CN110277045B - 显示器架构系统和用于驱动显示器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示器架构系统和用于驱动显示器的方法。一种用于大尺寸显示器的可缩放驱动架构，包括：显示器；低电压集成电路，该低电压集成电路被配置为：接收输入信号，处理输入信号，以及基于所处理的输入信号输出未压缩像素数据；以及第一高电压集成电路，该第一高电压集成电路被配置为基于未压缩像素数据驱动显示器中的像素；其中低电压集成电路被配置为经由第一低至高(L2H)接口将未压缩像素数据提供至第一高电压集成电路，并且其中低电压集成电路和第一高电压集成电路组装在膜上。

Description

显示器架构系统和用于驱动显示器的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2018年3月14日提交的美国临时专利申请第62/643,119号的优先权和权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本文所公开的实施例的一个或多个方面涉及一种用于显示器接口的系统和方法。

背景技术

用于诸如电视机(TV)和计算机的大尺寸设备的显示器每一代能力都不断增强。通常，每一代都具有更高的分辨率、更大的颜色空间、增加的亮度以及增加的对比度。例如，显示器中像素列的数量已经从全高清显示器中的1080列增加到4k显示器中的2160列至8k显示器中的4320列。

通常，在大尺寸显示器中，每个列由集成电路(例如源IC)驱动。由于制造原因，每个源IC可以具有有限的长度和宽度，并且源IC的最大长度通常限制了输出端口的数量，输出端口的数量决定可以由单个源IC驱动的列数量。因此，显示器中的列数量的增加要求用于驱动那些列的源IC的数量的随后增加。在列数量加倍的情况下，源IC的数量也加倍。因为每个源IC具有单独的输入接口，输入接口以及至那些接口的迹线的数量也加倍。此外，至那些迹线的PCB/连接器的宽度也加倍。因此，期望新的架构以避免部件中的这种加倍以及增加的输入接口尺寸和复杂性。

用于大型显示设备的显示器架构不同于诸如用于移动电话或平板的显示器架构的其他显示器技术。一个常见的差异是，用于大型显示设备的显示器架构具有与源IC分离的时序控制器。该时序控制器位于一个板上，而源IC位于另一个板上。源IC是高电压，而时序控制器是低电压并且可以包含高级工艺。因此，可以针对大型显示设备修改显示器架构。

在此背景技术部分中所公开的以上信息仅是为了增强对背景技术的理解，并且因此它可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本公开的实施例的方面针对一种用于大尺寸显示器的可缩放驱动架构的系统和方法。

根据本公开的一些示例实施例，一种显示器架构系统包括：显示器；低电压集成电路，该低电压集成电路被配置为：接收输入信号，处理输入信号，以及基于所处理的输入信号输出未压缩像素数据；以及第一高电压集成电路，该第一高电压集成电路被配置为基于未压缩像素数据驱动显示器中的像素；其中低电压集成电路被配置为经由第一低至高(L2H)接口将未压缩像素数据提供至第一高电压集成电路，并且其中低电压集成电路和第一高电压集成电路组装在膜上。

根据一些示例实施例，输入信号包括编码的信号。

根据一些示例实施例，低电压集成电路堆叠在第一高电压集成电路的顶部上。

根据一些示例实施例，显示器架构系统包括：第二高电压集成电路，该第二高电压集成电路被配置为基于未压缩像素数据驱动显示器中的像素；其中低电压集成电路被配置为将未压缩像素数据分割成第一流和第二流，并且被配置为经由第一L2H接口将第一流提供至第一高电压集成电路以及经由第二L2H接口将第二流提供至第二高电压集成电路，并且其中第二高电压集成电路组装在膜上。

根据一些示例实施例，第二L2H接口包括低电压差分信号(LVDS)接口。

根据一些示例实施例，低电压集成电路使用第一工艺制造，并且第一高电压集成电路使用第二工艺制造。

根据一些示例实施例，第一工艺比第二工艺更高级。

根据一些示例实施例，第一L2H接口包括LVDS接口。

根据本公开的一些示例实施例，一种用于驱动显示器的方法中，包括：通过低电压集成电路接收输入信号；通过低电压集成电路处理输入信号；通过低电压集成电路基于所处理的输入信号产生未压缩像素数据；通过低电压集成电路经由第一低至高(L2H)接口将未压缩像素数据传输至第一高电压集成电路；通过第一高电压集成电路接收未压缩像素数据；以及通过第一高电压集成电路基于未压缩像素数据驱动显示器中的像素。

根据一些示例实施例，输入信号包括编码的输入信号。

根据一些示例实施例，用于驱动显示器的方法包括：通过低电压集成电路经由第二低至高(L2H)接口将未压缩像素数据传输至第二高电压集成电路；通过第二高电压集成电路接收未压缩像素数据；以及通过第二高电压集成电路基于未压缩像素数据驱动显示器中的像素。

根据一些示例实施例，第二L2H接口包括低电压差分信号(LVDS)接口。

根据一些示例实施例，低电压集成电路使用第一工艺制造，并且第一高电压集成电路和第二高电压集成电路使用第二工艺制造。

根据一些示例实施例，第一工艺比第二工艺更高级。

根据一些示例实施例，第一L2H接口包括LVDS接口。

根据本公开的一些示例实施例，一种显示器架构系统包括：显示器；低电压集成电路，该低电压集成电路被配置为：接收输入信号，处理输入信号，基于所处理的输入信号生成未压缩像素数据，以及将未压缩像素数据分割成第一流和第二流；第一高电压集成电路以及第二高电压集成电路；其中低电压集成电路被配置为经由第一低至高(L2H)接口将第一流提供至第一高电压集成电路，其中低电压集成电路被配置为经由第二低至高(L2H)接口将第二流提供至第二高电压集成电路，其中第一高电压集成电路被配置为基于第一流驱动显示器中的第一像素，其中第二高电压集成电路被配置为基于第二流驱动显示器中的第二像素，并且其中低电压集成电路、第一高电压集成电路和第二高电压集成电路组装在膜上。

根据一些示例实施例，输入信号包括编码的输入信号。

根据一些示例实施例，低电压集成电路使用第一工艺制造，并且第一高电压集成电路和第二高电压集成电路使用第二工艺制造。

根据一些示例实施例，第一工艺比第二工艺更高级。

根据一些示例实施例，第一L2H接口包括第一低电压差分信号(LVDS)接口，并且第二L2H接口包括第二LVDS接口。

附图说明

从结合附图的以下描述中可以更详细地理解一些实施例，其中：

图1是用于大型显示设备的相关技术显示器架构的系统示意图。

图2是根据本公开的一个实施例的用于大型显示设备的显示器架构的系统示意图。

图3A是根据本公开的另一实施例的用于显示器的显示器架构的系统示意图。

图3B显示对通过图3A中所示的架构的信号传输进行图示的流程图。

具体实施方式

在各个实施例中，低功率显示器架构可以包括混合显示器面板接口，混合显示器面板接口利用包括不同工艺技术(例如65nm低电压工艺和130nm高电压工艺)的集成电路。在各个实施例中，集成电路组装在相同的膜上并且包括在集成电路之间的并行接口。在各个实施例中，第一集成电路包括被配置为连接至时序控制器并且从时序控制器接收显示数据的输入接口。在各个实施例中，第一集成电路使用诸如65nm或更小半导体工艺的高级工艺构造。在各个实施例中，第一集成电路包括用于经由第一并行接口将像素数据中继至第二集成电路的第一输出并行接口。在各个实施例中，第一集成电路包括用于经由第二并行接口将像素数据中继至第三集成电路的第二输出并行接口。在各个实施例中，第一并行接口被配置为在第一集成电路和第二集成电路之间传送未压缩像素数据。在各个实施例中，第二并行接口被配置为在第一集成电路和第三集成电路之间传送未压缩像素数据。在各个实施例中，第一并行接口和第二并行接口在接收器侧是无端接的、摆动低的、并且在任意时刻适时地包括子像素数据。在各个实施例中，第二集成电路经由第一并行接口从第一集成电路接收像素数据，并且使用像素驱动器将像素数据输出至显示器面板列。在各个实施例中，第三集成电路经由第二并行接口从第一集成电路接收像素数据并且使用像素驱动器将像素数据输出至显示器面板列。在各个实施例中，第二集成电路和第三集成电路使用诸如130nm半导体工艺的较低级工艺构造。

图1是用于大型显示设备的相关技术显示器架构的系统示意图。

参照图1，显示器架构包含源IC 120。源IC 120具有高电压(HV)输出接口和低电压(LV)输入接口。源IC 120可以由膜130包装。此外，源IC 120可以耦接至显示器110。在一些实施例中，显示器110可以是电视机上的显示屏。

根据此实施例，源IC 120在其输入处从应用处理器接收视频信号。在一些实施例中，视频信号可以是压缩的信号或编码的信号。视频信号或视频数据包括子像素数据，子像素数据可以包括但不限于红色-绿色-蓝色(RGB)数据、红色-绿色-蓝色-绿色(RGBG)数据、红色-绿色-蓝色-白色(RGBW)数据、红色-绿色(RG)数据和红色(R)数据。在接收该信号之后，源IC 120处理该信号。在一些实施例中，处理该信号可以是对编码的信号进行解压缩或解码。源IC 120然后根据该信号驱动显示器110上的像素。

