專利名稱:液晶顯示系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及一種液晶顯示系統(tǒng)，特別是涉及到顯示數(shù)字、字母和符號字符以及圖案的一種液晶顯示系統(tǒng)。
由于液晶顯示系統(tǒng)的緊致性，在許多技術(shù)領(lǐng)域：
都采用它。例如，在交通領(lǐng)域，把液晶顯示系統(tǒng)用于交通工具上的設(shè)備面板，如日本的公開特許公報(bào)昭NO.54-158953所揭示的。
雖然液晶顯示系統(tǒng)具有尺寸小重量輕的優(yōu)點(diǎn)，但它卻有一個不易進(jìn)行彩色顯示的缺點(diǎn)。為了解決這個問題，在其生產(chǎn)制造過程中，把用于 交通設(shè)備面板的液晶顯示器件，用許多彩色濾光片，以其顯示圖形的形狀，附著在該器件的玻璃表面上。然而，在這種方法中，圖案的顏色是由其濾光片的顏色恒定不變地確定的。
現(xiàn)在，市場上就可以買到液晶彩色電視機(jī)，這是一種通過快速掃描點(diǎn)陣屏來顯示圖象的系統(tǒng)，而且它需要有大量的電極引線。點(diǎn)陣的數(shù)目隨著顯示區(qū)尺寸的增加而成正比地增加，電極引線的數(shù)目也因此而增加。因此，實(shí)際上很難做到一個大面積的顯示，也就很難把這種系統(tǒng)用于安裝在交通設(shè)備的顯示裝置上。
本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但電路簡單，還能變化所顯示的彩色。
本發(fā)明系統(tǒng)的特征是，在驅(qū)動液晶的彼此相對電極中，至少把一個分裂為若干組細(xì)線電極，并對這些線電極或相對電極周期地設(shè)置幾種以一定順序排列的彩色濾光片。在本系統(tǒng)中，顯示控制電路給驅(qū)動電路提供帶有圖形信息和彩色信息的顯示信號。驅(qū)動電路的工作是選擇顯示圖形的顯示段，并且根據(jù)彩色信息有選擇地激勵構(gòu)成該顯示段的線電極。簡單的顯示圖形可能是由一個單一的顯示段組成的，而一個復(fù)雜的顯示圖形是由許多顯示段組成的。在分時之中可能選擇多于一種顏色的若干電極，以便產(chǎn)生中和的色調(diào)。此外，根據(jù)時分基礎(chǔ)可對電極的轉(zhuǎn)接時間(驅(qū)動時間)進(jìn)行可變地控制，從而，能夠精確地控制顯示的色調(diào)和亮度。
圖1為本發(fā)明的顯示系統(tǒng)電路的方框圖;
圖2是總體方框圖，表示本發(fā)明的一個實(shí)施方案;
圖3是表示該系統(tǒng)程序的流程圖;
圖4是表示處理發(fā)動機(jī)速度的子程序流程圖;
圖5是表示處理交通工具速度的子程序流程圖;
圖6是表示用于顯示交通工具速度的裝置部分的詳細(xì)方框圖;
圖7是表示診斷過程子程序的流程圖;
圖8是表示用于顯示故障的裝置部分的詳細(xì)方框圖;
圖9是表示處理冷卻劑溫度子程序的流程圖;
圖10是表示處理燃料量子程序的流程圖;
圖11是本發(fā)明中液晶顯示面板的一個截面圖;
圖12是表示液晶顯示面板的另一個實(shí)施方案的截面圖;
圖13是表示液晶顯示面板的又一個實(shí)施方案的截面圖;
圖14是一個用于解釋圖3所示面板工作的圖解;
圖15是表示驅(qū)動電路另一個實(shí)施方案的方框圖;
圖16是表示驅(qū)動電路又一個實(shí)施方案的方框圖;
圖17是表示圖16所示電路裝置如何工作的流程圖;
圖18是一個顯示面板的部分平面圖，表示另一種電極結(jié)構(gòu)實(shí)施方案;
圖19是表示又一種電極結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的平面圖;
圖20是表示上述之外的另一種電極結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的平面圖。
圖2里表示用于交通工具的總體測量和顯示系統(tǒng)包括一個交通工具速度傳感器2;發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器4;燃料量傳感器6和發(fā)動機(jī)速度傳感器8。它們各自給出一個代表交通工具速度的脈沖串PS;一個代表冷卻劑溫度的電壓TW;一個代表剩余 料量的電壓FQ;一個代表發(fā)動機(jī)速度的脈沖串RPM。
診斷裝置10的 是用于檢測發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)里空調(diào)器、裝置啟動信號傳輸系統(tǒng)和安裝在運(yùn)輸工具上的各種開關(guān)中的異常現(xiàn)象;然后再把診斷信號傳給數(shù)字計(jì)算機(jī)20。處理機(jī)20裝配有一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個脈沖計(jì)數(shù)器，用于把模擬電壓信號TW和FQ數(shù)字化，并通過在一個確定的時間里對脈沖列PS和RPM的計(jì)數(shù)來求出交通工具速度和發(fā)動機(jī)速度。處理機(jī)20把測量數(shù)據(jù)作為一組顯示信號送給驅(qū)動電路30。驅(qū)動電路30把用于選擇顯示圖形段的驅(qū)動信號以及用于選擇與該顯示段相聯(lián)系的線電極的驅(qū)動信號提供給一個液晶面板，以便把圖形按規(guī)定的色彩進(jìn)行顯示。液晶面板50的組成有圖形部分52，用于顯示發(fā)動機(jī)速度;圖形部分58，用于顯示燃料量;圖形部分56，用于顯示運(yùn)輸工具速度;圖形部分54，用于顯示冷卻劑溫度;圖形部分60，用于顯示診斷結(jié)果。
