DE69206744T2

DE69206744T2 - Steuerschaltung für eine Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Steuerung derselben

Info

Publication number: DE69206744T2
Application number: DE69206744T
Authority: DE
Inventors: Minoru Katsumata; Motoyoshi Komoda
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2012-09-29
Also published as: EP0535885A2; AU2537292A; KR960004647B1; AU648693B2; EP0535885B1; JPH0594872A; EP0535885A3; DE69206744D1; CA2079059C; US5332950A; KR930008703A; JP2778313B2; CA2079059A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Steuer- bzw. Treiberschaltung zum Steuern bzw. Treiben einer Anzeigevorrichtung und insbesondere eine Steuerschaltung zum richtigen Steuern von Elektrolumineszenz-(nachstehend bezeichnet als: "EL"-)Elementen, die für eine Hintergrundbeleuchtung eines Anzeigeteils einer tragbaren Vorrichtung verwendet werden.

Stand der Technik

Wenn, wie bekannt, EL-Elemente für ein Anzeigeteil einer tragbaren Vorrichtung verwendet werden, ist zum Steuern der EL-Elemente eine Wechselspannung von etwa einigen 10 V bis zum einigen 100 V mit einer Frequenz von etwa 50 Hz bis 1 kHz erforderlich, und folglich ist eine Schaltung zum Erzeugen dieser Wechselspannung aus einer Gleichspannungsstromquelle erforderlich.
In einer herkömmlichen Steuerschaltung für die EL- Elemente wird zum Erzeugen einer Wechselspannung eine sogenannte Wechselrichterschaltung unter Verwendung einer Oszillatorschaltung mit einem Transistor und einem Transformator verwendet.
Wie vorstehend beschrieben, wird, um die Wechselspannung von etwa einigen 10 V bis zu einigen 100 V mit der Frequenz von etwa 50 Hz bis 1 kHz zu erzeugen, in einer herkömmlichen EL-Element-Steuerschaltung die Oszillatorschaltung mit dem Transistor und dem Transformator verwendet, und eine Schwingungsfrequenz der Wechselrichterschaltung mit dieser Oszillatorschaltung ist genauso groß wie eine Steuerfrequenz der EL-Elemente.
Wenn in der EL-Element-Steuerschaltung mit einem solchen Aufbau die Schwingungsfrequenz auf eine solche niedrige Frequenz von ungefähr 50 Hz bis 1 kHz festgelegt wird, wird der verwendete Transformator groß und folglich schwer, und ein solcher großer und schwerer Transformator ist für eine tragbare Vorrichtung ungeeignet. Wenn dagegen die Schwingungsfrequenz auf eine hohe Frequenz, z.B. auf einige 10 kHz bis zu einigen 100 kHz, festgelegt wird, kann der Transformator kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht haben. Aufgrund einer Eigenschaft der EL-Elemente, nämlich daß die Lebensdauer der Lumineszenz um so niedriger ist, je höher die Steuerfrequenz der EL-Elemente ist, können nicht beide Bedingungen, nämlich die kleinen Abmessungen und das geringe Gewicht der EL- Element-Steuerschaltung und die Lebensdauer der Lumineszenz erfüllt werden.
Wenn die Wechselrichterschaltung mit einer Frequenz um 1 kHz betrieben wird, gelangt außerdem eine Schwingung des Transformators an das Ohr des Anwenders und gibt dem Anwender der tragbaren Vorrichtung ein unangenehmes Gefühl.
Eine Beschreibung einer bekannten Steuerschaltung findet man in US-A-4 865 425.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuerschaltung zum Anlegen einer Steuerspannung an eine Anzeigevorrich tung bereitgestellt mit einer ersten Taktgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines ersten Taktimpulses mit einer ersten Frequenz; einer zweiten Taktgeneratoreinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Taktimpulses mit einer zweiten Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz; einer Gattereinrichtung zum Empfangen des ersten und des zweiten Taktimpulses und zum Durchlassen des ersten Taktimpuls, wenn der zweite Taktimpuls vorhanden ist; einer Hochspannungsimpulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Hochspannungsimpulses, der mit dem Ausgangsimpuls von der Gattereinrichtung synchron ist; einer Spannungsvervielfachungsgleichrichtereinrichtung zum Durchführen einer Spannungsvervielfachungsgleichrichtung des Spannungsimpulses, um eine hohe Ausgangsspannung zu erzielen; und einer Rücksetzeinrichtung zum Rücksetzen der Spannungsvervielfachungsgleichrichtereinrichtung, wenn der zweite Taktimpuls nicht vorhanden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung bereitgestellt mit den Schritten: Erzeugen eines ersten Taktimpulses mit einer ersten Frequenz; Erzeugen eines zweiten Taktimpulses mit einer zweiten Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz; Durchlassen des erste Taktimpulses in Abhängigkeit vom zweiten Taktimpuls; Erzeugen eines Hochspannungsimpulses, der mit dem durchgelassenen ersten Taktimpuls synchron ist; Durchführen einer Spannungsvervielfachungsgleichrichtung des Hochspannungsimpulses, um eine hohe Ausgangsspannung zu erzielen; und Rücksetzen des Spannungvervielfachungsgleichrichtungsbetriebs, wenn der zweite Taktimpuls nicht vorhanden ist.

Kurzebeschreibung der Zeichnungen

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch besser ersichtlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Schaltplan einer Steuerschaltung für eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung; und
Fig. 2a bis 2e Zeitdiagramme, die Wellenformen von Signalen gemäß Fig. 1 darstellen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wenn man nun die Zeichnungen betrachtet, so ist in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Steuerschaltung für eine Anzeigevorrichtung dargestellt, und Fig. 2a bis 2e zeigen Wellenformen von Signalen an vorbestimmten Punkten a bis e in der Steuerschaltung gemäß Fig. 1.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die Steuerschaltung einen ersten Taktgenerator 1, einen zweiten Taktgenerator 2, eine UND-Gatterschaltung 3, eine Spannungsanhebungs- oder -erhöhungsschaltung 40 und eine Entladungsschaltung 50 auf.
Die erste Taktgeneratorschaltung 1 zum Erzeugen einer hochfrequenten Spannung gibt einen ersten Taktimpuls a mit einer Frequenz von ungefähr 250 kHz an die UND-Gatterschaltung 3 ab, und die zweite Taktgeneratorschaltung 2 zur Erzeugung eines niederfrequenten Taktes zum Leuchtenlassen von EL- (Elektrolumineszenz-)Elementen gibt einen zweiten Taktimpuls b mit einer Frequenz von ungefähr 200 Hz an die UND- Gatterschaltung 3 und an die Entladungsschaltung 50 ab. Nur wenn der erste Taktimpuls a auf Hoch-(H-)Pegel und ein zweiter Taktimpuls b auf Hoch-Pegel ist, gibt die UND-Gatterschaltung 3 den ersten Taktimpuls a an die Erhöhungsschaltung 40 ab.
Die Erhöhungsschaltung 40 enthält einen n-Kanal-MOSFET 41, eine Spule oder eine Induktivität 42 und eine Dreifach- Spannungsgleichrichterschaltung 43. Das heißt, ein Ausgangstaktimpuls c der UND-Gatterschaltung 3 wird in das Gate des n-Kanal-MOSFETs 41 eingegeben. Die Induktivität 42 ist über einen Knoten d zwischen eine Energiequelle (nicht dargestellt) und den Drain des n-Kanal-MOSFETs 41 geschaltet. Die Dreifach-Spannungsgleichrichterschaltung 43 ist über den Knoten d zwischen den Drain des n-Kanal-MOSFETs 41 und einen Ausgangsanschluß e geschaltet. Die Source des n-Kanal-MOSFETs 41 ist mit Masse verbunden. In diesem Fall kann anstelle der Dreifach-Spannungsgleichrichtungsschaltung 43 eine n-fach- Spannungsgleichrichtungsschaltung vorhanden sein.
Die Entladungsschaltung 50 fungiert als Rücksetzschaltung für die n-fach-Spannungsgleichrichtungsschaltung 43 und weist einen ersten und einen zweiten Transistor 51 und 52 und einen ersten und einen zweiten Widerstand R1 und R2 auf. Das heißt, der zweite Ausgangstaktimpuls b von der zweiten Taktgeneratorschaltung 2 wird über den ersten Widerstand R1 in die Basis des ersten Transistor 51 eingegeben. Die Basis des zweiten Transistors 52 ist mit dem Kollektor des ersten Transistors 51 und über den zweiten Widerstand R2 mit der Stromquelle verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors 52 ist mit dem Ausgangsanschluß e gekoppelt. Die Emitter des ersten und des zweiten Transistors 51 und 52 sind mit Masse verbunden.
Als nächstes wird nun der Betrieb der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung gemäß Fig. 1 im Zusammenhang mit den Fig. 2a bis 2e beschrieben.
Zunächst werden der erste Ausgangstaktimpuls a von der ersten Taktgeneratorschaltung 1 und der zweite Ausgangstaktimpuls b von der zweiten Taktgeneratorschaltung 2 in die UND- Gatterschaltung 3 eingegeben, und nur wenn der erste Taktimpuls a Hoch-Pegel und der zweite Taktimpuls b Hoch-Pegel hat, wird der erste Taktimpuls a von der UND-Gatterschaltung 3 an die Erhöhungsschaltung 40 ausgegeben.
Wenn in der Erhöhungsschaltung 40 der Ausgangstaktimpuls c der UND-Gatterschaltung 3 Hoch-Pegel hat, wird der n- Kanal-MOSFET 41 eingeschaltet, und es fließt ein Strom in der Induktivität 42, die zwischen die Stromquelle und den Drain des n-Kanal-MOSFETs 41 geschaltet ist. Wenn andererseits der Ausgangsaktimpuls c der UND-Gatterschaltung Tief-(L-)Pegel hat, wird der n-Kanal-MOSFET 41 ausgeschaltet, und es fließt kein Strom in der Induktivität 42.
In einem Augenblick, wo der n-Kanal-MOSFET 41 ausgeschaltet wird, erzeugt die Induktivität 42 eine gegenelektromotorische Spannung und somit am Knoten d einen Hochspannungsimpuls mit einer Spannung von ungefähr 100 V. Dieser Hochspannungsimpuls wird von der Dreifach-Spannungsgleichrichterschaltung 43 gleichgerichtet, um eine Gleichspannung von ungefähr 300 V zu erreichen und diese am Ausgangsanschluß e abzugeben.
Wenn andererseits der zweite Ausgangstaktimpuls b von der zweiten Taktgeneratorschaltung 2 Tief-Pegel hat und der erste Taktimpuls a von der UND-Gatterschaltung 3 nicht an die Erhöhungsschaltung 40 abgegeben wird, wird der erste Transistor 51 der Entladungsschaltung 50 ausgeschaltet, und folglich wird der zweite Transistor 52 eingeschaltet. Deshalb wird die elektrische Ladung, die sich in einem Kondensator der Dreifach-Spannungsgleichrichterschaltung 43 und in den EL-Elementen angesammelt hat, entladen, und die Spannung zur Steuerung der EL-Elemente am Ausgangsanschluß e fällt sofort auf 0 V.
Demzufolge wird, wie vorstehend beschrieben, eine Wechselspannung mit einer Frequenz von ungefähr 200 Hz mit einem Spitzenwert von ungefähr 300 V (ungefähr 100 V effektiv) an die EL-Elemente angelegt, wie in Fig. 2e dargestellt.
Obwohl die Erfindung in dieser Ausführungsform im Zusammenhang mit der Steuerschaltung für die Anzeigevorrichtung, z.B. EL-Elemente, beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Steuerschaltung beschränkt.
Da erfindungsgemäß, wie vorstehend beschrieben, die Frequenz der Eingangstaktimpulse der Erhöhungsschaltung erhöht wird, und der Arbeitszyklus der Erhöhungsschaltung verringert wird, ist kein Takt in einem Tonfrequenzband zum Erzeugen einer Hochspannung erforderlich, und Geräusche, die für das Ohr unangenehm sind, können beseitigt werden. Außerdem ist kein Wechselrichter erforderlich, und somit sind kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht erreichbar.
Da sich ferner die Steuerfrequenz der EL-Elemente bei dem Arbeitszyklus der Erhöhungsschaltung verringern läßt, kann insbesondere der Rückgang der Lumineszenz-Lebensdauer der EL- Elemente verhindert werden und die lange Lumineszenz- Lebensdauer derselben erreicht werden. Deshalb können derartige EL-Elemente optimal als Hintergrundlicht eines Anzeigeteils einer tragbaren Vorrichtung verwendet werden.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die bestimmten, der Darstellung dienenden Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll sie nicht durch diese Ausführungen eingeschränkt werden, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche. Es versteht sich, daß der Fachmann die Ausführungsformen verändern oder modifizieren kann, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Steuerschaltung zum Anlegen einer Steuerspannung an eine Anzeigevorrichtung, mit:

einer ersten Taktgeneratoreinrichtung (1) zum Erzeugen eines ersten Taktimpulses mit einer ersten Frequenz;

einer zweiten Taktgeneratoreinrichtung (2) zum Erzeugen eines zweiten Taktimpulses mit einer zweiten Frequenz, die niedriger als die erste Frequenz ist;

einer Gattereinrichtung (3) zum Empfangen des ersten und des zweiten Taktimpulses und zum Durchlassen des ersten Taktimpulses, wenn der zweite Taktimpuls vorhanden ist;

einer Hochspannungsimpulserzeugungseinrichtung (41, 42) zum Erzeugen eines Hochspannungsimpulses, der synchron mit dem Ausgangsimpuls von der Gattereinrichtung ist;

einer Spannungsvervielfachungsgleichrichtereinrichtung (43) zum Durchführen einer Spannungsvervielfachungsgleichrichtung des Hochspannungsimpulses, um eine hohe Ausgangsspannung zu erzielen; und

einer Rücksetzeinrichtung (50) zum Rücksetzen der Spannungsvervielfachungsgleichrichtereinrichtung, wenn der zweite Taktimpuls nicht vorhanden ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Gattereinrichtung ein UND-Gatter (3) ist und das UND-Gatter den ersten Taktimpuls abgibt, wenn sowohl der erste als auch der zweite Taktimpuls Hoch-Pegel hat.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hochspannungsimpuls-Erzeugungseinrichtung eine Spule (42), die mit einer Energiequelle verbunden ist, und einen MOSFET (41), der mit der Spule verbunden ist, aufweist, und der Ausgangsimpuls der Gattereinrichtung (3) in den MOSFET eingegeben wird.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Spannungsvervielfachungsgleichrichtereinrichtung (43) eine Dreifach-Spannungsgleichrichtereinrichtung ist.

5. Steuerschaltung nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rücksetzeinrichtung aufweist:

eine erste Transistoreinrichtung (51) mit einer Basis und einem Kollektor zum Aufnehmen des zweiten Taktimpulses von der zweiten Taktgeneratoreinrichtung in die Basis; und

eine zweite Transistoreinrichtung (52) mit einer Basis, die mit dem Kollektor der ersten Transistoreinrichtung und über einen Widerstand mit einer Energiequelle verbunden ist, und einem Kollektor, der mit einem Ausgangsanschluß der Steuerschaltung verbunden ist.

6. Verfahren zur Steuerung einer Anzeigevorrichtung mit den Schritten:

Erzeugen eines ersten Taktimpulses mit einer ersten Frequenz;

Erzeugen eines zweiten Taktimpulses mit einer zweiten Frequenz, die niedriger als die erste Frequenz ist;

Durchlassen des ersten Taktimpulses in Abhängigkeit vom zweiten Taktimpuls;

Erzeugen eines Hochspannungsimpulses, der mit dem durchgelassenen ersten Taktimpuls synchron ist;

Durchführung einer Spannungsvervielfachung des Hoch spannungsimpulses, um eine hohe Ausgangsspannung zu erzielen; und

Rücksetzen des Spannungsvervielfachungsvorgangs, wenn der zweite Taktimpuls nicht vorhanden ist.

7. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung mit einer Steuerschaltung zum Anlegen einer Steuerspannung an die Anzeigevorrichtung, wobei die Steuerschaltung aufweist:

eine erste Taktgeneratoreinrichtung (1) zum Erzeugen eines ersten Taktimpulses mit einer ersten Frequenz;

eine zweite Taktgeneratoreinrichtung (2) zum Erzeugen eines zweiten Taktimpulses mit einer zweiten Frequenz, die niedriger als die erste Frequenz ist;

eine Gattereinrichtung (3) zum Empfangen des ersten und des zweiten Taktimpulses und zum Durchlassen des ersten Taktimpulses, wenn der zweite Taktimpuls vorhanden ist; und

eine Hochspannungsimpuls-Erzeugungseinrichtung (41, 42) zum Erzeugen eines Hochspannungsimpulses, der mit dem Ausgangsimpuls von der Gattereinrichtung synchron ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Hochspannungsimpulserzeugungseinrichtung mit einer Spannungsvervielfacherschaltung (43) versehen ist.