專利名稱:液晶彩色顯示裝置的制作方法
本發(fā)明涉及到一種液晶顯示裝置，具體地說，涉及到一種液晶彩色顯示裝置，此裝置適合用作安裝在駕駛艙、汽車或類似裝置中的駕駛員或司機(jī)用的儀器板，以可變的色彩來顯示運載工具運行數(shù)據(jù)。
如日本未審查專利公開No.59-90818中所披露的，已知道的一種液晶彩色顯示板有著一組置于顯示板中透明電極上的濾色器陣列，這樣，通過有選擇地組合使用激勵電極，可得到可變色彩的顯示。在這種由顯示圖形分段構(gòu)成的液晶顯示板的安排中，每一個圖形分段都有著以濾色器或無濾色器覆蓋的透明電極。在這些有或無濾色器的部分產(chǎn)生不同的亮度，以及因這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的對清晰度和可見度的損害已成為液晶彩色顯示板的一個主要問題。圖3和圖4表明了由于汽車儀表板的普通液晶彩色顯示板30，此板包括位于中心的以可變色彩工作的速度表部分，分別在左邊和右邊的以固定色彩工作的燃料表部分和熱儀表部分。在可變色彩顯示部分上的透明電極覆有濾色器。因為在濾色器薄膜上的電壓降造成這部分的亮度與固定色彩顯示部分的亮度不同。對于僅在每一個顯示圖形分段的透明電極上置有濾色器的普通液晶彩色顯示板的另一個缺點是，即使圖形分段未受激勵，濾色器也會不適宜地自背景上看到，而這也損害了清晰度和顯示狀態(tài)。例如，圖3的速度表部分包括了七段(a、b、c、d、e、f和g)組成的單位數(shù)字，當(dāng)字符“7”顯示出時，僅有段a、b和c受到激勵。在這種情況下，未激勵的段d、e、f和g最好是完全不可見的，但是，濾色器的存在使得這些不發(fā)光分段在背景上被不適當(dāng)?shù)乜吹健?br> 如日本未審查專利公開No.59-10988所披露的，已經(jīng)有一種點陣結(jié)構(gòu)的液晶彩色顯示板。此裝置包括在液晶襯底上形成的薄膜驅(qū)動晶體管，并在整個板表面覆有紅、綠和蘭的濾色器。然而，這種類型的液晶彩色顯示板的制造工藝是復(fù)雜的，需要和制造半導(dǎo)體器件的制造工藝相當(dāng)?shù)膹?fù)雜的生產(chǎn)能力，因而，使制造成本昂貴。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種液晶彩色顯示板，它包括在一單塊顯示板上混合設(shè)置的、其上帶濾色器或不帶濾色器的一些透明電極，目的在于改善清晰度和可見度。
根據(jù)濾色器是否存在而對顯示屏部分提供獨立的液晶驅(qū)動電路，來減小有無濾色器部分之間亮度的差別，從而達(dá)到上述的目標(biāo)。
通過不僅在顯示圖形段上，而且在整個顯示板面上濾色器的條狀安置，使受激發(fā)的顯示圖形分段不是從背景上清晰可見，這樣也對達(dá)到上述目標(biāo)起到作用。
圖1是表明了根據(jù)本發(fā)明的顯示控制電路的方塊圖;
圖2圖示了液晶顯示板的一部分和相關(guān)的液晶驅(qū)動電路;
圖3圖示了用于汽車儀器面板的液晶顯示板的一個例子;
圖4表明了用于圖3示出的速度表部分的單位數(shù)字的7個筆段所組成的圖案組;
圖5示出了圖4中表明的七個筆段中的一個，其上有著常規(guī)排列的濾色器;
圖6表明了顯示圖形的筆段，在整個板面上有著條狀排列的紅和綠色濾色器;
圖7表明了有著七個筆段的顯示部分，其中，筆段a、b和c由矩形波形的脈沖電壓所激勵;
圖8是常用的液晶顯示板的橫截面圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板的橫截面圖;
圖10是表明液晶驅(qū)動電壓的波形圖;
圖11是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板的固定色彩部分和可變色彩部分的光學(xué)特性;以及
圖12是由圖1中表明的控制電路產(chǎn)生的液晶驅(qū)動電壓的波形圖。
現(xiàn)將參考附圖描述本發(fā)明的一個實施例。首先，將結(jié)合圖3來解釋液晶顯示板布置的一個例子。在顯示板的中間部分有圖形為“1”、“8”和“8”的速度表部分，以便按三位數(shù)顯示運載工具的速度(可選定公里/小時或哩/小時)，而圖形“8”包括七個筆段a、b、c、d、e、f、和g。安置在速度表部分左邊的是燃料表部分，用來以條狀圖形方式顯示剩余的燃料數(shù)量。而在速度表部分的右邊，類似地安置了熱儀表部分，用來以條狀圖形方式顯示發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度。在這些顯示部分中，速度表是根據(jù)測得的運載工具的速度以可變色彩顯示的。例如，運載工具的速度在0～60公里/小時范圍內(nèi)時以綠色顯示，速度在61-99公里/小時范圍內(nèi)時以黃色顯示，而速度在100～180公里/小時范圍內(nèi)時以紅色顯示，這樣，使得駕駛者能夠迅速地注意到行駛的情況。另一方面，燃料表部分和熱儀表部分是以固定顏色顯示的，例如，以綠色、桔黃色或者類似的顏色來顯示。
下面將描述改變速度表部分顏色的方法。圖4表明了由七個筆段a、b、c、d、e、f和g組成的字符“8”。每一個筆段由一個條狀形式的透明電極所組成，每一個透明電極覆有一個條狀濾色器。圖5表明了筆段b的一部分的更多細(xì)節(jié)，作為一個例子，它是一組薄的透明電極，其上交替地放置了分別用R和G表明的紅色和綠色濾色器。雖然這種安排僅使用了紅、綠兩種顏色的濾色器，以產(chǎn)生紅、黃和綠色，但是，當(dāng)需要更多種類的顏色時也可以加上蘭色濾色器。
圖8表明了通常的液晶可變色彩顯示板的截面結(jié)構(gòu)，而圖9表明了本發(fā)明的相應(yīng)產(chǎn)品，其中，在背景區(qū)域也設(shè)置有濾色器。這兩種結(jié)構(gòu)都有一玻璃底板10，板上覆有條狀分段透明電極11以形成顯示圖形，每一個電極上覆有紅色濾色器12或綠色濾色器13。制成濾色器的材料，例如，明膠有著在精細(xì)圖形上易于著色和穩(wěn)定的色重現(xiàn)特性，并且以1.0～2.0微米的厚度形成。與玻璃底板10相對的是一個玻璃頂板14，在上面形成一個共用的透明電極15。雖然也可以與所表明情況相反，在公用透明電極15上設(shè)置濾色器，但是考慮到在制造過程中兩元件之間的位移，還是在分段的透明電極11上沉積濾色器。
為了使液晶分子在一個確定的方向上極化，在顯示板的上、下透明電極上都覆有極化取向薄膜16。而液晶材料17填充在這兩層薄膜之間。在玻璃底板10和玻璃頂板14的向外一面，分別覆有下極化板18和上極化板19。
圖8和圖9表表明，顯示板結(jié)構(gòu)的右邊部分用作為固定色彩顯示。與可變色彩顯示部分不同，在透明電極11上沒有濾色器12和13，而且，與可變色彩顯示部分的電極15分開，另外提供了一個共用透明電極20，以用來獨立地進(jìn)行電壓控制(雖然也可以如圖2中所示的，形成一個整體的共用電極)。
固定色彩顯示部分的顏色是由置于下極化板18外的濾色器21所決定的。因而，透明電極11陣列呈現(xiàn)出這種顏色。
下面將參考圖10描述由于液晶顯示板的共用靜態(tài)驅(qū)動系統(tǒng)。圖10(a)-(c)所表明的電壓脈沖加到圖9中表明的分段電極11和共用電極20上。如圖10(a)和(b)所示，當(dāng)加到分段電極上的脈沖電壓的相位超出共用電極上電壓相位兀時，液晶被極化(通狀態(tài))，而如圖10(a)和(c)所示，當(dāng)此兩電壓彼此同相時，液晶處于非極化(斷狀態(tài))。
圖11是一曲線圖，它表明了對于透明電極上覆有濾色器的可變色彩顯示部分以及無濾色器的固定色彩顯示部分的亮度與施加的電壓的關(guān)系。由此曲線明顯看出，帶有濾色器的可變色彩顯示部分和未帶濾色器的固定色彩顯示部分加有相同電壓時，在顯示板上有著不同的亮度，這引起了清晰度和可見度的變壞。也就是說，電壓V1加在固定色彩顯示部分提供了N1燭光/米2的亮度，而同樣的電壓加在可變色彩顯示部分只提供No燭光/米2的亮度。造成可變色彩顯示部分亮度降低的主要原因是在透明電極上的濾色器的存在，由于通過濾色器薄膜產(chǎn)生的電壓降落使得加于液晶的電壓低落，以及由于減小了光學(xué)結(jié)構(gòu)的暈映因素的每一分段的條狀形式(由圖9的截面圖將會清楚地看到)的存在。
本發(fā)明人認(rèn)識到需要對可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分分別加以選定的最佳電壓，以便在整個液晶顯示板上實現(xiàn)均勻的可見度。本發(fā)明基于這一考慮，并且希望獨立地控制可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分上的液晶驅(qū)動電壓，使得在同一塊液晶板上構(gòu)成的兩部分中的激勵的圖案分段實際上能以相同的亮度被見到。
現(xiàn)將參考圖1和圖2來描述所發(fā)明的液晶顯示裝置。圖1表明了此液晶顯示裝置的控制電路方塊圖，參考數(shù)號1表示用來測量運載工具速度的速度感測器，在對波形整形后，它送給微計算機(jī)5一個速度信號。數(shù)號2是一個燃料感測器，用來測量運載工具燃料箱余下的燃料數(shù)量，而3是一個熱感測器，用來測定發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度，這兩個模擬信號都在微計算機(jī)5中變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。4是一個開關(guān)，用來選定公里/小時或哩/小時作為所顯示的運載工具速度的單位。微計算機(jī)5處理這些輸入信號并產(chǎn)生一個供給液晶顯示板30的顯示信號。顯示板30包括一個用來顯示運載工具速度的可變色彩顯示部分6，這部分是由一個液晶驅(qū)動電路7所驅(qū)動，驅(qū)動電壓為V2。顯示板30還包括一個以條狀圖形顯示燃料量和發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度的固定色彩顯示部分8，這部分由另一個驅(qū)動電路9所驅(qū)動，驅(qū)動電壓為V1。液晶驅(qū)動電路7和9響應(yīng)于由微計算機(jī)5產(chǎn)生的顯示信號而工作。
如圖11所示，設(shè)定驅(qū)動電壓V1和V2，使得在可變色彩顯示部分6和固定色彩顯示部分8這兩部分得到相同的亮度N1(燭光/米2)。如前所述，通過加有獨立的驅(qū)動電壓，本發(fā)明使兩種類型的顯示部分有著同樣的可見度。
雖然圖1的實施例有著分別為可變色彩顯示部分6和固定色彩顯示部分8提供的共用透明電極，但是假設(shè)獨立的驅(qū)動電壓脈沖加到這些部分的獨立電極上而這兩部分共用一個整體的共用透明電極，也能有著同樣的控制效果。
圖12表明了加于有著共用電極的可變色彩和固定色彩顯示部分的獨立電極上的脈沖電壓波形。如圖11所示，加于可變色彩顯示部分的電壓要比加于固定色彩顯示部分的電壓更高，這樣才使兩部分有著相同的亮度，因此，加于共用電極和固定色彩顯示部分的分段電極上的矩形電壓波形有著相同的振幅V1，而加于可變色彩顯示部分的分段電極上的矩形電壓波形振幅V2高于V1。
圖2表明了發(fā)明的控制電路的另一實施例，在電路中把圖12所表明的脈沖電壓加到可變色彩和固定色彩顯示部分的相應(yīng)電極上。工作比為50%的矩形脈沖電壓加到共用電極33上，并且同時加到兩個異-或門電路31和32的一個輸入端。異-或門電路31的輸出加到固定色彩顯示部分的分段電極34上，而異-或門電路32的輸出加到可變色彩顯示部分的分段電極35上，電極35上覆有濾色器36。異-或門電路31和32分別提供獨立設(shè)定了的輸出電壓V1和V2。液晶板37在截面結(jié)構(gòu)上所定出尺寸是使得共用電極33和固定色彩顯示部分的分段電極34之間，以及共用電極33和可變色彩顯示部分的分段電極35之間有著同樣的距離，以簡化制造過程。這種尺寸方案同樣適用于圖9中表明的有著獨立共用電極的結(jié)構(gòu)。在整個顯示板區(qū)域中，使用相同的液晶材料17。用了前述的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)和電路，就能夠使顯示出圖案的可變色彩和固定色彩顯示部分的可見度幾乎沒有區(qū)別。
下面，將討論使得液晶顯示板的未激勵分段的可見度和背景可見度相同的安置。圖8表明了通常的液晶顯示板的截面結(jié)構(gòu)，左邊部分是可變色彩顯示部分，用來顯示如圖3中所示的三位數(shù)字部分，右邊部分是固定色彩顯示部分，用作為燃料表和熱儀表部分，而圖8的中心部分是如圖3中那樣的背景。通過有選擇地激勵在玻璃底板10上形成的透明電極11，圖8中的左邊部分能夠?qū)崿F(xiàn)多色、單色或不鮮明色的顯示。
本發(fā)明還要使液晶多色顯示板(在透明電極上形成有紅色和綠色濾色器)上處于關(guān)斷狀態(tài)的顯示圖形分段與背景有著相同的可見度，如圖9所示，在此顯示板沒有顯示圖形分段的區(qū)域安置條狀濾色器12和13作為假濾色器。這些假濾色器不帶有透明電極11，而在這部分的液晶始終是不被激勵的。這樣，七個圖形分段a、b、c、d、e、f和g中的某些未激勵分段看起來就和帶有假濾色器的背景部分有著類似的顏色和色調(diào)，因而，圖形的清晰度及可見度得到相當(dāng)大的改善。
圖6表明了濾色器的條狀安置，其中，如圖9所示的紅和綠濾色器被交替地放置。應(yīng)當(dāng)注意到，通常在相應(yīng)的透明電極上提供紅、綠和蘭濾色器以構(gòu)成多用彩色顯示板，在這些情況下將使用紅、綠和蘭假濾色器。在圖6中，用A所表明的，除去由虛線所限定的圖形分段外的區(qū)域和用B所表明的整個區(qū)域都使用了假濾色器。由虛線限定的七個分段a、b、c、d、e、f和g的每一個都伴隨有與聯(lián)接于控制電路的透明電極分段，通過在選定的一個透明電極分段11和共用透明電極15間加上脈沖電壓，這些部分的液晶就被激勵，結(jié)果得到紅色、綠色光，或者由激勵的透明電極分段的合成所決定的復(fù)合彩色。在電極11和15彼此未相對的部分的液晶保持不受激勵，而沒有光通過。
圖7表明了工作狀態(tài)中的部分液晶顯示板，通過在共用透明電極15和屬于筆段a、b、和c的所有透明電極11之間加有矩形波形的電壓而顯示出字符“7”。其余的筆段d、e、f和g的分段透明電電極11未被激勵，因而不發(fā)亮。因為在可變色彩顯示部分的整個面積上有著相同的濾色器，并不能從背景中清晰地分出未激勵的筆段d、e、f和g，因而能夠得到令人滿意的清晰度和可見度。
雖然為了解釋之用，圖6和圖7僅表明了顯示一個字符的一小部分，但是在圖3所示的液晶顯示板30的整個面上都置有相同的濾色器。
本發(fā)明對于實現(xiàn)這樣一種液晶彩色顯示裝置是有效的，此裝置包括在一塊板上的可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分，這兩部分的受激勵圖形分段有著相同的亮度，同時，未激勵的圖形分段與背景有著相同的可見度，因而能夠得到有著改善的清晰度和可見度的液晶彩色顯示裝置。
權(quán)利要求
1、一種液晶顯示裝置包括一塊液晶顯示板和一個液晶驅(qū)動電路，所說的顯示板有著把液晶材料置于其間的分段電極和共用電極，所說的顯示板包括一個可變色彩顯示部分和一個固定色彩顯示部分，所說的可變色彩顯示部分有著安置在所說的分段電極或所說的共用電極上的一組濾色器，從而，通過有選擇地激勵所說的分段電極，在所說的可變色彩顯示部分產(chǎn)生任意的顏色，所說的固定色彩顯示部分有著置于所說的液晶顯示板外的濾色器，在此顯示裝置中，所說的液晶驅(qū)動電路控制所說的液晶顯示板，使得能獨立地控制所說的可變色彩顯示部分和所說的固定色彩顯示部分。
2、一種根據(jù)權(quán)利要求
1的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶板中的所說的可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分中設(shè)置的所說分段電極和所說的共用電極之間的距離是相同的，而且，在所說的可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分中有著相同的液晶材料。
3、一種根據(jù)權(quán)利要求
1的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶板中，對于所說的可變色彩顯示部分和所說固定色彩顯示部分獨立地提供共用電極。
4、一種根據(jù)權(quán)利要求
1的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶顯示板中的所說分段電極以條狀形式安置。
5、一種根據(jù)權(quán)利要求
4的液晶顯示裝置，其中，在所說的可變色彩顯示部分的所說的濾色器以條狀形式安置。
6、一種根據(jù)權(quán)利要求
1的液晶顯示裝置，其中，所說的可變色彩顯示部分包括顯示圖形分段和圍繞著所說的分段的背景區(qū)域，所說的背景區(qū)域有著假濾色器。
7、一種根據(jù)權(quán)利要求
6的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶板中的所說的可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分中設(shè)置的所說分段電極和所說的共用電極之間的距離是相同的，而且，在所說的可變色彩顯示部分和固定色彩顯示部分中有著相同的液晶材料。
8、一種根據(jù)權(quán)利要求
6的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶顯示板中，對于所說的可變色彩顯示部分和所說固定色彩顯示部分獨立地提供共用電極。
9、一種根據(jù)權(quán)利要求
6的液晶顯示裝置，其中，在所說的液晶顯示板中的所說分段電極以條狀形式安置。
10、一種根據(jù)權(quán)利要求
9的液晶顯示裝置，其中，在所說的可變色彩顯示部分的所說的濾色器以條狀形式安置。
專利摘要
一種液晶彩色顯示裝置包括一個液晶顯示板和獨立的電極驅(qū)動電路。顯示板的一部分是帶有濾色器的條狀透明電極，另一部分是沒有濾色器的透明電極。獨立的電極驅(qū)動電路提供一個電壓給前一部分的電極，另一個電壓給后一部分的電極以使這兩部分之間亮度差別很小。在整個面積上，包括安置有透明電極的顯示圖形分段和無透明電極的背景區(qū)域提供條狀形式的濾色器，目的在于使未激勵的分段和背景的可見度相同文檔編號G02F1/13GK86102457SQ86102457
公開日1986年10月15日 申請日期1986年4月11日
發(fā)明者久鄉(xiāng)優(yōu), 五十嵐修, 加藤木工三, 伊藤寬志, 中村守 申請人:株式會社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan