[發明專利]基于單晶片的交流LED顯示陣列

無效

• 申請號: 201110329747.8
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102354481A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張宇;張佳全;張鐵強;林曉瓏;馮毅
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域

本發明涉及一種基于單晶片的交流LED(發光二極管)顯示陣列，這種顯示陣列完全集成在一片單晶片上，并且使用交流電供電。同時，這種交流LED顯示陣列能夠完全實現按位控制，具有亮度高，電能消耗少等優點。

背景技術

LED顯示陣列是由發光二極管按一定次序排列組成的顯示器件。具有亮度高、顯示壽命長、耗電低、成本低、視角和可視距離遠等優點。將越來越多的應用到文字顯示，標識指示等方面。

目前，LED顯示陣列一般采用直流供電，這就需要將交流的市電通過轉化裝置轉化為直流電供電。在交流電轉直流電過程中，會造成嚴重的電能損失，且轉換裝置存在著體積較大、壽命較短等問題。如果采用交流直接供電將不用把交流電轉化為直流電，從而減少了轉化時的能量損耗，并且取消了轉換裝置使得顯示陣列變得輕巧。

目前，很多顯示陣列都是通過將單個LED組裝在一起，制作過程復雜。在同一單晶片上制作二極管陣列形成顯示器件，制作工藝簡單，可靠性與集成性高，同時晶片上的LED性能不會存在較大差異。

經查找發現我國國內沒有采用交流供電且集成于一個晶片上的LED顯示陣列的報道，這種顯示陣列顯示亮度高，制作簡單靈活，與現有顯示陣列相比有著很明顯的優勢。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提出了基于單晶片的交流LED顯示陣列。這種顯示陣列完全集成于一片單晶片上，采用交流供電，并且能夠控制陣列中任意顯示單元的亮滅。大大簡化了制作工藝和外圍驅動電路，節省了更多電能。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現，結合附圖說明如下：

一種基于單晶片的交流LED顯示陣列，由顯示單元、控制線、控制端和陣列顯示控制器組成，其特征在于，所述控制線的行控制線2連接到行控制端1上，列控制線4連接到列控制端3上，所述顯示單元按點陣排列，其排列結構為任意陣列；所述顯示單元有不同的電壓值，不同電壓顯示單元結構相同，只是LED晶粒的數目減少或增加。

所述顯示單元為單個15V顯示單元時，其有四個肖特基管和三個LED晶粒組成，當交流電正半周期通過金屬橋聯I?7進入，經肖特基管II?8后，由金屬橋聯II?11連至LED晶粒III12的P區，金屬橋聯III13將LED晶粒III12的N區和LED晶粒II?10的P區相連，同樣，金屬橋聯VI18將LED晶粒II?10的N區和LED晶粒I?9的P區相連，使得電流依次能夠通過LED晶粒III12、LED晶粒II?10和LED晶粒I?9，金屬橋聯V?17將LED晶粒I?9的N區與肖特基管IV16相連，電流從肖特基管IV16流出后通過輸出金屬橋聯IV15流入電源的另一電極；

當交流電負半周期通過時，電流經金屬橋聯IV15進入經過肖特基管III14，金屬橋連II11將肖特基管III14和LED晶粒III12的P區相連，接著電流依次通過LED晶粒II?10和LED晶粒I?9；

金屬橋聯V?17將LED晶粒I?9和肖特基管I?6相連，電流從肖特基管I?6流出后經過金屬橋聯I?7后流至電源的另一極，這樣在交流電的正負周期，LED晶粒III12、LED晶粒II?10和LED晶粒I?9均能發光。

所述顯示單元中的顯示單元和控制線均在一個單晶片上集成，對于單個顯示單元，電流通過金屬橋聯VII20流入肖特基管肖特基接觸電極I?21，經肖特基管U-GAN區24和肖特基管N-GAN區23后于肖特基管歐姆接觸區22流出，金屬橋聯將肖特基管歐姆接觸區22和LED的P區ITO透明電極26相連，電流依次通過LED的P區P-GAN27、量子阱28和LED的N區N-GAN29后于LED的N區電極31流出；同樣，金屬橋聯將LED的N區電極31和右邊肖特基管肖特基接觸區電極II?37橋聯；電流依次通過右邊肖特基管U-GAN區II36和右側肖特基管N-GAN區34，電流最終通過右邊肖特基管歐姆接觸區II?33經金屬橋聯VIII35流入電源的另一端，隔離層32保證各導線在走線時不會造成短路。

單個LED晶粒的伏安特性為：單個晶粒的導通電壓為3-4V，每個顯示單元中包含四個肖特基管，肖特基管上壓降為4V，通過增加或減少串聯LED晶粒制造不同交流電壓的LED顯示陣列，交流電驅動電壓為9V、24V或36V。

所述陣列顯示控制器39與陣列雙向可控晶閘管38的控制端相連，當陣列顯示控制器39無信號輸出時，雙向可控晶閘管38保持斷路，有正信號或負信號輸入時，雙向可控晶閘管38雙向均導通，通過陣列顯示控制器39控制行和列的導通控制陣列中每一個顯示單元的亮暗，實現陣列顯示控制。