CN110782804B - 显示装置及亮化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种显示装置及亮化系统。显示装置具有承载膜,具有众多显示单元的显示阵列布置在承载膜上,显示单元皆带有发光二极管及驱动控制器,在承载膜上铺设有耦接到驱动控制器的通讯布线,外部灰度控制数据通过通讯布线传递到各显示单元,驱动控制器依据自身接收到的灰度控制数据来驱动点亮与之对应的发光二极管。亮化系统包括众多显示装置,众多显示装置被划分为一串或多串,任意一串显示装置中后一个显示装置的通讯布线和前一个显示装置的通讯布线被电性连接起来,通过发送给亮化系统的灰度控制数据来指示每一串显示装置展示出预定的显示内容。
Description
技术领域
本发明主要涉及到显示装置,更确切的说,是在涉及到含有发光二极管的显示装置应用场合中实现对发光二极管的驱动显示以及利用显示装置来搭建建筑物亮化系统。
背景技术
目前发光二极管在我国城市夜景照明领域己升始普及,几乎所有城市夜景照明都广泛使用发光二极管,以北京奥运会和上海世博会为契机,极大的推动了半导体照明领域在城市景观亮化中的应用。中国专利申请CN207471421U所公开的多功能建筑物装饰灯具在某种程度上可以作为建筑物亮化的范例。对于建筑照明,国家出台的城市景观照明设计规范要求:应充分考虑光的投射力向、布灯位置、观看方向、被照对象材料等,达到美观安全舒适的技果;应根据建筑物应面色彩科学合理的运用色光,运用彩色光时应注意与建筑物性质、表面颜色、周边环境相坼稠;应隐蔽灯具等照明设施,隐蔽不了时需让照明设施的形状尺度、颜色应与环境相协调。对建筑物进行景观照明时应充分尊重被照对象的特征功能和风格、饰面材料、周围环境和社会历文化内涵,以及建筑师的创意和设计表达意图和业主要求,根据被照对象的使用功能、建筑风格、结构特点、表面材料质地及其在夜景照明中的效果等,合理地确定亮度和颜色。景观灯作为美化城市的重要元素,能够感受到它的视觉冲击美感,这种美感是其他装饰物所不能代替的,本申请的目标在于:在涉及到含有灯具的显示应用场合中提供显示装置和利用它来搭建各类亮化系统。
发明内容
在可选实施例中本申请披露了一种显示装置,包括:
承载膜;
布置在承载膜上的具有众多显示单元的显示阵列;
任一显示单元皆带有发光二极管及其驱动控制器;
在承载膜上铺设有耦接到各个驱动控制器的通讯布线;
外部灰度控制数据通过通讯布线传递到各个显示单元;
任一驱动控制器依据自身接收到的灰度控制数据来驱动点亮与之对应的发光二极管。
上述的显示装置,承载膜可以是刚性膜或柔性膜,承载膜选取自透明的膜或半透明的膜或非透光性的膜当中之一。
上述的显示装置,在承载膜上铺设有正极电源线和负极电源线;还设置显示阵列当中的每一列显示单元均以串联的方式布局在正极和负极电源线之间。
上述的显示装置,任意一个驱动控制器均配置有接收供电电压的电源端和供电流流出的参考地端;任意一列显示单元之中各个驱动控制器的供电方式为:通过承载膜上铺设的供电布线,其首个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到正极电源线、其末尾显示单元的驱动控制器之参考地端耦合到负极电源线,及任意后一个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到相邻前一个显示单元的驱动控制器之参考地端。
上述的显示装置,任意一列显示单元之中各个驱动控制器彼此之间传递灰度控制数据的方式为:通过通讯布线以从首个显示单元向末尾的显示单元的方向予以传递;或者通过通讯布线以从末尾的显示单元向首个显示单元的方向予以传递。
上述的显示装置,任意相邻两列显示单元彼此间传递灰度控制数据的方式为:通过通讯布线使两列中的一列的首个显示单元传递给另一列的首个显示单元;或者通过通讯布线使两列中的一列末尾的显示单元传递给另一列末尾的显示单元。
上述的显示装置,任意一个驱动控制器的电源端和参考地端之间连接有稳压电容。
上述的显示装置,每一列显示单元均与一个恒定电流源串联在正极电源线和负极电源线之间,以将流经每一列显示单元中各个驱动控制器的电流稳定在预设范围内。
上述的显示装置,可以在每一列显示单元中首个显示单元与正极电源线之间设置恒定电流源;或在每一列显示单元中末尾的显示单元与负极电源线之间设置恒定电流源;或者在每一列显示单元中任意相邻的一对显示单元之间设置恒定电流源。
上述的显示装置,通讯布线将各个显示单元的驱动控制器串接起来以单线串行通信的方式传输灰度控制数据给各个显示单元,任意两个相互串接的驱动控制器之间的通讯布线通过耦合电容耦接起来作为灰度控制数据的传播路径。
上述的显示装置,通讯布线在与承载膜上铺设的任何金属布线产生交叉时,将通讯布线在该交叉点的局部片段设为截断状态,并设置耦合电容横跨过位于该交叉点的该金属布线以及由位于交叉点的耦合电容将通讯布线的处于截断状态的局部片段耦接起来。
上述的显示装置,在承载膜上铺设的多条通讯布线视为通信总线,各个显示单元各自的驱动控制器以并联的方式从通信总线上提取各自所需的灰度控制数据。
上述的显示装置,在任一显示单元中,驱动控制器根据自身接收的灰度控制数据来确定受其驱动的一路或多路发光二极管各自在每个循环周期内的点亮时间,且发光二极管在点亮时间内所流过的驱动电流由驱动控制器钳制为恒流。
上述的显示装置,在任一显示单元中,驱动控制器配置有与一路或多路发光二极管进行分流的外部电阻,使流入任一显示单元的电流除了流经一路或多路发光二极管之外还并联地流经外部电阻,驱动控制器将至少一部分功耗转移到外部电阻上作为热量消散。
上述的显示装置,在供给驱动控制器的供电电压不在预设电压范围内时,驱动控制器控制流经外部电阻的电流随着供电电压的抬升而增加,或者驱动控制器还控制流经外部电阻的电流随着供电电压的降低而减少,直至供电电压落在预设电压范围内。若外部电阻在供电电压处于预设电压范围时具有初始功耗,供电电压升高超过预设电压范围时通过调节外部电阻的电流而将它的实际功率损耗调整到高于初始功耗,来避免控制器的温升。
在可选实施例中本申请还披露了一种基于前述显示装置的亮化系统,包括:
众多显示装置,且众多显示装置被划分为一串或多串,任意一串显示装置中后一个显示装置的通讯布线和前一个显示装置的通讯布线被电性连接起来;
通过发送给一串或多串显示装置的灰度控制数据来指示每一串显示装置展示出预定的显示内容,从而由各串显示装置各自的显示内容予以组合展示。
上述的亮化系统,任意一个显示装置均在其承载膜上铺设有正极电源线和负极电源线以及任意一个显示装置设置其显示阵列当中的每一列显示单元均以串联的方式布局在其正极和负极电源线之间;由众多显示装置划分的任意一串显示装置中,后一个显示装置的正极、负极电源线相对应的分别和前一个显示装置的正极、负极电源线电性连接。
上述的亮化系统,任意一个显示装置设置其各个显示单元的驱动控制器通过通讯布线串接起来以单线串行通信的方式传输灰度控制数据,每个显示装置中串接的各驱动控制器具有最先接收灰度控制数据的第一级驱动控制器和最后接收灰度控制数据的末级驱动控制器;在任意一串显示装置中,后一个显示装置的第一级驱动控制器和相邻前一个显示装置的末级驱动控制器通过通讯布线的互相对接,使得任意一串显示装置所含的所有驱动控制器均通过通讯布线串接起来以兼容于单线串行通信。
