Элемент матрицы плоскопанельного экрана
Полезная модель относится к аппаратным средствам плоскопанельных экранов, а более конкретно к элементу матрицы, состоящему из трех ячеек (RGB), и может быть использована в матрицах экранов мониторов и телевизоров.
Элемент матрицы включает корпус, внутренняя поверхность которого покрыта светоотражающим материалом; три ячейки, каждая из которых имеет соответствующий цветной светофильтр, в каждую ячейку вводится светодиод белого свечения; световой канал каждой ячейки составляют последовательно расположенные светодиод белого свечения и цветной светофильтр, две ячейки в корпусе элемента матрицы расположены в верхнем ее ряду, третья ячейка расположена под ними, световые каналы ячеек оптически разделены друг от друга, а цветные светофильтры их расположены в передней фокальной плоскости микролинзы; вход каждого светодиода белого свечения подключен к соответствующему выходу блока формирования управляющих сигналов. Передняя часть корпуса выполнена особой формы: в основе передней стенки, где расположена микролинза, лежит пятиугольник, полученный из Т-образного восьмиугольника с помощью отрезков, соединяющих две нижние внешние вершины квадратов верхнего ряда ячеек с серединой нижней стороны квадрата ячейки из нижнего ряда. Передняя стенка соединена поверхностью с задней Т-образной частью с сохранением возможности стыковки элементов в несколько рядов. Предложенный элемент матрицы отличается особой формой передней части корпуса, что позволяет увеличить эффективность использования светодиодов на 75%.
Полезная модель относится к аппаратным средствам плоскопанельных экранов, а более конкретно к элементу матрицы, состоящему из трех ячеек (RGB), и может быть использовано в матрицах экранов мониторов и телевизоров.
Уровень техники
Яркость светодиода можно изменять методом широтно-импульсной модуляции, заключающимся в изменении соотношения длительности включенного и длительности выключенного состояния ячейки: отношения времени, когда излучение есть, ко времени, когда излучения нет в том же периоде кадра /скважность излучения/, и при помощи изменения силы тока протекающего через него. Известны схемы, в которых управление ячейками плоскопанельных экранов осуществляется в соответствии с кодом, пропорциональным длительности свечения ячейки и поступающим на адресные входы от ПК [1-3].
Достоинствами построения цифрового плоскопанельного дисплея [2] и светодиодного дисплея [3] являются глубокий черный цвет, большое количество цветовых оттенков. Недостатком данных дисплеев является неравномерное распределение яркости внутри каждого элемента /при свечении одного из трех элементов излучение ячейкой смещено к одному углу/, размытие цвета, отсутствие четких промежуточных цветов, полученных при смешении трех основных цветов, особенно по краям элементов матрицы, из-за отсутствия собирающего элемента (например, линзы).
За прототип принят элемент матрицы плоскопанельного экрана [1], представляющий собой непрозрачный корпус Т-образной формы, объединяющий три ячейки, каждая из которых имеет соответствующий цветной светофильтр; в выходном торце корпуса имеется микролинза; в каждую ячейку вводится светодиод белого свечения, световой канал ячейки составляют последовательно расположенные светодиод и цветной светофильтр, световые каналы ячеек в корпусе элемента матрицы оптически разделены друг от друга; цветные светофильтры ячеек расположены в передней фокальной плоскости микролинзы. Недостатком прототипа являются большие потери излучения светодиодов - обусловлены, маленькой площадью собирающей линзы, относительно площади светофильтров, от которых поступает свет и минимальным использованием светового излучения.
Сущность полезной модели
Целью предлагаемой полезной модели является изменение элемента матрицы, с целью увеличения эффективности использования светодиодов.
