Изобретение относится к средствам отображения информации, в частности, к электролюминесцентным панелям и предназначено для улучшения характеристик плоских матричных дисплеев.
Известно устройство управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью, включающее матрицу индикаторных элементов, образованных пересечением столбцов и строк тонкопленочной электролюминесцентной панели, несколько источников питания с разными уровнями постоянного напряжения, блок управления столбцами, состоящий из транзисторов, включенных между соответствующими столбцами и нулевым потенциалом, блок управления строками, состоящий из транзисторов, включенных между соответствующими строками и нулевым потенциалом, а управление транзисторами в каждой паре осуществляется сигналами из регистров, причем на строки и столбцы подается напряжение от различных источников (см. патент США N 4338598, кл. G 09 G 3/30, 1982 г.)
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве происходит многократный заряд всех тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных элементов панели при сканировании строки, что приводит к увеличению потребляемой мощности; возбуждение индикаторных элементов выполняется за четыре временных интервала, что накладывает ограничение на возможное число строк панели; блок управления строками должен обеспечивать коммутацию строк панели в цепь источника постоянного напряжения большой амплитуды, что приводит к увеличению стоимости блока и всего устройства управления.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью, включающее матрицу индикаторных элементов, образованных пересечением столбцов и строк тонкопленочной электролюминесцентной панели, несколько источников питания с разными уровнями постоянного напряжения, блок управления столбцами, включающий пары транзисторов, подключенных к различным потенциалам, блок управления строками, включающий пары транзисторов, подключенных в соответствии с формируемым изображением к различным потенциалам, а управление транзисторами в каждой паре осуществляется сигналами из регистров, причем на строки и столбцы поданы напряжения от различных источников (см. патент США N 5006838, кл. G 09 G 3/30, 1991 г.) и принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве происходит многократный заряд всех тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных элементов панели при сканировании строки, что приводит к увеличению потребляемой мощности; возбуждение индикаторных элементов строки выполняется за четыре временных интервала, что накладывает ограничение на возможное число строк панели; блок управления строками должен обеспечивать коммутацию строк панели в цепь источника постоянного напряжения большой амплитуды, что приводит к увеличению стоимости блока и всего устройства управления.
Сущность изобретения заключается в создании устройства управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью с уменьшенным значением потребляемой электрической мощности, повышенной размерностью матрицы тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных элементов, сниженной стоимостью устройства, содержащем две пары источников напряжения разных амплитуд с равными по абсолютной величине амплитудами в каждой паре, блок управления столбцами, транзисторы которого подключены к равным по абсолютной величине потенциалам, блок управления строками, транзисторы которого подключены в соответствии с формируемым изображением к равным по абсолютной величине потенциалам, причем управление одним из транзисторов каждой пары осуществляется сигналом на выходе логического элемента (ЛЭ) "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", а управление другим - инвертированным значением этого сигнала, а напряжения одной и той же пары источников подаются на строки и столбцы.
Технический результат - снижение энергопотребления тонкопленочной электролюминесцентной панели - достигнут однократным зарядом не всех тонкопленочных электролюминесцентных индикаторных элементов при сканировании строки, а также тем, что разность потенциалов на части индикаторных элементов при сканировании строки равна нулю и потерь мощности на их заряд нет.
Второй технический результат - расширение информационной емкости тонкопленочной электролюминесцентной панели - получен благодаря возбуждению индикаторных элементов строки за два временных интервала, что позволяет увеличить количество строк панели без снижения частоты их сканирования, а значит без ухудшения качества изображения.
