ES2250821T3 - Metodo de regulacion de una pantalla de diodos organicos emisores de luz y pantalla dispuesta para aplicar este metodo. - Google Patents
Metodo de regulacion de una pantalla de diodos organicos emisores de luz y pantalla dispuesta para aplicar este metodo.Info
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Abstract
Método de regulación de una pantalla de diodos orgánicos emisores de luz, dicha pantalla (400) comprendiendo una pluralidad de diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs) (212) que tienen un ánodo y un cátodo, dichos diodos orgánicos emisores de luz (212) estando dispuestos en una configuración de ánodo común (214), con lo cual una fuente de corriente (214) está dispuesta entre cada cátodo de los diodos orgánicos emisores de luz (212) y masa y los ánodos de los diodos orgánicos emisores de luz (212) están conectados eléctricamente en común a una fuente de alimentación positiva, caracterizado por el hecho que se aplica una compensación de la fuente de alimentación, donde se mide una caída de tensión a través de las fuentes de corriente (214) y donde la caída de tensión medida se usa como indicador de potencia luminosa de los diodos orgánicos emisores de luz (212) y donde cualquier disminución de dicha caída de tensión medida se compensa aumentando la tensión de dicha fuente de alimentación.
Description
Método de regulación de una pantalla de diodos
orgánicos emisores de luz y pantalla dispuesta para aplicar este
método.
La presente invención se refiere a un método de
regulación de una pantalla de diodos orgánicos emisores de luz
(OLED), así como también a una pantalla en la cual se aplica este
método. En particular, la presente invención se refiere a la
compensación de la energía de alimentación en una pantalla OLED
para superar los inconvenientes debidos a las variaciones de
potencia luminosa provocadas por el envejecimiento de los
OLEDs.
La tecnología OLED incorpora materiales
orgánicos luminiscentes que, cuando se intercalan entre electrodos
y se someten a una corriente eléctrica continua, producen una luz
intensa de una variedad de colores. Esas estructuras OLED se pueden
combinar dentro de elementos de imagen, o píxeles, comprendidos en
una pantalla. Los OLEDs también son útiles en una variedad de
aplicaciones como dispositivos discretos emisores de luz o
elementos activos de pantallas o matrices emisoras de luz, tales
como por ejemplo pantallas de panel plano de relojes, teléfonos,
ordenadores portátiles, buscapersonas, teléfonos celulares,
calculadoras y aparatos similares. Hasta la fecha, el uso de
pantallas o matrices emisoras de luz se ha restringido
substancialmente a aplicaciones sobre pequeños visores, tales como
por ejemplo los mencionados con anterioridad.
Sin embargo, actualmente en el mercado hay una
mayor demanda de pantallas más grandes con la flexibilidad de
personalizar los tamaños de la misma pantalla. Por ejemplo, los
anunciantes usan tamaños estándares para materiales de
comercialización. Sin embargo, esos tamaños difieren de un lugar a
otro. Por consiguiente, un tamaño de pantalla estándar para el
Reino Unido es distinto de aquel de Canadá o Australia. Asimismo,
los anunciantes en las ferias necesitan sistemas flexibles,
llamativos, luminosos, que sean fácilmente transportables y fáciles
de ensamblar/desensamblar. Además, otro mercado en expansión para
sistemas de grandes pantallas personalizables es el de la industria
de salas de control, donde tiene suma trascendencia la máxima
cantidad de pantallas, así como la calidad y los ángulos de visión.
Las demandas de aplicaciones de pantallas de gran tamaño que tengan
mayor calidad y mayor potencia luminosa han llevado a la industria
a buscar tecnologías de pantallas alternativas que reemplacen las
viejas pantallas de diodos emisores de luz (LED) y de cristales
líquidos (LCD). Por ejemplo, las pantallas LCD no logran satisfacer
las exigencias del mercado de grandes pantallas por lo que ser
refiere a brillo, alta potencia luminosa, mayores ángulos de
visión, y alta resolución y velocidad. Por el contrario, la
tecnología OLED asegura brillo y colores vivos junto con alta
resolución y ángulos de visión más amplios. Sin embargo, el uso de
la tecnología OLED en el sector de las aplicaciones de pantallas de
gran tamaño, tales como por ejemplo pantallas situadas en estadios
cubiertos o al aire libre, pantallas publicitarias para marketing
amplio y pantallas de información para público de masa, está apenas
comenzando a emerger.
Por lo que concierne al uso de la tecnología
OLED en aplicaciones de pantallas de gran tamaño existen varios
desafíos técnicos. Actualmente, en el caso de pantallas que se
componen de un único panel de pantalla OLED, los OLEDs no envejecen
de manera uniforme. Por ende, cuando la potencia luminosa y/o la
uniformidad dejan de ser adecuadas se reemplaza toda la pantalla.
Sin embargo, en el caso de pantallas que se componen de un conjunto
de paneles de pantallas OLED en una disposición tipo mosaico,
existe la posibilidad de que la velocidad de envejecimiento de una
pantalla OLED sea mucho más rápida que la de otra. Estas
diferencias de envejecimiento pueden estar motivadas, por ejemplo,
por la variación del tiempo de encendido (ON) (es decir, la
cantidad de tiempo que el OLED estuvo activo) de los OLEDs
individuales y por las variaciones de temperatura dentro de una
determinada área de la pantalla OLED, o también pueden estar
determinadas por el reemplazo de un módulo defectuoso por un módulo
nuevo. Como consecuencia de lo anterior se tendrá una parte del
cuadro de visualización con una menor potencia luminosa o una
disparidad de color con respecto al resto de la pantalla OLED tipo
mosaico.
