ａにデータ信号が入力される。ドレイン電極２６ｂは、ドレイン引き出し配線１５を介して上側保持容量電極１５ａに接続され、層間絶縁膜２８に形成されたコンタクトホール１６を介して画素電極１１に接続されている。ＴＦＴ基板２０上に設けられた保持容量配線１７と上側保持容量電極１５ａとがゲート絶縁膜２３を挟むことにより、保持容量素子が形成される。

図３を参照しながら、ＴＦＴ基板２０の断面構造を説明する。ガラスやプラスチック等からなる透明絶縁性基板としてのＴＦＴ基板２０上に、走査信号線１２に接続されたゲート電極２２と、保持容量配線１７と、遮光層２５とが設けられている。走査信号線１２、ゲート電極２２、保持容量配線１７および遮光層２５は、チタン、クロム、アルミニウム、モリブデン等からなる金属膜や、それらの合金、積層膜をパターニングすることにより形成される。これらを覆うゲート絶縁膜２３は、窒化シリコンや酸化シリコン等からなる絶縁膜により形成される。その上には、ゲート電極２２と重なるように、アモルファスシリコンやポリシリコン等からなる高抵抗半導体層２４と、更にリン等の不純物がドープされたｎ⁺ アモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層とが設けられている。なお、低抵抗半導体層がソース電極２６ａおよびドレイン電極２６ｂとなる。

また、ソース電極２６ａと接続するようにデータ信号線１３が形成され、ドレイン電極２６ｂと接続するように、ドレイン引き出し配線１５とともに上側保持容量電極１５ａが形成されている。上側保持容量電極１５ａは、コンタクトホール１６を介して、画素電極１１に接続されている。

データ信号線１３、ドレイン引き出し配線１５、上側保持容量電極１５ａは、典型的には同一材料から形成され、例えばチタン、クロム、アルミニウム、モリブデン等からなる金属膜や、それらの合金、積層膜から形成される。データ信号線１３やＴＦＴ１４等を覆う層間絶縁膜３８は、例えば、アクリル樹脂、窒化シリコン、酸化シリコン等を用いて形成される。画素電極１１は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、酸化亜鉛、酸化スズ等の透明性を有する導電膜から形成される。

本実施形態に示すＴＦＴ基板２０はプラズマＣＶＤ（化学気相成長）法やフォトリソグラフィ法などの既知の方法により、またＣＦ基板３０は印刷法などの既知の方法により製造することができるので、これらの製造方法についての詳細な説明は省略する。

本実施形態に示すＴＦＴ基板２０は、カラーフィルタ３１よりも表示面ＤＳ側に設けられ、画素の周辺部を部分的に遮光する遮光層２５を有する。遮光層２５は、平面視において略正方形であり、画素の周辺部に沿ってドット状のパターンを形成している。遮光層２５は、隣接する画素との間の輝度変化が滑らになるように配置されることが望ましい。例えば、遮光層２５の配置密度が画素の中央から周辺部にかけて次第に高くなるように遮光層２５を配置する。なお、遮光層２５の形状や密度は図２に示すものに限定されない。例えば、遮光層２５の形状がスリット状であっても良い。

本実施形態に示すＴＦＴ基板２０は、画素の周辺部に遮光層２５を有するので、カラーフィルタ３１を透過したバックライト光ＢＬが画素の周辺部において部分的に遮光され、画素の周辺部が中央部（遮光層２５のない領域）に比して輝度が低くなる。しかし、遮光層２５がドットパターン状に形成されているので、画素の周辺部は、略完全に遮光されている領域（ＣＦ基板３０の遮光層３２に対応する領域）に比して輝度が高い。このように、画素の周辺部において、実質的な開口面積を低下させることで、明度（透過光量）を低下させることができる。すなわち、遮光層２５により画素の周辺部が部分的に遮光されるので、画素内の中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配が形成される。したがって、互いに隣接する画素間において輝度を漸次変化させることができる。

本実施形態では、ドットパターン状に形成された遮光層２５の大きさが略同じであるが、画素の中央により近い遮光層と画素の周辺により近い遮光層（言い換えれば画素の中央からより遠い遮光層）とで大きさが異なっていても良い。例えば、画素の中央により近い遮光層が画素の周辺により近い遮光層よりも小さくても良い。このように、ドット状の遮光層を連続的に変化させることによって、より滑らかな（より緩やかな）輝度勾配を形成することができる。

