專利名稱：順序全色顯示器兼光電池設(shè)備的制作方法
相關(guān)申請的參考本申請與2002年6月25日提交的題為“COLOR DISPLAY ANDSOLAR CELL DEVICE”美國序列號10/205458的共同未決申請相關(guān)，，該申請被轉(zhuǎn)讓至本申請的受讓人。
背景技術(shù)：
在蜂窩電話和其它手持設(shè)備中，比如個人數(shù)字助理和電子書，由于多媒體應(yīng)用的實現(xiàn)開始變得容易，因此這些設(shè)備的功耗也將增加。
功耗的增加會限制多種應(yīng)用的使用，這也是蜂窩電話制造商所面臨的一個挑戰(zhàn)。為了解決具有單色液晶顯示器的蜂窩電話中的這個問題，例如，在2002年5月由Society for Information Display出版的“Photovoltaic Cell Integrated into an LCD”一文(Society of InformationDisplay Digest of Technical Papers，XXXIII卷，第1期，190-193頁，作者Zili Li，P.Desai，D.Voloschenko和M.Smith)中描述了一種方法在STN顯示器后面集成太陽能面板用于在緊急和待機情況下采集環(huán)境光能能量。這種輔助電源是單色顯示器整體的一部分。但是由于單色顯示器正被彩色顯示器所快速取代，因此具有彩色顯示器的電話和其它便攜設(shè)備也需要這樣的輔助電源。


本發(fā)明通過示例進(jìn)行說明，但并不僅限于附圖，其中相同的引用號表示類似的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的全色顯示器兼太陽能電池設(shè)備100(此處簡單地將其稱為設(shè)備100)以及設(shè)備100的電子框圖和電子元器件的實施例的組合正視圖。
熟知該領(lǐng)域的專家可以理解圖中的元件只是為了說明的簡單和清楚，并不一定按比例繪制。例如，為了有助于更好理解本發(fā)明的實施例，圖中某些元件的尺寸相對于其它元件進(jìn)行了放大。
具體實施例方式
在根據(jù)本發(fā)明對特定的彩色顯示器和太陽能電池進(jìn)行詳細(xì)的描述之前，應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明主要涉及關(guān)于全色顯示器兼太陽能電池的方法步驟和裝置組件的組合。因此，裝置的組件和方法步驟在圖中由傳統(tǒng)的符號進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)谋硎荆谠搱D中只展示了跟理解本發(fā)明有關(guān)的特定細(xì)節(jié)，從而避免由于對該領(lǐng)域一般技術(shù)人員都了解的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行過多描述而引起對該公開的理解產(chǎn)生模糊。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的全色顯示器兼太陽能電池設(shè)備100(此處簡單地將其稱為設(shè)備100)以及設(shè)備100的電子框圖和電子元器件的實施例的組合正視圖。設(shè)備100包括快速響應(yīng)液晶顯示器(LCD)105，透明面板光源140(也可以簡單地稱為透明發(fā)光板)和光電池150。快速響應(yīng)LCD105(也可以簡單地稱為液晶顯示器105)包括充分透明前板110，相對的充分透明背板120，快速響應(yīng)液晶材料130和電極(圖1中未示出)，并且還可以包括前偏光器125和后偏光器130。電極可以看作是前板、背板110、120整體的一部分。術(shù)語“充分透明”表示該板至少可以透過入射到前板110的紅外光和可見光能量的70％。例如，前板、背板110、120可以是清潔的玻璃，如不計像電極這樣的涂層，其典型能透射96％的可見光。此外，前板、背板110、120也可以是充分透明的塑料，這對于該領(lǐng)域一般的技術(shù)人員都是熟知的。根據(jù)對該領(lǐng)域技術(shù)和知識的充分了解，液晶材料130填充在兩個板110和120之間的空間中。在該實施例中，液晶材料130優(yōu)選地包括超扭曲向列或者扭曲向列液晶材料。在這種情況下，快速響應(yīng)LCD105包括前后偏光器，但是也可以使用其它液晶材料，比如膽甾液晶材料或者聚合物分散液晶材料。當(dāng)液晶材料130是膽甾液晶材料時，快速響應(yīng)LCD105將不必包括前后偏光器110、120。