TWI622976B - 灰階產生電路與使用其之驅動電路 - Google Patents

灰階產生電路與使用其之驅動電路 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種驅動電路，應用於驅動一發光單元，包括灰階產生電路與驅動單元，且驅動單元耦接於灰階產生電路。灰階產生電路包括移位暫存單元與資料儲存單元。移位暫存單元用以接收一亮度相關資料，其中亮度相關資料具有k位元，且k為大於1的正整數。資料儲存單元具有多個並列輸入端與一串列輸出端。資料儲存單元經由該些並列輸入端接收亮度相關資料的多個位元資料，並且串列輸出所接收的位元資料以產生一串列訊號，其中資料儲存單元根據一串出控制訊號決定串列訊號中各個位元的輸出時間。資料儲存單元根據串列訊號產生一灰階控制訊號。根據灰階產生電路所輸出的灰階控制訊號，驅動單元調整發光單元的發光時間。

Description

灰階產生電路與使用其之驅動電路
本發明乃是關於一種灰階產生電路與使用其之驅動電路，特別是指一種能符合較高的位元要求，但又不會提高電路成本的灰階產生電路與使用其之驅動電路。
一般來說，發光單元(如：發光二極體)的灰階產生方式是利用調整發光時間對於可發光時間的比例來實現。換幀率(Frame Rate)的倒數即為換幀週期。舉例來說，若換幀率為60Hz，換幀週期即為1/60秒。理想上，整個換幀週期為可發光時間。然而，考量到掃描應用、殘(鬼)影消除、電路因素…等種種限制，實際上整個換幀週期內會有一些時間不可用來發光。於是，若將換幀週期內不可用來發光的時間定義為Toff，並將換幀週期內可用來發光的時間定義為Tall，則換幀周期即等於Toff與Tall的和。
產生灰階的方式便是在換幀週期內可用來發光的時間中，調整實際發光時間所佔的百分比。對一般的顯示器來說，n-bit的灰階即表示將換幀週期內可用來發光的時間切割為2n或2n-1個灰階等分，其中，每個灰階等分的時間長度為t(簡稱為時間等分)。也就是說，每個灰階等分的時間長度等於換幀週期內可用來發光的時間除以2n或2n-1個灰階等分。接著，藉由n-bit的灰階資料(以D[n-1：01表示)來決定於換幀週期內可用來發光的時間中要發光幾個灰階等分的時間，即決定了發光單元的亮度。
請參見圖1，圖1為根據先前技術所繪示之傳統的灰階產生電路之方塊圖。如圖1所示，傳統的灰階產生電路包括一n-bit移位暫存單元12、一n-bit並進並出的資料儲存單元14、一n-bit數位比較器16與一n-bit灰階計數器18，其中n大於1。於此架構中，傳統的灰階產生電路運作的方式如下。首先，n-bit的灰階資料會藉由一個資料輸入訊號DI串序傳入n-bit移位暫存單元12，且一般而言，會搭配一資料時脈訊號DCK來傳送資料。資料傳送完畢後，會利用一個栓鎖訊號LAT來將n-bit移位暫存單元12內的n-bit的灰階資料並行存入n-bit並進並出的資料儲存單元14，接著再並行輸出至n-bit數位比較器16。n-bit數位比較器16會比較儲存在n-bit並進並出的資料儲存單元14內的灰階資料的值與n-bit灰階計數器18的值。依其大小，n-bit數位比較器16輸出一灰階控制訊號GSC(Grayscale Control Signal)決定驅動電路是否驅動發光單元。當灰階資料的值大於n-bit灰階計數器18的值時，驅動電路驅動發光單元，反之則不驅動。如圖1所示，n-bit灰階計數器18是利用一灰階時脈訊號GCK來計數。
舉例來說，若n=5，則灰階資料為D[4：0]，換幀週期內可用來發光的時間由2n個灰階等分(亦可視為2n個灰階時脈訊號GCK的脈波)組成，其中每個灰階等分的時間長度為t。如前述，當灰階資料的值大於n-bit灰階計數器18的值時，n-bit數位比較器16決定輸出用以驅動發光單元的訊號。於是，當D[4：0]=00001時，發光單元會被驅動以發光一個t的時間，且所得到的最大亮度為1/32。同理，當D[4：0]=00010時，發光單元會被驅動以發光兩個t的時間，且所得到的最大亮度為2/32。
由於發光單元應用於顯示器對於灰階的位元要求越來越高，每個灰階等分的時間長度被要求越來越短，即灰階時脈訊號GCK的頻率被要求越來越高。然而，灰階時脈訊號GCK的頻率受限於 n-bit灰階計數器18與n-bit數位比較器16的運算時間。另外，若要符合較高的位元要求，將會提高灰階產生電路的成本。
本發明提供一種灰階產生電路。此種灰階產生電路應用於發光單元之驅動電路，包括移位暫存單元與並進串出資料儲存單元。移位暫存單元用以接收一亮度相關資料，其中亮度相關資料與一灰階資料相關，該灰階資料用以設定一發光單位的亮度具有n位元，且n為大於1的正整數。因應不同的需求，例如高刷新率(high refresh rate)、掃描應用(multiplexing or scan application)、殘(鬼)影消除(ghost elimination)，亮度相關資料具有k位元長度可為灰階資料的部分位元或全部位元，甚至進一步包含虛位元(dummy bit)，其中k為大於1的正整數。並進串出資料儲存單元耦接於移位暫存單元。根據一栓鎖訊號，儲存移位暫存單元中的資料，並根據一串出控制訊號(serial out control signal)，於不同時間輸出亮度相關資料的不同位元，使得灰階產生電路輸出灰階控制訊號以使驅動電路驅動該發光單元。
於此種灰階產生電路的一實施例中，亮度相關資料的不同位元對應個別的時間等分，藉此驅動電路可根據亮度相關資料的不同位元的值以及其個別所對應之時間等分來決定發光單元的發光時間。於此實施例中，不同位元個別對應的時間等分皆不相同，但於不同應用之其他實施例中，不同位元也可以有相同的時間等分，本發明於此並不限制。
於此種灰階產生電路的一實施例中，並進串出資料儲存單元為一並進串出之移位暫存器(parallel-in serial-out shift register)。
習知地，傳統灰階產生電路是藉由比較儲存在一並進並出之資料儲存單元內的灰階資料的值與一灰階計數器所計數的值，來決定是否輸出灰階控制訊號用以驅動發光單元。然，對於傳統之 灰階產生電路來說，灰階計數器之灰階時脈訊號的頻率受限於灰階計數器與數位比較器的運算時間，故對傳統灰階產生電路來說，要提高灰階時脈訊號的頻率(等同於將換幀週期內可用來發光的時間切割成更多時間等分)是困難的。
然而，本發明所提供之灰階產生電路係透過並進串出資料儲存單元，將亮度相關資料並行傳入且在不同時間將亮度相關資料以一次一個位元的方式輸出，以提供所需的灰階(即，亮度)。對本發明所提供之灰階產生電路來說，要將換幀週期內可用來發光的時間切割成更多時間等分並不困難。此外，本發明所提供之灰階產生電路係以一並進串出資料儲存單元來取代傳統灰階產生電路中並進並出之資料儲存單元、灰階計數器與數位比較器，此種做法可有效地降低電路成本。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
12、22‧‧‧移位暫存單元
14、24‧‧‧資料儲存單元
16‧‧‧數位比較器
18‧‧‧灰階計數器
20‧‧‧灰階產生電路
25‧‧‧邏輯單元
26‧‧‧延遲單元
28‧‧‧驅動單元
DI‧‧‧資料輸入訊號
DCK‧‧‧資料時脈訊號
LAT‧‧‧栓鎖訊號
SOC‧‧‧串出控制訊號
OUT‧‧‧驅動訊號
GCK‧‧‧灰階時脈訊號
GSC‧‧‧灰階控制訊號
serial_out‧‧‧輸出端訊號
F11~F15、F21~F25、F31~F35‧‧‧正反器
M1~M5‧‧‧多工器
AND、AND1~AND5‧‧‧及閘
D‧‧‧輸入引腳
Q‧‧‧輸出引腳
CLK‧‧‧時脈輸入腳位
SET‧‧‧重置腳位
SEL‧‧‧選擇腳位
ENB‧‧‧致能訊號
圖1為根據先前技術所繪示之傳統的灰階產生電路之方塊圖。
圖2為根據本發明一例示性實施例繪示之灰階產生電路之方塊圖。
圖3A為根據本發明一例示性實施例繪示之灰階產生電路之電路圖。
圖3B為圖3A所繪示之灰階產生電路運作時的波形圖。
圖3C為圖3A所繪示之灰階產生電路以虛位元進行插黑運作時的波形圖。
圖3D為根據本發明另一例示性實施例繪示之灰階產生電路之電路圖。
圖3E為圖3D所繪示之灰階產生電路運作時的波形圖。
圖4A為根據本發明另一例示性實施例繪示之灰階產生電路之電路圖。
圖4B為圖4A所繪示之灰階產生電路運作時的波型圖。
圖5為根據本發明一例示性實施例繪示之驅動電路之方塊圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，類似數字始終指示類似元件。
請參照圖2，圖2為根據本發明一例示性實施例繪示之灰階產生電路之方塊圖。本實施例所提供之灰階產生電路可設置於發光單元之驅動電路中，用以提供灰階控制訊號GSC給驅動電路，使得驅動電路根據所接收的灰階控制訊號GSC決定發光單元的發光時間，即決定發光單元所發出之光的亮度。
如圖2所示，本實施例所提供之灰階產生電路主要包括移位暫存單元22與資料儲存單元24。資料儲存單元24耦接於移位暫存單元22。移位暫存單元22接收並暫存亮度相關資料。資料儲存單元24根據一栓鎖訊號LAT，將移位暫存單元22中的資料儲存於資料儲存單元24，並根據一串出控制訊號SOC於不同時間輸出亮度相關資料的不同位元，使得發光單元之驅動電路根據灰階產生電路輸出的灰階控制訊號GSC決定發光單元的發光時間。值得注意的是，資料儲存單元24為一並進串出的資料儲存單元。例如，資料儲存單元24可為一並進串出移位暫存器，一般可藉由數個正反器與數個多工器組成或者藉由具有重置功能的正反器串聯組成，但 本發明於此並不限制，於以下說明中將進一步描述並進串出的資料儲存單元之工作細節。
須說明地是，前述之亮度相關資料具有k位元，且k為大於1的正整數。本實施例所提供之灰階產生電路的主要特點便是在於，亮度相關資料中的每個位元都對應有特定數量的時間等分。於本實施例中，於k位元之亮度相關資料由移位暫存單元22並行地儲存至資料儲存單元24後，資料儲存單元24會根據串出控制訊號SOC於不同時間以一次輸出一個位元的方式輸出k位元之亮度相關資料，以產生灰階控制訊號GSC。如此一來，亮度相關資料的不同位元能夠於不同時間被輸出，再加上亮度相關資料的不同位元對應個別的時間等分，於是驅動電路就能夠根據每個位元的值以及其所對應之時間等分來決定發光單元的發光時間(即，亮度，或稱灰階)。
因此，本實施例所提供之灰階產生電路與傳統灰階產生電路最大的不同便是在於，本實施例所提供之灰階產生電路用並進串出的資料儲存單元24取代了傳統灰階產生電路中並進並出的資料儲存單元、灰階計數器與數位比較器，將亮度相關資料並行傳入後，並進串出的資料儲存單元24在不同時間將亮度相關資料以一次一個位元的方式串序輸出，讓驅動電路能夠根據每個位元的值以及其所對應之時間等分來決定發光單元的發光時間。
為了更具體地闡述本發明所提供之灰階產生電路與使用其之驅動電路，以下將以前述之灰階產生電路的架構為基礎，輔以多個實施例進行說明，然而，下述實施例並非用以限制本發明。
〔灰階產生電路的一實施例〕
請同時參照圖3A與圖3B，圖3A為根據本發明一例示性實施例繪示之灰階產生電路之電路圖，且圖3B為圖3A所繪示之灰階產生電路運作時的波型圖。
為了便於進行以下說明，於本實施例中，n位元之灰階資料係舉例為五位元之灰階資料(以D[4：0]表示)，且k位元的亮度相關資料等於灰階資料的全部位元(即，k等於n)。舉例來說，以五位元之亮度相關資料來說，其對應之灰階資料(即，D[4：0])可為00000~11111。
首先說明本實施例所提供之灰階產生電路中移位暫存單元22的電路架構與工作原理。如圖3A所示，移位暫存單元22可為一移位暫存器(shift register)，移位暫存單元22主要包括複數個正緣觸發的D型正反器F11~F15。每一正反器F11~F15具有一輸入腳位D、一輸出腳位Q與一時脈輸入腳位CLK，其中每一正反器F11~F14之輸出腳位Q連接於次個正反器F12~F15之輸入腳位D。也就是說，正反器F11之輸出腳位Q連接於正反器F12之輸入腳位D，正反器F12之輸出腳位Q連接於正反器F13之輸入腳位D，依此類推。每一正反器F11~F15之時脈輸入腳位CLK用以接收一資料時脈訊號DCK。資料輸入訊號DI帶著亮度相關資料從第一個正反器F11之輸入腳位D被接收，並根據資料時脈訊號DCK，亮度相關資料會被串序地輸入，最終每一正反器F11~F15將暫存亮度相關資料的不同位元。如圖3B所示，由資料輸入訊號DI與資料時脈訊號DCK的波形可以看出，資料時脈訊號DCK的每個上升緣均對應至亮度相關資料的一個位元，即，根據資料時脈訊號DCK，亮度相關資料的五個位元D[4]~D[0]依序地被傳入正反器F15~F11。
接著說明本實施例所提供之灰階產生電路中資料儲存單元24的電路架構與工作原理。於本實施例中，資料儲存單元24係舉例為一並進串出移位暫存器，但本發明於此並不限制。
如圖3A所示，並進串出的資料儲存單元24主要包括複數個正緣觸發的D型正反器F21~F25與複數個多工器M2~M5。每一正反器F21~F25具有一輸入腳位D、一輸出腳位Q與一時脈輸入腳位CLK，且每一多工器M2~M5具有第一腳位(於圖3A中標示為0)、第 二腳位(於圖3A中標示為1)、輸出腳位與選擇腳位SEL。每兩個正反器F21~F25之間設置有其餘該些多工器M2~M5之一。舉例來說，多工器M2設置於兩個正反器F21與F22之間，多工器M3設置於兩個正反器F22與F23之間，依此類推。
