CN1047146A - 电光显示元件的改进 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示元件包括由象素矩阵构成的第一显示区。各象素能通过控制电路转换为第一光学状态或第二光学状态，每种光学状态各有不同的光学特性，因此，这些象素能转换为第一光学状态以确定一条要显示的信息，而其余象素被转换为第二光学状态以表示背景。元件还包括至少延伸于第一显示区四周的第二显示区，当信息显示时，与第二显示区相连的另一控制电路，把第二显示区转换成所述第二光学状态。

Description

本发明涉及电光显示元件，更准确地说，涉及具有复合矩阵显示结构的负反差液晶显示元件。

液晶显示元件，一般包括一层液晶膜，该膜在两片玻璃板之间，每片玻璃板的内表面覆有确定矩阵显示结构的电极。玻璃板通过延伸于其四周的密封框被连接起来。

置于这种元件中的矩阵显示结构，一般由第一块玻璃板上用于确定矩阵排列的象素的大量独立电极与延伸至第二块板全部表面的单电极相结合构成;或者由第一块板上沿平行的行延伸的大量电极和第二块板上沿平行的列延伸的类似数量的电极构成。这些行和列相互结合，当玻璃板装配好时，由电信号寻址来确定它们交叉点上的象素，根据选择的反差类型，使这些象素明或暗以便使信息能在其上显示。

它适合于两种常规的象素电信号寻址方法：分别为静态寻址和复合寻址。

在静态寻址情况下，电控制信号对各象素寻址以改变其光学状态。这种寻址方法可以获得已选象素与未选象素之间较好的反差率。被选象素是关于已转换于某种光学状态的象素，以确定为要显示的信息，而未选象素是关于未转换于某种光学状态的象素，以表示其上显示信息的背景。当在一个元件上要显示大量信息时，就必须增加形成矩阵结构的行和列的数量。

结果导致象素的数量急聚增加，使得在不大量增加元件成本的情况下，完成它们之间的连接十分困难，甚至在实际中做不到。

可完成第二类矩阵显示结构寻址的第二种寻址方法（复合寻址），可以解决这个问题。复合寻址可以以一个信号对大量象素寻址，并且只需要适当数量的连接，即一行一个连接。然而，这种方法也有其复合率越高，转换象素与未转换象素之间反差率越低的缺点。由此可见，复合率一高（4级），信息的清晰度就显著降低。复合控制元件的显示表面具有不同的亮度特性，该特性取决于是否考虑无电极的显示表面（中性区）部分，或者是否考虑含电极并与控制电路相连的显示表面部分，此时，在未转换状态;最终取决于是否考虑含电极并与控制电路相连的显示表面部分，该电极在转换状态时，表示要显示的信息。这些亮度上的不同导致元件显示表面的光学状态的不同，取决于考虑的显示表面。

这些亮度的差别对显示质量有不良的影响，原因如下：当要显示信息时，控制电路输出一控制信息，作用在一组象素上，为了选择它们使处于第一光学状态，表示要显示的信息，而其余象素选在第二光学状态，以表示在其上显示信息的背景。在这时，邻近于被选象素的未被选象素亮度介于被选状态下象素亮度与不含电极的显示表面的亮度之间，这是由于干扰电压（剩余电压）影响了邻近被选象素的象素。这种现象在“Scanning    Limitation    of    Liguid    Crystal    Displays”by    P.M，Alt，published    in    the    journal    ITE    Transaction    on    Electronic    Devices，Vol.ED.21.No.2.February    74.文献有所描述。这样致使由中性区构成的全部背景与未被选象素及表示信息的被选象素之间的反差率明显降低。而且，这种现象在负反差型液晶显示元件中就更明显（在暗的背景上显示亮的信息，图1）。负反差液晶元件提供了一种有趣的视觉效果，特别是在钟表领域。例如，这个元件可以制成表盘，在未起动元件时，表盘是暗的，当起动元件时，通过信息显示窗显示一信息。这类元件在欧洲专利申请EP    078    237中有所描述。