Третий технический результат - снижение стоимости устройства управления, благодаря снижению стоимости блока управления строками - достигнут за счет снижения максимального значения постоянного напряжения, подаваемого на строки.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью, содержащем матрицу индикаторных элементов, образованных пересечением столбцов и строк тонкопленочной электролюминесцентной панели, несколько источников питания с разными уровнями постоянного напряжения, блок управления столбцами, включающий пары транзисторов, подключенных к различным потенциалам, блок управления строками, включающий пары транзисторов, подключенных в соответствии с формируемым изображением к различным потенциалам, а управление транзисторами в каждой паре осуществляется сигналами из регистров, причем на строки и столбцы поданы напряжения от различных источников, особенность заключается в том, что содержит две пары источников напряжения с равными по абсолютной величине амплитудами в каждой паре, транзисторы блока управления столбцами подключены к равным по абсолютной величине потенциалам, транзисторы блока управления строками подключены к равным по абсолютной величине потенциалам, а управление одним из транзисторов каждой пары осуществляется сигналом на выходе логического элемента "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", а управление другим - инвертированным значением этого сигнала, причем на строки и столбцы поданы напряжения одной и той же пары из двух пар источников.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразования на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой- либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.);
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.
Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
На чертежах представлено.
На фиг. 1 изображена структура тонкопленочной электролюминесцентной панели.
На фиг. 2 изображена электрическая схема устройства управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью.
На фиг. 3 изображена вольт-яркостная характеристика тонкопленочного электролюминесцентного конденсатора, возбуждаемого переменным напряжением.
На фиг. 4 изображены временные диаграммы работы устройства управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью.
На фиг. 5 изображены уровни напряжений на строках, столбцах и индикаторных элементах тонкопленочной электролюминесцентной панели за время формирования одного кадра изображения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Устройство содержит тонкопленочную электролюминесцентную панель (фиг. 1), состоящую из стеклянной подложки 1 и последовательно нанесенных на нее слоев: взаимно параллельных прозрачных электродов 2, 3, диэлектрика 4, люминофора 5, диэлектрика 6, взаимно параллельных металлических электродов 7, 8, причем электроды 2 и 3 взаимно ортогональны электродам 7 и 8. Прозрачные электроды 2, 3 являются столбцами тонкопленочной электролюминесцентной панели (ТПЭЛП), а электроды 7, 8-ее строками. В общем случае число столбцов ТПЭЛП равно n, а число строк - m. Пересечение строк 7, 8 и столбцов 2, 3 определяют конкретные индикаторные элементы или пиксели 9, 10, 11, 12 (фиг. 2). В общем случае размерность матрицы индикаторных элементов равна m x n. Каждый индикаторный элемент представляет собой тонкопленочный электролюминесцентный конденсатор, вольт-яркостная характеристика которого имеет пороговый характер (фиг. З), а излучение света происходит при приложении к индикаторному элементу знакопеременного напряжения, амплитуда которого превышает пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В.
Помимо матрицы тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов, в устройство управления электролюминесцентной панелью входят: блок управления строками, также называемый драйвером строк и имеющий в своем составе сдвиговый регистр 13, ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 14 и 15, ЛЭ "НЕ" 16 и 17, транзисторы 18, 19, 20 и 21, диоды 22; блок управления столбцами, также называемый драйвером столбцов и имеющий в своем составе параллельный регистр 23, ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 24 и 25, ЛЭ "НЕ" 26 и 27, транзисторы 28, 29, 30 и 31, диоды 32; источники постоянных напряжений 33, 34, 35 и 36, с амплитудами, соответственно, + Vth, - Vth, + Vm и - Vm, а также ключевые элементы 37, 38, 39 и 40.
Сток транзистора 19, исток транзистора 21 и строка 7 соединены между собой. Также объединены сток транзистора 18, исток транзистора 20 и строка 8. Истоки транзисторов 18, 19 объединены общей шиной 41 с одним выводом ключа 38 и с одним выводом ключа 40. Второй вывод ключа 38 соединен с источником постоянного напряжения 34 амплитудой -Vth а второй вывод ключа 40 соединен общей шиной 42 с источником постоянного напряжения 36 амплитудой -Vm. К этой же общей шине 42 подключены также истоки транзисторов 28 и 29. Стоки транзисторов 20, 21 объединены общей шиной 43 с одним выводом ключа 37 и с одним выводом ключа 39. Второй вывод ключа 37 соединен с источником постоянного напряжения 33 амплитудой +Vth, а второй вывод ключа 39 соединен общей шиной 44 с источником постоянного напряжения 35 амплитудой +Vm. К этой же общей шине 44 подключены также стоки транзисторов 31 и 30.
Каждый выход сдвигового регистра 13 соединен с одним из входов соответствующего ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 14 или 15, другие входы ЛЭ 14 и 15 объединены шиной 45. Выход ЛЭ 14 соединен с затвором транзистора 18 и с входом ЛЭ "НЕ" 16, инвертирующий выход которого соединен с затвором транзистора 20. Выход ЛЭ 15 соединен с затвором транзистора 19 и с входом ЛЭ "НЕ" 17, инвертирующий выход которого соединен с затвором транзистора 21.
Каждый выход параллельного регистра 23 соединен с одним из входов соответствующего ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 24 или 25, другие входы ЛЭ 24 и 25 объединены общей шиной 47. Выход ЛЭ 24 соединен с затвором транзистора 28 и с входом ЛЭ "НЕ" 26, инвертирующий выход которого соединен с затвором транзистора 30. Выход ЛЭ 25 соединен с затвором транзистора 29 и с входом ЛЭ "НЕ" 27, инвертирующий выход которого соединен с затвором транзистора 31.
Между истоком и стоком каждого из транзисторов 18, 19, 20 и 21 включен диод 22, а между истоком и стоком каждого из транзисторов 28, 29, 30 и 31 включен диод 32 так, что истоки транзисторов соединены с катодами соответствующих диодов, а стоки - с анодами.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Перед описанием принципа действия предложенного устройства отметим следующее.
За время одного кадра, индикаторные элементы ТПЭЛП, участвующие в формировании изображения, должны быть адресованы или высвечены дважды, что достигается приложением к необходимым строкам и столбцам постоянных напряжений соответствующих знаков так, чтобы разность потенциалов на них превышала по абсолютной величине пороговое значение Vth = 160 В, соответствующее началу свечения индикаторных элементов (фиг. З). Двукратная адресация формирующих изображение индикаторных элементов за время одного кадра обусловлена необходимостью обеспечить протекание знакопеременного тока через электролюминесцентную структуру при подаче на строки и столбцы ТПЭЛП постоянных напряжений. Часть кадра, в течение которой эти индикаторные элементы высвечиваются один раз, называется полем изображения, а весь кадр таким образом состоит из двух полей изображения.
Первое поле изображения, с учетом матричной организации ТПЭЛП, формируется построчным способом, при котором последовательно производится сканирование или выборка одной строки за другой, причем одновременно в каждой строке возбуждаются все необходимые для создания изображения индикаторные элементы.
В зависимости от способа формирования второго поля изображения различают два метода управления ТПЭЛП.
1) Метод восстановления поля изображения. В этом методе второе поле изображения создается приложением ко всем индикаторным элементам по всем строкам ТПЭЛП напряжения восстановления, амплитуда которого равна либо превышает пороговое значение Vth = 160 В, а полярность противоположна полярности напряжения, подаваемого на строки в первом поле изображения. При этом повторно светятся вследствие поляризации только уже адресованные в первом поле индикаторные элементы. Этому методу свойственны такие существенные недостатки, как эффект поджига индикаторных элементов, не предназначенных для высвечивания, возникающий вследствие неидеальности вольт-яркостной характеристики тонкопленочного электролюминесцентного конденсатора; низкое качество изображения, вследствие мерцания и различия по яркостям свечения индикаторных элементов в разных полях изображения; малая длительность эксплуатации ТПЭЛП, вследствие деградации электролюминесцентной структуры в результате отличия напряжений, прикладываемых к индикаторным элементам в разных частях кадра.
2) Метод смены полей изображения. В этом методе, второе поле изображения создается аналогично первому полю, причем на строки при этом подается напряжение противоположной полярности по сравнению с полярностью напряжения, подаваемого на строки в первом поле изображения. Данный метод устраняет отмеченные выше недостатки, свойственные методу восстановления поля и реализован в предлагаемом изобретении.
Поле изображения, за время которого на нечетные строки ТПЭЛП подается отрицательное напряжение, равное пороговому значению Vth, а на четные - положительное напряжение, равное пороговому значению Vth, называется NP-полем изображения. Поле изображения, в котором на нечетные строки подается положительное напряжение, равное пороговому значению Vth, а на четные - отрицательное напряжение, равное пороговому значению Vth, называется PN-полем изображения. Соответственно, сканирование строки, при котором на нее подается отрицательное напряжение Vth называется N-управлением, а сканирование строки, при котором на нее подается положительное напряжение Vth называется P- управлением. Поясним работу предложенного устройства управления ТПЭЛП (фиг. 2) отдельно в NP- и в PN-полях изображения при формировании одного кадра. Пусть для его создания необходимо высветить индикаторный элемент 9 расположенный на пересечении строки 7 и столбца 2, а также индикаторный элемент 11, расположенный на пересечении строки 8 и столбца 2.
1. Работа схемы управления ТПЭЛП в NP-поле изображения.
1.1. N-управление. Для создания изображения необходимо высветить индикаторный элемент 9, расположенный на пересечении строки 7 и столбца 2. Это достигается обеспечением разности потенциалов на выводах этого индикаторного элемента, превышающей пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В, причем строка 7 коммутируется в цепь источника постоянного напряжения 34 с амплитудой равной -160 В. При этом индикаторные элементы 10, 11 и 12 высвечиваться не должны, т.е. разность потенциалов на их выводах не должна превышать по абсолютной величине значение Vth.
На вход ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 15 с выхода регистра 13 поступает сигнал высокого уровня, а на вход ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 14 с другого выхода регистра 13 поступает сигнал низкого уровня. Выходные сигналы регистра 13 формируются при помощи синхронизирующих импульсов, подаваемых на его вход 46, причем высокий выходной сигнал соответствует сканируемой в данный момент времени строке.
На шину 45 выдается сигнал низкого уровня (U(45), фиг. 4). В результате логической операции "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", сигнал на выходе ЛЭ 15 - высокий и транзистор 19 открыт (U(19), фиг. 4), а сигнал на выходе ЛЭ 14 - низкий и транзистор 18 закрыт (U(18), фиг. 4). На выходе ЛЭ "НЕ" 17 - сигнал низкого уровня и транзистор 21 закрыт (U(21), фиг. 4), а на выходе ЛЭ "НЕ" 16 - сигнал высокого уровня и транзистор 20 открыт (U(20), фиг. 4).
Ключ 38 замкнут (U(38), фиг. 4) и на строку 7 через открытый транзистор 19 от источника 34 поступает отрицательное напряжение равное -160 В, соответствующее пороговому значению (фиг. 5,а). Ключ 39 замкнут (U(39), фиг. 4) и на строку 8 через открытый транзистор 20 от источника 35 поступает положительное напряжение модуляции Vm = 60 В (фиг. 5,б). Ключи 37 и 40 разомкнуты (U(37), U(40), фиг. 4).
На шине 47 - напряжение высокого уровня (U(47), фиг. 4). По сигналу на входе 48 параллельного регистра 23 данные, характеризующие формируемое изображение, передаются на его выходы, причем на выходах регистра 23, соответствующих столбцам, соединенным с высвечиваемыми индикаторными элементами при сканировании текущей строки - сигнал высокого уровня. Таким образом, при высвечивании индикаторного элемента 9, на выходе ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 24 - сигнал низкого уровня - транзистор 28 закрыт (U(28), фиг. 4), а на выходе ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 - сигнал высокого уровня - транзистор 29 открыт (U(29), фиг. 4). На выходе ЛЭ "НЕ" 26 - сигнал высокого уровня - транзистор 30 открыт (U(30), фиг. 4), а на выходе ЛЭ "НЕ" 27 - сигнал низкого уровня - транзистор 31 закрыт (U(31), фиг. 4).
На столбец 2 через открытый транзистор 30 от источника 35 поступает положительное напряжение модуляции Vm = 60 В (фиг. 5,в), а на столбец 3 через открытый транзистор 29 от источника 36 поступает отрицательное напряжение модуляции, равное -60 В (фиг. 5,г).
Разность потенциалов на выводах индикаторного элемента 9 (фиг. 5,д) превышает пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В и составляет
+Vm - (-Vth) = Vth+Vm = 160+60 = 220 В,
в результате чего этот индикаторный элемент 9 светится.
Разности потенциалов на выводах каждого из индикаторных элементов 10 (фиг. 5,е), 11 (фиг. 5,ж), 12 (фиг. 5,з) не превышают по абсолютной величине пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В и, соответственно, составляют
-Vm - (-Vth) = Vth-Vm = 160-60 = 100 В,
+Vm-(+Vm)=0 B,
-Vm - (+Vm) = -2•Vm = -2•60 = -120 В,
в результате чего ни один из этих индикаторных элементов 10, 11,12 не светится и, кроме того, т.к. разность потенциалов на индикаторном элементе 11 равна нулю, потерь мощности на его заряд нет.
1.2. P-управление. Для создания изображения необходимо высветить индикаторный элемент 11, расположенный на пересечении строки 8 и столбца 2. Это достигается обеспечением разности потенциалов на выводах этого индикаторного элемента 11, превышающей по абсолютной величине пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В, причем строка 8 коммутируется в цепь источника постоянного напряжения 33 с амплитудой Vth = 160 В. При этом индикаторные элементы 9, 10 и 12 высвечиваться не должны, т.е. разность потенциалов на их выводах не должна превышать по абсолютной величине значение Vth.
На вход ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 14 с выхода регистра 13 поступает сигнал высокого уровня, а на вход ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 15 с другого выхода регистра 13 поступает сигнал низкого уровня.
На шину 45 выдается сигнал высокого уровня (U(45), фиг. 4). В результате логической операции "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ", сигнал на выходе ЛЭ 14 - низкий и транзистор 18 закрыт (U(18), фиг. 4), а сигнал на выходе ЛЭ 15 - высокий и транзистор 19 открыт (U(19), фиг. 4). На выходе ЛЭ "НЕ" 16 - сигнал высокого уровня и транзистор 20 открыт (U(20), фиг. 4), а на выходе ЛЭ "НЕ" 17 - сигнал низкого уровня и транзистор 21 закрыт (U(21), фиг. 4).
Ключ 37 замкнут (U(37), фиг. 4) и на строку 8 через открытый транзистор 20 от источника 33 поступает положительное напряжение Vth = 160 В (фиг. 5, б), соответствующее пороговому значению. Ключ 40 замкнут (U(40), фиг. 4) и на строку 7 через открытый транзистор 19 от источника 36 поступает отрицательное напряжение модуляции, равное -60 В (фиг. 5,а). Ключи 38 и 39 разомкнуты (U(38), U(39), фиг. 4).
На шине 47 - напряжение низкого уровня (U(47), фиг. 4). По сигналу на входе 48 параллельного регистра 23 данные, характеризующие формируемое изображение передаются на его выходы, причем на выходах регистра 23, соответствующих столбцам, соединенным с высвечиваемыми индикаторными элементами при сканировании текущей строки - сигнал высокого уровня. Таким образом, при высвечивании индикаторного элемента 11, на выходе ЛЭ "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 24 - сигнал высокого уровня - транзистор 28 открыт (U(28), фиг. 4), а на выходе ЛЭ " ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 25 - сигнал низкого уровня - транзистор 29 закрыт (U(29), фиг. 4). На выходе ЛЭ "НЕ" 26 - сигнал низкого уровня - транзистор 30 закрыт (U(30), фиг. 4), а на выходе ЛЭ "НЕ" 27 - сигнал высокого уровня -транзистор 31 открыт (U(31), фиг. 4).
На столбец 2 через открытый транзистор 28 от источника 36 поступает отрицательное напряжение модуляции равное -60 В (фиг. 5,в), а на столбец 3 через открытый транзистор 31 от источника 35 поступает положительное напряжение модуляции Vm = 60 В (фиг. 5,г).
