CN201035939Y - 发光元件的驱动芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发光元件的驱动芯片，其包括工作电压输入引脚、处理模块以及驱动输出引脚。该工作电压输入引脚与该驱动芯片的工作电压连接；该处理模块根据控制信号和显示信号，以从驱动输出引脚输出驱动信号，以驱动与该驱动输出引脚连接的显示单元。其中该工作电压输入引脚直接与该显示单元连接，该显示单元包括至少两个串联的发光元件，该至少两个串联的发光元件的一端与对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接。借此，可有效地使得驱动电路简单而且提高驱动发光元件数量。

Description

发光元件的驱动芯片

【技术领域】

本实用新型涉及一种发光元件的驱动装置，尤其涉及一种发光二极管的驱动芯片。

【背景技术】

发光二极管(LED)是基于半导体的一种发光源，由于其驱动电压低，发光效率高，使用寿命长，而被广泛应用在低压驱动的装置，以提供信息显示、装饰颜色、照明等。根据使用不同的制材，发光二极管可显示不同的颜色，如红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管、白色发光二极管等。这些不同颜色的发光二极管目前被广泛应用在灯饰、照明领域；而且这些不同颜色的发光二极管组合起来，可形成不同形式的像素单元，最常见的就是三基色发光二极管(也即红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管)组成的像素，其可发出较大色域内所有的可见光，因此被广泛应用在不同的信息显示单元，如LED显示屏。

目前的发光二极管一般具有两个引脚，即第一引脚和第二引脚，其中第一个引脚与工作电压连接，而第二个引脚与驱动装置对应的输出端连接。工作时，该第一引脚上加载该工作电压；而第二引脚通过与该驱动装置的对应输出端连接，控制该第一引脚与第二引脚之间的电压差，从而让电流流过该发光二极管，从而让其发光。

目前，广泛使用的驱动装置一般为恒流驱动装置或者恒流驱动芯片，该恒流驱动装置或者恒流驱动芯片的目的在于确保该第一引脚与该第二引脚之间的电压差维持在一个恒定的值，从而确保通过该发光二极管的电流为恒定值，从而确保该发光二极管的发光稳定，该发光的稳定性对于使用发光二极管的显示、指示、照明等装置来讲显得非常重要。当然典型的驱动装置也包括非恒流的驱动装置或驱动芯片。

无论是恒流还是非恒流的驱动芯片，该驱动芯片的工作电压一般为5伏特。而一般红色发光二极管的临界驱动电压为1.8～2.5伏特，绿色和蓝色发光二极管的临界驱动电压为2.5～4.0伏特。因此，如果该工作电压直接加该发光二极管的正极，而驱动芯片的驱动输出引脚与该发光二极管的负极连接，这样该驱动芯片的一个驱动输出引脚一般只驱动一个发光二极管。因此导致一个驱动输出引脚驱动的发光二极管数量较少，从而限制像素中发光二极管的数量以及其变化。

如果一个驱动输出引脚驱动多个串联的发光二极管，该串联的发光二极管的正极的工作电压必须提高。而现有芯片的工作电压仍为5伏特，从而导致在该串联的发光二极管的正极与该芯片的工作电压输入脚之间须加上降压装置。该降压装置必定随该驱动芯片一同使用，从而导致驱动电路元件多，而不利于驱动电路的简洁。

有鉴于此，提供一种克服以上缺陷的发光元件的驱动芯片成为目前急需解决的技术课题。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种可使得驱动电路简单而且提高驱动发光元件数量的发光元件的驱动芯片。

为实现上述目的，本实用新型提供一种发光元件的驱动芯片，其包括：工作电压输入引脚、控制信号输入引脚、显示信号输入引脚、处理模块以及至少一个驱动输出引脚。该工作电压输入引脚与该驱动芯片的工作电压连接；该控制信号输入引脚用来接收控制信号；该显示信号输入引脚用来接收显示信号；该处理模块与该控制信号输入引脚和该显示信号输入引脚连接，根据该控制信号和显示信号，以产生驱动信号；该至少一个驱动输出引脚，与该处理模块连接，并对应接收该驱动信号，以驱动与该驱动输出引脚连接的显示单元；其中该工作电压输入引脚直接与该显示单元连接，且该显示单元包括至少两个串联的发光元件，该至少两个串联的发光元件的一端与对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接。