再者，該些多工器M2~M5之第一腳位連接於相鄰之正反器F21~F24之該輸出腳位Q，該些多工器M2~M5之輸出腳位連接於另一相鄰之該正反器F22~F25之輸入腳位D，且該些多工器M2~M5之第二腳位連接至該移位暫存單元22中各正反器F12~F15之輸出腳位Q，該些多工器M2~M5之選擇腳位SEL連接至栓鎖訊號LAT，該些正反器F21~F25之時脈輸入腳位連接至串出控制訊號SOC。
除此之外，資料儲存單元24中第一個正反器F21之輸入腳位D連接於移位暫存單元22中第一個正反器F11之輸出腳位Q，且資料儲存單元24中最後一個正反器F25之輸出腳位Q用以輸出串列訊號serial_out，其中灰階控制訊號GSC直接由該串列訊號serial_out產生。
進一步說明，每一多工器M2~M5的選擇腳位藉由栓鎖訊號LAT決定將多工器M2~M5的輸出連接至多工器M2~M5的第一腳位或第二腳位。當栓鎖訊號為高準位因而決定將輸出連接至第二腳位時，移位暫存單元22中的資料會在串出控制訊號SOC的上升緣產生時被儲存至資料儲存單元24中的各正反器F21~F25。以圖3B所示的波形圖來看，於亮度相關資料寫入移位暫存單元22後，在串出控制訊號SOC的第一個上升緣之前，栓鎖訊號LAT會被設定為1。在串出控制訊號SOC的第一個上升緣時，移位暫存單元22中的資料才會被儲存至資料儲存單元24中的各正反器F21~F25。舉例來說，若於移位暫存單元22中，各正反器F11~F15分別暫存有亮度相關資料的五個位元D[0]~D[4]，則在串出控制訊號SOC的第一個上升緣時，亮度相關資料的五個位元D[0]~D[4]會被分別儲存至資料儲存單元24中的各正反器F21~F25。
接著，每一多工器M2~M5之選擇腳位所接收之栓鎖訊號LAT被設為0，使得每一正反器F21~F25串序連接。須說明地是，如圖3B所示的波形，此時灰階產生電路的輸出端訊號GSC(即，由正反器F5之輸出引腳所輸出的訊號)即為亮度相關資料的第五個位元D[4]。
須說明地是，如前述，亮度相關資料中的每個位元D[0]~D[4]都對應有特定數量的時間等分t。具體地說，由於在本實施例中，n等於5，因此換幀週期內可用來發光的時間可被切割為31個或32個灰階等分(於本實施例中，係切割為31個灰階等分)，每個灰階等分的時間長度即為此處所描述的時間等分t。於是，於本實施例中，亮度相關資料之位元D[0]即設定為對應20個時間等分t，位元D[1]即設定為對應21個時間等分t，位元D[2]即設定為對應22個時間等分t，位元D[3]即設定為對應23個時間等分t，且位元D[4]即設定為對應24個時間等分t。
因此，假設灰階資料D[4：0]=10001，由於此灰階資料中的亮度相關資料之位元D[4]為1且亮度相關資料之位元D[4]被設定為對應16個時間等分t，因此連續16個灰階等分的時間內，驅動電路所接收到的都是為1的位元資料。接著，當過了16個時間等分t時，串出控制訊號SOC便被傳送至每一正反器F21~F25之時脈輸入腳位CLK(即，圖3B所示之串出控制訊號SOC的第二個上升緣)，以將正反器F21~F24中的的各位元D[0]~D[3]傳至下一個正反器F22~F25。也就是說，正反器F24中的位元D[3]會被移至正反器F25中，正反器F23中的位元D[2]會被移至正反器F24中，依此類推。
於是，當正反器F24中的位元D[3]被移至正反器F25中時，灰階產生電路的灰階控制訊號GSC即為亮度相關資料的第4個位元D[3]。由於位元D[3]為0且位元D[3]被設定為對應8個時間等分t，因此連續8個灰階等分的時間內，驅動電路所接收到的都是為0的位元資料。接著，當過了8個時間等分t時，串出控制訊號SOC便被 再次傳送至每一正反器F21~F25之時脈輸入腳位CLK(即，圖3B所示之時脈輸入腳位CLK的第三個上升緣)，以將正反器F22~F24中的的各位元D[0]~D[2]傳至下一個正反器F23~F25。依此類推，便可於所設定的不同時間將灰階控制訊號GSC完整地提供給驅動電路。
值得注意地是，於本實施例中，將亮度設定資料中的每個位元D[0]~D[4]都對應設定特定數量的時間等分t之作法係說明如以下。復如圖3B所示，串出控制訊號SOC的第一個上升緣至串出控制訊號SOC的第二個上升緣之間的時間即為位元D[4]所對應之16個時間等分t的總和。因此，藉由調整串出控制訊號SOC的第一個上升緣至第二個上升緣之間的時間，便可調整位元D[4]所對應之時間等分t的數量。同理，藉由調整串出控制訊號SOC的第二個上升緣至第三個上升緣之間的時間，便可調整位元D[3]所對應之時間等分t的數量，依此類推。
於此例中，驅動電路便可決定在換幀週期內可用來發光的時間裡，發光單元的發光時間為16個時間等分t加上1個時間等分t。換句話說，驅動電路便可決定發光單元之亮度為(16t+t)/31t，即17/31。
亮度相關資料在掃描應用中，可以在不同時間只處理灰階資料的部分位元以達到高刷新率的需求，只要最終在整個換幀週期內灰階資料的所有位元都有對應適當的時間等分即可顯示完整亮度。另外，位元的傳送順序不需按照高低位元順序傳送。例如，在一時間區段傳送D[4,2,0]，而在另一時間區段傳送D[3,1,4]。另外，在更換掃描行時，一般都會進行殘(鬼)影的消除，此時則需要有插黑的時間(即，使得發光單元不發光)。插黑的方式可藉由於亮度相關資料中插入一虛位元(dummy bit)來完成，因此亮度相關資料的位元長度不一定與灰階資料的位元長度一致。舉例來說，若 亮度相關資料中有插入虛位元，則亮度相關資料的位元長度便會大於灰階資料的位元長度。
請參照圖3C，圖3C為圖3A所繪示之灰階產生電路以虛位元進行插黑運作時的波形圖。如前述，多傳送一個值設定為0的虛位元(dummy bit)於亮度相關資料中，便能實現插黑的效果(即，提供出一個插黑時間Toff)。舉例來說，於圖3C中，一個值設定為0的虛位元(以low標示)是接著D[0]後傳送，於是便可藉由控制串出控制訊號SOC第六個上升緣至第七個上升緣之間的時間來調整插黑時間Toff。
另外請參照圖3D，圖3D說明了插黑的效果還能由其他方式來實現。如圖3D所示，在並進串出的資料儲存單元24內增加一邏輯單元25，並藉由一致能訊號ENB亦可達到插黑的效果。進一步說明，串出控制訊號SOC是根據栓鎖訊號LAT與致能訊號ENB的組合產生，圖3D中顯示串出控制訊號SOC是由栓鎖訊號LAT與致能訊號ENB經過一多工器M1與一延遲單元(delay)26產生。邏輯單元25可為一及閘AND，及閘AND的一輸入端耦接至資料儲存單元24之正反器F25的輸出端，及閘AND的另一輸入端耦接至致能訊號ENB。須說明的是，此時的灰階控制訊號GSC為及閘AND接收致能訊號ENB的反相訊號EN與由正反器F25的輸出端接收到的訊號(亦為，正反器F25的輸出端訊號，於圖3D中以serial_out標示)後的輸出訊號。請同時參照圖3E，圖3E為圖3D所繪示之灰階產生電路運作時的波形圖。圖3E與圖3B的差異在於，於圖3E中，亮度相關資料的每個位元所對應之特定數量的時間等分t是由致能訊號ENB的低電位決定。如圖3E所示，致能訊號ENB的第一個下降緣到第一個上升緣即為位元D[4]所對應之16個時間等分t的總和。於是，藉由調整致能訊號ENB的第一個下降緣到第一個上升緣之間的時間，便可調整位元D[4]所對應之時間等分t的數量。同理，藉由調整致能訊號FNB的第二個下降緣到第二個上升緣之間的時間，便 可調整位元D[3]所對應之時間等分t的數量，依此類推。另外，在不同的電路設計下，串出控制訊號SOC能獨立地產生，而不需根據栓鎖訊號LAT與致能訊號ENB的組合產生，且致能訊號ENB可被設定為高電位或低電位時有效，本發明於此並不限制。
〔灰階產生電路的另一實施例〕
請同時參照圖4A與圖4B，圖4A為根據本發明另一例示性實施例繪示之灰階產生電路之電路圖，且圖4B為圖4A所繪示之灰階產生電路運作時的波型圖。
為了便於進行以下說明，於本實施例中，n位元之灰階資料係舉例為五位元之灰階資料(以D[4：0]表示)，且k位元的亮度相關資料等於灰階資料的全部位元(即，k等於n)。舉例來說，以五位元之亮度相關資料來說，其對應之灰階資料(即，D[4：0])可為00000~11111。
首先說明，本實施例所提供之灰階產生電路中的移位暫存單元22即為前述實施例所提供之灰階產生電路中的移位暫存單元22，因此關於本實施例所提供之灰階產生電路中的移位暫存單元22之電路架構與工作原理請參照前述實施例，於此不再細述。
