[发明专利]一种数模融合驱动的硅基显示器

说明书

本发明公开了一种数模融合驱动的硅基微显示器，采用模拟幅值调制驱动策略和数字脉宽调制驱动策略相结合的方式驱动像素发光，像素亮度由像素在子帧内的输出电流或电压幅值以及该像素在子帧内输出电流或电压的时间占空比共同决定，并将一帧图像分为若干个不同的数字子帧和模拟子帧，对于数字子帧采用数字驱动策略，采用时间成比例驱动方式或亮度成比例驱动方式，对于模拟子帧采用模拟驱动策略，采用数量更多、位数更少的数模转换器，将输入数据转换为电压或电流的幅值量使像素发光，模拟子帧和数字子帧结合产生最终显示帧。本发明降低模拟幅值调制驱动策略对数模转换器以及像素电路对模拟量精度的要求、提高数模转换器的转换速度和像素亮度的对比。

技术领域

本发明涉及微电子和平板显示技术领域，尤其涉及一种数模融合驱动的硅基显示器。

背景技术

硅基微显示器是一种以硅半导体集成电路为基板的微型显示器，硅基板中集成了显示器的驱动电路。根据显示原理不同，硅基微显示器可分为硅基有机发光微显示器、硅基发光二极管微显示器、硅基液晶微显示器、硅基微机械微显示器等。硅基微显示器的像素非常小，它通过光学系统产生大屏幕显示效果，可应用于军事、工业、医疗和消费类电子上。目前，硅基微显示器正向更高清分辨率、更高灰度级数、更高刷新频率方向发展。

硅基微显示器的像素驱动方式可分为模拟幅值调制和数字脉宽调制两种策略。在模拟幅值调制策略中，像素的亮度与通过像素的电压或电流成正比，随着显示分辨率以及刷新率的提高，显示器要求驱动电路中的数模转换器以及像素电路具有更高的信号转换速度，但同时要保证模拟量具有足够高的精度以及高的像素亮度对比度。与模拟幅值调制相比，数字脉宽调制策略利用像素电压或电流的占空比来控制像素点亮的时间从而控制像素的亮度，产生不同的灰度级，其精度高、图像噪声低、像素对比度高、灰度等级高、对电路特性的要求也更低。然而，在高分辨率和高刷新率的条件下，数字扫描策略需要极高的数据带宽，对系统性能提出更高挑战。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种数模融合驱动的硅基显示器，模拟幅值调制和数字脉宽调制两种策略混合使用，在所需要的数据带宽和精度亮度这两个方面取得最佳平衡。

发明内容

针对硅基微显示器的模拟幅值调制驱动策略和数字脉宽调制驱动策略存在的技术缺陷，本发明提出一种数模融合驱动的硅基微显示器，用于降低模拟幅值调制驱动策略对数模转换器以及像素电路对模拟量精度的要求、提高数模转换器的转换速度、提高像素亮度的对比度，另一方面，降低数字脉宽调制驱动策略对电路扫描速度的要求、减少冗余等待时间、提高扫描效率，同时，也可以降低像素电路的电容大小，降低数模转换器的面积要求，进一步突破由于扫描驱动方式的局限对硅基微显示器的分辨率和刷新率的限制。

为达到上述目的，本发明的构思是：采用模拟幅值调制驱动策略和数字脉宽调制驱动策略相结合的方式驱动像素发光，像素的亮度由像素在子帧内的输出电流或电压的幅值以及该像素在子帧内的输出电流或电压的时间占空比共同决定，并将一帧图像分为若干个不同的数字子帧和模拟子帧，对于数字子帧采用数字驱动策略，采用时间成比例驱动方式或亮度成比例驱动方式，对于模拟子帧采用模拟驱动策略，采用数量更多、位数更少的数模转换器，将输入数据转换为电压或电流的幅值量使像素发光，模拟子帧和数字子帧结合产生最终的显示帧。由于采用了数字脉宽调制驱动的方式，对于同样的显示分辨率和灰度级数，数模转换器的位数下降，对模拟量的精度要求下降，因此像素电路输出电压或电流的精度更高，数模转换器的转换速度也得到提升，由于采用了模拟幅值调制驱动方式，对数据的传输量要求下降，在同样的扫描速度情况下，显示分辨率、灰度级数和刷新速度得到提高，对比度也得到提高。

根据上述的发明构思，本发明采用下述的技术方案：