TW202336731A - 用於具有組合式主動及被動矩陣功能性之發光模組的驅動器電路 - Google Patents

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Abstract

一種用於驅動一發光模組之一NxM像素矩陣的驅動器電路，其中每一像素由至少三種類型的發光元件所組成。該等發光元件由一調變控制信號驅動。該驅動器電路內嵌於一TFT層。其經組配來與設置於一外部驅動器電路中之N個多工器合作，每一多工器係經組配來驅動一M像素線路。其亦組配來與每一類型發光元件之一外部電流源合作，每一外部電流源於該驅動器電路之該矩陣上鏡像M次，且配置與用於產生針對該等M行之每一行提供的該控制信號之一信號開關串聯。

Description

用於具有組合式主動及被動矩陣功能性之發光模組的驅動器電路
發明領域
本揭示內容係有關用於一發光模組之發光元件的驅動器電路、用於該類驅動器電路及發光模組的晶片之領域。
發明背景
當前有一趨勢是朝向具有一較小尺寸之發光元件來前進以改善今日顯示器的解析度。其已變為一新趨勢來建構具有例如，微型LED(μLED)之顯示器。
LED顯示器技術中使用微型LED(μLED)會引起待解決的新挑戰，μLED具有，如該名稱所指出，一微米尺寸的標度。因此，其亦需要微米尺寸標度接觸方法。
目前而言，當傳統接觸方法，諸如焊接、黏合，無法使用μLED時，則有許多新系統正在研究中，特別係因為該等材料需由回流模板(限制在孔徑及定位容差度)或XY分配設備(限制在分配期間的體積及XY定位精確度)來精確地施加於該目標上。
此外，由於該小型接觸墊，該μLED架構可能無法再根據PCB。事實上，使用PCB會將該線路的維度限制在甚至大於該LED本身之一尺寸。該工業上製造程序有限制。由於該程序技術(例如，TFT LTPS技術)，該基體需以平版印刷方式定義(組態LCD、OLED、矽晶片、等等)且包含單側接點及處理。
目前而言，大多數LED顯示器由位於該等LED面板背側之被動矩陣驅動器來驅動，以保持該晶片及該LED間的距離儘可能地小，且因而可避免由於寄生效應之效能降低。PM具有的優點是該PWM可於具有LED群組之時間多工驅動、共享該相同電流源之驅動器晶片中產生。
由於該μLED技術較佳為TFT單側式，故此不再可能使用。AM具有的優點是整合該顯示器基體中之主動構件，且取樣並保持藉由至該個別像素之一掃描線進入的資料。為產生PWM驅動的固定電流，該等像素中需要額外的TFT，其通常不適合該主動矩陣中之可用區域。
因此於業界中此需要改善。
發明概要
本揭示內容之觀點係有關用於驅動一發光模組之一NxM像素矩陣的一驅動器電路，其中每一像素由至少三種類型的發光元件所組成。該等發光元件由週期T之一調變控制信號驅動，該信號組配來於該週期T之至多1/N期間將該等發光元件開啟或關閉，其中該週期T相當於一時框的持續期間。該驅動器電路內嵌於一TFT層，使得一開關內嵌於每一發光元件中。該驅動器電路亦經組配來與設置於一外部驅動器電路中之N個多工器合作，每一多工器係經組配來驅動該矩陣之一M像素線路，且該多工器組合係經組配來於該控制信號之一週期期間將該NxM矩陣之所有像素定址。一M像素群組之每一像素於該週期T之至多1/N期間連續顯示。該驅動器電路亦經組配來與每一類型發光元件之至少一外部電流源合作來驅動該NxM矩陣。每一外部電流源於該驅動器電路之該TFT層上鏡像M次，且配置與用於產生針對該矩陣之M行的每一行提供的該控制信號之一開關串聯。
一NxM像素矩陣共享共同的功能，其允許取得每一像素之空間。該NxM像素的數量可基於一交易、取決於該應用類型及該空間需求、待轉移資料、等等來決定。事實上，N決定用於該時分多工之多工器的數量。此將亦有會出現在該顯示器上之視覺偽影的衝擊。M決定提供該所需最大信號之電流的最大強度。
一電流源針對每一類型的次像素、或針對每一顏色來提供，每一顏色與能夠達到該顯示器所需的白點之其他顏色來被獨立驅動。該TFT提供的功能性可於多個像素之間共享。該電流源及該PWM電晶體為共享，而非如在一典型主動矩陣驅動方案中為個別的。此也有優點是某些功能性可維持在該主動矩陣上，亦即，該電流鏡及該PWM開關。
TFT並非一理想導體時，其較佳是實現一外部驅動器電路上之多工器。
該控制信號較佳為一脈寬調變信號，且該控制信號開關為一脈寬調變開關。
脈寬調變允許降低由一電氣信號遞送之平均功率、能夠提供一信號足夠的位元深度時降低功率耗損。
其他類型的信號亦可被實現，諸如一脈幅調變，PAM。該控制信號開關之後配適成PAM驅動。