本发明的目的是通过对电光显示元件的改进来克服现有技术的缺点，并保证在高复合率的情况下，有较高的显示信息的清晰度。

本发明提供一种液晶显示元件，包括由象素矩阵构成的第一显示区，各象素都能转换为第一光学状态或第二光学状态，各光学状态具有不同的光学特性，还包括第一控制电路，以选择一些象素处于第一光学状态表明要显示的信息，其余象素处于第二光学状态表示背景。

根据本发明，该元件还包括第二显示区，第二显示区至少延伸至第一显示区的四周，并与第二控制电路相连以使在信息显示时第二显示区处于第二光学状态。

这些特征可以达到容易区分确定的信息的象素与元件的其余部分象素的目的，从而使信息的显示更清楚，更易读。

本发明的其它优点和特征将结合附图，通过对本发明实施例的下述描述进一步说明，这些只为举例而不仅局限于此，图中：

图1a和图1b是现有技术的负反差液晶显示元件简图;

图2是本发明的负反差液晶显示元件简图;

图3是本发明的显示元件剖视图;

图4是本显示元件第一实施例的局部放大的显示表面和其控制单元简图;

图5是显示元件第二实施例的局部放大的显示表面和其控制电路简图;

图6a和图6b分别表示处于显示状态和未显示状态的装有本发明显示元件的手表。

参阅图1a和图1b，它们表示现有技术的负反差显示元件，由参考号数1表示。

更准确地说，图1a所示元件具有两个区域2和3，即由电极构成的显示区2，在其上信息明亮在显示地暗的背景上，和不包含电极的中性区3，中性区3延伸于显示区2的周围。由于以上所述的原因，该中性区3比显示区的背景更暗。如图中清楚地表明那样，这种元件上信息的清晰度不高，原因是显示区2的背景的光学特性与中性区3的光学特性差别小。

在图1b所示的元件中，在明亮的背景衬托下，显示出暗的信息4，结果组成所显示的字符上，下端的那些象素与中性区邻接。由于被选象素与中性区具有相同的光学特性，结果信息显示与中性区没有清晰地反差，并导致信息的清晰度降低。

图2表示了本发明的负反差显示元件6，元件6包括两个显示区7和8（由图中虚线表示）以及中性区9。第一显示区7由象素矩阵构成（未示出），把象素矩阵设计成可通过对象素适当控制达到显示一条信息I的目的。每个象素都能在第一光学状态和第二光学状态之间转换，这两种状态中的每一种，都有不同的光学特性。

根据本发明，在负反差元件中，图中呈现暗的象素，即是被选为第一光学状态的象素，确定为要显示的信息，因此亮的象素，即被选择在第二光学状态的象素，确定为显示表面7的背景。根据本发明，该元件还包括第二显示区8，第二显示区8延伸于第一显示区7的全部周围，并控制其与第一显示区7的背景有相同的光学状态。

第二显示区8被置于第一显示区7与中性区9之间，以便所显示字符的上、下端与中性区9显示反差（中性区9与表示信息的第一光学状态相近）。

如图3和图4所示，该元件由常规方法构成，其包括前透明板10和后板11，通过密封框12将它们连接在一起，从而限定了一密封空间，在密封空间中装有由向列液晶和二色性染料构成的混合物13。

如果液晶元件具有“超扭转向列”或“扭转向列”型，适当时就可使用一个或几个偏振滤片。（Po    Larizers）。

前板10内表面上有相互平行延伸的带状电极组14以及定位层（未示出）。

后板11有一组相对应的电极15，它们也是平行带状电极，但它们是沿板10上的电极14的垂直方向延伸的。这两组电极的交叉是确定了显示象素16的矩阵，显示象素16构成了显示表面。

应当注意，附图未反映电极的精确尺寸，为了表示更清楚，这些尺寸被放大了。

尤其，参考图4，其表示与控制电路相连的本发明的显示元件，详细说明如下：

元件显示表面包括图中虚线17的第一显示区7，要显示的信息出现在第一显示区7。通过对该显示区内一些特定象素的相应控制，使象素在第一光学状态以显示信息，而其余象素被选择处于第二光学状态，从而确定为衬托显示信息的背景。

