具有短路检测电路的电致发光设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电致发光设备（20），其具有发光元件（21）（发光元件具有电容）、连接至发光元件以向发光元件提供驱动电流的可切换电流源（22）以及用于检测发光元件中的短路的短路检测电路（23）。短路检测电路包括用于在被触发时确定跨发光元件的电压的可触发电压确定单元（24）、用于在其期间不向发光元件提供驱动电流的时间段(At)之后触发可触发电压确定单元以确定跨发光元件的电压的触发单元(25)、以及用于基于所确定的跨发光元件的电压检测发光元件中的短路的短路检测单元(26)。于是，检测对于生产公差等可以不太敏感。
【专利说明】
具有短路检测电路的电致发光设备
技术领域
[0001]本发明涉及包括发光元件的电致发光设备，所述发光元件具有电容、用于向发光元件提供驱动电流的可切换电流源和用于检测发光元件中的短路的短路检测电路。另外，本发明涉及用于检测发光元件中的短路的对应的短路检测方法。
【背景技术】
[0002]由于在生产期间不完美的清洁和处理的情形下小的颗粒污染LED/0LED基板和/或层的缘故，发光二极管(LED)以及有机发光二极管(0LED)、特别是大面积的LED/0LED易于短路。实际上，由于在最终的产品质量控制中并不能检测到所有的缺陷，所以在操作期间可能总是不能避免小短路的发生。
[0003]在例如OLED的发光区域中的这样的短路的检测是重要的，因为它们可能导致缺陷位置处的温度的显著上升(也被称作“热点”效应)。这是由于以下事实:在正常的操作期间基本上跨发光区域均匀分布的功率分布在短路的情形下可能聚集于非常小的区域处。热点处的局部温度可容易地达到远高于100摄氏度的值，其可能损坏OLED和/或甚至可能对于人类是危险的。
[0004]针对短路检测的现有技术方法是基于监控LED/0LED电压作为短路存在的指示符。例如，如果LED/0LED正向电压下降低于针对标称的恒定驱动电流的预定义电压阈值，则LED/0LED可被认为是有缺陷的。这种检测取决于特征绝对电压阈值，该特征绝对电压阈值对于生产公差(相应地LED/0LED〃分级(binning)")和源自于其的对应的LED/0LED(正向)电压变化以及环境温度是相当敏感的。
[0005]US2008/0231198公开了用于控制通过LED的电流的电路。该电路包括用于向LED提供电流的稳压器、用于监控跨LED的电压降和用于基于电压降提供电压读数信号的电压监控电路、以及与稳压器和电压监控电路耦合的数据转换器逻辑电路。数据转换器逻辑电路被布置成控制稳压器以基于信号来调节电流、以及基于电压中的突降而可操作成检测LED的短路。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是提供电致发光设备，其包括具有电容的发光元件、用于为发光元件提供驱动电流的可切换电流源以及用于检测发光元件中的短路的短路检测电路，其中短路检测对于生产公差等可能是不太敏感的。本发明的另一目的是提供对应的短路检测电路以及用于检测发光元件中的短路的对应的短路检测方法。
[0007]在本发明的第一方面中，呈现了一种电致发光设备，其中该电致发光设备包括:
-具有电容的发光元件，
-连接到发光元件以向发光元件提供驱动电流的可切换电流源，和 -用于检测发光元件中的短路的短路检测电路，
其中短路检测电路包括: -用于在被触发时确定跨发光元件的电压的可触发电压确定单元，
-用于在其期间不向发光元件提供驱动电流的时间段之后触发可触发电压确定单元以确定跨发光元件的电压的触发单元，以及
-用于基于所确定的跨发光元件的电压来检测发光元件中短路的短路检测单元。
[0008]本发明是基于本发明人的以下洞悉:对于具有电容的原始发光元件，在所连接的电流源关断之后，即在发光元件不再被提供有驱动电流之后，跨发光元件的电压仅从其正向电压缓慢下降。这是由于电容的缘故，电容在发光元件的正常操作期间被充电并且在驱动电流关断时才非常缓慢地放电。相对地，在发光元件中发生短路的情形下，发光元件的特性是非常不同的。一旦所连接的电流源被关断，跨发光元件的电压非常快速地朝向OV下降，因为由于短路的存在，电容被快速地放电。由于短路检测电路包括用于在被触发时确定跨发光元件的电压的可触发电压确定单元以及用于在其期间不向发光元件提供驱动电流的时间段之后触发可触发电压确定单元以确定跨发光元件的电压的触发单元，这种原始的发光元件与有缺陷的发光元件的放电特性方面的差异(其牵涉非常不同的时间常数)可被用于检测发光元件中的短路。这具有以下优点:检测可以独立于对于生产公差(相应地，分级)以及环境温度相当敏感的特征绝对电压阈值。另外，可以更容易地将脉冲宽度调制(PWM)调光和幅度调制(AM)调光相组合。
[0009]正如本领域技术人员所理解的，术语“短路”指示其中发光元件在某个位置处具有异常低的阻抗的状况。由于例如由起因于非完美的清洁和处理生产的发光元件的基板和/或层的污染导致的缺陷的缘故，在操作期间可能发生这样的短路。对于OLED而言，短路可能导致缺陷位置处的温度中的显著上升(也被称作“热点”效应)。对于当今在诸如汽车之类的各种应用中使用的LED而言，还期望的是，监控例如车后灯的各个LED的状态，并且在短路的情形下指示缺陷。
[0010]优选的是，发光元件包括有机发光二极管(OLED)，其中电容包括OLED的内部电容，或者发光元件包括发光二极管(LED)，其中电容包括与LED并联连接的外部电容。当然，向OLED添加附加的外部电容也是可能的。在该情形下，可以通过组合OLED的内部电容和添加到OLED的外部电容来实现该电容。此外，通常的LED也至少具有添加到所连接的外部电容以实现该电容的小的内部电容。
[0011]进一步优选的是，所述时间段比在发光元件中不存在短路的情形下当不向发光元件提供驱动电流时电容变为放电所要求的放电时间短。
[0012]通过以上述方式选择在其期间不向发光元件提供驱动电流并且在其之后跨发光元件的电压由在被触发单元触发时的电压确定单元确定的时间段，原始的发光元件与有缺陷的发光元件(参见上文)的放电特性方面的差异可以鲁棒地被实现用于短路检测。
[0013]原始的发光元件所包括的电容的放电时间可以大概被确定为时间常数Tl，其为跨发光元件的端子的有效电容Cd(包括可以被添加的任何附加的外部电容)和对应于(恒定)驱动电流Id时的IV-曲线(参见下面的图1)的斜率的其等效动态电阻Rd的积:Tl=Cd.Rdoffi对地，在发光元件中发生短路的情形下，时间常数τ?被改变至时间常数τ2，时间常数τ2可以大致被确定为i2 = Cd.Rsh，其中Rsh是在短路情形下发光元件的等效动态电阻。(在用于确定时间常数τ2的更复杂模型中，也将以下事实考虑进去:在短路的情形下，发光元件的有效电容Cd在某种程度上也可改变)。这种确定具有短路的放电时间的后一时间常数τ2总是小于时间常数τ?。时间段因而可以被适当地选择为小于τ?(参见上文)但是大于τ2，在该情形下，如果所确定的跨发光元件的电压是OV或几乎是0V，短路检测单元可被适配成检测发光元件中的短路。当然，时间段也可以被选择为等于或者甚至小于时间常数τ2，只要在时间段期间跨发光元件的电压降足够大以可靠地被检测到，并且特别地区分于作为生产公差、环境温度中的改变等的结果的电压变化。例如，时间段可以被选择为使得对于缺陷发光元件，在该时间段期间电压降低至在给定的驱动电流时正常发生的电压的一半或三分之一。
[0014]进一步优选的是，触发单元连接至可切换电流源并且在时间段期间被适配成关断可切换电流源。
[0015]于是，借助于该触发单元，对可切换电流源和电压确定单元二者的全面控制是可能的。这允许容易地将电压确定单元确定跨发光元件的电压与由可切换电流源向发光元件提供驱动电流同步。
[0016]优选的是，触发单元被适配成周期性地触发可触发电压确定单元。
[0017]如此，可以反复地针对发光元件中短路的存在而检查电致发光设备。这还有助于安全地检测仅在电致发光设备的操作期间中的某个时间点发生的发光元件中的短路。
[0018]进一步优选的是，触发单元被适配成与用于接通和关断可切换电流源的脉冲宽度调制信号同步，使得时间段落在脉冲宽度调制时间间隔内，在所述脉冲宽度调制时间间隔期间，可切换电流源由脉冲宽度调制信号接通。
[0019]这允许短路检测容易地与PWM调光组合。还优选的是，触发单元被适配成在接通和/或关断电致发光设备的过程期间触发可触发电压确定单元。
[0020]于是，可以在电致发光设备的操作的开始和/或结束时针对发光二极管中的短路的存在而检查电致发光设备。
[0021 ]优选的是，电压确定单元是采样和保持元件。
[0022]这使得保持所确定的跨发光元件的电压成为可能，以便让短路检测单元基于所确定的跨发光元件的电压来检测发光元件中的短路。
[0023]优选的是，电致发光设备包括具有电容的另一发光元件，其中该另一发光元件与发光元件串联连接，其中可切换电流源被适配成向发光元件和另一发光元件的串联连接提供驱动电流，其中短路检测电路还包括用于在被触发时确定跨另一发光元件的电压的另一可触发电压确定单元，其中触发单元被适配成在其期间不向另一发光元件提供驱动电流的时间段之后触发另一可触发电压确定单元以确定跨另一发光元件的电压，其中短路检测单元被适配成基于所确定的跨另一发光元件的电压来检测另一发光元件中的短路。
[0024]利用该配置，唯一地标识“一连串”发光元件中(S卩，在发光元件串联连接的布置中)的具有短路的发光元件是可能的。在本文中，另一发光元件也可以是有机发光二极管(OLED)，或者另一发光元件可以包括发光二极管(LED)，其中电容并联连接至LED。
[0025]还优选的是，电致发光设备还包括具有电容的另一发光元件，其中该另一发光元件并联连接至发光元件，其中可切换电流源被适配成向发光元件和该另一发光元件的并联连接提供驱动电流，其中短路检测电路还包括用于在被触发时确定跨该另一发光元件的电压的另一可触发电压确定单元，其中触发单元被适配成在其期间不向该另一发光元件提供驱动电流的时间段之后触发该另一可触发电压确定单元以确定跨该另一发光元件的电压，其中短路检测单元被适配成基于所确定的跨该另一发光元件的电压来检测该另一发光元件中的短路。
[0026]利用该配置，唯一地标识在发光元件并联连接的布置中的具有短路的发光元件是可能的。在本文中，该另一发光元件也可以是有机发光二极管(OLED)，或者，该另一发光元件可包括发光二极管(LED)，其中电容与LED并联连接。
[0027]通过将上述串联和并联配置组合，可以实现一种电致发光设备，其中可能唯一地标识2x2阵列布置中的具有短路的发光元件。此外，概念可以延伸至其中多于两个的发光元件串联连接和/或多于两个的发光元件并联连接的布置中。例如，该概念可以用于4x4阵列布置中的包括16个发光元件的电致发光设备。
[0028]利用以上并联配置，优选的是，电致发光设备进一步包括串联连接在可切换电流源和发光元件之间的解耦元件以及串联连接在可切换电流源和另一发光元件之间的另一解親元件。
[0029]借助于解耦元件，可以在原始电致发光设备中防止发光元件的电容器的放电，得到可以更好地避免“误报”(即，其中在没有短路的发光元件中不正确地检测到短路的情形)的更加鲁棒的短路检测。
[0030]进一步优选的是，解耦元件和/或另一解耦元件是二极管。替代性地，解耦元件和/或另一解耦元件也可以是切换元件，例如M0SFET，其被控制成执行相当于二极管的功能。当然，还可以利用二极管和切换元件的组合。
[0031]优选的是，电致发光设备还包括具有电容的另一发光元件，其中该另一发光元件与发光元件并联连接，以及另一可切换电流源连接至该另一发光元件以向该另一发光元件提供驱动电流，其中短路检测电路进一步包括用于在被触发时确定跨该另一发光元件的电压的另一可触发电压确定单元，其中触发单元被适配成在其期间不向该另一发光元件提供驱动电流的时间段之后触发该另一可触发电压确定单元以确定跨该另一发光元件的电压，其中短路检测单元被适配成基于所确定的跨该另一发光元件的电压来检测该另一发光元件中的短路。
[0032]进一步优选的是，短路检测电路还包括用于如果检测到发光元件中的短路就关断电致发光设备的短路保护单元。
[0033]如果检测到发光元件(例如，对于0LED)中的短路，通过关断电致发光设备，可以减小由于可能容易地达到远高于100摄氏度的、短路位置处的局部高温的原因(S卩，由于“热点”效应)而对人类提供危险的风险。该短路保护单元可以连接至可切换电流源并且可以被适配成关断可切换电流源，如果在发光元件中检测到短路的话。
[0034]在本发明的第二方面中，呈现了用于检测具有电容的发光元件中的短路的短路检测方法，该短路检测方法被适配于在包括发光元件和连接至发光元件以向发光元件提供驱动电流的可切换电流源的电致发光设备中使用，其中该短路检测方法包括:
-通过触发单元在其期间不向发光元件提供驱动电流的时间段之后触发可触发电压确定单元以确定跨发光元件的电压，
-通过可触发电压确定单元在其被触发时确定跨发光元件的电压，以及 -通过短路检测单元基于所确定的跨发光元件的电压检测发光元件中的短路。
[0035]应当理解的是，第一方面的电致发光设备和第二方面的短路检测方法具有类似的和/或同样的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的。
[0036]应当理解的是，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求或者上述实施例与相应的独立权利要求的任何组合。
[0037]从在下文中描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是显然的，并且将参照它们来阐述本发明的这些和其他方面。
【附图说明】
[0038]在下面的图中:
图1示意性地且示例性地示出具有短路和不具有短路的OLED的驱动电流和正向电压之间的关系，
图2示意性地且示例性地示出具有短路和不具有短路的OLED的等效电路，
图3示意性地且示例性地示出当驱动电流被关断短的时间段时图1中的具有和不具有短路的OLED的放电特性的细节，
图4示意性地且示例性地示出电致发光设备的第一实施例，
图5示意性地且示例性地示出图4的短路检测电路的时间特性的细节，
图6示意性地且示例性地示出电致发光设备的第二实施例，
图7示意性地且示例性地示出图6的短路检测电路的时间特性的细节，
图8示意性地且示例性地示出电致发光设备的第三实施例，以及图9示例性地图示用于检测发光元件中的短路的短路检测方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0039]在附图中，相同的或对应的附图标记指的是相同或对应的部分和/或元件。
[0040]图1示意性地且示例性地示出了跨具有和不具有短路的OLED的驱动电流(竖直轴)和电压(水平轴)之间的关系(IV-曲线)。正如可以从曲线LI认识到的，在没有短路的情况下，OLED表现出通常的高度非线性特点，在该示例中，其具有8.5V的正向电压。相对地，在短路时，OLED的特性或多或少是线性的，如由曲线L2所指示的。如果OLED被提供有例如300mA的驱动电流，OLED在没有短路的情况下在9V的电压下操作(操作点0P1)，而对于有缺陷的OLED，对于同一驱动电流，电压下降至2V(操作点0P2)。如果OLED被提供有更高的例如1.6A的驱动电流，OLED在没有短路时在9.5V的电压下操作(操作点0P3)，而对于有缺陷的OLED，对于同一驱动电流，电压下降至大约7.8V(操作点0P4)。这图示了现有技术的用于短路检测的方法(例如，如果OLED电压下降低于预定义的电压阈值，其认为OLED是有缺陷的)，其依赖于对于生产公差等相当敏感的特征绝对电压阈值。
[0041]通过考虑具有和不具有短路的OLED的等效电路(其示意性且示例性地示出在图2中)可以理解上述的放电特性。在没有短路的情况中(图的左侧)，电阻10模拟特别是对于大面积的OLED可能发生的横向损耗，电容11表示OLED的内部电容，并且二极管12模拟OLED的发光区域的非线性特性。相同的元件:电阻13、电容14以及二极管15也存在于具有短路的情况中(图的右侧)，但是由于短路的缘故，出现了并联至OLED的内部电容15的附加的电阻16。正是该附加电阻16负责在存在短路的情况下内部电容15的快速放电。
[0042]图3示意性地且示例性地示出了当此处为300mA的驱动电流(图中的上部图形中的曲线L3 )在短的时间段(此处，0.2ms )内被关断时图1中的具有和不具有短路的OLED的放电特性的细节。正如可以从图的下部图形中的曲线L4看出的，在不具有短路的情况中，在其中驱动电流被关断的0.2ms的时间段期间跨OLED的电压从9V下降至约8.5V。相对地，在具有短路的情况中(图中的下部图形中的曲线L5)，当300mA的驱动电流被提供至OLED时，跨OLED的电压是2.3V，并且在其期间驱动电流被关断的0.2ms的时间段期间，跨OLED的电压几乎瞬时降低至(几乎)0V。如上文已经提到的，这种原始的OLED与有缺陷的0LED(〃发光元件〃)的放电特性方面的差异(其牵涉非常不同的时间常数)可被用于检测OLED中的短路。
[0043]图4示意性地且示例性地示出电致发光设备20的第一实施例。电致发光设备20包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的发光元件21 (此处为0LED)、连接至OLED21以向OLED 21提供驱动电流的可切换电流源22以及用于检测OLED 21中的短路的短路检测电路23。
[0044]短路检测电路23包括用于在被触发时确定跨OLED21的电压的可触发电压确定单元24(此处为采样和保持元件)、用于在其期间不向OLED 21提供驱动电流的时间段At之后触发采样和保持元件24以确定跨OLED 21的电压的触发单元25、以及用于基于所确定的跨OLED 21的电压检测OLED 21中的短路的短路检测单元26。在该示例中，触发单元25被连接至可切换电流源22并且被适配成在时间段At期间关断可切换电流源22。另外，在该实施例中，短路检测电路23还包括用于如果检测到OLED 21中的短路就关断电致发光设备20的短路保护单元27。在该情形中，短路保护单元27连接到可切换电流源22并且被适配成如果在OLED 21中检测到短路就关断可切换电流源22。
[0045]在下文中将参照图5描述借助于短路检测电路23的短路检测，图5示意性地且示例性地示出了图4的短路检测电路23的时间特性的细节。正如可以从该图的最下部的图形中的曲线L6看出的，对于大多数时间，可切换电流22向OLED 21提供此处为300mA的驱动电流。然而，在相应的时间段△ t期间，触发单元25周期性地关断可切换电流源22。在该示例中，时间段At的长度是lOys。正如可以从该图的最上部第二个图形中的曲线L7进一步看出的，与可切换电流源22的周期性关断相同步，触发单元25通过向采样和保持元件24提供从IV至OV周期性地设置的电压信号(曲线L7)而周期性地触发采样和保持元件24，以在相应的1ys的时间段At之后确定跨OLED 21的电压。然后，该图的最下部倒数第二个图形中的曲线L8给出了该跨OLED 21的电压的时间特性。正如上文已经描述的，如果OLED 21被提供有300mA的驱动电流，则OLED 21在没有短路的情况下在9V的电压下操作，其中在其中驱动电流被关断的每个1ys的时间段Δ t期间，OLED电压从9V下降至约8.5V(曲线L8的左部分)。在大约6.5ms时，在前一个触发“事件”不久之后，OLED 21中发生短路。由于该短路的缘故，当驱动电流被提供至OLED 21时，跨OLED 21的电压降下至约2.3V，并且在其中驱动电流被关断的1ys的时间段At期间(曲线L8的右部分)几乎瞬时下降至(几乎)0V。现在，该图中的最上部的图形中的曲线L9给出了在相应的1ys的时间段△ t之后所确定的跨OLED 21的电压，即由采样和保持元件24确定的电压。正如可以看出的，在约6.5ms处发生短路之前，该电压是8.5V，因为这是在没有短路的情况中的相应的1ys的时间段△ t期间的跨OLED 21的电压下降至其的值。相对地，在约6.5ms处发生短路之后，从第一个1ys的时间段At开始，所确定的跨OLED 21的电压(几乎)为OV，因为这是在具有短路的情况中在相应的1ys的时间段△ t期间的跨OLED 21的电压下降至其的值。在该示例中，相应的所确定的跨OLED 21的电压由采样和保持元件24保持直到跨OLED 21的电压在下一个1ys的时间段At之后被重新确定。
[0046]返回参照图4，在该示例中，短路检测单元26被适配成如果所确定的跨OLED 21的电压(几乎)为0V，则检测到OLED 21中的短路。
[0047]图6示意性地且示例性地示出了电致发光设备30的第二实施例。电致发光设备30包括具有此处包括内部电容(在该图中未示出)的电容的发光元件31(此处，为0LED)、连接至OLED 31以向OLED 31提供驱动电流的可切换电流源32、以及用于检测OLED 31中的短路的短路检测电路33。
[0048]短路检测电路33包括用于在被触发时确定跨OLED31的电压的可触发电压确定单元34(此处为采样和保持元件)、用于在其期间不向OLED 31提供驱动电流的时间段At之后触发采样和保持元件34以确定跨OLED 31的电压的触发单元35、以及用于基于所确定的跨OLED 31的电压检测OLED 31中的短路的短路检测电路36。在该示例中，触发单元35连接至可切换电流源32并且被适配成在时间段At期间关断可切换电流源32。另外，在该实施例中，短路检测电路33还包括用于如果在OLED 31中检测到短路就关断电致发光设备30的短路保护单元37。在该情形中，短路保护单元37连接至可切换电流源32并且被适配成如果在OLED 31中检测到短路就关断可切换电流源32。
