TWI739428B - 具有節省腳位的發光元件控制模組及顯示器 - Google Patents

Abstract

一種具有節省腳位的發光元件控制模組，係控制LED燈模組發光。發光元件控制模組包括第一控制模組與第二控制單元，且第一控制模組包括驅動模組與第一控制單元。第二控制單元提供控制訊號組至第一控制單元，且選擇性地提供電流命令組至驅動模組，或提供邏輯訊號組至第一控制單元；在第二控制單元提供電流命令組時，第一控制單元將電流命令組的電流值寫入驅動模組；在第二控制單元提供邏輯訊號組時，第一控制單元控制驅動模組根據邏輯訊號組清除電流值。

Description

具有節省腳位的發光元件控制模組及顯示器

本發明係有關一種具有節省腳位的發光元件控制模組及顯示器，尤指一種利用同一組線路提供訊號與電流源的具有節省腳位的發光元件控制模組及顯示器。

隨著光電科技的進步，光電應用的範圍更趨廣範，其中發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)被應用在顯示器的領域為最為常見的應用。倡建的應用方式例如，利用發光二極體構成矩陣的方式形成顯示器的面板，且以掃頻(分時多工)的方式依序控制每一排的發光二極體發亮。

由於現今商業需求越來越注重顯示器產品的輕薄之故，越來越講求如何地限制或縮減用於控制發光二極體的控制模組的尺寸和佔用空間。但是由於控制模組必須要同時地接收控制發光二極體發光的電流以及控致訊號，導致其接腳的數量過多，無法順利地縮減控制模組的尺寸和佔用空間。此外，由於其接腳的數量過多，導致控制模組在焊接時，容易因接腳過小或過於靠近而導致焊接不良的問題，使得控制模組訊號或電流的接收或傳遞失效。

有鑑於此，必須要提出一種具有節省腳位的發光元件控制模組及顯示器，利用控制模組特殊的線路及控制設計，以降低控制模組的接腳數量，乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。

為了解決上述問題，本發明係提供一種具有節省腳位的發光元件控制模組，以克服習知技術的問題。因此，本發明發光元件控制模組控制LED燈模組發光，發光元件控制模組包括：第一控制模組，包括：驅動模組，耦接LED燈模組。及第一控制單元，耦接驅動模組。及第二控制單元，耦接第一控制單元與驅動模組，且提供控制訊號組至第一控制單元，以及提供電流命令組至驅動模組。其中，控制訊號組包括致能訊號組與邏輯訊號組，第二控制單元選擇性地提供電流命令組至驅動模組，或提供邏輯訊號組至第一控制單元；在致能訊號組為第一準位且第二控制單元提供電流命令組時，第一控制單元控制驅動模組執行寫入程序而將電流命令組的電流值寫入驅動模組，使驅動模組根據電流值調整LED燈模組的亮度；在致能訊號組為第一準位且第二控制單元提供邏輯訊號組時，第一控制單元控制驅動模組執行清除程序而控制驅動模組根據邏輯訊號組清除電流值。

為了解決上述問題，本發明係提供一種顯示器，以克服習知技術的問題。因此，本發明顯示器包括：發光矩陣，包括複數排或複數列LED燈模組，且每一排或每一列的LED燈模組對應耦接複數個第一控制模組。及第二控制模組，耦接發光矩陣，且包括複數個第二控制單元。其中，第二控制模組以分 時多工的方式控制第二控制單元依序驅動一排或一列的第一控制模組，以控制一排或一列的LED燈模組發光。

本發明之主要功效在於，第二控制單元於同一條線路上選擇性地提供電流命令組或邏輯訊號組，使得第一控制模組可將用以接收電流命令組的接腳與用以接收邏輯訊號組的接腳整合為使用同一組接腳，以達成使得第一控制模組的接腳數量能夠大幅度地被減少之功效。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

100、100’:控制模組

10、10’:第一控制模組

102、102’:驅動模組

102-1~102~4、102-1’~102~2’:驅動單元

102A~102C:電流調整電路

1022:電流調整單元

Q1:第一電晶體

Q2:第二電晶體

1024:第一開關單元

1026:第一儲能單元

1028:路徑開關單元

Qr:釋能開關

104、104’:第一控制單元

104-1~104~4、104-1’~104~2’:控制器

LG:邏輯電路

20:第二控制模組

204、204’:第二控制單元

D1~D3:緩衝閘

S1、S2、S3:開關單元

Ir、Ig、Ib:電流源

X:輸入端

Y:輸出端

Z:控制端

2:發光矩陣

200:LED燈模組

200-1~200-4、200-1’~200-2’:LED燈單元

200A:紅光LED燈

A:顯示器

Vd:驅動電壓

Vdd:工作電壓

Idg:驅動電流組

Id1~Id4:驅動電流

Ida:紅光驅動電流

Cig、Cig’:電流命令組

Ci1:第一電流命令

Ci2:第二電流命令

IR、IG、IB:電流命令

Scg:控制訊號組

Seg:致能訊號組

Se1:第一致能訊號

Se2、Se20~Se2n:第二致能訊號

Se3:第三致能訊號

Slg、Slg’:邏輯訊號組

Ssg、Ssg’:選擇訊號組

IR、IG:選擇訊號

IRB、IGB:反向選擇訊號

CS:選擇命令

Sc、IB:清除訊號

IBB:反向清除訊號

CR、CG、CB:清除邏輯訊號

SR:清除命令

SRB:反向清除命令

ENCR、ENCG、ENCB:釋能訊號組

ENCR:釋能訊號

VIR、VIG、VIB:準位訊號

Wr:寫入程序

Sl:選擇程序

Clp:預清除程序

Cl:清除程序

t0~t11:時間

T1~T3:時段

R、G、B、ENX、ENY、VCC、VCC1、VCC2、GND、IN0、IN1:接腳

圖1為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組方塊圖；圖2A為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組第一實施例方塊圖；圖2B為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組第二實施例方塊圖；圖3A為本發明控制器細部邏輯方塊圖；圖3B為本發明控制器耦接驅動單元的細部方塊圖；圖4A為本發明驅動單元的電路方塊圖；圖4B為本發明電流調整電路的細部電路圖；圖5A為本發明第二控制單元細部邏輯方塊圖； 圖5B為本發明第二控制單元真值表示意圖；圖6為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組的時序控制波形圖；圖7A為本發明第一控制模組第一實施例的封裝結構示意圖；圖7B為本發明第一控制模組第二實施例的封裝結構示意圖；及圖8為本發明利用發光元件控制模組構成顯示器的電路方塊圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：

