CN114023248A - 用于控制分布式驱动电路的具有二维共享线的显示装置 - Google Patents

用于控制分布式驱动电路的具有二维共享线的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于控制分布式驱动电路的具有二维共享线的显示装置。显示装置包括分布在显示区域中的驱动电路和LED区的阵列。一组共享线包括耦接相应列中的驱动电路的列线和耦接相应行中的驱动电路的行线。在寻址模式期间，控制电路使用行线和列线的组合给驱动电路分配地址。在操作模式期间，控制电路利用分配的地址将驱动控制命令发送至驱动电路以控制LED区的亮度。控制电路也可以将回读命令发送至驱动电路以获得与感测到的状况相关的回读数据。控制电路可以基于感测到的状况来调整驱动控制命令。

Description

用于控制分布式驱动电路的具有二维共享线的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月16日提交的美国临时申请第63,052,844号的权益，上述申请通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容总体上涉及用于显示器的发光二极管(LED)和LED驱动电路系统，更具体地涉及具有分布式驱动电路的显示器架构。
背景技术
LED被用在诸如电视、计算机监视器、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、投影系统和头戴式装置的许多电子显示装置中。现代显示器可以包括远远超过一千万个单独的LED，这些LED可以在显示区域中以行和列被布置。为了驱动每个LED，当前的方法采用需要大量外部芯片面积的驱动电路系统，这会影响显示装置的尺寸。
发明内容
显示装置包括发光二极管区的阵列、驱动电路的阵列、一组共享线和控制电路。发光二极管区的阵列各自包括响应于相应的驱动电流而生成光的一个或更多个发光二极管。驱动电路分布在显示装置的显示区域中。驱动电路基于驱动控制命令利用相应的驱动电流来驱动相应的发光二极管区，并且响应于回读命令而生成包括感测到的状况的回读数据。一组共享线传送驱动控制命令、回读命令和回读数据。一组共享线包括耦接驱动电路的阵列的相应行中的驱动电路的行线和耦接驱动电路的阵列的相应列中的驱动电路的列线。控制电路在寻址模式下操作，以基于在行线和列线上发送的寻址信号给驱动电路的阵列分配地址。控制电路也在操作模式下操作以生成回读命令，响应于回读命令而获得回读数据，以及至少部分基于回读数据来生成驱动控制命令。驱动控制命令包括与目标驱动电路相关联的地址。
在实施方式中，一组共享线包括耦接相应行中的驱动电路的一组电力线。一组电力线将相应的供应电压提供给相应行中的驱动电路。一组数据输入线耦接相应列中的驱动电路以将驱动控制命令和回读命令提供给相应列中的驱动电路。一组数据输出线耦接相应列中的驱动电路以响应于回读命令将回读数据传送至控制电路。
在另一实施方式中，一组共享线包括一组电力线，所述一组电力线耦接驱动电路以将相应的供应电压提供给相应行中的那些驱动电路。一组数据输入线耦接相应列中的驱动电路以用于在寻址模式期间传送寻址信号以给相应列中的驱动电路分配相应的地址，使得列中的所有驱动电路具有相同的地址并且行中的所有驱动电路具有不同的地址。耦接相应行中的驱动电路的一组数据输出线响应于回读命令将回读数据传送至控制电路。
在另一实施方式中，一组共享线包括耦接相应行中的驱动电路的一组电力通信线。一组电力通信线将相应的供应电压提供给相应行中的驱动电路，并且在操作模式期间提供驱动控制命令和回读命令作为在供应电压上调制的数字数据。一组双向数据线耦接相应列中的驱动电路。一组双向数据线在寻址模式期间从控制电路传送寻址信号以给相应列中的驱动电路分配相应的地址，使得列中的所有驱动电路具有相同的地址并且行中的所有驱动电路具有不同的地址。一组双向数据线在操作模式期间响应于回读命令将回读数据传送至控制电路。
在又一实施方式中，一组共享线包括一组数据输入线，所述一组数据输入线耦接相应行中的驱动电路以在寻址模式期间依次发送来自控制电路的行选择信号，以在连续的行选择时段期间选择用于地址分配的驱动电路的阵列的相应行。一组双向数据线耦接相应列中的驱动电路。在实施方式中，一组双向数据线在寻址模式的连续的行选择时段中的每一个期间依次发送来自控制电路的列选择信号，以在连续的行-列选择时段期间选择用于地址分配的驱动电路的阵列的相应列。一组双向数据线还在操作模式期间响应于回读命令将回读数据传送至控制电路。一组电力通信线耦接相应行中的驱动电路。一组电力通信线将相应的供应电压提供给相应行中的驱动电路。一组电力通信线也在寻址模式的行-列选择时段中的每一个期间将地址分配发送至相应的选择的驱动电路。
在另一实施方式中，一组共享线包括耦接相应行中的驱动电路的一组数据输入线。一组数据输入线在寻址模式期间依次发送来自控制电路的行选择信号，以在连续的行选择时段期间选择用于地址分配的驱动电路的阵列的相应行。一组双向数据线耦接相应列中的驱动电路。一组双向数据线在寻址模式的连续的行选择时段中的每一个期间依次发送来自控制电路的列寻址信号，以将地址分配给相应的驱动电路。一组双向数据线也在操作模式期间响应于回读命令将回读数据传送至控制电路。一组电力线耦接相应行中的驱动电路，以将相应的供应电压提供至相应行中的驱动电路。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本发明的实施方式的教导。
图1是根据一个实施方式的显示装置的第一实施方式的电路图。
图2是示出根据一个实施方式的用于显示装置的寻址过程的第一示例波形的波形图。
图3是根据一个实施方式的显示装置的第二实施方式的电路图。
图4是示出根据一个实施方式的用于显示装置的寻址过程的第二示例波形的波形图。
图5是根据一个实施方式的显示装置的第三实施方式的电路图。
图6是示出根据一个实施方式的用于显示装置的寻址过程的第三示例波形的波形图。
图7是根据一个实施方式的驱动电路的电路图。
图8A是可以在显示装置中利用的LED和驱动电路的第一实施方式的截面图。
图8B是可以在显示装置中利用的LED和驱动电路的第二实施方式的截面图。
图8C是可以在显示装置中利用的LED和驱动电路的第三实施方式的截面图。
图9是根据一个实施方式的使用LED和驱动电路的显示装置的俯视图。
图10示出了根据一个实施方式的用于显示装置的LED和驱动电路的几个层的示意图。
说明书中描述的特征和优点并非全部包括在内，鉴于附图、说明书和权利要求书，许多附加的特征和优点对于本领域普通技术人员而言将是明显的。
具体实施方式
显示装置包括分布在显示区域中的驱动电路和LED区的阵列。一组共享线包括耦接相应列中的驱动电路的列线和耦接相应行中的驱动电路的行线。在寻址模式期间，控制电路使用行线和列线的组合向驱动电路分配地址。在操作模式期间，控制电路利用分配的地址将驱动控制命令发送至驱动电路以控制LED区的亮度。控制电路也可以将回读(readback)命令发送至驱动电路以获得与感测到的状况相关的回读数据。控制电路可以基于感测到的状况来调整驱动控制命令。
图(FIG.)1是根据一个实施方式的用于显示图像或视频的显示装置 100的电路图。在各种实施方式中，显示装置100可以以任何合适的形式因素被实现，这些合适的形式因素包括用于计算机显示面板、电视、移动装置、广告牌等的显示屏幕。显示装置100可以包括液晶显示(LCD)装置或LED显示装置。在LCD显示装置中，LED提供穿过液晶滤色器的白光背光，所述液晶滤色器控制显示器的各个像素的颜色。在LED显示装置中，LED被直接控制成发射与显示器的每个像素相对应的彩色光。
显示装置100包括分布式区集成电路(IC)150的装置阵列105。每个区IC 150包括驱动电路120以及LED区130的一个或更多个LED。LED 区130各自对应于数字图像的像素，所述数字图像的像素具有基于从控制电路110接收的数据的颜色和强度。装置阵列105可以以行和列被布置。每一行可以共享由行控制器112控制的公共电力线(Pwr1、……、PwrM) 160。每一列可以共享由列控制器114控制的公共的数据输入线(Di1、……、 DiN)170和数据输出线(Do1、……、DoN)180。在装置阵列105的行或列中的区IC 150也可以共享其他线(未示出)，例如LED区130的电压供应线(VLED)和接地线(GND)。在另一实施方式中，共享的电力线将电力提供给一组(例如，行或列)中的驱动电路120和LED区130二者。如本文中使用的，行或列可以是指部分的行或列并且不一定是指显示装置100的全部的行或列。
如下面将进一步详细描述的，装置阵列105可以被物理地构造成使得LED区130堆叠在驱动电路120上方。换句话说，LED区130的阵列被布置在第一x-y平面中，并且驱动电路120的阵列被布置在与第一x-y平面平行的第二x-y平面中。在一种配置中，每个LED区130堆叠在驱动该LED区130的相应驱动电路120上方(即，在z方向上)。此外，如图 8至图10中进一步描述的，装置阵列105的部件(例如，LED区130和驱动电路120)可以被集成在同一基板上并且在同一封装中。该结构使实现其中驱动电路120分布在显示区域中的显示装置100，从而使实现比驱动电路120在显示区域外部的装置更紧凑的显示装置100。
LED区130各自包括一个或更多个LED，所述一个或更多个LED各自生成具有取决于由相应的驱动器120提供的相应驱动电流的亮度的光。在LCD显示器中，LED区130可以包括为背光区提供背光的一个或更多个LED，所述一个或更多个LED可以包括一维或二维像素阵列。在LED 显示器中，LED区130可以包括与显示装置100的单个像素相对应的一个或更多个LED，或者可以包括与像素阵列(例如，一个或更多个列或行) 相对应的一维LED阵列或二维LED阵列。例如，在一个实施方式中，LED 区130可以包括一组或更多组红色的、绿色的和蓝色的LED，所述LED 各自对应于像素的子像素。在另一实施方式中，LED区130可以包括一组或更多组红色的、绿色的和蓝色的LED串，这些LED串与子像素的列或部分列或者子像素的行或部分行相对应。例如，LED区130可以包括一组红色子像素、一组绿色子像素或一组蓝色子像素。
LED可以是有机发光二极管(OLED)、无机发光二极管(ILED)、小型发光二极管(小型LED)(例如，具有在100微米至300微米之间的尺寸范围)、微型发光二极管(微型LED)(例如，具有小于100微米的尺寸)、白色发光二极管(WLED)、有源矩阵OLED(AMOLED)、透明OLED(TOLED)或一些其他类型的LED。
驱动电路120通过以下操作来驱动LED区130：响应于驱动控制信号来控制至LED区130的相应驱动电流。在实施方式中，驱动电路120基于驱动控制信号来控制由电源(未示出)供应的驱动电流以控制一个LED 区130的亮度。例如，LED区130的亮度通常随着驱动电流的增加而增加。
在实施方式中，驱动电路120各自驱动对应LED区130的多个通道，对应LED区130的多个通道可以各自具有单独可控的驱动电流。例如，驱动电流120可以经由单独的输出引脚来独立地控制与LED区130的红色通道、绿色通道和蓝色通道相对应的LED电流。
一组共享线使不同组的驱动电路120与控制电路110耦接。共享线可以包括各自将驱动电路120的列耦接至列控制器114的列线和各自将驱动电路120的行耦接至行控制器112的行线。例如，在图1的实施方式中，电力线160对应于行线，并且数据输入线170和数据输出线180各自对应于列线。在替选实施方式中，可以使用不同的布置。
驱动电路120可以在各种模式下操作，所述各种模式至少包括寻址模式、配置模式和操作模式。在寻址模式期间，控制电路110启动寻址过程以使得将地址分配给驱动电路120中的每一个。在实施方式中，不同的地址被分配给在不同行中的驱动电路120，但是在特定行中的所有驱动电路 120被分配相同的地址。例如，在第一行中的所有驱动电路120接收地址 ID_1，在第二行中的所有驱动电路120接收地址ID_2，等等。下面参照图2描述与寻址过程相关联的波形的示例。
在配置模式和操作模式期间，控制电路110基于特定驱动电路120的地址传输可能针对特定驱动电路120的命令和数据。例如，在配置模式下，控制电路110利用一个或更多个操作参数(例如，过流阈值、过压阈值、时钟分频比和/或转换速率控制)来配置驱动电路120。在操作模式期间，控制电路110向驱动电路120提供控制数据，该控制数据使驱动电路120 控制到LED区130的相应驱动电流，从而控制亮度。例如，在图像帧的序列中的每一个中，控制电路110向驱动电路120提供驱动控制信号，所述驱动控制信号控制LED区130的驱动电流(例如，通过控制穿过一个或更多个LED串的占空比和/或电流水平)。例如，在图1中，列控制器 114通过适当的数据输入线170以及目标驱动电路120的地址(ID_x)来提供控制命令。每个驱动电路120确定与接收到的命令相关联的地址是否与该驱动电路120存储的地址相匹配，并且只有当目标地址与存储的地址相匹配时才执行命令。否则，可以忽略命令。例如，为了将亮度信息发送至第3行第2列中的驱动电路120，列控制器114经由数据输入线170Di2 连同与第三行相关联的ID-3地址来发送命令。
列控制器114也可以经由数据输入线170发出命令以请求来自驱动电路120的回读数据。响应于回读命令，驱动电路经由数据输出线180将回读数据输出至列控制器114。回读数据可以包括各种感测到的状况，例如，到LED通道的输出端处的通道电压、每个驱动电路120的温度、诸如用于驱动电路120的过压/欠压标志的状态信息或其他故障信息。回读命令可以通过指定目标地址来以单个驱动电路120为目标，或者回读命令可以包括从耦接至数据输入线170的所有驱动电路120(例如，一列驱动电路 120)请求回读数据的组命令。控制电路110可以根据从驱动电路120接收到的反馈数据来调整驱动控制信号、供应电压水平、传感器参数或其他显示参数。例如，控制电路110可以基于感测到的数据来校准驱动电路120，使得LED区130各自响应于相同的亮度控制信号而输出相同的亮度，而不管过程变化或可能另外引起变化的其他感测到的状况。可以通过测量光输出、通道电压、温度或可能影响LED的性能的其他数据来执行校准过程。可以随着时间重复校准过程(例如，当显示装置100在操作期间变热时)。在实施方式中，当驱动电路120不输出时，每个驱动电路120可以将其各自的耦接至数据输出线180的数据输出引脚置于高阻抗状态，使得该驱动电路120不干扰由耦接至相同的数据输出线180的其他驱动电路 120输出的信号。
图2示出了与图1的显示装置100的寻址过程相关联的示例波形。在此，行控制器112在连续的时隙期间接通电力线(Pwr)160。列控制器 114在数据输入引脚170上输出地址并且在每个时隙更新地址。在实施方式中，列控制器114在给定的时隙在所有数据输入引脚170上输出相同的地址，使得在一行中的所有驱动电路120被分配相同的地址。只要每个行中的驱动电路120被配置成：一旦每个行中的驱动电路120已经被分配了地址就忽略另外的寻址命令；每个行的电力线160在其初始接通之后就可以保持接通。因此，例如，在寻址过程的第一时隙期间，与顶行的驱动电路120相关联的电力线160(Pwr1)被接通，并且经由数据输入线170Di1 给顶行的驱动电路120都分配了地址ID_1。然后，在寻址过程的第二时隙中，与第二行的驱动电路120相关联的第二电力线160(Pwr2)被接通，并且经由数据输入线170Di2给第二行的驱动电路120都分配了地址ID_2。在第二时隙期间，顶行中的驱动电路120可能仍然通电，但是这些驱动电路120将忽略寻址命令ID_2。该过程继续进行，直到所有行的驱动电路 120都已经接收到地址。
