专利名称：分割分段式液晶调制器的制作方法
技术领域：
本公开总地涉及寻址液晶(LC)调制装置，更具体地涉及寻址偏振控制面板(PCP)。
发明内容
根据本公开，一种分段式偏振控制面板可以包括分段式偏振控制面板的第一段的第一子段和分段式偏振控制面板的第一段的第二子段，其中第一子段可以用极性可以与第二子段相反的波形来驱动。分段式偏振控制面板可以包括分段式偏振控制面板的第二段，其中第二段可以包括第三子段和第四子段。另外，分段式偏振控制面板可以包括公共电极，公共电极可以与分段式偏振控制面板的第一段和第二段耦合。分段式偏振控制面板的第一段和第二段可以彼此电绝缘。第一段的第一子段和第一段的第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。此外，第一子段和第二子段可以被驱动以使得第一子段可以表现出与第二子段基本上等效的(equivalent)光学性能，并且还可以被基本上同步地驱动。第一子段和第二子段可以是大致相同的大小。根据本公开的另一方面，一种用于驱动分段式调制器面板的方法可以包括用与分段式调制器面板的第一段的第二子段相反的极性驱动第一段的第一子段。第一子段和第二子段可以被驱动以使得第一子段可以表现出与第二子段基本上等效的光学性能，并且还可以被基本上同步地驱动。第一子段和第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。另外，所述方法可以包括基本上同步地并且与分段式调制器面板的第二段的相对相位异相地驱动分段式调制器面板的第一子段。分段式调制器面板的第一段和第二段可以彼此电绝缘，并且可以都与公共电极耦合。第一子段和第二子段可以为大致相同的大小。根据本公开的又另一方面，一种分段式调制器面板可以包括分段式调制器面板的第一段和分段式调制器面板的第二段，并且分段式调制器面板的第一段和第二段可以被基本上同步地并且彼此异相地驱动。调制器面板的第一段可以包括第一子段和第二子段，并且调制器面板的第二段可以包括第三子段和第四子段。第一段和第二段可以彼此电绝缘。此外，第一子段和第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。另外公开了一种克服与公共电极的电容耦合相关联的电串扰的分段式液晶调制器面板设备和用于驱动该分段式液晶调制器面板设备的方法。每个调制器段被划分为两个，并且被同步地并且异相地驱动。场极性不灵敏的LC材料可以对每个子段产生基本上相同的光学响应，同时允许公共电极上的电流在子段之间流动，从而降低功耗并且缩短响应时间。当完整地阅读本公开时，本公开的这些优点和特征以及其他优点和特征对于本领域的普通技术人员将变得明白。
实施方案在附图中以示例的方式进行说明，在附图中，相似的标号指示类似的部件，其中:图1是液晶显示调制面板的示意图；图2是根据本公开的立体显示系统的俯视图的示意图，该立体显示系统具有偏振控制面板，利用该偏振控制面板可以佩戴无源眼镜来观看立体影像；图3是根据本公开的分段式偏振调制面板的示意图；以及图4是根据本公开的用于图3的分段式偏振调制面板的驱动波形的波形图。
具体实施例方式总地来讲，本公开的一个实施方案可以采取分段式偏振控制面板的形式，可以包括分段式偏振控制面板的第一段的第一子段和分段式偏振控制面板的第一段的第二子段，其中第一子段可以用极性可以与第二子段相反的波形来驱动。分段式偏振控制面板可以包括分段式偏振控制面板的第二段，其中第二段可以包括第三子段和第四子段。另外，分段式偏振控制面板可以包括公共电极，公共电极可以与所述分段式偏振控制面板的第一段和第二段耦合。分段式偏振控制面板的第一段和第二段可以彼此电绝缘。第一段的第一子段和第一段的第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。此外，第一子段和第二子段可以被驱动以使得第一子段可以表现出与第二子段基本上等效的光学性能，并且还可以被基本上同步地驱动。第一子段和第二子段可以是大致相同的大小。根据本公开的另一方面，一种用于驱动分段式调制器面板的方法可以包括用与分段式调制器面板的第一段的第二子段相反的极性驱动第一段的第一子段。第一子段和第二子段可以被驱动以使得第一子段表现出与第二子段基本上等效的光学性能，并且还可以被基本上同步地驱动。第一子段和第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。另外，所述方法可以包括基本上同步地并且与分段式调制器面板的第二段的相对相位异相地驱动分段式调制器面板的第一段。分段式调制器面板的第一段和第二段可以彼此电绝缘，并且可以都与公共电极耦合。第一子段和第二子段可以为大致相同的大小。根据本公开的又另一方面，一种分段式调制器面板可以包括分段式调制器面板的第一段和分段式调制器面板的第二段，并且分段式调制器面板的第一段和第二段可以被基本上同步地并且彼此异相地驱动。调制器面板的第一段可以包括第一子段和第二子段，并且调制器面板的第二段可以包括第三子段和第四子段。第一段和第二段可以彼此电绝缘。此外，第一子段和第二子段可以被驱动以使得波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。
应该指出，本公开的实施方案可以被用在各种光学系统和投影系统中。实施方案可以包括各种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微显示器、计算机系统、处理器、自备投影仪系统、视觉系统和/或视听系统以及电装置和/或光学装置，或者可以与各种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微显示器、计算机系统、处理器、自备投影仪系统、视觉系统和/或视听系统以及电装置和/或光学装置一起工作。本公开的各方面可以与以下设备一起使用:与光学装置和电装置、光学系统、呈现系统相关的几乎任何设备，或者可以包含任何类型的光学系统的几乎任何设备。因此，本公开的实施方案可以被用在光学系统、视觉呈现和/或光学呈现中所使用的装置、视觉外设等中以及若干种计算环境下。在详细地进入所公开的实施方案之前，应该理解本公开在其应用或创建方面不限于所显示的具体布置的细节，因为本公开能够实现其他实施方案。而且，本公开的方面可以按不同组合和布置来进行阐述，以限定它们本身所特有的实施方案。此外，本文所使用的术语是出于描述的目的，而非限制的目的。图1是液晶显示调制面板的示意图。图1的LCD调制面板是目前的有源矩阵液晶显示(“AMIXD”)面板100的一个示例。AMIXD面板可以被用在各种类型的显示器中，所述各种类型的显示器包括，但不限于，电视、膝上型电脑、个人数字助理、电话、智能电话、平板电脑、摄像机、电子阅读器、视频游戏显示器等等。如图1所图示说明的，AMLCD面板的寻址和组成可以包括在第一基板110上的像素130的矩阵和在第二基板120上的公共电极115。AMIXD100可以包括像素130，并且每个像素处的局部电场可以将LC驱动为各种调制状态，所述各种调制状态可以操纵偏振的照射光，并且可以允许一定比例的所述光穿过出射检偏器。相邻调制像素上的RGB滤色器可以提供全色图像(图1中未显示)。继续图1的讨论，像素130可以根据相应的单个像素电极电压来调制光。逐行(line-by-line)寻址方法可以被实现来将独立电压提供给每个单个像素，并且像素可以被异步地驱动。如图1所示，薄膜晶体管(TFT) 140可以与每个像素130相关联。尽管本文讨论薄膜晶体管，但是可以使用其他类型的开关组件(比如，二极管)。TFT140可以像开关那样动作，并且TFT140的导通/截止状态(ON/OFF state)可以由行电极150控制，其中每个行电极150可以与相应行中的所有像素130链接。像素电压可以根据沉积在局部电容器上的、经由列数据电极160供给的电荷确定。列数据电极160可以与对应列中的每个像素并行连接。行可以通过导通单行TFT并且通过列电极并行地沉积合适的电荷来被独立地寻址。在一个实施方案中，行电极150可以呈水平取向，并且列数据电极160可以呈垂直取向。如关于图1所述的，电压(因此，沉积的电荷)可以是一个极性，正极极性或者负极极性中的一个。换句话讲，在像素电压与公共电极上的电压之间可以创建的场可以总是在一个方向上。然而，这可以导致LC材料内的带电离子朝向电极中的一个或者另一个迁移。于是将会导致不期望的“图像残留(image sticking)”。目前,所有已知的商用AMIXD面板都在每个显示的图像之间使每个像素处的场反向，这不影响显示的图像，因为LC材料的场方向是场方向极好的。在一个实施例中，场极性反转可以通过下述方式来实现，即，使或多或少的电荷沉积在像素电极上以给予转向(swing to)公共电极电压的任一侧的电压。通过在图1的交替的像素列和/或行之间交替场极性，可以基本上去除跨公共电极宏观地移动电荷的需要。另外，可以导致相邻像素电压电平之间的小变化甚至零变化。
分段式调制器面板场极性反转可以应用于分段式LC调制器面板或者偏振控制面板(“PCP”)。场极性可以在LC上交替，并且可以不影响光学性能。PCP可以被用在LCD面板后面的光路中，以调制输出给观众的光的偏振。PCP可以在各个方面不同于LCD,例如，PCP可以包括几个宏观段，而不是数百万个非常小的被异步地驱动的像素。另外，PCP在整个操作周期内可能不具有与LCD等同的功能，LCD具有允许局部电荷分布保持公共电极电压的相邻像素。在一个实施方案中，每个段可以被独立地驱动，这通常可能需要给形成在该段的对应的图案化电极与重叠的公共电极之间的电容器充电和放电。尽管这在小型面板上是可以忽视的，但是对于可以与RealD无源眼镜立体显示系统(“RPD”)一起使用的大型调制器(比如，PCP)将会是不可能的，RPD的示例在2010年8月9日递交的、题为“Stereoscopicflat panel display with updated blanking intervals (消隐间隔更新的立体平板显示器)”的共有美国申请序号N0.12/853，274以及2008年6月4日递交的、题为“DisplayDevice (显示装置)”的美国申请序号N0.12/156，683中被公开，所有这些申请都通过引用整个地并入本文。图2是立体显示系统的俯视图的示意图，该立体显示系统具有偏振控制面板，利用该偏振控制面板可以佩戴无源眼镜来观看立体影像。在图2中，立体显示系统200可以包括LCD210、偏振控制面板(“PCP”)220以及佩戴偏振辨别眼镜240的观众230。另外，图2的立体显示系统200可以是RPD系统。类似于前面提到的RPD系统，立体显示系统200可以包括快速IXD210，快速IXD210可以交替地显示左眼图像和右眼图像，左眼图像和右眼图像可以利用整体的液晶PCP220选择性地偏振。在一个实施例中，IXD的转变速度可以约为一秒的1/120。另外，PCP220可以包括LC调制器和经过补偿的四分之一波长延迟膜(图2中未图示说明)。无源偏振眼镜240可以被观众230佩戴，并且眼镜240可以选择性地阻挡来自错误眼睛图像的光。换句话讲，眼镜240可以包括左透镜和右透镜，其中，左透镜可以阻挡右眼图像到达观众的左眼，右透镜可以阻挡左眼图像到达观众的右眼。图2的方法的构思类似于其中投影仪被IXD取代的RealD影院系统。RPD系统可能出现问题，因为LCD可能更新慢，并且可以被以连续滚动的方式逐行地寻址。通常，由于这个问题，观看和/或正确地偏振整个稳定图像是不可能的。大面积电荷再分布在一个实施方案中，分段式调制器可以被用来解决前面讨论的问题。这样的分段式调制器可以如以上引用的申请(序号为N0.12/853, 274的美国申请和序号为N0.12/156，683的美国申请)中所描述的那样。在一个实施例中，可以利用大面积LC调制器，然而，大面积LC调制器的物理面积可以是这样的，以至于可能导致大电容负载，因而，需要解决大量的电荷再分布。图3是分段式偏振控制面板的一个实施方案的示意图，图示说明两段式LC调制器面板。LCD在本文中可以仅出于讨论而非限制的目的而被提及，因为可以利用各种显示器，包括，但不限于，CRT、投影仪显示器、0LED、等离子体等等。在图3中，分段式LC调制器面板300包括第一基板310、第二基板320、上电极(top electrode) 325、第一段330、第二段340、第一电极332、第二电极334、第三电极342和第四电极344。如图3所示，上电极325可以对第一段330和第二段340两者是共用的。