JP5268643B2 - 照明装置のエージング処理を補償する方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間と共に変化する光出力を有する少なくとも１つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を有する照射装置のエージング処理を補償する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオードを有する照明装置は、優れたフラットパネルシステムとして大いに興味がもたれている。それらのシステムは、光を生成するように有機物質の薄膜中を流れる電流を利用するものである。発光される色及び電流から光へのエネルギー変換効率は、有機薄膜物質の組成により決定される。しかしながら、ＯＬＥＤが用いられるために、照明装置における有機物質はエージングを行い、光発光における効率が低くなる。このことは、照明装置の寿命を短くする。その効率低下の速度は、照明装置の電流密度及び温度の関数である。一方、照明装置の温度の変化は効率における変化に影響する。
【０００３】
米国特許出願公開第２００４／００７０５５８Ａ１号明細書においては、基板にアドレス指定可能な画素を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示システムであって、画素は性能属性を有する、ＯＬＥＤ表示システムと、制御回路に接続され、基板において位置付けられている１つ又はそれ以上のＯＬＥＤ画素及びＯＬＥＤ基準画素を有する表示装置の画素を制御する制御回路と、について記載されている。ＯＬＥＤ基準画素は、１つ又はそれ以上のＯＬＥＤ画素と同じ性能属性を有し、ＯＬＥＤ基準画素は、ＯＬＥＤ基準画素における電圧を表す電圧信号を生成するようにＯＬＥＤ基準画素における電圧を検知する、ＯＬＥＤ基準画素の端子の一に接続されているトランジスタを有する電圧検知回路を有する。更に、有機発光ダイオード、ＯＬＥＤ基準画素の性能属性を表す出力信号を生成する測定回路と、出力信号を受け入れるように測定回路に接続されている解析回路と、を有し、前記解析回路は、性能属性を所定の性能属性と比較し、それに応じてフィードバック信号を生成する。前記制御回路は、ＯＬＥＤ画素の出力における変化を補償するようにフィードバック信号に対応する。
【０００４】
残念ながら、基準画素を用いる上記のＯＬＥＤ表示システムの複雑性はかなり高い。更に、基準画素を用いることは、備えられる照明装置の数を二倍にすることを意味するために、“１画素”照明装置には適用可能でない。
【０００５】
米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９Ａ１号明細書において、変化しない輝度を生成するように必要とされる電流が数学的式に基づいて演算される、ＯＬＥＤ装置におけるエージングの補償について記載されている。
【０００６】
米国特許出願公開第２００４／００７１８２１Ａ１号明細書において、一定の輝度を得るようにＯＬＥＤに適用される電圧が必要とされる電流が数学的式により演算される、発光装置についての輝度補償について記載されている。
【０００７】
欧州特許第１２２５５５７Ａ１号明細書において、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）のアノード電流が測定され、映像のアイドル期間において、任意の画素が照明される、ディスプレイパネル輝度補正装置について記載されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００７０５５８Ａ１号明細書
【特許文献２】 米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９Ａ１号明細書
【特許文献３】 米国特許出願公開第２００４／００７１８２１Ａ１号明細書
【特許文献４】 欧州特許第１２２５５５７Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記の短所を解決することである。特に、本発明の目的は、照明装置のエージング処理を補償する方法であって、単純であり、光を生成するように容易に調整されることが可能であり、ＯＬＥＤの光出力は、照明装置の寿命を通して輝度が一定であるように制御される、方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、本発明の請求項１に記載された照明装置のエージング処理を補償する方法により達成される。本発明の方法の有利な実施形態については、従属請求項に記載されている。
【００１０】
それ故、個別の電流−電圧特性及び時間と共に変化する光出力を有する少なくとも１つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を有する照明装置のエージング処理を補償する方法を提供する。更に、ＯＬＥＤにドライバが接続されている。本発明の方法は、複数のステップを有する補正演算処理を有する。本発明の方法により与えられる解決方法は、ＯＬＥＤにおける電流−電圧特性に依存するものである。本発明の方法にしたがって、ＯＬＥＤの実際の電流−電圧特性の勾配についての情報を有する第１パラメータを決定する必要がある。次のステップにおいて、補正信号が、ＯＬＣＤの光出力における変化を補償するように、エージングを示す測定された第１パラメータに少なくとも基づいて生成される。驚いたことに、補正信号は、実際の電流−電圧特性の勾配の実際の値についての情報を有する測定された第１パラメータに基づいて生成されることが可能であることが判明した。電流−電圧特性（ＩＶ曲線）の勾配は、ＯＬＥＤの寿命中に小さくなる。
【００１１】
好適には、ＯＬＥＤの実際の対数電流−電圧特性の勾配は第１パラメータにより考慮される。そのことは、前記特性が、対数である電流値及び非対数（ｌｏｇ−ｌｉｎ電流−電圧特性又は半対数特性）である電圧値を有する。有利であることに、ドライバは、測定回路及び制御回路を有し、測定回路は、ＯＬＥＤの実際の半対数ＩＶ曲線の勾配の実際の値を検出し、制御回路は補正信号を生成する。補正演算処理中、ドライバは電流を変えることができ、測定回路はＯＬＥＤの電圧を検出する。また、ＩＶ曲線の勾配は、ＯＬＥＤの電圧を変えることにより及び電流を測定することにより得られる。両方の実施形態においては、半対数ＩＶ曲線の勾配は、ＯＬＥＤを有する照明装置のエージング補償のための指標として用いられる。半対数ＩＶ曲線の検出された勾配の値は制御回路に供給され、その制御回路は、照明装置の一定の光出力を得るように駆動電流を調整する。一定の光出力を得る補償量は数学的関数により得られ、その数学的関数は、測定された第１パラメータに基づいて補正信号を生成する。
【００１２】
本発明の他の好適な実施形態にしたがって、ドライバは、半対数ＩＶ曲線の測定された勾配に応じて前記補正信号を決定するようにルックアップテーブルを有することが可能である。好適には、補正演算処理は、マイクロコントローラに基づく制御回路により実施される。
【００１３】
有利であることに、ドライバは、ＯＬＥＤの閾値電圧以上の実際の電流−電圧特性の勾配の実際の値を検出する。その閾値電圧は、照明をもたらすＯＬＥＤにおける最小電圧として定義される。その閾値電圧は、エージングのためにＯＬＥＤの寿命中に増加する。それ故、通常の動作電圧もまた、増加する。ＯＬＥＤの閾値電圧は、ドライバのメモリに記憶されることが可能である。代替として、測定回路は、実際の半対数ＩＶ曲線の勾配の実際の値を検出する前に、ＯＬＥＤの閾値を測定する。ＯＬＥＤの閾値以上の半対数ＩＶ曲線を考慮することにより、光出力における変化を補償する補正信号の品質は実質的に改善されることが可能である。
【００１４】
演算処理に応じて、実際の半対数ＩＶ曲線の検出された勾配は単に、補正信号を演算するパラメータであることが可能である。本発明の好適な実施形態にしたがって、その演算処理は、補正信号を生成する２つ以上のパラメータを有する。付加パラメータはＯＬＥＤのオンタイムであることが可能であり、そのオンタイムは測定回路により検出される。ドライバはまた、ＯＬＥＤの平均オンタイムを演算することが可能であり、その平均オンタイムはまた、補正演算処理において考慮されることが可能である。
【００１５】
温度は、エージングを表す付加パラメータであることが可能である。例えば、温度情報は、温度センサにより決定され、制御回路に送られることが可能である。温度測定は数分毎に実行されることが可能であり、ドライバのメモリに記憶されることが可能である。また、温度情報は、ドライバの固定された一部であるルックアップテーブルから読み取られることが可能である。
【００１６】
本発明の好適な実施形態にしたがって、未使用のＯＬＥＤの電流−電圧特性は、補正演算処理についての重要なパラメータである可能性がある。この場合、実際の半対数ＩＶ曲線の勾配の実際の値及び未使用の半対数ＩＶ曲線の勾配の値が、ＯＬＥＤのエージングについての情報を得るように、比較される。好適には、未使用のＯＬＥＤの電流−電圧特性はドライバに記憶される。
【００１７】
更に、本発明にしたがった方法は、コンピュータシステムにおいて実施されることが可能である。本発明のステップを実行するように適合されているコンピュータプログラムは、ＯＬＥＤの光出力における変化を補償するように補正信号を自動的に生成する。本発明の方法を実行するように適合されているそのようなコンピュータプログラムを用いて、本発明にしたがった補正演算処理は、自動的に及びより低い全体のエネルギー消費で行われることが可能である。
【００１８】
上記の補正演算処理のステップは、電力上昇又は電力下降における使用中に、連続的に又は周期的に実行されることが可能である。代替として、補正演算処理は、制御回路に供給されるユーザ信号に応じて実行されることが可能である。補正における何れの変化は、大きさにおいて、例えば、５％の変化に制限されることが可能である。補正の変化はまた、時間経過につれて平均化されることが可能である。代替として、実際の補正は、複数の読み取りが得られた後にのみ、例えば、ＯＬＥＤの電力供給がオンにされ、補正演算が実行され、そして演算された補正信号の数が、ＯＬＥＤに印加される実際の補正信号を生成するように平均化される毎にのみ、行われることが可能である。ＯＬＥＤの通常の照明処理の間に、人間の目に対して可視的でない補正演算処理が行われる。
【００１９】
本発明は、時間と共に変化する光出力を有する少なくとも１つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と、個別の電流−電圧特性を有するＯＬＥＤと接続されているドライバとを有する照明装置であって、その照明装置は、ＯＬＥＤの光出力における変化を補償するように、ＯＬＥＤの実際の電流−電圧特性の勾配についての情報を有する第１パラメータを決定する測定回路と、エージングを指示する第１パラメータに少なくとも基づく補正信号を生成する制御回路とを有する、照明装置に関する。一定の光出力を得る補正量は、ドライバの固定部分であるか又は、マイクロコントローラに基づく回路の制御アルゴリズムの様式で実現されるかのどちらかである。補償特性はＯＬＥＤに依存し、プログラム的に変化されることが可能である。
【００２０】
上記の照明装置及び方法は、種々のシステム、特に、自動車システム、家庭用照明システム、ディスプレイのバックライトシステム、環境照明システム、カメラのフラッシュ（調整可能な色を有する）又は焦点の照明システムにおいて用いられることが可能である。
【００２１】
上記の構成要素、詳述される実施形態における本発明にしたがって用いられる構成要素及び請求項における構成要素は、関連フィールドにおいて既知である選択基準が制限なく適用されるような技術概念として、大きさ、形状、物質選択に対して何れの特別な例外の影響下にはない。
【００２２】
本発明の更なる詳細、特徴及び有利点については、本発明にしたがった照明装置の好適な実施形態に関するそれぞれの図であって、単なる例示目的のための、図についての以下の説明、及び従属請求項において開示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）１を有する照明装置であって、照明装置の光出力が時間と共に変化する、照明装置を示している。その照明装置は、ＯＬＥＤ１及び接続されているドライバ２を有する。ドライバ２は、測定回路３及び制御回路４を有し、測定回路３は、ＯＬＥＤ１の実際の対数電流−電圧特性の勾配の実際の値を決定する。本発明の図示されている実施形態においては、電流値は対数であり、電圧値は非対数（半対数電流−電圧特性）である。制御回路４は、ＯＬＥＤ１の光出力における変化を補償するように、実際の半対数電流−電圧特性（ＩＶ曲線）の勾配の測定された実際の値に基づいて補正信号を生成する。
【００２４】
ＯＬＥＤ１における電圧は、図２ｂに示している一定の駆動電流についての動作時間と共に増加することが判明している。図２ａを参照するに、電圧はまた、温度の上昇に伴って増加する。それ故、電圧は、エージングが温度及び動作時間に依存するため、ＯＬＥＤ１における電圧装置１のエージングの指標として用いられることができない。しかしながら、両方の図を比較して、半対数ＩＶ曲線の勾配は、実質的に動作時間に伴って変化する一方、その勾配は温度に殆ど依存しないことが理解できる。温度における変化は、半対数ＩＶ特性の電圧シフトのみをもたらし、そのことを図２ｂに示している。
【００２５】
図示されている実施形態にしたがって、ドライバ２は、参照番号８により図２ｂに示されている、ＯＬＥＤ１の閾値電圧以上の実際の半対数ＩＶ曲線の勾配の実際の値を検出する。更に、未使用のＯＬＥＤ１の半対数電流−電圧特性７及び１／２の寿命を有するＯＬＥＤ１の半対数電流−電圧特性６は、図２ｂに示されていて、それは、両方のＩＶ曲線６、７間の重要な違いは、ＯＬＥＤ１の閾値８以上の領域にのみ存在していることを示している。
【００２６】
照明処理の間、ドライバ２は、ＯＬＥＤ１の実際の半対数電流−電圧特性の勾配を測定する。その後、半対数ＩＶ曲線の勾配の検出された実際の値に基づく補正信号が生成され、その補正信号は、一定の光出力を得るように駆動電流を調整する。付加パラメータ、例えば、ＯＬＥＤ１のオンタイム及び温度はまた、補正信号の生成の処理のために用いられることが可能である。本発明の１つの有効な実施形態においては、それらの付加パラメータは、ドライバ２のメモリ５から読み取られることが可能である。代替として、それらの付加パラメータは、補正演算処理中に又はその前に、測定されることが可能である。図示されている実施形態においては、補正信号を生成する処理は、制御回路において位置付けられているマイクロコントローラのアルゴリズムにより行われる。
【００２７】
本発明の有効な実施形態においては、寿命及び光出力についての情報を有するＯＬＥＤ補正信号についての演算結果は前記メモリ５に記憶されることが可能である。メモリ５におけるＯＬＥＤタイル１に特有のこの付加情報を局所的に記憶する有利点は、新しいＯＬＥＤタイル１がＯＬＥＤタイル１のアセンブリに付加されるときに、又はＯＬＥＤタイル１がＯＬＥＤタイル１のアセンブリ内に再配置されるときに、有用な色補正データ、エージング係数及び他の詳細がまた、伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にしたがった照明装置の模式図である。
【図２ａ】温度の関数として図１の照明装置にしたがったＯＬＥＤの半対数ＩＶ曲線を示す図である。
【図２ｂ】寿命の関数として図１にしたがったＯＬＥＤの２つの半対数ＩＶ曲線を示す図である。

Claims (10)

1. 時間と共に変化する光出力を有する少なくとも１つの有機発光ダイオードと、個別の電流−電圧特性を有する前記有機発光ダイオードと結合されているドライバとを有する照明装置のエージング処理を補償する方法であって、前記有機発光ダイオードの実際の電流−電圧特性の勾配についての情報を有する第１パラメータを決定するステップを有する補正演算処理を有する方法において、
   前記有機発光ダイオードの前記の実際の電流−電圧特性の勾配についての情報は、前記有機発光ダイオードの閾値電圧を上回って決定され、
   前記第１パラメータに少なくとも基づき複数の補正信号を生成するステップと、
   前記複数の補正信号を平均することによって平均補正信号を求めるステップと、
   前記平均補正信号を用いて前記エージング処理を補償するステップと
   を有することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記有機発光ダイオードの前記の実際の電流−電圧特性の勾配は、前記有機発光ダイオードの実際の半対数電流−電圧特性の勾配であることを特徴とする、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記ドライバは、測定回路及び制御回路を有し、前記測定回路は、前記有機発光ダイオードの前記の実際の半対数電流−電圧特性の前記勾配の実際の値を検出し、前記制御回路は前記補正信号を生成することを特徴とする、方法。
4. 請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の方法であって、前記ドライバは、エージングの第２パラメータである、前記有機発光ダイオードのオンタイムを測定する測定回路を有し、前記第１パラメータを決定するために前記第２パラメータを用いることを特徴とする、方法。
5. 請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の方法であって、前記ドライバは、未使用の有機発光ダイオードの電流−電圧特性を有する第３パラメータを記憶するメモリ装置を有し、より正確に前記第１パラメータを決定するために更に前記第３パラメータを使用することを特徴とする、方法。
6. 請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の方法であって、前記ドライバは、前記第１パラメータに基づいて前記補正信号を生成するよう数学的関数及び／又はルックアップテーブルを記憶するメモリ装置を有することを特徴とする、方法。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法であって、前記ドライバは、測定された前記第１パラメータに応じて前記補正信号を決定するように、特に受動ネットワークにおいて、ハードウェア回路を有することを特徴とする、方法。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法であって、前記第１パラメータ及び演算された前記補正信号はメモリ装置に記憶されることを特徴とする、方法。
9. 時間と共に変化する光出力を有する少なくとも１つの有機発光ダイオードと、
   個別の電流−電圧特性を有する前記有機発光ダイオードと結合されているドライバと、
   前記有機発光ダイオードの実際の電流−電圧特性の勾配についての情報を有する第１パラメータを決定する測定回路と
   を有する照明装置であって、
   前記第１パラメータを決定する前記測定回路は、前記有機発光ダイオードの閾値電圧を上回って前記有機発光ダイオードの前記の実際の電流−電圧特性の勾配についての情報を決定するよう構成され、
   当該照明装置は、前記第１パラメータに少なくとも基づき複数の補正信号を生成するよう構成される制御回路を更に有し、
   前記制御回路は、更に、前記複数の補正信号を平均することによって平均補正信号を求め、該平均補正信号を用いて当該照明装置のエージング処理を補償するよう構成される、
   ことを特徴とする照明装置。
10. 請求項１乃至８に記載の方法を用いる請求項９に記載の照明装置。

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