WO2020025620A1 - Optoelektronische leuchtvorrichtung und verfahren zum steuern einer optoelektronischen leuchtvorrichtung - Google Patents

Optoelektronische leuchtvorrichtung und verfahren zum steuern einer optoelektronischen leuchtvorrichtung Download PDF

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WO2020025620A1
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WO
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transistor
optoelectronic
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optoelectronic semiconductor
capacitor
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Armin WETTERER
Hubert Halbritter
Mikko Peraelae
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Osram Oled Gmbh
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Definitions

  • German patent application No. 10 2018 118 974.5 This application claims priority from German patent application No. 10 2018 118 974.5, which was filed on August 3, 2018 with the German Patent and Trademark Office.
  • the disclosure content of German patent application No. 10 2018 118 974.5 is hereby fully incorporated into the disclosure content of the present application.
  • the present invention relates to an optoelectronic lighting device and a method for controlling an optoelectronic lighting device.
  • Control circuits for optoelectronic semiconductor components can use a common reference potential line for the current of the optoelectronic semiconductor component and the programming current.
  • this arrangement can lead to signal interference, in particular to so-called ground bounce, since the current through the optoelectronic semiconductor component and the programming voltage are present at the same time and an additional - variable - voltage component results.
  • This voltage component can falsify the programming voltage and thus undesirably change the brightness and homogeneity of the content shown.
  • the present invention is based on the object of providing an optoelectronic lighting device with which signal interference can be avoided or at least reduced. Furthermore, a method for controlling an optoelectronic lighting device is to be specified.
  • An object of the invention is achieved by an optoelectronic lamp with the features of claim 1.
  • An object of the invention is also achieved by a respective optoelectronic lamp according to the features of claims 7 and 12 and by a method with the features of claim 10. Preferred embodiments and further developments of the invention are given in the dependent claims.
  • An optoelectronic lighting device according to a first aspect of the present application comprises a plurality of optoelectronic semiconductor components. A respective control circuit is assigned to each of the optoelectronic semiconductor components.
  • Each of the control circuits comprises a first circuit branch which has the respective optoelectronic semiconductor component and a first transistor for controlling the current flow through the optoelectronic semiconductor component.
  • each of the drive circuits comprises a capacitor for driving the first transistor with the capacitor voltage.
  • a first group of optoelectronic semiconductor components comprises a subset of the optoelectronic semiconductor components of the optoelectronic lighting device.
  • the first circuit branches of the drive circuits of the first group are coupled to a common first reference potential line. Consequently, a respective reference potential connection of the first circuit branches can be connected to the first reference potential line.
  • the capacitors of the control circuits of the first group are coupled to a common second reference potential line. Accordingly, a respective reference potential connection of the capacitors can be connected to the second reference potential line.
  • the first and the second Reference potential lines are separate reference potential lines and are in particular ground potential lines.
  • the optoelectronic lighting device makes it possible to reduce or completely eliminate signal interference, in particular ground bounce. Furthermore, when using the optoelectronic lighting device in a display, the transparency can be increased and the control circuits can be simplified.
  • the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor components can be, for example, light in the visible range, ultraviolet (UV) light and / or infrared light.
  • the optoelectronic semiconductor components can be designed, for example, as light-emitting diodes (LED), as organic light-emitting diodes (organic light-emitting diode, OLED), as light-emitting transistors or as organic light-emitting transistors.
  • the optoelectronic semiconductor components can be part of an integrated circuit in various embodiments.
  • the optoelectronic semiconductor components can in particular be implemented as optoelectronic semiconductor chips.
  • the optoelectronic lighting device can also contain further semiconductor components and / or other components.
  • the optoelectronic lighting device can be used, for example, in any type of display, ie optical display devices, in particular in variable traffic displays, in industrial or medical applications for displaying data, in video walls, in automotive applications or in other suitable applications.
  • the optoelectronic semiconductor component and the first transistor in particular its current-carrying path, can be connected in series and connected to the first reference potential line in a suitable manner.
  • the current flow through the optoelectronic semiconductor component and thus its luminosity can be controlled with the aid of the first transistor.
  • a first connection of the capacitor can be connected to a control connection of the first transistor.
  • the second connection of the capacitor can be connected to the second reference potential line.
  • the first reference potential line and / or the second reference potential line can be made of a transparent, electrically conductive oxide.
  • Transparent, electrically conductive oxides (English: transparent conducting oxides, TCO) are electrically conductive materials with a comparatively low absorption of electromagnetic radiation in the range of visible light.
  • the first reference potential line and / or the second reference potential line can be made from indium tin oxide (ITO).
  • the first reference potential line is made of a transparent, electrically conductive oxide, in particular indium tin oxide
  • the second reference potential line is made of a material other than a transparent, electrically conductive oxide. Since the first reference potential line is consequently essentially transparent, it can be designed to be comparatively wide, while the second reference potential line, over which only small currents flow, can be designed to be comparatively narrow in order to minimize the loss of transparency.
  • the optoelectronic semiconductor components can be arranged in a matrix, in particular an array, of rows (or rows) and columns. The optoelectronic semiconductor components of the first group can be arranged in the same row or the same column.
  • a second group of optoelectronic semiconductor components can consist of a further subgroup of the optoelectronic semiconductor components of the optoelectronic lighting device.
  • the first circuit branches of the control circuits of the second group can be coupled to a common third reference potential line.
  • the capacitors of the control circuits of the second group can be coupled to a common fourth reference potential line. If the optoelectronic semiconductor components of the first group are arranged in the same line, the optoelectronic semiconductor components of the second group can also be arranged in a further common line. If the optoelectronic semiconductor components of the first group are arranged in the same column, the optoelectronic semiconductor components of the second group can be arranged in a further common column.
  • the third and fourth reference potential lines are separate reference potential lines and in particular ground potential lines.
  • the optoelectronic lighting device can comprise further groups of optoelectronic semiconductor components, which are each arranged in the same row or column and are electrically coupled to two separate reference potential lines.
  • Each drive circuit can have a second circuit branch, the one the capacitor and the other one contains a second transistor for coupling the capacitor to a programming line.
  • the second transistor can be connected between the programming line and the first connection of the capacitor. If the second transistor is switched on, ie its current-carrying path is low-resistance, the capacitor is connected to the programming line and can be programmed, ie charged to a certain voltage.
  • the first transistor and / or the second transistor can be thin-film transistors (TFT).
  • An optoelectronic lighting device comprises a plurality of optoelectronic semiconductor components with a respective control circuit.
  • Each drive circuit has a first and a second circuit branch.
  • the first circuit branch contains the respective optoelectronic semiconductor component and a first transistor for controlling the current flow through the optoelectronic semiconductor component.
  • the second circuit branch contains a capacitor for driving the first transistor with the capacitor voltage and a second transistor for coupling the capacitor to a programming line.
  • the first circuit branch also contains a third transistor.
  • the third transistor blocks a flow of current through the optoelectronic semiconductor component when the second transistor electrically couples the capacitor to the programming line. This means that the current flow through the semiconductor component is blocked during the programming of the capacitor or the drive circuit. It can further be provided that the third transistor allows a current to flow through the optoelectronic semiconductor component when the second transistor is switched off, ie its current-carrying path is high-resistance and the capacitor is thereby electrically decoupled from the programming line.
  • the optoelectronic lighting device makes it possible to reduce or even eliminate signal interference, in particular ground bounce.
  • the optoelectronic lighting device can have the above-described configurations of the optoelectronic lighting device according to the first aspect.
  • the first and second circuit branches of the drive circuits can be coupled to the same common reference potential line.
  • a control connection of the third transistor can be connected to a control connection of the second transistor.
