CN114822370A - 发光组件及包含其的发光装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光组件,包含多个彼此串接的主动矩阵发光电路及主动矩阵驱动电路。每一主动矩阵发光电路包含至少一发光元件、至少一移位暂存器及电流控制子电路。所述至少一移位暂存器用于依据来自频率线的频率信号及来自列内数据线的数据信号,产生控制信号。电流控制子电路用于依据来自电流供应线的基准电流与来自所述至少一移位暂存器的控制信号,控制所述至少一发光元件的亮度。主动矩阵驱动电路用于依据串行数据封包产生数据信号,并提供数据信号、频率信号及基准电流至所述多个主动矩阵发光电路。

Description

发光组件及包含其的发光装置
技术领域
本发明关于一种发光组件,特别关于具有驱动电路的发光组件。
背景技术
随着现代社会对于绿色照明及节能的倡导日益强烈,越来越多的照明产品利用发光二极管作为发光元件,其中所述照明产品诸如显示屏幕、背光模块等。另外,随着行动装置的盛行及影像相关技术的发展,人们对于装置尺寸或是装置显示分辨率的要求更是日益提升。
发明内容
鉴于上述,本发明提供一种主动矩阵式的发光组件及包含此发光组件的发光装置,以降低发光组件的所需设置空间,即增加空间单位内可设置的发光组件的数量。
依据本发明一实施例的发光组件,包含多个主动矩阵发光电路及主动矩阵驱动电路。所述多个主动矩阵发光电路连接于频率线及至少一电流供应线,且借由列内数据线彼此串接。每一主动矩阵发光电路包含至少一发光元件、至少一移位暂存器及电流控制子电路。所述至少一移位暂存器用于依据来自频率线的频率信号及来自列内数据线的数据信号,产生控制信号。电流控制子电路连接所述至少一移位暂存器及所述至少一发光元件,用于依据来自电流供应线的基准电流与来自所述至少一移位暂存器的控制信号,控制所述至少一发光元件的亮度。主动矩阵驱动电路借由列内数据线、频率线及所述至少一电流供应线连接于所述多个主动矩阵发光电路,且用于依据串行数据封包产生数据信号,并提供数据信号、频率信号及基准电流至所述多个主动矩阵发光电路。
依据本发明一实施例的发光装置,包含多个如上列实施例所述的发光组件,其中每一发光组件的主动矩阵驱动电路借由频率线及串行数据线彼此串接,且从串行数据线取得串行数据封包。
借由上述结构,本案所揭示的发光组件中的主动矩阵驱动电路以串联控制的方式控制发光电路,可以数量少且复杂度低的线路实施驱动电路,因此线材成本低且所需设置空间小。借由发光组件中同时设置驱动电路及发光电路的设计,本案所揭示的包含多个发光组件的发光装置可以不用另外设置驱动电路板,因此具有设置空间低或空间单位内可设置的发光组件数量高的优势。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。
附图说明
图1A依据本发明一实施例所绘示的发光装置的功能方框图。
图1B依据本发明一实施例所绘示的发光装置中各封装体的脚位示意图。
图2依据本发明一实施例所绘示的发光组件的功能方框图。
图3A依据本发明第一实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图3B依据本发明第二实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图3C依据本发明第一及第二实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
图4A依据本发明第三实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图4B依据本发明第四实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图4C依据本发明第三及第四实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
图5A依据本发明第五实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图5B依据本发明第五实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
图6A依据本发明第六实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图。
图6B依据本发明第六实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
图7A依据本发明一实施例所绘示的主动矩阵发光电路中的电流控制子电路的功能方框图。
图7B依据本发明另一实施例所绘示的主动矩阵发光电路中的电流控制子电路的功能方框图。
图8依据本发明一实施例所绘示的主动矩阵驱动电路的功能方框图。
