平板顯示裝置和應用於其中的發光模塊及其集成電路的製作方法

2023-07-05 20:43:31 2

專利名稱：平板顯示裝置和應用於其中的發光模塊及其集成電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種平板顯示器、應用於平板顯示器的發光模塊、與應用於發光模塊中的集成電路，特別是指一種簡化發光模塊繞線的平板顯示器、應用於平板顯示器的發光模塊、與應用於發光模塊中的集成電路。
背景技術：
傳統平板顯示器如圖1所示，包含平板顯示模塊10，用以顯示畫面；電源供應電路 20，根據回授訊號，將輸入電壓Vin，轉換為輸出電壓Vout ；以及多個發光元件串32，用以照亮平板顯示模塊10。其中，每一發光元件串32包含多個串聯的發光元件，且每一發光元件串32的一端耦接於輸出電壓Vout，以供應電源予多個發光元件；另一端分別與電源供應電路20耦接，以調整發光元件串32的電流，並產生回授訊號。在某些應用中發光元件的亮度可調整，此情況下電源供應電路20另外接收調光訊號Dim，並根據調光訊號Dim，調整發光元件串32的亮度。電源供應電路20可以如圖2所示，包括電壓轉換電路21，其接收誤差放大電路輸出的回授控制訊號Vc，將輸入電壓Vin，轉換為輸出電壓Vout ；誤差放大電路23，接收最低電壓Vmin，與參考電壓Vrefl比較，並根據比較結果，輸出回授控制訊號Vc ；最低電壓選擇電路25，其接收N個電流感測訊號CS1、CS2、CS3至CSN，並根據此N個電流感測訊號CS1、 CS2、CS3至CSN，產生最低電壓Vmin ；以及N個電流源27，分別耦接至第1到第N個不同的發光元件串32，Li、L2、L3至LN，以控制各發光元件串32，Li、L2、L3至LN的電流。電源供應電路20亦可以如圖3所示，其相對於圖2的差異在於將電流源27中的電晶體與電阻設置於晶片22之外。但其操作原理與方式，與圖2所示的控制電路並無不同。 此外，晶片22針對每一電流源27皆需要三個接點，也就是如圖所示的電壓訊號接點LED1、 LED2至LEDn，控制訊號接點feitel、Gate2至feiten，與電流感測訊號接點Sensel、Sense2 至 Sensen0以上所述的傳統平板顯示器，無論是將電流源27設置於晶片內或晶片外，每一發光元件串32都需要分別電連接至電源供應電路20，當平板顯示器的尺寸越大，所需要的發光元件串32越多，其所需要的電線數量與長度都需要增加，這也意味著複雜的繞線與空間需求。例如，如圖1所示，N個發光元件串32即需要安排N+1條繞線。另外，由較多發光元件所組成的發光元件串32需要較高的操作電壓，而導致電源供應電路20所需要的製造成本較高以及安全的顧慮也較多。此外，當平板顯示器的發光元件串32數量或單一發光元件串32中的發光元件數目改變時，電源供應電路20或/及電線的繞線與空間需求也需要跟著重新設計，使製造的成本增加。有鑑於此，本發明即針對上述現有技術的不足，提出一種能簡化繞線並解決以上問題的平板顯示器、應用於平板顯示器的發光模塊、與應用於發光模塊中的集成電路
發明內容
本發明目的之一在於克服現有技術的不足與缺陷，提出一種平板顯示器。本發明的另一目的在於，提出一種應用於平板顯示器的發光模塊。本發明的再一目的在於，提出一種應用於發光模塊中的集成電路。為達上述目的，就其中一個觀點言，本發明提供了一種平板顯示器，包含一平板顯示模塊，用以顯示畫面；一電源供應電路，根據一回授訊號，將一輸入電壓，轉換為一輸出電壓；多個發光模塊，用以照亮該平板顯示模塊，各發光模塊包含至少一發光元件串，每一發光元件串包含至少一個串聯的發光元件，且該發光元件串具有第一端及第二端，其中， 第一端耦接於該輸出電壓，以供應電源予該發光元件；及一區域電路，用以控制該發光元件串的電流，並產生一區域回授訊號，其中該區域電路具有第一接點，以供接收一電源；第二接點，以供與該發光元件串第二端耦接，以控制該發光元件串的電流；第三接點，以供產生該區域回授訊號；以及第四接點，以供接地，其中各發光模塊的區域回授訊號耦接至一第一節點，以在該節點處提供前述回授訊號，以及一共享繞線群組，包含傳送輸出電壓的共享繞線、傳送回授訊號的共享繞線、以及接地共享繞線，其中各發光模塊與上述各繞線電連接。上述區域電路可接收一調光訊號，以調整該發光元件串的電流。在其中一種實施型態中，區域電路可將所接收的調光訊號移相後輸出。在其中一種實施型態中，區域電路可輸出一區域錯誤訊號，表示發生異常狀況，其中各發光模塊的區域錯誤訊號耦接至一第二節點。在其中一種實施型態中，該區域電路更接收一序列資料，用以個別調整該區域電路的內部參數。就另一個觀點言，本發明提供了一種應用於平板顯示器的發光模塊，包含至少一發光元件串，每一發光元件串包含至少一個串聯的發光元件，且該發光元件串具有第一端及第二端，其中，第一端耦接於一輸出電壓，以供應電源予該發光元件；以及一區域電路，用以控制該發光元件串的電流，並產生一區域回授訊號，其中該區域電路具有第一接點，以供接收一電源；第二接點，以供與該發光元件串第二端耦接，以控制該發光元件串的電流；第三接點，以供產生該區域回授訊號；以及第四接點，以供接地。就另一個觀點言，本發明提供了一種應用於發光模塊中的集成電路，可供與至少一發光元件串連接，該集成電路包含一電流源，用以經由一接點控制該發光元件串的電流；以及一唯汲電電壓跟隨器(sink-only voltage follower)，根據該接點電壓，產生一區域回授訊號。在其中一種實施型態中，上述集成電路可更包含斷路偵測電路，將該接點電壓與第一參考電壓比較，以判斷是否發生斷路。在其中一種實施型態中，上述集成電路可更包含短路偵測電路，將該接點電壓與第二參考電壓比較，以判斷是否發生短路。在其中一種實施型態中，上述集成電路可更包含移相調光電路，其接收一調光訊號，並產生一移相後的調光訊號予以輸出。在其中一種實施型態中，上述集成電路可更包含序列總線解碼器或單線總線解碼器，以供接收一序列資料並予以解碼，用以調整該集成電路的內部參數。下面通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。


圖1顯示傳統平板顯示器的示意圖；圖2顯示傳統平板顯示器電源供應電路20的示意電路圖；圖3顯示另一種傳統平板顯示器電源供應電路20的示意電路圖；圖4顯示本發明的第一個實施例；圖5顯示第一個實施例中，電源供應電路40與多個發光模塊52的電路示意圖；圖6A、6B顯示區域電路56的較具體的實施例；圖6C顯示唯汲電電壓跟隨器561的較具體的實施例；圖6D、6E顯示電流源CSL的較具體的實施例；圖7顯示本發明的另一個實施例；圖8顯示圖7實施例中，電源供應電路40與多個發光模塊52的電路示意圖；圖9舉例示出在圖8中，調光訊號Dim與其它調光訊號Dimol、Dimo2、與Dimo3的訊號波形圖；圖10顯示圖7實施例中，區域電路56的較具體的實施例；圖11顯示移相調光電路567例如可包含延遲鎖相迴路5671 ；圖12顯示移相調光電路567例如可包含脈寬鏡5673 ；圖13A顯示圖12脈寬鏡5673電路的更具體實施方式
；圖13B標出圖13A中各點的訊號波形；圖14顯示一種調光訊號Dim與調光訊號Dimo的訊號波形；圖15顯示移相調光電路567的實施例；圖16顯示另一種移相調光電路567的實施例；圖17顯示本發明的另一個實施例；圖18A、18B顯示區域電路56的較具體的實施例；圖18C顯示波谷偵測電路562的較具體的實施例；圖19顯示本發明的另一個實施例；圖20顯示本發明的另一個實施例；圖21顯示本發明的另一個實施例；圖22A、22B顯示區域電路56內部可設置序列總線解碼器568或單線總線解碼器 569 ；圖23A-23H顯示同步或異步的降壓型、升壓型、反壓型、或升降壓型轉換電路。圖中符號說明10顯示模塊20電源供應電路21電壓轉換電路23誤差放大電路25最低電壓選擇電路27電流源
32發光元件串
40,40'電源供應電路
42回授電路
52發光模塊
54發光元件串
56區域電路
561唯汲電電壓跟隨器
562波谷偵測電路
563比較器
564史密斯觸發器
565邏輯或門
566電路
567移相調光電路
5671延遲鎖相迴路
5673脈寬鏡
568序列總線解碼器
569單線總線解碼器
A, B, C, D, E, F, G節點訊號
Comp 3, Comp 4比較器
CS, CS1-12, CSN接點
CSL可控電流源
DC短延遲電路
Dim, Dimi, Dimo調光訊號
El笛一總弟 漸
E2Λ-Λ- ~·上山弟一兄而
FB回授訊號
Gl或門
G6與門
Gatel, Gate2, Gaten接點
GND接地電位
LED1, LED2, LEDn電壓訊號接點
LFB區域回授訊號
LPF低通濾波器
Ll-LN發光元件串
Open斷路訊號
Q1-Q5開關
REF參考電壓
R, Rl, R2電阻
SCK時脈訊號0094]SDA，SDI序列資料0095]Sensel, Sense2, Sensen 接點0096]Short短路訊號0097]Vc回授控制訊號0098]Vcc，Vdd內部電壓0099]VCCSl電壓控制電流源0100]Vcs接點CS的電壓0101]Vdd電源0102]Vmin最低電壓0103]Vin輸入電壓0104]Vout輸出電壓0105]Vos直流偏壓0106]Vref, Vref1-5參考電壓0107]Vst起始指示訊號0108]Vx電壓訊號
具體實施例方式請參閱圖4，顯示本發明的第一個實施例，如圖4所示，平板顯示器包含平板顯示模塊10，用以顯示畫面；電源供應電路40，根據回授訊號FB，將輸入電壓Vin，轉換為輸出電壓Vout ；以及多個發光模塊52，用以照亮平板顯示模塊10。發光模塊52包含至少一個發光元件串M，發光元件串討包含至少一個而宜為多個串聯的發光元件，且發光元件串M具有第一端El及第二端E2，其中，第一端El耦接於輸出電壓Vout，以供應電源予多個發光元件；以及區域電路56，其具有接點Vcc、接點CS、接點LFB、以及接點GND，其中接點Vcc用以接收電源提供給區域電路56的內部電路(以下簡稱此Vcc為內部供應電壓)，此內部供應電壓Vcc例如可來自輸出電壓Vout，或亦可來自其它合適的電源，例如輸入電壓Vin或其它直流電壓等。區域電路56的接點CS與發光元件串M第二端E2耦接，以調整發光元件串M的電流。區域電路56在接點LFB處產生區域回授訊號LFB，各區域電路56產生的回授訊號LFB與電源供應電路40的回授訊號接點FB耦接，以提供回授訊號FB，其中，回授訊號FB由所有回授訊號LFB中的最低值所決定(細節容後詳述)。在本實施例中，當平板顯示模塊10需要具備調光功能時，區域電路56另具有接點Dim，且各區域電路56接收同一調光訊號Dim，以根據調光訊號Dim而對應地調整各發光元件串M的電流。若不需要調光功能，則區域電路56可不需具備接點Dim。對照圖4與圖1可以看出，在本發明中，由於設置區域電路56、其與發光元件串M 模塊化成為發光模塊52之故，各模塊可以共享平板顯示器中的繞線(亦即各模塊可電連接至同一繞線而不必為每一模塊或發光元件串M分別設置不同的繞線)，且繞線數目縮減為共享的固定四條，分別用以傳送Vout (若內部供應電壓Vcc使用輸出電壓Vout)、FB (LFB)、 GND、以及Dim ；甚且，若其中不需要調光功能，還可省略調光訊號Dim所需的繞線，而使共享繞線數目更縮減為固定的三條。相對地，在圖1的現有技術中，若有N條發光元件串，便需要N+1條繞線，對照之下，顯然本發明可更有效地節省空間。此外，在圖1的現有技術中，為適應不同數目的發光元件串，電源供應電路20的內部電路與接點數目必須做不同的設計， 而在本發明中，不論發光元件串數目為何，只要總功率不超出額定上限，都可使用相同的電源供應電路40，其內部電路與接點數目並不需要改變，因此，本發明顯然比現有技術在應用上更為便利。請參閱圖5，其中更進一步顯示電源供應電路40與多個發光模塊52間的關係。所有區域電路56的回授訊號LFB連接於同一節點，並與電源供應電路40的回授訊號接點FB 耦接。為便於理解，圖中繪示回授電路42，包括電阻Rl與R2，以說明回授訊號FB取得相關於輸出電壓Vout的信息、以及相關於回授訊號LFB中最低值的信息，回授給電源供應電路 40內部，以調節控制輸出電壓Vout。需說明的是，雖然圖4中並未繪示回授電路42，但圖5 與圖4之間並無矛盾，因回授電路42亦可視為電源供應電路40的一部份，亦即可將圖5中的電路40』視為圖4中電源供應電路40的範圍。此外，回授電路42中不必須包括電阻Rl 與R2，其中電阻Rl與R2在FB與最小LFB目標值相等的電路設計中可以省略其一或都省略。由於同一輸出電壓Vout供應給所有發光模塊52，但由於製造上的變異，各發光元件串M的壓降未必均一相同，對於較大壓降的發光元件串54，對應的區域電路56在接點 CS處的電壓相對較低，而若接點CS處的電壓過低，區域電路56將無法正常控制對應發光元件M串的電流，故必須確保輸出電壓Vout夠高，能使所有區域電路56的接點CS處的電壓都足夠。各區域電路56的接點CS處的電壓，其信息將反映於回授訊號LFB，換言之，如欲使所有發光模塊52都正常工作，必須根據回授訊號LFB中的最低值，來對應產生適當的回授訊號FB，並進而控制輸出電壓Vout。以上內容的細節如何實現，請參閱圖6A，顯示區域電路56的一個較具體的實施例；在較佳實施型態中，區域電路56可製作為集成電路。如圖6A所示，可控電流源CSL接收調光訊號Dim，並經由接點CS，控制發光元件串M的電流，以控制發光元件串M的亮度。(若不需要調光功能，則可控電流源CSL可為單純的電流源而不需要受控於調光訊號 Dim。)