專利名稱：電致發光冷光片的驅動晶片的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動晶片，尤指一種能驅動多段發光冷光片的裝置。
背景技術：
目前，控制每一段電致發光冷光片(Electro Luminescent)獨立作明暗狀態改變是需要相應的一個晶體管作控制，即晶體管數目和冷光片數目是成正比增加的。因此在電致發光多段冷光片的應用上需要大量晶體管來控制冷光片的明暗狀態，使用大量晶體管元件會使控制電致發光冷光片的電路板面積變大，而電路板設計變得復雜、成本也很高。此外，控制電致發光冷光片作不同的明暗比例顯示一般是通過控制增加或減少冷光片電源供應電路的輸入電壓或控制冷光片電源供應電路內的振蕩電路頻率來實現，這樣，驅動電路板往往還包括電源供應電路，從而進一步增大了電路板的面積，另一方面，對于使用者來說，必須熟悉冷光片的驅動方法和電源供應電路設計方法，才能夠正確設計冷光片的驅動電路板，使用很不方便。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，是針對上述現有技術的問題而提供一種多段發光冷光片驅動晶片，能夠減小驅動電路板的體積，并使電致發光多段冷光片信息顯示應用電路設計變得更為簡單和容易。
為了實現上述目的，本發明提供了一種冷光片驅動晶片，用于驅動多段電致冷光片顯示，該驅動晶片包括一控制冷光片數據模塊，輸入冷光片的一顯示數據、一顯示脈沖，并根據一數據鎖定脈沖而將該顯示數據動態輸出；一驅動冷光片模塊，接受該控制冷光片數據模塊輸出的冷光片顯示數據，實時驅動該冷光片顯示信息。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該驅動晶片還包括一電源供應控制模塊，控制該冷光片的光暗狀態。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該電源供應控制模塊包括一升壓變壓器、一晶體管和一振蕩電路，由該振蕩電路輸出不同的頻率控制信號經該晶體管輸出至該升壓變壓器，該升壓變壓器相應輸出給該冷光片不同的電源。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該驅動晶片與一電源控制模塊連接，該電源控制模塊包括一升壓變壓器和一振蕩電路，由該振蕩電路輸出不同的頻率控制信號經該驅動晶片輸出至該升壓變壓器，該升壓變壓器相應輸出給該冷光片不同的電源。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該升壓變壓器是一集成電路方式的直流電轉交流電升壓電路。
如上所述的驅動晶片，其中，可以通過改變該電源供應控制模塊的電子元件參數去改變電致冷光片電源供應，間接改變冷光片的明暗度。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該控制冷光片數據模塊是一移位寄存器，該移位寄存器包括至少一第一組移位觸發器和一第二組移位觸發器，該第一組移位觸發器的輸出腳位和該第二組移位觸發器的輸入腳位連接。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該驅動冷光片模塊包括多個晶體管，該多個晶體管與該移位寄存器的輸出腳位相連，該晶體管的集電極與該冷光片相連。
如權利要求上所述的冷光片驅動晶片，其中，該多個晶體管是NPN類型的晶體管，其基極通過一電阻與該移位寄存器的輸出腳位相連，并通過另外一電阻與發射極并接地。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該多個晶體管是NPN類型的晶體管，其發射極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其基極通過一電阻連接在直流電壓上。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該多個晶體管是PNP類型的晶體管，其基極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其發射極通過一電阻與直流電壓相連。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該多個晶體管是PNP類型的晶體管，其發射極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其基極通過一電阻接地并通過另外一個電阻接發射極。
如上所述的冷光片驅動晶片，其中，該驅動晶片可以通過改變冷光片數據的顯示周期時間來控制該冷光片光暗狀態。
本發明還提供了一種冷光片顯示裝置，包括一單晶片微處理器，輸出一冷光片顯示信息；至少一個冷光片驅動晶片，與該單晶片微處理器相連，接收該冷光片顯示信息，并輸出一冷光片顯示驅動信息；一電源供應電路，與該冷光片驅動晶片相連，輸出一冷光片顯示電源；至少一個多段電致冷光片，與該冷光片驅動晶片和該電源供應電路相連，在該冷光片顯示驅動信息的驅動下，將該顯示信息顯示出來。
如上所述的冷光片顯示裝置，其中，該至少一個驅動晶片通過級聯模式相互連接，驅動該多個電致冷光片。
本發明的有益效果是，提供了一種新型電致晶片，將控制電致發光冷光片明暗狀態的晶體管集成在驅動晶片內，使驅動電路需要的晶體管數目減少，從而大大減小了驅動電路板的面積。本案電致晶片由于也可以集成控制冷光片電源供應電路內的振蕩電路，所以可進一步縮小電路板面積。
同時，由于該驅動晶片集成了原來驅動電路的若干功能，將原來復雜的電路封裝在晶片內，這樣，使用者不需要太多的專業知識，就能很容易地設計出功能強大的冷光片驅動電路，易于使用。
本驅動晶片內部也集成了一個多位的移位寄存器，此寄存器提供了一種標準的數據傳輸接口協議去實現級聯模式的連接方法；利用標準數據傳輸接口協議去設定電致發光冷光片顯示的數據內容，及利用此數據傳輸界面協議延伸出一種級聯模式的連接方法，從而使得設定電致發光冷光片顯示的數據內容時可以更富彈性及容易，此外當利用級聯模式連接方法時可以使多個電致晶片能組成一個驅動多數位電致發光冷光片數字顯示。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明驅動晶片構造圖；圖2是驅動晶片實施例內部振蕩電路構造圖；圖3是驅動晶片實施例內部的移位寄存器構造圖；
圖4是驅動晶片實施例中對驅動晶片內部晶體管結構的第一個實施方案；圖5是驅動晶片實施例中對驅動晶片內部晶體管結構的第二個實施方案；圖6是驅動晶片實施例中對驅動晶片內部晶體管結構的第三個實施方案；圖7是驅動晶片實施例中對驅動晶片內部晶體管結構的第四個實施方案；圖8是應用本發明驅動晶片而設計的鐘表顯示裝置的結構示意；圖9是應用本發明驅動晶片通過級聯方式驅動多個冷光片的電路示意圖；圖10是通過改變數據鎖定脈沖時間來改變冷光片明暗狀態的示意圖。
具體實施例方式
圖1中，本發明驅動晶片的設計是一個有三個半數位的多段冷光片的驅動晶片，實施例中的驅動晶片有四十個代表不同功能的驅動晶片腳位1，2是振蕩電路，3是多位移位寄存器，4是晶體管；而每支驅動晶片腳位詳細的功能如下腳位1(P1)是連接外置升壓變壓器；腳位2(P2)是冷光片數據顯示輸入；腳位3(P3)是冷光片數據顯示輸入脈沖；腳位4(P4)是冷光片數據顯示輸入重設信號；腳位5(P5)是冷光片數據顯示第一數位數據鎖定脈沖；腳位6(P6)是冷光片數據顯示第二數位數據鎖定脈沖；腳位7(P7)是冷光片數據顯示第三數位數據鎖定脈沖；腳位8(P8)是冷光片數據顯示半個數位數據鎖定脈沖；腳位9(P9)到腳位15(P15)是冷光片數據顯示第一數位數據位；腳位16(P16)到腳位22(P22)是冷光片數據顯示第二數位數據位；腳位23(P23)是驅動晶片接地腳位；腳位24(P24)到腳位30(P30)是冷光片數據顯示第三數位數據位；腳位31(P31)到腳位34(P34)是冷光片數據顯示半個數位數據位；腳位35(P35)是級聯模式冷光片數據顯示輸出；腳位36(P36)是外接冷光片電源供應線路或電源供應晶片；腳位37(P37)是沒有功能腳位；腳位38(P38)到腳位39(P39)是驅動晶片內部振蕩電路頻率控制；腳位40(P40)是驅動晶片工作電源。
由圖中可以清楚地看到，振蕩電路2，寄存器3和晶體管4均封裝在驅動晶片10的內部。
在圖2所顯示的振蕩電路2中，整個振蕩電路2可以集成在驅動晶片內(如圖1所示)，也可以僅僅將振蕩電路中的晶體管21集成在驅動晶片內(如圖8所示)，而晶體管21集電極連接在驅動晶片電源22(腳位P40)及驅動晶片振蕩電路頻率控制線23(腳位P38)，晶體管21的基極連接在另外一支驅動晶片振蕩電路頻率控制線24(腳位P39)，而晶體管21的發射極連接在驅動晶片外置升壓變壓器28的腳位25上。振蕩電路的原理是通過調整電阻26及電容27數值去改變驅動晶片外置升壓變壓器腳位25產生的電致冷光片電源頻率；通過產生不同的電源頻率輸入到外置升壓變壓器28，可以令外置升壓變壓器28的電源輸出腳位29提供不同的冷光片電源給電致發光冷光片，而冷光片的明暗狀態比例也是跟隨冷光片電源變化而改變。
此外，如圖10所示，是改變冷光片明暗狀態比例的另一實施方式。圖中，通過利用控制冷光片數據顯示數位數據鎖定脈沖腳位(P5、P6、P7和P8)的鎖定時間而改變。當增加數據鎖定脈沖的時間100時，數據顯示時間也相應地增加，令冷光片變光狀態的時間增長。而將數據鎖定脈沖的時間100縮短時可以相應地減小冷光片變光狀態的時間。所以通過利用以上方法改變數據顯示周期時間也可以完成控制冷光片的明暗狀態變化。
在圖3所顯示的多位的移位寄存器3中，冷光片顯示數據從驅動晶片的顯示數據輸入腳位P2跟隨數據輸入同步脈沖腳位P3輸入到第一組三個半數位的移位觸發器35中。而每一數據位跟隨同步脈沖輸入的有益效果是可以實現數據同步輸入的效果，減低數據錯誤率。因為第一組三個半數位的移位觸發器35的輸出線和第二組三個半數位的移位觸發器36的輸入線是連接的，所以當全部三個半數位的冷光片顯示數據輸入到第一組三個半數位的移位觸發器35時，冷光片顯示數據同時也傳輸到第二組三個半數位的移位觸發器的輸入腳位37。當數據鎖定脈沖從P5腳位傳輸到第二組三個半數位的移位觸發器36時，數據會鎖定在第二組三個半數位的移位觸發器36中，通過第二組三個半數位的移位觸發器的輸出腳位38輸出到晶體管基極。而利用控制晶體管的導通狀態去改變需要冷光片顯示的數據。
在圖4中，所顯示的驅動晶片內部是通過控制NPN類型晶體管基極為基礎而設計的，當冷光片數據經過數據輸入腳位P2到多位移位寄存器3時，冷光片數據被鎖定在多位移位寄存器3中，輸出數據分別順序連接到從控制第一段數位NPN類型晶體管43的基極到控制第三個半數位最后一段數位NPN類型晶體管44的基極的若干個晶體管的基極，在本實施例中，每一數位有7段，共有三個半數位，所以共有24個晶體管，如圖1所示，對應24個輸出數據控制腳位P9-P15，P16-P22，P24-P30，P31-P34。冷光片與晶體管43的集電極相連，而所有晶體管的發射極連接在一起，并接地。通過改變此若干個晶體管導通狀態而控制冷光片顯示的原理是當冷光片需要改變光狀態時，鎖定在驅動晶片內部移位寄存器3的數據輸出腳位被設定為邏輯1，由于移位寄存器的輸出腳位和NPN類型晶體管的基極是連接在一起的，所以晶體管的基極邏輯狀態也被設定為邏輯1。而晶體管基極和發射極之間產生偏壓差令電流由移位寄存器3的輸出腳注入晶體管的基極令晶體管導通，而冷光片回路經過晶體管接地。根據此原理可以令冷光片有回路到地而變為發光狀態。相對地，當鎖定在驅動晶片內部移位寄存器3的數據設定為邏輯零的時候，NPN類型晶體片的基極的狀態被設定為邏輯零，此時晶體管基極和發射極之間沒有產生偏壓令晶體管不導通，冷光片因為回路被截斷而變為暗狀態，如圖4所示，為了減小偏置電流，在移位寄存器3的輸出和每個晶體管的基極之間均連接有一電阻48，而在移位寄存器3的輸出與每個晶體管的發射極也通過一電阻49連接。
