CN109698222B

CN109698222B - 一种高稳定oled照明屏体

Info

Publication number: CN109698222B
Application number: CN201811595519.3A
Authority: CN
Inventors: 李育豪; 朱映光; 谢静; 于倩倩; 郭立雪; 胡永岚
Original assignee: Guan Yeolight Technology Co Ltd
Current assignee: Guan Yeolight Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: CN109698222A

Abstract

本发明公开了一种高稳定OLED照明屏体，在基板上设有辅助电极、绝缘体和多个回路保护装置，回路保护装置与所述OLED电路组件中的像素化第一电极一一对应电性连接，且所有回路保护装置分别与辅助电极电性连接，绝缘体覆盖辅助电极、回路保护装置以及回路保护装置与OLED电路组件之间的区域，屏体还包括和每一回路保护装置串接的第二电阻保护器，回路保护装置用于对与其串接的像素化负载电路中发生低电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护，第二电阻保护器用于对像素化OLED电路组件中发生中/高电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护。本发明通过串接的回路保护装置和第二电阻保护器，针对OLED电路组件中所发生的不同缺陷状态实现了对屏体的防短路保护，提升了屏体的可靠性。

Description

一种高稳定OLED照明屏体

技术领域

本发明涉及OLED屏体技术领域，具体涉及一种高稳定OLED照明屏体。

背景技术

OLED屏体在制造过程中不可避免地存在灰尘颗粒、毛刺、针孔、裂纹等缺陷点，而OLED屏体的阳极与阴极之间的距离通常很小(约数十到数百纳米)。结果，在这种状态下，阳极与阴极可能会直接接触造成缺陷(称为短路点)，或者阳极与阴极之间的有机层会变得比其他位置薄。当OLED器件工作时，电流更趋于从这种短路点处而不是从其他位置通过，使得热量在这种短路点处累积，从而导致损害整个OLED器件的品质和可靠性。

在其他条件相同的情况下，OLED屏体的发光面积越大，出现短路点的可能性也越大。通过增大有机层的厚度有可能减少短路点，但这要求OLED器件采用更高的驱动电压从而影响器件效率，而且并不能完全消除短路点，通过加入短路防护部可能解决短路点问题。

在现有技术中利用结构或材料制作防短路部可有效增加器件的可靠性。防短路部设计主要是利用通过短路部所使用的材料或几何结构达到一定的阻抗产生，理论公式是如下：

在缺陷发生时，此防短路阻抗能够避免短路情况的发生(因为电阻串联在发生短路的器件上)。同时，此类防短路系统要有两个重要因子必须考虑， (1)屏体的像素要足够多(即n_cell)(2)防短路电阻要尽可能大(即R_cell-spl)；若不能达成以上两点必要条件，防短路效果会不明显，并且短路点处会因高电流产生高热(P＝I²R；P＝功率,I＝电流,R＝电阻)，进而下降其可靠性。实验指出：上述防短路系统适用于电源为“恒定电压”供应，也就是电流可以有很大的变化区间，然而多数电源供应装置无法达到，且OLED照明屏体是以”恒定电流”的电源供应器为主，上述短路保护机制因为短路点造成大量的失效电流 (即通过短路点的电流(有效供应正常OLED器件电流+短路点的失效电流＝恒定电源的总输出电流))造成屏体光电性能下降。其中回路保护装置的电阻足够大可以与发光像素等效电阻匹配，就能达到以串联电阻形式的回路保护设计，但发光像素等效电阻数值经计算后通常为数万到数十万欧姆的等级，回路保护装置的电阻通常远不及此数量级，因此短路点会有很高比例的短路电流通过，造成屏体整体光线效能显著改变。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的OLED照明屏体中存在短路时，短路点处所通过的短路电流高，影响屏体整体光线效能的技术问题，提供了一种高稳定OLED照明屏体。

所采用技术方案如下所述：

一种高稳定OLED照明屏体，包括基板和多个像素化OLED电路组件，所述基板上还设有辅助电极、绝缘体和多个回路保护装置，所述回路保护装置与所述OLED电路组件中的像素化第一电极一一对应电性连接，且所有所述回路保护装置分别与所述辅助电极电性连接，所述绝缘体覆盖所述辅助电极、回路保护装置以及回路保护装置与OLED电路组件之间的区域；各所述OLED 电路组件中的短路点像素通过电流大于所述回路保护装置中所设定的熔断阈值时，所述短路点像素所对应的所述回路保护装置处于回路熔断状态，所述短路点像素所对应的OLED电路组件与正常像素所对应的OLED电路组件相隔离。

