CN116416946A - 发光二极管装置、其操作方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光二极管装置、其操作方法及显示装置，发光二极管装置用以发光以产生第一亮度，并包含第一发光二极管封装。第一发光二极管封装包含第一二极管和第二二极管。第一二极管响应于脉冲宽度调变电流被驱动以产生第一亮度的第一部分。第二二极管响应于第一直流电流被驱动以产生第一亮度的第二部分。在发光二极管装置的第一工作模式时，第一二极管和第二二极管被致能以使第一亮度具有第一值。在发光二极管装置不同于第一工作模式的第二工作模式时，第二二极管被禁能以将第一亮度自第一值降低至第二值。

Description

发光二极管装置、其操作方法及显示装置
技术领域
本案是关于一种发光二极管装置及其操作方法，特别是指一种具有分别由脉冲宽度调变电流以及直流电流驱动的两组发光二极管的发光二极管装置及其操作方法。
背景技术
近来热门的直下式次毫米发光二极管(mini light emitting diode，mini LED)背光模块可让显示器具有高动态范围(High Dynamic Range，HDR)的显示能力，目前背光模块驱动mini LED的调光技术以脉冲宽度调变(PWM)控制信号为主，此种技术会将驱动电流设定在mini LED的最大电流值，而以PWM信号占空比来控制亮度。然而当mini LED收到的电流接近临界电流值时，会因为mini LED发热导致光转换效率变差。因此，当HDR显示器画面的某些区域需要瞬间显示超高亮度时，以PWM信号驱动的mini LED背光模块所转换的光电效率比利用直流电源驱动低。
在其他背光模块技术中，亦有利用直流电源来驱动背光光源的方案。但是该些技术受制于所使用的变压器零件体积较大、成本高，并且MOSFET等周边零件所需要的安规等级要求也高，造成整组驱动电路价格昂贵且设计复杂。同时，利用直流电源驱动点亮miniLED的反应速度不及PWM信号调光。因此，超高亮度HDR显示器难以采用较为复杂的纯直流电源驱动电路设计。
综上所述，当HDR显示器的画面中有多个区域在不同显示模式时，已知的mini LED背光模块因为驱动电路的缺陷无法分别提供这些区域所需要的亮度。
发明内容
根据本案的实施例提供一种包含第一发光二极管封装的发光二极管装置，用以发光以产生第一亮度。第一发光二极管封装包含第一二极管和第二二极管。第一二极管响应于脉冲宽度调变电流被驱动以产生第一亮度的第一部分。第二二极管响应于第一直流电流被驱动以产生第一亮度的第二部分。在发光二极管装置的第一工作模式时，第一二极管和第二二极管还用以被致能以使第一亮度达到第一值，以及在发光二极管装置不同于第一工作模式的第二工作模式时，第二二极管还用以被禁能以将第一亮度自第一值降低至第二值。
在一些实施例中，发光二极管装置还包含第一控制电路、第二控制电路以及第三控制电路。第一控制电路响应第一控制信号产生脉冲宽度调变电流并输出至第一二极管。第二控制电路响应第二控制信号产生第一直流电流并输出至第二二极管。第三控制电路响应第三控制信号产生第一控制信号以及第二控制信号。第三控制信号与切换发光二极管装置的工作模式相关联。
在一些实施例中，发光二极管装置还包含多个第二发光二极管封装，其中每一者发光以产生相对应的一第二亮度并包含第三二极管和第四二极管。第三二极管响应于脉冲宽度调变电流被驱动以产生相对应的第二亮度的第一部分。第四二极管响应于相对应的第二直流电流被驱动以产生相对应的第二亮度的第二部分。发光二极管装置还包含与第一发光二极管封装中的第一二极管以及第二发光二极管封装中的第三二极管耦接的第一控制电路，并输出脉冲宽度调变电流至第一二极管以及第二发光二极管封装中的第三二极管。发光二极管装置还包含多个第二控制电路。第二控制电路的第一者与第一发光二极管封装中的第二二极管耦接并用以输出第一直流电流至第二二极管。第二控制电路的其余者中的每一者与第二发光二极管封装中的一者的第四二极管耦接，并用以输出相对应的第二直流电流至相对应的第四二极管。
在一些实施例中，发光二极管装置还包含第三控制电路，在发光二极管装置的第一工作模式以及第二工作模式时分别致能第一控制电路以产生脉冲宽度调变电流以及第二控制电路以产生第一直流电流和相应的第二直流电流，并在发光二极管装置的第二工作模式时禁能第二控制电路。
在一些实施例中，第一控制电路以及第二控制电路分别为第一序列周边接口从电路与第二序列周边接口从电路，以及第三控制电路为序列周边接口主电路。
