TWI283844B - Light emitting diode driver and light emitting diode driving method - Google Patents

Description

1283844 玖、發明說明： 【發Η月所屬之技術領域】 發明領域 本發明主要係有關於一種使r、G、Β三原色LED(Light 5 Emittmg Diode)發光以顯示色彩之LED驅動裝置及LED驅 動方法。 發明背景 過去’在使用R(紅）、G(綠）、B(藍）三原色LED之液晶 10顯示裝置中，已實現了例如在特開2000-241811號公報發表 的場順序方式（簡稱為FS方式）之液晶顯示裝置。FS方式之 液晶顯示裝置在液晶快門背面配置三色LED，通過在以高 速依序點焭各色LED的同時開關各畫素位置之液晶快門使 其同步，從而在各畫素位置能夠表示所期望之顏色。 15 例如，欲顯示紅色時，在紅色LED發光期間打開液晶 陕門，而後在綠色led及藍色液晶之發光期間關閉液晶快 門门樣地，在顯示綠色和藍色時，僅在該顏色之led發 光期間打開液晶快門，而在其他led發光期間關閉液晶快 門。 ' 20 另外，在紅色及綠色led發光期間打開液晶快門即可 顯示Y(黃色），在紅色及藍色led發光期間打開液晶快門可 顯示M(洋紅色），在綠色及藍色LED發光期間打開液晶快門 可顯不C(青綠色），而在紅、綠、藍色所有LED發光期間打 開液晶快門則可顯示w(白色）。 1283844 上述之FS方式便是以加色法之原理，通過超越人視覺 反應之速度依序使三色LED發光而達成色彩的顯示。因此 採用FS方式可在不使用彩色濾光片的條件下顯示出鮮明的 色彩。 5 近年，隨著手機等攜帶型電子產品之普及，對能夠裝 設於攜帶型電子產品且以高精細度顯示色彩之顯示裝置的 需求日益增加。在此，如上所述地，因三色led之液晶顯 示裝置不需要彩色濾光片，故能以高亮度顯示。 然而，在使用三色LED之液晶顯示裝置一般係設有構 1〇 成各色LED之多個LED晶片，對該多個晶片施加電壓使各 色LED發光。因此，電力因多個LED晶片而消耗。 相對地，攜帶型電子產品因其電池容量有限，故用於 顯示裝置之消耗電流是越少越好。當然，這不並限於攜帶 型電子產品，降低消耗電流是所有電子產品致力追求的。 15 另，因LED特性會參差不齊，故必須消除該參差不齊 以執行具一致性之顯示。為消除該參差不齊，以往所採用 之方法有對各色LED對應的抗值進行微調等，但上述作業 極爲耗時費力。 【發明内容3 20 發明概要 本發明之主要目的在於提供一種能夠有效減低消耗電 流之LED驅動裝置及LED驅動方法。另，本發明1進一步 地以提供能夠消除各LED特性之參差不齊之LED驅動裝置 及LED驅動方法為目的。 1283844 上述目的以下列方法達成：在事先測定為在紅、綠、藍各

色LED獲知期望冗度之最小驅動電壓的同時將各色[ED 之最小驅動電壓儲存於儲存機構並對各色LED施加所存之 值之驅動電壓。 5圖式簡單說明 第1圖係顯示實施形態1之LED驅動裝置之結構方塊圖； 第2圖係顯示為獲得各色LED之期望亮度所需之最小電 壓值； 第3圖係顯示實施形態之驅動電壓設定裝置之結構方 10 塊圖； 第4圖係用以説明由驅動電壓設定裝置所進行之施加 電壓及佔空比設定處理之流程圖； 第5圖係用以説明為獲得期望白平衡之佔空比設定處 理之流程圖； 15 第6圖係用以説明為獲得期望白平衡之佔空比設定處 理之色度空間圖； 第7圖係用以說明LED驅動裝置作動之波形圖； 第8圖係顯示實施形態2之LED驅動裝置之結構方塊圖 ;以及 20 第9圖係用以說明實施形態2之LED驅動裝置作動之波 形圖。 C實方式；j 較佳實施例之詳細說明

本發明之發明人著眼於下列事實完成本發明：為使R 1283844 、G、B各色LED分別以期望亮度發光所需之施加電壓並非 在所有LED皆為一致，而是依各色LED而有所不同。 本發明的主旨在於，事先測定紅、綠、藍各色LED能 獲得期望亮度之最小驅動電壓的同時，將各色led之驅動 5 電壓儲存於儲存機構，對各色LED施加所存之值之驅動電 壓。 以下，參照附圖具體説明本發明之實施形態。 實施形態1 在第1圖，10表示本發明實施形態1之整個LED驅動裝 10 置。LED驅動裝置10設於液晶顯示裝置，用於驅動配置在 液晶面板背面之R、G、B三色LED。且在此實施形態中， 將説明將本發明LED驅動裝置應用於場順序方式之液晶顯 示裝置之情況。 LED驅動裝置10具備R(紅）用施加電壓儲存暫存器η、 15 G(綠）用施加電壓儲存暫存器12以及Β(藍）用施加電壓儲存 暫存器13。上述各暫存器11、12、13分別儲存施加在r、〇 、B&LED之電壓值。各暫存器11、12、13和儲存值設定用 匯流排14相連接，在LED驅動裝置10的製品出貨時透過儲 存值設定用匯流排14使各暫存器11、12、13分別儲存各色 20 LED用之施加電壓值。 由各暫存器11、12、13輸出之各色LED用施加電壓值 被輸入至暫存器選擇電路15。暫存器選擇電路15在紅色 LED發光定時信號TR、綠色LED發光定時信號tg以及藍色 LED發光定時信號TB輸入後，根據該發光信號選擇R、G、 1283844 B之施加電壓值之任一者輸出。 例如，紅色LED發光定時信號TR之邏輯值為「1」而綠 色和藍色LED發光定時信號TG、TB之邏輯值為「0」時， 選擇R用施加電壓儲存暫存器11儲存之施加電壓值輸出。在 5 此實施形態因係以場順序方式顯示，若場頻為65Hz，則係 以其3倍之195Hz頻率使各色LED依序發光。亦即，暫存器 選擇電路15以約為5mS之間隔依序選擇R用施加電壓儲存 暫存器11、G用施加電壓儲存暫存器12以及B用施加電壓儲 存暫存器13所儲存之電壓值輸出。 10 由暫存器選擇電路15選擇之施加電壓值經施加電壓形 成部16之數位類比(DA)轉換電路17轉換成類比值後被送至 電壓可變電路18。電壓可變電路18將由電源電壓產生電路 19產生之電壓轉換為對應從數位類比轉換電路17輸入之類 比值之電壓後，供給至LED單元20。 15 如上述般地，在LED驅動裝置10具備了分別儲存施加 到各色LED之電壓值之暫存器U、12、13，並將電源電壓 產生電路19產生之電壓轉換為暫存器u、12、13儲存之值 後供給到LED。由此，與對各色LED施加相同電壓值之情 況相比，可減低消耗電力。 20 第2圖顯示為在各色LED獲得期望亮度所需之最小施 加電壓值（以下稱爲最小發光電壓）。從此圖可得知，綠色 LED和藍色LED之最小發光電壓幾乎相同，但紅色LED之最 小發光電壓低於上述兩者之最小發光電壓。 LED驅動裝置10之施加電壓儲存暫存器I〗、a、η存 1283844 有各色LED之最小發光電壓值。而實際上，所儲存之最小 發光電壓值中，紅色LED之值低於綠色LED和藍色LED之值 。亦即，因能夠對各色LED施加所需最小限度之電壓，故 能減低消耗電流。 5 從第2圖另可得知，最小發光電壓在各色LED也會參差 不齊。例如在紅色LED係分佈於1.75V至2.45V之間、而在 綠色及藍色LED係分佈於2.9V至3.9V之間。而最小發光電 壓之參差不齊係起因於製造LED時每個製品之參差不齊。 在此實施形態，並非僅單純地使施加到紅色LED之施 10加電壓小於綠色及藍色之施加電壓，另外亦使各色用暫存 器11、12、13儲存將最小發光電壓在每個製品間之參差不 齊納入考量後之施加電壓。由此即能夠在減低消耗電力的 同時在各色LED獲得期望亮度。上述各色暫存器u、12、 對施加電壓值之儲存係透過儲存值設定用匯流排14進行 15 ’此部分將後述。 現回到第1圖説明LED驅動裝置10之結構。LED驅動裝 置10具備R用佔空比儲存暫存器21、（}用佔空比儲存暫存器 22以及B用佔空比儲存暫存器23。上述各暫存器21、22以及 23分別存有為對r、〇、B各色LED進行PWM控制之PWM信 20號伯空比數據。各個暫存器21、22以及23和儲存值設定用 匯流排14相連接，在LED驅動裝置1〇的製品出貨時透過儲 存值设定用匯流排14使各暫存器21、22、23分別儲存各色 LED用之佔空比數據。 從各個暫存器21、22、23輸出之各色LED用佔空比數 1283844 據分別被送往PWM波形形成電路24、25、26。各個PWM波 形形成電路24、25、26和定時信號CLK同步地形成對應佔 空數據之PWM波形。 PWM波形形成電路24、25、26根據紅色LED發光定時 5信號TR、綠色LED發光定時信號TG以及藍色LED發光定時 信號TB將PWM波形輸出到電晶體27、28、29之基極。將各 個電晶體27、28、29之集極分別連接到r、G、B各個LED 之輸出端，而射極則接地。 由此，在紅色LED發光期間，僅有紅色LED發光定時 10信號TR之邏輯值為「1」，僅有與紅色LED對應之PWM波形 形成電路24輸出PWM信號，而對應此PWM信號之電流流至 紅色LED，使紅色LED發光。同樣地，在綠色LED發光期間 ，僅有綠色LED發光定時信號Tg之邏輯值為「1」，僅有與 綠色LED對應之pWM波形形成電路25輸出pWM信號，而對 15信號之電流流至綠色LED，使綠色LED發光。而 在藍色LED發光期間，僅有藍色lkd發光定時信號TB之邏 輯值為「1」，僅有與藍色LE]D對應之pwM波形形成電路26 輸出PWM信號，而對應此PWM信號之電流流至藍色LED， 使藍色LED發光。 20 第3圖顯示驅動電壓設定裝置30之結構，該驅動電壓設 定裝置30設定儲存在各色用施加電壓儲存暫存器11、12以 及13之電壓值。然而，驅動電壓設定裝置30之結構係為不 僅能求出儲存於施加電壓儲存暫存器11、12、13之各色LED 用電壓值’亦能求出儲存於佔空比儲存暫存器21、22、23 1283844 之各色LED用佔空比數據。 驅動電壓設定裝置30具備亮度色度計31，用於測定來 自LCD面板之透過光之亮度及色度。而由LED單元20發出 之光通過導光板（不圖示）和LCD面板40入射到亮度色度計 5 31。通過LCD驅動電路(不圖示）在規定時間向各個畫素位置 之液晶施加規定電壓來驅動LCD面板40之開關，使能夠對 LED發出之光進行透光或遮光。然而，該led單元20、導 光板以及LCD面板40係為製品出貨時之組裝方式。 將亮度色度計31所得亮度和色度之數據送往微算機 10 (MiciOcomputer)32。而驅動電壓設定裝置3〇具備施加電壓 值設定部33和佔空比設定部34，將施加電壓設定部33設定 之電壓值送至LED驅動裝置10之DA轉換電路17，同時，將 佔空比設定部34設定的佔空比數據送至PWM波形形成電 路24、25、26。該設定電壓值和設定佔空比係由微算機32 15指定。亦即，微算機認知所設定之電壓值和佔空比。 微算機32判斷亮度和色度是否有達到事先設定之期望 值’有達到期望值時，通過儲存值設定用匯流排Η將此時 所施加之電壓值和佔空比寫入施加電壓儲存暫存器丨丨、12 、13和佔空比儲存暫存器21、22、23。亦即，微算機32具 20備作爲將數據寫入施加電壓儲存暫存器11、12、13和佔空 比儲存暫存器21、22、23之儲存數據寫入機構之功能。 現利用第4圖詳細説明由驅動電壓設定裝置3〇對各色 用施加電壓儲存暫存器11、12、13所進行之施加電壓值（最 小發光電壓）記錄處理，以及對佔空比儲存暫存器21、22、 12 1283844 23所進行之佔空比數據記錄處理。 驅動電壓裝置30開始步驟ST10之處理後，在接下之步 驟ST11設定佔空比設定部34之佔空比。因第4圖係爲設定施 予紅色LED之施加電壓值之處理’故將紅色LED之開佔空 5比設定為最大，而將綠色和藍色LED之開佔空比設定為〇。 亦即，將開佔空比為最大之數據給與PWM波形形成電路24 ’而將開佔空比為0之數據給與PWM波形形成電路25、26 。在步驟ST12，微算機32設定目標亮度。 在步驟ST13，施加電壓值設定部33設定最小施加電壓 10 值Vmin(如1.5V)，電壓可變電路18將由電源電壓產生電路 19產生之電壓轉換為該設定電壓後施加到led單元20。此 時因僅從紅色用之PWM波形形成電路24輸出開佔空比最 大之PWM信號，故僅有紅色LED為可發光狀態。 在步驟ST14，微算機32判斷由亮度色度計31所得之測 15定亮度是否大於目標亮度，若小於目標亮度則前進至步驟 ST15，將施加電壓值設定部33之設定施加電壓僅增大]^(如 ’ 〇·ιν)後再度進行步驟ST14之判斷。 若在步驟ST14獲得肯定結果，這意味著為獲得期望亮 度所需的最小限度之電壓正施加於紅色LED，故前進至步 20 驟8丁16，微算機32將現在施加電壓值設定部33設定之電壓 值寫入R用施加電壓值儲存暫存器11。由此，r用施加電壓 值儲存暫存器11存有為使紅色LED獲得期望亮度之最小發 光電壓值。 在接下之步驟ST17，微算機32判斷測定亮度是否與目 1283844 標受度-致，不-致時前進至步驟如8，將佔空比設定部 32設疋之開佔空比減小Γ後再回到步驟STi7。 若在步驟ST17獲得肯定結果，這意味著可由現在佔空 比設定部34所設定佔空比之pwM信號使紅色咖以期望亮 5度發光，故前進至步驟ST19，微算機32將現在佔空比設定 部34設定之電壓值寫入R用施加電壓值儲存暫存器⑴由此 ，R用佔空比儲存暫存器11存有使紅色LED獲得期望亮度之 佔空比數據。 換言之，在此所述步驟灯17至19之處理，係在步驟 10 ST14至16設定能夠獲得目標亮度之最小施加電壓後，藉 PWM#號進行更料細之亮度控制並設定為接近目標亮 度之佔空比。驅動電壓設定裝置3〇在接下之步驟st2〇結束 對R用施加電壓儲存暫存器丨丨和尺用佔空比儲存暫存器U 之數據寫入處理。 15 然而，在此雖已就對於R用施加電壓儲存暫存器丨丨和尺 用佔空比儲存暫存器21之數據寫入處理進行說明，g用和b 用施加電壓儲存暫存器12、13以及G用和B用佔空比儲存暫 存器22、23之數據資寫入處理亦是以相同之程序進行。 其次，以第5圖説明將為獲得期望白平衡之各色佔允比 20儲存於暫存器21、22、23之程序。 驅動電壓設定裝置30在步驟ST30開始白平衡調整产理 後’在接下之步驟ST31以施加電壓儲存暫存器丨丨 12、13 儲存之施加電壓以及佔空比儲存暫存器21、22、23儲存之 開佔空比之PWM信號使各色LED依序發光，同時，

