专利名称：用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光显示技术领域，尤其涉及一种用于有机电致 发光显示器/照明器件的容错电路，以驱动有机电致发光部件的象素。
背景技术：
有机电致发光(OLED)元件包括一个夹在阳极层和阴极层之间的发 光材料层。电学上，这种元件的工作类似于二极管。光学上，当正向加偏 压时它发出与发光材料相关的颜色的光，并且亮度随着正向偏置电流的提 高而增强。有可能构造带有OLED元件矩阵的显示平面或较大面积的照明 器件，其制造于透明基底上并带有至少一层的透明电极层，还可能通过使 用低温多晶硅薄膜晶体管(TFT)技术把驱动电路集成在同一块屏面上。如图1所示，图1为现有OLED象素驱动电路的示意图。在用于有源 矩阵式OLED显示器的基本驱动方式下，每个象素最少需要两个晶体管， 即M1和M2，其中M1用于对象素进行寻址，M2用于将数据电压信号转 化为使OLED元件发射指定亮度的电流。当象素未被选中时，通过存储电 容CS存储数据信号。尽管在图中采用p沟道TFT作为示例，但该原理同 样可以应用于采用n沟道TFT的电路。大面积的OLED显示和照明屏面通常会伴有各种问题，从而整个器件不能像完美二极管那样工作。最主要的问题是随着OLED元件的面积的增 大，不可避免的会产生短路错误，这是因为发光层材料的厚度通常为100 纳米左右，在制作OLED元件过程中，很容易产生穿孔，使得阳极与阴极 直接接触发生短路。这会使得大部分电流从该短路处流过，而非正常OLED 元件，因此这种短路在无源OLED显示器上造成屏面的显示区中的不均匀 象素亮度，在有源OLED显示器上造成非常大的能耗，并且引起不发光的 象素点，这严重影响图象质量和光源质量。从而，需要一种用来容错的内 置结构消除这些影响。对于上述问题，目前基本采用"淘汰"的办法，进行质量控制。在使 用中发生短路故障，无法进行修复。对于无源矩阵OLED显示或照明屏面， 美国专利7049757采用串联的方法将OLED元件首尾相连，当其中一个元 件发生短路故障的时候，由其他元件共同分担该短路元件的电压，从而降 低了短路故障的影响。但该方法容易提高整个显示屏的驱动电压，并且无 法应用于有源矩阵OLED显示或照明屏面上。发明内容(一)要解决的技术问题 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于有机电致发光显示器 /照明器件的容错电路，以解决在显示器件或照明器件使用过程中，因像素 点发生短路故障而引起的亮度不均的现象，使器件的亮度和功耗保持不 变。(二)技术方案 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路，该电路包括寻址单元1、压控电流源单元2、支路控制单元3、置零单元4、主发光器件208 和备用发光器件212，其中，寻址单元l，用于为压控电流源单元2中的电容元件进行充电，并设置压控电流源单元2中电流源晶体管的栅源电压；压控电流源单元2，用于为支路控制单元3进行提供电源；支路控制单元3，用于接收来自压控电流源单元2的恒定电流信号， 判断自身第一支路开关晶体管206和第二支路开关晶体管207的工作状 态；置零单元4，用于判断支路控制单元3中第一支路开关晶体管206的栅极是否接地，使第一支路开关晶体管206正常工作。所述寻址单元1包括行寻址信号输入端201、列寻址信号输入端202和寻址开关晶体管203，其中，所述行寻址信号输入端201用于对整片屏面上的象素进行行寻址， 所述列寻址信号输入端202用于对整片屏面上的象素进行列寻址， 所述行寻址信号输入端201连接于寻址开关晶体管203的源极，所述列寻址信号输入端202连接于寻址开关晶体管203的栅极，所述寻址开关晶体管203的漏极连接于压控电流源单元2中电流源晶体管205的栅极。 所述压控电流源单元2包括存储电容204和电流源晶体管205，所述存储电容204连接于电流源晶体管205的栅极和源极之间，且电流源晶体管205的栅极连接于寻址开关晶体管203的漏极。