一种微显示阵列无源驱动线路功率损耗优化电路

1.本发明属于发光阵列无源驱动技术领域，具体涉及一种微显示阵列无源驱动线路功率损耗优化电路。


背景技术：

2.显示在人类社会生活中的作用越来越大，尤其在目前的信息社会，人们的生活离不开显示。电脑屏幕，手机屏幕以及各种智能穿戴设备都需要显示屏。随着材料科学的不断进步，显示技术已经有了突飞猛进的发展，目前液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器是两种主要的平板显示技术，未来，基于无机micro
‑
led发光二极管的显示器被认为是下一代显示技术中最具前景的一种。
3.显示器向着更高分辨率、更小像素尺寸和更小像素间距、更节能的方向发展。性能优越的显示系统需要良好的显示材料，更离不开先进的驱动策略。目前显示驱动策略主要分为有源驱动和无源驱动。其中有源驱动效果好，适用于大尺寸阵列，但是存在技术要求和成本较高等问题。相比于有源驱动，无源驱动的实现难度和成本都要低得多，在小尺寸发光阵列中很有优势，但是无源驱动中阵列像素发光不均匀以及线路损耗的问题需要得到解决。
4.2011年，chao
‑
chyun an等人提出了一种倒装结构的gan微发光二极管阵列器件。gan微型发光二极管阵列采用无源驱动方式。
5.2018年，ray
‑
hua horng等人制备并研究了一种由algainp外延层制成的红光微型发光二极管显示器。通过晶片键合技术将algainp外延层键合到双面抛光的蓝宝石衬底上。该发光阵列采用无源驱动方式，以氧化铟锡材料为列互连线，研究了每个像素的光电特性与地址线的关系，结果表明采用ito作为互连线虽然提高了阵列的出光性能，但是由于ito层厚度较小，其电阻较大，在ito互连线上的压降较大，导致不同像素的光输出功率差异较大。
6.2020年，shuo
‑
huang yuan等人制备了ingan基蓝色微型发光二极管显示器。采用无源驱动方式，在n型gan区域上沉积厚的钛/铝/钛/金互连金属来降低互连电阻，研究了有无互连金属对发光阵列的影响。结果表明与传统的微发光二极管阵列相比，有互连金属的微发光二极管阵列具有更好的电性能一致性。
7.2017年，chang
‑
mo kang等人制备了一种由两个无源矩阵微型发光二极管阵列芯片组成的颜色可调显示器。其中蓝色阵列和绿色阵列都采用无源驱动方式，阵列中每条行列互连线一端连接输出电极。
8.传统显示阵列无源驱动方法中每条行列互连线只有一端连接输出电极，导致某些像素到输出电极的距离较大，线路损耗较大。


技术实现要素：

9.本发明针对无源驱动线路损耗较大的问题，提供一种微显示阵列无源驱动线路功
率损耗优化电路，将每条互连线两端都连接输出电极，通过逻辑控制模块来进行选择，选择阵列像素最短的回路路径，从而达到降低无源驱动线路损耗的目的。
10.本发明的目的是提供一种微显示阵列无源驱动线路功率损耗优化电路，至少包括：
11.显示发光阵列，用于显示图像信息和或文本信息；
12.电源驱动模块，用于生成驱动信号，该驱动信号用于控制所述显示发光阵列像素点的发光状态；
13.无源连接线路，所述无源连接线路完成所述电源驱动模块与所述显示发光阵列的连接；所述无源连接线路包括行选线路和列选线路，在行选线路和列选线路两端均设置驱动电极，所述驱动电极与电源驱动模块连接；所述电源驱动模块为上述驱动电极提供驱动电流；
14.逻辑控制模块，用于产生时序信号，该时序信号用于控制所述电源驱动模块的工作时序；所述逻辑控制模块为电源驱动模块提供驱动逻辑命令，根据发光阵列芯片内像素位置选择最短连接线路。
15.优选地，上述显示发光阵列由n行m列显示像素构成，每个显示像素为单独的发光二极管元件，具有单独的p、n电极；其中：m、n为正整数。
16.优选地，所述无源连接线路由硅板、行选线路、氮化硅、列选线路、p、n电极以及行选电极和列选电极组成。
17.优选地，上述硅板包括n条行选线路、m条列选线路、2n个行选电极和2m个列选电极；所述硅板上第一层为行选线路和行选电极，通过光刻工艺定义；第二层为氮化硅，用来保护行选线路；第三层为列选线路和列选电极，通过光刻工艺定义；第四层为氮化硅，用来保护列选线路；最后通过光刻工艺定义p、n电极孔、行选电极和列选电极并通过金属蒸镀和剥离产生p、n电极。
18.优选地，每个阵列像素连接一条行选线路和一条列选线路，即行选线路和列选线路与显示发光阵列对应，一行行选线路和一列列选线路共4个端口，行列交点位置的发光二极管形成4条工作回路；分别为(m，n)、(m，n
*
)、(m
*
，n)和(m
*
、n
*
)；取第i行第j列像素，其坐标为(i，j)，若则选择路径(m，n)；若则选择路径(m，n
*
)；若则选择路径(m
*
，n)；若则选择路径(m
*
、n
*
)；此处取四舍五入整数。
19.优选地，上述电源驱动模块包括：行驱动芯片sm5166pc、列驱动芯片sm16206、行选芯片74hc138d、稳压芯片ams1117
‑
3.3、转接口和fpc连接器；其中：
20.所述转接口完成驱动芯片与逻辑控制模块的连接；所述行选芯片74hc138d与行驱动芯片sm5166pc相连接；
21.所述行驱动芯片sm5166pc与所述fpc连接器相连接，用来完成行扫描的功能；
22.所述列驱动芯片与所述fpc连接器相连接，用来完成列数据传输的功能。
23.所述显示发光阵列包括有机材料或无机材料制备的发光二极管。
24.优选地，发光二极管的p电极和n电极分别与无源连接线路中的行选线路和列选线
路连接，或者p电极和n电极分别与无源连接线路中的列选线路和行选线路连接。
25.本发明具有的优点和积极效果是：
26.本发明将每条互连线两端都连接输出电极，通过逻辑控制模块来进行选择，选择阵列像素最短的回路路径，从而达到降低无源驱动线路损耗的目的。
附图说明
27.图1为本发明优选实施例的系统框图；
28.图2为本发明优选实施例中显示发光阵列结构示意图；
29.图3为本发明优选实施例中无源连接线路结构示意图；
30.图4为本发明优选实施例中显示发光阵列与无源连接线路连接示意图；
具体实施方式
31.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
32.如图1至图4所示，本发明的技术方案为：
33.一种微显示阵列无源驱动线路功率损耗优化电路，结构包括显示发光阵列、无源连接线路、电源驱动模块和逻辑控制模块。其中：
34.显示发光阵列，所述显示发光阵列用来显示图像信息或字符信息。
35.无源连接线路，所述无源连接线路由硅板、行选线路、氮化硅、列选线路、p、n电极以及行选电极和列选电极组成。所述无源连接线路完成所述电源驱动模块与所述显示发光阵列的连接。上述硅板包括n条行选线路、m条列选线路、2n个行选电极和2m个列选电极。所述硅板上第一层为行选线路和行选电极，通过光刻工艺定义；第二层为氮化硅，用来保护行选线路；第三层为列选线路和列选电极，通过光刻工艺定义；第四层为氮化硅，用来保护列选线路；最后通过光刻工艺定义p、n电极孔、行选电极和列选电极并通过金属蒸镀和剥离产生p、n电极。
36.电源驱动模块，所述电源驱动模块用来产生使所述显示发光阵列发光的驱动信号，包括行驱动芯片、列驱动芯片、转接口、稳压芯片、fpc连接器以及电容电阻。所述电源驱动模块与所述逻辑控制模块相连接。
37.逻辑控制模块，所述逻辑控制模块产生控制所述电源驱动模块的时序信号，从而控制所述显示发光阵列显示特定字符。
38.电源驱动模块通过无源连接线路与显示发光阵列相连，驱动发光阵列像素工作。
39.逻辑控制模块控制电源驱动模块工作逻辑，进而实现对显示发光阵列像素的控制。逻辑控制模块根据发光阵列像素的位置来选择最短的无源连接线路路径，从而达到降低发光阵列线路功率损耗的目的。
40.显示发光阵列由n行m列显示像素构成(m、n为正整数)，每个像素为单独的发光二极管元件，阵列像素独立，具有单独的p、n电极，显示发光阵列结构示意图见说明书附图2。
41.无源连接线路与显示发光阵列对应，由n行行选线路和m列列选线路构成，行选线路和列选线路互相绝缘，每条行列线路两端都设置输出电极，与电源驱动模块的驱动线路连接。线路一端以数字表示，另一端以数字加星号表示。无源连接线路结构示意图见说明书
附图3。
42.n行m列无源连接线路与显示发光阵列对应连接，发光二极管p电极和n电极分别与无源连接线路中的行选线路和列选线路连接，或者p电极和n电极分别与无源连接线路中的列选线路和行选线路连接。连接结构示意图见说明书附图4。
43.显示发光阵列中第n行m列(m、n为任意行列数)的发光二极管对应四条无源驱动回路，用端口号表示为(m，n)、(m，n
*
)、(m
*
，n)和(m
*
、n
*
)。
44.电源驱动模块连接(m，n)、(m，n
*
)、(m
*
，n)和(m
*
、n
*
)，为发光阵列提供驱动电流。
45.逻辑控制模块根据显示发光阵列中像素位置选择(m，n)、(m，n
*
)、(m
*
，n)和(m
*
、n
*
)中最短回路路径。取第i行第j列像素，其坐标为(i，j)，若则选择路径(m，n)；若则选择路径(m，n
*
)；若则选择路径(m
*
，n)；若则选择路径(m
*
、n
*
)；此处取四舍五入整数。
46.所述显示发光阵列可以为有机或无机材料制备的发光二极管构成的行列排列的发光阵列；
47.所述无源连接线路包括行选线路和列选线路，行选线路和列选线路两端都设置驱动电极，与电源驱动模块连接。
48.所述无源驱动模块可以为无源连接线路的行选线路和列选线路两端的驱动电极提供驱动电流，驱动发光阵列内的发光二极管工作。
49.所述逻辑控制模块可以为电源驱动模块提供驱动逻辑命令，根据发光阵列芯片内像素位置选择最短连接线路，降低器件线路功率损耗。
50.所述显示发光阵列的发光二极管p电极和n电极分别与无源连接线路中的行选线路和列选线路连接，或者p电极和n电极分别与无源连接线路中的列选线路和行选线路连接。
51.所述无源连接线路的行选线路和列选线路互相绝缘，行选线路和列选线路与显示发光阵列对应，一行行选线路和一列列选线路共4个端口，行列交点位置的发光二极管可以形成4条工作回路。
52.所述电源驱动模块的输出驱动电流开关、驱动电流大小和输出电流的端口可以通过逻辑控制模块进行控制。
53.所述逻辑控制模块可以通过电源驱动模块选择发光二极管无源连接线路4条工作回路中最短的回路工作，降低发光阵列线路功率损耗。
54.以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。