用于改进的视角和颜色偏移的伪多象限设计技术领域
本公开的实施例通常涉及显示设备，并且尤其涉及液晶显示
(LCD)设备。
背景技术
这部分旨在向读者介绍可能与本技术的各个方面有关的技术的
各个方面，下文进行了描述和/或要求保护。相信，此讨论会有助于为
读者提供背景信息，以便有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，
应当理解，这些陈述应当从这个意义上理解，而不应当被认为是对现
有技术的承认。
液晶显示器(LCD)一般被用作各种电子设备的屏或显示器，所
述电子设备包括客户电子设备，诸如电视、计算机和手持设备(例如，
蜂窝电话、音频和视频播放器、游戏系统等)。这种LCD设备通常
提供采用相对薄的封装的平板显示，其适于用在各种电子商品中。此
外，这种LCD设备通常使用比具有可比性的显示技术使用的功率低
的功率，从而使这种LCD设备适于用在电池供电设备中，或者用在
希望将功率使用最小化的其它情况。LCD设备通常包括以矩阵布置的
多个单元像素。可以通过扫描线和数据线电路驱动单元像素，以便显
示可以被用户感知的图像。
边缘场切换(FFS)LCD显示器面板的常规单元像素可以利用多
象限或单象限配置，并且通常可以包括带状或指状像素电极。像素电
极一般由晶体管控制，以便创建允许光源的至少一部分穿过像素内的
液晶材料的电场。在常规的单象限像素配置中，像素电极一般彼此平
行布置，从而LCD面板内的所有像素电极朝向相同方向。一般地，
这导致在单象限单元像素内产生的电场在单元像素中处于相同方向，
从而与多象限像素配置相比，提供更高的光透射率。然而，与多象限
配置相比，常规的单象限像素配置一般提供不太好的观看角度和颜色
偏移属性。
在常规的多象限像素配置中，每个单元像素内的像素电极可以朝
向多于一个方向。用这种方式，可以改进LCD面板的整体观看角度
和颜色偏移属性。然而，旋错(disclination)可能导致由于电场的不同
方向而引起的多象限单元像素的各透光部分。由于这种旋错可能阻挡
透过像素的一部分光，从而减小LCD面板的整体透射率，所以这种
旋错尤其成问题。
发明内容
下面概述此处作为例子公开的实施例的某些方面。应当理解，给
出这些方面以便仅仅为读者提供此处公开和/或要求的各种技术可以
采取的某些形式的简要概述，并且这些方面不旨在限制此处公开和/
或要求的任意技术的范围。事实上，此处公开和/或要求的任意技术可
以包含可能未在下面陈述的各种方面。
本公开一般地涉及可在LCD设备，诸如边缘场切换(FFS)LCD，
的单元像素中实现，以便提供“伪多象限”效果的单象限电极配置，其
中保持了常规单象限和多象限像素配置设备两者的益处。根据本技术
的方面，提供单象限单元像素，以便保持常规单象限LCD面板(相
对于多象限面板透射率)典型的相对更高的透射率(相对于多象限透
射率)。在一个实施例中，单象限单元像素可以相对于LCD面板的
垂直轴(例如，y轴)具有角度或在不同方向上倾斜，以便沿着每个
扫描线、数据线或扫描线和数据线两者的组合提供成不同角度的像素
电极的交替和/或周期性布置。用这种方式，可以保持常规单象限LCD
面板的透射率，同时提供常规多象限LCD面板典型的改进观看角度
和颜色偏移属性。
关于本公开的各个方面，可以存在上述特征的各种细化。其它特
征也可被结合在这些各个方面内。这些细化和附加特征可以单独地或
以任意组合地存在。例如，下面关于一个或多个示出的实施例讨论的
各种特征可被单独或以任意组合结合在本公开的任意上述方面内。另
外，上面给出的简要概述仅仅旨在使得读者熟习本公开的实施例的某
些方面和上下文，而不是对所要求的主题的限制。
附图说明
当参考附图阅读下面对某些示例实施例的详细描述时，将会更好
地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，其中在各附图中类似
的字符表示类似部分，其中：
图1是示出了根据本公开的方面的电子设备的示例组件的方框
图；
图2是根据本公开的方面的手持电子设备的正视图；
图3是根据本公开的方面的计算机的视图；
图4是根据本公开的方面的LCD显示器面板的单元像素的示例
层的分解图；
图5是示出了根据本公开的方面的可结合LCD显示器面板使用
的开关和显示电路的电路图；
图6是根据本公开的方面的LCD显示器面板的单元像素的剖视
横截面图；
图7是根据本公开的方面的对应于两个相邻单元像素的电极布置
的简化平面图；
图8是根据本公开的第一实施例的LCD显示器面板的一部分的
详细平面图；
图9是根据本公开的第二实施例的LCD显示器面板的一部分的
详细平面图；
图10A和10B是根据本公开的其它实施例的LCD显示器面板的
一部分的简化平面图；和
图11是根据本公开的其它实施例的LCD显示器面板的一部分的
详细平面图。
具体实施方式
下面描述本公开的一个或多个特定实施例。这些描述的实施例仅
是当前公开的技术的示例。另外为了提供对这些示例实施例的简洁描
述，可以不在本说明书中描述实际实现的所有特征。应当理解，在任
意这些实际实现的开发中，如同任意工程或设计项目，必须做出多种
特定于实现的决策，以便实现开发者的特定目标，诸如符合与系统有
关和与业务有关的约束，这些决策随着实现的不同而不同。另外，应
当理解，这种开发努力可能是复杂和费时的，但是对于受益于本公开
