CN116546689A - 显示装置及相关驱动电路 - Google Patents

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led
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diode
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陈启仁
黄伟钧
叶松柏
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Qisda Optronics Suzhou Co Ltd
Qisda Corp
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Qisda Optronics Suzhou Co Ltd
Qisda Corp
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Abstract

本发明提供一种显示装置，其包含第一发光元件和第二发光元件、多色选通解码器、假讯号电路和单色驱动电路。多色选通解码器用来输出两闸极控制讯号。第二发光元件和假讯号电路耦接多色选通解码器。单色驱动电路耦接第一发光元件与多色选通解码器。当单色驱动电路依据第一闸极控制讯号及/或亮度提升讯号来提供第一电流并驱动第一发光元件时，假讯号电路依据第一闸极控制讯号来将第一偏压耦接至多色选通解码器。当第二闸极控制讯号用以驱动第二发光元件时，第二发光元件将第二偏压耦接至多色选通解码器。

Description

显示装置及相关驱动电路
技术领域
本发明涉及显示装置及相关驱动电路，尤指一种可提升亮度的显示装置及相关驱动电路。
背景技术
现有随着科技发展，具备各式功能的投影机应用愈来愈广泛。许多高阶以及多功能的投影机也逐渐应用于日常生活中。现今常见的投影机类型包含数位光学处理技术(Digital Light Processing，DLP)投影机、三色板的液晶显示(3HTPS Liquid CrystalDisplay，3LCD)投影机，以及硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影机。由德州仪器公司(Texas Instruments,TI)发展出的DLP投影机具备高对比度、小尺寸和影像锐利等优点，因此是近年来用途最广泛的投影机。
DLP投影机的运作是基于一种快速切换微机电系统(MEMS)技术，通过数位微型反射镜元件(DMD)来对光线进行调变，进而显示预定影像。然而，现有DLP投影机的亮度会受到德州仪器公司系统的限制，例如针对各色驱动电流的工作周期(duty cycle)有所规范。因此，现有DLP投影机往往无法满足高亮度的应用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源驱动电路及显示装置，以解决上述问题。
本发明提供一种发光二极管驱动电路，其包含：
多色选通解码器(10)，用来：输出第一闸极控制讯号(GC1)以驱动第一发光元件(LED1)，并在驱动该第一发光元件(LED1)时接收第一偏压(VCC1)；以及输出第二闸极控制讯号(GC2)以驱动第二发光元件(LED2)，并在驱动该第二发光元件(LED2)时从该第二发光元件(LED2)接收第二偏压(VCC2)；
假讯号电路(20)，耦接至该多色选通解码器(10)；以及
单色驱动电路(30)，耦接该第一发光元件(LED1)与该多色选通解码器(10)，其中当该单色驱动电路(30)依据该第一闸极控制讯号(GC1)及/或亮度提升讯号(BE)来提供第一电流(ILED1)并驱动该第一发光元件(LED1)时，该假讯号电路(20)依据该第一闸极控制讯号(GC1)来将该第一偏压(VCC1)耦接至该多色选通解码器(10)。
较佳的，该多色选通解码器(10)包含：第一电流侦测接脚(P1)；第二电流侦测接脚(P2)，耦接于接地端；第三电流侦测接脚(P3)，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及第四电流侦测接脚(P4)，耦接于该第二电流侦测接脚(P2)；且
该假讯号电路(20)用来在该第一闸极控制讯号(GC1)具致能电位时，将该第一偏压(VCC1)耦接至该第一电流侦测接脚(P1)和该第三电流侦测接脚(P3)。
较佳的，该假讯号电路(20)包含：
第一电阻(R1)；
