专利名称：电机显示器的制作方法
一种电机显示器，它的像素是由，直线步进电机和颜色载体组成。它是一种平板式直观显示器。有画面记忆功能。自身不发光，靠自然光反射实现图像显示。
现在显示器的种类很多，它的发展方向是大、薄、高清晰度。发明专利公报第19卷，第04期，公布的CN 1392524A《平板显示器及显示方法》，以及第19卷，第48期公布的CN1458643A《平板显示器的驱动电路》。中提供的显示器，虽然它不受原材料的限制、可以做的很大。但是这种显示器的厚度取决于步进电机的体积，清晰度取决于步进电机之间的距离。如果要是做到大、薄、高清晰度，还要压缩它的整体结构。在步进电机推动颜色载体显示图像时，颜色载体会出现凹凸不平的现象，显示较小的像素时，在某些角度会被旁边的颜色载体所遮挡。在不同视角上会出现颜色偏差，图像质量不理想。
本发明的目的是提高图像的质量。为实现这一目的，本发明采取了一下三种措施，第一，压缩显示器的结构，提高该显示器的分辨率。第二，避免颜色载体在显示面上出现凹凸不平、互相遮挡的现象，使图像的色彩纯正。第三，为了更准确的显示像素色，重新设计颜色载体的形状。
本发明的目的是这样实现的首先，采用“薄片线线圈”制作的数控直线电机，作为像素电机。这种电机结构紧凑、占用空间小。把所有的电机线圈和扫描信号线粘合在一起，形成显示板。节省了电机固定物所占用的空间。
三色相素，呈三角形排列，正反三角形间隔排列成一行像素，行扫描开关信号线从中穿过，形成一行电机线圈一行开关信号线的排列关系。像素信号线与电机线圈的排列关系也是，一行电机线圈一行像素信号线。这种排列结构，可以使信号线的数量减到最少。可以缩短像素之间的距离，提高了显示器的分辨率。
通过以上的改造，该显示器的驱动电路也需要作相应的改变图像信号通过接口存入存储器，存储器的信息被送入解码器，译码后，进入由开关管组成的开关电路，开关电路在扫描电路的控制下，把电源的电流送到输出端——列开关控制电极。
第二，把颜色载体固定在，由像素电机组成的显示板上，在颜色载体上套一个可以活动的环，通过联接连杆，把环与步进电机相连。步进电机带动环在颜色载体上划动，控制颜色载体的开合，这样颜色载体在显示面上的高度变化不大，显示面上不会出现凹凸不平的现象，即使显示很小的像素点，也不会被旁边的颜色载体所遮挡，使显示器在显示图像时不会出现颜色偏差。
第三，把颜色载体制成花瓣形，这种形状有利于控制像素色的大小，提高颜色的准确性。
如果把颜色载体制成多层花瓣形，或把纤维状颜色载体固定在花瓣形颜色载体中，可以进一步提高图像质量。
本发明的优点是利用“薄片线线圈数控直线电机”的优点，和通过信号线与电机线圈的重新排列；缩短了像素之间的距离、提高了显示器的分辨率、简化了驱动电路。如果把本发明中设计的行、列驱动器，制成集成电路块儿，可以提高该显示器的可靠性，有利于扩大该显示器的应用范围，和产品的迅速推广。采用固定颜色载体于由显示板上的方法，解决了，在像素电机驱动颜色载体改变像素点大小的过程中，颜色载体出现的相互遮挡的现象，扩大了显示器的视角，是该显示器能够做到近距离观看大画面。颜色载体采用花瓣形结构，可以更准确的显示像素色的大小，使显示画面的颜色更逼真。如果把纤维状颜色载体固定在花瓣之中，效果会更好。
经过本发明的改造，提高了电机显示器的图像质量，扩大了电机显示器的应用范围，。使该种显示器可以用于电视、电脑、游戏机的显示器和户外的电视墙、广告牌等。还可以发挥一个奇特的功能那就是在关闭显示器后，最后一幅图像记在显示面上，直至再次开启，利用这一功能，和大画面、高分辨率的特点，选择图片装饰室内墙壁，可以做到任意改变室内视觉环境。
下面结合附图对本发明的电机显示器予以详细描述。
图1是“薄片线线圈”直线步进电机的形状示意图。
这种“薄片线线圈”直线步进电机，是由单层线，制成的薄片线线圈(1)和磁性材料(2)以及数字电路组合而成，在线圈(1)上使用异向性导电胶条，粘贴信号线(4)，使之与数字电路连接。在线圈的孔(3)内放一个磁性材料(2)，在线圈(1)上取两条信号线，它们的间距与磁性材料的长度相似，通入直流电，磁性材料与该段线圈相吸，保持通两个信号线的间距不变，改变被通电的信号线，磁性材料随之移动。有几组这样的信号线，直线步进电机就会有几种位置的变化。如果改变两个通电信号线的间距，把其中的一个信号线上的电流，通到与它相邻的信号线上去，直线步进电机就会出现比先前多一倍的位置变化。利用薄片线线圈每圈的间距短和不用支撑骨架的优点，可以使电机的体积缩到最小，便于制造微形步进电机和微动步进电机。
如果在线圈上粘贴两组信号线，可以在64个信号线的步进电机上得到256种位置的变化，进一步缩小电机的体积。
在本发明中，为了简化电路，把开关管设置在线圈(1)长度方向的中间部位，行扫描信号通过开关管，控制上下两部分线圈的导通。磁性材料(2)的长度等于，上部分线圈的第一圈，到下部分线圈的第一圈的距离。上下两部分线圈的列驱动信号线，相对应，分别作为线圈的正负极电流。例如，上部分线圈的第一圈作为正极，下部分线圈的第一圈作为负极。列信号线为电机提供驱动电流，行信号线为线圈上的开关管，提供开关电流。
图2、图3是薄片线线圈与像素信号线和行扫描信号线粘合成显示板的正面图，和侧面图。
所有电机的线圈(1)和列扫描信号线(4)、行扫描开关信号线(5)粘合成显示板(6)。选择其中一面作为显示面(7)。
为了减少信号线的数量，三色相素，呈三角形排列，正反三角形间隔，排列成一行像素。行扫描开关信号线(5)和列扫描信号线(4)与电机线圈(1)，形成，一行电机一行信号线的排列关系。
为了使线圈内的电流，按预定的方向流动，在电机的线圈(1)与列扫描信号线(4)之间设置一个二极管。
列扫描信号线(4)与电机的线圈(1)排列成S型的一列，电机由两边列扫描信号(4)和横向的行扫描开关信号线(5)来控制。由于上下相邻的电机线圈，共用两组列扫描信号线(4)，所以要设两组行扫描开关信号线(5)，分时对其驱动。左右相邻的电机线圈，公用一组列扫描信号线，也有可能出现误操作的现象。解决这个问题的方法是设置两个列扫描驱动电路，分别提供正负级电流。把两个列扫描信号线，在电机线圈两侧的位置上，左右交叉。使电机线圈一侧的列扫描信号不能产生回路，只有在该列扫描信号到来，电机线圈两侧都有列扫描信号时，电机才可能被启动。
下面是该显示板的一种制造方法。首先，把厚度与电机的线圈线相同的导电材料(薄铜版)，用绝缘材料粘合成多层板，多层板的厚度等于电机线圈长度的一半，宽度等于列扫描信号线的长度，把两个相同的多层板之间加一层，厚的绝缘材料，再次粘合成双层的多层板。在线圈的外表面溅射上一层二极管后，以适当的间隔，预粘接在异向性导电胶条上。用线切割机，把多层板按，列扫描信号线的边缘形状切开，在电机的位置，放入预粘接好的一串电机线圈。合上多层板，把电机线圈、异向性导电胶条加在其中，按着列扫描信号线的宽度，切割下一条。最好利用切割多层板时产生的温度，加热异向性导电胶条，使其补充固化，把电机线圈与列扫描信号线粘牢。到这一步，制成的显示板还是半成品，还需要在双层的多层板之间，厚的绝缘材料那里切开，在切面上铺设导线和粘贴三极管，行扫描开关信号线制作完后，再次粘合，成为显示板。