的普通技术人员而言仍然是设计、加工和制造的例行工作。
当介绍本发明的各个实施例的元件时，冠词“一个”(“a”、“an”)、
“该”(“the”)和“所述”(“said”)旨在意指存在一个或多个元件。术
语“包括”和“具有”旨在是包含并且意指可以存在列出的元件之外的附
加元件。
考虑前面的那些特征，下面提供使用可以实现根据本公开的方面
的伪多象限属性的LCD显示器的适合电子设备的一般描述。在图1
中，提供了一个方框图，示出了可以存在于适合于结合当前技术使用
的电子设备内的各种组件。在图2中，给出此处以手持电子设备提供
的适合的电子设备的一个例子。在图3中，给出此处以计算机系统提
供的适合的电子设备的另一个例子。可以结合当前技术使用这些类型
的电子设备，以及提供相当的显示能力的其它电子设备。
适合的电子设备的例子可以包括对设备的功能产生贡献的各种
内部和/或外部组件。图1是一个方框图，示出了可以存在于这种电子
设备10内，并且允许设备10根据此处讨论的技术发挥功能的组件。
本领域普通技术人员将会理解，图1所示的各种功能块可以包括硬件
元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算
机代码)或硬件和软件元件两者的组合。还应当注意，图1仅仅是特
定实现的一个例子，并且仅旨在示出可以存在于设备10内的组件的类
型。例如，在当前示出的实施例中，这些组件可以包括显示器12、I/O
端口14、输入结构16、一个或多个处理器18、存储器设备20、非易
失存储设备22、扩展卡(一个或多个)24、联网设备26和电源28。
关于这些组件中的每一个，显示器12可用于显示由设备10产生
的各种图像。在一个实施例中，显示器12可以是液晶显示器(LCD)。
例如，显示器12可以是采用边缘场切换(FFS)、面内切换(IPS)
或可用于操作这些LCD设备的其它技术的LCD。另外，在电子设备
10的某些实施例中，可以结合触敏元件，诸如触摸屏，提供显示器12，
其可用作设备10的控制接口的一部分。
I/O端口14可以包括被配置为连接各种外部设备的端口，所述外
部设备诸如电源、头戴式送受话器或头戴耳机或其它电子设备(诸如
手持设备和/或计算机、打印机、投影仪、外部显示器、调制解调器、
对接座等)。I/O端口14可以支撑任意接口类型，诸如通用串行总线
(USB)端口、视频端口、串行连接端口、IEEE-1394端口、因特网
或调制解调器端口和/或AC/DC电源连接端口。
输入结构16可以包括各种设备、电路和路径，通过其可以给处
理器18提供用户输入或反馈。这些输入结构16可以配置为控制设备
10的功能、运行在设备10上的应用和/或连接到电子设备10或由电子
设备10使用的任意接口或设备。例如，输入结构16可以允许用户在
显示的用户界面或应用界面内导航。输入结构16的例子可以包括按
钮、滑块、开关、控制垫、按键、旋钮、滚轮、键盘、鼠标、触控板
等。
在某些实施例中，可以一起提供输入结构16和显示器12，诸如
触摸屏的情况，其中结合显示器12提供触敏机制。在这些实施例中，
用户可以通过触敏机制选择显示的界面元素或与之交互。以这种方式，
显示的界面可以提供交互功能，从而允许用户通过触摸显示器12在显
示的界面中导航。例如，与输入结构16的用户交互，诸如与显示在显
示器12上的用户或应用界面交互，可以产生指示用户输入的电信号。
这些输入信号可通过适当路径，诸如输入集线器或数据总线，被传递
到一个或多个处理器18以便进一步处理。
除了处理通过输入结构(一个或多个)16接收的各种输入信号之
外，处理器(一个或多个)18可以控制设备10的一般操作。例如，
处理器(一个或多个)18可以提供处理能力以便执行电子设备10的
操作系统、程序、用户和应用界面和任意其它功能。处理器(一个或
多个)18可以包括一个或多个微处理器，诸如一个或多个“通用”微处
理器、一个或多个专用微处理器和/或应用专用微处理器(ASIC)或
这些处理组件的某个组合。例如，处理器18可以包括一个或多个指令
集(RISC)处理器，以及图形处理器、视频处理器、音频处理器和/
或相关芯片组。如应当理解的，处理器(一个或多个)18可被耦连到
一个或多个数据总线，以便在设备10的各种组件之间传递数据和指
令。
可将由处理器(一个或多个)18处理的指令或数据存储在计算机
可读介质，诸如存储器20，内。可以以诸如随机访问存储器(RAM)
的易失存储器或诸如只读存储器(ROM)的非易失存储器或一个或多
个RAM和ROM设备的组合来提供这种存储器20。存储器20可以存
储各种信息，并且可用于各种目的。例如，存储器20可以存储电子设
备10的固件，诸如基本输入/输出系统(BIOS)、操作系统、各种程
序、应用或可以在电子设备10上执行的任意其它例程，包括用户界面
功能、处理器功能等。另外，存储器20可在电子设备10的操作期间
用于缓冲或高速缓存。
除了存储器20之外，设备10还可以包括用于数据和/或指令的
永久存储的非易失存储设备22。非易失存储设备22可以包括闪存存
储器、硬驱动器或任意其它光、磁和/或固态的存储介质或它们的某种
组合。非易失存储设备22可用于存储数据文件，诸如固件、数据文件、
软件程序和应用、无线连接信息、个人信息、用户偏好和任意其它适
合的数据。
图1示出的实施例还可以包括一个或多个卡或扩展槽。卡槽可被
配置为接收可用于给电子设备10添加功能，诸如附加存储器、I/O功
能或联网能力的扩展卡24。这种扩展卡24可以通过任意类型的适合
连接器连接到设备，并且相对于电子设备10的壳体可被从内部或外部
接入。例如，在一个实施例中，扩展卡24可以是闪存存储器卡，诸如
SecureDigital(SD)卡、mini或microSD、CompactFlash卡、或多
媒体卡(MMC)等。另外，扩展卡24可以是用于提供移动电话能力
的电子设备10的实施例的用户识别模块(SIM)卡。
图1所示的组件还包括网络设备26，诸如网络控制器或网络接口
卡(NIC)。在一个实施例中，网络设备26可以是提供基于任意802.11
标准或任意其它适合的无线联网标准的无线连接的无线NIC。网络设
备26可以允许电子设备10通过网络通信，所所关于网络诸如局域网
(LAN)、广域网(WAN)诸如用于3G数据网络的增强型数据速率
GSM演化(EDGE)网络(例如，基于IMT-2000标准)或internet。
另外，网络设备26可以提供到个人区域网的连接，诸如
网络、IEEE802.15.4(例如，ZigBee)网络或超宽带网络(UWB)。
在某些实施例中，网络设备26还可以使用根据一个或多个标准，诸如
ISO 18092、ISO21481或协议操作的近场通信(NFC)
接口提供近距离通信。
应当理解，设备10可以使用网络设备26与公共网络上的任意设
备，诸如便携电子设备、个人计算机、打印机等连接和发送或接收数
据。可替换地，在某些实施例中，电子设备10可以不包括网络设备
26。在这种实施例中，NIC可作为扩展卡24被添加，以便提供与上
述类似的联网功能。
另外，组件还可以包括电源28。在一个实施例中，电源28可以
一个或多个电池提供，所述电池诸如锂离子聚合物电池。电池可以是
用户可拆卸的或可被固定在电子设备10的壳体内，并且可以是可重新
充电的。另外，电源28可以包括AC电源，诸如由电插座提供的，并
且电子设备10可通过电源适配器连接到电源28，电源适配器还可用
于给一个或多个电池(如果存在的话)充电。
考虑上面的内容，图2示出了便携手持设备30形式的电子设备
10，此处以蜂窝电话提供便携手持设备30。应当理解，虽然在蜂窝电
话的上下文中一般地描述示出的设备30，可以提供其它类型的手持设
备作为手持设备30，诸如，仅列举几个，用于播放音乐和/或视频的数
字媒体播放器、个人数据管理器、游戏平台。另外，手持设备30的各
种实施例可以结合一种或多种设备的功能，诸如蜂窝电话功能、数字
媒体播放器、照相机、便携游戏平台、个人数据管理器或其某种组合。
因此，根据由手持电子设备30提供的功能，用户可以在带着设备30
自由移动的同时听音乐、玩视频游戏、拍照和拨打电话呼叫。
如上面相对于图1所示的电子设备10讨论的，手持设备30可以
允许用户连接到Internet或通过诸如局域网或广域网的其它网络并且
通过其通信(例如，使用网络设备26)。例如，手持设备30可以允
许用户使用电子邮件、文本消息、即时消息或其它形式的电子通信进
行通信。在某些实施例中，手持设备30还可以使用短程连接协议，诸
如Bluetooth和近场通信(NFC)与其它设备通信。仅作为例子，手
持设备30可以是可从加利福尼亚州库佩蒂诺市的苹果公司获得的一
种型号的或
在示出的实施例中，手持设备30包括外壳32，外壳32可以用于
防止内部组件受到物理损坏，并且给它们提供电磁干扰屏蔽。外壳32
可由任意适合的材料或材料组合形成，所述材料诸如塑料、金属或合
成材料，并且可以允许某些频率的电磁辐射进入到手持设备30内的无
线通信电路，以便便于无线通信。
如当前实施例所示，外壳32包括用户输入结构16，用户可以通
过用户输入结构16与设备30交互。例如，每个用户输入结构16可被
配置为当被按压或激励时，控制一个或多个相应的设备功能。作为例
子，在蜂窝电话实施方式中，一个或多个输入结构16可配置为调用要
显示的“home”屏幕或菜单，在睡眠、唤醒或加电/断电模式之间转换、
蜂窝电话应用振铃静音、增加或减小音量输出等。应当理解，示出的
输入结构16仅是示例，并且根据特定实现目标和/或要求，手持电子
设备30可以包括以各种形式存在的任意数目的适合的用户输入结构，
包括按钮、开关、控制板、按键、旋钮、滚轮等。
在示出的实施例中，手持设备30包括上面讨论的以液晶显示器
(LCD)34形式的显示器12。LCD 34可以显示由手持设备30产生
的各种图像。例如，LCD 34可以显示给用户提供关于手持设备30的
一个或多个状态的反馈的各种系统指示器36，诸如电源状态、信号强
度、呼叫状态、外部设备连接等。
LCD 34还可配置为显示允许用户与手持设备30交互的图形用户
界面(“GUI”)38。GUI 38可以包括可被显示在整个或部分LCD 34
上的各层、窗口、屏幕、模板、或其它图形元素。一般地，GUI 38可
以包括表示电子设备的应用和功能的图形元素。这些图形元素可以包
括图标40和表示按钮、滑块、菜单条等的其它图像。图标40可以对
应于电子设备的各种应用，在检测到对相应图标40的用户选择之后，
可以打开或执行这些应用。在某些实施例中，对图标40的选择导致分
层导航处理，从而对图标40的选择导致包括一个或多个附加图标或其
它GUI元素的屏幕。应当理解，可以通过包括在显示器12内的触摸