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所揭露的内容、权利要求书及图式,任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点,但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参考图1A及图1B,其中图1A依据本发明一实施例所绘示的发光装置的功能方框图,图1B依据本发明一实施例所绘示的发光装置1中各封装体的脚位示意图。如图1A所示,发光装置1包含多个发光组件10,每个发光组件10包含第一封装体P1及一或多个第二封装体P2,每个发光组件10中的第一封装体P1可以通过列内数据线D、电流供应线I以及频率线CLK连接各第二封装体P2,且所有发光组件10中的第一封装体P1可以彼此通过串行数据线SD及频率线CLK串接。第一封装体P1包含主动矩阵(Active Matrix,AM)驱动电路及主动矩阵发光电路,第二封装体P1则包含主动矩阵发光电路。于另一实施例中,第一封装体P1可以仅包含主动矩阵驱动电路。
进一步说明发光装置1中的各封装体的脚位设置,如图1B所示,第一封装体P1可以具有八个脚位,分别为电源输入脚位VDD、接地脚位GND、频率信号输入脚位CLKI、频率信号输出脚位CLKO、串行数据输入脚位SDI、串行数据输出脚位SDO、列内数据输出脚位Dout及电流输出脚位Iout;第二封装体P2则可以具有六个脚位,分别为电源输入脚位VDD、接地脚位GND、频率信号输入脚位CLKI、列内数据输入脚位Din、列内数据输出脚位Dout及电流输入脚位Iin。
第一封装体P1的频率信号输出脚位CLKO可以通过频率线CLK连接至同级的各第二封装体P2的频率信号输入脚位CLKI以及下一级的第一封装体P1的频率信号输入脚位CLKI。也就是说,发光装置1中的各封装体可以共享同一频率线CLK,并基于由频率线CLK所传递的频率信号进行运作。
第一封装体P1的串行数据输出脚位SDO可以通过串行数据线SD连接到下一级的第一封装体P1的串行数据输出脚位SDI。以信号传递运作来说,第一封装体P1中的主动矩阵驱动电路可以借由串行数据输入脚位SDI接收串行数据封包,从串行数据封包中撷取出其级所需的数据,再借由串行数据输出脚位SDO将剩余数据封包输出,通过串行数据线SD传送至下一级第一封装体P1的串行数据输入脚位SDI。特别来说,串行数据封包可以包含组态设定数据及灰阶数据,且其中可以有多个标签供各主动矩阵驱动电路辨识所需数据。上述信号传递方式仅为示例性说明,本发明不以此为限。
第一封装体P1的列内数据输出脚位Dout可以通过列内数据线D连接至同级内的第二封装体P2的列内数据输入脚位Din,且此第二封装体P2的列内数据输出脚位Dout通过列内数据线D连接至同级内的下一个第二封装体P2,以此类推。以信号传递运作来说,第一封装体P1中的主动矩阵驱动电路可以依据从串行数据封包中取得的所需数据产生列内数据信号,借由列内数据输出脚位Dout输出列内数据信号,并通过列内数据线D传送给第二封装体P2的列内数据输入脚位Din,第二封装体P2的主动矩阵发光电路可以依据列内数据信号及频率信号产生发光元件(例如红色、绿色、蓝色及白色发光二极管中的一或多者)的控制信号,并借由数据输出脚位Dout将列内数据信号输出至下一个第二封装体P2的列内数据输入脚位Din,以供其产生发光元件的控制信号,以此类推。也就是说,主动矩阵驱动电路可以使用串联控制的方式控制主动矩阵发光电路。
第一封装体P1的电流输出脚位Iout可以通过电流供应线I连接至同级内的各第二封装体P2的电流输入脚位Iin,以提供关联于主动矩阵发光电路中的发光元件的驱动的基准电流。于另一实施例中,第一封装体P1具有十个脚位,除了前述八个脚位之外,还具有另外两个电流输出脚位,也就是总共具有三个电流输出脚位,可以分别输出关联于三个发光元件的驱动的基准电流;第二封装体P2则具有八个脚位,除了前述六个脚位之外,还具有另外两个电流输入脚位,也就是总共具有三个电流输入脚位,可以自第一封装体P1的三个电流输出脚位接收分别关联于三个发光元件的驱动的基准电流;所述三个发光元件例如为红色、绿色及蓝色发光二极管。
发光装置1可以为RGB LED全彩显示屏幕或单色LCD背光模块,第一封装体P1及第二封装体P2中的每一个可视为一个像素或光源单位。借由上述封装架构,发光装置1可以基板同时设置驱动电路及发光电路,相较于现有显示屏幕或背光模块,可以不用另外设置驱动电路板,进而可节省设置空间或提高空间单位内可设置的光源模块数量。另外,相较于现有显示屏幕或背光模块,具有上述驱动电路串联控制发光电路的方式的发光装置1可以具有数量较少且复杂度较低的驱动线路,因此除了节省设置空间,也可具有较低的设置成本。
接下来请参考图2以说明发光组件10的组成。图2依据本发明一实施例所绘示的发光组件10的功能方框图。如图2所示,发光组件10可以包含多个主动矩阵发光电路11及主动矩阵驱动电路13,其中主动矩阵发光电路11连接于频率线CLK及电流供应线I,且借由列内数据线D彼此串接,主动矩阵驱动电路13借由列内数据线D、频率线CLK及电流供应线I连接于主动矩阵发光电路11。如上所述,主动矩阵驱动电路13及多个主动矩阵发光电路11中的一者可以设置于第一封装体P1内,剩余主动矩阵发光电路11则各设置于第二封装体P2内。于另一实施例中,第一封装体P1可以仅包含主动矩阵驱动电路13,多个主动矩阵发光电路11则分别设置于多个第二封装体P2内。
主动矩阵发光电路11可以依据主动矩阵驱动电路13所提供的频率信号、数据信号及电流来进行发光与否及亮度的控制。进一步来说,主动矩阵驱动电路13可以借由频率输入脚位CLKI接收频率信号,并通过频率线CLK传送至各主动矩阵发光电路11;借由串行数据输入脚位SDI接收串行数据封包,据以产生数据信号并通过列内数据线D传送至主动矩阵发光电路11;以及产生基准电流并通过电流供应线I提供至各主动矩阵发光电路11。各主动矩阵发光电路11便可以依据来自频率线CLK的频率信号、来自列内数据线D的数据信号以及来自电流供应线I的基准电流,控制至少一发光元件(例如发光二极管)的开关及亮度。其中,主动矩阵发光电路11及主动矩阵驱动电路13的元件组成将于后描述。
于此要特别说明的是,图2仅示例性地绘示主动矩阵发光电路11及主动矩阵驱动电路13的脚位,除了图2所示的脚位,主动矩阵驱动电路13也可包含图1B所示的第一封装体P1的其他脚位,且主动矩阵发光电路11也可包含图1B所示的第二封装体P2的其他脚位。
本发明提出多个具有不同元件组成的主动矩阵发光电路的发光组件的实施例,以下逐一说明。请参考图2及图3A~图3C,其中图3A及图3B分别依据本发明第一及第二实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图,图3C则依据本发明第一及第二实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
于图3A所示的第一实施例中,主动矩阵发光电路11a包含发光元件LED、移位暂存器111及电流控制子电路115,且具有频率信号输入脚位CLKI、列内数据输入脚位Din、列内数据输出脚位Dout及电流输入脚位Iin。移位暂存器111的两个输入端分别连接于列内数据输入脚位Din及频率信号输入脚位CLKI,且移位暂存器111的输出端连接于列内数据输出脚位Dout及电流控制子电路115。移位暂存器111包含正反器,用于依据来自频率线CLK的频率信号及来自列内数据线D的数据信号,产生控制信号,且将控制信号传送至电流控制子电路115并通过数据输出脚位Dout传送至下一个主动矩阵发光电路(若无下一个主动矩阵发光电路则不通过数据输出脚位Dout输出信号)。
电流控制子电路115连接于电流输入脚位Iin、移位暂存器111及发光元件LED,且用于依据来自电流供应线I的基准电流及来自移位暂存器111的控制信号,控制发光元件LED的亮度。进一步来说,电流控制子电路115可以拉电流(source current)或灌电流(sinkcurrent)的形式驱动发光元件LED,且可以脉波宽度调变(Pulse-width modulation,PWM)及脉波振幅调变(Pulse-amplitude modulation,PAM;或称Pulse-level modulation,PLM)中的一或二者控制发光元件LED的亮度。电流控制子电路115可以包含开关元件组、电流镜及电容器。开关元件组依据控制信号选择性地将电流输入脚位Iin的基准电流提供至电流镜及电容器,其中进一步的控制逻辑将于后描述。电流镜用于产生并输出与基准电流成比例的输出电流以控制发光元件LED的亮度,而电容器在开关元件组关闭时维持关闭前的电压。
于图3B所示的第一实施例中,主动矩阵发光电路11b包含多个发光元件LEDR、LEDG及LEDB、移位暂存器111及电流控制子电路115。图3B所示的移位暂存器111的连接与功能运作都同于上述图3A所示的实施例,因此不予赘述。两实施例差异在于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的数量为多个,且电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B的数量为多个,都连接至电流控制子电路115以将分别对应于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的基准电流提供给电流控制子电路115。其中,发光元件LEDR、LEDG及LEDB可以分别为红色、绿色及蓝色发光二极管。于图3B所示的实施例中,电流控制子电路115可以包含多个控制组件,分别控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。也就是说,控制组件的数量可以相同于发光元件的数量以一对一地控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。其中,每个控制组件驱动及控制对应的发光元件的方式以及所包含的元件都同于前列图3A的实施例所述的电流控制子电路115驱动及控制发光元件LED的方式以及所包含的元件,因此于此便不再赘述。
于图3A及图3B所示的第一及第二实施例中,移位暂存器111的数量为一个,而电流控制子电路115依据来自移位暂存器111的控制信号所进行的对发光元件LED的控制逻辑如图3C所示:当移位暂存器111的输出值(列内数据输出脚位Dout的值)为0时,控制信号指示不对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行作动;当输出值为1时,控制信号指示对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行写入或清除。进一步来说,当电流控制子电路115/控制组件接收到的控制信号所对应的输出值为1,且接收到的基准电流大于0(例如为1mA)时,电流控制子电路115/控制组件对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行写入;当控制信号所对应的输出值为1而基准电流为0时,电流控制子电路115/控制组件对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行清除。于此要特别说明的是,上述控制逻辑仅为举例,控制逻辑也可为相反于上述的逻辑或其他依需求所设计的逻辑,本发明不予限制。
请参考图2及图4A~图4C,其中图4A及图4B分别依据本发明第三及第四实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图,图4C则依据本发明第三及第四实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
于图4A所示的第三实施例中,主动矩阵发光电路11c包含发光元件LED、多个移位暂存器111、解码器113及电流控制子电路115,且具有频率信号输入脚位CLKI、列内数据输入脚位Din、列内数据输出脚位Dout及电流输入脚位Iin。所述多个移位暂存器111彼此串接,串行中的第一个移位暂存器111的两个输入端分别连接于列内数据输入脚位Din及频率信号输入脚位CLKI,且移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q0)连接于第二个移位暂存器111。对第二个移位暂存器111来说,其两个输入端分别连接于第一个移位暂存器111的数据输出端及频率线CLK,第二个移位暂存器111的数据输出端再连接于下一个移位暂存器111,以此类推。最后一个移位暂存器111的数据输出端连接至列内数据输出脚位Dout。
解码器113可以具有两个输入端分别连接于第一个移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q0)及最后一个移位暂存器111的数据输出端(具有与列内数据输出脚位Dout相同的数值),且解码器113的输出端连接于电流控制子电路115。解码器113用于依据各输入端取得的数值(即由各移位暂存器111的输出值组成的控制信号)产生致能信号,并将致能信号传送至电流控制子电路115,其中进一步的控制逻辑将于后描述。
电流控制子电路115连接于电流输入脚位Iin、解码器113及发光元件LED,且用于依据来自电流供应线I的基准电流及来自解码器113的致能信号,控制发光元件LED的亮度。进一步来说,电流控制子电路115可以拉电流或灌电流的形式驱动发光元件LED,且可以脉波宽度调变(Pulse-width modulation,PWM)及脉波振幅调变(Pulse-amplitudemodulation,PAM;或称Pulse-level modulation,PLM)中的一或二者控制发光元件LED的亮度。电流控制子电路115可以包含开关元件组、电流镜及电容器,其中,开关元件组依据致能信号选择性地将电流输入脚位Iin的基准电流提供至电流镜及电容器,电流镜用于产生并输出与基准电流成比例的输出电流以控制发光元件LED的亮度,而电容器在开关元件组关闭时维持关闭前的电压。
于图4B所示的第四实施例中,主动矩阵发光电路11d包含多个发光元件LEDR、LEDG及LEDB、多个移位暂存器111、解码器113及电流控制子电路115。图4B所示的多个移位暂存器111及解码器113的连接与功能运作都同于上述图4A所示的实施例,因此不予赘述。两实施例差异在于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的数量为多个,且电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B的数量为多个,都连接至电流控制子电路115以将分别对应于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的基准电流提供给电流控制子电路115。其中,发光元件LEDR、LEDG及LEDB可以分别为红色、绿色及蓝色发光二极管。于图4B所示的实施例中,电流控制子电路115可以包含多个控制组件,分别控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。也就是说,控制组件的数量可以相同于发光元件的数量以一对一地控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。其中,每个控制组件驱动及控制对应的发光元件的方式以及所包含的元件都同于前列图4A的实施例所述的电流控制子电路115驱动及控制发光元件LED的方式以及所包含的元件,因此于此便不再赘述。
于图4A及图4B所示的第三及第四实施例中,移位暂存器111的数量为大于一个(两个或更多个),而解码器113的控制逻辑如图4C所示:当第一个移位暂存器111的输出值(Q0)为0且最后一个移位暂存器111的输出值(列内数据输出脚位Dout的值,后以Dout代表)为0时,致能信号指示不对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行作动;当Q0为1且Dout为0时,致能信号指示对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行写入或清除;当Q0为0且Dout为1时,致能信号指示对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行写入或清除。进一步来说,当Q0及Dout中的一者为1而另一者为0,且电流控制子电路115/控制组件接收到的基准电流大于0(例如为1mA)时,电流控制子电路115/控制组件对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行写入;当Q0及Dout中的一者为1而另一者为0,而电流控制子电路115/控制组件接收到的基准电流为0时,电流控制子电路115/控制组件对发光元件LED/LEDR、LEDG及LEDB进行清除。于此要特别说明的是,上述控制逻辑仅为举例,控制逻辑也可为相反于上述的逻辑或其他依需求所设计的逻辑,本发明不予限制。
请参考图2、图5A及图5B,其中图5A依据本发明第五实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图,图5B则依据本发明第五实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
于图5A所示的第五实施例中,主动矩阵发光电路11e包含多个发光元件LEDR、LEDG、LEDB、多个移位暂存器111、解码器113及电流控制子电路115,且具有频率信号输入脚位CLKI、列内数据输入脚位Din、列内数据输出脚位Dout及电流输入脚位Iin。发光元件LEDR、LEDG及LEDB可以分别为红色、绿色及蓝色发光二极管。所述多个移位暂存器111彼此串接,串行中的第一个移位暂存器111的两个输入端分别连接于列内数据输入脚位Din及频率信号输入脚位CLKI,且移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q0)连接于第二个移位暂存器111。对第二个移位暂存器111来说,其两个输入端分别连接于第一个移位暂存器111的数据输出端及频率线CLK,第二个移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q1)再连接于下一个移位暂存器111,以此类推。最后一个移位暂存器111的数据输出端连接至列内数据输出脚位Dout。
解码器113可以具有三个输入端分别连接于第一个移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q0)、第二个移位暂存器的数据输出端(具有数值Q1)及最后一个移位暂存器111的数据输出端(具有与列内数据输出脚位Dout相同的数值),且解码器113的输出端连接于电流控制子电路115。解码器113用于依据各输入端取得的数值(即由各移位暂存器111的输出值组成的控制信号)产生致能信号,并将致能信号传送至电流控制子电路115,其中进一步的控制逻辑将于后描述。
电流控制子电路115连接于电流输入脚位Iin、解码器113及发光元件LEDR、LEDG及LEDB,且用于依据来自电流供应线I的基准电流及来自解码器113的致能信号,控制发光元件LED的亮度。进一步来说,电流控制子电路115可以拉电流或灌电流的形式驱动发光元件LEDR、LEDG或LEDB,且可以脉波宽度调变(Pulse-width modulation,PWM)及脉波振幅调变(Pulse-amplitude modulation,PAM;或称Pulse-level modulation,PLM)中的一或二者控制发光元件LEDR、LEDG或LEDB的亮度。电流控制子电路115可以包含多个控制组件,分别控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。也就是说,控制组件的数量可以相同于发光元件的数量以一对一地控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。各控制组件都连接于电流输入脚位Iin以接收基准电流且连接于解码器113以接收译码控制信号。每个控制组件包含开关元件组、电流镜及电容器,其中,开关元件组依据致能信号选择性地将电流输入脚位Iin的基准电流提供至电流镜及电容器,电流镜用于产生并输出与基准电流成比例的输出电流以控制发光元件LEDR、LEDG或LEDB的亮度,而电容器在开关元件组关闭时维持关闭前的电压。
