具有顏色運動模糊補償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器的制造方法
【專利摘要】本公開涉及具有顏色運動模糊補償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器?？梢栽陲@示層之間插入液晶材料層。顯示層可以包括具有用于向液晶材料層的子像素部分施加電場的子像素電極的薄膜晶體管電路系統(tǒng)。不同顏色的子像素可以具有不同的形狀并且可以具有不同的液晶層厚度。這些子像素的差異可以被配置為減慢某些顏色的子像素相對于其它子像素的切換速度，以減少當物體跨黑色或有色背景移動時的顏色運動模糊。子像素可以具有V字形狀。第一顏色的子像素可以具有比第二和第三顏色的子像素更少彎曲的V字形狀。在具有變化的液晶層厚度的構(gòu)造中，第一顏色的子像素可以具有比第二和第三顏色的子像素更厚的液晶層。
【專利說明】具有顏色運動模糊補償結(jié)構(gòu)的液晶顯示器
[0001 ] 本申請要求于2015年11月20日提交的美國專利申請N0.14/947,356、于2015年9月10日提交的美國專利申請N0.14/850，015、和于2015年3月4日提交的臨時專利申請N0.62/128，453的優(yōu)先權(quán)，這些專利申請的全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開一般地涉及電子設備，并且更具體地，涉及具有顯示器的電子設備。
【背景技術(shù)】
[0003]電子設備通常包括顯示器。例如，蜂窩電話和便攜式計算機通常包括用于向用戶呈現(xiàn)信息的顯示器。
[0004]液晶顯示器包含一液晶材料層。液晶顯示器中的像素包含薄膜晶體管和用于向液晶材料施加電場的電極。像素中電場的強度控制液晶材料的偏振狀態(tài)并由此調(diào)節(jié)像素的亮度。
[0005]液晶像素切換所用的速度可以作為施加電壓的函數(shù)變化。因此，把黑色像素切換到灰色級別所需的時間量將會比把黑色像素切換到白色級別所需的時間量長。在一些情況下，可能期望在具有有色背景的屏幕上移動黑色物體。在這種類型的場景中，不同顏色的子像素可能具有不同的目標像素值，并且因此可能以不同的速度切換。這會導致當黑色物體被移動時，產(chǎn)生令人不愉快的顏色運動模糊效應。
[0006]因此，期望能夠為電子設備提供改進的顯示器，諸如具有減少的顏色運動模糊的顯示器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]顯示器可以具有上部和下部顯示層?？梢栽谏喜亢拖虏匡@示層之間插入一液晶材料層。顯示器可以包括上部和下部偏振器以及用于為顯示層提供照明的背光。可以使用濾色器元件的陣列為顯示器提供顯示彩色圖像的能力。濾色器元件可以包括紅色、綠色和藍色元件或不同顏色的濾色器元件。顯示器可以具有像素的陣列，其中每個像素具有子像素，諸如利用紅色、綠色和藍色濾色器元件形成的紅色、綠色和藍色子像素。
[0008]顯示層可以包括薄膜晶體管電路層，該薄膜晶體管電路層具有用于為每個子像素向液晶材料層施加電場的子像素電極。不同顏色的子像素可以具有不同的電極形狀(例如，以不同角度定向的指狀物)和/或可以具有不同的液晶層厚度。這些子像素的差異可以被配置為減慢某種顏色的子像素相對于其它子像素的切換速度，以減少當一種顏色的物體跨另一種顏色的背景移動時的顏色運動模糊。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)實施例的諸如具有顯示器的膝上型計算機的說明性電子設備的透視圖。
[0010]圖2是根據(jù)實施例的諸如具有顯示器的手持電子設備的說明性電子設備的透視圖。
[0011 ]圖3是根據(jù)實施例的諸如具有顯示器的平板計算機的說明性電子設備的透視圖。
[0012]圖4是根據(jù)實施例的諸如具有顯示器結(jié)構(gòu)的計算機顯示器的說明性電子設備的透視圖。
[0013]圖5是根據(jù)實施例的說明性顯示器的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0014]圖6是在根據(jù)實施例的顯示器中的像素陣列的一部分的頂視圖。
[0015]圖7是示出物體對著背景的運動如何潛在地破壞沿物體的前緣和后緣的像素的顏色并且由此造成顏色運動模糊效應的示圖。
[0016]圖8是根據(jù)實施例示出在顯示器中的紅色、綠色和藍色子像素如何可以在諸如與圖7的物體的移動相關(guān)聯(lián)的那些顏色轉(zhuǎn)換期間具有不同的目標像素值并且由此潛在地以不同速度切換的曲線圖。
[0017]圖9是根據(jù)實施例的、具有說明性像素模式以減少顏色運動模糊效應的顯示器的一部分的頂視圖。
[0018]圖10是根據(jù)實施例的、其中已經(jīng)為不同類型的子像素繪出說明性歸一化透視率與施加的像素電壓的曲線的曲線圖。
[0019]圖11是根據(jù)實施例的、其中電極指具有帶中心和端彎折的V字形狀的一組說明性像素電極的頂視圖。
[0020]圖12是示出根據(jù)實施例的、在子像素中的電極如何可以具有帶不同朝向角度和端彎折的指狀物的不同顏色的一組說明性子像素的頂視圖。
[0021]圖13是示出根據(jù)實施例的、在電極中的指狀物如何可以具有不同的朝向角度并且以及如何可以在顯示器中的像素陣列的連續(xù)行中的正和負朝向角之間交替的不同顏色的一組說明性子像素的頂視圖。
[0022]圖14是根據(jù)實施例的、其中液晶層厚度對于不同顏色的子像素是不同的以減少顏色運動模糊效應的說明性顯示器的橫截面?zhèn)纫晥D。
【具體實施方式】
[0023]電子設備可以包括顯示器?？梢允褂蔑@示器來向用戶顯示圖像?？梢跃哂酗@示器的說明性電子設備在圖1、2、3和4中示出。