較佳是，該等三種類型的發光元件發射一不同顏色，其中該等不同顏色至少為紅色、綠色、及藍色。因而可達到該所需的白點。此外，每一像素可提供一額外發光元件，例如紅色、綠色、或藍色，使得每一像素包含兩個相異發光元件及兩個相同的。此有益於實現例如，拜恩(Bayern)型樣。一額外電流源之後可提供給每一像素之額外發光元件。
該等多工器較佳設置於配置於該矩陣下方之一PCB中。其可由側連接，諸如例如一側可撓性PCB來連接。
該等多工器可為由一低Rds(on)FET提供之電晶體。
事實上，TFT並非為一理想的傳導材料。該TFT外側之電晶體的該類實施態樣具有的優點為，該TFT上無電壓降，且因而可避免熱點出現。再者，該實施態樣造成非常低的功率耗損、及熱散逸。
若其於該TFT上實現，則所有電流將通過該二極體之陰極側、通過一電晶體且因該電晶體並非為一理想的電晶體，故其造成該切換電晶體上之一高電壓降，且造成該TFT上產生熱，其會進一步造成熱點出現。
每一多工器亦可經組配來驅動一M像素線路。
該類組態具有的優點是較容易實現。
用於將該等像素定址之該等多工器的線路可使得用於將該等像素定址之一線路包含不同列的像素。
此提供藉由將不同列之發光元件同時點亮來避免視覺偽影的可能性。
用於將該等像素定址之該等多工器的線路亦可使得位於該相同直行之至少兩像素由該相同線路來定址。
此提供藉由增加將發光元件於一週期期間點亮之順序隨機化的可能性來進一步降低視覺偽影的可能性。
該等多工器被定址之順序較有利為非線性。該類定址方案亦可進一步降低視覺偽影。
有利的是，該等像素於一時框期間多次被定址。
此能夠降低視覺偽影。
較佳是，包含一像素之次像素的顏色至少為紅色、綠色、及藍色，且可進一步包含紅色、綠色、藍色、白色、黃色、青色、洋紅色的任何一個或其他顏色。
該驅動方案可具有任何類型的顯示器。一電流源可針對每一類型的次像素提供，使得該驅動可被配適。
較佳是，該等發光元件為LED、OLED、及其變化型態、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、迷你LED、微型LED之任何一個。本發明並不侷限於一特定類型的發光元件，且提供之優點可有益於任何類型的發光元件。
有利的是，該等發光元件設置有量子點來產生不同的發射顏色。量子點具有優點為改善一顯示器之亮度及亦可改善顏色點。
另一觀點中，其提供組配來與上文定義之驅動器電路合作的一第一晶片。該第一晶片較佳包含N個多工器，每一多工器係經組配來驅動一M像素線路，且該多工器組合係經組配來於該信號，諸如脈寬調變信號之一週期期間將該NxM矩陣之所有像素定址。
若一顯示器模組一共包含G個發光模組，每一顯示器模組之線路數量P分為G個群組、每群N條線路，使得G*N=P，針對紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)，每群具有一獨特電流源組合。
另一觀點中，其提供組配來與上文定義之驅動器電路合作的一第二晶片，其中該第二晶片可進一步包含每一顏色、或次像素一電流源，來驅動該NxM矩陣。該電流源於該TFT層上鏡像M次，且配置與設置於該矩陣之該等M個直行的每一個中之一開關，諸如一PWM開關串聯。
另一觀點中，其亦提供組配來與該驅動器電路合作且包含上文定義之該第一及第二晶片的一晶片。
另一觀點中，其亦提供一發光模組，其包含一NxM像素矩陣、關聯至如上文定義之該矩陣的至少一驅動器電路，以及針對每一驅動器電路及相關聯矩陣，包含如上文定義之一第一及第二晶片或該組合晶片。
亦提供包含至少一發光模組之一顯示器模組。
亦提供包含至少一顯示器模組之一鋪砌顯示器。
較佳實施例之詳細說明
用於說明特定實施例之術語並不意欲作為本發明之限制。如本文使用，除非該上下文另外清楚指出，否則該等單數型式"一"、"一個"及"該"意欲也包括複數型式。該術語"及/或"包括該等所列相關聯項目的其中之一或更多的任何及所有組合。應了解該等術語"包含"及/或"包含有"指定存在所述之特徵，但不排除一或更多其他特徵的存在或加入。應進一步了解一方法之一特定步驟參照為另一步驟之後時，除非另外指定，否則其可直接遵循該其他步驟或一或更多中間步驟可在實現該特定步驟之前實現。同樣地，應了解說明結構或構件間之一連接時，除非另外指定，否則該連接可直接建立或透過中間結構或構件來建立。
雖然本發明可關於特定實施例及參照某些圖式來說明，但本發明並不侷限於此，但僅由該等請求項來限制。該等說明圖式僅為示意且非限制。該等圖式中，某些元件之尺寸為舉例解說目的可被誇大且不按比例繪製。其中該術語"包含有"係用於本說明及請求項中，其並不排除其他元件或步驟。
