CN116940975A - 显示设备和用于运行显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种显示设备(10)，包括具有第一子图像元件(12)的第一图像元件(11)和具有第二子图像元件(14)的第二图像元件(13)。第一子图像元件(12)包括第一发光器件(15)、第一晶体管(16)和第一驱动器电路(21)。第一驱动器电路(21)在输出侧与第一晶体管(16)的控制端子(19)耦合。第一晶体管(16)与第一发光器件(15)耦合。第二子图像元件(14)包括第二晶体管(28)和第二驱动器电路(29)。第二驱动器电路(29)在输出侧与第二晶体管(28)的控制端子(30)耦合。第二晶体管(28)与第一发光器件(15)耦合。此外，还提出一种用于运行显示设备、特别是这种显示设备的方法。

Description

显示设备和用于运行显示设备的方法
提出一种显示设备和一种用于运行显示设备的方法。
显示设备包括图像元件阵列。通常，图像元件包括发光器件(即例如发光二极管，缩写为LED)。显示设备通常被实施为RGB显示设备。因此，显示设备的图像元件(也称为像素)包括三个子图像元件(也称为子像素)。通常，子图像元件分别包括发射相应波长范围内的电磁辐射的发光器件。如果发光器件故障，则这会损害显示设备的质量。因此，例如能够存在冗余的发光器件。
一个目的是：提供一种显示设备和一种用于运行显示设备的方法，其中发光器件的数量保持较低。
该目的通过根据独立权利要求的显示设备和用于运行显示设备的方法来实现。显示设备和用于运行显示设备的方法的其他设计方案是从属权利要求的主题。
在至少一个实施方式中，显示设备包括具有第一子图像元件的第一图像元件和具有第二子图像元件的第二图像元件。第一子图像元件包括第一发光器件、第一晶体管和第一驱动器电路。第一驱动器电路在输出侧与第一晶体管的控制端子耦合。第一晶体管与第一发光器件耦合。第二子图像元件包括第二晶体管和第二驱动器电路。第二驱动器电路在输出侧与第二晶体管的控制端子耦合。第二晶体管与第一发光器件耦合。
有利地，第一发光器件由第一驱动器电路和第二驱动器电路操控。因此，通过第一发光器件的电通流进而由第一发光器件发射的辐射的值与第一驱动器电路和/或第二驱动器电路的输出信号相关。辐射指的是电磁辐射。
根据至少一个实施方式，显示设备包括多个图像元件。多个图像元件包括第一图像元件和第二图像元件。
根据至少一个实施方式，显示设备包括第一供电端子和第二供电端子。第一晶体管和第二晶体管的并联连接将第一供电端子与求和节点耦合。第一发光器件将求和节点与第二供电端子耦合。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一子图像元件包括将第一晶体管的控制端子与第一供电端子耦合的第一电容器。第二子图像元件包括将第二晶体管的控制端子与第一供电端子耦合的第二电容器。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一驱动器电路被配置为根据输送至第一驱动器电路的第一数据信号来控制第一晶体管。第二驱动器电路被配置为根据输送至第二驱动器电路的第二数据信号来控制第二晶体管。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一子图像元件包括第二发光器件和第三晶体管。第一驱动器电路在输出侧与第三晶体管的控制端子耦合。第三晶体管与第二发光器件耦合。第二子图像元件包括第三发光器件和第四晶体管。第二驱动器电路在输出侧与第四晶体管的控制端子耦合。第四晶体管与第二发光器件耦合。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件相邻设置。例如，第一发光器件设置在第二发光器件与第三发光器件之间。第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件被设计为发射相同波长范围内的辐射。第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件因此具有相同的色坐标或相同的发射颜色，或者再现相同的颜色印象。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一驱动器电路被配置为控制第一晶体管和第二晶体管，使得在第一运行模式中，第二发光器件输出辐射，而在第二运行模式中，第一发光器件输出辐射。运行模式也能够被称为运行方式、运行阶段或运行状态。在一个示例中，在第一运行模式中，第一发光器件和第二发光器件起作用；此外，在第二运行模式中，第二发光器件不起作用而第一发光器件起作用。在初始调试和/或校准和/或测量中确定哪些晶体管和/或哪些发光器件能够使用。可选地，自动识别故障像素也是可行的。如果发光器件(例如μLED)故障或超出规定参数，则发光器件不起作用。该信息例如存储在实现为集成电路的控制电路中。
根据显示设备的至少一个实施方式，第二驱动器电路被配置为控制第二晶体管和第四晶体管，使得在第一运行模式中，第一发光器件输出辐射，而在第三运行模式中，第三发光器件输出辐射。在第三运行模式中，第一发光器件不起作用，而第三发光器件起作用；此外，在第三运行模式中，第一驱动器电路被配置为控制第一晶体管和第二晶体管，使得第二发光器件输出辐射。
根据显示设备的至少一个替代实施方式，第一驱动器电路和第二驱动器电路被配置为控制第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管，使得在第一运行模式中，第二发光器件和第三发光器件输出辐射，而在第二运行模式中，第一发光器件和第二发光器件，或者第一发光器件和第三发光器件，或者仅第一发光器件输出辐射。如果第三发光器件不起作用，则第一发光器件和第二发光器件输出辐射。如果第二发光器件不起作用，则第一发光器件和第三发光器件输出辐射。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件不与显示设备的其他图像元件或子图像元件耦合。第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件仅由第一驱动器电路和第二驱动器电路操控。
根据至少一个实施方式，显示设备包括具有第三子图像元件的第三图像元件。第三子图像元件包括第四发光器件、第五晶体管和附加晶体管以及第三驱动器电路。第三驱动器电路在输出侧与第五晶体管的控制端子和附加晶体管的控制端子耦合。第五晶体管与第一发光器件耦合。附加晶体管与第四发光器件耦合。第三驱动器电路被配置为控制第五晶体管和附加晶体管，使得在第一运行模式中，第四发光器件输出辐射，而在第四运行模式中，第一发光器件输出辐射。
根据至少一个实施方式，显示设备包括具有第四子图像元件的第四图像元件。第四子图像元件包括第五发光器件、第六晶体管和另一个晶体管以及第四驱动器电路。第四驱动器电路在输出侧与第六晶体管的控制端子和另一个晶体管的控制端子耦合。第六晶体管与第五发光器件耦合。另一个晶体管与第一发光器件耦合。因此，有利地，在第二发光器件、第三发光器件、第四发光器件和/或第五发光器件失效的情况下，第一发光器件能够发射辐射。
根据至少一个实施方式，显示设备包括具有第一子图像元件的第一图像元件。第一子图像元件包括第一发光器件和第二发光器件、第一晶体管和另外的晶体管以及第一驱动器电路。第一驱动器电路在输出侧与第一晶体管的控制端子和另外的晶体管的控制端子耦合。第一晶体管与第一发光器件耦合。另外的晶体管与第二发光器件耦合。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一驱动器电路被配置为控制第一晶体管和另外的晶体管，使得在第一运行模式中，第二发光器件输出辐射，而在第二运行模式中，第一发光器件输出辐射。例如在第二发光器件不起作用的情况下调节第二运行模式。
在至少一个实施方式中，提出一种用于运行显示设备的方法，该显示设备包括第一图像元件和第二图像元件。第一图像元件的第一子图像元件包括第一发光器件、第一晶体管和第一驱动器电路。第二图像元件的第二子图像元件包括第二晶体管和第二驱动器电路。在此，该方法包括：
-通过第一驱动器电路向第一晶体管输出第一控制电压，
-根据第一控制电压调节流过第一晶体管的第一电流，
-通过第二驱动器电路向第二晶体管输出第二控制电压，
-根据第二控制电压调节流过第二晶体管的第二电流，并且
-根据第一电流与第二电流之和通过第一发光器件输出电磁辐射。
在此描述的方法特别适合于运行在此描述的显示设备。因此，结合显示设备描述的特征也能够用于该方法，反之亦然。
根据至少一个实施方式，显示设备涉及一种用于具有较少数量LED的微型LED显示器的像素方案。显示设备被构成为基于μLED的显示器。显示设备能够用于显示器或视频墙应用。μLED显示器的制造成本在很大程度上取决于所使用的LED数量。通过减少冗余像素(也能够被称为副像素)和/或主像素中的μLED能够降低成本。
根据至少一个实施方式，显示设备包括实现为红-绿-蓝图像元件(缩写为RGB图像元件)的图像元件。图像元件也能够被称为像素。图像元件包括至少一个子图像元件，例如红色子图像元件、绿色子图像元件和/或蓝色子图像元件。通常，每个子图像元件包括发光器件(例如发光二极管，缩写为LED，或者微发光二极管，缩写为μLED)。显示设备也能够被称为显示器。μLED显示器的实施方式基于RGB像素，主像素中每种颜色具有一个微型LED。在某些情况下，为了改进产量，在副像素中附加地构建冗余的LED，但该冗余的LED仅在第一LED失效时才投入运行。
根据显示设备的至少一个实施方式，发光器件(例如，LED)能够有利地由两个或更多个晶体管同时操控，使得以下适用：IL＝IT1+IT2+...ITn。
例如，主像素分别配备专用的RGB LED。每两个(或更多)相邻的冗余的副像素共享RGB发光二极管。如果主像素中的LED故障，则切换到副像素。如果两个(更多个)主像素都有故障，则两个(更多个)主像素能够共同使用副像素。晶体管能够被制造为薄膜晶体管(缩写为TFT)。
在一个替代实施方式中，不使用专用的副LED。如果主像素中的一个LED故障，能够一起使用相邻像素的主LED，使得通过LED的电流由两个TFT的电流之和组成。
替代地，LED(红色和/或蓝色)由相邻主子图像的两个TFT操控。可见光分辨率主要由绿色LED的数量决定，因此能够减少红色和蓝色LED的数量。
根据至少一个实施方式，显示设备被设计为经由电流控制、经由脉宽调制或两种方法的组合来实现亮度控制。因此，该电路能够在TFT显示器和基于μIC的显示器中使用。电路能够利用p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(缩写为PMOSFET)(例如使用低温多晶硅(缩写为LTPS)或Si作为衬底)和n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(缩写为NMOSFET)(例如使用氧化铟镓锌(缩写为IGZO)、非晶硅(缩写为aSi)或Si作为衬底)来实施。
显示设备能够包括图像元件(也被称为像素或像素单元)的矩阵或阵列，该图像元件分别具有至少一个子图像元件。
根据至少一个实施方式，显示设备被实现为单色显示设备(例如，黑白显示设备)。于是，一个图像元件正好包括一个子图像元件。
根据至少一个替代实施方式，显示设备被实现为彩色显示设备(例如，RGB显示设备)。于是，一个图像元件能够包括三个子图像元件(例如，“红色”、“绿色”和“蓝色”子图像元件)。
根据显示设备的至少一个实施方式，第一发光半导体器件、第二发光半导体器件、第三发光半导体器件、第四发光半导体器件、第五发光半导体器件和其他发光半导体器件被实现为发光二极管(缩写为LED)或微发光二极管(缩写为μLED)。这些发光半导体器件能够由III/V化合物半导体材料或II/VI化合物半导体材料形成。例如，μLED能够由氮化铟镓InGaN制成。替代地，LED能够被实现为有机发光二极管(缩写为OLED)。
根据显示设备的至少一个替代的实施方式，发光器件被实现为激光二极管，例如表面发射器(英文：vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面发射激光器，缩写为VCSEL)。
显示设备或用于运行显示设备的方法的其他实施方式和改进方案从下面结合图1至图7B进行解释的实施例中得出。附图中相同、相似或作用相同的电路部件和组件具有相同的附图标记。附图示出了：
图1、图2、图3A至图3C、图4和图5示出了显示设备的示例性实施方式；
图6A至图6C示出了显示设备的另外的示例性实施方式；和
图7A和图7B示出了显示设备的示例性实施方式。
图1示出了显示设备10的示例性实施方式。显示设备10包括具有第一子图像元件12的第一图像元件11。此外，显示设备10包括第二图像元件13，该第二图像元件包括第二子图像元件14。第一子图像元件12具有第一发光器件15。第一发光器件15被实施为发光半导体器件。第一发光器件15被实现为发光二极管(缩写为LED)。
此外，第一子图像元件12具有第一晶体管16，该第一晶体管与第一发光器件15耦合。耦合指的是，第一晶体管16的受控路径的端子与第一发光器件15的端子耦合或者连接到第一发光器件15的端子。图像元件11包括第一供电端子17和第二供电端子18。第二供电端子18例如能够被实现为参考电势端子。由第一晶体管16和第一发光器件15构成的串联电路设置在第一供电端子17与第二供电端子18之间。例如，第一发光器件15连接到第二供电端子18。第一晶体管16将第一供电端子17与求和节点32耦合。第一发光器件15将求和节点32与第二供电端子18耦合。第一发光器件15的阴极连接到第二供电端子18。第一发光器件15的阳极连接到求和节点32。第一晶体管16的控制端子19经由第一子图像元件12的第一电容器20与第一供电端子17耦合。第一电容器20具有存储电容器的功能。
第一子图像元件12具有第一驱动器电路21。第一驱动器电路21的输出端连接到第一晶体管16的控制端子19。第一晶体管16能够被制造为薄膜晶体管(英文：thin-filmtransistor，缩写为TFT)。第一驱动器电路21包括用于操控子图像元件12的薄膜晶体管。显示设备10被构成为基于μLED的显示器。
第二子图像元件14包括第二晶体管28和第二驱动器电路29。第二驱动器电路29的输出端连接到第二晶体管28的控制端子30。第二子图像元件14的第二电容器31将第二晶体管28的控制端子30与第一供电端子17耦合。第二晶体管28与第一发光器件15耦合。第二晶体管28的受控路径的端子因此与第一发光器件15的端子耦合或连接到第一发光器件15的端子。因此，第二晶体管28将第一供电端子17与求和节点32耦合，从而与第一发光器件15耦合，更精确地与第一发光器件15的阳极耦合。
第一晶体管16和第二晶体管28被实现为场效应晶体管，特别是p沟道晶体管。第一晶体管16和第二晶体管28被实施为金属氧化物半导体场效应晶体管(缩写为MOSFET)，例如p沟道MOSFET。
供电电压VDD施加在第一供电端子17处。参考电势GND施加在第二供电端子18处。第一晶体管16由第一驱动器电路21输出的第一控制电压UG1控制。相应地，第二晶体管28由第二驱动器电路29输出的第二控制电压UG2控制。第一控制电压UG1例如施加在第一晶体管16的控制端子19与第一供电端子17之间。第二控制电压UG2例如施加在第二晶体管28的控制端子30与第一供电端子17之间。第一电流IT1根据第一控制电压UG1流过第一晶体管16。相应地，第二电流IT2根据第二控制电压UG2流过第二晶体管28。第一运行电流IL1流过第一发光器件15。第一运行电流IL1为第一电流IT1与第二电流IT2之和。第一发光器件15根据第一运行电流IL1进而根据第一电流IT1与第二电流IT2之和发射电磁辐射。
发光器件，即第一发光器件15能够有利地由两个晶体管(例如两个TFT)同时操控，使得以下适用：IL1＝IT1+IT2。
在显示设备10的图1所示的示例中，第一子图像元件12没有另外的发光器件。第二子图像元件14没有发光器件。因此，第一子图像元件12和第二子图像元件14的发光器件的数量合计为正好1个。第一子图像元件12和第二子图像元件14使用第一发光器件15来输出电磁辐射。因此，第一发光器件15是第一子图像元件12和第二子图像元件14的公共的发光器件。第一子图像元件12和第二子图像元件14被设计为发射相同波长范围内的电磁辐射。例如，第一子图像元件12和第二子图像元件14均被设计为红色图像元件或均被设计为蓝色图像元件。
实现第一发光器件15的LED(红色和/或蓝色)由相邻主子像素12、14的两个TFT16、28操控。可见光分辨率主要由绿色LED的数量决定，因此能够减少红色和蓝色LED的数量。
图1示出了显示设备10(也称为显示器)的结构：第一晶体管16以及第一发光器件15(实现为μLED)位于第一图像元件11或第一子图像元件12中。第二晶体管28位于第二图像元件13或第二子图像元件14中，其同样使用第一发光器件15。通过第一发光器件15的第一运行电流IL1是通过第一晶体管16和第二晶体管28的电流之和。对于第一图像元件11中的一个或多个LED以相同的方式实施布线。图1中所示的子图像元件12、14特别适合于红色和蓝色子图像元件。
图2示出了显示设备10的替代实施方式，其为图1中所示的实施方式的改进方案。第一子图像元件12包括第二发光器件40。第二发光器件40如第一发光器件15那样实现。附加地，第一子图像元件12包括具有控制端子42的第三晶体管41，该控制端子连接到第一驱动器电路21的另外的输出端。第三电容器43将第三晶体管41的控制端子42与第一供电端子17耦合。第三晶体管41将第三发光器件40与第一供电端子17耦合。第二发光器件40连接到第二供电端子18。
第二子图像元件14包括第三发光器件50。第二子图像元件14还包括第四晶体管51。第四晶体管51将第三发光器件50与第一供电端子17耦合。第二驱动器电路29的另外的输出端连接到第四晶体管51的控制端子。第二子图像元件14的第四电容器52将第四晶体管51的控制端子与第一供电端子17耦合。
如图2所示，显示设备10能够包括具有第三子图像元件56的第三图像元件55。第三子图像元件56具有与第二发光器件40耦合的第五晶体管57。同样地，显示设备10能够具有包括第四子图像元件61的第四图像元件60。第四子图像元件61具有第六晶体管62，该第六晶体管将第三发光器件50与供电端子17耦合。仅简述了第三图像元件55和第四图像元件60。第三图像元件55和第四图像元件60能够如第一图像元件11那样实现。第三图像元件55和第四图像元件60具有第五电容器58和第六电容器63。
第一驱动器电路21向第三晶体管41的控制端子42输出第三控制电压UG3。第一驱动器电路21调节第三晶体管41，使得第三电流IT3流过第三晶体管41。因此，流过第二发光器件40的运行电流IB2至少具有第三电流IT3的值。
显示设备10能够处于第一运行模式或第二运行模式中。运行模式也能够被称为运行阶段或运行方式。在第一运行模式中，第一驱动器电路21操控第三晶体管41，使得第二发光器件40发射电磁辐射。而第一驱动器电路21操控第一晶体管16，使得第一电流IT1的值为0，即第一晶体管16不向第一发光器件15输出电流。在第一运行模式中，第二驱动器电路29操控第二晶体管28，使得第二晶体管向第一发光器件15输出第二电流IT2(不等于0)，并且第一发光器件15发射电磁辐射。此外，第二驱动器电路29操控第四晶体管51，使得第四电流IT4的值为0，即第四晶体管51不向第三发光器件50输出电流。
当第二发光器件40起作用时，显示设备10被置于第一运行模式中。
如果第二发光器件40不起作用，则显示设备10被置于第二运行模式中。在此，第一驱动器电路21输出第一控制电压UG1，使得第一电流IT1(不等于0)流过第一晶体管16。因此，第一运行电流IL1至少具有第一电流IT1的值。可选地，第一驱动器电路21能够输出第三控制电压UG3，使得第三晶体管41被切换到非导通状态中。
在第二运行模式中，第二驱动器电路29还输出第二控制电压UG2，使得第二电流IT2(不等于0)流过第二晶体管28，进而也流过第一发光器件15。因此，流过第一发光器件15的第一运行电流IL1为第一电流IT1与第二电流IT2之和(IL1＝IT1+IT2)。因此，在第二发光器件40不起作用的情况下，第一发光器件15有利地承担用于第一子图像元件12和第二子图像元件14的发光器件的功能。
因此，在第一运行模式中，不同的发光器件被预设为分别输出单个子图像元件的电磁辐射。在第二运行模式中，具有不起作用的发光器件的子图像元件使用相邻的发光器件代替不起作用的发光器件来输出电磁辐射。
在该示例中不使用专用的副LED。如果在第一图像元件11(也称为主像素)中LED是故障的，则能够一起使用相邻的图像元件(例如，第二图像元件13)的发光器件，使得通过LED的电流是由两个TFT的电流之和组成的。在一种选项中，完全放弃在副像素中使用专用的LED。有利地，实现了高节约潜力。如果主像素故障，则共同使用相邻的像素。如果两个相邻的像素故障，则无法再进行补偿。
图2示出了显示器的结构：第一发光器件15能够用作第二子图像元件14的主LED，并且能够用作第一子图像元件12的副LED。第二发光器件40能够用作第一子图像元件12的主LED，并且能够用作第三子图像元件56的副LED。第三发光器件50能够用作第四子图像元件61的主LED，并且能够用作第二子图像元件14的副LED。对于所有三个发光器件15、40、50都以相同的方式实施布线。
图3A示出了显示设备10的另一示例性实施方式，其是图1和图2中所示的实施方式的改进方案。第一子图像元件13包括第一发光器件15和第二发光器件40、第一驱动器电路21、第一晶体管16和第三晶体管41以及第一电容器20和第三电容器43。第二子图像元件14包括第三发光器件50、第二晶体管28和第四晶体管51、第二电容器31和第四电容器52以及第二驱动器电路29。
在第一子图像元件12的第一运行模式中，第二发光器件40起作用。因此，第一驱动器电路21操控第三晶体管41，使得第二发光器件40发射电磁辐射。在该情况下，第一晶体管16由第一驱动器电路21切换为非导通。在第二子图像元件14的第一运行模式中，第二驱动器电路29操控第四晶体管51，使得第三发光器件50发射电磁辐射。此外，第二驱动器电路29使第二晶体管28切换为非导通。
然而，如果第二发光器件40不起作用，则第一驱动器电路21调节第一晶体管16，使得第一发光器件15发射电磁辐射。第一驱动器电路21向第一晶体管16输出第一控制电压UG1，使得第一电流IT1(不等于0)流过第一晶体管16，进而同样流过第一发光器件15。因此，第一子图像元件12处于第二运行模式中。
然而，如果第三发光器件50不起作用，则第二驱动器电路29调节第二晶体管28，使得第一发光器件15发射电磁辐射。第二驱动器电路29向第二晶体管28输出第二控制电压UG2，使得第二电流IT2(不等于0)流过第二晶体管28，进而同样流过第一发光器件15。因此，第二子图像元件14处于第二运行模式中。
如果第二发光器40和/或第三发光器件50不起作用，则运行电流IL1流过第一发光器件15，该运行电流是第一电流IT1与第二电流IT2之和。在此，第一电流IT1和第二电流IT2具有不等于0的值。以下适用：IL1＝IT1+IT2。
有利地，发光器件(即，第一发光器件15)能够在其他发光器件40、50中的一个失效的情况下用作替换器件。因此不需要为每个子图像元件12，14提供自身的替换器件。有利地，第一发光器件15能够由两个或更多个晶体管同时操控。主像素分别配备专用的RGBLED。每两个(或更多个)相邻的冗余的副像素共享RGB LED。如果主像素中的LED故障，则切换到副像素。如果两个(更多个)主像素都有故障，则两个(更多个)主像素能够共同使用一个副像素。
图3A示出了显示器的结构：第一晶体管16以及第一发光器件15形成主像素中的LED的操控器。第三晶体管41以及第二发光器件40形成主像素中的LED的操控器。第一晶体管16和第二晶体管28以及第一发光器件15形成公共的副像素中的LED的操控器。对于像素中所有三个LED都以相同的方式实施布线。副像素中的LED的数量减少50％或更多。由于预期的高传输速率，仅少量的副像素投入运行。如果一主像素故障，则该主像素如在标准电路中那样由副像素替换。如果两个(更多个)像素都有故障，则用于操控单个像素所需的电流之和(IL＝IT1+IT2+...ITn)流过LED。高分辨率显示器中的视觉印象几乎不受较少数量的副像素的影响。由于预期的高传输速率，这种情况不太可能发生。
图3B示出了显示设备10的一个示例性实施方式，其是图1、图2和图3A中所示的实施方式的改进方案。在图3B中详细地示出了第一驱动器电路21和第二驱动器电路29。第一驱动器电路12包括第一和第二选择晶体管71、72(英文：select transistor)。显示设备10的第一数据线路73经由第一选择晶体管71与第一晶体管16的控制端子19耦合。此外，第一数据线路73经由第二选择晶体管72与第三晶体管41的控制端子耦合。第一选择线路74连接到第一选择晶体管71的控制端子。此外，显示设备10的第二选择线路75连接到第二选择晶体管72的控制端子。第一数据线路73能够被称为列线。第一选择线路74和第二选择线路75能够被称为行线。第一选择晶体管71和第二选择晶体管72被实现为相同沟道类型的场效应晶体管；例如，与第一晶体管16、第二晶体管28、第三晶体管41和第四晶体管51相同的沟道类型的场效应晶体管。因此，第一选择晶体管71和第二选择晶体管72要么都是n沟道MOSFET，要么都是p沟道MOSFET。
显示设备10被设计用于检测哪些发光器件不起作用。起作用和不起作用的发光器件通过第一测量和/或通过校准来确定。起作用的发光器件也能够被称为进行作用的发光器件。可选地，由显示设备10执行对故障的图像元件和/或发光器件和/或晶体管的自动识别。第一数据信号DATA1可以在第一数据线路73处截取。如果显示设备10识别到例如第二发光器件40起作用，则第一选择线路74上的第一选择信号SEL1(英文：select signal)将第一选择晶体管71置于非导通状态，并且第二选择线路74上的第二选择信号SEL2将第二选择晶体管72置于导通状态，使得第一数据信号DATA1存储在第三电容器43中并且调节第三晶体管41。因此，第三电流IT3的值由第一数据信号DATA1的值调节。
在此之前或之后，由第二选择线路75上的第二选择信号SEL2将第二选择晶体管72切换为非导通，并且由第一选择线路74处的第一选择信号SEL1将第一选择晶体管71切换为导通，使得第一数据信号DATA1经由第一选择晶体管71馈送至第一电容器20和第一晶体管16。在第一运行模式中，例如，数据信号DATA1具有供电电压VDD的值，使得第一晶体管16被切换为非导通。
相应地，第二驱动器电路29包括第三选择晶体管76和第四选择晶体管77。显示设备10的第二数据线路78经由第三选择晶体管76与第二晶体管28的控制端子30耦合。此外，第二数据线路78经由第四选择晶体管77与第四晶体管51的控制端子耦合。第三选择线路79连接到第三选择晶体管76的控制端子。此外，显示设备10的第四选择线路80连接到第四选择晶体管77的控制端子。第二驱动器电路29的作用方式对应于第一驱动器电路21的作用方式。第三选择线路79能够与第一选择线路74导通连接或者能够是相同的。第四选择线路80能够与第二选择线路75导通连接或者能够是相同的。
因此，与不使用副像素(即，在发生故障的情况下无法切换到相邻的发光器件)的显示设备10相比，显示设备10包括大约两倍数量的选择线路。例如，帧时间(英文：frametime)被分割；在第一部分中，(例如对于第二发光器件40和第三发光器件50)，选择线路的第一半部被操控，在第二部分中，(例如对于第一发光器件15)，选择线路的第二半部被操控。
图3C示出了显示设备10的一个示例性实施方式，其是上述附图中所示的实施方式的改进方案。第一选择晶体管71将第一数据线路73与第一电容器19和第一晶体管16耦合。此外，第二选择晶体管72将另外的第一数据线路82与第三电容器43和第三晶体管42耦合。第一选择线路74连接到第一选择晶体管71的控制端子，并且连接到第二选择晶体管72的控制端子。
如果借助于第一选择信号SEL1将第一选择晶体管71和第二选择晶体管72切换为导通，则施加在第一数据线路73处的第一数据信号DATA1经由第一选择晶体管71馈送至第一电容器和第一晶体管16。相应地，施加在另外的第一数据线路82处的另外的数据信号DATA1'经由第二选择晶体管72馈送至第三晶体管41和第三电容器43。第一数据信号DATA1和另外的第一数据信号DATA1'保持存储在相应的电容器20、43中，直到选择信号SEL1将两个选择晶体管71、72再次切换为导通，并且改变的数据信号DATA1、DATA1'经由切换为导通的选择晶体管71、72输送至第一晶体管16和第三晶体管41。
第二驱动器电路29如第一驱动器电路21那样实现并且如第一驱动器电路21那样起作用。第三选择晶体管76将第二数据线路78与第二电容器31和第二晶体管28耦合。此外，第四选择晶体管77将另外的第二数据线路83与第四电容器52和第四晶体管51耦合。另外的选择线路84连接到第三选择晶体管76的控制端子，并且连接到第四选择晶体管77的控制端子。另外的选择线路84能够与第一选择线路74导通连接或者能够是相同的。第一选择信号SEL1或另外的选择信号能够施加在另外的选择线路84处。第二数据信号DATA2施加在第二数据线路78处。另外的第二数据信号DATA2'施加在另外的第二数据线路83处。
驱动器电路21、29还能够以替代实施方式来实现。
图4示出了显示设备10的另一示例性实施方式，其是上述附图中所示的实施方式的改进方案。显示设备10包括如同样在图3A至图3C中所示的第一图像元件11和第二图像元件13。附加地，显示设备包括具有第三子图像元件56的第三图像元件55。此外，显示设备10包括具有第四子图像元件61的第四图像元件60。
第三子图像元件56和第四子图像元件61如第一子图像元件12那样实现。因此，第三子图像元件56包括第四发光器件94、第三驱动器电路95、第五晶体管57和附加晶体管96以及第五电容器58和附加电容器98。第三驱动器电路95经由附加晶体管96与第四发光器件94耦合。此外，第三驱动器电路95经由第五晶体管57与第一发光器件15耦合。
第四子图像元件61包括第五发光器件100、第四驱动器电路101、第六晶体管62、另一个晶体管103、第六电容器63以及另一个电容器105。第四驱动器电路101经由第六晶体管62与第五发光器件100耦合。第四驱动器电路101经由另一个晶体管103与第一发光器件15耦合。
因此，在四个子图像元件12、14、56、61的发光器件40、50、94、100中的一个不起作用的情况下，第一发光器件15被设置成发射辐射的发光器件。有利地，四个像素11、13、55、60使用公共的发光器件(即，第一发光器件15)作为备用器件。
在一个实施方式中，第一发光器件15设置在四个发光器件之间。四个图像元件11、13、55、60被设置成阵列，例如2×2阵列或矩阵。例如，第一发光器件15定位在阵列的中心。
在一个实施方式中，每个副像素设有四个主像素。图4示出了显示器的结构：第三晶体管41以及第二发光器件40形成(第一主像素的)第一子图像元件12中的LED的操控器。第四晶体管51以及第三发光器件50形成(第二主像素的)第二子图像元件14中的LED的操控器。附加晶体管96以及第四发光器件94形成(第三主像素的)第三子图像元件56中的LED的操控器。第六晶体管62以及第五发光器件100形成(第四主像素的)第四子图像元件61中的LED的操控器。第一晶体管16、第二晶体管29、第五晶体管57和另一个晶体管103以及第一发光器件15形成公共的副像素中的LED的操控器。对于子图像元件中的所有LED都以相同的方式实施布线。
有利地，四个主像素使用公共的副像素。有利地，发光器件(例如，第一发光器件15)能够由两个或更多个晶体管同时操控，使得以下适用：IL＝IT1+IT2+...ITn。
主像素分别配备专用的RGB LED。每两个(或更多个)相邻的冗余的副像素共享RGBLED。如果主像素中的LED故障，则切换到副像素。如果两个(更多个)主像素都有故障，则两个(更多个)主像素能够共同使用副像素。
图5示出了显示设备10的另一示例性实施方式，其是上面所示的实施方式的改进方案。显示设备10包括具有第一子图像元件12的第一图像元件11。子图像元件12例如如图2中所示的那样来实现。因此，第一子图像元件12包括第一驱动器电路21、第一发光器件15和第二发光器件40、第一晶体管16、另外的晶体管107、第一电容器20以及另外的电容器109。第一驱动器电路21在另外的输出端处与另外的晶体管107的控制端子耦合。另外的晶体管107与第二发光器件40耦合。因此，第一驱动器电路21能够如根据图3B和图3C的第一驱动器电路21那样来实现。第一发光器件15和第二发光器件40没有与其他图像元件或其他子图像元件的晶体管连接。
在一个示例中，如果第二发光器件40起作用，则第一驱动器电路21将流过第二发光器件40的第二电流IT2调节为不等于0的值。此外，第一驱动器电路21将第一电流IT1设置为0值。由此实现第一运行模式。
如果第二发光器件40不起作用，则第一子图像元件12置于第二运行模式中，其中第一驱动器电路21将第一电流IT1设置为不等于0的值。同时，将第三电流IT3调节为零。有利地，第一图像元件11能够独立于其他图像元件运行。第一发光器件15也能够被称为副像素，并且第二发光器件40也能够被称为主像素。晶体管16、107能够被实施为薄膜晶体管(英文：thin film transistor，缩写为TFT)。
显示设备10被实施为μLED显示器并且基于RGB像素，主像素中每种颜色具有一个微型LED。为了改进产量，在副像素中附加地构建一个或多个冗余的LED，但该冗余的LED仅在第一LED失效时才投入运行。图5示出了有源矩阵显示器或有源矩阵薄膜晶体管显示器(缩写为AM TFT显示器)的结构。另外的晶体管107以及实现为μLED的发光器件40形成主像素中的LED的操控器。第一晶体管16以及实现为μLED的第一发光器件15形成副像素中的LED的操控器。对于像素中的所有三个LED都以相同的方式实施布线。在主像素的LED不起作用的情况下，从主像素切换到副像素。替代地，没有副像素的实施方案同样是可行的。
图6A至图6C示出了显示设备10的替代示例性实施方式，其是上面所示的实施方式的改进方案。在图6A至图6C中，第一晶体管16和第二晶体管28被实现为n沟道晶体管。第一晶体管16和第二晶体管28被实施为n沟道MOSFET。在此，第一供电端子17被实施为参考电势端子。因此，参考电势GND施加在第一供电端子17处。第二供电端子18与电压源(未示出)连接。供电电压VDD施加在第二供电端子18处。图6A中的电路对应于图1中的电路。图6B中的电路对应于图2中的电路。而图6C中的电路对应于图3A中的电路。在图6A至图6C中，第一发光器件15连接到第二供电端子18。而第一发光器件15的阴极经由求和节点32并且经由第一晶体管16与第一供电端子17耦合。这同样适用于其他发光器件的阴极和阳极。
显示设备10的晶体管被实施为p沟道MOSFET和/或n沟道MOSFET(对于N沟道MOSFET参见图6A至图6C)。例如，硅或氧化铟镓锌(缩写为IGZO)能够用作制造晶体管的衬底。硅能够是低温多晶硅(缩写为LTPS)、非晶硅(缩写为aSi)或者单晶硅。
图7A示出了显示设备10的一个示例性实施方式，其是上面所示的实施方式的改进方案。在图7A和图7B中，仅示意性地示出了显示设备10。例如，第一子图像元件12和第二子图像元件14如图1中那样实现。第一图像元件11包括另外的第一子图像元件110和附加的第一子图像元件111。同样地，第二图像元件13包括另外的第二子图像元件112和附加的第二子图像元件113。另外的第一子图像元件110、附加的第一子图像元件111和第一子图像元件12能够以不同的方式实现。另外的第一子图像元件110和另外的第二子图像元件112例如如图5所示的那样来实现。第一子图像元件12、第二子图像元件14、附加的第一子图像元件111和附加的第二子图像元件113例如如图1所示的第一子图像元件12和第二子图像元件14那样实施。
例如，第一子图像元件12和第二子图像元件14被构成用于发射红色波长范围内的电磁辐射。此外，附加的第一子图像元件112和附加的第二子图像元件113被实现用于发射蓝色波长范围内的电磁辐射。另外的第一子图像元件110和另外的第二子图像元件112被构成用于发射绿色波长范围内的电磁辐射。因此，第一图像元件11和第二图像元件13构成的装置包括正好一个用于发射蓝色波长范围内的电磁辐射的发光器件、正好一个用于发射红色波长范围内的电磁辐射的发光器件和至少两个用于发射绿色波长范围内的电磁辐射的发光器件(例如，四个发光器件)。
图7B示出了显示设备10的一个示例性实施方式，其是上面所示的实施方式的改进方案。显示设备包括列驱动器电路120和行驱动器电路121。图像元件11、13矩阵状地设置成行和列。列驱动器电路120向数据线路73、78输出数据信号DATA1、DATA2。行驱动器电路121在选择线路74、75处提供选择信号SEL1、SEL2。显示设备10包括n×m个图像元件11、13。在该示例中，每个图像元件恰好包括一个子图像元件。在此，n是列的数量，m是行的数量。在如图3B所示的子图像元件的实现方案中，显示设备10因此包括数量为n的数据线路73、78，这些数据线路也能够被称为列线。此外，显示设备10包括数量为2×m的选择线路74、75，这些选择线路也能够被称为行线。显示设备10包括例如与列驱动器电路120和/或行驱动器电路121耦合的控制电路122。控制电路122向列驱动器电路120和/或行驱动器电路121输出是经由第一选择信号SEL1还是经由第二选择信号SEL2激活图像元件的信息。控制电路122例如包括用于存储该信息的存储器。
在未示出的替代实施方式中，第一图像元件11不仅包括子图像元件12，还包括另外的第一子图像元件110和/或附加的第一子图像元件111。这同样适用于其他图像元件。
在未示出的替代实施方式中，显示设备10包括如图3C所示的图像元件。在此，显示设备10包括数量为2×n的数据线路73、78、82、83(也称为列线)和数量为m的选择线路74(也称为行线)。
本申请要求德国申请DE 102021104246.1的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
本发明并不局限于根据实施例对本发明的描述。更确切地说，本发明包括任何新特征以及任何特征组合，尤其包含权利要求中的任何特征组合，即使该特征或该组合本身未在权利要求或实施例中明确说明。
附图标记列表
10 显示设备
11 第一图像元件
12 第一子图像元件
13 第二图像元件
14 第二子图像元件
15 第一发光器件
16 第一晶体管
17 第一供电端子
18 第二供电端子
19 控制端子
20 第一电容器
21 第一驱动器电路
28 第二晶体管
29 第二驱动器电路
30 控制端子
31 第二电容器
32 求和节点
40 第二发光器件
41 第三晶体管
42 控制端子
43 第三电容器
50 第三发光器件
51 第四晶体管
52 第四电容器
55 第三图像元件
56 第三子图像元件
57 第五晶体管
58 第五电容器
60 第四图像元件
61 第四子图像元件
62 第六晶体管
63 第六电容器
71 第一选择晶体管
72 第二选择晶体管
73 第一数据线路
74 第一选择线路
75 第二选择线路
76 第三选择晶体管
77 第四选择晶体管
78 第二数据线路
79 第三选择线路
80 第四选择线路
82 另外的第一数据线路
83 另外的第二数据线路
84 另外的选择线路
94 第四发光器件
95 第三驱动器电路
96 附加晶体管
98 附加电容器
100 第五发光器件
101 第四驱动器电路
103 另一个晶体管
105 另一个电容器
107 另外的晶体管
109 另外的电容器
110 另外的第一子图像元件
111 附加的第一子图像元件
112 另外的第二子图像元件
113 附加的第二子图像元件
120 列驱动器电路
121 行驱动器电路
122 控制电路
DATA1、DATA2 数据信号
GND 参考电势
IT1至IT5 电流
IL1至IL3 运行电流
SEL1、SEL2 选择信号
UG1至UG3 控制电压
VDD 供电电压

Claims (14)

1.一种显示设备(10)，包括
-具有第一子图像元件(12)的第一图像元件(11)，和
-具有第二子图像元件(14)的第二图像元件(13)，
其中，所述第一子图像元件(12)包括第一发光器件(15)、第一晶体管(16)和第一驱动器电路(21)，
其中，所述第一驱动器电路(21)在输出侧与所述第一晶体管(16)的控制端子(19)耦合，并且所述第一晶体管(16)与所述第一发光器件(15)耦合，
其中，所述第二子图像元件(14)包括第二晶体管(28)和第二驱动器电路(29)，
其中，所述第二驱动器电路(29)在输出侧与所述第二晶体管(28)的控制端子(30)耦合，并且所述第二晶体管(28)与所述第一发光器件(15)耦合。
2.根据权利要求1所述的显示设备(10)，
其中，所述显示设备(10)具有第一供电端子(17)和第二供电端子(18)，并且
其中，所述第一晶体管(16)和所述第二晶体管(28)的并联连接将所述第一供电端子(17)与求和节点(32)耦合，并且所述第一发光器件(15)将所述求和节点(32)与所述第二供电端子(18)耦合。
3.根据权利要求2所述的显示设备(10)，
其中，所述第一子图像元件(12)包括将所述第一晶体管(16)的控制端子(19)与所述第一供电端子(17)耦合的第一电容器(20)，并且
其中，所述第二子图像元件(14)包括将所述第二晶体管(28)的控制端子(30)与所述第一供电端子(17)耦合的第二电容器(31)。
4.根据权利要求1至3之一所述的显示设备(10)，
其中，所述第一驱动器电路(21)被配置为根据输送至所述第一驱动器电路(21)的第一数据信号(DATA1)来控制所述第一晶体管(16)，并且
其中，所述第二驱动器电路(29)被配置为根据输送至所述第二驱动器电路(29)的第二数据信号(DATA2)来控制所述第二晶体管(28)。
5.根据权利要求1至4之一所述的显示设备(10)，
其中，所述第一子图像元件(12)包括第二发光器件(40)和第三晶体管(41)，
其中，所述第一驱动器电路(21)在输出侧与所述第三晶体管(41)的控制端子(42)耦合，并且所述第三晶体管(41)与所述第二发光器件(40)耦合，
其中，所述第二子图像元件(14)包括第三发光器件(50)和第四晶体管(51)，
其中，所述第二驱动器电路(29)在输出侧与所述第四晶体管(51)的控制端子耦合，并且所述第四晶体管(51)与所述第三发光器件(50)耦合，
其中，所述第一发光器件(15)、所述第二发光器件(40)和所述第三发光器件(50)相邻设置并且被设计为发射相同波长范围内的辐射。
6.根据权利要求5所述的显示设备(10)，
其中，所述第一驱动器电路(21)被配置为控制所述第一晶体管(16)和所述第三晶体管(41)，使得在第一运行模式中，所述第二发光器件(40)输出辐射，而在第二运行模式中，所述第一发光器件(15)输出辐射，
其中，在第一运行模式中，所述第一发光器件(15)和所述第二发光器件(40)起作用，并且
其中，在第二运行模式中，所述第二发光器件(40)不起作用，而所述第一发光器件(15)起作用。
7.根据权利要求5或6所述的显示设备(10)，
其中，所述第二驱动器电路(29)被配置为控制所述第二晶体管(28)和所述第四晶体管(51)，使得在第一运行模式中，所述第一发光器件(15)输出辐射，而在第三运行模式中，所述第三发光器件(50)输出辐射，并且
其中，在第三运行模式中，所述第一发光器件(15)不起作用，而所述第三发光器件(50)起作用。
8.根据权利要求5所述的显示设备(10)，
其中，所述第一发光器件(15)、所述第二发光器件(40)和所述第三发光器件(50)不与所述显示设备(10)的其他图像元件或子图像元件耦合。
9.根据权利要求5或8所述的显示设备(10)，
其中，所述第一驱动器电路(21)和所述第二驱动器电路(29)被配置为控制所述第一晶体管(16)、所述第二晶体管(28)、所述第三晶体管(41)和所述第四晶体管(51)，使得在第一运行模式中，所述第二发光器件(40)和所述第三发光器件(50)输出辐射，而在第二运行模式中，所述第一发光器件(15)和所述第二发光器件(40)，或者所述第一发光器件(15)和所述第三发光器件(50)，或者仅所述第一发光器件(15)输出辐射。
10.根据权利要求1至6或9之一所述的显示设备(10)，
其中，所述显示设备(10)包括具有第三子图像元件(56)的第三图像元件(55)，
其中，所述第三子图像元件(56)包括第四发光器件(94)、第五晶体管(57)和附加晶体管(96)以及第三驱动器电路(95)，
其中，所述第三驱动器电路(95)在输出侧与所述第五晶体管(57)的控制端子和所述附加晶体管(96)的控制端子耦合，所述第五晶体管(57)与所述第一发光器件(15)耦合，并且所述附加晶体管(96)与所述第四发光器件(94)耦合。
11.根据权利要求10所述的显示设备(10)，
其中，所述第三驱动器电路(95)被配置为控制所述第五晶体管(57)和所述附加晶体管(96)，使得在第一运行模式中，所述第四发光器件(94)输出辐射，而在第四运行模式中，所述第一发光器件(15)输出辐射。
12.根据权利要求10或11所述的显示设备(10)，其中
所述显示设备(10)包括具有第四子图像元件(61)的第四图像元件(60)，
其中，所述第四子图像元件(61)包括第五发光器件(100)、第六晶体管(62)和另一个晶体管(103)以及第四驱动器电路(101)，
其中，所述第四驱动器电路(101)在输出侧与所述第六晶体管(62)的控制端子和所述另一个晶体管(103)的控制端子耦合，所述第六晶体管(62)与所述第五发光器件(100)耦合，并且所述另一个晶体管(103)与所述第一发光器件(15)耦合。
13.一种显示设备(10)，
包括具有第一子图像元件(12)的第一图像元件(11)，
其中，所述第一子图像元件(12)包括第一发光器件(15)和第二发光器件(40)、第一晶体管(16)和另外的晶体管(107)以及第一驱动器电路(21)，
其中，所述第一驱动器电路(21)在输出侧与所述第一晶体管(16)的控制端子(19)和所述另外的晶体管(107)的控制端子耦合，所述第一晶体管(16)与所述第一发光器件(15)耦合，并且所述另外的晶体管(107)与所述第二发光器件(40)耦合，
其中，所述第一驱动器电路(21)被配置为控制所述第一晶体管(16)和所述另外的晶体管(107)，使得在第一运行模式中，所述第二发光器件(40)输出辐射，而在第二运行模式中，所述第一发光器件(15)输出辐射。
14.一种用于运行显示设备(10)的方法，
其中，所述显示设备(10)包括第一图像元件(11)和第二图像元件(13)，
其中，所述第一图像元件(11)的第一子图像元件(12)包括第一发光器件(15)、第一晶体管(16)和第一驱动器电路(21)，并且所述第二图像元件(13)的第二子图像元件(14)包括第二晶体管(28)和第二驱动器电路(29)，
其中，所述方法包括：
-通过所述第一驱动器电路(21)向所述第一晶体管(16)输出第一控制电压(UG1)，
-根据所述第一控制电压(UG1)调节流过所述第一晶体管(16)的第一电流(IT1)，
-通过所述第二驱动器电路(29)向所述第二晶体管(28)输出第二控制电压(UG2)，
-根据所述第二控制电压(UG2)调节流过所述第二晶体管(28)的第二电流(IT2)，并且
-根据所述第一电流(IT1)与第二电流(IT2)之和通过所述第一发光器件(15)输出辐射。
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