Típicamente, cuando se produce una pantalla OLED
tipo mosaico, ésta se ajusta de manera de lograr una imagen
uniforme; no obstante ello, a lo largo de la vida útil de la
pantalla OLED tipo mosaico, debido al envejecimiento de los
distintos módulos, la emisión luminosa de los distintos módulos
pasa a ser diferente. Por ende, con el pasar del tiempo la imagen
deja de ser uniforme. Por consiguiente, en una aplicación de
pantalla OLED tipo mosaico de gran tamaño, un cometido técnico es
el de compensar la diferencia de potencia luminosa entre las
distintas pantallitas OLED, de manera de obtener una imagen
uniforme en la pantalla.
La patente de invención estadounidense N.
6.448.716 describe un aparato de iluminación de estado sólido
especialmente adecuado para ser usado en señalización para el
control de la circulación vehicular que tiene una función de
análisis predictivo de averías/autodiagnóstico
(Self-Diagnostic/Predictive failure Analysis =
SD/PFA) que facilita el estado en tiempo real de la señal así como
la predicción anticipada de varios años de la avería real. A
diferencia de las señales incandescentes, todas las señales a base
de LEDs se degradan a lo largo del tiempo hasta llegar a no
satisfacer las especificaciones de potencia luminosa del
Departamento de Transporte (Department Of Transportation = DOT). El
estado actual de la técnica de señalización de estado sólido exige
el monitoreo periódico para detectar si la potencia luminosa está
dentro de las especificaciones. Un sistema de señalización con
SD/PFA acoplado a un módem o enlazado vía RF proporciona datos en
tiempo real acerca del estado de la señalización. El sistema
también proporciona datos que permiten determinar, a través de un
algoritmo, cuando la señal caerá, en el futuro, por debajo de las
especificaciones de potencia luminosa. Si bien tal patente de
invención describe un aparato y un método de monitoreo y
compensación de la potencia luminosa de un dispositivo de diodos,
el aparato y el método pertenecientes a esta patente de invención
no se adaptan muy bien a aplicaciones de pantallas OLED de gran
tamaño en disposición tipo mosaico y, por lo tanto, no se puede
usar para lograr una imagen uniforme en una pantalla OLED de gran
tamaño tipo mosaico.
La patente de invención estadounidense N.
6.177.767 describe un dispositivo luminiscente que tiene una
pluralidad de píxeles o unidades luminiscentes, cada una
selectivamente convertida en luminiscente mediante una corriente.
El dispositivo luminiscente está provisto de una parte de control
para regular con precisión el brillo de las unidades luminiscentes
regulando la corriente que circula a través de cada unidad
luminiscente en base a una señal de brillo proveniente del externo,
la cual preferentemente es suministrada como una información de
memoria preprogramada.
Por consiguiente, es posible realizar una
pantalla de imagen o luminiscencia diferente en cualquier momento
incluso con una estructura de píxeles tipo matriz pasiva. En esta
patente de invención estadounidense N. 6.177.767, la tensión de
alimentación se fija suficientemente alta con lo cual no se
describe ninguna compensación de tensión de alimentación. Esto da
lugar a una innecesaria elevada disipación de potencia durante la
vida útil de la pantalla OLED, puesto que la tensión de
alimentación será mucho mayor de aquella inicialmente
requerida.
Un objetivo de la presente invención, por lo
tanto, es el de proporcionar un método de ajuste de la tensión de
alimentación de una pantalla OLED a lo largo del tiempo para
compensar los cambios de potencia luminosa debidos al
envejecimiento.
Otro objetivo de la presente invención, por lo
tanto, es el de optimizar la disipación de potencia de una pantalla
OLED a lo largo de toda la vida útil de la misma pantalla.
Aún otro objetivo de la presente invención, por
lo tanto, es el de minimizar la temperatura de una pantalla OLED a
lo largo de toda la vida útil de la pantalla, extendiendo así la
vida útil de la misma pantalla OLED.
A tal efecto, la presente invención proporciona
un método de regulación de una pantalla de diodos orgánicos
emisores de luz, dicha pantalla comprendiendo una pluralidad de
diodos orgánicos emisores de luz (OLEDs) que tienen un ánodo y un
cátodo, dichos diodos orgánicos emisores de luz estando dispuestos
en una configuración de ánodo común, con lo cual se aplica una
fuente de corriente entre cada cátodo individual de los diodos
orgánicos emisores de luz y masa, y los ánodos de los diodos
orgánicos emisores de luz están conectados eléctricamente en común
a una fuente de alimentación de signo positivo, caracterizado por
el hecho que se aplica una compensación de alimentación, donde la
caída de tensión se mide a través de las fuentes de corriente y
donde la caída de tensión medida se utiliza como indicador de la
potencia luminosa de los diodos orgánicos emisores de luz y donde
cualquier disminución de dicha caída de tensión medida se compensa
aumentando la tensión de dicha fuente de alimentación.
En particular la caída de tensión medida a lo
largo de un conjunto de fuentes de corriente constante en el
circuito de excitación de un reticulado OLED de gran tamaño de
matriz pasiva con conexión de ánodo común se usa como indicador de
la potencia luminosa del OLED y para asegurar que la tensión en el
cátodo de cada OLED sea mayor o igual que una tensión umbral
predeterminada se ajusta una fuente de alimentación positiva
asociada con el reticulado OLED de gran tamaño. Por consiguiente,
preferente y periódicamente se realiza la compensación de tensión
para compensar cualquier disminución de emisión de luz debido al
envejecimiento de los OLEDs. Además, el método de compensación de
tensión de la presente invención preferiblemente asegura que no se
supere una disipación de potencia máxima predeterminada.
Otros detalles y características preferidas de
la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue y de las reivindicaciones que están
más adelante.
La presente invención, además, se refiere a una
pantalla de diodos orgánicos emisores de luz que usa el método
anterior, y a tal efecto está provista de la electrónica para
realizar este método.