また、本実施形態では、走査信号線１２や保持容量配線１７を形成するための導電膜を用いて遮光層２５が形成されているが、遮光層２５の形成材料はこれに限定されない。例えば、データ信号線１３を形成するための導電膜を用いて遮光層２５を形成しても良い。あるいは、遮光層２５のみを形成するための専用の膜（例えば、ブラックマトリクス）を用いて遮光層２５を形成しても良い。但し、製造工程の簡略化や製造コストの低減の観点から、走査信号線１２やデータ信号線１３などをパターニング形成する際に、遮光層２５を形成することが好ましい。

（実施形態２）
実施形態１では、ＴＦＴ基板２０に遮光層２５を形成することによって、画素内で輝度勾配を形成しているが、カラーフィルタを透過する光量を画素の中央部と周辺部とで異ならせることによって、画素内で輝度勾配を形成しても良い。本実施形態では、カラーフィルタの膜厚を中央部と周辺部とで異ならせることによって、画素内で輝度勾配を形成する例について説明する。

本実施形態の液晶表示装置は、実施形態１の液晶表示装置と同様に、ＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置されたＣＦ基板３０と、両基板２０，３０間に介在する液晶層とを有する。図４は本実施形態におけるＣＦ基板３０を模式的に示す断面図である。なお、ＴＦＴ基板は、遮光層２５がないことを除いて実施形態１のＴＦＴ基板２０と同様であるので、ＴＦＴ基板の説明を省略する。

本実施形態のＣＦ基板３０は、透明絶縁性基板上に形成された赤、緑、青各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの間に介在する遮光層（ブラックマトリクス）３２と、液晶層側に設けられた対向透明電極（不図示）とを有する。画素に対応するカラーフィルタ３１、言い換えればＴＦＴ基板の画素電極と平面視において重なるカラーフィルタ３１は、画素内の中央部ＣＰと周辺部ＰＰとで膜厚が異なる。具体的には、中央部ＣＰにおける膜厚よりも周辺部ＰＰにおける膜厚の方が厚く形成されている。

カラーフィルタ３１の膜厚を中央部ＣＰと周辺部ＰＰとで異ならせる方法としては、一部の透過率が連続的もしくは段階的に変化する遮光部を有するハーフトーンマスクを用いたハーフトーン露光法が挙げられる。本実施形態に用いられるハーフトーンマスクは、ポジ型のカラーフィルタ３１を用いる場合には、画素に対応する領域の中央部から周辺部へ透過率が漸次低下する半透過部分を有する。このハーフトーンマスクを用いて露光を行なうことにより、ポジ型のカラーフィルタ３１の中央部ＣＰが周辺部ＰＰよりも溶解され易くなるので、中央部ＣＰにおける膜厚よりも周辺部ＰＰにおける膜厚の方が厚く形成される。なお、ハーフトーンマスクについては、特開2002-229040 号公報などに開示されている。

本実施形態に示すカラーフィルタ３１は、中央部ＣＰにおける膜厚よりも周辺部ＰＰにおける膜厚の方が厚く形成されているので、カラーフィルタ３１の中央部ＣＰを透過するバックライト光の光量が周辺部ＰＰを透過するバックライト光の光量よりも多くなる。言い換えれば、カラーフィルタ３１の中央部ＣＰの明度が周辺部ＰＰの明度よりも高くなる。したがって、画素に対応するカラーフィルタ３１を光が透過する際に、画素の中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配が形成されるので、互いに隣接する画素との輝度変化が緩やかとなる。

本実施形態のカラーフィルタ３１は、図４に示すように、断面視において、上面が凹状に曲線を描いているが、上面が階段状に形成されていても良い。

（実施形態３）
実施形態２では、カラーフィルタ３１の膜厚を中央部ＣＰと周辺部ＰＰとで異ならせることによって、画素内で輝度勾配を形成しているが、本実施形態では、中央部と周辺部とで明度の異なる材料を用いることによって、画素内で輝度勾配を形成する例について説明する。