若可控電流源CSL的上端電壓Vcs不足，則可控電流源CSL無法正常工作，因此，電壓Vcs必須維持在正常工作所需的最低值之上。唯汲電電壓跟隨器(sink-only voltage follower) 561的一輸入端接收接點CS處的電壓Vcs，其另一輸入端經直流偏壓Vos而與輸出端耦接，換言之，其輸出端的電壓將保持在Vcs+Vos。其中，直流偏壓Vos意在表示唯汲電電壓跟隨器561的兩輸入端之間在平衡時可以有、但不必須存在偏壓，此偏壓可視為電路設計上的一個彈性，可用它來調整LFB目標值或幫助整體電路更容易設計，而不表示電路上必須存在一個直流偏壓元件來提供偏壓Vos，亦即偏壓Vos可以為O或其它值。當圖6B 開關Ql導通時，電壓Vcs+Vos即被輸出作為回授訊號LFB。電壓跟隨器561為唯汲電(sink-only)型式，因如上述，所有區域電路56的回授訊號LFB都連接於同一節點，因此，當電壓跟隨器561為唯汲電型式時，該節點的電壓將由回授訊號LFB中的最低值決定，亦即回授訊號FB可根據回授訊號LFB中的最低值來決定。圖6B顯示區域電路56的另一個實施例，本實施例中另提供了斷路偵測和啟動防錯功能。如圖所示，除了與圖6A相同的部份外，電路中另包含了斷路偵測電路，斷路偵測電路的實現方式例如可為比較器563，其將接點CS電壓Vcs與參考電壓Vref2比較。在正常情況下，電壓Vcs將高於參考電壓Vref2，但若發光元件串M斷路，則電壓Vcs將接近或等於0，而會低於參考電壓Vref2，故比較器563的輸出可以顯示發光元件串M是否發生斷路。另一方面，在電路啟動時，電壓Vcs必然低於參考電壓Vref2，此時發光元件串討並非斷路，但可能誤判為斷路，故本實施例中將起始指示訊號Vst (代表電路啟動時所產生的指示訊號)輸入邏輯或門565的一個輸入端而比較器563的輸出則輸入邏輯或門565的另一個輸入端，邏輯或門565的輸出端則控制開關Q1，當發光元件串M發生斷路且非處於啟動狀態時，開關Ql不導通，亦即本區域電路56中電壓跟隨器561的輸出對於所有回授訊號 LFB共同連接的節點不產生影響，因此電源供應電路40不會根據本區域電路中電壓跟隨器 561的輸出，而錯誤地不斷拉高輸出電壓Vout。另方面，當電路處於啟動狀態、或當發光元件串討非斷路時，則邏輯或門565的輸出使開關Ql導通，而本區域電路56中電壓跟隨器 561的輸出即有效地成為回授訊號LFB。當然，本領域技術人員可對比較器563的正負端、 或開關Ql的型式加以變換，故邏輯或門565不必須為或門，僅需達成以上的功能即可。唯汲電電壓跟隨器561的最簡單實施例之一，可參閱圖6C，以一個PNP雙載子電晶體，即可達成。唯汲電電壓跟隨器561亦可採用其它較複雜的型式，本領域技術人員在本發明教導下當可輕易思及，在此不一一贅述。可控電流源CSL若為單純的電流源時，其電路可如圖6D所示，當電路平衡時，通過電晶體M的電流將等於電壓REF/電阻R，其中，MOS電晶體M亦可改換為雙載子電晶體。在需要調光的情況下，如圖6E所示，調光訊號Dim為脈寬調變訊號，當其為高位準時，開關Q2 不導通、開關Q3導通，可控電流源CSL即如同圖6D所示的單純電流源，當調光訊號Dim為低位準時，開關Q2導通、開關Q3不導通，誤差放大器的負輸入端電壓高於正輸入端，電晶體 M不導通，如此，通過電晶體M的平均電流將受調光訊號Dim的工作比所控制，亦即可藉助調光訊號Dim的工作比來控制流過發光元件串M的平均電流，這種調光方式稱為脈寬調變調光(PWM Dimming)，這是平面顯示器的主流調光方式，本文中若無特別說明，均以脈寬調變調光為調光方式；但當然，本發明亦可應用於其它調光形式。圖7顯示本發明的另一個實施例，與第一個實施例不同的是，調光訊號Dim並非分別耦接至每一區域電路56，而是耦接至其中一個區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi，該區域電路56根據調光訊號Dim，由其調光訊號輸出接點Dimo輸出移相後的調光訊號至另一區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi，並以此類推至其它各區域電路56，所謂移相意指保持相同的脈寬但延遲一段時間，如此可使所有發光元件串M的發光時間錯開而不會同時地導通與不導通，一方面不致造成整體平板顯示器劇烈的明暗變化(雖然此明暗變化在人眼無法感知的頻率範圍，仍然可能影響某些畫面品質)；另一方面調光訊號Dim不會因為需要同時供應給所有的區域電路56而產生失真的現象或需要再將電壓拉高。圖8顯示上述實施例中，電源供應電路40與多個發光模塊52的電路示意圖，其中除了顯示如上所述調光訊號Dim以串接的方式，由各區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi 接收後，再將其調光訊號Dim經過移相處理，經由調光訊號輸出接點Dimo傳送至另一區域電路56的輸入接點Dimi之外，圖8中也舉例顯示電源供應電路40可以為如圖所示的交直流轉換器(AC-DC converter) 0當然，電源供應電路40不限於為交直流轉換器，亦可以為直流對直流轉換器(DC-DC converter)，有關直流對直流轉換器的電路實施例可參閱圖 23A-23H。圖9針對移相調光作進一步的說明，請一併參閱圖8，調光訊號Dim由第一個區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi接收後，產生調光訊號Dimol，自其調光訊號輸出接點 Dimo傳送至第二個區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi，第二個區域電路56則根據調光訊號Dimol而產生Dimo2，自其調光訊號輸出接點Dimo傳送至第三個區域電路56的調光訊號輸入接點Dimi，依此類推。移相調光有各種方式，在圖9實施例中，是以前級調光訊號的降緣來觸發後級調光訊號的升緣，其電路如何實現，細節容後詳述；但需說明的是，移相調光的方式並不限於以前級調光訊號的降緣來觸發後級調光訊號的升緣。當區域電路56需要具備移相調光功能時，其電路可如圖10所示，其中區域電路56 內可更包含移相調光電路567。移相調光電路567例如可包含如圖11所示的延遲鎖相迴路 5671或如圖12所示的脈寬鏡(Pulse Width Mirror)5673。圖10中是以移相後的調光訊號Dimo來控制電流源CSL，但當然亦可用移相前的調光訊號Dimi來控制電流源CSL。圖13A顯示圖12脈寬鏡5673電路的更具體實施方式
之一，圖1 標出圖13A中各點的訊號波形；請對照參閱圖13A與13B，以下說明此脈寬鏡5673如何複製並延遲輸入的調光訊號Dim。如圖所示，訊號A為輸入的調光訊號Dim，而訊號G即為複製所產生的調光訊號Dimol。訊號B由訊號A的降緣取得(訊號B在訊號A的第一個降緣時為高位準，第二個降緣時轉變為低位準，以此類推，亦即由A的降緣觸發的標準除頻信號)。圖13A中，上半部電路的目的在於根據訊號A產生訊號E，下半部電路的目的在於根據訊號A產生訊號 F，如圖1 所示，訊號E是延遲複製訊號A的第一、三、五...周期，訊號F是延遲複製訊號 A的第二、四、六...周期(訊號E、F的升緣跟隨訊號A的降緣)，因此通過或門Gl將訊號 E與F結合，即可得出所要的訊號G。圖14的訊號波形顯示另一種調光訊號Dim與調光訊號Dimol的關係，可以由不同的實施方式來達成；圖15與16顯示達成圖14波形的兩種實施例。本領域技術人員當可自圖15與16類推思及其它具體實施移相調光電路567的方式，本發明的範圍當不限於在這些實施例中。在圖15及16的實施例中，訊號C或訊號C』的斜率由一電壓控制電流源 (voltage-controlled current source, VCCS) VCCSl控制；所謂電壓控制電流源表示該電流源的電流量可由電壓來控制。圖15中，訊號A經過一短延遲電路DC予以短暫延遲，該電路DC產生的訊號與訊號A的反相訊號經過及(AND)門G6運算後，產生一個與訊號A脈波降緣有關的短脈波訊號，此即圖14訊號B，此訊號B控制電晶體開關Q的柵極，當訊號B為高位準時，電晶體開關Q導通，節點C被拉高至參考電壓Vref，使比較器Comp4的輸出(訊號D)轉為高位準。當訊號B為低位準時，電晶體開關Q關閉，電容C5通過電流源VCCSl放電；當節點C的電壓低於參考電壓Vref4，比較器Comp4的輸出(訊號D)轉為低位準。電容C5的放電速率(亦即訊號C的下降速率)由電流源VCCSl決定，訊號A與回授的訊號D 經過比較器Comp3比較，再經過一低通濾波器(low-pass filter, LPF)取得平均值後，產生電壓訊號Vx控制VCCSl，如此即可將電流源VCCSl的電流量回授調整至適當的值，當訊號D 的脈寬過大時，控制電容C5放電的速率加快，當訊號D的脈寬過小時，控制電容C5放電的速率減慢，使訊號D的脈寬最終平衡在與訊號A相同的寬度。類似地，圖16則是利用電容的充電，當訊號B為高位準時，電晶體開關Q導通，節點C被拉低至地電位，使比較器Comp4的輸出(訊號D)轉為高位準。當訊號B為低位準時， 電晶體開關Q關閉，電流源VCCSl對電容C5充電，當訊號C』超過參考電壓Vref5時，訊號D就會由高位準轉低位準。電路中也同樣的以回授的訊號D經過比較器Comp3和低通濾波器LPF產生電壓訊號Vx控制VCCS1，因此訊號C』的斜率會被適當地決定。圖17顯示本發明的另一個實施例，請同時參閱圖18A，與圖7和圖10顯示的實施例不同的是，本實施例的區域電路56除偵測發光元件串M是否斷路之外，另偵測發光元件串M是否短路，當發現短路時產生區域錯誤訊號FT，表示發生異常狀況。在本實施例中，所有區域電路56的區域錯誤訊號FT連接至同一節點，輸出為錯誤訊號Fault，亦即當任一區域電路56產生區域錯誤訊號FT時，即構成錯誤訊號Fault。偵測發光元件串M是否短路的基本方式是檢查接點CS的電壓Vcs是否異常地向輸出電壓Vout方向偏移(當輸出電壓Vout為正電壓時，即檢查其是否過高；當輸出電壓Vout為負電壓時，則檢查其是否過低)。請同時參閱圖18A，區域電路56中包含短路偵測電路，短路偵測電路的實施方式例如但不限於包括波谷偵測電路562以及史密斯觸發器 (Smith trigger)564，先以靜態操作情況，亦即Vcs為一直流電壓的情況來做說明，此時波谷偵測電路562的輸出電壓等於Vcs電壓(事實上在靜態操作情況下不需要波谷偵測電路56 ，此時當接點CS的電壓Vcs超過轉態點時，史密斯觸發器564即產生區域錯誤訊號 FT。圖中，史密斯觸發器564亦可由比較器來取代，將接點CS的電壓Vcs與一預設參考電壓相比較，當接點CS的電壓Vcs高於此預設參考電壓時，即產生區域錯誤訊號FT。在動態操作情況，亦即Vcs為一跳動電壓的情況下就需要波谷偵測電路562，最典型的動態操作實例即是脈寬調變調光，波谷偵測電路562的作用是在電路具備調光功能的情況下，當調光訊號Dimo為低位準時，可控電流源CSL不工作，發光元件串54上的電流很低或無電流，因此發光元件串M的壓降不大，接點CS的電壓Vcs移近輸出電壓Vout ；另一方面當調光訊號Dimo為高位準時，可控電流源CSL正常工作，正常工作的發光元件串M有較大的壓降， 此時接點CS的電壓Vcs恢復正常的低電壓，但發生短路的發光元件串54，其發光元件串壓降將小於正常的發光元件串壓降，亦即其接點CS的電壓Vcs將較接近輸出電壓Vout。換言之，當調光訊號Dimo在低位準與高位準間切換時，正常工作的發光元件串54，其接點CS的電壓Vcs的波谷電壓將是一個正常的低電壓，而發生短路的發光元件串54，其接點CS的電壓Vcs的波谷電壓將會異常地向輸出電壓Vout方向偏移。因此，以波谷偵測電路562來偵測電壓Vcs的低點(即其波谷電壓)，便可正確判斷電壓Vcs是否因為發光元件串M短路以致電壓偏移。由上可知，若電路無調光功能(靜態操作情況)，則可不需要設置波谷偵測電路562，直接將電壓Vcs輸入史密斯觸發器564、或直接將其與一預設的參考電壓比較即可。圖18B顯示區域電路56的另一個實施例，在本實施例中，若發光元件串M發生短路或斷路，當兩者之一發生時，即產生區域錯誤訊號FT。圖中，電路566的作用類似邏輯或門，當電壓Vcs低於參考電壓Vref2且起始指示訊號Vst為低位準時(代表發光元件串M 發生斷路且非處於啟動狀態)，邏輯或門565輸出低位準，開關Q4導通，電路566輸出高位準的區域錯誤訊號FT ；另方面，若史密斯觸發器564的輸出為高位準(代表發光元件串M 發生短路)，則開關Q5導通，電路566亦輸出高位準的區域錯誤訊號FT。圖18A、18B中的波谷偵測電路562，有多種方式可以實施，舉一例請參閱圖18C，此一波谷偵測電路562的輸出電壓與Vcs的最低電壓有一固定的差值，可以由史密斯觸發器 564的轉態點補償回來，完全不會影響電路功能。
圖19顯示本發明的另一個實施例，與圖7顯示的實施例不同的是，本實施例的區域電路56，可耦接多個發光元件串54，例如但不限於如圖所示，區域電路56的接點CSl與 CS2分別耦接至兩不同發光元件串M的第二端E2。圖20顯示本發明的另一個實施例，與圖7顯示的實施例不同的是，本實施例的區域電路56，可更接收序列資料，用以對各區域電路56中的內部參數進行設定，例如，可個別調整區域電路56中的電流源的設定，以調整各發光元件串M的電流。其中，序列資料例如但不限於由如圖所示的包含集成電路間anter-htegrated Circuit, I2C)總線來傳輸。 如圖所示，區域電路56接收序列資料SDA，與時脈訊號SCK，不同區域電路56可根據序列資料SDA與時脈訊號SCK，個別調整其內部參數，例如調整發光元件串M的電流、或設定各種參考電壓的值、等等。