電極，比如透明觸點(ITO)，安裝在LCD材料130的前后表面上，以在快速響應(yīng)LCD105的前板110和背板120之間按照該領(lǐng)域內(nèi)的公知方式形成液晶像素的某種圖樣或者陣列，也就是說每個像素都可以由傳統(tǒng)的顯示器控制電路按照熟知的方式來進(jìn)行控制(圖1-8中未示出)以決定通過的線性偏振光的旋轉(zhuǎn)量。LCD105可被實現(xiàn)為有源或者無源液晶顯示器。圖1中的前偏光器125位于前板110之前。它優(yōu)選地是可以和前板110接合在一起的線性偏光器。前偏光器125也可以位于前板110和液晶材料130之間。LCD顯示器的前表面是其前側(cè)(例如，當(dāng)偏光器125位于前板110之前時，LCD顯示器的前表面就是偏光器125的前表面)。后偏光器135優(yōu)選地也是線性偏光器，可以靠近并平行于液晶顯示面板的背板120放置，優(yōu)選地是毗鄰液晶顯示面板的背板120的后面。后偏光器135也可以位于背板120和液晶材料130之間?？焖夙憫?yīng)LCD105的后表面是快速響應(yīng)LCD105的后側(cè)(例如，當(dāng)后偏光器135位于背板120的后面時，其后側(cè)就是快速響應(yīng)LCD105的后側(cè))。從而，快速響應(yīng)LCD105包括充分透明前板110、相對的充分透明背板120、液晶材料130以及電極，不管使用的是哪種液晶材料130，快速響應(yīng)LCD105還可以包括偏光器125、135，因為偏光器125、135可以在快速響應(yīng)LCD105由制造商生產(chǎn)好后加入?？焖夙憫?yīng)LCD105還可以包括一些在傳統(tǒng)顯示面板中使用的其它部件，例如，補償板?？焖夙憫?yīng)LCD105的設(shè)計具有低轉(zhuǎn)換延時特性，這樣包含三個子色的單色圖像信息幀的一個全信息色幀便可以以每秒25幀的速率來呈現(xiàn)，當(dāng)與透明面板光源140發(fā)出的順序三色光同步時，對比度對于預(yù)期的環(huán)境光環(huán)境來說是足夠的。這樣可以說快速響應(yīng)液晶顯示器(LCD)105可以達(dá)到每秒至少75幀的單色幀速率。為了進(jìn)一步減小運動圖像的運動失真，對于順序型全色顯示器來說，通常使用大于60Hz的幀速率。出于同樣原因，快速響應(yīng)單色液晶顯示器105優(yōu)選地能夠操作于至少180Hz的子色幀速率。
透明面板光源140優(yōu)選地是一種能選擇發(fā)出三基色之一的單色(或者窄帶)光源，大部分光196(例如，至少50％，優(yōu)選地多于90％)朝向設(shè)備100的前面從快速響應(yīng)LCD105穿過。由于透明性，入射至透明面板光源140前面的環(huán)境光197的相當(dāng)大比例(例如至少50％)進(jìn)入光電池150，尤其是當(dāng)光源140關(guān)閉時。將該光源說明為面板光源是要強調(diào)光強度在快速響應(yīng)LCD105區(qū)域內(nèi)充分均勻。所述的透明面板光源140可以是任何適當(dāng)技術(shù)，這些可行技術(shù)可以實現(xiàn)透明性并提供充分強度的三個單色光束序列以達(dá)到的對比度。例如，其可以是從三色光源導(dǎo)光的導(dǎo)光管，該三色光源可以是三個單色發(fā)光器，該導(dǎo)光管可以把三色光源的光引導(dǎo)至快速響應(yīng)LCD105的后側(cè)。該發(fā)光器可以是從三個點光源(與快速響應(yīng)LCD陣列106(應(yīng)為“105”)相比)之一輻射光的發(fā)光二極管，或者激光器。導(dǎo)光管接著會導(dǎo)引并傳播光，使其在快速響應(yīng)LCD105區(qū)域上充分均勻。
在替換實施例中，透明面板光源140可以由基本透明的材料來實現(xiàn)，這種材料從等效于快速響應(yīng)LCD陣列區(qū)域的區(qū)域直接發(fā)光。這種類型的透明面板光源140可以是三色透明有機發(fā)光二極管面板，其包括層疊的透明紅色、綠色和藍(lán)色有機發(fā)光材料層和透明電極，或者紅色、綠色和藍(lán)色有機發(fā)光材料的像素排列和透明電極。
光電池150放置在快速響應(yīng)LCD105之后，連接層140將光電池150和透明面板光源140連接在一起，該連接層也連接在快速響應(yīng)LCD105的后側(cè)。連接層140可以包括一種適當(dāng)?shù)倪m用于特定應(yīng)用的透明粘性材料。如果需要，根據(jù)快速響應(yīng)LCD105的區(qū)域和/或需要的電子配置，可以使用多個光電池150，如圖中虛線所示。