図５は本実施形態におけるＣＦ基板を模式的に示す平面図である。図５に示すＣＦ基板は、ＴＦＴ基板の走査信号線やデータ信号線に対応する領域に遮光層（ブラックマトリクス）３２を有するとともに、ＴＦＴ基板のＴＦＴに対応する領域にも遮光層（ブラックマトリクス）３２ａを有する。これらの遮光層３２，３２ａに平面視において囲まれたカラーフィルタ３１は、明度の異なる材料を塗り分けて形成されている。具体的には、画素に対応するカラーフィルタ３１は、明度が順次低くなる材料を用いてそれぞれ形成された複数のカラーフィルタ部分３１０，３１１，３１２，３１３から構成されるので、カラーフィルタ３１の中央部から周辺部にかけて明度が次第に低下する。したがって、カラーフィルタ３１を透過する光の輝度が中央部から周辺部にかけて次第に低下する輝度勾配が形成されるので、互いに隣接する画素との輝度変化が緩やかとなる。

本実施形態では、カラーフィルタ３１が４種のカラーフィルタ部分３１０，３１１，３１２，３１３から構成されている。しかし、カラーフィルタ３１を構成するカラーフィルタ部分の数はこれに限定されず、中央部のカラーフィルタ部分と周辺部のカラーフィルタ部分の少なくとも２種のカラーフィルタ部分からカラーフィルタ３１が構成されていれば良い。

（実施形態４）
実施形態２および３では、カラーフィルタの一般的な製造工程に対して、新たな工程を付加することにより、画素内で輝度勾配を形成しているが、本実施形態では、新たな工程を付加せずに画素内で輝度勾配を形成する例について説明する。

図６は本実施形態におけるＣＦ基板を模式的に示す平面図であり、図７は図６中のＣ−Ｃ’線断面図である。本実施形態に示すＣＦ基板３０は、透明絶縁性基板上に形成された赤、緑、青各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、各色のカラーフィルタ３１ａ，３１ｂ，３１ｃの間に介在する遮光層（ブラックマトリクス）３２，３２ａと、液晶層側に設けられた対向透明電極３３とを有する。さらに、画素の周辺部にストライプ状の遮光層（ブラックマトリクス）３２ｂを有する。

本実施形態のＣＦ基板３０は、画素の周辺部にストライプ状の遮光層３２ｂを有するので、実施形態１と同様に、中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配が形成される。したがって、互いに隣接する画素間において輝度を漸次変化させることができる。また、遮光層３２ｂは、他の遮光層３２，３２ａの形成とともに形成することができるので、新たな工程を付加する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。

本実施形態では、遮光層３２ｂがストライプ状であるが、遮光層３２ｂの形状や密度は図６に示すものに限定されない。図８は遮光層の他の態様を模式的に示す平面図である。図８に示すように、遮光層３２ｃがドット状であっても良い。

（実施形態５）
実施形態１〜４では新規なＴＦＴ基板やＣＦ基板を用いているが、本実施形態では、既存の液晶モジュールに対して、互いに隣接する画素間において輝度が漸次変化する機能を付加する例について説明する。

図９は本実施形態の透過型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。本実施形態の液晶表示装置は、既存の液晶モジュールＬＣＤと、表示面ＤＳ上に設けられ、画素の輪郭をぼやかすための拡散層ＤＬとを有する。具体的には、液晶モジュールＬＣＤの観察者側の表示面ＤＳ上であって、隣接する画素Ｐ間および画素Ｐの周辺部に重なる領域に拡散層ＤＬが形成されている。拡散層ＤＬは、ジェル状または液状の材質を隣接する画素Ｐ間および画素Ｐの周辺部に重なる領域に塗布した後、固化させることにより形成される。これにより、拡散層ＤＬの形成された領域の透過率が拡散層ＤＬの形成されていない領域の透過率よりも低下するので、画素Ｐの輪郭がぼやかされる。

言い換えれば、液晶モジュールＬＣＤを透過したバックライト光ＢＬが拡散層ＤＬにより拡散されるので、互いに隣接する画素Ｐ間の境界が不明瞭となり、画素間の輝度格差による違和感が低減された映像を実現することができる。塗布後に固化するジェル状または液状の材質としては、アクリル系紫外線硬化樹脂などが挙げられる。

本実施形態では拡散層ＤＬが液晶モジュールＬＣＤの表示面ＤＳに接して形成されているが、拡散層ＤＬは、液晶モジュールＬＣＤの表示面ＤＳに接している必要は特になく、表示面ＤＳよりも上方（観察者側）に拡散層ＤＬが配置され、拡散層ＤＬと表示面ＤＳとの間に隙間があってもよい。

また、輪郭をぼかすための拡散層ＤＬを形成するにあたり、画素Ｐの周辺部の膜厚が中央部の膜厚よりも大きくなるように、ジェル状または液状の材質の塗布量を変えて表示面ＤＳ全面に対して拡散層ＤＬを形成しても良い。これにより、液晶モジュールＬＣＤの観察者側に設けられた偏光板（不図示）を透過した光は、画素Ｐの周辺部と中央部とで透過率が異なるので、画素Ｐの輪郭がぼやかされる。

（実施形態６）
本実施形態では、映像信号が書き込まれる２つの画素間に、これら２つの画素間の輝度格差を抑えるための別の画素を設ける例について説明する。

図１０は本実施形態の液晶表示装置の画素配列を模式的に示す平面図である。本実施形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、行方向に延びる複数の走査信号線ＧＬと、列方向に延びるデータ信号線ＳＬと、マトリクス状に配列された複数の画素ＰＥとを有する。また、各画素ＰＥは行方向に隣接する３つの絵素からそれぞれ構成されている。

本実施形態の液晶表示装置は、映像信号ＶＳが書き込まれる画素Ａと行方向に隣接する画素Ｂとの間に、中間画素ＭＰを有する。中間画素ＭＰは、外部から演算信号ＯＳが入力されることにより、両画素Ａ，Ｂの平均輝度以下の輝度（典型的には両画素Ａ，Ｂの中間の輝度）を表示する。このように、互いに隣接する画素Ａ，Ｂ間に中間画素ＭＰを配置することにより、画素Ａ，Ｂ間において輝度が漸次変化するように視認される。

本実施形態では、中間画素ＭＰが行方向に隣接する画素Ａ，Ｂ間に配置されているが、列方向に隣接する画素間に配置されていても良く、あるいは斜め方向に隣接する画素間に配置されていても良い。

（実施形態７）
実施形態６では、中間画素ＭＰが外部からの演算信号ＯＳにより書き込まれているが、本実施形態では、中間画素ＭＰの周囲の画素に書き込まれる電圧情報を抵抗分割して決定する例について説明する。

図１１は本実施形態の液晶表示装置の画素配列を模式的に示す平面図である。本実施形態に示す画素はRGB の３つの絵素から構成されている。映像信号ＶＳが書き込まれる両画素Ａ，Ｂの間に配置された中間画素ＭＰには、同色の絵素に入力される映像信号ＶＳが抵抗分割されて入力される。具体的には、中間画素ＭＰ中の赤絵素には、画素Ａ中の赤絵素への電圧情報と画素Ｂ中の赤絵素への電圧情報とを抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２により抵抗分割した電圧情報が書き込まれる。同様に、中間画素ＭＰ中の緑絵素には、画素Ａ，Ｂ中の緑絵素への電圧情報を抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４により抵抗分割した電圧情報が書き込まれ、中間画素ＭＰ中の青絵素には、画素Ａ，Ｂ中の青絵素への電圧情報を抵抗Ｒ５および抵抗Ｒ６により抵抗分割した電圧情報が書き込まれる。各抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、中間画素ＭＰ中の各絵素に書き込まれる電圧情報が決定される。これにより、映像信号ＶＳが書き込まれる画素Ａ，Ｂ間の輝度変化を抑えることができる。

なお、同色の絵素への電圧情報を抵抗分割する一方の抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５と他方の抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６は、同じ抵抗値であっても良く、あるいは異なる抵抗値であっても良い。また、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５（または抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６）は絵素の色ごとに異なっていても良く、あるいは同じであっても良い。

（実施形態８）
実施形態６および７では、行方向に隣接する画素間に中間画素ＭＰが配置されているが、本実施形態では、行方向、列方向および斜め方向に隣接する絵素間に中間絵素が配置されている例、言い換えれば映像信号が書き込まれる絵素の周囲に中間絵素が配置されている例について説明する。

図１２（ａ）は各絵素ＳＰに入力される信号を示す図であり、図１２（ｂ）は中間絵素に入力される信号をフレーム毎に示す図である。図１２（ａ）には１２個の絵素が示されており、以下の説明では映像信号Ｆが入力される絵素を中心に説明する。

映像信号Ｆが書き込まれる絵素の周囲に配置された中間絵素１〜８のうち、中間絵素１〜４は、行方向および列方向に隣接する他の絵素に書き込まれた電圧情報に基づいて、書き込まれる電圧情報が決定され、２フレームごとに表示する。例えば、絵素１においては、１および３フレーム目に、映像信号Ｆが入力される絵素の半分の輝度に相当する電圧情報が書き込まれ、２および４フレーム目に、映像信号Ｅが入力される絵素の半分の輝度に相当する電圧情報が書き込まれる。

一方、中間絵素５〜８は、近接する絵素（映像信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｉ，Ｊ，Ｋがそれぞれ書き込まれる絵素）のうち４つの絵素における電圧情報の４分の１の電圧情報が１フレームごとに順次書き込まれ、表示を行う。この４フレームの表示サイクルを繰り返し行い、人間の視覚を利用することで、絵素間の輝度変化を抑える効果が得られる。

なお、１サイクルのフレーム数は４である必要はない。また、本実施形態においては、周囲８絵素の電圧情報に基づいて中間絵素の電圧情報が決定され、書き込まれているが、中間絵素の電圧情報を決定するための周囲の絵素数は８に限定されない。さらに、中間絵素に書き込まれる電圧情報は、周囲の絵素に書き込まれる電圧情報に対して２分の１や４分の１に限定されない。

図１３は中間絵素に書き込まれる電圧情報を演算する外部回路を模式的に示すブロック図である。図１３を参照しながら、外部回路の動作を簡潔に説明する。まず、入力信号として、例えば1920×1080絵素の信号が信号入力部に入力されると想定する。信号入力部は、データの開始点を検出して、フレームの開始点のデータ（フレーム同期信号）を４進カウンタに送る。また、信号入力部は、同期信号とデータをデータ変換ブロックに送る。４進カウンタは、フレームのカウントを行い、そのカウンタ値をデータ変換ブロックに送信する。本実施形態では1920×1080絵素のデータを3839×2159の絵素のデータに変換する。そのため、データ変換ブロックは、図１２（ａ）に示す絵素の２行のデータをラインメモリに保存し、参照して、図１２（ｂ）に示すようにデータを変換する。データ変換ブロックは、このように変換したデータを表示装置に送信する。

以上の処理によって、映像信号が書き込まれる絵素は明るく表示され、中間絵素は暗く表示される。中間絵素は、隣接する絵素に書き込まれるデータがフレーム毎に切り替えられて表示されるので、隣接する絵素に書き込まれるデータの平均値以下の輝度を表示する。これにより、輝度に連動して、隣接する絵素間の輝度格差を滑らかにつなぐことができ、自然な画像を得ることができる。互いに隣接する絵素間の輝度格差を緩和するために、輝度変化を滑らかにするための中間絵素を２つの絵素の間に配置しているので、動きのある映像であっても、自然な画像を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に限定されない。上記実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、上記実施形態では、透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にして説明したが、反射型や透過反射両用型の液晶表示装置であっても良い。また、上記実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴが用いられているが、ＭＩＭ(Metal Insulator Metal) などの他のアクティブ駆動素子を用いても良く、あるいは駆動素子を用いないパッシブ（マルチプレックス）駆動でも良いことは当業者に理解されるところである。

本発明の表示装置は、液晶表示装置、無機または有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイパネルなどに利用することができる。より具体的には、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance ）、パーソナルコンピュータ、薄型テレビ、医療用ディスプレイ、カーナビゲーションシステム、アミューズメント機器などに利用することができる。

実施形態１の透過型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 ＴＦＴ基板２０の一画素を拡大して示す平面図である。 図２中のＡ−Ａ’線断面図である。 実施形態２におけるＣＦ基板３０を模式的に示す断面図である。 実施形態３におけるＣＦ基板を模式的に示す平面図である。 実施形態４におけるＣＦ基板を模式的に示す平面図である。 図６中のＣ−Ｃ’線断面図である。 遮光層の他の態様を模式的に示す平面図である。 実施形態５の透過型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。 実施形態６の液晶表示装置の画素配列を模式的に示す平面図である。 実施形態７の液晶表示装置の画素配列を模式的に示す平面図である。 図１２（ａ）は各絵素ＳＰに入力される信号を示す図であり、図１２（ｂ）は中間絵素に入力される信号をフレーム毎に示す図である。 中間絵素に書き込まれる電圧情報を演算する外部回路を模式的に示すブロック図である。 従来のＴＦＴ基板を模式的に示す平面図である。 図１４中のＸ−Ｘ’線断面図である。 従来のカラーフィルタ基板を模式的に示す平面図である。 図１６中のＹ−Ｙ’線断面図である。 液晶表示装置(LCD) および陰極管線(CRT) の画像表示における輝度変化を示す図である。

符号の説明

１０ 液晶層
１１ 画素電極
１２ 走査信号線
１３ データ信号線
１４ ＴＦＴ
１５ 配線
１５ａ 上側保持容量電極
１６ コンタクトホール
１７ 保持容量配線
２０ ＴＦＴ基板
２２ ゲート電極
２３ ゲート絶縁膜
２４ 高抵抗半導体層
２５ 遮光層
２６ａ ソース電極
２６ｂ ドレイン電極
２８ 層間絶縁膜
３０ ＣＦ基板
３１ａ 赤色カラーフィルタ
３１ｂ 緑色カラーフィルタ
３１ｃ 青色カラーフィルタ
３２，３２ｂ，３２ｃ 遮光層
３３ 対向透明電極
３８ 層間絶縁膜
４０ シール材
５１ 画素電極
５２ 走査信号線
５３ データ信号線
５４ ＴＦＴ
５５ 電極
５５ａ 上側保持容量電極
５６ コンタクトホール
５７ 保持容量配線
６１ 透明絶縁性基板
６２ ゲート電極
６３ ゲート絶縁膜
６６ａ ソース電極
６６ｂ ドレイン電極
６８ 層間絶縁膜
７０ 透明絶縁性基板
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ カラーフィルタ
７３ 対向電極
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ 抵抗
３１０，３１１，３１２，３１３ カラーフィルタ部分

Claims (10)

1. マトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置であって、
   前記複数の画素のうち互いに隣接する画素間において輝度が漸次変化する表示装置。
2. マトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置であって、
   前記複数の画素のうち少なくとも１つの画素は、中央部の輝度よりも周辺部の輝度の方が低い輝度勾配を有する表示装置。
3. マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する表示装置であって、
   前記画素内における前記カラーフィルタの周辺部を部分的に遮光する遮光層をさらに有する表示装置。
4. マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する表示装置であって、
   前記画素に対応する前記カラーフィルタは、中央部の膜厚よりも周辺部の膜厚の方が厚い表示装置。
5. マトリクス状に配列された複数の画素と、前記複数の画素のそれぞれに対応するカラーフィルタとを有する表示装置であって、
   前記画素に対応する前記カラーフィルタは、明度の異なる材料を用いて中央部と周辺部とが形成され、前記中央部の輝度よりも前記周辺部の輝度の方が低い輝度勾配を有する表示装置。
6. マトリクス状に配列された複数の画素を有する表示装置であって、
   表示面上または表示面よりも観察者側に設けられ、前記画素の輪郭をぼやかす層を有する表示装置。
7. 一方向に順次配置された第１、第２および第３画素を有する表示装置であって、
   前記第２画素は、前記第１画素と前記第３画素との平均輝度以下の輝度を有する表示装置。
8. 前記第２画素に書き込まれる電圧情報は、前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報から抵抗分割により決定される請求項７に記載の表示装置。
9. 前記第２画素に書き込まれる電圧情報が、前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報に基づいて複数のフレームサイクルで順次変化することによって、前記第２画素が、前記第１画素と前記第３画素との平均輝度以下の輝度を表示する請求項７に記載の表示装置。
10. 前記第１画素および前記第３画素にそれぞれ書き込まれる電圧情報に基づいて前記第２画素に書き込まれる電圧情報を演算する外部回路をさらに有する請求項７に記載の表示装置。