Разность потенциалов на выводах индикаторного элемента 11 (фиг. 5,ж) превышает по абсолютной величине пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В и составляет
-Vm -(+Vth)=- (Vth +Vm)= - (160 + 60) = -220 В
в результате чего этот индикаторный элемент 11 светится.
Разности потенциалов на выводах каждого из индикаторных элементов 9 (фиг. 5,д), 10 (фиг. 5,е), 12 (фиг. 5,з) не превышают по абсолютной величине пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В и, соответственно, составляют
-Vm - (-Vm) = 0 В,
+Vm - (- Vm) = 2•Vm = 2•60 = 120 В,
+Vm - (+Vth) = -Vth +Vm =-160+60 =-100 В,
в результате чего ни один из этих индикаторных элементов 9, 10,12 не светится и, кроме того, т.к. разность потенциалов на индикаторном элементе 9 равна нулю, потерь мощности на его заряд нет.
2. Работа схемы управления ТПЭЛП в PN-поле изображения.
2.1. P-упpaвлeнue. Работа схемы управления осуществляется аналогично Р-управлению в NP-поле изображения. Высвечивается индикаторный элемент 9, расположенный на пересечении строки 7 и столбца 2, благодаря тому, что разность потенциалов на выводах этого индикаторного элемента 9 превышает по абсолютной величине пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В, причем строка 7 подключена в цепь источника постоянного напряжения 33 с амплитудой Vth = 160 В. При этом индикаторные элементы 10, 11 и 12 не высвечиваются, т. к. разность потенциалов на выводах каждого из них не превышает по абсолютной величине значение Vth.
Разность потенциалов на выводах индикаторного элемента 9 (фиг. 5,д) составляет
-Vm - (+Vth) = - (Vth +Vm) = - (160 + 60) = -220 В.
Разности потенциалов на выводах ни одного из индикаторных элементов 10 (фиг. 5,е), 11 (фиг. 5,ж), 12 (фиг. 5,з), соответственно, составляют
+Vm-(+Vth)=-Vth+Vm=-160+60=-100 B,
-Vm-(-Vm)=0 B,
+Vm - (-Vm) = 2•Vm = 2•60 = 120 В,
причем, т. к. разность потенциалов на индикаторном элементе 10 равна нулю, потерь мощности на его заряд нет.
2.2. N-управление. Работа схемы управления осуществляется аналогично N-управлению в NP-поле изображения. Высвечивается индикаторный элемент 11 расположенный на пересечении строки 8 и столбца 2, благодаря тому, что разность потенциалов на выводах этого индикаторного элемента 11 превышает пороговое напряжение электролюминесценции Vth = 160 В, причем строка 8 подключена в цепь источника постоянного напряжения 34 с амплитудой, равной -160 В. При этом индикаторные элементы 9, 10 и 12 не высвечиваются, т.к. разность потенциалов на выводах каждого из них не превышает по абсолютной величине значение Vth.
Разность потенциалов на выводах индикаторного элемента 11 (фиг. 5,ж) составляет
+Vm - (-Vth) = Vth+Vm = 160+60 = 220 В.
Разности потенциалов на выводах индикаторных элементов 9 (фиг. 5,д), 10 (фиг. 5,е), 12 (фиг. 5,з) составляют
+Vm - (+Vm) = ) В,
-Vm - (+Vm) = -2•Vm = -2•60 =-120 В,
-Vm - (-Vth) = Vth - Vm = 160 - 60 = 100 В,
причем, т.к. разность потенциалов на индикаторном элементе 9 равна нулю, потерь мощности на его заряд нет.
Предложенное устройство выгодно отличается от прототипа следующими положительными качествами: 1) сниженной потребляемой электрической мощностью; 2) расширенной информационной емкостью ТПЭЛП; 3) уменьшенной стоимостью устройства. Поясним, за счет чего реализуются указанные достоинства предполагаемого изобретения.
