低功率高亮度實用程控顯示屏的製作方法
2023-06-16 17:56:41 2
專利名稱：低功率高亮度實用程控顯示屏的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適宜作廣告宣傳及可變圖形標誌用的，由燈組成點陣的程控顯示屏。
現有技術中已有的點陣式顯示屏總是在某一方面存在不足，不是成本價格高就是加工難度大，或是視覺效果不理想，因而成為推廣的障礙。例如CN85203636，用計算機運控圖文活動的發光顯示裝置，其配套設備貴，顯示屏不能獨立使用，雙向可控矽控制白熾燈，點陣單元單個觸發，顯示屏點多量大使加工難度和成本成倍增加。CN8607167電子林牌廣告顯示器，其顯示屏點陣由發光二極體構成，亮度有限且外觀不易裝飾。CN87209778使用單向可控矽作開關驅動高功率燈炮列陣，其每個可控矽一個單獨的觸發電路；其加工難度可想而知。CN2059015V(申請號89209392·7)，CN2046661V(申請號88201628·8)的不足與上面幾個專利一樣。另外顯示屏使用白熾燈如果不採取光學技術也不能有效地利用光源，消耗功率大散熱成問題，不易裝飾，感觀效果也不很理想。
本實用新型的目的在於提供一種低功率，高亮度的實用程控顯示屏。
本實用新型的上述目的是通過這樣的技術方案現實的，即它由數據存貯及讀寫控制電路，顯示驅動電路，顯示屏燈發光點陣及顯示燈供電電源及穩壓電源組成；其中數據存貯及讀寫控制電路通過其存貯器的數據輸出端接在顯示驅動電路中的行控制三級管的基極限流電阻上；數據存貯及讀寫控制電路中的可預置數計數器的地址掃描數據的輸出端與顯示驅動電路中的4－16線解碼器的ABCD輸入端連接以驅動列開關分時通斷；或者由數據存貯及讀寫控制電路中的振蕩器的時鐘脈衝輸出端與顯示驅動電路中的列移位驅動電路的輸入端連接；顯示屏燈發光點陣由低功率燈、聚光罩、聚光面罩構成的顯示單元排列組合成顯示屏。
本實用新型的上述結構可以通過附圖進一步說明本實新型有如下附圖；附
圖1為本實用新型的原理框圖；附圖2為數據存貯及讀寫控制電路圖；附圖3為顯示驅動方案1的電路圖；附圖4為顯示驅動方案2的電路圖；附圖5為本實用新型顯示屏燈方案1結構圖；附圖6為顯示屏燈方案2結構圖；附圖7為顯示屏燈方案3結構圖。
參見
圖1，本實用新型由數據存貯及讀寫控制電路，顯示驅動電路，顯示屏燈發光點陣，顯示燈供電電源及穩壓電源構成。
參見圖2，數據存貯及讀寫控制電路由數據存貯及斷電保存開機準備工作電路，數據輸入電路，讀寫控制電路構成。其中數據存貯及斷電保存開機準備工作電路的數據端IC1的D0－D7經電子開關IC24－IC31與數據輸入電路的串入並出移位寄存器IC2－IC3的輸出端Iθ0－2θ3相聯。讀寫控制電路的IC4－IC7輸出端θ0－θ3與貯存電路IC1的地址端A0－A10相聯。編程寫入接鈕 AN6與IC1的讀寫控制端 相聯。
數據存貯及斷電保存開機準備工作電路由IC1、BG1、R1、R2、D1、D2、C1、C2及3V電池組構成，SRAM電路IC1為6116。其中3V電池組正極經二級管D2與IC1的供電電源端VDD連接並經過R1接到IC1片選端 ，電容C1與3V電池組、D2並聯，IC1、VDD經D1與電源VDD連接，BG1的集電極與IC1、⌒CE端連接，C2與BG1的發射結並聯，BG1的基極經R2與電源VDD連接。
數據輸入電路由IC2、IC3、IC22、IC23、IC24－IC31、D3－D11、R3－R13、C3、C4、AN7、AN8構成，CMOS電路IC2、IC3為4015，IC22、IC23為4069，IC24－IC31為4066。其中IC2、IC3極聯成8位串入並出移位暫存器，其數據輸入端D與IC22輸出端連接，IC22輸入端R3與電源VDD連接(拉高電位)和寫「1」按鈕AN7及C3連接，並經過它們接地，IC2、IC3的時鐘輸入端CP與IC23的輸出端連接，IC23的輸入端經R4與電源VDD連接，並經寫「O」按鈕AN3及C4接地，又經R5、D3正向連接到IC22的輸入端。IC2、IC3的並行數據輸出端1Q0－2Q3、與R6－R13，D4－D11組成的數據顯示電路連接，並經過雙向電子開關IC24－IC31與IC1的數據端D0－D7相連，IC22－IC31的控制端與IC21的輸出端及IC1的禁止信號輸出端⌒DE連接。