上述的亮化系统,任意一个显示装置的承载膜上铺设的通讯布线包括通信总线,其各个显示单元各自的驱动控制器以并联的方式从总线上提取各自所需的灰度控制数据;在任意一串显示装置中,后一个显示装置的视为通信总线的多条通讯布线和前一个显示装置的视为通信总线的多条通讯布线分别一一对接。
附图说明
为使上述目的和特征及优点能够更加明显易懂,下面结合附图对具体实施方式做详细的阐释,阅读以下详细说明并参照以下附图之后,本发明的特征和优势将显而易见。
图1是在显示装置带有的承载膜上布置显示阵列的架构示意图。
图2是质地坚韧的承载膜展示可弯曲可卷曲的物理特性示意图。
图3是在类似玻璃幕墙或墙面等建筑物上粘贴承载膜的示意图。
图4是显示阵列中的众多显示单元通过通讯布线串接的示意图。
图5是每一列显示单元中首个显示单元与正极之间设置电流源。
图6是每一列显示单元中任意一对显示单元间设置恒定电流源。
图7是每一列显示单元中末尾显示单元与负极之间设置电流源。
图8是可以使流经外部电阻的电流随着供电电压的抬升而增加。
图9是承载膜上安置的显示阵列可以被布局成不同的阵列图案。
图10是承载膜上安置的显示阵列以并联通信的方式来传递数据。
具体实施方式
下面将结合各实施例,对本发明的方案进行清楚完整的阐述,所描述的实施例仅是本发明用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例,基于该等实施例,本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本发明的保护范围。
参见图1,在可选的实施例中,承载膜100应当具备绝缘性,可以在它上面覆盖或电镀或溅射或印刷或镀覆或通过刻蚀等形成各类可导电的金属布线,因此本申请提及的铺设在承载膜上的布线是指可借助于现有的任何手段和工艺技术所形成的金属布线。承载膜具备柔软性的物理特性,可以弯折可以卷曲也可以折叠等,通常塑料材质的承载膜是可选的实施方案。电子行业通常使用柔性电路板(Flexible Printed Circuit)作为电子元器件的载体并提供各类电子元器件的电气连接,柔性电路板在绝大部分场合是以聚酰亚胺或聚酯薄膜等为基材制成的具有高度可靠性、极佳可挠性的印刷电路板,具有配线密度高、重量轻和厚度薄及弯折性好的特点,柔性电路板使用的这些基材同样也适用于承载膜。
参见图1,所谓发光二极管驱动控制器包含应用于发光二极管的驱动芯片或功能相等同的电子驱动装置,机理是通过控制流经LED的电流大小达到控制LED发光、亮度调节等特定的亮化效果。在景观照明等亮化装饰领域,如楼宇亮化和装饰以及舞台灯光和展示招牌等应用中,往往需要设计发光二极管的恒流驱动控制器或驱动芯片,同时还须满足主流的串行或并行通信要求。当前绝大多数的调光系统是采用基于DMX512协议的通信方案实现灯具的远程通讯操作,业界通常认为DMX512协议是美国剧场技术协会制定的数字多路复用协议,制定的初衷是为了符合舞台、剧场等地所使用的众多的调光器和控制器能互相兼容。在业界尽管DMX512协议暂时不是行业或国家标准,但由于简单和实用使得自从协议出台以来,相关生产商和使用者普遍承认其通用性并成为事实标准,类似的还有以太网舞台灯光控制器标准Art-Net等均兼容于本申请的通信协议。诸多驱动控制器或者驱动芯片无论是通过串行通信还是并行通信,每个驱动控制器或每颗驱动芯片均需要通过它接收的通信数据来指示自身配套的发光二极管的发光灰度,理论上只要驱动控制器或功能相同的驱动芯片足够的多,任何静态图案或动态图案都可以通过驱动控制器去驱动控制配套的发光二极管来予以显示。多级驱动控制器往往采用串行通信模式,则某个驱动控制器从通信数据中撷取到本级所需的数据时还必须将通信数据继续传输给后续的其他驱动控制器,即具备数据转发功能,只有所有驱动控制器均提取到通信数据时才能完整的以发光二极管像素点的方式来展示期望图案。驱动控制器的并行通信则简单的多,各个驱动控制器直接从通信总线上撷取到本级所需的灰度数据即可。
参见图2,在可选的实施例中,承载膜100可以依据实际需求并根据透光或半透光或完全不透光的光学特性,选择透明的膜、半透明的膜、非透光性的膜当中之一。譬如承载膜张贴在实体墙面就无需透光只要单面显示即可;但承载膜张贴在玻璃幕墙上就可以采用透光膜而实现双面显示;在半透明膜的某些应用场合中,可以让承载膜朝向室外的正面光线很强烈而朝向室内的反面光线因为部分屏蔽的作用而要柔和得多。承载膜除了可以使用柔性膜之外还可以使用更为结实的硬质刚性膜来增强韧性和硬度。
参见图1,具有众多显示单元的显示阵列被布置在承载膜100上如显示阵列中第一列显示单元记载为PX11至PX1M,第二列显示单元记载为PX21至PX2M,第三列显示单元记载为PX31至PX3M,自然数M≥1,按照规律以此类推直至排序到第N列的显示单元记载为PXN1至PXNM,自然数N≥1,这是个M×N像素点的显示阵列。在此必须着重强调的是,不同列的像素数量可以相同也可以不同,譬如某一列为M个显示单元而其他的某些列为M+K个显示单元,自然数K≥1。关于显示阵列可以发现任意某个显示单元皆带有发光二极管及其驱动控制器,譬如第一列的第一个显示单元PX11作为像素点带有发光二极管LED及其驱动控制器D11,发光二极管LED可以是一路单色的发光二极管也可以是多路基色发光二极管如RGB或是加上白光W的多路二极管RGBW。格拉斯曼定律及色度图指出在相加混色时改变红绿蓝三原色的相对亮度比可得到不同颜色。在混色时通过改变红绿蓝三种颜色的LED发光管在循环周期中的点亮时间,改变各种颜色发光管的亮度比,等效于改变了混色时三原色的相对亮度比,从而在发光二极管灰度级变化时得到不同的颜色。也即不同灰阶亮度的基色相加混色来获取色彩斑斓之效果。以十六位分辨率为例可为每颗LED提供65536种灰阶,所谓65536级灰度对应着65536级亮度或换句话说就是对应着65536种颜色变化,三基色混色产生65536*65536*65536种颜色从而由不同光色的组合实现颜色变化,展示丰富的动态变化效果及各种图像。
参见图1,在串行通信模式下以驱动控制器具备的数据解码和数据转发功能为例来阐释驱动控制器接收通信数据和转发数据的机制:信号输入端DI接收到的外部通信数据典型的为灰度控制数据,驱动控制器需要解码通信数据携带的数据信息,譬如各种按照预定编码规则得到的通信数据需要在驱动控制器处正确的对数据进行解码处理,数据解码的实际意义还至少要将发光二极管无法直接显示的某些格式的数据还原成最常规的容易被识别和执行的数据类型例如二进制码。基于DMX协议的归零码数据转化成二进制数据是编码解码的某种范例。解码得的二进制码可被转移到移位寄存器,移位寄存器的数据刷新速度比较快而且一直在更新,则可利用缓存存储器来保存解码后的数据。通信数据的解码过程通常还伴随着在数据中检测结束指令码来判断一帧数据是否完成传输和接收。驱动控制器具有数据转发功能来向其他驱动控制器传输数据:在数据再生即数据转发功能的前提下不考虑数据帧的刷新速率,理论上可以实现多级驱动控制器无限数量的级联。实际上接收并译码数据(Decode)和转发数据(Forward)是属于现有技术的应用范畴。在并行通信模式下并行接口中各位数据都是并行传送的,此时驱动控制器通常是以字节为单位进行数据传输。驱动控制器并不在意通信模式是采用串行还是采用并行通信,但是在某些实施例中采用串行通信更有利于在级联的通信链路上实现雏菊链式的连接。
