CN116897596A - 考虑异常像素动态电阻的微led功率 - Google Patents

考虑异常像素动态电阻的微led功率 Download PDF

Info

Publication number
CN116897596A
CN116897596A CN202180093841.XA CN202180093841A CN116897596A CN 116897596 A CN116897596 A CN 116897596A CN 202180093841 A CN202180093841 A CN 202180093841A CN 116897596 A CN116897596 A CN 116897596A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led
pwm
uled
controller
current level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180093841.XA
Other languages
English (en)
Inventor
A·洛佩兹朱莉娅
宋志华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lumileds LLC
Original Assignee
Lumileds LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lumileds LLC filed Critical Lumileds LLC
Publication of CN116897596A publication Critical patent/CN116897596A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/14—Controlling the intensity of the light using electrical feedback from LEDs or from LED modules
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

本文讨论了用于减少uLED管芯的未驱动或驱动不足uLED的数量的系统、设备、方法和计算机可读介质。一种方法可以包括：由微发光二极管(uLED)管芯的控制器标识uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)，由控制器并且基于所标识的Rd或Vf来选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，以及由控制器以所选择的电流电平使电流被提供给uLED驱动器。

Description

考虑异常像素动态电阻的微LED功率
优先权要求
本申请要求2020年12月15日提交的美国专利申请序列号17/123021的优先权的权益，该申请通过引用以其全部内容并入本文。
技术领域
本公开涉及一种发光装置和一种发光装置控制系统，其被配置成减少或消除因发光二极管(LED)的异常高动态串联电阻所经受的暗像差。
背景技术
在一些应用(诸如家用或商用照明)中，在照明的视觉效果方面的用户体验非常重要。机动车照明是用户体验非常重要的另一个应用。如果发光二极管(LED)的动态串联电阻是高的，则LED的正向电压可能高于电源电压，并且LED可能不会如预期那样操作。这样的LED可以在点亮的LED之中表现为黑点或较暗点。
附图说明
附图示出了根据一些实施例的装置、系统或方法的各种视图，其包括可以改变从一个或多个发光二极管(LED)发出的光的控制系统。术语“前”、“后”、“顶”、“侧”和其他方向术语仅仅是为了方便描述装置和系统以及其他元件而使用的，并且不应该被解释为以任何方式进行限制。
图1通过示例的方式示出了用于驱动包括微发光二极管(uLED)矩阵的管芯的系统的实施例的逻辑框图。
图2通过示例的方式示出了包括未驱动和/或驱动不足uLED的uLED管芯的实施例的透视图。
图3通过示例的方式示出了驱动器电路的效率与异常uLED的相对动态串联电阻的图表的实施例的示意图。
图4通过示例的方式示出了包括uLED矩阵和对应驱动器电路的封装的实施例的概念框图。
图5通过示例的方式示出了uLED像素的实施例的电路图(uLED驱动器电路和对应的uLED)。
图6通过示例的方式示出了考虑异常像素动态串联电阻(Rd)来驱动uLED矩阵的系统的实施例的逻辑电路图。
图7通过示例的方式示出了多个uLED矩阵管芯的Rd分布的实施例的图表。
图8通过示例的方式示出了uLED像素的实施例的电路图。
图9通过示例的方式示出了用于分析uLED管芯中的uLED的Rd的系统的实施例的示意图。
图10通过示例的方式示出了具有异常Rd的uLED和具有较低Rd的uLED的电流与电压的图表。
图11通过示例的方式示出了峰值驱动器电流(％)与uLED的动态串联电阻的图表。
图12通过示例的方式示出了VLED与具有异常Rd的uLED的相对动态电阻的图表。
图13通过示例的方式示出了用于驱动uLED矩阵管芯的方法的实施例的示意图。
图14更详细地示出了支持诸如相对于例如图6-图13所讨论的功能的系统的芯片级实施方式的实施例。
图15通过示例的方式示出了包括可以包含在uLED封装中的电路的系统的逻辑框图。
图16通过示例的方式示出了用于实施一个或多个实施例的机器(例如，计算机系统)的实施例的框图。
具体实施方式
诸如在uLED管芯上的微LED(有时称为“uLED”)阵列中的紧凑型像素化LED可以包括大的单片管芯面积。uLED阵列可以用于机动车照明，诸如前灯、尾灯、停车灯、雾灯、方向灯等。这样的应用仅仅是示例，并且uLED阵列的许多其他应用是可能的。
uLED阵列可以包括与驱动器电子器件混合的uLED管芯，用于控制单个像素亮度。可以使用例如互补金属氧化物半导体(CMOS)材料或工艺或其他半导体制造工艺来制造驱动器电子器件。
在一些实施例中，驱动器电子器件(uLED驱动器)可以实施线性驱动方案。线性驱动方案是这种控制电子器件的一种实际解决方案，尤其是对于大型uLED阵列配置。然而，在线性驱动方案中需要特别注意控制供应给驱动器电子器件的电压，以便提供稳定的uLED电流供应和可接受的热损失两者。为了帮助确保更多的uLED驱动器在它们的顺从电压(在该电压下，它们向由驱动器驱动的对应uLED提供足够的电功率)以上操作，供应给驱动器电子器件的电压通常被设置为高于阵列中uLED的最高正向电压(Vf)。然而，这样的设置不是温度或能量有效的。
单片uLED芯片的优势在于，它们有利于uLED群体(population)之中正向电压(Vf)的窄离差(例如，标准偏差<100毫伏)。这种正向电压(Vf)的均匀性减少了热损失，诸如通过减少所供应的电压和uLED的正向电压(Vf)之间的电压差。不幸的是，仍然可以存在一个小的但相关的异常uLED组，其正向电压(Vf)过高(例如，比高于uLED的平均正向电压(Vf)的20％、25％、更大或更小的百分比、或其间的百分比更大)。
提供充足电源电压的一种解决方案包括为管芯上的所有uLED(包括异常uLED)提供大于(或等于)最高Vf的电源电压。使用这个解决方案，所有uLED(包括异常uLED)都将被正确驱动。然而，随着跨驱动器电子器件的电压降将平均地增加，热损失将增加(在一些实际情况下，达到禁止的水平)。
另一种解决方案包括不考虑异常uLED。这种异常uLED的跳过允许电源电压保持低，从而受益于uLED之间的窄正向电压(Vf)离差。在该解决方案中，与增加电压源电压以解决异常uLED的一个或多个Vf的解决方案相比，热损失将减少。然而，使用这样的解决方案，很可能一些异常uLED将未驱动或驱动不足。这种未驱动和/或驱动不足的uLED可以在uLED阵列上表现为暗点。在一些应用中，较大量的异常uLED可以是禁止的，尤其是在未驱动和/或驱动不足的uLED保持可见的情况下。