圖21顯示本發明的另一個實施例，與圖20顯示的實施例相同的是，本實施例的區域電路56，可更接收序列資料，用以個別調整各發光元件串M的電流；與圖20顯示的實施例不同的是，本實施例的序列資料例如但不限於由如圖所示的包含單線(one-wired)總線來傳輸；其中該單線總線可包含異步數據總線(Asynchronous data bus)、安全套接層 (Secure Sockets Layer, SSL)數據總線、或三態(Tri-state)數據總線。如圖所示，區域電路56接收序列資料SDI，不同區域電路56可根據序列資料SDI，個別調整其內部參數，例如調整發光元件串M的電流、或設定各種參考電壓的值、等等。對應於圖20的實施例，如圖22A所示，在區域電路56內部可對應設置序列總線解碼器568，根據序列資料SDA與時脈訊號SCK來解碼並設定內部參數；對應於圖21的實施例，如圖22B所示，在區域電路56內部可對應設置單線總線解碼器569，根據序列資料SDI 來解碼並設定內部參數。上述各實施例中，電源供應電路40若為直流對直流轉換器，則其中可包含但不限於同步或異步的降壓型、升壓型、或反壓型轉換電路，如圖23A-23H所示，其中當輸出電壓 Vout為負電壓時，發光元件需要反接，電路應作相應的改變，例如比較器563和史密斯觸發器564的高低位準意義將互換，波谷偵測電路562應改為波峰偵測電路，且區域電路56的電源Vcc與GND需改變連接點，等等。以上已針對較佳實施例來說明本發明，只是以上所述，僅為使本領域技術人員易於了解本發明的內容，並非用來限定本發明的權利範圍。在本發明的相同精神下，本領域技術人員可以思及各種等效變化。例如，各實施例中圖標直接連接的兩電路或元件間，可插置不影響主要功能的其它電路或元件；平板顯示器中的各區域電路56，不限於耦接相同數目的發光元件串M，各區域電路56亦可以耦接不同數目的發光元件串M ；發光元件不限於各實施例所示的發光二極體，亦可擴及所有需直流控制的發光元件；數字訊號高低位準所代表的意義可以互換，僅需對應修改電路對訊號的處理方式；等等。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其它所有等效變化。
權利要求
1.一種平板顯示器，其特徵在於，包含一平板顯示模塊，用以顯示畫面；一電源供應電路，根據一回授訊號，將一輸入電壓，轉換為一輸出電壓；多個發光模塊，用以照亮該平板顯示模塊，各發光模塊包含至少一發光元件串，每一發光元件串包含至少一個串聯的發光元件，且該發光元件串具有第一端及第二端，其中，第一端耦接於該輸出電壓，以供應電源予該發光元件；以及一區域電路，用以控制該發光元件串的電流，並產生一區域回授訊號，其中該區域電路具有第一接點，以供接收一電源；第二接點，以供與該發光元件串第二端耦接，以控制該發光元件串的電流；第三接點，以供產生該區域回授訊號；以及第四接點，以供接地，其中各發光模塊的區域回授訊號耦接至一第一節點，以在該節點處提供前述回授訊號，以及一共享繞線群組，包含傳送輸出電壓的共享繞線、傳送回授訊號的共享繞線、以及接地共享繞線，其中各發光模塊與上述各繞線電連接。
2.如權利要求1所述的平板顯示器，其中，該區域電路更具有第五接點，以供接收一調光訊號，以調整該發光元件串的電流。
3.如權利要求2所述的平板顯示器，其中，該多個發光模塊中，每一區域電路接收同一調光訊號，以共同調整每一發光元件串的電流，且該共享繞線群組更包含傳送調光訊號的共享繞線。
4.如權利要求2所述的平板顯示器，其中，各發光模塊中的區域電路更具有第六接點， 以將自第五接點所接收的調光訊號移相後，自該第六接點輸出。
5.如權利要求1所述的平板顯示器，其中，該區域電路更具有第五接點，以供輸出一區域錯誤訊號，表示發生異常狀況，其中各發光模塊的區域錯誤訊號耦接至一第二節點。
6.如權利要求1所述的平板顯示器，其中，該區域電路更接收一序列資料，用以個別調整該區域電路的內部參數。
7.如權利要求6所述的平板顯示器，其中，該序列資料由包含內部集成電路總線或單線總線來傳輸。
8.如權利要求7所述的平板顯示器，其中，該單線總線包含異步數據總線、安全套接層數據總線、或三態數據總線。
9.如權利要求1所述的平板顯示器，其中，該區域電路包含一電流源，用以經由第二接點控制該發光元件串的電流；以及一唯汲電電壓跟隨器，根據該第二接點電壓，產生該區域回授訊號。