特别来说,图5A所示的第五实施例可以以6个脚位(6pin)实现的全彩发光电路,仅具有电流输入脚位Iin,具有的移位暂存器111的数量为三个以上,借由三个以上的移位暂存器111的输出值来组合出分别对应于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的控制信号。图5B示例性地绘示解码器113产生致能信号的逻辑:当第一个移位暂存器111的输出值(Q0)为0,第二个移位暂存器111的输出值(Q1)为0,且最后一个移位暂存器111的输出值(列内数据输出脚位Dout的值,后述以Dout代表)为0时,致能信号指示不对发光元件LEDR、LEDG及LEDB进行作动;当Q0为1而Q1及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDR进行写入或清除;当Q1为1而Q0及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDG进行写入或清除;当Dout为1而Q0及Q1为零时,致能信号指示对发光元件LEDB进行写入或清除。进一步来说,控制组件会对对应的发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行写入或清除可以取决于基准电流的大小。举例来说,当基准电流大于0(例如为1mA)时,控制组件对发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行写入;而当基准电流为0时,控制组件对发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行清除。于此要特别说明的是,上述控制逻辑仅为举例,控制逻辑也可为相反于上述的逻辑或其他依需求所设计的逻辑,本发明不予限制。
请参考图2、图6A及图6B,其中图6A依据本发明第六实施例所绘示的主动矩阵发光电路的功能方框图,图6B则依据本发明第六实施例所绘示的主动矩阵发光电路的时序及控制逻辑示意图。
于图6A所示的第六实施例中,主动矩阵发光电路11f包含发光元件LED、N个移位暂存器111、解码器113及电流控制子电路115,且具有频率信号输入脚位CLKI、列内数据输入脚位Din、列内数据输出脚位Dout及三个电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B。所述N个移位暂存器111彼此串接,串行中的第一个移位暂存器111的两个输入端分别连接于列内数据输入脚位Din及频率信号输入脚位CLKI,且移位暂存器111的数据输出端(具有数值Q0)连接于第一个移位暂存器111。对第二个移位暂存器111来说,其两个输入端分别连接于第一个移位暂存器111的数据输出端及频率线CLK,第二个移位暂存器111的数据输出端再连接于下一个移位暂存器111,以此类推。最后一个(第N个)移位暂存器111的两个输入端分别连接倒数第二个(第N-1个)移位暂存器111的数据输出端(具有数值Qn-1)及频率线CLK,且第N个移位暂存器111的数据输出端连接至列内数据输出脚位Dout。
解码器113可以具有N个输入端分别连接于上述N个移位暂存器111的数据输出端,以依据各输入端取得的数值(即由各移位暂存器111的输出值组成的控制信号)产生致能信号,且解码器113的输出端连接于电流控制子电路115,以将致能信号传送至电流控制子电路115,其中进一步的控制逻辑将于后描述。
电流控制子电路115连接于电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B、解码器113及发光元件LED_R、LED_G及LED_B,且用于依据来自电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B的基准电流及来自解码器113的致能信号,控制发光元件LED_R、LED_G及LED_B的亮度。进一步来说,电流控制子电路115可以拉电流或灌电流的形式驱动发光元件LED,且可以脉波宽度调变(Pulse-width modulation,PWM)及脉波振幅调变(Pulse-amplitude modulation,PAM;或称Pulse-level modulation,PLM)中的一或二者控制发光元件LED的亮度。电流控制子电路115可以包含多个控制组件,分别控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。也就是说,控制组件的数量可以相同于发光元件的数量以一对一地控制发光元件LEDR、LEDG及LEDB。对应于发光元件LEDR、LEDG及LEDB的控制组件可以分别连接于电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B以接收基准电流,且都连接于解码器113以接收致能信号。每个控制组件包含开关元件组、电流镜及电容器,其中,开关元件组依据致能信号选择性地将电流输入脚位Iin_R、Iin_G或Iin_B的基准电流提供至电流镜及电容器,电流镜用于产生并输出与基准电流成比例的输出电流以控制发光元件LEDR、LEDG或LEDB的亮度,而电容器在开关元件组关闭时维持关闭前的电压。
图6B示例性地绘示于上述第六实施例中解码器113的控制逻辑:当第一个移位暂存器111的输出值(Q0)、第二个移位暂存器111的输出值(Q1)、第三个移位暂存器111的输出值(Q2)、第N-2个移位暂存器111的输出值(Qn-2)、第N-1个移位暂存器111的输出值(Qn-1)及第N个移位暂存器111的输出值(列内数据输出脚位Dout的值,后以Dout代表)为0时,致能信号指示不对发光元件LEDR、LEDG及LEDB进行作动;当Q0为1而Q1、Q2、Qn-2、Qn-1及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDR进行写入或清除;当Q1为1而Q0、Q2、Qn-2、Qn-1及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDG进行写入或清除;当Q2为1而Q0、Q1、Qn-2、Qn-1及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDB进行写入或清除;当Qn-2为1而Q0、Q1、Q2、Qn-1及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDR进行写入或清除;当Qn-1为1而Q0、Q1、Q2、Qn-2及Dout为0时,致能信号指示对发光元件LEDG进行写入或清除;当Dout为1而Q0、Q1、Q2、Qn-2及Qn-1为0时,致能信号指示对发光元件LEDB进行写入或清除。进一步来说,控制组件会对对应的发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行写入或清除可以取决于基准电流的大小。举例来说,当基准电流大于0(例如为1mA)时,控制组件对发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行写入;而当基准电流为0时,控制组件对发光元件LEDR、LEDG或LEDB进行清除。于此要特别说明的是,上述控制逻辑仅为举例,控制逻辑也可为相反于上述的逻辑或其他依需求所设计的逻辑,本发明不予限制。
进一步来说明上述各实施例中电流控制子电路115的电路组成,请参考图7A及图7B,其中图7A及图7B分别绘示两种电流控制子电路115a及115b的实施态样。如上所述,电流控制子电路115a/115b可以包含电流镜、开关元件组及电容器。于图7A中,电流控制子电路115a以灌电流的形式驱动发光元件LED,包含由晶体管MN1及MN2组成的电流镜、由晶体管MS1及MS2组成的开关元件组以及电容器C1,其中晶体管MS1的汲极端连接于电流输入脚位Iin,晶体管MS1的控制端EN(闸极端)连接于单个移位暂存器的输出端以接收控制信号,或连接于解码器的输出端以接收致能信号。于图7B中,电流控制子电路115b以拉电流的形式驱动发光元件LED,包含由晶体管MP1及MP2组成的电流镜、由晶体管MS1及MS2组成的开关元件组以及电容器C1,其中晶体管MS1的源极端连接于电流输入脚位Iin,晶体管MS1的控制端EN(闸极端)连接于单个移位暂存器的输出端以接收控制信号,或连接于解码器的输出端以接收致能信号。
特别来说,于发光元件LEDR、LEDG及LEDB为多个的实施例中,电流控制子电路115的多个控制组件可以分别以图7A或图7B的电路来实施。进一步来说,于发光元件LEDR、LEDG及LEDB为多个且电流输入脚位Iin_R、Iin_G及Iin_B也为多个的实施例中,对应于发光元件LEDR的控制组件中的晶体管MS1的汲极端为连接于电流输入脚位Iin_R,对应于发光元件LEDG的控制组件中的晶体管MS1的汲极端为连接于电流输入脚位Iin_G,对应于发光元件LEDB的控制组件中的晶体管MS1的汲极端为连接于电流输入脚位Iin_B。于发光元件LEDR、LEDG及LEDB为多个而电流输入脚位Iin为一个的实施例中,各控制组件中的晶体管MS1的汲极端都连接于电流输入脚位Iin。
进一步说明发光组件中的主动矩阵驱动电路的组成,请参考图2及图8,其中图8依据本发明一实施例所绘示的主动矩阵驱动电路13的功能方框图。如图8所示,主动矩阵驱动电路13可以包含第一移位暂存器131、驱动子电路133、第二移位暂存器135及电流供应子电路137。
