具有短路检测电路的电致发光设备制造技术

本发明专利技术涉及电致发光设备（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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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，本专利技术涉及用于检测发光元件中的短路的对应的短路检测方法。
技术介绍
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/OLED基板和/或层的缘故，发光二极管（LED）以及有机发光二极管（OLED）、特别是大面积的LED/OLED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。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。针对短路检测的现有技术方法是基于监控LED/OLED电压作为短路存在的指示符。例如，如果LED/OLED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/OLED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/OLED\分级（binning）\）和源自于其的对应的LED/OLED（正向）电压变化以及环境温度是相当敏感的。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。在本专利技术的第一方面中，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。本专利技术是基于本专利技术人的以下洞悉：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0V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。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。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。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。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。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τ1，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：τ1=Cd·Rd。相对地，在发光元件中发生短路的情形下，时间常数τ1被改变至时间常数τ2，时间常数τ2可以大致被确定为τ2＝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τ1。时间段因而可以被适当地选择为小于τ1（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0V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。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。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。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。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。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，在所述脉冲宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
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（Δt）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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 EP 14152787.91.一种电致发光设备（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（Δt）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（Δt）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（τ2）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（Δt）期间关断可切换电流源（22；32；52）。4.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（Δt）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）。7.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（Δt）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...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亨特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL