发光二极管显示驱动装置及其运作方法与流程

1.本发明是与显示装置有关，尤其是关于一种发光二极管显示驱动装置及其运作方法。


背景技术：

2.一般而言，传统的微发光二极管集成电路(μic)在实际应用中仍存在着诸多缺点/问题，例如：(1)高耗能(power consumption)；(2)低帧率(frame rate)；(3)发光二极管在低灰阶的显示效果不佳；(4)所需接脚(pin)的数目难以减少；以及(5)所需行/列驱动器(row/column driver)的数目难以减少，故仍需进一步加以解决及改善。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提出一种发光二极管显示驱动装置及其运作方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。
4.依据本发明的一具体实施例为一种发光二极管显示驱动装置。于此实施例中，发光二极管显示驱动装置包括：脉宽调变控制器(pwm controller)，用以产生脉宽调变信号；以及驱动电流源，耦接脉宽调变控制器，用以根据脉宽调变信号产生多个驱动电流，以于发光二极管导通期间(led on-time)内分别驱动多个发光二极管发光。
5.于一实施例中，发光二极管显示装置为主动矩阵式微型发光二极管(amμled)显示驱动装置。
6.于一实施例中，该多个发光二极管单元为微型发光二极管(μled)单元。
7.于一实施例中，脉宽调变控制器所产生的该脉宽调变信号为打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号。
8.于一实施例中，脉宽调变控制器是同时根据区间(segment)及最小脉宽(minimum pulse width)产生打散式脉宽调变信号，以增加刷新率(frame rate)并同时改善该多个发光二极管单元在低灰阶的显示效果。
9.于一实施例中，发光二极管显示驱动装置还包括：时脉产生器，耦接脉宽调变控制器，用以于发光二极管导通期间内产生多个串列时脉(serial clock)信号至脉宽调变控制器。
10.于一实施例中，该多个串列时脉信号包括控制起始脉波(control start pulse)信号、数据传输(data transmission)信号、发光二极管显示导通(led display on)信号及脉宽调变致能(pwm enable)信号。
11.于一实施例中，发光二极管导通期间包括多个区间。时脉产生器是于该多个区间内分别提供具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时脉信号至脉宽调变控制器；每个串列时脉信号可多加虚设时脉(dummy clock)信号，以使该多个发光二极管的发光亮度能变得更线性，且每个串列时脉信号的周期可加上偏移时间(offset time)。
12.于一实施例中，脉宽调变控制器根据具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时
脉信号于该多个区间内分别产生具有不同频宽的分布式脉宽调变(distributed pwm)信号。
13.于一实施例中，脉宽调变控制器包括数据排列(data arrangement)单元及比较器(comparator)，比较器耦接数据排列电路。
14.于一实施例中，最高有效位元(msb)的部分使用位元选择(bit select)电路且最低有效位元(lsb)的部分使用比较器(comparator)。
15.于一实施例中，在最低有效位元(lsb)的部分可使用binary方式的位元选择(bit select)、分散式的位元选择或比较器(comparator)的方式，且其脉宽可往右增加(随时间增加)或往左增加(随时间减少)。
16.依据本发明的另一具体实施例为一种发光二极管显示驱动装置运作方法。发光二极管显示驱动装置运作方法用以运作发光二极管显示驱动装置。发光二极管显示驱动装置包括脉宽调变控制器及驱动电流源。脉宽调变控制器具有位元选择(bit select)电路架构。发光二极管显示驱动装置运作方法包括下列步骤：(a)于不同时间下，脉宽调变控制器选择具有不同位元的数据来产生脉宽调变信号；(b)驱动电流源根据脉宽调变信号产生多个驱动电流；以及(c)于发光二极管导通期间内，该多个驱动电流分别驱动多个发光二极管单元发光。
17.于一实施例中，发光二极管显示驱动装置为主动矩阵式微型发光二极管(amμled)显示驱动装置。
18.于一实施例中，该多个发光二极管单元为微型发光二极管(μled)单元。
19.于一实施例中，于步骤(a)中，脉宽调变控制器所产生的脉宽调变信号为打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号。
20.于一实施例中，于步骤(a)中，脉宽调变控制器是同时根据区间(segment)及最小脉宽(minimum pulse width)产生打散式脉宽调变信号，以增加刷新率(frame rate)并同时改善该多个发光二极管单元在低灰阶的显示效果。
21.于一实施例中，发光二极管显示驱动装置还包括时脉产生器，发光二极管显示驱动装置运作方法还包括：(d)于发光二极管导通期间内，时脉产生器产生多个串列时脉(serial clock)信号至脉宽调变控制器；以及(e)每个串列时脉信号可多加虚设时脉(dummy clock)信号，以使该多个发光二极管的发光亮度能变得更线性，且每个串列时脉信号的周期可加上偏移时间(offset time)。
22.于一实施例中，于步骤(d)中，发光二极管导通期间包括多个区间，时脉产生器是于该多个区间内分别提供具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时脉信号至脉宽调变控制器。
23.于一实施例中，发光二极管显示驱动装置运作方法还包括：(f)脉宽调变控制器根据具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时脉信号于该多个区间内分别产生具有不同频宽的分布式脉宽调变(distributed pwm)信号。
24.相较于现有技术，本发明的发光二极管显示驱动装置及其运作方法可达到下列优点/功效：(1)低耗能(power consumption)；(2)高帧率(frame rate)；(3)发光二极管在低灰阶的显示效果佳；(4)有效减少其所需接脚(pin)的数目；以及(5)有效减少其所需行/列驱动器(row/column driver)的数目，故能有效解决现有技术所遭遇到的问题。
25.关于本发明的优点与精神可以通过以下的具体实施方式及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
26.图1为根据本发明的一较佳具体实施例中的发光二极管显示驱动装置(uic)的功能方块图。
27.图2为图1中的脉宽调变控制器(pwm controller)具有位元选择(bit select)电路架构的示意图。
28.图3为根据区间(segment)及最小脉宽(minimum pulse width)产生打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号的时序图。
29.图4至图5分别为打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号的不同实施例。
30.图6为根据不同频率(周期)及数量的串列时脉(serial clock)信号于led导通时间(on time)内的不同时间区间分别产生不同频宽的分布式脉宽调变(distributed pwm)信号的时序图。
31.图7a至图7c及图8a至图8b分别为分布式脉宽调变(distributed pwm)信号的不同实施例。
32.图9a为打散式(scrambled)脉宽调变控制器包括彼此耦接的数据排列电路及比较器的示意图。
33.图9b为脉宽调变控制器同时包括有位元选择(bit select)电路及比较器(comparator)的示意图。
34.图9c为在最低有效位元(lsb)的部分可使用二元(binary)方式的位元选择、分散式的位元选择或比较器的方式，且其脉宽可往右增加(随时间增加)或往左增加(随时间减少)的时序图。
35.图10为根据本发明的另一较佳具体实施例中的发光二极管显示驱动装置运作方法的流程图。
36.主要元件符号说明：
37.1...发光二极管显示驱动装置
38.10...重设产生器
39.11...时脉产生器
40.12...串列协定界面解码器
41.13...移位暂存器
42.14...储存单元
43.15...暂存设定单元
44.16...脉宽调变计数器
45.17...脉宽调变控制器
46.18...偏压单元
47.19...led电流源
48.sclk_i...输入串列时脉信号
49.sdi[3:0]...串列协定界面信号
[0050]
rst...重设信号
[0051]
sclk...串列时脉信号
[0052]
gsd_i...输入数据信号
[0053]
ct_i...输入计数值
[0054]
pwm...脉宽调变信号
[0055]
reg...暂存设定
[0056]
bias...偏压
[0057]
i1～in...驱动电流
[0058]
c1～cn...电流输出端
[0059]
d[n-1:0]、d0～d[n-1]、dl、d[l+1:0]...数据信号
[0060]
a[n-1:0]、a0～a[n-1]、al、a[l+1:0]...控制信号
[0061]
mux0～mux(n-1)、muxl...多工器
[0062]
dff...d型正反器
[0063]
ton...led导通期间
[0064]
pwm[0000]～pwm[ffff]...脉宽调变信号
[0065]
w...脉宽调变致能信号
[0066]
st...控制起始脉波信号
[0067]
[0000]～[3fff]...计数值
[0068]
t0～t10...时间
[0069]
t1～t3...时间区间
[0070]
vsync...垂直同步信号
[0071]
row0...第零列
[0072]
bit[0]～bit[13]...位元数
[0073]
9a...脉宽调变控制器
[0074]
9b...脉宽调变控制器
[0075]
90...数据排列电路
[0076]
92...比较器
[0077]
gsd_o...输出数据信号
[0078]
ct_o...输出计数值
[0079]
bs...位元选择电路
[0080]
or...或闸
[0081]
pwm1～pwm3...脉宽调变信号
[0082]
s10～s14...步骤
具体实施方式
[0083]
现在将详细参考本发明的示范性实施例，并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
[0084]
依据本发明的一具体实施例为一种发光二极管显示驱动装置。实际上，发光二极管显示驱动装置可以是主动矩阵式微型发光二极管(amμled)显示驱动装置，用以驱动多个
微型发光二极管(μled)单元发光，但不以此为限。
[0085]
于此实施例中，发光二极管显示驱动装置至少包括有脉宽调变控制器(pwm controller)及驱动电流源。驱动电流源耦接脉宽调变控制器。脉宽调变控制器是用以产生脉宽调变信号。驱动电流源是用以根据脉宽调变信号产生多个驱动电流，以于发光二极管导通期间(led on-time)内分别驱动多个发光二极管发光。实际上，此实施例中的脉宽调变控制器可具有位元选择(bit select)电路架构，但不以此为限。
[0086]
如图1所示，图1为此实施例中的发光二极管显示驱动装置(uic)的功能方块图。如图1所示，发光二极管显示驱动装置1包括重设产生器10、时脉产生器11、串列协定界面解码器12、移位暂存器13、储存单元14、暂存设定单元15、脉宽调变计数器16、脉宽调变控制器17、偏压单元18及led电流源19。串列协定界面解码器12耦接至移位暂存器13。移位暂存器13分别耦接至储存单元14及暂存设定单元15。储存单元14及暂存设定单元15均耦接至脉宽调变控制器17。脉宽调变计数器16耦接至脉宽调变控制器17。脉宽调变控制器17耦接至led电流源19。偏压单元18耦接至led电流源19。led电流源19分别耦接至n个电流输出端c1～cn，n为正整数。
[0087]
当发光二极管显示驱动装置1接收到串列时脉信号sclk_i时，重设产生器10根据串列时脉信号sclk_i产生重设信号rst至发光二极管显示驱动装置1中的各个单元，并且时脉产生器11根据串列时脉信号sclk_i产生串列时脉信号sclk至发光二极管显示驱动装置1中的各个单元。
[0088]
当发光二极管显示驱动装置1接收到串列协定界面信号sdi[3:0]时，串列协定界面解码器12对串列协定界面信号sdi[3:0]进行解码后经由移位暂存器13传送至储存单元14及暂存设定单元15。脉宽调变控制器17接收脉宽调变计数器16提供的输入计数值ct_i与储存单元14及暂存设定单元15提供的输入数据信号gsd_i并产生脉宽调变信号pwm至led电流源19。偏压单元18接收暂存设定reg并产生偏压bias至led电流源19。led电流源19接收到偏压bias及脉宽调变信号pwm并通过n个电流输出端c1～cn输出n个驱动电流i1～in以驱动发光二极管发光。
[0089]
图2为图1中的脉宽调变控制器17具有位元选择(bit select)电路架构的示意图。如图2所示，脉宽调变控制器17可包括数据排列电路170、位元选择电路bs及d型正反器dff。位元选择电路bs包括彼此串接的n个多工器mux0～mux(n-1)。数据排列电路170接收输入计数值ct_i及输入数据信号gsd_i并分别产生n个数据信号d[n-1:0]及n个控制信号a[n-1:0]。多工器mux0的两输入端分别接收数据信号d0及0并受控于控制信号a0。多工器mux1的两输入端分别接收数据信号d1及多工器mux0的输出信号并受控于控制信号a1。以此类推，多工器mux(n-2)的两输入端分别接收数据信号d(n-2)及多工器mux(n-3)的输出信号并受控于控制信号a(n-2)，多工器mux(n-1)的两输入端分别接收数据信号d(n-1)及多工器mux(n-2)的输出信号并受控于控制信号a(n-1)。d型正反器dff的输入端d接收多工器mux(n-1)的输出信号且d型正反器dff的输出端q输出脉宽调变信号pwm。
[0090]
实际上，脉宽调变控制器17中的d型正反器dff所输出的脉宽调变信号pwm可以是打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号或分布式脉宽调变(distributed pwm)信号，端视实际需求而定。
[0091]
接下来，将先以脉宽调变信号pwm为打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号为例进
行详细说明。
[0092]
图3为根据区间(segment)及最小脉宽(minimum pulse width)产生打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号的时序图。如图3所示，led导通期间ton可包括时间t0至t1的期间、时间t1至t2的期间、时间t2至t3的期间、时间t3至t4的期间、时间t4至t5的期间、时间t5至t6的期间、时间t6至t7的期间、时间t7至t8的期间等八个期间。
[0093]
在时间t0至t1的期间，输入计数值ct_i是由[0000]计数至[07ff]；在时间t1至t2的期间，输入计数值ct_i是由[0800]计数至[0fff]；在时间t2至t3的期间，输入计数值ct_i是由[1000]计数至[17ff]；在时间t3至t4的期间，输入计数值ct_i是由[1800]计数至[1fff]；其余依此类推，直至在时间t7至t8的期间，输入计数值ct_i是由[3800]计数至[3fff]为止。
[0094]
首先，如图3中的时间t0至t1的期间。在时间t0至t1的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0001]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0002]～pwm[0008]从时间t0开始分别维持高位准1～8个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0009]～pwm[0040]从时间t0开始均维持高位准8个区间(亦即最小脉宽)后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0041]～pwm[0042]从时间t0开始均维持高位准9个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t0至t1的期间内均维持于高位准不变为止。
[0095]
其次，如图3中的时间t4至t5的期间。在时间t4至t5的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0008]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0009]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]从时间t0开始维持高位准1～8个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0011]～pwm[0041]从时间t0开始均维持高位准8个区间(亦即最小脉宽)后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0042]从时间t0开始维持高位准9个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t4至t5的期间内均维持于高位准不变为止。
[0096]
接着，如图3中的时间t2至t3的期间。在时间t2至t3的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0010]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0011]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0012]～pwm[0018]从时间t0开始分别维持高位准1～8个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0019]～pwm[0042]从时间t0开始均维持高位准8个区间(亦即最小脉宽)后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t2至t3的期间内均维持于高位准不变为止。
