CN110268461A - 用于航空电子系统的容错液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明描绘了用于航空电子系统的容错液晶显示器。至少一些示例实施例是包括在LCD上提供航空电子全屏显示的方法，该设置由第一源极驱动器电路通过第一组FET驱动LCD的源极信号线来实现；由第一栅极驱动器电路通过第二组FET驱动LCD的栅极信号线；通过将源极信号线和第二源极驱动器电路进行电隔离来防止第二源极驱动器电路的反向偏置；以及通过将栅极信号线和第二栅极驱动器电路进行电隔离来防止第二栅极驱动器电路的反向偏置。

Description

用于航空电子系统的容错液晶显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年2月9日提交的标题为“具有玻璃上芯片隔离的容错LCD显示器”的美国临时申请序列号62/456,974的权益。该临时申请也通过引用并入本文，如同在下文中完整再现一样。
关于联邦赞助的研究或开发的声明
不适用
背景技术
容错型有源矩阵液晶显示器(AMLCD)适用于关键飞行，主要是飞机驾驶舱显示器(例如，低头位航空电子显示器)，其中安全性和高可靠性非常重要。航空电子系统中的容错是指系统运行的能力，使得单点故障不会导致整个系统无法运行。由于飞行机组人员的生命可能依赖于航空电子显示器，因此航空电子系统和航空电子显示器的可靠性非常重要。
发明内容
至少一些示例实施例是操作具有容错液晶显示器(LCD)的航空电子系统的方法，其包括在LCD上提供航空电子全屏显示。提供航空电子全屏显示可以包括：由第一源极驱动器电路通过第一组场效应晶体管(FET)驱动LCD的源极信号线，第一组FET直接设置在LCD的玻璃面板上；由第一组栅极驱动器电路通过第二组FET驱动LCD的栅极信号线，第二组FET直接设置在LCD的玻璃面板上；通过将源极信号线与第二源极驱动器电路进行电隔离来防止第二源极驱动器电路的反向偏置，由第三组FET提供源极信号线与第二源极驱动器电路的电隔离，第三组FET直接设置在玻璃面板上；以及通过将栅极信号线与第二栅极驱动器电路进行电隔离来防止第二栅极驱动器电路的反向偏置，由第四组FET提供栅极信号线与第二栅极驱动器电路的电隔离，第四组FET直接设置在玻璃面板上。
其他示例实施例是用于航空电子系统的容错LCD，其包括：包含玻璃面板、源极信号线、以及栅极信号线的LCD；第一驱动器电路，其包括耦合到源极信号线的第一源极驱动器电路，并且第一栅极驱动器电路耦合到栅极信号线；第一多个FET，其直接设置在玻璃面板上，第一多个FET电耦合在第一源极驱动器电路和源极信号线之间；第二多个FET，其直接设置在玻璃面板上，第二多个FET电耦合在第一栅极驱动器和栅极信号线之间；第二驱动器电路，其与第一驱动器电路不同，第二驱动器电路包括耦合到源极信号线的第二源极驱动器电路、以及耦合到栅极信号线的第二栅极驱动器电路；第三多个FET，其直接设置在玻璃面板上，第三多个FET电耦合在第二源极驱动器电路和源极信号线之间；第四多个FET，其直接设置在玻璃面板上，第四多个FET电耦合在第二栅极驱动器电路和栅极信号线之间；以及控制电路，其与第一多个FET、第二多个FET、第三多个FET、以及第四多个FET电耦合。该控制电路可以被配置成实现第一种模式，其中第一驱动器电路通过第一多个FET和第二多个FET电耦合到源极信号线和栅极信号线，并且第二驱动器电路通过第三多个FET和第四多个FET与源极信号线和栅极信号线电隔离。该控制电路也可被配置成实现第二种模式，其中第一驱动器电路通过第一多个FET和第二多个FET与源极信号线和栅极信号线电隔离，并且第二驱动器电路通过第三多个FET和第四多个FET电耦合到源极信号线和栅极信号线。
另外的实施例可包括：由第一源极驱动器电路通过第一组FET驱动该LCD的源极信号线，该第一组FET直接设置在该LCD的玻璃面板上；由第一栅极驱动器电路通过第二组FET驱动该LCD的栅极信号线，该第二组FET直接设置在该LCD的玻璃面板上；由第三组FET将源极信号线与第二源极驱动器进行电隔离，该第三组FET直接设置在玻璃面板上；并且由第四组FET将栅极信号线与第二栅极驱动器电路进行电隔离，该第四组FET直接设置在玻璃面板上。
附图说明
对于示例实施例的详细描述将参考附图，其中：
图1示出根据至少一些实施例的航空电子系统；
图2示出根据至少一些实施例的航空电子系统的电气框图；
图3示出根据至少一些实施例的航空电子系统的电气框图；
图4示出根据至少一些实施例的LCD的透视图；以及
图5示出根据至少一些实施例的方法。
具体实施方式
下面的说明针对本发明的各实施例。所公开的实施例均不应被解释或以其他方式用于限制包括权利要求的本公开内容的范围。另外，本领域技术人员应该理解，下面的说明书具有广泛的应用，并且任何实施例的说明仅为该实施例的示例，并且不旨在暗示包括权利要求的本公开内容的范围仅限于该实施例。
各种实施例涉及用于航空电子系统的容错液晶显示器(LCD)。更具体地，各种实施例涉及包括航空电子显示器的航空电子系统(例如，航向指示器、姿态指示器、高度指示器、空气速度指示器或任何其他所需的显示器)，该航空电子系统具有全屏LCD冗余，以使得即使在系统的一部分出现故障的情况下，航空电子系统仍然可以驱动全屏航空电子显示器。另外，各种实施例涉及具有全屏冗余的航空电子系统，其解决了当驱动器电路不激活或不可操作时驱动器电路的反向偏置问题。