τ μ LCD 1283844 驅動電路（不圖示）驅動LCD面板40。 實際上，LED驅動裝置1〇將施加電壓儲存暫存器η、 12、13所存之各色LED用電壓依序施加於LED單元20，而 PWM波形形成電路24、25、26形成對應佔空比儲存暫存器 5 21、22、23所存佔空比之各色LED用PWM信號與其同步。 亦即，在步驟ST31進行實際上的場順序方式之LED驅 動和LCD驅動。在此假定存於施加電壓儲存暫存器丨丨、12 、13和佔空比儲存暫存器21、22、23之數據為如第4圖所設 定之數據。 10 在步驟ST32以党度色度計31測定顯示色之色度。將該 測定色度標示於色度空間後則如第6圖所示。接下由微算機 32算出測定色度與白平衡之目標值之差，根據該差值改變 佔空比設定部34設定之佔空比並提供給各色用pwM波形 形成電路24、25、26。在此，微算機32之結構為可讀出佔 15空比儲存暫存器21、22、23所存之各色用佔空比，並根據 所讀出各色用佔空比以及測定色度與白平衡之目標值之差 值以指定在佔空比設定部34所設定之各色用佔空比。由此 ，使各色用佔空比為可獲得目標白平衡之值。 具體而言，首先在步驟ST33判斷測定色度之γ坐標是 2〇否位於第6圖所示之白色容許範圍内，同時在步驟|§Τ34判斷 測定色度之X坐標是否位於第6圖所示之白色容許範圍内。 在步驟ST33或步驟ST34之任一者獲得否定結果時，前進至 步驟ST35，由佔空比設定部34改變佔空比。 此佔空比之變更係基於測定值相對於白平衡之目標點 15 1283844 所偏離之方向及其程度進行。在此實施形態中，微算機32 透過將所偏離之方向和偏差量以R、G、B色度之比例分配 ，以設定接下要給予LED驅動裝置1〇之各色用佔空比。 以第6圖為例考慮測定值相對於目標點向γ坐標之較大 5方向偏離且向X坐標之較小方向偏離時之情況。在此，H、 G、B各色LED之色度空間上之分佈範圍一般係如第6圖所示 ，因此為使白平衡之Y成分減小且χ成分增大以接近目標點 ，例如可增大紅色用開佔空比並減小綠色用開佔空比。 通過以上述比例分配進行下次開佔空比之設定能夠以 10較少的設定次數找出能夠獲得目標白平衡之各色用佔空比。 驅動電壓裝置30在步驟ST33和步驟ST34皆獲得肯定 結果時，因這意味著白平衡已進入白色容許範圍内，故前 進至步驟ST36，將現在佔空比設定部34設定之紅色用、綠 色用、藍色用佔空比儲存至對應之佔空比儲存暫存器21、 15 22、23，在接下之步驟ST37結束該白平衡調整處理。 如上所述，驅動電壓裝置30從決定能在R、G、B各色 LED各別獲得期望亮度之佔空比開始，測定顯示色實際上 之白平衡，根據該測定結果一面改變各色用佔空比一面尋找 能夠獲得期望白平衡之佔空比，將獲得期望白平衡時之各色 20 用佔空比儲存至對應之佔空比儲存暫存器21、22、23。 如上所述，驅動電壓裝置30因係通過改變各色用佔空 比以調整白平衡，故能輕易地對白平衡進行細微之調整。 而且，通過將用於調整白平衡之佔空比儲存在可改寫之暫 存器21、22、23，能夠一邊測定製品實際上的色度寫入各 1283844 個製品特有之佔空比，因此，即使每個製品在LED、導光 板和LCD面板參差不齊也能夠在各個製品獲得期望之白平 衡。 接下來，利用第7圖説明此實施形態中LED驅動裝置10 5 之作動。LED驅動裝置1〇首先在紅色LED發光期間LR，由 暫存器選擇電路15在施加電壓儲存暫存器11、12、13之輸 出中選擇R用施加電壓儲存暫存器11之輸出，在電壓可變電 路18形成對應R用施加電壓儲存暫存器之輸出之2.2V電壓 後，如第7(a)圖所示將該2.2V之電壓供給至LED單元20。 10 另外，紅色LED發光定時信號TR在紅色LED發光期間 LR内之時間t2上昇時，通過將R用佔空比儲存暫存器21儲存 之佔空比PWN信號從PWM波形形成電路24輸出至電晶體 27，紅色LED能夠以對應該PWM信號之亮度發光。不久到 時間t3時，紅色LED發光定時信號TR下降，在PWM波形形 15 成電路24停止輸出的同時，暫存器選擇電路15選擇G用施加 電壓儲存暫存器12之輸出以代替R用施加電壓儲存暫存器 11之輸出。 由此，LED驅動裝置10在綠色LED發光期間LG内由電 壓可變電路18形成對應G用施加電壓儲存暫存器12之數據 2〇 之3.3V電壓，並將此3.3V電壓供給至LED單元20。另外， 綠色LED發光定時信號TG在綠色LED發光期間LG内之時 間t4上昇時，通過將G用佔空比儲存暫存器22儲存之佔空比 PWN信號從PWM波形形成電路25輸出至電晶體28，綠色 LED能夠以對應該PWM信號之亮度發光。不久到時間t5時 1283844 ，綠色LED發光定時信號TG下降，則PWM波形形成電路25 停止輸出的同時，暫存器選擇電路15選擇B用施加電壓儲存 暫存器13之輸出以代替g用施加電壓儲存暫存器12之輸出。 由此，LED驅動裝置1〇在藍色LED發光期間LB内由電 5 壓可變電路18形成對應B用施加電壓儲存暫存器13之數據 之3.4V電壓，並將此3.4V電壓供給至LED單元20。另外， 藍色LED發光定時信號tb在藍色LED發光期間LB内之時 間t6上昇時，通過將B用佔空比儲存暫存器23儲存之佔空比 PWN信號從PWM波形形成電路26輸出至電晶體29，藍色 10 LED能夠以對應該PWM信號之亮度發光。不久到時間口時 ，藍色LED發光定時信號TB下降，則PWM波形形成電路26 之輸出停止的同時，暫存器選擇電路15選擇R用施加電壓儲 存暫存器11之輸出以代替B用施加電壓儲存暫存器13之輸 出。 15 以下以相同之程序重復紅色LED發光期間LR、綠色 LED發光期間LG以及藍色LED發光期間LB，能夠以場順序 方式顯示色彩。 另，在此實施形態中，係約以51118選定各色LED發光期 間LR、LG和LB，並約以2000pS選定各色用PWM信號輸出 2〇期間。另，PWM信號波形係以50pS為其單位周期，在古亥 單位周期内之佔空比儲存於佔空比儲存暫存器21至23。另 在此實施形態中，各佔空比儲存暫存器21至23能夠儲存以立 元（=256種）之佔空比。 因此，根據本實施形態，將各色LED之驅動電壓儲存 1283844 於施加電壓儲存暫存器u、12、13，以各別之驅動電壓驅 動各色LED ’從而實現能夠減低消耗電流之LED驅動裝置 10 〇 另，通過使施加電壓暫存器U、12、13之數據能夠透 ，· 5過儲存值設定用匯流排14加以改寫，即使在實際裝設之 ， LED因製品的差異而使最小發光電壓（即，為獲得期望亮度 所需之最小施加電壓）參差不齊時，也能夠適當改變儲存於 施加電壓暫存器11、12、13之電壓來對應該製品間之參差 不齊。於是，例如在製品完成後，即能夠容易地設定各色 _ 10 led各自的驅動電壓’而該驅動電壓能夠獲得該製品所要 求之亮度並可抑制消耗電流。 另，通過對各色LED進行PWM控制的同時，將為進行 PWM控制之佔空比按各色LED各別儲存於佔空比儲存暫存 器21、22、23，能夠以擁有各色各別之佔空比之PWM信號 15 對各色LED之亮度進行各別控制，因此得以進行更加細微 之各色LED之亮度調整。 另，通過裝設電壓可變電路18，將一個電源電壓產生 · 電路19產生之電壓轉換為各色LED之驅動電壓，這和裝設 多個產生各色LED之驅動電壓之電源電壓產生電路之情況 ， 20 相比能夠簡化結構。 ， 實施形態2 於與第1圖對應之部分附有相同標號之第8圖係顯示本 發明實施形態2之LED驅動裝置50之結構。LED驅動裝置5〇 除在LED單元51内之LED連接方式外其餘結構和實施形態 19 1283844 1之LED驅動裝置10相同。 在本實施形態中，將紅、綠、藍各色LED中之紅色LED · 相互串接。由此，可減少對紅色LED之供電系統數，從而 · 減少為使紅色LED發光所需之消耗電流。 ，· 5 換言之，本實施形態著眼於下列事實：使紅色LED以 ： 期望亮度發光之所需驅動電壓幾乎為使綠色及藍色LED以 期望亮度發光之所需驅動電壓之一半。 由此想到能夠以和施加於綠色和藍色LED之電壓幾乎 相專之電壓使串接之兩個紅色LED發光。間而言之，若如 1〇 本實施形態般地將紅色LED串接，即能不使電源電壓產生 電路19產生特別大之電壓，有效減少消耗電流。 第9圖係顯示本實施形態之LED驅動裝置50之作動。其 中和上述第7圖相異之僅為如第9(a)圖所示，為使串接之 紅色LED以期望亮度發光，將在紅色LED發光期間LR供給 15 至LED單元20之電壓由2.2V改爲4.4V。該4.4V電壓係為一 般攜帶型電子產品之電池電壓範圍内之電壓。 因此，根據本實施形態之結構，將紅、綠、藍各色LED 鲁 中之紅色LED相互串接，能夠在除了實施形態1所得的效果 外，實現能夠進一步減少消耗電流之LED驅動裝置50。 : 20 其他實施形態 ^ 然而，在上述實施形態中為簡化附圖及説明，分別以 兩個紅色LED、兩個藍色LED和一個綠色LED來構成LED單 元20及51，但各色LED之數量並不限於此。 另，對於LED單元20及51之數量並不設限，可在各個 20 1283844 LED單το各別設定各色LED之驅動電壓以及佔空比並儲存 於記憶體。 再者’可對同色LED各別施加可變電壓，對同色led 各別測疋其壳度，而將在同色led分別檢測出高於期望值 5之70度日守之最小施加電壓值各別設定為驅動電壓值後儲存 於軛加電壓儲存暫存器11至13，並以該電壓值驅動各個 LED。如此一來，即使在同色LED之間為獲得期望亮度所 需之驅動電壓參差不齊，也能夠以對應該參差不齊之最小 驅動電壓分別驅動同色LED,因此能進一步地減少消耗電 10 流。 同樣地，對於同色led分別以不同佔空比之PWM信號 進行控制，也可將在同色LED分別檢測出期望亮度時之佔 空比各別儲存於佔空比儲存暫存器21至23，並以該佔空比 對各LED進行PWM控制。由此，即使在同色LED之間為獲 15得期望亮度所需之佔空比參差不齊，能夠以對應該參差不 齊之佔空比對各LED進行PWN控制，從而能夠進行更加細 微之免度調整。 另，亦可應用於組合多個白色LED和彩色濾光片以顯 不色彩之液晶顯示裝置之各個白色LED之驅動。亦即，設 20置分別對應各個白色LED之多個記憶體，並使多個記憶體 儲存對應該特性之參差不齊之最小發光電壓和佔空比即可 獲得和上述實施形態相同的效果。 再者，在本發明亦可根據LED之配置以設定儲存於施 加電壓儲存暫存器U至13以及或者佔空比儲存暫存器21至 21 1283844 23之值。由此，即可容易地進行與LED之配置位置對應之 亮度調整。例如，在將複數個白色LED用為背光之彩色濾 光方式之液晶顯示裝置中，有欲使晝面邊緣部分附近之亮 度高於畫面中央附近之亮度之請求時，使對應畫面邊緣部 5 分之白色LED之施加電壓值和開佔空比大於對應晝面中央 部分之白色LED之施加電壓值和開佔空比，即可容易地進 行與LED之配置位置對應之亮度調整。 另，在上述實施形態中係描述將本發明之LED驅動裝 置應用於場順序方式之液晶顯示裝置之情況，但本發明之 10 LED驅動裝置並不限於此，亦可廣泛應用於使用R、G、B 三色LED顯示彩色之顯示裝置。 本發明並不限於上述之實施形態，亦可進行種種變更 加以實施。 本發明之L E D驅動裝置之一形態所採用之結構係為具 15 備：電源電壓產生機構；施加電壓儲存機構，儲存設置於 顯示裝置之紅、綠、藍各色LED各別之施加電壓值；施加 電壓形成機構，將電源電壓產生機構產生之電壓轉換為儲 存於施加電壓儲存機構之施加電壓值並施加到各色LED。 根據本結構，因對於各色LED係根據施加電壓儲存機 20 構儲存之電壓值，對同色施加相同之驅動電壓，而對不同 顏色施加不同之驅動電壓，因此和對各色LED施加相同驅 動電壓之情況相比能夠減少消耗電流。 本發明之LED驅動裝置之一形態所採用之結構係為： 前述施加電壓儲存機構由可寫入之記憶體構成，該記憶體 1283844 和用於輸入要儲存之施加電壓值之信號綫相連接。 根據本結構，因能夠隨時變更儲存於施加電壓儲存機 構之各色LED各別之施加電壓值，即使在實際裝設之led 因製品的差異而使最小發光電壓（即，為獲得期望亮度所需 之最小施加電壓）參差不齊時，也能夠適當改變儲存於施加 電壓儲存機構之電壓來對應該製品間之參差不齊。於是， 例如在製品完成後，即能夠容易地設定各色LED各自的驅 動電壓，而該驅動電壓能夠獲得該製品所要求之亮度並可 抑制消耗電流。 10 20 本發明之LED驅動裝置之一形態係為：施加電壓儲存 機構所採用之結構為亦儲存同色LED各別之施加電壓值。 根據本結構，即使在同色LED間為獲得期望亮度之所 需驅動電壓參差不齊，亦能夠以對應該參差不齊之最小驅 動電壓驅動LED，因此能進一步地減少消耗電流。 本發明之LED驅動裝置之一形態所採用之結構係為具 備：佔空比儲存機構，.由可寫入之記憶體構成，按各色led 各別儲存為分別對各色LED發光期間中之亮度進行微調之 PWM信號之佔空比；PWM控制機構，按各色LED各別形成 基於佔空比儲存機構所存佔空比之PWM信號，對各色led 用

各別進行PWM控制；信號綫，與佔空比儲存機構連接 於將佔空比輸入佔空比儲存機構。 根據本結構，能夠以擁有各色各別之佔空比之pwM信 號對各色LED之亮度進行各別控制，因此得以進行更加細 微之各色LED之亮度調整。另，因可隨時變更儲存於佔空 23 1283844 比儲存機構之各色各別之佔空比，目卩说★ _ ^ 工比，即使在實際裝設之led 之亮度或導光板和液晶面板等參差不齊時，亦可對應上述 之參差不齊透過信號綫將可獲得期望之顯示亮度之^空比 適當地寫入佔空比儲存機構。再者，因可按各色LED各別 5更改佔空比，故能夠輕易進行白平衡調整。 本發明之LED驅動裝置之—形態所採用之結構係為： 施加電壓儲存機構儲存各色LED之施加電壓值，該施加電 壓值能夠使各色LED以高於或等於期望亮度之亮度發光， 而佔空比儲存機構儲存為使各色LED之發光亮度接近前述 10 期望亮度之佔空比。 根據本結構，能夠在減少消耗電流的同時使各色led 之亮度為期望值。 本發明之LED驅動裝置之一形態所採用之結構係為： 佔空比儲存機構對於同色LED亦儲存各別之佔空比。 15 根據本結構，即使在同色LED之間為獲得期望亮度所 需之佔空比參差不齊，能夠按各led儲存對應該參差不齊 之佔空比，從而能夠進行更加細微之亮度調整。 