一种具有温度补偿功能的有机发光电路结构的制作方法

本发明涉及有机发光显示领域，特别是涉及一种具有温度补偿功能的电路结构。
背景技术：
：随着显示技术的飞速进步，半导体元件及显示装置也随之有了飞跃性的进步。而有机发光显示器也渐渐进入人们的生活。由于有源矩阵有机发光二极管显示器具有广视角、高应答速度、自发光、可弯折、工作温度范围大、重量轻以及薄形化等优点，非常符合多媒体时代显示器的特性要求。因此，有源矩阵有机发光二极管显示器具有极大的发展潜力，可望成为下一代主流的平面显示器。但是，有机发光二极管OLED是温度的敏感器件，虽然OLED相较于液晶显示器工作温度范围大，能在高温(高至85℃)和低温(低至-40℃)的环境中工作，可是对比常温工作环境，其电学特性有显著的变化。当有机发光二极管(OLED)在高低温环境变化时，其伏安特性会随之发生变化，具体表现就是：当温度越高，OLED呈现低电阻特性；当温度越低，OLED呈现高电阻特性。OLED伏安特性的变化使得OLED显示屏在既定的电压设定下会产生工作点不在饱和区的情况，画面显示受到极大影响。技术实现要素：有鉴于此，本发明旨在防止在变化的温度环境下OLED器件特性偏移引起显示异常，也就是说需要在既定的PVEE-PVDD电压下，系统的工作点稳定在饱和区，且避免系统功耗过大。本发明提供一种具有温度补偿功能的电路结构，包括：发光二极管，包括相对设置的阴极和阳极；驱动晶体管，包括第一极和第二极；所述第一极与所述阳极连接，所述第二极通过电源线与电压源连接，用于基于所述电压源提供的电压向所述发光二极管提供驱动电流；温敏电阻，电连接于所述驱动晶体管与所述发光器件之间或电连接于所述驱动晶体管与所述电压源之间，通过感测温度升高对应增大阻值或感测温度降低对应减小阻值来调节所述驱动电流；所述第一极为源极，所述第二极为漏极；或者，所述第一极为漏极，所述第二极为源极。本发明通过在电路中加入具有正温度系数电阻特性的温敏电阻，使得在温度变化时补偿掉机发光二极管电学特性的改变，使机发光二极管和驱动晶体管的工作点维持稳定，保证在不同环境温度中有机发光二极管维持正常亮度。附图说明图1是现有技术的一种有机发光电路示意图；图2是图1中电源线提供的恒定电压的跨压示意图；图3是本发明提供的一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图；图4是本发明提供的一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图；图5是图1中的有机发光电路与图3中本发明的有机发光电路仿真对比图；图6是本发明提供的另一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图；图7是本发明提供的又一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图；图8是本发明提供的再一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图；图9是本发明提供的再一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图；图10是本发明提供的又一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图；图11是传统的6T1C的有机发光电路与图10中本发明的有机发光电路仿真对比图。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。如图1所示，图1为现有技术提供的一种有机发光电路示意图，传统的有机发光电路由一个开关TFT(M1)、一个驱动TFT(M2)、一个存储电容(Cst)和一个有机发光二极管(OLED)构成。在OLED发光阶段，当扫描线扫描到某一行，该行的扫描线给开关TFT(M1)的栅极加电压，开关TFT(M1)管导通，信号线输送数据信号，经过开关TFT(M1)给驱动TFT(M2)栅极施加电压，驱动TFT(M2)导通，电源线施加恒定电压，电流流过OLED，使OLED发光，保证像素处于点亮状态；信号线提供的电压同时给存储电容(Cst)充电，把信号存储在存储电容中。如图2所示，图2为图1中电源线提供的恒定电压的跨压示意图，电源线施加一个恒定电压PVEE-PVDD，驱动TFT(M2)工作在饱和区，流过驱动TFT(M2)的电流IDS几乎不随驱动TFT(M2)漏极电压变化，IDS由栅极电压控制，因此，OLED的亮度由驱动TFT(M2)的栅源电压(VGS)调节。PVEE与PVDD之间的跨压包括两部分，分别为驱动TFT(M2)的跨压VDS与OLED的跨压VOLED，一般在正常工作情况下需要满足PVEE与PVDD之间的跨压大于OLED正常灰阶工作电压与驱动驱动TFT(M2)正常工作电压(即工作点进入饱和区)。如果PVEE与PVDD之间的跨压小于VDS+VOLED，则显示异常；如果PVEE与PVDD之间的跨压太大，则功耗很大，因此，PVEE与PVDD之间跨压与器件特性相关。但OLED是温度的敏感器件，虽然OLED能在高至85℃到低至-40℃的环境中工作，可是对比常温工作环境，其电学特性有显著的变化，会导致它所在的像素电路的工作状态也发生变化。也就是说，温度会影响OLED发光单元的电子与空穴的注入效率，如图2中虚线所示，温度的变化对有机发光二极管的伏安特性的影响主要表现为：随着温度的升高，OLED的等效电阻降低，其正向特性曲线左移，分压减小，因此，TFT的VDS增加，TFT的驱动电流会有所增加，即IOLED增大；反之，随着温度的降低，分压增大，IOLED减小，从而影响OLED的亮度，引起显示异常。有鉴于上述问题，本发明旨在防止在变化的温度环境下OLED器件特性偏移引起显示异常，即在温度变化时补偿掉有机发光二极管伏安特性的变化，在总的跨压PVEE-PVDD基本维持恒定情况下，使OLED的工作点不受到温度的影响，维持IOLED稳定。如图3所示，图3为本发明提供的一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图。因有机发光二极管(OLED)为电流器件，所以需要一个驱动TFT(M2)。本实施例中驱动TFT为P沟道驱动TFT。驱动TFT(M2)与OLED器件为串联结构，即驱动TFT(M2)电流也就是OLED工作时候的电流。开关TFT(M1)，作用是通过扫描线的控制，将数据线电压送达至N1点，N1点与N2点之间的电压差会驱动驱动TFT(M2)运作。N1点电压可以用电容(Cst)暂时储存，保持N1点电位不变至下一帧画面切换。温敏电阻R串联在驱动TFT(M2)与OLED器件之间。温敏电阻R为正温度系数热敏电阻，即温敏电阻R的电阻值随着温度的升高而增高。随着温度的升高，OLED的等效电阻降低，其正向特性曲线左移，OLED的分压减小，而温敏电阻R的电阻值随着温度的升高而增大，温敏电阻R的分压增大，这样在总的跨压PVEE-PVDD基本维持恒定的情况下，温敏电阻R可以补偿掉OLED的减小的分压，OLED的正常的工作点。随着温度的降低，OLED的等效电阻增大，其正向特性曲线右移，OLED的分压增大，而温敏电阻R的电阻减小，温敏电阻R的分压减小，OLED与温敏电阻R的伏安特性的改变可以互补，这样在总的跨压PVEE-PVDD基本维持恒定情况下，使OLED的工作点维持在饱和区，从而维持OLED的亮度，避免显示异常。如图4所示，为本发明提供的一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图。本实施例中的像素结构包括：有机发光二极管100，驱动晶体管200以及温敏电阻300。有机发光二极管100包括阳极101和阴极105，位于阳极101和阴极105之间的有机发光层103，位于有机发光层103与阴极105之间的电子注入层104，位于有机发光层103与阳极101之间的空穴注入层102。有机发光二极管100还包括位于电子注入层104与有机发光层103之间的电子传输层(图中未画出)，以及位于空穴注入层102与有机发光层103之间的空穴传输层(图中未画出)。驱动晶体管200包括半导体层201，形成在半导体201上的第一栅极绝缘层202；形成在第一栅极绝缘层202上并与半导体层201叠置的栅电极203；形成在栅电极203上的第二栅极绝缘层204；形成在第二栅极绝缘层204上的层间绝缘层205；形成在层间绝缘层205并与半导体层201连接的第一极206和第二极207；第一极206与第二极207彼此间隔，第一极206与有机发光二极管100的阳极101连接，第二极207通过电源线与电压源PVDD连接。本实施例中的驱动晶体管200的半导体层201的沟道是含有P型杂质的掺杂沟道，则所述第一极206为驱动晶体管的漏极，所述第二极207为驱动晶体管的源极。但本发明并不局限于此，例如，本发明的驱动晶体管的半导体层的沟道也可以是含有N型杂质的掺杂沟道，当半导体层201的沟道是含有N型杂质的掺杂沟道时，所述第一极则为驱动晶体管的源极，所述第二极则为驱动晶体管的漏极。驱动晶体管200与有机发光二极管100之间设有平坦化层208，有机发光二极管100的阳极101与驱动晶体管200的第一极206通过平坦化层208上的过孔209连接。温敏电阻300设置在有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102之间，也就是说有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102通过温敏电阻300实现连接。其中，所述温敏电阻包括掺杂了Sb2O3以及Al2O3的BaTiO3材料。其中，温敏电阻300为覆盖有机发光二极管100的阳极101的电阻层，温敏电阻300的图案与有机发光二极管100的阳极101的图案一致，也就是说阳极101保持常规图案不变，在阳极101制作完毕后，直接在阳极101上制作图案与阳极101一致的温敏电阻300，使温敏电阻300正好完全覆盖在阳极101上，然后再进行后续的工艺。温敏电阻以电阻层的形式完全覆盖有机发光二极管的阳极，工艺更简单，容易实现，并且电阻层与阳极可以共用一张Mask进行图案化，节省成本。如下表1-1、表1-2为图1中的有机发光电路与图3中本发明的有机发光电路仿真对比数据，其中，PVDD＝4.6v；PVEE＝-3.9V；Vdata＝1V；Cst＝0.24pf；Vth＝-1.5V。表1-1图1中的电路在不同温度条件下流过OLED的电流OLED电阻(无R)电流IOLED(nA)高温1x107Ω135.20室温2x107Ω132.00低温3x107Ω129.40表1-2图3中的电路在不同温度条件下流过OLED的电流OLED电阻R电流IOLED(nA)高温1x107Ω2.6x107Ω136.68室温2x107Ω1.4x107Ω136.94低温3x107Ω5x106Ω136.80由以上仿真数据可看出，图1中的有机发光电路在高温条件下流过OLED的电流IOLED为135.2nA，而在低温条件下IOLED为129.4nA，高低温条件下流过OLED的电流的差值大于5nA。而基于本发明的有机发光电路在高温条件下流过OLED的电流与在低温条件下的差值小于0.5nA。如图5所示，图5为图1中的有机发光电路与图3中本发明的有机发光电路仿真对比图，其中，每个曲线图中的三条曲线分别代表三种不同温度(高温、室温、低温)条件下的有机发光二极管的电流波形。横坐标为时间(单位：us)，纵坐标为电流(单位：nA)。由图5可看出无温敏电阻补偿的电路在不同温度条件下机发光二极管的电流波形差异明显，而增加了的温敏电阻的电路在不同温度条件下机发光二极管的电流波形基本没有差异。因此基于本发明的补偿电路可以使OLED器件在不同温度条件下获得稳定的电流，维持正常发光。如图6所示，为本发明提供的另一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图。有机发光二极管100包括阳极101和阴极105，位于阳极101和阴极105之间的有机发光层103，位于有机发光层103与阴极105之间的电子注入层104，位于有机发光层103与阳极101之间的空穴注入层102。有机发光二极管100还包括位于电子注入层104与有机发光层103之间的电子传输层(图中未画出)，位于空穴注入层102与有机发光层103之间的空穴传输层(图中未画出)。像素定义层106形成在平坦化层208和有机发光二极管100的阳极101上。像素定义层106具有暴露阳极101的显示开孔区107。空穴注入层102通过像素定义层106的显示开孔区107与阳极101接触。温敏电阻300设置在有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102之间，也就是说有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102通过温敏电阻300实现连接。本实施例其他与上一实施例提供的像素结构的相同之处不再赘述。不同的，本实施例中温敏电阻300的图案与显示开孔区107的图案一致，也就是说阳极101保持常规图案不变，在阳极101制作完毕后，直接在阳极101上制作与显示开孔区107的图案一致的温敏电阻300，使温敏电阻300的电阻层上面正好完全与显示开孔区107中的空穴注入层102对应连接，然后再进行后续的工艺。将温敏电阻对应显示开口区图案化设计，限制电阻层的覆盖面积，使电阻层更好控制，避免电阻层对其他区域的干扰，减少不良问题出现。如图7所示，为本发明提供的又一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图，其中，与上一实施例提供的像素结构的相同之处不再赘述。其中，温敏电阻300设置在有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102之间，也就是说有机发光二极管100的阳极101与空穴注入层102通过温敏电阻300实现连接。不同的，有机发光二极管100的阳极101包括断开的第一分支1011和第二分支1012，第一分支1011与有机发光二极管100的空穴注入层102连接，第二分支1012与驱动晶体管200的第一极206连接。阳极101的第一分支1011和第二分支1012上共同覆盖一绝缘层400，绝缘层400覆盖在第一分支1011和第二分支1012断开位置。绝缘层400覆盖在第一分支1011上的区域设有第一开口区401，绝缘层400覆盖在第二分支1012上的区域设有第二开口区402。温敏电阻300为覆盖绝缘层400的电阻层，温敏电阻300通过第一开口区401与阳极101的第一分支1011电连接，温敏电阻300通过第二开口区402与阳极101的第二分支1012电连接。这样，第一分支1011和第二分支1012通过温敏电阻300电连接。本实施例通过阳极断开，然后在阳极上覆盖绝缘层，温敏电阻通过绝缘层上的开口区(或过孔区)来连接到下面的阳极的两个分支，从而实现了两个阳极分支之间的导通。由于在进行温敏电阻层图案化的时候需要进行刻蚀，没有绝缘层就会把下面的阳极连带着直接刻掉。通过这种绝缘层开过孔来接，而不是直接将温敏电阻形成在阳极上面，这样在进行温敏电阻层图案化的时候保证了工艺效果，防止出现不良问题。如图8和图9所示，图8为本发明提供的再一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图，图9为本发明提供的再一种具有温度补偿功能的有机发光电路的像素结构示意图。其中，与上一实施例的相同之处不再赘述。不同的，在本实施例中温敏电阻R串联在驱动晶体管驱动TFT(M2)与电压源PVDD之间。如图9所示，驱动晶体管200包括半导体层201，形成在半导体201上的第一栅极绝缘层202；形成在第一栅极绝缘层202上并与半导体层201叠置的栅电极203；形成在栅电极203上的第二栅极绝缘层204；形成在第二栅极绝缘层204上的层间绝缘层205；形成在层间绝缘层205与半导体层201上的第一极206和第二极207；第一极206与第二极207彼此间隔。其中，驱动晶体管200的第一极206与有机发光二极管100的阳极101连接，驱动晶体管200的第二极207通过电源线通过温敏电阻300与电源线500实现连接与电压源PVDD连接。其中，电源线500在靠近驱动晶体管200的第二极207的区域包括断开的第三分支501和第四分支502，第三分支501与驱动晶体管200的第二极207电连接，第四分支502与电压源PVDD电连接。其中，电源线500的第三分支501和第四分支502上共同覆盖一绝缘层600，绝缘层600图案化后覆盖在第三分支501和第四分支502断开区域。绝缘层600覆盖在第三分支501上的区域设有第三开口区601，绝缘层600覆盖在第四分支502上的区域设有第四开口区602。温敏电阻300为覆盖绝缘层600的电阻层，温敏电阻300通过第三开口区601与电源线500的第三分支501电连接，温敏电阻300通过第四开口区602与电源线500的第四分支502电连接。这样，第三分支501和第四分支502通过温敏电阻300电连接。通过这种绝缘层上开口区(或过孔区)来接温敏电阻层与电源线，而不是直接将温敏电阻形成在电源线的上面，避免了在对温敏电阻层进行刻蚀时将电源线部分刻掉，保证了工艺效果，防止出现不良问题。本实施例中的温敏电阻串联在驱动晶体管驱动TFT(M2)与电压源PVDD之间的方式是将电源线靠近源极的一端的区域上断开，形成两个分支，通过温敏电阻电连接断口处。但本发明并不限于此，不同的，还可以使电源线与驱动晶体管的第二极之间通过温敏电阻电连接。进一步，电源线与驱动晶体管的第二极断开的区域上设置一绝缘层，绝缘层覆盖电源线和第二极的区域分别设有一开口区，温敏电阻通过开口区与电源线和第二极电连接。如图10所示，图10为本发明提供的又一种具有温度补偿功能的有机发光电路示意图，包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5和M6，电容Cst，温敏电阻R，有机发光二极管OLED。温敏电阻R串联在M6与OLED之间。在第一阶段，Scan1信号位于低电位，Scan2信号及Emit信号位于高电位，低电位的Scan1信号使得M5导通，位于高电位的Scan2信号及Emit信号使得M2、M4及M1、M6截止。由于M5导通，N1点的电位降低为Vref。在第二阶段，Scan1信号位于高电位、Emit仍保持高电位，M5、M1和M6保持截止。Scan2由高电位变为低电位，使得M2和M4导通，此时，Vdata经过M2、M3及M4对电容Cst充电，使得N1点的电位升高，直至VN1-VN2＝Vth(VN1为N1点的电位，VN2为N2点的电位，Vth为M3的阈值电压)，N1点的电位VN1不再变化。在第三阶段，Emit电位由高电位变为低电位，使得M5和M6导通，而Scan1与Scan2位于高电位，使得M5、M2及M4截止，此时在PVDD和PVEE之间的电场作用下，电流由M1、M3、M6、温敏电阻R流至有机发光二极管OLED。温敏电阻R为正温度系数热敏电阻，即温敏电阻R的电阻值随着温度的升高而增高。随着温度的升高，OLED的等效电阻降低，而温敏电阻R的电阻值随着温度的升高而增大，OLED与温敏电阻R的伏安特性的改变可以互补，这样在总的跨压PVEE-PVDD基本维持恒定的情况下，使得OLED的维持在正常的工作点，IOLED保持不变，从而使OLED亮度稳定。相反的，随着温度的降低，OLED的等效电阻增大，而温敏电阻R的电阻减小，OLED与温敏电阻R的伏安特性的改变可以互补，这样在总的跨压PVEE-PVDD基本维持恒定情况下，使OLED的工作点维持在饱和区，从而维持OLED的亮度，避免显示异常。如图11所示，图11为传统的6T1C的有机发光电路与图10中本发明的有机发光电路仿真对比图，其中，每个曲线图中的三条曲线分别代表三种不同温度(高温、室温、低温)条件下的有机发光二极管的电流波形。横坐标为时间(单位：us)，纵坐标为电流(单位：nA)。由图11可看出无温敏电阻补偿的电路在不同温度条件下机发光二极管的电流波形差异明显，而增加了的温敏电阻的电路在不同温度条件下机发光二极管的电流波形基本没有差异。因此基于本发明的补偿电路可以使OLED器件在不同温度条件下获得稳定的电流，维持正常发光。值得指出的是，温敏电阻R的位置并不局限于图9所示的设置在M6与OLED之间的位置，温敏电阻R可以设置在PVDD、M1、M3、M6及有机发光二极管以及PVEE这条电流通路的任意位置。例如温敏电阻R可以设置在PVDD接入点与M1管之间，或者M1管与M3管之间，或者M3管与M6管之间，或者M6管与PVEE接入点之间。在以上各例子中，温敏电阻为正温度系数热敏电阻，即温敏电阻R的电阻值随着温度的升高而增高。温敏电阻的材料可使用BaTiO3等材料，通过掺杂Sb2O3以及Al2O3等调节其具体"温度-电阻"关系曲线，但本发明不局限于此，本发明中的温敏电阻也包括可实现类似功能的其他半导体材料，以及有机半导体材料。需要说明的是，本发明并不局限于以上各实施例提供的有机发光电路。只要是对于任意一种包括连接在PVDD、有机发光二极管OLED、PVEE之间的温敏电阻的有机发光电路都属于本发明的保护范围。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3