相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月24日提交的美国临时申请第62/891,285号以及于2019年9月29日提交的美国临时申请第62/907,657号的权益，上述申请的全部内容通过引用并入本文中。
本公开内容总体上涉及用于显示器的发光二极管(led)和led驱动器电路，并且更具体地涉及具有分布式驱动器电路的显示器架构。
背景技术：
led被用于许多电子显示装置中，例如电视、计算机监视器、膝上型计算机、平板电脑、智能电话、投影系统和头戴式装置。现代显示器可以包括远远超过一千万个单独的led，这些led可以被以行和列布置在显示区域中。为了驱动每个led，当前的方法采用需要大量外部芯片区域的驱动器电路，这会影响显示装置的大小。
技术实现要素：
实施方式涉及一种显示装置，其包括集成到单个封装中的led和驱动器电路。该显示装置包括控制电路、分布在该装置的显示区域中的驱动器电路阵列以及led区阵列。每个led区包括响应于相应的驱动器电流而产生光的一个或更多个led。驱动器电路阵列中每个驱动器电路通过响应于来自控制电路的驱动器控制信号控制经过led区中的led的相应的驱动器电流来驱动led区中的一个或更多个led区。led区中的一个或更多个led和驱动该led区中的一个或更多个led的驱动器电路被集成并且竖向堆叠在集成封装中的衬底上。
实施方式还涉及用于显示装置的集成的led和驱动器电路。该集成的led和驱动器电路包括衬底、驱动器电路层中的一个或更多个驱动器电路、以及led层中的一个或更多个led。led响应于驱动器电流而产生光。驱动器电路通过响应于驱动器控制信号控制驱动器电流来驱动led。在驱动器电路层与led层之间的导电再分布层将led电连接至驱动器电路以用于供应驱动器电流。led层和导电再分布层竖向堆叠在驱动器电路层上。
实施方式还涉及一种用于利用分布在显示区域中的驱动器的显示装置的驱动器电路。该驱动器电路包括控制逻辑，其用于至少在寻址模式和操作模式中进行操作。在操作模式中，控制逻辑从电力线通信信号获得驱动器控制信号，并且基于该驱动器控制信号控制驱动器电流。在寻址模式中，控制逻辑获得传入寻址信号，基于传入寻址信号存储驱动器电路的地址，并且基于传入寻址信号生成传出寻址信号。在寻址模式期间，数据输入引脚接收传入寻址信号。在操作模式中，电力线通信输入引脚接收电力线通信信号，电力线通信信号包括供电电压，该供电电压被调制以将驱动器控制信号编码。输出引脚在操作模式期间汇集驱动器电流并且在寻址模式期间输出传出寻址信号。该驱动器电路还包括地引脚，其用于提供接地路径。
实施方式还涉及一种使用电力线通信技术进行操作的显示装置。该显示装置包括led区阵列，每个led区包括响应于相应的驱动器电流而产生光的一个或更多个led。该显示装置还包括驱动器电路组，用于通过响应于驱动器控制信号控制相应的驱动器电流来分别驱动led区中的至少一个led区。每个驱动器电路包括用于接收电力线通信信号的电力线通信输入引脚。电力线通信信号向驱动器电路供应电力并且将驱动器控制信号之一编码为数字数据，该数字数据被调制到供电电压上。该显示装置还包括电力线通信线，其将电力线通信信号提供到驱动器电路组中的每个驱动器电路的电力线通信输入引脚。该显示装置还包括控制电路，其用于生成电力线通信信号并且将该电力线通信信号提供在电力通信线上以对驱动器电路组供电并且通过驱动器控制信号控制显示装置。
实施方式还涉及一种驱动器电路，其针对根据电力线通信技术进行操作的显示装置。该驱动器电路包括电力线通信输入引脚，其被配置成接收电力线通信信号。驱动器电路还包括电力调节电路，其用于基于电力线通信信号的直流分量生成供电电压以及基于电力线通信信号的调制分量生成驱动器控制信号。该驱动器电路还包括由供电电压供电的控制逻辑，用于接收驱动器控制信号并且基于驱动器控制信号生成用于控制经由输出引脚经过led区的驱动器电流的电流控制信号。
实施方式还涉及一种用于使用电力线通信技术控制显示装置的驱动器电路的方法。在电力线通信输入引脚处接收电力线通信信号。电力调节电路基于电力线通信信号的直流分量生成供电电压、并且基于电力线通信信号的调制分量生成驱动器控制信号。由供电电压对控制逻辑供电。控制逻辑接收驱动器控制信号并且基于驱动器控制信号生成用于控制经过显示装置的led区的驱动器电流的电流控制信号。
实施方式还涉及一种利用链式寻址方案来向耦接至共享控制数据线的驱动器电路提供地址的显示装置。该显示装置包括控制电路，用于在显示装置的寻址模式期间生成地址通信信号以及在显示装置的操作模式期间生成驱动器控制信号。该显示装置还包括led区阵列，每个led区包括响应于相应的驱动器电流而产生光的一个或更多个led。驱动器电路组，每个驱动器电路通过响应于驱动器控制信号控制相应的驱动器电流而在操作模式中驱动相应的led区。当在寻址模式中操作时，该组驱动器电路中的每个驱动器电路经由数据输入引脚接收传入寻址信号、基于传入寻址信号存储地址、并且生成传出寻址信号以经由输出引脚输出。在该组驱动器电路中的相邻驱动器电路的输出引脚与数据输入引脚之间耦接有一组地址通讯线。