讀寫控制電路由IC4－IC7、IC11－IC21、R14－R17、R20－R30、C6－C9、D12－D15、D18、AN1－AN6構成，CMOS電路IC4－IC7為4516，IC11－IC14、IC17－IC21為4069，IC15－IC16為4066。其中IC5－IC7級連成12位(只用了11位)可逆計數器(本說明中皆為二進位)，IC6、IC7的輸出端θ0－θ3與IC1的A4－A10連接作為高位地址，IC5的輸出端θ0－θ3與IC4的置數輸入端D0－D3連接，IC4的輸出端θ0－θ3與IC1的低位地址輸入端A0－A3連接，同時也和顯示燈驅動電路圖3中的4－16線解碼電路IC8的輸入端ABCD連接。IC4的時鐘輸入端CP與IC12的輸出端連接，IC12、IC11、R20、R21、C6構成典型的多諧振蕩器作掃描低位地址用。IC4的置數控制端PE與IC21的輸出端及IC1的 端連接，IC4置數狀態時把IC5的θ0－θ3的輸出數據置到IC1、A0－A3端。可逆計數器IC5－IC7的時鐘輸入端CP通過雙向電子開關IC15與IC14的輸出端連接，IC13、IC14、R22、R23、C7構成多諧振蕩器，產生自動顯示的時鐘脈衝。同時也經過雙向電子開關IC16與IC17的輸出端連接，IC17、R24－R26、C8、C9、D18、 AN1、AN2構成手動記數輸入電路，IC17輸入端經R24與VDD連接，並經記數加「1」按鈕AN1和C8接地，IC5－IC7的加減轉換端V／D經R25與VDD連接並經記數減「1」按鈕AN2和C9接地，IC17的輸入端經R26、D18正向連接到IC5－IC7，V／D端。IC18、IC19、R27、R28、AN3、 AN4構成的雙穩態電路，其IC18、IC19的輸出端分別接到電子開關IC15、IC16的控制端，AN3為「手動」按鈕，AN4為「自動」按鈕。IC5－IC7的復位端Cr接到IC20的輸入端經R29接VDD並經請「O」按鈕AN5接地。IC21的輸出端接到IC1的 端和電子開關IC24－IC31的控制端，及IC4的置數端PE，並連接到顯示驅動電路圖3中IC8的禁止輸出端1NH。IC21的輸入端接到IC1的讀寫控制端 ，並經R30接VDD，同時經編程寫入按鈕AN6接地。IC1的數據端D0－D7連接到顯示驅動電路，圖3、圖4中行控制三級管BG28－BG35的基極限流電阻R47－R54上。
參見圖3，在本實施例中顯示驅動電路由列驅動電路和行驅動電路及定嚮導電的燈點陣電路組成。其中列驅動電路的電子開關BG2－BG17與燈點陣電路的列線連接，行驅動電路的電子開關BG18－BG25將＋35V電源與燈點陣電路的行線X0－X7連接。
列驅動電路由IC8、R31－R46、BG2－BG17構成，CMOS電路 IC8為4514。其中4－16線解碼器IC8的輸入端ABCD與數據存貯及讀寫控制電路圖2中IC4的輸出端θ0－θ3連接，IC8的禁止輸出端1NH與圖2中IC21的輸出端連接。IC8的輸出端Y0－Y15經電阻R31－R46與列驅動開關BG2－BG17的源極與點陣電路的列線連接，漏極接地並和燈供電電源35V的負極連接。
行驅動電路，由R47－R70、BG18－BG25、BG28－BG35構成。行控制三級管BG28－BG35的基極經電阻R47－R54與圖2中IC1的數據端D0－D7連接，集電極經電阻R55－R62與行開關(大功率場管PNP型)BG18－BG25的柵極連接，BG18－BG25的柵極經電阻R63－R70與源極和燈供電電源35V的正極連接，漏極分別和燈點陣電路的行線X0－X7連接。