屏选择图标40，或可以通过用户输入结构16，诸如轮或按钮，选择图
标40。
手持电子设备30附加地包括允许手持设备30连接到一个或多个
外部设备的各种输入和输出(I/O)端口14。例如，一个I/O端口14
可以是允许在手持电子设备30和另一个电子设备，诸如计算机系统，
之间传输和接收数据或命令的端口。在某些实施例中，根据例如外部
组件通过I/O端口14正耦连到手持设备30，某些I/O端口14可以具
有双重功能。例如，除了在耦连到另一个电子设备时提供数据传输和
接收之外，当被耦连到配置为从外部电源，诸如墙壁电源插座，汲取/
提供功率的电源适配器时，某些I/O端口14还可以给手持设备30的
电池(电源28)充电。这种I/O端口14可以是苹果公司的专有端口，
或可以是开放标准的I/O端口，诸如通用串行总线(USB)端口。
除了手持设备30之外，诸如图2示出的蜂窝电话，根据本发明
的实施例，电子设备10还可以采取计算机或其它类型电子设备的形
式。例如，这些计算机可以包括一般为便携的计算机(诸如，膝上计
算机、笔记本和平板计算机)以及一般不是便携的计算机(诸如，常
规的台式计算机、工作站和/或服务器)。在某些实施例中，计算机形
式的电子设备10可以是可从苹果公司获得的一种型号的
或
作为例子，图3示出了根据本发明的一个实施例的以膝上计算机50
形式的电子设备10。示出的计算机50包括壳体52、显示器12(诸如
图2所示的LCD 34)、输入结构16和I/O端口14。
在一个实施例中，输入结构16可以包括键盘、触控板、以及各
种其它按钮和/或开关，其可用于与计算机50交互，诸如给计算机供
电或开启计算机，操作GUI或在计算机50上运行的应用，以及调整
关于计算机50的操作的各种其它方面(诸如，声音音量、显示亮度等)。
例如，键盘和/或触控板可以允许用户在用户界面(例如，GUI)或显
示在LCD 34上的应用界面上导航。
如本图所示，计算机50形式的电子设备10还可以包括提供到附
加设备的连接的各种I/O端口14。例如，计算机50可以包括I/O端
口14，诸如USB端口、(IEEE1394)端口、高分辨率多
媒体接口(HDMI)端口或适用于连接外部设备，诸如另一个计算机
或手持设备、投影仪、补充显示器、外部存储设备等的任意其它类型
的端口。另外，如相对于图1描述的，计算机50可以包括网络连接(例
如，网络设备26)、存储器(例如，存储器20)和存储能力(例如，
存储设备22)。因此，计算机50可以存储和执行GUI和各种其它应
用。
考虑前面的讨论，可以理解，可以给手持设备30(图2)或计算
机50(图3)形式的电子设备10提供LCD 34形式的显示设备10。
如上面讨论的，LCD 34可用于显示运行在电子设备10上的相应操作
系统和/或应用图形用户界面，和/或用于显示各种数据文件，包括文
本、图像、视频数据或可以与电子设备10的操作相关的任意其它类型
的视频输出数据。
在电子设备10包括LCD 34的实施例中，LCD 34通常包括图像
元件(即，像素)阵列或矩阵。在操作中，LCD 34一般操作以便通
过控制布置在每个像素处的液晶的取向，调制通过每个像素的光的透
射，从而控制由每个像素发出的发射光或反射光的数量。一般地，通
过改变与每个相应像素相关联的电场控制液晶的取向，根据施加的电
场的属性(诸如，强度、形状等)，液晶在任意给定的时刻被定向。
可以理解，不同类型的LCD可以采用操作这些电场和/或液晶的
不同技术。例如，某些LCD可以采用横向电场模式，其中通过给液
晶层施加面内电场定向液晶。这些技术的例子包括面内切换(IPS)和
边缘场切换(FFS)技术，它们的不同之处在于用于产生相应电场的
电极布置的类型。
虽然这些显示器内的液晶的取向控制可能足以调制由像素发出
的光的数量，还可以将颜色过滤器与LCD 34内的每个像素相关联，
以便允许由每个像素发射特定颜色的光。例如，在LCD 34是彩色显
示器的实施例中，一组像素中的每一个像素可以对应于不同原色。例
如，在一个实施例中，一组像素可以包括红像素、绿像素和蓝像素，
每个像素与适当颜色的滤色器元件相关联。允许通过每个像素的光的
强度(例如，通过对应液晶的调制)和其与从其它相邻像素发出的光
的组合确定了观看显示器的用户察觉到什么样的一种或多种颜色。由
于可见颜色是由一个彩色像素或彩色像素的组合所提供的各单个颜色
分量(例如，红、绿和蓝)形成的，此处每个彩色像素自身也可被称
为“像素”或“单元像素”等。
考虑前面的内容，并且再次参考附图，图4示出了一个分解图，
其示出了可被实现在LCD 34的单元像素内的不同层。此处以参考号
60指示的像素包括对光源66发出的光进行偏振的上部偏振层62和下
部偏振层64，可以作为背光组件单元或光反射表面提供光源66。在光
源66是背光组件单元的实施例中，可以使用诸如冷阴极荧光灯
(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)和/或发光二极管的任意类型的
适合发光设备提供光。
如本实施例中所示，下部衬底68布置在下部偏振层64之上。下
部衬底68一般由光透明材料形成，诸如玻璃、石英和/或塑料。薄膜
晶体管(TFT)层70被示出为布置在下部衬底68之上。为了简化图
示，以图4中的一般化结构示出TFT层70。实际上，TFT层70自身
可以包括各种导电、不导电和半导体层和结构，它们总地形成驱动单