請參閱圖1為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組方塊圖。控制模組100耦接LED燈模組200，且提供驅動電流組Idg驅動LED燈模組200內部複數個LED燈，並且控制驅動電流組Idg的電流導通時間大小，以調整LED燈發光的亮度。控制模組100包括第一控制模組10與第二控制單元204，且第一控制模組10包括驅動模組102與第一控制單元104。驅動模組102耦接該LED燈模組200、第一控制單元104及第二控制單元204，且第一控制單元104耦接第二控制單元204。

第二控制單元204提供控制訊號組Scg至第一控制單元104，且提供電流命令組Cig至驅動模組102。具體而言，控制訊號組Scg包括致能訊號組Seg與邏輯訊號組Slg，致能訊號組Seg係提供至第一控制單元104，且第二控制單元204選擇性地提供電流命令組Cig至該驅動模組102，或提供邏輯訊號組Slg至第一控制單元104。進一步而言，為節省第一控制模組10的接腳數量，第二控制單元204於同一條線路上選擇性地提供電流命令組Cig或邏輯訊號組 Slg，使得第一控制模組10可將用以接收電流命令組Cig的接腳與用以接收邏輯訊號組Slg的接腳整合為使用同一組接腳，以使得第一控制模組10的接腳數量能夠大幅度地被減少。如此，第一控制模組10僅需要包括用以接收致能訊號組Seg的接腳、用以接收電流命令組Cig或邏輯訊號組Slg的接腳、用以接地的接腳以及用以接收電源的接腳。上述的接腳數量最低僅需要5支接腳，且最高可不超過8支接腳(若有應用除上述以外的功能則不在此限)。因此，可大幅度的降低第一控制模組10接腳焊接的難易度，以及提升焊接之後訊號傳遞的品質。而且，由於接腳數量能被大幅度地減少，相對地第一控制模組10的連接線路也大幅的的減少，因此也可使得電路板線路布局的設計變得相對簡單，且降低線路上的訊號因相互耦合而造成雜訊的干擾的狀況。

在致能訊號組Seg為第一準位(高準位)且第二控制單元204提供電流命令組Cig時，第一控制單元104控制驅動模組102執行寫入程序Wr。寫入程序Wr係為第一控制單元104將電流命令組Cig的電流值寫入驅動模組102，使驅動模組102根據電流值產生驅動電流組Idg，以控制並調整LED燈模組200的亮度。其中，LED燈模組200內的複數個LED燈的亮度可根據驅動電流組Idg的驅動電流而各別被調整。在致能訊號組Seg為第一準位(高準位)且第二控制單元204提供邏輯訊號組Slg時，第一控制單元104控制驅動模組102執行清除程序Cl。清除程序Cl係為第一控制單元104控制驅動模組102根據該邏輯訊號組Slg清除電流值。由於驅動模組102內先前被寫入的電流值在此刻被清除，使得LED燈模組200不發光。其中，LED燈模組200內的複數個LED燈可各別的被控制不發光。意即，需要控制某個LED燈不發光僅需要對應地清除屬於某個LED燈的電流值即可。

請參閱圖2A為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組第一實施例方塊圖，復配合參閱圖1。以一個第二控制單元204控制四組LED燈單元200-1~200-4，且每個LED燈單元200-1~200-4內包括三原色LED燈為例(意即，每個LED燈單元200-1~200-4內包括紅光LED燈、藍光LED燈及綠光LED燈)。第一控制單元104包括四個控制器104-1~104-4，且驅動模組102包括四個驅動單元102-1~102-4。驅動單元102-1~102-4對應地耦接控制器104-1~104-4與LED燈單元200-1~200-4，且第二控制單元204耦接每個控制器104-1~104-4與每個驅動單元102-1~102-4。其中，控制器104-1~104-4的數量、驅動單元102-1~102-4的數量及LED燈單元200-1~200-4的數量相同。

由於每個LED燈單元200-1~200-4內包括三原色LED燈，因此第二控制單元204所提供的電流命令組Cig即包括了控制紅光LED燈的電流命令、控制藍光LED燈的電流命令及控制綠光LED燈的電流命令。致能訊號組Seg包括第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2，且邏輯訊號組Slg包括選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc。由於邏輯訊號組Slg與電流命令組Cig共同使用第二控制單元204的同一組線路輸出，因此選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc即對應三個原色的電流命令。意即，選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc的總數即為三個，邏輯訊號組Slg包括了二個邏輯訊號，且通過”0”、”1”的變化可構成4種不同的態樣(00、01、11、10)。每個態樣對應了其中一個控制器104-1~104-4，因此通過選擇訊號組Ssg的態樣變化，即可選擇控制某一組控制器104-1~104-4。以控制器104-1被選擇到為例，若此時的第二控制單元204提供電流命令組Cig時，則控制器104-1執行寫入程序Wr。若此時的第二控制單元204提供邏輯訊號組Slg時，則控制器104-1執行清除程序Cl。