[0049]在此，电致发光设备30还包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的另一发光元件38(此处，为另一0LED)，其中该另一OLED 38与OLED 31串联连接，其中可切换电流源32被适配成向OLED 31和另一OLED 38的串联连接提供驱动电流。短路检测电路33还包括另一可触发电压确定单元39(此处，为另一采样和保持元件)，其用于在被触发时确定跨另一OLED 38的电压，其中触发单元35被适配成在其期间不向另一OLED 38提供驱动电流的时间段At之后触发另一采样和保持元件39以确定跨另一 OLED 38的电压，其中短路检测单元36被适配成基于所确定的跨另一OLED 38的电压来检测另一OLED 38中的短路。
[0050]此处，电致发光设备30还包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的另一发光元件40(此处，为另一0LED)，其中另一OLED 40并联连接至OLED 31，其中可切换电流源32被适配成向OLED 31和另一OLED 40的并联连接提供驱动电流。短路检测电路33还包括另一可触发电压确定单元41 (此处，为另一采样和保持元件)，其用于在被触发时确定跨OLED40的电压，其中触发单元35被适配成在其期间不向另一OLED 40提供驱动电流的时间段△ t之后触发另一采样和保持元件41以确定跨另一OLED 40的电压，其中短路检测单元36被适配成基于所确定的跨另一OLED 40的电压来检测另一OLED 40中的短路。
[0051 ]正如从图6可以看出的，在该实施例中，电致发光设备30还包括串联连接在可切换电流源32和发光元件31之间的解耦元件44(此处为二极管)以及串联连接在可切换电流源32和另一发光元件40之间的另一解耦元件45(此处为另一二极管)。另外，电致发光设备30还包括又一OLED 42，其与2x2阵列中的其他OLED 31、38、40—起被布置，并且短路检测电路33包括又一采样和保持元件43。利用该配置，唯一地标识该2x2阵列布置中具有短路的OLED31、38、40、41是可能的。
[0052]下面将参照图7描述借助短路检测电路33的短路检测，图7示意性地且示例性地示出了图6的短路检测电路33的时间特性的细节。正如从该图的最下部的图形中的曲线LlO和LI I可以看出的，在大部分时间内，可切换电流源32向没有短路的OLED 31、38、40、42提供此处总的为600mA的驱动电流，该驱动电流基本上均匀地分布在两串OLED 31、38和40、42之上。然而，可切换电流源32在相应的时间段At期间由触发单元35周期性地关断。在该示例中，时间段At的长度是lOys。正如可以从该图的最上部第五个图形中的曲线L12进一步看出的，与可切换电流源32的周期性的关断同步，触发单元35在此通过向采样和保持元件34、
39、41、43提供从IV至OV周期性地设定的电压信号(曲线L12)而周期性地触发采样和保持元件34、39、41、43，以确定相应的1ys的时间段之后跨OLED 31、38、40、42的电压。然后，在该图的最下方倒数第二至第五个图形中的曲线L13、L14、L15、L16给出了跨OLED 31、38、40、42的这些电压的时间特性。正如以上已经描述的，如果OLED 31、38、40、42被提供有300mA的驱动电流，OLED 31、38、40、42在没有短路的情况下在9￥的电压下操作(曲线1^13、1^14、1^15、1^16的最左部分)。在两个触发“事件”之间的约0.2ms时，OLED 31中发生短路。由于短路的缘故，跨OLED 31的电压在驱动电流被提供给OLED 31时下降至约5V，并且在其期间驱动电流被关断的1ys时间段At期间基本上瞬时下降至(几乎)0V(曲线L13的左部分)ALED 31中的短路还影响两串OLED 31、38和40、42之上的驱动电流的分布以及跨其他01^0 38、40、42的电压(曲线1^10、1^11和1^14、1^15、1^16)。在约1.21118、2.21118以及3.21118时，在其他的01^0 38、40、42中然后也发生了另外的短路。由于这些短路的缘故，当驱动电流被提供至OLED 38,40,42时，跨OLED 38、40、42的电压下降至相应的电压(其取决于已经有缺陷的OLED的相应数目)，并且对于每个OLED 38、40、42而言，在其期间驱动电流被关断的1ys时间段Δ t期间几乎瞬时下降至(几乎)0V(曲线L14、L15、L16)。现在，该图中的最上部四个图形中的曲线L17、L18、L19、L20给出了相应的1ys时间段At之后的所确定的跨OLED 31、38、40、42的电压，S卩，由采样和保持元件34、39、41、43所确定的电压。正如可以看出的，在约0.2ms、1.2ms、2.2ms和
3.2ms时发生的短路之前，这些电压约为8.5V，并且稍微更低，因为这些是在没有短路的情况下跨O L E D 31、3 8、4 O、4 2在相应的1 μ s时间段Δ t期间下降至其的值。相对地，从在约
0.2ms、1.2ms、2.2ms和3.2ms时发生短路之后的第一个1ys时间段Δ t开始，所确定的跨OLED 31、38、40、42的电压(几乎)是价，因为这是在具有短路的情况中跨01^0 31、38、40、42的电压在相应的1ys时间段At期间下降至其的值。在该示例中，相应的所确定的跨OLED31、38、40、42的电压由采样和保持元件34、39、41、43保持直到跨01^0 31、38、40、42的电压在下一个1ys时间段Δ t之后被重新确定。
[0053]返回参照图7，在该示例中，如果所确定的跨OLED 31的电压(几乎)是0V，则短路检测单元36被适配成检测到OLED 31中的短路。类似地，如果所确定的跨其他的OLED 38、40、42中的任何一个的电压(几乎)是0V，则短路检测单元36被适配成检测到其他的OLED 38、
40、42中的任何一个中的短路。
[0054]图8示意性地且示例性地示出了电致发光设备50的第三实施例。电致发光设备50包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的发光元件51 (此处，为0LED)、连接至OLED 51以向OLED 51提供驱动电流的可切换电流源52、以及用于检测OLED 51中的短路的短路检测电路53。
[0055]短路检测电路53包括用于在被触发时确定跨OLED51的电压的可触发电压确定单元54(此处，采样和保持元件)、用于在其期间不向OLED 51提供驱动电流的时间段At之后触发采样和保持元件54以确定跨OLED 51的电压的触发单元55、以及用于基于所确定的跨OLED 51的电压检测OLED 51中的短路的短路检测单元56。在该示例中，触发单元55被连接至可切换电流源52并且被适配成在时间段At期间关断可切换电流源52。另外，在该实施例中，短路检测电路53还包括用于如果检测到OLED 51中的短路就关断电致发光设备50的短路保护单元57。在该情形中，短路保护单元57连接到可切换电流源52并且被适配成如果在OLED 51中检测到短路就关断可切换电流源52。
[0056]在此，电致发光设备50还包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的另一发光元件58(此处，为另一0LED)，其中该另一OLED 58与OLED 51串联连接，其中可切换电流源52被适配成向OLED 51和另一OLED 58的串联连接提供驱动电流。短路检测电路53还包括另一可触发电压确定单元59(此处，为另一采样和保持元件)，其用于在被触发时确定跨另一OLED 58的电压，其中触发单元55被适配成在时间段△ t之后触发另一采样和保持元件59以确定跨另一OLED 58的电压，其中短路检测单元56被适配成基于所确定的跨另一OLED 58的电压来检测另一OLED 58中的短路。
[0057]此处，电致发光设备50还包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的另一发光元件60(此处，为另一0LED)，其中另一OLED 60并联连接至OLED 51，并且另一可切换电流源64连接至另一发光元件60以向另一发光元件60提供驱动电流。(在该实施例中，可切换电流源52和另一可切换电流源64 二者由电源65供电)。短路检测电路53还包括另一可触发电压确定单元61 (此处，为另一采样和保持元件)，其用于在被触发时确定跨另一OLED 60的电压，其中触发单元55被适配成在其期间不向另一 OLED 60提供驱动电流的时间段At之后触发另一采样和保持元件61以确定跨另一OLED 60的电压，其中短路检测单元56被适配成基于所确定的跨另一OLED 60的电压来检测另一OLED 60中的短路。
[0058]正如从图8可以看出的，在该实施例中，电致发光设备50不包括如在参照图6描述的第二实施例中利用的解耦元件(参见其中的附图标记44和45)。作为替代，借助两个单独的可切换电流源52和64来实现可比的解耦。电致发光设备50还包括又一OLED 62，其与2x2阵列中的其他OLED 51、58、60—起被布置，并且短路检测电路53包括又一采样和保持元件63。利用该配置，唯一地标识该2x2阵列布置中的OLED 51、58、60、62是可能的。
[0059]接下来，将参照图9中示出的流程图示例性地描述用于检测发光元件21中的短路的短路检测方法的实施例100的实施例。短路检测方法100被适配成在例如图4中所示的电致发光设备20中使用，其包括具有此处包括内部电容(图中未示出)的电容的发光元件21(此处，为OLED)、连接到OLED 21以向OLED 21提供驱动电流的可切换电流源22、以及用于检测OLED 21中的短路的短路检测电路23。
[0060]在步骤101，触发单元25在其中不向发光元件21提供驱动电流的时间段At之后触发可触发电压确定单元21以确定跨发光元件21的电压。在步骤102，可触发电压确定单元24一旦被触发则确定跨发光元件21的电压。在步骤103，由短路检测单元26基于所确定的跨发光元件21的电压来检测发光元件21中的短路。
[0061]虽然在图9中示出的短路检测方法100的实施例中，短路检测方法100被适配用于在如例如图4中所示的电致发光设备20中使用，但是该方法也可被适配用于在如图6中所示的电致发光设备30或者如图8中所示的电致发光设备50中使用。从关于如图4中示出的电致发光设备20、如图6中不出的电致发光设备30以及如图8中不出的电致发光设备50的描述可以理解该短路检测方法的另外的特征。
[0062]虽然在图4、6和8中示出的电致发光设备20、30和50的实施例中，(一个或者多个)发光元件是具有包括内部电容(图中未示出)的电容的(一个或者多个)0LED，但是在其他实施例中，(一个或者多个)发光元件也可以是具有包括并联连接至LED的外部电容的电容的(一个或多个)LED。
[0063]注意，在图5和图7中，针对其中使用线性压降稳压器来实现可切换电流源的情形示出了波形，所述线性压降稳压器能够递送(几乎)完美的恒定驱动电流。然而，还可能的是，使用例如高效滞后降压开关模式电源来实现可切换电流源。这样的电源的通常特性在于所递送的电流以非常高的切换频率在上限值和下限值之间变化(即，滞后值)，切换频率可能在例如I至2MHz的范围内。虽然针对这样的电源的设计目标是使得滞后带尽可能小，但是其不可能完全被避免。因此，优选的是，对于这样的电源，时间段At大于对应于切换频率的周期。
[0064]虽然图5和图7示出了其中触发单元周期性地触发可触发电压确定单元使得针对OLED中的短路的存在而反复检查OLED的示例，但是，另外地或替代性地，还可能的是，触发单元被适配成在接通或关断电致发光设备的过程期间触发可触发电压确定单元。还可能的是，触发单元被适配成与用于接通和关断可切换电流源的脉冲宽度调制信号同步，使得时间段(At)落在其中可切换电流源由脉冲宽度调制信号接通的脉冲宽度调制时间间隔内。
[0065]依据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践要求保护的发明时，可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
[0066]在权利要求中，单词“包括”不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
[0067]单个的单元或设备可以履行记载在权利要求中的若干项目的功能。例如，在如图4中示出的电致发光设备20的第一实施例中，被图示为三个单独的单元的触发单元25、短路检测单元26以及短路保护单元27，它们也可以实现为单个的单元。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一纯粹事实不指示这些措施的组合不能用于获益。
[0068]计算机程序可以与其他硬件一起供应或者作为其他硬件的一部分存储/分布在诸如光学存储介质或者固态介质之类的适当介质上，但是，其也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或者其他有线或无线电信系统。
[0069]权利要求中的任何附图标记不应被解析为限制范围。
[0070]本发明涉及电致发光设备，其具有发光元件(发光元件具有电容)、连接至发光元件以向发光元件提供驱动电流的可切换电流源以及用于检测发光元件中的短路的短路检测电路。短路检测电路包括用于在被触发时确定跨发光元件的电压的可触发电压确定单元、用于在其期间不向发光元件提供驱动电流的时间段之后触发可触发电压确定单元以确定跨发光元件的电压的触发单元，以及用于基于所确定的跨发光元件的电压检测发光元件中的短路的短路检测单元。于是，检测对于生产公差等可以不太敏感。
【主权项】
1.一种电致发光设备(20; 30; 50)，包括: -发光元件(21;31;51)，其具有电容， -可切换电流源(22; 32; 52)，其连接到发光元件(21; 31; 51)以向发光元件(21; 31; 51)提供驱动电流，和 -短路检测电路(23; 33; 53)，用于检测发光元件(21; 31; 51)中的短路，其中所述短路检测电路(23;33;53)包括: -可触发电压确定单元(24; 34; 54)，用于在被触发时确定跨发光元件(21; 31; 51)的电压， -触发单元(25; 35; 55)，用于在其期间不向发光元件(21; 31; 51)提供驱动电流的时间段(At)之后触发可触发电压确定单元(24;34;54)以确定跨发光元件(21;31;51)的电压，以及 -短路检测单元(26;36;56)，用于基于所确定的跨发光元件(21;31;51)的电压来检测发光元件中(21;31;51)的短路。2.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30;50)，其中所述时间段(At)比在发光元件(21;31;51)中不存在短路的情形下当不向发光元件(21;31;51)提供驱动电流时电容变为放电所要求的放电时间(τ 2 )更短。3.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30; 50)，其中所述触发单元(25; 35; 55)连接至可切换电流源(22;32;52)并且被适配成在所述时间段(At)期间关断可切换电流源(22；32；52)ο4.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30; 50)，其中所述触发单元(25; 35; 55)被适配成周期性地触发可触发电压确定单元(24; 34; 54)。5.如权利要求3中限定的电致发光设备(20;30; 50)，其中所述触发单元(25; 35; 55)被适配成与用于接通和关断可切换电流源(22;32;52)的脉冲宽度调制信号同步，使得所述时间段(A t)落在脉冲宽度调制时间间隔内，在所述脉冲宽度调制时间间隔期间，可切换电流源(22; 32; 52)由脉冲宽度调制信号接通。6.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30; 50)，其中所述触发单元(25; 35; 55)被适配成在接通和/或关断电致发光设备(20;30;50)的过程期间触发可触发电压确定单元(24；34；54)o7.如权利要求1中限定的电致发光设备(30;50)，还包括具有电容的另一发光元件(38;58)，其中所述另一发光元件(38;58)与发光元件(31 ;51)串联连接，其中可切换电流源(32;52)被适配成向发光元件(31 ;51)和所述另一发光元件(38;58)的串联连接提供驱动电流，其中短路检测电路(33; 53)还包括用于在被触发时确定跨所述另一发光元件(38 ;58)的电压的另一可触发电压确定单元(39;59)，其中触发单元(35;55)被适配成在其期间不向所述另一发光元件(38; 58)提供驱动电流的时间段(At)之后触发所述另一可触发电压确定单元(39;59)以确定跨所述另一发光元件(38;58)的电压，其中短路检测单元(36;56)被适配成基于所确定的跨所述另一发光元件(38;58)的电压来检测所述另一发光元件(38;58)中的短路。8.如权利要求1中限定的电致发光设备(30)，还包括具有电容的另一发光元件(40)，其中所述另一发光元件(40)并联连接至发光元件(31)，其中可切换电流源(32)被适配成向发光元件(31)和所述另一发光元件(40)的并联连接提供驱动电流，其中短路检测电路(33)还包括用于在被触发时确定跨所述另一发光元件(40)的电压的另一可触发电压确定单元(41)，其中触发单元(35)被适配成在其期间不向所述另一发光元件(40)提供驱动电流的时间段(A t)之后触发所述另一可触发电压确定单元(41)以确定跨所述另一发光元件(40)的电压，其中短路检测单元(36)被适配成基于所确定的跨所述另一发光元件(40)的电压来检测所述另一发光元件中(40)的短路。9.如权利要求8中限定的电致发光设备(30)，进一步包括串联连接在可切换电流源(32)和发光元件(31)之间的解耦元件(44)以及串联连接在可切换电流源(32)和所述另一发光元件(40)之间的另一解親元件(45)。10.如权利要求9中限定的电致发光设备(30)，其中所述解耦元件(44)和/或所述另一解耦元件(45)是二极管。11.如权利要求1中限定的电致发光设备(50)，还包括具有电容的另一发光元件(60)，其中所述另一发光元件(60)与发光元件(51)并联连接，以及连接至所述另一发光元件(60)以向所述另一发光元件(60)提供驱动电流的另一可切换电流源(64)，其中短路检测电路(53)还包括用于在被触发时确定跨所述另一发光元件(60)的电压的另一可触发电压确定单元(61)，其中触发单元(55)被适配成在其期间不向所述另一发光元件(60)提供驱动电流的时间段(A t)之后触发所述另一可触发电压确定单元(61)以确定跨所述另一发光元件(60)的电压，其中短路检测单元(56)被适配成基于所确定的跨所述另一发光元件(60)的电压来检测所述另一发光元件(60)中的短路。12.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30;50)，其中所述短路检测电路(23;3 3;53)还包括用于如果检测到发光元件(21 ;31; 51)中的短路就关断电致发光设备(20; 30;50)的短路保护单元(27; 37; 57)。13.如权利要求1中限定的电致发光设备(20;30; 50)，其中所述发光元件(21; 31 ;51)包括有机发光二极管，其中电容包括有机发光二极管的内部电容，或者，其中发光元件(21;31 ;51)包括发光二极管，其中电容包括并联连接至发光二极管的外部电容。14.一种用于检测具有电容的发光元件(21 ;31;51)中的短路的短路检测方法(100)，所述短路检测方法(100)被适配于在包括发光元件(21;31;51)和连接至发光元件(21;31;51)以向发光元件(21;31;51)提供驱动电流的可切换电流源(22;32;52)的电致发光设备(20;30; 50 )中使用，其中所述短路检测方法(100 )包括: -通过触发单元(25; 35; 55)在其期间不向发光元件(21; 31; 51)提供驱动电流的时间段(A t)之后触发(101)可触发电压确定单元(24;34;54)以确定跨发光元件(21;31;51)的电压， -通过可触发电压确定单元(24; 34; 54)在其被触发时确定(102)跨发光元件(21 ； 31 ；51)的电压，以及 -通过短路检测单元(26; 36; 56)基于所确定的跨发光元件(21; 31; 51)的电压检测(103)发光元件(21;31;51)中的短路。
【文档编号】H05B33/08GK105981475SQ201580006291
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】D.亨特
【申请人】皇家飞利浦有限公司