1) Энергопотребление ТПЭЛП снижено, т.к. при сканировании строки, индикаторные элементы, являющиеся тонкопленочными электролюминесцентными конденсаторами, заряжаются один раз, в результате одновременной подачи постоянных напряжений на строки и столбцы. Кроме того, благодаря выбранным в предлагаемом устройстве уровням постоянного напряжения, часть индикаторных элементов, расположенных на пересечении строк и столбцов, на которые поданы положительное и отрицательное напряжения модуляции Vm, остаются не заряженными, что также приводит к снижению потребляемой мощности. В общем случае число незаряженных индикаторных элементов составляет k•(m-1), где k - количество высвечиваемых индикаторных элементов в пределах сканируемой строки, a m - общее число строк ТПЭЛП. При этом, если число индикаторных элементов, высвечиваемых в пределах одной строки, приближается к n (n - число столбцов), то энергопотребление всех остальных индикаторных элементов сведено к минимуму и в предельном случае, когда k=n, равно нулю. В устройстве, принятом за прототип, а также в других известных устройствах при сканировании строки происходит многократный заряд всех индикаторных элементов ТПЭЛП, что обусловливает повышенное энергопотребление.
2) Информационная емкость ТПЭЛП расширена, т.к. в предлагаемом устройстве уменьшено время сканирования строки, что достигнуто также в результате однократного заряда индикаторных элементов. Тем самым стало возможным увеличить число строк, а значит и число индикаторных элементов ТПЭЛП, без снижения частоты сканирования строк, а значит без снижения частоты кадров, что неизбежно привело бы к ухудшению качества изображения. В устройстве, принятом за прототип, а также в других известных устройствах, за счет необходимости производить многократный заряд индикаторных элементов, время сканирования строки увеличено, а следовательно, при расширении информационной емкости ТПЭЛП происходит снижение кадровой частоты и ухудшение качества изображения.
3) Стоимость схемы управления снижена за счет снижения стоимости драйвера строк, что, в свою очередь, осуществлено в результате снижения максимального напряжения, подаваемого на строки через транзисторы до 160 В. В устройстве, принятом за прототип, это максимальное напряжение составляет 220 В.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в радиоэлектронной промышленности, при производстве и разработке средств отображения информации, в частности, плоских матричных дисплеев с улучшенными характеристиками.
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Изобретение относится к средствам отображения информации, в частности к электролюминесцентным панелям, и предназначено для улучшения характеристик плоских матричных дисплеев. Технический результат - снижение энергопотребления, расширение информационной емкости тонкопленочной электролюминесцентной панели, снижение стоимости устройства управления панелью. Технический результат достигается за счет того, что устройство управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью содержит матрицу индикаторных элементов, образованных пересечением столбцов и строк тонкопленочной электролюминесцентной панели, две пары источников питания с равными по абсолютной величине уровнями постоянного напряжения в каждой паре, блок управления столбцами и блок управления строками. 5 ил.
Устройство управления тонкопленочной электролюминесцентной панелью, содержащее матрицу индикаторных элементов, образованных пересечением столбцов и строк тонкопленочной электролюминесцентной панели, источники питания с разными уровнями постоянного напряжения, блок управления столбцами, включающий пары транзисторов, подключенных к различным источникам питания, блок управления строками, включающий пары транзисторов, подключенных в соответствии с формируемым изображением к различным источникам питания, причем строки и столбцы подключены к различным источникам питания, отличающееся тем, что упомянутые источники питания объединены в две пары с равными по абсолютной величине уровнями постоянного напряжения в каждой паре, пары транзисторов блока управления столбцами подключены к источникам питания с равными по абсолютной величине уровнями постоянного напряжения в каждой паре, пары транзисторов блока управления строками подключены к источникам питания с равными по абсолютной величине уровнями постоянного напряжения в каждой паре, причем один из транзисторов каждой пары соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а другой - с инвертирующим выходом логического элемента НЕ, вход которого соединен с выходом логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход которого соединен с выходом соответствующего регистра, а строки и столбцы подключены к одной и той же паре из двух пар источников питания.