当寻址开关晶体管203处于开启状态且行寻址信号输入端201为低电 压时，所述电流源晶体管205的栅极被设置为低电压状态，处于导通状态； 同时，所述低电压对存储电容204进行充电，使得存储电容204的电压等 于电流源晶体管205的栅源电压；当列寻址信号输入端202为高电压状态时，寻址开关晶体管203处于 截止状态，电流源晶体管205的栅极电压受存储电容204电容电压的限制 维持不变，流过电流源晶体管205的电流也因电流源晶体管205处于饱和 区而维持不变。所述支路控制单元3包括第一支路开关晶体管206、第二支路开关晶 体管207和缓冲晶体管211，所述第一支路开关晶体管206和第二支路开关晶体管207的源极共同 连接于电流源晶体管205的漏极，栅极分别连接于对方的漏极；所述缓冲晶体管211 —端连接于第二支路开关晶体管207的漏极，另 一端接地。所述置零单元4包括反向器209和偏置晶体管210，所述反向器209 的正极连接于第一支路开关晶体管206的漏极，负极连接于偏置晶体管 210的栅极；所述偏置晶体管210的源极连接于第二支路开关晶体管207 的漏极，漏极接地。所述主发光器件208的阳极连接于第一支路开关晶体管206的漏极， 阴极接地；所述备用发光器件212的阳极连接于第二支路开关晶体管207的漏极，阴极接地。所述支路控制单元3判断自身第一支路开关晶体管206和第二支路开 关晶体管207的工作状态，通过判断主发光器件208是否发生短路故障来 实现；所述置零单元4通过接收来自主发光器件208的电压信号，来确定第 一支路开关晶体管206的栅极是否接地。所述晶体管采用P型多晶硅薄膜晶体管实现。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果-1、 利用本发明，在显示器件或照明器件使用过程中，因像素点发生 短路故障而引起亮度不均的现象出现时，由于使用备用原件，整个器件的 亮度、电流等并不发生显著改变，维持了器件的稳定性，进而能够使器件 的亮度和功耗保持不变。2、 利用本发明，在主发光器件发生短路故障时，该开光装置将会关 闭该器件所在的通路，启用备用器件所在的通路，从而使得该象素的电流 保持不变，并正常工作，进而降低因短路故障引起的功耗增加。3、 利用本发明，能够自动检测处于工作状态的器件是否发生短路故 障；并且，当检测到发生短路故障时，该电路可自动切换到备用元件，从 而使得整个器件正常工作。4、 利用本发明，当发生短路故障时，该电路可保持器件的功耗不变， 从而大幅降低因短路引起的功率损耗。
图1为现有OLED象素驱动电路的示意图；图2为本发明提供的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路 的示意图；图中符号说明200电源正极、201行寻址信号输入端、202列寻址 信号输入端、203寻址开关晶体管、204存储电容、205电流源晶体管、 206第一支路开关晶体管、207第二支路开关晶体管、208主发光器件、 209反向器、210偏置晶体管、211缓冲晶体管、212备用发光器件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明的注意力集中到采用多晶硅TFT，检测该短路故障，并在检测 到该短路故障后，使电路切换至正常的备用OLED元件，从而整个屏面继 续正常工作。如图2所示，图2为本发明提供的用于有机电致发光显示器/照明器件 的容错电路的示意图，该电路包括寻址单元1、压控电流源单元2、支路 控制单元3、置零单元4、主发光器件208和备用发光器件212。其中，寻址单元1用于为压控电流源单元2中的电容元件进行充电， 并设置压控电流源单元2中电流源晶体管的栅源电压。压控电流源单元2，用于为支路控制单元3进行提供电源。支路控制单元3，用于接收来自压控电流源单元2的恒定电流信号，判断自身第一支路开关晶体管206和第二支路开关晶体管207的工作状 态。置零单元4，用于判断支路控制单元3中第一支路开关晶体管206的 栅极是否接地，使第一支路开关晶体管206正常工作。上述寻址单元1包括行寻址信号输入端201、列寻址信号输入端202 和寻址开关晶体管203。其中，所述行寻址信号输入端201用于对整片屏 面上的象素进行行寻址，所述列寻址信号输入端202用于对整片屏面上的 象素进行列寻址，所述行寻址信号输入端201连接于寻址开关晶体管203 的源极，所述列寻址信号输入端202连接于寻址开关晶体管203的栅极， 所述寻址开关晶体管203的漏极连接于压控电流源单元2中电流源晶体管 205的栅极。上述压控电流源单元2包括存储电容204和电流源晶体管205，所述 存储电容204连接于电流源晶体管205的栅极和源极之间，且电流源晶体 管205的栅极连接于寻址开关晶体管203的漏极。当寻址开关晶体管203处于开启状态且行寻址信号输入端201为低电 压时，所述电流源晶体管205的栅极被设置为低电压状态，处于导通状态； 同时，所述低电压对存储电容204进行充电，使得存储电容204的电压等 于电流源晶体管205的栅源电压。当列寻址信号输入端202为高电压状态时，寻址开关晶体管203处于 截止状态，电流源晶体管205的栅极电压受存储电容204电容电压的限制 维持不变，流过电流源晶体管205的电流也因电流源晶体管205处于饱和 区而维持不变。上述支路控制单元3包括第一支路开关晶体管206、第二支路开关晶体管207和缓冲晶体管211。所述第一支路开关晶体管206和第二支路开 关晶体管207的源极共同连接于电流源晶体管205的漏极，栅极分别连接 于对方的漏极。所述缓冲晶体管211 —端连接于第二支路开关晶体管207 的漏极，另一端接地。上述置零单元4包括反向器209和偏置晶体管210，所述反向器209 的正极连接于第一支路开关晶体管206的漏极，负极连接于偏置晶体管 210的栅极；所述偏置晶体管210的源极连接于第二支路开关晶体管207 的漏极，漏极接地。上述主发光器件208的阳极连接于第一支路开关晶体管206的漏极，阴极接地。上述备用发光器件212的阳极连接于第二支路开关晶体管207的漏 极，阴极接地。上述支路控制单元3判断自身第一支路开关晶体管206和第二支路开 关晶体管207的工作状态，通过判断主发光器件208是否发生短路故障来 实现。上述置零单元4通过接收来自主发光器件208的电压信号，来确定第 一支路开关晶体管206的栅极是否接地。上述晶体管采用P型多晶硅薄膜晶体管实现。再参考图2，当寻址单元1的寻址晶体管203处于开启状态时，压控 电流源单元2接收到寻址单元1发送的电压信号，该电压对压控电流源单元2的存储电容204进行充电，并设置电流源晶体管205的栅源电压。此 后电流源晶体管205作为电流源对支路控制单元3供电。支路控制单元3 接收来自压控电流源单元2的恒定电流信号，并通过判断主发光器件208 是否发生短路故障来确定第一开关晶体管206和第二开关晶体管207的工 作状态。置零单元4通过接收来自主发光器件208的电压信号，来确定第 一开关晶体管206的栅极电压是否接地，从而使第一开关晶体管206正常 工作。当列寻址信号输入端202为低电压时，寻址晶体管203处于开启状态， 如果此时行寻址信号输入端201为低电压，则电流源晶体管205的栅极被 设置为低电压状态，处于导通状态。同时，该电压会对存储电容204进行 充电，使得存储电容204的电压等于电流源晶体管205的栅源电压。当列寻址信号输入端202为高电压状态时，寻址晶体管203处于截止 状态，则寻址晶体管203漏极电压不受行寻址信号输入端201的影响，则 该列象素处于未选中状态。此时，电流源晶体管205的栅极电压受存储电 容204电容电压的限制，维持不变，那么流过电流源晶体管205的电流也 因电流源晶体管205处于饱和区而维持不变。当整个电路处于工作状态时，电流源晶体管205对整个象素进行供电， 而同时，由于处于初始状态，第一支路开关晶体管206和第二支路开关晶 体管207都处于开启状态，那么来自电流源晶体管205的电流分别从第一 支路开关晶体管206和第二支路开关晶体管207流至主发光器件208和备 用发光器件212中。随着电流的流过，主发光器件208和备用发光器件212 的阳极电压将上升。缓冲晶体管211将使得备用发光器件212的阳极电压的上升速度小于主发光器件208的阳极电压的上升速度。因此，第一支路开关晶体管206的栅极电压的上升速度小于第二支路 开关晶体管207的栅极电压。从而，随时间推移，第二支路开关晶体管207 将逐渐处于截止状态，而第一支路开关晶体管206则进入线性工作区。