TWI326065B - Device and method for controlling an organic light-emitting diode - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種用於控制有機發光二極體之裝置及 方法，特別是可使用於平面顯示器。 【先前技術】 以有機發光二極體OLED爲基礎，展現許多優點之新 的平面顯示器可被實現，OLED之優點包含在各種基板上之 有機發光二極體之大面積沉積之可能性，自我發光特性其 能達成非常薄的顯示器，非常高程度視角獨立性，與此等 顯示器之潛在高效率。 由有機發光二極體製成之此等顯示器之缺點爲關於壽 命時間之問題，其經由亮度與效率降低而感受到，壽命時 間以亮度低於相當臨界値爲基礎被決定 第5圖顯示隨時間經過之有機發光二極體光強度特性 MI與電壓特性III，IV，特性II對應特性I之値的平均，特 性IV對應特性III之値的平均，流經有機發光二極體之電 流於描繪出該特性I，II，III，IV之期間中被保持固定，它可 從第4圖看出正向電壓III，IV隨時間經過而增加至達到一 固定正向電流，其亦可看出光強度1，11隨時間經過以一固 定正向電流被減低。 從先前技藝關於有機發光二極體之操作之解決方法已 可得知，美國專利6456016描述於壽命期間中一顯示器在 低發光/電流之操作與該亮度強度之一逐步減低，美國專利 66267 1 7、美國專利 2002 12329 1 與日本專利 2002 203672 硏究用以最佳化該壽命時間之材料調整，美國專利64 14661 1326065 - r 與世界專利01/63587硏究隨壽命時間經過控制像素電流 而無需整流，與藉由一照相機探究偵測其亮度，美國專利 2003 0048243硏究當偵測外界溫度時，調整該驅動電流， 及世界專利03 34389經由校正表處理控制該像素電流，美 國專利67 1 0548、歐洲專利1 23 1 592與美國專利2002 1 05279 描述整合電流決定與OLED電壓之追蹤，美國專利6501230 描述偵測操作與驅動器控制之時間，與世界專利02 082416 描述隨操作時間經過改變該電壓，世界專利0 1 635 87藉由 —CCD照相機處理偵測該亮度與電流補償。 操作以上所述之OLED之可能性呈現OLED之可達到的 壽命時間仍爲短的缺點，與/或用於監控與控制該亮度，需 要在技術用語上爲昂貴之裝置使得以實現。 【發明內容】 本發明之一目的爲提供用於控制有機發光二極體之裝 置與方法，其能使有機發光二極體有效的作業。 此目的藉用於控制如申請專利範圍第1項之有機發光 二極體之裝置而達成，與藉用於控制如申請專利範圍第10 項之有機發光二極體之方法。 本發明提供一裝置，其具有一正常操作模式與一調整 模式，用以控制一有機發光二極體，包括： —驅動器機構係構形以提供，於正常操作模式中，一 控制電流與，於調整模式中，對有機發光二極體之一預定 調整電流； 一量測機構係構形以於調整模式中，偵測一施加至有 機發光二極體之正向電壓；及 [S] 1326065 一調整機構係構形以依據調整規格視經偵測的正向電 壓而定，調整該控制電流。 進而，本發明提供一種方法，包括一正常操作模式與 一調整模式，用以控制一有機發光二極體，該方法包括： a) 於調整模式中提供一調整電流至該有機發光二極體； b) 於調整模式中，偵測一施加至有機發光二極體之正向電 壓； c) 依據調整規格視經偵測的正向電壓而定，調整一控制電 流；及 d) 於正常操作模式中，提供控制電流至有機發光二極體。 本發明係基於有機發光二極體之亮度與效率減低可藉 以整流方式增加個別 OLED像素之控制電流被補償之發 現，由於所述之整流，正向電流不會隨OLED之壽命時間 經過保持固定，而是假如需要的話經常被增加，此導致壽 命時間之增加，因爲亮度之個別臨界値，其界定OLED之 亮度太弱，在時間之較遲點達到。 本發明之標的爲延遲時間上該時點之可能性，當關於 該壽命期間之亮度臨界値被達成時，且因此改善壽命期 間，其係藉於一已知驅動電流下以正確下達至該像素水準 之方式偵測OLED像素之正向電壓，及藉後續一電子方式 整流OLED像素之控制。 