KR102646130B1 - 분배된 구동기 회로들을 제어하기 위한 2-차원 공유된 라인들이 있는 디스플레이 디바이스 - Google Patents

분배된 구동기 회로들을 제어하기 위한 2-차원 공유된 라인들이 있는 디스플레이 디바이스 Download PDF

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Abstract

디스플레이 디바이스는 디스플레이 영역 내에 분배된 구동기 회로들 및 LED 존들의 어레이를 포함한다. 공유된 라인들 커플의 세트는 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 열 라인들, 및 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 행 라인들을 포함한다. 어드레싱 모드 동안, 제어 회로는 행 라인들과 열 라인들의 조합을 사용하여 구동기 회로들에 어드레스들을 할당한다. 동작 모드 동안, 제어 회로는 LED 존들의 휘도를 제어하기 위해 할당된 어드레스들을 이용하여 구동기 회로들에 구동기 제어 명령들을 전송한다. 제어 회로는 또한 감지된 상태들과 관련된 리드백 데이터를 획득하기 위해 구동기 회로들에 리드백 명령들을 전송한다. 제어 회로는 감지된 상태들에 기초하여 구동기 제어 명령들을 조정할 수 있다.

Description

분배된 구동기 회로들을 제어하기 위한 2-차원 공유된 라인들이 있는 디스플레이 디바이스{DISPLAY DEVICE WITH TWO-DIMENSIONAL SHARED LINES FOR CONTROLLING DISTRIBUTED DRIVER CIRCUITS}
관련 기술들에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 7월 16일에 출원된 미국 가출원 제63,052,844호의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 참조로 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로 디스플레이를 위한 발광 다이오드(light emitting diode)(LED)들 및 LED 구동기 회로망에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 분배된 구동기 회로들을 갖는 디스플레이 아키텍처에 관한 것이다.
LED들은 텔레비전들, 컴퓨터 모니터들, 랩탑 컴퓨터들, 태블릿들, 스마트폰들, 프로젝션 시스템들, 및 헤드 마운트 디바이스들과 같은 많은 전자 디스플레이 디바이스들에서 사용된다. 최근의 디스플레이들은 디스플레이 영역 내에 행들 및 열들로 배열될 수 있는 천 만개가 넘는 개별적인 LED들을 포함할 수 있다. 각각의 LED를 구동하기 위해서, 현재의 방법들은 디스플레이 디바이스의 크기에 영향을 주는 상당한 양들의 외부 칩 영역을 요구하는 구동기 회로망을 채택한다.
디스플레이 디바이스는 발광 다이오드 존들의 어레이, 구동기 회로들의 어레이, 공유된 라인들의 세트 및 제어 회로를 포함한다. 발광 다이오드 존들의 어레이는 각각의 구동기 전류들에 응답하여 광을 발생시키는 하나 이상의 발광 다이오드를 각각 포함한다. 구동기 회로들은 디스플레이 디바이스의 디스플레이 영역 내에 분배된다. 구동기 회로들은 구동기 제어 명령들에 기초하여 각각의 구동기 전류들로 각각의 발광 다이오드 존들을 구동하고, 리드백 명령(readback command)들에 응답하여 감지된 상태(sensed condition)들을 포함하는 리드백 데이터를 발생시킨다. 공유된 라인들의 세트는 구동기 제어 명령들, 리드백 명령들 및 리드백 데이터를 통신한다. 공유된 라인들의 세트는 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 행 라인들, 및 구동기 회로들의 어레이의 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 열 라인들을 포함한다. 제어 회로는 행 라인들 및 열 라인들 상에서 전송되는 어드레싱 신호들에 기초하여 구동기 회로들의 어레이에 어드레스들을 할당하기 위해 어드레싱 모드에서 동작한다. 제어 회로는 또한 리드백 명령들을 발생시키고, 리드백 명령들에 응답하여 리드백 데이터를 획득하고, 리드백 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 구동기 제어 명령들을 발생시키기 위해 동작 모드에서 동작한다. 구동기 제어 명령들은 타겟된 구동기 회로와 연관된 어드레스를 포함한다.
실시예에서, 공유된 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 전력 라인들의 세트를 포함한다. 전력 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공한다. 데이터 입력 라인들의 세트는 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 구동기 제어 명령들 및 리드백 명령들을 제공하기 위해 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 데이터 출력 라인들의 세트는 리드백 명령들에 응답하여 제어 회로에 리드백 데이터를 통신하기 위해 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다.
다른 실시예에서, 공유된 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 해당 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공하기 위해 구동기 회로들을 커플링하는 전력 라인들의 세트를 포함한다. 데이터 입력 라인들의 세트는 열 내의 모든 구동기 회로들은 동일한 어드레스를 갖고 행 내의 모든 구동기 회로들은 상이한 어드레스들을 갖도록 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 각각의 어드레스들을 할당하기 위해 어드레싱 모드 동안 어드레싱 신호들을 통신하기 위해 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 출력 라인들의 세트는 리드백 명령들에 응답하여 제어 회로에 리드백 데이터를 통신한다.
다른 실시예에서, 공유된 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 전력 통신 라인들의 세트를 포함한다. 전력 통신 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공하고, 동작 모드 동안 구동기 제어 명령들 및 리드백 명령들을 공급 전압들 상에서 변조된 디지털 데이터로서 제공한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 열 내의 모든 구동기 회로들은 동일한 어드레스를 갖고 행 내의 모든 구동기 회로들은 상이한 어드레스들을 갖도록 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 각각의 어드레스들을 할당하기 위해 어드레싱 모드 동안 제어 회로로부터 어드레싱 신호들을 통신한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 동작 모드 동안 리드백 명령들에 응답하여 제어 회로에 리드백 데이터를 통신한다.
또 다른 실시예에서, 공유된 라인들의 세트는 순차적인 행 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들을 선택하기 위해 어드레싱 모드 동안 제어 회로로부터 행 선택 신호들을 순차적으로 전송하기 위해 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 입력 라인들의 세트를 포함한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 실시예에서, 양방향 데이터 라인들의 세트는 순차적인 행-열 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 구동기 회로들의 어레이의 각각의 열들을 선택하기 위해 어드레싱 모드의 순차적인 행 선택 기간들 각각 동안 제어 회로로부터 열 선택 신호들을 순차적으로 전송한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 또한 동작 모드 동안 리드백 명령들에 응답하여 제어 회로에 리드백 데이터를 통신한다. 전력 통신 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 전력 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공한다. 전력 통신 라인들의 세트는 또한 어드레싱 모드의 행-열 선택 기간들 각각 동안 각각의 선택된 구동기 회로들에 어드레스 할당들을 전송한다.
다른 실시예에서, 공유된 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 입력 라인들의 세트를 포함한다. 데이터 입력 라인들의 세트는 순차적인 행 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들을 선택하기 위해 어드레싱 모드 동안 제어 회로로부터 행 선택 신호들을 순차적으로 전송한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 각각의 구동기 회로들에 어드레스들을 할당하기 위해 어드레싱 모드의 순차적인 행 선택 기간들 각각 동안 제어 회로로부터 열 어드레싱 신호들을 순차적으로 전송한다. 양방향 데이터 라인들의 세트는 또한 동작 모드 동안 리드백 명령들에 응답하여 제어 회로에 리드백 데이터를 통신한다. 전력 라인들의 세트는 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공하기 위해 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링한다.