此外，本說明及請求項中之術語第一、第二、第三之類，係用於在相似元件之間區分且不需用於說明一序列或時間順序。應了解如此使用之術語在適當情況下可互換，且本文說明之本發明實施例能夠以非本文說明或繪示之其他順序中操作。
該等術語"大約"或"近似"之類為同義詞，且用來指出該術語修改之數值具有與其相關聯之一可理解範圍，其中該範圍可為+20%、+15%、+10%、+5%、或+1%。該術語"實質上"係用來指出一結果(例如，測量值)接近一目標值，其中接近可表示，例如，該結果於該數值之80%以內、該數值之90%以內、該數值之95%以內、或該數值之99%以內。
迷你及微型LED正決定未來顯示器的趨勢時，有一高度需求是由目前LED顯示器中著名的被動矩陣(PM)來驅動該LED矩陣，以及由產生該脈寬調變(PWM)及主動矩陣(AM)的專屬晶片來驅動，該專屬晶片於該LCD工業中以在大區域玻璃上布署、但使用不適合驅動直視LED顯示器之類比驅動著名。
兩系統皆提供優點及缺點，但無系統提供用於驅動μLED之一單一解決方案。
PM具有優點是該PWM可於具有LED群組之時間多工驅動、共享該相同電流源之驅動器晶片中產生。
AM具有優點是整合該顯示器基體中之主動構件，且取樣並保持藉由至該個別像素之一掃描線進入的資料。為產生PWM驅動的固定電流，該等像素中需要額外的TFT，其通常不適合於該主動矩陣中之可用區域。
AM中，該切換及該電流經常針對每一次像素來實現。然而，該等接觸墊之維度劇烈降低時，對微型LED而言這是不可能的。
本發明提供方法來 結合用以驅動發光元件，諸如LED之AM及PM的功能性，且針對驅動迷你及微型LED而言特別有利。其可從在該等像素中使用共享電流源來獲益，且取樣/保持該等像素中之PWM值。共享共同資源，諸如該電流源以及該切換可提供該所需空間。此可以使用能夠將每一像素個別定址之多工器來完成。用於每一個別像素之一電流源以及用於每一個別像素之一切換電晶體即可不再需要。
本發明中，該主動矩陣於一TFT層上實現。該等顯示器像素由不同顏色之發光元件提供的至少三個次像素所組成，該等像素配置於一NxM矩陣中。如上所述，該主動矩陣僅可代表一發光模組的一部份。
因此，如本說明書中所述之若干主動矩陣可於一發光模組上實現。
該發光模組之TFT層上的每一NxM矩陣之像素將因此共享共同資源，且能夠降低該TFT層上之接點數量。此將造成例如用以實現微型及迷你LED之更多空間。該技術亦可有益於其他類型的發光元件。
圖2顯示根據習知技術，一簡單NxM被動矩陣像素架構。其包含一N列及M行的矩陣。事實上，該範例中，每一像素由發光元件提供之三個次像素，亦即，一紅色、綠色、及藍色發光元件，諸如LED所組成。
脈寬調變(PWM)驅動可用來達成該被動矩陣驅動中之灰階標度。一電流源230設置於該被動矩陣之每一行中的一PWM開關220旁邊。每一列包含一時間多工開關，2010(Mux 0)、2011(Mux 1)、2012(Mux 2)、2013(Mux N-1)。
因該等LED之主動時間與多工器的數量成比例地降低，故瞬間光輸出需要因此增加來以該給定時框中之相同亮度作為結束。此可藉由與多工器的數量成比例地增加該脈衝電流來達成。
本發明者已想像於一主動矩陣中實現該驅動方案。為達到好結果，於一主動矩陣上實現PM驅動時，需考慮下列考量： (1)流經每一時間多工開關2010、2011、2012、2013之電流可為該線路上之像素電流的M倍。來自配置於一多工器線路上之所有發光元件的電流組合且被開啟及關閉。由於該開關關閉時之高電阻，故此無法於該TFT上實現。遵循歐姆(Ohm)定律，P=I 2Ron，較高電流流過造成功率散逸。此進一步造成該面板上出現熱點。此外，該電壓沿該多工器線路將逐漸下降。因此，該開關應藉由側接觸，從該TFT主動矩陣來外部實現，以及設置於該底部、或一PCB上或整合於一客製晶片(ASIC)中。 此暗喻： (a)一非常強TFT來切換。事實上，該汲極源極導通電阻(Rds(on))不可忽略。 (b)該線路中之低電阻追蹤來降低該電壓降，及因而降低功率耗損。 (2)用於每一個別行之電流源需盡可能類似來提供該面板上之一致性。 (3)該PWM開關之驅動頻率隨該列數量(或多工器數量)而線性增加。
圖3繪示結合該AM及PM驅動功能性同時解決上述問題之一可能驅動方案的一實施態樣。
該TFT層3000上實現之主動矩陣的驅動器電路3010係經組配來與設置於例如，一外部驅動器電路3100中之N個多工器3110、3111、3112、3113合作，每一多工器係經組配來驅動，例如一M像素線路，且該多工器組合係經組配來於該脈寬調變信號之一週期期間將該NxM矩陣之所有像素定址。此範例中，N=M=4。