Con la intención de ilustrar mejor las
características de la presente invención, a continuación se
describen, a título ejemplificador y no limitativo, algunas formas
preferidas de realización, con referencia a los dibujos anexos, en
los cuales:
- la figura 1 ilustra un mosaico ejemplo, que es
representativo de una parte de un sistema de pantalla OLED modular
y redimensionable;
- la figura 2 ilustra un diagrama esquemático de
un circuito OLED, que es representativo de una parte de un
reticulado OLED de gran tamaño de matriz pasiva con conexión de
ánodo común;
- la figura 3 ilustra un mosaico ejemplo, que es
representativo de una parte de un sistema de pantallas OLED modular
y redimensionable según otra realización de la presente
invención;
- la figura 4 ilustra una pantalla OLED ejemplo,
que es representativa de un sistema de pantallas OLED modular y
redimensionable;
- la figura 5 es un diagrama de flujo de un
método que provee compensación de tensión a un dispositivo de
pantallas OLED según la presente invención.
La figura 1 ilustra un mosaico ejemplo (100), el
cual es representativo de una parte de un sistema de pantallas OLED
modular y redimensionable. El mosaico (100) está formado por una
serie de módulos (110), a título ejemplificador y no limitado por
un módulo (110a), un módulo (110b), un módulo (110c), un módulo
(110d), un módulo (110e), un módulo (110f), un módulo (110g), un
módulo (110h) y un módulo (110j), dispuestos según una matriz 3x3
como se puede ver en la figura 1. Cada módulo (110), además,
incluye un convertidor de corriente continua a corriente continua
(DC/DC) (112), un regulador de tensión (114), un circuito OLED
(116) y un dispositivo de memorización (118). Más exactamente, los
módulos de 110a a 110j incluyen convertidores DC/DC (de 112a a 112j
respectivamente); reguladores de tensión (de 114a a 114j
respectivamente); circuitos OLED (de 116a a 116j respectivamente);
y dispositivos de memorización (de 118a a 118j
respectivamente).
El convertidor DC/DC (112) es un dispositivo
convertidor de corriente continua a corriente continua convencional
fabricado con componentes discretos (es decir, controlador,
interruptor, inductores, capacitores, etc.), que acepta una entrada
de corriente continua y genera una salida de corriente continua de
tensión diferente. El convertidor DC/DC (112) recibe una tensión
continua y típicamente lleva a cabo una conversión descendente de
tensión, que mantiene su tensión de salida a nivel constante
independientemente de las variaciones de la tensión de entrada,
mientras la tensión de entrada esté dentro de una tolerancia
especificada. La tensión de salida es programable para entregar una
tensión de salida continua comprendida entre 5 y 20 Voltios para
una corriente de hasta 1 Amperio. El regulador de tensión (114) es
un dispositivo regulador de tensión convencional, tal como por
ejemplo un convertidor digital-analógico
(Digital-to-Analog Converter = DAC)
que regula la realimentación de tensión al convertidor DC/DC (112).
Más en particular, una salida del convertidor DC/DC (112) alimenta
al circuito OLED (116). La tensión de salida del regulador de
tensión (114) es programable. La programación del convertidor DC/DC
(112) y del regulador de tensión (114) se efectúa mediante
cualquier dispositivo procesador estándar local o remoto (no
mostrado en las figuras) a través de un enlace de comunicación
estándar serial o paralelo que alimenta a cada módulo (110) del
mosaico (100), tal como se puede ver en la figura 1.
El circuito OLED (116) está formado por una
serie de OLEDs y un circuito de excitación asociado adecuado para
usar en una aplicación de dispositivos de pantalla de gran tamaño.
El circuito OLED (116) está exhibido en detalles en la figura 2.
Finalmente, el dispositivo de memorización (118) es un dispositivo
estándar de memorización digital, tal como por ejemplo un
registrador o RAM, que sirve como dispositivo de memorización local
en el módulo (110) para memorizar datos específicos del mismo
módulo.
Con referencia al módulo 110a del mosaico (100),
que es representativo de todos los módulos (110), a una primera
entrada del convertidor DC/DC (112a) está conectada eléctricamente
una tensión positiva (+V_{p/s}), a una entrada del circuito OLED
(116A) está conectada eléctricamente una salida del convertidor
DC/DC (112a), a una entrada del dispositivo de almacenamiento
(118a) está conectada eléctricamente una salida del circuito OLED
(116a), a una entrada del regulador de tensión (114a) está conectada
eléctricamente una salida del dispositivo de memorización (118a), a
una segunda entrada del convertidor DC/DC (112a) está conectada
eléctricamente una salida del regulador de tensión (114a). Además,
con referencia a los módulos de 110a a 110j, a través de una
fuente de alimentación (120) se entrega la tensión +V_{p/s}, la
cual fuente proporciona la tensión +V_{p/s} como tensión de
entrada común a los convertidores DC/DC (de 112a a 112j). La
tensión +V_{p/s} típicamente está comprendida entre 20 y 24
Voltios. La fuente de alimentación (120) es una fuente de
alimentación convencional por conmutación, tal como por ejemplo una
fuente de alimentación de corriente alterna a corriente continua
(AC/DC) estándar con Corrección del Factor de Potencia, que tiene
una tensión de salida regulada entre 20 y 24 Voltios con una
corriente de hasta 7 Amperios.
