[发明专利]宏像素显示背板

说明书

一种微发光二极管显示背板包括多个宏像素。每个宏像素包括：位单元的连续二维阵列，该位单元的连续二维阵列存储用于驱动微LED的2D阵列中的一组微LED的显示数据位；和驱动电路，该驱动电路被配置为基于存储在位单元的连续2D阵列中的显示数据位来生成用于驱动微LED的2D阵列中的一组微LED的脉冲宽度调制驱动信号。在一个示例中，多个宏像素被分组为多个子阵列，其中多个子阵列中的每个子阵列包括一组宏像素和紧邻该一组宏像素的本地外围电路。本地外围电路包括例如缓冲器、中继器、用于将输入时钟信号选通到子阵列的时钟选通电路和/或用于选择子阵列的子阵列解码器。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2019年12月27日提交的标题为“Macro-Pixel DisplayBackplane”、序列号为62/954,358的美国临时专利申请的权益和优先权，该美国临时专利申请被转让给其受让人。

背景

人工现实系统(例如头戴式显示器(HMD)或平视显示器(HUD)系统)通常包括头戴式装置(headset)或一副眼镜形式的近眼显示系统。该人工现实系统可以被配置为经由例如在用户眼前约10mm至20mm内的电子或光学显示器向用户呈现内容。如在虚拟现实(VR)应用、增强现实(AR)应用或混合现实(MR)应用中，近眼显示器系统可以显示虚拟对象或者将真实对象的图像与虚拟对象组合。例如，在AR系统中，用户可以例如通过透过透明显示眼镜或透镜查看，或者通过观看由相机捕获的周围环境的显示图像，来观看虚拟对象(例如，计算机生成的图像(CGI))和周围环境的图像。近眼显示系统可以包括一个或更多个光源，其被驱动以输出各种亮度水平的光以显示图像。

发光二极管(LED)将电能转换为光能，并提供许多优于其他光源的优势，例如减小尺寸、改善耐用性和提高效率。LED可用作许多显示系统(例如电视、计算机监视器、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、投影系统和可穿戴电子设备)中的光源。基于III-V族半导体(诸如AlN、GaN、InN、AlGaInP、其他四元磷化物成分等的合金)的微LED(“μLED”)由于其尺寸小(例如，线性尺寸小于100μm、小于50μm、小于10μm、小于5μm或小于2μm)、组装密度(packingdensity)高(因此分辨率更高)和亮度高而已开始被开发用于各种显示应用。例如，可以使用发射不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)光的微LED来形成显示系统(例如近眼显示系统)的子像素。

概述

本公开总体上涉及显示系统。更具体地说，本公开涉及用于驱动基于LED的显示面板的电路。根据本公开的第一方面，提供了一种显示设备，其包括：在显示区域中的微发光二极管(微LED)的二维(2D)阵列；以及与微LED的2D阵列对准并键合到该微LED的2D阵列的微LED驱动器背板，微LED驱动器背板包括子阵列的2D阵列，其中子阵列的2D阵列中的每个子阵列包括：驱动电路，该驱动电路被配置为生成脉冲宽度调制(PWM)驱动信号以驱动微LED的2D阵列中的一组微LED；以及用于控制驱动电路的本地外围电路，该本地外围电路位于显示区域内，并且包括以下中的至少一个：缓冲器、中继器、用于将输入时钟信号选通到子阵列的时钟选通电路或用于选择子阵列的子阵列解码器。微LED的2D阵列的间距可以等于或小于例如约2μm。

在显示设备的一些实施例中，子阵列的2D阵列中的每个子阵列可以包括宏像素阵列。宏像素阵列中的每个宏像素可以包括存储用于驱动一组微LED的微LED子集的显示数据位的位单元(bitcell)的连续2D阵列。在一些实施例中，位单元的连续2D阵列中的每个位单元可以包括六晶体管(6T)静态随机存取存储器(SRAM)单元，该六晶体管(6T)静态随机存取存储器(SRAM)单元包括字线、两条位线和两个内部状态存储节点，以用于存储显示数据位中的相应显示数据位。位单元的连续2D阵列中的每个位单元可以被配置成通过两条位线从位单元读取显示数据位中的相应显示数据位。