实施例可以包括(例如，简单的)驱动方案，以为异常uLED驱动器提供电压顺从性，使得对应的uLED可以点亮，而对热损失或操作效率的影响较小。实施例提供的优点可以解决用线性驱动器方案驱动的像素化矩阵LED的以下挑战中的一个或多个：(1)提供矩阵uLED的成本有效的驱动方案；(2)克服驱动器效率限制；(3)克服电压顺从性限制；或(4)解决跨像素群体的正向电压离差，其中异常uLED损害电压顺从性或驱动器效率。
在实施例中，异常高的Vf可以是uLED的动态串联电阻的产物。动态串联电阻可能是由于影响元件质量的工艺公差造成的，诸如金属-半导体接触。基于这些考虑，实施例可以包括向异常uLED提供电压顺从性的电流驱动器(uLED驱动器)，该异常uLED可以正常操作或者基本上点亮(点亮到如指定的在指定流明数量或百分比内的强度，而不考虑动态串联电阻)，而对热损失影响较小。
实施例可以提供一种uLED驱动器控制技术，其中可以借助于感测电压标识异常像素(例如，见图9)，并按此分类。这可以在uLED管芯的组装工艺期间完成，或者周期性地(例如在诊断模式期间)完成。实施例可以提供一种uLED驱动器控制方案，其中可以为那些Vf超过平均群体的顺从电压(例如，超过指定量)的标识出的异常uLED调整脉宽调制(PWM)电流的预设导通电流值。这可以在uLED管芯的组装工艺期间完成，或者周期性地(例如在uLED管芯的制作之后的诊断模式期间)完成。
实施例可以提供一种驱动器控制技术，其中PWM电流的预设导通电流值降低至最大PWM电流(IPWM_MAX)以下，使得异常像素的Vf充分降至VLED以下。这可以使局部uLED驱动器单元进入顺从电压模式。实施例可以提供一种驱动器控制技术，其中PWM电流的预设导通电流值被降低至IPWM_MAX以下到新值IPWM_0，该值是根据异常uLED和平均群体uLED之间的串联动态电阻(Rd)的差近似地和/或部分地估计的。借助于以不同的电流电平(例如，在目标IPWM_MAX附近)驱动像素，可以在组装工艺期间或者在诊断模式期间周期性地表征Rd。Rd可以确定为Vfmax和Vth(例如，见图10)之差除以IPWM。Rd的rand因此可以被定义为[Rdlow，Rdhigh]。Rdlow＝(Vfmax-Vth)/IPWM_MAX。同样，Rdhigh＝(Vfmax-Vth)/IPWM_0。注意，Vth和IPWM_MAX由技术、设计和操作条件给出。固定它们，Vfmax(例如电源电压)和Rd之间就产生了直接关系。
图1通过示例的方式示出了uLED控制系统100的实施例的示意图。所示的系统100包括电压源102，该电压源102将由多个LED驱动器分配的功率提供给uLED矩阵104。电压源102提供恒定直流(DC)电压VLED 106和恒定基准电压VGND 108。电压源102可以将电源电压固定到VLED 106的DC电平。该电压不随负载线响应(uLED阵列104的负载)而动态变化。因此，VLED 106不改变在电流驱动器信号的脉宽调制(PWM)周期期间的动态变化。
如前所述，如果VLED 106设置为考虑uLED阵列104的异常像素，则uLED驱动器中的热损失将是高的(甚至高得惊人)。相反，如果VLED 106被设置为没有考虑异常uLED的Vf，则异常uLED可以保持未驱动或驱动不足。这种未驱动或驱动不足的LED在uLED矩阵104中可以表现为暗点。
图2通过示例的方式示出了在不考虑异常uLED的Vf的情况下驱动的uLED阵列200的实施例的示意图。如可以看出的，一些uLED保持未驱动或驱动不足，从而导致uLED阵列200中的黑点或较暗点220。
图3通过示例的方式示出了驱动器电路的效率与异常uLED的相对动态串联电阻(占uLED阵列200中所有uLED的百分比)的图表300的实施例的示意图。如可以看出的，随着被认为是异常uLED的uLED的动态电阻增加，驱动器电路的电效率降低。目标可以是保持电效率大于例如85％、80％、更大或更小的百分比、或其间的某个百分比。电效率被定义为功率输出除以所提供的功率。例如，如果异常Rd相对于uLED矩阵104中的LED总数增加20％，则驱动器效率从86％(考虑无异常uLED的基准效率)下降到82％。
图4通过示例的方式示出了系统400的实施例的逻辑框图，该系统400包括电连接至uLED矩阵104的电气背板。电气背板包括uLED驱动器444和功率供应电路。关于图5提供了uLED驱动器444的线性驱动器变体的进一步细节。功率供应电路包括VLED 106和来自电压源的基准电压VGND 108。VLED 106被提供给电源层442。VGND 108被提供给接地层(groundplane)440。uLED驱动器444使用来自电源层442的VLED 106供电。uLED驱动器444经由电互连446控制uLED矩阵104中的各个uLED或uLED组。uLED驱动器444可以控制uLED是否导通、关断，可以控制uLED 104的占空比或其他功率控制。
uLED矩阵104通过电气互连446与(相应的)uLED驱动器444电耦合。uLED矩阵104通过其他电互连448电耦合到接地层440。电介质450将uLED驱动器444与接地层440电隔离和物理隔离。也就是说，电介质450(例如，直接)位于uLED驱动器444和接地层440之间，以及(例如，直接)位于接地层440和电源层442之间。
图5通过示例的方式示出了系统500的实施例的逻辑电路图，该系统500包括uLED驱动器444和uLED矩阵104中的uLED 550。uLED驱动器444控制电互连446上的电信号554。通过控制电信号554，uLED驱动器444可以抑制或允许电流流向uLED 550。使用这种控制，uLED驱动器444可以最终控制各个uLED 550或uLED 550的组是否导通以及何时导通、以及可以最终控制uLED的占空比。
为克服其他uLED驱动方案的限制并增加uLED矩阵104的电效率，提供了一些改进的驱动方案。实施例考虑了具有单独可寻址的像素的uLED管芯。uLED管芯包括uLED驱动器444，该uLED驱动器444包括以PWM模式操作的线性驱动器架构。通过至少部分地随机化uLED的脉宽调制(PWM)控制信号的相位，(一种或多种)控制方案可以帮助最小化由电压源102驱动的总均方根(RMS)和谐波电流。
实施例可以包括电压源102，该电压源102的输出电压可以由具有足够带宽响应的负载(例如，负载的控制器990(见图9))动态调制和控制。实施例可以包括一种控制方案，其中在uLED矩阵104的运行时间之前或期间，可以标识异常像素(例如，借助于感测电压，并按此分类(见图9))。在驱动器的PWM信号的每一个周期或每几个周期期间，控制器990可以使来自电压源102的电压增加到作为uLED的动态电阻(Rd)的函数的指定电压值。较高的电压可以被指定为异常uLED的动态串联电阻的函数。
实施例可以包括一种控制方案，该控制方案在驱动器的PWM信号的每一个周期或每几个周期期间，重复地(例如，周期性地，诸如以预定义间隔)将电源电压增加至指定电压值。所述较高的设定电压可以被指定为异常像素的正向电压(Vf)的函数。LED的正向电压(Vf)是LED正发光时跨LED的电压降。
实施例可以包括一种用于改变到uLED 550的uLED驱动器444的电压和由uLED 550的uLED驱动器444提供的电流的控制方案。实施例可以提供一种控制方案，其包括异常像素的可修改的设定电流。
图6通过示例的方式示出了系统600实施例的逻辑电路图，该系统600考虑异常像素Rd来驱动uLED矩阵104。系统600与uLED控制系统100相同或相似，其中系统600包括提供控制命令660的电路，该控制命令660使得基于Rd向uLED驱动器444(见图4)提供电功率。控制命令660可以指示基于uLED矩阵104中的特定uLED 550的动态串联电阻的电压或电流。控制命令660指示要供应给uLED驱动器444的电压。控制命令660可以由耦合到uLED驱动器444的控制器990发出。