10.一種應用於平板顯示器的發光模塊，其特徵在於，包含至少一發光元件串，每一發光元件串包含至少一個串聯的發光元件，且該發光元件串具有第一端及第二端，其中，第一端耦接於一輸出電壓，以供應電源予該發光元件；以及一區域電路，用以控制該發光元件串的電流，並產生一區域回授訊號，其中該區域電路具有第一接點，以供接收一電源；第二接點，以供與該發光元件串第二端耦接，以控制該發光元件串的電流；第三接點，以供產生該區域回授訊號；以及第四接點，以供接地。
11.如權利要求10所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該區域電路更具有第五接點，以供接收一調光訊號，以調整該發光元件串的電流。
12.如權利要求11所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該區域電路更具有第六接點，以將自第五接點所接收的調光訊號移相後，自該第六接點輸出。
13.如權利要求10所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該區域電路更具有第五接點，以供輸出一區域錯誤訊號，表示發生異常狀況。
14.如權利要求10所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該區域電路更接收一序列資料，用以調整該區域電路的內部參數。
15.如權利要求14所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該序列數據由包含內部集成電路總線或單線總線來傳輸。
16.如權利要求14所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該單線總線包含異步數據總線、安全套接層數據總線、或三態數據總線。
17.如權利要求10所述的應用於平板顯示器的發光模塊，其中，該區域電路包含一電流源，用以經由第二接點控制該發光元件串的電流；以及一唯汲電電壓跟隨器，根據該第二接點電壓，產生該區域回授訊號。
18.一種應用於發光模塊中的集成電路，可供與至少一發光元件串連接，其特徵在於， 該集成電路包含一電流源，用以經由一接點控制該發光元件串的電流；以及一唯汲電電壓跟隨器，根據該接點電壓，產生一區域回授訊號。
19.如權利要求18所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，更包含斷路偵測電路，將該接點電壓與第一參考電壓比較，以判斷是否發生斷路。
20.如權利要求19所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，更包含一邏輯門，其一輸入端耦接於一代表電路啟動時所產生的起始指示訊號，另一端耦接於該斷路偵測電路的輸出，該邏輯門的輸出決定是否輸出該區域回授訊號。
21.如權利要求18所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，該電流源為可控電流源，受控於一調光訊號。
22.如權利要求18所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，該電流源為可控電流源，且該集成電路更包含一移相調光電路，其接收一調光訊號，並產生一移相後的調光訊號予以輸出，其中該調光訊號或移相後的調光訊號用以控制該可控電流源。
23.如權利要求18所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，更包含短路偵測電路，將該接點電壓與第二參考電壓比較，以判斷是否發生短路。
24.如權利要求18所述的應用於發光模塊中的集成電路，其中，更包含序列總線解碼器或單線總線解碼器，以供接收一序列資料並予以解碼，用以調整該集成電路的內部參數。
全文摘要
本發明提出一種平板顯示器、應用於平板顯示器的發光模塊、與應用於發光模塊中的集成電路。該發光模塊包含至少一發光元件串；以及一區域電路，用以控制該發光元件串的電流，並產生一區域回授訊號，其中該區域電路具有第一接點，以供接收一電源；第二接點，以供與該發光元件串耦接，以控制該發光元件串的電流；第三接點，以供產生該區域回授訊號；以及第四接點，以供接地。通過此，平板顯示器所需的繞線可以簡化。
文檔編號G09G3/20GK102237032SQ20111010732
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月22日 優先權日2010年5月6日
發明者劉景萌 申請人:立錡科技股份有限公司