CN117855245B - 像素单元、像素单元组、显示芯片和显示芯片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光电显示技术领域,提供了一种像素单元、像素单元组、显示芯片和显示芯片的制备方法。像素单元包括:驱动晶体管、至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件;第一发光元件的阳极、第二发光元件的阴极与驱动晶体管的第一极连接,第一发光元件的阴极与共阴极连接,第二发光元件的阳极与共阳极连接;驱动晶体管的第二极用于输入交变驱动信号,驱动晶体管的第三极用于输入控制信号;其中,驱动晶体管用于在控制信号的作用下导通、并将交变驱动信号输出至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在交变驱动信号的作用下发光。这样,能够通过一个驱动晶体管控制至少两个发光元件,进而达到有效提升像素密度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及光电显示技术领域,尤其涉及一种像素单元、像素单元组、显示芯片和显示芯片的制备方法。
背景技术
随着微发光二极管(Micro light emitting diodes,简称Micro LED)显示芯片的长足发展,各种像素密度(Pixels Per Inch,简称PPI)的Micro LED显示芯片相继问世。
相关技术中,一般地,当前的Micro LED像素主要由LED器件和对应的驱动晶体管电路构成,每个LED和驱动晶体管电路垂直堆叠,并且一一对应,因此LED像素密度与驱动晶体管像素密度一致,这样不但可以实现每个LED像素独立开关控制,还可以在有限的显示区域放置更多的发光芯片。
然而,由于器件的空间毕竟是有限的,在器件中可能无法设置更多的晶体管,因此,相关技术的方案存在无法进一步大幅度提升LED像素密度的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种像素单元、像素单元组、显示芯片和显示芯片的制备方法。
第一方面,本申请实施例提供了一种像素单元,所述像素单元包括驱动晶体管、至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件;
所述第一发光元件的阳极、所述第二发光元件的阴极与所述驱动晶体管的第一极连接,所述第一发光元件的阴极与共阴极连接,所述第二发光元件的阳极与共阳极连接;
所述驱动晶体管的第二极用于输入交变驱动信号,所述驱动晶体管的第三极用于输入控制信号;
其中,所述驱动晶体管用于在所述控制信号的作用下导通、并将所述交变驱动信号输出至所述第一发光元件和所述第二发光元件;
所述第一发光元件和所述第二发光元件分别在所述交变驱动信号的作用下发光。
可选地,若所述第一发光元件为多个,则所述像素单元还包括多个第一电流控制器;所述第一电流控制器的数量与所述第一发光元件的数量相同;
各所述第一电流控制器分别与所述第一发光元件一一对应连接;
其中,各所述第一电流控制器分别用于筛选电流值满足第一预设条件的电流。
可选地,若所述第二发光元件为多个,则所述像素单元还包括多个第二电流控制器;所述第二电流控制器的数量与所述第二发光元件的数量相同;
各所述第二电流控制器分别与各所述第二发光元件一一对应连接;
其中,各所述第二电流控制器分别用于筛选电流值满足第二预设条件的电流。
可选地,所述交变驱动信号在一个信号周期内包括正驱动信号和负驱动信号;
所述正驱动信号的数量与所述第一发光元件的数量相同,所述负驱动信号的数量与所述第二发光元件的数量相同;
其中,各所述正驱动信号分别用于驱动各所述第一发光元件发光,各所述负驱动信号分别用于驱动各所述第二发光元件发光;
各所述正驱动信号的电流方向相同、大小不同;各所述负驱动信号的电流方向相同、大小不同。
可选地,所述第一发光元件具体用于在向所述驱动晶体管输入所述正驱动信号和所述控制信号时发光;
所述第二发光元件具体用于在向所述驱动晶体管输入所述负驱动信号和所述控制信号时发光。
第二方面,本申请实施例还提供了一种像素单元组,所述像素单元组包括多个如上述第一方面所述的任一像素单元。
可选地,所述像素单元组中包括3个所述像素单元;
第一个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件分别为红色发光二极管和绿色发光二极管;
第二个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件为红色发光二极管和蓝色发光二极管;
第三个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件为蓝色发光二极管和绿色发光二极管。
第三方面,本申请实施例还提供了一种显示芯片,所述显示芯片包括多个如上述第一方面所述的任一像素单元;
或者,多个如上述第二方面所述的像素单元组。
第四方面,本申请实施例还提供了一种显示芯片的制备方法,所述方法包括:
提供一个驱动芯片;
将各第一发光元件安装于所述驱动芯片的像素区域,以使各所述第一发光元件的阳极分别与所述像素区域内对应驱动晶体管的触点接触;
将各第二发光元件安装于所述像素区域,以使各所述第二发光元件的阴极分别与所述像素区域内对应驱动晶体管的触点接触、以及使得与同一驱动晶体管接触的所述第二发光元件的阴极和所述第一发光元件的阳极连接;
将各所述第一发光元件的阴极与所述驱动芯片的共阴极连接,并将各所述第二发光元件的阳极与所述驱动芯片的共阳极连接;
填充金属保护层,完成制备。
可选地,所述将各所述第一发光元件的阴极与所述驱动芯片的共阴极连接,并将各所述第二发光元件的阳极与所述驱动芯片的共阳极连接,包括:
在各所述第一发光元件之间沉积第一绝缘保护层;
刻蚀所述第一绝缘保护层,并在所述第一绝缘保护层中填充阴极互联网络,以通过所述阴极互联网络将各所述第一发光元件的阴极与所述共阴极连接;
在各所述第二发光元件之间沉积第二绝缘保护层;
刻蚀所述第二绝缘保护层,并在所述第二绝缘保护层中填充阳极互联网络,以通过所述阳极互联网络将各所述第二发光元件的阳极与所述共阳极连接。
本申请实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请提供的一种像素单元,通过在一个像素单元中设置驱动晶体管、至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件。并且,将第一发光元件的阳极、第二发光元件的阴极与驱动晶体管的第一极连接,第一发光元件的阴极与共阴极连接,第二发光元件的阳极与共阳极连接。
并且,通过向驱动晶体管输入控制信号使得驱动晶体管导通、并将该交变驱动信号输出至第一发光元件和第二发光元件,以使得第一发光元件和第二发光元件分别在该交变驱动信号的作用下发光。
如此,能够通过一个驱动晶体管控制两个或两个以上的发光元件,那么就可以在一个器件中驱动晶体管的数量不变的情况下,可以在这个器件中设置两倍以上数量的发光元件,进而可以达到有效提升像素密度的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请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,对于本领域普通技术人员而言,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他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种像素单元的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种交变驱动信号的时序示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种像素单元的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的又一种像素单元的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种交变驱动信号的时序示意图;
图6为本申请实施例提供的又一种交变驱动信号的时序示意图;
图7为本申请实施例提供的一种像素单元组的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种显示芯片的制备方法的流程示意图;
图9为本申请实施例提供的一种显示芯片的制备过程的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常,当前的Micro LED像素主要由LED器件和对应的驱动晶体管电路构成,每个LED和驱动晶体管电路垂直堆叠,并且一一对应,因此LED像素密度与驱动晶体管像素密度一致,这样不但可以实现每个LED像素独立开关控制,还可以在有限的显示区域放置更多的发光芯片。然而,由于器件的空间毕竟是有限的,在器件中可能无法设置更多的晶体管,因此,这种方案存在无法进一步大幅度提升LED像素密度的问题。
为此,本申请实施例提供了一种像素单元,通过在该像素单元中设置驱动晶体管、至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件。该第一发光元件的阳极、该第二发光元件的阴极与该驱动晶体管的第一极连接,该第一发光元件的阴极与共阴极连接,该第二发光元件的阳极与共阳极连接。该驱动晶体管的第二极用于输入交变驱动信号,该驱动晶体管的第三极用于输入控制信号。其中,该驱动晶体管用于在该控制信号的作用下导通、并将该交变驱动信号输出至该第一发光元件和该第二发光元件。该第一发光元件和该第二发光元件分别在该交变驱动信号的作用下发光。这样,能够通过一个驱动晶体管控制两个或两个以上的发光元件,进而可以达到有效提升像素密度的效果。
本申请提供的像素单元可以用于显示芯片中以实现发光、显示的功能,具体可以用于各种电子设备的显示面板。本申请实施例对此不做限定。
下面结合附图对本申请实施例提供的像素单元进行示例性说明。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种像素单元。该像素单元包括驱动晶体管Q、至少一个第一发光元件D1和至少一个第二发光元件D2。
第一发光元件D1的阳极、第二发光元件D2的阴极与驱动晶体管Q的第一极连接,第一发光元件D1的阴极与共阴极连接,第二发光元件D2的阳极与共阳极连接。
驱动晶体管Q的第二极用于输入交变驱动信号,驱动晶体管Q的第三极用于输入控制信号。
其中,驱动晶体管Q用于在该控制信号的作用下导通、并将该交变驱动信号输出至第一发光元件D1和第二发光元件D2。
第一发光元件D1和第二发光元件D2分别在该交变驱动信号的作用下发光。
在本实施例中,驱动晶体管Q可以是N沟道型的晶体管,具体可以是薄膜晶体管,本申请实施例对此不做限定。
第一发光元件D1和第二发光元件D2可以是LED。也即,第一发光元件D1和第二发光元件D2之间是并联关系,且第一发光元件D1和第二发光元件D2是极性相反的与驱动晶体管Q连接。
具体地,在将第一发光元件D1和/或第二发光元件D2与驱动晶体管Q连接时,可以是将第一发光元件D1的阳极与驱动晶体管Q的触点相抵,和/或将第二发光元件D2的阴极与驱动晶体管Q的触点相抵。本申请实施例对此不做限定。
在本实施例中,该共阴极可以是指该像素单元外部的一个连接所有元器件的阴极的公共节点,该共阳极可以是指该像素单元外部的一个连接所有元器件的阳极的公共节点。该共阴极和该共阳极可以被配置成相应的电路,本申请实施例对此不做限定。
在本实施例中,该交变驱动信号可以是指在一个信号周期内,电流方向发生变化的驱动信号。另外,该交变驱动信号可以是方波信号,且该交变驱动信号的电流方向变化的频率可以是固定的。
例如,假设该像素单元中只包括一个第一发光元件D1和一个第二发光元件D2,那么该交变驱动信号可以是如图2所示的驱动信号。
参见图2,该交变驱动信号在0-t1区间内电流方向为正,在t1-t2区间内电流方向为负,且该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小与t1-t2区间内的电流大小相同、且0-t1区间的时间长度与t1-t2区间的时间长度相同。
在这种情况下,由于LED具有正向导通、反向截止的特性,因此在0-t1区间内,第一发光元件D1导通、第二发光元件D2截止。在t1-t2区间内,第二发光元件D2导通、第一发光元件D1截止。如此,可以通过该交变驱动信号实现由一个驱动晶体管Q独立控制两个LED的目的。
可以理解的是,图2所示出的该交变驱动信号的时序图仅仅是一种示例,并不代表本申请实施例提供的该交变驱动信号在只有一个第一发光元件D1和一个第二发光元件D2时仅仅只能以图2的形式进行输入。比如,还可以通过调整t1和t2的值使得第一发光元件D1和第二发光元件D2的发光时长不同、通过调整该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小和在t1-t2区间内的电流大小以使得第一发光元件D1和第二发光元件D2的发光亮度不同,本申请实施例对此不做限定。
在本实施例中,该控制信号可以是脉冲宽度调制(Pulse-width modulation,简称PWM)信号。该控制信号可以用于控制驱动晶体管Q是否导通,比如,在向驱动晶体管Q的第三极输入该控制信号时,驱动晶体管Q可以处于导通状态,在未向驱动晶体管Q的第三极输入该控制信号时,驱动晶体管Q可以保持关断状态。本申请实施例对此不做限定。
具体地,还可以通过该控制信号实现第一发光元件D1和/或第二发光元件D2的独立控制。
继续参见图1和图2,比如,持续向驱动晶体管Q输入该交变驱动信号,但若仅在0-t1区间内向驱动晶体管Q输入该控制信号,也即只有在0-t1区间内驱动晶体管Q处于导通状态、t1-t2区间内驱动晶体管处于关断状态,那么,在该交变驱动信号的整个信号周期内,只有第一发光元件D1发光,第二发光元件D2持续关断。
若仅在t1-t2区间内向驱动晶体管Q输入该控制信号,也即只有在t1-t2区间内驱动晶体管Q处于导通状态、0-t1区间内驱动晶体管Q处于关断状态,那么,在该交变驱动信号的整个信号周期内,只有第二发光元件D2发光,第一发光元件D1持续关断。
若在0-t2区间内持续向驱动晶体管Q输入该控制信号,也即在0-t2区间内驱动晶体管Q处于导通状态,那么,在该交变驱动信号的整个信号周期内,第一发光元件D1和第二发光元件D2会随着该交变驱动信号的电流方向变化而交替发光。
值得注意的是,由于该交变驱动信号是以一定频率快速刷新,也即该交变驱动信号的电流方向以一定频率持续变化,当刷新频率大于50Hz时,在人观察该像素单元时就会产生视觉暂留效果,而无法察觉到第一发光元件D1和第二发光元件D2闪烁,这样,该像素单元也就可以视作为一个常亮的LED灯。
需要说明的是,以下基于图1所示的像素单元和图2所示的交变驱动信号的时序图,对该像素单元的工作原理进行详细地解释说明:
在未输入该交变驱动信号和/或该控制信号时,该像素单元处于非工作状态。此时,没有电流经驱动晶体管Q流向第一发光元件D1和第二发光元件D2,第一发光元件D1和第二发光元件D2均不发光。
若持续向驱动晶体管Q输入该交变驱动信号和该控制信号,那么,驱动晶体管Q持续保持导通状态,该交变驱动信号的电流可以通过驱动晶体管Q流向第一发光元件D1和第二发光元件D2,而由于在0-t1区间内,该交变驱动信号的电流方向为正,此时第一发光元件D1发光、第二发光元件D2不发光。在t1-t2区间内,该交变驱动信号的电流方向为负,此时第一发光元件D1不发光、第二发光元件D2发光。
这样,就可以实现通过一个驱动晶体管Q控制两个发光元件的目的。
在本申请实施例中,通过在一个像素单元中设置驱动晶体管Q、至少一个第一发光元件D1和至少一个第二发光元件D2。并且,将第一发光元件D1的阳极、第二发光元件D2的阴极与驱动晶体管Q的第一极连接,第一发光元件D1的阴极与共阴极连接,第二发光元件D2的阳极与共阳极连接。
并且,通过向驱动晶体管Q输入控制信号使得驱动晶体管Q导通、并将该交变驱动信号输出至第一发光元件D1和第二发光元件D2,以使得第一发光元件D1和第二发光元件D2分别在该交变驱动信号的作用下发光。
如此,能够通过一个驱动晶体管控制两个或两个以上的发光元件,那么就可以在一个器件中驱动晶体管的数量不变的情况下,可以在这个器件中设置两倍以上数量的发光元件,进而可以达到有效提升像素密度的效果。
由于本申请实施例提供的像素单元中还可以包括多个第一发光元件D1和/或多个第二发光元件D2,为此,本申请实施例还提供了一种可能的实现方式。参见图3,若第一发光元件D1为多个,则该像素单元还包括多个第一电流控制器K1。
各第一电流控制器K1分别与第一发光元件D1一一对应连接;
其中,各第一电流控制器的数量与第一发光元件D1的数量相同。并且,各第一电流控制器K1分别用于筛选电流值满足第一预设条件的电流。
在本实施例中,该第一预设条件可以是根据实际需要进行设置的,且每个第一电流控制器K1对应的第一预设条件可以是不同的。本申请实施例对此不做限定。
例如,以图3为例进行说明,若包括两个第一发光元件D1,那么就对应存在两个第一电流控制器K1分别与这两个第一发光元件D1连接。那么,这两个第一电流控制器K1对应的第一预设条件就可以不同。其中,一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件可以是:在该交变驱动信号的电流值小于电流阈值的情况下导通、在该交变驱动信号的电流值大于或等于该电流阈值的情况下截止。而另一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件可以是:在该交变驱动信号的电流值小于电流阈值的情况下截止、在该交变驱动信号的电流值大于或等于该电流阈值的情况下导通。
值得注意的是,各第一电流控制器K1与各第一发光元件D1连接时,可以连接在第一发光元件D1的阳极与驱动晶体管Q之间,也可以连接在第一发光元件D1的阴极与上述共阴极之间,图3中所示的连接方式仅仅是一种示例,并不代表各第一电流控制器K1只能以这样的方式与各第一发光元件D1连接。本申请实施例对此不做限定。
值得说明的是,该像素单元中还可以包括三个或更多的第一发光元件D1,这样就需要适应性地增加各第一电流控制器K1的数量,具体连接关系可以参见图3设置,本申请实施例在此不做赘述。
可以理解的是,通过给各第一电流控制器K1设置不同的第一预设条件。这样,在该交变驱动信号的电流大小发生变化时,就可以通过各第一电流控制器K1的导通或截止进而控制对应的第一发光元件D1发光或关断。
另外,由于可以通过给各第一电流控制器K1设置不同的第一预设条件,以实现通过控制各第一电流控制器K1进而控制各第一发光元件D1的目的,因此,在设置不同数量的第一发光元件D1的情况下,还需要适应性地调整该交变驱动信号的形式,以使得该交变驱动信号在一个信号周期内电流方向和电流大小均发生变化,进而实现通过一个驱动晶体管Q独立控制各第一电流控制器K1和各第一发光元件D1的目的。
一种可能的实现方式中,在图3的基础上,继续参见图4,若第二发光元件D2为多个,则该像素单元还包括多个第二电流控制器K2。
各第二电流控制器K2分别与各第二发光元件一一对应连接。
其中,第二电流控制器K2的数量与第二发光元件D2的数量相同。且,各第二电流控制器K2分别用于筛选电流值满足第二预设条件的电流。
在本实施例中,该第二预设条件可以是根据实际需要进行设置的,且每个第二电流控制器K2对应的第二预设条件可以是不同的。本申请实施例对此不做限定。
例如,以图4为例进行说明,若包括两个第二发光元件D2,那么就对应存在两个第二电流控制器K2分别与这两个第二发光元件D2连接。那么,这两个第二电流控制器K2对应的第二预设条件就可以不同。其中,一个第二电流控制器K2对应的第二预设条件可以是:在该交变驱动信号的电流值小于电流阈值的情况下导通、在该交变驱动信号的电流值大于或等于该电流阈值的情况下截止。而另一个第二电流控制器K2对应的第二预设条件可以是:在该交变驱动信号的电流值小于电流阈值的情况下截止、在该交变驱动信号的电流值大于或等于该电流阈值的情况下导通。
值得注意的是,各第二电流控制器K2与各第二发光元件D2连接时,可以连接在第二发光元件D2的阴极与驱动晶体管Q之间,也可以连接在第二发光元件D2的阳极与上述共阳极之间,图4中所示的连接方式仅仅是一种示例,并不代表各第二电流控制器K2只能以这样的方式与各第二发光元件D2连接。本申请实施例对此不做限定。
值得说明的是,该像素单元中还可以包括三个或更多的第二发光元件D2,这样就需要适应性地增加各第二电流控制器K2的数量,具体连接关系可以参见图4设置,本申请实施例在此不做赘述。
可以理解的是,通过给各第二电流控制器K2设置不同的第二预设条件。这样,在该交变驱动信号的电流大小发生变化时,就可以通过各第二电流控制器K2的导通或截止进而控制对应的第二发光元件D2发光或关断。
另外,由于可以通过给各第二电流控制器K2设置不同的第二预设条件,以实现通过控制各第二电流控制器K2进而控制各第二发光元件D2的目的,因此,在设置不同数量的第二发光元件D2的情况下,还需要适应性地调整该交变驱动信号的形式,以使得该交变驱动信号在一个信号周期内电流方向和电流大小均发生变化,进而实现通过一个驱动晶体管Q独立控制各第二电流控制器K2和各第二发光元件D2的目的。
一种可能的实现方式中,该交变驱动信号在一个信号周期内包括正驱动信号和负驱动信号。
该正驱动信号的数量与第一发光元件D1的数量相同,该负驱动信号的数量与第二发光元件D2的数量相同。
其中,各正驱动信号分别用于驱动各第一发光元件D1发光,各负驱动信号分别用于驱动各第二发光元件D2发光。
各正驱动信号的电流方向相同、大小不同。各负驱动信号的电流方向相同、大小不同。并且,各正驱动信号的电流方向与各负驱动信号的电流方向相反。
例如,图5提供了一种在该像素单元中包括两个第一发光元件D1和一个第二发光元件D2的情况下的交变驱动信号的时序图。
在其中一个实施例中,参见图5,该交变驱动信号在0-t1区间内电流方向为正,在t1-t2区间内电流方向为负,在t2-t3区间内电流方向为正,且该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小与t1-t2区间内的电流大小相同,该交变驱动信号在t2-t3区间内的电流大小大于该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小。且0-t1区间的时间长度、t1-t2区间的时间长度与t2-t3区间的时间长度相同。
同时参见上图3,并假设图3中左侧的一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件为在电流值小于电流阈值的情况下导通、图3中右侧的一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件为在电流值大于或等于电流阈值的情况下导通。该电流阈值大于该交变驱动信号在t1-t2区间内的电流大小、且小于该交变驱动信号在t2-t3区间内的电流大小。
这种情况下,在0-t1区间内,图3中左侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1导通,右侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1截止,第二发光元件D2截止。在t1-t2区间内,第二发光元件D2导通、两个第一发光元件D1均截止。在t2-t3区间内,图3中左侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1截止,右侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1导通,第二发光元件D2截止。
如此,可以通过该交变驱动信号实现由一个驱动晶体管Q独立控制3个LED的目的。
又例如,图6提供了一种在该像素单元中包括两个第一发光元件D1和两个第二发光元件D2的情况下的交变驱动信号的时序图。
在其中一个实施例中,参见图6,该交变驱动信号在0-t1区间和t2-t3区间内电流方向为正,在t1-t2区间和t3-t4区间内电流方向为负,且该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小与t1-t2区间内的电流大小相同,该交变驱动信号在t2-t3区间内的电流大小与t3-t4区间内的电流大小相同,该交变驱动信号在t2-t3区间内的电流大小大于该交变驱动信号在0-t1区间内的电流大小。且0-t1区间的时间长度、t1-t2区间的时间长度、t2-t3区间的时间长度以及t3-t4区间的时间长度相同。
同时参见上图4,并假设图4中左侧的一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件为在电流值小于电流阈值的情况下导通、图4中右侧的一个第一电流控制器K1对应的第一预设条件为在电流值大于或等于电流阈值的情况下导通,且假设图4中左侧的一个第二电流控制器K2对应的第二预设条件为在电流值小于电流阈值的情况下导通、图4中右侧的一个第二电流控制器K2对应的第二预设条件为在电流值大于或等于电流阈值的情况下导通。该电流阈值大于该交变驱动信号在t1-t2区间内的电流大小、且小于该交变驱动信号在t2-t3区间内的电流大小。
这种情况下,在0-t1区间内,图4中左侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1导通,右侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1截止,两个第二发光元件D2均截止。在t1-t2区间内,图4中左侧的第二发光元件D2和第二电流控制器K2导通、右侧的第二发光元件D2和第二电流控制器K2截止,两个第一发光元件D1均截止。在t2-t3区间内,图4中左侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1截止,右侧的第一电流控制器K1和第一发光元件D1导通,两个第二发光元件D2均截止。在t3-t4区间内,图4中右侧的第二发光元件D2和第二电流控制器K2导通、左侧的第二发光元件D2和第二电流控制器K2截止,两个第一发光元件D1均截止。
如此,可以通过该交变驱动信号实现由一个驱动晶体管Q独立控制4个LED的目的。
值得说明的是,根据第二发光元件D2和第一发光元件D1的数量不同,适应性地调整该交变驱动信号中正驱动信号和负驱动信号的形式,可以通过一个驱动晶体管Q来准确、可靠、独立地控制各第一发光元件D1和第二发光元件D2是否发光,进而可以达到有效提升像素密度的效果。
一种可能的实现方式中,第一发光元件D1具体用于在向驱动晶体管Q输入该正驱动信号和该控制信号时发光。
第二发光元件D2具体用于在向驱动晶体管Q输入该负驱动信号和该控制信号时发光。
可以理解的是,只有在同时向驱动晶体管Q输入该正驱动信号和该控制信号时,各第一发光元件D1中与该正驱动信号对应的第一发光元件D1才会发光。只有在同时向驱动晶体管Q输入该负驱动信号和该控制信号时,各第二发光元件D2中与该负驱动信号对应的第二发光元件D2才会发光。
这样,可以避免第一发光元件D1和第二发光元件D2同时发光而增大功耗,而是通过使得该交变驱动信号以一定频率快速刷新(刷新频率一般大于50Hz)、使第一发光元件D1和第二发光元件D2交替发光,进而将该像素单元作为一个常亮的LED灯。如此,可以在提升像素密度的同时还可以兼顾该像素单元的功耗。
本申请实施例还提供了一种像素单元组,该像素单元组包括多个如上述任一实施例所提供的像素单元。
一种可能的实现方式中,参见图7,像素单元组Z中包括3个像素单元。
第一个像素单元Q1中的第一发光元件D3和第二发光元件D4分别为红色发光二极管和绿色发光二极管。
第二个像素单元Q2中的第一发光元件D5和第二发光元件D6为红色发光二极管和蓝色发光二极管。
第三个像素单元Q3中的第一发光元件D7和第二发光元件D8为蓝色发光二极管和绿色发光二极管。
值得注意的是,由于像素单元Q1、像素单元Q2、像素单元Q3中的发光元件分别为红色、绿色、蓝色这三种基色的发光二极管,且任一像素单元均是由一个驱动晶体管驱动两个发光元件,因此,像素单元组Z就可以实现高像素密度的红绿蓝三色全彩LED显示。
在一些可能的实现方式中,像素单元组Z中像素单元Q1、像素单元Q2、像素单元Q3的顺序可以进行调整,并且各像素单元中的发光元件的颜色和顺序也可以根据实际需要进行调换。本申请实施例对此不做限定。
在一个实施例中,本申请实施例还提供了一种显示芯片,该显示芯片包括多个如上述任一实施例所提供的像素单元。
或者,该显示芯片包括多个如上述任一实施例所提供的像素单元组。
为了更好地说明本申请实施例提供的显示芯片的制备过程,本申请实施例还提供了一种显示芯片的制备方法,其具体的实现过程以及技术效果参见上述,下述不再赘述。
如图8所示,该显示芯片的制备方法可以包括:
步骤201:提供一个驱动芯片。
在本实施例中,该驱动芯片可以是通过任意可能的方式制备的、具有驱动能力的芯片。
该驱动芯片可以是包括衬底、绝缘层的芯片,且该驱动芯片具体可以用于驱动LED和晶体管,另外,该驱动芯片中还可以包括相应的共阴极和共阳极。本申请实施例对此不做限定。
步骤202:将各第一发光元件安装于该驱动芯片的像素区域,以使各第一发光元件的阳极分别与该像素区域内对应驱动晶体管的触点接触。
在本实施例中,该驱动芯片的像素区域可以包括多个驱动晶体管,也即一个驱动晶体管矩阵,且该像素区域用于安装设置各第一发光元件和各第二发光元件。
可以理解的是,该像素区域内每一个驱动晶体管的触点可以与至少一个第一发光元件的阳极接触或相抵。若第一发光元件的阳极与对应驱动晶体管的触点接触,则可以表明第一发光元件的阳极与对应驱动晶体管的第一极连接。
步骤203:将各第二发光元件安装于该像素区域,以使各第二发光元件的阴极分别与该像素区域内对应驱动晶体管的触点接触、以及使得与同一驱动晶体管接触的第二发光元件的阴极和第一发光元件的阳极连接。
在本实施例中,与同一驱动晶体管接触的第二发光元件的阴极和第一发光元件的阳极可以直接连接、也可以通过其他元件间接连接,本申请实施例对此不做限定。
可以理解的是,该像素区域内每一个驱动晶体管的触点可以与至少一个第二发光元件的阴极接触或相抵。若第二发光元件的阴极与对应驱动晶体管的触点接触,则可以表明第二发光元件的阴极与对应驱动晶体管的第一极连接。
另外,如同上述实施例中描述的,为了实现一个驱动晶体管控制两个或两个以上的发光元件、进而提升像素密度的目的,因此,在将各第一发光元件和各第二发光元件安装于该像素区域时,除了需要使得各第一发光元件的阳极与对应驱动晶体管的触点接触、各第二发光元件的阴极与对应驱动晶体管的触点接触,同时还需要确保与同一驱动晶体管接触的第一发光元件的阳极和第二发光元件的阴极连接或接触。
示例性地,假设有一个第一发光元件和一个第二发光元件与同一驱动晶体管接触,那么第一发光元件的阳极和这个第二发光元件的阴极可以均与这个驱动晶体管的同一个触点接触。或者,还可以是这个第一发光元件的阳极与这个驱动晶体管的一个触点接触,而这个第二发光元件的阴极与这个驱动晶体管的另一个触点接触,并通过飞线等任意可能的方式将这个驱动晶体管的两个触点连接。本申请实施例对此不作限定。
并且,可以将与同一驱动晶体管接触的第一发光元件和第二发光元件视作同一像素单元。这样,在向一个驱动晶体管输入上述交变驱动信号和上述控制信号、且使得这个驱动晶体管导通的情况下,该交变驱动信号的电流就可以通过这个驱动晶体管流向与这个驱动晶体管连接或接触的第一发光元件的阳极和第二发光元件的阴极,进而实现通过一个驱动晶体管控制至少两个发光元件的目的。
步骤204:将各第一发光元件的阴极与该驱动芯片的共阴极连接,并将各第二发光元件的阳极与该驱动芯片的共阳极连接。
在本实施例中,该共阴极可以是指该像素单元外部的一个连接所有元器件的阴极的公共节点,该共阳极可以是指该像素单元外部的一个连接所有元器件的阳极的公共节点。
这样,就可以使得各第一发光元件、各第二发光元件、各驱动晶体管之间形成完整回路,确保上述交变驱动信号的电流可以正确地流经各第一发光元件、各第二发光元件、各驱动晶体管之间。进而确保能正确地通过任一驱动晶体管独立控制与这任一驱动晶体管接触的发光元件。
步骤205:填充金属保护层,完成制备。
在本实施例中,该金属保护层可以是用于保护芯片不受外部环境、电磁波干扰、机械损坏等影响的一层薄膜,本申请实施例对此不做限定。
并且,该金属保护层一般需要包裹、覆盖该显示芯片中的其他部件或线路。
一种可能的实现方式中,将各第一发光元件的阴极与该驱动芯片的共阴极连接,并将各第二发光元件的阳极与该驱动芯片的共阳极连接,包括:
在各第一发光元件之间沉积第一绝缘保护层。
在本实施例中,该第一绝缘保护层可以是任意可能的材质,比如氧化铝、氮化硅等材质。
另外,该第一绝缘保护层至少需覆盖各第一发光元件。
刻蚀该第一绝缘保护层,并在该第一绝缘保护层中填充阴极互联网络,以通过该阴极互联网络将各第一发光元件的阴极与该共阴极连接。
其中,在该第一绝缘保护层中填充阴极互联网络的方式具体可以是在该第一绝缘保护层中被刻蚀的区域内填充相应的金属,以形成该阴极互联网络。
在各第二发光元件之间沉积第二绝缘保护层。
在本实施例中,该第二绝缘保护层可以与该第一绝缘保护层的材质相同或不同。且,该第二绝缘保护层至少需覆盖各第二发光元件和上述阴极互联网络。
刻蚀该第二绝缘保护层,并在该第二绝缘保护层中填充阳极互联网络,以通过该阳极互联网络将各第二发光元件的阳极与该共阳极连接。
其中,在该第二绝缘保护层中填充阳极互联网络的方式具体可以是在该第二绝缘保护层中被刻蚀的区域内填充相应的金属,以形成该阳极互联网络。
这样,可以使得各第一发光元件、该阴极互联网络、各第二发光元件、该阳极互联网络上的电流不会互相影响,且防止外部因素的干扰,进而提升该显示芯片的安全性。
为了更好地说明该显示芯片的制备方法,本申请实施例还提供了图9,图9示出了该显示芯片的制备过程,且该显示芯片的制备过程与图8所示方法中的各步骤对应。
具体地,图9中的(a)示出了一驱动芯片,该驱动芯片被划分为像素区域和外围电路区域。该驱动芯片包括衬底、绝缘层,且该像素区域还包括多个驱动晶体管、驱动晶体管的触点,该外围电路区域还包括共阴极电路、共阴极触点、共阳极电路、共阳极触点。
图9中的(b)示出了多个第一发光元件,且各第一发光元件的阳极分别与对应的驱动晶体管的触点相接触。图9中的(c)示出了多个第二发光元件,且各第二发光元件的阴极分别与对应的驱动晶体管的触点相接触。
图9中的(d)示出了多个第一发光元件的阴极分别通过阴极互联网络与共阴极触点连接,图9中的(e)示出了多个第二发光元件的阳极分别通过阳极互联网络与共阳极触点连接。
在其中一些实施例中,图9中示出的各第一发光元件从左至右可以依次为红色、绿色、蓝色的LED,各第二发光元件从左至右可以依次为蓝色、红色、绿色的LED。本申请实施例对此不做限定。
这样,就可以从图9可以直观、明了地看出该显示芯片的制备过程。
在一些可能的实现方式中,该显示芯片的制备方法还可以包括其他任意可能的步骤,并且通过该显示芯片的制备方法制得的显示芯片可以实现在上述实施例中任意能够实现的功能或效果。本申请实施例在此不做赘述。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种像素单元,其特征在于,所述像素单元包括驱动晶体管、至少一个第一发光元件和至少一个第二发光元件;
所述第一发光元件的阳极、所述第二发光元件的阴极与所述驱动晶体管的第一极连接,所述第一发光元件的阴极与共阴极连接,所述第二发光元件的阳极与共阳极连接;
所述驱动晶体管的第二极用于输入交变驱动信号,所述驱动晶体管的第三极用于输入控制信号;
其中,所述驱动晶体管用于在所述控制信号的作用下导通、并将所述交变驱动信号输出至所述第一发光元件和所述第二发光元件;
所述第一发光元件和所述第二发光元件分别在所述交变驱动信号的作用下发光;
若所述第一发光元件为多个,则所述像素单元还包括多个第一电流控制器;所述第一电流控制器的数量与所述第一发光元件的数量相同;
各所述第一电流控制器分别与所述第一发光元件一一对应连接;
其中,各所述第一电流控制器分别用于筛选电流值满足第一预设条件的电流。
2.根据权利要求1所述的像素单元,其特征在于,若所述第二发光元件为多个,则所述像素单元还包括多个第二电流控制器;所述第二电流控制器的数量与所述第二发光元件的数量相同;
各所述第二电流控制器分别与各所述第二发光元件一一对应连接;
其中,各所述第二电流控制器分别用于筛选电流值满足第二预设条件的电流。
3.根据权利要求1所述的像素单元,其特征在于,所述交变驱动信号在一个信号周期内包括正驱动信号和负驱动信号;
所述正驱动信号的数量与所述第一发光元件的数量相同,所述负驱动信号的数量与所述第二发光元件的数量相同;
其中,各所述正驱动信号分别用于驱动各所述第一发光元件发光,各所述负驱动信号分别用于驱动各所述第二发光元件发光;
各所述正驱动信号的电流方向相同、大小不同;各所述负驱动信号的电流方向相同、大小不同。
4.根据权利要求3所述的像素单元,其特征在于,所述第一发光元件具体用于在向所述驱动晶体管输入所述正驱动信号和所述控制信号时发光;
所述第二发光元件具体用于在向所述驱动晶体管输入所述负驱动信号和所述控制信号时发光。
5.一种像素单元组,其特征在于,所述像素单元组包括多个如上述权利要求1-4任一项所述的像素单元。
6.根据权利要求5所述的像素单元组,其特征在于,所述像素单元组中包括3个所述像素单元;
第一个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件分别为红色发光二极管和绿色发光二极管;
第二个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件为红色发光二极管和蓝色发光二极管;
第三个所述像素单元中的第一发光元件和第二发光元件为蓝色发光二极管和绿色发光二极管。
7.一种显示芯片,其特征在于,所述显示芯片包括:
多个如权利要求1-4任一项所述的像素单元;
或者,多个如权利要求5或6所述的像素单元组。
8.一种显示芯片的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
提供一个驱动芯片;
将各第一发光元件安装于所述驱动芯片的像素区域,以使各所述第一发光元件的阳极分别与所述像素区域内对应驱动晶体管的触点接触;
将各第二发光元件安装于所述像素区域,以使各所述第二发光元件的阴极分别与所述像素区域内对应驱动晶体管的触点接触、以及使得与同一驱动晶体管接触的所述第二发光元件的阴极和所述第一发光元件的阳极连接;
将各所述第一发光元件的阴极与所述驱动芯片的共阴极连接,并将各所述第二发光元件的阳极与所述驱动芯片的共阳极连接;
填充金属保护层,完成制备;
若所述第一发光元件为多个,所述方法还包括:
将各所述第一发光元件的阴极分别通过第一电流控制器与所述驱动芯片的共阴极连接;
或者,将各所述第一发光元件的阳极分别通过所述第一电流控制器与所述像素区域内对应驱动晶体管的触点接触;
所述第一电流控制器的数量与所述第一发光元件的数量相同,所述第一电流控制器分别用于筛选电流值满足第一预设条件的电流。
9.根据权利要求8所述的显示芯片的制备方法,其特征在于,所述将各所述第一发光元件的阴极与所述驱动芯片的共阴极连接,并将各所述第二发光元件的阳极与所述驱动芯片的共阳极连接,包括:
在各所述第一发光元件之间沉积第一绝缘保护层;
刻蚀所述第一绝缘保护层,并在所述第一绝缘保护层中填充阴极互联网络,以通过所述阴极互联网络将各所述第一发光元件的阴极与所述共阴极连接;
在各所述第二发光元件之间沉积第二绝缘保护层;
刻蚀所述第二绝缘保护层,并在所述第二绝缘保护层中填充阳极互联网络,以通过所述阳极互联网络将各所述第二发光元件的阳极与所述共阳极连接。
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