La figura 2 ilustra un diagrama esquemático del
circuito OLED (116), el cual es representativo de una parte de un
típico reticulado OLED de gran tamaño de matriz pasiva con conexión
de ánodo común. El circuito OLED (116) incluye una red OLED (210)
formada por una pluralidad de OLEDs (212) (cada uno, como se sabe,
teniendo un ánodo y un cátodo) dispuestos en una matriz de filas y
columnas. Por ejemplo, la red OLED (210) está formada por OLEDs
(212a, 212b, 212c, 212d, 212e, 212f, 212g, 212h y 212j) dispuestos
en una matriz 3x3, donde los ánodos de los OLEDs (212a, 212b y
212c) están conectados eléctricamente a una línea de fila (1), los
ánodos de los OLEDs (212d, 212e y 212f) están conectados
eléctricamente a una línea de fila (2), y los ánodos de los OLEDs
(212g, 212h y 212j) están conectados eléctricamente a una línea de
fila (3). Además, los cátodos de los OLEDs (212a, 212d y 212g)
están conectados eléctricamente a una línea de columna (A), los
cátodos de los OLEDs (212b, 212e y 212h) están conectados
eléctricamente a una línea de columna (E), y los cátodos de los
OLEDs (212c, 212f y 212j) están conectados eléctricamente a una
línea de columna (C).
Un pixel, por definición, es un punto o unidad
individual de color programable en una imagen gráfica. Sin embargo,
un pixel puede incluir una disposición de subpíxeles, por ejemplo,
subpíxeles rojo, verde y azul. Cada OLED (212) representa un
subpíxel (típicamente rojo, verde o azul; de todos modos, cabe decir
que son admisibles otras combinaciones de color) y emite luz, como
bien se sabe, cuando está en polarización directa conjuntamente con
un adecuado suministro de corriente.
Las columnas (A, B y C) son excitadas por
fuentes de corriente constante separadas, es decir pueden ser
conectadas a una pluralidad de fuentes de corriente (I_{SOURCES})
(214) a través de una pluralidad de interruptores (216). Más en
particular, la línea de columna A está conectada eléctricamente a
la I_{SOURCE} denotada con 214a a través de un interruptor (216a),
la línea de columna B está conectada eléctricamente a la
I_{SOURCE} denotada con 214b a través de un interruptor (216b), y
la línea de columna C está conectada eléctricamente a la
I_{SOURCE} denotada con 214c a través de un interruptor (216c).
Las I_{SOURCES} (214) son fuentes de corriente convencionales en
condiciones de entregar una corriente constante, típicamente en el
intervalo comprendido entre 5 y 90 mA. Los interruptores (216)
están formados por dispositivos activos de interrupción (216)
convencionales, tales como por ejemplo interruptores MOSFET o
transistores con adecuadas especificaciones nominales de tensión y
corriente.
A cada respectiva línea de fila, a través de una
pluralidad de interruptores de banco (218), se puede conectar
eléctricamente una tensión positiva (+V_{OLED}) proveniente del
regulador de tensión (114), típicamente comprendida entre 3 Voltios
(es decir la tensión umbral de 1,5 V a 2 V más la tensión sobre la
fuente de corriente, generalmente de 0,7 V) y 15-20
Voltios. Más en particular, la línea de fila 1 está conectada
eléctricamente a +V_{OLED} a través de un interruptor de banco
(218a), la línea de fila 2 está conectada eléctricamente a
+V_{OLED} a través de un interruptor de banco (218b), y la línea
de fila 3 está conectada eléctricamente a +V_{OLED} a través de un
interruptor de banco (218c). Los interruptores de banco (218)
están formados por dispositivos activos de interrupción
convencionales, tales como por ejemplo interruptores MOSFET o
transistores con adecuadas especificaciones nominales de tensión y
corriente.
La matriz de OLEDs (212) dentro del circuito
OLED (116) está dispuesta según la configuración de ánodo común. De
esta manera, la tensión a través de las I_{SOURCES} (214) y la
tensión de alimentación (+V_{OLED}) son independientes entre sí,
brindando un mejor control de la emisión luminosa.
Para activar (encender) cualquier dado OLED
(212), su línea de fila asociada se conecta a +V_{OLED} a través
de su interruptor de banco (218), y su línea de columna asociada se
conecta a su I_{SOURCE} (214) a través de su interruptor (216).
De todos modos, con referencia a la figura 2, el funcionamiento de
un OLED (212) específico es como se indica a continuación. Por
ejemplo, para encender el OLED 212b, se aplica simultáneamente a la
línea de fila 1 la tensión +V_{OLED} cerrando el interruptor de
banco 218a y a la línea de columna B se conecta la I_{SOURCE}
214b cerrando el interruptor 216b. En ese momento, los
interruptores del banco 218b y 218c, y los interruptores 216a y
216c están abiertos. De esta manera, el OLED 212b queda polarizado
de modo directo, con lo cual circula corriente a través del mismo
OLED 212b. Una vez alcanzada en el dispositivo OLED 212b su tensión
umbral, típicamente de 1,5-2 Voltios, el OLED 212b
pasa a emitir luz. El OLED 212b queda encendido mientras el
interruptor del banco 218a esté seleccionando +V_{OLED} y el
interruptor 216b esté seleccionando la I_{SOURCE} 214b. Para
desactivar el OLED 212b, se abre el interruptor 216b con lo cual se
le quita la polarización directa al OLED 212b. En cualquier momento,
a lo largo de una dada línea de fila se puede activar uno o varios
OLEDs (212). Por el contrario, en cualquier momento a lo largo de
una dada línea de columna se puede activar sólo un OLED (212). En
el funcionamiento descrito con anterioridad, los estados de todos
los interruptores (216) e interruptores de banco (218) los controla
dinámicamente un circuito de control externo (no mostrado).
Adicionalmente, entre cada I_{SOURCE} (214) se
puede medir una tensión (V_{ISOURCE}) a través de una pluralidad
de convertidores analógico-digitales (A/D) (220) a
medida que se activa cada OLED (212) siguiendo una secuencia
predeterminada. Más exactamente, V_{ISOURCE-A}
representa la tensión a través de la I_{SOURCE} 214a y se puede
medir a través del convertidor A/D denotado con 220a,
V_{ISOURCE-B} representa la tensión a través de la
I_{SOURCE} 214b y se puede medir a través del convertidor A/D
denotado con 220b, y V_{ISOURCE-C} representa la
tensión a través de la I_{SOURCE} 214c y se puede medir a través
del convertidor A/D denotado con 220c. El convertidor A/D denotado
con 220a, el convertidor A/D denotado con 220b y el convertidor A/D
denotado con 220c convierten los valores de tensión analógica de
V_{ISOURCE-A}, V_{ISOURCE-B} Y
V_{ISOURCE-C} respectivamente en un valor digital
y posteriormente envían esta información de tensión al dispositivo
procesador local o remoto a través de un enlace de
comunicación.
A medida que los OLEDs (212) envejecen el valor
de V_{SOURCE} tiende a caer, es decir con el pasar del tiempo los
OLEDs (212) se vuelven más resistivos y, por ende, la emisión de
luz decrece. Más en particular, para un valor establecido de
+V_{OLED}, a medida que, con el pasar del tiempo, un dado OLED
(212) se vuelve más resistivo, la caída de tensión en ese OLED
(212) aumenta y, por ende, la caída de tensión a través de su
I_{SOURCE} (214) asociada disminuye. Por consiguiente, en
cualquier momento el valor de V_{ISOURCE} es un indicador de la
prestación de la potencia luminosa de cualquier dado OLED (212).
Debido a lo indicado con anterioridad, periódicamente se realiza
una compensación de tensión para así aumentar +V_{OLED} y
compensar cualquier disminución de V_{ISOURCE} debida al
envejecimiento de cualquier OLED (212) determinado.
El valor medido de cada V_{ISOURCE} se puede
memorizar en un dispositivo de memorización (118) para su posterior
interrogación a través del dispositivo procesador local o remoto
asociado con cualquier dado módulo (110) o mosaico (100). Para el
ejemplo de la red de OLEDs (210) de la figura 2, la V_{ISOURCE}
se mide para cada OLED (212) en la columna A, luego en la B y luego
en la C, como se indica a continuación. Se mide
V_{ISOURCE-A} para el OLED 212a, luego el OLED
212d y finalmente el OLED 212g cerrando el interruptor 216a y de
modo secuencial el interruptor de banco 218a, luego el interruptor
de banco (218b) y finalmente el interruptor de banco 218c,
memorizando en secuencia el valor medido de
V_{ISOURCE-A} para los OLEDs 212a, 212d y 212g.
Análogamente, se mide V_{ISOURCE-B} para el OLED
212b, luego el OLED 212e y finalmente el OLED 212h cerrando el
interruptor 216b y de modo secuencial el interruptor de banco 218a,
luego el interruptor de banco 218b y finalmente el interruptor de
banco 218c, memorizando en secuencia el valor medido de
V_{ISOURCE-B} para los OLEDs 212b, 212e y 212h.
Finalmente, se mide V_{ISOURCE-C} para el OLED
212c, luego el OLED 212f y finalmente el OLED 212j cerrando el
interruptor 216c y de modo secuencial el interruptor de banco 218a,
luego el interruptor de banco 216b y finalmente el interruptor de
banco 218c, memorizando en secuencia el valor medido de
V_{ISOURCE-C} para los OLEDs 212c, 212f y 212j.
Habiendo recolectado todas las medidas de V_{ISOURCE} asociadas
con el circuito OLED (116), en la memoria local se debe conservar
sólo el valor correspondiente al peor caso, es decir la medida
menos positiva, como por ejemplo dentro del dispositivo de
memorización (118) de su módulo asociado (110).
Posteriormente, el valor de V_{ISOURCE} del
peor caso se compara con un valor mínimo esperado, que típicamente
está comprendido en el intervalo de 0,4 a 1,0 Voltios dependiendo
de la corriente establecida. Si el valor de V_{ISOURCE} del peor
caso es menor que este valor mínimo esperado, entonces se aumenta
+V_{OLED} programando un incremento en la tensión de salida de su
convertidor DC/DC (112) asociado a través del regulador de tensión
(114). La programación del convertidor DC/DC (112) a través del
regulador de tensión (114) se efectúa por medio del dispositivo
procesador local o remoto a través de un enlace de comunicación,
tal como se puede ver en la figura 1. El aumento de tensión del
convertidor DC/DC (112) debe ser suficiente como para aumentar el
valor de V_{ISOURCE} para llevar dentro del intervalo esperado
ese OLED (212) que representa el peor caso. De esta manera se puede
mantener el apropiado flujo de corriente a través de todos los
OLEDs (212) asegurando así poder mantener una apropiada y uniforme
potencia luminosa a lo largo de toda la red de OLEDs (210). Este
valor mínimo de V_{ISOURCE} no se basa sobre el umbral de los
OLEDs (212), sino, por el contrario, sobre el umbral de las
I_{SOURCES} (214). Este valor mínimo se establece en función de
los específicos dispositivos I_{SOURCE} (214) usados y del valor
de corriente constante requerida.
Con referencia a las figuras 1 y 2, hay una
medida de V_{ISOURCE} del peor caso para cada módulo (110); por lo
tanto, la salida tensión de cada convertidor DC/DC (112) se ajusta
correspondientemente de modo que V_{ISOURCE} esté comprendida
dentro del intervalo de funcionamiento aceptado para cada circuito
OLED (116) situado dentro del mosaico (100). Puesto que los
convertidores DC/DC (112) típicamente realizan solamente
conversiones descendentes, el valor de +V_{p/s} de la fuente de
alimentación (120) se debe fijar suficientemente alto de modo de
contener el ajuste de V_{ISOURCE} del peor caso dentro del
mosaico (100); un valor típico de +V_{p/s} es 24 Voltios. De esta
manera, +V_{OLED} para cada circuito OLED (116) dentro del
mosaico (100) se fija de manera que cada valor de V_{ISOURCE}
dentro del mosaico (100) esté dentro del intervalo aceptado para
asegurar una potencia luminosa uniforme. Por ende, la compensación
de tensión se lleva a cabo para cualquier disminución de
V_{ISOURCE} debida al envejecimiento de cualquier OLED (212)
determinado.
