一种改进的硅基微型显示器及其驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种改进的硅基微型显示器的驱动电路，包括呈阵列排布的像素电路构成的像素阵列电路、一组或一组以上的拥有相同或相似结构的列驱动电路、一组或一组以上行驱动电路。像素电路根据连接至像素阵列电路行线的选择信号和连接至所述像素阵列电路列线的数据信号产生微电流或微电压，从而驱动连接至所述像素电路的微发光器件。本发明专利技术提供的驱动电路采用了数字比较方式进行视频信号的模数转换，大幅提升了转换的速度和精度以及显示分辨率。本发明专利技术提供的驱动电路支持多种发光器件，支持全彩显示，增强了硅基微型显示器的灵活性和适应性，支持顺序扫描和随机行扫描等多种新型驱动方式，支持更高显示分辨率和更加灵活的数据移位方式。

An improved silicon based micro display and its driving circuit

The invention discloses an improved driving circuit of a silicon-based micro-display, including a pixel array circuit consisting of a pixel array circuit arranged in an array, a column driving circuit having the same or similar structure, and a row driving circuit or more. The pixel circuit generates micro-current or micro-voltage according to the selection signal connected to the line of the pixel array circuit and the data signal connected to the line of the pixel array circuit, thereby driving the micro-light-emitting device connected to the pixel array circuit. The driving circuit of the invention adopts the digital comparison method to convert the analog-to-digital video signal, which greatly improves the speed and accuracy of the conversion and the display resolution. The driving circuit provided by the invention supports various light-emitting devices, supports full-color display, enhances the flexibility and adaptability of the silicon-based micro-display, supports many new driving modes such as sequential scanning and random row scanning, and supports higher display resolution and more flexible data shifting mode.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的硅基微型显示器及其驱动电路
本专利技术涉及平板显示器的
，尤其涉及一种改进的硅基微型显示器及其驱动电路。
技术介绍
硅基微型显示器是一种基于硅半导体技术的、自身物理尺寸小、通过光学放大形成大视场的特殊显示器。在硅基微显示器现有的驱动技术中，像素的发光亮度和通过像素的电流或器件两端的电压成比例。而通过像素的电流或器件两端的电压由驱动电路提供。驱动电路通过数模转换器将输入的数字视频信号转化为像素所需要的模拟电压或电流信号。现有驱动电路的方案大多为采样保持电路方案或者斜坡数模转换器方案，在这些方案中，采样保持开关和数模转换器的转换速度和转换精度往往制约了显示器的特性进一步发展，当显示器的分辨率进一步增大、灰度和对比度的要求进一步提升时，传统方案受到限制。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何进一步提升硅基微型显示器的性能，并且简化设计。为实现上述目的，可采用数字比较器方式实现视频信号的快速数模转换。具体而言，本专利技术提供了一种硅基显示器的驱动电路，包括微发光器件，(1)包括由呈阵列排布的像素电路构成的像素阵列电路、一组或一组以上的拥有相同或相似结构的列驱动电路、一组或一组以上行驱动电路；(2)所述像素电路根据连接至像素阵列电路行线的选择信号和连接至所述像素阵列电路列线的数据信号产生微电流或微电压，所述微电流或微电压用以驱动连接至所述像素电路的微发光器件；(3)所述列驱动电路包括用于接受显示数据的移位寄存器阵列、用于产生循环计数信号的循环计数器、用于完成数据比较的比较器阵列、用于将所述循环计数信号实时转换为模拟信号的数模转换器、用于将所述数模转换器输出的电压传输至列线的传输电路；所述比较器阵列中的比较器将所述循环计数信号和移位寄存器阵列中的寄存器组进行实时比较，当比较结果相等时数模转换器实时输出的模拟信号通过所述传输电路反映至与所述比较器相对应的所述像素阵列电路列线上。(4)所述行驱动电路包括用于驱动所述像素阵列电路行线的电路。进一步地，所述列驱动电路中每组列驱动电路分别驱动不同色彩分量的像素电路，所述色彩分量包括所述微发光器件发出的红色分量、绿色分量、蓝色分量或白色分量。进一步地，所述不同色彩分量的像素电路依次重复排列。进一步地，所述微发光器件为有机电致发光器件、半导体发光器件或液晶显示器件，所述微发光器件的一端连接至像素电路，另一端连接至公共端，所述公共端连接至正电源、地或负电源。进一步地，所述移位寄存器阵列按组连接，每组寄存器的数据位宽等于像素数据的位宽，且所述移位寄存器阵列经过锁存器连接至比较器，所述锁存器能够被控制用以锁存移位寄存器的输出值。进一步地，所述移位寄存器阵列具有双向移位功能和/或可由偏移控制器控制的从某一特定寄存器开始移位的功能。进一步地，所述移位寄存器阵列包含了呈树状结构的时钟缓存器，所述呈树状结构的时钟缓存器使时钟线到达每个触发器的时间均在所述触发器的建立时间和保持时间范围内。进一步地，所述循环计数器的单次计数周期不超过任何行线某一次连续打开时间，且所述循环计数器按递增或递减方式循环计数。进一步地，所述循环计数器计数至最小值或最大值后计数方向取反。进一步地，所述循环计数器和数模转换器之间还包含了映射电路，所述映射电路将所述循环计数器的计数值映射为第二数值，所述数模转换器将所述第二数值转换为模拟电压。进一步地，所述映射为一种可用函数拟合的输入和输出对应关系，所述函数为指数函数、傅立叶函数、高斯函数、多项式的函数、幂函数或有理函数。进一步地，当所述比较器的比较结果不相等时，所述传输电路使所述像素阵列电路列线保持高阻状态或者保持禁止输出状态或者输出禁止开通信号至对应列的像素电路。进一步地，所述列驱动电路还包括信号放大器，所述信号放大器将所述数模转换器的输出信号放大至所述像素电路可接受的范围并驱动列线，且所述信号放大器位于数模转换器周围或分布于列线之间。进一步地，所述列驱动电路还包括当清屏信号有效时将像素阵列电路的所有列线立即驱动至使所述微发光器件熄灭时所需电压的功能，以及当全屏信号有效时将像素阵列电路的所有列线立即驱动至使所述微发光器件点亮时所需电压的功能。进一步地，所述行驱动电路产成按照依次顺序有效或随机顺序有效的行选择信号，所述依次顺序由所述行驱动电路中包括的移位寄存器和/或译码电路决定，所述随机顺序由外部输入和/或内部控制电路决定。进一步地，还包含了电平转换电路，所述电平转换电路将所述列驱动电路中比较器的输出信号转换为更高的电平，且/或将行驱动电路中的选择信号转换为更高的电平。进一步地，所述列驱动电路分为奇数列驱动电路和偶数列驱动电路，所述奇数列驱动电路用以驱动奇数列的列线，所述偶数列驱动电路用以驱动偶数列的列线。进一步地，所述列驱动电路分为上驱动电路和下驱动电路，和/或左驱动电路和右驱动电路，所述上驱动电路用以驱动上半屏的行线和列线，所述下驱动电路用以驱动下半屏的行线和列线，所述左驱动电路用以驱动左半屏的行线和列线，所述右驱动电路用以驱动下半屏的行线和列线。进一步地，在所述左驱动电路中像素数据从右向左移位，在所述右驱动电路中像素数据的从左向右移位，每一行移位的数据数量按照三角函数或平方函数的规律在上半屏递增且在下半屏递减，构成一个正圆形或椭圆形或不规则四边形的显示区域。进一步地，还至少包含了以下模块中的一个：视频数据接口、数据处理器、温度传感器、模数转换器、DC-DC控制器、低压差线性稳压器、锁相环、串行配置接口、配置寄存器、嵌入式微处理器；所述数据处理器至少实现了以下功能中的一种：图像数据格式转换、亮度调整、对比度调整、色彩饱和度调整、灰度抖动算法、图像缩放、测试图像产生。本专利技术还提供了一种硅基显示器，至少包含了以上所述的硅基显示器的驱动电路，所述显示器的发光器件位于所述像素电路的上方或垂直上方。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进步：(1)本专利技术提供了一种采用数字比较方式进行视频信号模数转换的方式，大幅提升了转换的速度和精度，从而支持更高显示分辨率。(2)本专利技术提供了一种全彩显示方案。(3)本专利技术支持多种微发光器件。(4)本专利技术提供的列驱动电路支持双向移位、像素偏移、缓存放大、灰度校正、快速清屏、全屏显示等多种功能，增强了微显示器的灵活性和适应性。(5)本专利技术支持顺序扫描和随机行扫描方式等多种新型扫描方式，可支持数模融合驱动。(6)本专利技术通过扩展方式对驱动电路进行了优化设计，可以支持更高显示分辨率和更加灵活的数据移位方式，例如，支持特殊形态如圆形和椭圆形的显示区域。附图说明图1是本专利技术的顶层框图的一个较佳实施例；图2是本专利技术的顶层框图的另一个较佳实施例；图3是本专利技术的支持彩色显示的一个较佳实施例；图4是本专利技术的时钟树的一个较佳实施例；图5是本专利技术的移位寄存器组的一个较佳实施例；图6是本专利技术的偏移控制器的另一个较佳实施例；图7是本专利技术的移位寄存器组的再一个较佳实施例；图8是本专利技术的顶层框图的再一个较佳实施例；图9是本专利技术的顶层框图的又一个较佳实施例；图10是本专利技术的行选择信号的两种较佳实施例；图11是本专利技术的顶层框图的又一个较佳实施例；图12是本专利技术的串行二进制码流编码信号的一种较佳实施例；图13是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的硅基显示器的驱动电路，包括微发光器件，其特征在于：包括由呈阵列排布的像素电路构成的像素阵列电路、一组或一组以上的拥有相同或相似结构的列驱动电路、一组或一组以上行驱动电路；所述像素电路根据连接至像素阵列电路行线的选择信号和连接至所述像素阵列电路列线的数据信号产生微电流或微电压，所述微电流或微电压用以驱动连接至所述像素电路的微发光器件；所述列驱动电路包括用于接受显示数据的移位寄存器阵列、用于产生循环计数信号的循环计数器、用于完成数据比较的比较器阵列、用于将所述循环计数信号实时转换为模拟信号的数模转换器、用于将所述数模转换器输出的电压传输至列线的传输电路；所述比较器阵列中的比较器将所述循环计数信号和移位寄存器阵列中的寄存器组进行实时比较，当比较结果相等时数模转换器实时输出的模拟信号通过所述传输电路反映至与所述比较器相对应的所述像素阵列电路列线上；所述行驱动电路包括用于驱动所述像素阵列电路行线的电路。

【技术特征摘要】
1.一种改进的硅基显示器的驱动电路，包括微发光器件，其特征在于：包括由呈阵列排布的像素电路构成的像素阵列电路、一组或一组以上的拥有相同或相似结构的列驱动电路、一组或一组以上行驱动电路；所述像素电路根据连接至像素阵列电路行线的选择信号和连接至所述像素阵列电路列线的数据信号产生微电流或微电压，所述微电流或微电压用以驱动连接至所述像素电路的微发光器件；所述列驱动电路包括用于接受显示数据的移位寄存器阵列、用于产生循环计数信号的循环计数器、用于完成数据比较的比较器阵列、用于将所述循环计数信号实时转换为模拟信号的数模转换器、用于将所述数模转换器输出的电压传输至列线的传输电路；所述比较器阵列中的比较器将所述循环计数信号和移位寄存器阵列中的寄存器组进行实时比较，当比较结果相等时数模转换器实时输出的模拟信号通过所述传输电路反映至与所述比较器相对应的所述像素阵列电路列线上；所述行驱动电路包括用于驱动所述像素阵列电路行线的电路。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述列驱动电路中每组列驱动电路分别驱动不同色彩分量的像素电路，所述色彩分量包括所述微发光器件发出的红色分量、绿色分量、蓝色分量或白色分量。3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述不同色彩分量的像素电路依次重复排列。4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述微发光器件为有机电致发光器件、半导体发光器件或液晶显示器件，所述微发光器件的一端连接至像素电路，另一端连接至公共端，所述公共端连接至正电源、地或负电源。5.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述移位寄存器阵列按组连接，每组寄存器的数据位宽等于像素数据的位宽，且所述移位寄存器阵列经过锁存器连接至比较器，所述锁存器能够被控制用以锁存移位寄存器的输出值。6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述移位寄存器阵列具有双向移位功能和/或可由偏移控制器控制的从某一特定寄存器开始移位的功能。7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述移位寄存器阵列包含了呈树状结构的时钟缓存器，所述呈树状结构的时钟缓存器使时钟线到达每个触发器的时间均在所述触发器的建立时间和保持时间范围内。8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述循环计数器的单次计数周期不超过任何行线某一次连续打开时间，且所述循环计数器按递增或递减方式循环计数。9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，所述循环计数器计数至最小值或最大值后计数方向取反。10.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述循环计数器和数模转换器之间还包含了映射电路，所述映射电路将所述循环计数器的计数值映射为第二数值，所述数模转换器将所述第二数值转换为模拟电压。11.如权利要求10所述的驱动电路，其特征在于，所述映射为一种可用函数拟合的输入和输...

【专利技术属性】
技术研发人员：季渊，王成，刘万林，穆廷洲，沈伟星，黄舒平，
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