图3示出了显示装置300的替选实施方式，显示装置300包括分布式区IC 350的装置阵列305，每个分布式区IC 350包括驱动电路320和LED 区330。显示装置300还包括控制电路310，该控制电路310包括列控制器314和行控制器312。列控制器314控制数据输入线(Di)370，数据输入线(Di)370使列控制器314与相应列的驱动电路320耦接。行控制器312控制数据输出线(Do)380，数据输出线(Do)380使行控制器312 与相应行的驱动电路320耦接。行控制器312还控制电力线通信(PLC) 线360，电力线通信(PLC)线360各自将行控制器312耦接至相应行的驱动电路320。PLC线360不仅将电力提供给驱动电路320，还提供作为在供应电压上调制的数字数据的命令。
区IC 350可以类似于上面描述的区IC 150在物理上被构造，但是如下所述，区IC350具有修改的引脚配置并且与控制电路310不同地相互作用。特别地，在寻址模式下，列控制器314在每个数据输入线370上输出相应地址，使得每个列中的所有驱动电路320被给予相同的地址。例如，第一列中的驱动电路320各自接收地址ID_1，第二列中的驱动电路320各自接收地址ID_2，等等。在图4中示出了与寻址阶段相关联的波形，在下面进一步详细讨论这。
在操作模式下，行控制器312经由PLC线360将带有亮度设置的驱动控制命令传送至LED驱动器。在此，PLC线360上的命令与地址一起被发送，该地址指定命令是针对哪个驱动电路120。不具有匹配地址的其他驱动电路320可以忽略该命令。行控制器312可以类似地经由PLC线 360将回读命令发送至驱动电路320，以请求诸如温度、通道电压或其他感测到的状况的回读数据。目标驱动电路320在数据输出线380上发送回读数据。可以经由数据输出线380发送回读数据，同时在PLC线360上发送驱动控制命令。回读命令还可以可选地作为组命令被发送，所述组命令针对耦接至同一PLC线360的所有驱动电路320而不是特定的目标驱动电路320。在这种情况下，回读数据可以由驱动电路320依次发送回来 (例如，按照地址增大、地址减小的顺序或另一种模式)。在另一实施方式中，可以通过断言(assert)耦接至目标驱动电路320的数据输入线370 上的信号来使回读命令以特定驱动电路320为目标。
在替选实施方式中，数据输出线380可以被省略并且数据输入线370 可以是双向线。在此，相同的双向数据线370可以被用来在寻址模式期间提供寻址输入以及在操作模式期间提供回读数据两者。
在另一实施方式中，显示装置300不具有电力通信线360，反而包括单独的专用电力线和提供亮度信息的驱动控制信号线。
图4示出了与图3的显示装置300的寻址过程相关联的示例波形。在此，列控制器314在数据输入线370(ID_1、ID_2、……、ID_M)中的每一个上同时输出不同地址，以将不同的地址分配给显示装置300中的每个列。这使得显示装置300能够在启动时非常快地分配地址。
图5示出了显示装置500的替选实施方式，显示装置500包括分布式区IC 550的装置阵列505，每个分布式区IC 550包括驱动电路520和LED 区530。显示装置500还包括控制电路510。一组双向数据线580将相应列的驱动电路520耦接至控制电路510。一组数据输入线570将相应行的驱动电路520与控制电路510耦接在一起。此外，一组PLC线560将相应行的驱动电路520耦接至控制电路510。
区IC 550可以类似于上述的区IC 150在物理上被构造，但是如下所述，区IC 550具有修改的引脚配置并且与控制电路510不同地相互作用。特别地，在寻址模式下，控制电路510使用数据输入线570和数据输出线 580两者以及可选地PLC线560来分配地址。例如，控制电路510可以断言数据输入线570之一上的有效信号以识别有效行。然后，可以经由PLC线560或经由双向数据线580将地址分配给有效行中的驱动电路520。在此，唯一地址可以被分配给每个驱动电路520。在图6中示出了与寻址阶段相关联的波形，下面进一步详细讨论这。
在操作模式期间，控制电路510经由数据输入线570向行中的驱动电路520广播包括亮度信息的驱动控制信号和/或回读命令。替选地，可以经由PLC线560发送驱动控制信号和回读命令。响应于回读命令，驱动电路520经由双向数据线580输出回读数据。当发送命令时，可以基于在寻址模式期间分配的驱动电路520的地址来唯一地识别目标驱动电路520。
在另一实施方式中，显示装置500不具有电力通信线560，而是包括单独的专用电力线。在这个实施方式中，可以经由数据输入线570或经由单独的专用线来发送驱动命令和回读命令。
图6示出了与图5的显示装置500的寻址过程相关联的示例波形。在此，控制电路510首先断言数据输入线570Di1以选择第一行的驱动电路 520。当数据输入线570Di1被断言时，控制电路510依次断言数据输出线580以依次选择第一行中的不同驱动电路520。同时，控制电路510经由PLC线560输出地址分配。然后，对于下一个数据输入线570，这个过程重复，直到地址被分配给所有驱动电路520。在替选实施方式中，在数据输入线570被断言以选择行时，反而可以经由数据输出线580依次或同时输出地址。因此，在这个实施方式中，在寻址期间不一定利用电力通信线560上的数字数据。