通常，上电极325可以对分段式PCP的所有段是共用的。另外，上电极325可以与第二基板320相邻。第一基板110和第二基板120分别可以是各种类型的材料，包括，但不限于，玻璃、半导体(比如，硅)、有机聚合物(比如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”))等等。此外，第一基板和第二基板可以形成任何大小的液晶盒(cell)或面板,包括小面积液晶盒或面板、在对角线上可以大于23英寸的大面积液晶盒或面板(比如，大屏幕电视)。继续图3的讨论，第一段330和第二段340可以由图案化的下电极(bottomelectrode)限定。第一段330和第二段340中的每个分别地可以被进一步细分为两个大小大致相等的子段。如图3所图示说明的，第一段330可以包括第一子段或第一电极332和第二子段或第二电极334。同样地，第二段340可以包括第三子段或第三电极342和第四子段或第四电极344。类似于第一段和第二段，第一电极332、第二电极334、第三电极342和第四电极344分别可以由图案化的下电极限定。另外，分别地，第一电极332、第二电极334、第三电极342和第四电极344以及上电极325可以是任何透明的导电材料，比如，氧化铟锡或ΙΤ0。通常，段可以彼此绝缘，但是可以都与上电极耦合。上电极在本文中仅出于讨论而非限制的目的可以被称为公共电极。尽管在图3中为了图示说明的目的示出了两个偏振控制段(每个偏振控制段具有两个子段或电极)，但是应该意识到，偏振控制段的数量和每一偏振控制段的子段或电极的数量可以不同，并且仅出于图示说明和讨论的目的，仅示出了两个偏振控制段(每个偏振控制段具有两个子段或电极)。继续该实施方案的讨论，大面积电荷再分布可以通过下述方式来解决:首先，将段划分为大小可以大致相等的子段，然后，用相反极性的波形基本同步地驱动每个子段或电极，或者驱动每个子段以使得这些波形可以关于公共电极电压基本上是镜像的。另外，在本文中出于讨论的目的，术语子段和电极可以互换地使用。此外，尽管子段电压之间的变化可以约为零，但是该变化也可以在零到五伏的大致范围内。平均变化也可以接近于零或者大约为零。平均子段电压保持非常接近于公共电极的电压，这则可以在跨公共电极的电荷再分布最小的情况下被维持。换句话讲，子段电压可以在统计上接近于零。结果所得的局部电荷分布可以降低总体功耗，并且还可以改善图像保真度，因为可以避免与电荷移动到公共板上和电荷移动离开公共板的宏观移动相关联的时间效应。另外，因为电荷可以不必跨公共电极被吸引，所以公共电极可以被制造有较薄的、较便宜的涂层，并且制造可以比较便且。一般地，段可以是调制器面板的独立控制区域，这可以由单个基板上的透明导体的图案化限定。段的数量可以由诸多因素确定，包括，但不限于，面板行寻址率、帧周期(frame time)、显示线的数量、在其期间净强度(net intensity)不明显变化的观看LC时间段、PCP的开关时间段等等。在一个实施例中，在具有基本连续照射的扭曲向列型LCD系统中可以利用十六个段。在另一个实施例中，对于背光经过调制的240Hz显示器，可以利用两个段。再次，除了可接受的每个子段的非常小的物理边界之外，AC响应LC可以对段内的两个子段提供基本等效的光学性能。这样的物理边界可以近似地约为10微米。在一个实施例中，当观看显示器时，每个子段的这样的区域边界对约大于500mm的典型观看距离处的观众可以几乎是不可见的。子段的区域边界对于观众可能多少是感知不到的，因为在对角线为大约50英寸的显示系统的情况下，显示器的每个像素可以是子段的区域边界的约五十倍。另外，子段(因而，边界)可以以任何方向取向，并且在一个实施例中，呈水平取向，这可以使子段之间的薄层电阻最小，这又可以提高切换速度，并且可以降低功率。子段的边界可以被最大化，并且可以是各种构造，包括，但不限于，基本直线的、曲线的、Z字形的等等。PCP段的切换速度可以取决于LC的响应和跨LC施加电压的速率。跨LC的电压可以大致由电容和串联电阻的乘积(RC)确定。在对角线上可以大于大约23英寸的大面积装置的实施例中，RC时间常数可以占主导。用基本上相等的相反电压驱动较小的子段可以从外部连接去除对使电荷行进到公共电极上的需要，从而去除电路中的任何相关联的电阻。对于50英寸的显示器，两段式PCP可以将电压稳定时间缩短大约百分之三十。功率可以大致减半，因为电荷可以不沿着公共电极行进。图4是用于图3的分段式偏振控制面板的驱动波形的波形图。在图4的波形图400中，电极432对应于图3的电极332，电极434对应于图3的电极332，电极442对应于图3的电极342，电极444对应于图3的电极444。在一个实施例中，对于大型pi盒调制器面板，单独的驱动可以如图4所示那样施加于四个电极432、434、442和444中的每个。一般地,两组波形可以施加于偏振控制面板(PCP)，并且可以如图4所示那样在相对相位上偏移。换句话讲，波形433和435可以在相对相位上从波形443和445偏移。波形433和435可以分别施加于电极432和434，并且可以对应于第一调制段。波形433和435可以关于公共电极电压450是镜像的。公共电极电压450可以被称为Vcom，并且可以约为零伏。类似地，波形443和445可以分别施加于电极442和444。电极442和444可以与第二调制段相关联，并且也可以关于公共电极电压Vcom450是镜像的。在一个实施方案中,在两对波形之间可以没有任何对应关系。如前面所讨论的，场极性反转可以通过下述方式来实现，S卩，在像素电极上沉积或多或少的电荷以给予转向公共电极电压的任一侧的电压。如图4所示，波形433可以施加于电极432，而波形435可以施加于电极434，图4不出公共电极电压450的任一侧的电压。此外，如图4所示，平均电极电压可以保持接近于公共电极的电极电压，这则可以在跨整个ITO层上的电荷再分布最小的情况下被维持。在实施例中，子段的面积可以基本上是类似的，施加于子段的驱动波形可以是对称的，并且子段可以从同一侧被基本上类似地驱动，公共电极则将保持为大约零伏。继续图4的讨论，分段式液晶调制器面板可以被驱动以使得与公共电极的电容耦合相关联的电串扰可以被大幅减小和/或消除。如前面关于图3所讨论的，每个调制器段可以被分为两个，并且被基本上同步地并且异相地驱动。场极性不灵敏的LC材料可以对每个子段产生基本上相同的光学响应，同时允许公共电极上的电流在子段之间流动。结果，可以降低功率，并且可以在百分之二十至百分之五十的大致范围内缩短响应时间。如本文可使用的，术语“基本上”和“大约”为其对应的术语和/或项目之间的相对性提供行业公认的容限。这样的行业公认的容限的范围从小于百分之一到百分之十，并且对应于，但不限于，分量值、角度、等等。这样的项目之间的相对性的范围在小于百分之一到百分之十之间。尽管以上已经描述了根据所公开的原理的各种实施方案，但是应该理解，它们仅作为示例而提供，并非限制性的。因此，实施方案(一个或多个)的广度和范围不应该受上述示例性实施方案中的任何一个限制，而是应该仅根据本公开内容公布的权利要求及其等同形式来限定。此外，以上优点和特征在所述实施方案中提供，但是不应该将这样公布的权利要求的应用限于实现以上优点中的任何一个或全部的处理和结构。另外，提供本文的章节标题是为了与37C.F.R.1.77的建议一致，或者要不然是用于提供组织线索。这些标题不应限制或表征可以从本公开内容公布的任何权利要求中所阐述的实施方案(一个或多个)。具体地讲，作为示例，尽管标题指的是“技术领域”，但是这样的权利要求不应被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的技术领域。进一步地，“背景技术”中的技术的描述不应该被解读为承认该技术是本公开内容中的任何实施方案(一个或多个)的现有技术。“发明内容”也不应该被认为是在公开的权利要求中所阐述的实施方案(一个或多个)的表征。另外，本公开内容中对单数的“发明”的任何论述不应被用于证明在本公开内容中仅有一个新颖点。可以根据从本公开内容公布的多个权利要求的限制来阐述多个发明，并且这些权利要求相应地限定了由此受到保护的实施方案(一个或多个)以及它们的等同形式。在所有实例中，这样的权利要求的范围根据本公开内容按照这些权利要求本身的实质来理解，而不应被本文所阐述的标题限制。
权利要求
1.一种分段式偏振控制面板，所述分段式偏振控制面板包括: 分段式偏振控制面板的第一段的第一子段；以及 所述分段式偏振控制面板的所述第一段的第二子段，其中所述第一子段用极性与所述第二子段相反的波形来驱动。
2.如权利要求1所述的分段式偏振控制面板，还包括所述分段式偏振控制面板的第二段，其中所述第二段还包括第三子段和第四子段。
3.如权利要求2所述的分段式偏振控制面板，还包括公共电极，其中所述公共电极与所述分段式偏振控制面板的所述第一段和所述第二段耦合。
4.如权利要求3所述的分段式偏振控制面板，其中所述分段式偏振控制面板的所述第一段和所述第二段彼此电绝缘。
5.如权利要求3所述的分段式偏振控制面板，还包括驱动所述第一段的第一子段和所述第一段的第二子段以使得所述波形关于公共电极电压基本上是镜像的。
6.如权利要求2所述的分段式偏振控制面板，还包括驱动所述第一子段和所述第二子段以使得所述第一子段表现出与所述第二子段基本上等效的光学性能。
7.如权利要求2所述的分段式偏振控制面板，还包括基本上同步地驱动所述第一子段和所述第二子段。
8.如权利要求2所述的分段式偏振控制面板，其中所述第一子段和所述第二子段为大致相同的大小。
9.一种用于驱动分段 式调制器面板的方法，所述方法包括: 用与所述分段式调制器面板的第一段的第二子段相反的极性驱动所述第一段的第一子段。
10.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，还包括驱动所述第一子段和所述第二子段以使得所述第一子段表现出与所述第二子段基本上等效的光学性能。
11.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，还包括基本上同步地驱动所述第一子段和所述第二子段。
12.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，还包括驱动所述第一段的第一子段和所述第一段的第二子段以使得所述波形关于公共电极电压基本上是镜像的。
13.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，还包括基本上同步地并且与所述分段式调制器面板的第二段的相对相位异相地驱动所述分段式调制器面板的所述第一段。
14.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，其中所述分段式调制器面板的所述第一段和所述第二段彼此电绝缘。
15.如权利要求14所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，其中所述分段式调制器面板的所述第一段和所述第二段与公共电极耦合。
16.如权利要求9所述的用于驱动分段式调制器面板的方法，其中所述第一子段和所述第二子段为大致相同的大小。
17.一种分段式调制器面板，所述分段式调制器面板包括: 所述分段式调制器面板的第一段；以及 所述分段式调制器面板的第二段，其中所述分段式调制器面板的所述第一段和所述第二段被基本上同步地并且彼此异相地驱动。
18.如权利要求17所述的分段式调制器面板，其中所述调制器面板的所述第一段包括第一子段和第二子段，并且所述调制器面板的所述第二段包括第三子段和第四子段。
19.如权利要求17所述的分段式调制器面板，其中所述第一段和所述第二段彼此电绝缘。
20.如权利要求18所述的分段式调制器面板，其中所述第一子段和所述第二子段被驱动以使得所述波形关于公共电 极电压基本上是镜像的。
全文摘要
公开了一种克服与公共电极的电容耦合相关联的电串扰的分段式液晶调制器面板设备和用于驱动该分段式液晶调制器面板的方法。每个调制器段可以被划分为子段，并且被基本上同步地并且异相地驱动。场极性不灵敏的LC材料对每个子段产生基本上相同的光学响应，同时允许公共电极上的电流在子段之间流动，从而降低功耗并且缩短响应时间。
文档编号G02F1/1333GK103180780SQ201180051007
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者M·G·鲁宾逊, T·W·诺顿 申请人:瑞尔D股份有限公司