圖3表示處理機(jī)20如何工作的流程圖，在圖中步驟202響應(yīng)執(zhí)行在50毫秒時間間隔里的中斷請求，并在此步驟計(jì)數(shù)中斷發(fā)生的次數(shù)。當(dāng)二進(jìn)制計(jì)算達(dá)到最大值“11111”以后，到下一次中斷請求時就返回到“00000”，并繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
步驟204檢測計(jì)數(shù)的0號位(最低序位)從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變，并且程序繼續(xù)進(jìn)行到206。因此，每100毫秒執(zhí)行一次步驟206，步驟206是通過以下將要描述的子程序來處理的。
在步驟206完成時，程序返回到步驟204，中斷計(jì)數(shù)的0位已檢測出為“1”，在此時得到的是否定的判定，使程序執(zhí)行步驟208。此步驟檢測中斷計(jì)數(shù)NINT的1號位從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變，以此確定子程序210的執(zhí)行時間。即每200毫秒執(zhí)行一次步驟210的子程序。
同樣，步驟212檢測NINT的2號位從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變，而步驟216和步驟220檢測NINT的3號位和4號位從“0”到“1”的轉(zhuǎn)變。根據(jù)這些步驟里的肯定判定，來執(zhí)行在步驟214、218和222中的各個子程序。即在400毫秒、800毫秒和1600毫秒的時間里分別執(zhí)行步驟214、218和222的子程序。
如上所述，判定步驟204、208、212、216和222檢測中斷計(jì)數(shù)NINT每一位的值轉(zhuǎn)變，同時執(zhí)行相應(yīng)的子程序，以下將描述此點(diǎn)。一旦執(zhí)行完一個子程序，來自下一個判定循環(huán)，相關(guān)的判定步驟將作出否定判定，接著這個固有的周期，根據(jù)到“1”轉(zhuǎn)變的檢測，它將作出一個肯定判定。
圖4表示子程序步驟206的詳細(xì)執(zhí)行過程。
第一步230讀出在處理機(jī)20中用于計(jì)數(shù)RPM脈沖列的計(jì)數(shù)器，該脈沖列是圖2所示的來自傳感器8的輸出脈沖，接下去步驟232檢查發(fā)動機(jī)是否在工作。如果計(jì)數(shù)低于預(yù)置RPMO，則認(rèn)為發(fā)動機(jī)是停止或在起動，在這種情況下，程序去到步驟234，在該步驟中把顯示信號送到驅(qū)動電路，以便把從計(jì)數(shù)器中取出的RPM計(jì)數(shù)置入圖形寄存器502，并且把“紅色”標(biāo)志置入色彩寄存器504，因而，以紅色顯示RPM之值。在步驟232，如果RPM的計(jì)數(shù)比RPMO大，則可知發(fā)運(yùn)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，程序再去到步驟236。在步驟236，把RPM計(jì)數(shù)同預(yù)置值RPM1進(jìn)行比較，如果RPM比RPM1大，表示發(fā)動機(jī)速度過大，程序再去到用于顯示報(bào)警的步驟238。在步驟238測試特征位F1，檢查發(fā)動機(jī)是否一直處于臨界狀態(tài)。如果特征位F1是“0”，表示在這個周期首次檢測到這個臨界狀態(tài)，則步驟340把這個特征位置“1”。因此特征位F1將使下一個周期的步驟238作出一個持續(xù)臨界狀態(tài)的判定。
步驟346把存貯在RAM中的定時器數(shù)據(jù)T1置為零值。定時器數(shù)據(jù)T1由步驟342和354存取，以便在三秒的時間間隔中改變顯示的色彩。步驟348檢查是否前一個顯示是紅的。在現(xiàn)在的情況，前一個顯示不是紅的，則程序去到步驟350，在該步驟中，把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)RPM置入圖形寄存器502，并把“紅”特征位置入色彩寄存器。在另一方面，如果在238步驟中發(fā)現(xiàn)特征位F1是“1”，則表示一個持續(xù)的臨界狀態(tài)，并且在3秒的時間間隔內(nèi)改變其顯示的彩色。步驟342通過參考定時器數(shù)據(jù)T1來測量這三秒的終止。