  • the two transistors can be designed such that the third transistor blocks when the second transistor allows current to flow through its current path and the third transistor allows current to flow through its current path when the second transistor blocks.
  • the first transistor and the third transistor can be connected in series.
  • the current-carrying paths of the first transistor and the third transistor can be connected in series.
  • the optoelectronic lighting device can further comprise a control unit, in particular for controlling the second and third transistor is used.
  • the control unit can be designed such that it controls the second and third transistor in such a way that the third transistor blocks a current flow through the optoelectronic semiconductor component when the second transistor electrically couples the capacitor to the programming line.
  • a method is used to control an optoelectronic lighting device.
  • the optoelectronic lighting device has a plurality of optoelectronic semiconductor components with a respective drive circuit.
  • Each of the control circuits comprises a first circuit branch which has the respective optoelectronic semiconductor component, a first transistor for controlling the current flow through the optoelectronic semiconductor component and a third transistor, and a second circuit branch which has a capacitor for controlling the first transistor with the capacitor voltage and a second transistor for coupling the capacitor to a programming line.
  • the method comprises that a common control signal is provided and at least one of the control circuits is controlled with the common control signal in such a way that the second transistor electrically couples the capacitor to the programming line and at the same time the third transistor blocks a current flow through the optoelectronic semiconductor component.
  • both the second transistor and the third transistor are simultaneously subjected to the common control signal.
  • At least one control circuit can be controlled such that the second transistor electrically decouples the capacitor from the programming line and at the same time the third transistor allows a current to flow through the optoelectronic semiconductor component.
  • An optoelectronic lighting device which can also prevent or at least reduce signal interference, comprises a plurality of optoelectronic semiconductor components with a respective control circuit.
  • Each of the drive circuits comprises a first circuit branch, which has the respective optoelectronic semiconductor component and a first transistor for controlling the current flow through the optoelectronic semiconductor component, and a capacitor for driving the first transistor with the capacitor voltage.
  • Each of the drive circuits is electrically coupled to a reference potential layer. Consequently, each of the drive circuits can be connected to the reference potential layer.
  • the reference potential layer is a ground potential layer.
  • the optoelectronic lighting device can have the above-described configurations of the optoelectronic lighting device according to the first aspect.
  • the first circuit branches and the capacitors of the drive circuits are electrically coupled to the reference potential layer.
  • the optoelectronic semiconductor components can be arranged in a first level.
  • the reference potential layer can extend in a second plane that runs parallel to the first plane.
  • the reference potential layer can be configured over a large area and can extend over several optoelectronic semiconductor components and their control circuits.
  • An electrically insulating layer in particular a dielectric layer, can be arranged between the control circuits and the reference potential layer.
  • plated-through holes can be provided which are guided from the control circuits through the electrically insulating layer to the reference potential layer.
  • the reference potential layer can be made of a transparent, electrically conductive oxide and in particular of indium tin oxide.
  • the reference potential layer can consist of a continuous layer, but can alternatively also comprise a close-meshed network of a large number of conductor tracks or nanowires.
  • a display i.e. H. an optical display device according to a fifth aspect of the present application may include one or more optoelectronic lighting devices according to one of the first, second and fourth aspects.
  • FIG. 1 shows a detail of a circuit diagram of a non-inventive exemplary embodiment of an optoelectronic lighting device
  • FIG. 3 shows a detail of a circuit diagram of a
  • FIG. 1 shows a section of a schematic circuit diagram of an optoelectronic lighting device 10 not according to the invention, which is part of a display. 1 shows a row of a pixel matrix. The line contains N pixels, only pixels 1 and N are shown.
  • Each of the pixels has three sub-pixels with a respective LED 11, 12 or 13 for the colors red, green and blue.
  • Each A drive circuit which is also referred to as a 2T1C pixel circuit, is assigned to subpixels, since it is constructed from a first transistor 15, a second transistor 16 and a capacitor 17.
  • Ground connections of the first transistor 15 and the capacitor 17 of each drive circuit are connected to a common ground potential line 18.
  • the anode connections of the diodes 11, 12, 13 are supplied with a supply voltage Ver LED.
  • a signal LS line select
  • ground potential line 18 As a conductor track made of aluminum with a width of approximately 10 gm, a thickness of 500 nm and a length of 10 cm (corresponds to the display width), a resistance of 520 ohms results. If an LED current of, for example, 200 mA flows on the ground potential line 18, this leads to a voltage swing of up to 1 V between the first pixel and the N. pixel.
  • FIG. 2A shows a section of a schematic circuit diagram of an optoelectronic lighting device 19, which is part of a display.
  • the optoelectronic lighting device 19 shown in FIG. 2A is an exemplary embodiment of an optoelectronic lighting device according to the first aspect of the application.
  • the optoelectronic lighting device 19 has a matrix of pixels which are arranged in rows and columns and all have the same structure as the pixel shown in FIG. 2A.
  • Each of the pixels has three sub-pixels with a respective optoelectronic semiconductor component in the form of an LED 11, 12 or 13 for the colors red, green or blue.
  • a drive circuit 20 is assigned to each pixel, which is largely similar to the drive circuit shown in FIG. 1.
  • the control circuits 20 each contain a first circuit branch 21 and a second circuit branch 22 and a first transistor 15, a second transistor 16 and a capacitor 17.
  • the first and second transistors 15, 16 are thin-film transistors.
  • the respective LEDs 11, 12 and 13 and the current-carrying path, ie the drain-source path, of the first transistor 15 are connected in series.
  • the second circuit branch 22 is a connection of the drain-source path of the second transistor 16 with a programming line 25 and another connection of the drain-source path of the second transistor 16 connected to a connection of the capacitor 17.
  • the water connection of the capacitor 17 is also connected to a control connection, ie the gate connection, of the first transistor 15.
  • a supply voltage V LED is present at the anode connections of the LEDs 11, 12 and 13 during the operation of the optoelectronic lighting device 19.
  • a programming voltage Data IR, Data IG or Data 1B can be applied to the programming lines 25.
  • a signal LS to the Steueran connections, i. H. the gate connections, the second transistors 16 are applied.
  • a line of the pixel matrix is selected with the signal LS.
  • the signal LS is identical for all pixels and subpixels of a line.
  • Drain-source path of the first transistor 15 is connected to a common first ground potential line 26, i. H. a common first reference potential line connected. Furthermore, a reference potential connection of the capacitor 17 with a common second ground potential line 27, i. H. a common second reference potential line connected.
  • All reference potential connections of the first circuit branches 21 of a row ie a first group of the pixels or the LEDs, are connected to the first ground potential line 26 and all reference potential connections of the capacitors 17 of a row are connected to the second ground potential line 27.
  • This is shown schematically in Fig. 2B.
  • the pixels 1 to N of a row of the optoelectronic lighting device 19 are shown, which are connected to the first and second ground potential lines 26 and 27 as described above. For each additional Row of optoelectronic lighting device 19 are seen in accordingly two separate ground potential lines.
  • the second transistors 16 of a line are driven simultaneously with a voltage LS, which causes the drain-source paths of the second transistors 16 to become electrically conductive and thus the respective programming voltage Data ij is applied to the capacitors 17 ,
  • the voltage to which the respective capacitor 17 is charged by the programming is present at the gate connection of the respective first transistor 15 and determines the gate-source voltage of the first transistor 15.
  • the current that can flow through the respective LED 11, 12 or 13 is determined, which in turn determines the brightness of the light emitted by the respective LED 11, 12 or 13.
  • the separation of the ground potential line into a first ground potential line 26 and a separate second ground potential line 27 prevents the comparatively high currents flowing through the first ground potential line 26 from falsifying the programmed voltages of the capacitors 17.
  • the voltage losses on the first ground potential line 26 can be compensated for by a higher supply voltage V LED, since the first transistors 15 are operated in saturation and the dynamic voltage drop on the drain-source path of the respective first transistor 15 drops. This has no effect on the LED current.
  • the first ground potential line 26, via which the LED current flows, is made of a transparent, electrically conductive oxide, in particular indium tin oxide. Since only small currents flow through the second ground potential line 27, can these be made relatively narrow and be made of a transparent, electrically conductive oxide or other electrically conductive material.
  • 2A a so-called common anode arrangement is shown, in which the supply voltage V LED is connected to the anode connections of the LEDs 11, 12 and 13.
  • the first transistors are 15 n-channel TFTs with an indium-gallium-zinc oxide (IGZO) channel.
  • the LEDs 11, 12 and 13 can also be arranged in a so-called common cathode arrangement.
  • a common cathode arrangement is shown by way of example in FIG. 2C.
  • the respective LED 11, 12 or 13 is arranged between the first transistor 15 and the first ground potential line 26, i. that is, the cathode connections of the LEDs 11, 12 and 13 are connected to the first ground epotential line 26.
  • the first transistors can be 15 p-channel TFTs or n-channel TFTs.
  • the circuit from FIG. 2C is otherwise identical to the circuit from FIG. 2A.
  • FIG. 3 shows a section of a schematic circuit diagram of an optoelectronic lighting device 30 which is part of a display.
  • the optoelectronic lighting device 30 shown in FIG. 3 is an exemplary embodiment of an optoelectronic lighting device according to the second aspect of the application. Furthermore, a method for controlling the optoelectronic lighting device 30 is described below. This method is an embodiment of a method according to the third aspect of the application.
  • the optoelectronic lighting device 30 is identical to the optoelectronic lighting device 19 shown in FIG. 2A. In contrast to the optoelectronic lighting device 19, the optoelectronic lighting device 30 does not include two separate ground potential lines, but only one ground potential line 31 per pixel line. Both the ground connections of the first circuit branches 21 and the ground connections of the capacitors 17 are connected to the ground potential line 31.
  • a respective third transistor 32 with the LEDs 11, 12 and 13 and the first transistors 15 is connected in series in the first circuit branches 21.
  • the third transistors 32 can, as shown in FIG. 3, be arranged between the LED 11, 12 or 13 and the first transistor 15 or alternatively between the line for the supply voltage V LED and the LED 11, 12 or 13.
  • the third transistors 32 can be designed as thin-film transistors and in particular as p-channel TFTs.
  • the second transistors 16 and the third transistors 32 are driven by a control unit (not shown in FIG. 3).
  • the second transistors 16 are switched on to enable the capacitors 17 to be charged to the desired voltage, and the third transistors 32 are switched off, so that no LED current flows during the programming.
  • the second transistors 16 are switched off and the third transistors 32 are switched on, so that the LED current can flow.
  • the second transistors 16 are designed as n-channel TFTs and the third transistors 32 as p-channel TFTs. Furthermore, the gate connections of the second and third transistors 16, 32 are connected to one another and are driven with the same signal LS. This has the effect that the second and third transistors 16, 32 are mutually switched on and off. As a result, signal interference, such as ground bounce, is thereby eliminated, since no LED currents and therefore only small currents flow through the ground potential line 31 during programming. As a result, a thin ground potential line 31 can be used, thereby increasing the transparency of the display.
  • FIG. 4A shows a section of a schematic circuit diagram of an optoelectronic lighting device 35, which is part of a display.
  • the optoelectronic lighting device 35 shown in FIG. 4A is an exemplary embodiment of an optoelectronic lighting device according to the fourth aspect of the application.
  • the optoelectronic lighting device 35 is identical to the optoelectronic lighting device 19 shown in FIG. 2A.
  • the optoelectronic lighting device 35 does not comprise two separate ground potential lines, but a common large-area ground potential layer 36, to which the ground connections of the first circuit branches 21 and the ground connections of the capacitors 17 are connected.
  • the ground potential layer 36 is isolated from the supply voltage V LED and the control signals by a large-area dielectric layer 37.
  • a respective plated-through hole 38 extends from the control circuits 20 of each subpixel through the dielectric layer 37 to the ground potential layer 36.
  • the LEDs 11, 12 and 13 can be arranged in one plane, and the first and second transistors 15, 16 can be arranged in a further plane. Both levels can have a certain thickness in order to accommodate the components in the respective level.
  • the ground potential layer 36 can be arranged in a further plane that runs parallel to the first two planes.
  • the ground potential layer 36 can be made from a transparent, electrically conductive oxide and in particular from indium tin oxide, which increases the transparency of the ground potential layer 36.
  • ground potential layer 36 is shown in a top view.
  • the ground potential layer 36 can, as in FIG. 4B, consist of a continuous layer that can extend over all pixels.
  • the LED current is distributed over the entire ground potential layer 36, which results in lower voltage drops.
  • the ground potential layer 36 can consist of a narrow network of conductor tracks, in particular of nanowires. This reduces the capacitive load at the gate connections of the second transistors 16 and the programming lines 25. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Eine optoelektronische Leuchtvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen (11-13) mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung (20), wobei jede der Ansteuerschaltungen (20) einen ersten Schaltungszweig (21), der das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) und einen ersten Transistor (15) zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) aufweist, und einen Kondensator (17) zum Ansteuern des ersten Transistors (15) mit der Kondensatorspannung umfasst, wobei die ersten Schaltungszweige (21) der Ansteuerschaltungen (20) einer ersten Gruppe der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (11-13) zwischen ein Versorgungspotential (V LED) und eine gemeinsame erste Bezugspotentialleitung (26) geschaltet sind, und wobei die Kondensatoren (17) der Ansteuerschaltungen (20) der ersten Gruppe der optoelektronischen Halbleiterbauelemente (11- 13) mit einer gemeinsamen zweiten Bezugspotentialleitung (27) gekoppelt sind.

Description

OPTOELEKTRONISCHE LEUCHTVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM STEUERN EINER OPTOELEKTRONISCHEN LEUCHTVORRICHTUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut schen Patentanmeldung Nr. 10 2018 118 974.5, die am 03. August 2018 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2018 118 974.5 wird hiermit vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer opto elektronischen Leuchtvorrichtung .
Ansteuerschaltungen für optoelektronische Halbleiterbauele mente, wie beispielsweise LEDs, die insbesondere in Displays eingesetzt werden, können eine gemeinsame Bezugspotentiallei tung für den Strom des optoelektronischen Halbleiterbauelements und den Programmierstrom verwenden. Bei einer hochohmigen Be zugspotentialleitung kann diese Anordnung zu Signalstörungen, insbesondere zu sogenanntem Ground Bounce, führen, da zeitgleich der Strom durch das optoelektronische Halbleiterbauelement und die Programmierspannung anliegen und sich ein zusätzlicher - variabler - Spannungsanteil ergibt. Dieser Spannungsanteil kann die Programmierspannung verfälschen und damit die Helligkeit und Homogenität des dargestellten Inhalts in unerwünschter Weise verändern .
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zu grunde, eine optoelektronische Leuchtvorrichtung zu schaffen, mit der sich Signalstörungen vermeiden oder zumindest reduzie ren lassen. Ferner soll ein Verfahren zum Steuern einer opto elektronischen Leuchtvorrichtung angegeben werden. Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektro nische Leuchtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine jeweilige optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß den Merkmalen der An- Sprüche 7 bzw. 12 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbil dungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angege ben . Eine optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß einem ersten As pekt der vorliegenden Anmeldung umfasst eine Mehrzahl von opto elektronischen Halbleiterbauelementen. Jedem der optoelektro nischen Halbleiterbauelemente ist eine jeweilige Ansteuerschal tung zugeordnet.
Jede der Ansteuerschaltungen umfasst einen ersten Schaltungs zweig, der das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement und einen ersten Transistor zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halbleiterbauelement aufweist. Darüber hinaus umfasst jede der Ansteuerschaltungen einen Kondensator zum Ansteuern des ersten Transistors mit der Kondensatorspan nung .
Eine erste Gruppe von optoelektronischen Halbleiterbauelementen umfasst eine Untergruppe der optoelektronischen Halbleiterbau elemente der optoelektronischen Leuchtvorrichtung. Die ersten Schaltungszweige der Ansteuerschaltungen der ersten Gruppe sind mit einer gemeinsamen ersten Bezugspotentialleitung gekoppelt. Folglich kann ein jeweiliger Bezugspotentialanschluss der ers- ten Schaltungszweige mit der ersten Bezugspotentialleitung ver bunden sein. Ferner sind die Kondensatoren der Ansteuerschal- tungen der ersten Gruppe mit einer gemeinsamen zweiten Bezugspo tentialleitung gekoppelt. Dementsprechend kann ein jeweiliger Bezugspotentialanschluss der Kondensatoren mit der zweiten Be- zugspotentialleitung verbunden sein. Die erste und die zweite Bezugspotentialleitung sind getrennte Bezugspotentialleitungen und sind insbesondere Massepotentialleitungen.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt ermöglicht es, Signalstörungen, insbesondere Ground Bounce, zu reduzieren oder vollständig zu eliminieren. Weiterhin kann bei einer Verwendung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung in einem Display die Transparenz erhöht und die Ansteuerschaltun gen können vereinfacht werden.
Die von den optoelektronischen Halbleiterbauelementen emit tierte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, Ultraviolett (UV) -Licht und/oder Infra rot-Licht sein. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können beispielsweise als Licht emittierende Dioden (light emit- ting diode, LED) , als organische Licht emittierende Dioden (or- ganic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierende Tran sistoren oder als organische Licht emittierende Transistoren ausgebildet sein. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können in verschiedenen Ausführungsformen Teil einer integrier ten Schaltung sein.
Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können insbeson dere als optoelektronische Halbleiterchips realisiert sein.
Neben den optoelektronischen Halbleiterbauelementen sowie deren Ansteuerschaltungen kann die optoelektronische Leuchtvorrich tung auch weitere Halbleiterbauelemente und/oder andere Kompo nenten enthalten.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung kann beispielsweise eingesetzt werden in jeglicher Art von Displays, d. h. optischen Anzeigegeräten, insbesondere in variablen Verkehrsanzeigen, in industriellen oder medizinischen Anwendungen zur Darstellung von Daten, in Videowänden, in automobilen Anwendungen oder in anderen geeigneten Anwendungen.
Innerhalb einer jeweiligen Ansteuerschaltung können das opto elektronische Halbleiterbauelement und der erste Transistor, insbesondere dessen stromführende Strecke, in Reihe geschaltet sein und mit der ersten Bezugspotentialleitung in geeigneter Weise verbunden sein. Mit Hilfe des ersten Transistors können der Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement und damit seine Leuchtstärke gesteuert werden. Ein erster An- Schluss des Kondensators kann mit einem Steueranschluss des ersten Transistors verbunden sein. Der zweite Anschluss des Kondensators kann mit der zweiten Bezugspotentialleitung ver bunden sein. Die erste Bezugspotentialleitung und/oder die zweite Bezugspo tentialleitung können aus einem transparenten, elektrisch leit fähigen Oxid hergestellt sein. Transparente, elektrisch leit fähige Oxide (englisch: transparent conducting oxides, TCO) sind elektrisch leitfähige Materialien mit einer vergleichsweise ge- ringen Absorption von elektromagnetischer Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts. Insbesondere können die erste Bezugspo tentialleitung und/oder die zweite Bezugspotentialleitung aus Indiumzinnoxid (englisch: indium tin oxide, ITO) hergestellt sein .
Gemäß einer Ausgestaltung ist die erste Bezugspotentialleitung aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid, insbeson dere Indiumzinnoxid, hergestellt und die zweite Bezugspotenti alleitung ist aus einem anderen Material als einem transparen- ten, elektrisch leitfähigen Oxid gefertigt. Da die erste Be zugspotentialleitung folglich im Wesentlichen transparent ist, kann sie vergleichsweise breit ausgeführt sein, während die zweite Bezugspotentialleitung, über die nur geringe Ströme flie ßen, vergleichsweise schmal ausgeführt sein kann, um zu mög- liehst wenig Transparenzverlust zu führen. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können in einer Matrix, insbesondere einem Array, aus Zeilen (bzw. Reihen) und Spalten angeordnet sein. Die optoelektronischen Halbleiterbau elemente der ersten Gruppe können in der gleichen Zeile oder der gleichen Spalte angeordnet sein.
Eine zweite Gruppe von optoelektronischen Halbleiterbauelemen ten kann aus einer weiteren Untergruppe der optoelektronischen Halbleiterbauelemente der optoelektronischen Leuchtvorrichtung bestehen. Die ersten Schaltungszweige der Ansteuerschaltungen der zweiten Gruppe können mit einer gemeinsamen dritten Be zugspotentialleitung gekoppelt sein. Die Kondensatoren der An steuerschaltungen der zweiten Gruppe können mit einer gemein samen vierten Bezugspotentialleitung gekoppelt sein. Falls die optoelektronischen Halbleiterbauelemente der ersten Gruppe in der gleichen Zeile angeordnet sind, können die optoelektroni schen Halbleiterbauelemente der zweiten Gruppe ebenfalls in ei ner weiteren gemeinsamen Zeile angeordnet sein. Falls die opto elektronischen Halbleiterbauelemente der ersten Gruppe in der gleichen Spalte angeordnet sind, können die optoelektronischen Halbleiterbauelemente der zweiten Gruppe in einer weiteren ge meinsamen Spalte angeordnet sein.
Die dritte und die vierte Bezugspotentialleitung sind getrennte Bezugspotentialleitungen und insbesondere Massepotentialleitun gen .
In entsprechender Weise kann die optoelektronische Leuchtvor richtung weitere Gruppen von optoelektronischen Halbleiterbau- elementen umfassen, die jeweils in der gleichen Zeile bzw. Spalte angeordnet sind und elektrisch an zwei getrennte Be zugspotentialleitungen gekoppelt sind.
Jede Ansteuerschaltung kann einen zweiten Schaltungszweig auf- weisen, der zum einen den Kondensator und zum anderen einen zweiten Transistor zum Ankoppeln des Kondensators an eine Pro grammierleitung enthält. Der zweite Transistor kann zwischen die Programmierleitung und den ersten Anschluss des Kondensa tors geschaltet sein. Wenn der zweite Transistor angeschaltet ist, d. h., seine stromführende Strecke niederohmig ist, ist der Kondensator mit der Programmierleitung verbunden und kann programmiert, d. h., auf eine bestimmte Spannung aufgeladen werden . Der erste Transistor und/oder der zweite Transistor können Dünn schichttransistoren (englisch: thin-film transistor, TFT) sein.
Eine optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung umfasst eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen mit einer jeweiligen AnsteuerSchaltung .
Jede Ansteuerschaltung weist einen ersten und einen zweiten Schaltungszweig auf. Der erste Schaltungszweig enthält das je- weilige optoelektronische Halbleiterbauelement und einen ersten Transistor zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektro nische Halbleiterbauelement. Der zweite Schaltungszweig enthält einen Kondensator zum Ansteuern des ersten Transistors mit der Kondensatorspannung und einen zweiten Transistor zum Ankoppeln des Kondensators an eine Programmierleitung.
Weiterhin enthält der erste Schaltungszweig einen dritten Tran sistor . Der dritte Transistor sperrt einen Stromfluss durch das opto elektronische Halbleiterbauelement, wenn der zweite Transistor den Kondensator elektrisch an die Programmierleitung ankoppelt. D. h., der Stromfluss durch das Halbleiterbauelement ist während der Programmierung des Kondensators bzw. der Ansteuerschaltung gesperrt. Ferner kann vorgesehen sein, dass der dritte Transistor einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement zu lässt, wenn der zweite Transistor abgeschaltet ist, d. h., seine stromführende Strecke hochohmig ist und der Kondensator dadurch elektrisch von der Programmierleitung entkoppelt wird.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß dem zweiten As pekt ermöglicht es, Signalstörungen, insbesondere Ground Bounce, zu reduzieren oder gar zu beseitigen.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß dem zweiten As pekt kann die oben beschriebenen Ausgestaltungen der optoelekt ronische Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweisen. Im Unterschied zur optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt können hier jedoch die ersten und zweiten Schaltungszweige der Ansteuerschaltungen an dieselbe gemeinsame Bezugspotentialleitung gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Steueranschluss des dritten Transistors mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors verbunden sein. In diesem Fall können die beiden Transistoren so ausgeführt sein, dass der dritte Transistor sperrt, wenn der zweite Tran sistor einen Stromfluss durch seine stromführende Strecke zu- lässt, und der dritte Transistor einen Stromfluss durch seine stromführende Strecke zulässt, wenn der zweite Transistor sperrt .
Der erste Transistor und der dritte Transistor können in Reihe geschaltet sein. Insbesondere können die stromführenden Stre cken des ersten Transistors und des dritten Transistors in Reihe geschaltet sein.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung kann ferner eine Steu- ereinheit umfassen, die insbesondere zum Steuern des zweiten und dritten Transistors dient. Die Steuereinheit kann so aus geführt sein, dass sie den zweiten und dritten Transistor derart steuert, dass der dritte Transistor einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement sperrt, wenn der zweite Transistor den Kondensator elektrisch an die Programmierleitung ankoppelt .
Ein Verfahren gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden An meldung dient zum Steuern einer optoelektronischen Leuchtvor richtung. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung weist eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen mit ei ner jeweiligen Ansteuerschaltung auf. Jede der Ansteuerschal tungen umfasst einen ersten Schaltungszweig, der das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement, einen ersten Transistor zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halb leiterbauelement sowie einen dritten Transistor aufweist, und einen zweiten Schaltungszweig, der einen Kondensator zum An steuern des ersten Transistors mit der Kondensatorspannung und einen zweiten Transistor zum Ankoppeln des Kondensators an eine Programmierleitung aufweist.
Das Verfahren umfasst, dass ein gemeinsames Steuersignal be reitgestellt wird und mindestens eine der Ansteuerschaltungen mit dem gemeinsamen Steuersignal derart gesteuert wird, dass der zweite Transistor den Kondensator elektrisch mit der Pro grammierleitung koppelt und gleichzeitig der dritte Transistor einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauele ment sperrt. Dazu werden insbesondere sowohl der zweite Tran sistor als auch der dritte Transistor gleichzeitig mit dem ge meinsamen Steuersignal beaufschlagt.
Weiterhin kann mindestens eine Ansteuerschaltung derart gesteu ert werden, dass der zweite Transistor den Kondensator von der Programmierleitung elektrisch entkoppelt und gleichzeitig der dritte Transistor einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement zulässt.
Eine optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Anmeldung, die ebenfalls Signalstörun gen unterbinden oder zumindest reduzieren kann, umfasst eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen mit ei ner jeweiligen Ansteuerschaltung . Jede der Ansteuerschaltungen umfasst einen ersten Schaltungszweig, der das jeweilige opto- elektronische Halbleiterbauelement und einen ersten Transistor zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halb leiterbauelement aufweist, und einen Kondensator zum Ansteuern des ersten Transistors mit der Kondensatorspannung. Jede der Ansteuerschaltungen ist elektrisch mit einer Bezugspotential- Schicht gekoppelt. Folglich kann jede der Ansteuerschaltungen mit der Bezugspotentialschicht verbunden sein.
Insbesondere ist die Bezugspotentialschicht eine Massepotenti alschicht .
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung gemäß dem vierten As pekt kann die oben beschriebenen Ausgestaltungen der optoelekt ronische Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweisen. Im Unterschied zur optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt sind bei der optoelektronische Leuchtvorrich tung gemäß dem vierten Aspekt die ersten Schaltungszweige und die Kondensatoren der Ansteuerschaltungen elektrisch mit der Bezugspotentialschicht gekoppelt . Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können in einer ersten Ebene angeordnet sein. Die Bezugspotentialschicht kann sich in einer zweiten Ebene erstrecken, die parallel zur ersten Ebene verläuft. Die Bezugspotentialschicht kann großflächig ausgestaltet sein und sich über mehrere optoelektronische Halb- leiterbauelemente und deren Ansteuerschaltungen erstrecken. Zwischen den Ansteuerschaltungen und der Bezugspotentialschicht kann eine elektrisch isolierende Schicht, insbesondere eine dielektrische Schicht, angeordnet sein. Für die elektrische Verbindung zwischen den Ansteuerschaltungen und der Bezugspo tentialschicht können Durchkontaktierungen vorgesehen sein, die von den Ansteuerschaltungen durch die elektrisch isolierende Schicht zu der Bezugspotentialschicht geführt sind. Um Transparenzverluste zu vermeiden, kann die Bezugspotential schicht aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid und insbesondere aus Indiumzinnoxid hergestellt sein.
Die Bezugspotentialschicht kann aus einer durchgehenden Schicht bestehen, kann alternativ aber auch ein engmaschiges Netz aus einer Vielzahl von Leiterbahnen oder Nanodrähten umfassen.
Ein Display, d. h. ein optisches Anzeigegerät, gemäß einem fünf ten Aspekt der vorliegenden Anmeldung kann eine oder mehrere optoelektronische Leuchtvorrichtungen nach einem der ersten, zweiten und vierten Aspekte enthalten.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Schaltplans eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbei spiels einer optoelektronischen Leuchtvor- richtung;
Fig. 2A bis 2C Ausschnitte von Schaltplänen eines Ausfüh rungsbeispiels einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt; Fig. 3 einen Ausschnitt eines Schaltplans eines
Ausführungsbeispiels einer optoelektroni schen Leuchtvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt; und
Fig. 4A und 4B Ausschnitte von Schaltplänen eines Ausfüh rungsbeispiels einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt. In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die bei gefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Be schreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifi sche Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert wer den können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschauli chung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merk male der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbei spiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spe zifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschrei bung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identi schen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem schematischen Schaltplan einer nicht erfindungsgemäßen optoelektronischen Leuchtvorrich- tung 10, die Bestandteil eines Displays ist. In Fig. 1 ist eine Zeile einer Pixel-Matrix gezeigt. Die Zeile enthält N Pixel, wobei nur die Pixel 1 und N dargestellt sind.
Jedes der Pixel weist drei Subpixel mit einer jeweiligen LED 11, 12 bzw. 13 für die Farben rot, grün und blau auf. Jedem Subpixel ist eine Ansteuerschaltung zugeordnet, die auch als 2T1C-Pixelschaltung bezeichnet wird, da sie aus einem ersten Transistor 15, einem zweiten Transistor 16 und einem Kondensator 17 aufgebaut ist.
Masseanschlüsse des ersten Transistors 15 und des Kondensators 17 jeder Ansteuerschaltung sind mit einer gemeinsamen Massepo tentialleitung 18 verbunden. Die Anodenanschlüsse der Dioden 11, 12, 13 sind mit einer Ver sorgungsspannung V LED beaufschlagt. An die stromführenden Strecken der zweiten Transistoren 16 kann eine Programmierspan nung Data ij angelegt werden, wobei i das jeweilige Pixel be zeichnet (i = 1,..., N) und j die Farbe des Subpixels, d. h. rot, grün oder blau (j = R, G, B) , angibt. Weiterhin kann an die Steueranschlüsse der zweiten Transistoren 16 ein Signal LS (line select) angelegt werden, um die Kondensatoren 17 mit den Programmierspannungen Data ij beaufschlagen zu können. Nachteilig an der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist, dass der durch die LEDs 11, 12, 13 fließende Strom, der über die gemeinsame Massepotentialleitung 18 fließt, einen Spannungsver lust über die Länge der Massepotentialleitung 18 bewirkt. Bei spielsweise ergibt sich bei einer Ausführung der Massepotenti- alleitung 18 als Leiterbahn aus Aluminium mit einer Breite von ca. 10 gm, einer Dicke von 500 nm sowie einer Länge von 10 cm (entspricht der Displaybreite) ein Widerstand von 520 Ohm. Wenn ein LED-Strom von beispielsweise 200 mA auf der Massepotenti alleitung 18 fließt, führt dies zu einem Spannungshub von bis zu 1 V zwischen dem ersten Pixel und dem N. Pixel.
Da die Kondensatoren 17 mit einem Anschluss an der gemeinsamen Massepotentialleitung 18 anliegen, verfälscht der Spannungshub über die gesamte Länge der Massepotentialleitung 18 die Gate- Source-Programmierspannung . In Abhängigkeit von der Helligkeit, dem Strom des Displays sowie dem Bildinhalt kann dies zu Sig nalstörungen, insbesondere störendem Flackern, sowie einer un terschiedlichen Helligkeit führen. Fig. 2A zeigt einen Ausschnitt aus einem schematischen Schalt plan einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19, die Be standteil eines Displays ist. Die in Fig. 2A dargestellte opto elektronische Leuchtvorrichtung 19 ist ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem ersten As- pekt der Anmeldung.
In Fig. 2A ist aus Gründen der einfacheren grafischen Darstel lung lediglich ein Pixel dargestellt. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 19 weist eine Matrix aus Pixeln auf, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind und alle denselben Aufbau wie das in Fig. 2A gezeigte Pixel haben.
Jedes der Pixel weist drei Subpixel mit einem jeweiligen opto elektronischen Halbleiterbauelement in Form einer LED 11, 12 bzw. 13 für die Farben rot, grün bzw. blau auf. Jedem Pixel ist eine Ansteuerschaltung 20 zugeordnet, die in weiten Teilen ähn lich zu der in Fig. 1 gezeigten Ansteuerschaltung ist. Die Ansteuerschaltungen 20 enthalten jeweils einen ersten Schal tungszweig 21 und einen zweiten Schaltungszweig 22 sowie einen ersten Transistor 15, einen zweiten Transistoren 16 und einen Kondensator 17. Die ersten und zweiten Transistoren 15, 16 sind Dünnschichttransistoren .
In dem ersten Schaltungszweig 21 einer jeweiligen Ansteuer- Schaltung 20 sind die jeweilige LED 11, 12 bzw. 13 und die stromführende Strecke, d. h. die Drain-Source-Strecke, des ers ten Transistors 15 in Reihe geschaltet. In dem zweiten Schal tungszweig 22 ist ein Anschluss der Drain-Source-Strecke des zweiten Transistors 16 mit einer Programmierleitung 25 und der andere Anschluss der Drain-Source-Strecke des zweiten Transis tors 16 mit einem Anschluss des Kondensators 17 verbunden. Die ser Anschluss des Kondensators 17 ist außerdem mit einem Steu eranschluss, d. h. dem Gate-Anschluss, des ersten Transistors 15 verbunden.
An den Anodenanschlüssen der LEDs 11, 12 und 13 liegt während des Betriebs der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19 eine Versorgungsspannung V LED an. An die Programmierleitungen 25 kann eine Programmierspannung Data IR, Data IG bzw. Data 1B an gelegt werden. Ferner kann ein Signal LS an die Steueran schlüsse, d. h. die Gate-Anschlüsse, der zweiten Transistoren 16 angelegt werden. Mit dem Signal LS wird eine Zeile der Pixel- Matrix ausgewählt. Folglich ist das Signal LS für alle Pixel und Subpixel einer Zeile identisch.
Ein Bezugspotentialanschluss des ersten Schaltungszweigs 21, d. h. der von der LED 11, 12 bzw. 13 abgewandte Anschluss der
Drain-Source-Strecke des ersten Transistors 15, ist mit einer gemeinsamen ersten Massepotentialleitung 26, d. h. einer ge meinsamen ersten Bezugspotentialleitung, verbunden. Weiterhin ist ein Bezugspotentialanschluss des Kondensators 17 mit einer gemeinsamen zweiten Massepotentialleitung 27, d. h. einer ge meinsamen zweiten Bezugspotentialleitung, verbunden.
Alle Bezugspotentialanschlüsse der ersten Schaltungszweige 21 einer Zeile, d. h. einer ersten Gruppe der Pixel bzw. der LEDs, sind mit der ersten Massepotentialleitung 26 und alle Bezugspo tentialanschlüsse der Kondensatoren 17 einer Zeile sind mit der zweiten Massepotentialleitung 27 verbunden. Dies ist in Fig. 2B schematisch gezeigt. Dort sind die Pixel 1 bis N einer Zeile der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19 dargestellt, die wie vorstehend beschrieben mit der ersten bzw. zweiten Masse potentialleitung 26 und 27 verbunden sind. Für jede weitere Zeile der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19 sind in ent sprechender Weise zwei separate Massepotentialleitungen vorge sehen . Zum Programmieren der Pixel werden die zweiten Transistoren 16 einer Zeile gleichzeitig mit einer Spannung LS angesteuert, die bewirkt, dass die Drain-Source-Strecken der zweiten Transisto ren 16 elektrisch leitend werden und somit die jeweilige Pro grammierspannung Data ij an die Kondensatoren 17 angelegt wird. Die Spannung, auf die der jeweilige Kondensator 17 durch die Programmierung aufgeladen wird, liegt an dem Gate-Anschluss des jeweiligen ersten Transistors 15 an und bestimmt die Gate- Source-Spannung des ersten Transistors 15. Durch die Gate- Source-Spannung des ersten Transistors 15 wird der Strom, der durch die jeweilige LED 11, 12 bzw. 13 fließen kann, bestimmt, wodurch wiederum die Helligkeit des von der jeweiligen LED 11, 12 bzw. 13 emittierten Lichts bestimmt wird.
Durch die Trennung der Massepotentialleitung in eine erste Mas- sepotentialleitung 26 und eine separate zweite Massepotential leitung 27 wird verhindert, dass die vergleichsweise hohen über die erste Massepotentialleitung 26 fließenden Ströme die pro grammierten Spannungen der Kondensatoren 17 verfälschen. Die Spannungsverluste auf der ersten Massepotentialleitung 26 können durch eine höhere Versorgungsspannung V LED ausgeglichen werden, da die ersten Transistoren 15 in Sättigung betrieben werden und der dynamische Spannungsabfall an der Drain-Source- Strecke des jeweiligen ersten Transistors 15 abfällt. Dies hat keinen Einfluss auf den LED-Strom.
Die erste Massepotentialleitung 26, über die der LED-Strom fließt, ist aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid, insbesondere Indiumzinnoxid, hergestellt. Da über die zweite Massepotentialleitung 27 nur geringe Ströme fließen, kann diese relativ schmal ausgeführt sein und aus einem transparen ten, elektrisch leitfähigen Oxid oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material gefertigt sein. In Fig. 2A ist eine sogenannte Common-Anode-Anordnung darge stellt, bei der die Versorgungsspannung V LED an die Anodenan schlüsse der LEDs 11, 12 und 13 angelegt ist. Typischerweise sind die ersten Transistoren 15 n-Kanal-TFTs mit einem Kanal aus Indium-Gallium-Zink-Oxid (IGZO) . Alternativ können die LEDs 11, 12 und 13 auch in einer sogenannten Common-Cathode-Anordnung angeordnet sein.
Eine Common-Cathode-Anordnung ist beispielhaft in Fig. 2C dar gestellt. In den ersten Schaltungszweigen 21 ist die jeweilige LED 11, 12 bzw. 13 zwischen dem ersten Transistor 15 und der ersten Massepotentialleitung 26 angeordnet, d. h., die Katho denanschlüsse der LEDs 11, 12 und 13 sind mit der ersten Mass epotentialleitung 26 verbunden. Hier können die ersten Transis toren 15 p-Kanal-TFTs oder aber auch n-Kanal-TFTs sein. Ansons- ten ist die Schaltung aus Fig. 2C identisch mit der Schaltung aus Fig. 2A.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem schematischen Schaltplan einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung 30, die Bestandteil eines Displays ist. Die in Fig. 3 dargestellte optoelektronische Leuchtvorrichtung 30 ist ein Ausführungsbeispiel einer opto elektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Anmeldung. Ferner wird im Folgenden ein Verfahren zum Steuern der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 30 beschrieben. Dieses Verfahren ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Anmeldung.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 30 ist bis auf die im Folgenden genannten Unterschiede identisch mit der in Fig. 2A dargestellten optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19. Im Unterschied zur optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19 um fasst die optoelektronische Leuchtvorrichtung 30 nicht zwei ge trennte Massepotentialleitungen, sondern nur eine Massepoten tialleitung 31 pro Pixel-Zeile. An die Massepotentialleitung 31 sind sowohl die Masseanschlüsse der ersten Schaltungszweige 21 als auch die Masseanschlüsse der Kondensatoren 17 geschaltet.
Weiterhin ist in den ersten Schaltungszweigen 21 ein jeweiliger dritter Transistor 32 mit den LEDs 11, 12 bzw. 13 und den ersten Transistoren 15 in Reihe geschaltet. Die dritten Transistoren 32 können wie in Fig. 3 gezeigt zwischen der LED 11, 12 bzw. 13 und dem ersten Transistor 15 oder alternativ zwischen der Lei tung für die Versorgungsspannung V LED und der LED 11, 12 bzw. 13 angeordnet sein. Die dritten Transistoren 32 können als Dünn- schichttransistoren und insbesondere als p-Kanal-TFTs ausge führt sein.
Ferner werden die zweiten Transistoren 16 und die dritten Tran sistoren 32 von einer in Fig. 3 nicht dargestellten Steuerein- heit angesteuert. Während der Programmierung der Subpixel sind die zweiten Transistoren 16 eingeschaltet, um ein Aufladen der Kondensatoren 17 auf die gewünschte Spannung zu ermöglichen, und die dritten Transistoren 32 sind ausgeschaltet, so dass während der Programmierung kein LED-Strom fließt. Sobald die Programmierung abgeschlossen ist, werden die zweiten Transis toren 16 abgeschaltet und die dritten Transistoren 32 ange schaltet, so dass der LED-Strom fließen kann.
In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Transistoren 16 als n-Kanal-TFTs und die dritten Tran sistoren 32 als p-Kanal-TFTs ausgeführt. Ferner sind die Gate- Anschlüsse der zweiten und dritten Transistoren 16, 32 mitei nander verbunden und werden mit demselben Signal LS angesteuert. Dies bewirkt, dass die zweiten und dritten Transistoren 16, 32 wechselseitig an- bzw. ausgeschaltet sind. Im Ergebnis werden dadurch Signalstörungen, wie Ground Bounce, eliminiert, da während der Programmierung keine LED-Ströme und somit nur geringe Ströme über die Massepotentialleitung 31 flie- ßen. Folglich kann eine dünne Massepotentialleitung 31 verwen det werden, wodurch die Transparenz des Displays erhöht wird.
Die durch die LED-Ströme verursachten Spannungsverluste auf der Massepotentialleitung 31 können durch eine höhere Versorgungs- Spannung V LED ausgeglichen werden, da die ersten Transistoren 15 in Sättigung betrieben werden und der dynamische Spannungs abfall an der Drain-Source-Strecke des jeweiligen ersten Tran sistors 15 abfällt. Dies hat keinen Einfluss auf den LED-Strom. Fig. 4A zeigt einen Ausschnitt aus einem schematischen Schalt plan einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung 35, die Be standteil eines Displays ist. Die in Fig. 4A dargestellte opto elektronische Leuchtvorrichtung 35 ist ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Anmeldung.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 35 ist bis auf die im Folgenden genannten Unterschiede identisch mit der in Fig. 2A dargestellten optoelektronischen Leuchtvorrichtung 19.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 35 umfasst nicht zwei getrennte Massepotentialleitungen, sondern eine gemeinsame großflächige Massepotentialschicht 36, an welche die Massean schlüsse der ersten Schaltungszweige 21 und die Masseanschlüsse der Kondensatoren 17 geschaltet sind.
Die Massepotentialschicht 36 ist gegen die Versorgungsspannung V LED und die Steuersignale durch eine großflächige dielektri sche Schicht 37 isoliert. Von den Ansteuerschaltungen 20 jedes Subpixels erstreckt sich eine jeweilige Durchkontaktierung 38 durch die dielektrische Schicht 37 zu der Massepotentialschicht 36.
Die LEDs 11, 12 und 13 können in einer Ebene angeordnet sein, und die ersten und zweiten Transistoren 15, 16 können in einer weiteren Ebene angeordnet sein. Beide Ebenen können über eine bestimmte Dicke verfügen, um die Bauelemente in der jeweiligen Ebene unterzubringen. Die Massepotentialschicht 36 kann in ei ner weiteren Ebene angeordnet sein, die parallel zu den beiden erstgenannten Ebenen verläuft.
Die Massepotentialschicht 36 kann aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid und insbesondere aus Indiumzinnoxid hergestellt sein, wodurch sich die Transparenz der Massepoten tialschicht 36 erhöht.
In Fig. 4B ist die Massepotentialschicht 36 in einer Draufsicht dargestellt. Die Massepotentialschicht 36 kann wie in Fig. 4B aus einer durchgehenden Schicht bestehen, die sich über sämt liche Pixel erstrecken kann. Der LED-Strom verteilt sich auf der gesamten Massepotentialschicht 36, wodurch geringere Span nungsabfälle entstehen.
Alternativ kann die Massepotentialschicht 36 aus einem engma schigen Netz aus Leiterbahnen, insbesondere aus Nanodrähten, bestehen. Dadurch wird die kapazitive Last an den Gate-Anschlüs- sen der zweiten Transistoren 16 und den Programmierleitungen 25 reduziert . BEZUGSZEICHENLISTE
10 optoelektronische Leuchtvorrichtung
11 LED
12 LED
13 LED
15 erster Transistor
16 zweiter Transistor
17 Kondensator
18 Massepotentialleitung
19 optoelektronische Leuchtvorrichtung
20 AnsteuerSchaltung
21 erster Schaltungszweig
22 zweiter Schaltungszweig
25 Programmierleitung
26 erste Massepotentialleitung
27 zweite Massepotentialleitung
30 optoelektronische Leuchtvorrichtung
31 Massepotentialleitung
32 dritter Transistor
35 optoelektronische Leuchtvorrichtung
36 MassepotentialSchicht
37 dielektrische Schicht
38 Durchkontaktierung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19), mit:
einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbau elementen (11-13) mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung (20) ,
wobei jede der Ansteuerschaltungen (20) einen ersten Schaltungszweig (21), der das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) und einen ersten Transistor (15) zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektro nische Halbleiterbauelement (11-13) aufweist, und einen Kondensator (17) zum Ansteuern des ersten Transistors (15) mit der Kondensatorspannung umfasst,
wobei die ersten Schaltungszweige (21) der Ansteuer schaltungen (20) einer ersten Gruppe der optoelektroni schen Halbleiterbauelemente (11-13) zwischen ein Versor gungspotential (V LED) und eine gemeinsame erste Be zugspotentialleitung (26) geschaltet sind, und
wobei die Kondensatoren (17) der Ansteuerschaltungen (20) der ersten Gruppe der optoelektronischen Halblei terbauelemente (11-13) mit einer gemeinsamen zweiten Be zugspotentialleitung (27) gekoppelt sind.
2. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19) nach Anspruch 1, wobei die erste Bezugspotentialleitung (26) und/oder die zweite Bezugspotentialleitung (27) aus einem trans parenten, elektrisch leitfähigen Oxid und insbesondere aus Indiumzinnoxid hergestellt sind. 3. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optoelektronischen Halbleiterbauele mente (11-13) in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet sind und die optoelektronischen Halbleiter bauelemente (11-13) der ersten Gruppe in der gleichen Zeile oder der gleichen Spalte angeordnet sind.
4. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19) nach Anspruch
3,
wobei die ersten Schaltungszweige (21) der Ansteuer schaltungen (20) einer zweiten Gruppe der optoelektroni schen Halbleiterbauelemente (11-13) zwischen ein Versor gungspotential (V LED) und eine gemeinsame dritte Be zugspotentialleitung geschaltet sind,
wobei die Kondensatoren (17) der Ansteuerschaltungen (20) der zweiten Gruppe der optoelektronischen Halblei terbauelemente (11-13) mit einer gemeinsamen vierten Be zugspotentialleitung gekoppelt sind, und
wobei die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (11-13) der zweiten Gruppe in der gleichen Zeile oder der gleichen Spalte angeordnet sind.
5. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Ansteuerschaltung (20) einen zweiten Schaltungszweig (22) aufweist, der den Kondensator (17) und einen zweiten Transistor (16) zum Ankoppeln des Kondensators (17) an eine Programmierlei tung (25) aufweist.
6. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Transistor (15) und/oder der zweite Transistor (16) Dünnschichttransis toren sind.
7. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (30), mit:
einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbau elementen (11-13) mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung (20) ,
wobei jede der Ansteuerschaltungen (20) einen ersten Schaltungszweig (21) und einen zweiten Schaltungszweig (22) aufweist, wobei der erste Schaltungszweig (21) das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13), einen ersten Transistor (15) zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) und einen dritten Transistor (32) aufweist,
wobei der zweite Schaltungszweig (22) einen Kondensa tor (17) zum Ansteuern des ersten Transistors (15) mit der Kondensatorspannung und einen zweiten Transistor (16) zum Ankoppeln des Kondensators (17) an eine Programmier leitung (25) aufweist,
wobei der dritte Transistor (32) einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) sperrt, wenn der zweite Transistor (16) den Kondensator (17) an die Programmierleitung (25) ankoppelt, und
wobei der dritte Transistor (32) einen Steueran schluss aufweist, der mit einem Steueranschluss des zwei ten Transistors (16) verbunden ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (30) nach Anspruch 7, wobei der erste Transistor (15) und der dritte Tran sistor (32) in Reihe geschaltet sind.
9. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (30) nach Anspruch 7 oder 8, mit einer Steuereinheit, die den zweiten und dritten Transistor (16, 32) derart steuert, dass der dritte Transistor (32) einen Stromfluss durch das opto elektronische Halbleiterbauelement (11-13) sperrt, wenn der zweite Transistor (16) den Kondensator (17) an die Programmierleitung (25) ankoppelt.
10. Verfahren zum Steuern einer optoelektronischen Leucht vorrichtung (30) , wobei die optoelektronische Leuchtvorrichtung (30) eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbauele menten (11-13) mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung (20) umfasst,
wobei jede der Ansteuerschaltungen (20) einen ersten
Schaltungszweig (21) und einen zweiten Schaltungszweig (22) aufweist,
wobei der erste Schaltungszweig (21) das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13), einen ersten Transistor (15) zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) und einen dritten Transistor (32) aufweist,
wobei der zweite Schaltungszweig (22) einen Kondensa tor (17) zum Ansteuern des ersten Transistors (15) mit der Kondensatorspannung und einen zweiten Transistor (16) zum Ankoppeln des Kondensators (17) an eine Programmier leitung (25) aufweist, und
wobei das Verfahren umfasst:
Bereitstellen eines Steuersignals; und
Ansteuern mindestens einer der Ansteuerschaltungen
(20) mit dem Steuersignal derart, dass der zweite Tran sistor (16) den Kondensator (17) an die Programmierlei tung (25) ankoppelt und gleichzeitig der dritte Transis tor (32) einen Stromfluss durch das optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) sperrt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine
Ansteuerschaltung (20) derart gesteuert wird, dass der zweite Transistor (16) den Kondensator (17) von der Pro- grammierleitung (25) entkoppelt und gleichzeitig der dritte Transistor (32) einen Stromfluss durch das opto elektronische Halbleiterbauelement (11-13) zulässt.
12. Optoelektronische Leuchtvorrichtung (35), mit: einer Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterbau elementen (11-13) mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung (20) ,
wobei jede der Ansteuerschaltungen (20) einen ersten Schaltungszweig (21), der das jeweilige optoelektronische Halbleiterbauelement (11-13) und einen ersten Transistor (15) zum Steuern des Stromflusses durch das optoelektro nische Halbleiterbauelement (11-13) aufweist, und einen Kondensator (17) zum Ansteuern des ersten Transistors (15) mit der Kondensatorspannung umfasst, und
wobei die Ansteuerschaltungen (20) mit einer Be zugspotentialschicht (36) gekoppelt sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (35) nach Anspruch 12, wobei die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (11-13) in einer ersten Ebene angeordnet sind und sich die Bezugspotentialschicht (36) in einer zweiten Ebene erstreckt, die parallel zur ersten Ebene angeordnet ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (35) nach Anspruch 12 oder 13, wobei zwischen den Ansteuerschaltungen (20) und der Bezugspotentialschicht (36) eine elektrisch iso lierende Schicht (37) angeordnet ist und eine Durchkon taktierung (38) von jeder Ansteuerschaltung (20) durch die elektrisch isolierende Schicht (37) zu der Bezugspo tentialschicht (36) geführt ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (35) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Bezugspotentialschicht (36) aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Oxid und insbesondere aus Indiumzinnoxid hergestellt ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (35) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Bezugspotentialschicht (36) ein Netz aus einer Vielzahl von Leiterbahnen um fasst .
17. Display mit einer oder mehreren optoelektronischen Leuchtvorrichtungen (19, 30, 35) nach einem der Ansprüche
1 bis 9 und 12 bis 16.
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