第一二极管(D1)，其包含：阳极；以及阴极，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；
第一开关(SW1)，其包含：第一端，通过该第一电阻(R1)耦接于该第一偏压(VCC1)；第二端，耦接至该第一二极管(D1)的该阳极；以及控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)。
较佳的，该单色驱动电路(30)包含：
第二二极管(D2)，其包含：阳极，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)；以及阴极；
第三二极管(D3)，其包含：阳极，耦接至该亮度提升讯号(BE)；以及阴极；以及
电流源电路(40)，耦接该第二二极管(D2)的该阴极和该第三二极管(D3)的该阴极以接收该第一闸极控制讯号(GC1)及/或该亮度提升讯号(BE)，并依据该第一闸极控制讯号(GC1)或该亮度提升讯号来提供该第一电流驱动(ILED1)以驱动该第一发光元件(LED1)。
较佳的，还包含第二电阻(R2)，该第二电阻(R2)的第一端耦接至该第二二极管(D2)的该阳极，而该第二电阻(R2)的第二端耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)。
较佳的，还包含：第二开关(SW2)，其依据该第二闸极控制讯号(GC2)来选择性地导通第二电流(ILED2)以驱动该第二发光元件(LED2)，其包含：第一端，耦接于该第二发光元件(LED2)的第一端；第二端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第二闸极控制讯号(GC2)。
较佳的，还包含第四二极管(D4)，该第四二极管(D4)的阳极耦接于该接地端，而该第四二极管(D4)的阴极耦接于该第二发光元件(LED2)的该第一端和该第二开关(SW2)的该第一端之间。
较佳的，该多色选通解码器还用来输出第三闸极控制讯号(GC3)，该发光二极管驱动电路还包含：
第三开关(SW3)，其依据该第三闸极控制讯号(GC3)来选择性地导通第三电流(ILED3)以驱动第三发光元件(LED3)，其包含：第一端，耦接于该第三发光元件(LED3)的第一端；第二端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第三闸极控制讯号(GC3)。
较佳的，还包含第五二极管(D5)，该第五二极管(D5)的阳极耦接于该接地端，而该第五二极管(D5)的阴极耦接于该第三发光元件(LED3)的该第一端和该第三开关(SW3)的该第一端之间。
较佳的，还包含第三电阻(R3)，其包含：
第一端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)和该第三电流侦测接脚(P3)；以及
第二端，耦接于该第二电流侦测接脚(P2)和该第四电流侦测接脚(P4)。
本发明提供一种显示装置，其包含：第一发光元件(LED1)，第二发光元件(LED2)，以及如权利要求1～7及10中任一项所述的发光二极管驱动电路，其中，该第二发光元件(LED2)耦接该发光二极管驱动电路中的多色选通解码器。
较佳的，其还包含：第三发光元件(LED3)，以及如前所述的发光二极管驱动电路。
较佳的，该第一发光元件包含绿光发光二极管。
与现有技术相比，本发明中的单色驱动电路可使用独立的工作电流来驱动特定的第一发光元件(例如绿光发光元件)，而通过假讯号电路提供相对应的偏压以告知该特定的第一发光元件是否被点亮。基于此，本发明可以在不违背芯片系统本身的限制的情况下，进一步满足高亮度的应用需求。
附图说明
图1为本发明实施例中一种显示装置的功能方块图。
图2为本发明实施例中显示装置实作方式的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
图1为本发明实施例中一种显示装置100的功能方块图。显示装置100包含多色选通解码器10、多个发光元件LED1-LEDN、假讯号电路20，以及单色驱动电路30，其中N为大于1的整数。多色选通解码器10用来提供驱动发光元件LED1-LEDN的闸极控制讯号GC1-GCN，并分别接收对应成功点亮发光元件LED1-LEDN时的偏压VCC1-VCCN，其中偏压VCC1通过假讯号电路20来提供，而偏压VCC2-VCCN分别通过发光元件LED2-LEDN来提供。当发光元件LED1-LEDN被点亮时，ILED1-ILEDN分别代表流经发光元件LED1-LEDN的电流。显示装置100可应用在DLP投影机，但并不限定本发明的范畴。
