CN115244608A - 像素驱动器冗余方案 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了显示面板冗余方案和冗余构建块。在一个实施方案中，像素驱动器芯片连接到局部无源矩阵内的主要串LED和冗余串LED两者，并且该像素驱动器芯片内的驱动器端子开关用于选择这些主要串LED或冗余串LED。

Description

像素驱动器冗余方案
技术领域
本文所述的实施方案涉及显示系统，并且更具体地，涉及冗余方案以增加显示良率。
背景技术
显示面板用于各种不同的电子设备中。常见的显示面板类型包括有源矩阵显示面板和无源矩阵显示面板，在有源矩阵显示面板中，每个像素元件例如发光二极管(LED)可被单独驱动以显示数据帧，在无源矩阵显示面板中，可在数据帧中驱动像素元件的行和列。帧速率可与显示伪影相关，并且可基于显示应用设置在特定级别。
常规的有机发光二极管(OLED)或液晶显示器(LCD)技术的特征在于薄膜晶体管(TFT)衬底。最近，已提出用结合到衬底的像素驱动器芯片阵列(也称为微驱动器芯片或微控制器芯片)替换TFT衬底，并且提出将微LED(μLED)阵列与像素驱动器芯片阵列集成一体，其中每个像素驱动器芯片用于切换和驱动对应多个微LED。此类微LED显示器可被布置用于有源矩阵寻址或无源矩阵寻址。
在描述于美国专利公布第2019/0347985号中的一个具体实施中，局部无源矩阵(LPM)显示器包括像素驱动器芯片和LED的布置，其中每个像素驱动器芯片与以显示行和列布置的LED的LPM组耦合。在操作中，将全局数据信号传输到像素驱动器芯片，并且LPM组中的LED的每个显示行由像素驱动器芯片一次驱动一个显示行。特别地，像素驱动器芯片可包括不同的驱动器部分或片，以向有缺陷或非有源像素驱动器芯片提供冗余。在示例性具体实施中，LED的LPM组包括耦合到主要像素驱动器芯片的主要LED的布置以及耦合到相邻冗余像素驱动器芯片的冗余LED的重叠布置。在有缺陷的主要像素驱动器芯片或主要LED的情况下，主要像素驱动器芯片的连接片被去激活，而冗余像素驱动器芯片被激活以驱动LPM组中的冗余LED。
发明内容
实施方案描述了各种冗余构建块以在显示面板内实现特定像素驱动器冗余配置。例如，各种冗余构建块包括驱动器端子开关，以选择主要串LED或冗余串LED、选择性构建块冗余特征和冗余像素驱动器电路。可利用各种组合来增加制造良率百分比，增大LED矩阵尺寸并且减少操作显示面板所需的硅量或像素驱动器芯片的数量。
附图说明
图1A为根据一个实施方案的显示系统的示意性顶视图图示。
图1B为根据一个实施方案的显示面板的一部分的特写示意性横截面侧视图图示。
图2A为根据一个实施方案的包括由相邻像素驱动器芯片对驱动的冗余LED对的LED矩阵的示意图。
图2B为根据一个实施方案的包括由单个像素驱动器芯片驱动的冗余LED对的LED矩阵的示意图。
图3A为上/下冗余方案的示意性顶视图图示。
图3B为根据一个实施方案的具有备用像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示。
图3C为根据一个实施方案的具有单个像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示。
图4A为根据一个实施方案的像素驱动器芯片的输入/输出端子的示意图。
图4B为根据一个实施方案的像素驱动器芯片的功能块内的选择性冗余的示意图。
图5为根据一个实施方案的具有驱动器端子开关和任选的冗余像素驱动器电路的像素驱动器芯片的电路图。
图6为根据一个实施方案的包括冗余构建块的组合的像素驱动器芯片的示意图。
图7A为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在上/下冗余方案中的驱动器端子开关。
图7B为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有备用像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关。
图7C至图7C’为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有单个像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关。
图7C”为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有单个像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关和冗余像素驱动器电路。
图8为根据一个实施方案的移动电话的等距视图。
图9为根据一个实施方案的平板计算设备的等距视图。
图10为根据一个实施方案的可穿戴设备的等距视图。
图11为根据一个实施方案的膝上型计算机的等距视图。
图12为根据一个实施方案的便携式电子设备的系统图。
具体实施方式
实施方案描述了可增加显示良率并且因此扩增LED矩阵尺寸并且降低显示成本的各种像素驱动器芯片冗余方案。特别地，已观察到，通常以每百万零件不合格数(DPPM)表征的像素驱动器芯片缺陷影响显示器的最小制造良率百分比。例如，像素驱动器芯片可具有大约数十至数百微米的x-y尺寸，并且包括数十个接触/端子焊盘。由于接触/端子焊盘的尺寸限制，可能难以使用传统探测技术测试晶圆级单一像素驱动器芯片。这可导致有缺陷像素驱动器芯片被转移并集成到显示面板中。
根据实施方案的示例性集成序列可包括生产晶圆级像素驱动器芯片并且将多个像素驱动器芯片从一个或多个供体衬底转移到显示衬底。然后形成重新分布层(RDL)以用于向/从像素驱动器芯片进行电气布线并且形成LED驱动器焊盘。可任选地使用RDL执行测试，以确定所转移像素驱动器芯片的可操作性，之后将LED阵列转移到显示衬底并且结合到驱动器焊盘。根据实施方案的各种像素驱动器芯片冗余方案可减轻将完全或部分有缺陷像素驱动器芯片集成到显示面板中的风险，并且因此增加制造良率。
在实施方案中，显示面板包括连接到对应LED矩阵阵列的像素驱动器芯片阵列。例如，每个LED矩阵可以是LED的由相邻像素驱动器芯片或像素驱动器芯片对本地操作的局部无源矩阵(LPM)。作为重复图案，LED矩阵阵列可包括第一LED矩阵和第二LED矩阵，其中像素驱动器芯片阵列包括连接到第一LED矩阵和第二LED矩阵的第一像素驱动器芯片。因此，像素驱动器芯片可操作两个LED矩阵的至少一部分。像素驱动器芯片还可被配置为操作每个矩阵内的主要/冗余串LED对。在实施方案中，第一LED矩阵包括多个第一主要串LED和多个第一冗余串LED，并且第二LED矩阵包括多个第二主要串LED和多个冗余串LED。在实施方案中，像素驱动器芯片包括用于驱动第一LED矩阵中的多个第一主要串LED的第一组第一输出驱动器以及用于驱动第二LED矩阵中的多个第二冗余串LED的第二组输出驱动器。在这种实施方案中，每个第一输出驱动器可连接到对应第一驱动器端子开关(诸如三态开关)，以选择第一主要驱动器端子或第一冗余驱动器端子。每个第二输出驱动器可连接到第二驱动器端子开关(诸如三态开关)，以选择第二主要驱动器端子或第二冗余驱动器端子。
在一个方面，描述了各种像素驱动器冗余方案，该各种像素驱动器冗余方案可增加像素驱动器芯片的DPPM的可允许数量，同时维持可接受制造良率百分比并增大LED矩阵尺寸(例如，LPM尺寸)。根据一些实施方案，LED矩阵内的主要串LED和冗余串LED两者可连接到两个相邻像素驱动器芯片的端子。每个像素驱动器芯片可包括切换电路以选择主要串LED或冗余串LED。此类冗余配置可适应像素驱动器芯片的DPPM的数量增加。在一些实施方案中，像素驱动器芯片可包括耦合在第一像素驱动器电路与发送像素驱动器电路之间的附加冗余电路，以便提供共享像素驱动器电路冗余。
在另一方面，描述了各种像素驱动器冗余方案，该各种像素驱动器冗余方案可通过压低总硅或像素驱动器芯片的数量，同时维持可接受制造良率百分比并增大LED矩阵尺寸(例如，LPM尺寸)来压低显示成本。这种冗余配置可利用在像素驱动器芯片内设置有切换电路和/或共享像素驱动器电路冗余的附加冗余配置。根据一些实施方案，LED矩阵内的主要串LED和冗余串LED两者连接到单个像素驱动器芯片的驱动器端子。在维持DPPM公差的情况下，这种布置可有利于减少数量的像素驱动器芯片。
根据实施方案的LPM显示器可在大面积显示器以及具有高像素密度的高分辨率显示器两者中实施。此外，LED和像素驱动器芯片尺寸能够从宏观尺寸扩展到微观尺寸。在一个实施方案中，对于具有高分辨率和像素密度的显示器，像素驱动器芯片所具有的长度可小于400μm，或甚至小于200μm，其中LED最大尺寸小于100μm，或甚至小于20μm，诸如小于10μm，或甚至小于5μm。
在各种实施方案中，参照附图来进行描述。然而，可在不具有这些特定细节中的一者或多者的情况下或与其他已知的方法和构造组合地实践某些实施方案。在以下的描述中，示出许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺等，以提供对实施方案的透彻理解。在其他情况下，未对熟知的半导体工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊实施方案。整个说明书中所提到的“一个实施方案”是指结合实施方案所描述的特定特征、结构、构造或特性被包括在至少一个实施方案中。因此，整个说明书中多处出现短语“在一个实施方案中”不一定是指相同的实施方案。此外，特定特征、结构、构造或特性可以任何适当的方式组合在一个或多个实施方案中。
本文所使用的术语“在...之上”、“在...上方”、“至”、“在...之间”和“在...上”可指一层相对于其他层的相对位置。一层在另一层“之上”、“上方”或“上”或者键合“至”另一层或者与另一层“接触”可为直接与其他层接触或可具有一个或多个居间层。一层在多层“之间”可为直接与该多层接触或可具有一个或多个居间层。
现在参考图1A，提供了根据一个实施方案的显示系统100的横截面侧视图图示。如图1A所示，显示系统包括像素驱动器芯片110的行。每个像素驱动器芯片110可包括两个部分或片0、1，以用于像素驱动器芯片110上方和下方的LED矩阵115的操作。片0、1可分为主/冗余配置或主/从配置。每个LED矩阵115可包括多个LED 104和多个像素106。在一些配置中，像素驱动器芯片110的行被布置成其中每隔一行为一行主要像素驱动器芯片(例如，行1、3等)或一行冗余像素驱动器芯片(例如，行2、4等)的行。应当理解，显示区域内的像素驱动器芯片110的数量和尺寸未必按比例绘制，并且为了示意性说明而放大。
通常，显示系统100可包括显示面板103，该显示面板包括显示区域，该显示区域具有LED 104的像素106、任选的列驱动器、任选的行驱动器和与显示面板103附接以向显示面板103供应各种控制信号、视频信号和电源电压的外部控制电路105。
图1B为根据一个实施方案的显示面板的一部分的特写示意性横截面侧视图图示。制造方法可包括将像素驱动器芯片110的阵列转移到显示衬底200。例如，显示衬底200可以是刚性或柔性衬底，诸如玻璃、聚酰亚胺等。粘合层202可任选地形成在显示衬底200上以接收像素驱动器芯片110。可使用拾取和放置工具完成转移。在一个实施方案中，将背侧(非功能化)侧放置在粘合层202上，其中正面(有源侧，包括接触焊盘112)面向上放置。接触(端子)焊盘112可在转移之前或之后形成。如图所示，钝化层204可围绕像素驱动器芯片110形成，例如以将像素驱动器芯片110固定到显示衬底200并且为附加布线提供台阶覆盖。用于钝化层204的合适材料包括聚合物、旋转涂布玻璃、氧化物等。在一个实施方案中，钝化层是热固性材料，诸如丙烯酸、环氧树脂、苯并环丁烯(BCB)等。
然后可在像素驱动器芯片110的阵列之上形成再分布层(RDL)210。RDL可例如从接触(端子)焊盘112成扇形散开，并且另外可包括向/从控制电路105的布线。RDL 210可包括一个或多个重新分布线208和电介质层206。例如，重新分布线208可以是金属线(例如，Cu、Al等)，并且电介质层206可由合适的绝缘材料，包括氧化物(例如，SiOx)、氮化物、聚合物等形成。根据实施方案，RDL 210包括多个全局信号线和电源线(例如，数据信号350、行同步信号334、帧同步信号336和垂直同步令牌(VST)340、Vdd等，参见图4A)中的一者或多者。仍然参考图1B，RDL 210另外包括用于LED的驱动器焊盘211。根据一些实施方案，各串LED可连接到对应互连器(例如，串或线)。
在制造过程中的此阶段，可测试部分生产的显示面板103以确定像素驱动器芯片110的可操作性。例如，这可通过探测在RDL 210内形成的驱动器焊盘211或其他测试电路来完成。例如，RDL 210可在显示面板103的边缘处包括具有测试焊盘的测试电路，该测试电路可被探测以测试像素驱动器芯片110的功能。可在转移LED 104之前或之后执行此测试。在一个实施方案中，可在测试之后将测试电路从显示面板103的边缘移除。在一些实施方案中，可基于测试结果完全或部分激活或去激活像素驱动器芯片110。例如，可去激活整个像素驱动器芯片或仅特定片。此外，特定驱动器端子开关可被编程为选择主要驱动器端子或冗余驱动器端子。因此，与片级别相比，冗余性和选择性可处于更精细粒度。然而，应了解，不必在该阶段对像素驱动器芯片进行编程。
显示面板现在可适用于微LED和OLED两者的后续处理。在OLED制造过程中，这可包括有机发射层和像素限定层的沉积。在图1B所示的微LED制造过程中，可任选地形成附加电介质层和布线层，之后将微LED 104转移并结合到层叠结构上。在一个实施方案中，微LED104任选地结合在岸层220中的岸结构开口230内侧。岸结构开口230可任选地是反射性的，并且可任选地在结合微LED 104之后被填充。岸层220可进一步被图案化以产生开口240以便暴露布线层，诸如(例如，负)电压电源线114或阴极。然后顶部透明或半透明导电层260可沉积以从微LED 104的顶侧到电压电源线或阴极提供电连接。合适的材料包括透明导电氧化物(TCO)、导电聚合物、薄透明金属层等。然后可对封装、偏振器等执行进一步处理。
现在参考图2A，提供了LED矩阵的示意图，该LED矩阵包括能够由相邻像素驱动器芯片110对驱动的冗余LED对。特别地，图2A为具有下部片1的顶部像素驱动器芯片110以及具有上部片0的下部像素驱动器芯片110的图示，该顶部像素驱动器芯片和该下部像素驱动器芯片两者连接到LED矩阵115。例如，片0、1可分为主要/冗余配置或主/从配置。应当理解，术语“片”的使用是简化的，并且绝不意味着像素驱动器芯片110内的电路的几何分割，而是对图示中的顶部和底部连接的简单引用。
在所示的实施方案中，LED 104的列对应于LED的不同发射颜色，诸如RGB像素布置中的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)。LED 104的每个列也可以是一串107LED。也可使用另选的像素布置方式。LED矩阵内的LED的行和列的所例示数量是示例性的，并且实施方案不限于此。例如，附加LED列将被包括以在第四列中与红色(R)LED 104共享像素。
在例示的实施方案中，两个部分，即下部像素驱动器芯片110的片1和上部像素驱动器芯片110的片0，包括利用(例如，驱动侧)互连器212耦合到相同串107LED的驱动器端子120(例如，图1B的接触焊盘112)。相反，相邻像素驱动器芯片110包括利用行互连器262与冗余LED行耦合的行端子122(例如，例如，图1B的接触焊盘112)。行互连器262可以是将一串107LED 104连接到行端子122的顶部透明或半透明导电层260和(负)电压电源线114(例如，阴极)的组合。
行端子122可与像素驱动器芯片110内的对应行线开关和电平移位器耦合，并且驱动器端子120可与像素驱动器芯片110的输出驱动器140和驱动器端子开关130耦合。行互连器262可将一行LED 104的电极(例如，阴极)连接到对应的行线开关和电平移位器，而互连器212可将一列LED 104的电极(例如，阳极)连接到对应的输出驱动器140，或反之亦然。
具体地，冗余驱动器端子120R可耦合到对应于一串107或一列冗余LED 104的冗余互连器212R，而主要驱动器端子120P可耦合到对应于一串107或一列主要LED 104的主要互连器212P。此外，上部像素驱动器芯片110的片1和下部像素驱动器芯片110的片0的行端子122可各自耦合到行互连器262，主要LED 104和冗余LED的对应行也耦合到主要互连线212P和冗余互连线212R的列。以此方式，上部像素驱动器芯片110的片1和下部像素驱动器芯片110的片0共享与相同矩阵115相关联的相同定时。
在图2A所示的特定实施方案中，LED矩阵115连接到两个相邻像素驱动器芯片110。在此类实施方案中，多个行互连器262连接在第一像素驱动器芯片的第一多个行端子122(例如，片1)与第二像素驱动器芯片的对应第二多个行端子122(例如，片0)之间，其中多个行互连器中的每个行互连器262耦合到LED矩阵中的多个第一冗余串LED(连接到冗余互连线212R)和多个第一主要串LED(连接到主要互连线212P)两者。如图所示，行端子122不必具有冗余。
在包括备用像素驱动器芯片的一些实施方案中，对于每个像素驱动器芯片，每个像素驱动器芯片的主部分或片0默认为有源的，并且每个像素驱动器芯片的从部分或片1默认为非有源的。因此，从属部分或冗余部分仅在来自相邻像素驱动器芯片的主部分或主要部分有缺陷或无源的情况下，才变为非有源的。在一些实施方案中，主像素驱动器芯片的部分或片0、1默认为有源的，而冗余像素驱动器芯片的对应部分或片0、1默认为非有源的。因此，冗余像素驱动器芯片的一部分或全部仅在相邻的主像素驱动器芯片部分有缺陷或非有源的情况下，才变为有源的。另选地，可以任何合适的配置以比片级别更精细的粒度激活特定驱动器端子和各串LED。因此，整个片不需要完全有源或非有源。