图4是该显示器列扫描驱动电路的方块图。
通过上述对信号线与电机的改造，该显示器的驱动电路也作了相应的变化。数字显示信号按每个像素的三原色排序，在行脉冲信号(13)的控制下，图像信号通过接口(11)存入存储器(14)或(15)。在读、写脉冲信号(12)的控制下，利用一个反相器，实现存储器(14)和(15)的读、写工作轮流执行。存储器的信息被送入解码器(16)，译码后，进入由开关管组成的开关电路。每一组开关控制一列像素电机，它们的输出端是列扫描信号电极(20)。开关电路在扫描电路(18)的控制下，把电源(19)的电流送到列扫描信号电极(20)。因为一行像素有两排像素电机，在一列开关控制电极上，要连续输出两个开关控制信号，所以出现两个读脉冲信号(12)，才有一个扫描电路(18)的控制信号(17)。
列扫描信号电极(20)的数量与存储器的储存量相对应。根据显示器的刷新速度、和像素电机的反应速度来确定。这种设计可以使电源(19)的电压有一个很大的取值范围，能适应各种像素电机、制造不同大小的显示器。如将该电路制成，列驱动集成电路块儿(8)，有利于该显示器的迅速推广。
图5是该显示器行扫描驱动电路的方块儿图。
行扫描电路(21)在行脉冲信号(13)的控制下，通过开关管把像素电机的开关电流(22)送到行开关控制电极(23)。行开关电流(22)提供方波电流，通过一个反相器，分时给每行的上下两组像素电机，提供开关电流。该电路也可以制成行驱动集成电路块儿(10)。
图6是该显示器电路的方块图。
在该电路图中，有一个列驱动集成电路块儿(9)，它的电路图与列驱动集成电路块儿(8)的原理相同，区别在于送入列扫描信号电极(20)的，一个是电源(19)的正极，另一个是负极。分别给像素电机的，上、下部分线圈输送电流。
该显示器包括；列驱动集成电路块儿(8)、列驱动集成电路块儿(9)、行驱动集成电路块儿(10)、显示板(6)、控制器(24)等组成。其中控制器(24)提供的，读脉冲信号(12)、列扫描控制信号(17)、行开关电流(22)，的波形及时间关系，在图中也作了介绍。由于该显示器是存储型，所以不需要很高的刷新率，就可以得到很好的图像质量，把行列驱动器制成集成电路块，上述的优点为把显示器做成，大画面、高清晰创造了有利的条件。
图7是把颜色载体固定在由像素电机组成的显示板上的侧视图。
在显示板(6)的显示面(7)上，线圈上的孔(3)之间，固定颜色载体(25)，使每一个像素电机有一个相应的颜色载体(25)存在。
图8、图9是在颜色载体上套的可以活动的环的示意图。
在电机“动子”(2)上设一个联接连杆(26)，接连杆上有一个环(27)。像素电机“动子”(2)通过连杆(26)带动环(27)在颜色载体(25)上划动时，颜色载体(25)做开合动作，在这一过程中颜色载体(25)的高度变化小，如图9。从正面看，颜色载体(25)，形成，像素点的大小变化。当像素点变小时不会被其它的颜色载体遮挡。使画面的视角广阔。这样在近距离观看大画面时，不会出现颜色的偏差。
图10是把颜色载体制成花瓣形的侧视图。
图11是把颜色载体制成花瓣形的俯视图。
把颜色载体制成花瓣形，花瓣(28)的个数不限，花瓣(28)的宽度不超过花瓣中心(29)的直径。花瓣(28)要有一个向后弯曲的弧度，如图10，当花瓣全部打开时，花瓣(28)的底部直径等于花瓣中心(29)的直径。花瓣(28)的顶部直径等于像素点的最大直径。线圈(1)长度的一半，加上环(27)的高度，等于花瓣(28)的高度。
图12是把颜色载体制成多层花瓣形。