본 발명의 실시예들의 교시들은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 제1 실시예의 회로도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에 대한 어드레싱 프로세스의 제1 예시적인 파형들을 예시하는 파형도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 제2 실시예의 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에 대한 어드레싱 프로세스의 제2 예시적인 파형들을 예시하는 파형도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스의 제3 실시예의 회로도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스에 대한 어드레싱 프로세스의 제3 예시적인 파형들을 예시하는 파형도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 구동기 회로의 회로도이다.
도 8a는 디스플레이 디바이스에서 이용될 수 있는 LED 및 구동기 회로의 제1 실시예의 단면도이다.
도 8b는 디스플레이 디바이스에서 이용될 수 있는 LED 및 구동기 회로의 제2 실시예의 단면도이다.
도 8c는 디스플레이 디바이스에서 이용될 수 있는 LED 및 구동기 회로의 제3 실시예의 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 LED 및 구동기 회로를 사용하는 디스플레이 디바이스의 평면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 디바이스를 위한 여러 층들의 LED 및 구동기 회로의 개략도를 예시한다.
명세서에 설명된 피처들 및 이점들은 모두를 포함하는 것은 아니며, 많은 추가 피처들 및 이점들이 도면들, 명세서 및 청구 범위의 관점에서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
디스플레이 디바이스는 디스플레이 영역 내에 분배된 구동기 회로들 및 LED 존들의 어레이를 포함한다. 공유된 라인들의 세트가 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 열 라인들 및 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 행 라인들을 포함한다. 어드레싱 모드 동안, 제어 회로는 행 라인들과 열 라인들의 조합을 사용하여 구동기 회로들에 어드레스들을 할당한다. 동작 모드 동안, 제어 회로는 LED 존들의 휘도(brightness)를 제어하기 위해 할당된 어드레스를 이용하여 구동기 회로들에 구동기 제어 명령들을 전송한다. 제어 회로는 또한 감지된 상태들과 관련된 리드백 데이터를 획득하기 위해 구동기 회로들에 리드백 명령들을 전송할 수 있다. 제어 회로는 감지된 상태들에 기초하여 구동기 제어 명령들을 조정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 이미지들 또는 비디오를 디스플레이하기 위한 디스플레이 디바이스(100)의 회로도이다. 다양한 실시예들에서, 디스플레이 디바이스(100)는 컴퓨터 디스플레이 패널, 텔레비전, 모바일 디바이스, 빌보드 등을 위한 디스플레이 스크린을 포함하는 임의의 적절한 폼 팩터로 구현될 수 있다. 디스플레이 디바이스(100)는 액정 디스플레이(liquid crystal display)(LCD) 디바이스 또는 LED 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. LCD 디스플레이 디바이스에서, LED들은 디스플레이의 개별 화소들의 컬러를 제어하는 액정 컬러 필터들을 통과하는 백색광 백라이팅을 제공한다. LED 디스플레이 디바이스에서, LED들은 디스플레이의 각각의 화소에 대응하는 컬러의 광을 방출하도록 직접 제어된다.
디스플레이 디바이스(100)는 분배된 존 집적 회로(IC)들(150)의 디바이스 어레이(105)를 포함한다. 각각의 존 IC(150)는 구동기 회로(120) 및 LED 존(130)의 하나 이상의 LED를 포함한다. LED 존들(130)은 각각 제어 회로(110)로부터 수신된 데이터에 기초하여 컬러 및 강도를 갖는 디지털 이미지의 화소들에 대응한다. 디바이스 어레이(105)는 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 각각의 행은 행 제어기(112)에 의해 제어되는 공통 전력 라인(Pwr1, ..., PwrM)(160)을 공유할 수 있다. 각각의 열은 열 제어기(114)에 의해 제어되는 공통 데이터 입력 라인(Di1, ..., DiN)(170) 및 데이터 출력 라인(Do1, ... DoN)(180)을 공유할 수 있다. 디바이스 어레이(105)의 행 또는 열에 있는 존 IC들(150)은 또한 LED 존들(130) 및 접지 라인들(GND)을 위한 전압 공급 라인들(VLED)과 같은 다른 라인들(도시 생략)을 공유할 수 있다. 다른 실시예에서, 공유된 전력 라인은 그룹(예를 들어, 행 또는 열) 내의 구동기 회로들(120) 및 LED 존들(130) 모두에 전력을 제공한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 행 또는 열은 반드시 디스플레이 디바이스(100)의 전체 행 또는 열을 의미하는 것은 아니고 부분 행 또는 열을 지칭할 수 있다.
아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 디바이스 어레이(105)는 LED 존들(130)이 구동기 회로들(120) 위에 적층되도록 물리적으로 구조화될 수 있다. 즉, LED 존들(130)의 어레이는 제1 x-y 평면에 배열되고, 구동기 회로들(120)의 어레이는 제1 x-y 평면에 평행한 제2 x-y 평면에 배열된다. 일 구성에서, 각각의 LED 존(130)은 그것을 구동하는 대응하는 구동기 회로(120) 위에(즉, z 방향으로) 적층된다. 더욱이, 디바이스 어레이(105)의 컴포넌트들(예를 들어, LED 존들(130) 및 구동기 회로들(120))은 도 8 내지 도 10에 추가로 설명된 바와 같이 동일한 기판 상에 그리고 동일한 패키지로 통합될 수 있다. 이 구조는 구동기 회로들(120)이 디스플레이 영역 내에 분배되는 디스플레이 디바이스(100)를 가능하게 하고, 따라서 구동기 회로들(120)이 디스플레이 영역의 외부에 있는 디바이스들에서보다 더 컴팩트한 디스플레이 디바이스(100)를 가능하게 한다.
LED 존들(130)은 각각 대응하는 구동기들(120)에 의해 제공되는 각각의 구동기 전류들에 의존하는 휘도를 갖는 광을 각각 발생시키는 하나 이상의 LED를 포함한다. LCD 디스플레이에서, LED 존(130)은 백라이팅 존을 위한 백라이팅을 제공하는 하나 이상의 LED를 포함할 수 있으며, 이는 화소들의 1차원 또는 2차원 어레이를 포함할 수 있다. LED 디스플레이에서, LED 존(130)은 디스플레이 디바이스(100)의 단일 화소에 대응하는 하나 이상의 LED를 포함할 수 있거나, 또는 화소들의 어레이(예를 들어, 하나 이상의 열 또는 행)에 대응하는 LED들의 1차원 어레이 또는 2차원 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, LED 존(130)은 화소의 부화소에 각각 대응하는 적색, 녹색, 및 청색 LED들의 하나 이상의 그룹을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, LED 존(130)은 부화소들의 열 또는 부분 열 또는 부화소들의 행 또는 부분 행에 대응하는 적색, 녹색, 및 청색 LED 스트링들의 하나 이상의 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 존(130)은 적색 부화소들의 세트, 녹색 부화소들의 세트, 또는 청색 부화소들의 세트를 포함할 수 있다.
LED들은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)들(OLED들), 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode)들(ILED들), 미니 발광 다이오드들(미니-LED들)(예를 들어, 100 내지 300마이크로미터의 크기 범위를 가짐), 마이크로 발광 다이오드들(마이크로-LED들)(예를 들어, 100마이크로미터 미만의 크기를 가짐), 백색 발광 다이오드(white light emitting diode)들(WLED들), 능동-매트릭스 OLED(active-matrix OLED)들(AMOLED들), 투명한 OLED(transparent OLED)들(TOLED들), 또는 일부 기타 유형의 LED들일 수 있다.