参见图1,在可选的实施例中,以第N列的第M个显示单元PXNM作为像素点带有的驱动控制器DNM及发光二极管LED作为范例,顾名思义所谓驱动控制器DNM主要就是用于驱动LED点亮或熄灭。如果驱动控制器DNM不接收外部灰度控制数据而是通过事先固定好的驱动方式来驱动LED则它只能实现某些固定格式的显示内容,点光源就是这样的典型应用;反之如果驱动控制器DNM接收外部灰度控制数据来驱动二极管则可以在线或离线编程来远程控制,获得效果更为丰富的显示内容。因此承载膜100上铺设有耦接到显示单元PX11-PXNM它们各自驱动控制器的通讯布线104。在串行通信模式下通讯布线104将阵列中的各个显示单元PX11-PXNM各自的驱动控制器串接起来从而以单线串行通讯的方式传输灰度控制数据给各个显示单元;在并行通信模式下类似于充当总线的通讯布线104同样也能将通信数据传递给各显示单元PX11-PXNM。显示单元的驱动控制器依据自身接收到的灰度控制数据来驱动点亮与之对应的发光二极管:在可选的实施例中譬如驱动控制器DNM收到的灰度控制数据在结构上分为第一段X位BIT数据所表征的占空比用于驱动R二极管、第二段Y位BIT数据所表征的占空比用于驱动G二极管以及第三段Z位BIT数据所表征的占空比用于驱动B二极管,比特位X=Y=Z在某些场合还可以称之为分辨率它们可取8或16等。由第一段若干位比特数可设置R在循环周期中的点亮时间,第二段若干位比特数可设置G在循环周期中的点亮时间,第三段若干位比特数可设置B在循环周期中的点亮时间,相当于根据灰度控制数据信息产生不同的占空比控制信号。占空比控制信号用来控制/指示恒定电流产生源也即下文提到的恒流源模块的关断或接通,假设产生恒流的恒流源模块所提供的恒流流经某颜色的二极管,通过控制流过二极管的恒流的关断时间和接通时间就会实现电流灰度调节。在可选的实施例中针对某颜色二极管的灰度控制数据的位数假设由X比特位构成的则等效于占空比是灰度控制数据表示的十进制值比上2的X次方得到的比例。以恒定电流产生源提供的ILED也即恒定导通电流为例,倘若导通时间占空比为50%,在某个循环周期内占空比控制信号驱动该颜色的二极管接通的点亮时间为单个循环周期时间的50%、以及该占空比控制信号驱动该颜色的二极管关断的熄灭时间为单个循环周期时间余下的50%,ILED×50%是流经二极管的平均电流;经过灰度调节若导通时间占空比变为75%,此时循环周期内占空比控制信号驱动该颜色的二极管接通的点亮时间为单个循环周期时间的75%、占空比控制信号驱动该颜色的二极管关断的熄灭时间为单个循环周期时间余下的25%,所以流经发光器件的平均电流为ILED×75%。在混色时通过改变红绿蓝三种颜色发光管各自在循环周期中的点亮时间,改变各种颜色发光LED的平均电流和亮度比,即改变了混色时三原色的相对亮度比和使得发光二极管灰度级变化时得到不同的颜色。
参见图1,假设某个驱动控制器具有接收供电电压的电源端VCC和提供电流流出的参考地端GND,针对电子元器件而言电流通常从高电位处流入而从低电位处流出,所以接收供电电压的电源端VCC相当于是驱动控制器的电流流入端、参考地端GND或接地端相当于是驱动控制器的电流流出端。几乎所有芯片都设计有电源端和参考地端,驱动控制器基于解决供电问题自然也兼容这种传统设计思路。驱动控制器设有接收通信数据的信号输入端DI和转发输出通信数据的信号输出端DO。在某些实施例中多级驱动控制器采用串行通信时当某一级驱动控制器在接收本级的数据假设为24bit的过程中,它转发输出数据的信号输出端DO被强行禁用譬如电平拉到指定值如低电平,只有在本级驱动控制器接收完成本级芯片所需的数据如24bit后才允许来自DI的数据输出到DO并传递给后级的其他驱动控制器。实质上凡符合能够将按照预设编码规则进行解码/译码的译码器均可以归属到本案的数据解码功能范畴,凡符合能够将接收的数据进行转发/重发的数据转发器均可以归属到本案的数据转发功能范畴,在数字芯片或数模混合芯片领域已经有诸多成熟的数据解码和数据转发方案。译码器主要接收信号输入端DI的数据而数据转发器主要是从信号输出端DO发送转发数据。在可选的实施例中,前文记载可利用缓存存储器空间来保存解码后的数据,倘若将这些数据和计数器的数据用灰度比较器进行比较,就会产生不同占空比的脉冲宽度调制输出信号,即所需的占空比控制信号。
参见图1,在可选的实施例中,承载膜100上布置有金属材料的布线,布线根据其用途进行分类主要包括电源布线、供电布线和通讯布线及其他起到导电作用的布线。典型的在承载膜上铺设有正极电源线101和负极电源线102,图中是以方形的膜为范例进行阐释因此长条状的正极电源线和负极电源线分别布置到承载膜的一组边缘附近,其实承载膜还可以做成椭圆形、圆形和任意多边形等不同的形状。外部的电源供应到正极电源线和负极电源线。针对显示单元PX11-PXNM它们各自的驱动控制器D11-DNM,在没有示意出来的可选实施例中,每一个驱动控制器单独从正极电源线和负极电源线取电,即各个驱动控制器的各自的电源端均耦合到正极电源线101,各个驱动控制器的各自的参考地端均耦合到负极电源线102,相当于驱动控制器各自并排地从电源线取电且驱动控制器相互之间的供电不会相互影响,依然是电流从电源端流入而电流从参考地端流出。
参见图1,在可选的实施例中,阵列中驱动控制器D11-DNM各自的电源端和参考地端不再直接耦合到正极电源线101和负极电源线102来并排取电,反而是在阵列中以列为单位来串联取电。首先需要设置显示阵列当中的每一列显示单元均以串联的方式布局在正极和负极电源线之间:第一列显示单元PX11-PX1M均以串联的方式布局在正极电源线和负极电源线101-102之间来实现供电,设置任意一列显示单元之中各个驱动控制器的供电方式:第一列显示单元中首个显示单元PX11驱动控制器D11之电源端VCC耦合到正极电源线101,而第二个显示单元PX12的驱动控制器D12之电源端VCC耦合到相邻前一个显示单元PX11的驱动控制器D11参考地端GND,第三个显示单元PX13的驱动控制器D13之电源端VCC耦合到相邻前一个显示单元PX12的驱动控制器D12之参考地端GND,类推直至第M个显示单元PX1M的驱动控制器D1M之电源端VCC耦合到相邻的前一个即第M-1个显示单元的驱动控制器之参考地端GND,最末尾的显示单元的驱动控制器D1M之参考地端GND耦合到负极电源线102。归纳为:通过承载膜上铺设的供电布线103,任意第N列显示单元其首个显示单元DN1的驱动控制器DN1之电源端耦合到正极电源线101、其末尾显示单元DNM的驱动控制器DNM之参考地端耦合到负极电源线102,第N列显示单元中任意后一个显示单元如PXNM的驱动控制器之电源端耦合相邻前一个如第N-1个显示单元的驱动控制器之参考地端。图中耦合到各个驱动控制器电源端或参考地端的布线定义为供电布线103,而图中耦合到各个驱动控制器的信号输入端DI或信号输出端DO的布线则定义为通讯布线104,前者的作用主要是考虑到解决供电问题而后者的作用则主要是考虑到解决通讯问题。
参见图1,在可选的实施例中,采用串行通信则通讯布线104将显示阵列中的各个显示单元的驱动控制器D11-DNM以级联的方式串接起来,可以直接以单线串行通讯的方式传输灰度控制数据给各个显示单元PX11-PXNM。
参见图1,在可选的实施例中,针对第一列显示单元PX11-PX1M而言它们各自的驱动控制器彼此之间传递灰度控制数据的具体方式为:以从末尾的显示单元PX1M向首个显示单元PX11的方向依序传递。设携带灰度数据的通信信号从A端口开始输入而且此端口其实是铺设在承载膜上的某个金属焊垫区域,通信信号从A端口经由通讯布线输送至第一列显示单元中末尾显示单元PX1M的驱动控制器D1M之信号输入端DI,第一列显示单元中倒数第二个即第M-1个显示单元的驱动控制器的信号输入端DI通过通讯布线耦合到末尾驱动控制器D1M的信号输出端DO;再譬如:第一列显示单元当中倒数第三个也即第M-2个显示单元的驱动控制器的信号输入端DI通过通讯布线耦合到倒数第二个驱动控制器的信号输出端DO。归纳为前一个显示单元的驱动控制器的信号输入端通过通讯布线耦合到相邻后一个显示单元的驱动控制器的信号输出端。按照规律类推,第一列显示单元当中顺数第二个即显示单元PX12的驱动控制器D12的信号输入端DI通过通讯布线耦合到显示单元PX13的驱动控制器的信号输出端DO,第一列显示单元当中的首个也即显示单元PX11的驱动控制器D11的信号输入端DI通过通讯布线耦合到排在它后面的显示单元PX12的驱动控制器D12的信号输出端DO。第一列显示单元中传递通信数据是以从末尾的显示单元PX1M向首个显示单元PX11的方向依次传递。
参见图1,在可选的实施例中,针对第二列显示单元PX21-PX2M而言它们各自的驱动控制器彼此之间传递灰度控制数据的具体方式为:以从首个显示单元PX21向末尾的显示单元PX2M的方向依序传递。假设携带灰度控制数据的通信信号从第一列显示单元中首个显示单元PX11的信号输出端DO送给第二列显示单元中首个显示单元PX21的驱动控制器的信号输入端DI。第二列显示单元当中的第二个显示单元PX22的驱动控制器的信号输入端DI通过通讯布线耦合到首个驱动控制器D21的信号输出端DO,第二列显示单元当中第三个显示单元PX23的驱动控制器D23的信号输入端DI通过通讯布线耦合到第二个驱动控制器D22的信号输出端DO。可以归纳为前一个显示单元的驱动控制器的信号输出端通过通讯布线耦合到相邻后一个显示单元的驱动控制器信号输入端。按照这种规律类推,第二列显示单元当中倒数第二个也即第M-1个显示单元的驱动控制器的信号输出端DO通过通讯布线耦合到显示单元PX2M驱动控制器的信号输入端DI。第二列显示单元中传递通信数据是以从首个显示单元PX21向末尾的显示单元PX2M的方向依次传递,通信信号从第二列显示单元中末尾的显示单元PX2M的信号输出端输送给第三列显示单元中末尾的显示单元PX3M的驱动控制器的信号输入端DI,则第三列显示单元传递通信数据的模式和第一列显示单元基本类同,通信信号又可以从第三列显示单元中首个显示单元PX31的信号输出端DO输给第四列显示单元中首个显示单元PX41的驱动控制器的信号输入端DI,最终通信信号从第一列显示单元传递给第N列显示单元。
参见图1,根据以上内容,任意一列显示单元之中各个驱动控制器彼此之间传递灰度控制数据的方式为:以从首个显示单元向末尾的显示单元的方向予以传递,或者以从末尾的显示单元向首个显示单元的方向予以传递。典型的实施例是第一列中以从首个显示单元向末尾的显示单元的方向予以传递,或者第二列中以从末尾的显示单元向首个显示单元的方向予以传递。再者相邻两列显示单元彼此间传递灰度控制数据的方式为:两列中某一列的首个显示单元传递给另一列的首个显示单元,或者两列中的某一列末尾的显示单元传递给另一列末尾的显示单元。典型的实施例是第一列中从首个显示单元传递给第二列的首个显示单元,或者第二列中末尾的显示单元传递给第三列末尾的显示单元。
参见图1,在可选的实施例中,发现通讯布线104将显示阵列中的各个显示单元各自的驱动控制器D11-DNM串接起来,串接级联的各驱动控制器D11-DNM中具有最先接收灰度控制数据的第一级显示单元PX1M和相对应的最后一个才接收到灰度控制数据的末级显示单元PXNM。定义驱动控制器D11-DNM为级联,需要注意级联的次序是按照通信信号接收的先后顺序来定义的,譬如在第一列PX11-PX1M中通信信号接收的先后顺序是从后PX1M向前排到PX11,所以第一列中各个驱动控制器D11-D1M的级联顺序是任意后一个驱动控制器是前一个驱动控制器的前级,如D12是D11在串行通信实现传递灰度控制数据的前级而D11又是D21在通信级联上的前级;第二列PX21-PX2M中通信信号接收的先后顺序是从前PX21向后排到PX2M,第二列中驱动控制器D21-D2M的级联顺序是任意后一个驱动控制器是前一个驱动控制器的后级,如D23是D22在串行通信实现传递灰度控制数据上的后级而D2M又是D3M在通信级联上的前级。换言之在串行通信的级联关系上,任意后一级显示单元的驱动控制器之信号输入端DI连接到前一级显示单元的驱动控制器之信号输出端DO以将驱动控制器D11-DNM串接级联起来。在某些可选的实施例中,任意一级驱动控制器将它自己所需要的灰度控制数据译码保存后再将输入进来的数据转发给后级余下的其他驱动控制器,譬如驱动控制器D11在收取本级所需要的灰度控制数据时并不转发数据,只有驱动控制器D11确定本级所需要的灰度控制数据收取完毕之后它才开始向后面余下的其他各级D21-DNM转发数据。
参见图1,在可选的实施例中,承载膜100上铺设的各类金属布线和绝缘的并作为布线载体的承载膜可以借鉴印刷电路板的线路布局模式,印刷电路板的优势是它允许比承载膜厚得多所以可以内置多层金属布线。不可避免的是,承载膜上的各类金属布线之间可能存在交叉例如供电布线103和通讯布线104之间就可能存在交叉,毫无疑虑如果电势不同或者作用不同的某些布线交叉短接这是绝对不允许的。在部分实施例中是在交叉处使用绝缘材料将交叉的布线电性隔开,譬如至少在供电布线103和通讯布线104两者的交叉处布置些用作隔离的绝缘材料来隔离它们避免短接。在其他的实施例中,譬如针对与供电布线103产生交叉的通讯布线104而言,还可以用跳线的方式,供电布线103一侧的通讯布线104通过导电跳线连接到供电布线103相对另一侧的通讯布线104。在某些的实施例中如果承载膜100内部的各类金属布线被分布在不同的层次,相当于印刷电路板内部层次不同的多层金属布线,则承载膜100上的各类金属布线之间是上下垂直隔离分布的所以金属布线之间自然不会意外短接。在可选的实施例中如果承载膜100上面布置的各类金属布线各自均带有外裹绝缘层来包覆内部金属线也是允许的。
参见图3,在可选的实施例中,是关于显示装置的某些应用场景,最常见的是用作建筑物亮化系统。众多显示装置均布置在建筑物200上,如建筑物的玻璃幕墙、墙体以及屋顶和门窗、建筑穹顶、舞台背景墙、体育馆地面等处,显示装置的承载膜100被固持在建筑物上而且可以通过粘贴或者夹住、吸附或直接钉在建筑物上。在可选的实施例中众多显示装置被划分为一串或多串,例如划分为图示的第一串ST1和第二串ST2以及更多未标识出来的串等。任意一串显示装置中后一个显示装置的通讯布线和前一个显示装置的通讯布线被电性连接起来。例如第一串ST1显示装置中任意后一个显示装置的通讯布线和前一个显示装置的通讯布线电性连接,第一串ST1中第二个显示装置100-2的通讯布线在端口A处和前一个显示装置即第一个显示装置100-1的通讯布线在B端口处被电性连接起来,第一串ST1中第三个显示装置100-3的通讯布线在A端口处和前一个显示装置也即第二个显示装置100-2的通讯布线在B端口处是电性连接的,第一串ST1中第四个显示装置的通讯布线在端口A处和第三个显示装置的通讯布线在端口B处是被电性连接起来的。依此类推,直至第一串ST1中所有的显示装置它们各自的显示单元均被通讯布线串接起来用于实现串行通信方面的级联关系。在第二串ST2中或更多的串中均符合前述规律所以不再赘述。从而可以通过发送给一串或多串显示装置如ST1-ST2等的灰度控制数据来指示每一串显示装置展示出预定的显示内容,最终完整的显示内容是由各串显示装置譬如ST1-ST2等各自的显示内容予以组合展示。在显示装置中设携带灰度数据的通信信号从B端口输出且B端口是铺设在承载膜上的某个金属焊垫区域,第N列显示单元中的末尾的显示单元PXNM的驱动控制器DNM之信号输出端DO通过通讯布线电性连接到端口B处且驱动控制器DNM提供给后一个显示装置的信号从B端口输出。
参见图3,在可选的实施例中,由众多显示装置划分的任意一串显示装置中后一个显示装置的正极电源线、负极电源线相对应的分别和前一个显示装置的正极、负极电源线电性连接起来。譬如在第一串ST1中第二个显示装置100-2正极电源线101和前一个显示装置即第一个显示装置100-1的正极电源线101电性连接起来,第二个显示装置的负极电源线102和前一个显示装置即第一个显示装置100-1的负极电源线102连接。第三个显示装置100-3的正极电源线101和前一个显示装置即第二个显示装置100-2的正极电源线电性连接起来,以及第三个显示装置100-3的负极电源线102和前一个显示装置即第二个显示装置100-2的负极电源线102电性连接起来。第四个显示装置的正极电源线和相邻前一个显示装置即第三个显示装置的正极电源线电性连接起来,以及还有第四个显示装置的负极电源线和前一个即第三个显示装置的负极电源线电性连接起来。图中显示的外部导线108可以用于对接不同显示装置的正极电源线或负极电源线。这种规律适用于第二串甚至更多的串:任意一串显示装置中后一个显示装置的正极电源线和负极电源线相对应的分别和相邻前一个显示装置的正极和负极电源线电性连接起来,使得同一串中各个显示装置的正极电源线101和负极电源线102均能对接电源的正负极。对任何显示装置而言它的显示单元布局成整列来供电比传统的直接串接供电要安全得多,也更容易实现期望的低电压供电目标,试想如果M×N个显示单元排成单一的一列而串联在正极电源线和负极电源线之间则电源电压必须满足几百伏特的供电要求,反之如果显示单元布局成整列则正极电源线和负极电源线之间的供电电源大概几十伏特即可。
参见图3,在可选的实施例中,前文记载单个显示装置中可以设置其各个显示单元的驱动控制器通过通讯布线104串接起来以单线串行通信的方式传输灰度数据,所以宣称显示阵列中各个显示单元PX11-PXNM各自的驱动控制器D11-DNM在串行通信上是级联关系。这种级联关系的一个实施例是:第一列中驱动控制器D1M到D11级联而且串行数据从D1M传递到D11,第二列中驱动控制器D21到D2M级联而且串行数据从驱动控制器D21传递到D2M,第三列中数据从D3M传递到D31直至第N列等。在可选的实施例中基本上都是奇数列是从末尾的驱动控制器依序传递到首个驱动控制器,在偶数列中都是从首个驱动控制器依序传递至末尾的驱动控制器,此时奇数列的首个驱动控制器还将灰度数据传递给相邻后一个偶数列的首个驱动控制器。既然驱动控制器D11-DNM级联串接它们中必定有最先接收到灰度数据的第一级驱动控制器和最后一个接收到灰度数据的尾级驱动控制器,最先接收灰度数据是第一级驱动控制器D1M和最后接收灰度数据是末级驱动控制器DNM。也可以改变规则,偶数列是从末尾的驱动控制器依序传递到首个驱动控制器,而在奇数列中都是从首个驱动控制器依序传递至末尾的驱动控制器,奇数列中末尾的驱动控制器将灰度控制数据传递给相邻后一个偶数列中末尾的驱动控制器。串接的驱动控制器D11-DNM中最先接收灰度控制数据是第一级驱动控制器D11和最后接收灰度控制数据的末级驱动控制器DN1。基于灰度数据在级联模式下的先后传递方式,针对任意某一串显示装置而言,耦合于后一个显示装置的第一级驱动控制器的通讯布线和耦合于前一个显示装置的末级驱动控制器的通讯布线通过外部导线相互电性连接。在可选的实施例中譬如在第一串ST1中:耦合于第二个显示装置100-2的第一级驱动控制器D1M的通讯布线104在端口A处和耦合于前一个显示装置100-1的尾端驱动控制器DNM的通讯布线104在端口B处通过外部导线相互电连接,外部导线直接对接AB端口。再譬如耦合于第三个显示装置100-3的第一级驱动控制器D1M的通讯布线104在A端口处和耦合于前一个显示装置100-2的末级驱动控制器DNM的通讯布线104在B端口处通过外部导线相互电连接,外部导线直接对接AB端口。首先第三个显示装置100-3的第一级驱动控制器D1M的信号输入端DI耦合到它的A端口、其次第二个显示装置100-2的末级驱动控制器DNM的信号输出端DO耦合到它的B端口,使AB端口对接就是使得相邻的两个显示装置它们各自的驱动控制器仍然通过通讯布线串接起来以单线串行通信的方式传输灰度数据。最终的目的是:保障任意一串显示装置所含的所有驱动控制器均以单线串行通信的方式传输灰度控制数据,譬如第一串ST1中显示装置100-1和100-2以及更多的显示装置100-3等它们各自所含的所有驱动控制器均符合单线串行通信规则。
参见图4,在可选的实施例中,还需考虑承载膜100和其上面的各类金属布线的制造成本和制作工艺的复杂程度。如果各类布线同时成型,意思是布线被形成在承载膜上的时机是相同的而不是反复去布线,则几乎是最简单的工艺而且成本最低。例如供电布线和通讯布线以及正极电源线和负极电源线等布线都是一次性同时制成,典型的方案是按照事先设计好的版图直接去镀或溅射金属材料到膜上来形成布线,也可以对铺在承载膜上的大面积金属层反过来执行刻蚀移除不需要的金属区域而将保留的金属线视为布线。虽然布线成本降低而且工艺简洁,但所有金属布线均同时一次性制备也会带来一些局限:譬如部分不同种类的布线产生交叉就会造成不必要的某些短路。