元像素60的操作的电子器件和路径。例如，在像素60是FFS LCD
面板的一部分的实施例中，TFT层70可以包括像素60的相应数据线
(也被称为“源极线”)、扫描线(也被称为“栅极线”)、像素电极和
公共电极(以及其它导电迹线和结构)。在像素60的透光部分中，可
以使用透明导电材料形成这些导电结构，所述导电材料例如，诸如氧
化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。TFT层70还包括由适合的透明
材料(诸如氧化硅)形成的绝缘层(诸如栅极绝缘膜)，以及由适合
的半导体材料(诸如无定形硅)形成的半导体层。一般地，如下面相
对图5更详细描述的，可以适合地布置相应的导电结构和迹线、绝缘
结构和半导体结构，以便形成用于操作单元像素60的相应像素电极和
公共电极、TFT和相应数据和扫描线。在示出的实施例中，可由聚酰
亚胺或其它适合材料形成的下部取向层71可被布置在TFT层70和液
晶层72之间。
液晶层72可以包括悬浮在液体或嵌入在聚合物网内的液晶分子。
液晶分子可以相对于由TFT层70产生的电场定向或取向。实际上，
液晶层72内的液晶分子的定向确定透过像素60的(例如，由光源66
提供的)光的数量。因此，通过调制施加到液晶层72上的电场，可以
相应地调制透过像素60的光的数量。
连接在液晶层72和重叠颜色过滤器76之间的一个或多个取向层
和/或保护涂层74布置在液晶层72的与TFT层70相对的一侧上。在
某些实施例中，颜色过滤器76可以是红、绿或蓝过滤器，从而当来自
光源66的光透过液晶层72和颜色过滤器76时，LCD 34的每个单元
像素60对应于一种原色。
颜色过滤器76可被通常称为“黑掩膜”的不透光掩膜或矩阵78围
绕，该掩膜限定了单元像素60的透光部分。例如，在某些实施例中，
黑掩膜78可以具有定义液晶层72之上的透光孔径的大小和形状，并
且环绕颜色过滤器76并且覆盖或遮掩单元像素60的不透光部分，诸
如扫描线和数据线驱动电路、TFT和像素60的外围。另外，除了定
义透光孔径之外，黑掩膜78可用于防止透过孔径和颜色过滤器76的
光扩散或“渗透”到相邻单元像素。
在示出的实施例中，还可以在颜色过滤器76(包括黑掩膜78)
和下部偏振层64之间布置上部衬底80。在这种实施例中，可由透光
玻璃、石英和/或塑料形成上部衬底。
现在继续图5，示出了LCD 34中找到的像素驱动电路的示意电
路表示。例如，图5所示的这种电路可被包含在上面相对于图4描述
的TFT层70内。如图所示，多个单元像素60，可以根据图4所示的
单元像素60形成每个单元像素60，可被布置在定义单元像素的多个
行和列的像素阵列或矩阵内，这些行和列集体形成LCD 34的图像显
示区域。在这种阵列内，由行和列的交点定义每个单元像素60，分别
可由示出的数据(或“源极”)线100和扫描(或“栅极”)线102定义
这些行和列。
虽然在当前例子中出于简化的目的仅分别示出了单独以参考号
60a-60f指示的6个单元像素，但是应当理解，在实际的LCD实现
中，每个数据线100和扫描线102可以包括几百或甚至几千的单元像
素。作为例子，在具有显示分辨率1024×768的彩色LCD面板34中，
每个数据线100，其可以定义像素阵列的一列，可以包括768个单元
像素，而每个扫描线102，其可以定义像素阵列的一行，可以包括1024
组像素，其中每组像素具有红、蓝和绿像素，从而每个扫描线102有
总共3072个单元像素。在当前图示中，单元像素60a-60c组可以表
示具有红像素(60a)、蓝像素(60b)和绿像素(60c)的一组像素。
以类似方式布置单元像素60d-60f组。
如本图所示，每个单元像素60包括像素电极110和用于开关像
素电极110的薄膜晶体管(TFT)112。在示出的实施例中，每个TFT
112的源极114电连接到从相应数据线驱动电路120延伸的数据线
100。类似地，在示出的实施例中，每个TFT 112的栅极122电连接
到从相应扫描线驱动电路124延伸的扫描或栅极线102。在示出的实
施例中，像素电极110被电连接到相应TFT 112的漏极128。
在一个实施例中，数据线驱动电路120可以借助相应数据线100
向像素60发送图像信号。可按行顺序施加这些图像信号。即，可以在
LCD 34的操作过程中顺序地激活数据线100(定义列)。扫描线102
(定义行)可以给每个TFT 112的相应栅极122施加来自扫描线驱动
电路124的扫描信号，相应扫描线102连接到相应栅极122。可以按
预定定时和/或以脉冲方式以行顺序施加这种扫描信号。
每个TFT 112用作为开关元件，其可以基于TFT 112的栅极122
处的扫描信号的相应存在或不存在，而被激活和去激活(例如，导通
和截止)预定的时间段。当被激活时，TFT 112可以在预定时刻将通
过相应数据线100接收的图像信号存储为像素电极110内的电荷。由
像素电极110存储的图像信号可被用于在相应像素电极110和公共电
极(图5中未示出)之间产生电场。这种电场可以使液晶层72(图4)
内的液晶分子取向，以便调制通过液晶层72的光透射。在某些实施例
中，还可以与形成在像素电极110和公共电极之间的液晶电容器并联
地提供存储电容器(未示出)，以便防止像素电极110存储的图像信
号的泄漏。例如，可以在相应TFT 112的漏极128和单独的电容器线