与现有技术相比，本实用新型发光元件的驱动芯片的工作电压输入引脚直接与该显示单元连接，且该显示单元包括至少两个串联的发光元件，该至少两个串联的发光元件的一端与对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接，借此，可有效地使得驱动电路简单而且提高驱动发光元件数量。

【附图说明】

图1是包含本实用新型实施例发光元件的驱动芯片的一种显示系统的示意框图。

图2是本实用新型第一实施例中发光元件以及其驱动芯片的示意图。

图3是图1中显示系统的信号时序示意图。

图4是本实用新型第二实施例中发光元件以及其驱动芯片的示意图。

图5是本实用新型第三实施例中发光元件以及其驱动芯片的示意图。

图6是本实用新型第四实施例中发光元件以及其驱动芯片的示意图。

图7是包含本实用新型实施例另一种发光元件的驱动芯片的显示系统的示意框图。

图8是包含本实用新型实施例再一种发光元件的驱动芯片的显示系统的示意框图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型实施例发光元件的驱动芯片主要用于灯饰、照明、信息显示等装置中的控制系统。在本实施例中，该发光元件为发光二极管，也可为其他可受控的发光元件。

如图1所示，本实用新型实施例一种显示系统10包括若干串联的驱动芯片30A、30B、30C以及分别与该驱动芯片30A、30B、30C连接的显示单元20A、20B、20C。其中控制信号40用来分别控制该驱动芯片30A、30B、30C从该显示信号流50中截取对应的显示信号，以分别驱动该显示单元20A、20B、20C。由于，该驱动芯片30A、30B、30C可采用高压CMOS工艺制造，从而可大大提供其耐电压性能，因此其工作电压可提高到9～12伏特，这样该驱动芯片30A、30B、30C和显示单元20A、20B、20C分别直接与工作电压VCC连接，从而使得驱动电路变得简洁，以下详细说明。当然，也可采用其他所属技术领域人员知悉的工艺、耐电压、电流等材料来做作该驱动芯片30A、30B、30C，以提高该驱动芯片30A、30B、30C的工作电压。

由于该驱动芯片30A、30B、30C的结构和工作原理相同，以下仅仅介绍该驱动芯片30A；该显示单元20A、20B、20C的结构可以相同，也可不同，但是工作原理相同，以下仅仅说明显示单元20A的工作原理。值得注意的是，根据不同的需要该显示单元20A、20B、20C的结构可存在差异，以满足不同的显示要求。

如图2所示，在本实施例中，该显示单元20A包括三个红色的发光二极管R、三个绿色的发光二极管G和三个蓝色的发光二极管B，该三种颜色的发光二极管R、G、B构成一个像素，由于一个像素中发光二极管的数量增加而且排布均匀可大大提高像素的亮度和亮度均匀性。由于该工作电压VCC的提高，从而可使得在工作电压VCC和对应的驱动输出引脚直接可串接更多的发光二极管，实现像素的多样化。如图2所示，该三种颜色的发光二极管R、G、B分别串联连接，其中串联的发光二极管R、G、B的一端皆与工作电压VCC连接，另一端分别与对应的驱动输出引脚O1、O2和O3连接(以下详细说明)，以接收对应的驱动信号，来驱动该发光二极管R、G、B发光。需要注意的是，该显示单元20A并不局限此种构造，也可以根据需要，为其他的构造。

为了更好地调整每个发光二极管R、G、B上的工作电压，该串联的发光二极管R、G、B分别通过降压电阻R1、R2和R3来与该对应的驱动输出引脚O1、O2和O3，从而便于调整加载在每个发光二极管R、G、B上的电压，从而也给该显示单元20A的构造多样性提供方便，例如工作电压VCC和对应的驱动输出引脚之间的发光二极管的个数可通过调节该降压电阻的阻值来实现，以下详细说明。

如图2所示，在本实施例中，上述的控制信号40包括时钟信号、加载信号和使能信号，来控制该驱动芯片30A。具体来讲，该驱动芯片30A包括工作电压输入引脚32、显示信号输入引脚SDI、显示信号输出引脚SDO、处理模块31、驱动输出引脚O1、O2、O3以及控制信号输入引脚。该工作电压输入引脚32与该工作电压连接，以将该工作电压VCC接入该驱动芯片30A，提供其工作电压，因此该工作电压输入引脚32也直接与串联的发光二极管R、G、B的正极连接，也直接给该发光二极管R、G、B提供工作电压，无须降压装置，从而简化驱动电路。该控制信号输入引脚用来接收该控制信号40，其包括接收时钟信号的时钟信号输入引脚SLK、接收加载信号的加载信号输入引脚LE以及接收使能信号的使能信号输入引脚OE。

在本实施例中，该处理模块31包括串行移位器311、数据缓存器312和驱动输出器313。其中该串行移位器311与该时钟信号输入引脚SLK、该显示信号输入引脚SDI和显示信号输出引脚SDO连接，以根据该时钟信号，来串移显示信号流50。该数据缓存器312，与该串行移位器311和加载信号输入引脚LE连接，响应该加载信号，从该串行移位器311中截取并缓存显示信号。该驱动输出器313与该使能信号输入引脚OE和该数据缓存器312连接，响应该使能信号，接收该数据缓存器312中的该显示信号，从驱动输出引脚O1、O2、O3输出驱动信号，以对应驱动与该驱动输出引脚O1、O2、O3连接的发光二极管R、G、B。

以下以该串行移位器311、数据缓存器312和驱动输出器313为N位进行说明工作原理。如图1至3所示，工作时，每个驱动芯片30A、30B、30C的时钟信号引脚SLK接收时钟信号，每过一个时钟周期，向该驱动芯片30A、30B、30C的串行移位器311串移一个显示信号。由于每个驱动芯片30A、30B、30C为N位，因此，经过3N个时钟周期后，每个驱动芯片30A、30B、30C的串行移位器311都接收有N个显示信号，如驱动芯片30A的串行移位器311的输出端具有Da1、Da2...DaN；驱动芯片30B的串行移位器311的输出端具有DaN+1、DaN+2...Da2N；驱动芯片30C的串行移位器311的输出端具有Da2N+1、Da2N+2...Da3N。每个驱动芯片30A、30B、30C的加载信号引脚LE接收加载信号，响应该加载信号，每个驱动芯片30A、30B、30C的串行移位器311的输出端的信号加载并缓存到对应的数据缓存器312，例如该显示信号Da1、Da2...DaN、DaN+1、DaN+2...Da2N、Da2N+1...Da3N分别加载并缓存到驱动芯片30A、30B、30C的数据缓存器312中。

每个驱动芯片30A、30B、30C的使能信号引脚OE接收使能信号，并响应该使能信号，将驱动芯片30A、30B、30C的数据缓存器312中的显示信号Da1、Da2...DaN、DaN+1、DaN+2...Da2N、Da2N+1、Da2N+2...Da3N分别从传输到驱动芯片30A、30B、30C的驱动输出器313。该驱动芯片30A、30B、30C的驱动输出器313将根据该Da1、Da2...DaN、DaN+1、DaN+2...Da2N、Da2N+1、Da2N+2...Da3N分别从驱动芯片30A、30B、30C的驱动输出引脚O1、O2...ON输出驱动信号，来对应控制显示单元20A、20B、20C的发光二极管。

在本实施例中，仅仅列出三个驱动输出引脚O1、O2、O3，因此对应该三个驱动输出引脚O1、O2、O3的显示信号为Da1、Da2、Da3，例如当该显示信号为1时，可定义驱动对应的发光二极管发光，当显示信号为0时，可定义驱动对应的发光二极管不发光，当然也可以反过来定义，这根据实际情况的需要。

在本实施例中，当显示信号Da1为1时，该串联的红色发光二极管R将发光，为0时，则不发光；同样原理，通过该显示信号Da2、Da3也可来分别控制绿色发光二极管G和蓝色发光二极管B。

以上是一个基本周期的工作情况，当到了下一个基本周期，该Db1、Db2、Db3将分别控制该发光二极管R、G、B，通过周期性控制，从而达到预期设定的显示效果。

因此，本实施例中的驱动芯片30A、30B、30C的每个驱动输出引脚O1、O2、O3可分别驱动多个发光二极管R、G、B，从而有利于驱动多发光二极管像素，借此来实现更好的显示效果。当然，以上每个驱动输出引脚O1、O2、O3也可分别驱动各种用途的发光元件，并不局限于像素发光元件。

图4所示为本实用新型第二实施例，其与第一实施例相同的元件使用相同的标号，在此不必赘述。该第二实施例与第一实施例不同在于驱动芯片30A、30B、30C驱动的发光二极管不同，以下详细说明。

在第二实施例中，该显示单元20A’包括一个像素中四色的发光二极管，也即红色发光二极管R、绿色发光二极管G、蓝色发光二极管B以及白色发光二极管W。其中同色的发光二极管R、G、B、W如果有多个的，进行串联连接，如发光二极管R、G，该同色的二极管一端分别与工作电压VCC连接，也就是直接与工作电压输入引脚32连接，另一端分别通过电阻R4、R5、R6和R7分别与对应的驱动输出引脚O1、O2、O3、O4连接。

通过控制该电阻R4、R5、R6和R7的电阻值，从而可确保每个发光二极管得到额定或者预定的电压，从而可正常发光。该驱动输出引脚O1、O2、O3、O4分别输出驱动信号来控制该发光二极管R、G、B、W，其原理与第一实施例相同，在此不必赘述。

图5所示为本实用新型第三实施例，其与第一、二实施例相同的元件使用相同的标号，在此不必赘述。该第三实施例与第一实施例不同在于驱动芯片30A、30B、30C也是驱动的发光二极管不同，以下详细说明。

在第三实施例中，该显示单元20A”包括一个像素中三色的发光二极管，也即红色发光二极管R、绿色发光二极管G以及蓝色发光二极管B。

其中红色发光二极管R包括两组，也即红色第一发光元件和红色第二发光元件。分成两组主要由于该工作电压VCC在不能驱动所有的串联的红色发光二极管R时使用，通过这种先串后并可提高一个驱动输出引脚对应驱动的发光二极管的个数。其中该红色第一发光元件和红色第二发光元件分别包括串联的五个红色发光二极管R，该串联的红色第一发光元件和红色第二发光元件然后并联，并联后的一端直接与工作电压输入引脚32连接，另一端通过与对应的驱动输出引脚O1连接。其中该电阻R8和R9分别与红色第一发光元件和红色第二发光元件串联，来调整每个红色发光二极管R上的电压。

同样，绿色发光二极管G包括四组，也即绿色第一发光元件、绿色第二发光元件、绿色第三发光元件和绿色第四发光元件。分成四组的原因与上述红色发光二极管R先串后并的原因相同。

其中该绿色第一发光元件、绿色第二发光元件和绿色第三发光元件分别包括串联的三个绿色发光二极管G，绿色第四发光元件包括一个绿色发光二极管G。该绿色第一发光元件、绿色第二发光元件、绿色第三发光元件和绿色第四发光元件并联后的一端直接与工作电压输入引脚32连接，另一端与对应的驱动输出引脚O2连接。

其中该电阻R10、R11、R12和R13分别与绿色第一发光元件、绿色第二发光元件、绿色第三发光元件和绿色第四发光元件串联，来调整每个绿色发光二极管G上的电压。

该蓝色发光二极管B包括两组，也即蓝色第一发光元件和蓝色第二发光元件。其中蓝红色第一发光元件和蓝色第二发光元件分别包括串联的三个和两个蓝色发光二极管B，该串联的蓝色第一发光元件和蓝色第二发光元件然后并联，并联后的一端直接与工作电压输入引脚32连接，另一端通过与对应的驱动输出引脚O3连接。其中该电阻R14和R15分别与蓝色第一发光元件和蓝色第二发光元件串联，来调整每个红色发光二极管R上的电压。

该驱动输出引脚O1、O2、O3分别输出驱动信号来控制该发光二极管R、G、B，其原理与第一实施例相同，在此不必赘述。

图6所示为本实用新型第四实施例，其与第一、二、三实施例相同的元件使用相同的标号，在此不必赘述。该第四实施例与第三实施例相似，不同在于，在该显示单元20A中，每组发光二极管分别与对应的驱动输出引脚O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8连接，而不是先串后并的方式，因此，同一种颜色的发光二极管需要多个对应的驱动输出引脚来控制，因此，这种方式一个像素会占用更多的驱动输出引脚。该驱动输出引脚O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8对该每组发光二极管的控制与第一实施例的控制原理相同，在此不必赘述。

