TWI774475B - 用於顯示單元之驅動裝置及驅動方法 - Google Patents

Abstract

係揭示一種用於顯示單元之驅動裝置與驅動方法，驅動裝置包括第一電流振幅控制電路、第二電流振幅控制電路、多工單元、第一脈衝寬度調變驅動電路及第二脈衝寬度調變驅動電路。第一與第二電流振幅控制電路分別產生第一與第二電流。多工單元接收第一與第二電流並產生一總電流，並分別於第一及第二時段輸出該總電流。第一脈衝寬度調變驅動電路於第一時段接收該總電流，並輸出第一驅動訊號以驅動第一發光二極體單元。第二脈衝寬度調變驅動電路於第二時段接收該總電流，並輸出第二驅動訊號以驅動第二發光二極體單元。

Description

用於顯示單元之驅動裝置及驅動方法

本發明係關於一種驅動裝置及驅動方法，特別有關於一種應用於顯示器之顯示單元之驅動裝置及驅動方法。

隨著科技進展，日常生活中已大量使用各類型之顯示器，諸如手機、筆電、桌上型電腦之螢幕及平面電視皆使用不同類型的顯示器。其中，顯示器可利用發光二極體作為像素之顯示，而發光二極體之驅動方式攸關於像素之灰階值之精確度，並可能間接影響顯示器之使用壽命。

一般而言，與有機發光二極體(OLED)相較，大型顯示器之發光二極體需要較大的驅動電流。為了提升驅動電流，可能需要改變驅動電晶體之參數(例如增加驅動電晶體之寬度)。然而，當驅動電路提供較大的電流來驅動發光二極體時，很可能使得臨界電壓補償電路之補償機制的錯誤率提高。因此，如何在提供發光二極體較大的驅動電流時，還能減少臨界電壓補償之錯誤率，乃業界所致力的方向之一。

本揭示的技術方案提供一種用於顯示單元之驅動裝 置，包括第一電流振幅控制電路、第二電流振幅控制電路、多工單元、第一脈衝寬度調變驅動電路及第二脈衝寬度調變驅動電路。第一電流振幅控制電路與第二電流振幅控制電路分別用以產生一第一電流與一第二電流。多工單元用以接收該第一電流與該第二電流，並輸出一總電流，該總電流的電流大小係對應至該第一電流與該第二電流之電流大小之和，該多工單元並分別於一第一時段與一第二時段輸出該總電流。第一脈衝寬度調變驅動電路用以於該第一時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第一驅動訊號以驅動一第一發光二極體單元，該第一驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。第二脈衝寬度調變驅動電路用以於該第二時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第二驅動訊號以驅動一第二發光二極體單元，該第二驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。

本揭示的技術方案亦提供一種用於顯示單元之驅動方法，包括以下步驟。提供一第一電流與一第二電流。根據該第一電流與該第二電流產生一總電流，該總電流的電流大小係對應至該第一電流與該第二電流之電流大小之和。於一第一時段根據該總電流產生一第一驅動訊號以驅動一第一發光二極體單元，該第一驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。以及，於一第二時段根據該總電流產生一第二驅動訊號以驅動一第二發光二極體單元，該第二驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。

透過閱讀以下圖式、詳細說明以及申請專利範圍，可見本發明之其他方面以及優點。

100B:驅動裝置

102,104,106,108:第一至第四電流振幅控制電路

110:多工單元

112,114,116,118:第一至第四脈衝寬度調變驅動電路

122,124,126,128:第一至第四發光二極體單元

I1~I4:第一至第四電流

I_LED1~I_LED4:總電流

DS1~DS4:第一至第四驅動訊號

DS_0:驅動訊號

PAM_data:脈衝振幅調變資料訊號

DP_data1~DP_data4:第一至第四顯示資料訊號

CSAM1~CSAM4:第一至第四選擇訊號

T1~T4:第一至第四時段

T_ON1~T_ON4,T_{ON_0}:致能的時間長度

P1~P4:畫素

R1~R4:子畫素

G1~G4:子畫素

B1~B4:子畫素

M1~M6:開關

M7,M8:電晶體

G7:閘極

C_cmp:電容

I_DS:驅動電流

I_Error:誤差

1402~1414:步驟

1502~1514:步驟

第1圖為根據本揭示之一實施例之用於顯示單元之驅動裝置之方塊圖之一例。

第2圖為根據本揭示之一實施例之驅動裝置之訊號之時序圖之一例。

第3圖繪示根據本揭示之一實施例之驅動裝置對應之畫素配置之一例的示意圖。

第4圖為根據本揭示之另一實施例之用於顯示單元之驅動裝置之方塊圖之一例。

第5圖為本揭示之另一實施例之驅動裝置之相關訊號之時序圖之一例。

第6圖為本揭示之另一實施例之驅動裝置對應之畫素配置之一例的示意圖。

第7A至7D圖為根據本揭示之一實施例之多工單元之運作方式之一例的示意圖。

第7E圖為根據本揭示之一實施例之多工單元之電路圖之一例。

第7F圖為根據本揭示之一實施例之多工單元之訊號之時序圖之一例。

第8圖為根據本揭示之一實施例之第一至第四驅動訊號之時序圖之一例。

第9圖為根據本揭示之一實施例之第一脈衝寬度調變驅動電路之電路圖之一例。

第10圖為根據本揭示之一實施例之第一電流振幅控制電路之電路圖之一例。

第11A圖繪示具有臨界電壓補償功能之發光二極體驅動電路之一例。

第11B圖繪示電晶體之寬度之不同值與驅動電流和臨界電壓補償錯誤率的關係圖。

第11C圖繪示電晶體之長度之不同值與驅動電流和臨界電壓補償錯誤率的關係圖。

第11D圖繪示補償電容之電容之不同值與驅動電流和臨界電壓補償錯誤率的關係圖。

第12A圖繪示第11A圖之PWM控制驅動電路之輸出電流變化之時序圖。

第12B圖繪示第11A圖之PAM控制驅動電路之輸出電流變化之時序圖。

第12C圖繪示第11A圖之電晶體之閘極之電壓變化之時序圖。

第13A圖繪示將本揭示之實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，PWM控制驅動電路之輸出電流變化之時序圖。

