TWI624779B - 發光二極體顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
發光二極體顯示裝置包括電路基板、顯示矩陣、驅動電路以及介面電路。顯示矩陣設置在電路基板上，並具有複數個顯示畫素。驅動電路設置在電路基板上，並具有至少一驅動器。驅動器具有可程式規劃區。介面電路設置在電路基板上，並電性耦接驅動電路。介面電路用以接收輸入資訊並傳送輸入資訊至驅動器。
Description
本發明是有關於一種發光二極體顯示裝置，且特別是有關於一種可簡化系統設計並提升發光面積的填充因數的發光二極體顯示裝置。
在習知的技術領域中，隨著發光二極體晶粒尺寸的微小化，透過發光二極體顯示裝置來顯示高解析度的精緻影像不再是困難的事情。然而，隨著顯示面板上的顯示畫素數量的增加，要針對所有的顯示畫素執行有效的控制，需要透過大量的驅動信號的傳輸導線方能完成。在這樣的情況下，客戶端在進行系統設計時，需要針對大量的傳輸導線複雜的佈局，以及彼此間所可能產生的信號干擾進行處理，造成極大的負擔。
在另一方面，習知的發光二極體顯示裝置中，針對因發光二極體晶粒上的錫膏而產生的對比度下降的情況，常在發光二極體晶粒的周圍貼上面罩或是點上黑膠，並藉以提升對比度。然而，基於面罩需佔去發光二極體面板部分的面積，會使發光二極體面板上的發光面積佔總體面積的比例（填充因數（fill factor））下降，並可能產生點光或畫面不連續的現象。
本發明提供一種發光二極體顯示裝置，可簡化客戶端的系統設計的負擔。
本發明提供另一種發光二極體顯示裝置，可提升顯示面板的發光面積的填充因數（fill factor）。
本發明的發光二極體顯示裝置包括電路基板、顯示矩陣、驅動電路以及介面電路。顯示矩陣設置在電路基板上，並具有複數個顯示畫素。驅動電路設置在電路基板上，驅動電路電性耦接顯示矩陣。驅動電路具有至少一驅動器，驅動器具有可程式規劃區。介面電路設置在電路基板上，並電性耦接驅動電路。介面電路用以接收輸入資訊並傳送輸入資訊至驅動器。
在本發明的一實施例中，上述的電路基板具有相對的第一表面以及第二表面。顯示矩陣設置在電路基板的第一表面上，驅動電路以及介面電路設置在電路基板的第二表面上。
在本發明的一實施例中，上述的介面電路為串列介面電路。
在本發明的一實施例中，上述的各顯示畫素發出單色光或多色光。
在本發明的一實施例中，上述的各顯示畫素包括至少一發光二極體。發光二極體具有至少一個以上的發光波長。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體係為覆晶封裝、表面貼裝、熱固性環氧樹酯導線架、晶片尺寸封裝或晶片直接封裝。
在本發明的一實施例中，上述的驅動器包括至少一水平驅動器或至少一垂直驅動器。
在本發明的一實施例中，上述的各顯示畫素包括封裝基座。封裝基座具有相對的第一表面以及第二表面。封裝基座的第一表面上設置至少一種以上發光波長的發光二極體。封裝基座的第二表面接合至電路基板，其中，封裝基座的第一表面的面積大於或等於封裝基座的第二表面的面積。
在本發明的一實施例中，上述的封裝基座的第一表面朝向電路基板的投影完全覆蓋封裝基座的第二表面。
在本發明的一實施例中，上述的封裝基座的第二表面透過導電性黏著材料接合至電路基板。
本發明的另一發光二極體顯示裝置包括電路基板以及顯示矩陣、驅動電路以及介面電路。顯示矩陣設置於電路基板上，具有複數個顯示畫素。各顯示畫素包括封裝基座，封裝基座具有相對的第一表面以及第二表面。封裝基座的第一表面上設置至少一種以上發光波長的發光二極體。封裝基座的第二表面接合至電路基板上，其中，封裝基座的第一表面的面積大於或等於於封裝基座的第二表面的面積。驅動電路配置在電路基板上，包括多數個驅動器以驅動顯示畫素，各驅動器並包括可程式規劃區。介面電路設置在電路基板上，電性耦接驅動電路。
基於上述，本發明提供的發光二極體顯示裝置，藉由在驅動電路設置可程式規劃區，並透過介面電路接收輸入資訊，並將驅動方式的相關資訊儲存在可程式規劃區中。驅動器透過可程式規劃區所記錄資訊執行顯示畫素的動作，可簡化客戶端的系統設計。在顯示畫素的設計中，本發明使承載發光二極體封裝基座的第一表面可覆蓋封裝基座貼合電路基板的第二表面，以提高發光二極體顯示裝置的對比度，並可降低發光二極體元件間的距離，可提升顯示面積的填充因數。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的發光二極體顯示裝置的示意圖。發光二極體顯示裝置100包括電路基板110、顯示矩陣120、驅動電路130以及介面電路140。顯示矩陣120設置在電路基板110上，並具有多個發光二極體所構成的顯示畫素。驅動電路130同樣設置在電路基板110上，並電性耦接至顯示矩陣120。其中，驅動電路130提供驅動信號以驅使顯示矩陣120執行畫面顯示功能。介面電路140設置在電路基板110上，並電性耦接至驅動電路130。介面電路140接收輸入資訊INF，並將所接收的輸入資訊INF傳送至驅動電路130。
在另一方面，驅動電路130包括一個或多個驅動器131-13N。在本實施例中，驅動器131電性耦接至介面電路140，且驅動器131-13N以串聯的形式依序串接。並且，各驅動器131-13N中可包括可程式規劃區，用以儲存與各驅動器131-13N相關的驅動資訊。
在操作方面，介面電路140可提供使用者端進行各驅動器131-13N相關的驅動資訊的輸入動作。這些驅動資訊可以透過輸入資訊INF由介面電路140所接收，並依序的傳送至各驅動器131-13N。各驅動器131-13N則可將所接收到的相關的驅動資訊儲存在各自的可程式規劃區中。在進行顯示動作時，驅動器131-13N可分別針對可程式規劃區中的驅動資訊進行解碼，並對應產生驅動信號以驅使顯示矩陣120進行顯示動作。
請注意，在驅動器131-13N需針對可程式規劃區中的驅動資訊進行解碼的實施例中，可程式規劃區中可儲存關於解碼動作的相關資訊，例如解碼動作的程式碼。如此一來，驅動器131-13N可透過讀取並執行可程式規劃區中的解碼動作程式碼，並藉以對驅動資訊進行解碼，並進一步產生驅動信號。
值得一提的，介面電路140可以是串列介面電路，例如串列介面匯流排（Universal Serial Bus, USB）、串列週邊介面（Serial Peripheral Interface, SPI）、光通信、無線通信或積體電路內匯流排（Inter-Integrated Circuit, I2
C）等通信介面，或也可以是其他任意本領域具通常知識者所熟知的通信介面以及任何8個腳位以內的通信介面，沒有特定的限制。電路基板110則可以是包含矽或其他材質的半導體材料（例如砷化鎵）的基板、印刷電路板（PCB）、金屬核心印刷電路板（MCPCB）、FR-4印刷電路板、矽銅基座基板、玻璃基板、藍寶石基板、軟性電路板、聚對苯二甲酸二乙酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚亞醯胺（PI）或壓克力（PMMA）等透光或不透光之材質所組成之基板或用於本項技藝的任何形式的封裝基板。
由上述的說明可以發現，在本發明實施例的發光二極體顯示裝置100的架構下，使用者端僅需要針對介面電路140的相對少的接腳數進行系統設計，大幅減低系統設計的複雜度，以及可能產生的信號干擾的機率。進而提升發光二極體顯示裝置100的整體效率。
以下請參照圖2，圖2繪示本發明實施例的發光二極體顯示裝置的結構示意圖。在圖2中，電路基板110具有兩個相對的表面SF1以及SF2。顯示矩陣120設置在電路基板110的表面SF1上，而驅動電路130以及介面電路140則共同設置在與表面SF1相對的表面SF2上。其中，在本實施例中，驅動電路130以及介面電路140可藉由表面SF2上的導線進行電性耦接，而驅動電路130則可透過電路基板110中的導電貫孔來與顯示矩陣120電性連耦接。其中，驅動電路130中的驅動器131-13N以及介面電路140可以為多個積體電路。
值得一提的，電路基板110的表面SF2上可提供另設置不同功能的積體電路，例如電源管理晶片。重點在於，透過在電路基板110的表面SF2上設置多個積體電路，可在不影響顯示矩陣120的可顯示面積的條件下，降低電路基板110的尺寸。
以下請參照圖3A以及圖3B，圖3A以及圖3B繪示本發明實施例的發光二極體顯示裝置的驅動方式的示意圖。在圖3A中，驅動器310以及驅動器320各包括可程式規劃區311以及可程式規劃區321。驅動器310可以為垂直驅動器，用以驅動顯示矩陣上的掃描線SL1~SL5，驅動器310則可以為水平驅動器，用以驅動顯示矩陣上的資料線DL1~DL5。
可程式規劃區311以及可程式規劃區321分別記錄驅動器310以及驅動器320相關的驅動資訊。其中，可程式規劃區311中的驅動資訊記錄對應多個驅動時序T1-T5所分別要驅動的掃描線SL1-SL5，可程式規劃區321中的驅動資訊則記錄對應多個驅動時序T1-T5所分別要驅動的資料線DL1-DL5。細節上來說明，在驅動時序T1時，驅動器310可讀取驅動資訊中對應驅動時序T1的資訊L1，並驅動對應資訊L1中為“1”的位元的掃描線SL1。在此同時，驅動器320取驅動資訊中對應驅動時序T1的資訊R1驅動對應資訊R1中為“1”的位元的資料線DL3。如此一來，電性耦接至掃描線SL1以及資料線DL3的顯示畫素DP1可被點亮。
接著，在驅動時序T2時，驅動器310以及320分別依據可程式規劃區311以及321中對應驅動時序T2的驅動資訊來驅動掃描線SL2以及資料線DL2、DL4，並點亮顯示畫素DP2以及DP3。
依此類推，驅動器310以及320依序依據可程式規劃區311以及321中不同驅動時序T1-T5的驅動資訊來驅動掃描線SL1-SL5以及資料線DL1-DL5，並使顯示矩陣執行畫面顯示動作。
值得一提的，可程式規劃區中的驅動資訊是可以被變更的，在圖3B中，驅動器310的可程式規劃區311中的驅動資訊與圖3A繪示的不相同。具體來說，圖3B中可程式規劃區311中的驅動資訊，其中的驅動時序T1-T5與掃描線SL1-SL5間的對應關係與圖3A中可程式規劃區311中的驅動資訊是相反的。如此一來，圖3B的驅動器310以及320可驅動顯示矩陣所產生的顯示畫面，是為圖3A的顯示畫面的水平翻轉畫面。
當然，驅動器320的可程式規劃區321中的驅動資訊也可以被調整，並可使顯示矩陣所產生的顯示畫面對應調整。且在本發明其他實施例中，驅動器310或也可以在同一驅動時序中同時驅動多條掃描線以進行顯示動作。
另外，上述實施例中，透過單一位元的“1”、“0”來控制是否點亮顯示畫素的實施方式，在本發明其他實施例中，也可以調整為透過多個位元的資訊來控制顯示畫素。在此，透過多個位元的資訊，除可控制是否點亮顯示畫素外，還可針對顯示畫素的亮度及/或顏色進行控制。
附帶一提的，驅動器310及320可透過具運算能力的處理器來建構，而可程式規劃區311、321則可透過任意形式的記憶體來建構。驅動器310及320可分別讀取可程式規劃區311、321中的驅動資訊並據以驅動掃描線SL1-SL5以及資料線DL1-DL5，使顯示矩陣所產生的顯示畫面。
在本發明其他實施例中，驅動資訊可以透過編碼的方式以減小資料尺寸，並儲存在可程式規劃區中。如此一來，驅動器可針對讀出的驅動資訊先行進行解碼，再依據解碼後的驅動資訊來驅動顯示矩陣。
在另一方面，當顯示矩陣被驅動時，被驅動的掃描線可提供相對高的電壓至發光二極體（顯示畫素）的陽極，而被驅動的資料線可提供相對低的電壓至發光二極體（顯示畫素）的陰極，以驅使顯示畫素發光。當然，在另一種配置形式下，當顯示矩陣被驅動時，被驅動的掃描線可提供相對低的電壓至發光二極體（顯示畫素）的陰極，而被驅動的資料線可提供相對高的電壓至發光二極體（顯示畫素）的陽極，以驅使顯示畫素發光，值得一提的，每個顯示畫素中可由紅、綠、藍（RGB）三種顏色（三晶）的發光二極體晶片，或是因應高色飽度和演色性的紅、綠、藍、白（RGBW）（四晶）的發光二極體晶片所組成，故可利用調節發光二極體電流來達到白平衡和最大期望亮度，或是通過調光方法來實現灰階等級。其中，可適用的調光技術例如脈波寬度調變（PWM）、三端雙向交流開關（TRIAC）調光、無線調光、遙控調光、數位類比轉換（DAC）調光和線性調光等等。如此，除了可適用於強光環境（如車用抬頭顯示裝置）外也可改善夜間顯示裝置光強度過於刺眼的問題（如夜間廣告顯示看板）。
圖3A及圖3B的繪示只是示範性的實施範例，並不限縮本發明實施例的發光二極體顯示裝置的實施架構。其中，本發明實施例的發光二極體顯示裝置可透過拼接多個水平驅動器以及多個垂直驅動器來擴充顯示畫面的點數。同時，當顯示裝置有驅動器失效時，只需替換有問題的顯示模組，不需要因失效的驅動器與矩陣顯示板間連接額外的部件而換掉整組面板或看板，有效降低發光二極體彩色顯示裝置的維護成本。另外，透過動態調整水平驅動器以及垂直驅動器中的驅動資訊，還可以使發光二極體顯示裝置執行動態畫面的顯示動作。
請參照圖4，圖4繪示本發明實施例的顯示畫素的結構示意圖。顯示畫素400包括封裝基座410以及一個或多個的發光二極體LD1-LD3。封裝基座410具有相對的表面SF41以及SF42。其中，發光二極體LD1-LD3被設置在表面SF41上，其中的發光二極體LD1-LD3可提供至少一種以上的發光波長，值得一提的是一個或多個的發光二極體LD1-LD3可由化合物半導體發光二極體晶片、雷射LED晶片或是為了高色飽度和演色性的有機發光二極體所組成。封裝基座410的表面SF42則可配置在電路基板401上，並透過導電性黏著材料421、422接合至電路基板401。在此，導電性黏著材料421、422可以為錫膠或本領域具通常知識者所熟知的任意導電黏著材料。
值得注意的，封裝基座410用以承載發光二極體LD1-LD3的表面SF41的面積大於封裝基座410的表面SF42的表面面積。也就是說，沿著方向DV檢視顯示畫素400，封裝基座410的底部將會被封裝基座410的表面SF41完全覆蓋。更進一步的，封裝基座410的表面SF41朝向電路基板401的投影可完全覆蓋封裝基座401的表面SF42，並甚至可完全覆蓋導電性黏著材料421、422。如此一來，導電性黏著材料421、422對發光二極體顯示裝置的對比度影響將可以被降低，並且，本發明實施例的發光二極體顯示裝置可不需要配置面罩。並請參照圖5繪示的本發明實施例的顯示矩陣的示意圖。在顯示矩陣500不需要設置面罩的前提下，顯示畫素511-51N間的間距d可以縮小，有效提升顯示面積的填充因數。
附帶一提的，本發明實施例中的顯示畫素包括的發光二極體可為覆晶封裝、表面貼裝、熱固性環氧樹酯導線架、晶片尺寸封裝或晶片直接封裝，且各發光二極體可具有至少一個以上的發光波長。
綜上所述，本發明提供介面電路來做為驅動電路的整合介面，可有效降低客戶端系統設計的複雜度，並且，本發明實施例藉由具有較大面積的第一表面的封裝基座，在視覺上覆蓋封裝基座的第二基座以提高發光二極體顯示裝置的顯示對比度，並可降低發光二極體元件間的距離，可提升顯示面積的填充因數。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體顯示裝置
110‧‧‧電路基板
120‧‧‧顯示矩陣
130‧‧‧驅動電路
140‧‧‧介面電路
INF‧‧‧輸入資訊
131-13N、310、320‧‧‧驅動器
SF1、SF2、SF41、SF42‧‧‧表面
311、321‧‧‧可程式規劃區
SL1~SL5‧‧‧掃描線
DL1~DL5‧‧‧資料線
T1-T5‧‧‧驅動時序
R1、C1‧‧‧資訊
DP1-DP3‧‧‧顯示畫素
LD1-LD3‧‧‧發光二極體
400‧‧‧顯示畫素
410‧‧‧封裝基座
401‧‧‧電路基板
421、422‧‧‧導電性黏著材料
DV‧‧‧方向
511-51N‧‧‧顯示畫素
d‧‧‧間距
圖1繪示本發明一實施例的發光二極體顯示裝置的示意圖。 圖2繪示本發明實施例的發光二極體顯示裝置的結構示意圖。 圖3A以及圖3B繪示本發明實施例的發光二極體顯示裝置的驅動方式的示意圖。 圖4繪示本發明實施例的顯示畫素的結構示意圖。 圖5繪示的本發明實施例的顯示矩陣的示意圖。
Claims (13)
- 一種發光二極體顯示裝置，包括：一電路基板；一顯示矩陣，設置在該電路基板上，具有複數個顯示畫素；一驅動電路，設置在該電路基板上，電性耦接該顯示矩陣，該驅動電路具有至少一驅動器，該驅動器具有一可程式規劃區；以及一介面電路，設置在該電路基板上，電性耦接該驅動電路，用以接收一輸入資訊並傳送該輸入資訊至所述至少一驅動器，其中該介面電路為串列介面電路。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該電路基板具有相對的一第一表面以及一第二表面，該顯示矩陣設置在該電路基板的該第一表面上，該驅動電路以及該介面電路設置在該電路基板的該第二表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中各該顯示畫素發出單色光或多色光。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中各該顯示畫素包括至少一發光二極體，該至少一發光二極體具有至少一個以上的發光波長。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體顯示裝置，其中該發光二極體係為覆晶封裝、表面貼裝、熱固性環氧樹酯導線架、晶片尺寸封裝或晶片直接封裝。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該驅動器包括至少一水平驅動器或至少一垂直驅動器。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該顯示畫素包括：一封裝基座，具有相對的第一表面以及第二表面，該封裝基座的第一表面上設置至少一種以上發光波長的發光二極體，該封裝基座的第二表面接合至該電路基板，其中，該封裝基座的第一表面的面積大於或等於該封裝基座的第二表面的面積。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體顯示裝置，其中該封裝基座的第一表面朝向該電路基板的投影完全覆蓋該封裝基座的第二表面。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體顯示裝置，其中該封裝基座的第二表面透過一導電性黏著材料接合至該電路基板。
- 一種發光二極體顯示裝置，包括：一電路基板；一顯示矩陣，設置於該電路基板上，具有複數個顯示畫素，各該顯示畫素包括：一封裝基座，具有相對的第一表面以及第二表面，該封裝基座的第一表面上設置至少一種以上發光波長的發光二極體，該封裝基座的第二表面接合至該電路基板上，其中，該封裝 基座的第一表面的面積大於或等於於該封裝基座的第二表面的面積；一驅動電路，配置在該電路基板上，包括多數個驅動器以驅動該些顯示畫素，各該驅動器並包括一可程式規劃區；以及一介面電路，設置在該電路基板上，電性耦接該驅動電路。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體顯示裝置，其中該封裝基座的第一表面朝向電路基板的投影完全覆蓋該封裝基座的第二表面。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體顯示裝置，其中該封裝基座的第二表面透過一導電性黏著材料接合至該電路基板。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體顯示裝置，其中該發光二極體係為覆晶封裝、表面貼裝、熱固性環氧樹酯導線架、晶片尺寸封裝或晶片直接封裝。
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