此时，主发光器件208的阳极处于高电压状态，则反向器209的输入 端为高电压状态，反向器209的输出为低电压状态，从而偏置晶体管210 的栅极电压为低电压状态，偏置晶体管210处于开启状态。备用发光器件 212的阳极电压将会被偏置晶体管210钳制于地电压附近，并处于关闭状 态。那么此时该象素仅主发光器件208正常工作，电流源晶体管205所提 供的电流全部通过主发光器件208流入地，主发光器件208的亮度受到行 寻址信号输入端201的控制。当主发光器件208发生短路故障的时候，该电路将会切断第一支路开 关晶体管206所在的支路，使得第二支路开关晶体管207处于开启状态， 从而使得该象素继续正常工作。例如，当器件象素驱动幵始工作时，电流源晶体管205为第一支路开 关晶体管206和第二支路开关晶体管207所在支路提供恒定的电流，因为 主发光器件208处于短路状态，则主发光器件208的阳极始终处于地电压 附近，第二支路开关晶体管207的栅极电压因而被限制在地电压附近，从 而第二支路幵关晶体管207始终处于开启状态。随着电流流过备用发光器件212，备用发光器件212的阳极电压逐渐 升高，使得第一支路开关晶体管206逐渐趋于关闭状态，同时该电压也会 对缓冲晶体管211进行充电。随着时间的推移，备用发光器件212的阳极电压进一步提高，将使得第一支路开关晶体管206进入截止区，电流源晶体管205所提供的电流将 全部通过第二支路开关晶体管207所在支路流入地。此时，反向器209的输入电压因主发光器件208短路，被钳制在地电 压附近，从而反向器209的输入为高电压，偏置晶体管210的栅极电压也 为高电压。该高电压将偏置晶体管210限制在截止区，从而备用发光器件 212的阳极电压不受地电压的影响而一直处于高电压状态。因此，随着第一支路开关晶体管206处于截止区，第二支路开关晶体 管207处于线性区，由电流源晶体管205所提供的电流全部经过备用发光 器件212流入地，备用发光器件212的亮度因而受到行寻址信号输入端201 的控制。同时，由于第一支路开关晶体管206处于截止区，该支路处于关 闭状态，从而降低了由于短路而引起的功耗。因此，由以上列举的情况可知，当主发光器件208发生短路故障时， 该驱动电路将立刻关闭该元件，同时启用备用发光器件212，在保持功耗 不变的情况下，保持该象素的亮度维持不变。同时有两个发光器件发生短 路故障的概率是非常小的，因此本发明的容错驱动电路具有100%的容错 能力，使得本发明对有机电致发光显示屏面/照明屏面中的象素发生的短路 故障具有绝佳的容错能力。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而 已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路，其特征在于，该电路包括寻址单元(1)、压控电流源单元(2)、支路控制单元(3)、置零单元(4)、主发光器件(208)和备用发光器件(212)，其中，寻址单元(1)，用于为压控电流源单元(2)中的电容元件进行充电，并设置压控电流源单元(2)中电流源晶体管的栅源电压；压控电流源单元(2)，用于为支路控制单元(3)进行提供电源；支路控制单元(3)，用于接收来自压控电流源单元(2)的恒定电流信号，判断自身第一支路开关晶体管(206)和第二支路开关晶体管(207)的工作状态；置零单元(4)，用于判断支路控制单元(3)中第一支路开关晶体管(206)的栅极是否接地，使第一支路开关晶体管(206)正常工作。
2、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错 电路，其特征在于，所述寻址单元(1)包括行寻址信号输入端(201)、 列寻址信号输入端(202)和寻址开关晶体管(203)，其中，所述行寻址信号输入端(201)用于对整片屏面上的象素进行行寻址， 所述列寻址信号输入端(202)用于对整片屏面上的象素进行列寻址， 所述行寻址信号输入端(201)连接于寻址开关晶体管(203)的源极， 所述列寻址信号输入端(202)连接于寻址开关晶体管(203)的栅极，所 述寻址开关晶体管(203)的漏极连接于压控电流源单元(2)中电流源晶 体管(205)的栅极。
3、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路，其特征在于，所述压控电流源单元(2)包括存储电容(204)和电 流源晶体管(205)，所述存储电容(204)连接于电流源晶体管(205)的 栅极和源极之间，且电流源晶体管(205)的栅极连接于寻址开关晶体管 (203)的漏极。
4、 根据权利要求3所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错 电路，其特征在于，当寻址开关晶体管(203)处于开启状态且行寻址信号输入端(201) 为低电压时，所述电流源晶体管(205)的栅极被设置为低电压状态，处 于导通状态；同时，所述低电压对存储电容(204)进行充电，使得存储 电容(204)的电压等于电流源晶体管(205)的栅源电压；当列寻址信号输入端(202)为高电压状态时，寻址开关晶体管(203) 处于截止状态，电流源晶体管(205)的栅极电压受存储电容(204)电容 电压的限制维持不变，流过电流源晶体管(205)的电流也因电流源晶体 管(205)处于饱和区而维持不变。
5、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错 电路，其特征在于，所述支路控制单元(3)包括第一支路开关晶体管(206)、第二支路开关晶体管(207)和缓冲晶体管(211)，所述第一支路开关晶体管(206)和第二支路开关晶体管(207)的源 极共同连接于电流源晶体管(205)的漏极，栅极分别连接于对方的漏极；所述缓冲晶体管(211) —端连接于第二支路开关晶体管(207)的漏 极，另一端接地。
6、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路，其特征在于，所述置零单元(4)包括反向器(209)和偏置晶体管 (210)，所述反向器(209)的正极连接于第一支路开关晶体管(206)的 漏极，负极连接于偏置晶体管(210)的栅极；所述偏置晶体管(210)的 源极连接于第二支路开关晶体管(207)的漏极，漏极接地。
7、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错 电路，其特征在于，所述主发光器件(208)的阳极连接于第一支路开关晶体管(206)的 漏极，阴极接地；所述备用发光器件(212)的阳极连接于第二支路开关晶体管(207) 的漏极，阴极接地。
8、 根据权利要求1所述的用于有机电致发光显示器/照明器件的容错 电路，其特征在于，所述支路控制单元(3)判断自身第一支路开关晶体管(206)和第二 支路开关晶体管(207)的工作状态，通过判断主发光器件(208)是否发 生短路故障来实现；所述置零单元(4)通过接收来自主发光器件(208)的电压信号，来 确定第一支路开关晶体管(206)的栅极是否接地。
9、 根据权利要求1至8中任一项所述的用于有机电致发光显示器/照 明器件的容错电路，其特征在于，所述晶体管采用P型多晶硅薄膜晶体管 实现。
全文摘要
本发明公开了一种用于有机电致发光显示器/照明器件的容错电路，包括寻址单元、压控电流源单元、支路控制单元、置零单元、主发光器件和备用发光器件，其中，寻址单元用于为压控电流源单元中的电容元件进行充电，并设置压控电流源单元中电流源晶体管的栅源电压；压控电流源单元用于为支路控制单元进行提供电源；支路控制单元用于接收来自压控电流源单元的恒定电流信号，判断自身第一开关晶体管和第二开关晶体管的工作状态；置零单元用于判断支路控制单元中第一开关晶体管的栅极是否接地，使第一开关晶体管正常工作。利用本发明，解决了在显示器件或照明器件使用过程中，因像素点发生短路故障而引起的亮度不均的现象，使器件的亮度和功耗保持不变。
文档编号G09G3/14GK101276528SQ200710064860
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者明 刘, 李大勇 申请人:中国科学院微电子研究所