本發明之基礎爲有機發光二極體之特性，顯示於第5 圖中’其隨壽命時間經過展現一低效率水準，於本發明中， 一電流/電壓特性隨OLED顯示器之每一個別像素之時間 1326065 * r » 經過，被儲存與評估，於一間斷周期迴路，控制電流被調 整使得OLED之亮度保持固定。 使用本發明，OLED顯示器之壽命時間行爲可被改進， 特別是每個單一像素可被評估用以補償亮度之減低，另 外，壽命時間-持續時間資料可被儲存於內部且可於較後時 間點中被計算》 依據本發明，OLED之正向電流於壽命期間中未被保持 固定，而是如果可能的話被增加以保持該發光二極體之光 φ 強度固定，依據一實施例，發光二極體被置放於一調整模 式中以視一電壓而定調整正向電流，該電壓係施加至發光 二極體，且/或降低，藉比較由該發光二極體之經儲存的電 壓特性所感測的電壓，可得到關於亮度強度之結果，且因 此若該亮度強度已減低太多可調整該正向電流，調整模式 可被致動，例如，在發光二極體之每一啓動（power-up)操作 時，或另外地，可由一使用者致動，本發明方式使OLED 之壽命期間之延伸達到OLED之最大容許操作電流達到時。 ^ 此外，依據又一實施例，有機發光二極體之溫度被感 測，且正向電流視經感測的溫度被調整，此使能對亮度強 度更精確的整流。 【實施方式】 於以下本發明之較佳實施例之說明中，相同或類似的 參考編號將使用於不同圖式中經描述且具有類似功能的元 件，這些元件之重覆描述將予省略。 第1圖顯示依據本發明之一實施例用以控制一有機發 光二極體之裝置的方塊圖，用以控制之該裝置包括一量測 1326065 機構104，一調整機構106與一驅動器機構108，用以控制 之該裝置於正常操作模式與調整模式中爲可操作的。 於調整模式中，驅動器機構108提供一調整電流110 至有機發光二極體102,調整電流110展現一預定値，量測 機構104被構形以偵測一施加至有機發光二極體102之正 向電壓112,當該有機發光二極體102以調整電流110充電 時，一經偵測的正向電壓値1 1 4藉量測機構1 04被提供至 調整機構106,調整機構106被構形以依據一調整規格提供 φ —控制電流値116至驅動器機構108。 於正常操作模式中，驅動器機構108提供一控制電流 118至有機發光二極體102,控制電流118依據由調整機構 1 06所提供之控制電流値11 6被調整。 調整模式可以使用者界定之方式或視一外部事件週期 性而定被致動，較佳地，調整電流110之値在調整模式致 動之每一情形中爲固定，正向電壓112之値將接著視有機 發光二極體102之作業時間而定，正向電壓112隨時間經 φ 過之特性，在一固定正向電流110時，因此對應第5圖中 所描述之特性III，IV，於此實施例中，第5圖中所描述的特 性被儲存於調整機構106中，且使一正向電壓値能位於電 壓特性III上以聯合位於光-強度特性上之光強度値，調整 機構106被構形以比較正向電壓114之感測値與儲存的電 壓特性III，IV，且從光-強度特性1，11推論與經感測的正向 電壓114聯合的光強度値，此外，調整機構106被構形以 依據有機發光二極體102之既定的光強度調整控制電流値 116，爲此目的，將經決定的光強度値比較一預定臨界値， 1326065 當經決定的亮度強度降低至預定的臨界値以下時，控制電 流値11 6可被增加。 另外，調整機構106可包括一分配表，由此用於經偵 測的正向電壓値 114之差分値可爲直接顯明的，藉此差分 値目前控制電流値1 16必須被增加因爲用於OLED之光強 度仍然是固定的。 依據一實施例，調整機構1 06可被構形以儲存經感測 的正向電壓値114,假如一新感測的正向電壓値114並無或 φ 僅稍微偏離先前經感測的正向電壓値，控制電流118不會 被改變。 第2圖顯示依據本發明之另一實施例用以控制之一裝 置的方塊圖，依據此實施例，用於控制之裝置被構形以控 制以顯示器方式設置之複數個有機發光二極體102,除所指 定的OLED102外，第2圖顯示另15個OLED以似顯示器方 式排列，量測機構1 06被構形以偵測一經選取的有機發光 二極體102之正向電壓112,且提供同正向電壓値114至調 φ 整機構106, 一驅動器機構用以提供調整電流與控制電流爲 簡明緣故未顯示於第2圖，以似顯示器方式設置之發光二 極體102經由Coll ...128與Rowl…64所指定之接觸線被接 觸，一調整電流於調整模式中經由一對選取的接觸線被提 供至一選取的發光二極體102,於調整模式中，似顯示器設 備之全部OLED —個接一個被控制，且對每一 OLED產生一 控制電流値1 1 6，假如一 OLED包括用於不同主顔色之次像 素，個別的次像素於調整模式中亦可以獨立方式被控制， 且對個別次像素一特定顏色控制電流値116可被產生，有 -10- 1326065 利地，調整機構106包括用於不同顏色之次像素之不同調 整特性，於正常操作模式中，在調整模式中決定之特定像 素控制電流118被提供至似顯示器設備之發光二極體102。 量測機構104包括一電壓轉換機構222，一類比/數位 轉換器224，一固定電壓源UBG226，與一溫度感測機構 228，於電壓轉換機構222中，一經選取OLED像素102之 高-電壓正向電壓112被轉換至一較低電壓232且被送至類 比/數位轉換器224，電壓轉換機構222包含一第一電容器 C，其被施加以正向電壓112,與一第二電容器5C，由此經 轉換的電壓232被逐漸減低，溫度感測機構228被構形以 偵測發光二極體102之溫度或一外界溫度，與提供一溫度 訊號234至類比/數位轉換器224，類比/數位轉換器224被 構形以選擇式取樣溫度訊號23 4或經轉換的電壓232訊 號，類比/數位轉換器224藉調整機構106之一控制訊號236 被控制，視控制訊號236而定，類比/數位轉換器224經由 —第二控制訊號23 8控制電壓轉換裝置222，類比/數位轉 換器之數位値接著通過至調整機構106,其在本實施例中爲 —顯示器控制器，調整機構106被構形以儲存與校正從類 比/數位轉換器所得到之値，於此實施例中，由於溫度感測 機構228，除經偵測到的正向電壓114外，調整機構1〇6 另外得到從量測機構1 04所感測之溫度値，此增加對控制 電流118之調整準確度，因爲OLED102之亮度強度是視溫 度而定。 於本實施例中，量測機構104被構形以於調整模式中 逐一地感測顯示器之個別電極102之正向電壓112,爲此目 -11- 1326065 的’用以控制之裝置包括一選取機構，其包含一像素選取 機構24 2與一多工器244,依據發光二極體1〇2之位址經由 Col線與Row線，像素選取機構242從調整機構106以一 欄選取訊號246與一列選取訊號248被控制，由像素選取 機構24 2所選取之發光二極體1〇2之一正向電壓藉多工機 構244被提供至量測機構104。 第3圖顯示依據本發明之另一實施例用以控制有機發 光二極體之裝置之一方塊圖，除第2圖外，第3圖顯示在 φ 接觸線R〇wl...64，Coll...l28時用以於調整模式中提供一調 整電流，與於正常操作模式中一控制電流之驅動器機構 108，於此實施例中’控制裝置1〇6被接至一重置（re set)機 構352,其引發一啓動重置且提供它至控制裝置，該啓動重 置可被用以致動調整模式，用於有機發光二極體之三種主 要顏色紅、綠、藍之三項參考電流以一參考電流源354被 提供至一第二多工機構356,其亦以控制裝置106被控制且 提供三個多工訊號358至驅動器機構106,藉一電壓源3 62 φ 三個電壓Ur，Ug,Ub被提供至驅動器機構1〇8,控制裝置106 形式之調整機構提供控制電流116至驅動器機構108» 類比/數位轉換器224，固定-電壓源226用以提供一參 考電壓，且溫度量測機構228被圖示於第3圖中作爲量測 機構1 04之元件，於此實施例中，一由量測機構所感測之 正向電壓與/或一溫度經由一雙向訊號314被提供至調整機 構 106。 -12- 1326065 於此實施例中，調整機構106包括一介面372，經此資 料與功能指令二者可被提供至調整機構1〇6,例如，一使用 者可經由介面372將該用以控制之該裝置設成調整模式。 此外’資料例如經感測的正向電壓値114，經感測的溫 度値或經決定的控制電流値116可經由介面372從該調整 機構被讀取。 另外’構形資料可經由介面372被寫入調整機構106， 例如’ 一原始OLED特性可以一新特性被取代，或用於一 φ 最低亮度強度之臨界値可被改變。 依據一實施例，調整機構包括一模式機構（未顯示於圖 中）係構形以對應一調整事件將用以控制之裝置設成調整 模式，及對應調整電流之調整將用以控制之裝置設成正常 操作模式，該調整事件可爲一重置或使用者之一指令之引 發。 一用以控制有機發光二極體之方法可參考第4圖被描 述於下，於第一步驟491中，用以控制有機發光二極體之 φ 調整模式被致動，一旦調整模式以被致動，於第二步驟492 中驅動器機構提供調整電流至OLED，於第三步驟493中， 施加至OLED之正向電壓以量測機構被量測，於第五步驟 4 94中，調整機構依據調整規格調整對於OLED之正常操作 之OLED控制電流値，一旦控制電流已被調整，第六步驟 495包含致動用以控制OLED裝置之正常操作模式，於第七 步驟497中在調整模式中經調整的控制電流於正常操作模 式中被提供至OLED » -13- 1326065 在此’控制電流可代表用於OLED之一最大驅動電流， 或另外地，用於0LED之一欲求的灰階水準之驅動電流， 對0LED之色彩階度與/或亮度階度，於正常操作模式中 0LED也可操作於一較小驅動電流，然而，此一較小的驅動 電流’以最近所定的控制電流適應本身，因此，確保亮度 可於壽命期間被保持固定，甚至於較低亮度階段下，一目 前經調整的控制電流比率與在0LED之原先啓動下所調整 的控制電流可被用作爲一較小控制電流之指示。 不用控制電流，控制電壓可依據本發明方式被調整用 # 以控制0LED。 顯示於用以控制一有機發光二極體之裝置藉整流該控 制電流能使0LED顯示器之壽命時間增加，0LED之一經量 測的正向電壓被用作爲整流之一基礎，正向電壓經由一整 合式類比/數位轉換器被量測，本發明能使每一個別像素之 電壓-電流-時間特性之選擇性偵測，每一個別像素之此電 壓-電流-時間特性可被儲存於非揮發性記憶體中（未顯示於 圖中），在用以評估電壓-電流-時間特性之演算法基礎上， 0LED之驅動電流於正常操作中被整流，該演算法係基於一 ® 儲存於用以控制之裝置中的電流·電壓圖形。 本發明裝置與/或本發明方法已使用有機發光二極體 爲例作描述，本發明可被使用於一個別0LED與，例如， 設置於一顯示器中之複數個0LED爲明顯的，此外，本發 明未限於有機發光二極體而可被用於用以控制其他展現可 比擬的電壓-電流-強度特性。 視情形而定，本發明控制方法可被實施於硬體或軟體 中，執行可在一數位儲存媒介上，特別是一碟片或光碟具 有電子式可讀取的控制訊號，其可與一可程式電腦系統互 -14- 1326065 動使得該個別方法被執行，通常，該發明因此亦包含於具 有一程式碼之電腦程式產品，儲存在一機器可讀取式攜帶 器，當該電腦程式產品在電腦上執行時用以執行該發明方 法，換句話說，當該電腦程式執行於電腦上時，該發明可 因此被實現作爲具有一程式碼之電腦程式用以執行該方 法。 【圖式簡單說明】 本發明之較佳實施例將參考附圖更詳細地說明於下， 其中： 第1圖顯示依據本發明之一實施例用以控制之裝置的 方塊圖》 第2圖顯示依據本發明之另一實施例用以控制複數個 有機發光二極體之裝置的方塊圖。 第3圖顯示依據本發明之另一實施例用以控制之裝置 的方塊圖。 第4圖顯示依據本發明之一實施例用以控制一有機發 光二極體之方法的流程圖。 第5圖顯示依據先前技藝一有機發光二極體之特性。 【主要元件符號說明】 102 OLED像素 104 量測機構 106 調整機構 108 驅動器機構 110 調整電流 112 正向電壓 114 正向電壓値 116 控制電流値 -15- 控制電流 電壓轉換機構 類比/數位轉換器 固定電壓源UBG 溫度感測機構 較低電壓 溫度訊號 控制訊號 像素選取機構 多工器 欄選取訊號 列選取訊號 雙向訊號 重置機構 參考電流源 第二多工機構 多工訊號 電壓源 介面

致動調整模式 在OLED提供正向電壓 在OLED量測正向電壓 依據調整規格調整控制電流 致動正常操作模式 提供控制電流至OLED -16-

Claims (1)

1326065 第941 34603號「用於控制有機發光二極體的裝置及方法」 專利案 (2010年3月19日修止） 十、申請專利範圍： 1. 一種具有一正常操作模式與一調整模式用以控制一有 機發光二極體（102)之裝置，包括： 一驅動器機構（108)係構形以於正常操作模式中提供 —控制電流（118)，以及於調整模式中提供一具有預定値 Φ 之預定調整電流（110)至該有機發光二極體（102)，其中 該調整電流之預定値在每次啓動該調整模式時均爲定 値； 一量測機構（104)係構形以偵測，於調整模式中，一施 加至有機發光二極體之正向電壓（112);及 一調整機構（1 06)係構形以依據一調整規格，視經偵測 的正向電壓（112)而定，調整控制電流（118)，其中該調 整機構（106)係架構以藉由已偵測之正向電壓與該有機 ^ 發光二極體（102)之正向電壓（112)的特性曲線的比較， 用以長時間調整一預定調整電流，以推導在調整模式 中發光二極體之發光強度，以及依照該發光強度調整 該控制電流的控制-電流値（1 1 6)。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中調整機構（1〇6)另外 包括一儲存機構係構形以儲存有機發光二極體（102)之 第一經偵測的正向電壓値，且其中該調整機構被構形視 1326065 • 負 第二經偵測的正向電壓値（1 1 4)與所儲存的第一經偵測 的正向電壓値之比較而定，以整控制電流（1 1 8)。 3·如申請專利範圍第2項之裝置，其中儲存機構包括一介 面（3 72)且被構形以在該介面提供經偵測的正向電壓値 (1 14)與控制電流値（1 16)。 4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之裝置，進而包括一 模式機構係構形以對應一調整事件，將用以控制之該裝 置設成調整模式，及以量測機構（104)偵測到正向電壓 (1 12)時，將用以控制之該裝置設成正常操作模式。 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，進而包括一重置機構 (3 5 2)係構形以將用以控制之該裝置設成一界定的原先 狀態，且其中該調整結果在於將用以控制之該裝置設成 該原先狀態》 6. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中模式機構被耦合至 介面（3 72)，且該調整事件爲由使用者引發之一模式指 令。 7. 如申請專利範圍第1至3項任一項之裝置，進而包括用 於溫度偵測之一機構，該調整機構（106)被構形以視用於 溫度偵測之該機構所偵測的溫度而定，進而調整該控制 電流（1 1 8) » 8. 如申請專利範圍第1至3項任一項之裝置，其中量測機 構（104)包括一類比/數位轉換器（224)係構形以將經偵 測的正向電壓（112)轉換成一數位電壓値（114)及提供至 調整機構（106)。 1326065 9.如申請專利範圍第1至3項任一項之裝置，進而包括一 多工機構（242，244)係構形以從一似顯示器設置之複數 個有機發光二極體選取一第一有機發光二極體（102)作 爲有機OLED。 10. —種包括一正常操作模式與一調整模式用以控制一有 機發光二極體之方法，該方法包括： a) 於該調整模式中提供一預定調整具有預定値電流至該 有機發光二極體（4 9 2)，其中該調整電流之預定値在每 φ 次啓動該調整模式時均爲定値； b) 於該調整模式中偵測一施加至該有機發光二極體之正 向電壓（493 ); c) 依據一調整規格，視經偵測的正向電壓而定，在該預 定調整電流値時，藉由長時間比較該已偵測之正向電 壓與該有機發光二極體（102)之正向電壓（112)之特性 曲線’藉由推導在該調整模式中發光二極體之發光強 度來調整一控制電流（494)，以及調整該控制電流之控 # 制電流値（11 6);及 d) 於正常操作模式中提供控制電流至該有機發光二極 體。 11. 一電腦可讀取儲存媒體，其中儲存具有程式碼之電腦程 式於其中，當該電腦程式執行於一電腦上時，用以執行 如申請專利範圍第10項之方法。