TW202405783A - 包括電致發光源的顯示像素 - Google Patents

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Abstract

本揭露係關於一種用於顯示螢幕的顯示像素(12 i,j)，該顯示像素(12 i,j)包括：至少包括第一電致發光源的一發光電路(LEDS)、用於利用電流脈衝(I_LED)來驅動該發光電路的一可控電流源(82)及用於控制該電流源的一驅動器電路(70)，該驅動器電路經組態以：接收一數位信號(Data)，且基於該數位信號的位元來控制該電流源以便供應藉由脈寬調變進行調變且藉由脈幅調變進行調變的電流脈衝。

Description

包括電致發光源的顯示像素
本申請案主張2022年6月20日申請的標題為「Display pixel comprising electroluminescent sources」的法國專利申請案第22/06042號的優先權益，該案在法律允許的最大範圍內以引用的方式併入本文中。
本揭露係關於包括電致發光源(例如發光二極體)的顯示像素，及具有此類顯示像素的顯示螢幕。
影像的像素對應於由顯示螢幕顯示的影像的單位元素。為了顯示彩色影像，顯示螢幕通常包括用於顯示影像的每個像素的至少三個組件，亦稱為顯示子像素，該等顯示子像素各自發射大致呈單種顏色(例如紅色、綠色及藍色)的光輻射，稱為影像像素顏色分量。三個顯示子像素發射的影像像素顏色分量的疊加給觀察者提供了對應於所顯示影像的像素的彩色感覺。在此情況下，用於顯示影像的像素的三個顯示子像素所形成的總成被稱為顯示螢幕的顯示像素。每個顯示子像素可包括光源，特別是發光二極體。
顯示像素可分佈在陣列中，每個顯示像素位於陣列的列(或線)及行的交叉點處。通常，依次選擇每個顯示像素列，且對所選列的顯示像素進行程式化以顯示期望的影像像素。
主動陣列係一種螢幕驅動架構，與被稱為被動的陣列相反，它使得能夠在影像的整個持續時間內保持所有像素列主動，其中每個列僅在時間T = Tframe/M (其中Tframe係顯示整個影像的持續時間，且M係螢幕的線數)內主動。這使得能夠增加顯示螢幕的光度。此外，有可能在陣列控制線上發送低電壓或電流位準，這使得能夠顯示更大的資料流。
已知藉由脈寬調變(亦稱為PWM (脈寬調變的英文縮寫))來控制電致發光源，例如發光二極體。這種類型的控制在於，使具有恆定強度的連續電流脈衝在發光二極體中循環，該等脈衝循環地重複，佔空比決定發光二極體發射的光強度。此種控制有利地使得有可能在發光二極體的最佳操作點操作發光二極體，在最佳操作點處，發光二極體的效率最大，該效率等於發光二極體所發射的光功率與發光二極體所消耗的電功率之間的比率。
色彩深度，亦稱為位元深度，係用於對單個顯示像素的每個影像像素顏色分量的顏色進行編碼的位元的數目。通常希望色彩深度較高。然而，在色彩深度較高的情況下實施脈寬調變可能導致複雜的顯示驅動架構，特別是因為當色彩深度增加時，產生脈寬調變脈衝可能需要產生大量時鐘信號。
實施例的目標係提供一種包括電致發光源的顯示像素及一種包括此類顯示像素的顯示螢幕，該顯示像素及該顯示螢幕克服了包括電致發光源的現有顯示像素及包括此類顯示像素的顯示螢幕的全部或部分缺點。
實施例的另一個目標係藉由脈寬調變來控制具有高色彩深度的顯示像素。
實施例的另一個目標係減少用於控制電致發光源的循環的持續時間。
一個實施例提供一種用於顯示螢幕的顯示像素，該顯示像素包括：至少包括第一電致發光源的發光電路、用於利用電流脈衝來驅動發光電路的可控電流源及用於控制電流源的驅動器電路，該驅動器電路經組態以：接收包括第一位元及一個第二位元的數位信號，第二位元與第一位元不同，且基於數位信號的位元來控制電流源以便供應藉由脈寬調變進行調變且藉由脈幅調變進行調變的電流脈衝。驅動器電路經組態以命令電流源提供電流，該電流為具有恆定強度及取決於數位信號的第一位元的第一持續時間的連續的第一電流脈沖及由數位信號的第二位元命令的且具有恆定的第二持續時間的第二電流脈衝的總和，第一持續時間的總和小於或等於第二持續時間。這允許有利地減少時鐘信號的數目。
對於僅使用脈寬調變的控制，本發明的實施例允許有利地在保持相同色彩深度的同時減少電致發光源的控制循環的持續時間。
根據實施例，電流源經組態以在產生第二電流脈衝的同時產生連續的第一電流脈衝。
根據實施例，數位信號的位元自最高有效位元至最低有效位元排序，且第二電流脈衝的強度取決於數位信號的第二位元的排名。
根據實施例，第二位元包括數位信號的最高有效位元。這允許僅針對數位信號的高值修改電致發光源中的電流強度。特定而言，當電致發光源包括三維發光二極體時，這允許將發光二極體所發射的光的波長偏移僅限於數位信號的高值，當循環通過發光二極體的電流的強度變化時，可能會發生該波長偏移。
根據實施例，數位信號包括與第一位元及第二位元不同的第三位元。驅動器電路經組態以命令可控電流源提供電流，該電流為連續的第一電流脈衝、第二電流脈沖及由數位信號的第三位元命令的且具有第二持續時間的第三電流脈衝的總和。
根據實施例，電流源經組態以與第二電流脈衝同時產生第三電流脈衝。根據實施例，第三電流脈衝的強度取決於數位信號的第三位元的排名且與第二電流脈衝的強度不同。根據實施例，第三位元係數位信號的第二最高有效位元。
這允許有利地進一步減少執行脈幅調變所需的時鐘信號的數目，且因此減少電致發光源的控制循環的持續時間的持續時間。
根據實施例，數位信號包括與第一位元、第二位元及第三位元不同的第四位元。驅動器電路經組態以命令可控電流源提供電流，該電流為連續的第一電流脈衝、第二電流脈衝、第三電流脈沖及由數位信號的第四位元命令的且具有第二持續時間的電流第四脈衝的總和。
根據實施例，電流源經組態以與第二電流脈衝同時產生第四電流脈衝。根據實施例，第四電流脈衝的強度取決於數位信號的第四位元的排名且與第二電流脈衝的強度及第三電流脈衝的強度不同。根據實施例，第四位元係數位信號的第三最高有效位元。
這允許有利地進一步減少執行脈幅調變所需的時鐘信號的數目，且因此減少電致發光源的控制循環的持續時間的持續時間。
根據實施例，驅動器電路包括用於儲存數位信號的該等第一位元的第一儲存電路，且第一儲存電路包括由脈寬調變時鐘信號進行時控的移位暫存器。顯示像素的驅動器電路的結構有利地係簡單的，且在驅動器電路係以整合方式製造時可佔據的矽面積減少。
根據實施例，驅動器電路包括：用於儲存數位信號的該第二位元的第二儲存電路，及邏輯電路，該邏輯電路由控制信號控制且經組態以：自由脈寬調變時鐘信號進行時控的移位暫存器依次接收第一位元，且自第二儲存電路接收該第二位元，且在控制信號處於給定狀態時根據依次接收的第一位元及第二位元來控制可控電流源。這有利地允許控制顯示階段的持續時間。
根據實施例，發光電路包括具有第一數目個電致發光源的第一電致發光源組及具有第二數目個電致發光源的第二電致發光源組。可控電流源包括由第一位元命令的且連接至第一組的電致發光源的第一可控電流源及由第二位元命令的且連接至第二組的電致發光源的第二可控電流源。這允許每個電致發光源中的電流密度相同。
根據實施例，可控電流源包括： 連接至發光電路的第一MOS電晶體及連接至第一MOS電晶體的第一開關；及 連接至發光電路的第二MOS電晶體及連接至第二MOS電晶體的第二開關。
顯示像素的可控電流源的結構有利地係簡單的。