单色驱动电路30耦接至发光元件LED1与多色选通解码器10，可依据闸极控制讯号GC1及/或亮度提升讯号BE来提供电流ILED1以驱动发光元件LED1。假讯号电路20耦接至多色选通解码器10，当单色驱动电路30依据闸极控制讯号GC1及/或亮度提升讯号BE来提供电流ILED1以驱动发光元件LED1时，假讯号电路20会依据闸极控制讯号GC1来将偏压VCC1耦接至多色选通解码器10。
在本发明中，发光元件LED1-LEDN可为一个发光二极管，或是包含多个串接、并联或组成阵列的发光二极管。上述发光二极管可包含单介面发光二极管(single-junctionLED)、多介面高压发光二极管(multi-junction high-voltage LED)，亦或是不同晶体颗粒大小的发光二极管(LED)、次毫米发光二极管(Mini LED)、微发光二极管(Micro LED)，或不同类型、不同晶体颗粒大小、不同发光颜色的发光二极管的任意组合。然而，发光元件LED1-LEDN所采用的发光二极管种类或组态并不限定本发明的范畴。
图2为本发明实施例中显示装置100实作方式的示意图。为了说明目的，图2显示了N＝3的实施例，亦即显示装置100包含3个发光元件LED1-LED3，而多色选通解码器10会提供闸极控制讯号GC1-GC3以分别驱动发光元件LED1-LED3。在一实施例中，发光元件LED1包含一个或多个绿光发光二极管，发光元件LED2包含一个或多个红光发光二极管，而发光元件LED3包含一个或多个蓝光发光二极管。然而，发光元件LED1-LED3亦得包含一个或多个绿光、红光及蓝光发光二极管的任一组合，并且发光元件LED1-LED3所采用的发光二极管种类或组态并不限定本发明的范畴。
在图2所示的实施例中，多色选通解码器10包电流侦测接脚P1-P4。电流侦测接脚P1和P3耦接至电阻R3的第一端，电流侦测接脚P2和P4耦接至电阻R3的第二端，而电阻R3的第二端耦接至接地电位GND。如此，通过电阻R3和该条通路中的其他电阻(包括R1)形成分压，电阻R3还作为发光元件LED1的导通电流的侦测电阻。
在图2所示的实施例中，假讯号电路20包含电阻R1、二极管D1，以及开关SW1。开关SW1的第一端通过电阻R1耦接于偏压VCC1，第二端耦接至二极管D1的阳极，而控制端耦接至多色选通解码器10以接收闸极控制讯号GC1。二极管D1的阴极耦接于多色选通解码器10的电流侦测接脚P1和P3。在发光元件LED1的点亮周期，多色选通解码器10会输出具致能电位的闸极控制讯号GC1，此时开关SW1呈导通，而假讯号电路20可将偏压VCC1耦接至多色选通解码器10的电流侦测接脚P1和P3。
在图2所示的实施例中，单色驱动电路30包含二极管D2-D3和电流源电路40。二极管D2的阳极通过电阻R2耦接至多色选通解码器10以接收闸极控制讯号GC1，而阴极耦接至电流源电路40。二极管D3的阳极耦接至亮度提升讯号BE，而阴极耦接至电流源电路40。电流源电路可通过二极管D2接收闸极控制讯号GC1，及/或通过二极管D3接收亮度提升讯号BE，并依据闸极控制讯号GC1或亮度提升讯号BE来提供电流ILED1以驱动发光元件LED1。
在图2所示的实施例中，显示装置100还包含开关SW2-SW3和二极管D4-D5。开关SW2的第一端耦接于发光元件LED2的阴极，第二端耦接于电流侦测接脚P1，而控制端耦接至多色选通解码器10以接收闸极控制讯号GC2。开关SW3的第一端耦接于发光元件LED3的阴极，第二端耦接于电流侦测接脚P1，而控制端耦接至多色选通解码器10以接收闸极控制讯号GC3。二极管D4的阳极耦接至接地电位GND，而阴极耦接至发光元件LED2的阴极。二极管D5的阳极耦接至接地电位GND，而阴极耦接至发光元件LED3的阴极。开关SW2可依据闸极控制讯号GC2来选择性地导通电流ILED2以驱动发光元件LED2，而开关SW3可依据闸极控制讯号GC3来选择性地导通电流ILED3以驱动发光元件ILED3。
在一较佳的实施例中，电阻R3可以由至少两个串联的电阻或等效电阻组成。以串联的电阻R31和R32为例(未图示)，开关SW2和开关SW3的第二端可耦接于电阻R31和R32之间，此时电阻R32作为发光元件LED2和LED3的导通电流ILED2和ILED3的侦测电阻，以提高侦测灵敏度，同时电阻R31和R32的等效电阻即电阻R3作为发光元件LED1的导通电流的侦测电阻；本实施例并不限定本发明的范畴。
在本发明中，开关SW1-SW3可为晶体管元件，例如金氧半场效晶体管(Metal OxideSemiconductor field-effect transistor,FET)、双极性晶体管(bipolar transistor,BJT)，或任何形式的晶体管。对N型晶体管来说，致能电位为逻辑高电位；对P型晶体管来说，致能电位为逻辑低电位。然而，开关SW1-SW3的种类并不限定本发明的范畴。
在本发明中，在发光元件LED1的点亮周期当单色驱动电路30接收到具致能电位的闸极控制讯号GC1，但并未接收到对应高亮度应用需求的亮度提升讯号BE时，可依据闸极控制讯号GC1来提供具备第一工作周期的电流ILED1以驱动发光元件LED1；在发光元件LED1的点亮周期当单色驱动电路30接收到具致能电位的闸极控制讯号GC1，且接收到对应高亮度应用需求的亮度提升讯号BE时，可提供具备第二工作周期的电流ILED1以驱动发光元件LED1，其中第一工作周期符合德州仪器公司的系统限制，而第二工作周期大于第一工作周期。在一实施例中，第二工作周期为完整工作周期(100％duty cycle)，亦即发光元件LED1会持续地被点亮以应付高亮度的应用需求。
另一方面，在发光元件LED1的点亮周期当多色选通解码器10输出具致能电位的闸极控制讯号GC1时，假讯号电路20可将偏压VCC1耦接至多色选通解码器10的电流侦测接脚P1和P3，以告知发光元件LED1已被点亮。在发光元件LED2的点亮周期当多色选通解码器10输出具致能电位的闸极控制讯号GC2时，开关SW2呈导通，使得流经发光元件LED2的电流ILED2在电阻R3建立偏压VCC2，并耦接至多色选通解码器10的电流侦测接脚P1和P3以告知发光元件LED2已被点亮。在发光元件LED3的点亮周期当多色选通解码器10输出具致能电位的闸极控制讯号GC3时，开关SW3呈导通，使得流经发光元件LED3的电流ILED3在电阻R3建立偏压VCC3，并耦接至多色选通解码器10的电流侦测接脚P1和P3以告知发光元件LED3已被点亮。
综上所述，针对高亮度应用需求，本发明单色驱动电路30可使用完整工作周期的电流来以驱动特定发光元件(例如绿光发光元件)，而假讯号电路20可提供相对应偏压以告知特定发光元件已被点亮。因此，本发明能在不违背德州仪器公司系统限制的情况下满足高亮度的应用需求。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (13)

1.一种发光二极管驱动电路，其特征在于，包含：
多色选通解码器(10)，用来
输出第一闸极控制讯号(GC1)以驱动第一发光元件(LED1)，并在驱动该第一发光元件(LED1)时接收第一偏压(VCC1)；以及
输出第二闸极控制讯号(GC2)以驱动第二发光元件(LED2)，并在驱动该第二发光元件(LED2)时从该第二发光元件(LED2)接收第二偏压(VCC2)；
假讯号电路(20)，耦接至该多色选通解码器(10)；以及
单色驱动电路(30)，耦接该第一发光元件(LED1)与该多色选通解码器(10)，其中当该单色驱动电路(30)依据该第一闸极控制讯号(GC1)及/或亮度提升讯号(BE)来提供第一电流(ILED1)并驱动该第一发光元件(LED1)时，该假讯号电路(20)依据该第一闸极控制讯号(GC1)来将该第一偏压(VCC1)耦接至该多色选通解码器(10)。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该多色选通解码器(10)包含：
第一电流侦测接脚(P1)；
第二电流侦测接脚(P2)，耦接于接地端；
第三电流侦测接脚(P3)，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及
第四电流侦测接脚(P4)，耦接于该第二电流侦测接脚(P2)；且
该假讯号电路(20)用来在该第一闸极控制讯号(GC1)具致能电位时，将该第一偏压(VCC1)耦接至该第一电流侦测接脚(P1)和该第三电流侦测接脚(P3)。
3.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该假讯号电路(20)包含：
第一电阻(R1)；
第一二极管(D1)，其包含：
阳极；以及
阴极，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；
第一开关(SW1)，其包含：
第一端，通过该第一电阻(R1)耦接于该第一偏压(VCC1)；