参见图4,在可选的实施例中,考虑到显示阵列中各个显示单元PX11-PXNM各自的驱动控制器D11-DNM在串行通信上是级联关系,各个显示单元的驱动控制器通过通讯布线串接起来以单线串行通信的方式传输灰度数据,则单个显示单元中任意互联的两个驱动控制器之间的通讯布线104上可以布置耦合电容CC,耦合电容可隔离互联的两个驱动控制器之间在通讯布线上的直流电部分但不影响通信信号的传播。针对图3由多个显示装置划分得到的一串或多串显示装置如ST1-ST2而言,后一个显示装置100-2的第一级驱动控制器D1M用于接收灰度控制数据的通讯布线104和前一个显示装置100-1的末级驱动控制器DNM用于输出灰度控制数据的通讯布线104之间也布置耦合电容CC。例如显示装置100-2的驱动控制器D1M的信号输入端DI和A端口之间设置此电容。前文提到某些布线之间会产生交叉,可以发现A端口所在的金属衬底和驱动控制器D1M的信号输入端通过通讯布线104互连,然而这部分通讯布线104和从负极电源线102上连到驱动控制器D1M的参考地端GND的供电布线103产生交叉。解决的方案是:通讯布线在与供电布线产生交叉时,将通讯布线104在该交叉点的局部片段设为截断状态,并设置耦合电容CC横跨过位于该交叉点的供电布线103并由位于交叉点的耦合电容CC将通讯布线的处于截断状态的局部片段耦接起来。通讯布线104和供电布线103产生交叉则通讯布线104在交叉点的局部片段被截断为:位于供电布线103某一侧的第一片段和位于供电布线103相对另一侧的第二片段,通讯布线104的第一片段和第二片段之间预留间隙以保障供电布线103能在该间隙中布线,然后耦合电容CC的第一端子T1焊接到通讯布线的第一片段处而耦合电容CC的第二端子T2焊接到通讯布线的第二片段处,耦合电容横跨过位于交叉点的供电布线103即横跨过第一片段和第二片段间的间隙。相当于将通讯布线在该交叉点的局部片段设为截断状态,耦合电容CC横跨过位于该交叉点的通讯布线以及由位于交叉点的耦合电容将通讯布线的处于截断状态的局部片段耦接起来。
参见图4,在可选的实施例中,第二列显示单元之PX22的驱动控制器D22信号输入端通过第一根通讯布线104连到前一个驱动控制器D21的信号输出端,以及第二列显示单元之PX22的驱动控制器D22信号输出端通过第二根通讯布线104连到后一个驱动控制器D23的信号输入端,发现此处的第一和第二根通讯布线104存在交叉。则具体的解决方案是:将第二根通讯布线104在该交叉点的局部片段设为截断状态,并且还设置耦合电容CC横跨过位于该交叉点的第一根通讯布线104并由位于交叉点的耦合电容将第二根通讯布线104的处于截断状态的局部片段耦接起来。第二根通讯布线104在交叉点的局部片段被截断为:位于第一根通讯布线103一侧的第一片段和位于第一根通讯布线的相对另一侧的第二片段,第二根通讯布线104的第一片段和第二片段之间预留间隙以保障第一根通讯布线104能够在该间隙中布线,耦合电容CC的第一端子T1通过焊锡等焊接到第二根通讯布线104的第一片段处而耦合电容CC的第二端子T2通过焊锡等焊接到第二根通讯布线104的第二段片处,所以耦合电容横跨过位于交叉点的第一根通讯布线即横跨过第一片段和第二片段之间的间隙。相当于两根通讯布线产生交叉时在交叉点将其中之一的局部片段设为截断状态,耦合电容横跨过位于该交叉点的通讯布线以及由位于交叉点的耦合电容将通讯布线的处于截断状态的局部片段耦接起来。
参见图5,在可选的实施例中,每一列显示单元均与一个恒定电流源串联在正极和负极电源线之间,恒定电流源的输入电流和输出电流基本相同,恒流芯片或功能相同的电子元器件均是恒定电流源的可选方案,从而以将流经每一列显示单元中各个驱动控制器的电流稳定在预设范围内。譬如第一列显示单元PX11-PX1M均与某恒定电流源130串联在正极电源线101和负极电源线102之间。由于每个驱动控制器均配置有接收供电电压的电源端VCC即电流流入端和配置有供电流流出的参考地端GND即电流流出端,第一列显示单元中首个显示单元的驱动控制器D11之电源端VCC耦合到正极电源线,且首个显示单元的驱动控制器D11是通过恒定电流源130耦合到正极电源线,电流先从正极电源线流向恒定电流源130再流向驱动控制器D11之电源端VCC。第一列显示单元中末尾显示单元的驱动控制器D1M之参考地端GND耦合到负极电源线,后一个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到前一个显示单元的驱动控制器之参考地端:如第二个显示单元的驱动控制器D12电源端耦合到第一个显示单元的驱动控制器D11参考地端,第三个显示单元的驱动控制器D13电源端耦合到第二个显示单元的驱动控制器D12参考地端等。流入恒定电流源的电流和流出恒定电流源的电流基本相等,将流经与其串联的每一列显示单元中各个驱动控制器譬如D11-D1M的流入流出电流稳定在预设范围内。
参见图6,在可选的实施例中,每一列显示单元均与一个恒定电流源串联在正极和负极电源线之间,作为替代图5的实施例,在每一列显示单元中任意相邻的一对显示单元之间设置恒定电流源。譬如第二列显示单元PX21-PX2M均与某个恒定电流源130串联在正极电源线101和负极电源线102之间。第二列显示单元中首个显示单元PX21的驱动控制器D21之电源端VCC耦合到正极电源线,后一个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到前一个显示单元的驱动控制器之参考地端,但是末尾的显示单元PX2M的驱动控制器D2M之电源端VCC是通过恒定电流源130耦合到前一个即第M-1个显示单元的驱动控制器之参考地端GND,电流先流向第M-1个显示单元的驱动控制器的电源端然后从参考地端流出并流向恒定电流源130再流向驱动控制器D2M之电源端VCC,第二列显示单元中末尾显示单元的驱动控制器D2M之参考地端GND耦合到负极电源线。
参见图7,在可选的实施例中,每一列显示单元均与一个恒定电流源串联在正极和负极电源线之间,作为替代图5的方案,每一列显示单元中末尾的显示单元与负极电源线之间设置恒定电流源。譬如第N列显示单元PXN1-PXNM均与某个恒定电流源130串联在正极电源线101和负极电源线102之间。第N列显示单元中最后末尾的显示单元的驱动控制器DNM之参考地端GND通过恒定电流源130耦合到负极电源线,电流先流向显示单元的驱动控制器DNM之电源端VCC,电流从驱动控制器DNM之参考地端流出之后再流向恒定电流源130然后直到流向负极电源线。恒定电流源可以约束每一列显示单元当中的每一个驱动控制器的从电源端VCC流向参考地端GND的总电流,恒定电流源可以将流经每一列显示单元中各个驱动控制器的电流稳定在预设范围内。
参见图8,在可选的实施例中,以阵列中第二列之第三个显示单元PX23像素点为例来阐释驱动控制器依据接收到的灰度控制数据来驱动点亮与之对应的发光二极管的实施机制的一种。暂且以RGB三色为例:假设产生恒流的恒流源模块F所提供的恒流流经某颜色的二极管,注意这里使恒流流过二极管的方式很多,恒流源模块F通常带有产生稳定基准电流的恒流源单元(Current Source)则某颜色的二极管和恒流源单元串联就能将发光二极管的电流稳定住;或利用电流镜结构来匹配恒流源单元使得流过电流镜的电流要么等于基准电流要么和基准电流成比例关系,电流镜是恒流源电路的一种形式,它的受控电流与输入的基准电流相等或成比例,特点是流经电流镜的镜像电流是对输入给它的基准电流按一定的比例进行复制或说拷贝。那么使镜像电流流过发光二极管也可以点亮二极管和稳定发光二极管的电流。值得一提的是,本申请中能够产生稳定基准电流的电路均可以归属到恒流源单元的定义之列,基本电流源或者电压电流转换器等等都是恒流源单元的可选实施例。提供给发光二极管的工作电压可以是驱动控制器D23的电源端处的电压来为发光二极管供电,或是电源端处电压的分压来为发光二极管供电,发光二极管可以和恒流源单元或者发光二极管和恒流源单元所匹配的电流镜串接在供给二极管的工作电压与驱动控制器D23的参考地端之间。以上是单色二极管作为范例,如果是多路发光二极管譬如采用基色RGB就是重复单色二极管和恒流源模块的组合架构即可。灰度控制数据在结构上划分的第一段X位比特数据代表的占空比驱动R二极管点亮、第二段Y位比特数据代表的占空比驱动G二极管点亮和第三段Z位比特数据代表的占空比用于B二极管点亮并由驱动控制器D23撷取以上几段数据。由第一段若干位的比特数来设置R在循环周期中的点亮时间,由第二段若干位比特数来设置G在循环周期中的点亮时间,由第三段若干位比特数来设置B在循环周期中的点亮时间。相当于根据灰度控制数据产生不同的占空比控制信号,占空比控制信号用来控制产生恒流的恒流源模块配置给二极管的驱动电流在循环周期或称工作周期中的关断或接通,接通意味着发光二极管存在流通的电流而被点亮以及关断意味着发光二极管不存在流通的电流而被熄灭,从而通过控制恒流源模块配置给发光二极管的驱动电流的关断时间和接通时间就能实现电流灰度调节。