第一移位暂存器组131可以为N位的移位暂存器,连接于串行数据输入脚位SDI、频率信号输入脚位CLKI以及驱动子电路133。驱动子电路133可以包含PWM及/或PAM驱动器以及内存(例如SRAM),用于依据从串行数据输入脚位SDI取得的串行数据封包中的所需数据产生数据信号,将数据信号及频率信号分别通过列内数据线D及频率线CLK传送至主动矩阵发光电路11,并将剩余串行数据封包传送至第二移位暂存器135。驱动子电路133也可以产生基准电流的控制信号并传送至电流供应子电路137,其中所述控制信号可以为用户预先设计并存入内存的信号。第二移位暂存器135例如为可以为N位的移位暂存器,连接于驱动子电路133、串行数据输出脚位SDO及频率信号输出脚位CLKO,且用于将剩余串行数据封包及频率信号分别借由串行数据输出脚位SDO及频率信号输出脚位CLKO传送至下一级的主动矩阵驱动电路。电流供应子电路137可以包含数字模拟转换器(DAC)及定电流产生器,用于依据来自驱动子电路133的控制信号产生一或多个基准电流并通过一或多个电流供应线I提供给主动矩阵发光电路11。进一步来说,驱动子电路133所产生的控制信号可以控制一或多个基准电流的数值各为零或大于零(例如1mA)。
借由上述结构,本案所揭示的发光组件中的主动矩阵驱动电路以串联控制的方式控制发光电路,可以数量少且复杂度低的线路实施驱动电路,因此线材成本低且所需设置空间小。借由发光组件中同时设置驱动电路及发光电路的设计,本案所揭示的包含多个发光组件的发光装置可以不用另外设置驱动电路板,因此具有设置空间低或空间单位内可设置的发光组件数量高的优势。
【符号说明】
1 发光装置
10 发光组件
P1 第一封装体
P2 第二封装体
SD 串行数据线
D 列内数据线
I 电流供应线
CLK 频率线
VDD 电源输入脚位
GND 接地脚位
SDI 串行数据输入脚位
SDO 串行数据输出脚位
CLKI 频率信号输入脚位
CLKO 频率信号输出脚位
Dout 列内数据输出脚位
Din 列内数据输入脚位
Iout 电流输出脚位
Iin、Iin_R、Iin_G、Iin_B 电流输入脚位
11、11a~11f 主动矩阵发光电路
13 主动矩阵驱动电路
111 移位暂存器
113 解码器
115、115a、115b 电流控制子电路
LED、LEDR、LEDG、LEDB 发光元件
EN 控制端
MS1、MS2、MN1、MN2、MP1、MP2 晶体管
C1 电容器
131 第一移位暂存器
133 驱动子电路
135 第二移位暂存器
137 电流供应子电路。

Claims (8)

1.一种发光组件,包含:
多个主动矩阵发光电路,连接于频率线及至少一电流供应线,且借由列内数据线彼此串接,其中每一该些主动矩阵发光电路包含:
至少一发光元件;
至少一移位暂存器,用于依据来自该频率线的频率信号及来自该列内数据线的数据信号,产生控制信号;以及
电流控制子电路,连接于该至少一移位暂存器及该至少一发光元件,用于依据来自该至少一电流供应线的基准电流与该控制信号,控制该至少一发光元件的亮度;以及
主动矩阵驱动电路,借由该列内数据线、该频率线及该至少一电流供应线连接于该些主动矩阵发光电路,用于依据串行数据封包产生该数据信号,且提供该数据信号、该频率信号及该基准电流至该些主动矩阵发光电路。
2.如权利要求1所述的发光组件,其中该主动矩阵驱动电路及该些主动矩阵发光电路中的一者设置于第一封装体内,该些主动矩阵发光电路中的剩余者各自设置于第二封装体内。
3.如权利要求1所述的发光组件,其中该电流控制子电路包含开关元件组、电流镜及电容器,其中该开关元件组用于依据该控制信号选择性地将该基准电流提供至该电流镜及该电容器,且该电流镜用于产生并输出与该基准电流成比例的输出电流以控制该至少一发光元件的该亮度。
4.如权利要求1所述的发光组件,其中该电流控制子电路以拉电流或灌电流驱动该至少一发光元件。
5.如权利要求1所述的发光组件,其中该电流控制子电路以脉波宽度调变及脉波振幅调变中的一或二者控制该至少一发光元件的该亮度。
6.如权利要求1所述的发光组件,其中该至少一移位暂存器的数量为多个,该些移位暂存器彼此串接,该控制信号由该些移位暂存器的多个输出值组成,该发光组件还包含解码器,该电流控制子电路通过该解码器连接于该至少一移位暂存器,且该解码器用于依据该控制信号产生致能信号,以供该电流控制子电路依据该基准电流与该致能信号,控制该至少一发光元件的该亮度。
7.如权利要求1所述的发光组件,其中该主动矩阵驱动电路包含第一移位暂存器、驱动子电路、第二移位暂存器及电流供应子电路,其中该第一移位暂存器用于接收该串行数据封包,该驱动子电路用于依据该串行数据封包产生该数据信号,将该数据信号提供至该些主动矩阵发光电路,并通过该第二移位暂存器输出该串行数据封包,且该电流供应子电路用于产生并提供该基准电流至该些主动矩阵发光电路。
8.一种发光装置,包含多个如权利要求1所述的发光组件,其中每一该些发光组件的该主动矩阵驱动电路借由该频率线及串行数据线彼此串接,且从该串行数据线取得该串行数据封包。
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