JP2004361925A - 有機発光ダイオードを交流駆動するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 交換式の電源を用いたアクティブマトリックス型有機発光ダイオードのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】 アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステムであって、制御回路、操作の時に制御回路と通信し、少なくとも１つの双極電源を含み、切換可能に、少なくとも１つの正電圧または、負電圧を提供する電源制御器、および操作の時に電源制御器と通信し、且つ、前記電源制御器によって、電力が提供されるアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイを含むシステム。
【選択図】 図３

Description

本発明は、交流電圧或いは電流を用いて、有機発光ダイオードを駆動する回路と方法に関するものである。

インフォメーションを表示するために用いられる多くのディスプレイとして、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびアクティブマトリックス型有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）を含む発光ダイオードがある。

一般的には、有機発光ダイオードの駆動電圧は、操作時間に伴って上昇し、有機発光ダイオードの輝度は、そのために減衰し、また、有機発光ダイオードが接続する薄膜トランジスタの接点の電圧変動もまた、前記薄膜トランジスタの操作に影響する。

一旦薄膜トランジスタの電圧（ドレインまたはソース電圧）が変われば、同じグレー値のデータが入力された薄膜トランジスタの駆動電流も減衰し、これも次第にディスプレイの輝度を低減させる。

図１を参照すると、典型的な有機発光ダイオードディスプレイの駆動方法では、システムの電源Ｖ_ＤＤは常にＶ_ＳＳより高いものである。その理由は、典型的な有機発光ダイオードは、この状態でのみ点灯するからである。また、薄膜トランジスタのゲート電圧Ｖ_Ｇは、常にＶ_ＤＤとＶ_ＳＳの間にある。この状態において薄膜トランジスタは、次第に電荷を蓄積し、有機発光ダイオードの寿命も次第に短縮するものとなる。よって、この駆動方法をアクティブマトリックス型有機発光ダイオードのディスプレイに用いることは、理想的な手法とは言えないものである。

本発明は、交換式の電源を用いたアクティブマトリックス型有機発光ダイオードのシステム及び方法を提供する。

特定の期間中に、アクティブ素子（ｅ.ｇ．薄膜トランジスタ）に提供し、駆動することで、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードの電圧と極性は、逆極性に変わるか、または電圧値の大きさを変える可能性がある。次の期間では、変更された電源は、再度、元の状態に変わることができる。

具体的には、本発明は、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステムであって、制御回路と、操作時に制御回路と通信し、少なくとも１つの双極電源を含み、切換可能に、少なくとも１つの正電圧または負電圧を提供する電源制御器と、および操作時に電源制御器と通信し、且つ、前記電源制御器によって、電力が提供されるアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイと、を含むことを特徴とする。そして、本発明に係る制御回路は、少なくともコンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラーからなることが望ましい。

また、前記双極電源は、少なくとも２つの電源を含み、前記２つの電源の中の少なくとも１つは、正電圧または負電圧を提供することができるようにすることが好ましく、前記電源制御器は、第１電圧と第２電圧を提供することができ、既定の切換え期間に、第１電圧と第２電圧間の電位を正の値と、負の値の間で切換えることができるようにすることが好ましい。前記既定の切換え期間は、少なくとも書き込みと表示期間または放電期間からなるようにすることが望ましい。

そして、前記電位は、少なくとも、書き込みと表示の期間中０より大きいか、或いは放電期間中０より小さいものであるとすることが好ましく、放電期間に用いられる時間比は（Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}）／Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}で、Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}は放電期間で、Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}は書き込みと表示期間と放電期間の組合せ期間であることが好ましい。

本発明のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイに電源を提供する方法は、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのアノード／カソードペア、或いはトランジスタのソース／ドレインペアの少なくとも一つに電力を適合する、いずれかの電源となる第１電源と第２電源を提供するステップ、 前記第１電源により既定の極性を有する第１電圧を提供するステップ、 前記第２電源により既定の極性を有する第２電圧を提供するステップ、既定期間中に、参照電圧に対応する前記第１電源の極性、参照電圧に対応する第２電源の極性、参照電圧に対応する第１電源と第２電源の両方の極性、第１電圧の大きさ、或いは第２電圧の大きさ、の中の少なくとも１つを変えるステップ、を含むものである。

前記電圧の変更は、第１電源の電圧を第２電源の電圧と等しくさせることが好ましい。そして、前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含み、前記第１電源の電圧を前記薄膜トランジスタのソースに提供するステップ、前記第２電源の電圧を前記薄膜トランジスタのドレインに提供するステップ、放電期間中に、前記第２電源の電圧に対応する前記第１電源の電圧を変更するステップ、を更に含むことが望ましい。

前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含み、前記薄膜トランジスタは、少なくともＮ型薄膜トランジスタ、またはＰ型薄膜トランジスタのすくなくとも一つからなり、Ｎ型薄膜トランジスタの場合には、放電期間中、前記第１電源の電圧は、前記第２電源の電圧より大きくまたは／或いは等しくなり、Ｐ型薄膜トランジスタの場合には、放電期間中、前記第１電源の電圧は、前記第２電源の電圧より小さくまたは／或いは等しくなるようにすることが好ましい。

また、本発明のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイを制御する方法は、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのアノード／カソードペア、或いはトランジスタのソース／ドレインペアの少なくとも一つに電力を適合する、いずれかの電源となる第１電源と第２電源を提供するステップ、前記第１電源よって既定の極性を有する第１電圧を提供するステップ、前記第２電源よって既定の極性を有する第２電圧を提供するステップ、フレームのスタート信号を制御回路に提供し、前記制御回路が操作中に電源制御器と通信するステップ、スタート信号を受けた後、タイマーの駆動を開始するステップ、前記制御回路よって、前記タイマーによって決められる第１既定期間の経過後、第１制御信号を電源制御器へ伝送するステップ、電源制御器によって、制御信号を受けた後、第１電源の極性、第２電源の極性、第１電源と第２電源の両方の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、の少なくとも１つを変更するステップ、を含むものである。

本発明に係る制御方法では、前記第１既定期間の経過後、第２タイマーの駆動を開始するステップ、前記第２タイマーが第２既定期間の経過の時を決めた時、前記制御回路が、第２制御信号を前記電源制御器に伝送するステップ、前記電源制御器が第２制御信号を受けた後、第１電源の極性、第２電源の極性、第１電源と第２電源の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、の少なくとも１つを変更するステップを更に含むようにすることが好ましく、 前記第２制御信号を受けた時、変更電圧がその元の値に戻るようにすることが望ましい。

本発明の交換式の電源を用いたアクティブマトリックス型有機発光ダイオードのシステム及び方法によれば、変更された電源は、再度、元の状態に変わることができ、薄膜トランジスタの操作に及ぼされる影響を防ぐことができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図２ａと図２ｂに示すように、ダイオード５（ｅ.ｇ．有機発光ダイオードまたは、その他の有機発光素子）は、適する電圧変換を有することができ、周知の逆バイアス偏圧（アノード５ａを６ａの電圧に与え、カソード５ｂを６ｂの電圧に与える。または、アノード５ａを７ａの電圧に与え、カソード５ｂを７ｂの電圧に与える）を行い、有機発光ダイオードとアクティブマトリックス型有機発光ダイオード素子の劣化を遅らせる。逆バイアス偏圧の操作も、図２ｂに示されたように、（この技術の者に熟知のように）関連する薄膜トランジスタのゲート１２ａで行うことができる。

図３に示すように、。アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイを提供するシステム１は、制御回路２０、操作の時に制御回路２０と通信する電源制御器３０、および操作の時に電源制御器３０と通信するアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイ１０を含むものである。薄膜トランジスタ１２、１４は、アクティブマトリックス型有機発光ダイオード５を駆動するのに用いられる。

制御回路２０は、例えば、コンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラーまたは、この種の制御回路からなることができる。

電源制御器３０は、更に、少なくとも１つの双極電源を含む。ここで用いられる双極電源とは、この電源が切換えによって、正電圧、負電圧、または正／負電圧の両方のいずれかを提供することができることを意味する。好ましくは、双極電源は、少なくとも２つの分かれた電源３３、３４を含み、且つ、少なくともその中の１つを正電圧または、負電圧を提供することができる。更に、好ましくは、電源制御器３０は、第１電圧と第２電圧を提供することができ、且つ、既定の切換え期間、第１電圧と第２電圧間の電位は、正の値と、負の値の間で切換えることができる。

図４に示すように、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイ１０での操作中、既定の切換え時間は、書き込み及び表示期間Ｔ_{ＤＩＳＰＬＡＹ}、放電期間Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}、またはこの種のもの、またはこれらの組合せを含むものである。好ましくは、放電期間に用いられる時間比例は、公式（Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}）／Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}であり、Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}は、書き込み及び表示期間と放電期間との組合せ期間である。更に、電位は、既定期間中、正の値と負の値の間で変えることができる（ｅ.ｇ．書き込みと表示期間Ｔ_{ＤＩＳＰＬＡＹ}中、電位は０より大きく、放電期間Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}中は、電位は０より小さい）。

典型的な例の操作では、第１電源３３（図３）と第２電源３４（図３）によってアクティブマトリックス型有機発光ダイオードの必要な電力を提供することができ、各電源３３、３４は、調整することができ、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイの部品のカソード／アノードペア、電界効果トランジスタのソース／ドレインペア、またはこの種のもの、またはこれらの組合せに電力を提供する。第１電源３３（ｅ.ｇ．Ｖ_ＤＤ供給電圧）は、既定の極性と大きさを有する第１電圧を有し、且つ、第２電源３４（ｅ.ｇ．Ｖ_ＳＳ電圧の供給）は、既定の極性と大きさを有する第２電圧を有し、既定期間中、電源制御器３０は、第１電源３３の極性、第２電源３４の極性、第１電源３３と第２電源３４の極性、第１電圧の大きさまたは、第２電圧の大きさの中の少なくとも１つを変えることができる。この技術の者に熟知のように、第１電圧または、第２電圧を変えるとは、電圧の絶対値の大きさ（ｅ.ｇ．６ボルトから１２ボルトへ）を変えることあり、電圧の変更は、第１電源３３の電圧を第２電源３４の電圧と等しくさせることを含むものである。

例えば、第１電源３３の電圧は、Ｎ型薄膜トランジスタのドレインに提供することができ、第２電源３４の電圧は、Ｎ型薄膜トランジスタのゲートに提供することができる。放電期間中は、第１電源３３の電圧は、第２電源３４の電圧より大きくまたは／或いは等しくなり、同じように、Ｐ型薄膜トランジスタでは、放電中、第１電源３３の電圧は、第２電源３４の電圧より小さくまたは／或いは等しくなる。

もう１つの例としては、電源制御器３０によって第１電源３３と第２電源３４を提供することができ、アクティブマトリックス型有機発光ダイオード１０を制御することができ、且つ、各電源３３、３４は、調整することができ、アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイの部品の陰／陽電極ペア、電界効果トランジスタのソース／ドレインペア、またはこの種のもの、またはこれらの組合せに電力を提供する。第１電源３３（ｅ.ｇ．Ｖ_ＤＤ電圧の供給）は、既定の極性と大きさを有する第１電圧、第２電源３４（ｅ.ｇ．Ｖ_ＳＳ電圧の供給）は、既定の極性と大きさを有する第２電圧を有するものである。

フレームのスタート信号Ｖ_Ｓを制御回路２０に提供することができ、タイマー（未表示）がスタート信号Ｖ_Ｓを受けた後、駆動を開始する。制御回路２０は、第１既定期間の経過後、第１制御信号Ｃを電源制御器３０へ伝送し、この期間の経過は、タイマーによって決められる。電源制御器３０が制御信号Ｃを受けた後、第１電源３３の極性、第２電源３４の極性、第１電源３３と第２電源３４の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、またはこの種のもの、またはこれらの組合せを変える。

更に、第２タイマー（未表示）は、第１既定期間の経過後、駆動する。第２タイマーが第２既定期間の経過の時を決めた時、制御回路２０は、第２制御信号（未表示）を電源制御器３０に伝送し、電源制御器３０が第２制御信号を受けた後、第１電源３３の極性、第２電源３４の極性、第１電源３３と第２電源３４の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、またはこの種のもの、またはこれらの組合せを変える。仮に、電圧が第１制御信号Ｃを受けた時に変更をする場合、前記電圧も第２制御信号を受けた時に、その元の値へ戻るようにする。

以上、本発明の好適な実施形態を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の技術で用いられた有機発光ダイオードを駆動する電圧振幅の模範を示すタイミング図である。 本発明に基づいた電源周期の略図である。 本発明に基づいた電源周期の略図である。 本発明を実施するシステムの略図である。 典型的なタイミング図である。

符号の説明

１ システム
５ ダイオード
１０ アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイ
１２ 薄膜トランジスタ
１４ 薄膜トランジスタ
２０ 制御回路
３０ 電源制御器
３２ 第１電源
３４ 第２電源

Claims (14)

1. アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステムであって、
   制御回路と、
   操作時に制御回路と通信し、少なくとも１つの双極電源を含み、切換可能に、少なくとも１つの正電圧または負電圧を提供する電源制御器と、および
   操作時に電源制御器と通信し、且つ、前記電源制御器によって、電力が提供されるアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイと、を含むことを特徴とするアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
2. 前記制御回路は、少なくともコンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラーからなる請求項１に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
3. 前記双極電源は、少なくとも２つの電源を含み、
   前記２つの電源の中の少なくとも１つは、正電圧または負電圧を提供することができる請求項１に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
4. 前記電源制御器は、第１電圧と第２電圧を提供することができ、
   既定の切換え期間に、第１電圧と第２電圧間の電位を正の値と、負の値の間で切換えることができる請求項１に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
5. 前記既定の切換え期間は、少なくとも書き込みと表示期間または放電期間からなる請求項４に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
6. 前記電位は、少なくとも、書き込みと表示の期間中０より大きいか、或いは放電期間中０より小さいものである請求項５に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
7. 放電期間に用いられる時間比は（Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}）／Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}であり、Ｔ_{ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ}は放電期間で、Ｔ_{ＦＲＡＭＥ}は書き込みと表示期間と放電期間の組合せ期間である請求項５に記載のアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのシステム。
8. アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのアノード／カソードペア、或いはトランジスタのソース／ドレインペアの少なくとも一つに電力を適合する、いずれかの電源となる第１電源と第２電源を提供するステップ、
   前記第１電源により既定の極性を有する第１電圧を提供するステップ、
   前記第２電源により既定の極性を有する第２電圧を提供するステップ、
   既定期間中に、参照電圧に対応する前記第１電源の極性、参照電圧に対応する第２電源の極性、参照電圧に対応する第１電源と第２電源の両方の極性、第１電圧の大きさ、或いは第２電圧の大きさ、の中の少なくとも１つを変えるステップ、
   を含むアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイに電源を提供する方法。
9. 電圧の変更は、第１電源の電圧を第２電源の電圧と等しくさせることを含む請求項８に記載の方法。
10. 前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含み、
    前記第１電源の電圧を前記薄膜トランジスタのソースに提供するステップ、
    前記第２電源の電圧を前記薄膜トランジスタのドレインに提供するステップ、
    放電期間中に、前記第２電源の電圧に対応する前記第１電源の電圧を変更するステップ、を更に含む請求項８に記載の方法。
11. 前記トランジスタは、薄膜トランジスタを含み、
    前記薄膜トランジスタは、少なくともＮ型薄膜トランジスタ、またはＰ型薄膜トランジスタのすくなくとも一つからなり、
    Ｎ型薄膜トランジスタの場合には、放電期間中、前記第１電源の電圧は、前記第２電源の電圧より大きくまたは／或いは等しくなり、
    Ｐ型薄膜トランジスタの場合には、放電期間中、前記第１電源の電圧は、前記第２電源の電圧より小さくまたは／或いは等しくなる請求項１０に記載の方法。
12. アクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイのアノード／カソードペア、或いはトランジスタのソース／ドレインペアの少なくとも一つに電力を適合する、いずれかの電源となる第１電源と第２電源を提供するステップ、
    前記第１電源よって既定の極性を有する第１電圧を提供するステップ、
    前記第２電源よって既定の極性を有する第２電圧を提供するステップ、
    フレームのスタート信号を制御回路に提供し、前記制御回路が操作中に電源制御器と通信するステップ、
    スタート信号を受けた後、タイマーの駆動を開始するステップ、
    前記制御回路よって、前記タイマーによって決められる第１既定期間の経過後、第１制御信号を電源制御器へ伝送するステップ、
    電源制御器によって、制御信号を受けた後、第１電源の極性、第２電源の極性、第１電源と第２電源の両方の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、の少なくとも１つを変更するステップ、を含むアクティブマトリックス型有機発光ダイオードディスプレイを制御する方法。
13. 前記第１既定期間の経過後、第２タイマーの駆動を開始するステップ、
    前記第２タイマーが第２既定期間の経過の時を決めた時、前記制御回路が、第２制御信号を前記電源制御器に伝送するステップ、
    前記電源制御器が第２制御信号を受けた後、第１電源の極性、第２電源の極性、第１電源と第２電源の極性、第１電圧の大きさ、または第２電圧の大きさ、の少なくとも１つを変更するステップを更に含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２制御信号を受けた時、変更電圧がその元の値に戻る請求項１３に記載の方法。
    

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