图7是根据一个实施方式的驱动电路720的示例电路图。驱动电路 720可以包括电力/PLC控制电路702、控制逻辑704、脉冲宽度调制(PWM) 调光电路706、晶体管708和亮度控制电路710。示例驱动电路720还包括数据输入引脚712、数据输出引脚714、一个或更多个LED驱动输出引脚716、电力/PLC引脚718以及提供外部连接的接地引脚726。
电力/PLC控制电路702被耦接成从电力/PLC引脚718接收供应电压，并且电力/PLC控制电路702提供功率调节以生成用于给驱动电路720的其他部件或控制逻辑704供电的输出电压。在使用电力线通信的一些实施方式中，电力/PLC控制电路702还可以解调供应电压以提取数字编码的信号并将数字编码的信号提供给控制逻辑704。控制逻辑704从数据输入引脚712接收数据信号，可选地，如果电力线通信被使用，则控制逻辑 704从电力/PLC控制电路702接收数据信号。在数据输出引脚714提供双向通信的一些实施方式中，也可以经由数据输出引脚714来接收数据信号。在此，接收到的数据信号可以包括：用于分配地址的寻址信号、用于控制到LED区730的驱动电流的驱动控制信号、回读命令或其他信号。控制逻辑704还可以响应于回读命令而向数据输出引脚714输出回读数据。
控制逻辑704生成用于控制PWM调光电路706的PWM信号722和用于控制亮度控制电路710的最大电流信号724。PWM信号722指定用于由PWM调光电路706控制PWM调光的占空比。基于所选择的占空比， PWM调光电路706控制晶体管708的导通状态和截止状态的定时。在晶体管708的导通状态期间，建立从LED驱动输出引脚716(耦接至LED 区730)通过晶体管708和亮度控制电路710到接地引脚726的电流路径，以吸收穿过LED区730的LED的驱动电流。在晶体管708的截止状态期间，电流路径被中断以阻止电流流过LED区730。亮度控制电路710接收来自控制逻辑704的最大电流信号724，并且控制当晶体管708处于导通状态时流过LED(从LED驱动输出引脚716到接地引脚726)的电流水平。控制逻辑704控制PWM调光电路706的占空比和亮度控制电路710 的最大电流信号724，以设置耦接至输出引脚716的LED区730的期望亮度。尽管图7的驱动电路720示出了单个晶体管708和LED驱动输出引脚716，但是驱动电路720可以包括晶体管708和LED驱动输出引脚716 的多个实例，以控制LED区730的多个LED通道(例如，不同颜色的通道)或不同LED区的多个LED通道。
图8A是包括集成的LED和驱动电路805的显示装置800的第一实施方式的截面图。在图8A中所示的示例中，显示装置800包括：印刷电路板(PCB)810、PCB互连层820、集成的LED和包括基板830的驱动电路805、驱动电路层840、互连层850、导电重分布层860和LED层870。可以包括用于PCB互连层820与集成的LED和驱动电路805之间的连接的接合线855。PCB810包括用于安装集成的LED和驱动电路805、控制电路和各种其他支承电子器件的支承板。PCB 810可以包括提供电子器件之间的电连接的内部电迹线和/或通孔。PCB互连层820可以形成在PCB 810的表面上。PCB互连层820包括用于安装各种电子器件的焊盘和用于在各种电子器件之间连接的迹线。
集成的LED和驱动电路805包括可安装在PCB互连层820的表面上的基板830。基板830可以是例如硅(Si)基板。在其他实施方式中，基板830可以包括各种材料，例如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、氮化镓 (GaN)、氮化铝(AlN)、蓝宝石、碳化硅(SiC)等。
可以使用硅晶体管工艺(例如，BCD处理)将驱动电路层840制造在基板830的表面上。驱动电路层840可以包括一个或更多个驱动电路 120(例如，单个驱动电路或以阵列布置的一组驱动电路)。互连层850可以形成在驱动电路层840的表面上。互连层850可以包括一种或更多种金属或金属合金材料，例如，Al、Ag、Au、Pt、Ti、Cu或其任何组合。互连层850可以包括电迹线，以将驱动电路层840中的驱动电路120电连接至线接合件855，所述线接合件855又连接至PCB 810上的控制电路110。在实施方式中，每个线接合件855提供驱动电路或LED区与控制电路或其他电子部件(例如，电源线和接地线)之间的电连接。另外，互连层850可以提供用于在驱动电路层840与导电重分布层860之间提供驱动电流的电连接。
在实施方式中，互连层850不一定与驱动电路层840不同，并且这些层840、850可以在单个工艺中形成，其中，互连层850表示驱动电路层 840的顶表面。
导电重分布层860可以形成在互连层850的表面上。导电重分布层 860可以包括由诸如Cu、Ag、Au、Al等的导电材料制成的金属栅格。LED 层870包括处于导电重分布层860的表面上的LED。如上所述，LED层 870可以包括布置到LED区中的LED阵列。导电重分布层860提供LED 层870中的LED与驱动电路层840中的一个或更多个驱动电路之间的电连接以供应驱动电流，并且提供将LED固定在基板830上方的机械连接，使得LED层870和导电重分布层860竖直地堆叠在驱动电路层840上方。
因此，在示出的电路805中，一个或更多个驱动电路以及包括LED 的LED区被集成在包括基板830的单个封装中，其中LED层870中的 LED堆叠在驱动电路层840中的驱动电路上方。通过以这种方式将LED 层870堆叠在驱动电路层840上方，驱动电路可以分布在显示装置的显示区域中。
图8B是根据一个实施方式的包括集成的LED和驱动电路885的显示装置880的第二实施方式的截面图。装置880基本上类似于图8A中描述的装置800，但是装置880利用通孔832和相应的连接的焊球834在驱动电路层840与PCB 810之间进行电连接，而不是利用导线855在驱动电路层840与PCB 810之间进行电连接。在此，通孔832是完全穿过基板层 830的电镀竖直电连接。在一个实施方式中，基板层830是Si基板，并且直通芯片通孔(through-chip via)832是直通硅通孔(TSV)。在制造期间，直通芯片通孔832被蚀刻至基板层830中并穿过基板层830，并且直通芯片通孔832可以填充有金属，例如钨(W)、铜(C)或其他导电材料。焊球834包括如下导电材料，该导电材料将电连接和机械连接提供给PCB 互连层820上的电迹线和电镀的通孔832。在一个实施方式中，每个通孔 832提供用于提供信号的电连接以及往返驱动电路120和LED区130的供应线。
图8C是包括集成的LED和驱动电路895的显示装置890的第三实施方式的截面图。装置890基本上类似于图8B中描述的装置880，但是装置890包括在基板830的与导电重分布层860和LED层870相对的一侧上的驱动电路层840和互连层850。在该实施方式中，互连层850和驱动电路层840经由下导电重分布层865和焊球834电连接至PCB 810。下导电重分布层865和焊球834在驱动电路层840与PCB互连层820之间提供机械连接和电连接(例如，用于驱动控制信号)。驱动电路层840和互连层850经由穿过基板830的一个或更多个电镀的通孔832电连接至导电重分布层860和LED层870的LED。如上所述，在图8C中看到的一个或更多个通孔832可以被用来提供信号和供应线。
在替选实施方式中，集成的LED和驱动电路805、885、895可以被安装到不同的基底，例如代替PCB 810的玻璃基底。
图9是根据一个实施方式的使用集成的LED和驱动电路的显示装置的俯视图900。视图900可以对应于图8A至图8C中描绘的集成的LED 和驱动电路805、885、895中的任意集成的LED和驱动电路。在图9中， LED层870中的多个LED以行和列被布置(例如，C1、C2、C3、……、Cn-1、Cn)。对于无源矩阵架构，LED层870的LED中的每个行通过导电重分布层860连接至输出多个VLED信号(即，VLED_1、……、VLED_M) 的解复用器(demultiplexer)。VLED信号经由导电重分布层860将电力(即，供应电压)提供至LED层870中的LED的相应行。
图10示出了根据一个实施方式的具有集成的LED和驱动电路的显示装置1000的几个层的示意图。示意图包括如在图8A至图8C中描述的PCB 810、驱动电路层840、导电重分布层860和LED层870。图10的示意图示出了用于图8A至图8C的电路805、885、895的电路连接，但是不反映物理布局。如上所述，在物理布局中，LED层870位于导电重分布层 860的顶部上(即，竖直地堆叠在导电重分布层860上方)。导电重分布层860位于驱动电路层840的顶部上，并且驱动电路层840位于PCB 810 的顶部上。
PCB 810包括：与向LED供应电力(例如，VLED)的电源的连接、用于生成控制信号的控制电路、通用I/O连接和接地(GND)连接。驱动电路层840包括多个驱动电路(例如，DC1、DC2、……、DCn)和解复用器DeMux。导电重分布层860在驱动电路层840中的驱动电路和解复用器DeMux与LED层870中的多个LED之间提供电连接。LED层870 包括以行和列布置的多个LED。在该示例实现中，LED中的每个列经由导电重分布层860电连接至驱动电路层840中的一个驱动电路。在每个驱动电路与其相应的LED的列之间建立的电连接控制从驱动电路到该列的驱动电流的供应。在该实施方式中，LED层中示出的每个二极管对应于 LED区。LED的每个行经由导电重分布层860电连接至驱动电路层840 中的解复用器DeMux的一个输出端(例如，VLED_1、VLED_2、……、 VLED_M)。驱动电路层840中的解复用器DeMux连接至来自PCB810 的控制信号和电力供应(VLED)。控制信号指示解复用器DeMux要启用哪一行的LED或哪些行的LED并使用VLED线向所述LED供应电力。因此，当在LED层870中的特定LED的相关联的行上供应电力(VLED) 并且向该特定LED的相关联的列供应驱动电流时，该特定LED被激活。
在阅读本公开内容之后，本领域技术人员将通过本文中公开的原理而理解另外的替选实施方式。因此，虽然已经示出和描述了特定的实施方式和应用，但是应当理解的是，所公开的实施方式不限于本文中所公开的精确构造和部件。在不背离文本中所描述的精神和范围的情况下，可以对本文中所公开的方法和设备的布置、操作和细节做出对本领域技术人员而言将明显的各种修改、改变和变型。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
