[发明专利]电致发光显示器中的故障检测

说明书

技术领域

本发明涉及在具有基板的显示设备中的故障检测，该基板具有用于控制像素阵列和用于与像素阵列通信的分布的、独立的小芯片(chiplet)。

背景技术

平板显示装置广泛地与计算装置相结合使用，在便携式装置中使用，以及用于诸如电视机的娱乐装置。这种显示器通常采用分布在基板上的多个像素来显示图像。各个像素均包含通常发射红光、绿光和蓝光以表现各图像元素的若干个不同颜色的发光元件(通称为子像素)。如在本文中所使用，像素和子像素不加以区分，并且称为单个发光元件。已知多种平板显示器技术，例如，等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管(LED)显示器。

包含形成发光元件的发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中具有许多优点，并可以用于光学系统。Tang等人的美国专利No.6,384,529示出了一种包括有机LED发光元件阵列的有机LED(OLED)彩色显示器。另选地，可采用无机材料，该无机材料可在多晶半导体基体中包括磷光晶体或量子点。还可采用其它有机或无机材料薄膜来控制对发光薄膜材料的电荷注入、电荷传输或电荷阻断，这些在本领域中均是已知的。这些材料被布置在电极之间且在基板上，并且具有封装覆盖层或封装覆盖片。当电流通过发光材料时，从像素发出光。所发射的光的频率依赖于使用的材料的性质。在这种显示器中，光可以透过基板(底部发射体)或透过封装覆盖物(顶部发射体)或者透过这二者发出。然而，由于使用有机材料，具体地说，有机材料的效率降低。

LED装置可包括构图的发光层，其中在图案中采用了不同材料，以当电流流过这些材料时发射不同颜色的光。另选地，如在Cok的美国专利No.6,987,355中教导的那样，可采用单一发光层(例如，白光发射体)和滤色器一起以形成全彩色显示器。还已知例如Cok等人在美国专利No.6,919,681中教导的那样，采用不包括滤色器的白色子像素。提出了一种设计，该设计采用未构图的白光发射体与包括红色、绿色和蓝色滤色器和子像素的四色像素以及不滤色的白色子像素来提高装置的效率(例如，参见Miller等人的美国专利No.7,230,594)。

总体上已知两种不同方法来控制平板显示装置中的像素：有源矩阵控制和无源矩阵控制。在无源矩阵装置中，基板不包括任何有源电子元件(如晶体管)。在基板上形成有行电极阵列和处于分开的层中的正交的列电极阵列；行电极与列电极之间的重叠交叉部形成发光二极管的电极。外部驱动器集成电路(芯片)接着顺序地向各行(或列)提供电流，同时正交的列(或行)提供适当的电压，以使行(或列)中的各发光二极管发光。因此，无源矩阵设计采用2n个连接以产生n²个可单独控制的发光元件。但是，因为行(或列)驱动的顺序特性造成闪烁，无源矩阵驱动装置在装置中可包括的行(或列)的数量方面受到限制。如果包括太多的行，则闪烁可以变为可察觉的。而且，随着PM显示器的面积增加，PM驱动中非成像预充电步骤和放电步骤所需要的功率变得显著，因此驱动显示器中的整行(或列)所需要的电流可能会成为问题。这些问题限制了无源矩阵显示器的物理尺寸。

在有源矩阵装置中，有源控制元件由半导体材料(例如，涂敷在平板基板上的非晶硅或多晶硅)的薄膜形成。通常，各个子像素均由一个控制元件控制，并且各个控制元件均包括至少一个晶体管。例如，在简单的有源矩阵有机发光(OLED)显示器中，各个控制元件均包括两个晶体管(选择晶体管和功率晶体管)以及用于存储规定子像素亮度的电荷的一个电容器。各发光元件通常采用独立的控制电极和公共地电气连接的电极。对发光元件的控制通常是通过数据信号线、选择信号线、电源连接和接地连接来提供的。有源矩阵元件不必限于显示器，并且可以分布在基板上并且在需要空间分布控制的其它应用中采用。可以在有源矩阵装置中使用与无源矩阵装置中相同数量的外部控制线(除了电源和接地以外)。但是，在有源矩阵装置中，各发光元件具有与控制电路分开的驱动连接，并且即使当未被选择用于数据存放时也是有源的，因此消除了闪烁。

一种形成有源矩阵控制元件的常见的现有技术方法通常在玻璃基板上沉积诸如硅的半导体材料的薄膜，接着通过光刻工艺将半导体材料形成为晶体管和电容器。薄膜硅可以是非晶的或多晶的。与晶体硅片制成的常规晶体管相比，由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶体管(TFT)相对较大并且性能较低。而且，这样的薄膜器件通常在玻璃基板上显现出局部的或大面积的不均匀性，这导致采用这样的材料的显示器的电气性能和视觉表现的不统一。在这样的有源矩阵设计中，各发光元件要求对驱动电路的单独连接。