(57)【要約】半導体デバイスアレイは、アレイ状に配列された複数の第１の半導体デバイスおよび複数の第１の半導体デバイスのアレイ全体にわたって分散された複数の第２の半導体デバイスを含む。第２の半導体デバイスのそれぞれは、第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つと相互接続される。第２の半導体デバイスは、それぞれ第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つの機能に対する制御装置として機能するように構成されている。
2020506544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスアレイであって、
アレイ状に配列された複数の第１の半導体デバイスと、
前記複数の第１の半導体デバイスのアレイ全体にわたって分散された複数の第２の半導体デバイスと、を備え、前記第２の半導体デバイスのそれぞれが、前記第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つと相互接続され、前記第２の半導体デバイスが、それぞれ、前記第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つの機能に対する制御装置として機能するように構成されている、半導体デバイスアレイ。
【請求項２】
前記複数の第１の半導体デバイスが、ＬＥＤである、請求項１に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項３】
前記ＬＥＤが、マイクロサイズＬＥＤである、請求項２に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項４】
前記複数の第２の半導体デバイスが、制御装置である、請求項１に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項５】
前記制御装置が、ＯＬＥＤ制御装置である、請求項４に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項６】
前記複数の第１の半導体デバイスが、マイクロサイズＬＥＤである、請求項５に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項７】
前記複数の第２の半導体デバイスが、以下の特性のうちの１つ以上を含む制御装置チップである、請求項１に記載の半導体デバイスアレイ：
●直接転写システムを使用する「フリップチップ」のように搭載されたベアダイとして使用される
○接触パッド間にある、回路基板から前記制御装置の電気部品への短絡を防ぐために不動態化される
○繰り返しの連続回路レイアウトを容易にするための特定の接触パッド設置
○はんだ、異方性導電フィルム（「ＡＣＦ」、もしくはＺ軸接着剤）、または類似の材料で前記回路基板に直接搭載されている
●前記制御装置の挙動を定義するための外部部品を必要としない
○電流制限を設定する、制御装置アドレスを定義する、または電力を安定化するための受動部品を必要としない
●次のフレームが前記制御装置にクロック（転送）インされている間に１フレームのデータを表示することを可能にする出力バッファ設計
○信号が、次のバッファへの切り替えを引き起こすために１つ以上の通信回線に符号化され得る
●６〜１６ビットの調光分解能で約３〜１６個のＬＥＤを制御する
○ＲＧＢ、ＲＧＢＷ、またはＷ（照明またはバックライト用）制御用
○１つ以上のチャネルが、動作中に入力データをスケール変更し得る元の較正オフセットの定義をサポートしているため、ホストが、前記半導体デバイスアレイ全体で輝度を較正しない
○較正および最大出力のオフセットに対して余分なビットを許容する高い深さ分解能
○制御下の前記ＬＥＤのピーク効率に応じて最大電流で個別に電流制御される１つ以上のチャネル
○各パルスで電流制限され、それぞれの調光範囲全体にわたって前記ＬＥＤピーク効率点付近で動作する１つ以上のチャネル
●１２Ｖ動作に耐性があり、遠端に向かって大きな電圧降下をもたらす大規模ランに耐える
●通信速度が、高いフレームレートを維持しながら数千の制御装置と通信するのに十分である
○最大２４０Ｈｚのリフレッシュレート
○制御装置当たり最大４８ビット
○単一ネットワーク内の４０９６個の制御装置
○５０Ｍｂｐｓシリアル通信
○制御装置のアドレス指定が、前記半導体デバイスアレイ内の位置によって示唆され、制御装置が、受信したフレームデータから一定数のデータビットを除去し、次いでそれを前記半導体デバイスアレイ内の次の制御装置に送る。
●通信プロトコル
○フレームの開始（バッファスワップ）
○較正保存モード（任意）
○１線式、２線式、および３線式設計
●７〜１２個のピン制御装置設計
○電力（１２Ｖ）
○ＬＥＤカソード１
○ＬＥＤカソード２
○ＬＥＤカソード３
○任意のＬＥＤカソードｎ
○ＧＮＤ
○受信データイン（ホストまたは前の制御装置からのフレームデータ）
○受信データアウト（次の制御装置へのバッファ出力）
○クロックイン（任意）
○クロックアウト（任意）
○送信データアウト（ホストまたは次の制御装置への診断／ステータスデータ）
○送信データイン（前の制御装置からの診断／ステータスデータ）
○約０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍのサイズ設定
○接触パッドのサイズ約７５〜１００平方μｍ、接触パッドの間隔約７５〜１００μｍ
○ピンが、単一層の回路基板上の連続的な回路複製をサポートするために戦略的にレイアウトされ得、信号が、第１の制御装置から次の制御装置に進むために他の信号と交差しない。
【請求項８】
前記複数の第１の半導体デバイスおよび前記複数の第２の半導体デバイスが、直列に配置されている、請求項１に記載の半導体デバイスアレイ。
【請求項９】
半導体デバイスアレイを形成する方法であって、前記アレイが、
アレイ状に配列された複数の第１の半導体デバイスと、
前記複数の第１の半導体デバイスのアレイ全体にわたって分散された複数の第２の半導体デバイスと、を含み、前記第２の半導体デバイスのそれぞれが、前記第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つと相互接続され、前記第２の半導体デバイスが、それぞれ、前記第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つの機能に対する制御装置として機能するように構成され、
前記方法が、
前記複数の第１の半導体デバイスを回路に転送することと、
前記複数の第２の半導体デバイスを前記回路に転送することと、を含む、方法。
【請求項１０】
前記複数の第１の半導体デバイスを転送すること、または前記複数の第２の半導体デバイスを転送することのうちの少なくとも一方が、基板から前記回路への直接転送プロセスとして実行される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の第２の半導体デバイスを転送することが、前記複数の第２の半導体デバイスを第１の半導体デバイスの隣接する一対の設置位置の間に取り付けることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の第１の半導体デバイスおよび前記複数の第２の半導体デバイスが、直列に接続されるように回路に転送される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記回路が、相互接続された一連の前記第１の半導体デバイスおよび前記第２の半導体デバイスを直線方向に連続的に延在させることによって、サイズ拡張可能である、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
ディスプレイデバイスであって、
ＬＥＤのアレイの分散制御回路を備える、ディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記ディスプレイデバイスが、テレビ、電話、タブレット、コンピュータスクリーン、または電子ディスプレイのうちの１つである、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記分散制御回路が、
前記ＬＥＤのアレイと、
一連の相互接続されたＬＥＤドライバチップと、を含む、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
各ＬＥＤドライバチップが、１〜１２個のＬＥＤの範囲を制御するように構成されている、請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
前記ＬＥＤのアレイが、直列に接続されたＬＥＤを有する回路ストリングの連続行から形成される、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記ＬＥＤのアレイの制御が、ディスプレイデータがドライバチップからドライバチップに渡されるように、前記ＬＥＤ間に散在する複数のドライバチップ間に分散され、各ドライバチップが、１つ以上のＬＥＤの照明を制御するために前記ディスプレイデータの一部を使用する、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記ＬＥＤが、マイクロサイズＬＥＤである、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ａｒｒａｙ」と題する、２０１７年１月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４５１，６３０号の優先権を主張するものであり、その全体を参照により組み込む。本出願はさらに、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題された、２０１５年１１月１２日に出願された米国特許第９，６３３，８８３号全体を参照により組み込む。
【背景技術】
【０００２】
一般に、現代のディスプレイは、ＯＬＥＤまたはＬＥＤを介して照明され得る。ＯＬＥＤ照明ディスプレイの場合、ＯＬＥＤは、ＯＬＥＤドライバチップ（単に「ＯＬＥＤドライバ」または「制御装置」とも呼ばれる）を介して制御される。ＯＬＥＤドライバは、ＯＬＥＤ画素を通る電流を制御および駆動する（またはそこから電流をシンクする）電流制御集積回路（「ＩＣ」）である。ＯＬＥＤドライバを介して駆動される電流量は、通常、１画素当たり数百マイクロアンペア〜１画素当たり数ミリアンペアの範囲である。典型的には、ＯＬＥＤドライバは、ほとんどのグラフィックディスプレイが多数の画素を有するため、数千〜何千もの画素のどこであってもアドレス指定および制御するように設計されている。例えば、小型の９６×１２８画素のディスプレイであっても、制御するための１０，０００以上の個別領域を有するが、多くの基本的ではあるが、より大型のディスプレイは、２５０ｋ〜２Ｍ＋の画素を容易に有し得る。それにもかかわらず、ＯＬＥＤドライバは、それらが設計される市場のために非常に小型である。場合によっては、ＯＬＥＤドライバの横方向寸法は、２ｍｍ×１０〜１５ｍｍ程度の小型であり得、高さ寸法は、１ｍｍ未満の厚さであり得る。サイズが小型であるにもかかわらず、ＯＬＥＤドライバは、その底部側に何百ものピンを有し得、それを介して接続された画素が制御される。
【０００３】
さらに、ＯＬＥＤドライバは、通常、標準のコンピュータデバイスを使用して、それを介してＯＬＥＤドライバを制御することができる標準インターフェースを有する。インターフェースは、ドライバの出力の較正（例えば、輝度の均一性またはカラーバランスの調節などおよび単一システムにおける多数のドライバの同期を可能にする。さらに、ＯＬＥＤドライバは、比較的安価であり、現在それぞれ約＄１．００の費用がかかる。
【０００４】
ＬＥＤドライバチップは、ＬＥＤ照明ディスプレイを駆動するために使用され、ＯＬＥＤドライバと幾分類似している。ＯＬＥＤドライバのサイズと比較して、ＬＥＤドライバは、典型的には比較的大型であり、ＬＥＤに大量の電流（例えば、１０ｍＡ〜数百ｍＡの範囲）を供給するようにさらに設計されている。ＬＥＤに印加される電流量がＬＥＤの輝度に影響を及ぼすので、比較的少ないＬＥＤが存在する典型的なＬＥＤアレイでは、使用されるＬＥＤは、非常に明るくする必要がある。たとえ選択されたＬＥＤドライバが非常に低い電流になるように調光することができるとしても、ＬＥＤドライバは、設計能力が非常に低いものから非常に高いものまであるため、依然として比較的大型であることが多い。例えば、マトリックス内の４８画素、さらには１２００画素を制御することができるＬＥＤドライバは、７ｍｍ×７ｍｍ×２ｍｍである場合がある。本明細書で記載されるようなＬＥＤドライバは、現在それぞれ約＄５．００の費用がかかる可能性がある。ＬＥＤドライバのサイズおよびコストは、ＯＬＥＤディスプレイ制御装置のような低コストで大容量の市場によって大きな影響を受けない。
【発明の概要】
【０００５】
ディスプレイバックライト装置での使用が企図されているパッケージ化されていない（例えば、ベアダイ）マイクロサイズＬＥＤなどのマイクロサイズ半導体ダイは、ディスプレイに実装するのがより容易であるより一般的に使用されるＬＥＤと比較して極端に小型であり、かつ薄い。例えば、パッケージ化されていないマイクロサイズＬＥＤダイの厚さ（例えば、ダイが表面上に延在する高さ）は、約１２ミクロン〜約４００ミクロンの範囲であり得、マイクロサイズＬＥＤダイの横方向寸法は、約２０ミクロン〜約８００ミクロンの範囲であり得る。さらに、マイクロサイズＬＥＤダイは、現在、より広く一般的に使用されるＬＥＤよりも実質的に安価である。
【０００６】
サイズが異なるにもかかわらず、マイクロサイズＬＥＤは、より大型であり、より一般的に使用されるＬＥＤの電流範囲（例えば、（１０〜２０ｍＡ）を扱うことができる。しかしながら、マイクロサイズＬＥＤに関連するサイズおよびコストの節約を考慮すると、通常はかなり少数のより大型のＬＥＤを使用するであろうディスプレイまたは照明回路において数百〜数千またはそれ以上を実装することが可能である。より大量のマイクロサイズＬＥＤを使用するそのような状況では、個々のＬＥＤは、群が集合的に非常に明るいので、極端に明るくする必要はない。さらに、輝度を最小にすることによって、マイクロサイズＬＥＤは、より長く持続し、より大型の対応物よりもエネルギー効率が高い。例えば、マイクロサイズＬＥＤは、μＡレベル〜１桁の低いｍＡレベルの範囲の電流を使用して励振され得る。そのような低い電流レベルは、ＯＬＥＤドライバの能力とよく一致する。したがって、マイクロサイズＬＥＤを駆動するためにＯＬＥＤドライバを使用する例示的な実施形態では、ＯＬＥＤドライバに関連する特徴、規模の経済性、およびサイズは、マイクロサイズＬＥＤに相補的であり、それによって、従来は見られない優れたレベルのＬＥＤ照明制御分解能を可能にする。それにもかかわらず、別の実施形態では、ＬＥＤドライバの使用も類似の結果を提供し得る。実際、より小型のＬＥＤドライバが作製され得、多数のまたは少数のＬＥＤに並列にまたはマトリックスに低電流を駆動するのに非常に適し得る。
【０００７】
上記情報および発見された利点を考慮して、ＬＥＤアレイの分散制御の独自の制御スキームを本明細書において以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
発明を実施するための形態は、添付の図を参照しながら記載される。図において、参照番号の左端の桁は、その参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図における同じ参照番号の使用は、類似または同一の項目を示す。さらに、図面は、個々の図内の個々の構成要素の相対的なサイズのおおよその描写を提供すると見なされ得る。しかしながら、図面は、縮尺通りではなく、個々の図内および異なる図の間の両方における個々の構成要素の相対的なサイズは、描写されているものとは変わり得る。特に、図のいくつかは、構成要素を特定のサイズまたは形状として描写し得るが、他の図は、同じ構成要素をより大きなスケール、または明確さのために異なる形状に描写し得る。
【０００９】
【図１】本出願の実施形態によるドライバチップの概略図である。
【図２】本出願の実施形態によるドライバチップの縮尺表現を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
概要
本開示は、ＬＥＤアレイを制御するための分散制御スキームの方法および装置を対象とする。アレイのＬＥＤは、マイクロサイズＬＥＤを含むがこれに限定されない任意のサイズであってもよく、１個のＬＥＤ、もしくは２個のＬＥＤ、もしくは３個のＬＥＤ、もしくは４個のＬＥＤ、またはそれ以上の小さいグループ分けで制御され得る。すなわち、例えばディスプレイデバイスを照明するために使用されるＬＥＤのアレイでは、複数のＯＬＥＤまたはＬＥＤドライバ（「制御装置」）は、ドライバごとに１つ以上のＬＥＤの群でＬＥＤを駆動するために、アレイ全体に分散され、ＬＥＤ間に配置され、それらに接続され得る。本出願によるディスプレイデバイスなどのデバイスで使用されるような前述のドライバの実装は、ＬＥＤアレイを制御するためのより小型で、より安価で、より速くて、かつより多用途のシステムを提供し得る。
【００１１】
一実施形態では、本出願によるＬＥＤのアレイの分散制御におけるＬＥＤドライバとしての使用を企図した制御装置チップは、以下の特性のうちの１つ以上を有し得る：
−前述の米国特許第９，６３３，８８３号に開示されている機械および／またはダイを直接転写する方法の実施形態のうちの１つ以上などの直接転写システムを使用する「フリップチップ」のように搭載されたベアダイとして使用され得る
○チップは、接触パッド間にある、回路基板からチップの電気部品への短絡を防ぐために不動態化され得る
○繰り返しの連続回路レイアウトを容易にするための特定の接触パッド設置
○はんだ、異方性導電フィルム（「ＡＣＦ」、もしくはＺ軸接着剤）、または類似の材料で回路基板に直接搭載され得る
−チップの挙動を定義するための外部部品を必要としない場合がある
○一実施形態では、電流制限を設定し、チップアドレスを定義し、または電力を安定させるための受動部品を必要としない
−次のフレームがチップにクロック（転送）インされている間に１フレームのデータを表示することを可能にする出力バッファ設計を有し得る
○信号が、次のバッファへの切り替えを引き起こすために通信回線のうちの１つ以上に符号化され得る（プロトコルの詳細）
−６〜１６ビットの調光分解能で約３〜１６個のＬＥＤを制御し得る（ただし、これらは制限ではない）
○ＲＧＢ、ＲＧＢＷ、またはＷ（照明またはバックライト用）制御用
○１つ以上のチャネルが、ホストが大きなアレイ全体における輝度の較正について心配する必要がないように、動作中に入力データをスケール変更する工場からの較正オフセットの定義をサポートすることができる
○高い深さ分解能により、較正および最大出力のオフセットに対して余分なビットを許容する
○１つ以上のチャネルは、制御下のＬＥＤのピーク効率に応じた最大電流で個別に電流制御され得る（例えば、マイクロサイズＬＥＤに対して、約１〜４ｍＡ）
○１つ以上のチャネルは、各パルスで電流制限され、それらの調光範囲全体にわたってＬＥＤピーク効率点付近で動作し得る
−１２Ｖ動作に耐性があり、遠端に向かって大きな電圧降下をもたらす大規模ランに耐え得る
−通信速度が、高いフレームレートを維持しながら数千の制御装置と通信するのに十分であり得る
○最大２４０Ｈｚのリフレッシュレート
○制御装置当たり最大４８ビット
○単一ネットワーク内に４０９６個の制御装置（１０ｍｍのＬＥＤ間隔を有する１００インチのＴＶバックライトには十分であり得る）
○５０Ｍｂｐｓシリアル通信
○チップアドレス指定が、ネットワーク上の位置によって示唆することができ、チップが、受信したフレームデータから一定数のデータビットを除去し、次いでそれをネットワーク上の次のチップに送る。以下を行うことが役立ち得る：各出力ピンによって駆動されるデバイスの数を低く維持する；データバスからアドレス指定ビットを排除する；およびチップ設計からアドレス復号化ロジックを排除する。ネットワーク全体が直列に接続される。
−通信プロトコル
○フレームの開始（バッファスワップ）
○較正保存モード（任意）
○１線式、２線式、３線式設計であるが、類似の結果が達成され得る他のプロトコルが存在し得ることを当業者は理解し得る
−７〜１２またはそれ以上のピンチップ設計を有し得る（例えば、画像１、および図１を参照されたい）
○電力（１２Ｖ）
○ＬＥＤカソード１
○ＬＥＤカソード２
○ＬＥＤカソード３
○ＬＥＤカソードｎまたはｘ−ｙ（任意）
○ＧＮＤ
○受信データイン（ホストまたは前のチップからのフレームデータ）
○受信データアウト（次のチップへのバッファ出力）
○クロックイン（任意）
○クロックアウト（任意）
○送信データアウト（ホストまたは次のチップへの診断／ステータスデータ）（任意）
○送信データイン（前のチップからの診断／ステータスデータ）（任意）
○総ダイサイズは、１ｍｍピッチのＬＥＤライトストリング設計を可能にするために、約０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍであり得る
○接触パッドのサイズは、約７５〜１００平方μｍであり得、接触パッドの間隔は、約７５〜１００μｍであり得る
○ピンは、単層回路基板上での連続的な回路複製をサポートするために、戦略的にレイアウトされ得る（信号が、あるチップから次のチップに進むために他の信号と交差しない）
【００１２】
2020506544.tif 000003
【００１３】
画像１：ＬＥＤの群に直列に接続された制御装置チップの概略図
【００１４】
一実施形態では、上述のものなどのＬＥＤ制御チップは、ＬＥＤアレイ自体全体にわたって分散され得、全て同じ電力線およびデータ線に接続され得る。そのように分散された制御装置を有するＬＥＤアレイは、広範囲のディスプレイサイズにカスタムフィットするようにＬＥＤアレイをスケール変更するためのより大きな能力を提供し得る。
【００１５】
一実施形態では、制御装置を有するＬＥＤアレイは、「ライトストリング」として形成され得る。ライトストリングは、任意のサイズのＴＶバックライトを作り出すために所望の長さに切断して、多数の列で置くことができる制御されたＬＥＤ（したがってライトストリング）の回路ストリップであり得る。したがって、回路ストリップは、１つ以上のＬＥＤの群が散在するストリップの長さに沿って分散されたＯＬＥＤ制御装置またはＬＥＤ制御装置を含み得る。そのように、ＬＥＤの制御は、所定のサイズのバックライトで単純にスケール変更され得る。さらに、ライトストリング回路は、ストリップに沿ってＬＥＤの固有のセグメントに個々に接続されている制御装置と共にその長さに延びる２本の電力トレースおよび少しのデータ信号を有し得る。ライトストリングは、米国特許出願第１４／９３９，８９６号に開示されているような機械および／または方法を使用して製造され得る。
【００１６】
ライトストリングを実装するディスプレイデバイスの一実施形態では、ライトストリングＬＥＤストリップの複数の行または列をディスプレイパネルの後ろに置いてもよく、これは製造を大幅に単純化する。すなわち、各ライトストリングが特定のディスプレイデバイスに適した長さに切断される一連のライトストリングがそれらの間に間隔の有無にかかわらず連続して置かれ、従来の巨大回路用の高価なツーリングの必要性を最小にする。
【００１７】
上述のように、ＬＥＤ間に配置された制御装置を有するＬＥＤのアレイを実装するディスプレイデバイスは、ＬＥＤの分散制御を提供するので、制御回路は、ＬＥＤと均等にスケール変更され、設計を様々なディスプレイサイズに対してモジュール式にする。例えば、画像２〜４、および図２を参照されたい。
【００１８】
2020506544.tif 000004
【００１９】
画像２：多数のＬＥＤに接続されたホスト制御装置チップの概略図
【００２０】
2020506544.tif 000005
【００２１】
画像３：多数のＬＥＤに接続された制御装置チップの概略図（ライトストリングを表し得る）
【００２２】
2020506544.tif 000006
【００２３】
画像４：２ｍｍピッチの間隔でＬＥＤに隣接して位置する１２チャンネルＬＥＤドライバの顕微鏡画像。このドライバは、約５０ｍＡの大電流用である。しかしながら、使用を企図する個々のマイクロサイズＬＥＤは、一般に１〜５ｍＡを使用するので、チップをはるかに小さくすることができる。チップは、例えば、全ての信号接点をエッジに移動させ、接触パッドサイズを大きくし、同時にプロセスサイズを縮小してチップ全体が約７００×７００ミクロン以下になり得ることによって、直接転写設置用にさらにカスタマイズされ得る。ここに示すチップは、約１．６×１．６ｍｍである。
【００２４】
さらに、ライトストリングは、異なるピッチ（ＬＥＤ間の距離）のストリップであってもよく、異なる品質のＴＶ用に作製されてもよい。非限定的な例として、ディスプレイデバイスの一実施形態は、４０ｍｍごとにＬＥＤを有するストリップを含み得、ストリップは、中心間で４０ｍｍの間隔をあけてもよく、またはストリップは、１０ｍｍのＬＥＤピッチを４倍のストリップ数（４０ｍｍの間隔と比較して）を有して、４０ｍｍの例よりもさらに薄い高品質のバックライトを製造してもよく、これは、ディスプレイの光拡散板の厚さが、４０ｍｍの１／４であり、ＬＥＤの間隔が、４０ｍｍバージョンの距離の１／４であるためである。
【００２５】
さらに、個々のＬＥＤがそれらの輝度を制御することができるＬＥＤのアレイを使用するディスプレイデバイスの一実施形態では、ＬＣＤディスプレイのダイナミックレンジ（ＬＥＤによるバックライトまたはエッジライト）は、例えば、ＯＬＥＤ  ＴＶのダイナミックレンジ能力に匹敵する程度まで増加され得る。例えば、そのようなディスプレイは、ＯＬＥＤディスプレイを製造することができないより黒い黒色およびはるかに明るい白色を有する場合がある。一般に、ＬＥＤ間のピッチが小さいほど、局所的調光能力は、より正確になり得る。ダイナミックレンジがＬＣＤで問題になることがある１つの理由は、ＬＣＤシャッターが光を完全に十分遮ることができず、それがいくらかの光漏れまたは白熱につながることである。一方、ＯＬＥＤディスプレイでは、ＯＬＥＤは、ミニ型の光源を提供するが、消灯すると完全に黒くなる。したがって、個々のバックライトを消灯し得るようにＬＥＤアレイの制御を分散させることによって、漏れてシャッターを通過する光が存在しない。
【００２６】
ＴＶまたはコンピュータまたは電話スクリーンなどのディスプレイデバイスは、バックライトがディスプレイと調和して作用して複雑な局所的調光を行い、効率改善を提供するように、バックライト制御をディスプレイの画像データおよびタイミング制御装置と統合され得る。したがって、ディスプレイ製造業者は、単にさらにいくつかのチャネルを追加するために、大型でかつ／または高価なＰＣＢおよび回路を再設計する必要はない。反対に、本明細書に開示されるように分散された制御装置を有するＬＥＤアレイは、バックライトハウジング内により多くのおよび／またはより長いストリップのライトストリングを容易に追加することを可能にする。したがって、ホスト制御装置の機能性は、はるかに単純であり、ドライバ構成のソフトウェア定義に基づいて同じデータバス上のより多くのＬＥＤドライバにデータを送信し得る。
【００２７】
例示的な条項
Ａ：半導体デバイスアレイであって、アレイ状に配列された複数の第１の半導体デバイスと、複数の第１の半導体デバイスのアレイ全体にわたって分散された複数の第２の半導体デバイスとを備え、第２の半導体デバイスのそれぞれが、第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つと相互接続され、第２の半導体デバイスが、それぞれ、第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つの機能に対する制御装置として機能するように構成されている、半導体デバイスアレイ。
【００２８】
Ｂ：複数の第１の半導体デバイスが、ＬＥＤである、項Ａに記載の半導体デバイスアレイ。
【００２９】
Ｃ：ＬＥＤが、マイクロサイズＬＥＤである、項ＡまたはＢに記載の半導体デバイスアレイ。
【００３０】
Ｄ：複数の第２の半導体デバイスが、制御装置である、項Ａ〜Ｃのいずれか一項に記載の半導体デバイスアレイ。
【００３１】
Ｅ：制御装置が、ＯＬＥＤ制御装置である、項Ａ〜Ｄのいずれか一項に記載の半導体デバイスアレイ。
【００３２】
Ｆ：複数の第１の半導体デバイスが、マイクロサイズＬＥＤである、項Ａ〜Ｅのいずれか一項に記載の半導体デバイスアレイ。
【００３３】
Ｇ：複数の第２の半導体デバイスが、以下の特性のうちの１つ以上を含む制御装置チップである、項Ａ〜Ｆのいずれか一項に記載の半導体デバイスアレイ：
●直接転写システムを使用する「フリップチップ」のように搭載されたベアダイとして使用される
○接触パッド間にある、回路基板から制御装置の電気部品への短絡を防ぐために不動態化される
○繰り返しの連続回路レイアウトを容易にするための特定の接触パッド設置
○はんだ、異方性導電フィルム（「ＡＣＦ」、もしくはＺ軸接着剤）、または類似の材料で回路基板に直接搭載されている
●制御装置の挙動を定義するための外部部品を必要としない
○電流制限を設定する、制御装置アドレスを定義する、または電力を安定化するための受動部品を必要としない
●次のフレームが制御装置にクロック（転送）インされている間に１フレームのデータを表示することを可能にする出力バッファ設計
○信号が、次のバッファへの切り替えを引き起こすために１つ以上の通信回線に符号化され得る
●６〜１６ビットの調光分解能で約３〜１６個のＬＥＤを制御する
○ＲＧＢ、ＲＧＢＷ、またはＷ（照明またはバックライト用）制御用
○１つ以上のチャネルが、動作中に入力データをスケール変更し得る元の較正オフセットの定義をサポートしているため、ホストが、半導体デバイスアレイ全体で輝度を較正しない
○較正および最大出力のオフセットに対して余分なビットを許容する高い深さ分解能
○制御下のＬＥＤのピーク効率に応じて最大電流で個別に電流制御される１つ以上のチャネル
○各パルスで電流制限され、それぞれの調光範囲全体にわたってＬＥＤピーク効率点付近で動作する１つ以上のチャネル
●１２Ｖ動作に耐性があり、遠端に向かって大きな電圧降下をもたらす大規模ランに耐える
●通信速度が、高いフレームレートを維持しながら数千の制御装置と通信するのに十分である
○最大２４０Ｈｚのリフレッシュレート
○制御装置当たり最大４８ビット
○単一ネットワーク内の４０９６個の制御装置
○５０Ｍｂｐｓシリアル通信
○制御装置のアドレス指定が、半導体デバイスアレイ内の位置によって示唆され、制御装置が、受信したフレームデータから一定数のデータビットを除去し、次いでそれを半導体デバイスアレイ内の次の制御装置に送る。
●通信プロトコル
○フレームの開始（バッファスワップ）
○較正保存モード（任意）
○１線式、２線式、および３線式設計
●７〜１２個のピン制御装置設計
○電力（１２Ｖ）
○ＬＥＤカソード１
○ＬＥＤカソード２
○ＬＥＤカソード３
○任意のＬＥＤカソードｎ
○ＧＮＤ
○受信データイン（ホストまたは前の制御装置からのフレームデータ）
○受信データアウト（次の制御装置へのバッファ出力）
○クロックイン（任意）
○クロックアウト（任意）
○送信データアウト（ホストまたは次の制御装置への診断／ステータスデータ）
○送信データイン（前の制御装置からの診断／ステータスデータ）
○約０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍのサイズ設定
○接触パッドのサイズ約７５〜１００平方μｍ、接触パッドの間隔約７５〜１００μｍ
○ピンが、単一層の回路基板上の連続的な回路複製をサポートするために戦略的にレイアウトされ得、信号が、第１の制御装置から次の制御装置に進むために他の信号と交差しない。
【００３４】
Ｈ：複数の第１の半導体デバイスおよび複数の第２の半導体デバイスが、直列に配置されている、項Ａ〜Ｇのいずれか一項に記載の半導体デバイスアレイ。
【００３５】
Ｉ：半導体デバイスアレイを形成する方法であって、アレイが、アレイ状に配列された複数の第１の半導体デバイスと、複数の第１の半導体デバイスのアレイ全体にわたって分散された複数の第２の半導体デバイスとを含み、第２の半導体デバイスのそれぞれが、第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つと相互接続され、第２の半導体デバイスが、それぞれ、第１の半導体デバイスのうちの少なくとも１つの機能に対する制御装置として機能するように構成され、本方法が、複数の第１の半導体デバイスを回路に転送することと、複数の第２の半導体デバイスを回路に転送することと、を含む、方法。
【００３６】
Ｊ：複数の第１の半導体デバイスを転送すること、または複数の第２の半導体デバイスを転送することのうちの少なくとも一方が、基板から回路への直接転送プロセスとして実行される、項Ｉに記載の方法。
【００３７】
Ｋ：複数の第２の半導体デバイスを転送することが、複数の第２の半導体デバイスを第１の半導体デバイスの隣接する一対の設置位置の間に取り付けることを含む、項ＩまたはＪに記載の方法。
【００３８】
Ｌ：複数の第１の半導体デバイスおよび複数の第２の半導体デバイスが、直列に接続されるように回路に転送される、項Ｉ〜Ｋのいずれか一項に記載の方法。
【００３９】
Ｍ：回路が、相互接続された一連の第１の半導体デバイスおよび第２の半導体デバイスを直線方向に連続的に延在させることによって、サイズ拡張可能である、項Ｉ〜Ｌのいずれか一項に記載の方法。
【００４０】
Ｎ：ＬＥＤのアレイの分散制御回路を備える、ディスプレイデバイス。
【００４１】
Ｏ：ディスプレイデバイスが、テレビ、電話、タブレット、コンピュータスクリーン、または電子ディスプレイのうちの１つである、項Ｎに記載のディスプレイデバイス。
【００４２】
Ｐ：分散制御回路が、ＬＥＤのアレイと、一連の相互接続されたＬＥＤドライバチップとを含む、項Ｎ〜Ｏのいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【００４３】
Ｑ：各ＬＥＤドライバチップが、１〜１２個のＬＥＤの範囲を制御するように構成されている、項Ｎ〜Ｐのいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【００４４】
Ｒ：ＬＥＤのアレイが、直列に接続されたＬＥＤを有する回路ストリングの連続行から形成される、項Ｎ〜Ｑのいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【００４５】
Ｓ：ＬＥＤのアレイの制御が、ディスプレイデータがドライバチップからドライバチップに渡されるように、ＬＥＤ間に散在する複数のドライバチップ間に分散され、各ドライバチップが、１つ以上のＬＥＤの照明を制御するためにディスプレイデータの一部を使用する、項Ｎ〜Ｒのいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【００４６】
Ｔ：ＬＥＤが、マイクロサイズＬＥＤである、項Ｎ〜Ｓのいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【００４７】
結論
いくつかの実施形態は、構造的特徴および／または方法論的行為に特有の言語で記載されているが、特許請求の範囲は、必ずしも記載された特定の特徴または行為に限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ、特定の特徴および行為は、特許請求された主題を実装する例証的な形態として開示されている。
【図１】
2020506544.tif 000007
【図２】
2020506544.tif 000008
【国際調査報告】
2020506544.tif 000009