專利名稱：液晶顯示器和包含液晶顯示器的電池識別標(biāo)志的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及液晶顯示器，更具體地說，涉及適合于在電池測試電路中使用的液晶顯示器，特別是在可以印在電池識別標(biāo)志類型的電池測試電路中的液晶顯示器，以及涉及裝有這類液晶顯示器的電池識別標(biāo)志。
有一些可以印在電池識別標(biāo)志上的電池測試電路。這類電池測試電路通常為“熱致變色”式測試器或“電致變色”式測試器。熱致變色式測試器包含一可以通過一個開關(guān)選擇性地連接到電池的相反的兩極上的校準(zhǔn)的電阻，該開關(guān)裝在校準(zhǔn)電阻的一端或者兩端。一層熱致變色印劑層印在電阻上并響應(yīng)于校準(zhǔn)電阻的溫度變化，在透明的和不透明的狀態(tài)之間逐漸地變化，因此根據(jù)校準(zhǔn)電阻的溫度能夠看到或擋住在該熱致變色層下方的印有的標(biāo)志。另外，熱致變色層可以響應(yīng)于校準(zhǔn)電阻的溫度變化而改變顏色。
可以根據(jù)作為電池電壓和內(nèi)阻的函數(shù)的電池輸送功率確定校準(zhǔn)電阻的溫度。熱致變色式測試器的精度不僅由代表電池產(chǎn)生電能(功率)能力的開路電壓和內(nèi)電阻的變化率決定，而且還由熱致變色印劑對溫度變化的靈敏度即要使熱致變色印劑改變顏色所需溫度變化的大小決定。因此，熱致變色印劑層起顯示器和傳感器的作用，以及測試器的精度可能由于熱致變色印劑的溫度靈敏度而受到限制。
電致變色式測試器與熱致變色式測試器的區(qū)別在于，顯示層直接響應(yīng)于電池的開路電壓的變化而改變顏色。電致變色式測試器的精度隨放電深度由電池的開路電壓的變化率以及由電致變色材料對電壓變化的靈敏度決定。因此，與熱致變色式測試器相似，電致變色式測試器起顯示器和傳感器的作用，測試器的精度可能受到電致變色材料的靈敏度的限制。
由于這些熱致變色和電致變色式測試器的精度受到顯示器響應(yīng)特性的限制，已經(jīng)提出通過包含一種響應(yīng)電壓的電子器件例如齊納二極管或晶體管來提高測試器精度，但因此將顯示器的功能僅僅限制為顯示信息。這種方案公開在5610511號美國專利、5460902號美國專利和5389470號美國專利中。在這些專利中，公開了一些利用分立的電子器件的測試器電路，以便在各種放電程度之間進(jìn)行識別以及選擇性地激活熱致變色顯示器的不同部分。因此這些測試器電路提供了對利用單獨(dú)的檢測電路識別的各種放電程度的不連續(xù)顯示，因此，限制了顯示器的實(shí)際顯示的功能。
然而，由于在這些專利中公開的測試器利用了一些利用常規(guī)的半導(dǎo)體技術(shù)制造的分立電子器件，對要包含在電池識別標(biāo)志中來說，電子器件還不充分小。此外，由于電池的外部尺寸受到各種國家和國際標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格限制，這些電子器件不能裝在電池的外表面上。如果這些電子器件要裝在電池的內(nèi)部，電子器件占用的空間將減少電池現(xiàn)有的各組成部分可利用的空間，因此，降低了電池的使用壽命。由于這些原因，對于在識別標(biāo)志上的測試器使用單獨(dú)的電壓識別電路還未實(shí)現(xiàn)商用。
與熱致變色式和電致變色式測試器相關(guān)的另一個問題與這些測試器的消耗功率相關(guān)。由于這些測試器消耗相當(dāng)大的功率，裝有一些開關(guān)以便能選擇性地啟動測試器以及因此避免電池的經(jīng)常性的漏電消耗。然而，由于需要這些開關(guān)，顯示器不持續(xù)地顯示電池的放電程度。
雖然通用的響應(yīng)于電場的液晶顯示器是公知的，但是對于要包含在電池識別標(biāo)志中來說它們太貴了，并且需要的工作電壓值充分超過大多數(shù)電池的開路電壓。此外，當(dāng)由直流(DC)驅(qū)動信號驅(qū)動時，這些液晶顯示器往往不可逆地產(chǎn)生極化。由于這些原因，響應(yīng)于電場的液晶顯示器被認(rèn)為不適用于在識別標(biāo)志上的電池測試器。
因此，希望提供這樣一種液晶顯示器，為了驅(qū)動該顯示器只需相當(dāng)?shù)偷碾妷?。還希望提供一種可按相當(dāng)?shù)偷某杀景陔姵刈R別標(biāo)志中的液晶顯示器。
本發(fā)明人現(xiàn)已證實(shí)利用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器可以實(shí)現(xiàn)這些目的。因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面提供一種液晶顯示器，其包含第一電極、形成在第一電極上并與之接觸的第一液晶層、形成在第一液晶層上并與之接觸的第二電極、形成在第二電極上并與之接觸的第二液晶層和形成在第二液晶層上并與之接觸的第三電極。在根據(jù)這一方面的一個實(shí)施例中，該液晶顯示器還可包含形成在第三電極上并與之接觸的第三液晶層和形成在第三液晶層上并與之接觸的第四電極。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面提供的一種液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)在于，通過形成多個液晶層，使各液晶層改變視覺狀態(tài)所需的電壓可以明顯地降低，而不會降低使液晶顯示器改變視覺狀態(tài)的總體透光程度。