當(dāng)三秒終止時，步驟346把定時器數(shù)據(jù)T1清零，接著在步驟348檢查顯示是否是紅色，如果它不是紅的，則步驟350把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)RPM置入圖形寄存器502，并把“紅”特征位置入色彩寄存器504。在另一方面，在步驟348如果發(fā)現(xiàn)前面的顯示是紅的，則程序再去到步驟352，在該步驟中，把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)RPM置入圖形寄存器502，并把“白”的特征位置入色彩寄存器504。在步驟342中根據(jù)定時器數(shù)據(jù)T1來確定終止時，如果前一個色彩變化的三秒時間還沒有終止時，則在步驟354中使定時器數(shù)據(jù)T1增“加”。并且在步驟356中只是把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)置入圖形寄存器，而色彩寄存器是保持不變的。通過上述過程，只要發(fā)動機(jī)速度是處于超速區(qū)，就在三秒的時間間隔上，把發(fā)動機(jī)速度的色彩顯示改變紅的和白的。
在另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作在正常區(qū)時，程序從步驟236去到步驟358，在該步驟中，把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)置入圖形寄存器502，并把“白”特征置入色彩寄存器504，因此用白色顯示發(fā)動機(jī)的速度。在步驟360把在步驟340中一直設(shè)置的特征位F1清除到零，表示發(fā)動機(jī)工作恢復(fù)正常。
圖1詳細(xì)表示了驅(qū)動電路30和在圖2中用于顯示發(fā)動機(jī)速度的液晶面板50的部分。通過圖4所示的處理得到的計(jì)算結(jié)果之中，把發(fā)動機(jī)速度數(shù)據(jù)置入圖形寄存器502中，并且把它送給譯碼器506，通過譯碼器506來產(chǎn)生用于激勵顯示部分(例如S1和S2)構(gòu)成顯示圖形的段信號。為了激勵S1和S2部分，圖形譯碼器506把信號“1”提借給在與門單元510中的與門A1、A2、A3、A4、A5和A6。
在此同時，色彩寄存器504接收在圖4的過程中產(chǎn)生的色彩數(shù)據(jù)，并把它送給彩色譯碼器508，通過色彩譯碼器508來產(chǎn)生色彩控制信號。當(dāng)把“白”特征置入色彩寄存器504時，譯碼器508產(chǎn)生一個紅色信號R、綠信號G和藍(lán)信號B。與門A1到A6能響應(yīng)來自譯碼器506和508的輸出信號，去激勵在激勵器單元512中的激勵器S1R、S1G、S1B、S2R、S2G和S2B，它們依次把電壓加給所有的線電極T1到T17。因此，被觀察到的S1和S2部分為白色。
線電極T1到T17實(shí)際上是很細(xì)的，為了解釋的目的把它們表示得很寬。正如以后將詳細(xì)描述的，線電極T1-T17每一個構(gòu)成供給液晶面板的一對電極，盡管在圖中沒有表示出位于液晶器件另一面的相反電極。用給電極對加電壓來改變液晶的極化，從而引起光的傳輸或中斷。在每個線電極的光路上設(shè)置一個彩色濾光器，以便為傳輸?shù)墓庵?。于是便產(chǎn)生了對應(yīng)每個線電極的線形著色光，而激勵線的結(jié)合便形成了彩色顯示圖形。
雖然在本實(shí)施方案中，光是根據(jù)電極對上所加的電壓來傳送的，也可做成使光根據(jù)所加的電壓來中斷。在這個實(shí)施方案中，在電極T1、TT7、T10、T14和T17同各自的反相電極之間所加的電壓產(chǎn)生的是藍(lán)線光，對電極T2、T5、T8、T11、T13和T16所加的電壓產(chǎn)生綠線光，而對電極T3、T6、T9、T12和T15所加的電壓產(chǎn)生紅線光。
圖形的其余部分同樣是由線電極組成的。在每一部分中，把同樣色彩的線電極連接在一起，以使譯碼器輸出端數(shù)減少。雖然在圖1中，分別地畫出了圖形寄存器502和色彩寄存器504，并且分別地畫出了圖形譯碼器506和色彩譯碼器508，但可以把它們集成在每個半導(dǎo)體組件內(nèi)?？梢园褕D形寄存器502和色彩寄存器504安置成一個公用的單一的寄存器，以便用一個共同的地址信號進(jìn)行讀和寫訪問。另外，也可把圖形譯碼器506，色彩譯碼器508和與門單元510集成在一個單元之中。
圖5詳細(xì)地表示了步驟210子程序的工作。第一步382讀出交通工具速度VS，它是通過圖2中處理機(jī)20里的計(jì)數(shù)器測得的，接下去是步驟384，檢查交通工具速度是否低于60公里/小時。如果步驟384做出一個肯定的判定，則把交通工具速度VS置入圖形寄存器542中，并且在步驟386，通過圖6中的總線550把“白”特征置入色彩寄存器544，以便用白色顯示交通工具速度。如果步驟384做出一個否定判定，即VS≥60公里/小時，則在步驟388檢查VS是否低于110公里/小時。如果判定是 肯定的，則把交通工具速度VS置入寄存器542，并在步驟390把“黃”特征置入寄存器544，以便用黃色顯示交通工具速度。如果VS等于或大于110公里/小時，則程序去到步驟392，在該步驟中檢查特征位F2，看其所做的判定是否是第一次作出的。如果是，則在步驟394把特征位F2置位，然后，在步驟396把用于制造閃視時間的定時器數(shù)據(jù)T2清零。首先，程序從步驟398去到步驟400，在該步驟中，把交通工具速度數(shù)據(jù)置入寄存器542，并把“紅”特征置入寄存器544，以便用紅色顯示交通工具速度。在另種情況，如果特征位F2表示“1”，表示交通工具速度一直是在110公里/小時以上，則程序從步驟392去到步驟404，步驟404通過參考定時器數(shù)據(jù)T2來檢查對一種彩色的顯示是否已經(jīng)繼續(xù)了三秒時間，如果時間還不夠三秒，則在步驟406增加T2。然后，到步驟408，在此只把交通工具數(shù)據(jù)VS置入寄存器542，而色彩寄存器544保持不變。在另一方面，如果檢測到的是，對于同樣顯示彩色的三秒已滿，則把定時器數(shù)據(jù)T2清零，以便為下一個三秒計(jì)數(shù)，同時檢查前一個顯示是否為紅的。如果是，則把交通工具速度VS置入寄存器542，并且在步驟402把“白”特征位置入寄存器544，以便用白色顯示交通工具速度。在另種情況，如果發(fā)現(xiàn)前面的顯示是白的，則把交通工具速度VS置入寄存器542，并把“紅”特征位置入寄存器544。在圖3中的步驟210用于顯示如此產(chǎn)生的交通工具速度。
圖6表示在圖2中所示的用于顯示交通工具速度的驅(qū)動電路和液晶面板部分。電路的工作與圖1的情況基本上相同。交通工具速度的圖形顯示，顯示部分S0-S4等等，每一個都是由線電極構(gòu)成的，在一個顯示部分里把同樣彩色的電極連接在一起，通過在驅(qū)動器單元554里對應(yīng)的驅(qū)動器S1B-S4B等對電極組供給電壓。顯示段的數(shù)目是由交通工具速度顯示的分辨率決定的。例如，1公里/小時的分辨率時，交通工具速度每增加一個1公里/小時，激勵的顯示段數(shù)目就要增加一個。激勵顯示段的數(shù)目和它們的色彩是由置入在圖形寄存器542和色彩寄存器544中的顯示數(shù)據(jù)決定的，它們是由處理機(jī)20置入的。寄存器542存貯著代表交通工具速度的數(shù)據(jù)，并與圖形譯碼器546相連，圖形譯碼器546根據(jù)該數(shù)據(jù)對與門單元552提供顯示段選擇信號。在此同時，與色彩寄存器相連的色彩譯碼器548也把色彩信號加給與門單元552，以便使被選擇段觀察到規(guī)定的色彩?？梢园炎g碼器546、548和與門單元552集成化，并且可以與圖1的情況一樣地把寄存器542和544集成化。這里，用圖1同樣的裝置獲得了如圖2所示的交通工具速度的數(shù)字顯示，在圖6中省去了它的圖解。
圖7詳細(xì)地表示了在圖3中214步的子程序處理過程，這是用于執(zhí)行系統(tǒng)診斷過程的子程序。
第一步422，讀出圖2里所示的診斷單元10的輸出。接下去步驟424，根據(jù)單元10提供的診斷結(jié)果來判斷故障的發(fā)生。如果檢測到故障，則在步驟426把數(shù)據(jù)輸給圖8中的寄存器572，以便顯示紅色警報(bào)，在另一方面，如果未檢測到故障，則檢查交通工具的鍵控開關(guān)是否置在附屬(ACC)的位置。只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍵控開關(guān)設(shè)置在ACC位置時，才通過激勵紅、藍(lán)和綠所有的線電極，使診斷的整個部分成為白色，以使交通工具的駕駛員能夠檢查顯示電路和顯示面板。為此在步驟430把“白”特征位置入寄存器592。當(dāng)鍵控開關(guān)從ACC位置斷開時，在步驟432把寄存器572清除，以使圖形變黑。
圖8表示用于顯示診斷結(jié)果的圖2的驅(qū)動電路和顯示面板部分。在這個實(shí)施方案中，診斷的顯示圖形由一個單一顯示部分組成，因此不需要顯示部分選擇電路。把色彩數(shù)據(jù)置入寄存器572中，與寄存器572相連的譯碼器574把驅(qū)動信號供給驅(qū)動器單元576，而驅(qū)動器單元576通過驅(qū)動器SR、SG和SB把電壓加給紅、藍(lán)和綠線電極。為了顯示白的，要把所有的線電極激勵。
圖9詳細(xì)地說明了在圖3中子程序步驟218的處理過程。在步驟442把來自冷卻劑溫度傳感器4的數(shù)據(jù)TW同預(yù)定值TW1相比較，以檢查發(fā)動機(jī)的工作溫度是否太低，如果TW比TW1低，則步驟444把溫度數(shù)據(jù)TW和一個藍(lán)色的色彩規(guī)范提供給驅(qū)動電路。如果TW比TW1高，則在步驟446把TW與另一個預(yù)定值TW2相比，以檢查發(fā)動機(jī)是否過熱，如果TW比TW2高，則步驟450把溫度數(shù)據(jù)和紅的色彩規(guī)范提供給驅(qū)動電路。當(dāng)冷卻劑溫度為正常時，即在TW1和TW2之間時，步驟448把溫度數(shù)據(jù)和白
色彩規(guī)范提供給驅(qū)動電路。以圖解的形式顯示冷卻劑溫度的驅(qū)動電路的設(shè)置與圖6相同，它接收顯示信號，去激勵對應(yīng)于冷卻劑溫度數(shù)據(jù)TW的一定數(shù)目的顯示部分，在每一顯示部分，通過色彩數(shù)據(jù)來選擇線電極。
圖10表示顯示剩余燃料量的處理過程。在步驟452把燃料量傳感器6的輸出FQ同表示燃料量下限的預(yù)定閾值FQ1相比。如果FQ比FQ1小，則在步驟454用紅色來顯示燃料量;否則，則在步驟456以白色來顯示燃料量。
以圖解的形式顯示剩余燃料量的驅(qū)動電路和顯示面板的設(shè)置與圖6是相同的。要激勵的顯示部分由燃料量數(shù)據(jù)來決定，而在每個顯示部分的線電極由判定步驟454或456提供的色彩數(shù)據(jù)來選擇。這樣，就把電壓加到了被選擇的顯示部分的選擇線電極上。
圖11是圖2所示的液晶面板的截面圖。每一個顯示部分的組成有透明線電極T1-T10，設(shè)置在玻璃板602的表面上;一個公共電極T12，設(shè)置在另一塊玻璃板604的表面上;在相對的電極之間用液晶物質(zhì)密封起來。在公共電極T12上設(shè)有面對線電極T1-T10以紅、綠和藍(lán)色周期排列的彩色濾光器F1-F10，比如，F(xiàn)1是紅濾光器，F(xiàn)2是綠濾光器，而F3是藍(lán)濾光器。當(dāng)把電壓加到電極T1和公共電極T2之間時，則將改變兩個電極之間的液晶極化，從而產(chǎn)生了一寬度為線電極T1寬度的，在玻璃板602和604之間傳播的一束光。由于濾光器F1的作用，傳播的光是可見的紅光。以同樣的方法，把電壓加到電極T2和T12之間產(chǎn)生一束綠光。因?yàn)榧?xì)電極的設(shè)置很緊密，所以通過不同濾光器傳播的光是一個合成的可見光。因此，當(dāng)把所有的電極激勵時，紅、綠和藍(lán)光的混合產(chǎn)生了一個白色的合成光色。
圖12表示液晶面板的另一個實(shí)施方案。在這種設(shè)置中，把彩色濾光器設(shè)置在線電極T1-T3上，于是也就裝在玻璃板602的表面上了。即把這些透明電極用由明膠制成的彩色薄膜(色底)覆蓋。圖11和圖12的裝置，都是進(jìn)一步在電極和彩色濾光器的表面上設(shè)置了極化膜606，但是我們對那些眾所周知組成部分就不再作解釋了。彩色濾光器的制造過程由下述步驟組成加色底;烘烤和顯色;著色;干燥。
圖13是本發(fā)明顯示面板的又一個實(shí)施方案，表示了在液晶顯示面板上，其中一個顯示段的線電極橫截面。線電極652、654、656和658設(shè)置在下部的玻璃板650上。而線電極662、664、666和668設(shè)置在上部的玻璃板660上，上部電極和下部電極由于相差半個電極寬度，所以不是對準(zhǔn)成一直線的，因而每一個線電極的作用相當(dāng)于前面實(shí)施方案的兩個線電極。把一些電極內(nèi)連在一起，因此引出端數(shù)進(jìn)一步減少了。
在這些線電極中，652和656設(shè)置有紅色濾光器670和270，電極654設(shè)有綠色濾光器672和藍(lán)色濾光器674，電極658設(shè)有綠色濾光器672和藍(lán)色濾光器676。在這個實(shí)施方案中，除了某些電極，例如652和656，具有與濾光器同樣寬度以外，其他電極的寬度等于濾光器寬度的二倍加上一個用于隔離的空間間距。
在上部和下部電極的周圍設(shè)有用于極化液晶物質(zhì)680的極化膜682和684。玻璃板650和660的外表面粘貼著極化板686和688;極化板具有設(shè)置在同樣方向的吸光軸。當(dāng)電極上設(shè)有電壓時光軸被液晶轉(zhuǎn)向，使整個光都被吸收，于是無光傳播。在另一方面，當(dāng)把電壓加到電極上時，電極之間的液晶沒有轉(zhuǎn)向，故不改變光的軸向，就允許光傳播。通過濾光器把傳播光著色。雖然在圖11和12中我們省去了極化板和極化膜，這個原理也同樣適用于這些實(shí)施方案。
在每個顯示段的電極之間加一個矩形波形的電壓，則不僅產(chǎn)生一個單色顯示，而且還有中間的色調(diào)。我們將通過參考圖14來解釋顯示工作。圖14(a)示出了一套用于產(chǎn)生紅色顯示的驅(qū)動電壓波形。端A所加電壓波形的相位同端B、C和D所加電壓波形的相位相反，因此，只在電極670和622之間產(chǎn)生電壓差。結(jié)果，光只在液晶670通過紅色濾光器670的部分之中傳播。
圖14(b)是利用紅色和藍(lán)色產(chǎn)生一個合成色彩的情況，當(dāng)端A和端C所加電壓波形的相位同端B和D所加的相反時，則光在與端A和端D有關(guān)的液晶部分690中傳播，還在與端B和端C有關(guān)的部分692中傳播。同樣，通過對B端和D端加上具有相反相位關(guān)系的電壓波形，則光將在液晶694部分上傳播。因此，用控制通過濾光器670、672和674的光的傳播，我們可以操縱顯示段的彩色。下面的表1表示了加給A端、B端和C端脈沖電壓的相位關(guān)系以及顯示段的合成彩色。
該表展示出了，當(dāng)給A端加一個低電壓時，在一個時刻觀察到的B、C和D端的電壓，符號“0”代表加上了同相電壓脈沖，而符號“1”代表加上了反相電壓脈沖。
通過參考圖15和圖6我們將描述圖13所示的用于驅(qū)動液晶面板的線路設(shè)置和它的工作。顯示段S1和S2是以線圖方式顯示交通工具速度的顯示圖形的一部分，該速度是以顯示線的長度來表示的，而顯示線的長度是激勵顯示段的數(shù)目來決定的。根據(jù)圖形寄存器542所存的交通工具速度數(shù)據(jù)來選擇所要激勵的顯示段。如前所述，通過圖形譯碼器546對交通工具速度譯碼，譯碼器546把驅(qū)動信號加到對應(yīng)的顯示段上去。由(B)、(C)和(D)表示的信號是根據(jù)在色彩寄存器中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，正如我們下面將要描述的那樣，這些都是產(chǎn)生加到A、B、C和D端上去的電壓脈沖信號。
把表1里所示的色彩組，按照從黑到白的順序分配1到8，并把其中之一個號置入色彩寄存器544。該組號在線722、724、726，……，或736上產(chǎn)生一個代表“黑”“紅”“綠”……或“白”的信號。在圖中，放在矩陣交點(diǎn)上的圖形“0”代表一個形成的邏輯與門部分，例如，一個場效應(yīng)晶體管。線722-736的每一個都設(shè)置有與它們的門以串聯(lián)方式連接的8個場效應(yīng)晶體管，它們的門接收從寄存器544輸出的0-3位以及它們的以一定組合的反相形式。每個場效應(yīng)晶體管由于它的基極為高電平輸入信號，使它的源極和漏極之間導(dǎo)通。沒有“0”圖形的矩陣交點(diǎn)在場效應(yīng)管上的導(dǎo)電狀態(tài)是固定的，并且與門電壓無關(guān)，而帶有“0”圖形的交點(diǎn)，所具有的導(dǎo)電狀態(tài)依賴于門電壓。因此，線722-736的電平是由每根線中串聯(lián)的所有場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電狀態(tài)來決定的，即為色彩寄存器輸出的與狀態(tài)。根據(jù)線722-736上的輸出，產(chǎn)生在線774、776和778上的信號(B)、(C)和(D)，在表1中列出了它們的關(guān)系?？梢园丫€774-778和線772-736之間的矩陣設(shè)置以及它們的反相形式的功能，看作是一個編碼器，或把它們看作是一個用于存貯表1中所列狀態(tài)的一個存貯器。通過移去在矩陣上以“0”表征的與門能夠改變表1的狀態(tài)。在表1里，一個符號“1”對應(yīng)于矩陣上的圖形“0”。
線774、776和778的每一根由16個串聯(lián)的場效應(yīng)晶體管組成，而且使得對應(yīng)于沒有“0”交點(diǎn)上的場效應(yīng)晶體管源極和漏極之間呈固定導(dǎo)電狀態(tài)。把線722-736和它們的反相形式連接到場效應(yīng)晶體管的柵極，它們的導(dǎo)電狀態(tài)是由這些輸入線的信號電平?jīng)Q定的。在無圖形“0”交點(diǎn)處的場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電是絕對的。通過上述的設(shè)置，在線774、776和778上產(chǎn)生了信號(B)、(C)和(D)，把這些信號加到異-或門782、784和786的輸入端。
異-或門782、784和786在它們的一個輸入端上接收脈沖發(fā)生器780產(chǎn)生的信號(A)，而它們的另一個輸入端接收在線774、776和778上分別產(chǎn)生的信號(B)、(C)和(D)。當(dāng)信號(B)、(C)和(D)為高電平時，異-或門782、784和786以相反的極性傳輸信號(A)，而當(dāng)這些信號為低電平時，它們是以同樣的極性傳輸信號(A)。因此，異-或門相對于輸入信號(A)給出的輸出如表1中所示。
把這些異-或門的輸出連同信號(A)一起送到與門792、794、796和798的一個輸入端，這些與門的另一個輸入端也接收來自圖形譯碼器546的信號，并把作為邏輯與結(jié)果的脈沖輸出供給A、B、C和D端。因此以色彩寄存器544里的色彩數(shù)據(jù)所規(guī)定的彩色圖形中顯示了在圖形寄存器542中的顯示數(shù)據(jù)，其中的顯示數(shù)據(jù)和色彩數(shù)據(jù)都是由處理機(jī)把它們分別置入到圖形寄存器542和色彩寄存器544的。雖然在上述實(shí)施方案中，圖形譯碼器和色彩譯碼器是分別提供的，也可以把它們設(shè)置在一起。由上所述，表1的邏輯關(guān)系是通過圖15的電路裝置所取得的，也可以主要通過軟件技術(shù)來獲得。圖16示出了這種電路裝置，而圖17示出了執(zhí)行這種功能的程序。
在圖16中，處理機(jī)20把信號置入鎖存器802，鎖存器802對應(yīng)于每個顯示段的A、B、C和D端。鎖存器802的輸出產(chǎn)生了在B1、C1…D2端的信號，并把這些信號送給各個顯示段的A、B、C和D端。每個異-或門，根據(jù)置在鎖存器對應(yīng)位的高電平輸入，以相反的極性傳輸在端A的脈沖信號，而在圖15的情況下，根據(jù)低電平的輸入，以相同的極性傳輸該脈沖信號。在圖16中，虛線所示的信號通路是為只具有串行輸出口的處理機(jī)，用于通過移位寄存器把並行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到鎖存器802。