定嚮導電的燈點陣電路由低功率燈OBD0－15BD7和二極體OD0－15D7構成。每個燈與一個二極體串聯後連接在列線和行線的交叉點上，二級管的導向與電源方向相同。
VDD的穩壓電路IC32為7806。
參見圖4，圖中顯示驅動電路，由列移位驅動電路行數據輸入電路，移位點陣驅動開關電路組成。其中列移位驅動電路的輸出端與移位點陣驅動開關電路的時鐘輸入端CP連接，行數據輸入電路的數據輸出端與移位點陣驅動開關電路的各行的輸入端IC41－IC49的B端連接。移位點陣驅動開關電路直接驅動燈。
列移位驅動電路由IC49、BG26、R79、R80構成，CMOS電路IC49為4069。其中IC49的輸入端接到圖2中IC5時鐘輸入端CP，同時去掉圖2中的IC4和IC11、IC12、R20、R21、C6，將IC5的輸出端直接與IC1的A0－A3連接(如圖4中所示)IC49的輸出端經R60與BG26的柵極連接，BG26的漏極接地，源極經R79接電源VDD，同時連接到移位點陣驅動開關電路的IC33－IC48的時鐘輸入端 。
行數據輸入電路由BG28－BG35、R47－R54、D45－D52、D71－D78構成。BG28－BG35基極經R47－R54與
圖1中IC1的數據端D0－D7連接，發射極接地，集電極與移位點陣驅動開關電路的IC41－IC48的輸入端B連接，同時經發光二級管IC45－IC52電阻R71－R78和電源VDD(VCC)連接。
移位點陣驅動開關電路由IC33－IC48、OBG0－15BG7及R81－R208和低功率燈OBD0－15BD7構成，TTL電路IC33－IC48為74LS164。其中IC33－IC48極連成8行16位串入並出移位暫存器，其數據輸入端A接電源VCC，IC41－IC48的數據輸入端B接BG28－BG35的集電極，其並行數據輸出端θ0－θ7分別經R81－208接三極體OBG0－15BG7的基極，OBG0－15BG7發射極接7V，10A燈供電電源正極和VDD(VCC)，集電極經燈OBD0－15BD7連接7V，10A燈供電電源負極－VB。
VDD(VCC)的穩壓電路IC49為7805。
參見圖5，圖中顯示屏的燈1固定在反射聚光罩2上，在聚光罩2的內表層塗度一層反光層3使向四周散射的光反射向前加強了正面的光，光線經過凸透鏡式的面罩4使光更加均勻集中，一部分光在4內與空氣界面之間在不同的角度方向多次反射後會更加柔和均勻，從正面透出。
參見圖6，圖中顯示屏的燈1固定在透明聚光罩5內，燈1發出的光在聚光罩5內層之間反射，部分光經內側界面折射進罩5內後又在與空氣間的界面之間多次反射，使5達到一定的亮度，減少了散射，向前的光經過面罩6起到5一樣的作用。6內側的花紋增加了界面反射角度和方向使光更加均勻柔和。
參見圖7，圖中顯示燈1固定在反射式透明聚光罩7內，聚光罩7除象圖6中聚光罩5那樣具有折射反射光的作用外，由於在外表面塗鍍了一層不透光的反射層8，這樣更加強了光向內的反射，而更減少了向四周的散射使光更集中，更清晰，透光罩9凸出的內面作用與圖5中4的作用一樣。
實際使用時可用圖5、圖6、圖7中，2、4、5、6、7、8、9中任何一種形式或幾種形式結合做成聚光罩，排列組合成m×n的點陣顯示屏，由於聚光罩的作用增加了亮度，使低功率燈達到了高功率燈的效果。
同現有的技術相比本實用新型有如下優點1、同LED顯示屏相比本實用新型亮度高得多，同高功率燈顯示屏相比功率低得多，但亮度一樣滿足需要，顯示光點可大可小，容易散熱和裝飾，光點可做到均勻柔和，同時低功率燈的成本也低很多。
2、顯示屏點多量大(為了簡化說明書，本說明書只列出了8×16點陣，實際運用時進行擴充，顯示點將成百上千增加)，因此顯示驅動電路中單元電路複雜一點，材料成本和加工成本將成百成千增加，本實用新型提供的兩個顯示燈驅動電路比現有的技術都簡單，因此成本就低得多。
3、同已有的輸入配套設備比本實用新型成本低，能單獨使用，操作改寫內容方便。用SRAMP隨機存貯器，並用乾電池長期保存數據。比用紫外線擦出的EPROM使用方便，比電擦出E2PROM便宜得多，適宜於我國目前大多數用戶。增加接口電路及相應的電路也可由計算機輸入數據適應於要求較高的用戶。
如上所述本實用新型是高亮度、低功率、低成本、使用方便，美觀實用的多用途顯示屏。
權利要求1.一種低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵是由數據存貯及讀寫控制電路，顯示驅動電路，顯示屏燈發光點陣，顯示燈供電電源和穩壓電源組成；其中數據存貯及讀寫控制電路通過其存貯器的數據輸出端接在顯示驅動電路中的行控制三級管的基極限流電阻上；數據存貯及讀寫控制電路中的可預置數計數器的地址掃描數據輸出端與顯示驅動電路中的4-16線解碼器的ABCD輸入端以驅動列開關分時通斷；或者由數據存貯及讀寫控制電路中的振蕩器的時鐘脈衝輸出端與顯示驅動電路中的列移位驅動開關電路的輸入端連接；顯示屏燈發光點陣由低功率燈、聚光罩、聚光面罩構成的顯示單元排列組合成。
2.根據權利要求所述的低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵是數據存貯及讀寫控制電路由數據存貯及斷電保存開機準備工作電路，數據輸入電路，讀寫控制電路構成，其中數據存貯及斷電保存開機準備工作電路的數據端IC1的D0－D7經電子開關IC24－IC31與數據輸入電路的串入並出移位存器IC2－IC3的輸出端Iθ6－2θ3相聯。讀寫控制電路的IC4－IC7輸出端θ0－θ4與貯電路IC1的地址端A0－A10相聯，編程寫入接鈕AN6與IC1的讀寫控制端 相聯。
3.根據權利要求1、2所述的低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵在於顯示驅動電路由列驅動電路和行驅動電路及定嚮導電的燈點陣電路組成。列驅動電路的電子開關BG2－BG17與燈點陣電路的列線連接，行驅動電路的電子開關BG18－BG25將＋35V電源與燈點陣電路的行線X0－X7連接。
4.根據權利要求1、2所述的低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵在於顯示驅動電路由列移位驅動電路，行數據輸入電路，移位點陣驅動開關電路組成。列移位驅動電路的輸出端與移位點陣驅動開關電路的時鐘輸入端 連接。行數據輸入電路的數據輸出端與移位點陣驅動開關電路各行的輸入端IC41－IC48的B端連 接，移位點陣驅動開關電路直接驅動燈。
5.根據權利要求1、2所述的低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵在於顯示屏燈的燈(1)固定在反射聚光罩(2)上，在聚光罩(2)的內表面塗鍍了一層反光層(3)。
6.根據權利要求1、2所述的低率高亮度實用程控顯示屏，其特徵在於顯示屏燈的燈(1)固定在透光聚光罩(5)內。
7.根據權利要求1、2所述的低功率高亮度實用程控顯示屏，其特徵在於顯示屏燈的燈(1)固定在反射式透明聚光罩(7)內。
專利摘要一種由燈組成發光點陣的程控顯示屏，用於存貯和顯示文字圖形。其改寫顯示內容直觀方便，燈驅動電路簡單，功率低，亮度高，成本低廉，經濟實用。其主要技術特徵是採用SAMP隨機存貯器並用乾電池保存其數據，燈驅動電路省去已有技術中可控矽及其觸發電路，燈供電電源經功率開關直接掃描驅動燈或經移位暫存器小功率三極體直接驅動燈發光。發光點陣採用低率燈，並用聚光罩增加其亮度，從而降低了成本，取得好的效果，達到經濟實用的目的。
文檔編號G09G3/08GK2205983SQ9423641
公開日1995年8月23日 申請日期1994年4月27日 優先權日1994年4月27日
發明者何培基 申請人:何培基