根據實施例，邏輯電路經組態以：依次根據每個第一位元來控制第一開關，且基於該第二位元來控制第二開關。
根據實施例，驅動器電路經組態以：基於第一位元中的一些來僅控制第一開關，且基於第一位元中的另一個來控制第一開關及第二開關兩者。
根據實施例，第一電致發光組的電致發光源連接至第一MOS電晶體，且第二組的電致發光源連接至第二MOS電晶體。這允許每個電致發光源中的電流密度相同。
根據實施例，發光電路包括具有第三數目個發光二極體的第三電致發光源組，且其中控制源包括連接至第三組的電致發光源的第三MOS電晶體及連接第三MOS電晶體的第三開關，其中第一數目等於第二數目，且其中第三數目大於第二數目。
一個實施例亦提供一種包括如先前所定義的顯示像素的陣列的顯示螢幕。
根據實施例，顯示螢幕包括經組態以根據第二位元來修改顯示像素的電源電壓的電路。這允許利用易於使用的命令有利地減少顯示器的功率消耗。
在各個圖中，相似的特徵已由相似的參考符號表示。特定而言，各種實施例當中共有的結構及/或功能特徵可具有相同的參考符號且可處置相同的結構、尺寸及材料性質。為了清楚起見，僅詳細示出並描述了對理解本文中描述之實施例有用的步驟及元件。
除非另外指出，否則當參考連接在一起的兩個元件時，這表明直接連接而沒有除導體之外的任何中間元件，且當參考耦接在一起的兩個元件時，這表明此等兩個元件可經連接或它們可經由一或多個其他元件耦接。此外，在第一恆定狀態(例如，標記為「0」的低狀態)與第二恆定狀態(例如，標記為「1」的高狀態)之間交替的信號被稱為「二進制信號」。同一電子電路的不同二進制信號的高狀態及低狀態可能不同。實際上，二進制信號可對應於在高狀態或低狀態下可能不完全恆定的電壓或電流。此外，在以下的描述中，MOS電晶體的源極及汲極被稱為絕緣閘場效電晶體或MOS電晶體的「電源端子」。
此外，除非另外指出，否則當提及導電墊處的電壓時，考慮該導電墊處的電位與參考電位(例如接地，視為等於0 V)之間的差。
除非另外規定，否則表述「約」、「大約」、「大致」及「大概」表明在10%內，且較佳地在5%內。此外，表述「大致恆定」意謂隨時間流逝相對於參考值變化了小於10%。
電致發光源(例如發光二極體)的脈寬調變驅動在於，使具有恆定的強度及變化的持續時間的連續電流脈衝在電致發光源中循環。電致發光源(例如發光二極體)的脈幅調變驅動在於，使具有恆定的持續時間及變化的強度的連續電流脈衝在電致發光源中循環。
在以下的說明書中，揭示了包括發光二極體的顯示像素的實施例。然而，此等實施例可針對包括不同於發光二極體的電致發光源(例如有機發光二極體、場致聚合物電致發光組件、雷射二極體)的顯示像素來實施。
在以下的說明書中，揭示了包括彩色顯示像素的彩色顯示螢幕的實施例，每個顯示像素包括適於發射不同顏色的輻射的發光二極體。然而，此等實施例亦適用於包括單色顯示像素的單色顯示螢幕，每個單色顯示像素包括適於發射單種顏色的輻射的一個發光二極體或多個發光二極體。
第1圖部分地且示意性地展示顯示螢幕10的實例。顯示螢幕10包括例如排列成M個列及N個行的顯示像素12 i,j，M係自1至8,000變化的整數，且N係自1至16,000變化的整數，i係自1至M變化的整數，且j係自1至N變化的整數。作為實例，在第1圖中，M及N等於6。每個顯示像素12 i,j經由電極14 i耦接至低參考電位Gnd的源，例如接地，且經由電極16 j耦接至高參考電位Vcc的源。作為實例，電極14 i被展示為沿著第1圖中的列對準且電極16 j被展示為沿著第1圖中的行對準，相反的佈局係可能的。顯示螢幕的電源電壓對應於高參考電位Vcc與低參考電位Gnd之間的電壓。電源電壓特定而言取決於發光二極體的排列及製造發光二極體所依據的技術。作為實例，電源電壓可為大概4 V至5 V。
對於每一列，該列中的顯示像素12 i,j耦接至至少一個列電極18 i。對於每一行，該行中的顯示像素12 i,j耦接至至少一個行電極20 j。顯示螢幕10包括耦接至列電極18 i且適於在列電極18 i上傳送信號的選擇電路22。顯示螢幕10包括耦接至行電極20 j且適於在行電極20 j上傳送資料的資料傳送電路24。選擇電路22及控制電路24由例如包括微處理器的電路26控制。
第2圖展示顯示螢幕10的顯示像素12 i,j的方塊圖的實例。對於彩色顯示螢幕，顯示像素12 i,j包括發光電路LEDS，發光電路LEDS包括發射不同顏色的輻射的至少三個發光二極體，第2圖中展示單個發光二極體LED。每個發光二極體LED串聯耦接至例如包括MOS電晶體的可控電流源CS。在本實例中，對於每個發光二極體LED，發光二極體LED的陽極接收高參考電位Vcc且發光二極體LED的陰極例如耦接至可控電流源CS的一端子，可控電流源CS的另一個端子接收低參考電位Gnd。
顯示像素12 i,j進一步包括用於驅動可控電流源CS的驅動器電路40。驅動器電路40特定而言可包括電子組件，諸如MOS電晶體。驅動器電路40包括由時鐘信號Clk進行時控的儲存電路48 (顏色資料暫存器)，儲存電路48經組態以基於接收到的數位資料Data來儲存數位顏色信號R、G、B。數位顏色信號R、G、B各自包括NB個位元且代表要顯示的影像像素顏色分量。驅動器電路40包括電路50 (LED驅動器)，電路50經組態以利用自數位顏色信號R、G、B及信號PWM獲得的信號I_red、I_green及I_blue控制耦接至發光二極體LED的可控電流源CS。
第3圖展示信號PWM以及信號I_red_1、I_red_2、I_red_3及I_red_4的時序圖，信號I_red_1、I_red_2、I_red_3及I_red_4對應於由第2圖的顯示像素12 i,j的電路50提供的信號I_red，用於顯示四個不同的顏色信號R。根據實施例，藉由脈寬調變來控制顯示像素12 1,j的發光二極體LED。為此目的，在顯示階段期間，信號PWM在邏輯狀態「1」處展現出脈衝序列，脈衝序列對電路50的操作進行評級，用於藉由脈寬調變來控制發光二極體LED。脈衝序列中的脈衝數對應於每個數位顏色信號R、G及B的位元數NB。
作為實例，當電流源CS對應於MOS電晶體時，此電晶體根據顏色信號R、G或B的每個位元(由最高有效位元開始)的邏輯值「0」或「1」以信號PWM的脈衝的速率接通或切斷，此電晶體保持接通或切斷，直至信號PWM的下一個脈衝為止。信號PWM的兩個連續脈沖之間的持續時間每次被除以二，因此發光二極體接通的總持續時間取決於顏色信號R、G或B的值。可重複PWM的脈衝序列，直至顯示另一個影像像素為止。在該情況下，信號PWM的脈衝序列形成顯示循環，且顯示階段包括一個以上的顯示循環。
在第3圖中，作為實例，信號PWM的顯示循環中的脈衝數等於7，且僅展示一個顯示循環。獲得信號I_red_1，用於顯示與等於「1010101」的顏色信號R相對應的影像像素顏色分量。獲得信號I_red_2，用於顯示與等於「0101010」的顏色信號R相對應的影像像素顏色分量。獲得信號I_red_3，用於顯示與等於「1111111」的顏色信號R相對應的影像像素顏色分量。獲得信號I_red_4，用於顯示與等於「0000000」的顏色信號R相對應的影像像素顏色分量。
信號PWM可自週期性時鐘信號產生。產生信號PWM所需的時鐘信號的數目隨著顏色信號R、G及B的位元數NB的增加而增加。產生大量時鐘信號可能導致複雜的電路。此外，要顯示的新影像的影像像素自顯示螢幕的第一列至最後一列依次顯示。
第4圖展示顯示螢幕的第一列(信號PWM j)及連續的第二列(信號PWM j+1)的顯示像素接收到的信號PWM的時序圖。信號PWM j+1對應於偏移了持續時間H的信號PWM j，持續時間H等於Tframe/M，其中Tframe係顯示整個影像的持續時間，且M係顯示螢幕的列數。信號PWM自第一列至連續的第二列的偏移H可藉由在將信號PWM j提供至第二列之前將其提供給連續的鎖存器來獲得。
此外，當藉由脈寬調變來控制每個顯示像素12 1,j的發光二極體時，顯示螢幕10所消耗的電力不取決於所顯示影像的亮度。希望當顯示影像的亮度降低時，顯示螢幕所消耗的電力降低。
根據實施例，顯示螢幕的每個顯示像素經組態以：為了顯示對應於數位顏色信號的影像像素顏色分量，針對數位顏色信號的一些位元藉由脈幅調變(pulse-amplitude modulation，PAM)來驅動發光電路，且針對數位顏色信號的其他位元藉由脈寬調變(pulse-width modulation，PWM)來驅動發光電路。根據實施例，脈幅調變至少用於數位顏色信號的最高有效位元(most significant bit，MSB)，且可能用於與MSB直接相鄰的一或多個連續位元。
根據實施例，對於脈寬調變，對於每個顯示階段循環，給發光二極體供應具有恆定強度及可變的第一持續時間的電流脈衝。根據實施例，對於脈幅調變，對於每個顯示階段循環，給發光二極體供應具有恆定的第二持續時間及可變強度的電流脈衝。脈幅調變的脈衝的第二持續時間等於脈寬調變的顯示階段循環的完整持續時間Tcycle。根據實施例，在脈寬調變的顯示循環期間的每個時間，供應至發光電路的電流的強度等於由脈幅調變產生的電流的強度及由脈寬調變產生的電流的強度的總和。根據實施例，顯示階段循環的完整持續時間Tcycle亦等於當用於脈寬調變的數位顏色信號的所有位元都等於「1」時由於脈寬調變而產生的電流脈衝的第一持續時間的總和，以與低有效位元(low significant bit，LSB)相關聯的持續時間為補充。
根據實施例，脈幅調變用於數位顏色信號的MSB及數位顏色信號的第二最高有效位元(MSB-1)(即MSB之後的位元)，且脈寬調變用於數位顏色信號的其他位元。根據實施例，當唯有數位顏色信號的MSB等於「1」時供應至發光電路的電流的強度為當唯有數位顏色信號的MSB-1等於「1」時供應至發光電路的電流的強度的兩倍。根據實施例，當唯有數位顏色信號的MSB-1等於「1」時供應至發光電路的電流的強度等於當MSB MSB-1及MSB-2等於「0」時針對脈寬調變的脈衝供應至發光電路的電流的強度。
根據實施例，脈幅調變用於數位顏色信號的MSB、數位顏色信號的MSB-1及數位顏色信號的第三最高有效位元(MSB-2)(即MSB-1之後的位元)，且脈寬調變用於數位顏色信號的其他位元。根據實施例，當唯有數位顏色信號的MSB等於「1」時供應至發光電路的電流的強度為當唯有數位顏色信號的MSB-1等於「1」時供應至發光電路的電流的強度的兩倍，且等於當唯有數位顏色信號的MSB-2等於「1」時供應至發光電路的電流的強度的四倍。根據實施例，當唯有數位顏色信號的MSB-2等於「1」時供應至發光電路的電流的強度等於當MSB、MSB-1及MSB-2等於「0」時針對脈寬調變的脈衝供應至發光電路的電流的強度。
第5圖及第6圖展示針對三個不同的數位顏色信號供應至顯示像素的實施例的發光電路以顯示在具有10個位元的數位顏色信號上編碼的影像像素色彩分量的電流I_LED的時序圖的每個實例。參考符號I_MSB表示當MSB等於「1」時由於脈幅調變而產生的電流I_LED的強度的部分。參考符號I_MSB-1表示當MSB-1等於「1」時由於脈幅調變而產生的電流I_LED的強度的部分。參考符號I_MSB-2表示當MSB-2等於「1」時由於脈幅調變而產生的電流I_LED的強度的部分。參考值符號I_PWM表示由於脈寬調變而產生的電流I_LED的強度的部分。對於第5圖及第6圖，脈幅調變的脈衝持續時間等於脈寬調變的顯示階段循環Tcycle的完整持續時間。
在第5圖中，脈幅調變用於數位顏色信號的MSB、MSB-1及MSB-2，且脈寬調變用於數位顏色信號的7個其他位元。第一數位顏色信號等於「1110101010」。第二數位顏色信號等於「0010101010」。第三數位顏色信號等於「0000101010」。
在第6圖中，脈幅調變用於數位顏色信號的MSB及MSB-1，且脈寬調變用於數位顏色信號的8個其他位元。第一數位顏色信號等於「1101010100」。第二數位顏色信號等於「0101010100」。第三數位顏色信號等於「0001010100」。
第7圖展示第1圖的顯示像素12 i,j的方塊圖的實施例，顯示像素 i,j經組態以實施先前關於第5圖及第6圖所揭示的發光二極體的驅動。
顯示像素12 i,j包括先前關於第2圖所揭示的所有元件，不同之處在於，驅動器電路40及可控電流源CS分別被替換為驅動器電路70及電流驅動器電路82。驅動器電路70特定而言可包括電子組件，諸如MOS電晶體。根據實施例，驅動器電路70包括兩個儲存電路72及74，儲存電路72及74經組態以針對每個影像像素顏色分量基於接收到的資料Data來儲存代表要顯示的影像像素顏色分量的數位顏色信號的位元。第一儲存電路72 (用於較低位元(PWM)的移位暫存器)係儲存針對其實施脈寬調變的數位顏色信號的LB個位元的移位暫存器。第二儲存電路74 (用於較高位元(PAM)的移位暫存器)係儲存針對其實施脈幅調變的數位顏色信號的HB個位元的移位暫存器。根據實施例，對於每個影像像素顏色分量，數位顏色信號包括NB個位元，其中自低有效位元(low significant bit，LSB)開始的LB個位元儲存在第一儲存電路72中且用於脈寬調變，且自MSB開始的HB個位元儲存在第二儲存電路74中且用於脈幅調變。
驅動器電路70進一步包括第一移位電路76 (開關電路)，第一移位電路76接收資料Data的連續位元、寫入時鐘信號Clk_wr及信號PWM，且將資料Data的位元以及寫入時鐘信號Clk_wr或信號PWM提供至第一儲存電路72。第一移位電路76由二進制信號Line控制。驅動器電路70進一步包括第二移位電路78 (開關電路)，第二移位電路78自第一儲存電路72接收寫入時鐘信號Clk_wr及資料的位元，且將寫入時鐘信號Clk_wr及資料的位元提供至第二儲存電路74。第二移位電路78由二進制信號Line控制。
驅動器電路70進一步包括邏輯電路80 (AND閘(HB+1))，邏輯電路80接收來自第一儲存電路72的二進制信號CPWM及來自第二儲存電路74的數位信號CPAM，數位信號CPAM具有HB個位元。邏輯電路80由二進制信號Ctrl控制。
電流驅動器電路82將電流I_LED供應至發光電路LEDS。邏輯電路80經組態將二進制信號CPWM'及數位信號CPAM'提供至電流驅動器電路82。在信號Ctrl的控制下，二進制信號CPWM'可等於二進制信號CPWM，且數位信號CPAM'可等於數位信號CPAM。電流驅動器電路82可包括數位至類比轉換器(digital-to-analog converter，DAC)。
第8圖作為實例展示了在HB等於三的情況下第7圖的驅動器電路70的更詳細的實施例。
第一儲存電路72包括連續的D正反器FF 1至FF LB。D正反器FF 1至FF LB的數目等於LB。正反器FF LB的Q輸出端提供信號CPWM。第二儲存電路74包括HB個連續的正反器，在第8圖中作為實例展示了三個正反器FF MSB-2、FF MSB-1及FF MSB。正反器FF MSB-2的Q輸出端提供二進制信號CPAM MSB-2。正反器FF MSB-1的Q輸出端提供二進制信號CPAM MSB-1。正反器FF MSB的Q輸出端提供信號CPAM MSB。二進制信號CPAM MSB-2、CPAM MSB-1及CPAM MSB形成第7圖所示的數位信號CPAM。
第一移位電路76包括第一2對1多工器MUX 1及第二2對1多工器MUX 2，且第二移位電路78包括第三2對1多工器MUX 3及第四2對1多工器MUX 4。第一多工器MUX 1、第二多工器MUX 2、第三多工器MUX 3及第四多工器MUX 4中之每一者由信號Line控制，且包括第一輸入端、第二輸入端及輸出端，當信號Line處於第一值(例如「0」)時，輸出端連接至第一輸入端，且當信號Line處於第二值(例如「1」)時，輸出端連接至第二輸入端。
第一多工器MUX 1的第一輸入端連接至第一儲存電路72的正反器FF LB的Q輸出端。第一多工器MUX 1的第二輸入端接收信號Data且第一多工器MUX 1的輸出端連接至第一儲存電路72的正反器FF 1的D輸入端。第二多工器MUX 2的第一輸入端接收信號PWM。第二多工器MUX 2的第二輸入端接收寫入時鐘信號Clk_wr，且第二多工器MUX 2的輸出端連接至第一儲存電路72的每個正反器FF 1至FF LB的時鐘輸入端。
第三多工器MUX 3的第一輸入端接收參考電位Gnd。第三多工器MUX 3的第二輸入端連接至第一儲存電路72的正反器FF LB的Q輸出端，且第三多工器MUX 3的輸出端連接至第二儲存電路74的正反器FF MSB-2的D輸入端。第四多工器MUX 4的第一輸入端接收參考電位Gnd。第四多工器MUX 4的第二輸入端接收寫入時鐘信號Clk_wr，且第四多工器MUX 4的輸出端連接至第二儲存電路74的每個正反器FF MSB-2、FF MSB-1及FF MSB的時鐘輸入端。
邏輯電路80包括HB+1個AND型邏輯閘AND PWM、AND MSB-2、AND MSB-1及AND MSB。每個閘AND PWM、AND MSB-2、AND MSB-1及AND MSB具有接收信號Ctrl的第一輸入端。閘AND PWM的第二輸入端連接至第一儲存電路72的正反器FF LB的Q輸出端。閘AND MSB-2、AND MSB-1及AND MSB的第二輸入端分別連接至第二儲存電路74的正反器FF MSB-2、FF MSB-1及FF MSB的Q輸出端。
第9圖作為實例展示了在HB等於三的情況下第7圖的電流驅動器電路82的更詳細的實施例。發光電路LEDS在第9圖中由單個發光二極體LED展示。然而，發光電路LEDS可包括並聯連接的若干發光二極體LED。
電流驅動器電路82包括HB+1個例如N型MOS電晶體，其中一個電晶體T PWM用於脈寬調變且HB個電晶體T MSB-2、T MSB-1及T MSB用於脈幅調變。每個電晶體T PWM、T MSB-2、T MSB-1及T MSB的汲極連接至發光二極體LED的陰極。發光二極體LED的陽極接收高參考電位Vcc。每個電晶體T PWM、T MSB-2、T MSB-1及T MSB的閘極接收信號Bias。電晶體T MSB-2的寬度等於電晶體T PWM的寬度。電晶體T MSB-1的寬度等於電晶體T MSB-2的寬度的兩倍。電晶體T MSB的寬度等於電晶體T MSB-2的寬度的四倍。
電流驅動器電路82包括HB+1個開關，其中一個開關SW PWM用於脈寬調變且HB個開關SW MSB-2、SW MSB-1及SW MSB用於脈幅調變。每個開關SW PWM、SW MSB-2、SW MSB-1及SW MSB的第一端子接收低參考電位Gnd。開關SW PWM的第二端子連接至電晶體T PWM的源極。每個開關SW MSB-2、SW MSB-1及SW MSB的第二端子分別連接至電晶體T MSB-2、T MSB-1及T MSB的源極。開關SW PWM由二進制信號CPWM'控制。開關SW MSB-2、SW MSB-1及SW MSB分別由二進制信號CPAM’ MSB-2、CPAM' MSB-1及CPAM' MSB控制。
第10圖展示在具有第8圖及第9圖所示的結構的顯示像素的操作期間信號Line、Clk_wr、Ctrl及PWM的時序圖的實例。
在寫入階段WP中將信號Line置於邏輯位準「1」，以便在第一儲存電路72及第二儲存電路74中執行寫入操作。更確切而言，當信號Line處於邏輯位準「1」時，多工器MUX 1在其輸出端處提供信號Data，多工器MUX 2在其輸出端處提供時鐘信號Clk_wr，多工器MUX 3在其輸出端處提供由正反器FF LB的Q輸出端提供的信號，且多工器MUX 4在其輸出端處提供時鐘信號Clk_wr。將資料Data的連續位元儲存在由時鐘信號Clk_wr進行時控的第一儲存電路72及第二儲存電路74中。根據實施例，將資料Data的位元自數位顏色信號的MSB至LSB依次提供至儲存電路72的第一正反器FF 1。位元按時鐘信號Clk_wr的節奏移位通過第一儲存電路72，且最終通過第二儲存電路74。特定而言，數位顏色信號的MSB自第一儲存電路72的正反器FF 1移位至正反器FLL LB，然後自第二儲存電路74的正反器FF MSB-2移位至正反器FF MSB。當數位顏色信號的MSB已到達正反器FF MSB時，數位顏色信號的LSB已到達正反器FF 1。
在兩個連續的寫入階段WP之間的顯示階段DP中，將信號Line置於邏輯位準「0」。在顯示階段DP期間，在至少一個顯示循環DC中將信號Ctrl置於邏輯位準「1」，用於藉由發光二極體LED顯示影像像素顏色分量。當信號Line處於邏輯位準「0」時，多工器MUX 1在其輸出端處提供正反器FF LB的Q輸出，多工器MUX 2在其輸出端處提供信號PWM，多工器MUX 3在其輸出端處提供低參考電位Gnd，且多工器MUX 4在其輸出端處提供低參考電位Gnd。此外，因為信號Ctrl處於邏輯位準「1」，所以每個閘AND PWM、AND MSB-2、AND MSB-1及AND MSB在其輸出端處提供在其第二輸入端處存在的位元。因此，閘AND PWM在其輸出端處提供在正反器FF LB的輸出端處存在的位元，且每個閘AND MSB-2、AND MSB-1及AND MSB在其輸出端處分別提供顏色信號資料的MSB-2、MSB-1及MSB。第一儲存電路72的正反器FF 1至FF LB由信號PWM進行時控，且儲存在第一儲存電路72中的數位顏色信號的位元在信號PWM的每個脈衝處自一個正反器移位至下一個正反器，因此在正反器FF LB的輸出端處存在的位元依次對應於顏色資料信號的LB個位元，提供的最後一個位元係顏色資料信號的LSB。
第11圖展示另一個實施例，其中信號PWM及信號Clk_wr被融合成單個二進制信號Clk_PWM。根據此變型，多工器MUX 2可能不存在。
在第10圖及第11圖所示的時序圖中，在兩個連續的寫入階段WP之間的顯示階段DP期間，僅存在一個顯示循環DC。或者，兩個連續的寫入階段WP之間的顯示階段DP可包括一個以上的顯示循環DC。
第12圖類似於第10圖，且展示在具有第8圖及第9圖所示的結構的顯示像素的操作期間信號Line、Clk_wr、Ctrl及PWM的時序圖的實例。在第12圖中，兩個連續的寫入階段WP之間的每個顯示階段DP包括四個相同的顯示循環DC的重複。
第13圖係示出用於修改顯示螢幕10的電源功率的Vcc的方法的實施例的方塊圖。方法包括以下步驟： - 由顯示螢幕10的電路26接收要顯示的視訊資料(步驟100)； - 判定要顯示的影像的最大灰階(步驟102)。為了簡化影像灰階的計算，對於每個影像像素的每個影像像素顏色分量，僅考慮數位顏色信號的用於脈幅調變的位元； - 基於影像的最大灰階來判定影像顯示所需的電流強度(步驟104)；及 - 調整電源電壓Vcc (步驟106)，使得在顯示影像時可將期望的電流強度供應至顯示像素的發光二極體。
對於具有暗色調的影像，可降低電源電壓Vcc的位準，因為在該情況下，僅需要低強度的電流來顯示影像。對於具有淺色調的影像，可增加電源電壓Vcc的位準，因為在該情況下，需要高強度的電流來顯示影像。因此，此實施例允許減少顯示螢幕所消耗的電力。
第14圖展示在視訊資料顯示期間電源Vcc的演變的實例。在此實例中，用於脈幅調變的位元係顏色資料信號的MSB及MSB-1。作為實例，第14圖展示具有不同的最大灰階的四個連續階段P1、P2、P3及P4。在階段P1及P4中，最大灰階對應於處於邏輯狀態「1」的MSB及MSB-1。在階段P2中，最大灰階對應於處於邏輯狀態「0」的MSB及處於邏輯狀態「1」的MSB-1。在階段P3中，最大灰階對應於處於邏輯狀態「0」的MSB及MSB-1。如在第14圖中可看出，在每個階段P1、P2、P3及P4中，電位Vcc被調整為恆定位準。電位Vcc自一恆定位準至另一個恆定位準的變化可在給定的變化率下實施，以便防止顯示影像上的突然變化。
在一些情況下，發光二極體發射的輻射的波長可根據穿過發光二極體的電流的強度而變化。這可能並非所希望的。
第15圖係類似於第9圖的圖且展示顯示像素12 i,j的另一個實施例。第15圖所示的顯示像素12 i,j包括第9圖所示的顯示像素12 i,j的所有元件，不同之處在於，它包括發光電路LEDS，發光電路LEDS包括用於每個影像像素顏色分量的若干發光二極體LED，第15圖中僅展示一個影像像素顏色分量的發光二極體LED。當每個發光二極體包括奈米或微米三維元件，例如微米線、奈米線、或者具有金字塔形、圓錐形或截頭圓錐形形狀的奈米或微米三維元件時，可有利地容易地實施此實施例，奈米或微米三維元件由發光二極體的作用區域覆蓋，作用區域係發光二極體所供應的大部分電磁輻射自其發射的區域。
對於每個影像像素顏色分量，發光電路LEDS的發光二極體LED被分派在HB+1個發光二極體組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB中，作為實例，HB在第9圖中等於3，且每個發光二極體組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB在第15圖中由單個發光二極體LED的電氣符號展示。每個發光二極體組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB的每個發光二極體的陽極接收高參考電位Vcc。組LED PWM的每個發光二極體的陰極連接至電晶體T PWM的汲極。組LED MSB-2的每個發光二極體的陰極連接至電晶體T MSB-2的汲極。組LED MSB-1的每個發光二極體的陰極連接至電晶體T MSB-1的汲極。組LED MSB的每個發光二極體的陰極連接至電晶體T MSB的汲極。每個組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB中的發光二極體的數目經選擇，使得當接通時，組LED MSB-2發射的光強度等於組LED PWM發射的光強度，組LED MSB-1發射的光強度等於組LED MSB-2發射的光強度的兩倍，且組LED MSB發射的光強度等於組LED MSB-1發射的光強度的兩倍。因此，每個組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB的每個發光二極體的電流密度有利地係相同的。在發光二極體具有完全相同的結構的情況下，組LED MSB-2的發光二極體的數目等於組LED PWM的發光二極體的數目，組LED MSB-1的發光二極體的數目等於組LED MSB-2的發光二極體的數目的兩倍，且組LED MSB的發光二極體的數目等於組LED MSB-1的發光二極體的數目的兩倍。因此，每個組LED PWM、LED MSB-2、LED MSB-1及LED MSB的每個發光二極體的電流密度有利地係相同的。
第16圖係第15圖所示的顯示像素12 i,j的實施例的俯視圖，它展示發光電路LEDS的發光二極體的排列。每個發光二極體LED由圓圈展示，在圓圈中對於發射紅色輻射的發光二極體指示字母「R」，對於發射綠色輻射的發光二極體指示字母「G」，且對於發射藍色輻射的發光二極體指示字母「B」。在第16圖中，組LED MSB包括用於每個影像像素顏色分量的四個發光二極體，組LED MSB-1包括用於每個影像像素顏色分量的兩個發光二極體，組LED MSB-2包括用於每個影像像素顏色分量的一個發光二極體，且組LED PWM包括用於每個影像像素顏色分量的一個發光二極體。
可能希望減少顯示像素12 i,j的數位信號的儲存容量。
第17圖係類似於第15圖的圖且展示顯示像素12 i,j的另一個實施例。第17圖所示的顯示像素12 i,j包括第15圖所示的顯示像素12 i,j的所有元件，不同之處在於，對於發光電路LEDS，組LED PWM被標記為LED 1，組LED MSB-2被標記為LED 2，組LED MSB-1被標記為LED 3，組LED MSB被標記為LED 4，電晶體T PWM被標記為T 1，電晶體T MSB-2被標記為T 2，電晶體T MSB-1被標記為T 3，電晶體T MSB被標記為T 1，開關SW PWM被標記為SW 1，開關SW MSB-2被標記為SW 2，開關SW MSB-1被標記為SW 3，開關SW MSB被標記為SW 4，且在於電晶體T 1、T 2、T 3、T 4的閘極由控制電路110控制。
第18圖展示包括第17圖所示的顯示像素12 i,j的顯示螢幕的實施例的信號Vsync及Clk_wr以及發光二極體的控制信號CLED的時間圖。在此實施例中，為了顯示彩色影像像素顏色分量，在由顯示階段DP分開的連續的寫入階段WP中將數位顏色信號的位元發送至每個顯示像素。在第18圖中作為實例展示了四個寫入階段WP及四個顯示階段DP用於顯示影像像素，且在每個寫入階段WP期間將數位顏色信號的2個位元儲存在顯示像素中，數位顏色信號包括8個位元。
每個顯示階段DP被分為第一子階段DP_1及第二子階段DP_2。顯示階段DP的總持續時間、第一子階段DP_1的持續時間及第二子階段DP_2的持續時間對於所有顯示階段DP係相同的。第一子階段DP_1的持續時間等於第二子階段DP_2的持續時間的倍數。在本實例中，第一子階段DP_1的持續時間等於第二子階段DP_2的持續時間的十六倍。對於每個顯示階段DP，組LED 1、LED 2、LED 3及LED 4當中的不同組的發光二極體在第一子階段DP_1期間基於數位顏色信號的第一儲存位元且在第二子階段DP_2期間基於數位顏色信號的第二儲存位元來接通或切斷。
在第18圖中，在顯示階段DP下方指示在顯示階段DP期間可使用的發光二極體組LED 1、LED 2、LED 3及LED 4。在本實施例中，組LED 1的發光二極體在所有顯示階段DP的第一子階段DP_1及第二子階段DP_2中使用。組LED 2的發光二極體在顯示階段DP中的三個的第一子階段DP_1及第二子階段DP_2中使用，且在另一個顯示階段DP中系統地切斷。組LED 3的發光二極體在顯示階段DP中的兩個的第一子階段DP_1及第二子階段DP_2中使用，且在其他顯示階段DP中系統地切斷。組LED 4的發光二極體在顯示階段DP中的一個的第一子階段DP_1及第二子階段DP_2中使用，且在其他顯示階段DP中系統地切斷。四個連續的顯示階段相當於單個顯示階段，針對該顯示階段，將藉由脈寬調變及脈幅調變來控制發光二極體。
第19圖展示顯示像素12 i,j的另一個實施例。第19圖所示的顯示像素12 i,j包括第8圖所示的顯示像素12 i,j的所有元素，不同之處在於，不存在第二儲存電路74、第二移位電路78及邏輯電路80。此外，顯示像素12 i,j包括第17圖所示的發光電路LEDS，發光電路LEDS具有兩個發光二極體組LED 1及LED 2。在第19圖中，作為實例，第一儲存電路72的正反器的數目等於4。正反器FF 1至FF 4由二進制信號Clk_PWM進行時控。此外，第一移位電路76僅包括第一多工器Mux 1。第一多工器MUX 1的第一輸入端接收低參考電位Gnd。第一多工器MUX 1的第二輸入端接收信號Data且第一多工器MUX 1的輸出端連接至第一儲存電路72的正反器FF 1的D輸入端。
驅動器電路70進一步包括由二進制信號Clk_PWM進行時控的額外的D正反器FF Cl。正反器FF Cl的D輸入端連接至正反器FF Cl的QB輸出端。驅動器電路70進一步包括反相器INV及NOR型邏輯閘NOR。反相器INV的輸入端連接至正反器FF Cl的Q輸出端。反相器INV提供二進制信號CLED。正反器FF 4的QB輸出端連接至閘NOR的第一輸入端。反相器INV的輸出端連接至閘NOR的第二輸入端。在本實施例中，顯示像素12 i,j僅包括發光二極體組LED 1及LED 2。
第20圖展示包括第18圖所示的顯示像素12 i,j的顯示螢幕的實施例的信號Vsync及Clk_PWM以及信號CLED的時間圖。二進制信號Clk_PWM包括寫入時鐘Clk_wr及信號PWM。在此實施例中，在寫入階段WP中將數位顏色信號的位元發送至顯示像素12 i,j的第一儲存電路72。在寫入階段WP之後的顯示階段DP期間，信號Clk_PWM包括第一、第二、第三、第四及第五連續的脈衝P 1、P 2、P 3、P 4及P 5。第一脈衝P 1指示顯示階段DP的開始且第五脈衝P 5指示顯示階段DP的結束。儲存電路72由連續的脈衝P 1、P 2、P 3、P 4進行時控以在正反器FF 4的Q輸出端處依次提供儲存在儲存電路72中的位元。
第一脈衝P 1與第二脈衝P 2之間的持續時間等於第二脈衝P 2與第三脈衝P 3之間的持續時間。第三脈衝P 3與第四脈衝P 4之間的持續時間等於第四脈衝P 4與第五脈衝P 5之間的持續時間且等於第一脈衝P 1與第二脈衝P 2之間的持續時間的四倍。反相器INV提供的信號CLED在信號Clk_PWM的每個脈衝處在邏輯狀態「0」與「1」之間交替，使得CLED在第一脈衝P 1與第二脈衝P 2之間及第三脈衝P 3與第四脈衝P 4之間處於邏輯狀態「0」，且信號CLED在第二脈衝P 2與第三脈衝P 3之間及第四脈衝P 4與第五脈衝P 5之間處於邏輯狀態「1」。
在第20圖中，發光二極體組LED 1可在整個顯示階段DP期間使用，而發光二極體組LED 2可僅在第二脈衝P 2與第三脈衝P 3之間及第四脈衝P 4與第五脈衝P 5之間使用。因此，在第一脈衝P 1與第二脈衝P 2之間及第三脈衝P 3與第四脈衝P 4之間，基於正反器FF 4提供的位元僅接通或切斷組LED 1的發光二極體，且在第二脈衝P 2與第三脈衝P 3之間及第四脈衝P 4與第五脈衝P 5之間，基於正反器FF 4提供的位元接通或切斷兩個組LED 1及LED 2的發光二極體。因此，每個組LED 1及LED 2的每個發光二極體的電流密度有利地係相同的。
第21圖展示顯示像素12 i,j的另一個實施例。第21圖所示的顯示像素12 i,j包括第18圖所示的顯示像素12 i,j的所有元件，不同之處在於，對於每個影像像素顏色分量，它僅包括一個發光二極體組LED 1，組LED 1的發光二極體的陰極連接至電晶體T 1的汲極且連接至電晶體T 2的汲極。第21圖所示的顯示像素12 i,j的操作與第19圖所示的顯示像素12 i,j的操作相同。
如下文將描述的，為了限制每個顯示像素12 i,j的導電墊Gnd、P_Vcc、P_Col、P_Row的數目，資料信號Data j使得能夠藉由每個顯示像素12 i,j來判定時鐘信號及顏色信號R、G、B，顏色信號R、G、B代表第一、第二及第三波長的輻射所期望的光強度。作為變型，資料信號Data j可僅用於藉由每個顯示像素12 i,j來判定顏色信號R、G、B，且每個像素12 i,j在單獨的導電墊上接收時鐘信號。
根據第1圖所示的顯示螢幕10的實施例，對於每一列，該列中的顯示像素12 i,j耦接至單個列電極18 i。對於每一行，該行中的顯示像素12 i,j耦接至單個行電極20 j。顯示螢幕10包括耦接至列電極18 i且適於在每個列電極18 i上傳送選擇及時序信號Com i的選擇電路22。顯示螢幕10包括耦接至行電極20 j且適於在每個行電極20 j上傳送資料信號Data j的資料傳送電路24。選擇電路22及控制電路24由例如包括微處理器的電路26控制。
第22圖係顯示像素12 i,j的已知實例的非常簡化的橫截面視圖且第23圖係顯示像素12 i,j的仰視圖。每個顯示像素12 i,j包括由顯示電路32覆蓋的控制電路30。顯示電路32包括至少一個發光二極體LED，較佳為至少三個發光二極體LED。顯示像素包括下表面34及與下表面34相對的上表面35，表面34及35較佳地係平坦的且平行的。控制電路30進一步包括下表面34上的導電墊P_Gnd、P_Vcc、P_Col、P_Row。控制電路30可對應於積體電路，積體電路包括電子組件，特別是絕緣閘場效電晶體(亦稱為MOS電晶體)或薄膜電晶體(亦稱為TFT)。較佳地，顯示電路32僅包括發光二極體LED及此等發光二極體LED的導電元件，且控制電路30包括控制顯示電路32的發光二極體LED所需的所有電子組件。作為變型，除了發光二極體LED之外，顯示電路32亦可包括其他電子組件。發光二極體LED可為2D發光二極體(亦稱為平面發光二極體)，2D發光二極體包括平面層的堆疊，或者為3D發光二極體，每個3D發光二極體包括由作用區域覆蓋的三維半導體元件。在第22圖中，發光二極體被展示為由共同的陽極進行連接。然而，可能希望根據另一種組態來排列發光二極體LED。作為實例，發光二極體可由共同的陰極進行連接，或者彼此獨立地進行連接。
根據實施例，顯示像素12 i,j包括發射第一、第二及第三波長的光的三個顯示子像素。根據實施例，第一波長對應於藍光且在430 nm至490 nm的範圍內。根據實施例，第二波長對應於綠光且在510 nm至570 nm的範圍內。根據實施例，第三波長對應於紅光且在600 nm至720 nm的範圍內。作為變型，顯示像素12 i,j可僅包括發射第一、第二或第三波長的光的一個光源，或者僅包括發射第一、第二及第三波長中的兩個波長的光的兩個光源。
每個導電墊P_Gnd、P_Vcc、P_Col、P_Row意欲連接至第22圖中示意性地展示的電極14 i、16 j、18 i、20 j中之一者。第一導電墊P_Gnd耦接至低參考電位源Gnd的源。第二導電墊P_Vcc耦接至高參考電位Vcc的源。第三導電墊P_Row耦接至列電極18 i且接收選擇及時序信號Com i。第四導電墊P_Col耦接至行電極20 j且接收資料信號Data j。
第24圖展示顯示螢幕10的顯示像素12 i,j的方塊圖的已知實例。在第24圖中，在每個塊上方，指示了用於為該塊的電子組件供電的電源電壓。
顯示像素12 i,j包括用於驅動可控電流源82的驅動器電路70。驅動器電路70特定而言可包括電子組件，諸如MOS電晶體。可能希望使用小於4 V (例如大概1 V或1.8 V)的降低的電源電壓來為驅動器電路70的電子組件供電，此降低的電源電壓例如對應於可能在在MOS電晶體的電源端子之間施加的電壓。為此目的，顯示像素12 i,j包括電路42 (Vdd產生)，電路42用於自電源電壓Vcc傳送降低的電源電壓Vdd，特別是用於驅動器電路40的電源。電路42例如包括分壓器。
根據實施例，在每個顯示像素12 i,j的導電墊P_Row處接收的檢測及時序信號Com i係在低狀態「0」與高狀態「1」之間交替的二進制信號，低狀態對應於低參考電位Gnd，且高狀態「1」對應於低電壓，例如大約1 V，小於降低的電源電壓Vdd。在每個顯示像素12 i,j的導電墊P_Col處接收的資料信號Data j係在低狀態「0」與高狀態「1」之間交替的二進制信號，低狀態對應於低參考電位Gnd，且高狀態「1」對應於低電壓，例如大約1 V，小於降低的電源電壓Vdd。
顯示像素12 i,j包括電路44 (Clk及資料分離)，電路44耦接至接收資料信號Data j的導電墊P_Col且自資料信號Data j傳送時鐘信號Clk及資料。顯示像素12 i,j包括電路46 (模式選擇)，電路46接收信號Clk及Data，耦接至接收選擇及時序信號Com i的導電墊P_Row，且經組態以向驅動器電路70傳送信號Clk_wr及Data或者傳送PWM信號，用於控制與每個發光二極體LED相關聯的可控電流源82。
如下文將描述的，為了限制每個顯示像素12 i,j的導電墊Gnd、P_Vcc、P_Col、P_Row的數目，資料信號Data j使得能夠藉由每個顯示像素12 i,j來判定時鐘信號及顏色信號R、G、B，顏色信號R、G、B代表第一、第二及第三波長的輻射所期望的光強度。作為變型，資料信號Data j可僅用於藉由每個顯示像素12 i,j來判定顏色信號R、G、B，且每個像素12 i,j在單獨的導電墊上接收時鐘信號。
第25圖表示顯示像素12 i,j的實施例的方塊圖。第25圖的顯示像素12 i,j與第24圖的顯示像素12 i,j具有相同的結構，不同之處在於，用於供應降低的電源電壓Vdd的電路42被替換為用於供應降低的電源電壓Vdd的電路60，電路60接收選擇及時序信號Com i以及資料信號Data j。在此實施例中，降低的電源電壓Vdd係自選擇及時序信號Com i以及資料信號Data j提供。
根據實施例，對於每個顯示像素12 1,j，電路44基於資料信號Data j的脈衝來判定時鐘信號Clk及資料Data。作為實例，資料信號Data j的每個脈衝可具有第一長度或比第一長度長的第二長度。信號Clk可對應於相同長度的脈衝的序列，其上升邊緣在可能的恆定偏移內與資料信號Data j的脈衝的上升邊緣重合。資料Data可對應於當信號Data j的脈衝具有第一長度時處於狀態「0」且當信號Data j的脈衝具有第二長度時處於狀態「1」的二進制信號。由處於狀態「1」的信號Com i選擇的電路46以時鐘信號Clk的速率傳送以數位顏色信號R、G、B的形式儲存在電路70中的資料Data，數位顏色信號R、G、B的位元由信號Data的連續值提供。
已描述各種實施例及變型。熟習此項技術者將理解，可組合此等實施例之某些特徵，且熟習此項技術者將容易想到其他變型。特定而言，在先前揭示的實施例中，發光二極體具有共同的陽極，亦即，發光二極體的陽極接收高參考電壓，且發光二極體的陰極連接至可控電流源。然而，此等實施例亦適用於發光二極體具有共同的陰極的顯示像素，亦即，發光二極體的陰極接收低參考電壓，且發光二極體的陽極連接至可控電流源。
最後，熟習此項技術者能夠基於上文提供的功能描述進行本文中描述的實施例及變型的實際實施。
10:顯示螢幕 12 i,j:顯示像素 14 i,16 j,18 i,20 j:電極 22:選擇電路 24,30,110:控制電路 26,42,44,46,50:電路 32:顯示電路 34:顯示像素的下表面 35:顯示像素的上表面 40,70:驅動器電路 48:儲存電路 72:第一儲存電路 74:第二儲存電路 76:第一移位電路 78:第二移位電路 80:邏輯電路 82:電流驅動器電路 100,102,104,106:步驟
前述特徵及優點以及其他特徵及優點將在以下參考隨附圖式以說明而非限制的方式給出的具體實施例描述中詳細描述，在隨附圖式中：
第1圖部分地且示意性地展示顯示螢幕的實例；
第2圖展示第1圖的顯示螢幕的顯示像素的方塊圖的實例；
第3圖展示由第2圖的顯示像素用來藉由脈寬調變控制發光二極體的信號及供應至發光二極體的電流的時序圖的實例；
第4圖展示發送至第1圖的顯示螢幕的兩個連續列的顯示像素的、用於藉由脈寬調變控制發光二極體的信號的時序圖的實例；
第5圖展示根據用於控制發光二極體的方法的實施例供應至發光二極體的、用於顯示連續的數位顏色信號的電流的時序圖；
第6圖展示根據用於控制發光二極體的方法的另一個實施例供應至發光二極體的、用於顯示連續的數位顏色信號的電流的時序圖；
第7圖展示第1圖的顯示螢幕的顯示像素的方塊圖的實施例；
第8圖展示第7圖的顯示像素的元件的更詳細的實施例；
第9圖展示第7圖的顯示像素的其他元件的更詳細的實施例；
第10圖展示在用於控制第7圖的顯示像素的方法的實施例期間的信號的時序圖；
第11圖展示在用於控制第7圖的顯示像素的方法的另一個實施例期間的信號的時序圖；
第12圖展示在用於控制第7圖的顯示像素的方法的另一個實施例期間的信號的時序圖；
第13圖係示出用於修改顯示螢幕的電源功率的方法的實施例的方塊圖；
第14圖展示在視訊資料顯示期間顯示螢幕的電源的時間圖；
第15圖係類似於第9圖的圖且展示第7圖的顯示像素的元件的另一個實施例；
第16圖係第15圖所示的顯示像素的俯視圖；
第17圖展示顯示像素的另一個實施例；
第18圖展示在第17圖的顯示像素的操作期間的信號的時間圖；
第19圖展示顯示像素的另一個實施例；
第20圖展示在第19圖的顯示像素的操作期間的信號的時間圖；
第21圖展示顯示像素的另一個實施例；
第22圖係顯示像素的實例的非常簡化的橫截面視圖；
第23圖係第22圖的顯示像素的仰視圖；且
第24圖及第25圖各自展示第22圖的顯示像素的方塊圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
12i,j:顯示像素
70:驅動器電路
72:第一儲存電路
74:第二儲存電路
76:第一移位電路
78:第二移位電路
80:邏輯電路
82:電流驅動器電路

Claims (22)

  1. 一種用於一顯示螢幕(10)的顯示像素(12 i,j)，該顯示像素(12 i,j)包括：至少包括一第一電致發光源(LED)的一發光電路(LEDS)、用於利用電流脈衝(I_LED)來驅動該發光電路的一可控電流源(82)及用於控制該電流源的驅動器電路(70)，該驅動器電路經組態以：接收包括第一位元及一個第二位元的一數位信號(Data)，該第二位元與該等第一位元不同，且基於該數位信號的該等位元來控制該電流源以便供應藉由脈寬調變進行調變且藉由脈幅調變進行調變的該等電流脈衝，其中該驅動器電路(70)經組態以命令該電流源(82)提供一電流，該電流為具有一恆定強度及取決於該數位信號的該等第一位元的第一持續時間的連續的第一電流脈沖及由該數位信號的該第二位元命令的且具有一恆定的第二持續時間(Tcycle)的一第二電流脈衝的總和，該等第一持續時間的總和小於或等於該第二持續時間。
  2. 如請求項1所述之顯示像素，其中該電流源(82)經組態以在產生該第二電流脈衝的同時產生該等連續的第一電流脈衝。
  3. 如請求項1或2所述之顯示像素，其中該數位信號的該等位元自最高有效位元至最低有效位元排序，且其中該第二電流脈衝的強度取決於該數位信號(Data)的該第二位元的排名。
  4. 如請求項6所述之顯示像素，其中該第二位元包括該數位信號(Data)的最高有效位元。
  5. 如請求項3所述之顯示像素，其中該數位信號(Data)包括與該等第一位元及該第二位元不同的一第三位元，且其中該驅動器電路(70)經組態以命令該可控電流源(82)提供電流，該電流為該等連續的第一電流脈衝、該第二電流脈沖及由該數位信號(Data)的該第三位元命令的且具有該第二持續時間(Tcycle)的一第三電流脈衝的總和。
  6. 如請求項5所述之顯示像素，其中該電流源(82)經組態以與該第二電流脈衝同時產生該第三電流脈衝。
  7. 如請求項5所述之顯示像素，其中該第三電流脈衝的強度取決於該數位信號的該第三位元的排名且與該第二電流脈衝的強度不同。
  8. 如請求項7所述之顯示像素，其中該第三位元係該數位信號(Data)的第二最高有效位元。
  9. 如請求項5所述之顯示像素，其中該數位信號(Data)包括與該等第一位元、該第二位元及該第三位元不同的一第四位元，且其中該驅動器電路(70)經組態以命令該可控電流源(82)提供電流，該電流為該等連續的第一電流脈衝、該第二電流脈沖、該第三電流脈衝及由該數位信號(Data)的該第四位元命令的且具有該第二持續時間(Tcycle)的一電流第四脈衝的總和。
  10. 如請求項6所述之顯示像素，其中該電流源(82)經組態以與該第二電流脈衝同時產生該第四電流脈衝。
  11. 如請求項9所述之顯示像素，其中該第四電流脈衝的強度取決於該數位信號(Data)的該第四位元的排名且與該第二電流脈衝的強度及該第三電流脈衝的強度不同。
  12. 如請求項11中任一項所述之顯示像素，其中該第四位元係該數位信號(Data)的第三最高有效位元。
  13. 如請求項1所述之顯示像素，其中該驅動器電路(70)包括用於儲存該數位信號的該等第一位元的一第一儲存電路(72)，且其中該第一儲存電路(72)包括由一脈寬調變時鐘信號(PWM)進行時控的一移位暫存器。
  14. 如請求項13所述之顯示像素，其中該驅動器電路(70)包括用於儲存該數位信號的該第二位元的一第二儲存電路(72)，及一邏輯電路(80)，該邏輯電路(80)由一控制信號(Ctrl)控制且經組態以：自由該脈寬調變時鐘信號(PWM)進行時控的該移位暫存器(72)依次接收該等第一位元，且自該第二儲存電路(74)接收該第二位元，且在該控制信號處於一給定狀態時根據該等依次接收的第一位元及該第二位元來控制該可控電流源(82)。
  15. 如請求項1所述之顯示像素，其中該發光電路(LEDS)包括具有第一數目個電致發光源的一第一電致發光源組(LED PWM；LED 1)及具有第二數目個電致發光源的一第二電致發光源組(LED MSB-2、LED MSB-1、LED MSB；LED 2、LED 3、LED 4)，其中該可控電流源(82)包括由該等第一位元控制的且連接至該第一組(LED PWM；LED 1)的該等電致發光源的一第一可控電流源(T PWM、SW PWM；T1)及由該第二位元控制的且連接至該第二組(LED MSB-2、LED MSB-1、LED MSB；LED 2、LED 3、LED 4)的該等電致發光源的一第二可控電流源(T MSB、SW MSB、T MSB-1、SW MSB-1、T MSB-2、SW MSB-2；T 2、T 3、T 4)。
  16. 如請求項1所述之顯示像素，其中該可控電流源(82)包括： 連接至該發光電路(LEDS)的一第一MOS電晶體(T PWM；T 1)及連接至該第一MOS電晶體的一第一開關(SW PWM；SW 1)；及 連接至該發光電路的一第二MOS電晶體(T MSB-2、T MSB-1、T MSB；T 2、T 3、T 4)及連接至該第二MOS電晶體的一第二開關(SW MSB-2、SW MSB-1、SWB MSB；SW 2、SW 3、SW 4)。
  17. 如請求項16所述之顯示像素，其中該邏輯電路(80)經組態以：依次根據每個第一位元來控制該第一開關(SW PWM；SW 1)，且基於該第二位元來控制該第二開關(SW MSB-2、SW MSB-1、SWB MSB)。
  18. 如請求項17所述之顯示像素，其中該驅動器電路(70)經組態以：基於該等第一位元中的一些來僅控制該第一開關(SW 1)，且基於該等第一位元中的另一個來控制該第一開關及該第二開關(SW 1)兩者。
  19. 如請求項15所述之顯示像素，其中該第一電致發光源組(LED PWM；LED 1)的該等電致發光源連接至該第一MOS電晶體(T PWM；T 1)，且其中該第二電致發光源組(LED MSB-2、LED MSB-1、LED MSB；LED 2、LED 3、LED 4)的該等電致發光源連接至該第二MOS電晶體(T MSB-2、T MSB-1、T MSB；T 2、T 3、T 4)。
  20. 如請求項19所述之顯示像素，其中該發光電路(LEDS)包括具有第三數目個電致發光源的第三電致發光源組(T MSB-2、T MSB-1、T MSB；T 2、T 3、T 4)，且其中該控制源(82)包括連接至該第三組(LEDS)的該等電致發光源的一第三MOS電晶體(T MSB-2、T MSB-1、T MSB；T 2、T 3、T 4)及連接至該第三MOS電晶體的一第三開關(SW MSB-2、SW MSB-1、SWB MSB；SW 2、SW 3、SW 4)，其中該第一數目等於該第二數目，且其中該第三數目大於該第二數目。
  21. 一種顯示螢幕(60)，其包括如請求項1至20中任一項所述之顯示像素(12i,j)的一陣列。
  22. 如請求項21所述之顯示螢幕，其包括經組態以根據該第二位元來修改該等顯示像素的一電源電壓(Vcc)的一電路(26)。
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