控制器990可以包括存储器988(见图9)，或以其他方式有权访问包括数据的存储器，该数据指示至少每个具有异常高Rd的uLED的Rd、占空比、PWM周期等。控制器990可以使用该数据来提供命令660，该命令660使得uLED驱动器444的电压降低，从而降低由uLED驱动器444供应的电流。可以设定电流，使得正向电压(Vf)小于电源电压VLED的最大值。
图7通过示例的方式示出了多个uLED矩阵管芯的动态串联电阻(Rd)分布的实施例的图表700。分布774之一包括大多数uLED，具有在下面三个四分位数770中的Rd以及在上面一个四分位数772中的Rd。异常uLED包括异常Rd 776。异常Rd可以被定义为按照Rd排序的uLED矩阵104中的uLED的最高百分位数(例如，75％、80％、85％、90％、95％、更大的百分比、或其间的某个百分比)，uLED矩阵104中的该uLED具有大于指定阈值的Rd(例如，在指定百分位数的Rd、高于平均值的指定数量的标准偏差的Rd、等等)。
如果VLED 106设置为基于Rd覆盖uLED的指定百分位数的水平，则具有异常Rd 776的uLED 552可能未驱动或驱动不足。如前所述，这种未驱动或驱动不足的状况可以导致由uLED矩阵104产生的图像中的暗点或其他像差。
图8通过示例的方式示出了uLED像素的实施例的电路图(uLED 550和对应的uLED驱动器444(例如，仅驱动单个uLED 550或一小组uLED(少于10个uLED)的uLED驱动器444))。在图8的电路图800中，使用取决于uLED的Rd的电压Vcs 880来驱动uLED驱动器444。Vcs 880可以来自操作以提供各种Vcs 880值的电路(例如，例如梯形电阻器和多路复用器)。控制器990可以选择对应于uLED的Rd的Vcs 880，以便将Vf降低到VLED 106以下。驱动电压(Vcs 880)的这种降低减小了由uLED驱动器444提供的驱动电流。驱动电流的减小进而导致uLED 550的强度降低。控制器990可以通过增加uLED 550的占空比来补偿强度的降低。
图9通过示例的方式示出了用于分析uLED管芯中的uLED的动态电阻(Rd)的系统900的实施例的示意图。为了使用实施例，并且如所讨论的，控制器990可以用作uLED矩阵104的一部分。控制器990可以有权访问存储器988或包括存储器988。
存储器988可以存储指示哪些uLED具有异常高的Rd(和对应的异常高的Vf)的数据。为了确定uLED 996是否具有异常高的Rd，可以通过测试设备992向uLED驱动器444提供电刺激994。测试设备992可以包括类似于电压源102的电源。测试设备992可以可操作以改变作为刺激994供应的电流或电压的幅度、频率或其他参数。
刺激994可以包括大部分时间用于驱动uLED驱动器444的电压(VLED 106)。如果检测到足够的响应998，则uLED 996可以被认为是正常的。如果检测到不充分的响应998，则uLED 996可以被认为具有异常Rd。
响应于响应998是不充分的(电流低于预期(阈值)电流)，测试设备992可以使uLED996的标识(例如，通过uLED矩阵中的位置(诸如通过行和列)或其他标识)存储在控制器990的存储器988(或可由控制器990访问的存储器)中。这样，控制器990可以确定何时使uLED驱动器444以减小的电流驱动uLED。图9的一个或多个操作可以在制作期间、在封装之后、或在制造或分销的某个其他阶段期间、或者以它们的组合来执行。
控制器990可以包括用于执行其操作的电气或电子部件。电气或电子部件可以包括一个或多个晶体管、电阻器、电容器、二极管、电感器、振荡器、开关、逻辑门(例如，与、或、异或、求反、缓冲器等)、多路复用器、模数转换器、数模转换器、放大器、整流器、调制器、解调器、处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、存储器设备(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)、等等。
驱动器444可以包括被配置为向uLED矩阵104(有时称为uLED管芯)中的(一个或多个)uLED实施供电的电气或电子部件。电气或电子部件可以包括一个或多个晶体管、电阻器、电容器、二极管、电感器、振荡器、开关、逻辑门、多路复用器、模数转换器、数模转换器、放大器、整流器、调制器、解调器、处理器、存储器设备等。
图10通过示例的方式示出了具有异常Rd的uLED和具有较低Rd的uLED的电流与电压的图表1000。实线1010对应于具有正常Rd的uLED，并且虚线1012对应于具有异常Rd的uLED。如可以看出的，线1010、1012之间的主要差异是Rd(线1010、1012的斜率的倒数)。在图10中，阈值电压1022(有时称为带隙)对于uLED是相同或相似的，假设它们都在相同的温度下操作(注意这不是必要条件，并且uLED的Vth可以不同)。当以相同的开态电流IPWM_MAX驱动这些uLED时，正向电压相差Vf01018-Vfmax 1020。这种差异是由uLED中的Rd差异决定的。
实施例将驱动异常像素的电流降低至电流电平IPWM_01016。以较低的电流电平IPWM_01016驱动异常像素，使得异常像素的电压从Vf0下降到顺从电压Vfmax。Vfmax对应于由电压源102产生的最大VLED。
在图8的驱动器示意图中，这通过使控制电压Vcs为Rd的函数来实现。Vcs是控制提供给uLED的电流(IPWM)的电压信号。
在用于LED阵列的最新线性电流驱动器中，Vcs是恒定的，并且在所有LED之中基本上相同。相比之下，实施例允许为具有异常Rd的uLED(例如，对每个uLED)不同地设置Vcs。这迫使PWM开态电流(IPWM)低于IPWM_MAX(响应于使用VLED驱动uLED驱动器444而产生的驱动器电流)。图10中所示的较低电流是IPWM_01016。根据电源电压的变化，Vcs的新值使得具有异常Rd的uLED的正向电压(Vf)能够降低，使得它低于VLED。
图11通过示例的方式示出了峰值驱动器电流(％)与uLED的动态串联电阻的图表1100。为了实现这一点，存在异常uLED的检测，以及选择性地并根据所述检测降低Vcs的过程。图11中示出了Rd和PWM开态电流的所需局部降低之间的准线性关系。这建立了施加到异常像素的最大电流能力，以避免将VLED(以及因此的驱动器损失)增加到被确定为驱动平均像素群体以上。例如，根据图11，相对于平均群体的Rd增加30％产生了该异常uLED的PWM开态电流约23％的减少。在没有这个建议的措施的情况下，为了帮助确保uLED被提供有足够的电流，电源电压VLED 106可以根据Rd和对应的驱动器电流而增加。
图12通过示例的方式示出了VLED 106与具有异常Rd的uLED的相对动态电阻的图表1200，该图表1200如果被控制器990遵循，则有助于确保驱动器电压符合所有uLED(包括异常uLED)。对应的效率损失在图3中示出(实线)。如果使用实施例的解决方案，则效率保持独立于正向电压(Vf)，如由图3中的虚线所指示。
受建议的峰值电流限制的异常uLED可以保持正确驱动，前提是存在足够的时间余量用于占空比校正(响应于减小PWM开态电流而增加占空比)。驱动不足的异常uLED的数量取决于目标光分布和特定的uLED管芯。应用中的典型光分布对应于非均匀光图案(非均匀颜色的光图案)。因此，预期大量uLED以可以响应于驱动器电流的减小而被校正的占空比(例如，以低占空比水平或中等占空比水平)操作。给定这样的分布，统计上有可能估计有多少未驱动和驱动不足的像素可以作为Rd和异常uLED数量的函数被找到。
