[发明专利]分布式孔显示器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年12月29日提交的美国临时申请No.60/639,875的权益。

技术领域

本发明通常涉及显示器，并且更特别地涉及包括像素阵列的显示器。

背景技术

如今，有许多利用由可单独寻址的像素的阵列形成的显示器的应用。为了便于描述，这些显示器在下面被称为“像素显示器”。要由这种显示器呈现的光图像通过激活这些单独像素的各种组合来形成。电信号或其它信号致使各种像素中的部分接通或者关断。像素的切换部分可以变成对于背光是透明的或者不透明的，或者变成亮的或者暗的像素，这取决于所采用的像素类型。在许多显示器类型中，全部接通与全部关断之间的中间等级也是可能的，这例如可以通过模拟切换或者脉宽调制来实现。通过这种方式，可以向观察者呈现光图像。液晶(LC)和等离子体平板显示器是这种像素显示器的非限制性实例。本发明还可应用于其它类型的像素显示器，并且意图包括这些像素显示器。在此针对透射型液晶显示器(LCD)的情况来说明现有技术和本发明，但是这仅仅只是为了便于解释，而不是意图限制本发明。

图1A示出根据现有技术的透射型液晶显示器(LCD)的典型的单独像素10，而图1C示出由图1A的现有技术像素10的阵列形成的液晶显示器(LCD)面板20。虽然在图1C中仅示出少量像素，但是被认为表示整个LCD显示器或其任何子部分。对于本发明而言，像素的精确数目并不重要。单独像素10(例如，在透射的LCD面板中)包括区域12和周围区域14，通过例如电激活像素可以使得区域12透光或亮的，而周围区域14一般是不透明的和暗的且通常包含驱动像素所需的电导线和其它电路以及覆盖显示器的各个部分的挡光层。这些挡光层常常被用于掩蔽像素中的边缘效应或者被用于保护电路免受入射光伤害。因此，根据像素10是否被激活，区域12可以是透明的(亮的)或者不透明的(暗的)。通过在接通与关断之间切换，区域12被认为是像素的有源孔或可切换区域。术语“有源孔”和“可切换区域”在此可以互换地被用来指其亮度或透明度可以由电信号来改变的像素部分。区域14通常是不透明的且暗的，并且因此，区域14是像素的非活动孔或不可切换区域。在一些显示器中，区域12一般是不透明的(暗的)并且在激活时变成透明的(亮的)，而在一些显示器中，区域12一般是透明的(亮的)并且在激活时变成不透明的(暗的)。对于本发明而言，使用哪种结构无关紧要。为了便于解释，下面假设，当区域12处于关断状态时，区域12(及其在本发明中的等效物)一般是不透明的(暗的)，而当区域12被激活时，也就是当区域12被切换到接通状态时，该区域12变成透明的(亮的)，但是这并不意图限制本发明。图1B表示像素10的另一种典型的现有技术的孔结构，该结构与图1A的不同之处仅在于有源孔在部分16的附近减少。部分16表示有源矩阵显示器中的有源像素孔的典型损耗，并且部分16通常由激活像素10的小电子驱动电路或区域(例如，被称为TFT的一个或多个薄膜晶体管)以及由任何相关联的挡光结构来占据。部分16是否存在以及它对于有源孔拐角的影响程度随着现有技术的显示器的详细情况而变化。通常，期望最小化部分16的大小，由此最大化有源孔。像素的孔径比(AR)被限定为可切换且能够成为透明的(亮的)的总像素面积的比例或百分比。在像素10的情况下，AR是区域12的面积除以区域12和14的面积的总和，或者换言之，AR是有源像素孔(可切换区域)与总像素孔的比率，其中总像素孔是有源孔(可切换区域)加上非活动孔(不可切换区域)的总和。孔径比(AR)是像素(以及因此整个显示器)的重要属性，因为，在其它情况相同的情况下，AR确定对于给定驱动等级的显示器的亮度。对于本发明，即使有源孔不是百分之百透光的，该有源孔也被认为是透光的或者透明的。许多因素会影响有源孔的透光度。在LCD中，例如，可以通过偏光镜、滤光片、像素电极(透明的或者以非常细微的间隔互相交叉)、间隔钢球(spacerball)、对准层、微观对准特征和有源孔的功能所固有的其它结构部件来减小有源孔区域的透光度。因而，这些因素被认为是影响有源孔的透光度而非面积。例如，如果图1A和1B的区域12中的任何膜或微观不透明结构对于将装置的固有操作维持在有源孔(区域12)之内，则这些膜或结构被认为没有改变区域12的面积。