根据本发明，显示表面还包括第二显示区8，它延伸于第一显示区7的周围，并控制第二显示区内象素处于与第一显示区7的背景的光学状态基本相同的光学状态下。

在这个实施例中，第二显示区8具有框式图形，框的外周边由虚线19标明，内周边由虚线17标明。

这里，该框具有一个象素的宽度，当然也可以更宽，这要取决于整个显示表面的尺寸和/或想要的反差效果。

最后，图4中所示的控制电路包括存贮电路20，为了供电，存贮电路与输入信号E相连。存贮电路输出信号S（代表要显示的一条信息）到译码器21的输入端，译码器的输出端一方面连到行电极控制电路22的输入端ECL，另一方面接到电极控制电路23的输入端ECC。行和列控制电路22和23各自包括大量的输出端24，25，它们分别连接到行电极和列电极14，15上。如图4所示，当元件包含n条行电极和p条列电极时，最好将第1条行电极与第n条行电极短接，第1条列电极与第p条列电极短接，然后，将连接线分别接到行控制和列控制输出端。

图5表示了本发明元件的第二实施例，图中与上文描述相同的部分，用相同的标号标出。

鉴于图4所示的实施例中，第二显示区8由围绕第一显示区的第二组象素构成。在第二实施例中，第二显示区8由分别处于前板和后板上的两个面对面的电极26、27确定。这两个电极提供了围第一显示区7的框式图形。

还要注意一点，译码器21包括一附加输出端，这个输出端与独立的框形控制电路28的输入端相连。另外，框的控制电路28有两个输出端，分别直接连接到电极26和对面的电极27上，一起形成框形。

最后，图6a和图6b表示应用了本发明的液晶显示元件的手表29，用来显示时间或其他信息。

用在此处的元件6，包括第三显示区9（图中所示），显示区9为不含任何电极的区域（中性区）。根据本发明第三显示区9由框形将其与第一显示区分开，显示区9呈现的光学特性与第一显示区内被确定为信息的那些象素的光学特性是大体一至的。

显而易见，由于框形（第二显示区）具有与第一显示区背景相同的光学状态，使得反差效果加强了，而且，从整体上看，在创造了一种新颖的视觉效果的同时，信息的清晰度增加了。

当然，本发明的元件不仅限于手表上的应用，而且，能有效地应用在各种需要显示信息的领域，如计算器，传呼装置等。

Claims (9)

1、一种液晶显示元件，包括由象素矩阵构成的第一显示区和第一控制电路，各象素都能转换为第一光学状态或第二光学状态，各光学状态具有不同的光学特性，把第一控制电路设计成能使一些象素转换成第一光学状态以确定一条要显示的信息，其余象素处于第二光学状态以表示背景，还包括至少延伸至第一显示区四周的第二显示区，当显示信息时，与第二显示区相连的第二控制电路把第二显示区转换成所述的第二光学状态。

2、如权利要求1所述的元件，其中第二显示区的第二控制电路与第一显示区的第一控制电路是完全相同的电路。

3、如权利要求1所述的元件，其中第二显示区由矩阵周围的象素确定、该第二显示区至少为一个象素宽。

4、如权利要求1所述的元件，其中第二显示区由分别装配于前，后板上的面对面两个电极来确定，这两电极具有围绕所述矩阵的框式图形。

5、如权利要求3所述的元件，包括n行电极和p列电极、其中第1行和第n行，第一列和第p列分别电气连接在一起。

6、如权利要求1所述元件，包括一不包含电极的第三显示区，并延伸至第二显示区四周，其中被确定为要显示信息的第一显示示区与第三显示区中象素的光学状态，呈现基本相同的光学特性。

7、如权利要求1所显示的元件，其呈现一种负反差。

8、如权利要求7所述元件，其中液晶包含二色性染料。

9、一种包含如权利要求1所述显示元件的表。

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