發光二極管驅動電路及驅動系統的制作方法
【專利說明】發光二極管驅動電路及驅動系統
[0001]本發明是一件分案申請，原申請的申請日為:2012年08月07日；原申請號為:201210278844.3 ;原發明創造名稱為:發光二極管驅動電路、驅動系統與其驅動方法。
技術領域
[0002]本發明是有關于一種發光二極管驅動電路，且特別是有關于一種可提高發光二極管利用率(effective rate)與畫面更新率(refresh rate)的發光二極管驅動電路、驅動系統與其驅動方法。
【背景技術】
[0003]發光二極管(Light Emitting D1de,簡稱LED)是一種固態發光元件，由P型與N型的半導體材料組成，它能產生在紫外線、可見光以及紅外線區域內的自輻射光。由于LED具有省電、壽命長、亮度高等諸多優點，近來在環保與節能省碳的趨勢下，LED的應用愈來愈廣泛，例如交通號志、路燈、手電筒、液晶顯示的背光模塊或是譬如LED燈泡的各式照明裝置等。
[0004]LED顯示屏產業目前皆以高色階解析度、高畫面刷新率、高LED利用率、高掃描數、多驅動晶片串接顆數及降低成本為發展目標。采用基本款驅動晶片價格較為便宜，但在掃描屏的應用下要達到高色階解析度、高畫面刷新率、高掃描數會造成LED利用率降低及晶片串接顆數變少的缺點。采用較貴的內建脈波寬度調變(plus width modulat1n, PWM)功能的驅動晶片在掃描屏的應用下雖然可以較易達到高色階解析度及高LED利用率的目標，但若要追求高畫面刷新率則必須降低晶片串接顆數與掃描數。且采用內建脈波寬度調變(plus width modulat1n, PWM)功能的驅動晶片成本會增加許多。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種發光二極管驅動電路與其驅動系統。發光二極管驅動電路具有兩個數據儲存單元，可以同時儲存一亮度設定值的兩個位元或兩筆驅動數據，并依據一輸出控制單元所輸出的選擇信號輸出該兩個數據儲存單元的值，以達到快速掃描的效果。驅動系統可以分割并且重組各位元所對應的有效時間以產生新的子周期，使單一源圖像換幀周期具有更多的子周期以提高畫面刷新率與發光二極管利用率。
[0006]本發明的另一目的是提供一種驅動方法，通過分割與重組各位元所對應的有效時間以產生新的子周期，使單一源圖像換幀周期具有更多的子周期以提高畫面刷新率與發光二極管利用率。
[0007]本發明實施例提出一種發光二極管驅動電路，適用于驅動至少一發光二極管，包括一移位寄存單元、一第一數據儲存單元、一第二數據儲存單元、一輸出選擇單元、一輸出控制單元與一驅動單元。移位寄存單元用以接收與一亮度設定值相關的數據；第一數據儲存單元耦接于該移位寄存單元，用以儲存一第一數據；第二數據儲存單元耦接于該移位寄存單元，用以儲存一第二數據。輸出選擇單元耦接于該第一數據儲存單元與該第二數據儲存單元，根據一選擇信號選擇輸出該第一數據儲存單元所儲存的值或該第二數據儲存單元所儲存的值。輸出控制單元根據該致能信號輸出該選擇信號至該輸出選擇單元，驅動單元耦接于該輸出選擇單元，根據該第一數據儲存單元儲存的值、該第二數據儲存單元所儲存的值以及一致能信號決定該多個發光二極管的一發光時間。
[0008]在本發明實施例中，其中該第一數據為該亮度設定值的一第一位元；該第二數據為該亮度設定值的一第二位元。
[0009]在本發明實施例中，其中該第一數據為一第一亮度設定值中的一個位元；該第二數據為一第二亮度設定值中的一個位元。
[0010]在本發明實施例中，上述輸出控制單元可根據該致能信號與一數據閂鎖信號的組合輸出該選擇信號至該輸出選擇單元，使該輸出選擇單元選擇輸出該第一數據儲存單元所儲存的值或該第二數據儲存單元所儲存的值。
[0011]在本發明實施例中，其中該第一數據儲存單元與該第二數據儲存單元根據相同的一數據閂鎖信號分別儲存該第一數據與該第二數據。
[0012]在本發明實施例中，其中該第一數據儲存單元根據一第一數據閂鎖信號儲存該第一數據；該第二數據儲存單元根據該第二數據閂鎖信號儲存該第二數據。
[0013]在本發明實施例中，其中該亮度設定值具有N位元的數據長度(N為正整數)；該第一數據儲存單元用以儲存該亮度設定值中的第i個位元，其中i為正整數且小于N ;該第二數據儲存單元用以儲存該亮度設定值中的第j個位元，其中j為正整數且小于或等于N，j > i ;該輸出選擇單元親接于該第一數據儲存單元與該第二數據儲存單元，根據一選擇信號選擇輸出該亮度設定值中的第i個位元或第j個位元；以及該驅動單元根據該輸出選擇單元所輸出的第i個位元的值與第j個位元的值以及一致能信號決定該多個發光二極管的該發光時間。