第二端，耦接至该第一二极管(D1)的该阳极；以及
控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)。
4.如权利要求3所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该单色驱动电路(30)包含：
第二二极管(D2)，其包含：
阳极，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)；以及
阴极；
第三二极管(D3)，其包含：
阳极，耦接至该亮度提升讯号(BE)；以及
阴极；以及
电流源电路(40)，耦接该第二二极管(D2)的该阴极和该第三二极管(D3)的该阴极以接收该第一闸极控制讯号(GC1)及/或该亮度提升讯号(BE)，并依据该第一闸极控制讯号(GC1)或该亮度提升讯号来提供该第一电流驱动(ILED1)以驱动该第一发光元件(LED1)。
5.如权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含第二电阻(R2)，该第二电阻(R2)的第一端耦接至该第二二极管(D2)的该阳极，而该第二电阻(R2)的第二端耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第一闸极控制讯号(GC1)。
6.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含：
第二开关(SW2)，其依据该第二闸极控制讯号(GC2)来选择性地导通第二电流(ILED2)以驱动该第二发光元件(LED2)，其包含：
第一端，耦接于该第二发光元件(LED2)的第一端；
第二端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及
控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第二闸极控制讯号(GC2)。
7.如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含第四二极管(D4)，该第四二极管(D4)的阳极耦接于该接地端，而该第四二极管(D4)的阴极耦接于该第二发光元件(LED2)的该第一端和该第二开关(SW2)的该第一端之间。
8.如权利要求6所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，该多色选通解码器还用来输出第三闸极控制讯号(GC3)，该发光二极管驱动电路还包含：
第三开关(SW3)，其依据该第三闸极控制讯号(GC3)来选择性地导通第三电流(ILED3)以驱动第三发光元件(LED3)，其包含：
第一端，耦接于该第三发光元件(LED3)的第一端；
第二端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)；以及
控制端，耦接至该多色选通解码器(10)以接收该第三闸极控制讯号(GC3)。
9.如权利要求8所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含第五二极管(D5)，该第五二极管(D5)的阳极耦接于该接地端，而该第五二极管(D5)的阴极耦接于该第三发光元件(LED3)的该第一端和该第三开关(SW3)的该第一端之间。
10.如权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，还包含第三电阻(R3)，其包含：
第一端，耦接于该第一电流侦测接脚(P1)和该第三电流侦测接脚(P3)；以及
第二端，耦接于该第二电流侦测接脚(P2)和该第四电流侦测接脚(P4)。
11.一种显示装置，其特征在于，包含：第一发光元件(LED1)，第二发光元件(LED2)，以及如权利要求1～7及10中任一项所述的发光二极管驱动电路，其中，该第二发光元件(LED2)耦接该发光二极管驱动电路中的多色选通解码器。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，其还包含：第三发光元件(LED3)，以及如权利要求8或9所述的发光二极管驱动电路。
13.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，该第一发光元件包含绿光发光二极管。
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