DE-112021002306-B4 - BILDELEMENT UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES BILDELEMENTS

Abstract

Bildelement, umfassend - einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss (11, 12), - ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement (13), - eine Treiberschaltung (14), umfassend einen Treibertransistor (16), einen Speicherkondensator (17) und einen Umschalttransistor (30), und - eine Kippschaltung (31), die monostabil ausgeführt ist und einen Ausgangstransistor (33), einen Steuerwiderstand (36) und einen Steuerkondensator (34) umfasst, wobei das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) und der Treibertransistor (16) seriell zueinander und zwischen dem ersten Versorgungsanschluss (11) und dem zweiten Versorgungsanschluss (12) angeordnet sind, wobei eine erste Elektrode des Speicherkondensators (17) mit einem Steueranschluss des Treibertransistors (16) gekoppelt ist, wobei der Umschalttransistor (30) zum Ein- und Ausschalten eines Stromflusses (IL) durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) ausgelegt ist, wobei eine erste Elektrode des Steuerkondensators (34) an einen Steueranschluss des Ausgangstransistors (33) angeschlossen ist, wobei eine zweite Elektrode des Steuerkondensators (34) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist, wobei ein erster Anschluss des Ausgangstransistors (33) an einen Steueranschluss des Umschalttransistors (30) angeschlossen ist, wobei der Steuerkondensator (34) den Steueranschluss des Ausgangstransistors (33) mit einem zweiten Anschluss des Ausgangstransistors (33) koppelt, und wobei der Steuerwiderstand (36) mit der ersten Elektrode des Steuerkondensators (34) und mit einer zweiten Elektrode des Steuerkondensators (34) gekoppelt ist.

Inventors

• Patrick Hörner
• Igor Stanke

Assignees

• AMS-OSRAM INTERNATIONAL GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20210408

Priority Date

20200414

Claims (14)

1. Bildelement, umfassend - einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss (11, 12), - ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement (13), - eine Treiberschaltung (14), umfassend einen Treibertransistor (16), einen Speicherkondensator (17) und einen Umschalttransistor (30), und - eine Kippschaltung (31), die monostabil ausgeführt ist und einen Ausgangstransistor (33), einen Steuerwiderstand (36) und einen Steuerkondensator (34) umfasst, wobei das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) und der Treibertransistor (16) seriell zueinander und zwischen dem ersten Versorgungsanschluss (11) und dem zweiten Versorgungsanschluss (12) angeordnet sind, wobei eine erste Elektrode des Speicherkondensators (17) mit einem Steueranschluss des Treibertransistors (16) gekoppelt ist, wobei der Umschalttransistor (30) zum Ein- und Ausschalten eines Stromflusses (IL) durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) ausgelegt ist, wobei eine erste Elektrode des Steuerkondensators (34) an einen Steueranschluss des Ausgangstransistors (33) angeschlossen ist, wobei eine zweite Elektrode des Steuerkondensators (34) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist, wobei ein erster Anschluss des Ausgangstransistors (33) an einen Steueranschluss des Umschalttransistors (30) angeschlossen ist, wobei der Steuerkondensator (34) den Steueranschluss des Ausgangstransistors (33) mit einem zweiten Anschluss des Ausgangstransistors (33) koppelt, und wobei der Steuerwiderstand (36) mit der ersten Elektrode des Steuerkondensators (34) und mit einer zweiten Elektrode des Steuerkondensators (34) gekoppelt ist.
2. Bildelement nach Anspruch 1 , wobei ein zweiter Anschluss des Ausgangstransistors (33) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist.
3. Bildelement nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Kippschaltung (31) einen Ausgangswiderstand (35) umfasst, der mit dem ersten Anschluss des Ausgangstransistors (33) und mit dem zweiten Versorgungsanschluss (12) gekoppelt ist.
4. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , umfassend einen Ansteuertransistor (40) mit - einem ersten Anschluss, der mit einem Stellsignaleingang (41) des Bildelements (10) gekoppelt ist, - einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Elektrode des Steuerkondensators (34) gekoppelt ist, und - einem Steueranschluss, der mit einem Auswahleingang (22) des Bildelements (10) gekoppelt ist.
5. Bildelement nach Anspruch 4 , umfassend einen Auswahltransistor (20) mit - einem ersten Anschluss, der mit einem Signaleingang (21) des Bildelements (10) gekoppelt ist, - einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Elektrode des Speicherkondensators (17) gekoppelt ist, und - einem Steueranschluss, der mit dem Auswahleingang (22) des Bildelements (10) gekoppelt ist.
6. Bildelement nach Anspruch 4 , umfassend einen Auswahltransistor (20) mit - einem ersten Anschluss, der mit dem Stellsignaleingang (41) des Bildelements (10) gekoppelt ist, - einem zweiten Anschluss, der mit der ersten Elektrode des Speicherkondensators (17) gekoppelt ist, und - einem Steueranschluss, der mit einem weiteren Auswahleingang (43) des Bildelements (10) gekoppelt ist.
7. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei ein erster Anschluss des Treibertransistors (16) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist, wobei eine zweite Elektrode des Speicherkondensators (17) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist, und wobei das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) mit dem zweiten Anschluss des Treibertransistors (16) und mit dem zweiten Versorgungsanschluss (12) gekoppelt ist.
8. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei der Umschalttransistor (30) die erste Elektrode des Speicherkondensators (17) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) koppelt.
9. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei der Umschalttransistor (30) seriell zum lichtemittierenden Halbleiterbauelement (13) und zum Treibertransistor (16) angeordnet ist, so dass das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13), der Umschalttransistor (30) und der Treibertransistor (16) zwischen dem ersten Versorgungsanschluss (11) und dem zweiten Versorgungsanschluss (12) angeordnet sind.
10. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , wobei der Treibertransistor (16), der Umschalttransistor (30) und der Ausgangstransistor (33) als Dünnfilmtransistoren hergestellt sind.
11. Bildelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , wobei der Treibertransistor (16), der Umschalttransistor (30) und der Ausgangstransistor (33) als n-Kanal Feldeffekttransistoren realisiert sind, oder der Treibertransistor (16), der Umschalttransistor (30) und der Ausgangstransistor (33) als p-Kanal Feldeffekttransistoren realisiert sind.
12. Anzeigevorrichtung (50), umfassend - eine Vielzahl von Bildelementen (10, 51 - 58) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet sind, - eine Vielzahl von Spaltenleitungen (23, 61, 62), jeweils verbunden mit einem jeweiligen Signaleingang (21) der Bildelemente (10, 51 - 58) einer der Spalten, - eine Vielzahl von weiteren Spaltenleitungen (67 - 69), jeweils verbunden mit einem jeweiligen Stellsignaleingang (41) der Bildelemente (10, 51 - 58) einer der Spalten, - eine Vielzahl von Zeilenleitungen (24, 64, 65), jeweils verbunden mit einem jeweiligen Auswahleingang (22) der Bildelemente (10, 51 - 58) einer der Zeilen, und - eine Steuervorrichtung (70), ausgangsseitig verbunden mit der Vielzahl der Spaltenleitungen (23, 61, 62), der Vielzahl von weiteren Spaltenleitungen (67 - 69) und der Vielzahl von Zeilenleitungen (24, 64, 65).
13. Verfahren zum Betreiben eines Bildelements (10), umfassend - Anlegen einer Versorgungsspannung (VDD) zwischen einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss (11, 12), wobei die Versorgungsspannung (VDD) über einer Serienschaltung, umfassend ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement (13) und einen Treibertransistor (16), abfällt, - Zuführen einer Stromeinstellspannung (VDATA) an einen Speicherkondensator (17), wobei eine erste Elektrode des Speicherkondensators (17) mit einem Steueranschluss des Treibertransistors (16) gekoppelt ist, - Zuführen einer Kippeinstellspannung (VPWM) an einen Steuerkondensator (34), wobei eine erste Elektrode des Steuerkondensators (34) mit einem Steueranschluss eines Ausgangstransistors (33) gekoppelt ist, eine zweite Elektrode des Steuerkondensators (34) mit dem ersten Versorgungsanschluss (11) gekoppelt ist, ein Steuerwiderstand (36) mit der ersten Elektrode des Steuerkondensators (34) und mit einer zweiten Elektrode des Steuerkondensators (34) gekoppelt ist, und der Steuerkondensator (34) den Steueranschluss des Ausgangstransistors (33) mit einem zweiten Anschluss des Ausgangstransistors (33) koppelt, - Bereitstellen eines Ausgangssignals (VA) durch den Ausgangstransistor (33), und - Einschalten und/oder Ausschalten eines Stromflusses (IL) durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement (13) durch einen Umschalttransistor (30), der durch das Ausgangssignal (VA) gesteuert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13 , wobei sich eine am Steuerkondensator (34) anliegende Kondensatorspannung (VK) nach dem Zuführen der Kippeinstellspannung (VPWM) ändert, so dass der Wert des Ausgangssignals (VA) geändert wird und daher der Stromfluss (IL) entweder eingeschalten oder ausgeschalten wird.

Description

Es wird ein Bildelement und ein Verfahren zum Betreiben eines Bildelements angegeben. Das Bildelement umfasst ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement, das beispielsweise als Leuchtdiode realisiert sein kann, und eine Treiberschaltung, die beispielsweise einen Treibertransistor umfasst. Die Treiberschaltung wird zur Versorgung des lichtemittierenden Halbleiterbauelements eingesetzt. Eine Helligkeit des Bildelements hängt von einem Wert eines Stromflusses ab, der durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement fließt. Da jedoch häufig bei einem lichtemittierenden Halbleiterbauelement auch ein Farbort vom Wert des Stromflusses abhängt, kann eine Veränderung des Wertes des Stromflusses nicht nur zu einer Helligkeitsänderung sondern auch zu einer Farbortänderung führen. Dokument EP 3 389 037 A1 beschreibt eine Schaltung eines Bildelementes eines Anzeigefeldes. Die Schaltung umfasst ein lichtemittierendes Element, das Licht entsprechend einem Ansteuerstrom emittiert, und eine Stromquelle mit einem Ansteuertransistor, der mit dem lichtemittierenden Element verbunden ist. Die Stromquelle generiert einen Treiberstrom mit einer unterschiedlichen Amplitude entsprechend einem Pegel einer an einen Steueranschluss des Ansteuertransistors angelegten Spannung. Eine Amplitudeneinstellschaltung legt eine Spannung mit einem unterschiedlichen Pegel an den Steueranschluss des Ansteuertransistors an. Eine Impulsbreitensteuerschaltung steuert eine Dauer des Ansteuerstroms durch Steuern der an den Steueranschluss des Ansteuertransistors angelegten Spannung. Somit wird eine Helligkeit über ein Tastverhältnis und über eine Amplitudeneinstellung eingestellt. Dokument US 2019/0306945 A1 befasst sich mit einer Pulsweitenmodulations-Steuerung für eine mikrolichtemittierende Diode, abgekürzt mikro LED. Eine Zelle umfasst eine LED und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit empfängt ein Helligkeitsdatensignal und erzeugt ein Ansteuersignal, das dem Helligkeitsdatensignal entspricht. Die Steuereinheit umfasst einen Komparator, der das Helligkeitsdatensignal und ein Steuersignal in Wellenform empfängt. Die Steuereinheit ist mit einer Stromquelle gekoppelt, die einen Ansteuerstrom auf der Grundlage des Ansteuersignals erzeugt. Eine Helligkeit wird über ein Tastverhältnis der pulsweiten-modulierten Spannung eingestellt. Eine Aufgabe ist es, ein Bildelement und ein Verfahren zum Betreiben eines Bildelements anzugeben, bei dem ein Farbort möglichst konstant ist. Diese Aufgaben werden durch das Bildelement und das Verfahren zum Betreiben eines Bildelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Bildelements oder des Verfahrens zum Betreiben eines Bildelements sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bildelement einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss, ein lichtemittierendes Halbleiterbauelement, eine Treiberschaltung, umfassend einen Treibertransistor, einen Speicherkondensator und einen Umschalttransistor, und eine Kippschaltung, umfassend einen Ausgangstransistor und einen Steuerkondensator. Das lichtemittierende Halbleiterbauelement und der Treibertransistor sind seriell zueinander und zwischen dem ersten Versorgungsanschluss und dem zweiten Versorgungsanschluss angeordnet. Eine erste Elektrode des Speicherkondensators ist mit einem Steueranschluss des Treibertransistors gekoppelt. Der Umschalttransistor ist zum Ein- und Ausschalten eines Stromflusses durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement ausgelegt. Eine erste Elektrode des Steuerkondensators ist an einen Steueranschluss des Ausgangstransistors angeschlossen. Ein erster Anschluss des Ausgangstransistors ist an einen Steueranschluss des Umschalttransistors angeschlossen. Insbesondere kann eine Stromeinstellspannung dem Speicherkondensator zugeführt werden, die vom Speicherkondensator gespeichert wird und einen Wert des Stromflusses durch den Treibertransistor und damit auch durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement einstellt. Weiter kann eine Kippeinstellspannung dem Steuerkondensator zugeführt werden, sodass somit zu einem ersten Zeitpunkt eine über dem Steuerkondensator abfallende Kondensatorspannung eingestellt wird. Ein Ausgangssignal ist am Ausgangstransistor abgreifbar. Nach dem Zuführen der Kippeinstellspannung verringert sich die Kondensatorspannung, sodass sich ebenfalls das Ausgangssignal ändert und der Umschalttransistor den Stromfluss durch das lichtemittierende Halbleiterbauelement entweder unterbricht oder ermöglicht. Eine Helligkeit des Bildelements ist somit eine Funktion des Wertes des Stromflusses sowie einer Zeitdauer des Stromflusses. Mit Vorteil ist ein Farbort des Bildelements näherungsweise konstant, da das lichtemittierende Halbleiterbauelement sich entweder in einem ausgeschalteten Zustand oder in einem Zustand mit einem konstanten Stromfluss befindet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bildelements ist eine zweite Elektrode des Steuerkondensators mit