[0024]圖1示出了電子設備10如何可以具有帶上部外殼12A和下部外殼12B的膝上型計算機的形狀，其中下部外殼具有諸如鍵盤16和觸摸板18的組件。設備10可以具有允許上部外殼12A以方向22繞旋轉(zhuǎn)軸24相對于下部外殼12B旋轉(zhuǎn)的鉸鏈結(jié)構(gòu)20。顯示器14可以安裝在上部外殼12A中。有時可以被稱為顯不器殼體或蓋子的上部外殼12A可以通過朝著下部外殼12B繞旋轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)上部外殼12A被放置到閉合位置。
[0025]圖2示出了電子設備10如何可以是諸如蜂窩電話、音樂播放器、游戲設備、導航單元或其它緊湊型設備的手持式設備。在設備10的這種類型的構(gòu)造中，外殼12可以具有相對的前表面和后表面。顯示器14可以安裝在外殼12的正面上。如果期望，顯示器14可以具有用于諸如按鈕26的組件的開口。開口也可以在顯示器14中形成，以容納揚聲器端口(參見，例如，圖2的揚聲器端口 28)。
[0026]圖3不出了電子設備10如何可以是平板計算機。在圖3的電子設備10中，外殼12可以具有相對的平坦的前表面和后表面。顯示器14可以安裝在外殼12的前表面上。如在圖3中所示出的，顯示器14可以具有開口，以容納按鈕26(作為例子)。
[0027]圖4示出了電子設備10如何可以是諸如計算機顯示器的顯示器，或者如何可以是已被集成到計算機顯示器中的計算機。利用這種類型的布置，用于設備10的外殼12可以安裝在諸如支架27的支撐結(jié)構(gòu)上或者支架27可以被省略(例如，把設備10安裝在墻上)。顯示器14可以安裝在外殼12的正面上。
[0028]在圖1、2、3和4中示出的用于設備10的說明性構(gòu)造僅僅是說明性的。一般地，電子設備10可以是膝上型計算機、包含嵌入式計算機的計算機監(jiān)視器、平板計算機、蜂窩電話、媒體播放器、或其它手持式或便攜式電子設備、諸如腕表設備的較小設備、掛件設備、頭戴耳機或耳塞設備、或其它可穿戴或微型設備、不包含嵌入式計算機的計算機顯示器、游戲設備、導航設備、諸如其中具有顯示器的電子裝備被安裝在售貨亭或汽車中的系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)、實現(xiàn)這些設備中的兩個或更多個設備的功能的裝備、或其它電子裝備。
[0029 ]有時被稱為殼體的設備1的外殼12可以由諸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纖維復合材料和其它基于纖維的復合材料、金屬(例如，機加工鋁、不銹鋼、或其它金屬)、其它材料、或這些材料的組合形成。設備10可以利用其中外殼12的大部分或全部是由單個結(jié)構(gòu)元件(例如，機加工金屬件或模制塑料件)構(gòu)成的一體式構(gòu)造來形成，或者可以由多個外殼結(jié)構(gòu)(例如，已安裝到內(nèi)部框架元件或其它內(nèi)部外殼結(jié)構(gòu)的外部外殼結(jié)構(gòu))形成。
[0030]顯示器14可以是包括觸摸傳感器的觸摸敏感顯示器或者可以是對觸摸不敏感的。用于顯示器14的觸摸傳感器可以由電容式觸摸傳感器電極的陣列、電阻式觸摸陣列、基于聲學觸摸、光學觸摸或基于力的觸摸技術(shù)的觸摸傳感器結(jié)構(gòu)或者其它合適的觸摸傳感器組件形成。
[0031]用于設備10的顯示器14可以包括由液晶顯示器(IXD)組件形成的像素。顯示器覆蓋層可以覆蓋顯示器14或諸如濾色器層之類的顯示層的表面，或者顯示器的其它部分可以被用作顯示器14中的最外面的(或接近最外面的)層。最外面的顯示層可以由透明玻璃板、透明塑料層或其它透明構(gòu)件形成。
[0032]用于設備10的顯示器14的說明性構(gòu)造的橫截面?zhèn)纫晥D(例如，用于圖1、圖2、圖3、圖4的設備或者其它合適的電子設備的顯示器14)在圖5中示出。如在圖5中所示出的，顯示器14可以包括背光結(jié)構(gòu)，諸如用于產(chǎn)生背光44的背光單元42。在操作期間，背光44向外行進(在圖5的朝向中在維度Z中垂直向上)并且穿過顯示層46中的顯示像素結(jié)構(gòu)。這照亮由顯示像素產(chǎn)生的供用戶觀看的任何圖像。例如，背光44可以在方向50照亮顯示層46上正在被觀眾48觀看的圖像。
[0033]顯示層46可以安裝在諸如塑料底盤結(jié)構(gòu)和/或金屬底盤結(jié)構(gòu)的底盤結(jié)構(gòu)中，以形成用于在外殼12中安裝的顯示模塊，或者顯示層46可以直接安裝在外殼12中(例如，通過將顯示層46堆疊到外殼12中的凹陷部分中)。顯示層46可以形成液晶顯示器或者可以被用于形成其它類型的顯示器。
[0034]顯示層46可以包括液晶層，諸如液晶層52。液晶層52可以夾在諸如顯示層58和56的顯示層之間。層56和58可以插在下部偏振層60與上部偏振層54之間。
[0035]層58和56可以由諸如透明的玻璃或塑料層的透明基板層形成。層58和56可以是諸如薄膜晶體管層和/或濾色器層的層。導電跡線、濾色器元件、晶體管以及其它電路和結(jié)構(gòu)可以在層58和56的基板上形成(例如，以形成薄膜晶體管層和/或濾色器層)。觸摸傳感器電極也可以結(jié)合到諸如層58和56的層中和/或觸摸傳感器電極可以在其它基板上形成。
[0036]利用一種說明性構(gòu)造，層58可以是包括基于薄膜晶體管的像素電路的陣列和相關(guān)聯(lián)電極(像素電極)的薄膜晶體管層，其中相關(guān)聯(lián)電極用于向液晶層52施加電場并且由此在顯示器14上顯示圖像。層56可以是包括用于為顯示器14提供顯示彩色圖像能力的濾色器元件的陣列的濾色器層。如果期望的話，層58可以是濾色器層并且層56可以是薄膜晶體管層。也可以使用其中濾色器元件與薄膜晶體管結(jié)構(gòu)在顯示器14的上部和下部部分中的公共基板層上結(jié)合的構(gòu)造。
[0037]在設備1中的顯示器14的操作期間，可以使用控制電路系統(tǒng)(例如，印制電路上的一個或多個集成電路)來產(chǎn)生要在顯示器14上顯示的信息(例如，顯示數(shù)據(jù))。要顯示的信息可以利用信號路徑，諸如由諸如印制電路64的剛性或柔性印制電路中的導電金屬跡線形成的信號路徑(作為例子)，被輸送到諸如電路62A或62B的顯示驅(qū)動集成電路。
[0038]背光結(jié)構(gòu)42可以包括諸如光導板78的光導板。光導板78可以由諸如透明玻璃或塑料的透明材料形成。在背光結(jié)構(gòu)42的操作期間，諸如光源72的光源可以產(chǎn)生光74。光源72可以是，例如，發(fā)光二極管的陣列。
[0039]來自光源72的光74可以耦合到光導板78的邊緣表面76并且由于全內(nèi)反射的原理，它可以在整個光導板78的維度X和Y中分布。光導板78可以包括光散射特征，諸如坑(pits)或凸起(bumps)。光散射特征可以位于光導板78的上表面和/或相對的下表面上。光源72可以位于光導板78的左側(cè)，如在圖5中所示出的，或者可以位于沿板78的右邊緣和/或板78的其它邊緣。
[0040]在方向Z從光導板78向上散射的光74可以用作顯不器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來。反射器80可以由反射材料形成，諸如覆蓋有介電鏡面薄膜涂層的塑料層。
[0041]為了增強背光結(jié)構(gòu)42的背光性能，背光結(jié)構(gòu)42可以包括光學膜70。光學膜70可以包括用于幫助均質(zhì)化背光44并且由此減少熱點的漫射層、用于增強離軸觀看的補償膜、以及用于準直背光44的亮度增強膜(有時也被稱為轉(zhuǎn)向膜)。光學膜70可以與背光單元42中的其它結(jié)構(gòu)重疊，諸如光導板78和反射器80。例如，如果光導板78在圖5的X-Y平面中具有矩形覆蓋區(qū)，則光學膜70和反射器80可以具有相匹配的矩形覆蓋區(qū)。如果期望的話，諸如補償膜的膜可以被結(jié)合到顯示器14的其它層(例如，偏振層)中。
[0042]如在圖6中所示出的，顯示器14可以包括像素90的陣列，諸如像素陣列92。像素陣列92可以利用由顯示驅(qū)動電路系統(tǒng)產(chǎn)生的控制信號來控制。顯示驅(qū)動電路系統(tǒng)可以利用一個或多個集成電路(I C)和/或薄膜晶體管或其它電路系統(tǒng)來實現(xiàn)。
[0043]在設備10的操作期間，設備10中的控制電路系統(tǒng)，諸如存儲器電路、微處理器以及其它存儲和處理電路系統(tǒng)，可以向顯示驅(qū)動電路系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。顯示驅(qū)動電路系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號，用于控制像素陣列92的像素90。
[0044]像素陣列92可以包含像素90的行和列。像素陣列92的電路系統(tǒng)(S卩，用于像素90的像素電路的行和列)可以利用諸如數(shù)據(jù)線D上的數(shù)據(jù)線信號和柵極線G上的柵極線信號的信號來控制。數(shù)據(jù)線D和柵極線G是正交的。例如，數(shù)據(jù)線D可以垂直延伸并且柵極線G可以水平延伸(即，垂直于數(shù)據(jù)線D)。
[0045]像素陣列92中的像素90可以包含薄膜晶體管電路系統(tǒng)(例如，多晶硅晶體管電路系統(tǒng)、非晶娃晶體管電路系統(tǒng)、諸如InGaZnO晶體管電路系統(tǒng)的半導電氧化物晶體管電路系統(tǒng)、其它硅或半導電氧化物晶體管電路系統(tǒng)，等等)和相關(guān)聯(lián)的用于跨顯示器14中的液晶層52產(chǎn)生電場的結(jié)構(gòu)。每個顯示像素可以具有一個或多個薄膜晶體管。例如，每個顯示像素可以具有各自的薄膜晶體管，諸如薄膜晶體管94，以控制電場到液晶層52的相應像素大小部分52’的施加。
[0046]用于形成像素90的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)可以位于諸如玻璃層的薄膜晶體管基板上。薄膜晶體管基板和在薄膜晶體管基板的表面上形成的顯示像素90的結(jié)構(gòu)共同形成薄膜晶體管層58(圖5)。
[0047]可以使用柵極驅(qū)動電路系統(tǒng)在柵極線G上產(chǎn)生柵極信號。柵極驅(qū)動電路系統(tǒng)可以由薄膜晶體管層上的薄膜晶體管形成，或者可以在單獨的集成電路中實現(xiàn)。像素陣列92中的數(shù)據(jù)線D上的數(shù)據(jù)線信號攜帶模擬圖像數(shù)據(jù)(例如，具有表示像素亮度水平的量值的電壓)。在顯示器14上顯示圖像期間，顯示驅(qū)動集成電路或其它電路系統(tǒng)可以從控制電路系統(tǒng)接收數(shù)字數(shù)據(jù)并且可以產(chǎn)生對應的模擬數(shù)據(jù)信號。模擬數(shù)據(jù)信號可以被解復用并且提供給數(shù)據(jù)線D。
[0048]數(shù)據(jù)線D上的數(shù)據(jù)線信號被分發(fā)到像素陣列92中的顯示像素90的列。柵極線G上的柵極線信號通過相關(guān)聯(lián)的柵極驅(qū)動電路系統(tǒng)提供給像素陣列92中的像素90的行。
[0049]顯示器14的電路系統(tǒng)可以由導電結(jié)構(gòu)(例如，金屬線和/或由諸如氧化銦錫的透明導電材料形成的結(jié)構(gòu))形成并且可以包括在顯示器14的薄膜晶體管基板上制造的諸如圖6的晶體管94的晶體管。薄膜晶體管可以是，例如，硅薄膜晶體管或半導電氧化物薄膜晶體管。