以上实施例中，每个驱动芯片30A、30B、30C还包括时钟信号输出引脚SLKO、加载信号输出引脚LEO和使能信号输出引脚OEO，该时钟信号输出引脚SLKO、加载信号输出引脚LEO和使能信号输出引脚OEO分别与时钟信号输入引脚SLK、加载信号输入引脚LE和使能信号输入引脚OE连接，来直接传递控制信号。然而，该每个驱动芯片30A、30B、30C也可无须设置该时钟信号输出引脚SLKO、加载信号输出引脚LEO和使能信号输出引脚OEO，而直接通过时钟信号输入引脚SLK、加载信号输入引脚LE和使能信号输入引脚OE从控制信号总线60上来获取相应的控制信号，如图7所示。

尽管以上实施例中，每个驱动芯片30A、30B、30C是通过串移的方式来获得显示信号，事实上，本实用新型的构思也可用在现有可寻址的驱动芯片30A’、30B’、30C’上。如图8所示，该显示系统10’中每个驱动芯片30A’、30B’、30C’可从该数据控制总线70上获取对应的显示信号，然后驱动相应的显示单元20A、20B、20C进行控制显示，而且该每个驱动芯片30A’、30B’、30C’和该显示单元20A、20B、20C同样可以共用该工作电压VCC，从而也可实现与以上实施例相同的效果。

尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各元件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.发光元件的驱动芯片，其包括：

工作电压输入引脚，与该驱动芯片的工作电压连接；

控制信号输入引脚，以接收控制信号；

显示信号输入引脚，以接收显示信号；

处理模块，与该控制信号输入引脚和该显示信号输入引脚连接，根据该控制信号和显示信号，以产生驱动信号；

至少一个驱动输出引脚，与该处理模块连接，并对应接收该驱动信号，以驱动与该驱动输出引脚连接的显示单元；

其特征在于：

所述工作电压输入引脚直接与所述显示单元连接，且该显示单元包括至少两个串联的发光元件，该至少两个串联的发光元件的一端与对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接。

2.如权利要求1所述的驱动芯片，其特征在于：所述发光元件为发光二极管。

3.如权利要求2所述的驱动芯片，其特征在于：所述至少两个串联的发光元件的另一端通过降压电阻与所述对应的驱动输出引脚连接。

4.如权利要求3所述的驱动芯片，其特征在于：所述工作电压大于等于9伏特，且小于等于12伏特。

5.如权利要求3所述的驱动芯片，其特征在于：还包括显示信号输出引脚，该控制信号输入引脚包括：

时钟信号输入引脚，用于接收时钟信号；

加载信号输入引脚，用于接收加载信号；

使能信号输入引脚，用于接收使能信号；

其中所述处理模块包括：

串行移位器，与该时钟信号输入引脚、所述显示信号输入引脚和显示信号输出引脚连接，以根据该时钟信号，来串移显示信号流；

数据缓存器，与该串行移位器和加载信号输入引脚连接，响应该加载信号，从该串行移位器中截取并缓存所述显示信号；

驱动输出器，与该使能信号输入引脚和该数据缓存器连接，响应该使能信号，接收该数据缓存器中的所述显示信号，从所述驱动输出引脚输出驱动信号，以对应驱动与该驱动输出引脚连接的发光元件。

6.如权利要求1至5中任一项所述的驱动芯片，其特征在于：所述显示单元包括至少一个像素，该像素包括不同颜色的发光元件，每种颜色的发光元件的一端与对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接，其中所述至少两个串联的发光元件为同色第一发光元件。

7.如权利要求6所述的驱动芯片，其特征在于：所述像素还包括与所述第一发光元件同色的第二发光元件，该第二发光元件与该串联的第一发光元件并连后一端与同一个所述对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接。

8.如权利要求7所述的驱动芯片，其特征在于：所述第二发光元件包括至少两个串联的发光元件。

9.如权利要求6所述的驱动芯片，其特征在于：所述像素还包括与所述第一发光元件同色的第二发光元件，该第二发光元件与该串联的第一发光元件的一端分别与不同的两个所述对应的驱动输出引脚连接，另一端直接与所述工作电压输入引脚连接。

10.如权利要求9所述的驱动芯片，其特征在于：所述第二发光元件包括至少两个串联的发光元件。

Images