之间提供这种存储电容器。
参考图6，可以更好地理解单元像素60的操作，并且具体地，图
5讨论的像素电极110和公共电极的布置，图6通过剖视横截面图示
出了单元像素60的操作。如图所示，图6中的单元像素60的视图包
括上面参考图4一般描述的层，包括上部偏振层62、下部偏振层64、
下部衬底68、TFT层70、液晶层72、取向层71和74、颜色过滤器
76和上部衬底80。
如上所述，TFT层70，其在图4中以一般结构示出，可以包括
定义用于驱动像素60的操作的电子器件和路径的各种导电、不导电和
/或半导体层和结构。在示出的实施例中，TFT层70在边缘场切换
(FFS)LCD显示设备的上下文中被示出，并且包括像素电极110、
绝缘层132和公共电极层134。公共电极层134布置在下部衬底68之
上，并且绝缘层132布置在像素电极110和公共电极层134之间。
如上所述，像素电极110和公共电极层134可由透明导电材料，
诸如ITO或IZO制成。公共电极层134一般覆盖每个单元像素60的
表面，并且可以连接到公共线(未示出)，公共线平行于扫描线102，
示出的单元像素60连接到扫描线102。像素电极110可以以具有多个
缝隙状空间138的单象限配置形成，从而如图6所示的参考轴所示，
每个缝隙138之间的像素电极110的各部分定义一般位于x轴和y轴
定义的单元像素60的平面(x-y平面)内的大体直(单象限)的“带
状”或“指状”电极形状。如本图所示，下部取向层71的各部分可以至
少部分地伸入由缝隙138定义的区域中。根据下面参考图7-11更详
细讨论的本公开的方面，可以布置像素电极110，从而其电极“带”在x
-y平面内以一个角度(相对于y轴)倾斜。
根据FFS LCD操作原理，基于下部取向层71和上部取向层74
的配置，液晶层72内的液晶分子136可以具有第一方向的“默认”定向。
当给单元像素60施加电压时，在像素电极110和公共电极层134之间
形成电场。如上面讨论的，该电场(此处以参考标记E指示)控制液
晶层72内的液晶分子136的定向，从而该定向相对于默认定向改变，
从而允许从光源66(图6中未示出)传输的至少一部分光透过像素60。
因此，通过调制电场E，可以控制以参考标记T指示的由光源66提
供并且透过单元像素60的光。以这种方式，沿着数据线100和扫描线
102发送的图像数据可被观看LCD134的用户感知为图像。
在继续之前，应当理解，根据如何构造FFS LCD面板34，示出
的FFS LCD面板的电极110和电极层134还可以相反方式实现。即，
在某些实施例中，电极110可以用作为公共电极，并且电极层134可
以用作为像素电极。因此，虽然相对于图7-11的下列讨论描述了相
对于单元像素的像素电极实现的本技术的各种方面，应当理解，当前
描述的技术还可应用于电极110用作为公共电极的情况。
如上面讨论的，本公开的某些实施例提供具有相对于LCD 34的
y轴成角度的像素电极110的单元像素60。例如，参考图7，示出了
对应于两个相邻像素60a和60b(上面图5中所示)的像素电极110a
和110b的简化平面图。如图所示，像素电极110a和110b每个都具
有单象限设计，并且相对于LCD 34的y轴分别以角度α和β在相反
方向上倾斜。即，像素电极110a的每个电极带(缝隙138之间)相对
于y轴以角度α倾斜，并且像素电极110b的每个电极带相对于y轴
以角度β倾斜。
在示出的实施例中，角度α和β相对于y轴的大小被示出为相等。
然而，在其它实施例中，角度α和β可以具有不同大小。另外，在一
个实施例中，可以选择角度α和β相对于y轴的值，从而0°≤|α|并且
|β|≤90°。在另一个实施例中，可以选择角度α和β，从而0°≤|α|并且
|β|≤15°。在另一个实施例中，可以选择角度α和β，从而75°≤|α|并且
|β|≤90°。优选地，角度α和β每个都可以具有从至少15°到75°的范围
内选择的大小。如下面讨论的，实现本技术的方面的LCD 34可以提
供各种配置，其中沿着扫描线102、沿着数据线100或其组合以交替
方式布置具有像素电极110a(以角度α倾斜)的单元像素60的第一
集合和具有像素电极110b(以角度β倾斜)的单元像素60的第二集
合。
考虑前面的内容，图8示出了根据本公开的第一实施例的LCD 34
的一部分的更详细的平面图。具体地，图8所示的LCD 34的部分包
括上面参考图5讨论的单元像素60a-60f，以及单元像素60g-60k。
在示出的实施例中，示出了三个扫描线102a、102b和102c以及三个
数据线100a、100b和100c。单元像素60a-60c中的每一个耦连到扫
描线102a和相应的数据线100a-100c。类似地，单元像素60d-60f
中的每一个耦连到扫描线102b和相应的数据线100a-100c，并且单
元像素60g-60i中的每一个耦连到扫描线102c和相应的数据线100a
-100c。如上面讨论的，在LCD 34是彩色显示器的情况下，每组单
元像素60a-60c、60d-60f和60g-60i可以表示具有红、蓝和绿单
元像素的一组单元像素。
如上所述，一般由数据线100和扫描线102的交点定义每个单元
像素60。具体地，数据线100和扫描线102的交点定义TFT 112，其
用于从数据线100给对应的单元像素60内的液晶分子136施加电压
