[发明专利]具有串行控制的小芯片显示设备

说明书

相关申请的交叉引用

引用由R.Cok于2009年2月16日提交的、名称为“CHIPLET DISPLAY DEVICE WITH SERIAL CONTROL”的序列号为12/371,666的共同转让的、共同未决的美国专利申请，由R.Cok等于2009年2月18日提交的、名称为“DISPLAY DEVICE WITH CHIPLET DRIVERS”的序列号为12/372,906的共同转让的、共同未决的美国专利申请、由R.Cok于2009年6月26日提交的、名称为“PASSIVE-MATRIX CHIPLET DRIVERS FOR DISPLAYS”的序列号为12/492,678的共同转让的、共同未决的美国专利申请以及由R.Cok等于2011年2月10日提交的、名称为“DIGITAL DISPLAY WITH INTEGRATED COMPUTING CIRCUIT”的序列号为13/024,799的共同转让的、共同提交的美国专利申请，通过引用将所述专利申请的公开合并在本文中。

技术领域

本发明涉及数字显示设备，该数字显示设备具有基板，该基板具有分布式、独立小芯片以控制显示器中的像素。

背景技术

在便携式设备中，平板显示设备与计算设备结合地广泛使用，并且广泛用于诸如电视机的娱乐设备。这样的显示器在显示区域中通常采用在基板上方分布的多个像素来显示图像。各像素包括多个不同颜色的发光元件以表现各图像元素，该多个不同颜色的发光元件通常被称为子像素，这些子像素通常发出红光、绿光和蓝光。如在本文中使用的那样，没有对像素和子像素被区分并且被称为单独的发光元件。已知多种平板显示器技术，例如等离子体显示器、液晶显示器和包括有机发光二极管（OLED）显示器的发光二极管（LED）显示器。

包括形成发光元件的发光材料的薄膜的发光二极管（LED）在平板显示设备中具有许多优点，并且在光学系统中很有用。已经示出了包括有机LED发光元件阵列的彩色显示器。另选地，可以采用无机材料，并且无机材料可以在多晶半导体矩阵中包括磷光晶体或量子点。也可以采用其它有机或无机材料的薄膜来控制对发光薄膜材料的电荷注入、传输或阻挡，并且这些是本领域公知的。利用封装盖层或板将这些材料设置在电极之间的基板之上。当电流流经发光材料时，从像素发出光。所发出的光的频率取决于所使用的材料的性质。在这种显示器中，光可以通过基板（底部发射器）或通过封装盖（顶部发射器）发出，或通过基板与封装盖两者发出。

LED设备可以包括图案化的发光层，在图案化的发光层中，在图案中采用不同的材料以在电流经过这些材料时发出不同颜色的光。另选地，LED设备可以采用单个发光层（例如，白光发射器）与滤色器一起用于形成全彩色显示器。采用不包括滤色器的白色子像素也是已知的。在现有技术中描述的一种设计包括：未图案化的白色发射器以及包括有红色、绿色和蓝色滤色器和子像素以及未过滤的白色子像素的四个彩色像素，以提高设备的效率。

用于控制平板显示设备中的像素的两种不同方法通常是已知的：有源矩阵控制和无源矩阵控制。在无源矩阵设备中，基板不包括任何有源电子元件（例如，晶体管）。在基板上方形成行电极的阵列和单独层中的列电极的正交阵列，行电极与列电极之间的交叉点限定发光二极管的电极。例如通过行电极的顺序激活来控制无源矩阵设备，同时连接到阵列中的多个像素的每一列的电极设置有相应的模拟数据值。当激活行电极时，像素行中的每一列被驱动到与相关列电极上的数据值相对应的亮度。针对像素阵列中的每一行顺序地重复该过程。

外部驱动器芯片顺序地向每一行（或列）供应电流，同时正交列（或行）供应适合的电压以点亮该行（或列）中的每一个发光二极管。因此，无源矩阵设计采用2n个连接，以产生n²个单独可控的发光元件。然而，由于行（或列）驱动的顺序本质造成闪烁，因此无源矩阵驱动设备受可包括在该设备中的行（或列）的数量的限制。如果包括了太多线，则闪烁可变得可察觉。通常，无源矩阵设备限制大约100线，远远少于例如在诸如高清晰度电视的当代大型面板显示器中发现的，该高清晰度电视具有超过1000条线因此不适于无源矩阵控制。此外，确定无源矩阵显示器中的全部行（或列）所需的电流可能会有问题，并且限制无源矩阵显示器的物理尺寸。此外，用于无源矩阵和有源矩阵的外部行列驱动器芯片是昂贵的。