CN104575400A

CN104575400A - 发光二极管显示器

Info

Publication number: CN104575400A
Application number: CN201510083875.7A
Authority: CN
Inventors: 张启增
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Vtron Technologies Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明实施例公开了一种发光二极管显示器，解决了目前的发光二极管显示器中的每一画素电路显示亮度不均匀的技术问题。发明实施例包括：多个发光二极管画素电路，以矩阵形式排列，每一发光二极管画素电路包括一薄膜晶体管、一发光二极管及一定电流装置，薄膜晶体管、发光二极管及定电流装置串接成一序列，且定电流装置用来驱动发光二极管；以及，一控制模块，耦接于每一发光二极管画素电路的薄膜晶体管，包括至少一压控脉波调变模块，用来根据对应于每一发光二极管画素电路的一显示信号控制薄膜晶体管，以调节每一发光二极管画素电路的灰阶状态。

Description

发光二极管显示器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种发光二极管显示器。

背景技术

随着科技的进步，市面上已发展出各式各样的显示器产品，如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)及发光二极管显示器(Light Emitting Diode display，LED display)等。其中，发光二极管显示器具有发光效率高、寿命长及低耗能等优点，已普遍应用于户外显示牌与大型户外广告牌，也存在于家用电视或计算机的显示器。

在公知技术中，发光二极管显示器普遍存在亮度不均的问题。具体来说，请参考图1，为习知一发光二极管画素电路100的示意图。发光二极管画素电路100耦接于一扫描线SL1与一数据线DL1，其包括一第一晶体管Q1、一第二晶体管Q2、一储存电容C及一发光二极管D1，当扫描线SL1被选中且第一晶体管Q1导通时，第二晶体管Q2根据一数据线电压Vdata1驱动一电流ID1，电流ID1流经发光二极管D1且相关于发光二极管D1之亮度，使得发光二极管画素电路100可根据数据线电压Vdata而显示不同灰阶(Gray Level)效果。然而，电流ID1容易受到发光二极管D1之一正向电压Vf的影响而改变，使得发光二极管画素电路100显示不同的亮度，造成亮度不均的问题。详细来说，如图2发光二极管D1之亮度与流经发光二极管D1之电流关系的示意图，而如图3为发光二极管D1之电流ID1与正向电压Vf关系的示意图。如图2所示，发光二极管D1所产生的亮度与流经发光二极管D1之电流呈现一线性关系。然而，如图3所示，流经发光二极管D1之电流ID1与正向电压Vf呈现非线性关系，因此当发光二极管D1导通时，只要正向电压Vf稍微产生偏移，即可造成流经发光二极管D1之电流ID1剧烈的变动。其中，正向电压Vf易受到发光二极管显示器中线路阻抗的影响，而导致发光二极管D1之亮度随之改变，使得发光二极管显示器呈现亮度不均匀的现象。

除此之外，第二晶体管Q2之临限电压(Threshold Voltage)会因制程因素而飘移，进而影响电流ID1，换句话说，即使数据线DL1用相同电压驱动不同画素电路，不同画素电路也会因第二晶体管Q2之临限电压不一致而产生不同的电流输出，使每个画素电路中的发光二极管D1无法正确地显示灰阶效果，产生亮度不均匀的现象，严重影响整个画面的显示质量。

因此，如何使发光二极管显示器中每一画素电路显示均匀亮度且正确地显示灰阶效果，就成为业界所努力的目标之一。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管显示器，解决了目前的发光二极管显示器中的每一画素电路显示亮度不均匀的技术问题。

本发明实施例提供的一种发光二极管显示器，包括：

多个发光二极管画素电路，以矩阵形式排列，每一发光二极管画素电路包括一薄膜晶体管、一发光二极管及一定电流装置，该薄膜晶体管、该发光二极管及该定电流装置串接成一序列，且该定电流装置用来驱动该发光二极管；

以及，一控制模块，耦接于该每一发光二极管画素电路的该薄膜晶体管，包括至少一压控脉波调变模块，用来根据对应于该每一发光二极管画素电路的一显示信号控制该薄膜晶体管，以调节该每一发光二极管画素电路的灰阶状态。

可选地，该薄膜晶体管导通时，该定电流装置产生一固定电流，该发光二极管产生一固定亮度。

可选地，该至少一压控脉波调变模块根据对应于该每一发光二极管画素电路的该显示信号产生一脉波控制信号，并将该脉波控制信号输出至该每一发光二极管画素电路中该薄膜晶体管的一闸极，该脉波控制信号用来控制该薄膜晶体管的导通状态，以调节该每一发光二极管画素电路的灰阶效果。

可选地，该定电流装置耦接于一正电压与该发光二极管的一阳极之间，该薄膜晶体管的一汲极耦接于该发光二极管的一阴极。

可选地，该发光二极管的一阳极耦接于一正电压，该定电流装置耦接于该发光二极管一阴极与该薄膜晶体管的一汲极之间。

可选地，该薄膜晶体管的一汲极耦接于一正电压，该定电流装置耦接于该薄膜晶体管的一源极与该发光二极管的一阳极之间。

可选地，该薄膜晶体管的一汲极耦接于一正电压，该发光二极管的一阳极耦接于该薄膜晶体管的一源极，该定电流装置耦接于该发光二极管的一阴极。

可选地，该定电流装置耦接于一正电压与该薄膜晶体管的一汲极之间，该发光二极管的一阳极耦接于该薄膜晶体管的一源极。

可选地，该发光二极管的一阳极耦接于一正电压，该发光二极管的一阴极耦接于该薄膜晶体管的一汲极，该定电流装置耦接于该薄膜晶体管的一源极。

可选地，该发光二极管为选自红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管的其中之一。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种发光二极管显示器，其中，包括：多个发光二极管画素电路，以矩阵形式排列，每一发光二极管画素电路包括一薄膜晶体管、一发光二极管及一定电流装置，薄膜晶体管、发光二极管及定电流装置串接成一序列，且定电流装置用来驱动发光二极管；以及，一控制模块，耦接于每一发光二极管画素电路的薄膜晶体管，包括至少一压控脉波调变模块，用来根据对应于每一发光二极管画素电路的一显示信号控制薄膜晶体管，以调节每一发光二极管画素电路的灰阶状态。本实施例中，通过定电流装置产生固定电流以驱动发光二极管，使发光二极管显示均匀亮度，再利用压控脉波调变模块将数据线电压转换成具有不同空占比的脉波信号，以调整发光二极管画素电路的灰阶效果，使得发光二极管显示器可显示均匀之亮度且正确地显示灰阶效果，解决了目前的发光二极管显示器中的每一画素电路显示亮度不均匀的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有的发光二极管画素电路之示意图；

图2为发光二极管之亮度与电流关系之示意图；

图3为发光二极管之电流与正向电压关系之示意图；

图4A为本发明实施例提供的一发光二极管显示器的结构示意图；

图4B为图4A中的一发光二极管画素电路的结构示意图；

图5为本发明实施例之一发光二极管画素电路的示意图；

图6为本发明实施例之一发光二极管画素电路的示意图；

图7为本发明实施例之一发光二极管画素电路的示意图；

图8为本发明实施例之一发光二极管画素电路的示意图；

图9为本发明实施例之一发光二极管画素电路的示意图；

图示说明：40、发光二极管显示器；400、显示面板；100、PC_1～PC_N、500、600、700、800、900、发光二极管画素电路；402、控制模块；T、Q1、Q2、晶体管；D、D1、发光二极管；VCP、压控脉波调变模块；CC、定电流装置；SL1、扫描线；DL1、数据线；Vin_1～Vin_N、显示数据；Vdata、数据线电压；V_DD、正电压；Vf、正向电压；CS、C、储存电容；D1、ID4、ID5、ID6、ID7、ID8、ID9、电流；CTL_1～CTL_N、脉波控制信号。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图4A及图4B，本发明实施例中提供的一种发光二极管显示器的一个实施例包括：

如图4B所示的发光二极管显示器40的一发光二极管画素电路PC_x，发光二极管显示器40包括一显示面板400以及一控制模块402，显示面板400包括发光二极管画素电路PC_1～PC_N，发光二极管画素电路PC_1～PC_N以矩阵形式排列，控制模块402耦接于发光二极管画素电路PC_1～PC_N，用来产生控制信号CTL_1～CTL_N并将控制信号CTL_1～CTL_N传递至发光二极管画素电路PC_1～PC_N，以控制发光二极管画素电路PC_1～PC_N的亮度以及灰阶效果。详细来说，以发光二极管画素电路PC_x为例，发光二极管画素电路PC_x包括一薄膜晶体管T、一发光二极管D及一定电流装置CC，控制模块402耦接于发光二极管画素电路PC_x之薄膜晶体管T之一闸极，且薄膜晶体管T、发光二极管D及定电流装置CC串接成一序列。此外，本实施例中，定电流装置CC耦接于一正电压V_DD与发光二极管D的一阳极之间，薄膜晶体管T的一汲极耦接于发光二极管D的一阴极，薄膜晶体管T的一源极耦接于一接地端。定电流装置CC为一定电流源(Constant CurrentSource)，产生一固定电流ID4用于驱动发光二极管D，当薄膜晶体管T导通时，发光二极管D产生固定的一亮度LI。

具体来说，针对发光二极管画素电路PC_x，控制模块402产生对应于发光二极管画素电路PC_x的一显示信号Vin_x，并将显示信号Vin_x传递至压控脉波调变模块VCP，压控脉波调变模块VCP为一电压控制脉波宽度调变器(Voltage-Controlled Pulse Width Modulator)，电压控制脉波宽度调变器可将输入信号转换成不同空占比(Duty Ratio)的脉波信号，电压控制脉波宽度调变器为本领域技术人员公知的技术，其操作细节不在此赘述。换句话说，压控脉波调变模块VCP根据显示信号Vin_x产生具有对应于显示信号Vin_x空占比的一脉波控制信号CTL_x，并将脉波控制信号CTL_x传递至薄膜晶体管T之闸极，藉此控制薄膜晶体管T的导通状态，以调整发光二极管画素电路PC_x之灰阶效果。详细来说，假设显示信号Vin_x的最小值为0V且最大值为V_M，当显示信号Vin_x为0.1V_M时，压控脉波调变模块VCP输出具有空占比为10％的脉波控制信号CTL_x，当显示信号Vin_x为0.9V_M时，压控脉波调变模块VCP输出空占比为90％之脉波控制信号CTL_x，以此类推。压控脉波调变模块VCP可根据对应于发光二极管画素电路PC_x的显示信号Vin_x产生具有对应于显示信号Vin_x之空占比的脉波控制信号CTL_x。

当脉波控制信号CTL_x输出至薄膜晶体管T的闸极后，脉波控制信号CTL_x即可控制薄膜晶体管T的导通状态。以空占比为20％的脉波控制信号CTL_x为例，当空占比为20％的脉波控制信号CTL_x传递至薄膜晶体管T的闸极时，在一脉波周期中，仅有20％的脉波周期薄膜晶体管T是导通的，其余80％的脉波周期薄膜晶体管T是关闭的，换句话说，仅有20％的脉波周期发光二极管D是亮的(即发光二极管D导通且产生固定的亮度LI)，其余80％的脉波周期是暗的(即发光二极管D截止)。当脉波周期小于一特定周期时(即脉波频率大于一特定频率)，人眼无法察觉发光二极管D于亮暗之间的转换，反倒是此时人眼察所觉到的亮度大约是亮度LI的20％。同理，当空占比为80％之脉波控制信号CTL_x传递至薄膜晶体管T的闸极时，人眼察觉到的亮度大约是亮度LI的80％。换句话说，发光二极管画素电路PC_x的灰阶效果可取决于压控脉波调变模块VCP所输出发热脉波控制信号CTL_x发热空占比，如此一来，发光二极管画素电路PC_x可根据显示信号Vin_x，利用压控脉波调变模块VCP产生具有对应于显示信号Vin_x的空占比的脉波控制信号CTL_x，控制薄膜晶体管T及发光二极管D的导通状态，以调整发光二极管画素电路PC_x的灰阶效果。

在现有技术中，如图1的发光二极管画素电路100，发光二极管画素电路100根据数据线电压Vdata控制第二晶体管Q2，第二晶体管Q2驱动流经发光二极管D1之电流ID1，以显示不同灰阶效果，然而，发光二极管D1容易因线路阻抗或制程的因素，导致流经发光二极管D1之电流ID1产生变动，而使发光二极管D1显示不同亮度，造成发光二极管显示器显示不均匀之亮度。相较之下，本发明利用定电流装置产生固定电流以驱动发光二极管，使发光二极管显示均匀亮度，再利用压控脉波调变模块将数据线电压转换成具有不同空占比的脉波信号，以调整发光二极管画素电路之灰阶效果，使得发光二极管显示器可显示均匀之亮度且正确地显示灰阶效果。

需注意的是，前述实施例系用以说明本发明之概念，本领域具通常知识者当可据以做不同之修饰，而不限于此。举例来说，请参考图5，为本发明实施例一发光二极管画素电路500之示意图。发光二极管画素电路500与发光二极管画素电路PC_x结构类似，故相同组件沿用相同符号。与发光二极管画素电路PC_x不同的是，发光二极管D的阳极耦接于正电压V_DD，定电流装置CC耦接于发光二极管D的阴极与薄膜晶体管T的汲极之间，薄膜晶体管T的源极耦接于接地端，于发光二极管画素电路500中，定电流装置CC为一定电流汲(Constant Current Sink)，其可自发光二极管D汲取一固定电流ID5以驱动发光二极管D，使发光二极管D产生固定亮度LI。

于前述实施例中，发光二极管D及定电流装置CC皆耦接于薄膜晶体管T之汲极，然而，于其他实施例中，发光二极管D及定电流装置CC亦可耦接于薄膜晶体管T的源极。举例来说，请参考图6及图，发光二极管画素电路600及发光二极管画素电路700与发光二极管画素电路PC_x结构类似，故相同组件沿用相同符号。与发光二极管画素电路PC_x不同的是，于发光二极管画素电路600中，薄膜晶体管T的汲极耦接于正电压V_DD，定电流装置CC耦接于薄膜晶体管T的源极与发光二极管D的阳极之间，发光二极管D的阴极耦接于接地端，定电流装置CC产生一固定电流ID6至发光二极管D以驱动发光二极管D，使发光二极管D产生固定亮度LI；而于发光二极管画素电路700中，发光二极管D之阳极耦接于薄膜晶体管T的源极，定电流装置CC耦接于发光二极管D的阴极与接地端之间，定电流装置CC自发光二极管D汲取一固定电流ID7以驱动发光二极管D，使发光二极管D产生固定亮度LI。

于前述实施例中，发光二极管D及定电流装置CC皆耦接于薄膜晶体管T之同一电极(汲极或是源极)，然而，于其他实施例中，发光二极管D与定电流装置CC亦可各别耦接于薄膜晶体管T的汲极或源极，举例来说，请参考图8及图9所示的一发光二极管画素电路800及一发光二极管画素电路900之示意图。发光二极管画素电路800及发光二极管画素电路900与发光二极管画素电路PC_x结构类似，故相同组件沿用相同符号。与发光二极管画素电路PC_x不同的是，于发光二极管画素电路800中，薄膜晶体管T的汲极耦接于定电流装置CC，而薄膜晶体管T之源极耦接于发光二极管D的阳极，定电流装置CC产生一固定电流ID8以驱动发光二极管D，使发光二极管D产生固定亮度LI；而于发光二极管画素电路900中，薄膜晶体管T的汲极耦接于发光二极管D的阴极，而薄膜晶体管T之源极耦接于定电流装置CC，定电流装置CC自薄膜晶体管T汲取一固定电流ID9以驱动发光二极管D，使发光二极管D产生固定亮度LI。需注意的是，薄膜晶体管T、发光二极管D及定电流装置CC的串接顺序并未有所限，只要串接成一序列，并由定电流装置CC产生固定电流，使发光二极管D于薄膜晶体管T导通时产生固定亮度LI，即符合本发明之要求。

另一方面，前述实施例的控制模块包括一压控脉波调变模块，而不限于此实际上，控制模块中可包括多个压控脉波调变模块，其中多个压控脉波调变模块可同时运作，以缩短控制模块产生控制信号CTL_1～CTL_N整体所需的时间。此外，本发明的发光二极管显示器可为彩色显示器，其中发光二极管显示器中发光二极管画素电路的发光二极管D可选自红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管的其中之一，藉由调整不同色光的发光二极管之亮度及灰阶效果，即可达成彩色显示的功能。

综上所述，本发明之发光二极管画素电路利用定电流装置产生固定电流以驱动发光二极管，使发光二极管显示均匀亮度，再利用压控脉波调变模块将数据线电压转换成具有不同空占比的脉波信号，以调整发光二极管画素电路之灰阶效果，使得发光二极管显示器可显示均匀之亮度且正确地显示灰阶效果。

本实施例中，通过定电流装置产生固定电流以驱动发光二极管，使发光二极管显示均匀亮度，再利用压控脉波调变模块将数据线电压转换成具有不同空占比的脉波信号，以调整发光二极管画素电路的灰阶效果，使得发光二极管显示器可显示均匀之亮度且正确地显示灰阶效果，解决了目前的发光二极管显示器中的每一画素电路显示亮度不均匀的技术问题。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种发光二极管显示器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该薄膜晶体管导通时，该定电流装置产生一固定电流，该发光二极管产生一固定亮度。

3.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该至少一压控脉波调变模块根据对应于该每一发光二极管画素电路的该显示信号产生一脉波控制信号，并将该脉波控制信号输出至该每一发光二极管画素电路中该薄膜晶体管的一闸极，该脉波控制信号用来控制该薄膜晶体管的导通状态，以调节该每一发光二极管画素电路的灰阶效果。

4.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该定电流装置耦接于一正电压与该发光二极管的一阳极之间，该薄膜晶体管的一汲极耦接于该发光二极管的一阴极。

5.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该发光二极管的一阳极耦接于一正电压，该定电流装置耦接于该发光二极管一阴极与该薄膜晶体管的一汲极之间。

6.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该薄膜晶体管的一汲极耦接于一正电压，该定电流装置耦接于该薄膜晶体管的一源极与该发光二极管的一阳极之间。

7.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该薄膜晶体管的一汲极耦接于一正电压，该发光二极管的一阳极耦接于该薄膜晶体管的一源极，该定电流装置耦接于该发光二极管的一阴极。

8.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该定电流装置耦接于一正电压与该薄膜晶体管的一汲极之间，该发光二极管的一阳极耦接于该薄膜晶体管的一源极。

9.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该发光二极管的一阳极耦接于一正电压，该发光二极管的一阴极耦接于该薄膜晶体管的一汲极，该定电流装置耦接于该薄膜晶体管的一源极。

10.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，该发光二极管为选自红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管的其中之一。