发光二极管区的阵列，所述发光二极管区的阵列各自包括一个或更多个发光二极管，所述一个或更多个发光二极管响应于相应的驱动电流而生成光；
驱动电路的阵列，所述驱动电路的阵列分布在所述显示装置的显示区域中，所述驱动电路的阵列被配置成：基于驱动控制命令利用所述相应的驱动电流来驱动相应的发光二极管区，并且响应于回读命令而生成包括感测到的状况的回读数据；
一组共享线，其被配置成传送所述驱动控制命令、所述回读命令和所述回读数据，所述一组共享线包括耦接所述驱动电路的阵列的相应行中的驱动电路的行线和耦接所述驱动电路的阵列的相应列中的驱动电路的列线；以及
控制电路，所述控制电路被配置成：在寻址模式下操作以基于在所述行线和所述列线上发送的寻址信号将地址分配给所述驱动电路的阵列；在操作模式下操作以生成所述回读命令；响应于所述回读命令而获得所述回读数据；至少部分基于所述回读数据来生成所述驱动控制命令，每个驱动控制命令包括与目标驱动电路相关联的地址。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述一组共享线包括：
一组电力线，所述一组电力线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组电力线被配置成将相应的供应电压提供给所述相应行中的驱动电路；
一组数据输入线，所述一组数据输入线耦接所述相应列中的驱动电路，所述一组数据输入线被配置成将所述驱动控制命令和所述回读命令提供给所述相应列中的驱动电路；以及
一组数据输出线，所述一组数据输出线耦接所述相应列中的驱动电路，所述一组数据输出线被配置成响应于所述回读命令将所述回读数据传送至所述控制电路。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在所述寻址模式期间，所述控制电路在连续的时间段期间依次地接通所述一组电力线的相应供应电压，并且其中，所述控制电路在所述连续的时间段中的每一个期间在所述一组数据输入线上提供不同的地址。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，在所述寻址模式期间，所述控制电路给同一行中的每个驱动电路分配相同的地址并且给同一列中的每个驱动电路分配不同的地址。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述一组共享线包括：
一组电力线，所述一组电力线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组电力线被配置成将相应的供应电压提供给所述相应行中的驱动电路；
一组数据输入线，所述一组数据输入线耦接所述相应列中的驱动电路，其中，所述控制电路在所述寻址模式期间在所述一组数据输入线上发送寻址信号以给所述相应列中的驱动电路分配相应的地址，使得列中的所有驱动电路具有相同的地址并且行中的所有驱动电路具有不同的地址；
一组数据输出线，所述一组数据输出线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组数据输出线被配置成响应于所述回读命令将所述回读数据传送至所述控制电路。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述一组电力线包括一组电力通信线，其中，所述一组电力通信线在所述操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个作为在所述供应电压上调制的数字数据。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述一组数据输出线包括双向线，所述双向线被配置成提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述一组共享线包括：
一组电力通信线，所述一组电力通信线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组电力通信线被配置成：将相应的供应电压提供给所述相应行中的驱动电路，并且在操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令作为在所述供应电压上调制的数字数据；
一组双向数据线，所述一组双向数据线耦接所述相应列中的驱动电路，其中，所述一组双向数据线在所述寻址模式期间传送来自所述控制电路的寻址信号以给所述相应列中的驱动电路分配相应的地址，使得列中的所有驱动电路具有相同的地址并且行中的所有驱动电路具有不同的地址，并且其中，所述一组双向数据线在所述操作模式期间响应于所述回读命令将所述回读数据传送至所述控制电路。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述一组共享线包括：
一组数据输入线，所述一组数据输入线耦接所述相应行中的驱动电路，其中，所述一组数据输入线在所述寻址模式期间依次发送来自所述控制电路的行选择信号，以在连续的行选择时段期间选择用于地址分配的所述驱动电路的阵列的相应行；
