一种硅基微显示器模组制造技术

本发明专利技术公开了一种硅基微显示器模组，包括硅基微显示器(101)和扫描控制电路(102)；所述硅基微显示器(101)制作于单晶硅衬底上，其每一个像素仅有亮和暗两种状态，通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度；所述扫描控制电路(102)通过外部数据接口(201)接收外部输入的像素数据(110)，并按照位平面的顺序通过内部数据接口(202)输出比特数据流(111)。该模组将发光器件集成在单晶硅芯片上，可以减少系统芯片总数以及降低系统的成本和功耗、减小产品体积，具有广阔的应用前景，可应用到头戴式显示、便携计算机、虚拟现实显示、医疗电子、军工电子等领域。

Silicon based micro display module

The invention discloses a silicon based micro display module, which comprises a silicon micro display (101) and the scanning control circuit (102); the silicon based micro display (101) fabricated on the silicon substrate, each pixel has only two kinds of bright and dark state, gray pixel by using digital pulse width modulation; the scanning control circuit (102) through the external data interface (201) pixel data receiving external input (110), and in accordance with the bit plane order through the internal data interface (202) output bit stream (111). The module of light emitting devices integrated in silicon chip, the chip can reduce the system cost and power consumption, and reduce the total number of the system reduces the volume of the product, has broad application prospects, can be applied to a type of display, portable computer, virtual reality, medical electronics, military electronics etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体显示领域，尤其涉及一种硅基微显示器模组。
技术介绍
硅基微显示器模组包括两个基本组成部分，硅基微显示器和扫描控制电路。硅基微显示器是一种利用半导体工艺将发光像素直接制作于单晶硅表面上的微型显示器，该硅基微显示器的每个像素只有亮和暗两种状态，通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度，并且硅基微显示器上的所有像素呈矩阵排布，通过水平信号和垂直信号来控制像素的亮暗状态；扫描控制电路把外部输入的像素数据转换成比特位平面数据输出到硅基微显示器上，硅基微显示器通过差分接口或数字接口与硅基微显示器控制电路连接。硅基微显示器可以配合光学放大系统将硅基微显示器上微小的图像放大，光学放大系统一般由光学透镜或透镜组构成，并且焦距可调。该模组将发光器件集成在单晶硅芯片上，可以减少系统芯片总数以及降低系统的成本和功耗、减小产品体积，具有广阔的应用前景，可应用到头戴式显示、便携计算机、虚拟现实显示、医疗电子、军工电子等领域。目前，现有的一种硅基微显示器技术，其分辨率达到800*600，采用数字接口模拟驱动方式，而采用数字驱动方式的硅基微显示器模组尚未出现。因此，本领域的技术人员致力于开发一种采用数字驱动方式的硅基微显示器模组，减少系统芯片总数以及降低系统的成本和功耗和减小产品体积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供了一种硅基微显示器模组，解决了两个关键技术点：第一，本专利技术提供了一种全数字硅基微显示器，第二，本专利技术利用差分接口进行比特位数据的高速传输。为达到上述目的，本专利技术提供了一种硅基微显示器模组，包括硅基微显示器(101)和扫描控制电路(102)；所述硅基微显示器(101)制作于单晶硅衬底上，其每一个像素仅有亮和暗两种状态，通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度；所述扫描控制电路(102)通过外部数据接口(201)接收外部输入的像素数据(110)，并按照位平面的顺序通过内部数据接口(202)输出比特数据流(111)。进一步地，所述硅基微显示器(101)的可视区域形状为矩形、正方形、菱形、椭圆形、正圆形中的一种。进一步地，所述硅基微显示器(101)的像素阵列(201)呈矩阵形式排布，通过水平信号(202)和垂直信号(203)控制像素的亮暗状态。进一步地，所述扫描控制电路(102)的外部数据接口(201)为VGA、A/V、DVI、HDMI、RGB、YCbCr、LVDS、MIPI、DisplayPort、eDP、PCI-Express、USB、IEEE1394中的一种。进一步地，硅基微显示器(101)与扫描控制电路(102)通过差分信号组(301)连接，所述差分信号组为X对差分信号，X为大于或等于1的整数；每对差分信号均包含两个引脚，通过两个引脚上的电压差值来表示数据；进一步地，硅基微显示器(101)与扫描控制电路(102)通过数字信号组(302)连接，所述数字信号组为一组Y位的并行数字信号，Y为大于或等于1的整数，每个信号均以逻辑电平来表示数据。进一步地，所述扫描控制电路(102)可输出B个比特平面数据流，每一个比特平面数据流的长度为M*N位。B、M、N皆为大于或等于1的整数。进一步地，所述扫描控制电路(102)还包括存储器接口(203)、存储器(204)、时序控制器(205)；所述存储器接口(203)用于将像素数据(110)写入或读出存储器(204)；所述存储器(204)为动态存储器或静态存储器，用于存储像素数据(110)；所述时序控制器(205)用于产生比特平面时序信号，刷新硅基微显示器(101)。进一步地，所述存储器(204)按照像素顺序、比特平面顺序、像素和比特平面相混合的顺序来存储像素数据(110)。进一步地，所述存储器(204)为单存储器、双存储器或多存储器；采用单存储器时，写数据和读数据在同一个存储器(204)中同时进行；采用双存储器和多存储器时，写数据和读数据在不同存储器(204)中进行。进一步地，所述时序控制器(205)可采用多级译码电路或状态机结构。进一步地，所述扫描控制电路(102)还包括图像信号处理模块(206)；所述图像信号处理模块用于实现图像信号处理功能，所述图像信号处理功能包括图像缩放、图像旋转、伽玛校正、YUV转RGB、图像增强、边缘增强、灰度非线性校正、图像畸变校正。进一步地，所述图像缩放算法包括最近邻域插值、双线性插值、三次插值、偏微分方程插值、分形插值、样条插值、小波逆向插值、神经网络插值。进一步地，所述图像旋转为正90度旋转、负90度旋转、180度旋转以及任意角度旋转，旋转方法包括坐标变换方法、地址变换方法。进一步地，所述YUV转RGB方法包括整型算法、部分查表法、完全查表法。进一步地，所述图像增强是将原来不清晰的图像的整体或局部变得清晰或强调某些感兴趣的特征；图像增强算法包括对比度变换、空间滤波、彩色变换、多光谱变换、图像运算。进一步地，所述图像畸变校正能够校正灰度、颜色、形状，图像畸变校正方法包括坐标变换法、邻近插值法、立方卷积插值法、双线性插值法。进一步地，所述硅基微显示器(101)和扫描控制电路(102)集成于同一块硅芯片中或分成不同硅芯片独立实现。进一步地，所述扫描控制电路(102)中的外部数据接口(201)、内部数据接口(202)、存储器接口(203)、存储器(204)、时序控制器(205)、图像信号处理模块(206)由ASIC或FPGA或ASIC和FPGA的组合来实现。本专利技术的构思是：本专利技术的目标是硅基微显示器模组，硅基微显示器采用数字方式驱动，与普通的模拟驱动方式相比，刷新率高，面积小，屏幕分辨率高，驱动电路结构简单。数字驱动电路包括SRAM(静态随机存储器)、DRAM(动态随机存储器)，通过半导体工艺直接制作于单晶硅上。硅基微显示器的像素采用数字方式驱动，只有亮和暗两种状态，并通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度。扫描控制电路能够将外部输入的像素数据转换成比特位平面数据输出到硅基微显示器上。硅基微显示器和扫描控制电路通过差分接口连接。扫描控制电路还包括存储器接口、存储器、时序控制器、图像信号处理模块，存储器接口用于将像素数据写入或读出存储器，存储器用于存储像素数据，时序控制器用于产生比特平面时序信号，图像信号处理模块用于实现图像信号处理功能。根据上述的专利技术构思，本专利技术采用下述的技术方案：一种硅基微显示器模组，其特征在于硅基微显示器与扫描控制电路通过差分接口连接，硅基微显示器的像素驱动电路是一种开关电路，只有开和关两种状态，每个像素都有一个像素驱动电路，像素也只有亮和暗两种状态。硅基微显示器的所有发光器件集成在同一硅芯片上，其构成的所有晶体管全部以数字开关方式工作，仅有“开”和“关”两种状态，采用数字脉宽调制方式控制有机发光二极管的亮度与灰度。扫描控制电路接收外部输入的像素数据，并向硅基微显示器发送比特位平面数据。所述扫描控制电路将接收的像素数据通过存储器接口写入存储器，图像信号处理模块通过存储器接口读取存储器中的像素数据，然后对像素数据进行缩放、旋转、伽玛校正、图像增强、边缘增强、灰度非线性校正、图像畸变校正处理，经过处理的像素数据通过差分接口送入硅基微显示器。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：第一，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基微显示器模组，其特征在于，包括硅基微显示器(101)和扫描控制电路(102)；所述硅基微显示器(101)制作于单晶硅衬底上，其每一个像素仅有亮和暗两种状态，通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度；所述扫描控制电路(102)通过外部数据接口(201)接收外部输入的像素数据(110)，并按照位平面的顺序通过内部数据接口(202)输出比特数据流(111)。

【技术特征摘要】
1.一种硅基微显示器模组，其特征在于，包括硅基微显示器(101)和扫描控制电路(102)；所述硅基微显示器(101)制作于单晶硅衬底上，其每一个像素仅有亮和暗两种状态，通过数字脉冲宽度来调制像素的灰度；所述扫描控制电路(102)通过外部数据接口(201)接收外部输入的像素数据(110)，并按照位平面的顺序通过内部数据接口(202)输出比特数据流(111)。2.根据权利要求1所述的硅基微显示器模组，其特征在于，所述硅基微显示器(101)的可视区域形状为矩形、正方形、菱形、椭圆形、正圆形中的一种；所述硅基微显示器(101)的像素阵列(201)呈矩阵形式排布，通过水平信号(202)和垂直信号(203)控制像素的亮暗状态。3.根据权利要求1所述的硅基微显示器模组，其特征在于，所述扫描控制电路(102)的外部数据接口(201)为VGA、A/V、DVI、HDMI、RGB、YCbCr、LVDS、MIPI、DisplayPort、eDP、PCI-Express、USB、IEEE1394中的一种。4.根据权利要求1所述的硅基微显示器模组，其特征在于，硅基微显示器(101)与扫描控制电路(102)通过差分信号组(301)连接，所述差分信号组为X对差分信号，X为大于或等于1的整数，每对差分信号均包含两个引脚，通过两个引脚上的电压差值来表示数据；硅基微显示器(101)与扫描控制电路(102)还可通过数字信号组(302)连接，所述数字信号组为一组Y位的并行数字信号，Y为大于或等于1的整数，每个信号均以逻辑电平来表示数据。5.根据权利要求1所述的硅基微显示器模组，其特征在于，所述扫描控制电路(102)可输出B个比特平面数据流，每一个比特平面数据流的长度为M*N位；B、M、N皆为大于或等于1的整数。6.根据权利要求1所述的硅基微显示器模组，其特征在于，所述扫描控制电路(102)还包括存储器接口(203)、存储器(204)、时序控制器(205)；所述存储器接口(203)用于将像素数据(110)...

【专利技术属性】
技术研发人员：季渊，刘万林，冉峰，
申请(专利权)人：昀光微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31