CN115295541A - 一种相反极性并联的led叠层组成的发光单元及显示器件 - Google Patents

一种相反极性并联的led叠层组成的发光单元及显示器件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元及显示器件，所述发光单元包括多层无机发光二极管LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光；所述显示器件包括阵列设置的多个像素，每个像素对应设有一个所述发光单元，所有发光单元的驱动基板为单独设置，或组合为若干个区域驱动基板，或组合为一个整体驱动基板。该发光单元及显示器件结构简单，工作效率高，像素密度高，工作寿命长。

Description

一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元及显示器件
技术领域
本发明属于光电显示技术领域，具体涉及一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元及显示器件。
背景技术
信息显示器件是视觉影像呈现信息的电子器件。发光显示器是将电能直接在各个显示像素单元转换为光的电子器件。 通过诸如无机发光二极管（简称为“ LED”）光电器件的发光已经应用于LED显示器。
无机发光二极管（LEDs）是由诸如GaAs, AlGaInP/GaP, InGaN/GaN等化合物半导体组成，LED的材料组成成分决定了其发射光波长，可实现红外到可见光到紫外波段。为了将电能转换光能，电流流经LED器件，载流子被注入至P-N结。其中，n型半导体中的载流子是电子，p型半导体中的载流子是空穴。当电子与空穴在P-N节中复合时，能量以电磁波的形式释放并最终表现为发光。AlGasAs和AlGaInP半导体材料通常用于红光和黄光LED，基于GaN的半导体则用于绿色，蓝色和紫外LED。
Micro-LEDs(微型化尺寸的发光二极管)显示具有将我们带入真正意义上身临其境的沉浸式交互体验的潜力。快速的响应速度、微米级的尺寸、出色的耐温性和极长的工作寿命使得Micro-LED显示几乎能适用所有的显示应用，甚至包括了柔性与透明显示。通过减小LED的尺寸，Micro-LEDs表现出能胜任可用于增强现实与虚拟现实应用的微显示的超高像素分辨率显示的潜力。高PPI的micro-LED矩阵对于创建具备高逼真体验的3D光场显示必不可少。通过集成光学元件阵列，Micro-LED位置传感器可用于眼部追踪与沉浸式交互、Micro-LED阵列可用于可见光光通信等等。Micro-LED技术或将掀起真正意义上显示技术与IC技术高度集成的时代。Micro-LED将为下一代信息显示技术——高度集成半导体信息显示(HISID)铺平道路。信息显示器件是视觉影像呈现信息的光电器件，Micro-LED显示是由尺寸小于50 μm不带衬底的LED芯片阵列组成的显示屏。与现有的其他几种显示技术（如LCD、OLED显示技术等）相比，Micro-LED显示作为新一代显示技术，具备亮度更高、发光效率更高、功耗更低等优点。不仅如此，由于Micro-LED尺寸还能继续缩小至5 μm以下，因此可以将Micro-LED显示器常规半导体器件集成到同一基板上，实现功能多样化。快速的响应速度、微米级的尺寸、出色的耐温性和极长的工作寿命使得Micro-LED显示几乎能适用所有的显示应用，甚至包括了柔性与透明显示。通过减小LED的尺寸，Micro-LEDs可实现超高像素分辨率显示，使之能胜任可用于增强现实与虚拟现实应用的微显示。高PPI的micro-LED矩阵对于创建具备高逼真体验的3D光场显示必不可少。 通过集成光学元件阵列，Micro-LED位置传感器可用于眼部追踪与沉浸式交互、Micro-LED阵列可用于可见光光通信等等。高密度高分辨率的Micro-LEDs显示和与之集成的微米级各类传感器和驱动IC将实现真正意义上身临其境的沉浸式交互体验。 Micro-LED技术或将掀起光电子与微电子技术高度集成的时代。Micro-LED将为下一代信息显示技术——高度集成半导体信息显示(HISID)铺平道路。Micro-LED还能应用于调节植物光照、人体神经信号传导等各个领域，展现了极大的潜力。
对于PPI超过1000的高像素密度显示，通过在显示器件垂直方向上堆叠放置不同发光颜色的LED以实现全彩化的技术路线是可行的。然而多层结构带来的复杂电极结构在高密度显示中尤为突出，制约该技术路线的推进。如果通过把两层具有相反极性的不同发光颜色LED层并联连接组成的叠层结构，通过共享一组电极实现两种以上不同颜色发光的调制，可有效减少金属电极的面积，对实现PPI超过1000的高像素密度显示大有裨益。由两种发光不同颜色LED混合组成的每个发光像素的颜色与强度可通过在一帧时间内交替改变施加在该像素对应电极上电压的极性和持续时间来实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元及显示器件，该发光单元及显示器件结构简单，工作效率高，像素密度高，工作寿命长。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，包括多层无机发光二极管LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光。
进一步地，所述驱动基板的构成材料包括硅、玻璃、PCB板，高分子材料、金属、二氧化硅、SiC、MgO、各类陶瓷、金刚石或蓝宝石中的一种或多种的混合，所述驱动基板上设有多组电极以及用于控制LED层发光的像素控制器，所述像素控制器包括CMOS阵列、TFT阵列、晶体管矩阵、IC矩阵中的一种或多种的混合。
进一步地，所述发光单元为红绿蓝三基色全彩发光单元，所述红绿蓝三基色全彩发光单元由三个基色LED和驱动基板组成，其中两个基色LED相反极性并联，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种基色的不同灰阶亮度，独立的第三个基色LED实现第三种基色的灰阶亮度。
进一步地，所述三个基色LED中，第一LED的阴极与第二LED的阳极、第三LED的阴极电性连接，第一LED的阳极与第二LED的阴极电性连接；第一LED的阴极、第二LED的阳极、第三LED的阴极连接至驱动基板上的共同电极，第一LED的阳极与第二LED的阴极连接至驱动基板上的同一组电极，并与第三LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；发光单元的颜色和发光强度仅通过两组电极控制，其中一组电极在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中相应两种基色的强度，另一组电极在同样的一帧时间内改变施加在第三LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中第三种基色的强度。
进一步地，所述三个基色LED可替换为其他不同颜色LED，以形成不同色彩的发光单元，且可根据不同的应用场景和使用需求，对不同颜色发光层在叠层结构中的位置进行调整。
进一步地，包括至少两组相反极性并联叠层结构且在驱动基板上堆叠放置，所述相反极性并联叠层结构由不同颜色LED相反极性并联堆叠组成，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度。
进一步地，所述发光单元为红黄绿蓝四色全彩发光单元，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元包括第一LED和第二LED组成的第一相反极性并联叠层结构以及第三LED和第四LED组成的第二相反极性并联叠层结构，以在垂直方向上叠加形成多色彩发光单元；所述第一LED、第二LED为红光LED、黄光LED、绿光LED和蓝光LED中的任意两个LED，所述第三LED、第四LED为其他两个LED，第一LED的阳极与第二LED的阴极、第三LED的阳极、第四LED的阴极电性连接，第一LED的阴极与第二LED的阳极电性连接，第三LED的阴极、第四LED的阳极电性连接，第二LED的阴极与第四LED的阴极共阴连接至驱动基板上的共同阴极，第二LED的阳极与第四LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；第一相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第二LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度；第二相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第四LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第三LED和第四LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度。
进一步地，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元中的四个LED可替换为其他不同颜色LED，但同一组相反极性并联叠层结构中的两个LED颜色不能相同；根据不同的应用场景和使用需求，可对两组相反极性并联叠层结构的上下位置，以及不同颜色发光层在相反极性并联叠层结构中的位置进行调整。
进一步地，由驱动基板和垂直堆叠于驱动基板上的两个不同发光波长LED组成，所述两个不同发光波长LED相反极性并联且与驱动基板上的电极电性连接，在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度；发光单元的两个不同发光波长LED的发光强度仅通过一组电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在两个LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中两种不同发光波长的发光强度。
本发明还提供了一种相反极性并联的LED叠层组成的显示器件，所述显示器件包括阵列设置的多个像素，每个像素对应设有一个发光单元，所述发光单元包括多层LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光；所有发光单元的驱动基板为单独设置，或组合为若干个区域驱动基板，或组合为一个整体驱动基板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元及显示器件，该发光单元由包含至少两层具有相反极性的不同发光颜色LED层并联连接组成的叠层结构在具备多组电极的驱动基板上连接组成，每个发光点包含至少两种不同发光颜色的LED，特别地，其中一种发光颜色的LED的阳极和另一发光颜色LED的阴极相连且连接至基板上的一组电极，同一基板上的其余或其他的基板上电极则连接至这前者的阴极和后者的阳极；通过共享一组电极实现两种以上不同颜色发光的调制，可有效减少金属电极的面积，这对于PPI超过1000的高像素密度显示器件大有裨益；由两种发光不同颜色LED混合组成的每个发光像素的颜色与强度可通过在一帧时间内交替改变施加在该像素对应电极上电压的极性和持续时间来实现；通过不同发光颜色LED层组合应用于该叠层结构，所组成的显示器件可以应用于多种的应用场景，包含且不局限于显示、照明、可见光通信等。因此，本发明具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例一的发光单元结构示意图。
图2是本发明实施例二的发光单元结构示意图。
图3是本发明实施例三的发光单元结构示意图。
图4是本发明实施例四的发光单元结构示意图。
图5是本发明实施例五的发光单元结构示意图。
图6是本发明实施例六的发光单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例提供了一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，包括多层无机发光二极管LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光。
所述驱动基板的构成材料包括硅、玻璃、PCB板，高分子材料、金属、二氧化硅、SiC、MgO、各类陶瓷、金刚石或蓝宝石中的一种或多种的混合，所述驱动基板上设有多组电极以及用于控制LED层发光的像素控制器，所述像素控制器包括CMOS阵列、TFT阵列、晶体管矩阵、IC矩阵中的一种或多种的混合。
如图1-3所示，所述发光单元为红绿蓝三基色全彩发光单元，所述红绿蓝三基色全彩发光单元由三个基色LED和驱动基板组成，其中两个基色LED相反极性并联，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种基色的不同灰阶亮度，独立的第三个基色LED实现第三种基色的灰阶亮度。所述三个基色LED中，第一LED的阴极与第二LED的阳极、第三LED的阴极电性连接，第一LED的阳极与第二LED的阴极电性连接；第一LED的阴极、第二LED的阳极、第三LED的阴极连接至驱动基板上的共同电极，第一LED的阳极与第二LED的阴极连接至驱动基板上的同一组电极，并与第三LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；发光单元的颜色和发光强度仅通过两组电极控制，其中一组电极在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中相应两种基色的强度，另一组电极在同样的一帧时间内改变施加在第三LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中第三种基色的强度。
如图1、2所示，在实施例一、二中，第一LED为蓝光LED，第二LED为绿光LED，第三LED为红光LED。且可根据不同的应用场景和使用需求，对不同颜色发光层在叠层结构中的位置进行调整。如图3所示，在实施例三中，第一LED为红光LED，第二LED为绿光LED，第三LED为蓝光LED。在其他实施例中，所述三个基色LED还可替换为其他不同颜色LED，以形成不同色彩的发光单元。
如图4、5所示，所述发光单元包括至少两组相反极性并联叠层结构且在驱动基板上堆叠放置，所述相反极性并联叠层结构由不同颜色LED相反极性并联堆叠组成，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度。所述发光单元为红黄绿蓝四色全彩发光单元，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元包括第一LED和第二LED组成的第一相反极性并联叠层结构以及第三LED和第四LED组成的第二相反极性并联叠层结构，以在垂直方向上叠加形成多色彩发光单元；所述第一LED、第二LED为红光LED、黄光LED、绿光LED和蓝光LED中的任意两个LED，所述第三LED、第四LED为其他两个LED，第一LED的阳极与第二LED的阴极、第三LED的阳极、第四LED的阴极电性连接，第一LED的阴极与第二LED的阳极电性连接，第三LED的阴极、第四LED的阳极电性连接，第二LED的阴极与第四LED的阴极共阴连接至驱动基板上的共同阴极，第二LED的阳极与第四LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；第一相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第二LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度；第二相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第四LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第三LED和第四LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度。
如图4所示，在实施例四中，第一LED为红光LED，第二LED为黄光LED，第三LED为绿光LED，第四LED为蓝光LED。如图5所示，在实施例五中，第一LED为红光LED，第二LED为绿光LED，第三LED为绿光LED，第四LED为蓝光LED。在其他实施例中，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元中的四个LED还可替换为其他不同颜色LED，但同一组相反极性并联叠层结构中的两个LED颜色不能相同。根据不同的应用场景和使用需求，可对两组相反极性并联叠层结构的上下位置，以及不同颜色发光层在相反极性并联叠层结构中的位置进行调整。
如图6所示，所述发光单元由驱动基板和垂直堆叠于驱动基板上的两个不同发光波长LED组成，所述两个不同发光波长LED相反极性并联且与驱动基板上的电极电性连接，在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度；发光单元的两个不同发光波长LED的发光强度仅通过一组电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在两个LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中两种不同发光波长的发光强度。
本实施例还提供了基于上述发光单元的一种相反极性并联的LED叠层组成的显示器件，所述显示器件包括阵列设置的多个像素，每个像素对应设有一个发光单元，所述发光单元包括多层LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光；所有发光单元的驱动基板为单独设置，或组合为若干个区域驱动基板，或组合为一个整体驱动基板。
下面基于红绿蓝三基色全彩发光单元、红黄绿蓝四色全彩发光单元、两个不同发光波长LED发光单元三种实现结构，通过具体实施例对本发明作进一步说明。
1、红绿蓝三基色全彩发光单元
对于高像素密度显示（PPI＞1000），如图1所示，本实施例提供了一种具备三基色全彩显示功能的发光单元，该发光单元由三层基色LED垂直堆叠和驱动基板组成，其中有二个基色LED层并联连接并且极性相反，在不同时间和使用不同极性电压驱动两层不同基色发光LED实现这二种基色的不同灰阶亮度，剩下的第三个基色的灰阶亮度由独立的第三个基色LED层实现。
更具体地，蓝光LED的阴极与绿光LED的阳极、红光LED的阴极电性连接，蓝光LED的阳极与绿光LED的阴极电性连接。每个子像素中蓝光LED的阳极和红光LED的阳极均独立地连接至驱动基板上的多组电极，每个子像素中蓝光LED和红光LED的阴极则连接至基板上的其他电极连接。驱动基板具有多组电极以及用于控制LED发光的、包含并不局限于CMOS或TFT矩阵或晶体管IC矩阵的像素控制器。
通过在蓝光LED的阳极和阴极之间施加正向电压，可以打开蓝光LED，由于此时施加绿光LED的阳极与阴极之间的电压是相反的，绿光LED是关闭。在绿光LED的阳极与阴极之间施加正向电压时，绿光LED打开而蓝光LED关闭。对于每个像素，仅需要两组电极即可实现红、绿、蓝发光亮度（RGB灰度）的调制。具体地，其中一组电极在一帧时间内交替改变施加在蓝光LED和绿光LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光像素中蓝光和绿光的强度，另一组电极在同样的一帧时间内改变施加在红光LED上的正向电压的大小和持续时间来实现发光像素中红光的强度。
特别地，所述具有全彩显示功能的发光单元可包含并不局限于两层具有相反极性的蓝光LED层和绿光LED层并联连接组成的叠层结构，所述发光单元还可由其他多种发光颜色LED层所组成的相同结构组成，且针对不同的应用场景和使用需求，不同颜色发光层的放置顺序和位置放置于叠层结构中的位置可以进行调整。图1-3给出了部分与本实施例所涵盖的结构相同的器件结构示意图，其他更多同样的结构在此不一一赘述。
2、红黄绿蓝四色全彩发光单元
对于高像素密度显示（PPI＞1000），考虑到红光LED和绿光在微小尺寸下效率相对蓝光LED偏低，通过选择性地发出适当强度的黄光，可以有效地弥补红光强度与绿光强度相对蓝光强度的不足，能显著地提高全彩发光单元的色彩表现能力。如图4所示，本实施例提供了一种具备四基色全彩显示功能的发光单元，其中至少有二个不同色彩LED层并联连接并且极性相反在垂直方向上堆叠放置，在不同时间和使用不同极性电压驱动两层不同波长LED实现二种色彩光的不同灰阶亮度。本发光单元可包含并不局限于另外两层具有相反极性的另外二种不同波长LED并联连接组成的叠层结构。
更具体地，蓝光和绿光LED组成的蓝绿双层极性相反的并联叠层结构，蓝光LED的阴极与绿光LED的阳极、电性连接，蓝光LED的阳极与绿光LED的阴极电性连接。黄光和红光LED组成的黄红双层极性相反的并联叠层结构，黄光LED的阴极与红光LED的阳极电性连接，黄光LED的阳极与红光LED的阴极电性连接。这二组双层极性相反的并联叠层在垂直方向叠加组成多色彩发光像素，蓝光LED的阳极和黄光的阳极均独立地连接至控制基板上的不同电极，蓝光LED阴极和黄光的阴极则共阴连接至控制基板上的共同阴极。驱动基板具有多组电极以及用于控制LED发光的、包含并不局限于CMOS或TFT矩阵或晶体管IC矩阵的像素控制器。
通过在蓝光LED的阳极和阴极之间施加正向电压，可以打开蓝光LED，由于此时施加绿光LED的阳极与阴极之间的电压是相反的，绿光LED是关闭。在绿光LED的阳极与阴极之间施加正向电压时，绿光LED打开而蓝光LED关闭。同样地，通过在红光LED的阳极和阴极之间施加正向电压，可以打开红光LED，由于此时施加黄光LED的阳极与阴极之间的电压是相反的，黄光LED是关闭。在黄光LED的阳极与阴极之间施加正向电压时，红光LED打开而蓝光LED关闭。每个像素中蓝色和绿色发光灰阶强度仅需要通过与蓝光LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在蓝光LED和绿光LED上的正向电压的大小和持续时间。每个像素中黄色和红色发光灰阶强度仅需要与黄光LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在黄光LED和红光LED上的正向电压的大小和持续时间。
特别地，所述具有四基色全彩显示功能的发光单元可包含并不局限于两层具有相反极性的蓝光LED层和绿光LED层以及红光LED层和黄光LED层并联连接组成的叠层结构，所述发光单元还可由其他两种发光颜色LED层所组成的相同结构组成，且针对不同的应用场景和使用需求，不同颜色发光层放置于叠层结构中的位置可以进行调整。图4、5给出了部分与本实施例所涵盖的结构相同的器件结构示意图，其他更多同样的结构在此不一一赘述。
3、两个不同发光波长LED发光单元
对于高像素密度显示（PPI＞1000），如图6所示，本实施例提供了一种具备双色显示功能的发光单元，该发光单元由两层不同发光波长LED发光单元LED垂直堆叠和驱动基板组成，二个不同发光波长LED层并联连接并且极性相反，在不同时间和使用不同极性电压驱动两层不同发光LED实现这双色的不同灰阶亮度。
更具体地，一种发光波长LED的阴极与另一种发光波长LED的阳极电性连接，前者的阳极与后者的阴极电性连接，如此组成的并联连接且极性相反的叠层结构与基板上的电极连接电性连接。驱动基板具有多组电极以及用于控制LED发光的、包含并不局限于CMOS或TFT矩阵或晶体管IC矩阵的像素控制器。
通过在一种发光波长LED的阳极和阴极之间施加正向电压，可以打开该LED，由于发光波长LED与之并联连接且具有相反的极性，此时施加另一种发光波长LED的阳极与阴极之间的电压是相反的，另一种发光波长LED是关闭。如此，仅需要一组电极即可实现两种发光波长LED发光亮度的调制，即通过在一帧时间内交替改变施加在两种发光波长LED上的正向电压的持续时间。
特别地，所述具有双基色显示功能的发光单元可包含并不局限于两层具有相反极性的蓝光LED层和绿光LED层并联连接组成的叠层结构，所述发光单元还可由其他多种发光波长LED层所组成的相同结构组成，且针对不同的应用场景和使用需求，不同发光波长LED层的放置顺序和位置放置于叠层结构中的位置可以进行调整。图6给出了与本实施例所涵盖的结构相同的器件结构示意图，其他更多同样的结构在此不一一赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，包括多层无机发光二极管LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光。
2.根据权利要求1所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述驱动基板的构成材料包括硅、玻璃、PCB板，高分子材料、金属、二氧化硅、SiC、MgO、各类陶瓷、金刚石或蓝宝石中的一种或多种的混合，所述驱动基板上设有多组电极以及用于控制LED层发光的像素控制器，所述像素控制器包括CMOS阵列、TFT阵列、晶体管矩阵、IC矩阵中的一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述发光单元为红绿蓝三基色全彩发光单元，所述红绿蓝三基色全彩发光单元由三个基色LED和驱动基板组成，其中两个基色LED相反极性并联，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种基色的不同灰阶亮度，独立的第三个基色LED实现第三种基色的灰阶亮度。
4.根据权利要求3所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述三个基色LED中，第一LED的阴极与第二LED的阳极、第三LED的阴极电性连接，第一LED的阳极与第二LED的阴极电性连接；第一LED的阴极、第二LED的阳极、第三LED的阴极连接至驱动基板上的共同电极，第一LED的阳极与第二LED的阴极连接至驱动基板上的同一组电极，并与第三LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；发光单元的颜色和发光强度仅通过两组电极控制，其中一组电极在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中相应两种基色的强度，另一组电极在同样的一帧时间内改变施加在第三LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中第三种基色的强度。
5.根据权利要求4所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述三个基色LED可替换为其他不同颜色LED，以形成不同色彩的发光单元，且可根据不同的应用场景和使用需求，对不同颜色发光层在叠层结构中的位置进行调整。
6.根据权利要求1所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，包括至少两组相反极性并联叠层结构且在驱动基板上堆叠放置，所述相反极性并联叠层结构由不同颜色LED相反极性并联堆叠组成，且在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度。
7.根据权利要求6所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述发光单元为红黄绿蓝四色全彩发光单元，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元包括第一LED和第二LED组成的第一相反极性并联叠层结构以及第三LED和第四LED组成的第二相反极性并联叠层结构，以在垂直方向上叠加形成多色彩发光单元；所述第一LED、第二LED为红光LED、黄光LED、绿光LED和蓝光LED中的任意两个LED，所述第三LED、第四LED为其他两个LED，第一LED的阳极与第二LED的阴极、第三LED的阳极、第四LED的阴极电性连接，第一LED的阴极与第二LED的阳极电性连接，第三LED的阴极、第四LED的阳极电性连接，第二LED的阴极与第四LED的阴极共阴连接至驱动基板上的共同阴极，第二LED的阳极与第四LED的阳极分别连接至驱动基板上的不同组电极；第一相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第二LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第一LED和第二LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度；第二相反极性并联叠层结构中两个颜色的发光灰阶强度仅通过与第四LED阳极相连接的电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在第三LED和第四LED上的正向电压的大小和持续时间来实现其中两种颜色的强度。
8.根据权利要求7所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，所述红黄绿蓝四色全彩发光单元中的四个LED可替换为其他不同颜色LED，但同一组相反极性并联叠层结构中的两个LED颜色不能相同；根据不同的应用场景和使用需求，可对两组相反极性并联叠层结构的上下位置，以及不同颜色发光层在相反极性并联叠层结构中的位置进行调整。
9.根据权利要求1所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的发光单元，其特征在于，由驱动基板和垂直堆叠于驱动基板上的两个不同发光波长LED组成，所述两个不同发光波长LED相反极性并联且与驱动基板上的电极电性连接，在不同时间和使用不同极性电压驱动下实现相应的两种颜色的不同灰阶亮度；发光单元的两个不同发光波长LED的发光强度仅通过一组电极控制，即通过在一帧时间内交替改变施加在两个LED上的正向电压大小和持续时间来实现发光单元中两种不同发光波长的发光强度。
10.基于权利要求1-9任一项所述的一种相反极性并联的LED叠层组成的显示器件，其特征在于，所述显示器件包括阵列设置的多个像素，每个像素对应设有一个发光单元，所述发光单元包括多层LED层和具有多组电极的驱动基板，所述多层LED层在驱动基板垂直方向上堆叠放置且与驱动基板上的多组电极电性连接；所述多层LED层中包括至少两层相反极性并联的LED层，并通过驱动基板上的一组电极控制相反极性并联LED层发出至少两种不同颜色的光；所有发光单元的驱动基板为单独设置，或组合为若干个区域驱动基板，或组合为一个整体驱动基板。
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