每一所述OLED电路组件中的正常像素平均电流为J，各所述回路保护装置中所设定的熔断阈值至少为正常像素平均电流J的100倍。

各所述回路保护装置中所设定的熔断阈值数量级为10²J～10³J。

所述基板上设有至少100个像素化的OLED电路组件。

所述回路保护装置为一熔断器，所述熔断器的两端分别连接所述的辅助电极与所述OLED电路组件中的像素化第一电极，当短路点像素出现时，所对应的所述熔断器达到熔断阈值的条件。

所述熔断器通过的短路点电流密度至少大于10¹¹mA/截面积(m²)；其中的截面积为所述熔断器的宽度与厚度乘积，所述宽度与厚度为垂直电流方向的距离。

所述熔断器达到回路熔断条件时，其每单位长度L(um)上平均消耗功率大于10^-3焦耳；其中每单位长度上平均消耗功率计算公式：Q＝(I_s ²*R/L)*T

I_s--短路点像素电流；

R--熔断器电阻值；

L--熔断器与电流同方向的长度，单位um；

T—回路熔断前的作用时间，单位秒(s)。

所述熔断器达到回路熔断条件时所产生的热能影响区域以熔断中心位置计算为直径小于200um的圆形区域。

或进一步地，还包括和每一所述回路保护装置串接的第二电阻保护器，所述回路保护装置用于对与其串接的像素化负载电路中发生低电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护，所述第二电阻保护器用于对像素化OLED电路组件中发生中/高电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护。

所述负载包括至少一个第二电阻保护器和/或至少一个像素化OLED电路组件。

所述回路保护装置为低电阻保护器，其与所述辅助电极电性连接，若低电阻缺陷的短路点像素通过电流大于所述回路保护装置所设定的熔断阈值时，所述短路点像素所对应的所述回路保护装置处于熔断状态，所述短路点像素所对应的OLED电路组件与正常像素所对应的OLED电路组件相隔离。

所述回路保护装置为导线线宽0.1um -10um或导线厚度10nm-1000nm的金属导体、金属氧化物导体或者金属/金属氧化物的复合材料。

所述回路保护装置为熔点低于800℃的金属导电材料，其导线线宽 1um -10um，且厚度10nm-300nm。

位于所述回路保护装置下方的所述基板上还设有熔点低于400℃的绝缘材料层。

所述回路保护装置中所设定的熔断阈值为5mA或所产生的短路电流增益值为大于300的数值。

各所述回路保护装置中所设定的熔断阈值为所产生的短路电流增益值大于1000的数值。

所述第二电阻保护器为高电阻保护器，所述第二电阻保护器与所述OLED 电路组件中的像素化第一电极电性连接，所述第二电阻保护器用于缺陷阻抗介于发生低电阻缺陷时所产生的短路点像素的最大阻抗与正常像素化OLED 电路组件的等效阻抗之间的缺陷保护。

所述高电阻保护器为面电阻10-100Ω/□的金属或金属氧化物，通过长宽比设定后达到所述回路保护装置所产生的回路电阻值400-20000Ω，对应所述高电阻保护器所消耗电压小于所述照明屏体操作电压的10％。

各个所述像素化OLED电路组件中的具有高电阻短路的缺陷点像素出现短路时，满足所产生的短路电流增益值小于300或所产生的短路电流小于5mA 的条件，短路缺陷点像素所对应的所述回路保护装置不熔断，所述照明屏体保持正常光电特性输出。

每一所述回路保护装置和所述第二电阻保护器为一体成型结构。

所述回路保护装置和第二电阻保护器由同质或异质导电材料制成，所述回路保护装置中与电流方向相垂直的截面面积小于所述第二电阻保护器中与电流方向相垂直的截面面积。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

A.本发明在基板上设置辅助电极，每个像素化的OLED电路组件分别连接一个回路保护装置，所有回路连接装置与基板上的辅助电极电性连接，通过对所有独立设置的回路保护装置进行熔断条件的设置，选择适合快速断开短路像素影响的短路通过电流，当基板上其中一个或几个OLED电路组件出现短路缺陷时，与其对应的回路保护装置及时熔断，使存在问题的OLED电路组件与正常的OLED电路组件相隔离，防止回路保护装置熔断产生的热量对正常屏体像素产生影响，实时对屏体进行缺陷保护，提升屏体可靠性。