图2B为根据实施方案的包括由单个像素驱动器芯片驱动的冗余LED对的LED矩阵的示意图。如图所示，多个行互连器262连接到仅单个像素驱动器芯片的第一多个行端子122(例如，片1)，其中多个行互连器中的每个行互连器262耦合到LED矩阵中的多个第一冗余串LED(连接到冗余互连线212R)和多个第一主要串LED(连接到主要互连线212P)两者。如图所示，行端子122不必具有冗余。
现在参考图3A至图3C，示出了可类似于图1A的像素驱动器芯片110和LED矩阵115的布置的各种冗余配置。图3A为上/下冗余方案的示意性顶视图图示。如图所示，每个像素驱动器芯片110包括像素驱动器电路150-0的第一部分(片0)和像素驱动器电路150-1的第二部分(片1)，像素驱动器电路的第一部分和第二部分任选地包括独立逻辑(例如，以接收并存储控制位和像素位)。在图3A所示的具体实施中，像素驱动器电路150-0、150-1的每个部分包括多个输出驱动器140，每个输出驱动器经由互连器212(主要互连器212P、冗余互连器212R)连接到对应串107(主要串107P、冗余串107R)LED。在该配置中，对应LED矩阵115可由上部像素驱动器芯片110的像素驱动器电路150-0的第一部分(片0)或由下部像素驱动器芯片110的像素驱动器电路150-1的第二部分(片1)驱动。
图3B为根据一个实施方案的具有备用像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示。特别地，图3B表示与先前关于图2A描述的相同冗余配置，并且与图3A相比包括附加冗余配置，诸如互连器212连接到两个相邻像素驱动器芯片110，并且每个像素驱动器芯片110包括驱动器开关130以选择连接的主要互连器212P(和对应主要串107P LED)或冗余互连器212R(和对应冗余串107R LED)。
在实施方案中，显示面板103包括连接到对应LED矩阵115阵列的像素驱动器芯片110阵列，LED矩阵阵列包括第一LED矩阵115A和第二LED矩阵115B，并且像素驱动器芯片110的阵列包括连接到第一LED矩阵115A和第二LED矩阵115B的第一像素驱动器芯片(图示中的中间像素驱动器芯片)。在例示的实施方案中，第一LED矩阵包括多个第一主要串107P LED和多个第一冗余串107R LED，并且第二LED矩阵包括多个第二主要串107P LED和多个第二冗余串170R LED。
第一像素驱动器芯片110包括像素驱动器电路150-0的第一部分(片0)和像素驱动器电路150-1的第二部分(片1)，每个部分任选地包括独立逻辑(例如，以接收控制位和像素位)。像素驱动器电路150-0的第一部分包括第一组第一输出驱动器140-0，以驱动第一LED矩阵115A中的多个第一主要串107P LED。像素驱动器电路150-1的第二部分包括第二组第二输出驱动器140-1，以驱动第二LED矩阵115B中的多个第二冗余串107R LED。如图所示，每个第一输出驱动器140-0连接到对应第一驱动器端子开关130以选择第一像素驱动器芯片110的第一主要驱动器端子120P或第一冗余驱动器端子120R，并且每个第二输出驱动器140-1连接到对应第二驱动器端子开关130以选择第一像素驱动器芯片110的第二主要驱动器端子120P或第二冗余驱动器端子120R。例如，驱动器端子开关可以是三态开关。仍然参考图3B的冗余配置，每个第一冗余串107R LED连接到对应第一冗余驱动器端子120R，并且每个第二主要串107P LED连接到对应第二主要驱动器端子120P。
如图所示，第二像素驱动器芯片110(顶部像素驱动器芯片)可连接到第一LED矩阵115A和第三LED矩阵115C，第三LED矩阵115C类似地包括多个第三主要串107P LED和多个第三冗余串107R LED。同样，第二像素驱动器芯片110(顶部像素驱动器芯片)可包括用于驱动第三LED矩阵115C中的多个第三主要串107P LED的第三组第三输出驱动器140-0、用于驱动第一LED矩阵115A中的多个第一冗余串107R LED的第四组第四输出驱动器140-1。每个第三输出驱动器140-0连接到对应第三驱动器端子开关130以选择第二像素驱动器芯片110的第三主要驱动器端子120P或第三冗余驱动器端子120R，并且每个第四输出驱动器140-1连接到对应第四驱动器端子开关130以选择第二像素驱动器芯片的第四主要驱动器端子120P或第四冗余驱动器端子120R。
如图所示，图3B的附加冗余方案将LED矩阵内的主要串107P LED和冗余串107RLED连接到用于两个相邻像素驱动器芯片110的主要驱动器端子和冗余驱动器端子120(120P、120R)。每个像素驱动器芯片可另外包括驱动器端子开关130以选择主要串LED或冗余串LED。此类冗余配置可通过在每个像素驱动器芯片内提供附加冗余来适应像素驱动器芯片的DPPM的数量增加。因此，可提高制造良率，并且/或者可增大LPM尺寸。应当理解，图3B中所示的实施方案可另外与本文所述的其它冗余配置，诸如功能块内的选择性冗余和共享像素驱动器电路冗余组合。
现在参考图3C，提供了根据一个实施方案的具有单个像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示。图3C表示与先前关于图2B描述的相同冗余配置。如图所示，每个LED矩阵115由单个像素驱动器芯片110驱动，并且LED矩阵115并不耦合到像素驱动器芯片阵列中的另一像素驱动器芯片110的输出驱动器。图3C的像素驱动器芯片可类似于如先前关于图3B描述的像素驱动器芯片。在这种情况下，可减少像素驱动器芯片110的数量，从而通过压低硅成本来压低显示成本。然而，像素驱动器芯片冗余的缺乏可减少DPPM公差，并且显示面板良率可降低。这可通过如下来平衡：减小LPM尺寸并且因此减小LED矩阵115尺寸，同时保持DPPM公差，如归因于冗余串107P、107R LED和驱动器端子开关130。
