CN111462646A - 发光二极管显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明是涉及一种发光二极管(LED)显示器，其包括第一电致发光件、第二电致发光件、第三电致发光件、第一分段电极、第二分段电极、第三分段电极和第一共用电极。第一分段电极电性连接至第一电致发光件。第二分段电极电性连接至第二电致发光件。第三分段电极电性连接至第三电致发光件。第一共用电极具有第一分支、第二分支和第三分支。第一分支、第二分支和第三分支沿着第一方向延伸并沿着第二方向排列，且第一方向异于第二方向。第一分支位于第二分支和第一电致发光件或第二电致发光件之间，而第二分支位于第一分支和第三分支之间，且第一分支、第二分支和第三分支分别电性连接至第一电致发光件、第二电致发光和第三电致发光件。

Description

发光二极管显示器
技术领域
本发明涉及一种多色发光二极管(LED)显示技术，特别涉及一种采用信号驱动的三原色发光二极管(RGB LED)显示器的方法和装置。
背景技术
发光二极管(LED)是目前广泛应用于商业用途的常见元件。对于作为光源而言，发光二极管可发挥多项优点，像是切换速度快、能耗低、寿命长。因此，传统光源已逐渐被发光二极管光源所取代。在发光二极管技术中，除了将发光二极管作为光源使用外，微型发光二极管(micro LED)技术也可应用在消费电子和工业电子的显示领域。近年来，使用微型发光二极管作为显示器的像素，已发展出了关于微型发光二极管的显示技术。
在如此的发光二极管显示器中，是将能够提供不同颜色(通常为红色、绿色和蓝色)的发光二极管排列成连接至电极的阵列。然而，由于具有不同电气响应特性的不同颜色的发光二极管(如图1A的RGB LED的电流-电压(IV)曲线所示，其中曲线CR、CG和CB对应于红色、绿色和蓝色发光二极管)，当发光二极管由相同的驱动电流驱动时，亮度输出可能会不同的。如此一来，对应于红色、绿色和蓝色发光二极管，其通常是由不同程度的预定驱动电流来驱动，而红色发光二极管通常是由比绿色和蓝色发光二极管大的电流来驱动。
图1B出示了具有被动矩阵的常规显示器中的电子元件的示例性配置。显示驱动器包括多个信号驱动器1、各自的电流驱动信号线2，其中信号线2可以是单个分段电极，其连接相同颜色的发光二极管阵列。每个发光二极管还连接到扫描电极3，且其中每个扫描电极3连接可在电压源VDD和接地电压GND之间切换的开关4。显示扫描可以是通过分时复用来完成的。在任何时刻，将会是只有一个扫描电极3处于驱动状态，即其为被切换到连接接地电压GND，从而允许相应的信号驱动器1驱动出通过特定行的多色发光二极管的电流。在此特定时刻时，所有其他未驱动的扫描电极会被切换至连接到电压源VDD，从而使相应的LED被反向偏置，以确保不会有电流通过其中，因而不发光。
然而，不可避免地，信号线2会具有一定程度的电阻和电容，而扫描电极3也具有一定程度的电阻。并且，因为扫描电极3会收集来自信号线2的所有电流，故即使扫描电极3中仅是存在低电阻，其也会极大地影响通过发光二极管的电流量。如此一来，即使信号驱动器1分别地将预定的驱动电流驱动到信号线2上并送至RGB发光二极管，RGB发光二极管也无法接收到确切的预定驱动电流，使得产生光强度不精确的问题。此在视觉效果上会反映成不正确的白平衡。此外，这种白平衡的偏移是与图像相关的，并非在显示器上的某特定位置处发生的静态白平衡偏移。因此，显示器的图像质量会受到影响。
发明内容
为了解决上述缺点，根据本发明的一个方面，提供了一种可使用于发光二极管(LED)显示器的装置，其特征在于，包括第一电致发光件、第二电致发光件、第三电致发光件、第一分段电极、第二分段电极、第三分段电极和第一共用电极。第一分段电极电性连接至第一电致发光件。第二分段电极电性连接至第二电致发光件。第三分段电极电性连接至第三电致发光件。第一共用电极具有第一分支、第二分支和第三分支。第一分支、第二分支和第三分支沿着第一方向延伸并沿着第二方向排列，且第一方向异于第二方向。第一分支位于第二分支和第一电致发光件或第二电致发光件之间，而第二分支位于第一分支和第三分支之间，且第一分支、第二分支和第三分支分别电性连接至第一电致发光件、第二电致发光和第三电致发光件。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括一或多个信号驱动器。信号驱动器用以提供第一预充电电压至第一电致发光件，提供第二预充电电压至第二电致发光件，并提供第三预充电电压至第三电致发光件。第一预充电电压的电压值为依据第一电致发光件的电气响应特性而决定。第二预充电电压的电压值为依据第二电致发光件的电气响应特性而决定。第三预充电电压的电压值为依据第三电致发光件的电气响应特性而决定。
在一些实施方式中，第一共用电极具有主体，且第一分支、第二分支和第三分支自同一个主体延伸。
在一些实施方式中，在垂直于发光二极管显示器的视线方向中，第一电致发光件与第一分段电极部分地重叠。
在一些实施方式中，在垂直于发光二极管显示器的视线方向中的第一电致发光件所具有的面积小于在视线方向中的第一分段电极所具有的面积。
在一些实施方式中，第一分段电极、第二分段电极和第三段为透明的。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括第一共用电极连接桥。第一共用电极连接桥电性连接第一电致发光件和第一分支，且在垂直于发光二极管显示器的视线方向中，第一电致发光件和第一分支与彼此分离。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括第二共用电极连接桥。第二共用电极连接桥电性连接第二电致发光件和第二分支，且在垂直于发光二极管显示器的视线方向中，第二电致发光件和第二分支与彼此分离，其中第一共用电极连接桥和第二共用电极连接桥具有不同的长度。
在一些实施方式中，第二共用电极连接桥延伸为横跨第一分支。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括第三共用电极连接桥。第三共用电极连接桥电性连接第三电致发光件和第三分支，且在垂直于发光二极管显示器的视线方向中，第三电致发光件和第三分支与彼此分离，其中第三共用电极连接桥具有的长度不同于第一共用电极连接桥和第二共用电极连接桥所具有的长度。
在一些实施方式中，第三共用电极连接桥延伸为横跨第一分支和第二分支。
在一些实施方式中，第一电致发光件用以提供具有第一波段的光，第二电致发光件用以提供具有第二波段的光，第三电致发光件用以提供具有第三波段的光，且第一波段、第二波段和第三波段互不相同。
在一些实施方式中，第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件用以提供具有相同波段的光，且发光二极管显示器还包括波长转换层。波长转换层包括位于第一电致发光件上的多个第一量子点、位于第二电致发光件上的多个第二量子点和位于第三电致发光件上的多个第三量子点，其中第一量子点、第二量子点和第三量子点用以提供不同波段的光。
在一些实施方式中，第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件为发光二极管，其为用以提供不同波段的光，并分别选自包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的一组。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括第二共用电极。第二共用电极具有多个分支，其中第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件为沿着第一方向设置，并位于第一共用电极和第二共用电极之间。
为了进一步提高发光二极管显示器所提供的图像质量，本发明还提供了一种对电致发光件进行预充电的方法，且其采用的不同预定值的电压为对应至电致发光件的电气响应特性。
根据本发明的另一方面，所述可使用于发光二极管显示器的装置还可以包括多个第一电致发光件、多个第二电致发光件、多个第三电致发光件、第一分段电极、第二分段电极、第三分段电极和多个共用电极。第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件共同形成电致发光阵列，且电致发光阵列具有K行，其中K为大于1的正整数。第一分段电极延伸以电性连接第一电致发光件。第二分段电极延伸以电性连接第二电致发光件。第三分段电极延伸以电性连接第三电致发光件。共用电极与电致发光阵列的行交互地设置，其中每一共用电极具有第一分支、第二分支和第三分支，且共用电极中的第N行的共用电极的第一分支、第二分支和第三分支分别电性连接至电致发光阵列的第N行的第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件，而共用电极中的第N+1行的共用电极的第一分支、第二分支和第三分支分别电性连接至电致发光阵列的第N+1行的第一电致发光件、第二电致发光件和第三电致发光件，其中N为小于K的正整数。
在一些实施方式中，每一共用电极还具有主体，且每一共用电极的第一分支、第二分支和第三分支自同一个主体沿着第一方向延伸，并沿着第二方向排列，其中第一方向垂直第二方向。
在一些实施方式中，第一分段电极包括多个第一分段电极块和多个第一信号连接桥。第一分段电极块排列以分别地与第一电致发光件部份地重叠。第一信号连接桥电性连接至第一分段电极块，其中每一第一信号连接桥连接相邻的两个第一分段电极块并延伸为横跨同一共用电极的第一分支、第二分支和第三分支。第二分段电极包括多个第二分段电极块和多个第二信号连接桥。第二分段电极块排列以分别地与第二电致发光件部份地重叠。第二信号连接桥电性连接至第二分段电极块，其中每一第二信号连接桥连接相邻的两个第二分段电极块并延伸为横跨同一共用电极的第一分支、第二分支和第三分支。第三分段电极包括多个第三分段电极块和多个第三信号连接桥。第三分段电极块排列以分别地与第三电致发光件部份地重叠。第三信号连接桥电性连接至第三分段电极块，其中每一第三信号连接桥连接相邻的两个第三分段电极块并延伸为横跨同一共用电极的第一分支、第二分支和第三分支。
在一些实施方式中，第一分段电极块、第二分段电极块和第三分段电极块为透明的。
在一些实施方式中，发光二极管显示器还包括：多个第一共用电极连接桥、多个第二共用电极连接桥和多个第三共用电极连接桥。第一共用电极连接桥电性连接第一电致发光件和共用电极的第一分支。第二共用电极连接桥电性连接第二电致发光件和共用电极的第二分支，并延伸为横跨共用电极的第一分支，其中每一第二共用电极连接桥的长度大于每一第一共用电极连接桥的长度。第三共用电极连接桥电性连接第三电致发光件和共用电极的第三分支，并延伸为横跨共用电极的第一分支和第二分支，其中每一第三共用电极连接桥的长度大于第一共用电极连接桥和第二共用电极连接桥所具有的长度。
通过上述配置，在电致发光阵列的同一行中，不同颜色的电致发光件会连接到同一个共用电极的不同分支上，因此，不同颜色的电致发光件可各自具有与其对应的分离回流路径。也因此，当显示扫描开始时，此配置可防止不同颜色的电致发光件在显示扫描中的电压或电流驱动阶段期间相互影响。如此一来，在电致发光阵列的同一行中，由不同颜色的电致发光件接收的电流可以实质地维持在各自的预定电流，从而将白平衡偏移最小化。此外，通过对不同颜色的LED的单独控制，可使电路布局的设计能够有利将白平衡偏移进一步最小化。
附图说明
以下所参照附图更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1A出示了红色LED、绿色LED和蓝色LED的电流-电压(IV)曲线。
图1B出示了具有被动矩阵的常规显示器中的电子元件的示例性配置。
图1C出示了具有被动矩阵的常规显示器中所使用的示例性电路模型。
图1D出示了对于图1C的分段电极和共用电极的显示扫描的时序图。
图2A为根据本发明第一实施例出示在被动矩阵显示器中使用的示例性电路模型。
图2B出示了图2A中的连续两行的电致发光件和相对应的共用电极的结构图。
图2C出示了图2B中的配置的另一结构图。
图3为根据本发明第二实施例出示被动矩阵显示器的部分配置的结构图。
具体实施方式
在以下的描述中，将对在发光二极管(LED)显示器和其相似物中所使用的方法和设备作为优选示例来进行阐述。对本领域技术人员来说，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下进行显而易见的修改，包括添加和/或替换。为了避免使本发明不清楚，省略一些具体细节。然而，本公开是撰写成为了使本领域技术人员能够在不进行过多实验的情况下，可以实践本公开在此的教示内容。
图1C出示了在被动矩阵的配置中，使用在常规显示器10的示例性电路模型12。如图1C所示，显示器10包括电路模型12，其中电路模型12具有信号驱动器14(也称为分段驱动器)和由信号驱动器14驱动的电致发光(Electroluminescent)阵列16。电致发光阵列16可以通过将多个发光二极管(LED)18排列为K行和L列而形成。同一行中的发光二极管18电性连接到同一个共用电极20(也称为扫描电极)，而共用电极20电性连接到扫描驱动器22(也称为共用驱动器)。同一列中的发光二极管18电性连接到同一个信号线(或称分段电极)24，其中信号线24电性连接至信号驱动器14。如此一来，电致发光阵列16的发光二极管18可以由被动矩阵进行寻址。
在对显示器10进行显示操作的期间，可通过分时复用技术执行显示扫描。为了能更好地理解显示扫描，在图1C的示例性绘图中，仅出示第三行中的共用电极，而省略了其他行中的共用电极。在显示扫描的过程中，根据扫描周期的不同，将分别地对共用电极进行扫描，因此，在任何时刻都只会是一个共用电极在使用中。可由扫描驱动器22选择第三行中的共用电极20，以便允许信号驱动器14驱动电流I1、I2、I3、I4、I5和I6通过第三行中的发光二极管18来正向偏置这些发光二极管18。
对于在同一时间周期内未被选择的共用电极(例如，第一、第二、第四、第五和第六行中的共用电极)而言，这些未驱动的共用电极会是电性连接到特定的电压源VDD，使得相应的发光二极管(例如，第一、第二、第四、第五和第六行中的发光二极管)被反向偏置，因此，来自信号驱动器14的电流I1-I6不会通过那些电性连接到未被选择的共用电极的发光二极管。此外，由于没有电流通过处于反向偏压状态的发光二极管，在其中留下的电气残余物会成為p-n接合电容(junction capacitance)。因此，在图1C的示例性图示中，处于反向偏置状态的发光二极管是绘示成电容器19来表示。
上述的显示扫描操作可包括电流驱动阶段。在电流驱动阶段的期间，在第三行的发光二极管18被点亮(发光)之前，电容器19会吸收从信号驱动器14所输出的一定份量的电流，导致电容器19的充电。从信号驱动器14输出的电流会通过每个分段电极24流入发光二极管。当电容器19被充电时，分段电极的电压会增加，直到第三行的发光二极管18被点亮。在点亮第三行的发光二极管18的瞬间，每个节点的电容器19会达到其平衡电压准位。在此之前，从信号驱动器14输出的电流会流过第三行的发光二极管18。
图1D出示了对于图1C的分段电极和共用电极的显示扫描的时序图。图1D所示為波形30、波形40和波形50，其中波形30为分段电极的电压与时间的关系，波形40为第N行的共用电极的电压与时间的关系，而波形50为第N+1行的共用电极的电压与时间的关系。
对于由信号驱动器在每一扫描周期所驱动的分段电极的显示扫描而言，可按依序分成至少两个阶段：电压驱动阶段32和电流驱动阶段34。在间隔R期间与接地电压GND短路来重置对分段电极的驱动之后，可开始电压驱动阶段32。电压驱动阶段32也称为预充电阶段。在此阶段中，信号驱动器驱动分段电极至达到预定的电压准位。预定的电压准位可略低于相应发光二极管的阈值电压Vt，使得发光二极管保持在关闭状态。阈值电压Vt取决于发光二极管的类型。例如，红色、绿色和蓝色发光二极管具有不同的阈值电压。电流驱动阶段34可在电压驱动阶段32之后进行。在电流驱动阶段34中，单个发光二极管的亮度由脉冲宽度调制(PWM)控制。在发光二极管被点亮发光之前，因为带电的电容器(例如，图1C中，绘示为表示处于反向偏压状态的发光二极管的电容器19)与每个分段电极电性连接，故需要一定量的电荷来提升电压以达到阈值电压Vt。也就是说，在电流驱动阶段34的起始处的时间间隔36期间，发光二极管不会发光。在经过时间间隔36后，发光二极管可以在时间间隔38中发光。此外，第N行和第N+1行的共用电极根据扫描周期而在禁能电压VDD和致能接地电压GND之间切换，其中，第N行和第N+1行的共用电极所输出的致能和禁能电压间隔为不重叠的，并且由时间差G隔开。
再次参考图1C。在电流驱动阶段(例如，图1D中的电流驱动阶段34)中，当电容器19充电到平衡电压准位时，从信号驱动器14输出的电流I1-I6会流过第三行的发光二极管18，并由第三行的共用电极20收集。对此，由于共用电极20具有电阻并且可从分段电极24收集到电流，故共用电极20在其节点VG1、VG2、VG3、VG4、VG5和VG6处的电压会高于系统接地电压(例如，显示器10的接地电压)。此外，对于越远离扫描驱动器22的节点VG1-VG6而言，会有越高的电压，使得其电压关系为VG6>VG5>VG4>VG3>VG2>VG1。此外，对于来自信号驱动器14的每一个电流I1-I6，沿着相应分段电极24的电压降会导致相同分段电极24在其不同节点处的电压逐渐降低。例如，第一行中的节点V1”、V2”、V3”、V4”、V5”和V6”处的电压会分别地高于第二行中的节点V1’、V2’、V3’、V4’、V5’和V6’处的电压。类似地，第二行中的节点V1’-V6’处的电压也会分别地高于第三行中的节点V1、V2、V3、V4、V5和V6处的电压。相反地，由于不会有电流流动至超过第三行的发光二极管18，故第三行之后的分段电极24的节点处电压可具有相同的电压准位。
在多色发光二极管显示器中，可使用红色、绿色和蓝色发光二极管所发出不同强度的光组合来提供色谱中的不同颜色。不同颜色的发光二极管具有不同的电气响应特性，例如不同的电流电压(IV)曲线和不同的瞬态响应特性，因此，将会需要使用不同数值的驱动电流。例如，为了使红色、绿色和蓝色发光二极管能输出相同的亮度，红色发光二极管的驱动电流会高于绿色和蓝色发光二极管的驱动电流。如前所述的，由于对于同一个共同电极中的不同节点处的电压而言，会是越远离扫描驱动器的越高，故即使信号驱动器是以预定值输出红色、绿色和蓝色发光二极管的电流，同一行中的发光二极管所接收到的电流可能会无法对应至预定值。
由人眼感受到的发光二极管亮度会等同于在预定时间段(例如1秒)内通过发光二极管的总电荷。总电荷等于预定周期内的驱动电流的积分值。因此，持续1秒的驱动电流1A意味着有1C(库仑)电荷通过发光二极管。在PWM系统中，如果在50％的时间有1A的驱动电流，即有0.5C电荷在1秒的时间内通过发光二极管。
请再参考图1D。即使电流驱动阶段的持续时间34对于所有节点都相同，无电荷通过发光二极管的持续时间36在不同节点上会是不同的。举例而言，如图1C所示的V6”>V3”、V6’>V3’和V6>V3，因此，由第六列的接合电容所吸收的总电荷会大于第三列的相应接合电容所吸收的总电荷。也因此，与第三列相比，第六列的持续时间36会更长。换言之，第三列的发光二极管通常会比第六列的发光二极管更亮。亦即，如果在同一行的两个红色发光二极管之间排列绿色和蓝色发光二极管，则相对于更靠近扫描驱动器的红色发光二极管，接收到的实际电流值将是取决于通过绿色和蓝色发光二极管的电流量。这会导致不理想的视觉效果，同时显示器上也会出现白平衡偏移。此外，由于红色、绿色和蓝色发光二极管所需的预充电电压不同，将红色、绿色和蓝色发光二极管连接到相同的电流路径也会导致暂时的白平衡偏移。
图2A为根据本发明第一实施例出示在被动矩阵显示器100A中使用的示例性电路模型110。在图2A的示例性绘图中，出示了第三行中的共用电极140，而省略了其他行中的共用电极。图2B出示了图2A中的连续两行的电致发光件和相对应的共用电极140的结构图。被动矩阵显示器100A包括信号驱动器112、电致发光阵列120、多个第一分段电极130、多个第二分段电极132、多个第三分段电极134、多个共用电极140和扫描驱动器190。
可通过排列第一电致发光件122、第二电致发光件124和第三电致发光件126形成具有K行和L列的电致发光阵列120。第一、第二和第三电致发光件122、124和126为用以提供彼此不同的第一、第二和第三波段的光。在多个实施例中，可从红色、绿色和蓝色波段中选择第一、第二和第三波段。第一、第二和第三电致发光件122、124和126的这种配置可以通过使用红色、绿色和蓝色发光二极管来实现。在一个示例性实施方式中，每个红色、绿色和蓝色发光二极管具有小于0.1mm的尺寸。
在图2A的示例性绘图中，第一电致发光件122排列在电致发光阵列120的第一列和第四列中；第二电致发光件124排列在电致发光阵列120的第二列和第五列中；第三电致发光件126排列在电致发光阵列120的第三列和第六列中。第一、第二和第三电致发光件122、124和126可以交替地排列在同一行中。在实施方式为涉及第一、第二和第三电致发光件122、124和126是使用不同类型的发光二极管的情况，在电致发光阵列120的任何一行中，具有不同颜色的发光二极管可以是依次排列的，例如其排列为红色发光二极管，接着是绿色发光二极管、蓝色发光二极管，然后再次是红色发光二极管。
每个第一分段电极130延伸以电性连接同一列中的第一电致发光件122。例如，两个第一分段电极130分别地电性连接第一列和第四列中的第一电致发光件122。类似地，每个第二分段电极132各自延伸以电性连接同一列中的第二电致发光件124，而每个第三分段电极134延伸以电性连接同一列中的第三电致发光件126。
共用电极140与电致发光阵列120的行会是交替排列的，如图2B所示。在图2B的示例性绘图中，从上到下会是：第N行的第一、第二和第三电致发光件122、124和126的组合、第N行的共用电极140、第N+1行的第一、第二和第三电致发光件122、124和126的组合和第N+1行的共用电极140，其中数值N是小于数值K的正整数。
请再次参考图2B。每个共用电极140具有主体142、第一分支144、第二分支146和第三分支148。共用电极140的主体142可与扫描驱动器190电性连接。如此一来，每个共用电极140会具有配置在电致发光阵列120的两个连续行之间且分离的第一、第二和第三分支144、146和148。具体而言，对关于共用电极140和电致发光阵列120之间的连接关系，第N行的共用电极140的第一、第二和第三分支144、146和148分别地电性连接到第N行中的第一、第二和第三电致发光件122、124和126。类似地，第N+1行的共用电极140的第一、第二和第三分支144、146和148分别地电性连接到第N+1行中的第一、第二和第三电致发光件122、124和126。借此配置，第一、第二和第三电致发光件122、124和126可在对应的共用电极分支和分段电极之间被正向偏置。此外，每个第一、第二和第三分支144、146和148可作为与其对应的第一、第二和第三电致发光件122、124和126的分离共用回流路径。如此一来，第一、第二和第三电致发光件122、124和126各自的回流路径中的电阻基本上将会是互相隔离的。这继而减小了不同类型的电致发光件所遭遇到的回流路径中的电压变化的影响。
如前所述，不同类型的电致发光件可能需要不同的预充电电压。因此，如果不同类型的电致发光件的节点连接到相同的共用回流路径，则这些电致发光件在电压或电流驱动阶段将会相互影响。
在这方面，由于第一、第二和第三电致发光件122、124和126的节点分别地连接到与其相应的各自共用回流路径，这防止了第一、第二和第三电致发光件122、124和126在电压或电流驱动阶段期间相互影响，可防止通过第一电致发光件122流向第一共用电极分支144的电流流向第二或第三分支146和148。因此，电致发光件阵列120的同一行(例如，在第N行)中的第一、第二和第三电致发光件122、124和126接收到的电流实质上可保持为其各自的预定电流。
再者，由于每个共用回流路径都是为相同颜色的电致发光件建立的，故电性连接到相同分支的电致发光件可以更容易地被控制以提供实质均匀的亮度，从而进一步将白平衡偏移最小化。例如，在涉及第一电致发光件122为红色发光二极管并电性连接到同一第一分支144的实施方式中，这些红色发光二极管提供的红光可具有实质均匀的亮度。为了清楚说明，以第一分支144具有的节点VG1和VG1’为例。尽管第一分支144的节点VG1和VG1’处的电压可能略有不同，但因为第一分支的配置仅用于连接相同颜色的发光二极管(例如，红色发光二极管)，故要计算出针对此差异的补偿会是可行的(或者，相对来说，会比在图1C所示的电路模型更容易计算出补偿)。类似地，计算出第二分支146的节点VG2和VG2’之间或第三分支148的节点VG3和VG3’之间的电压差的补偿也会是可行的，从而进一步将白平衡偏移最小化。
在上述配置中，每个共用电极具有超过一个分支，且每个分支电性连接至一种类型的电致发光件，如此的配置可将分离的平行共用回流路径提供给同一行中的不同类型的电致发光件，以允许其有不同的预充电电压。通过配置不同类型的电致发光件，例如红色、绿色和蓝色发光二极管，其中同一行中的不同类型的发光二极管分别地电性连接至与其相应的分支，可单独地控制不同颜色的发光二极管，借以将白平衡偏移最小化。因此，根据本发明的第二方面，提供了在显示扫描操作的电压驱动阶段提供不同预定值的预充电电压的技术方案，其中，根据不同类型的电致发光件的电气响应特性，可确定不同的预定预充电电压值。
在另一个实施方式中，提供了包括电致发光阵列的显示器，其为通过配置相同类型的电致发光件(像是蓝色发光二极管)和位于发光二极管上方的不同类型的量子点(像是红色、绿色和蓝色量子点)来提供，而其中发光二极管为用以激发不同类型的量子点。发光二级管可被划分成超过一组的群组，以激发不同颜色的量子点，这些组分别地电性连接至同一个共用电极的与其相应的分支，以允许不同组的发光二级管可以被个别地控制成与不同的量子点相匹配，此类似于上述实施方式。
以下更进一步地说明，由本发明的第一方面提供的对上述问题的解决方案。请再次参考图1A。红色、绿色和蓝色发光二极管的电压与电流特性在以下两点上有所不同：
(a)阈值电压不同。这就是为什么红色、绿色和蓝色发光二极管需要不同的预充电电压。但是，使用不同的预充电电压不能完全解决问题，因为预充电电压不能设定为等于阈值电压；它们必须设置为低于阈值电压，并留有一定的余裕程度，以确保发光二极管在电流驱动阶段之前不会点亮。
(b)电压与电流响应斜率不同。例如，蓝色发光二极管的斜率比绿色发光二极管的斜率陡。这意味着蓝色发光二极管对电压变化更敏感。如果将50uA的驱动电流驱动至蓝色发光二极管，则电压提升变化为：2.70V–2.45V＝0.25V。另一方面，将相同的50uA的驱动电流驱动至绿色发光二极管，则电压提升变化为：2.70V–2.20V＝0.50V。此电压提升变化中的差异会增加接合电容器(例如，反向偏置的发光二极管)所吸收的总电荷。因此，在初始电流驱动阶段，通过蓝色发光二极管的电流会大于通过绿色发光二极管的电流。
在常规的LED被动矩阵显示器的电路模型中，不同颜色的发光二极管共享同一个共用电极，且其中存在一定程度的电阻。在这种情况下，例如在初始阶段且当蓝色和绿色发光二极管都点亮时，电流会流向共用电极，并导致共用电极处的接地电压GND准位升高。因此，蓝色和绿色发光二极管需要额外的提升电压变化来维持电流增加(例如，从0uA到50uA)。其中，蓝色发光二极管需要较小的提升电压变化来增加电流。也因此，蓝色发光二极管的电流会比绿色发光二极管的电流增加得更快，并向共用电极注入更多的电流，这会进一步地提高共用电极处的接地电压准位。这样的结果会使得通过绿色发光二极管的电流受到抑制，进而抑制其亮度。在本质上，本发明的第一方面可解决这样的问题，第一方面中提出了电路模型，其可将快速驱动的电致发光件(例如，蓝色发光二极管)电性分组在一起，但会与低速驱动电致发光件分离。
所提出的电路模型将快速驱动的电致发件电性分组在一起，但与低速驱动电致发光件分离，此也解决了上述预充电电压低于阈值电压的问题。回顾先前内容，预充电电压必须设置为低于阈值电压，并留有一定的余裕程度(Vm)，以确保发光二极管在电流驱动阶段之前没有点亮。在实务上，由于制造过程中的“逐次批量”间的差别，对于红色发光二极管(Vm r)、绿色发光二极管(Vm g)和蓝色发光二极管(Vm b)的余裕程度(Vm)，其无法轻易地被设置为等同的。因此，对于常规的显示器，其中的一个彩色发光二极管可能比另一个发光二极管更早地打开，并且发生如上述共用电极的电阻衍生效应。另一方面，在本发明第一方面提出的电路模型中，通过将共用电极分成三个分支，并将相同颜色的发光二极管电性分组到其各自的共用电极分支，具有较小Vm的发光二极管分组可先在其之间争取驱动电流，而具有较大Vm的发光二极管分组則接着才可能会在其之间展开争取，且期间不会有更快的发光二极管分组来干预。如此一来，可以单独控制不同颜色的发光二极管，使得将白平衡偏移最小化。
根据本发明的第一方面的另一实施例，包括具有第一、第二和第三分支144、146和148的共用电极140的被动矩阵显示器100A可以应用于半透明或透明的显示面板，且显示面板可组装到窗口上，像是汽车挡风玻璃。在本实施方式中，第一、第二和第三分支144,146和148可由具有铟锡氧化物(ITO)涂层的金属制成，并且被设计为适当的尺寸，使得避免降低被动矩阵显示器100A的孔径比。请参考图2C，其进一步说明了图2B在本实施例下的配置的结构图。每个第一、第二和第三信号线130、132和134包括多个透明ITO条和多个信号连接桥。
第一信号线130包括多个第一透明ITO条150和多个第一信号连接桥152。第一透明ITO条150排列成一条直线，并与共用电极140交替地排列。在一个实施方式中，第一透明ITO条150的数目与共用电极140的数目相同，且其为N个第一透明ITO条150排列成一条直线。在图2C的示例性绘图中，从上到下会是：第N行的第一透明ITO条150、第N行的共用电极140、第N+1行的第一透明ITO条150和第N+1行的共用电极140。每个第一信号连接桥152被排列成延伸为横跨对应的共用电极140的第一、第二和第三分支144、146和148，以便电性连接相邻的两个第一透明ITO条150。因此，多个第一透明ITO条150会电性连接在一起，使得从信号驱动器(参见图2A)流出的电流可被馈送到第一信号线130的其中一个的第一透明ITO条150。第一信号连接桥152可以是第一透明ITO条150上方的金属连接桥，其中此金属连接桥可通过隔离介质层与第一透明ITO条150分离，并且通过隔离介质层中的通孔而电性连接至第一透明ITO条150。
以下内容将提供关于第N+1行的第一透明ITO条150、第N+1行的共用电极140和第N+1行中的第一电致发光件122之间的排列关系，其中如此的排列关系可套用至其他行(例如，第N行)的第一透明ITO条150、共用电极140和第一电致发光件122的组合。在垂直于被动矩阵显示器100A的视线方向，第一电致发光件122可与第一透明ITO条150部分地重叠，并与共用电极140的第一分支144分离。此外，第一电致发光件122的面积小于第一透明ITO条150的面积，使得被动矩阵显示器100A在对应于第一透明ITO条150的区域可因第一透明ITO条150的透明度而提供透明视觉效果，这有利于将被动矩阵显示器100A组装成为窗型显示器。
在一个实施例中，被动矩阵显示器100A还包括多个第一分段连接桥154，其电性连接第一透明ITO条150和第一电致发光件122中的对应配对，被动矩阵显示器100A还包括多个第一共用电极连接桥156，其电性连接共用电极140和第一电致发光件122的对应配对。例如，第N+1行中的第一电致发光件122可以具有阳极、阴极和位于阳极与阴极之间的发光层(例如有机化合物层)。电性连接到第N+1行的第一透明ITO条150的第一分段连接桥154会电性连接阳极和阴极的其中一个，而电性连接到第N+1行的共用电极140的第一分支144的第一共用电极连接桥156会电性连接阳极和阴极的其中另一个。因此，第N+1行的第一透明ITO条150和第N+1行的共用电极140的第一分支144可用以共同为第N+1行中的第一电致发光件122的发光层施加偏压(例如，正向偏压)。在多个实施方式中，第一分段连接桥154可以是金属连接桥，且此金属连接桥通过隔离介质层与第一透明ITO条150分离，并且通过隔离介质层中的通孔而电性连接至第一透明ITO条150。第一共用电极连接桥156可以是金属连接桥，且此金属连接桥通过隔离介质层与共用电极140分离，并且通过隔离介质层中的通孔而电性连接至共用电极140。
第二信号线132可具有与第一信号线130相似或相同的配置。例如，第二信号线132包括排列成一直线的多个第二透明ITO条160和多个第二信号连接桥162。再者，第二透明ITO条160、共用电极140和第二电致发光件124之间的排列关系可与第一透明ITO条150、共用电极140和第一电致发光件122之间的排列关系相似或相同。例如，被动矩阵显示器100A还包括多个第二信号连接桥164和多个第二共用电极连接桥166，其中第二共用电极连接桥166电性连接到相应的第二电致发光件124，以便由第二透明ITO条160和共用电极140的第二分支146共同对第二电致发光件124施加偏压(例如，正向偏压)。此外，由于同一共用电极140的第一和第二分支144和146的排列方向垂直其延伸方向，因此每个第二共用电极连接桥166可以延伸为横跨相应的第一分支144。例如，第二共用电极连接桥166为电性连接第N+1行的第二电致发光件124和第N+1行的共用电极140的第二分支146，并延伸为横跨第N+1行的共用电极140的第一分支144，且因此其长度会大于每个第一共用电极连接桥156的长度。
第三信号线134可具有与第一信号线130相似或相同的布置。例如，第三信号线134包括排列成一线的多个第三透明ITO条170和多个第三信号连接桥172。此外，第三透明ITO条170、共用电极140和第三电致发光件126之间的排列关系可与第一透明ITO条150、共用电极140和第一电致发光件122之间的排列关系相似或相同。例如，被动矩阵显示器100A还包括多个第三信号连接桥174和多个第三共用电极连接桥176，其中第三共用电极连接桥176电性连接到相应的第三电致发光件126，以便由第三透明ITO条170和共用电极140的第三分支148共同对第三电致发光件126施加偏压(例如，正向偏压)。类似地，由于同一共用电极140的第一、第二和第三分支144、146和148的排列方向垂直其延伸方向，因此每个第三共用电极连接桥176可以延伸为横跨相应的第一和第二分支144和146。例如，第三共用电极连接桥176为电性连接第N+1行中的第三电致发光件126和第N+1行的共用电极140的第三分支148，并延伸为横跨第N+1行的共用电极140的第一和第二分支144和146，且因此其长度会大于每个第一和第二共用电极连接桥156和166的长度。
请再参考图3，其出示根据本发明第二实施例的被动矩阵显示器100B的部分配置的结构图。本实施方式的被动矩阵显示器100B的许多特征可与第一实施例的被动矩阵显示器100A的许多特征相似或相同，其可如重复的元件符号所示。举例来说，被动矩阵显示器100B也包括排列成电致发光阵列120的第一、第二和第三电致发光件122、124和126、也包括第一、第二和第三信号线130、132和134，其中第一、第二和第三信号线130、132和134包括透明分段电极并为排列成与彼此平行，也包括共用电极140，其为与电致发光阵列120的行交替排列，并具有第一、第二和第三分支144、146和148。
第二实施例和第一实施例之间的至少一个差异点为：被动矩阵显示器100B还包括波长转换层180，且波长转换层180部分地覆盖电致发光阵列120。波长转换层180可用以将自电致发光阵列120提供的光转换成具有不同波段的光。具体而言，波长转换层180可以包括与第一电致发光件122重叠的多个第一量子点182、与第二电致发光件124重叠的多个第二量子点184、与第三电致发光件126重叠的多个第三量子点186。在此，与对应电致发光件重叠的量子点的配置方式可以是通过将量子点配置在对应电致发光件之上来实现。第一、第二和第三量子点182、184和186可分别由第一、第二和第三电致发光件122、124和126激发，以提供不同波段的光(例如红色、绿色和蓝色波段的光)。
在多个实施方式中，可将第一、第二和第三电致发光件122、124和126部署为提供相同波段的光。例如，第一、第二和第三电致发光件122、124和126可以是蓝色发光二极管。对此，对于电致发光阵列120的单独一行而言，由于第一、第二和第三电致发光件122、124和126分别地电性连接到同一共同电极140的第一、第二和第三分支144、146和148，所以第一、第二和第三电致发光122、124，126可以由不同数值的电流驱动，这将有利于匹配不同量子点的电气响应特性。也就是说，在被动矩阵显示器100B的显示操作期间，第一、第二和第三电致发光件件122、124和126可以提供相同波段但具有不同亮度等级的光。在其他实施方式中，为了匹配不同量子点的电气响应特性，也可以将第一、第二和第三电致发光件122、124和126部署为提供不同波段的光。此外，在一些实施方式中，波长转换层180的量子点可以被不同的滤光层替代，例如红色、绿色和蓝色滤光层，这将有利于纯化由第一、第二和第三电致发光件122、124和126所提供的光。
在本发明的上述实施方式中，主要是通过在发光二极管被动矩阵显示器中使用红色、绿色和蓝色发光二极管来说明，并也因此通过具有共用电极的三个分离分支的电路模型来应用，其中每个分支用于连接发光二极管阵列中的一个颜色的发光二极管。本领域技术人员应当理解，可以修改本发明的实施方式，以适应并应用于使用三种以上颜色的发光二极管的显示器。在这种情况下，可以调整共用电极的分离分支的数目，使得匹配电路模型中不同颜色的发光二极管的数目。或者，在其他应用中，在发光二极管阵列中使用的不同颜色的发光二极管的数目可能不相等。例如，在每个分组中，可能是一个红色、一个绿色和两个蓝色发光二极管。在这种情况下，还可以通过具有四个分离分支的共用电极来调整电路模型，其中一个用于连接红色发光二极管，一个用于绿色发光二极管，两个用于连接每行发光二极管阵列的两组蓝色发光二极管。类似地，其他示例包括但不限于使用具有四个分离分支的共用电极，达成连接红色、黄色、绿色和蓝色发光二极管；红色、绿色、蓝色和白色发光二极管；红色、绿色、青色和蓝色发光二极管；以及红色、红色、绿色和蓝色发光二极管。
本文公开的与电子相关实施方式可以使用通用或专用计算设备、计算机处理器或电子电路来实现，其包括但不限于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)以及根据本公开的教导配置或编程的其他可编程逻辑器件。在通用或专用计算设备、计算机处理器或可编程逻辑设备中运行的计算机指令或软件代码可以容易地由软件或电子技术领域的技术人员基于本公开的教导编写。
与电子相关实施方式的整体或部分可在一个或多个计算设备中执行，此计算设备包括服务器计算机、个人计算机、笔记型计算机、移动计算设备，像是智能手机和平板计算机。
与电子相关实施方式包括计算机储存介质，具有储存在其中的计算机指令或软件代码，且其可用于对计算机或微处理器进行编程，以执行本发明的任何过程。储存介质可以包括但不限于软盘、光盘、蓝光光盘、DVD、CD-ROM和磁光盘、ROMs、RAMs、闪存设备，或任何类型的介质或适于储存指令、代码和/或数据的设备。
本发明的多个实施方式也可以在分布式计算环境和/或云计算环境中实现，其中机器指令的整体或部分可以是由一个或多个由通信网络互连的处理设备(例如内联网、广域网)以分布式方式执行网络(WAN)、局域网(LAN)、互联网(Internet)等多种形式的数据传输介质。
本发明在前的描述是以说明和描述为目的而提供的，其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的确切形式。对于本领域技术人员来说，其许多修改和变化是显而易见的。
对于本申请的实施方式的选择和描述，是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施方式并且具有适合于预期的特定用途的各种修改。

Claims (20)

1.一种发光二极管显示器，其特征在于，包括：
第一电致发光件；
第二电致发光件；
第三电致发光件；
第一分段电极，电性连接至所述第一电致发光件；
第二分段电极，电性连接至所述第二电致发光件；
第三分段电极，电性连接至所述第三电致发光件；以及
第一共用电极，具有第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支沿着第一方向延伸并沿着第二方向排列，且所述第一方向异于所述第二方向；
其中，所述第一分支位于所述第二分支和所述第一电致发光件或所述第二电致发光件之间，而所述第二分支位于所述第一分支和所述第三分支之间，且所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支分别电性连接至所述第一电致发光件、所述第二电致发光和所述第三电致发光件。
2.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括一或多个信号驱动器，其用以提供第一预充电电压至所述第一电致发光件，提供第二预充电电压至所述第二电致发光件，并提供第三预充电电压至所述第三电致发光件；
其中，所述第一预充电电压的电压值为依据所述第一电致发光件的电气响应特性而决定；
所述第二预充电电压的电压值为依据所述第二电致发光件的电气响应特性而决定；以及
所述第三预充电电压的电压值为依据所述第三电致发光件的电气响应特性而决定。
3.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一共用电极具有主体，且所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支自同一个所述主体延伸。
4.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，在垂直于所述发光二极管显示器的视线方向，所述第一电致发光件与所述第一分段电极部分地重叠。
5.如权利要求4所述的发光二极管显示器，其特征在于，在所述视线方向中的所述第一电致发光件所具有的面积小于在所述视线方向中的所述第一分段电极所具有的面积。
6.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一分段电极、所述第二分段电极和所述第三段为透明的。
7.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括：
第一共用电极连接桥，其电性连接所述第一电致发光件和所述第一分支，且在垂直于所述发光二极管显示器的视线方向中，所述第一电致发光件和所述第一分支与彼此分离。
8.如权利要求7所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括：
第二共用电极连接桥，其电性连接所述第二电致发光件和所述第二分支，且在所述视线方向中，所述第二电致发光件和所述第二分支与彼此分离，其中所述第一共用电极连接桥和所述第二共用电极连接桥具有不同的长度。
9.如权利要求8所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第二共用电极连接桥延伸为横跨所述第一分支。
10.如权利要求8所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括：
第三共用电极连接桥，其电性连接所述第三电致发光件和所述第三分支，且在所述视线方向中，所述第三电致发光件和所述第三分支与彼此分离，其中所述第三共用电极连接桥具有的长度不同于所述第一共用电极连接桥和所述第二共用电极连接桥所具有的长度。
11.如权利要求10所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第三共用电极连接桥延伸为横跨所述第一分支和所述第二分支。
12.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一电致发光件用以提供具有第一波段的光，所述第二电致发光件用以提供具有第二波段的光，所述第三电致发光件用以提供具有第三波段的光，且所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段互不相同。
13.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件用以提供具有相同波段的光，且所述发光二极管显示器还包括：
波长转换层，包括位于所述第一电致发光件上的多个第一量子点、位于所述第二电致发光件上的多个第二量子点和位于所述第三电致发光件上的多个第三量子点，其中所述第一量子点、所述第二量子点和所述第三量子点用以提供不同波段的光。
14.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件为发光二极管，其为用以提供不同波段的光，并分别选自包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管的一组。
15.如权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括：
第二共用电极，其具有多个分支，其中所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件为沿着所述第一方向设置，并位于所述第一共用电极和所述第二共用电极之间。
16.一种发光二极管显示器，其特征在于，包括：
多个第一电致发光件；
多个第二电致发光件；
多个第三电致发光件，其中所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件共同形成电致发光阵列，且所述电致发光阵列具有K行，K为大于1的正整数；
第一分段电极，延伸以电性连接所述第一电致发光件；
第二分段电极，延伸以电性连接所述第二电致发光件；
第三分段电极，延伸以电性连接所述第三电致发光件；以及
多个共用电极，与所述电致发光阵列的所述行交互地排列，其中每一所述共用电极具有第一分支、第二分支和第三分支，且所述共用电极中的第N行的所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支分别电性连接至所述电致发光阵列的第N行的所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件，而所述共用电极中的第N+1行的所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支分别电性连接至所述电致发光阵列的第N+1行的所述第一电致发光件、所述第二电致发光件和所述第三电致发光件，其中N为小于K的正整数。
17.如权利要求16所述的发光二极管显示器，其特征在于，每一所述共用电极还具有主体，且每一所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支自同一个所述主体沿着第一方向延伸，并沿着第二方向排列，其中所述第一方向垂直所述第二方向。
18.如权利要求17所述的发光二极管显示器，其特征在于，
所述第一分段电极包括：
多个第一分段电极块，其排列以分别地与所述第一电致发光件部份地重叠；以及
多个第一信号连接桥，其电性连接至所述第一分段电极块，其中每一所述第一信号连接桥连接相邻的两个所述第一分段电极块并延伸为横跨同一所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支；
所述第二分段电极包括：
多个第二分段电极块，其排列以分别地与所述第二电致发光件部份地重叠；以及
多个第二信号连接桥，其电性连接至所述第二分段电极块，其中每一所述第二信号连接桥连接相邻的两个所述第二分段电极块并延伸为横跨同一所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支；以及
所述第三分段电极包括：
多个第三分段电极块，其排列以分别地与所述第三电致发光件部份地重叠；以及
多个第三信号连接桥，其电性连接至所述第三分段电极块，其中每一所述第三信号连接桥连接相邻的两个所述第三分段电极块并延伸为横跨同一所述共用电极的所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支。
19.如权利要求18所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述第一分段电极块、所述第二分段电极块和所述第三分段电极块为透明的。
20.如权利要求16所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括：
多个第一共用电极连接桥，其电性连接所述第一电致发光件和所述共用电极的所述第一分支；
多个第二共用电极连接桥，其电性连接所述第二电致发光件和所述共用电极的所述第二分支，并延伸为横跨所述共用电极的所述第一分支，其中每一所述第二共用电极连接桥的长度大于每一所述第一共用电极连接桥的长度；以及
多个第三共用电极连接桥，其电性连接所述第三电致发光件和所述共用电极的所述第三分支，并延伸为横跨所述共用电极的所述第一分支和所述第二分支，其中每一所述第三共用电极连接桥的长度大于所述第一共用电极连接桥和所述第二共用电极连接桥所具有的长度。
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