本實施例所提供之灰階產生電路與前述實施例所提供之灰階產生電路中的資料儲存單元24均為一並進串出的資料儲存單元24，但不同之處在於，本實施例中之並進串出的資料儲存單元24與前述實施例中之並進串出的資料儲存單元24具有不同的電路架構與工作原理。於本實施例中，並進串出的資料儲存單元24係舉例為一具有重置功能之移位暫存器，但本發明於此並不限制。
如圖4A所示，資料儲存單元24主要包括複數個輸出可重置為1之正緣觸發的D型正反器F31~F35與複數個及閘AND1~AND5。每一正反器F31~F35具有一輸入腳位D、一輸出腳位Q、一時脈輸入腳位CLK與一重置腳位SET，其中正反器F31~F35的重置腳位SET接收到高電位訊號其輸出會被重置為1，且每一正反器F31~F34之 輸出腳位Q連接於另一正反器F32~F35之輸入腳位D。也就是說，正反器F31之輸出腳位Q連接於另一正反器F32之輸入腳位D，正反器F32之輸出腳位Q連接於另一正反器F33之輸入腳位D，依此類推。每一及閘AND1~AND5具有兩輸入端與一輸出端，其中每一及閘AND1~AND5之輸出端連接於每一正反器F31~F35之重置腳位SET，每一及閘AND1~AND5之一輸入端用以接收一栓鎖訊號LAT，且每一及閘AND1~AND5之另一輸入端連接至移位暫存單元22中各正反器F11~F15之輸出腳位Q，以接收亮度相關資料的各位元。
進一步說明，假設上電後各正反器F31~F35的輸出預設值為0，且根據栓鎖訊號LAT與各正反器F11~F15的值，每一及閘AND1~AND5輸出一訊號至每一正反器F31~F35之重置腳位SET，以將移位暫存單元22中的資料儲存至資料儲存單元24中的各正反器F31~F35。須說明地是，第一個正反器F31之輸入腳位D接收一低電位訊號，以使資料儲存單元24在串序輸出亮度相關資料的各位元後，各正反器F31~F35之輸出引腳Q之輸出值被設定為0。接著，以圖4B所示的波形圖來看，於亮度相關資料D[4：0]寫入至移位暫存單元22後，栓鎖訊號LAT向每一及閘AND1~AND5傳送。
舉例來說，於移位暫存單元22中，各正反器F11~F15分別暫存有亮度相關資料的五個位元D[0]~D[4]，且假設此亮度相關資料D[4：0]=01001。於此例中，對於及閘AND1來說，所接收的位元D[0]為1，於是在栓鎖訊號LAT的上升緣後，及閘AND1便會輸出一個高電位的訊號至正反器F31之重置腳位SET，使得正反器F31之輸出引腳Q之輸出值被重置為1；對於及閘AND2來說，所接收的位元D[1]為0，於是在栓鎖訊號LAT的上升緣後，及閘AND2便會輸出一個低電位的訊號至正反器F32之重置腳位SET，使得正反器F32之輸出引腳Q之輸出值維持0；依此類推。也就是說，於此例中，在栓鎖訊號LAT的上升緣後，只有及閘AND1和及閘AND4會輸出高電 位的訊號，於是正反器F31~F35之輸出引腳Q之輸出值係分別為1,0,0,1,0，如此便達到了將亮度相關資料的五個位元D[0]~D[4]儲存至各正反器F31~F35的目的。同理，在不同設計下，資料儲存單元24亦可使用輸出可重置為0的正反器達到相同目的，本發明不以此為限。
須說明地是，如圖4B所示，此時灰階產生電路的灰階控制訊號GSC便是正反器F35之輸出引腳Q所輸出的訊號(於圖4B中以serial_out標示)，且即為灰階資料的第五個位元D[4]。
同於前述實施例，亮度相關資料中的每個位元D[0]~D[4]都對應有特定數量的時間等分t，請參照前述實施例，於此不再細述。
於此例中，由於位元D[4]為0且位元D[4]被設定為對應16個時間等分t，因此連續16個灰階等分的時間內，驅動電路所接收到的都是為0的位元資料。接著，當過了16個時間等分t時，串出控制訊號SOC便被傳送至每一正反器F31~F35之時脈輸入腳位CLK(即，圖4B所示之串出控制訊號SOC的第一個上升緣)，以將正反器F31~F34中的位元D[0]~D[3]傳至下一個正反器F32~F35。也就是說，正反器F34中的位元D[3]會被移至正反器F35中，正反器F33中的位元D[2]會被移至正反器F34中，依此類推。
於是，在串出控制訊號SOC的第一個上升緣，灰階產生電路的灰階控制訊號GSC即為亮度相關資料的第4個位元D[3]。由於位元D[3]為1且位元D[3]被設定為對應8個時間等分t，因此連續8個灰階等分的時間內，驅動電路所接收到的都是為1的位元資料。接著，當過了8個時間等分t時，串出控制訊號SOC便被再次傳送至每一正反器F31~F35之時脈輸入腳位CLK(即，圖3B所示之時脈輸入腳位CLK的第二個上升緣)，以將正反器F32~F34的位元D[0]~D[2]傳至下一個正反器F33~F35。依此類推。
須說明地是，於正反器F31~F34中的各位元D[0]~D[3]傳至下一個正反器F32~F35時，一低電位訊號輸入至第一個正反器F31之 輸入腳位D以將正反器F31之輸出引腳Q之輸出值設定為0；於正反器F32~F34中的各位元D[0]~D[2]傳至下一個正反器F33~F35時，第一個正反器F1之輸出腳位Q的低電位訊號會使得正反器F2之輸出引腳Q之輸出值設定為0，依此類推。於是，當亮度相關資料完整地被輸出後，正反器F31~F35之輸出引腳Q之輸出值均會被設定為0。
值得注意地是，於本實施例中，將亮度相關資料中的每個位元D[0]~D[4]對應設定特定數量的時間等分t之作法係說明如以下。復如圖4B所示，栓鎖訊號LAT的上升緣至串出控制訊號SOC的第一個上升緣之間的時間即為位元D[4]所對應之16個時間等分t的總和。也就是說，藉由調整栓鎖訊號LAT的上升緣至串出控制訊號SOC的第一個上升緣之間的時間，便可調整位元D[4]所對應之時間等分t的數量。同理，藉由調整串出控制訊號SOC的第一個上升緣至串出控制訊號SOC的第二個上升緣之間的時間，便可調整位元D[3]所對應之時間等分t的數量，依此類推。
於此例中，驅動電路便可決定在換幀週期內可用來發光的時間裡，發光單元的發光時間為8個時間等分t加上1個時間等分t。換句話說，驅動電路便可決定顯示器中的發光單元之亮度為(8t+t)/31t，即9/31。
於本實施例中，亦可藉由增加虛位元的方式或在灰階產生電路中增加邏輯單元與提供致能訊號ENB的方式來達到掃描應用中的插黑效果，相關細節以描述於前述實施例中，於此不再細述。
〔驅動電路的一實施例〕
請參照圖5，圖5為根據本發明一例示性實施例繪示之驅動電路之方塊圖。本實施例所提供之驅動電路用以決定一發光單元的發光時間並驅動其發光。舉例來說，此發光單元可應用於顯示器，但本發明於此並不限制。
如圖5所示，本實施例所提供之驅動電路包括灰階產生電路20與驅動單元28。驅動單元28有一輸入端與一輸出端，其輸入端耦接至灰階產生電路20。驅動單元28根據灰階產生電路20輸出的灰階控制訊號GSC決定其輸出端輸出的驅動訊號OUT的導通時間。須說明的是，驅動訊號OUT的電性可視發光單元的特性決定，如：在導通時間輸出一定電壓或一定電流，本發明於此並不限制驅動訊號OUT的電性。另須說明地是，於本實施例所提供之驅動電路中，灰階產生電路20可以前述各實施例所提供之灰階產生電路來實現。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，透過將亮度相關資料中的每個位元都對應設定特定數量的時間等分，並以一並進串出的資料儲存單元來取代傳統灰階產生電路中並進並出之資料儲存單元、灰階計數器與數位比較器，本發明所提供之灰階產生電路便能實現將資料並行傳入，且在不同時間將資料以一次一個位元的方式輸出之效果，進而使得本發明所提供之驅動電路能根據不同位元的值與其對應之時間等分的數量來決定發光單元的發光時間(即，亮度)。
此種作法至少具有兩個優點。首先，由於本發明所提供之灰階產生電路能夠調整亮度相關資料中的每個位元所對應之時間等分的數量，因此要將換幀週期內可用來發光的時間切割成更多時間等分並不困難。再者，由於本發明所提供之灰階產生電路用一並進串出的資料儲存單元來取代傳統灰階產生電路中並進並出之資料儲存單元、灰階計數器與數位比較器，故可有效地降低電路成本，使得本發明所提供之灰階產生電路與使用其之驅動電路既能符合較高的位元要求，又不具有高電路成本。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (15)

  1. 一種驅動電路，應用於驅動一發光單元，包括：一灰階產生電路，包括：一移位暫存單元，用以接收一亮度相關資料，其中該移位暫存單元具有k位元，且k為大於1的正整數；以及一資料儲存單元，具有多個並列輸入端與一串列輸出端，該資料儲存單元經由該些並列輸入端接收該移位暫存單元的多個位元資料，並且串列輸出所接收的該些位元資料以產生一串列訊號，該資料儲存單元根據該串列訊號產生一灰階控制訊號，其中所述資料儲存單元根據一串出控制訊號決定該串列訊號中每一該位元資料的輸出時間；以及一驅動單元，耦接於該灰階產生電路，根據該灰階產生電路所輸出的該灰階控制訊號調整該發光單元的發光時間。
  2. 如請求項1所述之驅動電路，其中該亮度相關資料的不同位元對應不同數量的時間等分，該灰階產生電路根據該亮度相關資料的不同位元以及其所對應之不同數量的時間等分來輸出該灰階控制訊號。
  3. 如請求項1所述之驅動電路，其中該移位暫存單元為一移位暫存器。
  4. 如請求項1所述之驅動電路，其中該資料儲存單元為一並進串出移位暫存器，該並進串出移位暫存器耦接至一栓鎖訊號，以根據該栓鎖訊號與該串出控制訊號決定將暫存在該移位暫存單元中的資料儲存至該並進串出移位暫存器中，或者將該並進串出移位暫存器中儲存的資料串列輸出為該串列訊號。
  5. 如請求項4所述之驅動電路，其中該並進串出移位暫存器包括：複數個正反器，每一該正反器具有一輸入腳位、一輸出腳位與一時脈輸入腳位；以及複數個多工器，每一該多工器具有第一腳位、一第二腳位、一輸出腳位與一選擇腳位，其中每兩個該正反器之間設置有該些多工器之一，該些多工器之該第一腳位耦接於相鄰之該正反器之該輸出腳位，該些多工器之該輸出腳位耦接於另一相鄰之該正反器之該輸入腳位，該些多工器之該第二腳位耦接至該移位暫存單元，且該些多工器之選擇腳位耦接至該栓鎖訊號。
  6. 如請求項5所述之驅動電路，其中於該並進串出移位暫存器中，該些正反器之時脈輸入腳位耦接至該串出控制訊號，且末個該正反器之該輸出腳位用以輸出該串列訊號。
  7. 如請求項4所述之驅動電路，其中該並進串出移位暫存器包括：複數個正反器，每一該正反器具有一輸入腳位、一輸出腳位、一時脈輸入腳位與一重置腳位，其中該些正反器組成一移位暫存器；以及複數個邏輯閘，每一該邏輯閘具有兩輸入端與一輸出端，其中每一該邏輯閘之輸出端耦接至每一該正反器之該重置腳位，每一該邏輯閘之一輸入端耦接至該栓鎖訊號，且每一該邏輯閘之另一輸入端耦接至該移位暫存單元，以接收暫存在該移位暫存單元中的各位元資料；其中，根據該栓鎖訊號與該移位暫存單元中之各位元資料，每一該邏輯閘輸出一訊號至每一該正反器之該重置腳位，以將移位暫存單元中之各位元資料儲存至該並進串出移位暫 存器。
  8. 如請求項7所述之驅動電路，其中於該並進串出移位暫存器中，該些正反器之該時脈輸入腳位耦接至該串出控制訊號，首個該正反器之該輸入腳位用以接收一低電位訊號，且末個該正反器之該輸出腳位用以輸出該串列訊號。
  9. 如請求項4所述之驅動電路，其中該資料儲存單元包括一邏輯單元，該邏輯單元具有兩輸入端與一輸出端，該邏輯單元之一輸入端耦接至該串列訊號，該邏輯單元之另一輸入端耦接至一致能訊號，其中該邏輯單元根據該串列訊號與該致能訊號產生該灰階控制訊號。
  10. 如請求項9所述之驅動電路，其中該串出控制訊號根據該致能訊號與該栓鎖訊號的組合產生。
  11. 一種灰階產生電路，包括：一移位暫存單元，用以接收一亮度相關資料，其中該移位暫存單元具有k位元，且k為大於1的正整數；以及一資料儲存單元，具有多個並列輸入端與一串列輸出端，該資料儲存單元經由該些並列輸入端接收該移位暫存單元的多個位元資料，並且串列輸出所接收的該些位元資料以產生一串列訊號，該資料儲存單元根據該串列訊號產生一灰階控制訊號；其中，所述資料儲存單元根據一串出控制訊號決定該串列訊號中每一該位元資料的輸出時間。
  12. 如請求項11所述之灰階產生電路，其中該亮度相關資料的不同位元對應不同數量的時間等分，該灰階產生電路根據該亮度相關資料的不同位元以及其所對應之不同數量的時間等分來輸出該灰階控制訊號。
  13. 如請求項11所述之灰階產生電路，其中該資料儲存單元為一並進串出移位暫存器，該並進串出移位暫存器耦接至一栓鎖訊號，以根據該栓鎖訊號與該串出控制訊號決定將暫存在該移位暫存單元中的資料儲存至該並進串出移位暫存器中，或者將該並進串出移位暫存器中儲存的資料串列輸出為該串列訊號。
  14. 如請求項13所述之灰階產生電路，其中該資料儲存單元包括一邏輯單元，該邏輯單元具有兩輸入端與一輸出端，該邏輯單元之一輸入端耦接至該串列訊號，該邏輯單元之另一輸入端耦接至一致能訊號，其中該邏輯單元根據該串列訊號與該致能訊號產生該灰階控制訊號。
  15. 如請求項14所述之灰階產生電路，其中該串出控制訊號根據該致能訊號與該栓鎖訊號的組合產生。
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