第13B圖繪示將本揭示之實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，PAM控制驅動電路之輸出電流變化之時序圖。

第13C圖繪示將本揭示之實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，電晶體之閘極之電壓變化之時序圖。

第14圖為根據本揭示之一實施例之用於顯示單元之驅動方法之流程圖。

第15圖為根據本揭示之另一實施例之用於顯示單元之驅動方法之流程圖。

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

第1圖為根據本揭示之一實施例之用於顯示單元之驅動裝置100A之方塊圖。參見第1圖，本揭示之一實施例之驅動裝置100A包括一第一電流振幅控制電路102、一第二電流振幅控制電路104、一多工單元110、一第一脈衝寬度調變驅動電路112及一第二脈衝寬度調變驅動電路114。

第一電流振幅控制電路102與第二電流振幅控制電路104分別用以產生一第一電流I1與一第二電流I2。多工單元 110用以接收第一電流I1與第二電流I2，並輸出一總電流(例如為總電流I_LED1或總電流I_LED2)。總電流的電流大小係對應至第一電流I1與第二電流I2之電流大小之和。多工單元110並分別於一第一時段T1與一第二時段T2輸出總電流。

第一脈衝寬度調變驅動電路112用以於第一時段T1從多工單元110接收總電流並輸出一第一驅動訊號DS1以驅動一第一發光二極體單元122。第一驅動訊號DS1的電流大小係實質上等於總電流(例如為總電流I_LED1或總電流I_LED2)之電流大小。第二脈衝寬度調變驅動電路114用以於第二時段T2從多工單元110接收總電流並輸出一第二驅動訊號DS2以驅動一第二發光二極體單元124。第二驅動訊號DS2的電流大小係實質上等於總電流(例如為總電流I_LED1或總電流I_LED2)之電流大小。

藉由使用多工單元110，來將第一電流I1與第二電流I2加總以得到總電流(I_LED1或I_LED2)，並以此總電流來產生驅動訊號(DS1及DS2)，以於不同時段(T1及T2)驅動不同的發光二極體單元(122及124)，可以使足夠大的電流流經發光二極體單元，並可使得第一電流振幅控制電路102與第二電流振幅控制電路104的電流不至於過高，而能夠有效避免第一電流振幅控制電路102與第二電流振幅控制電路104中因電流過高而導致臨界電壓補償之錯誤率增加的技術問題。茲將驅動裝置100A之實施方式詳細說明如下。

第一電流振幅控制電路102及第二電流振幅控制電路104分別電性連接於多工單元110，並且多工單元110更電性連接於第一脈衝寬度調變驅動電路112及第二脈衝寬度調變驅動電路114。驅動裝置100A並電性連接於一第一發光二極體單元122及一第二發光二極體單元124。

關於多工單元110之運作，請同時參見第2圖，第2圖為根據本揭示之一實施例之驅動裝置100A之訊號之時序圖。其中橫軸為時間t，縱軸為訊號之電流大小。

同時參見第1圖與第2圖。第一脈衝寬度調變驅動電路112於第一時段T1從多工單元110接收總電流I_LED1，並且第一脈衝寬度調變驅動電路112接收一第一顯示資料訊號DP_data1。第一脈衝寬度調變驅動電路112根據總電流I_LED1及第一顯示資料訊號DP_data1產生第一驅動訊號DS1。第一驅動訊號DS1的電流振幅電流大小與總電流I_LED1之電流大小實質上相等，且第一驅動訊號DS1為致能的時間長度T_ON1與第一顯示資料訊號DP_data1相關。並且，第一脈衝寬度調變驅動電路112於第一時段T1將第一驅動訊號DS1傳送至第一發光二極體單元122以驅動第一發光二極體單元122。

類似的，第二脈衝寬度調變驅動電路114於第二時段T2從多工單元110接收總電流I_LED2，並且第二脈衝寬度調變驅動電路114接收一第二顯示資料訊號DP_data2。第二脈衝寬度調變驅動電路114根據總電流I_LED2及第二顯示資料訊 號DP_data2產生第二驅動訊號DS2。第二驅動訊號DS2的電流振幅電流大小與該總電流I_LED2之電流大小實質上相等，且第二驅動訊號DS2為致能的時間長度T_ON2與第二顯示資料訊號DP_data2相關。並且，第二脈衝寬度調變驅動電路114於第二時段T2將第二驅動訊號DS2傳送至第二發光二極體單元124以驅動第二發光二極體單元124。