光電池150具有在該領(lǐng)域內(nèi)熟知的光接收有效表面。對于大多數(shù)應(yīng)用，如果光接收有效表面具有一致的外觀，那么設(shè)備100的外觀將增強，典型的是黑色外觀，且具有非反射表面。對于多數(shù)應(yīng)用，黑色的或者接近黑色的非反射表面是最合適的。
器件150可連接到控制器160和電源170上。在某些情況下，器件150在制造時已經(jīng)包括了控制器160和/或電源170以供銷售。控制器160，可以包括單片集成電路，該集成電路包括嵌入式程序指令和輸入/輸出控制線，還可以包括狀態(tài)機，或者包括傳統(tǒng)微處理器集成電路和其它電路的組合，此處的其它電路比如可以是LCD顯示器驅(qū)動電路?？刂破?60通過信號161連接到快速響應(yīng)LCD105的電極。該電極是傳統(tǒng)的列和行矩陣電極，用于傳導(dǎo)控制每個像素的透射率的信號161的電壓。控制器160還可以通過信號162連接到透明面板光源140上，這樣當(dāng)快速響應(yīng)LCD105打開時，光源便可以順序產(chǎn)生三種基本的單色光束，這些光束被均勻地散布在快速響應(yīng)LCD105區(qū)域中?？刂破?60可以按照人類對全彩色顯示感知的速率，比如25幀每秒，每幀包括3個單色幀的速率，同步連接到快速響應(yīng)LCD105上的視頻信息以及由透明面板光源140發(fā)出的三種單色光束順序。圖像信息是由三個灰度單色幀組成的，這三個顏色的每一個都由透明面板光源140發(fā)出。
不管快速響應(yīng)LCD105是打開還是關(guān)閉，入射到快速響應(yīng)LCD105前側(cè)的大部分光線都會通過偏光器125、135，液晶材料130，透明面板光源140，從透明光源140發(fā)出并進(jìn)入光電池150，這樣通過信號151就可以生成連接至電源的輔助電源。該電能經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷暮罂梢酝ㄟ^信號171耦合反饋到快速響應(yīng)LCD105和/或通過信號181耦合反饋到電池180，該電池可以用來存儲電能或者為包含設(shè)備100的裝置中的電子元器件供電。這樣的裝置的示例是蜂窩電話、便攜游戲機、個人數(shù)字助理以及其它使用電池的個人電子裝置。
還可以進(jìn)一步了解當(dāng)快速響應(yīng)LCD105打開時，由光源向光電池150發(fā)出的任何可能的光能量泄漏都會從透明面板光源140發(fā)出198，并且會將其轉(zhuǎn)換成電位，這些電位可以重復(fù)利用泄漏的光并且產(chǎn)生輔助電源。該泄漏最好小于透明面板光源140所發(fā)出光的10％。
對本發(fā)明某些方面的總結(jié)是它是全色顯示器兼光電池設(shè)備，它包括液晶顯示器、位于LCD后面的且可以發(fā)出具有三種可選顏色之一的單色光束的透明面板光源以及位于透明面板光源后面的可以將從透明面板光源發(fā)出的光能轉(zhuǎn)換成電能的光電池。
在前面的說明書中，參照特定的實施例，已經(jīng)對本發(fā)明及其益處和優(yōu)點進(jìn)行了描述。但是本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員都會理解，在不脫離由下面權(quán)利要求闡述的本發(fā)明范圍的情況下，可進(jìn)行各種修改和變化。因此，說明書和附圖只是用于說明而并不具有限制意義，且所有這樣的修改都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。益處、優(yōu)勢或者問題的解決方案以及任何使益處、優(yōu)勢或者解決方案產(chǎn)生或變得的更加顯著的要素都不被解釋為任何或者全部權(quán)利要求關(guān)鍵的、必須的或者實質(zhì)的特征或要素。
在此處使用的術(shù)語“發(fā)射”或者其變形，其中都是指光線進(jìn)入一層并從該層的一側(cè)射出，或者光線正由該層的一側(cè)發(fā)出，或者是二者兼有。術(shù)語“包括”或者其變形包含指非排它的包括，使得包括的一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅只包含這些要素，而且還可以包含其它沒有明確列出的要素，或者是該過程、方法、物品或裝置所固有的要素。此處的術(shù)語“包括”和/或者“具有”被定義為包括。此處術(shù)語“連接”是針對電-光技術(shù)來說的，可以理解為連接，該連接可以不必是直接連接或者機械連接。