(开关导通)或去除施加的电压(开关截止)。
如示出的实施例所示，可以布置示出的单元像素60a-60i，从而
它们相应的像素电极沿着每个扫描线(102a-102c)和每个数据线
(100a-100c)以交替方式相对于y轴倾斜。例如，沿着扫描线102a，
单元像素60a和60c可以具有成α角的像素电极110a，并且单元像素
60b可以具有成β角的像素电极110b。因此，对于耦连到公共扫描线
(例如，102a)的每组红、蓝和绿单元像素，该组内的两个单元像素
可以在第一方向上相对于y轴成角度(例如，α或β)，并且其余单
元像素可以在第二方向上成角度。类似地，沿着数据线100a，单元像
素60a、60d和60g也可以交替方式布置，其中单元像素60a和60g
具有成α角的像素电极110a，并且单元像素60d可以具有成β角的像
素电极110b。
另外，参考单元像素60j和60k，示出了黑掩膜78元件。如上面
讨论的，黑掩膜78，其可以是不透光的，可以为每个单元像素定义液
晶层72之上的透光孔径，并且可以覆盖或遮掩单元像素60的不透光
部分，诸如TFT 112和扫描/数据线电路。另外，根据当前描述的技术
的方面，黑掩膜78可用于遮掩相邻单元像素60的液晶层72内的旋错，
该旋错可能是由于位于不同角度(α或β)方向上的像素电极110a和
110b产生的电场(E)之间的干扰导致的。
如本实施例中所示，黑掩膜78的边缘140大体平行于y轴和数
据线100a-100c两者。另外如上面讨论的，可以在定义的孔径内提供
颜色过滤器76，其可以是红、绿或蓝过滤器，从而当光透过单元像素
60时，每个单元像素60对应于特定原色。出于说明目的，黑掩膜78
被示出为仅覆盖单元像素60j和60k。实际上，应当理解，黑掩膜78
可以形成覆盖LCD 34内的所有单元像素的矩阵。
现在继续到图9，示出了实现当前公开的技术的方面的LCD面
板34的一部分的另一个实施例。除了像素电极110a和110b沿着扫描
线102a-102c以交替方式布置，而是沿着每个数据线100a-100c平
行布置之外，图9所示的实施例类似于图8的实施例。例如，像素组
60a-60c，其可以包括红、绿和蓝单元像素中的每一个，被以类似于
图8所示实施例的方式布置，从而单元像素60a和60c具有成α角的
像素电极110a，并且单元像素60b具有成β角的像素电极110b。在
示出的实施例中，像素组60d-60f和60g-60i被以类似方式布置。
沿着每个数据线100a-100c，单元像素可被平行布置，从而每个
单元像素的像素电极110沿着特定数据线在相同方向上成角度。例如，
如本图所示，耦连到数据线100a的每个单元像素60a、60d和60g，
以及耦连到数据线100c的每个单元像素60c、60f和60i具有成β角的
像素电极110b。类似地，耦连到数据线100b的每个单元像素60b、
60e和60h被示出为具有成α角的像素电极110a。另外，虽然本图中
未示出，应当理解图8所示的黑掩膜78还可被施加和布置在图9所示
的LCD 34实施例的液晶层72之上。
现在继续到图10A和10B，使用简化平面图以示例示出了根据本
公开的方面的LCD面板34的附加实施例。首先参考图10A，像素电
极110a和像素电极110b以周期方式布置，但是不必相对于扫描线
(102a-102c)内的每隔一个像素交替布置。在示出的实施例中，沿
着扫描线102a布置单元像素60，从而在可以表示红、蓝和绿像素的
三个像素60a-60c的组内，两个相邻单元像素利用在相同方向上成角
度的像素电极，并且其余单元像素利用在与其它两个像素相反的方向
上成角度的像素电极。作为例子，相邻单元像素60a和60b在本图中
被示出为具有成α角的像素电极110a，而像素组60a-60c内的其余
单元像素60c具有成β角的像素电极110b。紧接着扫描线102a之下
(相对于y轴)的扫描线102b内的单元像素60d-60f可以相反方式
布置。例如，在像素组60d-60f内，相邻单元像素60d和60e具有成
β角的像素电极110b，而其余单元像素60f具有成α角的像素电极
110a。
如上面讨论的，在某些实施例中，LCD面板34内的单元像素60
相对于y轴倾斜的角度α和β的大小可以不同。例如，参考图10B，
示出了沿着扫描线102a-102c和数据线100a-100c以类似于图8所
示的布置的方式交替的像素配置，但是角度β的大小比角度α的大。
因此，参考像素组60a-60c，当与单元像素60b相比时，单元像素60a
和60c可以相对于y轴倾斜较小度数，单元像素60b可以在与单元像
素60a和60c相反的方向上相对于y轴倾斜较大度数。当给单元像素
60a和60b施加电压时，可以产生操纵液晶分子的相应电场Ea和Eb，
以便允许来自光源66(未示出)的光至少部分地透过每个相应单元像
素60a和60b。
另外，与液晶取向方向(alignment direction)(通常也称为液晶“摩
擦角”)通常是面板的垂直或水平轴方向的常规LCD面板设计相反，
本实施例示出具有相对于所示LCD面板34的y轴偏离一个角度的取
向方向LC的液晶层72。在示出的实施例中，取向方向LC偏离y轴
的角度的大小可以在角度α和β的大小之间，以便提供增加的透射率。
仅仅作为例子，角度α(单元像素60a)可以具有近似15°的大小，并
