CN106652822A - 一种阵列基板及发光二极管显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列基板及发光二极管显示器，该阵列基板包括：多个阵列排布的像素电路和多个静电防护组件；其中，每个所述像素电路至少包括：发光元件和驱动电路，所述驱动电路连接所述发光元件，用于驱动所述发光元件发光；所述静电防护组件耦接于两个相邻的所述像素电路的所述发光元件之间，用于防止静电击穿所述发光元件。通过上述方式，本发明能够防止静电击穿发光元件，提高阵列基板的制程良率。

Description

一种阵列基板及发光二极管显示器

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种阵列基板及发光二极管显示器。

背景技术

现有阵列基板的制作过程中，发光元件通常通过焊接等转移工艺与阵列基板键合，但键合过程中，阵列基板上的静电或者键合过程中产生的静电，极易造成发光元件的静电炸伤，降低阵列基板的制程良率。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种阵列基板及发光二极管显示器，能够解决现有阵列基板制作过程中极易造成发光元件静电炸伤的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种阵列基板，包括：多个阵列排布的像素电路和多个静电防护组件；其中，每个像素电路至少包括：发光元件和驱动电路，驱动电路连接发光元件，用于驱动发光元件发光；静电防护组件耦接于两个相邻的像素电路的发光元件之间，用于防止静电击穿发光元件。

其中，发光元件是发光二极管，静电防护组件耦接与两个相邻的发光二极管的阳极之间。

其中，静电防护组件包括第一开关管和第二开关管；第一开关管的第一连接端与两个相邻的发光二极管中一个发光二极管的阳极连接，第一开关管的第二连接端分别与第一开关管的控制端、第二开关管的控制端和第二开关管的第一连接端连接，第二开关管的第二连接端与另一个发光二极管的阳极连接。

其中，静电防护组件包括第一二极管和第二二极管；第一二极管的阴极与两个相邻的发光二极管中一个发光二极管的阳极连接，第一二极管的阳极与第二二极管的阳极连接，第二二极管的阴极与另一个发光二极管的阳极连接。

其中，静电防护组件是金属氧化物压敏电阻。

其中，静电防护组件是双向瞬态二极管。

其中，静电防护组件是聚合物浪涌抑制器。

其中，静电防护组件是气体放电管。

其中，阵列基板进一步包括多条相互平行的扫描线，多条与扫描线垂直的数据线，扫描线与数据线交叉围成多个阵列排布的像素，像素电路分别设置在像素中；驱动电路至少包括：第三开关管、第四开关管和电容；其中，第三开关管的控制端与扫描线连接，第三开关管的第一连接端与数据线连接，第三开关管的第二连接端和第四开关管的控制端分别通过电容与发光二极管的阳极耦接，第四开关管的第一连接端与电源连接，第四开关管的第二连接端与发光二极管的阳极连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种发光二极管显示器，至少包括如前所述的阵列基板。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过在阵列基板的两个相邻的像素电路的发光元件之间耦接静电防护组件，使得阵列基板上的静电或者发光元件与阵列基板键合过程中产生的静电通过静电防护组件释放，从而防止静电击穿发光元件，提高阵列基板的制程良率。

附图说明

图1是本发明阵列基板第一实施方式的电路结构示意图；

图2是本发明阵列基板第二实施方式的电路结构示意图；

图3是本发明阵列基板第三实施方式的电路结构示意图；

图4是本发明阵列基板第四实施方式的电路结构示意图；

图5是本发明阵列基板第五实施方式的电路结构示意图；

图6是本发明阵列基板第六实施方式的电路结构示意图；

图7是本发明阵列基板第七实施方式的电路结构示意图；

图8是本发明发光二极管显示器一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明阵列基板第一实施方式的电路结构示意图。如图1所示，本发明阵列基板10包括：多个阵列排布的像素电路101和多个静电防护组件102；

其中，每个像素电路101至少包括：发光元件1012和驱动电路1013，驱动电路1013连接发光元件1012，用于驱动发光元件1012发光；静电防护组件102耦接于两个相邻的像素电路101的发光元件1012之间，用于防止静电击穿发光元件1012。

在一个应用例中，发光元件1012是发光二极管，静电防护组件102耦接与两个相邻的发光二极管1012的阳极之间；

其中，发光二极管(简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件，其电光转化效率高(接近60％)，绿色环保，寿命长(可达10万小时)，工作电压低(3V左右)，反复开关无损寿命，体积小，发热少，亮度高，坚固耐用，易于调光，色彩多样，光束集中稳定而且启动无延时，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。当然，在其他应用例中，发光元件1012也可以是有机发光二极管等其他发光电路元件，此处不做具体限定。

具体地，在像素电路101正常工作过程中，静电防护组件102只是表现为容值极低(一般小于5皮法)的容抗特性，极间漏电流很低，不会对像素电路101的正常工作产生影响，且不会影响到发光二极管1012的正常工作；而当静电防护组件102两端的过电压达到预定的崩溃电压，即发光二极管1012的阳极和像素电路101的连接处产生静电时，静电防护组件102会迅速做出反应(响应时间一般为纳秒级)，以几何级数的量放大极间漏电流，使静电通过静电防护组件102释放，从而防止静电炸伤发光二极管1012；由于发光元件1012与阵列基板10键合过程中极易产生静电，通过静电防护组件102可以释放静电，进而保护发光元件1012，最终提高阵列基板10的制程良率。

请参阅图2，图2是本发明阵列基板第二实施方式的电路结构示意图。如图2所示，本发明阵列基板20包括：多条相互平行的扫描线103，多条与扫描线103垂直的数据线104，扫描线103与数据线104交叉围成多个阵列排布的像素105，像素电路101分别设置在像素105中；

每个像素电路101至少包括：发光元件1012和驱动电路1013，驱动电路1013连接发光元件1012，用于驱动发光元件1012发光；静电防护组件102耦接于两个相邻的像素电路101的发光元件1012之间，用于防止静电击穿发光元件1012。

在一个应用例中，发光元件1012是发光二极管，静电防护组件102包括第一开关管T1和第二开关管T2；第一开关管T1的第一连接端S1与两个相邻的发光二极管1012中一个发光二极管LED1的阳极连接，第一开关管T1的第二连接端D1分别与第一开关管T1的控制端B1、第二开关管T2的控制端B2和第二开关管T2的第一连接端S2连接，第二开关管T2的第二连接端D2与另一个发光二极管LED2的阳极连接。当然，在其他应用例中，发光元件1012也可以是有机发光二极管等其他发光电路元件，此处不做具体限定。

具体地，第一开关管T1和第二开关管T2均是薄膜晶体管，第一开关管T1的第一连接端S1和第二开关管T2的第一连接端S2均是薄膜晶体管的源极，第一开关管T1的第二连接端D1和第二开关管T2的第二连接端D2均是薄膜晶体管的漏极，第一开关管T1的控制端B1和第二开关管T2的控制端B2均是薄膜晶体管的栅极。在其他应用例中，第一开关管T1的第一连接端S1和第二开关管T2的第一连接端S2可以是薄膜晶体管的漏极，则第一开关管T1的第二连接端D1和第二开关管T2的第二连接端D2是薄膜晶体管的源极，此处不做具体限定。

薄膜晶体管的栅极与源极/漏极其中一极短接时，薄膜晶体管即相当于一个二极管，如图2中第一开关管T1的控制端B1和第二连接端D1短接，第二开关管T2的控制端B2和第一连接端S2短接，则第一开关管T1和第二开关管T2即相当于两个阳极相互连接，阴极分别与发光二极管LED1的阳极和连接发光二极管LED2的阳极的二极管；当发光二极管LED1和像素电路101的连接处产生静电时，由于静电释放会产生瞬时大电压，此时该二极管(即第一开关管T1)两端的电压差达到反向击穿电压，其阻抗迅速下降，大大低于发光二极管LED1的阻抗，则静电会通过第一开关管T1和第二开关管T2释放，而不会经过发光二极管LED1，从而防止静电炸伤发光二极管LED1。图2中第二开关管T2的工作原理与T1类似，此处不再重复。