具體而言，第一致能訊號與第二致能訊號主要是決定執行何種程序，在第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2皆為第一準位(高準位)時，控制器104-1~104-4執行寫入程序Wr或清除程序Cl。當第一致能訊號Se1為第二準位(低準位)且第二致能訊號Se2為第一準位時，控制器104-1~104~4執行預清除程序，且當第一致能訊號Se1為第一準位且第二致能訊號Se2為第二準位時，控制器104-1~104~4執行選擇程序。在控制器104-1~104~4執行清除程序Cl之前，須執行預清除程序與選擇程序。選擇程序即為由上述4種不同的態樣(例如但不限於”00”)而決定選擇控制器104-1執行清除程序Cl。預清除程序係預先記憶須清除的電流值，以在執行清除程序Cl時，能夠準確且快速地清除電流值。

以圖2A的控制器104-1執行預清除程序為例，LED燈單元200-1內包括三原色LED燈，且三原色LED燈的數量等於選擇訊號組Ssg加上清除訊號Sc的數量。假設清除訊號Sc與控制藍光LED燈的電流命令為同一條線路，其中之一選擇訊號與控制紅光LED燈的電流命令為同一條線路，另一選擇訊號與控制綠光LED燈的電流命令為同一條線路，且假設同時清除三原色LED燈的電流值(意即紅、綠、藍光均清除)。在執行預清除程序時，第一致能訊號Se1為第二準位，第二致能訊號Se2為第一準位，且第一準位的第二致能訊號Se2分為三組預清除時段。三組預清除時段分別對應三原色LED燈的紅、綠、藍光，且在藍光預清除時段時，清除訊號Sc為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應藍光LED燈的電流值需清除。在綠光預清除時段時，另一選擇訊號為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應綠光LED燈的電流值需清除。在紅光預清除時段時，其中之一選擇訊號為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應紅光LED燈的電流值需清除。

然後，控制器104-1~104-4記憶完成後，進入選擇程序。此時，第一致能訊號Se1為第一準位且第二致能訊號Se2為第二準位。由於選擇控制器104-1執行清除程序Cl，因此選擇訊號組Ssg即產生”00”的訊號，代表選擇控制器104-1執行紅、綠、藍光的電流值均清除的動作。最後，第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2皆為第一準位，且選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc也皆為第一準位，以完成清除程序Cl而將行紅、綠、藍光的電流值清除，使得紅、綠、藍光的LED燈皆不發光。值得一提，於本發明之一實施例中，第一準位代表高準位，且第二準位代表低準位，但不以此為限。換言之，本發明之控制方式可以為反向低準位觸發控制，其低準位觸發控制的電路可由本發明各實施例之電路推知，在此不再加以贅述。

請參閱圖2B為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組第二實施例方塊圖，復配合參閱圖1~2A。控制模組100’以一個第二控制單元204’控制兩組LED燈單元200-1’~200-2’，且每個LED燈單元200-1’~200-2’內包括單色LED燈為例(意即，每個LED燈單元200-1’~200-2’內可包括白LED燈或藍光LED燈等)。第一控制模組10’的第一控制單元104’包括二個控制器104-1’~104-2’，且驅動模組102’包括二個驅動單元102-1’~102-2’。其數量及耦接方式同於圖2A，在此不再加以贅述。

由於每個LED燈單元200-1’~200-2’內包括單色LED燈，因此第二控制單元204’所提供的電流命令組Cig’即包括了分別控制二組LED燈單元200-1’~200-2’的第一電流命令Ci1與第二電流命令Ci2。致能訊號組Seg包括第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2，且邏輯訊號組Slg’包括選擇訊號組Ssg’與清除訊號Sc。由於邏輯訊號組Slg’與電流命令組Cig’共同使用第二控 制單元204’同一組線路輸出，因此選擇訊號組Ssg’與清除訊號Sc即對應第一電流命令Ci1與第二電流命令Ci2。意即，選擇訊號組Ssg’與清除訊號Sc的總數即為二個，邏輯訊號組Slg’包括了一個邏輯訊號，且通過”0”、”1”的變化可構成2種不同的態樣(0、1)。每個態樣對應了其中一個控制器104-1’~104-2’，因此通過選擇訊號組Ssg’的態樣變化，即可選擇控制某一組控制器104-1’~104-2’。以控制器104-1’被選擇到為例，若此時的第二控制單元204’提供第一電流命令Ci1時，則控制器104-1’執行寫入程序Wr。若此時的第二控制單元204’提供邏輯訊號組Slg’時，則控制器104-1’執行清除程序Cl。值得一提，於本發明之一實施例中，圖2B實施例的預清除程序、選擇程序及清楚程序的細部內容與控制方式相似於圖2A，在此不再加以贅述。

請參閱圖3A為本發明控制器細部邏輯方塊圖、圖3B為本發明控制器耦接驅動單元的細部方塊圖，復配合參閱圖1~2B，且反覆參閱圖3A、3B。本實施例係應用於圖2A第一實施例的控制模組100中，第一控制單元104包括四個控制器104-1~104-4為例。而且，為了能夠清楚地表地訊號的來源，清除訊號Sc由於與控制藍光LED燈的電流命令為同一條線路，因此清除訊號Sc與控制藍光LED燈的電流命令皆以符號IB代替。其中之一選擇訊號由於與控制紅光LED燈的電流命令為同一條線路，因此其中之一選擇訊號與控制紅光LED燈的電流命令皆以符號IR代替。另一選擇訊號由於與控制綠光LED燈的電流命令為同一條線路，因此另一選擇訊號與控制綠光LED燈的電流命令皆以符號IG代替。

值得一提，於本發明之一實施例中，並不限定控制藍光LED燈的電流命令必須對應清除訊號Sc，控制紅光LED燈與綠光LED燈的電流命令必 須對應選擇訊號IR或IG，其可以依實際需求而相互替換。例如但不限於，控制藍光LED燈與綠光LED燈的電流命令可以對應選擇訊號IR與IG，且控制紅光LED燈的電流命令可以對應清除訊號Sc。

每個控制器104-1~104-4皆包括邏輯電路LG，邏輯電路LG接收第一致能訊號Se1、第二致能訊號Se2、選擇訊號組Ssg(即選擇訊號IR與IG)及清除訊號IB。其中，由於每個控制器104-1~104-4內部的邏輯電路LG大致上相同，因此圖3A僅出示控制器104-1內部的邏輯電路LG，其餘的控制器104-2~104-4與控制器104-1大致上相同。

選擇訊號IR與IG及清除訊號IB分別經過反向閘反向後提供反向選擇訊號IRB與IGB及反向清除訊號IBB。第二致能訊號Se2分別與選擇訊號IR與IG及清除訊號IB經過D型正反器後，提供上緣觸發的清除邏輯訊號CR、CG、CB。第一致能訊號Se1與清除訊號IB經過D型正反器後，提供上緣觸發的清除命令SR與反向清除命令SRB。選擇訊號IR與IG與反向選擇訊號IRB與IGB可構成4種不同的態樣的訊號，在控制器104-1係使用反向選擇訊號IRB與IGB經過及閘與第一致能訊號Se1產生上緣觸發的選擇命令CS。值得一提，控制器104-2~104-4的選擇命令由圖3A所示的訊號IRB、IGB所推知(IRB、IG；IR、IGB；IR、IG)，在此不再加以贅述。

第一致能訊號Se1、第二致能訊號Se2、反向清除命令SRB與選擇命令CS經過及閘提供第三致能訊號Se3至驅動單元102-1，因此在第一致能訊號Se1、第二致能訊號Se2、反向清除命令SRB與選擇命令CS皆為”1”的時候，第三致能訊號Se3即為第一準位(高準位)。在驅動單元102-1收到第一準位的致能訊號Se3時，驅動單元102-1即執行寫入程序Wr而調整驅動電流組Idg 中的驅動電流Id1~1d4。清除邏輯訊號CR、CG、CB分別與第一致能訊號Se1、第二致能訊號Se2、清除命令SR與選擇命令CS經過及閘提供釋能訊號組ENCR、ENCG、ENCB至驅動單元102-1。因此在第一致能訊號Se1、第二致能訊號Se2、清除命令SR與選擇命令CS皆為”1”的時候，清除邏輯訊號CR、CG、CB若為”1”，則所對應的釋能訊號組ENCR、ENCG、ENCB即為第一準位。在驅動單元102-1收到第一準位的釋能訊號組ENCR、ENCG、ENCB時，驅動單元102-1即執行清除程序Cl而不提供驅動電流Id1~Id4。

值得一提，於本發明之一實施例中，應用於圖2B第二實施例的控制模組100’的邏輯電路相似於圖3A、3B的邏輯電路，其可通過圖3A、3B的邏輯電路LG而推知，在此不再加以贅述。此外，於本發明之一實施例中，邏輯電路LG並不以圖3A、3B為限，舉凡可實現圖3A、3B控制方式的邏輯電路、控制硬體電路或軟體程式，皆應包含在本實施例之範疇當中。

請參閱圖4A為本發明驅動單元的電路方塊圖，復配合參閱圖2~3B。本實施例係以圖2A每個LED燈單元200-1~200-4包括三原色LED燈的實施例，且以第一組的控制器104-1、驅動單元102-1及LED燈單元200-1做為示意性的範例。每個驅動單元102-1~102-4包括三個電流調整電路102A~102C(僅以1個示意)，且每個電流調整電路102A~102C包括電流調整單元1022、第一開關單元1024、第一儲能單元1026及路徑開關單元1028。電流調整單元1022耦接第二控制單元204與LED燈單元200-1中的其中之一LED燈(紅光LED燈200A、藍光LED燈或綠光LED燈，本實施例中以耦接紅光LED燈200A為例)，且接收電流命令組Cig的其中之一電流命令(以接收紅光LED燈200A的電流命令IR為例)。第一開關單元1024耦接電流調整單元1022，且接收由控制器104-1提供的 第三致能訊號Se3。第一儲能單元1026耦接第一開關單元1024與電流調整單元1022，且在第一開關單元1024導通時，第一儲能單元1026儲存驅動電壓Vd。路徑開關單元1028耦接第二控制單元204與電流調整單元1022之間，且接收第三致能訊號Se3。進一步而言，路徑開關單元1028的作用在於，當所屬路徑開關單元1028的電流調整電路102A~102C不需要寫入電流命令IR時，必須要關斷路徑開關單元1028，以避免電流命令IR被持續消耗而導致其他正在寫入電流命令IR的電流調整電路102A~102C因電流被分流的情況，而導致寫入的電流命令為錯誤的電流值，以解決同時驅動而亮度不夠的問題。

第三致能訊號Se3由第一準位(例如但不限於，較低的訊號準位)轉換為第二準位(例如但不限於，較高的訊號準位)時，路徑開關單元1028與第一開關單元1024導通。電流命令IR通過路徑開關單元1028流至電流調整單元1022，且第一儲能單元1026通過第一開關單元1024的導通而儲存驅動電流調整單元1022的驅動電壓Vd。其中，驅動電壓Vd的獲得可由電流命令IR的電流通過第一開關單元1024流至第一儲能單元1026而獲得，或經電流調整單元1022轉換或分壓後的某個節點的電壓通過第一開關單元1024對第一儲能單元1026充電而獲得，或者由外部電壓通過第一開關單元1024對第一儲能單元1026充電而獲得。此時，被驅動電壓Vd驅動的電流調整單元1022根據電流命令IR而產生紅光驅動電流Ida(驅動電流Id1包括驅動紅光LED燈200A、藍光LED燈及綠光LED燈的驅動電流，在此以紅光驅動電流Ida示意)。紅光驅動電流Ida流過紅光LED燈200A而使紅光LED燈200A發亮。紅光驅動電流Ida的大小控制紅光LED燈200A的亮度。當紅光驅動電流Ida較大時，紅光LED燈200A的亮度較 亮，且當紅光驅動電流Ida較小時，紅光LED燈200A的亮度較暗(藍光LED燈與綠光LED燈的控制方式亦是如此)。

第三致能訊號Se3由第二準位(例如但不限於，較高的訊號準位)轉換為第一準位(例如但不限於，較低的訊號準位)時，路徑開關單元1028與第一開關單元1024關斷。此時，電流命令IR無法通過路徑開關單元1028流至電流調整單元1022，且第一儲能單元1026無法再通過第一開關單元1024獲得能量，使得第一儲能單元1026提供剩餘的驅動電壓Vd驅動電流調整單元1022。在路徑開關單元1028與第一開關單元1024關斷時，由於第一儲能單元1026尚有儲存的驅動電壓Vd，因此儲存的驅動電壓Vd仍然可驅動電流調整單元1022，使得電流調整單元1022仍然在運作。因此，雖路徑開關單元1028與第一開關單元1024關斷，但電流調整單元1022仍然會維持在路徑開關單元1028與第一開關1024關斷前的電流值，以維持紅光LED燈200A的亮度。

值得一提，在第一開關單元1024關斷時，驅動電壓Vd會逐漸的消耗。當驅動電壓Vd消耗到無法驅動電流調整單元1022時，電流調整單元1022無法再控制紅光LED燈200A的亮度。因此，雖然本發明的控制模組100主要是應用於利用掃頻(分時多工)技術的顯示器A上，但第三致能訊號Se3的頻率需要受限於驅動電壓Vd消耗的速度(以人類肉眼對畫面的辨識度而決定，若肉眼難以辨識其亮度的差異，則可不再此限)。意即，在第一開關單元1024關斷之後，且驅動電壓Vd消耗至無法驅動電流調整單元1022前，第三致能訊號Se3由第一準位轉換為第二準位為最佳的實施方式，其可避免無法控制LED燈單元200-1~200-4的狀況。

復參閱圖4A，每個電流調整電路102A~102C更包括釋能開關Qr，且釋能開關Qr耦接第一儲能單元1026與接地端之間。釋能開關Qr的控制端耦接控制器104-1，且接收由控制器104-1所提供的釋能訊號ENCR。當釋能訊號ENCR控制釋能開關Qr導通時，驅動電壓Vd通過釋能開關Qr釋放至接地端，使得第一儲能單元1026未有能量而無法驅動電流調整單元1022。具體而言，當例如但不限於，紅光LED燈200A不需要發光或不需要混色時(例如但不限於，LED燈單元200-1的調色僅需用到藍光LED燈與綠光LED燈調色即可)，控制器104-1提供釋能訊號ENCR導通紅光LED燈200A的電流調整電路102A~102C的釋能開關Qr，使電流調整電路102A~102C的電流調整單元1022無法被驅動。藉此，即可使紅光LED燈200A不發光。

請參閱圖4B為本發明電流調整電路的細部電路圖，復配合參閱圖2~4A。以圖4A為例，每個電流調整電路102A~102C(以其中一個電流調整電路102A~102C示意)中的電流調整單元1022包括第一電晶體Q1與第二電晶體Q2，且第一電晶體Q1與第二電晶體Q2皆包括輸入端X、輸出端Y及控制端Z。路徑開關單元1028的輸入端X耦接第二控制單元204與第一開關單元1024的輸入端X，且路徑開關單元1028的控制端Z耦接第一開關單元1024的控制端Z。第一電晶體Q1的輸入端X耦接路徑開關單元1028的輸出端Y，第一電晶體Q1的輸出端Y耦接接地端，且第一電晶體Q1的控制端Z耦接第一開關單元1024的輸出端Y與第一儲能單元1026的一端。第二電晶體Q2的輸入端X耦接紅光LED燈200A的一端，且紅光LED燈200A的另一端耦接工作電壓Vdd。第二電晶體Q2的輸出端Y耦接接地端，且第二電晶體Q2的控制端Z耦接第一電 晶體Q1的控制端Z。釋能開關Qr耦接第一儲能單元1026的一端、第一電晶體Q1的控制端Z及第二電晶體Q2的控制端Z。

當第三致能訊號Se3由第一準位(例如但不限於，較低的訊號準位)轉換為第二準位(例如但不限於，較高的訊號準位)而使得路徑開關單元1028與第一開關單元1024導通時，電流命令IR通過路徑開關單元1028流至第一電晶體Q1，且電流命令IR通過第一開關單元1024對第一儲能單元1026充電，使第一儲能單元1026儲存驅動電壓Vd。當驅動電壓Vd的電壓值上升至足以導通第一電晶體Q1與第二電晶體Q2時，驅動電壓Vd導通第一電晶體Q1與第二電晶體Q2而驅動電流調整單元1022。此時，第一電晶體Q1的導通而使得第一電晶體Q1的輸入端X至輸出端Y產生電流路徑，使得電流命令IR由第一電晶體Q1的輸入端X流至輸出端Y。由於本發明之一實施例中，電流調整單元1022係使用電流鏡的電路，因此會由工作電壓Vdd至第二電晶體Q2的輸入端X、輸出端Y鏡像地產生對應電流命令IR的紅光驅動電流Ida。紅光驅動電流Ida流過紅光LED燈200A而發光，且紅光驅動電流Ida的大小控制紅光LED燈200A的亮度。

當第三致能訊號Se3由第二準位(例如但不限於，較高的訊號準位)轉換為第一準位(例如但不限於，較低的訊號準位)而使得路徑開關單元1028與第一開關單元1024關斷時，電流命令IR無法通過路徑開關單元1028流至第一電晶體Q1，且電流命令IR不再對儲能單元1026充電，但若是釋能開關Qr未導通的情況，儲能單元1026儲存的驅動電壓Vd尚不會被洩放。此時，儲能單元1026仍然提供儲存的驅動電壓Vd導通第二電晶體Q2。因此，電流調整單元1022仍然能夠通過工作電壓Vdd與驅動電壓Vd產生紅光驅動電流Ida流過紅光LED燈200A，以維持紅光LED燈200A的亮度。

當釋能開關Qr導通時，儲能單元1026剩餘的驅動電壓Vd會由釋能開關Qr的輸入端X、輸出端Y的路徑洩放至接地端，使得電流調整單元1022不被驅動，且紅光LED燈200A不發光。藉此，可以通過電流命令IR對儲能單元1026充電而產生驅動電壓Vd之後即關斷第一開關單元1024的寫入程序Wr，即可在不用提供第一準位的第三致能訊號Se3的情況下，仍可控制紅光LED燈200A發光之功效。以及，可以通過釋能開關Qr的導通而提供驅動電壓Vd洩放至接地端的類似清除的方式，即可在紅光LED燈200A不需要發光時，停止驅動電流調整單元1022之功效。值得一提，於本發明之一實施例中，並不限定電流調整單元1022僅能以電流鏡的結構實施。換言之，只要可根據電流命令組Cig的電流命令而對應的產生驅動電流之電流調整單元1022皆應包含在本實施例之範疇當中。

請參閱圖5A為本發明第二控制單元細部邏輯方塊圖、圖5B為本發明第二控制單元真值表示意圖，復配合參閱圖1~3。本實施例係應用於圖2A第一實施例的控制模組100中，每個LED燈單元200-1~200-4包括三原色LED燈為例。第二控制單元204包括三個緩衝閘D1~D3、三個開關單元S1、S2、S3及三個電流源Ir、Ig、Ib，每個緩衝閘D1~D3包括輸入端X、輸出端Y及控制端Z。緩衝閘D1~D3的輸入端X分別接收準位訊號VIR、VIG、VIB，且控制端分別接收啟用訊號ENR、ENG、ENB。三個開關單元S1、S2、S3的一端分別對應地耦接三個緩衝閘D1~D3的輸出端Y與第一控制模組10，且另一端分別對應地耦接三個電流源Ir、Ig、Ib。

復配合參閱圖5B，在啟用訊號ENR、ENG、ENB為第二準位且開關單元S1、S2、S3導通時，電流源Ir、Ig、Ib耦接第一控制模組10。此時，第 二控制單元204根據電流源Ir、Ig、Ib而提供電流命令組Cig至第一控制模組10的驅動模組102，意即電流源Ir、Ig、Ib的大小即為控制LED燈模組200亮度的電流命令組Cig。在啟用訊號ENR、ENG、ENB為第一準位且開關單元S1、S2、S3關斷時，電流源Ir、Ig、Ib與第一控制模組10之間為斷路，訊號的提供即由緩衝閘D1~D3所決定。此時，若準位訊號VIR、VIG、VIB為第一準位時，則緩衝閘D1~D3提供第一準位的訊號至第一控制模組10的第一控制單元104，若準位訊號VIR、VIG、VIB為第二準位時，則緩衝閘D1~D3提供第二準位的訊號至第一控制模組10的第一控制單元104。意即，緩衝閘D1~D3所提供的訊號即為邏輯訊號組Slg。除此之外，第二控制單元204也同時另外地提供第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2至第一控制單元104。

值得一提，開關單元S1、S2、S3的導通或關斷為同時導通或同時關斷，以在同一個時段提供相同種類的訊號源(電流命令組Cig或邏輯訊號組Slg)。此外，若應用於圖2B第二實施例的控制模組100’中，每個LED燈單元200-1’~200-2’包括單色LED燈為例，則第二控制單元204僅包括二個緩衝閘、二個開關單元及二個電流源。二個電流源係分別提供至二個驅動單元102-1’~102-2’，以分別調整二個LED燈單元200-1’~200-2’中，單色LED燈的亮度。其應用於圖2B第二實施例的第二控制單元的電路結構相似於圖5A，且真值表也可由圖5B推知，在此不再加以贅述。

請參閱圖6為本發明具有節省腳位的發光元件控制模組的時序控制波形圖，復配合參閱圖1~5B，且反覆參閱圖2A、3、4A、4B、5。在時間t0~t2時，提供選擇程序Sl，選擇訊號組Ssg提供”00”的訊號而選擇了第一個控制器104-1。然後，在時間t1時，第一致能訊號Se1為第一準位，使得第二控制單元 204在時間t2時提供三原色的電流命令組Cig(IR、IG、IB，清除訊號Sc與控制藍光LED燈的電流命令皆以符號IB代替、其中之一選擇訊號與控制紅光LED燈的電流命令皆以符號IR代替、另一選擇訊號與控制綠光LED燈的電流命令皆以符號IG代替)，其三原色的電流命令組Cig的波形高度即為欲寫入的電流值大小。在時間t3時，第二致能訊號Se2為第一準位，使得被選擇的控制器104-1開始執行寫入程序Wr，以將電流命令組Cig的電流值寫入驅動單元102-1。至時間t4時，被選擇的控制器104-1已完成寫入程序Wr的動作，而將第二致能訊號Se2轉換為第二準位。然後，在時間t5時，第一致能訊號Se1轉換為第二準位，且開關單元S1、S2、S3被關斷而不提供電流命令組Cig，以完成電流值寫入驅動單元102-1的動作。

在時間t6時，第二致能訊號Se2轉換為第一準位，使控制器104-1~104-4執行預清除程序Clp。在時段T1，控制器104-1~104-4執行藍光LED燈的電流值預清除程序Clp。此時清除訊號Sc(其與藍光LED的電流命令IB為同一條線路)為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應藍光LED燈的電流值需清除。在時段T2，控制器104-1~104-4執行綠光LED燈的電流值預清除程序Clp。此時另一選擇訊號為第一準位(其與綠光LED的電流命令IG為同一條線路)為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應綠光LED燈的電流值需清除。同理，在時段T3，控制器104-1~104-4執行紅光LED燈的電流值預清除程序Clp。此時其中之一選擇訊號為第一準位(其與紅光LED的電流命令IR為同一條線路)為第一準位，使控制器104-1~104-4記憶對應紅光LED燈的電流值需清除。在時間t7時，第二致能訊號Se2轉換為第二準位，以完成預清除程序Clp。

在時間t7~t9時，再次提供選擇程序Sl，選擇訊號組Ssg產生”00”的訊號，且在時間t8時，第一致能訊號Se1轉換為第一準位，使得控制器104-1被選擇為預備執行清除程序Cl。在時間t9時，選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc同時為第一準位，以鎖定對應紅光、綠光、藍光LED燈的電流值需被清除。最後在時間t10~t11時，第二致能訊號Se2轉換為第一準位，以執行清除程序Cl而將驅動單元102-1先前所儲存的電流值被清除。在時間t11之後，控制器104-2~104-4分別執行寫入程序Wr至清除程序Cl，其波形與控制器104-1相似，差異僅在於選擇訊號組Ssg的波形分別顯示為”01”、”10”、”11”的差異，在此不再加以贅述。值得一提，於本發明之一實施例中，圖2B實施例的電路所產生的時序控制波形圖，可通過圖2B反覆參閱圖2A、3、4A、4B、5而推知，在此不再加以贅述。此外，於本發明之一實施例中，由於IR、IG、IB的”電流值”與”訊號”事實上為不同種類，因此利用IR、IG、IB的波形高度的差異來明確劃分其為”電流值”或是”訊號”。在波形為第一準位，但高度較低的代表為”電流值”，且在波形為第一準位，但高度較高的代表為”訊號”。

請參閱圖7A為本發明第一控制模組第一實施例的封裝結構示意圖、圖7B為本發明第一控制模組第二實施例的封裝結構示意圖。圖7A係對應本案圖2A實施例之封裝結構，由於邏輯訊號組Slg與電流命令組Cig共同使用第二控制單元204的同一組線路輸出，使得選擇訊號組Ssg與清除訊號Sc即對應三個原色的電流命令。因此第一控制模組10的其中三個接腳即為R、G、B，其可接收電流命令組Cig或邏輯訊號組Slg。致能訊號組Seg包括第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2，因此第一控制模組10的其中二個接腳即為ENX與ENY，其分別接收了第一致能訊號Se1與第二致能訊號Se2。第一控制模組10的 電源接腳Vcc1、Vcc2可以為單個或是二個，其原因為紅色LED的驅動電壓可以為2V，但藍色LED和綠色LED的驅動電壓通常是高於3.8V。因此電源接腳Vcc1、Vcc2可使用2個不同的電壓值分別驅動不同色的LED燈，以達到節省第一控制模組10功率消耗的功效。但若是不考慮功耗的狀況，則也可使用單一個電源接腳實施。最後，第一控制模組10包括接地的接地接腳GND。因此，在圖7A所示，第一控制模組10最多僅需8支接腳即可滿足圖2A所描述的功能。

圖7B係對應本案圖2B實施例之封裝結構，由於控制模組100’以一個第二控制單元204’控制兩組LED燈單元200-1’~200-2’，且邏輯訊號組Slg’與電流命令組Cig’共同使用第二控制單元204’同一組線路輸出，使得選擇訊號組Ssg’與清除訊號Sc即對應第一電流命令Ci1與第二電流命令Ci2。因此第一控制模組10’的其中二個接腳即為IN0、IN1，其可接收電流命令組Cig’或邏輯訊號組Slg’。由於第一控制模組10’僅驅動單色LED燈，因此第一控制模組10’僅需使用單組電源接腳Vcc即可。值得一提，於本發明之一實施例中，其餘未描述的接腳功能皆與圖7A相同，在此不再加以贅述。此外，本實施例係闡述了單個第一控制模組10’控制兩組LED燈單元200-1’~200-2’的狀況而使封裝結構需包括6支接腳，但若是第一控制模組僅需控制單個LED燈單元時，則封裝結構可省去IN1的接腳。意即在此狀況下，第一控制模組僅需包括5支接腳即可滿足上述所描述的功能。

請參閱圖8為本發明利用發光元件控制模組構成顯示器的電路方塊圖，復配合參閱圖1~6B。顯示器A包括發光矩陣2、第一控制模組10及第二控制模組20。發光矩陣2包括複數排或複數列的LED燈模組200，且每一排或每一列的LED燈模組200對應耦接第一控制模組10。第二控制模組20包括複 數個第二控制單元204，且第二控制單元204耦接一排或一列的第一控制模組10。顯示器A通過第一控制模組10與第二控制模組20的驅動及控制，使第一控制模組10提供驅動電流組Idg控制LED燈模組200內的LED燈發光。其中，第二控制模組20以分時多工的方式控制第二控制單元204依序提供控制訊號組Scg至第一控制模組10，以依序驅動一排或一列的第一控制模組10，進而控制一排或一列的LED燈模組200發光。值得一提，於本發明之一實施例中，第二控制模組20所提供的第一致能訊號Se1可以為同一訊號源控制所有的第一控制模組10，僅有第二致能訊號Sc20~Sc2n使用分時多工的方式，依序提供至一排或一列的第一控制模組10。此外，如圖8所示為使用圖2A實施例的電路所構成的顯示器A，若以圖2B實施例的電路構成顯示器A，則相似於本案圖8，其可通過圖2A、2B及圖8的描述推知，在此不再加以贅述。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

100:控制模組

10:第一控制模組

102:驅動模組

104:第一控制單元

204:第二控制單元

200:LED燈模組

Idg:驅動電流組

Cig:電流命令組

Scg:控制訊號組

Seg:致能訊號組

Slg:邏輯訊號組

Wr:寫入程序

Cl:清除程序

Claims (10)

1. 一種具有節省腳位的發光元件控制模組，控制一LED燈模組發光，該發光元件控制模組包括：一第一控制模組，包括：一驅動模組，耦接該LED燈模組；及一第一控制單元，耦接該驅動模組；及一第二控制單元，耦接該第一控制單元與該驅動模組，且提供一控制訊號組至該第一控制單元，以及提供一電流命令組至該驅動模組；其中，該控制訊號組包括一致能訊號組與一邏輯訊號組，該第二控制單元選擇性地提供該電流命令組至該驅動模組，或提供該邏輯訊號組至該第一控制單元；在該致能訊號組為第一準位且該第二控制單元提供該電流命令組時，該第一控制單元控制該驅動模組執行一寫入程序而將該電流命令組的一電流值寫入該驅動模組，使該驅動模組根據該電流值調整該LED燈模組的亮度；在該致能訊號組為第一準位且該第二控制單元提供該邏輯訊號組時，該第一控制單元控制該驅動模組執行一清除程序而控制該驅動模組根據該邏輯訊號組清除該電流值。
2. 如請求項1所述之發光元件控制模組，其中該第一控制單元包括複數個控制器，該驅動模組包括複數個驅動單元，且該LED燈模組包括複數個LED燈單元，該些控制器的數量、該些驅動單元的數量及該些LED燈單元的數量相同，且該些驅動單元對應的耦接該些控制器與該些LED燈單元。
3. 如請求項2所述之發光元件控制模組，其中該致能訊號組包括一第一致能訊號與一第二致能訊號，且該邏輯訊號組包括一選擇訊號組與一清 除訊號；該選擇訊號組選擇對應的控制器，使被選擇的控制器根據該電流命令組執行該寫入程序，或根據該清除訊號執行該清除程序。
4. 如請求項3所述之發光元件控制模組，其中每個LED燈單元包括至少一LED燈，且至少一LED燈的數量對應該選擇訊號組加上該清除訊號的數量；在該第一致能訊號為第二準位且該第二致能訊號為第一準位時，該第一控制單元執行一預清除程序而根據該選擇訊號組為第一準位時，記憶該選擇訊號組所對應的LED燈，且根據該清除訊號為第一準位時，記憶該清除訊號所對應的LED燈。
5. 如請求項4所述之發光元件控制模組，其中該第一控制單元執行該清除程序時，被選擇的控制器根據該預清除程序所記憶為第一準位的該選擇訊號組或該清除訊號而控制對應耦接的該驅動單元清除該電流值。
6. 如請求項5所述之發光元件控制模組，其中每個控制器包括：一邏輯電路，接收該第一致能訊號、該第二致能訊號、該選擇訊號組及該清除訊號；其中，該第一致能訊號與該第二致能訊號為第一準位，且該清除訊號為第二準位時，被該選擇訊號組選擇的控制器提供一第三致能訊號至對應耦接的驅動單元，使應耦接的驅動單元執行該寫入程序；該第一致能訊號、該第二致能訊號及該清除訊號為第一準位時，被該選擇訊號組選擇的控制器根據該預清除程序所記憶為第一準位的該選擇訊號組或該清除訊號而對應的提供一釋能訊號組至對應耦接的驅動單元，使對應耦接的驅動單元執行該清除程序。
7. 如請求項1所述之發光元件控制模組，其中該第二控制單元包括： 至少二緩衝閘，每個緩衝閘包括一輸入端、一輸出端及一控制端，該輸入端接收一準位訊號，且該控制端接收一啟用訊號；至少二開關單元，對應的耦接該至少二緩衝閘的該輸出端與第一控制模組；及至少二電流源對應的耦接該至少二開關單元；其中，在該啟用訊號為第二準位且該至少二開關單元導通時，該第二控制單元根據該至少二電流源而提供該電流命令組至該驅動模組；在該啟用訊號為第一準位且該至少二開關單元關斷時，該第二控制單元根據該準位訊號為第一準位或第二準位而提供第一準位的該邏輯訊號組或第二準位的該邏輯訊號組至該第一控制單元。
8. 如請求項2所述之發光元件控制模組，其中每個LED燈單元包括三原色LED燈，該第一控制模組為八支接腳，且至少包括接收電流命令組或邏輯訊號組的三支接腳、接收致能訊號組的二支接腳、接地接腳及電源接腳。
9. 如請求項2所述之發光元件控制模組，其中每個LED燈單元包括單色LED燈，該第一控制模組為六支接腳，且至少包括接收電流命令組或邏輯訊號組的二支接腳、接收致能訊號組的二支接腳、接地接腳及電源接腳。
10. 一種顯示器，包括：一發光矩陣，包括複數排或複數列LED燈模組，且每一排或每一列的LED燈模組對應耦接複數個如請求項1~9所述之第一控制模組；及一第二控制模組，耦接該發光矩陣，且包括複數個如請求項1~9所述之第二控制單元； 其中，該第二控制模組以一分時多工的方式控制該些第二控制單元依序驅動一排或一列的第一控制模組，以控制一排或一列的LED燈模組發光。

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