圖5顯示了本發明對驅動晶片內部通過控制NPN類型晶體管發射極為基礎而設計的第二種實施方案。其工作原理是將移位寄存器3的輸出腳位和晶體管54～55的發射極連接在一起，而晶體管54～55的基極通過一偏置電阻59連接在直流電壓上(即驅動晶片的P40腳位)，晶體管的集電極連接到冷光片上。通過改變晶體管發射極的邏輯狀態可以控制晶體管54～55的導通狀態從而控制冷光片數據顯示。
圖6顯示了本發明對驅動晶片內部通過控制PNP類型晶體管的基極為基礎而設計的第三種實施方案。其工作原理是將移位寄存器3的輸出腳位和晶體管63～64的基極連接在一起，而晶體管63～64發射極通過一電阻連接在直流電壓上(即驅動晶片的P40腳位)，晶體管的集電極連接到冷光片。通過改變晶體管基極的邏輯狀態可以控制晶體管導通狀態和冷光片數據顯示。
圖7顯示了本發明對驅動晶片內部通過控制PNP類型晶體管發射極為基礎而設計的第四種實施方案。其工作原理是將移位寄存器3的輸出腳位和晶體管73～74的發射極連接在一起，而晶體管基極通過一偏置電阻連接到地，同時，晶體管的基極通過另一電阻也與移位寄存器3的輸出腳位相連，晶體管的發射極與冷光片連接。通過改變晶體管發射極的邏輯狀態可以控制晶體管導通狀態和冷光片數據顯示。
在圖8顯示了應用本發明的驅動晶片10配合單晶片微處理器81組成的冷光片顯示裝置。如圖所示，該應用中的驅動晶片沒有將電源供應電路集成，而是將該電源供應電路設置在晶片之外。一顆多位單晶片微處理器81設定鐘表時間數據后輸入電致冷光片驅動晶片10，冷光片驅動晶片10將收到的時間數據經過其三個半數位的輸出腳位P9-P15，P16-P22，P24-P30，P31-P34傳輸到多段電致發光冷光片顯示裝置84上。當多冷光片電源由電源升壓變壓器28輸出到多段電致發光冷光片顯示裝置84時，多段電致發光冷光片顯示裝置84會顯示從多位單晶片微處理器81設定的鐘表時間數據。通過設定多位單晶片微處理器81自動更新時間顯示數據時可以令冷光片顯示裝置變為一種平面鐘表顯示裝置。
圖9是利用兩顆驅動晶片10、10’實施級聯模式的實施例。圖中單晶片微處理器81，冷光片數據顯示輸入90(P2)，冷光片數據顯示輸入脈沖91(P3)，冷光片數據顯示輸入重設信號92(P4)及兩組冷光片顯示裝置98，99。其原理是將資料由第一顆晶片10從P35輸入到下一顆的晶片10’的P2資料輸入。而兩顆晶片的冷光片數據顯示輸入，冷光片數據顯示輸入脈沖及冷光片數據顯示輸入重設信號也連接在一起。當顯示資料通過P35及P2而輸入到所有晶片時，再設定冷光片數據顯示輸入及冷光片數據顯示輸入脈沖將資料鎖定在晶片內，令兩組冷光片顯示裝置98及99變光。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍，所有依本發明說明書和附圖內容所做出的等效變換，例如，將電源升壓變壓器替換為具有同等效果的集成電路方式的直流電轉交流電升壓電路，均包含在本發明的專利范圍內。
權利要求
1.一種冷光片驅動晶片，用于驅動多段電致冷光片顯示，其特征在于，該驅動晶片包括一控制冷光片數據模塊，輸入冷光片的一顯示數據、一顯示脈沖，并根據一數據鎖定脈沖而將該顯示數據動態輸出；一驅動冷光片模塊，接收該控制冷光片數據模塊輸出的冷光片顯示數據，實時驅動該冷光片顯示信息。
2.如權利要求1所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該驅動晶片還包括一電源供應控制模塊，控制該冷光片的光暗狀態。
3.如權利要求2所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該電源供應控制模塊包括一升壓變壓器、一晶體管和一振蕩電路，由該振蕩電路輸出不同的頻率控制信號經該晶體管輸出至該升壓變壓器，該升壓變壓器相應輸出給該冷光片不同的電源。
4.如權利要求1所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該驅動晶片與一電源控制模塊連接，該電源控制模塊包括一升壓變壓器和一振蕩電路，由該振蕩電路輸出不同的頻率控制信號經該驅動晶片輸出至該升壓變壓器，該升壓變壓器相應輸出給該冷光片不同的電源。
5.如權利要求3或4所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該升壓變壓器是一集成電路方式的直流電轉交流電升壓電路。
6.根據權利要求3或4所述的驅動晶片，其特征在于，該冷光片的明暗度可以通過改變該電源供應控制模塊的電子元件參數去改變。
7.如權利要求1所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該控制冷光片數據模塊是一移位寄存器，該移位寄存器包括至少一第一組移位觸發器和一第二組移位觸發器，該第一組移位觸發器的輸出腳位和該第二組移位觸發器的輸入腳位連接。
8.如權利要求7所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該驅動冷光片模塊包括多個晶體管，該晶體管與該移位寄存器的輸出腳位相連，該晶體管的集電極與該冷光片相連。
9.如權利要求8所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該多個晶體管是NPN類型的晶體管，其基極通過一電阻與該移位寄存器的輸出腳位相連并連接另外一個電阻與發射極并接地。
10.如權利要求8所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該多個晶體管是NPN類型的晶體管，其發射極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其基極通過一電阻連接在直流電壓上。
11.如權利要求8所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該多個晶體管是PNP類型的晶體管，其基極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其發射極通過一電阻與直流電壓相連。
12.如權利要求8所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該多個晶體管是PNP類型的晶體管，其發射極與該移位寄存器的輸出腳位相連，其基極通過一電阻與該晶體管的發射極耦接，該基極通過另一電阻接地。
13.如權利要求1所述的冷光片驅動晶片，其特征在于，該驅動晶片可以通過改變冷光片數據的顯示周期時間來控制該冷光片光暗狀態。
14.一種冷光片顯示裝置，其特征在于，包括一單晶片微處理器，輸出一冷光片顯示信息；至少一個冷光片驅動晶片，與該單晶片微處理器相連，接收該冷光片顯示信息，并輸出一冷光片顯示驅動信息；一電源供應電路，與該冷光片驅動晶片相連，輸出一冷光片顯示電源；至少一個多段電致冷光片，與該冷光片驅動晶片和該電源供應電路相連，在該冷光片顯示驅動信息的驅動下，將該顯示信息顯示出來。
15.如權利要求14所述的冷光片顯示裝置，其特征在于，該至少一個驅動晶片通過級聯模式相互連接，驅動該多個電致冷光片。
全文摘要
本發明公開了一種電致冷光片驅動晶片，將冷光片電源供應控制功能、多位寄存器數據鎖定功能和驅動冷光片功能集成于驅動晶片內，該驅動晶片包括一控制冷光片數據模塊，輸入冷光片的一顯示數據、一顯示脈沖，并根據一數據鎖定脈沖而將該顯示數據動態輸出；一驅動冷光片模塊，接受該控制冷光片數據模塊輸出的冷光片顯示數據，實時驅動該冷光片顯示信息。此驅動晶片適用于驅動多段冷光片如數字、圖像信息顯示的應用，當多顆驅動晶片通過級聯模式連接的時候還能驅動多個冷光片。
文檔編號G09G3/30GK1508769SQ021571
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者黃志偉, 李志光 申請人:黃志偉