TWI400512B - 液晶顯示器 - Google Patents

Description

液晶顯示器

本發明係關於液晶顯示器及車輛之資訊表達裝置，更詳言之，係關於在液晶盤之畫面上以顏色不同之背光顯示複數資訊時，用以抑制各資訊顯示部間所產生顏色之擴滲，藉此提高顯示之明確性的技術者。

液晶顯示器係用以顯示如印表機及影印機等各種電子機器動作狀態之裝置。又，不限於此，亦被汽車採用為顯示車速等車輛資訊之裝置，而組裝於儀器盤中，或裝置於其上方，為眾所知悉者。典型的液晶顯示器，為一般人們所熟知者，有具備背光光源，藉控制透過或遮斷液晶盤的光線，以顯示資訊的方式。利用這種透過型液晶顯示器的車輛資訊顯示裝置中，已知的有因應日夜亮度的差異來切換正或負的顯示形式，對應於人類眼睛的特性以提高資訊之辨認性的方式(專利文獻1)。又，以印表機等電子機器為對象者，有具備複數的背光，以對液晶盤背面可照射不同顏色光線的方式配置，為了改變各顯示部資料的顯示色，而在液晶顯示器的後方，以間隔器材隔離發光顏色不同的各背光的液晶顯示器(專利文獻2)。

[專利文獻1]特開平11－212490號公報(段落號數0012,0013)[專利文獻2]特開2004－258401號公報(段落號數0030)

以液晶盤顯示複數資料的場合，以不同顏色顯示各顯示部間之資訊，不僅對車輛資訊的顯示，即是對一般電子機器的資訊顯示，也是有效的。如此一來，由於辨認性的提高，即可能特別強調一部份資訊(例如警告燃料不足)。但是，如果為了以不同顏色顯示各顯示部間的資訊，而賦予背光光源以不同顏色，則在液晶盤畫面上之顯示部間，因光之散亂而產生顏色之混滲而致顯示模糊。即便如上揭專利文獻2之記載，設置間隔器材，亦不能抑制液晶盤內部光之散亂。為了解決光之混滲問題，可考慮在液晶盤與背光之間，設置偏向濾光器，藉以改善液晶盤內部光的指向性，但增加設備偏向濾光器的製作費用，難以提供廉價的液晶顯示器。

如上述情形，為了提供具有高度顯示辨認性及明瞭性，而且廉價的液晶顯示器，於須以不同背光顏色顯示資訊的場合，不必裝設特別的偏向濾光器，而可抑制液晶盤內部光之散亂及畫面上光的混滲，乃為本發明的目的。

本發明旨在提供能考慮到以上問題的液晶顯示器及車輛資訊表示裝置。

本發明的液晶顯示器，係以複數的背光，以不同顏色的光線照射液晶盤的背面，使畫面上不同的顯示部，呈現不同顏色的資訊。為此，本裝置的背光，係包含用以照射形成於液晶盤背面之第一被照射領域的第一背光，及用於照射形成於此背面之第二被照射領域而發射與第一背光不同顏色光線的第二背光。液晶盤之畫面上形成用以顯示第一資訊的第一顯示部，及用以顯示第二資訊的第二顯示部，藉照射於第一被照射領域的光線顯示第一資訊於第一顯示部，藉照射於第二被照射領域的光線顯示第二資訊於第二顯示部。又，第一與第二被照射領域之間，設有遮光部，以遮斷經過第一被照射領域或第二被照射領域入射光之透過。

下文中參照圖示，來說明本發明之實施形態。

第1圖為本發明之液晶顯示器1的一實施形態中的外觀正面圖。圖中之液晶顯示器1，係組合於設於車室內的儀器盤中而構成車輛資訊顯示裝置者。在本實施形態中，液晶顯示器1，在畫面9上顯示文字資訊(於此為「液晶顯示器」)，同時顯示車速(於此為「100〔km/h〕」)做為車輛資訊。文字資訊對於駕駛而言，由於資訊蒐集容易，故最好與車速有關連性者，與車速無直接關連的其他資訊(如燃料等的殘量警告)，也非不可。車速因代表車輛行駛狀態而採用，但並不限定於此。又，液晶顯示器1可與其顯示盤為分開的構成方式，而載置於其上方亦可。

本實施形態中，就液晶盤7的畫面9整體而言，係採用所謂負型顯示形式，使對液晶盤7之背面8，藉後述的背光8照射過來的光，透過畫面9之顯示部9a、9b中顯示資訊以外之部份。分割畫面9成兩個顯示部，其中一個顯示部(即「第一顯示部」)9a顯示文字資訊，另一顯示部(即「第二顯示部」)9b顯示車速。第一及第二顯示部9a、9b形成左右鄰接，為了提高清晰度，在顯示部9a、9b之間形成有後述之境界遮光部13所成之境界部框架F1。

第2圖所示者為本實施形態的液晶顯示器1沿第1圖A－A線剖開的斷面圖。在本實施形態中，液晶顯示器1具備有形成本器1的一個畫面9之液晶盤(以下稱「LCD盤」)7及做為光源的複數背光5(5a、5b)以外，尚有底板2，隔離板3，側蓋4，及擴散濾光器6。底板2及側蓋4係形成液晶顯示器1的外涵。

底板2在LCD盤7之後方平行於LCD盤7延設，其上有背光5a，5b以一定間隔配置，以照射光線於形成於LCD盤7之背面8的所定被照射領域8a、8b。

側蓋4的任務為保護背光5及擴散濾光器6等液晶顯示器(LCD)1的內部零件，同時結合底板2，以定液晶盤7與背光5之間隔。液晶盤7及擴散濾光器6係嵌入於形成在側蓋4之一端4a的階梯差內，底板2則固定於他端4b。

間隔板3係以遮光性之素材構成，對液晶盤7自其背面8向後方延設，以其一端3a牴接於貼附於液晶盤7之背面8的擴散濾光器6，而他端3b則固定於底板2。隔離板3介設於第一背光5a與第二背光5b之間，藉此隔離以第一背光5a照射液晶盤7之背面8的第一被照射區域8a及被第二背光5b所照射的第二被照射區域8b。第一背光5a所發出之光，透過擴散濾光器6的一部份，照射於第一被照射領域8a，而第二背光5b所發出之光，則透過擴散濾光器6之其他部份，照射於第二被照射領域8b。於本實施形態中，第一及第二背光5a，5b係以複數的單色發光二極體(LCD)(第一背光5a為2個，第二背光5b為4個)組合構成一組，但亦可用多色發光性的光源來構成。

在液晶盤7的畫面9上，形成有因第一被照射領域8a受光照射而顯示資訊的第一顯示部9a，及因第二被照射領域8b受光照射而顯示資訊的第二顯示部9b。第一及第二顯示部9a，9b係在液晶盤7上形成一個畫面9者。

擴散濾光器6，係用以擴散背光5所照射之光，而使光的分佈略成均勻者。

液晶盤7的內部形成有境界遮光部13(相當於「第一遮光部」)，用以在第一及第二顯示部9a，9b之間，抑制光的散亂引起的顏色混滲。此境界遮光部13，在液晶盤7的內部以所定寬度(於此為與間隔板3寬度相同之寬度)設置，將透過第一被照射領域8a或第二被照射領域8b入射的光線予以遮斷，藉以在畫面9上形成與此寬度相當之寬度的黑色境界部框架F1(第1圖)。

在此實施形態中，境界遮光部13以外，在包圍第一與第二被照射領域8a，8b之液晶盤7的外緣，設有可以遮斷透過第一被照射領域8a或第二被照射領域8b所入射光線的外緣遮光部(相當於「第二遮光部」)14。外緣遮光部14在畫面9上形成外緣部框架F2(第1圖)。

其次說明境界遮光部13的構成及動作。又，在本實施形態中，境界遮光部13及外緣遮光部14屬於同樣構成，以同樣原理遮斷光的透過，故在下文中，只以境界遮光部13做為代表加以說明。

第3，4圖表示以境界遮光部13形成框架的概念。圖中之x，y，z表示發自背光的光線進行方向。

第3圖表示讓光線透過的電壓為開路時的狀態。在此狀態時，入射光透過境界遮光部13，第一及第二顯示部9a，9b形成連續的單一顯示部。液晶盤7為所謂TN型液晶盤，在一對偏向濾光器15a，15b之間，插入內部充滿液晶分子的兩片配向膜16a，16b而形成。境界遮光部13控制施加於配向膜16a，16b的電壓，藉遮斷透過液晶分子的光，而在畫面9上形成境界部框架F1。

偏向濾光器15a，15b係只允許光向一方向透過的濾光器，偏向濾光器15a對另一偏向濾光器15b成回轉90°的關係。配向膜16a，16b的各內面形成有平行的微細溝，配向膜16a與配向膜16b係配置成互相扭轉90°角，而使其溝成直交。配向膜16a，16b間的液晶分子，其長軸係延溝排列。因此，如配向膜16a，16b未施加電壓時，設定於x方向的偏向濾光器15a的透過光之向量在配向膜16a，16b之間，因受液晶分子之排列影響而扭轉90°，並通過設定於y方向之另一偏向濾光器15b。因此，光線透過境界遮光部13，而在畫面9上形成沒有境界部框架F1的單一顯示部。

第4圖係表示遮斷透過光的電壓為接通時的狀態。在此狀態時，畫面9上顯示境界部框架F1，畫面9在實質上被區分為兩個顯示部。因施加電壓於配向膜16a，16b，兩配向膜16a，16b間液晶分子沿電場方向重新排列。因此，通過偏向濾光器15a的光向量在配向膜16a，16b之間不致於回轉，而被另一偏向濾光器16b所遮斷。由是，透過境界遮光部13的光被遮斷，畫面9上形成境界部框架F1。

其次，就本實施形態的液晶顯示器1之控制系統構成，參照功能方塊圖加以說明。

第5圖所示之功能方塊圖中，控制單元20係用以控制液晶盤7及背光5，從車速感測器31輸入做為車輛資訊的車速，同時依據所輸入之車速，使液晶盤7及背光5同步運作。

控制單元20具有內容控制CPU(中央處理器)21，畫像記憶體22，面盤驅動器23及背光驅動器24。藉內容控制中央處理器21，統合性的控制面盤驅動器23及背光驅動器24。

畫像記憶體22依據自內容控制中央處理器21輸入之檢索指令來檢索預先記憶的畫像數據。畫像數據除了文字資訊及車速顯示有關之數據外，還含有框架顯示有關之數據。畫像記憶體22輸出其檢索的畫像數據給內容控制中央處理器21。

面盤驅動器23，依據自內容控制中央處理器21輸入之控制信號控制施加於液晶盤7之配向膜16a，16b的電壓，藉以控制經過液晶盤7的光透過及遮斷。由是表示「LCD」的文字及「100〔km/h〕」之數字，境界部框架F1，及外緣部框架F2之部份，其光被遮斷而無法透過，在畫面9上之第一顯示部9a顯示「LCD」之文字資訊，第二顯示部9b顯示車速「100〔km/h〕」，同時顯示各框架F1，F2。

背光驅動器24依據內容控制中央處理器21輸入之控制信號，作動第一及第二背光5a，5b。本實施形態中，為了以不同顏色顯示文字資訊與車速，以背光5a用第一色(例如紅色)光照射第一被照射領域8a，另一方面以背光5b用與第一色不同的顏色(例如綠色)光照射第二被照射領域8b。發自背光5a，5b的光線，係經過擴散濾光器6照射於各被照射領域8a，8b。

其次，以流程圖來說明本實施形態之液晶顯示器動作。

第6圖為表示內容控制中央處理器21控制內容的流程圖。

S1讀入車速做為車速資訊。在本實施形態中，為了檢出車速，搭載有檢出車輪回轉數的車速感測器31。車速的檢出，亦可以讀出目標引擎回轉數的引擎控制信號來執行。

S2中，依據所檢出車速，決定應顯示在液晶盤7上的資訊內容。亦即，以文字資訊為「液晶顯示器」，車速為「100〔km/h〕」。因應所決定內容而給文字資訊與車速以不同顏色時，即從S3進入S4，作成框架F1，F2。又，於本實施例中，作成框架F1，F2時，可從畫像記憶體22輸入顯示文字資訊等有關之數據，同時輸入顯示框架有關之數據，來實質上的進行。預先決定對文字資訊等內容的資訊顯示色，及有無作成框架，而做為畫像數據予以記憶。此外，畫像數據的構成上須要以不同顏色顯示時，只讀取有關框架的顯示數據，也是可以的。

S5中，驅動背光5a，5b，分別以第一色光及第二色光照射液晶盤7的第一被照射領域8a及第二被照射領域8b。

S6中，驅動液晶盤7，藉液晶分子的重新配列，控制經液晶盤7的光透過及遮斷，在畫面9上顯示所定之內容資訊。

如以上說明，本實施形態可得到下述效果。

亦即，在本實施形態中，設置境界遮光部13於第一及第二被照射領域8a，8b之間，而藉第一顯示部9a與第二顯示部9b分別資訊之顯示色時，就利用境界遮光部13來遮斷經液晶盤7的光透過。因此，可抑制透過第一被照射領域8a或第二被照射領域8b所入射光線的散亂，而防止在各顯示部9a，9b間之顏色混滲，提高顯示之清晰度。又，不須為了抑制色的混滲而特別設置偏向濾光器，因而減低製作費用。又，因在境界遮光部13所遮斷光線之處所顯示境界部框架F1於畫面9上，致可令資訊顯著。

又，在本實施形態中，境界部框架F1以外，藉外緣遮光部14顯示外緣部框架F2於畫面9上，故可使顯示於液晶盤7整體之資訊更加顯著。

再者，在本實施例中，只在使第一及第二顯示部9a，9b間的資訊顏色不同時，才顯示框架，但不僅如此，各顯示部9a，9b之顯示色一樣時，亦可顯示框架，或只顯示境界部框架F1或外緣部框架F2兩者中之一亦可。例如，即使顯示色相同，因只顯示外緣框架F2，就可改善畫面9整體之辨認性。

又，車輛資訊之表示，可以小點形式，或將數字分成7個區塊方式亦可。

再者，本實施形態係採用車速當做車輛資訊，但採用引擎回轉數，或行駛距離，或其他行駛狀態亦可。

再者，本實施形態係以把液晶盤7之背面8分割成兩個被照射領域而做之說明，但亦可分成3個，甚至3個以上之被照射區域，以利顯示更多的資訊亦可。遇此場合，將一部份資訊的顯示色與其他者區別，而令境界遮光部13遮斷光的透過，以抑制顏色的混滲，同時顯示境界部框架F1，藉以提高同時顯示多種資訊時之清晰度。

本發明因在第一與第二被照射領域間設置遮光部，經過第一或第二被照射領域而入射之光被此遮光部遮斷，而防止在第一與第二被照射領域之間散亂或重合，透過液晶盤之光出現於畫面上。因此，可抑制產生於第一及第二顯示部間顏色之混滲，提高顯示之清晰度。又，不須設置偏向濾光器來抑制顏色的混滲，可以低廉成本製作高清晰度的液晶顯示器。

綜上所述，為本發明之一實施形態，並非用來限定本發明實施之範圍。凡依本發明申請專利範圍所做之同等變更或修飾，應皆為本發明專利範圍所涵蓋。

1．．．液晶顯示器

2．．．底板

3．．．隔離板

4．．．側板

5．．．背光

5a．．．第一背光

5b．．．第二背光

6．．．擴散濾光器

7．．．液晶盤

8．．．液晶盤背面

8a．．．第一被照射領域

8b．．．第二被照射領域

9．．．畫面

9a．．．第一顯示部

9b．．．第二顯示部

13．．．做為第一遮光部之境界遮光部

14．．．做為第二遮光部之外延遮光部

20．．．控制單元

21．．．內容控制中央處理器

22．．．畫像記憶體

23．．．面盤驅動器

24．．．背光驅動器

31．．．做為車輛感測器的車速感測器

F1．．．境界部框架

F2．．．外緣部框架

第1圖係本發明一實施形態之液晶顯示器；第2圖係第一圖液晶顯示器沿A－A線之斷面圖；第3圖係本發明液晶顯示器之液晶盤動作說明圖(透過或電壓遮斷時)；第4圖係本發明液晶顯示器之液晶盤動作說明圖(遮斷或電壓接通時)；第5圖係本發明一實施形態之液晶顯示器控制系統構成圖。

1．．．液晶顯示器

2．．．底板

3．．．隔離板

4．．．側板

5．．．背光

5a．．．第一背光

5b．．．第二背光

6．．．擴散濾光器

7．．．液晶盤

8．．．液晶盤背面

8a．．．第一被照射領域

8b．．．第二被照射領域

9．．．畫面

9a．．．第一顯示部

9b．．．第二顯示部

13．．．做為第一遮光部之境界遮光部

14．．．做為第二遮光部之外延遮光部

20．．．控制單元

21．．．內容控制中央處理器

22．．．畫像記憶體

23．．．面盤驅動器

24．．．背光驅動器

31．．．做為車輛感測器的車速感測器

F1．．．境界部框架

F2．．．外緣部框架

Claims (9)

1. 一種液晶顯示器，包含：形成顯示資訊畫面的液晶盤；配置成可照射光線於形成於該液晶盤背面之第一被照射領域的第一背光；及對形成於該液晶盤背面之第二被照射領域，配置成可以與該第一背光不同顏色之光來照射的第二背光；該液晶盤更包含：因照射光線於該第一被照射領域而顯示第一資訊的該畫面之第一顯示部；因照射光線於該第二被照射領域而顯示第二資訊的該畫面之第二顯示部；設置於該第一及第二被照射領域之間，經該第一被照射領域或該第二被照射領域而入射的光予以遮斷的第一遮光部；以及連接於該液晶盤之面盤驅動器；該液晶盤設有：由液晶分子所形成，可透過照射於該第一被照射領域之光至該第一顯示部之第一路徑；由液晶分子所形成，可透過照射於該第二被照射領域之光至該第二顯示部之第二路徑；及由液晶分子形成於該第一遮光部，將照射於 該第一或第二被照射領域之光，透過於該第一及第二顯示部間之該畫面第三顯示部的第三路徑；所述第一遮光部具有可切換該入射光之透過及遮斷之構成；且該第一遮光部，以該面盤驅動器控制形成該第三路徑之液晶分子排列，藉以切換該入射光的透過及遮斷。
2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，更包含在該液晶盤之後方，配置於該第一及第二背光間的遮光性隔離。
3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，更包含設於包圍該第1及第2被照射領域之該液晶盤外緣的第二遮光部。
4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中所述第二背光，對該第二被照射領域，可選擇以與該第一背光相同之第一色，或與之不同之第二色予以照射，該液晶盤之構成，可切換經該第一遮光部的光之透過或遮斷，於該第二背光以該第一色光照射時，經該第一遮光部透過光線，而在以該第二色光照射時，即遮斷此光線之透過。
5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，為顯示資訊於該液晶盤，更包含一畫素記憶體，用以記憶 形成該第一及第二路徑之液晶分子，排列有關控制資訊，以及，形成該第三路徑之液晶分子，排列有關控制資訊，並以可以傳訊方式連接該等控制資訊於該面盤驅動器。
6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中所述第一及第二被照射領域，係以該第一遮光部隔離而鄰接形成者。
7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中所述液晶盤，係屬於一種負型器具，於該第一及第二顯示部雙方，令光線透過顯示資訊部份以外之部份，以顯示資訊。
8. 一種車輛資訊顯示裝置，包含：用以檢出車輛資訊的車輛感測器；及連接於該車輛感測器，用以顯示所檢出車輛資訊於該液晶盤之申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示器。
9. 如申請專利範圍第8項之車輛資訊顯示裝置，其中所述車輛感測器，檢出車輛行駛狀態，做為該車輛資訊；該液晶盤，顯示該經檢出之車輛行駛狀態有關連之所定文字資訊於該第一顯示部，同時顯示該經檢出之車輛行駛狀態於該第二顯示部。