具有温度补偿的液晶显示器的制作方法

背景

本公开总体涉及液晶显示器(lcd)，并且更具体地，涉及具有用于在低温下使用的温度补偿特征(例如像，作为温度受控外壳的部分)的lcd。

lcd通常用于需要视觉显示信息的便携式装置和系统中。例如，可以包括lcd作为温度受控外壳的部分，以提供关于外壳内温度的信息以及将与用户相关的其他信息。然而，由于液晶的粘度在低温下增加，这些显示器使用的液晶材料对温度变化较为敏感。这导致显示器的响应时间缓慢并且可读性较差。当前可用的lcd包括具有加热器的lcd，所述加热器补偿低的环境温度。由于这些显示器的重要性，工业仍然接受用于在低温下使用的lcd的改进。

发明概述

本文公开的是一种用于操作液晶显示器(lcd)的方法，所述方法包括观察lcd面板的测量温度。随后将测量温度与阈值温度进行比较。如果测量温度降低到阈值温度以下，那么将测量温度与一个或多个设定点进行比较。响应于测量温度与一个或多个设定点的比较，以控制速率来操作加热面板，并且控制lcd面板的一个或多个对比度参数。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，多个控制速率可包括在不同的占空比水平下控制脉冲宽度调制电路。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，一个或多个对比度参数可包括电位计值、偏压比和增益值中的一个或多个。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，加热面板可布置在lcd单元内。

本公开的另一个方面提供一种具有温度补偿的lcd单元。所述lcd单元包括壳体和布置在壳体中的lcd面板。背光灯也布置在壳体中，并且加热面板布置在lcd面板与背光灯之间。温度传感器布置在lcd面板处。还包括控制器，并且控制器被布置来从温度传感器接收信息。控制器被配置成响应于从温度传感器接收的信息来控制加热面板和lcd面板的一个或多个对比度参数。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，加热面板可由铟锡氧化物形成。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，控制器可包括pwm电路，所述pwm电路被布置来在选定的占空比下向加热面板输送电力。

除上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，在其他实施方案中，lcd单元还可包括布置在lcd面板与加热面板之间的一个或多个间隔件。

附图简述

以下描述不应在任何方面视为限制。参照附图，相同元件用相同数字编号：

图1是根据一个实施方案的温度受控外壳的图示；

图2是根据另一个实施方案的lcd单元的分解图；并且

图3是根据另一个实施方案的操作lcd单元的方法的示意图。

详述

参考附图，本文参考各图通过举例而非限制的方式呈现所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用其它实施方案并且可进行变化。具体地，本公开提供与温度受控外壳相关的各种实例，而在相关领域中应用的本公开的优点对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，并且被视为在本发明的范围之内。

图1示出本公开的示例性实施方案，其中液晶显示器(lcd)单元1结合温度受控外壳2来实现。lcd单元1的温度补偿特征在补偿外壳2外部的极端温度(即，非常低或非常高的温度)方面是有利的。在其他实例中，lcd单元1可布置在外壳2内，在这种情况下，温度补偿特征减轻了外壳2内的低温的影响。温度受控外壳2可以是便携式结构或较大结构的部分。这些布置中的每一个以及对本领域技术人员来说显而易见的其他布置都在本公开的范围内。

图2提供根据本公开的一个实施方案的lcd单元1的分解图。lcd单元1包括可安装在防护膜4下方的lcd面板3和壳体5，所述防护膜4可以是可移除的膜。温度传感器6与lcd面板3安装在一起，并且被布置来测量lcd面板3的温度。温度传感器6进一步被布置成与控制器7通信，所述控制器7可包括具有印刷电路板、柔性印刷电路和/或存储单元的处理器。加热面板8布置在lcd面板3与背光灯9之间。一个或多个间隔件10可布置来在lcd面板3与加热面板8之间形成间隙。控制器7还可包括一个或多个接口11(例如，通信端口和/或缆线)，以用于从其他传感器接收信息或用于向例如lcd面板3和/或加热面板8发送输出。此外，lcd单元1包括一个或多个紧固件12，诸如粘合剂、夹具、螺钉等，以用于布置以上所讨论的各种元件。

控制器7从温度传感器6接收信息，并且基于这个信息来确定各个步骤。在一些实例中，控制器7可包括具有一个或多个电路板的一个或多个处理器。温度传感器6(其可以是热敏电阻器等)在沿lcd面板3的正面或背面的任何位置处测量所述面板的温度。例如，图1的温度传感器6定位在lcd面板的底部中心处。控制器使用这个信息来测试测量温度是否降低到阈值温度以下，在降低到阈值温度以下时激活加热面板8。可以控制加热面板8例如以便将lcd面板3保持在与可接受的刷新速率相对应的温度范围内。

此外，控制器可被配置来控制lcd面板的视觉功能的各个方面，例如像显示器的对比度。控制显示器的对比度改善了显示器上所示图像的可见性。对比度控制可以与用来维持高刷新速率的加热面板结合使用，以改善lcd单元的整体可靠性。

加热面板8包括可以是透明的、具有期望量的电阻的物质，以致使所述面板放出热。适用于lcd加热面板8的物质的一个实例是铟锡氧化物(ito)。这种物质和其他合适的物质在本领域中是熟知的。另外，术语“加热面板”在本文中定义为布置来对lcd面板进行加热的加热器，并且因此可包括任何数量的另外不与“面板”类似的几何布置。

当测量温度下降到阈值温度以下时，以第一受控速率向加热面板8提供电力。当测量温度继续下降到设定点温度(例如小于阈值温度但大于第二设定点温度的第一设定点温度)以下时，以第二受控速率向加热面板8供应电力，所述第二受控速率大于第一受控速率。

可通过例如间歇地向加热面板8提供电力来控制由加热面板8放出的热的量。这可以通过在控制器7中包括脉冲宽度调制(pwm)电路来实现。因此，可通过调制pwm电路以在约25％的时间(即占空比为25％)向加热面板8提供电力来实现第一受控速率。第二受控速率例如可在50％的时间向加热面板提供电力，以此类推。针对每个受控速率的电力的量可基于应用的具体要求，包括加热面板8的配置和预期的操作条件来确定。

控制器7进一步通过控制lcd面板3的对比度的各个方面来补偿低温。这些方面可包括例如电位计值、偏压比和增益值。如以下进一步讨论，可根据基于一系列离散或连续的设定点的控制方案来独立地控制这些方面中的每一个。控制器7可以在高温和低温两种条件下优化lcd面板3的对比度。

图3示出根据本公开的操作lcd面板100以补偿极端温度的方法的示例性实施方案。由控制器测量并读取lcd面板的温度(步骤101)。随后，控制器可以将测量温度与选定的高阈值温度和低阈值温度进行比较(步骤102)。如果测量温度处于高阈值温度与低阈值温度之间，那么lcd继续正常操作(步骤103)，即，不使用加热器或自动对比度控件。在测量温度降低到阈值温度以下的情况下，将测量温度与一个或多个设定点进行比较(步骤104、106)。设定点1被定义为最接近阈值温度的设定点，其中每个连续设定点的值逐渐减小，设定点‘n’是最低设定点。

取决于测量温度与各个设定点(1至n)的关系，控制器以选定的控制速率操作加热器并且将lcd面板的对比度控制在选定的水平。例如，在测量温度降低到阈值温度以下但未降低到设定点1以下(步骤104)的情况下，以控制速率1操作加热器(步骤105)。另外，在测量温度降低到设定点‘n-1’以下但未降低到设定点‘n’以下(步骤106)的情况下，以控制速率‘n’操作加热器(步骤107)。如果测量温度降低到设定点‘n’以下(步骤106)，那么可以控制速率‘n+1’操作加热器(步骤108)。设定点的数目‘n’可以和具体应用所期望的一样少或一样多。

在其他实施方案中，所述方法可包括在lcd面板否则可能看起来变暗且不可读的高温下以及在低温下控制对比度参数。在此类情况下，lcd单元可被配置来当温度超过多个设定点中的一个时控制对比度，这类似于以上描述的方法。

改变加热器的操作的设定点可以是单独的并且不同于用于更改lcd显示器的对比度控制的控制方案。当lcd面板的温度超过高阈值温度值时，可根据高温度曲线来控制对比度(步骤109)，其中给定的温度对应于用于显示器最佳可读性的不同电位计值、偏压值和增益值。类似地，当lcd面板的温度下降到低阈值温度以下时，可根据低温度曲线来控制对比度(步骤110)。

当操作加热器时，可通过本领域已知的多种方法中的任一种来实现各种控制速率。例如，除以上描述的从一个控制速率到另一个控制速率占空比增加的pwm方案之外，可通过改变供应到加热面板的电压或电流电平来区分控制速率。如本领域中已知的，其他方案也是可能的，并且处于本公开的范围之内。

使用包括例如电位计值、偏压比和增益值的一个或多个对比度参数来控制对比度。虽然加热器控制速率通常将从一个增加到另一个(例如，pwm电路的占空比从一个增加到另一个)，但是对比度参数可增加或减少以在特定温度下实现最佳视图。通过以这种方式控制显示器对比度，即使加热器不能完全有效地补偿温度，包括不需要加热器操作的高温，lcd也将维持最大的可见性。例如，在环境温度足够低使得加热器有效地将温度保持在设定点‘k’的情况下，对比度控制将确保lcd保持可读，即使在刷新速率由于低温而减小的情况下。

虽然已经参照示例性实施方案对本发明进行描述，但是本领域技术人员将会理解的是：在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等效物替代本发明的各要素。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改来使特定情况或材料适应本发明的教导。同时，已经在附图和说明书中公开本发明的示例性实施方案，尽管已经采用特定的术语，但是除非另有说明，否它们仅在一般和描述意义上使用并且不用于限制的目的，因此本发明的范围不限于此。此外，术语“第一”、“第二”等的使用并不表示任何顺序或重要性，确切地术语“第一”、“第二”等用于将一个元件与另一个元件区分开。另外，术语“一个”、“一种”等的使用并不表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的项目。