B.本发明采用以焦耳热的方式加热熔断器，同时对短路点像素的热影响区域进行限定，通过放大短路点电流与正常像素电流的比值，达到实时熔断与周围像素的最小化烧伤面积的防短路设计；同时，在屏体基板上的像素化数量设定为大于100，保证了短路点缺陷与正常像素电流至少有100倍以上差距，若产生突然波动，回路保护装置将会对整个OLED电路组件产生保护作用。

C.本发明还在每个像素化的OLED电路组件的第一电极与辅助电极之间分别串接有回路保护装置和第二电阻保护器，回路保护装置针对像素化OLED 电路组件中发生的低电阻缺陷的短路点进行屏体保护，第二电阻保护器针对像素化OLED电路组件中发生的中/高电阻缺陷的短路点进行屏体保护，本发明可以针对OLED电路组件中所发生的不同短路缺陷类型实现了对屏体的防短路保护，提升了屏体的可靠性。

D.本发明中优选实施例中采用辅助电极-低电阻保护器-高电阻保护器- 第一电极的顺序串联，通过低电阻保护器和高电阻保护器的联合作用可针对不同条件的屏体进行有效保护，保证屏体可靠性，同时完全考虑不同缺陷型态对屏体的影响，提出不同的单元防短路架构设计参数，其中在辅助电极- 低电阻保护器-高电阻保护器上都使用绝缘材料覆盖，避免与第二电极形成短路现象导致屏体失效，低电阻保护器可以同时保护缺陷点出现在高电阻缺陷设计区域或发光区域，有助于增加良率；同时，高电阻保护器的设置可以有效保护在发光像素区域出现大电阻短路的问题，所产生的短路电流增益小于 300或电流小于5mA，无法造成断路现象，因此高电阻保护器的设计与大的缺陷失效电阻与其他正常像素并联，正常像素所占总电流比例在97％以上即可保证屏体正常运作。

E.由于第二电阻保护器在像素化OLED电路组件的像素面积中占比 5-30％，该占比视第二电阻保护器设计的电阻大小与工艺制程能力而定，采用 5-30％的面积占比，短路缺陷也有一定概率出现在第二电阻保护器的位置，当短路缺陷发生在第二电阻保护器区域时，导致第二电阻保护器失效，所述回路保护装置可以有效保证99％以上的像素化OLED电路组件的像素面积(包含发光区域与第二电阻保护器)受到保护，串接的回路保护装置和第二电阻保护器不仅对高、低电阻缺陷的短路点进行保护，同时还对发生在第二电阻保护器和像素化的OLED电路组件位置的短路缺陷进行保护，有效改善以往案例“缺陷发生在电阻保护器”而无法进行保护的问题。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所提供的第一种多个像素化OLED电路组件电路连接原理图；

图2是本发明中的回路保护装置在基板上的连接示意图；

图3是图2所示A-A截面结构示意图；

图4是图2所示B-B截面结构示意图；

图5是本发明所提供的第二种带有低电阻保护器和高电阻保护器的多个像素化OLED电路组件电路连接原理图；

图6是本发明所提供的第二种带有低电阻保护器和高电阻保护器的多个像素化OLED电路组件运作电路架构图示；

图7是本发明所提供的第二种带有低电阻保护器和高电阻保护器的多个像素化OLED电路组件不同失效模式仿真电路图示。

图中：

1-第一电极；2-辅助电极

3-回路保护装置；3’-熔断状态下的回路保护装置

4-短路缺陷；5-基板；6-绝缘体；7-OLED电路组件；8-第二电极；

9-第二电阻保护器。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

结合图2、图3和图4所示，本发明提供了一种高稳定OLED照明屏体，其包括基板5、绝缘体6、设置于基板5上的多个像素化OLED电路组件7和第二电极8，这里的OLED电路组件7至少包括依次叠加的空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)，第二电极8设置在电子传输层(ETL)上，空穴传输层(HTL)设置在第一电极1之上；同时基板5上设置有辅助电极2和多个回路保护装置3，回路保护装置3的一端与OLED电路组件7中的像素化第一电极一一对应电性连接，所有回路保护装置的另一端分别与辅助电极2 电性连接，绝缘体覆盖辅助电极、回路保护装置以及回路保护装置与第一电极边缘之间的区域；这里的辅助电极2相当于总线路，各个回路保护装置3 都将连接在同一个辅助电极2上，绝缘体6覆盖辅助电极2、回路保护装置3 以及回路保护装置3与OLED电路组件7之间的区域，各OLED电路组件7中的短路点像素通过电流大于回路保护装置3中所设定的熔断阈值时，短路点像素所对应的回路保护装置3处于回路熔断状态，短路点像素所对应的OLED 电路组件7与正常像素所对应的OLED电路组件7相隔离，从而实现对其它正常OLED电路组件7的保护，提升了屏体的可靠性能。

如图1所示为本发明所提供的第一种多个像素化OLED电路组件电路连接原理图。每一个OLED电路组件7中的正常像素平均电流为J，即J＝I_t/n，各 OLED电路组件中的短路点像素通过电流大于所设定的熔断阈值时，短路点像素所对应的回路保护装置处于回路熔断状态，这里根据试验选择回路保护装置的熔断阻值大小，所设定的熔断阈值至少为正常像素平均电流J的100倍，即各OLED电路组件中的短路点像素通过电流的熔断阈值至少为100J，本发明中所设定的熔断阈值数量级为10²J-10³J。当发生图2所示短路缺陷4时，与此像素相对应的回路保护装置所通过的电流超过100J时，回路保护装置自动熔断，与其连接的OLED电路组件处于开路状态，这样就保护了其它正常 OLED电路组件避免受到影响，做到及时隔绝带有短路缺陷的OLED电路组件。优选地，各OLED电路组件中的短路点像素通过电流的熔断阈值为500J。当然，屏体基板上的像素化数量必须大于100，以保证短路点缺陷与正常像素电流至少有100倍以上差距，若产生突然波动，回路保护装置将会对整个OLED 电路组件产生保护作用。

结合图1所示，其中短路点像素通过电流Is根据下列关系计算：

I_s＝I_tx(R+R_OLED)/[(R+R_OLED)+(n-1)(R)]

通过上述关系式即可得到短路点像素电流与屏体总电流I_t之间的关系。

其中：I_t为总电流；

R为回路保护装置的电阻；

R_OLED为OLED发光像素等效电阻；

n为像素总数。

本发明中的短路点像素电流/正常像素平均电流的比值与回路保护装置的电阻系数相关，如上述公式所述。

如图2所示，其中回路保护装置以一个OLED电路组件串接一个回路保护装置尤佳，这里的回路保护装置采用熔断器，熔断器的两端分别连接辅助电极与OLED电路组件中的像素化第一电极，当短路点像素出现时，所对应的熔断器达到熔断阈值的条件。若一个OLED电路组件串接多个(M个)并联的熔断器会增加总Is/J比值，但短路点上各熔断器的短路点像素电流/正常像素平均电流实际比值会成为(Is/J)/M，明显会增加熔断的难度。

当短路缺陷出现时，熔断器通过的电流密度经计算至少大于10¹¹mA/截面积(m²)；其中的截面积定义为熔断器的宽度与厚度乘积，所述宽度和厚度为垂直电流方向的距离。

短路点像素电流/正常像素平均电流实际比值根据回路保护装置的几何形状、材料而定。

若熔断器与电流同方向的长度为L，当短路点出现时，每单位长度上平均消耗功率为：Q＝(I_s ²*R/L)*T。即：短路像素电流I_s平方与熔断器电阻值乘积，然后除以熔断器与电流同方向的长度L(um)，最后再与回路熔断前的作用时间T相乘，即可计算出单位长度上消耗的功率。经计算每单位长度(um) 上平均消耗功率数值为10^-3焦耳以上能达到熔断器的熔断条件。

在可熔断的条件下，短路点像素电流加倍会增加熔断速率，熔断速率可以经由每单位长度(um)上平均消耗功率数值评估，经试验验证：当单位长度消耗功率数值约为10^-3焦耳时，熔断过程时间约为200毫秒；当单位长度消耗功率数值加倍，熔断过程时间约为100毫秒。如果以短路缺陷出现时熔断器通过的电流密度计算则熔断速率与短路点像素电流的平方成反比。

同时，熔断器会因为该像素之短路点导致高电流通过造成高温达成熔断；该设定条件保证因高温加热受影响之面积需小于直径200um之圆形范围。

本发明通过对设置在基板上的所有独立设置的熔断器进行熔断条件的设置，选择适合快速熔断短路像素影响的短路通过电流，实时对屏体进行缺陷保护，大大提升了屏体可靠性。

实施例1

设定OLED屏体分割像素数量为10000，OLED屏体的操作电压为6V，对应电流为100mA，分别以30Ω、60Ω、200Ω、600Ω的熔断器串接于各个像素化的OLED电路组件上，每个像素平均通过电流J为0.01mA，当出现一个短路缺陷点时，该短路缺陷点按照不同电阻设计分别对应的短路点像素电流I_s为66.6mA、50.0mA、23.1mA、9.1mA，其对应的I_s/J系数分别为6667、 5000、2308、909；I_s/J数值越小，熔断器越难达到熔断条件，实验指出600 Ω熔断器作为在屏体整体烧坏前也无法达到熔断目的。同时熔断器因焦耳热影响周围像素面积分别约为直径50um、100um、>500um、屏体失效，可见提高Is/J系数可以快速融断并最小化烧伤区域。

实施例2

设定OLED屏体分割像素数量为100，操作电压为6V，对应电流为100mA，分别以30Ω、60Ω、200Ω、600Ω的熔断器串接于各个像素化的OLED电路组件上，每个像素的平均通过电流为1mA，当出现一个短路缺陷点时，该短路缺陷点按照不同电阻设计分别对应的短路点像素电流Is为67.0mA、50.4mA、 23.3mA、9.22mA，其对应的Is/J系数分别为67.0、50.4、23.3、9.22； Is/J数值越小，熔断器越难达到熔断条件，实验指出600Ω熔断器作为在屏体整体烧坏前也无法达到熔断目的。同时熔断器因焦耳热影响周围像素面积分别约为直径50um、100um、>500um、屏体失效，可见提高Is/J系数可以快速融断并最小化烧伤区域。

如图5所示，在每一回路保护装置3中还串接有第二电阻保护器9，回路保护装置3用于对与其串接的像素化负载电路中发生低电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护，这里的负载包括至少一个第二电阻保护器和/或至少一个像素化OLED电路组件；第二电阻保护器9用于对像素化OLED电路组件7中发生中/高电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护。这里所采用的辅助电极2 能够让所有含有回路保护装置3和第二电阻保护器9的像素电性连接，不局限必须为金属网格这种结构，金属网格只是达成所有像素可以电性连接的一种方式。

这里的回路保护装置3为低电阻保护器，其与辅助电极2电性连接，若低电阻缺陷的短路点像素通过电流大于回路保护装置3所设定的熔断阈值时，短路点像素所对应的回路保护装置3处于熔断状态，如图2所示，处于熔断状态下的回路保护装置3’，短路点像素所对应的OLED电路组件7与正常像素所对应的OLED电路组件7相隔离，从而实现对其它正常OLED电路组件7的保护，提升了屏体的可靠性能。

本发明使用像素化的器件结构，利用低电阻的导电材料作为辅助电极2；有机发光二极管器件在结构上可以分为第一电极、发光器件与相对应的第二电极，第一电极与第二电极正交投影的部分含发光器件结构，该投影范围定义为发光区域，第一电极与第二电极必须有一个或均为半透明电极或透明电极，其中半透明电极与透明电极在可见光区光学穿透率分别在30％与80％以上。

其中的低电阻保护器主要是对发光像素中的低电阻缺陷设计的，低电阻保护器可以从如下三种方式实现对低电阻缺陷的防护；

其一，提升通过该结构的电流密度，通过调整导线宽度0.1um -10um或调整厚度在10nm-1000nm，控制通过该区块的电流，可以与其他串连的多单元防短路结构使用同质材料，通常使用金属氧化物导体，如:氧化铟锡或氧化锌等，当然还可以采用金属导体或金属导体/金属氧化物的复合材料；

其二，使用熔点低于800摄氏度的导电材料，如：银、锡等奈米金属材料，导线线宽介于1um -10um且厚度介于10nm-300nm之间，同样可以实现本发明的缺陷短路保护屏体的目的。

其三，可以将前述方法中的低电阻保护器设置在熔点低于摄氏400度绝缘体材料之上，如设置在树酯类材料或光阻材料等高分子或有机材料上，当缺陷出现时造成的局部高温现象烧坏该绝缘材料层，进而导致断路现象发生，该绝缘材料层可以同时用于金属氧化物或金属导线的低电阻缺陷设计。本发明可以根据回路保护装置的设计，实现对像素化OLED电路组件中所存在的低电阻缺陷进行屏体防护。

各低电阻保护器中所设定的熔断阈值至少为所产生的短路电流增益大于 300的数值，这里优选1000，或者优选为5mA，其中短路电流增益为短路电流与正常像素平均电流的比值。

如图6所示，这里的低电阻保护器采用熔断器，熔断器的两端分别连接辅助电极与高电阻保护器，当低电阻缺陷的短路点像素出现时，所对应的熔断器达到熔断阈值的条件，熔断器通过的电流密度经计算至少大于10¹¹mA/ 截面积(m²)；其中的截面积定义为熔断器的宽度与厚度乘积，宽度和厚度为垂直电流方向的距离。

当缺陷点大于500Ω则通过进行高电阻缺陷设计保证缺陷整体回路大于 900(400+500)Ω。

具体地如图5所示，第二电阻保护器9为高电阻保护器，第二电阻保护器9与OLED电路组件7中的像素化第一电极1电性连接，第二电阻保护器9 用于缺陷阻抗介于发生低电阻缺陷时所产生的短路点像素的最大阻抗与正常像素化OLED电路组件的等效阻抗之间的缺陷保护。其采用的面电阻10-100 Ω/□的金属或金属氧化物，通过长宽比设定后达到所产生的回路电阻值 400-20000Ω，对应高电阻保护器所消耗电压小于照明屏体操作电压的10％。第二电阻保护器9和回路保护装置3可以采用同质材料制成，也可以采用不同材质的导电材料制成，在制作时，可以实现同层制作。当两电阻保护器采用相同材料制作时，回路保护装置3的电流密度是第二电阻保护器9的电流密度的至少5倍，可以从电阻保护器的宽度与厚度进行控制。当然，还可以将回路保护装置3和第二电阻保护器9制作成一体结构，只是回路保护装置 3和第二电阻保护器9在形状、截面积等方面存在不同，使整个制作过程更加简单。

通过如下举例说明高电阻保护器对屏体电压的影响。

采用OLED屏体的发光像素为1000个，分别采用10mA、20mA、30mA操作电流进行驱动，对应的驱动操作电压为6.0V、6.3V、6.6V，屏体对应的亮度分别为2000尼特、4000尼特、6000尼特，使用高电阻保护器的电阻为20000Ω、10000Ω、5000Ω、1000Ω、400Ω，第二电阻保护器对应的电压如下表：

	20KΩ	10KΩ	5KΩ	1KΩ	400Ω
						2000尼特	0.2V	0.1V	0.05V	0.01V	0.004V
4000尼特	0.4V	0.2V	0.1V	0.02V	0.008V
						6000尼特	0.6V	0.3V	0.15V	0.03V	0.012V

可以看到第二电阻保护器在屏体正常使用范围内所消耗的电压小于屏体操作电压的10％，在避免过度影响屏体效能与发热特性相同发光区域下, 采用不同的发光像素可以调整第二电阻保护器消耗电压。

比如，采用相同大小的OLED屏体，其上设置的发光像素为1000-4000 个，采用操作电流30mA驱动，屏体对应的亮度为6000尼特，使用高电阻保护器的电阻为20000Ω，第二电阻保护器对应的电压如下表：

屏体操作电压V	OLED器件电压V	像素数目	第二电阻保护器电压V	发光区域开口率
					6.6	6	1000	0.6	85％
6.65	6.25	1500	0.4	83％
					6.7	6.4	2000	0.3	80％
6.75	6.51	2500	0.24	77％
					6.8	6.6	3000	0.2	72％
6.9	6.73	3500	0.17	65％
					7	6.85	4000	0.15	53％

由上表可以看出：相同大小屏体，采用不同数量的像素数目，均使第二电阻保护器的电压的消耗在10％以下的操作电压，且像素数目越大，第二电阻保护器的电压就越小，有效改善第二电阻保护器消耗电压；然而OLED器件电压随像素增加而提升，这是由于像素分割造成屏体发光区域开口率下降，造成每一像素电流密度提高所对应的电压-电流特性造成，与第二电阻保护器无关。

如图7所示OLED电路组件中的每个像素(等效电阻为R_EL)与辅助电极之间电性串接，串接中包含一个低电阻保护器(等效电阻为R_L)与一种高电阻保护器(等效电阻为R_H)，每一块屏体包含N个像素(N大于500)，屏体总电流为 I_t，每一个像素的平均电流为I_n，其中I_t＝I_n/N。

屏体在具体操作照明过程中可能出现如图7所标示3类短路缺陷风险。

(1)发光像素出现小电阻短路，该缺陷电阻定义为R_s1，其通过该像素的电流为I_s1；

(2)发光像素出现大电阻短路，该缺陷电阻定义为R_s2，其通过该像素的电流为I_s2；

(3)缺陷出现在高电阻设计区域，使高电阻保护器R_H失效，该缺陷电阻定义为R_s3其通过该像素的电流为I_s3。

其中第1类与第3类因为短路电流偏高，该电流增益经计算大于两个数量级，优选为三个数量级，其中电流增益定义为短路电流比值与正常像素电流比值Is/In>300(优选大于1000)或该短路电流大于5mA，低电阻保护器R_L断路保护启动，此断路机制由电功率关系P＝I^2R所致，将该区电流密度提高或降底熔点提升瞬时做功(W＝I^2RT)达到极小区域高温现象，作用时间T在 200ms以内，因此，该失效像素被隔离，最终这两类缺陷短路电流为零。第2 类为像素中的大电阻缺陷失效，短路电流增益Is₂/In<300或电流小于5mA，无法造成断路现象，因此高电阻保护器分别与缺陷失效大电阻和其他正常像素并联，正常像素所占总电流比例在97％以上，优选99％以上，可保证照明屏体正常运作。

其中缺陷失效大电阻的电流计算如下：

其中的高电阻保护器的面电阻10-100Ω/□的金属或金属氧化物，通过长宽比设定后达到整个回路保护所产生的回路电阻值400-20000Ω。

其中多单元防短路的屏体中串联至少包含一种防护低电阻缺陷与一种防护高电阻缺陷的短路保护装置，非单纯特定长宽比的连接线路，根据不同的像素总数、操作电流、防护效果进行调配达到优化的目的，达到适合各种尺寸设计的OLED照明屏体的多单元防短路架构。

实施例3

应用于小面积屏体(小电流10-30mA)的屏体防短路

采用OLED屏体器件电压6V、单一像素电流密度为0.0126mA，分别为 800、1600、2400个像素，对应面积为144-433mm²，低电阻保护器采用熔点 800℃的金属导电材料，其采用导线线宽0.1um 或导线厚度10nm的金属导体，位于低电阻保护器下方的基板上设有熔点400℃的绝缘材料层,多个单元中的低电阻保护器的电阻可忽略不计；高电阻保护器采用片电阻为50Ω/□以不同长宽比进行设计，对应等效电阻为500、1000、5000、10000Ω；短路缺陷点等效阻抗设定分别为A-0、B-100、C-500、D-1000、E-5000Ω，实验结果如下表1，结果指出电阻增加明显导致短路电流比例下降。短路电流增益倍数大于300为低电阻保护器的保护范围，当短路缺陷出现可以＂断路＂隔离该缺陷位置，保证屏体正常运作，当短路缺陷等效电阻上升，会导致电流增益系数下降，使低电阻保护器失效；因此采用串联的高电阻保护器，当短路缺陷点出现时，高电阻保护器可以保证失效电流比例小于2％，即一个短路缺陷点出现时，能维持98％以上的光电特性输出，此时的低电阻保护器在本实施例中无法有效防护出现在发光区域的缺陷，但可以有效预防短路缺陷出现在高电阻保护器区域造成的短路现象。

表1：实施例3中的实验数据

实施例4

应用于中等面积屏体(电流31-200mA)的屏体防短路

采用OLED屏体器件电压6V、单一像素电流密度为0.0126mA，分别为 2500、8000、16000个像素，对应面积为451-2888mm²，低电阻保护器采用熔点700℃的金属导电材料，其为导线线宽10um或导线厚度1000nm的金属导体，位于低电阻保护器下方的基板上设有熔点300℃的绝缘材料层，多单元中的防短路串联中的用于防护低电阻缺陷的低电阻保护器的电阻可忽略不计；高电阻保护器采用片电阻为50Ω/□以不同长宽比进行设计，对应等效电阻为500、1000、5000、10000Ω；短路缺陷点等效阻抗设定分别为A-0、B-100、 C-500、D-1000、E-5000Ω，实验结果如下表2，结果指出采用防护低电阻缺陷设计的低电阻保护器配合电阻在1000Ω以下之设计可以有效保证屏体稳定性，足够保护缺陷电阻在1000Ω以下的的缺陷，当缺陷等效电阻大于1000 Ω时，部分条件无法出现＂断路＂隔离失效像素，但该像素整体电阻造成失效电流在3％以下，正常操作电流占97％以上，基本上不影响正常使用；当使用高电阻保护器为主的设计，因缺陷造成的失效电流占比在1％以下，也可有效保证屏体正常使用。低电阻保护器的两端串接辅助电极与高电阻保护器，可有效保护短路缺陷发生在高电阻保护器区域，短路缺陷发生在高电阻保护器导致高电阻保护器失效，只能通过低电阻保护器进行保护。

表2：实施例4中的实验数据

实施例5

应用于大面积屏体(电流>200mA)的屏体防短路

采用OLED屏体器件电压6V、单一像素电流密度为0.0126mA，分别为 18000、28000、38000个像素，对应面积为3250-6860mm^2，低电阻保护器采用熔点300℃的金属导电材料，其为导线线宽1um 且厚度300nm的金属导体，位于低电阻保护器下方的基板上设有熔点200℃的绝缘材料层，多单元中的防短路串连中的用于防护低电阻缺陷设计的低电阻保护器的电阻可忽略不计；高电阻保护器采用片电阻为50Ω/□以不同长宽比进行设计，对应等效电阻为500、1000、5000、10000Ω；短路缺陷点等效阻抗设定分别为A-0、B-100、 C-500、D-1000、E-5000Ω，实验结果如下表3；防短路电阻为500Ω时，短路点电流根据不同的短路缺陷阻抗有显著差异，落在1-11mA，防护低电阻缺陷的低电阻保护器可以使短路电流增益在300倍以上时发生作用，进行断路隔离缺陷区域；当缺陷等效电阻过大，无法有效断路隔离，但因为该路径整体等效电阻够高，影响屏体光电输出在1％以下，可有效增加屏体可靠性；当防短路的高电阻保护器的电阻为1000Ω以上时，多数缺陷出现条件无法达成断路，但短路电流占比在2％以下，甚至在0.5％以下，可以增加屏体可靠性。低电阻保护器两端串接辅助电极与高电阻保护器，可有效保护短路缺陷发生在高电阻保护器区域，短路缺陷发生在高电阻保护器区域导致高电阻保护器失效，只能通过低电阻保护器进行保护。

表3：实施例5中的实验数据

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种高稳定OLED照明屏体，包括基板和多个像素化OLED电路组件,其特征在于，所述基板上还设有辅助电极、绝缘体和多个回路保护装置，所述回路保护装置与所述OLED电路组件中的像素化第一电极一一对应电性连接，且所有所述回路保护装置分别与所述辅助电极电性连接，所述绝缘体覆盖所述辅助电极、回路保护装置以及回路保护装置与OLED电路组件之间的区域；所述屏体还包括和每一所述回路保护装置串接的第二电阻保护器，所述回路保护装置用于对与其串接的像素化负载电路中发生低电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护，所述第二电阻保护器用于对像素化OLED电路组件中发生中/高电阻缺陷的短路点像素进行屏体保护；所述负载包括至少一个第二电阻保护器和/或至少一个像素化OLED电路组件。

2.根据权利要求1所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述回路保护装置为低电阻保护器，其与所述辅助电极电性连接，若低电阻缺陷的短路点像素通过电流大于所述回路保护装置所设定的熔断阈值时，所述短路点像素所对应的所述回路保护装置处于熔断状态，所述短路点像素所对应的OLED电路组件与正常像素所对应的OLED电路组件相隔离。

3.根据权利要求2所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述回路保护装置为导线线宽0.1um -10um或导线厚度10nm-1000nm的金属导体、金属氧化物导体或者金属/金属氧化物的复合材料。

4.根据权利要求3所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述回路保护装置为熔点低于800℃的金属导电材料，其导线线宽1um -10um，且厚度10nm-300nm。

5.根据权利要求2所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，位于所述回路保护装置下方的所述基板上还设有熔点低于400℃的绝缘材料层。

6.根据权利要求2-5任一项所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述回路保护装置中所设定的熔断阈值为5mA或所产生的短路电流增益值为大于300的数值。

7.根据权利要求6所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，各所述回路保护装置中所设定的熔断阈值为所产生的短路电流增益值大于1000的数值。

8.根据权利要求2所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述第二电阻保护器为高电阻保护器，所述第二电阻保护器与所述OLED电路组件中的像素化第一电极电性连接，所述第二电阻保护器用于缺陷阻抗介于发生低电阻缺陷时所产生的短路点像素的最大阻抗与正常像素化OLED电路组件的等效阻抗之间的缺陷保护。

9.根据权利要求8所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述高电阻保护器为面电阻10-100Ω/□的金属或金属氧化物，通过长宽比设定后达到所述回路保护装置所产生的回路电阻值400-20000Ω，对应所述高电阻保护器所消耗电压小于所述照明屏体操作电压的10％。

10.根据权利要求9所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，各个所述像素化OLED电路组件中的具有高电阻短路的缺陷点像素出现短路时，满足所产生的短路电流增益值小于300或所产生的短路电流小于5mA的条件，短路缺陷点像素所对应的所述回路保护装置不熔断，所述照明屏体保持正常光电特性输出。

11.根据权利要求1所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，每一所述回路保护装置和所述第二电阻保护器为一体成型结构。

12.根据权利要求11所述的高稳定OLED照明屏体，其特征在于，所述回路保护装置和第二电阻保护器由同质或异质导电材料制成，所述回路保护装置中与电流方向相垂直的截面面积小于所述第二电阻保护器中与电流方向相垂直的截面面积。