La figura 3 ilustra un mosaico ejemplo (300),
que es representativo de una parte de un sistema de pantallas OLED
modular y redimensionable según otra realización de la presente
invención. El mosaico (300) está formado por una red de módulos
(310), a título ejemplificador y no limitativo por un módulo
(310a), un módulo (310b), un módulo (310c), un módulo (310d), un
módulo (310e), un módulo (310f), un módulo (310g), un módulo (310h)
y un módulo (310j), dispuestos en una matriz 3x3, tal como se puede
ver en la figura 3. Cada módulo denotado con 310 es igual al módulo
denotado con 110 de la figura 1 excepto el hecho que en cada módulo
denotado con 310 no hay ni convertidor DC/DC (112) ni regulador de
tensión (114). Por el contrario, cada módulo denotado con 310
incluye solamente el circuito OLED (116), como se ha descrito en la
figura 1 y 2. Más exactamente, los módulos de 310a a 310j incluyen
los circuitos OLED de 116a a 116j respectivamente. Además, a cada
circuito OLED se suministra +V_{OLED} a través de una conexión
directa a la fuente de alimentación (120). Asimismo, desde los
circuitos OLED de 116a a 116j se realimenta el regulador de tensión
(114) que posteriormente, como se muestra en la figura, alimenta a
la fuente de alimentación (120). Por consiguiente no es posible
realizar la compensación de tensión en cada módulo individual (310)
a través de su propio convertidor DC/DC (112) y de su propio
regulador de tensión (114). (Nótese que, como se muestra en la
figura 1, la comunicación hacia y desde los módulos (310) del
mosaico (300) y la fuente de alimentación (120) se lleva a cabo a
través del enlace de comunicación, pero por motivos de simplicidad
no se muestra en la figura 3).
Con referencia a las figuras 2 y 3, la tensión
V_{ISOURCE} entre cada I_{SOURCE} (214) se mide a través de su
convertidor A/D asociado (220) durante la activación de ) cada OLED
(212); esas medidas se memorizan localmente en su dispositivo de
memorización asociado (118), como se exhibe en la figura 2. En
función de la medida V_{ISOURCE} del peor caso se aumenta el
valor de +V_{OLED} de la fuente de alimentación (120) a través de
la 5 programación de manera que el valor de V_{ISOURCE} del peor
caso aumente hasta llevarlo dentro del intervalo aceptable
predeterminado. La programación de la fuente de alimentación (120)
se efectúa mediante el dispositivo procesador local o remoto a
través del enlace de comunicación. Por lo tanto, la compensación
de tensión se lleva a cabo para cualquier disminución de
V_{ISOURCE} debido al envejecimiento de cualquier OLED (212)
determinado.
La figura 4 ilustra una pantalla OLED (400)
ejemplo, que es representativa de un sistema de pantallas OLED
modular y redimensionable. La pantalla OLED (400) se compone de un
red de mosaicos (300), a título ejemplificador y no limitativo por
un mosaico (330a), un mosaico (300b), un mosaico (300c), un
mosaico (300d), un mosaico (300e) un mosaico (300f), un mosaico
(300g), un mosaico (300h) y un mosaico (300j), dispuestos en una
matriz 3x3, como se puede ver en la figura 4. Cada mosaico (300) es
igual al exhibido en la figura 3. Además, la pantalla OLED (400)
incluye una pluralidad de fuentes de alimentación (120), cada una
conectada a un subconjunto de mosaicos (300), a título
ejemplificador y no limitativo una fuente de alimentación (120a)
conectada a los mosaicos 300a, 300d y 300g; una fuente de
alimentación (120b) conectada a los mosaicos 300b, 300e y 300h; y
una fuente de alimentación (120c) conectada a los mosaicos 300c,
300f y 300j. Además, desde los mosaicos 300a, 300d y 300g se
realimenta un regulador de tensión (114a) que posteriormente
alimenta a la fuente de alimentación 120a; desde los mosaicos 300b,
300e y 300h se realimenta un regulador de tensión (114b) que
posteriormente alimenta a la fuente de alimentación 120b; desde los
mosaicos 300c, 300f y 300j se realimenta un regulador de tensión
(114c) que posteriormente alimenta la fuente de alimentación 120c;
tal como se puede ver en la figura. Por consiguiente, la
compensación de tensión se efectúa para un subconjunto de mosaicos
(300) y ya no para cada mosaico (300) individual, como se exhibe en
la figura 3. Nótese que la comunicación hacia y desde los mosaicos
(300) de la pantalla OLED (400), las fuentes de alimentación (120)
y los reguladores de tensión (114) se efectúa mediante el enlace de
comunicación, tal como se puede ver en la figura 1, pero por
motivos de simplicidad no se muestra en la figura 4.
Nuevamente, en función de la medida V_{ISOURCE}
del peor caso dentro de todo un subconjunto de mosaicos (300), se
aumenta el valor de +V_{OLED} de una determinada fuente de
alimentación (120) a través de la programación de manera que el
valor de V_{ISOURCE} del peor caso sea aumentado hasta entrar
dentro del intervalo aceptable predeterminado. La programación de
cada fuente de alimentación (120) y de cada regulador de tensión
(114) se efectúa mediante el dispositivo procesador local o remoto
a través de un enlace de comunicación. Más exactamente, la fuente de
alimentación 120a se ajusta en función de la medida de
V_{ISOURCE} del peor caso dentro del grupo de mosaicos 300a, 300d
y 300g; la fuente de alimentación 120b se ajusta en función de la
medida de V_{ISOURCE} del peor caso dentro del grupo de mosaicos
300b, 300e y 300h; y la fuente de alimentación 120c se ajusta en
función de la medida de V_{ISOURCE} del peor caso dentro del
grupo de mosaicos 300c, 300f y 300j. Por ende, la compensación de
tensión se lleva a cabo para cualquier disminución de V_{ISOURCE}
debido al envejecimiento de cualquier OLED (212) individual dentro
de la pantalla OLED (400).
La figura 5 es un diagrama de flujo de un método
(500) para proporcionar compensación de tensión dentro de un
dispositivo de pantallas OLED según la presente invención. El
método (500) para proporcionar compensación de tensión dentro de un
dispositivo de pantallas OLED se ejecuta a intervalos de tiempo
regulares, como por ejemplo cada hora, una vez por día o una vez
por semana. El método (500) asume la presencia de un dispositivo
procesador local o remoto que tiene incorporado rutinas software
apropiadas. La figuras de 1 a 4 se refieren a todas las etapas del
método (500). El método (500) incluye las siguientes etapas:
Etapa
510
En esta etapa, la tensión V_{ISOURCE} a través
de cada I_{SOURCE} (214) dentro de cada circuito OLED (116), por
ejemplo, de cada módulo (110) de mosaico (100) o cada módulo (310)
del mosaico (300), se mide a través de sus convertidores A/D (220)
asociados a medida que se activa cada OLED (212) siguiendo una
secuencia predeterminada. Con referencia a la red OLED (210) de la
figura 2, por ejemplo, V_{ISOURCE} se mide para cada OLED (212)
en la columna A, luego en la columna B y luego en la columna C,
según se indica a continuación. Se mide
V_{ISOURCE-A} para el OLED 212a, luego el OLED
212d y finalmente el OLED 212g cerrando el interruptor 216a y de
modo secuencial el interruptor de banco 218a, luego el interruptor
de banco 218b y finalmente el interruptor de banco 218c.
Análogamente, se mide V_{ISOURCE-B} para el OLED
212b, luego el OLED 212e y finalmente el OLED 212h cerrando el
interruptor 216b y de modo secuencial el interruptor de banco 218a,
luego el interruptor de banco 218b y finalmente el interruptor de
banco 218c. Finalmente, se mide V_{ISOURCE-C}
para el OLED 212c, luego el OLED 212f y finalmente el OLED 212j
cerrando el interruptor 216c y de modo secuencial el interruptor de
banco 218a, luego el interruptor de banco 218b y finalmente el
interruptor de banco 218c. El método (500) sigue con la etapa
512.
Etapa
512
En esta etapa, el dispositivo procesador local o
remoto recibe la salida digital de todos los convertidores A/D
(220) dentro de un dado circuito OLED (116) a través del enlace de
comunicación y memoriza el valor de V_{ISOURCE} correspondiente
al peor caso, es decir la medida de V_{ISOURCE} menos positiva,
de cada módulo (110) o módulo (310) en una memoria local, como por
ejemplo dentro de un dispositivo de memorización (118) de cada
módulo (110) o módulos (310). El método (500) sigue con la etapa
514.
Etapa
514
En esta etapa de decisión, el dispositivo
procesador local o remoto determina si el valor de V_{ISOURCE}
del peor caso de cada módulo (110) o módulo (310) es mayor o igual
que una tensión mínima de umbral predeterminada asociada con las
I_{SOURCES} (214). Una típica tensión mínima de umbral, por
ejemplo, es 0,7 Voltios. Esto se determina comparando los valores
memorizados de V_{ISOURCE} del peor caso con esta tensión mínima
de umbral predeterminada. Esta operación de comparación se realiza
mediante cualquier dispositivo procesador estándar local o remoto a
través de enlaces estándares de comunicación. Si la respuesta es
"Sí", el método (500) vuelve a la etapa 510 donde se efectúa
otra medida. Si, en cambio, la respuesta es "No", entonces el
método sigue con la etapa 516.
Etapa
516
En esta etapa de decisión, el dispositivo
procesador local o remoto determina si la disipación de potencia
máxima = tensión máxima de referencia, como se ha establecido
durante la fase de diseño, para cualquier dado módulo (110) del
mosaico (100) o cualquier dado módulo (310) del mosaico (300), ha
alcanzado un nivel predeterminado. Si la respuesta es "Sí", el
método termina. Si la respuesta es "No", entonces el método
sigue con la etapa 518.
Etapa
518
En esta etapa se ajusta la tensión +V_{OLED} de
cada circuito OLED (116) de modo que cada valor de V_{ISOURCE}
dentro de un dado circuito OLED (116) sea más positivo que la
tensión mínima de umbral mencionada en la etapa 514. En el caso del
mosaico (100) de la figura 1, la salida de tensión de cada
convertidor DC/DC (112) se ajusta adecuadamente de manera que la
V_{ISOURCE} de cada circuito OLED (116) situado dentro del
mosaico (100) esté dentro del intervalo de operación aceptado. En
el caso del mosaico (300) de la figura 3, la salida de tensión de
la fuente de alimentación (120) se ajusta adecuadamente de manera
que la V_{ISOURCE} de cada circuito OLED (116) situado dentro del
mosaico (300) esté dentro del intervalo de operación aceptado. En
el caso de la pantalla OLED (400) de la figura 4, la salida de
tensión de las fuentes de alimentación (120a, 120b y 120c) se
ajustan adecuadamente de modo que la V_{ISOURCE} para cada
circuito OLED (116) situado dentro de los subconjuntos de mosaicos
(300) esté dentro del intervalo de operación aceptado. La operación
de ajustar los convertidores DC/DC (112) y los reguladores de
tensión (114) o las fuentes de alimentación (120) la lleva a cabo
el dispositivo procesador local o remoto a través del enlace de
comunicación. El método (500) vuelve a la etapa 510.