此處使用的術(shù)語“程序”是指設(shè)計為用于在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列。“程序”或者“計算機程序”可以包括子過程、函數(shù)、過程、對象方法、對象實現(xiàn)、可執(zhí)行的應(yīng)用、程序片段、服務(wù)器程序、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫/動態(tài)加載庫和/或其它設(shè)計用于在計算機上執(zhí)行的指令序列。
權(quán)利要求
1.一種全色顯示器兼光電池設(shè)備，包括液晶顯示器；所述LCD后面的透明面板光源，該透明面板光源可以發(fā)出具有從三種顏色中所選之一的單色光束；和所述透明面板光源后面的光電池，該光電池將從所述透明面板光源發(fā)出的光能轉(zhuǎn)換成電能。
2.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中所述透明面板光源包括三色發(fā)光器，該發(fā)光器可以發(fā)出具有從三種顏色中所選之一的單色光束；和導(dǎo)光管，該導(dǎo)光管可以將從所述順序三色發(fā)光器中發(fā)出的光傳導(dǎo)至所述LCD陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中透明面板光源是三色有機發(fā)光二極管面板陣列，該透明面板光源可以發(fā)出具有從三種顏色所選之一的單色光束。
4.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，進(jìn)一步包括控制器，該控制器可以同步連接到所述LCD的信息并且控制透明面板光源發(fā)出三種顏色的單色光束序列。
5.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中，所述LCD可以是單色扭曲向列LCD，和單色超扭曲向列LCD，聚合物分散液晶顯示器(PDLCD)和膽甾LCD中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中，從透明面板光源發(fā)出的光包括透過所述LCD和透明面板光源的環(huán)境光和由所述透明面板光源發(fā)出的光中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中，所述光電池具有與所述透明面板光源相鄰的表面，該光電池的表面是深色且基本無反射。
9.如權(quán)利要求1所述的全色顯示器兼光電池設(shè)備，其中，所述LCD的速率是每秒至少75幀。
10.一種具有全色顯示器和光電池的電子裝置，包括快速響應(yīng)LCD面板；位于所述快速響應(yīng)LCD面板后面的透明面板光源；位于所述單色快速響應(yīng)LCD面板后面的光電池；和控制器，該控制器通過每秒至少75單色幀的速率，與連接至所述單色快速響應(yīng)LCD面板的彩色信息同步地生成所述透明面板光源發(fā)出的三種顏色的單色光束序列，在所述全色顯示器上呈現(xiàn)色彩信息，其中所述光電池可以將從所述透明面板光源發(fā)出的光能轉(zhuǎn)換成電能。
11.一種操作全色顯示器兼光電池設(shè)備的方法，包括控制位于速率為每秒至少75幀的快速響應(yīng)LCD后面的透明面板光源以每秒至少75速率發(fā)射重復(fù)的三種單色光束序列；同步與所述快速響應(yīng)LCD相連的單色信息幀與三種單色光束序列；和將從所述透明面板光源發(fā)出光能轉(zhuǎn)換成電能。
全文摘要
一種全色顯示器兼光電池設(shè)備(100)包括快速響應(yīng)液晶顯示器(105)，該快速響應(yīng)液晶顯示器具有每秒至少75幀的單色幀速率，在快速響應(yīng)LCD的后面是透明面板光源，該透明板光源可以發(fā)出三種可選顏色之一的單色光束，在透明面板光源的后面是光電池(150)，該光電池可以把透明面板光源發(fā)出的光能轉(zhuǎn)變成電能。全色顯示器兼光電池設(shè)備(100)還包括控制器(160)，該控制器可以同步與快速響應(yīng)LCD相連的信息并控制透明面板光源發(fā)出三種顏色的單色光束序列。
文檔編號G02FGK1875313SQ200480032711
公開日2006年12月6日 申請日期2004年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月3日
發(fā)明者王冬學(xué), 李自力, 喬治·T·瓦利亞斯 申請人:摩托羅拉公司