[0014]在本發明實施例中，其中該第一亮度設定值與該第二亮度設定值皆具有N位元的數據長度；該第一數據儲存單元用以儲存該第一亮度設定值中的第a個位元，其中a為正整數且小于或等于N ;該第二數據儲存單元用以儲存該第二亮度設定值中的第b個位元，其中b為正整數且小于或等于N ;該輸出選擇單元耦接于該第一數據儲存單元與該第二數據儲存單元，根據該選擇信號選擇輸出該第一亮度設定值中的第a個位元或該第二亮度設定值中的第b個位元；以及該驅動單元根據該輸出選擇單元所輸出的該第一亮度設定值中的第a個位元的值與該第二亮度設定值中的第b個位元的值以及該致能信號決定該多個發光二極管的發光時間。
[0015]在本發明實施例中，其中該驅動單元包括至少一邏輯門與一驅動輸出電路，該邏輯門的輸入端耦接于該致能信號與該輸出選擇單元的輸出，該邏輯門的輸出端耦接該驅動輸出電路。
[0016]本發明實施例另提出一種發光二極管的驅動系統，包括一控制單元與上述發光二極管驅動電路。控制單元用以輸出一致能信號和與一亮度設定值相關的數據，發光二極管驅動電路，耦接于該控制單元，根據控制單元所輸出的致能信號與該亮度設定值相關的數據決定發光二極管的發光時間。
[0017]從另一個角度來看，本發明實施例另提出一種發光二極管的驅動方法，適用于根據N位元的一亮度設定值驅動至少一發光二極管，該亮度設定值中的各位元分別具有對應位元順序的一有效時間權重，N為正整數，該驅動方法包括下列步驟:
[0018]分割該亮度設定值中的第i個位元所對應的一第一有效時間權重以產生多個第一子有效時間權重，其中i為正整數且小于N ;
[0019]分割該亮度設定值中的第j個位元所對應的一第二有效時間權重以產生多個第二子有效時間權重，其中j為正整數且小于或等于N，j > i ;以及
[0020]結合該多個第一子有效時間權重之一與該多個第二子有效時間權重之一以形成一第一子周期，其中該第一子周期包括一第一子有效時間與一第二子有效時間，其中該第一子有效時間的時間長度等于所選取的該多個第一子有效時間權重之一乘以一有效基準周期，該第二子有效時間的時間長度等于所選取的該多個第二子有效時間權重之一乘以該有效基準周期；
[0021]根據該亮度設定值中的第i個位元的值決定該多個發光二極管在該第一子有效時間中的發光時間；以及
[0022]根據該亮度設定值中的第j個位元的值決定該多個發光二極管在該第二子有效時間中的發光時間。
[0023]從另一個角度來看，本發明實施例另提出一種發光二極管的驅動方法，適用于根據N位元的一亮度設定值驅動至少一發光二極管，該亮度設定值中的各位元分別具有對應位元順序的一有效時間權重，該驅動方法包括下列步驟:
[0024]選取該亮度設定值中的第i個位元所對應的一第一有效時間權重，其中i為正整數且小于N ;
[0025]分割該亮度設定值中的第j個位元所對應的一第二有效時間權重以產生多個第二子有效時間權重，其中j為正整數且小于或等于N，j > i ;
[0026]結合該第一有效時間權重與該多個第二子有效時間權重之一以形成一第一子周期，其中該第一子周期包括一第一子有效時間與一第二子有效時間，其中該第一子有效時間的時間長度等于該第一有效時間權重乘以一有效基準周期，該第二子有效時間的時間長度等于所選取的該多個第二子有效時間權重之一乘以該有效基準周期；
[0027]根據該亮度設定值中的第i個位元的值決定該多個發光二極管在該第一子有效時間中的發光時間；以及
[0028]根據該亮度設定值中的第j個位元的值決定該多個發光二極管在該第二子有效時間中的發光時間。
[0029]在本發明實施例中，其中該第一子周期更包括一不可發光時間，位于該第一子有效時間與該第二子有效時間之間，用以分隔該第一子有效時間與該第二子有效時間。
[0030]在本發明實施例中，其中該子周期內可以縮短不可發光時間并適當調整有效基準周期的時間長度，以達到LED利用率的最佳化。
[0031]綜上所述，本發明的驅動系統可以分割與重組各位元所對應的有效時間以產生新的子周期，使單一源圖像換幀周期具有更多的子周期以提高畫面刷新率與發光二極管利用率。另，發光二極管驅動電路具有兩個數據儲存單元，也可以應用在掃描的驅動架構中。
[0032]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0033]圖1繪示本發明第一實施的發光二極管的驅動系統示意圖；
[0034]圖2繪示本發發明第一實施例的驅動系統，包括控制單元110與發光二極管驅動電路120的電路圖；
[0035]圖3繪示本發明第一實施例的驅動單元250的電路示意圖；
[0036]圖4繪示本發明另一實施例的發光二極管驅動電路的電路圖；
[0037]圖5繪示本發明另一實施例的發光二極管驅動電路的電路圖；
[0038]圖6a?6d繪示本發明第一實施例的驅動方法示意圖；
[0039]圖7a?7c繪示本發明第一實施例中的子周期的組成示意圖；
[0040]圖8繪示本發明第二實施例的亮度設定值的分割