[0097]
然后，如图3中的时间t6至t7的期间。在时间t6至t7的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0010]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0011]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0012]～pwm[0018]从时间t0开始分别维持高位准1～8个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0019]～pwm[0042]从时间t0开始均维持高位准8个区间(亦即最小脉宽)后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t2至t3的期间内
均维持于高位准不变为止。
[0098]
之后，如图3中的时间t1至t2的期间。在时间t1至t2的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0020]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0021]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0022]从时间t0开始维持高位准1～8个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0023]～pwm[0042]从时间t0开始均维持高位准8个区间(亦即最小脉宽)后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t1至t2的期间内均维持于高位准不变为止。
[0099]
至于图3中的其余期间，例如时间t5至t6的期间、时间t3至t4的期间、时间t7至t8的期间，亦可依此类推，故于此不另行赘述。
[0100]
根据上述可知：在led导通期间ton中的不同时间区间内，脉宽调变控制器可同时根据区间及最小脉宽(例如图3中的8个区间)来产生打散式脉宽调变信号(scrambled pwm)，以增加刷新率(frame rate)并同时改善该多个发光二极管单元在低灰阶的显示效果。
[0101]
接下来，如图4至图5。图4至图5分别为打散式脉宽调变信号的不同实施例。
[0102]
如图4所示，led导通期间ton包括时间t0至t1的期间及时间t1至t3的期间。在时间t0至t1的期间，输入计数值ct_i是由[0000]开始计数至[1fff]，脉宽调变信号pwm[0000]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0001]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0002]～pwm[0004]从时间t0开始分别维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变，依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t0至t1的期间均维持于低位准为止。
[0103]
在时间t1至t3的期间，输入计数值ct_i是由[2000]开始计数至[3fff]，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0002]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0003]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0004]从时间t0开始分别维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变，依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t1至t3的期间均维持于低位准为止。
[0104]
如图5所示，led导通期间ton可包括时间t0至t1的期间、时间t1至t2的期间、时间t2至t3的期间、时间t3至t5的期间、时间t5至t6的期间、时间t6至t7的期间、时间t7至t8的期间、时间t8至t10的期间等八个期间。
[0105]
在时间t0至t1的期间，输入计数值ct_i是由[0000]开始计数至[07ff]；在时间t1至t2的期间，输入计数值ct_i是由[0800]开始计数至[0fff]；在时间t2至t3的期间，输入计数值ct_i是由[1000]开始计数至[17ff]；在时间t3至t5的期间，输入计数值ct_i是由[1800]开始计数至[1fff]；其余依此类推，直至在时间t8至t10的期间，输入计数值ct_i是由[3800]开始计数至[3fff]为止。
[0106]
首先，如图5中的时间t0至t1的期间。在时间t0至t1的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0001]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0011]～pwm[0012]从时间t0开始均维持高位准3个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此
类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t0至t1的期间内均维持于高位准不变为止。
[0107]
其次，如图5中的时间t5至t6的期间。在时间t5至t6的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0001]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0002]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0011]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0012]从时间t0开始均维持高位准3个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t5至t6的期间内均维持于高位准不变为止。
[0108]
接着，如图5中的时间t2至t3的期间。在时间t2至t3的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0002]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0003]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t2至t3的期间内均维持于高位准不变为止。
[0109]
然后，如图5中的时间t7至t8的期间。在时间t7至t8的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0003]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0004]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t7至t8的期间内均维持于高位准不变为止。
[0110]
之后，如图5中的时间t1至t2的期间。在时间t1至t2的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0004]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0005]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t1至t2的期间内均维持于高位准不变为止。
[0111]
然后，如图5中的时间t6至t7的期间。在时间t6至t7的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0005]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0006]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[fffe]～pwm[ffff]在时间t6至t7的期间内均维持于高位准不变为止。
[0112]
之后，如图5中的时间t3至t5的期间。在时间t3至t5的期间内，脉宽调变信号pwm[0000]～pwm[0006]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0007]～pwm[0008]均从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t3至t5的期间内均维持于高位准不变为止。
[0113]
最后，如图5中的时间t8至t10的期间。在时间t8至t10的期间内，脉宽调变信号pwm
[0000]～pwm[0007]均维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0008]从时间t0开始维持高位准1个区间后变为低位准并维持于低位准不变；脉宽调变信号pwm[0010]～pwm[0012]从时间t0开始维持高位准2个区间后变为低位准并维持于低位准不变；其余依此类推，直至脉宽调变信号pwm[ffff]在时间t8至t10的期间内均维持于高位准不变为止。
[0114]
接着，将以脉宽调变信号pwm为分布式脉宽调变(distributed pwm)信号为例进行详细说明。
[0115]
图6为根据不同频率(周期)及数量的串列时脉(serial clock)信号于led导通时间(on time)内的不同时间区间分别产生不同频宽的分布式脉宽调变(distributed pwm)信号的时序图。
[0116]
需先说明的是，由于图2中的时脉产生器11可于发光二极管导通期间ton内产生多个串列时脉(serial clock)信号sclk至脉宽调变控制器17，并且如图6所示，该多个串列时脉信号sclk可包括控制起始脉波(control start pulse)信号st、数据传输(data transmission)信号tx、发光二极管导通期间ton及脉宽调变致能(pwm enable)信号w，但不以此为限。
[0117]
如图6所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t3，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t3内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0118]
举例而言，假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
7-1)＝127且其周期为27t＝128t，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
5-1)＝31且其周期为22t＝4t，在时间区间t3内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
2-1)＝3且其周期为20t＝t。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t3内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0119]
由上述可知：时间区间t1＝(127x128t)、时间区间t2＝(31x4t)且时间区间t3＝(3xt)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2+t3＝(127x128t)+(31x4t)+(3xt)＝16383t。此外，由于在不同的时间区间t1～t3内的串列时脉信号slk_0的数量分别为(2
7-1)个、(2
5-1)个、(2
2-1)个，故亦可将图6的实施例称为(7+5+2)模式，但不以此为限。
[0120]
接着，如图7a至图7c及图8a至图8b。图7a至图7c及图8a至图8b分别为分布式脉宽调变(distributed pwm)信号的不同实施例。
[0121]
如图7a所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t2，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t2内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
10-1)＝1023且其周期为24t＝16t，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
1-1)x4＝1x4且其周期分别为23t＝8t、22t＝4t、21t＝2t、20t＝t。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t2内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0122]
由上述可知：时间区间t1＝(1023x16t)且时间区间t2＝(8t+4t+2t+t)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2＝(1023x16t)+(8t+4t+2t+t)＝16383t。此外，由于在不同
的时间区间t1～t2内的串列时脉信号slk_0的数量分别为(2
10-1)个、(2
1-1)个、(2
1-1)个、(2
1-1)个、(2
1-1)个，故亦可将图7a的实施例称为(10+1+1+1+1)模式，但不以此为限。
[0123]
如图7b所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t2，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t2内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
10-1)＝1023且其周期为24t＝16t，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
4-1)＝15且其周期为20t＝t。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t2内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0124]
由上述可知：时间区间t1＝(1023x16t)且时间区间t2＝(15xt)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2＝(1023x16t)+(15xt)＝16383t。此外，由于在不同的时间区间t1～t2内的串列时脉信号slk_0的数量分别为(2
10-1)个、(2
4-1)个，故亦可将图7b的实施例称为(10+4)模式，但不以此为限。
[0125]
如图7c所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t2，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t2内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
10-1)＝1023且其周期为24t＝16t，而且每个串列时脉信号可多加一个周期为t的虚设时脉(dummy clock)信号dum，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
4-1)＝15且其周期为20t＝t，而且每个串列时脉信号可多加一个周期为t的虚设时脉(dummy clock)信号dum。加入虚设时脉信号dum可使发光二极管的发光亮度能变得更线性。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t2内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0126]
由上述可知：时间区间t1＝1023x(16t+t)且时间区间t2＝15x(t+t)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2＝(1023x17t)+(15x2t)＝17421t。于实际应用中，在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的周期16t亦可加上偏移时间(toffset0)而变成16t+toffset0且在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的周期t亦可加上偏移时间(toffset1)而变成t+toffset1，但不以此为限。
[0127]
如图8a所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t2，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t2内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
7-1)＝127且其周期为27t＝128t，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
7-1)＝127且其周期为20t＝t。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t2内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0128]
由上述可知：时间区间t1＝(127x128t)且时间区间t2＝(127xt)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2＝(127x128t)+(127xt)＝16383t。此外，由于在不同的时间区间
t1～t2内的串列时脉信号slk_0的数量分别为(2
7-1)个、(2
7-1)个，故亦可将图8a的实施例称为(7+7)模式，但不以此为限。
[0129]
如图8b所示，发光二极管导通期间ton可分为不同的时间区间t1～t2，并且时脉产生器11可在不同的时间区间t1～t2内可分别根据不同频率(周期)及数量的串列时脉信号slk_0产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。需说明的是，此实施例中的时间区间t1与时间区间t2是彼此交错间隔。假设在时间区间t1内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
7-1)＝127且其周期为27t＝128t，在时间区间t2内的串列时脉信号slk_0的数量为(2
7-1)＝127且其周期为20t＝t。由于时脉产生器11在发光二极管导通期间ton中的不同时间区间t1～t2内所提供的串列时脉信号slk_0分别具有不同的频率(周期)及数量，故脉宽调变控制器17可据以产生不同频宽的分布式(distributed)脉宽调变信号pwm。
[0130]
由上述可知：时间区间t1＝(127x128t)且时间区间t2＝(127xt)，故可得到发光二极管导通期间ton＝t1+t2＝(127x128t)+(127xt)＝16383t。此外，由于在不同的时间区间t1～t2内的串列时脉信号slk_0的数量分别为(2
7-1)个、(2
7-1)个，故亦可将图8b的实施例称为(7+7)模式，但不以此为限。
[0131]
于一实施例中，如图9a所示，打散式(scrambled)的脉宽调变控制器9a可包括数据排列电路90及比较器92。比较器92耦接数据排列电路90。数据排列电路90分别接收输入数据信号gsd_i、输入计数值ct_i及暂存设定reg并提供输出数据信号gsd_o及输出计数值ct_o至比较器92。比较器92分别接收输出数据信号gsd_o及输出计数值ct_o并输出脉宽调变信号pwm。需说明的是，此实施例采用比较器的方式明显不同于图2所采用的位元选择方式。
[0132]
于另一实施例中，如图9b所示，脉宽调变控制器9b可包括数据排列电路90、比较器92、位元选择电路bs、或闸or及d型正反器dff。位元选择电路bs与比较器92均耦接至数据排列电路90的输出端。需说明的是，位元选择电路bs与比较器92可分别应用于数据信号的不同部分。举例而言，位元选择电路bs可应用于数据信号的最高有效位元(most significant bit,msb)的部分且比较器92可用于数据信号的最低有效位元(least significant bit,lsb)的部分，但不以此为限。
[0133]
于实际应用中，如图9c所示，在最低有效位元(lsb)的部分可使用二元(binary)方式的位元选择(例如图9c中的脉宽调变信号pwm1所示)、或是使用分散式的位元选择(例如图9c中的脉宽调变信号pwm2所示)、或是使用比较器的方式(例如图9c中的脉宽调变信号pwm3所示)，且其脉宽可往右增加(亦即随时间增加)或往左增加(亦即随时间减少)，并无特定的限制。
[0134]
依据本发明的另一具体实施例为一种发光二极管显示驱动装置运作方法。于此实施例中，发光二极管显示驱动装置运作方法是用以运作发光二极管显示驱动装置。发光二极管显示驱动装置包括脉宽调变控制器及驱动电流源。脉宽调变控制器具有位元选择(bit select)电路架构。实际上，发光二极管显示驱动装置可以是主动矩阵式微型发光二极管(amμled)显示驱动装置且该多个发光二极管单元可以是微型发光二极管(μled)单元，但不以此为限。
[0135]
图10为此实施例中的发光二极管显示驱动装置运作方法的流程图。如图10所示，发光二极管显示驱动装置运作方法可包括下列步骤：
[0136]
步骤s10：于不同时间下，脉宽调变控制器选择具有不同位元的数据来产生脉宽调
变信号；
[0137]
步骤s12：驱动电流源根据脉宽调变信号产生多个驱动电流；以及
[0138]
步骤s14：于发光二极管导通期间内，该多个驱动电流分别驱动多个发光二极管单元发光。
[0139]
于一实施例中，于步骤s10中，脉宽调变控制器所产生的脉宽调变信号可以是打散式脉宽调变(scrambled pwm)信号，且脉宽调变控制器可同时根据区间(segment)及最小脉宽(minimum pulse width)产生打散式脉宽调变信号，以增加刷新率(frame rate)并同时改善该多个发光二极管单元在低灰阶的显示效果，但不以此为限。
[0140]
于另一实施例中，发光二极管显示驱动装置还可包括时脉产生器，发光二极管显示驱动装置运作方法还可包括下列步骤：于发光二极管导通期间内，时脉产生器产生多个串列时脉(serial clock)信号至脉宽调变控制器。于此步骤中，发光二极管导通期间可包括多个区间，时脉产生器可于该多个区间内分别提供具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时脉信号至脉宽调变控制器，但不以此为限。于实际应用中，每个串列时脉信号可多加虚设时脉(dummy clock)信号，以使该多个发光二极管的发光亮度能变得更线性，且每个串列时脉信号的周期可加上偏移时间(offset time)，但不以此为限。
[0141]
于另一实施例中，发光二极管显示驱动装置运作方法还可包括下列步骤：脉宽调变控制器根据具有不同频率(周期)及数量的该多个串列时脉信号于该多个区间内分别产生具有不同频宽的分布式脉宽调变(distributed pwm)信号，但不以此为限。
[0142]
相较于现有技术，本发明的发光二极管显示驱动装置及其运作方法可达到下列优点/功效：(1)低耗能(power consumption)；(2)高帧率(frame rate)；(3)发光二极管在低灰阶的显示效果良好；(4)有效减少其所需接脚(pin)的数目；以及(5)有效减少其所需行/列驱动器(row/column driver)的数目，故能有效解决现有技术所遭遇到的问题。