当然，在其他实施方式中，第一开关管T1和第二开关管T2也可以是其他类型的开关元件，此处不做具体限定。

进一步参阅图2，驱动电路1013至少包括：第三开关管T3、第四开关管T4和电容CS；第三开关管T3的控制端B3与扫描线103连接，第三开关管T3的第一连接端S3与数据线104连接，第三开关管T3的第二连接端D3和第四开关管T4的控制端B4分别通过电容CS与发光二极管1012的阳极耦接，第四开关管T4的第一连接端S4与电源VDD连接，第四开关管T4的第二连接端D4与发光二极管1012的阳极连接。

具体地，在一个应用例中，第三开关管T3和第四开关管T4是薄膜晶体管，第三开关管T3的控制端B3和第四开关管T4的控制端B4均是薄膜晶体管的栅极，第三开关管T3的第一连接端S3和第四开关管T4的第一连接端S4均是薄膜晶体管的源极，第三开关管T3的第二连接端D3和第四开关管T4的第二连接端D4均是薄膜晶体管的漏极；当然，在其他应用例中，第三开关管T3的第一连接端S3和第四开关管T4的第一连接端S4可以是薄膜晶体管的漏极，则第三开关管T3的第二连接端D3和第四开关管T4的第二连接端D4是薄膜晶体管的源极，而第三开关管T3和第四开关管T4也可以是其他类型的开关元件，此处不做具体限定。

该驱动电路1013工作过程如下：当与第三开关管T3的控制端B3连接的扫描线103被选中时，第三开关管T3导通，数据电压通过T3管对电容CS充电，电容CS的电压控制第四开关管T4的漏极电流；当与第三开关管T3的控制端B3连接的扫描线103未被选中时，第三开关管T3截止，储存在电容CS上的电荷继续维持第四开关管T4的栅极电压，T4管仍然保持导通状态，故在整个帧周期中，发光二极管LED1处于恒流控制。

上述实施方式中，通过在阵列基板的两个相邻的像素电路的发光元件之间耦接静电防护组件，该静电防护组件由两个开关管连接而成，使得阵列基板上的静电或者发光元件与阵列基板键合过程中产生的静电通过两个开关管释放，从而防止静电击穿发光元件，提高阵列基板的制程良率。

在其他实施方式中，该静电防护组件也可以是由两个二极管连接而成。

具体请参阅图3，图3是本发明阵列基板第三实施方式的电路结构示意图。图3和图2的结构类似，此处不再赘述，不同之处在于，静电防护组件102包括第一二极管LED3和第二二极管LED4；

其中，第一二极管LED3的阴极与两个相邻的发光二极管中一个发光二极管LED1的阳极连接，第一二极管LED3的阳极与第二二极管LED4的阳极连接，第二二极管LED4的阴极与另一个发光二极管LED2的阳极连接。

具体地，在像素电路101正常工作过程中，由于第一二极管LED3的阴极电压通常高于其阳极电压，且第一二极管LED3两端的电压差低于其反向击穿电压，第二二极管LED4的阴极电压通常略高于其阳极电压，且第二二极管LED4两端的电压差低于其反向击穿电压，因此第一二极管LED3和第二二极管LED4处于截止状态；当驱动电路1013和发光二极管LED1的连接处产生静电时，第一二极管LED3两端的电压差达到或超过其反向击穿电压，第一二极管LED3被击穿，其阻抗迅速下降，大大低于发光二极管LED1的阻抗，使得静电通过第一二极管LED3释放，而不经过发光二极管LED1，从而防止静电炸伤发光二极管LED1。图3中第二二极管LED4的工作原理与第一二极管LED3类似，此处不再重复。

上述实施方式中，由于发光元件与阵列基板键合过程中极易产生静电，通过由第一二极管和第二二极管组成的静电防护组件可以释放静电，进而保护发光元件，最终提高阵列基板的制程良率。