구동기 회로들(120)은 구동기 제어 신호들에 응답하여 LED 존들(130)에 대한 각각의 구동기 전류들을 제어함으로써 LED 존들(130)을 구동한다. 실시예에서, 구동기 회로(120)는 구동기 제어 신호들에 기초하여 하나의 LED 존(130)의 휘도를 제어하기 위해 전원(도시 생략)에 의해 공급되는 구동기 전류를 제어한다. 예를 들어, LED 존(130)의 휘도는 일반적으로 구동기 전류가 증가함에 따라 증가한다.
실시예에서, 구동기 회로들(120)은 각각 개별적으로 제어 가능한 구동기 전류들을 가질 수 있는 대응하는 LED 존(130)의 다수의 채널들을 각각 구동한다. 예를 들어, 구동기 회로(120)는 개별 출력 핀들을 통해 LED 존들(130)의 적색, 녹색 및 청색 채널들에 대응하는 LED 전류들을 독립적으로 제어할 수 있다.
공유된 라인들의 세트는 구동기 회로들(120)의 상이한 그룹들을 제어 회로(110)와 커플링한다. 공유된 라인들은 구동기 회로들(120)의 열을 열 제어기(114)에 각각 커플링하는 열 라인들, 및 구동기 회로들(120)의 행을 행 제어기(112)에 각각 커플링하는 행 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시예에서, 전력 라인들(160)은 행 라인들에 대응하고, 데이터 입력 라인들(170) 및 데이터 출력 라인들(180)은 각각 열 라인들에 대응한다. 대안적인 실시예들에서는, 상이한 배열들이 사용될 수 있다.
구동기 회로들(120)은 적어도 어드레싱 모드, 구성 모드 및 동작 모드를 포함하는 다양한 모드들에서 동작할 수 있다. 어드레싱 모드 동안, 제어 회로(110)는 구동기 회로들(120) 각각에 어드레스들의 할당을 야기하기 위해 어드레싱 절차를 개시한다. 실시예에서, 상이한 행들에 있는 구동기 회로들(120)에는 상이한 어드레스들이 할당되지만, 특정 행에 있는 구동기 회로들(120) 모두에는 동일한 어드레스가 할당된다. 예를 들어, 제1 행 내의 모든 구동기 회로들(120)은 어드레스 ID_1을 수신하고, 제2 행 내의 모든 구동기 회로들(120)은 어드레스 ID_2를 수신하고, 기타 등등 마찬가지이다. 어드레싱 프로세스와 연관된 파형들의 예들은 도 2를 참조하여 아래에 설명된다.
구성 및 동작 모드들 동안, 제어 회로(110)는 그들의 어드레스들에 기초하여 특정한 구동기 회로들(120)에 타겟될 수 있는 명령들 및 데이터를 송신한다. 예를 들어, 구성 모드에서, 제어 회로(110)는 하나 이상의 동작 파라미터(예를 들어, 과전류 임계들, 과전압 임계들, 클록 분할 비들, 및/또는 슬루 레이트 제어(slew rate control))로 구동기 회로들(120)을 구성한다. 동작 모드 동안, 제어 회로(110)는 구동기 회로들(120)로 하여금 LED 존들(130)에 대한 각각의 구동기 전류들을 제어하게 함으로써, 휘도를 제어하는 제어 데이터를 구동기 회로들(120)에 제공한다. 예를 들어, 이미지 프레임들의 시퀀스 각각에서, 제어 회로(110)는 (예를 들어, 하나 이상의 LED 스트링을 통해 듀티 사이클 및/또는 전류 레벨을 제어함으로써) LED 존들(130)의 구동 전류를 제어하는 구동기 제어 신호들을 구동기 회로들(120)에 제공한다. 예를 들어, 도 1에서, 열 제어기(114)는 타겟된 구동기 회로(120)의 어드레스(ID_x)와 함께 적절한 데이터 입력 라인(170)을 통해 제어 명령들을 제공한다. 각각의 구동기 회로(120)는 수신된 명령들과 연관된 어드레스가 그것의 저장된 어드레스와 매치되는지를 결정하고, 타겟 어드레스가 매치되는 경우에만 명령을 실행한다. 그렇지 않으면, 명령이 무시될 수 있다. 예를 들어, 제3 행 제2 열 내의 구동기 회로(120)에 휘도 정보를 전송하기 위해, 열 제어기(114)는 제3 행과 연관된 ID-3 어드레스와 함께 데이터 입력 라인(170)(Di2)을 통해 명령을 전송한다.
행 제어기(112)는 또한 구동기 회로들(120)로부터 리드백 데이터를 요청하기 위해 데이터 입력 라인들(170)을 통해 명령들을 발행할 수 있다. 리드백 명령들에 응답하여, 구동기 회로들은 데이터 출력 라인들(180)을 통해 열 제어기(114)로 리드백을 출력한다. 리드백 데이터는 LED 채널들에 대한 출력에서의 채널 전압들, 각각의 구동기 회로들(120)의 온도, 구동기 회로들(120)에 대한 과전압/부족전압 플래그들과 같은 상태 정보, 또는 다른 오류 정보와 같은 다양한 감지된 상태들을 포함할 수 있다. 리드백 명령은 타겟 어드레스를 지정함으로써 개별 구동기 회로(120)를 타겟으로 할 수도 있고, 또는 데이터 입력 라인(170)에 커플링되는 모든 구동기 회로들(120)(예를 들어, 구동기 회로들(120)의 열)로부터 리드백 데이터를 요청하는 그룹 명령을 포함할 수 있다. 제어 회로(110)는 구동기 회로들(120)로부터 수신된 피드백 데이터에 따라 구동기 제어 신호들, 공급 전압 레벨들, 센서 파라미터들 또는 다른 디스플레이 파라미터들을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(110)는 달리 변화들을 일으킬 수 있는 프로세스 변화들 또는 다른 감지된 상태들에 불구하고, LED 존들(130)이 동일한 휘도 제어 신호에 응답하여 동일한 휘도를 각각 출력하도록 감지된 데이터에 기초하여 구동기 회로들(120)을 교정할 수 있다. 교정 프로세스는 광 출력, 채널 전압들, 온도, 또는 LED들의 성능들에 영향을 줄 수 있는 다른 데이터를 측정함으로써 수행될 수 있다. 교정 프로세스는 (예를 들어, 디스플레이 디바이스(100)가 동작 동안 과열됨에 따라) 시간에 걸쳐 반복될 수 있다. 실시예에서, 각각의 구동기 회로(120)는 동일한 데이터 출력 라인(180)에 커플링되는 다른 구동기 회로들(120)에 의해 출력되는 신호들을 방해하지 않도록 구동기 회로(120)가 출력하고 있지 않을 때 데이터 출력 라인(180)에 커플링되는 그것의 각각의 데이터 출력 핀을 하이 임피던스 상태로 배치할 수 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 디바이스(100)에 대한 어드레싱 프로세스와 연관된 예시적인 파형들을 예시한다. 여기서, 행 제어기(112)는 순차적인 시간 슬롯들 동안 전력 라인들(Pwr)(160)을 턴온시킨다. 열 제어기(114)는 데이터 입력 핀들(170) 상에 어드레스를 출력하고, 각각의 시간 슬롯마다 어드레스를 업데이트한다. 실시예에서, 열 제어기(114)는 행 내의 모든 구동기 회로들(120)에 동일한 어드레스가 할당되도록 주어진 시간 슬롯에서 모든 데이터 입력 핀들(170) 상에 동일한 어드레스를 출력한다. 각각의 행의 전력 라인(160)은 각각의 행 내의 구동기 회로들(120)에 일단 어드레스가 할당되었으면 이들이 추가 어드레싱 명령들을 무시하도록 구성되는 한, 초기에 턴온된 후에 온-상태를 유지할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 어드레싱 절차의 제1 시간 슬롯 동안, 구동기 회로들(120)의 맨 위 행과 연관된 전력 라인(160)(Pwr1)이 턴온되고, 구동기 회로들(120)의 맨 위 행에 모두 데이터 입력 라인(170)(Di1)을 통해 어드레스 ID_1이 할당된다. 그런 다음, 어드레싱 절차의 제2 시간 슬롯에서, 구동기 회로들(120)의 제2 행과 연관된 제2 전력 라인(160)(Pwr2)이 턴온되고, 구동기 회로들(120)의 제2 행에 모두 데이터 입력 라인(170)(Di2)을 통해 어드레스 ID_2가 할당된다. 제2 시간 슬롯 동안, 맨 위 행 내의 구동기 회로들(120)은 여전히 전력이 공급될 수 있지만, 어드레싱 명령 ID_2를 무시할 것이다. 이 프로세스는 구동기 회로들(120)의 모든 행들이 어드레스들을 수신할 때까지 계속된다.
도 3은 각각 구동기 회로(320) 및 LED 존(330)을 포함하는 분배된 존 IC들(350)의 디바이스 어레이(305)를 포함하는 디스플레이 디바이스(300)의 대안적인 실시예를 예시한다. 디스플레이 디바이스(300)는 열 제어기(314) 및 행 제어기(312)를 포함하는 제어 회로(310)를 추가로 포함한다. 열 제어기(314)는 열 제어기(314)를 구동기 회로들(320)의 각각의 열들과 커플링하는 데이터 입력 라인들(Di)(370)을 제어한다. 행 제어기(312)는 행 제어기(312)를 구동기 회로들(320)의 각각의 행들과 커플링하는 데이터 출력 라인들(Do)(380)을 제어한다. 행 제어기(312)는 행 제어기(312)를 구동기 회로들(320)의 각각의 행들에 각각 커플링하는 전력 라인 통신(power line communication)(PLC) 라인들(360)을 추가로 제어한다. PLC 라인들(360)은 구동기 회로들(320)에 모든 전력을 제공하고, 공급 전압 상에서 변조된 디지털 데이터로서 명령들을 제공한다.
존 IC들(350)은 위에서 설명된 존 IC들(150)과 유사하게 물리적으로 구조화될 수 있지만, 수정된 핀 구성을 가지며, 아래에서 설명된 바와 같이 제어 회로(310)와 상이하게 상호 작용할 수 있다. 특히, 어드레싱 모드에서, 열 제어기(314)는 각각의 열 내의 모든 구동기 회로들(320)에 동일한 어드레스가 주어지도록 각각의 데이터 입력 라인(370) 상에 각각의 어드레스들을 출력한다. 예를 들어, 제1 열 어드레스들의 구동기 회로들(320)은 각각 어드레스 ID_1을 수신하고, 제2 열의 구동기 회로들(320)은 각각 어드레스 ID_2를 수신하고, 기타 등등 마찬가지이다. 어드레싱 페이즈와 연관된 파형들은 도 4에 예시되어 있으며, 이는 아래에서 더 상세하게 논의된다.
동작 모드에서, 행 제어기(312)는 휘도 설정들이 있는 구동기 제어 명령들을 PLC 라인들(360)을 통해 LED 구동기들에 통신한다. 여기서, PLC 라인(360) 상의 명령들은 어떤 구동기 회로(120)가 명령에 의해 타겟되고 있는지를 지정하는 어드레스와 함께 전송된다. 매치되는 어드레스를 갖지 않는 다른 구동기 회로들(320)은 명령을 무시할 수 있다. 행 제어기(312)도 마찬가지로 온도, 채널 전압, 또는 다른 감지된 상태들과 같은 리드백 데이터를 요청하기 위해 PLC 라인들(360)을 통해 구동기 회로들(320)에 리드백 명령들을 전송할 수 있다. 타겟된 구동기 회로(320)는 데이터 출력 라인들(380) 상에서 리드백 데이터를 전송한다. 리드백 데이터는 PLC 라인들(360) 상에서 전송되는 구동기 제어 명령들과 동시에 데이터 출력 라인들(380)을 통해 전송될 수 있다. 리드백 명령들은 특정 타겟된 구동기 회로(320) 대신 동일한 PLC 라인(360)에 커플링되는 모든 구동기 회로들(320)에 타겟된 그룹 명령들로서 추가로 임의적으로 전송될 수 있다. 이 경우, 리드백 데이터는 구동기 회로들(320)에 의해 (예를 들어, 증가하는 어드레스, 감소하는 어드레스 또는 다른 패턴의 순서대로) 다시 순차적으로 전송될 수 있다. 다른 실시예에서, 특정 구동기 회로(320)는 타겟된 구동기 회로(320)에 커플링되는 데이터 입력 라인(370) 상에 신호를 어서트(assert)함으로써 리드백 명령에 의해 타겟될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 데이터 출력 라인들(380)은 생략될 수 있고, 데이터 입력 라인들(370)은 양방향 라인들일 수 있다. 여기서, 동일한 양방향 데이터 라인들(370)은 어드레싱 모드 동안에는 어드레싱 입력들을 제공하고 동작 모드 동안에는 리드백 데이터를 제공하는 양쪽 모두를 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 디스플레이 디바이스(300)는 전력 통신 라인들(360)을 갖지 않고, 대신 휘도 정보를 제공하는 별도의 전용 전력 라인들 및 구동기 제어 신호 라인들을 포함한다.
도 4는 도 3의 디스플레이 디바이스(300)에 대한 어드레싱 프로세스와 연관된 예시적인 파형들을 예시한다. 여기서, 열 제어기(314)는 디스플레이 디바이스(300)의 각각의 열에 상이한 어드레스들을 할당하기 위해 데이터 입력 라인들(370)(ID_1, ID_2, ..., ID_M) 각각에 상이한 어드레스들을 동시에 출력한다. 이로 인해 디스플레이 디바이스(300)가 시작시에 매우 빠르게 어드레스들을 할당할 수 있다.
도 5는 각각 구동기 회로(520) 및 LED 존(530)을 포함하는 분배된 존 IC들(550)의 디바이스 어레이(505)를 포함하는 디스플레이 디바이스(500)의 대안적인 실시예를 예시한다. 디스플레이 디바이스(500)는 제어 회로(510)를 추가로 포함한다. 양방향 데이터 라인들(580)의 세트가 구동기 회로들(520)의 각각의 열들을 제어 회로(510)에 커플링한다. 데이터 입력 라인들(570)의 세트는 제어 회로(510)를 따라 구동기 회로들(520)의 각각의 행들을 커플링한다. 또한, PLC 라인들(560)의 세트가 구동기 회로들(520)의 각각의 행들을 제어 회로(510)에 커플링한다.
존 IC들(550)은 위에서 설명된 존 IC들(150)과 유사하게 물리적으로 구조화될 수 있지만, 수정된 핀 구성을 가지며, 아래에서 설명되는 바와 같이 제어 회로(510)와 상이하게 상호 작용한다. 특히, 어드레싱 모드에서, 제어 회로(510)는 데이터 입력 라인들(570) 및 데이터 출력 라인들(580), 및 임의적으로 PLC 라인들(560) 모두를 사용하여 어드레스들을 할당한다. 예를 들어, 제어 회로(510)는 활성 행을 식별하기 위해 데이터 입력 라인들(570) 중 하나 상에 활성 신호를 어서트할 수 있다. 그 후, 어드레스들이 PLC 라인(560) 또는 양방향 데이터 라인들(580)을 통해 활성 행 내의 구동기 회로들(520)에 할당될 수 있다. 여기서, 고유한 어드레스들이 각각의 구동기 회로(520)에 할당될 수 있다. 어드레싱 페이즈와 연관된 파형들은 도 6에 예시되어 있으며, 이는 아래에서 더 상세하게 논의된다.
동작 모드 동안, 제어 회로(510)는 휘도 정보 및/또는 리드백 명령들을 포함하는 구동기 제어 신호들을 데이터 입력 라인들(570)을 통해 행 내의 구동기 회로들(510)에 브로드캐스팅한다. 대안적으로, 구동기 제어 신호들 및 리드백 명령들은 PLC 라인들(560)을 통해 전송될 수 있다. 리드백 명령에 응답하여, 구동기 회로들(520)은 양방향 데이터 라인들(580)을 통해 리드백 데이터를 출력한다. 타겟된 구동기 회로(520)는 명령들을 전송할 때, 어드레싱 모드 동안 할당된 그것의 어드레스에 기초하여 고유하게 식별될 수 있다.
다른 실시예에서, 디스플레이 디바이스(500)는 전력 통신 라인들(560)을 갖지 않고, 대신 별도의 전용 전력 라인들을 포함한다. 이 실시예에서, 구동기 및 리드백 명령들은 데이터 입력 라인들(570)을 통해 또는 별도의 전용 라인을 통해 전송될 수 있다.
도 6은 도 5의 디스플레이 디바이스(500)에 대한 어드레싱 프로세스와 연관된 예시적인 파형들을 예시한다. 여기서, 제어 회로(510)는 처음에 구동기 회로들(520)의 제1 행을 선택하기 위해 데이터 입력 라인(570) Di1을 어서트한다. 데이터 입력 라인(570) Di1이 어서트되는 동안, 제어 회로(510)는 제1 행 내의 상이한 구동기 회로들(520)을 순차적으로 선택하기 위해 데이터 출력 라인들(580)을 순차적으로 어서트한다. 동시에, 제어 회로들(510)은 PLC 라인(560)을 통해 어드레스 할당들을 출력한다. 그 후, 이 프로세스는 모든 구동기 회로들(520)에 어드레스들이 할당될 때까지 다음의 데이터 입력 라인(570)에 대해 반복된다. 대안적인 실시예에서, 데이터 입력 라인(570)이 행을 선택하기 위해 어서트되는 동안, 어드레스들은 대신 데이터 출력 라인들(580)을 통해 순차적으로 또는 동시에 출력될 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 전력 통신 라인(560) 상의 디지털 데이터는 어드레싱 동안 반드시 이용되지는 않는다.
도 7은 일 실시예에 따른 구동기 회로(720)의 예시적인 회로도이다. 구동기 회로(720)는 전력/PLC 제어 회로(702), 제어 로직(704), 펄스 폭 변조(pulse width modulation)(PWM) 디밍 회로(706), 트랜지스터(708) 및 휘도 제어 회로(710)를 포함할 수 있다. 예시적인 구동기 회로(720)는 외부 접속들을 제공하는 데이터 입력 핀(712), 데이터 출력 핀(714), 하나 이상의 LED 구동 출력 핀(716), 전력/PLC 핀(718) 및 접지 핀(726)을 추가로 포함한다.
전력/PLC 제어 회로(702)는 전력/PLC 핀(718)으로부터 공급 전압을 수신하도록 커플링되고, 제어 로직(704) 또는 구동기 회로(720)의 다른 컴포넌트들에 전력을 공급하기 위해 출력 전압을 발생시키기 위한 전력 조절을 제공한다. 전력 라인 통신이 사용되는 일부 실시예들에서, 전력/PLC 제어 회로(702)는 공급 전압을 복조하여 디지털 인코딩된 신호를 추출하고 이를 제어 로직(704)에 제공할 수 있다. 전력 라인 통신이 사용되는 경우, 제어 로직(704)은 데이터 입력 핀(712)으로부터 및 임의적으로 전력/PLC 제어 회로(702)로부터 데이터 신호들을 수신한다. 데이터 출력 핀(714)이 양방향 통신을 제공하는 일부 실시예들에서, 데이터 신호들은 또한 데이터 출력 핀(714)을 통해 수신될 수 있다. 여기서, 수신된 데이터 신호는 어드레스들을 할당하기 위한 어드레싱 신호들, LED 존(730)에 대한 구동기 전류를 제어하기 위한 구동기 제어 신호들, 리드백 명령들 또는 다른 신호들을 포함할 수 있다. 제어 로직(704)은 또한 리드백 명령들에 응답하여 리드백 데이터를 데이터 출력 핀(714)에 출력할 수 있다.
제어 로직(704)은 PWM 디밍 회로(706)를 제어하기 위한 PWM 신호(722) 및 휘도 제어 회로(710)를 제어하기 위한 최대 전류 신호(724)를 발생시킨다. PWM 신호(722)는 PWM 디밍 회로(706)에 의해 PWM 디밍을 제어하기 위한 듀티 사이클을 지정한다. 선택된 듀티 사이클에 기초하여, PWM 디밍 회로(706)는 트랜지스터(708)의 온-상태 및 오프-상태의 타이밍을 제어한다. 트랜지스터(708)의 온-상태 동안, LED 존들(730)의 LED들을 통해 구동기 전류를 싱크하기 위해 트랜지스터(708) 및 휘도 제어 회로(710)를 통해 LED 구동 출력 핀(716)(LED 존들(730)에 커플링됨)으로부터 접지 핀(726)으로의 전류 경로가 확립된다. 트랜지스터(708)의 오프-상태 동안, 전류 경로는 LED 존들(730)을 통해 전류가 흐르는 것을 차단하기 위해 인터럽트된다. 트랜지스터(708)가 온-상태에 있을 때, 휘도 제어 회로(710)는 제어 로직(704)으로부터 최대 전류 신호(724)를 수신하고, LED들을 통해 (LED 구동 출력 핀(716)으로부터 접지 핀(726)으로) 흐르는 전류 레벨을 제어한다. 제어 로직(704)은 PWM 디밍 회로(706)의 듀티 사이클 및 휘도 제어 회로(710)의 최대 전류 신호(724)를 제어하여 출력 핀(716)에 커플링되는 LED 존(730)의 원하는 휘도를 설정할 수 있다. 도 7의 구동기 회로(720)는 단일 트랜지스터(708) 및 LED 구동 출력 핀(716)을 예시하지만, 구동기 회로(720)는 LED 존(730) 또는 상이한 LED 존들의 다수의 LED 채널들(예를 들어, 상이한 컬러 채널들)을 제어하기 위해 다수의 사례들의 트랜지스터(708) 및 LED 구동 출력 핀(716)을 포함할 수 있다.
도 8a는 통합된 LED 및 구동기 회로(805)를 포함하는 디스플레이 디바이스(800)의 제1 실시예의 단면도이다. 도 8a에 도시된 예에서, 디스플레이 디바이스(800)는 인쇄 회로 보드(printed circuit board)(PCB)(810), PCB 상호접속 층(820), 및 기판(830), 구동기 회로 층(840), 상호접속 층(850), 도전성 재분배 층(860), 및 LED 층(870)을 포함하는 통합된 LED 및 구동기 회로(805)를 포함한다. 본드된 와이어들(855)은 PCB 상호접속 층(820)과 통합된 LED 및 구동기 회로(805) 사이의 접속들을 위해 포함될 수 있다. PCB(810)는 통합된 LED 및 구동기 회로(805)를 장착하기 위한 지지 보드, 제어 회로 및 다양한 다른 지원 전자 장치들을 포함한다. PCB(810)는 전자 장치들 사이의 전기적 접속들을 제공하는 내부 전기적 트레이스들 및/또는 비아들을 포함할 수 있다. PCB 상호접속 층(820)은 PCB(810)의 표면 상에 형성될 수 있다. PCB 상호접속 층(820)은 다양한 전자 장치들을 장착하기 위한 패드들 및 그들 사이에 접속하기 위한 트레이스들을 포함한다.
통합된 LED 및 구동기 회로(805)는 PCB 상호접속 층(820)의 표면 상에 장착가능한 기판(830)을 포함한다. 기판(830)은 예를 들어, 실리콘(Si) 기판일 수 있다. 다른 실시예들에서, 기판(830)은 갈륨 비소화물(gallium arsenide)(GaAs), 인듐 인화물(indium phosphide)(InP), 갈륨 질화물(gallium nitride)(GaN), 알루미늄 질화물(aluminum nitride)(AlN), 사파이어, 실리콘 탄화물(silicon carbide)(SiC) 등과 같은 다양한 재료들을 포함할 수 있다.
구동기 회로 층(840)은 실리콘 트랜지스터 프로세스들(예를 들어, BCD 프로세싱)을 사용하여 기판(830)의 표면 상에 제조될 수 있다. 구동기 회로 층(840)은 하나 이상의 구동기 회로(120)(예를 들어, 단일 구동기 회로 또는 어레이로 배열된 구동기 회로들의 그룹)를 포함할 수 있다. 상호접속 층(850)은 구동기 회로 층(840)의 표면 상에 형성될 수 있다. 상호접속 층(850)은 Al, Ag, Au, Pt, Ti, Cu, 또는 그들의 임의의 조합과 같은, 하나 이상의 금속 또는 금속 합금 재료를 포함할 수 있다. 상호접속 층(850)은 구동기 회로 층(840) 내의 구동기 회로들(120)을 결국 PCB(810) 상의 제어 회로(110)에 접속되는 와이어 본드들(855)에 전기적으로 접속하기 위해 전기적 트레이스들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 각각의 와이어 본드(855)는 구동기 회로 또는 LED 존과 제어 회로 또는 다른 전자 컴포넌트들(예를 들어, 전력 및 접지 라인들) 사이에 전기적 접속을 제공한다. 추가적으로, 상호접속 층(850)은 구동기 회로 층(840)과 도전성 재분배 층(860) 사이에 구동기 전류를 공급하기 위한 전기적 접속들을 제공할 수 있다.
실시예에서, 상호접속 층(850)은 구동기 회로 층(840)과 반드시 구별되지 않고 이들 층들(840, 850)은 상호접속 층(850)이 구동기 회로 층(840)의 상부 표면을 나타내는 단일 프로세스에서 형성될 수 있다.
도전성 재분배 층(860)은 상호접속 층(850)의 표면 상에 형성될 수 있다. 도전성 재분배 층(860)은 Cu, Ag, Au, Al 등과 같은 도전성 재료로 만들어진 금속 그리드를 포함할 수 있다. LED 층(870)은 도전성 재분배 층(860)의 표면 상에 있는 LED들을 포함한다. LED 층(870)은 위에 설명된 것과 같이 LED 존들 내로 배열된 LED들의 어레이들을 포함할 수 있다. 도전성 재분배 층(860)은 LED 층(870) 내의 LED들과 구동기 전류를 공급하기 위한 구동기 회로 층(840) 내의 하나 이상의 구동기 회로 사이에 전기적 접속을 제공하고 LED 층(870) 및 도전성 재분배 층(860)이 구동기 회로 층(840) 위에 수직으로 적층되도록 기판(830) 위에 LED들을 고정하는 기계적 접속을 제공한다.
그러므로, 예시된 회로(805)에서, 하나 이상의 구동기 회로 및 LED들을 포함하는 LED 존들은 구동기 회로 층(840) 내의 구동기 회로들 위에 적층된 LED 층(870) 내의 LED들을 갖는 기판(830)을 포함하는 단일 패키지 내에 통합된다. 이 방식으로 구동기 회로 층(840) 위에 LED 층(870)을 적층함으로써, 구동기 회로들은 디스플레이 디바이스의 디스플레이 영역 내에 분배될 수 있다.
도 8b는 일 실시예에 따른, 통합된 LED 및 구동기 회로(885)를 포함하는 디스플레이 디바이스(880)의 제2 실시예의 단면도이다. 디바이스(880)는 도 8a에서 설명된 디바이스(800)와 실질적으로 유사하지만 와이어들(855) 대신에 구동기 회로 층(840)과 PCB(810) 사이의 전기적 접속들을 이루기 위해 비아들(832) 및 대응하는 접속된 솔더 볼들(834)을 이용한다. 여기서, 비아들(832)은 기판 층(830)을 통해 완전히 통과하는 도금된 수직 전기적 접속들이다. 일 실시예에서, 기판 층(830)은 Si 기판이고 관통-칩 비아들(832)은 관통 실리콘 비아들(TSV들)이다. 관통-칩 비아들(832)은 제조 중에 기판 층(830) 내로 그리고 그를 관통하여 에칭되고 텅스텐(W), 구리(C), 또는 다른 도전성 재료와 같은 금속으로 채워질 수 있다. 솔더 볼들(834)은 PCB 상호접속 층(820) 상의 비아들(832)의 도금 및 전기적 트레이스들과의 전기적 및 기계적 접속을 제공하는 도전성 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 비아(832)는 구동기 회로들(120) 및 LED 존들(130)로/로부터 신호들 및 공급 라인들을 제공하기 위한 전기적 접속을 제공한다.
도 8c는 통합된 LED 및 구동기 회로(895)를 포함하는 디스플레이 디바이스(890)의 제3 실시예의 단면도이다. 디바이스(890)는 도 8b에서 설명된 디바이스(880)와 실질적으로 유사하지만 도전성 재분배 층(860) 및 LED 층(870)으로부터의 기판(830)의 반대 측 상에 구동기 회로 층(840) 및 상호접속 층(850)을 포함한다. 이 실시예에서, 상호접속 층(850) 및 구동기 회로 층(840)은 하부 도전성 재분배 층(865) 및 솔더 볼들(834)을 통해 PCB(810)에 전기적으로 접속된다. 하부 도전성 재분배 층(865) 및 솔더 볼들(834)은 구동기 회로 층(840)과 PCB 상호접속 층(820) 사이에 (예를 들어, 구동기 제어 신호들을 위한) 기계적 및 전기적 접속들을 제공한다. 구동기 회로 층(840) 및 상호접속 층(850)은 기판(830)을 관통하는 하나 이상의 도금된 비아(832)를 통해 도전성 재분배 층(860) 및 LED 층(870)의 LED들에 전기적으로 접속된다. 도 8c에 도시된 하나 이상의 비아(832)는 위에 설명된 것과 같이 신호들 및 공급 라인들을 제공하는 데 이용될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 통합된 구동기 및 LED 회로들(805, 885, 895)은 PCB(810) 대신에 유리 베이스와 같은 상이한 베이스에 장착될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른, 통합된 LED 및 구동기 회로를 사용하는 디스플레이 디바이스의 평면도(900)이다. 도면(900)은 도 8a-8c에 도시된 통합된 LED 및 구동기 회로들(805, 885, 895) 중 임의의 것에 대응할 수 있다. LED 층(870) 내의 복수의 LED들은 도 9의 행들 및 열들(예를 들어, C1, C2, C3, ... Cn-1, Cn)로 배열된다. 수동 매트릭스 아키텍처들에서, LED 층(870)의 LED들의 각각의 행은 복수의 VLED 신호들(즉, VLED_1... VLED_M)을 출력하는 디멀티플렉서에 도전성 재분배 층(860)에 의해 접속된다. VLED 신호들은 도전성 재분배 층(860)을 통해 LED 층(870) 내의 LED들의 대응하는 행에 전력(즉, 공급 전압)을 제공한다.
도 10은 일 실시예에 따른, 통합된 LED 및 구동기 회로를 갖는 디스플레이 디바이스(1000)의 몇개의 층들의 개략도를 도시한다. 개략도는 도 8a-8c에서 설명된 것과 같이 PCB(810), 구동기 회로 층(840), 도전성 재분배 층(860), 및 LED 층(870)을 포함한다. 도 10의 개략도는 도 8a-8c의 회로들(805, 885, 895)을 위한 회로 접속들을 도시하지만 물리적 레이아웃을 반영하지 않는다. 위에 설명된 것과 같이, 물리적 레이아웃에서, LED 층(870)은 도전성 재분배 층(860)의 상부 상에 배치된다(즉, 그 위에 수직으로 적층된다). 도전성 재분배 층(860)은 구동기 회로 층(840)의 상부 상에 배치되고 구동기 회로 층(840)은 PCB(810)의 상부 상에 배치된다.
PCB(810)는 LED들에 전력(예를 들어, VLED)을 공급하는 전원과의 접속, 제어 신호를 발생하기 위한 제어 회로, 포괄적인 I/O 접속들, 및 접지(GND) 접속을 포함한다. 구동기 회로 층(840)은 복수의 구동기 회로들(예를 들어, DC1, DC2, ... DCn) 및 디멀티플렉서 DeMux를 포함한다. 도전성 재분배 층(860)은 구동기 회로들과 LED 층(870) 내의 복수의 LED들에 대한 구동기 회로 층(840) 내의 디멀티플렉서 DeMux 사이에 전기적 접속들을 제공한다. LED 층(870)은 행들 및 열들로 배열된 복수의 LED들을 포함한다. 이 예시적인 구현에서, LED들의 각각의 열은 구동기 회로 층(840) 내의 하나의 구동기 회로에 도전성 재분배 층(860)을 통해 전기적으로 접속된다. 각각의 구동기 회로와 LED들의 그것의 해당 열 사이에 확립된 전기적 접속은 구동기 회로로부터 열로의 구동기 전류의 공급을 제어한다. 이 실시예에서, LED 층에 도시한 각각의 다이오드는 LED 존에 대응한다. LED들의 각각의 행은 구동기 회로 층(840) 내의 디멀티플렉서 DeMux의 하나의 출력(예를 들어, VLED_1, VLED_2, ... VLED_M)에 도전성 재분배 층(860)을 통해 전기적으로 접속된다. 구동기 회로 층(840) 내의 디멀티플렉서 DeMux는 PCB(810)로부터의 전력 공급(VLED) 및 제어 신호에 접속된다. 제어 신호는 LED들의 행 또는 행들이 인에이블되고 VLED 라인들을 사용하여 전력이 공급되는 디멀티플렉서 DeMux에 지시한다. 그러므로, LED 층(870) 내의 특정한 LED는 전력(VLED)이 그것의 연관된 행 상에 공급되고 구동기 전류가 그것의 연관된 열에 공급될 때 활성화된다.
본 개시내용을 읽고 나면, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 명세서에 개시된 원리들을 통해 추가적인 대안적인 실시예들을 알 것이다. 그러므로, 특정한 실시예들 및 응용들이 도시되고 설명되었지만, 개시된 실시예들은 본 명세서에 개시된 정밀한 구성 및 컴포넌트들로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백하게 되는 다양한 수정들, 변화들 및 변형들은 본 명세서에 설명된 사상 및 범위에서 벗어나지 않고서 본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 배열, 동작 및 상세들에서 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 디바이스로서,
    각각의 구동기 전류들에 응답하여 광을 발생시키는 하나 이상의 발광 다이오드를 각각 포함하는 발광 다이오드 존들의 어레이;
    상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 영역 내에 분배된 구동기 회로들의 어레이 - 상기 구동기 회로들의 어레이는 구동기 제어 명령들에 기초하여 각각의 구동기 전류들로 각각의 발광 다이오드 존들을 구동하고, 리드백 명령(readback command)들에 응답하여 감지된 상태(sensed condition)들을 포함하는 리드백 데이터를 발생시킴 -;
    상기 구동기 제어 명령들, 상기 리드백 명령들 및 상기 리드백 데이터를 통신하는 공유된 라인들의 세트 - 상기 공유된 라인들의 세트는 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 행 라인들, 및 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 열 라인들을 포함함 -; 및
    상기 행 라인들 및 상기 열 라인들 상에서 전송되는 어드레싱 신호들에 기초하여 상기 구동기 회로들의 어레이에 어드레스들을 할당하기 위해 어드레싱 모드에서 동작하고, 상기 리드백 명령들을 발생시키고, 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 리드백 데이터를 획득하고, 상기 리드백 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 구동기 제어 명령들을 발생시키기 위해 동작 모드에서 동작하는 제어 회로 - 각각의 구동기 제어 명령은 타겟된 구동기 회로와 연관된 어드레스를 포함함 -
    를 포함하고,
    상기 공유된 라인들의 세트는,
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 전력 라인들의 세트 - 상기 전력 라인들의 세트는 상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공함 -;
    상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 입력 라인들의 세트 - 상기 데이터 입력 라인들의 세트는 상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들을 제공함 -; 및
    상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 출력 라인들의 세트 - 상기 데이터 출력 라인들의 세트는 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 제어 회로에 상기 리드백 데이터를 통신함 -
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어드레싱 모드 동안, 상기 제어 회로는 순차적인 시간 기간들 동안 상기 전력 라인들의 세트의 각각의 공급 전압들을 순차적으로 턴온시키고, 상기 제어 회로는 상기 순차적인 시간 기간들 각각 동안 상기 데이터 입력 라인들의 세트 상에 상이한 어드레스를 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 어드레싱 모드 동안, 상기 제어 회로는 동일한 행 내의 모든 구동기 회로에는 동일한 어드레스를 할당하고, 동일한 열 내의 각각의 구동기 회로에는 상이한 어드레스들을 할당하는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 열 내의 모든 구동기 회로들은 동일한 어드레스를 갖고 행 내의 모든 구동기 회로들은 상이한 어드레스들을 갖도록 상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 각각의 어드레스들을 할당하기 위해 상기 어드레싱 모드 동안 상기 데이터 입력 라인들의 세트 상에서 어드레싱 신호들을 전송하고,
    상기 공유된 라인들의 세트는,
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 출력 라인들의 세트 - 상기 데이터 출력 라인들의 세트는 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 제어 회로에 상기 리드백 데이터를 통신함 -
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력 라인들의 세트는 전력 통신 라인들의 세트를 포함하고, 상기 전력 통신 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 상기 공급 전압들 상에서 변조된 디지털 데이터로서 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 출력 라인들의 세트는 양방향 라인들을 포함하고, 상기 양방향 라인들은 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공유된 라인들의 세트는,
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 전력 통신 라인들의 세트 - 상기 전력 통신 라인들의 세트는 상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공하고, 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들을 상기 공급 전압들 상에서 변조된 디지털 데이터로서 제공함 -;
    상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 양방향 데이터 라인들의 세트 - 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 열 내의 모든 구동기 회로들은 동일한 어드레스를 갖고 행 내의 모든 구동기 회로들은 상이한 어드레스들을 갖도록 상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들에 각각의 어드레스들을 할당하기 위해 상기 어드레싱 모드 동안 상기 제어 회로로부터 상기 어드레싱 신호들을 통신하고, 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 제어 회로에 상기 리드백 데이터를 통신함 -
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공유된 라인들의 세트는,
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 입력 라인들의 세트 - 상기 데이터 입력 라인들의 세트는 순차적인 행 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들을 선택하기 위해 상기 어드레싱 모드 동안 상기 제어 회로로부터 행 선택 신호들을 순차적으로 전송함 -;
    상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 양방향 데이터 라인들의 세트 - 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 순차적인 행-열 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 열들을 선택하기 위해 상기 어드레싱 모드의 순차적인 행 선택 기간들 각각 동안 상기 제어 회로로부터 열 선택 신호들을 순차적으로 전송하고, 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 동작 모드 동안 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 제어 회로에 상기 리드백 데이터를 통신함 -;
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 전력 통신 라인들의 세트 - 상기 전력 라인들의 세트는 상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들에 각각의 공급 전압들을 제공하고, 상기 전력 통신 라인들의 세트는 상기 어드레싱 모드의 행-열 선택 기간들 각각 동안 각각의 선택된 구동기 회로들에 어드레스 할당들을 전송함 -
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어드레싱 모드 동안, 상기 구동기 회로들의 어레이 내의 구동기 회로들 각각에는 고유한 어드레스가 할당되는, 디스플레이 디바이스.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전력 통신 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 상기 공급 전압들 상에서 변조된 디지털 데이터로서 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 입력 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 공유된 라인들의 세트는,
    상기 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 데이터 입력 라인들의 세트 - 상기 데이터 입력 라인들의 세트는 순차적인 행 선택 기간들 동안 어드레스 할당을 위해 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들을 선택하기 위해 어드레싱 모드 동안 상기 제어 회로로부터 행 선택 신호들을 순차적으로 전송함 -;
    상기 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 양방향 데이터 라인들의 세트 - 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 각각의 구동기 회로들에 어드레스들을 할당하기 위해 상기 어드레싱 모드의 순차적인 행 선택 기간들 각각 동안 상기 제어 회로로부터 열 어드레싱 신호들을 순차적으로 전송하고, 상기 양방향 데이터 라인들의 세트는 동작 모드 동안 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 제어 회로에 상기 리드백 데이터를 통신함 -;
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 어드레싱 모드 동안, 상기 구동기 회로들의 어레이 내의 구동기 회로들 각각에는 고유한 어드레스가 할당되는, 디스플레이 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전력 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 상기 공급 전압들 상에서 변조된 디지털 데이터로서 제공하는 전력 통신 라인들을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 입력 라인들의 세트는 상기 동작 모드 동안 상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들 중 적어도 하나를 제공하는, 디스플레이 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    각각의 구동기 회로 및 대응하는 발광 다이오드 존은 공통 기판 위에 적층되고 동일한 패키지 내에 통합되는, 디스플레이 디바이스.
  17. 디스플레이 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
    어드레싱 모드에서, 공유된 라인들의 세트 상에서 제어 회로에 의해 전송된 어드레싱 신호들에 기초하여 구동기 회로들의 어레이 내의 구동기 회로들에 어드레스들을 할당하는 단계 - 상기 공유된 라인들의 세트는 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 행들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 행 라인들, 및 상기 구동기 회로들의 어레이의 각각의 열들 내의 구동기 회로들을 커플링하는 열 라인들을 포함함 -;
    동작 모드에서, 상기 공유된 라인들의 세트 상에서 구동기 제어 명령들 및 리드백 명령들을 상기 제어 회로로부터 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 영역 내에 분배된 구동기 회로들의 어레이로 통신하는 단계 - 상기 구동기 제어 명령들은 타겟된 구동기 회로의 어드레스를 포함함 -;
    상기 구동기 제어 명령들에 응답하여 상기 타겟된 구동기 회로에 의해, 발광 다이오드 존 내의 하나 이상의 발광 다이오드를 통해 구동기 전류들을 제어하는 단계;
    상기 제어 회로로부터, 상기 공유된 라인들의 세트를 통해, 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 구동기 회로들로부터 리드백 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 제어 회로에 의해, 상기 리드백 데이터에 응답하여 상기 구동기 제어 명령들을 조정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    각각의 구동기 회로 및 대응하는 발광 다이오드 존은 공통 기판 위에 적층되고 동일한 패키지로 통합되는, 방법.
  19. 디스플레이 디바이스로서,
    각각의 구동기 전류들에 응답하여 광을 발생시키기 위한 발광 수단;
    상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 영역 내에 분배된 구동 수단 - 상기 구동 수단은 구동기 제어 명령들에 기초하여 각각의 구동기 회로들로 각각의 발광 수단을 구동하고, 리드백 명령들에 응답하여 감지된 상태들을 포함하는 리드백 데이터를 발생시킴 -;
    상기 리드백 명령들을 발생시키고, 상기 리드백 명령들에 응답하여 상기 리드백 데이터를 획득하고, 상기 리드백 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 구동기 제어 신호들을 발생시키기 위한 제어 수단; 및
    상기 구동기 제어 명령들 및 상기 리드백 명령들을 상기 제어 수단으로부터 상기 구동 수단으로 통신하고, 상기 리드백 데이터를 상기 구동 수단으로부터 상기 제어 수단으로 통신하기 위한 공유된 통신 수단 - 상기 공유된 통신 수단은 적어도 각각의 행들 내의 구동 수단을 커플링하는 공유된 통신 수단, 및 각각의 열들 내의 구동 수단을 커플링하는 공유된 통신 수단을 포함함 -
    을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  20. 삭제
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