CN101632035A - 采用聚合物分散液晶的辅助显示器 - Google Patents

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Abstract

在电子设备外壳的上面、里面或者下面便于观察的位置处提供一种辅助显示器。该辅助显示器包括PDLC和背光源。该背光源优选为电致发光板或者发光管芯阵列中的一种。在后一种情况下，透射反射器位于光源和PDLC之间。

Description

采用聚合物分散液晶的辅助显示器
相关申请
本申请要求申请日为2006年12月14日的临时申请No.60/875,224的优先权，并且通过参考将该临时申请合并于此。
技术领域
本发明涉及显示器，并且特别涉及采用聚合物分散液晶(PDLC)作为工作材料(operative material)的辅助显示器。
术语
这里所使用的“显示器”是一种向观察者提供可视形式信息的设备。键盘通常不是显示器，因为它不能将信息传达给观察者。键盘是输入设备而不是输出设备。
“图形”可以是文本、符号、任意形状或其一定的组合。图形可以是半透明的、有阴影的、彩色的、侧影或轮廓、或者其一定的组合。
EL“板”是包括一个或多个发光区域的单个衬底，其中每个发光区域是一个EL“灯”。EL板可以从背后照亮多个电容开关，但这些灯不需要和开关1∶1对应。
“厚膜”EL灯指的是一种类型的EL灯，而“薄膜”EL灯指的是不同类型的EL灯。该术语仅仅宽泛地涉及实际厚度，而实际上表示不同的原理。薄、厚膜EL灯在术语上并不矛盾，并且这样的灯比薄膜EL灯厚得多。
“荧光层”不局限于单一荧光体，并且不排除多层荧光体或用于增强颜色的染料。
“便携式计算机”包括膝上型计算机以及更小的手持或个人电子设备。
背景技术
有效通信的本质在于能如所预期地接收消息。对于显示器，仅仅杂乱地提供信息而让观察者去把事情挑选出来是不够的。例如在飞机的驾驶舱内，可能没有时间判读。因此，为了便于理解或增加可懂度，提高显示质量是种持续的需求。
已有很多技术被用来实现显示器。以前，液晶显示器最初局限为显示数字的具有相对较大的段的7段显示屏。随着技术的提高，不仅可以将更多的信息包含到与以前相同的面积中，而且还能显示彩色。为了避免平淡，设计图标来以简单、普适且漂亮的方式传递信息。因此，现代显示器可以是数据的森林(forest of data)，有一些符号的数据和一些文字的数据，用户必须主要通过忽略其中部分数据来适应它。
已经发现某些数据用图形(例如模拟的钟面或条形图)表示而不是用多个数字那样数字地表示时更易理解。这样的图形显示中包含的信息量相对较小(在这里称为“低含量”信息)，但它很容易且快速地被理解。
在过去的二十年中，一种特殊的被称为聚合物分散液晶的材料已经被开发用于显示；例如，参见Fergason的美国专利4,435,047。采用这些材料的设备工作在60-120伏的峰峰值电压下，不像先前的液晶材料工作在低得多的电压下，并且不需要偏振器就能提供对比度。有时聚合物分散液晶被称为“光阀(opticalshutter)”，其在显示领域外有应用。
采用PDLC的航空电子显示器在Grave的美国专利6,144,359中公开。Akins等人的美国专利6,842,170公开了蜂窝式电话中结合触摸屏的PDLC显示器。该PDLC是小键盘的一部分，包含带有电话按键(0-9，＊和#)和其它控制按键图像的掩模层。结合触摸屏的PDLC显示器还于1999年8月2号发行的Design News期刊中的题为“Call 911-display”一文中公开。
LED阵列为本领域所公知。例如，Schoberl的美国专利4,047,075公开了通过在小体积内简单地堆叠多个已封装的LED而制造的LED阵列。已封装的LED比封装内的半导体管芯或芯片占用更大的体积。Wickenden等人的美国专利4,335,501公开了位于单个半导体衬底上的LED管芯的阵列。
特定显示器的技术选择是竞争利益的平衡，其中重要的一点是成本。在蜂窝式电话的情况中，该选择通常基于用户将在室内或至少不会在直射阳光下使用电话这样的假设而做出。换句话说，显示屏的内容在亮光下几乎都消失因为该显示屏依赖背光而可视。(严格地讲，液晶显示器依赖背光，但背光由反射层而不是低功率光源提供。因此，背光随着环境光的变化而增强或减弱，而显示屏的内容保持可视。)
尽管显示屏的内容可能消失，但某些信息(例如，电池寿命)可能时用户具有即时和持续的意义。因此，期望不管环境光水平如何某些信息对于用户都是持续地可用到的。还期望显示器能消耗尽可能少的功率以延长电池寿命。为了使信息随时可用，如果显示器的位置不受其所属***的形状限制，也就是说功能大部分不依赖于形状，将很有用。
鉴于上述内容，因此本发明的目的为通过将一些信息移到辅助显示器来简化显示器内容。
本发明的另一个目的在于提供在任何光照条件下都可读的显示器。
本发明进一步的目的在于提供一种低信息量的辅助显示器，它能被最优地设置于***中，而不依赖于高信息量显示屏。
本发明另一个目的在于提供一种低信息量的辅助显示器，它能被最优地设置于***中，而不依赖于***形状。
本发明进一步的目的在于提供一种能持续工作的辅助显示器。
发明内容
前述目的通过本发明来实现，在本发明中在电子设备外壳的上面、里面或者下面便于观察的位置处提供一种辅助显示器。该辅助显示器包括PDLC和背光源。该背光源优选为电致发光板或者发光管芯阵列中的一种。在后一种情况下，透射反射器(transflector)位于光源和PDLC之间。
附图说明
通过考虑以下结合附图的详细说明可以更彻底地理解本发明，在附图中：
图1是含有依照本发明的辅助显示器的蜂窝式电话的透视图；
图2是含有依照本发明的辅助显示器的折叠的蜂窝式电话的前视图；
图3是含有依照本发明的辅助显示器的翻开的蜂窝式电话的前视图；
图4是含有依照本发明的辅助显示器的仪表板的平面图；
图5是含有依照本发明的辅助显示器的膝上型计算机的透视图；
图6是本领域公知方法构造的聚合物分散液晶显示器的截面图；
图7是本领域公知方法构造的厚膜电致发光灯的截面图；
图8是本领域公知方法构造的发光管芯阵列的透视图；
图9是含有依照本发明一个方面的辅助显示器的电子设备外壳的截面图；
图10是含有依照本发明另一个方面的辅助显示器的电子设备外壳的截面图；
图11是含有依照本发明另一个方面的辅助显示器的电子设备外壳的截面图；
图12是含有依照本发明另一个方面的辅助显示器的电子设备外壳的截面图；
图13是用于从背后照亮显示器的边缘照亮光导的截面图；以及
图14是用于从背后照亮显示器的包括光纤的光导的截面图。
具体实施方式
图1是蜂窝式电话的透视图，还打算代表不以一定方式打开或展开的任何个人电子设备。电话10包括显示典型地与电话相关的信息的显示器12。另外，辅助显示屏17和18并不是显示器12或小键盘14的一部分。依照本发明，这些显示器用来显示低含量信息，比如信号强度、电池寿命或漫游。辅助显示器的数量是一个设计上的问题，其部分取决于特定便携式电子设备的特性。如结合图9-12所描述的，这些显示器可以被形成在电话10外壳的上面、里面或下面。
图2是含有依照本发明的辅助显示器的折叠的蜂窝式电话的前视图，并代表了任何含有折叠结构的便携式电子设备。电话20包括形成于壳26上面、里面或下面的辅助显示器17和18。如同图1的实施例一样，这些显示器用于显示低含量信息，例如信号强度、电池寿命、来电或漫游。辅助显示器的数量是一个设计上的问题，其部分取决于特定电话的特性。
图3是含有依照本发明的辅助显示器的翻开的蜂窝式电话的前视图，并代表任何正翻开使用的便携式电子设备。电话30包括主显示器31和小键盘32。电话30还包括形成于下外壳部分37上面、里面或下面的辅助显示器34和35。如同其它实施例一样，这些显示器并非小键盘的一部分而是用于显示低含量信息，例如信号强度、电池寿命、来电或漫游。辅助显示器的数量是一个设计上的问题，其部分取决于特定电话的性。
图4是含有依照本发明的辅助显示器的仪表板的平面图。该仪表板可以用于任何类型的交通工具，例如汽车、航空器、摩托车或者重型装备。仪表板40包括测量仪器，并为特定应用提供合适显示。依照本发明，仪表板40包括形成于该仪表板上面、里面或下面的辅助显示器43、44和45。这些显示屏提供低含量信息，例如标题(heading)、工作小时数、电池情况或安全设备的状态。辅助显示器的数量是一个设计上的问题，其部分取决于该交通工具的特性。
图5是含有依照本发明的辅助显示器的膝上型计算机的透视图。依照本发明，计算机50包括形成于外壳57上面、里面或下面的辅助显示器53和54。这些显示器提供低含量信息，例如检测无线网络或电池情况。辅助显示器的数量是一个设计上的问题，其部分取决于该便携式计算机的特性。一个或多个辅助显示器可以位于计算机50的外侧上，如图2的实施例中那样。
图6是本领域公知方法构造的聚合物分散液晶显示器的截面图。显示器60包括覆在光源63上方的PDLC器件61。光源63优选为耦接到光导的发光二极管或电致发光板中的任一个。如果使用发光二极管，则在光源63和PDLC器件61之间加入透射反射层65。如果使用电致发光板则不需要透射反射层，因为该板能提供足够的反射。在大多数工作或娱乐环境下，亮度水平足以阅读显示器60。如果不够，则开启光源63来从背后照亮器件61。
图7是本领域公知方法构造的厚膜电致发光灯的截面图。在图7中，透明的前电极72为覆在透明衬底71上的氧化铟锡或氧化铟薄层。荧光层73覆于该前电极上，介电层74覆于该荧光层上。层73和74在某些应用中合并在一起。覆在介电层74上的是不透明的后电极75。可选的支撑层(未示出)也可以被提供例如用来绝缘后电极。使用涂敷的荧光颗粒，消除了对密封层的需要。荧光层或附加层可以含有用于颜色校正的添加剂以确保灯关闭时反射的光的颜色接近于灯开启时所发射的光的颜色。
在便携式电子设备中，EL灯由驱动器供电，该驱动器将来自电池的低电压直流电转换为高电压交流电。为了使EL灯充分地发光，需要超过约100伏的峰峰值电压。这与PDLC显示器工作所需要的电压相同。这使得能够将同一个驱动器用于两个设备，简化结构并且降低成本。
图8是本领域公知方法构造的发光管芯阵列的透视图。图8中，电极82覆在透明衬底81上。包括管芯83的发光半导体管芯阵列覆在电极82上。透明导电层84接触阵列中的管芯的上发光面。将层84形成在透明衬底85上。虽然如图8所示的看起来有些厚，但是该图并没有按比例绘制。所装配的阵列足够薄以用于蜂窝式电话和其它需要考虑厚度的设备中。
如上文所指出的，辅助显示器可以形成在与其耦接的电子设备的外壳的上面、里面或下面。图9-12中的箭头指出了光发射和面向用户的外壳或表面的外侧。图9中，辅助显示器91形成于外壳92上并通过模制于外壳内的导体(未示出)耦接到控制电子设备(未示出)上。图10中，将辅助显示器91模制于外壳93内，例如，如Krafcik等人的美国专利5,565,733中所描述的，或者如2003年9月29日提交的题为“Flexible，Molded EL Lamp”并转让给本发明受让人的申请No.10/674,275中所描述的。通过参考将该申请的内容合并于此。
图11中，将辅助显示器91模制于下表面外壳94中，下表面外壳至少在辅助显示屏91的区域内是透明的。图12中，辅助显示器91形成于外壳96的内表面上，光通过窗口97耦接至用户。外壳96可替换为透明或半透明的。
图13是从背后照亮的显示屏的截面图。具体地，由耦接到光导103的一个或多个发光二极管(例如发光二极管102)从背后照亮显示屏101。光导103传播发光二极管102发射的光来从背后照亮显示器101的下表面。
在图14中，来自一个或多个发光二极管(例如发光二极管102)的光由包括多根光纤104的光导来传播，以用于从背后照亮显示器101。
因此，本发明通过将某些信息移至辅助显示器而简化了主显示器的内容。本发明提供了一种在所有光照条件下均可读并能持续工作的显示器。该辅助显示器可以被最优地设置于***中，而不依赖于高信息量显示屏以及***的形状、外形或配置。
因此，虽然已经描述了本发明，但是本领域技术人员显然明白可以在本发明的范围内做出各种修改。例如，尽管用2×2阵列作为例子进行了阐述，但二极管阵列可以是线性的(1×n)，或者是一个图案中任意数目的管芯来提供足够均匀的光，例如，径向放置的管芯。二极管阵列可以包括已封装而不是未封装的管芯。

Claims (11)

1.一种具有显示器的电子设备，其改进包括：
在便于观察的位置处的辅助显示器，所述辅助显示器包括PDLC和背光源。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中所述背光源为电致发光板。
3.如权利要求1所述的电子设备，其中所述背光源为发光管芯阵列。
4.如权利要求1所述的电子设备，其中所述背光源包括至少一个发光二极管和传播来自所述至少一个发光二极管的光的光导。
5.如权利要求4所述的电子设备，其中所述光导为边缘照亮的光导片。
6.如权利要求4所述的电子设备，其中所述光导包括多根光纤。
5.如权利要求4所述的电子设备，进一步包括位于所述背光源和所述PDLC之间的透射反射层。
6.如权利要求1所述的电子设备，其中所述辅助显示器含有低含量信息。
7.如权利要求1所述的电子设备，其中所述电子设备为便携式计算机并且所述位置在所述计算机的外表面上可见。
8.如权利要求1所述的电子设备，其中所述电子设备为蜂窝式电话。
9.如权利要求1所述的电子设备，其中所述电子设备为仪表板。
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