CN1862323A - 一种场序方式彩色液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种场序方式彩色液晶显示器，它包括液晶显示元件，包含红绿蓝三组独立的背光源和独立驱动上述液晶显示元件及背光源的驱动电路，温度感应器和相应的控制电路，使该温度感应器在感应到环境温度高于预先设定的某个临界温度时，相应的控制电路能使该液晶显示元件所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源混合组成的多种颜色中最少一组最多三组颜色分别显示的图像所构成。并且其中至少一种颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。以避免在液晶响应速度呈明显下降的低温区域，该场序方式液晶显示器出现显示辉度明显下降甚至无法正常显示的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及配置该显示器的相应的电子设备。
背景技术
近年来逐渐被采用的彩色液晶显示方式---场序方式液晶显示方式不同于传统的在液晶显示板内部配置彩色滤光膜的显示方式。它的优点在于不需要价高，工艺繁杂的彩色滤光膜，并能减少由彩色滤光膜吸收光线造成的能耗损失，增强显示的色彩和减少控制像素。
但是该场序液晶显示方式有它技术上的弱点，该显示器由液晶显示元件，包含红绿蓝三组独立的背光源和独立驱动上述液晶显示片及红绿蓝三组背光源的驱动电路组成，在工作时红绿蓝三组背光源按一定顺序分别点亮的同时，输入到液晶显示元件的彩色信号也与之相对应，在一个红绿蓝点灯周期的时间不长于20毫秒时，三组色彩的显示信号将在人脑中自动还原成一组原始的彩色图像。由于该方式要求液晶的响应速度比传统的快，如果按图像显示的帧频为70Hz计算，每种颜色的显示时间只有4.7毫秒，液晶的响应速度必须快于该时间。而液晶材料的粘度有随外界温度下降而上升的趋势，造成液晶材料(特别是TN和STN液晶材料)的响应速度在低温时明显下降，通常为几十到几百毫秒，甚至是几秒。使液晶的响应速度在低温时不能满足场序液晶显示方式的快速开闭的要求，而目前许多场合的液晶显示器需要在室外使用，包括车载音像仪表，钟表，大型公共信息显示屏等有时均需要在较低的温度下工作，使得场序液晶显示方式难于投入实际的应用。目前虽然有许多方法提高液晶显示器的响应速度，但所有的努力都不足于在实用中真正解决场序液晶显示方式低温时的难于正常显示的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供在较低温情况下依然能正常工作的场序液晶显示器及配置该显示器的相应的电子设备。
本发明的场序方式彩色液晶显示器是在由液晶显示元件，包含红绿蓝三组独立的背光源和独立驱动上述液晶显示元件及背光源的驱动电路组成的场序方式彩色液晶显示器中，设置温度感应器和相应的控制电路，使该温度感应器在感应到环境温度高于预先设定的某个临界温度时，相应的控制电路能使该液晶显示元件所显示的一帧图像由红绿蓝三组颜色分别显示的图像所构成。而当该温度感应器在感应到环境温度低于预先设定的某个临界温度时，相应的控制电路能使该液晶显示元件所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源混合组成的多种颜色至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白)中最少一组最多三组颜色分别显示的图像所构成。并且其中至少一种颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。
为了在临界温度以下延长指定颜色图像的显示时间，在考虑由红绿蓝三组背光源组成的多种颜色至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白)中任意三组颜色分别显示的图像构成一帧图像时，可以适当地调整三组颜色的各自显示时间长短，把需要特殊强调的颜色图像的显示时间加长。但这种方法不是最佳选择。因为在不降低帧频的情况下，其他颜色图像的显示时间反而会减少。
当一帧图像由红绿蓝三组背光源可组成的多种颜色至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白)中任意两种颜色所显示的图像构成时，即使不降低帧频，也能延长各自颜色图像的显示时间。
如果改为一帧图像由红绿蓝三组背光源可组成的多种颜色至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白)中任意一组颜色所显示的图像构成时，即使不降低帧频，一组颜色的显示时间也可延长至原来的3倍。并且该状态的驱动方式可以类似于普通TN的静态驱动方式，不要求液晶的关闭在一帧时间内完成，允许液晶的响应速度减慢许多，这种方法最为有效。
当然如果简单地降低帧频，可以容易地达到延长显示时间的目的，但帧频不可能无限制下降，当帧频下降至40Hz以下时，图像会出现闪烁。
如果在临界温度上下辉度变化过大时，可以在不变化帧频的情况下通过调节每种颜色灯管的发光时间的长短来控制辉度的大小。
上述液晶显示元件不管是有源矩阵驱动液晶显示屏和简单驱动液晶显示屏都不影响本发明的效果，以下将不注明使用何种类型的驱动方式。
上述液晶显示元件可以使用负显方式，也可以使用正显方式，前者不加电压时，像素不透光，显示黑色。后者不加电压时，像素透光，显示背光色。
本发明由于在场序方式彩色液晶显示器中采用了温度感应器和相应的控制电路，使得因液晶的响应速度不够而无法在低温下正常使用的场序方式彩色液晶显示器在低温时能延长各种颜色图像的显示时间，达到正常显示的目的。
附图说明
图1是本发明的场序方式彩色液晶显示器的组成方框图。
图2是本发明的第1实施例中使用的液晶显示元件和背光源的示意图。
图3是本发明的第1实施例中使用的场序方式彩色液晶显示器在临界温度以上时的显示原理图。
图4是本发明的第1实施例中使用的场序方式彩色液晶显示器在临界温度以下时的显示原理图。
图5是本发明的场序方式彩色液晶显示器显示辉度随温度变化的示意图。
图6是本发明的第2实施例中使用的场序方式彩色液晶显示器在临界温度以下时的显示原理图。
具体实施方式
实施例1
本发明的第一实施例为图1所示的新型场序液晶显示装置的方框图，由以下几个部分构成，包括：液晶显示元件1；包含红绿蓝三组独立的背光源2；独立驱动上述液晶显示元件及背光源的驱动电路3；温度感应器4；相应的控制电路5。
本实施例的液晶显示元件1如图2所示，在2片内侧面带有透明导电薄膜6的玻璃基板7之间封入液晶层8，该透明导电薄膜9具有呈矩阵排列的多个像素9，并各有引线与外部驱动电路3连接，每个像素9可以通过驱动电路3独立地印加所需的电压以控制各像素透射光的强度。在玻璃基板外侧放置偏光片10。
红绿蓝三组独立的背光源2由按序排列的红灯11，绿灯12，蓝灯13三组CCFL灯管，反射板14，扩散板15组成。并通过驱动电路3控制背光源的发光颜色，发光时间和发光次序。
温度感应器4配置在液晶显示元件1的附近，以尽可能感应到与液晶显示元件1相同的环境温度，控制电路5与温度感应器4，驱动电路3和外部数据库相连。
本实施例中液晶层的厚度被控制在4um，采用TN液晶负显方式，使用响应速度较快的TN宽温液晶材料(-40℃～90℃)。显示一帧彩色图像的帧频为70Hz，温度感应器4的临界温度可以随时设置，先设置在0℃。
当温度感应器4感应到环境温度高于临界温度摄氏0℃时，控制电路5把外部数据库输入的彩色图像分解成红绿蓝三组独立的信号并分别输入驱动电路3以便显示，由于彩色图像的帧频为70Hz，帧频时间约为14毫秒，如果红绿蓝三组颜色的图像各显示相同时间的话，各显示时间约4.7毫秒，在相应颜色的背光源开启时，显示相应颜色的像素也由控制印加电压被打开，当红绿蓝三组颜色的图像分别显示完成时，通过人眼的信息将在人脑中还原成一帧原始的图像。到此为止的显示原理与以前的场序方式彩色液晶显示器基本相同，显示原理图见图3。图中的X像素和X+1像素指液晶显示元件1中任意两个不同的像素。
当环境温度下降到接近于临界温度0℃时，可以明像素显感觉到显示亮度有显著的下降，而当该温度感应器在感应到环境温度低于临界温度0℃时，控制电路5把外部数据库输入的彩色图像进行减色处理，处理成一组单一的黄色图像信号并输入驱动电路3。并使黄色图像的显示时间延长之与一帧图像的显示时间约14毫秒相同，既在一帧时间内只有红色和绿色背光源同时开启，同时所有图像显示的像素全部打开。这样原来看到的彩色图像变为单一的黑底黄色图像，但图像的显示亮度比在临界温度摄氏0℃前的显示亮度要明亮许多，即使把温度下降到-30℃，黄色图像依然可以清晰地显示，实施结果见图4。显示辉度的变化结果见图5。
当环境温度回复到0℃以上时，显示图像立即回复到原来的彩色图像，再把温度感应器4的临界温度设置在-30℃，这样在-30℃前将不经过上述减色处理，结果在-30～0℃之间难于看清或完全看不清任何图像显示。所以只要适当地随液晶材料的温度特性设置临界温度值即可避免低温时显示不良的情况。
实施例2
采用与第1实施例相同的场序液晶显示装置，仅修改控制电路5的控制部分，使当温度感应器4在感应到环境温度低于临界温度0℃时，控制电路5把外部数据库输入的彩色图像处理成红，蓝二组的图像信号并输入驱动电路3。并使红，蓝二组图像信号的显示时间各为7毫秒。即在一帧时间内前半段只有红色背光源开启，在后半段只有蓝色背光源同时开启，并且在各像素上印加相应信号的电压，这样原来看到的八色彩色图像变为的由红蓝紫的三色图像，显示原理图见图6。但图像的显示亮度比在临界温度0℃前的显示亮度要明亮。即使把温度下降到-10℃，三色图像依然可以清晰地显示。
再把温度感应器4的临界温度设置在-10℃，这样在-10℃前将不经过上述减色处理，结果在-10～0℃之间，难于看清或完全看不清任何图像显示。所以只要适当地随液晶材料的温度特性设置临界温度值即可避免低温时显示不良的情况。
实施例3
采用与第1实施例相同的场序液晶显示装置，仅修改控制电路5的控制部分，使当温度感应器4在感应到环境温度低于临界温度0℃时，控制电路5把红色图像的显示时间延长到10毫秒，绿色和蓝色二组图像信号的显示时间各为2毫秒，并且在各像素的相应时间段印加相应信号的电压，这样原来看到的彩色图像变为偏重于红色的图像，但图像的显示亮度比在临界温度0℃前的显示亮度要明亮，即使把温度下降到-10℃，图像依然可以清晰地显示。
再把温度感应器4的临界温度设置在-10℃，这样在-10℃前将不经过上述减色处理，结果在-10～0℃之间，难于看清或完全看不清任何图像显示，所以只要适当地随液晶材料的温度特性设置临界温度值即可避免低温时显示不良的情况。
实施例4
采用与第1实施例相同的场序液晶显示装置，仅修改控制电路5的控制部分，使当温度感应器4在感应到环境温度低于临界温度0℃时，控制电路5仅把帧频从70Hz改为50Hz，这样每种颜色图像显示的时间要比临界温度以上时长，相应显示亮度也比在临界温度0℃前的显示亮度要明亮，即使把温度下降到-10℃，图像依然可以显示。
再把温度感应器4的临界温度设置在-10℃，这样在-10℃前将不经过上述处理，结果在-10～0℃之间，难于看清或完全看不清任何图像显示，所以只要适当地随液晶材料的温度特性设置临界温度值即可避免低温时显示不良的情况。
Claims (5)
1.一种场序方式彩色液晶显示器，它包括液晶显示元件(1)，包含红绿蓝三组独立的背光源(2)和独立驱动上述液晶显示元件及背光源的驱动电路(3)；其特征在于：它还包括有温度感应器(4)和相应的控制电路(5)，使该温度感应器(4)在感应到环境温度高于预先设定的某个临界温度时，相应的控制电路(5)能使该液晶显示元件(1)所显示的一帧图像由红绿蓝三组颜色分别显示的图像所构成；而当该温度感应器(4)在感应到环境温度低于预先设定的某个临界温度时，相应的控制电路(5)能使该液晶显示元件(1)所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源(2)混合组成的多种颜色，至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白中最少一组最多三组颜色分别显示的图像所构成，并且其中至少一种颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。
2.根据权利要求1所述的场序方式彩色液晶显示器，其特征在于：该温度感应器(4)在感应到环境温度低于临界温度时，控制电路(5)能使该液晶显示元件(1)所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源组成的多种颜色，至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白中任意三组颜色分别显示的图像构成，并且其中的至少一种颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。
3.根据权利要求1所述的场序方式彩色液晶显示器，其特征在于：该温度感应器(4)在感应到环境温度低于该临界温度时，控制电路(5)能使该液晶显示元件(1)所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源可组成的多种颜色，至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白中任意两组颜色分别显示的图像构成，并且其中至少一和颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。
4.根据权利要求1所述的场序方式彩色液晶显示器，其特征在于：该温度感应器(4)在感应到环境温度低于该临界温度时，控制电路(5)能使该液晶显示元件(1)所显示的一帧图像由红绿蓝三组背光源可组成的多种颜色，至少包括红，绿，蓝，黄，青，紫，白中任意一种颜色所显示的图像构成，并且该颜色图像的显示时间要长于该临界温度以上时红绿蓝三组颜色的图像中任意一种颜色图像的显示时间。
5.根据权利要求1所述的场序方式彩色液晶显示器，其特征在于：该温度感应器(4)在感应到环境温度低于该临界温度时，控制电路(5)能降低图像显示的帧频，以延长各种颜色图像的显示时间。
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