CN1096820C - 具有场效应发光器件的小型手持电子装置 - Google Patents

Abstract

一种具有发光器件的小型手持电子装置，当控制信号变成低电平时，第一升压选择SW被接通，第一放电装置被断开，这时升压器件和第一升压装置被连接，第一升压装置响应升压时钟开始升压操作，由升压操作生成的反相感应电压被第一整流装置整流并且被输入到发光器件，以对其充电并且积聚在升压时钟的每一时钟输入的反相感应电压，使发光器件发光，提供照明功能。当控制信号变成高电平时，第一放电装置放电，以后连续反复操作，以使连续发光。

Description

具有场效应发光器件的 小型手持电子装置

技术领域

本发明涉及安装有例如场致发光面板(后面称为“EL面板”)的场效应发光器件作为光源的小型手持电子装置，尤其涉及由低电压源驱动的例如电子时计(timepieces)装置。

背景技术

通常，小型手持电子装置，例如电子钟表，安装有一个小的白炽灯用作显示照明部件，或者使用发光二极管(LED)作为显示照明。对于这种线性光源，它已难于完全地阅读某些延伸区域。在某些装置中，使用发光涂料来代替照明。然而，这不能够形成足以可识别的显示，因为发光量太小。

在这样的环境下，表面发光器件，例如EL面板，其使用由电场作用引起的发射，已经用作小型手持电子装置的照明器件(大多数情况下已经安装有LCD面板)。因为，为了使得它发光，几十伏特或者更高的交流电场必须被施加于这样的EL面板上，所以，其电池电压是1.5V或3V的小型手持电子装置或类似的装置，安装了一个升压电路，来生成几十伏特的电压，如上面所述的那样。

升压电路的一个通常的实施例是这样一个电路：其中，利用线圈的电感，通过接通或断开流过升压线圈的电流，生成反相的感应电压。把由这一反相感应电压产生的高压脉冲施加于EL面板的方法包括所谓的单极驱动***，其中，EL面板的二端部之一端被固定于接地的电平，而高压脉冲被施加于另一端部。虽然，使用一个升压线圈和一个升压电路能够形成这种***，但是，它有一个问题，其中，由于施加于EL面板的直流电分量，缩短了作为器件的EL面板的寿命，并且，为了提供预先确定的亮度，在单一方向上的反相感应电压必须足够高。

相对地减少所需的反相感应电压，消除这样的直流电分量的方法包括了所谓的双极驱动***，其中，高电压脉冲被交替地施加于EL面板的二个端部中的每一个端。然而，当使用二个升压线圈和二个升压电路形成这一***时，问题已经发生：其中，需要一个附加的占有大的体积空间的升压线圈，这就使得难于提供一种紧凑的装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有场效应发光器件的小型手持电子装置，其中，使用单独的升压线圈，实现EL面板的双极驱动，来延长EL面板的寿命，以改善发光的效率，使得电路紧凑，并减少零部件的数目。

为了达到上述目的，本发明采用了安装有发光器件的小型手持电子装置的构形，发光器件利用由电场作用引起的发光射，它包括：一个至少具有用于积聚电荷的二个端部的发光器件，电荷由施加于二个端部之一端的高压脉冲注入；一个具有升压器件的升压装置，用于响应预先确定的驱动频率信号，生成施加于发光器件的高压脉冲；一个升压切换装置，用于选择发光器件的二个端部中的任何一端，由升压装置生成的高压脉冲被施加于此端部，并且，在预先确定的间隔操作期间切换端部；多个连接于发光器件的二个端部中的每一端的放电装置，在预先确定的间隔处，有选择地释放来自二个端部之一端的积聚在发光器件中的电荷；一个升压频率控制装置，用于生成输入到升压装置的预定的驱动频率信号；一个充电/放电频率控制装置，用于在预定间隔处生成控制升压切换装置的选择切换信号，和在预定的间隔处生成控制放电装置的选择切换信号；以及振荡电路，用于输出输入到所述升压频率控制装置和所述充电/放电频率控制装置的振荡时钟信号。

在具有按上述构成的发光器件的小型手持电子装置中，使用单独的升压器件，通过在预先确定的间隔处控制用于切换的升压切换装置，并且，在预定的间隔处，交替地将由升压装置生成的高压脉冲加到发光器件的二个端部，实现反复的充电和放电操作能够实现发光器件的双极驱动。

附图说明

参考附图，描述本发明的实施例。

图1是说明本发明的实施例的方框图；

图2是本发明的实施例的升压电路的电路连接图；

图3是本发明的实施例的定时控制电路的电路连接图；和

图4是说明本发明的实施例的操作定时和EL面板的充电/放电波形的时间图。

具体实施方式

图1是说明本发明的实施例的方框图。由于应用了电源，振荡电路101开始振荡，以输出一个振荡时钟信号401。由振荡电路101输出的振荡时钟信号401被输入到升压频率控制装置102和充电/放电频率控制装置103。

按照振荡时钟信号401，升压频率控制装置102控制升压频率，并且输出升压时钟信号403和升压时钟信号404。升压时钟信号403被输入到第一升压装置107。升压时钟信号404被输入到第二升压装置111。

在对来自振荡电路101的振荡时钟信号401的输入信号响应时，充电/放电频率控制装置103输出控制信号405和控制信号406，用于控制充电和放电频率。控制信号405被输入到第一升压选择SW(开关)105和第一放电装置112。控制信号406被输入到第二升压选择SW(开关)106和第二放电装置113。

当来自充电/放电频率控制装置103的控制信号405变成低电平时，第一升压选择SW 105被接通，而第一放电装置112被断开。当第一升压选择SW 105被接通时，升压器件104和第一升压装置107被连接。例如，升压器件104由升压线圈组成。当升压器件104和第一升压装置107被连接时，响应于升压时钟信号403，第一升压装置107开始升压操作。由第一升压器件104和第一升压装置107的升压操作生成的反相感应电压(升压电压)被输入到第一整流器装置108。

输入到第一整流器装置108的反相感应电压被整流，并且被输入到发光器件109。发光器件109充电并且聚积在升压时钟信号403的每一时钟时输入的反相感应电压。在每一时钟时输入的反相感应电压的电场使得发光器件109发光，因此提供照明功能。例如，第一整流器装置108由二极管组成，而发光器件109由场致发光面板(EL面板)构成。

这一升压操作一直继续到控制信号405变成高电平为止，当控制信号405从低电平切换到高电平时，第一升压选择SW 105被断开，而第一放电装置112被接通。

当第一升压选择SW 105被断开时，升压器件104和第一升压装置107被断开。这时，由升压频率控制装置102输出的升压时钟信号403变成低电平，而第一升压装置107停止升压操作。当第一放电装置112被接通时，积聚在发光器件109中的电荷放电。

当由充电/放电频率控制装置103输出的控制信号405变成高电平，并且，积聚在发光装置109中的电荷被放电时，控制信号406输出低电平。由充电/放电频率控制装置103输出的控制信号406被输入到第二升压选择SW 106和第二放电装置113。

当控制信号406的低电平信号被输入到第二升压选择SW 106时，第二升压选择SW 106被接通。当第二升压选择SW 106被接通时，这时，升压器件104和第二升压装置111被连接。当控制信号406的低电平信号被输入到第二放电装置113时，第二放电装置113被断开。

当升压器件104和第二升压装置111被连接时，升压频率控制装置102输出升压时钟信号404。由升压频率控制装置102输出的升压时钟信号404被输入到第二升压装置111。响应升压时钟信号404，第二升压装置111执行升压操作，以便从升压器件104生成反相感应电压(升压电压)。

由升压器件104生成的反相感应电压被输入到第二整流装置110。由第二整流装置110整流的反相感应电压被输入到发光器件109。发光器件109充电并且积聚在升压时钟信号404的每一时钟输入的反相感应电压。在每一时钟时输入的反相感应电压的电场使得发光器件109发光，因此，提供照明功能。这一操作一直继续到控制信号406变成高电平为止。

当控制信号406变成高电平时，第二升压选择SW 106被断开，而第二放电装置113被接通。当第二升压选择SW被断开时，升压器件104和第二升压装置111被断开。当升压器件104和第二升压装置111被断开时，由升压频率控制装置102输出的升压时钟信号404变成低电平，而第二升压装置111停止操作。

当第二放电装置113被接通时，积聚在发光器件109中的电荷被放电。

当积累在发光器件109中的电荷放电时，由充电/放电频率控制装置103输出的控制信号405再次输出低电平。

这样的操作被连续不断地执行，结果，发光器件109连续不断地发光，用作照明部件。

现在，参考电路的特定实施例和时间图表，来详细描述作为照明部件的本发有的操作。

在图2中，升压线圈204的二端部之一端总是与电源连接。升压线圈204的另一端部被连接于与升压选择操作相对应的晶体管205和晶体管206。控制信号405控制晶体管205。控制信号406控制晶体管206。

控制信405也控制对EL面板109充电和放电的MOS晶体管212。同样，控制信号406也控制对EL面板209充电和放电的MOS晶体管213。

当电源接通时，振荡电路输出32kHz的振荡时钟信号(CLK)401。该CLK401被输入到分频电路301，并且被分频电路302-307分频。使用由分频电路获得的频率，分别用图3中所示的门电路309-313合成为如图4中所示的升压时钟信号403、404以及控制信号405、406。

当控制信号405变成低电平时，晶体管205被接通。当晶体管205被接通时，升压线圈204和升压MOS晶体管207被连接。由于升压线圈204和升压MOS晶体管207被连接，升压时钟信号403被输出。升压时钟信号403使得升压MOS晶体管207被反复地接通和断开，因此，引起升压操作。升压MOS晶体管207的升压操作，在升压线圈204处，产生反相感应电压。在本实施例中所用的升压时钟信号403和404在8kHz的频率和75％的作用范围情况下被输出。

由升压线圈204生成的反相感应电压被输入到二极管208。该二极管208对该输入的反相感应电压整流。由二极管208整流的反相感应电压被输入到EL面板209，在那里被充电并积聚。这时，该二极管208阻止该积聚的电荷流回到该升压线圈。

在EL面板209中的充电和积聚操作一直继续到控制信号405从低电平被切换到高电平上并且升压时钟信号403的输出变成低电平时为止。当升压时钟信号403变成低电平时，该升压MOS晶体管207被断开。在本实施例中，该控制信号405和406被控制在256HZ的频率中。

当控制信号405被切换到高电平时，晶体管205被断开，而为了放电，MOS晶体管212被接通。当MOS晶体管212为了放电而被接通时，这时，直到充电的和积聚的电荷被完全地放电之前，该EL面板209的二个端部都与地连接。

EL面板209的二个端部都与地连接的时间是在图4所示的信号402在高电平时的期间内。这一期间被保持足够长，使得充电的和积聚在EL面板209中的电荷被全部地释放掉。当信号402是在高电平时，控制信号405和控制信号406都保持在高电平，而升压线圈204既不与升压MOS晶体管207连接又不与MOS晶体管211相连接。

另外，控制信号406变成低电平，而晶体管206被接通。当晶体管206被接通时，升压线圈204和升压MOS晶体管211被连接。升压时钟信号404控制升压MOS晶体管211。

当升压时钟信号404被输入到升压MOS晶体管211时，升压MOS晶体管211被反复地接通和断开，这就导致升压操作。MOS晶体管211的升压操作，在升压线圈204处，产生反相的感应电压。所产生的反相感应电压被输入到二极管210整流。整流的反相感应电压被输入到EL面板209，在那里被充电和积聚。在EL面板209中的充电和积聚操作一直继续到控制信号406从低电平切换到高电平，并且，升压时钟信号404的输出变成低电平时为止。当升压时钟信号404变成低电平时，升压MOS晶体管207被断开。

当控制信号406被切换到高电平时，晶体管206被断开，而放电用的MOS晶体管213被接通。当放电用的MOS晶体管213被接通时，EL面板209的端部都与地连接，并且，直到充电的和积聚的电荷被再次完全地放电。

如前面所述，通过使用控制信号405和406，切换晶体管205和206的接通和断开的控制，来转换EL面板209的充电和放电的方向。在本实施例中，在控制信号405和406之间的切换是在256HZ的频率被执行的。这一操作被连续不断地执行，结果，EL面板209发光，用作照明部件。在这时，充入在EL面板里的电压的波形407的峰值电压约是160V至180V的峰-峰电压。

如前面所述，按照本发明的例如EL面板的发光器件的小型手持电子装置使用二个升压选择操作允许二个方向的充电和放电由EL面板上的单个的升压部件完成。使用这样的EL面板驱动电路有利于电路能被制造得紧凑；零部件的数目能够被减少；以及EL面板能够有效地发光。

Claims (4)

1.一种具有发光器件的小型手持电子装置，其利用了由电场作用产生的光发射，该装置包括：

一个发光器件，该发光器件至少具有二个端部，用来积聚由施加到所述二个端部之一端的高压脉冲注入的电荷；

一个升压装置，其具有升压器件，用于响应预定的驱动频率信号，生成施加于所述发光器件的高压脉冲；

一个升压切换装置，用于选择所述的发光器件的二个端部中的任何一端，其上施加了由所述的升压装置生成的高压脉冲，并且在预定的间隔处的操作期间切换该端部；

多个与所述的发光器件的二个端部中的每一端相连接的放电装置，用于选择地在预定的间隔处，从所述的二个端部中的一端，释放积聚在所述的发光器件中的电荷；

一个升压频率控制装置，用于生成输入到所述的升压装置的预定的驱动频率信号；

一个充电/放电频率控制装置，用于在控制所述的升压切换装置的预定的间隔处生成一个选择切换信号，以及在控制所述的放电装置的预定间隔处生成一个选择切换信号；和

振荡电路，用于输出输入到所述升压频率控制装置和所述充电/放电频率控制装置的振荡时钟信号。

2.按照权利要求1所述的具有发光器件的小型手持电子装置，其中，还包括：提供在所述的升压装置和所述的发光器件之间的整流器装置，用于防止积聚在所述的发光器件中的电荷流回到所述的升压装置。

3.按照权利要求1所述的具有发光器件的小型手持电子装置，其中，在互相独立的所述发光器件的二个端部的每一端处，提供所述的升压装置；与所述的升压装置中的每一个相结合，提供所述的升压切换装置；以及一个第一升压切换装置连接和断开第一升压装置和所述升压器件，同时一个第二升压切换装置连接和断开第二升压装置和所述的升压器件。

4.按照权利要求1所述的具有发光器件的小型手持电子装置，其中所述充电/放电频率控制装置被配置为生成一选择切换信号，使得多个放电装置在将高压脉冲施加到所述发光器件二端中的一端以后和在将高压脉冲始加到二端中的另一端以前的周期期间的预定间隔处，共同操作以对所述发光器件中积聚的电荷进行放电。

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