一种硅基微显示器的制作方法

文档序号:11954576阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种硅基微显示器,其特征在于,硅基驱动电路(100)与显示器件(801)集成于同一块半导体硅芯片上,所述显示器件(801)位于半导体硅芯片的表面,所述硅基驱动电路(100)包括:

(1)像素电路阵列(101),由M×N个像素单元构成,M为水平行数,N为垂直列数,M、N都为大于1或等于1的整数;每个像素单元均可产生显示器件(801)所需要的电压与电流以驱动显示器件(801)发光;像素单元以数字开关方式工作,正常工作时仅有“开”和“关”两种状态;采用数字脉宽调制方式控制显示器件(801)的亮度与灰度;

(2)行驱动电路(102),用于产生行选通信号组(301)和行偏置信号组(304);

(3)列驱动电路(103),用于产生列数据信号组(302)供像素电路阵列(101)像素使用;

(4)差分接口(104),用于将外部输入的差分信号组(601)转换为微显示器内部的数字信号组(602);所述差分信号组(601)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;所述数字信号组(602)为一组Y位的并行数字信号,Y为大于或等于11的整数,每个信号均以逻辑电平来表示数据。

2.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述像素电路阵列(101)的表面为一个电极阵列;每一个像素电路都对应一个或多个电极(810);所述电极(810)的表面的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Cr、W、Mo、Mn、Ti、TiN、Sn、ITO、ZnO或这些材料之间的复合物;非电极的区域为硅或氧化硅填充物。

3.根据权利要求2所述的像素电路阵列(101),其特征在于,所述电极(810)作为显示器件的阳极或阴极;所述电极(810)排布形式为矩阵排布或错位排布;矩阵排布时,水平和垂直方向的电极完全对齐;错位排布时,水平或者垂直方向上的电极不完全对齐,形成锯齿状或蜂窝状排布。

4.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述显示器件(801)位于像素电路阵列(101)的垂直表面上,通过封装器件(802)与外界隔离,每一个像素单元均对应一个或多个显示器件单元;所述显示器件(801)为液晶器件、有机发光显示器件、发光二极管器件中的一种或多种,当显示器件(801)为有机发光器件时,显示器件上方还具有共阴层或共阳层(803);所述封装器件(802)为多层有机物薄膜、高分子薄膜、无机物薄膜、玻璃中的一种;所述显示器件(801)上配置有滤色器件(804),用于过滤单色显示器件发出的光,形成彩色显示器。

5.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述行驱动电路(102)包含触发器(201)、译码器(202)和行驱动器(203);所述触发器(201)用于锁存行地址信号(401),当行触发信号(402)有效时保存行地址信号;所述译码器(202)是一个N输入、2N输出(N为整数)的译码器,对行地址信号进行译码;所述行驱动器(203)用以增强行选通信号组(301)或行偏置信号组(303)的驱动能力,当行使能信号(403)有效时,将译码器(202)的译码结果作为行选通信号组(301)输出,当行消隐信号(404)有效时,将译码器(202)的译码结果作为行偏置信号组(303)输出。

6.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述列驱动电路(103)包含并行移位器(211)、锁存器(212)和列驱动器(213);所述并行移位器(211)为一组并行工作的锁存器或触发器,将像素数据(501)的信号在列移位时钟(502)的有效边沿进行并行移位;所述锁存器(211)用于锁存列像素数据,当列锁存信号(503)有效时,将并行移位器(211)的结果锁存输出,当列清零信号(504)有效时,锁存器(212)的输出清零;所述列驱动器(213)用于增强锁存器的输出信号,用以驱动像素驱动电路(110)的数据信号。

7.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述行信号(400)包括行地址信号(401)、行触发信号(402)、行使能信号(403)和行消隐信号(404);所述列信号(500)包括像素数据(501)、列移位时钟(502)、列锁存信号(503)和列清零信号(504)、列驱动有效信号(505);所述像素数据(501)和行地址信号(401)复用;所述行信号(400)和列信号(500)中的部分信号或所有信号都从控制信号(610)引入,而不通过差分接口(104)和接口转换模块(105)。

8.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,还包括接口转换模块(105)和引脚(600);所述接口转换模块(105),将数字信号组(602)转换为行信号(400)和列信号(500);所述引脚(600)露出于驱动电路表面,用于和外部电路相连接;引脚(600)排布位置为硅芯片的单边、双边、三边或四周;引脚排布方式为单排或多排;引脚排布间距相同或不同。

9.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述差分接口(104)输出的数字信号组(602)接入接口转换模块(105);所述接口转换模块(105)输出的行信号(400)接入行驱动电路(102)、输出的列信号(500)接入列驱动电路(103);所述行驱动电路(102)、列驱动电路(103)的输出信号均连接至像素单元阵列(101);所述接口转换模块(105)通过N,N≥1组M,M≥1位串行移位的方式将数据信号(692)转换为行信号(400)和列信号(500);所述行信号(400)和列信号(500)在所述同步信号(693)有效时通过锁存器组(110)输出。

10.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述差分信号组(601)包含时钟差分对(610和611)、同步差分对(612和613)和数据差分对;所述差分接口(104)将时钟差分对转化为时钟信号(690)、将同步差分对转化为同步信号(691)、将数据差分对转化为数据信号(692);所述数据差分对的数量可以扩展;所述同步信号(691)通过时钟信号(690)、分频器(111)和计数器(112)产生;分频器采用触发器、锁存器或锁相环实现。

11.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,所述像素电路阵列(101)中的像素电路单元由存储器单元(111)和驱动单元(112)组成;所述存储器单元(111)用于保存像素的开关状态,其输入为行选通信号(311)和列数据信号(312);所述行选通信号(311)为行选通信号组(301)中的一个信号,用于选通该行有效;所述列数据信号(312)为列数据信号组(302)中的一个信号,用于表示该列的数据信号。

12.根据权利要求11所述的硅基微显示器,其特征在于,所述存储器单元(111)为静态存储器单元或动态存储器单元,所述静态存储器单元由4-10个晶体管构成,所述动态存储器单元由1-2个电容和1-3个晶体管构成;所述晶体管为金属-氧化物半导体场效应晶体管;所述电容为多晶-绝缘体-多晶电容、金属-绝缘体-金属电容、金属-氧化物-金属电容、深沟道电容。

13.根据权利要求11所述的硅基微显示器,其特征在于,所述驱动单元(112)用于驱动像素发光,由至少一个晶体管构成;存储器单元(111)的输出连接至驱动单元,驱动电路的输出接至电极(810);当驱动电路由一个驱动管T1构成时,驱动管T1的源极S接至电源、漏极D接至电极810;所述驱动单元(112)还具有一个放电电路,由至少一个晶体管构成;当行偏置信号(314)有效时,放电管将通过电极(810)将显示器件(801)中的残余电荷释放;所述偏置信号(314)为行偏置信号组(301)中的一个信号,用于对该像素行进行放电;所述晶体管为金属-氧化物半导体场效应晶体管。

14.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,还包括控制模块(110)、和电源管理模块(111);所述控制模块(110)用于完成整个硅基驱动电路(100)的时序控制和寄存器参数配置;所述控制模块(110)通过控制信号(610)连接到微显示器外部;所述控制信号(610)采用IIC或SPI或UART通信协议;所述电源管理模块(111)将电源信号(611)转换成正电源输入(710)和负电源输入(711);电源管理模块(111)还将电源信号(611)转换负电源通过负电源输出引脚(712)输出;所述正电源输入(710)接入到硅基驱动电路中供晶体管使用,电压取值大于0V;所述负电源输入电压(711)接到电极(810)上供显示器件使用,范围小于或等于0V;所述驱动电路电源(711)为单路或多路电源,供硅基驱动电路使用。

15.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,还可包括内建测试模块(112)和校正模块(113);所述内建测试模块(112)用于完成驱动电路和硅基微显示器的功能测试和性能测试,包括像素阵列、行驱动电路、列驱动电路功能测试、像素电压、像素电流、发光亮度的性能测试;测试结果通过测试信号(612)连接至外部;所述校正模块(113)用于对像素数据进行伽玛校正和非线性校正。

16.根据权利要求1所述的硅基微显示器,其特征在于,像素电路阵列(101)可根据上半屏和下半屏、左半屏和右半屏和左上、左下、右上、右下四个子屏三种划分;所述上半屏和下半屏的列驱动电路分开,其工作方式等同于整屏的工作方式;所述左半屏和右半屏的工作方式等同于上半屏和下半屏的工作方式;所述每一个子屏的工作方式等同于上半屏和下半屏的工作方式。

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