Sucintamente, el método (500) de la presente
invención mide la caída de tensión a través de un conjunto de
fuentes de corriente constante, por ejemplo, las I_{SOURCES}
(214), situadas dentro del circuito de excitación de un reticulado
OLED de gran tamaño de matriz pasiva con conexión de ánodo común,
por ejemplo, los circuitos OLED (116) del mosaico (100), como un
indicador de potencia luminosa del OLED. Posteriormente se ajusta
una fuente de alimentación positiva, por ejemplo la fuente de
alimentación 120, asociada con el reticulado OLED de gran tamaño
para asegurar que la tensión en los cátodos de cada OLED, como por
ejemplo cada OLED (212), sea mayor o igual que una tensión de
umbral predeterminada. Por consiguiente, periódicamente se lleva a
cabo una compensación de tensión para compensar cualquier
disminución de emisión luminosa debido al envejecimiento de OLEDs
(212). Asimismo, el método (500) de la presente invención asegura
que no se supere una disipación de potencia máxima
predeterminada.
Si bien los ejemplos exhibidos en las figuras
proporcionan un control de cada módulo individualmente, queda claro
que, según una alternativa, el control de la presente invención
también se puede realizar de otras maneras. Por ejemplo, la fuente
de alimentación se puede ajustar para cada mosaico individualmente,
y no para cada módulo. Además, en el caso de una pantalla no del
tipo mosaico, se pueden llevar a cabo diferentes controles y
ajustes por grupos de OLEDs. Incluso en una pantalla compuesta por
mosaicos y/o módulos, los grupos de OLEDs para los cuales la fuente
de alimentación es controlada por grupo, no obligatoriamente debe
corresponder con los OLEDs que pertenecen a un mosaico o a un
módulo.
Queda claro que la construcción del circuito
electrónico que se requiere para realizar la pantalla de la
presente invención, y en particular los dispositivos de control y
de excitación del mismo, a partir de la descripción dada con
anterioridad, los puede realizar cualquier persona experta en el
argumento.
La presente invención por ningún motivo está
restringida por las formas de las realizaciones descritas y
representadas en las figuras a título puramente ejemplificador, sin
embargo tal método para controlar un diodo orgánico emisor de luz,
así como también tal pantalla de diodos orgánicos emisores de luz,
se pueden realizar de varias maneras sin por ello apartarse del
alcance de la presente invención.
Claims (12)
1. Método de regulación de una pantalla de
diodos orgánicos emisores de luz, dicha pantalla (400)
comprendiendo una pluralidad de diodos orgánicos emisores de luz
(OLEDs) (212) que tienen un ánodo y un cátodo, dichos diodos
orgánicos emisores de luz (212) estando dispuestos en una
configuración de ánodo común (214), con lo cual una fuente de
corriente (214) está dispuesta entre cada cátodo de los diodos
orgánicos emisores de luz (212) y masa y los ánodos de los diodos
orgánicos emisores de luz (212) están conectados eléctricamente en
común a una fuente de alimentación positiva, caracterizado
por el hecho que se aplica una compensación de la fuente de
alimentación, donde se mide una caída de tensión a través de las
fuentes de corriente (214) y donde la caída de tensión medida se
usa como indicador de potencia luminosa de los diodos orgánicos
emisores de luz (212) y donde cualquier disminución de dicha caída
de tensión medida se compensa aumentando la tensión de dicha fuente
de alimentación.
2. Método según la reivindicación 1, donde dicha
fuente de alimentación se ajusta de manera tal que la tensión a
través de las fuentes de corriente constante (214) sea mayor o
igual que una tensión de umbral predeterminada estrictamente
positiva.
3. Método según la reivindicación 1 o 2,
mediante el cual este método, en particular dicha compensación de
potencia, se realiza periódicamente.
4. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, mediante el cual para medir la caída
de tensión, los diodos orgánicos emisores de luz (212) se activan
según una secuencia predeterminada.
5. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, donde la caída de tensión se mide a
través de convertidores analógico-digitales
(220).
6. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, donde al menos una cantidad de los
valores medidos de tensión o de caída de tensión se memorizan en un
dispositivo de memorización (118) para su posterior
interrogación.
7. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, donde cada una o varias de las
fuentes de corriente (214) cooperan con una pluralidad de dichos
diodos orgánicos emisores de luz (212), con lo cual la caída de
tensión a través de dicha fuente de corriente (214) se mide para
cada uno de los diodos acoplados a la correspondiente fuente de
corriente (214) activando esos diodos (212) de modo secuencial.
8. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, donde los diodos orgánicos emisores
de luz (212) de la pantalla (400) están divididos en grupos, cada
grupo teniendo su propia regulación de la fuente de alimentación,
con lo cual la medida antes mencionada se lleva a cabo por grupo y
el valor de la medida correspondiente al peor caso se usa para la
regulación de la fuente de alimentación de dicho grupo.
9. Método según la reivindicación 8, el cual se
usa en una aplicación de pantalla de gran tamaño, dicha pantalla
estando compuesta por una pluralidad de mosaicos (300) de pantalla,
con lo cual dicha regulación se aplica al menos individualmente a
cada uno de los mosaicos (300).
10. Método según la reivindicación 9, donde cada
uno de dichos mosaicos (300) está compuesto por una pluralidad de
módulos (310) y donde dicha regulación se aplica individualmente a
cada uno de los módulos (310).
11. Método según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, donde se aplica un control de límite,
con lo cual, cuando se llega a un valor predeterminado de máxima
disipación de potencia de una parte de la pantalla (400), en
particular de un mosaico (300) o un módulo (310), dicho método de
regulación se interrumpe.
12. Pantalla de diodos orgánicos emisores de
luz, caracterizada por el hecho que comprende la electrónica
adecuada para llevar a cabo el método según una cualquiera de las
reivindicaciones de 1 a 11.
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