在其他实施方式中，该静电防护组件也可以是双向瞬态二极管。

具体请参阅图4，图4是本发明阵列基板第四实施方式的电路结构示意图。图4与图2结构类似，此处不再赘述，不同之处在于，静电防护组件102是双向瞬态二极管TVS。

其中，瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor，简称TVS)是一种二极管形式(齐纳二极管的进化)的高效保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以极快的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收电源和信号线上的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值。TVS管具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。瞬态二极管包括双向TVS管和单向TVS管两种，单向TVS管只能吸收正向的浪涌电压脉冲，一般只用于直流电路，且没有反接和负向脉冲；双向TVS管可在正反两个方向吸收浪涌电压脉冲，实现了对电压的钳制，双向TVS管用途较广，直流、交流电流均可使用。

具体地，本实施方式中，如图4所示，双向瞬态二极管TVS耦接于两个相邻的发光二极管1012的阳极之间；在像素电路101正常工作过程中，双向瞬态二极管TVS两端的电压差低于其箝位电压，双向瞬态二极管TVS处于截止状态；当驱动电路1013和发光二极管LED1的连接处产生静电时，双向瞬态二极管TVS的输入电压达到或超过其箝位电压，双向瞬态二极管TVS处于反向导通状态，通过双向瞬态二极管TVS的电流迅速增大，静电通过双向瞬态二极管TVS释放，而不经过发光二极管LED1，从而防止静电炸伤发光二极管LED1。

在其他实施方式中，静电防护组件还可以是金属氧化物压敏电阻。

具体请参阅图5，图5是本发明阵列基板第五实施方式的电路结构示意图。图5与图2结构类似，此处不再赘述，不同之处在于，静电防护组件102是金属氧化物压敏电阻MOV。

其中，压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻在小电流和低电压下具有高阻抗，但在高电压和大电流下，其阻抗大幅下降。压敏电阻是双向保护器件，具有很宽范围的电流和电压保护能力。当过电压出现在压敏电阻的两端时，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。最常见的压敏电阻是金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor，简称MOV)，包含由氧化锌颗粒与少量其他金属氧化物或聚合物间隔构成的陶瓷块，夹于两金属片间。氧化锌颗粒与邻近氧化物交界处会形成二极管效应，由于有大量杂乱颗粒，使其等同于一大堆背向相连的二极管，低电压时只有很小的逆向漏电电流，当遇到高电压时，二极管因热电子与隧道效应而发生逆向崩溃，流通大电流。

具体地，在本实施方式中，如图5所示，金属氧化物压敏电阻MOV耦接于两个相邻的发光二极管1012的阳极之间；在像素电路101正常工作过程中，金属氧化物压敏电阻MOV两端的电压差较小，金属氧化物压敏电阻MOV具有高阻抗；当驱动电路1013和发光二极管LED1的连接处产生静电时，金属氧化物压敏电阻MOV两端达到瞬时高压，金属氧化物压敏电阻MOV的阻抗大幅度下降，大大低于发光二极管LED1的阻抗，静电通过金属氧化物压敏电阻MOV释放，而不经过发光二极管LED1，从而防止静电炸伤发光二极管LED1；而且金属氧化物压敏电阻MOV还可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对相邻的发光二极管LED2的保护。

在其他实施方式中，静电防护组件还可以是气体放电管。

具体请参阅图6，图6是本发明阵列基板第六实施方式的电路结构示意图。图6与图2结构类似，此处不再赘述，不同之处在于，静电防护组件102是气体放电管GDT。

其中，气体放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用，气体放电管的绝缘电阻很大，寄生电容很小，浪涌防护能力强。当外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平。

具体地，在本实施方式中，如图6所示，气体放电管GDT耦接于两个相邻的发光二极管1012的阳极之间；在像素电路101正常工作过程中，气体放电管GDT两端的电压差低于气体的绝缘强度，气体放电管GDT具有高阻抗；当驱动电路1013和发光二极管LED1的连接处产生静电时，气体放电管GDT两端达到瞬时高压，超过气体的绝缘强度，气体放电管GDT由原来的绝缘状态转化为导电状态，其阻抗大大低于发光二极管LED1的阻抗，静电通过气体放电管GDT释放，而不经过发光二极管LED1，从而防止静电炸伤发光二极管LED1；而且气体放电管GDT导通后期两端的电压会维持在放电弧道所决定的残压水平，从而实现对相邻的发光二极管LED2的保护。

在其他实施方式中，静电防护组件还可以是聚合物浪涌抑制器。

具体请参阅图7，图7是本发明阵列基板第七实施方式的电路结构示意图。图7与图2结构类似，此处不再赘述，不同之处在于，静电防护组件102是聚合物浪涌抑制器SPD。

其中，聚合物浪涌抑制器是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，聚合物浪涌抑制器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

具体地，在本实施方式中，如图7所示，聚合物浪涌抑制器SPD耦接于两个相邻的发光二极管1012的阳极之间；在像素电路101正常工作过程中，聚合物浪涌抑制器SPD呈现高阻态；当驱动电路1013和发光二极管LED1的连接处产生静电时，聚合物浪涌抑制器SPD两端达到瞬时高压，聚合物浪涌抑制器SPD由原来的高阻态转化为低阻态，实现导通分流，从而防止静电炸伤发光二极管LED1。

请参阅图8，图8是本发明发光二极管显示器一实施方式的结构示意图。如图8所示，本发明发光二极管显示器80至少包括阵列基板801，阵列基板801的电路结构可以参考本发明阵列基板第一至第七任一实施方式的电路结构，此处不再重复。

本实施方式中，发光二极管显示器通过在阵列基板的两个相邻的像素电路的发光元件之间耦接静电防护组件，使得阵列基板上的静电或者发光元件与阵列基板键合过程中产生的静电通过静电防护组件释放，从而防止静电击穿发光元件，提高发光二极管显示器的阵列基板的制程良率。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：

多个阵列排布的像素电路和多个静电防护组件；

其中，每个所述像素电路至少包括：发光元件和驱动电路，所述驱动电路连接所述发光元件，用于驱动所述发光元件发光；所述静电防护组件耦接于两个相邻的所述像素电路的所述发光元件之间，用于防止静电击穿所述发光元件。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述发光元件是发光二极管，所述静电防护组件耦接与两个相邻的所述发光二极管的阳极之间。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件包括第一开关管和第二开关管；

其中，所述第一开关管的第一连接端与两个相邻的所述发光二极管中一个发光二极管的阳极连接，所述第一开关管的第二连接端分别与所述第一开关管的控制端、所述第二开关管的控制端和所述第二开关管的第一连接端连接，所述第二开关管的第二连接端与另一个发光二极管的阳极连接。

4.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件包括第一二极管和第二二极管；

其中，所述第一二极管的阴极与两个相邻的所述发光二极管中一个发光二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与另一个所述发光二极管的阳极连接。

5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件是金属氧化物压敏电阻。

6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件是双向瞬态二极管。

7.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件是聚合物浪涌抑制器。

8.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述静电防护组件是气体放电管。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板进一步包括多条相互平行的扫描线，多条与所述扫描线垂直的数据线，所述扫描线与所述数据线交叉围成多个阵列排布的像素，所述像素电路分别设置在所述像素中；

所述驱动电路至少包括：

第三开关管、第四开关管和电容；

其中，所述第三开关管的控制端与所述扫描线连接，所述第三开关管的第一连接端与所述数据线连接，所述第三开关管的第二连接端和所述第四开关管的控制端分别通过所述电容与所述发光二极管的阳极耦接，所述第四开关管的第一连接端与所述电源连接，所述第四开关管的第二连接端与所述发光二极管的阳极连接。

10.一种发光二极管显示器，其特征在于，至少包括如权利要求1至9任一项所述的阵列基板。