На фиг.1 приведен предлагаемый вариант элемента матрицы плоскопанельного экрана. Он включает корпус 3, в верхнем ряду которого расположены /фиг.1/ параллельно две ячейки, под ними и посредине расположена третья ячейка. Каждая ячейка представляет собой световой канал из последовательно расположенных светодиода 1 белого свечения и цветного светофильтра 2 /фиг.1/. Световые каналы ячеек оптически разделены друг от друга перегородками 5 в корпусе 3, в выходном торце которого расположена микролинза 4. Каждый светодиод 1 имеет управляющий вход. Принцип действия ячейки основан на прямо пропорциональной зависимости длительности излучения светодиода 1 от величины кода цветового сигнала. Преобразование "код-длительность излучения" выполняет блок формирования управляющих сигналов Предложенный элемент матрицы отличается возможностью монтажа линзы площадью на 75% большей чем у прототипа и наличием покрытия внутренней плоскости, а соответственно и большей эффективностью [4]. Рассмотрим вариант предложенного элемента матрицы.На фиг.2 представлены прототип и предлагаемый элемент. В основании обоих элементов лежат три светофильтра квадратной формы, пусть сторона светофильтра равна 1. На фиг.3 рассмотрен прототип, максимальная площадь круга вписанного в данную фигуру равна площади круга описанного вокруг треугольника АВС, который является равнобедренным.
Радиус описанной вокруг треугольника окружности: 
Площадь равнобедренного треугольника равна: 
,
На фиг.4 рассмотрен предлагаемый элемент матрицы.
Максимальная площадь круга вписанного в полученную фигуру совпадает с площадью круга вписанного в равнобедренный треугольник DEF, с прямым углом в вершине Е.
Радиус вписанной в треугольник окружности: 
;
Площадь круга определяется по формуле: S=
R2;
S1=R12=3,14*(0,625)2=1,2265625
S2=R22=3,14*(0,828427)2=2,154954664
Таким образом, увеличивая возможность монтажа линзы площадью на 75% больше исходной, мы снижаем потери излучения светодиодов и увеличиваем их эффективность. На фиг.5 изображена строка матрицы плоскопанельного экрана с использованием предлагаемого элемента.
Дополнительного увеличения эффективности использования излучения светодиодов можно добиться с помощью светоотражающего покрытия внутренней части непрозрачного корпуса и перегородок, за счет уменьшения потерь излучения, поглощаемого стенками корпуса и перегородками.
Источники информации
1. Патент 
2320096 кл. H04N 9/00 от 27.07.2006 - прототип.
2. Патент 2316138 кл. H04N 9/12 от 5.09.2006.
3. Патент 2316139 кл. H04N 9/12 от 25.09.2006.
4. Мешков В.В., Матвеев А.Б., Основы светотехники. Ч.2. - Физиологическая оптика и колориметрия. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. Энергоатомиздат, - 1989 - 431 с.
1. Элемент матрицы содержит непрозрачный корпус, в выходном торце которого расположена микролинза; три ячейки, каждая из которых имеет соответствующий цветной светофильтр, в каждую ячейку вводится светодиод белого свечения; световой канал каждой ячейки составляют последовательно расположенные светодиод и цветной светофильтр, две ячейки в корпусе элемента матрицы расположены в верхнем ее ряду, третья ячейка расположена под ними, световые каналы ячеек оптически разделены друг от друга, а цветные светофильтры их расположены в передней фокальной плоскости микролинзы, вход каждого светодиода белого свечения подключен к соответствующему выходу блока формирования управляющих сигналов, отличающийся тем, что передняя его часть от светофильтров до торца, в котором расположена микролинза, выполнена особой формы; передняя стенка (с микролинзой), представляет собой пятиугольник, полученный из Т-образного восьмиугольника, описывающего три ячейки, с помощью отрезков, образующих боковые стороны треугольника и соединяющих две нижние внешние вершины квадратов верхнего ряда ячеек с серединой нижней стороны квадрата ячейки из нижнего ряда; корпус в области расположения светофильтров, огибающий три ячейки квадратной формы, соединен с передней стенкой несколькими взаимоограничивающими плоскостями: плоскости, продолжающие заднюю часть корпуса до передней стенки, ограничены четырьмя непересекающимися плоскостями, проходящими через боковые стороны треугольника (передняя стенка) и вершины квадрата ячейки (область расположения светофильтров), расположенной в нижнем ряду - отдельно от двух других ячеек.
2. Элемент матрицы по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность непрозрачного корпуса покрыта светоотражающим материалом.
