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光发射器件及光发射方法

文献发布时间:2023-06-19 18:34:06


光发射器件及光发射方法

技术领域

本公开涉及一种光发射器件;具体来说,本公开涉及一种光发射器件及光发射方法。

背景技术

电流控制通常用于为像素产生各种电流,以显示多个灰阶等级(levels ofgrayscale)。然而,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模也增加。

发明内容

本公开涉及能够提供良好显示效果的一种光发射器件及一种光发射方法。

在本公开中,光发射器件可包括多个子像素。各所述多个子像素被配置成在一帧期间显示灰阶。所述帧可包括N个子帧。各子帧可包括扫描周期及发射周期。各所述多个子像素可包括像素电路以及光发射器。所述像素电路可包括电流控制电路以及脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)电路。所述电流控制电路被配置成在所述扫描周期期间接收模拟信号,且在所述发射周期期间根据所述模拟信号输出驱动电流。所述PWM电路被配置成接收M个数字信号及M个参考脉冲信号,且根据所述M个数字信号及所述M个参考脉冲信号输出PWM脉冲。所述光发射器被配置成在各所述N个子帧的所述发射周期期间接收所述驱动电流及所述PWM脉冲。N及M是大于1的整数。

在本公开中,所述光发射方法可包括以下步骤:在所述扫描周期期间,通过所述电流控制电路接收模拟信号;在所述发射周期期间,通过所述电流控制电路根据所述模拟信号输出驱动电流;通过所述PWM电路接收M个数字信号及M个参考脉冲信号;通过所述PWM电路根据所述M个数字信号及所述M个参考脉冲信号输出PWM脉冲;以及在各所述N个子帧的所述发射周期期间,由所述光发射器接收所述驱动电流及所述PWM脉冲。N及M是大于1的整数。

基于以上所述,根据本公开的光发射器件及光发射方法,可根据驱动电流的量与PWM脉冲的宽度的多种组合来形成多种灰阶。此外,随着对灰阶等级要求的增加,本公开的驱动电路的规模可维持相对小。

为使上述内容更易于理解,以下将详细阐述附图所随附的若干实施例。

附图说明

包括附图以提供对本公开的进一步理解,且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本公开的示例性实施例,且与说明一同用于阐释本公开的原理。

图1A是根据本公开实施例的光发射器件的示意性方块图;

图1B是根据本公开实施例的子像素的示意性方块图;

图2是根据本公开实施例的子像素的示意性电路图;

图3是根据本公开第一实施例的示意性信号时序图表;

图4是根据本公开第二实施例的示意性信号时序图表;

图5A是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表;

图5B是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表;

图5C是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表;

图6A是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表;

图6B是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表;

图6C是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表;

图6D是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置;

图6E是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置;

图6F是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置;

图7A是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置;

图7B是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置;

图7C是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置;

图8是根据本公开第六实施例的示意性信号时序图表;

图9是根据本公开第七实施例的示意性灰度级(gray level)图表;

图10是根据本公开第八实施例的示意性灰度级图表;

图11是根据本公开一个实施例的光发射方法的示意性流程图。

[符号的说明]

1/63:宽度/最短宽度;

2/63、4/63、8/63、16/63:宽度;

32/63:宽度/最长宽度;

100:光发射器件;

110、P_2~P_(K-1):子像素;

120:像素电路;

121:电流控制电路;

122:脉冲宽度调制(PWM)电路;

130:光发射器;

910、920:线;

A、B、C:模式;

A1、A2:与门;

C11、C21、C22:电容器;

DT_D1、DT_D2、DT_D3~DT_DM:数字信号;

DT_A:模拟信号;

F1、F2、F3:帧;

I_D:驱动电流;

N1:或非门;

P_1:子像素/第一子像素;

P_K:子像素/第K子像素;

P_PWM:脉冲;

P11、P11’、P11_A、P12_B、P21、P21’、P21_A、P22_B、P31、P31’、P31_A、P32_B、P41、P41’、P51、P61、P71、P81、P91:扫描周期;

P11_B、P12、P12’、P12_A、P21_B、P22、P22’、P22_A、P31_B、P32、P32’、P32_A、P41_B、P42、P42’、P52、P62、P72、P82、P92:发射周期;

PVDD、PVSS:电压源;

RP1、RP2~RPM、RP1_A、RP1_B、RP1_D、RP2_A、RP2_B、RP2_D:参考脉冲信号;

S1110、S1120、S1130、S1140、S1150:步骤;

SCAN、SCAN(1)、SCAN(2)~SCAN(K-1):扫描信号;

SCAN(K):扫描信号/第K扫描信号;

SF1、SF2、SF3:子帧;

T11、T12、T21、T22、T23:晶体管;

t_11、t_11’、t_12、t_12’、t_21、t_21’、t_22、t_22’、t_31、t_31’、t_32、t_32’、t_41、t_41’、t_42、t_42’、t_51、t_51’、t_52、t_61、t_62、t_71、t_72、t_81、t_82、t_92:时间。

具体实施方式

现将详细参照本公开的示例性实施例,在附图中示出所述示例性实施例的实例。只要可能便在附图及说明中使用相同的参考编号指代相同或相似的组件。

在本公开的说明书及随附权利要求通篇中,使用某些用语指代特定组件。所属领域中的技术人员应理解,电子器件制造商可使用不同的名称来指代相同的组件。本文并不旨在对功能相同但名称不同的那些组件进行区分。在以下说明及权利请求中,例如“包括(comprise)”及“包含(include)”等词语是开放式用语且应被阐释为“包括但不限于…”。

在本申请的整个说明书(包括随附权利要求)通篇中使用的用语“耦合(coupling)(或连接(connection))”可指任何直接或间接的连接方式。举例来说,如果文本阐述第一器件耦合(或连接)到第二器件,则应被解释为第一器件可直接连接到第二器件,或者第一器件可通过其他器件或某些连接方式间接连接到第二器件。在本申请的整个说明书(包括随附权利要求)通篇中提到的用语“第一(first)”、“第二(second)”及相似用语仅用于对离散的元件进行命名或对不同的实施例或范围进行区分。因此,所述用语不应被视为限制元件数量的上限或下限且不应用于限制元件的布置序列。另外,只要可能,在附图及实施例中使用相同参考编号的元件/组件/步骤表示相同或相似的部件。在不同的实施例中,可使用相同的参考编号或使用相同的用语相互指代元件/组件/步骤的相关说明。

本公开的光发射器件可例如适用于液晶、发光二极管、量子点(quantum dot,QD)、荧光、磷光体、其他合适的显示介质或前述材料的组合,但本公开并不限于此。发光二极管可包括例如有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)、亚毫米发光二极管(sub-millimeter light emitting diode,迷你LED)、微型发光二极管(micro lightemitting diode,微型LED)或量子点发光二极管(quantum dot light emitting diode,QLED)或其他合适的材料。所述材料可任意布置及组合,但本公开并不限于此。本公开的光发射器件可包括外围系统,例如驱动系统、控制系统、光源系统、搁板系统(shelf system)及类似系统,以支持光发射器件。

应注意,在以下实施例中,在不背离本公开的精神的条件下,可对若干不同实施例的技术特征进行替换、重新组合及混合以完成其他实施例。只要每一实施例的特征不违反本公开的精神或不彼此冲突,所述特征便可任意混合并一起使用。

图1A是根据本公开实施例的光发射器件的示意性方块图。参照图1A,光发射器件100可包括多个子像素P_1到P_K,其中K是大于1的整数。子像素P_1到P_K中的每一者被配置成在一帧期间显示灰阶。此外,所述帧可包括N个子帧,其中N是大于1的整数。此外,各所述N个子帧可包括扫描周期及发射周期,但本公开并不限于此。在实施例中,光发射器件100可例如特别适合于有源矩阵LED(active matrix LED,AM-LED)显示器。

图1B是根据本公开实施例的子像素的示意性方块图。参照图1A及图1B,子像素110是子像素P_1到P_K的示例性实施例。具体来说,子像素110可包括像素电路120及光发射器130。此外,像素电路120可包括电流控制电路121及脉冲宽度调制(PWM)电路122。电流控制电路121被配置成在扫描周期期间接收模拟信号DT_A,且在发射周期期间根据模拟信号DT_A输出驱动电流I_D。PWM电路122被配置成接收M个数字信号DT_D1到DT_DM及M个参考脉冲信号RP1到RPM,且根据所述M个数字信号DT_D1到DT_DM及所述M个参考脉冲信号RP1到RPM输出PWM脉冲P_PWM。M是大于1的整数。光发射器130被配置成在发射周期期间接收驱动电流I_D及PWM脉冲P_PWM。也就是说,可根据驱动电流I_D的量与PWM脉冲P_PWM的宽度的多种组合来形成多种灰阶。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。

图2是根据本公开实施例的子像素的示意性电路图。参照图1A到图2,在一个实施例中,子像素110可如图2所示,但本公开并不限于此。举例来说,假设N是3,且假设M是2,但本公开并不限于此。也就是说,子像素110被配置成在一帧期间显示灰阶且所述帧可包括三个子帧。各所述三个子帧可包括扫描周期及发射周期。此外,PWM电路122被配置成接收两个数字信号DT_D1、DT_D2及两个参考脉冲信号RP1、RP2。此外,PWM电路122被配置成根据所述两个数字信号DT_D1、DT_D2及所述两个参考脉冲信号RP1、RP2输出PWM脉冲P_PWM。

具体来说,电流控制电路121可包括晶体管T11、晶体管T12及电容器C11。晶体管T11的第一端子耦合到模拟信号DT_A,且晶体管T11的控制端子耦合到扫描信号SCAN。晶体管T12的控制端子耦合到晶体管T11的第二端子,且晶体管T12的第一端子耦合到电压源PVDD。电容器C11的第一端子耦合到晶体管T12的控制端子,且电容器C11的第二端子耦合到晶体管T12的第一端子。在实施例中,控制端子可为晶体管T11、T12的栅极端子,且第一端子及第二端子可分别是源极端子及漏极端子,但本公开并不限于此。扫描信号SCAN被提供到所述K个子像素P_1到P_K中的每一者,以确定所述K个子像素P_1到P_K的光发射序列。也就是说,电流控制电路121被配置成在扫描周期期间接收模拟信号DT_A,且在发射周期期间根据模拟信号DT_A输出驱动电流I_D。

此外,PWM电路122可包括晶体管T21、晶体管T22、晶体管T23、电容器C21、电容器C22、与门A1、与门A2以及或非门N1。晶体管T21的第一端子耦合到数字信号DT_D1,且晶体管T21的控制端子耦合到扫描信号SCAN。晶体管T22的第一端子耦合到数字信号DT_D2,且晶体管T22的控制端子耦合到扫描信号SCAN。电容器C21的第一端子耦合到晶体管T21的第二端子,且电容器C21的第二端子耦合到接地电压。电容器C22的第一端子耦合到晶体管T22的第二端子,且电容器C22的第二端子耦合到接地电压。与门A1的第一输入端子耦合到参考脉冲信号RP1,且与门A1的第二输入端子耦合到晶体管T21的第二端子。与门A2的第一输入端子耦合到参考脉冲信号RP2,且与门A2的第二输入端子耦合到晶体管T22的第二端子。或非门N1的第一输入端子耦合到与门A1的输出端子,且第二输入端子耦合到与门A2的输出端子。晶体管T23的控制端子耦合到或非门N1的输出端子,且晶体管T23的第一端子耦合到晶体管T12的第二端子。具体来说,晶体管T21被配置成接收数字信号DT_D1,且将数字信号DT_D1输出到与门A1。晶体管T22被配置成接收数字信号DT_D2,且将数字信号DT_D2输出到与门A2。

在实施例中,所述两个数字信号DT_D1、DT_D2及所述两个参考脉冲信号RP1、RP2可包括多个参考脉冲。参考脉冲可包括不同的宽度及不同的电压电平。当数字信号DT_D1的电压电平及参考脉冲信号RP1的电压电平二者处于高电平时,与门A1可向或非门N1输出逻辑运算结果。当数字信号DT_D1的电压电平及参考脉冲信号RP1的电压电平二者不处于高电平时,与门A1可不向或非门N1输出逻辑运算结果。因此,PWM电路122可根据数字信号DT_D1及参考脉冲信号RP1输出脉冲P_PWM。类似地,当数字信号DT_D2的电压电平及参考脉冲信号RP2的电压电平二者处于高电平时,与门A2可向或非门N1输出逻辑运算结果。当数字信号DT_D2的电压电平及参考脉冲信号RP2的电压电平二者不处于高电平时,与门A2可不向或非门N1输出逻辑运算结果。因此,PWM电路122可根据数字信号DT_D2及参考脉冲信号RP2输出脉冲P_PWM。以这种方式,PWM电路122被配置成根据所述两个数字信号DT_D1及DT_D2以及所述两个参考脉冲信号RP1及RP2输出PWM脉冲P_PWM。

此外,光发射器130的第一端子耦合到晶体管T23的第二端子,且光发射器130的第二端子耦合到电压源PVSS。因此,光发射器130被配置成在发射周期期间接收驱动电流I_D及PWM脉冲P_PWM。也就是说,可根据驱动电流I_D的量与PWM脉冲P_PWM的宽度的多种组合来形成多种灰阶。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。

图3是根据本公开实施例的示意性信号时序图表。参照图1A到图3,假设N是3,且假设M是2,但本公开并不限于此。也就是说,所述K个子像素P_1到P_K中的每一者被配置成在帧F1期间显示灰阶,且帧F1可包括3个子帧SF1到SF3。所述3个子帧SF1到SF3中的每一者可分别包括扫描周期P11、P21、P31,且分别包括发射周期P12、P22、P32。

具体来说,在扫描周期P11、P21、P31期间,所述K个子像素P_1到P_K中的每一者的电流控制电路121被配置成在扫描周期P11、P21、P31期间接收模拟信号DT_A及扫描信号SCAN。在实施例中,扫描信号SCAN可包括扫描信号SCAN(1)、SCAN(2)、…SCAN(K-1)及SCAN(K)。扫描信号SCAN(1)、SCAN(2)、…SCAN(K-1)及SCAN(K)分别被提供到第一子像素P_1、第二子像素、…、第(K-1)子像素及第K子像素P_K。举例来说,在时间t_11、t_21、t_31、t_41处,扫描信号SCAN(1)被提供到第一子像素P_1。在时间t_12、t_22、t_32之前,第K扫描信号SCAN(K)被提供到第K子像素P_K。此外,电流控制电路121被配置成在发射周期P12、P22、P32期间根据模拟信号DT_A输出驱动电流I_D。也就是说,驱动电流I_D的量可由模拟信号DT_A确定。在发射周期P12、P22、P32期间,PWM电路122被配置成根据所述两个数字信号DT_D1、DT_D2及所述两个参考脉冲信号RP1、RP2输出PWM脉冲P_PWM。也就是说,PWM脉冲P_PWM的宽度可由所述两个数字信号DT_D1、DT_D2及所述两个参考脉冲信号RP1、RP2确定。以这种方式,可根据驱动电流I_D的量与PWM脉冲P_PWM的宽度的多种组合来形成多种灰阶。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。

举例来说,假设将PWM脉冲P_PWM的宽度1用于显示最高灰阶。也就是说,当PWM脉冲P_PWM的宽度是1时,对于256级灰阶显示,灰阶的伽马值(gamma value)可为255。当PWM脉冲P_PWM的宽度是0时,对于256级灰阶显示,灰阶的伽马值可为0。在实施例中,PWM脉冲P_PWM的宽度可由参考脉冲信号RP1、RP2的参考脉冲的宽度来确定。

在实施例中,在发射周期P12、P22、P32期间,发射周期P12、P22、P32中的每一者可包括分别根据所述两个参考脉冲信号RP1、RP2的两个分开的参考脉冲。举例来说,发射周期P12可包括宽度为32/63的参考脉冲及宽度为1/63的参考脉冲。发射周期P22可包括宽度为16/63的参考脉冲及宽度为2/63的参考脉冲。发射周期P32可包括宽度为8/63的参考脉冲及宽度为4/63的参考脉冲。在实施例中,子灰阶被定义为子帧SF1、SF2、SF3中的每一者的灰阶。在实施例中,参考脉冲的宽度总和是1(32/63+16/63+8/63+4/63+2/63+1/63=63/63)。因此,在发射周期P12、P22、P32期间,通过一个子像素的子灰阶的叠加形成伽马值为1的灰阶。通过在发射周期P12、P22、P32期间改变参考脉冲的宽度,提供不同的灰阶。换句话说,在子帧SF1、SF2、SF3中的每一者的不同的发射周期P12、P22、P32期间的参考脉冲信号PR1、PR2可与不同的PWM脉冲P_PWM对应。以这种方式,可根据驱动电流I_D的量与PWM脉冲P_PWM的宽度的多种组合来形成多种灰阶。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。

在实施例中,PWM信号被定义为与帧F1的发射周期P12、P22、P32中的每一者对应的PWM脉冲P_PWM的组合。在实施例中,PWM电路122可输出与一个单帧F1对应的PWM信号的N×M个位(bit)。也就是说,在子帧SF1、SF2、SF3的不同的发射周期P12、P22、P32期间,参考脉冲信号PR1、PR2可与不同的PWM脉冲P_PWM对应。举例来说,在发射周期P12期间,根据参考脉冲信号RP1的宽度为32/63的参考脉冲,PWM脉冲P_PWM可与宽度为32/63的PWM脉冲P_PWM对应。在发射周期P22期间,根据参考脉冲信号RP1的宽度为16/63的参考脉冲,PWM脉冲P_PWM可与宽度为16/63的PWM脉冲P_PWM对应。在发射周期P32期间,根据参考脉冲信号RP1的宽度为8/63的参考脉冲,PWM脉冲P_PWM可与宽度8/63的PWM脉冲P_PWM对应。应注意,参考脉冲的宽度并不限于此。

在一个实施例中,与发射周期P12、P22、P32中的同一发射周期对应的参考脉冲信号RP1中的一者及参考脉冲信号RP2中的另一者可分别与所述多个PWM脉冲P_PWM中的最长一者及PWM脉冲P_PWM中的最短一者对应。举例来说,在发射周期P12期间,根据参考脉冲信号RP1的最长宽度为32/63的参考脉冲,PWM脉冲P_PWM可与最长宽度为32/63的PWM脉冲P_PWM对应。此外,根据参考脉冲信号RP2的最短宽度为1/63的参考脉冲,PWM脉冲P_PWM可与最短宽度为1/63的PWM脉冲P_PWM对应。应注意,参考脉冲的宽度并不限于此。

图4是根据本公开实施例的示意性信号时序图表。参照图1A、图1B及图4,在实施例中,所述多个子像素P_1到P_K包括沿着行方向相邻布置的两个子像素110。此外,与所述两个子像素110对应的扫描周期P11_A、P21_A、P31_A、P12_B、P22_B、P32_B及发射周期P12_A、P22_A、P32_A、P11_B、P21_B、P31_B的序列是不同的。具体来说,所述两个子像素110可分别与参考脉冲信号RP1_A、RP2_A及参考脉冲信号RP1_B、RP2_B对应。举例来说,从时间t_11到时间t_12,参考脉冲信号RP1_A、RP2_A可与扫描周期P11_A对应,且参考脉冲信号RP1_B、RP2_B可与发射周期P11_B对应。也就是说,扫描周期P11_A、P21_A、P31_A可与发射周期P11_B、P21_B、P31_B、P41_B对应。发射周期P12_A、P22_A、P32_A可与扫描周期P12_B、P22_B、P32_B对应。

在另一实施例中,所述多个子像素P_1到P_K包括沿着列方向相邻布置的两个子像素110。此外,与所述两个子像素110对应的扫描周期P11_A、P21_A、P31_A、P12_B、P22_B、P32_B及发射周期P12_A、P22_A、P32_A、P11_B、P21_B、P31_B的序列是不同的。具体来说,所述两个子像素110可分别与参考脉冲信号RP1_A、RP2_A及参考脉冲信号RP1_B、RP2_B对应。举例来说,从时间t_11到时间t_12,参考脉冲信号RP1_A、RP2_A可与扫描周期P11_A对应,且参考脉冲信号RP1_B、RP2_B可与发射周期P11_B对应。也就是说,扫描周期P11_A、P21_A、P31_A可与发射周期P11_B、P21_B、P31_B、P41_B对应。发射周期P12_A、P22_A、P32_A可与扫描周期P12_B、P22_B、P32_B对应。

图5A是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表。图5B是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表。图5C是根据本公开第三实施例的示意性信号时序图表。参照图1A到图1B及图5A到图5C,图5A到图5C与子像素P_1到P_K中的每一者的三个连续帧F1到F3对应。也就是说,帧F1的发射周期P32可在时间t_41处结束,且帧F2的扫描周期可在时间t_41处开始。帧F2的发射周期P62可在时间t_71处结束,且帧F3的扫描周期可在时间t_71处开始。具体来说,扫描周期P11、P21、P31、P41、P51、P61、P71、P81、P91可分别在时间t_11、t_21、t_31、t_41、t_51、t_61、t_71、t_81、t_91处开始。发射周期P12、P22、P32、P42、P52、P62、P72、P82、P92可分别在时间t_12、t_22、t_32、t_42、t_52、t_62、t_72、t_82、t_92处开始。

参照图5A,在帧F1期间,发射周期P12可包括宽度为32/63的参考脉冲及宽度为1/63的参考脉冲。发射周期P22可包括宽度为16/63的参考脉冲及宽度为2/63的参考脉冲。发射周期P32可包括宽度为8/63的参考脉冲及宽度为4/63的参考脉冲。在实施例中,帧F1期间的参考脉冲序列被定义为模式A。

参照图5B,在帧F2期间,发射周期P42可包括宽度为8/63的参考脉冲及宽度为4/63的参考脉冲。发射周期P52可包括宽度为32/63的参考脉冲及宽度为1/63的参考脉冲。发射周期P62可包括宽度为16/63的参考脉冲及宽度为2/63的参考脉冲。在实施例中,帧F2期间的参考脉冲序列被定义为模式B。

参照图5C,在帧F3期间,发射周期P72可包括宽度为16/63的参考脉冲及宽度为2/63的参考脉冲。发射周期P82可包括宽度为8/63的参考脉冲及宽度为4/63的参考脉冲。发射周期P92可包括宽度为32/63的参考脉冲及宽度为1/63的参考脉冲。在实施例中,帧F3期间的参考脉冲序列被定义为模式C。

表1

参照如上所示的表1,模式A、B、C可包括具有不同的参考脉冲序列的类似参考脉冲信号RP1、RP2,但本公开并不限于此。也就是说,参考脉冲信号RP1、RP2中的至少一者在与子帧SF1、SF2、SF3中的连续两者对应的发射周期期间具有不同的PWM脉冲序列。在一个实施例中,模式A、B、C可包括完全不同的参考脉冲信号。

图6A是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表。图6B是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表。图6C是根据本公开第四实施例的示意性信号时序图表。图6D是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置。图6E是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置。图6F是根据本公开第四实施例的示意性子像素布置。参照图1A、图5A到图6D及表1,所述K个子像素P_1到P_K可以矩阵的形式布置。第三实施例与第四实施例的不同之处在于,第三实施例的模式从一个帧到另一帧不同,但第四实施例的模式从一个子像素110到另一子像素110不同。

具体来说,沿着行方向相邻布置的多个子像素110可包括参考脉冲序列的同一模式。举例来说,子像素110的行可包括参考脉冲的模式A。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式A的行接近的行可包括参考脉冲的模式B。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式B的行接近的行可包括参考脉冲的模式C。以这种方式,子像素的布置可被重复布置以形成矩阵。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

参照图1A、图5A到图6C、图6E及表1,所述K个子像素P_1到P_K可以矩阵的形式布置。在实施例中,沿着列方向相邻布置的多个子像素110可包括参考脉冲序列的同一模式。举例来说,子像素110的列可包括参考脉冲的模式A。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式A的列接近的列可包括参考脉冲的模式B。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式B的列接近的列可包括参考脉冲的模式C。以这种方式,子像素的布置可被重复布置以形成矩阵。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

参照图1A、图5A到图6C、图6F及表1,所述K个子像素P_1到P_K可以矩阵的形式布置。所述多个子像素110的模式可沿着行方向或沿着列方向以模式A、B及C的序列重复布置。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

图7A是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置。图7B是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置。图7C是根据本公开第五实施例的示意性子像素布置。参照图1A、图5A到图7C以及表1,所述K个子像素P_1到P_K可以矩阵的形式布置。第五实施例与第三四实施例及第四实施例的不同之处在于,第五实施例的模式不仅从一个帧到另一帧不同,而且从一个子像素110到另一子像素110也不同。换句话说,第五实施例是第三实施例与第四实施例的组合。

具体来说,参照图1A、图5A到图6D、图7A及表1,在帧F1期间,沿着行方向相邻布置的多个子像素110可包括参考脉冲序列的同一模式。举例来说,子像素110的行可包括参考脉冲的模式A。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式A的行接近的行可包括参考脉冲的模式B。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式B的行接近的行可包括参考脉冲的模式C。以这种方式,子像素的布置可被重复布置以形成矩阵。在F1之后的帧F2期间,所述多个子像素110的模式沿着列方向偏移一个行。也就是说,帧F2期间的各所述多个子像素110的模式不同于帧F1期间的各所述多个子像素110的模式。类似地,在F2之后的帧F3期间,所述多个子像素110的模式沿着列方向偏移一个行。也就是说,帧F3期间的各所述多个子像素110的模式不同于帧F2期间的各所述多个子像素110的模式。换句话说,所述多个子像素110的模式不仅从一个帧到另一帧不同,而且从一个子像素110到另一子像素110也不同。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

参照图1A、图5A到图6C、图6E、图7B及表1,在帧F1期间,沿列方向相邻布置的多个子像素110可包括参考脉冲序列的同一模式。举例来说,子像素110的列可包括参考脉冲的模式A。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式A的列接近的列可包括参考脉冲的模式B。此外,子像素110的与子像素110的包括参考脉冲的模式B的列接近的列可包括参考脉冲的模式C。以这种方式,子像素的布置可被重复布置以形成矩阵。在F1之后的帧F2期间,所述多个子像素110的模式沿着行方向偏移一个列。也就是说,帧F2期间的各所述多个子像素110的模式不同于帧F1期间的各多个子像素110的模式。类似地,在F2之后的帧F3期间,所述多个子像素110的模式沿着行方向偏移一个列。也就是说,帧F3期间的各所述多个子像素110的模式不同于帧F2期间的各所述多个子像素110的模式。换句话说,所述多个子像素110的模式不仅从一个帧到另一帧不同,而且从一个子像素110到另一子像素110也不同。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

参照图1A、图5A到图6C、图6F、图7C及表1,所述K个子像素P_1到P_K可以矩阵的形式布置。在帧F1期间,所述多个子像素110的模式可沿着行方向或沿着列方向以模式A、B及C的序列重复布置。在F1之后的帧F2期间,所述多个子像素110的模式沿着行方向偏移一个列或沿着列方向偏移一个行。也就是说,帧F2期间的各所述多个子像素110的模式不同于帧F1期间的各所述多个子像素110的模式。在F2之后的帧F3期间,所述多个子像素110的模式沿着行方向偏移一个列或沿着列方向偏移一个行。也就是说,帧F3期间各所述多个子像素110的模式不同于帧F2期间的各所述多个子像素110的模式。换句话说,所述多个子像素110的模式不仅从一个帧到另一帧不同,而且从一个子像素110到另一子像素110也不同。在实施例中,矩阵由具有模式A、B、C的多个子像素110形成。然而,本公开并不限于此。

图8是根据本公开第六实施例的示意性信号时序图表。参照图1A、图1B、图3及图8,第一实施例与第六实施例的不同之处在于,在第一实施例中,发射周期P12、P22、P32中的每一者包括根据参考脉冲信号RP1、RP2中的每一者的一个参考脉冲,但在第六实施例中,发射周期P12’、P22’、P32’、P42’中的每一者包括根据参考脉冲信号RP1、RP2、RP1_D、RP2_D中的每一者的一个参考脉冲或多于一个参考脉冲。

具体来说,图8的上半部分与图3相同,且图8的下半部分绘示出第六实施例的主要思想。参照图8的上半部分,帧F1可包括三个扫描周期P11、P21、P31及三个发射周期P12、P22、P32。也就是说,扫描周期P11、P21、P31可分别在时间t_11、t_21、t_31处开始。发射周期P12、P22、P32可分别在时间t_12、t_22、t_32处开始。所述三个扫描周期P11、P21、P31及所述三个发射周期P12、P22、P32的新循环在时间t_41处开始。在实施例中,发射周期P12、P22、P32中的每一者可包括根据参考脉冲信号RP1、RP2中的每一者的一个参考脉冲,且参考脉冲的宽度总和是1(32/63+16/63+8/63+4/63+2/63+1/63=63/63)。

参照图8的下半部分,帧F1可包括四个扫描周期P11’、P21’、P31’、P41’及四个发射周期P12’、P22’、P32’、P42’。也就是说,扫描周期P11’、P21’、P31’、P41’可分别在时间t_11’、t_21’、t_31’、t_41’处开始。发射周期P12’、P22’、P32’、P42’可分别在时间t_12’、t_22’、t_32’、t_42’处开始。所述三个扫描周期P11’、P21’、P31’、P41’及所述三个发射周期P12’、P22’、P32’、P42’的新循环在时间t_51’处开始。在实施例中,发射周期P12’、P22’、P32’、P42’中的每一者可包括根据参考脉冲信号RP1_D、RP2_D中的每一者的一个参考脉冲或多于一个参考脉冲。举例来说,如图8中所示的箭头,发射周期P12期间的根据参考脉冲信号RP1的宽度为32/63的参考脉冲可被划分成发射周期P12’、P32’期间的根据参考脉冲信号RP1_D的宽度为(32/63)/4(例如,8/63)的四个参考脉冲。类似地,发射周期P12、P22、P32期间的根据参考脉冲信号RP1、RP2的其他参考脉冲可维持相同的宽度,或者被划分成发射周期P12’、P22’、P32’、P42’期间的根据参考脉冲信号RP1_D、RP2_D的多于一个参考脉冲。换句话说,参考脉冲信号RP1_D、RP2_D中的至少一者可包括在发射周期P12’、P22’、P32’、P42’中的同一发射周期或不同的发射周期期间在时间上分开的两个PWM脉冲。在实施例中,发射周期P12期间的宽度为32/63的参考脉冲可被划分成两个不同的发射周期P12’、P32’期间的四个参考脉冲。此外,发射周期P22期间的宽度为16/63的参考脉冲可被划分成同一发射周期P22’期间的两个参考脉冲。注意,参考脉冲的宽度总和仍然是1((32/63)/4×4+(16/63)/2×2+(8/63)/2×2+(4/63)/2×2+(2/63)/2×2+1/63=63/63)。因此,子像素110根据参考脉冲信号RP1_D、RP2_D显示的灰阶可与子像素110根据参考脉冲信号RP1、RP2显示的灰阶相同。

图9是根据本公开第七实施例的示意性灰度级图表。参照图1B及图9,第七实施例与第一实施例到第六实施例的不同之处在于,在第一实施例到第六实施例中,仅改变PWM脉冲P_PWM的宽度来形成多个灰阶,但在第七实施例中,改变驱动电流I_D的量及PWM脉冲P_PWM的宽度二者来形成多个灰阶。

举例来说,对于等级为256的伽马1.0标准,子像素110可显示256个不同的灰阶。如前所述,PWM电路122可输出与一个单帧F1对应的PWM信号的N×M个位。N是一个帧中的子帧的数目,且M是参考脉冲信号的数目。也就是说,假设N是3且M是2,可获得6位数据输入。换句话说,可获得64级(2

然而,由于64级数据输入对于等级为256的伽马1.0标准是不够的,因此进一步改变驱动电流I_D的量及PWM脉冲P_PWM的宽度以形成256个灰阶。具体来说,参照如下所示的表2,6位可表示脉冲宽度比率80。5位可表示脉冲宽度比率30。4位可表示脉冲宽度比率12。3位可表示脉冲宽度比率4。2位可表示脉冲宽度比率2。1位可表示脉冲宽度比率1。换句话说,6位的脉冲宽度比率被扩展以表示更多数目的灰阶。参照图9的线920及如下所示的表3,脉冲宽度比率(PWM比率)可随着灰阶(灰度级)的变化而变化。

表2

另外,进一步调整驱动电流I_D的量以提供驱动电流I_D的量的不同等级(level)。具体来说,参照图9的线910,代替以固定值提供驱动电流I_D,驱动电流I_D(电流比率)可随着灰阶(灰度级)的变化而变化。

表3

以这种方式,进一步改变驱动电流I_D的量及PWM脉冲P_PWM的宽度以形成256个灰阶。换句话说,256个灰阶可使用6位数据输入来表示。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。

举例来说,参照如上所示的图9及表3,在脉冲宽度比率(PWM比率)是0且电流比率是0.5的同时,灰度级0可使用灰度比率0来表示。在实施例中,最小值优选地被选择为比用于精确控制驱动电流I_D的量的特定值大的值。类似地,在脉冲宽度比率(PWM比率)是129(1+2+4+12+30+80=129)且电流比率是0.988的同时,灰度级255可使用灰度比率127.5来表示。也就是说,驱动电流I_D可包括多个电流电平,且PWM脉冲P_PWM可包括多个脉冲宽度。灰阶可包括多个灰阶等级,且灰阶等级的数目可根据电流电平及脉冲宽度来确定。注意,比率的数目可因设计要求而调整,且本公开并不限于此。

图10是根据本公开第八实施例的示意性灰度级图表。参照图1B、图9及图10,第八实施例与第七实施例的不同之处在于,第七实施例是用于等级为256的伽马1.0标准,且第八实施例是用于等级为256的伽马2.2标准。在实施例中,参照如下所示的表,6位可表示脉冲宽度比率384。5位可表示脉冲宽度比率96。4位可表示脉冲宽度比率24。3位可表示脉冲宽度比率6。2位可表示脉冲宽度比率2。1位可表示脉冲宽度比率1。

表4

由于驱动电流I_D的特性,参考脉冲信号RP1、RP2的参考脉冲的宽度的调整比驱动电流的量的调整更容易。因此,参照如下所示的图10及表5,当灰阶(灰度级)在一定范围内变化时,电流比率可维持于特定值处。举例来说,对于灰度级192及255,电流比率均为513(384+96+24+6+2+1=513)。也就是说,灰度级192到灰度级255的改变可由脉冲宽度比率的调整来实现。然而,注意,比率的数目可因设计要求而调整,且本公开并不限于此。

表5

图11是根据本公开一个实施例的光发射方法的示意性流程图。参照图1A到图3及图11,图11的实施例的方法可适于应用在光发射器件100上。在步骤S1110中,电流控制电路121可在扫描周期期间接收模拟信号。在步骤S1120中,电流控制电路121可在发射周期期间根据模拟信号输出驱动电流。在步骤S1130中,PWM电路122可接收M个数字信号及M个参考脉冲信号。在步骤S1140中,PWM电路122可根据所述M个数字信号及所述M个参考脉冲信号输出PWM脉冲。在步骤S1150中,光发射器130可在发射周期期间接收驱动电流及PWM脉冲。因此,随着对灰阶等级要求的增加,驱动电路的规模维持相对小。在实施例中,步骤S1110与步骤S1130的执行序列可同时进行,或可在不同时间进行,本公开并不限于此。另外,基于图1到图10的上述实施例的说明,光发射器件100的相关电路特征、实施方式细节及相关技术特征可获得充分的教示、建议及实施方式说明,且在此不再赘述。

综上所述,根据本公开的光发射器件及光发射方法,通过电流控制电路及PWM电路的上述电路设计,即使对灰阶等级的要求增加,本公开的光发射器件仍可有效减小像素电路的规模且可提供良好的灰阶显示。

对于所属领域中的技术人员来说显而易见的是,在不背离本公开的范围或精神的条件下,可对所公开的实施例进行各种修改及变化。鉴于以上内容,本公开旨在涵盖落入以上权利要求及其等同内容的范围内的修改及变化。

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