本發明之LED驅動裝置之一形態所採用之結構係為： 將紅、綠、藍各色LED中之紅色LED相互串接。 2〇 根據本結構，因能夠高效率地產生最小發光電壓低的 紅色LED驅動電壓，故能夠減少為使紅色LED發光之所需 消耗電流。在此，本發明之發明人著眼於使紅色LED以期 望亮度發光之所需驅動電壓幾乎為使綠色及藍色LED以期 望亮度發光之所需驅動電壓之一半之事實，由此想到能夠 24 1283844 以和施加於綠色和藍色LED之電壓幾乎相等之電壓使串接 之兩個紅色LED發光。簡而言之，根據上述結構，能不使 電源電壓產生機構產生多餘之電壓而減少消耗電流。 本發明之LED驅動裝置之一形態所採用之結構係為： 5電源電壓產生機構產生單一電壓值，施加電壓形成機構具 備D/A轉換器，用於對施加電壓儲存機構所存電壓值進行數 位類比轉換，以及電壓可變機構，用於將電源電壓產生機 構產生之單一電壓值轉換為相當於經以八轉換器轉換之類 比值之電壓。 10 根據本結構，因能夠以各色LED共通之電源電壓產生 機構產生之電壓形成儲存於施加電壓儲存機構之各色LED 各別之施加電壓，故和設置對應各色LED之電源電壓產生 機構之情況相比能夠簡化構造。 本發明之L E D驅動裝置之一形態所採用之結構係為具 15備：電壓施加機構，分別對紅、綠、藍各色LED施加可變 電壓；檢測機構，檢測電壓施加機構施加電壓時各色LED 之度’數據寫入機構，在檢測機構分別在各色led檢測 出高於或等於期望值之亮度時，將分別施與各色LED之最 小施加電壓值作爲各色LED之驅動電壓值寫入記憶體。 20 根據本結構，能夠按各色各別設定施與各色LED之最 小驅動電壓，而該各色之最小驅動電壓能夠使各色LED以 高於或等於期望值之亮度發光。 本發明之LED驅動裝置之一形態係為：事先測定在紅 、綠、藍各色LED能獲得期望亮度之最小驅動電壓，將該 25 1283844 各色LED之驅動電壓儲存於施加電壓儲存機構，對各色 LED施加前述儲存之電壓值。 根據本方法，因能夠根據施加電壓儲存機構儲存之電 壓值對各色LED施加各別之驅動電壓，故和對各色LED施 5加相同之驅動電壓之情況相比能夠減少消耗電流。 本發明之LED驅動裝置之一形態係為：在分別對各色 LED施加前述最小驅動電壓之狀態下以按各色LEd不同佔 空比之PWM信號對各色LED進行PWM控制。 根據該方法，能夠對各色LED進行細微之亮度調整。

10 如上所述，根據本發明，在驅動紅、綠、藍三色LED 顯示色彩時能夠有效減少消耗電流。另，能夠消除各LED 特性之參差不齊從而進行具一致性之色彩顯示。 本發明並不限於以上之實施形態，亦可在不脫離本發 明範圍之情況下作出各種改變和改動。 15 本申請係根據2003年4月1日申請之日本專利No.2003 —98486、2003 — 98487、2003 — 98489者。該内容包含於此。 I：圖式簡單說明3 第1圖係顯示實施形態1之L E D驅動裝置之結構方塊圖； 第2圖係顯示為獲得各色LED之期望亮度所需之最小電 20 壓值； 第3圖係顯示實施形態之驅動電壓設定裝置之結構方 塊圖； 第4圖係用以説明由驅動電壓設定裝置所進行之施加 電壓及佔空比設定處理之流程圖； 26 1283844 第5圖係用以説明為獲得期望白平衡之佔空比設定處 理之流程圖； 第6圖係用以説明為獲得期望白平衡之佔空比設定處 理之色度空間圖； 5 第7圖係用以説明LED驅動裝置作動之波形圖； 第8圖係顯示實施形態2之LED驅動裝置之結構方塊圖 ;以及 第9圖係用以説明實施形態2之L E D驅動裝置作動之波 形圖。 10 【圖式之主要元件代表符號表】 10...LED驅動裝置 路 11…R用施加電壓儲存暫存器 30…驅動電壓設定裝置 12…G用施加電壓儲存暫存器 31…亮度色度計 13…B用施加電壓儲存暫存器 32…微算機 15…暫存器選擇電路 33…施加電壓值設定部 17…DA轉換電路 34…佔空比設定部 18…電壓可變電路 40-"LCD 面板 19…電源電壓產生電路 50".LED驅動裝置 21-"R用佔空比儲存暫存器 ST10，ST11，ST12，ST13，ST14，S 22·· 用佔空比儲存暫存器 丁16,8丁17,3丁19,8丁20."步驟 23···Β用佔空比儲存暫存器 ST30，ST31，ST32，ST33Y，ST34 24,25,26 · · · PWM波形形成電 乂，3丁35,3丁36,8丁37-"步驟 27

Claims (1)

1283844 "料 P6年Wk㈤ 拾、申請專利範r j——_______J 第93108677號切案中請專利範圍修正本 % 2 ^ 1· 一種LED驅動裝置，具備·· 5 電源電壓產生機構； 施加電壓儲存機構，儲存有與設置於顯*裝置之紅 、綠、藍各色LED之最小發光電壓對應的各色單位之施 加電壓值；以及 施加電壓形成機構，將前述電源電壓產生機構產生 10 t電壓轉換為儲存於前述施加電壓儲存機構之施加電 壓值並施加到各色LED。 2·如申請權利範圍第1項之LED驅動裝置，其中，前述施 加電壓儲存機構可針對設置於顯示裝置之紅、綠、藍各 色LED，儲存同色相同、且不同色不同之施加電壓值·， 15 A述靶加電壓形成機構可將前述電源電壓產生機 構所產生之電壓轉換為儲存於前述施加電壓儲存機構 之施加電壓值並施加到各色LED。 3_如申請權利範圍第1項之LED驅動裝置，其中，前述施 加電壓儲存機構亦儲存同色LED各別之施加電壓值。 20 4_如申請權利範圍第1項之LED驅動裝置，具備： 佔空比儲存機構，由可寫入之記憶體構成，按各色 LED各別儲存為分別對各色LED發光期間中之亮度進 行微調之PWM信號之佔空比； PWM控制機構，按各色LED各別形成基於前述佔空 28 1283844 比儲存機構所存佔空比之PWM信號，對各色led各別進 行PWM控制；以及 信號綫，與前述佔空比儲存機構相連接用於將前 述佔空比輸入前述佔空比儲存機構。 5·如申請權利範圍第4項之LED驅動裝置，其中，前述施 加電壓儲存機構健存各色LED之施加電壓值，該各色 LED之施加電壓值能夠使各色LED以高於期望亮度之 儿度^光又，別述佔空比儲存機構儲存為使各色LED 之發光亮度接近前述期望亮度之佔空比。 6·如申請權利範圍第4項之LED驅動裝置，其中，前述佔 空比儲存機構亦儲存同色LED各別之佔空比。 7·如申請權利範圍第丨項之LED驅動裝置，其中，紅、綠 、藍各色LED中之紅色LED係為相互串接。 8·如申請權利範圍第丨項之LED驅動裝置，其中 前述電源電壓產生機構產生單一電壓值； 前述施加電壓形成機構具備： D/A轉換器，對前述施加電壓儲存機構所存電壓值 進行數位類比轉換，以及 電壓可變機構，將前述電源電壓產生機構產生之單 一電壓值轉換為相當於經前述D/A轉換器轉換之類比值 之電壓。 9·—種驅動電壓設定裝置，用於設定如巾請制範圍第i 項之LED驅動裝置之驅動電壓，具備： 電壓施加機構，分別對前述紅、綠、藍各色LED施 29 1283844 加可變電壓； 檢測機構，檢測前述電壓施加機構施加電壓時各色 LED之売度；以及 數據寫入機構，在前述檢測機構分別在各色LED檢 5 測出〶於或等於期望值之亮度時，將分別施與各色led 之最小施加電壓值作爲各色LED之施加電壓值寫入前 述施加電壓儲存機構。 10·如申凊權利範圍第9項之驅動電壓設定裳置，另具備： PWM控制機構，以不同佔空比之pWM信號分別控 10 制紅、綠、藍各色LED ; 刚述數據寫入機構在前述檢測機構分別在各色 led檢測出期望亮度時，將各色LED之佔空比寫入記憶 體。 11·如申請權利範圍第9項之驅動電壓設定裝置，其中 15 料電壓施加機構對同色led亦各別施加可變電 壓； 前述檢測機構對同色LED亦各別檢測亮度； 前述數據寫入機構分別在同色LED檢測出高於或 等於期望值之亮度時之最小施加電壓值作爲前述施加 20 電壓值寫入前述施加電壓儲存機構。 12·如申請權利範圍第1〇項之驅動電壓設定裝置，其中 前述PWM控制機構對於同色LED亦分別以不同佔 空比之PWM信號進行控制； 前述數據寫入機構對於同色LED亦將檢測出期望 30 1283844 亮度時之佔空比各別寫入記憶體。 13· —種LED驅動方法： 事先測定能在紅、綠、藍各色LED獲得期望亮度之 最小驅動電壓； 5 將該各色LED之驅動電壓儲存於施加電壓儲存機 構； 對各色LED施加刖述儲存之值之電壓。 14.如申請權利範圍第13項之LED驅動方法，其中，在分別 對各色LED施加前述最小驅動電壓之狀態下以各色LED 10 不同佔空比之PWM信號對各色LED進行pwm控制。 15· —種驅動電壓設定方法，用於設定如申請權利範圍第1 項之LED驅動裝置之驅動電壓，包括·· 可變電壓施加步驟，分別對前述紅、綠、藍各色LED 施加可變電壓； 15 壳度檢測步驟，檢測施加可變電壓時各色led之亮 度；以及 數據寫入步驟，將檢測出兩於或等於期望值之亮度 時，將分別加與各色LED之最小施加電壓值作爲各色 LED之施加電Μ值寫入刖述施加電壓儲存機構。 2〇 16·如申請權利範圍第15項之驅動電壓設定方法，其中，一 面以大於或荨於規定值之開佔空比之PWM信號進行 PWM控制，一面執行前述可變電壓施加步驟、亮度檢 測步驟以及數據寫入步驟將各色led之施加電壓值寫 入刚述施加電壓儲存機構後，依序降低PWM信號之開 31 1283844 佔空比對各色LED之亮度進行細微之調整，將獲得期望 亮度時之PWM信號之開佔空比儲存於記憶體。

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