微发光二极管显示装置及其亚像素电路的制作方法

本发明关于一种亚像素电路，特别关于一种微发光二极管显示装置及其亚像素电路。

背景技术：

当世界都在关注未来显示技术时，微发光二极管(microled)是最被看好的技术之一。简单来说，microled是将led微缩化和矩阵化的技术，将数百万乃至数千万颗小于100微米，比一根头发还细的晶粒，排列整齐放置在基板上。与现阶段oled(有机发光二极管)显示技术相比，microled同样是自主发光，却因使用材料的不同，因此可以解决oled最致命的“烙印”问题，同时还有低功耗、高对比、广色域、高亮度、体积小、轻薄、节能等优点。因此，全球各大厂皆争相投入microled技术的研发。

然而，在微发光二极管显示装置中，由于各亚像素的微发光二极管的尺寸相当小，相对的驱动电路也相当小，当发现某些亚像素的微发光二极管故障而产生亮度异常时，现有的修补技术都是通过后制程修改故障亚像素的电路，例如利用激光切断冗余电路，或是绝缘后重新连线，但无论是哪种后制程修改技术，对于微发光二极管显示装置的亚像素电路而言，其修补的困难度相当高，且不利于大量生产制程。

技术实现要素：

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种微发光二极管显示装置及其亚像素电路，不需利用现有的后制程修改亚像素电路即可进行故障亚像素的微发光二极管的修补。

为达上述目的，依据本发明的一种微发光二极管显示装置的亚像素电路，包括开关单元、选择驱动单元以及发光单元。开关单元接收数据信号；选择驱动单元与开关单元电性连接，且选择驱动单元电连接至第一电压；发光单元包括两个微发光二极管，每一个微发光二极管分别与选择驱动单元电性连接，每一个微发光二极管分别具有第一端及第二端，该些微发光二极管的该些第一端分别与选择驱动单元电性连接，该些微发光二极管的该些第二端分别电连接至第二电压；其中，选择驱动单元依据经由开关单元传送的数据信号选择驱动该些微发光二极管的其中之一发光。

为达上述目的，依据本发明的一种微发光二极管显示装置，包括显示面板，显示面板包括多个亚像素，该些亚像素配置由行与列构成的矩阵状，每一个亚像素包括亚像素电路，该亚像素电路包括开关单元、选择驱动单元以及发光单元。开关单元接收数据信号；选择驱动单元与开关单元电性连接，且选择驱动单元电连接至第一电压；发光单元包括两个微发光二极管，每一个微发光二极管分别与选择驱动单元电性连接，每一个微发光二极管分别具有第一端及第二端，该些微发光二极管的该些第一端分别与选择驱动单元电性连接，该些微发光二极管的该些第二端分别电连接至第二电压；其中，选择驱动单元依据经由开关单元传送的数据信号选择驱动该些微发光二极管的其中之一发光。

在一实施例中，选择驱动单元包括两个驱动晶体管，该些驱动晶体管分别与该些微发光二极管对应且连接，且选择驱动单元依据数据信号选择导通该些驱动晶体管的其中之一，促使与导通的驱动晶体管连接的微发光二极管发光。

在一实施例中，选择驱动单元的两个驱动晶体管为p型晶体管和n型晶体管。

在一实施例中，每一个驱动晶体管分别具有控制端、第一端及第二端，该些驱动晶体管的该些控制端彼此连接，并与开关单元电性连接，该些驱动晶体管的该些第一端电连接至第一电压，且该些驱动晶体管的该些第二端分别对应连接至该些微发光二极管的该些第一端。

在一实施例中，开关单元包括开关晶体管，开关晶体管的控制端连接扫描线以接收扫描信号，开关晶体管的第一端连接数据线以接收数据信号，开关晶体管的第二端与该些驱动晶体管的该些控制端连接。

在一实施例中，亚像素电路还包括重置单元，其包括至少一重置晶体管，重置晶体管的第一端连接至该些驱动晶体管的该些控制端，重置晶体管的第二端电连接至重置电压。

在一实施例中，亚像素电路还包括使能单元，其包括第一使能晶体管及第二使能晶体管，第一使能晶体管与第二使能晶体管分别具有控制端、第一端及第二端，第一使能晶体管与第二使能晶体管的该些控制端彼此连接，并接收使能信号，第一使能晶体管的第一端电连接至第一电压，第一使能晶体管的第二端与该些驱动晶体管的该些第一端连接；第二使能晶体管的第一端与该些微发光二极管的该些第二端连接，第二使能晶体管的第二端电连接至第二电压。

在一实施例中，使能信号使第一使能晶体管及第二使能晶体管导通时，与导通的驱动晶体管连接的微发光二极管发光。

承上所述，在本发明的微发光二极管显示装置及其亚像素电路中，通过选择驱动单元电连接至第一电压；发光单元的两个微发光二极管的第一端与选择驱动单元连接，且该些微发光二极管的第二端分别电连接至第二电压；以及，选择驱动单元依据经由开关单元传送的数据信号选择驱动该些微发光二极管的其中之一发光的电路设计，使本发明的微发光二极管显示装置及其亚像素电路不需利用现有的后制程修改亚像素电路即可进行故障亚像素的微发光二极管的修补。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种微发光二极管显示装置的示意图。

图2a为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的电路示意图。

图2b为图1的微发光二极管显示装置中，扫描信号与数据信号的波形示意图。

图2c为对应于图2b的扫描线信号与数据线信号的微发光二极管点亮示意图。

图2d为图1的微发光二极管显示装置中，亚像素的微发光二极管有故障时的对应扫描信号与数据信号的波形示意图。

图2e为对应于图2d之扫描信号与数据信号的微发光二极管点亮示意图。

图3a为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的不同电路示意图。

图3b为图3a的亚像素的信号波形示意图。

图4为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的又一电路示意图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明实施例的微发光二极管显示装置及其亚像素电路，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

先提醒的是，若为单色的微发光二极管显示装置时，本文中的“亚像素电路”也可称为“像素电路”；若为全彩的微发光二极管显示装置时，本文的三个或三个以上的“亚像素电路”可称为一个“像素电路”。

图1为本发明一实施例的一种微发光二极管显示装置的示意图。请参照图1所示，微发光二极管显示装置1为主动矩阵式(activematrix)微发光二极管显示装置，其可包括显示面板11、数据驱动电路12以及扫描驱动电路13。

显示面板11为微发光二极管显示面板，当显示面板11的微发光二极管被驱动或点亮时，可使显示面板11显示影像。显示面板11包括多个亚像素p11～pmn，该些亚像素p11～pmn配置由行(column)与列(row)构成的矩阵状。其中，每一个亚像素p11～pmn包括亚像素电路(图2a或图3a)。

数据驱动电路12邻设于显示面板11，并与显示面板11电性连接。本实施例的微发光二极管显示装置1还可包括多条数据线d1～dn，数据驱动电路12经由该些数据线d1～dn与显示面板11电性连接。借此，数据驱动电路12可通过数据线d1～dn分别输出数据信号传送至显示面板11的亚像素p11～pmn。除此之外，数据驱动电路12还可输出第一电压vdd及第二电压vee(图2a)，并分别传送至显示面板11的亚像素p11～pmn。具体来说，第一电压vdd及第二电压vee可由数据驱动电路12所提供。其中，第一电压vdd是用以驱动亚像素p11～pmn的发光元件(即微发光二极管)发光的直流驱动电压，而第二电压vee为亚像素p11～pmn的公用电压。在此，第一电压vdd大于第二电压vee。在一些实施例中，第一电压vdd例如可为4.6v，第二电压vee例如可为-2v，然而并不以此为限，在不同的实施例中，可依据被驱动的微发光二极管的特性而提供不同的第一电压vdd和第二电压vee。

此外，微发光二极管显示装置1还可包括多条扫描线s1～sm，而扫描驱动电路13邻设于显示面板11，且扫描驱动电路13可经由扫描线s1～sm与显示面板11电性连接。借此，扫描驱动电路13可通过扫描线s1～sm依序输出扫描信号传送至各列的亚像素。

因此，在本实施例的微发光二极管显示装置1中，当扫描驱动电路13输出的扫描信号使扫描线s1～sm依序导通各列亚像素时，数据驱动电路12可将对应每一列亚像素的数据信号通过该些数据线d1～dn传送至该些亚像素p11～pmn，并且数据驱动电路12输出的第一电压vdd及第二电压vee可分别传送至显示面板11的该些亚像素p11～pmn，借此驱动或点亮亚像素p11～pmn的微发光二极管，进而使显示装置1可显示影像。

请参照图2a至图2e，以详细说明上述实施例的微发光二极管显示装置中，故障亚像素的微发光二极管的修补方式。其中，图2a为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的电路示意图，图2b为图1的微发光二极管显示装置中，扫描信号与数据信号的波形示意图，图2c为对应于图2b的扫描线信号与数据线信号的微发光二极管点亮示意图，图2d为图1的微发光二极管显示装置中，亚像素的微发光二极管有故障时的对应扫描信号与数据信号的波形示意图，而图2e为对应于图2d的扫描信号与数据信号的微发光二极管点亮示意图。

先说明的是，图2a至图2e中出现的元件符号s1、s2、s3可代表扫描线，也可代表扫描信号，而元件符号d1、d2、d3可代表数据线，也可代表数据信号。例如，图2c和图2e中出现的元件符号s1、s2、s3代表扫描线，但图2a、图2b和图2d中出现的元件符号si、s1、s2、s3可代表扫描信号；图2c和图2e中出现的元件符号d1、d2、d3代表数据线，但图2b和图2d中出现的元件符号dj、d1、d2、d3可代表数据信号，视使用的情况而定。另外，图2b与图2d中显示的“n”代表亚像素的选择驱动单元中的n型晶体管导通，“p”代表亚像素的选择驱动单元中的p型晶体管导通，而图2c与图2e中显示的“n”代表与亚像素的选择驱动单元中的n型晶体管对应连接的微发光二极管被点亮，“p”代表与亚像素的选择驱动单元中的p型晶体管对应连接的微发光二极管被点亮。此外，以下出现的晶体管的“控制端”可为晶体管的闸极，“第一端”可为晶体管的第一源/漏极，而“第二端”可为晶体管的第二源/漏极。

如图2a所示，在本实施例中，亚像素pij(亚像素电路)包括开关单元21、选择驱动单元22以及发光单元23。另外，亚像素pij(亚像素电路)还可包括电容c0。在此，i可介于1与m之间(1≤i≤m)，j可介于1与n之间(1≤j≤n)。另外，图2a的亚像素pij例如是以2t1c电路架构为例，然而并不以此为限，在不同的实施例中，各亚像素pij(亚像素电路)也可是其他电路架构，例如图3a的实施例的6t2c，或其他的电路架构。

开关单元21可接受扫描信号si的控制而导通以接收数据信号dj。在此，开关单元21包括开关晶体管211，开关晶体管211的控制端连接扫描线以接收扫描信号si，而开关晶体管211的第一端连接数据线以接收数据信号dj，并且开关晶体管211的第二端与选择驱动单元22电连接。在此，开关晶体管211是以n型晶体管，例如但不限于n型的mosfet(金属氧化物半导体场效晶体管)为例。本领域的技术人员当可理解，本文中的晶体管除了n型晶体管之外，也可以是p型晶体管。

选择驱动单元22与开关单元21电性连接，且选择驱动单元22电连接至第一电压vdd。本实施例的选择驱动单元22包括有两个驱动晶体管221、222，该些驱动晶体管221、222分别与开关单元21电性连接，且该些驱动晶体管221、222分别电连接至第一电压vdd。驱动晶体管221或驱动晶体管222作为发光单元23的驱动元件，其可分别具有控制端、第一端及第二端。其中，驱动晶体管221、222的该些控制端彼此连接，并与开关晶体管211的第二端连接，且经由电容c0连接至第一电压vdd；驱动晶体管221、222的该些第一端电连接至第一电压vdd，且驱动晶体管221、222的该些第二端分别对应连接至发光单元23。本实施例的驱动晶体管221为p型晶体管，且驱动晶体管222为n型晶体管；当然，在不同的实施例中，驱动晶体管221也可为n型晶体管，且驱动晶体管222可为p型晶体管。由于本实施例的驱动晶体管221、222的控制端同时与开关晶体管211的第二端连接，且驱动晶体管221为p型晶体管，驱动晶体管222为n型晶体管，因此，当驱动晶体管221导通时，驱动晶体管222则截止；当驱动晶体管222导通时，驱动晶体管221则截止。

发光单元23包括两个微发光二极管231、232，每一个微发光二极管(231、232)分别与选择驱动单元22电性连接。在此，选择驱动单元22的驱动晶体管221、222与微发光二极管231、232对应设置。其中，微发光二极管231、232分别具有第一端及第二端，微发光二极管231、232的该些第一端各别与选择驱动单元22的该些驱动晶体管221、222对应且连接(也即微发光二极管231的第一端与驱动晶体管221的第二端连接，微发光二极管232的第一端与驱动晶体管222的第二端连接)，且微发光二极管231、232的该些第二端电连接至第二电压vee。借此，选择驱动单元22可依据经由开关单元21传送的数据信号dj选择驱动该些微发光二极管231、232的其中之一发光。换句话说，选择驱动单元22可依据经由开关单元21传送的数据信号dj选择导通驱动晶体管221、222的其中之一，促使与导通的驱动晶体管连接的微发光二极管231或微发光二极管232发光。

详细来说，在本实施例中，当开关晶体管211因扫描线传送的扫描信号si而导通，使数据信号dj可借由数据线经由开关晶体管211传送至选择驱动单元22的驱动晶体管221、222的控制端时，驱动晶体管221、222可因数据信号dj的不同而导通不同的驱动晶体管。举例来说，当数据信号dj为低电位(0)时可导通驱动晶体管221，使第一电压vdd可经由驱动晶体管221传送至对应连接的微发光二极管231，进而使微发光二极管231的两端可形成电压差而被点亮，在此同时，微发光二极管232并没有被点亮。另外，当数据信号dj为高电位(1)时可导通驱动晶体管222，使第一电压vdd可经由驱动晶体管222传送至对应连接的微发光二极管232，进而使微发光二极管232的两端可形成电压差而被点亮，在此同时，微发光二极管231并没有被点亮。

因此，当微发光二极管显示装置1制作完成经测试后发现某一个(或某一些)亚像素的微发光二极管故障不亮(例如微发光二极管232)时，由于这一个(或这一些)不亮亚像素的微发光二极管与选择驱动单元22的其中一个驱动晶体管(例如驱动晶体管222)连接，因此，可利用这一个(或这一些)不亮亚像素所传送的数据信号dj选择导通选择驱动单元22的另一个驱动晶体管(例如驱动晶体管221)，使与另一个驱动晶体管(驱动晶体管221)连接的另一个微发光二极管(微发光二极管231)发光。因此，本实施例的微发光二极管显示装置1不需利用现有的后制程修改亚像素(亚像素电路)即可达到故障亚像素的微发光二极管的修补目的。

举例来说，如图2b和图2c所示，假设在点亮测试时，当各数据信号d1、d2、d3、…例如皆为高电位(1)而导通各亚像素的n型晶体管(例如驱动晶体管222)时，与n型晶体管对应连接的所有亚像素的微发光二极管(即微发光二极管232)皆可正常点亮，这代表微发光二极管显示装置是良品，没有故障亚像素。

但是，如图2d和图2e所示，假设利用上述的点亮测量信号时，在亚像素p12、p23、p33中，与n型晶体管(驱动晶体管222)对应连接的微发光二极管(即微发光二极管232)不亮，因此，在扫描线传送的扫描信号s1导通第一列亚像素p11、p12、p13的开关晶体管211时，数据线所传送的数据信号d1、d2、d3可更改为高电位(1)、低电位(0)、高电位(1)，以对应导通亚像素p11、p12、p13的n型晶体管(驱动晶体管222)、p型晶体管(驱动晶体管221)、n型晶体管(驱动晶体管222)，就可对应点亮亚像素p11、p12、p13的微发光二极管232、微发光二极管231、微发光二极管232，借此可修补故障亚像素p12。

另外，在扫描线传送的扫描信号s2导通第二列亚像素p21、p22、p23的开关晶体管211时，数据线传送的数据信号d1、d2、d3可更改为高电位(1)、高电位(1)、低电位(0)，以对应导通亚像素p21、p22、p23的n型晶体管(驱动晶体管222)、n型晶体管(驱动晶体管222)、p型晶体管(驱动晶体管221)，就可对应点亮微发光二极管232、微发光二极管232、微发光二极管231，借此可修补故障的亚像素p23。

此外，在扫描线传送的扫描信号s3导通第三列亚像素p31、p32、p33的开关晶体管211时，数据线传送的数据信号d1、d2、d3可更改为高电位(1)、高电位(1)、低电位(0)，以对应导通亚像素p31、p32、p33的n型晶体管(驱动晶体管222)、n型晶体管(驱动晶体管222)、p型晶体管(驱动晶体管221)，就可对应点亮微发光二极管232、微发光二极管232、微发光二极管231，借此可修补故障的亚像素p33。以此类推。

由上述中可知，本发明不需利用现有的后制程修改故障亚像素的亚像素电路，只要给予故障亚像素适当的数据信号就可借由选择驱动单元22选择而修补微发光二极管显示装置中的故障亚像素。

图3a为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的不同电路示意图，而图3b为图3a的亚像素的信号波形示意图。在此，图3a的亚像素pij’以6t2c的电路为例。

如图3a所示，本实施例的亚像素pij’(亚像素电路)与前述实施例的亚像素pij(亚像素电路)的不同之处在于，本实施例的亚像素pij’(亚像素电路)除了开关单元21、选择驱动单元22和发光单元23外，还包括有重置单元24及使能单元25。此外，本实施例之选择驱动单元22的驱动晶体管221、222的该些控制端经由对应的电容c1、c2电连接至第一电压vdd。

重置单元24包括至少一重置晶体管241。其中，重置晶体管241的第一端分别连接至驱动晶体管221、222的该些控制端，而重置晶体管241的一第二端电连接至一重置电压vint，且重置晶体管241的控制端与前一条扫描线连接，以接受扫描信号si-1的控制。在此，重置电压vint例如但不限于为接地电压(0伏特)。另外，本实施例的重置晶体管241例如是以一个n型晶体管为例，然而并不以此为限，在不同的实施例中，重置晶体管241也可以是p型晶体管；或者，亚像素pij’也可以有两个重置晶体管241，这两个重置晶体管241可为n型或p型晶体管，或一个n型、一个p型，并不限定。

如图3a和图3b所示，当亚像素p(i-1)j’被扫描信号si-1驱动而导通(即开关晶体管211导通)的同时，扫描信号si-1也会使亚像素pij的重置晶体管241导通，则亚像素pij的驱动晶体管221、222的控制端的残存电压可通过重置晶体管241被释放，也即亚像素pij的驱动晶体管221、222的控制端可因为重置晶体管241的导通而被重置，使扫描信号si驱动亚像素pij时，由于亚像素pij的驱动晶体管221、222的控制端已被重置，因此，导通的驱动晶体管(221或222)可精准控制对应连接的微发光二极管(231或232)的亮度，借此达到精准控制发光亮度的目的。

另外，请再参照图3a所示，使能单元25包括第一使能晶体管251及第二使能晶体管252，第一使能晶体管251与第二使能晶体管252分别具有控制端、第一端及第二端，第一使能晶体管251与第二使能晶体管252的该些控制端彼此连接，并接受使能信号en的控制；另外，第一使能晶体管251的第一端连接至第一电压vdd，第一使能晶体管251的第二端与驱动晶体管221、222的该些第一端连接；此外，第二使能晶体管252的第一端与微发光二极管231、232的该些第二端连接，第二使能晶体管252的第二端电连接至第二电压vee。在此，第一使能晶体管251与第二使能晶体管252例如是以n型晶体管为例，然而并不以此为限，在不同的实施例中，第一使能晶体管251与第二使能晶体管252也可以是p型晶体管，或一个n型晶体管、一个p型晶体管。

因此，如图3a和图3b所示，在亚像素pij’中，当扫描信号si使开关单元21截止之后，且使能信号en使第一使能晶体管251及第二使能晶体管252导通时(如时间t之后)，第一电压vdd和第二电压vee可通过第一使能晶体管251及第二使能晶体管252使与导通的驱动晶体管连接的微发光二极管发光。具体来说，当扫描信号si使开关晶体管211导通时，第一使能晶体管251及第二使能晶体管252为截止；当扫描信号si使开关晶体管211截止之后(时间t之后)，使能信号en才使第一使能晶体管251及第二使能晶体管252导通，使与导通的驱动晶体管连接的微发光二极管的两端具有电压差，进而使微发光二极管发光。

此外，亚像素pij’的其他技术内容可参照亚像素pij的相同元件，在此不再多作说明。

请参照图4所示，其为图1的微发光二极管显示装置中，其中一个亚像素的又一电路示意图。

如图4所示，本实施例的亚像素pij”(亚像素电路)与前述实施例的亚像素pij’(亚像素电路)的不同之处在于，本实施例的亚像素pij”(亚像素电路)中的重置单元的数量为两个。其中，重置单元24a的重置晶体管241的第一端分别连接至驱动晶体管221、222的该些控制端，且经由电容c1电连接至第一电压vdd，而重置单元24b的重置晶体管241的第一端也分别连接至驱动晶体管221、222的该些控制端，但经由电容c2电连接至第一电压vdd。由于重置单元24a、24b各自经由对应的电容c1、c2电连接至第一电压vdd，因此，当因制程、电路导致电容c1、c2两端电压差不一致而使电容c1、c2的电容值有所误差时，重置单元24a、24b的功能不会互相影响。

此外，亚像素pij”的其他技术内容可参照亚像素pij’或pij的相同元件，在此不再多作说明。

综上所述，在本发明的微发光二极管显示装置及其亚像素电路中，通过选择驱动单元电连接至第一电压；发光单元的两个微发光二极管的第一端与选择驱动单元连接，且该些微发光二极管的第二端分别电连接至第二电压；以及，选择驱动单元依据经由开关单元传送的数据信号选择驱动该些微发光二极管的其中之一发光的电路设计，使本发明的微发光二极管显示装置及其亚像素电路不需利用现有的后制程修改亚像素电路即可进行故障亚像素的微发光二极管的修补。

以上所述仅为举例性，而非为限制本发明。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书所保护的范围中。