[0050]如在圖6中所示出的，諸如像素90的像素可以位于陣列92中每條柵極線G和數(shù)據(jù)線D的交點處。每條數(shù)據(jù)線D上的數(shù)據(jù)信號可以從其中一條數(shù)據(jù)線D提供給端子96。薄膜晶體管94(例如，薄膜多晶硅晶體管、非晶硅晶體管，或者諸如由諸如氧化銦鎵鋅的半導電氧化物形成的晶體管的氧化物晶體管)可以具有接收柵極線G上的柵極線控制信號的諸如柵極98的柵極端子。當柵極線控制信號有效時，晶體管94將被導通并且在端子96處的數(shù)據(jù)信號將作為像素電壓Vp被傳遞到節(jié)點100。用于顯示器14的數(shù)據(jù)可以在幀中顯示。在使每行中的柵極線信號有效以將數(shù)據(jù)信號傳遞到該行的像素之后，柵極線信號可以被解除有效。在隨后的顯示幀中，可以使用于每一行的柵極線信號再次有效，以導通晶體管94并捕獲新的Vp的值。
[0051]像素90可以具有信號存儲元件，例如電容器102或其它電荷存儲元件?？梢允褂么鎯﹄娙萜?02來幫助在幀之間(S卩，在連續(xù)柵極信號有效之間的時間段內(nèi))在像素90中存儲信號Vp。
[0052]顯示器14可以具有耦合到節(jié)點104的公共電極?？梢允褂霉搽姌O(有時被稱為公共電壓電極、Vcom電極或Vcom端子)來向諸如陣列92的每個像素90中的節(jié)點104的節(jié)點分配公共電極電壓。如由圖6的說明性電極模式104’所示，Vcom電極104可以利用諸如氧化銦錫、氧化銦鋅、其它透明導電氧化物材料之類的透明導電材料的毯膜和/或足以薄到透明的金屬層來實現(xiàn)(例如，電極104可以由覆蓋陣列92中所有像素90的氧化銦錫層或其它透明導電層形成)。
[0053]在每個像素90中，電容器102可以耦合在節(jié)點100與104之間。由于用于控制穿過像素的液晶材料(液晶材料52 ’)的電場的像素90中的電極結(jié)構(gòu)，因此跨節(jié)點100和104產(chǎn)生并聯(lián)電容。如在圖6中所示出的，電極結(jié)構(gòu)106(例如，具有多個指狀物的顯示像素電極或者用于向液晶材料52’施加電場的其它顯示像素電極)可以耦合到節(jié)點100(或者多指顯示像素電極可以在節(jié)點104處形成)。在操作期間，可以使用電極結(jié)構(gòu)106在像素90中跨像素大小的液晶材料52 ’施加受控的電場(即，具有與Vp-Vcom成比例的量值的場)。由于存儲電容器102和由像素90的像素結(jié)構(gòu)形成的并聯(lián)電容的存在，Vp的值(以及因此相關(guān)聯(lián)的跨液晶材料5 2 ’的電場)可以跨節(jié)點106和104被維持幀的持續(xù)時間。
[0054]跨液晶材料52’產(chǎn)生的電場引起液晶材料52’中的液晶的朝向變化。這改變了穿過液晶材料52’的光的偏振。與圖5的偏振器60和54相結(jié)合，偏振的變化可以用于控制透射通過顯示器14的陣列92中的每個像素90的光44的量。
[0055]在諸如彩色顯示器的顯示器中，使用濾色器層56來給不同的像素賦予不同的顏色。作為例子，在顯示器14中的每個像素90可以包含三個(或多于三個)不同的子像素，每個子像素具有不同的各自顏色。利用有時可以在本文中作為例子描述的一種合適的布置，每個像素90具有紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素。每個子像素利用獨立選擇的像素電壓Vp來驅(qū)動。提供給每個子像素的電極的電壓的量與各自的數(shù)字像素值(例如，從O到255的范圍或其它合適的數(shù)字范圍的值)相關(guān)聯(lián)。期望的像素顏色可以通過調(diào)整用于像素中三個子像素中的每一個子像素的像素值來產(chǎn)生。例如，黑色像素可以與紅色子像素的O像素值、綠色子像素的O像素值和藍色子像素的O像素值相關(guān)聯(lián)。作為另一個例子，橙色像素可以與紅色、綠色和藍色子像素的245、178和66的像素值相關(guān)聯(lián)。白色可以由255、255和255的像素值來表示。
[0056]在顯示器14中的像素的響應時間可以作為施加到電極106的液晶切換電壓的量值的函數(shù)而變化。當把具有(O，0，0)的紅色、綠色、藍色像素值的黑色像素切換到白色像素(255，255，255)時，每個子像素(紅色，綠色和藍色)具有相同的目標像素值(即，255)并且從相同的初始像素值(即，O)開始，因此在切換期間跨液晶層52施加的電壓對于每個子像素是相同的。因此，所有子像素將同時切換。當對著白色背景移動黑色文本、黑色光標、或者其它黑色條目時，會出現(xiàn)這種類型的切換場景。
[0057]其它像素切換場景會由于當用不同像素值驅(qū)動不同顏色的子像素時出現(xiàn)的不相等的響應時間造成顏色運動模糊。作為例子，考慮當從黑色(O，O，O)切換到橙色(245，178，66)時的像素的響應。在這種情況下，大的壓降跨紅色子像素出現(xiàn)(S卩，與245的數(shù)字值之前和之后的差相關(guān)聯(lián)的壓降)并且較低的壓降跨綠色子像素(與178的像素值變化相關(guān)聯(lián)的電壓)和藍色子像素(66的像素值變化)出現(xiàn)。因為紅色子像素上的電壓(并且因此通過紅色電極106施加到液晶層的電場)相對較大，因此紅色子像素的液晶分子將比綠色和藍色子像素的液晶分子旋轉(zhuǎn)得更快。因此，紅色子像素改變顏色(從黑色到紅色)將比綠色和藍色子像素分別從黑色切換到綠色和從黑色切換到藍色更快。不同顏色的子像素的不同切換速度會導致令人不愉快的視覺假象。在其中黑色條目正在跨橙色背景移動的本例子中，紅色子像素相對較快的切換速度會潛在地造成不希望的紅色運動模糊效應。
[0058]顏色運動模糊效應既能在移動物體的前緣出現(xiàn)又能在移動物體的后緣出現(xiàn)。例如，考慮物體112跨圖7的顯示器14的背景110的移動。物體112可以具有第一顏色(例如，黑色)并且背景110可以具有第二顏色(例如，橙色)。物體112可以是黑色文本(作為例子)。背景110可以具有當在暖色環(huán)境光照明環(huán)境中(例如，室內(nèi)照明)向用戶呈現(xiàn)電子書時期望的顏色。物體112可以跨背景110移動，例如，在滾動期間上下移動、當平移時左右移動，等等。在圖7的例子中，物體112在方向114上被移動到右側(cè)。
[0059]在后緣118處，黑色像素(O，0，0)被切換到橙色(245，178，66)。黑到白的切換速度(上升時間)可以取決于切換電壓電平變化相當大。由于當從黑色切換到橙色時，紅色像素具有比綠色和藍色像素更大的切換電壓，因此區(qū)域116中的紅色像素會比綠色和藍色像素從黑色切換得更快，從而導致在區(qū)域118中的模糊顏色。尤其，在區(qū)域118中的顯示器14的像素會由于紅色子像素相對于藍色和綠色子像素的增強的切換速度而潛在地發(fā)展為明顯的紅色。
[0060]在物體112的前緣116處，像素從背景顏色110切換到物體112的顏色。例如，在前緣116中的像素可能從(245，178，66)切換到黑色(0，0，0)。在這種情況下的紅色像素會比綠色和藍色像素表現(xiàn)出稍微較慢的衰減時間，從而導致灰色運動模糊。
[0061]示出具有不同顏色的像素如何能潛在地在特定顏色轉(zhuǎn)換期間以不同速度切換的曲線圖在圖8的曲線圖中示出，其中子像素透射率T(與子像素輸出強度成正比)被繪制為時間t的函數(shù)。在圖8的例子中，示出了在圖7的尾緣118處的情況。初始地(在時間tl)，像素是黑色(0，0，0)。在時間t3，物體112已從邊緣118移開并且每個子像素都會具有足夠的時間來獲得其期望的目標值(即，紅色子像素已獲得值245、綠色子像素已獲得值178、并且藍色子像素已獲得值66)。紅色、綠色和藍色子像素在時間11和t3之間的中間時間在常規(guī)顯示器中的切換過程通過曲線120(對于紅色)、122(對于綠色)和124(對于藍色)示出。這些曲線(其在圖8的曲線圖中沒有被歸一化)表現(xiàn)出以不同速度的轉(zhuǎn)換。綠色和藍色曲線122和124轉(zhuǎn)換得相對較慢。紅色曲線(曲線120)轉(zhuǎn)換快，因為對于紅色子像素的目標值相對較高(245)。因為紅色曲線120與綠色曲線122和藍色曲線124相比陡峭地上升，因此，在尾緣118中的像素的顏色(與時間t2相關(guān)聯(lián))將在顏色上過于紅。
[0062]為了在后緣118中的紅色、綠色和藍色子像素之間恢復期望的平衡并且因此最小化紅色運動模糊效應，顯示器14的子像素可以被配置為在某些切換場景中(例如，當如結(jié)合本例子描述的從黑色切換到橙色時和/或當在其它顏色組合之間切換時)均衡紅色、綠色和藍色子像素的切換速度。特別地，紅色子像素的形狀和/或液晶層厚度可以被配置為相對于綠色和藍色子像素的切換速度減慢紅色子像素的切換速度。當以這種方式配置時，顯示器14將表現(xiàn)出較慢的紅色像素切換特性，諸如曲線126。在諸如時間t2的中間時間(S卩，對于在后緣118中的像素)，與曲線126相關(guān)聯(lián)的紅色子像素的像素值與在時間t2用于綠色和藍色子像素的像素值相比將不會過多。因此，邊緣118將不會出現(xiàn)過度的紅并且紅色運動模糊效應將得到抑制。
[0063]像素切換特性會受到諸如電極幾何形狀和像素單元厚度(S卩，液晶層厚度)的影響。其中選擇性調(diào)整像素切換速度的一種方式包括在某些子像素中改變電極106的布局。這種類型的布置在圖9中示出。在圖9的例子中，顯示器14具有三種顏色的子像素。每個子像素與黑色掩膜130中的各自的V字開口和對應的具有V字形狀的一組電極指106相關(guān)聯(lián)。如果期望的話，可以使用除V字形狀之外的其它形狀用于電極106和包含電極106的像素的開口(例如，矩形形狀、具有彎曲邊緣的子像素開口，等等KV字電極指和像素開口的使用僅僅是說明性的。
[0064]子像素的形狀以及尤其每個V字開口的臂的角展度和相關(guān)聯(lián)的子像素電極的V字指的角展度可以被配置為對于不同顏色的子像素不同。在圖9的例子中，紅色子像素90R具有相對于X軸成角度A的邊緣132和具有同樣相對于X軸成角度A的平行縱向電極軸133的電極指106。綠色子像素90G和藍色子像素90B的邊緣132和軸133以及其電極每一個都相對于X軸成角度B』的值可以比A的值小。例如，A可以是85°并且B可以是75°，使得紅色子像素90R的V字(即，V字開口和V字電極106)比綠色子像素90G和藍色子像素90B的V字更少彎曲。如果期望的話，可以使用其它的角度。
[0065]在每個子像素內(nèi)，像素電極106的縱軸133平行于V字邊緣132延伸，因此子像素的不同形狀導致由子像素產(chǎn)生的電場和子像素中的液晶分子之間不同的朝向。
[0066]構(gòu)成顯示器14的液晶層52的液晶材料可以是負液晶材料或正液晶材料。負液晶表現(xiàn)出負介電各向異性，而正液晶表現(xiàn)出正介電各向異性。在負液晶中的液晶分子(液晶)與施加的電場垂直地對準(即，負液晶分子的縱軸將定向為垂直于從電極106施加的電場)。在正液晶中的液晶分子與施加的電場平行對準(即，正液晶分子的縱軸將定向為平行于施加的電場)。
[0067]在用于顯示器14的負液晶構(gòu)造中，負液晶分子的縱軸在通過電極106施加電場之前沿X軸延伸。在用于顯示器14的正液晶構(gòu)造中，正液晶分子的縱軸在通過電極106施加電場之前沿Y軸延伸。盡管具有垂直的初始(未旋轉(zhuǎn)的)朝向，但是通過與負和正液晶分子相關(guān)聯(lián)的液晶偶極子產(chǎn)生的相對于子像素的邊緣130(并且因此電極106的縱軸133)的角度是相同的。在本例子中，當負液晶未旋轉(zhuǎn)時沿Y軸延伸的負液晶的偶極子將相對于紅色子像素90R的邊緣132產(chǎn)生90-A的角度(即，在本例子中，未旋轉(zhuǎn)的負液晶的偶極子到電極106的縱軸將是5°)。當正液晶未旋轉(zhuǎn)時，正液晶的偶極子沿Y軸延伸并且將因此相對于紅色子像素90R的邊緣132產(chǎn)生相同的角度90-A(S卩，在本實施例中，未旋轉(zhuǎn)的正液晶的偶極子到電極106的縱軸將是5°)。在子像素90G和90B中，液晶分子偶極子和電極106的縱軸133之間的角度將是15° (即，比對于紅色子像素的角度大的角度)。
[0068]在液晶偶極子和對于綠色和藍色子像素的縱向電極軸之間增加的角度將在結(jié)合圖7描述的類型的切換情景中相對于紅色子像素傾向于增加其切換速度，并且將因此針對紅色運動模糊補償顯示器14。雖然為這個例子使用了5°的和15°的角度，但是如果期望的話，可以使用其它電極軸到液晶偶極子的角度值。在其中子像素具有V字形狀的構(gòu)造中，可以為紅色子像素使用比為綠色和藍色子像素使用的更平坦(更少彎曲)的V字，以幫助減慢紅色子像素的切換，并且從而抑制當黑色物體對著具有比藍色和綠色內(nèi)容更紅的內(nèi)容(諸如橙色)的背景移動時的紅色運動模糊效應。
[0069]圖10是其中對為具有未修改的和修改的偶極子到電極軸角的子像素施加的像素電壓Vp繪出的透射率T的模擬的曲線圖。當角度未修改(例如，10° )時，子像素將實現(xiàn)具有4.5伏的施加電壓的245的透射率水平(在本黑色到橙色切換例子中用于切換紅色子像素的期望的水平)(曲線140)，但是當紅色子像素被修改以顯示出5°的偶極子到電極軸角時，將只用施加4伏就實現(xiàn)這一相同期望的透射率水平(曲線142)。利用修改的布置(例如，為紅色像素用較少彎曲的V字的布置)，實現(xiàn)像素值245所需的較低的像素電壓值將允許紅色子像素利用較低的電壓來切換。較低的切換電壓(即，在這個例子中是4伏而不是4.5伏)將導致紅色像素切換速度如所期望的被降低。
[0070]如果期望的話，電極106可以具有帶彎折的V字。例如，如在圖11的說明性配置中所示出的，電極106可以具有主要部分，其中電極的指狀物彼此平行延伸(并且相對于用于在圖11中的說明性子像素的Y軸以諸如說明性角度90-A的角度來定向)。電極中的彎折106K可以由相對于Y軸具有不同角度(即，大于90-A的角度)的電極的短節(jié)段來形成。彎折106K可以，例如，位于電極106的中心(S卩，以形成中心彎折的部分)和/或在電極106的端部(S卩，以形成端部彎折)。
[0071]圖12是用于其中電極106具有非V字形狀的電極106的說明性布局。在圖12的例子中，電極指106(即，縱向電極指軸133)跨每個子像素對角線延伸。電極指106定向為相對于紅色子像素90R中的Y軸成90-A的角度(以便電極指軸定向為相對于液晶偶極子成角度90-A)。綠色子像素90G可以具有電極指106，其中軸133定向為相對于Y軸(和相對于液晶偶極子)成角度90-B。藍色子像素90B可以同樣具有電極指106，其中軸133定向為相對于液晶偶極子成角度90-B，或者，如果期望的話，圖12的藍色子像素90-B(以及任何其它的藍色子像素，諸如圖9的V字藍色子像素等)可以具有不同的角度(例如，角度90-C，其中C與B不同并且與A不同)。其中每個子像素顏色都具有以不同角度定向的指狀物的構(gòu)造可以給顯示器14提供增強的能力來防止不同類型的顏色運動模糊，但是可能比其中角度C和B相等的顯示器消耗更多的面積。
[0072]圖13示出了其中一些行(例如，行η)中的子像素具有從軸Y稍微順時針旋轉(zhuǎn)(諸如對于子像素90R旋轉(zhuǎn)角度90-Α和對于子像素90G旋轉(zhuǎn)角度90-Β以及可選地對于藍色像素90Β旋轉(zhuǎn)另一個角度90-C)的電極指106，并且具有其中電極指106以相同方式稍微逆時針旋轉(zhuǎn)的其它行(例如，行η+1)的說明性構(gòu)造。
[0073]一般地，子像素90R、90G和90Β可以具有帶任何合適形狀(S卩，相對于層52的液晶偶極子的任何合適的電極指朝向)的電極。圖9、11、12和13的電極構(gòu)造僅僅是說明性的。
[0074]如果期望的話，紅色子像素的切換速度可以通過相對于藍色和綠色子像素為紅色子像素增加單元間隙來減慢。這種類型的構(gòu)造在圖14的顯示器14的橫截面?zhèn)纫晥D中示出。如在圖14中所示出的，濾色器層56可以具有濾色器層基板56A(例如，諸如透明玻璃、塑料、陶瓷等的透明材料層)。濾色器元件，諸如紅色元件R、綠色元件G和藍色元件B可以被構(gòu)圖到基板56A上(例如，利用可光成像著色聚合物和光刻構(gòu)圖技術(shù))。黑色掩模層130可以具有V字開口或與濾色器元件對準的其它合適的開口。
[0075]利用半色調(diào)掩模、多掩模和多次沉積步驟，或者其它技術(shù)，可以在基板56A上的濾色器元件的陣列上沉積具有多個厚度的透明外涂層，諸如外涂層56B(例如，透明可光成像聚合物層或其它合適的層)。層56B可以在覆蓋顯示器14的紅色子像素的區(qū)域中具有Tl的厚度，并且可以在顯示器14的綠色和藍色子像素中具有諸如分別為厚度T2和T3的較厚的厚度。厚度T2和T3可以彼此相等或者可以是不同的。因此，紅色子像素中液晶層52的厚度(Dl)將比綠色和藍色子像素中的厚度(分別為D2和D3)更厚。切換速度對于較厚的單元間隙較慢(例如，衰減時間可能與液晶厚度的平方成正比并且當液晶層厚度增加時上升時間會類似地增加)。當與藍色和綠色子像素中較小的液晶層厚度D2和D3的值相比較時，在紅色子像素中較大的液晶層厚度Dl的值將因此相對于綠色和藍色子像素切換速度減慢紅色子像素切換速度，以便對當對著諸如背景110的背景移動諸如物體112的物體時會發(fā)生的類型的紅色運動模糊效應進行補償。