在根據(jù)這一方面的一個優(yōu)選實(shí)施例中，至少其中一個電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物形成的。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供的一種液晶顯示器包含第一電極、沉積在第一電極上的液晶層、沉積在液晶層上的第二電極，其中至少其中一個電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物形成的。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面提供的一種液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用可處理的導(dǎo)電聚合物形成電極，而可處理的導(dǎo)電聚合物較通用的摻錫的氧化銦(ITO)材料便宜，故顯示器的總成本可以明顯地降低。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明還提供一種電池識別標(biāo)志，其包含用于覆蓋電池的外側(cè)部分的識別標(biāo)志基片和按照上面限定的液晶顯示器，該液晶顯示器形成在識別標(biāo)志基片上，用于顯示與電池相關(guān)的信息。最好該液晶電極各組成部分是通過印刷形成的。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器是一種響應(yīng)電場的液晶顯示器，正因如此，其包含至少一層響應(yīng)于在液晶材料層兩側(cè)施加的電場使外觀視覺產(chǎn)生變化的液晶材料。該響應(yīng)電場的液晶顯示器例如可以是雙折射或者偶極子(polar)型的。
顯示器可以包含一圖形層，以便提供各種適合于顯示器的應(yīng)用范圍相應(yīng)的指示。例如，如果用于電池測試器，則顯示器可以提供例如為“新”、“良好”和“更換”的指示，或者根據(jù)所選擇的需測試的電池特性的關(guān)于電池狀態(tài)的其它指示信息或說明。雖然，可以采用任何適合的方法來提供指示，但通常是利用常規(guī)的印刷工藝技術(shù)印制的標(biāo)記指示。因此可以使用常規(guī)的油印劑，當(dāng)起動或停用顯示器時提供由觀察者可觀看的高對比度的指示。
應(yīng)認(rèn)識到可以提供一個或多個標(biāo)記指示，以便為觀察者顯示信息。如果要形成一種以上的可見的或不可見的標(biāo)記指示，該顯示器最好包含對應(yīng)數(shù)量的可單獨(dú)起動的字段(segment)。因此，通過選擇性地起動顯示字段，印在圖形層上或者另外形成的標(biāo)記指示可以選擇性地隱蔽或顯露。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，根據(jù)當(dāng)觀看時圖形層位于在液晶層之前還是之后，或者通過由液晶層阻擋或者通過相對于非對比用背景消失，或者通過顯露液晶層，可以隱蔽標(biāo)記指示。
還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，倘若當(dāng)標(biāo)記指示不是由液晶材料選擇性地阻擋時要形成對觀察者為可見的標(biāo)記指示，圖形層在液晶材料之后的位置可以變化，例如配置在基片的外表面和電極之間，或者配置在電極和液晶材料之間，或者在基片的內(nèi)表面上。
另外，圖形層可以配置在液晶材料的正面，例如在電極和保護(hù)覆蓋層之間、或者在電極和液晶材料之間，使得液晶材料選擇性地確定使標(biāo)記指示呈現(xiàn)的相對背景。在這種情況下，液晶層例如可以構(gòu)成為非用于標(biāo)記指示的對比背景或在其后露出該背景，以便直到選擇性地使液晶層起動之前各標(biāo)記指示被隱蔽，或者按另外的方式停用，在這種情況下，其形成或者露出對比背景，以便顯現(xiàn)并因此顯露標(biāo)記指示。因此，圖形層可以配置在液晶層的正面的適當(dāng)位置，倘若當(dāng)液晶層起動時，標(biāo)記指示可以選擇性地相對背景隱蔽或者相對背景對比顯示。
還應(yīng)認(rèn)識到，該液晶顯示器可以施加于例如為識別標(biāo)志基片的基片的外表面或內(nèi)表面上。如果施加于內(nèi)表面，將通過基片觀看液晶顯示器。相應(yīng)地，該基片最好是透明的或者形成有透明的窗口，以便使標(biāo)記指示能看得到。
每一顯示字段通常包含成對的電極，在它們之間施加電壓時可以產(chǎn)生電場?？梢詾槊恳伙@示字段形成單獨(dú)的一組電極。另外每對電極中的每一個電極可以在各字段之間共用。這些字段可以是彼此完全隔離的，或者共用一液晶層。
電極可以由一適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料通過蒸發(fā)沉積或?yàn)R射形成的薄透明金屬覆蓋層，或者印有印劑的金屬覆蓋層構(gòu)成，例如由摻錫的氧化銦(ITO)的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，該印劑利用透明的導(dǎo)電顆粒例如摻錫的氧化銦、摻銻的氧化錫、摻氟的氧化錫或氧化鋅。以及對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯的其它適宜的材料。
最好，電極由相當(dāng)便宜的可溶解處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，例如摻有磺酸十二烷基苯的聚苯胺 (dodecylbenezene sulphonic acid dopedpolyaniline)，其可以溶解在例如為甲苯的適宜的溶劑中。這種材料是相對便宜的，因?yàn)檫@是為批量生產(chǎn)測試器顯示器所希望的，并且特別適合于作為一層印在基片上或在相鄰層上。因此，根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，至少各對電極中的一方最好兩方是由可處理的透明導(dǎo)電聚合物材料構(gòu)成，更為優(yōu)選由例如為摻有磺酸十二烷基苯的聚苯胺的可溶液處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，其可以溶解在例如為甲苯的適宜的溶劑中。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在預(yù)計由頂部觀看的液晶顯示器中，如在圖2A中所示的，底部電極不是透明的，可以是反射型或不透明的。如果底部電極是反射型或不透明的，圖形層最好形成在底部電極的頂部上，以便通過液晶層能看得到。還應(yīng)認(rèn)識到，如果預(yù)計例如通過在圖2A中所示的基片由底部觀看液晶顯示器，圖形層形成在液晶層上方，于是頂部電極可以是反射型或不透明的，圖形層則最好在頂部電極之下形成。
液晶層可以由在本領(lǐng)域公知的任何適宜的響應(yīng)于電場的液晶材料構(gòu)成，不過最好由可以利用常規(guī)的印刷工藝技術(shù)印制在相鄰一層上的聚合物液晶(PLC)材料或散布有聚合物的液晶(PDLC)材料構(gòu)成。公開了在5397503號美國專利中適宜的PLC材料。
按PDLC材料，液晶材料或者由于在置入固體聚合物基質(zhì)中的微囊中或者由于置入在聚合物基質(zhì)中的膠粒中而隔離。最好選擇聚合物基質(zhì)，以便使聚合物和液晶材料在存在特定的電場的情況下具有相等的折射率。因此，當(dāng)各折射率相同時，該材料在電場中看起來是透明的。當(dāng)電場消除或改變時，折射率變?yōu)椴煌?，入射光散射，由于有適當(dāng)?shù)娜玖咸砑觿┰摬牧峡雌饋沓熟F狀或變黑。另外，可以選擇材料以便在某一電場中看起來是不透明的，在無電場或者在不同的電場中看起來是透明的。在5202063號、5285299號和5225104號美國專利中公開了各種雙折射PDLC顯示器的實(shí)例。
液晶顯示器最好包含例如由PVC透明材料構(gòu)成的一或多個保護(hù)層。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，圖形、電極、液晶和保護(hù)層可以按照適當(dāng)?shù)捻樞蛴≈?。例如，在圖2A中所示的各層30、34、36和38可以首先印在標(biāo)記指示基片32上，然后再附著到保護(hù)層40上，或者另外可以按照相反的順序印在保護(hù)層40上，再附著到標(biāo)記指示基片32上。這里公開的形成這種和其它結(jié)構(gòu)的其它方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，液晶顯示器包含多個液晶層而不是單層。最好，通過利用多個薄的液晶層，可以明顯地降低起動和驅(qū)動液晶顯示器所需的電壓。多個這樣的薄液晶層是優(yōu)選的，因?yàn)殡m然每個薄液晶層的視覺狀態(tài)變化感覺較小，但各層的視覺狀態(tài)是累積的，因此顯示器在起動和停用狀態(tài)之間的外觀視覺形成足夠的總變化。
對于單層顯示，如圖2A中的實(shí)例所示，液晶層的厚度例如為1.5-2.0微米，最好在液晶層二側(cè)上通過施加4-5伏的電壓供電。在多層顯示器中，如圖2B中的實(shí)例所示，液晶層的厚度可以足夠簿，這樣僅需在每液晶層上施加1.5伏的電壓就能使視覺狀態(tài)形成足夠的總變化。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，顯示器可以包含任何數(shù)量的液晶層，每層的薄厚程度可以相應(yīng)地選擇。