且角度β(单元像素60b)可以具有近似83°的大小，而取向方向LC
偏离y轴的角度可以具有近似30°的大小。
当前示出的具有偏离液晶取向方向LC的配置可以提供某些附加
的观看益处，特别是在从偏振介质后观看LCD面板34时，例如，诸
如由带着偏振太阳镜的用户观看时。在液晶取向方向为水平轴或垂直
轴方向的常规LCD面板中，以设备上的LCD显示器被垂直或水平定
向的方式握着设备(例如，30或50)，并且同时从偏振介质(例如，
太阳镜)后面观看LCD显示器的用户可以察觉到透过LCD显示器的
光的数量(来自光源66)被减小或被部分阻挡。因此，通过提供具有
偏离LCD面板34的垂直或水平轴的取向方向LC的液晶层，可以改
进用户在这些环境下察觉到的透射率。
在继续之前，应当理解，此处仅以例子提供当前实施例，并且在
替换实施例中，角度β的大小可以小于角度α。另外，如图10B所示，
电极110a和110b可以包括对应单元像素内的不同数目的电极带。在
当前例子中，电极110a包括3个带，而电极110b包括4个带。另外，
应当理解，图8所示的黑掩膜78可被类似地应用于图10A和10B所
示的实施例。在其它实施例中，可以利用在α方向和β方向两者上的
多个角度大小。例如，在这种实施例中，单元像素60a和60c两者可
以相对于y轴在相同方向上成一个角度，但是具有不同的角度大小。
现在继续到图11，示出了一个平面图，其示出了LCD面板34
的另一个实施例。在图11所示的实施例中，耦连到每个相应扫描线
102a-102c的单元像素60以相同方式成角度(例如，α或β)，但是
在每隔一个扫描线(例如，每隔一行像素阵列)之间交替。例如，耦
连到扫描线102a的单元像素60a-60c(其可以包括红、绿和蓝像素)
和耦连到扫描线102c的单元像素60g-60i中的每一个可以包括成β
角的像素电极110b，而耦连到扫描线102b的单元像素60d-60f中的
每一个具有成α角的像素电极110a。
本实施例与上述实施例的不同之处还在于数据线100a-100c彼此
平行，而不是相对于y轴平行，如图11中的参考轴所示。取而代之，
数据线100a-100c相对于耦连到每个扫描线102a-102c的像素电极
(110a或110b)平行，从而数据线100a-100c一般地沿着y轴的方向
形成Z字形结构。作为例子参考数据线110a，数据线100a的与扫描
线102a之上的单元像素60a邻接的部分平行于像素电极110b的角度。
即，数据线的与单元像素60a邻接的部分也相对于y轴倾斜β角。类
似地，数据线100a的与单元像素60d邻接的部分在相反方向上成α
角，并且因此与单元像素60d的像素电极110a平行。如上面讨论的，
数据线100a的与单元像素60g邻接的部分可以以与数据线100a的与
单元像素60a邻接的部分相同的方式成角度(成β角)。因此，根据
本实施例，数据线100a-100c可以相对于y轴以交替方式成角度或倾
斜(例如，在每隔一个扫描线之间)，从而数据线100a-100c平行于
每个扫描线102a-102c之间的邻接单元像素的像素电极(110a或
110b)。
另外，一种修改的黑掩膜结构78可用于图11所示的实施例。作
为例子，参考单元像素60k，由黑掩膜78定义的孔径的边缘140k(相
对于y轴)不平行于y轴。而是边缘140k成α角，从而边缘140k与
单元像素60k内的像素电极110a，以及数据线110a、110b和110c在
扫描线102a和102b之间的成角度的部分平行。类似地，黑掩膜结构
78在单元像素601的液晶层72之上的部分被示出为具有一个孔径，
该孔径具有成β角的边缘1401，从而边缘1401与单元像素601内的
像素电极110b，以及数据线110a、110b和110c在扫描线102b和102c
之间的成角度的部分平行。另外，如上面解释的，在LCD面板34是
彩色显示器的情况下，可以在由黑掩膜78定义的每个孔径内布置相应
的颜色过滤器76(例如，红、蓝或绿)。
借助上述各种示例实施例解释的当前公开的技术可被用于各种
LCD设备，特别是边缘场切换(FFS)LCD设备。应当理解，利用此
处描述的“伪多象限”配置的LCD设备可以保持单象限和多象限像素
配置设备两者的益处。例如，使用根据本技术的单元像素的单象限像
素配置的结果可以是保持常规单象限LCD面板典型的相对较高的透
射率(与多象限面板透射率相对)。特别地，在LCD面板各处使用
单象限像素配置可以防止在每个单元像素的透光区域内发生通常在多
象限像素设计中出现的不希望的旋错(例如，由于不同方向的电场之
间的干扰)。如上所述，这种旋错可以减少透过每个单元像素的光的
数量，并且因此减小LCD的整体透射率。另外，每个单象限单元像
素内的成不同角度的像素电极(例如，以角度α或β)的交替和/或周
期性布置可以一般地提供改进的常规多象限LCD面板典型的观看角
度和颜色偏移属性。另外，本领域技术人员应当理解，可以使用任意
类型的适合的层沉积处理，诸如化学蒸汽沉积(CVD或PECVD)，
制造结合有一个或多个上述技术的LCD面板。
虽然可以容易地对本发明做出各种修改和替换形式，已经在附图
中作为例子示出并且在此处详细描述了特定实施例。然而，应当理解，
本公开中提出的技术不旨在局限于公开的特定形式。而是本发明覆盖
落在由下面所附权利要求定义的本公开的精神和范围内的所有修改、
等同和替换。