[0076]如果期望的話，在圖14中示出的類型的選擇性像素間隙調(diào)整機制可以與在圖9、
11、12和13中示出的類型的選擇性電極軸平坦化機制組合使用和/或可以對用于特定顏色的子像素的子像素結(jié)構(gòu)做出其它選擇性調(diào)整，以補償顏色運動模糊。圖9、11、12和13的例子僅僅是說明性的。
[0077]根據(jù)實施例，提供了具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括多個不同顏色的子像素，該液晶顯示器包括上部和下部顯示層，以及在上部和下部顯示層之間的液晶材料層，上部和下部顯示層中的至少一個層包括基板，以及用于子像素的像素電極，像素電極在基板上形成，像素電極具有縱軸，液晶材料中的液晶分子初始地通過利用像素電極施加電場是未旋轉(zhuǎn)的并且具有相對于像素電極的縱軸產(chǎn)生偶極子到電極軸角的相關(guān)聯(lián)的偶極子，并且用于不同顏色的子像素的偶極子到電極軸角是不同的。
[0078]根據(jù)另一種實施例，所述子像素包括紅色子像素和其它顏色的子像素，并且用于紅色子像素的偶極子到電極軸角與用于其它顏色的子像素的偶極子到電極軸角不同。
[0079]根據(jù)另一種實施例，所述其它顏色的子像素包括綠色和藍色子像素，并且用于紅色子像素的偶極子到電極軸角與用于綠色和藍色子像素的偶極子到電極軸角不同。
[0080]根據(jù)另一種實施例，用于所述紅色子像素的偶極子到電極軸角比用于所述綠色和藍色子像素的偶極子到電極軸角小。
[0081]根據(jù)另一種實施例，所述像素電極具有V字形狀，并且所述紅色子像素的像素電極具有比所述綠色和藍色子像素中的像素電極的V字形狀更少彎曲的V字形狀。
[0082]根據(jù)另一種實施例，所述子像素包括紅色子像素、藍色子像素和綠色子像素，并且所述藍色和綠色子像素具有與所述紅色子像素不同形狀的像素電極，使得所述藍色和綠色子像素表現(xiàn)出具有與所述紅色子像素不同形狀的歸一化的透射率對施加的電壓的曲線。
[0083]根據(jù)實施例，提供了具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括紅色、綠色和藍色子像素，該液晶顯示器包括上部和下部顯示層，以及在上部和下部顯示層之間的液晶材料層，上部和下部顯示層中的至少一個層包括基板，以及在基板上的外涂層，外涂層在與紅色子像素重疊的區(qū)域中具有第一厚度并且在與綠色子像素重疊的區(qū)域中具有比第一厚度大的第二厚度，以最小化當黑色物體跨有色背景移動時的運動模糊效應。
[0084]根據(jù)另一種實施例，所述基板形成上部顯示層的一部分，所述有色背景具有紅色子像素值、綠色子像素值和藍色子像素值，紅色子像素值大于綠色和藍色子像素值，并且所述液晶顯示器在基板上包括濾色器元件的陣列。
[0085]根據(jù)另一種實施例，所述外涂層在濾色器元件的陣列上形成。
[0086]根據(jù)另一種實施例，所述外涂層在與綠色和藍色子像素二者重疊的區(qū)域中具有第二厚度。
[0087]根據(jù)另一種實施例，所述濾色器元件的陣列包括在紅色子像素中的紅色濾色器元件、在綠色子像素中的綠色濾色器元件和在藍色子像素中的藍色濾色器元件，并且所述外涂層在與紅色濾色器元件重疊的區(qū)域中具有第一厚度并且在與藍色和綠色濾色器元件重疊的區(qū)域中具有第二厚度。
[0088]根據(jù)另一種實施例，所述液晶顯示器包括在下部顯示層中的薄膜晶體管層。
[0089]根據(jù)另一種實施例，所述液晶顯示器包括在上部顯示層中的薄膜晶體管層。
[0090]根據(jù)另一種實施例，所述藍色和所述綠色子像素具有與所述紅色子像素不同的形狀。
[0091]根據(jù)另一種實施例，所述子像素具有V字形狀，并且所述紅色子像素具有比所述綠色和所述藍色子像素的V字形狀更少彎曲的V字形狀。
[0092]根據(jù)一種實施例，提供了具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括第一、第二和第三顏色的子像素，該液晶顯示器包括包含上部層和下部層的顯示層，以及在上部層和下部層之間的液晶材料層，上部層和下部層中的至少一個層包括基板和在基板上具有用于子像素的開口的黑色掩模層，以及在顯示層中形成的與開口的邊緣對準的像素電極，用于第二和第三顏色的子像素的像素電極具有與用于第一顏色的子像素的像素電極不同的形狀。
[0093]根據(jù)另一種實施例，所述第一顏色的子像素的像素電極具有第一V字形狀，并且所述第二和第三顏色的子像素的像素電極具有與第一 V字形狀不同的第二 V字形狀。
[0094]根據(jù)另一種實施例，所述第一顏色包括紅色。
[0095]根據(jù)另一種實施例，所述第二和第三顏色分別包括綠色和藍色。
[0096]根據(jù)另一種實施例，所述具有第一V字形狀開口的像素電極比所述具有第二V字形狀的像素電極更少彎曲。
[0097]以上僅僅是說明性的并且在不背離所述實施例的范圍和精神的情況下，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出各種修改。上述實施例可以單獨地或者以任意組合來實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1.一種具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括多個不同顏色的子像素，該液晶顯示器包括: 上部顯示層和下部顯示層;及 在上部顯示層和下部顯示層之間的液晶材料層，其中上部顯示層和下部顯示層中的至少一個層包括: 基板;及 用于子像素的像素電極，其中像素電極在基板上形成，其中像素電極具有縱軸，其中液晶材料中的液晶分子初始地通過利用像素電極施加電場是未旋轉(zhuǎn)的，并且具有相對于像素電極的縱軸產(chǎn)生偶極子到電極軸角的相關(guān)聯(lián)的偶極子，并且其中用于不同顏色的子像素的偶極子到電極軸角是不同的。2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述子像素包括紅色子像素和其它顏色的子像素，并且其中用于紅色子像素的偶極子到電極軸角與用于其它顏色的子像素的偶極子到電極軸角不同。3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述其它顏色的子像素包括綠色子像素和藍色子像素，并且其中用于紅色子像素的偶極子到電極軸角與用于綠色子像素和藍色子像素的偶極子到電極軸角不同。4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中用于所述紅色子像素的偶極子到電極軸角小于用于綠色子像素和藍色子像素的偶極子到電極軸角。5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中所述像素電極具有V字形狀，并且其中所述紅色子像素的像素電極的V字形狀比所述綠色子像素和藍色子像素中的像素電極的V字形狀更少彎曲。6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述子像素包括紅色子像素、藍色子像素和綠色子像素，并且其中所述藍色子像素和綠色子像素具有與所述紅色子像素不同形狀的像素電極，使得所述藍色子像素和綠色子像素表現(xiàn)出具有與所述紅色子像素不同形狀的歸一化透射率對施加的電壓的曲線。7.—種具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括紅色子像素、綠色子像素和藍色子像素，該液晶顯示器包括: 上部顯示層和下部顯示層;及 在上部顯示層和下部顯示層之間的液晶材料層，其中上部顯示層和下部顯示層中的至少一個層包括: 基板;及 在基板上的外涂層，外涂層在與紅色子像素重疊的區(qū)域中具有第一厚度并且在與綠色子像素重疊的區(qū)域中具有比第一厚度大的第二厚度，以最小化當黑色物體跨有色背景移動時的運動模糊效應。8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中所述基板形成上部顯示層的一部分，其中所述有色背景具有紅色子像素值、綠色子像素值和藍色子像素值，其中紅色子像素值大于綠色子像素值和藍色子像素值，并且其中所述液晶顯示器在基板上還包括濾色器元件的陣列。9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其中所述外涂層在濾色器元件的陣列上形成。10.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中所述外涂層在與綠色子像素和藍色子像素二者重疊的區(qū)域中具有第二厚度。11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其中所述濾色器元件的陣列包括在紅色子像素中的紅色濾色器元件、在綠色子像素中的綠色濾色器元件和在藍色子像素中的藍色濾色器元件，并且其中所述外涂層在與紅色濾色器元件重疊的區(qū)域中具有第一厚度并且在與藍色濾色器元件和綠色濾色器元件重疊的區(qū)域中具有第二厚度。12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，還包括在下部顯示層中的薄膜晶體管層。13.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，還包括在上部顯示層中的薄膜晶體管層。14.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中所述藍色子像素和所述綠色子像素具有與所述紅色子像素不同的形狀。15.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其中所述子像素具有V字形狀，并且其中所述紅色子像素的V字形狀比所述綠色和藍色子像素的V字形狀更少彎曲。16.—種具有像素的行和列的液晶顯示器，其中像素包括第一顏色、第二顏色和第三顏色的子像素，該液晶顯示器包括: 包括上部層和下部層的顯示層;及 在上部層和下部層之間的液晶材料層，其中上部層和下部層中的至少一個層包括基板和在基板上具有用于子像素的開口的黑色掩模層;及 在顯示層中形成的與開口的邊緣對準的像素電極，其中用于第二顏色和第三顏色的子像素的像素電極具有與用于第一顏色的子像素的像素電極不同的形狀。17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其中所述第一顏色的子像素的像素電極具有第一 V字形狀，并且其中所述第二顏色和第三顏色的子像素的像素電極具有與第一 V字形狀不同的第二 V字形狀。18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，其中所述第一顏色包括紅色。19.如權(quán)利要求18所述的液晶顯示器，其中所述第二顏色和第三顏色分別包括綠色和藍色。20.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示器，其中所述具有第一V字形狀開口的像素電極比所述具有第二 V字形狀的像素電極更少彎曲。
【文檔編號】G02F1/1335GK105938278SQ201610060581
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】陳遠, 葛志兵, A·F·赫倫茲, C·H·泰, H·內(nèi)馬蒂, 江俊, 陳宬
【申請人】蘋果公司