在图3A至图3C所示的特定配置中，像素驱动器电路150-0的第一部分(切片0)和像素驱动器电路150-1的第二部分(片1)被示出为单独切片(片0、1)。在图3A至图3B所示的示例性具体实施中，此类片冗余可有利于像素驱动器芯片冗余，其中对于对应LED矩阵115，相邻像素驱动器芯片110可相互备份。以此方式，相邻像素驱动器芯片110的片0/1可共享与相同矩阵115相关联的相同定时。此外，相同像素驱动器芯片110内的片0/1可包括独立逻辑以独立地接收并存储控制位和像素位。在图3C所示的特定实施方案中，对于对应LED矩阵115，相邻像素驱动器芯片110并不相互备份。在这种实施方案中，用于单独片的像素驱动器电路150-0、150-1的部分可任选地包括独立逻辑以独立地接收并存储控制位和像素位。然而，分离为像素驱动器电路150-0、150-1……150-n的两个或更多个部分可用于测试功能组(包括驱动器端子的组等)，并且可不需要独立逻辑来独立地接收并存储控制位和像素位。因此，可能不需要测试每个单一像素驱动器焊盘等。此外，此类分组可用于实施另外的功能块冗余。
现在参考图4，从数据负载视角来看，提供了根据一个实施方案的用于像素驱动器芯片110的输入/输出端子的高级示意图。数据扫描是基于使用竖直数据350信号(例如，源自列驱动器)和水平数据时钟信号330、342(例如，源自行驱动器或混合像素驱动器/行驱动器芯片)的光栅扫描。另外在图4中示出的是如先前关于图2A至图2B所述的像素驱动器芯片110的两个部分(例如，片0、1)的用于输出到LED行互连器262的行端子122以及用于LED列互连器212(主要互连器212P、冗余互连器212R)的驱动器端子120(主要驱动器端子120P、冗余驱动器端子120R)。
每个片1/0可分别接收用于数据时钟330、342、配置时钟332、344、发射时钟338、346的单独输入。另外，每个片可包括用于单独LED颜色(例如，R、G、B)的多个发射时钟输入338、346。像素驱动器芯片110可另外包括用于全局信号，诸如行同步信号334、帧同步信号336和竖直同步令牌(VST)340的输入。
根据一些实施方案，每个像素驱动器芯片110的第一部分(例如，片1)和第二部分(例如，片0)可任选地独立地接收(例如，捕获)控制位和像素位，以存储在对应数据寄存器335、345(参见图4B)中。在操作中，将配置时钟信号332、344传输到像素驱动器芯片110的片以声明是否要更新来自数据信号350的控制(配置)位或像素位。当配置时钟信号332、344变高并且与对应片1/0的数据时钟330、342重叠时，更新像素驱动器芯片110片的控制(配置)位或像素位。
根据实施方案，像素驱动器芯片110可另选地或另外包括选择性冗余特征。图4B为在像素驱动器芯片110内发现的各种功能块的示意图。如图所示，选择性冗余400可包括在各种功能块内，诸如在电流源块内提供附加电流源/开关，或者在存储器块内提供存储器/开关，所有这些功能块都可具有对应冗余接触焊盘/端子402(参见图6)。此类冗余接触焊盘/端子402也可以是图1B的接触焊盘112的一部分。此外，可针对全局信号I/O，诸如针对行同步信号334、帧同步信号336和竖直同步令牌(VST)340以及各种电源制得冗余接触焊盘/端子402。
现在参考图5，提供了根据一个实施方案的具有驱动器端子开关130和任选的冗余像素驱动器电路的像素驱动器芯片的部分电路图。一般来讲，图5示出了用于片冗余的高级布线，该片冗余包括耦合在像素驱动器电路150-0的第一部分(对应于片0)与像素驱动器电路150-1的第二部分(对应于片1)之间的冗余电路150-R(例如，冗余片)。如图所示，相应的像素驱动器电路可具有数字块152和模拟块154。在例示的特定实施方案中，可将数据(例如，数字)例如从数据寄存器335输入到数字片152-0。可将数据(例如，数字)例如从数据寄存器345输入到数字片152-1。数字块152-0、152-1可分别输入到任选的模拟块154-0、154-1，这些模拟块分别输入到输出驱动器140-0、140-1。例如，模拟块可提供电流源。各种信号156、158被输入到各种数字块152和模拟块154。例如，这些信号可包括发射时钟、VST等。类似于先前描述，驱动器端子开关130连接到输出驱动器140的输出端，以便选择主要驱动器端子120P或冗余驱动器端子120R。
在一个实施方案中，例如来自数据寄存器335、345的数据(数字)输入被输入到冗余电路150-R的多路复用器151中。多路复用器151具有通往冗余数字块152-R的输出端，该冗余数字块输出到任选的冗余模拟块154-R的输出端，该冗余数字块和任选的冗余模拟块可与片0/1的数字块和模拟块类似地操作。冗余模拟块154-R可将电流源输出到冗余输出驱动器140-R。在例示的实施方案中，第一冗余电路选择开关170-0R位于冗余输出驱动器140-R与第一驱动器端子开关130之间(用于片0)。第二冗余选择电路开关170-1R位于冗余输出驱动器140-R与第一驱动器端子开关130之间(用于片1)。类似地，选择电路开关170-0和170-1可设置在输出驱动器140-0、140-1与这些输出驱动器的相应驱动器端子开关130之间。
如关于图4B所描述，可针对特定功能块，诸如附加存储器(例如，数据寄存器335、345)、电流源(例如，模拟块154)、与像素数据相关联的全局信号和控制数据锁存等包括选择性冗余特征。在图5所示的特定实施方案中，用于像素驱动器芯片110的配置块不需要冗余。
到此为止，已单独或以特定组合描述了用于各种冗余配置的构建块。然而，应了解，可组合各种构建块以实现特定冗余。图6为包括冗余构建块的组合的像素驱动器芯片110的示意图，这些冗余构建块可在各种实施方案中使用。特别地，图6示出了像素驱动器电路150-0的第一部分(对应于片0)、像素驱动器电路150-1的第二部分(对应于片1)以及冗余电路150-R。还示出了位于主要驱动器端子120P与冗余驱动器端子120R之间的多个驱动器端子开关130。另外，示出了对应于选择性冗余特征的冗余接触焊盘/端子402。这些各种构建块可以各种合适的布置组合以制造针对最小DPPM和LPM尺寸具有所需冗余量的像素驱动器芯片。