图13通过示例的方式示出了用于驱动uLED矩阵管芯的方法1300的实施例的示意图。方法1300可以至少部分地由电压源102、uLED矩阵104、控制器990、驱动器444、其他部件、或其组合来执行。如所示，方法1300包括：在操作1302，由微发光二极管(uLED)管芯的控制器标识uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)；在操作1304，由控制器并且基于所标识的Rd或Vf来选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)；以及在操作1306，由控制器以所选择的电流电平使电流被提供给uLED驱动器。
方法1300可以进一步包括响应于选择IPWM_0，由控制器增加uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。方法1300还可以包括由测试设备测试uLED管芯中的每个uLED，以确定该uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。方法1300还可以包括在可由uLED管芯的控制器访问的存储器中存储数据，该数据指示uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。方法1300可以进一步包括基于所标识的Rd确定IPWM_0，使得uLED的Vf小于(或等于)最大电源电压(VLED)。
方法1300可以进一步包括，其中控制器为uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd或Vf的每个uLED选择IPWM_0。方法1300可以进一步包括，其中指定阈值是跨uLED管芯中的所有uLED的Rd或Vf值的指定百分位数。方法1300可以进一步包括，其中基于uLED管芯中的异常uLED的Rd或Vf与非异常uLED的平均Rd或Vf之间的差，选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，该异常uLED包括大于指定数量的标准偏差的Rd，所述指定数量的标准偏差大于uLED的平均Rd或Vf。
以下是关于uLED矩阵104的一些细节和一些应用考虑，随后是一些示例。
图14更详细地示出了支持诸如相对于例如图6-图13所讨论的功能的系统1400的芯片级实施方式的实施例。系统1400包括命令和控制模块1416(有时称为控制器，其可以与图9的控制器990相似或相同)，该命令和控制模块1416能够为诸如相对于图6-图13和本文其它地方讨论的电路和过程实施幅度和占空比的像素或组像素级控制。在一些实施例中，系统1400还包括帧缓冲器1410，用于保存可以供应给uLED的矩阵1420的生成的或处理的图像。其他模块可以包括被配置为传输控制数据或指令或者响应数据的数字控制接口，诸如串行总线(例如，内部集成电路(I2C)串行总线)或串行外围接口(SPI)(1414)。
在操作中，系统1400可以从车辆或其他源接收经由SPI接口1414到达的图像或其他数据。连续的图像或视频数据可以存储在图像帧缓冲器1410中。如果没有图像数据可用，则保存在备用图像缓冲器1411中的一个或多个备用图像可以被引导到图像帧缓冲器1410。这种备用图像可以包括例如与法律允许的车辆近光头灯辐射图案一致的强度和空间图案，或者用于建筑照明或显示的默认光辐射图案。
在操作中，图像中的像素用于定义有源的(inthe active)对应LED像素的响应，其中LED像素的强度和空间调制基于(多个)图像。为了减少数据速率问题，在一些实施例中，像素组(例如5×5块)可以作为单个块来控制。在一些实施例中，支持高速度和高数据速率操作，其中来自连续图像的像素值能够以30Hz和100Hz之间的——其中60Hz是典型的——速率作为图像序列中的连续帧被加载。PWM可以用于控制每个像素以至少部分地取决于保存在图像帧缓冲器1410中的图像的图案和强度来发射光。
在一些实施例中，系统1400可以经由Vdd和Vss引脚接收逻辑功率。有源矩阵通过多个VLED和VCathode引脚为LED阵列控制供电。SPI 1414可以使用具有单个主设备的主从架构来提供全双工模式通信。主设备发起用于读取和写入的帧。通过利用各个从设备选择(SS)线进行选择来支持多个从设备。输入引脚可以包括主输出从输入(MOSI)、主输入从输出(MISO)、芯片选择(SC)和时钟(CLK)，所有这些都连接到SPI接口1414。SPI接口1414连接到地址生成器、帧缓冲器和备用帧缓冲器。像素可以通过命令和控制模块(例如，在输入到帧缓冲器之前通过功率门控，或者在从帧缓冲器输出之后经由脉宽调制或功率门控)进行参数设定以及信号或功率修改。SPI接口1414可以连接到地址生成模块1418，该地址生成模块1418进而向有源矩阵1420提供行和地址信息。地址生成模块1418进而可以向帧缓冲器1410提供帧缓冲器地址。
在一些实施例中，命令和控制模块1416可以经由串行总线1412进行外部控制。可以支持诸如具有7位寻址的时钟(SCL)引脚和数据(SDA)引脚。命令和控制模块1416可以包括一个数模转换器(DAC)和两个模数转换器(ADC)。所述DAC和ADC分别用于为连接的有源矩阵设定Vbias，帮助确定最大Vf，以及确定系统温度。还连接了振荡器(OSC)，以设定有源矩阵1420的脉宽调制振荡(PWMOSC)频率。在一个实施例中，还存在旁路线路，以允许出于诊断、校准或测试目的对有源矩阵中的各个像素或像素块进行寻址。有源矩阵1420可以进一步由用于寻址各个像素的行和列选择来支持，这些像素被供应有数据线、旁路线、PWMOSC线、Vbias线和Vf线。
如本领域普通技术人员将理解的，在一些实施例中，所描述的电路和有源矩阵1420可以被封装，并可选地包括连接用于供电和控制由半导体LED产生的光的底座或印刷电路板。在某些实施例中，印刷电路板还可以包括电过孔、散热器、接地层、电迹线、和倒装芯片，或其他安装系统。底座或印刷电路板可以由任何合适的材料(诸如陶瓷、硅、铝等)形成。如果底座材料是导电的，则在基板材料之上形成绝缘层，并且在绝缘层之上形成金属电极图案。底座可以充当机械支撑，在LED上的电极和电源之间提供电接口，并且还提供散热。
在一些实施例中，有源矩阵1420可以由各种类型、大小和布局的发光元件形成。在一个实施例中，可以使用单独可寻址的发光二极管(LED)的一维或二维矩阵阵列。通常可以使用N×M阵列，其中N和M分别在二和一千之间。各个LED结构可以具有正方形、矩形、六边形、多边形、圆形、弓形或其他表面形状。LED组件或结构的阵列可以布置在几何上笔直的行和列、交错的行或列、弯曲的线、或者半随机或随机布局中。LED组件可以包括多个LED，也支持这些LED形成为单独可寻址的像素阵列。在一些实施例中，可以使用到LED的导线的径向或其他非矩形网格布置。在其他实施例中，可以使用到LED的导电线的弯曲、缠绕、蜿蜒、和/或其他合适的非线性布置。
在一些实施例中，可以使用微LED(μLED或uLED)的阵列。uLED可以支持横向尺寸小于100μm乘100μm的高密度像素。在一些实施例中，可以使用具有直径或宽度约为50μm或更小的尺寸的uLED。这种uLED可以用于通过将包括红色、蓝色和绿色波长的uLED紧密排列来制造彩色显示器。在其他实施例中，uLED可以被限定在单片氮化镓(GaN)或其他半导体基板上，形成在分段的、部分或完全分开的半导体基板上，或者单独形成或面板组装为uLED的分组。在一些实施例中，有源矩阵(uLED矩阵104)可以包括位于厘米级面积或更大的基板上的少量uLED。在一些实施例中，有源矩阵1420可以支持具有数百、数千或数百万个LED的uLED像素阵列，这些LED一起位于厘米级面积的基板或更小的基板上。在一些实施例中，uLED可以包括大小在30微米和500微米之间的LED。在一些实施例中，发光像素阵列中的每个发光像素可以被定位成相隔至少1毫米，以形成稀疏的LED阵列。在其他实施例中，发光像素的稀疏LED阵列可以被定位成相隔小于1毫米，并且可以相隔开范围从30微米至500微米的距离。LED可以嵌入固体或柔性基板中，该基板可以是至少部分透明的。例如，发光像素阵列可以至少部分地嵌入玻璃、陶瓷或聚合材料中。
