〔関連出願〕
本出願は、2015年6月10日に出願された米国特許仮出願第62/173,769号の優先権の利益を主張し、同文献は本明細書において参照により援用されている。
本明細書で説明する実施形態は、ディスプレイシステム、より具体的には、ディスプレイパネルに関する冗長スキーム及び方法に関する。
ディスプレイパネルは、広範囲の電子デバイスに利用されている。一般的な種類のディスプレイパネルは、データフレームを表示するようにそれぞれの画素を駆動することができる、アクティブマトリクス型ディスプレイパネルを含む。コンピュータディスプレイ、スマートフォン、及びテレビなどの高解像度カラーディスプレイパネルは、アクティブマトリクス型ディスプレイ構造を使用することができる。m×nのディスプレイ(例えば、画素)要素のアクティブマトリクス型ディスプレイは、m個の行線及びn個の列線、又はそれらのサブセットを用いてアドレス指定することができる。既存のアクティブマトリクス型ディスプレイ技術では、スイッチング装置及び記憶装置は、ディスプレイのそれぞれのディスプレイ要素に配置される。ディスプレイ要素は、発光ダイオード(light emitting diode)(LED)又は他の発光材料とすることができる。記憶装置(単数又は複数)(例えば、コンデンサ又はデータレジスタ)は、例えば、データ信号(例えば、ディスプレイ要素から放出される放出に対応する)を内部に読み込むために、それぞれのディスプレイ(例えば、画素)要素に接続することができる。既存のディスプレイ内のスイッチは、通常、蒸着薄膜でできたトランジスタにより実装され、それゆえ、薄膜トランジスタ(thin film transistors)(TFT)と呼ばれる。TFTの集積化のために使用される一般的な半導体は、アモルファスシリコン(amorphous silicon)(a−Si)であり、これは、低温プロセスで大面積の製造を可能にする。a−Siと既存のシリコン金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(metal−oxide−semiconductor−field−effect−transistor)(MOSFET)との間の主な差異は、電子トラップの存在に起因するa−Siにおけるより低い電子移動度である。別の差異としては、より大きな閾値電圧偏移が挙げられる。低温ポリシリコン(Low temperature polysilicon)(LTPS)は、TFT集積化のために使用される代替材料を代表している。LTPS TFTは、a−Si TFTより高い移動度を有するが、移動度は、MOSFETに対する移動度よりまだ低い。
ディスプレイパネルは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイを含むことができる。本明細書で説明する実施形態によれば、ドライバは、ディスプレイパネルのディスプレイ基板上に表面実装することができるドライバチップとして説明し例示される。他の実施形態によれば、ドライバは、ディスプレイ基板内、例えば、単結晶シリコン基板内に形成されたロジックを代表することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの一部分は、ドライバの第1の行内に配置された第1のドライバと、ドライバの第2の行内に配置された第2のドライバとを含む。第1のドライバと第2のドライバとの間のディスプレイ行内に、複数の画素が配置される。一実施形態では、複数の画素のそれぞれの画素は、放出素子(例えば、LED)の第1の群、及び放出素子(例えば、LED)の冗長群を含む。例えば、第1の群からの1つのLED、及び第2の群からの1つのLEDは、冗長LEDを含むサブ画素を形成することができる。一実施形態では、それぞれの画素及びサブ画素は、放出素子(例えば、LED)の一列を含む。いくつかの実施形態によれば、第1及び第2のドライバのそれぞれは、第1の部分(例えば、スライス1)及び第2の部分(例えば、スライス0)を含み、第1及び第2の部分は、制御ビット及び画素ビットを独立して受信する(例えば、キャプチャする)ようになっている。いくつかの実施形態によれば、第1のドライバの第1の部分(スライス1)は、複数の画素のLEDの第1の群を駆動するようになっており、第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、複数の画素のLEDの冗長群を駆動するようになっている。LEDの第1の群は、第1のドライバに電気的に結合された第1の電極(例えば、アノード)線上の第1のLEDを含むことができ、LEDの第2の群は、第2のドライバに電気的に結合された第2の電極(例えば、アノード)線上の第2のLEDを含む。例えば、第1及び第2のLEDは、サブ画素又は画素内にあることができる。共通電極(例えば、カソード)線は、第1のLED及び第2のLED上に、それらと電気的に接続して形成することができる。一実施形態によれば、第1のドライバの第1の部分(スライス1)、及び第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、ディスプレイ行内のLEDの同じ群を駆動するようになっている。いくつかの実施形態では、第1のドライバの第1の部分(スライス1)は、LEDの第1の群及びLEDの冗長群の両方の第1の交互の部分を駆動するようになっており、第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、LEDの第1の群及びLEDの冗長群の両方の第2の交互の部分を駆動するようになっている。
様々な冗長スキームをサポートするために、ドライバへの及びドライバ間の様々なルーティングスキームが可能である。一実施形態では、第1のドライバ(例えば、ディスプレイ行の上の上部ドライバ)は、第1のデータ入力及び第1のデータクロック入力からの第1の制御ビット及び第1の画素ビットを記憶するために、その対応する第1の部分内に第1のデータレジスタを含む。同様に、第2のドライバ(例えば、ディスプレイ行の下の下部ドライバ)は、第2のデータ入力及び第2のデータクロック入力からの第2の制御ビット及び第2の画素ビットを記憶するために、その対応する第2の部分内に第2のデータレジスタを含むことができる。一実施形態では、第1のデータ入力及び第2のデータ入力は、第1の列ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続され、第1のデータクロック入力は、第1の行ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続され、第2のデータクロック入力は、第2の行ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続される。第1及び第2の行ドライバチップは、個別の別個のチップとすることができる。一実施形態では、第1及び第2のドライバのそれぞれは、対応するドライバの対応する第1及び第2の部分用の放出制御ロジックに非同期リセット信号を提供するために、放出カウンタリセット入力を含む。例えば、第1及び第2のドライバに対する放出カウンタリセット入力は、それぞれ第1及び第2の行ドライバチップに接続することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルは、放出クロック線のそれぞれの行が、ディスプレイ行の対向側上の下部ドライバの第2の部分(スライス0)の行及び上部ドライバの第1の部分(スライス1)の行を制御するようになっている、放出クロック線の複数の行を含む。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイと、複数のディスプレイ行内に配置された複数の放出素子(例えば、LED)とを含む。それぞれのドライバは、上部部分及び下部部分を含むことができ、上部部分は、上部部分に隣接するディスプレイ行を制御するようになっており、下部部分は、下部部分に隣接するディスプレイ行を制御するようになっている。ディスプレイパネルは、放出クロック線の複数の行を加えて含むことができる。一実施形態では、放出クロック線のそれぞれの行は、単一の行ドライバからドライバの2つの行に延びる。それぞれの放出クロック線の行は、ディスプレイ行の対向側上のドライバ下部部分の行及びドライバ上部部分の行を制御するようになっている。放出クロック線は、ドライバと行ドライバとの間の様々なルーティング経路を有することができる。例えば、放出クロックルーティング経路は、ドライバの行内の横に隣接するドライバの上部部分の間、又はドライバの行の横に隣接するドライバの下部部分の間に延びることができる。放出クロックルーティング経路はまた、同じディスプレイ行を共有する一対のドライバの行内のドライバ間に延びることができる。例えば、放出クロック経路は、上部から下部に、又は下部から上部に、斜めに配置されたドライバ間に延びることができる。一実施形態では、放出クロックルーティング経路は、ドライバの第1の行内の第1のドライバの下部部分とドライバの第2の行内の第2のドライバの上部部分との間に延び、ドライバの第1の行は、ドライバの第2の行の上にある、及びその逆である。
ディスプレイパネルは、データクロック線の複数の行、及び放出カウンタリセット線の複数の行を加えて含むことができる。一実施形態では、データクロック線及び放出カウンタリセット線は、隣接するドライバの行の制御ビットをプログラムするようになっており、放出クロック及び放出カウンタリセット線は、放出タイミングを制御するようになっている。それぞれの対応するディスプレイ行に対するそれぞれのデータクロック線は、対応するディスプレイ行の上のドライバの下部部分、及び対応するディスプレイ行の下のドライバの上部部分に接続することができる。一実施形態では、それぞれの放出カウンタリセット行は、ドライバの一行を制御する。
一実施形態では、ディスプレイパネルを動作させる方法は、行ドライバと共に含まれるものなどの行選択ロジックで、ディスプレイパネル内の第1のディスプレイ行を選択することと、1つ以上の列ドライバ内に含まれるものなどの列選択ロジックで、多数のディスプレイ列を選択することとを含む。一実施形態では、第1のディスプレイ行を選択することは、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するドライバ(例えば、マイクロドライバ)の第1の行に第1の放出クロック信号を送信することを含み、ドライバの第1の行内のそれぞれのドライバは、主部分及び予備部分を、主部分及び予備部分のそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、同じ行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するドライバ(例えば、マイクロドライバ)の第2の行に送信され、ドライバの第2の行内のそれぞれのドライバは、主部分及び予備部分を、主部分及び予備部分のそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、第1の放出クロック信号は、ドライバの第1の行内の主部分に送信される。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、ドライバの第2の行内の予備部分に送信される。例えば、これは、欠陥のあるLED又はドライバが存在しないディスプレイパネルを動作させるための既定の場合に対応することができる。
一実施形態によれば、様々な冗長スキームにより、ドライバ部分に対する異なる可能な制御ビット読み込みスキームが可能になる。一実施形態では、ドライバのプログラミングは、一度に1つのディスプレイ行を進む。データクロック信号は、ドライバの第1の行内の第1のドライバ内の主部分と、ドライバの第2の行内の第2のドライバ内の予備部分との間で切り換えられる。第1の放出カウンタリセット信号は、第1のドライバにアサートされ、第2の放出カウンタリセット信号は、第1の放出カウンタリセット信号を第1のドライバにアサートすると共に、第2のドライバにアサートされる。
一実施形態では、ドライバのプログラミングは、一度に1つの部分を進む。データクロック信号は、ドライバの第1の行内の第1のドライバ内の主部分と、ドライバの第2の行内の第2のドライバ内の予備部分との間で切り換えられる。第1の放出カウンタリセット信号は、第1のドライバにアサートされ、第2の放出カウンタリセット信号は、第1の放出カウンタリセット信号を第1のドライバにアサートした後に、第2のドライバにアサートされる。
一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイと、それぞれのディスプレイ行がドライバの2つの行の間にある複数のディスプレイ行とを含む。ディスプレイ行は、第1の放出素子(例えば、LED)及び冗長放出素子を含む、サブ画素を含むことができる。第1の放出素子は、ドライバの第1の行内の第1のドライバへの第1の電極線上にあることができ、冗長放出素子は、ドライバの第2の行内の第2のドライバへの第2の電極線上にあることができる。第1又は第2の電極線は、冗長性をサポートするために、第1及び第2のドライバから電気的に切断することができる。例えば、第1の電極線は、第1のドライバから電気的に切断され(例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断で)、第2の電極線は、第2のドライバに電気的に接続される、又はその逆である。第1又は第2の電極線はまた、冗長性をサポートするために、例えば、レーザー溶接部などの接合部で、接合することができる。一実施形態では、接合部は、第1の電極線を第2の電極線に電気的に接続する、又はその逆である。
一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、列及び主行に配置された主ドライバ(例えば、主マイクロドライバ)のアレイと、2つのディスプレイ行が2つの隣接するドライバの主行の間に配置されている複数のディスプレイ行とを含む。そのような構成では、それぞれのディスプレイ行は、主ドライバの隣接する行によって駆動される主電極線上の放出素子(例えば、LED)の第1の群、及び予備ドライバ配置領域の行に延びる予備電極線上の放出素子(例えば、LED)の第2の群を含むことができる。一実施形態では、1つ以上の予備ドライバ(例えば、予備マイクロドライバ)が、予備ドライバ配置領域の行内に配置される(例えば、表面実装される)。
添付図面の図に、実施形態が、限定としてではなく、例として示されている。
一実施形態による、複数のマイクロドライバを有するディスプレイシステムである。
一実施形態による、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ及びマイクロLEDを転写するためのプロセスの説明図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルの側断面図である。
一実施形態による、ディスプレイシステムのブロック図である。
一実施形態による、画素データ分配の図である。
一実施形態による、マイクロドライバの単位セルである。
一実施形態による、マイクロドライバスライスである。
一実施形態による、異なるマイクロドライバによって別々に動作される冗長LEDの図である。
一実施形態による、2つのマイクロドライバに並列に接続される冗長LEDの図である。
一実施形態による、隣接するLEDから切断されたマイクロドライバの図である。
一実施形態による、放出クロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを含むマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを含むマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、データ及びデータクロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、放出カウンタリセットルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、画素データビットのラッチのためのマイクロドライバスライス内のロジックを示すブロック図である。
一実施形態による、データクロック及び放出カウンタリセットの接続を示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、制御ビット読み込みスキームのフロー図である。
一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキームである。
一実施形態による、制御ビット読み込みスキームのフロー図である。
一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキームである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
一実施形態による、放出クロック冗長性及び極性オプションに関するブロック図である。
一実施形態による、予備LEDを有さないLED冗長スキームである。
一実施形態による、接続された予備LEDを有するLED冗長スキームである。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、選択的に配置された予備マイクロドライバを示す図である。
一実施形態による、フロー図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、一定のLED接続ピッチを有するマイクロドライバを含む冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを有する図31に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを有する図31に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、可変LED接続ピッチを有するマイクロドライバを含む冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを有する図33に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを有する図33に対する駆動スキームの図である。
様々な実施形態では、図を参照して説明する。しかし、特定の実施形態は、これらの特定の詳細の1つ以上がなくても実行することができ、又は他の知られている方法及び構成と組み合わせて実行することができる。以下の説明では、実施形態の徹底的な理解を提供するために、特定の構成、寸法、及びプロセスなど、多数の特定の詳細について述べる。他の場合、実施形態を不必要に曖昧にしないように、よく知られている半導体プロセス及び製造技法について特に詳細には説明しない。本明細書全体にわたって、「一実施形態」への参照は、その実施形態に関連して記載する特定の特徴、構造体、構成、又は特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な場所における「一実施形態では」という語句への言及は、必ずしも同じ実施形態を参照しているとは限らない。更に、1以上の実施形態において、任意の好適なやり方で、特定の特徴、構造体、構成、又は特性を組み合わせることができる。
いくつかの実施形態によれば、ドライバ(マイクロドライバ、μD、又はμドライバとも呼ばれる)及び放出素子の配置を含むディスプレイパネルを説明する。いくつかの実施形態では、マイクロドライバは、マイクロドライバチップである。いくつかの実施形態では、放出素子は、発光ダイオード(LED)である。LEDは、マイクロLED(μLEDとも呼ばれる)とすることができる。加えて、ディスプレイパネル(例えば、そのディスプレイ要素)の放出を制御するための方法、システム、及び装置を本明細書で説明する。具体的には、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDの配置を含むディスプレイパネルに特に適用できる方法、システム、及び装置を説明する。デバイスに関連して、「オン(on)」という用語は、通常、デバイスのアクティブ状態を指すことができ、この関連で使用される「オフ(off)」という用語は、デバイスの非アクティブ状態を指すことができる。デバイスにより受信された信号に関連して使用される「オン(on)」という用語は、通常、デバイスをアクティブにする信号を指すことができり、この関連で使用される「オフ(off)」という用語は、通常、デバイスを非アクティブにする信号を指すことができる。デバイスは、デバイスを実装する基礎をなす原理に依存して、高電圧又は低電圧によりアクティブにすることができる。
一実施形態では、マイクロLEDは、1〜300μm、1〜100μm、1〜20μm、又はより具体的には5μmなどの1〜10μmの最大横寸法を有する半導体ベースの材料とすることができる。一実施形態では、マイクロドライバは、ディスプレイパネル上に表面実装されたチップなどの、チップの形態とすることができる。例えば、マイクロドライバチップは、1〜300μmの最大横寸法を有することができ、マイクロLEDの画素レイアウト内に適合させることができる。一実施形態によれば、マイクロドライバチップは、TFT構造内に通常用いられるようなそれぞれのディスプレイ要素に対するスイッチ(単数又は複数)及び記憶装置(単数又は複数)を置き換えることができる。マイクロドライバチップは、デジタル単位セル、アナログ単位セル、又はデジタル及びアナログの混合単位セルを含むことができる。加えて、a−Si又はLTPS上のTFT処理技術とは対照的に、単結晶シリコン上のマイクロドライバチップの製造のために、MOSFET処理技術を使用することができる。
一態様では、TFT集積化技術と比較して、著しい効率を実現することができる。例えば、マイクロドライバチップは、TFT技術より、ディスプレイ基板の実装面積を利用しないようにできる。例えば、デジタル単位セルを組み込んだマイクロドライバチップは、アナログ蓄積コンデンサより比較的少ない面積を消費する、デジタル記憶素子(例えば、レジスタ)を使用することができる。マイクロドライバチップがアナログ構成要素を含む場合、単結晶シリコン上のMOSFET処理技術は、a−Si又はLTPS上でより低い効率を有する、より大きなデバイスを形成する薄膜技術を置き換えることができる。マイクロドライバチップは、加えて、a−Si又はLTPSを使用して形成されたTFTより電力を必要としないようにできる。実施形態はマイクロドライバチップに関して説明しているが、実施形態は、必ずしもそのように限定されず、マイクロドライバは、本明細書で説明するような同様な冗長スキームを実現するために、TFT又はMOSFET処理技術を使用してディスプレイパネル基板内に形成することができることを理解されたい。
一態様では、実施形態は、様々な冗長スキーム、集積化方法、及びディスプレイパネルを動作させる方法を説明する。例えば、冗長スキームは、冗長マイクロドライバ、マイクロドライバ内の複数の部分(スライスとも呼ばれる)、及び/又は冗長LED配置を含むことができる。本明細書で使用するとき、ドライバ(例えば、マイクロドライバ)部分又はスライスは、ドライバに隣接するLEDの異なる群を駆動するようになっている。それぞれの部分又はスライスは、1つ以上の単位セルを含むことができる。それぞれの部分又はスライスは、制御及び画素ビットを独立して受信することができる。それぞれの部分又はスライスは、分離されたエリアとして図に表現されているが、これは例示する目的のためであり、実施形態は、そのように限定されず、それぞれのドライバの部分若しくはスライスのエリア又は回路は、重ね合わせることができる。一態様では、実施形態は、ディスプレイパネル上のマイクロドライバ及びLEDの異種集積化スキームを説明する。別の態様では、実施形態は、ディスプレイパネル上に共に表面実装することができる、マイクロドライバ及びLEDの異種集積化スキームを説明する。プロセス制御は、ディスプレイパネル上への複数の、例えば、数千のマイクロサイズの構成要素の異種集積化の結果生じることがある欠陥を常に取り除くことができるのではない場合があると考えられる。例えば、欠陥は、ディスプレイパネル上への転写及び実装、例えば、静電転写及び接着プロセスの前又は間の、マイクロドライバチップ及び/又はマイクロLEDの製造中に発生する場合がある。したがって、欠陥は、初期製造プロセス中に潜在的に発生して、その結果欠陥のあるデバイスとなる、又は転写及び接着プロセス中に発生して、結果として潜在的に欠陥のあるデバイス若しくはディスプレイパネルへの欠陥のある接続となる場合がある。例示的な接着プロセスでは、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDは、はんだバンピングなどの熱バンピング技術を使用してディスプレイパネルに接着することができる。潜在的欠陥は、多分結果として灰色点、輝点などのディスプレイ品質の低下となることがあると考えられる。一実施形態によれば、様々な冗長スキームは、ディスプレイパネルの動作中の欠陥の視覚効果を取り除く又は緩和するように、冗長要素(例えば、マイクロドライバ、マイクロLED、又はスライス)が欠陥を補償することができる、特定の量の欠陥を吸収するための状態を生成することができる。
図1Aは、本開示の一実施形態による、ディスプレイシステム100である。放出コントローラ103は、ディスプレイパネル112(のすべて又は一部の)上に表示されるコンテンツを入力、例えば、画像情報(例えば、データフレーム)に対応する入力信号として受信することができる。放出コントローラは、選択的にディスプレイ要素(例えば、LED101)に光(例えば、人間の眼に見える)を放出させる回路(例えば、ロジック)を含むことができる。放出コントローラは、(例えば、複数のディスプレイ要素の)(例えば、動作している)ディスプレイ要素用の記憶装置(単数又は複数)(例えば、コンデンサ、又はデータレジスタ)にデータ信号(例えば、ディスプレイ要素をオフ又はオンにする信号)を受信させることができる。
放出コントローラ103は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field-programmable gate array)(FPGA)集積回路とすることができる。図示した放出コントローラ103は、例えば、タイミング制御信号をディスプレイパネル112に提供するビデオタイミングコントローラ114、放出タイミングコントローラ116によって制御することができる(例えば、非線形)クロック発生器118、及び減光コントローラ120を含む。電力モジュール115は、ディスプレイシステム100の構成要素に電力を供給することができる。放出コントローラ103は、ディスプレイ(例えば、画素)データを含むデータの入力(例えば、信号)を受信して、ディスプレイデータに従ってアクティブエリア110のディスプレイ要素(例えば、LED)に光を放出させるために、そのデータ(例えば、信号)を提供することができる。一実施形態では、図示したディスプレイパネル112は、例えば、クロック信号をアクティブエリア110に送信する、(例えば、非線形)パルス幅変調(pulse width modulation)(PWM)クロックルーティング回路106を含む。図示したディスプレイパネル112は、例えば、ビデオ信号をアクティブエリア110に送信する直列入力並列出力回路104を含む。図示したディスプレイパネル112は、例えば、ディスプレイデータ信号をアクティブエリア110に送信する走査制御回路108を含む。1つ以上のディスプレイ要素(例えば、LED101)は、1つ以上のディスプレイ要素からの光の放出を(例えば、放出コントローラ103に従って)駆動する、マイクロドライバ(例えば、μD111)に接続することができる。
ディスプレイパネル112は、画素の行列を含むことができる。それぞれの画素は、異なる色の光を放出する複数のサブ画素を含むことができる。赤緑青(red-green-blue)(RGB)サブ画素配置では、それぞれの画素は、それぞれ赤色光、緑色光、及び青色光を放出する3つのサブ画素を含むことができる。RGB配置は、例示的なものであり、本開示はそのように限定されないことを理解されたい。利用することができる他のサブ画素配置の例としては、赤緑青黄(red-green-blue-yellow)(RGBY)、赤緑青黄シアン(red-green-blue-yellow-cyan)(RGBYC)、若しくは赤緑青白(red-green-blue-white)(RGBW)、又は画素が異なる数のサブ画素を有することができる他のサブ画素行列スキームが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、1つ以上のディスプレイ要素(例えば、LED101)は、1つ以上のディスプレイ要素からの光の放出を(例えば、放出コントローラ103に従って)駆動する、マイクロドライバ(例えば、μD111)に接続することができる。例えば、マイクロドライバ111及びディスプレイ要素101は、ディスプレイパネル110上に表面実装することができる。図示したマイクロドライバは、10個のディスプレイ要素を含むが、本開示は、そのように限定されず、マイクロドライバは、1つのディスプレイ要素、又は任意の複数のディスプレイ要素を駆動することができる。一実施形態では、ディスプレイ要素(例えば、101)は、例えば、それぞれの画素が3つのディスプレイ要素のサブ画素(例えば、赤色、緑色、及び青色LED)を含む画素とすることができる。
一実施形態では、ディスプレイドライバのハードウェア回路(例えば、ハードウェア放出コントローラ)は、行の数が単一行からディスプレイパネルの全パネルまで調節可能である、ディスプレイパネルの放出群内の多数の行を選択する(例えば、行選択)ロジック、列の数が単一列からディスプレイパネルの全パネルまで調節可能である、ディスプレイパネルの放出群内の多数の列を選択する(例えば、列選択)ロジック、及びデータフレーム当たりのパルスの数が1から複数まで調節可能でありパルス長さが連続デューティサイクルから不連続デューティサイクルまで調節可能である、表示されるデータフレーム当たりの多数のパルスを選択する(例えば、放出)ロジックのうちの1つ以上を含むことができる。放出コントローラは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
図1Bは、一実施形態による、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ及びマイクロLEDを転写するためのプロセスの説明図である。それぞれのマイクロLED101の色に対して、及びマイクロドライバ11に対して、別個のキャリア基板が使用される。静電転写ヘッドアレイ155を含む1つ以上の転写アセンブリ150を使用して、キャリア基板(例えば、160、161、162、163)から微細構造体を持ち上げて、ディスプレイパネル112などの転写先基板に転写することができる。一実施形態では、マイクロLED101の色の任意の組み合わせを転写するため、及びマイクロドライバ111に対して、別個の転写アセンブリ150が使用される。ディスプレイパネルは、様々なマイクロLED及びマイクロドライバ構造体を接続する配線を有して用意される。複数の配線は、マイクロLED及びマイクロドライバを電気的に結合するために、及び様々なマイクロドライバを互いに結合するために、ランディングパッド及び相互接続構造体に結合することができる。転写先基板は、マイクロディスプレイから大面積ディスプレイまでの範囲の任意のサイズのディスプレイパネル112とすることができる、又は、LED照明用、若しくはLCDディスプレイ用のLEDバックライトとして使用するための照明基板とすることができる。マイクロLED及びマイクロドライバ構造体は、基板表面の同じ面上に表面実装される。
接着(例えば、表面実装からの)は、ピン、導電性パッド、導電性バンプ、導電性ボールなどだがこれらに限定されない、様々な接続を使用して行うことができる。ピン、パッド、バンプ、又はボールを形成する導電材料として、金属、金属合金、はんだ、導電性ポリマー、又は導電性酸化物を使用することができる。一実施形態では、接着を促進するために、転写ヘッドアレイから熱及び/又は圧力を伝達することができる。一実施形態では、マイクロドライバ及びマイクロLED上の導電性接点は、基板上の導電性パッドに熱圧着接着される。このようにして、接着は、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDへの電気的接続として機能することができる。一実施形態では、接着は、マイクロドライバチップ及びマイクロLED上の導電性接点をディスプレイパネル上の導電性パッドと接着することを含む。例えば、接着は、インジウム及び金などの材料の金属間化合物又は合金の接着とすることができる。本発明の実施形態と共に利用することができる他の例示的な接着方法としては、熱接合及び熱超音波接合が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、マイクロドライバ及びマイクロLEDは、1つ以上のマイクロLED、マイクロLEDの画素を対応するマイクロドライバに電気的に結合するために、基板上の配線と電気的に接続しているランディングパッドに接着される。
図1Cは、一実施形態による、ディスプレイパネルの側断面図である。この特定の構成は、本明細書で説明する実施形態と一致するマイクロドライバ及びLED冗長スキームを示す。図に示すように、一対の冗長LED101は、一対の電極(例えば、アノード)線171に接着されている。例えば、複数の接着196を使用して、それぞれのマイクロドライバ111をディスプレイ基板112上の導電性パッドに接着することができる。それぞれの接着196は、マイクロドライバ111の入出力に対応することができる。一実施形態では、1つ以上の接着196を使用して、それぞれのLED101をディスプレイ基板112上の導電性パッドに接着することができる。例えば、導電性パッドは、LED101を動作させる電極線の一部とすることができる。それぞれの電極線171は、それぞれのLED101を制御するために、マイクロドライバ111に電気的に接続することができる。一実施形態では、一対のLED101は、ディスプレイ行102内に形成することができる。ディスプレイの動作中に、LED101のうちの1つ又は両方を使用することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの動作中にLEDのうちの1つのみが使用されるように、1つのLED101は、主LEDであり、他のLEDは、予備LEDである。LED101は、任意選択的に、パッシベーション層192でディスプレイ基板112上に不活性化する及び/又は追加して固定することができる。1つ以上の上部電極(例えば、カソード)層194は、LED101及び電極(例えば、カソード、接地、VSS)線190の上に電気的に接触して形成することができる。図1Cに示すLED101の対は、ディスプレイ行102内のサブ画素内のLEDの冗長対に対応することができる。一実施形態では、それぞれのLED101は、別個のマイクロドライバ111によって制御することができる別個の電極(例えば、アノード)線171上にあり、単一の上部電極(例えば、カソード)線又は層194は、サブ画素内の両方のLED101の上に電気的に接触して形成される。別個の上部電極線又は層194も使用することができる。それぞれのマイクロドライバ111は、複数の入出力パッド又はピンを有することができる。例として、これらのパッド又はピンを、他のものの中でも、電極(例えば、アノード)線171、放出クロック信号線180、データクロック信号線174、及び放出カウンタリセット信号線176との接続のために使用することができる。したがって、図1Cに示す特定の入出力接続は、例示的なものであって限定するものではないことを意図している。
次に図2を参照して、一実施形態による、ディスプレイシステム200のブロック図が提供される。アクティブ(例えば、ディスプレイ)エリア210は、複数のドライバ(例えば、一例としてマイクロドライバ211)を含む。マイクロドライバは、その対応するディスプレイ要素(単数又は複数)(例えば、LED(単数又は複数))を選択的に照明させることができる。ディスプレイシステム200は、列ドライバ(単数又は複数)204(例えば、列選択ロジックを含む)及び/又は行ドライバ(単数又は複数)206(例えば、列選択ロジックを含む)を(例えば、放出コントローラ(図示せず)を介して)含むことができる。列ドライバ204は、それぞれの列用の個々のドライバを含むことができる。行ドライバ206は、それぞれの行用の個々のドライバを含むことができる。一実施形態では、列ドライバ(単数又は複数)は、例えば、外界に晒されるインターフェース信号のための静電放電(electrostatic discharge)(ESD)保護を提供し、受信データ772(例えば、772(列番号))及び行走査制御(例えば、データクロック774及び放出(グレースケール)クロック780)用のバッファリングを提供し、1つの列又は複数の列を選択的にオン/オフする放出列選択信号を提供し、及び/又は放出電流読み出しのためのアナログマルチプレックスを実行する。それぞれの列ドライバは、1つのマイクロドライバ列(例えば、4つのディスプレイ要素(例えば、画素)列に相当することができる)を制御することができる。
一実施形態では、行ドライバ(単数又は複数)(例えば、アクティブエリア210の左又は右の縁部に沿って配置された)は、ディスプレイ要素(例えば、LED)の転写プロセス中の行ルーティングのためのESD保護を提供し、例えば、受信行走査制御に基づいて、例えば、それぞれのマイクロドライバ内の受信データ772のラッチクロックとして使用することができる、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック774信号を生成し、及び/又は、例えば、受信行走査制御に基づいて、それぞれのマイクロドライバ内の放出制御のために使用することができる、それぞれのディスプレイ行に対する放出クロック780信号(例えば、グレースケールクロック信号)を生成する。一実施形態では、それぞれの行ドライバ206は、1つのディスプレイ行を制御することができる。
一実施形態では、マイクロドライバ(単数又は複数)は、例えば、グレーコードの関数としてそれぞれのディスプレイ要素の(例えば、LEDの)ルミナンスを制御するように(例えば、パルス幅変調方法、振幅変調方法、又はそれらの混合により)、それぞれのサブ画素に対する受信した画素値まで放出(例えば、グレースケール)クロック780パルス(例えば、放出クロック周期)の数を計数するために、例えば、列ドライバから来るデータ772ルーティング上の(例えば、画素)値をラッチし、及び/又は、行ドライバから来る場合があるデータクロック774信号を使用する。
図3は、本開示の一実施形態による、画素データ分配300の図である。データ走査は、垂直データ772信号(例えば、放出コントローラにより生成された及び/又は列ドライバ304によってバッファされた)、及び水平データクロック774信号(例えば、放出コントローラからの走査制御信号を使用して行ドライバ306によって生成された)を使用することによる、ラスター走査に基づくことができる。データ772信号は、マイクロドライバに対する(例えば、画素)データ信号(例えば、放出コントローラによって生成された及び/又は列ドライバによってバッファされた)を含むことができる。それぞれの列ドライバは、ディスプレイ要素(例えば、画素)の複数の(例えば、4個の)列に対応することができる、マイクロドライバの1つの列に対するデータを提供することができる。行ドライバ306は、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック774を生成することができ、それぞれのマイクロドライバは、列ドライバ304からの受信データ772をラッチするために、受信データクロック774を使用することができる。行ドライバは合わせて、データクロック774を生成するシフトレジスタを形成することができる。データクロックシフトレジスタは、第1段のシフトレジスタ、第2段のラッチ、及び第3段のクロックゲートアレイからなることができる。第1段は、走査シフトクロック782信号(例えば、行走査シフトレジスタクロックからの)及び走査開始784信号(例えば、行走査開始)によって制御することができる。パネルクロック786信号(例えば、行走査ラッチクロックからの)は、第1段のコンテンツを第2段のラッチに読み込むために使用することができる。
図4は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバの単位セル400である。図5は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバスライス570である。以下の説明では、マイクロドライバスライス570は、本明細書で説明するマイクロドライバ(例えば、111、211など)のいずれかに含めることができる。同様に、本明細書で説明するマイクロドライバのいずれかは、複数のスライス570を含むことができる。例えば、後述する実施形態の多くは、2つのマイクロドライバスライス(例えば、570)を含むマイクロドライバを説明する。それぞれのマイクロドライバスライス570は、1つ以上の単位セル(例えば、400)を含むことができる。マイクロドライバスライス570は、単位セル(例えば、400)の1つ以上の構成要素を含むことができる。図示した単位セル400は、ディスプレイ要素(例えば、LED401)から出力される放出に対応するデータ772信号を記憶する、レジスタ430(例えば、デジタルデータ記憶装置)を含む。レジスタ430に記憶されたデータは、例えば、コンデンサに記憶されたアナログデータとは対照的に、デジタルデータと呼ばれることがある。データ(例えば、ビデオ)信号は、任意の方法により、例えば、データクロック774に従ってクロックされることにより、レジスタに読み込む(例えば、記憶する)ことができる。一実施形態では、アクティブである(例えば、高になっている)データクロック774信号により、データがレジスタに入ることができ、次にそのデータは、データクロック信号が非アクティブである(例えば、低になっている)ときにレジスタ内にラッチされる。放出クロック780信号(例えば、非線形グレースケール信号)は、カウンタ432を増分することができる。一実施形態では、放出カウンタリセット776信号は、カウンタ432をその元の値(例えば、ゼロ)にリセットすることができる。
単位セル400はまた、比較器434を含む。比較器は、例えば、データ信号が放出クロック(例えば、非線形グレースケール)からのパルスの数と異なる(例えば、又は、より大きい若しくはより小さい)場合にディスプレイ要素(例えば、LED401)による放出を引き起こすために、レジスタ430からのデータ信号をカウンタ432によって計数された放出クロックからの多数のパルスと比較することができる。図示した比較器は、スイッチに電流源436をアクティブにさせて、それに応じてディスプレイ要素(例えば、LED401)を照明させることができる。電流源(例えば、基準電圧(Vref)などだがこれに限定されない入力により調整された)は、例えば、効率のために、ディスプレイ要素(例えば、LED)をその最適電流で動作させる電流を提供することができる。電流源は、その電流を、電流を設定するバイアス電圧、(例えば、Vth)補償画素回路の使用、又は定電流演算増幅器(オペアンプ)の抵抗器を調整してオペアンプの電流の出力を制御することなどの、制御信号によって設定させることができる。
図5は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバスライス570である。マイクロドライバスライス570は、ディスプレイシステム内のマイクロドライバの一部として含めることができる。マイクロドライバスライス570は、単位セル400の複数の特定の構成要素を含む。単一のカウンタ532を図示しているが、それぞれのディスプレイ要素又は(例えば、同じ又は類似の色の)ディスプレイ要素のそれぞれの群は、それ自身のカウンタ(例えば、及びそれ自身の放出クロック)を有することができる。他の構成要素は、図4の説明におけるように機能することができる。一実施形態では、それぞれのディスプレイ要素又はそれぞれの群は、それ自身の比較器534を有する。放出コントローラは、図5の(例えば、入力)信号を提供することができる。例えば、ビデオ又は他の視覚コンテンツから入手されたようなディスプレイデータ(例えば、図5のデータ0及びデータ1)は、放出コントローラによって提供することができる。ディスプレイ要素(単数又は複数)又は(例えば、同じ又は類似の色の)ディスプレイ要素の群用のそれぞれの電流源は、制御信号(例えば、放出コントローラからの)を受信して、オンのときに定電流を出力することができる。電流源の電流は、製造中に(例えば、1回)設定することができる、又は動的に調節可能(例えば、ディスプレイシステムの使用中に)とすることができる。異なる色放出の複数のLED501を含むそれぞれの画素(例えば、538)は、それ自身のマイクロドライバスライス570を有することができる。あるいは、マイクロドライバスライス570は、図示するように複数の画素538を制御することができる。レジスタ530は、例えば、ベクトルのそれぞれの要素がその特定のディスプレイ要素に対するデータ信号を記憶するようなベクトルレジスタとすることができる。
次に図6〜図8を参照して、それぞれのマイクロドライバが複数のスライスを含む冗長スキームを示す。一態様では、マイクロドライバの冗長性は、複数のスライスをマイクロドライバ内に形成することにより、実現することができる。したがって、実施形態によれば、あるレベルのマイクロドライバ又はLEDの欠陥にも関わらず、ディスプレイパネルの全体歩留まりを実現することができる。
ディスプレイパネルは、行列に配置されたマイクロドライバ611のアレイを含むことができる。本明細書で説明する実施形態によれば、マイクロドライバ611は、(例えば、ディスプレイパネルのディスプレイ基板上に表面実装された)マイクロドライバチップとして説明し例示される。他の実施形態によれば、マイクロドライバ611は、ディスプレイ基板内、例えば、単結晶シリコン基板内に形成されたロジックを代表することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの一部分は、マイクロドライバの第1の行内に配置された第1のマイクロドライバ611と、マイクロドライバの第2の行内に配置された第2のマイクロドライバ611とを含む。第1のマイクロドライバ611と第2のマイクロドライバ611との間のディスプレイ行602内に、複数の画素638が配置される。図6A〜6Bに示す実施形態では、複数の画素のそれぞれの画素638は、放出素子(例えば、LED)の第1の群602A、及び放出素子(例えば、LED)の冗長群602Bを含む。例えば、第1の群602Aからの1つのLED、及び第2の群602Bからの1つのLEDは、冗長LEDを含むサブ画素639を形成することができる。図6Cに示す実施形態では、それぞれの画素638及びサブ画素639は、放出素子(例えば、LED)の一列を含む。図6A〜6Cのそれぞれに示すいくつかの実施形態によれば、第1及び第2のマイクロドライバのそれぞれは、第1のスライス670B(スライス1)及び第2のスライス670A(スライス0)を含み、第1及び第2のスライスは、制御ビット及び画素ビットを独立して受信する(例えば、キャプチャする)ようになっている。図6A〜6Bに示す実施形態によれば、第1のマイクロドライバの第1のスライス670B(スライス1)は、複数の画素のLEDの第1の群602Aを駆動するようになっており、第2のマイクロドライバの第2のスライス670A(スライス0)は、複数の画素638のLEDの冗長群602Bを駆動するようになっている。LEDの第1の群は、第1のマイクロドライバに電気的に結合された第1の電極(例えば、アノード)線671上の第1のLEDを含むことができ、LEDの第2の群は、第2のマイクロドライバに電気的に結合された第2の電極(例えば、アノード)線671上の第2のLEDを含む。例えば、第1及び第2のLEDは、サブ画素639又は画素638内にあることができる。共通電極(例えば、カソード)線194は、図1Cに関して上述したように、第1のLED及び第2のLED上に、それらと電気的に接続して形成することができる。図6Cに示す実施形態によれば、第1のマイクロドライバの第1のスライス670B(スライス1)、及び第2のマイクロドライバの第2のスライス670A(スライス0)は、ディスプレイ行602内のLEDの同じ群を駆動するようになっている。
図6は、一実施形態による、異なるマイクロドライバによって別々に動作される冗長行のLEDを含む放出行の図である。図に示すように、それぞれのマイクロドライバ611は、複数のスライス670A(スライス0)、670B(スライス1)を含む。それぞれのスライス670A、670Bは、マイクロドライバスライス570に関して上述したような構成要素を含むことができ、複数の単位セル400を含むことができる。マイクロドライバ611の隣接する列の間のディスプレイ行602内に、複数の画素638が配置される。それぞれのディスプレイ行602は、LED601の第1の群602A、及びLED601の第2の(冗長)群602Bを含むことができる。合わせて、第1及び第2の群からの一対のLEDは、サブ画素639を形成する。
それぞれのスライス670A、670Bは、制御及びデータ画素ビットを独立して受信することができ、スライス670A(スライス0)は、隣接するディスプレイ行602内のLEDの第1の群602Bを駆動するようになっており、同じ列のマイクロドライバ内の隣接するマイクロドライバ611のスライス670Bは、隣接するディスプレイ行602内のLEDの第2の(冗長)群602Aを駆動するようになっている。一実施形態では、別個の電極(例えば、アノード)線671は、群602A内のLED601を対応するスライス670Bに接続し、別個の電極線671は、群602B内のLED601を対応するスライス670Aに接続する。したがって、サブ画素639内の冗長LEDへの電極線671は、別個である。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素639内の両方のLED601の上、又は画素638若しくは図1Cに関して同様に説明したような画素内のすべてのLED601の上に形成することができる。代替の実施形態では、電極線671は、アノード線ではなく、カソード線とすることができる。
一実施形態では、マイクロドライバ611に欠陥がある場合、欠陥のあるマイクロドライバ611は、無効にすることができ、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下のマイクロドライバスライスが、例えば、図10〜図11に関して説明するように、影響を受けるディスプレイ行602内の画素の動作を引き継ぐ。図6に示す特定の実施形態では、中央のマイクロドライバ611は、欠陥があるとして示されて(×印で消されて)おり、動作されるLEDは、放出しない(白色)として示され、共有画素及びサブ画素内の冗長LEDは、放出する(黒色)として示され、マイクロドライバの同じ列内の隣接するマイクロドライバ611内の隣接するスライスによって動作する。図6に示すスキームは、欠陥のあるマイクロドライバ611を有して説明されているが、このスキームはまた、欠陥のあるLED601に対しても適用でき、その場合、隣接するマイクロドライバスライスによって動作する冗長LEDの対応する群が引き継ぐように、欠陥のあるLEDに関連付けられたスライス670A、670B全体が無効になる。この態様では、そのような冗長スキームは、マイクロドライバスライス又は対応するLEDのいずれかに欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバスライス及び対応するLEDが欠陥を補償するために動作可能であると想定する。
図7を参照して、図は、一実施形態による、2つのマイクロドライバに並列に接続される冗長LEDを示す。図6に示す実施形態と図7に示す実施形態の差は、それぞれのサブ画素639に対する共通電極(例えば、アノード)線671がマイクロドライバの列内の2つの隣接するマイクロドライバ611の間に延びることである。そのような構成では、共通電極線671に沿った場所は、アンチヒューズ又はレーザー切断672などで切断することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素639内の両方のLED601の上、又は画素638若しくは図1Cに関して同様に説明したような画素内のすべてのLED601の上に形成することができる。一実施形態では、マイクロドライバ611又は関連付けられたLED601に欠陥がある場合、LEDの最大1行(602A又は/及び602B)が欠陥のあるマイクロドライバ611(×印で消されて示す)から切断され、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下の隣接するマイクロドライバスライスが、影響を受けるディスプレイ行602を制御するように有効にされる。アンチヒューズ又はレーザー切断672の位置は、LED601のうちの1つ若しくは両方が動作する又は欠陥がある(×印で消されて示す)かに依存し得る。
図8は、実施形態による、2つのマイクロドライバに接続されるLEDの1行の図である。図7に示す実施形態と図8に示す実施形態の差は、単一のLED601が、マイクロドライバの列内の隣接するマイクロドライバ611の間のそれぞれのサブ画素639内に配置されていることである。そのような実施形態では、マイクロドライバ611に欠陥がある場合、電極線671は、アンチヒューズ又はレーザー切断672などで切断することができ、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下の隣接するマイクロドライバスライスが有効にされる。
図6〜図8に関して説明して例示したものなどの、本明細書で説明する様々な冗長スキームをサポートするために、マイクロドライバへの及びマイクロドライバ間の様々なルーティングスキームが可能である。一実施形態では、第1のマイクロドライバ611(例えば、上部マイクロドライバ)は、第1のデータ772入力及び第1のデータクロック774入力からの第1の制御ビット及び第1の画素ビットを記憶するために、その対応する第1のスライス670B(スライス1)内に第1のデータレジスタ430、530(図4〜図5を参照のこと)を含む。同様に、第2のマイクロドライバ611(例えば、下部マイクロドライバ)は、第2のデータ772入力及び第2のデータクロック774入力からの第2の制御ビット及び第2の画素ビットを記憶するために、その対応する第2のスライス670A(スライス0)内に第2のデータレジスタ430、530を含むことができる。一実施形態では、第1のデータ772入力及び第2のデータ772入力は、第1の列ドライバチップ204(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(図2を参照のこと))に接続され、第1のデータクロック774入力は、第1の行ドライバチップ206(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(これも図2を参照のこと))に接続され、第2のデータクロック774入力は、第2の行ドライバチップ206(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(これも図2を参照のこと))に接続される。第1及び第2の行ドライバチップ206は、個別の別個のチップとすることができる。一実施形態では、第1及び第2のマイクロドライバ611のそれぞれは、対応するマイクロドライバの対応する第1及び第2のスライス用の放出制御ロジックに非同期リセット信号を提供するために、放出カウンタリセット776入力を含む。例えば、第1及び第2のマイクロドライバ611用の放出カウンタリセット776入力は、それぞれ第1及び第2の行ドライバチップ206に接続することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルは、それぞれの放出クロック780行(放出クロック線180の行に対応する)が、ディスプレイ行702の対向側上の下部マイクロドライバ611の第2のスライス670B(スライス0)の行及び上部マイクロドライバ611の第1のスライス670A(スライス1)の行を制御するようになっている、放出クロック線180の複数の行を含む。それぞれの放出クロック780行からの放出クロック線180のそれぞれは、行ドライバチップ206に接続することができる。例えば、第1の放出クロック780行からの放出クロック線180は、第1の行ドライバチップ206に接続することができ、第2の放出クロック780行からの放出クロック線180は、第2の行ドライバチップ206に接続することができる。
図9Aは、一実施形態による、放出クロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。図9Aに示す特定の冗長スキームは、マイクロドライバ行の間のディスプレイ行内のLEDの冗長対を含む(図6〜図7と同様に)が、放出行内の冗長LEDは、図9Aに示す放出クロック780ルーティング(放出クロック線180を含む)を必ずしもサポートする必要がない。したがって、図9Aに示す放出クロックルーティングはまた、図8に示す冗長スキームに適合することができる。以下の説明は、図と切り離され、説明は、簡潔にするために図8に示す冗長スキームに対して提供されない。図9Aに示すように、それぞれのマイクロドライバ711は、上述したように2つのスライス770A(スライス0)及び770B(スライス1)を含む。それぞれのスライスは、制御及びデータ画素ビットの受信、並びにディスプレイ行702内の表示画素の群(例えば、ディスプレイ行内の4個の画素738)に対するLEDの駆動を、独立して担当する。それぞれのサブ画素739は、冗長性のために2つのLEDを有することができるが、これは、マイクロドライバの冗長性をサポートすることを必ずしも必要としない。一実施形態では、サブ画素当たり2つのLEDのうちの1つのLEDのみが、動作のために使用されることを意図している。一実施形態では、サブ画素毎の冗長LEDの対を接続する上部電極線194(例えば、カソード線(図1Cを参照のこと))は、一体に結合されるが、サブ画素毎の下部電極線671(アノード線)は、冗長LEDを別々に制御することができるように、別個のノードである。例えば、別個のアノード線671は、図6に示すように、別々にパターン化することができる、又は図7に示すように、アンチヒューズ若しくはレーザー切断672で分離することができる。
それぞれのサブ画素739に対する2つのLEDのうち、1つのLEDは、直上(y方向に)のマイクロドライバ711のスライス1によって駆動され、他のLEDは、直下(y方向に)のマイクロドライバのスライス0によって駆動される。図9Aに示す実施形態では、それぞれのディスプレイ行702(行N、N+1、N+2、及びN+3として示す)は、マイクロドライバロジックの2つのスライス770A(スライス0)、770B(スライス1)、及びLEDの2つの行702A、702B(図示した実施形態では、12個のLEDの2つの行)によって制御される。実施形態によれば、サブ画素当たり2つのLEDのいずれか、又はディスプレイ行を制御しているマイクロドライバスライスのいずれかに欠陥がある場合、データストリーム内に埋め込まれた制御ビット、例えば、スライス選択制御ビットを使用して、欠陥のあるマイクロドライバスライスを無効にし、同じディスプレイ行を共有している欠陥のないマイクロドライバスライスを有効にすることができる。一実施形態では、制御の粒度のレベルは、マイクロドライバスライス毎であり、LED毎ではない。そのような構成では、同じディスプレイ行(及びマイクロドライバの列)内で、欠陥のあるLEDがスライス0と接続され、別の欠陥のあるLEDがスライス1と接続される場合、冗長スキームは、2つの欠陥が同じサブ画素に属していない場合でも、全体のディスプレイ歩留まりを回復することができない。
図9Aに示す冗長スキームをサポートするために、それぞれのマイクロドライバ711スライス(スライス0、スライス1)は、ディスプレイパネル上の対応する放出クロック線180に結合された(例えば、接着された)、2つの入力接続(例えば、パッド、ピン)、及び1つの出力接続(例えば、パッド、ピン)を含むことができる。放出クロック線180は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。それぞれのマイクロドライバスライスに対する一般的な放出クロック入出力を示すために、一般的な放出クロック線180ルーティングを図9Aに示す。一実施形態では、放出クロック線180が独立した放出色をサポートするための要因、例えば、R/G/B画素をサポートするための3つの要因が存在する。図18A〜18D、及び図19に関して以下に更に詳細に説明するような差動駆動をサポートするための2つの要因もまた、出力接続計数に含むことができる。一実施形態では、放出クロック入出力接続に対する全接続計数(ピン計数と呼ばれることがある)は、マイクロドライバスライス770A及び770B当たり12であり、マイクロドライバ711当たり24の全放出クロックピン計数である。以下の表1は、一実施形態によるマイクロドライバ当たりの放出クロックピン計数を明示する。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、行列に配置されたマイクロドライバのアレイと、複数のディスプレイ行内に配置された複数の放出素子(例えば、LED)とを含む。それぞれのマイクロドライバは、上部スライス及び下部スライスを含むことができ、上部スライスは、上部スライスに隣接するディスプレイ行を制御するようになっており、下部スライスは、下部スライスに隣接するディスプレイ行を制御するようになっている。ディスプレイパネルは、放出クロック線180の複数の行を加えて含む。それぞれの放出クロック780の行は、ディスプレイ行の対向側上の下部マイクロドライバスライスの行及び上部マイクロドライバスライスの行を制御するようになっている。
放出クロック線180は、マイクロドライバ711と行ドライバとの間の様々なルーティング経路を有することができる。例えば、放出クロックルーティング経路は、マイクロドライバの行内の横に隣接するマイクロドライバの上部スライス770Aの間、又はマイクロドライバの行の横に隣接するマイクロドライバの下部スライス770Bの間に延びることができる。放出クロックルーティング経路はまた、同じディスプレイ行を共有する一対のマイクロドライバの行内のマイクロドライバ間に延びることができる。例えば、放出クロック経路は、上部から下部に、又は下部から上部に、斜めに配置されたマイクロドライバ間に延びることができる。一実施形態では、放出クロックルーティング経路は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバの下部スライス770Bとマイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバの上部スライス770Aとの間に延び、マイクロドライバの第1の行は、マイクロドライバの第2の行の上にある、及びその逆である。
図9Bは、一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。動作910で、行ドライバと共に含まれるものなどの行選択ロジックで、ディスプレイパネル内の第1のディスプレイ行が選択される。動作920で、1つ以上の列ドライバ内に含まれるものなどの列選択ロジックで、多数のディスプレイ列が選択される。一実施形態では、第1のディスプレイ行を選択することは、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第1の行に第1の放出クロック信号を送信することを含み、マイクロドライバの第1の行内のそれぞれのマイクロドライバは、「主」スライス及び「予備」スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。例えば、「主」又は「予備」スライスは、本明細書で参照するスライス(スライス0、スライス1)のいずれかに対応することができる。
図9Cは、一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。一実施形態では、図9Cに示す方法は、動作910などの行選択ロジックで行を選択する方法である。動作912で、第1の放出クロック信号は、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第1の行に送信され、マイクロドライバの第1の行内のそれぞれのマイクロドライバは、主スライス及び予備スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。動作914で、第2の放出クロック信号は、動作912で参照した同じ行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第2の行に送信され、マイクロドライバの第2の行内のそれぞれのマイクロドライバは、主スライス及び予備スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、動作910の第1の放出クロック信号は、マイクロドライバの第1の行内の主スライスに送信される。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、マイクロドライバの第2の行内の予備スライスに送信される。例えば、これは、欠陥のあるLED又はマイクロドライバが存在しないディスプレイパネルを動作させるための既定の場合に対応することができる。
図10〜図11に示すように、既定の場合(例えば、欠陥のあるLED又はマイクロドライバが存在しない場合)におけるディスプレイパネルの動作に対して、及び補修方法に対して、様々な動作方法を使用することができる。図10〜図11に示す実施形態では、アクティブなLEDは共有され(非アクティブなLEDは白色として示す)、アクティブな放出クロック780ルーティング(例えば、放出クロック線180に沿った)は、太線で示す。図10に示す冗長スキームを使用する実施形態では、すべてのマイクロドライバのスライス0は、LEDの既定のドライバであり、「主」(又は一次)と呼ぶことがあり、すべてのマイクロドライバのスライス1は、主側のスライス又はLEDに欠陥がある場合における「予備」ドライバとして使用される。マイクロドライバに欠陥がある(×印で消されて示す)場合、「主」マイクロドライバスライス用に意図された放出クロック信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上の「予備」マイクロドライバスライスに向けられる。図に示すように、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動される。「主」又は「予備」としての上部/下部スライスの選択は、例示であり、向きは反転することができることを理解されたい。
図11に示す冗長スキームを使用する実施形態では、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)のスライス0及びスライス1は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバのスライス0及びスライス1は、隣接する「主」マイクロドライバ又はLEDに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。一実施形態では、マイクロドライバのすべての他の行は、「主」スライス0、1を含み、マイクロドライバのすべての他の行は、「予備」スライス0、1を含む。更に図11に示すように、「主」マイクロドライバに欠陥がある(×印で消されて示す)場合、「主」マイクロドライバ用に意図された放出クロック780信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直上及び直下の「予備」マイクロドライバスライスに向けられる。図に示すように、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直上のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動され、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直下のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動される。
放出クロック線180に加えて、例えば、図9A及び図10〜図11に示すように、ディスプレイパネルは、データクロック774線174の複数の行、及び放出カウンタリセット776線176の複数の行を追加して含むことができる。一実施形態では、データクロック線174及び放出カウンタリセット線176は、隣接するドライバの行の制御ビットをプログラムするようになっており、放出クロック線180及び放出カウンタリセット線176は、放出タイミングを制御するようになっている。
図12に示すように、一実施形態による、データ及びデータクロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図が提供される。一実施形態では、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック線174は、マイクロドライバの1つの行のスライス1、及び直下(y方向に)のマイクロドライバの別の行のスライス0の両方に、2つのスライスがそれぞれ同じ制御ビット及びデータビットを受信するように、接続される。データクロック線174は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。一実施形態では、制御ビットに依存して、1つのスライスのみが、通常のディスプレイ動作中にアクティブであるように選択される。しかし、例えば、試験する目的のために、両方のスライスをオンにすることが可能であり得る。一実施形態では、データクロック線174及びデータ線172のルーティングは、マイクロドライバの欠陥の場合でも冗長スキームを構成するように、データクロック774及びデータ772信号がマイクロドライバのすべてに確実に到達することを確実にするために、なんらの中継器も使用しない。
図13に示すように、一実施形態による、放出カウンタリセット776ルーティング(例えば、放出カウンタリセット線176)を示すマイクロドライバ冗長スキームの図が提供される。図13に示すように、マイクロドライバのそれぞれの行は、行内のそれぞれのマイクロドライバに接続された放出カウンタリセット線176を含む。放出カウンタリセット線176は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。実施形態によれば、放出カウンタリセット線176は、それぞれの放出クロック及びデータクロックルーティング線180、174がディスプレイ行に属する図9A〜図12に関して説明した放出クロック線180及びデータクロック線174とは異なってルーティングされ、それぞれの放出カウンタリセット線176は、マイクロドライバの行に属する。したがって、それぞれの放出カウンタリセット線176は、マイクロドライバの一行を制御することができる。動作では、データクロック及び放出カウンタリセット線174、176は、マイクロドライバの制御ビットをプログラムするために使用することができ、放出クロック及び放出カウンタリセット線180、176は、放出タイミングを制御するために使用することができる。
図14は、一実施形態による、画素データビットのラッチのためのマイクロドライバスライス内のロジックを示すブロック図である。図示した実施形態では、マイクロドライバ内のそれぞれのスライスは、データ772及びデータクロック774入力を介して受信画素ビット及び受信制御ビットを受信してキャプチャするロジックを有する。一実施形態では、画素ビットは、それぞれのサブ画素放出素子に対する色データ値を指定する。一実施形態では、制御ビットは、スライスに対する構成動作、例えば、スライス選択制御ビットでのスライス選択を実行することができる。放出カウンタリセット776は、放出制御ロジックに対する非同期リセット信号であるが、データ772入力からの制御ビット(画素ビットの代わりに)をラッチするインジケータとして機能することもできる。放出カウンタリセット=0である場合、受信データビットは、画素ビットとして記憶される。外部のFPGAは、すべてのマイクロドライバに対するデータビットが正確にラッチされるように、ビットの正確な数及び順序を提供する。
放出カウンタリセット776は放出制御ロジックに対する非同期リセット信号であると共に、データ772入力からの制御ビット(画素ビットの代わりに)をラッチするインジケータとして機能することもできる。放出カウンタリセット=1である場合、受信データビットは、制御ビットとして記憶される。外部のFPGAは、すべてのマイクロドライバに対する制御ビットが正確にラッチされるように、ビットの正確な数及び順序を提供する。
図15は、一実施形態による、データクロック774及び放出カウンタリセット放出カウンタリセット776ルーティング(例えば、データクロック線174及び放出カウンタリセット線176を含む)を示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。図15と共に図12〜図13に示すように、所与のディスプレイ行に対する2つの冗長スライスは、異なる2つのマイクロドライバ内に配置されている。したがって、それぞれのデータクロック774は、1つの論理的ディスプレイ行に属し、それぞれの放出カウンタリセット776は、マイクロドライバの1つの物理的行に属する。データクロック及び放出カウンタリセット線からの異なるルーティングは、以下のマイクロドライバに対する制御ビットプログラミングの2つのスキーム(スキーム1及びスキーム2)をサポートする。両方のスキームは、外部のFPGAによる放出カウンタリセット及びデータクロックの適切なタイミング制御によってサポートすることができる。一実施形態では、マイクロドライバ、行ドライバ、又は列ドライバ内に2つのスキームをサポートするために必要な制御ビットは、存在しない。
図16Aは、一実施形態による、制御ビット読み込みスキーム1のフロー図である。一実施形態では、スキーム1に従ったマイクロドライバのプログラミングは、一度に1つのディスプレイ行を進む。動作1610で、データクロック774信号は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ内の主スライスと、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ内の予備スライスとの間で切り換えられる。動作1620で、第1の放出カウンタリセット776信号は、第1のマイクロドライバにアサートされる。動作1630で、第1の放出カウンタリセット776信号を第1のマイクロドライバにアサートすると共に、第2の放出カウンタリセット776信号は、第2のマイクロドライバにアサートされる。
図16Bは、一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキーム1の図である。一実施形態では、スキーム1は、既定の動作モードである。所与のディスプレイ行に対するデータクロック774が切り換えられると、このディスプレイ行に属する両方のマイクロドライバは、それらの放出カウンタリセット776を同時にアサートされる。その結果、このディスプレイ行に対する両方のスライスは、正確に同じ制御ビットを得る。スライスのうちの1つが上側(y方向に)のマイクロドライバのスライス1であり、他のスライスが、下側(y方向に)のマイクロドライバのスライス0であるとき、1つのビットスライス選択により、ディスプレイ行当たり1つのスライスのみがアクティブであるように、2つのスライスを制御することができる。動作では、スライス選択=1であるとき、スライス0はオフであり、スライス1はオンである。動作では、スライス選択=0であるとき、スライス0はオンであり、スライス1はオフである。
図17Aは、一実施形態による、制御ビット読み込みスキーム2のフロー図である。一実施形態では、スキーム2に従ったマイクロドライバのプログラミングは、一度に1つのスライスを進む。動作1710で、データクロック774信号は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ内の主スライスと、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ内の予備スライスとの間で切り換えられる。動作1720で、第1の放出カウンタリセット776信号は、第1のマイクロドライバにアサートされる。動作1730で、第1の放出カウンタリセット776信号を第1のマイクロドライバにアサートした後に、第2の放出カウンタリセット776信号は、第2のマイクロドライバにアサートされる。
図17Bは、一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキーム2の図である。所与のディスプレイ行に対するデータクロック774が切り換えられると、1つのマイクロドライバのみが、その放出カウンタリセット776をアサートされる。その結果、任意の所与の時点で、1つのスライスのみが、その制御ビットを更新する。この方法で、それぞれのスライスは、それ自身の独立した設定を有することができる。したがって、所与のディスプレイ行内の両方のスライスは、以下のことを行なうことにより同時にオンすることができる:所与のディスプレイ行に対する上側のマイクロドライバのスライス1をスライス選択=1によりオンにし、所与のディスプレイ行に対する下側のマイクロドライバのスライス0をスライス選択=0によりオンにする。
図9Aに示す冗長スキームに関して上述したように、差動駆動方法を使用することができる。実施形態によれば、それぞれの行ドライバ及び/又はマイクロドライバから出力される放出クロック780は、シングルエンド若しくは差動のいずれかで駆動する、及び/又は、例えば、EMIを最小化するために電磁干渉(electromagnetic interference)(EMI)特性を比較するオプションを有することができる。一実施形態では、それぞれのマイクロドライバは、内部ロジックのために使用する及び/又は次のマイクロドライバに中継する前に受信放出クロック信号を反転するオプションを有する。2つのオプションを組み合わせることにより、例えば、EMI特性を比較するために、以下の図18A〜18Dの4つのクロック極性オプションをサポートすることができる。シングルエンド交互極性及び疑似ツイストペアに対して、すべての他のマイクロドライバ(例えば、奇数又は偶数列)は、例えば、受信放出クロック信号を反転するオプションを含めて、反転した受信放出クロック信号を利用することができる。
図19は、一実施形態による、放出クロック冗長性及び極性オプションに関するブロック図である。放出クロック780冗長性及び極性に関する様々なオプションが使用可能である。図に示すように、放出クロック選択1910は、前のマイクロドライバのスライス0又はスライス1の放出クロック出力を使用するかを選択することができる。信号1920は、内部ロジックのために使用する又は次のマイクロドライバに中継する前に受信放出クロック極性を反転するオプションを与えることができる。信号1930は、次のマイクロドライバに中継する前に発信放出クロック極性を反転するオプションを与えることができる。信号1930は、放出クロック負出力を有効にすることができる。信号1930=0である場合、放出クロック負出力は、0のままである。
この時点まで、冗長構成の多くは図6に示すものと同様な全マイクロドライバ及びLED冗長スキームを使用して説明してきたが、実施形態は、必ずしもそのように限定されず、多くの実施形態は、代替の冗長構成と組み合わせることができる。図20A〜図34Bに関する以下の説明では、様々な追加の冗長構成を説明する。
図20A〜20Bを参照して、冗長マイクロドライバを有さずに冗長LEDを含む冗長スキームを示す。そのような構成は、全マイクロドライバ冗長性に対する全体のシリコンのコスト及びシリコン面積を低減することができる。そのような実施形態では、冗長性は、マイクロドライバ内、例えば、シリコンマイクロドライバチップ内の代わりに、バックプレーン上に配置される。図20Aは、図1Bに関して説明したように、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ2011のアレイを転写するピックアンドプレース(pick-and-place)(P&P)動作が実行され、かつキャリア基板からディスプレイパネルにLEDのアレイを転写するP&P動作が実行された後のディスプレイパネルの図である。図に示すように、主LED2001Aは、マイクロドライバ2011に電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2071Aの電極接点上に配置される。図示した実施形態では、電極線(例えば、アノード線)2071Bは、電極線2071の付近に配置されているが、隙間2080で切断されている。予備LEDのP&P用の電極接点2075は、予備LEDがディスプレイパネル上に配置されなかったことを示すために破線として示されている。図20Aに示す実施形態では、主LED2001Aは、動作可能であり、予備LEDをディスプレイパネル上に配置する必要はない。図20Bに示す実施形態では、主LED2001Aは、欠落している又は動作していない。例えば、これは、P&P動作中に誤転写された又は転写されないLED、製造から欠陥のあるLED、P&P動作中の電極接点への欠陥のある接着、汚染などの、様々な原因により引き起こされることがある。そのような実施形態では、予備LED2001Bを電極線2071Bの予備電極接点2075上に接着するために、P&P動作を実行することができる。主LED2001Aは、任意選択的に、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2072により、電極線2071Aから電気的に切断することができる。予備電極線2071Bは、例えば、レーザー溶接部2073で、電極線2071Aと電気的に接続することができる。一実施形態では、レーザー切断及び溶接を使用して、P&P障害を解決することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2001A、2001Bの上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
次に図21A〜21Eを参照して、実施形態による、様々な冗長及び補修構成を示す。一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、行列に配置されたマイクロドライバ211A、211Bのアレイと、それぞれのディスプレイ行がマイクロドライバ2111A、2111Bの2つの行の間にある複数のディスプレイ行2102とを含む。ディスプレイ行は、第1の放出素子2101A(例えば、主LED)及び冗長放出素子2101B(例えば、予備LED)を含む、サブ画素を含むことができる。第1の放出素子2101Aは、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ2111Aへの第1の電極線2171A上にあることができ、冗長放出素子2101Bは、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ2111Bへの第2の電極線2171B上にあることができる。第1又は第2の電極線は、冗長性をサポートするために、第1及び第2のマイクロドライバから電気的に切断することができる。例えば、第1の電極線は、第1のマイクロドライバから電気的に切断され(例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断で)、第2の電極線は、第2のマイクロドライバに電気的に接続される、又はその逆である。第1又は第2の電極線はまた、冗長性をサポートするために、例えば、レーザー溶接部などの接合部で、接合することができる。一実施形態では、接合部は、第1の電極線を第2の電極線に電気的に接続する、又はその逆である。
図21Aは、マイクロドライバの冗長対及びLEDの冗長対がディスプレイ行内に配置された初期冗長スキームを示す。図示した特定のレイアウトは、マイクロドライバ及びLEDのP&P動作の後の下部電極(例えば、アノード)ルーティングの詳細図である。いくつかの実施形態では、図21Aに示す冗長スキームは、上述した図6に示すものと同様とすることができる。1つの差は、図21Aに示すマイクロドライバ2111A、2111Bが、図6に関して説明したような別々に動作可能なスライスを含まないこととすることができる。この態様では、全マイクロドライバ冗長性に対する全体のシリコンのコスト及びシリコン面積を低減することができる。
図21Aに示すように、上述した図20Aと同様に、主LED2101Aは、上部(y軸で)マイクロドライバ2111Aに電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2171Aの電極接点上に配置される。図に示すように、予備LED2101Bは、下部(y軸で)マイクロドライバ2111Bに電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2171Bの電極接点上に配置される。電極線2171Aの端部と電極線2171Bとの間に隙間2180Aが存在し、電極線2171Bの端部と電極線2171Aとの間に隙間2180Bが存在する。隙間2180A、2180Bは、2つの線を任意選択的に更なる処理で一体に接合することができる電極線修復箇所又は溶接箇所を代表することができる。一実施形態では、LED2101A、2101Bは、ディスプレイ行2102内のサブ画素内のLEDの冗長対である。図21Aに示すLED2101A、2101Bは、暗い陰影により示された、オン/放出状態で動作可能なLEDとして示されている。一実施形態で、図21Aに示す両方のLED2101A、2101Bを、放出LEDとして使用することができる。実施形態によれば、LEDのいずれかは、例えば、電極線2171A、2171Bに沿ったアンチヒューズ又はレーザー切断で、LEDの対応するマイクロドライバ2111A、2111Bから切断することができる。図21Bに示す実施形態では、LED2101Aは、主LEDである。LED2101A及びマイクロドライバ2111Aが試験されて動作可能と判定された場合、LED2101B及び/又はマイクロドライバ2111Bは、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Bで切断することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2101A、2101Bの上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
図21Cを参照して、上部マイクロドライバ2111Aが動作しておらず、かつ冗長LED2101Bが動作していない冗長及び補修スキームを示す。そのような構成では、電極線2171Aは、例えば、レーザー溶接などの好適な技術を使用して形成することができる溶接部2173Aで、電極線2171Bに動作可能に接合することができる。電極線2171Aは、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Aを使用して、上部マイクロドライバ2111Aから切断することができる。このようにして、LED2101Aは、下部マイクロドライバ2111Bによって駆動される。LED2101Bを下部マイクロドライバ2111Bから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Dは、図21Cに例示して説明したものと逆の冗長及び補修スキームの図であり、下部マイクロドライバ2111Bが動作しておらず、かつ主LED2101Aが動作していない。そのような構成では、電極線2171Bは、例えば、レーザー溶接などの好適な技術を使用して形成することができる溶接部2173Bで、電極線2171Aに動作可能に接合することができる。電極線2171Bは、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Bを使用して、下部マイクロドライバ2111Bから切断することができる。このようにして、LED2101Bは、上部マイクロドライバ2111Aによって駆動される。LED2101Aを上部マイクロドライバ2111Aから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Eは、上部マイクロドライバ2111Aが動作しておらず、及び/又は主LED2101Aが動作していない冗長及び補修スキームの図である。そのような構成では、下部マイクロドライバ2111Bは、冗長LED2101Bを駆動し、追加の処理は必要でなくてよい。LED2101Aを上部マイクロドライバ2111Aから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Fは、下部マイクロドライバ2111Bが動作しておらず、及び/又は冗長LED2101Bが動作していない、図21Dと同様な図である。そのような構成では、上部マイクロドライバ2111Aは、主LED2101Aを駆動し、追加の処理は必要でなくてよい。LED2101Bを下部マイクロドライバ2111Bから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
次に図22に示すように、一実施形態による、選択的に配置された予備マイクロドライバを示す図が提供される。一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、列及び主行に配置された主マイクロドライバ2211Aのアレイと、2つのディスプレイ行が2つの隣接するマイクロドライバの主行の間に配置されている複数のディスプレイ行2202とを含む。そのような構成では、それぞれのディスプレイ行は、主マイクロドライバの隣接する行によって駆動される主電極線上の放出素子(例えば、LED)の第1の群2202B、及び予備マイクロドライバ配置領域の行に延びる予備電極線上の放出素子(例えば、LED)の第2の群2202Aを含むことができる。一実施形態では、1つ以上の予備マイクロドライバ2211Bが、予備マイクロドライバ配置領域の行内に配置される(例えば、表面実装される)。
図22に示す冗長スキームは、図6及び図9Aに関して上述して例示したものに対して、多くの類似点を有することができる。一実施形態では、1つの差は、図22に示すマイクロドライバ2211A、2211Bが冗長性をサポートする別個のスライス(スライス0、スライス1)を含まないことであるが、別個のスライスは、可能である。一実施形態では、それぞれのディスプレイ行2202は、上述したようにLED2201の主行及び冗長行を含むことができる。欠陥のあるマイクロドライバ2211A又は主LED2201が、欠陥がある又は欠落していると見いだされる事象では、次に、予備マイクロドライバ2211Bが、予備マイクロドライバの位置に配置される。予備位置は、図22に破線により示されている。図22に示す特定の実施形態は、オン状態にあり、放出LED2201は、陰影をつけられていて、放出していない使用されないLED2201は陰影をつけられていない。したがって、主マイクロドライバ2211Aは、主LED行を制御する。主マイクロドライバに欠陥がある(×印で消すことにより示す)場合、次に、マイクロドライバ2211Bの置換対が、隣接するディスプレイ行2202から横切った、欠陥のある主マイクロドライバ2211Aの直上及び直下の予備箇所に配置される。予備マイクロドライバ2211Bは、対応するディスプレイ行2202内のLED2201の冗長行を制御する。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2201の上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
図22に示す冗長スキームは、欠陥のあるマイクロドライバ又はLEDが検出された後にのみ予備マイクロドライバ2211Bを配置することにより、シリコンのコストを潜在的に低減することができる。冗長スキームは、独立して制御されるスライス、スライス0及びスライス1を除去することにより、シリコンのコスト、必要なロジックの量、及びルーティング層を潜在的に低減することができる。
図23は、一実施形態による、図22に示す冗長スキームを製造するためのフロー図である。動作2310で、マイクロドライバ2211Aの主行(すべての他の行)は、ディスプレイ基板上に配置される。動作2320で、LED2201の主行及び予備行は、ディスプレイ基板上に配置される。主マイクロドライバ2211A及び主LED2201(例えば、群2202B内の)が動作可能であるか否かを確認するために、検査動作2330が次に実行される。一実施形態では、検査動作は、ディスプレイパネルの電源をオンして、すべての主LED2201が動作しているか否かを確認することにより実行される。動作2340で、予備マイクロドライバ2211Bは、欠陥のある主マイクロドライバ又は主LED用の位置にのみ配置される。図に示すように、予備マイクロドライバ2211Bは、欠陥のある主マイクロドライバ又は主LEDに関連付けられた、対応するディスプレイ行2202の直上及び直下の予備行内に配置することができる。検査動作を次に実行して、予備マイクロドライバ2211B及び対応する予備LED2201(例えば、群2202A内の)が動作しているかを検証することができる。
次に図24〜図30に示すように、実施形態による、スライス770A(スライス0)、770B(スライス1)を含むマイクロドライバ711へのLED接続の概略図が提供される。実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバは、「主」スライス770A及び「予備」スライス770Bの両方を含むことができる。あるいは、マイクロドライバは、「主」スライス770A、770Bの両方を含むことができる、又はマイクロドライバは、「予備」スライス770A、770Bの両方を含むことができる。図24〜図30に示す実施形態におけるマイクロドライバ711は、アクティブなLEDが陰影をつけられ、非アクティブなLEDが白色で示されて、図10〜図11に関して説明して例示したマイクロドライバ711と同様に動作することができる。明瞭にするために、図24〜図30のマイクロドライバは、「主」スライス770A、770Bの両方を含んでいるとしてすべて示されている。
マイクロドライバ711に欠陥がある場合、「主」マイクロドライバスライス(例えば、770A)用に意図された放出クロック信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上/直下の「予備」マイクロドライバスライス(例えば、770B)に向けられる。「主」又は「予備」としての上部/下部スライスの選択は、例示であり、向きは反転することができることを理解されたい。実施形態によれば、LEDの交互の接続は、欠陥のあるマイクロドライバ711の境界での放出ピッチの変動に起因する、視覚的アーチファクト又は光学的歪曲の元を潜在的に緩和することができる。これは、動作するマイクロドライバ及び欠陥のあるマイクロドライバの両方が冗長行702A、702Bの両方の中のLEDの一部分に接続されるように、隣接するマイクロドライバ711間の冗長LED対への接続を交互に配置することにより、実現することができる。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、マイクロドライバの第1の行内に配置された第1のマイクロドライバ711と、マイクロドライバの第2の行内に配置された第2のマイクロドライバ711とを含む。第1のマイクロドライバと第2のマイクロドライバとの間のディスプレイ行702(702A、702Bを含む)内に、複数の画素738が配置される。第1及び第2のマイクロドライバ711のそれぞれは、第1のスライス770A及び第2のスライス770Bを含み、第1及び第2のスライスは、制御及び画素ビットを独立して受信するようになっている。一実施形態では、第1のマイクロドライバ711の第1のスライス770Aは、複数の画素738を駆動するようになっており、第2のマイクロドライバ711の第2のスライス770Bは、同じ複数の画素738を駆動するようになっている。図に示すように、複数の画素のそれぞれの画素738は、発光ダイオード(LED)の第1の群(例えば、行702A内の)、及びLEDの冗長群(例えば、行702B内の)を含む。図24〜図30に示す実施形態では、第1のマイクロドライバ711の第1のスライス770Aは、LEDの第1の群及びLEDの冗長群(例えば、陰影をつけたLED)の両方の第1の交互の部分を駆動するようになっており、第2のマイクロドライバ711(図示せず)の第2のスライス770Bは、LEDの第1の群及びLEDの冗長群(例えば、白色のLED)の両方の第2の交互の部分を駆動するようになっている。
図24〜図29に示す実施形態のそれぞれでは、冗長行702A、702B内のLEDへのマイクロドライバ711の接続は、上部の行702Aと下部の行702Bとの間で交互に配置される。LEDへの接続は、例示的なRGB画素配置におけるすべての他のサブ画素739(図24〜図25)、すべての2つのサブ画素(図26〜図27)、又はすべての画素738若しくは3つのサブ画素739(図28〜図29)で上部の行702Aと下部の行702Bとの間で交互に配置することができる。図30に示す実施形態では、冗長行702A、702Bは、同じ行702内で(例えば、同じ線内で、かつ垂直に配置されないで)交互に配置される。いくつかの実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である(例えば、図24、図26、図28、図30)。いくつかの実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行にわたって可変である(例えば、図25、図27、図29)。
図24〜図30に示す実施形態では、行702A、702B間の交互のLED接続により、それぞれのディスプレイ行702(702A、702Bを含む)の中心を欠陥のあるLED又はマイクロドライバの事象において同じままにすることができる。この態様では、視覚的欠陥は、線欠陥とは対照的に点欠陥となり得、ユーザによって観察することがより困難であり得る。加えて、欠陥のあるマイクロドライバ711は、必ずしも線欠陥に関連付けられないため、図24〜図30に示す実施形態は、潜在的に、それぞれのマイクロドライバ711でより多くの数のLED及び画素にわたる制御を可能にすることができる。
実施形態によれば、様々な交互のLED接続及び一定又は可変y軸ピッチを有するマイクロドライバ711は、様々な動作状態を使用して、例えば、図11に関して上述したものと同様な主及び予備マイクロドライバの行として、並びに図10に関して上述したものと同様な主及び予備マイクロドライバスライスの行として、動作させることができる。動作では、主及び予備マイクロドライバの行は、それぞれの予備マイクロドライバがその関連付けられたLEDを動作する必要がない場合、潜在的に低減した電力要件に関連付けることができる。
次に図31に示すように、すべての他のサブ画素739に対する上部/下部行702A/702Bとの間の交互の接続を有する図24に示すものと同様なマイクロドライバのアレイを含む冗長スキームが提供され、一実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である。
次に図32Aを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711を有し、図11に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図31の冗長スキームを示す。図32Aに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711は、太い外形で示され、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバは、隣接する「主」マイクロドライバに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、一定である。図に示すように、既定の状態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス0、1の両方は、それに接続されたLEDを動作させる。マイクロドライバ711に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702の両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
次に図32Bを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711のスライス0、1の行を有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図31の冗長スキームを示す。図32Bに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス770A(スライス0)は太い外形で示され、既定の「予備」マイクロドライバ711のスライス770B(スライス1)は、太線になっていない。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、一定である。既定の状態では、「主」スライス770A(スライス0)のみが、それに接続されたLEDを動作させる。加えて、既定の状態では、すべてのマイクロドライバ711は、動作することができる。「主」スライス770A(スライス0)に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣の「予備」スライス770B(スライス1)が引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702の両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
図32A〜32Bを共に参照して、両方の実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である。図32A〜32Bの2つの動作状態で観察することができる1つの相違は、動作しているLEDのy軸ピッチである。図32Aに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では一定である。図32Bに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では可変である。
次に図33に示すように、すべての他のサブ画素739に対する上部/下部行702A/702Bとの間の交互の接続を有する図25に示すものと同様なマイクロドライバのアレイを含む冗長スキームが提供され、一実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって可変である。
次に図34Aを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバスライス770A、770Bを有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図33の冗長スキームを示す。図34Aに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711は、太い外形で示され、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバは、隣接する「主」マイクロドライバに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、可変である。図に示すように、既定の状態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス0、1の両方は、それに接続されたLEDを動作させる。マイクロドライバ711に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702の両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
次に図34Bを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711のスライス0、1の行を有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図33の冗長スキームを示す。図34Bに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス770A(スライス0)は太い外形で示され、既定の「予備」マイクロドライバ711のスライス770B(スライス1)は、太線になっていない。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、可変である。既定の状態では、「主」スライス770A(スライス0)のみが、それに接続されたLEDを動作させる。加えて、既定の状態では、すべてのマイクロドライバ711は、動作することができる。「主」スライス770A(スライス0)に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣の「予備」スライス770B(スライス1)が引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702の両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
図34A〜34Bを共に参照して、両方の実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって可変である。図34A〜34Bの2つの動作状態で観察することができる1つの相違は、動作しているLEDのy軸ピッチである。図34Aに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では可変である。図32Bに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では一定である。
上記の実施形態は、例えば、冗長性、補修、及び動作方法に関して、別々に説明して例示した場合があるが、実施形態の多くは組み合わせることができることを理解されたい。
実施形態によるディスプレイシステムは、ディスプレイシステムの外側からディスプレイデータを受信する受信機を含むことができる。受信機は、無線で、有線接続により、光相互接続により、又は任意の他の接続によりデータを受信するように構成することができる。受信機は、インターフェースコントローラを介してプロセッサからディスプレイデータを受信することができる。一実施形態では、プロセッサは、グラフィック処理ユニット(graphics processing unit)(GPU)、GPUを内部に配置した汎用プロセッサ、及び/又はグラフィック処理能力を有する汎用プロセッサとすることができる。ディスプレイデータは、ソフトウェアプログラム内の、又はシステムメモリから取得された1つ以上の命令を実行するプロセッサによってリアルタイムで生成することができる。ディスプレイシステムは、任意のリフレッシュレート、例えば、50Hz、60Hz、100Hz、120Hz、200Hz、又は240Hzを有することができる。
ディスプレイシステムは、その用途に応じて、他の構成要素を含んでもよい。これら他の構成要素としては、メモリ、タッチスクリーンコントローラ及びバッテリが挙げられるが、これらに限定されない。種々の実装形態においては、ディスプレイシステムは、テレビ、タブレット、電話機、ラップトップコンピュータ、コンピュータモニタ、車載用ヘッドアップディスプレイ、車載用ナビゲーションディスプレイ、キオスク、デジタルカメラ、手持ち式ゲームコンソール、メディアディスプレイ、電子書籍ディスプレイ、又は大面積標識ディスプレイであってもよい。
実施形態の様々な態様を利用する際、内蔵の冗長性を有するディスプレイパネル及びシステムを形成するために、上記の実施形態の組み合わせ又は変形が可能であることが、当業者には明らかになるであろう。実施形態について、構造上の特徴及び/又は方法論的な動作に特定の言語で説明したが、添付の特許請求の範囲は、必ずしも上述した特定の特徴又は動作に限定されないことを理解されたい。開示した特定の特徴及び行為は、むしろ、説明上有用な特許請求の範囲の実施形態として理解されたい。
〔関連出願〕
本出願は、2015年6月10日に出願された米国特許仮出願第62/173,769号の優先権の利益を主張し、同文献は本明細書において参照により援用されている。
本明細書で説明する実施形態は、ディスプレイシステム、より具体的には、ディスプレイパネルに関する冗長スキーム及び方法に関する。
ディスプレイパネルは、広範囲の電子デバイスに利用されている。一般的な種類のディスプレイパネルは、データフレームを表示するようにそれぞれの画素を駆動することができる、アクティブマトリクス型ディスプレイパネルを含む。コンピュータディスプレイ、スマートフォン、及びテレビなどの高解像度カラーディスプレイパネルは、アクティブマトリクス型ディスプレイ構造を使用することができる。m×nのディスプレイ(例えば、画素)要素のアクティブマトリクス型ディスプレイは、m個の行線及びn個の列線、又はそれらのサブセットを用いてアドレス指定することができる。既存のアクティブマトリクス型ディスプレイ技術では、スイッチング装置及び記憶装置は、ディスプレイのそれぞれのディスプレイ要素に配置される。ディスプレイ要素は、発光ダイオード(light emitting diode)(LED)又は他の発光材料とすることができる。記憶装置(単数又は複数)(例えば、コンデンサ又はデータレジスタ)は、例えば、データ信号(例えば、ディスプレイ要素から放出される放出に対応する)を内部に読み込むために、それぞれのディスプレイ(例えば、画素)要素に接続することができる。既存のディスプレイ内のスイッチは、通常、蒸着薄膜でできたトランジスタにより実装され、それゆえ、薄膜トランジスタ(thin film transistors)(TFT)と呼ばれる。TFTの集積化のために使用される一般的な半導体は、アモルファスシリコン(amorphous silicon)(a−Si)であり、これは、低温プロセスで大面積の製造を可能にする。a−Siと既存のシリコン金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(metal−oxide−semiconductor−field−effect−transistor)(MOSFET)との間の主な差異は、電子トラップの存在に起因するa−Siにおけるより低い電子移動度である。別の差異としては、より大きな閾値電圧偏移が挙げられる。低温ポリシリコン(Low temperature polysilicon)(LTPS)は、TFT集積化のために使用される代替材料を代表している。LTPS TFTは、a−Si TFTより高い移動度を有するが、移動度は、MOSFETに対する移動度よりまだ低い。
ディスプレイパネルは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイを含むことができる。本明細書で説明する実施形態によれば、ドライバは、ディスプレイパネルのディスプレイ基板上に表面実装することができるドライバチップとして説明し例示される。他の実施形態によれば、ドライバは、ディスプレイ基板内、例えば、単結晶シリコン基板内に形成されたロジックを代表することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの一部分は、ドライバの第1の行内に配置された第1のドライバと、ドライバの第2の行内に配置された第2のドライバとを含む。第1のドライバと第2のドライバとの間のディスプレイ行内に、複数の画素が配置される。一実施形態では、複数の画素のそれぞれの画素は、放出素子(例えば、LED)の第1の群、及び放出素子(例えば、LED)の冗長群を含む。例えば、第1の群からの1つのLED、及び第2の群からの1つのLEDは、冗長LEDを含むサブ画素を形成することができる。一実施形態では、それぞれの画素及びサブ画素は、放出素子(例えば、LED)の一列を含む。いくつかの実施形態によれば、第1及び第2のドライバのそれぞれは、第1の部分(例えば、スライス1)及び第2の部分(例えば、スライス0)を含み、第1及び第2の部分は、制御ビット及び画素ビットを独立して受信する(例えば、キャプチャする)ようになっている。いくつかの実施形態によれば、第1のドライバの第1の部分(スライス1)は、複数の画素のLEDの第1の群を駆動するようになっており、第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、複数の画素のLEDの冗長群を駆動するようになっている。LEDの第1の群は、第1のドライバに電気的に結合された第1の電極(例えば、アノード)線上の第1のLEDを含むことができ、LEDの第2の群は、第2のドライバに電気的に結合された第2の電極(例えば、アノード)線上の第2のLEDを含む。例えば、第1及び第2のLEDは、サブ画素又は画素内にあることができる。共通電極(例えば、カソード)線は、第1のLED及び第2のLED上に、それらと電気的に接続して形成することができる。一実施形態によれば、第1のドライバの第1の部分(スライス1)、及び第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、ディスプレイ行内のLEDの同じ群を駆動するようになっている。いくつかの実施形態では、第1のドライバの第1の部分(スライス1)は、LEDの第1の群及びLEDの冗長群の両方の第1の交互の部分を駆動するようになっており、第2のドライバの第2の部分(スライス0)は、LEDの第1の群及びLEDの冗長群の両方の第2の交互の部分を駆動するようになっている。
様々な冗長スキームをサポートするために、ドライバへの及びドライバ間の様々なルーティングスキームが可能である。一実施形態では、第1のドライバ(例えば、ディスプレイ行の上の上部ドライバ)は、第1のデータ入力及び第1のデータクロック入力からの第1の制御ビット及び第1の画素ビットを記憶するために、その対応する第1の部分内に第1のデータレジスタを含む。同様に、第2のドライバ(例えば、ディスプレイ行の下の下部ドライバ)は、第2のデータ入力及び第2のデータクロック入力からの第2の制御ビット及び第2の画素ビットを記憶するために、その対応する第2の部分内に第2のデータレジスタを含むことができる。一実施形態では、第1のデータ入力及び第2のデータ入力は、第1の列ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続され、第1のデータクロック入力は、第1の行ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続され、第2のデータクロック入力は、第2の行ドライバチップ(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された)に接続される。第1及び第2の行ドライバチップは、個別の別個のチップとすることができる。一実施形態では、第1及び第2のドライバのそれぞれは、対応するドライバの対応する第1及び第2の部分用の放出制御ロジックに非同期リセット信号を提供するために、放出カウンタリセット入力を含む。例えば、第1及び第2のドライバに対する放出カウンタリセット入力は、それぞれ第1及び第2の行ドライバチップに接続することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルは、放出クロック線のそれぞれの行が、ディスプレイ行の対向側上の下部ドライバの第2の部分(スライス0)の行及び上部ドライバの第1の部分(スライス1)の行を制御するようになっている、放出クロック線の複数の行を含む。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイと、複数のディスプレイ行内に配置された複数の放出素子(例えば、LED)とを含む。それぞれのドライバは、上部部分及び下部部分を含むことができ、上部部分は、上部部分に隣接するディスプレイ行を制御するようになっており、下部部分は、下部部分に隣接するディスプレイ行を制御するようになっている。ディスプレイパネルは、放出クロック線の複数の行を加えて含むことができる。一実施形態では、放出クロック線のそれぞれの行は、単一の行ドライバからドライバの2つの行に延びる。それぞれの放出クロック線の行は、ディスプレイ行の対向側上のドライバ下部部分の行及びドライバ上部部分の行を制御するようになっている。放出クロック線は、ドライバと行ドライバとの間の様々なルーティング経路を有することができる。例えば、放出クロックルーティング経路は、ドライバの行内の横に隣接するドライバの上部部分の間、又はドライバの行の横に隣接するドライバの下部部分の間に延びることができる。放出クロックルーティング経路はまた、同じディスプレイ行を共有する一対のドライバの行内のドライバ間に延びることができる。例えば、放出クロック経路は、上部から下部に、又は下部から上部に、斜めに配置されたドライバ間に延びることができる。一実施形態では、放出クロックルーティング経路は、ドライバの第1の行内の第1のドライバの下部部分とドライバの第2の行内の第2のドライバの上部部分との間に延び、ドライバの第1の行は、ドライバの第2の行の上にある、及びその逆である。
ディスプレイパネルは、データクロック線の複数の行、及び放出カウンタリセット線の複数の行を加えて含むことができる。一実施形態では、データクロック線及び放出カウンタリセット線は、隣接するドライバの行の制御ビットをプログラムするようになっており、放出クロック及び放出カウンタリセット線は、放出タイミングを制御するようになっている。それぞれの対応するディスプレイ行に対するそれぞれのデータクロック線は、対応するディスプレイ行の上のドライバの下部部分、及び対応するディスプレイ行の下のドライバの上部部分に接続することができる。一実施形態では、それぞれの放出カウンタリセット行は、ドライバの一行を制御する。
一実施形態では、ディスプレイパネルを動作させる方法は、行ドライバと共に含まれるものなどの行選択ロジックで、ディスプレイパネル内の第1のディスプレイ行を選択することと、1つ以上の列ドライバ内に含まれるものなどの列選択ロジックで、多数のディスプレイ列を選択することとを含む。一実施形態では、第1のディスプレイ行を選択することは、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するドライバ(例えば、マイクロドライバ)の第1の行に第1の放出クロック信号を送信することを含み、ドライバの第1の行内のそれぞれのドライバは、主部分及び予備部分を、主部分及び予備部分のそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、同じ行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するドライバ(例えば、マイクロドライバ)の第2の行に送信され、ドライバの第2の行内のそれぞれのドライバは、主部分及び予備部分を、主部分及び予備部分のそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、第1の放出クロック信号は、ドライバの第1の行内の主部分に送信される。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、ドライバの第2の行内の予備部分に送信される。例えば、これは、欠陥のあるLED又はドライバが存在しないディスプレイパネルを動作させるための既定の場合に対応することができる。
一実施形態によれば、様々な冗長スキームにより、ドライバ部分に対する異なる可能な制御ビット読み込みスキームが可能になる。一実施形態では、ドライバのプログラミングは、一度に1つのディスプレイ行を進む。データクロック信号は、ドライバの第1の行内の第1のドライバ内の主部分と、ドライバの第2の行内の第2のドライバ内の予備部分との間で切り換えられる。第1の放出カウンタリセット信号は、第1のドライバにアサートされ、第2の放出カウンタリセット信号は、第1の放出カウンタリセット信号を第1のドライバにアサートすると共に、第2のドライバにアサートされる。
一実施形態では、ドライバのプログラミングは、一度に1つの部分を進む。データクロック信号は、ドライバの第1の行内の第1のドライバ内の主部分と、ドライバの第2の行内の第2のドライバ内の予備部分との間で切り換えられる。第1の放出カウンタリセット信号は、第1のドライバにアサートされ、第2の放出カウンタリセット信号は、第1の放出カウンタリセット信号を第1のドライバにアサートした後に、第2のドライバにアサートされる。
一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、行列に配置されたドライバ(例えば、マイクロドライバ)のアレイと、それぞれのディスプレイ行がドライバの2つの行の間にある複数のディスプレイ行とを含む。ディスプレイ行は、第1の放出素子(例えば、LED)及び冗長放出素子を含む、サブ画素を含むことができる。第1の放出素子は、ドライバの第1の行内の第1のドライバへの第1の電極線上にあることができ、冗長放出素子は、ドライバの第2の行内の第2のドライバへの第2の電極線上にあることができる。第1又は第2の電極線は、冗長性をサポートするために、第1及び第2のドライバから電気的に切断することができる。例えば、第1の電極線は、第1のドライバから電気的に切断され(例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断で)、第2の電極線は、第2のドライバに電気的に接続される、又はその逆である。第1又は第2の電極線はまた、冗長性をサポートするために、例えば、レーザー溶接部などの接合部で、接合することができる。
一実施形態では、接合部は、第1の電極線を第2の電極線に電気的に接続する、又はその逆である。
一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、列及び主行に配置された主ドライバ(例えば、主マイクロドライバ)のアレイと、2つのディスプレイ行が2つの隣接するドライバの主行の間に配置されている複数のディスプレイ行とを含む。そのような構成では、それぞれのディスプレイ行は、主ドライバの隣接する行によって駆動される主電極線上の放出素子(例えば、LED)の第1の群、及び予備ドライバ配置領域の行に延びる予備電極線上の放出素子(例えば、LED)の第2の群を含むことができる。一実施形態では、1つ以上の予備ドライバ(例えば、予備マイクロドライバ)が、予備ドライバ配置領域の行内に配置される(例えば、表面実装される)。
添付図面の図に、実施形態が、限定としてではなく、例として示されている。
一実施形態による、複数のマイクロドライバを有するディスプレイシステムである。
一実施形態による、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ及びマイクロLEDを転写するためのプロセスの説明図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルの側断面図である。
一実施形態による、ディスプレイシステムのブロック図である。
一実施形態による、画素データ分配の図である。
一実施形態による、マイクロドライバの単位セルである。
一実施形態による、マイクロドライバスライスである。
一実施形態による、異なるマイクロドライバによって別々に動作される冗長LEDの図である。
一実施形態による、2つのマイクロドライバに並列に接続される冗長LEDの図である。
一実施形態による、隣接するLEDから切断されたマイクロドライバの図である。
一実施形態による、放出クロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。
一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを含むマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを含むマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、データ及びデータクロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、放出カウンタリセットルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、画素データビットのラッチのためのマイクロドライバスライス内のロジックを示すブロック図である。
一実施形態による、データクロック及び放出カウンタリセットの接続を示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。
一実施形態による、制御ビット読み込みスキームのフロー図である。
一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキームである。
一実施形態による、制御ビット読み込みスキームのフロー図である。
一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキームである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
本開示の実施形態による、クロック極性オプションである。
一実施形態による、放出クロック冗長性及び極性オプションに関するブロック図である。
一実施形態による、予備LEDを有さないLED冗長スキームである。
一実施形態による、接続された予備LEDを有するLED冗長スキームである。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、冗長マイクロドライバ及びLED補修構成である。
一実施形態による、選択的に配置された予備マイクロドライバを示す図である。
一実施形態による、フロー図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、スライスを含むマイクロドライバへのLED接続の概略図である。
一実施形態による、一定のLED接続ピッチを有するマイクロドライバを含む冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを有する図31に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを有する図31に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、可変LED接続ピッチを有するマイクロドライバを含む冗長スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバを有する図33に対する駆動スキームの図である。
一実施形態による、主及び予備マイクロドライバスライスを有する図33に対する駆動スキームの図である。
様々な実施形態では、図を参照して説明する。しかし、特定の実施形態は、これらの特定の詳細の1つ以上がなくても実行することができ、又は他の知られている方法及び構成と組み合わせて実行することができる。以下の説明では、実施形態の徹底的な理解を提供するために、特定の構成、寸法、及びプロセスなど、多数の特定の詳細について述べる。他の場合、実施形態を不必要に曖昧にしないように、よく知られている半導体プロセス及び製造技法について特に詳細には説明しない。本明細書全体にわたって、「一実施形態」への参照は、その実施形態に関連して記載する特定の特徴、構造体、構成、又は特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な場所における「一実施形態では」という語句への言及は、必ずしも同じ実施形態を参照しているとは限らない。更に、1以上の実施形態において、任意の好適なやり方で、特定の特徴、構造体、構成、又は特性を組み合わせることができる。
いくつかの実施形態によれば、ドライバ(マイクロドライバ、μD、又はμドライバとも呼ばれる)及び放出素子の配置を含むディスプレイパネルを説明する。いくつかの実施形態では、マイクロドライバは、マイクロドライバチップである。いくつかの実施形態では、放出素子は、発光ダイオード(LED)である。LEDは、マイクロLED(μLEDとも呼ばれる)とすることができる。加えて、ディスプレイパネル(例えば、そのディスプレイ要素)の放出を制御するための方法、システム、及び装置を本明細書で説明する。具体的には、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDの配置を含むディスプレイパネルに特に適用できる方法、システム、及び装置を説明する。デバイスに関連して、「オン(on)」という用語は、通常、デバイスのアクティブ状態を指すことができ、この関連で使用される「オフ(off)」という用語は、デバイスの非アクティブ状態を指すことができる。デバイスにより受信された信号に関連して使用される「オン(on)」という用語は、通常、デバイスをアクティブにする信号を指すことができり、この関連で使用される「オフ(off)」という用語は、通常、デバイスを非アクティブにする信号を指すことができる。デバイスは、デバイスを実装する基礎をなす原理に依存して、高電圧又は低電圧によりアクティブにすることができる。
一実施形態では、マイクロLEDは、1〜300μm、1〜100μm、1〜20μm、又はより具体的には5μmなどの1〜10μmの最大横寸法を有する半導体ベースの材料とすることができる。一実施形態では、マイクロドライバは、ディスプレイパネル上に表面実装されたチップなどの、チップの形態とすることができる。例えば、マイクロドライバチップは、1〜300μmの最大横寸法を有することができ、マイクロLEDの画素レイアウト内に適合させることができる。一実施形態によれば、マイクロドライバチップは、TFT構造内に通常用いられるようなそれぞれのディスプレイ要素に対するスイッチ(単数又は複数)及び記憶装置(単数又は複数)を置き換えることができる。マイクロドライバチップは、デジタル単位セル、アナログ単位セル、又はデジタル及びアナログの混合単位セルを含むことができる。加えて、a−Si又はLTPS上のTFT処理技術とは対照的に、単結晶シリコン上のマイクロドライバチップの製造のために、MOSFET処理技術を使用することができる。
一態様では、TFT集積化技術と比較して、著しい効率を実現することができる。例えば、マイクロドライバチップは、TFT技術より、ディスプレイ基板の実装面積を利用しないようにできる。例えば、デジタル単位セルを組み込んだマイクロドライバチップは、アナログ蓄積コンデンサより比較的少ない面積を消費する、デジタル記憶素子(例えば、レジスタ)を使用することができる。マイクロドライバチップがアナログ構成要素を含む場合、単結晶シリコン上のMOSFET処理技術は、a−Si又はLTPS上でより低い効率を有する、より大きなデバイスを形成する薄膜技術を置き換えることができる。マイクロドライバチップは、加えて、a−Si又はLTPSを使用して形成されたTFTより電力を必要としないようにできる。実施形態はマイクロドライバチップに関して説明しているが、実施形態は、必ずしもそのように限定されず、マイクロドライバは、本明細書で説明するような同様な冗長スキームを実現するために、TFT又はMOSFET処理技術を使用してディスプレイパネル基板内に形成することができることを理解されたい。
一態様では、実施形態は、様々な冗長スキーム、集積化方法、及びディスプレイパネルを動作させる方法を説明する。例えば、冗長スキームは、冗長マイクロドライバ、マイクロドライバ内の複数の部分(スライスとも呼ばれる)、及び/又は冗長LED配置を含むことができる。本明細書で使用するとき、ドライバ(例えば、マイクロドライバ)部分又はスライスは、ドライバに隣接するLEDの異なる群を駆動するようになっている。それぞれの部分又はスライスは、1つ以上の単位セルを含むことができる。それぞれの部分又はスライスは、制御及び画素ビットを独立して受信することができる。それぞれの部分又はスライスは、分離されたエリアとして図に表現されているが、これは例示する目的のためであり、実施形態は、そのように限定されず、それぞれのドライバの部分若しくはスライスのエリア又は回路は、重ね合わせることができる。一態様では、実施形態は、ディスプレイパネル上のマイクロドライバ及びLEDの異種集積化スキームを説明する。別の態様では、実施形態は、ディスプレイパネル上に共に表面実装することができる、マイクロドライバ及びLEDの異種集積化スキームを説明する。プロセス制御は、ディスプレイパネル上への複数の、例えば、数千のマイクロサイズの構成要素の異種集積化の結果生じることがある欠陥を常に取り除くことができるのではない場合があると考えられる。例えば、欠陥は、ディスプレイパネル上への転写及び実装、例えば、静電転写及び接着プロセスの前又は間の、マイクロドライバチップ及び/又はマイクロLEDの製造中に発生する場合がある。したがって、欠陥は、初期製造プロセス中に潜在的に発生して、その結果欠陥のあるデバイスとなる、又は転写及び接着プロセス中に発生して、結果として潜在的に欠陥のあるデバイス若しくはディスプレイパネルへの欠陥のある接続となる場合がある。例示的な接着プロセスでは、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDは、はんだバンピングなどの熱バンピング技術を使用してディスプレイパネルに接着することができる。潜在的欠陥は、多分結果として灰色点、輝点などのディスプレイ品質の低下となることがあると考えられる。一実施形態によれば、様々な冗長スキームは、ディスプレイパネルの動作中の欠陥の視覚効果を取り除く又は緩和するように、冗長要素(例えば、マイクロドライバ、マイクロLED、又はスライス)が欠陥を補償することができる、特定の量の欠陥を吸収するための状態を生成することができる。
図1Aは、本開示の一実施形態による、ディスプレイシステム100である。放出コントローラ103は、ディスプレイパネル112(のすべて又は一部の)上に表示されるコンテンツを入力、例えば、画像情報(例えば、データフレーム)に対応する入力信号として受信することができる。放出コントローラは、選択的にディスプレイ要素(例えば、LED101)に光(例えば、人間の眼に見える)を放出させる回路(例えば、ロジック)を含むことができる。放出コントローラは、(例えば、複数のディスプレイ要素の)(例えば、動作している)ディスプレイ要素用の記憶装置(単数又は複数)(例えば、コンデンサ、又はデータレジスタ)にデータ信号(例えば、ディスプレイ要素をオフ又はオンにする信号)を受信させることができる。
放出コントローラ103は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field-programmable gate array)(FPGA)集積回路とすることができる。図示した放出コントローラ103は、例えば、タイミング制御信号をディスプレイパネル112に提供するビデオタイミングコントローラ114、放出タイミングコントローラ116によって制御することができる(例えば、非線形)クロック発生器118、及び減光コントローラ120を含む。電力モジュール115は、ディスプレイシステム100の構成要素に電力を供給することができる。放出コントローラ103は、ディスプレイ(例えば、画素)データを含むデータの入力(例えば、信号)を受信して、ディスプレイデータに従ってアクティブエリア110のディスプレイ要素(例えば、LED)に光を放出させるために、そのデータ(例えば、信号)を提供することができる。一実施形態では、図示したディスプレイパネル112は、例えば、クロック信号をアクティブエリア110に送信する、(例えば、非線形)パルス幅変調(pulse width modulation)(PWM)クロックルーティング回路106を含む。図示したディスプレイパネル112は、例えば、ビデオ信号をアクティブエリア110に送信する直列入力並列出力回路104を含む。図示したディスプレイパネル112は、例えば、ディスプレイデータ信号をアクティブエリア110に送信する走査制御回路108を含む。1つ以上のディスプレイ要素(例えば、LED101)は、1つ以上のディスプレイ要素からの光の放出を(例えば、放出コントローラ103に従って)駆動する、マイクロドライバ(例えば、μD111)に接続することができる。
ディスプレイパネル112は、画素の行列を含むことができる。それぞれの画素は、異なる色の光を放出する複数のサブ画素を含むことができる。赤緑青(red-green-blue)(RGB)サブ画素配置では、それぞれの画素は、それぞれ赤色光、緑色光、及び青色光を放出する3つのサブ画素を含むことができる。RGB配置は、例示的なものであり、本開示はそのように限定されないことを理解されたい。利用することができる他のサブ画素配置の例としては、赤緑青黄(red-green-blue-yellow)(RGBY)、赤緑青黄シアン(red-green-blue-yellow-cyan)(RGBYC)、若しくは赤緑青白(red-green-blue-white)(RGBW)、又は画素が異なる数のサブ画素を有することができる他のサブ画素行列スキームが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、1つ以上のディスプレイ要素(例えば、LED101)は、1つ以上のディスプレイ要素からの光の放出を(例えば、放出コントローラ103に従って)駆動する、マイクロドライバ(例えば、μD111)に接続することができる。例えば、マイクロドライバ111及びディスプレイ要素101は、ディスプレイパネル110上に表面実装することができる。図示したマイクロドライバは、10個のディスプレイ要素を含むが、本開示は、そのように限定されず、マイクロドライバは、1つのディスプレイ要素、又は任意の複数のディスプレイ要素を駆動することができる。一実施形態では、ディスプレイ要素(例えば、101)は、例えば、それぞれの画素が3つのディスプレイ要素のサブ画素(例えば、赤色、緑色、及び青色LED)を含む画素とすることができる。
一実施形態では、ディスプレイドライバのハードウェア回路(例えば、ハードウェア放出コントローラ)は、行の数が単一行からディスプレイパネルの全パネルまで調節可能である、ディスプレイパネルの放出群内の多数の行を選択する(例えば、行選択)ロジック、列の数が単一列からディスプレイパネルの全パネルまで調節可能である、ディスプレイパネルの放出群内の多数の列を選択する(例えば、列選択)ロジック、及びデータフレーム当たりのパルスの数が1から複数まで調節可能でありパルス長さが連続デューティサイクルから不連続デューティサイクルまで調節可能である、表示されるデータフレーム当たりの多数のパルスを選択する(例えば、放出)ロジックのうちの1つ以上を含むことができる。放出コントローラは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
図1Bは、一実施形態による、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ及びマイクロLEDを転写するためのプロセスの説明図である。それぞれのマイクロLED101の色に対して、及びマイクロドライバ11に対して、別個のキャリア基板が使用される。静電転写ヘッドアレイ155を含む1つ以上の転写アセンブリ150を使用して、キャリア基板(例えば、160、161、162、163)から微細構造体を持ち上げて、ディスプレイパネル112などの転写先基板に転写することができる。一実施形態では、マイクロLED101の色の任意の組み合わせを転写するため、及びマイクロドライバ111に対して、別個の転写アセンブリ150が使用される。ディスプレイパネルは、様々なマイクロLED及びマイクロドライバ構造体を接続する配線を有して用意される。複数の配線は、マイクロLED及びマイクロドライバを電気的に結合するために、及び様々なマイクロドライバを互いに結合するために、ランディングパッド及び相互接続構造体に結合することができる。転写先基板は、マイクロディスプレイから大面積ディスプレイまでの範囲の任意のサイズのディスプレイパネル112とすることができる、又は、LED照明用、若しくはLCDディスプレイ用のLEDバックライトとして使用するための照明基板とすることができる。マイクロLED及びマイクロドライバ構造体は、基板表面の同じ面上に表面実装される。
接着(例えば、表面実装からの)は、ピン、導電性パッド、導電性バンプ、導電性ボールなどだがこれらに限定されない、様々な接続を使用して行うことができる。ピン、パッド、バンプ、又はボールを形成する導電材料として、金属、金属合金、はんだ、導電性ポリマー、又は導電性酸化物を使用することができる。一実施形態では、接着を促進するために、転写ヘッドアレイから熱及び/又は圧力を伝達することができる。一実施形態では、マイクロドライバ及びマイクロLED上の導電性接点は、基板上の導電性パッドに熱圧着接着される。このようにして、接着は、マイクロドライバチップ及びマイクロLEDへの電気的接続として機能することができる。一実施形態では、接着は、マイクロドライバチップ及びマイクロLED上の導電性接点をディスプレイパネル上の導電性パッドと接着することを含む。例えば、接着は、インジウム及び金などの材料の金属間化合物又は合金の接着とすることができる。本発明の実施形態と共に利用することができる他の例示的な接着方法としては、熱接合及び熱超音波接合が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、マイクロドライバ及びマイクロLEDは、1つ以上のマイクロLED、マイクロLEDの画素を対応するマイクロドライバに電気的に結合するために、基板上の配線と電気的に接続しているランディングパッドに接着される。
図1Cは、一実施形態による、ディスプレイパネルの側断面図である。この特定の構成は、本明細書で説明する実施形態と一致するマイクロドライバ及びLED冗長スキームを示す。図に示すように、一対の冗長LED101は、一対の電極(例えば、アノード)線171に接着されている。例えば、複数の接着196を使用して、それぞれのマイクロドライバ111をディスプレイ基板112上の導電性パッドに接着することができる。それぞれの接着196は、マイクロドライバ111の入出力に対応することができる。一実施形態では、1つ以上の接着196を使用して、それぞれのLED101をディスプレイ基板112上の導電性パッドに接着することができる。例えば、導電性パッドは、LED101を動作させる電極線の一部とすることができる。それぞれの電極線171は、それぞれのLED101を制御するために、マイクロドライバ111に電気的に接続することができる。一実施形態では、一対のLED101は、ディスプレイ行102内に形成することができる。ディスプレイの動作中に、LED101のうちの1つ又は両方を使用することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの動作中にLEDのうちの1つのみが使用されるように、1つのLED101は、主LEDであり、他のLEDは、予備LEDである。LED101は、任意選択的に、パッシベーション層192でディスプレイ基板112上に不活性化する及び/又は追加して固定することができる。1つ以上の上部電極(例えば、カソード)層194は、LED101及び電極(例えば、カソード、接地、VSS)線190の上に電気的に接触して形成することができる。図1Cに示すLED101の対は、ディスプレイ行102内のサブ画素内のLEDの冗長対に対応することができる。一実施形態では、それぞれのLED101は、別個のマイクロドライバ111によって制御することができる別個の電極(例えば、アノード)線171上にあり、単一の上部電極(例えば、カソード)線又は層194は、サブ画素内の両方のLED101の上に電気的に接触して形成される。別個の上部電極線又は層194も使用することができる。それぞれのマイクロドライバ111は、複数の入出力パッド又はピンを有することができる。例として、これらのパッド又はピンを、他のものの中でも、電極(例えば、アノード)線171、放出クロック信号線180、データクロック信号線174、及び放出カウンタリセット信号線176との接続のために使用することができる。したがって、図1Cに示す特定の入出力接続は、例示的なものであって限定するものではないことを意図している。
次に図2を参照して、一実施形態による、ディスプレイシステム200のブロック図が提供される。アクティブ(例えば、ディスプレイ)エリア210は、複数のドライバ(例えば、一例としてマイクロドライバ211)を含む。マイクロドライバは、その対応するディスプレイ要素(単数又は複数)(例えば、LED(単数又は複数))を選択的に照明させることができる。ディスプレイシステム200は、列ドライバ(単数又は複数)204(例えば、列選択ロジックを含む)及び/又は行ドライバ(単数又は複数)206(例えば、列選択ロジックを含む)を(例えば、放出コントローラ(図示せず)を介して)含むことができる。列ドライバ204は、それぞれの列用の個々のドライバを含むことができる。行ドライバ206は、それぞれの行用の個々のドライバを含むことができる。一実施形態では、列ドライバ(単数又は複数)は、例えば、外界に晒されるインターフェース信号のための静電放電(electrostatic discharge)(ESD)保護を提供し、受信データ772(例えば、772(列番号))及び行走査制御(例えば、データクロック774及び放出(グレースケール)クロック780)用のバッファリングを提供し、1つの列又は複数の列を選択的にオン/オフする放出列選択信号を提供し、及び/又は放出電流読み出しのためのアナログマルチプレックスを実行する。それぞれの列ドライバは、1つのマイクロドライバ列(例えば、4つのディスプレイ要素(例えば、画素)列に相当することができる)を制御することができる。
一実施形態では、行ドライバ(単数又は複数)(例えば、アクティブエリア210の左又は右の縁部に沿って配置された)は、ディスプレイ要素(例えば、LED)の転写プロセス中の行ルーティングのためのESD保護を提供し、例えば、受信行走査制御に基づいて、例えば、それぞれのマイクロドライバ内の受信データ772のラッチクロックとして使用することができる、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック774信号を生成し、及び/又は、例えば、受信行走査制御に基づいて、それぞれのマイクロドライバ内の放出制御のために使用することができる、それぞれのディスプレイ行に対する放出クロック780信号(例えば、グレースケールクロック信号)を生成する。一実施形態では、それぞれの行ドライバ206は、1つのディスプレイ行を制御することができる。
一実施形態では、マイクロドライバ(単数又は複数)は、例えば、グレーコードの関数としてそれぞれのディスプレイ要素の(例えば、LEDの)ルミナンスを制御するように(例えば、パルス幅変調方法、振幅変調方法、又はそれらの混合により)、それぞれのサブ画素に対する受信した画素値まで放出(例えば、グレースケール)クロック780パルス(例えば、放出クロック周期)の数を計数するために、例えば、列ドライバから来るデータ772ルーティング上の(例えば、画素)値をラッチし、及び/又は、行ドライバから来る場合があるデータクロック774信号を使用する。
図3は、本開示の一実施形態による、画素データ分配300の図である。データ走査は、垂直データ772信号(例えば、放出コントローラにより生成された及び/又は列ドライバ304によってバッファされた)、及び水平データクロック774信号(例えば、放出コントローラからの走査制御信号を使用して行ドライバ306によって生成された)を使用することによる、ラスター走査に基づくことができる。データ772信号は、マイクロドライバに対する(例えば、画素)データ信号(例えば、放出コントローラによって生成された及び/又は列ドライバによってバッファされた)を含むことができる。それぞれの列ドライバは、ディスプレイ要素(例えば、画素)の複数の(例えば、4個の)列に対応することができる、マイクロドライバの1つの列に対するデータを提供することができる。行ドライバ306は、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック774を生成することができ、それぞれのマイクロドライバは、列ドライバ304からの受信データ772をラッチするために、受信データクロック774を使用することができる。行ドライバは合わせて、データクロック774を生成するシフトレジスタを形成することができる。データクロックシフトレジスタは、第1段のシフトレジスタ、第2段のラッチ、及び第3段のクロックゲートアレイからなることができる。第1段は、走査シフトクロック782信号(例えば、行走査シフトレジスタクロックからの)及び走査開始784信号(例えば、行走査開始)によって制御することができる。パネルクロック786信号(例えば、行走査ラッチクロックからの)は、第1段のコンテンツを第2段のラッチに読み込むために使用することができる。
図4は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバの単位セル400である。図5は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバスライス570である。以下の説明では、マイクロドライバスライス570は、本明細書で説明するマイクロドライバ(例えば、111、211など)のいずれかに含めることができる。同様に、本明細書で説明するマイクロドライバのいずれかは、複数のスライス570を含むことができる。例えば、後述する実施形態の多くは、2つのマイクロドライバスライス(例えば、570)を含むマイクロドライバを説明する。それぞれのマイクロドライバスライス570は、1つ以上の単位セル(例えば、400)を含むことができる。マイクロドライバスライス570は、単位セル(例えば、400)の1つ以上の構成要素を含むことができる。図示した単位セル400は、ディスプレイ要素(例えば、LED401)から出力される放出に対応するデータ772信号を記憶する、レジスタ430(例えば、デジタルデータ記憶装置)を含む。レジスタ430に記憶されたデータは、例えば、コンデンサに記憶されたアナログデータとは対照的に、デジタルデータと呼ばれることがある。データ(例えば、ビデオ)信号は、任意の方法により、例えば、データクロック774に従ってクロックされることにより、レジスタに読み込む(例えば、記憶する)ことができる。一実施形態では、アクティブである(例えば、高になっている)データクロック774信号により、データがレジスタに入ることができ、次にそのデータは、データクロック信号が非アクティブである(例えば、低になっている)ときにレジスタ内にラッチされる。放出クロック780信号(例えば、非線形グレースケール信号)は、カウンタ432を増分することができる。一実施形態では、放出カウンタリセット776信号は、カウンタ432をその元の値(例えば、ゼロ)にリセットすることができる。
単位セル400はまた、比較器434を含む。比較器は、例えば、データ信号が放出クロック(例えば、非線形グレースケール)からのパルスの数と異なる(例えば、又は、より大きい若しくはより小さい)場合にディスプレイ要素(例えば、LED401)による放出を引き起こすために、レジスタ430からのデータ信号をカウンタ432によって計数された放出クロックからの多数のパルスと比較することができる。図示した比較器は、スイッチに電流源436をアクティブにさせて、それに応じてディスプレイ要素(例えば、LED401)を照明させることができる。電流源(例えば、基準電圧(Vref)などだがこれに限定されない入力により調整された)は、例えば、効率のために、ディスプレイ要素(例えば、LED)をその最適電流で動作させる電流を提供することができる。電流源は、その電流を、電流を設定するバイアス電圧、(例えば、Vth)補償画素回路の使用、又は定電流演算増幅器(オペアンプ)の抵抗器を調整してオペアンプの電流の出力を制御することなどの、制御信号によって設定させることができる。
図5は、本開示の一実施形態による、マイクロドライバスライス570である。マイクロドライバスライス570は、ディスプレイシステム内のマイクロドライバの一部として含めることができる。マイクロドライバスライス570は、単位セル400の複数の特定の構成要素を含む。単一のカウンタ532を図示しているが、それぞれのディスプレイ要素又は(例えば、同じ又は類似の色の)ディスプレイ要素のそれぞれの群は、それ自身のカウンタ(例えば、及びそれ自身の放出クロック)を有することができる。他の構成要素は、図4の説明におけるように機能することができる。一実施形態では、それぞれのディスプレイ要素又はそれぞれの群は、それ自身の比較器534を有する。放出コントローラは、図5の(例えば、入力)信号を提供することができる。例えば、ビデオ又は他の視覚コンテンツから入手されたようなディスプレイデータ(例えば、図5のデータ0及びデータ1)は、放出コントローラによって提供することができる。ディスプレイ要素(単数又は複数)又は(例えば、同じ又は類似の色の)ディスプレイ要素の群用のそれぞれの電流源は、制御信号(例えば、放出コントローラからの)を受信して、オンのときに定電流を出力することができる。電流源の電流は、製造中に(例えば、1回)設定することができる、又は動的に調節可能(例えば、ディスプレイシステムの使用中に)とすることができる。異なる色放出の複数のLED501を含むそれぞれの画素(例えば、538)は、それ自身のマイクロドライバスライス570を有することができる。あるいは、マイクロドライバスライス570は、図示するように複数の画素538を制御することができる。レジスタ530は、例えば、ベクトルのそれぞれの要素がその特定のディスプレイ要素に対するデータ信号を記憶するようなベクトルレジスタとすることができる。
次に図6〜図8を参照して、それぞれのマイクロドライバが複数のスライスを含む冗長スキームを示す。一態様では、マイクロドライバの冗長性は、複数のスライスをマイクロドライバ内に形成することにより、実現することができる。したがって、実施形態によれば、あるレベルのマイクロドライバ又はLEDの欠陥にも関わらず、ディスプレイパネルの全体歩留まりを実現することができる。
ディスプレイパネルは、行列に配置されたマイクロドライバ611のアレイを含むことができる。本明細書で説明する実施形態によれば、マイクロドライバ611は、(例えば、ディスプレイパネルのディスプレイ基板上に表面実装された)マイクロドライバチップとして説明し例示される。他の実施形態によれば、マイクロドライバ611は、ディスプレイ基板内、例えば、単結晶シリコン基板内に形成されたロジックを代表することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルの一部分は、マイクロドライバの第1の行内に配置された第1のマイクロドライバ611と、マイクロドライバの第2の行内に配置された第2のマイクロドライバ611とを含む。第1のマイクロドライバ611と第2のマイクロドライバ611との間のディスプレイ行602内に、複数の画素638が配置される。図6〜8に示す実施形態では、複数の画素のそれぞれの画素638は、放出素子(例えば、LED)の第1の群602A、及び放出素子(例えば、LED)の冗長群602Bを含む。例えば、第1の群602Aからの1つのLED、及び第2の群602Bからの1つのLEDは、冗長LEDを含むサブ画素639を形成することができる。図6Cに示す実施形態では、それぞれの画素638及びサブ画素639は、放出素子(例えば、LED)の一列を含む。図6〜8のそれぞれに示すいくつかの実施形態によれば、第1及び第2のマイクロドライバのそれぞれは、第1のスライス670B(スライス1)及び第2のスライス670A(スライス0)を含み、第1及び第2のスライスは、制御ビット及び画素ビットを独立して受信する(例えば、キャプチャする)ようになっている。図6〜8に示す実施形態によれば、第1のマイクロドライバの第1のスライス670B(スライス1)は、複数の画素のLEDの第1の群602Aを駆動するようになっており、第2のマイクロドライバの第2のスライス670A(スライス0)は、複数の画素638のLEDの冗長群602Bを駆動するようになっている。LEDの第1の群は、第1のマイクロドライバに電気的に結合された第1の電極(例えば、アノード)線671上の第1のLEDを含むことができ、LEDの第2の群は、第2のマイクロドライバに電気的に結合された第2の電極(例えば、アノード)線671上の第2のLEDを含む。例えば、第1及び第2のLEDは、サブ画素639又は画素638内にあることができる。共通電極(例えば、カソード)線194は、図1Cに関して上述したように、第1のLED及び第2のLED上に、それらと電気的に接続して形成することができる。図8に示す実施形態によれば、第1のマイクロドライバの第1のスライス670B(スライス1)、及び第2のマイクロドライバの第2のスライス670A(スライス0)は、ディスプレイ行602内のLEDの同じ群を駆動するようになっている。
図6は、一実施形態による、異なるマイクロドライバによって別々に動作される冗長行のLEDを含む放出行の図である。図に示すように、それぞれのマイクロドライバ611は、複数のスライス670A(スライス0)、670B(スライス1)を含む。それぞれのスライス670A、670Bは、マイクロドライバスライス570に関して上述したような構成要素を含むことができ、複数の単位セル400を含むことができる。マイクロドライバ611の隣接する列の間のディスプレイ行602内に、複数の画素638が配置される。それぞれのディスプレイ行602は、LED601の第1の群602A、及びLED601の第2の(冗長)群602Bを含むことができる。合わせて、第1及び第2の群からの一対のLEDは、サブ画素639を形成する。
それぞれのスライス670A、670Bは、制御及びデータ画素ビットを独立して受信することができ、スライス670A(スライス0)は、隣接するディスプレイ行602内のLEDの第1の群602Bを駆動するようになっており、同じ列のマイクロドライバ内の隣接するマイクロドライバ611のスライス670Bは、隣接するディスプレイ行602内のLEDの第2の(冗長)群602Aを駆動するようになっている。一実施形態では、別個の電極(例えば、アノード)線671は、群602A内のLED601を対応するスライス670Bに接続し、別個の電極線671は、群602B内のLED601を対応するスライス670Aに接続する。したがって、サブ画素639内の冗長LEDへの電極線671は、別個である。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素639内の両方のLED601の上、又は画素638若しくは図1Cに関して同様に説明したような画素内のすべてのLED601の上に形成することができる。代替の実施形態では、電極線671は、アノード線ではなく、カソード線とすることができる。
一実施形態では、マイクロドライバ611に欠陥がある場合、欠陥のあるマイクロドライバ611は、無効にすることができ、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下のマイクロドライバスライスが、例えば、図10〜図11に関して説明するように、影響を受けるディスプレイ行602内の画素の動作を引き継ぐ。図6に示す特定の実施形態では、中央のマイクロドライバ611は、欠陥があるとして示されて(×印で消されて)おり、動作されるLEDは、放出しない(白色)として示され、共有画素及びサブ画素内の冗長LEDは、放出する(黒色)として示され、マイクロドライバの同じ列内の隣接するマイクロドライバ611内の隣接するスライスによって動作する。図6に示すスキームは、欠陥のあるマイクロドライバ611を有して説明されているが、このスキームはまた、欠陥のあるLED601に対しても適用でき、その場合、隣接するマイクロドライバスライスによって動作する冗長LEDの対応する群が引き継ぐように、欠陥のあるLEDに関連付けられたスライス670A、670B全体が無効になる。この態様では、そのような冗長スキームは、マイクロドライバスライス又は対応するLEDのいずれかに欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバスライス及び対応するLEDが欠陥を補償するために動作可能であると想定する。
図7を参照して、図は、一実施形態による、2つのマイクロドライバに並列に接続される冗長LEDを示す。図6に示す実施形態と図7に示す実施形態の差は、それぞれのサブ画素639に対する共通電極(例えば、アノード)線671がマイクロドライバの列内の2つの隣接するマイクロドライバ611の間に延びることである。そのような構成では、共通電極線671に沿った場所は、アンチヒューズ又はレーザー切断672などで切断することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素639内の両方のLED601の上、又は画素638若しくは図1Cに関して同様に説明したような画素内のすべてのLED601の上に形成することができる。一実施形態では、マイクロドライバ611又は関連付けられたLED601に欠陥がある場合、LEDの最大1行(602A又は/及び602B)が欠陥のあるマイクロドライバ611(×印で消されて示す)から切断され、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下の隣接するマイクロドライバスライスが、影響を受けるディスプレイ行602を制御するように有効にされる。アンチヒューズ又はレーザー切断672の位置は、LED601のうちの1つ若しくは両方が動作する又は欠陥がある(×印で消されて示す)かに依存し得る。
図8は、実施形態による、2つのマイクロドライバに接続されるLEDの1行の図である。図7に示す実施形態と図8に示す実施形態の差は、単一のLED601が、マイクロドライバの列内の隣接するマイクロドライバ611の間のそれぞれのサブ画素639内に配置されていることである。そのような実施形態では、マイクロドライバ611に欠陥がある場合、電極線671は、アンチヒューズ又はレーザー切断672などで切断することができ、欠陥のあるマイクロドライバ611の上又は下の隣接するマイクロドライバスライスが有効にされる。
図6〜図8に関して説明して例示したものなどの、本明細書で説明する様々な冗長スキームをサポートするために、マイクロドライバへの及びマイクロドライバ間の様々なルーティングスキームが可能である。一実施形態では、第1のマイクロドライバ611(例えば、上部マイクロドライバ)は、第1のデータ772入力及び第1のデータクロック774入力からの第1の制御ビット及び第1の画素ビットを記憶するために、その対応する第1のスライス670B(スライス1)内に第1のデータレジスタ430、530(図4〜図5を参照のこと)を含む。同様に、第2のマイクロドライバ611(例えば、下部マイクロドライバ)は、第2のデータ772入力及び第2のデータクロック774入力からの第2の制御ビット及び第2の画素ビットを記憶するために、その対応する第2のスライス670A(スライス0)内に第2のデータレジスタ430、530を含むことができる。一実施形態では、第1のデータ772入力及び第2のデータ772入力は、第1の列ドライバチップ204(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(図2を参照のこと))に接続され、第1のデータクロック774入力は、第1の行ドライバチップ206(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(これも図2を参照のこと))に接続され、第2のデータクロック774入力は、第2の行ドライバチップ206(例えば、ディスプレイ基板上に表面実装された(これも図2を参照のこと))に接続される。第1及び第2の行ドライバチップ206は、個別の別個のチップとすることができる。一実施形態では、第1及び第2のマイクロドライバ611のそれぞれは、対応するマイクロドライバの対応する第1及び第2のスライス用の放出制御ロジックに非同期リセット信号を提供するために、放出カウンタリセット776入力を含む。例えば、第1及び第2のマイクロドライバ611用の放出カウンタリセット776入力は、それぞれ第1及び第2の行ドライバチップ206に接続することができる。一実施形態では、ディスプレイパネルは、それぞれの放出クロック780行(放出クロック線180の行に対応する)が、ディスプレイ行702の対向側上の下部マイクロドライバ611の第2のスライス670B(スライス0)の行及び上部マイクロドライバ611の第1のスライス670A(スライス1)の行を制御するようになっている、放出クロック線180の複数の行を含む。それぞれの放出クロック780行からの放出クロック線180のそれぞれは、行ドライバチップ206に接続することができる。例えば、第1の放出クロック780行からの放出クロック線180は、第1の行ドライバチップ206に接続することができ、第2の放出クロック780行からの放出クロック線180は、第2の行ドライバチップ206に接続することができる。
図9Aは、一実施形態による、放出クロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。図9Aに示す特定の冗長スキームは、マイクロドライバ行の間のディスプレイ行内のLEDの冗長対を含む(図6〜図7と同様に)が、放出行内の冗長LEDは、図9Aに示す放出クロック780ルーティング(放出クロック線180を含む)を必ずしもサポートする必要がない。したがって、図9Aに示す放出クロックルーティングはまた、図8に示す冗長スキームに適合することができる。以下の説明は、図と切り離され、説明は、簡潔にするために図8に示す冗長スキームに対して提供されない。図9Aに示すように、それぞれのマイクロドライバ711は、上述したように2つのスライス770A(スライス0)及び770B(スライス1)を含む。それぞれのスライスは、制御及びデータ画素ビットの受信、並びにディスプレイ行702内の表示画素の群(例えば、ディスプレイ行内の4個の画素738)に対するLEDの駆動を、独立して担当する。それぞれのサブ画素739は、冗長性のために2つのLEDを有することができるが、これは、マイクロドライバの冗長性をサポートすることを必ずしも必要としない。一実施形態では、サブ画素当たり2つのLEDのうちの1つのLEDのみが、動作のために使用されることを意図している。一実施形態では、サブ画素毎の冗長LEDの対を接続する上部電極線194(例えば、カソード線(図1Cを参照のこと))は、一体に結合されるが、サブ画素毎の下部電極線671(アノード線)は、冗長LEDを別々に制御することができるように、別個のノードである。例えば、別個のアノード線671は、図6に示すように、別々にパターン化することができる、又は図7に示すように、アンチヒューズ若しくはレーザー切断672で分離することができる。
それぞれのサブ画素739に対する2つのLEDのうち、1つのLEDは、直上(y方向に)のマイクロドライバ711のスライス1によって駆動され、他のLEDは、直下(y方向に)のマイクロドライバのスライス0によって駆動される。図9Aに示す実施形態では、それぞれのディスプレイ行702(行N、N+1、N+2、及びN+3として示す)は、マイクロドライバロジックの2つのスライス770A(スライス0)、770B(スライス1)、及びLEDの2つの行702A、702B(図示した実施形態では、12個のLEDの2つの行)によって制御される。実施形態によれば、サブ画素当たり2つのLEDのいずれか、又はディスプレイ行を制御しているマイクロドライバスライスのいずれかに欠陥がある場合、データストリーム内に埋め込まれた制御ビット、例えば、スライス選択制御ビットを使用して、欠陥のあるマイクロドライバスライスを無効にし、同じディスプレイ行を共有している欠陥のないマイクロドライバスライスを有効にすることができる。一実施形態では、制御の粒度のレベルは、マイクロドライバスライス毎であり、LED毎ではない。そのような構成では、同じディスプレイ行(及びマイクロドライバの列)内で、欠陥のあるLEDがスライス0と接続され、別の欠陥のあるLEDがスライス1と接続される場合、冗長スキームは、2つの欠陥が同じサブ画素に属していない場合でも、全体のディスプレイ歩留まりを回復することができない。
図9Aに示す冗長スキームをサポートするために、それぞれのマイクロドライバ711スライス(スライス0、スライス1)は、ディスプレイパネル上の対応する放出クロック線180に結合された(例えば、接着された)、2つの入力接続(例えば、パッド、ピン)、及び1つの出力接続(例えば、パッド、ピン)を含むことができる。放出クロック線180は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。それぞれのマイクロドライバスライスに対する一般的な放出クロック入出力を示すために、一般的な放出クロック線180ルーティングを図9Aに示す。一実施形態では、放出クロック線180が独立した放出色をサポートするための要因、例えば、R/G/B画素をサポートするための3つの要因が存在する。図18A〜18D、及び図19に関して以下に更に詳細に説明するような差動駆動をサポートするための2つの要因もまた、出力接続計数に含むことができる。一実施形態では、放出クロック入出力接続に対する全接続計数(ピン計数と呼ばれることがある)は、マイクロドライバスライス770A及び770B当たり12であり、マイクロドライバ711当たり24の全放出クロックピン計数である。以下の表1は、一実施形態によるマイクロドライバ当たりの放出クロックピン計数を明示する。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、行列に配置されたマイクロドライバのアレイと、複数のディスプレイ行内に配置された複数の放出素子(例えば、LED)とを含む。それぞれのマイクロドライバは、上部スライス及び下部スライスを含むことができ、上部スライスは、上部スライスに隣接するディスプレイ行を制御するようになっており、下部スライスは、下部スライスに隣接するディスプレイ行を制御するようになっている。ディスプレイパネルは、放出クロック線180の複数の行を加えて含む。それぞれの放出クロック780の行は、ディスプレイ行の対向側上の下部マイクロドライバスライスの行及び上部マイクロドライバスライスの行を制御するようになっている。
放出クロック線180は、マイクロドライバ711と行ドライバとの間の様々なルーティング経路を有することができる。例えば、放出クロックルーティング経路は、マイクロドライバの行内の横に隣接するマイクロドライバの上部スライス770Aの間、又はマイクロドライバの行の横に隣接するマイクロドライバの下部スライス770Bの間に延びることができる。放出クロックルーティング経路はまた、同じディスプレイ行を共有する一対のマイクロドライバの行内のマイクロドライバ間に延びることができる。例えば、放出クロック経路は、上部から下部に、又は下部から上部に、斜めに配置されたマイクロドライバ間に延びることができる。一実施形態では、放出クロックルーティング経路は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバの下部スライス770Bとマイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバの上部スライス770Aとの間に延び、マイクロドライバの第1の行は、マイクロドライバの第2の行の上にある、及びその逆である。
図9Bは、一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。動作910で、行ドライバと共に含まれるものなどの行選択ロジックで、ディスプレイパネル内の第1のディスプレイ行が選択される。動作920で、1つ以上の列ドライバ内に含まれるものなどの列選択ロジックで、多数のディスプレイ列が選択される。一実施形態では、第1のディスプレイ行を選択することは、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第1の行に第1の放出クロック信号を送信することを含み、マイクロドライバの第1の行内のそれぞれのマイクロドライバは、「主」スライス及び「予備」スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。例えば、「主」又は「予備」スライスは、本明細書で参照するスライス(スライス0、スライス1)のいずれかに対応することができる。
図9Cは、一実施形態による、ディスプレイパネルを動作させる方法の図である。一実施形態では、図9Cに示す方法は、動作910などの行選択ロジックで行を選択する方法である。動作912で、第1の放出クロック信号は、行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第1の行に送信され、マイクロドライバの第1の行内のそれぞれのマイクロドライバは、主スライス及び予備スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。動作914で、第2の放出クロック信号は、動作912で参照した同じ行ドライバから第1のディスプレイ行に隣接するマイクロドライバの第2の行に送信され、マイクロドライバの第2の行内のそれぞれのマイクロドライバは、主スライス及び予備スライスを、主スライス及び予備スライスのそれぞれが、例えば、制御ビット及び画素ビットを独立して受信するための、独立ロジックを含んで、含む。一実施形態では、動作910の第1の放出クロック信号は、マイクロドライバの第1の行内の主スライスに送信される。一実施形態では、第2の放出クロック信号は、マイクロドライバの第2の行内の予備スライスに送信される。例えば、これは、欠陥のあるLED又はマイクロドライバが存在しないディスプレイパネルを動作させるための既定の場合に対応することができる。
図10〜図11に示すように、既定の場合(例えば、欠陥のあるLED又はマイクロドライバが存在しない場合)におけるディスプレイパネルの動作に対して、及び補修方法に対して、様々な動作方法を使用することができる。図10〜図11に示す実施形態では、アクティブなLEDは共有され(非アクティブなLEDは白色として示す)、アクティブな放出クロック780ルーティング(例えば、放出クロック線180に沿った)は、太線で示す。図10に示す冗長スキームを使用する実施形態では、すべてのマイクロドライバのスライス0は、LEDの既定のドライバであり、「主」(又は一次)と呼ぶことがあり、すべてのマイクロドライバのスライス1は、主側のスライス又はLEDに欠陥がある場合における「予備」ドライバとして使用される。マイクロドライバに欠陥がある(×印で消されて示す)場合、「主」マイクロドライバスライス用に意図された放出クロック信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上の「予備」マイクロドライバスライスに向けられる。図に示すように、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動される。「主」又は「予備」としての上部/下部スライスの選択は、例示であり、向きは反転することができることを理解されたい。
図11に示す冗長スキームを使用する実施形態では、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)のスライス0及びスライス1は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバのスライス0及びスライス1は、隣接する「主」マイクロドライバ又はLEDに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。一実施形態では、マイクロドライバのすべての他の行は、「主」スライス0、1を含み、マイクロドライバのすべての他の行は、「予備」スライス0、1を含む。更に図11に示すように、「主」マイクロドライバに欠陥がある(×印で消されて示す)場合、「主」マイクロドライバ用に意図された放出クロック780信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直上及び直下の「予備」マイクロドライバスライスに向けられる。図に示すように、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直上のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動され、冗長LEDの群は、欠陥のある「主」マイクロドライバの直下のディスプレイ行内の「予備」マイクロドライバスライスによって駆動される。
放出クロック線180に加えて、例えば、図9A及び図10〜図11に示すように、ディスプレイパネルは、データクロック774線174の複数の行、及び放出カウンタリセット776線176の複数の行を追加して含むことができる。一実施形態では、データクロック線174及び放出カウンタリセット線176は、隣接するドライバの行の制御ビットをプログラムするようになっており、放出クロック線180及び放出カウンタリセット線176は、放出タイミングを制御するようになっている。
図12に示すように、一実施形態による、データ及びデータクロックルーティングを示すマイクロドライバ冗長スキームの図が提供される。一実施形態では、それぞれのディスプレイ行に対するデータクロック線174は、マイクロドライバの1つの行のスライス1、及び直下(y方向に)のマイクロドライバの別の行のスライス0の両方に、2つのスライスがそれぞれ同じ制御ビット及びデータビットを受信するように、接続される。データクロック線174は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。一実施形態では、制御ビットに依存して、1つのスライスのみが、通常のディスプレイ動作中にアクティブであるように選択される。しかし、例えば、試験する目的のために、両方のスライスをオンにすることが可能であり得る。一実施形態では、データクロック線174及びデータ線172のルーティングは、マイクロドライバの欠陥の場合でも冗長スキームを構成するように、データクロック774及びデータ772信号がマイクロドライバのすべてに確実に到達することを確実にするために、なんらの中継器も使用しない。
図13に示すように、一実施形態による、放出カウンタリセット776ルーティング(例えば、放出カウンタリセット線176)を示すマイクロドライバ冗長スキームの図が提供される。図13に示すように、マイクロドライバのそれぞれの行は、行内のそれぞれのマイクロドライバに接続された放出カウンタリセット線176を含む。放出カウンタリセット線176は、例えば、図2に示す行ドライバ206に接続することができる。実施形態によれば、放出カウンタリセット線176は、それぞれの放出クロック及びデータクロックルーティング線180、174がディスプレイ行に属する図9A〜図12に関して説明した放出クロック線180及びデータクロック線174とは異なってルーティングされ、それぞれの放出カウンタリセット線176は、マイクロドライバの行に属する。したがって、それぞれの放出カウンタリセット線176は、マイクロドライバの一行を制御することができる。動作では、データクロック及び放出カウンタリセット線174、176は、マイクロドライバの制御ビットをプログラムするために使用することができ、放出クロック及び放出カウンタリセット線180、176は、放出タイミングを制御するために使用することができる。
図14は、一実施形態による、画素データビットのラッチのためのマイクロドライバスライス内のロジックを示すブロック図である。図示した実施形態では、マイクロドライバ内のそれぞれのスライスは、データ772及びデータクロック774入力を介して受信画素ビット及び受信制御ビットを受信してキャプチャするロジックを有する。一実施形態では、画素ビットは、それぞれのサブ画素放出素子に対する色データ値を指定する。一実施形態では、制御ビットは、スライスに対する構成動作、例えば、スライス選択制御ビットでのスライス選択を実行することができる。放出カウンタリセット776は、放出制御ロジックに対する非同期リセット信号であるが、データ772入力からの制御ビット(画素ビットの代わりに)をラッチするインジケータとして機能することもできる。放出カウンタリセット=0である場合、受信データビットは、画素ビットとして記憶される。外部のFPGAは、すべてのマイクロドライバに対するデータビットが正確にラッチされるように、ビットの正確な数及び順序を提供する。
放出カウンタリセット776は放出制御ロジックに対する非同期リセット信号であると共に、データ772入力からの制御ビット(画素ビットの代わりに)をラッチするインジケータとして機能することもできる。放出カウンタリセット=1である場合、受信データビットは、制御ビットとして記憶される。外部のFPGAは、すべてのマイクロドライバに対する制御ビットが正確にラッチされるように、ビットの正確な数及び順序を提供する。
図15は、一実施形態による、データクロック774及び放出カウンタリセット776ルーティング(例えば、データクロック線174及び放出カウンタリセット線176を含む)を示すマイクロドライバ冗長スキームの図である。図15と共に図12〜図13に示すように、所与のディスプレイ行に対する2つの冗長スライスは、異なる2つのマイクロドライバ内に配置されている。したがって、それぞれのデータクロック774は、1つの論理的ディスプレイ行に属し、それぞれの放出カウンタリセット776は、マイクロドライバの1つの物理的行に属する。データクロック及び放出カウンタリセット線からの異なるルーティングは、以下のマイクロドライバに対する制御ビットプログラミングの2つのスキーム(スキーム1及びスキーム2)をサポートする。両方のスキームは、外部のFPGAによる放出カウンタリセット及びデータクロックの適切なタイミング制御によってサポートすることができる。一実施形態では、マイクロドライバ、行ドライバ、又は列ドライバ内に2つのスキームをサポートするために必要な制御ビットは、存在しない。
図16Aは、一実施形態による、制御ビット読み込みスキーム1のフロー図である。一実施形態では、スキーム1に従ったマイクロドライバのプログラミングは、一度に1つのディスプレイ行を進む。動作1610で、データクロック774信号は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ内の主スライスと、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ内の予備スライスとの間で切り換えられる。動作1620で、第1の放出カウンタリセット776信号は、第1のマイクロドライバにアサートされる。動作1630で、第1の放出カウンタリセット776信号を第1のマイクロドライバにアサートすると共に、第2の放出カウンタリセット776信号は、第2のマイクロドライバにアサートされる。
図16Bは、一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキーム1の図である。一実施形態では、スキーム1は、既定の動作モードである。所与のディスプレイ行に対するデータクロック774が切り換えられると、このディスプレイ行に属する両方のマイクロドライバは、それらの放出カウンタリセット776を同時にアサートされる。その結果、このディスプレイ行に対する両方のスライスは、正確に同じ制御ビットを得る。スライスのうちの1つが上側(y方向に)のマイクロドライバのスライス1であり、他のスライスが、下側(y方向に)のマイクロドライバのスライス0であるとき、1つのビットスライス選択により、ディスプレイ行当たり1つのスライスのみがアクティブであるように、2つのスライスを制御することができる。動作では、スライス選択=1であるとき、スライス0はオフであり、スライス1はオンである。動作では、スライス選択=0であるとき、スライス0はオンであり、スライス1はオフである。
図17Aは、一実施形態による、制御ビット読み込みスキーム2のフロー図である。一実施形態では、スキーム2に従ったマイクロドライバのプログラミングは、一度に1つのスライスを進む。動作1710で、データクロック774信号は、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ内の主スライスと、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ内の予備スライスとの間で切り換えられる。動作1720で、第1の放出カウンタリセット776信号は、第1のマイクロドライバにアサートされる。動作1730で、第1の放出カウンタリセット776信号を第1のマイクロドライバにアサートした後に、第2の放出カウンタリセット776信号は、第2のマイクロドライバにアサートされる。
図17Bは、一実施形態による、マイクロドライバ制御ビット読み込みスキーム2の図である。所与のディスプレイ行に対するデータクロック774が切り換えられると、1つのマイクロドライバのみが、その放出カウンタリセット776をアサートされる。その結果、任意の所与の時点で、1つのスライスのみが、その制御ビットを更新する。この方法で、それぞれのスライスは、それ自身の独立した設定を有することができる。したがって、所与のディスプレイ行内の両方のスライスは、以下のことを行なうことにより同時にオンすることができる:所与のディスプレイ行に対する上側のマイクロドライバのスライス1をスライス選択=1によりオンにし、所与のディスプレイ行に対する下側のマイクロドライバのスライス0をスライス選択=0によりオンにする。
図9Aに示す冗長スキームに関して上述したように、差動駆動方法を使用することができる。実施形態によれば、それぞれの行ドライバ及び/又はマイクロドライバから出力される放出クロック780は、シングルエンド若しくは差動のいずれかで駆動する、及び/又は、例えば、EMIを最小化するために電磁干渉(electromagnetic interference)(EMI)特性を比較するオプションを有することができる。一実施形態では、それぞれのマイクロドライバは、内部ロジックのために使用する及び/又は次のマイクロドライバに中継する前に受信放出クロック信号を反転するオプションを有する。2つのオプションを組み合わせることにより、例えば、EMI特性を比較するために、以下の図18A〜18Dの4つのクロック極性オプションをサポートすることができる。シングルエンド交互極性及び疑似ツイストペアに対して、すべての他のマイクロドライバ(例えば、奇数又は偶数列)は、例えば、受信放出クロック信号を反転するオプションを含めて、反転した受信放出クロック信号を利用することができる。
図19は、一実施形態による、放出クロック冗長性及び極性オプションに関するブロック図である。放出クロック780冗長性及び極性に関する様々なオプションが使用可能である。図に示すように、放出クロック選択1910は、前のマイクロドライバのスライス0又はスライス1の放出クロック出力を使用するかを選択することができる。信号1920は、内部ロジックのために使用する又は次のマイクロドライバに中継する前に受信放出クロック極性を反転するオプションを与えることができる。信号1930は、次のマイクロドライバに中継する前に発信放出クロック極性を反転するオプションを与えることができる。信号1930は、放出クロック負出力を有効にすることができる。信号1930=0である場合、放出クロック負出力は、0のままである。
この時点まで、冗長構成の多くは図6に示すものと同様な全マイクロドライバ及びLED冗長スキームを使用して説明してきたが、実施形態は、必ずしもそのように限定されず、多くの実施形態は、代替の冗長構成と組み合わせることができる。図20A〜図34Bに関する以下の説明では、様々な追加の冗長構成を説明する。
図20A〜20Bを参照して、冗長マイクロドライバを有さずに冗長LEDを含む冗長スキームを示す。そのような構成は、全マイクロドライバ冗長性に対する全体のシリコンのコスト及びシリコン面積を低減することができる。そのような実施形態では、冗長性は、マイクロドライバ内、例えば、シリコンマイクロドライバチップ内の代わりに、バックプレーン上に配置される。図20Aは、図1Bに関して説明したように、キャリア基板からディスプレイパネルにマイクロドライバ2011のアレイを転写するピックアンドプレース(pick-and-place)(P&P)動作が実行され、かつキャリア基板からディスプレイパネルにLEDのアレイを転写するP&P動作が実行された後のディスプレイパネルの図である。図に示すように、主LED2001Aは、マイクロドライバ2011に電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2071Aの電極接点上に配置される。図示した実施形態では、電極線(例えば、アノード線)2071Bは、電極線2071Aの付近に配置されているが、隙間2080で切断されている。予備LEDのP&P用の電極接点2075は、予備LEDがディスプレイパネル上に配置されなかったことを示すために破線として示されている。図20Aに示す実施形態では、主LED2001Aは、動作可能であり、予備LEDをディスプレイパネル上に配置する必要はない。図20Bに示す実施形態では、主LED2001Aは、欠落している又は動作していない。例えば、これは、P&P動作中に誤転写された又は転写されないLED、製造から欠陥のあるLED、P&P動作中の電極接点への欠陥のある接着、汚染などの、様々な原因により引き起こされることがある。そのような実施形態では、予備LED2001Bを電極線2071Bの予備電極接点2075上に接着するために、P&P動作を実行することができる。主LED2001Aは、任意選択的に、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2072により、電極線2071Aから電気的に切断することができる。予備電極線2071Bは、例えば、レーザー溶接部2073で、電極線2071Aと電気的に接続することができる。一実施形態では、レーザー切断及び溶接を使用して、P&P障害を解決することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2001A、2001Bの上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
次に図21A〜21Eを参照して、実施形態による、様々な冗長及び補修構成を示す。一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、行列に配置されたマイクロドライバ211A、211Bのアレイと、それぞれのディスプレイ行がマイクロドライバ2111A、2111Bの2つの行の間にある複数のディスプレイ行2102とを含む。ディスプレイ行は、第1の放出素子2101A(例えば、主LED)及び冗長放出素子2101B(例えば、予備LED)を含む、サブ画素を含むことができる。第1の放出素子2101Aは、マイクロドライバの第1の行内の第1のマイクロドライバ2111Aへの第1の電極線2171A上にあることができ、冗長放出素子2101Bは、マイクロドライバの第2の行内の第2のマイクロドライバ2111Bへの第2の電極線2171B上にあることができる。第1又は第2の電極線は、冗長性をサポートするために、第1及び第2のマイクロドライバから電気的に切断することができる。例えば、第1の電極線は、第1のマイクロドライバから電気的に切断され(例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断で)、第2の電極線は、第2のマイクロドライバに電気的に接続される、又はその逆である。第1又は第2の電極線はまた、冗長性をサポートするために、例えば、レーザー溶接部などの接合部で、接合することができる。一実施形態では、接合部は、第1の電極線を第2の電極線に電気的に接続する、又はその逆である。
図21Aは、マイクロドライバの冗長対及びLEDの冗長対がディスプレイ行内に配置された初期冗長スキームを示す。図示した特定のレイアウトは、マイクロドライバ及びLEDのP&P動作の後の下部電極(例えば、アノード)ルーティングの詳細図である。いくつかの実施形態では、図21Aに示す冗長スキームは、上述した図6に示すものと同様とすることができる。1つの差は、図21Aに示すマイクロドライバ2111A、2111Bが、図6に関して説明したような別々に動作可能なスライスを含まないこととすることができる。この態様では、全マイクロドライバ冗長性に対する全体のシリコンのコスト及びシリコン面積を低減することができる。
図21Aに示すように、上述した図20Aと同様に、主LED2101Aは、上部(y軸で)マイクロドライバ2111Aに電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2171Aの電極接点上に配置される。図に示すように、予備LED2101Bは、下部(y軸で)マイクロドライバ2111Bに電気的に接続された電極線(例えば、アノード線)2171Bの電極接点上に配置される。電極線2171Aの端部と電極線2171Bとの間に隙間2180Aが存在し、電極線2171Bの端部と電極線2171Aとの間に隙間2180Bが存在する。隙間2180A、2180Bは、2つの線を任意選択的に更なる処理で一体に接合することができる電極線修復箇所又は溶接箇所を代表することができる。一実施形態では、LED2101A、2101Bは、ディスプレイ行2102内のサブ画素内のLEDの冗長対である。図21Aに示すLED2101A、2101Bは、暗い陰影により示された、オン/放出状態で動作可能なLEDとして示されている。一実施形態で、図21Aに示す両方のLED2101A、2101Bを、放出LEDとして使用することができる。実施形態によれば、LEDのいずれかは、例えば、電極線2171A、2171Bに沿ったアンチヒューズ又はレーザー切断で、LEDの対応するマイクロドライバ2111A、2111Bから切断することができる。図21Bに示す実施形態では、LED2101Aは、主LEDである。LED2101A及びマイクロドライバ2111Aが試験されて動作可能と判定された場合、LED2101B及び/又はマイクロドライバ2111Bは、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Bで切断することができる。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2101A、2101Bの上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
図21Cを参照して、上部マイクロドライバ2111Aが動作しておらず、かつ冗長LED2101Bが動作していない冗長及び補修スキームを示す。そのような構成では、電極線2171Aは、例えば、レーザー溶接などの好適な技術を使用して形成することができる溶接部2173Aで、電極線2171Bに動作可能に接合することができる。電極線2171Aは、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Aを使用して、上部マイクロドライバ2111Aから切断することができる。このようにして、LED2101Aは、下部マイクロドライバ2111Bによって駆動される。LED2101Bを下部マイクロドライバ2111Bから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Dは、図21Cに例示して説明したものと逆の冗長及び補修スキームの図であり、下部マイクロドライバ2111Bが動作しておらず、かつ主LED2101Aが動作していない。そのような構成では、電極線2171Bは、例えば、レーザー溶接などの好適な技術を使用して形成することができる溶接部2173Bで、電極線2171Aに動作可能に接合することができる。電極線2171Bは、例えば、アンチヒューズ又はレーザー切断2172Bを使用して、下部マイクロドライバ2111Bから切断することができる。このようにして、LED2101Bは、上部マイクロドライバ2111Aによって駆動される。LED2101Aを上部マイクロドライバ2111Aから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Eは、上部マイクロドライバ2111Aが動作しておらず、及び/又は主LED2101Aが動作していない冗長及び補修スキームの図である。そのような構成では、下部マイクロドライバ2111Bは、冗長LED2101Bを駆動し、追加の処理は必要でなくてよい。LED2101Aを上部マイクロドライバ2111Aから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
図21Fは、下部マイクロドライバ2111Bが動作しておらず、及び/又は冗長LED2101Bが動作していない、図21Dと同様な図である。そのような構成では、上部マイクロドライバ2111Aは、主LED2101Aを駆動し、追加の処理は必要でなくてよい。LED2101Bを下部マイクロドライバ2111Bから切断するために、追加のアンチヒューズ又はレーザー切断を、任意選択的に使用することができる。
次に図22に示すように、一実施形態による、選択的に配置された予備マイクロドライバを示す図が提供される。一実施形態では、ディスプレイパネル冗長スキームは、列及び主行に配置された主マイクロドライバ2211Aのアレイと、2つのディスプレイ行が2つの隣接するマイクロドライバの主行の間に配置されている複数のディスプレイ行2202とを含む。そのような構成では、それぞれのディスプレイ行は、主マイクロドライバの隣接する行によって駆動される主電極線上の放出素子(例えば、LED)の第1の群2202B、及び予備マイクロドライバ配置領域の行に延びる予備電極線上の放出素子(例えば、LED)の第2の群2202Aを含むことができる。一実施形態では、1つ以上の予備マイクロドライバ2211Bが、予備マイクロドライバ配置領域の行内に配置される(例えば、表面実装される)。
図22に示す冗長スキームは、図6及び図9Aに関して上述して例示したものに対して、多くの類似点を有することができる。一実施形態では、1つの差は、図22に示すマイクロドライバ2211A、2211Bが冗長性をサポートする別個のスライス(スライス0、スライス1)を含まないことであるが、別個のスライスは、可能である。一実施形態では、それぞれのディスプレイ行2202は、上述したようにLED2201の主行及び冗長行を含むことができる。欠陥のあるマイクロドライバ2211A又は主LED2201が、欠陥がある又は欠落していると見いだされる事象では、次に、予備マイクロドライバ2211Bが、予備マイクロドライバの位置に配置される。予備位置は、図22に破線により示されている。図22に示す特定の実施形態は、オン状態にあり、放出LED2201は、陰影をつけられていて、放出していない使用されないLED2201は陰影をつけられていない。したがって、主マイクロドライバ2211Aは、主LED行を制御する。主マイクロドライバに欠陥がある(×印で消すことにより示す)場合、次に、マイクロドライバ2211Bの置換対が、隣接するディスプレイ行2202から横切った、欠陥のある主マイクロドライバ2211Aの直上及び直下の予備箇所に配置される。予備マイクロドライバ2211Bは、対応するディスプレイ行2202内のLED2201の冗長行を制御する。実施形態によれば、共通カソード線は、サブ画素内の両方のLED2201の上、又は図1Cに関して同様に説明したような1つの画素若しくは複数の画素内のすべてのLEDの上に形成することができる。
図22に示す冗長スキームは、欠陥のあるマイクロドライバ又はLEDが検出された後にのみ予備マイクロドライバ2211Bを配置することにより、シリコンのコストを潜在的に低減することができる。冗長スキームは、独立して制御されるスライス、スライス0及びスライス1を除去することにより、シリコンのコスト、必要なロジックの量、及びルーティング層を潜在的に低減することができる。
図23は、一実施形態による、図22に示す冗長スキームを製造するためのフロー図である。動作2310で、マイクロドライバ2211Aの主行(すべての他の行)は、ディスプレイ基板上に配置される。動作2320で、LED2201の主行及び予備行は、ディスプレイ基板上に配置される。主マイクロドライバ2211A及び主LED2201(例えば、群2202B内の)が動作可能であるか否かを確認するために、検査動作2330が次に実行される。一実施形態では、検査動作は、ディスプレイパネルの電源をオンして、すべての主LED2201が動作しているか否かを確認することにより実行される。動作2340で、予備マイクロドライバ2211Bは、欠陥のある主マイクロドライバ又は主LED用の位置にのみ配置される。図に示すように、予備マイクロドライバ2211Bは、欠陥のある主マイクロドライバ又は主LEDに関連付けられた、対応するディスプレイ行2202の直上及び直下の予備行内に配置することができる。検査動作を次に実行して、予備マイクロドライバ2211B及び対応する予備LED2201(例えば、群2202A内の)が動作しているかを検証することができる。
次に図24〜図30に示すように、実施形態による、スライス770A(スライス0)、770B(スライス1)を含むマイクロドライバ711へのLED接続の概略図が提供される。実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバは、「主」スライス770A及び「予備」スライス770Bの両方を含むことができる。あるいは、マイクロドライバは、「主」スライス770A、770Bの両方を含むことができる、又はマイクロドライバは、「予備」スライス770A、770Bの両方を含むことができる。図24〜図30に示す実施形態におけるマイクロドライバ711は、アクティブなLEDが陰影をつけられ、非アクティブなLEDが白色で示されて、図10〜図11に関して説明して例示したマイクロドライバ711と同様に動作することができる。明瞭にするために、図24〜図30のマイクロドライバは、「主」スライス770A、770Bの両方を含んでいるとしてすべて示されている。
マイクロドライバ711に欠陥がある場合、「主」マイクロドライバスライス(例えば、770A)用に意図された放出クロック信号は、欠陥のある「主」マイクロドライバスライスの直上/直下の「予備」マイクロドライバスライス(例えば、770B)に向けられる。「主」又は「予備」としての上部/下部スライスの選択は、例示であり、向きは反転することができることを理解されたい。実施形態によれば、LEDの交互の接続は、欠陥のあるマイクロドライバ711の境界での放出ピッチの変動に起因する、視覚的アーチファクト又は光学的歪曲の元を潜在的に緩和することができる。これは、動作するマイクロドライバ及び欠陥のあるマイクロドライバの両方が冗長行702A、702Bの両方の中のLEDの一部分に接続されるように、隣接するマイクロドライバ711間の冗長LED対への接続を交互に配置することにより、実現することができる。
一実施形態では、ディスプレイパネルは、マイクロドライバの第1の行内に配置された第1のマイクロドライバ711と、マイクロドライバの第2の行内に配置された第2のマイクロドライバ711とを含む。第1のマイクロドライバと第2のマイクロドライバとの間のディスプレイ行702(702A、702Bを含む)内に、複数の画素738が配置される。第1及び第2のマイクロドライバ711のそれぞれは、第1のスライス770A及び第2のスライス770Bを含み、第1及び第2のスライスは、制御及び画素ビットを独立して受信するようになっている。一実施形態では、第1のマイクロドライバ711の第1のスライス770Aは、複数の画素738を駆動するようになっており、第2のマイクロドライバ711の第2のスライス770Bは、同じ複数の画素738を駆動するようになっている。図に示すように、複数の画素のそれぞれの画素738は、発光ダイオード(LED)の第1の群(例えば、行702A内の)、及びLEDの冗長群(例えば、行702B内の)を含む。図24〜図30に示す実施形態では、第1のマイクロドライバ711の第1のスライス770Aは、LEDの第1の群及びLEDの冗長群(例えば、陰影をつけたLED)の両方の第1の交互の部分を駆動するようになっており、第2のマイクロドライバ711(図示せず)の第2のスライス770Bは、LEDの第1の群及びLEDの冗長群(例えば、白色のLED)の両方の第2の交互の部分を駆動するようになっている。
図24〜図29に示す実施形態のそれぞれでは、冗長行702A、702B内のLEDへのマイクロドライバ711の接続は、上部の行702Aと下部の行702Bとの間で交互に配置される。LEDへの接続は、例示的なRGB画素配置におけるすべての他のサブ画素739(図24〜図25)、すべての2つのサブ画素(図26〜図27)、又はすべての画素738若しくは3つのサブ画素739(図28〜図29)で上部の行702Aと下部の行702Bとの間で交互に配置することができる。図30に示す実施形態では、冗長行702A、702Bは、同じ行702内で(例えば、同じ線内で、かつ垂直に配置されないで)交互に配置される。いくつかの実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である(例えば、図24、図26、図28、図30)。いくつかの実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行にわたって可変である(例えば、図25、図27、図29)。
図24〜図30に示す実施形態では、行702A、702B間の交互のLED接続により、それぞれのディスプレイ行702(702A、702Bを含む)の中心を欠陥のあるLED又はマイクロドライバの事象において同じままにすることができる。この態様では、視覚的欠陥は、線欠陥とは対照的に点欠陥となり得、ユーザによって観察することがより困難であり得る。加えて、欠陥のあるマイクロドライバ711は、必ずしも線欠陥に関連付けられないため、図24〜図30に示す実施形態は、潜在的に、それぞれのマイクロドライバ711でより多くの数のLED及び画素にわたる制御を可能にすることができる。
実施形態によれば、様々な交互のLED接続及び一定又は可変y軸ピッチを有するマイクロドライバ711は、様々な動作状態を使用して、例えば、図11に関して上述したものと同様な主及び予備マイクロドライバの行として、並びに図10に関して上述したものと同様な主及び予備マイクロドライバスライスの行として、動作させることができる。動作では、主及び予備マイクロドライバの行は、それぞれの予備マイクロドライバがその関連付けられたLEDを動作する必要がない場合、潜在的に低減した電力要件に関連付けることができる。
次に図31に示すように、すべての他のサブ画素739に対する上部/下部行702A/702Bとの間の交互の接続を有する図24に示すものと同様なマイクロドライバのアレイを含む冗長スキームが提供され、一実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である。
次に図32Aを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711を有し、図11に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図31の冗長スキームを示す。図32Aに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711は、太い外形で示され、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバは、隣接する「主」マイクロドライバに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、一定である。図に示すように、既定の状態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス0、1の両方は、それに接続されたLEDを動作させる。マイクロドライバ711に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702Bの両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
次に図32Bを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711のスライス0、1の行を有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図31の冗長スキームを示す。図32Bに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス770A(スライス0)は太い外形で示され、既定の「予備」マイクロドライバ711のスライス770B(スライス1)は、太線になっていない。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、一定である。既定の状態では、「主」スライス770A(スライス0)のみが、それに接続されたLEDを動作させる。加えて、既定の状態では、すべてのマイクロドライバ711は、動作することができる。「主」スライス770A(スライス0)に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣の「予備」スライス770B(スライス1)が引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702Bの両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
図32A〜32Bを共に参照して、両方の実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって一定である。図32A〜32Bの2つの動作状態で観察することができる1つの相違は、動作しているLEDのy軸ピッチである。図32Aに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では一定である。図32Bに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では可変である。
次に図33に示すように、すべての他のサブ画素739に対する上部/下部行702A/702Bとの間の交互の接続を有する図25に示すものと同様なマイクロドライバのアレイを含む冗長スキームが提供され、一実施形態によれば、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって可変である。
次に図34Aを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバスライス770A、770Bを有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図33の冗長スキームを示す。図34Aに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711は、太い外形で示され、マイクロドライバの列内のすべての他のマイクロドライバ(y方向)は、LEDの既定の「主」(又は一次)ドライバであり、マイクロドライバの列内の隣接する(y方向)マイクロドライバは、隣接する「主」マイクロドライバに欠陥がある場合における既定の「予備」ドライバである。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、可変である。図に示すように、既定の状態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス0、1の両方は、それに接続されたLEDを動作させる。マイクロドライバ711に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702Bの両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
次に図34Bを参照して、「主」及び「予備」マイクロドライバ711のスライス0、1の行を有し、図10に関して説明したものと同様な状態でマイクロドライバが動作する、図33の冗長スキームを示す。図34Bに示す実施形態では、既定の「主」マイクロドライバ711のスライス770A(スライス0)は太い外形で示され、既定の「予備」マイクロドライバ711のスライス770B(スライス1)は、太線になっていない。図に示すように、それぞれのマイクロドライバの上/下の交互のLED接続は、可変である。既定の状態では、「主」スライス770A(スライス0)のみが、それに接続されたLEDを動作させる。加えて、既定の状態では、すべてのマイクロドライバ711は、動作することができる。「主」スライス770A(スライス0)に欠陥がある場合、隣接するマイクロドライバの近隣の「予備」スライス770B(スライス1)が引き継ぐ。単離したLEDの障害が存在する場合、隣接するマイクロドライバの近隣のスライスが引き継ぐであろう。2つの隣接するマイクロドライバの間の行702A、702Bの両方にLEDの障害が存在する場合、両方のマイクロドライバ内の両方のスライスが、アクティブである。明瞭にするために、様々な関連付けられた点欠陥を太線で外形を示して、故障したマイクロドライバ又はLEDの事象における線欠陥ではなく、点欠陥の生成を明示している。解像度に依存して、これらの点欠陥は、ユーザによって観察できることがある、又はできないことがある。
図34A〜34Bを共に参照して、両方の実施形態では、それぞれのマイクロドライバ711の上/下の交互のLED接続のy軸ピッチは、ディスプレイ行702にわたって可変である。図34A〜34Bの2つの動作状態で観察することができる1つの相違は、動作しているLEDのy軸ピッチである。図34Aに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では可変である。図34Bに示す実施形態では、ディスプレイ行702にわたって動作しているLEDのy軸ピッチは、既定の動作状態では一定である。
上記の実施形態は、例えば、冗長性、補修、及び動作方法に関して、別々に説明して例示した場合があるが、実施形態の多くは組み合わせることができることを理解されたい。
実施形態によるディスプレイシステムは、ディスプレイシステムの外側からディスプレイデータを受信する受信機を含むことができる。受信機は、無線で、有線接続により、光相互接続により、又は任意の他の接続によりデータを受信するように構成することができる。受信機は、インターフェースコントローラを介してプロセッサからディスプレイデータを受信することができる。一実施形態では、プロセッサは、グラフィック処理ユニット(graphics processing unit)(GPU)、GPUを内部に配置した汎用プロセッサ、及び/又はグラフィック処理能力を有する汎用プロセッサとすることができる。ディスプレイデータは、ソフトウェアプログラム内の、又はシステムメモリから取得された1つ以上の命令を実行するプロセッサによってリアルタイムで生成することができる。ディスプレイシステムは、任意のリフレッシュレート、例えば、50Hz、60Hz、100Hz、120Hz、200Hz、又は240Hzを有することができる。
ディスプレイシステムは、その用途に応じて、他の構成要素を含んでもよい。これら他の構成要素としては、メモリ、タッチスクリーンコントローラ及びバッテリが挙げられるが、これらに限定されない。種々の実装形態においては、ディスプレイシステムは、テレビ、タブレット、電話機、ラップトップコンピュータ、コンピュータモニタ、車載用ヘッドアップディスプレイ、車載用ナビゲーションディスプレイ、キオスク、デジタルカメラ、手持ち式ゲームコンソール、メディアディスプレイ、電子書籍ディスプレイ、又は大面積標識ディスプレイであってもよい。
実施形態の様々な態様を利用する際、内蔵の冗長性を有するディスプレイパネル及びシステムを形成するために、上記の実施形態の組み合わせ又は変形が可能であることが、当業者には明らかになるであろう。実施形態について、構造上の特徴及び/又は方法論的な動作に特定の言語で説明したが、添付の特許請求の範囲は、必ずしも上述した特定の特徴又は動作に限定されないことを理解されたい。開示した特定の特徴及び行為は、むしろ、説明上有用な特許請求の範囲の実施形態として理解されたい。