通過參考圖17的流程圖，我們來描述，通過程序是如何完成圖16的電路裝置的工作的。把圖17中所示的處理過程加到圖4、5、7、9和10的流程圖中緊接著顯示步驟的地方上。在圖4中，例如把圖形數(shù)據(jù)和/或色彩數(shù)據(jù)置入驅(qū)動電路，是在步驟350、352和356。而在新的裝置中，這些數(shù)據(jù)是由圖17的程序接收的，而不是在這些步驟把數(shù)據(jù)置入驅(qū)動電路的。更具體地說，是把數(shù)據(jù)置到通過圖17的程序?qū)ぶ返腞AM之中。即通過一個RAM代替了圖形寄存器和色彩寄存器。這個原理對圖5、7、9和10的流程圖是同樣適用的。
在圖17中，第一步902，對要處理的圖形設(shè)置圖形號數(shù)，對圖2所示的顯示面板給出一個圖形號數(shù)PN，這樣一來對于交通工具速度的線圖形給出的PN＝1，對于交通工具速度的數(shù)字圖形PN＝2，左轉(zhuǎn)符號圖形PN＝3，右轉(zhuǎn)符號圖形PN＝4，冷卻劑溫度圖解圖形PN＝5，發(fā)動機(jī)速度數(shù)字圖形PN＝6，燃料量圖解圖形PN＝7，診斷的符號圖形給為PN＝8和PN＝9。
假設(shè)顯示冷卻劑溫度的過程緊接著圖9的處理過程，則步驟902，設(shè)置圖形號數(shù)為PN＝5。處理機(jī)20在它的PAM中有一個對應(yīng)于鎖存器802的一個區(qū)域，并且當(dāng)處理機(jī)要把數(shù)據(jù)置入鎖存器802時，把該區(qū)域的內(nèi)容(將稱為“輸出緩沖器”)置入到鎖存器802，在圖17的過程中，只把輸出緩沖器的必要圖形部分進(jìn)行修正，其余的部分保持不變，并把整個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到鎖存器802中。通過參考圖形號數(shù)PN來尋找一個具體的圖形。
步驟904檢查圖形是否為線圖、冷卻劑溫度是以線圖顯示的，在步驟906到914中對它進(jìn)行處理。
步驟906計(jì)算圖的長度，即是所要激勵的顯示段的數(shù)目。通過用一個常數(shù)SS去除輸入數(shù)據(jù)DV來計(jì)算激勵顯示段SN的數(shù)目。
SN＝DV/SS ……(1)
其中的SS是給出一個顯示段所代表的溫度寬度常數(shù)。如果圖的長度不是正比于輸入值DV的話，則步驟904做出一個否定的判定。
步驟908查閱在ROM中的表1，在ROM中存貯了帶有色彩數(shù)據(jù)變量的表1的關(guān)系。當(dāng)規(guī)定為“白”時，把“0011”數(shù)據(jù)組從表1讀出，或當(dāng)規(guī)定為“紅”時，把“0111”讀出，為了使讀出數(shù)據(jù)組的號數(shù)等于被顯示的顯示段號，在步驟910對激勵顯示段數(shù)目SN進(jìn)行減法計(jì)算。當(dāng)要顯示的所有色彩顯示段的驅(qū)動信號都已讀出時，在步驟912檢測到的計(jì)數(shù)SN達(dá)到零。步驟910還遞減圖形顯示段的最大數(shù)目SF。值SF減去SN是留下的非激勵的黑色顯示段的數(shù)目。
當(dāng)步驟912做出肯定的判定時，SN的值為零，SF等于激勵顯示段的數(shù)目。步驟914在表1中檢索為“0000”的“黑色”數(shù)據(jù)組，如表1所示。步驟910進(jìn)一步遞減SN到一個負(fù)值，而步驟912總是做出肯定的判定。因此，包括步驟910、912、914和916的處理環(huán)路是循環(huán)的，并且數(shù)據(jù)“0000”的讀出次數(shù)等于非激勵顯示段的數(shù)目。當(dāng)SF達(dá)到零時，則在步驟918把在步驟908和914的整個數(shù)據(jù)置入在PN＝5區(qū)的輸出緩沖器中。
步驟920通過總線806把數(shù)據(jù)從輸出緩沖器轉(zhuǎn)移到鎖存器802。在處理機(jī)無並行輸出口的情況下，則通過處理機(jī)的串行輸出口，把輸出緩沖器的內(nèi)容準(zhǔn)確地記到移位寄存器804中。虛線810表示到移位寄存器去的串行輸出出通路，虛線808表示對移位寄存器供給移位鐘脈沖的時鐘通路。當(dāng)去移位寄存器804的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移完成時，則通過線814把一個鎖存信號給到鎖存器802，通過輸出線812把移位寄存器的內(nèi)容並行轉(zhuǎn)移到鎖存器802。
其次，處理顯示數(shù)據(jù)的其它方式，我們將結(jié)合圖17進(jìn)行描述。在這種情況，把表2中所示的顯示數(shù)據(jù)同要激勵的圖形顯示段之間的對應(yīng)關(guān)系預(yù)先存貯在處理機(jī)20的ROM中。
例如，進(jìn)行一個作為圖5處理結(jié)果的交通工具速度的數(shù)字顯示，步驟926利用交通工具速度數(shù)據(jù)(比如120公里/小時)查閱表2。交通工具速度具有的圖形號數(shù)為PN＝2，把表中PN＝2部分檢出作為120公里/小時的顯示數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)的百位數(shù)字是“1”，十位數(shù)字是“2”，個位數(shù)字是“0”，并從表2中對應(yīng)檢索出數(shù)據(jù)““1E0111111E1110111E”。在步驟928檢查該數(shù)據(jù)的前導(dǎo)位是為“1”還是為“0”，如果發(fā)現(xiàn)是“1”，則在步驟930像步驟908一樣讀出彩色數(shù)據(jù)并保持它;如果發(fā)現(xiàn)是“0”，則在步驟932讀出“黑色”數(shù)據(jù)“0000”并保持它。接著在步驟934遞減SN，以便檢查下一個顯示段。在表2里的位置“E”表示顯示段的連合，并且不直接關(guān)系顯示操作。于是，跳過“E”位，在步驟928檢測下面的“0”位。
在這種方法中，激勵或非激勵以及彩色顯示都是對所有顯示段來確定的。當(dāng)步驟936檢測到這個處理完成時，在步驟938把SN復(fù)位到初始值，并且程序去到步驟918。在步驟918把在步驟930和932中所讀出的數(shù)據(jù)按照PN規(guī)定的單元置入輸出緩沖器。以后，在步驟920把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到鎖存器中。
圖18表示可以用到圖1、6、8、11、12、13和15裝置的液晶顯示面板的另一個實(shí)施方案。在這種面板結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成顯示段S的線電極R、G和B，當(dāng)它們從顯示段的中心逼近邊緣時逐漸地變窄，這種結(jié)構(gòu)為顯示字母圖形提供一個三維的外形，從而改善了清晰度。并且圖形的輪廓更清楚了。每個線電極的最大寬度與最小寬度之比最好為4∶1到8∶1。通過利用在圖18里所示的錐形線電極，對于圖13的電極裝置，預(yù)料會得到同樣的效果。圖18的電極設(shè)置不但提高了清晰度，同時運(yùn)用了較少的電極。
圖19表示可以利用到圖1、6、8、11、12、13和15裝置的液晶顯示面板的又一個實(shí)施方案。在這種顯示段的設(shè)計(jì)中，根據(jù)相聯(lián)系的濾光器的彩色，對線電極設(shè)置不同的寬度。雖然為了清楚的目的本實(shí)施方案所示的只是兩種彩色，紅和綠，但這個原則同樣適用于三色面板。因?yàn)橥ㄟ^紅和綠濾光器傳播的光量不同，所以紅的顯示要比綠的顯示更暗些。為了對紅和綠得到相等的亮度，比如，把兩個電極同時激勵來產(chǎn)生桔色，此時就要求紅濾光器的電極具有一個擴(kuò)展的寬度。為了使中間色調(diào)清楚，最好使紅電極具有的寬度為綠電極的1.5到2倍，如果要突出用于顯示報(bào)警的紅色，則要求紅電極有一個更大的擴(kuò)展寬度。最好根據(jù)穿過每個彩色濾光器的光傳播測量來決定每個彩色電極的寬度。
圖20表示為了澄清每個顯示段的輪廓基于圖19的一個修改的實(shí)施方案，在這種顯示段設(shè)計(jì)中，把一些線電極沿著顯示段的型面放置，而該顯示段是由幾種彩色的線電極組成的。這種簡單的面板結(jié)構(gòu)，使可變色彩的液晶顯示面板能夠顯示三維的外形，并且提高了清晰度。
根據(jù)本發(fā)明，不但減少了電極引線的數(shù)目，而且也簡化了電路設(shè)置。較少的電極引線數(shù)減少了液晶錯誤激勵的發(fā)生，而且通過在電極上覆蓋一個簡單的罩可以很容易把它移除。
權(quán)利要求
一種液晶顯示系統(tǒng)含有一個顯示控制電路，產(chǎn)生用于在液晶面板上顯示圖形的顯示信號；彼此相對的第一和第二電極，用液晶插在它們之間，用于在面板上顯象所述圖形的顯示段；一個驅(qū)動電路，根據(jù)上述顯示控制電路所提供的顯示信號，來激勵第一和第二電極，其特征在于所述的第一和第二電極中，至少有一個是由帶有色彩濾光器的若干細(xì)線電極構(gòu)成的，把彩色濾光器以一個確定的色彩循環(huán)順序設(shè)置在細(xì)線電極上，或者設(shè)置在另一個電極上的對應(yīng)位置，所述驅(qū)動電路的工作是根據(jù)顯示控制電路所提供的色彩控制信號有選擇地激勵細(xì)線電極。
專利摘要
一種液晶顯示面板包括彼此相對的一對透明電極，在它們之間插入液晶物質(zhì)。在每個電極對中，至少把一個電極分裂成帶有幾種色彩濾光片的細(xì)線電極，色彩濾光片設(shè)置在細(xì)線電極上，或設(shè)置在其相對電極的對應(yīng)位置上。該面板通過利用選擇電極之間色彩信號一定的組合來產(chǎn)生任意色彩的顯示。
文檔編號G02F1/133GK85104319SQ85104319
公開日1986年12月3日 申請日期1985年6月7日
發(fā)明者德山景一, 須田正爾, 五十嵐修, 山村博久, 加藤木工三, 伊藤寬志, 久優(yōu), 佐藤一彥 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan