CN111799291B - 发光元件显示器 - Google Patents

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Abstract

一种发光元件显示器，包含第一发光元件和第二发光元件。第一发光元件和第二发光元件分别具有第一顺向电压和第二顺向电压，第二顺向电压高于第一顺向电压。第一扫描电压和第二扫描电压分别提供至第一发光元件和第二发光元件。第一扫描电压是在第一扫描开电压和第一扫描关电压之间切换。第二扫描电压是在第二扫描开电压和第二扫描关电压之间切换。第二扫描开电压和第二扫描关电压之间的差值的绝对值大于第一扫描开电压和第一扫描关电压之间的差值的绝对值。本发明的发光元件显示器可以增大发光强度的调变范围。

Description

发光元件显示器
技术领域
本发明是关于具有多于一种以上类型的扫描线的发光元件显示器。
背景技术
此处的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
近年来，发光二极管(light-emitting diode，LED)在一般和商业照明应用中逐渐普及。在一些应用中，像是于各种环境条件下使用显示器时，更宽的亮度输出调变范围的发光二极管变得相当重要。此外，对于显示器的解析度要求也在逐渐提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提出一种改进的发光元件显示器，其可增大发光强度的调变范围。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明的一些实施方式公开了一种发光元件显示器，包含像素、第一型扫描线、第二型扫描线和两条资料线。像素包含第一发光元件和第二发光元件。第一发光元件具有第一顺向电压。第二发光元件具有第二顺向电压。第二顺向电压高于第一顺向电压。第一型扫描线电性连接至并接触第一发光元件的第一端。第一型扫描线用以接收第一扫描电压并提供第一扫描电压至第一发光元件。第一扫描电压是在第一扫描开电压和第一扫描关电压之间切换。第二型扫描线电性连接至并接触第二发光元件的第一端。第二型扫描线用以接收第二扫描电压并提供第二扫描电压至第二发光元件。第二扫描电压是在第二扫描开电压和第二扫描关电压之间切换。第二扫描开电压和第二扫描关电压之间的差值的绝对值大于第一扫描开电压和第一扫描关电压之间的差值的绝对值。两条资料线分别电性连接至并接触第一发光元件的第二端和第二发光元件的第二端。两条资料线当中的一条资料线用以接收第一资料电压并提供第一资料电压至第一发光元件。另一条资料线用以接收第二资料电压并提供第二资料电压至第二发光元件。第一资料电压高于或等于第一扫描电压和第二扫描电压，第二资料电压高于或等于第一扫描电压和第二扫描电压。
根据本发明的一实施例，第一资料电压和第二资料电压皆高于或等于零电压。
根据本发明的一实施例，第一资料电压和第一扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第一顺向电压。
根据本发明的一实施例，第二资料电压和第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第二顺向电压。
根据本发明的一实施例，第一资料电压和第一扫描关电压之间的差值的上限以及第二资料电压和第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第一顺向电压。
根据本发明的一实施例，像素更包含第三资料线和第三发光元件。第三发光元件具有第三顺向电压，第三顺向电压高于第一顺向电压。第二型扫描线电性连接至并接触第三发光元件的第一端。第三资料线用以接收第三资料电压并提供第三资料电压至第三发光元件。第三资料线电性连接至第三发光元件的第二端。第三资料电压高于或等于第一扫描电压和第二扫描电压。
根据本发明的一实施例，第三资料电压和第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第一顺向电压。
根据本发明的一实施例，第三资料电压和第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第三顺向电压。
第三资料电压和第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于第二顺向电压和第三顺向电压当中较小者。
根据本发明的一实施例，第三发光元件为绿光发光二极管。
根据本发明的一实施例，第三资料电压高于或等于零电压。
根据本发明的一实施例，第一发光元件为红光发光二极管。
根据本发明的一实施例，第二发光元件为蓝光发光二极管。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，根据本发明的发光元件显示器具有两种不同类型的扫描线，可增大发光的调变范围。此外，由于调变范围的增大，允许进一步增加发光元件显示器的对比度和解析度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合图式，详细说明如下。
附图说明
图1绘示本发明一些实施例中以电路方式描述发光元件显示器的示意图。
图2A绘示本发明一些实施例中描述提供至第一发光元件的第一扫描开电压和第一扫描关电压的示意图。
图2B绘示本发明一些实施例中描述提供至第二发光元件的第二扫描开电压和第二扫描关电压的示意图。
图3A绘示本发明一些实施例中一部分的发光元件显示器的剖面示意图。
图3B绘示本发明一些实施例中第一发光元件的剖面示意图。
图4绘示本发明一些实施例中提供至第三发光元件的第二扫描开电压和第二扫描关电压的示意图。
【主要元件符号说明】
1000：发光元件显示器 100：像素
110：第一发光元件 111：第一型半导体层
112：第二型半导体层 113：主动层
114：反射层 115：电极
1102：第一端 1104：第二端
120：第二发光元件 1202：第一端
1204：第二端 130：第三发光元件
140：基板 150：填充材料
160：隔离结构 170：钝化层
180：盖板 SC1：第一型扫描线
SC2：第二型扫描线 DA：资料线
DV1：第一资料电压 DV2：第二资料电压
DV3：第三资料电压 SV1：第一扫描电压
SV2：第二扫描电压 ON1：第一扫描开电压
ON2：第二扫描开电压 OFF1：第一扫描关电压
OFF2：第二扫描关电压
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合图式及较佳实施例，对依据本发明提出的发光元件显示器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
为简化图式，一些现有已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。并且，除非有其他表示，在不同图式中相同的元件符号可视为相对应的元件。这些图式的绘示是为了清楚表达这些实施方式中各元件之间的连接关系，并非绘示各元件的实际尺寸。
参考图1、图2A和图2B。图1绘示以电路方式描述发光元件显示器1000的示意图。图2A绘示描述提供至第一发光元件110的第一扫描开电压ON1和第一扫描关电压OFF1的示意图。图2B绘示描述提供至第二发光元件120的第二扫描开电压ON2和第二扫描关电压OFF2的示意图。第一和第二扫描关电压OFF1、OFF2可具有相同的值，但不以此为限。在一些实施例中，发光元件显示器1000包含像素100、第一型扫描线SC1、第二型扫描线SC2和两条资料线DA。像素100包含至少一个第一发光元件110和一个第二发光元件120。第一发光元件110具有第一顺向电压。第二发光元件120具有第二顺向电压。第一和第二顺向电压是指能够分别点亮第一和第二发光元件110、120的电压。第二顺向电压高于第一顺向电压。第一发光元件110可以是红光发光二极管、第二发光元件120可以是蓝光发光二极管，但不以此为限。第一型扫描线SC1用以接收第一扫描电压SV1并提供第一扫描电压SV1至第一发光元件110。如图2A所示，第一扫描电压SV1是在第一扫描开电压ON1和第一扫描关电压OFF1之间切换。第一扫描开电压ON1对应至第一发光元件110的发光模式(亦即，第一发光元件110的跨压差大于第一发光元件110的第一顺向电压)，第一扫描关电压OFF1对应至第一发光元件110的关闭模式(亦即，第一发光元件110的跨压差小于第一发光元件110的第一顺向电压)。第二型扫描线SC2用以接收第二扫描电压SV2并提供第二扫描电压SV2至第二发光元件120。第二扫描电压SV2是在第二扫描开电压ON2和第二扫描关电压OFF2之间切换。由于假设第二顺向电压高于第一顺向电压，因此第二扫描开电压ON2和第二扫描关电压OFF2之间的差值的绝对值大于第一扫描开电压ON1和第一扫描关电压OFF1之间的差值的绝对值。应注意，ON1、ON2、OFF1和OFF2的括弧中的数字(亦即，-1.8、-2.6和0)仅为示例，不应以此为限。
两条资料线DA分别电性连接至第一发光元件110和第二发光元件120。两条资料线DA当中的一条资料线DA用以接收第一资料电压DV1并提供第一资料电压DV1至第一发光元件110。另一条资料线DA用以接收第二资料电压DV2并提供第二资料电压DV2至第二发光元件120。第一资料电压DV1高于或等于第一扫描电压SV1和第二扫描电压SV2，第二资料电压DV2高于或等于第一扫描电压SV1和第二扫描电压SV2。在一些实施例中，第一资料电压DV1和第二资料电压DV2皆高于或等于零电压。
在一些实施例中，第一资料电压DV1和第一扫描关电压OFF1之间的差值的上限小于或等于第一顺向电压。此条件是为了确保当第一扫描电压SV1切换至第一扫描关电压OFF1时，第一发光元件110关闭(不被点亮)。在一些实施例中，第二资料电压DV2和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限小于或等于第二顺向电压。此条件是为了确保当第二扫描电压SV2切换至第二扫描关电压OFF2时，第二发光元件120关闭(不被点亮)。在一些实施例中，第一资料电压DV1和第一扫描关电压OFF1之间的差值的上限以及第二资料电压DV2和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限皆小于或等于第一顺向电压。借由此条件，第一资料电压DV1和第二资料电压DV2可具有相同的电压范围，从而简化了电路设计和/或资料电压源的安排设置。
上述实施例增大了发光元件显示器1000的像素100中的一些发光元件的发光调变范围。为了易于理解，以下将使用红光、蓝光和绿光发光二极管来解释增大的调变范围。由于红光发光二极管(例如，约1.8伏特(volts，V))和蓝光/绿光发光二极管(例如，约2.6伏特)之间的顺向电压明显不同，在传统的被动矩阵显示器中，与红光发光二极管的调变范围相比，蓝光和绿光发光二极管的调变范围限制在更窄的范围内。详细而言，在传统的被动矩阵显示器中，扫描线接收开(ON)信号(例如，约-1.8伏特)和关(OFF)信号(例如，约0伏特)，资料电压允许在1.8伏特和0伏特之间调变，因此，红光发光二极管发光的调变范围约为1.8伏特，蓝光和绿光发光二极管发光的调变范围约为1伏特。0.8伏特的差异是来自于如上所示的不同的顺向电压(例如，红光发光二极管的1.8伏特和蓝光以及绿光发光二极管的2.6伏特)。然而，在本发明的实施例中，至少两个不同类型的扫描线(例如，第一型扫描线SC1和第二型扫描线SC2)分别连接至红光发光二极管和蓝光(或绿光)发光二极管，使得蓝光(或绿光)发光二极管的调变范围可以和红光发光二极管的调变范围相同，这意味着相较于传统被动矩阵显示器，蓝光(或绿光)发光二极管调变范围增大。由于调变范围增大，蓝光(或绿光)发光二极管因而允许更亮，并使得发光元件显示器1000的对比允许增大。此外，由于允许从发光二极管发出更亮的光强度可缩短每个扫描时间中的点亮(发光)时间段，因而可减少发光元件显示器1000于每一帧的总扫描时间。因此，在给定帧时间内能有更多的扫描线可以包含在发光元件显示器1000中进行操作，因而能够进一步提高发光元件显示器1000的解析度。作为举例，第一扫描关电压OFF1(例如，约0伏特)和第一扫描开电压ON1(例如，约-1.8伏特)之间的电压差约为1.8伏特，第二扫描关电压OFF2(例如，约0伏特)和第二扫描开电压ON2(例如，约-2.6伏特)之间的电压差约为2.6伏特。第一资料电压DV1和第二资料电压DV2的范围设定在从约0伏特至约1.8伏特。如此，相同范围的第一资料电压DV1和第二资料电压DV2仍可导致第一发光元件110和第二发光元件120相同的调变范围。在此示例中，第一发光元件110的调变范围是从约1.8伏特至约3.6伏特，等效于1.8伏特，且第二发光元件120的调变范围是从约2.6伏特至约4.4伏特，亦等效于约1.8伏特。前述红光发光二极管和蓝光(绿光)发光二极管之间顺向电压0.8伏特的差异由本发明一些实施例中两个型态的扫描线所补偿。
在另一种方案中，当允许红光发光二极管和蓝光(或绿光)发光二极管的资料电压的调变范围不同时，与传统的被动矩阵显示器相比，本发明的实施例亦可增大蓝光(或绿光)发光二极管的发光调变范围。详细而言，施加至红光发光二极管的资料电压允许在约1.8伏特和约0伏特之间调变，施加至蓝光(或绿光)发光二极管的资料电压允许在约2.6伏特和约0伏特之间调变。扫描电压的设定与前段落描述的那些示例相同。在传统的被动矩阵显示器中，红光发光二极管发光的调变范围约为1.8伏特，蓝光(或绿光)发光二极管发光的调变范围因而亦约为1.8伏特。然而，在本发明的实施例中，因为有上述的至少两种不同类型的扫描线分别连接至红光发光二极管和蓝光(或绿光)发光二极管，蓝光(或绿光)发光二极管对于发光的调变范围因此约为2.6伏特，其与传统的被动矩阵显示器相比实质上是增大的。
参考图3A和图3B。图3A绘示本发明一些实施例中一部分的发光元件显示器1000的剖面示意图。图3B绘示本发明一些实施例中第一发光元件110的剖面示意图。在一些实施例中，提供基板140。第一型扫描线SC1设置在基板140上。第二型扫描线SC2设置在基板140上。第一型扫描线SC1电性连接至并接触第一发光元件110的第一端1102。第二型扫描线SC2电性连接至并接触第二发光元件120的第一端1202。两条资料线DA分别电性连接至并接触第一发光元件110的第二端1104和第二发光元件120的第二端1204。第一端1102和第二端1104是在第一发光元件110的相反侧。第一端1202和第二端1204是在第二发光元件120的相反侧。填充材料150填充在发光元件显示器1000中并围绕第一发光元件110和第二发光元件120。填充材料150是由介电材料或光阻制成。在一些实施例中，隔离结构160设置在第一发光元件110和第二发光元件120之间以降低不同发光元件之间的串扰(cross-talk)。隔离结构160可以是光反射结构、光吸收结构或其组合。在一些实施例中，光反射结构设置在基板140上，光吸收结构设置在光反射结构上。在一些实施例中，钝化层170设置在资料线DA、填充材料150、隔离结构160、第一发光元件110和第二发光元件120上。钝化层170可以用来增加从发光元件显示器1000透出的光的量。在一些实施例中，钝化层170的折射系数的范围是从约1.5至约2.5。在一些实施例中，盖板180设置在钝化层170上。在一些实施例中，第一发光元件110包含第一型半导体层111和第二型半导体层112，第二型半导体层112通过主动层113与第一型半导体层111接合。第一型半导体层111可以是p型半导体层，第二型半导体层112可以是n型半导体层，但不以此为限。在一些实施例中，第一发光元件110更包含反射层114，反射层114接触第一型半导体层111，电极115接触反射层114上与第一型半导体层111相反的一侧。反射层114可以用于反射从主动层113发出的光，但不以此为限。电极115经由第一端1102电性连接至其中一条资料线DA。第二型半导体层112通过第二端1104电性连接至第一型扫描线SC1。第二发光元件120的结构特征类似于第一发光元件110的结构特征，在此不再重复。
回头参考图1并进一步参考图4。图4绘示本发明一些实施例中提供至第三发光元件130的第二扫描开电压ON2和第二扫描关电压OFF2的示意图。第二扫描关电压OFF2可以和第一扫描关电压OFF1相同，但不以此为限。在一些实施例中，像素100更包含另一条资料线DA和第三发光元件130。第三发光元件130具有第三顺向电压。第三顺向电压高于第一顺向电压。第三发光元件130可以是绿光发光二极管，但不以此为限。第二型扫描线SC2电性连接至并接触第三发光元件130的第一端。前述另一条资料线DA用以接收第三资料电压DV3并提供第三资料电压DV3至第三发光元件130。前述另一条资料线DA电性连接至第三发光元件130的第二端。在一些实施例中，第三资料电压DV3高于或等于第一扫描电压SV1和第二扫描电压SV2。进行上述的配置是因为蓝光和绿光发光二极管的顺向电压相似，使得蓝光和绿光发光二极管可使用相同的第二型扫描线SC2。第二和第三发光元件120、130可分别代表蓝光和绿光发光二极管，但不以此为限。
类似于描述第二发光元件120的实施例，在一些实施例中，第三资料电压DV3和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限小于或等于第三顺向电压。在一些实施例中，当第二资料电压DV2和第三资料电压DV3具有相同的电压范围时，第三资料电压DV3和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限小于或等于第二顺向电压和第三顺向电压当中较小者。此条件是为了确保当第二扫描电压SV2切换至第二扫描关电压OFF2时，第三发光元件130关闭(不被点亮)。在一些实施例中，第一资料电压DV1和第一扫描关电压OFF1之间的差值的上限、第二资料电压DV2和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限和第三资料电压DV3和第二扫描关电压OFF2之间的差值的上限皆小于或等于第一顺向电压。借由此条件，第一资料电压DV1、第二资料电压DV2和第三资料电压DV3可具有相同的电压范围，从而简化了电路设计和/或资料电压源的安排设置。在一些实施例中，第三资料电压DV3高于或等于零电压。
综上所述，本发明的实施例提供一种发光元件显示器，其具有两种不同类型的扫描线，此两种不同类型的扫描线具有不同的开/关(on-to-off)电压差以增大发光的调变范围。具有不同顺向电压的发光元件可具有较大的调变范围。此外，由于调变范围的增大，允许进一步增加发光元件显示器的对比度和解析度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种发光元件显示器，其特征在于，包含：
像素，包含：
第一发光元件，具有第一顺向电压；
第二发光元件，具有第二顺向电压，其中所述第二顺向电压高于所述第一顺向电压；
第一型扫描线，电性连接至并接触所述第一发光元件的第一端，其中所述第一型扫描线用以接收第一扫描电压并提供所述第一扫描电压至所述第一发光元件，所述第一扫描电压是在第一扫描开电压和第一扫描关电压之间切换；
第二型扫描线，电性连接至并接触所述第二发光元件的第一端，其中所述第二型扫描线用以接收第二扫描电压并提供所述第二扫描电压至所述第二发光元件，所述第二扫描电压是在第二扫描开电压和第二扫描关电压之间切换，所述第二扫描开电压和所述第二扫描关电压之间的差值的绝对值大于所述第一扫描开电压和所述第一扫描关电压之间的差值的绝对值；以及
两条资料线，分别电性连接至并接触所述第一发光元件的第二端和所述第二发光元件的第二端，其中，所述两条资料线当中的一条资料线用以接收第一资料电压并提供所述第一资料电压至所述第一发光元件，另一条资料线用以接收第二资料电压并提供所述第二资料电压至所述第二发光元件，所述第一资料电压高于或等于所述第一扫描电压和所述第二扫描电压，所述第二资料电压高于或等于所述第一扫描电压和所述第二扫描电压。
2.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第一资料电压和所述第二资料电压皆高于或等于零电压。
3.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第一资料电压和所述第一扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第一顺向电压。
4.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第二资料电压和所述第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第二顺向电压。
5.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第一资料电压和所述第一扫描关电压之间的差值的上限以及所述第二资料电压和所述第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第一顺向电压。
6.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述像素更包含第三资料线和第三发光元件，所述第三发光元件具有第三顺向电压，所述第三顺向电压高于所述第一顺向电压，所述第二型扫描线电性连接至并接触所述第三发光元件的第一端，所述第三资料线用以接收第三资料电压并提供所述第三资料电压至所述第三发光元件，所述第三资料线电性连接至所述第三发光元件的第二端，所述第三资料电压高于或等于所述第一扫描电压和所述第二扫描电压。
7.如权利要求6所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第三资料电压和所述第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第一顺向电压。
8.如权利要求6所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第三资料电压和所述第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第三顺向电压。
9.如权利要求6所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第三资料电压和所述第二扫描关电压之间的差值的上限小于或等于所述第二顺向电压和所述第三顺向电压当中较小者。
10.如权利要求6所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第三发光元件为绿光发光二极管。
11.如权利要求6所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第三资料电压高于或等于零电压。
12.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第一发光元件为红光发光二极管。
13.如权利要求1所述的发光元件显示器，其特征在于，所述第二发光元件为蓝光发光二极管。
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