在多層顯示器中，每一液晶層可以利用鄰近每層的電極來起動。因此，兩個相鄰的液晶層可以便利地共用一配置在層間的共用的最好是透明的電極。如果在顯示器中的每一液晶層試圖同時起動，各交替的電極最好連接在一起，這樣僅需要形成兩個傳輸功率的連接器以便起動顯示器或顯示器字段。
雖然這里介紹的顯示器主要指形成在電池識別標(biāo)志上，結(jié)合電池測試器使用以便顯示與電池相關(guān)的信息。但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，該顯示器可以形成在任何適宜的基片上，以便顯示所需的信息。這種信息包含廣告和/或其它信息或者用于吸引用戶注意的圖形。由于所公開的顯示器可以持續(xù)地保持在“0N(使用)”狀態(tài)，顯示的信息可以周期性地在圖形廣告和電池放電程度之間更換。此外，可以設(shè)有開關(guān)以便手動啟動改變顯示的信息。
顯示器最好形成在一適宜的基片上或在其中。基片材料最好是由能夠承載或包含印制元件的任何材料例如塑料或紙類材料中選擇的?；缈梢允侨魏慰梢耘c電池相關(guān)的適宜的材料，并且由電池識別標(biāo)志、電池封裝外殼、手電筒(閃光燈)外殼、電池封裝材料、或者任何其中使用或結(jié)合使用電池的其它器件外殼中便利地選擇。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，該基片是電池識別標(biāo)志。在這種情況下，識別標(biāo)志基片例如可以是多層或單層結(jié)構(gòu)，并最好由至少一層PVC材料構(gòu)成。最好，顯示器中的各組成部分印在基片上。對于一些其中珍視空間的應(yīng)用場合例如在裝在識別標(biāo)志上的電池測試器電路，通過利用印制的顯示器，電池測試器電路可以充分緊湊地形成。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器，目的可以是僅用于向用戶顯示信息。為此，可以使用一單獨(dú)的顯示器驅(qū)動器，因此限制顯示器的功能僅作為一個顯示器。顯示器驅(qū)動器可以是任何能夠例如利用電池供電的適宜的電路或器件，并可以按照一種而不需要顯示器起該用于需顯示信息的傳感器的作用方式起動該顯示器。
顯示器驅(qū)動器最好具有鑒別功能，將例如與電池的狀態(tài)相關(guān)的信息分類為各適當(dāng)?shù)念悇e。最好，在電池測試器中通過利用一顯示器驅(qū)動器來使用顯示器。該顯示器提供電壓鑒別電路。例如作為顯示器驅(qū)動器的一部分或顯示器驅(qū)動器可以包含電壓鑒別電路，以便將檢測的電池開路電壓與產(chǎn)生的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，以便確定電池的元件的剩余容量是否屬于新、良好或全放電狀態(tài)。例如，對于AA堿性Zn-MnO2電池元件，開路電壓可以處在1.55-1.05伏。因此，電壓鑒別電路最好其構(gòu)成能按1.50伏或其以上起動一個或全部的用于電池元件的顯示字段，按例如為1.40到1.49伏之間的電壓或其以上起動兩個或除了一個以外的全部顯示字段，如此等等，以便提供一代表電池元件放電程度的逐漸變化的指示。
在4027231號美國專利中介紹了一種如在圖5中表示的電壓鑒別電路的細(xì)節(jié)和工作情況。其它適宜的電壓鑒別電路公開在5460902和5610511號美國專利中。
電壓鑒別電路最好通過將各種元件或連接部分直接印在識別標(biāo)志基片上或在該顯示器的保護(hù)層上來構(gòu)成。按照這種方式的印刷電阻的技術(shù)是公知的，并已用在印制的熱致變色式電池測試器中。利用聚合物電刷電阻和二極管的技術(shù)通常也是已知的，并介紹在Francis Garnier等人的題為“利用印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)的全聚合物場效應(yīng)晶體管”(刊登在“科學(xué)”265卷，1994.9.16)的論文中；以及在Brown等人的題為“由聚合物晶體管形成的邏輯門以及其在環(huán)振蕩器中的應(yīng)用”(刊登在“科學(xué)”270卷，1995.11.10)的論文中。
利用這樣的聚合物印制的金屬絕緣體半導(dǎo)體FET(MISFET)晶體管以斷面圖形式表示在圖6中。所示的MISFET包含一例如可以是由1.5微米厚的聚酯薄膜聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的絕緣層。門電極可以印在絕緣層的其中一面，例如10微米厚的一層以導(dǎo)電石墨為基礎(chǔ)的聚合物印劑。MISFET還包含一器件基片，其例如可以由10毫米×15毫米的粘結(jié)帶構(gòu)成，用于與由相同的導(dǎo)電的聚合物印劑形成的門電極形成電接觸。MISFET的源極和漏極層例如可以由兩個1毫米×10毫米且厚為10微米的相同導(dǎo)電石墨基聚合物印劑層構(gòu)成。最好，經(jīng)過一掩膜配置源極和漏極，使極間距離為200微米。MISFET還包含一有機(jī)半導(dǎo)體層，其例如可以由配置在源極和漏極之間的α，ω-二(己基)六噻吩構(gòu)成。
應(yīng)認(rèn)識到，在顯示器驅(qū)動器中可以采用其它鑒別電路，替代或者附加到電壓鑒別電路上，以便將其它與電池性能狀態(tài)相關(guān)的檢測特性分類為各個類別。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，如果形成附加的顯示字段，以便顯示附加的指示，鑒別電路最好將檢測的信息分類為附加的類別，以對應(yīng)于顯示字段的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明顯示器驅(qū)動器最好具有振蕩器功能，以便利用交流電流驅(qū)動顯示器，并因此防止顯示器的不可逆的極化。在這種情況下，顯示器驅(qū)動器最好具有振蕩器功能和電壓鑒別功能。
由于在某些情況下，驅(qū)動顯示器所需的功率可能超過電池的開路電壓時所需的功率，如上所述，這是由于最好利用交流電流(AC)信號而不利用直流電流(DC)信號驅(qū)動該響應(yīng)于電場的液晶顯示器，壓倍電路和或振蕩電路可以包含在用于驅(qū)動顯示器的顯示器驅(qū)動器中?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇該電路產(chǎn)生的AC信號的頻率，并且最好小于10千赫。還可以適當(dāng)?shù)剡x擇該電路的電壓電平，并且最好處在3-50伏的范圍內(nèi)。在圖7中表示一種可以利用適合于印在基片上的聚合物晶體管構(gòu)成的適宜的振蕩電路，該電路是由A.R.Brown等人在題為“由聚合物晶體管形成的邏輯門以及其在環(huán)振蕩器中的應(yīng)用”(刊登在“科學(xué)”270卷，1995.11.10)的論文中介紹的。如圖所示，環(huán)振蕩器包含由若干MISFET形成的5個非門。所示的振蕩器電路的振蕩頻率可以處在10-500赫的范圍內(nèi)。MISFET可以按照與圖6所示相同的方式印制和構(gòu)成。在Maxim的“集成電路數(shù)據(jù)手冊”6-119頁上(1989)中和在F.Mazda的“電子工程師參考手冊”(第5版，Butterwordths，1983，第39和42章)中，介紹了一些能夠產(chǎn)生兩倍于輸入電壓的AC信號的電容倍壓電路的實(shí)例。
各種電路在顯示器驅(qū)動器中的位置可以適當(dāng)選擇。因此，倍壓/振蕩電路最好配置在電池的連接端和電壓鑒別電路之間，例如圖3中所示。另外，這些電路在顯示器驅(qū)動器中的位置可以相反，以便電壓鑒別電路使倍壓/振蕩電路能選擇性地向所選擇的顯示字段提供AC驅(qū)動信號。然而，通過按照圖3中所示的方式配置倍壓電路，電壓鑒別電路將形成有更大的電壓范圍，以此增加其在各種電壓電平之間鑒別的能力。
由于根據(jù)本發(fā)明的顯示器可以印在一適宜的基片上，可以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省空間。如果顯示器驅(qū)動器結(jié)合顯示器使用，最好將顯示器驅(qū)動器和顯示器兩者印在基片上，以使最大限度地發(fā)揮節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，顯示器驅(qū)動器可以包含若干電路或功能模塊，如上所述例如實(shí)現(xiàn)電壓鑒別和倍壓/振蕩功能。這些電路中的一個或多個可以印在基片上。然而，最好顯示器驅(qū)動器中的所有構(gòu)成電路都是印制的。各電路最好通過將可處理的導(dǎo)電聚合物材料層印在基片上形成。按照這種方式，利用根據(jù)本發(fā)明的顯示器的電池測試器電路可以利用常規(guī)的印制技術(shù)便利地印在電池識別標(biāo)志上。
由于根據(jù)本發(fā)明的顯示器可以實(shí)現(xiàn)十分低的功率消耗，可以便利地包含在電池測試器中，以及在測試的過程中不會使電池明顯放電。此外，由于顯示器十分低的功率消耗，包含本發(fā)明的顯示器的電池測試器可以永久性地電連接到電池的正負(fù)連接端，使得測試器是永久性地“ON”(使用)的。另外，電池測試器可以這樣構(gòu)成，即電路的某一端或兩端通常不與各對應(yīng)的電池的連接端相連接，處于“OFF”(停用)工作方式，直到由用戶電連接時才處于“ON”(使用)狀態(tài)。在后一種情況下，可以裝設(shè)一個或多個供用戶操作的開關(guān)，以便選擇性地將電池測試器連接到電池的連接端。適宜的開關(guān)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在本領(lǐng)域是公知的。然而，最好電池測試器電路永久性地連接到電池的連接端，以便監(jiān)視電池的狀態(tài)。因此，通過直接永久性地電連接，電池測試電路可以連續(xù)地監(jiān)視電池元件的容量，例如提供對剩余容量的連續(xù)顯示。
下面參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的介紹，其中

圖1是包含根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)成的在識別標(biāo)志上的電池測試器的電池的透視圖；圖2A是沿圖1中的斷面II-II所取的表示在根據(jù)本發(fā)明的第二個方面的實(shí)施例中的液晶顯示器的局部斷面圖；圖2B是沿圖1中的斷面II-II所取的表示在根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的實(shí)施例中的液晶顯示器的局部斷面圖；圖3是以方塊圖方式表示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)成的電池測試器電路的電路示意圖；圖4是表示在根據(jù)本發(fā)明的第三個方面的實(shí)施例中裝有圖3中所示的測試器電路的電池的透視圖，其中已經(jīng)除去外保護(hù)層以表示在電池識別標(biāo)志的基層上的各元件部分的示范性的位置；圖5是以方塊示意形式表示的電路圖，表示連接到根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液晶顯示器的顯示器驅(qū)動器電路(電壓鑒別電路)示范性的結(jié)構(gòu)；圖6是一晶體管示范性的結(jié)構(gòu)的斷面圖，該適用于顯示器驅(qū)動器電路的晶體管可以利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體印劑印制在標(biāo)記指示上；圖7是以示意圖形式表示的電路圖，表示結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器使用的顯示器驅(qū)動器電路(振蕩電路)的示范性的實(shí)例；圖8是以示意圖形式表示的電路圖，表示根據(jù)本發(fā)明的在電池測試器的示范性結(jié)構(gòu)中的連接到顯示器驅(qū)動器電路的液晶顯示器；以及圖9是以示意圖形式表示的電路圖，表示根據(jù)本發(fā)明的在電池測試器的另一種示范性結(jié)構(gòu)中的連接到顯示器驅(qū)動器電路的液晶顯示器。
如圖1所示，電池10具有一包含電池測試電路的識別標(biāo)志15。電池測試電路包含一具有字段22a-22c的多字段的顯示器20，這些字段可以選擇性地起動，以便顯示電池10的放電程度。當(dāng)電池剩余容量較高時，安排第一字段22a顯示“新”，當(dāng)電池放電程度仍充分滿足大多數(shù)應(yīng)用場合時，安排第二字段22b顯示“良好”，當(dāng)電池剩余容量對在大多數(shù)應(yīng)用場合使用太低時，安排第三字段22c顯示“更換”。
圖2A和2B表示根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的顯示器。顯示器20為響應(yīng)于電場的液晶顯示器，其響應(yīng)于加在液晶材料二側(cè)上的電場外觀視覺產(chǎn)生變化。如在圖2A中所示，液晶顯示器20包含一印在標(biāo)記指示基片32的外表面上的圖形層30。當(dāng)通過透明保護(hù)層40觀看時，圖形層30位于在液晶層36和透明電極34與38之后，因此，通過利用連接器58和60選擇性地起動液晶層36可以選擇性地阻擋和露出圖形層30。在圖2B中所示的顯示器中，替代在上面介紹的圖2A中的單一液晶層36采用兩個液晶層。如在圖2B中所示，圖形層30印在標(biāo)記指示基片32上。第一透明電極42印在圖形層30上。第一液晶層44印在透明電極42上。第二透明電極46印在液晶層44的反面上。第二液晶層48印在第二透明電極46上，第三透明電極50印在第二液晶層48上。在該結(jié)構(gòu)之外形成一透明保護(hù)層56。電極42和50電連接到連接器60，電極46和54電連接到連接器58。
如圖3中所示，倍壓/振蕩電路72利用導(dǎo)電條78和80連接到電池的正負(fù)連接端。倍壓/振蕩電路72沿連接部分74和76將AC驅(qū)動信號提供到電壓鑒別電路70，電路70再經(jīng)過各連接部分58、60a、60b和60c驅(qū)動液晶顯示器20中的各字段22a、22b和22c。
圖4表示已除去保護(hù)層露出如圖3中所示電池測試器電路各組成部分的相對位置的電池10。如圖4中所示，導(dǎo)電條80沿識別標(biāo)志基片32延伸到與電池的負(fù)連接端相接觸的邊緣。負(fù)連接端與電池盒和正連接端是電絕緣的，而電池盒和正連接端是電連接的。導(dǎo)電條78可以通過一形成在識別標(biāo)志基片32中的孔由一開關(guān)觸點(diǎn)82與電池盒相接觸。因此，測試器電路可以選擇性地由用戶通過按下開關(guān)觸點(diǎn)82連接到電池正連接端。
圖5表示用于實(shí)現(xiàn)電壓鑒別電路70的示范性的電路。如圖5中所示，電壓鑒別電路70包含電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，其包含第一電阻90，它的第一端連接到連接部分74和第二電阻92的第一端。連接部分74可以連接到圖3中所示的倍壓/振蕩電路72的正輸出端。第一電阻90的第二端連接到連接部分58，而連接部分58連接到作為液晶顯示器20中的組成部分的一個或多個透明電極。第二電阻92的第二端連接到第三電阻94的第一端和第四電阻96的第一端。第三電阻94的第二端連接到第一晶體管98的控制極。第四電阻96的第二端連接到第五電阻100的第一端和第六電阻102的第一端。第五電阻100的第二端最好連接到第二晶體管104的控制極。第六電阻102的第二端最好連接到第七電阻106的第一端和熱敏電阻108第一端。第七電阻106的第二端最好連接到第三晶體管110的控制極。熱敏電阻108第二端最好連接到連接部分76和齊納二極管112的陰極。齊納二極管112的陽極連接到第一晶體管98、第二晶體管104和第三晶體管110的漏極。第一晶體管98、第二晶體管104和第三晶體管110的源極分別連接到連接部分60a、60b和60c，它們分別驅(qū)動液晶顯示器20中的各反面的透明電極22a、22b和22c。
圖6表示一可以結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的顯示器使用的金屬-絕緣體-半導(dǎo)體FET(MISFET)晶體管。MISFET包含一絕緣層120、印在絕緣層120的其中一個表面上的控制極122。MISFET還包含一與控制極122相接觸的器件基片124、源極126和漏極128各層。有機(jī)半導(dǎo)體層130沉積在源極126和漏極128各層之間。
圖7表示一環(huán)振蕩器電路72，其可以利用適合于印在基片上的聚合物晶體管構(gòu)成。如圖中所示，環(huán)振蕩器電路包含由若干MISFET132構(gòu)成的5個非門，它們可以按照與圖6中所示相同的方式印制和構(gòu)成。連接部分78和80可以分別連接到電池的正負(fù)連接端，連接部分74和76可以連接到電壓鑒別電路，如圖3所示。
圖8表示其中可以采用根據(jù)本發(fā)明的顯示器的電池測試器電路。如圖8中所示，測試器電路包含一用于產(chǎn)生振蕩驅(qū)動信號的顯示器驅(qū)動電路150，該信號經(jīng)過各對導(dǎo)電條158和160、162和164、166和168提供到液晶顯示器152中的各對應(yīng)的電極170和172、174和176、178和180。顯示器152包含三個字段，以便分別提供電池放電程度的指示“新”、“良好”和“更換”。每一字段由顯示器驅(qū)動電路150驅(qū)動，驅(qū)動電路150利用導(dǎo)電條154連接到電池正連接端，利用導(dǎo)電條156連接到電池負(fù)連接端。響應(yīng)于該使液晶顯示器152中的各字段改變視覺狀態(tài)的轉(zhuǎn)換電壓，通過顯示器驅(qū)動電路150適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)加到顯示器152上的電壓。
通過將圖8中所示的測試器電路和圖3中所示的測試器電路相比較，很明顯，已消除了電壓鑒別電路70?；谶@一點(diǎn)，利用液晶顯示器152實(shí)施電壓鑒別功能。由于處在某一范圍的電壓的作用使液晶材料在各種光學(xué)狀態(tài)之間變化，響應(yīng)于使液晶顯示器20改變視覺狀態(tài)的轉(zhuǎn)換電壓，可以利用晶體管適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)加到顯示器152上的電壓。此外，由于包含不同的連接到各導(dǎo)體158、162、166上的電阻，某一電平的鑒別電壓可以轉(zhuǎn)換到顯示器驅(qū)動器電路150，用以起動多字段顯示器中的不同的字段。換句話說，可以對加到所示3個字段上的電壓進(jìn)行標(biāo)定，使得在任一時刻僅起動液晶顯示器中的一個字段。
圖9表示另一種其中可以采用根據(jù)本發(fā)明的顯示器的電池測試電路。如圖9中所示，顯示器200包含很多字段202a-202h，以便如按標(biāo)記指示206a-206c分別指明在“新”“良好”“更換”之間更精確放電程度的指示范圍。由包含電壓鑒別功能的顯示器驅(qū)動器電路208經(jīng)過一對為每一字段形成的導(dǎo)電條204a和204b驅(qū)動每一字段202a-202h。顯示器驅(qū)動器電路208通過導(dǎo)電條210連接到電池的正連接端，通過導(dǎo)電條212連接到電池的負(fù)連接端。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包含第一電極；形成在第一電極上并與之接觸的第一液晶層；形成在第一液晶層上并與之接觸的第二電極；形成在第二電極上并與之接觸的第二液晶層；以及形成在第二液晶層上并與之接觸的第三電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包含形成在第三電極上并與之接觸的第三液晶層；以及形成在第三液晶層上并與之接觸的第四電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示器，其中至少一個電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中至少兩個交替的電極電連接。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中各液晶層足夠薄，以便在每層上加上不大于3伏，優(yōu)選不大于1.5伏，更為優(yōu)選不大于1伏的電壓時使其視覺狀態(tài)變化。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中每一液晶層厚度為1-3微米，優(yōu)選1.5-2微米。
7.一種液晶顯示器，包含第一電極；設(shè)置在第一電極上的液晶層；以及設(shè)置在液晶層上的第二電極；其中至少一個電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的液晶顯示器，形成在一基片上，其中至少距基片最遠(yuǎn)的電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的液晶顯示器，形成在一基片上，其中至少距基片最近的電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的液晶顯示器，其中該基片是一電池識別標(biāo)志。
11.根據(jù)權(quán)利要求3到10中之一所述的液晶顯示器，其中該透明的可處理的導(dǎo)電聚合物包含聚苯胺。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中該透明的可處理的導(dǎo)電聚合物是由在甲苯中摻有磺酸十二烷基苯的聚苯胺構(gòu)成的。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中顯示器驅(qū)動器電路連接到各電極上，用于在液晶層二側(cè)上形成電場。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示器，其中顯示器驅(qū)動器電路是一印制的顯示器驅(qū)動器電路。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中液晶層包含散布聚合物的液晶材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到14中之一所述的液晶顯示器，其中液晶層包含一種聚合物液晶材料。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中液晶層是通過印制形成的。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，其中至少一個電極是通過印制形成的。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，包含可獨(dú)立起動的顯示器字段，其中各字段共用一共用的液晶層。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的液晶顯示器，包含可獨(dú)立起動的顯示器字段，其中各字段共用一共用電極或交替電連接的一組電極。
21.一種電池識別標(biāo)志，包含覆蓋電池外表部分的識別標(biāo)志基片；以及按照前述任一權(quán)利要求限定的液晶顯示器，形成在該識別標(biāo)志基片上，用于顯示與電池相關(guān)的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示器,其包含第一電極、形成在第一電極上并與之接觸的第一液晶層、形成在第一液晶層上并與之接觸的第二電極、形成在第二電極上并與之接觸的第二液晶層以及形成在第二液晶層上并與之接觸的第三電極。在一優(yōu)選實(shí)施例中,至少其中一個電極是由透明的可處理的導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的。
文檔編號G02F1/1347GK1271427SQ98809510
公開日2000年10月25日 申請日期1998年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月25日
發(fā)明者J·C·貝利 申請人:永備電池有限公司