具有颜色运动模糊补偿结构的液晶显示器的制造方法
【专利摘要】本公开涉及具有颜色运动模糊补偿结构的液晶显示器。可以在显示层之间插入液晶材料层。显示层可以包括具有用于向液晶材料层的子像素部分施加电场的子像素电极的薄膜晶体管电路系统。不同颜色的子像素可以具有不同的形状并且可以具有不同的液晶层厚度。这些子像素的差异可以被配置为减慢某些颜色的子像素相对于其它子像素的切换速度，以减少当物体跨黑色或有色背景移动时的颜色运动模糊。子像素可以具有V字形状。第一颜色的子像素可以具有比第二和第三颜色的子像素更少弯曲的V字形状。在具有变化的液晶层厚度的构造中，第一颜色的子像素可以具有比第二和第三颜色的子像素更厚的液晶层。
【专利说明】具有颜色运动模糊补偿结构的液晶显示器
[0001 ] 本申请要求于2015年11月20日提交的美国专利申请N0.14/947,356、于2015年9月10日提交的美国专利申请N0.14/850，015、和于2015年3月4日提交的临时专利申请N0.62/128，453的优先权，这些专利申请的全部内容通过引用被结合于此。
技术领域
[0002]本公开一般地涉及电子设备，并且更具体地，涉及具有显示器的电子设备。
【背景技术】
[0003]电子设备通常包括显示器。例如，蜂窝电话和便携式计算机通常包括用于向用户呈现信息的显示器。
[0004]液晶显示器包含一液晶材料层。液晶显示器中的像素包含薄膜晶体管和用于向液晶材料施加电场的电极。像素中电场的强度控制液晶材料的偏振状态并由此调节像素的亮度。
[0005]液晶像素切换所用的速度可以作为施加电压的函数变化。因此，把黑色像素切换到灰色级别所需的时间量将会比把黑色像素切换到白色级别所需的时间量长。在一些情况下，可能期望在具有有色背景的屏幕上移动黑色物体。在这种类型的场景中，不同颜色的子像素可能具有不同的目标像素值，并且因此可能以不同的速度切换。这会导致当黑色物体被移动时，产生令人不愉快的颜色运动模糊效应。
[0006]因此，期望能够为电子设备提供改进的显示器，诸如具有减少的颜色运动模糊的显示器。
【发明内容】
[0007]显示器可以具有上部和下部显示层。可以在上部和下部显示层之间插入一液晶材料层。显示器可以包括上部和下部偏振器以及用于为显示层提供照明的背光。可以使用滤色器元件的阵列为显示器提供显示彩色图像的能力。滤色器元件可以包括红色、绿色和蓝色元件或不同颜色的滤色器元件。显示器可以具有像素的阵列，其中每个像素具有子像素，诸如利用红色、绿色和蓝色滤色器元件形成的红色、绿色和蓝色子像素。
[0008]显示层可以包括薄膜晶体管电路层，该薄膜晶体管电路层具有用于为每个子像素向液晶材料层施加电场的子像素电极。不同颜色的子像素可以具有不同的电极形状(例如，以不同角度定向的指状物)和/或可以具有不同的液晶层厚度。这些子像素的差异可以被配置为减慢某种颜色的子像素相对于其它子像素的切换速度，以减少当一种颜色的物体跨另一种颜色的背景移动时的颜色运动模糊。
【附图说明】
[0009]图1是根据实施例的诸如具有显示器的膝上型计算机的说明性电子设备的透视图。
[0010]图2是根据实施例的诸如具有显示器的手持电子设备的说明性电子设备的透视图。
[0011 ]图3是根据实施例的诸如具有显示器的平板计算机的说明性电子设备的透视图。
[0012]图4是根据实施例的诸如具有显示器结构的计算机显示器的说明性电子设备的透视图。
[0013]图5是根据实施例的说明性显示器的横截面侧视图。
[0014]图6是在根据实施例的显示器中的像素阵列的一部分的顶视图。
[0015]图7是示出物体对着背景的运动如何潜在地破坏沿物体的前缘和后缘的像素的颜色并且由此造成颜色运动模糊效应的示图。
[0016]图8是根据实施例示出在显示器中的红色、绿色和蓝色子像素如何可以在诸如与图7的物体的移动相关联的那些颜色转换期间具有不同的目标像素值并且由此潜在地以不同速度切换的曲线图。
[0017]图9是根据实施例的、具有说明性像素模式以减少颜色运动模糊效应的显示器的一部分的顶视图。
[0018]图10是根据实施例的、其中已经为不同类型的子像素绘出说明性归一化透视率与施加的像素电压的曲线的曲线图。
[0019]图11是根据实施例的、其中电极指具有带中心和端弯折的V字形状的一组说明性像素电极的顶视图。
[0020]图12是示出根据实施例的、在子像素中的电极如何可以具有带不同朝向角度和端弯折的指状物的不同颜色的一组说明性子像素的顶视图。
[0021]图13是示出根据实施例的、在电极中的指状物如何可以具有不同的朝向角度并且以及如何可以在显示器中的像素阵列的连续行中的正和负朝向角之间交替的不同颜色的一组说明性子像素的顶视图。
[0022]图14是根据实施例的、其中液晶层厚度对于不同颜色的子像素是不同的以减少颜色运动模糊效应的说明性显示器的横截面侧视图。
【具体实施方式】
[0023]电子设备可以包括显示器。可以使用显示器来向用户显示图像。可以具有显示器的说明性电子设备在图1、2、3和4中示出。
[0024]图1示出了电子设备10如何可以具有带上部外壳12A和下部外壳12B的膝上型计算机的形状，其中下部外壳具有诸如键盘16和触摸板18的组件。设备10可以具有允许上部外壳12A以方向22绕旋转轴24相对于下部外壳12B旋转的铰链结构20。显示器14可以安装在上部外壳12A中。有时可以被称为显不器壳体或盖子的上部外壳12A可以通过朝着下部外壳12B绕旋转轴24旋转上部外壳12A被放置到闭合位置。
[0025]图2示出了电子设备10如何可以是诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元或其它紧凑型设备的手持式设备。在设备10的这种类型的构造中，外壳12可以具有相对的前表面和后表面。显示器14可以安装在外壳12的正面上。如果期望，显示器14可以具有用于诸如按钮26的组件的开口。开口也可以在显示器14中形成，以容纳扬声器端口(参见，例如，图2的扬声器端口 28)。
[0026]图3不出了电子设备10如何可以是平板计算机。在图3的电子设备10中，外壳12可以具有相对的平坦的前表面和后表面。显示器14可以安装在外壳12的前表面上。如在图3中所示出的，显示器14可以具有开口，以容纳按钮26(作为例子)。
[0027]图4示出了电子设备10如何可以是诸如计算机显示器的显示器，或者如何可以是已被集成到计算机显示器中的计算机。利用这种类型的布置，用于设备10的外壳12可以安装在诸如支架27的支撑结构上或者支架27可以被省略(例如，把设备10安装在墙上)。显示器14可以安装在外壳12的正面上。
[0028]在图1、2、3和4中示出的用于设备10的说明性构造仅仅是说明性的。一般地，电子设备10可以是膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板计算机、蜂窝电话、媒体播放器、或其它手持式或便携式电子设备、诸如腕表设备的较小设备、挂件设备、头戴耳机或耳塞设备、或其它可穿戴或微型设备、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、诸如其中具有显示器的电子装备被安装在售货亭或汽车中的系统的嵌入式系统、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备、或其它电子装备。
[0029 ]有时被称为壳体的设备1的外壳12可以由诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料和其它基于纤维的复合材料、金属(例如，机加工铝、不锈钢、或其它金属)、其它材料、或这些材料的组合形成。设备10可以利用其中外壳12的大部分或全部是由单个结构元件(例如，机加工金属件或模制塑料件)构成的一体式构造来形成，或者可以由多个外壳结构(例如，已安装到内部框架元件或其它内部外壳结构的外部外壳结构)形成。
[0030]显示器14可以是包括触摸传感器的触摸敏感显示器或者可以是对触摸不敏感的。用于显示器14的触摸传感器可以由电容式触摸传感器电极的阵列、电阻式触摸阵列、基于声学触摸、光学触摸或基于力的触摸技术的触摸传感器结构或者其它合适的触摸传感器组件形成。
[0031]用于设备10的显示器14可以包括由液晶显示器(IXD)组件形成的像素。显示器覆盖层可以覆盖显示器14或诸如滤色器层之类的显示层的表面，或者显示器的其它部分可以被用作显示器14中的最外面的(或接近最外面的)层。最外面的显示层可以由透明玻璃板、透明塑料层或其它透明构件形成。
[0032]用于设备10的显示器14的说明性构造的横截面侧视图(例如，用于图1、图2、图3、图4的设备或者其它合适的电子设备的显示器14)在图5中示出。如在图5中所示出的，显示器14可以包括背光结构，诸如用于产生背光44的背光单元42。在操作期间，背光44向外行进(在图5的朝向中在维度Z中垂直向上)并且穿过显示层46中的显示像素结构。这照亮由显示像素产生的供用户观看的任何图像。例如，背光44可以在方向50照亮显示层46上正在被观众48观看的图像。
[0033]显示层46可以安装在诸如塑料底盘结构和/或金属底盘结构的底盘结构中，以形成用于在外壳12中安装的显示模块，或者显示层46可以直接安装在外壳12中(例如，通过将显示层46堆叠到外壳12中的凹陷部分中)。显示层46可以形成液晶显示器或者可以被用于形成其它类型的显示器。
[0034]显示层46可以包括液晶层，诸如液晶层52。液晶层52可以夹在诸如显示层58和56的显示层之间。层56和58可以插在下部偏振层60与上部偏振层54之间。
[0035]层58和56可以由诸如透明的玻璃或塑料层的透明基板层形成。层58和56可以是诸如薄膜晶体管层和/或滤色器层的层。导电迹线、滤色器元件、晶体管以及其它电路和结构可以在层58和56的基板上形成(例如，以形成薄膜晶体管层和/或滤色器层)。触摸传感器电极也可以结合到诸如层58和56的层中和/或触摸传感器电极可以在其它基板上形成。
[0036]利用一种说明性构造，层58可以是包括基于薄膜晶体管的像素电路的阵列和相关联电极(像素电极)的薄膜晶体管层，其中相关联电极用于向液晶层52施加电场并且由此在显示器14上显示图像。层56可以是包括用于为显示器14提供显示彩色图像能力的滤色器元件的阵列的滤色器层。如果期望的话，层58可以是滤色器层并且层56可以是薄膜晶体管层。也可以使用其中滤色器元件与薄膜晶体管结构在显示器14的上部和下部部分中的公共基板层上结合的构造。
[0037]在设备1中的显示器14的操作期间，可以使用控制电路系统(例如，印制电路上的一个或多个集成电路)来产生要在显示器14上显示的信息(例如，显示数据)。要显示的信息可以利用信号路径，诸如由诸如印制电路64的刚性或柔性印制电路中的导电金属迹线形成的信号路径(作为例子)，被输送到诸如电路62A或62B的显示驱动集成电路。
[0038]背光结构42可以包括诸如光导板78的光导板。光导板78可以由诸如透明玻璃或塑料的透明材料形成。在背光结构42的操作期间，诸如光源72的光源可以产生光74。光源72可以是，例如，发光二极管的阵列。
[0039]来自光源72的光74可以耦合到光导板78的边缘表面76并且由于全内反射的原理，它可以在整个光导板78的维度X和Y中分布。光导板78可以包括光散射特征，诸如坑(pits)或凸起(bumps)。光散射特征可以位于光导板78的上表面和/或相对的下表面上。光源72可以位于光导板78的左侧，如在图5中所示出的，或者可以位于沿板78的右边缘和/或板78的其它边缘。
[0040]在方向Z从光导板78向上散射的光74可以用作显不器14的背光44。向下散射的光74可以被反射器80在向上的方向反射回来。反射器80可以由反射材料形成，诸如覆盖有介电镜面薄膜涂层的塑料层。
[0041]为了增强背光结构42的背光性能，背光结构42可以包括光学膜70。光学膜70可以包括用于帮助均质化背光44并且由此减少热点的漫射层、用于增强离轴观看的补偿膜、以及用于准直背光44的亮度增强膜(有时也被称为转向膜)。光学膜70可以与背光单元42中的其它结构重叠，诸如光导板78和反射器80。例如，如果光导板78在图5的X-Y平面中具有矩形覆盖区，则光学膜70和反射器80可以具有相匹配的矩形覆盖区。如果期望的话，诸如补偿膜的膜可以被结合到显示器14的其它层(例如，偏振层)中。
[0042]如在图6中所示出的，显示器14可以包括像素90的阵列，诸如像素阵列92。像素阵列92可以利用由显示驱动电路系统产生的控制信号来控制。显示驱动电路系统可以利用一个或多个集成电路(I C)和/或薄膜晶体管或其它电路系统来实现。
[0043]在设备10的操作期间，设备10中的控制电路系统，诸如存储器电路、微处理器以及其它存储和处理电路系统，可以向显示驱动电路系统提供数据。显示驱动电路系统可以将数据转换成信号，用于控制像素阵列92的像素90。
[0044]像素阵列92可以包含像素90的行和列。像素阵列92的电路系统(S卩，用于像素90的像素电路的行和列)可以利用诸如数据线D上的数据线信号和栅极线G上的栅极线信号的信号来控制。数据线D和栅极线G是正交的。例如，数据线D可以垂直延伸并且栅极线G可以水平延伸(即，垂直于数据线D)。
[0045]像素阵列92中的像素90可以包含薄膜晶体管电路系统(例如，多晶硅晶体管电路系统、非晶娃晶体管电路系统、诸如InGaZnO晶体管电路系统的半导电氧化物晶体管电路系统、其它硅或半导电氧化物晶体管电路系统，等等)和相关联的用于跨显示器14中的液晶层52产生电场的结构。每个显示像素可以具有一个或多个薄膜晶体管。例如，每个显示像素可以具有各自的薄膜晶体管，诸如薄膜晶体管94，以控制电场到液晶层52的相应像素大小部分52’的施加。
[0046]用于形成像素90的薄膜晶体管结构可以位于诸如玻璃层的薄膜晶体管基板上。薄膜晶体管基板和在薄膜晶体管基板的表面上形成的显示像素90的结构共同形成薄膜晶体管层58(图5)。
[0047]可以使用栅极驱动电路系统在栅极线G上产生栅极信号。栅极驱动电路系统可以由薄膜晶体管层上的薄膜晶体管形成，或者可以在单独的集成电路中实现。像素阵列92中的数据线D上的数据线信号携带模拟图像数据(例如，具有表示像素亮度水平的量值的电压)。在显示器14上显示图像期间，显示驱动集成电路或其它电路系统可以从控制电路系统接收数字数据并且可以产生对应的模拟数据信号。模拟数据信号可以被解复用并且提供给数据线D。
[0048]数据线D上的数据线信号被分发到像素阵列92中的显示像素90的列。栅极线G上的栅极线信号通过相关联的栅极驱动电路系统提供给像素阵列92中的像素90的行。
[0049]显示器14的电路系统可以由导电结构(例如，金属线和/或由诸如氧化铟锡的透明导电材料形成的结构)形成并且可以包括在显示器14的薄膜晶体管基板上制造的诸如图6的晶体管94的晶体管。薄膜晶体管可以是，例如，硅薄膜晶体管或半导电氧化物薄膜晶体管。
[0050]如在图6中所示出的，诸如像素90的像素可以位于阵列92中每条栅极线G和数据线D的交点处。每条数据线D上的数据信号可以从其中一条数据线D提供给端子96。薄膜晶体管94(例如，薄膜多晶硅晶体管、非晶硅晶体管，或者诸如由诸如氧化铟镓锌的半导电氧化物形成的晶体管的氧化物晶体管)可以具有接收栅极线G上的栅极线控制信号的诸如栅极98的栅极端子。当栅极线控制信号有效时，晶体管94将被导通并且在端子96处的数据信号将作为像素电压Vp被传递到节点100。用于显示器14的数据可以在帧中显示。在使每行中的栅极线信号有效以将数据信号传递到该行的像素之后，栅极线信号可以被解除有效。在随后的显示帧中，可以使用于每一行的栅极线信号再次有效，以导通晶体管94并捕获新的Vp的值。
[0051]像素90可以具有信号存储元件，例如电容器102或其它电荷存储元件。可以使用存储电容器102来帮助在帧之间(S卩，在连续栅极信号有效之间的时间段内)在像素90中存储信号Vp。
[0052]显示器14可以具有耦合到节点104的公共电极。可以使用公共电极(有时被称为公共电压电极、Vcom电极或Vcom端子)来向诸如阵列92的每个像素90中的节点104的节点分配公共电极电压。如由图6的说明性电极模式104’所示，Vcom电极104可以利用诸如氧化铟锡、氧化铟锌、其它透明导电氧化物材料之类的透明导电材料的毯膜和/或足以薄到透明的金属层来实现(例如，电极104可以由覆盖阵列92中所有像素90的氧化铟锡层或其它透明导电层形成)。
[0053]在每个像素90中，电容器102可以耦合在节点100与104之间。由于用于控制穿过像素的液晶材料(液晶材料52 ’)的电场的像素90中的电极结构，因此跨节点100和104产生并联电容。如在图6中所示出的，电极结构106(例如，具有多个指状物的显示像素电极或者用于向液晶材料52’施加电场的其它显示像素电极)可以耦合到节点100(或者多指显示像素电极可以在节点104处形成)。在操作期间，可以使用电极结构106在像素90中跨像素大小的液晶材料52 ’施加受控的电场(即，具有与Vp-Vcom成比例的量值的场)。由于存储电容器102和由像素90的像素结构形成的并联电容的存在，Vp的值(以及因此相关联的跨液晶材料5 2 ’的电场)可以跨节点106和104被维持帧的持续时间。
[0054]跨液晶材料52’产生的电场引起液晶材料52’中的液晶的朝向变化。这改变了穿过液晶材料52’的光的偏振。与图5的偏振器60和54相结合，偏振的变化可以用于控制透射通过显示器14的阵列92中的每个像素90的光44的量。
[0055]在诸如彩色显示器的显示器中，使用滤色器层56来给不同的像素赋予不同的颜色。作为例子，在显示器14中的每个像素90可以包含三个(或多于三个)不同的子像素，每个子像素具有不同的各自颜色。利用有时可以在本文中作为例子描述的一种合适的布置，每个像素90具有红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。每个子像素利用独立选择的像素电压Vp来驱动。提供给每个子像素的电极的电压的量与各自的数字像素值(例如，从O到255的范围或其它合适的数字范围的值)相关联。期望的像素颜色可以通过调整用于像素中三个子像素中的每一个子像素的像素值来产生。例如，黑色像素可以与红色子像素的O像素值、绿色子像素的O像素值和蓝色子像素的O像素值相关联。作为另一个例子，橙色像素可以与红色、绿色和蓝色子像素的245、178和66的像素值相关联。白色可以由255、255和255的像素值来表示。
[0056]在显示器14中的像素的响应时间可以作为施加到电极106的液晶切换电压的量值的函数而变化。当把具有(O，0，0)的红色、绿色、蓝色像素值的黑色像素切换到白色像素(255，255，255)时，每个子像素(红色，绿色和蓝色)具有相同的目标像素值(即，255)并且从相同的初始像素值(即，O)开始，因此在切换期间跨液晶层52施加的电压对于每个子像素是相同的。因此，所有子像素将同时切换。当对着白色背景移动黑色文本、黑色光标、或者其它黑色条目时，会出现这种类型的切换场景。
[0057]其它像素切换场景会由于当用不同像素值驱动不同颜色的子像素时出现的不相等的响应时间造成颜色运动模糊。作为例子，考虑当从黑色(O，O，O)切换到橙色(245，178，66)时的像素的响应。在这种情况下，大的压降跨红色子像素出现(S卩，与245的数字值之前和之后的差相关联的压降)并且较低的压降跨绿色子像素(与178的像素值变化相关联的电压)和蓝色子像素(66的像素值变化)出现。因为红色子像素上的电压(并且因此通过红色电极106施加到液晶层的电场)相对较大，因此红色子像素的液晶分子将比绿色和蓝色子像素的液晶分子旋转得更快。因此，红色子像素改变颜色(从黑色到红色)将比绿色和蓝色子像素分别从黑色切换到绿色和从黑色切换到蓝色更快。不同颜色的子像素的不同切换速度会导致令人不愉快的视觉假象。在其中黑色条目正在跨橙色背景移动的本例子中，红色子像素相对较快的切换速度会潜在地造成不希望的红色运动模糊效应。
[0058]颜色运动模糊效应既能在移动物体的前缘出现又能在移动物体的后缘出现。例如，考虑物体112跨图7的显示器14的背景110的移动。物体112可以具有第一颜色(例如，黑色)并且背景110可以具有第二颜色(例如，橙色)。物体112可以是黑色文本(作为例子)。背景110可以具有当在暖色环境光照明环境中(例如，室内照明)向用户呈现电子书时期望的颜色。物体112可以跨背景110移动，例如，在滚动期间上下移动、当平移时左右移动，等等。在图7的例子中，物体112在方向114上被移动到右侧。
[0059]在后缘118处，黑色像素(O，0，0)被切换到橙色(245，178，66)。黑到白的切换速度(上升时间)可以取决于切换电压电平变化相当大。由于当从黑色切换到橙色时，红色像素具有比绿色和蓝色像素更大的切换电压，因此区域116中的红色像素会比绿色和蓝色像素从黑色切换得更快，从而导致在区域118中的模糊颜色。尤其，在区域118中的显示器14的像素会由于红色子像素相对于蓝色和绿色子像素的增强的切换速度而潜在地发展为明显的红色。
[0060]在物体112的前缘116处，像素从背景颜色110切换到物体112的颜色。例如，在前缘116中的像素可能从(245，178，66)切换到黑色(0，0，0)。在这种情况下的红色像素会比绿色和蓝色像素表现出稍微较慢的衰减时间，从而导致灰色运动模糊。
[0061]示出具有不同颜色的像素如何能潜在地在特定颜色转换期间以不同速度切换的曲线图在图8的曲线图中示出，其中子像素透射率T(与子像素输出强度成正比)被绘制为时间t的函数。在图8的例子中，示出了在图7的尾缘118处的情况。初始地(在时间tl)，像素是黑色(0，0，0)。在时间t3，物体112已从边缘118移开并且每个子像素都会具有足够的时间来获得其期望的目标值(即，红色子像素已获得值245、绿色子像素已获得值178、并且蓝色子像素已获得值66)。红色、绿色和蓝色子像素在时间11和t3之间的中间时间在常规显示器中的切换过程通过曲线120(对于红色)、122(对于绿色)和124(对于蓝色)示出。这些曲线(其在图8的曲线图中没有被归一化)表现出以不同速度的转换。绿色和蓝色曲线122和124转换得相对较慢。红色曲线(曲线120)转换快，因为对于红色子像素的目标值相对较高(245)。因为红色曲线120与绿色曲线122和蓝色曲线124相比陡峭地上升，因此，在尾缘118中的像素的颜色(与时间t2相关联)将在颜色上过于红。
[0062]为了在后缘118中的红色、绿色和蓝色子像素之间恢复期望的平衡并且因此最小化红色运动模糊效应，显示器14的子像素可以被配置为在某些切换场景中(例如，当如结合本例子描述的从黑色切换到橙色时和/或当在其它颜色组合之间切换时)均衡红色、绿色和蓝色子像素的切换速度。特别地，红色子像素的形状和/或液晶层厚度可以被配置为相对于绿色和蓝色子像素的切换速度减慢红色子像素的切换速度。当以这种方式配置时，显示器14将表现出较慢的红色像素切换特性，诸如曲线126。在诸如时间t2的中间时间(S卩，对于在后缘118中的像素)，与曲线126相关联的红色子像素的像素值与在时间t2用于绿色和蓝色子像素的像素值相比将不会过多。因此，边缘118将不会出现过度的红并且红色运动模糊效应将得到抑制。
[0063]像素切换特性会受到诸如电极几何形状和像素单元厚度(S卩，液晶层厚度)的影响。其中选择性调整像素切换速度的一种方式包括在某些子像素中改变电极106的布局。这种类型的布置在图9中示出。在图9的例子中，显示器14具有三种颜色的子像素。每个子像素与黑色掩膜130中的各自的V字开口和对应的具有V字形状的一组电极指106相关联。如果期望的话，可以使用除V字形状之外的其它形状用于电极106和包含电极106的像素的开口(例如，矩形形状、具有弯曲边缘的子像素开口，等等KV字电极指和像素开口的使用仅仅是说明性的。
[0064]子像素的形状以及尤其每个V字开口的臂的角展度和相关联的子像素电极的V字指的角展度可以被配置为对于不同颜色的子像素不同。在图9的例子中，红色子像素90R具有相对于X轴成角度A的边缘132和具有同样相对于X轴成角度A的平行纵向电极轴133的电极指106。绿色子像素90G和蓝色子像素90B的边缘132和轴133以及其电极每一个都相对于X轴成角度B』的值可以比A的值小。例如，A可以是85°并且B可以是75°，使得红色子像素90R的V字(即，V字开口和V字电极106)比绿色子像素90G和蓝色子像素90B的V字更少弯曲。如果期望的话，可以使用其它的角度。
[0065]在每个子像素内，像素电极106的纵轴133平行于V字边缘132延伸，因此子像素的不同形状导致由子像素产生的电场和子像素中的液晶分子之间不同的朝向。
[0066]构成显示器14的液晶层52的液晶材料可以是负液晶材料或正液晶材料。负液晶表现出负介电各向异性，而正液晶表现出正介电各向异性。在负液晶中的液晶分子(液晶)与施加的电场垂直地对准(即，负液晶分子的纵轴将定向为垂直于从电极106施加的电场)。在正液晶中的液晶分子与施加的电场平行对准(即，正液晶分子的纵轴将定向为平行于施加的电场)。
[0067]在用于显示器14的负液晶构造中，负液晶分子的纵轴在通过电极106施加电场之前沿X轴延伸。在用于显示器14的正液晶构造中，正液晶分子的纵轴在通过电极106施加电场之前沿Y轴延伸。尽管具有垂直的初始(未旋转的)朝向，但是通过与负和正液晶分子相关联的液晶偶极子产生的相对于子像素的边缘130(并且因此电极106的纵轴133)的角度是相同的。在本例子中，当负液晶未旋转时沿Y轴延伸的负液晶的偶极子将相对于红色子像素90R的边缘132产生90-A的角度(即，在本例子中，未旋转的负液晶的偶极子到电极106的纵轴将是5°)。当正液晶未旋转时，正液晶的偶极子沿Y轴延伸并且将因此相对于红色子像素90R的边缘132产生相同的角度90-A(S卩，在本实施例中，未旋转的正液晶的偶极子到电极106的纵轴将是5°)。在子像素90G和90B中，液晶分子偶极子和电极106的纵轴133之间的角度将是15° (即，比对于红色子像素的角度大的角度)。
[0068]在液晶偶极子和对于绿色和蓝色子像素的纵向电极轴之间增加的角度将在结合图7描述的类型的切换情景中相对于红色子像素倾向于增加其切换速度，并且将因此针对红色运动模糊补偿显示器14。虽然为这个例子使用了5°的和15°的角度，但是如果期望的话，可以使用其它电极轴到液晶偶极子的角度值。在其中子像素具有V字形状的构造中，可以为红色子像素使用比为绿色和蓝色子像素使用的更平坦(更少弯曲)的V字，以帮助减慢红色子像素的切换，并且从而抑制当黑色物体对着具有比蓝色和绿色内容更红的内容(诸如橙色)的背景移动时的红色运动模糊效应。
[0069]图10是其中对为具有未修改的和修改的偶极子到电极轴角的子像素施加的像素电压Vp绘出的透射率T的模拟的曲线图。当角度未修改(例如，10° )时，子像素将实现具有4.5伏的施加电压的245的透射率水平(在本黑色到橙色切换例子中用于切换红色子像素的期望的水平)(曲线140)，但是当红色子像素被修改以显示出5°的偶极子到电极轴角时，将只用施加4伏就实现这一相同期望的透射率水平(曲线142)。利用修改的布置(例如，为红色像素用较少弯曲的V字的布置)，实现像素值245所需的较低的像素电压值将允许红色子像素利用较低的电压来切换。较低的切换电压(即，在这个例子中是4伏而不是4.5伏)将导致红色像素切换速度如所期望的被降低。
[0070]如果期望的话，电极106可以具有带弯折的V字。例如，如在图11的说明性配置中所示出的，电极106可以具有主要部分，其中电极的指状物彼此平行延伸(并且相对于用于在图11中的说明性子像素的Y轴以诸如说明性角度90-A的角度来定向)。电极中的弯折106K可以由相对于Y轴具有不同角度(即，大于90-A的角度)的电极的短节段来形成。弯折106K可以，例如，位于电极106的中心(S卩，以形成中心弯折的部分)和/或在电极106的端部(S卩，以形成端部弯折)。
[0071]图12是用于其中电极106具有非V字形状的电极106的说明性布局。在图12的例子中，电极指106(即，纵向电极指轴133)跨每个子像素对角线延伸。电极指106定向为相对于红色子像素90R中的Y轴成90-A的角度(以便电极指轴定向为相对于液晶偶极子成角度90-A)。绿色子像素90G可以具有电极指106，其中轴133定向为相对于Y轴(和相对于液晶偶极子)成角度90-B。蓝色子像素90B可以同样具有电极指106，其中轴133定向为相对于液晶偶极子成角度90-B，或者，如果期望的话，图12的蓝色子像素90-B(以及任何其它的蓝色子像素，诸如图9的V字蓝色子像素等)可以具有不同的角度(例如，角度90-C，其中C与B不同并且与A不同)。其中每个子像素颜色都具有以不同角度定向的指状物的构造可以给显示器14提供增强的能力来防止不同类型的颜色运动模糊，但是可能比其中角度C和B相等的显示器消耗更多的面积。
[0072]图13示出了其中一些行(例如，行η)中的子像素具有从轴Y稍微顺时针旋转(诸如对于子像素90R旋转角度90-Α和对于子像素90G旋转角度90-Β以及可选地对于蓝色像素90Β旋转另一个角度90-C)的电极指106，并且具有其中电极指106以相同方式稍微逆时针旋转的其它行(例如，行η+1)的说明性构造。
[0073]一般地，子像素90R、90G和90Β可以具有带任何合适形状(S卩，相对于层52的液晶偶极子的任何合适的电极指朝向)的电极。图9、11、12和13的电极构造仅仅是说明性的。
[0074]如果期望的话，红色子像素的切换速度可以通过相对于蓝色和绿色子像素为红色子像素增加单元间隙来减慢。这种类型的构造在图14的显示器14的横截面侧视图中示出。如在图14中所示出的，滤色器层56可以具有滤色器层基板56A(例如，诸如透明玻璃、塑料、陶瓷等的透明材料层)。滤色器元件，诸如红色元件R、绿色元件G和蓝色元件B可以被构图到基板56A上(例如，利用可光成像着色聚合物和光刻构图技术)。黑色掩模层130可以具有V字开口或与滤色器元件对准的其它合适的开口。
[0075]利用半色调掩模、多掩模和多次沉积步骤，或者其它技术，可以在基板56A上的滤色器元件的阵列上沉积具有多个厚度的透明外涂层，诸如外涂层56B(例如，透明可光成像聚合物层或其它合适的层)。层56B可以在覆盖显示器14的红色子像素的区域中具有Tl的厚度，并且可以在显示器14的绿色和蓝色子像素中具有诸如分别为厚度T2和T3的较厚的厚度。厚度T2和T3可以彼此相等或者可以是不同的。因此，红色子像素中液晶层52的厚度(Dl)将比绿色和蓝色子像素中的厚度(分别为D2和D3)更厚。切换速度对于较厚的单元间隙较慢(例如，衰减时间可能与液晶厚度的平方成正比并且当液晶层厚度增加时上升时间会类似地增加)。当与蓝色和绿色子像素中较小的液晶层厚度D2和D3的值相比较时，在红色子像素中较大的液晶层厚度Dl的值将因此相对于绿色和蓝色子像素切换速度减慢红色子像素切换速度，以便对当对着诸如背景110的背景移动诸如物体112的物体时会发生的类型的红色运动模糊效应进行补偿。
[0076]如果期望的话，在图14中示出的类型的选择性像素间隙调整机制可以与在图9、
11、12和13中示出的类型的选择性电极轴平坦化机制组合使用和/或可以对用于特定颜色的子像素的子像素结构做出其它选择性调整，以补偿颜色运动模糊。图9、11、12和13的例子仅仅是说明性的。
[0077]根据实施例，提供了具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括多个不同颜色的子像素，该液晶显示器包括上部和下部显示层，以及在上部和下部显示层之间的液晶材料层，上部和下部显示层中的至少一个层包括基板，以及用于子像素的像素电极，像素电极在基板上形成，像素电极具有纵轴，液晶材料中的液晶分子初始地通过利用像素电极施加电场是未旋转的并且具有相对于像素电极的纵轴产生偶极子到电极轴角的相关联的偶极子，并且用于不同颜色的子像素的偶极子到电极轴角是不同的。
[0078]根据另一种实施例，所述子像素包括红色子像素和其它颜色的子像素，并且用于红色子像素的偶极子到电极轴角与用于其它颜色的子像素的偶极子到电极轴角不同。
[0079]根据另一种实施例，所述其它颜色的子像素包括绿色和蓝色子像素，并且用于红色子像素的偶极子到电极轴角与用于绿色和蓝色子像素的偶极子到电极轴角不同。
[0080]根据另一种实施例，用于所述红色子像素的偶极子到电极轴角比用于所述绿色和蓝色子像素的偶极子到电极轴角小。
[0081]根据另一种实施例，所述像素电极具有V字形状，并且所述红色子像素的像素电极具有比所述绿色和蓝色子像素中的像素电极的V字形状更少弯曲的V字形状。
[0082]根据另一种实施例，所述子像素包括红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素，并且所述蓝色和绿色子像素具有与所述红色子像素不同形状的像素电极，使得所述蓝色和绿色子像素表现出具有与所述红色子像素不同形状的归一化的透射率对施加的电压的曲线。
[0083]根据实施例，提供了具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括红色、绿色和蓝色子像素，该液晶显示器包括上部和下部显示层，以及在上部和下部显示层之间的液晶材料层，上部和下部显示层中的至少一个层包括基板，以及在基板上的外涂层，外涂层在与红色子像素重叠的区域中具有第一厚度并且在与绿色子像素重叠的区域中具有比第一厚度大的第二厚度，以最小化当黑色物体跨有色背景移动时的运动模糊效应。
[0084]根据另一种实施例，所述基板形成上部显示层的一部分，所述有色背景具有红色子像素值、绿色子像素值和蓝色子像素值，红色子像素值大于绿色和蓝色子像素值，并且所述液晶显示器在基板上包括滤色器元件的阵列。
[0085]根据另一种实施例，所述外涂层在滤色器元件的阵列上形成。
[0086]根据另一种实施例，所述外涂层在与绿色和蓝色子像素二者重叠的区域中具有第二厚度。
[0087]根据另一种实施例，所述滤色器元件的阵列包括在红色子像素中的红色滤色器元件、在绿色子像素中的绿色滤色器元件和在蓝色子像素中的蓝色滤色器元件，并且所述外涂层在与红色滤色器元件重叠的区域中具有第一厚度并且在与蓝色和绿色滤色器元件重叠的区域中具有第二厚度。
[0088]根据另一种实施例，所述液晶显示器包括在下部显示层中的薄膜晶体管层。
[0089]根据另一种实施例，所述液晶显示器包括在上部显示层中的薄膜晶体管层。
[0090]根据另一种实施例，所述蓝色和所述绿色子像素具有与所述红色子像素不同的形状。
[0091]根据另一种实施例，所述子像素具有V字形状，并且所述红色子像素具有比所述绿色和所述蓝色子像素的V字形状更少弯曲的V字形状。
[0092]根据一种实施例，提供了具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括第一、第二和第三颜色的子像素，该液晶显示器包括包含上部层和下部层的显示层，以及在上部层和下部层之间的液晶材料层，上部层和下部层中的至少一个层包括基板和在基板上具有用于子像素的开口的黑色掩模层，以及在显示层中形成的与开口的边缘对准的像素电极，用于第二和第三颜色的子像素的像素电极具有与用于第一颜色的子像素的像素电极不同的形状。
[0093]根据另一种实施例，所述第一颜色的子像素的像素电极具有第一V字形状，并且所述第二和第三颜色的子像素的像素电极具有与第一 V字形状不同的第二 V字形状。
[0094]根据另一种实施例，所述第一颜色包括红色。
[0095]根据另一种实施例，所述第二和第三颜色分别包括绿色和蓝色。
[0096]根据另一种实施例，所述具有第一V字形状开口的像素电极比所述具有第二V字形状的像素电极更少弯曲。
[0097]以上仅仅是说明性的并且在不背离所述实施例的范围和精神的情况下，可以由本领域技术人员做出各种修改。上述实施例可以单独地或者以任意组合来实现。
【主权项】
1.一种具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括多个不同颜色的子像素，该液晶显示器包括: 上部显示层和下部显示层;及 在上部显示层和下部显示层之间的液晶材料层，其中上部显示层和下部显示层中的至少一个层包括: 基板;及 用于子像素的像素电极，其中像素电极在基板上形成，其中像素电极具有纵轴，其中液晶材料中的液晶分子初始地通过利用像素电极施加电场是未旋转的，并且具有相对于像素电极的纵轴产生偶极子到电极轴角的相关联的偶极子，并且其中用于不同颜色的子像素的偶极子到电极轴角是不同的。2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述子像素包括红色子像素和其它颜色的子像素，并且其中用于红色子像素的偶极子到电极轴角与用于其它颜色的子像素的偶极子到电极轴角不同。3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述其它颜色的子像素包括绿色子像素和蓝色子像素，并且其中用于红色子像素的偶极子到电极轴角与用于绿色子像素和蓝色子像素的偶极子到电极轴角不同。4.如权利要求3所述的液晶显示器，其中用于所述红色子像素的偶极子到电极轴角小于用于绿色子像素和蓝色子像素的偶极子到电极轴角。5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中所述像素电极具有V字形状，并且其中所述红色子像素的像素电极的V字形状比所述绿色子像素和蓝色子像素中的像素电极的V字形状更少弯曲。6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述子像素包括红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素，并且其中所述蓝色子像素和绿色子像素具有与所述红色子像素不同形状的像素电极，使得所述蓝色子像素和绿色子像素表现出具有与所述红色子像素不同形状的归一化透射率对施加的电压的曲线。7.—种具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，该液晶显示器包括: 上部显示层和下部显示层;及 在上部显示层和下部显示层之间的液晶材料层，其中上部显示层和下部显示层中的至少一个层包括: 基板;及 在基板上的外涂层，外涂层在与红色子像素重叠的区域中具有第一厚度并且在与绿色子像素重叠的区域中具有比第一厚度大的第二厚度，以最小化当黑色物体跨有色背景移动时的运动模糊效应。8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述基板形成上部显示层的一部分，其中所述有色背景具有红色子像素值、绿色子像素值和蓝色子像素值，其中红色子像素值大于绿色子像素值和蓝色子像素值，并且其中所述液晶显示器在基板上还包括滤色器元件的阵列。9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中所述外涂层在滤色器元件的阵列上形成。10.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述外涂层在与绿色子像素和蓝色子像素二者重叠的区域中具有第二厚度。11.如权利要求10所述的液晶显示器，其中所述滤色器元件的阵列包括在红色子像素中的红色滤色器元件、在绿色子像素中的绿色滤色器元件和在蓝色子像素中的蓝色滤色器元件，并且其中所述外涂层在与红色滤色器元件重叠的区域中具有第一厚度并且在与蓝色滤色器元件和绿色滤色器元件重叠的区域中具有第二厚度。12.如权利要求11所述的液晶显示器，还包括在下部显示层中的薄膜晶体管层。13.如权利要求11所述的液晶显示器，还包括在上部显示层中的薄膜晶体管层。14.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述蓝色子像素和所述绿色子像素具有与所述红色子像素不同的形状。15.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述子像素具有V字形状，并且其中所述红色子像素的V字形状比所述绿色和蓝色子像素的V字形状更少弯曲。16.—种具有像素的行和列的液晶显示器，其中像素包括第一颜色、第二颜色和第三颜色的子像素，该液晶显示器包括: 包括上部层和下部层的显示层;及 在上部层和下部层之间的液晶材料层，其中上部层和下部层中的至少一个层包括基板和在基板上具有用于子像素的开口的黑色掩模层;及 在显示层中形成的与开口的边缘对准的像素电极，其中用于第二颜色和第三颜色的子像素的像素电极具有与用于第一颜色的子像素的像素电极不同的形状。17.如权利要求16所述的液晶显示器，其中所述第一颜色的子像素的像素电极具有第一 V字形状，并且其中所述第二颜色和第三颜色的子像素的像素电极具有与第一 V字形状不同的第二 V字形状。18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述第一颜色包括红色。19.如权利要求18所述的液晶显示器，其中所述第二颜色和第三颜色分别包括绿色和蓝色。20.如权利要求19所述的液晶显示器，其中所述具有第一V字形状开口的像素电极比所述具有第二 V字形状的像素电极更少弯曲。
【文档编号】G02F1/1335GK105938278SQ201610060581
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】陈远, 葛志兵, A·F·赫伦兹, C·H·泰, H·内马蒂, 江俊, 陈宬
【申请人】苹果公司