在此示例中，源IC 120中的输出信道的数量不能成比例地缩放。输出信道受限于输出信道最小间距和源IC芯片尺寸，源IC芯片尺寸可以例如是30毫米(mm)宽。结果，显示器的列数量的任何增加都要求源IC的数量的增加。因此，随着显示器从全高清(1080列)到4k(2160列)至8k(4320列)的转换，已经导致每一代显示器的列数量的加倍。每个源IC具有其自己的输入接口，并且当源IC数量加倍时，接口迹线的数量加倍，导致印刷电路板(PCB)/连接器加倍。即使保持接口迹线的数量，源IC工艺也太慢而无法处理接口速度的加倍。

图2是根据本公开的一个实施例的用于大型显示设备的显示器架构的系统示意图。

参照图2，此实施例包括用于信号处理以及基于信号驱动显示器上的像素的步骤的两个集成电路。一个集成电路是高电压(HV)芯片240，并且第二集成电路可以是低电压(LV)芯片220。根据此实施例，HV芯片240耦接至显示器210。HV芯片240还通过接口250耦接至LV芯片220。在一些实施例中，LV芯片220可以采用2.5D或3D集成技术堆叠在HV芯片240的顶部上。在一些实施例中，接口250可以是低至高(L2H)接口。在一些实施例中，L2H接口可以是诸如电压差分信号(LVDS)接口或其他专有接口的任何低功率并行接口。接口250的宽度可以选择为针对减小功耗而基本上被优化。HV芯片240和LV芯片220可以组装在相同的膜230上。

在各个实施例中，HV芯片240是被配置为驱动显示器210中的像素的电平移位器。在一些实施例中，HV芯片240可以使用130nm工艺构造。

在一些实施例中，LV芯片220可以使用例如65nm或更小工艺的更高级工艺构造。LV芯片220可以使用高容量芯片上系统(SOC)工艺，这减小了成本。在此实施例中，信号解码和处理在LV芯片220处执行。

LV芯片220被配置为在LV芯片220的输入处从时序控制器接收视频流。在一些实施例中，视频流可以是编码的信号。视频数据包括子像素数据，子像素数据可以包括但不限于红色-绿色-蓝色(RGB)数据、红色-绿色-蓝色-绿色(RGBG)数据、红色-绿色-蓝色-白色(RGBW)数据、红色-绿色(RG)数据和红色(R)数据。在接收了该信号之后，LV芯片220处理该信号。例如，在一些实施例中，LV芯片220将子像素数据分割成分离的颜色流。LV芯片220通过接口250将该信号传输至HV芯片240。HV芯片240增加该信号的电压并且基于该信号驱动显示器210上的像素。

图3A是根据本公开的另一实施例的用于显示器的显示器架构的系统示意图。

参照图3A，在此实施例中，一个LV芯片可以被配置为结合多个HV芯片使用。例如，此实施例包括用于信号处理以及基于信号驱动显示器上的像素的步骤的三个集成电路。根据当前实施例，显示器架构包含两个HV芯片340和345。HV芯片340和HV芯片345两者都耦接至显示器310。架构还包括由接口350耦接至HV芯片340并且还由接口355耦接至HV芯片345的单个LV芯片320。在一些实施例中，接口350和355可以是低至高(L2H)接口。在一些实施例中，L2H接口可以是诸如电压差分信号(LVDS)接口或其他专有接口的任何低功率并行接口。HV芯片340和345以及LV芯片320组装在膜330上。

在此实施例中，架构允许通过复制高电压源IC芯片的数量而使列驱动器的数量加倍。例如，LV芯片320被配置为采用两个HV芯片340和345操作。为了支持两个HV芯片340、345，LV芯片320的输入接口速度可以加倍。类似地，单个LV芯片320可以通过对应地增加输入接口速度(例如三倍、四倍或更多倍)而支持第三、第四或更多HV芯片。

图3B显示对通过图3A中所示的架构的信号传输进行图示的流程图。

在步骤300中，LV芯片320被配置为在LV芯片320的输入处从时序控制器接收视频流。在一些实施例中，视频流可以是编码的信号。该信号包括与由HV芯片340、345所驱动的列相对应的视频数据。视频数据包括子像素数据，子像素数据可以包括但不限于红色-绿色-蓝色(RGB)数据、红色-绿色-蓝色-绿色(RGBG)数据、红色-绿色-蓝色-白色(RGBW)数据、红色-绿色(RG)数据和红色(R)数据。在接收了该信号之后，在步骤302中，LV芯片320处理该信号。例如，在一些实施例中，如在步骤304中所示，LV芯片320将子像素数据分割成分离的颜色流。然后，在步骤306中，LV芯片320通过接口350将该信号的适当部分传输至HV芯片340，并且通过接口355将该信号的适当部分传输至HV芯片345。在步骤308中，HV芯片340和345根据该信号驱动显示器310上的像素。

本公开的实施例为用于大尺寸显示器的当前显示器架构提供了数个优点。当前公开的架构通过使用较小的低电压芯片而显著减小了总的硅面积和输入接口面积。此外，本公开通过使用小的低电压芯片而显著减小了输入接口功率。另外，高电压(HV)芯片中的良率不影响低电压(LV)芯片，并且反之亦然。HV噪声和热量不影响LV良率。

前述是示例实施例的说明，并且不应解释为对其的限制。尽管已经描述了几个示例实施例，但是本领域技术人员将易于知晓，在实质上不脱离示例实施例的新颖性教导和优点的情况下，在示例实施例中许多修改是可能的。此外，所有这些修改意在包括在如权利要求中所限定的示例实施例的范围内。在权利要求中，装置加功能从句意在覆盖如执行所记载的功能的本文所述结构，并且不仅覆盖结构等价形式而且也覆盖等价的结构。因此，应该理解，前述是示例实施例的说明，并且不应解释为限定于所公开的具体实施例，并且对于所公开的示例实施例的修改以及其他示例实施例意在包括在所附权利要求的范围内。本发明构思由以下权利要求限定，权利要求的等价形式包括在以下权利要求中。

通过参照实施例和附图的前述详细描述可以更容易地理解本发明构思的特征以及实现本发明构思的方法。参照附图更详细描述前述实施例，其中贯穿全文，相同的附图标记指相同的元件。然而，本公开可以以各种不同形式具体化，并且不应解释为仅限于本文所图示的实施例。相反，提供这些实施例作为示例以便本公开将是完整的和完全的，并且将向本领域技术人员全面传达本公开的方面和特征。因此，可以不描述对于本领域普通技术人员完全理解本公开的实施例的方面和特征并非必须的工艺、元件和技术。除非另外说明，贯穿附图和撰写的说明书，相同的附图标记表示相同的元件，并且因此将不重复其描述。在附图中，为了清楚，可以夸大元件、层和区域的相对尺寸。

在之前的描述中，为了解释的目的，阐述数个具体细节以提供各个实施例的全面理解。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节或者在具有一个或多个等价设置的情况下实施各个实施例。进一步，本领域普通技术人员将知晓，可以以任何合适的方式组合本文所述的两个或更多个实施例的各个特征而不脱离本公开的精神或范围。在其他情况下，以框图形式示出众所周知的结构和设备以便于避免不必要地模糊各个实施例。

应该理解，当元件、层、区或部件被称作在另一元件、层、区域或部件“上”、“连接至”或“耦接至”另一元件、层、区域或部件时，它可以直接在该另一元件、层、区域或部件上、直接连接至或直接耦接至该另一元件、层、区域或部件，或者可以存在一个或多个中间的元件、层、区域或部件。然而，“直接连接/直接耦接”指一个部件直接连接或耦接另一部件而没有中间的部件。同时，描述部件之间关系的其他表述，诸如“在…之间”、“直接在…之间”、或“与…相邻”和“与…紧邻”，可以类似地解释。此外，应该理解，当元件或层被称作在两个元件或层“之间”时，其可以是两个元件或层之间的唯一元件或层，或者还可以存在一个或多个中间的元件或层。

本文所使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并且不意在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”意在也包括复数形式，除非上下文明确另外指示。进一步，应该理解，当在此说明书中使用时，术语“包括”、“具有”和“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项的一个或多个的任意和全部组合。

如本文所使用的，术语“基本上”、“大约”、“近似”和类似术语用作近似的术语而不用作程度的术语，并且意在考虑由本领域普通技术人员应该认识到的测量的或计算的值中的固有偏差。考虑讨论的测量和与特定量的测量相关联的误差(即测量系统的限制)，如本文所使用的“大约”或“近似”包括所述数值并且意味着在如由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受偏差范围内。例如，“大约”可以意味着在所述数值的一个或多个标准偏差内或者在所述值的±30％、20％、10％、5％内。进一步，当描述本公开的实施例时，“可以”的使用指“本公开的一个或多个实施例”。如本文所使用的，术语“使用”、“正在使用”和“被使用”可以视作分别与术语“利用”、“正在利用”和“被利用”含义相同。另外，术语“示例性”意在指示例或说明。

当可以不同地实施某实施例时，可以与所述顺序不同地执行具体工艺顺序。例如，可以基本上同时执行或者以与所述顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。

Claims (14)

1.一种显示器架构，包括：

显示器；

低电压集成电路，所述低电压集成电路使用第一半导体制造工艺制造并且被配置为：

从时序控制器接收视频流；

处理所述视频流；以及

基于所处理的视频流输出未压缩像素数据；以及

第一高电压集成电路，所述第一高电压集成电路使用第二半导体制造工艺制造，并且被配置为增加所述未压缩像素数据的电压并且基于增加所述电压后的所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素，其中，所述第一半导体制造工艺是比所述第二半导体制造工艺小的工艺节点；

其中，所述低电压集成电路被配置为经由第一低至高L2H接口将所述未压缩像素数据提供至所述第一高电压集成电路，并且其中，所述低电压集成电路和所述第一高电压集成电路组装在膜上。

2.根据权利要求1所述的显示器架构，其中，所述视频流包括编码的信号。

3.根据权利要求1所述的显示器架构，其中，所述低电压集成电路堆叠在所述第一高电压集成电路的顶部上。

4.根据权利要求1所述的显示器架构，其中，所述显示器架构进一步包括：

第二高电压集成电路，所述第二高电压集成电路使用所述第二半导体制造 工艺制造并且被配置为基于所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素；

其中所述低电压集成电路被配置为将所述视频流分割成第一流和第二流，并且被配置为经由所述第一低至高 L2H接口将所述第一流提供至所述第一高电压集成电路以及经由第二低至高 L2H接口将所述第二流提供至所述第二高电压集成电路，并且其中所述第二高电压集成电路组装在所述膜上。

5.根据权利要求4所述的显示器架构，其中，所述第二低至高 L2H接口包括低电压差分信号LVDS接口。

6.根据权利要求1所述的显示器架构，其中，所述第一低至高 L2H接口包括低电压差分信号LVDS接口。

7.一种用于将信号传输至显示器的方法，包括：

通过使用第一工艺制造的低电压集成电路从时序控制器接收视频流；

通过所述低电压集成电路处理所述视频流；

通过所述低电压集成电路基于所处理的视频流输出未压缩像素数据；

通过所述低电压集成电路经由第一低至高 L2H接口将所述未压缩像素数据传输至第一高电压集成电路，其中，所述第一高电压集成电路使用第二工艺制造，其中，所述第一工艺是比所述第二工艺小的工艺节点；

通过所述第一高电压集成电路接收未压缩像素数据；

通过所述第一高电压集成电路增加所述未压缩像素数据的电压；以及

通过所述第一高电压集成电路基于增加所述电压后的所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述视频流包括编码的信号。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

通过所述低电压集成电路经由第二低至高 L2H接口将未压缩像素数据传输至第二高电压集成电路，其中，所述第二高电压集成电路使用所述第二工艺制造；

通过所述第二高电压集成电路接收未压缩像素数据；以及

通过所述第二高电压集成电路基于所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二低至高 L2H接口包括低电压差分信号LVDS接口。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一低至高 L2H接口包括低电压差分信号LVDS接口。

12.一种显示器架构，包括：

显示器；

低电压集成电路，所述低电压集成电路使用第一工艺制造并且被配置为：

从时序控制器接收视频流；

处理所述视频流；以及

基于所处理的视频流输出未压缩像素数据；

第一高电压集成电路，所述第一高电压集成电路使用第二工艺制造，并且被配置为增加所述未压缩像素数据的电压且基于增加所述电压后的所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素，其中，所述第一工艺是比所述第二工艺小的工艺节点；以及

第二高电压集成电路，所述第二高电压集成电路使用所述第二工艺制造，并且被配置为增加所述未压缩像素数据的电压且基于增加所述电压后的所述未压缩像素数据驱动所述显示器中的像素；

其中，所述低电压集成电路被配置为将所述视频流分割成第一流和第二流，并且被配置为经由第一低至高 L2H接口将所述第一流提供至所述第一高电压集成电路，并且其中，所述低电压集成电路被配置为经由第二低至高 L2H接口将所述第二流提供至所述第二高电压集成电路，并且其中，所述低电压集成电路、所述第一高电压集成电路和所述第二高电压集成电路组装在膜上。

13.根据权利要求12所述的显示器架构，其中，所述视频流包括编码的信号。

14.根据权利要求12所述的显示器架构，其中，所述第一低至高 L2H接口包括低电压差分信号LVDS接口，并且所述第二低至高 L2H接口包括LVDS接口。

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