把图10所示的花瓣形颜色载体叠加，制成多层花瓣形颜色载体。如图12所示。由于在显示板(4)的显示面(6)上涂有黑色作为底色，所以制成多层花瓣形颜色载体可以使像素的显示区域不会露出底色，有利于提高显示器的亮度和对比度。图13、14、15是在花瓣形颜色载体顶端折一个角度，这样对颜色的控制更有利。
图16是把颜色载体制成喇叭形的侧视图。
把颜色载体制成喇叭形，较厚的地方(30)用来支撑喇叭的形状，较薄的地方(31)易折叠。它结构简单，在制造时可以一次加工成型。制成塑料的、塑胶的都可以。
图17是把纤维状颜色载体固定在花瓣形或喇叭形之中。
把纤维状颜色载体(25)加在花瓣形颜色载体(28)或喇叭型颜色载体的喇叭口(32)之中，可以进一步提高图像的质量。
该显示器，三个像素为一组，每组像素的颜色载体由三原色组成，通过电机带动颜色载体的开合变化，能组合出各种颜色，及亮度。在显示板(4)的显示面(6)上，涂有黑色，作为底色。花瓣形或喇叭形或纤维状颜色载，涂有像素色。联接杆(26)，和环(27)涂成黑色。它的制作全过程，适合于自动化流水线生产。
权利要求
1.一种电机显示器，它的像素是由，步进电机和颜色载体组成，其特征是采用“薄片线线圈”数控直线电机，作为像素电机。
2.根据权利要求1所述的电机显示器，其特征是显示板是由，所有的电机线圈和信号线粘合成。
3.根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是把颜色载体制成花瓣形，固定在显示板上。
4.根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是把颜色载体制成喇叭形，固定在显示板上。
5.根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是把纤维状颜色载体固定在显示板上。
6.根据权利要求1、2所述的电机显示器，其特征是行扫描开关信号线和列扫描开关信号线与电极线圈，形成，一行电机一行信号线的排列关系。
7.根据权利要求1、2、6所述的电机显示器，其特征是列驱动器将图像信号通过接口存入存储器，存储器的信息被送入解码器，译码后，进入由开关管组成的开关电路，开关电路在扫描电路的控制下，把电源的电流送到输出端——列开关控制电极。
8.根据权利要求，1、3或4或5所述的电机显示器，其特征是在颜色载体上套一个能活动的环，通过联接连杆，把环与电机“动子”连接在一起。
9.根据权利要求1、2、6、7所述的电机显示器，其特征是把权利要求4中所述的列驱动器，制成集成电路块儿。
10.根据权利要求1、4、8所述的电机显示器，其特征是把纤维状颜色载体固定在花瓣或喇叭形颜色载体中。
全文摘要
电机显示器，它的像素是由，直线步进电机和颜色载体组成。它是在CN1392524A公布的《平板显示器及显示方法》、以及CN1458643A公布的《平板显示器的驱动电路》中提供的。本发明利用“薄片线线圈数控直线电机”的优点，和通过信号线与电机线圈的重新排列；缩短了像素之间的距离、提高了显示器的分辨率、简化了驱动电路。如果把本发明中设计的行、列驱动器，制成集成电路块儿，可以提高该显示器的可靠性，有利于扩大该显示器的应用范围，和产品的迅速推广。
文档编号G09G3/20GK1584958SQ200410037179
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月6日 优先权日2004年6月6日
发明者张金铭 申请人:张金铭