实施方式还涉及一种用于驱动显示装置的led区的驱动器电路，所述显示装置利用链式寻址方案向耦接至共享控制数据线的驱动器电路提供地址。该驱动器电路包括数据输入引脚，其被配置成在寻址模式期间接收地址通信信号。控制逻辑被配置成在寻址模式期间基于地址通信信号存储地址并且生成传出地址信号(例如，通过使地址递增)、以及在操作模式期间基于驱动器控制信号生成用于控制经过led区的驱动器电流的电流控制信号。输出引脚在驱动器电路的寻址模式期间将传出地址信号作为数字数据提供到接续的驱动器电路，并且在操作模式期间汇集经过led区的驱动器电流。该驱动器电路还包括地引脚，该地引脚被配置成提供驱动器电流接地的路径。
实施方式还涉及一种用于操作驱动器电路的方法，该驱动器电路用于驱动显示装置的led区，该显示装置使用链式寻址方案向耦接至共享控制数据线的驱动器电路提供地址。该驱动器电路在寻址模式期间激活使能信号以启用地址驱动器。驱动器电路在寻址模式期间在数据输入引脚处接收将地址信息提供为数字数据的地址通信信号。驱动器电路基于地址信息的地址向存储介质存储地址，生成传出地址信息(例如，通过使所存储的地址递增)，并且在输出引脚处将传出地址信息提供到接续的驱动器电路。驱动器电路在操作模式期间将使能信号去激活以禁用地址驱动器，并且启用驱动器电路以经由输出引脚驱动led区。
附图说明
通过结合附图考虑以下详细描述可以容易地理解本发明的实施方式的教示。
图1a是根据一个实施方式的显示装置的电路图。
图1b是示出根据一个实施方式的电力线通信信号的示例波形的波形图。
图1c是示出根据一个实施方式的显示装置的操作模式的波形图。
图2是根据一个实施方式的用于显示装置的控制电路的示例电路图。
图3是根据一个实施方式的用于显示装置的驱动器电路的示例电路图。
图4a是可以在显示装置中使用的led和驱动器电路的第一实施方式的截面图。
图4b是可以在显示装置中使用的led和驱动器电路的第二实施方式的截面图。
图4c是可以在显示装置中使用的led和驱动器电路的第三实施方式的截面图。
图5是根据一个实施方式的使用led和驱动器电路的显示装置的俯视图。
图6示出了根据一个实施方式的用于显示装置的led和驱动器电路的若干层的示意图。
在本说明书中描述的特征和优点并非包括一切，而是特别地，根据附图、说明书和权利要求书，许多另外的特征和优点对于本领域普通技术人员将变得明显。此外，应当注意的是，本说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导性目的而选择的，而并非是为了划定或限定发明主题而选择的。
具体实施方式
附图和以下描述仅通过说明的方式涉及本发明的优选实施方式。应当注意，根据下面的讨论，将容易地认识到本文所公开的结构和方法的替选实施方式为在不背离本公开内容的原理的情况下可以采用的可变的替选方案。
现在将详细提及本发明的若干实施方式，在附图中示出了这些实施方式的示例。应当注意，在可行的情况下，可以在附图中使用类似或相似的附图标记并且其可以指示类似或相似的功能。附图仅出于说明的目的描绘本发明的实施方式。本领域技术人员根据以下描述将容易认识到：在不背离本文所描述的公开内容的原理的情况下可以采用本文所示的结构和方法的替选实施方式。
图1a是根据一个实施方式的用于显示图像或视频的显示装置100的电路图。在各种实施方式中，显示装置100可以以任何合适的形状因子来实现，包括用于计算机显示面板、电视、移动设备、广告牌等的显示屏。显示装置100可以包括液晶显示(lcd)装置或led显示装置。在lcd显示装置中，led提供穿过液晶彩色滤光片的白光背光，所述液晶彩色滤光片控制显示器的各个像素的色彩。在led显示装置中，led被直接控制以发射对应于显示器的每个像素的彩色光。显示装置100可以包括显示区域105、驱动器控制线115和控制电路110。在各种实施方式中，显示装置100可以包括附加的、更少的或不同的部件。
显示区域105包括用于基于从控制电路110接收的数据来显示图像的像素阵列。在各种实施方式中，显示区域105可以包括led区130、一组分布式驱动器电路120、包括vled线(例如，vled_1、……vled_m)和地(gnd)线的电力供应线、以及各种信令线(例如，连接相邻驱动器电路120的一组地址通信线int_addr和电力通信线pwr)。在各种实施方式中，显示区域105可以包括附加的、更少的或不同的部件。vled线向led区130提供电力(例如，通过向led区130中的led的阳极供电)。gnd线为led区130和驱动器电路120提供接地的路径。
如下面将进一步详细描述的，显示区域105可以被物理地构造为使得led区130堆叠在驱动器电路120上方。换句话说，在第一xy平面中布置led区130阵列，并且在平行于第一xy平面的第二xy平面中布置驱动器电路120阵列。在一种配置中，每个led区130堆叠在驱动该led区的对应驱动器电路120上方(即，在z方向上)。此外，如图4a至图4c中进一步描述的，显示区域105的部件(例如，led区130和驱动器电路120)可以被集成在同一衬底上并且在同一封装中。该结构实现了其中驱动器电路120分布在显示区域105中的显示装置100，并且因此实现了比驱动器电路120在显示区域105外部的装置更紧凑的显示装置100。
led区130可以被布置为二维阵列(例如，以行和列布置)。led区130各自包括一个或更多个led，每个led产生的光的亮度取决于其相应的驱动器电流125。在lcd显示器中，led区130可以包括为背光区提供背光的一个或更多个led，背光区可以包括一维像素阵列或二维像素阵列。在led显示器中，led区130可以包括对应于显示装置100的单个像素的一个或更多个led，或者可以包括对应于像素阵列(例如，一个或更多个列或行)的的一维led阵列或二维led阵列。例如，在一个实施方式中，led区130可以包括一个或更多个含红色led、绿色led和蓝色led的组，这些led分别对应于像素的子像素。在另一实施方式中，led区130可以包括一个或更多个含红色led串、绿色led串和蓝色led串的组，这些led串对应于子像素列或其中一部分或者子像素行或其中一部分。例如，led区130可以包括一组红色子像素、一组绿色子像素或一组蓝色子像素。
led可以是有机发光二极管(oled)、无机发光二极管(iled)、微型发光二极管(mini-led)(例如，大小范围在100微米与300微米之间)、微发光二极管(micro-led)(例如，大小小于100微米)、白色发光二极管(wled)、有源矩阵oled(amoled)、透明oled(toled)或一些其他类型的led。
驱动器电路120通过响应于驱动器控制信号控制去往led区130的相应的驱动器电流125来驱动led区130。在一个实施方式中，驱动器电路120分布在显示区域105中，并且被布置成与led区130对应的二维阵列(例如，以行和列布置)。在一个实施方式中，驱动器电路120控制由vled经由输出引脚126供应的驱动器电流125以基于驱动器控制信号控制一个led区130的亮度。例如，led区130的亮度通常随着驱动器电流125的增加而增加。
在实施方式中，驱动器电路120可以被布置成共享一组公共的驱动器控制线115、vled线和gnd线的组。例如，组内的驱动器电路120耦接至公共电力通信线pwr，并且各自由公共地址通信线addr(将在下文进一步详细描述)间接控制。在示例实施方式中，一个组中的驱动器电路120经由耦接相邻驱动器电路120的一组地址通信线(例如，从一个驱动器电路120的输出引脚126到下一驱动器电路120的数据输入引脚122)被菊链在一起。在图1a的所示实施方式中，显示装置的每个行对应于共享公共的驱动器控制线115、vled线和gnd线的驱动器电路120组。在其他实施方式中，驱动器电路120组可以对应于显示区域105的行的一部分或显示区域105的整列或其中一部分。在另一实施方式中，驱动器电路120组可以对应于可以跨多个行和列的相邻驱动器电路120的块。
驱动器电路120可以在各种模式下操作，所述模式至少包括寻址模式、配置模式和操作模式。在寻址模式期间，控制电路110向组内的每个驱动器电路120分配唯一地址，该地址用于在配置模式和操作模式中广播另外的命令和数据。在配置模式期间，控制电路110通过一个或更多个操作参数(例如，过电流阈值、过电压阈值、时钟分频比和/或转换速率控制)配置驱动器电路120。在操作模式期间，控制电路110向驱动器电路120提供控制数据，该控制数据使驱动器电路120控制去往led区130的相应的驱动器电流125，从而控制亮度。在其他实施方式中，显示装置100进行操作的模式可以包括附加的、更少的或不同的操作模式。例如，操作模式可以包括初始化模式和关闭模式。
驱动器电路120可以包括如图1的说明性示例所示的四引脚配置。在四引脚配置中，驱动器电路120可以包括数据输入引脚(di)122、电力线通信输入引脚(plci)124、输出引脚(out)126和地引脚(gnd)128。在实施方式中，输出126可以替代地包括一组引脚以控制led区130的多个通道。例如，输出126可以包括三个引脚以控制led区130的红色通道、绿色通道和蓝色通道。
数据输入引脚122被用在寻址模式中以经由公共地址通信线(例如，addr1、addr2、……addrn)中的一个从控制电路110(在每个组中的第一驱动器电路120的情况下)接收传入寻址信号或者经由耦接相邻驱动器电路120的地址通信线intaddr中的一个(在每个组中的其余驱动器电路120不直接耦接至控制电路110的情况下)接收传入寻址信号。如将在下面进一步详细描述的，传入寻址信号可以是控制每个相应的驱动器电路120的地址的数字信号。每个组中的第一驱动器电路120基于传入寻址信号存储地址并且生成传出寻址信号以经由输出引脚126输出。例如，驱动器电路120可以接收地址，存储地址，并且使地址递增1或另一固定量并将递增后的地址作为传出寻址信号发送至组中的下一驱动器电路120的数据输入引脚122。替选地，驱动器电路120可以接收前一驱动器电路的地址，使该地址递增，存储递增后的地址，并且将递增后的地址发送至下一驱动器电路。在其他实施方式中，驱动器电路120可以根据不同的函数基于传入地址信号生成地址。在图1c中更详细地描述了示出寻址方案的波形。
输出引脚126根据运行模式而用于双重目的。在显示装置100的寻址模式中，输出引脚126如上所述将传出寻址信号提供到驱动器电路120的组中的下一驱动器电路120。在显示装置100的操作模式中，输出引脚126经耦接以汇集来自对应led区130的电流以控制驱动器电流125的供应。在一个实施方式中，驱动器电路120包括多于一个输出引脚126。例如，在led显示器中，led区130可以包括对应于三个子像素(例如，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素)的三个或更多个led或led串，并且驱动器电路120可以包括三个输出引脚126，每个颜色通道一个。
电力线通信输入引脚124被配置成经由每个组的公共电力通信线(例如，pwr1、pwr2、……pwrm)从控制电路110接收电力线通信信号。电力线通信信号包括供电电压，该供电电压可以被调制以将驱动器控制信号或其他控制信息编码为数字数据。例如，电力线通信信号可以将用于操作驱动器电路120的操作参数信息或控制数据信息编码。具体地，在配置模式期间，电力线通信信号提供作为数字数据的一个或更多个操作参数(例如，用于防止led过负荷的各种过电流阈值或过电压阈值、不同的时钟分频比以及驱动器电流125的转换速率控制)。在操作模式期间，电力线通信信号提供用于led区130的控制数据(例如，亮度控制信息)。亮度控制信息可以包括用于标识驱动器电路120组内的驱动器电路120的一个或更多个地址字、以及用于通过控制所标识的驱动器电路120的驱动器电流125来控制led区130的亮度的一个或更多个数据字。图1b和图1c提供了与电力线通信信号相关联的示例波形。在一些实施方式中，电力线通信信号供应3伏与12伏之间的直流电压以作为供电电压。在一个实施方式中，电力线通信信号可以提供大于4.5伏的供电电压，其中数字数据信号具有0.5峰间电压信号的具有高达2兆赫(mhz)的最大数据速率的数字数据电压。
地引脚128被配置成为驱动器电路120提供到地线的路径，该路径对应的led区130可以共用该路径。
图1a中所示的控制电路110生成地址通信信号和电力线通信信号，以经由公共的驱动器控制线115控制显示区域105(如上文进一步详细描述的)。在一个示例实现方式中，公共电力通信线的数目(m)和公共地址通信线的数目(n)相等(例如，m＝n)。
在另一实施方式中，共享的电力线向驱动器电路120和led区130二者提供电力。数字信号使用无时钟移位寄存器而不是使用电力线通信来将数据串行移入驱动器电路120。可以以多种方式实现无时钟移位寄存器。在一个实施方式中，使用双相符号码编码来提取时钟并将数据移入驱动器电路120。也可以将数据一直移位通过串行链中的每个驱动器电路120，然后再次移出以用于差错检测。在本实施方式中，每次亮度控制信号改变时，向所有驱动器电路120写入数据。在该实施方式中，驱动器电路120不必是可单独寻址的。
图1b是示出根据一个实施方式的电力线通信信号的示例波形的波形图。电力线通信信号在高数据电压v_high与低数据电压v_low之间切换以对数字数据(例如，操作参数或亮度控制信息)编码，这得到近似的平均电压v_avg。在一个示例实施方式中，高数据电压v_high是5.5伏，低数据电压v_low是4.5伏，并且平均电压v_avg是5伏。可以使用双相符号码编码来编码数字数据。在该编码方案中，逻辑值由每个周期中存在或不存在转变来表示。例如，包括转变的周期可以表示逻辑高值，而没有转变的周期可以表示逻辑低值。此外，在该编码中，在每个周期间信号也会在逻辑电平之间转变。该编码方案有利地确保电力线通信信号保持平均电压v_avg非常接近逻辑电平之间的中点，以便提供相对稳定的直流供电电压，该直流供电电压可以从电力线通信信号中提取以对驱动器电路120供电。该方案的另一优点是，它不需要单独的时钟信号并且可以在单个引线上实现。
图1c是示出根据一个实施方式的显示装置100的操作模式的波形图。描绘了显示装置100的三种运行模式(即，寻址模式150、配置模式160和操作模式170)以及关闭模式180。图1c示出了在各种运行模式期间在电力线通信输入引脚(plci)124处接收的电力线通信信号、在数据输入引脚122(例如，di_0、di_1、……di_m)处接收的地址通信信号以及由驱动器电路120组中的驱动器电路120的输出引脚126(例如，out_0、out_1、……out_m-1)提供的地址通信信号。
在运行的寻址模式150期间，在寻址模式150开始时，在电力线通信输入引脚124处接收的电力线通信信号从低转变到高(即，驱动器电路120开始接收供电电压)。地址通信信号通过驱动器电路120的数据输入引脚122和输出引脚126传播以将相应的地址分配给驱动器电路120。例如，控制电路110在用于组n的公共地址通信线addrn上输出逻辑高信号并且驱动器电路120组n中的第一驱动器电路120在其数据输入引脚122(即，di_0)处接收该高信号作为传入寻址信号。响应于检测到di_0上的高信号，驱动器电路将其地址设置为初始地址值(例如，0000)。第一驱动器电路120存储该地址，使地址值递增(即，将地址值增大一)，并且经由输出引脚126(即，out_0)和地址通信线intaddr提供递增后的地址(例如，0001)作为传出寻址信号。组n中的下一(接续的)驱动器电路120在其数据输入引脚122(即，di_1)处接收递增后的地址(即，0001)作为传入寻址信号。驱动器电路120类似地存储地址0001，使该地址递增，并且经由输出引脚126(即，out_1)和地址通信线intaddr将递增后的地址(例如，0010)作为传出寻址信号提供给组n中的下一驱动器电路120。接收和存储地址、使地址递增和将递增后的地址发送到下一驱动器电路120的过程持续进行直到寻址模式完成(即，已向驱动器电路120组中的所有驱动器电路120分配地址)。在一些实施方式中，驱动器电路120可以替代地在存储传入地址之前修改该传入地址。例如，驱动器电路接收地址，使该地址递增，并且存储和输出递增后的地址。在其他替选实施方式中，可以使用不同的任意寻址方案，其中每个驱动器电路120可以根据未必进行递增的某一其他函数来生成下一地址。例如，驱动器电路120可以将地址递减、生成随机地址、或者应用某一其他任意函数来生成新地址。
在配置模式160期间，在电力线通信输入引脚124处接收的电力线通信信号在电力线通信输入引脚124上提供作为数字数据的各种操作参数(opparams)。
在操作模式170期间，电力线通信信号提供作为被调制到供电电压上的数字数据的控制数据(condata)。可以通过每个图像帧或视频帧来更新condata。操作模式170持续进行直到电力线通信信号从高转变到低(即，驱动器电路120不再接收供电电压)，此时驱动器电路120关闭。
图2是根据一个实施方式的控制电路110的示例电路图。控制电路110生成用以控制显示装置(例如，显示装置100)的地址通信信号addr和电力线通信信号pwr，并且经由驱动器控制线115将这些信号提供给驱动器电路120。控制电路110可以包括定时控制器210和桥接器220。在各种实施方式中，控制电路110可以包括附加的、更少的或不同的部件。例如，在一些实施方式中，可以使用现场可编程门阵列(fpga)和/或phy块来实现控制电路110。控制电路110由输入电压(vcc)供电，并且连接至地(gnd)。控制电路110可以使用有源矩阵(am)驱动方法或无源矩阵(pm)驱动方法来控制显示装置。
定时控制器210生成指示用于驱动显示装置100的像素的值和用于驱动像素的定时的图像控制信号215。例如，定时控制器210控制图像帧或视频帧的定时，并且控制驱动图像帧或视频帧内的led区130中的每个led区的定时。此外，定时控制器210控制在给定图像帧或视频帧期间用于驱动led区130中每个led区的亮度。图像控制信号215被定时控制器210提供给桥接器220。
桥接器220将图像控制信号215转换为地址通信信号addr和电力线通信信号pwr的驱动器控制信号。例如，桥接器220可以根据上述控制方案在寻址模式期间生成用于驱动器电路120组中的第一驱动器电路120的地址通信信号addr。
图3是根据一个实施方式的驱动器电路120的示例电路图。驱动器电路120可以包括电压调节电路310、rx_phy320、低压差稳压器ldo_d330、振荡器osc340、控制逻辑350、地址驱动器360、脉宽调制(pwm)调光电路370、晶体管375和亮度控制电路380。在各种实施方式中，驱动器电路120可以包括附加的、更少的或不同的部件。
电压调节电路310将在电力线通信输入引脚124处接收的电力线通信信号解调为供电电压和数字数据。供电电压表示电力线通信信号的直流分量，而数字数据表示电力线通信信号的调制分量。在示例实施方式中，电压调节电路310包括跟随有源跟随器的一阶rc滤波器。数字数据(例如，驱动器控制信号)被提供给rx_phy320。rx_phy320是在电压调节电路310与控制逻辑350之间提供连接的物理层。在示例实施方式中，rx_phy320提供具有36级级联的2mhz最大带宽的连接。供电电压被提供给ldo_d330。ldo_d330将供电电压转换为用于为振荡器osc340、控制逻辑350和其他部件(未示出)供电的稳定的直流电压(其可以逐步降低电压)。在示例实施方式中，稳定直流电压可以是1.8伏。振荡器osc340提供时钟信号。在示例实施方式中，时钟信号的最大频率近似为10.7mhz。
控制逻辑350接收来自rx_phy320的驱动器控制信号、来自ldo_d330的直流电压和来自振荡器osc340的时钟信号。取决于显示装置的运行模式，控制逻辑350还可以从在数据输入引脚122处接收的传入寻址信号中接收数字数据。取决于运行模式，控制逻辑350可以输出使能信号352、递增的数据信号inc_data354、pwm时钟选择信号pwmclk_sel356和最大电流信号max.current358。在寻址模式期间，控制逻辑350激活使能信号352以启用地址驱动器360。控制逻辑350经由数据输入引脚122接收传入地址信号，储存该地址，并且将表示传出地址的递增后的数据信号inc_data354提供到地址驱动器360。当在寻址模式期间使能信号352被激活的情况下，地址驱动器360将递增后的数据信号inc_data354缓存到输出引脚126。控制逻辑350可以控制pwm调光电路370以在寻址模式期间关断晶体管375以有效地阻断来自led的电流路径。
在操作模式和配置模式期间，控制逻辑将使能信号352去激活并且地址驱动器360的输出是三态以有效地将其从输出引脚126解耦。在操作模式期间，pwm时钟选择信号pwmclk_sel356指定用于由pwm调光电路370控制pwm调光的占空比。基于所选择的占空比，pwm调光电路370控制晶体管375的导通状态和截止状态的定时。在晶体管375的导通状态期间，建立通过晶体管375从输出引脚126(耦接至led区130)到地引脚128的电流路径，并且亮度控制电路380汇集经过led区130的led的驱动器电流。在晶体管375的截止状态期间，电流路径被中断以阻止电流流过led区130。当晶体管375处于导通状态时，亮度控制电路380从控制逻辑350接收最大电流信号max.current358并且控制流过led(从输出引脚126至地引脚128)的电流电平。在操作模式期间，控制逻辑350控制pwm调光电路370的占空比和亮度控制电路380的最大电流max.current358以将led区130设置为期望亮度。
图4a是包括集成的led和驱动器电路405的显示装置400的第一实施方式的截面图。
在图4a所示的示例中，显示装置400包括印刷电路板(pcb)410、pcb互连层420以及集成的led和驱动器电路405，该集成的led和驱动器电路包括衬底430、驱动器电路层440、互连层450、导电再分布层460和led层470。可以包括接合引线455以用于pcb互连层420与集成的led和驱动器电路405之间的连接。pcb410包括用于安装集成的led和驱动器电路405、控制电路110和各种其他支持电子器件的支承板。pcb410可以包括提供电子器件之间的电连接的内部电迹线和/或通孔。pcb互连层420可以形成在pcb410的表面上。pcb互连层420包括用于安装各种电子器件的焊盘和用于实现其间的连接的迹线。
集成led和驱动器电路405包括可安装在pcb互连层420的表面上的衬底430。衬底430可以是例如硅(si)衬底。在其他实施方式中，衬底430可以包括各种材料，例如砷化镓(gaas)、磷化铟(inp)、氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、蓝宝石、碳化硅(sic)等。
可以使用硅晶体管工艺(例如，bcd工艺)将驱动器电路层440制造在衬底430的表面上。驱动器电路层440可以包括一个或更多个驱动器电路120(例如，单个驱动器电路120或被布置成阵列的驱动器电路120组)。互连层450可以形成在驱动器电路层440的表面上。互连层450可以包括一种或更多种金属或金属合金材料，例如al、ag、au、pt、ti、cu或其任意组合。互连层450可以包括电迹线，以将驱动器电路层440中的驱动器电路120电连接至引线接合455，引线接合455进而连接至pcb410上的控制电路110。在实施方式中，每个引线接合455提供电连接。例如，集成的led和驱动器电路405可以包括五个引线接合，包括：第一引线，用于将来自pcb410上的控制电路110的驱动器控制信号提供到驱动器电路层440上的一个或更多个驱动器电路120；第二引线，用于将传入地址信号提供到驱动器电路层440；第三引线，用于提供来自驱动器电路层440的传出地址信号；第四引线，用于将供电电压(例如，vled)提供到led层470上的led区130中的led；以及第五引线，用于提供到电路地(gnd)的路径。此外，互连层450可以提供用于在驱动器电路层440与导电再分布层460之间供应驱动器电流的电连接。
在实施方式中，互连层450不一定与驱动器电路层440不同，并且这些层440、450可以在单个过程中形成，其中互连层450表示驱动器层440的顶表面。
导电再分布层460可以形成在互连层450的表面上。导电再分布层460可以包括由诸如cu、ag、au、al等的导电材料制成的金属栅格。led层470包括处于导电再分布层460的表面上的led。led层470可以包括如上所述布置到led区130中的led阵列。导电再分布层460提供led层470中的led与驱动器电路层440中的一个或更多个驱动器电路之间的电连接以用于供应驱动器电流，并且提供将led固定在衬底430上的机械连接使得led层470和导电再分布层460竖向堆叠在驱动器电路层440上。
因此，在所示电路405中，一个或更多个驱动器电路120和包括led的led区130被集成在包括衬底430的单个封装中，其中led层470中的led堆叠在驱动器电路层440中的驱动器电路120上。通过以这种方式将led层470堆叠在驱动器电路层440上，驱动器电路120可以分布在显示装置100的显示区域105中。
图4b是根据一个实施方式的包括集成的led和驱动器电路485的显示装置480的第二实施方式的截面图。装置480基本类似于图4a所描述的装置400，但是利用通孔432和对应的连接焊料球434替代引线455来实现驱动器电路层440与pcb410之间形成电连接。这里，通孔432是完全穿过衬底层430的电镀竖向电连接。在一个实施方式中，衬底层430是si衬底，并且穿透芯片通孔432是穿透硅通孔(tsv)。在制造期间向衬底层430中蚀刻穿透芯片通孔432并使其穿透衬底层430，并且穿透芯片通孔432可以填充有金属，例如钨(w)、铜(c)或其他导电材料。焊料球434包含导电材料，其提供到pcb互连层420上的电迹线和通孔432的镀层的电和机械连接。在一个实施方式中，每个通孔432提供电连接以用于将来自pcb410上的控制电路110的诸如驱动器控制信号的信号提供到驱动器电路层440上的驱动器电路120组。通孔432还可以针对传入寻址信号和传出寻址信号、到led层470上的led区130中的led的供电电压(例如，vled)、以及到电路地(gnd)的路径提供连接。例如，可以利用五个或更多个通孔432来提供这些连接。
图4c是包括集成的led和驱动器电路495的显示装置490的第三实施方式的截面图。装置490基本类似于图4b中描述的装置480，但是包括处于衬底430的与导电再分布层460和led层470相对的侧上的驱动器电路层440和互连层450。在该实施方式中，互连层450与驱动器电路层440经由下导电再分布层465和焊料球434与pcb410电连接。下导电再分布层465和焊料球434在驱动器电路层440与pcb互连层420之间提供机械和电连接(例如，用于驱动器控制信号)。驱动器电路层440和互连层450经由穿过衬底430的一个或更多个电镀通孔432电连接至导电再分布层460和led层470的led。图4c中所见的一个或更多个通孔432可以用于将来自驱动器电路层440中的驱动器电路的驱动器电流提供到led层470中的led以及提供如上文所描述的其他信号
在替选实施方式中，集成的驱动器和led电路405、485、495可以安装到不同的基座，例如玻璃基座以替代pcb410。
图5是根据一个实施方式的使用集成的led和驱动器电路500的显示装置的俯视图。电路500可以对应于图4a至图4c中描绘的任何集成的led和驱动器电路405、485、495的俯视图。在图5中，多个led510以行和列布置(例如，c1、c2、c3、……cn-1，cn)。对于无源矩阵架构，led510的每一行通过导电再分布层520连接至输出多个vled信号(即vled_1、……vled_m)的解复用器。vled信号经由导电再分布层520向对应的led510行提供电力(即，供电电压)。
图6示出了根据一个实施方式的具有集成的led和驱动器电路的显示装置600的若干层的示意图。该示意图包括如图4a至图4c中所述的pcb410、驱动器电路层440、导电再分布层460和led层470。图6的示意图示出了图4a至图4c的电路405、485、495的电路连接，但没有反映物理布局。如上所述，在物理布局中，led层470位于导电再分布层460的顶部(即，竖向堆叠在导电再分布层460上)。导电再分布层460位于驱动器电路层440的顶部并且驱动器电路层440位于pcb410的顶部。
pcb410包括到向led供电的电源(例如，vled)的连接、用于生成控制信号的控制电路、通用i/o连接和地(gnd)连接。驱动器电路层440包括多个驱动器电路(例如，dc1、dc2、……dcn)和解复用器demux。导电再分布层460提供驱动器电路层440中的驱动器电路和解复用器demux与led层470中的多个led之间的电连接。led层470包括以行和列布置的多个led。在该示例实现方式中，每个led列经由导电再分布层460电连接至驱动器电路层440中的一个驱动器电路。在每个驱动器电路与其相应led列之间建立的电连接控制从驱动器电路到该列的驱动器电流的供应。在该实施方式中，led层中所示的每个二极管对应于led区。每个led行经由导电再分布层460电连接至驱动器电路层440中的解复用器demux的一个输出(例如，vled_1、vled_2、……vled_m)。驱动器电路层440中的解复用器demux连接至电力供应(vled)和来自pcb410的控制信号。控制信号向解复用器demux指示要启用哪个或哪些led行并且使用vled线向其供电。因此，当在与led层470中的特定led相关联的行上供应电力(vled)并且向其相关联的列供应驱动器电流时，该特定led被启用。
在阅读本公开内容时，本领域技术人员将认识到，可以通过本文所公开的原理来实现另外的替选实施方式。因此，尽管已示出并且描述了特定实施方式和应用，要理解的是，所公开的实施方式不限于本文所公开的特定结构和部件。在不背离本文所描述的精神和范围的情况下，可以对本文所公开的方法和装置的布置、操作和细节做出对于本领域技术人员而言明显的各种修改、改变和变型。
1.一种显示装置，包括：
发光二极管区阵列，每个发光二极管区包括响应于相应的驱动器电流而产生光的一个或更多个发光二极管；
驱动器电路组，每个驱动器电路通过响应于驱动器控制信号控制相应的驱动器电流来驱动所述发光二极管区中的至少一个发光二极管区，每个驱动器电路包括用于接收电力线通信信号的电力线通信输入引脚，所述电力线通信信号向所述驱动器电路供应电力并且将所述驱动器控制信号之一编码为数字数据，所述数字数据被调制到供电电压上；
电力通信线，其将所述电力线通信信号提供到所述驱动器电路组中的每个驱动器电路的电力线通信输入引脚；以及
控制电路，其用于生成所述电力线通信信号并且在所述电力通信线上提供所述电力线通信信号以向所述驱动器电路组供电并且经由所述驱动器控制信号控制所述显示装置。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电力线通信信号供应3伏与12伏之间的直流电压。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驱动器电路组处于所述显示装置的显示区域中的分布式位置处。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述驱动器电路组的所述驱动器电路包括：
所述电力线通信输入引脚；
控制逻辑，其用于至少在寻址模式和操作模式中操作，其中，在所述操作模式中，所述控制逻辑从所述电力线通信信号获得所述驱动器控制信号并且基于所述驱动器控制信号控制驱动器电流，并且其中，在所述寻址模式中，所述控制逻辑获得传入寻址信号，基于所述传入寻址信号存储所述驱动器电路的地址，以及基于所述传入寻址信号生成传出寻址信号；
数据输入引脚，其用于在所述寻址模式期间接收所述传入寻址信号；
输出引脚，其用于在所述操作模式期间汇集所述驱动器电流，以及在所述寻址模式期间输出所述传出寻址信号；以及
地引脚，其用于耦接至电路地。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述发光二极管区中的所述一个或更多个发光二极管竖向堆叠在与驱动所述发光二极管区中的所述一个或更多个发光二极管的驱动器电路上方并且与所述驱动器电路集成在同一衬底上。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，以一个发光二极管区竖向堆叠在一个驱动器电路上方的方式，所述驱动器电路组被布置成阵列。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述控制电路包括：
定时控制器，其用于生成图像控制信号，所述图像控制信号指示用于驱动所述显示装置的像素的值和用于驱动所述像素的定时；以及
桥接器，其用于将所述图像控制信号转换为驱动器控制信号并且利用所述驱动器控制信号将所述电力线通信信号编码。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电力线通信信号在配置模式期间将一个或更多个操作参数提供为数字数据。
9.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述操作参数包括以下中的一个或更多个：过电流阈值、过电压阈值、时钟分频比和转换速率控制。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电力线通信信号将一个或更多个地址字和一个或更多个数据字提供为数字数据，所述一个或更多个地址字用于标识被寻址的驱动器电路，并且一个或更多个数据字用于控制由所标识的驱动器电路驱动的发光二极管区的亮度。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电力线通信信号使用编码方案将所述驱动器控制信号编码，所述编码方案针对任何任意输入的数字数据生成具有大约等量的高数据电压和低数据电压的经编码信号。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述电力线通信信号使用双相符号码编码来将所述驱动器控制信号编码。
13.一种用于显示装置的驱动器电路，包括：
电力线通信输入引脚，其被配置成接收电力线通信信号；
电力调节电路，其用于基于所述电力线通信信号的直流分量生成供电电压并且基于所述电力线通信信号的调制分量生成驱动器控制信号；
由所述供电电压供电的控制逻辑，其用于接收所述驱动器控制信号并且基于所述驱动器控制信号生成一个或更多个亮度控制信号，所述亮度控制信号用于控制经过发光二极管区的驱动器电流；以及
输出引脚，其用于耦接至所述发光二极管区并且根据所述亮度控制信号汇集经过所述发光二极管区的驱动器电流。
14.根据权利要求13所述的驱动器电路，还包括：
地引脚，其用于耦接至电路地；以及
晶体管，其在所述输出引脚与所述地引脚之间提供电流路径，其中，所述晶体管的切换由所述一个或更多个亮度控制信号控制。
15.根据权利要求14所述的驱动器电路，其中，所述控制逻辑将所述一个或更多个亮度控制信号生成为脉宽调制信号和电流控制信号，所述脉宽调制信号用于控制所述晶体管的切换，并且所述电流控制信号用于在所述晶体管被导通时控制经过所述晶体管的电流水平，所述驱动器电路还包括：
电流控制电路，其用于根据所述电流控制信号控制经过所述晶体管的电流水平。
16.根据权利要求13所述的驱动器电路，其中，所述电力线通信信号在所述驱动器电路的配置模式期间将一个或更多个操作参数提供为数字数据。
17.根据权利要求13所述的驱动器电路，其中，所述电力线通信信号提供一个或更多个地址字和一个或更多个数据字，所述一个或更多个地址字用于标识被寻址的驱动器电路，并且所述一个或更多个数据字用于控制由所标识的驱动器电路驱动的发光二极管区的亮度。
18.一种用于控制显示装置的驱动器电路的方法，所述方法包括：
在电力线通信输入引脚处接收电力线通信信号；
由电力调节电路基于所述电力线通信信号的直流分量生成供电电压，并且基于所述电力线通信信号的调制分量生成驱动器控制信号；
由所述供电电压为控制逻辑供电；
由所述控制逻辑接收所述驱动器控制信号；以及
由所述控制逻辑基于所述驱动器控制信号生成一个或更多个亮度控制信号，所述一个或更多个亮度控制信号用于控制经过所述显示装置的发光二极管区的驱动器电流。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，生成所述一个或更多个亮度控制信号包括：
由所述控制逻辑生成用于控制脉宽调制电路的脉宽的脉宽调制信号，所述脉宽调制电路驱动控制所述驱动器电流的晶体管；
由所述控制逻辑生成电流控制信号，所述电流控制信号设置当所述晶体管处于导通状态时经过所述晶体管的电流。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电力线通信信号使用双相符号码编码来将所述驱动器控制信号编码。
技术总结