一组双向数据线，所述一组双向数据线耦接所述相应列中的驱动电路，所述一组双向数据线被配置成在所述寻址模式的连续的行选择时段中的每一个期间依次发送来自所述控制电路的列选择信号以在连续的行-列选择时段期间选择用于地址分配的所述驱动电路的阵列的相应列，并且所述一组双向数据线被配置成在操作模式期间响应于所述回读命令将所述回读数据传送至所述控制电路；
一组电力通信线，所述一组电力通信线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组电力通信线被配置成将相应的供应电压提供给所述相应行中的驱动电路，并且所述一组电力通信线被配置成在所述寻址模式的行-列选择时段中的每一个期间将地址分配发送至相应的选择的驱动电路。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，在所述寻址模式期间，在所述驱动电路的阵列中的所述驱动电路中的每一个被分配唯一的地址。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述一组电力通信线在所述操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个作为在所述供应电压上调制的数字数据。
12.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述一组数据输入线在所述操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述一组共享线包括：
一组数据输入线，所述一组数据输入线耦接所述相应行中的驱动电路，其中，所述一组数据输入线在寻址模式期间依次发送来自所述控制电路的行选择信号，以在连续的行选择时段期间选择用于地址分配的所述驱动电路的阵列的相应行；
一组双向数据线，所述一组双向数据线耦接所述相应列中的驱动电路，所述一组双向数据线被配置成在所述寻址模式的连续的行选择时段中的每一个期间依次发送来自所述控制电路的列寻址信号以将地址分配给相应的驱动电路，并且所述一组双向数据线被配置成在操作模式期间响应于所述回读命令将所述回读数据传送给所述控制电路；
一组电力线，所述一组电力线耦接所述相应行中的驱动电路，所述一组电力线被配置成将相应的供应电压提供给所述相应行中的驱动电路。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，在所述寻址模式期间，所述驱动电路的阵列中的所述驱动电路中的每一个被分配唯一的地址。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述一组电力线包括电力通信线，所述电力通信线被配置成：在所述操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个作为在所述供应电压上调制的数字数据。
16.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述一组数据输入线在所述操作模式期间提供所述驱动控制命令和所述回读命令中的至少一个。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个驱动电路和相应的发光二极管区被堆叠在共同的基板上方并且被集成在同一封装中。
18.一种用于操作显示装置的方法，包括：
在寻址模式下，基于由控制电路在一组共享线上发送的寻址信号来给驱动电路的阵列中的驱动电路分配地址，所述一组共享线包括耦接所述驱动电路的阵列的相应行中的驱动电路的行线和耦接所述驱动电路的阵列的相应列中的驱动电路的列线；
在操作模式下，在所述一组共享线上将驱动控制命令和回读命令从所述控制电路传送到分布在所述显示装置的显示区域中的所述驱动电路的阵列，所述驱动控制命令包括目标驱动电路的地址；
由所述目标驱动电路响应于所述驱动控制命令来控制通过发光二极管区中的一个或更多个发光二极管的驱动电流；
由所述控制电路响应于所述回读命令而经由所述一组共享线从所述驱动电路获得回读数据；以及
由所述控制电路响应于所述回读数据而调整所述驱动控制命令。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，每个驱动电路和相应的发光二极管区被堆叠在共同的基板上方并且被集成在同一封装中。
20.一种显示装置，包括：
发光装置，所述发光装置用于响应于相应的驱动电流而生成光；
驱动装置，所述驱动装置分布在所述显示装置的显示区域中，所述驱动装置用于基于驱动控制命令利用相应的驱动电路来驱动相应的发光装置，并且所述驱动装置被配置成响应于回读命令而生成包括感测到的状况的回读数据；
控制装置，所述控制装置用于生成所述回读命令，响应于所述回读命令而获得所述回读数据，以及至少部分基于所述回读数据生成所述驱动控制信号；以及
共享的通信装置，所述共享的通信装置用于将所述驱动控制命令和所述回读命令从所述控制装置传送至所述驱动装置以及将所述回读数据从所述驱动装置传送至所述控制装置，所述共享的通信装置至少包括耦接相应行中的驱动装置的所述共享的通信装置的第一子集和耦接相应列中的驱动装置的所述共享的通信装置的第二子集。
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