发光二极管显示像素

技术领域

本公开涉及一种显示屏，其显示像素包括发光二极管。

背景技术

图像的像素对应于由显示屏显示的图像的单位元素。对于彩色图像的显示，对于图像的每个像素的显示，显示屏通常包括至少三个部件，也被称为显示子像素，每个部件基本上发射单一颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的光辐射。由三个显示子像素发射的辐射的叠加为观察者提供了对应于显示图像的像素的彩色感觉。在这种情况下，由用于显示图像的像素的三个显示子像素形成的组件被称为显示屏的显示像素。每个显示子像素可以包括光源，特别是发光二极管。

显示像素可以分布在阵列中，每个显示像素位于阵列的行(或线)和列的交叉点处。通常，显示像素的每一行被连续地选择，并且所选行的显示像素被编程以显示期望的图像像素。

有源阵列是一种能够在图像的整个持续时间内保持所有像素行有源的屏幕驱动架构，与被称为无源的阵列相反，其中每行仅在时间T＝Tframe/N(其中Tframe是图像的持续时间，以及N是屏幕的行数)内是有源的。这使得能够增加显示屏的亮度。此外，可以在阵列控制线上发送低电压或低电流电平，这使得能够显示更大的数据流。

在基于在电子电路上形成的微米范围尺寸的发光二极管的屏幕的背景下，由于发光二极管的高固有发光度，发光二极管电路的大小通常小于图像像素的大小。因此使用的解决方案之一是将这些单元发光二极管沉积在包含驱动电子器件的支架(也被称为面板)上。另一个解决方案包括使用包括发光二极管和用于控制发光二极管的电路的显示像素。然后它被称为智能像素。这尤其能够简化有源阵列的形成，因为显示像素的发光二极管的控制电子器件大部分被嵌入在显示像素中。文献WO 2018/185433描述了智能像素的示例。

对于智能像素，用于将智能像素电连接到支架的智能像素的导电垫的数量会影响智能像素的尺寸，特别是由于这些垫的最小尺寸和在这些垫之间提供的最小空间。为了限制导电垫的数量，已知向显示像素提供单个电源电压，并且每个显示像素内部生成一个或多个降低的电源电压，特别是用于控制电子器件的部件的偏置。

显示像素的静态功耗对应于当显示像素不发光时显示像素所消耗的电功率。它可以由部件的漏电流或显示像素控制电路的内部操作所必需的电流形成。在智能像素的背景下，静态功耗的很大一部分源于智能像素内部电源电压的生成。

可以设想在每个智能像素上提供额外的导电垫，以为智能像素提供降低的电源电压，从而使其不会在智能像素内生成。然而，这可能导致智能像素的尺寸增加，这是不希望的。

趋势是增加显示屏的显示像素的数量。显示像素的静态功耗然后可以成为关键因素。实际上，对于具有2160×3840显示像素的分辨率的所谓4K显示屏，显示屏的静态功耗可能大于150W。

需要降低显示屏的静态功耗。

发明内容

实施例的目的是提供一种包括发光二极管的显示屏，该显示屏克服了现有的包括发光二极管的显示屏的全部或部分缺点。

实施例的另一个目的是使显示像素具有小于200μm的尺寸，这限制了显示像素和显示像素的支架之间的互连数量。

一个实施例提供了一种用于显示屏的显示像素，包括至少一个发光二极管、用于驱动发光二极管的电路以及第一导电垫、第二导电垫、第三导电垫和第四导电垫，驱动器电路至少部分地由接收在第一导电垫和第二导电垫之间的第一电源电压供电，该发光二极管由在第三导电垫和第二导电垫之间接收的第一二进制信号供电，第一二进制信号在大于第一电源电压的第二电源电压和小于第一电源电压的第三电压之间交替，驱动器电路被配置为基于在第三电压下在第一二进制信号的每个第一脉冲期间接收的第四导电垫上的第二二进制信号的值来确定数字信号，并且根据数字信号来控制发光二极管。

根据一个实施例，驱动器电路被配置为通过来自数字信号的脉宽调制来控制发光二极管。

根据实施例，显示像素仅包括第一导电垫、第二导电垫、第三导电垫和第四导电垫。

根据一个实施例，驱动器电路被配置为在第三电压下以第一二进制信号的第二脉冲的速率导通或关断发光二极管。

根据一个实施例，驱动器电路被配置为基于第二二进制信号确定时钟信号和第三二进制信号。

根据一个实施例，驱动器电路包括用于存储在每个第一脉冲期间基于第三二进制信号确定的二进制数据的电路。

根据一个实施例，第二二进制信号旨在包括具有相同持续时间的第三脉冲和具有比每个第三脉冲的持续时间长的相同持续时间第四脉冲的混合，驱动器电路被配置为以与第三脉冲和第四脉冲相同的速率传递时钟信号，并且第三二进制信号根据第三脉冲和第四脉冲的连续等于第一状态或第二状态。

一个实施例还提供了一种包括诸如先前定义的显示像素阵列的显示屏，该显示屏还包括用于为每个显示像素传递第一导电垫和第二导电垫之间的第一电源电压、第三导电垫和第二导电垫之间的第一二进制信号以及第四导电垫上的第二二进制信号的电路。

根据一个实施例，传递电路被配置为将第一导电垫保持在第一基本恒定电位，将第二导电垫保持在第二基本恒定电位以及将第三导电垫处于在第一值和第二值之间交替的第三电位，或者第一值大于第一电位并且第二值等于第二电位，或者第一值等于第一电位并且第二值小于第二电位。

根据一个实施例，传递电路被配置为传递等于零电压的第三电压。

根据一个实施例，传递电路被配置为传递在两个电位之间交替的第二二进制信号，两个电位的绝对值之差小于第二电源电压。

根据一个实施例，传递电路被配置为传递第一二进制信号，第一二进制信号包括用于图像显示的第一持续时间的第三电压的第一脉冲和连续的第二脉冲，每个第二脉冲具有比第一持续时间短的第二持续时间。

根据一个实施例，两对连续的第二脉冲之间的持续时间增加或减少。

附图说明

前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下参考附图以图示而非限制的方式给出的具体实施例的描述中详细描述，其中：

图1部分示意性地示出了显示屏的已知示例；

图2是显示像素的已知示例的非常简化的横截面图；

图3是图2的显示像素的仰视图；

图4示出了图2的显示像素的框图的已知示例；

图5示出了图4的显示像素的信号的时序图的已知示例；

图6部分示意性地示出了根据本发明的显示屏的实施例；

图7示出了根据本发明的图6的显示屏的显示像素的实施例的框图；

图8示出了图7的显示像素的信号的时序图；

图9示出了根据本发明的图6的显示屏的显示像素的另一个实施例的框图；以及

图10示出了图9的显示像素的信号的时序图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的特征由相同的附图标记指定。特别地，在各种实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以具有完全相同的结构、尺寸和材料特性。为了清楚起见，仅详细示出和描述了有助于理解本文描述的实施例的步骤和元件。

在以下描述中，当提及限定绝对位置(诸如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等)或相对位置(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)的术语，或者限定方向(诸如术语“水平”、“垂直”等时)的术语时，除非另有说明，否则指的是附图的方向或者正常使用位置的显示屏幕。

除非另有指示，否则当提到连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提到耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者它们可以经由一个或多个其他元件耦合。此外，在第一恒定状态(例如，低状态，标注为“0”)和第二恒定状态(例如，高状态，标注为“1”)之间交替的信号被称为“二进制信号”。同一电子电路的不同二进制信号的高状态和低状态可以不同。在实践中，二进制信号可以对应于在高或低状态下可能不是完全恒定的电压或电流。此外，在以下描述中，MOS晶体管的源极和漏极被称为绝缘栅极场效应晶体管或MOS晶体管的“电源端子”。

此外，除非另有指示，否则当谈到导电垫处的电压时，考虑所述导电垫的电位与参考电位(例如，地电位)之间的差被认为等于0V。

除非另有说明，否则表述“大约、“近似”、“基本上”和“大概”表示在10％以内，并且优选地在5％以内。此外，表述“基本恒定”是指相对于参考值随时间变化小于10％。

图1部分示意性地显示了显示屏10的一个已知示例。显示屏10包括例如，排列在M行和N列中的显示像素12

对于每一行，该行中的显示像素12

图2是显示像素12

根据一个实施例，显示像素12

每个导电垫36旨在被连接到图2中示意性显示的电极14

图4显示了显示屏10的显示像素12

根据一个示例，显示像素12

显示像素12

根据一个实施例，在每个显示像素12

驱动器电路40包括耦合到导电垫36的电路44(Clk和数据分离)，接收数据信号Data

如下文将描述的，为了限制每个显示像素12

图5显示在显示屏10上显示图像期间，具有图4所示结构的显示像素12

电位Vcc和Gnd基本上是恒定的。要显示的新图像的图像像素从排第1的行到排第M的行依次显示。将帧持续时间T称为分隔显示屏10的同一行的两个连续选择的持续时间。将针对排第1的行详细描述信号Com

在第一阶段P1期间，选择和定时信号Com

根据一个实施例，通过脉宽调制或控制PWM来控制显示像素12

显示像素12

可以设想，除了图3中所示的那些之外，在每个显示像素12

根据本发明的实施例，导电垫36中的一个用于接收高电源电压Vcc，并且另一个导电垫26用于接收降低的电源电压Vdd，而不修改导电垫的总数。由此，不再在每个显示像素12

图6部分示意性地显示了显示屏60的一个实施例。显示屏60包括图1的显示屏10的所有元件，不同之处在于，电极16

图7示出了显示屏60的显示像素12

图8示出在显示屏60上显示图像期间，具有图7所示结构的显示像素12

电位Vdd和Gnd基本上是恒定的。每个信号Vcc

由每个显示像素12

在第二阶段P2期间，信号Vcc

有利地，在阶段P1和P2期间，每个信号Vcc

在前面关于图7描述的实施例中，发光二极管LED处于公共阳极配置中。然而，可能希望将发光二极管LED布置在公共阴极配置中。

图9示出了显示屏60的显示像素12

图10示出了具有图9所示结构的显示像素12

已经描述了各种实施例和变体。本领域的技术人员将理解，这些不同实施例和变体的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将想到其他变体。特别地，PWM调制可以在显示像素12

最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例和变体的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。特别是，关于图9中描述的第二实施例，使用SOI(绝缘体上硅)类型的结构来促进负电压的管理可能是有利的。