参见图8,在可选的实施例中,仍然以上文描述的驱动控制器D23为例而且不管它驱动的是单路还是多路二极管先假设流过这些二极管的电流标记为I2;还在驱动控制器设置有可调分流基准源模块E,分流基准源模块E和外部电阻RH串联耦合在驱动控制器电源端和参考地端之间。为了以示区分将流过基准源模块E和外部电阻RH所在支路的电流标记为I1,则从驱动控制器D23电源端VCC流入和从参考地端GND流出的总电流至少包括I1和I2两个分流支路,并联分流关系中I1不流过二极管支路和I2不流过外部电阻的支路。正由于驱动控制器D23配置有与一路或多路发光二极管进行分流的外部电阻且在可选方案中驱动控制器D23控制流经外部电阻RH的电流I1随着驱动控制器的供电电压的抬升而增加,或驱动控制器D23还控制流经外部电阻RH的电流I1随着供电电压的降低而减少。试想如果电源端VCC的电压不稳定产生起伏,尤其是增大势必会引起产生恒定电流的恒流源模块的功耗显著增加,因为发光二极管的正向导通压降根据其物理特性是几乎不变化的,以至于电源端VCC所增加的电压大部分加载在恒流源模块上而且发光二极管的流通电流和恒流源模块的恒定电流不变,但施加电压的增加就会使得多出来的功率被驱动控制器吸纳而显著升温。换而言之,输入功率增加但是针对发光二极管的输出功率却近乎不变,那么多出来的这部分功率被恒流驱动部分吸收也势必会造成恒流驱动部分的温度升高,这恰恰是不允许的。分流基准源模块E在面临VCC-GND间的电压即驱动控制器的供电电压抬升时驱动控制器D23控制流经分流基准源模块E支路的分流电流I1增加,或分流基准源模块E在面临VCC-GND间的电压即驱动控制器的供电电压降低时驱动控制器D23控制流经分流基准源模块E支路的分流电流I1减少。驱动控制器将至少一部分输入或接收的功率或功耗转移到外部电阻RH上作为热量消散,尤其是当电源端电压增大所产生的额外输入功耗几乎都被外部电阻以热量的形式辐射掉,避免驱动控制器自生的温升。供电电压可被采样给分流基准源模块E,分流基准源模块感应到采样电压增加时就增加流过自身的电流,或感应到采样电压降低时就降低自身的电流。优势是驱动控制器D23可以将至少一部分功耗转移到外部电阻上作为热量消散,保障驱动控制器自身基本是恒功率的,驱动控制器功耗过高会导致其极高的温升而进一步引起器件可靠性问题和参数漂移,严重时因为电流参数不稳定引起二极管色偏等。分流基准源模块可采用具有阴极和阳极及电压参考端的三端可调并联稳压器/稳压集成电路,其电压参考端可耦合到位于电源端和参考地端VCC-GND之间的某分压器的分压节点,譬如电阻分压器具有的两个电阻的互连处即为分压节点,本质上分压器也还可以归类到可以对供电电压进行采样的采样电路类别,阳极耦合到参考地端GND而阴极与电源端VCC之间设置前文的记载的外部电阻RH,则分流基准源模块可将驱动控制器的VCC-GND间的电压稳定在预设电压范围。分流基准源模块的替代方案是负反馈运算放大器等效电路,其负端感应采样电压而其正端输入预定的参考电压以及在其输出端与电源端之间设置外部电阻。前述可调式并联稳压器(Adjustable precision shunt regulator)有时候也称之为三端并联稳压器或三端并联稳压电路(three-terminal shunt regulator)。注意任何驱动控制器的电源端和参考地端之间还可以连接如图7中PXN3所示的外部稳压电容CO,这也是保持驱动控制器的供电电压稳定的可选实施例。
参见图9,在可选的实施例中,在承载膜100的一组相邻的边缘附近布置有前文的正极电源线101和在另一组相邻的边缘附近布置有负极电源线102,它们均为L形状并且显示整列仍然满足显示阵列当中的每一列显示单元均以串联的方式布局在正极和负极电源线之间:只不过这些奇数列或者偶数列都是倾斜布置在承载膜上的,任意一列显示单元与承载膜的边缘不再垂直也不平行,倾斜的每一列显示单元仍然串联布局在正极和负极电源线之间。具体实施例的譬如第一列其首个显示单元PX11的驱动控制器之电源端耦合到正极电源线、其末尾显示单元PX12的驱动控制器之参考地端耦合到负极电源线,后一个显示单元PX12的驱动控制器之电源端耦合到相邻前一个显示单元PX11的驱动控制器之参考地端。可见阵列的布局与图1并无大的区别。第四列其首个显示单元PX41的驱动控制器之电源端耦合到正极电源线、末尾显示单元PX46的驱动控制器之参考地端耦合到负极电源线,以及任意后一个显示单元如PX44的驱动控制器之电源端耦合到相邻前一个显示单元如PX43的驱动控制器之参考地端。图9佐证了显示阵列在承载膜上摆放形貌的不同并不影响显示装置记载于前文的技术特征的运作,图9中通过通讯布线104将各个显示单元串接成级联模式并仍然使用单线串行通信。
参见图10,在可选的实施例中,单线协议的数据传输仅需要一条信号线且比较节约成本但略有不足的是传输速率有待改善。显示技术较为通用的是使用数据线和时钟线以及锁存线共三条线的协议,因为小型化的显示屏像素点间距小而且减少数据传输线条数似乎看起来没有必要,所以已成为业内标准之一。对于点光源等像素点间的间距较大,双线传输的优势在于用两条线传输,传输速率能达到数十兆赫兹可以级联更多光源,在间距较大时双线传输是数据线条数与传输速率的折中。传统的双线协议如IIC和SMBUS等是采用从机并联的方式。连接方式如图10,主机发送时钟CLOCK和数据DATA信号而所有从机即各奇数列和偶数列的显示单元都挂在视为通信总线的通讯布线104上,注意图中仅仅绘制了部分条数的通讯布线104作为范例,更多数量的总线并未示意出。在承载膜上铺设的多条通讯布线104视为通信总线,各个显示单元各自的驱动控制器以并联的方式从总线上提取各自所需的灰度控制数据。部分多线协议采用寻址的方式传输数据并要求每个从机对应于固定的地址,从而每次发送的灰度数据都与地址存在一一对应的关系而便于各个驱动控制器收取数据。可选的,在任意一串显示装置中要求后一个显示装置的视为总线的多条通讯布线和前一个显示装置的视为总线的多条通讯布线分别一一对接。譬如前文记载于图3的第一串ST1中后一个显示装置100-2和前一个显示装置100-1的数据线对接数据线、时钟线对接时钟线、锁存线对接锁存线,在这些通信总线中数据线类似于单线协议中的单线信号线而且属于级联布线,时钟线和锁存线则属于共用线。如果是针对两线的协议而言则第一串ST1中后一个显示装置如100-3和前一个显示装置如100-2它们的数据线对接数据线、时钟线对接时钟线,数据转发不是必须的。无论三线协议还是双线协议都是规定类别相同的总线互相对接或说是通信属性相同的总线互相对接。
以上通过说明和附图的内容,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,上述发明提出了现有的较佳实施例,但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言阅读上述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (16)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
承载膜,在承载膜上铺设有正极电源线和负极电源线;
布置在承载膜上的具有众多显示单元的显示阵列,设置显示阵列当中的每一列显示单元均以串联的方式布局在正极和负极电源线之间;
任一显示单元皆带有发光二极管及其驱动控制器;
在承载膜上铺设有耦接到各个驱动控制器的通讯布线;
外部灰度控制数据通过通讯布线传递到各个显示单元;
任一驱动控制器依据自身接收到的灰度控制数据来驱动点亮与之对应的发光二极管;
任意一个驱动控制器均配置有接收供电电压的电源端和供电流流出的参考地端;
任意一列显示单元之中各个驱动控制器的供电方式为:
通过承载膜上铺设的供电布线,其首个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到正极电源线、其末尾显示单元的驱动控制器之参考地端耦合到负极电源线,及任意后一个显示单元的驱动控制器之电源端耦合到相邻前一个显示单元的驱动控制器之参考地端;
任意一个驱动控制器设置有三端可调并联稳压器,三端可调并联稳压器的电压参考端耦合到位于电源端和参考地端之间的一分压器的分压节点,三端可调并联稳压器的阳极耦合到参考地端,三端可调并联稳压器的阴极与电源端之间设置一个外部电阻;
每一列显示单元均与一个恒定电流源串联在正极和负极电源线之间,以将流经每一列显示单元中各个驱动控制器的电流稳定在预设范围内。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述承载膜为柔性膜并选取自透明的膜、半透明的膜、非透光性的膜当中之一。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
任意一列显示单元之中各个驱动控制器彼此之间传递灰度控制数据的方式为:
通过通讯布线,以从首个显示单元向末尾的显示单元的方向予以传递;或者
通过通讯布线,以从末尾的显示单元向首个显示单元的方向予以传递。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
任意相邻的两列显示单元彼此之间传递灰度控制数据的方式为:
通过通讯布线,两列中的一列的首个显示单元传递给另一列的首个显示单元;或者
通过通讯布线,两列中的一列末尾的显示单元传递给另一列末尾的显示单元。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
任意一个驱动控制器的电源端和参考地端之间连接有外部稳压电容。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
在每一列显示单元中首个显示单元与正极电源线之间设置恒定电流源;或者
在每一列显示单元中末尾的显示单元与负极电源线之间设置恒定电流源;或者
在每一列显示单元中任意相邻的一对显示单元之间设置恒定电流源。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
通讯布线将各个显示单元的驱动控制器串接起来以单线串行通信的方式传输灰度控制数据给各个显示单元,任意两个相互串接的驱动控制器之间的通讯布线通过耦合电容耦接起来作为灰度控制数据的传播路径。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
通讯布线在与承载膜上铺设的任何金属布线产生交叉时,将通讯布线在该交叉点的局部片段设为截断状态,并设置耦合电容横跨过位于该交叉点的该金属布线以及由位于交叉点的耦合电容将通讯布线的处于截断状态的局部片段耦接起来。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
在承载膜上铺设的多条通讯布线视为通信总线,各个显示单元各自的驱动控制器以并联的方式从通信总线上提取各自所需的灰度控制数据。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
在任一显示单元中,驱动控制器根据自身接收的灰度控制数据来确定受其驱动的一路或多路发光二极管各自在每个循环周期内的点亮时间,且发光二极管在点亮时间内所流过的驱动电流由驱动控制器钳制为恒流。
11.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
在任一显示单元中,驱动控制器配置有与一路或多路发光二极管进行分流的所述外部电阻从而使得流入任一显示单元的电流除了流经一路或多路发光二极管之外还并联地流经所述外部电阻,则驱动控制器将至少一部分功率转移到所述外部电阻上作为热量消散。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于:
在供给驱动控制器的供电电压不在预设电压范围内时,驱动控制器控制流经所述外部电阻的电流随着供电电压的抬升而增加,或者驱动控制器还控制流经所述外部电阻的电流随着供电电压的降低而减少,直至供电电压落在预设电压范围内。
13.一种基于权利要求1所述的显示装置的亮化系统,其特征在于,包括:
众多显示装置,且众多显示装置被划分为一串或多串,任意一串显示装置中后一个显示装置的通讯布线和前一个显示装置的通讯布线被电性连接起来;
通过发送给一串或多串显示装置的灰度控制数据来指示每一串显示装置展示出预定的显示内容,从而由各串显示装置各自的显示内容予以组合展示。
14.根据权利要求13所述的亮化系统,其特征在于:
由众多显示装置划分的任意一串显示装置中,后一个显示装置的正极、负极电源线相对应的分别和前一个显示装置的正极、负极电源线电性连接。
15.根据权利要求14所述的亮化系统,其特征在于:
任意一个显示装置设置其各个显示单元的驱动控制器通过通讯布线串接起来以单线串行通信的方式传输灰度控制数据,每个显示装置中串接的各驱动控制器具有最先接收灰度控制数据的第一级驱动控制器和最后接收灰度控制数据的末级驱动控制器;
在任意一串显示装置中,后一个显示装置的第一级驱动控制器和相邻前一个显示装置的末级驱动控制器通过通讯布线的互相对接,使得任意一串显示装置所含的所有驱动控制器均通过通讯布线串接起来以兼容于单线串行通信。
16.根据权利要求14所述的亮化系统,其特征在于:
任意一个显示装置的承载膜上铺设的通讯布线包括通信总线,其各个显示单元各自的驱动控制器以并联的方式从通信总线上提取各自所需的灰度控制数据;
在任意一串显示装置中,后一个显示装置的视为通信总线的多条通讯布线和前一个显示装置的视为通信总线的多条通讯布线分别一一对接。
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