诸如本文所讨论的发光矩阵像素阵列可以支持从光分布的细粒度(fine-grained)强度、空间和时间控制中获益的应用。这可以包括但不限于从像素块或各个像素发射的光的精确空间图案化。取决于应用，发射的光可以是光谱上截然不同的、随时间自适应的、和/或环境响应的。发光像素阵列可以以各种强度、空间或时间模式提供预编程的光分布。发射的光可以至少部分地基于接收的传感器数据，并且可以用于光学无线通信。相关联的光学器件在像素、像素块或器件级别上可以是截然不同的。示例发光像素阵列可以包括具有高强度像素的共同控制的中心块的器件，该高强度像素具有相关联的公共光学器件，而边缘像素可以具有单独的光学器件。由发光像素阵列支持的常见应用包括视频照明、机动车前灯、建筑和区域照明、街道照明、和信息显示。
发光矩阵像素阵列可以用来选择性地和自适应地照亮房屋或区域，以改善视觉显示或降低照明费用。另外，发光像素阵列可以用来投影用于装饰性运动或视频效果的媒体立面(media facades)。与追踪传感器和/或相机结合，选择性照亮行人周围的区域可以是可能的。光谱上截然不同的像素可以用来调节照明的色温，以及支持特定波长的园艺照明。
街道照明是可以受益于发光像素阵列的使用的应用。单个发光阵列可以用来模拟各种街灯类型，从而允许例如通过适当地激活或停用所选的像素来在类型I线性街灯和类型IV半圆形街灯之间切换。另外，可以通过根据环境条件或使用时间而调节光束强度或分布来降低街道照明成本。例如，当不存在行人时，可以减小光强度和分布区域。如果发光像素阵列中的像素在光谱上截然不同，则可以根据相应的白天、黄昏、或夜晚条件来调节光的色温。
发光阵列也适用于支持要求直接或投影显示的应用。例如，警告、紧急情况、或信息标志都可以使用发光阵列来显示或投影。这允许例如颜色改变的或闪烁的出口标志被投影。如果发光阵列由大量像素构成，则可以呈现文字或数字信息。也可以提供方向箭头或类似的指示符。
车辆头灯是一种要求大像素数量和高数据刷新速率的发光阵列应用。仅主动照亮道路的选定部分的机动车前灯可以用来减少与迎面而来的驱动器的眩光或目眩相关联的问题。将红外相机用作传感器，发光像素阵列仅激活照亮道路所需要的那些像素，同时停用可能使行人或迎面而来的车辆的驱动器目眩的像素。另外，可以选择性地照亮道路外的行人、动物、或标志，以改进驱动器的环境意识。如果发光像素阵列中的像素在光谱上截然不同，则可以根据相应的白天、黄昏、或夜晚条件来调节光的色温。一些像素可以用于光学无线的车辆对车辆通信。
LED光模块可以包括单独的或者与初级或次级光学器件(包括透镜或反射镜)结合的矩阵LED。为了降低总体数据管理要求，光模块可以限于接通/关断功能或者在相对少的光强度水平之间切换。不一定支持光强度的全像素级控制。
在操作中，图像中的像素用于定义像素模块中对应LED像素的响应，其中LED像素的强度和空间调制基于(多个)图像。为了减少数据速率问题，在一些实施例中，像素组(例如5×5块)可以作为单个块来控制。支持高速度和高数据速率操作，其中来自连续图像的像素值能够以30Hz和100Hz之间的速率(其中60Hz是典型的速率)作为图像序列中的连续帧被加载。结合脉宽调制模块，像素模块中的每个像素可以被操作来以至少部分取决于图像帧缓冲器中保存的图像的模式和强度发射光。
在前述实施例中，可以通过使用合适的照明逻辑、控制模块和/或PWM模块为每个LED像素设置适当的斜坡时间和脉冲宽度，单独控制和调整uLED的强度。异常像素电压管理可以提供LED像素激活，以提供可靠的图案化照明。图15中示出了可以提供电压源102电压管理的控制系统1500。如在图15中看到，矩阵微LED阵列1520可以包含数千到数百万个微观LED像素的一个或多个阵列，这些微观像素主动发射光并被单独控制。为了以导致图像显示的图案或序列发射光，根据特定图像单独调节阵列上不同位置处的微LED像素的电流电平。这可以涉及PWM，它以特定的频率打开和关闭像素。在PWM操作期间，通过像素的平均DC电流是电流幅度和PWM占空比的乘积，PWM占空比是导通时间和周期或循环时间之间的比值。
图15通过示例的方式示出了系统1500的逻辑框图，该系统1500包括可以包含在uLED封装中的电路。图15中示出了促进系统1500的有效使用的处理模块。系统1500包括控制模块1516，该控制模块1516能够为诸如关于图6-图14讨论的电路和程序实施幅度和占空比的像素或组像素级控制。在一些实施例中，系统1500还包括用于生成、处理或传输图像的图像处理模块1504，以及被配置为传输控制数据和/或指令的数字控制接口1513，诸如内部集成电路(I2C)、串行外围接口(SPI)、控制器局域网(CAN)、通用异步收发器(UART)等。数字控制接口1513和控制模块1516可以包括系统微控制器和被配置为从外部设备接收控制输入的任何类型的有线或无线模块。通过示例的方式，无线模块可以包括蓝牙、Zigbee、Z波、网状、WiFi、近场通信(NFC)，和/或对等模块可以被使用。微控制器可以是任何类型的专用计算机或处理器，其可以嵌入在LED照明系统中，并且被配置或可配置为从有线或无线模块或LED系统中的其他模块接收输入，并且基于此向其他模块提供控制信号。由微控制器或其他合适的控制模块1516实施的算法可以在计算机程序、软件或固件中实施，该计算机程序、软件或固件结合在非暂时性计算机可读存储介质中，用于由专用处理器执行。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、和半导体存储器设备。存储器可以被包括作为微控制器的一部分，或者可以在印刷电路板或电子板之上或之外的其他地方被实施。
如本文使用的术语模块可以指安置在单独电路板上的电气和/或电子部件，该单独电路板可以焊接到一个或多个电子板。然而，术语模块也可以指提供相似功能的电气和/或电子部件，但是它们可以单独焊接到同一区域中或不同区域中的一个或多个电路板。
(与控制器990相似或相同的)控制模块1516可以进一步包括图像处理模块1504和数字控制接口1513(诸如I2C)。如将领会的，在一些实施例中，图像处理计算可以由控制模块1516通过直接生成调制图像来完成。替代地，可以处理或以其他方式转换标准图像文件，以提供与图像匹配的调制。可以在图像处理模块1504中为所有像素处理主要包含PWM占空比值的图像数据。由于幅度是一个固定值或很少改变的值，因此幅度相关的命令可以通过一个更简单的数字接口(诸如I2C)单独给出。控制模块1516解释数字数据，该数字数据可以被PWM发生器1510用来为像素生成PWM信号，并且被数模转换器(DAC)1512用来生成用于获得所需电流源幅度的控制信号。
在一些实施例中，图15中的矩阵微LED阵列1520可以包括m个像素，该m个像素包括m个公共阳极LED。在一个示例实施例中，像素单元包括单个LED(LED1)和三个跨导器件(MOSFET开关)M1到M3，并且由电压源V1(有时称为VLED)供电。M3是一种N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其栅极耦合到幅度控制信号以生成所需的电流源幅度。P沟道MOSFETM1与LED1并联，并与N沟道MOSFET M2形成图腾(totem)柱对。M1和M2晶体管对的栅极联结在一起，并耦合到PWM信号。因此，当PWM为高时，M1将关断并且M2将接通。电流将流过LED1、M2和M3，其值由耦合到M3栅极的幅度控制信号确定。当PWM为低时，M1将接通并且M2将关断。因此，M3的电流源将被切断，并且LED将通过M1快速放电。
图16通过示例的方式示出了用于实施一个或多个实施例的机器1600(例如，计算机系统)的实施例的框图。机器1600可以实施用于管理uLED管芯中的驱动不足或未驱动uLED的技术。控制器990、测试设备992、电压源102或其部件可以包括机器1600的一个或多个部件。控制器990、测试设备992、电压源102或其部件中的一个或多个可以至少部分地使用机器1600的部件来实施。一个示例机器1600(以计算机的形式)可以包括处理单元1602、存储器1603、可移动存储1610和不可移动存储1612。尽管示例计算设备被示出并描述为机器1600，但是在不同的实施例中，该计算设备可以是不同的形式。例如，计算设备可以代替地是智能手机、平板电脑、智能手表、或包括与关于图16示出和描述的元件相同或相似的元件的其他计算设备。诸如智能手机、平板电脑和智能手表的设备通常被统称为移动设备。此外，尽管各种数据存储元件被示为机器1600的一部分，但是该存储也可以包括或可以替代地包括可经由网络(诸如互联网)访问的基于云的存储。
存储器1603可以包括易失性存储器1614和非易失性存储器1608。机器1600可以包括或者有权访问包括各种计算机可读介质(诸如易失性存储器1614和非易失性存储器1608、可移动存储1610和不可移动存储1612)的计算环境。计算机存储包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD ROM)、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储、或其他能够存储用于执行以实行本文所述功能的计算机可读指令的磁存储设备。
机器1600可以包括或有权访问包括输入1606、输出1604和通信连接1616的计算环境。输出1604可以包括显示设备(诸如触摸屏)，其也可以用作输入设备。输入1606可以包括触摸屏、触摸板、鼠标、键盘、相机、一个或多个设备专用按钮、集成在机器1600内或者经由有线或无线数据连接耦合到机器1600的一个或多个传感器、以及其他输入设备中的一个或多个。计算机可以在使用通信连接来连接到一个或多个远程计算机(诸如数据库服务器，其包括基于云的服务器和存储)的网络化环境中操作。远程计算机可以包括个人计算机(PC)、服务器、路由器、网络PC、对等设备、或其他常见网络节点等。通信连接可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、蜂窝、电气和电子工程师协会(IEEE)802.11或其他网络。
存储在计算机可读存储设备上的计算机可读指令可由机器1600的处理单元1602(有时称为处理电路)执行。硬盘驱动器、CD-ROM和RAM是包括非暂时性计算机可读介质(诸如存储设备)的物品的一些示例。例如，计算机程序1618可以用于使处理单元1602执行本文描述的一种或多种方法或算法。非暂时性不意味着不能够处于运动中(不能够处于运输中)。
为了进一步说明本文公开的装置和相关方法，下文提供了示例的非限制性列表。以下非限制性示例中的每一个可以独立存在，或者可以以任何排列或组合的方式与其他示例中的任何一个或多个相组合。
在示例1中，一种方法包括：由微发光二极管(uLED)管芯的控制器标识uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)，由控制器并且基于所标识的Rd或Vf来选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，以及由控制器以所选择的电流电平使电流被提供给uLED驱动器。
在示例2中，示例1可以进一步包括响应于选择IPWM_0，由控制器增加uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
在示例3中，示例1-2中的至少一个可以进一步包括由测试设备测试uLED管芯中的每个uLED，以确定该uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
在示例4中，示例3可以进一步包括在可由uLED管芯的控制器访问的存储器中存储数据，该数据指示uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
在示例5中，示例4可以进一步包括基于所标识的Rd确定IPWM_0，使得uLED的Vf小于(或等于)最大电源电压(VLED)。
在示例6中，示例3-5中的至少一个可以进一步包括，其中控制器为uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd或Vf的每个uLED选择IPWM_0。
在示例7中，示例3-6中的至少一个可以进一步包括，其中指定阈值是跨uLED管芯中的所有uLED的Rd或Vf值的指定百分位数。
在示例8中，根据示例1-7中的至少一个，其中基于uLED管芯中的异常uLED的Rd或Vf与非异常uLED的平均Rd或Vf之间的差，选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，该异常uLED包括大于指定数量的标准偏差的Rd，所述指定数量的标准偏差大于uLED的平均Rd或Vf。
示例9可以包括一种系统，该系统包括：微发光二极管(uLED)管芯，其包括uLED和相应的uLED驱动器；耦合到uLED管芯的电源；和耦合到uLED管芯的控制器，该控制器配置为：标识uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)，基于所标识的Rd或Vf来选择小于由uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，以及使电源以所选择的电流电平向uLED驱动器提供电流。
在示例10中，示例9可以进一步包括，其中所述控制器进一步配置成响应于选择IPWM_0，增加uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
在示例11中，示例9-10中的至少一个可以进一步包括测试设备，其被配置为测试uLED管芯中的每个uLED，以确定该uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
在示例12中，示例11可以进一步包括可由uLED管芯的控制器访问的存储器，以存储数据，该数据指示uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
在示例13中，示例12可以进一步包括，其中控制器还配置成基于所标识的Rd确定IPWM_0，使得uLED的Vf小于(或等于)最大电源电压(VLED)。
在示例14中，示例11-13中的至少一个可以进一步包括，其中控制器为uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd或Vf的每个uLED选择IPWM_0。
示例15包括一种机器可读介质，所述机器可读介质包括指令，所述指令当由机器执行时使所述机器执行操作，所述操作包括：标识uLED管芯中的微发光二极管(uLED)的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)，基于所标识的Rd或Vf来选择小于由uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，以及使电源以所选择的电流电平向uLED驱动器提供电流。
在示例16中，示例15可以进一步包括，其中所述操作还包括响应于选择IPWM_0，由控制器增加uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
在示例17中，示例15-16中的至少一个可以进一步包括，其中所述操作进一步包括测试uLED管芯中的每个uLED，以确定该uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
在示例18中，示例17可以进一步包括，其中所述操作还包括在存储器中存储数据，该数据指示uLED管芯中包括大于指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
在示例19中，示例17-18中的至少一个可以进一步包括，其中所述指定阈值是跨uLED管芯中的所有uLED的Rd或Vf值的指定百分位数。
在示例20中，示例15-19中的至少一个可以进一步包括，其中基于uLED管芯中的异常uLED的Rd或Vf与非异常uLED的平均Rd或Vf之间的差，选择小于由耦合到uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，该异常uLED包括大于指定数量的标准偏差的Rd，所述指定数量的标准偏差大于uLED的平均Rd或Vf。
虽然本文已经示出和描述了本公开的主题的示例实施例，但对本领域技术人员而言将明显的是，这样的实施例仅通过示例的方式提供。在不脱离所公开的主题的情况下，本领域技术人员在阅读和理解本文提供的材料后，现在将想到许多变化、改变和替换。应当理解，在实践本主题的各种实施例时，可以采用本文所述的所公开的主题的实施例的各种替代方案。意图是以下权利要求限定所公开的主题的范围，并且由此覆盖这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由微发光二极管(uLED)管芯的控制器标识uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)；
由所述控制器并且基于所标识的Rd或Vf来选择小于由耦合到所述uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)；和
由所述控制器以所选择的电流电平使电流被提供给所述uLED驱动器。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于选择IPWM_0，由所述控制器增加所述uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括由测试设备测试所述uLED管芯中的每个uLED，以确定所述uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在可由所述uLED管芯的控制器访问的存储器中存储数据，所述数据指示所述uLED管芯中包括大于所述指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括基于所标识的Rd确定IPWM_0，使得所述uLED的Vf小于(或等于)最大电源电压(VLED)。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制器为所述uLED管芯中包括大于所述指定阈值的Rd或Vf的每个uLED选择IPWM_0。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述指定阈值是跨所述uLED管芯中的所有uLED的Rd或Vf值的指定百分位数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述uLED管芯中的异常uLED的Rd或Vf与非异常uLED的平均Rd或Vf之间的差，选择小于由耦合到所述uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，所述异常uLED包括大于指定数量的标准偏差的Rd，所述指定数量的标准偏差大于所述uLED的平均Rd或Vf。
9.一种系统，包括：
微发光二极管(uLED)管芯，其包括uLED和相应的uLED驱动器；
耦合到所述uLED管芯的电源；和
耦合到所述uLED管芯的控制器，所述控制器被配置成：
标识所述uLED管芯中的uLED的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)；
基于所标识的Rd或Vf来选择小于由所述uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)；和
使所述电源以所选择的电流电平向所述uLED驱动器提供电流。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器还被配置为响应于选择IPWM_0，增加所述uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
11.根据权利要求9所述的系统，还包括测试设备，所述测试设备被配置为测试所述uLED管芯中的每个uLED，以确定所述uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
12.根据权利要求11所述的系统，还包括可由所述uLED管芯的控制器访问的存储器，以存储数据，所述数据指示所述uLED管芯中包括大于所述指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器还被配置为基于所标识的Rd确定IPWM_0，使得所述uLED的Vf小于(或等于)最大电源电压(VLED)。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器为所述uLED管芯中包括大于所述指定阈值的Rd或Vf的每个uLED选择IPWM_0。
15.一种包括指令的机器可读介质，所述指令当由机器执行时使所述机器执行操作，所述操作包括：
标识所述uLED管芯中的微发光二极管(uLED)的动态串联电阻(Rd)或正向电压(Vf)；
基于所标识的Rd或Vf来选择小于由所述uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)；和
使电源以所选择的电流电平向所述uLED驱动器提供电流。
16.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中所述操作还包括响应于选择IPWM_0，由所述控制器增加所述uLED的脉宽调制(PWM)开启时间。
17.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中所述操作还包括测试所述uLED管芯中的每个uLED，以确定所述uLED是否包括大于指定阈值的Rd或Vf。
18.根据权利要求17所述的机器可读介质，其中所述操作还包括在存储器中存储数据，所述数据指示所述uLED管芯中包括大于所述指定阈值的Rd的每个uLED的标识(ID)。
19.根据权利要求17所述的机器可读介质，其中所述指定阈值是跨所述uLED管芯中的所有uLED的Rd或Vf值的指定百分位数。
20.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中基于所述uLED管芯中的异常uLED的Rd或Vf与非异常uLED的平均Rd或Vf之间的差，选择小于由耦合到所述uLED管芯的uLED驱动器提供的最大电流电平(IPWM_MAX)的电流电平(IPWM_0)，所述异常uLED包括大于指定数量的标准偏差的Rd，所述指定数量的标准偏差大于所述uLED的平均Rd或Vf。
CN202180093841.XA 2020-12-15 2021-11-30 考虑异常像素动态电阻的微led功率 Pending CN116897596A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/123,021 US11343888B1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 MicroLED power considering outlier pixel dynamic resistance
US17/123021 2020-12-15
PCT/US2021/061271 WO2022132426A1 (en) 2020-12-15 2021-11-30 Microled power considering outlier pixel dynamic resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116897596A true CN116897596A (zh) 2023-10-17

Family

ID=81656583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180093841.XA Pending CN116897596A (zh) 2020-12-15 2021-11-30 考虑异常像素动态电阻的微led功率

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11343888B1 (zh)
EP (1) EP4265070A1 (zh)
JP (1) JP2023554362A (zh)
KR (1) KR20230130657A (zh)
CN (1) CN116897596A (zh)
WO (1) WO2022132426A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11711873B1 (en) * 2022-03-10 2023-07-25 Infineon Technologies Ag Driver circuits for controlling phase shift changes in light emitting diodes

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006023149A2 (en) 2004-07-08 2006-03-02 Color Kinetics Incorporated Led package methods and systems
US8120555B2 (en) 2007-11-02 2012-02-21 Global Oled Technology Llc LED display with control circuit
US8159152B1 (en) * 2008-05-20 2012-04-17 Nader Salessi High-power LED lamp
WO2010141269A2 (en) * 2009-06-02 2010-12-09 Dolby Laboratories Licensing Corporation Multi-die led package and backlight unit using the same
US8193741B2 (en) 2009-12-24 2012-06-05 Nxp B.V. Boosting driver circuit for light-emitting diodes
WO2011123800A2 (en) 2010-04-02 2011-10-06 Marvell World Trade Ltd. Led controller with compensation for die-to-die variation and temperature drift
US8748202B2 (en) 2012-09-14 2014-06-10 Bridgelux, Inc. Substrate free LED package
US10136487B2 (en) * 2015-02-27 2018-11-20 Diodes Incorporated Power optimization for linear regulator
US10206252B2 (en) * 2016-09-08 2019-02-12 Infineon Technologies Ag Driving several light sources
WO2018112267A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Tesoro Scientific, Inc. Light emitting diode (led) test apparatus and method of manufacture
CN110945637B (zh) * 2017-06-20 2024-05-17 苹果公司 发光二极管(led)测试设备和制造方法
US10720098B2 (en) 2017-11-15 2020-07-21 Facebook Technologies, Llc Pulse-width-modulation control of micro LED
DE102018202871B4 (de) 2018-02-26 2019-09-12 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Leistungseffiziente Treiberschaltung, die Ladungsrückgewinnung nutzt, und Verfahren zum Ansteuern einer Last
KR101973501B1 (ko) 2018-06-15 2019-04-29 엘지디스플레이 주식회사 발광다이오드 구동회로 및 그 구동 방법
KR101942466B1 (ko) 2018-06-28 2019-04-17 주식회사 사피엔반도체 화소 및 이를 포함하는 표시장치
US11011100B2 (en) 2018-09-10 2021-05-18 Lumileds Llc Dynamic pixel diagnostics for a high refresh rate LED array

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230130657A (ko) 2023-09-12
US11343888B1 (en) 2022-05-24
JP2023554362A (ja) 2023-12-27
WO2022132426A1 (en) 2022-06-23
EP4265070A1 (en) 2023-10-25
US20220191982A1 (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7387876B2 (ja) マイクロｌｅｄ振幅制御システム
US11438982B2 (en) LED pulse width modulation with active turn-off
US20230337343A1 (en) Voltage supply amplitude modulation driving outlier microleds
CN116918456A (zh) 给考虑异常像素的微led供电
CN116602054B (zh) 用于微led阵列的温度感测
CN116897596A (zh) 考虑异常像素动态电阻的微led功率
US20230422367A1 (en) Multiple power supply circuit for led array

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination