CN211319691U

CN211319691U - Led显示器的发光单元、像素单元以及其led显示器

Info

Publication number: CN211319691U
Application number: CN202020287029.3U
Authority: CN
Inventors: 江仁杰; 徐瑞林; 钟光韦; 伍凯义; 杨然翔
Original assignee: Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2030-03-10

Abstract

本实用新型涉及显示设备技术领域，具体涉及一种LED显示器的发光单元、像素单元以及其LED显示器，其发光单元包括：LED芯片组，所述LED芯片组包括并联设置的N个LED芯片，N为大于等于2的正整数；所述N个LED芯片中每个LED芯片的饱和阈值电压不相同；所述LED芯片组中所有LED芯片的饱和亮度之和等于所述发光单元的预设亮度；本实用新型的发光单元中设有两颗以上相并联且饱和阈值电压不相同的LED芯片，其有效地缩短了驱动电压的调节幅度，提高了电路调节的灵活性。

Description

LED显示器的发光单元、像素单元以及其LED显示器

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，具体涉及一种LED显示器的发光单元、像素单元及具有该发光单元的LED显示器。

背景技术

微型发光二极管(Micro LED)，即发光二极管微缩化和矩阵化技术,其具有良好的稳定性，寿命，以及运行温度上的优势，同时也承继了LED低功耗、色彩饱和度、反应速度快、对比度强等优点,其具有极大的应用前景。

由微型发光二极管制作成Micro LED显示器是显示设备未来的主流发展方向；而现有Micro LED显示器由多个像素单元组成，每个像素单元均包含了红、绿、蓝三种颜色的发光单元，且每个发光单元中的LED均可以单独调控其亮度，通过三种颜色进行混合以达到需要的显示色彩。

在现有技术中，每个发光单元只包括一颗LED芯片，该发光单元可通过调整驱动电压来调控LED芯片的亮度；如图1所示，由于现有发光单元将LED芯片从零亮度调整至饱和亮度L₀之间的驱动电压的调节幅度(0至V₀)较大，不便于电路的灵活调节。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种能灵活调节LED芯片发光亮度的发光单元、像素单元以及具有该发光单元的LED显示器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型是一种LED显示器的发光单元，包括：LED芯片组，

所述LED芯片组包括并联设置的N个LED芯片，N为大于等于2的正整数；

所述N个LED芯片中每个LED芯片的饱和阈值电压不相同；

所述LED芯片组中所有LED芯片的饱和亮度之和等于所述发光单元的预设亮度。

在本实用新型中，所述LED芯片包括N型层和P型层，所述N型层的掺杂浓度与所述P型层的掺杂浓度的积为掺杂浓度积；所述LED芯片组中每个所述LED芯片的所述掺杂浓度积均不相同。

在本实用新型中，所述LED芯片组中任一个LED芯片的饱和阈值电压均不超过其饱和阈值电压最小的LED芯片的安全电压。

在本实用新型中，所述发光单元还包括：第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与扫描线相连接，所述第一薄膜晶体管的源极和信号线连接；所述第一薄膜晶体管的漏极与第二薄膜晶体管的栅极相连接，所述第二薄膜晶体管的漏极上连接有LED芯片组。

在本实用新型中，所述LED芯片组中每个LED芯片的饱和亮度均相等。

在本实用新型中，N＝4，所述LED芯片组包括并联设置的4个LED芯片。

本实用新型是一种LED显示器的像素单元，其包括：如上所述的发光单元，所述发光单元的数量为三个。

在本实用新型中，三个所述发光单元分别为：红色发光单元、绿色发光单元、蓝色发光单元。

本实用新型是一种LED显示器，其包括：如上所述的像素单元，所述像素单元的数量为一个以上。

在本实用新型中，所述LED显示器还包括：数据信号驱动器和扫描信号驱动器，所述数据信号驱动器通过信号线与像素单元中的发光单元相连接，所述扫描信号驱动器通过扫描线与像素单元中的发光单元相连接。

本实用新型的发光单元中设有两颗以上相并联且饱和阈值电压不相同的LED芯片，其有效地缩短了驱动电压的调节幅度，提高了电路调节的灵活性。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为现有技术中的驱动电压与亮度之间的关系图；

图2为本实用新型实施例1中的驱动电压与亮度之间的关系图；

图3为本实用新型中发光单元的电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中的驱动电压与亮度之间的关系图；

图5为本实用新型LED显示器的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

下面以一个实施例对本实用新型的一种LED显示器的发光单元进行具体描述，请参阅图2至图3，其主要包括两个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、一个电容器和一个发光二极管LED芯片组；

第一薄膜晶体管T1，所述第一薄膜晶体管T1的栅极与扫描线SCAN相连接，所述第一薄膜晶体管T1的源极和信号线DATA连接；所述第一薄膜晶体管T1的漏极与第二薄膜晶体管T2的栅极相连接，所述第二薄膜晶体管T2的源极与所述电容器的一端连接，所述电容器的另一端与所述所述第二薄膜晶体管T2的栅极连接；所述第二薄膜晶体管T2的漏极上连接有LED芯片组，所述LED芯片组包括并联的四颗LED芯片，其分别是第一LED芯片D1、第二LED芯片D2、第三LED芯片D3、第四LED芯片D4；其中，第一LED芯片的饱和阈值电压V_D1与第二LED芯片的饱和阈值电压V_D2相同，第三LED芯片的饱和阈值电压V_D3与第四LED芯片的饱和阈值电压V_D4相同；且第一、第二LED芯片的饱和阈值电压V_D1、V_D2小于第三、第四LED芯片的饱和阈值电压V_D3、V_D4，即；V_D1＝V_D2、V_D3＝V_D4，且V_D2＜V_D3。

在本实施例中，所述LED芯片组中任一个LED芯片的饱和阈值电压均不超过其饱和阈值电压最小的LED芯片的安全电压；即：D3、D4的饱和阈值电压不超过D2、D1的安全电压，其有效地对第一、第二LED芯片D1、D2进行保护，避免因第三、第四LED芯片D3、D4的饱和阈值电压过高而导致第一、第二LED芯片D1、D2的损坏。并且每个所述LED芯片均包括N型层和P型层，所述N型层的掺杂浓度与所述P型层的掺杂浓度的积为掺杂浓度积；所述LED芯片组中D1、D2的掺杂浓度积与D3、D4的掺杂浓度积不相同，由于LED芯片的所述掺杂浓度积不相同，其使得D1、D2与D3、D4的饱和阈值电压不相同。

在本实施例中，第一、第二、第三、第四LED芯片的饱和亮度均相等，即：L₁＝L₂＝L₃＝L₄＝L₀/4，且第一、第二、第三、第四LED芯片的饱和亮度之和等于发光单元的预设亮度L₀，即：L₁+L₂+L₃+L₄＝L₀。发光单元的预设亮度L₀即为该发光单元所能发出的最大亮度。故其第一、第二、第三、第四LED芯片的驱动电压与发光亮度关系如表一所示：

表一，驱动电压与发光亮度关系表

因此仅需将发光单元的驱动电压V从0调节至V_D2，其中V_D2远远小于单颗LED芯片的饱和阈值电压V₀，即可实现发光单元从0至L₀的亮度变化调节。其不仅节约耗能，还减小了驱动电压的调幅，使得发光单元的亮度调节更灵活。

实施例2

下面以另一个实施例对本实用新型的一种LED显示器的发光单元进行具体描述，请参阅图3至图4，其包括两个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、一个电容器和一个发光二极管LED芯片组构成，其包括：

第一薄膜晶体管T1，所述第一薄膜晶体管T1的栅极与扫描线SCAN相连接，所述第一薄膜晶体管T1的源极和信号线DATA连接；所述第一薄膜晶体管T1的漏极与第二薄膜晶体管T2的栅极相连接，所述第二薄膜晶体管T2的源极与所述电容器的一端连接，所述电容器的另一端与所述所述第二薄膜晶体管T2的栅极连接；所述第二薄膜晶体管T2的漏极上连接有LED芯片组，所述LED芯片组包括并联的四颗LED芯片，其分别是第一LED芯片D1、第二LED芯片D2、第三LED芯片D3、第四LED芯片D4；其中，第一LED芯片的饱和阈值电压V_D1、第二LED芯片的饱和阈值电压V_D2、第三LED芯片的饱和阈值电压V_D3、第四LED芯片的饱和阈值电压V_D4互不相同；且第四LED芯片的饱和阈值电压V_D4＞第三LED芯片的饱和阈值电压V_D3＞第二LED芯片的饱和阈值电压V_D2＞第一LED芯片的饱和阈值电压V_D1。

在本实施例中，所述LED芯片组中任一个LED芯片的饱和阈值电压均不超过其饱和阈值电压最小的LED芯片的安全电压；即：第四LED芯片D4、第三LED芯片D3和第二LED芯片D2，其饱和阈值电压均不超过第一LED芯片D1的安全电压，其有效地对第一LED芯片D1进行保护，避免因任意一个LED芯片的饱和阈值电压过高而导致第一LED芯片D1的损坏。并且每个所述LED芯片均包括N型层和P型层，所述N型层的掺杂浓度与所述P型层的掺杂浓度的积为掺杂浓度积；所述LED芯片组中D1、D2、D3、D4所述掺杂浓度积均不相同，由于LED芯片的所述掺杂浓度积不相同，其使得D1、D2、D3、D4的饱和阈值电压各不相同。

在本实施例中，第一、第二、第三、第四LED芯片的饱和亮度均相等，即：L₁＝L₂＝L₃＝L₄＝L₀/4，且第一、第二、第三、第四LED芯片的饱和亮度之和等于发光单元的预设亮度L₀，即：L₁+L₂+L₃+L₄＝L₀。发光单元的预设亮度L₀即为该发光单元所能发出的最大亮度。故其第一、第二、第三、第四LED芯片的驱动电压与发光亮度关系如下表二所示：

表二，驱动电压与发光亮度关系表

因此仅需将发光单元的驱动电压V从0调节至V_D4，其中V_D4远远小于单颗LED芯片的饱和阈值电压V₀，即可实现发光单元从0至L₀的亮度变化调节。本实施例不仅节约耗能，还减小了驱动电压的调幅，使得发光单元的亮度调节更灵活；并且其调制精度相当于实施例1的更细致，更灵活。

本实用新型是一种LED显示器的像素单元SPR，其由三个发光单元组成，其中，三个所述发光单元分别为：红色发光单元R、绿色发光单元G、蓝色发光单元B；并且，每一个发光单元均可包括如实施例1或实施例2所述的发光单元构成。在像素单元SPR中，通过分别调节红色发光单元R、绿色发光单元G、蓝色发光单元B的发光亮度，从而实现对像素单元SPR中红、绿、蓝三种颜色的比例进行调整并混合，以达到需要的显示颜色。

请参阅图5，本实用新型是一种LED显示器，其包括：数据信号驱动器和扫描信号驱动器，所述数据信号驱动器通过信号线DATA分别与像素单元SPR中的红色发光单元R、绿色发光单元G、蓝色发光单元B中的第一薄膜晶体管T1中的栅极相连接，所述扫描信号驱动器通过扫描线SCAN分别与像素单元SPR中的红色发光单元R、绿色发光单元G、蓝色发光单元B中的第一薄膜晶体管T1中的源极相连接；且在LED显示器中所述像素单元SPR的数量为一个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种LED显示器的发光单元，其特征在于，包括：LED芯片组，

所述N个LED芯片中每个LED芯片的饱和阈值电压不相同；

2.根据权利要求1所述的LED显示器的发光单元，其特征在于，所述LED芯片包括N型层和P型层，所述N型层的掺杂浓度与所述P型层的掺杂浓度的积为掺杂浓度积；所述LED芯片组中每个所述LED芯片的所述掺杂浓度积均不相同。

3.根据权利要求2所述的LED显示器的发光单元，其特征在于，所述LED芯片组中任一个LED芯片的饱和阈值电压均不超过其饱和阈值电压最小的LED芯片的安全电压。

4.根据权利要求3所述的LED显示器的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括：第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与扫描线相连接，所述第一薄膜晶体管的源极和信号线连接；所述第一薄膜晶体管的漏极与第二薄膜晶体管的栅极相连接，所述第二薄膜晶体管的漏极上连接有LED芯片组。

5.根据权利要求4所述的LED显示器的发光单元，其特征在于，所述LED芯片组中每个LED芯片的饱和亮度均相等。

6.根据权利要求1至5任一项所述的LED显示器的发光单元，其特征在于，N＝4，所述LED芯片组包括并联设置的4个LED芯片。

7.一种LED显示器的像素单元，其特征在于，包括：如权利要求1至6任意一项所述的发光单元，所述发光单元的数量为三个。

8.根据权利要求7所述的LED显示器的像素单元，其特征在于，三个所述发光单元分别为：红色发光单元、绿色发光单元、蓝色发光单元。

9.一种LED显示器，其特征在于，包括：如权利要求7至8任意一项所述的像素单元，所述像素单元的数量为一个以上。

10.根据权利要求9所述的LED显示器，其特征在于，所述LED显示器还包括：数据信号驱动器和扫描信号驱动器，所述数据信号驱动器通过信号线与像素单元中的发光单元相连接，所述扫描信号驱动器通过扫描线与像素单元中的发光单元相连接。