图1示出根据至少一些实施例的航空电子系统。具体而言，航空电子系统100包括设置在壳体或框体104内部的LCD102。框体104可以安装在飞机驾驶舱的仪表显示板中(未具体图示)。航空电子系统100可以包含触摸屏功能，并且也可具有各种物理按键、开关和旋纽，统称为控制器107。在示例系统中，LCD102可具有约8英寸的高度H和约20英寸的宽度W，但也可考虑不同的尺寸。示例航空电子系统100的LCD102可以包括容错有源矩阵LCD，但也可以使用任何合适的LCD技术。
在图1的示例航空电子系统100中，LCD102的屏幕区域在概念上被分成四个区域。第一个区域是带状显示器106，其跨越LCD102的整个宽度W。带状显示器106可包括相对静态信息，诸如音频通信无线电“当前”频率和“下一”无线电频率、无线电导航“当前”频率(例如，VHF全向范围(VOR)射频)和无线电导航“下一”频率等。在图1的示例系统中，尽管LCD102的屏幕区域可以分成任意数量的区域，但考虑到LCD102的屏幕区域的平衡，该屏幕区域被分成包括目标摄像机区域110、飞行参数区域110以及地图区域114的三个区域。不管LCD102的屏幕区域被划分成的区域数量如何，在各种实施例中，LCD102仍然是具有冗余驱动器电路的单个LCD，以使得在第一驱动器电路的一部分或全部失效时，第二驱动器电路可以接管并在LCD102上提供航空电子全屏显示。
图2示出根据至少一些实施例的航空电子系统的电气框图。具体而言，示例系统包括具有玻璃面板200、源极信号线202以及栅极信号线204的LCD102。示例系统中的源极信号线202垂直穿过LCD102，并且栅极信号线204水平延伸，但是取向可以相反。LCD102可以具有成百,数千(或任何期望数量)的源极信号线和栅极信号线，但是示例系统仅示出7条源极信号线202和5条栅极信号线204，以免使图变得过度复杂。在玻璃面板200的有源区域205内的源极信号线和栅极信号线的每个交叉点处，以场效应晶体管(FET)的形式存在晶体管(例如，晶体管206，右下像素)，其中晶体管的栅极耦合到栅极信号线，并且晶体管的源极耦合到源极信号线。每个交叉点处的晶体管耦合到整个LCD面板有源区的像素电极(例如，像素电极208，右下像素)。LCD102内的每个交叉点处的源极信号线202、栅极信号线204以及晶体管206都可以使用薄膜沉积和蚀刻技术(或任何其他期望的技术)来创建。因此，形成像素的晶体管是薄膜晶体管(TFT)，因此，LCD102可以被称为TFT-LCD。玻璃面板200可采用任何合适的形式，诸如低温非晶硅玻璃基板，通过激光加热非晶硅玻璃基板或任何其他理想的玻璃基板生成的低温多晶硅玻璃。
示例系统还包括驱动器电路210。驱动器电路210电耦合到每个源极信号线202和每个栅极信号线204。驱动器电路210电耦合到驱动器电子器件212和电源214。电源214以任何合适的形式(例如，航空电子系统中的12伏，24伏或任何其他期望的电压)接收输入功率，并且将功率转换成适合于驱动器电路210和驱动器电子器件212的电压(例如，3.3伏或任何其他期望的电压)。驱动器电子器件212接收航空电子显示器信号(例如，来自主航空电子单元，未具体示出)，并且将航空电子显示器信号转换成合适的源极信号和栅极信号，并且将信号提供至驱动器电路210。驱动器电路210进而对源极信号线202和栅极信号线204进行驱动，以便于在LCD102的屏幕区域上显示航空电子显示(例如，包括各个区域)(例如图1中所示)。因此，航空电子系统100可在LCD上使用驱动器电路210、驱动器电子器件212以及电源214来提供航空电子全屏显示。
仍然参考图2，示例航空电子系统100具有全屏LCD冗余，以使得即使在电子器件的一部分发生故障(例如，驱动器电路210、驱动器电子器件212、和/或电源214发生故障)的情况下，航空电子系统100仍然可以在LCD102上提供航空电子全屏显示。为了实现这种容错，示例航空电子系统100还可以包括另一个驱动器电路216。驱动器电路216电耦合到每个源极信号线202和每个栅极信号线204。驱动器电路216电耦合到驱动器电子器件218和电源220。电源220以任何合适的形式(例如，航空电子系统中的12伏、24伏或任何其他期望的电压)接收输入功率，并且将功率转换成适合于驱动器电路216和驱动器电子器件218的电压(例如，3.3伏或任何其他期望的电压)。驱动器电子器件218接收航空电子显示器信号(例如，来自主航空电子单元，未具体示出)，并且将航空电子显示信号转换成合适的源极信号和栅极信号，并且将信号提供至驱动器电路216。驱动器电路216进而对源极信号线202和栅极信号线204进行驱动，以便于在LCD102的屏幕区域上示出航空电子显示。因此，航空电子系统100可以使用驱动器电路216、驱动器电子器件218和电源220在LCD面板上提供航空电子全屏显示。根据示例系统和方法，由于每个驱动器电路(以及相关的驱动器电子器件和电源)被设计和构造成驱动或提供航空电子全屏显示，在一些情况下仅一个驱动器电路(以及相关的驱动器电子器件和电源)在任何时候都电耦合到有源区域205内的像素晶体管(例如，晶体管206)和像素电极(例如，像素电极208)。在转到对有源驱动器电路与无效或不可操作的驱动器电路之间的相互作用进行描述之前，将在下面讨论一些容错的相关技术方法。