图7A为包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在上/下冗余方案中的驱动器端子开关140。如图所示，图7A并不实施驱动器端子开关130、冗余电路150-R或具有附加端子402的选择性冗余特征的冗余构建块。
图7B为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有备用像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关。如图所示，图7B实施驱动器端子开关130的冗余构建块。以此方式，每个像素驱动器芯片110的每个片0/1可向相邻像素驱动器芯片110的片提供冗余。示例性操作方式包括主/从布置，其中片默认被分配为主要或冗余，并且在缺陷的情况下仅需要重新编程。另一种操作方式是使列中的每个其他像素驱动器芯片处于有源或非有源(即，备份)。另选地，可以任何合适的方式选择驱动器端子开关130，以使主要驱动器端子120P和冗余驱动器端子120R的组合有源。
图7C至图7C’为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有单个像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关。图7C至图7C’两者实施驱动器端子开关130的冗余构建块。在此类单个像素驱动器芯片布置中，每个LED矩阵115仅连接到单个像素驱动器芯片110。图7C’中所示的实施方案另外包括对应于选择性冗余特征的冗余接触焊盘/端子402。
图7C”为根据一个实施方案的包括像素驱动器芯片的冗余方案的示意性顶视图图示，该像素驱动器芯片具有布置在具有单个像素驱动器芯片的冗余方案中的驱动器端子开关和冗余像素驱动器电路。图7C”中所示的特定实施方案类似于图7C’的特定实施方案，其中添加了冗余电路150-R。应了解，实施方案不限于图7A至图7C”中具体地示出的特定组合，并且本文描述的各种冗余构建块可以任何合适的方式组合。例如，可在没有像素驱动器电路150-0、150-1、150-R……150-n的单独部分的情况下执行图7'至图7”的实施方案。
图8至图11示出了可在其中实现各种实施方案的各种便携式电子系统。图8示出了包括显示面板103的示例性移动电话800，该显示面板包括封装在外壳802中的显示屏101。图9示出了包括显示面板103的示例性平板计算设备900，该显示面板包括封装在外壳902中的显示屏101。图10示出了包括显示面板103的示例性可穿戴设备1000，该显示面板包括封装在外壳1002中的显示屏101。图11示出了包括显示面板103的示例性膝上型计算机1100，该显示面板包括封装在外壳1102中的显示屏101。
图12示出了包括本文所述的显示面板103的便携式电子设备1200的实施方案的系统图。便携式电子设备1200包括用于管理系统并且执行指令的处理器1220和存储器1240。存储器包括非易失性存储器，诸如闪存存储器，并且可另外包括易失性存储器，诸如静态或动态随机存取存储器(RAM)。存储器1240可另外包括专用于只读存储器(ROM)的用以存储固件和配置实用程序的部分。
该系统还包括电源模块1280(例如，柔性电池、有线或无线充电电路等)、外围接口1208和一个或多个外部端口1290(例如，通用串行总线(USB)、HDMI、显示端口和/或其他)。在一个实施方案中，便携式电子设备1200包括被配置为与一个或多个外部端口1290介接的通信模块1212。例如，通信模块1212可包括一个或多个收发器，该一个或多个收发器根据IEEE标准、3GPP标准或其他通信标准、4G、5G等而运作并且被配置为经由一个或多个外部端口1290接收和传输数据。通信模块1212可另外包括一个或多个WWAN收发器，该一个或多个WWAN收发器被配置为与包括一个或多个蜂窝塔或基站的广域网通信，以将便携式电子设备1200通信地连接至附加的设备或部件。此外，通信模块1212可包括一个或多个WLAN和/或WPAN收发器，该一个或多个WLAN和/或WPAN收发器被配置为将便携式电子设备1200连接至局域网和/或个人区域网，诸如蓝牙网络。
该显示系统1200还可包括传感器控制器1270以管理来自一个或多个传感器(诸如例如，接近传感器、环境光传感器或红外收发器)的输入。在一个实施方案中，该系统包括音频模块1231，该音频模块包括用于音频输出的一个或多个扬声器1234和用于接收音频的一个或多个麦克风1232。在实施方案中，扬声器1234和麦克风1232可以是压电部件。便携式电子设备1200还包括输入/输出(I/O)控制器1222、显示屏101和附加I/O部件1218(例如，按键、按钮、灯、LED、光标控制设备、触觉设备等)。可将显示屏101和该附加的部件1218视为形成用户界面的部分(例如，便携式电子设备1200的与向用户呈现信息和/或从用户接收输入相关联的部分)。
本文描述的各种实施方案可以各种合适的方式组合以实现特定冗余。在一个实施方案中，显示面板103包括连接到对应LED矩阵115阵列的像素驱动器芯片110阵列，LED矩阵阵列包括第一LED矩阵115-A，并且像素驱动器芯片阵列包括连接到第一LED矩阵115-A的第一像素驱动器芯片110(参见例如图3A至图3C中的中间像素驱动器芯片)。
第一LED矩阵115-A可包括多个第一主要串107P LED和多个冗余串107R LED。如图所示，第一像素驱动器芯片包括与多个第一主要串107P LED耦合的对应多个第一主要驱动器端子120P和与多个第一冗余串107R LED耦合的对应多个第一冗余驱动器端子120R。第一像素驱动器芯片110可另外包括像素驱动器电路150-0的第一部分，该第一部分包括第一组输出驱动器140-0和第一组驱动器端子开关130，其中每个第一输出驱动器140-0连接到对应第一驱动器端子开关130，以选择第一像素驱动器芯片110(中间)的第一主要驱动端子120P或第一冗余驱动器端子开关120R。根据实施方案的驱动器端子开关可以是三态开关。
根据实施方案的LED矩阵阵列可另外包括第一像素驱动器芯片110连接到的第二LED矩阵115-B。类似地，第二LED矩阵115-B包括多个第二主要串107P LED和多个第二冗余串107R LED。第一像素驱动器芯片110(中间)包括与多个第二主要串107P LED耦合的对应多个第二主要驱动器端子120P和与多个第二冗余串107R LED耦合的对应多个第二冗余驱动器端子120R。如图所示，第一像素驱动器芯片110还可包括像素驱动器电路150-1的第二部分，该第二部分包括第二组输出驱动器140-1和第二组驱动器端子开关130，其中每个第二输出驱动器140-1连接到对应第二驱动器端子开关130，以选择第一像素驱动器芯片110(中间)的第二主要驱动端子120P或第二冗余驱动器端子120R。
像素驱动器芯片阵列可包括连接到第一LED矩阵115-A和第三LED矩阵115-C的第二像素驱动器芯片110(例如，图3B中所示的顶部像素驱动器芯片110)。类似地，第三LED矩阵115-C可包括多个第三主要串107P LED和多个第三冗余串107R LED。第二像素驱动器芯片110可包括第三组第三输出驱动器140-0；以及对应多个第三主要驱动器端子120P和对应多个第三冗余驱动器端子120R，该对应多个第三主要驱动器端子与第三LED矩阵115-C中的多个第三主要串107P LED耦合，该对应多个第三冗余驱动器端子与第三LED矩阵115-C中的多个第三冗余串107R LED耦合。如图所示，第二像素驱动器芯片110可包括第四组输出驱动器140-1；以及对应多个第四主要驱动器端子120P和对应多个第四冗余驱动器端子120R，该对应多个第四主要驱动器端子与第一LED矩阵115-A中的第一主要串107P LED耦合，该对应多个第四冗余驱动器端子与第一LED矩阵115-A中的多个第一冗余串107R LED耦合。每个第三输出驱动器140-0可连接到对应第三驱动器端子开关130，以选择(例如，连接到第三LED矩阵115-C的)第二像素驱动器芯片的第三主要驱动器端子120P或第三冗余驱动器端子120R，并且每个第四输出驱动器140-1可连接到对应第四驱动器端子开关，以选择(例如，连接到第一LED矩阵115-C的)第二像素驱动器芯片的第四主要驱动器端子120P或第四冗余驱动器端子120R。如图2A所示，多个行互连器262可连接在第一像素驱动器芯片的第一多个行端子122(片0)与第二像素驱动器芯片的对应第二多个行端子122(片1)之间。此外，每个行互连器262可耦合到第一LED矩阵115-A中的多个第一冗余串107R LED和多个第一主要串107P LED两者中的一行主要LED和冗余LED。像素驱动器电路的第一部分150-0和第二部分150-1中的每一者可包括独立逻辑以各自独立地接收控制位和像素位。
在一个实施方案中，第一LED矩阵115-A和第二LED矩阵115-B并不耦合到像素驱动器芯片阵列中的另一像素驱动器芯片的输出驱动器，参见例如图3C。多个行互连器262可连接到第一像素驱动器芯片110(例如，图3C中的中间芯片)的第一多个行端子122，并且每个行互连器262耦合到第一LED矩阵115-A中的多个第一冗余串107R LED和多个第一主要串107P LED两者中的一行主要LED和冗余LED。如图2B所示，像素驱动器芯片110可类似地耦合到第二LED矩阵115-B中的多个第一冗余串107R LED和多个第一主要串107P LED两者中的一行主要LED和冗余LED。在两种情况下，行互连器262可不接合到相邻像素驱动器芯片110，如图2A所示。
根据实施方案的像素驱动器芯片110可包括附加冗余特征。在一个实施方案中，冗余电路150-R(例如，参见图5)可耦合在像素驱动器电路150-0的第一部分与像素驱动器电路150-1的第二部分之间。第一冗余电路选择开关170-R可(在像素驱动器电路150-0的第二部分中)连接在冗余输出驱动器140-R与第一驱动器端子开关130之间，并且第二冗余电路选择开关170-1R可(在像素驱动器电路150-1的第二部分中)连接在冗余输出驱动器140-R与第二驱动器端子开关130之间。此外，第一数字输入端335和第二数字输入端345可连接到冗余电路150-R中的多路复用器151。应了解，设想附加冗余电路配置，并且实施方案不限于此。冗余可包括在像素驱动器电路内的各种功能块中。例如，可包括冗余电流源。在一个实施方案中，像素驱动器电路的第一部分包括第一冗余电流源接触焊盘(例如，图1B的接触焊盘122)，并且像素驱动器电路的第二部分包括第二冗余电流源接触焊盘(例如，图1B的接触焊盘122)。多个冗余接触焊盘可包括在冗余功能块中。
在利用实施方案的各个方面时，对本领域技术人员将变得显而易见的是，对于形成显示面板冗余方案而言，以上实施方案的组合或变型是可能的。尽管以特定于结构特征和/或方法行为的语言对实施方案进行了描述，但应当理解，所附权利要求并不一定限于所描述的特定特征或行为。所公开的特定特征和行为相反应当被理解为用于进行例示的权利要求的实施方案。

Claims (21)

1.一种显示面板，所述显示面板包括：
像素驱动器芯片阵列，所述像素驱动器芯片阵列连接到对应LED矩阵阵列，所述LED矩阵阵列包括第一LED矩阵，并且所述像素驱动器芯片阵列包括连接到所述第一LED矩阵的第一像素驱动器芯片；
其中所述第一LED矩阵包括多个第一主要串LED和多个第一冗余串LED；
其中所述第一像素驱动器芯片包括与所述多个第一主要串LED耦合的对应多个第一主要驱动器端子和与所述多个第一冗余串LED耦合的对应多个第一冗余驱动器端子；并且
其中所述第一像素驱动器芯片包括像素驱动电路的第一部分，所述像素驱动电路的第一部分包括：
第一组第一输出驱动器；和
第一组第一驱动器端子开关；
其中每个第一输出驱动器连接到对应第一驱动器端子开关以选择所述第一像素驱动器芯片的第一主要驱动器端子或第一冗余驱动器端子。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其中每个第一驱动器端子开关是三态开关。
3.根据权利要求1所述的显示面板：
其中所述LED矩阵阵列包括第二LED矩阵，并且所述第一像素驱动器芯片连接到所述第二LED矩阵；
其中所述第二LED矩阵包括多个第二主要串LED和多个第二冗余串LED；
其中所述第一像素驱动器芯片包括与所述多个第二主要串LED耦合的对应多个第二主要驱动器端子和与所述多个第二冗余串LED耦合的对应多个第二冗余驱动器端子。
4.根据权利要求3所述的显示面板，其中所述第一像素驱动器芯片包括像素驱动器电路的第二部分，所述像素驱动器电路的第二部分包括：
第二组第二输出驱动器；和
第二组第二驱动器端子开关；
其中每个第二输出驱动器连接到对应第二驱动器端子开关以选择所述第一像素驱动器芯片的第二主要驱动器端子或第二冗余驱动器端子。
5.根据权利要求4所述的显示面板：
其中所述像素驱动器芯片阵列包括连接到所述第一LED矩阵和第三LED矩阵的第二像素驱动器芯片；
其中所述第三LED矩阵包括多个第三主要串LED和多个第三冗余串LED；
其中所述第二像素驱动器芯片包括：
第三组第三输出驱动器；
对应多个第三主要驱动器端子和对应多个第三冗余驱动器端子，所述对应多个第三主要驱动器端子与所述第三LED矩阵中的所述多个第三主要串LED耦合，所述对应多个第三冗余驱动器端子与所述第三LED矩阵中的所述多个第三冗余串LED耦合；和
第四组第四输出驱动器；
对应多个第四主要驱动器端子和对应多个第四冗余驱动器端子，所述对应多个第四主要驱动器端子与所述第一LED矩阵中的所述多个第一主要串LED耦合，所述对应多个第四冗余驱动器端子与所述第一LED矩阵中的所述多个第一冗余串LED耦合，
其中每个第三输出驱动器连接到对应第三驱动器端子开关以选择所述第二像素驱动器芯片的第三主要驱动器端子或第三冗余驱动器端子，并且每个第四输出驱动器连接到对应第四驱动器端子开关以选择所述第二像素驱动器芯片的第四主要驱动器端子或第四冗余驱动器端子。
6.根据权利要求5所述的显示面板，还包括：多个行互连器，所述多个行互连器连接在所述第一像素驱动器芯片的第一多个行端子与所述第二像素驱动器芯片的对应第二多个行端子之间，其中所述多个行互连器中的每个行互连器耦合到所述第一LED矩阵中的所述多个第一冗余串LED和所述多个第一主要串LED两者。
7.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述像素驱动器电路的第一部分和第二部分包括独立逻辑以各自独立地接收控制位和像素位。
8.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述第一LED矩阵和所述第二LED矩阵不耦合到所述像素驱动器芯片阵列中的另一像素驱动器芯片的输出驱动器。
9.根据权利要求8所述的显示面板，还包括：多个行互连器，所述多个行互连器连接到所述第一像素驱动器芯片的第一多个行端子，其中所述多个行互连器中的每个行互连器耦合到所述第一LED矩阵中的所述多个第一冗余串LED和所述多个第一主要串LED两者。
10.根据权利要求4所述的显示面板，还包括：冗余电路，所述冗余电路耦合在所述像素驱动器电路的第一部分与所述像素驱动器电路的第二部分之间。
11.根据权利要求10所述的显示面板，其中所述冗余电路包括冗余输出驱动器。
12.根据权利要求11所述的显示面板，还包括：
第一冗余电路选择开关，所述第一冗余电路选择开关位于所述冗余输出驱动器与所述第一驱动器端子开关之间；和
第二冗余电路选择开关，所述第二冗余电路选择开关位于所述冗余输出驱动器与所述第二驱动器端子开关之间。
13.根据权利要求11所述的显示面板，其中第一数字输入端和第二数字输入端连接到所述冗余电路中的多路复用器。
14.根据权利要求4所述的显示面板，其中：
所述像素驱动器电路的第一部分包括用于所述第一像素驱动器芯片的第一冗余电流源接触焊盘；并且
所述像素驱动器电路的第二部分包括用于所述第一像素驱动器芯片的第二冗余电流源接触焊盘。
15.一种像素驱动器芯片，所述像素驱动器芯片包括：
多个第一主要驱动器端子和对应多个第一冗余驱动器端子；和
像素驱动电路的第一部分，所述像素驱动电路的第一部分包括：
第一组第一输出驱动器；和
第一组第一驱动器端子开关；
其中每个第一输出驱动器连接到对应第一驱动器端子开关以选择第一主要驱动器端子或第一冗余驱动器端子。
16.根据权利要求15所述的像素驱动器芯片，还包括：
多个第二主要驱动器端子和对应多个第二冗余驱动器端子；和
像素驱动电路的第二部分，所述像素驱动电路的第二部分包括：
第二组第二输出驱动器；和
第二组第二驱动器端子开关；
其中每个第二输出驱动器连接到对应第二驱动器端子开关以选择第二主要驱动器端子或第二冗余驱动器端子。
17.根据权利要求16所述的像素驱动器芯片，还包括：冗余电路，所述冗余电路耦合在所述像素驱动器电路的第一部分与所述像素驱动器电路的第二部分之间。
18.根据权利要求16所述的像素驱动器芯片，其中所述冗余电路包括冗余输出驱动器。
19.根据权利要求18所述的像素驱动器芯片，还包括：
第一冗余电路选择开关，所述第一冗余电路选择开关位于所述冗余输出驱动器与所述第一驱动器端子开关之间；和
第二冗余电路选择开关，所述第二冗余电路选择开关位于所述冗余输出驱动器与所述第二驱动器端子开关之间。
20.根据权利要求18所述的像素驱动器芯片，其中：
所述像素驱动器电路的第一部分包括第一数据输入端；并且
所述像素驱动器电路的第二部分包括第二数据输入端；
其中所述第一数据输入端和所述第二数据输入端连接到所述冗余电路中的多路复用器。
21.根据权利要求16所述的像素驱动器芯片，其中：
所述像素驱动器电路的第一部分包括多个非冗余第一行端子；并且
所述像素驱动器电路的第二部分包括多个非冗余第二行端子。
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