更具體而言，第一電流I1、第二電流I2、總電流I_LED1(或I_LED2)、第一驅動訊號DS1及第二驅動訊號DS2之電流大小之間具有關聯性。其中，第一驅動訊號DS1的電流大小實質上等於總電流I_LED1之電流大小，第二驅動訊號DS2的電流大小實質上等於總電流I_LED2之電流大小。並且，第一電流振幅控制電路102與第二電流振幅控制電路104根據一脈衝振幅調變資料訊號PAM_data調整第一電流I1與第二電流I2之電流大小，使第一電流I1與第二電流I2之電流大小實質上相等。而總電流I_LED1(或I_LED2)之電流大小相關於與第一電流I1及第二電流I2之和。

第3圖繪示根據本揭示之一實施例之驅動裝置100A對應之畫素配置之示意圖。如第3圖所示，顯示器之顯示單元之第一畫素P1包括三個子畫素R1、G1、B1。子畫素R1為紅色的子畫素，子畫素G1為綠色的子畫素，並且子畫素B1為藍色的子畫素。第一發光二極體單元122例如為第一畫素P1的子畫素R1的紅色發光二極體單元。顯示單元之第二畫素P2 相鄰於第一畫素P1而設置。類似的，第二畫素P2亦包括三個子畫素R2、G2、B2，其分別為紅色、綠色及藍色的子畫素。而第二發光二極體單元124例如為第二畫素P2的子畫素R2的紅色發光二極體單元。

本實施例係以紅色的子畫素R1、R2的紅色發光二極體單元為例做說明。於其他實施例中，第一與第二發光二極體單元122、124可分別為對應於第一與第二畫素P1、P2的綠色子畫素G1、G2的綠色發光二極體單元。或者，第一與第二發光二極體單元122、124可分別為對應於第一與第二畫素P1、P2的藍色子畫素B1、B2的藍色發光二極體單元。

第1圖至第3圖之實施例係以兩個電流振幅控制電路及兩個脈衝寬度調變驅動電路分別驅動兩個發光二極體單元為例進行說明。而本揭示之電流振幅控制電路、脈衝寬度調變驅動電路及發光二極體單元亦可為其他數量。如第4圖所示之另一實施例之驅動裝置100B，其包括四個電流振幅控制電路及四個脈衝寬度調變驅動電路，分別驅動四個發光二極體單元。具體而言，相較於第1圖所示之驅動裝置100A，驅動裝置100B更包括第三及第四電流振幅控制電路106、108與第三及第四脈衝寬度調變驅動電路116、118，並且驅動裝置100B更電性連接至第三及第四發光二極體單元126、128。

同時參照第4圖及第5圖，其中第5圖為本揭示之另一實施例之驅動裝置100B之相關訊號之時序圖之一例。第一 至第四電流振幅控制電路102、104、106、108分別提供第一至第四電流I1~I4，第一至第四電流I1~I4之電流大小相關於脈衝振幅調變資料訊號PAM_data。第一至第四電流振幅控制電路102、104、106、108根據脈衝振幅調變資料訊號PAM_data分別調整第一至第四電流I1~I4之電流大小，以使第一至第四電流I1~I4之電流大小實質上相等。

多工單元110將第一至第四電流I1~I4加總成為總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)，而總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)之電流大小實質上相等於第一至第四電流I1~I4之電流大小之和。並且，多工單元110更於第三及第四時段T3、T4分別輸出總電流I_LED3、I_LED4至第三及第四脈衝寬度調變驅動電路116、118。

第三脈衝寬度調變驅動電路116於第三時段T3從多工單元110接收總電流I_LED3，並根據總電流I_LED3及第三顯示資料訊號DP_data3以產生第三驅動訊號DS3。第三驅動訊號DS3之電流振幅與總電流I_LED3之電流大小係實質上相等，並且第三驅動訊號DS3為致能的時間長度T_ON3與第三顯示資料訊號DP_data3相關。而第三驅動訊號DS3在第三時段T3驅動第三發光單元126，第三發光單元126之發光強度相關於第三驅動訊號DS3為致能的時間長度T_ON3。

類似的，第四脈衝寬度調變驅動電路118於第四時段T4從多工單元110接收總電流I_LED4，並根據總電流 I_LED4及第四顯示資料訊號DP_data4以產生第四驅動訊號DS4。第四驅動訊號DS4之電流振幅與總電流I_LED4之電流大小實質上相等，並且第四驅動訊號DS4為致能的時間長度T_ON4與第四顯示資料訊號DP_data4相關。而第四驅動訊號DS4在第四時段T4驅動第四發光單元128，第四發光單元128之發光強度相關於第四驅動訊號DS4為致能的時間長度T_ON4。

多工單元110根據第一至第四控制訊號CSAM1~CSAM4而分別於第一至第四時段T1~T4輸出總電流I_LED1~I_LED4至第一至第四脈衝寬度調變驅動電路112~118，並據以產生第一至第四驅動訊號DS1~DS4而分別於一至第四時段T1~T4驅動第一至第四發光二極體單元122~128。

第6圖為本揭示之另一實施例之驅動裝置100B對應之畫素配置之示意圖。如第6圖所示，第一至第四發光二極體單元122、124、126、128分別對應至顯示器之顯示單元之第一至第四畫素P1~P4，而第一至第四畫素P1~P4依序排列並且兩兩相鄰。第三畫素P3包括三個子畫素R3、G3、B3，其分別為紅色、綠色及藍色的子畫素。類似的，第四畫素P4亦包括分別為紅色、綠色及藍色的三個子畫素R4、G4、B4。

第一至第四發光二極體單元122、124、126、128係為依序排列並且兩兩相鄰，且分別對應於第一至第四畫素P1~P4中的相同顏色的子畫素。以紅色的子畫素為例，第一至第 四發光二極體單元122、124、126、128係分別為第一至第四畫素P1~P4中的紅色的子畫素R1~R4的紅色發光二極體單元，而第一至第四發光二極體單元122、124、126、128分別於第一至第四時段T1~T4被驅動而發出紅色光。類似的，第一至第四發光二極體單元122、124、126、128亦可為第一至第四畫素P1~P4中的綠色的子畫素G1~G4的綠色發光二極體單元。或者，第一至第四發光二極體單元122、124、126、128可為第一至第四畫素P1~P4中的藍色的子畫素B1~B4的藍色發光二極體單元。

本實施例之技術方案之主要特徵在於，於第一至第四時段T1~T4分別驅動第一至第四發光二極體單元122、124、126、128，且第一至第四發光二極體單元122、124、126、128分別對應於第一至第四畫素P1~P4中的相同顏色的子畫素。其中，第一至第四時段T1~T4於時間配置上係為依序排列且兩兩相鄰，且第一至第四畫素P1~P4於空間配置上亦為依序排列且兩兩相鄰。並且，藉由多工單元110執行多工切換，使得所輸出之總電流I_LED1~I_LED4在時間配置上能夠對應於第一至第四時段T1~T4，並且總電流I_LED1~I_LED4在空間配置上能夠對應於第一至第四畫素P1~P4。多工單元110執行多工切換之運作係說明於下文。

第7A至7D圖為根據本揭示之一實施例之多工單元110之運作方式之一例的示意圖，第7E圖為根據本揭示之一 實施例之多工單元110之電路圖之一例，第7F圖為根據本揭示之一實施例之多工單元110之訊號之時序圖之一例。同時參見第7A至7F圖，多工單元110係為一電流順序配置多工器(Current Sequence Allocated Multiplexer,CSA-MUX)，用以將第一至第四電流I1~I4加總為總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)，並將總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)分別於第一至第四時段T1~T4輸出至第一至第四脈衝寬度調變驅動電路112、114、116、118。

更具體而言，電流順序配置多工器具有一第一開關M1、一第二開關M2、一第三開關M3及一第四開關M4，第一至第四開關M1~M4每一者例如為一電晶體，而第一至第四開關M1~M4分別設置於連接至第一至第四脈衝寬度調變驅動電路112、114、116、118之電性連接路徑。並且，電流順序配置多工器接收一第一選擇訊號CSAM1、一第二選擇訊號CSAM2、一第三選擇訊號CSAM3及一第四選擇訊號CSAM4，而第一至第四選擇訊號CSAM1~CSAM4分別在第一至第四時段T1~T4控制第一至第四開關M1~M4導通以允許總電流I_LED1~I_LED4流經第一至第四開關M1~M4過。例如，在第一時段T1，第一選擇訊號CSAM1係為致能而處於低電位，使第一開關M1導通而允許總電流I_LED1流經第一開關M1而傳送至第一脈衝寬度調變驅動電路112。在第二時段T2，第二選擇訊號CSAM2係為致能而處於低電位，使第二開關M2導通而允許總 電流I_LED2流經第二開關M2而傳送至第二脈衝寬度調變驅動電路114。類似的，在第三與第四時段T3、T4，第三與第四選擇訊號CSAM3、CSAM4分別為致能而處於低電位，使第三與第四開關M3、M4分別導通而允許總電流I_LED3、I_LED4分別流經過第三與第四開關M3、M4並傳送至第三與第四脈衝寬度調變驅動電路116、118。

此外，第一至第四發光二極體單元122、124、126、128之發光強度分別相關於第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4，並且第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4相關於第一至第四顯示資料訊號DP_data1~DP_data4。而第一至第四顯示資料訊號DP_data1~DP_data4可分別表示對應的子畫素(例如紅色的子畫素R1~R4)的灰階值。其中，可根據第一至第四顯示資料訊號DP_data1~DP_data4所表示之畫素灰階值，而基於脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)以改變第一至第四驅動訊號DS1~DS4的脈衝寬度，以調整第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4。

接著，請參照第8圖，第8圖為根據本揭示之一實施例之第一至第四驅動訊號DS1~DS4以及一比較例之驅動訊號DS0之時序圖。在此比較例中，係不使用本揭示之第4圖所示之多工單元110；此比較例僅設置一個驅動電路而直接輸出一個驅動訊號DS0以驅動一個發光二極體。第一至第四驅動訊號 DS1~DS4分別在第一至第四時段T1~T4的其中一個時段為致能。，而比較例之驅動訊號DS_0在第一至第四時段T1~T4的每個時段皆為致能。為了達到與發光二極體122至128相同的亮度，驅動訊號DS_0的頻率為第一驅動訊號DS1(或者第二驅動訊號DS2至第四驅動訊號DS4之任一者)的四倍。因此，相較於此比較例之驅動訊號DS_0，本揭示之第一至第四驅動訊號DS1~DS4之掃描頻率為驅動訊號DS_0的四分之一。然而，相較於比較例之驅動訊號DS_0為致能的時間長度T_{ON_0}，本揭示之第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4係為驅動訊號DS_0為致能的時間長度T_{ON_0}的四倍。由上，雖然本揭示之第一至第四驅動訊號DS1~DS4之掃描頻率較低，然而，藉由延長第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4，能夠使得被第一至第四驅動訊號DS1~DS4驅動之第一至第四發光二極體單元122、124、126、128仍具有預定的發光強度。此外，由於第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4較長，能夠更精確的依照脈衝寬度調變而根據第一至第四發光二極體單元122、124、126、128對應之子畫素的灰階值來調整第一至第四驅動訊號DS1~DS4的脈衝寬度，以更精準的控制對應至灰階值的亮度。

此比較例之驅動訊號DS0之脈衝寬度較小，因而電阻電容產生之時間常數(RC)導致的脈波失真使得脈衝寬度調變不容易精確調整驅動訊號DS0的致能時間長度T_{ON_0}。而相較 於此比較例之驅動訊號DS0之上述技術問題，本揭示之第一至第四驅動訊號DS1~DS4脈衝寬度較寬，則可藉由脈衝寬度調變而精確調整第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度以精確控制對應之發光二極體之亮度。因而，本揭示之本實施例具有精準控制畫素之灰階值的功效。

此外，雖然第一發光二極體單元122僅於四個時段中的一個時段T1中被點亮，然而，相對的，第二至第四發光二極體單元124、126、128可於第二至第四時段T1~T4中依序被點亮。由於第二至第四發光二極體單元124、126、128係與第一發光二極體單元122相鄰且依序發光，因此第二至第四發光二極體單元124、126、128在視覺上可彌補第一發光二極體單元122在第二至第四時段T1~T4未被點亮之視覺上空缺，因此可避免第一發光二極體單元122被點亮的時間間隔稍微較長所可能造成的些微畫面閃爍(flick)的現象。並且，四個發光二極體122~128相鄰且依序發光，能夠提高整體畫面的均勻度。

再者，於比較例中，為了達到相同的亮度，當驅動電路直接輸出驅動訊號DS0以驅動發光二極體時(不經由多工器)，所需輸出之驅動訊號DS0將為第一電流振幅控制電路102所輸出之第一電流I1(或第二電流振幅控制電路104至第二電流振幅控制電路108所輸出之第二電流I2至第四電流I4之一)的四倍。過高的電流將使得驅動訊號DS0之臨界電壓補償的錯誤率提高。因此，本揭示之實施例藉由提供多個電流振幅控制電 路，並以多個電流振幅控制電路之輸出電流加總後的總電流來驅動發光二極體，更可避免多個電流振幅控制電路之臨界電壓補償的錯誤率可能過高的現象。

第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度T_ON1~T_ON4係藉由第一至第四脈衝寬度調變驅動電路112、114、116、118執行脈衝寬度調變來控制。以第1圖或第4圖之第一脈衝寬度調變驅動電路112為例，第9圖為根據本揭示之一實施例之第一脈衝寬度調變驅動電路112之電路圖之一例。參見第9圖，第一脈衝寬度調變驅動電路112之其中一個開關M5例如為一電晶體。當開關M5導通時能允許總電流I_LED1流經開關M5而產生第一驅動訊號DS1。並且，藉由調整開關M5的開啟時間以控制第一驅動訊號DS1為致能的時間長度T_ON1。

另一方面，第一至第四電流I1~I4之電流大小係藉由第一至第四電流振幅控制電路102、104、106、108執行脈衝振幅調變(Pulse Amplitude Modulation,PAM)來控制。以第1圖或第4圖之第一電流振幅控制電路102為例，第10圖為根據本揭示之一實施例之第一電流振幅控制電路102之電路圖。參見第10圖，第一電流振幅控制電路102藉由脈衝振幅調變資料訊號PAM_data控制電晶體M6的狀態以控制第一電流I1之電流大小。而藉由降低第一至第四電流I1~I4之電流大小，能減低對於臨界電壓補償之錯誤率。

以下將說明驅動電流之大小對於臨界電壓補償之影響。請參見第11A圖，其繪示具有臨界電壓補償功能之發光二極體驅動電路之一例。臨界電壓補償電路係包括一PAM控制驅動電路1102與一補償電容C_cmp。藉由PAM控制驅動電路1102與補償電容C_cmp，可調整電晶體M7之閘極G7的電壓值，以補償電晶體M7的臨界電壓的變異。請參見第11B圖至第11D圖，其中第11B圖係繪示電晶體M7之寬度W之不同值與驅動電流I_DS和臨界電壓補償錯誤率的關係圖，第11C圖係繪示電晶體M7之長度L之不同值與驅動電流I_DS和臨界電壓補償錯誤率的關係圖，第11D圖則繪示補償電容C_cmp之電容之不同值與驅動電流I_DS和臨界電壓補償錯誤率的關係圖。

如第11B圖所示，於電晶體M7之長度L為固定值(例如是4.5um)時，當增加電晶體M7之寬度W時，如曲線1106所示，驅動電流I_DS電流大小將會持續增加。然而，如曲線1108所示，而臨界電壓補償之錯誤率亦隨之增加。由第11B圖可知，單純的放大電晶體W7的寬度W以增加驅動電流I_DS時，會大幅降低臨界電壓補償電路的能力。而且，由第11B圖亦可得知，若電晶體M7的寬度W較小，可以獲得更佳的補償能力。如第11C圖所示，於電晶體M7之寬度W為固定值(例如是50um)時，當增加電晶體M7之長度L時，如曲線1110所示，驅動電流I_DS電流大小將會減少。然而，如曲線1112所示，而臨界電壓補償之錯誤率會隨之增加。如第11D圖 所示，於電晶體M7之寬度W與長度L為固定值(例如是W=50um，L=4.5um)時，當增加補償電容C_cmp之電容值時，如曲線1114所示，驅動電流I_DS電流大小將會增加。然而，如曲線1116所示，而臨界電壓補償之錯誤率將會減少。

由於，大型顯示器的發光單元二極體所需之驅動電流較大，若為了提高驅動電流I_DS而增加電晶體M7的寬度，則電晶體M7的本身的等效電容值亦隨之增加，進而影響補償電容C_cmp對於閘極G7電壓值控制的精確度，而減損臨界電壓補償電路的補償能力。如第11B、11C圖所示，增加電晶體M7寬度W，或增加電晶體M7的長度L，臨界電壓補償之誤差皆隨之增加。

請參考第12A圖至第12C圖，其中，第12A圖繪示第11A圖之PWM控制驅動電路1104之輸出電流，第12B圖繪示第11A圖之PAM控制驅動電路1102之輸出電流，第12C圖繪示第11A圖之電晶體M7之閘極G7之電壓變化。其中，於時間點tc時，係完成臨界電壓補償。於時間點t_ON時，發光二極體單元係被點亮。如第12C圖所示，對於具有較大的驅動電流I_DS之電晶體M7而言，在發光二極體單元被點亮的時間點t_ON之前，電晶體M7之閘極G7之電壓補償值尚維持在0.5V(亦即不同相鄰曲線之間的電壓差)，亦即代表成功完成臨界電壓之補償。然而在發光二極體單元被點亮的時間點t_ON之後，電晶體M7之閘極G7之電壓補償值降低為約0.41V(亦即不同相 鄰曲線之間的電壓差)，亦即代表臨界電壓補償電路的補償能力受到減損，而使得臨界電壓補償的錯誤率增加。因而，如第12A圖與第12B圖所示，PWM控制驅動電路1104之輸出電流與PAM控制驅動電路1102之輸出電流將會產生誤差，無法維持於固定值。例如，PAM控制驅動電路1102之輸出電流具有約4.2uA的誤差值。

請再參考第11D圖。為了維持臨界電壓補償電路之正常運作，可增加補償電容C_cmp之電容值以降低臨界電壓補償之錯誤率。然而，若採用較大的補償電容C_cmp，則顯示器面板較不易進行拼接以達成更大面積的顯示器。或者，採用較大的補償電容C_cmp亦不利於提高像素密度，亦即顯示器面板的每英吋像素值(pixel per inch,PPI)無法提高。因此，根據第11B圖至第11D圖，本揭示之實施例係藉由降低第一至第四電流I1~I4之電流大小，以減少臨界電壓補償的錯誤率。

以下將敘述本揭示之一實施例之驅動裝置對於臨界電壓補償電路之影響。請參照第13A至13C圖，其中，第13A圖繪示將本揭示之實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，PWM控制驅動電路之輸出電流之時序圖，第13B圖繪示將本揭露實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，PAM控制驅動電路之輸出電流之時序圖，第13C圖繪示將本揭露實施例應用於第11A圖所示之驅動電路後，電晶體M7之閘極G7之電壓變化之時序圖。於時間點tc時，係完成臨界電壓補償。於時間點t_ON 時，發光二極體單元係被點亮。如第13C圖所示，在發光二極體單元於時間點t_ON被點亮之後，閘極G7電壓補償值皆能夠維持在0.5V左右(亦即不同相鄰曲線之間的電壓差)。因而，如第13A所示，PWM控制驅動電路之輸出電流與PAM控制驅動電路之輸出電流將會幾乎維持於固定值，而減少臨界電壓補償的錯誤率。

第14圖為根據本揭示之一實施例之用於顯示單元之驅動方法之流程圖。第14圖之驅動方法係以兩個電流振幅控制電路、兩個脈衝寬度調變驅動電路以及兩個發光二極體單元為例；第1圖至第3圖所示之驅動裝置係配合於第14圖所示之各步驟而實施。

首先，於步驟1402，產生第一電流I1與第二電流I2。

接著，於步驟1404，根據脈衝振幅調變資料訊號PAM_data調整第一電流I1與第二電流I2的電流大小，使第一電流I1與第二電流I2的電流大小於實質上相等。

接著，於步驟1406，根據第一電流I1與第二電流I2產生一總電流I_LED1(或I_LED2)。其中，總電流I_LED1(或I_LED2)的電流大小相關於第一電流I1與第二電流I2的電流大小之和。

接著，於步驟1408，根據第一與第二選擇訊號CSAM1、CSAM2控制電流順序配置多工器，使電流順序配置多 工器於第一時段T1輸出總電流I_LED1並於第二時段T2輸出總電流I_LED2。其中，第一時段T1與第二時段T2兩者相鄰。

接著，於步驟1410，於第一時段T1根據總電流I_LED1產生第一驅動訊號DS1，並於第二時段T2根據總電流I_LED2產生第二驅動訊號DS2。其中，第一驅動訊號DS1的電流大小實質上與總電流I_LED1相同，第二驅動訊號DS2的電流大小實質上與總電流I_LED2相同。

接著，於步驟1412，根據第一顯示資料訊號DP_data1以及第二顯示資料訊號DP_data2分別調整第一驅動訊號DS1及第二驅動訊號DS2為致能的時間長度。

接著，於步驟1414，於第一時段T1以第一驅動訊號DS1驅動第一發光二極體單元122，並於第二時段T2以第二驅動訊號DS2驅動第二發光二極體單元124。其中，第一發光二極體單元122與第二發光二極體單元124分別對應於彼此相鄰的兩個畫素之中相同顏色的子畫素。

第15圖為根據本揭示之另一實施例之用於顯示單元之驅動方法之流程圖。第15圖之驅動方法係以四個電流振幅控制電路、四個脈衝寬度調變驅動電路以及四個發光二極體單元為例；第4圖至第7C圖所示之驅動裝置係配合於第15圖所示之各步驟而實施。

首先，於步驟1502，產生第一至第四電流I1~I4。

接著，於步驟1504，根據脈衝振幅調變資料訊號 PAM_data調整第一至第四電流I1~I4的電流大小，使第一至第四電流I1~I4的電流大小於實質上相等。

接著，於步驟1506，根據第一至第四電流I1~I4產生一總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)。其中，總電流I_LED1(或I_LED2、I_LED3、I_LED4)的電流大小實質上相等於第一至第四電流I1~I4的電流大小之和。

接著，於步驟1508，根據第一至第四選擇訊號CSAM1~CSAM4控制電流順序配置多工器，使電流順序配置多工器分別於第一至第四時段T1~T4分別輸出總電流I_LED1~I_LED4。其中，第一至第四時段T1~T4依序排列並且兩兩相鄰。

接著，於步驟1510，分別於第一至第四時段T1~T4根據總電流I_LED1~I_LED4分別產生第一至第四驅動訊號DS1~DS4。其中，第一至第四驅動訊號DS1~DS4的電流大小實質上分別與總電流I_LED1~I_LED4相同。

接著，於步驟1512，根據第一至第四顯示資料訊號DP_data1~DP_data4分別調整第一至第四驅動訊號DS1~DS4為致能的時間長度。

接著，於步驟1514，分別於第一至第四時段T1~T4以第一至第四驅動訊號DS1~DS4分別驅動第一至第四發光二極體單元122~128。其中，第一至第四發光二極體單元122~128分別對應於依序排列且兩兩相鄰的四個畫素之中相同顏色的子畫素。

藉由本揭示之上述技術方案，能夠降低第一至第四電流I1~I4之電流量而避免減損臨界電壓補償電路之效能。並且，多工單元110能將第一至第四驅動訊號DS1~DS4分別驅動四個發光二極體單元，因而避免驅動訊號之電流過度集中而減損顯示器之壽命。此外，第一至第四脈衝寬度調變驅動電路112~118能控制第一至第四發光二極體單元122~128被致能的時間長度，使像素具有精確的灰階值。此為本揭示之技術方案達成之技術功效。

雖然本發明已以較佳實施例及範例詳細揭露如上，可理解的是，此些範例意指說明而非限制之意義。可預期的是，所屬技術領域中具有通常知識者可想到多種修改及組合，其多種修改及組合落在本發明之精神以及後附之申請專利範圍之範圍內。

100B:驅動裝置

102,104,106,108:第一至第四電流振幅控制電路

110:多工單元

112,114,116,118:第一至第四脈衝寬度調變驅動電路

122,124,126,128:第一至第四發光二極體單元

I1~I4:第一至第四電流

I_LED1~I_LED4:總電流

DS1~DS4:第一至第四驅動訊號

PAM_data:脈衝振幅調變資料訊號

DP_data1~DP_data4:第一至第四顯示資料訊號

CSAM1~CSAM4:第一至第四選擇訊號

Claims (20)

1. 一種用於顯示單元之驅動裝置，包括：一第一電流振幅控制電路與一第二電流振幅控制電路，分別用以產生一第一電流與一第二電流；一多工單元，用以接收該第一電流與該第二電流，並輸出一總電流，該總電流的電流大小係對應至該第一電流與該第二電流之電流大小之和，該多工單元並分別於一第一時段與一第二時段輸出該總電流；一第一脈衝寬度調變驅動電路，用以於該第一時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第一驅動訊號以驅動一第一發光二極體單元，該第一驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小；以及一第二脈衝寬度調變驅動電路，用以於該第二時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第二驅動訊號以驅動一第二發光二極體單元，該第二驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。
2. 如請求項1所述之驅動裝置，其中該第一脈衝寬度調變驅動電路更用以接收一第一顯示資料訊號，該第一驅動訊號為致能的時間長度與該第一顯示資料訊號相關，該第二脈衝寬度調變驅動電路更用以接收一第二顯示資料訊號，該第二驅動訊號為致能的時間長度與該第二顯示資料訊號相關。
3. 如請求項1所述之驅動裝置，其中該第一電流振幅控制電路與該第二電流振幅控制電路係接收一脈衝振幅調變資料訊號，該第一電流與該第二電流之電流大小係與該脈衝振幅調變資料訊號相關，該第一電流與該第二電流之電流大小係實質上相等，並且該第一時段與該第二時段係相鄰。
4. 如請求項1所述之驅動裝置，其中該第一發光二極體單元為一第一畫素中之一第一顏色的發光二極體單元，該第二發光二極體單元為一第二畫素中之該第一顏色之發光二極體單元，該第一畫素與該第二畫素係相鄰，並且該第一顏色係為紅色、綠色或藍色。
5. 如請求項1所述之驅動裝置，更包括一第三脈衝寬度調變驅動電路與一第四脈衝寬度調變驅動電路，該第三脈衝寬度調變驅動電路用以於一第三時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第三驅動訊號以驅動一第三發光二極體單元，該第四脈衝寬度調變驅動電路用以於一第四時段從該多工單元接收該總電流並輸出一第四驅動訊號以驅動一第四發光二極體單元。
6. 如請求項5所述之驅動裝置，其中該多工單元係為一電流順序配置多工器，該電流順序配置多工器用以使該總電流於該第一時段至該第四時段分別輸出至該第一脈衝寬度調變驅動 電路至該第四脈衝寬度調變驅動電路，該第一時段至該第四時段係依序排列。
7. 如請求項6所述之驅動裝置，其中該電流順序配置多工器係具有一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，該電流順序配置多工器係更用以根據一第一選擇訊號、一第二選擇訊號、一第三選擇訊號及一第四選擇訊號分別於該第一時段至該第四時段開啟該第一開關至該第四開關，以使該總電流於該第一時段至該第四時段分別輸出至該第一脈衝寬度調變驅動電路至該第四脈衝寬度調變驅動電路。
8. 如請求項5所述之驅動裝置，其中該第三脈衝寬度調變驅動電路更用以接收一第三顯示資料訊號，該第三驅動訊號為致能的時間長度與該第三顯示資料訊號相關，該第四脈衝寬度調變驅動電路更用以接收一第四顯示資料訊號，該第四驅動訊號為致能的時間長度與該第四顯示資料訊號相關。
9. 如請求項5所述之驅動裝置，更包括一第三電流振幅控制電路與一第四電流振幅控制電路，用以分別產生一第三電流與一第四電流，該第三電流振幅控制電路與該第四電流振幅控制電路係接收一脈衝振幅調變資料訊號，該第三電流與該第四電流之電流大小係與該脈衝振幅調變資料訊號相關，該總電流之電 流大小係實質上等於該第一電流至該第四電流之電流量之和，並且該第一電流至該第四電流之電流大小係實質上相等。
10. 如請求項5所述之驅動裝置，其中該第一至該第四發光二極體單元係為一第一畫素至一第四畫素之一第一顏色之發光二極體單元，該第一畫素至該第四畫素係依序排列且兩兩相鄰，該第一顏色係為紅色、綠色或藍色。
11. 一種用於顯示單元之驅動方法，包括：提供一第一電流與一第二電流；根據該第一電流與該第二電流產生一總電流，該總電流的電流大小係對應至該第一電流與該第二電流之電流大小之和；於一第一時段根據該總電流產生一第一驅動訊號以驅動一第一發光二極體單元，該第一驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小；以及於一第二時段根據該總電流產生一第二驅動訊號以驅動一第二發光二極體單元，該第二驅動訊號的電流大小係實質上等於該總電流之電流大小。
12. 如請求項11所述之驅動方法，更包括：接收一第一顯示資料訊號；根據該第一顯示資料訊號調整該第一驅動訊號為致能的時間長度； 接收一第二顯示資料訊號；以及根據該第二顯示資料訊號調整該第二驅動訊號為致能的時間長度。
13. 如請求項11所述之驅動方法，更包括：接收一脈衝振幅調變資料訊號；以及根據該脈衝振幅調變資料訊號調整該第一電流與該第二電流之電流大小，以使該第一電流與該第二電流之電流大小係實質上相等。
14. 如請求項11所述之驅動方法，其中該第一發光二極體單元為一第一畫素中之一第一顏色的發光二極體單元，該第二發光二極體單元為一第二畫素中之該第一顏色之發光二極體單元，該第一畫素與該第二畫素係相鄰，並且該第一顏色係為紅色、綠色或藍色。
15. 如請求項11所述之驅動方法，更包括：於一第三時段根據該總電流產生一第三驅動訊號以驅動一第三發光二極體單元；以及於一第四時段根據該總電流產生一第四驅動訊號以驅動一第四發光二極體單元。
16. 如請求項15所述之驅動方法，更包括：設置一電流順序配置多工器；以及 藉由該電流順序配置多工器於該第一時段至該第四時段分別輸出該總電流以產生該第一驅動訊號至該第四驅動訊號；其中，該第一時段至該第四時段係依序排列。
17. 如請求項16所述之驅動方法，其中該電流順序配置多工器係具有一第一開關、一第二開關、一第三開關及一第四開關，該驅動方法更包括：根據一第一選擇訊號、一第二選擇訊號、一第三選擇訊號及一第四選擇訊號分別於該第一時段至該第四時段開啟該電流順序配置多工器之該第一開關至該第四開關；以及於該第一時段至該第四時段經由該電流順序配置多工器之該第一開關至該第四開關分別輸出該總電流。
18. 如請求項15所述之驅動方法，更包括：接收一第三顯示資料訊號；根據該第三顯示資料訊號調整該第三驅動訊號為致能的時間長度；接收一第四顯示資料訊號；以及根據該第四顯示資料訊號調整該第四驅動訊號為致能的時間長度。
19. 如請求項15所述之驅動方法，更包括：提供一第三電流與一第四電流；以及 根據一脈衝振幅調變資料訊號調整該第一電流至該第四電流之電流大小，以使該第一電流至該第四電流之電流大小係實質上相等；其中，該總電流之電流大小係實質上等於該第一電流至該第四電流之電流量之和。
20. 如請求項15所述之驅動方法，其中該第一發光二極體單元至該第四發光二極體單元係為一第一畫素至一第四畫素之一第一顏色之發光二極體單元，該第一畫素至該第四畫素係依序排列且兩兩相鄰，該第一顏色係為紅色、綠色或藍色。

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