根据至少一些相关技术的系统，使用冗余驱动器电路(和相关电子设备)实现容错；然而，在一些这样的相关技术的系统中，每个驱动器电路被设计和构造成驱动仅一半的LCD屏幕区域。例如，在一些相关技术的系统中，对于尺寸为8×20英寸的LCD，该面板在概念上被分成两个8×10英寸的面板部分。一个驱动器电路在一个8×10英寸面板部分上提供航空电子显示，并且第二驱动器电路在另一个8×10英寸面板部分上提供航空电子显示这种相关技术系统中的容错性是指，在一个电子器件或一个驱动器电路(和相关电子器件)故障或其他故障的情况下，仅LCD面板的一半屏幕区域丢失。假设在整个面板上分配航空电子显示的灵活性，某些信息(例如姿态指示器，航向指示器，空速指示器)可以设置成显示在LCD屏幕区域的剩余部分上。虽然保留了一些功能，但是假设某些信息(例如，引擎状态面板)可能对飞行员不可用或者至少不容易获得，则容错性不太理想。此外，两次不合时宜的故障可能导致整个航空电子系统无法使用。
其它相关技术的系统试图通过使两个驱动器电路与源极信号线和栅极信号线并联电耦合来解决这些问题。在两个驱动器电路都工作的时间段期间，两个驱动器电路都向每个像素晶体管提供电压/电流。当一个驱动器电路故障，剩下的驱动器电路继续驱动源极信号线和栅极信号线，这可能增加了驱动能量。然而，本发明的发明人已经确定用于源极信号线和栅极信号线的驱动器电路即使不工作，也呈现出一定的非零阻抗。该非零阻抗是一定由有源驱动器电路驱动和/或解决的寄生阻抗。驱动非激活和/或不可操作的驱动器电路的寄生阻抗不仅可能损坏非激活的驱动器电路(从而使非激活的驱动器电路无法在先前的驱动器电路故障时接管)，而且还可能导致有源驱动器电路由于寄生阻抗的电负载增加而过早失效。
根据本文中讨论的至少一些实施例，关于相关技术的系统所提到的问题至少部分地通过防止驱动器电路的反向偏置的系统和相关方法来解决该驱动器电路不激活或不可操作。再次参考图2，示例航空电子系统还包括与每个驱动器电路相关的隔离FET(FET:场效应晶体管)。例如，隔离FET222与驱动器电路210相关联。隔离FET222直接设置在玻璃面板200上(例如，使用与像素晶体管(例如，晶体管206)和像素电极(例如，像素电极208)相同的薄膜构造技术)。示例隔离FET222包括用于每个源极信号线202的一个FET，以及用于每个栅极信号线204的一个FET。对于每个源极信号线202，相应的FET直接电耦合在玻璃面板200上的驱动器电路210和源极信号线202之间。同样地，对于每个栅极信号线204，相应的FET直接电耦合在玻璃面板200上的驱动器电路210和栅极信号线204之间。参考FET230，作为所有隔离FET222的代表，并假设N沟道MOSFET(MOSFET：金属-氧化物半导体场效应晶体管)、漏极连接(D)直接耦合到驱动器电路210，源极连接(S)直接耦合到有源区域205内的信号线(此处为源极信号线202)，并且栅极连接(G)耦合到其他栅极和控制电路224(下面更详细地进行讨论)。可以使用其他MOSFET类型。因此，当隔离FET222导通时，驱动器电路210电耦合到LCD102的像素晶体管206。当隔离FET222不导通时，驱动器电路210与LCD102的像素晶体管206电隔离。在示例系统中，控制电路224电耦合到隔离FET222的所有FET的栅极，并使FET导通或不导通以符合航空电子系统100的整体状态。
类似地，隔离FET222与驱动器电路216相关联。隔离FET222直接设置在玻璃面板200上(例如，使用与像素晶体管(例如，晶体管206)和像素电极(例如，像素电极208)相同的薄膜构造技术)。示例隔离FET226包括用于每个源极信号线202的一个FET，以及用于每个栅极信号线204的一个FET。对于每个源极信号线202，相应的FET直接电耦合在玻璃面板200上的驱动器电路216和源极信号线202之间。同样地，对于每个栅极信号线204，相应的FET直接电耦合在玻璃面板200上的驱动器电路216和栅极信号线204之间。参考FET232，作为所有隔离FET226的代表，并假设N沟道MOSFET(MOSFET：金氧半场效晶体管)、漏极连接(D)直接耦合到驱动器电路216，源极连接(S)直接耦合到有源区域205内的信号线(此处为源极信号线202)，并且栅极连接(G)耦合到其他栅极和控制电路228(下面更详细地进行讨论)。可以使用其他MOSFET类型。因此，当隔离FET226导通时，驱动器电路216电耦合到LCD面板102的像素晶体管206。当隔离FET226不导通时，驱动器电路216与LCD面板102的像素晶体管106电隔离。在示例系统中，控制电路228电耦合到隔离FET226的所有FET的栅极，并使FET导通或不导通以符合航空电子系统100的整体状态。在一些情况下，控制电路228电耦合到控制电路224(例如，圈“A”)以使得控制电路可以协调。
因此，在图2的示例系统中，当驱动器电路210(和相关电子器件)通过驱动源极信号线202和栅极信号线204在LCD102上提供航空电子全屏显示时，示例系统由隔离FET 226电隔离驱动器电路216来防止驱动器电路216的反向偏置。若系统检测到驱动器电路210(或相关电子器件)的故障，则由驱动器电路216通过隔离FET226驱动源极信号线202和栅极信号线204来提供航空电子全屏显示，并且该示例系统通过隔离FET222电隔离驱动器电路210来防止驱动器电路210的反向偏置。
因此，示例航空电子系统100可以以各种模式来进行操作以实现容错。例如，控制电路224/228可以实现第一种模式，其中通过隔离FET222将驱动器电路210电耦合到源极信号线202和栅极信号线204，并且通过隔离FET226将第二驱动器电路216与源极信号线202和栅极信号线204进行电隔离。在该模式下，驱动器电路210在LCD102上驱动或提供航空电子全屏显示，并且由隔离FET226提供的电隔离来防止驱动器电路216的反向偏置。控制器电路224/228还可以实现第二种模式，其中通过隔离FET222将驱动器电路210与源极信号线202和栅极信号线204进行电隔离，并且通过隔离FET226将第二驱动器电路216与源极信号线202和栅极信号线204进行电隔离。在第二种模式中，驱动器电路216在LCD102上驱动或提供航空电子全屏显示，并且由隔离FET222提供的电隔离来防止驱动器电路210的反向偏置。
针对这点讨论的各种实施例已将驱动器电路210视为单组元件，并且同样已将驱动器电路216视为单组元件。然而，用于选择性地耦合驱动器电路的各种驱动器电路和FET可以在概念上进一步划分，并且进一步的概念划分不仅能够实现迄今为止所讨论的容错操作模式，而且还能够实现额外的容错操作模式。
图3示出根据至少一些实施例的航空电子系统的电气框图。具体而言，图3示出利用类似于航空电子系统100的容错LCD系统的航空电子系统300，但是其中源极驱动器电路和栅极驱动器电路可以选择性地且单独地耦合到LCD102。图3还用于提供更多关于隔离FET配置的细节。示例系统包括具有玻璃面板200、源极信号线202以及栅极信号线204的LCD102。如前所述，示例系统中的源极信号线202垂直穿过LCD102，并且栅极信号线204水平延伸。在玻璃面板200的有源区域205内的源极信号线202和栅极信号线204的每个交叉点处存在以FET形式的晶体管(例如，晶体管206)，其中晶体管的栅极耦合到栅极信号线204并且晶体管的源极耦合到源极信号线202。每个交叉点处的晶体管206耦合到整个LCD面板屏幕区域的像素电极(例如，像素电极208)。
示例航空电子系统300包括以第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304形式的第一驱动器电路。源极驱动器电路302电耦合到每根源极信号线202。栅极驱动器电路304电耦合到每根栅极信号线204。源极驱动器电路302和栅极驱动器电路304也耦合到专用驱动器电子器件和专用电源，如图2中所讨论的，但是未在图3中示出这些设备以免使图更加复杂。源极驱动器电路302在激活时将源极信号驱动到源极信号线202以在LCD102上提供航空电子全屏显示。同样，栅极驱动器电路304在激活时将栅极信号驱动到栅极信号线204，以在LCD102上提供航空电子全屏显示。如上所述，在一些示例模式中，源极驱动器电路302与栅极驱动器电路304一起工作以提供航空电子全屏显示。
为了实现容错，示例航空电子系统300还包括以第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308形式的第二驱动器电路。源极驱动器电路306电耦合到每根源极信号线202。栅极驱动器电路308电耦合到每根栅极信号线204。源极驱动器电路306和栅极驱动器电路308也耦合到专用驱动器电子器件和专用电源，如图2中所讨论的，但是这些设备未在图3中示出以免使图更加复杂。源极驱动器电路306在激活时将源极信号驱动到源极信号线202，以在LCD102上提供航空电子全屏显示。同样，栅极驱动器电路308在激活时将栅极信号驱动到栅极信号线204，以在LCD102上提供航空电子全屏显示。如上所述，在一些示例模式中，源极驱动器电路306与栅极驱动器电路308一起工作以提供航空电子全屏显示。
相对于航空电子系统100所讨论的，航空电子系统300同样防止驱动器电路的反向偏置，该驱动器电路不激活或不可操作。仍然参考图3，示例航空电子系统300还包括与源极驱动器电路302相关联的第一多个FET310或第一组FET310。该FET310组沿着平板玻璃200的第一边缘312直接设置在平板玻璃200上。更具体地，第一组FET310物理地设置在LCD102的有源区205(即，包含像素晶体管206和像素电极208的部分)与第一边缘312之间。FET310的示例组包括用于每个源信号线202的一个FET，每个FET电耦合在玻璃面板200上的第一源极驱动器电路302和源极信号线202之间。
同样地，示例航空电子系统300还包括与栅极驱动器电路304相关联的第二多个FET314或第二组FET314。第二组FET314沿着平板玻璃200的第二边缘316直接设置在平板玻璃200上，其中第二边缘316与第一边缘312相交(并且在一些情况下，第二边缘316垂直于第一边缘312)。更具体地，第二组FET314物理地设置在LCD102的有源区205和第二边缘314之间。FET314的示例组包括用于每个栅极信号线204的一个FET，每个FET电耦合在栅极驱动器电路304和玻璃面板200上的栅极信号线204之间。换言之相对于图2，将第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304一起形成第一驱动器电路(例如，图2的驱动器电路210)。
当第一组FET310导通时，源极驱动器电路302电耦合到LCD102的像素晶体管206。当第一组FET310不导通时，源极驱动器电路302与LCD102的像素晶体管206电隔离。同样地，当第二组FET314导通时，栅极驱动器电路304电耦合到LCD102的像素晶体管206。当第二组FET314不导通时，栅极驱动器电路304与LCD102的像素晶体管206电隔离。换言之相对于图2，将第一组FET310和第二组FET314一起形成隔离FET(例如，图2的隔离FET222)。
仍然参考图3，示例航空电子系统300还包括与源极驱动器电路306相关联的第三多个FET318或第三组FET318。第三组FET318沿着平板玻璃200的第三边缘320直接设置在平板玻璃200上。更具体地，第三组FET318物理地设置在LCD102的有源区205和第三边缘320之间，其中在一些情况下，第三边缘320平行于第一边缘312。示例的第三组FET318包括用于每个源极信号线202的一个FET，并且每个FET电耦合在玻璃面板200上的第二源极驱动器电路306和源极信号线202之间。如图3所示，第三组FET318设置在玻璃面板200的相对侧(相对于第一组FET310)，因此第三组FET318耦合在源极线号线202的相对端上。
同样，示例航空电子系统300还包括与栅极驱动器电路308相关联的第四多个FET322或第四组FET322。第四组FET322沿玻璃面板200的第四边缘324直接设置在玻璃面板200上，其中第四边缘324与第二边缘316相对，并且在一些情况下，第四边缘324与第二边缘316平行。更具体地，第四组FET322物理地设置在LCD102的有源区205和第四边缘324之间。示例的第四组FET322包括用于每个栅极信号线204的一个FET，并且每个FET电耦合在玻璃面板200上的第二栅极驱动器电路308和栅极信号线204之间。换言之关于图2，第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308一起形成第二驱动器电路(例如，图2的驱动器电路216)。
当第三组FET318导通时，第二源极驱动器电路306电耦合到LCD102的像素晶体管206。当第三组FET318不导通时，第二源极驱动器电路306与LCD102的像素晶体管206电隔离。同样地，当第四组FET322导通时，第二栅极驱动器电路308被电耦合到LCD102的像素晶体管206。当第四组FET322不导通时，栅极驱动器电路308与LCD102的像素晶体管206电隔离。换言之相对于图2，将第三组FET318和第四组FET322一起形成隔离FET(例如，图2的隔离FET226)。
在图3的示例系统中，控制电路224电耦合到第一组FET310的所有FET的栅极，并且电耦合到第二组FET314的所有FET的栅极。控制电路224使FET导通或不导通以符合航空电子系统300的整体状态和/或操作模式。同样，控制电路228电耦合到第三组FET318的所有FET的栅极，并且电耦合到第四组FET322的所有FET的栅极。控制电路228使FET导通或不导通以符合航空电子系统300的整体状态和/或操作模式。关于航空电子系统100，在一些情况下，控制电路228电耦合到控制电路224(例如，圆圈“A”)以使得控制电路可以协调。
图3的示例航空电子系统300可以与图2的航空电子系统100类似地进行操作；也就是说，第一组FET310和第二组FET314可以作为一组操作，同样的第三组FET318和第四组FET322可以作为一组操作。然而，在一些实施例中，可以通过单独控制各组FET来实现附加的容错。作为示例，考虑航空电子系统300通过第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304(并且第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308电隔离)在LCD上驱动或提供航空电子全屏显示。现在考虑在第一栅极驱动器电路304中发生故障。故障可以被控制电路224/228检测出，或者故障可以被飞行员检测出并且信息以某种形式传递给航空电子系统300，例如通过操作员的手动选择或任何其他期望的方法。解决该故障的一种方法是使第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308在LCD102(并且第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304电隔离)上驱动或提供航空电子全屏显示。因此，示例航空电子系统300仍然可以在LCD102上提供航空电子全屏显示。然而，现在考虑发生第二故障，这次发生在第二源极驱动器电路306中。因为该示例中的第一个故障是在第一栅极驱动器电路304中，并且在该示例中，第一源极驱动器电路302仍然起作用，通过利用第一源极驱动器电路302(并且电隔离第二源驱动器电路306)驱动源极信号线202，并且用第二栅极驱动器电路308驱动栅极信号线204(并且电隔离第一栅极驱动器电路304)，尽管在第二次故障的情况下示例系统仍然可以操作。
从示例中抽象出，各种实施例可以实现各种操作模式，其中源极信号线202被源极驱动器电路从冗余系统的一部分进行驱动，并且栅极信号线204被栅极驱动器电路从冗余系统的功能部分进行驱动。因此，存在示例系统可以操作的至少四种可能的操作模式：1)通过驱动第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304(并且第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308电隔离)来提供在LCD102上进行航空电子全屏显示；2)通过驱动第二源极驱动器电路306和第二栅极驱动器电路308(并且第一源极驱动器电路302和第一栅极驱动器电路304电隔离)来提供在LCD102上进行航空电子全屏显示；3)通过驱动第一源极驱动器电路302和第二栅极驱动器电路308(并且第二源极驱动器电路306和第一栅极驱动器电路304电隔离)来提供在LCD102上进行航空电子全屏显示；以及4)通过驱动第二源极驱动器电路306和第一栅极驱动器电路304(并且第一源极驱动器电路302和第二栅极驱动器电路308电隔离)来提供在LCD102上进行航空电子全屏显示。
图4示出了根据至少一些实施例的LCD的透视图。特别地，图4示出了示例LCD102，其包括前面板400和后板或玻璃面板200，其中前面板400和玻璃面板200可以是透明的或视觉上透明的。因为玻璃面板200也直接设置在各种像素晶体管206和像素电极208(如薄膜404所示)上，所以玻璃面板200有时被称为“薄膜晶体管”(TFT)板。薄板液晶材料层设置在前面板400和玻璃面板200之间，但是图4中可见的是粘合剂402，其形成将液晶材料保持在前面板400和玻璃面板之间的周边。在LCD102的背面是背光406。可以使用任何类型的背光406，包括但不限于直接照明、边缘照明以及混合设计。示例系统具有两个偏振器；背光406和玻璃面板200之间的一个偏振器408，以及前面板400的外表面上的第二偏振器410。用偏振器408和410产生的光与液晶的相互作用产生个体像素颜色和强度。
各种像素晶体管206和像素电极208形成在薄膜404内且位于薄膜404中。根据示例实施例，直接设置在玻璃面板200上的薄膜还实现了用于选择性地电耦合和电隔离各种源信号驱动器的各种FET(未在图4中示出)。特别地，图4示出了沿玻璃面板200的第一边缘设置的7个FET(412A-G)。7个FET412仅是示例，并且实际上是1500或更多(或任何其他期望的数量)这样的FET412(对应于源极信号线的数量)。每个FET412电耦合到单个源极信号线202。例如，示例FET412G耦合到源极信号线414。未示出每个单独的FET412的内部结构以免使图过度复杂化。此外，如上所示，每个FET412的栅极将耦合在一起，但是在图4中，未再次示出栅极耦合以免使图形过度复杂化。源信号驱动器与FET412的耦合可以采用任何合适的形式。
直接设置在玻璃面板200上的薄膜还实现了用于选择性地电耦合和电隔离各种栅极信号驱动器(未在图4中示出)的FET。特别地，图4示出了沿玻璃面板200的第二边缘316设置的5个FET(416A-E)。5个FET416仅是示例，并且实际上是500或更多(或任何其他期望的数量)这样的FET416(对应于栅极信号线的数量)。每个FET416电耦合到一个栅极信号线204。例如，示例FET416E耦合到栅极信号线418。未示出每个单独的FET416的内部结构以免使图过度复杂化。此外，如上所示，每个FET416的栅极将耦合在一起，但是在图4中，未再次示出栅极耦合以免使图形过度复杂化。源极信号驱动器与FET416的耦合可以采用任何合适的形式。示例LCD102同样具有沿第三边缘320和第四边缘324的FET，但是在图4的视图中未示出这些FET。
因此，图4的LCD102与各种驱动器电路、电子器件和电源组的冗余组合，以实现用于航空电子系统的容错系统。
图5示出根据至少一些实施例的方法。特别地，该方法开始(框500)并且包括设置在LCD上的航空电子全屏显示(框502)。提供航空电子全屏显示可以包括：由第一源极驱动器电路通过第一组场效应晶体管(FET)驱动LCD的源极信号线，第一组FET直接设置在LCD的玻璃面板上(方框504)；由第一组栅极驱动器电路通过第二组FET驱动LCD的栅极信号线，第二组FET直接设置在LCD的玻璃面板上(方框506)；通过将源极信号线与第二源极驱动器电路电隔离来防止第二源极驱动器电路的反向偏置，通过第三组FET提供源极信号线与第二源极驱动器电路的电隔离，第三组FET直接设置在玻璃面板上(方框508)；以及通过将栅极信号线与第二栅极驱动器电路电隔离来防止第二栅极驱动器电路的反向偏置，通过第四组FET提供栅极信号线与第二栅极驱动器电路的电隔离，第四组FET直接设置在玻璃面板上(方框510)。此后，该方法可以结束(方框512)，可能立即重新启动。
以上讨论旨在说明本发明的原理和各种实施例。一旦完全理解上述公开内容，许多变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。这旨在将以下权利要求解释为包含所有这些变化和修改。

Claims (21)

1.一种对具有容错液晶显示器(LCD)的航空电子系统进行操作的方法，其包括：
通过以下方式在所述LCD上提供航空电子全屏显示：
由第一源极驱动器电路通过第一组场效应晶体管(FET)驱动所述LCD的源极信号线，所述第一组FET直接设置在所述LCD的玻璃面板上；
由第一栅极驱动器电路通过第二组FET驱动所述LCD的栅极信号线，所述第二组FET直接设置在所述LCD的所述玻璃面板上；
通过将所述源极信号线与第二源极驱动器电路进行电隔离来防止所述第二源极驱动器电路的反向偏置，由第三组FET提供所述源极信号线与所述第二源极驱动器电路的所述电隔离，所述第三组FET直接设置在所述玻璃面板上；以及
通过将所述栅极信号线与第二栅极驱动器电路进行电隔离来防止所述第二栅极驱动器电路的反向偏置，由第四组FET提供所述栅极信号线与所述第二栅极驱动器电路的所述电隔离，所述第四组FET直接设置在所述玻璃面板上。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测；并且响应于所述检测，
通过以下方式在所述LCD上提供航空电子全屏显示：
由所述第二源极驱动器电路通过所述第三组FET驱动所述LCD的所述源极信号线；
由所述第二栅极驱动器电路通过所述第四组FET驱动所述LCD的所述栅极信号线；
通过将所述源极信号线与所述第一源极驱动器电路进行电隔离来防止所述第一源极驱动器电路的反向偏置，由所述第一组FET提供所述源极信号线与所述第一源极驱动器电路的所述电隔离；以及
通过将所述栅极信号线与所述第一栅极驱动器电路进行电隔离来防止所述第一栅极驱动器电路的反向偏置，由所述第二组FET提供所述栅极信号线与所述第一栅极驱动器电路的所述电隔离。
3.如权利要求2所述的方法，其中对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测还包括：由电耦合到所述第一源极驱动器电路和所述第一栅极驱动器电路的监控电路来对该故障进行检测。
4.如权利要求2所述的方法，其中对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测还包括：接收来自所述容错LCD用户的指令来切换到所述第二源极驱动器电路和第二栅极驱动器电路。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
对所述第一源极驱动器电路的故障进行检测；并且响应于所述检测，
通过以下方式在所述LCD上提供航空电子全屏显示：
由所述第二源极驱动器电路通过所述第三组FET驱动所述LCD的所述源极信号线；
由所述第一栅极驱动器电路或所述第二栅极驱动器电路驱动所述LCD的所述栅极信号线；以及
通过将所述源极信号线与所述第一源极驱动器电路进行电隔离来防止所述第一源极驱动器电路的反向偏置，由所述第一组FET提供所述源极信号线与所述第一源极驱动器电路的所述电隔离。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
对所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测；并且响应于所述检测，
通过以下方式在所述LCD上提供航空电子全屏显示：
由所述第二栅极驱动器电路通过所述第四组FET驱动所述LCD的栅极信号线；
通过所述第一源极驱动器电路或所述第二源极驱动器电路驱动所述LCD的所述源极信号线；以及
通过将所述栅极信号线与所述第一栅极驱动器电路进行电隔离来防止所述第一栅极驱动器电路的反向偏置，由所述第二组FET提供所述栅极信号线与所述第一栅极驱动器电路的所述电隔离。
7.如权利要求1所述的方法：
其中驱动所述LCD的所述源极信号线包括由所述第一源极驱动器电路通过沿所述玻璃面板的第一边缘设置的所述第一组FET驱动所述源极信号线；
其中驱动所述LCD的所述栅极信号线包括由所述第一栅极驱动器电路通过沿所述玻璃面板的第二边缘设置的所述第二组FET驱动所述栅极信号线，所述第二边缘与所述第一边缘相交；
其中将所述源极信号线与所述第二源极驱动器电路进行电隔离包括由沿着与所述第一边缘相对地定位的所述玻璃面板的第三边缘设置的所述第三组FET来将所述源极信号线与所述第二源极驱动器电路进行电隔离；以及
其中将所述栅极信号线与所述第二栅极驱动器电路进行电隔离包括由沿着与所述第二边缘相对地定位的所述玻璃面板的第四边缘设置的所述第四组FET来将所述栅极信号线与所述第二栅极驱动器电路进行电隔离。
8.一种用于航空电子系统的容错液晶显示器(LCD),其包括：
LCD，该LCD包含玻璃面板、源极信号线、以及栅极信号线；
第一驱动器电路，该第一驱动器电路包含耦合到所述源极信号线的第一源极驱动器电路，以及耦合到所述栅极信号线的第一栅极驱动器电路；
第一多个场效应晶体管(FET)，该第一多个场效应晶体管(FET)直接设置在所述玻璃面板上，所述第一多个FET电耦合在所述第一源极驱动器电路和所述源极信号线之间；
第二多个FET，该第二多个FET直接设置在所述玻璃面板上，所述第二多个FET电耦合在所述第一栅极驱动器电路和所述栅极信号线之间；
第二驱动器电路，该第二驱动器电路不同于所述第一驱动器电路，所述第二驱动器电路包括耦合到所述源极信号线的第二源极驱动器电路、以及耦合到所述栅极信号线的第二栅极驱动器电路；
第三多个FET，该第三多个FET直接设置在所述玻璃面板上，所述第三多个FET电耦合在所述第二源极驱动器电路和所述源极信号线之间；
第四多个FET，该第四多个FET直接设置在所述玻璃面板上，所述第四多个FET电耦合在所述第二栅极驱动器电路和所述栅极信号线之间；
电耦合到第一多个FET，第二多个FET，第三多个FET和第四多个FET的控制电路，所述控制电路被配置成实现第一种模式，该第一种模式中所述第一驱动器电路通过所述第一多个FET和第二多个FET电耦合到所述源极信号线和所述栅极信号线，并且所述第二驱动器电路通过所述第三多个FET和第四多个FET与所述源极信号线和所述栅极信号线电隔离；并且
所述控制电路被配置为实现第二种模式，该第二种模式中所述第一驱动器电路通过所述第一多个FET和所述第二多个FET与所述源极信号线和所述栅极信号线电隔离，并且所述第二驱动器电路通过所述第三多个FET和所述第四多个FET电耦合到所述源极信号线和所述栅极信号线。
9.如权利要求8所述的容错LCD，其中所述控制电路还配置成实现第三种模式，该第三种模式中所述第一源极驱动器电路通过所述第一多个FET电耦合到所述源极信号线，所述第二栅极驱动器电路通过所述第四多个FET电耦合到所述栅极信号线，所述第二源极驱动器电路通过所述第三多个FET与所述源极信号线电隔离，并且所述第一栅极驱动器电路通过所述第二多个FET与所述栅极信号线电隔离。
10.如权利要求9所述的容错LCD，其中所述控制电路还包括配置成实现第四种模式，该第四种模式中所述第二源极驱动器电路通过所述第三多个FET电耦合到所述源极信号线，所述第一栅极驱动器电路通过所述第二多个FET电耦合到所述栅极信号线，所述第一源极驱动器电路通过所述第一多个FET与所述源极信号线电隔离，并且所述第二栅极驱动器电路通过所述第四多个FET与所述栅极信号线电隔离。
11.如权利要求8所述的容错LCD，其还包括：
沿着所述玻璃面板的第一边缘设置的所述第一多个FET；
沿着与所述第一边缘相交的所述玻璃面板的第二边缘设置的所述第二多个FET；
沿着与所述第一边缘相对地定位的所述玻璃面板的第三边缘设置的所述第三多个FET，以及
沿着与所述第二边缘相对地定位的所述玻璃面板的第四边缘设置的所述第四多个FET。
12.如权利要求8所述的容错LCD，其中所述玻璃面板还包括多晶硅玻璃基板。
13.如权利要求8所述的容错LCD，其中所述玻璃面板还包括非晶硅基板。
14.一种对容错液晶显示器(LCD)进行操作的方法，其包括：
由第一源极驱动器电路通过第一组场效应晶体管(FET)驱动所述LCD的源极信号线，所述第一组FET直接设置在所述LCD的玻璃面板上；
由第一栅极驱动器电路通过第二组FET驱动所述LCD的栅极信号线，所述第二组FET直接设置在所述LCD的所述玻璃面板上；
由第三组FET将所述源极信号线与第二源极驱动器电路进行电隔离，所述第三组FET直接设置在所述玻璃面板上；以及
由第四组FET将所述栅极信号线与第二栅极驱动器电路进行电隔离，所述第四组FET直接设置在所述玻璃面板上。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测；并且响应于所述检测；
由所述第一组FET将所述源极信号线与所述第一源极驱动器电路进行电隔离；
由所述第二组FET将所述栅极信号线与所述第一栅极驱动器电路进行电隔离；
由所述第二源极驱动器电路通过所述第三组FET驱动所述LCD的所述源极信号线；以及
由所述第二栅极驱动器电路通过所述第四组FET驱动所述LCD的栅极信号线。
16.如权利要求15所述的方法，其中对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测还包括：对由电耦合到所述第一源极驱动器电路和所述第一栅极驱动器电路的监控电路进行检测。
17.如权利要求15所述的方法，其中对所述第一源极驱动器电路或所述第一栅极驱动器电路的故障进行检测包括：接收来自所述容错LCD系统用户的指令来切换到所述第二源极驱动器电路和所述第二栅极驱动器电路。
18.如权利要求14所述的方法，其中驱动所述LCD的所述源极信号线包括：由所述第一源极驱动器电路通过沿所述玻璃面板的第一边缘设置的所述第一组FET驱动所述源极信号线。
19.如权利要求18所述的方法，其中驱动所述LCD的所述栅极信号线包括：由所述第一栅极驱动器电路通过沿所述玻璃面板的第二边缘设置的所述第二组FET驱动所述栅极信号线，所述第二边缘垂直于所述第一边缘。
20.如权利要求19所述的方法，其中将所述源极信号线与所述第二源极驱动器电路进行电隔离包括由沿着与所述第一边缘相对地定位的所述玻璃面板的第三边缘设置的所述第三组FET来将所述源极信号线与所述第二源极驱动器电路进行电隔离。
21.如权利要求20所述的方法，其中将所述栅极信号线与所述第二栅极驱动器电路进行电隔离还包括由沿着与所述第二边缘相对地定位的所述玻璃面板的第四边缘设置的所述第四组FET来将所述栅极信号线与所述第二栅极驱动器电路进行电隔离。
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