該驅動器電路3010進一步經組配來與每一顏色之至少一外部電流源3230合作以驅動該NxM矩陣，該電流源3220於該主動矩陣上鏡像M次3230、3231、3232、3233且配置與設置於該矩陣之該等M個直行的每一個中之一PWM開關3240、3241、3242、3243串聯。
圖3中，每一多工器3110、3111、3112、3113因此位於該主動矩陣外部。例如，其可以設置於該等發光元件之位置處的凹洞，來設置於配置於該主動矩陣下方之一PCB上、或配置於該主動矩陣頂部上之一PCB中。其亦可於設置於背部且由側接點連接至該主動矩陣之一PCB中實現。該等多工器亦可進一步於一晶片上實現。
此外，該等電流源亦由一外部電路3100來提供，其可與包含該等多工器的電流源相同、或為一不同電流源。因此其可由一第二背板來提供、或亦於設置於背部且由側接點連接至該主動矩陣之一PCB上實現。該等電流源亦可進一步於一晶片上實現。
亦可組合該外部多工器之實施態樣及一相同晶片中之外部電流源。該晶片之後可於該第二背板及至該等NxM像素之連接中實現，該連接經由設置於該TFT下方之該PI中的穿透孔、或由側接點來完成。
由於該驅動方案，每一像素不提供一電流源，如同AM驅動的案例，一電流源於若干(N)像素間共享。
此外，電流鏡像可以每一發光元件(顏色)的種類或每一次像素之一電流鏡電晶體來於該TFT上實現。將該進入的參考電源複製到每一發光元件的直行可由該脈寬調變開關3240、3241、3242、3243來完成，因而在該N個時間多工器3110、3111、3112、3113之每一個的工作週期期間中斷該電流。共享電流源具有優點是降低該面板附加負擔。
電流鏡是半導體中，晶片或TFT背板中共同使用的一技術。該原則是一電流參考值‘鏡像’至該應用以提供可用來饋送不同電路之大量的相同電流源。
除了鏡像外，亦可以由設計參數(TFT術語中所謂W/L速率)定義之一決定的速率來降低或增加電流。此優點為多個‘從屬’MOSFET可與該相同參考電壓“Vref”並聯，造成從該相同來源複製的大量電流源。藉由改變該來源，針對一完整的面板，該基極電流可被輕易設定。
此外，因為發光元件之每一行需要一電流源，故針對每一行不再需要至一來源之一外部連接，但每一列之一複本至該相同來源。因此期待該整個面板上維持該參考電壓Vref穩定。該Vref可參照為GND(電流槽)或Vdd(電流源)。因此期待該面板上維持該電壓降最小化以便於該面板上維持該電流固定。
每一發光元件僅於該時間的1/N時，該AM/PM組合模式中饋送之電流相當於AM模式中達到該所期待亮度所需的電流，乘上N(時間多工器之數量)。然而，該電流由一外部電路提供時，該電阻Rds(on)會低於一TFT中時。因此可避免加熱且避免該整個面板出現熱點。
藉由組合PMW及時間多工，一NxM像素群組會一起被驅動並共享共同的驅動功能性。因此，若每一像素包含三個次像素，則每一NxM像素群組會由至該等開關之一組Mx3 PWM輸入以及至該等多工開關之N個輸入來驅動，其造成該面板上一共完成有(Mx3)+N個接點。
典型情況是，PM驅動器可以16個時間多工器(muxes)來驅動16 RGB像素，造成16x16=256像素。用於每一晶片之連接數量之後可包含3x16+16=64個接點。
由於該AM/PM方法，故接點數量並不受限制。因為所有的‘類比’功能性併入該發光模組中(例如，電流源及PWM開關)，故僅有該類比功能性維持於該發光模組中，且該模組可由數位驅動器(亦即，可規劃邏輯)來驅動且不需使用混合信號晶片。該等多工器具有一面板寬之寬度，與限制在一線路之一部分的PM相反。
該組合驅動方案之優點如下： (1)藉由提供該AM領域外側之MUX開關，其可實現每一多工器(MUX)具有一低Rds(on)FET，其可於小晶片封裝體中取得。 (2)針對一MxN次像素群組僅有一電流源。 (3)該PWM開關正驅動該TFT上之電流鏡的背閘極(其排除串聯之一第二TFT。其造成施用一較低功率)。 (4)該等電流鏡可於N列中共享(但由於該等N個時間多工器，故需要更高N倍)。然而，遞增驅動電流具有在電流-電壓曲線圖之線性區段中驅動LED的優點。 (5)該多工線路可於該等像素間之一外部銅層中配置路由，或由一額外頂層PCB來連接。
該解決方案提供許多優點，亦有某些缺點。例如，時間多工會造成視覺偽影，因為該等像素只有1/N會在某瞬間同時開啟。然而，該等視覺偽影可藉由改變該等多工器之驅動線路的配置來降低。例如，一多工器之一線路可將配置在不同行且不同列之像素定址，或只將某些行及某些列、等等之像素定址。
圖4顯示一4乘4矩陣之像素，其於一共包含4序列(N=4)之一完整循環的每一序列處定址。每一像素由紅色、綠色以及一藍色次像素、或發光元件所組成。每一序列處定址之像素被包圍於該矩形中。因此，不提供一逐列定址方案，每一2x2次矩陣中之像素係遵循該循環中之一轉動順序來定址，亦即，序列1：(列1、行1)、序列2：(列1、行2)、序列3：(列2、行2)、序列4：(列2、行1)。
當然亦可能有其他定址方案。可提供將該等列或該等行之像素定址的任何隨機順序。
該等N個多工器之每一多工器可遵循一隨機順序或一特別序列來開啟，而不遵循該等列的順序來開啟。
圖5A及5B繪示一可能的PWM驅動方案，其中多工器係配置來將不同列中之不同行的像素定址。連接至一多工器之所有發光元件在該範例中繪示之四個序列的每一序列處為主動。
一相同顏色或類型之發光元件係配置於一相同行，且連接至一相同脈寬調變信號，使得發光元件R1、R2、R3及R4接收信號PWM1。R1、R2、R3及R4皆連接至一不同多工器且所有四個發光元件因此不同時主動中。
圖5B幾乎與圖3相同，雖然所有參考數字不顯示於圖5B中。例如，電流源3220於該主動矩陣上鏡像四次。
圖5B中，MUX1將(列1、行1)、(列2、行2)、(列3、行3)、及(列4、行4)中的像素定址。MUX2將(列2、行1)、(列1、行2)、(列4、行3)、及(列1、行4)之像素定址、等等。
如圖5A中所示，時間Ton期間，該MUX開關關閉且連接所有LED，其於該線路上連接至接地，使該電流能夠流經該等LED。
該PWM開關提供之該LED上的一第二控制在該時間期間使用以產生該PWM信號。因此，該等LED僅有一部分在一瞬間主動造成視覺偽影。藉由增加該循環時間(=N*( Ton+Toff))，此效應可被最小化。
最重要的是，每一MUX之主動LED不需配置於一單一線路，但已如上述，其可在該面板上重新不同地配置。當然其將使該等連接更複雜，因為該MUX較佳是遵循一列/行配置，其中每一交叉處可連接一LED。
因此，提供外部多工器開關可 於一多工器列上能夠提供更多發光元件 由於相較TFT該多工器開關之低Rds(on)，故可降低功率耗損， 針對其他功能性來騰出該AM像素中之空間。
提供共享電流源可 降低該主動矩陣像素中之佔用空間。 增加至該LED電流-電壓曲線圖之線性區域的驅動電流。 降低至該等像素之驅動信號的數量。 降低驅動器晶片的數量，因為此可於該AM玻璃中實現。
該背閘極驅動可 由於PWM開關及電流鏡之組合故可降低該面板中之功率。事實上，組合PWM開關及電流鏡會造成每一列有兩個分開的開關，因而進一步降低功率耗損。 降低該像素中之TFT的數量。
每一像素通常由三個次像素所組成，一紅色、綠色、以及藍色次像素。其通常由例如，不同顏色的三個LED、或以量子點來內嵌。
包含一像素之次像素的顏色至少為紅色、綠色、及藍色，且可進一步包含紅色、綠色、藍色、白色、黃色、青色、洋紅色的任何一個或其他顏色。然而，一像素亦可包含額外次像素，諸如一額外的紅色、綠色、或藍色次像素、或甚至一額外的黃色、或白色像素、或甚至青色或洋紅色。
通常，該電流源可針對包含一像素之每一次像素來設置。於是，若一像素由四個次像素所組成，例如，紅色、綠色、綠色、藍色，則四個電流源可針對每一次像素來設置，且可在該NxM主動矩陣的像素群組中鏡像M次。
雖然本發明已大多參照LED或微型LED來繪示及說明，但本發明並不侷限於此，且針對其他類型的發光元件，諸如LED、OLED、及其變化型態、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、迷你LED、微型LED，其亦是有益的。
本揭示內容中所述之驅動器電路亦可用來驅動非發光元件之其他元件或構件。事實上，該驅動方案提供可應用在其他領域之許多優點。例如，不使用該等發光元件，亦可使用其他類型的感測器，諸如例如光度計。
應體認上文所述之實施例可作各種不同的修改。該類修改可包含該設計中已著名的等效元件及其他特徵、該驅動器電路及其各種不同晶片及構件部分之製作及使用，且其可不使用或額外使用本文已說明之特徵。一實施例之特徵可由另一實施例之特徵來取代或。
220,3240,3241,3242,3243:PWM開關 230,3220:電流源 2010,2011,2012,2013:時間多工開關 3000:TFT層 3010:驅動器電路 3100:外部驅動器電路 3110,3111,3112,3113:多工器 3230,3231,3232,3233:外部電流源 T:週期 l0:下限 l1:上限 D:工作週期 P:脈衝 R1、R2、R3、R4:發光元件 Vref:參考電壓 Ton:時間
相信為新穎之本發明特徵係以該等後附請求項中之特質來提出。然而，本發明本身藉由參照下文本發明之詳細說明，其說明本發明之一示範實施例，並結合該等附圖可獲得最佳了解，其中： 圖1顯示一根據習知技術之主動矩陣電路。 圖2顯示一根據習知技術之被動矩陣電路。 圖3顯示一根據本發明之組合的主動/被動矩陣電路。 圖4繪示多工拌碼之實施態樣。 圖5A為一繪示一PWM驅動方案之示意代表圖，其中多工器配置來將不同列中之不同行的像素定址。 圖5B為一如圖3中所示之組合的主動及被動矩陣，其具有圖5A之該驅動方案的實施態樣，且其中該等多工器的線路與該等橫列的不同配置。 定義及縮寫 主動矩陣
主動矩陣為用於平板顯示器之一種定址方案的類型。該切換個別元件(像素)之方法中，每一像素附接於其他像素為定址時主動維持該像素狀態之一電晶體及電容器。
主動矩陣電路通常係以一顯示器基體上形成之一半導體層中的薄膜電晶體(TFT)來共同建構，並使用一分開的TFT電路來控制該顯示器中之每一發光像素。該半導體層典型為非晶矽、多晶矽且分布於該整個平板顯示器基體上。圖1顯示一主動矩陣之一示意代表圖。一主動矩陣顯示器亦可為，例如，一LCD或一電泳反射透射發射顯示器或類似顯示器。
一顯示器次像素可由一控制元件來控制，且每一控制元件包括至少一個電晶體。例如，於一簡易主動矩陣發光二極體顯示器中，每一控制元件包括兩個電晶體(一選擇電晶體及一功率電晶體)以及用於儲存指定該次像素亮度之一電荷的一電容器。每一LED元件使用連接至該功率電晶體之一獨立的控制電極以及一共同電極。業界著名之一主動矩陣中的該發光元件之控制通常係透過一資料信號線、一選擇信號線、一電源或電源供應連接(參照為，例如，VDD)以及一接地連接來提供。
本發明之整個說明中，主動矩陣參照為該玻璃上TFT層中實現的一功能性。
背板為包含組配來驅動該發光顯示器之電子構件的一面板。一背板可為，例如一PCB背板、或一TFT背板。
載體板參照為經組配來接收至少一個顯示器模組之一面板。其作為一鋪砌顯示器之一支撐結構。該載體板可為一背板或一機械支撐結構。其亦可作為用於電源、接地之一分布面板以及分布用於該等發光元件之驅動信號。
驅動信號或資料信號為包含用於驅動該等發光元件來於該顯示器上產生一影像之資訊的信號。根據其位於該傳輸流程之哪個階段，其可為數位信號、或類比信號、或光學脈衝信號、等等。 顯示器
一顯示器螢幕可由參照為“顯示器像素”或“像素”之發光像素結構所組成，其中該顯示器像素之數量決定該“顯示器解析度”，有時參照為該“自然顯示器解析度”或該“自然像素解析度”。該顯示器解析度之一測量可為一顯示器中之顯示器像素的總數，例如1920x1080像素。每一顯示器像素可發射該顯示器色域之所有顏色的光線(亦即，該顯示器能夠提供之所有顏色組合)。
每一 顯示器像素可由參照為“ 次像素”之發光元件所組成，其通常能夠發射紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)(但亦可能為白色、黃色或其他顏色)。一顯示器像素可由至少三個次像素所組成：一紅色、一綠色以及一藍色次像素。此外，該顯示器像素可包含上述任何顏色之任一個中的其他次像素(來進一步增加該色域)。根據該等次像素的類型，該顯示器像素之後可參照為一RGB-、RGGB-、RRGB-像素、等等。一單一顯示器像素可產生該顯示器色域之所有顏色時，一單一次像素則無法達到。
一單一次像素之發光可被個別控制，使得每一顯示器像素可發射形成該要求影像所需之亮度及顏色。顯示器像素及次像素間之區別將一致地用於本文中。
顯示器模組為組配來接收至少一發光模組的一載體。該顯示器模組之載體係經組配來將驅動信號及電源信號轉移至該發光模組。
多個顯示器模組可放置於一較大載體板(機械介面)上來建立一鋪砌顯示器，且連接至一外部裝置或該顯示器模組。該驅動器之功能性亦可內嵌於該顯示器模組中。
工作週期該術語工作週期說明'運作'時間與正規區間或時間'週期'的比例；一低工作週期相當於低電源，因為該電源於大多數時間為關閉。工作週期以比例來表示，100%為完全運作。 LED發光二極體
發光元件一發光元件可為，例如，一固態發光元件，諸如，諸如一LED或一OLED(有機LED)之一發光二極體。 發光模組
一發光模組為一特定尺寸之一光機械電子載體，其載送導向一檢視器之發光元件以及驅動及控制電子元件之可能的發光元件。該等發光元件被驅動來建立，靜態或動態(視訊)的一影像。下文中該發光模組將稱為一“LED模組”，雖然本發明並不侷限於LED。若干LED模組或OLED模組可彼此相鄰放置來形成一顯示器模組。若干顯示器模組可鋪砌一起來形成一更大的鋪砌顯示器。
為一原子元件，亦即，不可分割之一小型LED模組可稱為一“戳記”。該發光模組可具有任何尺寸及外型。若其適合於用來將其放置於一顯示器模組上之一放取機器人中，則其可為矩形或正方形、六邊形、三角形、任何外型。其亦可包含，包含一紅色、綠色、以及藍色LED之一像素。
該發光模組包含至少一背板。該背板之頂表面包含該等發光元件及相關聯傳導軌道，其將各種不同發光元件連接至各種不同的電子構件(如例如，電流驅動器、電源供應器接點等等)。該背板可為一PCB、玻璃上TFT、PI上TFT、等等。
下列來自相同申請者之專利申請案提供LED顯示器及相關術語之定義。針對該等術語之定義其因此併入以供參考。 -   US7972032B2 “LED總成” -   US7176861B2 “用於發光顯示器具有最佳化次像素尺寸之像素結構” -   US7450085 “智慧型照明模組及該類智慧型照明模組之操作方法” -   US7071894 “用於在一顯示器裝置上顯示影像之方法及裝置”。 MUX多工器 PAM脈衝幅度調變
被動矩陣(PM)被動矩陣定址為用於早期LCD之一定址方案。此為表示僅需m+n個控制信號來將一m+n顯示器定址之一矩陣定址方案。在無主動驅動電路的情況下，一被動矩陣中之一像素必須維持其狀態，直到其可被再次刷新為止。圖2展示一被動矩陣之一示意代表圖。 PWM脈寬調變
脈寬調變使用脈衝寬度被調變後造成該波形之平均值變動的一矩形脈波。該方波具有一週期T、一下限l0(我們案例中典型為0)、一上限l1以及一工作週期D。一脈衝P之持續期間(該信號位於其上限期間的時間)為D/100*T(若D以%表示)。例如，若D=50%，則該脈衝之持續期間為1/2T。一更完整定義可於來自相同申請人之WO2019185935A1中找到。 PWM 開關
PWM開關為組配來中斷一時間調變(PWM)模式中之一發光元件的驅動來源之一裝置。
Rds (on)汲極-源極導通電阻為一特定V GS施用來偏壓該裝置至該導通狀態時的汲極與源極間之電阻。此測量是在該裝置的歐姆(亦即線性)區進行。在曲線追踪器上，集極供應電源驅動汲極且步階產生器驅動閘極。 TGV穿透玻璃孔
薄膜技術參照為使用薄膜：若干分子厚之一薄膜沉積於一玻璃、陶瓷或半導體基體上來形成例如，一電容器、電阻器、線圈、冷子器、或其他電路構件。從一至數百分子厚之一薄膜或一材料沉積於諸如玻璃或陶瓷之一固態基體上、或作為一支撐液體上之一層。
3000:TFT層
3010:驅動器電路
3100:外部驅動器電路
3110,3111,3112,3113:多工器
3220:電流源
3230,3231,3232,3233:外部電流源
3240,3241,3242,3243:PWM開關

Claims (20)

  1. 一種用於驅動一發光模組之一NxM像素矩陣的驅動器電路，其中每一像素由至少三種類型的發光元件所組成，該等發光元件由週期T之一調變控制信號驅動，該調變控制信號組配來於該週期T之至多1/N期間將該等發光元件開啟或關閉，其中該週期T相當於一時框的持續期間，且其中該驅動器電路內嵌於一TFT層中，使得一開關內嵌於每一發光元件中，且經組配來與下列元件合作： 設置於一外部驅動器電路中之N個多工器，每一多工器係經組配來驅動一M像素線路，且該多工器組合係經組配來於該控制信號之一週期期間將該NxM矩陣之所有像素定址；以及 一M像素群組之每一像素於該週期T之至多1/N期間連續顯示； 每一類型發光元件之至少一外部電流源來驅動該NxM矩陣； 且其中每一外部電流源於該驅動器電路之該TFT層上鏡像M次，且配置與用於產生針對該矩陣之M行的每一行提供的該控制信號之一開關串聯。
  2. 如請求項1或2之驅動器電路，其中該控制信號為一脈寬調變信號，且該控制信號開關為一脈寬調變開關。
  3. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等三種類型的發光元件發射一不同顏色，其中該等不同顏色至少為紅色、綠色、及藍色。
  4. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該外部電流源設置於配置在該矩陣下方之一PCB上。
  5. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等多工器設置於配置在該矩陣下方之一PCB上。
  6. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等多工器為由一低Rds(on) FET提供之電晶體。
  7. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中每一多工器係經組配來驅動一M像素線路。
  8. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中用於將該等像素定址之該多工器的線路會使得用於將該等像素定址之一線路包含不同列的像素。
  9. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中用於將該等像素定址之該多工器的線路會使得位於該相同直行之至少兩像素由相同線路來定址。
  10. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等多工器定址之順序為非線性。
  11. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等像素於一時框期間多次被定址。
  12. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中包含一像素之次像素的顏色至少為紅色、綠色、及藍色，且可進一步包含紅色、綠色、藍色、白色、黃色、青色、洋紅色中的任一者或其他顏色。
  13. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等發光元件為LED、OLED、及其變化型態、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、迷你LED、微型LED中之任一者。
  14. 如任何前述請求項之驅動器電路，其中該等發光元件設置有量子點來產生不同的發射顏色。
  15. 一種組配來與請求項1至14中任一項的驅動器電路合作之晶片，該晶片包含N個多工器，每一多工器係經組配來驅動一M像素線路，且多工器組合係經組配來於該脈寬調變信號之一週期期間將該NxM矩陣之所有像素定址。
  16. 一種組配來與請求項1至14中任一項的驅動器電路合作之晶片，該晶片的每一次像素包含一電流源來驅動該NxM矩陣，該電流源於該TFT層上鏡像M次，且配置與設置於該矩陣之M個直行的每一行中之一PWM開關串聯。
  17. 一種晶片組配來與該驅動器電路合作且包含請求項15之晶片及請求項16之晶片。
  18. 一種發光模組，包含一NxM像素矩陣、關聯於請求項1至14中任一項的該矩陣之至少一驅動器電路，以及針對每一驅動器電路及相關聯矩陣，包含如請求項15及16或請求項17之一晶片。
  19. 一種顯示器模組，包含如請求項18之至少一發光模組。
  20. 一種鋪砌顯示器，包含如請求項19之至少一顯示器模組。
TW111124304A 2021-06-30 2022-06-29 用於具有組合式主動及被動矩陣功能性之發光模組的驅動器電路 TW202336731A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1012634A3 (nl) 1999-04-28 2001-01-09 Barco Nv Werkwijze voor het weergeven van beelden op een displayinrichting, alsmede displayinrichting hiertoe aangewend.
AU2003252812A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Two sided display device
US7176861B2 (en) 2003-02-24 2007-02-13 Barco N.V. Pixel structure with optimized subpixel sizes for emissive displays
US20060077669A1 (en) 2004-10-07 2006-04-13 Robbie Thielemans Display element and mechanical mounting interface used therein
GB0716230D0 (en) 2007-08-21 2007-09-26 Barco Nv LED assembly
EP3776523A1 (en) 2018-03-29 2021-02-17 Barco n.v. Driver for led display
TWI697883B (zh) * 2019-03-28 2020-07-01 聚積科技股份有限公司 顯示系統及其驅動電路

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