根据本案的另一实施例提供一种发光二极管装置的操作方法，包含以下步骤：根据第一控制信号透过第一控制电路致能第二控制电路；透过第二控制电路输出脉冲宽度调变电流至多个第一发光二极管；根据第一控制信号透过第一控制电路选择性地致能多个第三控制电路，其中第三控制电路中的每一者耦接多个第二发光二极管中的相对的一者。其中根据第一控制信号透过第一控制电路选择性地致能第三控制电路包含产生多个第二控制信号，并响应于第二控制信号中的第一者致能第三控制电路中的第一者。发光二极管装置的操作方法还包含透过第三控制电路中的第一者产生相对应的第一直流电流至第二发光二极管中的第一者。第一发光二极管中的一者与第二发光二极管中的一者包含于多个发光二极管封装中的一者。
在一些实施例中，发光二极管装置的操作方法还包含根据发光二极管装置的亮度分布产生第一控制信号。其中根据第一控制信号透过第一控制电路选择性地致能第三控制电路还包含：根据第一控制信号产生具有第一逻辑值的第二控制信号中的一第一组以致能第三控制电路中的第一组；以及根据第一控制信号产生具有不同于第一逻辑值的第二逻辑值的第二控制信号中的第二组以禁能第三控制电路中的一第二组。第三控制电路中的第一组对应于发光二极管装置的第一区域，以及第三控制电路中的第二组对应于发光二极管装置的与第一区域分开的第二区域。
在一些实施例中，发光二极管装置的操作方法还包含透过第三控制电路中的第一组产生多个第二直流电流至相对的第二发光二极管；以及响应于发光二极管装置的第二区域的亮度的增加，提升第二直流电流。
在一些实施例中，根据第一控制信号透过第一控制电路选择性地致能第三控制电路还包含在发光二极管装置的第一工作模式中，禁能第三控制电路的每一者而发光二极管装置的亮度具有第一值时；以及在发光二极管装置的第二工作模式中，透过致能第三控制电路中的一数目的第三控制电路以增加发光二极管装置的亮度至具有不同于第一值的第二值。
根据本案的另一实施例提供一种包含一背光模块的显示装置。背光模块包含多个发光二极管封装，其中发光二极管封装的一者包含响应于脉冲宽度调变电流被驱动发光的第一二极管以及响应于直流电流被驱动发光的第二二极管。背光模块还包含产生脉冲宽度调变电流以控制第一二极管的发光亮度的脉冲宽度调变信号产生器，以及产生直流电流以控制第二二极管的发光亮度的直流电信号产生器。在显示装置的第一工作模式时，第一二极管和第二二极管被同时致能而发光，以照亮显示装置的显示区域。在显示装置不同于第一工作模式的第二工作模式时，第二二极管被禁能，而第一二极管发光以照亮显示装置的显示区域。
附图说明
本案的一实施例的态样在与随附附图一起研读时自以下详细描述内容来最佳地理解。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，各种特征的尺寸可为了论述清楚经任意地增大或减小。
图1为根据一实施例的发光二极管装置的示意图；
图2绘示根据一实施例对应于图1的脉冲宽度调变电流与直流电流对时间的示意图；
图3绘示根据一实施例相应于图1的发光二极管装置的发光二极管装置的示意图；
图4绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法的流程图；
图5为根据一实施例的发光二极管装置的示意图；
图6绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法的流程图；
图7绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法的流程图。
【符号说明】
1，5：显示装置
10，30，50：发光二极管装置
11：背光模块
100：发光二极管封装
1001-100n：发光二极管封装
111，121：发光二极管
112，122：箝位二极管
210，220，230：控制电路
2201-220n：
240：处理器
310：PWM信号产生器
320：DC信号产生器
400，600，700：发光二极管装置的操作方法
401-404，601-604，701-704：操作
510，520，530：子画面
IPWM：脉冲宽度调变电流
IDC：直流电流
IDC1-IDCn：直流电流
S1，S2，S3：控制信号
IMAX：最大工作电流
Vf：工作电压
SCLK：序列时脉
MOSI：主端输出从端输入信号
MISO：从端输出主端输入信号
CSS[0]-CSS[n]：控制信号
具体实施方式
将在以下附图和详细描述中讨论本案的精神，并且本领域的通常知识人员将能够在不脱离本案的精神和范围的情况下改变和修改本案的揭露内容。
需被理解的是，在本文以及所附权利要求书中，当一个元件被视为“连接”或“耦接”到另一个元件时，均可指直接连接或耦接至另一个元件，而其中可能有其他部件。相对地，当一个元件被视为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，中间将没有其他元件。此外，“电性连接”或“连接”可被用以指出二或多个元件相互操作或动作。
需被理解的是，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离实施例的范围。
需被理解的是，本文中使用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”等是开放式的并且意味着“包含但不限于”。
需被理解的是，本文中所使用的“与/或”包含一或多个相关联的项目中的任一者以及所有组合。
应当理解，在本文和所附权利要求书中，除非另有定义，否则本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域通常知识者通常理解的相同含义。还将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与它们在相关领域和本案的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化的方式进行解释。或过于正式的意义，除非在此明确定义。
请参照图1。图1为根据一实施例的发光二极管装置10的示意图。如图1所示，发光二极管装置10包含发光二极管封装100、控制电路210、220、PWM信号产生器310以及DC信号产生器320。在一些实施例中，发光二极管装置10为显示器1的背光模块11的驱动电路，发光二极管封装100用以发光以产生显示器1的显示面板所需的亮度。换句话说，在一些实施例中，背光模块11包含多个发光二极管封装100，并可以透过控制该些发光二极管封装100调整提供显示器1的显示面板的多个区域的亮度。为简洁之故，图1仅绘示多个发光二极管封装100中的一者作说明本案的实施例之用。本案并不被限制于图1的实施例。
如图1所示，发光二极管封装100包含发光二极管111、121以及箝位二极管112、122。发光二极管111与箝位二极管112并联耦接，以及发光二极管121与箝位二极管122并联耦接。在一些实施例中，发光二极管111用于响应于脉冲宽度调变电流IPWM被驱动以产生发光二极管封装100的亮度的一部分。发光二极管111用于响应于脉冲宽度调变电流IPWM被驱动以产生发光二极管封装100的亮度的一部分。发光二极管121用于响应于直流电流IDC被驱动以产生发光二极管封装100的亮度的另一部分。在一些实施例中，发光二极管111、121为次毫米发光二极管(mini light emitting diode，mini LED)或是其他微型发光二极管光源。
箝位二极管112、122用以能够供与发光二极管111、121耦接的两端的过电压保护及箝位(clamping)功能。在一些实施例中，箝位二极管112、122包含齐纳二极管。
控制电路210用以产生控制信号S1至PWM信号产生器310，PWM信号产生器310用以响应控制信号S1产生脉冲宽度调变电流IPWM。控制电路220用以产生控制信号S2至DC信号产生器320，DC信号产生器320用以响应控制信号S2产生直流电流IDC。图1的组态是为了说明性目的而给出。图1的各种实施在本案的一实施例的预料范畴内。举例而言，在一些实施例中，控制电路210包含PWM信号产生器310并用以产生脉冲宽度调变电流IPWM至发光二极管111，以及控制电路220包含DC信号产生器320并用以产生直流电流IDC至发光二极管121。
在一些实施例中，发光二极管装置10具有多个发光二极管封装100。当发光二极管装置10处于一般工作模式时，发光二极管装置10显示亮度均匀的一个画面或是发光二极管装置10的画面中无特别高亮度的区域，例如显示一般信息***操作环境或是讯息栏位等等，所有的发光二极管封装100中的发光二极管111被致能(enable)并根据脉冲宽度调变电流IPWM发光，使得发光二极管封装100的出光亮度为第一值；同时，所有的发光二极管封装100中的发光二极管121被禁能(disable)，不发光。换句话说，在发光二极管装置10的一般工作模式时，发光二极管封装100的出光亮度由发光二极管111的亮度所决定，由于可通过调整脉冲宽度调变电流IPWM调整发光二极管封装100的出光亮度值，在一般工作模式下等于调整发光二极管装置10的亮度。
相对地，当发光二极管装置10处于进阶工作模式时，例如发光二极管装置10的部分区域需具有相较其他区域更高亮度的模式(例如HDR模式)，对应需要更高亮度的显示区域的发光二极管封装100其中的发光二极管111以及发光二极管121会同时被致能，使得该些发光二极管封装100的出光亮度从一般工作模式的第一值被提升至大于第一值的第二值(或多个第二值，每一者对应一发光二极管封装100)，以产生相对更高的亮度给该显示区域。换句话说，发光二极管装置10的亮度在发光二极管111和121同时被致能后增加。在另一实施例中，发光二极管封装100的亮度由发光二极管111及121的亮度所决定，除了可通过调整脉冲宽度调变电流IPWM调整发光二极管封装100的亮度外，亦可透过调整直流电流IDC调整发光二极管封装100的亮度。
在一些实施例中，进阶工作模式可包含多种显示工作模式，显示装置可随使用者操作切换显示工作模式，包括子母画面工作模式(Picture-in-Picture，PIP)、并排画面工作模式(Picture-by-Picture，PBP)或其他分割画面区域的显示模式，各个分割的画面区域亦可自动或手动设定分别的工作模式，包括局部调光工作模式(local dimming)、高动态范围工作模式(HDR)或其他工作模式等等。
在另一实施例中，当某一或某些显示区域从进阶工作模式切换为一般工作模式时，对应位置的发光二极管封装100其中的发光二极管121被禁能，使得该些发光二极管封装100的亮度从第二值被降低至第一值。
请参照图2。图2绘示根据一实施例对应于图1的脉冲宽度调变电流IPWM与直流电流IDC对时间的示意图。
如前所述，脉冲宽度调变电流IPWM与直流电流IDC分别对应发光二极管111与发光二极管121。脉冲宽度调变电流IPWM为具有脉冲循环(cycle)的脉冲信号，并依据脉冲宽度调变电流IPWM的占空比(Duty Ratio)调整发光二极管111的亮度。例如，透过调整脉冲宽度对脉冲循环的比例。此外，透过改变直流电流IDC的大小，调整发光二极管121的亮度，进而在发光二极管111提供的亮度上加上发光二极管121的亮度，以达到在进阶工作模式中发光二极管装置10所需要发出的极高亮度。
与先前技术相比，先前技术的发光二极管封装仅有响应于脉冲宽度调变电流发光的发光二极管，其中该脉冲宽度调变电流需接近发光二极管的最大工作电流IMAX，并透过调整该脉冲宽度调变电流的占空比，让发光二极管对应的显示区域切换成一般工作模式或进阶工作模式时，发光二极管可以产生不同的亮度给对应的显示区域。然而，以接近最大工作电流IMAX驱动发光二极管发光会使其处于过度驱动(overdrive)状态，发光二极管相对于最大工作电流IMAX的工作电压会是一个相对高电压值，不仅发光二极管的功耗(powerconsumption)高，其散热及发光效率都不佳。在如此的工作状态下，先前技术的发光二极管背光模块为了发出HDR显示画面所需的亮度，脉冲宽度调变电流的占空比会调到最大值全满，但发光二极管却无法等比例提高出光亮度，发光效率会衰减20％至30％。
对比先前技术，本发明所提出的背光模块在一般工作模式时由脉冲宽度调变电流IPWM驱动发光二极管111发光，并在进阶工作模式时加上由直流电流IDC驱动发光二极管121以补偿显示亮度需求。脉冲宽度调变电流IPWM将设定在发光二极管111具有高发光效率的范围内，意即发光二极管111处在一般驱动状态(normal drive)下的电流值，例如明显小于图2所绘示的最大工作电流IMAX的IPWM，同时对应的工作电压Vf亦会较先前技术中的工作电压小。如此，本发明的发光二极管装置10能以相对较低的功耗以及明显较佳的发光效率的工作状态出光。
图1的组态是为了说明性目的而给出，本发明的具体实施方式并不仅限于图1的示例。举例而言，在一些实施例中，发光二极管封装100中可包含彼此并联的多颗发光二极管111或/和彼此并联的多颗发光二极管121。同样的，图2的组态是为了说明性目的而给出，本发明的具体实施方式并不仅限于图2的示例。举例而言，在一些实施例中，直流电流IDC可小于、大于或等于脉冲宽度调变电流IPWM。
请参照图3。图3绘示根据一实施例相应于图1的发光二极管装置10的发光二极管装置30的示意图。相对于图1至图2的实施例，为了易于理解，在图3中的相似构件用相同参考编号来标示。为了简洁起见，本文中省略已在以上段落中详细论述的类似构件的具体操作，除非有需要介绍与图3中展示的构件的合作关系。
发光二极管装置30包含控制电路210、n个控制电路2201至220n、控制电路230、处理器240以及n个发光二极管封装1001至100n，其中n为正整数。在一些实施例中，每个控制电路2201至220n与每个发光二极管封装1001至100n分别对应，每一组的关连如图1中控制电路220对发光二极管封装100的关连而配置。在一些实施例中，处理器240包含于控制电路230中。
如图3所示，控制电路210与发光二极管封装1001至100n中的发光二极管111耦接。控制电路2201至220n中的每一者耦接发光二极管封装1001至100n中相应的一者内的发光二极管121。换句话说，控制电路210输出脉冲宽度调变电流IPWM以驱动发光二极管装置10中所有的发光二极管111。控制电路2201至220n分别输出直流电流IDCl至IDCn以驱动发光二极管封装1001至100n中相应的一者内的发光二极管121。
接续上述的实施例，发光二极管封装1001至100n中每一者的发光二极管111用以被驱动以产生发光二极管封装1001至100n中相对应者的亮度的一部分。发光二极管封装1001至100n中每一者的发光二极管121用以被驱动以产生发光二极管封装1001至100n中相对应者的亮度的另一部分。
在一些实施例中，控制电路230与控制电路210、220或2201…220n之间为序列周边接口(Serial Peripheral Interface Bus，SPI)架构，控制电路230用以响应控制信号S3产生序列时脉SCLK、主端输出从端输入信号MOSI以及控制信号CSS[0]至CSS[n]并输出至控制电路210和控制电路2201至220n。在一些实施例中，控制电路210和控制电路2201至220n回授从端输出主端输入信号MISO。
在一些实施例中，控制电路210响应于控制信号CSS[0]以及控制电路2201至220n分别响应于控制信号CSS[1]至CSS[n]被致能或禁能。接着，控制电路210和控制电路2201至220n响应于序列时脉SCLK作动以根据主端输出从端输入信号MOSI产生相对地脉冲宽度调变电流IPWM、直流电流IDC1至IDCn。除此之外，控制电路210和控制电路2201至220n将发光二极管111、121电压差异作为从端输出主端输入信号MISO回授至控制电路230以即时调整电压(透过从端输出主端输入信号MISO)，近一步稳定流经发光二极管111、121的电流。
在一些实施例中，处理器240用以根据一使用者输入(例如与切换发光二极管装置30的工作模式的指令)产生控制信号S3。在另一些实施例中，处理器用以分析关于在该工作模式下须致能的发光二极管121的位置以产生对应的控制信号S3给对应的控制电路210。图3的组态是为了说明性目的而给出。图3的各种实施在本案的一实施例的预料范畴内。举例而言，在一些实施例中，处理器240集成在控制电路230中。
举例而言，当处理器240判断发光二极管装置30对应位置的显示画面切换为一般工作模式时，产生控制信号S3指示发光二极管装置30被切换至一般工作模式，控制电路230响应于该控制信号S3产生控制信号CSS[0](例如具有第一值，如逻辑0)以致能控制电路210以及产生控制信号CSS[1]至CSS[n](例如具有第二值，如逻辑1)以禁能控制电路2201至220n。
接续上述实施例，当处理器240判断发光二极管装置30对应位置的显示画面切换为进阶工作模式时，产生控制信号S3指示发光二极管装置30从一般工作模式切换至进阶工作模式，控制电路230响应于控制信号S3调整控制信号CSS[1]至CSS[n](例如具有第一值，如逻辑0)以致能控制电路2201至220n。
在另一些实施例中，当处理器240判断发光二极管装置30对应位置的显示画面切换为暗屏时，产生控制信号S3指示发光二极管装置30切换至暗屏，控制电路230响应于该控制信号S3调整控制信号CSS[0]至CSS[n](例如具有第二值，如逻辑1)以禁能控制电路210、2201至220n。
在一些实施例中，控制电路230是序列周边接口(Serial Peripheral Interface，SPI)主电路，控制电路210、2201至220n是序列周边接口从电路，但非仅限于此，控制电路230与控制电路210、2201至220n亦可为其他具有相等或类似功效的同步通讯接口电路元件。在一些实施例中，控制电路230包含具有演算功能、回授控制等用途的主板或运动估计和运动补偿(Motion Estimate and Motion Compensation，MEMC)的电路。
图3的组态是为了说明性目的而给出。图3的各种实施在本案的一实施例的预料范畴内。举例而言，在一些实施例中，用以禁能控制电路210、2201至220n的控制信号CSS[0]至CSS[n]的逻辑值为0，以及用以致能控制电路210、2201至220n的控制信号CSS[0]至CSS[n]的逻辑值为1。在另一些实施例中，控制信号CSS[0]至CSS[n]可以为其他组态。
请参照图4。图4绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法400的流程图。应理解，可在由图4展示的过程前、期间及后提供额外操作，且对于该方法的额外实施例，以下描述的操作中的一些可经替换或消除。该些操作/过程的次序可为可互换的。贯穿各种视图及说明性实施例，使用相似参考编号来标示相似元件。发光二极管装置的操作方法400包含以下参考图1至图3的发光二极管装置10、30描述的操作401至404。
在操作401中，请参照图3，根据控制信号S3控制电路230致能控制电路210。举例而言，在一些实施例中，处理器240判断显示画面的某些位置切换为进阶工作模式时，产生控制信号S3指出发光二极管装置30切换至进阶工作模式，控制电路230致能控制电路210。在一些实施例中，处理器240产生控制信号S3产生控制信号S3指出发光二极管装置30的哪些位置的发光二极管需要切换工作模式。
在操作402中，控制电路210输出脉冲宽度调变电流IPWM至在发光二极管封装1001至100n中的发光二极管111。
接着，在操作403中，根据控制信号S3控制电路230选择性地致能多个控制电路2201至220n，其中控制电路2201至220n中的每一者耦接发光二极管中121的相对的一者。举例而言，当控制信号S3进一步指出发光二极管封装1003对应位置的显示画面区域的亮度需要被增强时，例如需要在该显示画面区域提供HDR画面的极高亮度，控制电路230驱动与发光二极管封装1003耦接的控制电路2203，并且禁能控制电路2201至220n中其余的控制电路。
接续操作403，在操作404中，控制电路2201至220n中的被选择性地致能者产生相对应的直流电流至发光二极管121中的相对者。接续上述实施例，被致能的控制电路2203产生相对应的直流电流IDC3至发光二极管封装1003中的发光二极管121以驱动该发光二极管121补偿所需要的亮度。
在一些实施例中，当控制信号S3指出发光二极管装置30的某一或某些显示画面区域切换至如前述的一般工作模式时，发光二极管装置的操作方法400还包含控制电路230根据控制信号S3禁能控制电路2201至220n中的对应一般工作模式的显示画面区域者，而对应位置的发光二极管封装所发出的亮度因此具有第一值，控制电路230仍可用PWM信号占空比调整这些对应位置的发光二极管封装提供给对应显示画面区域的亮度，使得在一般模式下仍然能提供显示画面分区更精细的局部调光效果。而当控制信号S3指出发光二极管装置30的某些发光二极管封装切换至如前述的进阶工作模式时，发光二极管装置的操作方法400还包含透过控制电路230致能控制电路2201至220n中的对应特定显示画面区域的控制电路，以将对应位置的发光二极管封装所发出的亮度从第一值增加至不同于第一值的第二值，控制电路230可用PWM信号占空比与DC信号调整发光二极管封装提供给对应画面区域的亮度，因此能在进阶工作模式下提供显示画面分区更精细且亮度值范围更广的局部调光效果。
根据本案的一实施例，发光二极管装置的操作方法400还包含根据包含在发光二极管装置30的子画面内的发光二极管封装100的数目产生控制信号S3的操作。根据本案的另一实施例，发光二极管装置的操作方法400还包含根据显示画面需要发光二极管装置30提供的亮度分布产生控制信号S3的操作。以下将分别配合图5至图7的实施例说明上述操作。
请参照图5。图5为根据一实施例的发光二极管装置50的示意图。在一些实施例中，发光二极管装置50是关连于，例如发光二极管装置10以及发光二极管装置30而配置；显示装置5是关连于，例如图1的显示装置1而配置。
如图5所示，显示画面包含子画面510至530，由发光二极管装置50提供显示画面不同区域所需要的亮度。在一些实施例中，子画面510至530中的每一者的位置都对应多个发光二极管封装100。在一些实施例中，子画面510至530为显示装置5动态生成的显示画面区域，显示画面内容可能为电视频道、影盘播放器、游乐器、移动装置、串流媒体页面或应用程序、视频会议应用程序、显示器功能选单、计算机操作***、网络即时讯息、电子邮件…等等来源所提供，子画面区域的数量、大小和位置由显示装置接收到的画面内容和显示器的功能设定动态决定产生，并动态对应到发光二极管装置50的相应区域的发光二极管封装，使相应区域的发光二极管封装提供各个子画面显示不同画面内容所需要的亮度。举例而言，显示装置处于进阶工作模式，例如子母画面工作模式，当子画面510至530中的至少一者的显示画面亮度高于一定值或是显示设定为开启超高亮度显示功能，例如显示HDR极高亮度画面，发光二极管装置50对应该子画面区域的发光二极管封装会被切换为进阶工作模式，该子画面区域可能会因为出现新的子画面区域或是减少子画面区域而动态调整位置和大小，对应该子画面区域位置的发光二极管封装也会随之立即调整。
请参照图6。图6绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法600的流程图。应理解，可在由图7展示的过程前、期间及后提供额外操作，且对于该方法的额外实施例，以下描述的操作中的一些可经替换或消除。该些操作/过程的次序可为可互换的。贯穿各种视图及说明性实施例，使用相似参考编号来标示相似元件。发光二极管装置的操作方法600包含以下参考图1至图5的发光二极管装置10、30、50描述的操作601至604。
在操作601中，发光二极管装置50为一般工作模式。
在操作602中，发光二极管装置50切换为子母画面工作模式。举例而言，在一些实施例中，发光二极管装置50提供显示器5所需要的亮度，并且透过显示器5上的萤幕显示(on-screen display)画面取得切换至子母画面工作模式的输入。在另一些实施例中，控制信号S3指示该输入。
在操作603中，处理器240根据对应发光二极管装置50的子画面(例如530)的位置内的发光二极管封装100的数目产生控制信号S3。接续上述的实施例说明，当处理器分析出子画面530被指定需具有高亮度以显示特定讯息时，处理器进一步取得对应在子画面530的位置内发光二极管封装的数目。例如图3的实施例中的发光二极管封装1001至10030共30颗发光二极管封装在对应子画面530的位置内。
在604中，致能该数目个控制电路以产生该数目个直流电流至相应的发光二极管。接续上述实施例，耦接于发光二极管封装1001至10030的控制电路2201至223被致能，并产生直流电流IDC1至IDC30以驱动发光二极管封装1001至10030中的发光二极管121。于是，与发光二极管装置50的其他区域相比，子画面530因其内的发光二极管121被驱动而产生较高的亮度。
请参照图7。图7绘示根据一实施例发光二极管装置的操作方法700的流程图。应理解，可在由图7展示的过程前、期间及后提供额外操作，且对于该方法的额外实施例，以下描述的操作中的一些可经替换或消除。该些操作/过程的次序可为可互换的。贯穿各种视图及说明性实施例，使用相似参考编号来标示相似元件。发光二极管装置的操作方法700包含以下参考图1至图5的发光二极管装置10、30、50描述的操作701至704。
在操作701中，发光二极管装置50为一般工作模式。
在操作702中，发光二极管装置50切换为高动态范围(HDR)工作模式，以及处理器240分析包含HDR内容(演算法)以取得发光二极管装置30上对应亮度分布矩阵的位置作为控制信号S3传输至控制电路230。
在操作703中，控制电路230分析对应HDR内容的发光二极管封装的位置。举例而言，在HDR内容中指示画面中的一些像素为动态亮度增强的像素，控制电路230接着分析出相对应于该些像素的发光二极管封装。
在操作704中，控制电路230致能与在对应HDR内容的位置的发光二极管耦接的控制电路(例如控制电路2201至220n中的一组)以产生相应的直流电流至发光二极管121。例如，在发光二极管装置30中一区域的发光二极管封装1001至10010对应动态亮度增强的像素，控制电路230产生一组控制信号CSS[1]至CSS[10](例如具有逻辑0)以致能一组控制电路2201至22010。而其余在发光二极管装置30中与前述区域分开的另一区域中的发光二极管封装10011至100n不对应动态亮度增强的像素，因此控制电路230产生另一组控制信号CSS[11]至CSS[n](例如具有逻辑1)以禁能另一组控制电路22011至220n。
在一些实施例中，发光二极管装置的操作方法700还包含透过被致能的控制电路2201至22010产生直流电流IDC1至IDC10至发光二极管封装1001至10010。
接续上述实施例，发光二极管装置的操作方法700还包含响应于发光二极管装置30的对应HDR内容的像素的区域的亮度的增加，提升直流电流。举例而言，当控制信号S3指示对应HDR内容的像素的区域的亮度由第一值提高到第二值时，控制电路230驱动对应的控制电路2201至22010提升直流电流IDC1至IDC10，进而提高该区域的亮度。
综合以上所述，本案提出的发光二极管装置及其操作方法提供在一个发光二极管封装中配置分别由脉冲宽度调变电流以及直流电流驱动的两个发光二极管，并且透过序列周边接口的主、从电路双向高速沟通的信号于一般工作模式时致能由脉冲宽度调变电流驱动的二极管，并于进阶工作模式时同时致能发光二极管封装中的两个发光二极管。如此实现在进阶工作模式中，例如HDR工作模式下需要高亮度的要求与PIP画面下提醒的功能，也一并解决了因为PWM操作在高电流下LED效率较低的问题。根据本案的混和配置，进一步借此减轻变压器尺寸与电器元件的尺寸与成本。
虽然已经通过示例并且根据实施例描述了本案，但是应当理解，本案的一实施例不限于此。在不脱离本案的一实施例的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以在本文中进行各种改变，替换和变更。鉴于前述内容，本案的一实施例旨在涵盖落入本案所附权利要求范围内的对本案的相关修改和相关变化。

Claims (10)

1.一种发光二极管装置，其特征在于，包含：
一第一发光二极管封装，用以发光以产生一第一亮度，并包含：
一第一二极管，用以响应于一脉冲宽度调变电流被驱动以产生该第一亮度的一第一部分；以及
一第二二极管，用以响应于一第一直流电流被驱动以产生该第一亮度的一第二部分，
其中在该发光二极管装置的一第一工作模式时，该第一二极管和该第二二极管还用以被致能以使该第一亮度达到一第一值，以及
在该发光二极管装置不同于该第一工作模式的一第二工作模式时，该第二二极管还用以被禁能以将该第一亮度自该第一值降低至一第二值。
2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含：
一第一控制电路，用以响应一第一控制信号产生该脉冲宽度调变电流并输出至该第一二极管；
一第二控制电路，用以响应一第二控制信号产生该第一直流电流并输出至该第二二极管；以及
一第三控制电路，用以响应一第三控制信号产生该第一控制信号以及该第二控制信号，其中该第三控制信号与切换该发光二极管装置的工作模式相关联。
3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含：
多个第二发光二极管封装，该些第二发光二极管封装中的每一者用以发光以产生相对应的一第二亮度并包含：
一第三二极管，用以响应于该脉冲宽度调变电流被驱动以产生相对应的该第二亮度的一第一部分；以及
一第四二极管，用以响应于相对应的一第二直流电流被驱动以产生相对应的该第二亮度的一第二部分；
其中该发光二极管装置还包含：
一第一控制电路，与该第一发光二极管封装中的该第一二极管以及该些第二发光二极管封装中的该第三二极管耦接，并用以输出该脉冲宽度调变电流至该第一二极管以及该些第二发光二极管封装中的该第三二极管；以及
多个第二控制电路，该些第二控制电路的一第一者与该第一发光二极管封装中的该第二二极管耦接并用以输出该第一直流电流至该第二二极管，
该些第二控制电路的其余者中的每一者与该些第二发光二极管封装中的一者的该第四二极管耦接，并用以输出相对应的该第二直流电流至相对应的该第四二极管。
4.根据权利要求3所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含：
一第三控制电路，用以在该发光二极管装置的该第一工作模式以及该第二工作模式时分别致能该第一控制电路以产生该脉冲宽度调变电流以及该些第二控制电路以产生该第一直流电流和相应的该第二直流电流，并
用以在该发光二极管装置的该第二工作模式时禁能该些第二控制电路。
5.根据权利要求4所述的发光二极管装置，其特征在于，该第一控制电路以及该第二控制电路分别为一第一序列周边接口从电路与一第二序列周边接口从电路，以及
该第三控制电路为一序列周边接口主电路。
6.一种发光二极管装置的操作方法，其特征在于，包含：
根据一第一控制信号透过一第一控制电路致能一第二控制电路；
透过该第二控制电路输出一脉冲宽度调变电流至多个第一发光二极管；以及
根据该第一控制信号透过该第一控制电路选择性地致能多个第三控制电路，其中该些第三控制电路中的每一者耦接多个第二发光二极管中的相对的一者，其中根据该第一控制信号透过该第一控制电路选择性地致能该些第三控制电路包含：
产生多个第二控制信号，并响应于该些第二控制信号中的一第一者致能该些第三控制电路中的一第一者；以及
透过该些第三控制电路中的该第一者产生相对应的一第一直流电流至该些第二发光二极管中的一第一者；
其中该些第一发光二极管中的一者与该些第二发光二极管中的一者包含于多个发光二极管封装中的一者。
7.根据权利要求6所述的发光二极管装置的操作方法，其特征在于，还包含：
根据该发光二极管装置的一亮度分布产生该第一控制信号；
其中根据该第一控制信号透过该第一控制电路选择性地致能该些第三控制电路还包含：
根据该第一控制信号产生具有一第一逻辑值的该些第二控制信号中的一第一组以致能该些第三控制电路中的一第一组；以及
根据该第一控制信号产生具有不同于该第一逻辑值的一第二逻辑值的该些第二控制信号中的一第二组以禁能该些第三控制电路中的一第二组；
其中该些第三控制电路中的该第一组对应于该发光二极管装置的一第一区域，以及该些第三控制电路中的该第二组对应于该发光二极管装置的与该第一区域分开的一第二区域。
8.根据权利要求7所述的发光二极管装置的操作方法，其特征在于，还包含：
透过该些第三控制电路中的该第一组产生多个第二直流电流至相对的该些第二发光二极管；以及
响应于该发光二极管装置的该第二区域的一亮度的增加，提升该些第二直流电流。
9.根据权利要求6所述的发光二极管装置的操作方法，其特征在于，根据该第一控制信号透过该第一控制电路选择性地致能该些第三控制电路还包含：
在该发光二极管装置的一第一工作模式中，禁能该些第三控制电路的每一者而该发光二极管装置的一亮度具有一第一值时；以及
在该发光二极管装置的一第二工作模式中，透过致能该些第三控制电路中的一数目的第三控制电路以增加该发光二极管装置的该亮度至具有不同于该第一值的一第二值。
10.一种显示装置，其特征在于，包含：
一背光模块，该背光模块包含：
多个发光二极管封装，该些发光二极管封装的一者包含：
一第一二极管，用以响应于一脉冲宽度调变电流被驱动发光；以及
一第二二极管，用以响应于一直流电流被驱动发光；
一脉冲宽度调变信号产生器，用以产生该脉冲宽度调变电流以控制该第一二极管的发光亮度；以及
一直流电信号产生器，用以产生该直流电流以控制该第二二极管的发光亮度；
其中在该显示装置的一第一工作模式时，该第一二极管和该第二二极管被同时致能而发光，以照亮该显示装置的一显示区域，以及
在该显示装置不同于该第一工作模式的一第二工作模式时，该第二二极管被禁能，而该第一二极管发光以照亮该显示装置的该显示区域。
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